JP7052393B2 - 調量弁及びポンプ装置 - Google Patents

Description

この明細書による開示は、調量弁及び調量弁を備えるポンプ装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、高圧ポンプにおいて用いられる電磁駆動入口弁が記載されている。電磁駆動入口弁は、電磁アクチュエータを備えている。電磁アクチュエータは、磁気コイルへの電流の印加により、アーマチュアで弁部材を変位させる。こうした弁部材の変位により、高圧ポンプのポンプ作業空間に吸入される燃料量が調整される。

独国特許出願公開第１０２０１４２２０９７５号明細書

特許文献１の構成では、アーマチュア及び弁部材が一体的に変位する。故に、弁部材の変位量を確保しつつ、電磁駆動部の磁気ギャップを狭めることは、実質的に不可能である。磁気ギャップが広くなると、磁気コイルへの電流の印加に対し、弁部材の変位が遅れ易くなる。そのため、弁部材の変位量を確保したままでは、調量弁の高応答化が困難であった。

本開示は、高応答化が可能な調量弁、及びこの調量弁を備えるポンプ装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、電磁コイル（６１）への電流の印加により、磁気ギャップ（５８）を消失させるリフト方向（ＬＤ）への駆動力を生じさせる電磁駆動部（５０）と、電磁駆動部の駆動力によってリフト方向に変位する駆動弁体（７０）と、駆動弁体によって駆動され、流体の流れを制御するように変位する従動弁体（９０）と、駆動弁体と従動弁体との間に駆動弁体と別体で設けられ、駆動弁体の変位を従動弁体に伝える接続部材（７８，３７８）と、を備え、従動弁体の変位（Ｄｉ２）は、駆動弁体の変位（Ｄｉ１）よりも大きく、従動弁体は、駆動弁体と機械的に連結されており、接続部材と当接する当接部（９３，２９３）、を有し、当接部には、部分円錐面状に形成され、接続部材に押されることで従動弁体を変位させる押圧テーパ面部（９３ａ）、が設けられ、駆動弁体の変位方向を規定する駆動軸線（７０ａｘ）は、従動弁体の変位方向を規定する従動軸線（９０ａｘ）に対して傾斜した姿勢である調量弁とされる。

この態様では、駆動弁体の変位よりも従動弁体の変位が大きいため、従動弁体の変位量を確保しつつ、電磁駆動部の磁気ギャップを狭めることができる。こうして磁気ギャップが狭くされれば、電磁駆動部は、電磁コイルへの電流の印加によって、駆動弁体を速やかにリフト方向に変位させ得る。したがって、調量弁の高応答化が可能になる。

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

第一実施形態による高圧燃料ポンプが適用される内燃機関の燃料供給システムを示す構成図である。 第一実施形態による高圧燃料ポンプの構成を示す縦断面図である。 調量弁のうちの電磁アクチュエータ及び駆動弁体の構成を示す縦断面部である。 調量弁のうちのバルブボディ及び従動弁体の構成を示す縦断面部である。 接続部材を介した駆動弁体及び従動弁体の連結箇所の詳細を示す拡大図である。 調量弁の高応答化の効果を比較例と比較して示す図である。 第二実施形態における駆動弁体及び従動弁体の連結箇所を示す拡大図である。 第三実施形態における駆動弁体及び従動弁体の連結箇所を示す拡大図である。 第四実施形態における駆動弁体及び従動弁体の連結箇所を示す拡大図である。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第一実施形態）
本開示の第一実施形態による高圧燃料ポンプ１０は、図１に示す燃料供給システム１に用いられる。燃料供給システム１は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関２に、軽油等の燃料を供給する。燃料供給システム１は、高圧燃料ポンプ１０に加えて、燃料タンク４、低圧燃料ポンプ５、コモンレール６、燃料噴射弁７、機関制御装置９を含む構成とされている。

燃料タンク４は、内燃機関２への供給燃料を貯留する。低圧燃料ポンプ５は、通電により作動し、燃料タンク４に貯留された燃料を吸入する電動ポンプである。低圧燃料ポンプ５は、吸入した燃料を所定の低圧値（例えば０．４ＭＰａ程度）にまで加圧し、高圧燃料ポンプ１０へ向けて吐出する。

コモンレール６には、高圧燃料ポンプ１０によって昇圧された燃料が供給される。コモンレール６は、高圧燃料ポンプ１０から圧送された高圧燃料を畜圧状態にて保持し、燃料噴射弁７に分配する。燃料噴射弁７は、内燃機関２に設けられた複数の気筒２ｂ毎に一つずつ設置されている。燃料噴射弁７は、内燃機関２のヘッド部材２ａに設けられた挿通孔に挿入されており、各気筒２ｂ内の燃料室へ向けて、高圧燃料を噴孔７ａから噴射する。

機関制御装置９は、マイクロコンピュータ又はマイクロコントローラを主体に構成されている。機関制御装置９は、低圧燃料ポンプ５、高圧燃料ポンプ１０及び各燃料噴射弁７と電気的に接続されている。機関制御装置９は、燃料タンク４、高圧燃料ポンプ１０及び各燃料噴射弁７の作動を制御する。

図１及び図２示す高圧燃料ポンプ１０は、プランジャポンプである。高圧燃料ポンプ１０は、プランジャ４３の往復移動により、低圧燃料ポンプ５によって圧送された低圧燃料を加圧室２４に吸入し、吸入した燃料を所定の高圧値（例えば２５０ＭＰａ程度）にまでさらに加圧し、コモンレール６へ向けて圧送する。高圧燃料ポンプ１０は、機関制御装置９による調量弁１００の通電制御によって燃料圧送量を調整される。高圧燃料ポンプ１０は、ポンプボディ２０、カムシャフト３０、圧送機構４０及び吐出弁２９を、上記の調量弁１００と共に備えている。

ポンプボディ２０は、ケーシング２０ａ、カバー２０ｂ及びシリンダ２０ｃ等を組み合わせてなる。ケーシング２０ａは、金属材により中空ブロック状に形成されている。ケーシング２０ａには、カム収容室２１及びタペット収容室２２が形成されている。カム収容室２１は、円筒孔状に形成されている。タペット収容室２２は、カム収容室２１の中心軸線に対して実質直交する円筒孔状に形成されている。タペット収容室２２は、カム収容室２１の外周部からケーシング２０ａの外面まで延伸している。カバー２０ｂは、金属材により扁平な円筒状に形成されている。カバー２０ｂは、カム収容室２１内に嵌入される。カバー２０ｂは、カム収容室２１と同軸上に位置し、カム収容室２１を覆っている。

シリンダ２０ｃは、金属材により円筒状に形成されている。シリンダ２０ｃには、貫通孔が設けられている。シリンダ２０ｃは、タペット収容室２２内に嵌入されており、タペット収容室２２と同軸上に位置している。シリンダ２０ｃは、カム収容室２１とは反対側にてタペット収容室２２を覆っている。シリンダ２０ｃには、プランジャ収容孔２３、弁体装着孔２５及びアクチュエータ装着孔２８が形成されている。

プランジャ収容孔２３及び弁体装着孔２５は、カム収容室２１の中心軸線に対して実質直交する円筒孔状に形成されている。プランジャ収容孔２３及び弁体装着孔２５は、互いに同軸上に位置している。プランジャ収容孔２３は、シリンダ２０ｃにおいてカム収容室２１側の端面から反対側へと向かって延伸している。プランジャ収容孔２３にてカム収容室２１とは反対側部分には、加圧室２４が区画されている。弁体装着孔２５は、シリンダ２０ｃにおいてプランジャ収容孔２３からカム収容室２１とは反対側の端面まで延伸している。

アクチュエータ装着孔２８は、弁体装着孔２５の中心軸線に対して実質直交する円筒孔状に形成されている。アクチュエータ装着孔２８は、シリンダ２０ｃの側面から窪む形状であり、区画底部２８ａを有している。区画底部２８ａには、弁体挿通孔２８ｂが形成されている。弁体挿通孔２８ｂは、弁体装着孔２５とアクチュエータ装着孔２８とを接続する貫通孔であり、アクチュエータ装着孔２８よりも小径の円筒孔状に形成されている。

ポンプボディ２０には、供給通路２６及び吐出通路２７が形成されている。供給通路２６は、ポンプボディ２０のうち少なくともシリンダ２０ｃを貫通することで、弁体装着孔２５を経由して、ポンプボディ２０の外部（例えば燃料フィルタ等）と加圧室２４との間を接続している。吐出通路２７は、シリンダ２０ｃを貫通することで、加圧室２４と外部のコモンレール６との間を接続している。

カムシャフト３０は、金属材により円柱状に形成されている。カムシャフト３０は、カム収容室２１に同軸上に収容されている。カムシャフト３０は、内燃機関２のクランク軸から伝達されるクランクトルクを受けて、中心軸線まわりに回転駆動される。カムシャフト３０には、駆動カム３１が設けられている。駆動カム３１は、例えば内燃機関２の気筒数及びクランク軸との間の減速比等を考慮して、オーバル型の輪郭曲線を外周面に与えられた板カム状に形成されている。

圧送機構４０は、ローラ４１、タペット４２、プランジャ４３及びプランジャスプリング４４等から構成されている。圧送機構４０の構成要素は、いずれも金属材により形成されている。

ローラ４１は、タペット４２及びプランジャスプリング４４と共にタペット収容室２２に収容されている。ローラ４１は、駆動カム３１の中心軸線に対して実質平行、且つ、タペット収容室２２の中心軸線に対して実質直交する円柱状に形成されている。ローラ４１は、駆動カム３１の中心軸線に沿う線接触状態にて駆動カム３１の外周面と転がり接触する。

タペット４２は、二部材を組み合わせることで、全体として貫通円筒状を呈している。タペット４２は、駆動カム３１の中心軸線に対して実質直交するように設けられている。タペット４２は、タペット収容室２２の内周面によって同軸上に摺動支持されることで、軸方向に往復移動可能である。タペット４２は、ローラ４１を転動可能且つ一体往復移動可能に保持している。タペット４２には、ばね座４２ａが設けられている。

プランジャ４３は、タペット収容室２２からプランジャ収容孔２３に跨って収容されている。プランジャ４３は、小径細長の円柱ロッド状である。プランジャ４３の一方の端部は、端面によって加圧室２４を区画している。プランジャ４３の他方の端部は、ばね座４２ａの部分にてタペット４２と連結されている。

プランジャ４３は、駆動カム３１の中心軸線に対して実質直交するように設けられている。プランジャ４３は、プランジャ収容孔２３の内周面によってプランジャ収容孔２３と同軸上に摺動支持されており、軸方向に往復移動可能である。プランジャ４３の中心軸線は、プランジャ４３の変位方向を規定するプランジャ軸線４０ａｘとなる。

プランジャスプリング４４は、圧縮コイルばねである。プランジャスプリング４４は、シリンダ２０ｃとばね座４２ａとの間に同軸上に配置されている。プランジャスプリング４４は、弾性変形状態で挟持されており、ばね座４２ａ及びタペット４２を介して、駆動カム３１の外周面にローラ４１を押し付けている。

以上により、プランジャ４３は、内燃機関２におけるクランク軸の回転に応じて往復駆動される。プランジャ４３の往復移動により、加圧室２４への燃料の吸入及び加圧室２４からの燃料の吐出が行われる。具体的に、吸入行程におけるプランジャ４３は、駆動カム３１の回転に応じて加圧室２４に燃料を吸入する側へと向かって駆動され、上死点及び下死点の間を下降する。一方、圧送行程におけるプランジャ４３は、駆動カム３１の回転に応じて加圧室２４の燃料を圧送する側へと向かって駆動され、下死点及び上死点の間を上昇する。

吐出弁２９は、機械的に作動する逆止弁である。吐出弁２９は、吐出通路２７の中途部に設置されている。吐出弁２９は、加圧室２４での燃料の圧力が圧送行程における開弁圧になると開弁する。吐出弁２９の開弁により、加圧室２４にて加圧された燃料は、吐出通路２７へと吐出され、吐出燃料としてコモンレール６に圧送される。

図２～図４に示す調量弁１００は、シリンダ２０ｃに装着され、供給通路２６の中途部に設置されている。調量弁１００は、機関制御装置９からの通電制御に応じて作動し、供給通路２６から加圧室２４に流入する燃料の流量を制御する。調量弁１００は、供給通路２６と加圧室２４との間の連通を遮断した遮断状態と、これらの間の連通を許容した連通状態とを切り替える。調量弁１００は、通電（駆動パルス 図６参照）がオフの場合に連通状態となるノーマリオープン型の制御弁である。調量弁１００は、電磁アクチュエータ５０、駆動弁体７０、バルブボディ８０、従動弁体９０及び接続部材７８を備えている。

図２及び図３に示す電磁アクチュエータ５０は、駆動弁体７０を保持した状態で、アクチュエータ装着孔２８に装着されている。電磁アクチュエータ５０は、機関制御装置９から入力される駆動パルスに応じて、駆動弁体７０を軸方向に沿って往復移動させる。電磁アクチュエータ５０は、組付ボディ５１、ステータ５２、可動コア５３、磁束発生部６０及びコネクタ６５等によって構成されている。

組付ボディ５１は、金属材により貫通円筒状に形成されている。組付ボディ５１は、アクチュエータ装着孔２８に同軸上に螺入され、シリンダ２０ｃに組み付けられている。組付ボディ５１には、駆動弁体７０を挿通させるボディ挿通孔５１ａが形成されている。ボディ挿通孔５１ａは、アクチュエータ装着孔２８、組付ボディ５１及び弁体挿通孔２８ｂと同軸上に設けられている。ボディ挿通孔５１ａの内径は、弁体挿通孔２８ｂと内径と実質同一である。

ステータ５２は、ポンプボディ２０の外部において組付ボディ５１に固定されている。ステータ５２は、メインコア５４、サイドコア５５及びカラー５６等によって構成されている。ステータ５２の各構成は、互いに同軸上に設けられ、且つ、組付ボディ５１の同軸上に位置している。

メインコア５４は、金属磁性材により有底円筒状に形成されている。メインコア５４は、ソレノイドコイル６１への通電による発生磁束に対して一意の磁束密度を現出させるように、例えば高ＢＨ材等から構成されている。メインコア５４は、組付ボディ５１へ開口部を向けた姿勢で、サイドコア５５及びカラー５６と共に組付ボディ５１に保持されている。

サイドコア５５は、金属磁性材により貫通円筒状に形成されている。サイドコア５５は、メインコア５４と同様に、ソレノイドコイル６１の発生磁束に対し一意の磁束密度を現出させるように、例えば高ＢＨ材等から構成されている。サイドコア５５は、組付ボディ５１により直接的に保持されている。サイドコア５５は、メインコア５４から離間して設けられている。メインコア５４からのサイドコア５５の軸方向における離間距離は、磁気ギャップ５８（後述する）の最大幅ＡＬよりも、大きく設定されている。

カラー５６は、金属非磁性材により貫通円筒状に形成されている。カラー５６は、メインコア５４及びサイドコア５５に接合されている。カラー５６は、メインコア５４とサイドコア５５との間での磁束の短絡を規制する。

可動コア５３は、金属磁性材により貫通円筒状に形成されている。可動コア５３は、メインコア５４及びサイドコア５５と同様に、ソレノイドコイル６１の発生磁束に対して一意の磁束密度を現出させるように、例えば高ＢＨ材等から構成されている。可動コア５３は、サイドコア５５及びカラー５６の内周側に設けられている。可動コア５３の外周面は、サイドコア５５及びカラー５６に跨って、径方向に対向している。

可動コア５３は、ステータ５２の各構成の同軸上に位置しており、メインコア５４に対して軸方向に対向している。可動コア５３は、駆動弁体７０を保持しおり、駆動弁体７０と一体で軸方向に往復移動可能である。可動コア５３の端面５３ａとメインコア５４の端面５４ａとの間には、磁気ギャップ５８が形成されている。磁気ギャップ５８には、ソレノイドコイル６１による発生磁束が可動コア５３とメインコア５４との間にて流れることとなる。メインコア５４へ向かう方向（以下、「リフト方向ＬＤ」）への可動コア５３の移動に応じて、磁気ギャップ５８の軸方向幅は縮小傾向を示す。

磁束発生部６０は、電磁アクチュエータ５０の内部に収容されている。磁束発生部６０は、ステータ５２及び可動コア５３の外周側に設けられている。磁束発生部６０は、ソレノイドコイル６１及び磁性ヨーク６３等によって構成されている。

ソレノイドコイル６１は、円筒状に形成された樹脂ボビン６２に、金属線材を巻回した構成である。ソレノイドコイル６１は、ステータ５２及び可動コア５３の外周側且つ同軸上に設けられている。ソレノイドコイル６１は、機関制御装置９による通電（駆動パルスオン）によって励磁され、機関制御装置９による通電停止（駆動パルスオフ）により消磁される。磁性ヨーク６３は、金属磁性材により形成された二部材により、全体として貫通円筒状に形成されている。磁性ヨーク６３は、樹脂ボビン６２に装着されることで、ソレノイドコイル６１を外周側から覆っている。

コネクタ６５は、樹脂ボディ６６及びターミナル６７等によって構成されている。樹脂ボディ６６は、樹脂ボビン６２に装着されており、ソレノイドコイル６１の外周側に張り出した形状である。ターミナル６７は、金属板材によって形成され、樹脂ボディ６６に埋設されている。ターミナル６７は、樹脂ボディ６６に組み付けられるワイヤハーネスを介して、ソレノイドコイル６１の金属線材と機関制御装置９との間を通電可能に接続している。

駆動弁体７０は、電磁アクチュエータ５０の発生駆動力によってリフト方向ＬＤに変位可能である。駆動弁体７０は、駆動部材７１及び第一弾性部材７６等を組み合わせてなる。

駆動部材７１は、金属材により細長の円柱ロッド状に形成されている。駆動部材７１は、組付ボディ５１のボディ挿通孔５１ａ及びシリンダ２０ｃの弁体挿通孔２８ｂにより同軸上に摺動支持されており、軸方向に往復移動可能である。駆動部材７１の中心軸線は、駆動弁体７０の変位方向を規定する駆動軸線７０ａｘとなる。駆動軸線７０ａｘは、プランジャ軸線４０ａｘに対して実質直交する姿勢である。駆動部材７１の一方の端部には、伝達端面７２が形成されている。伝達端面７２は、駆動軸線７０ａｘに対し実質直交する平面状である。伝達端面７２は、バルブボディ８０内にて接続部材７８と当接可能である。駆動部材７１の他方の端部は、可動コア５３の中央部分にて、可動コア５３を連結されている。

第一弾性部材７６は、金属材により形成された圧縮コイルばねである。第一弾性部材７６は、ステータ５２の内周側、且つ、ステータ５２、可動コア５３及び駆動部材７１と同軸上に設けられている。第一弾性部材７６は、メインコア５４と駆動部材７１との間で挟持されている。第一弾性部材７６は、リフト方向ＬＤとは反対の方向（以下、「戻し方向ＲＤ」）に、可動コア５３及び駆動部材７１を付勢している。

図２及び図４に示すバルブボディ８０は、従動弁体９０を保持した状態で、弁体装着孔２５に装着されている。バルブボディ８０は、駆動弁体７０から入力される駆動力に応じて、従動弁体９０を軸方向に沿って往復移動させる。バルブボディ８０は、弁座部材８１及びトップカバー８５等によって構成されている。

弁座部材８１は、金属材により貫通円筒状に形成されている。弁座部材８１は、プランジャ収容孔２３とトップカバー８５との間にて、弁体装着孔２５と同軸上に位置している。弁座部材８１は、トップカバー８５によってシリンダ２０ｃに固定されている。弁座部材８１には、摺動孔８１ａ、流通孔８１ｂ、連通孔８１ｃ、弁座面８２及び吸込通路８３が形成されている。

摺動孔８１ａ及び流通孔８１ｂは、軸方向に並ぶ配置にて、弁座部材８１及びプランジャ収容孔２３と同軸上に円筒孔状に形成されている。摺動孔８１ａは、流通孔８１ｂを挟んで加圧室２４の反対側に位置している。連通孔８１ｃは、摺動孔８１ａと連続しており、摺動孔８１ａの中心軸線に対して実質直交する円筒孔状に形成されている。連通孔８１ｃは、弁体挿通孔２８ｂと実質同一内径であり、且つ、弁体挿通孔２８ｂと同軸上に設けられている。連通孔８１ｃは、接続部材７８及び駆動部材７１の伝達端面７２を収容している。

弁座面８２は、加圧室２４に露出した弁座部材８１の底端面に形成されている。弁座面８２は、流通孔８１ｂの一方の端部と連続している。弁座面８２は、軸方向に沿ってプランジャ４３へ向かうに従い、流通孔８１ｂの内径から拡大する拡大テーパ面状を呈している。

吸込通路８３は、流通孔８１ｂと連続しており、流通孔８１ｂの中心軸線に対して実質直交する円筒孔状に形成されている。吸込通路８３は、流通孔８１ｂと共に供給通路２６の一部として機能し、加圧室２４へ向かって流れる燃料の流路となる。

図２，図４及び図５に示す従動弁体９０は、供給通路２６から加圧室２４へ向かう燃料の流れを変位によって制御する。従動弁体９０は、電磁アクチュエータ５０の発生駆動力により、加圧室２４への燃料吸入を遮断するように閉弁方向ＶＣＤに変位可能である。従動弁体９０は、開閉部材９１、ばね座シリンダ９５及び第二弾性部材９６等を組み合わせてなる。

開閉部材９１は、金属材により細長の円柱ロッド状に形成されている。開閉部材９１は、駆動部材７１よりも短い。開閉部材９１は、接続部材７８を介して、駆動弁体７０の駆動部材７１と機械的に連結されている。開閉部材９１は、弁座部材８１の摺動孔８１ａによって同軸上に摺動支持されており、駆動部材７１と連繋して、軸方向に往復移動可能である。開閉部材９１の中心軸線は、従動弁体９０の変位方向を規定する従動軸線９０ａｘとなる。従動軸線９０ａｘは、プランジャ軸線４０ａｘに沿っており、プランジャ軸線４０ａｘと実質一致している。その結果、駆動軸線７０ａｘは、従動軸線９０ａｘに対して傾斜した姿勢となり、具体的には、従動軸線９０ａｘに対して実質的に直交している。

開閉部材９１は、弁部９２及び当接部９３を有している。弁部９２は、加圧室２４へと突出する開閉部材９１の一方の端部に、フランジ状に形成されている。弁部９２は、従動軸線９０ａｘに沿った開閉部材９１の往復移動によって弁座面８２に離着座可能である。開閉部材９１は、トップカバー８５へ向かう閉弁方向ＶＣＤへの移動により、弁部９２を弁座面８２に着座させる。これにより、供給通路２６及び加圧室２４の間が遮断（閉弁）状態となる。一方、開閉部材９１は、プランジャ４３へ向かう開弁方向ＶＯＤへの移動により、弁部９２を弁座面８２から離座させる。これにより、供給通路２６及び加圧室２４の間が連通（開弁）状態となる。

当接部９３は、開閉部材９１の軸方向の中間部分に形成されている。当接部９３は、摺動孔８１ａに収容され、連通孔８１ｃに臨んでいる。当接部９３は、開閉部材９１のうちで接続部材７８と当接する部分であり、連通孔８１ｃから摺動孔８１ａに突き出した接続部材７８との接触状態を維持する。当接部９３には、押圧テーパ面部９３ａ及び保持テーパ面部９３ｂが設けられている。

押圧テーパ面部９３ａ及び保持テーパ面部９３ｂは、共に部分円錐面状に形成されている。押圧テーパ面部９３ａ及び保持テーパ面部９３ｂは、共に開閉部材９１と同軸上に設けられており、開閉部材９１の周囲方向の全周にわたって形成されている。押圧テーパ面部９３ａ及び保持テーパ面部９３ｂは、従動軸線９０ａｘに対して直交する仮想平面に対し、軸方向において互いに面対称となる形状である。押圧テーパ面部９３ａは、保持テーパ面部９３ｂに対し弁部９２側に形成されている。押圧テーパ面部９３ａは、弁部９２へ向かうに従って拡径するテーパ面状を呈している。押圧テーパ面部９３ａは、接続部材７８に押されることで、開閉部材９１を開弁方向ＶＯＤへ変位させる。保持テーパ面部９３ｂは、押圧テーパ面部９３ａから離れるに従って拡径するテーパ面状を呈している。保持テーパ面部９３ｂは、押圧テーパ面部９３ａと共に接続部材７８に当接し、開閉部材９１を特定位置にて保持する。

従動軸線９０ａｘを含む開閉部材９１の縦断面において、押圧テーパ面部９３ａと保持テーパ面部９３ｂとの間の角度（以下、ボールリンク角度θ１）は、９０°を超え、且つ、１８０°未満（例えば１００°～１５０°程度）となるように設定されている。加えて、押圧テーパ面部９３ａ及び保持テーパ面部９３ｂの各勾配角度θ２は、共に４５°未満であり、且つ０°を超えるよう設定されている。換言すれば、押圧テーパ面部９３ａ及び保持テーパ面部９３ｂの各テーパ角度は、共に９０°未満とされている。

ばね座シリンダ９５は、金属材によって貫通円筒状に形成されている。ばね座シリンダ９５は、開閉部材９１にて弁部９２とは反対側となる他方の端部の外周面に、同軸上に外嵌されている。ばね座シリンダ９５は、開閉部材９１と一体的に往復移動可能である。ばね座シリンダ９５には、鍔状のばね座部９５ａが設けられている。

第二弾性部材９６は、金属材により形成された圧縮コイルばねである。第二弾性部材９６は、弁座部材８１の頂面に設けられた凹部と、ばね座シリンダ９５のばね座部９５ａとの間に、同軸上に挟持されている。第二弾性部材９６は、開閉部材９１及びばね座シリンダ９５を、弁座部材８１に対して閉弁方向ＶＣＤに付勢している。第二弾性部材９６による閉弁方向ＶＣＤの付勢力よりも、第一弾性部材７６による戻し方向ＲＤへの付勢力が大きくなるように、各弾性部材７６，９６の各弾性力は、調整されている。

接続部材７８は、金属材により、実質的に真球状に形成されている。接続部材７８の外径は、連通孔８１ｃの内径よりも僅かに小さい。接続部材７８は、連通孔８１ｃに収容され、連通孔８１ｃ内を駆動軸線７０ａｘに沿って移動可能である。接続部材７８は、駆動弁体７０の駆動部材７１と従動弁体９０の開閉部材９１との間に、駆動部材７１とは別体で設けられており、伝達端面７２と当接部９３との間に挟まれている。接続部材７８は、当接部９３と共にボールリンク機構部７９を構成している。接続部材７８は、当接部９３との当接により、戻し方向ＲＤへの駆動部材７１の移動を、開弁方向ＶＯＤへの移動として開閉部材９１に伝達する。一方、リフト方向ＬＤへ向けた駆動部材７１の移動によれば、接続部材７８は、押圧テーパ面部９３ａによって連通孔８１ｃ内へ押し込まれ、連通孔８１ｃの内周面に沿い、伝達端面７２に追従してリフト方向ＬＤに変位する。

以上の調量弁１００では、ソレノイドコイル６１の通電停止の状態にて、駆動部材７１は、第一弾性部材７６の付勢力により、接続部材７８と一体的に戻し方向ＲＤへ移動する。すると、接続部材７８による押圧テーパ面部９３ａの押圧により、開閉部材９１は、開弁方向ＶＯＤへ向けて移動し、押圧テーパ面部９３ａ及び保持テーパ面部９３ｂを接続部材７８に接触させた位置にて停止する。こうして弁部９２が弁座面８２から離座することで、供給通路２６から加圧室２４への燃料流入が許容される（図５ 停止時参照）。

一方、機関制御装置９によるソレノイドコイル６１への電流の印加によれば、磁気ギャップ５８を消失させるリフト方向ＬＤへの駆動力が電磁アクチュエータ５０に発生し、駆動部材７１は、リフト方向ＬＤに移動する。その結果、リフト方向ＬＤへの接続部材７８の移動が許容されるため、開閉部材９１は、第二弾性部材９６の付勢力により、押圧テーパ面部９３ａによって接続部材７８を押し返しつつ、閉弁方向ＶＣＤへ向けて移動する。こうして弁部９２が弁座面８２に着座することで、供給通路２６と加圧室２４との連通が遮断される（図５ 可動時参照）。

次に、図６に基づき、図２～図５を参照しつつ、調量弁１００の開閉弁作動を、比較例と比較しつつ説明する。比較例では、プランジャ、開閉部材及び可動コアが直列配置されており、開閉部材及び可動コアは、プランジャの軸方向に沿って往復移動する。図６に示すように、調量弁１００及び比較例における各開閉部材の最大リフト量ＶＬ（図４も参照）は、互いに同一である。

調量弁１００では、上述した各角度θ１，θ２の設定により、駆動弁体７０の移動は、接続部材７８及び押圧テーパ面部９３ａによるボールリンク機構部７９によって拡大され、従動弁体９０に伝達される。即ち、開閉部材９１の変位Ｄｉ２は、駆動部材７１の変位Ｄｉ１よりも大きくなる。故に、最大リフト量ＶＬを同一とした場合、調量弁１００の磁気ギャップ５８は、比較例の磁気ギャップよりも小さく設定可能となる。こうしたイニシャルギャップの縮小によれば、吸引力の立ち上がりが早くなる。故に、駆動パルスのオン時刻ｔ１から駆動弁体７０の動き出し時刻ｔ２までの時間は、比較例（時刻ｔ１～ｔ２ｃ）と比較して短くなる。

加えて、イニシャルギャップの縮小によれば、可動コア５３に作用する吸引力が向上する。その結果、可動コア５３の移動速度は、比較例よりも高速となる。さらに、駆動部材７１の変位Ｄｉ１は、１：１以上の比率にて、開閉部材９１に伝達される。故に、開閉部材９１の移動（上昇）速度は、比較例に対してさらに高速となる。こうした作用の組み合わせにより、調量弁１００における閉弁時間Ｔｖｃ（時刻ｔ１～ｔ３）は、比較例における閉弁時間Ｔｖｃｃ（時刻ｔ１～ｔ３ｃ）よりも短くなる。

以上説明したように、第一実施形態の調量弁１００では、駆動弁体７０の変位Ｄｉ１よりも従動弁体９０の変位Ｄｉ２が大きくされている。故に、従動弁体９０の変位量（最大リフト量ＶＬ）を確保しつつ、磁気ギャップ５８を狭めることが可能になる。こうして磁気ギャップ５８が狭くされれば、電磁アクチュエータ５０は、ソレノイドコイル６１への電流の印加によって、駆動弁体７０を速やかにリフト方向ＬＤに変位させ得る。したがって、調量弁１００の高応答化が可能になる。

加えて第一実施形態では、駆動弁体７０の駆動部材７１と従動弁体９０の開閉部材９１とが接続部材７８を介して機械的に連結されている。故に、駆動弁体７０の移動は、実質的に遅延することなく、従動弁体９０に伝達し得る。以上によれば、駆動弁体７０の動きを増速させて従動弁体９０に伝える構成であっても、応答性の悪化は、抑制され得る。

さらに、開閉部材９１は、可動コア５３及び駆動部材７１の戻し方向ＲＤへの移動にも、逐次追従可能となる。よって、駆動パルスのオフ時刻ｔ４にて、開閉部材９１は、開弁方向ＶＯＤへの移動を開始し得る。その結果、駆動パルスのオフ時刻ｔ４から開弁完了時刻ｔ５までの開弁時間Ｔｖｏは、比較例の開弁時間Ｔｖｏｃ（時刻ｔ４～ｔ５ｃ）と比較して短くなる。以上によれば、開弁時においても、調量弁１００の高応答化が実現される。

また第一実施形態では、従動軸線９０ａｘがプランジャ軸線４０ａｘと一致しており、弁部９２は、プランジャ４３の頂面直上に配置されている。そのため、加圧室２４のデッドボリュームの増加が回避可能となる。加えて、駆動軸線７０ａｘは、従動軸線９０ａｘに対して傾斜した姿勢である。故に、加圧室２４の直上に弁部９２を位置させたままでも、電磁アクチュエータ５０は、加圧室２４の直上とは異なる位置に設置可能となる。以上によれば、ポンプにおける吐出効率の確保と、電磁アクチュエータ５０の配置の自由度の確保とが両立可能となる。

加えて第一実施形態における駆動軸線７０ａｘは、従動軸線９０ａｘに対して実質的に直交している。故に、電磁アクチュエータ５０は、バルブボディ８０の側方に設けられたアクチュエータ装着孔２８に設置可能となる。こうした電磁アクチュエータ５０のレイアウトによれば、バルブボディ８０及び電磁アクチュエータ５０を互いに別体とした調量弁１００であっても、高圧燃料ポンプ１０の搭載性は、確保される。

また第一実施形態では、駆動弁体７０とは別体とされた接続部材７８が、駆動部材７１と開閉部材９１との間に設けられている。こうした構成では、開閉部材９１から接続部材７８に作用する力のうちで、駆動軸線７０ａｘと交差する方向の成分（横力）は、連通孔８１ｃの内周面に伝達される。その結果、接続部材７８から駆動部材７１に作用する力は、概ね駆動軸線７０ａｘに沿う方向となる。故に、駆動部材７１に作用する横力によって可動コア５３の作動が妨げられる事態は、回避される。

さらに第一実施形態では、接続部材７８が球状に形成されている。こうした形状により、接続部材７８は、駆動弁体７０の往復移動に伴い、伝達端面７２と押圧テーパ面部９３ａとの間で回転し得る。故に、接続部材７８は、伝達端面７２及び当接部９３等に固着し難くなる。以上によれば、高応答可能な状態が、調量弁１００の長期の使用にわたって維持される。

加えて第一実施形態では、当接部９３に押圧テーパ面部９３ａを設ける構成により、駆動部材７１の変位Ｄｉ１の拡大及び方向変換を行うボールリンク機構部７９が実現されている。以上によれば、構成の複雑化を抑制したうえで、調量弁１００の高応答化が実現可能となる。

尚、第一実施形態では、加圧室２４が「ポンプ室」に相当し、電磁アクチュエータ５０が「電磁駆動部」に相当し、ソレノイドコイル６１が「電磁コイル」に相当し、高圧燃料ポンプ１０が「ポンプ装置」に相当する。また、最大リフト量ＶＬとなる開閉部材９１の変位位置が「特定の変位位置」に相当する。

（第二実施形態）
図７に示す本開示の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、開閉部材２９１の形状が、第一実施形態とは異なっている。開閉部材２９１の当接部２９３からは、第一実施形態の保持テーパ面部９３ｂ（図５参照）に相当する部位が省略されている。当接部２９３には、第一実施形態と実質同一の押圧テーパ面部９３ａに加えて、小径部２９３ｃが設けられている。

押圧テーパ面部９３ａの勾配角度θ２は、第一実施形態と同様に、４５°未満とされている。故に、従動軸線９０ａｘを含む縦断面での押圧テーパ面部９３ａと駆動軸線７０ａｘとの間のθ２０１は、４５°以上となる。

小径部２９３ｃは、円筒面状に形成され、押圧テーパ面部９３ａと同軸上に設けられている。小径部２９３ｃの外径は、押圧テーパ面部９３ａの最小径と実質同一である。当接部２９３は、押圧テーパ面部９３ａ及び小径部２９３ｃのうちで、押圧テーパ面部９３ａのみを接続部材７８に当接させる。

以上の第二実施形態でも、押圧テーパ面部９３ａの勾配形状により、駆動部材７１の変位Ｄｉ１は、接続部材７８及び押圧テーパ面部９３ａを介して拡大され、開閉部材２９１の変位Ｄｉ２に変換される。故に、第一実施形態と同様の効果を奏し、調量弁の高応答化が実現される。加えて第二実施形態の接続部材７８も、開閉部材２９１の往復移動によって回転し得る。以上によれば、押圧テーパ面部９３ａへの接続部材７８の固着抑制効果が獲得可能となる。

（第三実施形態）
図８に示す本開示の第三実施形態は、第二実施形態の変形例である。第三実施形態では、接続部材３７８の形状が第二実施形態と異なっている。第三実施形態の接続部材３７８は、円柱状又は角柱状に形成されている。接続部材３７８は、駆動部材７１と別体で設けられており、駆動軸線７０ａｘに軸方向を沿わせた姿勢で、連通孔８１ｃの内周面、伝達端面７２及び押圧テーパ面部９３ａの間に挟持されている。接続部材３７８の一方の端面は、駆動側端面３７８ａとして伝達端面７２に当接している。接続部材３７８の他方の端面は、従動側端面３７８ｂとして、縁部３７８ｃを押圧テーパ面部９３ａに当接させている。加えて接続部材３７８は、開閉部材２９１によって閉弁方向ＶＣＤに押されており、駆動部材７１に対し偏心した配置となっている。接続部材３７８は、連通孔８１ｃの内周面に対し外周面を摺動させるようにして、軸方向に往復移動する。

以上の第三実施形態でも、押圧テーパ面部９３ａの勾配形状により、駆動部材７１の変位Ｄｉ１は、接続部材３７８及び押圧テーパ面部９３ａを介して拡大され、開閉部材２９１の変位Ｄｉ２に変換される。故に、第一実施形態と同様の効果を奏し、調量弁の高応答化が実現される。

加えて第三実施形態の接続部材３７８は、駆動部材７１と別体とされている。故に、駆動側端面３７８ａから伝達端面７２には、主に駆動軸線７０ａｘに沿う方向の力のみが作用する。以上によれば、第三実施形態でも、電磁アクチュエータ５０（図３参照）の円滑な作動が可能になる。

（第四実施形態）
図９に示す本開示の第四実施形態は、第二実施形態の別の変形例である。第四実施形態の駆動部材４７１の伝達端面４７２には、伝達突起部４７３が設けられている。伝達突起部４７３は、伝達端面４７２の中央から円柱状又は角柱状に突出しており、駆動部材４７１と同軸上に設けられている。伝達突起部４７３の頂面は、従動側端面４７３ｂとして、縁部４７３ｃを押圧テーパ面部９３ａに当接させている。

以上の第四実施形態でも、押圧テーパ面部９３ａの勾配形状により、駆動部材４７１の変位Ｄｉ１は、伝達突起部４７３及び押圧テーパ面部９３ａを介して拡大され、開閉部材２９１の変位Ｄｉ２に変換される。故に、第一実施形態と同様の効果を奏し、調量弁の高応答化が実現される。

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

上記実施形態では、真球状の接続部材７８を用いたボールリンク機構部７９によって駆動弁体及び従動弁体は、機械的に連結されていた。こうした機械的連結の具体的態様は、適宜変更されてよい。機械的な連結とは、駆動弁体のリフト方向ＬＤへの移動により、従動弁体が特定方向に移動し、駆動弁体の戻し方向ＲＤへの移動により、従動弁体が特定方向とは反対方向に移動する状態を示すものである。即ち、個々の部品同士は、相互に変位を伝達可能であれば、互いに保持されていなくてもよい。

加えて、接続部材の形状及び配置姿勢は、上記実施形態の内容に限定されない。例えば円筒状の接続部材が、駆動軸線７０ａｘ及び従動軸線９０ａｘを含む平面に対して軸方向を直交させた姿勢で、伝達端面及び押圧テーパ面部の間に配置されていてもよい。さらに、複数の接続部材が、駆動部材及び開閉部材の間にリンク機構の構成要素として配置されていてもよい。尚、接続部材が駆動弁体に保持されておらず、駆動弁体に対し駆動軸線と直交する方向への接続部材のずれが少なくとも許容された構成を、「接続部材と駆動部材とが別体である」とする。

上記実施形態では、従動弁体の変位Ｄｉ２が駆動弁体の変位Ｄｉ１１よりも大きいことで、弁部の最大リフト量ＶＬ（図４参照）も、磁気ギャップの最大幅ＡＬ（図３参照）よりも大きくされている。そして、駆動部材の変位Ｄｉ１と開閉部材の変位Ｄｉ２との比率（以下、「増速比Ｄｉ２／Ｄｉ１」）は、実質的に一定で推移し、最大幅ＡＬと最大リフト量ＶＬとの比率（ＶＬ／ＡＬ）と概ね等しくなる。尚、こうしたリンク機構による増速比は、駆動弁体の変位Ｄｉ１に応じて変化してもよい。例えば、駆動弁体のリフト方向ＬＤへの変位Ｄｉ１に伴い、増速比は、漸増してもよく又は漸減してもよい。

上記実施形態の調量弁は、駆動パルスのオフ期間にて弁部を開弁状態とするノーマリオープン型の制御弁であった。しかし、調量弁は、駆動パルスのオフ期間にて弁部を閉弁状態とするノーマリクローズ型の制御弁であってもよい。こうした調量弁であっても、リンク機構の増速作用により、開弁期間の短縮が実現される。

以上のように、駆動弁体の駆動によって流体の流れを制御するように変位する従動弁体の挙動は、適宜変更されてよい。例えば従動弁体は、駆動パルスによって弁部の開閉状態を二値的に切り替える構成でなくてもよく、駆動パルスに応じて弁部の開度を調整可能であってもよい。

上記実施形態の押圧テーパ面部及び保持テーパ面部の形状は、適宜変更されてよい。例えば、各テーパ面部の勾配角度θ２（図５参照）及び軸方向の長さ等は、互いに異なっていてもよい。さらに、各テーパ面部は、開閉部材の外周面に全周に亘って設けられていなくてもよく、部分的に形成されていてもよい。

調量弁における電磁アクチュエータ及びバルブボディの位置関係は、適宜変更されてよい。故に、駆動軸線７０ａｘと従動軸線９０ａｘとの角度関係も適宜変更可能である。例えば駆動軸線７０ａｘと従動軸線９０ａｘとは、互いに交差していなくてもよく、ねじれの位置関係であってもよい。同様に、弁部とプランジャとが軸方向に対向していれば、従動軸線９０ａｘは、プランジャ軸線４０ａｘに対して偏心していてもよく、又はプランジャ軸線４０ａｘに対して僅かに傾斜した姿勢であってもよい。

高圧燃料ポンプには、複数組のプランジャ及び加圧室が設けられていてもよい。こうした高圧燃料ポンプには、複数の調量弁が設けられている。加えて高圧燃料ポンプは、燃料として軽油とは異なる液体燃料、例えばガソリン等を圧送する構成であってもよい。また調量弁は、コモンレール６（図１参照）の燃料圧力を調整する制御弁であってもよい。調量弁によって流れを制御される液体は、燃料に限定されず、不凍液、冷媒、冷却水、及び潤滑油等であってもよい。

１０ 高圧燃料ポンプ（ポンプ装置）、２０ ポンプボディ、２４ 加圧室（ポンプ室）、４０ａｘ プランジャ軸線、５０ 電磁アクチュエータ（電磁駆動部）、５８ 磁気ギャップ、６１ ソレノイドコイル（電磁コイル）、７０ 駆動弁体、７０ａｘ 駆動軸線、７８，３７８ 接続部材、９０ 従動弁体、９０ａｘ 従動軸線、９３，２９３ 当接部、９３ａ 押圧テーパ面部、９３ｂ 保持テーパ面部、１００ 調量弁、Ｄｉ１ 駆動弁体の変位、Ｄｉ２ 従動弁体の変位、ＬＤ リフト方向

Claims (5)

1. 電磁コイル（６１）への電流の印加により、磁気ギャップ（５８）を消失させるリフト方向（ＬＤ）への駆動力を生じさせる電磁駆動部（５０）と、
   前記電磁駆動部の駆動力によって前記リフト方向に変位する駆動弁体（７０）と、
   前記駆動弁体によって駆動され、流体の流れを制御するように変位する従動弁体（９０）と、
   前記駆動弁体と前記従動弁体との間に前記駆動弁体と別体で設けられ、前記駆動弁体の変位を前記従動弁体に伝える接続部材（７８，３７８）と、を備え、
   前記従動弁体の変位（Ｄｉ２）は、前記駆動弁体の変位（Ｄｉ１）よりも大きく、
   前記従動弁体は、前記駆動弁体と機械的に連結されており、前記接続部材と当接する当接部（９３，２９３）、を有し、
   前記当接部には、部分円錐面状に形成され、前記接続部材に押されることで前記従動弁体を変位させる押圧テーパ面部（９３ａ）、が設けられ、
   前記駆動弁体の変位方向を規定する駆動軸線（７０ａｘ）は、前記従動弁体の変位方向を規定する従動軸線（９０ａｘ）に対して傾斜した姿勢である調量弁。
2. 前記接続部材は、球状である請求項１に記載の調量弁。
3. 前記当接部には、前記押圧テーパ面部と軸方向において面対称となる部分円錐面状に形成される保持テーパ面部（９３ｂ）、がさらに設けられ、
   前記従動弁体は、流体の流れを許容する特定の変位位置にて、前記押圧テーパ面部及び前記保持テーパ面部の両方を前記接続部材に当接させる請求項１又は２に記載の調量弁。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の調量弁（１００）と、
   前記調量弁によって流体の流入を制御されるポンプ室（２４）を区画するポンプボディ（２０）と、
   前記ポンプ室への流体の吸入及び前記ポンプ室からの流体の吐出を、往復移動によって行うプランジャ（４３）と、を備えるポンプ装置。
5. 前記従動軸線は、前記プランジャの変位方向を規定するプランジャ軸線（４０ａｘ）に沿っており、
   前記駆動軸線は、前記従動軸線に対し直交している請求項４に記載のポンプ装置。

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