JP2010216520A - 流量制御電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を少なくすることができる流量制御電磁弁を提供する。
【解決手段】流量制御電磁弁１０を構成するロッド１３は、可動コア２８と一体となって、ハウジング１１内を往復変位するように設けられる。ロッド１３には、内部に燃料が流通する通路空間２３と、通路空間２３に連なる第３開口部２４が形成される。またロッド１３の一端は、ハウジング１１内に固定されるバルブボディ１２に支持される。バルブボディ１２には、第２開口部２１が形成される。このようなロッド１３が磁力によって変位することによって、第３開口部２４の第２開口部２１に対する開度が調整される。
【選択図】図１

Description

本発明は、流量を制御する流量制御電磁弁に関するものであり、特にディーゼル機関に用いられるコモンレール式燃料噴射システムにおいて、高圧燃料ポンプへ供給する燃料の流量を制御する流量制御電磁弁に好適である。

エンジンに燃料を噴射する燃料噴射システムとして、コモンレール式燃料噴射システムが知られている。コモンレール式燃料噴射システムでは、エンジンの各気筒に連通する共通の蓄圧室（コモンレール）が設けられている。燃料の吐出量が可変である高圧燃料ポンプから必要な流量の高圧燃料をコモンレールに加圧供給することにより、コモンレールに蓄えられた燃料の圧力を一定に保持している。コモンレールに蓄圧状態で蓄えられた高圧の燃料は所定のタイミングでコモンレールに接続されているインジェクタから各気筒に噴射される。

コモンレールに蓄えられている燃料の圧力を一定に保持するためには、エンジンの負荷状態に応じて高圧燃料ポンプへ供給する燃料の流量を制御し、高圧燃料ポンプから吐出される燃料の流量を制御する必要がある。従来のコモンレール式の燃料噴射システムでは、高圧燃料ポンプとその高圧燃料ポンプへ燃料を供給する給送ポンプとの間に燃料の流量を制御する流量制御電磁弁を配置し、高圧燃料ポンプへ供給される燃料の流量ならびに高圧燃料ポンプから吐出される燃料の流量を制御している。

このような流量制御電磁弁は、印加される電流値に応じて弁部材を駆動する電磁駆動手段を有する。弁部材の移動量は、電磁駆動手段に印加される電流値に応じて可変される。弁部材の移動量に応じて、弁部材を収容している弁ボディに形成されている開口部の面積が変化する。これにより、開口部を通過する燃料の流量が制御されるので、高圧燃料ポンプへ供給される燃料の流量が制御される（たとえば特許文献１および特許文献２参照）。

特表２００２−５３０５６８号公報 特開２００２−０３９４２０号公報

特許文献１および特許文献２に開示される流量制御電磁弁は、ロッドとバルブとが別体で形成されているので、部品点数が増加し、製造コストが高くなるという問題がある。

そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、部品点数を少なくすることができる流量制御電磁弁を提供することを目的とする。

本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、筒状のハウジングと、
ハウジングの軸方向に沿うように延び、ハウジングの内周面部側に往復変位するように設けられるロッドと、
ロッドの一端を摺動可能に支持し、ハウジングの内周面部に固定される筒状のバルブボディと、
ハウジングの内周面部側のバルブボディから軸方向に離れた位置にロッドに一体に設けられ、ロッドと共に往復変位する可動コアと、
通電されることによって可動コアにバルブボディへ向かう磁力を発生させるコイルと、
バルブボディから離れる方向に、ロッドを押し付けるスプリングと、を含み、
ハウジングには、ハウジングの内周面部側と外周面部側とを連通させる第１開口部が形成され、
バルブボディには、バルブボディの内周面部側と外周面部側とを連通させる第２開口部が形成され、
ロッドには、バルブボディの内周面部側に連なり、内部に流体が流通する通路空間と、通路空間とロッドの外周面部側とを連通させる第３開口部とが形成され、
第１開口部と第２開口部とは、連通されており、
ロッドが往復変位することによって、第３開口部の第２開口部に対する開口面積が変化することを特徴とする流量制御電磁弁である。

請求項１に記載の発明に従えば、ロッドには、流体が流通する通路空間が形成される。またロッドには、通路空間とロッドの外周面部側とを連通させる第３開口部が形成されるので、通路空間を流下した流体は、第３開口部からロッドの外周面部の外側に流下する。このようなロッドは、ハウジングの内周面部側に往復変位するように設けられ、コイルへの通電によって発生する電磁力と、スプリング力とによって、ハウジング内における位置が制御される。

ハウジングには、ロッドの一端を摺動可能に支持するバルブボディが設けられる。ハウジングとバルブボディには、それぞれ外周面部側と連通する第１開口部と第２開口部とが形成される。したがって第２開口部と第３開口部との相対位置（開口面積）を制御することによって、ロッドの通路空間を流下した流体が、第３開口部、第２開口部、および第１開口部を経て、ハウジングの外周面部側に流下する流量を制御することができる。

したがって前述の特許文献１および特許文献２に記載の従来技術では、可動コアと一体であるロッドと、開口面積を制御するためのバルブとが別体であるが、本発明では可動コアと一体であるロッドが開口面積を制御する機能を有する。したがって本発明では、１つの部品によって従来技術で言うところのロッドとバルブとの機能を実現することができる。これによって前述の従来技術に比べて、部品点数を少なくすることができ、製造コストを低減することができる。

また請求項２に記載の発明では、バルブボディは、非金属材料からなることを特徴とする。

請求項２に記載の発明に従えば、バルブボディは、非金属材料からなるので、金属材料よりもロッドとの摺動抵抗を小さくすることができる。前述の特許文献１記載の従来技術では、ロッドと一体に構成される可動コアが軸受けによって支持されているので、可動コアと軸受とが摺動する摺動面積が大きい。さらにロッドは、金属からなるハウジングと摺動している。これによってロッドは、ハウジングとの摺動抵抗が大きい。このように従来技術の構成では、可動コアおよびロッドとハウジングとによる摺動抵抗が大きく、摩耗するおそれがあるので、摺動抵抗の経時変化が大きくなる。これによって従来技術では、バルブのリフト位置がずれ、リフト位置の制御性の悪化の原因となっていた。具体的には、バルブのリフト位置は、電磁吸引力、摺動抵抗およびスプリング力の３つの力の力関係に起因する（電磁吸引力−摺動抵抗＝スプリング力）。３つの力のうち電磁吸引力とスプリング力とは、経時変化はほとんどなく一定であるが、摺動抵抗は前述のように経時変化が大きい。したがって摺動抵抗が変化すると、つり合い位置が変化するという問題がある。

これに対して、本発明では、前述のようにバルブボディが非金属材料からなるので、金属材料よりも摺動抵抗が小さいので、摺動抵抗の経時変化が小さくなる。換言すると、摺動抵抗を略一定にすることができる。したがってロッドの位置決め精度が、摺動抵抗の変化に起因して低くなることを抑制することができる。これによって第３開口部の開度の制御性を維持することができる。

さらに請求項３に記載の発明では、ハウジングの内周面部に設けられる軸受をさらに含み、
軸受は、ロッドの他端を摺動可能に支持することを特徴とする。

請求項３に記載の発明に従えば、ロッドの一端はバルブボディによって支持され、ロッドの他端は軸受によって支持されるので、ロッドの両端を支持するいわゆる両持ち構造である。このようにロッドの一端だけでなく両端を支持することによって、ロッドを往復変位する際に、ロッドが往復変位する方向とは交差する方向への位置ずれを抑制することができる。これによってロッドの往復変位の定常性を確保することができる。

さらに請求項４に記載の発明では、スプリングは、ハウジングの内周面部とロッドの外周面部との間であって、可動コアとバルブボディとが対向する空間に配置され、
スプリングの一端は、バルブボディに接触し、
スプリングの他端は、可動コアに接触することを特徴とする。

請求項４に記載の発明に従えば、スプリングの一端がバルブボディに接触し、他端が可動コアに接触するので、スプリングの一端を受けるための受部材を新たに設ける必要がない。これによって受部材の製造コストを低減することができる。またハウジング内に受部材を設ける必要がないので、流量制御電磁弁を小形化することができる。

さらに請求項５に記載の発明では、バルブボディは、外周面部が円周状に形成され、
ハウジングは、内周面部が円周状に形成され、
バルブボディの外周面部は、ハウジングの内周面部と接触することを特徴とする。

請求項５に記載の発明に従えば、バルブボディの外周面部は、ハウジングの内周面部と接触するので、第１開口部と第２開口部とを流下する流体がバルブボディの外周面部とハウジングの内周面部との間を流下することを抑制することができる。これによって、流体が不所望にハウジングの外方に漏出することを抑制することができる。またバルブボディとハウジングは簡単な形状であるので、加工を簡素化することができる。これによって製造コストをさらに低減することができる。

さらに請求項６に記載の発明では、バルブボディの内周面部側に設けられ、バルブボディを流下する流体内の異物を除去するフィルタをさらに含むことを特徴とする。

請求項６に記載の発明に従えば、フィルタによって流体内の異物を除去することができる。したがって流体内の異物による悪影響を抑制することができる。

第１実施形態の流量制御電磁弁１０を示す断面図である。 第２実施形態の流量制御電磁弁１０Ａを示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態の流量制御電磁弁１０を示す断面図である。流量制御電磁弁１０は、たとえばディーゼルエンジン用のコモンレール式燃料噴射システム（図示せず）の構成要素として用いられる。

先ず、コモンレール式燃料噴射システムについて簡単に説明する。コモンレール式燃料噴射システムは、主に燃料を収容する燃料タンク、燃料を燃焼室に噴射するインジェクタ、インジェクタが配設され燃料が畜圧されるコモンレール、コモンレールに高圧の燃料を供給する高圧燃料ポンプ、燃料タンク内の燃料を高圧燃料ポンプに送る給送ポンプ、給送ポンプから高圧燃料ポンプへ送られる燃料の流量を制御する流量制御電磁弁１０を備える。燃料タンクは常圧の燃料を蓄えており、燃料タンクの内部の燃料は給送ポンプによって流量制御電磁弁１０へと供給される。

流量制御電磁弁１０は、電気的に制御されることによって、給送ポンプから送られた燃料の流量を調節して、高圧燃料ポンプに供給する。流量制御電磁弁１０は、予め定める軸方向Ｚ（開閉方向Ｚ）に延びるハウジング１１、ハウジング１１内に設けられるバルブボディ１２、ハウジング１１の内部に軸方向Ｚへ往復変位可能に収容されるロッド１３、ロッド１３を支持する軸受１４、およびロッド１３を駆動する駆動部１５を有している。

以下、流量制御電磁弁１０の方向として、ハウジング１１が延びる方向を軸方向Ｚ（図１における左右方向）と称し、軸方向Ｚの一方を開弁方向Ｚ１（図１における左方）と称し、軸方向Ｚの他方を閉弁方向Ｚ２（図１における右方）と称することがある。

先ず、ハウジング１１に関して説明する。ハウジング１１は、内部にバルブボディ１２、ロッド１３、軸受１４、および駆動部１５の一部を収容する。ハウジング１１は、軸方向Ｚに延びる筒状に形成されている。ハウジング１１は、外周面部および内周面部が円周状に形成される。ハウジング１１は、開弁方向Ｚ１に位置する端部が開口している。またハウジング１１は、閉弁方向Ｚ２に位置する端部は閉塞している。ハウジング１１は、磁性を有する第１磁性部１６、第２磁性部１７、および磁性を有しない非磁性部１８を有している。第１磁性部１６は、非磁性部１８よりも開弁方向Ｚ１に位置する。第２磁性部１７は、非磁性部１８よりも閉弁方向Ｚ２に位置する。したがって閉弁方向Ｚ２に位置するハウジング１１の端部は、第２磁性部１７となる。このような非磁性部１８は、第１磁性部１６と第２磁性部１７との磁気的な短絡を防止する。第１磁性部１６および第２磁性部１７と非磁性部１８とは、たとえばレーザ溶接などにより一体に接続されている。またハウジング１１は、たとえば一体に成形した後、熱加工などにより一部を磁性化または非磁性化してもよい。

またハウジング１１の外周面部には、半径方向外方に凸となる段差部１９が形成される。このような段差部１９は、給送ポンプなどの他の装置に組付ける際に接触する部分となる。またハウジング１１の側壁には、燃料が流通する第１開口部２０が形成される。したがって第１開口部２０は、ハウジング１１の側壁を貫通し、ハウジング１１の内周面部側と外周面部側とを連通する。第１開口部２０は、段差部１９よりも開弁方向Ｚ１側に位置する。第１開口部２０からハウジング１１外へ流下した燃料は、高圧燃料ポンプへ供給される。

次に、バルブボディ１２に関して説明する。バルブボディ１２は、ロッド１３が往復可能に、ロッド１３の一端を摺動可能に支持する。バルブボディ１２は、内周面部および外周面部が円周状に形成される。バルブボディ１２は、開弁方向Ｚ１に位置するハウジング１１の端部にかしめ固定されている（なお、この固定は圧入であってもよい）。開弁方向Ｚ１に位置するバルブボディ１２の端部は、開弁方向Ｚ１に位置するハウジング１１の端部から、開弁方向Ｚ１側に位置する。したがってバルブボディ１２の外周面部は、ハウジング１１の内周面部と密に接触している。

またバルブボディ１２の外周面部と、ハウジング１１の内周面部は、すきまばめ嵌合であってもよい。すきまばめ嵌合である場合、設定される隙間（クリアランス）は、隙間から第１開口部２０への燃料漏れへの影響しない程度に設定されていればよい。またすきまばめ嵌合の場合には、外周にＯリングでシールすることによって、燃料漏れへの対策を施してもよい。バルブボディ１２は、ロッド１３との摺動抵抗（摩擦力）が小さい非金属材料からなり、たとえばフッ素樹脂などの樹脂、およびグラファイトからなる。

バルブボディ１２の側壁には、流体が流通する第２開口部２１が形成される。したがって第２開口部２１は、バルブボディ１２の側壁を貫通し、バルブボディ１２の内周面部側と外周面部側とを連通する。バルブボディ１２は、開弁方向Ｚ１に位置する端部が開口しており、この開口部分に給送ポンプから燃料が供給される。第２開口部２１と第１開口部２０とは、バルブボディ１２の内周面部側とハウジング１１の外周面部側とを燃料が流通するように連通する。第２開口部２１は、バルブボディ１２の外周面部に形成される環状溝の底部分に形成される。したがって第１開口部２０は、環状溝と対向するように位置することによって、第１開口部２０と第２開口部２１とが連通する。またたとえば環状溝を設けることなく、第２開口部２１と第１開口部２０とが直接、重なり合うように配置してもよい。バルブボディ１２はハウジング１１内に固定されるので、第２開口部２１からハウジング１１に向かって流下した燃料は、必ず第１開口部２０を流下する。

次に、ロッド１３に関して説明する。ロッド１３は、１つの棒状部材であって、ハウジング１１の内周側（内周面部側）に軸方向Ｚに延びるように配置される。またロッド１３は、ハウジング１１内を軸方向Ｚへ往復変位可能に収容されている。開弁方向Ｚ１に位置するロッド１３の開口端部２２には、開口端部２２に開口し閉弁方向Ｚ２に延びて内部に燃料が流通する通路空間２３が形成される。通路空間２３は、ロッド１３の軸方向Ｚに延びる形状であれば一端部から他端部まで貫通する形状であってもよく、本実施の形態では、ロッド１３の開口端部２２側は、内部に通路空間２３を有する有底円筒状に形成されている。閉弁方向Ｚ２に位置する通路空間２３の端部、すなわち通路空間２３の底部分は、閉弁方向Ｚ２に位置するバルブボディ１２の端部よりも閉弁方向Ｚ２側に設けられる。また通路空間２３の底部分は、軸方向Ｚに関して、バルブボディ１２と後述する可動コア２８との間に位置する。

ロッド１３の開口端部２２は、バルブボディ１２によって支持される。具体的には、ロッド１３の開口端部２２は、第２開口部２１よりも開弁方向Ｚ１側に位置し、開弁方向Ｚ１に位置するバルブボディ１２の端部よりも閉弁方向Ｚ２側に位置する。したがって通路空間２３は、開弁方向Ｚ１に位置する開口によってバルブボディ１２の内周面部側と連なる。

またロッド１３には、通路空間２３とロッド１３の外方（外周面部側）とを連通する第３開口部２４と第４開口部２５が形成される。換言すると、第３開口部２４および第４開口部２５は、通路空間２３を形成するロッド１３の側壁を半径方向に貫通することによって形成される。このようなロッド１３は、１つの棒状の素材を機械加工することによって形成される。

第３開口部２４は、ロッド１３の往復変位にかかわらず、バルブボディ１２の内方に位置する部分に形成される。第３開口部２４は、第２開口部２１よりも閉弁方向Ｚ２側であり、閉弁方向Ｚ２に位置するバルブボディ１２の端部よりも開弁方向Ｚ１側に位置する。ロッド１３は、軸方向Ｚへ往復変位することによって第３開口部２４と第２開口部２１と相対位置を変化する。これによって第３開口部２４の第２開口部２１に対する開度（開口面積）が調整される。

第４開口部２５は、ロッド１３の往復変位にかかわらず、バルブボディ１２の内方に位置しない部分に形成される。第４開口部２５は、閉弁方向Ｚ２に位置するバルブボディ１２の端部よりも、閉弁方向Ｚ２側に位置する。第４開口部２５は、バルブボディ１２と後述する可動コア２８との間に位置する。

次に軸受１４に関して説明する。軸受１４は、ロッド１３が往復可能に、ロッド１３の他端を摺動可能に支持する。軸受１４は、ハウジング１１の内周面部側に固定される。したがって軸受１４は、閉弁方向Ｚ２に位置するロッド１３の閉塞端部２６を支持する。このような軸受１４は、バルブボディ１２と同様にロッド１３との摺動抵抗が小さい材料からなり、たとえばフッ素樹脂などの樹脂、およびグラファイトからなる。これによってロッド１３は、バルブボディ１２に一端が摺動可能に支持され、軸受１４によって他端が摺動可能に支持されるので、いわゆる両持ち構造となる。また軸受１４は、外周面部に軸方向Ｚに延びる縦溝（図示せず）が形成されており、ロッド１３の軸方向Ｚの変位に伴う、ロッド１３の他端部の周囲空間の容積変化に伴う燃料の呼吸ができるように構成される。

次に、ロッド１３を駆動する駆動部１５に関して説明する。駆動部１５は、ロッド１３を軸方向Ｚに沿うように駆動する。駆動部１５は、コイル装置２７、可動コア２８、コネクタ２９、スプリング３０およびワッシャ３１を有している。

先ず、コイル装置２７に関して説明する。コイル装置２７は、通電されることによって磁力を発生する装置である。コイル装置２７は、ヨーク３２、コイル３３、およびターミナル３４を含む。ヨーク３２は、円筒状の磁性体で形成されている。ヨーク３２は、コイル装置２７の外周側に位置する。

コイル３３は、通電されることによって可動コア２８にバルブボディ１２へ向かう磁力を発生させる。コイル３３は、ヨーク３２の内周側に設けられる。コイル３３は、筒状であり、その内方空間にハウジング１１が配置される。

ターミナル３４は、導電性を有し、コイル３３と電気的に接続される。ターミナル３４は、コネクタ２９まで引き出される。ターミナル３４は、コネクタ２９に装着される外部電気回路（図示せず）と電気的に接続され、外部電気回路によってコイル３３への通電状態が制御される。

次に、可動コア２８に関して説明する。可動コア２８は、ロッド１３の外周面部に圧入および溶接などによって固定されている。可動コア２８は、バルブボディ１２および軸受１４と軸方向Ｚに間隔をあけた位置に設けられる。換言すると、可動コア２８は、ロッド１３の一端部および他端部を除く、中間部に設けられる。可動コア２８は、ハウジング１１の内周側に軸方向Ｚへ往復移動可能に設置されている。したがって可動コア２８は、ロッド１３と一体となって軸方向Ｚへ往復変位する。可動コア２８は、たとえば鉄などの磁性材料によって筒状に形成されている。

開弁方向Ｚ１に位置する可動コア２８の上端面部３５は、軸方向Ｚに関して、非磁性部１８が存在する位置に配置される。換言すると、開弁方向Ｚ１に位置する非磁性部１８の端部は、軸方向Ｚに関して、可動コア２８の上端面部３５よりも開弁方向Ｚ１に位置し、閉弁方向Ｚ２に位置する非磁性部１８の端部は、軸方向Ｚに関して、可動コア２８の下端面部３６よりも開弁方向Ｚ１に位置する。また可動コア２８の上端面部３５は、テーパ状に形成されている。また閉弁方向Ｚ２に位置する可動コア２８の下端面部３６は、軸方向Ｚに関して、第２磁性部１７が存在する位置に配置される。

このようにコイル装置２７が構成されるので、コイル３３に通電して生じる電磁力による磁束は、ヨーク３２、第１磁性部１６、可動コア２８、第２磁性部１７、ヨーク３２、再び第１磁性部１６の順に流れる磁気回路を構成している。

次に、ワッシャ３１に関して説明する。ワッシャ３１は、可動コア２８の閉弁方向Ｚ２への変位を規制する規制部材として機能する。ワッシャ３１は、環状である。ワッシャ３１は、ハウジング１１内であって、ロッド１３が挿通するように設けられる。ワッシャ３１は、可動コア２８の下端面部３６が対向する位置に設けられる。したがって可動コア２８が閉弁方向Ｚ２に変位すると、ワッシャ３１に接触する。可動コア２８がワッシャ３１に接触し、ワッシャ３１がハウジング１１の内周面部に接触すると、ワッシャ３１によって、閉弁方向Ｚ２へのさらなる変位が規制される。

次に、スプリング３０に関して説明する。スプリング３０は、ハウジング１１の内壁とロッド１３の外周面部との間であって、可動コア２８とバルブボディ１２とが対向するロッド外空間３７に配置される。スプリング３０は、一方の端部がバルブボディ１２と接触しており、他方の端部が可動コア２８に接触している。スプリング３０は、軸方向Ｚへ伸長する力を有している。そのためロッド１３は、スプリング３０により閉弁方向Ｚ２へ押し付けられる。換言すると、スプリング３０は、バルブボディ１２から離れる方向に、ロッド１３を押し付ける。前述のようにバルブボディ１２は、ハウジング１１の内周側に圧入されている。これによりスプリング３０の荷重は、バルブボディ１２の圧入量を調整することにより調整される。

次に、ロッド１３の位置の制御に関して説明する。ロッド１３の移動量、すなわちバルブボディ１２に対するロッド１３の位置は、スプリング３０の付勢力とコイル装置２７による吸引力との力の釣り合いで決定される。ロッド１３は、付勢力と吸引力とが釣り合った位置で停止し、その位置に留まる。吸引力は、コイル３３に印加する電流の大きさに応じて変化する。したがって、コイル３３に印加する電流の大きさとロッド１３の移動量は、比例することとなる。

コイル３３に印可される電流は、高圧燃料ポンプの圧送量に応じた制御信号（電流）となるように制御される。高圧燃料ポンプの圧送量は、コモンレールの内部の燃料圧力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制御される。

次に、燃料の流れに関して説明する。給送ポンプは、燃料タンクから燃料を流量制御電磁弁１０へと供給する。給送ポンプから供給された燃料は、バルブボディ１２の開口部分から流入する。流入した燃料は、バルブボディ１２内をロッド１３側（図１における右方側）に流下する。バルブボディ１２に流入した燃料は、ロッド１３の通路空間２３に流入する。

コイル３３に印加される電流値が０の場合、すなわちコイル３３の非通電時、ロッド１３はスプリング３０の付勢力により閉弁方向Ｚ２へ押し付けられている。ロッド１３は、可動コア２８の下端面部３６がワッシャ３１と当接することによって閉弁方向Ｚ２への移動が規制され、可動コア２８とワッシャ３１とが当接した位置でロッド１３および可動コア２８は停止する。このときのロッド１３の位置が基準位置となり、ロッド１３の移動量が０である。この場合は、第３開口部２４は、第２開口部２１に対する開口面積は０である。すなわち、第３開口部２４は、バルブボディ１２の内周面部によって塞がれた状態である。

コイル３３に電流が印加されると、コイル３３に発生する磁界により開弁方向Ｚ１へ可動コア２８が吸引される。そして可動コア２８とともにロッド１３が基準位置から開弁方向Ｚ１へ移動する。このときロッド１３は、スプリング３０を圧縮する方向へ移動する。可動コア２８およびロッド１３の移動量は、前述のようにコイル３３に印加される電流値に比例する。

ロッド１３が開弁方向Ｚ１へ移動することによって、ロッド１３に形成されている第３開口部２４（ポート）とバルブボディ１２の第２開口部２１とが重なるようになる。これによって第３開口部２４と第２開口部２１とが連通するようになり、ロッド１３の通路空間２３内の燃料は第３開口部２４、第２開口部２１および第１開口部２０を順次経由して、ハウジング１１外へ流出する。第３開口部２４と第２開口部２１とが連通する面積（重なり合っている部分の面積、すなわち開口面積）は、ロッド１３の移動にしたがって変化する。すなわち、コイル３３に印加される電流値の変化によって第３開口部２４と第２開口部２１とが連通する面積が変化する。

第３開口部２４と第２開口部２１とが連通する面積が変化することにより、通路空間２３内からハウジング１１外へ流出する燃料の流量が変化し、高圧燃料ポンプへ供給される燃料の流量が制御される。

次に、第４開口部２５に着目して、燃料の流れを説明する。ロッド１３が開弁方向Ｚ１へ移動することによって、バルブボディ１２と可動コア２８との間隔が小さくなるので、バルブボディ１２、ハウジング１１および可動コア２８に囲まれたロッド外空間３７に存在する燃料は圧縮されることになるが、このような燃料がロッド１３の第４開口部２５から通路空間２３内に流入する。したがってロッド外空間３７の燃料が、可動コア２８の開弁方向Ｚ１への変位の妨げになることが抑制される。

またロッド１３が閉弁方向Ｚ２へ移動することによって、バルブボディ１２と可動コア２８との間隔が大きくなるので、バルブボディ１２、ハウジング１１および可動コア２８に囲まれたロッド外空間３７に負圧が発生するが、この場合には燃料がロッド１３の第４開口部２５からロッド外空間３７に流入する。したがって前述と同様に、ロッド外空間３７の燃料が、可動コア２８の閉弁方向Ｚ２への変位の妨げになることが抑制される。

このようにハウジング１１外へ流出した燃料は、高圧燃料ポンプの加圧室へ供給される。加圧室へ供給された燃料は加圧され、加圧室の圧力が所定の圧力に到達すると、加圧された燃料がコモンレールに吐出され、コモンレールに蓄圧状態で保持される。その後、コモンレールに設けられるインジェクタから、所定の時期にエンジンの各気筒内部へ畜圧されている燃料が噴射される。

以上説明したように本実施の形態の流量制御電磁弁１０のロッド１３には、燃料が流通する通路空間２３が形成される。またロッド１３には、通路空間２３とロッド１３の外周面部側とを連通する第３開口部２４が形成されるので、通路空間２３を流下した燃料は、第３開口部２４からロッド１３の外周面部側に流下する。このようなロッド１３は、ハウジング１１内に往復変位するように設けられ、コイル３３への通電によって発生する電磁力と、スプリング力とによって、ハウジング１１内における位置が制御される。

ハウジング１１には、ロッド１３を摺動可能に支持するバルブボディ１２が設けられる。ハウジング１１とバルブボディ１２には、それぞれ燃料が流下する第１開口部２０と第２開口部２１とが形成される。したがって第２開口部２１と第３開口部２４との相対位置（開度）を制御することによって、ロッド１３の通路空間２３を流下した燃料が、第３開口部２４、第２開口部２１、および第１開口部２０を経て、ハウジング１１外に流下する流量を制御することができる。

したがってロッド１３という１つの部品によって、従来技術で言うところの可動コアと一体のロッドと、開口面積を制御するためのバルブとの２つ部品の機能を実現することができる。これによって従来技術に比べて、部品点数を少なくすることができ、製造コストを低減することができる。

また本実施の形態では、バルブボディ１２は、ロッド１３との摺動抵抗が小さい金属材料からなるので、摺動抵抗を小さくすることができる。これによって摺動抵抗の経時変化が小さくなる。換言すると、摺動抵抗を略一定にすることができる。したがってロッド１３の位置決め精度が、摺動抵抗の変化に起因して低くなることを抑制することができる。これによって第３開口部２４の開度の制御性を維持することができる。

さらに本実施の形態では、ロッド１３の一端はバルブボディ１２によって摺動可能に支持され、ロッド１３の他端は軸受１４によって摺動可能に支持されるので、ロッド１３の両端を支持するいわゆる両持ち構造である。このようにロッド１３の一端だけでなく両端を支持することによって、ロッド１３を往復変位する際に、ロッド１３が往復変位する方向とは交差する方向（たとえばロッド１３の半径方向）への位置ずれを抑制することができる。これによってロッド１３の往復変位の定常性を確保することができる。

また本実施の形態では、バルブボディ１２の外周面部は、ハウジング１１の内周面部と接触するので、第１開口部２０と第２開口部２１とを流下する燃料がバルブボディ１２の外周面部とハウジング１１の内周面部との間を流下することを抑制することができる。これによって、燃料が不所望にハウジング１１の外方に漏出することを抑制することができる。またバルブボディ１２とハウジング１１は簡単な形状であるので、加工を簡素化することができる。これによって製造コストをさらに低減することができる。

また本実施の形態では、スプリング３０の一端が可動コア２８に接触し、他端がバルブボディ１２に接触するので、スプリング３０の一端を受ける受部材を新たに設ける必要がない。これによって受部材の製造コストを低減することができる。またハウジング１１内に受部材を設ける必要がないので、流量制御電磁弁１０を小形化することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図２を用いて説明する。図２は、第２実施形態の流量制御電磁弁１０Ａを示す断面図である。本実施の形態の流量制御電磁弁１０Ａは、燃料が流入する部分にフィルタが設けられる点に特徴を有する。

フィルタ３８は、燃料が通過すると、通過した燃料に含まれる異物を除去する。フィルタ３８は、バルブボディ１２の内周面部のうち開口部分に設けられる。したがって流量制御電磁弁１０Ａに給送ポンプから燃料が供給されると、フィルタ３８を経て、バルブボディ１２内に流入する。したがって異物が除去された燃料がロッド１３の通路空間２３に流入する。

このように異物が除去された燃料が、流量制御電磁弁１０から高圧燃料ポンプおよびコモンレールを経てインジェクタに供給されるので、インジェクタにおいて異物によるロバスト性の低下を抑制することができる。したがってインジェクタの安定噴射特性を実現することができる。

また前述の第１実施形態で説明したように、スプリング３０の一端が可動コア２８に接触し、他端がバルブボディ１２に接触するので、スプリング３０の受部材を設ける必要がないので、従来技術であれば受部材が占めていたスペースにフィルタ３８を設けることができる。これによってフィルタ３８を設けることによって、流量制御電磁弁１０Ａが大型化することを抑制することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

前述の第１実施形態では、駆動部１５に電流を印加することによって第３開口部２４と第２開口部２１とが連通する形態の流量制御電磁弁１０について説明したが、このような構成に限るものではなく、駆動部１５に電流を印加することによって第３開口部２４と第２開口部２１との連通が遮断される形態の流量制御電磁弁１０であってもよい。

また前述の第１実施形態では、第１開口部２０からハウジング１１外へ流下した燃料が高圧燃料ポンプへ供給されるように構成されるが、このような流下方向の構成に限るものではなく、燃料の流下方向が逆の構成、すなわちハウジング１１外から第１開口部２０を介して通路空間２３に流入した燃料が、高圧燃料ポンプへ供給されるように構成してもよい。

前述の第１実施形態では、流量制御電磁弁１０がコモンレール式燃料噴射システムに用いられる場合に関して説明したが、このような用途に限るものではなく、燃料の流量を制御する他の用途として、たとえばガソリンエンジンへ燃料を供給する構成に適用してもよい。

また前述の第１実施形態では、流量を制御する対象の流体は燃料であったが、燃料に限るものではなく、他の流体、たとえば水であってもよい。

また前述の第１実施形態では、ロッド１３がいわゆる両持ちによって支持されているが、このような構成に限るものではなく、軸受１４を用いることなくバルブボディ１２による片持ちによって支持される構成であってもよい。

１０，１０Ａ…流量制御電磁弁
１１…ハウジング
１２…バルブボディ
１３…ロッド
１４…軸受
２０…第１開口部
２１…第２開口部
２３…通路空間
２４…第３開口部
２８…可動コア
３０…スプリング
３３…コイル
３７…ロッド外空間
３８…フィルタ

Claims (6)

1. 筒状のハウジングと、
   前記ハウジングの軸方向に沿うように延び、前記ハウジングの内周面部側に往復変位するように設けられるロッドと、
   前記ロッドの一端を摺動可能に支持し、前記ハウジングの内周面部に固定される筒状のバルブボディと、
   前記ハウジングの内周面部側の前記バルブボディから軸方向に離れた位置に前記ロッドに一体に設けられ、前記ロッドと共に往復変位する可動コアと、
   通電されることによって前記可動コアに前記バルブボディへ向かう磁力を発生させるコイルと、
   前記バルブボディから離れる方向に、前記ロッドを押し付けるスプリングと、を含み、
   前記ハウジングには、前記ハウジングの内周面部側と外周面部側とを連通させる第１開口部が形成され、
   前記バルブボディには、前記バルブボディの内周面部側と外周面部側とを連通させる第２開口部が形成され、
   前記ロッドには、前記バルブボディの内周面部側に連なり、内部に流体が流通する通路空間と、前記通路空間と前記ロッドの外周面部側とを連通させる第３開口部とが形成され、
   前記第１開口部と前記第２開口部とは、連通されており、
   前記ロッドが往復変位することによって、前記第３開口部の前記第２開口部に対する開口面積が変化することを特徴とする流量制御電磁弁。
2. 前記バルブボディは、非金属材料からなることを特徴とする請求項１に記載の流量制御電磁弁。
3. 前記ハウジングの内周面部に設けられる軸受をさらに含み、
   前記軸受は、前記ロッドの他端を摺動可能に支持することを特徴とする請求項１または２に記載の流量制御電磁弁。
4. 前記スプリングは、前記ハウジングの内周面部と前記ロッドの外周面部との間であって、前記可動コアと前記バルブボディとが対向する空間に配置され、
   前記スプリングの一端は、前記バルブボディに接触し、
   前記スプリングの他端は、前記可動コアに接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の流量制御電磁弁。
5. 前記バルブボディは、外周面部が円周状に形成され、
   前記ハウジングは、内周面部が円周状に形成され、
   前記バルブボディの外周面部は、前記ハウジングの内周面部と接触することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の流量制御電磁弁。
6. 前記バルブボディの内周面部側に設けられ、前記バルブボディを流下する流体内の異物を除去するフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の流量制御電磁弁。

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