JP2010106947A - 電磁駆動型弁機構及びこれを用いた高圧燃料供給ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】
従来構造では、磁気回路の内側つまりヨーク部５１の内側にリード線とターミナルの端部とのリード線溶接接合部５５を配置している。このためリード線溶接接合部５５の軸方向寸法分だけ、磁気回路の全長つまりヨーク部５１が長くなってしまう。このことは、磁気回路の磁気抵抗を大きくしてしまうので、第一コア部３３とアンカー３５の間に発生する磁気付勢力の低下と言う問題があった。
【解決手段】
本発明では、このリード線溶接接合部５５を磁気回路つまりヨーク部５１の外側に配置している。磁気回路つまりヨーク部５１の外側にリード線溶接接合部５５を配置することになり、リード線溶接接合部５５収容するための空間が必要無いために磁気回路の全長を短くでき、第一コア部３３とアンカー３５の間に十分な磁気付勢力の発生が可能となった。
【選択図】図７

Description

本発明は弁部材を電磁駆動機構によって駆動する電磁駆動型弁機構に関し、また電磁駆動型の弁機構を用いた高圧燃料供給ポンプにも関する。

特開平８−１０５５６６号公報などに記載されている電磁駆動型弁機構は、流体の取り入れ口に設けられた弁部材を有し、電磁力によって操作される可動プランジャ、可動プランジャを電磁力とは反対側に付勢するばね部材、可動プランジャを電磁気的に付勢してばね部材に抗して可動プランジャで弁部材を操作し、流体取り入れ口を開閉するよう構成されている。

特開平８−１０５５６６号公報

従来構造では、電磁コイルのリード線の端部と成形樹脂部に形成されたコネクタのターミナルの端部との溶接接合部が閉磁気回路の内側つまりヨーク内側に配置されている。

このためリード線溶接接合部の軸方向寸法分だけ、磁気回路の全長つまりヨークが長くなり磁気回路の磁気抵抗大きくなる。その結果、コア部と可動プランジャの間に発生する磁気付勢力が低下する。

本発明の目的は、閉磁気回路長を短くして磁気抵抗を減らし、大きな電磁力で可動プランジャを操作できる電磁駆動型弁機構及びこれを用いた高圧燃料供給ポンプを提供するものである。

本発明は、上記目的を達成するためにリード線溶接接合部を磁気回路つまりヨークの外側に配置している。

磁気回路つまりヨークの外側にリード線溶接接合部を配置することにより、リード線溶接接合部を収容するための空間が必要無いため、磁気回路の全長を短くできる。

かくしてコア部と可動プランジャの間に十分な磁気付勢力の発生が可能となった。

本発明が実施された実施例の基本的構成は以下の通りである。（）内符号は実施例中の関連部位を示すもので実施例の用語とは必ずしも一致していない。

流体の取り入れ口（３８Ａ）に弁部材（３１ａ）が設けられている。電磁コイル（５３）を有する電磁駆動機構（３１ｂ，３３，３５，３６，３８０）の発生する電磁力によって可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）が操作される。

可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）を電磁力とは反対側に付勢するばね部材（３４）を備え、可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）を電磁気的に付勢してばね部材（３４）に抗して可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）を介して弁部材（３１ａ）を操作し、流体の取り入れ口（３８）を開閉する。

電磁駆動機構（３１ｂ，３３，３５，３６，３８０）は、可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）が挿通するコア部（３３，３６）の周囲に取り付けられる環状若しくは筒状の樹脂成形体（５７，３８０）の形態をとる。

電磁駆動機構（３１ｂ，３３，３５，３６，３８０）は環状若しくは筒状の電磁コイル部（５２，５３）と、電磁コイル部（５２，５３）の外側を取り巻く筒状のヨーク部（５１）とを有する。電磁コイル部（５２，５３）とヨーク部（５１）とを成形樹脂によって成形した樹脂成形体（５７，３８０）として構成されている。

樹脂成形体（５７，３８０）に一体には外部機器との接続用コネクタ部（５８）が成形樹脂によって一体に形成されている。コネクタ部（５８）には導体で形成されたターミナル（外部接続端子）（５６）の一端部が突出している。電磁コイル５３を構成するリード線の巻き始めあるいは巻終わり端部が電気的に接続される溶接接合部（５５）はヨーク部５１の外部に設けられ、成形樹脂の内部に埋設されている。

好適には、電磁駆動機構（３１ｂ，３３，３５，３６，３８０）は電磁コイル部（５２，５３）の内周面と樹脂成形体（５７，３８０）の内周面の一部とによって形成される有底の筒状空間内に、コア部（３３，３６）が装着されている。

好適には、コア部（３３，３６）の外周面と樹脂成形体（５７，３８０）の内周面との間には小空隙が設けられている。

好適には、電磁コイル部（５２，５３）は環状乃至は筒状の樹脂ボビン（５２）と、このボビンにリード線（５４）を巻装して構成した電磁コイル（５３）で構成されており、樹脂ボビン（５２）の軸方向端部には外部接続端子（５６）の一端部側が機械的に装着されている。

コア部（３３，３６）は磁性材製の第一コア部（３３）と磁性材製の第二コア部（３６）とから構成されており、第二コア部（３６）はキャップ状に形成されており、その外周には軸方向の特定の位置に環状の溝（３６ａ）が設けられている。

第二コア部（３６）の開放端と第一コア部（３３）の片側端部とが嵌合され、全周が溶接（３７ａ）されて固定されている。

可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）の端部にはアンカー（３５）が固定されており、アンカー（３５）と第一コア部（３３）との軸方向対向面間に磁気ギャップ（Ｇａ）が設けられており、環状の溝（３６ａ）は磁気ギャップ（Ｇａ）の周囲に設けられている。

第一コア部（３３）にはアンカー（３５）の軸方向変位を特定の位置で規制する規制部（３３Ｂ）が設けられており、ばね部材（３４）はアンカー（３５）と第一コア部（３３）との間に装着され、アンカー（３５）を規制部材（３３Ｂ）とは反対側に向かって付勢している。

電磁駆動機構（３１ｂ，３３，３５，３６，３８０）は通電時に、ばね部材（３４）の付勢力に対向する方向にアンカー（３５）を第一コア部（３３）に向かって吸引し、弁部材（３１ａ）は外開き型の弁として可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）の反アンカー（３５）側に設けられている（実施例では後述の通り、プランジャロッド部と弁部材は金属の一体部品を成形加工したものである）。

弁部材（３１ａ）が当接して流体通路（３８）を遮断するための弁シート部（３２ａ）と、可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）を往復動可能に支持する軸受部材（３２ｄ）と空なる補助部材（３２）は、同一金属部材から加工された一つの部品として構成されている。

補助部材（３２）は第一コア部（３３）の反第二コア部（３６）側端部の環状凹所に圧入固定されている。

第一コア部（３３）と第二コア部（３６）との外周には電磁コイル（５３）が配置され、その外周にはヨーク部（５１）が設けられている。

第一コア部（３３），磁気ギャップ（Ｇａ），アンカー（３５），第二コア部（３６）、及びヨーク部（５１）は協働して閉磁気通路（閉磁気回路と同意）を形成する。

ばね部材（３４）はつるまきばねで構成され、可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）の周りに装着されている。

アンカー（３５）を装着した状態で、一体型の可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）と弁部材（３１ａ）との軸方向重心位置が、軸受部材（３２ｄ）の軸方向中心部より、アンカー（３５）側に位置するよう構成されている。

電磁力以外の力がばね部材（３４）に対向して電磁力を助成するように構成されており、電磁力以外の力によって可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）が規制部材（３３Ｂ）の方向に特定の変位をした後、可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）に電磁力を作用させるよう構成されている。

弁部材（３１ａ）の上流側（吸入流路３２ｂ）と下流側（例えば、加圧室１１）との流体差圧によってばね部材（３４）の力に抗して弁部材（３１ａ）が初期開弁動作した後、弁部材（３１ａの開方向動作を維持もしくは助長する方向に電磁駆動機構（３８０）が可動プランジャ（３１ｂ，３１ｃ，３５）を付勢するよう構成されている。

この電磁駆動型弁機構は高圧燃料供給ポンプの吸入弁機構（あるいは容量制御弁機構）に用いることができる。その場合の実施例の基本的構成は以下の通りである。

高圧燃料供給ポンプはピストンプランジャ（２）が往復動することによって容積が変化する加圧室（１１）を備え、加圧室（１１）の入口に上記電磁駆動型弁機構によって構成される吸入弁機構（電磁吸入弁機構３０）を備える。

加圧室（１１）の容積増大時に吸入弁（３１ａ）から燃料を吸入し、加圧室（１１）の容積減少時に吐出弁機構（８）を介して燃料吐出口（１２）から加圧燃料を吐出する。

電磁駆動機構（３８０）が無通電状態、かつ流体差圧が無い状態では、ばね部材（３４）によって吸入弁部材（３ａ）は閉弁している。

ピストンプランジャ（２）の吸入工程中（図２，図３の紙面下方変位中）に、電磁駆動機構（３８０）に入力電圧を印加することにより、吸入弁部材（３１ａ）を開動作させるかもしくは吸入弁部材（３１ａ）の開状態を維持させる。

吸入弁部材（３１ａ）の吸入流路（３２ｂ）側と、加圧室（１１）側との流体差圧によってばね部材（３４）による付勢力に抗して吸入弁部材（３１ａ）が開動作した後、電磁駆動機構（３８０）に入力電圧を印加することにより、吸入弁部材（３１ａ）の開動作を維持もしくは助長するよう構成されている。

電磁駆動機構（３８０）に入力電圧を印加した状態のまま弁部材（３１ａ）の開状態を維持した後、ピストンプランジャ（２）の圧縮工程中に入力電圧を解除し電磁駆動機構（３８０）に流れる電流をカットする。電磁駆動機構（３８０）に印加した入力電圧を解除して、流れる電流をカットするタイミングを、ピストンプランジャの運動に応じて制御することで、高圧吐出される燃料の量を制御している。

電磁駆動機構（３８０）に印加される電圧に応じて、電磁駆動機構（３８０）に流れる電流値を制御することで、電源電圧の変動による流量の変動が抑制している。

電磁駆動機構（３８０）に入力電圧を印加してから解除するまでの間に、さらに短い周期にて入力電圧の印加，解除を周期的に繰り返す（いわゆるデューティー制御）ことで、通電期間中の無駄な電力を抑制している。

電磁駆動機構（３８０）は一つの部品としてユニット化され、電磁駆動機構ユニットがポンプ本体に組付けられるように構成することで、組付け作業性を向上している。

以下にその詳細を、説明する。

図１から図１２により本発明の実施例について説明する。

図１中で、破線で囲まれた部分が高圧ポンプのポンプハウジング１を示し、この破線の中に示されている機構，部品は高圧ポンプのポンプハウジング１に一体に組込まれていることを示す。

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、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吸入口１０ａに送られる。

吸入口１０ａを通過した燃料は、吸入ジョイント１０１内に固定されたフィルタ１０２を通過し、さらに吸入流路１０ｂ，金属ダイアフラムダンパ９，１０ｃを介して容量可変機構を構成する電磁駆動型弁機構３０の吸入ポート３０ａに至る。

吸入ジョイント１０１内の吸入フィルタ１０２は、燃料タンク２０から吸入口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。

図４は電磁吸入弁機構３０の拡大図で、電磁コイル５３に通電されていない無通電の状態である。

図５は電磁吸入弁機構３０の拡大図で、電磁コイル５３に通電されている通電の状態である。

ポンプハウジング１には中心に加圧室１１としての凸部１Ａが形成されており、この加圧室１１の開口するように、電磁吸入弁機構３０装着用の孔３０Ａが形成されている。

可動プランジャを構成するプランジャロッド３１は、吸入弁部３１ａ，ロッド部３１ｂ，アンカー固定部３１ｃの３部分からなり、アンカー固定部３１ｃにはアンカー３５が溶接接合部３７ｂによって、溶接固定されている。

ばね部材３４は図のようにアンカー内周３５ａ、および第一コア部内周３３ａに嵌め込まれ、アンカー３５、および第一コア部３３を引き離す方向にばね部材３４によるばね力が発生するようになっている。

弁シート部材３２は、シート部３２ａ，吸入通路部３２ｂ，圧入部３２ｃ，摺動軸受部３２ｄからなる。圧入部３２ｃは第一コア部３３の一端の環状凹所に圧入固定されている。

圧入部３２ｃには複数の小孔３２ｅが設けられている。摺動軸受部３２ｄの外周と第一コア部３３の内周面との間には隙間が形成されており、小孔３２ｅを介して吸入通路部３２ｂと連通していて流体（燃料）が出入りできるようになっている。

シート部３２ａはポンプハウジング１に圧入固定されており、この圧入部で加圧室１１と吸入ポート３０ａを完全に遮断している。

第一コア部３３は溶接接合部３７ｃによりポンプハウジング１に溶接固定されており、吸入ポート３０ａと高圧燃料供給ポンプの外部とを遮断している。

第二コア部３６は磁性材製のキャップ部材で構成されており、その開口端側において第一コア部３３に溶接接合部３７ａで溶接固定されている。

第一コア部３３と第二コア部３６とで構成される内部空間と外部空間とを完全に遮断している。また第二コア部３６の外周面には環状溝で構成される磁気オリフィス部３６ａが設けられている。

電磁コイル５３に通電されていない無通電の状態で、かつ吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）と加圧室１１との間の流体差圧が無い時は、プランジャロッド３１はばね部材３４により、図４のように図中の右方向に移動した状態となる。この状態では、吸入弁部３１ａとシート部３２ａが接触した閉弁状態となり、吸入口３８Ａは塞がれる。

後述するカムの回転により、ピストンプランジャ２が図２の下方に変位する吸入工程状態にある時は、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。この工程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）の圧力よりも低くなると、吸入弁部３１ａには燃料の流体差圧による開弁力（吸入弁部３１ａを図１の左方に変位させる力）が発生する。

この流体差圧による開弁力により、吸入弁部３１ａは、ばね部材３４の付勢力に打ち勝って開弁し、吸入口３８Ａを開くように設定されている。流体差圧が大きい時は、吸入弁部３１ａは完全に開き、アンカー３５は第一コア部３３に接触した状態となる。流体差圧が小さい時は、吸入弁部３１ａは完全には開かず、アンカー３５は第一コア部３３に接触しない。

この状態にて、ＥＣＵ２７からの制御信号が電磁吸入弁機構３０に印加されると、電磁吸入弁機構３０の電磁コイル５３には電流が流れ、第一コア部３３とアンカー３５の間には、互いに引き合う磁気付勢力が発生する。その結果、プランジャロッド３１には図中の左方に磁気付勢力が印加されることになる。

吸入弁部３１ａが完全に開いているときには、その開弁状態を保持する。一方、吸入弁部３１ａが完全には開いていないときには、吸入弁部３１ａの開弁運動を助長し吸入弁部３１ａは完全に開くので、アンカー３５は第一コア部３３に接触した状態となり、その後その状態を維持する。

その結果、吸入弁部３１ａが吸入口３８Ａを開いた状態が維持され、燃料は吸入ポート３０ａから弁シート部材３２の吸入通路部３２ｂ，吸入口３８Ａを通過し加圧室１１内へ流れ込む。

電磁吸入弁機構３０に入力電圧の印加状態を維持したままピストンプランジャ２が吸入工程を終了し、ピストンプランジャ２が図２の上方に変位する圧縮工程に移ると、磁気付勢力は維持されたままであるので、依然として吸入弁部３１ａは開弁したままである。

加圧室１１の容積は、ピストンプランジャ２の圧縮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口３８Ａを通して吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）へと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この工程を戻し工程と称す。

この状態で、ＥＣＵ２７からの制御信号を解除して、電磁コイル５３への通電を断つと、プランジャロッド３１に働いている磁気付勢力は一定の時間後（磁気的、機械的遅れ時間後）に消去される。吸入弁部３１ａにはばね部材３４による付勢力が働いているので、プランジャロッド３１に作用する電磁力が消滅すると吸入弁部３１ａはばね部材３４による付勢力で吸入口３８Ａを閉じる。吸入口３８Ａが閉じるとこのときから加圧室１１の燃料圧力はピストンプランジャ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、コモンレール２３へと供給される。この工程を吐出工程と称す。すなわち、ピストンプランジャ２の圧縮工程（下始点から上始点までの間の上昇工程）は、戻し工程と吐出工程からなる。

そして、電磁吸入弁機構３０の電磁コイル５３への通電を解除する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５３への通電を解除するタイミングを早くすれば、圧縮工程中、戻し工程の割合が小さく吐出工程の割合が大きい。

すなわち、吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）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、入力電圧を解除するタイミングを遅くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が大きく、吐出工程の割合が小さい。すなわち、吸入流路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。電磁コイル５３への通電を解除するタイミングは、ＥＣＵからの指令によって制御される。

以上のように構成することで、電磁コイル５３への通電を解除する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できる。

かくして、燃料吸入口１０ａに導かれた燃料はポンプハウジング１の加圧室１１にてピストンプランジャ２の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、吐出口１２からコモンレール２３に圧送される。

コモンレール２３には、インジェクタ２４，圧力センサ２６が装着されている。インジェクタ２４は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２７の制御信号にしたがって開閉弁して、燃料をシリンダ内に噴射する。

このとき、吸入弁部３１ａはピストンプランジャ２の下降・上昇運動に伴って吸入口３８Ａの開閉運動を繰り返し、プランジャロッド３１は図中の左右方向の運動を繰り返す。このとき、プランジャロッド３１の運動は、弁シート部材３２の摺動軸受部３２ｄによって図中の左右方向の運動のみに動きが制限され、摺動軸受部３２ｄとロッド部３１ｂは摺動運動を繰り返す。したがって摺動部はプランジャロッド３１の摺動運動の抵抗にならないように十分に低い面粗さが必要である。摺動部のクリアランスの選定は下記による。

クリアランスが大きすぎると、プランジャロッド３１は摺動部を中心として振り子のように触れてしまい、アンカー３５と第二コア部３６が接触してしまう。プランジャロッド３１が摺動運動をすればアンカー３５と第二コア部３６も摺動してしまうので、プランジャロッド３１の摺動運動の抵抗が大きくなり、吸入口３８Ａの開閉運動の応答性が悪くなる。また、アンカー３５と第二コア部３６はフェライト系磁気ステンレスであるので、摺動すると磨耗粉等を発生する可能性がある。さらに、後述するように、アンカー３５と第二コア部３６の隙間が小さいほど磁気付勢力は大きくなる。隙間が大きすぎると、磁気付勢力が不足し、高圧吐出される燃料の量を適切に制御できない。これらのことから、アンカー３５と第二コア部３６の隙間はできるだけ小さく、かつ接触しない必要がある。

そのため、摺動部は一箇所とし、さらに摺動軸受部３２ｄの摺動長Ｌを図のように十分長くした。摺動部は摺動軸受部３２ｄの内径、およびロッド部３１ｂの外形により形成されるが、どちらも加工する際には必ず公差が必要になり、摺動部のクリアランスも必ず公差が必要になる。一方、アンカー３５と第二コア部３６のクリアランスには、上述したように磁気付勢力から上限値がある。このクリアランスの公差を吸収し、さらアンカー３５と第二コア部３６が接触しないようにするには、摺動長Ｌを長くして振り子運動を小さくすれば良い。

これにより、プランジャロッド３１が振り子運動をしようとする時には、摺動部の両端で摺動軸受部３２ｄとロッド部３１ｂが接触・摺動するので、アンカー３５と第二コア部３６の隙間は小さくすることが可能となった。

クリアランスが小さすぎると、吸入口３８Ａが閉弁状態の時に、吸入弁部３１ａとシート部３２ａが完全には面接触しない。これは、プランジャロッド３１の吸入弁部３１ａとロッド部３１ｂの垂直度、および弁シート部材３２のシート部３２ａと摺動軸受部３２ｄの垂直度を、摺動部のクリアランスで吸収できないためである。吸入弁部３１ａとシート部３２ａが完全には面接触しないと、吐出工程時に高圧になった加圧室１１内の高圧燃料により、プランジャロッド３１には過度のトルクが加わり破損する可能性がある。また、摺動部にも過度な荷重が加わり、摺動部の破損・磨耗が発生する可能性がある。

これらのことから、吸入口３８Ａが閉弁状態の時に、吸入弁部３１ａとシート部３２ａが完全には面接触する必要がある。特に、上記のように摺動長Ｌを長くすることで、プランジャロッド３１の振り子運動を抑えようとすると、プランジャロッド３１の吸入弁部３１ａとロッド部３１ｂの垂直度、および弁シート部材３２のシート部３２ａと摺動軸受部３２ｄの垂直度に求められる精度は高くなる。

そのため、シート部３２ａ、および摺動軸受部３２ｄを弁シート部材３２に設けた。シート部３２ａ、および摺動軸受部３２ｄを同一部材とし、シート部３２ａと摺動軸受部３２ｄの垂直度を精度良くできるようにした。シート部３２ａと摺動軸受部３２ｄが別部材であると、加工・結合する部位に直角度を悪くする要因が必ず生じるが、シート部３２ａと摺動軸受部３２ｄを一部材とすることでこの問題は解決される。

また、電磁コイル５３に通電した時に発生する磁気付勢力が不足すると、高圧吐出される燃料の量を適切に制御できない。そのため、電磁コイル５３の周りに構成され磁気回路は、十分な磁気付勢力を発生するものでなくてはならない。

その為には、電磁コイル５３に通電し周りに磁場が発生した際、より多くの磁束が流れるような磁気回路にする必要がある。一般的に磁気回路は太く短いほど、磁気抵抗も小さくなるので磁気回路を通過する磁束が大きくなり、発生する磁気付勢力も大きくなる。

本実施例では、磁気回路を構成する部材は、図５に示すようにアンカー３５，第一コア部３３，ヨーク部５１，第二コア部３６であり、これらは全て磁性材料である。

第一コア部３３と第二コア部３６は溶接接合部３７ａにより溶接にて接合されているが、第一コア部３３と第二コア部３６の間を直接磁束が通過せず、アンカー３５を介して通過する必要がある。これは第一コア部３３とアンカー３５の間に磁気付勢力を発生させるためであり、第一コア部３３と第二コア部３６の間を直接磁束が通過してしまい、アンカーを通過する磁束が減少してしまうと、磁気付勢力が低下してしまう。

そのために、従来構造では、第一コア部３３と第二コア部３６の間に中間部材を設けていた。この中間部材は非磁性体であるので、第一コア部３３と第二コア部３６の間を直接に磁束が通過することはなく、全ての磁束がアンカー３５を通過する。

しかし、中間部材を設けると部品点数が増加しさらに中間部材と第一コア部３３，第二コア部３６をそれぞれ接合する必要があるので、コストがアップしてしまうと言う問題があった。

そこで、本実施例では第一コア部３３と第二コア部３６を溶接部３７にて直接接合し、閉磁路内において磁気抵抗として機能する、磁気オリフィス部３６ａを第二コア部の外周に設けた環状溝（３６ａ）によって形成した。磁気オリフィス部３６ａでは、肉厚を強度的に許す限り薄くする一方、第二コア部３６のその他の部分では十分な肉厚を確保している。また、磁気オリフィス部３６ａは第一コア部とアンカー３５の接触する部分の近傍に設けた。

これにより、発生した磁束は大部分がアンカー３５を通過し、第一コア部３３と第二コア部を直接に通過する磁束はごく小さく、それによる第一コア部３３とアンカー３５の間に発生する磁気付勢力の低下を許容範囲内している。

また、第一コア部３３とアンカー３５が接触している時には、磁気回路中で最も大きなギャップがあるのは第二コア部３６の内周面とアンカー３５の外周面間に形成される半径方向ギャップである。この半径方向ギャップは燃料で満たされているのでギャップが大きいほど磁気回路の磁気抵抗は大きくなる。したがって、ギャップは小さいほど良い。

本実施例では、前述したように摺動部の摺動長Ｌを長くすることによって第二コア部３６とアンカー３５の間の半径方向ギャップを小さくできるようにしている。

電磁コイル５３はプランジャロッド３１の軸を中心にする磁性材製の環状乃至は筒状の樹脂ボビン５２にリード線５４を巻いて構成している。リード線５４の両端（巻き始めと巻き終わり端）は夫々、異なるターミナル５６にリード線溶接接合部５５で溶接接続されている。ターミナル５６は導電性の金属板で形成され、一端が樹脂ボビン５２の一端部に取り付けられており、他端がコネクタ部５８に突出している。

コネクタ部５８にＥＣＵからの相手側コネクタが接続されれば相手側のターミナルに接触しコイルに電流を流すことができる。

カップ状のヨーク部５１に電磁コイル５３を収納したのち、ヨーク部５１の内外に成形樹脂を注入して樹脂成形体５７を構成する。このとき、ヨーク部５１の開放端側の内外周の一部、ボビンの内周面、ターミナル５６の一部を残し、リード線溶接接合部５５，電磁コイル５３が樹脂の中に埋設され、コネクタ部５８がターミナルの突出部の周囲に形成される。このとき、樹脂ボビン５２の内周面の直径Ｌ１は樹脂成形体５７の内周面の直径Ｌ２より大きく形成される。

この樹脂成形体５７の内径部には、吸入弁ユニット３７０の第二コア部３６の外周部が微小間隙を保って挿入されている。この結果、樹脂成形体５７の成形公差があっても、第二コア部３６の外周が樹脂成形体５７の内周面にこすれることが無く、樹脂成形体５７に無理な力が掛かって、クラックが発生するようなことがない。

図６に従来構造を示す。従来構造では、磁気回路の内側つまりヨーク部５１の内側にリード線とターミナルの端部とのリード線溶接接合部５５を配置している。このためリード線溶接接合部５５の軸方向寸法分だけ、磁気回路の全長つまりヨーク部５１が長くなってしまう。このことは、磁気回路の磁気抵抗を大きくしてしまうので、第一コア部３３とアンカー３５の間に発生する磁気付勢力の低下と言う問題があった。

本実施例では、このリード線溶接接合部５５を磁気回路つまりヨーク部５１の外側に配置している。磁気回路つまりヨーク部５１の外側にリード線溶接接合部５５を配置することになり、リード線溶接接合部５５収容するための空間が必要無いために磁気回路の全長を短くでき、第一コア部３３とアンカー３５の間に十分な磁気付勢力の発生が可能となった。

図７に、電磁吸入弁機構３０をポンプハウジング１に組込む前の状態を示す。

本実施例では、まず、吸入弁ユニット３７０と、コネクタユニット３８０（コネクタ５８を有することからコネクタユニットとも称す。また、樹脂によって成形されたものであることから、樹脂成形体５７とも称す。また、電磁駆動機構の機能を有することから電磁駆動機構３８０とも称す）としてそれぞれにユニットを作成する。次に、吸入弁ユニット３７０のシート部３２ａをポンプハウジング１に圧入固定し、その後に溶接接合部３７ｃを全周に亘って溶接接合する。本実施例では、溶接はレーザー溶接としている。この状態で、コネクタユニット３８０のヨーク部５１の開口端に設けた薄肉部５１Ａの内周面を第一コア部３３の環状凸面３１Ａの外周に圧入固定する。

このように構成することにより、コネクタユニット３８０は第一コア部３３に対して３６０度どの位置でも圧入できるので、コネクタ５８の向きを自由に選ぶことができる。

さらに本実施例では、第二コア部３６の外周面とボビンの内周面、第二コア部３６の外周面とヨーク部５１内周面及び第二コア部３６の外周面と樹脂成形体５７の内周面とはいずれも接触しないように相互に適度の空隙が設けられている。この空隙は、コネクタユニット３８０がエンジンの振動に共振して首振り運動をしてもこれらのいずれも接触しない寸法に設定されていることが望ましい。また、この空隙はコネクタユニット３８０が弁シートユニット３７０に組み付けられる際、第二コア部３６の外周が、コネクタユニット３８０の内周面に圧接することを防止し、組み付け時にコネクタユニットが無理な力を受けて、破損することを防止している。

しかしながら、カップ状のヨーク部５１の底壁５１Ｄに設けられた第二コア部３６が挿通する孔の内周面５１Ｆと第二コア部３６の外周面との間の部分では、この空隙はできるだけ小さい方が磁気通路の磁気抵抗を小さくするのに好都合である。

また、第二コア部３６をコネクタユニット３８０に差し込むとき差し込み易いように、樹脂ボビン５２の部分では空隙が多少大きい方が良い。

従って、この空隙はこれらの条件を考慮して設定してある。具体的には、樹脂ボビン５２の部分で最も大きく（Ｌ１）、カップ状のヨーク部５１の底壁５１Ｄの部分で最も小さく（Ｌ２）、樹脂成形体の部分ではカップ状のヨーク部５１の底壁５１Ｄの部分と同じか、樹脂ボビン５２の部分Ｌ１より少し大きき寸法とした。

本実施例では、電磁コイル５３を構成するリード線５４の巻き始めあるいは巻き終わり端部が電気的に接続されるリード線溶接接合部５５はヨーク部５１の外部に設けた。その分だけ、カップ状のヨーク部５１の底壁５１Ｄの厚さを薄くした。その結果、カップ状のヨーク部５１の底壁５１Ｄの厚さが薄くなり、厚さ方向の第二コア部３６との対向面積（磁束通過面積）が小さくなった。本実施例では、これを補うために、樹脂ボビン５２の反第一コア部３１側の鍔部５２Ｂの厚さを薄くした。このように構成するにより、アンカー３５の反第一コア部３１側端面３５Ｆがカップ状のヨーク部５１の底壁５１Ｄのボビン側の端面Ｋ１を超え底壁５１Ｄの厚さ方向にラップさせることができた。

さらに、第二コア部３６のキャップ状部分がカップ状のヨーク部５１の底壁５１Ｄに設けられた孔を貫通してカップ状のヨーク部５１の底壁５１Ｄの外まで突出するように構成した。

これにより、カップ状のヨーク部５１の底壁５１Ｄを通過する磁束が小さなギャップを通過し、第二コア部３６を介して、アンカー３５に導かれる。

この構成によれば（１）カップ状のヨーク部５１の底壁５１Ｄの孔の内周面５１Ｆが第二コア部３６の外周面に小さなギャップを介して対面することで、磁気抵抗が小さくできた。

（２）アンカー３５の端面３５Ｆとカップ状のヨーク部５１の底壁５１Ｄの孔の内周面５１Ｆとの間の距離を短くしたことで磁気抵抗が小さくできた。

かくして全体に磁路が短くなり、磁気抵抗が小さくできた。

ポンプハウジング１には中心に加圧室１１としての凸部１Ａが形成されており、この加圧室１１の周壁を貫通して、吐出弁ユニット８装着用の凹所１１Ａが形成されている。

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はシート部材（シート部材）８ａ，吐出弁８ｂ，吐出弁ばね８ｃ，吐出弁ストッパとしての保持部材８ｄからなり、ポンプハウジング１の外で、溶接部８ｅを溶接することにより吐出弁ユニット８を組立てる。その後、図中左側から組立てた吐出弁ユニット８をポンプハウジング１に圧入固定する。圧入部は加圧室１１と吐出口１２を遮断する機能も備える。

加圧室１１と吐出口１２との間に燃料の差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力でシート部材８ａに圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１内の燃料圧力が、吐出口１２の燃料圧力よりも所定の値だけ大きくなった時に初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに抗して開弁し、加圧室１１内の燃料は吐出口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、保持部材８ｄと接触し、動作を制限される。したがって、吐出弁８ｂのストロークは保持部材８ｄによって適切に決定せられる。もし、ストロークが大きすぎると、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、燃料吐出口１２へ吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうので、高圧ポンプとしての効率が低下してしまう。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、保持部材８ｄにてガイドしている。以上のように構成することで、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。

シリンダ６は外周がシリンダホルダ７の円筒嵌合部７ａで保持されている。シリンダホルダ７の外周に螺刻されたねじ７ｇを、ポンプハウジング１に螺刻されたねじ１ｂにねじ込むことによって、シリンダ６をポンプハウジング１に固定する。

また、プランジャシール１３は、シリンダホルダ７の内周円筒面７ｃに圧入固定されたシールホルダ１５とシリンダホルダ７によって、シリンダホルダ７の下端に保持されている。この時、プランジャシール１３はシリンダホルダ７の内周円筒面７ｃによって、軸を円筒嵌合部７ａの軸と同軸に保持されている。ピストンプランジャ２とプランジャシール１３は、シリンダ６の図中下端部において摺動可能に接触する状態で設置されている。

これによりシール室１０ｆ中の燃料がタペット３側、つまりエンジンの内部に流入するのを防止する。同時にエンジンルーム内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプ本体１の内部に流入するのを防止する。

また、シリンダホルダ７には外周円筒面７ｂが設けられ、そこには、Ｏ−リング６１を嵌め込むための溝７ｄを設ける。Ｏ−リング６１はエンジン側の嵌合穴７０の内壁とシリンダホルダ７の溝７ｄによりエンジンのカム側と外部を遮断し、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。

シリンダ６はピストンプランジャ２の往復運動の方向に交差する圧着部６ａを有し、圧着部６ａはポンプハウジング１の圧着面１ａと圧着している。圧着は、ねじの締付けによる推力によって行われる。加圧室１１はこの圧着によって成形され、加圧室１１内の燃料が加圧され高圧になっても、加圧室１１から外へ圧着部を通って燃料が漏れることがないよう、ねじの締付けトルクは管理しなくてはならない。

また、ピストンプランジャ２とシリンダ６の摺動長を適正に保つために加圧室１１内にシリンダ６と深く挿入する構造とした。シリンダ６の圧着部６ａより加圧室１１側では、シリンダ６の外周とポンプハウジング１の内周の間にクリアランス１Ｂを設ける。シリンダ６は外周がシリンダホルダ７の円筒嵌合部７ａで保持されているので、クリアランス１Ｂを設けることにより、シリンダ６の外周とポンプハウジング１の内周が接触することが無いようにすることができる。

以上のようにして、シリンダ６は加圧室１１内で進退運動するピストンプランジャ２をその進退運動方向に沿って摺動可能に保持される。

ピストンプランジャ２の下端には、エンジンのカムシャフトに取り付けられたカム５の回転運動を上下運動に変換し、ピストンプランジャ２に伝達するタペット３が設けられている。ピストンプランジャ２はリテーナ１５を介してばね４にてタペット３に圧着されている。リテーナ１５は圧入によってピストンプランジャ２に固定されている。これによりカム５の回転運動に伴い、ピストンプランジャ２を上下に進退（往復）運動させることができる。

ピストンプランジャ２はシリンダ６の内部で往復運動を繰り返すが、その際シリンダ６の内周が歪んでいると、ピストンプランジャ２とシリンダ６が焼きついて固着してしまう。固着してしまうとピストンプランジャ２が往復運動を行うことが不可能になり、燃料の高圧吐出が不可能になってしまう。

この固着の原因のひとつとして、シリンダ６の内周部（摺動部）の変形が考えられる。外周円筒面７ｂと円筒嵌合部７ａの同軸度が非常に悪かった場合、エンジン側の嵌合穴７０の内壁と外周円筒面７ｂが接触してしまい、ポンプを取り付けることによってシリンダ６に微小の変形を誘起してしまう。

そこで本実施例では、外周円筒面７ｂと円筒嵌合部７ａをシリンダホルダ７に設けた。外周円筒面７ｂと円筒嵌合部７ａを別部材に設ければ、加工・結合する部位に同軸度を悪くする要因が必ず生じるが、外周円筒面７ｂと円筒嵌合部７ａを同一部材とすることでこの問題は解決される。

本実施例では、シリンダ６の圧着部６ａより加圧室１１側にシリンダ６が突き出た形状とし、シリンダ６の外周とポンプハウジング１の内周の間にクリアランス１Ｂを設ける。そして、シリンダ６とポンプハウジング１の圧着面はピストンプランジャ２の往復運動に交差する方向とし、圧着面はクリアランス１ｂよりも外側は配置してある。

シリンダ６とポンプハウジング１が圧着されても、圧着部の変形はシリンダ６の内周に伝わりにくい構造となっており、これによりシリンダ６の内周の変形を最小にしながらも、シリンダ６とピストンプランジャ２の摺動長を長くとることができる。

固着の別の原因として、ピストンプランジャ２の傾きが挙げられる。これは、シリンダ６とピストンプランジャ２の摺動部の軸線と、プランジャシール１３とピストンプランジャ２の摺動部の軸線間の同軸度が悪いと起こる可能性がある。

そのため本実施例では、円筒嵌合部７ａと内周円筒面７ｃをシリンダホルダ７に設けた。円筒嵌合部７ａと内周円筒面７ｃを別部材に設ければ、加工・結合する部位に同軸度を悪くする要因が必ず生じるが、円筒嵌合部７ａと内周円筒面７ｃを同一部材とすることでこの問題は解決される。

以上から、円筒嵌合部７ａ，外周円筒面７ｂ，内周円筒面７ｃをすべてシリンダホルダ７に設ける構造とした。これにより、外周円筒面７ｂと円筒嵌合部７ａの同軸度の問題と、円筒嵌合部７ａと内周円筒面７ｃの同軸度の問題を同時に解決することができた。さらにその結果、シリンダ６の内周部（摺動部）の変形，ピストンプランジャの傾きを同時に解決することができた。

ここで、吸入流路１０ｃは吸入流路１０ｄ、およびシリンダホルダ７に設けられた吸入流路１０ｅを介して、シール室１０ｆに接続しており、シール室１０ｆは常に吸入燃料の圧力に接続している。加圧室１１内の燃料が高圧に加圧されたときには、シリンダ６とピストンプランジャ２の摺動クリアランスを通して微小の高圧燃料がシール室１０ｆ内に流入するが、流入した高圧燃料は吸入圧力に開放されるのでプランジャシール１３が高圧により破損することはない。

また、ピストンプランジャ２はシリンダ６と摺動する大径部２ａと、プランジャシール１３と摺動する小径部２ｂからなる。大径部２ａの直径は小径部２ｂの直径より大きく設定されており、互いに同軸に設定されている。シリンダ６との摺動部は大径部２ａであり、プランジャシール１３との摺動部は小径部２ｂである。これにより、大径部２ａと小径部２ｂの接合部はシール室１０ｆ内に存在するので、ピストンプランジャ２の摺動運動に伴って、シール室１０ｆの容積が変化し、それに伴って燃料は、吸入流路１０ｄ，吸入流路１０ｓを通ってシール室１０ｆと吸入流路１０ｃの間を運動する。

ピストンプランジャ２は、プランジャシール１３とシリンダ６と摺動を繰り返すので、摩擦熱が発生する。この熱により、ピストンプランジャ２の大径部２ａが熱膨張をするが、大径部２ａのうち、プランジャシール１３側の方が加圧室１１側よりも発熱源に近い。そのため、大径部２ａの熱膨張は均一にならず、その結果として円筒度が悪化しピストンプランジャ２とシリンダ６が焼きついて固着してしまう。

本実施例では、ピストンプランジャ２の摺動運動に伴ってシール室１０ｆの燃料を常に入れ替えているので、この燃料により、発生した熱を除去する効果がある。これによって、摩擦熱による大径部２ａの変形、およびそれによって発生するピストンプランジャ２とシリンダ６が焼付固着を防止することができる。

さらに、プランジャシール１３との摺動部の直径が小さいほど摩擦面積が小さくなるので、摺動運動によって発生する摩擦熱も少なくなる。本実施例では、プランジャシール１３と摺動するのはピストンプランジャ２の小径部２ｂであるので、プランジャシール１３との摩擦で発生する熱量も小さく押さえることができ、焼付固着を防止することができる。

図８に、シリンダホルダ７をポンプハウジング１にねじにて固定される前の状態を示す。

ピストンプランジャ２，シリンダ６，シールホルダ１５，プランジャシール１３，シリンダホルダ７，ばね４，リテーナ１５によってプランジャユニット８０が形成されている。

図９に、プランジャユニット８０の組立て方法を示す。

まず、ピストンプランジャ２，シリンダ６，シールホルダ１５，プランジャシール１３が図中左上方からシリンダホルダ７に組込まれる。その際、前述したようにシールホルダ１５はシリンダホルダ７の内周円筒面７ｃに圧入固定される。その後、ばね４，リテーナ１５を図中右下方から組込む。その際、リテーナ１５はピストンプランジャ２に圧入固定される。

こうして組立てたプランジャユニット８０は、Ｏリング６１，Ｏリング６２を装着した後、前述したようにねじにてポンプハウジング１に締付固定される。締付はシリンダホルダ７に成形された六角部７ｅによって行う。六角部７ｅは内六角の形状になっており、専用の工具にてトルクを発生してねじを締める。このトルクの管理することにより圧着部６ａと圧着面１ａの圧着面圧を管理する。

金属ダイアフラムダンパ９は２枚の金属ダイアフラムで構成され、両ダイアフラム間の空間にガスが封入された状態で外周を溶接部にて全周溶接にて互いに固定している。そして金属ダイアフラムダンパ９の両面に低圧圧力脈動が負荷されると、金属ダイアフラムダンパ９は容積を変化し、これにより低圧圧力脈動を低減する機構となっている。

高圧燃料供給ポンプのエンジンへの固定は、フランジ４１，止めねじ４２、およびブッシュ４３により行われる。フランジ４１は溶接部４１ａにてポンプハウジング１に全周を溶接結合されている。本実施例では、レーザー溶接を用いている。

図１０に、フランジ４１、およびブッシュ４３の外観図示す。本図では、フランジ４１、およびブッシュ４３のみを示し、その他の部品は示していない。

二個のブッシュ４３はフランジ４１に取り付けられており、エンジンとは反対側に取り付けられている。二個の止めねじ４２はエンジン側に形成されたそれぞれのねじに螺合され、二個のブッシュ４３、およびフランジ４１をエンジンに押し付けることで、高圧燃料供給ポンプをエンジンに固定する。

図１１にフランジ４１，止めねじ４２，ブッシュ４３部の拡大図を示す。

ブッシュ４３には、鍔部４３ａ，かしめ部４３ｂがある。まず、かしめ部４３ｂはフランジ４１の取り付け穴にかしめ結合される。その後、ポンプハウジング１と溶接部４１ａにてレーザー溶接によって溶接結合される。その後、樹脂製のファスナー４４をブッシュ４３に挿入し、さらにファスナー４４に止めねじ４２を挿入する。ファスナー４４は止めねじ４２をブッシュ４３に仮固定する役割を果たす。即ち、高圧燃料供給ポンプをエンジンに取り付けるまでの間に、止めねじ４２がブッシュ４３から脱落しないように固定している。高圧燃料供給ポンプをエンジンに固定する際は、止めねじ４２をエンジン側に設けられたねじ部に螺合固定するが、その際は止めねじ４２の締付けトルクによって止めねじ４２はブッシュ４３内で回転できる。

高圧燃料供給ポンプが高圧吐出を繰り返すと、前述のように加圧室１１内の圧力は高圧と低圧を繰り返す。加圧室１１内が高圧の時は、この圧力ためにポンプハウジング１は図中の上方に持ち上げられるように力が働く。加圧室１１内が低圧の時は、この力は働かない。このため、ポンプハウジングは図中の上方に繰り返し荷重を受けることになる。

図１０に示すように、フランジ４１は二個の止めねじ４２によってエンジンにポンプハウジング１を固定している。そのため、ポンプハウジング１が前述のように上方に持ち上げられると、フランジ４２は二個の止めねじ４２，ブッシュ４３の部分が固定され中央部分に繰り返して曲げ荷重が加わる状態となる。この繰り返し荷重によって、フランジ４１、ポンプハウジング１が変形するので繰り返し応力が発生して疲労破壊してしまう問題があった。さらには、シリンダホルダ７、およびシリンダ６も変形するので、シリンダ６の摺動部も変形し、前述したピストンプランジャ２とシリンダ６の焼きつき固着が発生してしまう。

フランジ４１は、生産性の理由からプレス成形によって製作している。そのためフランジ４１の板厚ｔ１には上限があり、本実施例ではｔ１＝４mmとしている。ポンプハウジング１とフランジ４２の接合部である溶接部４１をレーザー溶接によって溶接結合している。レーザー溶接は図中の下方からビームを照射する必要がある。図中上方からでは、その他の部品がありレーザーを全周にわたって照射することは不可能である。さらにレーザー溶接はフランジ４１の板厚ｔ＝４mmを貫通しなくてはならない。もし溶接がフランジ４１を貫通しないと溶接部端面が切欠になり、前述した繰り返し荷重によってこの切欠部に応力が集中し、そこから疲労破壊を起こしてしまう。

レーザー溶接によってフランジ４１を貫通溶接するにはレーザーの出力を大きくすれば良いが、溶接するには必ず熱が発生するので、その熱によってフランジ４１が熱変形をしてしまう。また、溶接の際に発生するスパッタも大量に発生しポンプハウジング１、その他の部品に固着する。以上の観点からレーザー溶接によって貫通溶接するための溶接長さは短いほうが良い。

そのため、本実施例では溶接部４１ａの板厚ｔ２のみｔ２＝３mmとした。これにより、フランジ４１ａをレーザー溶接によって貫通溶接することができ、スパッタの発生も最小限に抑えられる。また、このｔ２＝３mm部はプレス成形によって成形可能であるので、生産性も高い。

溶接部４１ａの板厚ｔ２＝３mmと、ｔ１＝４mmの段差部はエンジン側に設けることにした。これにより、くぼみ４５が形成される。溶接部４１ａの上端面、および下端面には必ず母材よりも盛り上がる。くぼみ４５を設けることにより、この盛り上がりとエンジンの干渉を防ぐことができる。盛り上がりとエンジンが接触していると、高圧燃料供給ポンプをエンジンに止めねじ４２で固定した際に、フランジ４１に曲げ応力が発生し、フランジ４１の破損に繋がる。

これにより、高圧吐出に伴って発生する繰り返し荷重により、フランジ４１の破損を防止することができる。また、溶接部４１ａの盛り上がりとエンジンが接触により発生する、フランジ４１の破損も防止することができる。

前述のように、繰り返し荷重がポンプハウジング１に負荷されると、二個の止めねじ４２，ブッシュ４３の部分が固定された状態で、繰り返し荷重の方向に彎曲する。溶接部４１ａはレーザー溶接によって全周に渡って貫通溶接されており、フランジ４１の彎曲はポンプハウジング１に波及する。一方、シリンダホルダ７とポンプハウジング１はねじ７ｇ，１ｂ部でのみ接触している。ポンプハウジング１のねじ１ｂと溶接部４１ａは距離ｍだけ離れたい位置に存在する。また、距離ｍでの最小肉厚はｎとしている。ポンプハウジング１がフランジ４１の彎曲により変形しても、その変形は距離ｍ，肉厚ｎの部分で吸収し、ねじ１ｂまで波及しないようにｍ，ｎの値を選定する。

こうすることで、フランジ４１の彎曲によるシリンダ６の変形を防ぐことができる。しかし、フランジ４１の彎曲をすべてポンプハウジング１で吸収しなくてはならず、ポンプハウジング１で発生する繰り返し応力が許容値を超えてしまうと、ポンプハウジング１が疲労破壊し燃料漏れ事故となってしまう。

このようなポンプハウジング１の疲労破壊を防ぐためには下記二つの方法がある。
（１）ポンプハウジング１の形状効果により、発生する応力を許容値以下にする。
（２）フランジ４１で発生する彎曲を小さくする。

以下、この二つの方法について説明する。

まず、（１）について説明する。図１２に溶接部４１ａ近傍の拡大図を示す。ポンプハウジング１が繰り返し荷重によって、図中の上方に引張られ、フランジ４１が彎曲した時に発生する応力で最大のものは、図１１中に最大応力として示したように、ポンプハウジング１の表面に矢印方向に発生する。この発生する応力を、形状効果によってできる限り分散させて、応力集中が起こらないような形状にすれば良い。

本実施例では、図のようにＲ部１ｃ、およびＲ部１ｅを直線部１ｄにて接続する構造とし、最適値を選定した。二つのＲ部１ｃ、および１ｅの間に直線部１ｄが存在し、この直線部１ｄ上で発生する応力が均等に分布する。その結果、応力集中は起こらずに発生応力の最大値を低減することができた。

次に、（２）について説明する。フランジ４１の彎曲が小さくするには、フランジ４１の剛性を高める以外に方法はない。しかし、フランジ４１の板厚ｔは前述したように生産性の観点から４mm以上にすることは非常に困難である。そこで止めねじ４２の固定の為だけに設けているブッシュ４３の径を大きくすることにした。ここで、彎曲有効距離：Ｏとは、二つのブッシュ４３の端部の最短距離を示し、この部分が、繰り返し荷重により実質的に彎曲する。この彎曲有効距離：Ｏを小さくできれば、結果としてフランジ４１の剛性向上となる。

本実施例では、ブッシュ４３に鍔部４３ａを設けて、彎曲有効距離：Ｏの縮小を図った。ブッシュ４３の高さは、ファスナー４４を挿入のための高さは必要となる。その高さでブッシュ４３の外形を大きくすると、ポンプハウジング１との干渉問題や、ブッシュ４３の材料増大等の問題があった。鍔部４３ａを設けることによって、これらの問題を防ぎ、彎曲有効距離：Ｏを小さくすることができた。

以上のようにすることで、方法（１）（２）を達成し、ポンプハウジング１に繰り返し発生する応力を疲労破壊の許容値以下にすることができた。

本実施例によって解決できた課題，課題を解決するための実施の態様を整理すると以下の通りである。（）内符号は、公知例に用いられている符号を示す。

特開平８−１０５５６６号公報などに記載されている従来の電磁駆動型弁機構では、弁シート（弁座５２）部材と、弁部材（９４）が先端に取り付けられた可動プランジャ（弁ステム９２）の軸受部材（軸受９８）とが別部材で構成され、一体にユニットとして組立てられている。

しかしながら、このような構成によると弁シート部材と弁部材との密着度が不十分で流体の漏れが発生して、正確な流量制御ができないという問題があった。

本実施例では、例えば高圧燃料供給ポンプの可変容量制御機構に用いられる電磁駆動弁機構のシート部の流体の漏れを低減することができる。

本実施例では弁シート部材と弁部材とを同一部材から加工された一つの部品として構成した。

こうすることで、可動プランジャと軸受の間の隙間を従来より小さくでき、その結果可動プランジャの傾倒が抑制され、弁シート部材と弁部材とのシール性を向上でき、流体の制御精度が向上する。

具体的な実施の態様は以下に示す通りである。

〔実施の態様１〕
流体の取り入れ口に設けられた外開き型の弁部材、
電磁力によって操作される可動プランジャ、
当該プランジャの変位を特定の位置で規制する規制部材、
前記可動プランジャを前記規制部材とは反対側に付勢するばね部材、
前記可動プランジャを電磁気的に付勢して前記流体取り入れ口を閉じる方向に前記弁部材および可動プランジャを付勢する電磁駆動機構、
前記弁部材が密着離脱する弁シート、
前記可動プランジャを往復動可能に支持する軸受部材、
を備えたものにおいて、
前記弁シートと前記軸受部材とが同一部材から加工された一つの部品として構成されている電磁駆動型弁機構。

〔実施の態様２〕
実施の態様１に記載したものにおいて、
前記可動プランジャの前記弁部材とは反対側の端部にアンカーが固定されており、
このアンカーが磁気ギャップを介して前記規制部材に対面して配置されており、
前記規制部材は前記電磁駆動機構の磁気コア部を構成しており、
前記規制部材の磁気コア部には前記アンカー，磁気ギャップを包囲して、内部を密閉する磁性材製のキャップ部材が固定されており、
この磁性材製のキャップ部材の外周には電磁コイルが装着され、
その外周には前記アンカー，磁気ギャップ，磁気コア部及び前記磁性材製のキャップ部材と協働して磁気通路を形成するヨーク部が設けられている電磁駆動型弁機構。

〔実施の態様３〕
実施の態様１に記載したものにおいて、
前記電磁駆動機構は磁性材製のボディ部を有し、
前記軸受部材が前記電磁駆動機構の前記ボディ部に形成された内部貫通孔の内周壁に圧入固定されている電磁駆動型弁機構。

〔実施の態様４〕
実施の態様１に記載したものにおいて、
前記可動プランジャの前記弁部材とは反対側の端部にアンカーが固定されており、
このアンカーが磁気ギャップを介して前記規制部材に対面して配置されており、
前記規制部材は前記電磁駆動機構の磁気コア部を構成しており、
前記規制部材の磁気コア部には前記アンカー，磁気ギャップを包囲して、内部を密閉する磁性材製のキャップ部材が固定されており、
この磁性材製のキャップ部材の外周には電磁コイルが装着され、
その外周には前記アンカー，磁気ギャップ，磁気コア部及び前記磁性材製のキャップ部材と協働して磁気通路を形成するヨーク部が設けられており、
前記電磁駆動機構は磁性材製のボディ部を有し、
前記軸受部材が前記電磁駆動機構の前記ボディ部に形成された内部貫通孔の内周壁に圧入固定されている電磁駆動型弁機構。

〔実施の態様５〕
実施の態様２若しくは４のいずれかに記載のものにおいて、
前記アンカーの内周部で、前記可動プランジャの外周に前記ばね部材としてのつるまきばねが装着されている電磁駆動型弁機構。

〔実施の態様６〕
実施の態様２，４乃至５のいずれかに記載のものにおいて、
前記アンカーを装着した状態で、一体型の前記可動プランジャと前記弁部材との軸方向重心位置が、前記軸受部材の軸方向中心部より、アンカー側に位置する電磁駆動型弁機構。

〔実施の態様７〕
実施の態様２，４のいずれかに記載のものにおいて、
前記ヨーク部の外周の少なくとも一部を包囲する樹脂成形体部を有し、
当該樹脂成形体部にコネクタが一体に設けられており、当該コネクタの端子と前記電磁コイルの端子との接合部が前記ヨーク部の外部に形成されている電磁駆動型弁機構。

〔実施の態様８〕
実施の態様１に記載のものにおいて、
前記電磁力による前記可動プランジャの動きと同じ方向に前記電磁力以外の力が前記可動プランジャの動きを助成するように構成し、当該電磁力以外の力によって前記可動プランジャが前記規制部材の方向に特定の変位をした後、前記プランジャに前記電磁力を作用させるよう構成したことを特徴とする電磁駆動型弁機構。

〔実施の態様９〕
実施の態様１に記載のものにおいて、
前記弁部材の上流側と下流側との流体差圧によって前記ばね部材の力に抗して当該弁部材が初期開弁動作した後、前記弁部材の開方向動作を維持もしくは助長する方向に前記電磁駆動機構が前記可動プランジャを付勢するよう構成したことを特徴とする電磁駆動型弁機構。

〔実施の態様１０〕
実施の態様１乃至実施の態様７のいずれかに記載の電磁駆動型弁機構によって構成される吸入弁を有する高圧燃料供給ポンプ。

〔実施の態様１１〕
実施の態様１０に記載したものにおいて、
前記電磁機構が無通電状態、かつ前記流体差圧が無い状態では、前記ばね部材により、
前記吸入弁部材は閉弁していることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

〔実施の態様１２〕
実施の態様１０に記載したものにおいて、
高圧燃料供給ポンプを構成するピストンプランジャの吸入工程中に、前記電磁駆動機構に入力電圧を印加することにより、
前記吸入弁部材に開動作および開状態を維持させることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

〔実施の態様１３〕
実施の態様１０乃至１２のいずれかに記載したものにおいて、
前記吸入弁部材の吸入流路側と、加圧室側との流体差圧によって前記ばね部材による付勢力に抗して前記吸入弁部材が開動作した後、前記電磁駆動機構に入力電圧を印加することにより、前記吸入弁部材の開動作を維持もしくは助長することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

〔実施の態様１４〕
実施の態様１０に記載したものにおいて、
前記電磁駆動機構に入力電圧を印加状態のまま開状態を維持した後、前記ピストンプランジャの圧縮工程中に入力電圧を解除し、前記電磁駆動機構に流れる電流をカットすることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

〔実施の態様１５〕
実施の態様１０に記載したものにおいて、
前記電磁駆動機構に印加した入力電圧を解除するタイミングを、前記ピストンプランジャの運動に応じて制御することで、高圧吐出される流量を制御することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

〔実施の態様１６〕
実施の態様１０に記載したものにおいて、
入力電圧を変化させることにより前記電磁駆動機構に発生する電流値を制御することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

〔実施の態様１７〕
実施の態様１０に記載したものにおいて、
前記電磁駆動機構に入力電圧を印加してから解除するまでの間に、さらに短い周期にて入力電圧の印加，解除を周期的に繰り返すことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

〔実施の態様１８〕
実施の態様１０に記載したものにおいて、
前記電磁吸入弁をユニットとして組立てることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

本発明になる、電磁駆動型弁機構それ自体は、燃料をはじめとする流体の制御に用いることができる。高圧燃料ポンプに用いる場合でも、実施例のように吸入弁機構に用いるだけでなく、吸入弁とは別に、スピル通路に設けたスピル弁としても利用できる。

本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプを用いた燃料供給システムの一例である。 本発明が実施された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。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの別の角度の縦断面図であり、図２とは周方向に９０度ずれた位置の縦断面を表す。 本発明が実施された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図であり、電磁コイルに無通電の状態を示す。 本発明が実施された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図であり、電磁コイルに通電された状態を示す。 従来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図であり、電磁コイルに無通電の状態を示す。 本発明が実施された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をポンプハウジングに組込む前の状態を示す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプのピストンプランジャユニットのポンプハウジングに組込む前の状態を示す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプのピストンプランジャユニットの組立て方法を示す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプのフランジ、およびブッシュの外観図示す。本図では、フランジ、およびブッシュのみを示し、その他の部品は示していない。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの、取り付けフランジとポンプ本体との溶接部近傍の拡大図を示す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの、取り付けフランジとポンプ本体との溶接部近傍の拡大図を示し、図１１よりもさらに拡大した図面である。

符号の説明

１ ポンプハウジング
２ ピストンプランジャ
５ カム
６ シリンダ
７ シリンダホルダ
８ 吐出弁ユニット
９ 金属ダイアフラムダンパ
１１ 加圧室
１２ 吐出口
３１ プランジャロッド
３２ 弁シート部材
３２ａ シート部
３３ 第一コア部
３４ ばね部材
３５ アンカー
３６ 第二コア部
３７ａ，３７ｂ，３７ｃ 溶接接合部
３８ シート面
３８Ａ 吸入口
５１ ヨーク部
５２ 樹脂ボビン
５３ 電磁コイル
５４ リード線
５５ リード線溶接接合部
５６ 接続端子部（ターミナル）
５７ 樹脂成形体
５８ コネクタ
８０ プランジャユニット
３７０ 吸入弁ユニット
３８０ 電磁駆動機構（若しくはコネクタユニット）

Claims (20)

1. 流体の取り入れ口に設けられた弁部材、
   電磁力によって操作される可動プランジャ、
   前記可動プランジャを電磁力とは反対側に付勢するばね部材、
   前記可動プランジャを電磁気的に付勢して前記ばね部材に抗して前記可動プランジャを介して前記弁部材を操作し、前記流体取り入れ口を開閉する電磁駆動機構を有するものにおいて、
   前記電磁駆動機構は、
   前記可動プランジャが挿通するコア部と、
   前記コア部の周囲に取り付けられる環状若しくは筒状の電磁コイル部と、
   前記電磁コイル部の外側を取り巻く筒状のヨーク部と、
   前記電磁コイル部と前記ヨーク部とを樹脂によって成形した樹脂成形体と、
   前記樹脂成形体に一体に形成された、外部機器との接続用コネクタ部と、
   当該コネクタ部に設けられた、導体で構成される外部接続端子を備え、
   前記電磁コイル部を形成するリード線の端部と前記外部接続端子の一端部との電気的接続部が前記ヨーク部の外部に設けられている
   電磁駆動型弁機構。
2. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記電磁駆動機構は前記電磁コイル部の内周面と前記樹脂成形体の内周面の一部とによって形成される有底の筒状空間内に、前記コア部が装着されている
   電磁駆動型弁機構。
3. 請求項２に記載したものにおいて、前記コア部の外周面と前記樹脂成形体の内周面との間には微小空隙が設けられている
   電磁駆動型弁機構。
4. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記電磁コイル部は、
   環状乃至は筒状の樹脂ボビンと、
   このボビンに巻装された前記リード線とを備え、
   前記ボビンの軸方向端部には前記外部接続端子の前記一端部側が機械的に装着されている
   電磁駆動型弁機構。
5. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記コア部は磁性材製の第一コア部と磁性材製の第二コア部とから構成されており、
   前記第二コア部はキャップ状に形成されており、その外周には軸方向の特定の位置に環状の溝が設けられており、
   前記第二コア部の開放端が第一コア部の片側端部に全周が溶接されて取り付けられており、
   前記可動プランジャの端部にはアンカーが固定されており、
   前記アンカーと前記第一コアとの軸方向対向面間に磁気ギャップが設けられており、
   前記環状の溝は前記磁気ギャップの周囲に設けられている
   電磁駆動型弁機構。
6. 請求項５に記載のものにおいて、
   前記第一コア部には前記アンカーの軸方向変位を特定の位置で規制する規制部が設けられており、
   前記ばね部材は前記アンカーと前記第一コア部との間に装着され、前記アンカーを前記規制部材とは反対側に向かって付勢しており、
   前記電磁駆動機構は通電時に、前記ばね部材の付勢力に対向する方向に前記アンカーを前記第一コアに向かって吸引し、
   前記弁部材は外開き型の弁として前記可動プランジャの反アンカー側に設けられ、
   前記弁部材が当接して流体通路を遮断するための弁シート部と、前記可動プランジャを往復動可能に支持する軸受部材とを備える、同一部材から加工された補助部材を備え、
   当該補助部材が前記第一コア部の反第二コア部側に固定されている
   電磁駆動型弁機構。
7. 請求項５に記載したものにおいて、
   前記第一コア部と第二コア部との外周には前記電磁コイルが配置され、
   その外周には前記ヨーク部が設けられており、
   前記第一コア部，磁気ギャップ，前記アンカー，前記第二コア部、及び前記ヨーク部は協働して閉磁気通路を形成する
   電磁駆動型弁機構。
8. 請求項６に記載のものにおいて、
   前記ばね部材はつるまきばねで構成され、前記可動プランジャの周りに装着されている
   電磁駆動型弁機構。
9. 請求項５に記載のものにおいて、
   前記アンカーを装着した状態で、一体型の前記可動プランジャと前記弁部材との軸方向重心位置が、前記軸受部材の軸方向中心部より、前記アンカー側に位置するよう構成されている
   電磁駆動型弁機構。
10. 請求項５に記載のものにおいて、
    前記電磁力以外の力が前記ばね部材に対向して前記電磁力を助成するように構成し、
    当該電磁力以外の力によって前記可動プランジャが前記規制部材の方向に特定の変位をした後、前記可動プランジャに前記電磁力を作用させるよう構成した
    電磁駆動型弁機構。
11. 請求項５に記載のものにおいて、
    前記弁部材の上流側と下流側との流体差圧によって前記ばね部材の力に抗して当該弁部材が初期開弁動作した後、前記弁部材の開方向動作を維持もしくは助長する方向に前記電磁駆動機構が前記可動プランジャを付勢するよう構成した
    電磁駆動型弁機構。
12. ピストンプランジャが往復動することによって容積が変化する加圧室を備え、
    前記加圧室の入口に請求項１に記載の電磁駆動型弁機構によって構成される吸入弁機構を備え、
    前記加圧室の容積増大時に前記吸入弁から燃料を吸入し、前記加圧室の容積減少時に吐出口から加圧燃料を吐出する
    高圧燃料供給ポンプ。
13. 請求項１２に記載したものにおいて、
    前記電磁駆動機構が無通電状態、かつ前記流体差圧が無い状態では、前記ばね部材によって前記吸入弁部材は閉弁している
    高圧燃料供給ポンプ。
14. 請求項１２に記載したものにおいて、
    前記ピストンプランジャの吸入工程中に、前記電磁駆動機構に入力電圧を印加することにより、前記吸入弁部材を開動作させるかもしくは前記吸入弁部材の開状態を維持させる
    高圧燃料供給ポンプ。
15. 請求項１２に記載したものにおいて、
    前記吸入弁部材の吸入流路側と、加圧室側との流体差圧によって前記ばね部材による付勢力に抗して前記吸入弁部材が開動作した後、前記電磁駆動機構に入力電圧を印加することにより、前記吸入弁部材の開動作を維持もしくは助長する
    高圧燃料供給ポンプ。
16. 請求項１２に記載したものにおいて、
    前記電磁駆動機構に入力電圧を印加した状態のまま前記弁部材の開状態を維持した後、前記ピストンプランジャの圧縮工程中に入力電圧を解除し前記電磁駆動機構に流れる電流をカットする
    高圧燃料供給ポンプ。
17. 請求項１６に記載したものにおいて
    前記電磁駆動機構に印加した入力電圧を解除するタイミングを、前記ピストンプランジャの運動に応じて制御することで、高圧吐出される流量を制御する
    高圧燃料供給ポンプ。
18. 請求項１２に記載したものにおいて、
    前記電磁駆動機構に印加される電圧に応じて、前記電磁駆動機構に流れる電流値を制御する
    高圧燃料供給ポンプ。
19. 請求項１２に記載したものにおいて、
    前記電磁駆動機構に入力電圧を印加してから解除するまでの間に、さらに短い周期にて入力電圧の印加，解除を周期的に繰り返す
    高圧燃料供給ポンプ。
20. 請求項１２に記載したものにおいて、
    前記電磁駆動機構を一つの部品としてユニット化され、当該電磁駆動機構ユニットがポンプ本体に組付けられている
    高圧燃料供給ポンプ。

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