JP2018100776A - 電磁弁、この電磁弁を吸入弁機構として備えた高圧燃料供給ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】電磁弁の稼動部周辺に発生するキャビテーションを減衰し、エロージョンの発生を防ぐ電磁弁を提供する。電磁弁の稼動部周辺に発生するキャビテーションを捕獲、減衰し、エロージョンの発生を防ぐ構造と、低コストを両立する。
【解決手段】磁気抵抗増大部の内側にキャビテーションを捕獲できる十分な空隙を形成することによって達成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、液体中で作動する電磁弁に関し、例えば自動車用内燃機関用の高圧燃料供給ポンプの燃料吐出量あるいは燃料蓄圧室を含む高圧燃料配管内の圧力を制御する弁機構などに代表される電磁弁に関する。

自動車等の内燃機関の内、燃焼室へ直接的に燃料を燃焼室内部へ噴射する直接噴射タイプにおいて、燃料を高圧化するための高圧燃料供給ポンプが広く用いられている。

特開２００６−３０７８７０号公報及び特開２０１４−２５３８９号公報においては、固定コアと別部材で構成される筒状の非磁性体からなる磁気抵抗増大部があり、当該磁気抵抗増大部内周部に当該固定コアに吸引されて軸方向に変位が許容される可動コアを備える電磁弁が記載されている。（特許文献１及び２参照）。

特開２００６−３０７８７０号 特開２０１４−２５３８９号

しかしながら、上記従来技術においては、磁気抵抗増大部内周と可動コアの外周で形成される隙間が狭いために、可動コアの作動に伴い発生するキャビテーションの逃げ場が無く、作動条件によっては可動コアおよび固定コアの内部に形成される可動コア室の内壁にエロージョンが発生することがあった。

本発明の目的は、電磁弁の可動コア室内に発生するキャビテーションを減衰し、エロージョンの発生を低減するものである。

本発明の目的は、磁気抵抗増大部の内側にキャビテーションを捕獲できる十分な空隙を形成することによって達成される。

このキャビテーションを捕獲できる十分な空隙とは好適には前記磁気空隙を挟んで軸方向両側に広がる筒状空隙として形成することができる。

また、磁気空隙が可動コアの吸引時にも残る構成（可動コアが固定コアに衝突しない構成）とすることでこの磁気空隙自体もキャビテーションを捕獲用の空隙として機能させることもできる。

さらに可動コアに軸方向の貫通通路を設けこの貫通通路を通して、可動コアの反磁気空隙側の領域にキャビテーションを逃がすることもできる。

さらに、可動コアと対面する固定コアの中心に磁気空隙に連通するばね収納用のキャビティーを設けこのキャビティーをキャビテーション捕獲用に用いることもできる。

より具体的には、固定コアを一端が閉じたカップ状部材とバルブ機構が取り付けられる筒状コア部との２部分から構成し、カップ状部材の解放端側とこれと対面する筒状コア部の対抗面の外周を磁気抵抗増大部材で密封して（例えば、磁気抵抗増大部材を筒状とし、その両端部からカップ状部材と筒状コアの端部を挿入し、磁気抵抗増大部材の外周にレーザーを照射してカップ状部材と磁気抵抗増大部材、筒状コアと磁気抵抗増大部材を密着固定する。）固定コア組体を形成し、その内部に可動コアを軸方向に移動可能に組み付ける構成とし、これによって、可動コアとカップ状部材の解放端との間に磁気空隙を構成する。そして、この磁気空隙の周囲にこの磁気空隙を挟んで、軸方向両側に広がる筒状空隙として、キャビテーションの捕獲用空隙を形成する。

この時、カップ状部材の外周に環状凸部を設けておき、この環状凸部の外周を磁気抵抗増大部材の一端に挿入して磁気抵抗増大部材の内周面を環状凸部の外周面にあてがって、磁気抵抗増大部材と環状突起とをレーザーで固定することができる。

一方、筒状コアの磁気空隙側端部の外周にはカップ状部材の外周に設けた環状凸部の外径と同じ外径の環状面を設け、この環状面に磁気抵抗増大部材の他端に挿入して磁気抵抗増大部材の内周面を環状面の外周にあてがって磁気抵抗増大部材と環状突起とをレーザーで固定する。

このように構成した本発明によれば、キャビテーションの発生する磁気空隙の周りに、キャビテーションを捕獲する十分な空隙を形成できたので、キャビテーションが起因となって発生するエロージョンを低減できる。

具体的構成によれば、環状凸部の高さ分の環状空隙を磁気空隙の周りに形成することで、筒状コアの内周面と可動コアの外周面の間の径方向空隙寸法をできるだけ小さくしながら（可動コアと筒状コア部の間の磁気抵抗をできるだけ小さくしたほうが吸引力を大きくできる、というねらい。）キャビテーション捕獲用の空隙の径方向寸法を環状凸部の外径を大きく設定することで、十分な大きさにできる。

また、通路加工の追加や高強度材による保護部材の追加や表面処理等による保護膜の追加が不要で、簡便な構造で、キャビテーションを減衰し、エロージョンの発生を低減することができ、結果電磁弁を低コスト化できる。

本発明が実施された第一実施例の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の高圧燃料供給ポンプの別縦断面図であり、図１とは別角度の縦断面を表す。 本発明が実施された第一実施例の高圧燃料供給ポンプの横断面図である。 本発明が実施された第一実施例の高圧燃料供給システム全体構成図である。 本発明が実施された第一実施例の電磁弁を説明するための図である。

以下、本発明に係る実施例を説明する。

図４に示すシステムの全体構成図を用いてシステムの構成と動作を説明する。

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）本体を示し、この破線の中に示されている機構，部品は高圧ポンプ本体１に一体に組み込まれていることを示す。燃料タンク２０の燃料はフィードポンプ２１によって汲み上げられ、吸入配管２８を通してポンプ本体１の吸入ジョイント１０ａに送られる。

吸入ジョイント１０ａを通過した燃料は圧力脈動低減機構９，吸入通路１０ｂを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁３０の吸入ポート３０ａに至る。脈動防止機構９については後述する。

電磁吸入弁３０は電磁コイル３０８を備え、電磁コイル３０８が通電されていない時は、アンカーばね３０３の付勢力と弁ばね３０４の付勢力の差により、吸入弁体３０１は開弁方向に付勢され吸入口３０ｂは開けられた状態となっている。尚、アンカーばね３０３の付勢力と弁ばね３０４の付勢力は、
アンカーばね３０３の付勢力 ＞ 弁ばね３０４の付勢力
となるよう設定されている。

この電磁コイル３０８が通電されている状態では電磁プランジャ３０５が図４の左方に移動した状態で、アンカーばね３０３が圧縮された状態が維持される。電磁プランジャ３０５の先端が同軸で接触するように取り付けられた吸入弁体３０１は弁ばね３０４の付勢力により高圧ポンプの加圧室１１につながる吸入口３０ｂを閉じている。

以下、高圧ポンプの動作について説明する。
後述するカムの回転により、プランジャ２が図４の下方に変位して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通路１０ｂ（吸入ポート３０ａ）の圧力よりも低くなると、燃料は、開口状態にある吸入口３０ｂを通り加圧室１１に流入する。プランジャ２が吸入工程を終了し圧縮工程へと移行した場合、プランジャ２が圧縮工程（図１の上方へ移動する状態）に移る。ここで電磁コイル３０８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。よって、吸入弁体３０１アンカーばね３０３の付勢力により開弁したままである。加圧室１１の容積は、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弁体３０１を通して吸入通路１０ｂ（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る。

この状態で、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと呼ぶ）からの制御信号が電磁吸入弁３０に印加されると電磁吸入弁３０の電磁コイル３０８には電流が流れ、磁気付勢力により電磁プランジャ３０５が図４の左方に移動し、アンカーばね３０３が圧縮された状態が維持される。その結果、吸入弁体３０１にはアンカーばね３０３の付勢力が作用しなくなり、弁ばね３０４による付勢力と燃料が吸入通路１０ｂ（吸入ポート３０ａ）に流れ込むことによる流体力が働く。そのため、吸入弁体３０１は閉弁し吸入口３０ｂを閉じる。吸入口３０ｂが閉じるとこのときから加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇する。そして、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る。

すなわち、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３０の電磁コイル３０８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３０８へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮工程中の、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、吸入通路１０ｂ(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、通電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、吸入通路１０ｂ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３０８への通電タイミングは、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、電磁コイルへ３０８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。

加圧室１１の出口には吐出弁機構８が設けられている。吐出弁機構８は吐出弁シート８ａ，吐出弁体８ｂ，吐出弁ばね８ｃを備え、加圧室１１と燃料吐出口１２に燃料差圧が無い状態では、吐出弁体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、燃料吐出口１２の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁体８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁し、加圧室１１内の燃料は燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと高圧吐出される。

かくして、吸入ジョイント１０ａに導かれた燃料はポンプ本体１の加圧室１１にてプランジャ２の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、燃料吐出口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、直接噴射用インジェクタ２４（所謂直噴インジェクタ），圧力センサ２６が装着されている。直噴インジェクタ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の制御信号にてしたがって開閉弁して、燃料をシリンダ内に噴射する。

ポンプ本体１にはさらに、吐出弁体８ｂの下流側と加圧室１１とを連通する吐出流路１１０が吐出流路とは別に吐出弁をバイパスして設けられている。吐出流路１１０には燃料の流れを吐出流路から加圧室１１への一方向のみに制限するリリーフ弁１０２が設けられている。リリーフ弁１０２は、押付力を発生するリリーフばね１０４によりリリーフ弁シート１０１に押付けられており、加圧室内とリリーフ通路内との間の圧力差が規定の圧力以上になるとリリーフ弁体１０２がリリーフ弁シート１０１から離れ、開弁するように設定している。

直噴インジェクタ２４の故障等によりコモンレール２３等に異常高圧が発生した場合、吐出流路１１０と加圧室１１の差圧がリリーフ弁体１０２の開弁圧力以上になると、リリーフ弁体１０２が開弁し、異常高圧となった吐出流路は吐出流路１１０から加圧室１１へと戻され、コモンレール２３等の高圧部配管が保護される。

以下に高圧燃料ポンプの構成，動作を図１乃至図４を用いてさらに詳しく説明する。

一般に高圧ポンプはポンプ本体１に設けられたフランジ１ｅを用い内燃機関のシリンダヘッド４１の平面に密着して固定される。シリンダヘッドとポンプ本体間の気密保持のためにＯリング６１がポンプ本体１に嵌め込まれている。

ポンプ本体1にはプランジャ２の進退運動をガイドし、かつ内部に加圧室１１を形成するよう端部が有底筒型状に形成されたシリンダ６が取り付けられている。さらに加圧室１１は燃料を供給するための電磁吸入弁３０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に連通するよう複数個の連通穴１１ａが設けられている。

シリンダ６はその外径において大径部と小径部を有し小径部がポンプ本体１に圧入され、かつ大径部と小径部の段差６ａがポンプ本体１に面圧着し加圧室１１で加圧された燃料が低圧側に漏れることをシールする。

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５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３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３に圧着されている。これによりカム５の回転運動に伴い、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。

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の図中下端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おり、これによりプランジャ２とシリンダ６との間のブローバイ隙間がシールされ、燃料がポンプ外部に漏れることを防止する。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）がブローバイ隙間を介してポンプ本体１の内部に流入するのを防止する。

フィードポンプ２１によって汲み上げられた燃料は、吸入配管２８と結合された吸入ジョイント１０ａを介してポンプ本体１に送られる。

ダンパーカバー１４は、ポンプ本体１と結合することにより低圧燃料室１０を形成し、入ジョイント１０ａを通過した燃料が流入する。低圧燃料室１０の上流には、燃料中に含まれる金属粉等の異物を除去するために燃料フィルタ１０ｄが、たとえばポンプ本体１に圧入されるなどして取り付けられている。
低圧燃料室１０には高圧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に吸入された燃料が、容量制御状態のため再び開弁状態の吸入弁体３０１を通して吸入通路１０ｂ（吸入ポート３０ａ）へと戻される場合、吸入通路１０ｂ（吸入ポート３０ａ）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ンパ９ａで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパ９ａが膨張・収縮することで吸収低減される。９ｂは金属ダンパ９ａをポンプ本体1の内周部に固定するための取り付け金具である。

電磁吸入弁３０は電磁コイル３０８を備え、端子３０７を介しＥＣＵと接続され通電と無通電を繰り返すことにより吸入弁の開閉を制御することにより燃料の流量を制御する可変制御機構である。

電磁コイル３０８が通電されていない時、吸入弁体３０１には、電磁プランジャ３０５及び電磁プランジャ３０５に一体となるよう形成されたアンカーロッド３０２を介しアンカーばね３０３の付勢力が伝達される。吸入弁体内側に設置された弁ばね３０４の付勢力は、
アンカーばね３０３の付勢力 ＞ 弁ばね３０４の付勢力
となるよう設定されており、結果、吸入弁体３０１は開弁方向に付勢され吸入口３０ｂは開けられた状態となっている。この時アンカーロッド３０２と吸入弁体３０１は３０２ｂに示す部位で接触している（図１に示す状態）。

コイル３０８の通電により発生する磁気付勢力は、電磁プランジャ３０５が固定コア３０６側にアンカーばね３０３の付勢力に打ち勝って吸引可能な力を有するように設定される。通電時アンカー３０３は固定コア３０６側に移動（図の左側）し、アンカーロッド３０２端部に形成されたストッパ３０２ａがアンカーロッド軸受３０９に当接して係止する。この時アンカー３０１の移動量と吸入弁体３０１の移動量は、
アンカー３０１の移動量＞吸入弁体３０１の移動量
となる様にクリアランスが設定されておりアンカーロッド３０２と吸入弁体３０１の接触部３０２ｂは開放され、結果吸入弁体３０１は、弁ばね３０４により付勢され吸入口３０ｂは閉じられた状態となる。

電磁吸入弁３０は吸入弁体３０１が加圧室への吸入口３０ｂを塞ぐことができるよう吸入弁シート３１０が筒状ボス部１ｂに機密を保って挿入され、ポンプ本体１に固定される。電磁吸入弁３０がポンプ本体１に取り付けられた際、吸入ポート３０ａと吸入通路１０ｂとが接続される。

吐出弁機構８は、吐出弁体８ｂの摺動軸中心に対し放射状に複数個設けられた吐出通路が穿設され、中心に往復摺動を保持可能なように軸受を設けた吐出弁シート部材８ａと、吐出弁シート部材８ａの軸受けに対し摺動可能な様に中心軸を設け外周部に吐出弁シート部材８ａと接触することにより気密保持可能な環状接触面を有する吐出弁部材８ｂを有する。さらに吐出弁部材８ｂを閉弁方向に付勢する弦巻ばねで構成される吐出弁ばね３３が挿入，保持されている。吐出弁シート部材はたとえば圧入によりポンプ本体１に保持され，吐出弁部材８ｂ，吐出弁ばね８ｃが挿入され封止プラグ１７によりポンプ本体１に封止されることにより吐出弁機構８を構成している。以上のように構成することで、吐出弁機構８は燃料の流通方向を制限する逆止弁として作用する。

さらに、リリーフ弁機構の動作を詳細に説明する。リリーフ弁機構１００は図示するように、リリーフ弁ストッパ１０６，リリーフ弁体１０２，リリーフ弁シート１０１，リリーフばねストッパ１０４，リリーフばね１０５からなる。リリーフ弁シート１０３は、リリーフ弁１０２が摺動可能なように設けられた軸受を有している。摺動軸を一体に有しているリリーフ弁１０２はリリーフ弁シート１０３に挿入した後、リリーフばね１０５を所望の荷重になる様にリリーフばねストッパ１０４の位置を規定、リリーフ弁体１０２に圧入等により固定する。リリーフ弁体１０２の開弁圧力はこのリリーフばね１０４による押付力で規定される。また、リリーフ弁ストッパ１０６は、ポンプ本体１とリリーフ弁シート１０１の間に挿入されリリーフ弁体１０２の開口量を制限するストッパとして機能する。

こうしてユニット化されたリリーフ弁機構１００をポンプ本体１に設けた筒状貫通口１Ｃの内周壁にリリーフ弁シート１０１を圧入することによって固定する。ついで燃料吐出出口１２をポンプ本体１の筒状貫通口１Ｃを塞ぐように固定し、燃料が高圧ポンプから外部へ漏れるのを防止すると同時に、コモンレールとの接続を可能とする。
このように、リリーフ弁体１０２の燃料吐出口１２側にリリーフばね１０５を設けることで、リリーフ弁機構１００のリリーフ弁１０２の出口を加圧室１１に開口しても加圧室１１の容積が増加することはない。

プランジャ２の動きにより、加圧室１１の容積が減少を始めると、加圧室内の圧力は容積減少に伴って増大していく。そして、ついに吐出流路１１０内の圧力よりも加圧室内の圧力が高くなると、吐出弁機構８が開弁し燃料は加圧室１１から吐出流路１１０へと吐出されていく。この吐出弁機構８が開弁する瞬間から直後にかけて、加圧室内の圧力はオーバーシュートして非常な高圧となる。この高圧が吐出流路内にも伝播して、吐出流路内の圧力も同じタイミングでオーバーシュートする。もしここで、リリーフ弁機構１００の出口が吸入流路１０ｂに接続されていたならば、吐出流路内の圧力オーバーシュートにより、リリーフ弁１０２の入口・出口の圧力差がリリーフ弁機構１００の開弁圧力よりも大きくなってしまい、リリーフ弁が誤動作してしまう。これに対し実施例では、リリーフ弁機構１００の出口が加圧室１１に接続されているので、リリーフ弁機構１００の出口には加圧室内の圧力が作用し、リリーフ弁機構１００の入口には吐出流路１１０内の圧力が作用する。ここで、加圧室内と吐出流路内では同じタイミングで圧力オーバーシュートが発生しているので、リリーフ弁の入口・出口の圧力差はリリーフ弁の開弁圧力以上になることがない。すなわち、リリーフ弁が誤動作することはない。

プランジャ２の動きにより加圧室１１の容積が増加を始めると容積増加に伴って加圧室内の圧力は減少し、吸入通路１０ｂ（吸入ポート３０ａ）内の圧力よりも低くなると、燃料は吸入通路１０ｂ（吸入ポート３０ａ）から加圧室１１に流入する。そして再びプランジャ２の動きにより、加圧室１１の容積が減少を始めると上記のメカニズムにより燃料を高圧に加圧して吐出する。

次に、直噴インジェクタ２４の故障等によりコモンレール２３等に異常高圧が発生した場合について詳しく説明する。

直噴インジェクタの故障、つまり噴射機能が停止してコモンレール２３に送られてきた燃料を内燃機関の燃焼室内に供給できなくなると、吐出弁機構８とコモンレール２３間に燃料がたまり、燃料圧力が異常高圧になる。この場合緩やかな圧力上昇であれば、コモンレール２３に設けた圧力センサ２６で異常が検知され、吸入通路吸入通路１０ｂ（吸入ポート３０ａ）に設けた容量制御機構であるところの電磁吸入弁３０をフィードバック制御して吐出量を少なくする安全機能が動作するが、瞬間的な異常高圧はこの圧力センサを使ったフィードバック制御では対処できない。また、電磁吸入弁３０が故障して最大容量時の様態のまま機能しなくなった場合、燃料がそれほど多く要求されていない運転状態では吐出圧力が異常に高圧になる。この場合はコモンレール２３の圧力センサ２６が異常高圧を検知しても、容量制御機構そのものが故障しているので、この異常高圧を解消することができない。

このような異常高圧が発生した場合に実施例のリリーフ弁機構１００が安全弁として機能する。

プランジャ２の動きにより加圧室１１の容積が増加を始めると容積増加に伴って加圧室内の圧力は減少し、リリーフ弁機構１００の入口すなわち吐出流路の圧力が、リリーフ弁の出口すなわち加圧室１１の圧力よりもリリーフ弁機構１００の開弁圧力以上に高くなると開弁し、コモンレール内で異常高圧となった燃料を加圧室内に戻す。これにより、異常高圧発生時でも規定の圧力以上にはならず、コモンレール２３等の高圧配管系の保護がなされる。

本実施例の場合、吐出工程時は前述したメカニズムによりリリーフ弁機構１００には開弁圧力以上の入口・出口圧力差が発生せず、開弁することはない。

吸入工程、および戻し工程においては加圧室１１の燃料圧力は吸入配管２８と同じ低い圧力まで低下する。一方、リリーフ室１１２の圧力はコモンレール２３と同じ圧力にまで上昇している。リリーフ室１１２と加圧室の差圧がリリーフ弁１０２の開弁圧力以上になると、リリーフ弁１０２が開弁し、異常高圧となった燃料はリリーフ室１１２から加圧室１１へと戻され、コモンレール２３等の高圧配管系が保護される。

次に、電磁吸入弁の構成を、図５を用いて更に詳しく説明する。

実施例に示す電磁弁では、磁気抵抗増大部の内側にキャビテーションを捕獲できる十分な空隙が形成されている。

このキャビテーションを捕獲できる十分な空隙とは好適には磁気空隙の周囲に磁気空隙を挟んで軸方向両側に広がる筒状空隙として形成されている。

また、磁気空隙が可動コア３０５の吸引時にも残る構成（可動コア３０５が固定コア３０６に衝突しない構成）とすることでこの磁気空隙自体もキャビテーションを捕獲用の空隙として機能させている。

さらに可動コア３０５に軸方向の貫通通路を設けこの貫通通路を通して、可動コア３０５の反磁気空隙側の領域にキャビテーションを逃がしている。

さらに、可動コアと対面する固定コア３０６の中心に磁気空隙に連通するばね収納用のキャビティーを設けこのキャビティーをキャビテーション捕獲用に用いている。

より具体的には、固定コア３０６は一端が閉じたカップ状部で、バルブ機構が取り付けられる筒状コア３１２との２部分から構成されている。

筒状の磁気抵抗増大部材３１１の一端部から固定コア３０６のカップ状部の解放端側端部を挿入し、磁気抵抗増大部材３１１の外周にレーザーを照射して固定コア３０６のカップ状部と磁気抵抗増大部材３１１を密封固定し、また筒状の磁気抵抗増大部材３１１の他端部から筒状コア３１２の反バルブ機構側端部を挿入し、磁気抵抗増大部材３１１の外周にレーザーを照射して筒状コア３１２と磁気抵抗増大部材３１１とを密着固定することで固定コア組体を形成している。

固定コア組体の内部に可動コア３０５を軸方向に移動可能に組み付け、これによって、可動コア３０５と固定コア３０６の解放端との間に磁気空隙を構成する。

そして、この磁気空隙の周囲にこの磁気空隙を挟んで、軸方向両側に広がる筒状空隙として、キャビテーションの捕獲用空隙が形成されている。

実施例では特に、固定コア３０６の外周に環状凸部が設けられており、この環状凸部の外周を磁気抵抗増大部材３１１の一端に挿入して磁気抵抗増大部材３１１の内周面を環状凸部の外周面にあてがって、磁気抵抗増大部材３１１と環状突起とをレーザーで固定している。

一方、筒状コア３１２の磁気空隙側端部の外周にはカップ状部材の外周に設けた環状凸部の外径と同じ外径の環状面が設けられており、この環状面を磁気抵抗増大部材３１１の他端に挿入して磁気抵抗増大部材３１１の内周面を環状面の外周にあてがって磁気抵抗増大部材３１１と環状突起とをレーザーで固定している。

このように構成した実施例によれば、キャビテーションの発生する磁気空隙の周りに、キャビテーションを捕獲する十分な空隙を形成できたので、キャビテーションが起因となって発生するエロージョンを低減できる。

具体的構成によれば、環状凸部の高さ分の環状空隙を磁気空隙の周りに形成することで、筒状コアの内周面と可動コアの外周面の間の径方向空隙寸法をできるだけ小さくしながら（可動コアと筒状コア部の間の磁気抵抗をできるだけ小さくしたほうが吸引力を大きくできる、というねらい。）キャビテーション捕獲用の空隙の径方向寸法を環状凸部の外径を大きく設定することで、十分な大きさにできる。

また、通路加工の追加や高強度材による保護部材の追加や表面処理等による保護膜の追加が不要で、簡便な構造で、キャビテーションを減衰し、エロージョンの発生を低減することができ、結果電磁弁を低コスト化できる。

以下より具体的に、図５に基づいて実施例を説明する。
コイル３０８の内周部に磁気通路を構成する固定コア３０６と筒状コア３１２があり、通電時に電磁プランジャ３０５は固定コア３０６に磁気的に吸引される。その吸引力を効率よく発揮するために、固定コア３０６と筒状コア３１２の間には磁気抵抗増大部３１１が結合され、磁束の多くが電磁プランジャ３０５と固定コアを通るようにしている。この磁気抵抗増大部３１１は固定コア３０６や筒状コア３１２や電磁プランジャ３０５よりも磁性が少ない材料で構成されている。
電磁プランジャ３０５と磁気抵抗増大部３１１の間には積極的に筒状空隙が設けられており、そのギャップをＧ１とし、電磁プランジャ３０５と筒状コア３１２の間の筒状空隙のギャップをＧ２とすると、Ｇ１ ＞ Ｇ２となるよう設定されており、電磁プランジャ３０５の稼動に伴って発生したキャビテーションがギャップＧ１内で捕獲減衰され、周辺へのエロージョンの発生を低減する。

１ ポンプ本体
１Ｃ ポンプ本体１の筒状貫通口
１ｅ フランジ
２ プランジャ
３ タペット
４ ばね
５ カム
６ シリンダ
６ａ 大径部と小径部の段差
７ シールホルダ
８ 吐出弁機構
８ａ 吐出弁シート
８ｂ 吐出弁体
８ｃ 吐出弁ばね
９ 圧力脈動低減機構
９ａ 金属ダンパ
９ｂ 取り付け金具
１０ 低圧燃料室
１０ａ 吸入ジョイント
１０ｂ 吸入通路
１０ｃ ダンパー室
１０ｄ 燃料フィルタ
１００ リリーフ弁機構
１０１ リリーフ弁シート
１０２ リリーフ弁体
１０３ リリーフ弁体ガイド
１０４ リリーフばねストッパ
１０５ リリーフばね
１０６ リリーフ弁ストッパ
１１ 加圧室
１１ａ 連通穴
１１０ 吐出通路
１２ 燃料吐出口
１３ プランジャシール
１４ ダンパーカバー
１５ リテーナ
１７ 封止プラグ
２０ 燃料タンク
２１ フィードポンプ
２３ コモンレール
２４ 直接噴射用インジェクタ
２６ 圧力センサ
２７ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
２８ 吸入配管
３０ 電磁吸入弁
３０ａ 吸入ポート
３０ｂ 吸入口
３０１ 吸入弁体
３０２ アンカーロッド（可動コア）
３０２ａ アンカーロッド３０２のストッパ部
３０２ｂ アンカーロッド３０２と吸入弁体３０１の接触部
３０３ アンカーばね
３０４ 弁ばね
３０５ 電磁プランジャ
３０６ 固定コア
３０７ 端子
３０８ 電磁コイル
３０９ アンカーロッド軸受
３１０ 吸入弁シート
３１１ 磁気抵抗増大部材
３１２ 筒状コア
Ｇ１ 電磁プランジャ３０５と磁気抵抗増大部３１１の間の筒状空隙のギャップ
Ｇ２ 電磁プランジャ３０５と筒状コア３１２の間の筒状空隙のギャップ
４１ シリンダヘッド
６１ Ｏリング

Claims (3)

1. 電磁コイルの内周部に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て軸方向に変位が許容される可動コアを備え、
   前記可動コアと前記固定コアの吸引面間に磁気空隙が形成されており、
   当該磁気空隙の周りに、磁気抵抗増大部が設けられており、
   前記磁気抵抗増大部が、前記固定コアや前記可動コアと別部材で構成されており、
   前記磁気抵抗増大部の内側に前記磁気空隙を挟んで軸方向両側に広がる筒状空隙が設けられている電磁弁。
2. 前記磁気抵抗増大部を挟み、前記固定コアの対向側に形成された筒状コアを持ち、前記可動コア外周と前記筒状コア内周で形成される筒状隙間よりも、前記可動コア外周と前記磁気抵抗増大部内周で形成される筒状隙間の方が大きいことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記可動コアの最大径と最大可動変位量で決まる可動容積よりも、前記磁気抵抗増大部内周と前記筒状コアと前記固定コアと前記可動コア外周で形成される筒状隙間の容積の方が大きいことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。

Images