JP6354530B2 - 高圧燃料ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、プランジャの往復移動によって加圧室に吸入した燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプに関するものである。

従来より、内燃機関に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプとして、燃料ギャラリから電磁弁を経て加圧室内に吸入した燃料を加圧して吐出するサプライポンプが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
このようなサプライポンプとして、一般に採用されているプランジャポンプの構造を図１０ないし図１４に示す。
サプライポンプは、プランジャ１０１、シリンダボディ１０２および電磁弁を備えている。シリンダボディ１０２には、電磁弁が螺子締結等により接続される円筒状の電磁弁締結部１０３が設けられている。

また、サプライポンプは、シリンダボディ１０２のシリンダ１０４と電磁弁のバルブボディ１０５との間に、電磁弁のバルブ１０６の移動範囲を規制する円板状のストッパ部材１０７を配設している。このストッパ部材１０７は、シリンダ１０４の開口端を閉塞して、プランジャ１０１との間に加圧室１０８を形成するカバー部材としての機能を有する。また、ストッパ部材１０７には、その板厚方向に延びる複数の連通孔１１５および貫通孔１１９が貫通形成されている。
ここで、サプライポンプには、図１３に示したように、半径方向外側に向かって溝幅が狭くなる断面微小楔形状の傾斜溝１１３が形成されている。この傾斜溝１１３は、シリンダボディ１０２の第１シール面１１１とストッパ部材１０７の第２シール面１１２との間に形成される境界部分ａよりも半径方向内側に設けられる。

ところで、サプライポンプにおいては、プランジャ１０１の移動方向が燃料吸入方向の場合に、気泡を含んだ燃料が、燃料ギャラリから燃料吸入経路を通って加圧室１０８内に流入する懸念がある。
ここで、プランジャ１０１が燃料加圧方向に移動した場合、加圧室１０８内に吸入された、気泡を含んだ燃料は、ストッパ部材１０７の下面１１４に沿って加圧室１０８内の半径方向外側へ向かって流れる。そして、半径方向外側へ向かう燃料は、傾斜溝１１３の開口側に到達し、第２シール面１１２と同一平面上に設けられる傾斜溝壁面（下面１１４）に沿って傾斜溝１１３に入り込む。そして、傾斜溝１１３に入り込んだ燃料は、図１２および図１３に示したように、傾斜溝１１３の奥側、つまり第１シール面１１１と第２シール面１１２との間に形成される境界部分ａに到達する。これにより、燃料に含まれる気泡が、傾斜溝１１３の奥側、つまり境界部分ａに集中する。
そして、気泡が崩壊すると、境界部分ａ（第１シール面１１１または第２シール面１１２）でキャビテーションエロージョン（壊食）が発生する。このエロージョンが進行すると、電磁弁が閉弁していても、加圧室１０８内の燃料が燃料ギャラリ側に流出してしまう。
その結果、サプライポンプは、燃料を加圧することができなくなり、エンジンの気筒内に燃料を供給できず、エンジンストールを誘発するという問題が発生する。

ところで、特許文献２には、ストッパが直接シリンダ部材の取付面と接触しないで、シリンダ部材とストッパとの間にシール部材が介在する構造の燃料噴射ポンプが示されている。
しかし、ストッパの下面は、ストッパのシート面と同一平面上に設けられており、しかもストッパのシート面との間に段差なく連続的に設けられている。
このため、ストッパの下面に沿った境界部分に向かう半径方向外側への燃料流れが存在する。これにより、シリンダ部材とストッパとの間にシール部材を挟み込んだ構造の高圧燃料ポンプにおいても、境界部分にエロージョンが発生するものと考えられる。

特開２００６−１７０１６９号公報 特開平０３−２１９１７８号公報

本発明の目的は、シリンダ部材の第１シール面とカバー部材の第２シール面との境界部分におけるキャビテーションエロージョンの発生を防止することのできる高圧燃料ポンプを提供することにある。

本願発明（高圧燃料ポンプ）によれば、カバー部材には、プランジャの移動方向が燃料加圧方向の場合における、加圧室内の燃料流れの中で、シリンダ部材の第１シール面とカバー部材の第２シール面との間に形成される境界部に向かう径方向外側への燃料流れを阻害する流れ阻害部が設けられている。
ここで、流れ阻害部の第１の態様は、第２シール面よりもプランジャの移動方向に凹んだ凹溝であり、凹溝は、第２シール面と所定の段差を介して接続される凹溝底面を有する。また、カバー部材は１枚の金属板からなり、凹溝底面は金属板に設けられている。また、流れ阻害部の第２の態様は、第２シール面よりもプランジャの移動方向に突出した突出壁であり、突出壁は、第２シール面と所定の段差を介して接続される突出端面を有している。
これによって、加圧室内における径方向外側への燃料流れのうち、第１シール面と第２シール面との境界部に向かう径方向外側への燃料流れが妨げられる。このため、例えばプランジャの移動方向が燃料吸入方向のときに、気泡を含んだ燃料が加圧室内に流入した場合でも、燃料に含まれる気泡が、第１シール面と第２シール面との境界部分に集中し難くなる。

したがって、境界部分におけるキャビテーションエロージョンの発生を低減できるので、加圧室内の燃料が漏れ出すのを防止することができる。これにより、プランジャの移動方向が例えば燃料加圧方向の場合、加圧室内に吸入した燃料を加圧して吐出することができる。
この結果、例えば内燃機関に高圧化した燃料を供給できるので、エンジンストールの誘発を防止することができる。
なお、カバー部材には、シリンダの開口端を閉塞してプランジャとの間に加圧室を形成するプランジャ側端面（例えば凹部の溝底面または凸部の突出端面等）が設けられる。すなわち、上記の流れ阻害部とは、第１シール面と第２シール面との境界部と、プランジャ側端面とが同一平面上に設けられていない構造（例えば凹部または凸部）のことである。

サプライポンプを示した断面図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）は電磁弁のストッパ周辺構造を示した断面図、平面図である（実施例１）。 （ａ）は（ｂ）のＩＩＩ（ａ）−ＩＩＩ（ａ）断面図で、（ｂ）は加圧室内の燃料流れを示した説明図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）は電磁弁のストッパ周辺構造を示した断面図、平面図である（実施例２）。 （ａ）は（ｂ）のＶ（ａ）−Ｖ（ａ）断面図で、（ｂ）は加圧室内の燃料流れを示した説明図である（実施例２）。 （ａ）、（ｂ）は電磁弁のストッパ周辺構造を示した断面図、平面図である（実施例３）。 （ａ）は（ｂ）のＶＩＩ（ａ）−ＶＩＩ（ａ）断面図で、（ｂ）は加圧室内の燃料流れを示した説明図である（実施例３）。 サプライポンプを示した断面図である（実施例４）。 吸入弁のバルブボディ周辺構造を示した断面図である（実施例４）。 サプライポンプを示した断面図である（従来例）。 （ａ）は（ｂ）のＸＩ（ａ）−ＸＩ（ａ）断面図で、（ｂ）は電磁弁のストッパ周辺構造を示した説明図である（従来例）。 図１１（ｂ）のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である（従来例）。 図１４のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図である（従来例）。 加圧室内の燃料流れとキャビテーシュンエロージョンを示した説明図である（従来例）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

［実施例１の構成］
図１ないし図３は、本発明の高圧燃料ポンプを適用したサプライポンプ（実施例１）を示したものである。

本実施例の液化ガス燃料供給装置（以下燃料供給システム）は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジン）用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置）によって構成されている。
このコモンレール式燃料噴射システムは、燃料フィルタ、低圧燃料ポンプ（以下フィードポンプ）、高圧燃料ポンプ（以下サプライポンプ）、コモンレールおよび複数のインジェクタを備えている。

サプライポンプは、エンジンのクランクシャフトの回転に同期して回転するカムシャフト１と、このカムシャフト１を回転自在に支持するポンプハウジング２とを備えている。このサプライポンプは、往復移動可能なプランジャ３と、このプランジャ３を往復摺動可能に支持するシリンダ部材（以下シリンダボディ）４とを備えている。
また、サプライポンプは、シリンダボディ４のシリンダ５よりも軸線方向の一方側（図示上方側）に配設されて、加圧室６よりも上流側の燃料吸入流路（後述する）を開閉するスプールバルブ７を有する電磁弁を備えている。

電磁弁は、このスプールバルブ７を往復摺動可能に支持するバルブボディ８、およびスプールバルブ７の移動範囲を規制するストッパ部材９を備えている。この電磁弁は、電磁弁締結部（以下締結部）１０に締結固定されている。
ポンプハウジング２は、シリンダボディ４の外周面との間に、燃料吸入流路を介して加圧室６に燃料を供給する円環状の燃料ギャラリ１１を区画形成している。この燃料ギャラリ１１には、サプライポンプのインレットポート（図示せず：以下吸入ポート）を介して、フィードポンプから燃料が導入される。

ここで、サプライポンプは、シリンダボディ４のシリンダ５内をプランジャ３が往復移動することで、燃料ギャラリ１１から燃料吸入流路を経て加圧室６内に吸入した燃料を加圧して吐出するプランジャポンプである。
ポンプハウジング２には、オーバーフローバルブ１２が螺子締結等により接続される円筒状の締結部（継手部）が形成されている。この締結部には、外部へ向けて開口する雌螺子孔（オーバーフローポート）が設けられている。
プランジャ３は、シリンダ４内に往復移動可能に嵌挿配置されている。このプランジャ３は、電磁弁のストッパ部材９の図示下端面（プランジャ側端面）との間に、プランジャ３の燃料加圧方向の移動によって燃料が加圧される加圧室６を形成している。

シリンダボディ４には、電磁弁が螺子締結等により接続される円筒状の締結部１０が形成されている。この締結部１０には、外部へ向けて開口する雌螺子孔（収容凹部）が設けられている。
シリンダボディ４には、配管ジョイント１３が螺子締結等により接続される円筒状の締結部（継手部）が形成されている。この締結部には、外部へ向けて開口する雌螺子孔（収容凹部）が設けられている。この収容凹部の奥側（加圧室側）には、加圧室６よりも下流側の燃料吐出流路（後述する）を開閉する弁体（バルブ）１４を有する逆止弁構造の吐出弁が収容されている。
ここで、プランジャ３の往復移動に伴って加圧室６の内容積が拡縮することで加圧された燃料は、加圧室６から吐出弁を介してコモンレールへ圧送供給される。

カムシャフト１は、ポンプハウジング２に回転可能に支持されている。このカムシャフト１の外周には、複数（少なくとも１つ）のカム山を有するカム１５が一体的に組み付けられている。
ポンプハウジング２には、燃料ギャラリ１１内の燃料圧力が所定圧力以上に上昇した際に開弁するオーバーフローバルブ１２が取り付けられている。このポンプハウジング２の内部には、図示上下方向に往復移動（上下動）するタペット１６が配設されている。このタペット１６の図示上端面には、プランジャ３の図示下端部が当接している。また、タペット１６の図示下部には、カムローラ１７が配設されている。
これにより、カムシャフト１の回転によりカム１５が回転すると、カムローラ１７を介して、タペット１６が図示上下方向に往復移動（上下動）する。このようなタペット１６の運動は、プランジャ３に伝えられ、プランジャ３がシリンダ５内を図示上下方向に往復移動（上下動）する。

ポンプハウジング２には、シリンダボディ４がボルト等により締結固定されている。シリンダボディ４の内部には、プランジャ３の摺動面が往復摺動可能な円筒状のシリンダ５が形成されている。このシリンダ５の軸線方向の一端側（カムシャフト１の半径方向の外側）には、加圧室６が形成されている。
プランジャ３の図示下端部の外周には、下部スプリングシートが組み付けられている。また、ポンプハウジング２の中間部またはシリンダボディ４の図示下端部の外周には、下部スプリングシートに対向するように上部スプリングシートが設置されている。
上部、下部スプリングシート間には、タペット１６およびカムローラ１７をカム１５の外周面（プロフィール）に押圧する方向に付勢するプランジャスプリング１９が設置されている。

燃料吸入流路は、燃料ギャラリ１１と連通する燃料吸入孔２１、この燃料吸入孔２１と連通する環状の燃料吸入流路２２、この燃料吸入流路２２と連通する燃料吸入孔２３、この燃料吸入孔２３と連通する燃料流路（クリアランス）２４、およびこのクリアランス２４と連通する弁体収容室（バルブ収容室）２５等を有している。
燃料吐出流路は、加圧室６と連通する燃料吐出孔３１、この燃料吐出孔３１と連通する燃料吐出孔３２〜３５、および外部に向かって開口したアウトレットポート（吐出ポート）３６等を有している。

シリンダボディ４には、逆止弁構造の吐出弁および配管ジョイント１３が設けられている。
吐出弁は、シリンダボディ４の収容凹部の底部と配管ジョイント１３との間に挟み込まれている。この吐出弁は、燃料吐出孔３２を開閉するバルブ１４、このバルブ１４を往復移動可能に支持する円筒状のバルブボディ３７、およびバルブ１４をバルブボディ３７のバルブシート面（弁座）に押し当てる側に付勢するコイルスプリング３８等を有している。バルブボディ３７の内部には、燃料吐出孔３１を介して加圧室６と連通する燃料吐出孔３２が形成されている。

配管ジョイント１３は、燃料配管を介してコモンレールの配管ジョイントと接続している。この配管ジョイント１３の内部には、コイルスプリング３８およびスプリングシート３９が収容されている。また、配管ジョイント１３の内部には、燃料吐出孔３２と連通する燃料吐出孔３３、燃料吐出孔３４を介して燃料吐出孔３３と連通する燃料吐出孔３５、およびこの燃料吐出孔３５と連通する吐出ポート３６が形成されている。
スプリングシート３９の内部には、燃料吐出孔３３と燃料吐出孔３５とを連通する燃料吐出孔３４が形成されている。
ここで、複数のプランジャ３の往復移動に伴って加圧室６の内容積が拡縮することで加圧された高圧燃料は、吐出ポート３６から燃料配管を経由してコモンレールへ圧送される。
なお、シリンダボディ４の詳細は、後述する。

電磁弁は、サプライポンプの吐出ポート３６からコモンレールへ圧送される燃料の吐出量を制御する常開型（ノーマリオープンタイプ）の電磁式流量制御弁を構成している。この電磁弁は、軸線方向に往復移動するスプールバルブ７、およびこのスプールバルブ７を往復摺動可能に収容するバルブボディ８を備えている。
スプールバルブ７は、電磁弁の弁体であって、燃料ギャラリ１１と加圧室６とを連通する燃料吸入流路（燃料吸入孔２１→燃料吸入流路２２→燃料吸入孔２３→クリアランス２４→バルブ収容室２５に至るまでの燃料吸入経路）を開閉する。

バルブボディ８の図示下端面には、電磁弁のバルブリフト量（特にスプールバルブ７のバルブ全閉位置）を規制する円錐面（テーパ）形状の弁座（以下バルブシート面）４１が設けられている。このバルブシート面４１には、スプールバルブ７の弁部（径大部）４２が着座する。
バルブボディ８の内部には、燃料吸入孔２３、クリアランス２４およびバルブ収容室２５が形成されている。また、バルブボディ８の中心軸線上には、スプールバルブ７を往復摺動可能に支持する軸方向孔４３が形成されている。

燃料吸入孔２３は、軸方向孔４３の半径方向の外側に設けられて、軸方向孔４３と十字状に交差している。この燃料吸入孔２３は、バルブボディ８およびストッパ部材９の周囲を周方向に取り囲むように設けられた燃料吸入流路２２と連通している。
クリアランス２４は、電磁弁の開弁時に、バルブボディ８のバルブシート面４１とスプールバルブ７の弁部４２の外周との間に形成される燃料吸入流路である。
バルブ収容室２５は、軸方向孔４３の孔径よりも拡径されて設けられている。このバルブ収容室２５は、弁体収容室であって、スプールバルブ７の弁部４２を往復移動可能に収容している。

電磁弁は、燃料ギャラリ１１から燃料吸入流路（２１〜２５）および連通孔４５を経て加圧室６内への燃料吸入期間を調整することで、サプライポンプの吐出ポート３６より吐出される燃料吐出量を制御する電磁ポンプ吐出量制御弁（ＰＣＶ）である。
電磁弁のバルブリフト量（特に各スプールバルブ７のバルブ全開位置）は、ストッパ部材９の図示上端面に形成されるバルブストッパ面４４により規制される。このストッパ部材９には、複数個の連通孔４５および１個の貫通孔４６が形成されている。
なお、ストッパ部材９の詳細は、後述する。

電磁弁は、スプールバルブ７を閉弁方向に駆動する電磁アクチュエータ（ソレノイド）を備えている。
ソレノイドは、バルブボディ８の図示上端側に接続される筒状のハウジング４７の内部にバルブボディ８の図示上端側と共に収容されている。このソレノイドは、外部接続用コネクタを備え、エンジン制御ユニット（電子制御装置：ＥＣＵ）から印加されるポンプ駆動電流によって通電制御されるように構成されている。

ソレノイドは、ボビンの外周に巻装されるコイル、このコイルの内周側に配されるコイル内周側固定コア、コイルの外周側に配されるコイル外周側固定コア、およびコイル内周側固定コア内を往復移動するアーマチャ等を備えている。
コイルは、電力の供給を受けると（電圧印加または通電されると）、アーマチャをコイル内周側固定コアの磁極面に引き寄せる磁力を発生する。
ハウジング４７の内部には、アーマチャを、スプールバルブ７の開弁方向に付勢するコイルスプリング（図示せず）が取り付けられている。このハウジング４７の外周には、締結部１０の内周に形成される雌螺子孔と螺合する雄螺子が設けられている。また、ハウジング４７の外周には、電磁弁を締結部１０に結合（接続）する際（締結作業）に使用される多角形状の工具係合部が設けられている。

次に、本実施例のシリンダボディ４、シリンダ５およびストッパ部材９の詳細を、図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
シリンダボディ４は、円筒状のシリンダ５および円環状の第１シール面５１を有し、プランジャ３を往復摺動可能に支持している。このシリンダボディ４には、内部に電磁弁を収容する円筒状の締結部１０が設けられている。この締結部１０の内周には、電磁弁の外周に形成される雄螺子と螺合する雌螺子孔が設けられている。
また、シリンダボディ４は、シリンダ５の開口側の内周角部を面取りした環状の傾斜面を備えている。

シリンダ５は、軸線方向の両端が開口し、プランジャ３が嵌挿配置されている。このシリンダ５は、締結部１０内に形成される収容凹部の底部（円環状の段差）の中央部で開口している。この収容凹部は、軸線方向一方側の外部に向けて開口している。また、収容凹部は、シリンダ５とそれぞれ同一軸線上に設けられて、電磁弁のバルブボディ８およびハウジング４７等によって気密的（液密的）に閉塞されている。
第１シール面５１は、シリンダ５の一方側の開口端からその周囲の半径方向外側に放射状に延びる平坦な開口端面である。この第１シール面５１は、ストッパ部材９の外周縁部（以下フランジ）５２が密着して取り付けられる。

ストッパ部材９は、特許請求の範囲における、「カバー部材」に相当する。このストッパ部材９は、フランジ５２よりも内周側に、シリンダ５の開口端を閉塞してプランジャ３との間に加圧室６を形成するカバー５３を備えている。
カバー５３には、連通孔４５および貫通孔４６が形成されている。
連通孔４５は、カバー５３における同一円周上に所定の間隔（例えば等間隔）で複数（本例では８個）設けられている。これらの連通孔４５は、バルブ収容室２５と加圧室６とを連通する流路孔である。また、複数の連通孔４５は、カバー５３の板厚方向の両端面（上端面５５、下端面５６）を連通するようにカバー５３の板厚方向に貫通形成されている。また、複数の連通孔４５の入口開口は、ストッパ部材９の上端面５５で開口している。 貫通孔４６は、カバー５３の中央部をカバー５３の板厚方向に貫通形成されている。この貫通孔４６は、スプールバルブ７の弁部４２がバルブストッパ面４４に吸着するのを防止するために設けられる。貫通孔４６の一端側開口は、ストッパ部材９のバルブストッパ面４４で開口している。また、貫通孔４６の他端側開口は、ストッパ部材９の下端面５６で開口している。

カバー５３の周囲には、円環状のフランジ５２が設けられている。このフランジ５２の図示下端面には、シリンダボディ４の第１シール面５１に密着して加圧室６をシールする円環状の第２シール面５７が設けられている。この第２シール面５７は、プランジャ３の移動方向に対して直交する半径方向に延びる平坦な対向端面である。これにより、電磁弁の閉弁時における、加圧室６から燃料吸入流路２２への燃料漏れを防止できる。
フランジ５２の図示上端面には、バルブボディ８の第３シール面５８に密着してシールする円環状の第４シール面５９が設けられている。この第４シール面５９は、プランジャ３の移動方向に対して直交する半径方向に延びる平坦な対向端面である。これにより、電磁弁の閉弁時における、バルブ収容室２５から燃料吸入流路２２への燃料漏れを防止できる。

ところで、サプライポンプは、シリンダ５に対するプランジャ３の摺動性向上、および第２シール面５７に対する第１シール面５１のシール性向上を目的として、シリンダ５の内径面と第１シール面５１とが研削工具を用いて研削加工されている。
このため、シリンダ５の内径面と第１シール面５１とが垂直に交わる内周角部にバリが残る可能性がある。
そして、仮に第１シール面５１と第２シール面５７との間にバリが入り込んでしまうと、第１シール面５１と第２シール面５７との間の高圧シール性が低下するという問題が発生する。

そこで、サプライポンプにおいては、一般的に、シリンダ５の開口側の内周角部に発生するバリを面取りにより除去している。
これにより、図１３に示したように、第１シール面５１と第２シール面５７との間に形成される境界部分ａよりも半径方向内側に傾斜溝６１が形成される。
傾斜溝６１は、シリンダ５の内径面で開口し、この開口側から半径方向外側に向かう程、溝幅が狭くなる断面微小楔形状を呈する。
また、フランジ５２は、シリンダ５の傾斜面との間に環状の傾斜溝６１を形成する円環状の傾斜溝壁面を有している。
なお、シリンダ５の傾斜面は、第２シール面５７とシリンダ５の内径面（以下シリンダ内径面）とが垂直に交わる角部を面取りした面取り部である。この面取り部は、第２シール面５７およびシリンダ内径面に対して傾斜した円錐面で構成されている。

ここで、カバー５３には、ストッパ部材９の下端面５６および第２シール面５７よりもプランジャ３の移動方向（燃料加圧方向）に凹んだ円環状の凹溝６２が設けられている。凹溝６２は、円形状の下端面５６を有する中央突出壁６３の周囲を円周方向に取り囲むように設けられている。
凹溝６２は、特許請求の範囲における、「流れ阻害部」に相当する。これにより、プランジャ３の移動方向が燃料加圧方向における、加圧室６内の燃料流れの中で、第１シール面５１と第２シール面５７との間に形成される境界部分ａ、つまり傾斜溝６１の奥側に向かう半径方向外側への燃料流れが阻害される。

凹溝６２は、複数の連通孔４５の出口径よりも僅かに大きい溝幅を有している。この凹溝６２は、下端面５６および第２シール面５７と所定の筒状段差を介して接続される円環状の凹溝底面６４を有している。この凹溝底面６４は、下端面５６および第２シール面５７と同一平面上に設けられていない。そして、複数の連通孔４５の出口開口は、凹溝底面６４で開口している。
なお、凹溝６２の凹溝底面６４は、シリンダ５の開口端を閉塞してプランジャ３との間に加圧室６を形成する円環状のプランジャ側端面を構成している。

凹溝６２の外周側には、傾斜溝６１の奥側に向かう半径方向外側への燃料流れを阻害する円筒状の内壁６５が、ストッパ部材９の円周方向に延伸するように設けられている。この内壁６５は、凹溝６２の外周側に設けられて、筒状段差を構成し、シリンダ５の内径と略同一の内径を有している。
凹溝６２の内周側には、ストッパ部材９の円周方向に延びる円筒状の周壁６６が設けられている。この周壁６６は、凹溝６２の内周側に設けられて、内壁６５との間に凹溝底面６４が形成されている。
また、内壁６５よりも内周側には、凹溝底面６４よりもプランジャ３の移動方向（燃料吸入方向）に突出した中央突出壁６３が設けられている。貫通孔４６の孔開口は、中央突出壁６３の下端面５６で開口している。
凹溝底面６４、内壁６５および周壁６９は、複数の連通孔４５のうちの１つの連通孔４５に向かう円周方向の両側への燃料流れを許容する流れ許容部を構成している。

［実施例１の作用］
次に、本実施例のサプライポンプの作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。 サプライポンプのカムシャフト１がエンジンのクランクシャフトにより回転駆動されると、シリンダボディ４のシリンダ５内をプランジャ３がその移動方向に往復摺動する。
このとき、フィードポンプより吐出された燃料が、サプライポンプの吸入ポートから燃料ギャラリ１１内に供給される。

ここで、プランジャ３の移動方向が燃料吸入方向の場合、電磁弁が開弁すると、燃料ギャラリ１１から燃料吸入孔２１に燃料が吸い込まれる。
そして、燃料吸入孔２１に吸い込まれた燃料は、燃料吸入流路２２→燃料吸入孔２３→クリアランス２４→バルブ収容室２５→複数の連通孔４５を通って加圧室６に吸入される。
そして、プランジャ３が下死点に達し、プランジャ３の移動方向が燃料加圧方向に反転した場合、所定のタイミングで電磁弁が閉弁すると、加圧室６内の燃料圧力が昇圧される。
そして、プランジャ３が燃料加圧方向に更に移動し、加圧室６内の燃料圧力が吐出弁の開弁圧以上に上昇すると、吐出弁が開弁して、加圧室６から燃料吐出孔３１〜３５→吐出ポート３６を経てコモンレールへ高圧燃料が圧送供給される。
そして、コモンレール内に蓄圧された高圧燃料は、複数のインジェクタを任意の噴射時期に開弁駆動することで、所定のタイミングで、エンジンの各気筒内へ噴射供給される。

ところで、サプライポンプの加圧室６から燃料が吐出される圧送行程時に、プランジャ３が上昇を開始してから電磁弁が閉弁して圧送開始となるまで、つまり電磁弁が開弁している間は、加圧室６内の燃料が燃料吸入流路（２１〜２５）を介して燃料ギャラリ１１に戻されるようになっている。この行程をプリストロークと言う。
そして、燃料ギャラリ１１への燃料の排出は、電磁弁の閉弁時点で停止し、このとき残留した加圧室６内の燃料量で燃料吐出量（ポンプ吐出量またはポンプ圧送量）が規定される。
なお、圧送開始時期である電磁弁の閉弁時期をプランジャ３の下死点側に進角させ、ポンプ圧送期間を長くする程、ポンプ吐出量が多くなる。また、電磁弁の閉弁時期がプランジャ３の略下死点の時が最大のポンプ吐出量となる（全量圧送）。

また、複数のプランジャ３が上死点から下死点に至る期間が、複数の燃料ギャラリ１１から燃料吸入流路（２１〜２５）および連通孔４５を経て加圧室６内に燃料を吸入する吸入期間（ポンプ吸入期間）となる。
また、複数のプランジャ３が下死点から上死点に至る期間が、複数の加圧室６から燃料吐出流路（３１〜３６）を経てコモンレール側へ燃料が圧送される燃料圧送期間（ポンプ圧送期間）となる。
なお、ポンプ圧送期間は、複数の電磁弁の閉弁時期で変わることになるのは言うまでもない。

［実施例１の特徴］
以上のように、本実施例のサプライポンプにおいては、シリンダボディ４の締結部１０に電磁弁を螺子締結により結合（接続）する際に発生する螺子締結軸力によってストッパ部材９が、シリンダボディ４の第１シール面５１とバルブボディ８の第３シール面５８との間に挟み込まれた状態で保持固定されている。
これにより、ストッパ部材９には、シリンダボディ４の第１シール面５１とストッパ部材９の第２シール面５７との間を高圧シールする機能と、バルブボディ８の第３シール面５８とストッパ部材９の第４シール面５９との間を高圧シールする機能とが備わる。

また、ストッパ部材９のバルブストッパ面４４には、電磁弁のスプールバルブ７のフルリフト量（開弁位置）を規定する機能が備わる。
また、ストッパ部材９の各連通孔４５には、サプライポンプの吸入行程において、燃料ギャラリ１１から加圧室６に燃料を流入させる流路としての機能が備わる。
また、ストッパ部材９の各連通孔４５には、上記のプリストローク期間中、加圧室６に流入した燃料を燃料吸入流路を介して燃料ギャラリ１１に戻す流路としての機能が備わる。

ここで、上記のプリストローク期間において、従来のサプライポンプの加圧室１０８内の代表的な燃料流れは、図１１ないし図１４に示した燃料流れになる。
加圧室１０８内の燃料流れの中で、主にストッパ部材１０７の各連通孔１１５に向かう軸線方向の一方側（図示上方側）への燃料流れは、図１１（ａ）に示したように、連通孔１１５を通り抜けた後、バルブ収容室１１６→燃料吸入孔１１７→燃料吸入流路１１８を通って燃料ギャラリへと流れていく。
一方、加圧室１０８内の燃料流れの中で、主にストッパ部材１０７の下面１１４に沿って半径方向外側への燃料流れは、図１２に示したように、下面１１４に沿ってシリンダ内径面に到達する。

ところで、燃料フィルタの目詰まり等により燃料タンクからサプライポンプへ燃料が正常に流入しなくなると、燃料ギャラリの圧力が低下して気泡が発生する。この気泡を含んだ燃料が加圧室１０８に流入した後、プリストローク行程で、その気泡は燃料と一緒にストッパ部材１０７の下面１１４に沿ってシリンダ内径面に到達し、傾斜溝１１３に入り込む。
そして、傾斜溝１１３に入り込んだ気泡を含んだ燃料は、傾斜溝１１３の奥側、つまり第１シール面１１１と第２シール面１１２との間に形成される境界部分ａに集中する。
そして、気泡が崩壊すると、境界部分ａでキャビテーションエロージョン（壊食）が発生する（図１１に二点鎖線で示す）。このエロージョンが進行すると、電磁弁の閉弁時でも、加圧室１０８内の燃料が燃料ギャラリ側に流出してしまう。
その結果、サプライポンプは、燃料を加圧することができなくなり、エンジンの気筒内に燃料を供給できず、エンジンストールを誘発するという問題が発生する。

そこで、本実施例のサプライポンプにおいて、吸入行程で加圧室６に充填された燃料中に気泡が存在している場合、次の圧送行程での燃料の流れによって、シリンダボディ４の第１シール面５１とストッパ部材９の第２シール面５７との間に形成される境界部分ａで気泡が崩壊して、エロージョン（壊食）が発生するのを防止するという目的で、図２および図３に示したように、電磁弁のストッパ部材９のプランジャ側端面に流れ阻害部としての円環状の凹溝６２を設けている。
この凹溝６２の凹溝底面６４は、境界部分ａと同一平面上に設けられず、境界部分ａと所定の段差を介して接続されている。

ここで、ストッパ部材９には、シリンダ５の開口端を閉塞してプランジャ３との間に加圧室６を形成するプランジャ側端面（凹溝６２の凹溝底面６４）が設けられている。すなわち、上記の流れ阻害部とは、第１シール面５１と第２シール面５７との境界部ａと、凹溝６２の凹溝底面６４とが同一平面上に設けられていない構造のことである。
また、本実施例のサプライポンプにおいては、ストッパ部材９をその板厚方向に貫通する複数の連通孔４５のうちの１つの連通孔４５に向かう円周方向両側への燃料流れを許容する流れ許容部として、円環状の凹溝底面６４、円筒状の内壁６５および円筒状の周壁６９を設けている。

そして、上記のプリストローク期間において、サプライポンプの加圧室６内の代表的な燃料流れは、図２および図３に示した燃料流れになる。
加圧室６内の燃料流れの中で、主にストッパ部材９の各連通孔４５に向かう軸線方向の一方側（図示上方側）への燃料流れは、図３に示したように、連通孔４５を通り抜けた後、燃料吸入流路を通って燃料ギャラリ１１へと流れていく。
一方、加圧室６内の燃料流れの中で、主にストッパ部材９の中央突出壁６３の下端面５６に沿って半径方向外側への燃料流れは、図３に示したように、傾斜溝６１に入り込むことなく、ストッパ部材９の凹溝６２内に入り込む。

これによって、加圧室６内における半径方向外側への燃料流れのうち、第１シール面５１と第２シール面５７との間に形成される境界部分ａに向かう半径方向外側への燃料流れが妨げられる。このため、プランジャ３の移動方向が燃料吸入方向のときに、気泡を含んだ燃料が加圧室６内に流入した場合でも、燃料に含まれる気泡が、第１シール面５１と第２シール面５７との間に形成される境界部分ａ、つまり傾斜溝６１の奥側に集中し難くなる。
したがって、境界部分ａにおけるキャビテーションエロージョンの発生を低減できるので、電磁弁の閉弁時において加圧室６内の燃料が燃料ギャラリ側へ漏れ出すのを防止することができる。これにより、プランジャ３の移動方向が燃料加圧方向の場合、加圧室６内に吸入した燃料を加圧して高圧化し、この高圧燃料をコモンレール側へ吐出することができる。
この結果、エンジンの各気筒に高圧化した燃料を供給できるので、エンジンストールの誘発を防止することができる。なお、中央突出壁６３の下端面５６および第２シール面５７よりもプランジャ３の移動方向（燃料加圧方向）に凹んだ凹溝６２の溝深さが深い程、境界部分ａに向かう半径方向外側への燃料流れを阻害する効果を高めることができる。

ここで、特許文献２に記載の燃料噴射ポンプは、ストッパのシート面およびシリンダ部材のシート面に密着してシールするシール部材として比較的に柔らかい材質のガスケットを使用したガソリンエンジン用のものである。
これに対し、本実施例のサプライポンプは、ディーゼルエンジン用の超高圧燃料ポンプに使用されるものである。このような超高圧燃料ポンプの場合、シール部材として比較的に柔らかい材質のガスケットを使用すると、加圧室内の圧力によってガスケットが変形したり、破損したりするという問題が生じる。
このため、ディーゼルエンジン用の超高圧燃料ポンプの場合には、シリンダボディ４とストッパ部材９との間にシール部材を介することなく、電磁弁の螺子締結軸力によってストッパ部材９を直接シリンダボディ４の第１シール面５１に密着させている。

［実施例２の構成］
図４および図５は、本発明の高圧燃料ポンプを適用したサプライポンプ（実施例２）を示したものである。
ここで、実施例１と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例のストッパ部材９は、実施例１の中央突出壁６３および周壁６６を廃止し、実施例１の凹溝６２および凹溝底面６４を円形状に形成している。
また、流れ阻害部としての凹溝６２は、実施例１と同様に、ストッパ部材９の円周方向に延びる円筒状の内壁６５を備えている。この内壁６５は、シリンダ５の内径と同一の内径を有している。また、凹溝６２は、第２シール面５７と所定の筒状段差を介して接続される円形状の凹溝底面６４を有している。
なお、凹溝６２の凹溝底面６４は、シリンダ５の開口端を閉塞してプランジャ３との間に加圧室６を形成する円形状のプランジャ側端面を構成している。すなわち、上記の流れ阻害部とは、第１シール面５１と第２シール面５７との境界部ａと、凹溝６２の凹溝底面６４とが同一平面上に設けられていない構造のことである。

ストッパ部材９の図示上端面には、電磁弁のスプールバルブ７に接触してスプールバルブ７の移動範囲（フルリフト量）を規制するバルブストッパ面４４が設けられている。また、ストッパ部材９には、スプールバルブ７の弁部４２を往復移動可能に収容するバルブ収容室２５とプランジャ３により燃料が加圧される加圧室６とを連通する連通孔４５が形成されている。この連通孔４５は、ストッパ部材９における同一円周上に等間隔で設けられる複数の連通孔４５を有している。
凹溝底面６４および内壁６５は、特許請求の範囲における、「流れ許容部」としての機能を備える。
以上のように、本実施例のサプライポンプにおいては、実施例１と同様な効果を奏する。なお、第２シール面５７よりもプランジャ３の移動方向（燃料加圧方向）に凹んだ凹溝６２の溝深さが深い程、境界部分ａに向かう半径方向外側への燃料流れを阻害する効果を高めることができる。

［実施例３の構成］
図６および図７は、本発明の高圧燃料ポンプを適用したサプライポンプ（実施例３）を示したものである。
ここで、実施例１及び２と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例のストッパ部材９は、シリンダボディ４の第１シール面５１に密着して結合される円環状のフランジ５２、およびこのフランジ５２よりも内周側に設けられて、シリンダ５の開口端を閉塞してプランジャ３との間に加圧室６を形成する円形状のカバー５３を備えている。
フランジ５２の図示下端面には、シリンダボディ４の第１シール面５１に密着して加圧室６をシールする円環状の第２シール面５７が設けられている。また、フランジ５２の図示上端面には、バルブボディ８の第３シール面５８に密着してシールする円環状の第４シール面５９が設けられている。

カバー５３は、フランジ５２よりも肉厚が大きくなっている。このカバー５３には、第２シール面５７よりもプランジャ３の移動方向（燃料吸入方向）に突出した突出壁７１が設けられている。この突出壁７１は、特許請求の範囲における、「流れ阻害部」に相当する。
突出壁７１は、第２シール面５７と所定の筒状段差（外壁７４）を介して接続される円形状の突出端面７２を備えている。この突出端面７２は、プランジャ３との間に加圧室６を形成するプランジャ側端面である。また、突出端面７２は、第２シール面５７と同一平面上に設けられていない。そして、複数の連通孔４５の出口開口および貫通孔４６の他端側開口は、突出端面７２で開口している。

突出壁７１の外周面には、シリンダ５の内径面（シリンダ内径面）との間に絞り７３を形成する円筒状の外壁７４が設けられている。
なお、突出端面７２は、シリンダ５の開口端を閉塞してプランジャ３との間に加圧室６を形成する円形状のプランジャ側端面を構成している。すなわち、上記の流れ阻害部とは、第１シール面５１と第２シール面５７との境界部ａと、突出壁７１の突出端面７２とが同一平面上に設けられていない構造のことである。
以上のように、本実施例のサプライポンプにおいては、第１シール面５１と第２シール面５７との間に形成される境界部分ａが絞り７３を介して加圧室６と連通している。すなわち、シリンダ内径面と外壁７４との隙間が絞られているので、加圧室６内の燃料流れが傾斜溝６１の奥側、つまり境界部分ａに殆ど届くことはない。
したがって、実施例１及び２と同様な効果を奏する。なお、第２シール面５７よりもプランジャ３の移動方向（燃料吸入方向）に突出した突出壁７１の突出量が大きい程、境界部分ａに向かう半径方向外側への燃料流れを阻害する効果を高めることができる。

［実施例４の構成］
図８および図９は、本発明の高圧燃料ポンプを適用したサプライポンプ（実施例４）を示したものである。
ここで、実施例１〜３と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例のサプライポンプは、フィードポンプ８１、電磁燃料調量弁８２、逆止弁構造の吸入弁、プランジャポンプおよび逆止弁構造の吐出弁等を備えている。このサプライポンプは、１つの電磁燃料調量弁８２で、複数の気筒のプランジャポンプへの吸入燃料量を弁孔の開口面積を調整することで調量するタイプの高圧燃料ポンプである。
プランジャポンプは、プランジャ３およびシリンダボディ４により構成されている。
プランジャ３は、カムシャフト１のエキセンカム８３の周囲に装着されたカムリング８４に、プランジャスプリング１９の付勢力によって押し付けられている。

吐出弁は、バルブ８５およびリターンスプリング８６を備えている。バルブ８５およびリターンスプリング８６は、シリンダボディ４と配管ジョイント１３との間に収容されている。
吸入弁は、スプールバルブ７、バルブボディ８およびリターンスプリング８７を備えている。吸入弁のバルブボディ８は、特許請求の範囲における、「カバー部材」に相当する。このバルブボディ８は、シリンダボディ４の締結部１０に締結体８８を螺子締結により結合（接続）する際に発生する螺子締結軸力によって、シリンダボディ４の第１シール面５１と締結体８８の第３シール面５８との間に挟み込まれた状態で保持固定されている。

バルブボディ８の図示上端面には、吸入弁のスプールバルブ７に接触してスプールバルブ７の移動範囲（ゼロリフト量）を規制する円錐面（テーパ）形状のバルブシート面４１が設けられている。
バルブボディ８のフランジ５２の図示下端面には、シリンダボディ４の第１シール面５１に密着して加圧室６をシールする円環状の第２シール面５７が設けられている。また、フランジ５２の図示上端面には、締結体８８の第３シール面５８に密着してシールする円環状の第４シール面５９が設けられている。
また、バルブボディ８には、スプールバルブ７の弁部４２を往復移動可能に収容するバルブ収容室としての機能を有し、バルブボディ８の燃料吸入孔（流路）２４とプランジャ３により燃料が加圧される加圧室６とを連通する連通孔４５が形成されている。

バルブボディ８の中央部の図示上端面には、リターンスプリング８７の端部を保持するスプリング座８９が設けられている。また、バルブボディ８の中央部の図示下端面には、プランジャ３との間に加圧室６を形成するプランジャ側端面が設けられている。このプランジャ側端面には、第２シール面５７よりもプランジャ３の移動方向（燃料加圧方向）に凹んだ円環状の凹溝６２が設けられている。
凹溝６２は、特許請求の範囲における、「流れ阻害部」に相当する。この凹溝６２は、バルブボディ８の円周方向に延びる円筒状の内壁６５を備えている。この内壁６５は、シリンダ５の内径と同一の内径を有している。また、凹溝６２は、第２シール面５７と所定の筒状段差を介して接続される円環状の凹溝底面６４を有している。
なお、凹溝６２の凹溝底面６４は、シリンダ５の開口端を閉塞してプランジャ３との間に加圧室６を形成する円環状のプランジャ側端面を構成している。
また、凹溝底面６４および内壁６５は、特許請求の範囲における、「流れ許容部」としての機能を備える。
以上のように、本実施例のサプライポンプにおいては、実施例１〜３と同様な効果を奏する。なお、第２シール面５７よりもプランジャ３の移動方向（燃料加圧方向）に凹んだ凹溝６２の溝深さが深い程、境界部分ａに向かう半径方向外側への燃料流れを阻害する効果を高めることができる。

［変形例］
本実施例では、本発明の高圧燃料ポンプを、コモンレール式燃料噴射システムに使用されるサプライポンプに適用した例を説明したが、本発明の高圧燃料ポンプを、コモンレールを備えない燃料噴射装置に使用される分配型燃料噴射ポンプまたは列型燃料噴射ポンプに適用しても良い。

本実施例では、本発明の高圧燃料ポンプを、例えばジメチルエーテル（ＤＭＥ）や液化石油ガス（ＬＰＧ）等の液化ガス燃料を燃料として使用する内燃機関用の燃料供給ポンプに適用した例を説明したが、本発明の高圧燃料ポンプを、ＤＭＥとディーゼル油（軽油）とを任意の割合で混合したＤＭＥ混合燃料、特に大気圧下で気化する成分が含まれる液化ガス燃料を燃料として使用する内燃機関用の燃料供給ポンプに適用しても良い。
また、内燃機関に供給する燃料として、ディーゼル油（軽油）やガソリン油を用いても良い。

本実施例では、流れ阻害部として、第２シール面５７よりもプランジャ３の移動方向（燃料吸入方向）に突出した突出壁７１を設けているが、流れ阻害部として、突出壁７１の突出端面７２に、実施例１または２の凹溝６２を設けても良い。
また、実施例４のバルブボディ８に、第２シール面５７よりもプランジャ３の移動方向（燃料吸入方向）に突出した突出壁７１を設けても良い。

３ プランジャ
４ シリンダボディ（シリンダ部材）
５ シリンダ
６ 加圧室
８ バルブボディ（カバー部材）
９ ストッパ部材（カバー部材）
５１ 第１シール面
５７ 第２シール面
６２ 凹溝（流れ阻害部）
７１ 凹溝（流れ阻害部）

Claims (6)

1. （ａ）往復移動可能なプランジャ（３）と、
   （ｂ）少なくとも一端が開口し、前記プランジャ（３）が嵌挿される筒状のシリンダ（５）、およびこのシリンダ（５）の開口端からその周囲の径方向外側に延びる環状の第１シール面（５１）を有し、前記プランジャ（３）を往復摺動可能に支持するシリンダ部材（４）と、
   （ｃ）このシリンダ部材（４）の第１シール面（５１）に密着してシールする環状の第２シール面（５７）を有し、前記シリンダ（５）の開口端を閉塞して前記プランジャ（３）との間に加圧室（６）を形成するカバー部材（８、９）と
   を備え、
   前記プランジャ（３）の往復移動によって前記加圧室（６）に吸入した燃料を加圧する高圧燃料ポンプにおいて、
   前記カバー部材（８、９）は、前記プランジャ（３）の移動方向が燃料加圧方向の場合における、前記加圧室（６）内の燃料流れの中で、前記第１シール面（５１）と前記第２シール面（５７）との間に形成される境界部（ａ）に向かう径方向外側への燃料流れを阻害する流れ阻害部（６２、７１）を有し、
   この流れ阻害部（６２、７１）は、前記第２シール面（５７）よりも前記プランジャ（３）の移動方向に凹んだ凹溝（６２）を有し、
   前記凹溝（６２）は、前記第２シール面（５７）と所定の段差（６８）を介して接続される凹溝底面（６４）を有し、
   さらに、前記カバー部材（８、９）は１枚の金属板からなり、前記凹溝底面（６４）は前記金属板に設けられていることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
2. 請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
   前記凹溝（６２）は、前記カバー部材（８、９）の周方向に延びる筒状の内壁（６５）を有し、
   前記内壁（６５）は、前記シリンダ（５）の内径と略同一の内径を有していることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
3. （ａ）往復移動可能なプランジャ（３）と、
   （ｂ）少なくとも一端が開口し、前記プランジャ（３）が嵌挿される筒状のシリンダ（５）、およびこのシリンダ（５）の開口端からその周囲の径方向外側に延びる環状の第１シール面（５１）を有し、前記プランジャ（３）を往復摺動可能に支持するシリンダ部材（４）と、
   （ｃ）このシリンダ部材（４）の第１シール面（５１）に密着してシールする環状の第２シール面（５７）を有し、前記シリンダ（５）の開口端を閉塞して前記プランジャ（３）との間に加圧室（６）を形成するカバー部材（８、９）と
   を備え、
   前記プランジャ（３）の往復移動によって前記加圧室（６）に吸入した燃料を加圧する高圧燃料ポンプにおいて、
   前記カバー部材（８、９）は、前記プランジャ（３）の移動方向が燃料加圧方向の場合における、前記加圧室（６）内の燃料流れの中で、前記第１シール面（５１）と前記第２シール面（５７）との間に形成される境界部（ａ）に向かう径方向外側への燃料流れを阻害する流れ阻害部（６２、７１）を有し、
   この流れ阻害部（６２、７１）は、前記第２シール面（５７）よりも前記プランジャ（３）の移動方向に突出した突出壁（７１）を有し、
   前記突出壁（７１）は、前記第２シール面（５７）と所定の段差（７４）を介して接続される突出端面（７２）を有していることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
4. 請求項３に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
   前記突出壁（７１）は、前記シリンダ（５）の内径面との間に絞り（７３）を形成する外壁（７４）を有していることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
5. 請求項１ないし請求項４の内のいずれか１つに記載の高圧燃料ポンプにおいて、
   前記加圧室（６）に燃料を供給する流路（２１〜２４）を開閉する弁体（７）を備え、
   前記カバー部材（８、９）は、前記弁体（７）に接触して前記弁体（７）の移動範囲を規制するストッパ（４１、４４）、および前記流路（２１〜２４）または前記弁体（７）を移動可能に収容する弁体収容室（２５）と前記加圧室（６）とを連通する連通孔（４５）を有していることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
6. 請求項５に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
   前記カバー部材（８、９）は、前記連通孔（４５）に向かう方向への燃料流れを許容する流れ許容部（６４〜６６）を有していることを特徴とする高圧燃料ポンプ。

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