WO2023062684A1 - 電磁吸入弁及び燃料供給ポンプ - Google Patents

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WO2023062684A1
WO2023062684A1 PCT/JP2021/037581 JP2021037581W WO2023062684A1 WO 2023062684 A1 WO2023062684 A1 WO 2023062684A1 JP 2021037581 W JP2021037581 W JP 2021037581W WO 2023062684 A1 WO2023062684 A1 WO 2023062684A1
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WO
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valve
fuel
stopper
valve portion
electromagnetic
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/037581
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English (en)
French (fr)
Inventor
達夫 河野
稔 橋田
悟史 臼井
淳治 斉藤
崇文 伊藤
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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Filing date
Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36Valve members

Definitions

  • the present invention relates to electromagnetic intake valves and fuel supply pumps.
  • a high-pressure fuel supply pump is described in Patent Document 1, for example.
  • a high-pressure fuel supply pump described in Patent Document 1 includes an electromagnetic intake valve.
  • the electromagnetic suction valve When the electromagnetic suction valve is in a non-energized state in which the electromagnetic coil is not energized, the valve element is urged by the urging force of the spring to open the valve.
  • the electromagnetic coil when the electromagnetic coil is energized, a magnetic attraction force is generated to move the valve body against the biasing force of the spring, thereby closing the electromagnetic suction valve.
  • the electromagnetic intake valve performs opening and closing motions depending on whether or not the electromagnetic coil is energized, thereby controlling the supply amount of high-pressure fuel.
  • the electromagnetic intake valve is in an open state when not energized, a valve portion that opens and closes the fuel introduction opening, and a valve portion in the open state in which the fuel introduction opening is opened.
  • a stopper having a bottom portion that contacts the valve portion and a side wall portion that faces the side peripheral surface of the valve portion is provided.
  • the bottom of the stopper has a plurality of fuel passage holes. In the direction in which the valve portion and the bottom portion of the stopper face each other, the areas of the portions of the plurality of fuel passage holes that do not overlap the valve portion are larger than the areas of the portions that overlap the valve portion.
  • the fuel supply pump of the present invention includes a body having a pressurizing chamber, a plunger reciprocally supported by the body and adapted to increase or decrease the capacity of the pressurizing chamber by reciprocating motion, and discharging fuel into the pressurizing chamber. and the solenoid valve mechanism.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel supply system using a high-pressure fuel supply pump according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view (part 1) of a high-pressure fuel supply pump according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view (Part 2) of the high-pressure fuel supply pump according to the first embodiment of the present invention
  • 1 is a horizontal cross-sectional view of a high-pressure fuel supply pump according to a first embodiment of the present invention, viewed from above
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of an exploded electromagnetic intake valve in the high-pressure fuel supply pump according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the electromagnetic intake valve in the high-pressure fuel supply pump according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which the electromagnetic intake valve is open;
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the electromagnetic intake valve in the high-pressure fuel supply pump according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which the electromagnetic intake valve is closed; It is the figure which looked at the electromagnetic suction valve in the high pressure fuel supply pump which concerns on 1st Embodiment of this invention from the pressurization chamber side of the opening-and-closing direction. It is the figure which looked at the electromagnetic suction valve in the high pressure fuel supply pump which concerns on 2nd Embodiment of this invention from the pressurization chamber side of the opening-and-closing direction.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel supply system using a high-pressure fuel supply pump according to this embodiment.
  • the fuel supply system includes a high-pressure fuel supply pump 100, an ECU (Engine Control Unit) 101, a fuel tank 103, a common rail 106, and multiple injectors 107.
  • Components of the high-pressure fuel supply pump 100 are integrally incorporated into the body 1 .
  • the fuel in the fuel tank 103 is pumped up by a feed pump 102 driven based on a signal from the ECU 101.
  • the pumped fuel is pressurized to an appropriate pressure by a pressure regulator (not shown) and sent to the low-pressure fuel suction port 51 of the high-pressure fuel supply pump 100 through the low-pressure pipe 104 .
  • the high-pressure fuel supply pump 100 pressurizes the fuel supplied from the fuel tank 103 and pumps it to the common rail 106 .
  • a plurality of injectors 107 and a fuel pressure sensor 105 are attached to the common rail 106 .
  • a plurality of injectors 107 are mounted according to the number of cylinders (combustion chambers), and inject fuel according to the drive current output from the ECU 101 .
  • the fuel supply system of this embodiment is a so-called direct injection engine system in which the injector 107 directly injects fuel into the cylinder of the engine.
  • the fuel pressure sensor 105 outputs the detected pressure data to the ECU 101.
  • the ECU 101 determines an appropriate injection fuel amount (target injection fuel length) and an appropriate fuel pressure (target fuel pressure), etc.
  • the ECU 101 also controls driving of the high-pressure fuel supply pump 100 and the plurality of injectors 107 based on calculation results such as the fuel pressure (target fuel pressure). That is, the ECU 101 has a pump control section that controls the high-pressure fuel supply pump 100 and an injector control section that controls the injector 107 .
  • the high-pressure fuel supply pump 100 has a pressure pulsation reducing mechanism 9, an electromagnetic intake valve 3 that is a variable displacement mechanism, a relief valve mechanism 4 (see FIG. 2), and a discharge valve 8.
  • the fuel flowing from the low-pressure fuel intake port 51 reaches the intake port 335a of the electromagnetic intake valve 3 via the pressure pulsation reducing mechanism 9 and the intake passage 10b.
  • the fuel that has flowed into the electromagnetic suction valve 3 passes through the valve portion 339, flows through the suction passage 1a formed in the body 1, and then flows into the pressurization chamber 11.
  • a plunger 2 is slidably held in the pressure chamber 11 . The plunger 2 reciprocates when power is transmitted by a cam 91 (see FIG. 2) of the engine.
  • the pressurization chamber 11 fuel is sucked from the electromagnetic intake valve 3 during the downward stroke of the plunger 2, and is pressurized during the upward stroke.
  • the discharge valve 8 is opened, and high-pressure fuel is pressure-fed to the common rail 106 through the discharge passage 12a.
  • the discharge of fuel by the high-pressure fuel supply pump 100 is operated by opening and closing the electromagnetic intake valve 3 .
  • the opening and closing of the electromagnetic intake valve 3 is controlled by the ECU 101 .
  • FIG. 2 shows a longitudinal sectional view (Part 1) of the high-pressure fuel supply pump 100 seen in a cross section perpendicular to the horizontal direction
  • FIG. It is a figure (part 2).
  • FIG. 4 is a horizontal cross-sectional view of the high-pressure fuel supply pump 100 as seen in a cross-section perpendicular to the vertical direction.
  • the body 1 of the high-pressure fuel supply pump 100 is provided with the above-described intake passage 1a and mounting flange 1b.
  • the mounting flange 1b is in close contact with a fuel pump mounting portion 90 of an engine (internal combustion engine) and fixed with a plurality of bolts (screws) not shown. That is, the high-pressure fuel supply pump 100 is fixed to the fuel pump mounting portion 90 by the mounting flange 1b.
  • an O-ring 93 which is a specific example of a seat member, is interposed between the fuel pump mounting portion 90 and the body 1.
  • This O-ring 93 prevents engine oil from leaking outside the engine (internal combustion engine) through between the fuel pump mounting portion 90 and the body 1 .
  • a cylinder 6 that guides the reciprocating motion of the plunger 2 is attached to the body 1 of the high-pressure fuel supply pump 100 .
  • the cylinder 6 is formed in a tubular shape and is press-fitted into the body 1 at its outer peripheral side.
  • the body 1 and the cylinder 6 form a pressure chamber 11 together with the electromagnetic intake valve 3, plunger 2 and discharge valve 8 (see FIG. 4).
  • the body 1 is provided with a fixing portion 1c that engages with the central portion of the cylinder 6 in the axial direction.
  • the fixed portion 1c of the body 1 presses the cylinder 6 upward (upward in FIG. 2).
  • the fuel pressurized in the pressurization chamber 11 can be prevented from leaking from between the upper end surface of the cylinder 6 and the body 1 .
  • a tappet 92 is provided at the lower end of the plunger 2 .
  • the tappet 92 converts the rotational motion of the cam 91 attached to the camshaft of the engine into vertical motion and transmits it to the plunger 2 .
  • the plunger 2 is biased toward the cam 91 by the spring 16 via the retainer 15 . Thereby, the plunger 2 is crimped to the tappet 92 .
  • the tappet 92 reciprocates as the cam 91 rotates.
  • the plunger 2 reciprocates together with the tappet 92 to change the volume of the pressurization chamber 11 .
  • a seal holder 17 is arranged between the cylinder 6 and the retainer 15 .
  • the seal holder 17 is formed in a cylindrical shape into which the plunger 2 is inserted, and has an auxiliary chamber 17a at the upper end portion on the cylinder 6 side.
  • the seal holder 17 holds a plunger seal 18 at the lower end on the retainer 15 side.
  • the plunger seal 18 is in slidable contact with the outer circumference of the plunger 2 .
  • the plunger seal 18 seals the fuel in the auxiliary chamber 17a when the plunger 2 reciprocates and prevents the fuel in the auxiliary chamber 17a from flowing into the engine.
  • the plunger seal 18 also prevents lubricating oil (including engine oil) that lubricates sliding parts in the engine from flowing into the body 1 .
  • the plunger 2 reciprocates vertically. If the plunger 2 descend
  • the plunger 2 has a large diameter portion 2a and a small diameter portion 2b.
  • the large diameter portion 2a and the small diameter portion 2b are positioned in the auxiliary chamber 17a. Therefore, the volume of the auxiliary chamber 17a increases and decreases as the plunger 2 reciprocates.
  • the auxiliary chamber 17a communicates with the low-pressure fuel chamber 10 through a fuel passage 10c (see FIG. 4).
  • fuel flows from the auxiliary chamber 17a to the low-pressure fuel chamber 10.
  • the flow rate of fuel into and out of the high-pressure fuel supply pump 100 during the intake stroke or return stroke can be reduced.
  • pressure pulsation generated inside the high-pressure fuel supply pump 100 can be reduced.
  • the body 1 is provided with a relief valve mechanism 4 that communicates with the pressurization chamber 11 .
  • the relief valve mechanism 4 is opened when some problem occurs in the common rail 106 or members beyond it and the pressure in the common rail 106 exceeds a predetermined pressure and becomes high pressure. As a result, the fuel in the discharge passage 12 a returns to the pressurization chamber 11 .
  • the relief valve mechanism 4 has a relief spring 41 , a relief valve holder 42 , a relief valve 43 and a seat member 44 .
  • the relief spring 41 has one end in contact with the body 1 and the other end in contact with the relief valve holder 42 .
  • the relief valve holder 42 is engaged with the relief valve 43 .
  • the biasing force of the relief spring 41 acts on the relief valve 43 via the relief valve holder 42 .
  • the relief valve 43 is pressed by the biasing force of the relief spring 41 . This blocks the fuel passage of the seat member 44 .
  • a fuel passage of the seat member 44 communicates with the discharge passage 12a. Movement of fuel between the pressurizing chamber 11 (upstream side) and the sheet member 44 (downstream side) is blocked by the relief valve 43 contacting (adhering to) the sheet member 44 .
  • the relief valve mechanism 4 of the present embodiment communicates with the pressurizing chamber 11, it is not limited to this, and communicates with, for example, a low-pressure passage (low-pressure fuel suction port 51, suction passage 10b, etc.). You may make it
  • the body 1 of the high-pressure fuel supply pump 100 is provided with a low-pressure fuel chamber 10 .
  • a suction joint 5 is attached to a side portion of the low-pressure fuel chamber 10 .
  • the intake joint 5 is connected to a low-pressure pipe 104 through which fuel supplied from a fuel tank 103 passes. Fuel in the fuel tank 103 is supplied from the intake joint 5 to the inside of the high-pressure fuel supply pump 100 .
  • the suction joint 5 has a low-pressure fuel suction port 51 connected to the low-pressure pipe 104 and a suction passage 52 communicating with the low-pressure fuel suction port 51 .
  • a suction filter 53 is arranged in the suction flow path 52 .
  • the suction filter 53 removes foreign matter present in the fuel and prevents the foreign matter from entering the high-pressure fuel supply pump 100 .
  • Fuel passing through the intake passage 52 reaches the intake port 335a (see FIG. 2) of the electromagnetic intake valve 3 via the pressure pulsation reduction mechanism 9 and the intake passage 10b (see FIG. 2) provided in the low-pressure fuel chamber 10. .
  • the low-pressure fuel chamber 10 is provided with a low-pressure fuel flow path 10a and an intake passage 10b.
  • the suction passage 10 b communicates with the suction port 335 a of the electromagnetic suction valve 3 .
  • the fuel that has passed through the low-pressure fuel passage 10a reaches the intake port 335a of the electromagnetic intake valve 3 through the intake passage 10b.
  • a pressure pulsation reduction mechanism 9 is provided in the low-pressure fuel flow path 10a.
  • pressure pulsation occurs in the low-pressure fuel chamber 10.
  • FIG. The pressure pulsation reducing mechanism 9 reduces pressure pulsation generated in the high-pressure fuel supply pump 100 from spreading to the low-pressure pipe 104 .
  • the pressure pulsation reducing mechanism 9 has a metal diaphragm damper made by bonding two corrugated disk-shaped metal plates together at their outer circumferences. An inert gas such as argon is injected inside the metal diaphragm damper. A metal diaphragm damper absorbs or reduces pressure pulsation by expanding and contracting.
  • the discharge valve 8 is connected to the outlet side of the pressurization chamber 11.
  • the discharge valve 8 includes a discharge valve seat 81 that communicates with the pressurizing chamber 11, a valve body 82 that contacts and separates from the discharge valve seat 81, a discharge valve spring 83 that biases the valve body 82 toward the discharge valve seat 81, It has a discharge valve stopper 84 that determines the stroke (movement distance) of the valve body 82 .
  • the discharge valve 8 has a plug 85 that blocks leakage of fuel to the outside.
  • the discharge valve stopper 84 is press-fitted into the plug 85 .
  • the plug 85 is welded to the body 1 at a weld 86 .
  • the discharge valve 8 communicates with a discharge valve chamber passage 87 that is opened and closed by a valve body 82 .
  • the discharge valve chamber passage 87 is formed in the body 1 and communicates with the fuel discharge port 12b through a horizontal hole formed in the body 1 and extending in the horizontal direction.
  • a discharge joint 12 is inserted into a lateral hole formed in the body 1 .
  • the discharge joint 12 has the above-described discharge passage 12a communicating with the lateral hole, and a fuel discharge port 12b that is one end of the discharge passage 12a.
  • a fuel discharge port 12 b of the discharge joint 12 communicates with the common rail 106 .
  • the discharge joint 12 is fixed to the body 1 by welding with a welding portion 12c.
  • the discharge valve 8 When the discharge valve 8 is closed, the (high-pressure) fuel in the pressurization chamber 11 passes through the discharge valve 8 and reaches the discharge valve chamber passage 87 .
  • the fuel reaching the discharge valve chamber passage 87 is discharged through the fuel discharge port 12b of the discharge joint 12 to the common rail 106 (see FIG. 1).
  • the discharge valve 8 functions as a check valve that limits the flow direction of the fuel.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an exploded electromagnetic intake valve in the high-pressure fuel supply pump 100. As shown in FIG.
  • the electromagnetic suction valve 3 is composed of a coil unit 31, an anchor unit 32, a valve body unit 33, and a stopper 34.
  • the coil unit 31 has a base member 311 fitted to the anchor unit 32 , an electromagnetic coil 312 fixed to the base member 311 , and terminal members 313 connected to the electromagnetic coil 312 .
  • the base member 311 is molded from a resin material or the like.
  • a bobbin 315 is joined to the base member 311 .
  • the bobbin 315 and the base member 311 form a fitting hole 316 into which a housing 321 (described later) of the anchor unit 32 is fitted.
  • Electromagnetic coil 312 is wound on bobbin 315 .
  • the electromagnetic coil 312 is arranged to go around the anchor unit 32 fitted in the fitting hole 316 .
  • a part of the terminal member 313 is embedded in the base member 311 .
  • a portion of the terminal member 313 is electrically connected to the electromagnetic coil 312 .
  • the other part of terminal member 313 is exposed to the outside.
  • the other part of the terminal member 313 enables connection between the terminal member 313 and the outside (power source). That is, current flows through the electromagnetic coil 312 via the terminal member 313 .
  • the anchor unit 32 has a housing 321 , an anchor guide 322 , a magnetic core 323 , an anchor 324 , an anchor sleeve 325 and an anchor sleeve biasing spring 326 .
  • the housing 321 is formed in a cylindrical shape with a bottom.
  • the housing 321 has a housing main body 321a and a joint protrusion 321b provided on the outer periphery of the housing main body 321a on the opening side.
  • the joint protrusion 321b is continuous in the circumferential direction of the housing main body 321a.
  • the joint protrusion 321b fits into a fitting hole provided in the body 1 (see FIG. 2).
  • the coil unit 31 abuts on the end surface of the joint protrusion 321b facing the bottom side of the housing body 321a.
  • the anchor guide 322 is arranged inside the housing main body 321a.
  • the anchor guide 322 is formed in a substantially cylindrical shape.
  • the anchor guide 322 has a large-diameter portion 322a fixed to the bottom of the housing body 321a, and a small-diameter portion 322b continuous with the large-diameter portion 322a and smaller in diameter than the large-diameter portion 322a.
  • the magnetic core 323 is arranged inside the housing main body 321a.
  • the magnetic core 323 is formed in a cylindrical shape, and the outer peripheral portion is in contact with the inner peripheral portion of the housing main body 321a.
  • a large-diameter portion 322a of an anchor guide 322 is fitted to one axial end of the magnetic core 323 (the end on the bottom side of the housing body 321a).
  • the inner peripheral portion of the magnetic core 323 excluding one end faces the outer peripheral portion of the small diameter portion 322b of the anchor guide 322 with a predetermined distance therebetween.
  • the other axial end of the magnetic core 323 faces the anchor 324 .
  • the anchor 324 and the anchor sleeve 325 are the integrally assembled movable portion 320 .
  • the movable part 320 is movably arranged in the housing main body 321a.
  • Anchor 324 is formed on a cylinder.
  • the outer peripheral portion of the anchor 324 is slidably engaged with the inner peripheral portion of the housing body 321a.
  • One axial end of the anchor 324 faces the other end of the magnetic core 323 .
  • the anchor sleeve 325 has a fixed tubular portion 328 that is press-fitted and fixed to the inner peripheral portion of the anchor 324 and a contact portion 329 that is continuous with the fixed tubular portion 328 .
  • the inner peripheral portion of the fixed cylindrical portion 328 is slidably engaged with the outer peripheral portion of the small diameter portion 322b of the anchor guide 322.
  • One axial end of the fixed tubular portion 328 is arranged inside the anchor 324 .
  • the contact portion 329 is continuous with the other axial end of the fixed tubular portion 328 .
  • the contact portion 329 is formed in a disc shape with an outer diameter larger than the outer diameter of the fixed tubular portion 328 .
  • a through hole 329 a communicating with the cylindrical hole of the fixed cylindrical portion 328 is formed in the contact portion 329 .
  • the anchor sleeve biasing spring 326 is fitted between the outer peripheral portion of the small diameter portion 322 b of the anchor guide 322 and the inner peripheral portion of the magnetic core 323 .
  • One end of the anchor sleeve biasing spring 326 contacts the large diameter portion 322 a of the anchor guide 322 .
  • the other end of the anchor sleeve biasing spring 326 is in contact with the fixed tubular portion 328 of the anchor sleeve 325 .
  • the anchor sleeve biasing spring 326 biases the movable part 320 away from the magnetic core 323 . Therefore, a clearance is generated between the anchor 324 and the magnetic core 323 when no magnetic attraction force acts between the anchor 324 and the magnetic core 323 .
  • the movable portion 320 moves against the biasing force of the anchor sleeve biasing spring 326 . This brings the anchor 324 of the movable part 320 into contact with the magnetic core 323 .
  • the movable part 320 moves away from the magnetic core 323, it presses a later-described valve member 332 of the valve body unit 33. As a result, the valve portion 339 of the valve member 332 is separated from the later-described intake valve seat 331 to open the fuel introduction opening. As a result, the electromagnetic suction valve 3 is opened.
  • the direction in which the movable portion 320 moves away from the magnetic core 323 is the valve opening direction. That is, the anchor sleeve biasing spring 326 biases the movable portion 320 in the valve opening direction.
  • the valve body unit 33 has an intake valve seat 331 , a valve member 332 , a spring holder 333 and an intake valve biasing spring 334 .
  • the intake valve seat 331 is formed in a substantially cylindrical shape.
  • the intake valve seat 331 has a large diameter seat portion 335 and a small diameter seat portion 336 that is continuous with the large diameter seat portion 335 .
  • the large-diameter seat portion 335 is press-fitted and fixed to the body 1 .
  • the small-diameter seat portion 336 is press-fitted and fixed to the inner peripheral side of the housing 321 (housing body 321 a ) of the anchor unit 32 .
  • the large-diameter seat portion 335 is formed with an intake port 335a reaching from the outer peripheral portion to the inner peripheral portion.
  • the intake port 335a communicates with the intake passage 10b (see FIG. 2) in the low-pressure fuel chamber 10 described above.
  • the end surface of the large-diameter seat portion 335 opposite to the small-diameter seat portion 336 is a seating surface 335b on which a valve portion 339 of the valve member 332, which will be described later, is seated.
  • the seating surface 335b is formed on a plane orthogonal to the axial direction of the large-diameter seat portion 335. As shown in FIG.
  • an inner peripheral guide portion 337 is provided on the inner peripheral portion of the large diameter seat portion 335 .
  • the inner peripheral guide portion 337 is formed in a disc shape having a plane orthogonal to the axial direction of the large diameter seat portion 335 .
  • the inner peripheral guide portion 337 has a through hole through which a rod 338 portion of the valve member 332 (to be described later) passes.
  • the inner peripheral guide portion 337 slidably holds the rod portion 338 of the valve member 332 .
  • the valve member 332 has a cylindrical rod portion 338 and a valve portion 339 connected to one axial end of the rod portion 338 .
  • the rod portion 338 is arranged inside the intake valve seat 331 .
  • An intermediate portion of the rod portion 338 is slidably held by the inner peripheral guide portion 337 of the intake valve seat 331 .
  • the contact portion 329 of the anchor sleeve 325 in the suction valve seat 331 engages with the other axial end portion of the rod portion 338 .
  • the valve portion 339 faces the seating surface 335 b of the intake valve seat 331 .
  • the valve portion 339 is formed in a disc shape with a diameter larger than the diameter of the inner peripheral portion of the large-diameter seat portion 335 .
  • the valve portion 339 has a valve portion seat surface 339a and a contact surface 339b.
  • the valve seat surface 339 a faces the seating surface 335 b of the intake valve seat 331 .
  • the contact surface 339b is a surface opposite to the valve seat surface 339a.
  • the valve seat surface 339a is formed on a plane perpendicular to the valve opening direction (valve closing direction). In the closed state of the electromagnetic intake valve 3 , the valve portion seat surface 339 a contacts the seating surface 335 b of the intake valve seat 331 . That is, the valve portion 339 is seated on the seating surface 335b of the intake valve seat 331 by the valve portion seat surface 339a coming into contact with the seating surface 335b of the intake valve seat 331 .
  • a contact surface 339b of the valve portion 339 is formed in a taper that protrudes toward the central portion.
  • the contact surface 339b contacts a bottom portion 341 of the stopper 34, which will be described later, when the electromagnetic suction valve 3 is open.
  • the contact surface 339b is provided with an engaging projection 339c that engages with an engaging hole 341a of the stopper 34, which will be described later.
  • the spring holder 333 is formed in a cylindrical shape.
  • the spring holder 333 has a flange with which one end of the intake valve biasing spring 334 abuts.
  • the spring holder 333 is press-fitted and fixed to the end of the rod portion 338 opposite to the valve portion 339 side. That is, the spring holder 333 is assembled integrally with the valve member 332 .
  • the valve member 332 and the spring holder 333 constitute the movable portion 330 .
  • the length from the guide portion center which is the center of the direction in which the rod portion 338 extends in the inner peripheral guide portion 337 (the direction parallel to the valve closing direction and the valve opening direction) to the other end portion of the rod portion 338, is It is shorter than the length to the tip of the engaging projection 339c of the valve portion 339.
  • the length from the center of the guide portion to the other end portion of the rod portion 338 can be set regardless of the size of the intake valve seat 331 . By shortening the length from the center of the guide portion to the other end of the rod portion 338, the size (reduction) of the movable portion 330 can be reduced. As a result, it becomes possible to improve the responsiveness of the movable part 330 .
  • the intake valve biasing spring 334 is arranged on the upstream side of the inner peripheral guide portion 337 (on the side opposite to the pressurizing chamber 11).
  • the suction valve biasing spring 334 is fitted between the inner peripheral portion of the small diameter seat portion 336 of the suction valve seat 331 and the outer peripheral portion of the spring holder 333 .
  • One end of the intake valve biasing spring 334 contacts the flange of the spring holder 333 .
  • the other end of the intake valve biasing spring 334 abuts on the inner peripheral guide portion 337 of the intake valve seat 331 .
  • the intake valve biasing spring 334 biases the valve member 332 in the direction in which the valve portion 339 approaches the seating surface 335b of the intake valve seat 331.
  • the direction in which the valve portion 339 approaches the seating surface 335b of the intake valve seat 331 is defined as the valve closing direction. That is, the suction valve biasing spring 334 biases the valve member 332 (movable portion 330) in the valve closing direction.
  • the biasing force of the suction valve biasing spring 334 is set to be smaller than the biasing force of the anchor sleeve biasing spring 326. Therefore, when no magnetic attraction force acts between the anchor 324 and the magnetic core 323 in the anchor unit 32, the anchor sleeve biasing spring 326 biases the movable portion 320 and the movable portion 330 in the valve opening direction. ing. As a result, the valve portion seat surface 339a of the valve portion 339 moves away from the seating surface 335b of the intake valve seat 331 to open the fuel introduction opening. As a result, the electromagnetic suction valve 3 is opened.
  • the stopper 34 is fixed to the body 1 (see FIG. 2).
  • the stopper 34 is formed in a bottomed cylindrical shape that is open on the valve member 332 side. Thereby, the stopper 34 has a bottom portion 341 .
  • the inner diameter of the stopper 34 is set larger than the outer diameter of the valve portion 339 .
  • the bottom portion 341 of the stopper 34 restricts movement of the movable portion 330 (valve member 332 ) in the valve opening direction by contact with the valve portion 339 .
  • An engagement hole 341a and a plurality of fuel passage holes 341b are formed in the bottom portion 341 of the stopper 34.
  • the engaging hole 341 a is provided in the central portion of the bottom portion 341 .
  • the plurality of fuel passage holes 341b are arranged around the engaging hole 341a at appropriate intervals.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the electromagnetic intake valve 3 in the high-pressure fuel supply pump 100 is closed.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the electromagnetic intake valve 3 in the high-pressure fuel supply pump 100 is closed.
  • the electromagnetic intake valve 3 As described above, if the electromagnetic intake valve 3 is closed during the compression stroke, the fuel sucked into the pressurization chamber 11 during the intake stroke is pressurized and discharged to the common rail 106 side. On the other hand, if the electromagnetic intake valve 3 is open during the compression stroke, the fuel in the pressurization chamber 11 is pushed back toward the intake passage 1a and is not discharged to the common rail 106 side. Thus, the discharge of fuel by the high-pressure fuel supply pump 100 is controlled by opening and closing the electromagnetic intake valve 3 . The opening and closing of the electromagnetic intake valve 3 is controlled by the ECU 101 .
  • the volume of the pressurization chamber 11 increases and the fuel pressure in the pressurization chamber 11 decreases.
  • the fluid differential pressure between the intake port 335a and the pressurizing chamber 11 (hereinafter referred to as "fluid differential pressure across the valve portion 339") is reduced.
  • the biasing force of the anchor sleeve biasing spring 326 becomes greater than the fluid pressure differential across the valve portion 339, the movable portions 320 and 330 move in the valve opening direction.
  • the valve portion 339 moves away from the seating surface 335b of the intake valve seat 331 to open the fuel introduction opening.
  • the electromagnetic suction valve 3 is opened.
  • the fuel in the intake port 335a passes between the valve portion 339 and the intake valve seat 331, and flows into the pressurization chamber 11 through the plurality of fuel passage holes 341b of the stopper 34. do.
  • the electromagnetic suction valve 3 is open, the valve portion 339 is in contact with the stopper 34, so the position of the valve portion 339 in the valve opening direction is restricted.
  • the gap between the valve portion 339 and the suction valve seat 331 in the open state of the electromagnetic suction valve 3 is the movable range of the valve portion 339, which is the valve opening stroke.
  • the valve member 332 (movable portion 330) is provided with an urging force in the valve opening direction corresponding to the difference in urging force between the anchor sleeve urging spring 326 and the intake valve urging spring 334, and the fuel from the pressurization chamber 11.
  • a pressure force acts in the valve closing direction due to the fluid force generated when the fuel flows back into the low-pressure fuel passage 10a.
  • the clearance between the anchor 324 and the magnetic core 323 is set to be larger than the valve opening stroke between the valve portion 339 and the suction valve seat 331. For example, if the clearance between the anchor 324 and the magnetic core 323 is smaller than the valve opening stroke, the anchor 324 contacts the magnetic core 323 before the valve portion 339 contacts the intake valve seat 331 . As a result, the valve portion 339 and the intake valve seat 331 do not come into contact with each other, so that the electromagnetic intake valve 3 cannot be closed.
  • the clearance between the anchor 324 and the magnetic core 323 is appropriately set according to the number of turns of the electromagnetic coil 312, the magnitude of the current flowing through the electromagnetic coil 312, and the like.
  • the valve member 332 moves in the valve closing direction, the valve member 332 (movable portion 330) is released from the biasing force in the valve opening direction, and the biasing force of the intake valve biasing spring 334 and the fuel are sucked. It moves in the valve closing direction due to fluid force caused by flowing into the passage 10b. Then, as shown in FIG. 7, the valve portion seat surface 339a of the valve portion 339 contacts the seating surface 335b of the intake valve seat 331 (the valve portion 339 is seated on the seating surface 335b). As a result, the electromagnetic intake valve 3 is closed.
  • the fuel in the pressure chamber 11 is pressurized as the plunger 2 rises.
  • the pressure of the fuel in the pressurizing chamber 11 reaches a predetermined pressure or higher, the fuel passes through the discharge valve 8 and is discharged to the common rail 106 (see FIG. 1).
  • This stroke is called a discharge stroke. That is, the upward stroke from the lower start point to the upper start point of the plunger 2 consists of a return stroke and a discharge stroke.
  • the timing of energizing the electromagnetic coil 312 If the timing of energizing the electromagnetic coil 312 is advanced, the proportion of the return stroke during the upward stroke becomes smaller and the proportion of the discharge stroke becomes larger. As a result, less fuel is returned to the intake passage 10b and more fuel is discharged at high pressure. On the other hand, if the timing of energizing the electromagnetic coil 312 is delayed, the proportion of the return stroke in the upward stroke increases and the proportion of the ejection stroke decreases. As a result, more fuel is returned to the intake passage 10b, and less fuel is discharged at high pressure. By controlling the timing of energization of the electromagnetic coil 312 in this manner, the amount of fuel discharged at high pressure can be controlled to the amount required by the engine (internal combustion engine).
  • FIG. 8 is a view of the electromagnetic intake valve 3 in the high-pressure fuel supply pump 100 according to the first embodiment, viewed from the pressure chamber 11 side.
  • the stopper 34 is formed in a cylindrical shape with a bottom.
  • the stopper 34 has a bottom portion 341 made of a circular plate and a cylindrical side wall portion 342 .
  • the contact surface 339b of the valve portion 339 contacts the bottom portion 341 when the electromagnetic suction valve 3 is in the open state (see FIG. 6).
  • the side wall portion 342 faces the side peripheral surface of the valve portion 339 .
  • the bottom portion 341 has an engagement hole 341a, a plurality of fuel passage holes 341b, and a recess 341c.
  • the plurality of fuel passage holes 341b are each formed in a circular shape. A portion of each fuel passage hole 341b overlaps the contact surface 339b of the valve portion 339 in the valve opening and valve closing directions (see FIG. 5). Also, the center of each fuel passage hole 341 b does not overlap the outer peripheral edge 339 d of the valve portion 339 .
  • the area of the portion of the fuel passage hole 341b overlapping the contact surface 339b is smaller than the area of the portion of the fuel passage hole 341b not overlapping the contact surface 339b.
  • part of the portion of the fuel passage hole 341 b that does not overlap with the contact surface 339 b overlaps with the side wall portion 342 . Therefore, part of the portion of the fuel passage hole 341b that does not overlap with the contact surface 339b is formed by scraping off the side wall portion 342 (see FIG. 5). As a result, it is possible to suppress an increase in the outer diameter of the bottom portion 341 (stopper 34) and increase the diameter of the fuel passage hole 341b. As a result, the area of the portion of the fuel passage hole 341b that overlaps the contact surface 339b is made smaller than the area of the portion that does not overlap the contact surface 339b of the fuel passage hole 341b without increasing the outer diameter of the stopper 34. be able to.
  • the outer diameter of the stopper 34 When the outer diameter of the stopper 34 is increased, the area of the bottom portion 341 that contacts the high-pressure fuel on the side of the pressurizing chamber 11 is increased. As a result, the force with which the stopper 34 pushes the housing 321 away from the body 1 via the intake valve seat 331 (see FIG. 6) increases. As a result, the force applied to the welded portion between the housing 321 and the body 1 exceeds the permissible value, and the housing 321 may come off the body 1 . Therefore, it is preferable to suppress an increase in the outer diameter of the stopper 34 .
  • the outer surface of the bottom portion 341 faces the pressurizing chamber 11 .
  • the recess 341 c is provided on the outer surface of the bottom portion 341 .
  • the recess 341 c forms a step with the outer edge of the bottom 341 .
  • the concave portion 341c is formed in a circular shape concentric with the outer diameter of the bottom portion 341. As shown in FIG. As a result, the space through which the fuel flows can be enlarged when the fuel flows backward from the pressurizing chamber 11 side to the suction port 335a side. As a result, a sufficient fuel passage can be ensured during reverse flow, and the fluid force of the fuel applied to the valve portion 339 can be reduced.
  • the plurality of fuel passage holes 341b are formed across the outer edges of the recess 341c and the bottom 341, respectively. As a result, the fuel can be advanced from the fuel passage secured by providing the recess 341c to the plurality of fuel passage holes 341b.
  • FIG. 9 is a view of the electromagnetic intake valve 3A in the high-pressure fuel supply pump according to the second embodiment, viewed from the pressure chamber 11 side.
  • the high-pressure fuel supply pump according to the second embodiment has the same configuration as the high-pressure fuel supply pump 100 according to the first embodiment described above.
  • the high-pressure fuel supply pump according to the second embodiment differs from the high-pressure fuel supply pump 100 in the stopper 134 of the electromagnetic intake valve 3A. Therefore, here, the stopper 134 will be described, and the description of the configuration common to the high-pressure fuel supply pump 100 will be omitted.
  • the stopper 134 shown in FIG. 9 is formed in a cylindrical shape with a bottom.
  • the stopper 134 has a bottom portion 1341 made of a circular plate and a cylindrical side wall portion 342 .
  • the side wall portion 342 is the same as in the first embodiment.
  • the contact surface 339b of the valve portion 339 contacts the bottom portion 1341 when the electromagnetic intake valve 3A is in the open state.
  • the bottom portion 1341 has an engagement hole 341a, a plurality of fuel passage holes 1341b, and a recess 341c.
  • the engagement hole 341a and the recess 341c are the same as in the first embodiment.
  • the plurality of fuel passage holes 1341b are each formed in a substantially triangular shape. That is, the fuel passage hole according to the present invention is not limited to a circular shape as in the first embodiment, and may be substantially triangular like the fuel passage hole 1341b, and the shape can be appropriately set. A portion of the fuel passage hole 1341b overlaps the contact surface 339b of the valve portion 339 in the valve opening and closing directions (see FIG. 5).
  • the area of the portion of the fuel passage hole 1341b overlapping the contact surface 339b is smaller than the area of the portion of the fuel passage hole 1341b not overlapping the contact surface 339b.
  • the fluid force of fuel acting on the contact surface 339b of the valve portion 339 through the plurality of fuel passage holes 1341b from the pressurizing chamber 11 side can be reduced.
  • the electromagnetic coil 312 see FIG. 6
  • part of the portion of the fuel passage hole 1341b that does not overlap the contact surface 339b is formed by scraping off the side wall portion 342, it is not necessary to reduce the thickness of the side wall portion 342 as a whole. As a result, the rigidity of the side wall portion 342 can be ensured, and the size of the fuel passage hole 1341b can be increased. As a result, buckling of the stopper 134 can be prevented when the intake valve seat 331 is press-fitted to the body 1 .
  • the electromagnetic intake valve 3 is in the open state when no power is supplied.
  • the electromagnetic intake valve 3 has a valve portion 339 that opens and closes the fuel introduction opening, a bottom portion 341 that contacts the valve portion 339 when the valve portion 339 opens the fuel introduction opening, and faces the side peripheral surface of the valve portion 339 .
  • a stopper 34 having a side wall portion 342 that A bottom portion 341 of the stopper 34 has a plurality of fuel passage holes 341b. In the direction in which the valve portion 339 and the bottom portion 341 of the stopper 34 face each other, the areas of the portions of the plurality of fuel passage holes 341 b that do not overlap the valve portion 339 are larger than the areas of the portions that overlap the valve portion 339 .
  • the fluid force of the fuel applied to the valve portion 339 through the plurality of fuel passage holes 341b can be reduced.
  • the electromagnetic coil 312 when the electromagnetic coil 312 is in a non-energized state, it is possible to prevent the electromagnetic intake valve 3 from closing due to the fluid force of the fuel.
  • the plurality of fuel passage holes 1341b have a larger area than the portion overlapping the valve portion 339 in the direction in which the valve portion 339 and the bottom portion 1341 of the stopper 134 face each other. The area of the portion that does not overlap with the portion 339 is larger. Therefore, it is possible to prevent the electromagnetic intake valve 3A from closing due to the fluid force of the fuel.
  • each fuel passage hole 341b overlaps the valve portion 339 in the direction in which the valve portion 339 and the bottom portion 341 of the stopper 34 face each other, and the center of each fuel passage hole 341b does not overlap the outer peripheral edge of the valve portion 339. .
  • the areas of the portions of the plurality of fuel passage holes 341 b that do not overlap the valve portion 339 are larger than the areas of the portions that overlap the valve portion 339 . Therefore, it is possible to prevent the electromagnetic suction valve 3 from closing due to the fluid force of the fuel.
  • the side wall portion 342 of the stopper 34 is shaved at portions overlapping with the plurality of fuel passage holes 341b in the direction in which the valve portion 339 and the bottom portion 341 of the stopper 34 face each other.
  • the rigidity of the side wall portion 342 can be secured, and the size of the fuel passage hole 341b can be increased.
  • buckling of the stopper 34 can be prevented when the electromagnetic suction valve 3 is assembled to the body 1 .
  • the bottom portion 341 of the stopper 34 has a concave portion 341c on the surface opposite to the surface facing the valve portion 339 .
  • the recess 341 c forms a step with the outer edge of the bottom 341 .
  • the plurality of fuel passage holes 341b are formed across the outer edge of the recess 341c and the bottom 341. As a result, the fuel can be advanced from the fuel passage secured by providing the recess 341c to the plurality of fuel passage holes 341b.
  • High pressure fuel Supply pump 311 Base member 312 Electromagnetic coil 313 Terminal member 315 Bobbin 316 Fitting hole 320 Movable part 321 Housing 321a Housing body 321b Joint protrusion 322 Anchor guide 322a large diameter portion 322b small diameter portion 323 magnetic core 324 anchor 325 anchor sleeve 328 fixed cylindrical portion 329 contact portion 329a through hole 330 movable portion 331... Intake valve seat 332... Valve member 333... Spring holder 335... Large diameter seat portion 335a... Intake port 335b... Seating surface 336... Small diameter seat portion 337... Inner peripheral guide portion 338... Rod portion 339... Valve portion 339a... Valve portion seat surface 339b... Contact surface 339c... Engagement projection 339d... Outer peripheral edge 341, 1341... Bottom part 341a... Engagement hole 341b, 1341b... Fuel passage hole 341c... recessed part, 342... side wall part

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Abstract

電磁コイルが無通電状態である場合に、吸入弁が流体力で閉弁することを防ぐことを目的とする。電磁吸入弁は、無通電時に開弁状態になり、燃料導入開口を開閉する弁部と、弁部が燃料導入開口を開いた開弁状態において弁部に当接する底部と、弁部の側周面に対向する側壁部とを有するストッパと、を備える。ストッパの底部は、複数の燃料通過孔を有する。弁部とストッパの底部が対向する方向において、複数の燃料通過孔は、弁部に重なる部分の面積よりも、弁部に重ならない部分の面積の方が大きい。

Description

電磁吸入弁及び燃料供給ポンプ
 本発明は、電磁吸入弁及び燃料供給ポンプに関する。
 高圧燃料供給ポンプとしては、例えば、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された高圧燃料供給ポンプは、電磁吸入弁を備えている。この電磁吸入弁は、電磁コイルに通電しない無通電状態である場合に、弁体がばねの付勢力により付勢され、開弁状態になる。一方、電磁コイルに通電すると、磁気吸引力が発生することにより、弁体がばねの付勢力に抗して移動して、電磁吸入弁が閉弁状態になる。このように、電磁吸入弁は、電磁コイルの通電の有無によって開閉運動を行い、高圧燃料の供給量を制御する。
特開2012-251658号公報
 しかしながら、特許文献1に記載されている高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁では、電磁コイルが無通電状態である場合に、加圧室側から逆流した燃料の流体力によって電磁吸入弁が閉弁してしまうことがある。これにより、電磁吸入弁を開弁してポンプから燃料を吐出しないようにしても、ポンプから燃料が吐出されてしまう。その結果、ポンプの吐出量を制御できないという問題が生じる。
 本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、電磁コイルが無通電状態である場合に、燃料の流体力で閉弁することを防ぐことができる電磁吸入弁及び燃料供給ポンプを提供することにある。
 上記課題を解決し、本目的を達成するため、電磁吸入弁は、無通電時に開弁状態になり、燃料導入開口を開閉する弁部と、弁部が燃料導入開口を開いた開弁状態において弁部に当接する底部と、弁部の側周面に対向する側壁部とを有するストッパと、を備える。ストッパの底部は、複数の燃料通過孔を有する。弁部とストッパの底部が対向する方向において、複数の燃料通過孔は、弁部に重なる部分の面積よりも、弁部に重ならない部分の面積の方が大きい。
 また、本発明の燃料供給ポンプは、加圧室を備えたボディと、ボディに往復運動可能に支持され、往復運動により加圧室の容量を増減させるプランジャと、加圧室へ燃料を吐出する上記電磁弁機構とを備える。
 上記構成の電磁吸入弁によれば、電磁コイルが無通電状態である場合に、燃料の流体力で閉弁することを防ぐことができる。
 なお、上述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の第1実施形態に係る高圧燃料供給ポンプを用いた燃料供給システムの全体構成図である。 本発明の第1実施形態に係る高圧燃料供給ポンプの縦断面図(その1)である。 本発明の第1実施形態に係る高圧燃料供給ポンプの縦断面図(その2)である。 本発明の第1実施形態に係る高圧燃料供給ポンプの上方から見た水平方向断面図である。 本発明の第1実施形態に係る高圧燃料供給ポンプにおける電磁吸入弁を分解した状態の断面図である。 本発明の第1実施形態に係る高圧燃料供給ポンプにおける電磁吸入弁を拡大したものであり、電磁吸入弁が開弁している状態を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る高圧燃料供給ポンプにおける電磁吸入弁を拡大したものであり、電磁吸入弁が閉弁している状態を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る高圧燃料供給ポンプにおける電磁吸入弁を開閉方向の加圧室側から見た図である。 本発明の第2実施形態に係る高圧燃料供給ポンプにおける電磁吸入弁を開閉方向の加圧室側から見た図である。
1.第1実施形態
 以下、本発明の第1実施形態に係る高圧燃料供給ポンプについて説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
[燃料供給システム]
 まず、本実施形態に係る高圧燃料供給ポンプを用いた燃料供給システムについて、図1を用いて説明する。
 図1は、本実施形態に係る高圧燃料供給ポンプを用いた燃料供給システムの全体構成図である。
 図1に示すように、燃料供給システムは、高圧燃料供給ポンプ100と、ECU(Engine Control Unit)101と、燃料タンク103と、コモンレール106と、複数のインジェクタ107とを備えている。高圧燃料供給ポンプ100の部品は、ボディ1に一体に組み込まれている。
 燃料タンク103の燃料は、ECU101からの信号に基づいて駆動するフィードポンプ102によって汲み上げられる。汲み上げられた燃料は、不図示のプレッシャレギュレータにより適切な圧力に加圧され、低圧配管104を通して高圧燃料供給ポンプ100の低圧燃料吸入口51に送られる。
 高圧燃料供給ポンプ100は、燃料タンク103から供給された燃料を加圧して、コモンレール106に圧送する。コモンレール106には、複数のインジェクタ107と、燃料圧力センサ105が装着されている。複数のインジェクタ107は、気筒(燃焼室)数にあわせて装着されており、ECU101から出力される駆動電流に従って燃料を噴射する。本実施形態の燃料供給システムは、インジェクタ107がエンジンのシリンダ筒内に直接、燃料を噴射する、いわゆる直噴エンジンシステムである。
 燃料圧力センサ105は、検出した圧力データをECU101に出力する。ECU101は、各種センサから得られるエンジン状態量(例えばクランク回転角、スロットル開度、エンジン回転数、燃料圧力等)に基づいて適切な噴射燃料量(目標噴射燃料長)や適切な燃料圧力(目標燃料圧力)等を演算する。
 また、ECU101は、燃料圧力(目標燃料圧力)等の演算結果に基づいて、高圧燃料供給ポンプ100や複数のインジェクタ107の駆動を制御する。すなわち、ECU101は、高圧燃料供給ポンプ100を制御するポンプ制御部と、インジェクタ107を制御するインジェクタ制御部を有する。
 高圧燃料供給ポンプ100は、圧力脈動低減機構9と、容量可変機構である電磁吸入弁3と、リリーフ弁機構4(図2参照)と、吐出弁8とを有している。低圧燃料吸入口51から流入した燃料は、圧力脈動低減機構9、吸入通路10bを介して電磁吸入弁3の吸入ポート335aに到達する。
 電磁吸入弁3に流入した燃料は、弁部339を通過し、ボディ1に形成された吸入通路1aを流れた後に加圧室11に流入する。加圧室11には、プランジャ2が摺動可能に保持されている。プランジャ2は、エンジンのカム91(図2参照)により動力が伝えられて往復運動する。
 加圧室11では、プランジャ2の下降行程において電磁吸入弁3から燃料が吸入され、上昇行程において燃料が加圧される。加圧室11の燃料圧力が設定値を超えると、吐出弁8が開弁し、吐出通路12aを経てコモンレール106へ高圧燃料が圧送される。高圧燃料供給ポンプ100による燃料の吐出は、電磁吸入弁3の開閉によって操作される。そして、電磁吸入弁3の開閉は、ECU101によって制御される。
[高圧燃料供給ポンプ]
 次に、高圧燃料供給ポンプ100の構成について、図2~図4を用いて説明する。
 図2は、高圧燃料供給ポンプ100の水平方向に直交する断面で見た縦断面図(その1)を示し、図3は、高圧燃料供給ポンプ100の水平方向に直交する断面で見た縦断面図(その2)である。また、図4は、高圧燃料供給ポンプ100の垂直方向に直交する断面で見た水平方向断面図である。
 図2~図4に示すように、高圧燃料供給ポンプ100のボディ1には、上述した吸入通路1aと、取付けフランジ1bが設けられている。この取付けフランジ1bは、エンジン(内燃機関)の燃料ポンプ取付け部90に密着し、図示しない複数のボルト(ねじ)で固定されている。すなわち、高圧燃料供給ポンプ100は、取付けフランジ1bによって燃料ポンプ取付け部90に固定されている。
 図2に示すように、燃料ポンプ取付け部90とボディ1との間には、シート部材の一具体例を示すOリング93が介在されている。このOリング93は、エンジンオイルが燃料ポンプ取付け部90とボディ1との間を通ってエンジン(内燃機関)の外部に漏れることを防止している。
 また、高圧燃料供給ポンプ100のボディ1には、プランジャ2の往復運動をガイドするシリンダ6が取り付けられている。シリンダ6は、筒状に形成されており、その外周側においてボディ1に圧入されている。ボディ1及びシリンダ6は、電磁吸入弁3、プランジャ2、吐出弁8(図4参照)と共に加圧室11を形成している。
 ボディ1には、シリンダ6の軸方向の中央部に係合する固定部1cが設けられている。ボディ1の固定部1cは、シリンダ6を上方(図2中の上方)へ押圧する。これにより、加圧室11において加圧された燃料が、シリンダ6の上端面とボディ1との間から漏れないようにすることができる。
 プランジャ2の下端には、タペット92が設けられている。タペット92は、エンジンのカムシャフトに取り付けられたカム91の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ2に伝達する。プランジャ2は、リテーナ15を介してばね16によりカム91側に付勢されている。これにより、プランジャ2は、タペット92に圧着されている。タペット92は、カム91の回転に伴って往復動する。プランジャ2は、タペット92と一緒に往復動し、加圧室11の容積を変化させる。
 また、シリンダ6とリテーナ15との間には、シールホルダ17が配置されている。シールホルダ17は、プランジャ2が挿入される筒状に形成されており、シリンダ6側である上端部に副室17aを有している。また、シールホルダ17は、リテーナ15側である下端部にプランジャシール18を保持している。
 プランジャシール18は、プランジャ2の外周に摺動可能に接触している。プランジャシール18は、プランジャ2が往復動したとき、副室17aの燃料をシールし、副室17aの燃料がエンジン内部へ流入しないようにする。また、プランジャシール18は、エンジン内の摺動部を潤滑する潤滑油(エンジンオイルも含む)がボディ1の内部に流入することを防止する。
 図2において、プランジャ2は、上下方向に往復動する。プランジャ2が下降すると、加圧室11の容積が拡大し、プランジャ2が上昇すると、加圧室11の容積が減少する。すなわち、プランジャ2は、加圧室11の容積を拡大及び縮小させる方向に往復動するように配置されている。
 プランジャ2は、大径部2aと小径部2bを有している。プランジャ2が往復動すると、大径部2a及び小径部2bは、副室17aに位置する。したがって、副室17aの体積は、プランジャ2の往復動によって増減する。
 副室17aは、燃料通路10c(図4参照)により低圧燃料室10と連通している。プランジャ2の下降時は、副室17aから低圧燃料室10へ燃料の流れが発生する。プランジャ2の上昇時は、低圧燃料室10から副室17aへ燃料の流れが発生する。これにより、高圧燃料供給ポンプ100の吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができる。その結果、高圧燃料供給ポンプ100内部で発生する圧力脈動を低減することができる。
 また、ボディ1には、加圧室11に連通するリリーフ弁機構4が設けられている。リリーフ弁機構4は、コモンレール106やその先の部材に何らかの問題が生じ、コモンレール106が予め定めた所定の圧力を超えて高圧になった場合に開弁する。その結果、吐出通路12a内の燃料は、加圧室11に戻る。
 リリーフ弁機構4は、リリーフばね41と、リリーフ弁ホルダ42と、リリーフ弁43及びシート部材44を有している。リリーフばね41は、一端部がボディ1に当接し、他端部がリリーフ弁ホルダ42に当接している。リリーフ弁ホルダ42は、リリーフ弁43に係合している。リリーフ弁43には、リリーフばね41の付勢力がリリーフ弁ホルダ42を介して作用する。
 リリーフ弁43は、リリーフばね41の付勢力により押圧される。これにより、シート部材44の燃料通路を塞いでいる。シート部材44の燃料通路は、吐出通路12aに連通している。加圧室11(上流側)とシート部材44(下流側)との間における燃料の移動は、リリーフ弁43がシート部材44に接触(密着)することにより遮断されている。
 コモンレール106やその先の部材内の燃料の圧力が高くなると、シート部材44側の燃料がリリーフ弁43を押圧する。これにより、リリーフ弁43は、リリーフばね41の付勢力に抗して移動する。その結果、リリーフ弁43が開弁し、吐出通路12a内の燃料が、シート部材44の燃料通路を通って加圧室11に戻る。したがって、リリーフ弁43を開弁させる圧力は、リリーフばね41の付勢力によって決定される。
 なお、本実施形態のリリーフ弁機構4は、加圧室11に連通しているが、これに限定されるものではなく、例えば、低圧通路(低圧燃料吸入口51や吸入通路10b等)に連通するようにしてもよい。
 図3に示すように、高圧燃料供給ポンプ100のボディ1には、低圧燃料室10が設けられている。そして、低圧燃料室10の側面部には、吸入ジョイント5が取り付けられている。吸入ジョイント5は、燃料タンク103から供給された燃料を通す低圧配管104に接続されている。燃料タンク103の燃料は、吸入ジョイント5から高圧燃料供給ポンプ100の内部に供給される。
 吸入ジョイント5は、低圧配管104に接続される低圧燃料吸入口51と、低圧燃料吸入口51に連通する吸入流路52とを有している。吸入流路52内には、吸入フィルタ53が配置されている。吸入フィルタ53は、燃料に存在する異物を除去し、高圧燃料供給ポンプ100内に異物が進入することを防ぐ。吸入流路52を通過した燃料は、低圧燃料室10に設けた圧力脈動低減機構9及び吸入通路10b(図2参照)を介して電磁吸入弁3の吸入ポート335a(図2参照)に到達する。
 図2に示すように、低圧燃料室10には、低圧燃料流路10aと、吸入通路10bが設けられている。吸入通路10bは、電磁吸入弁3の吸入ポート335aに連通している。低圧燃料流路10aを通った燃料は、吸入通路10bを介して電磁吸入弁3の吸入ポート335aに到達する。
 低圧燃料流路10aには、圧力脈動低減機構9が設けられている。加圧室11に流入した燃料が再び開弁状態の電磁吸入弁3を通って吸入通路10bへ戻されると、低圧燃料室10に圧力脈動が発生する。圧力脈動低減機構9は、高圧燃料供給ポンプ100内で発生した圧力脈動が低圧配管104へ波及することを低減する。
 圧力脈動低減機構9は、波板状の円盤型金属板2枚をその外周で張り合わせた金属ダイアフラムダンパを有する。金属ダイアフラムダンパの内部には、アルゴンのような不活性ガスが注入されている。金属ダイアフラムダンパは、膨張・収縮することで圧力脈動を吸収或いは低減する。
 図4に示すように、吐出弁8は、加圧室11の出口側に接続されている。吐出弁8は、加圧室11に連通する吐出弁シート81と、吐出弁シート81と接離する弁体82と、弁体82を吐出弁シート81側へ付勢する吐出弁ばね83と、弁体82のストローク(移動距離)を決める吐出弁ストッパ84を有している。
 また、吐出弁8は、燃料の外部への漏洩を遮断するプラグ85を有している。吐出弁ストッパ84は、プラグ85に圧入されている。プラグ85は、溶接部86で溶接によりボディ1に接合されている。そして、吐出弁8は、弁体82によって開閉される吐出弁室通路87に連通している。吐出弁室通路87は、ボディ1に形成されており、ボディ1に形成された水平方向に延びる横穴を介して燃料吐出口12bに連通している。
 ボディ1に形成された横穴には、吐出ジョイント12が挿入されている。吐出ジョイント12は、横穴に連通する上述の吐出通路12aと、吐出通路12aの一端である燃料吐出口12bを有している。吐出ジョイント12の燃料吐出口12bは、コモンレール106に連通している。なお、吐出ジョイント12は、溶接部12cにより溶接でボディ1に固定されている。
 加圧室11と吐出弁室通路87の間に燃料圧力の差(燃料差圧)が無い状態では、弁体82が、吐出弁ばね83の付勢力により吐出弁シート81に圧着される。これにより、吐出弁8が閉弁受胎になる。加圧室11の燃料圧力が吐出弁室通路87の燃料圧力よりも大きくなった場合に、弁体82は、吐出弁ばね83の付勢力に抗して移動する。これにより、吐出弁8が開弁状態になる。
 吐出弁8が閉弁状態になると、加圧室11内の(高圧の)燃料は、吐出弁8を通過し、吐出弁室通路87に到達する。そして、吐出弁室通路87に到達した燃料は、吐出ジョイント12の燃料吐出口12bを経てコモンレール106(図1参照)へ吐出される。以上のような構成により、吐出弁8は、燃料の流通方向を制限する逆止弁として機能する。
[電磁吸入弁]
 次に、電磁吸入弁3の構成について、図2及び図5を用いて説明する。
 図5は、高圧燃料供給ポンプ100における電磁吸入弁を分解した状態の断面図である。
 図2に示すように、電磁吸入弁3は、コイルユニット31と、アンカーユニット32と、弁体ユニット33と、ストッパ34から構成されている。
(コイルユニット)
 コイルユニット31は、アンカーユニット32に嵌合するベース部材311と、ベース部材311に固定された電磁コイル312と、電磁コイル312に接続された端子部材313とを有している。
 ベース部材311は、樹脂材料等により成形されている。ベース部材311には、ボビン315が接合されている。ボビン315とベース部材311は、アンカーユニット32の後述するハウジング321が嵌合される嵌合穴316を形成している。電磁コイル312は、ボビン315に巻かれている。電磁コイル312は、嵌合穴316に嵌合されたアンカーユニット32の周りを一周するように配置されている。
 端子部材313の一部は、ベース部材311に埋め込まれている。端子部材313の一部は、電磁コイル312と電気的に接続されている。一方、端子部材313の他部は、外部に露出されている。端子部材313の他部は、端子部材313と外部(電源)との接続を可能にする。すなわち、電磁コイル312には、端子部材313を介して電流が流れる。
(アンカーユニット)
 図5に示すように、アンカーユニット32は、ハウジング321と、アンカーガイド322と、磁気コア323と、アンカー324と、アンカースリーブ325と、アンカースリーブ付勢ばね326とを有している。
 ハウジング321は、有底の筒状に形成されている。ハウジング321は、ハウジング本体321aと、ハウジング本体321aの開口側の外周部に設けられた接合凸部321bを有している。接合凸部321bは、ハウジング本体321aの周方向に連続している。接合凸部321bは、ボディ1(図2参照)に設けられた嵌合穴に嵌合する。また、接合凸部321bにおけるハウジング本体321aの底部側を向く端面には、コイルユニット31が当接する。
 アンカーガイド322は、ハウジング本体321a内に配置されている。アンカーガイド322は、略円柱状に形成されている。アンカーガイド322は、ハウジング本体321aの底部に固定される大径部322aと、大径部322aに連続し、大径部322aよりも小さい径の小径部322bとを有している。
 磁気コア323は、ハウジング本体321a内に配置されている。磁気コア323は、円筒状に形成されており、外周部がハウジング本体321aの内周部に接触している。また、磁気コア323の軸方向の一端部(ハウジング本体321aの底部側の端部)には、アンカーガイド322の大径部322aが嵌合している。そして、磁気コア323の一端部を除く内周部は、アンカーガイド322における小径部322bの外周部と所定の距離をあけて対向している。また、磁気コア323の軸方向の他端は、アンカー324に対向する。
 アンカー324とアンカースリーブ325は、一体的に組み立てられた可動部320である。可動部320は、ハウジング本体321a内に移動可能に配置されている。アンカー324は、円筒上に形成されている。アンカー324の外周部は、ハウジング本体321aの内周部に摺動可能に係合している。アンカー324の軸方向の一端は、磁気コア323の他端と対向している。
 アンカースリーブ325は、アンカー324の内周部に圧入固定される固定筒部328と、固定筒部328に連続する当接部329とを有している。固定筒部328の内周部は、アンカーガイド322における小径部322bの外周部に摺動可能に係合している。また、固定筒部328の軸方向の一端は、アンカー324の内部に配置されている。当接部329は、固定筒部328の軸方向の他端に連続している。当接部329は、固定筒部328の外径よりも大きい外径の円板状に形成されている。当接部329には、固定筒部328の筒孔に連通する貫通孔329aが形成されている。
 アンカースリーブ付勢ばね326は、アンカーガイド322における小径部322bの外周部と、磁気コア323の内周部との間に嵌め込まれている。アンカースリーブ付勢ばね326の一端は、アンカーガイド322における大径部322aに当接する。アンカースリーブ付勢ばね326の他端は、アンカースリーブ325の固定筒部328に当接している。
 アンカースリーブ付勢ばね326は、可動部320を磁気コア323から遠ざかる方向に付勢する。したがって、アンカー324と磁気コア323との間に磁気吸引力が作用していない場合は、アンカー324と磁気コア323との間にクリアランスが生じる。一方、アンカー324と磁気コア323との間に磁気吸引力が作用すると、アンカースリーブ付勢ばね326の付勢力に抗して可動部320が移動する。これにより、可動部320のアンカー324が、磁気コア323に接触する。
 可動部320が磁気コア323から遠ざかる方向に移動すると、弁体ユニット33の後述する弁部材332を押圧する。これにより、弁部材332の弁部339が後述する吸入弁シート331から離れて燃料導入開口を開く。その結果、電磁吸入弁3が開弁状態になる。以下、可動部320が磁気コア323から遠ざかる方向を開弁方向とする。すなわち、アンカースリーブ付勢ばね326は、可動部320を開弁方向に付勢する。
(弁体ユニット)
 弁体ユニット33は、吸入弁シート331と、弁部材332と、スプリングホルダ333と、吸入弁付勢ばね334とを有している。吸入弁シート331は、略円筒状に形成されている。吸入弁シート331は、大径シート部335と、大径シート部335に連続する小径シート部336とを有している。大径シート部335は、ボディ1に圧入固定される。小径シート部336は、アンカーユニット32のハウジング321(ハウジング本体321a)の内周側に圧入固定される。
 大径シート部335には、外周部から内周部に到達する吸入ポート335aが形成されている。この吸入ポート335aは、上述した低圧燃料室10における吸入通路10b(図2参照)に連通する。また、大径シート部335における小径シート部336側と反対側の端面は、弁部材332の後述する弁部339が着座する着座面335bになっている。この着座面335bは、大径シート部335の軸方向に直交する平面に形成されている。
 さらに、大径シート部335の内周部には、内周ガイド部337が設けられている。内周ガイド部337は、大径シート部335の軸方向に直交する平面を有する円板状に形成されている。内周ガイド部337は、弁部材332の後述するロッド338部が貫通する貫通孔を有している。内周ガイド部337は、弁部材332のロッド部338を摺動可能に保持する。
 弁部材332は、円柱状に形成されたロッド部338と、ロッド部338の軸方向の一端部に連設された弁部339とを有している。ロッド部338は、吸入弁シート331内に配置されている。ロッド部338の中間部は、吸入弁シート331の内周ガイド部337に摺動可能に保持されている。また、ロッド部338の軸方向の他端部には、吸入弁シート331内においてアンカースリーブ325の当接部329が係合する。弁部339は、吸入弁シート331の着座面335bに対向している。
 弁部339は、大径シート部335の内周部の径よりも大きい径の円板状に形成されている。弁部339は、弁部シート面339aと、当接面339bとを有している。弁部シート面339aは、吸入弁シート331の着座面335bに対向する。当接面339bは、弁部シート面339aと反対側の面である。
 弁部シート面339aは、開弁方向(閉弁方向)に直交する平面に形成されている。電磁吸入弁3の閉弁状態において、弁部シート面339aは、吸入弁シート331の着座面335bに当接する。すなわち、弁部シート面339aが吸入弁シート331の着座面335bに当接することにより、弁部339が吸入弁シート331の着座面335bに着座する。
 弁部339の当接面339bは、中央部に向かうにつれて凸なるテーパー上に形成されている。この当接面339bは、電磁吸入弁3の開弁状態において、ストッパ34の後述する底部341に当接する。また、当接面339bには、ストッパ34の後述する係合孔341aに係合する係合突起339cが設けられている。
 スプリングホルダ333は、円筒状に形成されている。スプリングホルダ333は、吸入弁付勢ばね334の一端が当接するフランジを有している。スプリングホルダ333は、ロッド部338における弁部339側と反対側の端部に圧入固定されている。すなわち、スプリングホルダ333は、弁部材332と一体的に組み立てられている。弁部材332とスプリングホルダ333は、可動部330を構成している。
 内周ガイド部337におけるロッド部338が延びる方向(閉弁方向及び開弁方向に平行な方向)の中心であるガイド部中心からロッド部338の他端部までの長さは、ガイド部中心から弁部339の係合突起339cの先端までの長さよりも短い。ガイド部中心からロッド部338の他端部までの長さは、吸入弁シート331の大きさに左右されずに長さを設定できる。そして、ガイド部中心からロッド部338の他端部までの長さを短くすることにより、可動部330の小型(縮小)化を図ることができる。その結果、可動部330の応答性を向上させることが可能になる。
 吸入弁付勢ばね334は、内周ガイド部337よりも上流側(加圧室11とは反対側)に配置されている。吸入弁付勢ばね334は、吸入弁シート331における小径シート部336の内周部と、スプリングホルダ333の外周部との間に嵌め込まれている。吸入弁付勢ばね334の一端は、スプリングホルダ333のフランジに当接する。吸入弁付勢ばね334の他端は、吸入弁シート331の内周ガイド部337に当接する。
 吸入弁付勢ばね334は、弁部339が吸入弁シート331の着座面335bに近づく方向に弁部材332を付勢する。以下、弁部339が吸入弁シート331の着座面335bに近づく方向を閉弁方向とする。すなわち、吸入弁付勢ばね334は、弁部材332(可動部330)を閉弁方向に付勢する。
 吸入弁付勢ばね334による付勢力は、アンカースリーブ付勢ばね326による付勢力よりも小さくなるように設定されている。このため、アンカーユニット32におけるアンカー324と磁気コア323との間に磁気吸引力が作用していない場合は、アンカースリーブ付勢ばね326によって可動部320及び可動部330が開弁方向に付勢されている。その結果、弁部339の弁部シート面339aが吸入弁シート331の着座面335bから離れて燃料導入開口を開く。これにより、電磁吸入弁3が開弁状態になっている。
(ストッパ)
 ストッパ34は、ボディ1(図2参照)に固定されている。ストッパ34は、弁部材332側が開口された有底の筒状に形成されている。これにより、ストッパ34は、底部341を有している。ストッパ34の内径は、弁部339の外径よりも大きく設定されている。ストッパ34の底部341は、弁部339が接触することにより、可動部330(弁部材332)の開弁方向への移動を規制する。
 ストッパ34の底部341には、係合孔341aと、複数の燃料通過孔341bが形成されている。係合孔341aは、底部341の中央部に設けられている。複数の燃料通過孔341bは、係合孔341aの周囲に適用な間隔をあけて並んでいる。電磁吸入弁3の開弁状態において、ストッパ34の係合孔341aには、弁部339の係合突起339cが係合し、ストッパ34の底部341には、弁部339の当接面339bが当接する。したがって、弁部材332は、ストッパ34によって開弁ストローク(閉弁状態から開弁状態なでのストローク)が規定されている。
[高圧燃料ポンプの動作]
 次に、本実施形態に係る高圧燃料ポンプの動作について、図2、図6及び図7を用いて説明する。
 図6は、高圧燃料供給ポンプ100における電磁吸入弁3が閉弁している状態を示す断面図である。図7は、高圧燃料供給ポンプ100における電磁吸入弁3が閉弁している状態を示す断面図である。
 図2において、プランジャ2が下降した場合に、電磁吸入弁3が開弁していると、吸入通路1aから加圧室11に燃料が流入する。以下、プランジャ2が下降する行程を吸入行程と称する。一方、プランジャ2が上昇した場合に、電磁吸入弁3が閉弁していると、加圧室11内の燃料は昇圧される。これにより、加圧室11内の燃料は、吐出弁8を通過してコモンレール106(図1参照)へ圧送される。以下、プランジャ2が上昇する工程を上昇工程と称する。
 上述したように、圧縮行程中に電磁吸入弁3が閉弁していれば、吸入行程中に加圧室11に吸入された燃料が加圧され、コモンレール106側へ吐出される。一方、圧縮行程中に電磁吸入弁3が開弁していれば、加圧室11内の燃料は吸入通路1a側へ押し戻され、コモンレール106側へ吐出されない。このように、高圧燃料供給ポンプ100による燃料の吐出は、電磁吸入弁3の開閉によって操作される。そして、電磁吸入弁3の開閉は、ECU101によって制御される。
 吸入行程では、加圧室11の容積が増加し、加圧室11内の燃料圧力が低下する。これにより、吸入ポート335aと加圧室11との間の流体差圧(以下、「弁部339の前後の流体差圧」とする)が小さくなる。そして、弁部339の前後の流体差圧よりもアンカースリーブ付勢ばね326の付勢力が大きくなると、可動部320,330が開弁方向に移動する。その結果、図6に示すように、弁部339が吸入弁シート331の着座面335bから離れて燃料導入開口を開く。これにより、電磁吸入弁3が開弁状態になる。
 電磁吸入弁3が開弁状態になると、吸入ポート335aの燃料は、弁部339と吸入弁シート331との間を通り、ストッパ34の複数の燃料通過孔341bを通って加圧室11に流入する。電磁吸入弁3の開弁状態では、弁部339は、ストッパ34と接触するため、弁部339の開弁方向の位置が規制される。そして、電磁吸入弁3の開弁状態における弁部339と吸入弁シート331の間に存在する隙間は、弁部339の可動範囲であり、これが開弁ストロークとなる。
 吸入行程を終了した後は、上昇行程に移る。このとき、電磁コイル312は、無通電状態を維持したままであり、アンカー324と磁気コア323との間に磁気吸引力は作用していない。そして、弁部材332(可動部330)には、アンカースリーブ付勢ばね326と吸入弁付勢ばね334の付勢力の差に応じた開弁方向への付勢力と、燃料が加圧室11から低圧燃料流路10aへ逆流する時に発生する流体力による閉弁方向へ押圧する力が働く。
 この状態において、電磁吸入弁3が開弁状態を維持するために、アンカースリーブ付勢ばね326と吸入弁付勢ばね334の付勢力の差は、流体力よりも大きく設定されている。加圧室11の容積は、プランジャ2の上昇に伴い減少する。そのため、加圧室11に吸入されていた燃料は、再び弁部339と吸入弁シート331との間を通り、吸入ポート335aへと戻されることになり、加圧室11内部の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。
 戻し工程において、ECU101(図1参照)からの制御信号が電磁吸入弁3に印加されると、電磁コイル312には、端子部材313を介して電流が流れる。電磁コイル312に電流が流れると、磁気コア323とアンカー324との間に磁気吸引力が作用し、アンカー324(可動部320)が磁気コア323に引き寄せられる。その結果、アンカー324(可動部320)は、アンカースリーブ付勢ばね326による付勢力に抗して閉弁方向(弁部材332から離れる方向)へ移動する。
 アンカー324と磁気コア323のクリアランスは、弁部339と吸入弁シート331の間の開弁ストロークよりも大きくなるように設定されている。例えば、アンカー324と磁気コア323のクリアランスを開弁ストロークよりも小さくすると、弁部339が吸入弁シート331に接触する前に、アンカー324が磁気コア323に当接してしまう。その結果、弁部339と吸入弁シート331が接触しないため、電磁吸入弁3を閉弁状態にすることができなくなる。
 一方、アンカー324と磁気コア323のクリアランスが大き過ぎると、電磁コイル312に通電しても、十分な磁気吸引力が得られないため、電磁吸入弁3を閉弁状態にすることができない。また、電磁吸入弁3を閉弁状態にすることができたとしても、電磁吸入弁3の応答性が悪くなるため、内燃機関の高速運転時(カムの高速回転時)に、高圧吐出される燃料の量を制御することができない。したがって、アンカー324と磁気コア323のクリアランスは、電磁コイル312の巻回数や、電磁コイル312に流す電流の大きさ等に応じて適宜設定する。
 アンカー324(可動部320)が閉弁方向へ移動すると、弁部材332(可動部330)は、開弁方向への付勢力から解放され、吸入弁付勢ばね334による付勢力と、燃料が吸入通路10bに流れ込むことによる流体力により閉弁方向に移動する。そして、図7に示すように、弁部339の弁部シート面339aが、吸入弁シート331の着座面335bに接触する(弁部339が着座面335bに着座する)。これにより、電磁吸入弁3は、閉弁状態になる。
 電磁吸入弁3が閉弁状態になった後、加圧室11の燃料は、プランジャ2の上昇と共に昇圧される。そして、加圧室11の燃料は、所定の圧力以上になると、吐出弁8を通過してコモンレール106(図1参照)へ吐出される。この行程を吐出行程と称する。すなわち、プランジャ2の下始点から上始点までの間の上昇行程は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁3の電磁コイル312への通電タイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。
 電磁コイル312へ通電するタイミングを早くすれば、上昇行程中における戻し行程の割合が小さくなり、吐出行程の割合が大きくなる。その結果、吸入通路10bに戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、電磁コイル312へ通電するタイミングを遅くすれば、上昇行程中における戻し行程の割合が大きくなり、吐出行程の割合が小さくなる。その結果、吸入通路10bに戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。このように、電磁コイル312への通電タイミングを制御することで、高圧吐出される燃料の量をエンジン(内燃機関)が必要とする量に制御することができる。
[電磁吸入弁のストッパの構成]
 次に、上述した電磁吸入弁3のストッパ34の詳細な構成について、図5、図6、図8を用いて説明する。
 図8は、第1実施形態に係る高圧燃料供給ポンプ100における電磁吸入弁3を加圧室11側から見た図である。
 ストッパ34は、有底の筒状に形成されている。ストッパ34は、円形の板体からなる底部341と、円筒状の側壁部342とを有している。底部341には、電磁吸入弁3が開弁状態(図6参照)の際に弁部339の当接面339bが当接する。側壁部342は、弁部339の側周面に対向する。底部341は、係合孔341aと、複数の燃料通過孔341bと、凹部341cとを有する。
 図8に示すように、複数の燃料通過孔341bは、それぞれ円形に形成されている。各燃料通過孔341bの一部は、開弁及び閉弁方向(図5参照)において、弁部339の当接面339bに重なる。また、各燃料通過孔341bの中心は、弁部339の外周縁339dに重ならない。
 燃料通過孔341bの当接面339bに重なる部分の面積は、燃料通過孔341bの当接面339bに重ならない部分の面積よりも小さい。これにより、加圧室11側から複数の燃料通過孔341bを通って弁部339の当接面339bに加わる燃料の流体力を低減することができる。その結果、電磁コイル312(図6参照)が無通電状態である場合に、電磁吸入弁3が燃料の流体力で閉弁することを防ぐことができる。
 また、燃料通過孔341bの当接面339bに重ならない部分の一部は、側壁部342に重なる。したがって、燃料通過孔341bの当接面339bに重ならない部分の一部は、側壁部342を削り取ることで形成されている(図5参照)。これにより、底部341(ストッパ34)の外径の大型化を抑制すると共に、燃料通過孔341bの径を大きくすることができる。その結果、ストッパ34の外径を大型化することなく、燃料通過孔341bの当接面339bに重なる部分の面積を、燃料通過孔341bの当接面339bに重ならない部分の面積よりも小さくすることができる。そして、意図しないタイミングで電磁吸入弁3が閉弁状態になり、高圧燃料供給ポンプ100から燃料が吐出してしまうことを防止できる。すなわち、高圧燃料供給ポンプ100による燃料の吐出流量の制御性を改善することができる。
 ストッパ34の外径を大型化する場合は、加圧室11側の高圧となる燃料に触れる底部341の面積が大きくなる。これにより、ストッパ34が吸入弁シート331(図6参照)を介してハウジング321をボディ1から外れる方向に押圧する力が大きくなる。その結果、ハウジング321とボディ1との溶接部に加わる力が許容値を超えて、ボディ1からハウジング321が外れることがある。したがって、ストッパ34の外径の大型化を抑制することが好ましい。
 また、燃料通過孔341bの当接面339bに重ならない部分の一部が、側壁部342を削り取ることで形成されているため、側壁部342の全体の厚みを薄くする必要が無い。これにより、側壁部342の剛性を確保すると共に、燃料通過孔341bの径を大きくすることができる。その結果、吸入弁シート331をボディ1に圧入固定する際に、ストッパ34の座屈を防止することができる。
 底部341の外面は、加圧室11に対向する。凹部341cは、底部341の外面に設けられている。凹部341cは、底部341の外縁部との間に段差を形成する。図8に示すように、凹部341cは、底部341の外径と同心の円形に形成されている。これにより、加圧室11側から吸入ポート335a側へ燃料が流れる逆流時に、燃料が通る空間を拡大させることができる。その結果、逆流時の燃料通路を十分確保することができ、弁部339に加わる燃料の流体力を低減させることができる。
 また、複数の燃料通過孔341bは、それぞれ凹部341cと底部341の外縁部に跨って形成されている。これにより、凹部341cを設けることで確保した燃料通路から複数の燃料通過孔341bへ燃料を進行させることができる。
2.第2実施形態
 次に、本発明の第2実施形態に係る高圧燃料供給ポンプについて、図9を用いて説明する。
 図9は、第2実施形態に係る高圧燃料供給ポンプにおける電磁吸入弁3Aを加圧室11側から見た図である。
 第2実施形態に係る高圧燃料供給ポンプは、上述した第1実施形態に係る高圧燃料供給ポンプ100と同様の構成を有している。第2実施形態に係る高圧燃料供給ポンプが、高圧燃料供給ポンプ100と異なる点は、電磁吸入弁3Aのストッパ134である。そこで、ここでは、ストッパ134について説明し、高圧燃料供給ポンプ100と共通の構成についての説明を省略する。
 図9に示すストッパ134は、有底の筒状に形成されている。ストッパ134は、円形の板体からなる底部1341と、円筒状の側壁部342とを有している。側壁部342は、第1実施形態と同じである。底部1341には、電磁吸入弁3Aが開弁状態の際に弁部339の当接面339bが当接する。底部1341は、係合孔341aと、複数の燃料通過孔1341bと、凹部341cとを有する。係合孔341aと凹部341cは、第1実施形態と同じである。
 複数の燃料通過孔1341bは、それぞれ略三角形に形成されている。すなわち、本発明に係る燃料通過孔は、第1実施形態のような円形に限定されず、燃料通過孔1341bのような略三角形であってもよく、また、適宜形状を設定することができる。燃料通過孔1341bの一部は、開弁及び閉弁方向(図5参照)において、弁部339の当接面339bに重なる。
 燃料通過孔1341bの当接面339bに重なる部分の面積は、燃料通過孔1341bの当接面339bに重ならない部分の面積よりも小さい。これにより、加圧室11側から複数の燃料通過孔1341bを通って弁部339の当接面339bに加わる燃料の流体力を低減することができる。その結果、電磁コイル312(図6参照)が無通電状態である場合に、電磁吸入弁3Aが燃料の流体力で閉弁することを防ぐことができる。そして、意図しないタイミングで電磁吸入弁3Aが閉弁状態になり、高圧燃料供給ポンプから燃料が吐出してしまうことを防止できる。すなわち、高圧燃料供給ポンプによる燃料の吐出流量の制御性を改善することができる。
 また、燃料通過孔1341bの当接面339bに重ならない部分の一部は、側壁部342に重なる。したがって、燃料通過孔1341bの当接面339bに重ならない部分の一部は、側壁部342を削り取ることで形成されている。これにより、底部1341(ストッパ134)の外径の大型化を抑制すると共に、燃料通過孔1341bを大きくすることができる。その結果、ストッパ134の外径を大型化することなく、燃料通過孔1341bの当接面339bに重なる部分の面積を、燃料通過孔1341bの当接面339bに重ならない部分の面積よりも小さくすることができる。
 また、燃料通過孔1341bの当接面339bに重ならない部分の一部が、側壁部342を削り取ることで形成されているため、側壁部342の全体の厚みを薄くする必要が無い。これにより、側壁部342の剛性を確保すると共に、燃料通過孔1341bを大きくすることができる。その結果、吸入弁シート331をボディ1に圧入固定する際に、ストッパ134の座屈を防止することができる。
 以上説明したように、第1実施形態に係る電磁吸入弁3は、無通電時に開弁状態になる。電磁吸入弁3は、燃料導入開口を開閉する弁部339と、弁部339が燃料導入開口を開いた開弁状態において弁部339に当接する底部341と、弁部339の側周面に対向する側壁部342とを有するストッパ34と、を備える。ストッパ34の底部341は、複数の燃料通過孔341bを有する。弁部339とストッパ34の底部341が対向する方向において、複数の燃料通過孔341bは、弁部339に重なる部分の面積よりも、弁部339に重ならない部分の面積の方が大きい。これにより、複数の燃料通過孔341bを通って弁部339に加わる燃料の流体力を低減することができる。その結果、電磁コイル312が無通電状態である場合に、電磁吸入弁3が燃料の流体力で閉弁することを防ぐことができる。
 また、第2実施形態に関わる電磁吸入弁3Aにおいても、弁部339とストッパ134の底部1341が対向する方向において、複数の燃料通過孔1341bは、弁部339に重なる部分の面積よりも、弁部339に重ならない部分の面積の方が大きい。したがって、電磁吸入弁3Aが燃料の流体力で閉弁することを防ぐことができる。
 また、弁部339とストッパ34の底部341が対向する方向において、各燃料通過孔341bの少なくとも一部は弁部339に重なり、各燃料通過孔341bの中心は弁部339の外周縁に重ならない。これにより、複数の燃料通過孔341bは、弁部339に重なる部分の面積よりも、弁部339に重ならない部分の面積の方が大きくなる。したがって、電磁吸入弁3が燃料の流体力で閉弁することを防ぐことができる。
 また、ストッパ34の側壁部342は、弁部339とストッパ34の底部341が対向する方向において、複数の燃料通過孔341bと重なる部分が削られている。これにより、側壁部342の剛性を確保すると共に、燃料通過孔341bを大きくすることができる。その結果、電磁吸入弁3をボディ1に組み付ける際に、ストッパ34の座屈を防止することができる。
 また、ストッパ34の底部341は、弁部339と対向する面と反対側の面に凹部341cを有する。凹部341cは、底部341の外縁部との間に段差を形成する。これにより、ストッパ34を通過して弁部339側へ燃料が流れる逆流時に、燃料が通る空間を拡大させることができる。その結果、逆流時の燃料通路を十分確保することができ、弁部339に加わる燃料の流体力を低減させることができる。
 また、複数の燃料通過孔341bは、凹部341cと底部341の外縁部に跨って形成されている。これにより、凹部341cを設けることで確保した燃料通路から複数の燃料通過孔341bへ燃料を進行させることができる。
 本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
 また、上述した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 1…ボディ、 1a…吸入通路、 1b…フランジ、 1c…固定部、 2…プランジャ、 3,3A…電磁吸入弁、 4…リリーフ弁機構、 5…吸入ジョイント、 6…シリンダ、 8…吐出弁、 9…圧力脈動低減機構、 10…低圧燃料室、 11…加圧室、 12…吐出ジョイント、 31…コイルユニット、 32…アンカーユニット、 33…弁体ユニット、 34,134…ストッパ、 100…高圧燃料供給ポンプ、 311…ベース部材、 312…電磁コイル、 313…端子部材、 315…ボビン、 316…嵌合穴、 320…可動部、 321…ハウジング、 321a…ハウジング体、 321b…接合凸部、 322…アンカーガイド、 322a…大径部、 322b…小径部、 323…磁気コア、 324…アンカー、 325…アンカースリーブ、 328…固定筒部、 329…当接部、 329a…貫通孔、 330…可動部、 331…吸入弁シート、 332…弁部材、 333…スプリングホルダ、 335…大径シート部、 335a…吸入ポート、 335b…着座面、 336…小径シート部、 337…内周ガイド部、 338…ロッド部、 339…弁部、 339a…弁部シート面、 339b…当接面、 339c…係合突起、 339d…外周縁、 341,1341…底部、 341a…係合孔、 341b,1341b…燃料通過孔、 341c…凹部、 342…側壁部

Claims (7)

  1.  無通電時に開弁状態になる電磁吸入弁であって、
     燃料導入開口を開閉する弁部と、
     前記弁部が前記燃料導入開口を開いた前記開弁状態において前記弁部に当接する底部と、前記弁部の側周面に対向する側壁部と、を有するストッパと、を備え、
     前記ストッパの前記底部は、複数の燃料通過孔を有し、
     前記弁部と前記ストッパの前記底部が対向する方向において、前記複数の燃料通過孔は、前記弁部に重なる部分の面積よりも、前記弁部に重ならない部分の面積の方が大きい
     電磁吸入弁。
  2.  無通電時に開弁状態になる電磁吸入弁であって、
     燃料導入開口を開閉する弁部と、
     前記弁部が前記燃料導入開口を開いた前記開弁状態において前記弁部と当接する底部と、前記弁部の側周面に対向する側壁部と、を有するストッパと、を備え、
     前記ストッパの前記底部は、複数の燃料通過孔を有し、
     前記弁部と前記ストッパの前記底部が対向する方向において、各燃料通過孔の少なくとも一部は前記弁部に重なり、各燃料通過孔の中心は前記弁部の外周縁に重ならない
     電磁吸入弁。
  3.  前記ストッパの前記側壁部は、前記弁部と前記ストッパの前記底部が対向する方向において、前記複数の燃料通過孔と重なる部分が削られている
     請求項1又は2に記載の電磁吸入弁。
  4.  前記ストッパの前記底部は、前記弁部と対向する面と反対側の面に凹部を有し、
     前記凹部は、前記底部の外縁部との間に段差を形成する
     請求項1又は2に記載の電磁吸入弁。
  5.  前記複数の燃料通過孔は、前記凹部と前記外縁部に跨って形成されている
     請求項4に記載の電磁吸入弁。
  6.  加圧室を備えたボディと、
     前記ボディに往復運動可能に支持され、往復運動により前記加圧室の容量を増減させるプランジャと、
     前記加圧室へ燃料を吐出する電磁吸入弁と、を備える燃料供給ポンプにおいて、
     前記電磁吸入弁は、無通電時に開弁状態になり、
     燃料導入開口を開閉する弁部と、
     前記弁部が前記燃料導入開口を開いた前記開弁状態において前記弁部に当接する底部と、前記弁部の側周面に対向する側壁部と、を有するストッパと、を備え、
     前記ストッパの前記底部は、複数の燃料通過孔を有し、
     前記弁部と前記ストッパの前記底部が対向する方向において、前記複数の燃料通過孔は、前記弁部に重なる部分の面積よりも、前記弁部に重ならない部分の面積の方が大きい
     燃料供給ポンプ。
  7.  加圧室を備えたボディと、
     前記ボディに往復運動可能に支持され、往復運動により前記加圧室の容量を増減させるプランジャと、
     前記加圧室へ燃料を吐出する電磁吸入弁と、を備える燃料供給ポンプにおいて、
     前記電磁吸入弁は、無通電時に開弁状態になり、
     燃料導入開口を開閉する弁部と、
     前記弁部が前記燃料導入開口を開いた前記開弁状態において前記弁部と当接する底部と、前記弁部の側周面に対向する側壁部と、を有するストッパと、を備え、
     前記ストッパの前記底部は、複数の燃料通過孔を有し、
     前記弁部と前記ストッパの前記底部が対向する方向において、各燃料通過孔の少なくとも一部は前記弁部に重なり、各燃料通過孔の中心は前記弁部の外周縁に重ならない
     燃料供給ポンプ。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004218633A (ja) * 2002-12-27 2004-08-05 Bosch Automotive Systems Corp 高圧燃料ポンプ
JP2012154296A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Denso Corp 高圧ポンプ
JP2012251658A (ja) 2011-05-12 2012-12-20 Denso Corp 弁装置、及びこの弁装置を用いた高圧ポンプ
JP2015057554A (ja) * 2014-12-26 2015-03-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004218633A (ja) * 2002-12-27 2004-08-05 Bosch Automotive Systems Corp 高圧燃料ポンプ
JP2012154296A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Denso Corp 高圧ポンプ
JP2012251658A (ja) 2011-05-12 2012-12-20 Denso Corp 弁装置、及びこの弁装置を用いた高圧ポンプ
JP2015057554A (ja) * 2014-12-26 2015-03-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ

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