JP6180741B2 - 電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ - Google Patents
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Description
本発明は、電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプに関し、特に電磁駆動型の吸入弁がバルブシートの加圧室側にバルブを備えた、所謂外開きタイプの弁で構成されるものに関する。
従来この種のタイプの高圧燃料供給ポンプは、例えば特許文献１に記載されるように、バルブが筒状の部材で形成され、バルブシートより加圧室側（バルブシートの下流側）に位置する筒状のバルブホルダーの内周部で当該バルブの外周面がガイドされていた。
流量を制御する電磁弁が無通電時に吸入弁を開弁状態で保持する方式のものは磁気回路を形成する固定コア、アンカーとの間に、無通電時に所定のギャップを維持するように固定コア、アンカー間にスプリングを有し、固定コアとアンカーの間にはスプリングを保持するための空間が設けられている。
コイルへの通電ＯＮ時磁気吸引力によりアンカーは固定コアに吸着、ＯＦＦによりスプリングの反力により離され、これが繰り返される。
このため、アンカーの移動によりスプリング保持空間は体積変化が生じ、コイル通電ＯＦＦ時にアンカーが離れる時にはスプリング保持空間の圧力が減圧し燃料の飽和蒸気圧以下になるとキャビテーションが発生する。
キャビテーションは燃料の移動通路が無い袋穴の底に発生し易く、固定コア側のスプリング座面がそれに相当する。
キャビテーションにより発生した気泡は崩壊する際の衝撃力で、気泡の衝突面に壊食を発生させる場合がある。
このため、固定コア側のスプリング座面は使用条件により壊食が発生する虞があった。本発明の目的は、固定コア側のスプリング座面部の硬さをアップすることにより、キャビテーションによる壊食を防止するものである。
上記目的を達成するために本発明では、固定コアを二分割化しスプリング着座部の部材の表面硬度をアップした。
好ましくはスプリングの座面を形成した硬質のカップ状部材をコアに圧入し固定する。
好ましくはスプリングの座面を形成した硬質のカップ状部材をコアに圧入し固定する。
上記のように構成した本発明によれば、コア、アンカー間のスプリング収納空間にキャビテーションが発生しても固定コアの壊食発生を防止することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図１乃至図７に基づき本発明が実施される高圧燃料供給ポンプの第１実施例を説明する。図１は細部に符号を付すことができないので、説明中の符号で図１にその符号がないものは図２ないし図７の拡大図にその符号が記載されている。
ポンプハウジング１には、一端が開放された有底の筒状空間を形成する窪み部１２Ａが設けられ、当該窪み部１２Ａには開放端側からシリンダ２０が挿入されている。シリンダ２０の外周とポンプハウジング１の間は圧接部２０Ａによってシールされている。またシリンダ２０にはピストンプランジャ２が滑合しているので、シリンダ２０の内周面とピストンプランジャ２の外周面との間は滑合面間に侵入する燃料でシールされる。その結果、ピストンプランジャ２の先端と窪み部１２Ａの内壁面およびシリンダ２０の外周面の間に加圧室１２が画成されている。
ポンプハウジング１の周壁から加圧室１２に向けて筒状の孔２００Ｈが形成されており、この筒状の孔２００Ｈには電磁駆動型吸入弁機構２００の吸入弁部ＩＮＶおよび電磁駆動機構部ＥＭＤの一部が挿入されている。電磁駆動型吸入弁機構２００の外周面と筒状の孔２００Ｈとの接合面２００Ｒがレーザ溶接によって接合されことで、ポンプハウジング１の内部が大気から密閉されている。電磁駆動型吸入弁機構２００が取付けられることによって密封された筒状の孔２００Ｈは低圧燃料室１０ａとして機能する。
加圧室１２を挟んで筒状の孔２００Ｈと対向する位置にはポンプハウジング１の周壁から加圧室１２に向けて筒状の孔６０Ｈが設けられている。この筒状の孔６０Ｈには吐出弁ユニット６０が装着されている。吐出弁ユニット６０は先端にバルブシート６１が形成され、中心に吐出通路となる通孔１１Ａを備えたバルブシート部材６１Ｂを備える。バルブシート部材６１Ｂの外周にはバルブシート６１側周囲を包囲するバルブホルダー６２が固定されている。バルブホルダー６２内にはバルブ６３とこのバルブ６３をバルブシート６１に押し付ける方向に付勢するばね６４が設けられている。筒状の孔６０Ｈの反加圧室側開口部はポンプハウジング１に溶接で固定された吐出ジョイント１１が設けられている。
電磁駆動型吸入弁機構２００は電磁的に駆動されるプランジャロッド２０１を備える。プランジャロッド２０１の先端にはバルブ２０３が設けられ、電磁駆動型吸入弁機構２００の端部に設けられたバルブハウジング２1４に形成されたバルブシート２１４Ｓと対面している。
プランジャロッド２０１の他端には、プランジャロッド付勢ばね２０２が設けられており、バルブ２０３がバルブシート２１４Ｓから離れる方向にプランジャロッドを付勢している。バルブハウジング２１４の先端内周部にはバルブストッパＳ０が固定されている。バルブ２０３はバルブシート２１４ＳとバルブストッパＳ０との間に往復動可能に保持されている。バルブ２０３とバルブストッパＳ０との間にはバルブ付勢ばねＳ４が配置されており、バルブ２０３はバルブ付勢ばねＳ４によってバルブストッパかＳ０ら離れる方向に付勢されている。
バルブ２０３とプランジャロッド２０１の先端とは互いに反対方向にそれぞれのばねで付勢されているが、プランジャロッド付勢ばね２０２の方が強いばねで構成してあるので、プランジャロッド２０１がバルブ付勢ばねＳ４の力に抗してバルブ２０３がバルブシートから離れる方向（図面右方向）に押し、結果的にバルブ２０３をバルブストッパＳ０に押し付けている。
このため、プランジャロッド２０１は、電磁駆動型吸入弁機構２００がＯＦＦ時（電磁コイル２０４に通電されていないとき）には、プランジャロッド付勢ばね２０２によってプランジャロッド２０１を介して、バルブ２０３を開弁する方向に付勢している。従って電磁駆動型吸入弁機構２００がＯＦＦ時には、図１、図２、図３（Ａ）のように、プランジャロッド２０１、バルブ２０３は開弁位置に維持される。詳細構成は後述する。
燃料は、燃料タンク５０から低圧ポンプ５１によってポンプハウジング１の燃料導入口としての吸入ジョイント１０へ導かれている。
コモンレール５３には、複数のインジェクタ５４、圧力センサ５６が装着されている。インジェクタ５４は、エンジンの気筒数にあ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）６００の信号に応じてコモンレール５３に送られてきた高圧燃料を各気筒に噴射する。また、ポンプハウジング１に内蔵されたリリーフ弁機構（図示しない）は、コモンレール５３内の圧力が所定値を超えたとき開弁して余剰高圧燃料を吐出弁６の上流側に戻す。
ピストンプランジャ２の下端に設けられたリフタ３は、ばね４にてカム７に圧接されている。ピストンプランジャ２はシリンダ２０に摺動可能に保持されており、エンジンカムシャフト等により回転されるカム７により、往復運動して加圧室１２内の容積を変化させる。シリンダ２０はその下端部外周がシリンダホルダ２１で保持され、シリンダホルダ２１をポンプハウジング１に固定することによってポンプハウジング１にメタルシール部２０Ａで圧接される。
シリンダホルダ２１にはピストンプランジャ２の下端部側に形成された小径部２Ａの外周をシールするプランジャシール５が装着されている。加圧室内にシリンダ２０とピストンプランジャ２の組体を挿入し、シリンダホルダ２１の外周に形成した雄ねじ部２１Ａをポンプハウジング１の窪み１２Ａの開放側端部内周に形成した雌ねじ部のねじ部１Ａにねじ込む。シリンダホルダ２１の段部２１Ｄがシリンダ２０の反加圧室側端部周縁に係止した状態でシリンダホルダ２１がシリンダ２０を加圧室側に押すことで、シリンダ２０のシール用段部２０Ａをポンプハウジング１に押し付けて、メタル接触によるシール部を形成する。
Ｏリング２１ＢはエンジンブロックＥＮＢに形成された取付け孔ＥＨの内周面とシリンダホルダ２１の外周面との間をシールする。Ｏリング２１Ｃはポンプハウジング１の窪み１２Ａの反加圧室側端部内周面とシリンダホルダ２１の外周面との間をねじ部２１Ａ（１Ａ）の反加圧室側の位置でシールする。
ポンプハウジング１の反加圧室側端部外周に溶接部1Ｃで固定された取付けフランジ１Ｄはシリンダホルダ２１の端部外周をエンジンブロックＥＮＢの取付け孔ＥＨに挿入した状態で、ねじ固定補助スリーブ１Ｅを介してねじ１Ｆでエンジンブロックにねじ止めされ、これによってポンプがエンジンブロックに固定される。
吸入ジョイント１０から低圧燃料室１０ａまでの通路の途中にはダンパ室１０ｂが形成されており、この中に二枚金属ダイアフラム式ダンパ８０がダンパホルダ３０（上側ダンパホルダ３０Ａ、下側ダンパホルダ３０Ｂ）に挟持された状態で収納されている。ダンパ室１０ｂはポンプハウジング１の上面外壁部に形成された環状の窪みの外周部にダンパカバー４０の筒状側壁の下端部を溶接接合することで形成される。この実施例では吸入ジョイント１０はダンパカバー４０の中央に溶接により固定されている。
二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０は、上下一対の金属ダイアフラム８０Ａと８０Ｂとを突合せその外周部を全周に亘って溶接して内部をシールしている。上側ダンパホルダ３０Ａの内周側下端の環状端縁部が二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の溶接部８０Ｃより内側で二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の上側の環状縁部に当接している。下側ダンパホルダ３０の内周側上端の環状端縁部が二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の溶接部８０Ｃより内側で二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の下側の環状縁部に当接している。かくして二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０は環状縁部の上下面で上側ダンパホルダ３０Ａ、下側ダンパホルダ３０Ｂに挟み付けられている。
ダンパカバー４０の外周は筒状に構成され、ポンプハウジング１の筒状部１Ｇに嵌合され、このときダンパカバー４０の内周面が上側ダンパホルダ３０Ａの上端環状面に当接して二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０をダンパホルダ３０ごとポンプハウジング１の段部１Ｈに押し付けることで、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０はダンパ室内に固定される。この状態で、ダンパカバー４０の周囲がレーザ溶接され、ダンパカバー４０がポンプハウジング１に接合され固定される。
二枚式金属ダイアフラム８０Ａと８０Ｂによって形成された中空部にはアルゴンのような不活性ガスが封入されており、外部の圧力変化に応じてこの中空部が体積変化をすることによって、脈動減衰機能を奏する。二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０とダンパカバー４０との間の燃料通路８０Ｕは上ダンパホルダ３０Ａに形成された通路３０Ｐと、上ダンパホルダ３０Ａの外周とポンプハウジング１の内周面との間に形成された通路８０Ｐを介して燃料通路としてのダンパ室１０ｂと繋がっている。ダンパ室１０ｂはダンパ室１０ｂの底壁としてのポンプハウジング１に形成した連通孔１０Ｃによって電磁駆動型の吸入弁２０の低圧燃料室１０Ａと連通されている。
ピストンプランジャ２の小径部２Ａとシリンダ２１と滑合する大径部２Ｂとのつながり部は円錐面２Ｋで繋がっている。円錐面の周囲にはプランジャシールとシリンダ２１の下端面との間に燃料副室２５０が形成されている。燃料副室２５０はシリンダ２０とピストンプランジャ２との滑合面から漏れてくる燃料を捕獲する。
ポンプハウジング１の内周面とシリンダ２１の外周面とシリンダホルダ２１の上端面との間に区画形成された環状通路２１Ｇは、ポンプハウジング１に貫通形成された縦通路２５０Ｂによって一端がダンパ室１０ｂに接続され、シリンダホルダ２１に形成された燃料通路２５０Ａを介して燃料副室２５０に繋がっている。かくして、ダンパ室１０Ａと燃料副室２５０とは縦通路２５０Ｂ、環状通路２１Ｇ、燃料通路２５０Ａによって連通されている。
ピストンプランジャ２が上下（往復動）するとテーパー面２Ｋが燃料副室の中で往復動するので燃料副室２５０の容積が変化する。燃料副室２５０の容積が増加するとき、縦通路２５０Ｂ、環状通路２１Ｇ、燃料通路２５０Ａを介してダンパ室１０ｂから燃料副室２５０に燃料が流れ込む。燃料副室２５０の容積が減少するとき、縦通路２５０Ｂ、環状通路２１Ｇ、燃料通路２５０Ａを介して燃料副室２５０からダンパ室１０ｂへ燃料が流れ込む。
バルブ２０３が開弁位置に維持された状態（コイル２０４が無通電状態）でピストンプランジャ２が下死点から上昇すると、加圧室内に吸入された燃料は開弁中の吸入弁２０３から低圧室１０ａに溢流（スピル）し、連通孔１０Ｃを介してダンパ室１０ｂに流れる。かくしてダンパ室１０ｂでは吸入ジョイント１０からの燃料、燃料副室２５０からの燃料、加圧室１２からの溢流燃料、さらにはリリーフ弁（図示しない）からの燃料が合流するように構成されている。その結果それぞれの燃料が有する燃料脈動がダンパ室１０ｂで合流し、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０によって吸収される。
図２において、破線で囲んだ部分が図１のポンプ本体部分を示す。電磁駆動型吸入弁２００は環状に形成されたコイル２０４の内周側に、電磁駆動機構部ＥＭＤのボディを兼ねた有底のカップ状のヨーク２０５を備える。ヨーク２０５は内周部に固定コア２０６、とアンカー２０７がプランジャロッド付勢ばね２０２を挟んで収納されている。図３（Ａ）に詳細に示されるように固定コア２０６はヨーク２０５の有底部に圧入によって強固に固定されている。
固定コア２０６にはヨーク２０５の穴底側の端部にプランジャロッド付勢ばね２０２の着座部が形成されたカップ２０８が強固に圧入されている。カップ２０９は固定コア２０６よりも高い表面硬度を有している。プランジャロッド付勢ばね２０２が収納される空間２０６Ｋは電磁駆動型吸入弁機構２００のＯＮ、ＯＦＦによるアンカー２０７の移動により空間容積が変化する。電磁駆動型吸入弁機構２００のＯＮ→ＯＦＦの時、空間２０６Ｋの容積が膨張し圧力が低減するため電磁駆動型吸入弁機構２００の駆動条件によっては空間２０６Ｋの圧力が燃料の飽和蒸気圧より低下する場合がありキャビテーションが発生する。
固定コア２０６側のプランジャロッド付勢ばね２０２着座部近傍は燃料の移動通路が無いため減圧が大きくキャビテーションが発生し易い。固定コア２０６は電磁ステンレス材を使用しているため表面硬さはＨｖ２００前後であり、キャビテーション発生時の気泡の崩壊エネルギーで表面にダメージを受け易く壊食が発生するという課題がある。
そこで、固定コア２０６のプランジャロッド付勢ばね２０２の着座部を別部材とし、表面硬度の高いカップ２０９を有することによりキャビテーションが発生した場合でも壊食を防止することができる。
アンカー２０７はプランジャロッド２０１の反バルブ側端部に圧入により固定され、固定コア２０６との間に磁気空隙ＧＰを介して対面している。コイル２０４はカップ状のサイドヨーク２０４Ｙの中に収納されており、サイドヨーク２０４Ｙの開放端部の内周面をヨーク２０５の環状フランジ部２０５Ｆの外周部で圧入嵌合することで両者が固定されている。ヨーク２０５とサイドヨーク２０４Ｙ、固定コア２０６、アンカー２０７によって磁気空隙ＧＰを横切る閉磁路ＣＭＰがコイル２０４の周囲に形成されている。ヨーク２０５の磁気空隙ＧＰの周囲に対面する部分は肉厚が薄く形成されており、磁気絞り２０５Ｓを形成している。これにより、ヨーク２０５を通って漏洩する磁束が少なくなり、磁気空隙ＧＰを通る磁束を増加することができる。
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すようにヨーク２０５の開放側端部筒状部２０５Ｇの内周部には軸受部２１４Ｂを有するバルブハウジング２１４が圧入により固定されており、プランジャロッド２０１はこの軸受２０９を貫通してバルブハウジング２１４の反軸受２０９側端部内周部に設けられたバルブ２０３のところまで延びている。
図４（Ａ）に拡大して示すようにバルブハウジング２１４の反軸受２１４Ｂ側端部の環状段付内周面２１４ＤにはバルブストッパＳ０の３つの圧入面部Ｓｐ１−Ｓｐ３が圧入されレーザ溶接によって固定されている。内周面２１４Ｄの圧入段部の幅と３つの圧入面部Ｓｐ１−Ｓｐ３の圧入方向の幅は同一寸法に形成されている。
プランジャロッド２０１の先端部とバルブストッパＳ０の間にはバルブ２０３がバルブ付勢ばねＳ４を挟んで往復動可能に装着されている。バルブ２０３は一側の面がバルブハウジング２1４に形成されたバルブシート２１４Ｓに対面し、他側の面がバルブストッパＳ０に対面する環状面部２０３Ｒを備える。環状面部２０３Ｒの中心部にはプランジャロッド２０１の先端まで延びる有底の筒状部を有し、有底の筒状部は底部平面部２０３Ｆと円筒部２０３Ｈとから構成されている。円筒部２０３Ｈはバルブシート２１４Ｓの内側においてバルブハウジング２１４に形成される開口部２１４Ｐを通って低圧燃料室１０ａ内まで突出している。
プランジャロッド２０１の先端は低圧燃料室１０ａでバルブ２０３のプランジャロッド側端部の平面部２０３Ｆの表面に当接している。バルブハウジング２１４の軸受２１４Ｂと開口部２１４Ｐとの間の筒状部には周方向に４つの燃料通孔２１４Ｑが等間隔に設けられている。この４つの燃料通孔２１４Ｑはバルブハウジング２１４の内外の低圧燃料室１０ａを連通している。円筒部２０３Ｈの外周面と開口部２１４Ｐの周面との間にはバルブシート２１４Ｓと環状面部２０３Ｒとの間の環状燃料通路１０Ｓに繋がる筒状の燃料導入通路１０ｐが形成されている。
バルブストッパＳ０は環状面部Ｓ３の中心部にバルブ２０３の有底筒状部側に突出する円筒面部ＳＧを備えた突出部ＳＴを有し、当該円筒面部ＳＧがバルブ２０３の軸方向へのストロークをガイドするガイド部として機能する。
バルブ付勢ばねＳ４はバルブストッパＳ０の突出部ＳＴのバルブ側端面ＳＨとバルブ２０３の有底筒状部の底面との間に保持されている。
バルブ２０３がバルブストッパＳ０の円筒面部ＳＧでガイドされて全開位置にストロークすると、バルブ２０３の環状面部２０３Ｒの中心部に形成された環状突起部２０３ＳがバルブストッパＳ０の環状面部Ｓ３（幅ＨＳ３）の受け面Ｓ２（幅ＨＳ２）に接触する。このとき環状突起部２０３Ｓの周囲には環状空隙ＳＧＰが形成される。この環状空隙ＳＧＰはバルブ２０３が閉弁方向に移動を始める際に加圧室側の燃料の圧力Ｐ４をバルブ２０３に作用させて、バルブ２０３が素早くバルブストッパＳ０から離れるようにする早離れ機能を奏する。
図４（Ｂ）に示すようにバルブストッパＳ０はバルブストッパＳ０の外周面に特定の間隔を置いて３箇所に形成された圧入面部Ｓｐ１−Ｓｐ３を備える。また圧入面部Ｓｐ１（Ｓｐ２，Ｓｐ３）相互の間には周方向に角度θで径方向の幅がＨ１の切り欠きＳｎ１−Ｓｎ３を備える。バルブストッパＳ０の複数の圧入面部Ｓｐ１−Ｓｐ３はバルブシート２１４Ｓの下流側でバルブハウジング２１４の円筒内周面に圧入嵌合されており、圧入嵌合部と圧入嵌合部の間には、バルブストッパの周面と前記バルブハウジング２１４の内周面との間に周方向に角度θに亘って幅Ｈ１の３個のバルブシート下流側燃料通路Ｓ６が形成されている。このバルブシート下流側燃料通路Ｓ６はバルブ２０３の外周面のさらに外側に面積の大きい燃料通路として形成されるので、バルブシート２１４Ｓに形成される環状燃料通路１０Ｓより通路面積を大きくできる。その結果、加圧室への燃料の流入や、加圧室からの燃料のスピルに対して通路抵抗にならないので、燃料の流れがスムースになる。
図４（Ｂ）においてバルブ２０３の外周面の直径Ｄ１はバルブストッパＳ０の切り欠き部の直径Ｄ３よりわずかに小さく構成されている。その結果図３（Ｂ）において、燃料が燃料流Ｒ５に沿って加圧室から低圧燃料室、ダンパ室１０ｂに流れるスピル状態のとき、バルブ２０３の環状面部２０３Ｒに矢印Ｐ４で示す加圧室１２側の燃料の静的および動的流体力が作用しにくい。したがってこの状態でバルブ２０３をストッパＳ０に押し付ける力を付与するプランジャロッド付勢ばね２０２の力は流体力Ｐ４に打勝つ必要がないのでその分だけ弱いばねを用いることができる。
その結果バルブ２０３の閉弁タイミングでプランジャロッド付勢ばね２０２の力に抗してアンカー２０７を磁気的に固定コア２０６に吸引して、図４（Ａ）に示すようにプランジャロッド２０１をバルブ２０３から引き離す際の電磁力が小さくてすむ。これはコイル２０４の巻き数を少なくでき、その分だけ電磁駆動機構部ＥＭＤを小型にできることを意味する。
図３（Ａ），（Ｂ）および図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、バルブ２０３の環状面部２０３Ｒ直径Ｄ１はその中心部に設けられたバルブストッパＳ０の突出部ＳＴの円筒面部ＳＧによって形成されるバルブガイドを受け入れる内周面の直径Ｄ２の１．５〜３倍に構成した。また、その外側に形成したバルブストッパＳ０の環状面部Ｓ３（幅ＨＳ３）の受け面Ｓ２（幅ＨＳ２）に接触する環状突起部２０３Ｓの放射方向の幅ＶＳ１はその外側に形成されている環状空隙ＳＧＰの幅ＶＳ２より小さく構成した。さらにまたバルブシート２１４はバルブ２０３の環状面部２０３Ｒの外周から内側に幅ＶＳ３の部分に形成されている。
その結果バルブ２０３が開弁するときの低圧燃料室１０ａ側からの燃料の作用力とバルブ２０３の閉弁動作時に加圧室側からバルブに作用する燃料の作用力もバルブ２０３の半径方向に均一にバランス良く作用するのでバルブ２０３の径方向のガタ付もバルブ部２０３の中心軸に対して傾斜方向に傾倒させる力も少なくなり、ストッパＳ０の円筒面部ＳＧによるガイドとの相乗効果でバルブ２０３の開閉弁動作がスムースになる。これは直径が数ミリメートルで重さが数グラムの小さなバルブを流速の速いしかも短時間の間に流れの方向が反転する場所で使用する際には重要な効果である。
図４（Ａ）に示すようにこの実施例ではバルブ２０３が閉弁した瞬間にはプランジャロッド２０１は電磁力で図面左方に吸引されているのでその先端はバルブ２０３の平面部２０３Ｆから離れ両者間に隙間２０１Ｇが形成される。このとき低圧燃料室１０ａ内の圧力はピストンプランジャ２が下死点から上昇中のため燃料副室２５０内の容積が増加した分だけダンパ室１０ｂおよび低圧燃料室１０ａから燃料を補充することになるので低圧燃料室１０ａ内の圧力はその分だけ燃料副室２５０の容積が減少していたときより低くなる。この低くなった圧力はバルブ２０３の平面部２０３Ｆのプランジャ２０１の先端が接触していた面積部分にも作用するので加圧室側と低圧室側の圧力差が大きくなり、バルブ２０３の閉弁動作はより素早くなる。
また吸入弁部ＩＮＶが差し込まれる直径ＤＳ１の挿入孔２００Ｈは差込み方向の中間部にテーパー部ＴＡを備え、このテーパー部ＴＡよりも加圧室側の直径ＤＳ３は直径ＤＳ１より小径に構成している。吸入弁部ＩＮＶの先端部に位置するバルブハウジング２１４の円筒状部２１４Ｆ，２１４Ｇの外径は先端部外周の区間ＳＦ２（円筒状部２１４Ｇ）で区間ＳＦ１（円筒状部２１４Ｆ）より小径に構成している。
区間ＳＦ１の区間においては円筒状部２１４Ｆの外径が挿通孔２００Ｈの直径ＤＳ１とよりも大きくなっていて、締まり嵌めでポンプハウジング１の挿通孔２００Ｈに嵌合される。区間ＳＦ２では円筒状部２１４Ｇの外径が挿通孔２００Ｈの直径ＤＳ１よりも小さくなっていて、この部分では遊嵌されている。これは吸入弁部ＩＮＶを挿通孔２００Ｈに挿通する際入り口部のテーパー部ＴＯでバルブハウジング２１４の先端部を自動求心して挿入しやすくし、さらに内部のテーパー部ＴＡで自動求心して傾いた状態で挿通されないようにするための工夫である。これによって、自動組立する際の歩留まりが向上した。また締まり嵌め部２１４Ｆにおいて加圧室１２側と低圧燃料室１０ａ側の流体シールを圧入嵌合作業だけで達成することで、自動組立ての作業性を改善するものである。
バルブハウジングの先端エッジ部がテーパーＴＡに差し掛かるときヨーク２０５の先端エッジ部がテーパーＴＯに差し掛かるように寸法を構成すると組立時の求心作用が一度で達成できるので作業性が向上するし、組立て不良が低減する。
挿通孔２００Ｈに差し込まれるヨーク２０５の先端部の外径は挿通孔２００Ｈの内径ＤＳ１より小径に構成し、両者間を遊嵌状態にしている。これは吸入弁部ＩＮＶの挿入力をできるだけ低減して自動挿入作業の作業時間を短縮する効果がある。ヨーク２０５が挿入孔２００Ｈに完全に差し込まれるとヨーク２０５の接合端面２０５Ｊがポンプハウジング１の取り付け面に当接する。この状態で接合部Ｗ１において全周をレーザ溶接して内部を密封すると共に電磁駆動機構部ＥＭＤをポンプハウジング１に固定する。
バブルブハウジング２１４の軸受部２１４Ｂの外径はヨーク２０５のバルブ側端部側圧入部２１４Ｊの直径の方が反バルブ２０３側端部の先端部２１４Ｎの直径より小径に構成してある。これはヨーク２０５の先端に形成された筒状突起部２０５Ｎの内周面に軸受部２１４Ｂを圧入嵌合する際の自動求心効果を得るものである。軸受部２１４Ｂには燃料通孔２１４Ｋが複数本形成されている。アンカー２０７が往復動するとこの燃料通孔２１４Ｋを通して燃料が出入りすることでアンカー２０７の動作がスムースになる。
さらに燃料はプランジャロッド２０１内に形成した燃料通孔２０１Ｋ，プランジャロッド付勢ばね２０２が収容されている固定コア２０６とアンカー２０７との間の空間２０６Ｋおよびアンカー２０７の周囲を通って出入りする。これによりさらにアンカー２０７の動作がスムースになる。燃料通孔２０１Ｋがなければ、固定コア２０６とアンカー２０７が接触している時は、空間２０６Ｋが完全密閉状態になってしまう。アンカー２０７およびプランジャロッド２０１がプランジャロッド付勢ばね２０２によって図中右側に開弁運動を開始する際、一瞬圧力が低下してしまい開弁運動が不安定になってしまうといった問題があった。
図１、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）、および図４（Ａ）、（Ｂ）に基づき第一実施例の動作を説明する。
ポンプハウジング１には、一端が開放された有底の筒状空間を形成する窪み部１２Ａが設けられ、当該窪み部１２Ａには開放端側からシリンダ２０が挿入されている。シリンダ２０の外周とポンプハウジング１の間は圧接部２０Ａによってシールされている。またシリンダ２０にはピストンプランジャ２が滑合しているので、シリンダ２０の内周面とピストンプランジャ２の外周面との間は滑合面間に侵入する燃料でシールされる。その結果、ピストンプランジャ２の先端と窪み部１２Ａの内壁面およびシリンダ２０の外周面の間に加圧室１２が画成されている。
ポンプハウジング１の周壁から加圧室１２に向けて筒状の孔２００Ｈが形成されており、この筒状の孔２００Ｈには電磁駆動型吸入弁機構２００の吸入弁部ＩＮＶおよび電磁駆動機構部ＥＭＤの一部が挿入されている。電磁駆動型吸入弁機構２００の外周面と筒状の孔２００Ｈとの接合面２００Ｒがレーザ溶接によって接合されことで、ポンプハウジング１の内部が大気から密閉されている。電磁駆動型吸入弁機構２００が取付けられることによって密封された筒状の孔２００Ｈは低圧燃料室１０ａとして機能する。
加圧室１２を挟んで筒状の孔２００Ｈと対向する位置にはポンプハウジング１の周壁から加圧室１２に向けて筒状の孔６０Ｈが設けられている。この筒状の孔６０Ｈには吐出弁ユニット６０が装着されている。吐出弁ユニット６０は先端にバルブシート６１が形成され、中心に吐出通路となる通孔１１Ａを備えたバルブシート部材６１Ｂを備える。バルブシート部材６１Ｂの外周にはバルブシート６１側周囲を包囲するバルブホルダー６２が固定されている。バルブホルダー６２内にはバルブ６３とこのバルブ６３をバルブシート６１に押し付ける方向に付勢するばね６４が設けられている。筒状の孔６０Ｈの反加圧室側開口部はポンプハウジング１に溶接で固定された吐出ジョイント１１が設けられている。
電磁駆動型吸入弁機構２００は電磁的に駆動されるプランジャロッド２０１を備える。プランジャロッド２０１の先端にはバルブ２０３が設けられ、電磁駆動型吸入弁機構２００の端部に設けられたバルブハウジング２1４に形成されたバルブシート２１４Ｓと対面している。
プランジャロッド２０１の他端には、プランジャロッド付勢ばね２０２が設けられており、バルブ２０３がバルブシート２１４Ｓから離れる方向にプランジャロッドを付勢している。バルブハウジング２１４の先端内周部にはバルブストッパＳ０が固定されている。バルブ２０３はバルブシート２１４ＳとバルブストッパＳ０との間に往復動可能に保持されている。バルブ２０３とバルブストッパＳ０との間にはバルブ付勢ばねＳ４が配置されており、バルブ２０３はバルブ付勢ばねＳ４によってバルブストッパかＳ０ら離れる方向に付勢されている。
バルブ２０３とプランジャロッド２０１の先端とは互いに反対方向にそれぞれのばねで付勢されているが、プランジャロッド付勢ばね２０２の方が強いばねで構成してあるので、プランジャロッド２０１がバルブ付勢ばねＳ４の力に抗してバルブ２０３がバルブシートから離れる方向（図面右方向）に押し、結果的にバルブ２０３をバルブストッパＳ０に押し付けている。
このため、プランジャロッド２０１は、電磁駆動型吸入弁機構２００がＯＦＦ時（電磁コイル２０４に通電されていないとき）には、プランジャロッド付勢ばね２０２によってプランジャロッド２０１を介して、バルブ２０３を開弁する方向に付勢している。従って電磁駆動型吸入弁機構２００がＯＦＦ時には、図１、図２、図３（Ａ）のように、プランジャロッド２０１、バルブ２０３は開弁位置に維持される。詳細構成は後述する。
燃料は、燃料タンク５０から低圧ポンプ５１によってポンプハウジング１の燃料導入口としての吸入ジョイント１０へ導かれている。
コモンレール５３には、複数のインジェクタ５４、圧力センサ５６が装着されている。インジェクタ５４は、エンジンの気筒数にあ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）６００の信号に応じてコモンレール５３に送られてきた高圧燃料を各気筒に噴射する。また、ポンプハウジング１に内蔵されたリリーフ弁機構（図示しない）は、コモンレール５３内の圧力が所定値を超えたとき開弁して余剰高圧燃料を吐出弁６の上流側に戻す。
ピストンプランジャ２の下端に設けられたリフタ３は、ばね４にてカム７に圧接されている。ピストンプランジャ２はシリンダ２０に摺動可能に保持されており、エンジンカムシャフト等により回転されるカム７により、往復運動して加圧室１２内の容積を変化させる。シリンダ２０はその下端部外周がシリンダホルダ２１で保持され、シリンダホルダ２１をポンプハウジング１に固定することによってポンプハウジング１にメタルシール部２０Ａで圧接される。
シリンダホルダ２１にはピストンプランジャ２の下端部側に形成された小径部２Ａの外周をシールするプランジャシール５が装着されている。加圧室内にシリンダ２０とピストンプランジャ２の組体を挿入し、シリンダホルダ２１の外周に形成した雄ねじ部２１Ａをポンプハウジング１の窪み１２Ａの開放側端部内周に形成した雌ねじ部のねじ部１Ａにねじ込む。シリンダホルダ２１の段部２１Ｄがシリンダ２０の反加圧室側端部周縁に係止した状態でシリンダホルダ２１がシリンダ２０を加圧室側に押すことで、シリンダ２０のシール用段部２０Ａをポンプハウジング１に押し付けて、メタル接触によるシール部を形成する。
Ｏリング２１ＢはエンジンブロックＥＮＢに形成された取付け孔ＥＨの内周面とシリンダホルダ２１の外周面との間をシールする。Ｏリング２１Ｃはポンプハウジング１の窪み１２Ａの反加圧室側端部内周面とシリンダホルダ２１の外周面との間をねじ部２１Ａ（１Ａ）の反加圧室側の位置でシールする。
ポンプハウジング１の反加圧室側端部外周に溶接部1Ｃで固定された取付けフランジ１Ｄはシリンダホルダ２１の端部外周をエンジンブロックＥＮＢの取付け孔ＥＨに挿入した状態で、ねじ固定補助スリーブ１Ｅを介してねじ１Ｆでエンジンブロックにねじ止めされ、これによってポンプがエンジンブロックに固定される。
吸入ジョイント１０から低圧燃料室１０ａまでの通路の途中にはダンパ室１０ｂが形成されており、この中に二枚金属ダイアフラム式ダンパ８０がダンパホルダ３０（上側ダンパホルダ３０Ａ、下側ダンパホルダ３０Ｂ）に挟持された状態で収納されている。ダンパ室１０ｂはポンプハウジング１の上面外壁部に形成された環状の窪みの外周部にダンパカバー４０の筒状側壁の下端部を溶接接合することで形成される。この実施例では吸入ジョイント１０はダンパカバー４０の中央に溶接により固定されている。
二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０は、上下一対の金属ダイアフラム８０Ａと８０Ｂとを突合せその外周部を全周に亘って溶接して内部をシールしている。上側ダンパホルダ３０Ａの内周側下端の環状端縁部が二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の溶接部８０Ｃより内側で二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の上側の環状縁部に当接している。下側ダンパホルダ３０の内周側上端の環状端縁部が二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の溶接部８０Ｃより内側で二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の下側の環状縁部に当接している。かくして二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０は環状縁部の上下面で上側ダンパホルダ３０Ａ、下側ダンパホルダ３０Ｂに挟み付けられている。
ダンパカバー４０の外周は筒状に構成され、ポンプハウジング１の筒状部１Ｇに嵌合され、このときダンパカバー４０の内周面が上側ダンパホルダ３０Ａの上端環状面に当接して二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０をダンパホルダ３０ごとポンプハウジング１の段部１Ｈに押し付けることで、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０はダンパ室内に固定される。この状態で、ダンパカバー４０の周囲がレーザ溶接され、ダンパカバー４０がポンプハウジング１に接合され固定される。
二枚式金属ダイアフラム８０Ａと８０Ｂによって形成された中空部にはアルゴンのような不活性ガスが封入されており、外部の圧力変化に応じてこの中空部が体積変化をすることによって、脈動減衰機能を奏する。二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０とダンパカバー４０との間の燃料通路８０Ｕは上ダンパホルダ３０Ａに形成された通路３０Ｐと、上ダンパホルダ３０Ａの外周とポンプハウジング１の内周面との間に形成された通路８０Ｐを介して燃料通路としてのダンパ室１０ｂと繋がっている。ダンパ室１０ｂはダンパ室１０ｂの底壁としてのポンプハウジング１に形成した連通孔１０Ｃによって電磁駆動型の吸入弁２０の低圧燃料室１０Ａと連通されている。
ピストンプランジャ２の小径部２Ａとシリンダ２１と滑合する大径部２Ｂとのつながり部は円錐面２Ｋで繋がっている。円錐面の周囲にはプランジャシールとシリンダ２１の下端面との間に燃料副室２５０が形成されている。燃料副室２５０はシリンダ２０とピストンプランジャ２との滑合面から漏れてくる燃料を捕獲する。
ポンプハウジング１の内周面とシリンダ２１の外周面とシリンダホルダ２１の上端面との間に区画形成された環状通路２１Ｇは、ポンプハウジング１に貫通形成された縦通路２５０Ｂによって一端がダンパ室１０ｂに接続され、シリンダホルダ２１に形成された燃料通路２５０Ａを介して燃料副室２５０に繋がっている。かくして、ダンパ室１０Ａと燃料副室２５０とは縦通路２５０Ｂ、環状通路２１Ｇ、燃料通路２５０Ａによって連通されている。
ピストンプランジャ２が上下（往復動）するとテーパー面２Ｋが燃料副室の中で往復動するので燃料副室２５０の容積が変化する。燃料副室２５０の容積が増加するとき、縦通路２５０Ｂ、環状通路２１Ｇ、燃料通路２５０Ａを介してダンパ室１０ｂから燃料副室２５０に燃料が流れ込む。燃料副室２５０の容積が減少するとき、縦通路２５０Ｂ、環状通路２１Ｇ、燃料通路２５０Ａを介して燃料副室２５０からダンパ室１０ｂへ燃料が流れ込む。
バルブ２０３が開弁位置に維持された状態（コイル２０４が無通電状態）でピストンプランジャ２が下死点から上昇すると、加圧室内に吸入された燃料は開弁中の吸入弁２０３から低圧室１０ａに溢流（スピル）し、連通孔１０Ｃを介してダンパ室１０ｂに流れる。かくしてダンパ室１０ｂでは吸入ジョイント１０からの燃料、燃料副室２５０からの燃料、加圧室１２からの溢流燃料、さらにはリリーフ弁（図示しない）からの燃料が合流するように構成されている。その結果それぞれの燃料が有する燃料脈動がダンパ室１０ｂで合流し、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０によって吸収される。
図２において、破線で囲んだ部分が図１のポンプ本体部分を示す。電磁駆動型吸入弁２００は環状に形成されたコイル２０４の内周側に、電磁駆動機構部ＥＭＤのボディを兼ねた有底のカップ状のヨーク２０５を備える。ヨーク２０５は内周部に固定コア２０６、とアンカー２０７がプランジャロッド付勢ばね２０２を挟んで収納されている。図３（Ａ）に詳細に示されるように固定コア２０６はヨーク２０５の有底部に圧入によって強固に固定されている。
固定コア２０６にはヨーク２０５の穴底側の端部にプランジャロッド付勢ばね２０２の着座部が形成されたカップ２０８が強固に圧入されている。カップ２０９は固定コア２０６よりも高い表面硬度を有している。プランジャロッド付勢ばね２０２が収納される空間２０６Ｋは電磁駆動型吸入弁機構２００のＯＮ、ＯＦＦによるアンカー２０７の移動により空間容積が変化する。電磁駆動型吸入弁機構２００のＯＮ→ＯＦＦの時、空間２０６Ｋの容積が膨張し圧力が低減するため電磁駆動型吸入弁機構２００の駆動条件によっては空間２０６Ｋの圧力が燃料の飽和蒸気圧より低下する場合がありキャビテーションが発生する。
固定コア２０６側のプランジャロッド付勢ばね２０２着座部近傍は燃料の移動通路が無いため減圧が大きくキャビテーションが発生し易い。固定コア２０６は電磁ステンレス材を使用しているため表面硬さはＨｖ２００前後であり、キャビテーション発生時の気泡の崩壊エネルギーで表面にダメージを受け易く壊食が発生するという課題がある。
そこで、固定コア２０６のプランジャロッド付勢ばね２０２の着座部を別部材とし、表面硬度の高いカップ２０９を有することによりキャビテーションが発生した場合でも壊食を防止することができる。
アンカー２０７はプランジャロッド２０１の反バルブ側端部に圧入により固定され、固定コア２０６との間に磁気空隙ＧＰを介して対面している。コイル２０４はカップ状のサイドヨーク２０４Ｙの中に収納されており、サイドヨーク２０４Ｙの開放端部の内周面をヨーク２０５の環状フランジ部２０５Ｆの外周部で圧入嵌合することで両者が固定されている。ヨーク２０５とサイドヨーク２０４Ｙ、固定コア２０６、アンカー２０７によって磁気空隙ＧＰを横切る閉磁路ＣＭＰがコイル２０４の周囲に形成されている。ヨーク２０５の磁気空隙ＧＰの周囲に対面する部分は肉厚が薄く形成されており、磁気絞り２０５Ｓを形成している。これにより、ヨーク２０５を通って漏洩する磁束が少なくなり、磁気空隙ＧＰを通る磁束を増加することができる。
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すようにヨーク２０５の開放側端部筒状部２０５Ｇの内周部には軸受部２１４Ｂを有するバルブハウジング２１４が圧入により固定されており、プランジャロッド２０１はこの軸受２０９を貫通してバルブハウジング２１４の反軸受２０９側端部内周部に設けられたバルブ２０３のところまで延びている。
図４（Ａ）に拡大して示すようにバルブハウジング２１４の反軸受２１４Ｂ側端部の環状段付内周面２１４ＤにはバルブストッパＳ０の３つの圧入面部Ｓｐ１−Ｓｐ３が圧入されレーザ溶接によって固定されている。内周面２１４Ｄの圧入段部の幅と３つの圧入面部Ｓｐ１−Ｓｐ３の圧入方向の幅は同一寸法に形成されている。
プランジャロッド２０１の先端部とバルブストッパＳ０の間にはバルブ２０３がバルブ付勢ばねＳ４を挟んで往復動可能に装着されている。バルブ２０３は一側の面がバルブハウジング２1４に形成されたバルブシート２１４Ｓに対面し、他側の面がバルブストッパＳ０に対面する環状面部２０３Ｒを備える。環状面部２０３Ｒの中心部にはプランジャロッド２０１の先端まで延びる有底の筒状部を有し、有底の筒状部は底部平面部２０３Ｆと円筒部２０３Ｈとから構成されている。円筒部２０３Ｈはバルブシート２１４Ｓの内側においてバルブハウジング２１４に形成される開口部２１４Ｐを通って低圧燃料室１０ａ内まで突出している。
プランジャロッド２０１の先端は低圧燃料室１０ａでバルブ２０３のプランジャロッド側端部の平面部２０３Ｆの表面に当接している。バルブハウジング２１４の軸受２１４Ｂと開口部２１４Ｐとの間の筒状部には周方向に４つの燃料通孔２１４Ｑが等間隔に設けられている。この４つの燃料通孔２１４Ｑはバルブハウジング２１４の内外の低圧燃料室１０ａを連通している。円筒部２０３Ｈの外周面と開口部２１４Ｐの周面との間にはバルブシート２１４Ｓと環状面部２０３Ｒとの間の環状燃料通路１０Ｓに繋がる筒状の燃料導入通路１０ｐが形成されている。
バルブストッパＳ０は環状面部Ｓ３の中心部にバルブ２０３の有底筒状部側に突出する円筒面部ＳＧを備えた突出部ＳＴを有し、当該円筒面部ＳＧがバルブ２０３の軸方向へのストロークをガイドするガイド部として機能する。
バルブ付勢ばねＳ４はバルブストッパＳ０の突出部ＳＴのバルブ側端面ＳＨとバルブ２０３の有底筒状部の底面との間に保持されている。
バルブ２０３がバルブストッパＳ０の円筒面部ＳＧでガイドされて全開位置にストロークすると、バルブ２０３の環状面部２０３Ｒの中心部に形成された環状突起部２０３ＳがバルブストッパＳ０の環状面部Ｓ３（幅ＨＳ３）の受け面Ｓ２（幅ＨＳ２）に接触する。このとき環状突起部２０３Ｓの周囲には環状空隙ＳＧＰが形成される。この環状空隙ＳＧＰはバルブ２０３が閉弁方向に移動を始める際に加圧室側の燃料の圧力Ｐ４をバルブ２０３に作用させて、バルブ２０３が素早くバルブストッパＳ０から離れるようにする早離れ機能を奏する。
図４（Ｂ）に示すようにバルブストッパＳ０はバルブストッパＳ０の外周面に特定の間隔を置いて３箇所に形成された圧入面部Ｓｐ１−Ｓｐ３を備える。また圧入面部Ｓｐ１（Ｓｐ２，Ｓｐ３）相互の間には周方向に角度θで径方向の幅がＨ１の切り欠きＳｎ１−Ｓｎ３を備える。バルブストッパＳ０の複数の圧入面部Ｓｐ１−Ｓｐ３はバルブシート２１４Ｓの下流側でバルブハウジング２１４の円筒内周面に圧入嵌合されており、圧入嵌合部と圧入嵌合部の間には、バルブストッパの周面と前記バルブハウジング２１４の内周面との間に周方向に角度θに亘って幅Ｈ１の３個のバルブシート下流側燃料通路Ｓ６が形成されている。このバルブシート下流側燃料通路Ｓ６はバルブ２０３の外周面のさらに外側に面積の大きい燃料通路として形成されるので、バルブシート２１４Ｓに形成される環状燃料通路１０Ｓより通路面積を大きくできる。その結果、加圧室への燃料の流入や、加圧室からの燃料のスピルに対して通路抵抗にならないので、燃料の流れがスムースになる。
図４（Ｂ）においてバルブ２０３の外周面の直径Ｄ１はバルブストッパＳ０の切り欠き部の直径Ｄ３よりわずかに小さく構成されている。その結果図３（Ｂ）において、燃料が燃料流Ｒ５に沿って加圧室から低圧燃料室、ダンパ室１０ｂに流れるスピル状態のとき、バルブ２０３の環状面部２０３Ｒに矢印Ｐ４で示す加圧室１２側の燃料の静的および動的流体力が作用しにくい。したがってこの状態でバルブ２０３をストッパＳ０に押し付ける力を付与するプランジャロッド付勢ばね２０２の力は流体力Ｐ４に打勝つ必要がないのでその分だけ弱いばねを用いることができる。
その結果バルブ２０３の閉弁タイミングでプランジャロッド付勢ばね２０２の力に抗してアンカー２０７を磁気的に固定コア２０６に吸引して、図４（Ａ）に示すようにプランジャロッド２０１をバルブ２０３から引き離す際の電磁力が小さくてすむ。これはコイル２０４の巻き数を少なくでき、その分だけ電磁駆動機構部ＥＭＤを小型にできることを意味する。
図３（Ａ），（Ｂ）および図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、バルブ２０３の環状面部２０３Ｒ直径Ｄ１はその中心部に設けられたバルブストッパＳ０の突出部ＳＴの円筒面部ＳＧによって形成されるバルブガイドを受け入れる内周面の直径Ｄ２の１．５〜３倍に構成した。また、その外側に形成したバルブストッパＳ０の環状面部Ｓ３（幅ＨＳ３）の受け面Ｓ２（幅ＨＳ２）に接触する環状突起部２０３Ｓの放射方向の幅ＶＳ１はその外側に形成されている環状空隙ＳＧＰの幅ＶＳ２より小さく構成した。さらにまたバルブシート２１４はバルブ２０３の環状面部２０３Ｒの外周から内側に幅ＶＳ３の部分に形成されている。
その結果バルブ２０３が開弁するときの低圧燃料室１０ａ側からの燃料の作用力とバルブ２０３の閉弁動作時に加圧室側からバルブに作用する燃料の作用力もバルブ２０３の半径方向に均一にバランス良く作用するのでバルブ２０３の径方向のガタ付もバルブ部２０３の中心軸に対して傾斜方向に傾倒させる力も少なくなり、ストッパＳ０の円筒面部ＳＧによるガイドとの相乗効果でバルブ２０３の開閉弁動作がスムースになる。これは直径が数ミリメートルで重さが数グラムの小さなバルブを流速の速いしかも短時間の間に流れの方向が反転する場所で使用する際には重要な効果である。
図４（Ａ）に示すようにこの実施例ではバルブ２０３が閉弁した瞬間にはプランジャロッド２０１は電磁力で図面左方に吸引されているのでその先端はバルブ２０３の平面部２０３Ｆから離れ両者間に隙間２０１Ｇが形成される。このとき低圧燃料室１０ａ内の圧力はピストンプランジャ２が下死点から上昇中のため燃料副室２５０内の容積が増加した分だけダンパ室１０ｂおよび低圧燃料室１０ａから燃料を補充することになるので低圧燃料室１０ａ内の圧力はその分だけ燃料副室２５０の容積が減少していたときより低くなる。この低くなった圧力はバルブ２０３の平面部２０３Ｆのプランジャ２０１の先端が接触していた面積部分にも作用するので加圧室側と低圧室側の圧力差が大きくなり、バルブ２０３の閉弁動作はより素早くなる。
また吸入弁部ＩＮＶが差し込まれる直径ＤＳ１の挿入孔２００Ｈは差込み方向の中間部にテーパー部ＴＡを備え、このテーパー部ＴＡよりも加圧室側の直径ＤＳ３は直径ＤＳ１より小径に構成している。吸入弁部ＩＮＶの先端部に位置するバルブハウジング２１４の円筒状部２１４Ｆ，２１４Ｇの外径は先端部外周の区間ＳＦ２（円筒状部２１４Ｇ）で区間ＳＦ１（円筒状部２１４Ｆ）より小径に構成している。
区間ＳＦ１の区間においては円筒状部２１４Ｆの外径が挿通孔２００Ｈの直径ＤＳ１とよりも大きくなっていて、締まり嵌めでポンプハウジング１の挿通孔２００Ｈに嵌合される。区間ＳＦ２では円筒状部２１４Ｇの外径が挿通孔２００Ｈの直径ＤＳ１よりも小さくなっていて、この部分では遊嵌されている。これは吸入弁部ＩＮＶを挿通孔２００Ｈに挿通する際入り口部のテーパー部ＴＯでバルブハウジング２１４の先端部を自動求心して挿入しやすくし、さらに内部のテーパー部ＴＡで自動求心して傾いた状態で挿通されないようにするための工夫である。これによって、自動組立する際の歩留まりが向上した。また締まり嵌め部２１４Ｆにおいて加圧室１２側と低圧燃料室１０ａ側の流体シールを圧入嵌合作業だけで達成することで、自動組立ての作業性を改善するものである。
バルブハウジングの先端エッジ部がテーパーＴＡに差し掛かるときヨーク２０５の先端エッジ部がテーパーＴＯに差し掛かるように寸法を構成すると組立時の求心作用が一度で達成できるので作業性が向上するし、組立て不良が低減する。
挿通孔２００Ｈに差し込まれるヨーク２０５の先端部の外径は挿通孔２００Ｈの内径ＤＳ１より小径に構成し、両者間を遊嵌状態にしている。これは吸入弁部ＩＮＶの挿入力をできるだけ低減して自動挿入作業の作業時間を短縮する効果がある。ヨーク２０５が挿入孔２００Ｈに完全に差し込まれるとヨーク２０５の接合端面２０５Ｊがポンプハウジング１の取り付け面に当接する。この状態で接合部Ｗ１において全周をレーザ溶接して内部を密封すると共に電磁駆動機構部ＥＭＤをポンプハウジング１に固定する。
バブルブハウジング２１４の軸受部２１４Ｂの外径はヨーク２０５のバルブ側端部側圧入部２１４Ｊの直径の方が反バルブ２０３側端部の先端部２１４Ｎの直径より小径に構成してある。これはヨーク２０５の先端に形成された筒状突起部２０５Ｎの内周面に軸受部２１４Ｂを圧入嵌合する際の自動求心効果を得るものである。軸受部２１４Ｂには燃料通孔２１４Ｋが複数本形成されている。アンカー２０７が往復動するとこの燃料通孔２１４Ｋを通して燃料が出入りすることでアンカー２０７の動作がスムースになる。
さらに燃料はプランジャロッド２０１内に形成した燃料通孔２０１Ｋ，プランジャロッド付勢ばね２０２が収容されている固定コア２０６とアンカー２０７との間の空間２０６Ｋおよびアンカー２０７の周囲を通って出入りする。これによりさらにアンカー２０７の動作がスムースになる。燃料通孔２０１Ｋがなければ、固定コア２０６とアンカー２０７が接触している時は、空間２０６Ｋが完全密閉状態になってしまう。アンカー２０７およびプランジャロッド２０１がプランジャロッド付勢ばね２０２によって図中右側に開弁運動を開始する際、一瞬圧力が低下してしまい開弁運動が不安定になってしまうといった問題があった。
図１、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）、および図４（Ａ）、（Ｂ）に基づき第一実施例の動作を説明する。
≪燃料吸入状態≫
まず、図３（Ａ）（Ｂ）により燃料吸入状態を説明する。ピストンプランジャ２が図２の破線で示す上死点位置から矢印Ｑ２に示す方向に下降する吸入工程では、コイル２０４は非通電状態である。プランジャロッド付勢ばね２０２の付勢力ＳＰ１は矢印に示すようにバルブ２０３に向かってプランジャロッド２０１を付勢する。一方バルブ付勢ばねＳ４の付勢力ＳＰ２はバルブ２０３を矢印に示す方向へ付勢する。プランジャロッド付勢ばね２０２の付勢力がバルブ付勢ばねＳ４の付勢力ＳＰ２の付勢力より大きく設定されているので両ばねの付勢力はこのときバルブ２０３を開弁方向に付勢する。また低圧燃料室１０ａ内に位置するバルブ２０３の平面部２０３Ｆに代表されるバルブ２０３の外表面に作用する燃料の静圧Ｐ１と加圧室内の燃料の圧力Ｐ１２との圧力差によってバルブ２０３は開弁方向の力を受ける。さらに燃料導入通路１０ｐを通って矢印Ｒ４に沿って加圧室１２に流入する燃料流とバルブ２０３の円筒部２０３Ｈの周面との間に発生する流体摩擦力Ｐ２はバルブ２０３を開弁方向に付勢する。さらに、バルブシート２１４Ｓとバルブ２０３の環状面部２０３Ｒとの間に形成される環状燃料通路１０Ｓを通る燃料流の動圧Ｐ３はバルブ２０３の環状面部２０３Ｒに作用してバルブ２０３を開弁方向に付勢する。重量数ミリグラムのバルブ２０３はこれらの付勢力によって、ピストンプランジャ２が下降し始めると素早く開弁し、ストッパＳＴに衝突するまでストロークする。
バルブシート２１４Ｓは、バルブ２０３の円筒部２０３Ｈ・燃料導入通路１０Ｐよりも直径方向で外側に形成されている。これによりＰ１，Ｐ２，Ｐ３が作用する面積を大きくする事が可能となり、バルブ２０３の開弁速度を速くする事ができる。
このときプランジャロッド２０１およびアンカー２０７の周囲は滞留した燃料で満たされていること、および軸受２１４Ｂとの摩擦力が作用することによって、プランジャロッド２０１およびアンカー２０７はバルブ２０３の開弁速度よりわずかに図面右方向へのストロークが遅れる。その結果プランジャロッド２０１の先端面とバルブ２０３の平面部２０３Ｆとの間にわずかな隙間ができる。このためプランジャロッド２０１から付与される開弁力が一瞬低下する。しかし、この隙間には低圧燃料室１０ａ内の燃料の圧力Ｐ１が遅れなく作用するので、プランジャロッド２０１（プランジャロッド付勢ばね２０１）から付与される開弁力の低下をこのバルブ２０３を開弁する方向の流体力が補う。かくして、バルブ２０３の開弁時にはバルブ２０３の低圧燃料室１０ａ側の全表面に流体の静圧および動圧が作用するので、開弁速度が速くなる。
バルブ２０３の開弁時は、バルブ２０３の円筒部２０３Ｈの内周面をバルブストッパＳ０の突出部ＳＴの円筒面ＳＧによって形成されるバルブガイドでガイドされ、バルブ２０３は径方向に変位することなくスムースにストロークする。バルブガイドを形成する円筒面ＳＧはバルブシート２１４が配置された面を挟んでその上流側および下流側に形成されており、バルブ２０３のストロークを十分に支持できるだけでなく、バルブ２０３の内周側のデッドスペースを有効に利用できるので、吸入弁部ＩＮＶの軸方向の寸法を短くできる。
また、バルブ付勢ばねＳ４はバルブストッパＳ０の端面ＳＨとバルブ２０３の平面部２０３ＦのバルブストッパＳ０側底面部との間に設置されているので、開口部２１４Ｐとバルブの円筒部２０３Ｈとの間に形成される燃料導入通路１０ｐの通路面積を十分確保しながら開口部２１４Ｐの内側にバルブ２０３とバルブ付勢ばねＳ４を配置できる。また燃料導入通路１０ｐを形成する開口部２１４Ｐの内側に位置するバルブ２０３の内周側のデッドスペースを有効に利用してバルブ付勢ばねＳ４を配置できるので、吸入弁部ＩＮＶの軸方向の寸法を短くできる。
バルブ２０３はその中心部にバルブガイド（ＳＧ）を有し、バルブガイド（ＳＧ）のすぐ外周でバルブストッパＳ０の環状面部Ｓ３の受け面Ｓ２に接触する環状突起部２０３Ｓを有する。さらにその径方向外側の位置にバルブシート２１４Ｓが形成されており、環状空隙ＳＧＰはさらにその半径方向外側まで広がっており、環状空隙ＳＧＰの外側（つまり、バルブ２０３、ストッパＳ０の外周側）にバルブハウジングの内周面で形成される燃料通路Ｓ６が順次形成されている。燃料通路Ｓ６がバルブシート２１４Ｓの径方向外側に形成されているので、燃料通路Ｓ６を十分に大きく取れる利点がある。
また、環状空隙ＳＧＰの内側でバルブシート２１４Ｓの内側にストッパＳ０の受け面Ｓ２に接触する環状突起部２０３Ｓを設けたので、後述する閉弁動作時に環状空隙ＳＧＰへ加圧室側の流体圧力Ｐ４を速やかに作用させてバルブ２０３をバルブシート２１４Ｓに押し付ける際の閉弁速度を上げることができる。
まず、図３（Ａ）（Ｂ）により燃料吸入状態を説明する。ピストンプランジャ２が図２の破線で示す上死点位置から矢印Ｑ２に示す方向に下降する吸入工程では、コイル２０４は非通電状態である。プランジャロッド付勢ばね２０２の付勢力ＳＰ１は矢印に示すようにバルブ２０３に向かってプランジャロッド２０１を付勢する。一方バルブ付勢ばねＳ４の付勢力ＳＰ２はバルブ２０３を矢印に示す方向へ付勢する。プランジャロッド付勢ばね２０２の付勢力がバルブ付勢ばねＳ４の付勢力ＳＰ２の付勢力より大きく設定されているので両ばねの付勢力はこのときバルブ２０３を開弁方向に付勢する。また低圧燃料室１０ａ内に位置するバルブ２０３の平面部２０３Ｆに代表されるバルブ２０３の外表面に作用する燃料の静圧Ｐ１と加圧室内の燃料の圧力Ｐ１２との圧力差によってバルブ２０３は開弁方向の力を受ける。さらに燃料導入通路１０ｐを通って矢印Ｒ４に沿って加圧室１２に流入する燃料流とバルブ２０３の円筒部２０３Ｈの周面との間に発生する流体摩擦力Ｐ２はバルブ２０３を開弁方向に付勢する。さらに、バルブシート２１４Ｓとバルブ２０３の環状面部２０３Ｒとの間に形成される環状燃料通路１０Ｓを通る燃料流の動圧Ｐ３はバルブ２０３の環状面部２０３Ｒに作用してバルブ２０３を開弁方向に付勢する。重量数ミリグラムのバルブ２０３はこれらの付勢力によって、ピストンプランジャ２が下降し始めると素早く開弁し、ストッパＳＴに衝突するまでストロークする。
バルブシート２１４Ｓは、バルブ２０３の円筒部２０３Ｈ・燃料導入通路１０Ｐよりも直径方向で外側に形成されている。これによりＰ１，Ｐ２，Ｐ３が作用する面積を大きくする事が可能となり、バルブ２０３の開弁速度を速くする事ができる。
このときプランジャロッド２０１およびアンカー２０７の周囲は滞留した燃料で満たされていること、および軸受２１４Ｂとの摩擦力が作用することによって、プランジャロッド２０１およびアンカー２０７はバルブ２０３の開弁速度よりわずかに図面右方向へのストロークが遅れる。その結果プランジャロッド２０１の先端面とバルブ２０３の平面部２０３Ｆとの間にわずかな隙間ができる。このためプランジャロッド２０１から付与される開弁力が一瞬低下する。しかし、この隙間には低圧燃料室１０ａ内の燃料の圧力Ｐ１が遅れなく作用するので、プランジャロッド２０１（プランジャロッド付勢ばね２０１）から付与される開弁力の低下をこのバルブ２０３を開弁する方向の流体力が補う。かくして、バルブ２０３の開弁時にはバルブ２０３の低圧燃料室１０ａ側の全表面に流体の静圧および動圧が作用するので、開弁速度が速くなる。
バルブ２０３の開弁時は、バルブ２０３の円筒部２０３Ｈの内周面をバルブストッパＳ０の突出部ＳＴの円筒面ＳＧによって形成されるバルブガイドでガイドされ、バルブ２０３は径方向に変位することなくスムースにストロークする。バルブガイドを形成する円筒面ＳＧはバルブシート２１４が配置された面を挟んでその上流側および下流側に形成されており、バルブ２０３のストロークを十分に支持できるだけでなく、バルブ２０３の内周側のデッドスペースを有効に利用できるので、吸入弁部ＩＮＶの軸方向の寸法を短くできる。
また、バルブ付勢ばねＳ４はバルブストッパＳ０の端面ＳＨとバルブ２０３の平面部２０３ＦのバルブストッパＳ０側底面部との間に設置されているので、開口部２１４Ｐとバルブの円筒部２０３Ｈとの間に形成される燃料導入通路１０ｐの通路面積を十分確保しながら開口部２１４Ｐの内側にバルブ２０３とバルブ付勢ばねＳ４を配置できる。また燃料導入通路１０ｐを形成する開口部２１４Ｐの内側に位置するバルブ２０３の内周側のデッドスペースを有効に利用してバルブ付勢ばねＳ４を配置できるので、吸入弁部ＩＮＶの軸方向の寸法を短くできる。
バルブ２０３はその中心部にバルブガイド（ＳＧ）を有し、バルブガイド（ＳＧ）のすぐ外周でバルブストッパＳ０の環状面部Ｓ３の受け面Ｓ２に接触する環状突起部２０３Ｓを有する。さらにその径方向外側の位置にバルブシート２１４Ｓが形成されており、環状空隙ＳＧＰはさらにその半径方向外側まで広がっており、環状空隙ＳＧＰの外側（つまり、バルブ２０３、ストッパＳ０の外周側）にバルブハウジングの内周面で形成される燃料通路Ｓ６が順次形成されている。燃料通路Ｓ６がバルブシート２１４Ｓの径方向外側に形成されているので、燃料通路Ｓ６を十分に大きく取れる利点がある。
また、環状空隙ＳＧＰの内側でバルブシート２１４Ｓの内側にストッパＳ０の受け面Ｓ２に接触する環状突起部２０３Ｓを設けたので、後述する閉弁動作時に環状空隙ＳＧＰへ加圧室側の流体圧力Ｐ４を速やかに作用させてバルブ２０３をバルブシート２１４Ｓに押し付ける際の閉弁速度を上げることができる。
≪燃料スピル状態≫
燃料スピル状態を図２、および図３（Ｂ）により説明する。ピストンプランジャ２が下死点位置から転じて矢印Ｑ１方向に上昇し始めるが、コイル２０４は非通電状態であるので、一端加圧室１２内に吸入された燃料の一部が燃料通路Ｓ６，環状燃料通路１０Ｓおよび燃料導入通路１０Ｐを通して低圧燃料室１０ａにスピル（溢流）される。燃料通路Ｓ６における燃料の流れが矢印Ｒ４方向からＲ５方向へ切り替わる際一瞬、燃料の流れが止り、環状空隙ＳＧＰの圧力が上がるがこのときはプランジャ付勢ばね２０２がバルブ２０３をストッパＳ０に押し付ける。むしろ、バルブシート２１４Ｓの環状燃料通路１０Ｓに流れ込む燃料の動圧によってバルブ２０３をストッパＳ０側に押し付ける流体力と環状空隙ＳＧＰの外周を流れる燃料流の吸出し効果でバルブ２０３とストッパＳ０とを引き付けるように作用する流体力によってバルブ２０３はしっかりとストッパＳ０に押し付けられる。
燃料流がＲ５方向に切り替わった瞬間から加圧室１２内の燃料は、燃料通路Ｓ６・環状燃料通路１０Ｓおよび燃料導入通路１０Ｐの順で低圧燃料室１０ａに流れる。ここで、燃料通路１０Ｓの燃料流路断面積は燃料通路Ｓ６・および燃料導入通路１０Ｐの燃料流路断面積よりも小さく設定されている。すなはち、環状燃料通路１０Ｓで最も燃料流路断面積が小さく設定されている。そのため、環状燃料通路１０Ｓで圧力損失が発生し加圧室１２内の圧力が上昇し始めるが、その流体圧力Ｐ４はストッパＳ０の加圧室側の環状面で受けて、バルブ２０３には作用しにくい。
環状空隙ＳＧＰにはスピル状態では低圧燃料室１０ａから、４つの燃料通孔２１４Ｑを介してダンパ室１０ｂへ流れる。一方ピストンプランジャ２が上昇することで、副燃料室２５０の容積が増加するので、縦通路２５０Ｂ、環状通路２１Ｇおよび燃料通路２５０Ａをる矢印Ｒ８の下方矢印方向への燃料流により、ダンパ室１０ｂから燃料副室２５０へ燃料の一部が導入される。かくして燃料副室に冷たい燃料が供給されるので、ピストンプランジャ２とシリンダ２０との摺動部が冷却される。
燃料スピル状態を図２、および図３（Ｂ）により説明する。ピストンプランジャ２が下死点位置から転じて矢印Ｑ１方向に上昇し始めるが、コイル２０４は非通電状態であるので、一端加圧室１２内に吸入された燃料の一部が燃料通路Ｓ６，環状燃料通路１０Ｓおよび燃料導入通路１０Ｐを通して低圧燃料室１０ａにスピル（溢流）される。燃料通路Ｓ６における燃料の流れが矢印Ｒ４方向からＲ５方向へ切り替わる際一瞬、燃料の流れが止り、環状空隙ＳＧＰの圧力が上がるがこのときはプランジャ付勢ばね２０２がバルブ２０３をストッパＳ０に押し付ける。むしろ、バルブシート２１４Ｓの環状燃料通路１０Ｓに流れ込む燃料の動圧によってバルブ２０３をストッパＳ０側に押し付ける流体力と環状空隙ＳＧＰの外周を流れる燃料流の吸出し効果でバルブ２０３とストッパＳ０とを引き付けるように作用する流体力によってバルブ２０３はしっかりとストッパＳ０に押し付けられる。
燃料流がＲ５方向に切り替わった瞬間から加圧室１２内の燃料は、燃料通路Ｓ６・環状燃料通路１０Ｓおよび燃料導入通路１０Ｐの順で低圧燃料室１０ａに流れる。ここで、燃料通路１０Ｓの燃料流路断面積は燃料通路Ｓ６・および燃料導入通路１０Ｐの燃料流路断面積よりも小さく設定されている。すなはち、環状燃料通路１０Ｓで最も燃料流路断面積が小さく設定されている。そのため、環状燃料通路１０Ｓで圧力損失が発生し加圧室１２内の圧力が上昇し始めるが、その流体圧力Ｐ４はストッパＳ０の加圧室側の環状面で受けて、バルブ２０３には作用しにくい。
環状空隙ＳＧＰにはスピル状態では低圧燃料室１０ａから、４つの燃料通孔２１４Ｑを介してダンパ室１０ｂへ流れる。一方ピストンプランジャ２が上昇することで、副燃料室２５０の容積が増加するので、縦通路２５０Ｂ、環状通路２１Ｇおよび燃料通路２５０Ａをる矢印Ｒ８の下方矢印方向への燃料流により、ダンパ室１０ｂから燃料副室２５０へ燃料の一部が導入される。かくして燃料副室に冷たい燃料が供給されるので、ピストンプランジャ２とシリンダ２０との摺動部が冷却される。
≪燃料吐出状態≫
燃料吐出状態を図４を用いて説明する。前述の燃料スピル状態においてエンジン制御装置ＥＣＵからの指令に基づきコイル２０４に通電されると、閉磁路ＣＭＰが図３（Ａ）に示すごとく生起される。閉磁路ＣＭＰが形成されると磁気空隙ＧＰにおいて、固定コア２０６とアンカー２０７の対抗面間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力はプランジャロッド付勢ばね２０２の付勢力に打勝ってアンカー２０７とこれに固定されているプランジャロッド２０１を固定コア２０５に引き付ける。このとき、磁気空隙ＧＰ、プランジャロッド付勢ばね２０２の収納室２０６Ｋ内の燃料は燃料通路２０１Ｋおよびアンカー２０７の周囲を通して燃料通路２１４Ｋから低圧通路に排出される。これにより、アンカー２０７とプランジャロッド２０１はスムースに固定コア２０６側に変位する。アンカー２０７が固定コア２０６に接触すると、アンカー２０７とプランジャロッド２０１は運動を停止する。
プランジャロッド２０１が固定コア２０６に引き寄せられて、バルブ２０３をストッパＳ０側に押し付けていた付勢力がなくなるので、バルブ２０３はバルブ付勢ばねＳ４の付勢力によってストッパＳ０から離れる方向に付勢されバルブ２０３は閉弁運動を開始する。このとき、環状突起部２０３Ｓの外周側に位置する環状空隙ＳＧＰ内の圧力は、燃料加圧室１２内の圧力上昇に伴って低圧燃料１０ａ側の圧力よりも高くなり、かくしてバルブ２０３の閉弁運動を助ける。バルブ２０３がシート２１４Ｓに接触し、閉弁状態となる。この状態が図４（Ａ）に示されている。ピストンプランジャ２が引き続いて上昇するので加圧室１２の容積が減少し、加圧室１２内の圧力が上昇すると図１および図２に示すように、吐出バルブユニット６０の吐出バルブ６３が吐出バルブ付勢ばね６４の力に打勝ってバルブシート６１から離れ吐出通路１１Ａから吐出ジョイント１１を通して、矢印Ｒ６、矢印Ｒ７に沿った方向に燃料が吐出する。
このように、環状空隙ＳＧＰはバルブ２０３の閉弁運動を助ける効果が有る。バルブ付勢ばねＳ４のみでは、吸入弁の閉弁力が小さすぎるので閉弁運動が安定しないと言う問題があった。
バルブ２０３がシート２１４Ｓに接触し完全な閉弁状態になった瞬間はプランジャロッド２０１が固定コア２０６側に完全に引き寄せられてプランジャロッド２０１の先端がバルブ２０３の低圧燃料室１０ａ側端面から離れており、空隙２０１Ｇが形成されている。これにより、バルブ２０３の閉弁動作時にバルブ２０３がプランジャロッド２０１から反閉弁方向へ力を受けることがないので、閉弁動作が速くなる。また、バルブ２０３の閉弁動作時にバルブ２０３がプランジャロッド２０１の衝突することがなく打撃音が発生しないので静粛なバルブ機構が得られる。
バルブ２０３が完全に閉弁し加圧室１２内の圧力が上昇して高圧吐出が開始された後、コイル２０４への通電は断たれる。固定コア２０６とアンカー２０７の対抗面間に発生していた磁気吸引力が消滅し、アンカー２０７とプランジャロッド２０１はプランジャロッド付勢ばね２０２の付勢力によってバルブ２０３側へ移動を開始し、プランジャロッド２０１がバルブ２０３の底部平面部２０３Ｆと接触すると運動を止める。既に加圧室１２内の圧力による閉弁力がプランジャロッド付勢ばね２０２の作用力よりも十分大きくなっているので、プランジャロッド２０１がバルブ２０３の低圧室１０ａ側表面を押してもバルブ２０３は開弁することはない。この状態はピストンプランジャ２が上死点から下降方向Ｑ２へ転じた瞬間にプランジャロッド２０１がバルブ２０３を開弁方向へ付勢する準備動作となる。空隙２０１Ｇは数十〜数百ミクロンオーダのわずかな空隙であることと、加圧室１２内の圧力でバルブ２０３が付勢されてバルブ２０３が剛体となっていることにより、プランジャロッド２０１のバルブ２０３へ衝突するときの衝突音はその周波数が可聴周波数より高くまたのエネルギーも小さいので騒音にはならない。
エンジン制御装置ＥＣＵからの指令に基づきコイル２０４に通電するタイミングを制御する事により、高圧燃料される燃料を調節する事ができる。ピストンプランジャ２が下死点から上死点へと上昇運動に転じた直後にバルブ２０３が閉弁するよう通電タイミングを制御すれば、スピルされる燃料が少なく高圧吐出される燃料が多くなる。ピストンプランジャ２が上死点から下死点へと下降運動に転じた直前にバルブ２０３が閉弁するよう通電タイミングを制御すれば、スピルされる燃料が多く高圧吐出される燃料が少なくなる。
図５ないし図７を用いて吸入弁部ＩＮＶの組立て手順を説明する。
図５ないし図７の部分断面斜視図は中心軸に向かって９０度カットした断面を示す。有底筒状のヨーク２０５の中心の円筒状空間部２０５Ｋに有底筒状の固定コア２０６の有底部側から挿入されその外周が円筒状空間部２０５Ｋの内周面に圧入固定される。固定コア２０６の有底部には圧入時の空気抜きとして機能する貫通孔２０６Ｈが形成されており、内部には筒状の空間２０６Ｋが形成されている。固定コア２０６開放端側端部はヨーク２０５の外周に形成された磁気絞り２０５Ｓの内側に位置する。
アンカー２０７とプランジャロッド２０１は予め圧入嵌合して固定されている。アンカー２０７の内部には仕切り２０７Ｊが設けられ、この仕切り２０７Ｊの中心にはアンカー２０７の内部に形成されてプランジャ付勢ばね２０２の収容空間の一部を形成する円筒状空間部２０７Ｋとプランジャロッド２０１の中心に形成された燃料通路２０１Ｋとを連通する開口２０７Ｈが設けられている。プランジャロッド付勢ばね２０２を固定コア２０６の筒状の空間部２０６Ｋに収納し、プランジャロッド２０１が圧入嵌合されたアンカー２０７の反プランジャロッド２０１側の円筒状空間部２０７Ｋにプランジャロッド付勢ばね２０２の半分の部分が収納されるようにしてアンカー２０７の反プランジャロッド２０１側の外周をヨーク２０５の円筒状空間部２０５Ｋに遊嵌する。アンカー２０７の反プランジャロッド２０１側の端部はヨーク２０５の磁気絞り２０５Ｓの内側の部分で固定コア２０６の端面と磁気空隙ＧＲを挟んで対面する。
ヨーク２０５の環状フランジ部２０５Ｆは図３（Ａ）に示すサイドヨーク２０４Ｙの開放端側内周面が圧入嵌合される周面２０５Ｙが設けられている。サイドヨーク２０４Ｙとヨーク２０５の外周との間にはコイル２０４が装着されるので、環状フランジ部２０５Ｆの径方向の幅はコイル２０４の径方向の幅に見合った幅に形成されている。環状フランジ部２０５Ｆの反固定コア２０６側にはポンプハウジング１の取付け面に当接する接合端面２０５Ｋ（環状フランジ部２０５Ｆより小径）を備えた段付部が設けられており、さらにこの接合端面２０５Ｊから突出する小径の筒状突起部２０５Ｎが設けられている。筒状突起部２０５Ｎはポンプハウジング１の筒状の挿通孔２００Ｈの開放端側から、接合端面２０５Ｊがポンプハウジング１の取り付け面に当接するまでポンプハウジング１の筒状の挿通孔２００Ｈの内部に嵌挿される。
吸入弁部ＩＮＶは予めバルブハウジング２１４、バルブ２０３、バルブ付勢ばねＳ４、バルブストッパＳ０が組み付けることによって形成されている。バルブハウジング２１４の開口部２１４Ｐにバルブ２０３の円筒部２０３Ｈを挿通してバルブシート２１４Ｓにバルブ２０３環状面部２０３Ｒが対面するように組み付ける。次にバルブ２０３の円筒部２０３Ｈの内部にバルブ付勢ばねＳ４を挿入する。最後にストッパＳ０の円筒面部ＳＧを備えた突出部ＳＴをバルブ２０３の円筒部２０３Ｈの内周に挿通してバルブストッパＳ０の圧入面部Ｓｐ１−Ｓｐ３をバルブハウジングの環状段付部２１４Ｄに圧入嵌合して吸入弁部ＩＮＶを構成する。
アンカー２０７とプランジャロッド２０１の組体、固定コア２０６、プランジャロッド付勢ばね２０２を組付けたヨーク２０５の円筒状部２０５Ｎの内周に、バルブハウジング２１４の軸受部２１４Ｂの外周が圧入嵌合により固定されることで、吸入弁部ＩＮＶと電磁駆動機構部ＥＭＤとが一体に組付けられる。このとき、軸受部２１４Ｂの中心の軸受孔２１４Ｈにはプランジャロッド２０１の反アンカー２０７側端部が挿通され、往復動可能に支持される。
かくして組み立てられた電磁駆動型吸入弁機構２００はポンプハウジング１の挿通穴２００Ｈに吸入弁部ＩＮＶと電磁駆動機構部ＥＭＤの一部を挿通し接合面部２０５Ｊの外周をレーザ溶接することでポンプハウジングに固定される。このように、ヨーク２０５の片側内周部にプランジャロッド２０１の組体や吸入弁部ＩＮＶを順次組付け、他側の外周部にコイル２０４とサイドヨーク２０４Ｙを順次組付けることで電磁駆動型吸入弁機構２００を形成することができ、自動化に適した組立て構成が得られた。
燃料吐出状態を図４を用いて説明する。前述の燃料スピル状態においてエンジン制御装置ＥＣＵからの指令に基づきコイル２０４に通電されると、閉磁路ＣＭＰが図３（Ａ）に示すごとく生起される。閉磁路ＣＭＰが形成されると磁気空隙ＧＰにおいて、固定コア２０６とアンカー２０７の対抗面間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力はプランジャロッド付勢ばね２０２の付勢力に打勝ってアンカー２０７とこれに固定されているプランジャロッド２０１を固定コア２０５に引き付ける。このとき、磁気空隙ＧＰ、プランジャロッド付勢ばね２０２の収納室２０６Ｋ内の燃料は燃料通路２０１Ｋおよびアンカー２０７の周囲を通して燃料通路２１４Ｋから低圧通路に排出される。これにより、アンカー２０７とプランジャロッド２０１はスムースに固定コア２０６側に変位する。アンカー２０７が固定コア２０６に接触すると、アンカー２０７とプランジャロッド２０１は運動を停止する。
プランジャロッド２０１が固定コア２０６に引き寄せられて、バルブ２０３をストッパＳ０側に押し付けていた付勢力がなくなるので、バルブ２０３はバルブ付勢ばねＳ４の付勢力によってストッパＳ０から離れる方向に付勢されバルブ２０３は閉弁運動を開始する。このとき、環状突起部２０３Ｓの外周側に位置する環状空隙ＳＧＰ内の圧力は、燃料加圧室１２内の圧力上昇に伴って低圧燃料１０ａ側の圧力よりも高くなり、かくしてバルブ２０３の閉弁運動を助ける。バルブ２０３がシート２１４Ｓに接触し、閉弁状態となる。この状態が図４（Ａ）に示されている。ピストンプランジャ２が引き続いて上昇するので加圧室１２の容積が減少し、加圧室１２内の圧力が上昇すると図１および図２に示すように、吐出バルブユニット６０の吐出バルブ６３が吐出バルブ付勢ばね６４の力に打勝ってバルブシート６１から離れ吐出通路１１Ａから吐出ジョイント１１を通して、矢印Ｒ６、矢印Ｒ７に沿った方向に燃料が吐出する。
このように、環状空隙ＳＧＰはバルブ２０３の閉弁運動を助ける効果が有る。バルブ付勢ばねＳ４のみでは、吸入弁の閉弁力が小さすぎるので閉弁運動が安定しないと言う問題があった。
バルブ２０３がシート２１４Ｓに接触し完全な閉弁状態になった瞬間はプランジャロッド２０１が固定コア２０６側に完全に引き寄せられてプランジャロッド２０１の先端がバルブ２０３の低圧燃料室１０ａ側端面から離れており、空隙２０１Ｇが形成されている。これにより、バルブ２０３の閉弁動作時にバルブ２０３がプランジャロッド２０１から反閉弁方向へ力を受けることがないので、閉弁動作が速くなる。また、バルブ２０３の閉弁動作時にバルブ２０３がプランジャロッド２０１の衝突することがなく打撃音が発生しないので静粛なバルブ機構が得られる。
バルブ２０３が完全に閉弁し加圧室１２内の圧力が上昇して高圧吐出が開始された後、コイル２０４への通電は断たれる。固定コア２０６とアンカー２０７の対抗面間に発生していた磁気吸引力が消滅し、アンカー２０７とプランジャロッド２０１はプランジャロッド付勢ばね２０２の付勢力によってバルブ２０３側へ移動を開始し、プランジャロッド２０１がバルブ２０３の底部平面部２０３Ｆと接触すると運動を止める。既に加圧室１２内の圧力による閉弁力がプランジャロッド付勢ばね２０２の作用力よりも十分大きくなっているので、プランジャロッド２０１がバルブ２０３の低圧室１０ａ側表面を押してもバルブ２０３は開弁することはない。この状態はピストンプランジャ２が上死点から下降方向Ｑ２へ転じた瞬間にプランジャロッド２０１がバルブ２０３を開弁方向へ付勢する準備動作となる。空隙２０１Ｇは数十〜数百ミクロンオーダのわずかな空隙であることと、加圧室１２内の圧力でバルブ２０３が付勢されてバルブ２０３が剛体となっていることにより、プランジャロッド２０１のバルブ２０３へ衝突するときの衝突音はその周波数が可聴周波数より高くまたのエネルギーも小さいので騒音にはならない。
エンジン制御装置ＥＣＵからの指令に基づきコイル２０４に通電するタイミングを制御する事により、高圧燃料される燃料を調節する事ができる。ピストンプランジャ２が下死点から上死点へと上昇運動に転じた直後にバルブ２０３が閉弁するよう通電タイミングを制御すれば、スピルされる燃料が少なく高圧吐出される燃料が多くなる。ピストンプランジャ２が上死点から下死点へと下降運動に転じた直前にバルブ２０３が閉弁するよう通電タイミングを制御すれば、スピルされる燃料が多く高圧吐出される燃料が少なくなる。
図５ないし図７を用いて吸入弁部ＩＮＶの組立て手順を説明する。
図５ないし図７の部分断面斜視図は中心軸に向かって９０度カットした断面を示す。有底筒状のヨーク２０５の中心の円筒状空間部２０５Ｋに有底筒状の固定コア２０６の有底部側から挿入されその外周が円筒状空間部２０５Ｋの内周面に圧入固定される。固定コア２０６の有底部には圧入時の空気抜きとして機能する貫通孔２０６Ｈが形成されており、内部には筒状の空間２０６Ｋが形成されている。固定コア２０６開放端側端部はヨーク２０５の外周に形成された磁気絞り２０５Ｓの内側に位置する。
アンカー２０７とプランジャロッド２０１は予め圧入嵌合して固定されている。アンカー２０７の内部には仕切り２０７Ｊが設けられ、この仕切り２０７Ｊの中心にはアンカー２０７の内部に形成されてプランジャ付勢ばね２０２の収容空間の一部を形成する円筒状空間部２０７Ｋとプランジャロッド２０１の中心に形成された燃料通路２０１Ｋとを連通する開口２０７Ｈが設けられている。プランジャロッド付勢ばね２０２を固定コア２０６の筒状の空間部２０６Ｋに収納し、プランジャロッド２０１が圧入嵌合されたアンカー２０７の反プランジャロッド２０１側の円筒状空間部２０７Ｋにプランジャロッド付勢ばね２０２の半分の部分が収納されるようにしてアンカー２０７の反プランジャロッド２０１側の外周をヨーク２０５の円筒状空間部２０５Ｋに遊嵌する。アンカー２０７の反プランジャロッド２０１側の端部はヨーク２０５の磁気絞り２０５Ｓの内側の部分で固定コア２０６の端面と磁気空隙ＧＲを挟んで対面する。
ヨーク２０５の環状フランジ部２０５Ｆは図３（Ａ）に示すサイドヨーク２０４Ｙの開放端側内周面が圧入嵌合される周面２０５Ｙが設けられている。サイドヨーク２０４Ｙとヨーク２０５の外周との間にはコイル２０４が装着されるので、環状フランジ部２０５Ｆの径方向の幅はコイル２０４の径方向の幅に見合った幅に形成されている。環状フランジ部２０５Ｆの反固定コア２０６側にはポンプハウジング１の取付け面に当接する接合端面２０５Ｋ（環状フランジ部２０５Ｆより小径）を備えた段付部が設けられており、さらにこの接合端面２０５Ｊから突出する小径の筒状突起部２０５Ｎが設けられている。筒状突起部２０５Ｎはポンプハウジング１の筒状の挿通孔２００Ｈの開放端側から、接合端面２０５Ｊがポンプハウジング１の取り付け面に当接するまでポンプハウジング１の筒状の挿通孔２００Ｈの内部に嵌挿される。
吸入弁部ＩＮＶは予めバルブハウジング２１４、バルブ２０３、バルブ付勢ばねＳ４、バルブストッパＳ０が組み付けることによって形成されている。バルブハウジング２１４の開口部２１４Ｐにバルブ２０３の円筒部２０３Ｈを挿通してバルブシート２１４Ｓにバルブ２０３環状面部２０３Ｒが対面するように組み付ける。次にバルブ２０３の円筒部２０３Ｈの内部にバルブ付勢ばねＳ４を挿入する。最後にストッパＳ０の円筒面部ＳＧを備えた突出部ＳＴをバルブ２０３の円筒部２０３Ｈの内周に挿通してバルブストッパＳ０の圧入面部Ｓｐ１−Ｓｐ３をバルブハウジングの環状段付部２１４Ｄに圧入嵌合して吸入弁部ＩＮＶを構成する。
アンカー２０７とプランジャロッド２０１の組体、固定コア２０６、プランジャロッド付勢ばね２０２を組付けたヨーク２０５の円筒状部２０５Ｎの内周に、バルブハウジング２１４の軸受部２１４Ｂの外周が圧入嵌合により固定されることで、吸入弁部ＩＮＶと電磁駆動機構部ＥＭＤとが一体に組付けられる。このとき、軸受部２１４Ｂの中心の軸受孔２１４Ｈにはプランジャロッド２０１の反アンカー２０７側端部が挿通され、往復動可能に支持される。
かくして組み立てられた電磁駆動型吸入弁機構２００はポンプハウジング１の挿通穴２００Ｈに吸入弁部ＩＮＶと電磁駆動機構部ＥＭＤの一部を挿通し接合面部２０５Ｊの外周をレーザ溶接することでポンプハウジングに固定される。このように、ヨーク２０５の片側内周部にプランジャロッド２０１の組体や吸入弁部ＩＮＶを順次組付け、他側の外周部にコイル２０４とサイドヨーク２０４Ｙを順次組付けることで電磁駆動型吸入弁機構２００を形成することができ、自動化に適した組立て構成が得られた。
１ ポンプハウジング
２ ピストンプランジャ
３ リフタ
４ ばね
５ プランジャシール
６ 吐出弁
７ カム
１０ 吸入ジョイント
１０ａ 低圧燃料室
１０ｂ ダンパ室
１０ｐ 燃料導入通路
１０Ｓ 環状燃料通路
１１ 吐出ジョイント
１２ 加圧室
２０ シリンダ
２１ シリンダホルダ
２２ シールホルダ
３０ ダンパホルダ
４０ ダンパカバー
５０ 燃料タンク
５１ 低圧ポンプ
５３ コモンレール
５４ インジェクタ
５６ 圧力センサ
６００ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
８０ 金属ダイヤフラムダンパ（組体）
２００ 電磁駆動型吸入弁機構
２０１ プランジャロッド
２０３ バルブ
２０３Ｈ 筒状部
２０６ 固定コア
２０９ カップ
２１４ バルブハウジング
２１４Ｐ 開口部
２１４Ｓ バルブシート
２５０ 燃料副室
ＥＭＤ 電磁駆動機構部
ＩＮＶ 吸入弁部
Ｓ０ バルブストッパ
ＳＧ バルブガイド
２ ピストンプランジャ
３ リフタ
４ ばね
５ プランジャシール
６ 吐出弁
７ カム
１０ 吸入ジョイント
１０ａ 低圧燃料室
１０ｂ ダンパ室
１０ｐ 燃料導入通路
１０Ｓ 環状燃料通路
１１ 吐出ジョイント
１２ 加圧室
２０ シリンダ
２１ シリンダホルダ
２２ シールホルダ
３０ ダンパホルダ
４０ ダンパカバー
５０ 燃料タンク
５１ 低圧ポンプ
５３ コモンレール
５４ インジェクタ
５６ 圧力センサ
６００ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
８０ 金属ダイヤフラムダンパ（組体）
２００ 電磁駆動型吸入弁機構
２０１ プランジャロッド
２０３ バルブ
２０３Ｈ 筒状部
２０６ 固定コア
２０９ カップ
２１４ バルブハウジング
２１４Ｐ 開口部
２１４Ｓ バルブシート
２５０ 燃料副室
ＥＭＤ 電磁駆動機構部
ＩＮＶ 吸入弁部
Ｓ０ バルブストッパ
ＳＧ バルブガイド
Claims (4)
- 加圧室を備えたポンプハウジング、
当該ポンプハウジングに支持され、前記加圧室内で往復動作を繰り返すことで前記加圧室内に流体を吸入し、加圧して前記加圧室から前記流体を吐出するピストンプランジャ、
前記ポンプハウジングに取付けられた電磁駆動型の吸入弁を備え、
前記電磁駆動型の吸入弁が、前記加圧室の入口に設けられた吸入弁と当該吸入弁の開閉時期を制御する電磁駆動機構とから構成され、
前記吸入弁はバルブハウジングに設けられたバルブシートに対して前記加圧室側に配置されるバルブと、前記バルブに対し、前記加圧室側とは反対側に磁気回路を形成するコアとアンカーが配置され、前記アンカーを前記バルブ側に付勢するプランジャロッド付勢ばねを前記コア、アンカー間に形成された円筒穴に内包されたものにおいて、前記加圧室側とは反対側における前記プランジャロッド付勢ばねの着座部が前記コアの前記円筒穴の有底部となるカップ状の別部材で形成され、前記カップ状の別部材の表面硬度が前記コアを形成する部材の表面硬度よりも高い電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項１に記載したものにおいて、
前記コアの有底部に固定されたカップ状の別部材は熱処理により前記コアよりも高い表面硬度を有している電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項２に記載したものにおいて、
前記コアの有底部に固定されたカップ状の別部材はマルテンサイト系ステンレスである電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項１に記載したものにおいて、
前記コアの有底部に固定されたカップ状の別部材は硬質めっきにより前記コアよりも高い表面硬度を有している電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。
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|---|---|---|---|
| JP2013004199A JP6180741B2 (ja) | 2013-01-15 | 2013-01-15 | 電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ |
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