JP6402738B2

JP6402738B2 - プランジャ式の電動燃料ポンプ

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Publication number: JP6402738B2
Application number: JP2016081141A
Authority: JP
Inventors: 浅山　和博; 和博浅山; 哲樹 ▲高▼木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2036-04-14
Also published as: US10240589B2; US20170298915A1; JP2017190737A

Description

本発明は、プランジャ式の電動燃料ポンプに関する。

シリンダ内をプランジャが移動することにより、シリンダ及びプランジャによって区画される加圧室内の燃料を加圧するプランジャ式の燃料ポンプが知られている。例えば特許文献１に記載の燃料ポンプは、電磁石によって往復移動する可動子を備えており、この可動子にプランジャとして機能するピストンを接続することにより、燃料ポンプの電動化を図るようにしている。

特開２０１４−１１７１４９号公報

ところで、上述したプランジャ式の燃料ポンプは、高い吐出圧を得るうえで有利な構造を有するポンプであるが、その吐出動作中には加圧室内の流体からプランジャに対して高い圧力が作用する。そのため、プランジャを電磁石で動かすには強い磁力が必要になり、その分、電磁石の消費電力が大きくなってしまう。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、消費電力の少ないプランジャ式の電動燃料ポンプを提供することにある。

上記課題を解決するプランジャ式の電動燃料ポンプは、シリンダと、前記シリンダ内を往復移動するプランジャと、前記シリンダ及び前記プランジャによって区画される加圧室を備えるポンプボディと、を有しており前記シリンダ内で前記プランジャを移動させることにより前記加圧室の燃料を加圧するプランジャ式の燃料ポンプである。そして、この燃料ポンプは、前記プランジャが接続された可動子と、前記可動子に対向して設けられた固定コアと、前記可動子に磁力を作用させることにより前記可動子が前記ポンプボディに近づく方向に移動させる永久磁石と、前記永久磁石を有する回転コアと、前記回転コアを回転させる電動モータと、前記可動子を前記ポンプボディから離れる方向に付勢するスプリングと、を備えている。そして、前記回転コア及び前記固定コアには、前記回転コアの回転位相を変化させることにより、前記永久磁石の磁力が前記可動子に作用しない状態である第１状態と前記永久磁石の磁力が前記可動子に作用する状態である第２状態とを切り替える切り替え部が設けられている。

同構成によれば、永久磁石の磁力が可動子に作用するとプランジャの接続された可動子がポンプボディに近づく方向に移動する。一方、永久磁石の磁力が可動子に作用しなくなると、プランジャの接続された可動子はスプリングの付勢力によってポンプボディから離れる方向に移動する。そのため、永久磁石の磁力が可動子に作用しない第１状態と、永久磁石の磁力が可動子に作用する第２状態とを繰り返すことにより、プランジャは往復移動するようになり、燃料ポンプは吐出動作を行う。ここで、同構成では、回転コアの回転位相を変化させることによって、そうした第１状態と第２状態との切り替えを行う切り替え部を備えている。

従って、プランジャを移動させるための磁力は、電力を必要としない永久磁石から発生しており、燃料ポンプの吐出動作に際しては、回転コアを回転させる電動モータの消費電力だけで済む。こうした回転コアを回転させるために電動モータで消費される電力は、高い圧力が作用するプランジャが接続された可動子を電磁石の磁力で吸引するようにしたときの同電磁石の消費電力よりも少なくて済む。従って、同構成によれば、消費電力の少ないプランジャ式の電動燃料ポンプを得ることができるようになる。

また、上記電動燃料ポンプにおいて、前記固定コアは、内側コアと、同内側コアの外周面から離間して配設された外側コアとで構成されており、前記切り替え部は、前記内側コアに設けられた第１突起部と、前記外側コアに設けられた第２突起部と、前記回転コアに設けられて前記内側コアの前記第１突起部に対向するように突出する第３突起部と、前記回転コアに設けられて前記外側コアの前記第２突起部に対向するように突出する第４突起部と、で構成されており、前記回転コアの回転位相が変化することにより、前記内側コアに設けられた前記第１突起部と前記回転コアに設けられた前記第３突起部とが対向するときには、それら両突起部の間の隙間が前記回転コアと前記外側コアとの間の隙間よりも狭くなるように前記第１突起部及び前記第３突起部の突出量は設定されており、前記回転コアの回転位相が変化することにより、前記外側コアに設けられた前記第２突起部と前記回転コアに設けられた前記第４突起部とが対向するときには、それら両突起部の間の隙間が前記回転コアと前記内側コアとの間の隙間よりも狭くなるように前記第２突起部及び前記第４突起部の突出量は設定されていることが好ましい。

同構成によれば、内側コアに設けられた第１突起部と回転コアに設けられた第３突起部とが対向するときには、それら両突起部の間の隙間が回転コアと外側コアとの間の隙間よりも狭くなるように第１突起部及び第３突起部の突出量は設定されている。従って、第１突起部と第３突起部とが対向するときには、第１突起部と第３突起部との間の隙間における磁気抵抗が、回転コアと外側コアとの間の隙間における磁気抵抗よりも小さくなるため、永久磁石の磁束は第１突起部と第３突起部との間の隙間を通るようになる。そして、この場合には、内側コアにおいて回転コアに近い一部の部位と永久磁石を有する回転コアとで環状の閉じた磁気回路が構成されるようになるため、可動子には永久磁石の磁力が作用しなくなり、これにより上記第１状態を作ることができるようになる。

一方、外側コアに設けられた第２突起部と回転コアに設けられた第４突起部とが対向するときには、それら両突起部の間の隙間が回転コアと内側コアとの間の隙間よりも狭くなるように第２突起部及び第４突起部の突出量は設定されている。従って、第２突起部と第４突起部とが対向するときには、第２突起部と第４突起部との間の隙間における磁気抵抗が、回転コアと内側コアとの間の隙間における磁気抵抗よりも小さくなるため、永久磁石の磁束は第２突起部と第４突起部との間の隙間を通るようになる。そして、この場合には、永久磁石を有する回転コアと外側コアと可動子と内側コアとによって環状の閉じた磁気回路が構成されるようになるため、可動子には永久磁石の磁力が作用するようになり、これにより上記第２状態を作ることができるようになる。

一実施形態のプランジャ式の電動燃料ポンプが設けられたエンジンの燃料系の構成を模式的に示す略図。同実施形態の電動燃料ポンプの断面図。図２のＡ−Ａ線に沿った電動燃料ポンプの断面図。内側コアの斜視図。図４のＢ−Ｂ線に沿った内側コアの断面図。第１外側コアの斜視図。図６のＤ−Ｄ線に沿った第１外側コアの断面図。第２外側コアの斜視図。第２外側コアの平面図。内側コアの凸部と第１外側コアの凸部との位置関係を示す模式図。内側コアの凸部と第２外側コアの凸部との位置関係を示す模式図。回転コアの分解斜視図。第１リングの平面図。第２リングの平面図。回転コア周辺の拡大断面図。回転コア周辺の拡大断面図。第１可動コアの配設態様を示す平面図。燃料吸引時の電動燃料ポンプ内の状態を示す断面図。燃料吐出時の電動燃料ポンプ内の状態を示す断面図。同実施形態の変形例における電動燃料ポンプの断面図。同実施形態の変形例における電動燃料ポンプの断面図。

以下、プランジャ式の電動燃料ポンプ（以下、燃料ポンプという）の一実施形態を、図１〜図１９を参照して説明する。
なお、以下の説明では、各図において矢印ＵＰに示す方向を燃料ポンプの上方とし、矢印ＤＷの示す方向を燃料ポンプの下方とする。また、各図に示す一点鎖線Ｃは、後述する第１プランジャ２２４及び第２プランジャ３２４の中心軸を示しており、以下、この線Ｃを中心軸Ｃという。

本実施形態の燃料ポンプ５０は、車載用の筒内噴射式エンジンに設けられる高圧燃料ポンプとして構成されている。
図１に示すように、筒内噴射式エンジンの燃料タンク１０の内部には、燃料を汲み出すフィードポンプ１１が設けられている。フィードポンプ１１は、低圧燃料通路１２を介して燃料ポンプ５０に接続されている。低圧燃料通路１２には、その内部の燃料圧力が規定値を超えたときに、その内部の燃料を燃料タンク１０に排出するレギュレータ１４が設けられている。

燃料ポンプ５０は、例えば筒内噴射式エンジンの近傍に設けられており、高圧燃料通路１９を介してデリバリパイプ２０に接続されている。デリバリパイプ２０には、筒内噴射式エンジンの各気筒に設けられたインジェクタ２１が接続されている。

図２に示すように、燃料ポンプ５０は、筒状のハウジング４１０を備えている。
ハウジング４１０内には、円筒状のポンプボディ２２０が設けられている。ポンプボディ２２０には、円筒状のシリンダ２２１が上下方向に貫通した状態で形成されている。シリンダ２２１には、往復移動する丸棒状の第１プランジャ２２４と、往復移動する丸棒状の第２プランジャ３２４とが、互いに対向するように挿入されている。

第１プランジャ２２４及び第２プランジャ３２４は、一端がシリンダ２２１の内部に挿入されており、他端がシリンダ２２１の外部に突出した状態で配設されている。そして、シリンダ２２１の内部が第１プランジャ２２４及び第２プランジャ３２４によって区画されることにより、燃料を加圧する加圧室２２５が形成されている。

図３に示すように、ポンプボディ２２０には、低圧燃料通路１２を介して送油されてくる低圧燃料を加圧室２２５に吸入するための吸入流路２２２と、加圧室２２５で加圧された高圧燃料を高圧燃料通路１９に吐出する吐出流路２２３とが形成されている。

吸入流路２２２には、低圧燃料通路１２を介して送油されてくる低圧燃料が加圧室２２５に流入することを許容する一方、加圧室２２５から低圧燃料通路１２への燃料流入を遮断する第１逆止弁２２８が設けられている。

吐出流路２２３には、加圧室２２５で加圧された高圧燃料が高圧燃料通路１９に流入することを許容する一方、高圧燃料通路１９から加圧室２２５への燃料流入を遮断する第２逆止弁２２９が設けられている。

先の図２に示すように、ハウジング４１０内には、略円盤形状であって軟磁性体（例えば鉄など）で形成された第１可動子４４０が設けられている。第１可動子４４０の中心部には、第１可動子４４０の径方向に対して平行に広がる円板状の第１平面部４４１が形成されており、この第１平面部４４１の中心部には、シリンダ２２１の外部に突出している第１プランジャ２２４の端部が接続されている。

第１平面部４４１の外周には、第１プランジャ２２４の径方向に広がりながら傾斜した環状の第１傾斜面４４３が形成されている。
また、ハウジング４１０内には、第２可動子４５０も設けられている。第２可動子４５０は、第１プランジャ２２４の中心軸Ｃが延びる方向において第１可動子４４０と対向するように設けられている。

この第２可動子４５０も略円盤形状であって軟磁性体で形成されている。第２可動子４５０の中心部には、第２可動子４５０の径方向に対して平行に広がる円板状の第２平面部４５１が形成されており、この第２平面部４５１の中心部には、シリンダ２２１の外部に突出している第２プランジャ３２４の端部が接続されている。

第２平面部４５１の外周には、第２プランジャ３２４の径方向に広がりながら傾斜した環状の第２傾斜面４５３が形成されている。この第２傾斜面４５３の傾斜角及び上記第１傾斜面４４３の傾斜角は同一にされている。

第２可動子４５０は、第１可動子４４０の往復移動に伴って発生する振動を抑えるためのカウンタウェイトとして機能するように設けられており、第１可動子４４０の質量と第２可動子４５０の質量とがほぼ同じになるように、それら第１可動子４４０及び第２可動子４５０の板厚や大きさ等は設定されている。ちなみに、第１可動子４４０及び第２可動子４５０の質量ができるだけ同じになるように、第１可動子４４０や第２可動子４５０に質量調整用の孔を空けたり、錘を付けたりしてもよい。

ハウジング４１０内には、第１可動子４４０の第１傾斜面４４３及び第２可動子４５０の第２傾斜面４５３に対向する固定コアが設けられている。より詳細には、この固定コアは、軟磁性体で形成された円筒状の内側コア５３０、軟磁性体で形成された円筒状の第１外側コア５１０、及び軟磁性体で形成された円環状の第２外側コア５２０で構成されている。内側コア５３０及び第１外側コア５１０及び第２外側コア５２０は、それらの各中心軸が上記中心軸Ｃと一致するように配設されている。

内側コア５３０内には、上記ポンプボディ２２０が固定されている。第１外側コア５１０は、内側コア５３０の外周面の上部を環状に囲むようにして配設されている。また、第１外側コア５１０の内周面と内側コア５３０の外周面との間には隙間Ｓ１が設けられており、第１外側コア５１０の内周面と内側コア５３０の外周面とは離間している。そして、中心軸Ｃが延びる方向における第１外側コア５１０の配設位置及び内側コア５３０の配設位置は、内側コア５３０の上端面５３０Ａと第１外側コア５１０の上端面５１０Ａとが同一平面上に並ぶように設定されている。

第２外側コア５２０は、内側コア５３０の外周面における下部を環状に囲むようにして配設されている。また、第２外側コア５２０の内周面と内側コア５３０の外周面との間には隙間Ｓ２が設けられており、第２外側コア５２０の内周面と内側コア５３０の外周面とは離間している。そして、中心軸Ｃが延びる方向における第２外側コア５２０の配設位置は、内側コア５３０の下端面５３０Ｂと第２外側コア５２０の下端面５２０Ｂとが同一平面上に並ぶように設定されている。なお、上記第１外側コア５１０及び上記第２外側コア５２０は、内側コアの外周面から離間して配設された上記外側コアに対応している。

上述した第１可動子４４０の第１傾斜面４４３は、第１傾斜面４４３の外周に向かうほど、内側コア５３０の上端面５３０Ａ及び第１外側コア５１０の上端面５１０Ａから離れていくように傾斜方向は設定されている。同様に、上述した第２可動子４５０の第２傾斜面４５３は、第２傾斜面４５３の外周に向かうほど、内側コア５３０の下端面５３０Ｂ及び第２外側コア５２０の下端面５２０Ｂから離れていくように傾斜方向が設定されている。

図４に示すように、上記内側コア５３０は、ポンプボディ２２０を挿入して固定するための貫通孔５３９が形成された筒状の第１円筒部５３１を有している。
第１円筒部５３１には、上記第１逆止弁２２８が挿入される孔５３７や、上記第２逆止弁２２９が挿入される孔５３８が設けられている（先の図３を参照）。

また、内側コア５３０の上部には、第１円筒部５３１よりも外径の大きい環状の第１拡径部５３２が設けられており、内側コア５３０の下部には、第１円筒部５３１よりも外径の大きい環状の第２拡径部５３３が設けられている。なお、第１拡径部５３２の上面が、上述した内側コア５３０の上端面５３０Ａになる。また、第２拡径部５３３の下面が、上述した内側コア５３０の下端面５３０Ｂになる。

第１円筒部５３１の外周面には、当該外周面から突出して周方向に延びる第１凸部５３０Ｅが２つ設けられている。それら２つの第１凸部５３０Ｅは、第１円筒部５３１の周方向において１８０度位相の異なる位置、つまり第１円筒部５３１の直径方向において互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。

また、第１円筒部５３１の外周面において第１凸部５３０Ｅの下方には、第１円筒部５３１の外周面から突出して周方向に延びる第２凸部５３０Ｆが２つ設けられている。それら２つの第２凸部５３０Ｆも、第１円筒部５３１の周方向において１８０度位相の異なる位置、つまり第１円筒部５３１の直径方向において互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。なお、上記第１凸部５３０Ｅ及び上記第２凸部５３０Ｆは、内側コアに設けられた上記第１突起部に対応している。

第１凸部５３０Ｅ及び第２凸部５３０Ｆは、第１円筒部５３１の上下方向において所定の間隔を空けた状態で並設されており、第１凸部５３０Ｅと第２凸部５３０Ｆとが互いに対向することにより、それら各対向面の間には第１円筒部５３１の周方向に延びる溝５３６が形成されている。

図５及び先の図４に示すように、第１円筒部５３１の上下方向において所定の間隔を空けた状態で並設されている第１凸部５３０Ｅ及び第２凸部５３０Ｆは、第１円筒部５３１の周方向において同位相となる位置に設けられている。また、第１凸部５３０Ｅの円弧の中心角及び第２凸部５３０Ｆの円弧の中心角は共に同じ中心角α１に設定されている。

図６に示すように、上記第１外側コア５１０は、上記第１円筒部５３１を挿入する孔５１６が形成された筒状の第２円筒部５１１を有している。孔５１６の直径は、上記第１円筒部５３１の外径よりも大きくされており、これにより第２円筒部５１１の内周面と第１円筒部５３１の外周面との間には上記隙間Ｓ１が形成される。

第２円筒部５１１には、第２円筒部５１１の下方に向かって開いている切り欠き部５１４が２つ形成されている。それら２つの切り欠き部５１４は、第２円筒部５１１の周方向において１８０度位相の異なる位置、つまり第２円筒部５１１の直径方向において互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。

第１外側コア５１０の上部には、外径が第２円筒部５１１の外径よりも大きく、内径が上記第１拡径部５３２の外径よりも大きい環状の第３拡径部５１２が設けられている。この第３拡径部５１２に上記第１拡径部５３２が収容されることにより、第３拡径部５１２の内周面と第１拡径部５３２の外周面との間には上記隙間Ｓ１が形成される。なお、第３拡径部５１２の上面が、上述した第１外側コア５１０の上端面５１０Ａになる。

図７及び先の図６に示すように、第１外側コア５１０の下部には、第２円筒部５１１の外周面から突出して周方向に延びる第３凸部５１０Ｇが２つ設けられている。それら２つの第３凸部５１０Ｇは、第２円筒部５１１の周方向において１８０度位相の異なる位置、つまり第２円筒部５１１の直径方向において互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。そして、図７に示すように、互いに対向する第３凸部５１０Ｇの円弧の中心角α２は共に同じ角度に設定されている。なお、本実施形態では、中心角α２を上記中心角α１よりも大きい角度にしているが、中心角α２を上記中心角α１よりも小さい角度にしてもよい。また、中心角α２と中心角α１とを同じ角度にしてもよい。

図８に示すように、上記第２外側コア５２０は、円環状であってその内径は上記第２拡径部５３３の外径よりも大きくされている。これにより第２外側コア５２０の内周面と第２拡径部５３３の外周面との間には上記隙間Ｓ２が形成される。

第２外側コア５２０の中心軸Ｃ１に直交する第２外側コア５２０の側面であって、燃料ポンプ５０の上方に面する上面５２０Ａには、その上面５２０Ａから上方に突出して同上面５２０Ａの周方向に延びる第４凸部５２０Ｈが２つ設けられている。それら２つの第４凸部５２０Ｈは、第２外側コア５２０の周方向において１８０度位相の異なる位置、つまり第２外側コア５２０の直径方向において互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。そして、図９に示すように、互いに対向する第４凸部５２０Ｈの円弧の中心角は共に上記中心角α２と同じ角度に設定されている。なお、本実施形態では、一例として第４凸部５２０Ｈの円弧の中心角を上記中心角α２と同じ角度に設定しているが、その他の角度を設定してもよい。なお、上記第３凸部５１０Ｇ及び上記第４凸部５２０Ｈは、外側コアに設けられた上記第２突起部に対応している。

図１０に示すように、内側コア５３０の周方向における第１外側コア５１０の組み付け位相は、内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅと第１外側コア５１０の第３凸部５１０Ｇとが内側コア５３０の周方向において同位相となるように組み付けられている。つまり、同図１０に示すように、中心軸Ｃに直交する面から内側コア５３０を見たときに、扇状をなす第１凸部５３０Ｅの周方向における中心点ＥＣ１と、扇状をなす第３凸部５１０Ｇの周方向における中心点ＥＣ２とを通る直線Ｌ１が、中心軸Ｃと交差するように、内側コア５３０及び第１外側コア５１０はハウジング４１０内に組み付けられている。

図１１に示すように、内側コア５３０の周方向における第２外側コア５２０の組み付け位相は、内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅと第２外側コア５２０の第４凸部５２０Ｈとが内側コア５３０の周方向において同位相となるように組み付けられている。つまり、同図１１に示すように、中心軸Ｃに直交する面から内側コア５３０を見たときに、扇状をなす第１凸部５３０Ｅの周方向における中心点ＥＣ１と、扇状をなす第４凸部５２０Ｈの周方向における中心点ＥＣ３とを通る直線Ｌ２が中心軸Ｃと交差するように、第２外側コア５２０はハウジング４１０内に組み付けられている。

上述したように、第１凸部５３０Ｅ及び第２凸部５３０Ｆは第１円筒部５３１の周方向において同位相となる位置に設けられている。従って、中心軸Ｃに直交する面から内側コア５３０を見たときに、第１凸部５３０Ｅ及び第２凸部５３０Ｆ及び第３凸部５１０Ｇ及び第４凸部５２０Ｈは、内側コア５３０の周方向において同位相となるように配設されている。

先の図２に示すように、第１外側コア５１０と第２外側コア５２０との間には、内側コア５３０の周りを回転する円環状の回転コア６００が設けられている。この回転コア６００の中心軸Ｃ２は、上記中心軸Ｃに一致している。

図１２及び先の図２に示すように、回転コア６００は、軟磁性体で形成された円環状の第１リング６１０と、軟磁性体で形成された円環状の第２リング６２０と、第１リング６１０及び第２リング６２０に挟まれた状態で第１リング６１０及び第２リング６２０に固定されている円環状の永久磁石６３０とで構成されている。

図１２に示すように、中心軸Ｃ２に直交する第１リング６１０の側面であって、燃料ポンプ５０の上方に面する上面６１０Ａには、円環状の外歯を有するリングギヤ６１３が設けられている。

第１リング６１０の内周面には、当該内周面から突出して周方向に延びる第５凸部６１０Ｅが２つ設けられている。それら２つの第５凸部６１０Ｅは、第１リング６１０の周方向において１８０度位相の異なる位置、つまり第１リング６１０の直径方向において互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。

また、第１リング６１０の上面６１０Ａには、同上面６１０Ａから上方に向かって突出しており同上面６１０Ａの周方向に延びる第６凸部６１０Ｇが２つ設けられている。それら２つの第６凸部６１０Ｇは、第１リング６１０の周方向において１８０度位相の異なる位置、つまり第１リング６１０の直径方向において互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。

図１３に示すように、互いに対向する第５凸部６１０Ｅの円弧の中心角は共に上記中心角α２と同じ角度に設定されている。また、互いに対向する第６凸部６１０Ｇの円弧の中心角も共に上記中心角α２と同じ角度に設定されている。そして、第５凸部６１０Ｅ及び第６凸部６１０Ｇは、第１リング６１０の周方向において９０度位相の異なる位置にそれぞれ設けられている。なお、本実施形態では、一例として第５凸部６１０Ｅの円弧の中心角及び第６凸部６１０Ｇの円弧の中心角を上記中心角α２と同じ角度に設定しているが、その他の角度を設定してもよい。

先の図１２に示すように、第２リング６２０の内周面には、当該内周面から突出して周方向に延びる第７凸部６２０Ｆが２つ設けられている。それら２つの第７凸部６２０Ｆは、第２リング６２０の周方向において１８０度位相の異なる位置、つまり第２リング６２０の直径方向において互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。

また、中心軸Ｃ２に直交する第２リング６２０の側面であって、燃料ポンプ５０の下方に面する下面６２０Ｂには、同下面６２０Ｂから下方に向かって突出しており同下面６２０Ｂの周方向に延びる第８凸部６２０Ｈが２つ設けられている。それら２つの第８凸部６２０Ｈは、第２リング６２０の周方向において１８０度位相の異なる位置、つまり第２リング６２０の直径方向において互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。

図１４に示すように、互いに対向する第７凸部６２０Ｆの円弧の中心角は共に上記中心角α２と同じ角度に設定されている。また、互いに対向する第８凸部６２０Ｈの円弧の中心角も共に上記中心角α２と同じ角度に設定されている。そして、第７凸部６２０Ｆ及び第８凸部６２０Ｈは、第２リング６２０の周方向において９０度位相の異なる位置にそれぞれ設けられている。なお、本実施形態では、一例として第７凸部６２０Ｆの円弧の中心角及び第８凸部６２０Ｈの円弧の中心角を上記中心角α２と同じ角度に設定しているが、その他の角度を設定してもよい。

そして、先の図１２に示すように、回転コア６００の周方向において第５凸部６１０Ｅ及び第７凸部６２０Ｆの位置が同位相となるように、第１リング６１０及び永久磁石６３０及び第２リング６２０は組み付けている。ちなみに、このようにして第１リング６１０及び永久磁石６３０及び第２リング６２０を組み付けることにより、回転コア６００の周方向において第６凸部６１０Ｇ及び第８凸部６２０Ｈの位置は同位相になる。

なお、上記第５凸部６１０Ｅ及び上記第７凸部６２０Ｆは、回転コアに設けられて内側コアの上記第１突起部に対向するように突出する上記第３突起部に対応している。また、上記第６凸部６１０Ｇ及び上記第８凸部６２０Ｈは、回転コアに設けられて外側コアの上記第２突起部に対向するように突出する上記第４突起部に対応している。

先の図２に示すように、永久磁石６３０の内周面と内側コア５３０の上記溝５３６との間には、回転コア６００を回転可能に支持するベアリング６５０が設けられている。このベアリング６５０は、永久磁石６３０の磁束が通りにくい材質、つまり磁気抵抗の大きい材質（例えばセラミックなど）で構成されている。

そして、第１リング６１０の第５凸部６１０Ｅが内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅに対向し、第２リング６２０の第７凸部６２０Ｆが内側コア５３０の第２凸部５３０Ｆに対向し、第１リング６１０の上面６１０Ａが第１外側コア５１０の第３凸部５１０Ｇに対向し、第２リング６２０の下面６２０Ｂが第２外側コア５２０の第４凸部５２０Ｈに対向するように、回転コア６００は組み付けられている。

図１５に示すように、回転コア６００が回転して同回転コア６００の回転位相が変化することにより、第１リング６１０の第５凸部６１０Ｅが内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅに対向するとともに、第２リング６２０の第７凸部６２０Ｆが内側コア５３０の第２凸部５３０Ｆに対向するときには、第１凸部５３０Ｅと第５凸部６１０Ｅとの間に予め定められた距離の第１隙間ＵＡが生じるように、第１凸部５３０Ｅ及び第５凸部６１０Ｅの突出量は設定されている。

なお、以下では、上記のごとく第５凸部６１０Ｅが第１凸部５３０Ｅに対向するとともに、第７凸部６２０Ｆが第２凸部５３０Ｆに対向している状態を第１状態という。
上記第１隙間ＵＡの距離は、第１状態において第１リング６１０の上面６１０Ａと第１外側コア５１０の第３凸部５１０Ｇとの間に生じる隙間Ｓ３よりも狭くなるように設定されている。つまり第１隙間ＵＡの距離は、第１状態において回転コア６００と第１外側コア５１０との間に生じる隙間よりも狭くなるように設定されている。

同様に、第１状態のときには、第２凸部５３０Ｆと第７凸部６２０Ｆとの間にも予め定められた第２隙間ＵＢが生じるように、第２凸部５３０Ｆ及び第７凸部６２０Ｆの突出量は設定されている。この第２隙間ＵＢの距離は、第１状態において第２リング６２０の下面６２０Ｂと第２外側コア５２０の第４凸部５２０Ｈとの間に生じる隙間Ｓ４よりも狭くなるように設定されている。つまり、第２隙間ＵＢの距離は、第１状態において回転コア６００と第２外側コア５２０との間に生じる隙間よりも狭くなるように設定されている。

図１６に示すように、上述した第１状態から回転コア６００がさらに回転して回転位相が変化することにより、第１リング６１０の第６凸部６１０Ｇが第１外側コア５１０の第３凸部５１０Ｇに対向するとともに、第２リング６２０の第８凸部６２０Ｈが第２外側コア５２０の第４凸部５２０Ｈに対向するときには、第３凸部５１０Ｇと第６凸部６１０Ｇとの間に予め定められた距離の第３隙間ＳＡが生じるように、第３凸部５１０Ｇ及び第６凸部６１０Ｇの突出量は設定されている。

なお、以下では、上記のごとく第６凸部６１０Ｇが第３凸部５１０Ｇに対向するとともに、第８凸部６２０Ｈが第４凸部５２０Ｈに対向している状態を第２状態という。
上記第３隙間ＳＡの距離は、第２状態において第１リング６１０の内周面６１０Ｃと内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅとの間に生じる隙間Ｓ５よりも狭くなるように設定されている。つまり第３隙間ＳＡの距離は、第２状態において回転コア６００と内側コア５３０との間に生じる隙間よりも狭くなるように設定されている。

同様に、第２状態のときには、第４凸部５２０Ｈと第８凸部６２０Ｈとの間にも予め定められた第４隙間ＳＢが生じるように、第４凸部５２０Ｈ及び第８凸部６２０Ｈの突出量は設定されている。この第４隙間ＳＢの距離は、第２状態において第２リング６２０の内周面６２０Ｃと内側コア５３０の第２凸部５３０Ｆとの間に生じる隙間Ｓ６よりも狭くなるように設定されている。つまり、第４隙間ＳＢの距離は、第２状態において回転コア６００と内側コア５３０との間に生じる隙間よりも狭くなるように設定されている。

先の図２に示すように、ハウジング４１０内には電動モータ９００が固定されており、この電動モータ９００の出力軸には上記リングギヤ６１３と噛み合うピニオンギヤ９１０が設けられている。この電動モータ９００によって回転コア６００は回転駆動される。

第１可動子４４０の第１平面部４４１と、この第１平面部４４１に対向するポンプボディ２２０との間には、ポンプボディ２２０から離れる方向に第１可動子４４０を付勢する第１スプリング４６０が配設されている。

第２可動子４５０の第２平面部４５１と、この第２平面部４５１に対向するポンプボディ２２０との間には、ポンプボディ２２０から離れる方向に第２可動子４５０を付勢する第２スプリング４７０が配設されている。

第１可動子４４０の第１平面部４４１と、この第１平面部４４１に対向するハウジング４１０の内壁との間には、ポンプボディ２２０へ近づく方向に第１可動子４４０を付勢する第５スプリング４８０が配設されている。

第２可動子４５０の第２平面部４５１と、この第２平面部４５１に対向するハウジング４１０の内壁との間には、ポンプボディ２２０へ近づく方向に第２可動子４５０を付勢する第６スプリング４９０が配設されている。

第５スプリング４８０及び第６スプリング４９０は、自由長、ばね定数、及び予圧縮量が同一にされている。また、第１スプリング４６０及び第２スプリング４７０は、自由長、ばね定数、及び予圧縮量が同一にされている。そして、第５スプリング４８０及び第６スプリング４９０のばね定数は、第１スプリング４６０及び第２スプリング４７０のばね定数よりも十分に小さくされている。これにより、第１スプリング４６０によるポンプボディ２２０からの第１可動子４４０の離間が第５スプリング４８０の付勢力によって阻害されないようにしている。同様に、第２スプリング４７０によるポンプボディ２２０からの第２可動子４５０の離間が第６スプリング４９０の付勢力によって阻害されないようにしている。

第１可動子４４０の上記第１傾斜面４４３と、この第１傾斜面４４３に対向する内側コア５３０の上端面５３０Ａ及び第１外側コア５１０の上端面５１０Ａとの間には、内側コア５３０の上端面５３０Ａ及び第１外側コア５１０の上端面５１０Ａに接触した状態で第１プランジャ２２４の径方向に往復移動する第１可動コア７１０が配設されている。

図１７に示すように、第１可動コア７１０は、第１プランジャ２２４の中心軸Ｃを中心にしてその周りを等角度に３つ配設されている。なお、第１可動コア７１０の配設数は適宜変更することができる。

先の図２に示すように、第１可動コア７１０には、上記第１傾斜面４４３と同一の傾斜角に設定されており同第１傾斜面４４３に接触する第３傾斜面７１０Ａが設けられている。なお、先の図２や図３において二点鎖線で図示する第１可動コア７１０は、それら各図に示す断面には現れない第１可動コア７１０を仮想線で示している。

第１可動コア７１０は、第１可動コア７１０が第１プランジャ２２４の径方向に往復移動する際に、第１外側コア５１０の上端面５１０Ａに接触した状態を常に維持する第１磁性部７１１と内側コア５３０の上端面５３０Ａに接触した状態を常に維持する第２磁性部７１２とを備えている。それら第１磁性部７１１及び第２磁性部７１２は、軟磁性体で形成されている。また、第１磁性部７１１及び第２磁性部７１２の間には、アルミニウム合金などの非磁性材料で形成された非磁性部７１３が設けられている。このようにして第１磁性部７１１及び第２磁性部７１２の間に非磁性部７１３を設けることにより、第１可動コア７１０においては第１磁性部７１１及び第２磁性部７１２が磁束の通り道になる。

そして、第１可動コア７１０に対向するハウジング４１０の内壁と第１可動コア７１０との間には、第１傾斜面４４３と第３傾斜面７１０Ａとが接触した状態を維持するように第１可動コア７１０を付勢する第３スプリング８１０が配設されている。第３スプリング８１０の一端は、第１磁性部７１１においてハウジング４１０の内壁と対向する部位に形成された穴７１１Ａに挿入されており、他端はハウジング４１０の内壁に当接されている。この第３スプリング８１０によって、第１可動コア７１０は第１プランジャ２２４の径方向であって中心軸Ｃに近づく方向に付勢される。

第２可動子４５０の上記第２傾斜面４５３と、この第２傾斜面４５３に対向する内側コア５３０の下端面５３０Ｂ及び第２外側コア５２０の下端面５２０Ｂとの間には、内側コア５３０の下端面５３０Ｂ及び第２外側コア５２０の下端面５２０Ｂに接触した状態で第２プランジャ３２４の径方向に往復移動する第２可動コア７２０が配設されている。この第２可動コア７２０は上記第１可動コア７１０と同一形状である。なお、第２可動コア７２０も、第１可動コア７１０と同様に、第２プランジャ３２４の中心軸Ｃを中心にしてその周りを等角度に３つ配設されている。なお、第２可動コア７２０の配設数も適宜変更することができる。

第２可動コア７２０には、上記第２傾斜面４５３と同一の傾斜角（つまり上記第１傾斜面４４３と同一の傾斜角）に設定されており同第２傾斜面４５３に接触する第４傾斜面７２０Ａが設けられている。なお、先の図２や図３において二点鎖線で図示する第２可動コア７２０は、それら各図に示す断面には現れない第２可動コア７２０を仮想線で示している。

第２可動コア７２０にも、第２可動コア７２０が第２プランジャ３２４の径方向に往復移動する際に、第２外側コア５２０の下端面５２０Ｂに接触した状態を常に維持する第１磁性部７２１と内側コア５３０の下端面５３０Ｂに接触した状態を常に維持する第２磁性部７２２とが備えられている。それら第１磁性部７２１及び第２磁性部７２２も軟磁性体で形成されている。また、第１磁性部７２１及び第２磁性部７２２の間には、アルミニウム合金などの非磁性材料で形成された非磁性部７２３が設けられている。このようにして第１磁性部７２１及び第２磁性部７２２の間に非磁性部７２３を設けることにより、第２可動コア７２０においても第１磁性部７２１及び第２磁性部７２２が磁束の通り道になる。

そして、第２可動コア７２０に対向するハウジング４１０の内壁と第２可動コア７２０との間には、第２傾斜面４５３と第４傾斜面７２０Ａとが接触した状態を維持するように第２可動コア７２０を付勢する第４スプリング８２０が配設されている。第４スプリング８２０の一端は、第２可動コア７２０の第１磁性部７２１においてハウジング４１０の内壁と対向する部位に形成された穴７２１Ａに挿入されており、他端はハウジング４１０の内壁に当接されている。この第４スプリング８２０によって、第２可動コア７２０は第２プランジャ３２４の径方向であって中心軸Ｃに近づく方向に付勢される。

電動モータ９００には、同電動モータ９００の回転速度を制御する制御装置１００が接続されている。この制御装置１００は、各種演算処理を実行する中央演算処理装置、制御用のプログラムやデータが予め記憶された読出専用メモリ、中央演算処理装置の演算結果やセンサの検出結果などを一時的に記憶する読み書き可能メモリ、入力ポート、出力ポート等を備えている。

次に、燃料吸入時の燃料ポンプ５０の動作を説明する。
先の図１５に示したように、上記第１状態になっているときには、内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅと第１リング６１０の第５凸部６１０Ｅとの間の第１隙間ＵＡが、第１リング６１０の上面６１０Ａと第１外側コア５１０の第３凸部５１０Ｇとの間の隙間Ｓ３よりも狭くなる。また、内側コア５３０の第２凸部５３０Ｆと第２リング６２０の第７凸部６２０Ｆとの間の第２隙間ＵＢが、第２リング６２０の下面６２０Ｂと第２外側コア５２０の第４凸部５２０Ｈとの間の隙間Ｓ４よりも狭くなる。

従って、図１５において破線にて示すように、回転コア６００の永久磁石６３０から発生する磁束の第１状態における流れを示す第１磁束ＭＦ１は、隙間Ｓ３よりも距離が短く磁気抵抗の小さい第１隙間ＵＡや、隙間Ｓ４よりも距離が短く磁気抵抗が小さい第２隙間ＵＢを通るようになる。

そのため、図１８に示すように、第１状態では第１磁束ＭＦ１が、永久磁石６３０、第１リング６１０、内側コア５３０において回転コア６００に近い一部の部位、第２リング６２０、永久磁石６３０を環状に流れるようになる。つまり、内側コア５３０において回転コア６００に近い一部の部位と永久磁石６３０を有する回転コア６００とで環状の閉じた磁気回路が構成されるようになる。その結果、第１状態では、第１外側コア５１０及び第２外側コア５２０及び第１可動コア７１０及び第２可動コア７２０及び第１可動子４４０及び第２可動子４５０は磁化しない。

それら各部材が磁化しないため、第１状態では第１可動子４４０や第２可動子４５０に永久磁石６３０の磁力が作用することはなく、第１可動子４４０及び第２可動子４５０は、第１スプリング４６０及び第２スプリング４７０の付勢力によって互いに離間するように移動する。つまり、第１可動子４４０は第１スプリング４６０の付勢力によってポンプボディ２２０から離れる方向（図１８に示す矢印ＫＡ１の方向）に移動するとともに、第２可動子４５０も第２スプリング４７０の付勢力によってポンプボディ２２０から離れる方向（図１８に示す矢印ＫＢ１の方向）に移動する。

第１スプリング４６０の付勢力によってポンプボディ２２０から離れる方向に第１可動子４４０が移動すると、第１可動子４４０の第１傾斜面４４３は内側コア５３０の上端面５３０Ａや第１外側コア５１０の上端面５１０Ａから遠ざかる方向に移動する。このときには、上記第３スプリング８１０の付勢力によって、第１可動子４４０の第１傾斜面４４３と第１可動コア７１０の第３傾斜面７１０Ａとが接触した状態を維持しながら第１可動コア７１０は第１プランジャ２２４の径方向であって中心軸Ｃに近づく方向（図１８に示す矢印ＧＡ１の方向）移動する。このように、内側コア５３０の上端面５３０Ａや第１外側コア５１０の上端面５１０Ａから遠ざかる方向に第１傾斜面４４３が移動する場合でも、第１可動コア７１０は第１プランジャ２２４の径方向に移動しながら第１可動子４４０の第１傾斜面４４３及び内側コア５３０の上端面５３０Ａ及び第１外側コア５１０の上端面５１０Ａに接触した状態を維持する。

同様に、第２スプリング４７０の付勢力によってポンプボディ２２０から離れる方向に第２可動子４５０が移動すると、第２可動子４５０の第２傾斜面４５３は内側コア５３０の下端面５３０Ｂや第２外側コア５２０の下端面５２０Ｂから遠ざかる方向に移動する。このときには、上記第４スプリング８２０の付勢力によって、第２可動子４５０の第２傾斜面４５３と第２可動コア７２０の第４傾斜面７２０Ａとが接触した状態を維持しながら第２可動コア７２０は第２プランジャ３２４の径方向であって中心軸Ｃに近づく方向（図１８に示す矢印ＧＢ１の方向）移動する。このように、内側コア５３０の下端面５３０Ｂや第２外側コア５２０の下端面５２０Ｂから遠ざかる方向に第２傾斜面４５３が移動する場合でも、第２可動コア７２０は第２プランジャ３２４の径方向に移動しながら第２可動子４５０の第２傾斜面４５３及び内側コア５３０の下端面５３０Ｂ及び第２外側コア５２０の下端面５２０Ｂに接触した状態を維持する。

そして、上述したように、第１可動子４４０が矢印ＫＡ１の方向に移動すると、第１可動子４４０の第１平面部４４１に接続された第１プランジャ２２４は、加圧室２２５の容積が増大する方向（図１８に示す矢印ＰＡ１の方向）に移動する。同様に、第２可動子４５０が矢印ＫＢ１の方向に移動すると、第２可動子４５０の第２平面部４５１に接続された第２プランジャ３２４も、加圧室２２５の容積が増大する方向（図１８に示す矢印ＰＢ１の方向）に移動する。こうして第１プランジャ２２４が矢印ＰＡ１の方向に移動するとともに第２プランジャ３２４が矢印ＰＢ１の方向に移動すると、加圧室２２５内の圧力が低下するため、低圧燃料通路１２及び第１逆止弁２２８及び吸入流路２２２を介して加圧室２２５内には燃料が吸引される。

次に、燃料吐出時の燃料ポンプ５０の動作を説明する。
先の図１６に示したように、上記第２状態になっているときには、第１外側コア５１０の第３凸部５１０Ｇと第１リング６１０の第６凸部６１０Ｇとの間の第３隙間ＳＡが、第１リング６１０の内周面６１０Ｃと内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅとの間の隙間Ｓ５よりも狭くなる。また、第２外側コア５２０の第４凸部５２０Ｈと第２リング６２０の第８凸部６２０Ｈとの間の第４隙間ＳＢが、第２リング６２０の内周面６２０Ｃと内側コア５３０の第２凸部５３０Ｆとの間の隙間Ｓ６よりも狭くなる。

従って、図１６において二点鎖線にて示すように、回転コア６００の永久磁石６３０から発生する磁束の第２状態における流れを示す第２磁束ＭＦ２は、隙間Ｓ５よりも距離が短く磁気抵抗の小さい第３隙間ＳＡや、隙間Ｓ６よりも距離が短く磁気抵抗が小さい第４隙間ＳＢを通るようになる。

そのため、図１９に示すように、第２状態では第２磁束ＭＦ２が次のように流れる。すなわち、第２磁束ＭＦ２は、永久磁石６３０、第１リング６１０、第１外側コア５１０、第１可動コア７１０の第１磁性部７１１、第１可動子４４０の第１傾斜面４４３、第１可動コア７１０の第２磁性部７１２、内側コア５３０、第２可動コア７２０の第２磁性部７２２、第２可動子４５０の第２傾斜面４５３、第２可動コア７２０の第１磁性部７２１、第２外側コア５２０、第２リング６２０、永久磁石６３０を環状に流れるようになる。つまり、永久磁石６３０を有する回転コア６００と、第１外側コア５１０と、第１可動コア７１０と、第１可動子４４０の第１傾斜面４４３と、内側コア５３０と、第２可動コア７２０と、第２可動子４５０の第２傾斜面４５３と、第２外側コア５２０とによって環状の閉じた磁気回路が構成されるようになる。そのため、第２状態では、第１外側コア５１０及び第２外側コア５２０及び内側コア５３０及び第１可動コア７１０及び第２可動コア７２０及び第１可動子４４０及び第２可動子４５０が磁化する。

こうして第２状態では、第１可動子４４０や第２可動子４５０に永久磁石６３０の磁力が作用するようになるため、第１可動子４４０はポンプボディ２２０に近づく方向（図１９に示す矢印ＫＡ２の方向）に移動するとともに、第２可動子４５０もポンプボディ２２０に近づく方向（図１９に示す矢印ＫＢ２の方向）に移動する。従って、第１可動子４４０及び第２可動子４５０は互いに近づくように移動する。

また、第１可動子４４０の第１傾斜面４４３は、磁化した第１可動コア７１０の第３傾斜面７１０Ａに吸着される。このように第１傾斜面４４３と第３傾斜面７１０Ａとが磁力によって吸着している状態で第１可動子４４０がポンプボディ２２０に近づく方向に移動すると、第１可動子４４０の第１傾斜面４４３から第３傾斜面７１０Ａに作用する力の分力により、第１可動コア７１０は第１プランジャ２２４の径方向であって中心軸Ｃから離れる方向（図１９に示す矢印ＧＡ２の方向）に移動する。このようにポンプボディ２２０に近づく方向に第１可動子４４０が移動するときには、第１可動コア７１０は第１プランジャ２２４の径方向に移動しながら第１可動子４４０の第１傾斜面４４３及び第１外側コア５１０及び内側コア５３０に吸着した状態を維持する。

同様に、第２可動子４５０の第２傾斜面４５３は、磁化した第２可動コア７２０の第４傾斜面７２０Ａに吸着される。このように第２傾斜面４５３と第４傾斜面７２０Ａとが磁力によって吸着している状態で第２可動子４５０がポンプボディ２２０に近づく方向に移動すると、第２可動子４５０の第２傾斜面４５３から第４傾斜面７２０Ａに作用する力の分力により、第２可動コア７２０も第２プランジャ３２４の径方向であって中心軸Ｃから離れる方向（図１９に示す矢印ＧＢ２の方向）に移動する。このようにポンプボディ２２０に近づく方向に第２可動子４５０が移動するときには、第２可動コア７２０は第２プランジャ３２４の径方向に移動しながら第２可動子４５０の第２傾斜面４５３及び第２外側コア５２０及び内側コア５３０に吸着した状態を維持する。

そして、上述したように第１可動子４４０が矢印ＫＡ２の方向に移動すると、第１可動子４４０の第１平面部４４１に接続された第１プランジャ２２４は、加圧室２２５の容積が縮小する方向（図１９に示す矢印ＰＡ２の方向）に移動する。同様に、第２可動子４５０が矢印ＫＢ２の方向に移動すると、第２可動子４５０の第２平面部４５１に接続された第２プランジャ３２４も、加圧室２２５の容積が縮小する方向（図１９に示す矢印ＰＢ２の方向）に移動する。こうして第１プランジャ２２４が矢印ＰＡ２の方向に移動するとともに第２プランジャ３２４が矢印ＰＢ２の方向に移動すると、加圧室２２５内の圧力が上昇する。そして、加圧室２２５内の燃料は加圧されながら上述した吐出流路２２３（先に説明した図３に図示）及び第２逆止弁２２９を介して高圧燃料通路１９に吐出される。

そして、回転コア６００の回転に伴って上記第１状態及び上記第２状態が交互に切り替わることにより、高圧化された燃料が燃料ポンプ５０から継続して吐出される。
また、回転コア６００の回転速度を速くするほど、上述した第１状態及び第２状態の単位時間当たりの切り替わり回数が増大して第１プランジャ２２４及び第２プランジャ３２４の単位時間当たりの往復回数が増大するため、燃料ポンプ５０の吐出量は増大するようになる。そこで、上記制御装置１００は、回転コア６００を回転駆動する電動モータ９００の回転速度を燃料ポンプ５０の要求吐出量に基づいて設定する。すなわち、制御装置１００は、要求吐出量が多いときほど電動モータ９００の回転速度が速くなるように同回転速度を調整することによって、燃料ポンプ５０の吐出量が所望の要求吐出量となるように調整する。

なお、上述した作用が得られる上記第１凸部５３０Ｅから第８凸部６２０Ｈまでの各凸部によって、回転コアの回転位相を変化させることにより永久磁石の磁力が可動子に作用しない状態である第１状態と永久磁石の磁力が可動子に作用する状態である第２状態とを切り替える切り替え部が構成されている。

次に、上記燃料ポンプ５０の作用を説明する。
一般に、プランジャ式の燃料ポンプでは、加圧室内の流体からプランジャに対して高い圧力が作用する。そのため、プランジャを電磁石の磁力で動かそうとすると、一般的には強い磁力が必要になり、電磁石の消費電力が大きくなってしまう。

一方、本実施形態の燃料ポンプ５０では、上述したように第１プランジャ２２４及び第２プランジャ３２４の往復移動による燃料の吐出動作は、回転コア６００を電動モータ９００で回転させることによって行われる。

ここで、燃料ポンプ５０では、第１プランジャ２２４及び第２プランジャ３２４をポンプボディ２２０に近づく方向に移動させるための磁力が永久磁石６３０から発生しているため、その磁力を得るための電力は必要がなく、吐出動作に際しては、回転コア６００を回転させるために必要な電動モータ９００の消費電力だけで済む。こうした回転コア６００を回転させるために電動モータ９００で消費される電力は、一般に、上記電磁石の消費電力よりもはるかに少ない。

例えば、燃料ポンプ５０において、回転コア６００の回転抵抗が小さいほど電動モータ９００の消費電力は少なくなる。
そうした回転コア６００の回転抵抗としては、上記ベアリング６５０で発生するフリクション等が挙げられる。ただし、そうしたベアリングで発生するフリクションは非常に小さいため、同フリクションに打ち勝って回転コア６００を回転させるために必要となる電動モータ９００の消費電力は非常に少なくて済む。

また、回転コア６００の回転抵抗としては、例えば次のような抵抗も挙げられる。
すなわち、先の図１５に示したように、内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅと第１リング６１０の第５凸部６１０Ｅとが対向している状態では、第１凸部５３０Ｅと第５凸部６１０Ｅとが第１磁束ＭＦ１によって互いに吸引された状態になっている。従って、回転コア６００の回転に伴って第５凸部６１０Ｅが第１凸部５３０Ｅから離れていくときにおいて、第１磁束ＭＦ１の磁界から第１凸部５３０Ｅが離脱するときには、第５凸部６１０Ｅと第１凸部５３０Ｅとが互いに引き寄せられる。そのため、回転コア６００の回転抵抗は大きくなる。ただし、この回転抵抗の増大による消費電力の増大は、次の理由によってほぼ打ち消される。

すなわち、内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅと第１リング６１０の第５凸部６１０Ｅとが対向した状態になるときには、回転コア６００の回転に伴って第５凸部６１０Ｅが第１凸部５３０Ｅに近づいていくのであるが、このときに第１凸部５３０Ｅが第１磁束ＭＦ１の磁界に突入すると、第５凸部６１０Ｅと第１凸部５３０Ｅとは互いに引き寄せられる。そのため、回転コア６００には同回転コア６００の回転を促す力が働くようになり、電動モータ９００の消費電力は少なくなる。従って、第１磁束ＭＦ１の磁界からの離脱及び同磁界への突入を１セットとして考えれば、磁界からの離脱時における消費電力の増大は、磁界への突入時における消費電力の減少によってほぼ相殺されるため、回転コア６００が回転しているときには、磁界からの離脱に起因する消費電力の増大が抑えられる。

なお、こうした磁界からの離脱時における作用及び磁界への突入時における作用は、内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅ及び第１リング６１０の第５凸部６１０Ｅの組み合わせだけではなく、内側コア５３０の第２凸部５３０Ｆ及び第２リング６２０の第７凸部６２０Ｆの組み合わせにおいても得られる。同様に、そうした作用は、先の図１６に示した第１外側コア５１０の第３凸部５１０Ｇ及び第１リング６１０の第６凸部６１０Ｇの組み合わせや、第２外側コア５２０の第４凸部５２０Ｈ及び第２リング６２０の第８凸部６２０Ｈの組み合わせにおいても得られる。

また、先の図１８に示したように、第１状態では、第１可動子４４０と第２可動子４５０とは互いに離間するように移動する。一方、先の図１９に示したように、第２状態では、第１可動子４４０と第２可動子４５０とは互いに近づくように移動する。

従って、回転コア６００が回転することによって第１状態と第２状態とが繰り返されることにより、第１可動子４４０は往復移動するとともに、第１可動子４４０のカウンタウェイトとして機能する第２可動子４５０は、第１可動子４４０の移動方向に対して相反する方向に同期して移動するようになる。そのため、第１可動子４４０の往復移動によって生じる振動は第２可動子４５０の往復移動によって生じる振動によって打ち消されるようになる。

また、先の図１８や図１９に示したように、第１可動子４４０の移動に伴い、第１可動コア７１０が第１プランジャ２２４の径方向であって中心軸Ｃに近づく方向、あるいは中心軸Ｃから離れる方向に移動するときには、第１可動コア７１０が第１可動子４４０の第１傾斜面４４３及び内側コア５３０及び第１外側コア５１０に接触した状態が維持される。従って、第１可動子４４０及び内側コア５３０の間、並びに第１可動子４４０及び第１外側コア５１０の間には、常にエアギャップが生じない。そのため、第１可動子４４０作用する永久磁石６３０の磁力がエアギャップによって弱くなることを抑えることができる。

同様に、第２可動子４５０の移動に伴い、第２可動コア７２０が第２プランジャ３２４の径方向であって中心軸Ｃに近づく方向、あるいは中心軸Ｃから離れる方向に移動するときには、第２可動コア７２０が第２可動子４５０の第２傾斜面４５３及び内側コア５３０及び第２外側コア５２０に接触した状態が維持される。従って、第２可動子４５０及び内側コア５３０の間、並びに第２可動子４５０及び第２外側コア５２０の間には、常にエアギャップが生じない。そのため、第２可動子４５０作用する永久磁石６３０の磁力がエアギャップによって弱くなることを抑えることができる。

そして、上述したように、第１可動コア７１０の第１磁性部７１１及び第２磁性部７１２によって、第１可動子４４０の第１傾斜面４４３を吸着する磁気回路の一部が構成されている。ここで、第１可動コア７１０が第１プランジャ２２４の径方向に移動するに際して、第１磁性部７１１は第１外側コア５１０と常に接触しており、第２磁性部７１２は内側コア５３０に常に接触している。従って、第１可動コア７１０が移動しても、第１傾斜面４４３を吸着する磁気回路は切断されることなく繋がった状態を保つことができる。そのため、第１傾斜面４４３に強い磁力が作用する状態を維持することができる。

同様に、第２可動コア７２０の第１磁性部７２１及び第２磁性部７２２によって、第２可動子４５０の第２傾斜面４５３を吸着する磁気回路の一部が構成されている。ここで、第２可動コア７２０が第２プランジャ３２４の径方向に移動するに際して、第１磁性部７２１は第２外側コア５２０と常に接触しており、第２磁性部７２２は内側コア５３０に常に接触している。従って、第２可動コア７２０が移動しても、第２傾斜面４５３を吸着する磁気回路は切断されることなく繋がった状態を保つことができる。そのため、第２傾斜面４５３に強い磁力が作用する状態を維持することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）電動モータ９００を使って回転コア６００を回転駆動することにより燃料ポンプ５０を吐出動作させることができるため、電磁石の磁力でプランジャを移動させる場合よりも消費電力を抑えることができる。

（２）上記第１隙間ＵＡが上記隙間Ｓ３よりも狭くなるように第１凸部５３０Ｅ及び第５凸部６１０Ｅの突出量を設定している。また、上記第２隙間ＵＢが上記隙間Ｓ４よりも狭くなるように第２凸部５３０Ｆ及び第７凸部６２０Ｆの突出量を設定している。そのため、第１凸部５３０Ｅ及び第５凸部６１０Ｅが対向するとともに第２凸部５３０Ｆ及び第７凸部６２０Ｆが対向するときには、第１可動子４４０及び第２可動子４５０に永久磁石６３０の磁力が作用しない上記第１状態を作り出すことができる。

また、上記第３隙間ＳＡが上記隙間Ｓ５よりも狭くなるように第３凸部５１０Ｇ及び第６凸部６１０Ｇの突出量を設定している。また、上記第４隙間ＳＢが上記隙間Ｓ６よりも狭くなるように第４凸部５２０Ｈ及び第８凸部６２０Ｈの突出量を設定している。そのため、第３凸部５１０Ｇ及び第６凸部６１０Ｇが対向するとともに第４凸部５２０Ｈ及び第８凸部６２０Ｈが対向するときには、第１可動子４４０及び第２可動子４５０に永久磁石６３０の磁力が作用する上記第２状態を作り出すことができる。

（３）第１可動子４４０と、カウンタウェイトとして機能する第２可動子４５０とが、同期しながら往復移動するように構成されている。そのため第１可動子４４０の往復移動によって生じる振動を第２可動子４５０の往復移動によって生じる振動によって打ち消すことができる。

（４）第１可動コア７１０及び第２可動コア７２０を備えることにより、第１可動子４４０及び第２可動子４５０に作用する永久磁石６３０の磁力がエアギャップによって弱くなることを抑えることができる。

（５）第１可動コア７１０は、上記第１磁性部７１１及び上記第２磁性部７１２及び上記非磁性部７１３を備えている。同様に、第２可動コア７２０は、上記第１磁性部７２１及び上記第２磁性部７２２及び上記非磁性部７２３を備えている。従って、第１可動コア７１０及び第２可動コア７２０が第１プランジャ２２４や第２プランジャ３２４の径方向に移動しても、第１傾斜面４４３や第２傾斜面４５３を吸着する磁気回路は切断されることなく繋がった状態を保つことができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・第１可動子４４０のカウンタウェイトとして機能する第２可動子４５０を備えるようにしたが、そうした第２可動子４５０を省略してもよい。この変形例の一例を図２０に示す。なお、図２０において二点鎖線で図示する第１可動コア７１０は、同図に示す断面には現れない第１可動コア７１０を仮想線で示している。

図２０に示すように、同変形例における燃料ポンプ１５０では、上記燃料ポンプ５０と比較して、第２プランジャ３２４、第２可動子４５０、第２スプリング４７０、第４スプリング８２０、第６スプリング４９０、及び第２可動コア７２０が省略されている。また、この変形例における内側コア５３０は、同内側コア５３０の第２拡径部５３３が上記第２外側コア５２０の内周面に接続されており、上述した隙間Ｓ２は設けられていない。なお、第２拡径部５３３に上記第２外側コア５２０を一体形成してもよい。そして、ポンプボディ２２０のシリンダ２２１は、貫通孔ではなく、第１プランジャ２２４の挿入側だけが開口している。

この変形例の場合にも、上記実施形態と同様に、回転コア６００の回転位相が変化して上記第１状態となるときには第１可動子４４０に磁力が作用しない第１磁束ＭＦ１が生じる。また、回転コア６００の回転位相が変化して上記第２状態になるときには第１可動子４４０に磁力が作用する第２磁束ＭＦ２が生じる。従って、上記（１）の効果と、上記（３）及び（４）における第１可動コア７１０の効果を得ることができる。

・第１可動コア７１０や第２可動コア７２０を省略してもよい。この変形例の一例を図２１に示す。
図２１に示すように、同変形例における燃料ポンプ２５０では、上記燃料ポンプ５０と比較して、第１可動コア７１０、第２可動コア７２０、第３スプリング８１０、及び第４スプリング８２０が省略されている。また、この変形例における第１可動子４４０は、上記第１傾斜面４４３を有しておらず、第１可動子４４０の径方向に対して平行に広がる円板状の第１平面部４４１は、その外周が第１外側コア５１０の外周面にまで広がっている。同様に、この変形例における第２可動子４５０は、上記第２傾斜面４５３を有しておらず、第２可動子４５０の径方向に対して平行に広がる円板状の第２平面部４５１は、その外周が第２外側コア５２０の外周面にまで広がっている。

この変形例の場合にも、上記実施形態と同様に、回転コア６００の回転位相が変化して上記第１状態となるときには第１可動子４４０及び第２可動子４５０に磁力が作用しない第１磁束ＭＦ１が生じる。また、回転コア６００の回転位相が変化して上記第２状態になるときには第１可動子４４０及び第２可動子４５０に磁力が作用する第２磁束ＭＦ２が生じる。従って、上記（１）及び（２）の効果を得ることができる。

なお、この変形例の燃料ポンプ２５０においても、先の図２０に例示したように、第２可動子４５０とこの第２可動子４５０に関連する部材を省略し、ポンプボディ２２０のシリンダ２２１の形状や内側コア５３０の形状も同図２０に例示した形状に変更してもよい。この場合でも、上記（１）の効果を得ることができる。

・回転コア６００は、第１リング６１０及び第２リング６２０及び永久磁石６３０といった３つの部材で構成されていたが、回転コア６００全体を永久磁石で形成してもよい。また、第１リング６１０を永久磁石で構成することにより、第１リング６１０及び永久磁石６３０を一体形成してもよい。また、第２リング６２０を永久磁石で構成することにより、第２リング６２０及び永久磁石６３０を一体形成してもよい。

・第１凸部５３０Ｅ〜第８凸部６２０Ｈをそれぞれ２個ずつ設けるようにしたが、それら各凸部の配設数は適宜変更してもよい。
・内側コア５３０の周方向において、内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅ及び第２凸部５３０Ｆ及び第１外側コア５１０の第３凸部５１０Ｇ及び第２外側コア５２０の第４凸部５２０Ｈが同位相となるように組み付けた。そして、回転コア６００の周方向において、第１リング６１０の第５凸部６１０Ｅ及び第２リングの第７凸部６２０Ｆの配設位相と、第１リング６１０の第６凸部６１０Ｇ及び第２リングの第８凸部６２０Ｈの配設位相とを異ならせることにより、上記第１状態及び第２状態を切り替えるようにした。

この他、内側コア５３０の周方向において、内側コア５３０の第１凸部５３０Ｅ及び第２凸部５３０Ｆの配設位相と、第１外側コア５１０の第３凸部５１０Ｇ及び第２外側コア５２０の第４凸部５２０Ｈの配設位相とを異ならせる。そして、回転コア６００の周方向において、第１リング６１０の第５凸部６１０Ｅ及び第２リングの第７凸部６２０Ｆ及び第１リング６１０の第６凸部６１０Ｇ及び第２リングの第８凸部６２０Ｈが同位相となるように配設するようにしてもよい。この場合でも、回転コア６００を回転させることにより、上記第１状態及び第２状態を交互に切り替えることができる。

・燃料ポンプ５０を構成する各部材の形状は一例であり、適宜変更することができる。
・燃料ポンプ５０を筒内噴射式エンジン近傍に設けるようにしたが、同燃料ポンプ５０の配設位置は適宜変更することができる。例えば、燃料ポンプ５０を燃料タンク１０の近傍に設けたり、燃料タンク１０内に設けてもよい。

１０…燃料タンク、１１…フィードポンプ、１２…低圧燃料通路、１４…レギュレータ、１９…高圧燃料通路、２０…デリバリパイプ、２１…インジェクタ、５０…燃料ポンプ、１００…制御装置、１５０…燃料ポンプ、２２０…ポンプボディ、２２１…シリンダ、２２２…吸入流路、２２３…吐出流路、２２４…第１プランジャ、２２５…加圧室、２２８…第１逆止弁、２２９…第２逆止弁、２５０…燃料ポンプ、３２４…第２プランジャ、４１０…ハウジング、４４０…第１可動子、４４１…第１平面部、４４３…第１傾斜面、４５０…第２可動子、４５１…第２平面部、４５３…第２傾斜面、４６０…第１スプリング、４７０…第２スプリング、４８０…第５スプリング、４９０…第６スプリング、５１０…第１外側コア、５１０Ａ…上端面、５１０Ｇ…第３凸部、５１１…第２円筒部、５１２…第３拡径部、５１４…切り欠き部、５１６…孔、５２０…第２外側コア、５２０Ａ…上面、５２０Ｂ…下端面、５２０Ｈ…第４凸部、５３０…内側コア、５３０Ａ…上端面、５３０Ｂ…下端面、５３０Ｅ…第１凸部、５３０Ｆ…第２凸部、５３１…第１円筒部、５３２…第１拡径部、５３３…第２拡径部、５３６…溝、５３７…孔、５３８…孔、５３９…貫通孔、６００…回転コア、６１０…第１リング、６１０Ａ…上面、６１０Ｃ…内周面、６１０Ｅ…第５凸部、６１０Ｇ…第６凸部、６１３…リングギヤ、６２０…第２リング、６２０Ｂ…下面、６２０Ｃ…内周面、６２０Ｆ…第７凸部、６２０Ｈ…第８凸部、６３０…永久磁石、６５０…ベアリング、７１０…第１可動コア、７１０Ａ…第３傾斜面、７１１…第１磁性部、７１１Ａ…穴、７１２…第２磁性部、７１３…非磁性部、７２０…第２可動コア、７２０Ａ…第４傾斜面、７２１…第１磁性部、７２１Ａ…穴、７２２…第２磁性部、７２３…非磁性部、８１０…第３スプリング、８２０…第４スプリング、９００…電動モータ、９１０…ピニオンギヤ。

Claims

シリンダと、前記シリンダ内を往復移動するプランジャと、前記シリンダ及び前記プランジャによって区画される加圧室を備えるポンプボディと、を有しており前記シリンダ内で前記プランジャを移動させることにより前記加圧室の燃料を加圧するプランジャ式の燃料ポンプであって、
前記プランジャが接続された可動子と、
前記可動子に対向して設けられた固定コアと、
前記可動子に磁力を作用させることにより前記可動子が前記ポンプボディに近づく方向に移動させる永久磁石と、
前記永久磁石を有する回転コアと、
前記回転コアを回転させる電動モータと、
前記可動子を前記ポンプボディから離れる方向に付勢するスプリングと、を備えており、
前記回転コア及び前記固定コアには、前記回転コアの回転位相を変化させることにより、前記永久磁石の磁力が前記可動子に作用しない状態である第１状態と前記永久磁石の磁力が前記可動子に作用する状態である第２状態とを切り替える切り替え部が設けられており、
前記固定コアは、内側コアと、同内側コアの外周面から離間して配設された外側コアとで構成されており、
前記切り替え部は、
前記内側コアに設けられた第１突起部と、
前記外側コアに設けられた第２突起部と、
前記回転コアに設けられて前記内側コアの前記第１突起部に対向するように突出する第３突起部と、
前記回転コアに設けられて前記外側コアの前記第２突起部に対向するように突出する第４突起部と、
で構成されており、
前記回転コアの回転位相が変化することにより、前記内側コアに設けられた前記第１突起部と前記回転コアに設けられた前記第３突起部とが対向するときには、それら両突起部の間の隙間が前記回転コアと前記外側コアとの間の隙間よりも狭くなるように前記第１突起部及び前記第３突起部の突出量は設定されており、
前記回転コアの回転位相が変化することにより、前記外側コアに設けられた前記第２突起部と前記回転コアに設けられた前記第４突起部とが対向するときには、それら両突起部の間の隙間が前記回転コアと前記内側コアとの間の隙間よりも狭くなるように前記第２突起部及び前記第４突起部の突出量は設定されている
ことを特徴とするプランジャ式の電動燃料ポンプ。