(57)【要約】【課題】可動コアに対するキャビテーション・エロージョンの発生を抑制しつつ可動コアの耐衝撃性の向上が可能な電磁弁機構、それを備えた高圧燃料供給ポンプ及び燃料噴射弁を提供する。【解決手段】電磁弁機構は、固定コアに対して接離する方向へ移動可能で内壁面に段差部を有する挿通孔を形成した可動コアと、可動コアの挿通孔に移動可能に挿通され径方向外側に突出する係合突出部を有するロッド部とを備える。可動コアは、段差部上にめっき部を被覆して形成され係合突出部に係合可能な係合部を有する。可動コアの段差部表面は、可動コアの軸方向の係合突出部側に向かうにつれて徐々に径方向外側に位置するように傾斜する第１面部と、第１面部の径方向外側で可動コアの軸方向を向く又は第１面部とは反対側に傾斜する第２面部とを有する。めっき部は可動コアの軸方向の係合突出部側に向かって凸で径方向の両端間の位置に頂部を有する曲面状に形成される。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路の一部を構成する固定コアと、
前記固定コアに対して接離する方向へ移動可能で、内壁面に段差部を有し中心軸線に沿って貫通する挿通孔が形成された可動コアと、
前記可動コアの前記挿通孔に前記可動コアに対して相対的に移動可能に挿通され、径方向外側に突出する係合突出部を有するロッド部とを備え、
前記可動コアは、前記段差部の表面上にめっき部を被覆して形成され、前記ロッド部の前記係合突出部に係合可能な係合部を有し、
前記可動コアの前記段差部の表面は、
前記可動コアの軸方向における前記ロッド部の前記係合突出部側に向かうにつれて徐々に径方向外側に位置するように傾斜する第１面部と、
前記第１面部の径方向外側に接続され、前記可動コアの軸方向を向く又は前記第１面部とは反対側に傾斜する第２面部とを有し、
前記めっき部は、前記可動コアの軸方向における前記ロッド部の前記係合突出部側に向かって凸で径方向の両端間の位置に頂部を有する曲面状に形成されている
ことを特徴とする電磁弁機構。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁弁機構において、
前記めっき部の前記頂部は、前記ロッド部の前記係合突出部における前記めっき部に接触する側の係合面に対して、最も近くに位置する部分である
ことを特徴とする電磁弁機構。
【請求項３】
請求項１に記載の電磁弁機構において、
前記めっき部は、前記頂部が前記段差部における前記第１面部と前記第２面部との接続部分よりも径方向内側に位置するように形成されている
ことを特徴とする電磁弁機構。
【請求項４】
請求項１に記載の電磁弁機構において、
前記ロッド部の前記係合突出部における前記可動コアの前記係合部に接触する側の係合面は、前記ロッド部の軸方向を向く平面部を有し、
前記めっき部の前記頂部は、前記可動コアの軸方向に投影した場合に前記係合突出部の前記平面部上に位置するように形成されている
ことを特徴とする電磁弁機構。
【請求項５】
請求項１に記載の電磁弁機構において、
前記ロッド部の前記係合突出部における前記可動コアの前記係合部に接触する側の係合面は、
前記ロッド部の軸方向を向く平面部と、
前記平面部の径方向外側に接続され、前記ロッド部の径方向外側に向かうにつれて前記可動コアの前記係合部とは反対側に傾斜する外側面部とを有し、
前記可動コアの前記段差部における前記第１面部と前記第２面部との接続部分は、前記ロッド部の前記係合面における前記平面部と前記外側面部との接続部分よりも径方向内側に位置する
ことを特徴とする電磁弁機構。
【請求項６】
請求項１に記載の電磁弁機構において、
前記可動コアの前記段差部における前記第１面部と前記第２面部との接続部分は、凸の曲面に形成されている
ことを特徴とする電磁弁機構。
【請求項７】
請求項５に記載の電磁弁機構において、
前記ロッド部の前記係合面における前記平面部と前記外側面部との接続部分は、凸の曲面に形成されている
ことを特徴とする電磁弁機構。
【請求項８】
燃料を加圧する加圧室を内部に有するポンプボディと、
前記ポンプボディに組み付けられ、前記加圧室に吸入する燃料の流量を調節する電磁弁機構とを備え、
前記電磁弁機構は、請求項１に記載の電磁弁機構である
ことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項９】
請求項１に記載の電磁弁機構を備えた
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用の電磁弁機構、それを備えた高圧燃料供給ポンプ及び燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用の高圧燃料供給ポンプや燃料噴射弁では、燃料流量の調整等のために、電磁弁機構を用いているものがある。電磁弁機構は、コイルへの通電により発生する電磁力を用いて可動部品を動作させることで弁の開閉運動を制御している。
【０００３】
電磁弁機構に中には、可動部品として、電磁力を受けて動作する可動コアと、可動コアとは別体で可動コアの動作に伴い移動するロッド部又は弁体とを備えたものがある。コイルに通電すると、固定コアや可動コアを含む磁気回路に磁束が発生するので、可動コアが電磁力によって動作し固定コアに衝突することで停止する。可動部品が可動コアとロッド又は弁体とを含む別体構造の場合、可動コアと固定コアの衝突に際して可動コアとロッド又は弁体も衝突する。
【０００４】
これらの衝突面の磨耗を防ぐために、衝突面の表面に硬質クロム層等のめっき部を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の電磁式燃料噴射弁では、燃料噴射量の変化を抑制するために、可動子（可動コア）の母材の端面上にクロム被膜層を積層して形成される可動子の固定コアとの第一の衝突面及び弁体との第二の衝突面を平坦面に形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−８９４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、高圧燃料供給ポンプや燃料噴射弁における燃料の高圧化や大流量化、燃料の多様化、さらには燃料の使用環境の複雑化により、電磁弁機構内でのキャビテーション・エロージョンが発生しやすく、且つ、電磁弁機構の可動コアとロッド又は弁体とが高速で衝突しやすい環境となっている。しかし、このような厳しい環境下においても、可動コアとロッド又は弁体との衝突面において、キャビテーション・エロージョン及び衝突衝撃力による破損の発生を抑制することが求められている。
【０００７】
特許文献１に記載の電磁式燃料噴射弁では、可動子（可動コア）の第二の衝突面（内部衝突面）のクロム被膜層によってキャビテーション・エロージョンの発生の抑制を図ることが可能である。しかし、可動子の第二の衝突面が平坦面に形成されているので、可動子と弁体が相対的に傾いた状態で衝突する場合、可動子の第二の衝突面が弁体の係合部の外周縁の角部に衝突することが懸念される。もし、弁体の係合部の外周縁の角部が可動子の第二の衝突面に衝突すると、クロム被膜層における衝突部分に過大な応力が生じるので、クロム被膜層の一部が破損する虞がある。
【０００８】
なお、特許文献１に記載の構造において、長尺のロッド部の先端部に弁座に接離する弁部を設けた弁体を、弁部のない係合部を有するロッド部に置き換えた場合でも、可動子とロッド部の衝突の際に同様の問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、可動コアに対するキャビテーション・エロージョンの発生を抑制しつつ、可動コアの耐衝撃性の向上が可能な電磁弁機構、それを備えた高圧燃料供給ポンプ及び燃料噴射弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、磁気回路の一部を構成する固定コアと、前記固定コアに対して接離する方向へ移動可能で、内壁面に段差部を有し中心軸線に沿って貫通する挿通孔が形成された可動コアと、前記可動コアの前記挿通孔に前記可動コアに対して相対的に移動可能に挿通され、径方向外側に突出する係合突出部を有するロッド部とを備え、前記可動コアは、前記段差部の表面上にめっき部を被覆して形成され、前記ロッド部の前記係合突出部に係合可能な係合部を有し、前記可動コアの前記段差部の表面は、前記可動コアの軸方向における前記ロッド部の前記係合突出部側に向かうにつれて徐々に径方向外側に位置するように傾斜する第１面部と、前記第１面部の径方向外側に接続され、前記可動コアの軸方向を向く又は前記第１面部とは反対側に傾斜する第２面部とを有し、前記めっき部は、前記可動コアの軸方向における前記ロッド部の前記係合突出部側に向かって凸で径方向の両端間の位置に頂部を有する曲面状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、可動コアの段差部の表面上に設けためっき部をロッド部の係合突出部側に凸で径方向の両端間に頂部を有する曲面状に形成したので、可動コアとロッド部が相対的に傾いた状態で衝突しても、ロッド部の係合突出部の外周縁の角部が可動コアのめっき部に衝突することを抑制することができる。したがって、可動コアに対するキャビテーション・エロージョンの発生を抑制しつつ、可動コアの耐衝撃性を向上させることができる。
上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプを含む内燃機関の燃料供給システムを示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプを示す縦断面図である。
【図３】図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプをIII−III矢視から見た断面図である。
【図４】図３に示す本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプをIV−IV矢視から見た断面図である。
【図５】図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を拡大した状態で示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構における可動コアとロッド部の係合構造を拡大した状態で示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構における可動コアの段差部の構造を拡大した状態で示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構におけるロッド部の係合突出部の係合面の構造を拡大した状態で示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた燃料噴射弁を示す断面図である。
【図１０】図９に示す本発明の第２の実施の形態に係る電磁弁機構における可動コアと可動弁体のロッド部の係合構造を拡大した状態で示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の電磁弁機構及びそれを備えた高圧燃料供給ポンプ、燃料噴射弁の実施の形態について図面を用いて説明する。
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプを含む内燃機関の燃料供給システムの構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプを含む内燃機関の燃料供給システムを示す構成図である。図１中、破線で囲まれた部分は、高圧燃料供給ポンプ１の本体であるポンプボディ１ａを示している。この破線の中に示されている機構及び部品は、ポンプボディ１ａに組み込まれたものであることを示している。なお、図１は燃料供給システムの構成を模式的に示した図であり、図１に示された高圧燃料供給ポンプの構成が後述の図２以降に示される構成と異なるところがある。
【００１４】
図１において、内燃機関の燃料供給システムは、例えば、燃料を貯留する燃料タンク１０１と、燃料タンク１０１内の燃料を汲み上げて送出するフィードポンプ１０２と、フィードポンプ１０２から送出された燃料を加圧して吐出する高圧燃料供給ポンプ１と、高圧燃料供給ポンプ１から圧送された高圧の燃料を噴射する複数のインジェクタ１０３とを備えている。高圧燃料供給ポンプ１は、吸入配管１０４を介してフィードポンプ１０２に接続されていると共に、コモンレール１０５を介してインジェクタ１０３に接続されている。インジェクタ１０３は、エンジンの気筒数に応じてコモンレール１０５に装着されている。コモンレール１０５には、高圧燃料供給ポンプ１から吐出された燃料の圧力を検出する圧力センサ１０６が装着されている。本システムは、内燃機関としてエンジンのシリンダ筒内に直接燃料を噴射するシステム、いわゆる、直噴エンジンシステムである。
【００１５】
高圧燃料供給ポンプ１は、燃料を加圧するための加圧室３を内部に有するポンプボディ１ａと、ポンプボディ１ａに組み付けられたプランジャ４、電磁弁機構３００（電磁吸入弁機構と称する場合もある）、吐出弁機構５００とを備えている。プランジャ４は、往復運動により加圧室３内の燃料を加圧するものである。電磁弁機構３００は、加圧室３に吸入する燃料流量を調節する容量可変機構として機能するものである。吐出弁機構５００は、プランジャ４により加圧された燃料をコモンレール１０５側へ吐出するものである。電磁弁機構３００の上流側には、高圧燃料供給ポンプ１内で発生した圧力脈動が吸入配管１０４へ波及することを低減させる圧力脈動低減機構６が設けられている。
【００１６】
フィードポンプ１０２、高圧燃料供給ポンプ１の電磁弁機構３００、インジェクタ１０３は、エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）１０７に電気的に接続されており、ＥＣＵ１０７の出力する制御信号により制御される。ＥＣＵ１０７には、圧力センサ１０６からの検出信号が入力される。
【００１７】
燃料供給システムでは、燃料タンク１０１内の燃料がＥＣＵ１０７の制御信号に基づき駆動されたフィードポンプ１０２によって汲み上げられる。この燃料は、フィードポンプ１０２によって適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管１０４を通して高圧燃料供給ポンプ１の低圧燃料吸入口２ａに送られる。低圧燃料吸入口２ａを通過した燃料は、圧力脈動低減機構６を介して電磁弁機構３００の吸入ポート３１ｃに至る。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（開口部）を通過する。この燃料は、往復運動するプランジャ４の下降行程で加圧室３へ吸入され、プランジャ４の上昇行程で加圧室３内において加圧される。加圧された燃料は、吐出弁機構５００を介してコモンレール１０５へ圧送される。コモンレール１０５内の高圧の燃料は、ＥＣＵ１０７の制御信号に基づき駆動する各インジェクタ１０３によってエンジンの各シリンダ筒内へ噴射される。高圧燃料供給ポンプ１は、ＥＣＵ１０７から電磁弁機構３００への制御信号に応じて所望の燃料流量を吐出する。
【００１８】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプの各部の構成を図２〜図４を用いて説明する。図２は本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプを示す縦断面図である。図３は図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプをIII−III矢視から見た断面図である。図４は図３に示す本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプをIV−IV矢視から見た断面図である。
【００１９】
図２及び図３において、高圧燃料供給ポンプ１は、燃料を加圧する加圧室３を内部に有するポンプボディ１ａ、ポンプボディ１ａに組み付けられたプランジャ４、電磁弁機構３００、吐出弁機構５００（図３に図示）、リリーフ弁機構６００、及び圧力脈動低減機構６（図２に図示）を備えている。この高圧燃料供給ポンプ１は、エンジンのポンプ取付部１１１（図２に図示）に密着して固定される。具体的には、ポンプボディ１ａの一方側の端部に取付フランジ１ｂ（図３に図示）が複数設けられており、各取付フランジ１ｂにボルト穴１ｃ（図３に図示）が形成されている。取付フランジ１ｂの各ボルト穴１ｃにボルト（図示せず）を挿入してポンプ取付部１１１に締結することで、取付フランジ１ｂがポンプ取付部１１１に密着した状態で固定される。ポンプボディ１ａにおけるポンプ取付部１１１と嵌合する外周面には、Ｏリング８（図２に図示）が嵌め込まれている。Ｏリング８は、ポンプ取付部１１１とポンプボディ１ａとの間をシールし、エンジンオイル等がエンジンの外部に漏れることを防止する。
【００２０】
図２及び図４に示すように、ポンプボディ１ａの中央部には、長手方向（図２中、上下方向）に延在する挿入穴部１ｅが形成されており、ポンプボディ１ａの挿入穴部１ｅにシリンダ９が圧入されて取り付けられている。シリンダ９は、プランジャ４の往復運動をガイドするものであり、ポンプボディ１ａと共に加圧室３の一部を形成している。シリンダ９の外周面には段差部（固定部）９ａが形成されており、シリンダ９の段差部（固定部）９ａと接触するようにポンプボディ１における挿入穴部１ｅの開口縁部を内周側に変形させた内周凸部が設けられている。この内周凸部がシリンダ９の段差部（固定部）９ａを加圧室３側へ押圧することでシリンダ９の加圧室３側の端面がポンプボディ１ａの挿入穴部１ｅの底面に押圧され、加圧室３内で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。
【００２１】
プランジャ４は、シリンダ９に滑合する大径部４ａと、大径部４ａから延在する小径部４ｂとで構成されている。大径部４ａは、その先端面（図２及び図４中、上端面）が加圧室３に面している一方、小径部４ｂ側の端面（図２及び図４中、下端面）が後述の副室１３ａに面している。プランジャ４の小径部４ｂの先端側（図２及び図４中、下端側）には、タペット１１２が設けられている。タペット１１２は、エンジンのカムシャフト（図示せず）に取り付けられたカム１１３の回転運動を直線的な往復運動に変換してプランジャ４に伝達するものである。プランジャ４は、リテーナ１１を介したばね１２の付勢力によりタペット１１２に圧着されている。これにより、カム１１３の回転運動に伴いプランジャ４がシリンダ９の内部を往復運動し、加圧室３の容積が増減する。このとき、プランジャ４の大径部４ａと小径部４ｂの境界の端面が後述の副室１３ａ内で往復運動するので、副室１３ａの容積が加圧室３の容積の増減とは逆に増減する。
【００２２】
ポンプボディ１ａには、有底の筒状部を有するシールホルダ１３が固定されており、シールホルダ１３の底部をプランジャ４が貫通している。シールホルダ１３の内部には、プランジャ４とシリンダ９の摺動部を介して加圧室３から漏れ出る燃料を貯めておく副室１３ａ（シール室）が形成されている。
【００２３】
シールホルダ１３の内部の底部側（図２及び４中、下端部側）にはプランジャシール１４が保持されている。プランジャシール１４は、プランジャ４の小径部４ｂの外周面が摺動可能に接触するように設置されている。プランジャシール１４は、プランジャ４の往復運動時に、副室１３ａ内の燃料がエンジン側へ流入するのを防止する。同時に、エンジン内の潤滑油（エンジンオイルを含む）がエンジン側からポンプボディ１ａの内部へ流入するのを防止する。
【００２４】
ポンプボディ１ａの側壁には、図３及び図４に示すように、吸入ジョイント１６が取り付けられている。吸入ジョイント１６には吸入配管１０４（図１参照）が接続され、燃料タンク１０１（図１参照）からの燃料が吸入ジョイント１６の低圧燃料吸入口２ａを介して高圧燃料供給ポンプ１の内部へ供給される。低圧燃料吸入口２ａの下流側には、吸入フィルタ１７が取り付けられている。吸入フィルタ１７は、燃料タンク１０１からポンプボディ１ａまでの間に存在する異物が燃料の流れによって高圧燃料供給ポンプ１内に吸収されることを防ぐ役目がある。
【００２５】
また、図２及び図４に示すように、ポンプボディ１ａにおける取付フランジ１ｂの反対側に位置する先端部（図２及び図４中、上端部）には、カップ状のダンパカバー５が固定されている。ポンプボディ１ａの先端部とダンパカバー５とによりダンパ室２ｂ、２ｃが形成されている。ダンパ室２ｂ、２ｃは、図４に示すように、ポンプボディ１ａに形成された吸入通路２ｄを介して低圧燃料吸入口２ａに連通すると共に、プランジャ４の延在方向に略平行に延在するようにポンプボディ１ａに形成された連通路２ｈを介して副室１３ａに連通している。
【００２６】
ダンパ室２ｂ、２ｃ内には、図２及び図４に示すように、圧力脈動低減機構６が配置されている。圧力脈動低減機構６は、２枚の金属ダイアフラムを重ね合わせることで構成された金属ダンパであり、両金属ダイアフラム間の空間にガスが封入された状態で外周縁部が全周溶接にて互いに接合されている。つまり、圧力脈動低減機構６は、外周縁部が薄く、内周側に向かって厚くなるように構成されている。
【００２７】
圧力脈動低減機構６は、ポンプボディ１ａの先端面に載置された保持部材７とダンパカバー５とによってダンパ室２ｂ、２ｃ内に保持される。具体的には、ダンパカバー５の内部には、圧力脈動低減機構６の外周縁部を一方側（図２中、上側）から押圧する複数の凸部又は凸条部が形成されている。一方、保持部材７には、圧力脈動低減機構６の外周縁部を他方側（図２及び図４中、下側）から押圧する複数の凸部又は凸条部が形成されている。圧力脈動低減機構６は、その外周縁部がダンパカバー５の複数の凸部又は凸条部と保持部材７の複数の凸部又は凸条部とによって挟持されることで、ダンパ室２ｂ、２ｃ内に保持されている。これにより、圧力脈動低減機構６の一方側（図２及び図４中、上側）に位置するダンパ室２ｂと他方側（図２及び図４中、下側）に位置するダンパ室２ｃとが連通しており、圧力脈動低減機構６の両面に燃料の圧力が作用する。また、ダンパカバー５はポンプボディ１ａの外周縁部への圧入により固定されるが、この際に保持部材７が弾性変形した状態で圧力脈動低減機構６を支持する。
【００２８】
図２及び図３に示すように、ポンプボディ１ａにおける加圧室３の入口側には、電磁弁機構３００が配置されている。電磁弁機構３００の構成の詳細は後述するが、吸入弁３０を含む弁機構部と、コイル３４や可動コア４２、ロッド部４３を含むソレノイド機構部とに大別される。電磁弁機構３００は燃料を吸入するための吸入ポート３１ｃを有しており、吸入ポート３１ｃはポンプボディ１ａに形成された吸入通路２ｅを介してダンパ室２ｂ、２ｃに連通している。
【００２９】
また、図３に示すように、ポンプボディ１ａにおける加圧室３の出口側には、吐出弁機構５００が配置されている。吐出弁機構５００は、吐出弁シート５１と、吐出弁シート５１と着座又は離座する吐出弁５２と、吐出弁５２を吐出弁シート５１に向かって付勢する吐出弁ばね５３と、吐出弁５２のリフト量（移動距離）を決める吐出弁ストッパ５４とから構成されている。吐出弁シート５１は、例えば、圧入によりポンプボディ１ａに保持されている。吐出弁ストッパ５４はポンプボディ１ａに対して溶接により接合されており、これにより燃料の外部への漏洩を遮断している。吐出弁５２は、吐出弁ストッパ５４の軸状突出部の外周面によりガイドされるように構成されている。
【００３０】
吐出弁機構５００は、吐出弁５２の二次側の吐出弁室５６と加圧室３との間に燃料差圧が無い状態では、吐出弁ばね５３の付勢力により吐出弁５２が吐出弁シート５１に圧着され閉弁状態となる。加圧室３の燃料圧力が吐出弁室５６の燃料圧力よりも大きくなった時に初めて、吐出弁５２が吐出弁ばね５３の付勢力に逆らって開弁するように構成されている。また、吐出弁５２が開弁の際に吐出弁ストッパ５４と接触することで、吐出弁５２のリフト量が制限される。これにより、過大なリフト量により吐出弁５２の閉じ遅れが生じて吐出弁室５６へ吐出された高圧燃料が再び加圧室３内に逆流してしまうことを防止し、高圧燃料供給ポンプ１の効率低下を抑制する。
【００３１】
また、図２及び図３に示すように、ポンプボディ１ａにおける加圧室３を挟んで電磁弁機構３００の反対側には、燃料吐出口２ｇを形成する吐出ジョイント１９が固定されている。ポンプボディ１ａと吐出ジョイント１９により形成されている内部空間には、リリーフ弁機構６００が配置されており、吐出通路２ｆを介して吐出弁機構５００が連通している。リリーフ弁機構６００は、リリーフボディ６１、リリーフ弁６２、リリーフ弁ホルダ６３、リリーフばね６４、ばねストッパ６５からなる。リリーフボディ６１は、有底筒状に形成されており、底部側にシート部を有している。リリーフボディ６１内にばねストッパ６５が圧入固定されている。リリーフばね６４は、その一端側がリリーフ弁ホルダ６３に当接する一方、他端側がばねストッパ６５に当接している。リリーフ弁６２は、リリーフばね６４の付勢力がリリーフ弁ホルダ６３を介して作用することでリリーフボディ６１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６２の開弁圧力は、リリーフばね６４の付勢力によって決定される。リリーフばね６４の付勢力は、ばねストッパ６５の圧入固定の位置によって調整される。リリーフ弁機構６００は、リリーフ通路２ｉを介してダンパ室２ｂ、２ｃに連通している。
【００３２】
本実施形態に係る高圧燃料供給ポンプ１においては、上記で説明したポンプボディ１ａ、電磁弁機構３００、プランジャ４、シリンダ９、及び吐出弁機構５００によって加圧室３が構成される。
【００３３】
高圧燃料供給ポンプ１において、図４に示す低圧燃料吸入口２ａを通過した燃料は、吸入通路２ｄを通って、圧力脈動低減機構６が配置されたダンパ室２ｂ、２ｃに向かう。図２に示すダンパ室２ｂ、２ｃを通った燃料は、吸入通路２ｅを介して電磁弁機構３００の吸入ポート３１ｃに至る。電磁弁機構３００に流入した燃料は、ＥＣＵ２７（図１参照）の制御信号に応じて吸入弁３０によって開閉される開口部を通過する。この燃料は、往復運動するプランジャ４の下降行程で加圧室３へ吸入され、プランジャ４の上昇行程で加圧室３内において加圧される。図３に示す加圧室３の燃料圧力が吐出弁機構５００の吐出弁室５６の燃料圧力よりも大きくなると、吐出弁機構５００の吐出弁５２が開弁し、加圧室３内の高圧燃料は、吐出弁室５６、吐出通路２ｆ、燃料吐出口２ｇを経てコモンレール１０５（図１参照）へ吐出される。
【００３４】
図２に示す電磁弁機構３００の故障等により、燃料吐出口２ｇの圧力が異常に高圧でリリーフ弁機構６００のセット圧力より大きくなった場合、リリーフ弁６２が開弁状態となる。これにより、異常高圧の燃料がリリーフ通路２ｉを介してダンパ室２ｂ、２ｃにリリーフされる。
【００３５】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構の構成の詳細について図５を用いて説明する。図５は図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構を拡大した状態で示す断面図である。なお、図５は、コネクタの一部を省略し、電磁弁機構を開弁状態で図示している。前述したように、電磁弁機構３００は、弁機構部とソレノイド機構部とに大別される。
【００３６】
電磁弁機構３００の弁機構部は、吸入弁３０、吸入弁シート部材３１、吸入弁ストッパ３２、吸入弁付勢ばね３３とからなる。ポンプボディ１ａに形成された挿入穴部１ｆには、吸入弁シート部材３１が挿入されている。吸入弁シート部材３１は、吸入弁３０により閉塞または開放される開口部３１ａと、開口部３１ａの開口縁部に形成されて吸入弁３０が着座または離座する環状のシート部３１ｂとを有している。吸入弁シート部材３１には、吸入通路２ｅ及び開口部３１ａに連通する吸入ポート３１ｃが放射状に複数設けられている。吸入弁シート部材３１は、後述のロッドガイド４６と一体に成形されている。吸入弁シート部材３１には吸入弁ストッパ３２が固定されており、吸入弁ストッパ３２は吸入弁３０のリフト量を規制するものである。吸入弁３０と吸入弁ストッパ３２との間に吸入弁付勢ばね３３が配置され、吸入弁付勢ばね３３は吸入弁３０を吸入弁シート部材３１のシート部３１ｂ側（閉弁方向）へ付勢している。
【００３７】
電磁弁機構３００のソレノイド機構部は、例えば、コイル３４、ボビン３５、第１ヨーク３６、第２ヨーク３７を備えている。また、２つの接続端子３８（図２参照、図２では１つのみ図示）と、接続端子３８と一体にモールドされたコネクタ３９（図２参照）を備えている。更に、固定部であるアウターコア４０及び固定コア４１と、可動部である可動コア４２及びロッド部４３とを備えている。加えて、可動部を付勢するロッド付勢ばね４４及び可動コア付勢ばね４５を備えている。
【００３８】
具体的には、ボビン３５の外周に銅線が複数回巻かれて環状のコイル３４が形成されている。コイル３４の銅線の両端はそれぞれ、接続端子３８と電気的に接続されている。各接続端子３８は、一方側端部がコネクタ３９と一体にモールドされ、他方側端部がＥＣＵ１０７（図１参照）側の制御ラインと接続可能となるように構成されている（図２参照）。
【００３９】
第１ヨーク３６は、カップ状の金属部材であり、コイル３４の軸方向内側（図５の右側）とコイル３４の径方向外側（図５の上側又は下側）に配置される。第２ヨーク３７は、中心部に孔部３７ａを有する板状の金属部材であり、コイル３４の軸方向外側（図５の左側）に配置され、固定コア４１の大径部及びボビン３５を軸方向外側から覆うカバー部材として機能する。第１ヨーク３６及び第２ヨーク３７は、コネクタ３９と一体にモールドされ固定される（図２参照）。
【００４０】
第１ヨーク３６の中心部に形成された孔部３６ａには、筒形状のアウターコア４０が圧入され固定されている。アウターコア４０における第１ヨーク３６への圧入部分とは反対側の端部は、ポンプボディ１ａに溶接等により固定されている。
【００４１】
第２ヨーク３７の外周部は、第１ヨーク３６の円筒部の内周部と接触もしくは僅かなクリアランスが形成されるように構成される。第２ヨーク３７の孔部３７ａに固定コア４１の小径部が配置されており、第２ヨーク３７の内周部（孔部３７ａの壁面）は固定コア４１の小径部の外周面と接触もしくは僅かなクリアランスが形成されるように構成される。固定コア４１の小径部の外周部には、固定ピン４７が取り付けられている。固定ピン４７は、第２ヨーク３７の軸方向外側の端面３７ｂに接触し、第２ヨーク３７を固定コア４１の大径部に軸方向外側から押し当てるように付勢する。固定ピン４７は、内周側の角部を固定コア４１に食い込ませることで固定してもよく、あるいは溶接等により固定してもよい。
【００４２】
コイル３４及びボビン３５の径方向内側において、筒形状のシールリング４８の軸方向一端側がアウターコア４０に溶接固定され、軸方向他端側が固定コア４１に溶接固定される。アウターコア４０及び固定コア４１はそれぞれ、シールリング４８に挿入される挿入部４０ａ、４０ｂを有し、シールリング４８に挿入された状態でシールリング４８の外周面４８ａと面一の外周面を有する。これにより、ボビン３５等の他の部品の取り付けが容易となる。
【００４３】
アウターコア４０及びシールリング４８の径方向内側には、可動コア４２が固定コア４１の端面に対向して固定コア４１に対して接離する方向へ移動可能に配置されている。可動コア４２には、内壁面に段差状の係合部４２ｂが設けられ中心軸線Ｃ１に沿って貫通する挿通孔４２ａが形成されている。可動コア４２の係合部４２ｂは、ロッド部４３の後述の係合突出部４３ｂと軸方向で係合する部分であり、その構造の詳細は後述する。可動コア４２は、挿通孔４２ａの外周側に軸方向に貫通する貫通孔４２ｃを１つ以上有している。可動コア４２は、貫通孔４２ｃによって、可動コア４２の前後の圧力差による動きの制限が排除され、燃料中で軸方向に滑らかに動くことが可能である。
【００４４】
ロッド部４３は、可動コア４２の挿通孔４２ａに挿通され、可動コア４２に対して相対的に移動可能である。ロッド部４３は、中心軸線Ｃ２に沿って延在するロッド本体４３ａと、ロッド本体４３ａの一方側（図５中、左側）の端部から径方向外側に突出する環状の係合突出部４３ｂとを有している。ロッド部４３は、ロッド本体４３ａの他方側（図５中、右側）の先端部が吸入弁３０に接離可能に構成されている。ロッド部４３の係合突出部４３ｂは、その構造の詳細は後述するが、可動コア４２の係合部４２ｂと軸方向で係合するように形成されている。
【００４５】
ロッド部４３のロッド本体４３ａは、ロッドガイド４６の内周側において軸方向に摺動自在に支持されている。ロッドガイド４６は一体構成の吸入弁シート部材３１と共に、アウターコア４０とポンプボディ１ａとの間に挟み込まれる配置となっている。ロッドガイド４６には、軸方向に貫通する貫通孔４６ａが設けられている。貫通孔４６ａは、可動コア４２が軸方向に移動したときに、電磁弁機構３００の内部に存在する燃料の移動を妨げないようにするものである。
【００４６】
ロッドガイド４６と可動コア４２の間には、可動コア付勢ばね４５が配置されている。可動コア付勢ばね４５は、一端側がロッドガイド４６の中心側に設けた円筒形の中央軸受部４６ｂの外周側に挿入されると共に他端側が可動コア４２に接触することで、可動コア４２を固定コア４１側（閉弁方向）へ付勢している。可動コア４２の移動量（ストローク量）Ｓは、吸入弁３０の移動量（リフト量）Ｌよりも大きくなるように設定されており、吸入弁３０の閉弁動作を可動コア４２及びロッド部４３が干渉することを防いでいる。
【００４７】
固定コア４１における可動コア４２側に向く部分には、軸方向に凹む凹部４１ｂが形成されている。凹部４１ｂは、ロッド部４３の係合突出部４３ｂが移動可能な大きさに設けられている。凹部４１ｂには、ロッド付勢ばね４４が配置されている。ロッド付勢ばね４４は、一端側が固定コア４１の凹部４１ｂの底面に接触すると共に他端側がロッド部４３の係合突出部４３ｂの固定コア４１側の端面に接触することで、ロッド部４３を固定コア４１から離れる方向（開弁方向）に付勢している。ロッド付勢ばね４４の付勢力によってロッド部４３の先端部が吸入弁３０に対してシート部３１ｂから引き離す方向（開弁方向）に力を作用させる。ロッド付勢ばね４４は、コイル３４が無通電状態において吸入弁３０の開弁を維持するのに必要十分な付勢力となるように設定されている。
【００４８】
アウターコア４０、第１ヨーク３６、第２ヨーク３７、固定コア４１、可動コア４２は、コイル３４の周りで磁気回路を形成する。この磁気回路では、コイル３４に通電すると、固定コア４１と可動コア４２との間に磁気吸引力を発生する。固定コア４１の一方側端面とそれに対向する可動コア４２の端面は、相互間に磁気吸引力が作用する磁気吸引面Ｓを構成する。詳細は後述するが、磁気吸引力により、可動コア４２と固定コア４１が衝突すると共に、可動コア４２とロッド部４３が衝突する。
【００４９】
第１ヨーク３６、第２ヨーク３７は共に、磁気回路を構成するため、また耐食性を考慮し、磁性ステンレス材とする。可動コア４２と固定コア４１は、磁気吸引面Ｓを形成するので、基材として性能的に磁気特性の良い材料を使うことが望ましい。具体的には、フェライト系電磁ステンレス鋼が挙げられる。
【００５０】
一方、シールリング４８は、固定コア４１と可動コア４２との間に磁束を流すために、非磁性材であることが望ましい。且つ、可動コア４２と固定コア４１の衝突時の衝撃を弾性変形により吸収するために、薄肉で伸びの大きいステンレス材を使うことが望ましい。具体的には、シールリング４８は、オーステナイト系ステンレスを使って形成されることが望ましい。
【００５１】
また、ボビン３５、コネクタ３９は、強度特性、耐熱特性を考慮し、高強度耐熱樹脂を用いることが望ましい。また、ロッド部４３は、可動コア４２との衝突時の損傷を抑制するために高強度の材料により形成されている。具体的には、硬質なステンレス鋼、例えば、ＳＵＳ４２０を用いる。
【００５２】
（電磁弁機構の動作）
次に、本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構の動作を図２〜図５を用いて説明する。
【００５３】
図２に示すカム１１３の回転によりプランジャ４がカム１１３側に移動する下降運動をする場合、加圧室３の容積が増加し、加圧室３内の燃料圧力が低下する。この状態で加圧室３内の燃料圧力が電磁弁機構３００の吸入ポート３１ｃの圧力よりも低くなると、吸入弁３０が開弁状態になる。図５に示す吸入弁３０が最大リフト量Ｌ（最大開度）まで移動すると、吸入弁３０は吸入弁ストッパ３２に接触する。吸入弁３０の開弁動作により、吸入弁シート部材３１の開口部３１ａが開口する。これにより、燃料は、開口部３１ａを通り、ポンプボディ１ａに形成された横方向に延びる連通穴部３ａを介して加圧室３に流入する。なお、連通穴部３ａも加圧室３の一部を構成する。
【００５４】
図２に示すプランジャ４が下死点に達して吸入行程を終了すると、上昇運動に転じ上昇行程に移る。ここで、コイル３４は無通電状態が維持されたままであり、磁気吸引力は生じていない。したがって、図５に示す吸入弁３０は、ロッド付勢ばね４４の付勢力によりロッド部４３を介して開弁状態が維持されている。加圧室３の容積はプランジャ４の圧縮運動に伴い減少するが、吸入弁３０が開弁した状態では、加圧室３に一度吸入された燃料が再び吸入弁シート部材３１の開口部３１ａを通して吸入通路２ｅへと戻されるので、加圧室３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。
【００５５】
戻し行程においては、図２に示すプランジャ４の上昇運動に伴い吸入通路２ｅへと戻された燃料の一部がダンパ室２ｂ、２ｃから図４に示す連通路２ｈを介して副室１３ａへ流れる。それに対して、プランジャ４の下降行程においては、プランジャ４の大径部４ａの小径部４ｂ側の端面（下端面）が副室１３ａ内で下降するので、副室１３ａの容積が小さくなり、副室１３ａの燃料が逆に連通路２ｈを介してダンパ室２ｂ、２ｃに押し戻される。このように、プランジャ４の大径部４ａの上下運動によりダンパ室２ｂ、２ｃと副室１３ａとの間を燃料が行き来することで、圧力脈動の低減効果が得られる。
【００５６】
戻し工程においてＥＣＵ１０７（図１参照）からの制御信号が電磁弁機構３００に印加されると、図２に示す接続端子３８を介してコイル３４に電流が流れる。すると、図５に示す固定コア４１と可動コア４２との間に磁気吸引力が作用し、磁気吸引力がロッド付勢ばね４４の付勢力に打ち勝って可動コア４２を付勢する。これにより、可動コア４２が固定コア４１側に移動し、可動コア４２と固定コア４１が磁気吸引面Ｓで衝突する。このとき、可動コア４２の係合部４２ｂがロッド部４３の係合突出部４３ｂと係合しているので、ロッド部４３が吸入弁３０から離れる方向に移動する。このため、吸入弁付勢ばね３３の付勢力及び燃料の吸入通路２ｅへの流れ込みによる流体力によって吸入弁３０が閉弁する。
【００５７】
吸入弁３０の閉弁後、加圧室３内の燃料の圧力はプランジャ４の上昇運動に応じて上昇する。図３に示す加圧室３内の燃料の圧力が燃料吐出口２ｇの圧力以上になると、加圧室３内の燃料が吐出弁機構５００を介して吐出され、コモンレール１０５（図１参照）へ供給される。この行程を吐出行程と称する。
【００５８】
すなわち、図２に示すプランジャ４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。電磁弁機構３００のコイル３４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流量を制御することができる。コイル３４へ通電するタイミングを早くすれば、上昇行程中の、戻し行程の割合が小さくなり、吐出行程の割合が大きくなる。それに対して、通電するタイミングを遅くすれば、上昇行程中の、戻し行程の割合が大きくなり、吐出行程の割合が小さくなる。
【００５９】
以上のように、高圧燃料供給ポンプ１では、コイル３４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エンジンが必要とする量に制御することができる。
【００６０】
ところで、本実施の形態の電磁弁機構３００においては、図５に示すように、可動コア４２とロッド部４３を別体構造で構成している。この構造は、可動コア４２が固定コア４１に衝突する際の衝突エネルギーをロッド部４３の質量分低減することが可能であり、騒音及び振動（ＮＶ）の改善などに対して非常に有効である。
【００６１】
しかし、この構造の場合、可動コア４２とロッド部４３が互いに分離と衝突を繰り返すので、両部材４２、４３が衝突及びキャビテーション・エロージョンの環境下に曝される。特に、近年、内燃機関の高圧燃料供給ポンプの分野では燃料の高圧化や大流量化等が図られているので、上述した高圧燃料供給ポンプ１の電磁弁機構３００における可動コア４２及びロッド部４３は、衝突及びキャビテーション・エロージョンに関して、厳しい環境に曝されることとなる。可動コア４２とロッド部４３における衝突及びキャビテーション・エロージョンの発生のメカニズムは以下の通りである。
【００６２】
固定コア４１と可動コア４２との間に磁気吸引力が発生すると、可動コア４２は吸引されて係合するロッド部４３と共に固定コア４１側へ移動する。それから、可動コア４２は固定コア４１に衝突して停止するか又は微小に跳ね返る。一方、可動コア４２に係合していたロッド部４３は、移動方向を規制するものが存在しないので、可動コア４２から分離して単体で運動を続ける（オーバーシュート）。このとき、可動コア４２とロッド部４３の係合部分は、接触状態の閉空間から分離状態の開空間へ変化する。閉空間から開空間に変化した領域では負圧環境となり、高圧燃料供給ポンプ１の高速駆動時ではキャビテーションが発生する。その後、可動コア４２から分離したロッド部４３は、ロッド付勢ばね４４の付勢力により可動コア４２側へ再び引き戻されて可動コア４２の係合部４２ｂに衝突する。このとき、発生していたキャビテーションがロッド部４３の可動コア４２側へ移動の際の圧力回復によって崩壊する。したがって、可動コア４２におけるロッド部４３の係合突出部４３ｂとの係合部分である係合部４２ｂの表面がキャビテーション・エロージョンによる損傷を受ける虞がある。なぜなら、ロッド部４３の基材を耐キャビテーション・エロージョンタフネスが高い高強度材料とする一方、可動コア４２の基材を耐キャビテーション・エロージョンタフネスが低い磁性材としているからである。
【００６３】
さらに、可動コア４２とロッド部４３が別体構造の場合、上述したロッド部４３のオーバーシュート後のロッド部４３と可動コア４２の衝突により、可動コア４２におけるロッド部４３の係合突出部４３ｂとの衝突部分である係合部４２ｂの損傷が懸念される。なぜなら、ロッド部４３の基材を高強度材料とする一方、可動コア４２の基材を低強度の磁性材としているからである。
【００６４】
また、コイル３４への通電停止による磁気吸引力の消失時においては、ロッド付勢ばね４４の付勢力により、可動コア４２がロッド部４３と共に固定コア４１から離れる方向へ移動する。ロッド部４３は先端部が吸入弁３０に当接して停止するが、その際、可動コア４２はロッド部４３から分離して単体で運動を続ける（アンダーシュート）。その後、可動コア４２は、可動コア付勢ばね４５の付勢力によりロッド部４３の係合突出部４３ｂ側へ再び引き戻されて衝突する。この可動コア４２のアンダーシュートにおいても、上述したロッド部４３のオーバーシュートによる衝突及びキャビテーション・エロージョンの発生のメカニズムと同様に、可動コア４２が衝突及びキャビテーション・エロージョンに関して厳しい環境下に曝されることとなる。
【００６５】
加えて、可動コア４２とロッド部４３が相対的に移動可能な別体構造の場合、可動コア４２の挿通孔４２ａの内壁面とロッド部４３のロッド本体４３ａの外周面との間にクリアランスを設ける必要があり、両部材４２、４３が相対的に傾いて衝突することがある。この場合、ロッド部４３の係合突出部４３ｂの外周縁の角部が可動コア４２の係合部４２ｂの表面に衝突して過大な応力が発生することが懸念される。したがって、可動コア４２とロッド部４３が相対的に傾いて衝突する場合であっても、ロッド部４３の係合突出部４３ｂの外周縁の角部が可動コア４２の係合部４２ｂに接触することを回避する必要がある。
【００６６】
そこで、本実施の形態に係る電磁弁機構における可動コアとロッド部の係合構造は次の特徴を備えている。図６は本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構における可動コアとロッド部の係合構造を拡大した状態で示す断面図である。図７は本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構における可動コアの段差部の構造を拡大した状態で示す断面図である。図８は本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構におけるロッド部の係合突出部の係合面の構造を拡大した状態で示す断面図である。なお、図６は、可動コアとロッド部の係合構造を両部材の中心軸線を中心として径方向の半分の部分のみを示している。
【００６７】
図６において、ロッド部４３は、前述したように、可動コア４２の係合部４２ｂに係合する環状の係合突出部４３ｂを有している。ロッド部４３の係合突出部４３ｂにおける可動コア４２の係合部４２ｂに接触する側の係合面４３ｃは、ロッド本体４３ａ側（径方向内側）に位置し、ロッド部４３の軸方向を向く平面部４３１と、平面部４３１の径方向外側に接続され、平面部４３１に対してロッド部４３の径方向外側に向かうにつれて可動コア４２の係合部４２ｂとは反対側に傾斜するテーパ状の外側面部４３２とで構成されている。
【００６８】
可動コア４２には、前述したように、内壁面に段差状の係合部４２ｂを有する挿通孔４２ａが形成されている。挿通孔４２ａは、例えば、段付きの貫通孔であり、ロッド部４３の係合突出部４３ｂの外径よりも径が大きい大径孔部４２１と、大径孔部４２１よりも径が小さく、ロッド部４３のロッド本体４３ａの外径よりも径が大きい小径孔部４２２とを有している。挿通孔４２ａの大径孔部４２１の環状の底部が挿通孔４２ａの内壁面の段差部４２３を構成している。係合部４２ｂは、磁性材で形成されている段差部４２３の表面上に磁性材よりも高強度のめっき部４２４を被覆して形成されている。可動コア４２のめっき部４２４は、磁性材よりも高強度の材料で形成されたロッド部４３の係合突出部４３ｂに直接的に接触する部分であり、例えば、硬質クロム層である。めっき部４２４は、可動コア４２の基材部よりもキャビテーション・エロージョンタフネスが高く、可動コア４２のキャビテーション・エロージョンタフネスが向上する。可動コア４２のめっき部４２４は、可動コア４２の軸方向におけるロッド部４３の係合突出部４３ｂ側に向かって凸の曲面状に形成されている。更に、めっき部４２４は、めっき部４２４の径方向の両端間の位置において頂部４２４ａを有している。めっき部４２４は、頂部４２４ａがロッド部４３の係合突出部４３ｂの係合面４３ｃに対して最も近くに位置する部分となるように形成されている。
【００６９】
めっき部４２４は、可動コア４２の基材部としての段差部４２３の表面に対してめっきの表面処理を行うことで形成することができる。可動コア４２の段差部４２３へのめっきの表面処理として、例えば、電気めっき法を用いることができる。具体的には、例えば、可動コア４２の大径孔部４２１内に中心軸線Ｃ１に沿ってピン状の陽電極を配置し、可動コア４２の基材部に陰電極を接続して通電することで行われる。このように可動コア４２の大径孔部４２１内にピン状の陽電極を配置してめっき処理を行う場合、可動コア４２の段差部４２３の表面において、陽電極からの距離が近い中心軸線Ｃ１側に向かって厚みが厚くなるようにめっきが析出する傾向がある。
【００７０】
そこで、本実施の形態においては、可動コア４２の段差部４２３の表面を、中心軸線Ｃ１側（径方向内側）に位置し、可動コア４２の軸方向におけるロッド部４３の係合突出部４３ｂ側に向かうにつれて徐々に径方向外側に位置するように傾斜するテーパ状の第１面部４２３ａと、第１面部４２３ａの径方向外側に接続され、可動コア４２の軸方向を向く平面状の第２面部４２３ｂとを有するように構成している。また、可動コア４２の段差部４２３における第１面部４２３ａと第２面部４２３ｂとの接続部分４２３ｃは、ロッド部４３の係合突出部４３ｂの係合面４３ｃにおける平面部４３１と外側面部４３２との接続部分４３３よりも径方向内側に位置するように設定されている。すなわち、可動コア４２の段差部４２３における接続部分４２３ｃの中心軸線Ｃ１からの距離をＲ２とし、ロッド部４３の係合面４３ｃにおける接続部分４３３の中心軸線Ｃ２からの距離をＲ３とした場合に、Ｒ３＞Ｒ２となるように設定されている。
【００７１】
段差部４２３の第１面部４２３ａ及び第２面部４２３ｂに対して上記した電気めっき処理を行うことで、めっき部４２４の厚みが中心軸線Ｃ１側で厚くなったとしても、可動コア４２の軸方向におけるロッド部４３の係合突出部４３ｂ側に向かって凸で径方向の両端間の位置に頂部４２４ａを有する曲面状のめっき部４２４を形成することが容易となる。また、頂部４２４ａが段差部４２３の接続部分４２３ｃよりも可動コア４２の径方向内側に位置するようにめっき部４２４を形成することができる。すなわち、めっき部４２４の頂部４２４ａの中心軸線Ｃ１からの距離をＲ１とした場合、Ｒ２＞Ｒ１となる。Ｒ２＞Ｒ１となるようにめっき部４２４を形成することで、めっき部４２４の頂部４２４ａは軸方向に投影した場合にロッド部４３の係合突出部４３ｂの平面部４３１上にあるように形成することが可能である。すなわち、Ｒ３＞Ｒ２となるように設定することで、Ｒ３＞Ｒ１となるようにめっき部４２４を形成することが容易となる。
【００７２】
この構成の場合、可動コア４２とロッド部４３が相対的に傾いたとしても、可動コア４２の係合部４２ｂにおけるめっき部４２４の頂部４２４ａ又はその近傍がロッド部４３の係合突出部４３ｂの係合面４３ｃの平面部４３１と衝突しやすくなる。すなわち、可動コア４２の係合部４２ｂのめっき部４２４とロッド部４３の係合突出部４３ｂの外周縁の角部との衝突の発生を抑制することが可能である。
【００７３】
このように、本実施の形態においては、可動コア４２とロッド部４３を別体構造とすることで、低騒音化を達成しつつ、可動コア４２とロッド部４３間の衝突及びキャビテーション・エロージョンに対する信頼性を確保することができる。ひいては、高圧燃料供給ポンプの高圧化及び大流量化を高品質で達成可能である。
【００７４】
なお、可動コア４２の段差部４２３における第１面部４２３ａと第２面部４２３ｂとの接続部分４２３ｃは、例えば図７に示すように、角部（稜線）が生じないように、曲率半径Ｒ４を有する凸のなだらか曲面に形成することが好ましい。これにより、めっき部４２４の段差部４２３側の面に応力集中が生じやすい隅部が形成されることを回避することができる。
【００７５】
また、ロッド部４３の係合突出部４３ｂの係合面４３ｃにおける平面部４３１と外側面部４３２との接続部分４３３は、例えば図８に示すように、角部（稜線）が生じないように、曲率半径Ｒ５を有する凸のなだらかな曲面に形成することが好ましい。これにより、ロッド部４３の係合突出部４３ｂの係合面４３ｃが接続部分４３３の部分で可動コア４２の係合部４２ｂのめっき部４２４に衝突したとしても、めっき部４２４に過度な応力が発生することを抑制することができる。
【００７６】
上述したように、本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁機構３００及びそれを備えた高圧燃料供給ポンプ１においては、磁気回路の一部を構成する固定コア４１と、固定コア４１に対して接離する方向へ移動可能で、内壁面に段差部４２３を有し中心軸線Ｃ１に沿って貫通する挿通孔４２ａが形成された可動コア４２と、可動コア４２の挿通孔４２ａに可動コア４２に対して相対的に移動可能に挿通され径方向外側に突出する係合突出部４３ｂを有するロッド部４３とを備え、可動コア４２は、段差部４２３の表面上にめっき部４２４を被覆して形成されロッド部４３の係合突出部４３ｂに係合可能な係合部４２ｂを有し、可動コア４２の段差部４２３の表面は、可動コア４２の軸方向におけるロッド部４３の係合突出部４３ｂ側に向かうにつれて徐々に径方向外側に位置するように傾斜する第１面部４２３ａと、第１面部４２３ａの径方向外側に接続され可動コア４２の軸方向を向く第２面部４２３ｂとを有し、めっき部４２４は可動コア４２の軸方向におけるロッド部４３の係合突出部４３ｂ側に向かって凸で径方向の両端間の位置に頂部４２４ａを有する曲面状に形成されている。
【００７７】
この構成により、可動コア４２とロッド部４３が相対的に傾いた状態で衝突しても、ロッド部４３の係合突出部４３ｂの外周縁の角部が可動コア４２のめっき部４２４に衝突することを抑制することができる。したがって、可動コア４２に対するキャビテーション・エロージョンの発生を抑制しつつ、可動コア４２の耐衝撃性を向上させることができる。
【００７８】
また、本実施の形態においては、めっき部４２４の頂部４２４ａがロッド部４３の係合突出部４３ｂにおけるめっき部４２４に接触する側の係合面４３ｃに対して、最も近くに位置する部分である。この構成により、可動コア４２とロッド部４３が相対的に傾いた状態で衝突する場合でも、可動コア４２のめっき部４２４の頂部４２４ａ又はその近傍にロッド部４３の係合突出部４３ｂの係合面４３ｃが接触しやすくなる。したがって、ロッド部４３の係合突出部４３ｂとの衝突の際に、めっき部４２４に過度な応力が発生することを抑制することができる。
【００７９】
また、本実施の形態においては、めっき部４２４は頂部４２４ａが段差部４２３における第１面部４２３ａと第２面部４２３ｂとの接続部分４２３ｃよりも径方向内側に位置するように形成されている。この構成により、可動コア４２とロッド部４３が相対的に傾いた状態で衝突する場合でも、可動コア４２のめっき部４２４の頂部４２４ａ又はその近傍にロッド部４３の係合突出部４３ｂが接触しやすくなる。したがって、ロッド部４３の係合突出部４３ｂとの衝突の際に、めっき部４２４に過度な応力が発生することを抑制することができる。
【００８０】
また、本実施の形態においては、ロッド部４３の係合突出部４３ｂにおける可動コア４２の係合部４２ｂに接触する側の係合面４３ｃがロッド部４３の軸方向を向く平面部４３１を有し、めっき部４２４の頂部４２４ａは可動コア42の軸方向に投影した場合に係合突出部４３ｂの平面部４３１上に位置するように形成されている。この構成により、可動コア４２とロッド部４３が相対的に傾いた状態で衝突する場合でも、可動コア４２のめっき部４２４の頂部４２４ａ又はその近傍にロッド部４３の係合突出部４３ｂの平面部４３１が接触しやすくなる。したがって、ロッド部４３の係合突出部４３ｂとの衝突の際に、めっき部４２４に対する過度な応力の発生を更に抑制することができる。
【００８１】
また、本実施の形態においては、ロッド部４３の係合突出部４３ｂにおける可動コア４２の係合部４２ｂに接触する側の係合面４３ｃが、ロッド部４３の軸方向を向く平面部４３１と、平面部４３１の径方向外側に接続されロッド部４３の径方向外側に向かうにつれて可動コア４２の係合部４２ｂとは反対側に傾斜する外側面部４３２とを有し、可動コア４２の段差部４２３における第１面部４２３ａと第２面部４２３ｂとの接続部分４２３ｃがロッド部４３の係合面４３ｃにおける平面部４３１と外側面部４３２との接続部分４３３よりも径方向内側に位置する。この構成により、めっき部４２４の頂部４２４ａをロッド部４３の係合面４３ｃの平面部４３１に対して径方向の位置が重なるように形成することが容易となる。したがって、可動コア４２とロッド部４３が相対的に傾いた状態で衝突する場合でも、可動コア４２のめっき部４２４の頂部４２４ａ又はその近傍にロッド部４３の係合突出部４３ｂの平面部４３１が接触しやすくなり、ロッド部４３の係合突出部４３ｂとの衝突の際に、めっき部４２４に対する過度な応力の発生を更に抑制することができる。
【００８２】
また、本実施の形態においては、可動コア４２の段差部４２３における第１面部４２３ａと第２面部４２３ｂとの接続部分４２３ｃが凸の曲面に形成されている。この構成により、めっき部４２４の段差部４２３側の面に応力集中が生じやすい隅部が形成されることを回避することができる。したがって、ロッド部４３の係合突出部４３ｂとの衝突の際に、めっき部４２４に過度な応力が発生することを抑制することができる。
【００８３】
また、本実施の形態においては、ロッド部４３の係合面４３ｃにおける平面部４３１と外側面部４３２との接続部分４３３が凸の曲面に形成されている。この構成により、ロッド部４３の係合面４３ｃの接続部分４３３が可動コア４２のめっき部４２４に接触した場合であっても、めっき部４２４に過度な応力が発生することを抑制することができる。
【００８４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた燃料噴射弁の構成について図９を用いて説明する。図９は本発明の第２の実施の形態に係る電磁弁機構を備えた燃料噴射弁を示す断面図である。
【００８５】
図９に示す本発明の第２の実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、前述した特徴を備える電磁弁機構を、高圧燃料供給ポンプではなく、燃料噴射弁に適用したことである。具体的には、図９において、燃料噴射弁８００は、中空の固定コア８１と、ハウジングを兼ねるヨーク８２と、筒状に延在するノズルボディ８３と、可動子８４とを備えている。可動子８４は、可動コア８５と可動弁体８６とからなる。固定コア８１とヨーク８２と可動コア８５により、磁気回路が構成される。
【００８６】
可動コア８５には、内壁面に段差状の係合部８５ｂが設けられ中心軸線Ｃ１に沿って貫通する挿通孔８５ａが形成されている。可動コア８５の係合部８５ｂは、可動弁体８６の後述の係合突出部８６ｃと軸方向で係合する部分であり、その構造の詳細は後述する。
【００８７】
可動弁体８６は、中心軸線Ｃ２に沿って延在する長尺のロッド部８６ａと、ロッド部８６ａの一方側（図９中、下側）の先端部に設けられた弁体部８６ｂとを有している。ロッド部８６ａは、その他方側（図９中、上側）の端部に径方向外側に突出する環状の係合突出部８６ｃを有している。ロッド部８６ａは、可動コア８５の挿通孔８５ａに挿通され、可動コア８５に対して相対的に移動可能である。ロッド部８６ａの係合突出部８６ｃは、その構造の詳細は後述するが、可動コア８５の係合部８５ｂと軸方向で係合するように形成されている。
【００８８】
ヨーク８２とノズルボディ８３と固定コア８１とは、溶接により結合される。ノズルボディ８３の一部内周が、固定コア８１の一部外周に嵌合した状態でノズルボディ８３と固定コア８１とが溶接結合されている。さらに、ノズルボディ８３の一部外周をヨーク８２が囲むようにして、ノズルボディ８３とヨーク８２とが溶接結合されている。ヨーク８２の内側には、コイル８７が組み込まれる。コイル８７は、ヨーク８２と樹脂カバー８８とノズルボディ８３の一部によってシール性を保って覆われている。
【００８９】
ノズルボディ８３の内部には、可動子８４が軸方向に移動可能に組み込まれている。ノズルボディ８３の先端には、オリフィスカップ８９が溶接により固定されている。オリフィスカップ８９は、シート部を含む円錐面８９ａを有する。
【００９０】
固定コア８１の内部には、可動子８４をオリフィスカップ８９のシート部に押し付けるばね９０と、このばね９０のばね力を調整するアジャスタ９１と、フィルタ９２とが組み込まれている。
【００９１】
ノズルボディ８３の内部及びオリフィスカップ８９の内部には、可動子８４の可動弁体８６を軸方向に案内する第１ガイド部材９３及び第２ガイド部材９４が配置されている。第１ガイド部材９３は、ノズルボディ８３に固定されている。第２ガイド部材９４は、オリフィスカップ８９に固定されている。
【００９２】
樹脂カバー８８には、コイル８７に励磁電流（パルス電流）を供給するコネクタ部８８ａが設けられている。樹脂カバー８８により絶縁されたリード端子９５の一部がコネクタ部８８ａに位置する。
【００９３】
リード端子９５を介してコイル８７を励磁すると、固定コア８１、ヨーク８２及び可動コア８５が磁気回路を形成し、可動子８４の可動コア８５は固定コア８１側にばね９０の力に抗して磁気吸引される。この時、可動コア８５と固定コア８１の可動ギャップ分だけ可動子８４は固定コア８１側へ動作することになる。これにより、可動弁体８６はオリフィスカップ８９のシート部から離れ開弁状態になり、外部高圧ポンプ（図示せず）で予め昇圧されている燃料が燃料噴射弁の噴孔から噴射される。
【００９４】
次に、本実施の形態における可動コア８５と可動弁体８６のロッド部８６ａの係合構造の特徴部について図１０を用いて説明する。図１０は図９に示す本発明の第２の実施の形態に係る電磁弁機構における可動コアと可動弁体のロッド部の係合構造を拡大した状態で示す断面図である。なお、図１０は、可動コアと可動弁体のロッド部との係合構造を両部材の中心軸線を中心として径方向の半分の部分のみを示している。
【００９５】
ロッド部８６ａは、前述したように、可動コア８５の係合部８５ｂに係合する環状の係合突出部８６ｃを有している。ロッド部８６ａの係合突出部８６ｃにおける可動コア８５の係合部８５ｂに接触する側の係合面８６ｄは、中心軸線Ｃ２側（径方向内側）に位置し、ロッド部８６ａの軸方向を向く平面部８６１と、平面部８６１の径方向外側に接続され、平面部８６１に対してロッド部８６ａの径方向外側に向かうにつれて可動コア８５の係合部８５ｂとは反対側に傾斜するテーパ状の外側面部８６２とで構成されている。
【００９６】
可動コア８５には、前述したように、内壁面に段差状の係合部８５ｂが設けられた挿通孔８５ａが形成されている。挿通孔８５ａは、例えば、段付きの貫通孔であり、ロッド部８６ａの係合突出部８６ｃの外径よりも径が大きい大径孔部８５１と、大径孔部８５１よりも径が小さく、ロッド部８６ａの外径よりも径が大きい小径孔部８５２とを有している。挿通孔８５ａの大径孔部８５１の環状の底部が挿通孔８５ａの内壁面の段差部８５３を構成している。
【００９７】
可動コア８５の段差部８５３の表面は、中心軸線Ｃ１側（径方向内側）に位置し、可動コア８５の軸方向におけるロッド部８６ａの係合突出部８６ｃ側に向かうにつれて徐々に径方向外側に位置するように傾斜するテーパ状の第１面部８５３ａと、第１面部８５３ａの径方向外側に接続され、可動コア８５の軸方向を向く平面状の第２面部８５３ｂとを有するように構成されている。また、可動コア８５の段差部８５３における第１面部８５３ａと第２面部８５３ｂとの接続部分８５３ｃは、ロッド部８６ａの係合突出部８６ｃの係合面８６ｄにおける平面部８６１と外側面部８６２との接続部分８６３よりも径方向内側に位置するように設定されている。すなわち、可動コア８５の段差部８５３の接続部分８５３ｃの中心軸線Ｃ１からの距離をＲ２とし、ロッド部８６ａの係合面８６ｄの接続部分８６３の中心軸線Ｃ２からの距離をＲ３とした場合に、Ｒ３＞Ｒ２となるように設定されている。
【００９８】
可動コア８５の係合部８５ｂは、磁性材で形成されている段差部８５３の表面上に磁性材よりも高強度のめっき部８５４を被覆して形成されている。可動コア８５のめっき部８５４は、例えば、硬質クロム層である。めっき部８５４は、可動コア８５の軸方向におけるロッド部８６ａの係合突出部８６ｃ側に向かって凸の曲面状に形成されている。更に、めっき部８５４は、めっき部８５４の径方向の両端間の位置において頂部８５４ａを有している。めっき部８５４は、頂部８５４ａがロッド部８６ａの係合突出部８６ｃに対して最も近くに位置する部分となるように形成されている。また、めっき部８５４は、頂部８５４ａが段差部８５３の接続部分８５３ｃよりも可動コア８５の径方向内側に位置するように形成されている。すなわち、めっき部８５４の頂部８５４ａの中心軸線Ｃ１からの距離をＲ１とした場合、Ｒ２＞Ｒ１となる。Ｒ２＞Ｒ１となるようにめっき部８５４を形成することで、めっき部８５４の頂部８５４ａは軸方向に投影した場合にロッド部８６ａの係合突出部８６ｃの平面部８６１上に位置するように形成することが可能である。
【００９９】
上述した本発明の第２の実施の形態に係る電磁弁機構及びそれを備えた燃料噴射弁によれば、前述した第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
なお、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【０１０１】
例えば、上述した第１及び第２の実施の形態においては、可動コア４２、８５の段差部４２３、８５３の第２面部４２３ｂ、８５３ｂを可動コア４２、８５の軸方向を向く平面状に形成した構成の例を示した。しかし、段差部４２３、８５３の第２面部４２３ｅ、８５３ｅは、図６及び図１０における二点鎖線で示すように、第１面部４２３ａ、８５３ａとは反対側に傾斜する曲面に形成することも可能である。この場合でも、上述した実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１０２】
また、上述した第１及び第２の実施の形態においては、ロッド部４３、８６ａの係合突出部４３ｂ、８６ｃの係合面４３ｃ、８６ｄにおける外側面部４３２、８６２を曲率が０のテーパ状に形成した例を示した。しかし、係合面４３ｃ、８６ｄの外側面部を、曲率が０のテーパ形状でなく、ロッド部４３、８６ａの径方向外側に向かうにつれて可動コア４２の係合部４２ｂとは反対側に傾斜する曲率が０でない凸の曲面に形成することも可能である。この場合でも、上述した実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１０３】
また、上述した第１及び第２の実施の形態においては、ロッド部４３、８６ａの係合突出部４３ｂ、８６ｃを環状に形成した例を示した。しかし、ロッド部４３、８６ａの係合突出部は、可動コア４２、８５の係合部４２ｂ、８５ｂに係合する形状であればよく、例えば、径方向外側に突出するＩ字状に形成することも可能である。この場合でも、上述した実施形態と同様な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１…高圧燃料供給ポンプ、  １ａ…ポンプボディ、  ３…加圧室、  ３００…電磁弁機構（電磁吸入弁ユニット）、  ４１…固定コア、  ４２…可動コア、  ４２ａ…挿通孔、  ４２ｂ…係合部、  ４２３…段差部、  ４２３ａ…第１面部、  ４２３ｂ…第２面部、  ４２３ｃ…接続部分、  ４２４…めっき部、  ４２４ａ…頂部、  ４３…ロッド部、  ４３ｂ…係合突出部、  ４３ｃ…係合面、  ４３１…平面部、  ４３２…外側面部、  ４３３…接続部分、  ８００…燃料噴射弁、  ８１…固定コア、  ８５…可動コア、  ８５ａ…挿通孔、  ８５ｂ…係合部、  ８５３…段差部、  ８５３ａ…第１面部、  ８５３ｂ…第２面部、  ８５３ｃ…接続部分、  ８５４…めっき部、  ８５４ａ…頂部、  ８６ａ…ロッド部、  ８６ｃ…係合突出部、  ８６ｄ…係合面、  ８６１…平面部、  ８６２…外側面部、  ８６３…接続部分、  Ｃ１…中心軸線
【図１】
2020186648.tif 000003
【図２】
2020186648.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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