JP6797085B2

JP6797085B2 - 燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JP6797085B2
Application number: JP2017134927A
Authority: JP
Inventors: 亮太岩乃; 博之町山; 賢廣谷; 考佑原
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2020-12-09
Anticipated expiration: 2037-07-10
Also published as: JP2019015274A

Description

本発明は、ソレノイドとアーマチャとを含んで構成される電磁スピル弁を備えた燃料噴射ポンプに関する。

以前よりプランジャで燃料を圧送する燃料噴射ポンプは知られており、燃料の噴射量や燃料噴射時期等が電磁スピル弁の作動により制御される構成が公知となっている（例えば、特許文献１、２を参照。）。

従来技術として示す図７（ａ）を参照することで理解されるように、燃料噴射ポンプに適用される電磁スピル弁５００は、スピル弁体５１０と、スピル弁体５１０が摺動可能に挿入される電磁弁本体５２０と、スピル弁体５１０の一端部に固定ボルト５１３によって固定される磁性体からなるアーマチャ５３０と、電磁弁本体５２０の一側に配置され、アーマチャ５３０を引き付ける電磁力を発生してスピル弁体５１０を摺動させるソレノイド５４０と、ソレノイド５４０と電磁弁本体５２０との間に設けられるアーマチャ５３０を収納するアーマチャ室５５０と、を備える。スピル弁体５１０は、スピル弁ばね５１１によってソレノイド５４０とは反対側に付勢される。アーマチャ室５５０は、スピル弁体５１０の中空部５１２と、スピル弁ばね５１１の空間を介して連通され、アーマチャ５３０に配設される連通孔５３１やアーマチャ５３０の外周部を通って燃料が流通可能に構成されている。

そして、該電磁スピル弁５００においては、ソレノイド５４０に磁力が発生して、アーマチャ５３０がソレノイド５４０に引き付けられると、スピル弁体５１０がスピル弁ばね５１１の付勢力に抗してソレノイド５４０側に摺動する。これにより、電磁スピル弁５００が閉弁して、燃料の噴射が開始される。一方、ソレノイド５４０に磁力が発生しなくなって、アーマチャ５３０がソレノイド５４０に引き付けられなくなると、スピル弁体５１０がスピル弁ばね５１１の付勢力によってソレノイド５４０とは反対側に摺動する。これにより、電磁スピル弁５００が開弁して、燃料の噴射が終了する。電磁スピル弁５００においては、ソレノイド５４０に磁力を発生させてアーマチャ５３０を吸引した状態におけるアーマチャ５３０とソレノイド５４０の端面との隙間は、ソレノイド５４０の磁力をアーマチャ５３０により強く作用させるため、可能な限り狭く設定される。

図７（ａ）を参照しながらさらに説明すると、該電磁スピル弁５００を構成するソレノイド５４０は、磁性体からなるソレノイドコア５４１と、該ソレノイドコア５４１の凹部５４２に巻きつけられるソレノイドコイル５４３と、を有し、ソレノイドケース５４４のケース凹部５４５に対して絶縁性の樹脂（例えば、絶縁性ポリマ）からなるモールド５６０を充填してソレノイドコア５４１が埋設されて保持されることで構成される。ソレノイドコア５４１とソレノイドケース５４４とで形成される空間は、ソレノイドコア５４１の凹部５４２と連通していることから、当該空間にモールド５６０が充填されることにより凹部５４２にもモールド５６０が充填される。よって、アーマチャ５３０に対向する位置に位置付けられるソレノイドコイル５４３は凹部５４２に充填されるモールド５６０に覆われ、凹部５４２に充填されるモールド５６０の表面５６０Ａと、ソレノイドコア５４１の端面５４１Ａは面一に構成される。

特開平０６−２２１２４３号公報特開２０１２−１９７６９８号公報

ところで、船舶等に利用される大型のディーゼルエンジンでは、Ａ重油等に比べ粘度の高いＣ重油等の低質油が燃料として一般的に使用されるが、常温の状態では粘度が高すぎることから、燃料噴射ポンプで燃料を圧送する前に、ヒータで予熱して粘度を低下させ、燃料噴射ポンプに供給すると共に、該燃料噴射ポンプからエンジンの燃焼室に供給される。このように、燃料を予熱してから燃料噴射ポンプに供給すると、電磁スピル弁内は高温に曝されることになる。上記したように、アーマチャ５３０と、ソレノイド５４０との隙間は、ソレノイド５４０の磁力がアーマチャ５３０に対してより強力に作用するように、可能な限り狭い寸法に設定されることが好ましい。しかし、電磁スピル弁５００の内部、特にアーマチャ室５５０の温度が高温になることで、凹部５４２に充填されているモールド５６０がソレノイドコア５４０の端面５４２よりも隆起すると、スピル弁体５１０がシート部に当接しないシート不良を起こし、所望の燃料噴量が正確に噴射されない問題が生じる。よって、シート不良を防止するためには、電磁スピル弁５００が閉弁した際のアーマチャ５３０とソレノイド５４０との隙間を広く設定する必要が生じ、その場合はソレノイド５４０の磁力がアーマチャ５３０まで届きにくくなり、ソレノイド５４０の磁力をより大きなものに設定しなければならなくなるという問題が発生する。

また、上記したように電磁スピル弁５００は、ソレノイド５４０に磁力を発生させて閉弁すると共に、磁力が発生しないようにすることで開弁させられる。この際、アーマチャ５３０がアーマチャ室５５０内を高速で動作するため、アーマチャ５３０がソレノイド５４０から離反する方向に移動する際に、アーマチャ５３０とソレノイド５４０との間の狭い空間の圧力が急激に低下してキャビテーションが発生する。このキャビテーションの発生と消滅が繰り返されることにより、アーマチャ５３０とソレノイド５４０とで構成される空間においてキャビテーションエロージョンが発生してソレノイドコイル５４３を覆うモールド５６０が損壊するという問題がある。この問題は、電磁スピル弁５００の閉弁時におけるアーマチャ５３０とソレノイド５４０との隙間が小さい程、すなわち当該隙間によって形成される空間容積が狭いほど顕著になる。この問題に対処すべく、図７（ｂ）に示すように、アーマチャ５３０に対して連通孔５３１を設けてアーマチャ室５３０内の燃料の流動を促したり、モールド５６０の表面の一部に肉抜き凹部５６１を形成したりして、キャビテーションエロージョンの発生を抑制することも試みられているが、この対策だけでは十分とはいえなかった。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、燃料噴射ポンプの電磁スピル弁におけるシート不良を起こすことなく、また、キャビテーションエロージョンの発生を抑制することができる燃料噴射ポンプ、及び燃料噴射ポンプのソレノイドの製造方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、電磁スピル弁を備えた燃料噴射ポンプであって、該電磁スピル弁を構成するスピル弁体の一端部に配設されるアーマチャと、該アーマチャを引き付ける磁力を発生してスピル弁体を作動させるソレノイドと、を少なくとも含み、該ソレノイドは、ソレノイドコアの凹部にソレノイドコイルが巻きつけられて構成され、該アーマチャと対向する該ソレノイドコイルを覆うように該凹部に形成されるモールドの表面が、該ソレノイドコアの表面の高さに対して低く形成され、該スピル弁体の一端部と、該アーマチャとは、該スピル弁体の一端部に対して固定ボルトが螺合されることにより該アーマチャの中心部が結合されるものであり、該固定ボルトには、該アーマチャに対向する該ソレノイド側の領域と、該スピル弁体の中空部と、を連通する貫通孔が設けられている燃料噴射ポンプが提供される。

また、上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、電磁スピル弁を備えた燃料噴射ポンプであって、該電磁スピル弁を構成するスピル弁体の一端部に配設されるアーマチャと、該アーマチャを引き付ける磁力を発生してスピル弁体を作動させるソレノイドと、を少なくとも含み、該ソレノイドは、ソレノイドコアの凹部にソレノイドコイルが巻きつけられて構成され、該アーマチャと対向する該ソレノイドコイルを覆うように該凹部に形成されるモールドの表面が、該ソレノイドコアの表面の高さに対して低く形成され、該スピル弁体の一端部と、該アーマチャとは、一方が他方に対して直接螺合されることにより結合され、該スピル弁体及び該アーマチャには、該アーマチャに対向するソレノイド側の領域と、該スピル弁体の中空部と、を連通する貫通孔が設けられている燃料噴射ポンプが提供される。

また、本発明によれば、本発明により提供される燃料噴射ポンプの電磁スピル弁を構成するソレノイドの製造方法であって、ソレノイドケースのケース凹部に対し、ソレノイドコアの凹部に巻きつけられたソレノイドコイルと共に、該ソレノイドコアを絶縁性の樹脂からなるモールドによって埋設する埋設工程と、該埋設工程によりソレノイドコアの凹部に充填された該モールドを、該ソレノイドコアの凹部の開口端部から所定の深さだけ除去することにより、該ソレノイドコアの表面の高さに対し、該モールドの表面が低くなるように段差を形成する段差形成工程と、を少なくとも含むソレノイドの製造方法が提供される。

本発明に基づいて構成された燃料噴射ポンプは、電磁スピル弁を構成するスピル弁体の一端部に配設されるアーマチャと、該アーマチャを引き付ける磁力を発生してスピル弁体を作動させるソレノイドと、を少なくとも含み、該ソレノイドは、ソレノイドコアの凹部にソレノイドコイルが巻きつけられて構成され、該アーマチャと対向する該ソレノイドコイルを覆うように該凹部に形成されるモールドの表面が、該ソレノイドコアの表面の高さに対して低く形成され、該スピル弁体の一端部と、該アーマチャとは、該スピル弁体の一端部に対して固定ボルトが螺合されることにより該アーマチャの中心部が結合されるものであり、該固定ボルトには、該アーマチャに対向する該ソレノイド側の領域と、該スピル弁体の中空部と、を連通する貫通孔が設けられているか、又は、該スピル弁体の一端部と、該アーマチャとは、一方が他方に対して直接螺合されることにより結合され、該スピル弁体及び該アーマチャには、該アーマチャに対向するソレノイド側の領域と、該スピル弁体の中空部と、を連通する貫通孔が設けられていることにより、ヒータで予熱された燃料が電磁スピル弁に供給されたとしても、電磁スピル弁のシート不良を起こすことなく所望の燃料噴射量がエンジンの燃焼室に供給することができ、さらには、アーマチャとソレノイドとの間に形成される空間容積をより確保することができることから、キャビテーションの発生を抑制することが可能になる。

さらに、本発明に基づいて構成された燃料噴射ポンプのソレノイドの製造方法によれば、ソレノイドケースのケース凹部に対し、ソレノイドコアの凹部に巻きつけられたソレノイドコイルと共に、該ソレノイドコアを絶縁性の樹脂からなるモールドによって埋設する埋設工程と、該埋設工程によりソレノイドコアの凹部に充填された該モールドを、該ソレノイドコアの凹部の開口端部から所定の深さだけ除去することにより、該ソレノイドコアの表面の高さに対し、該モールドの表面が低くなるように段差を形成する段差形成工程と、を少なくとも含むソレノイドの製造方法が提供されることから、ヒータで予熱された燃料が電磁スピル弁に供給されたとしても、電磁スピル弁のシート不良を起こすことがないソレノイドを容易に製造することができる。

本発明に基づいて構成された実施形態に係る燃料噴射ポンプの概略断面図である。図１に示す燃料噴射ポンプの（ａ）電磁スピル弁、等圧弁部、ソレノイドの概略断面図、及び（ｂ）ソレノイドの外観を示す斜視図である。（ａ）電磁スピル弁が閉弁した場合における燃料の流れを示す燃料噴射ポンプの一部断面図、（ｂ）電磁スピル弁が開弁した場合における燃料の流れを示す燃料噴射ポンプの一部断面図である。図３に示す電磁スピル弁が開弁した場合における燃料の流れに関し、アーマチャ及びソレノイド近傍の燃料の流れを拡大して説明するための断面図である。図１、２に示す燃料噴射ポンプのスピル弁体、及びアーマチャに関する他の実施形態について説明する断面図である。図１、２に示すソレノイドを製造する製造方法を説明するための概念図である。従来技術における燃料噴射ポンプを説明するための一部断面図である。

以下、本発明に基づいて構成された燃料噴射ポンプについて添付図面を参照しながら詳細に説明する。

先ず、本発明の第一実施形態に係る燃料噴射ポンプ１の全体構成について、図１及び図２により説明する。なお、図１には、上下左右を示す矢印を示し、該矢印で示す方向に基づき、以下に述べる各部材の位置や方向等を説明する。

図１に示すように、燃料噴射ポンプ１は、ポンプ本体部１０と、電磁スピル弁２０と、等圧弁部３０と、を備える。燃料噴射ポンプ１は、例えば、Ｃ重油等の低質油が燃料として使用されるディーゼルエンジン（例えば、船舶に搭載されるディーゼルエンジン）に用いられる。

ポンプ本体部１０には、ポンプ本体１１が備えられる。ポンプ本体１１には、バレル孔１１１及びタペット室１１２が上下方向に連続して延びるように形成される。タペット室１１２の下端部は、ポンプ本体１１下面にて開口する。タペット室１１２には、その下端開口部からタペット１２が上下方向に摺動自在に挿入される。

また、バレル孔１１１の上端部は、ポンプ本体１１上面にて開口する。バレル孔１１１には、その上端開口部からプランジャバレル１３が挿入される。プランジャバレル１３の下端部は、バレル孔１１１から下方のタペット室１１２内に突出する一方、プランジャバレル１３の上端部は、バレル孔１１１から上方に突出する。プランジャバレル１３の上端部には、フランジ部１３１が形成される。プランジャバレル１３は、フランジ部１３１を介してポンプ本体１１上面に図示しないボルトで固定される。また、バレル孔１１１の上下中途部には、その孔径が拡大された拡径部が形成される。この拡径部とプランジャバレル１３の外周面とで、燃料ギャラリ１４が形成される。

さらに、ポンプ本体１１には、燃料ギャラリ１４と接続されるエア抜き通路１１３、燃料入口１１４、及び燃料入口１１４と同一の平面上に並設される燃料出口(図示は省略する。）が形成される。燃料入口１１４は、図示しないフィードポンプと接続され、燃料入口１１４からは、前記フィードポンプによって圧送された燃料が燃料ギャラリ１４内に送入される。エア抜き通路１１３の外端部はポンプ本体１１の外部に開口しており、エア抜き通路１１３を閉塞するエア抜きボルト１１３ａが着脱可能に取り付けられていることから、メンテナンス等の必要に応じ燃料ギャラリ１４内に残存する空気を外部に抜くことができる。また、該燃料出口からは、燃料ギャラリ１４から溢れ出た燃料が排出される。

また、プランジャバレル１３には、第一燃料供給路１３２及びプランジャ孔１３３が上下方向に連続して延びるように形成される。第一燃料供給路１３２の上端部は、プランジャバレル１３の上面にて開口する。また、プランジャ孔１３３の下端部は、プランジャバレル１３の下面にて開口する。プランジャ孔１３３には、その下端開口部からプランジャ１５が上下方向に摺動自在に挿入される。プランジャ孔１３３の上端部には、その内周面とプランジャ１５の上端面とで、加圧室１３５が形成される。

また、プランジャ１５の下端部は、プランジャ孔１３３から下方のタペット室１１２内に突出するとともに、下部ばね受け１６を介してタペット１２内の底部に固定される。また、バレル孔１１１から下方に突出するプランジャバレル１３には、上部ばね受け１７が外嵌される。上部ばね受け１７と下部ばね受け１６との上下間には、プランジャばね１５１が介装される。プランジャばね１５１によってタペット１２が下方に付勢され、タペット１２の下方に架設される図示しないカム軸上のカムにタペット１２の下面が当接する。

さらに、プランジャバレル１３には、第一スピル油排出路１３４が燃料ギャラリ１４側から上方向に延びるように形成される。第一スピル油排出路１３４の上端部は、プランジャバレル１３の上面にて開口する一方、第一スピル油排出路１３４の下端部は、燃料ギャラリ１４内にて開口する。

また、電磁スピル弁２０は、電磁弁本体２１と、電磁弁本体２１の右側面に配設されたスペーサ２２を介してソレノイド２３とから構成される。電磁弁本体２１は、プランジャバレル１３のフランジ部１３１上面に図示しないボルトで固定される。電磁弁本体２１には、吐出弁室２１１、等圧弁ばね室２１２及び第二燃料供給路２１３が、上下方向に連続して延びるように形成される。吐出弁室２１１の上端部は、電磁弁本体２１の上面にて開口する。また、第二燃料供給路２１３の下端部は、電磁弁本体２１の下面にて開口する。

さらに、電磁弁本体２１には、スピル弁孔２１４が第二燃料供給路２１３と交差して電磁弁本体２１を左右方向に貫通するように形成される。スピル弁孔２１４には、スピル弁体２４が左右方向に摺動自在に挿入される。

電磁スピル弁２０をさらに拡大して示す図２（ａ）から理解されるように、スピル弁孔２１４の右端部には、スピル弁ばね室２１４Ａが形成される。スピル弁ばね室２１４Ａの右端部は、電磁弁本体２１の右側面にて開口する。また、スピル弁孔２１４の左側において、その左端部には、インサートピース室２１４Ｂ、インサートピース室２１４Ｂ右側には、連通室２１４Ｃが形成される。インサートピース室２１４Ｂの左端部は、電磁弁本体２１の左側面にて開口する。また、連通室２１４Ｃは、スピル弁孔２１４の左方側の中途部が、左方に向かって段差部を介して段差状に拡径されて形成される。連通室２１４Ｃの段差部には、弁座２１４Ｄが形成される。なお、弁座２１４Ｄには、スピル弁体２４に形成される後述するシール面２４１が着座する。

さらに、電磁弁本体２１には、第二スピル油排出路２１５が連通室２１４Ｃ側から下方向に延びるように形成される。第二スピル油排出路２１５の上端部は、連通室２１４Ｃ内にて開口する一方、第二スピル油排出路２１５の下端部は、電磁弁本体２１の下面にて開口する。第二燃料供給路２１３と第二スピル油排出路２１５とは、スピル弁孔２１４を介して連通される。第二燃料供給路２１３及び第二スピル油排出路２１５は、それぞれプランジャバレル１３の第一燃料供給路１３２及び第一スピル油排出路１３４と接続される（図１も併せて参照。）。

また、インサートピース室２１４Ｂには、その左端開口部から略円環状のインサートピース２５が挿入されるとともに、これに続いてストッパ２６が挿入される。ストッパ２６によってインサートピース２５がインサートピース室２１４Ｂ内に固定される。インサートピース２５には、スピル弁体２４が左右方向に摺動自在に挿入される。

また、スピル弁体２４には、中空部２４２がスピル弁体２４の軸部を左右方向に貫通するように形成される。中空部２４２の左端部は、インサートピース２５内にて開口する一方、中空部２４２の右端部は、スペーサ２２に形成されたアーマチャ室２２１内にて開口する。また、スピル弁体２４の軸方向中途部外周には、縮径部２４３が形成される。縮径部２４３は、スピル弁体２４の軸方向中途部外周が段差状に縮径されて形成される。縮径部２４３の左右両側の段差部のうち左側の段差部には、弁座２１４Ｄに着座するシール面２４１が形成される。また、スピル弁体２４の右端部には、アーマチャ２４７が設けられる。アーマチャ２４７は、スピル弁体２４の右端部の軸部に形成された雌ねじ部２４４Ａに締結する固定ボルト２４８を介してスピル弁体２４の中空部２４２の右端開口部に固定されるとともに、アーマチャ室２２１に収納される。アーマチャ２４７には、アーマチャ室２２１内をアーマチャ２４７が移動する際に、アーマチャ２４７の左方側と右方側の燃料の移動を許容する連通孔２４７Ａが設けられている。そして、アーマチャ２４７を固定する固定ボルト２４８には、本発明に基づいて形成されたスピル弁体２４の中空部２４２とアーマチャ室２２１とを連通する貫通孔２４８Ａが形成されている。

アーマチャ室２２１は、右方からの側面視で略円形状に形成されるとともに、その左右両端部がそれぞれスペーサ２２の左右両側面にて開口する。アーマチャ室２２１の右端開口部を通じて、アーマチャ２４７とソレノイド２３とが対向する。また、アーマチャ室２２１の左端開口部には、突出孔２８１が形成されたスペーサ側ばね受け２８が嵌設される。スペーサ側ばね受け２８の突出孔２８１からは、スピル弁体２４の突出部２４４が突出する。

突出部２４４は、スピル弁体２４の右端部が右方に向かって段差状に縮径されて形成される。突出部２４４の外周面と突出孔２８１の内周面との間には、アーマチャ室２２１とスピル弁ばね室２１４Ａとを連通させる隙間が形成される。突出部２４４の段差部には、スピル弁体側ばね受け２９が外嵌される。スピル弁体側ばね受け２９とスペーサ側ばね受け２８との左右間には、スピル弁ばね２４５が介装される。スピル弁ばね２４５によってスピル弁体２４が左方（ソレノイド２３とは反対側）に付勢される。

また、等圧弁部３０には、等圧弁ホルダ３１が備えられる。等圧弁ホルダ３１は、電磁弁本体２１上面に図示しないボルトで固定される。等圧弁ホルダ３１の下部には、吐出弁ばね室３１１が上下方向に延びるように形成される。吐出弁ばね室３１１の下端部は、等圧弁ホルダ３１の下面にて開口する。吐出弁ばね室３１１は、電磁弁本体２１の吐出弁室２１１と接続される。これら吐出弁室２１１及び吐出弁ばね室３１１には、吐出弁３２が収納される。

また、等圧弁ホルダ３１の上下中途部には、吐出通路３１２が上下方向に延びるように形成される。吐出通路３１２を介して、等圧弁ホルダ３１の上部には、図示しない高圧管継手が取り付けられる。

また、等圧弁ばね室２１２には、等圧弁３３が収納される。等圧弁３３は、等圧弁体３３１、等圧弁ばね３３２、等圧弁下部ばね受け３３３、及び等圧弁上部ばね受け３３４から構成される。等圧弁体３３１は、等圧弁通路３３１Ｂの下端開口部に着座するように、等圧弁上部ばね受け３３４を介して等圧弁ばね３３２によって上方へ付勢される。等圧弁ばね３３２の下端部は、等圧弁下部ばね受け３３３を介して等圧弁ばね室２１２内の下面に固定される。

また、ソレノイド２３は、磁性体からなるソレノイドコア２３１と、該ソレノイドコア２３１の凹部２３１Ａに巻きつけられるソレノイドコイル２３２と、を備え、ソレノイドケース２３３のケース凹部２３３Ａに対して絶縁性ポリマからなるモールド２３４を介して保持されることで構成される。ソレノイドコア２３１は側方視でＥ型形状をなし（Ｅコアとも呼ばれる。）、モールド２３４が充填されるソレノイドコア２３１とソレノイドケース２３３とで形成される空間は、ソレノイドコイル２３２が配設される凹部２３１Ａと連通していることから、ケース凹部２３３Ａにモールド２３４が充填されることにより、ソレノイドコア２３１の凹部２３１Ａにもモールド２３４が充填される。ここで、本発明に基づいて構成されるソレノイド２３では、アーマチャ２４７と対向する該ソレノイドコイル２３２を覆うように凹部２３１Ａに形成されるモールド２３４の表面２３４Ａは、アーマチャ２４７と対向するソレノイドコア２３１の表面２３１Ｂの高さに対して低くなるように形成され、ソレノイドコア２３１の表面２３１Ｂとモールド２３４の表面２３４Ａとの間には段差が形成される。この段差によって、ソレノイドコア２３１の凹部２３１Ａには空間部２３１Ｃが構成される。なお、図２（ｂ）には、ソレノイド２３を電磁スピル弁２０から取り外し、アーマチャ２４７に対向する側から見た外観の斜視図を示している。図２（ｂ）から理解されるように、ケース凹部２３３Ａの開口部は略円形状をなし、ソレノイドコア２３１は、充填されたモールド２３４から３つの表面２３１Ｂが表出すると共に、ソレノイドコア２３１の凹部２３１Ａには、空間部２３１Ｃが形成される。なお、図２（ｂ）においては、説明の都合上、空間部２３１Ｃを強調して記載している。

本発明の燃料噴射ポンプ１は、概ね以上のように構成されており、燃料噴射ポンプ１の各作動態様（燃料噴射ポンプ１が燃料を噴射する場合、及び燃料噴射ポンプ１が燃料の噴射を停止する場合）について、図３により説明する。なお、図３における黒塗り矢印は、燃料の流れを示す。

先ず、燃料噴射ポンプ１を構成する電磁スピル弁２０が燃料を噴射する場合は、図３（ａ）に示すように、図示しないフィードポンプからの燃料が、燃料入口１１４から燃料ギャラリ１４に送られ、燃料ギャラリ１４内の燃料が、加圧室１３５に送られる。なお、矢印で示していないが、燃料ギャラリ１４内の燃料は、スピル弁体２４が左方にあるときに、燃料ギャラリ１４から第一スピル油排出路１３４、第二スピル油排出路２１５、縮径部２４３、第二燃料供給路２１３、第一燃料供給路１３２の順に流れて、加圧室１３５に送られる。そして、プランジャ１５が図示しないカムの回転に従って上方向に摺動されて、加圧室１３５内の燃料が加圧されると、この燃料が加圧室１３５から第一燃料供給路１３２、第二燃料供給路２１３の順に流れる。

この際、電磁スピル弁２０においては、図示しない制御装置からの信号に基づいてソレノイド２３に磁力が発生し、図３（ａ）に示すように、アーマチャ２４７がソレノイド２３に引き付けられる。すると、アーマチャ２４７を介して、スピル弁体２４がスピル弁ばね２４５の付勢力に抗して右方（ソレノイド２３側の方向）に摺動される。そして、スピル弁体２４のシール面２４１がスピル弁孔２１４の弁座２１４Ｄに着座し、電磁スピル弁２０が閉弁する。これにより、第二燃料供給路２１３と第二スピル油排出路２１５との連通が遮断されるため、第二燃料供給路２１３内の燃料圧力が低下することなく維持される。そして、加圧室１３５、第一燃料供給路１３２、第二燃料供給路２１３、及び等圧弁ばね室２１２内が、燃料で加圧された状態となる。

そして、吐出弁３２においては、吐出弁体３２１を上方に付勢する力（等圧弁ばね室２１２内の燃料圧力）が、吐出弁体３２１を下方に付勢する力（吐出弁ばね３２２の付勢力）よりも大きくなると、吐出弁体３２１が上方に移動して吐出弁室２１１の下面から離間し、吐出弁３２が開弁する。ここで、等圧弁３３は、閉弁しているため、等圧弁ばね室２１２内の燃料は、等圧弁通路３３１Ｂを流れずに、吐出弁体３２１の外周を通り、吐出弁ばね室３１１、吐出通路３１３の順に流れて、図示しない上方に連結された高圧管継手から吐出される。

一方、燃料噴射ポンプ１が燃料の噴射を終了する場合は、図３（ｂ）に示すように、電磁スピル弁２０において、前記制御装置からの信号に基づいてソレノイド２３に磁力が発生しなくなると、アーマチャ２４７がソレノイド２３に引き付けられなくなる。すると、スピル弁ばね２４５の付勢力によってスピル弁体２４がストッパ２６に当接するまで左方（ソレノイド２３とは反対側の方向）に摺動される。そして、スピル弁体２４のシール面２４１がスピル弁孔２１４の弁座２１４Ｄから離間し、電磁スピル弁２０が開弁する。これにより、第二燃料供給路２１３と第二スピル油排出路２１５とが、スピル弁孔２１４を介して連通されるため、第二燃料供給路２１３内の燃料圧力が低下する。そして、第二燃料供給路２１３内の燃料は、スピル弁孔２１４、第二スピル油排出路２１５、第一スピル油排出路１３４の順に流れて、燃料ギャラリ１４に排出され燃料の噴射が停止される。なお、スピル弁孔２１４内の燃料は、スピル弁孔２１４内周面とスピル弁体２４外周面との隙間等から、アーマチャ室２２１内に漏れ出る。

ここで、図３（ａ）に示す状態から、図３（ｂ）に示す状態、すなわち、制御装置からの信号に基づいてソレノイド２３に磁力が発生している状態から磁力が発生しない状態とされ、アーマチャ２４７がソレノイド２３に引き付けられなくなり、スピル弁ばね２４５の付勢力によってスピル弁体２４がストッパ２６に当接するまで左方に摺動される際のアーマチャ室２２１におけるアーマチャ２４７の動作及び燃料の流動について、図４に基づいて説明する。

図４に示すように、アーマチャ２４７がソレノイド２３に引き付けられなくなり、スピル弁ばね２４５の付勢力によってスピル弁体２４がストッパ２６側、すなわち、左方に摺動されると、アーマチャ室２２１内におけるアーマチャ２４７が黒塗り矢印の方向に高速で移動し、アーマチャ２４７の左側にあった燃料がアーマチャ２４７の外周部と連通孔２４７Ａを通ってアーマチャ２４７の右側に移動する。さらに、本発明によって構成される固定ボルト２４８に形成された貫通孔２４８Ａを介してスピル弁体２４の中空部２４２内からもアーマチャ２４７とソレノイド２３とで構成される空間に燃料が供給される。上記したように、本実施形態では、ソレノイドコア２３１の凹部２３１Ａには空間部２３１Ｃが構成されることによって、アーマチャ２３７とソレノイド２３との間の空間の容積がより大きくなるように確保されており、高速で移動するアーマチャ２４７によって、アーマチャ２４７とソレノイド２３とにより形成される空間が負圧になることが抑制され、キャビテーションの発生が抑制される。

また、本実施形態のソレノイド２３では、アーマチャ２４７と対向する該ソレノイドコイル２３２を覆うように凹部２３１Ａに形成されるモールド２３４の表面２３４Ａが、ソレノイドコア２３１の表面２３１Ｂとモールド２３４の表面２３４Ａとの間に段差が形成されることで、アーマチャ２４７と対向するソレノイドコア２３１の表面２３１Ｂの高さに対して低くなるように形成されている。これにより、低質の燃料（Ｃ重油）等を用いる場合に燃料が予熱されて高温状態で供給され、モールド２３４が加熱により隆起しても、ソレノイドコア２３１の表面２３１Ｂよりもアーマチャ２３７側に突出することが防止される。したがって、アーマチャ２４７がソレノイド２３に引き付けられる際の両者の間隙を極限まで小さくしたとしても、シート不良を発生することがない。

本発明は、上記した実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲に属するかぎり種々の変形例を想定することができる。図５を参照しながら電磁スピル弁２０の他の実施形態について説明する。なお、図５に示す他の実施形態では、スピル弁体２４’と、アーマチャ２４７’以外の構成は、上記した実施形態と同一であるため、相違する点の説明のみ行い、他の詳細な説明については省略する。

図５に示すように、他の実施形態におけるスピル弁体２４’の突出部２４４’の先端部には、雄ねじ部２４４’Ａが形成されている。さらに、アーマチャ２４７’の中心部には、スピル弁体２４’の雄ねじ部２４４’Ａが螺合されるように雌ねじ部２４７’Ｂが形成される。さらに、突出部２４４’には一端部まで貫通する貫通孔２４４’Ｂが形成され、アーマチャ２４７’の中心部にもソレノイド２３側に形成される間隙部に連通する貫通孔２４７’Ｃが形成される。これにより、貫通孔２４４’Ｂと貫通孔２４７’Ｃとを介して、アーマチャ２４７’とソレノイド２３とで形成される領域と、スピル弁体２４’の中空部とが連通される。当該貫通孔２４４’Ｂと貫通孔２４７’Ｃとにより、上記した実施形態の固定ボルト２４８に形成された貫通孔２４８Ａと同様の効果を奏することができ、また、当該実施形態によれば、部品点数を削減することが可能になる。

また、本発明は、上記した他の実施形態にも限定されず、例えば、アーマチャ２４７’側に雄ねじ部を形成し、スピル弁体２４’側に雌ねじ部を形成して直接的に螺合して結合するものであってもよい（図示は省略する。）。

図６を参照しながら、本発明に適用されるソレノイド２３の製造方法について、以下に説明する。

まず、ソレノイド２３を構成するソレノイドケース２３３には、ソレノイドコア２３１を保持するケース凹部２３３Ａが形成されており、このケース凹部２３３Ａに絶縁性ポリマからなるモールド２３４を充填して、ソレノイドコア２３１を覆うように埋設する埋設工程を実施して、図６（ａ）に示すソレノイド２３を得る。図６（ａ）に示されているように、ソレノイドコア２３１の凹部２３１Ａにはソレノイドコイル２３２が巻き付けられており、ソレノイドコア２３１の凹部２３１Ａにおいてソレノイドコイル２３２がモールド２３４によって覆われ、ソレノイドコイル２３２を覆うモールド２３４の表面と、ソレノイドコア２３１の表面２３１Ｂとは、面一に形成されている。

次いで、該埋設工程が施されたソレノイド２３に対して、ソレノイドコア２３１の凹部２３１Ａに充填されたモールド２３４を、ソレノイドコア２３１の凹部２３１Ａの開口端部から所定の深さだけ除去することにより、ソレノイドコア２３１の表面２３１Ｂの高さに対し、凹部２３１Ａ内に充填されたモールド２３４の表面２３４Ａが低くなるように段差を形成する段差形成工程を実施する。該段差形成工程は、例えば、図６（ｂ）に示すように、エンドミル４００を図示しないフライス加工装置により回転駆動して、モールド２３４を、ソレノイドコア２３１の凹部２３１Ａの開口端部から所定の深さ（例えば、０．５ｍｍ程度）だけ除去する。この際、凹部２３１Ａの開口端部から所定の深さにおける内壁には、モールド２３４を残すことなく除去する（図２（ｂ）も合わせて参照されたい。）。

上記した埋設工程、段差形成工程を実施することにより、ソレノイドコア２３１の凹部２３１Ａの開口端部から所定の深さだけ低くなった空間部２３１Ｃが形成され、キャビテーションの発生を抑制するための空間容積が確保されると共に、予熱された燃料が供給されモールド２３４が隆起しても、ソレノイドコア２３１の表面２３１Ｂの高さよりも突出することが抑制され、スピル弁体２４のシート不良が生じない電磁スピル弁２０のソレノイド２３が製造される。

１：燃料噴射ポンプ
１０：ポンプ本体部
１１：ポンプ本体
１２：タペット
１３：プランジャバレル
１４：燃料ギャラリ
１５：プランジャ
２０：電磁スピル弁
２１：電磁弁本体
２１４：スピル弁孔
２１４Ａ：スピル弁ばね室
２２：スペーサ
２２１：アーマチャ室
２３：ソレノイド
２３１：ソレノイドコア
２３１Ａ：凹部
２３１Ｂ：表面
２３１Ｃ：空間部
２３２：ソレノイドコイル
２３３：ソレノイドケース
２３３Ａ：ケース凹部
２３４：モールド
２３４Ａ：表面
２３７：アーマチャ
２４：スピル弁体
２４２：中空部
２４４：突出部
２４７：アーマチャ
２４７Ａ：連通孔
２４８：固定ボルト
２４８Ａ：貫通孔
３０：等圧弁部

Claims

電磁スピル弁を備えた燃料噴射ポンプであって、
該電磁スピル弁を構成するスピル弁体の一端部に配設されるアーマチャと、
該アーマチャを引き付ける磁力を発生してスピル弁体を作動させるソレノイドと、を少なくとも含み、
該ソレノイドは、ソレノイドコアの凹部にソレノイドコイルが巻きつけられて構成され、
該アーマチャと対向する該ソレノイドコイルを覆うように該凹部に形成されるモールドの表面が、該ソレノイドコアの表面の高さに対して低く形成され、
該スピル弁体の一端部と、該アーマチャとは、該スピル弁体の一端部に対して固定ボルトが螺合されることにより該アーマチャの中心部が結合されるものであり、
該固定ボルトには、該アーマチャに対向する該ソレノイド側の領域と、該スピル弁体の中空部と、を連通する貫通孔が設けられている燃料噴射ポンプ。
電磁スピル弁を備えた燃料噴射ポンプであって、
該電磁スピル弁を構成するスピル弁体の一端部に配設されるアーマチャと、
該アーマチャを引き付ける磁力を発生してスピル弁体を作動させるソレノイドと、を少なくとも含み、
該ソレノイドは、ソレノイドコアの凹部にソレノイドコイルが巻きつけられて構成され、
該アーマチャと対向する該ソレノイドコイルを覆うように該凹部に形成されるモールドの表面が、該ソレノイドコアの表面の高さに対して低く形成され、
該スピル弁体の一端部と、該アーマチャとは、一方が他方に対して直接螺合されることにより結合されるものであり、
該スピル弁体及び該アーマチャには、該アーマチャに対向する該ソレノイド側の領域と、該スピル弁体の中空部と、を連通する貫通孔が設けられている燃料噴射ポンプ。
請求項１又は２に記載された燃料噴射ポンプの電磁スピル弁を構成するソレノイドの製造方法であって、
ソレノイドケースのケース凹部に対し、ソレノイドコアの凹部に巻きつけられたソレノイドコイルと共に、該ソレノイドコアを絶縁性の樹脂からなるモールドによって埋設する埋設工程と、
該埋設工程によりソレノイドコアの凹部に充填された該モールドを、該ソレノイドコアの凹部の開口端部から所定の深さだけ除去することにより、該ソレノイドコアの表面の高さに対し、該モールドの表面が低くなるように段差を形成する段差形成工程と、を少なくとも含むソレノイドの製造方法。