JP6754902B2 - 電磁吸入弁、及びこれを備えた高圧燃料ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に適用される電磁吸入弁、及びこれを備えた高圧燃料ポンプに関する。

本発明の高圧燃料ポンプの従来技術として、特許文献１に記載のものがある。この特許文献１の段落００１３、００１４には、「低圧燃料吸入口１０ａから吸入ジョイント５１を通過した燃料は圧力脈動低減機構９、吸入通路１０ｄを介して容量可変機構を構成する電磁弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。電磁弁機構３００に流入した燃料は、吸入弁３０を通過し加圧室１１に流入する。」と開示されている。

特開２０１７-８２７１７号公報

上記特許文献１の図２や図３には、電磁弁機構３００が図示されているが、電磁弁機構３００がどのような方法により、ポンプボディ１に形成された穴部に固定されているのか、明らかでない。そこで、本発明では、電磁弁機構３００をポンプボディ１に形成された穴部に挿入し、固定する場合において、圧入荷重が増大を抑えることで、組み立て性を向上する電磁弁機構、又は高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、流路を開閉する弁体と、可動コアと、前記可動コアを吸引する磁気コアと、前記弁体を開弁方向に付勢するロッドと、を備え、挿入穴に対して挿入されて固定される電磁弁機構において、
挿入方向先端側の外周部に形成され、小径挿入穴に対して圧入される圧入部と、前記圧入部よりも挿入方向入口側で、かつ前記圧入部よりも外径の大きい外周部に形成され、前記小径挿入穴よりも径の大きい大径挿入穴との間に所定の隙間を有して配置される隙間嵌め部と、前記隙間嵌め部よりも挿入方向入口側で、前記挿入穴が形成される部材に対して溶接される溶接部と、を備え、
前記圧入部と、前記隙間嵌め部とは同一の部材で一体に構成され、
前記同一の部材と、前記溶接部が形成される溶接部材とは別体の部材で構成され、
前記同一の部材には前記弁体が着座するシート部が形成されるとともに、前記ロッドの外周部をガイドするガイド部が形成され、
挿入方向において前記隙間嵌め部と前記溶接部との間にスパッタ捕獲穴が形成される。

本発明によれば、ポンプボディに形成された穴部に挿入し、固定する場合において、圧入荷重が増大を抑えることで、組み立て性を向上する電磁弁機構、又は高圧燃料ポンプを提供することが可能となる。本発明のその他の構成、作用、効果については以下の実施例において詳細に説明する。

本実施例の高圧燃料ポンプが適用されたエンジンシステムの構成図を示す。 本実施例の実施例の高圧燃料ポンプの縦断面図である。 本実施例の実施例の高圧燃料ポンプの上方から見た水平方向断面図である。 本実施例の実施例の高圧燃料ポンプの図１と別方向から見た縦断面図である。 本実施例の高圧燃料ポンプの電磁弁機構の拡大縦断面図であり、電磁弁機構が開弁状態にある状態を示す。 本実施例の電磁弁機構の組み立て方法の詳細を説明する図である。 本実施例の電磁弁機構の溶接部（接合部）の模式図である。 図７と別の構成で、本実施例の電磁弁機構の溶接部（接合部）の模式図である。

以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。

本実施例は高圧燃料ポンプ（高圧燃料供給ポンプ）の特に電磁吸入弁機構の組立性を向上する、電磁吸入弁機構の構造に関する。
図１にはエンジンシステムの全体構成図を示す。破線で囲まれた部分が高圧燃料供給ポンプ（以下、高圧燃料ポンプと呼ぶ）の本体を示し、この破線の中に示されている機構・部品はポンプボディ１に一体に組み込まれていることを示す。なお、図１はエンジンシステムの動作を模式的に示す図面であり、詳細な構成は図２以降の高圧燃料ポンプの構成と異なるところがある。図２は本実施例の高圧燃料ポンプの縦断面図を示し、図３は高圧燃料ポンプを上方から見た水平方向断面図である。また図４は高圧燃料ポンプを図２と別方向から見た縦断面図である。図５は電磁弁機構３００部の拡大図である。

燃料タンク２０の燃料は、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと称す）からの信号に基づきフィードポンプ２１によって汲み上げられる。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧燃料ポンプの低圧燃料吸入口１０ａに送られる。

低圧燃料吸入口１０ａから吸入ジョイント５１を通過した燃料は、圧力脈動低減機構９が配置されるダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）を介して容量可変機構を構成する電磁弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。具体的には電磁弁機構３００は電磁吸入弁機構を構成する。

電磁弁機構３００に流入した燃料は、吸入弁３０により開閉される吸入口を通過し加圧室１１に流入する。エンジンのカム機構９３によりプランジャ２に往復運動する動力が与えられる。プランジャ２の往復運動により、プランジャ２の下降行程には吸入弁３０から燃料を吸入し、上昇行程には、燃料が加圧される。加圧された燃料は、吐出弁機構８を介し、圧力センサ２６が装着されているコモンレール２３へ燃料が圧送される。そしてＥＣＵ２７からの信号に基づきインジェクタ２４がエンジンへ燃料を噴射する。本実施例はインジェクタ２４がエンジンのシリンダ筒内に直接、燃料を噴射する、いわゆる直噴エンジンシステムに適用される高圧燃料ポンプである。高圧燃料ポンプは、ＥＣＵ２７から電磁弁機構３００への信号により、所望の供給燃料の燃料流量を吐出する。

図２、３に示すように本実施例の高圧燃料ポンプは内燃機関の高圧燃料ポンプ取付け部９０に密着して固定される。具体的には図３に示すようにポンプボディ１に設けられた取付けフランジ１ａにねじ穴１ｂが形成されており、これに図示しない複数のボルトが挿入される。これにより取付けフランジ１ａが内燃機関の高圧燃料ポンプ取付け部９０に密着し、固定される。高圧燃料ポンプ取付け部９０とポンプボディ１との間のシールのためにＯリング６１がポンプボディ１に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。

図２、４に示すようにポンプボディ１にはプランジャ２の往復運動をガイドし、ポンプボディ１と共に加圧室１１を形成するシリンダ６が取り付けられている。つまり、プランジャ２はシリンダの内部を往復運動することで加圧室の容積を変化させる。また燃料を加圧室１１に供給するための電磁弁機構３００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が設けられている。

シリンダ６はその外周側においてポンプボディ１と圧入される。ポンプボディ１にはシリンダ６を下側から挿入するための挿入穴が形成され、挿入穴の下端でシリンダ６の固定部６ａの下面と接触するように内周側に変形させた内周凸部が形成される。ポンプボディ１の内周凸部の上面がシリンダ６の固定部６ａを図中上方向へ押圧し、シリンダ６の上端面で加圧室１１にて加圧された燃料が低圧側に漏れないようシールしている。

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９３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９２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９２に圧着されている。これによりカム９３の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に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の図中下方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いる。これにより、プランジャ２が摺動したとき、副室７ａの燃料をシールし内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。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）がポンプボディ１の内部に流入するのを防止する。

図３、４に示すように高圧燃料ポンプのポンプボディ１の側面部には吸入ジョイント５１が取り付けられている。吸入ジョイント５１は、車両の燃料タンク２０からの燃料を供給する低圧配管に接続されており、燃料はここから高圧燃料ポンプ内部に供給される。吸入フィルタ５２は、燃料タンク２０から低圧燃料吸入口１０ａまでの間に存在する異物を燃料の流れによって高圧燃料ポンプ内に吸収することを防ぐ役目がある。

低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、図４に示すポンプボディ１に上下方向に連通した低圧燃料吸入通路を通って圧力脈動低減機構９に向かう。圧力脈動低減機構９はダンパカバー１４とポンプボディ１の上端面との間のダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）に配置され、ポンプボディ１の上端面に配置された保持部材９ａにより下側から支持される。具体的には、圧力脈動低減機構９は２枚の金属ダイアフラムが重ね合わせて構成される金属ダンパである。圧力脈動低減機構９の内部には０．３ＭＰａ〜０．６ＭＰａのガスが封入され、外周縁部が溶接で固定される。そのために外周縁部は薄く、内周側に向かって厚くなるように構成される。

そして図２に示すように、保持部材９ａの上面には圧力脈動低減機構９の外周縁部を下側から固定するための凸部が形成される。一方でダンパカバー１４の下面には圧力脈動低減機構９の外周縁部を上側から固定するための凸部が形成される。これらの凸部は円形状に形成されており、これらの凸部により挟まれることで圧力脈動低減機構９が固定される。なお、ダンパカバー１４はポンプボディ１の外縁部に対して圧入されて固定されるが、この際に保持部材９ａが弾性変形して、圧力脈動低減機構９を支持する。このようにして圧力脈動低減機構９の上下面には低圧燃料吸入口１０ａ、低圧燃料吸入通路と連通するダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）が形成される。なお、図には表れていないが、保持部材９ａには圧力脈動低減機構９の上側と下側とを連通する通路が形成されており、これによりダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）は圧力脈動低減機構９の上下面に形成される。

ダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）を通った燃料は次にポンプボディに上下方向に連通して形成された低圧燃料吸入通路１０ｄを介して電磁弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。なお、吸入ポート３１ｂは吸入弁シート３１ａを形成する吸入弁シート部材３１に上下方向に連通して形成される。

図５に基づいて電磁弁機構３００について詳細に説明する。コイル部は、第１ヨーク４２、電磁コイル４３、第２ヨーク４４、ボビン４５、端子４６、コネクタ４７から成る。ボビン４５に銅線が複数回巻かれたコイル４３が、第１ヨーク４２と第２ヨーク４４により取り囲まれる形で配置され、樹脂部材であるコネクタと一体にモールドされ固定される。二つの端子４６のそれぞれの方端はコイルの銅線の両端にそれぞれ通電可能に接続される。端子４６も同様にコネクタと一体にモールドされ残りの方端がエンジン制御ユニット側と接続可能な構成としている。

コイル部は第１ヨーク４２の中心部の穴部が、アウターコア３８に圧入され固定される。その時、第２ヨーク４４の内径側は、固定コア３９と接触もしくは僅かなクリアランス近接する構成となる。

第１ヨーク４２、第２ヨーク４４共に、磁気回路を構成するために、また耐食性を考慮し磁性ステンレス材料とし、ボビン４５、コネクタ４７は強度特性、耐熱特性を考慮し、高強度耐熱樹脂を用いる。コイルに４３は銅、端子４６には真鍮に金属めっきを施した物を使用する。

このように、アウターコア３８、第１ヨーク４２、第２ヨーク４４、固定コア３９、アンカー部３６で磁気回路を形成し、コイルに電流を与えると、固定コア３９、アンカー部３６間に磁気吸引力が発生し、互いに引き寄せられる力が発生する。アウターコア３８において、固定コア３９とアンカー部３６とがお互い磁気吸引力を発生させる軸方向部位を極力薄肉にすることで、磁束のほぼ全てが固定コア３９とアンカー部３６の間を通過するため、効率良く磁気吸引力を得ることができる。

ソレノイド機構部は、可動部であるロッド３５、アンカー部３６、固定部であるロッドガイド３７、アウターコア３８、固定コア３９、そして、ロッド付勢ばね４０、アンカー部付勢ばね４１からなる。

可動部であるロッド３５とアンカー部３６は、別部材に構成している。ロッド３５はロッドガイド３７の内周側で軸方向に摺動自在に保持され、アンカー部３６の内周側は、ロッド３５の外周側で摺動自在に保持される。すなわち、ロッド３５及びアンカー部３６共に幾何学的に規制される範囲で軸方向に摺動可能に構成されている。

アンカー部３６は燃料中で軸方向に自在に滑らかに動くために、部品軸方向に貫通する貫通穴３６ａを１つ以上有し、アンカー部前後の圧力差による動きの制限を極力排除している。

ロッドガイド３７は、径方向には、ポンプボディ１の吸入弁が挿入される穴の内周側に挿入され、軸方向には、吸入弁シートの一端部に突き当てられる。ポンプボディ１の挿入穴に溶接固定されるアウターコア３８とポンプボディ１との間に挟み込まれる形で配置される構成としている。ロッドガイド３７にもアンカー部３６と同様に軸方向に貫通する貫通穴３７ａが設けられ、アンカー部が自在に滑らかに動くことができる様、アンカー部側の燃料室の圧力がアンカー部の動きを妨げない様に構成している。

アウターコア３８は、ポンプボディ１と溶接される部位との反対側の形状を薄肉円筒形状としており、その内周側に固定コア３９が挿入される形で溶接固定される。固定コア３９の内周側にはロッド付勢ばね４０が、細径部をガイドに配置され、ロッド３５が吸入弁３０と接触し、吸入弁３０が吸入弁シート部３１ａから引き離す方向、すなわち吸入弁の開弁方向に付勢力を与える。

アンカー部付勢ばね４１は、ロッドガイド３７の中心側に設けた円筒径の中央軸受部３７ｂに方端を挿入し同軸を保ちながら、アンカー部３６にロッドつば部３５ａ方向に付勢力を与える配置としている。アンカー部３６の移動量３６ｅは吸入弁３０の移動量３０ｅよりも大きく設定される。確実に吸入弁３０が閉弁するためである。

吐出弁機構８は図３に示すように加圧室１１の出口に設けられた吐出弁機構８は、吐出弁シート８ａ、吐出弁シート８ａと接離する吐出弁８ｂ、吐出弁８ｂを吐出弁シート８ａに向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ、吐出弁８ｂのストローク（移動距離）を決める吐出弁ストッパ８ｄから構成される。吐出弁ストッパ８ｄとポンプボディ１は当接部８ｅで溶接により接合され燃料と外部を遮断している。

加圧室１１と吐出弁室１２ａに燃料差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力で吐出弁シート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、吐出弁室１２ａの燃料圧力よりも大きくなった時に初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁する。そして、加圧室１１内の高圧の燃料は吐出弁室１２ａ、燃料吐出通路１２ｂ、燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。吐出弁８ｂは開弁した際、吐出弁ストッパ８ｄと接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁８ｂのストロークは吐出弁ストッパ８ｄによって適切に決定される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、吐出弁室１２ａへ高圧吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうのを防止でき、高圧燃料ポンプの効率低下が抑制できる。また、吐出弁８ｂが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁８ｂがストローク方向にのみ運動するように、吐出弁ストッパ８ｄの外周面にてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁機構８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。

以上に説明したように、加圧室１１は、ポンプボディ１、電磁弁機構３００、プランジャ２、シリンダ６、吐出弁機構８にて構成される。

図５は電磁弁機構３００の詳細な構成を示す。カム９３の回転により、プランジャ２がカム９３の方向に移動して吸入行程状態にある時は、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。この行程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入ポート３１ｂの圧力よりも低くなると、吸入弁３０は開弁状態になる。３０ｅは最大開度を示しており、このとき、吸入弁３０はストッパ３２に接触する。吸入弁３０が開弁することにより、シート部材３１に形成された開口部３１ｃが開口する。燃料は開口部３１ｃを通り、ポンプボディ１に横方向に形成された穴１ｃを介して加圧室１１に流入する。なお、穴１ｃも加圧室１１の一部を構成する。

プランジャ２が吸入行程を終了した後、プランジャ２が上昇運動に転じ上昇行程に移る。ここで電磁コイル４３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。ロッド付勢ばね４０はロッド３５の外径側に凸となるロッド凸部３５ａを付勢し、無通電状態において吸入弁３０を開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。加圧室１１の容積は、プランジャ２の上昇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３０の開口部３０ａを通して吸入通路１０ｄへと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。

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弁機構３００に印加されると、電磁コイル４３には端子４６を介して電流が流れる。磁気コア３９とアンカー３６との間に磁気吸引力が作用し、磁気コア３９及びアンカー３６が磁気吸引面Ｓで接触する。磁気吸引力はロッド付勢ばね４０の付勢力に打ち勝ってアンカー３６を付勢し、アンカー３６がロッド凸部３５ａと係合して、ロッド３５を吸入弁３０から離れる方向に移動させる。

このとき、吸入弁付勢ばね３３による付勢力と燃料が吸入通路１０ｄに流れ込むことによる流体力により吸入弁３０が閉弁する。閉弁後、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し、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁機構８を介して高圧燃料の吐出が行われ、コモンレール２３へと供給される。この行程を吐出行程と称する。

すなわち、プランジャ２の下始点から上始点までの間の上昇行程は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁弁機構３００のコイル４３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４３へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路１０ｄ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行程中の、戻し行程の割合が大きく吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入通路１０ｄ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４３への通電タイミングは、ＥＣＵ２７からの指令によって制御される。以上のように電磁コイル４３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。

低圧のダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）には高圧燃料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に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁３０を通して吸入通路１０ｄへと戻される場合、吸入通路１０ｄ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イアフラムダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。

プランジャ２は、大径部２ａと小径部２ｂを有し、プランジャの往復運動によって副室７ａの体積は増減する。副室７ａは燃料通路１０ｅによりダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）と連通している。プランジャ２の下降時は、副室７ａからダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）へ、上昇時は、ダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）から副室７ａへと燃料の流れが発生する。

このことにより、ポンプの吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、高圧燃料ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。

次に、図２、３等に示すリリーフ弁機構２００について説明する。
リリーフ弁機構２００はリリーフボディ２０１、リリーフ弁２０２、リリーフ弁ホルダ２０３、リリーフばね２０４、ばねストッパ２０５からなる。リリーフボディ２０１には、テーパー形状のシート部が設けられている。バルブ２０２はリリーフばね２０４の荷重がバルブホルダ２０３を介して負荷され、リリーフボディ２０１のシート部に押圧され、シート部と協働して燃料を遮断している。リリーフ弁２０２の開弁圧力はリリーフばね２０４の荷重によって決定せられる。ばねストッパ２０５はリリーフボディ２０１に圧入固定されており、圧入固定の位置によってリリーフばね２０４の荷重を調整する機構である。

ここで、加圧室１１の燃料が加圧されて吐出弁８ｂが開弁すると、加圧室１１内の高圧の燃料は吐出弁室１２ａ、燃料吐出通路１２ｂを通って、燃料吐出口１２から吐出される。燃料吐出口１２は吐出ジョイント６０に形成されており、吐出ジョイント６０はポンプボディ１に溶接部６１にて溶接固定され燃料通路を確保している。
高圧燃料ポンプの電磁吸入弁３００の故障等により、燃料吐出口１２の圧力が異常に高圧になり、リリーフ弁機構２００のセット圧力より大きくなると異常高圧燃料はリリーフ通路２１３を介して低圧側であるダンパ室１０ｃにリリーフされる。

以下、本実施例の電磁弁機構３００の詳細な構成について、図５乃び図６を用いて説明する。本実施例では、高速で大流量を達成する電磁弁機構３００を備えた高圧燃料ポンプにおいて、組立不良発生を抑制することにより組立性を改善した高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。

電磁弁機構３００はポンプボディ１に設けられた収容穴１００に三段構成で収容される。電磁弁機構３００の吸入弁シート部材３１には、挿入方向先端側に第一外周部３０１、第一外周部３０１より挿入方向入口側、かつ外径側に第二外周部３０２が形成される。ここでアウターコア３８の内周部が吸入弁シート部材３１のロッドガイド３７の外周部に圧入されて固定されて一体化される。そのうえでアウターコア３８に第二外周部３０２よりさらに挿入方向入口側に第三外周部３０３が形成される。同様に収容穴１００は電磁弁機構３００の挿入方向先端側に第一内周部１０１、第一内周部１０１より挿入方向入口側、かつ外径側に第二内周部１０２、第二内周部１０２よりさらに挿入方向入口側に第三内周部１０３を有している。

本実施例において、電磁弁機構３００の第一外周部３０１は、第一内周部１０１に圧入される。また第二外周部３０２は、第二内周部１０２に隙間ばめされる。また第三外周部３０３は第三内周部１０３に隙間ばめされた後、溶接固定される。

以上の通り、本実施例の電磁弁機構３００は流路を開閉する弁体（吸入弁３０）と、可動コア（アンカー部３６）と、可動コア（アンカー部３６）を吸引する磁気コア（固定コア３９）と、を備え、挿入穴（収容穴１００）に対して挿入されて固定される。そして、電磁弁機構３００は、挿入方向先端側の外周部に形成され、小径挿入穴（第一内周部１０１）に対して圧入される圧入部（第一外周部３０１）を有する。また、電磁弁機構３００は、圧入部（第一外周部３０１）よりも挿入方向入口側で、かつ圧入部（第一外周部３０１）よりも外径の大きい外周部（第二外周部３０２）に形成され、小径挿入穴（第一内周部１０１）よりも径の大きい大径挿入穴（第二内周部１０２）との間に所定の隙間を有して配置される隙間嵌め部（第二外周部３０２）を有する。さらに、電磁弁機構３００は、隙間嵌め部（第二外周部３０２）よりも挿入方向入口側で、挿入穴（収容穴１００）が形成される部材（ポンプボディ１）に対して溶接される溶接部（第三外周部３０３）を有する。

ここで、仮に電磁弁機構３００の上記した第一外周部３０１、第二外周部３０２、第三外周部３０３の何れもが圧入によって、ポンプボディ１に固定されているとする。このように圧入箇所が三段となると、一段目の圧入部材の軸中心と、二段目、及び三段目の軸中心が偏心する。これにより、二段目、三段目の圧入締め代が増加し、圧入不良が発生するという課題があることを本発明者らは突き止めたものである。これに対し上記の本実施例の構成によれば、このような課題を解決し、組立不良発生を抑制することができ組立性を改善することが可能となる。

第二外周部３０２と第二内周部１０２とで形成される隙間、及び第三外周部３０３と第三内周部１０３とで形成される隙間は、第一外周部３０１と第一内周部１０１の中心軸に対して偏心した場合においても、隙間が０以上となるように設定されている。このような構成とすることで、第二外周部３０２と第二内周部１０２、及び第三外周部３０３と第三内周部１０３同士の接触を抑制することができ、電磁弁機構３００を収容穴１００に圧入する際にかじりが発生することなく、組立性を向上することが可能となる。

吸入弁シート部材３１の第一外周部３０１は、第二外周部３０２に至るまで、挿入方向に対し平行に形成され、第二内周部１０２との間に燃料通路１０ｆを形成する。この燃料通路１０ｆは全周方向に形成される。

すなわち、本実施例において圧入部（第一外周部３０１）が形成される外周部（第一外周部３０１）は隙間嵌め部（第二外周部３０２）に至るまで、挿入方向と平行に形成され、外周部（第一外周部３０１）の外周側において、隙間嵌め部（第二外周部３０２）の挿入方向先端部と、大径挿入穴（第二内周部１０２）の挿入方向先端部１０２ａとの間に流路（燃料通路１０ｆ）が形成される。隙間嵌め部（第二外周部３０２）の外径は、圧入部
（第一外周部３０１）の外径に対して直径０．１ｍｍ以上大きく形成されている。また流路（燃料通路１０ｆ）は、圧入部（第一外周部３０１）が形成される外周部（第一外周部３０１）の外周側において、周方向全体に形成されている。これにより、燃料通路を確保することが可能となる。

第一外周部３０１と第二外周部３０２は吸入弁シート部材３１に形成されており、同一部材でとなっている。つまり、圧入部（第一外周部３０１）と、隙間嵌め部（第二外周部３０２）とは同一の部材で一体に構成されている。溶接固定される第三外周部３０３を有するアウターコア３８は吸入弁シート部材３１とは別部材となっており、アウターコア３８の内周部３８ａには吸入弁シート部材３１の外周部３１ｃが圧入される。つまり上記した同一の部材（吸入弁シート部材３１）と、溶接部（第三外周部３０３）が形成される溶接部材（アウターコア３８）とは別体の部材で構成される。溶接部材（アウターコア３８）の内周部３８ａに同一の部材（吸入弁シート部材３１）の外周部３１ｃに対して圧入される圧入部が形成されている。

シート部材３１の外周部３１ｃは第一外周部３０１よりも内径側に位置している。溶接部材（アウターコア３８）の内周部３８ａで同一の部材（吸入弁シート部材３１）の外周部に対して圧入される圧入部（内周部３８ａ）は、小径挿入穴（第一内周部１０１）に対して圧入される圧入部（第一外周部３０１）よりも径方向内側に位置する。吸入弁シート部材３１とアウターコア３８が別体構造となっているため、吸入弁シート部材３１とアウターコア３８の間に、ロッド３５のストローク調整部材５０を挿入できる。したがって、ロッド３５のストロークばらつきを低減することができ、製品品質を確保することが可能となる。

吸入弁シート部材３１の第三外周部３０３と収容穴１００の第三内周部１０３は、電磁弁機構３００の挿入方向側からレーザ照射することにより溶接される。溶接部（第三外周部３０３）は大径挿入穴（第二内周部１０２）に対して挿入方向に沿うようにレーザ照射されることで形成されている。このとき、レーザ溶接によるスパッタがポンプボディ１の内部に侵入するが、収容穴１００の空間１０４に収容される。つまり電磁弁機構３００は、挿入方向において隙間嵌め部（第二外周部３０２）と溶接部（第三外周部３０３）との間にスパッタ捕獲穴１０４が形成されている。

第二外周部３０２と大径挿入穴（第二内周部１０２）の隙間は吸入弁３０のストローク量（３０ｅ）、あるいは吐出弁８ｂのストローク量（図示せず）より小さくなるよう設定されている。つまり、本実施例の電磁弁機構３００は、弁体（吸入弁３０）を開弁方向に付勢するロッド３５を備え、同一の部材（吸入弁シート部材３１）には、弁体（吸入弁３０）が着座するシート部が形成されるとともに、ロッド３５の外周部をガイドするガイド部３７が形成されている。そして、上記した所定の隙間が、弁体（吸入弁３０）の最大リフト量よりも小さくなるように構成されている。また本実施例の高圧燃料ポンプは、電磁弁機構３００と吐出弁機構８を備え、上記した所定の隙間は吐出弁機構８の吐出弁８ｂの最大リフト量よりも小さくなるように構成されている。これにより、高圧燃料ポンプ作動に対する影響を抑制することができる。

図７にアウターコア３８の第三外周部３０３と、ポンプボディ１の第三内周部３０３の模式図を示す。前述したように、溶接部である第三外周部３０３と、第三内周部３０３の間に隙間Ｃが形成されている。溶接時には隙間Ｃにアウターコア３８、及びポンプボディ１の溶融金属が流入するが、隙間Ｃの容積を充足できない場合、溶接部１３８に溶接部へこみｄを生じる可能性がある。理論溶接長さＬは第三外周部３０３と第三内周部１０３の重ね合わせの長さで計算されるが、実溶接長さＬａは溶接長さＬから溶接部へこみｄを引いた値となる。よって、必要強度を満足する溶接長さが実溶接長さＬａとなるよう、第三外周部３０３と第三内周部１０３の重ね合わせの長さを設定すればよい。

図８は図７とは異なる構成によりレーザで溶接を行うための構造を示す。図８に示すようにアウターコア３８の第三外周部３０３とポンプボディ１の第三内周部３０３の溶接レーザ照射側に段差Ｄを設ける構造としてもよい。溶接時にアウターコア３８の角部１０３ｃの容積分の溶融金属を隙間Ｃに流入させることができるため、溶接部１３８に溶接へこみｄが生じることを防止することができる。よって、理論溶接長さＬを実溶接長さＬａとして考えることが可能となる。

以上の発明により、高速、大流量を達成する電磁弁機構において、電磁弁機構の組立不良発生を抑制することにより組立性を改善した高圧燃料ポンプを供給することが可能となる。

１…ポンプボディ、２…プランジャ、８…吐出弁機構、９…圧力脈動低減機構、１１…加圧室、１２…燃料吐出口、３０…弁体（吸入弁）、３１…吸入弁シート部材、３１ｃ…吸入弁シート部材の外周部、３６…可動コア（アンカー部）、３８…溶接部材（アウターコア）、３９…磁気コア（固定コア３９）、１００…挿入穴（収容穴）、１０１…小径挿入穴（第一内周部）、１０２…第二内周部、１０３…第三内周部１０３、３００…電磁弁機構、３０１…圧入部（第一外周部）、３０２…隙間嵌め部（第二外周部）、３０３…溶接部（第三外周部）

Claims (9)

1. 流路を開閉する弁体と、可動コアと、前記可動コアを吸引する磁気コアと、前記弁体を開弁方向に付勢するロッドと、を備え、挿入穴に対して挿入されて固定される電磁弁機構において、
   挿入方向先端側の外周部に形成され、小径挿入穴に対して圧入される圧入部と、
   前記圧入部よりも挿入方向入口側で、かつ前記圧入部よりも外径の大きい外周部に形成され、前記小径挿入穴よりも径の大きい大径挿入穴との間に所定の隙間を有して配置される隙間嵌め部と、
   前記隙間嵌め部よりも挿入方向入口側で、前記挿入穴が形成される部材に対して溶接される溶接部と、を備え、
   前記圧入部と、前記隙間嵌め部とは同一の部材で一体に構成され、
   前記同一の部材と、前記溶接部が形成される溶接部材とは別体の部材で構成され、
   前記同一の部材には前記弁体が着座するシート部が形成されるとともに、前記ロッドの外周部をガイドするガイド部が形成され、
   挿入方向において前記隙間嵌め部と前記溶接部との間にスパッタ捕獲穴が形成された電磁弁機構。
2. 請求項１に記載の電磁弁機構において、
   前記圧入部が形成される外周部は前記隙間嵌め部に至るまで、挿入方向と平行に形成され、
   前記外周部の外周側において、前記隙間嵌め部の挿入方向先端部と、前記大径挿入穴の挿入方向入口部との間に流路が形成された電磁弁機構。
3. 請求項１に記載の電磁弁機構において、
   前記溶接部材の内周部に前記同一の部材の外周部に対して圧入される圧入部が形成された電磁弁機構。
4. 請求項３に記載の電磁弁機構において、
   前記溶接部材の内周部で前記同一の部材の外周部に対して圧入される圧入部は、小径挿入穴に対して圧入される圧入部よりも径方向内側に位置する電磁弁機構。
5. 請求項１に記載の電磁弁機構において、
   前記溶接部は前記大径挿入穴に対して挿入方向に沿うようにレーザ照射されることで形成された電磁弁機構。
6. 請求項２に記載の電磁弁機構において、
   前記流路は、前記圧入部が形成される外周部の外周側において、周方向全体に形成された電磁弁機構。
7. 請求項１に記載の電磁弁機構において、
   前記隙間嵌め部の外径は、前記圧入部の外径に対して直径０．１ｍｍ以上大きく形成された電磁弁機構。
8. 請求項１に記載の電磁弁機構において、
   前記所定の隙間が、前記弁体の最大リフト量よりも小さくなるように構成された電磁弁機構。
9. 請求項１に記載の電磁弁機構と吐出弁機構を備えた高圧燃料ポンプにおいて、
   前記所定の隙間は前記吐出弁機構の吐出弁の最大リフト量よりも小さくなるように構成された高圧燃料ポンプ。

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