JP2018087548A - 高圧燃料供給ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、低背化および製造コスト増大を抑えた高圧燃料供給ポンプを供給することにある。【解決手段】加圧室１１の上流側の流路の開閉を行う吸入弁３０と、吸入弁３０を開閉制御するための電磁コイル４３とを有する吸入弁機構３００を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、吸入弁機構３００に形成された溝３９ｃと、溝３９ｃに挿入固定されることにより磁記回路を構成するヨーク（第二ヨーク４４）を固定する固定部材（環状部材４７）とを備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に燃料を圧送する高圧燃料供給ポンプについて、特に電磁吸入弁機構の電磁コイル固定方法に関する。

本発明の高圧燃料ポンプの従来技術として、特許文献１に記載のものがある。この特許文献１によると、電磁気回路を構成する部材であるヨーク（第二ヨーク）はコネクタモールドの樹脂にて電磁コイルに一体に形成されている。

特願２０１４―２３２３９８号公報

以上で述べた背景技術によると、電磁気回路を構成するための部材であるところのヨーク（第二ヨーク）は、電磁コイルと一体となるようにコネクタを形成する樹脂材料にて射出成形されている。しかしながら、強度が十分な樹脂厚さを確保する必要があり、その結果、電磁コイルの高さが高くなりエンジンへの取り付け上の制約が大きくなってしまうといった課題があった。また、コネクタを形成するためのエンジニアリングプラスティックの使用量が多くなることより、コストが増大してしまうという課題もあった。

そこで本発明は、低背化および製造コストの増大を抑えた電磁コイルを有する高圧燃料供給ポンプを供給することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、加圧室１１の上流側の流路の開閉を行う吸入弁３０と、吸入弁３０を開閉制御するための電磁コイル４３とを有する吸入弁機構３００を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、吸入弁機構３００に形成された溝３９ｃと、溝３９ｃに挿入固定されることにより磁記回路を構成するヨーク（第二ヨーク４４）を固定する固定部材（環状部材４７）とを備えた。

本発明によれば、大型化・製造コストの増大を抑えた高圧燃料供給ポンプを供給する提供することが可能となる。

本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。 本発明の第一実施例によ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。 本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの図１と別方向から見た縦断面図である。 本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁機構の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁機構が開弁状態にある状態を示す。 本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプが適用されたエンジンシステムの構成図を示す。 本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁機構の拡大縦断面図であり、環状部材と第二ヨークの間に与圧部材を挟み込んだ場合の、電磁吸入弁機構が開弁状態にある状態を示す。

以下、図面を用いて、本発明に係る実施例を詳細に説明する。以下の説明で、特に断りなく上下方向或いは上下方向における位置を説明する場合は、その上下方向或いは上下方向における位置は、図１の紙面上における上下方向或いは上下方向における位置によって定義され、高圧燃料供給ポンプが実装された状態における上下方向或いは上下方向における位置を意味するものではない。

まず本発明の第一実施例について図面を用いて詳細に説明する。
図５にはエンジンシステムの全体構成図を示す。破線で囲まれた部分が高圧燃料供給ポンプ（以下、高圧ポンプと呼ぶ）の本体であり、この破線の中に示されている機構・部品はポンプボディ１に一体に組み込まれている。

燃料タンク２０の燃料は、エンジンコントロールユニット２７（以下、ＥＣＵと称す）からの信号に基づきフィードポンプ２１によって汲み上げられる。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧燃料供給ポンプの低圧燃料吸入口１０ａに送られる。低圧燃料吸入口１０ａから吸入ジョイント５１を通過した燃料は、圧力脈動低減機構９、吸入通路１０ｄを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。

電磁吸入弁機構３００に流入した燃料は、吸入弁３０により開閉される吸入口を通過し加圧室１１に流入する。エンジンのカム機構９３によりプランジャ２に往復運動する動力が与えられる。プランジャ２の往復運動により、プランジャ２の下降行程には吸入弁３０から燃料を吸入し、上昇行程には、燃料が加圧される。吐出弁機構８を介し、圧力センサ２６が装着されているコモンレール２３へ燃料が圧送される。そしてＥＣＵ２７からの信号に基づきインジェクタ２４がエンジンへ燃料を噴射する。本実施例はインジェクタ２４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に適用される高圧ポンプである。高圧ポンプは、ＥＣＵ２７から電磁吸入弁機構３００への信号により、所望の供給燃料の燃料流量を吐出する。

次に、図１、図２及び図３を用いて、高圧ポンプの構成及び動作について説明する。
図１は本実施例の高圧ポンプの垂直方向断面で切った縦断面図を示し、図２は高圧ポンプを上方から見た水平方向断面図である。また、図３は高圧ポンプを図１と別の垂直方向断面で切った縦断面図である。

図１、図３に示すように本実施例の高圧ポンプは内燃機関の高圧ポンプ取付け部９０に密着して固定される。具体的には図２のポンプボディ１に設けられた取付けフランジ１ａにねじ穴１ｂが形成されており、これに複数のボルトが挿入されることで、取付けフランジ１ａが内燃機関の高圧ポンプ取付け部９０に密着し、固定される。

高圧ポンプ取付け部９０とポンプボディ１との間のシールのためにＯリング６１がポンプボディ１に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。

ポンプボディ１にはプランジャ２の往復運動をガイドし、ポンプボディ１と共に加圧室１１を形成するシリンダ６が取り付けられている。つまり、プランジャ２はシリンダの内部を往復運動することで加圧室の容積を変化させる。また、燃料を加圧室１１に供給するための電磁吸入弁機構３００と加圧室１１から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構８が設けられている。

シリンダ６はその外周側においてポンプボディ１と圧入され、さらに固定部６ａにおいて、ボディを内週側へ変形させてシリンダを図中上方向へ押圧し、シリンダ６の上端面で加圧室１１にて加圧された燃料が低圧側に漏れないようシールしている。

プランジャ２の下端には、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム９３の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ２に伝達するタペット９２が設けられている。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９２に圧着されている。これによりカム９３の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に往復運動させることができる。

また、シールホルダ７の内周下端部に保持されたプランジャシール１３がシリンダ６の図中下方部においてプランジャ２の外周に摺動可能に接触する状態で設置されている。これにより、プランジャ２が摺動したとき、副室７ａの燃料をシールし、内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。同時に内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプボディ１の内部に流入するのを防止する。

図２、図３に示すように、高圧ポンプのポンプボディ１の側面部には吸入ジョイント５１が取り付けられている。吸入ジョイント５１は、車両の燃料タンク２０からの燃料を供給する低圧配管に接続されており、燃料はここから高圧ポンプ内部に供給される。吸入フィルタ５２は、燃料タンク２０から低圧燃料吸入口１０ａまでの間に存在する異物を燃料の流れによって高圧燃料供給ポンプ内に吸収することを防ぐ役目がある。

低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、ポンプボディ１に上下方向に連通した低圧燃料吸入口１０ｂを通って圧力脈動低減機構９に向かう。圧力脈動低減機構９はダンパカバー１４とポンプボディ１の上端面との間に配置され、ポンプボディ１の上端面に配置された保持部材９ａにより下側から支持される。具体的には、圧力脈動低減機構９は２枚のダイアフラムを重ね合わせて構成され、その内部には０．３ＭＰａ〜０．６ＭＰａのガスが封入され、外周縁部が溶接で固定される。そのために外周縁部は薄く、内周側に向かって厚くなるように構成される。

そして、保持部材９ａの上面には圧力脈動低減機構９の外周縁部を下側から固定するための凸部が形成される。一方でダンパカバー１４の下面には圧力脈動低減機構９の外周縁部を上側から固定するための凸部が形成される。これらの凸部は円形状に形成されており、これらの凸部により挟まれることで圧力脈動低減機構９が固定される。なお、ダンパカバー１４はポンプボディ１の外縁部に対して圧入されて固定されるが、この際に保持部材９ａが弾性変形して、圧力脈動低減機構９を支持する。このようにして圧力脈動低減機構９の上下面には低圧燃料吸入口１０ａ、１０ｂと連通するダンパ室１０ｃが形成される。なお、図には表れていないが、保持部材９ａには圧力脈動低減機構９の上側と下側とを連通する通路が形成されており、これによりダンパ室１０ｃは圧力脈動低減機構９の上下面に形成される。

ダンパ室１０ｃを通った燃料は次にポンプボディに上下方向に連通して形成された低圧燃料流路１０ｄを介して電磁吸入弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。なお、吸入ポート３１ｂは、吸入弁シート３１ａを形成する吸入弁シート部材３１に上下方向に連通して形成される。

図２に示すように加圧室１１の出口に設けられた吐出弁機構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のストローク（移動距離）を決める吐出弁ストッパ８ｄから構成される。吐出弁ストッパ８ｄとポンプボディ１は当接部８ｅで溶接により接合され燃料と外部を遮断している。

加圧室１１と吐出弁室１２ａに燃料差圧が無い状態では、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、吐出弁室１２ａの燃料圧力よりも大きくなった時に初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁する。そして、加圧室１１内の高圧の燃料は吐出弁室１２ａ、燃料吐出通路１２ｂ、燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。吐出弁８ｂは開弁した際、吐出弁ストッパ８ｄ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、吐出弁室１２ａ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、高圧燃料供給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、吐出弁ストッパ８ｄの外周面にてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁機構８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。

以上に説明したように、加圧室１１は、ポンプボディ１、電磁吸入弁機構３００、プランジャ２、シリンダ６、吐出弁機構８にて構成される。

また、高圧ポンプには、図１、図２に示したリリーフ弁機構２００が設けられている。

リリーフ弁機構２００はリリーフボディ２０１、リリーフ弁２０２、リリーフ弁ホルダ２０３、リリーフばね２０４、ばねストッパ２０５からなる。リリーフボディ２０１には、テーパー形状のシート部２０１ａ設けられている。バルブ２０２はリリーフばね２０４の荷重がバルブホルダ２０３を介して負荷され、シート部２０１ａに押圧され、シート部２０１ａと協働して燃料を遮断している。リリーフ弁２０２の開弁圧力はリリーフばね２０４の荷重によって決定せられる。ばねストッパ２０５はリリーフボディ２０１に圧入固定されており、圧入固定の位置によってリリーフばね２０４の荷重を調整する機構となっている。リリーフ弁機構２００はポンプボディ１に装着する前に外部でサブアッセンブリとして組み立てる。組み立てたリリーフ弁機構２００をポンプボディ１に圧入部１ｃにて固定後、吐出ジョイント６０をポンプボディ１と溶接固定する。
高圧ポンプの電磁吸入弁３００の故障等により、燃料吐出口１２の圧力が異常に高圧になり、リリーフ弁機構２００のセット圧力より大きくなると異常高圧燃料はリリーフ通路２１３を介して低圧側であるダンパ室１０ｃにリリーフされることとなる。
図４は電磁吸入弁３００の拡大図である。
カム９３の回転により、プランジャ２がカム９３の方向に移動して吸入行程状態にある時は、加圧室１１の容積は増加し加圧室１１内の燃料圧力が低下する。この行程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入ポート３１ｂの圧力よりも低くなると、吸入弁３０は開弁状態になる。３０ａは最大開度を示しており、このとき、吸入弁３０はストッパ３２に接触する。吸入弁３０が開弁することにより、シート部材３１に形成された開口部３０ａが開口する。燃料は開口部３０ａを通り、ポンプボディ１に横方向に形成された穴１ｆを介して加圧室１１に流入する。なお、穴１ｆも加圧室１１の一部を構成する。

プランジャ２が吸入行程を終了した後、プランジャ２が上昇運動に転じる。ここで電磁コイル４３は無通電状態を維持したままであり磁気付勢力は作用しない。ロッド付勢ばね４０はロッド３５の外径側に凸となるロッド凸部３５ａを付勢し、無通電状態において吸入弁３０を開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。加圧室１１の容積は、プランジャ２の上昇運動に伴い減少するが、この状態では、一度、加圧室１１に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁３０の開口部３０ａを通して吸入通路１０ｄへと戻されるので、加圧室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。

この状態で、ＥＣＵ２７からの制御信号が電磁吸入弁機構３００に印加されると、電磁コイル４３には端子４６を介して電流が流れる。磁気コア３９とアンカー３６との間に磁気吸引力が作用し、磁気コア３９及びアンカー３６が磁気吸引面Ｓで接触する。磁気吸引力はロッド付勢ばね４０の付勢力に打ち勝ってアンカー３６を付勢し、アンカー３６がロッド凸部３５ａと係合して、ロッド３５を吸入弁３０から離れる方向に移動させる。

このとき、吸入弁付勢ばね３３による付勢力と燃料が吸入通路１０ｄに流れ込むことによる流体力により吸入弁３０が閉弁する。閉弁後、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し、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁機構８を介して高圧燃料の吐出が行われ、コモンレール２３へと供給される。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、電磁吸入弁機構３００のコイル４３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４３へ通電する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１０ｄ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、通電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１０ｄ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。電磁コイル４３への通電タイミングは、ＥＣＵ２７からの指令によって制御される。
以上のように、電磁コイル４３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内燃機関が必要とする量に制御することが出来る。

低圧燃料室１０には高圧燃料供給ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管２８へ波及するのを低減減させる圧力脈動低減機構９が設置されている。一度加圧室１１に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁体３０を通して吸入通路１０ｄへと戻される場合、吸入通路１０ｄへ戻された燃料により低圧燃料室１０には圧力脈動が発生する。しかし、低圧燃料室１０に設けた圧力脈動低減機構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、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダイアフラムダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。

プランジャ２は、大径部２ａと小径部２ｂを有し、プランジャの往復運動によって副室７ａの体積は増減する。副室７ａは燃料通路１０ｅ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７ａから低圧燃料室１０へ、上昇時は、低圧燃料室１０から副室７ａへと燃料の流れが発生する。

このことにより、ポンプ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、高圧燃料供給ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。

次に本実施例に係る電磁吸入弁の構成に関してより詳細を説明する。電磁吸入弁は、大きく分けて、吸入弁部、ソレノイド機構部およびコイル部より構成され、本実施例は主にその中のソレノイド機構部とコイル部の構造に関する。
まずは、吸入弁部について説明する。吸入弁部は、吸入弁３０、吸入弁シート３１、吸入弁ストッパ３２、吸入弁付勢ばね３３、吸入弁ホルダ３４からなる。なお、本実施例では吸入弁ホルダ３４は機能的に吸入弁ストッパ３２と一体で形成される。

吸入弁シート３１は円筒型で、内周側の軸方向にシート部３１ａ、円筒の軸を中心に放射状に１つが２つ以上の吸入通路部３１ｂを有し、外周円筒面でポンプボディ１に圧入保持される。

吸入弁ホルダ３４は、放射状に２方向以上の爪を有し、爪外周側が吸入弁シート３１の内周側で同軸に嵌合保持される。さらに円筒型で一端部につば形状を持つ吸入弁ストッパ３２が吸入弁ホルダ３４の内周円筒面に圧入保持される。

吸入弁付勢ばね３３は、吸入弁ストッパ３２の内周側に設けられ、一部がばね３３の一端を同軸に安定させるための小径部３２ｃ（上流側凸部）に配置されている。吸入弁３０は、吸入弁シート部３１ａと吸入弁ストッパ３２の間に配置され、下流側凸部が吸入弁付勢ばね３３の内径側に配置されて保持される。吸入弁付勢ばね３３は弁ガイド部３０ｂの内径側に配置されて保持されている。吸入弁付勢ばね３３は圧縮コイルばねであり、吸入弁３０が吸入弁シート部３１ａに押し付けられる方向に付勢力が働く様に設置される。圧縮コイルばねに限らず、付勢力を得られるものであれば形態を問わないし、吸入弁と一体になった付勢力を持つ板ばねの様なものでも良い。

この様に吸入弁部を構成することで、ポンプの吸入工程においては、吸入通路３１ｂを通過し内部に入った燃料が、吸入弁３０とシート部３１ａの間を通過し、吸入弁３０の外周側及び吸入弁ホルダ３４の爪の間を通り、ポンプボディ１及びシリンダ６の通路を通過し、ポンプ加圧室１１へ燃料を流入させる。また、ポンプの吐出工程においては、吐出弁３０が吸入弁シート部３１ａと接触シールすることで、燃料の入口側への逆流を防ぐ逆止弁の機能を果たす。

吸入弁３０の動きを滑らかにするために、吸入弁ストッパ３２の内周側の液圧を吸入弁３０の動きに応じて逃がすために、通路３２ａが設けられている。吸入弁３０の軸方向の移動量３０ａは吸入弁ストッパ３２によって有限に規制されている。移動量が大きすぎると吸入弁３０の閉じる時の応答遅れにより前記逆流量が多くなりポンプとしての性能が低下するためである。この移動量の規制は、吸入弁シート３１ａ、吸入弁３０及び吸入弁ストッパ３２の軸方向の形状寸法及び、圧入位置で規定することが可能である。

吸入弁ストッパ３２には、小径部３２ｃ（上流側凸部）よりも更に上流側に向かって凸となる環状突起３２ｂが設けられ、吸入弁３０が開弁している状態において、吸入弁ストッパ３２との接触面積を小さくしている。開弁状態から閉弁状態へ遷移時、吸入弁３０が吸入弁ストッパ３２から離れやすい様、すなわち閉弁応答性を向上させるためである。環状突起３２ｂが無い場合、すなわち前記接触面積が大きい場合、吸入弁３０と吸入弁ストッパ３２の間に大きなスクイーズ力が働き、吸入弁３０が吸入弁ストッパ３２から離れにくくなる。

吸入弁３０、吸入弁シート３１及び吸入弁ストッパ３２は、お互い作動時に衝突を繰返すため、高強度、高硬度で耐食性にも優れるマルテンサイト系ステンレスに熱処理を施した材料を使用する。吸入弁スプリング３３及び吸入弁ホルダ３４には耐食性を考慮しオーステナイト系ステンレス材を用いる。

次に、ソレノイド機構部について説明する。ソレノイド機構部は、可動部であるロッド３５、アンカー３６、固定部であるばね座部材３７、第一コア３８、第二コア３９、そして、ロッド付勢ばね４０、アンカー付勢ばね４１、シールリング４９からなる。

可動部であるロッド３５とアンカー３６は別部材に構成している。ロッド３５はばね座部材３７の内周側で軸方向に摺動自在に保持され、アンカー３６の外周側は、第一コア３８の内周側で摺動自在に保持される。すなわち、ロッド３５及びアンカー３６共に幾何学的に規制される範囲で軸方向に摺動可能に構成されている。

アンカー３６は燃料中で軸方向に自在に滑らかに動くために、部品軸方向に貫通する貫通穴３６ａを１つ以上有し、アンカー前後の圧力差による動きの制限を極力排除している。ばね座部材３７は、径方向には、ポンプボディ１の吸入弁が挿入される穴の内周側に挿入され、軸方向には、吸入弁シート３１の一端部に突き当てられ、ポンプボディ１に溶接固定される第一コア３８とポンプボディ１との間に挟み込まれる形で配置される構成としている。ばね座部材３７にもアンカー３６と同様に軸方向に貫通する貫通穴３７ａが設けられ、アンカーが自在に滑らかに動くことができる様、アンカー側の燃料室の圧力がアンカーの動きを妨げない様に構成している。

第一コア３８は、ポンプ本体と溶接される部位との反対側３８ｂの形状を薄肉円筒形状としており、その外周側にシールリング４９が挿入される形で溶接固定される。また、シールリングの第一コア３８との溶接部の逆側である４９ａについては、第二コア３９の外周側へと挿入される形で溶接固定される。第二コア３９の内周側にはロッド付勢ばね４０が、小径部３９ａをガイドに配置され、ロッド３５の先端が吸入弁３０と接触し、吸入弁３０を吸入弁シート部３１ａから引き離す方向、すなわち吸入弁の開弁方向に付勢力を与える。すなわち吸入弁３０はロッド３５と別体として構成され、ロッド３５の一端部に当接することにより閉弁方向への移動を規制されるように構成されている。第二コア３９には、アンカー３６の磁気吸引面３６ｃと対向する磁気吸引面３９ｂが形成されている。第二コア３９の磁気吸引面３９ｂとアンカー３６の磁気吸引面３６ｃとは平行であり、両者の間には開弁状態にあるときに符号３６ｅで示す間隙が設けられており、コイル４３に通電することにより両社の間に磁気吸引力が作用し、アンカー３６が第二コア３９側に引き付けられる。

アンカー付勢ばね４１は、ばね座部材３７の中心側に設けた円筒形状のロッド挿通部３７ｂに一方の端部を挿入し同軸を保ちながら、アンカー３６にロッドつば部３５ａ方向に付勢力を与える配置としている。ロッド挿通部３７ｂには、ロッド挿通孔３７ｃ設けられており、ロッド３５が挿通されている。ロッドつば部３５ａは、ロッド３５の、アンカー３６に対する開弁方向への相対変位を規制する。すなわちロッド３５がアンカー３６に対して開弁方向に相対変位する場合に、アンカー３６と係合して相対変位を規制する係合部を構成している。ロッド３５はロッド挿通孔３７ｃには接触しておらず、ロッド３５の外周面とロッド挿通孔３７ｃの内周面との間には間隙が設けてある。

アンカー３６の移動量３６ｅは吸入弁３０の移動量３０ａよりも大きく設定される。確実に吸入弁３０が閉弁するためである。

ロッド３５はアンカー３６と摺動するため、またロッド３５は吸入弁３０と衝突を繰返すため、硬度と耐食性を考慮しマルテンサイト系ステンレスに熱処理を施したものを使用する。アンカー３６と第二コア３９は磁気回路を形成するため磁性ステンレスを用い、さらにアンカー３６と第二コアのそれぞれの衝突面には、硬度を向上させるための表面処理を施している。さらにアンカー３６外周面と第一コア３８の内周面にも硬度と耐食性を向上させるために表面処理を施しても良い。また、シールリング４９は磁気吸引面Ｓに発生する吸引力を向上させるため、非磁性材料を用いる。表面処理には硬質Ｃｒめっきがあるがその限りでは無い。ロッド付勢スプリング４０、アンカー付勢スプリング４１には耐食性を考慮しオーステナイト系ステンレスを用いる。

吸入弁部には１つのばねが設けられ、ソレノイド機構部には２つのばねが設けられることにより、電磁吸入弁３００には合計３つのばねが構成されることになる。すなわち、電磁吸入弁３００には、吸入弁部に構成される吸入弁付勢ばね３３、ソレノイド機構部に構成されるロッド付勢ばね４０及びアンカー付勢ばね４１が構成される。本実施例ではいずれのばねもコイルばねを使用しているが、付勢力を得られる形態であればいかなるものでも構成可能である。

最後に、コイル部の構成について説明する。本実施例のコイル部の構成は、第一ヨーク４２、電磁コイル４３、第二ヨーク４４、ボビン４５、端子４６、環状部材４７、コネクタ５０から成る。ボビン４５に銅線が複数回巻かれたコイル４３が、第一ヨーク４２と第二ヨーク４４により取り囲まれる形で配置され、樹脂部材であるコネクタ５０と一体にモールドされて固定されている。二つの端子４６の一方の端部はコイルの銅線の両端にそれぞれ通電可能に接続される。端子４６はコネクタ５０と一体にモールドされ、他方の端部がエンジン制御ユニット側と接続される構成としている。コイル部は第一ヨーク４２の中心部の穴部が、第一コア３８に圧入されて固定されている。その時、第二ヨーク４４の内径側は、第二コア３９と接触、もしくは僅かなクリアランスで近接する構成となっている。

本発明においては、第二コア３９には円筒形状に溝３９ｃが加工されており、そこに環状部材４７を挿入または圧入固定することにより、第二ヨーク４４の軸方向への移動を規制している。

第一ヨーク４２及び第二ヨーク４４は共に、磁気回路を構成するために、また耐食性を考慮して磁性ステンレス材料で構成し、ボビン４５及びコネクタ５０は強度特性及び耐熱特性を考慮して、高強度耐熱樹脂を用いて構成している。コイル４３には銅、端子４６には真鍮に金属めっきを施した物を使用する。

上述の様にソレノイド機構部とコイル部とを構成することで、第一コア３８、第一ヨーク４２、第二ヨーク４４、第二コア３９及びアンカー３６で磁気回路を形成し、コイルに電流を与えると、第二コア３９とアンカー３６との間に電磁力が発生し、アンカー３６を第二コア３９側に引き寄せる力が発生する。

上記電磁力が、ロッド付勢ばね４０の付勢力からアンカー付勢ばね４１の付勢力及び吸入弁付勢ばね３３の付勢力を差し引いた開弁付勢力ｆ１を上回った時に、可動部であるアンカー３６がロッド３５と共に第二コア３９に引き寄せられる運動、また第二コア３９とアンカー３６とが接触し、接触を継続することを可能とする。

従来の構成では、特許文献１に記載のように第二ヨークの軸方向の規制は、第一ヨーク４２、第二ヨーク４４、電磁コイル４３、ボビン４５、端子４６、コネクタ５０を樹脂材料により一体で射出成型することにより行っていた。しかしながら、実車での過酷な使用条件を考慮した上で、十分な強度を確保するためには樹脂厚さを大きく確保する必要があり、その結果、電磁コイルの高さが高くなり、エンジンへの取り付け上の制約が大きくなってしまうということが課題となっていた。また、コネクタを形成するためのエンジニアリングプラスティックの使用量が多くなることより、コストが増大してしまうという課題もあった。

そこで本実施例では、前述の通りに、第二コア３９に溝が形成され、その溝に対して環状部材４７が挿入固定されることにより、第二ヨーク４４を固定するという構造をとった。具体的には加圧室１１の上流側の流路の開閉を行う吸入弁３０と、吸入弁３０を開閉制御するための電磁コイル４３とを有する吸入弁機構３００を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、吸入弁機構３００に形成された溝３９ｃと、溝３９ｃに挿入固定されることにより磁記回路を構成するヨーク（第二ヨーク４４）を固定する固定部材（環状部材４７）とを備えた。

また図４に示すように吸入弁機構３００は磁気回路を構成する固定コア３９を備え、溝３９ｃは固定コア３９に形成されることが望ましい。また吸入弁機構３００は磁気回路を構成する固定コア３９と、固定コア３９に吸引されるアンカー３６と、を備え、アンカー３６の移動方向と直交する径方向内側に向かって溝３９ｃが固定コア３９に形成されることが望ましい。

固定部材（環状部材４７）は、ヨーク（第二ヨーク４４）に対して電磁コイル４３と反対側に配置され、ヨーク（第二ヨーク４４）が固定部材（環状部材４７）の方向に向かう移動を規制することが望ましい。また溝３９ｃは固定コア３９に対して環状に形成されており、固定部材（環状部材４７）は溝３９ｃに対応するほぼ環状形状に形成されることが望ましい。また固定部材（環状部材４７）は金属部材で構成され、与圧部材４８は弾性を有することが望ましい。なお、固定部材（環状部材４７）や与圧部材４８はＳＵＳ６３１等のステンレス系バネ材を使用することが望ましい。

これにより、樹脂厚さを厚くすることなく第二ヨーク４４の十分な軸方向の固定強度を確保することが可能である。また、環状部材４７として、例えばＣリングなどを使用することにより、環状部材４７自体のコストを抑えるとともに、第二コア３９の溝も加工が容易な形状とすることが可能である。

なお、本実施例では第二コア３９の溝加工部３９ｃの溝形状を円筒形状として、また環状部材４７を固定部材として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、本実施例の特徴は溝形状に固定部材を挿入するというところにあるため、円筒形状溝と環状固定部材ではない構造をとることも可能である。例えば、溝を円筒形状ではなく四角形状とし、固定部材を環状形状ではなくコの字形状とするような構成も考えらえる。

さらに、図６に示したように、環状部材４７と第二ヨーク４４の間に軸方向に与圧可能な与圧部材４８を挟みこむ。つまり固定部材（環状部材４７）と磁気回路を構成するヨーク（第二ヨーク４４）との双方に対して圧力を付与する与圧部材４８を備えることが望ましい。これにより、第二ヨーク４４と環状部材４７の間に生じる隙間によるガタを吸収し、取り付けをより確実なものとすることも可能である。

以上の本実施例の構造とすることにより、より小型化しつつ、廉価な高圧ポンプを提供することが可能となる。

１ ポンプボディ
１ａ 取付けフランジ
１ｂ ねじ穴
１ｃ リリーフボディのポンプボディへの圧入部
１ｆ ポンプボディに横方向に形成された穴
２ プランジャ
２ａ プランジャ大径部
２ｂ プランジャ小径部
４ プランジャばね
６ シリンダ
６ａ シリンダとポンプボディの固定部
７ シールホルダ
７ａ 副室
８ 吐出弁機構
８ａ 吐出弁シート
８ｂ 吐出弁
８ｃ 吐出弁ばね
８ｄ 吐出弁ストッパ
８ｅ 吐出弁ストッパとポンプボディの当接部
９ 圧力脈動低減機構
９ａ 圧力脈動低減機構の保持部材
１０ａ 低圧燃料吸入口
１０ｂ 低圧燃料吸入口
１０ｃ ダンパ室
１０ｄ 吸入通路
１０ｅ 燃料通路
１１ 加圧室
１２ 燃料吐出口
１２ａ 吐出弁室
１２ｂ 燃料吐出通路
１３ プランジャシール
１４ ダンパカバー
１５ リテーナ
２０ 燃料タンク
２１ フィードポンプ
２３ コモンレール
２４ インジェクタ
２６ 圧力センサ
２７ エンジンコントロールユニット
２８ 吸入配管
３０ 吸入弁
３０ａ 吸入弁の開口部
３０ｂ 吸入弁の吸入弁付勢ばねのガイド部
３１ 吸入弁シート部材
３１ａ 吸入弁シート
３１ｂ 吸入ポート
３２ 吸入弁ストッパ
３２ａ 通路
３２ｂ 吸入弁ストッパの環状突起
３２ｃ 吸入弁ストッパの小径部
３３ 吸入弁付勢ばね
３５ ロッド
３５ａ ロッド凸部
３６ アンカー
３６ａ アンカーの貫通孔
３６ｃ アンカーの磁気吸引面
３６ｅ アンカーと第二コア間の間隙
３７ ばね座部材
３７ａ ばね座部材の貫通孔
３７ｂ ばね座部材のロッド挿通部
３７ｃ ばね座部材のロッド挿通孔
３８ 第一コア
３８ｂ 第一コアのポンプボディ固定部の逆側
３９ 第二コア
３９ａ 第二コアの小内径部
３９ｂ 第二コアの磁気吸引面
３９ｃ 第二コアの溝加工部
４０ ロッド付勢ばね
４１ アンカー付勢ばね
４２ 第一ヨーク
４３ 電磁コイル
４４ 第二ヨーク
４５ ボビン
４６ 端子
４７ 環状部材
４８ 与圧部材
４９ シールリング
４９ａ シールリングの第一コアとの接合部の逆側
５０ コネクタ
５１ 吸入ジョイント
５２ 吸入フィルタ
６０ 吐出ジョイント
６１ Ｏリング
９０ 高圧ポンプ取付部
９２ タペット
９３ カム機構
２００ リリーフバルブ
２０１ リリーフボディ
２０１ａ リリーフボディシート部
２０２ バルブホルダ
２０３ リリーフばね
２０４ ばねストッパ
２１３ リリーフ通路
３００ 電磁吸入弁機構

Claims (7)

1. 加圧室の上流側の流路の開閉を行う吸入弁と、前記吸入弁を開閉制御するための電磁コイルとを有する吸入弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記吸入弁機構に形成された溝と、当該溝に挿入固定されることにより磁記回路を構成するヨークを固定する固定部材とを備えたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
2. 請求項１に記載した高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記固定部材と前記磁気回路を構成する前記ヨークとの双方に対して圧力を付与する与圧部材を備えたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
3. 請求項１に記載した高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記吸入弁機構は前記磁気回路を構成する固定コアを備え、
   前記溝は前記固定コアに形成されたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
4. 請求項１に記載した高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記吸入弁機構は前記磁気回路を構成する固定コアと、
   前記固定コアに吸引されるアンカーと、を備え、
   前記アンカーの移動方向と直交する径方向内側に向かって前記溝が前記固定コアに形成されたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
5. 請求項１に記載した高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記固定部材は、前記ヨークに対して前記電磁コイルと反対側に配置され、前記ヨークが前記固定部材の方向に向かう移動を規制することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
6. 請求項４に記載した高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記溝は前記固定コアに対して環状に形成されており、前記固定部材は前記溝に対応するほぼ環状形状に形成されたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
7. 請求項２に記載した高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記固定部材は金属部材で前記与圧部材は弾性を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

Images