JP2000227172A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コイルの通電時間に見合った開閉動作を行わ
せ、流体流量を精度良く調量する。 【解決手段】電磁弁６は、ディーゼルエンジンに高圧燃
料を供給するための高圧燃料ポンプに設けられる。電磁
弁６は、コイル６１の通電に伴いバルブケース６ｃ内を
摺動する弁体６３と、弁体６３を閉弁の方向に付勢する
スプリング６９と、弁体６３に一体化されたアーマチャ
７０と、コイル通電時に弁体６３をスプリング６９の付
勢力に抗して移動させるためのステータ６８とを有し、
弁体６３が開弁位置に移動することで燃料（流体）の流
れを許容する。また、スプリング６９による付勢方向で
はバルブケース６ｃの凹部７４により片側の弁体移動範
囲が規制される一方、アーマチャ７０がステータ６８に
吸引される力とスプリング６９の付勢力とが釣り合う点
で他側の弁体移動範囲が規制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の通過を許可
又は阻止することのできる電磁弁に係り、例えばディー
ゼルエンジン用の高圧燃料ポンプに使用され、同ポンプ
の燃料量を調量するための電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電磁弁はディーゼルエンジン用
の高圧燃料ポンプ等に使用され、その一例として図１４
に示す構成のＯＮ／ＯＦＦ式電磁弁がある。高圧燃料ポ
ンプでは、この電磁弁のＯＮ／ＯＦＦに伴い燃料吐出量
が調節される。図１４の電磁弁２００において、バルブ
ケース２０１のシリンダ２０２内には棒状の弁体２０３
が摺動可能に収容されている。バルブケース２０１には
燃料流路２０４，２０５が設けられ、弁体２０３には縮
径部２０６及び拡径部２０７が設けられる。また、バル
ブケース２０１の右端にはシム２１０が配設される。

【０００３】弁体２０３は、図示しないスプリングによ
り常に図の左方向に付勢され、コイル２０８の非通電時
には拡径部２０７がバルブケース２０１の凹部２０９に
当接する位置で保持される。つまり、コイル非通電時に
は燃料流路２０４が閉鎖され、電磁弁２００が閉弁状態
となる（図示の状態）。そして、コイル２０８が通電さ
れると、図示しないスプリングの付勢力に抗して弁体２
０３が図の右方へ移動し、拡径部２０７がシム２１０に
当接する位置で保持され、弁体２０３の縮径部２０６を
介して燃料流路２０４，２０５が連通される。それによ
り、電磁弁２００が閉弁状態から開弁状態に移行し、図
のＹ１側からＹ２側への燃料（流体）の流れが許容され
る。このとき、コイル２０８の通電時間に応じて高圧燃
料ポンプの燃料吐出量が制御される。なお図１４の構成
では、バルブケース２０１の凹部２０９及びシム２１０
により弁体２０３の閉弁側及び開弁側の移動範囲が規制
され、その規制される範囲で弁体２０３の最大リフト量
が決まる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電磁弁２００の場合、コイル２０８の通電時間を変
えた時に、すなわち電磁弁２００の開弁時間を変えた時
に、その時の燃料吐出量が不用意に変動し、同吐出量が
精度良く調量できないという問題があることが本願発明
者により確認されている。

【０００５】図１５は、高圧燃料ポンプの低速回転側
（例えば５００ｒｐｍ）で開弁時間の制御を行った時の
流量特性を示す。なお、図中の実線は理想となる単調増
加の特性を示し、破線は前記図１４の電磁弁２００を用
いた時の特性を示す。

【０００６】図１５において、燃料吐出量はコイル２０
８の通電時間により制御されるが、上記電磁弁２００で
は通電時間ｔに対して燃料吐出量が単調増加とならず、
破線に示すように一旦減少する領域が存在することが判
明した。同破線の領域が存在することで、高圧燃料ポン
プからの燃料吐出量の制御性が悪化する。その原因とし
ては、コイルの通電時間がその都度変更して設定される
にも拘わらず、その通電時間に見合うだけの開弁時間が
確保できないためであると考えられる。

【０００７】その詳細を図１６のタイムチャートを使い
説明する。図１６は、コイル駆動信号の通電時間ｔを
Ａ，Ｂ，Ｃの如く順に長くした時の弁体リフトの挙動を
表すタイムチャートである。図１６中、コイルへの通電
開始後（駆動信号ＯＮ後）、所定時間が経過した時に弁
体がリフトを開始する。なお、弁体２０３の最大リフト
量は２．５ｍｍであるとする。

【０００８】Ａの時、弁体リフトは最大リフト量（２．
５ｍｍ）に達することはなく、駆動信号のＯＮ／ＯＦＦ
に対応して開弁及び閉弁動作が行われる。また、Ｂの
時、弁体リフトが最大リフト量（２．５ｍｍ）となるタ
イミングに重なるようにして駆動信号がＯＦＦとなって
いる。この場合、Ａの時よりも通電時間ｔが長いにも拘
わらず、弁体２０３の開弁時間Ｔｂ’は短くなっており
（Ｔｂ’＜Ｔａ’となる）、これが図１５に示す破線の
ような特性になる理由である。実際には、弁体２０３が
最大リフトする際、拡径部２０７がシム２１０に衝突し
てバウンドする。その時、駆動信号がＯＦＦとなってい
ると、そのバウンドした勢いで弁体２０３が閉弁側に移
動するため、Ｂの時は開弁時間が短くなる。

【０００９】因みに、Ｃの時には、弁体２０３は最大リ
フト位置でバウンドしてリフト量が一旦小さくなるが、
通電ＯＮの状態が継続されているため、再び最大リフト
位置に戻り、通電ＯＦＦ後、閉弁する（開弁時間＝Ｔ
ｃ’）。

【００１０】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、コイルの通電時
間に見合った開閉動作を行わせ、流体流量を精度良く調
量することができる電磁弁を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明における電磁弁
は、流体通路を開閉するための弁体と、前記弁体を開弁
又は閉弁の方向に付勢するスプリングと、コイルの通電
に伴い弁体を移動させるためのアーマチャと、コイル通
電時に弁体をスプリングの付勢力に抗して移動させるた
めのステータとを有することをその前提とする。

【００１２】そして、請求項１に記載の発明はその特徴
として、前記スプリングによる付勢方向で前記弁体が当
接する位置規制部を設けて同位置規制部により片側の弁
体移動範囲を規制する一方、前記アーマチャがステータ
に吸引される力とスプリングの付勢力とが釣り合う点で
他側の弁体移動範囲を規制する。

【００１３】要するに、コイルの非通電時には、スプリ
ングの付勢力により弁体が位置規制部に当接する位置で
保持され、その位置で片側の弁体移動範囲が規制され
る。また、コイルが通電されると、アーマチャがステー
タに吸引され、当該アーマチャに一体化された弁体がス
プリングの付勢力に抗して開弁側又は閉弁側に移動す
る。このとき、アーマチャがステータに吸引される力と
スプリングの付勢力とが釣り合う点で他側の弁体移動範
囲が規制される。

【００１４】従って、コイルの通電に伴い弁体がスプリ
ングの付勢力に抗して移動する際、その移動方向に有る
部材に衝突して移動量が規制されることはなく、当該弁
体がバウンドして燃料流量が不用意に変動するといった
不都合が回避される。つまり、例えば常閉弁の場合、コ
イル非通電（オン→オフ）のタイミングに重なるように
して弁体がバウンドすると、弁体の閉弁動作が通常より
も速くなり、コイル非通電に伴う所望の閉弁時期よりも
早期に閉弁して流体流量が減じられるといった問題が生
じるが、本発明の構成によればこうした不具合が解消さ
れる。その結果、コイルの通電時間に見合った開閉動作
を行わせ、流体流量を精度良く調量することができる。

【００１５】また実際には、請求項２に記載したよう
に、前記弁体の移動範囲内において、前記位置規制部の
反対側には位置規制のための部材を設けない構成であれ
ばよい。或いは、請求項３に記載したように、弁体の移
動方向の延長線上にあり、その弁体の移動を阻止できる
部材は、コイル通電に伴う弁体の移動可能域よりも離れ
て存在するといった構成であればよい。請求項２，３の
構成によれば、上記請求項１の特徴的な作用及び効果が
確実に得られる。

【００１６】請求項４に記載の発明では、弁体側から延
びアーマチャを一体化した軸部材を、アーマチャを間に
挟んだ状態で支持部材により往復動可能に支持したの
で、仮に弁体側よりアーマチャ側の重量比率が大きくな
っても、その重量に起因して不均一な力が弁体に作用す
ることはない。つまり、アーマチャ一体の軸部材を支持
部材で支持することにより、ケース部材内における弁体
の摺動不良が抑制できる。

【００１７】また、より確実にアーマチャ側の重量が弁
体に作用しないようにするには、請求項５に記載したよ
うに、弁体と軸部材とを別体とし、各々の中心軸がほぼ
一致し且つ、互いの端面が当接する状態で配設するとよ
い。

【００１８】さらに請求項６に記載の発明では、弁体の
移動に伴い開放又は閉鎖される流体流路をケース部材に
設け、当該流体流路が全開又は全閉となるのに必要な弁
体の移動量をＬ１、コイル通電時における弁体の最大移
動量をＬ２、とする場合、 Ｌ１＜Ｌ２ として構成する。

【００１９】例えば、弁体の移動量がＬ１を超える時、
流体流路は全開状態（最大開口面積）で保持され、流体
流量は一定のまま保持される。つまり、Ｌ１＜Ｌ２であ
るから、最大移動量Ｌ２だけ弁体が移動した時、流体流
路は全開状態となり、最大の流体流量が確保できる。ま
た逆に、弁体の移動により流体流路が閉鎖される場合に
は、Ｌ２分の弁体の移動により、流体流路は全閉状態で
確実に保持される。

【００２０】請求項７に記載の発明では、前記コイルへ
の通電量に応じて前記弁体の移動量を調整し、該移動量
に応じて流体流量を比例制御する流量制御弁として電磁
弁が構成される。つまり、電磁弁を用いて流体流量をリ
ニアに調量したいという要望があり、この要望に応える
には、コイルへの通電量（電流値）に応じて弁体リフト
量が調節可能なリニアソレノイド（比例電磁）弁を用
い、弁体リフト量を変えることで流路面積を変更する。
こうして電磁弁の流路面積制御を行うことで、高圧燃料
ポンプによる燃料圧送量が精密に制御できる。

【００２１】請求項８に記載の発明では、前記弁体の一
端側の圧力を他端側に導く手段を備えるので、弁体の両
端に作用する圧力が均等化される。それ故、弁体の両端
に作用する圧力の差により弁体の移動位置が変化すると
いった不都合が防止され、弁体の安定した動作が可能と
なる。

【００２２】また、請求項９に記載の発明では、弁体に
設けた連通流路の一端が流体の吸入部又は排出部に開口
し、他端が前記スプリングを収容するスプリング室に開
口する。この場合、弁体にはその移動方向に流体圧力が
作用することがなく、弁体の安定した作動が可能とな
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明
する。

【００２４】先ずは図１を用いて、本実施の形態におけ
るコモンレール式燃料噴射装置の概要を説明する。図１
において、多気筒ディーゼルエンジン（以下、エンジン
Ｅという）には各気筒の燃焼室に対応する複数の電磁燃
料噴射弁Ｉが配設され、これら電磁燃料噴射弁Ｉは各気
筒共通のコモンレールＲに接続されている。コモンレー
ルＲには、高圧流路である供給配管Ｒ１及び吐出弁Ｂを
介して高圧燃料ポンプＰが接続され、高圧燃料ポンプＰ
の駆動に伴い燃料噴射圧に相当する高い所定圧の燃料が
連続的に蓄圧される。高圧燃料ポンプＰには、フィード
ポンプＰ１を経由して燃料タンクＴから低圧燃料が吸入
され、同高圧燃料ポンプＰは低圧燃料を高圧化してコモ
ンレールＲに対して圧送する。コモンレールＲ内の燃料
圧力は、エンジンＥの運転状態によって異なるが、約２
００〜１６００気圧（約２０〜１６０ＭＰａ）となって
いる。

【００２５】高圧燃料ポンプＰの詳細な構成については
後述するが、同ポンプＰは３つの圧力室を有する３系統
圧送ポンプとなっている。また、高圧燃料ポンプＰには
その燃料吸入部において、燃料吐出量を制御するための
吐出制御装置Ｐ２が設けられている。吐出制御装置Ｐ２
はリニアソレノイドにて燃料量を任意に調量可能な電磁
弁を有し、前記３系統圧送の燃料吐出量を１つの電磁弁
にて制御できるように構成されている。

【００２６】コモンレールＲには、その内部の燃料圧力
（コモンレール圧）を検出するための圧力センサＳ１が
配設されている。電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ４０
という）は、圧力センサＳ１により検出される実際のコ
モンレール圧が負荷や回転数に基づいて設定される最適
値となるように高圧燃料ポンプＰの吐出量を決定し、そ
れに応じた信号を吐出制御装置Ｐ２に出力する。

【００２７】ＥＣＵ４０には、回転角センサＳ２や負荷
センサ（例えばアクセル開度センサ）Ｓ３より回転角や
負荷等のエンジン運転情報が入力される。またその他に
も、ＥＣＵ４０には、エンジン冷却水温を検出する冷却
水温センサＳ４、吸気温を検出する吸気温センサＳ５及
び吸気圧を検出する吸気圧センサＳ６が接続されてお
り、各センサの検出信号がＥＣＵ４０に随時入力され
る。ＥＣＵ４０は、これら各センサの検出信号によるエ
ンジン運転状態に基づいて最適な噴射時期及び噴射量
（噴射期間）を決定し、それに応じた制御信号を電磁燃
料噴射弁Ｉに出力する。これにより、電磁燃料噴射弁Ｉ
からエンジンＥの各燃焼室への燃料噴射が制御される。

【００２８】次に、高圧燃料ポンプＰの詳細な構成につ
いて図２〜図６を用いて説明する。ここで、図２は高圧
燃料ポンプＰの全体を示す断面図、図３は図２のＡ−Ａ
線断面図、図４は燃料圧送部の構成を拡大して示す断面
図、図５は前記図１の吐出制御装置Ｐ２に相当する電磁
弁６の構成を示す断面図、図６は電磁弁６における流量
調量部の要部構成を示す断面図である。

【００２９】図２において、高圧燃料ポンプＰはポンプ
ハウジング１ａ，１ｂを有し、これらポンプハウジング
１ａ，１ｂにそれぞれ設けられた２つの滑り軸受け（フ
リクションベアリング）１１，１２によりドライブシャ
フト１０が回転自在に支持されている。ドライブシャフ
ト１０は、例えばエンジンＥが４気筒の場合に同エンジ
ンＥの４／３の回転と同期して回転駆動される。ドライ
ブシャフト１０は２つの滑り軸受け１１，１２の間に偏
心部１３を有しており、偏心部１３はドライブシャフト
１０の中心軸Ｑ１に対して距離ｕだけ偏心している。偏
心部１３の外周には滑り軸受け（フリクションベアリン
グ）１４が設けられており、偏心部１３はその外周に配
設される偏心カム１５に対し回転自在となっている。

【００３０】また、図３において、偏心カム１５は、外
周面に３つの平坦部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを有する略
多角形状に構成されている。３つの平坦部１５ａ〜１５
ｃの外方にそれぞれ配されるボディ２１ａ，２１ｂ，２
１ｃ内には、それぞれシリンダ２ａ，２ｂ，２ｃが形成
され、各シリンダ２ａ〜２ｃにはプランジャ３ａ，３
ｂ，３ｃが摺動自在に配設されている。圧力室４ａ，４
ｂ，４ｃの各々は、シリンダ２ａ〜２ｃの内壁面とプラ
ンジャ３ａ〜３ｃの端面により区画形成されている。

【００３１】３つの平坦部１５ａ〜１５ｃは、任意の２
つのなす角度αが６０度となるように、且つそれぞれシ
リンダ２ａ〜２ｃの中心軸に対して垂直になるように形
成されている。また、３つのシリンダ２ａ〜２ｃは互い
の中心軸が１２０度の角度間隔となるように配置されて
いる。

【００３２】従って、ドライブシャフト１０の回転に伴
い偏心部１３が回転すると、偏心カム１５の中心Ｑ２
が、ドライブシャフト１０の中心軸Ｑ１を中心とする半
径「ｕ」の円形経路（図中に破線で示す経路）に沿って
回転する。すると、偏心カム１５の各平坦部１５ａ〜１
５ｃが中心Ｑ２の移動に伴い平行に動作し、プランジャ
３ａ〜３ｃがシリンダ２ａ〜２ｃ内を往復摺動する。こ
れに伴い、圧力室４ａ〜４ｃ内の低圧燃料が順次圧縮さ
れ高圧燃料となる。

【００３３】圧力室４ａ〜４ｃ内への低圧燃料の供給経
路について図２を用いて説明する。図中、ポンプハウジ
ング１ｂの下端部には流量制御用の電磁弁６が設置さ
れ、電磁弁６の先端部周囲には燃料溜まり室１６が設け
られている。燃料タンクＴ内の燃料は、フィードポンプ
Ｐ１によって約１５気圧に加圧され、低圧流路Ｌを通し
て燃料溜まり室１６に送出される。電磁弁６は、ハウジ
ング６ａ外周に設けたフランジ６ｂに図示しないボルト
を挿通することによってポンプハウジング１ｂに固定さ
れている。また、電磁弁６の先端部（図の左端部）には
流路２０が設けられ、この流路２０は低圧流路１７に連
通している。

【００３４】電磁弁６の詳細な説明は後述するが、同電
磁弁６はコイル６１を内蔵するリニアソレノイド（比例
電磁）弁として構成され、コイル６１に通電される電流
量に応じて弁体６３のリフト量（移動量）が決定され
る。弁体６３にはその軸方向に延びる連通流路７１が形
成されている。この場合、電磁弁６の連通流路７１を介
して燃料溜まり室１６からポンプハウジング１ｂ下部の
低圧流路１７側へ流れる燃料量は、ＥＣＵ４０から同電
磁弁６に供給される電流値により決まる。

【００３５】低圧流路１７は、ポンプハウジング１ａに
設けられた環状の低圧流路１８を経由して、ポンプハウ
ジング１ｂに設けられた低圧流路１９に連通し、さら
に、流路２４，２５を通してプランジャ３ａ上部の圧力
室４ａに連通している。また、低圧流路１７は、図示し
ない低圧流路を介して他の圧力室４ｂ，４ｃにも連通し
ている。

【００３６】ここで図４に示されるように、ポンプハウ
ジング１ｂの上部には、カバー部材２２と流路形成部材
２３との一体物が図示しないボルトによって固定されて
おり、ボディ２１ａの上面は流路形成部材２３の下面に
密着している。流路２４，２５はそれぞれカバー部材２
２及び流路形成部材２３に形成されている。

【００３７】圧力室４ａには、逆止弁として機能するプ
レート５ａが配設されている。プレート５ａには、流路
２５に対向しない位置に複数個の貫通穴５１ａが形成さ
れている。また、カバー部材２２及び流路形成部材２３
には高圧流路２７，２８が形成され、高圧流路２７には
逆止弁として機能するボール２９が配設されている。こ
こで、ボール２９は前記図１における吐出弁Ｂに相当す
る。すなわち、本実施の形態の高圧燃料ポンプＰにおい
ては、吐出弁Ｂが３個設置されていることになる。

【００３８】偏心カム１５の平坦部１５ａとプランジャ
３ａとの間には、パッド３１ａが介設されている。パッ
ド３１ａはポンプハウジング１ｂの内周面に沿って延び
る円筒状をなし、ポンプハウジング１ｂ内に摺動自在に
支持されている。パッド３１ａとボディ２１ａとの間に
はスプリング３２ａが配設され、その付勢力によりパッ
ド３１ａを偏心カム１５の平坦部１５ａに当接せしめて
いる。それ故、偏心カム１５が偏心して動作する際、パ
ッド３１ａは平坦部１５ａと一体的に図の上下方向に往
復動する。

【００３９】図２において、電磁弁６の弁体６３が開弁
位置に移動すると、燃料溜まり室１６と流路２０とが連
通される。そして、ドライブシャフト１０の回転により
偏心カム１５の平坦部１５ａが下降（図の下方への移
動）を開始すると、スプリング３２ａの付勢力によりパ
ッド３１ａも下降する。このとき、燃料溜まり室１６内
の約１５気圧の低圧燃料は、連通流路７１、流路２０、
低圧流路１７〜１９、流路２４，２５及びプレート５ａ
の貫通穴５１ａを経由して圧力室４ａに流入し、プラン
ジャ３ａを下降させる。

【００４０】圧力室４ａへの燃料流入量は弁体リフト量
により決まり、所望の燃料量が圧力室４ａ内に流入する
と、その時点でプランジャ３ａとパッド３１ａとが離れ
る。例えば弁体リフト量が小さい時は、圧力室４ａに流
入する燃料量は少ないためにパッド３１ａの下降途中で
プランジャ３ａの下降が停止される。そのため、圧力室
４ａ内でのキャビテーションの発生が抑制される。

【００４１】ドライブシャフト１０の回転により偏心カ
ム１５の平坦部１５ａが上昇に転じると、スプリング３
２ａの付勢力に抗してパッド３１ａも上昇する。パッド
３１ａとプランジャ３ａとが当接した後は、圧力室４ａ
の圧力が高くなり、プレート５ａは流路形成部材２３の
下面に密着する。かくして、流路２５と圧力室４ａとの
連通が遮断される。その後、圧力室４ａの容積の減少に
伴い更に圧力が上昇して所定の圧力となると、ボール２
９が開弁位置に移動し、圧力室４ａ内の高圧燃料は高圧
流路２７，２８を通ってコモンレールＲに給送される。

【００４２】以上、圧力室４ａの周辺を中心とした説明
をしたが、他の圧力室４ｂ，４ｃの周辺も同様の構成を
有する。すなわち、図３に示されるように、偏心カム１
５の平坦部１５ｂ，１５ｃとプランジャ３ｂ，３ｃの間
にもパッド３１ｂ，３１ｃがそれぞれ介設され、パッド
３１ｂ，３１ｃはスプリング３２ｂ，３２ｃの付勢力に
より平坦部１５ｂ，１５ｃに当接している。プランジャ
３ａ〜３ｃは、いずれもパッド３１ａ〜３１ｃとは独立
に設けられ、スプリング３２ａ〜３２ｃの付勢力は作用
しないようになっている。

【００４３】次に、電磁弁６の構成について図５及び図
６を用いて説明する。電磁弁６は、図５，６の如く、コ
イル６１を内蔵するハウジング６ａと、その左端に嵌装
固定されるケース部材としてのバルブケース６ｃとを有
し、バルブケース６ｃに設けられたシリンダ６２内に、
スプールたる弁体６３を摺動可能に保持している。バル
ブケース６ｃには、流路６４とこれよりも流路断面積の
小さな流路６５とが形成されており、この流路６４，６
５によりシリンダ６２と図２の燃料溜まり室１６とが連
通される。

【００４４】図６（ｂ）に示されるように、流路６４は
円筒状に設けられるのに対し、流路６５は弁体６３の移
動方向（図の左右方向）に長い等幅のスリットとして設
けられている。

【００４５】弁体６３にはその軸方向に延びる連通流路
７１の他に、弁体６３の内外を連通する流路６６，６７
が形成されている。外側の流路６６は、バルブケース６
ｃの流路６５と位置合わせされつつ環状に設けられ、内
側の流路６７は複数箇所にそれぞれ設けられる。また、
弁体６３には鍔状に拡径部７２が形成されており、弁体
６３は、拡径部７２がバルブケース６ｃの凹部７４に当
接する位置により閉弁側（図中左方向）への移動範囲が
規制される。

【００４６】連通流路７１は図の左右方向に貫通し、そ
の左端は図２の流路２０に開口し、右端はスプリング６
９を収容するためのスプリング室６ｄに開口している。
つまり、弁体６３はその摺動方向（左右方向）に燃料圧
力が作用しないように構成され、弁体６３の両端に作用
する圧力の差によって弁体６３の移動位置が変化するこ
とが防止されることから、弁体６３の安定した作動が可
能となる。

【００４７】弁体６３の右端部にはアーマチャ７０が圧
入固定されており、このアーマチャ７０は、コイル６１
と同軸に配設されたステータ６８に一定の間隔で対向し
ている。アーマチャ７０は、ステータ６８に近づくほど
それに対向する部位の断面積（径方向の断面積）が小さ
くなるテーパ部７０ａを有する。アーマチャ７０と一体
化された弁体６３は、スプリング室６ｄ内に配設された
スプリング６９により図の左方に付勢されており、コイ
ル６１を通電していない図示の状態では連通流路７１と
燃料溜まり室１６（図２参照）との連通が遮断される。

【００４８】ステータ６８は、アーマチャ７０に近づく
ほどそれに対向する部位の断面積（径方向の断面積）が
小さくなるテーパ部６８ａを有し、弁体６３の変位位置
はコイル６１への通電量により決定される。よって、コ
イル６１を通電すると、弁体６３が図の右方に変位して
流路６４〜６７を介して連通流路７１と燃料溜まり室１
６（図２参照）とが連通し、通電量を増加すると、通電
量に応じて連通部の開口面積（弁体６３のリフト量）が
増加する。なお図５では、電磁弁６の開弁時にＸ１側か
らＸ２側へ燃料が流れる。弁体６３のリフト量を調整す
ることによる、こうした流路面積制御は、ＥＣＵ４０に
よるデューティ制御にて実現される。因みに、電磁弁６
を常閉弁として構成することで、例えばコイル破損時に
燃料の圧送が行われないようにする効果がある。

【００４９】上記構成の電磁弁６の場合、既述の通り弁
体６３はスプリング６９の付勢力により閉弁側に付勢さ
れ、コイル６１の非通電時には、同弁体６３の拡径部７
２がバルブケース６ｃの凹部７４に当接する位置により
閉弁側（スプリング６９の付勢方向）の弁体移動範囲が
規制される。また、コイル６１の通電時には、アーマチ
ャ７０がステータ６８に吸引される力とスプリング６９
の付勢力とが釣り合う点が存在し、その力の釣り合い点
で開弁側の弁体移動範囲が規制される。つまり、弁体移
動範囲内において、位置規制部としての前記凹部７４の
反対側（開弁側）には位置規制のための部材を何ら設け
ない構成となっている。

【００５０】さらに、電磁弁６の詳細部分の構成を説明
する。コイル６１の非通電時の状態を示す図５におい
て、アーマチャ７０の右端からステータ６８のテーパ部
６８ａの右端までの距離Ｋ１を３．０ｍｍ、ステータ６
８の左端からアーマチャ７０のテーパ部７０ａの左端ま
での距離Ｋ２を２．５ｍｍとした時、アーマチャ７０と
一体となった弁体６３の最大リフト量は距離Ｋ１（＝
３．０ｍｍ）で規定される（但し、実際にはこれよりも
少し小さい）。すなわち、コイル通電時における弁体６
３の最大リフト量Ｌ２は距離Ｋ１となる。

【００５１】また、図６（ａ）において、バルブケース
６ｃに形成された流路６５の右端から弁体６３に形成さ
れた流路６６までの距離Ｌ１を２．５ｍｍとし、流路６
５の左端から流路６６の左端までの距離Ｌ３を３．５ｍ
ｍとする。距離Ｌ１は流路６５が全開となるのに必要な
弁体６３の最小移動量に相当する。これにより、弁体６
３のリフト量がＬ１〜Ｌ３（２．５〜３．５ｍｍ）で
は、流路６５と流路６６との連通部の開口面積は最大開
口面積のままとなる。すなわち、 Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３ の関係が成立することで、弁体６３の最大リフト量が得
られる動作領域では電磁弁６の開口面積（流路面積）が
常に一定となる。

【００５２】次いで、本実施の形態における電磁弁６の
特徴的な作用について、前記図１４に示す従来構成の電
磁弁２００と対比しながら説明する。前記図１４に示す
従来の電磁弁２００においては、図１５の破線で示すよ
うに、通電時間ｔに対して高圧燃料ポンプからの吐出量
が単調増加とならずに一旦減少する領域が存在し、それ
により燃料吐出量の制御精度が低下する。これは既述の
通り、最大リフト位置で弁体２０３の拡径部２０７がシ
ム２１０（開弁側の位置規制部材）に当接する際に、弁
体２０３がバウンドすることが原因であると考えられ
る。

【００５３】これに対し、本実施の形態における電磁弁
６では、弁体６３の移動範囲内においてバルブケース６
ｃの凹部７４の反対側（開弁側）には位置規制のための
部材を設けない構成とし、最大リフト位置での弁体６３
のバウンドを抑制して燃料吐出量の特性を改善するよう
にしている。その詳細を図７のタイムチャートを使い説
明する。

【００５４】ここで、図７は、コイル駆動信号の通電時
間ｔをＡ，Ｂ，Ｃの如く順に長くした時の弁体リフトの
挙動を表すタイムチャートである。実際には、Ａの場合
にはｔ＝９．４ｍｓとし、Ｂの場合にはｔ＝９．８ｍｓ
とし、Ｃの場合にはｔ＝１１．０ｍｓとしている。な
お、図７中のＡ〜Ｃは、前記図１６中のＡ〜Ｃに対応さ
せており、図中の「２．５ｍｍ」の記載は従来の電磁弁
８０の最大リフト量である。

【００５５】先ず図７における動作の概略を説明する。
駆動信号のＯＮ後、コイル６１及びステータ６８等から
なる電磁駆動部の電磁エネルギがスプリング６９の付勢
力に打ち勝つまで上昇すると、弁体６３がリフトを開始
する。そして、駆動信号がＯＦＦになると、その後弁体
リフト量が減少し、閉弁位置に戻る。

【００５６】詳細には、Ａの時、弁体６３のリフト量は
２．５ｍｍよりも僅かに小さくなるまで増え、その後、
通電ＯＦＦに伴いスプリング６９の付勢力により閉弁す
る。また、Ｂ，Ｃの時、弁体６３のリフト量は２．５ｍ
ｍを僅かに超えるまで増え、その後、通電ＯＦＦに伴い
スプリング６９の付勢力により閉弁する。この場合、
Ａ，Ｂ，Ｃの各々の開弁時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃは、 Ｔａ＜Ｔｂ＜Ｔｃ となり、これは図１５に実線で示す通り、燃料吐出量の
単調増加の特性に見合ったものとなる。つまり、同図１
５の破線のように、吐出量が単調増加とならずに一旦減
少するといった不具合が解消される。

【００５７】次に、高圧燃料ポンプＰの動作を図８のタ
イムチャートを用いて説明する。図８は、電磁弁６のＯ
Ｎ／ＯＦＦ（通電／非通電）、並びに高圧燃料ポンプＰ
の３つの平坦部１５ａ〜１５ｃ及びプランジャ３ａ〜３
ｃの推移を示すタイムチャートである。図中、各々の平
坦部１５ａ〜１５ｃの軌跡を実線で示し、プランジャ３
ａ〜３ｃの軌跡を一点鎖線で示す。

【００５８】なお本実施の形態では、電磁弁６への通電
デューティ比を調整して弁体リフト量（流路面積）が制
御されると共に、高圧燃料ポンプＰによる１回の燃料圧
送毎に電磁弁６の開弁時間が制御される。つまり、図８
中、電磁弁６がＯＮとなる通電時間により同電磁弁６の
開弁時間が制御され、この期間内では通電デューティ比
により決まる平均電流により流路面積が制御される。こ
れにより、電磁弁６に対して「流路面積＆開弁時間制
御」が実施されるようになっている。

【００５９】詳細には図８において、１２０度毎の燃料
圧送に合わせて電磁弁６がＯＮ／ＯＦＦされる。例えば
プランジャ３ａが略上死点に達する時刻ｔ１１で、電磁
弁６がＯＮ（開弁）される。このとき、単位時間当たり
の燃料吸入量は電磁弁６の通電デューティ比により決定
され、その通電デューティ比に相当する開口面積分だけ
プランジャ３ａが下動する。時刻ｔ１１〜ｔ１２では、
通電時間分だけ電磁弁６の流路面積＆開弁時間制御が行
われ、その制御に伴い３つの圧力室４ａ〜４ｃにそれぞ
れ低圧燃料が吸入される。

【００６０】時刻ｔ１２では電磁弁６がＯＦＦ（閉弁）
され、時刻ｔ１２〜ｔ１３では例えば圧力室４ａ内の圧
力が一定に保持される。それにより、プランジャ３ａの
位置が保持される。

【００６１】その後、プランジャ３ｂが略上死点に達す
る時刻ｔ１３や、プランジャ３ｃが略上死点に達する時
刻ｔ１４でも同様に、通電時間分だけ電磁弁６がＯＮさ
れる。そして、電磁弁６の流路面積＆開弁時間制御が各
々で行われ、圧力室４ａ〜４ｃにそれぞれ低圧燃料が吸
入される。

【００６２】また、時刻ｔ１５では、平坦部１５ａの上
動に伴いプランジャ３ａが当該平坦部１５ａ（実際に
は、パッド３１ａ）に当接し、プランジャ３ａが下動か
ら上動に転じる。これにより、圧力室４ａ内の燃料が圧
縮され始め、その燃料圧力が前記図１の吐出弁Ｂ（図５
のボール２９）の開弁圧に達すると、圧力室４ａ内の燃
料がコモンレールＲに吐出される。

【００６３】この流路面積＆開弁時間制御において、流
路面積を最大とした場合、すなわち開弁時間制御のみを
行った場合、従来技術では図１５の破線に示す特性とな
るが、本実施の形態では同図１５の実線に示す特性とな
る。

【００６４】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。 （ａ）電磁弁６の特徴的な構成として、スプリング６９
による付勢方向ではバルブケース６ｃの凹部７４により
片側の弁体移動範囲を規制する一方、アーマチャ７０が
ステータ６８に吸引される力とスプリング６９の付勢力
とが釣り合う点で他側の弁体移動範囲を規制するように
した。実際には、弁体６３の移動範囲内において、前記
凹部７４の反対側には位置規制のための部材を設けない
構成とした。従って、コイル６１の通電に伴い弁体６３
がスプリング６９の付勢力に抗して移動する際、その移
動方向に有る部材（例えば図１４のシム２１０に相当す
る部材）に衝突することはなく、当該弁体６３がバウン
ドして燃料流量が不用意に変動するといった不都合が回
避される。その結果、コイル６１の通電時間に見合った
開閉動作を行わせ、燃料流量を精度良く調量することが
できる。

【００６５】（ｂ）バルブケース６ｃの流路６５が全開
となるのに必要な弁体６３の移動量Ｌ１を、コイル通電
時における弁体６３の最大移動量Ｌ２よりも小さくした
ので（Ｌ１＜Ｌ２とした）、弁体６３の移動量がＬ１を
超える時、流体流路は全開状態（最大開口面積）で保持
され、流体流量は一定のまま保持される。つまり、最大
移動量Ｌ２だけ弁体６３が移動した時、流体流路は全開
状態となり、最大の流体流量（燃料流量）が確保でき
る。

【００６６】（ｃ）コイル６１への通電量に応じて弁体
６３の移動量を調整し、該移動量に応じて流体流量を比
例制御する流量制御弁として電磁弁６が構成される。こ
の場合、弁体リフト量を変えることで流路面積が変更で
き、こうして電磁弁６の流路面積制御を行うことで、高
圧燃料ポンプＰによる燃料圧送量が精密に制御できる。

【００６７】より詳細には、電磁弁６の流路面積＆開弁
時間制御によりコモンレールＲへの燃料圧送量を制御す
ることとしたため、比較的低回転域で細かな調量精度が
要求される場合にも、燃料調量の分解能を上げ、要求精
度に応じた燃料量制御が実現できる。この場合、エンジ
ン低回転域での調量精度が低下するといった問題が生じ
ることはなく、如何なるエンジン運転状態にあっても高
精度な流量制御が実現できる。

【００６８】（ｄ）弁体６３の連通流路７１の一端は燃
料の排出部に開口し、他端はスプリング室６ｄに開口す
る。この場合、弁体６３にはその移動方向に燃料圧力が
作用することがなく、同弁体６３の安定動作が保証され
る。また、弁体６３の安定動作を実現するための別の対
策として、体格の大型化やコイル通電電力の増大化が強
いられることもなく、簡易構成の電磁弁６を採用するこ
とができる。

【００６９】（ｅ）バルブケース６ｃには流路６４，６
５を設け、このうち内側の流路６５を弁体６３の移動方
向に延びる等幅のスリットとした。従って、弁体リフト
量に応じて流路６５（スリット）の開口面積がリニアに
変わり、燃料流量の細かな調量が容易に実現できる。

【００７０】（ｆ）高圧燃料ポンプＰにおいては、燃料
圧送部ではなく燃料吸入部に電磁弁６が設けられる。こ
の場合、電磁弁６の開閉動作に際し、弁体６３に高圧燃
料が作用することはなく、高圧燃料を受けて弁体６３が
不用意に動作（閉弁又は開弁）するなどの問題が回避で
きる。従って、高圧燃料ポンプＰによる燃料吐出量の制
御を精度良く実施することが可能となる。

【００７１】（ｇ）高圧燃料ポンプＰにおいて、電磁弁
６と圧力室４ａ〜４ｃとの間に逆止弁（プレート５ａ）
を設け、圧力室への低圧燃料の吸入時には圧力室と電磁
弁６との間を連通すると共に、圧力室に吸入された低圧
燃料の加圧開始時から燃料の圧送終了時までの間には圧
力室と電磁弁６との間を遮断するようにした。これによ
り、低圧燃料の吸入量制御が簡易的な構成で実現でき
る。

【００７２】（ｈ）本実施の形態における高圧燃料ポン
プＰは３つの圧力室４ａ〜４ｃを有し、燃料吐出量が少
ない時、電磁弁６により流量制御された低圧燃料は２つ
以上の圧力室に同時に供給されるが、上記の通り燃料流
量が精度良く調量されることで、コモンレールＲに対す
る高圧燃料の吐出量も精度良く制御できる。

【００７３】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態における電磁弁６を図９を用いて説明する。本実施
の形態の電磁弁６は前記図５の構造に置き換わるもので
あり、その構造は大きく異なるので、ここでは詳細に説
明する。

【００７４】図９に示す電磁弁６において、ケース部材
としてのバルブケース８１にはシリンダ８２が形成さ
れ、そのシリンダ８２内にスプールたる弁体８３が摺動
可能に収容されている。バルブケース８１には、シリン
ダ８２側に開口する流路８４が形成されると共に、この
流路８４とバルブケース８１の外周面とを結ぶ流路８５
が形成されている。流路８４，８５によりシリンダ８２
と図２の燃料溜まり室１６とが連通される。

【００７５】弁体８３には、スプリング８６を収納する
凹状のスプリング室８７が形成されると共に、スプリン
グ室８７と弁体８３の外周とを連通する流路８８，８９
が形成されている。外側の流路８８は、バルブケース８
１の流路８４と位置合わせされつつ環状に設けられ、内
側の流路８９は複数箇所にそれぞれ設けられる。バルブ
ケース８１の端部にはスプリングガイド９０が圧入固定
され、スプリングガイド９０には流路９２が形成されて
いる。

【００７６】従って、図示の状態（コイル非通電の状
態）では、図２において燃料溜まり室１６と流路２０と
の連通が遮断される。そして、弁体８３がスプリング８
６の付勢力に抗してスプリングガイド９０側へ変位する
と、バルブケース８１の流路８４と弁体８３の流路８８
が連通し、図２の燃料溜まり室１６内の低圧燃料は、流
路８５，８４，８８，８９、スプリング室８７及び流路
９２を通って図２の流路２０に流れ込む。

【００７７】また、スプリング室８７とは反対側の弁体
８３の端面近傍とバルブケース８１との間には環状の空
間部１１１が形成され、弁体８３には、その空間部１１
１とスプリング室８７とを連通するようにして連通流路
１１２が形成されている。

【００７８】アーマチャ９５には軸部材としてのプッシ
ュロッド９４が圧入固定されており、このプッシュロッ
ド９４の端面が、これに対向する弁体８３の端面に当接
している。すなわち、弁体８３とプッシュロッド９４と
は別体で構成され、各々の中心軸がほぼ一致し且つ、互
いの端面が当接する状態で配設されている。また、アー
マチャ９５に当接するようにして、非磁性材からなるス
ペーサ９６もプッシュロッド９４に圧入状態で固定され
ている。プッシュロッド９４は、支持部材としての滑り
軸受９７，９８により軸方向へ移動可能に保持されてい
る。

【００７９】位置規制部を構成するブッシュ１０３は、
その拡径部が第１のステータ１０１とバルブケース８１
とに挟まれ、その状態で滑り軸受９７がブッシュ１０３
に圧入されている。滑り軸受９８は、コイル９９と同軸
に配設された第２のステータ１０２の孔部１０２ｂに圧
入固定されている。

【００８０】滑り軸受９７，９８は何れも同形状を成
し、その断面形状を図１０に示す。同図１０において、
滑り軸受９７，９８には、軸方向に延びる複数の連通溝
９７ａ，９８ａが形成されている。よって、滑り軸受９
７の左右両側に設けられる空間部１１３とアーマチャ室
１１４とは連通溝９７ａにより連通され、滑り軸受９８
の左右両側に設けられるアーマチャ室１１４と空間部１
１５とは連通溝９８ａにより連通される。

【００８１】この場合、コイル非通電時に弁体８３がリ
フトしていなければ（図示の状態）、弁体８３がブッシ
ュ１０３に当接して空間部１１１と１１３との間が遮断
される。これに対し、弁体８３がリフトすると、空間部
１１１と１１３とが連通される。従って、この弁体リフ
トの状態では、スプリング室８７、空間部１１１，１１
３、アーマチャ室１１４及び空間部１１５が連通され、
結果として弁体８３の摺動方向に燃料圧力が作用せず、
弁体８３の安定した作動が可能となる。

【００８２】ここで、高圧燃料ポンプＰはエンジンＥに
取り付けられるが、他の部品との干渉等の兼ね合いか
ら、前記図２に示されるように、電磁弁６は横向きに
（弁体の長手方向が水平となるように）高圧燃料ポンプ
Ｐに装着される場合がある。その場合、例えば図５に示
すようにアーマチャ７０が弁体６３に直接連結される構
成では、重量比率の大きなアーマチャ７０の重量によ
り、弁体６３とシリンダ６２との摺動部分に不均一な力
が作用するおそれがあるのに対し、図９の構成では、弁
体８３とプッシュロッド９４とが別体に構成されている
ため、アーマチャ９５の重量に起因して弁体８３に不均
一な力が作用することはない。従って、バルブケース８
１内における弁体８３の摺動不良が抑制される。

【００８３】第１のステータ１０１は、アーマチャ９５
よりも僅かに径の大きい孔部１０１ａを有する。また、
第１のステータ１０１に形成された凹部１０１ｂにはバ
ルブケース８１が収容され、袋ナット１０５により固定
されている。第２のステータ１０２は、アーマチャ９５
よりも僅かに径の大きい孔部１０２ａを有し、その孔部
１０２ａ内にて一定の間隔で対向してアーマチャ９５が
入り込む構成となっている。

【００８４】すなわち、アーマチャ９５は、第１，第２
のステータ１０１，１０２の孔部１０１ａ，１０２ａ内
に移動可能に設けられ、第１のステータ１０１、アーマ
チャ９５、第２のステータ１０２及びハウジング１０４
によりコイル９９通電時に磁路が形成され、磁束が周回
する。

【００８５】第１のステータ１０１は、アーマチャ９５
に近づくほど、外径が小さくなることでそれに対向する
部位の断面積が小さくなるテーパ部１０１ｃを有する一
方、アーマチャ９５は、第１のステータ１０１に近づく
ほど外径が小さくなることで断面積が小さくなるテーパ
部９５ａを有しており、弁体８３の変位位置はコイル９
９への通電量により決定される。よって、コイル９９を
通電すると、弁体８３がスプリングガイド９０側に変位
して燃料溜まり室１６と流路２０とが連通し（図２参
照）、通電量を増加すると、その通電量に応じて連通部
の開口面積（弁体８３のリフト量）が増加する。

【００８６】上記図９の電磁弁６の場合、既述の通り弁
体８３はスプリング８６の付勢力により閉弁側に付勢さ
れ、コイル９９の非通電時には、弁体８３の右端面がブ
ッシュ１０３に当接する位置で閉弁側の弁体移動範囲が
規制される。また、コイル９９の通電時には、アーマチ
ャ９５が第１のステータ１０１に吸引される力とスプリ
ング８６の付勢力とが釣り合う点が存在し、その力の釣
り合い点で開弁側の弁体移動範囲が規制されるようにな
っている。

【００８７】図９は、コイル９９の非通電時（或いは、
弁体８３がリフトしない程度の僅かな通電時）の状態を
示し、同図９において、アーマチャ９５の左端から第１
のステータ１０１のテーパ部１０１ｃの左端までの距離
Ｋ１を３．０ｍｍ、第１のステータ１０１の右端からア
ーマチャ９５のテーパ部９５ａの右端までの距離Ｋ２を
２．５ｍｍとした時、アーマチャ９５と一体となったプ
ッシュロッド９４、すなわち弁体８３の最大リフト量は
距離Ｋ１（＝３．０ｍｍ）で規定される。このとき、コ
イル９９の通電時における弁体８３の最大リフト量Ｌ２
はＫ１となる。

【００８８】この場合、上述した第１の実施の形態（図
５の構成）と同じく、バルブケース８１の流路８４が全
開となるのに必要な弁体８３の移動量をＬ１とした時、
弁体８３の最大リフト量Ｌ２はこのＬ１より大きい（Ｌ
１＜Ｌ２）。従って、弁体８３がＬ２だけリフトする
時、バルブケース８１側の流路８４と弁体８３側の流路
８８との間の開口面積は最大となる。すなわち、弁体８
３の最大リフト量Ｌ２が得られる動作領域では電磁弁６
の流路面積が最大となり、最大の流体流量が確保でき
る。

【００８９】他方、第１のステータ１０１と第２のステ
ータ１０２との間には、非磁性材料（例えば、オーステ
ナイト系のステンレス鋼ＳＵＳ３０４）からなる挿入部
材１０６が配設されている。挿入部材１０６は筒状をな
し、第１，第２のステータ１０１，１０２の孔部１０１
ａ，１０２ａと同径の孔部１０６ａを有する。ここで、
第１のステータ１０１と挿入部材１０６との接合部、並
びに第２のステータ１０２と挿入部材１０６との接合部
には各々全周にわたってレーザ溶接が施されており、こ
れにより第１，第２のステータ１０１，１０２及び挿入
部材１０６が一体化されている。なお、コイル９９は樹
脂製のボビン１０７に収容されている。

【００９０】磁性材料からなるハウジング１０４はコイ
ル９９を取り囲むように設けられており、ハウジング１
０４と第１のステータ１０１とは、図のＡ１の位置で全
周にわたりレーザ溶接が施されて一体化されている。ま
た、ハウジング１０４と第２のステータ１０２とは、図
のＡ２の位置で全周にわたりレーザ溶接が施されて一体
化されている。なお、ハウジング１０４が図示しないフ
ランジに接合される場合には、その接合部にてやはり全
周にわたりレーザ溶接が施されて一体化される。各接合
部は深さ２ｍｍで溶接され、各部材は強固に一体化され
る。更に、弁体８３が配設される側とは反対側の電磁弁
６の端部には、樹脂製のコネクタ１０８が射出成形によ
り形成されている。

【００９１】ここで、第１，第２のステータ１０１，１
０２及びハウジング１０４の材質は何れも軟質磁性材
料、例えば電磁ステンレス鋼（フェライト系のステンレ
ス鋼ＳＵＳ１３等）である。また、アーマチャ９５の材
質も軟質磁性材料であり、例えばパーマロイが用いられ
る。

【００９２】以上第２の実施の形態における電磁弁６で
は、上記第１の実施の形態と同様に、 ・弁体８３の移動方向に位置するスプリングガイド９０
が、コイル通電時の弁体８３の移動可能域よりも離れて
存在するので、コイル通電時に弁体８３がスプリング８
６の付勢力に抗して移動する際、第１のステータ１０１
による吸引力とスプリング８６の付勢力との釣り合い点
で開弁側の弁体移動範囲が規制される。従って、弁体８
３がバウンドして燃料流量が不用意に変動するといった
不都合が回避され、結果として燃料流量を精度良く調量
することができる。 ・最大移動量Ｌ２だけ弁体８３が移動した時、流体流路
は全開状態となり、最大の流体流量（燃料流量）が確保
できる。 ・電磁弁６の流路面積制御を行うことで、高圧燃料ポン
プＰによる燃料圧送量が精密に制御できる。 ・弁体８３がリフトする時、スプリング室８７、空間部
１１１，１１３、アーマチャ室１１４及び空間部１１５
が連通されるので、弁体８３の摺動方向に燃料圧力が作
用することがなく、同弁体８３の安定動作が保証され
る。 等々の優れた効果が得られる。

【００９３】またその他に、次の効果が得られる。 （イ）アーマチャ一体のプッシュロッド９４を滑り軸受
９７，９８で支持し、更に弁体８３とプッシュロッド９
４とを別体としたので、弁体８３に不均一に力が作用す
ることはなく、弁体８３の摺動不良を未然に防止するこ
とができる。

【００９４】（ロ）第１，第２のステータ１０１，１０
２間に非磁性材料からなる挿入部材１０６を挿入し、こ
れら各部材を一体化したので、各孔部１０１ａ，１０２
ａの同軸度が確保できる。従って、制御精度の高度化に
伴う厳しい精度要求を満足し、ひいては流量制御の性能
を向上させることができる。

【００９５】（ハ）第１のステータ１０１にテーパ部１
０１ｃを設けたので、コイル９９に流れる電流が増加す
る時のある電流値における弁体８３のリフト量と、コイ
ル９９に流れる電流が減少する時のある電流値における
弁体８３のリフト量との差、すなわち、弁体８３のリフ
ト量のヒステリシスが低減できる。

【００９６】なお、本発明は、上記以外に次の形態にて
具体化できる。上記図５で説明した電磁弁６では、弁体
６３の移動範囲内において、前記凹部７４の反対側には
位置規制のための部材を設けない構成としたが、以下の
条件下にあっては位置規制部材を設けてもよい。例えば
図１１の如く構成する。図１１に示される電磁弁６にお
いて、ハウジング６ａとバルブケース６ｃとの間には、
弁体６３の位置規制のためのシム７９が設けられる。こ
の場合、弁体６３の開側移動時において、同弁体６３の
拡径部７２がシム７９に当接すると弁体６３の移動が規
制される。但し、前記拡径部７２とシム７９との間の距
離Ｌ４は、アーマチャ７０の右端からステータ６８のテ
ーパ部６８ａの右端までの距離Ｌ２（＝３．０ｍｍ）、
すなわち弁体６３の最大リフト量に対して、Ｌ４＞Ｌ２
でなければならない。つまり、シム７９は弁体６３の移
動方向の延長線上にあり、その移動を阻止できる部材で
あるが、このシム７９が弁体６３の移動可能域よりも離
れて存在し、弁体６３が距離Ｌ２だけ移動してもシム７
９に当たらないように配設されればよい。

【００９７】上記図９で説明した電磁弁６を、下記の
（１），（２）のように変更する。 （１）図１２には、図９の構成の一部を変更した電磁弁
６を示す。図１２の構成では、図９との相違点として、
第１のステータ１０１に設けていたテーパ部１０１ｃを
なくし、アーマチャ９５側のステータ端面を平坦部とし
ている。但し、アーマチャ９５にのみテーパ部９５ａを
設けている。なおこの場合、第１のステータ１０１の右
端からアーマチャ９５のテーパ部９５ａの右端までの距
離Ｋ２を３．０ｍｍとした時、弁体８３の最大リフト量
は距離Ｋ２（＝３．０ｍｍ）で規定される。すなわち、
コイル９９の通電時における弁体８３の最大リフト量Ｌ
２はＫ２となる。

【００９８】また、図１２の電磁弁６では、弁体８３の
軸方向の長さを短くすると共に、弁体８３に設けていた
流路８８，８９をなくしており、これにより、電磁弁６
が「常開弁」として具体化されている。つまり、弁体８
３はスプリング８６により開弁側に付勢され、コイルの
非通電時には、弁体８３がブッシュ１０３に当接するこ
とで、「開弁側」の弁体移動範囲が規制される。また、
コイル通電時には、弁体８３がスプリング８６の付勢力
に抗して閉弁側に移動し、アーマチャ９５が第１のステ
ータ１０１に吸引される力とスプリング８６の付勢力と
が釣り合う点で「閉弁側」の弁体移動範囲が規制され
る。

【００９９】（２）図１３は、上記図１２の構成の一部
を変更した電磁弁６を示しており、図１２との相違点と
して、ブッシュ１０３の形状を変更し、弁体８３の右端
面がブッシュ１０３に直接当たることのないように構成
される。また、スペーサ９６が第２のステータ１０２に
当接することで、開弁側（スプリング８６の付勢方向）
への弁体移動範囲が規制され、コイル９９の通電時に
は、アーマチャ９５が第１のステータ１０１に吸引され
る力とスプリング８６の付勢力とが釣り合う点で閉弁側
の弁体移動範囲が規制される。

【０１００】以上（１），（２）の形態の場合にも既述
の実施の形態と同様に、コイル通電時における弁体８３
のバウンドがなくなり、結果としてコイルの通電時間に
見合った開閉動作を行わせ、燃料流量を精度良く調量す
ることができる。また、図１２，図１３の電磁弁６で
は、第１のステータ１０１にテーパ部を設けていないた
め、図９に示す電磁弁６に対して、コイル通電電流が増
加する時と同通電電流が減少する時とにおける弁体８３
のリフト量のヒステリシスが若干悪化する反面、第１の
ステータ１０１と挿入部材１０６との接合部における溶
接作業が容易になるという利点がある。

【０１０１】電磁弁の構成としては、弁体が開弁位置と
閉弁位置との２位置で移動するＯＮ／ＯＦＦ式の電磁弁
でもよい。かかる構成においても、既述の通りコイルの
通電時間に見合った開閉動作を行わせ、その時々の必要
量に応じて燃料流量を精度良く調量することができる。

【０１０２】上記図５に示す電磁弁６の場合、バルブケ
ース６ｃの流路６４，６５（図５のＸ１側）から燃料が
吸入され、弁体６３の連通流路７１（図５のＸ２側）に
燃料が排出される構成としたが、これを変更する。上記
構成とは逆に、弁体６３の連通流路７１（図５のＸ２
側）から燃料が吸入され、バルブケース６ｃの流路６
４，６５（図５のＸ１側）に燃料が排出される構成とし
てもよい。本構成の場合、弁体６３の径方向に燃料圧力
が作用して弁体６３とバルブケース６ｃとの間の摺動抵
抗が大きくなるといった不具合が回避され、ひいては弁
体６３に作用する力のバランスが良好に保たれる。その
結果、弁体６３の作動不良を解消し、燃料流量を精度良
く調量することができる。図９に示す電磁弁６について
同様に、燃料の流れの向きを逆にしても良い。

【０１０３】上記実施の形態では、電磁弁６（吐出制御
装置Ｐ２）を高圧燃料ポンプＰの燃料吸入部に設けた
が、電磁弁６を同ポンプＰの燃料吐出部（高圧流路２
７，２８）に設けてもよい。この場合、電磁弁６には高
圧燃料が作用し、そのために弁体６３の動作が不安定に
なることも考えられるが、上記各実施の形態と同様に、
流路面積＆開弁時間制御を適宜実施することで、エンジ
ン運転状態に関係なく燃料吐出量を高精度に制御でき
る。

【０１０４】上記実施の形態では、図６（ｂ）に示され
るように、流路６５を弁体６３の軸方向（左右方向）に
長い等幅のスリットとしたが、三角形状にする等、その
形状を変更してもよい。要は、流路面積が制御できて流
体流量の細かな調量が実現できるものであればよい。或
いは、スリット自体を廃する等して流路６４，６５を段
差のない一つの流路で構成してもよい。

【０１０５】高圧燃料ポンプＰの構成（図２の構成）を
変更する。例えば燃料を高圧化するための複数のプラン
ジャをドライブシャフトに沿って直列に配置し、そのプ
ランジャの往復動により燃料を圧送するポンプでもよ
い。また、燃料を加圧するための圧力室は任意の数だけ
設ければよく、３つ以外の複数個設ける構成や、１つだ
け設ける構成でもよい。

【０１０６】上記実施の形態では、高圧燃料ポンプの燃
料流量を制御するための電磁弁にて本発明を具体化した
が、他の具体化も可能である。例えばＡＢＳ（アンチロ
ックブレーキシステム）等を備えるブレーキ装置やその
他、作動油の油圧制御装置に適用し、本発明の電磁弁に
より同装置の作動油流量を制御してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】コモンレール式燃料噴射装置の概要を示す全体
構成図。

【図２】高圧燃料ポンプの全体構成を示す断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】燃料圧送部の構成を拡大して示す断面図。

【図５】電磁弁の構成を拡大して示す断面図。

【図６】電磁弁における流量調量部の要部構成を示す断
面図。

【図７】コイル駆動信号に対応する弁体リフトの挙動を
示すタイムチャート。

【図８】高圧燃料ポンプの流路面積＆開弁時間制御の概
要を示すタイムチャート。

【図９】第２の実施の形態において電磁弁の構成を示す
断面図。

【図１０】滑り軸受の断面形状を示す図。

【図１１】他の形態において電磁弁の構成を示す断面
図。

【図１２】他の形態において電磁弁の構成を示す断面
図。

【図１３】他の形態において電磁弁の構成を示す断面
図。

【図１４】従来技術において電磁弁の構成を示す断面
図。

【図１５】通電時間に応じた燃料吐出量の特性を示す
図。

【図１６】コイル駆動信号に対応する弁体リフトの挙動
を示すタイムチャート。

【符号の説明】

Ｐ…高圧燃料ポンプ、Ｐ２…吐出制御装置、６…電磁
弁、６ｃ…ケース部材としてのバルブケース、６ｄ…ス
プリング室、６１…コイル、６３…弁体、６４〜６７…
流路、６８…ステータ、６９…スプリング、７０…アー
マチャ、７１…連通流路、７４…位置規制部としての凹
部、８１…ケース部材としてのバルブケース、８３…弁
体、８４，８５，８８，８９…流路、８６…スプリン
グ、９４…軸部材としてのプッシュロッド、９５…アー
マチャ、９７，９８…支持部材としての滑り軸受、９９
…コイル、１０１…第１のステータ、１０３…位置規制
部を構成するブッシュ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 59/46 Ｆ０２Ｍ 59/46 Ｙ (72)発明者 猪原 孝之 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 猪頭 敏彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 宮本 裕 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体通路を開閉するための弁体と、前記弁
   体を開弁又は閉弁の方向に付勢するスプリングと、コイ
   ルの通電に伴い弁体を移動させるためのアーマチャと、
   コイル通電時に弁体をスプリングの付勢力に抗して移動
   させるためのステータとを有し、 前記スプリングによる付勢方向で前記弁体が当接する位
   置規制部を設けて同位置規制部により片側の弁体移動範
   囲を規制する一方、前記アーマチャがステータに吸引さ
   れる力とスプリングの付勢力とが釣り合う点で他側の弁
   体移動範囲を規制することを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】前記弁体の移動範囲内において、前記位置
   規制部の反対側には位置規制のための部材を設けない請
   求項１に記載の電磁弁。
3. 【請求項３】弁体の移動方向の延長線上にあり、その弁
   体の移動を阻止できる部材は、コイル通電に伴う弁体の
   移動可能域よりも離れて存在する請求項１に記載の電磁
   弁。
4. 【請求項４】コイル通電時のアーマチャの移動に伴いケ
   ース部材内を弁体が摺動する電磁弁において、 弁体側から延びアーマチャを一体化した軸部材を、アー
   マチャを間に挟んだ状態で支持部材により往復動可能に
   支持した請求項１〜３の何れかに記載の電磁弁。
5. 【請求項５】請求項４に記載の電磁弁において、 弁体と軸部材とを別体とし、各々の中心軸がほぼ一致し
   且つ、互いの端面が当接する状態で配設した電磁弁。
6. 【請求項６】弁体の移動に伴い開放又は閉鎖される流体
   流路をケース部材に設け、当該流体流路が全開又は全閉
   となるのに必要な弁体の移動量をＬ１、コイル通電時に
   おける弁体の最大移動量をＬ２、とする場合、 Ｌ１＜Ｌ２ とした請求項１〜５の何れかに記載の電磁弁。
7. 【請求項７】前記コイルへの通電量に応じて前記弁体の
   移動量を調整し、該移動量に応じて流体流量を比例制御
   する流量制御弁である請求項１〜６の何れかに記載の電
   磁弁。
8. 【請求項８】前記弁体の一端側の圧力を他端側に導く手
   段を備える請求項１〜７の何れかに記載の電磁弁。
9. 【請求項９】前記弁体にはその移動方向に延びる連通流
   路を設け、該連通流路の一端は流体の吸入部又は排出部
   に開口し、他端は前記スプリングを収容するスプリング
   室に開口する請求項１〜７の何れかに記載の電磁弁。