CN106795846B - 高压燃料供给泵 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供具备减少电磁吸入阀所产生的碰撞音且获得所希望的流量控制性的电磁吸入阀的高压燃料供给泵。本发明的高压燃料供给泵具备调节吸入至加压室的燃料量的电磁吸入阀、从加压室排出燃料的排出阀以及能在加压室内进行往复运动的柱塞，电磁吸入阀具有电磁线圈、吸入阀以及在电磁线圈的通电时能利用磁吸引力向闭阀方向操作吸入阀的可动部，可动部包括利用磁吸引力向闭阀方向驱动吸入阀且与固定部件碰撞而停止运动的锚部、和与锚部联动地驱动且在锚部停止运动后也能继续运动的杆部，电磁吸入阀具备向关闭吸入阀的方向施力的第一弹簧、经由杆部向打开吸入阀的方向施力的第二弹簧、以及对杆部赋予将杆部按压于锚部的力的第三弹簧。

Description

高压燃料供给泵

技术领域

本发明涉及向内燃机的燃料喷射阀压力输送燃料的高压燃料供给泵，尤其涉及具备对排出的燃料的量进行调节的电磁吸入阀的高压燃料供给泵。

背景技术

在汽车等的内燃机中的、直接向燃烧室内部喷射燃料的直接喷射类型的内燃机中，广泛使用具备使燃料成为高压从而排出所希望的燃料流量的电磁吸入阀的高压燃料供给泵。

专利文献1中，作为具备电磁吸入阀的高压燃料供给泵的一个例子而记载具有如下构造的高压燃料供给泵：将通过电磁力进行运动的电磁吸入阀的可动部件分割为两个(锚部和杆部)，当加载了电磁力时，通过使可动部与固定部(芯部)碰撞时的碰撞能量仅为锚部，来减少碰撞音。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利5537498号

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述现有技术中，在高压燃料供给泵为了进入排出工序而切断电流来解除电磁力时，锚部因对杆部进行施力的弹簧的作用力而与芯部分离，由于即使与锚部同时移动的杆部碰撞阀部件而使运动停止，锚部也继续运动，所以产生锚部与其它部件碰撞而产生异响这一问题。并且，在锚部与芯部超过允许地分离、并赋予电流的情况下，电磁吸引力不足，无法得到使锚部向接近芯部的方向运动的能量，从而引起无法进行所希望的流量控制的问题。这些问题是因今后的泵的大容量化中对杆部进行施力的弹簧力的增大、阀及杆部的可动量的增加而进一步变得显著的课题。

因此，本发明的目的在于提供具备减少电磁吸入阀所产生的碰撞音、并且获得所希望的流量控制性的电磁吸入阀的高压燃料供给泵。

用于解决课题的方案

如上所述，本发明是一种高压燃料供给泵，其具备对吸入至加压室的燃料量进行调节的电磁吸入阀、从加压室排出燃料的排出阀、以及能够在上述加压室内进行往复运动的柱塞，其中，

上述电磁吸入阀具有电磁线圈、吸入阀以及可动部，该可动部在上述电磁线圈的通电时，能够利用磁吸引力向闭阀方向操作上述吸入阀，

该可动部包括锚部和杆部，该锚部利用上述磁吸引力向闭阀方向驱动上述吸入阀，且与固定部件碰撞而停止运动，该上述杆部与该锚部联动地驱动，且在锚部停止运动后也能够继续运动，

上述电磁吸入阀具备向关闭该吸入阀的方向施力的第一弹簧、经由上述杆部向打开上述吸入阀的方向施力的第二弹簧、以及对上述杆部赋予将上述杆部按压于上述锚部的力的第三弹簧。

发明的效果如下。

根据像这样构成的发明，在电磁力解除、杆部因杆部施力弹簧而向吸入阀侧移动从而与吸入阀碰撞而停止后，锚部因惯性力而欲继续运动，即使这样，利用本发明的锚部施力弹簧，将锚部定位于规定的位置，从而锚部也不会与其它部件碰撞而产生异响，并且通过定位于能够吸引的位置而可提供能够进行所希望的流量控制的泵。

附图说明

图1是示出在机械方面一体构成的高压燃料供给泵主体1的具体事例的图。

图2是示出包括能够应用本发明的高压燃料供给泵在内的燃料供给系统的整体结构的一个例子的图。

图3是示出安装基部150埋设并固定于内燃机主体的状态的图。

图4是示出泵工作中的各工序中吸入工序的各部分状态的图。

图5是示出泵工作中的各工序中排出工序的电磁力作用时的各部分状态的图。

图6是示出泵工作中的各工序中排出工序的电磁力作用后的各部分状态的图。

图7是示出泵工作中的各工序的各部分状态等的时序图。

图8是实施本发明的第二实施例的高压燃料供给泵的电磁吸入阀的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施例来详细地对本发明进行说明。

实施例1

图2是示出包括能够应用本发明的高压燃料供给泵在内的燃料供给系统的整体结构的一个例子的图。使用该图，首先对整体系统的结构和动作进行说明。

图2中，由虚线围起的部分1示出高压燃料供给泵主体，在该虚线中示出的机构、部件表示一体地设置于高压燃料供给泵主体1的机构、部件。从燃料箱20经由供料泵21向高压燃料供给泵主体1送入燃料，并从高压燃料供给泵主体1向喷射器24侧输送变成高压了的燃料。发动机控制单元27从压力传感器26获取燃料的压力，为了使之最优而对供料泵21、高压燃料供给泵主体1内的电磁线圈43、喷射器24进行控制。

图2中，首先，基于来自发动机控制单元27的控制信号S1而利用供料泵21汲取燃料箱20的燃料，燃料箱20的燃料被加压至适当的供料压力之后通过吸入配管28向高压燃料供给泵1的低压燃料吸入口(吸入接头)10a输送。通过低压燃料吸入口10a后的燃料经由压力脉动减少机构9、吸入通路10d而到达构成容量可变机构的电磁吸入阀300的吸入端口31b。此外，压力脉动减少机构9与环状低压燃料室7a连通，由此来减少向电磁吸入阀300的吸入端口31b吸入的燃料压力的脉动，该环状低压燃料室7a与通过发动机的凸轮机构(未图示)进行往复运动的柱塞2联动地使压力可变。

流入电磁吸入阀300的吸入端口31b后的燃料在吸入阀30通过并流入加压室11。此外，基于来自发动机控制单元27的控制信号S2，通过控制高压燃料供给泵主体1内的电磁线圈43来决定吸入阀30的阀位置。在加压室11内，利用发动机的凸轮机构(未图示)对柱塞2赋予往复运动的动力。通过柱塞2的往复运动，在柱塞2的下降工序中从吸入阀30吸入燃料，并在柱塞2的上升工序中对吸入了的燃料进行加压，经由排出阀机构8向装配有压力传感器26的共用轨道23压力输送燃料。之后，基于来自发动机控制单元27的控制信号S3，喷射器24向发动机喷射燃料。

此外，设于加压室11的出口的排出阀机构8由排出阀座8a、相对于排出阀座8a接近分离的排出阀8b、以及朝向排出阀座8a对排出阀8b进行施力的排出阀弹簧8c等构成。根据该排出阀机构8，加压室11内部压力比排出阀8b的下游侧的排出通路12侧压力高，并且当克服排出阀弹簧8c所决定的阻力时，排出阀8b敞开，从加压室11向排出通路12侧压力输送变成高压了的燃料。

并且，对于图2的构成电磁吸入阀300的各部件而言，30是吸入阀，35是与吸入阀30连结的杆部，33是吸入阀弹簧，40是杆部施力弹簧，41是锚部施力弹簧。根据该机构，吸入阀30通过吸入阀弹簧33被向关闭方向驱动，经由与吸入阀30连结的杆部35而通过杆部施力弹簧40被向敞开方向驱动。吸入阀30的阀位置由电磁线圈43来控制。此外，为了限制吸入阀30敞开的情况下的阀位置而设有锚部36、锚部施力弹簧41。

这样，高压燃料供给泵1根据发动机控制单元27对电磁吸入阀300赋予的控制信号S2来控制高压燃料供给泵主体1内的电磁线圈43，并经由排出阀机构8而以向共用轨道23压力输送的燃料成为所希望的供给燃料的方式排出燃料流量。

并且，在高压燃料供给泵1中，加压室11与共用轨道23之间通过安全阀100而连通。该安全阀100是与排出阀机构8并列配置的阀机构。对于安全阀100而言，若共用轨道23侧的压力上升至安全阀100的设定压力以上，则安全阀100打开使燃料返回高压燃料供给泵1的加压室11内，由此防止共用轨道23内的异常的高压状态。

安全阀100形成将高压燃料供给泵主体1内的排出阀8b的下游侧的排出通路12与加压室11连通的高压流路110，并设为使排出阀8b在此分流。在高压流路110设有将燃料的流动限制为仅从排出流路朝向加压室11的一个方向的泄压阀102。泄压阀102通过产生按压力的泄压弹簧105而被按压于泄压阀座101，并设定为，若加压室11内与高压流路110内之间的压力差成为由泄压弹簧105决定的规定的压力以上，则泄压阀102从泄压阀座101离开，从而打开。

其结果，在共用轨道23因高压燃料供给泵1的电磁吸入阀300的故障等而成为异常的高压的情况下，若排出流路110与加压室11的差压成为泄压阀102的开阀压力以上，则泄压阀102打开，成为异常高压后的燃料从排出流路110返回加压室11，从而保护共用轨道23等的高压部配管。

图2示出包括高压燃料供给泵在内的燃料供给系统的整体结构的一个例子，其中上述说明了由虚线示出的高压燃料供给泵主体1的部分在机械方面一体构成的情况。

图1是示出在机械方面一体构成的高压燃料供给泵主体1的具体事例的图。根据该图，在图示中央高度方向上通过发动机的凸轮机构(未图示)而进行往复运动(此时上下运动)的柱塞2配置在缸筒6内，并在靠柱塞上部的缸筒6内形成有加压室11。

并且，根据该图，在图示中央左侧配置有电磁吸入阀300侧的机构，并在图示中央右侧配置有排出阀机构8。并且，在图示上部，作为燃料吸入侧的机构而配置有低压燃料吸入口10a、压力脉动减少机构9、吸入通路10d等。另外，在图1中央下部描述有柱塞内燃机侧机构150。柱塞内燃机侧机构150是如图3所示地埋设并固定于内燃机主体的部分，从而此处称作安装基部。此外，在图1的显示截面中未图示出安全阀100机构。安全阀100机构能够在其它角度的显示截面内显示，但与本发明没有直接关系，从而省略说明、显示。

将在下文中对图2各部进行详细说明，首先通过图3妒忌安装基部的安装进行说明。图3示出安装基部(柱塞内燃机侧机构)150埋设并固定于内燃机主体的状态。其中，图3中以安装基部150作为中心进行描述，省略了其它部分的描述。图3中，90示出内燃机的缸盖的壁厚部分。在内燃机的缸盖90，形成有预先安装基部安装用孔95。安装基部安装用孔95与安装基部150的形状对照地以两阶段的直径构成，并在该柱塞基部安装用孔95嵌装配置有安装基部150。

除此之外，安装基部150气密地固定于内燃机的缸盖90。在图3的气密固定地配置例中，高压燃料供给泵使用设于泵主体1的凸缘1e而紧贴于内燃机的缸盖90的平面，并用多个螺栓91固定。除此之外，安装凸缘1e以通过焊接部1f焊接结合整周的方式在泵主体1形成有环状固定部。本实施例中，为了进行焊接部1f的焊接而使用激光焊接。并且，为了进行缸盖90与泵主体1间的密封而在泵主体1嵌入O型圈61，从而防止机油向外部泄漏。

像这样气密固定地配置的柱塞基部150在柱塞2的下端2b设有挺杆92，该挺杆92将安装于内燃机的凸轮轴的凸轮93的旋转运动变换为上下运动，并向柱塞2传递。柱塞2经由保持器15而通过弹簧4压力接触于挺杆92。由此伴随凸轮93的旋转运动，使柱塞2上下往复运动。

并且，保持于密封件支架7的内周下端部的柱塞密封件13在缸筒6的图中下方部以能够滑动地与柱塞2的外周接触的状态设置于柱塞2的外周，是即使在柱塞2滑动的情况下也能够对环状低压燃料室7a的燃料进行密封的构造，从而防止燃料向外部泄漏。同时防止对内燃机内的滑动部进行润滑的润滑油(也包括机油)向泵主体1的内部流入。

如图3所示，气密固定地配置的柱塞基部150的内部的柱塞2伴随内燃机的旋转运动而在缸筒6内进行往复运动。返回图1，对伴随该往复运动的各部的动作进行说明。图1中，在高压燃料供给泵主体1，以对柱塞2的往复运动进行导向、且在内部形成加压室11的方式安装有端部(图1中上侧)形成为有底筒型状的缸筒6。另外，加压室11以与用于供给燃料的电磁吸入阀300以及用于从加压室11向排出通路排出燃料的排出阀机构8连通的方式在外周侧设有环状的槽6a、以及连通环状的槽6a和加压室的多个连通孔6b。

缸筒6在其外径处压入固定于高压燃料供给泵主体1，并以压入部圆筒面进行密封，以使加压了的燃料不会从与高压燃料供给泵主体1的缝隙向低压侧泄漏。并且，在缸筒6的加压室侧外径具有小径部6c。对加压室11的燃料进行加压，由此缸筒6对低压燃料室10c侧作用力，但通过在泵主体1设置小径部1a，来防止缸筒6向低压燃料室10c侧脱离。通过使彼此的面在轴向上以平面接触，除了高压燃料供给泵主体1与缸筒6的上述接触圆筒面的密封之外，还起到双重的密封的功能。

在高压燃料供给泵主体1的头部固定有阻尼器罩14。在阻尼器罩14设有吸入接头51，并形成有低压燃料吸入口10a。通过低压燃料吸入口10a后的燃料在固定于吸入接头51的内侧的过滤器52通过，并经由压力脉动减少机构9、低压燃料流路10d而到达电磁吸入阀300的吸入端口31b。

吸入接头51内的吸入过滤器52起到防止在从燃料箱20至低压燃料吸入口10a之间存在的异物因燃料的流动而向高压燃料供给泵内吸收的作用。

柱塞2具有大径部2a和小径部2b，由此通过柱塞的往复运动来进行环状低压燃料室7a的体积的增减。对于体积的增减量而言，利用燃料通路1d(图3)而与低压燃料室10连通，由此在柱塞2的下降时，从环状低压燃料室7a朝低压燃料室10产生燃料的流动，并在上升时，从低压燃料室10朝环状低压燃料室7a产生燃料的流动。这样，具有能够减少泵的吸入工序或返回工序中的朝泵内外的燃料流量从而减少脉动的功能。

在低压燃料室10设置有压力脉动减少机构9，该压力脉动减少机构9使在高压燃料供给泵内产生的压力脉动朝燃料配管28(图2)波及的情况减少。在一次流入加压室11的燃料为了进行容量控制而再次在开阀状态的吸入阀芯30通过并向吸入通路10d(吸入端口31b)返回的情况下，因返回吸入通路10d(吸入端口31b)后的燃料而在低压燃料室10产生压力脉动。但是，设于低压燃料室10的压力脉动减少机构9由使两片波板状的圆盘形金属板粘贴在其外周、并在内部注入有氩气之类的非活性气体的金属阻尼器来形成，通过该金属阻尼器膨胀、收缩来吸收减少压力脉动。9b是用于将金属阻尼器固定于高压燃料供给泵主体1的内周部的安装金属零件，由于其设置在燃料通路上，所以设置多个孔而流体能够自由地在上述安装金属零件9b的表背往返。

设于加压室11的出口的排出阀机构8由排出阀座8a、相对于排出阀座8a接近分离的排出阀8b、朝向排出阀座8a对排出阀8b进行施力的排出阀弹簧8c、以及收纳排出阀8b和排出阀座8a的排出阀支架8d构成，排出阀座8a和排出阀支架8d在抵接部8e处通过焊接而接合从而形成一体的排出阀机构8。此外，在排出阀支架8d的内部设有台阶部8f，该台阶部8f形成对排出阀8b的行程进行限制的限位器。

图1中，在加压室11与燃料排出口12没有燃料差压的状态下，排出阀8b因排出阀弹簧8c的作用力而与排出阀座8a压力接触，从而成为闭阀状态。在加压室11的燃料压力比燃料排出口12的燃料压力大时起，排出阀8b抵抗排出阀弹簧8c而打开，加压室11内的燃料经由燃料排出口12向共用轨道23高压排出。排出阀8b在打开后与排出阀限位器8f接触，从而行程受到限制。因此，排出阀8b的行程由排出阀限位器8f来适当地决定。由此，能够防止行程变得过大而向燃料排出口12高压排出后的燃料因排出阀8b的关闭延迟再次向加压室11内逆流的情况，从而能够抑制高压燃料供给泵的效率降低。并且，在排出阀8b反复进行开阀以及闭阀运动时，以使排出阀8b仅在行程方向上进行运动的方式利用排出阀支架8d的内周面对排出阀8b进行导向。这样，排出阀机构8成为对燃料的流通方向进行限制的单向阀。

接下来，使用图4、图5、图6对本发明的主要部分的电磁吸入阀300侧的构造进行说明。其中，图4表示泵工作中的吸入、返回、排出的各工序中吸入工序的状态，图5、图6表示排出工序的状态。

首先，根据图4对电磁吸入阀300侧的构造进行说明。电磁吸入阀300侧的构造可以大致分为将吸入阀30构成为主体的吸入阀部A、将杆部35和锚部36构成为主体的螺线管机构部B、以及将电磁线圈43构成为主体的线圈部C来进行说明。

首先，吸入阀部A由吸入阀30、吸入阀座31、吸入阀限位器32、吸入阀施力弹簧33以及吸入阀支架34构成。其中吸入阀座31呈圆筒型，在内周侧轴向上具有座部31a、以及以圆筒的轴为中心地放射状设置的一个或两个以上的吸入通路部31b，在外周圆筒面被压入并保持于高压燃料供给泵主体1。

吸入阀支架34具有放射状地设置的两个方向以上的爪，爪外周侧在吸入阀座31的内周侧被同轴地嵌合保持。另外，呈圆筒型且一端部具有凸边形状的吸入限位器32被压入并保持于吸入阀支架34的内周圆筒面。

吸入阀施力弹簧33在吸入阀限位器32的内周侧配置于用于使一部分上述弹簧的一端同轴地稳定的细径部，从而吸入阀30在吸入阀座部31a与吸入阀限位器32之间以吸入阀施力弹簧33嵌合于阀导向部30b的方式构成。吸入阀施力弹簧33是压缩螺旋弹簧，设置为在将吸入阀30按压于吸入阀座部31a的方向上发挥作用力。并不限定于压缩螺旋弹簧，若能够获得作用力则不限定形态，也可以是具有与吸入阀一体的作用力的板簧那样。

通过像这样构成吸入阀部A，在泵的吸入工序中，对于通过吸入通路31b且进入内部的燃料而言，使燃料在吸入阀30与座部31a之间通过，在吸入阀30的外周侧以及吸入阀支架34的爪之间通过，并在高压燃料供给泵主体1以及缸筒的通路通过，之后使燃料朝泵室流入。并且，在泵的排出工序中，吸入阀30与吸入阀座部31a接触进行密封，由此实现防止燃料朝入口侧逆流的单向阀的功能。

此外，为了使吸入阀30的动作顺利，并为了使吸入阀限位器的内周侧的液压与吸入阀30的动作对应地释放，而设有通路32a。

吸入阀30的轴向的移动量30e由吸入阀限位器32而有限地限制。这是因为，若移动量过大，则上述逆流量因吸入阀30关闭时的响应延迟而变多，从而作为泵的性能降低。该移动量的限制能够根据吸入阀座31a、吸入阀30、吸入阀限位器32的轴向的形状尺寸以及压入位置来规定。

在吸入阀限位器32设有环状突起32b，在吸入阀32打开的状态下，使其与吸入阀限位器32的接触面积变小。这是因为在从开阀状态朝闭阀状态过渡时，吸入阀32容易从吸入阀限位器32离开即提高闭阀响应性。在没有上述环状突起的情况下，即在上述接触面积较大的情况下，在吸入阀30与吸入阀限位器32之间作用较大的挤出力，从而吸入阀限位器30难以从吸入阀32离开。

吸入阀30、吸入阀座31a、吸入阀限位器32相互在工作时反复碰撞，从而使用对高强度、高硬度且耐腐蚀性也优异的马氏体系不锈钢实施热处理后的材料。考虑耐腐蚀性而对于吸入阀弹簧33以及吸入阀支架34使用奥氏体系不锈钢材料。

接下来对螺线管机构部B进行说明。螺线管机构部B由作为可动部的杆部35、锚部36、作为固定部的杆部导向件37、第一芯部38、第二芯部39、以及杆部施力弹簧40、锚部施力弹簧41构成。

作为可动部的杆部35和锚部36构成为不同的部件。杆部35在杆部导向件37的内周侧被保持为能够沿轴向自由滑动，锚部36的内周侧在杆部35的外周侧被保持为能够自由滑动。即，杆部35以及锚部36均构成为在几何学方面被限制的范围内能够沿轴向滑动。

为使锚部36能够在燃料中沿轴向自由顺利地移动，而具有一个以上沿部件轴向贯通的贯通孔36a，来极力地排除由锚部前后的压力差所引起的移动的限制。

杆部导向件37在径向上在供高压燃料供给泵主体1的吸入阀插入的孔的内周侧插入，并在轴向上抵接于吸入阀座的一端部，并构成为以被夹持在焊接固定于高压燃料供给泵主体1的第一芯部38与高压燃料供给泵主体1之间的方式配置。在杆部导向件37也与锚部36相同地设有沿轴向贯通的贯通孔37a，并构成为锚部能够自由顺利地移动，并且锚部侧的燃料室的压力不会妨碍锚部的移动。

第一芯部38的与高压燃料供给泵主体焊接的部位的相反侧的形状形成为薄壁圆筒形状，并在其内周侧以插入的方式焊接固定第二芯部39。在第二芯部39的内周侧配置有杆部施力弹簧40，将细径部配置为导向件，杆部35与吸入阀30接触，从而在将上述吸入阀从吸入阀座部31a拉离的方向、即吸入阀的开阀方向上赋予作用力。

锚部施力弹簧41的一端在设于杆部导向件37的中心侧的圆筒径的导向部37a插入并保持同轴，并且对锚部36赋予向杆部凸边部35a方向的作用力。

锚部36的移动量36e设定为比吸入阀30的移动量30e大。这是为了可靠地关闭吸入阀30。

由于杆部35与杆部导向件37相互滑动，并且由于杆部35反复与吸入阀30碰撞，所以考虑硬度和耐腐蚀性而使用对马氏体系不锈钢施加了热处理后的材料。锚部36与第二芯部39为了形成磁路而使用磁性不锈钢，另外对锚部36与第二芯部各自的碰撞面实施有用于提高硬度的表面处理。尤其是硬质Cr镀层等，但并不限定于此。考虑耐腐蚀性而对于杆部施力弹簧40、锚部施力弹簧41使用奥氏体系不锈钢。

根据上述结构，构成为在吸入阀部A和螺线管机构部B有机地配置三个弹簧。构成为吸入阀部A的吸入阀施力弹簧33、构成为螺线管机构部B的杆部施力弹簧40以及锚部施力弹簧41与此相当。本实施例中，任一个弹簧均使用螺旋弹簧，但若是能够获得作用力的形态，则也可以构成为任意。

该三个弹簧力的关系由下述的式子构成。

[式1]

杆部施力弹簧40力＞锚部施力弹簧41力+吸入阀施力弹簧33力+吸入阀因流体而欲关闭的力‥‥(1)

根据式(1)的关系，在未通电时，利用各弹簧力，杆部35在将吸入阀30从吸入阀座部31a拉离的方向、即打开阀的方向上作用力f1。根据式(1)，打开阀的方向上的力f1由下述的式(2)来表现。

[式2]

f1＝杆部施力弹簧力－(锚部施力弹簧力+吸入阀施力弹簧力+吸入阀因流体而欲关闭的力)‥‥(2)

最后，对线圈部C的结构进行说明。线圈部C由第一轭部42、电磁线圈43、第二轭部44、线轴45、端子46以及连接器47构成。将铜线多圈卷绕于线轴45而成的线圈43以被第一轭部42和第二轭部44包围的方式配置，与作为树脂部件的连接器一体地模制成形并固定。两个端子46各自的一端以能够分别通电的方式与线圈的铜线的两端连接。端子46也相同地与连接器一体地模制成形且剩余的一端构成为能够与发动机控制单元侧连接。

就线圈部C而言，第一轭部42的中心部的孔部压入第一芯部，从而固定于第一芯部。此时，第二轭部44的内径侧构成为与第二芯部接触，或者以微小的间隙接近。

第一轭部42、第二轭部44均构成磁路，并且考虑耐腐蚀性而使用磁性不锈钢材料，考虑强度特性、耐热特性而对于线轴45、连接器47使用高强度耐热树脂。线圈43使用对铜施加镀金后的部件，端子46使用对黄铜镀金后的部件。

通过如上述那样构成螺线管机构部B和线圈部C，而如图4的箭头部所示那样由第一芯部38、第一轭部42、第二轭部44、第二芯部39、锚部36来形成磁路，若对线圈赋予电流，则在第二芯部39、锚部36间产生电磁力，从而产生相互被吸引的力。在第一芯部38，通过极力使第二芯部39与锚部36相互产生吸引力的轴向部位成为薄壁，来使磁通的基本全部在第二芯部与锚部之间通过，从而能够高效地获得电磁力。

在上述电磁力超过上述式(2)的阀打开的方向上的力f1时，作为可动部的锚部36与杆部35一起进行被吸引至第二芯部39的运动，并且在芯部39与锚部36接触的情况下，能够继续接触。

根据本发明的高压燃料供给泵的上述结构，在泵工作中的吸入、返回、排出的各工序中，如以下那样工作。

首先对吸入工序进行说明。在吸入工序中，通过图3的凸轮93的旋转，柱塞2向凸轮93方向移动(柱塞2下降)。也就是说，柱塞2位置从上止点向下止点移动。在处于吸入工序状态时，例如参照图1进行说明，加压室11的容积增加且加压室11内的燃料压力降低。若在该工序中加压室11内的燃料压力比吸入通路10d的压力低，则燃料在处于开口状态的吸入阀30通过，并在设于高压燃料供给泵主体1的连通孔1b和缸筒外周通路6a、6b通过，之后流入加压室11。

图4示出吸入工序中的电磁吸入阀300侧的各部分位置关系，参照图4进行说明。在该状态下，电磁线圈43维持未通电状态不变，从而不作用磁作用力。因而，吸入阀30因杆部施力弹簧40的作用力而成为被按压于杆部35的状态，保持开阀不变。

接下来对返回工序进行说明。在返回工序中，通过图3的凸轮93的旋转，柱塞2向上升方向移动。也就是说，柱塞2位置开始从下止点朝向上止点移动。此时，加压室11的容积伴随柱塞2的吸入后的压缩运动而减少，但在该状态下，一次被吸入加压室11的燃料再次在开阀状态的吸入阀30通过而向吸入通路10d返回，从而加压室的压力不会上升。将该工序称作返回工序。

在该状态下，若对电磁吸入阀300施加来自发动机控制单元27(以下称作发动机控制单元)的控制信号，则从返回工序移至排出工序。若对电磁吸入阀300施加控制信号，则在线圈部C中产生电磁力，其作用于各部分。图5示出电磁力作用时的电磁吸入阀300侧的各部分位置关系，参照图5进行说明。

在该状态下，由第一芯部38、第一轭部42、第二轭部44、第二芯部39、锚部36形成磁路，若对线圈赋予电流，则在第二芯部39、锚部36间产生电磁力，从而产生相互被吸引的力。若锚部36被吸引至作为固定部的第二芯部39，则杆部35因锚部36与杆部凸边部35a的卡定机构而向远离吸入阀30的方向移动。此时，吸入阀30因吸入阀施力弹簧33的作用力和燃料流入吸入通路10d所产生的流体力而关闭。在闭阀后，加压室11的燃料压力随着柱塞2的上升运动而上升，若成为燃料排出口12的压力以上，则经由排出阀机构8进行燃料的高压排出，并向共用轨道23供给。将该工序称作排出工序。

即，柱塞2的压缩工序(从下起点至上起点之间的上升工序)由返回工序和排出工序构成。而且，通过对电磁吸入阀300的线圈43的通电时机进行控制，能够对欲排出的高压燃料的量进行控制。若使朝电磁线圈43通电的时机提前，则压缩工序中的返回工序的比例变小，排出工序的比例变大。即，返回吸入通路10d的燃料变少，被高压排出的燃料变多。另一方面，若使通电的时机延迟，则压缩工序中的返回工序的比例变大，排出工序的比例变小。即，返回吸入通路10d的燃料变多，高压排出的燃料变少。根据来自发动机控制单元27的指令来控制针对电磁线圈43的通电时机。

通过如上那样构成，来对朝电磁线圈43的通电时机进行控制，由此能够将高压排出的燃料的量控制为内燃机所需要的量。

图6示出排出工序中的电磁吸入阀300侧的各部分位置关系。此处，示出在泵室的压力充分增加后吸入阀关闭的状态下的、解除对电磁线圈43的通电的无通电的状态的图。该状态下，准备下一个周期的工序，整理用于使下次的电磁力产生、作用有效地进行的体制。本发明在进行该体制整备方面具有特征。参照图7的时序图对实现图6的状态的优越性进行说明。

图7的时序图中，从上依次示出a)柱塞2的位置、b)线圈电流、C)吸入阀30的位置、d)杆部35的位置、e)锚部36的位置、f)加压室内压力。并且，横轴以时间序列的方式显示从吸入工序经由返回工序、排出工序返回吸入工序的一个周期期间内的各时刻t。

根据图7的a)柱塞2的位置，吸入工序是柱塞2的位置从上止点达到下止点的期间，返回工序和排出工序的期间是柱塞2的位置从下止点达到上止点的期间。并且根据b)线圈电流，在返回工序中向线圈流动吸引电流，接着流动保持电流，并在该状态下移至排出工序。

另外，c)吸入阀30的位置、d)杆部35的位置、e)锚部36的位置与b)线圈电流的流通所引起的电磁力产生对应地各个位置变化，并在吸入工序的初始复原至原先的位置。接受这些位置变化，而f)加压室内压力在排出工序的期间成为高压力。

以下，对各工序中的各部动作与此时的各物理量的关系进行说明。首先，对于吸入工序而言，若在时刻t0，柱塞2从上止点开始下降，则f)加压室内的压力例如从20MPa水平的高压的状态急剧变小。伴随该压力降低，因上述的式(2)的阀打开的方向上的力f1，在时刻t1，杆部35、锚部36、吸入阀30开始向吸入阀30的开阀方向移动，并在时刻t2，吸入阀30全开，杆部35和锚部36处于图3的开阀位置状态。由此吸入阀30打开，从而从吸入阀座的通路31b流入阀座31内径侧的燃料开始被吸入加压室内。

在吸入工序初期时的移动时，吸入阀30与吸入阀限位器32碰撞，从而吸入阀30在该位置停止。同样，杆部35也在前端与吸入阀30接触的位置(图7中的柱塞杆部的开阀位置)停止。

与此相对，锚部36最初以与杆部35相同的速度向吸入阀30开阀方向移动，但杆部35在接触吸入阀30而停止的时刻t2后也因惯性力而欲继续移动。图7的OA所示的部分是该过冲的区域。该过冲能够在锚部施力弹簧41克服该惯性力、锚部36再次向接近第二芯部39的方向移动、而锚部36以被按压于杆部凸边部35a的方式与杆部凸边部35a接触的位置(图7中的锚部开阀位置)停止。杆部35与锚部36的再接触而引起的锚部36的停止时刻以t3来示出。图4示出表示停止时刻t3之后的稳定状态下的时刻t4的锚部36、杆部35、吸入阀30的各位置的状态。

此外，上述以及图7中，在OA所示的部分中，说明了杆部35与锚部36完全分离，但也可以保持杆部35与锚部36接触的状态不变。换言之，对杆部凸边部35a与锚部36的接触部作用的负载在杆部的运动停止后减少，若变成0则锚部36开始相对于杆部分离，但也可以是不为0而残留微小的负载的锚部施力弹簧41的设定力。

在吸入阀30与吸入阀限位器32碰撞时，产生成为作为产品的重要特性的异响的问题。异响的大小起因于上述碰撞时的能量的大小，但在本发明中独立地构成了杆部35和锚部36，从而与吸入阀限位器32碰撞的能量仅因吸入阀30的质量和杆部35的质量而产生。即，锚部36的质量不会助长碰撞能量，从而通过独立地构成杆部35和锚部36，能够减少异响的问题。

此外，即使独立地构成了杆部35和锚部36，在没有锚部施力弹簧41的结构的情况下，锚部36因上述惯性力而向吸入阀30的开阀方向继续移动，与杆部导向件37的中央轴承部37a碰撞，从而也引起在与上述碰撞部不同的部分产生异响的问题。除了异响的问题之外，因碰撞而引起锚部36和杆部导向件37的磨损、变形等，不仅如此，还因上述磨损而产生金属异物，该异物被夹在滑动部、座部，或者变形而损伤轴承功能，从而有损伤吸入阀螺线管机构的功能的担忧。

并且，在没有锚部施力弹簧41的结构的情况下，锚部因上述惯性力而过于远离芯部39(图7的OA部)，从而在作为动作时刻为了从后工序的返回工序向排出工序过渡而对线圈部施加电流后，产生得不到需要的电磁吸引力的问题。在得不到需要的电磁吸引力的情况下，有无法将从高压燃料供给泵排出的燃料控制为所希望的流量的较大的问题。

因此，锚部施力弹簧41具有用于不产生上述问题的重要功能。

在吸入阀30打开后，柱塞2进一步下降从而到达下止点(时刻t5)。期间，燃料继续向加压室11流入，该工序是吸入工序。下降至下止点的柱塞2进入上升工序，并移至返回工序。

此时，吸入阀30因上述阀打开的方向上的力f1而保持在开阀状态停止不变，通过吸入阀30的流体的方向正相反。即在吸入工序中，燃料从吸入阀座通路31b流入加压室11，与此相对，在成为上升工序的时刻，燃料从加压室11向吸入阀座通路31b方向返回。该工序是返回工序。

在该返回工序中，在发动机高速旋转时、即柱塞2的上升速度较大的条件下，返回的流体所引起的吸入阀30的闭阀力增大，上述阀打开的方向上的力f1变小。在该条件下，在搞错各弹簧力的设定力而阀打开的方向上的力f1成为负值的情况下，吸入阀30意外地关闭。排出比所希望的排出流量更大的流量，从而燃料配管内的压力上升至所希望的压力以上，对发动机的燃烧控制产生负面影响。因此，在柱塞2的上升速度最大的条件下，需要以使上述阀打开的方向上的力f1保持为正值的方式设定各弹簧力。

在该返回工序的中途的时刻t6，通电线圈电流，由此，显现从返回工序向排出工序过渡的过渡状态。此外，图7中，t7是指吸入阀30的闭阀运动开始时刻，t8是指保持电流开始时刻，t9是指吸入阀30的闭阀时刻，t10是指通电结束时刻。

在这种情况下，在与所希望的排出时刻相比、考虑到电磁力的产生延迟、吸入阀30的闭阀延迟的更早的时刻，若对电磁线圈43赋予电流，则在锚部36与第二芯部39之间作用磁吸引力。对于电流而言，需要赋予克服上述阀打开的方向上的力f1所需要的大小的电流。在该磁吸引力克服了上述阀打开的方向上的力f1的时刻t7，锚部36开始向第二芯部39方向移动。由于锚部36移动，所以在轴向上以凸边部35a接触的杆部35也同样地移动，吸入阀30因吸入阀施力弹簧33的力、以及流体力主要从加压室侧在座部通过的流速所引起的静压的降低而开始关闭(时刻t9)。

在对电磁线圈43赋予电流后，在锚部36与第二芯部39相比规定的距离而过于分离的情况下，即在锚部36超过图7的“开阀位置”而继续OA的状态的情况下，上述磁吸引力较弱，从而无法克服上述阀打开的方向上的力f1，进而产生锚部36向第二芯部39侧移动需要时间、或者无法移动的问题。

为了不引起该问题，在本发明中设有锚部施力弹簧41。在锚部36在所希望的时机无法向第二芯部39移动的情况下，由于在要排出的时机也维持吸入阀打开的状态，从而无法开始排出工序，即，得不到需要的排出量，因而有无法进行所希望的发动机燃烧的担忧。因此，锚部施力弹簧41具有用于在吸入工序中防止可能产生的异响问题、并且用于防止无法开始排出工序的问题的重要功能。

图7中，开始移动后的C)吸入阀30与座部31a碰撞而停止，从而成为闭阀状态。若闭阀，则筒内压迅速地增大，从而吸入阀30因筒内压而以与上述阀打开的方向上的力f1相比大很多的力被稳固地向闭阀方向推压，进而开始闭阀状态的维持。

e)对于锚部36而言，也与第二芯部39碰撞而停止。杆部35在锚部36停止后还因惯性力而继续运动，但杆部施力弹簧40克服惯性力而被压回，凸边部35a能够返回至与锚部接触的位置。

在锚部36与第二芯部39碰撞时，产生成为作为产品的重要特性的异响的问题。该异响比上述的吸入阀与吸入阀限位器碰撞的异响的大小更大，从而成为问题。异响的大小起因于上述碰撞时的能量的大小，但由于独立地构成了杆部35和锚部36，所以与第二芯部39碰撞的能量仅因锚部36的质量而产生。即，杆部35的质量不会助长碰撞能量，从而通过独立地构成杆部35和锚部36，能够减少异响的问题。

在锚部36一次接触第二芯部39的时刻t8后，因接触而产生足够的磁吸引力，从而能够成为仅用于保持接触的较小的电流值(保持电流)。

此处，对可能在螺线管机构部B内产生的腐蚀的问题进行说明。当对线圈赋予电流从而锚部36被吸引至第二芯部39时，两物体间所存在的空间体积迅速缩小，从而处于该空间的流体无处可去，而具有快速的流动地被挤出而向锚部外周侧流动，与第一芯部薄壁部碰撞，进而有因其能量而产生腐蚀的担忧。并且，被挤出而流动的流体在锚部的外周通过并向杆部导向件侧流动，但由于锚部外周侧的通路狭窄，所以流速变大，即静压迅速地降低，由此产生气穴，从而有在第一芯部薄壁部产生气穴腐蚀的担忧。

为了避免这些问题，而在锚部中心侧设置有一个以上的轴向的贯通孔36a(图4)。这是为了，在锚部36被吸引至第二芯部39侧时，以尽量使其空间的流体不在锚部外周侧的狭窄的通路通过的方式在贯通孔36a通过。通过像这样构成，能够解决上述腐蚀的问题。

在锚部36和杆部35一体构成的情况下，有进一步可能产生上述问题的现象。在发动机高旋转时即柱塞的上升速度较大的条件下，在对线圈赋予电流而锚部36欲向第二芯部39移动的力的基础上进一步增加作为追加赋予力的、速度非常大的流体所引起的关闭吸入阀30的力，而杆部35以及锚部36急剧向第二芯部39接近，从而其空间的流体被挤出的速度进一步变快，进而上述腐蚀的问题进一步变得严重。在锚部36的贯通孔36a的容量不足的情况下，无法解决腐蚀的问题。

在本发明的实施例中，由于独立地构成了锚部36和杆部35，所以即使在对杆部35赋予了关闭吸入阀30的力的情况下，也仅杆部35被向第二芯部39侧挤出，留下锚部36，并且锚部36仅因通常的电磁吸引力的力而向第二芯部39侧移动。即，不会引起急剧的空间的减少，从而能够防止腐蚀的问题的产生。

独立地构成锚部36和杆部35的不良影响如上述那样，存在得不到所希望的磁吸引力的问题、异响、功能降低，但在本发明的实施例中通过设置锚部施力弹簧41，能够解决该不良影响。

接下来，对排出工序进行说明。图7中，柱塞从下止点转为上升工序，在所希望的时机，对线圈43赋予电流并在直至关闭吸入阀30为止的返回工序结束之后不久，加压室内的压力迅速增大，成为排出工序。

在排出工序后，从省电的观点看，优选减少对线圈赋予的电力，从而切断对线圈赋予的电流。由此变得不附加电磁力，锚部36以及杆部35因杆部施力弹簧40和锚部施力弹簧41的合力而向远离第二芯部39的方向移动。然而，由于吸入阀30因稳固的闭阀力而处于闭阀位置，所以杆部35在与闭阀状态的吸入阀30碰撞的位置停止。即，此时的杆部的移动量成为图4的36e－30e。

杆部35和锚部36在电流切断后同时移动，但即使在杆部35以上述的杆部35前端与闭阀的吸入阀30接触的状态停止后，锚部36也因惯性力而欲向吸入阀30方向继续移动。这是图7的OB的状态。然而，由于锚部施力弹簧41克服惯性力，对锚部36赋予第二芯部39方向上的作用力，从而锚部36能够在与杆部35的凸边部35a接触的状态(图6的状态)下停止。

在没有锚部施力弹簧41的情况下，在吸入工序中，与上述相同，锚部不停止而向吸入阀30方向移动，可能产生与阀座37碰撞的异响的问题、功能障碍的问题，但在本发明中设置有锚部施力弹簧41，从而能够防止上述问题。

这样，在进行排出燃料的排出工序且在下一个吸入工序之前不久，吸入阀30、杆部35、锚部36成为图6的状态。

在柱塞到达上止点的时刻，排出工序结束，再次开始吸入工序。

因此，能够提供适于如下情况的高压燃料供给泵：被导入低压燃料吸入口10a的燃料在作为泵主体的泵主体1的加压室11内通过柱塞2的往复运动而需要的量被加压至高压，从而从燃料排出口12向共用轨道23进行压力输送。

此外，吸入阀30需要快速关闭，从而将吸入阀弹簧33的弹簧力设定为极大、且将锚部施力弹簧41的弹簧力设定为较小比较好。由此能够阻止吸入阀30的关闭延迟所引起的流量效率的恶化。

实施例2

图8示出吸入阀部的其它实施例。在吸入阀30具有使吸入阀30自身具有作用力的弹簧部30c，与具有吸入阀座通路31b的吸入阀座31组合，来构成吸入阀机构。

弹簧部30c相当于实施例1中的吸入阀施力弹簧33，进行与实施例1所示的电磁吸入阀300同等的动作，且发挥同等的效果。

符号的说明

1—泵主体，2—柱塞，6—缸筒，7—密封件支架，8—排出阀机构，9—压力脉动减少机构，10a—低压燃料吸入口，11—加压室，12—燃料排出口，13—柱塞密封件，30—吸入阀，31—吸入阀座，33—吸入阀弹簧，35—杆部，36—锚部，38—第一芯部，39—第二芯部，40—杆部施力弹簧，41—锚部施力弹簧，43—电磁线圈，300—电磁吸入阀。

Claims (12)

1.一种高压燃料供给泵，其具备对吸入至加压室的燃料量进行调节的电磁吸入阀、从加压室排出燃料的排出阀以及能够在上述加压室内进行往复运动的柱塞，上述高压燃料供给泵的特征在于，

上述电磁吸入阀具有电磁线圈、吸入阀以及可动部，该可动部在上述电磁线圈的通电时，能够利用磁吸引力向闭阀方向操作上述吸入阀，

该可动部包括能够相互滑动的锚部和杆部，该锚部利用上述磁吸引力向闭阀方向驱动上述吸入阀，且与固定部件碰撞而停止运动，该杆部与该锚部联动地驱动，且在锚部停止运动后也能够继续运动，

上述电磁吸入阀还具备：作用于上述吸入阀而向闭阀方向对上述吸入阀施力的第一弹簧、作用于上述杆部而向上述吸入阀的开阀方向对上述杆部和上述锚部施力的第二弹簧以及作用于上述锚部而向上述吸入阀的闭阀方向对上述锚部和上述杆部施力的第三弹簧。

2.根据权利要求1所述的高压燃料供给泵，其特征在于，

上述第二弹簧的作用力比上述第一弹簧的作用力与上述第三弹簧的作用力之和更大。

3.根据权利要求1或2所述的高压燃料供给泵，其特征在于，

通过对上述电磁吸入阀通电，来在上述锚部产生磁吸引力。

4.根据权利要求1或2所述的高压燃料供给泵，其特征在于，

在上述锚部停止运动后，上述杆部通过第二弹簧的作用力而停止运动。

5.根据权利要求1所述的高压燃料供给泵，其特征在于，

在上述锚部的滑动孔插入有上述杆部。

6.根据权利要求1或2所述的高压燃料供给泵，其特征在于，

上述杆部具有限位器部，在上述锚部因磁吸引力而进行闭阀运动时，上述杆部的上述限位器部与上述锚部卡合从而一起进行闭阀运动。

7.根据权利要求1或2所述的高压燃料供给泵，其特征在于，

上述第三弹簧以同轴方式配置于上述杆部的外周部。

8.根据权利要求1或2所述的高压燃料供给泵，其特征在于，

上述锚部从磁吸引力解放，与上述杆部一起向开阀方向运动，并在上述杆部停止后，上述锚部通过第三弹簧而停止运动。

9.根据权利要求1或2所述的高压燃料供给泵，其特征在于，

上述第一弹簧与上述吸入阀的阀芯一体构成。

10.根据权利要求9所述的高压燃料供给泵，其特征在于，

上述阀芯是板簧，板簧的单面与其它的座部件接触，从而构成为阀构造。

11.根据权利要求1或2所述的高压燃料供给泵，其特征在于，

上述第三弹簧的作用力比上述第一弹簧的作用力小。

12.一种高压燃料供给泵，其具备对吸入至加压室的燃料量进行调节的电磁吸入阀、从加压室排出燃料的排出阀以及能够在上述加压室内进行往复运动的柱塞，上述高压燃料供给泵的特征在于，

上述电磁吸入阀具有电磁线圈、吸入阀以及可动部，上述可动部在上述电磁线圈的通电时，能够利用磁吸引力向闭阀方向对上述吸入阀进行操作，

该可动部包括能够相互滑动的锚部和杆部，该锚部利用上述磁吸引力向闭阀方向驱动上述吸入阀，且与固定部件碰撞而停止运动，该杆部与该锚部联动地驱动，且在锚部停止运动后也能够继续运动，

上述电磁吸入阀还具备：作用于上述吸入阀而向闭阀方向对上述吸入阀施力的第一弹簧、作用于上述杆部而向上述吸入阀的开阀方向对上述杆部和上述锚部施力的第二弹簧以及作用于上述锚部并且在上述电磁线圈的断电后将上述锚部与上述固定部件之间的间隙定位于规定位置的机构。