電磁駆動機構、この電磁駆動機構を用いた電磁弁およびこの電磁弁を用いた電磁吸入弁を備えた可変流量式高圧燃料供給ポンプ
【課題】ロッドのストロークを精度良く調整することができ、磁気力の低下が少なく、アンカーがロッドから離脱しない電磁駆動機構およびその電磁駆動機構を用いた電磁弁、その電磁弁で構成された電磁吸入弁を備えた可変容量型高圧燃料供給ポンプを提供する。
【解決手段】一端に配置されたロッド３１ｂにアンカー３１ｄを固定し、アンカー３１ｄとロッド３１ｂの結合位置によって前記ロッド３１ｂのストローク（可動範囲）を決定する場合、アンカー３１ｄをロッド３１ｂに圧入嵌合し、結合子でストローク量を調整しながらアンカー３１ｄとロッド３１ｂの位置を固定し、この結合子の固定位置によってストロークを決定する。このようにすることで、結合子の嵌合作業によってロッド３１ｂのストロークを容易に決定でき、各部位の公差は結合子の嵌合調整によって吸収できるので、各部品の精度が悪くてもロッド３１ｂのストロークを適切に管理する事ができる。
【解決手段】一端に配置されたロッド３１ｂにアンカー３１ｄを固定し、アンカー３１ｄとロッド３１ｂの結合位置によって前記ロッド３１ｂのストローク（可動範囲）を決定する場合、アンカー３１ｄをロッド３１ｂに圧入嵌合し、結合子でストローク量を調整しながらアンカー３１ｄとロッド３１ｂの位置を固定し、この結合子の固定位置によってストロークを決定する。このようにすることで、結合子の嵌合作業によってロッド３１ｂのストロークを容易に決定でき、各部位の公差は結合子の嵌合調整によって吸収できるので、各部品の精度が悪くてもロッド３１ｂのストロークを適切に管理する事ができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変流量式高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁などに用いる電磁弁および電磁駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許第３９０２３８８号公報に記載されている従来の高圧燃料供給ポンプでは、燃料噴射弁に供給する高圧燃料の量を調整する電磁吸入弁を備えている。電磁吸入弁のコイルが無通電状態では、吸入弁はばねの付勢力により開弁状態にある。コイルに通電すると電磁吸入弁に発生した磁気力によって吸入弁は閉弁可能となる。よって、コイルの通電有無によって吸入弁の開閉運動を制御することができ、これにより吐出燃料の供給量を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９０２３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この従来技術による電磁吸入弁に用いる電磁駆動機構の構成では、プランジャとアンカーが一体の切削加工品か若しくは加締めによる一体加工品のため、プランジャロッドのストローク，アンカーと固定コアとの磁気空隙の寸法とを正確に設定することが難しかった。このため、電磁駆動機構のプランジャロッドのストロークあるいは応答性が均一にならないという問題があった。本発明の目的は、プランジャロッドのストローク，アンカーと固定コアとの磁気空隙の寸法とを同時に設定できるようにすることで、この問題を解消する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、電磁駆動機構の、アンカーの固定コア側でロッド上に固定され、アンカーとロッドとの位置を固定するアジャスターを設けた。
【発明の効果】
【０００６】
このように構成された本発明によれば、電磁駆動機構のプランジャロッドのストロークと磁気空隙を精度良くセットすることができる。したがって、高圧燃料ポンプの電磁吸入弁などに使用した場合、応答性の向上と吐出量の制御精度の向上の両方が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。
【図２】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が開弁状態にある状態を示す。
【図３】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が閉弁状態にある状態を示す。
【図４】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプの別の縦断面図である。
【図５】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプを含むシステム図である。
【図６】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプの、電磁吸入弁の組み立て方を示した図である。
【図７】本発明が実施された第２実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が開弁状態にある状態を示す。
【図８】本発明が実施された第２実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が閉弁状態にある状態を示す。
【図９】本発明が実施された第２実施例による高圧燃料供給ポンプを含むシステム図である。
【図１０】本発明が実施された第２実施例による高圧燃料供給ポンプの、電磁吸入弁の組み立て方を示した図である。
【図１１】本発明が実施された第３実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が開弁状態にある状態を示す。
【図１２】本発明が実施された第３実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が閉弁状態にある状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図面に示す実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１ないし図６に基づき第１の実施例を説明する。
【００１０】
ポンプハウジング１には加圧室１１を形成するためのカップ型の凹所１１Ａが設けられている。凹所１１Ａ（加圧室１１）の開口部にはシリンダ６が嵌合されている。ホルダ７をねじ部１ｂにて螺合することによってシリンダ６の端部がホルダ７によってポンプハウジング１の加圧室１１の開口部に設けた段付部１６Ａに押し付けられる。
【００１１】
シリンダ６とポンプハウジング１は段付部１６Ａで圧接され、金属接触による燃料シール部を形成する。シリンダ６には中心にプランジャ２の貫通孔（摺動孔とも呼ぶ）が設けられている。プランジャ２はシリンダ６の貫通孔に往復動可能に遊嵌されている。ホルダ７の外周にはねじ部１ｂの反加圧室１１側の位置にシールリング６２が装着されている。シールリング６２はホルダ７の外周とポンプハウジング１の凹所１１Ａの内周壁との間を燃料の漏れないようにシール部を形成する。
【００１２】
ホルダ７の反シリンダ６側には内側筒状部７１と外側筒状部７２の二重の筒状部が形成されている。ホルダ７の内側筒状部７１にはプランジャシール装置１３が保持されており、プランジャシール装置１３はホルダ７の内周とプランジャ２の周面との間に環状低圧室１０ｆを形成している。燃料溜り部６７にはプランジャ２とシリンダ６の摺動面から漏れる燃料が捕獲される。
【００１３】
プランジャシール装置１３は後述するカム５側から燃料溜りとしての環状低圧室１０ｆに潤滑オイルが侵入することも防止している。
【００１４】
ホルダ７の反シリンダ６側に形成された外側筒状部７２はエンジンブロック１００に形成された取付け孔１００Ａに挿入される。ポンプハウジング１の環状突起１１Ｂの外周にはシールリング６１が取付けられている。シールリング６１は取付け孔１００Ａから潤滑オイルが大気中に漏れるのを防止し、また大気から水が浸入するのを防止する。
【００１５】
ホルダ７の直径はシールリング６２の部分よりもシールリング６１の部分の方が大きく構成されている。これは、ポンプハウジング１をエンジンブロックに取付ける際の取付け面積を大きくしてポンプ本体の首振り現象を小さくすることに効果がある。
【００１６】
ポンプハウジング１の下端面１０１Ａはエンジンブロックの取付け孔１００Ａの周囲の取付け面に当接している。ポンプハウジング１の下端面１０１Ａの中心部には環状突起１１Ｂが形成されている。
【００１７】
環状突起１１Ｂはエンジンブロック１００の取付け孔１００Ａに遊嵌しており、ホルダ７の外側筒状部７２の外径とほぼ同じ外径を有するが、ポンプ本体の首振りは環状突起１１Ｂと下端面１０１Ａとで受けるよう配慮される。
【００１８】
プランジャ２はシリンダ６に滑合する大径部２ａの直径よりもシリンダから反加圧室側に延びる小径部２ｂの直径の方が小さく形成されている。その結果プランジャシール装置１３の外径を小さくでき、この部分でホルダ７に二重の筒状部７１，７２を形成するスペースが確保できる。直径が細くなっているプランジャ２の小径部２ｂの先端部にはばね受け１５が固定されている。ホルダ７とばね受け１５との間にはばね４が設けられている。
【００１９】
ばね４の一端はホルダ７の内周側筒状部７１の周りで外周筒状部７２の内側に装着されている。ばね４の他端は有底筒状の金属で構成されるばね受け１５の外側に配置される。
【００２０】
タペット３の筒状部３１Ａは取付け穴１００Ａの内周部に遊嵌されている。タペット３の底部３１Ｂの内表面にはプランジャ２の下端部２１Ａが当接している。タペット３の底部３１Ｂの中央部には回転ローラ３Ａが取付けられている。ローラ３Ａはカム５の表面にばね４の力を受けて押し付けられている。その結果カム５が回転するとカム５のプロフィールに沿ってタペット３とプランジャ２が上下に往復動する。プランジャ２が往復動するとプランジャ２の加圧室側端部２Ｂは加圧室１１に入ったり出たりする。プランジャ２の加圧室側端部２Ｂが加圧室１１に進入するとき加圧室１１内の燃料が高圧に加圧されて高圧通路に吐出される。またプランジャ２の加圧室側端部２Ｂが加圧室１１から後退するとき加圧室１１内に吸入通路３０ａから燃料が吸入される。カム５はエンジンのクランクシャフトあるいはオーバヘッドカムシャフトによって回転される。
【００２１】
カム５が図１に示す３葉カム（カム山が３つ）の場合、クランクシャフトあるいはオーバヘッドカムシャフトが１回転するとプランジャ２は３往復する。４サイクルエンジンの場合、１燃焼行程でクランクシャフトは２回転する。３葉カムの場合、クランクシャフトでカム５を回転する場合、１燃焼サイクルの間（基本的には燃料噴射弁がシリンダに１回燃料を噴射する）にカムは６往復して燃料を６回加圧し吐出する。
【００２２】
ポンプハウジング１の頭部にはダンパカバー１４が固定されている。ダンパカバー１４にはジョイント１０１が設けられており、低圧燃料口１０ａを形成している。ジョイント１０１の内側にはフィルター１０２が装着されている。ダンパカバー１４とポンプハウジング１との間に区画形成される低圧室１０ｂ，１０ｃには、燃料圧力脈動を低減するための圧力脈動低減機構９が収容されている。圧力脈動低減機構９はその上下両面にはそれぞれ低圧室１０ｂ，１０ｃが設けられている。
【００２３】
吐出口１２は、ポンプハウジング１にねじ止若しくは溶接によって固定されたジョイント１０３で形成されている。
【００２４】
燃料は、ジョイント１０１の低圧燃料口１０ａ−低圧室１０ｂ−低圧室１０ｃ−吸入通路３０ａ−加圧室１１−吐出口１２に至る燃料通路と、低圧室１０ｃ−低圧燃料通路１０ｅ−環状低圧通路１０ｈ−ホルダ７に設けられた溝７ａ−環状低圧室１０ｆも連通されている。この結果、プランジャ２が往復動すると環状低圧室１０ｆの容積が増減して、低圧室１０ｃと環状低圧室１０ｆとの間で燃料が行き来する。これによりプランジャと２とシリンダ６の摺動熱で暖められた環状低圧室１０ｆの燃料の熱は、低圧室１０ｃの燃料と熱交換され、冷却される。
【００２５】
加圧室１１の入口の吸入通路３０ａには電磁吸入弁３０が設けられている。電磁吸入弁３０内には吸入弁組体３１が設けられている。ばね３３によって吸入口３０Ａを開く方向に付勢力されている。これにより電磁吸入弁３０は無通電状態では吸入通路３０ａと加圧室１１を連通している。
【００２６】
加圧室１１の出口には吐出弁ユニット８が設けられている。吐出弁ユニット８は吐出弁シート８ａ，吐出弁シート８ａと接離する吐出弁８ｂ，吐出弁８ｂを吐出弁シート８ａに向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ，吐出弁８ｂと吐出弁シート８ａとを収容する吐出弁ホルダ８ｄから構成され、吐出弁シート８ａと吐出弁ホルダ８ｄとは当接部で溶接８ｅにより接合されて一体のユニットを形成している。
【００２７】
なお、吐出弁ホルダ８ｄの内部には、吐出弁８ｂのストロークを規制するストッパを形成する段付部８ｆが設けられている。
【００２８】
加圧室１１と吐出口１２に燃料差圧がない状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力で吐出弁シート８ａに圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１の燃料圧力が、吐出口１２の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁し、加圧室１１内の燃料は吐出口１２を経て高圧燃料容積室２３としてのコモンレールへと高圧吐出される。吐出弁８ｂは開弁した際、吐出弁ストッパ８ｆと接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁８ｂのストロークは吐出弁ストッパ８ｄによって適切に決定される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、吐出口１２へ高圧吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうのを防止でき、高圧ポンプの効率低下が抑制できる。また、吐出弁８ｂが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁８ｂがストローク方向にのみ運動するように、吐出弁ホルダ８ｄの内周面にてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁ユニット８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。
【００２９】
シリンダ６は外周がホルダ７で保持され、ホルダ７の外周に螺刻されたねじを、ポンプ本体に螺刻されたねじにねじ込むことによってねじ部１ｂにおいてポンプハウジング１に固定される。プランジャ２は大径部２ａと小径部２ｂからなる。シリンダ６は加圧部材であるプランジャ２を大径部２ａにて上下に摺動可能に保持する。プランジャ２の下端には、カム５の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ２に伝達するリテーナ１５が嵌合によってプランジャ２に固定されており、プランジャ２はリテーナ１５を介してばね４にてタペット３の底部内面に押し付けられている。これによりカム５の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に運動させることができる。また、プランジャ２の小径部２ｂはシリンダ６の図中下側でプランジャシール装置１３によりシールされ、ガソリン（燃料）が高圧燃料供給ポンプのから内燃機関の内部に漏れることを防止する。同時に内燃機関の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルでも良い）がポンプハウジング１の内部に流入するのを防止する。
【００３０】
これらの構成により、加圧室１１は、電磁吸入弁３０，吐出弁ユニット８，プランジャ２，シリンダ６，ポンプハウジング１にて構成される。
【００３１】
燃料は燃料タンク２０から低圧燃料供給ポンプ２１にて、吸入配管２８を通してポンプの低圧燃料口１０ａに導かれる。低圧燃料供給ポンプ２１は、エンジンコントロールユニット２７（以後、ＥＣＵと称す）からの信号によって低圧燃料口１０ａへの吸入燃料を一定の圧力に調圧する。
【００３２】
また、高圧燃料供給ポンプの加圧室１１で加圧された高圧燃料が吐出口１２から高圧燃料容積室２３へ供給される。高圧燃料容積室２３には、高圧燃料噴射弁２４，圧力センサ２６が装着されている。高圧燃料噴射弁２４は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、ＥＣＵ２７の信号に基づいて内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する。
【００３３】
次に、高圧吐出される燃料の量を調整する電磁吸入弁３０について図２，図３を用いて説明する。
【００３４】
吸入弁組体３１はバルブ３１ａが一端部に形成されたロッド３１ｂ、ロッド３１ｂの軸方向のほぼ中央部に圧入固定されたストローク制限部材３１ｃ、ストローク制限部材３１ｃの位置まで圧入されたアンカー３１ｄ、アンカー３１ｄとストローク制限部材３１ｃの位置を調整すると共に溶接固定部３１ｆにおいてロッド３１ｂにレーザー溶接されることでアンカー３１ｄの抜け止めとして機能するアジャスター３１ｅを備える。
【００３５】
ストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅの３つの部材はそれぞれロッド３１ｂに固定されており、ストローク制限部材３１ｃとアンカー３１ｄの一方の端面、アンカー３１ｄの他方の端面とアジャスター３１ｅは軸方向で相互に接触している。結果的にアンカー３１ｄがストローク制限部材３１ｃとアジャスター３１ｅとの間にサンドイッチ状態に固定されている。
【００３６】
吸入弁組体３１は吸入弁ハウジング３０１の内部に形成された筒状空間に配置されている。吸入弁ハウジング３０１の内部の筒状空間の内周部にはガイド３４が固定されている。ロッド３１ｂはこのガイド３４の中心部に形成された孔を貫通している。ガイド３４はバルブ３１ａとストローク制限部材３１ｃの間に位置し、ロッド３１ｂの往復動を支承している。
【００３７】
ガイド３４とバルブ３１ａとの間には吸入弁ハウジング３０１に圧入固定されたバルブシート部材３２Ａが設けられている。
【００３８】
バルブシート部材３２Ａは端部にバルブシート（弁座）３２を有し、バルブ３１ａのシート面とバルブシート（弁座）３２のシート面とが対面するように配置されている。
【００３９】
バルブシート部材３２Ａは中心に貫通孔を有し、この孔を貫通してロッド３１ｂが配置されている。
【００４０】
アンカー３１ｄが固定コア３５に吸引されて、ロッド３１ｂが固定コア３５側に最大ストロークするとバルブ３１ａのシート面とバルブシート（弁座）３２のシート面とが接触して燃料通路を遮断する。このとき固定コア３５とアンカー３１ｄとの間にはわずかなクリアランスが形成されるよう構成されており、固定コア３５とアンカー３１ｄとは非接触状態が保たれる。その結果固定コア３５の端面あるいはアンカー３１ｄの端面が磨耗することがなく、また接触時の衝突音が発生しないので長寿命で静粛な電磁弁がえられる。
【００４１】
ばね３３はアジャスター３１ｅの端面と固定コア３５の内部底面との間に配置されており、ばね３３の付勢力によってアジャスター３１ｅを介してアンカー３１ｄが反固定コア３５側に押されている。ストローク制限部材３１ｃはアンカー３１ｄ（ロッド３１ｂ）の反固定コア３５側へのストロークを規制する規制部材としてのガイド３４と接触している。端子３７を介してコイル３６にＥＣＵからの入力電圧が印加されていない無通電状態では、このばね３３の付勢力により、吸入弁組体３１はロッド３１ｂが図１、または図２に示すように図面右方向にストロークして、バルブ３１ａが開弁状態となっている。バルブ３１ａとバルブシート３２の間に存在する隙間は、バルブ３１ａの可動範囲であり、これがストロークとなる。
【００４２】
カム５の回転により、プランジャ２が吸入行程（上死点位置から下死点位置に移動する間）にある時は、ＥＣＵからの入力電圧は印加されていない。バルブ３１ａは開弁しているので、加圧室１１の容積増加に伴ない、燃料は加圧室１１に流入する。吸入弁組体３１の開弁方向の変位量はガイド３４にて規制されており、これ以上開弁することはない。
【００４３】
この状態で、プランジャ２は吸入行程を終了し、圧縮行程（下死点から上死点に移動する間）へと移行する。プランジャ２が圧縮行程に移ると、ばね３３の付勢力のため、依然としてバルブ３１ａは開弁したままである。従ってこの状態では、加圧室１１の容積がプランジャ２の圧縮運動に伴って減少しても、加圧室１１内の燃料が再び開弁状態のバルブ３１ａを通して吸入通路３０ａ（低圧室１０ｃ）へと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することはない。この行程を戻し行程（スピル行程とも称す）と呼ぶ。このとき、バルブ３１ａには、ばね３３の付勢力による開弁方向の力と、燃料が加圧室１１から低圧室１０ｃへ逆流する時に発生する流体力による閉弁方向の力が働く。戻し工程中にバルブ３１ａが開弁状態を維持するために、ばね３３の付勢力は流体力よりも大きく設定されている。
【００４４】
この状態で、端子３７を介してＥＣＵ２７からの入力電圧がコイル３６に印加されると、コイル３６には電流が流れる。流れる電流の波形はコイル３６の抵抗値とインダクタンスの値によって決まる。この電流によって、アンカー３１ｄと、固定コア３５の間には互いに引き合う磁気力が発生する。この磁気力がばね３３の付勢力よりも大きくなると、吸入弁組体３１は図中の左側に閉弁運動を開始する。そして、バルブ３１ａとバルブシート３２が接触するとその運動を停止し、バルブ３１ａは閉弁状態となるが、アンカー３１ｄと固定コア３５の間にはクリアランスが存在し、互いに接触することがないように設定されている。バルブ３１ａが閉弁してから加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇する。そして、吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁ユニット８を介して加圧室１１に残っている燃料の高圧吐出が行われ、高圧燃料容積室２３へ加圧燃料が供給される。この行程を吐出行程と称す。すなわち、プランジャ２による圧縮行程は、戻し行程と吐出行程からなる。
【００４５】
吐出行程において、加圧燃料の供給が開始された後、ＥＣＵ２７からの入力電圧を解除できる。これは、加圧室１１内の圧力が吐出口１２の圧力以上になると、バルブ３１ａには加圧室１１内の圧力により閉弁方向に力が働き、このばね３３の付勢力よりも大きくなるためである。これにより、コイル３６での消費電力を抑制することができる。
【００４６】
そして、コイル３６への入力電圧を印加するタイミング（閉弁タイミング）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。入力電圧を印加するタイミング（閉弁タイミング）を早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路３０ａ（低圧室１０ｃ）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、入力電圧を印加するタイミングを遅くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きく、吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入通路３０ａ（低圧室１０ｃ）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。入力電圧を解除するタイミングは、ＥＣＵからの指令による。
【００４７】
プランジャ２が加圧行程を終了し吸入行程を開始すると加圧室１１の体積は再び増加を開始し、加圧室１１内の圧力は低下する。バルブ３１ａはばね３３の付勢力によって図中の右側へ開弁運動を開始し、ストローク分だけ移動した後、ストローク制限部材３１ｃがガイド３４と接触し開弁運動を停止する。そして加圧室１１に低圧室１０ｃから３０ａを通って燃料が流入する。
【００４８】
本構造では、バルブ３１ａのストロークの管理が非常に重要になる。ストロークが大きすぎると、ＥＣＵ２７からの入力電圧が印加され後、バルブ３１ａが閉弁運動を開始しバルブシート３２と接触し完全に閉弁するまでにより長い時間を必要とする。また、アンカー３１ｄと固定コア３５の距離も大きくなるために発生する磁気力が小さくなってしまう。そのため、内燃機関の高速運転時（カム高速回転時）に応答性が不足するし、目標とするタイミングで吸入弁を閉弁することができず、高圧吐出される燃料の量を制御できないと言った問題が生じる。ストロークが小さすぎると、この部分でのオリフィス効果が大きくなるので、圧力損失が発生する。例えば燃料温度が６０℃のような高温で、内燃機関の高速運転時（カム高速回転時）の場合、吸入行程では低圧室１０ｃから加圧室１１に燃料が流れ込む際に、燃料はこの部分で蒸気化してしまい、高圧に加圧できる燃料が減少してしまう。その結果、高圧燃料供給ポンプの容積効率の低下に繋がる、と言った問題があった。また、戻し工程中は、内燃機関の高速運転時（カム高速回転時）では、バルブ３１ａに発生する流体力（加圧室１１から低圧室１０ｃへ逆流する燃料によって発生する閉弁方向の力）が大きくなる。すると戻し工程中の予期しないタイミングでバルブ３１ａが閉弁してしまい、高圧吐出される燃料の量を制御できないと言った問題が生じる。
【００４９】
前記の問題は、次のように高圧燃料ポンプの高圧加圧容量が大きい場合に特に顕著となる。吸入行程では、燃料が低圧室１０ｃから加圧室１１に流れ込む際、バルブ３１ａ部のストローク部での流速が速くなり、戻し工程中は、加圧室１１から低圧室１０ｃへ流れる燃料の流れが速くなるためである。
【００５０】
（１）プランジャ２の大径部２ａの直径が大きい場合：例えばφ１０、またはそれ以上
（２）カム５のリフトが大きい場合：例えば５.５mmリフトやそれ以上
（３）カムの葉数が大きい場合：４葉カムやそれ以上
高圧燃料ポンプの高圧加圧容量が大きいと、次のような利点がある。内燃機関が停止し、十分に長い時間が経過後の休止状態においては、高圧燃料容積室２３の圧力は大気の圧力となっている。この状態で内燃機関を始動する場合、スタータなどの駆動力によってクランクシャフトやカムシャフトは回転（カムシャフト：〜１００ｒ／min）し、高圧燃料ポンプは燃料の高圧加圧を開始し、高圧燃料容積室２３の圧力は上昇をする。高圧燃料容積室２３の圧力が目標の圧力なると、高圧燃料噴射弁２４から内燃機関のシリンダ内へ燃料が噴射される。高圧燃料ポンプの高圧加圧容量を大きくすると、高圧燃料容積室２３の圧力を、大気圧から目標圧力まで昇圧させる昇圧時間を短くすることができ、内燃機関の始動に要する時間を短縮することができる。これらのことから、高圧燃料ポンプの高圧加圧容量が大きい方が望ましく、その場合はバルブ３１ａのストロークの管理は非常に重要となる。そのため、本特許の構造では次に示すように組み立てることとした。
【００５１】
電磁吸入弁３０の組立方法について図６を用いて説明する。まず、吸入弁ハウジング３０１にバルブシート３２を図中下側から、ガイド３４を図中上側から圧入固定する。次に、バルブ３１ａとロッド３１ｂが一体となっている部材を図中下側から挿入する。ストローク制限部材３１ｃはロッド３１ｂに嵌合固定されるが、このとき嵌合治具３５１，３５２を用いる。ガイド３４を、図中上側から嵌合治具３５２によってロッド３１ｂに嵌合すると、バルブ３１ａは嵌合荷重によって嵌合治具３５１の受け面３５１ｂに衝突する。さらに嵌合を続けると、ストローク制限部材３１ｃは、ガイド３４と衝突し、バルブシート３２が受け面３５１ａに接触するまで嵌合荷重を加え続ける。受け面３５１ａと受け面３５１ｂの段差の高さによって、バルブ３１ａのストロークは決定される。アンカー３１ｄは嵌合治具３５１と嵌合治具３５３によってロッド３１ｂに嵌合される。この時、アンカー３１ｄはストローク制限部材３１ｃと接触するまで嵌合する。その後、アジャスター３１ｅを嵌合治具３５１と嵌合治具３５４にて、ロッド３１ｂに嵌合固定される。この時、アジャスター３１ｅはアンカー３１ｄと接触するまで嵌合し、その後レーザー溶接にて完全固定する。このようにすることで、レーザー溶接の前の嵌合作業によってストロークを決定でき、バルブ３１ａの厚さ：Ｘを厳しく管理すれば、その他も部位の公差は嵌合の位置によって吸収できる。これにより、各部品の精度が悪くてもストロークを適切に管理することができる。さらに溶接固定部３１ｆをレーザー溶接し、ロッド３１ｂとアジャスター３１ｅを完全に固定する。レーザー溶接による固定は、各部品に外力を加えることなく固定することができるので、嵌合固定によって決定したストロークが変化してしまうと言った問題を回避することができる。
【００５２】
リング３０２を吸入弁ハウジング３０１に図示しない嵌合治具によって嵌合後、固定コア３５をリング３０２に嵌合する。固定コア３５の３０２に嵌合への嵌合位置によってアンカー３１ｄと固定コア３５のクリアランスを決定する。嵌合後、溶接固定部３０２ａ，３０２ｂをレーザー溶接し完全に固定する。ばね３３は固定コア３５の内側円筒部に収納されて、適切なセット長となるように内側円筒部の深さが加工されている。
【００５３】
クリアランスは、バルブ３１ａのストロークよりも大きく設定しなくてはならない。クリアランスがバルブ３１ａのストロークよりも小さいと、ＥＣＵ２７からの入力電圧が印加されてバルブ３１ａが閉弁運動を開始後、アンカー３１ｄが固定コア３５と衝突をしてしまう、バルブ３１ａとシート３５が接触せず、吸入弁を完全な閉弁状態にすることができない。また、クリアランスが大き過ぎると、ＥＣＵ２７からの入力電圧がコイル３６に印加されても、十分な磁気力が得られない。そのため、吸入弁組体３１が閉弁することができない、または応答性が悪くなってしまい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、と言った問題が発生してしまう。
【００５４】
吸入行程、および戻し行程時は、ＥＣＵ２７からの入力電圧がコイル３６に印加されておらず、吸入弁ばねによってバルブ３１ａは開弁状態となっている。この時、ストローク制限部材３１ｃはガイド３４と接触し、バルブ３１ａの開弁方向の位置を規制している。ガイド３４とロッド３１ｂと摺動運動を繰り返すので、耐久上の観点から高い硬度が要求され、これらの部品の材料は硬度の高いマルテンサイト系ステンレスとしている。ＥＣＵ２７からの入力電圧がコイル３６に印加されると、コイル３６の周りには磁場が発生する。そして、磁場を取り巻く磁気回路中で磁束が発生し、アンカー３１ｄと固定コア３５の間で互いに引き合う磁気力が発生する。ガイド３４の材料であるマルテンサイト系ステンレスは、磁場の中に置かれると内部に磁束を発生する磁性材であることが知られている。そのため、ストローク制限部材３１ｃは非磁性材にする必要がある。ストローク制限部材３１ｃが磁性材であれば、ストローク制限部材３１ｃとガイド３４の間にも磁束の流れが発生し、互いに引き合う磁気力を発生する。この磁気力はバルブ３１ａを開弁方向へ付勢するので、バルブ３１ａは閉弁することができなくなってしまうためである。加圧行程が終わり、吸入行程になると吸入弁組体３１が図中左側へ、ばね３３の付勢力によって開弁運動を開始する。そして、ストローク制限部材３１ｃがガイド３４と衝突して運動を停止する。この衝突はばね３３の付勢力によって発生するものであり、衝突エネルギーは非常に小さい。そのためこの衝突部では高い硬度は要求されない。そのため、本実施例ではストローク制限部材３１ｃの材質に非磁性材であるオーステナイ系ステンレスを採用した。
【００５５】
発生する磁気力は、アンカー３１ｄと固定コア３５の磁気吸引面Ｓを流れる磁束が大きい程強くなる。よって、コイル３６の回りに発生した磁場による磁束が、アンカー３１ｄと固定コア３５の磁気吸引面Ｓのみを通過し、その他の部分を通過しない磁気回路にすれば、大きな磁気力を得ることができる。図２に示すように、磁束の流れが通過する磁気回路は、アンカー３１ｄ，吸入弁ハウジング３０１，ヨーク３８，コネクタホルダ３０３、および固定コア３５の５部材であり、これら５部材の材料は磁性材とした。その他、磁気回路の近傍の部材である、リング３０２，アジャスター３１ｅは非磁性体とした。もし、リング３０２やアジャスター３１ｅが磁性体であれば、コイル３６の回りに発生した磁場による磁束がこれらの部材を通過してしまい、その結果磁気回路を通過する磁束が低下してしまう。すると、アンカー３１ｄと固定コア３５に発生する磁気力が不足し、バルブ３１ａが閉弁できないと言う問題が発生する。
【００５６】
吸入弁組体３１は閉弁運動と開弁運動を繰り返す。
【００５７】
開弁運動はばね３３によって運動し、ストローク制限部材３１ｃとガイド３４が衝突し終了する。ストローク制限部材３１ｃとガイド３４が衝突するとストローク制限部材３１ｃは運動を停止し、アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅも運動を停止する。この時、バルブ３１ａ，ロッド３１ｂは慣性により開弁運動を続けようとするので、ロッド３１ｂがストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅとロッド３１ｂの嵌合部には、ロッド３１ｂが図中右側へ抜ける方向へせん断力が働く。嵌合による固定力のみでは、このせん断力によりロッド３１ｂが抜けてしまうので、アジャスター３１ｅは溶接固定部３１ｆによってロッド３１ｂにレーザー溶接にて溶接固定している。
【００５８】
閉弁運動は、ＥＣＵ２７からの入力電圧により発生する磁気力によって吸入弁組体３１が閉弁運動を開始し、バルブ３１ａがバルブシート３２に衝突して終了する。バルブ３１ａがバルブシート３２に衝突すると、バルブ３１ａとロッド３１ｂは運動を停止する。この時、ストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅは慣性により閉弁運動を続けようとするので、ストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅとロッド３１ｂの嵌合部には、図中左側へ抜ける方向へせん断力が働く。アンカー３１ｄにはＥＣＵ２７からの入力電圧により発生する磁気力も発生しているので、これによるせん断力も発生する。嵌合による固定力のみでは、このせん断力によりロッド３１ｂが抜けてしまうので、アジャスター３１ｅは溶接固定部３１ｆによってロッド３１ｂにレーザー溶接にて溶接固定している。
【００５９】
以上から、アジャスター３１ｅは閉弁運動と開弁運動の終了時に発生するせん断力によって、ロッド３１ｂがストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄから抜けてしまうことを防ぐ役目がある。本発明では、前述の通りアジャスター３１ｅをアンカー３１ｄとは別部材とし非磁性体としている。もし、アジャスター３１ｅがアンカー３１ｄと一体でありこの部分が磁性材であれば、磁束がこの部分を通過してしまい磁気吸引面Ｓを通過する磁束が減少し磁気力が低下してしまう。その結果バルブ３１ａが閉弁できないと言う問題があった。
【００６０】
以上のようにして、吸入弁組体３１は図中の左右に開弁運動と閉弁運動を繰り返す。吸入弁組体３１のロッド３１ｂとガイド３４、およびバルブシート３２とのガイド部３２ａの間には微小なクリアランスが存在するので、吸入弁組体３１はこの運動を開弁運動・閉弁運動の方向のみに制限され、摺動可能に保持されている。二箇所のクリアランスは次のように設定されている。クリアランスが大き過ぎると、吸入弁組体３１は開弁運動・閉弁運動の方向以外にも運動をしてしまいアンカー３１ｄとリング３９が接触をしてしまう。すると、開弁運動・閉弁運動の応答性が悪くなり、内燃機関の高速運転時（カムの高速回転時）にバルブ３１ａの開弁・閉弁が追従せず、吐出される高圧燃料の量を制御することができなくなってしまう。そこで、アンカー３１ｄとリング３９は接触することがないようにクリアランスを設定しなくてはならない。クリアランスが小さ過ぎると、次のような問題が発生する。バルブ３１ａとロッド３１ｂは一体で成形されているが、互いの直角度は公差の範囲内で必ずバラツキが発生する。二箇所のクリアランスが小さ過ぎると、このクリアランスを吸収できずにバルブ３１ａがバルブシート３２に傾いて接触してしまう。すると加圧室１１内の燃料をプランジャ２によって加圧できなくなる。または、バルブ３１ａとロッド３１ｂの破損と言った問題が生じる。したがって、二箇所のクリアランスは、バルブ３１ａとロッド３１ｂの直角度を吸収できる大きさでなくてはならない。
【００６１】
また、吸入弁組体３１が開弁運動・閉弁運動をすれば、固定コア３５の内側円筒部内をロッド３１ｂは出入りし、容積が増減する。固定コア３５の内側円筒部は燃料で満たされているので燃料も出入りし、そのために２箇所のガイド部（ガイド３４，バルブシート３２とのガイド部３２ａ）では、図中の左右方向に燃料が往復しなくてはならない。しかし、ガイド３４，バルブシート３２とのガイド部３２ａとロッド３１ｂのクリアランスは微小であり、十分な燃料が通過することができず、吸入弁組体３１の開弁運動・閉弁運動の応答性を阻害してしまう。そのため、ガイド３４、およびバルブシート３２にそれぞれ連通孔３４ａ，３２ｂを設けた。このような構造とすることで、燃料の通過を容易にし吸入弁組体３１の開弁運動・閉弁運動の応答性を確保することができる。
【００６２】
上記の吸入行程，戻し行程、および吐出行程の３つの行程中、吸入通路３０ａ（低圧室１０ｃ）には常に燃料が出入りするため、燃料圧力に周期的な脈動が生じる。この圧力脈動は圧力脈動低減機構９にて吸収低減され、低圧燃料供給ポンプ２１からポンプハウジング１へ至る吸入配管２８への圧力脈動の伝播を遮断し、吸入配管２８の破損等を防止すると同時に、安定した燃料圧力で加圧室１１に燃料を供給することを可能としている。低圧室１０ｂは低圧室１０ｃと接続しているので、圧力脈動低減機構９の両面に燃料は行き渡り効果的に燃料の圧力脈動を抑える。
【００６３】
シリンダ６の下端とプランジャシール装置１３の間には環状低圧室１０ｆが存在し、低圧室１０ｃ−低圧燃料通路１０ｅ−環状低圧通路１０ｈ−ホルダ７に設けられた溝７ａ、と低圧室１０ｃと接続されている。プランジャ２がシリンダ６内で摺動運動を繰り返すと、大径部２ａと小径部２ｂとのアジャスターは環状低圧室１０ｆ内で上下運動を繰り返し、環状低圧室１０ｆは容積変化する。吸入行程では環状低圧室１０ｆの容積は減少し、環状低圧室１０ｆ内の燃料は低圧通路１１ｅを通って低圧室１０ｃへと流れる。戻し行程、および吐出行程では環状低圧室１０ｆの容積は増加し、低圧室１０ｄ内の燃料は低圧通路１１ｅを通って環状低圧室１０ｃへと流れる。
【００６４】
低圧室１０ｃに着目すると、吸入行程では低圧室１０ｃから加圧室１１に燃料は流入する一方、環状低圧室１０ｆから低圧室１０ｃに燃料が流入する。戻し行程では、加圧室１１から低圧室１０ｃに燃料は流入する一方、低圧室１０ｃから環状低圧室１０ｆに燃料が流入する。吐出行程では、低圧室１０ｃから環状低圧室１０ｆに燃料は流入する。このように、環状低圧室１０ｆは低圧室１０ｃへの燃料の出入りを助ける作用があるので、低圧室１０ｃで発生する燃料の圧力脈動を低減する効果がある。
【実施例２】
【００６５】
図７ないし図１０に基づき第２の実施例を説明する。
【００６６】
実施例１との違いは、吸入弁３１３がロッド３１ｂとは別部材となって分離しており、ロッド３１ｂに閉弁方向への動きを制限する閉弁運動制限部材３１ｇが一体成形されている点である。駆動部３１はロッド３１ｂ，ストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅ，溶接固定部３１ｆ，閉弁運動制限部材３１ｇからなる。閉弁ばね３３ａは一方の端を吸入弁３１３に接し他端を吸入弁ホルダ３９に接触しており、吸入弁３１３を閉弁方向に付勢している。ばね３３の付勢力は閉弁ばね３３ａの付勢力よりも大きく設定されている。ＥＣＵ２７からの入力電圧が印加されていない状態では、吸入弁３１３は開弁状態にある。それ以外は、実施例１と同じである。
【００６７】
吸入行程において、燃料が低圧室１０ｃから加圧室１１に流れ込むとき、吸入弁３１３には流れる燃料によって開弁方向（図中の右方向）に流体力が働く。流体力が閉弁ばね３３ａの付勢力より大きくなると、吸入弁３１３はロッド３１ｂから離れて図中右方向へ移動する。駆動部３１はストローク制限部材３１ｃがガイド３４と接触し可動範囲を制限されているので、これ以上移動することはない。このようにして、吸入行程において吸入弁３１３とバルブシート３２の隙間はストロークよりも大きくなり、吸入行程時の圧力損失を小さくすることができる。
【００６８】
戻し行程では、燃料は加圧室１１から低圧室１０ｃへと流れる燃料によって吸入弁３１３に閉弁方向へ力（流体力）が働く。閉弁ばね３３ａも吸入弁３１３を閉弁方向へ付勢しているので吸入弁３１３はロッド３１ｂと接触した状態で運動を停止している。このとき、吸入弁３１３とバルブシート３２の間の隙間がストロークとなる。
【００６９】
この状態で、端子３７を介してＥＣＵ２７からの入力電圧がコイル３６に印加されると、コイル３６には電流が流れる。流れる電流の波形はコイル３６の抵抗値とインダクタンスの値によって決まる。この電流によって、アンカー３１ｄと、固定コア３５の間には互いに引き合う磁気力が発生する。この磁気力がばね３３の付勢力よりも大きくなると、駆動部３１は図中の左側に運動を開始する。そして、閉弁運動制限部材３１ｇとガイド部３２ａの端部が接触するとその運動を停止する。このとき、吸入弁３１３は閉弁ばね３３ａの付勢力、および閉弁方向の流体力によって図中の左方向へ閉弁運動し、バルブシート３２と接触し閉弁状態となる。この状態で、吸入弁３１３とロッド３１ｂの先端との間には微小なクリアランスが存在し、アンカー３１ｄと固定コア３５の間にもクリアランスが存在し、互いに接触することがないように設定されている。吸入弁３１３が閉弁してから加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇する。そして、吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁ユニット８を介して加圧室１１に残っている燃料の高圧吐出が行われ、高圧燃料容積室２３へ加圧燃料が供給される。
【００７０】
加圧室１１内の圧力が吐出口１２の圧力以上になり、加圧燃料の供給が開始されればＥＣＵ２７からの入力電圧を解除できる。このとき、ロッド３１ｂはクリアランス分だけ右側へ移動し吸入弁３１３と接触し、ばね３３の付勢力を吸入弁３１３の開弁方向へ伝達するが、加圧室１１内の圧力により閉弁方向に力が働き、ばね３３の付勢力よりも大きくなるため、加圧行程中は吸入弁が開弁することはないからである。これにより、コイル３６での消費電力を抑制することができる。
【００７１】
電磁吸入弁３０の組立方法について図１０を用いて説明する。まず、吸入弁ハウジング３０１にバルブシート３２を図中下側から、ガイド３４を図中上側から圧入固定する。次に、ロッド３１ｂと、閉弁運動制限部材３１ｇが一体となっている部材を図中下側から挿入する。ストローク制限部材３１ｃはロッド３１ｂに嵌合固定されるが、このとき嵌合治具３５１，３５２を用いる。ガイド３４を、図中上側から嵌合治具３５２によってロッド３１ｂに嵌合すると、ロッド３１ｂは嵌合荷重によって嵌合治具３５１の受け面３５１ｂに衝突する。さらに嵌合を続けると、ストローク制限部材３１ｃは、ガイド３４と衝突し、バルブシート３２が受け面３５１ａに接触するまで嵌合荷重を加え続ける。受け面３５１ａと受け面３５１ｂの段差の高さによって、吸入弁３１３のストロークは決定される。本実施例では、ロッド３１ｂのバルブシート３２からの出張り長さがストロークとなる。アンカー３１ｄは嵌合治具３５１と嵌合治具３５３によってロッド３１ｂに嵌合される。この時、アンカー３１ｄはストローク制限部材３１ｃと接触するまで嵌合する。その後、アジャスター３１ｅを嵌合治具３５１と嵌合治具３５４にて、ロッド３１ｂに嵌合固定される。この時、アジャスター３１ｅはアンカー３１ｄと接触するまで嵌合し、その後レーザー溶接にて完全固定する。このようにすることで、レーザー溶接の前の嵌合作業によってストロークを決定できる。本実施例では、ロッド３１ｂのバルブシート３２からの出張り長さがストロークなので、各部品の公差はストロークには影響しない利点がある。これにより、各部品の精度が悪くてもストロークを適切に管理することができる。さらに溶接固定部３１ｆをレーザー溶接し、ロッド３１ｂとアジャスター３１ｅを完全に固定する。レーザー溶接による固定は、各部品に外力を加えることなく固定することができるので、嵌合固定によって決定したストロークが変化してしまうと言った問題を回避することができる。
【００７２】
本実施例の特徴を列挙すると以下の通りである。
【００７３】
電磁吸入弁の駆動部を、電磁吸入弁の閉弁方向へ磁気力を発生するアンカーと、アンカーと吸入弁部との間にロッドを有し、アンカーとロッドが別部材として構成され、アンカーとロッドの結合位置によって前記駆動部のストローク（可動範囲）を決定することとした。アンカーとロッドの結合は、まずアンカーをロッドに嵌合にて固定し、この嵌合固定の位置によってストークを決定する。このようにすることで、嵌合作業によってストロークを容易に決定でき、各部位の公差は嵌合の位置によって吸収できるので、各部品の精度が悪くてもストロークを適切に管理することができる。
【００７４】
その後、レーザー溶接によってアンカーとロッドを完全に固定する。さらにレーザー溶接による固定は、各部品に外力を加えることなく固定することができるので、嵌合固定によって決定したストロークが変化してしまうと言った問題を回避することができる。これによって、駆動部が発生した磁気力によって閉弁方向へ運動をし、この運動が停止した時のエネルギーによる駆動部が破損を防ぐことができる。
【００７５】
さらに、アンカーのロッドのアジャスターを、アジャスターとして別部材とし、レーザー溶接による完全固定はこのアジャスターによって行うこととした。そして、アジャスターを非磁性体とすることにより、磁気力が磁気吸引面以外を通過し磁気吸引力が低下してしまい、吸入弁が閉弁できないと言った問題を解決することができる。
【００７６】
また、コイルに通電した時に発生する磁気力の低下がなく、アンカーがロッドから離脱しない構造にすることができる。
【００７７】
リング３０２、および固定コア３５については、実施例１と同じである。
【実施例３】
【００７８】
図１１ないし図１２に基づき第２の実施例を説明する。
【００７９】
実施例２との違いは、吸入弁３１３がロッド部３０３ａを有し、吸入弁ホルダ３９のガイド３９ａにてロッド部３０３ａを吸入弁３１３の開閉弁運動の方向のみに運動を制限していることである。このようにするにより、吸入弁３１３がバルブシート３２に着座する際に暴れることがなく瞬時に密着することができ、吸入弁３１３の応答性を改善できる。
【００８０】
以上の第１ないし第３実施例によれば従来技術の以下に示す課題の少なくとも一つが解消できる。
【００８１】
従来の電磁吸入弁の構成では、コイルに無通電時、駆動部がばね力によってプランジャロッドを固定コアから離れる方向に維持している。コイルに通電すると駆動部に発生する磁気力によって駆動部はばね力に逆らって移動し、プランジャロッドは固定コア側に引き付けられる。このような電磁駆動機構が例えば高圧燃料供給ポンプに用いられて、コイルの通電有無によって高圧燃料の量を制御する場合には、吸入弁や駆動部が内燃機関の高回転時にも動きが追従しなくてはならない。そのため、駆動部・または吸入弁のストロークを正確に制限する必要があり、開弁方向・閉弁方向それぞれに動きを制限するストッパを設けている。駆動部・または吸入弁のストロークは大き過ぎると高速応答性が低下し、内燃機関の高速運転時に高圧燃料の量が制御できなくなってしまう。小さ過ぎると、吸入弁部での流路面積が小さくこの部分がオリフィスの様になってしまい、高圧燃料供給ポンプの内部で圧力損失が発生してしまう。この圧力損失によって、吸入弁に働く流体力が大きくなり吸入弁が予期しないタイミングで閉弁してしまい、吐出される燃料の量を調節することができないと言うさまざまな問題があった。また、燃料を加圧室に吸入する際に燃料が蒸気化してしまい、高圧燃料供給ポンプの容積効率の低下につながると言う問題があった。そのため、ストロークは適切な値に精度良くセットしなくてはならない。このため、ソレノイド各部品の要求精度が高くなってしまい、さらに組み立て性も悪化し、量産時にストロークの管理ができない、または難しいと言う問題があった。
【００８２】
また、駆動部は発生した磁気力によって閉弁方向へ運動をするが、この運動が停止した時のエネルギーによって固定コアとアンカーが衝突して磨耗したり破損してしまう問題があった。
【００８３】
また、コイルに通電した時に発生する磁束が、駆動部の磁気吸引面以外を通過してしまい、開弁方向・または閉弁方向に動きを制限するストッパ部を通過してしまい磁気力が低下してしまい、吸入弁を閉弁することができない、という問題があった。
【符号の説明】
【００８４】
１ ポンプハウジング
２ プランジャ
２ａ 大径部
２ｂ 小径部
３ タペット
５ カム
６ シリンダ
７ ホルダ
８ 吐出弁ユニット
９ 圧力脈動低減機構
１０ａ 低圧燃料口
１０ｂ，１０ｃ 低圧室
１０ｅ 低圧燃料通路
１０ｆ 環状低圧室
１１ 加圧室
１２ 吐出口
１３ プランジャシール装置
２０ 燃料タンク
２１ 低圧燃料供給ポンプ
２３ 高圧燃料容積室
２４ 高圧燃料噴射弁
２６ 圧力センサ
２７ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
３０ 電磁吸入弁
３１ａ バルブ
３１ｂ ロッド
３１ｃ ストローク制限部材
３１ｄ アンカー
３１ｅ アジャスター
３１ｆ 溶接固定部
３１ｇ 閉弁運動制限部材
３２ バルブシート
３３ ばね
３３ａ 閉弁ばね
３４ ガイド
３５ 固定コア
３６ コイル
３１３ 吸入弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変流量式高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁などに用いる電磁弁および電磁駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許第３９０２３８８号公報に記載されている従来の高圧燃料供給ポンプでは、燃料噴射弁に供給する高圧燃料の量を調整する電磁吸入弁を備えている。電磁吸入弁のコイルが無通電状態では、吸入弁はばねの付勢力により開弁状態にある。コイルに通電すると電磁吸入弁に発生した磁気力によって吸入弁は閉弁可能となる。よって、コイルの通電有無によって吸入弁の開閉運動を制御することができ、これにより吐出燃料の供給量を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９０２３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この従来技術による電磁吸入弁に用いる電磁駆動機構の構成では、プランジャとアンカーが一体の切削加工品か若しくは加締めによる一体加工品のため、プランジャロッドのストローク，アンカーと固定コアとの磁気空隙の寸法とを正確に設定することが難しかった。このため、電磁駆動機構のプランジャロッドのストロークあるいは応答性が均一にならないという問題があった。本発明の目的は、プランジャロッドのストローク，アンカーと固定コアとの磁気空隙の寸法とを同時に設定できるようにすることで、この問題を解消する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、電磁駆動機構の、アンカーの固定コア側でロッド上に固定され、アンカーとロッドとの位置を固定するアジャスターを設けた。
【発明の効果】
【０００６】
このように構成された本発明によれば、電磁駆動機構のプランジャロッドのストロークと磁気空隙を精度良くセットすることができる。したがって、高圧燃料ポンプの電磁吸入弁などに使用した場合、応答性の向上と吐出量の制御精度の向上の両方が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。
【図２】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が開弁状態にある状態を示す。
【図３】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が閉弁状態にある状態を示す。
【図４】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプの別の縦断面図である。
【図５】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプを含むシステム図である。
【図６】本発明が実施された第１実施例による高圧燃料供給ポンプの、電磁吸入弁の組み立て方を示した図である。
【図７】本発明が実施された第２実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が開弁状態にある状態を示す。
【図８】本発明が実施された第２実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が閉弁状態にある状態を示す。
【図９】本発明が実施された第２実施例による高圧燃料供給ポンプを含むシステム図である。
【図１０】本発明が実施された第２実施例による高圧燃料供給ポンプの、電磁吸入弁の組み立て方を示した図である。
【図１１】本発明が実施された第３実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が開弁状態にある状態を示す。
【図１２】本発明が実施された第３実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が閉弁状態にある状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図面に示す実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１ないし図６に基づき第１の実施例を説明する。
【００１０】
ポンプハウジング１には加圧室１１を形成するためのカップ型の凹所１１Ａが設けられている。凹所１１Ａ（加圧室１１）の開口部にはシリンダ６が嵌合されている。ホルダ７をねじ部１ｂにて螺合することによってシリンダ６の端部がホルダ７によってポンプハウジング１の加圧室１１の開口部に設けた段付部１６Ａに押し付けられる。
【００１１】
シリンダ６とポンプハウジング１は段付部１６Ａで圧接され、金属接触による燃料シール部を形成する。シリンダ６には中心にプランジャ２の貫通孔（摺動孔とも呼ぶ）が設けられている。プランジャ２はシリンダ６の貫通孔に往復動可能に遊嵌されている。ホルダ７の外周にはねじ部１ｂの反加圧室１１側の位置にシールリング６２が装着されている。シールリング６２はホルダ７の外周とポンプハウジング１の凹所１１Ａの内周壁との間を燃料の漏れないようにシール部を形成する。
【００１２】
ホルダ７の反シリンダ６側には内側筒状部７１と外側筒状部７２の二重の筒状部が形成されている。ホルダ７の内側筒状部７１にはプランジャシール装置１３が保持されており、プランジャシール装置１３はホルダ７の内周とプランジャ２の周面との間に環状低圧室１０ｆを形成している。燃料溜り部６７にはプランジャ２とシリンダ６の摺動面から漏れる燃料が捕獲される。
【００１３】
プランジャシール装置１３は後述するカム５側から燃料溜りとしての環状低圧室１０ｆに潤滑オイルが侵入することも防止している。
【００１４】
ホルダ７の反シリンダ６側に形成された外側筒状部７２はエンジンブロック１００に形成された取付け孔１００Ａに挿入される。ポンプハウジング１の環状突起１１Ｂの外周にはシールリング６１が取付けられている。シールリング６１は取付け孔１００Ａから潤滑オイルが大気中に漏れるのを防止し、また大気から水が浸入するのを防止する。
【００１５】
ホルダ７の直径はシールリング６２の部分よりもシールリング６１の部分の方が大きく構成されている。これは、ポンプハウジング１をエンジンブロックに取付ける際の取付け面積を大きくしてポンプ本体の首振り現象を小さくすることに効果がある。
【００１６】
ポンプハウジング１の下端面１０１Ａはエンジンブロックの取付け孔１００Ａの周囲の取付け面に当接している。ポンプハウジング１の下端面１０１Ａの中心部には環状突起１１Ｂが形成されている。
【００１７】
環状突起１１Ｂはエンジンブロック１００の取付け孔１００Ａに遊嵌しており、ホルダ７の外側筒状部７２の外径とほぼ同じ外径を有するが、ポンプ本体の首振りは環状突起１１Ｂと下端面１０１Ａとで受けるよう配慮される。
【００１８】
プランジャ２はシリンダ６に滑合する大径部２ａの直径よりもシリンダから反加圧室側に延びる小径部２ｂの直径の方が小さく形成されている。その結果プランジャシール装置１３の外径を小さくでき、この部分でホルダ７に二重の筒状部７１，７２を形成するスペースが確保できる。直径が細くなっているプランジャ２の小径部２ｂの先端部にはばね受け１５が固定されている。ホルダ７とばね受け１５との間にはばね４が設けられている。
【００１９】
ばね４の一端はホルダ７の内周側筒状部７１の周りで外周筒状部７２の内側に装着されている。ばね４の他端は有底筒状の金属で構成されるばね受け１５の外側に配置される。
【００２０】
タペット３の筒状部３１Ａは取付け穴１００Ａの内周部に遊嵌されている。タペット３の底部３１Ｂの内表面にはプランジャ２の下端部２１Ａが当接している。タペット３の底部３１Ｂの中央部には回転ローラ３Ａが取付けられている。ローラ３Ａはカム５の表面にばね４の力を受けて押し付けられている。その結果カム５が回転するとカム５のプロフィールに沿ってタペット３とプランジャ２が上下に往復動する。プランジャ２が往復動するとプランジャ２の加圧室側端部２Ｂは加圧室１１に入ったり出たりする。プランジャ２の加圧室側端部２Ｂが加圧室１１に進入するとき加圧室１１内の燃料が高圧に加圧されて高圧通路に吐出される。またプランジャ２の加圧室側端部２Ｂが加圧室１１から後退するとき加圧室１１内に吸入通路３０ａから燃料が吸入される。カム５はエンジンのクランクシャフトあるいはオーバヘッドカムシャフトによって回転される。
【００２１】
カム５が図１に示す３葉カム（カム山が３つ）の場合、クランクシャフトあるいはオーバヘッドカムシャフトが１回転するとプランジャ２は３往復する。４サイクルエンジンの場合、１燃焼行程でクランクシャフトは２回転する。３葉カムの場合、クランクシャフトでカム５を回転する場合、１燃焼サイクルの間（基本的には燃料噴射弁がシリンダに１回燃料を噴射する）にカムは６往復して燃料を６回加圧し吐出する。
【００２２】
ポンプハウジング１の頭部にはダンパカバー１４が固定されている。ダンパカバー１４にはジョイント１０１が設けられており、低圧燃料口１０ａを形成している。ジョイント１０１の内側にはフィルター１０２が装着されている。ダンパカバー１４とポンプハウジング１との間に区画形成される低圧室１０ｂ，１０ｃには、燃料圧力脈動を低減するための圧力脈動低減機構９が収容されている。圧力脈動低減機構９はその上下両面にはそれぞれ低圧室１０ｂ，１０ｃが設けられている。
【００２３】
吐出口１２は、ポンプハウジング１にねじ止若しくは溶接によって固定されたジョイント１０３で形成されている。
【００２４】
燃料は、ジョイント１０１の低圧燃料口１０ａ−低圧室１０ｂ−低圧室１０ｃ−吸入通路３０ａ−加圧室１１−吐出口１２に至る燃料通路と、低圧室１０ｃ−低圧燃料通路１０ｅ−環状低圧通路１０ｈ−ホルダ７に設けられた溝７ａ−環状低圧室１０ｆも連通されている。この結果、プランジャ２が往復動すると環状低圧室１０ｆの容積が増減して、低圧室１０ｃと環状低圧室１０ｆとの間で燃料が行き来する。これによりプランジャと２とシリンダ６の摺動熱で暖められた環状低圧室１０ｆの燃料の熱は、低圧室１０ｃの燃料と熱交換され、冷却される。
【００２５】
加圧室１１の入口の吸入通路３０ａには電磁吸入弁３０が設けられている。電磁吸入弁３０内には吸入弁組体３１が設けられている。ばね３３によって吸入口３０Ａを開く方向に付勢力されている。これにより電磁吸入弁３０は無通電状態では吸入通路３０ａと加圧室１１を連通している。
【００２６】
加圧室１１の出口には吐出弁ユニット８が設けられている。吐出弁ユニット８は吐出弁シート８ａ，吐出弁シート８ａと接離する吐出弁８ｂ，吐出弁８ｂを吐出弁シート８ａに向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ，吐出弁８ｂと吐出弁シート８ａとを収容する吐出弁ホルダ８ｄから構成され、吐出弁シート８ａと吐出弁ホルダ８ｄとは当接部で溶接８ｅにより接合されて一体のユニットを形成している。
【００２７】
なお、吐出弁ホルダ８ｄの内部には、吐出弁８ｂのストロークを規制するストッパを形成する段付部８ｆが設けられている。
【００２８】
加圧室１１と吐出口１２に燃料差圧がない状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力で吐出弁シート８ａに圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１の燃料圧力が、吐出口１２の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁し、加圧室１１内の燃料は吐出口１２を経て高圧燃料容積室２３としてのコモンレールへと高圧吐出される。吐出弁８ｂは開弁した際、吐出弁ストッパ８ｆと接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁８ｂのストロークは吐出弁ストッパ８ｄによって適切に決定される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、吐出口１２へ高圧吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうのを防止でき、高圧ポンプの効率低下が抑制できる。また、吐出弁８ｂが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁８ｂがストローク方向にのみ運動するように、吐出弁ホルダ８ｄの内周面にてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁ユニット８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。
【００２９】
シリンダ６は外周がホルダ７で保持され、ホルダ７の外周に螺刻されたねじを、ポンプ本体に螺刻されたねじにねじ込むことによってねじ部１ｂにおいてポンプハウジング１に固定される。プランジャ２は大径部２ａと小径部２ｂからなる。シリンダ６は加圧部材であるプランジャ２を大径部２ａにて上下に摺動可能に保持する。プランジャ２の下端には、カム５の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ２に伝達するリテーナ１５が嵌合によってプランジャ２に固定されており、プランジャ２はリテーナ１５を介してばね４にてタペット３の底部内面に押し付けられている。これによりカム５の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に運動させることができる。また、プランジャ２の小径部２ｂはシリンダ６の図中下側でプランジャシール装置１３によりシールされ、ガソリン（燃料）が高圧燃料供給ポンプのから内燃機関の内部に漏れることを防止する。同時に内燃機関の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルでも良い）がポンプハウジング１の内部に流入するのを防止する。
【００３０】
これらの構成により、加圧室１１は、電磁吸入弁３０，吐出弁ユニット８，プランジャ２，シリンダ６，ポンプハウジング１にて構成される。
【００３１】
燃料は燃料タンク２０から低圧燃料供給ポンプ２１にて、吸入配管２８を通してポンプの低圧燃料口１０ａに導かれる。低圧燃料供給ポンプ２１は、エンジンコントロールユニット２７（以後、ＥＣＵと称す）からの信号によって低圧燃料口１０ａへの吸入燃料を一定の圧力に調圧する。
【００３２】
また、高圧燃料供給ポンプの加圧室１１で加圧された高圧燃料が吐出口１２から高圧燃料容積室２３へ供給される。高圧燃料容積室２３には、高圧燃料噴射弁２４，圧力センサ２６が装着されている。高圧燃料噴射弁２４は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、ＥＣＵ２７の信号に基づいて内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する。
【００３３】
次に、高圧吐出される燃料の量を調整する電磁吸入弁３０について図２，図３を用いて説明する。
【００３４】
吸入弁組体３１はバルブ３１ａが一端部に形成されたロッド３１ｂ、ロッド３１ｂの軸方向のほぼ中央部に圧入固定されたストローク制限部材３１ｃ、ストローク制限部材３１ｃの位置まで圧入されたアンカー３１ｄ、アンカー３１ｄとストローク制限部材３１ｃの位置を調整すると共に溶接固定部３１ｆにおいてロッド３１ｂにレーザー溶接されることでアンカー３１ｄの抜け止めとして機能するアジャスター３１ｅを備える。
【００３５】
ストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅの３つの部材はそれぞれロッド３１ｂに固定されており、ストローク制限部材３１ｃとアンカー３１ｄの一方の端面、アンカー３１ｄの他方の端面とアジャスター３１ｅは軸方向で相互に接触している。結果的にアンカー３１ｄがストローク制限部材３１ｃとアジャスター３１ｅとの間にサンドイッチ状態に固定されている。
【００３６】
吸入弁組体３１は吸入弁ハウジング３０１の内部に形成された筒状空間に配置されている。吸入弁ハウジング３０１の内部の筒状空間の内周部にはガイド３４が固定されている。ロッド３１ｂはこのガイド３４の中心部に形成された孔を貫通している。ガイド３４はバルブ３１ａとストローク制限部材３１ｃの間に位置し、ロッド３１ｂの往復動を支承している。
【００３７】
ガイド３４とバルブ３１ａとの間には吸入弁ハウジング３０１に圧入固定されたバルブシート部材３２Ａが設けられている。
【００３８】
バルブシート部材３２Ａは端部にバルブシート（弁座）３２を有し、バルブ３１ａのシート面とバルブシート（弁座）３２のシート面とが対面するように配置されている。
【００３９】
バルブシート部材３２Ａは中心に貫通孔を有し、この孔を貫通してロッド３１ｂが配置されている。
【００４０】
アンカー３１ｄが固定コア３５に吸引されて、ロッド３１ｂが固定コア３５側に最大ストロークするとバルブ３１ａのシート面とバルブシート（弁座）３２のシート面とが接触して燃料通路を遮断する。このとき固定コア３５とアンカー３１ｄとの間にはわずかなクリアランスが形成されるよう構成されており、固定コア３５とアンカー３１ｄとは非接触状態が保たれる。その結果固定コア３５の端面あるいはアンカー３１ｄの端面が磨耗することがなく、また接触時の衝突音が発生しないので長寿命で静粛な電磁弁がえられる。
【００４１】
ばね３３はアジャスター３１ｅの端面と固定コア３５の内部底面との間に配置されており、ばね３３の付勢力によってアジャスター３１ｅを介してアンカー３１ｄが反固定コア３５側に押されている。ストローク制限部材３１ｃはアンカー３１ｄ（ロッド３１ｂ）の反固定コア３５側へのストロークを規制する規制部材としてのガイド３４と接触している。端子３７を介してコイル３６にＥＣＵからの入力電圧が印加されていない無通電状態では、このばね３３の付勢力により、吸入弁組体３１はロッド３１ｂが図１、または図２に示すように図面右方向にストロークして、バルブ３１ａが開弁状態となっている。バルブ３１ａとバルブシート３２の間に存在する隙間は、バルブ３１ａの可動範囲であり、これがストロークとなる。
【００４２】
カム５の回転により、プランジャ２が吸入行程（上死点位置から下死点位置に移動する間）にある時は、ＥＣＵからの入力電圧は印加されていない。バルブ３１ａは開弁しているので、加圧室１１の容積増加に伴ない、燃料は加圧室１１に流入する。吸入弁組体３１の開弁方向の変位量はガイド３４にて規制されており、これ以上開弁することはない。
【００４３】
この状態で、プランジャ２は吸入行程を終了し、圧縮行程（下死点から上死点に移動する間）へと移行する。プランジャ２が圧縮行程に移ると、ばね３３の付勢力のため、依然としてバルブ３１ａは開弁したままである。従ってこの状態では、加圧室１１の容積がプランジャ２の圧縮運動に伴って減少しても、加圧室１１内の燃料が再び開弁状態のバルブ３１ａを通して吸入通路３０ａ（低圧室１０ｃ）へと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することはない。この行程を戻し行程（スピル行程とも称す）と呼ぶ。このとき、バルブ３１ａには、ばね３３の付勢力による開弁方向の力と、燃料が加圧室１１から低圧室１０ｃへ逆流する時に発生する流体力による閉弁方向の力が働く。戻し工程中にバルブ３１ａが開弁状態を維持するために、ばね３３の付勢力は流体力よりも大きく設定されている。
【００４４】
この状態で、端子３７を介してＥＣＵ２７からの入力電圧がコイル３６に印加されると、コイル３６には電流が流れる。流れる電流の波形はコイル３６の抵抗値とインダクタンスの値によって決まる。この電流によって、アンカー３１ｄと、固定コア３５の間には互いに引き合う磁気力が発生する。この磁気力がばね３３の付勢力よりも大きくなると、吸入弁組体３１は図中の左側に閉弁運動を開始する。そして、バルブ３１ａとバルブシート３２が接触するとその運動を停止し、バルブ３１ａは閉弁状態となるが、アンカー３１ｄと固定コア３５の間にはクリアランスが存在し、互いに接触することがないように設定されている。バルブ３１ａが閉弁してから加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇する。そして、吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁ユニット８を介して加圧室１１に残っている燃料の高圧吐出が行われ、高圧燃料容積室２３へ加圧燃料が供給される。この行程を吐出行程と称す。すなわち、プランジャ２による圧縮行程は、戻し行程と吐出行程からなる。
【００４５】
吐出行程において、加圧燃料の供給が開始された後、ＥＣＵ２７からの入力電圧を解除できる。これは、加圧室１１内の圧力が吐出口１２の圧力以上になると、バルブ３１ａには加圧室１１内の圧力により閉弁方向に力が働き、このばね３３の付勢力よりも大きくなるためである。これにより、コイル３６での消費電力を抑制することができる。
【００４６】
そして、コイル３６への入力電圧を印加するタイミング（閉弁タイミング）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。入力電圧を印加するタイミング（閉弁タイミング）を早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路３０ａ（低圧室１０ｃ）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、入力電圧を印加するタイミングを遅くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きく、吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入通路３０ａ（低圧室１０ｃ）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。入力電圧を解除するタイミングは、ＥＣＵからの指令による。
【００４７】
プランジャ２が加圧行程を終了し吸入行程を開始すると加圧室１１の体積は再び増加を開始し、加圧室１１内の圧力は低下する。バルブ３１ａはばね３３の付勢力によって図中の右側へ開弁運動を開始し、ストローク分だけ移動した後、ストローク制限部材３１ｃがガイド３４と接触し開弁運動を停止する。そして加圧室１１に低圧室１０ｃから３０ａを通って燃料が流入する。
【００４８】
本構造では、バルブ３１ａのストロークの管理が非常に重要になる。ストロークが大きすぎると、ＥＣＵ２７からの入力電圧が印加され後、バルブ３１ａが閉弁運動を開始しバルブシート３２と接触し完全に閉弁するまでにより長い時間を必要とする。また、アンカー３１ｄと固定コア３５の距離も大きくなるために発生する磁気力が小さくなってしまう。そのため、内燃機関の高速運転時（カム高速回転時）に応答性が不足するし、目標とするタイミングで吸入弁を閉弁することができず、高圧吐出される燃料の量を制御できないと言った問題が生じる。ストロークが小さすぎると、この部分でのオリフィス効果が大きくなるので、圧力損失が発生する。例えば燃料温度が６０℃のような高温で、内燃機関の高速運転時（カム高速回転時）の場合、吸入行程では低圧室１０ｃから加圧室１１に燃料が流れ込む際に、燃料はこの部分で蒸気化してしまい、高圧に加圧できる燃料が減少してしまう。その結果、高圧燃料供給ポンプの容積効率の低下に繋がる、と言った問題があった。また、戻し工程中は、内燃機関の高速運転時（カム高速回転時）では、バルブ３１ａに発生する流体力（加圧室１１から低圧室１０ｃへ逆流する燃料によって発生する閉弁方向の力）が大きくなる。すると戻し工程中の予期しないタイミングでバルブ３１ａが閉弁してしまい、高圧吐出される燃料の量を制御できないと言った問題が生じる。
【００４９】
前記の問題は、次のように高圧燃料ポンプの高圧加圧容量が大きい場合に特に顕著となる。吸入行程では、燃料が低圧室１０ｃから加圧室１１に流れ込む際、バルブ３１ａ部のストローク部での流速が速くなり、戻し工程中は、加圧室１１から低圧室１０ｃへ流れる燃料の流れが速くなるためである。
【００５０】
（１）プランジャ２の大径部２ａの直径が大きい場合：例えばφ１０、またはそれ以上
（２）カム５のリフトが大きい場合：例えば５.５mmリフトやそれ以上
（３）カムの葉数が大きい場合：４葉カムやそれ以上
高圧燃料ポンプの高圧加圧容量が大きいと、次のような利点がある。内燃機関が停止し、十分に長い時間が経過後の休止状態においては、高圧燃料容積室２３の圧力は大気の圧力となっている。この状態で内燃機関を始動する場合、スタータなどの駆動力によってクランクシャフトやカムシャフトは回転（カムシャフト：〜１００ｒ／min）し、高圧燃料ポンプは燃料の高圧加圧を開始し、高圧燃料容積室２３の圧力は上昇をする。高圧燃料容積室２３の圧力が目標の圧力なると、高圧燃料噴射弁２４から内燃機関のシリンダ内へ燃料が噴射される。高圧燃料ポンプの高圧加圧容量を大きくすると、高圧燃料容積室２３の圧力を、大気圧から目標圧力まで昇圧させる昇圧時間を短くすることができ、内燃機関の始動に要する時間を短縮することができる。これらのことから、高圧燃料ポンプの高圧加圧容量が大きい方が望ましく、その場合はバルブ３１ａのストロークの管理は非常に重要となる。そのため、本特許の構造では次に示すように組み立てることとした。
【００５１】
電磁吸入弁３０の組立方法について図６を用いて説明する。まず、吸入弁ハウジング３０１にバルブシート３２を図中下側から、ガイド３４を図中上側から圧入固定する。次に、バルブ３１ａとロッド３１ｂが一体となっている部材を図中下側から挿入する。ストローク制限部材３１ｃはロッド３１ｂに嵌合固定されるが、このとき嵌合治具３５１，３５２を用いる。ガイド３４を、図中上側から嵌合治具３５２によってロッド３１ｂに嵌合すると、バルブ３１ａは嵌合荷重によって嵌合治具３５１の受け面３５１ｂに衝突する。さらに嵌合を続けると、ストローク制限部材３１ｃは、ガイド３４と衝突し、バルブシート３２が受け面３５１ａに接触するまで嵌合荷重を加え続ける。受け面３５１ａと受け面３５１ｂの段差の高さによって、バルブ３１ａのストロークは決定される。アンカー３１ｄは嵌合治具３５１と嵌合治具３５３によってロッド３１ｂに嵌合される。この時、アンカー３１ｄはストローク制限部材３１ｃと接触するまで嵌合する。その後、アジャスター３１ｅを嵌合治具３５１と嵌合治具３５４にて、ロッド３１ｂに嵌合固定される。この時、アジャスター３１ｅはアンカー３１ｄと接触するまで嵌合し、その後レーザー溶接にて完全固定する。このようにすることで、レーザー溶接の前の嵌合作業によってストロークを決定でき、バルブ３１ａの厚さ：Ｘを厳しく管理すれば、その他も部位の公差は嵌合の位置によって吸収できる。これにより、各部品の精度が悪くてもストロークを適切に管理することができる。さらに溶接固定部３１ｆをレーザー溶接し、ロッド３１ｂとアジャスター３１ｅを完全に固定する。レーザー溶接による固定は、各部品に外力を加えることなく固定することができるので、嵌合固定によって決定したストロークが変化してしまうと言った問題を回避することができる。
【００５２】
リング３０２を吸入弁ハウジング３０１に図示しない嵌合治具によって嵌合後、固定コア３５をリング３０２に嵌合する。固定コア３５の３０２に嵌合への嵌合位置によってアンカー３１ｄと固定コア３５のクリアランスを決定する。嵌合後、溶接固定部３０２ａ，３０２ｂをレーザー溶接し完全に固定する。ばね３３は固定コア３５の内側円筒部に収納されて、適切なセット長となるように内側円筒部の深さが加工されている。
【００５３】
クリアランスは、バルブ３１ａのストロークよりも大きく設定しなくてはならない。クリアランスがバルブ３１ａのストロークよりも小さいと、ＥＣＵ２７からの入力電圧が印加されてバルブ３１ａが閉弁運動を開始後、アンカー３１ｄが固定コア３５と衝突をしてしまう、バルブ３１ａとシート３５が接触せず、吸入弁を完全な閉弁状態にすることができない。また、クリアランスが大き過ぎると、ＥＣＵ２７からの入力電圧がコイル３６に印加されても、十分な磁気力が得られない。そのため、吸入弁組体３１が閉弁することができない、または応答性が悪くなってしまい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、と言った問題が発生してしまう。
【００５４】
吸入行程、および戻し行程時は、ＥＣＵ２７からの入力電圧がコイル３６に印加されておらず、吸入弁ばねによってバルブ３１ａは開弁状態となっている。この時、ストローク制限部材３１ｃはガイド３４と接触し、バルブ３１ａの開弁方向の位置を規制している。ガイド３４とロッド３１ｂと摺動運動を繰り返すので、耐久上の観点から高い硬度が要求され、これらの部品の材料は硬度の高いマルテンサイト系ステンレスとしている。ＥＣＵ２７からの入力電圧がコイル３６に印加されると、コイル３６の周りには磁場が発生する。そして、磁場を取り巻く磁気回路中で磁束が発生し、アンカー３１ｄと固定コア３５の間で互いに引き合う磁気力が発生する。ガイド３４の材料であるマルテンサイト系ステンレスは、磁場の中に置かれると内部に磁束を発生する磁性材であることが知られている。そのため、ストローク制限部材３１ｃは非磁性材にする必要がある。ストローク制限部材３１ｃが磁性材であれば、ストローク制限部材３１ｃとガイド３４の間にも磁束の流れが発生し、互いに引き合う磁気力を発生する。この磁気力はバルブ３１ａを開弁方向へ付勢するので、バルブ３１ａは閉弁することができなくなってしまうためである。加圧行程が終わり、吸入行程になると吸入弁組体３１が図中左側へ、ばね３３の付勢力によって開弁運動を開始する。そして、ストローク制限部材３１ｃがガイド３４と衝突して運動を停止する。この衝突はばね３３の付勢力によって発生するものであり、衝突エネルギーは非常に小さい。そのためこの衝突部では高い硬度は要求されない。そのため、本実施例ではストローク制限部材３１ｃの材質に非磁性材であるオーステナイ系ステンレスを採用した。
【００５５】
発生する磁気力は、アンカー３１ｄと固定コア３５の磁気吸引面Ｓを流れる磁束が大きい程強くなる。よって、コイル３６の回りに発生した磁場による磁束が、アンカー３１ｄと固定コア３５の磁気吸引面Ｓのみを通過し、その他の部分を通過しない磁気回路にすれば、大きな磁気力を得ることができる。図２に示すように、磁束の流れが通過する磁気回路は、アンカー３１ｄ，吸入弁ハウジング３０１，ヨーク３８，コネクタホルダ３０３、および固定コア３５の５部材であり、これら５部材の材料は磁性材とした。その他、磁気回路の近傍の部材である、リング３０２，アジャスター３１ｅは非磁性体とした。もし、リング３０２やアジャスター３１ｅが磁性体であれば、コイル３６の回りに発生した磁場による磁束がこれらの部材を通過してしまい、その結果磁気回路を通過する磁束が低下してしまう。すると、アンカー３１ｄと固定コア３５に発生する磁気力が不足し、バルブ３１ａが閉弁できないと言う問題が発生する。
【００５６】
吸入弁組体３１は閉弁運動と開弁運動を繰り返す。
【００５７】
開弁運動はばね３３によって運動し、ストローク制限部材３１ｃとガイド３４が衝突し終了する。ストローク制限部材３１ｃとガイド３４が衝突するとストローク制限部材３１ｃは運動を停止し、アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅも運動を停止する。この時、バルブ３１ａ，ロッド３１ｂは慣性により開弁運動を続けようとするので、ロッド３１ｂがストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅとロッド３１ｂの嵌合部には、ロッド３１ｂが図中右側へ抜ける方向へせん断力が働く。嵌合による固定力のみでは、このせん断力によりロッド３１ｂが抜けてしまうので、アジャスター３１ｅは溶接固定部３１ｆによってロッド３１ｂにレーザー溶接にて溶接固定している。
【００５８】
閉弁運動は、ＥＣＵ２７からの入力電圧により発生する磁気力によって吸入弁組体３１が閉弁運動を開始し、バルブ３１ａがバルブシート３２に衝突して終了する。バルブ３１ａがバルブシート３２に衝突すると、バルブ３１ａとロッド３１ｂは運動を停止する。この時、ストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅは慣性により閉弁運動を続けようとするので、ストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅとロッド３１ｂの嵌合部には、図中左側へ抜ける方向へせん断力が働く。アンカー３１ｄにはＥＣＵ２７からの入力電圧により発生する磁気力も発生しているので、これによるせん断力も発生する。嵌合による固定力のみでは、このせん断力によりロッド３１ｂが抜けてしまうので、アジャスター３１ｅは溶接固定部３１ｆによってロッド３１ｂにレーザー溶接にて溶接固定している。
【００５９】
以上から、アジャスター３１ｅは閉弁運動と開弁運動の終了時に発生するせん断力によって、ロッド３１ｂがストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄから抜けてしまうことを防ぐ役目がある。本発明では、前述の通りアジャスター３１ｅをアンカー３１ｄとは別部材とし非磁性体としている。もし、アジャスター３１ｅがアンカー３１ｄと一体でありこの部分が磁性材であれば、磁束がこの部分を通過してしまい磁気吸引面Ｓを通過する磁束が減少し磁気力が低下してしまう。その結果バルブ３１ａが閉弁できないと言う問題があった。
【００６０】
以上のようにして、吸入弁組体３１は図中の左右に開弁運動と閉弁運動を繰り返す。吸入弁組体３１のロッド３１ｂとガイド３４、およびバルブシート３２とのガイド部３２ａの間には微小なクリアランスが存在するので、吸入弁組体３１はこの運動を開弁運動・閉弁運動の方向のみに制限され、摺動可能に保持されている。二箇所のクリアランスは次のように設定されている。クリアランスが大き過ぎると、吸入弁組体３１は開弁運動・閉弁運動の方向以外にも運動をしてしまいアンカー３１ｄとリング３９が接触をしてしまう。すると、開弁運動・閉弁運動の応答性が悪くなり、内燃機関の高速運転時（カムの高速回転時）にバルブ３１ａの開弁・閉弁が追従せず、吐出される高圧燃料の量を制御することができなくなってしまう。そこで、アンカー３１ｄとリング３９は接触することがないようにクリアランスを設定しなくてはならない。クリアランスが小さ過ぎると、次のような問題が発生する。バルブ３１ａとロッド３１ｂは一体で成形されているが、互いの直角度は公差の範囲内で必ずバラツキが発生する。二箇所のクリアランスが小さ過ぎると、このクリアランスを吸収できずにバルブ３１ａがバルブシート３２に傾いて接触してしまう。すると加圧室１１内の燃料をプランジャ２によって加圧できなくなる。または、バルブ３１ａとロッド３１ｂの破損と言った問題が生じる。したがって、二箇所のクリアランスは、バルブ３１ａとロッド３１ｂの直角度を吸収できる大きさでなくてはならない。
【００６１】
また、吸入弁組体３１が開弁運動・閉弁運動をすれば、固定コア３５の内側円筒部内をロッド３１ｂは出入りし、容積が増減する。固定コア３５の内側円筒部は燃料で満たされているので燃料も出入りし、そのために２箇所のガイド部（ガイド３４，バルブシート３２とのガイド部３２ａ）では、図中の左右方向に燃料が往復しなくてはならない。しかし、ガイド３４，バルブシート３２とのガイド部３２ａとロッド３１ｂのクリアランスは微小であり、十分な燃料が通過することができず、吸入弁組体３１の開弁運動・閉弁運動の応答性を阻害してしまう。そのため、ガイド３４、およびバルブシート３２にそれぞれ連通孔３４ａ，３２ｂを設けた。このような構造とすることで、燃料の通過を容易にし吸入弁組体３１の開弁運動・閉弁運動の応答性を確保することができる。
【００６２】
上記の吸入行程，戻し行程、および吐出行程の３つの行程中、吸入通路３０ａ（低圧室１０ｃ）には常に燃料が出入りするため、燃料圧力に周期的な脈動が生じる。この圧力脈動は圧力脈動低減機構９にて吸収低減され、低圧燃料供給ポンプ２１からポンプハウジング１へ至る吸入配管２８への圧力脈動の伝播を遮断し、吸入配管２８の破損等を防止すると同時に、安定した燃料圧力で加圧室１１に燃料を供給することを可能としている。低圧室１０ｂは低圧室１０ｃと接続しているので、圧力脈動低減機構９の両面に燃料は行き渡り効果的に燃料の圧力脈動を抑える。
【００６３】
シリンダ６の下端とプランジャシール装置１３の間には環状低圧室１０ｆが存在し、低圧室１０ｃ−低圧燃料通路１０ｅ−環状低圧通路１０ｈ−ホルダ７に設けられた溝７ａ、と低圧室１０ｃと接続されている。プランジャ２がシリンダ６内で摺動運動を繰り返すと、大径部２ａと小径部２ｂとのアジャスターは環状低圧室１０ｆ内で上下運動を繰り返し、環状低圧室１０ｆは容積変化する。吸入行程では環状低圧室１０ｆの容積は減少し、環状低圧室１０ｆ内の燃料は低圧通路１１ｅを通って低圧室１０ｃへと流れる。戻し行程、および吐出行程では環状低圧室１０ｆの容積は増加し、低圧室１０ｄ内の燃料は低圧通路１１ｅを通って環状低圧室１０ｃへと流れる。
【００６４】
低圧室１０ｃに着目すると、吸入行程では低圧室１０ｃから加圧室１１に燃料は流入する一方、環状低圧室１０ｆから低圧室１０ｃに燃料が流入する。戻し行程では、加圧室１１から低圧室１０ｃに燃料は流入する一方、低圧室１０ｃから環状低圧室１０ｆに燃料が流入する。吐出行程では、低圧室１０ｃから環状低圧室１０ｆに燃料は流入する。このように、環状低圧室１０ｆは低圧室１０ｃへの燃料の出入りを助ける作用があるので、低圧室１０ｃで発生する燃料の圧力脈動を低減する効果がある。
【実施例２】
【００６５】
図７ないし図１０に基づき第２の実施例を説明する。
【００６６】
実施例１との違いは、吸入弁３１３がロッド３１ｂとは別部材となって分離しており、ロッド３１ｂに閉弁方向への動きを制限する閉弁運動制限部材３１ｇが一体成形されている点である。駆動部３１はロッド３１ｂ，ストローク制限部材３１ｃ，アンカー３１ｄ，アジャスター３１ｅ，溶接固定部３１ｆ，閉弁運動制限部材３１ｇからなる。閉弁ばね３３ａは一方の端を吸入弁３１３に接し他端を吸入弁ホルダ３９に接触しており、吸入弁３１３を閉弁方向に付勢している。ばね３３の付勢力は閉弁ばね３３ａの付勢力よりも大きく設定されている。ＥＣＵ２７からの入力電圧が印加されていない状態では、吸入弁３１３は開弁状態にある。それ以外は、実施例１と同じである。
【００６７】
吸入行程において、燃料が低圧室１０ｃから加圧室１１に流れ込むとき、吸入弁３１３には流れる燃料によって開弁方向（図中の右方向）に流体力が働く。流体力が閉弁ばね３３ａの付勢力より大きくなると、吸入弁３１３はロッド３１ｂから離れて図中右方向へ移動する。駆動部３１はストローク制限部材３１ｃがガイド３４と接触し可動範囲を制限されているので、これ以上移動することはない。このようにして、吸入行程において吸入弁３１３とバルブシート３２の隙間はストロークよりも大きくなり、吸入行程時の圧力損失を小さくすることができる。
【００６８】
戻し行程では、燃料は加圧室１１から低圧室１０ｃへと流れる燃料によって吸入弁３１３に閉弁方向へ力（流体力）が働く。閉弁ばね３３ａも吸入弁３１３を閉弁方向へ付勢しているので吸入弁３１３はロッド３１ｂと接触した状態で運動を停止している。このとき、吸入弁３１３とバルブシート３２の間の隙間がストロークとなる。
【００６９】
この状態で、端子３７を介してＥＣＵ２７からの入力電圧がコイル３６に印加されると、コイル３６には電流が流れる。流れる電流の波形はコイル３６の抵抗値とインダクタンスの値によって決まる。この電流によって、アンカー３１ｄと、固定コア３５の間には互いに引き合う磁気力が発生する。この磁気力がばね３３の付勢力よりも大きくなると、駆動部３１は図中の左側に運動を開始する。そして、閉弁運動制限部材３１ｇとガイド部３２ａの端部が接触するとその運動を停止する。このとき、吸入弁３１３は閉弁ばね３３ａの付勢力、および閉弁方向の流体力によって図中の左方向へ閉弁運動し、バルブシート３２と接触し閉弁状態となる。この状態で、吸入弁３１３とロッド３１ｂの先端との間には微小なクリアランスが存在し、アンカー３１ｄと固定コア３５の間にもクリアランスが存在し、互いに接触することがないように設定されている。吸入弁３１３が閉弁してから加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇する。そして、吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁ユニット８を介して加圧室１１に残っている燃料の高圧吐出が行われ、高圧燃料容積室２３へ加圧燃料が供給される。
【００７０】
加圧室１１内の圧力が吐出口１２の圧力以上になり、加圧燃料の供給が開始されればＥＣＵ２７からの入力電圧を解除できる。このとき、ロッド３１ｂはクリアランス分だけ右側へ移動し吸入弁３１３と接触し、ばね３３の付勢力を吸入弁３１３の開弁方向へ伝達するが、加圧室１１内の圧力により閉弁方向に力が働き、ばね３３の付勢力よりも大きくなるため、加圧行程中は吸入弁が開弁することはないからである。これにより、コイル３６での消費電力を抑制することができる。
【００７１】
電磁吸入弁３０の組立方法について図１０を用いて説明する。まず、吸入弁ハウジング３０１にバルブシート３２を図中下側から、ガイド３４を図中上側から圧入固定する。次に、ロッド３１ｂと、閉弁運動制限部材３１ｇが一体となっている部材を図中下側から挿入する。ストローク制限部材３１ｃはロッド３１ｂに嵌合固定されるが、このとき嵌合治具３５１，３５２を用いる。ガイド３４を、図中上側から嵌合治具３５２によってロッド３１ｂに嵌合すると、ロッド３１ｂは嵌合荷重によって嵌合治具３５１の受け面３５１ｂに衝突する。さらに嵌合を続けると、ストローク制限部材３１ｃは、ガイド３４と衝突し、バルブシート３２が受け面３５１ａに接触するまで嵌合荷重を加え続ける。受け面３５１ａと受け面３５１ｂの段差の高さによって、吸入弁３１３のストロークは決定される。本実施例では、ロッド３１ｂのバルブシート３２からの出張り長さがストロークとなる。アンカー３１ｄは嵌合治具３５１と嵌合治具３５３によってロッド３１ｂに嵌合される。この時、アンカー３１ｄはストローク制限部材３１ｃと接触するまで嵌合する。その後、アジャスター３１ｅを嵌合治具３５１と嵌合治具３５４にて、ロッド３１ｂに嵌合固定される。この時、アジャスター３１ｅはアンカー３１ｄと接触するまで嵌合し、その後レーザー溶接にて完全固定する。このようにすることで、レーザー溶接の前の嵌合作業によってストロークを決定できる。本実施例では、ロッド３１ｂのバルブシート３２からの出張り長さがストロークなので、各部品の公差はストロークには影響しない利点がある。これにより、各部品の精度が悪くてもストロークを適切に管理することができる。さらに溶接固定部３１ｆをレーザー溶接し、ロッド３１ｂとアジャスター３１ｅを完全に固定する。レーザー溶接による固定は、各部品に外力を加えることなく固定することができるので、嵌合固定によって決定したストロークが変化してしまうと言った問題を回避することができる。
【００７２】
本実施例の特徴を列挙すると以下の通りである。
【００７３】
電磁吸入弁の駆動部を、電磁吸入弁の閉弁方向へ磁気力を発生するアンカーと、アンカーと吸入弁部との間にロッドを有し、アンカーとロッドが別部材として構成され、アンカーとロッドの結合位置によって前記駆動部のストローク（可動範囲）を決定することとした。アンカーとロッドの結合は、まずアンカーをロッドに嵌合にて固定し、この嵌合固定の位置によってストークを決定する。このようにすることで、嵌合作業によってストロークを容易に決定でき、各部位の公差は嵌合の位置によって吸収できるので、各部品の精度が悪くてもストロークを適切に管理することができる。
【００７４】
その後、レーザー溶接によってアンカーとロッドを完全に固定する。さらにレーザー溶接による固定は、各部品に外力を加えることなく固定することができるので、嵌合固定によって決定したストロークが変化してしまうと言った問題を回避することができる。これによって、駆動部が発生した磁気力によって閉弁方向へ運動をし、この運動が停止した時のエネルギーによる駆動部が破損を防ぐことができる。
【００７５】
さらに、アンカーのロッドのアジャスターを、アジャスターとして別部材とし、レーザー溶接による完全固定はこのアジャスターによって行うこととした。そして、アジャスターを非磁性体とすることにより、磁気力が磁気吸引面以外を通過し磁気吸引力が低下してしまい、吸入弁が閉弁できないと言った問題を解決することができる。
【００７６】
また、コイルに通電した時に発生する磁気力の低下がなく、アンカーがロッドから離脱しない構造にすることができる。
【００７７】
リング３０２、および固定コア３５については、実施例１と同じである。
【実施例３】
【００７８】
図１１ないし図１２に基づき第２の実施例を説明する。
【００７９】
実施例２との違いは、吸入弁３１３がロッド部３０３ａを有し、吸入弁ホルダ３９のガイド３９ａにてロッド部３０３ａを吸入弁３１３の開閉弁運動の方向のみに運動を制限していることである。このようにするにより、吸入弁３１３がバルブシート３２に着座する際に暴れることがなく瞬時に密着することができ、吸入弁３１３の応答性を改善できる。
【００８０】
以上の第１ないし第３実施例によれば従来技術の以下に示す課題の少なくとも一つが解消できる。
【００８１】
従来の電磁吸入弁の構成では、コイルに無通電時、駆動部がばね力によってプランジャロッドを固定コアから離れる方向に維持している。コイルに通電すると駆動部に発生する磁気力によって駆動部はばね力に逆らって移動し、プランジャロッドは固定コア側に引き付けられる。このような電磁駆動機構が例えば高圧燃料供給ポンプに用いられて、コイルの通電有無によって高圧燃料の量を制御する場合には、吸入弁や駆動部が内燃機関の高回転時にも動きが追従しなくてはならない。そのため、駆動部・または吸入弁のストロークを正確に制限する必要があり、開弁方向・閉弁方向それぞれに動きを制限するストッパを設けている。駆動部・または吸入弁のストロークは大き過ぎると高速応答性が低下し、内燃機関の高速運転時に高圧燃料の量が制御できなくなってしまう。小さ過ぎると、吸入弁部での流路面積が小さくこの部分がオリフィスの様になってしまい、高圧燃料供給ポンプの内部で圧力損失が発生してしまう。この圧力損失によって、吸入弁に働く流体力が大きくなり吸入弁が予期しないタイミングで閉弁してしまい、吐出される燃料の量を調節することができないと言うさまざまな問題があった。また、燃料を加圧室に吸入する際に燃料が蒸気化してしまい、高圧燃料供給ポンプの容積効率の低下につながると言う問題があった。そのため、ストロークは適切な値に精度良くセットしなくてはならない。このため、ソレノイド各部品の要求精度が高くなってしまい、さらに組み立て性も悪化し、量産時にストロークの管理ができない、または難しいと言う問題があった。
【００８２】
また、駆動部は発生した磁気力によって閉弁方向へ運動をするが、この運動が停止した時のエネルギーによって固定コアとアンカーが衝突して磨耗したり破損してしまう問題があった。
【００８３】
また、コイルに通電した時に発生する磁束が、駆動部の磁気吸引面以外を通過してしまい、開弁方向・または閉弁方向に動きを制限するストッパ部を通過してしまい磁気力が低下してしまい、吸入弁を閉弁することができない、という問題があった。
【符号の説明】
【００８４】
１ ポンプハウジング
２ プランジャ
２ａ 大径部
２ｂ 小径部
３ タペット
５ カム
６ シリンダ
７ ホルダ
８ 吐出弁ユニット
９ 圧力脈動低減機構
１０ａ 低圧燃料口
１０ｂ，１０ｃ 低圧室
１０ｅ 低圧燃料通路
１０ｆ 環状低圧室
１１ 加圧室
１２ 吐出口
１３ プランジャシール装置
２０ 燃料タンク
２１ 低圧燃料供給ポンプ
２３ 高圧燃料容積室
２４ 高圧燃料噴射弁
２６ 圧力センサ
２７ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
３０ 電磁吸入弁
３１ａ バルブ
３１ｂ ロッド
３１ｃ ストローク制限部材
３１ｄ アンカー
３１ｅ アジャスター
３１ｆ 溶接固定部
３１ｇ 閉弁運動制限部材
３２ バルブシート
３３ ばね
３３ａ 閉弁ばね
３４ ガイド
３５ 固定コア
３６ コイル
３１３ 吸入弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁路の一部を形成するヨーク、
前記ヨークの中央部を貫通し、往復運動するロッド、
前記ヨークの内部に固定され、前記ロッドの往復運動を支承するガイド、
前記ロッドの一端から圧入されて当該ロッドに固定されたアンカー、
当該アンカーとクリアランスを挟んで対面する固定コア、
前記ヨーク，前記固定コアおよび前記アンカーで形成される閉磁路を通り、前記磁気クリアランスを横切る磁束を供給する電磁コイル、
前記クリアランスが最大となる位置に向かって前記ロッドを付勢するばね、
前記ロッドのストロークを前記クリアランスの最大となる位置で規制する規制部材
を備えたものにおいて、
前記アンカーの前記固定コア側で前記ロッド上に固定され、前記アンカーと前記ロッドとの位置を固定するアジャスターを有する
電磁駆動機構。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、
前記ばねは前記固定コアの内側で、前記アジャスターと前記固定コアとの間に配置されている
電磁駆動機構。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、
前記アジャスターは前記クリアランスの内側にあって非磁性材で形成されている
電磁駆動機構。
【請求項４】
請求項１に記載のものにおいて、
前記ロッドのストローク量よりも前記クリアランスのほうが大きい
電磁駆動機構。
【請求項５】
請求項１に記載のものにおいて、
前記ヨークは中心部に筒状部を有し、
筒状部の内周部に軸受が固定されており、
前記ロッドは前記軸受に支承されており、
前記軸受が前記規制部材として機能する
電磁駆動機構。
【請求項６】
請求項５に記載のものにおいて、
前記アンカーと前記規制部材の間に位置し、前記ロッドに固定されたストローク制限部材を有する
電磁駆動機構。
【請求項７】
請求項６に記載のものにおいて、
前記ストローク制限部材，前記軸受の少なくとも一方が非磁性材製である
電磁駆動機構。
【請求項８】
前記請求項１乃至７に記載の電磁駆動機構を用いる電磁弁であって、
前記ヨークの反前記固定コア側端に固定されたシート部材と、
前記ロッドの反前記固定コア側端に取付けられた弁を有し
前記ばねによって前記シート部材に形成された弁シートと前記弁とが開弁状態に付勢され、
前記コイルに通電したとき前記固定コアと前記アンカーとの間の磁気的吸引力で前記ばねの力に抗して前記アンカーが前記固定コア側にストロークし、前記弁シートと前記弁とが接触する全閉状態に制御される
電磁弁。
【請求項９】
請求項８に記載の電磁弁において、
前記弁シートと前記弁とが接触状態のとき、前記固定コアと前記アンカーとの間にクリアランスが残っている
電磁弁。
【請求項１０】
ポンプボディに形成された、加圧室と、当該加圧室に燃料を吸入する吸入通路と、前記加圧室から前記燃料を吐出する吐出通路とを有し、
前記加圧室内を往復動するプランジャによって燃料の吸入・吐出を行うものであって、前記吸入通路に電磁吸入弁，前記吐出通路に吐出弁を備え、
かつ前記電磁吸入弁を開閉して前記吸入通路と前記加圧室との間の連通路を連通遮断するタイミングを制御して、吐出される燃料の量を制御する可変流量式高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記電磁吸入弁が、前記吸入通路と前記加圧室との間に前記弁シートと前記弁とが位置するようにして前記ポンプボディに装着された請求項９に記載の電磁弁によって構成されている
可変流量式高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記固定コアと前記ヨークとによってアンカーを収容する密閉空間が形成されており、
当該密閉空間が、前記弁シート部材および前記軸受に設けられた連通孔によって前記吸入通路に連通されている
可変流量式高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１２】
請求項１１の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記ストローク制限部材，前記アンカー，前記アジャスターは前記軸受よりも反弁側において前記ロッドに固定される
可変流量式高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１】
磁路の一部を形成するヨーク、
前記ヨークの中央部を貫通し、往復運動するロッド、
前記ヨークの内部に固定され、前記ロッドの往復運動を支承するガイド、
前記ロッドの一端から圧入されて当該ロッドに固定されたアンカー、
当該アンカーとクリアランスを挟んで対面する固定コア、
前記ヨーク，前記固定コアおよび前記アンカーで形成される閉磁路を通り、前記磁気クリアランスを横切る磁束を供給する電磁コイル、
前記クリアランスが最大となる位置に向かって前記ロッドを付勢するばね、
前記ロッドのストロークを前記クリアランスの最大となる位置で規制する規制部材
を備えたものにおいて、
前記アンカーの前記固定コア側で前記ロッド上に固定され、前記アンカーと前記ロッドとの位置を固定するアジャスターを有する
電磁駆動機構。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、
前記ばねは前記固定コアの内側で、前記アジャスターと前記固定コアとの間に配置されている
電磁駆動機構。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、
前記アジャスターは前記クリアランスの内側にあって非磁性材で形成されている
電磁駆動機構。
【請求項４】
請求項１に記載のものにおいて、
前記ロッドのストローク量よりも前記クリアランスのほうが大きい
電磁駆動機構。
【請求項５】
請求項１に記載のものにおいて、
前記ヨークは中心部に筒状部を有し、
筒状部の内周部に軸受が固定されており、
前記ロッドは前記軸受に支承されており、
前記軸受が前記規制部材として機能する
電磁駆動機構。
【請求項６】
請求項５に記載のものにおいて、
前記アンカーと前記規制部材の間に位置し、前記ロッドに固定されたストローク制限部材を有する
電磁駆動機構。
【請求項７】
請求項６に記載のものにおいて、
前記ストローク制限部材，前記軸受の少なくとも一方が非磁性材製である
電磁駆動機構。
【請求項８】
前記請求項１乃至７に記載の電磁駆動機構を用いる電磁弁であって、
前記ヨークの反前記固定コア側端に固定されたシート部材と、
前記ロッドの反前記固定コア側端に取付けられた弁を有し
前記ばねによって前記シート部材に形成された弁シートと前記弁とが開弁状態に付勢され、
前記コイルに通電したとき前記固定コアと前記アンカーとの間の磁気的吸引力で前記ばねの力に抗して前記アンカーが前記固定コア側にストロークし、前記弁シートと前記弁とが接触する全閉状態に制御される
電磁弁。
【請求項９】
請求項８に記載の電磁弁において、
前記弁シートと前記弁とが接触状態のとき、前記固定コアと前記アンカーとの間にクリアランスが残っている
電磁弁。
【請求項１０】
ポンプボディに形成された、加圧室と、当該加圧室に燃料を吸入する吸入通路と、前記加圧室から前記燃料を吐出する吐出通路とを有し、
前記加圧室内を往復動するプランジャによって燃料の吸入・吐出を行うものであって、前記吸入通路に電磁吸入弁，前記吐出通路に吐出弁を備え、
かつ前記電磁吸入弁を開閉して前記吸入通路と前記加圧室との間の連通路を連通遮断するタイミングを制御して、吐出される燃料の量を制御する可変流量式高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記電磁吸入弁が、前記吸入通路と前記加圧室との間に前記弁シートと前記弁とが位置するようにして前記ポンプボディに装着された請求項９に記載の電磁弁によって構成されている
可変流量式高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記固定コアと前記ヨークとによってアンカーを収容する密閉空間が形成されており、
当該密閉空間が、前記弁シート部材および前記軸受に設けられた連通孔によって前記吸入通路に連通されている
可変流量式高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１２】
請求項１１の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記ストローク制限部材，前記アンカー，前記アジャスターは前記軸受よりも反弁側において前記ロッドに固定される
可変流量式高圧燃料供給ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−８２８４９（Ｐ２０１２−８２８４９Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２７１３５（Ｐ２０１０−２２７１３５）
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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