(57)【要約】【課題】  バルブ部４４とアーマチャ部２７とを異なる材質および別部品で作製した後に、バルブ部４４とアーマチャ部２７とを一体化してスプール型バルブ２３を構成した電磁弁６における、バルブ部４４の、バルブケース２１に対する摺動特性を向上させる。【解決手段】  アーマチャ部２７の対向端面をバルブ部４４の軸方向の一端面に突き合わせた状態で、軸方向の突合せ溶接手段（例えばレーザ溶接等）を用いて両者を接合することで、バルブ部４４の半径方向への変形を極力少なくすることが可能となる。そして、バルブ部４４の表面に硬化処理を施して、バルブ部４４をバルブケース２１の孔壁面と直接摺動させる。また、アーマチャ部２７の表面に硬化処理を施さず、バルブケース２１の孔壁面との間に僅かな空隙を持って非接触で移動させる。従って、スプール型バルブ２３は、磁気特性の悪化を防止しながらも、耐摩耗性の向上と摩擦力の低減とを図れる。【選択図】  図２
2006138397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）軸方向に形成された軸方向孔、およびこの軸方向孔の途中で開口したポートを有するバルブケースと、
（ｂ）このバルブケースの軸方向孔内を往復移動自在に配されて、流体流量の調量を行うバルブと、
（ｃ）通電されると起磁力を発生すると共に、前記バルブケースのポートに対して前記バルブを相対的に軸線方向に移動させるソレノイドコイルと
を備えた電磁弁において、
前記バルブケースは、前記ソレノイドコイルの通電時に磁化される吸引部を有し、
前記バルブは、前記軸方向孔内を移動して前記ポートの流路開口面積を変更するバルブ部、および前記ソレノイドコイルの通電時に磁化されると前記バルブ部を伴って前記吸引部に吸引されるアーマチャ部を有し、
前記アーマチャ部は、前記バルブ部の軸方向の一端面に突き当てた状態で、前記バルブ部に一体的に結合されていることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁弁において、
前記アーマチャ部は、前記バルブ部と略同一の軸線上に設置されて、前記バルブ部の軸方向の一端面と略同一の外径で、しかも前記バルブ部の軸方向の一端面に対して対向配置される対向端面を有し、
前記アーマチャ部の対向端面は、前記バルブ部の軸方向の一端面に突き合わされた状態で、溶接されていることを特徴とする電磁弁。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電磁弁において、
前記バルブ部は、前記軸方向孔の孔壁面に直接摺動して軸線方向に往復移動し、
前記アーマチャ部は、前記軸方向孔の孔壁面に対して非接触で軸線方向に往復移動することを特徴とする電磁弁。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の電磁弁において、
前記バルブ部は、クロム・モリブデン鋼によって形成され、
前記バルブ部の表面には、耐摩耗性を向上させるための硬化処理が施されており、
前記アーマチャ部は、軟質磁性材料によって形成され、
前記アーマチャ部の表面には、前記硬化処理が施されていないことを特徴とする電磁弁。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の電磁弁において、
前記バルブケースは、前記バルブ部を摺動可能に収容するシリンダ部と、前記アーマチャ部と共に磁気回路を形成するステータ部とを兼ね備えており、
前記シリンダ部の内周には、前記バルブ部を軸方向に誘導すると共に、前記ステータ部とは異なる材質および別部品よりなる筒状のバルブガイドが保持固定されており、
前記バルブガイドは、クロム・モリブデン鋼によって形成され、
前記バルブガイドの表面には、耐摩耗性を向上させるための硬化処理が施されており、  前記バルブケースは、軟質磁性材料によって形成され、
前記バルブケースの表面には、前記硬化処理が施されていないことを特徴とする電磁弁。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の電磁弁において、
前記電磁弁は、コモンレール式燃料噴射システムに適用されて、フィードポンプから前記電磁弁を経て加圧室内に吸入した燃料を加圧して高圧化する燃料供給ポンプのハウジングに組み付けられて、前記フィードポンプから前記加圧室内に吸入される燃料吸入量を調量することで、前記燃料供給ポンプよりコモンレール内に吐出される燃料吐出量を可変する電磁式吸入調量弁であることを特徴とする電磁弁。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の電磁弁において、
前記アーマチャ部は、前記バルブ部とは異なる材質および別部品よりなることを特徴とする電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブケースの軸方向孔内を摺動してポートの流路開口面積を変更するスプール型バルブを備え、燃料、オイルやエア等の流体流量を調量する電磁弁に関するもので、特にコモンレール式燃料噴射システムの燃料供給ポンプに組み付けられて、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量を調量する電磁式吸入調量弁に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、例えばディーゼルエンジン用燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システムでは、コモンレール内に高圧燃料を蓄圧し、このコモンレール内に蓄圧された高圧燃料を内燃機関の気筒毎に対応して搭載された複数のインジェクタを介して所定のタイミングで内燃機関の各気筒の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。コモンレールには、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を常時蓄圧する必要があるため、電磁弁を経て加圧室内に吸入した燃料を加圧して高圧化する燃料供給ポンプから燃料配管を経て高圧燃料がコモンレール内に吐出されるように構成されている。
【０００３】
ここで、燃料供給ポンプより吐出される燃料吐出量は、フィードポンプから吸入弁を経由して加圧室に至る燃料吸入経路の流路開口面積を調整して、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量を電磁弁のソレノイドコイルへのポンプ駆動電流に応じて調量するようにしている。このような電磁弁は、一般的に、弁体の摺動部の外周面とバルブケースのスプール孔の内周面との間に形成されるクリアランスの偏りによる磁気力の差により、バルブケースのスプール孔内で弁体をうまくセンタリング（調芯）することができず、弁体の摺動部の外周面がバルブケースのスプール孔の内周面に押し付けられ、弁体の摺動部の外周面とバルブケースのスプール孔の内周面との間の摺動特性が悪化する等の問題が生じていた。
【０００４】
また、スプール孔内を摺動して流路開口面積の変更を行うための弁体（スプール型バルブ）と、この弁体の一端部の外周に圧入嵌合されたアーマチャと、弁体を摺動可能に収容するためのバルブケースと、アーマチャと共に磁気回路を形成するステータコアと、通電されるとアーマチャおよびステータコアを磁化するソレノイドコイルとを備えた電磁式吸入調量弁が提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、アーマチャは、高磁気特性を得るために、純鉄等の軟質磁性材料により製作されている。また、弁体は、耐摩耗性の向上、摩擦力の低減のため、焼き入れや焼き戻し等の表面硬化処理やコーティングが必要であり、高価になっている。ここで、軟質磁性材料により製作されるアーマチャは、磁気特性が悪化するために焼き入れや焼き戻し等の表面硬化処理を行うことができないため、弁体の一端部に小径部を設け、この小径部の外周にアーマチャを圧入嵌合することで、弁体とアーマチャとを一体化している。
【０００５】
［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載の電磁式吸入調量弁においては、弁体の一端部に設けた小径部の外周にアーマチャを圧入嵌合して、弁体とアーマチャとを一体化しているが、弁体の小径部の外周にアーマチャを圧入嵌合する際の荷重で、弁体の小径部が半径方向に大きく変形し、この変形が弁体の摺動部に伝播して、弁体の摺動部の外周面とバルブケースのスプール孔の内周面との間の摺動性が悪化する可能性がある。この場合には、電磁式吸入調量弁の制御応答性の低下を招き、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量が狙い値とならず、目標噴射圧力に相当する高圧燃料をコモンレール内に蓄圧できなくなり、車両特性が変化するという問題が生じてしまう。
【特許文献１】特開２００２−１０６７４０号公報（第１−７頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、バルブ部とアーマチャ部とを一体化した電磁弁における、バルブの、バルブケースに対する摺動特性を向上させることのできる電磁弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、アーマチャ部を、バルブ部の軸方向の一端面に突き当てた状態で、バルブ部に一体的に組み付けることにより、両者を組み付ける際にバルブ部の半径方向への変形が生じ難くなる。これによって、バルブの、バルブケースに対する摺動特性を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、アーマチャ部は、バルブ部と略同一の軸線上に設置されて、バルブ部の軸方向の一端面と略同一の外径で、しかもバルブ部の軸方向の一端面に対して対向配置される対向端面を有している。そして、アーマチャ部の対向端面は、バルブ部の軸方向の一端面に突き合わされた状態で溶接されることにより、バルブ部の半径方向への変形が極力少なくなる。これによって、バルブのバルブ部とバルブケースの軸方向孔との間の摺動特性を向上させることができる。また、請求項３に記載の発明によれば、バルブ部は、バルブケースの軸方向孔の孔壁面に直接摺動して軸線方向に往復移動し、また、アーマチャ部は、バルブケースの軸方向孔の孔壁面に対して非接触で軸線方向に往復移動することにより、バルブ部とアーマチャ部とを一体化したバルブの摺動特性を向上させることができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明によれば、クロム・モリブデン鋼によって形成されたバルブ部の表面に硬化処理を施すことにより、バルブ部の表面の耐摩耗性を向上させることができ、バルブケースの軸方向孔との摩擦力を低減することができる。また、例えば電磁ステンレス鋼、純鉄、低炭素鋼等の軟質磁性材料によって形成されたアーマチャ部の表面には、上記の硬化処理が施されていないため、磁気特性が悪化することはない。したがって、バルブ部とアーマチャ部とを一体化したバルブは、磁気特性を保持しながらも、耐摩耗性の向上および摩擦力の低減を図ることができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明によれば、クロム・モリブデン鋼によって形成された筒状のバルブガイドの表面に硬化処理を施すことにより、バルブガイドの表面の耐摩耗性を向上させることができ、バルブのバルブ部との摩擦力を低減することができる。また、例えば電磁ステンレス鋼、純鉄、低炭素鋼等の軟質磁性材料によって形成されたバルブケースの表面には、上記の硬化処理が施されていないため、磁気特性が悪化することはない。したがって、シリンダ部とステータ部とを兼ね備えると共に、シリンダ部の内周にバルブガイドを保持固定するバルブケースは、磁気特性を保持しながらも、耐摩耗性の向上および摩擦力の低減を図ることができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明によれば、電磁弁として、コモンレール式燃料噴射システムに適用されて、フィードポンプから電磁弁を経て加圧室内に吸入した燃料を加圧して高圧化する燃料供給ポンプのハウジングに組み付けられて、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量を調量することで、燃料供給ポンプよりコモンレール内に吐出される燃料吐出量を可変する電磁式吸入調量弁を設けても良い。この場合には、電磁式吸入調量弁のバルブの制御応答性が改善されるため、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量が狙い値となり、目標噴射圧力に相当する高圧燃料をコモンレール内に蓄圧できるので、車両特性、特に加速応答性等のエンジン特性が安定する。また、請求項７に記載の発明によれば、バルブ部とアーマチャ部とを異なる材質および別部品で作製した後に、バルブ部とアーマチャ部とを一体化してバルブ（例えばスプール型バルブ等）を構成している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態は、バルブの、バルブケースに対する摺動特性を向上させるという目的を、バルブ部の半径方向への変形を極力少なくすることが可能な溶接手段（例えばレーザ溶接等）を用いて、バルブ部の軸方向の一端とアーマチャ部の軸方向の他端面（対向端面）とを溶接することで実現した。
【実施例１】
【００１３】
［実施例１の構成］
図１ないし図３（ａ）は本発明の実施例１を示したもので、図１はコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した図で、図２は電磁弁を示した図で、図３（ａ）はサプライポンプの電磁弁のスプール型バルブを示した図である。
【００１４】
本実施例の内燃機関用燃料噴射装置は、自動車等の車両に搭載されるものであり、主として、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関（多気筒ディーゼルエンジン：以下エンジンと言う）用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置）であり、コモンレール１内に蓄圧された高圧燃料を、エンジンの各気筒毎に対応して搭載された複数個（本例では４個）の電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）３を介してエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。
【００１５】
このコモンレール式燃料噴射システムは、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール１と、エンジンの各気筒の燃焼室内に燃料を所定のタイミングで噴射供給するインジェクタ３と、電磁式吸入調量弁（ＳＣＶ：以下電磁弁と呼ぶ）６を経て加圧室内に吸入される燃料を加圧する吸入燃料調量方式の燃料供給ポンプ（サプライポンプ）５と、複数個のインジェクタ３の電磁弁４およびサプライポンプ５の電磁弁６を電子制御するエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。この図１では、４気筒エンジンの１つの気筒に対応するインジェクタ３のみを示し、他の気筒については図示を省略している。ここで、エンジンの出力軸（例えばクランク軸：以下クランクシャフトと言う）は、サプライポンプ５のドライブシャフトまたはカムシャフトをベルト駆動している。
【００１６】
コモンレール１は、燃料供給配管１２を介して高圧燃料を吐出するサプライポンプ５の吐出口と接続されている。また、コモンレール１から燃料タンク７へのリリーフ配管１４には、燃料タンク７に連通する燃料排出路の開口度合を調整することが可能な常閉型の減圧弁２が設置されている。この減圧弁２は、減圧弁駆動回路を介してＥＣＵ１０から印加される減圧弁駆動電流によって電子制御されることにより、例えば減速時またはエンジン停止時に速やかにコモンレール１内の燃料圧力（コモンレール圧力）を高圧から低圧へ減圧させる降圧性能に優れる電磁弁である。
【００１７】
減圧弁２は、コモンレール１から燃料タンク７へ燃料を還流させるための燃料還流路の開度を調整するバルブ（弁体：図示せず）、このバルブを開弁方向に駆動するソレノイドコイル（電磁コイル：図示せず）、およびバルブを閉弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段（図示せず）を有している。そして、減圧弁２は、減圧弁駆動回路を介してソレノイドコイルに印加される減圧弁駆動電流の大きさに比例して、コモンレール１内からリリーフ配管１４を経て燃料タンク７に還流される燃料の還流量（減圧弁流量）を調整して、コモンレール１内の燃料圧力（コモンレール圧力）を変更する。なお、減圧弁２の代わりに、リリーフ配管１４に、コモンレール１内の燃料圧力が限界設定圧力を超えた際に開弁してコモンレール１内の燃料圧力を限界設定圧力以下に抑えるプレッシャリミッタを取り付けるようにしても良い。
【００１８】
エンジンの各気筒毎に対応して搭載された複数個のインジェクタ３は、コモンレール１より分岐する複数の分岐管１３の下流端に接続されて、エンジンの各気筒の燃焼室内への燃料噴射を行う燃料噴射ノズル、この燃料噴射ノズル内に収容されたノズルニードル（図示せず）を開弁方向に駆動する電磁弁４、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段（図示せず）等から構成された電磁式燃料噴射弁である。そして、各気筒のインジェクタ３からエンジンの各気筒の燃焼室内への燃料噴射は、ノズルニードルと連動するコマンドピストンの動作制御を行う背圧制御室内の燃料圧力を増減制御する電磁弁４のソレノイドコイル（図示せず）への通電および通電停止（ＯＮ／ＯＦＦ）により電子制御される。つまり、インジェクタ３の電磁弁４のソレノイドコイルが通電されてノズルニードルがノズルボデーの先端部に形成された複数個の噴射孔を開弁している間、コモンレール１内に蓄圧された高圧燃料がエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される。これにより、エンジンが運転される。また、インジェクタ３には、余剰燃料や背圧制御室から排出された燃料を燃料系の低圧側に溢流させるためのリークポートが設けられており、インジェクタ３からのリーク燃料は、リターン配管１５を介して燃料タンク７に戻される。
【００１９】
サプライポンプ５は、吸入した低圧燃料を加圧する圧送系統を２つ（または３つ以上）備え、つまりポンプエレメントを２気筒（または３気筒以上）備え、１つの電磁弁６で、２つ（または３つ以上）の圧送系統の燃料吐出量を、各加圧室内に吸入される燃料吸入量を調量することで制御するタイプの高圧供給ポンプである。このサプライポンプ５は、エンジンのクランクシャフトの回転に伴ってポンプ駆動軸（ドライブシャフトまたはカムシャフト）が回転することで、燃料タンク７から低圧燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ（低圧供給ポンプ：図示せず）と、ポンプ駆動軸により回転駆動されるカム（図示せず）と、このカムに駆動されて上死点と下死点との間を往復運動する２個（または３個以上）のプランジャ（図示せず）と、これらのプランジャがポンプハウジングに固定されたシリンダヘッド（図示せず）内を往復摺動することにより吸入された燃料を加圧して高圧化する２個（または３個以上）の加圧室（プランジャ室：図示せず）と、各加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると閉弁する２個（または３個以上）の吸入弁（図示せず）と、各加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると開弁する２個（または３個以上）の吐出弁（図示せず）とを有している。
【００２０】
そして、サプライポンプ５は、各プランジャがシリンダヘッド（ポンプシリンダ）内を往復摺動することで、燃料タンク７から燃料供給配管１１を経て２個の加圧室内に吸入された低圧燃料を加圧して高圧化する。なお、燃料供給配管１１の途中には、燃料フィルタ８が設置されている。また、２個の吸入弁は、各加圧室よりも燃料の流れ方向の上流側、つまりフィードポンプから１個の電磁弁６を経て２個の加圧室に至る燃料吸入経路の途中に設置された逆止弁よりなる。また、２個の吐出弁は、各加圧室よりも燃料の流れ方向の下流側、つまり加圧室から吐出口に至る燃料吐出経路の途中に設置された逆止弁よりなる。また、サプライポンプ５には、内部の燃料温度が高温にならないように、リークポートが設けられており、サプライポンプ５からのリーク燃料は、燃料還流配管１６を経て燃料タンク７に戻される。
【００２１】
ここで、サプライポンプ５内に形成される、フィードポンプから２個の吸入弁を経て２個の加圧室に至る燃料吸入経路（図示せず）の途中には、加圧室内に吸入される吸入燃料量を調量する電磁弁６がそれぞれ取り付けられている。この電磁弁６は、図２に示したように、ポンプハウジングに固定されたスリーブ状のバルブケース２１と、このバルブケース２１の半径方向に開口した出口側ポート２２の流路開口面積を調整する弁体（以下スプール型バルブと言う）２３と、このスプール型バルブ２３を開弁方向に駆動するリニアソレノイドアクチュエータ２４と、スプール型バルブ２３を閉弁方向に付勢するリターンスプリング（弁体付勢手段）２５とによって構成されている。
【００２２】
そして、電磁弁６は、図示しないポンプ駆動回路を介してＥＣＵ１０から印加されるポンプ駆動電流によって電子制御されることにより、サプライポンプ５の加圧室内に吸入される燃料吸入量を調量するノーマリクローズタイプ（常閉型）の電磁式流量制御弁である。すなわち、電磁弁６は、ポンプ駆動回路を介してリニアソレノイドアクチュエータ２４に印加されるポンプ駆動電流の大きさに比例して、スプール型バルブ２３をストローク方向に移動させて、燃料吸入経路の途中に設けられたバルブケース２１の出口側ポート２２の流路開口面積を調整する。これにより、フィードポンプから燃料吸入経路、吸入弁を経て加圧室内に吸入される燃料吸入量が調量される。したがって、サプライポンプ５の加圧室からコモンレール１内に吐出される燃料吐出量が、エンジンの運転条件（例えばエンジン回転速度、アクセル操作量、指令噴射量等）に対応した最適値に調整され、インジェクタ３からエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給する燃料の噴射圧力に相当するコモンレール１内の燃料圧力、所謂コモンレール圧力が変更される。
【００２３】
ここで、リニアソレノイドアクチュエータ２４は、バルブケース２１の図示右端部に一体的に設けられた袋筒状のステータ部（ステータコア）２６、スプール型バルブ２３の図示右端部に一体的に設けられたアーマチャ部（アーマチャ、ムービングコア）２７、ステータ部２６の円筒状部の外周に保持された樹脂製のコイルボビン２８、このコイルボビン２８の外周に巻回されたソレノイドコイル２９、このソレノイドコイル２９の端末リード線（図示せず）に電気的に接続されたターミナル３０、ソレノイドコイル２９の外周側を覆う円筒状のハウジング３１等から構成されている。なお、バルブケース２１のステータ部２６は、ソレノイドコイル２９の通電時に、磁化されて電磁石となり、スプール型バルブ２３のアーマチャ部２７を吸引するための吸引部３２を有している。この吸引部３２は、スプール型バルブ２３を摺動可能に収容する略円筒状のシリンダ部（収容部）３３に対して薄肉部３４および円筒部３５を介して接続されている。
【００２４】
そして、ソレノイドコイル２９は、通電を受けることにより起磁力を発生してバルブケース２１のステータ部２６およびスプール型バルブ２３のアーマチャ部２７を磁化することで、アーマチャ部２７をストローク方向（軸線方向の図示右側）に吸引すると共に、コイルボビン２８に、絶縁被膜を施した導線を複数回巻装したコイルである。このソレノイドコイル２９は、コイルボビン２８の一対の鍔状部間に巻装されたコイル部、およびこのコイル部より取り出された一対の端末リード線（端末線）を有している。また、ハウジング３１は、電気絶縁性に優れる樹脂材料によって一体的に形成され、ソレノイドコイル２９の外周側を覆う円筒状部、およびターミナル３０を保持する筒状のコネクタ部３６を備えている。そして、ハウジング３１の外周には、バルブケース２１の外周側に形成された略円環状のフランジ部にかしめ等の手段を用いて固定された円筒状のブラケット３７が設けられている。このブラケット３７の外周側に形成された略円環状のフランジ部（鍔状部）は、サプライポンプ５のポンプハウジングの外壁面にスクリュー等の締結具（図示せず）を用いて締め付け固定されている。そのフランジ部には、締結具を挿通する挿通孔３８が形成されている。
【００２５】
ここで、電磁弁６のバルブケース２１は、スプール型バルブ２３を摺動可能に収容するシリンダ機能（シリンダ部３３）と、磁路形成のためのステータ機能（ステータ部２６）とを兼ね備えている。そして、バルブケース２１をステータとして機能させるために、その材質をフェライト系のステンレス鋼（ＳＵＳ１３）等の軟質磁性材料としている。この軟質磁性材料は、磁気特性が悪化することから焼き入れ等の熱処理を施すことができない。しかし、バルブケース２１に本来の機能であるシリンダ機能を持たせるには、耐摩耗性の向上および表面硬さの向上が要求されることから、バルブケース２１の表面（スプール孔３９の孔壁面）にニッケル燐メッキ等の硬化層を施している。なお、バルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面は、スプール型バルブ２３を軸線方向（ストローク方向）に案内（誘導）する円筒状のバルブガイド部を構成している。
【００２６】
また、バルブケース２１の図示左端部は、サプライポンプ５のポンプハウジングの外壁面に設けられた嵌合凹部（図示せず）内に圧入嵌合されており、ポンプハウジングの嵌合凹部の内壁面とバルブケース２１の図示左端部の外周面との間には、燃料の漏れを防止するためのＯリング等のシール材４０が装着されている。そして、バルブケース２１の図示左端部には、フィードポンプから燃料が送り込まれる燃料溜まり部（図示せず）に連通する入口側ポート４１が形成されている。なお、上述した出口側ポート２２は、２個の吸入弁を介して２個の加圧室に連通する燃料吸入経路の後半部を構成する連通路に向けて４個開口している。そして、出口側ポート２２の入口側は、出口側に比べて流路径が小さくなっている。また、バルブケース２１は、スプール型バルブ２３が摺動するスプール孔（軸方向孔）３９を有している。このスプール孔３９の図示右側部には、スプール型バルブ２３の内部に形成される内部流路（第２内部流路）４２を介して、入口側ポート４１に連通する内部流路（第１内部流路）４３が形成されている。なお、内部流路４３は、リターンスプリング２５を収容するスプリング室としても機能する。
【００２７】
ここで、電磁弁６のスプール型バルブ２３は、内部の軸線方向に内部流路４２を有するスリーブ状のスプール弁であって、図３（ａ）に示したように、バルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面（バルブガイド部）に直接摺動するバルブ部（摺動部、調量部）４４と、バルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面（アーマチャガイド部）との間に僅かなエアギャップを持って非接触で移動するアーマチャ部２７とを備えている。このスプール型バルブ２３は、バルブ部４４がバルブケース２１の出口側ポート２２の流路開口面積を変更することで、２個の吸入弁を介して２個の加圧室に吸入される燃料流量（燃料吸入量）が調量される。そして、スプール型バルブ２３は、バルブケース２１のスプール孔３９内を摺動して出口側ポート２２の流路開口面積を変更する弁体本来のバルブ機能（バルブ部４４）と、磁路形成のためのアーマチャ機能（アーマチャ部２７）とを兼ね備えているが、両者は異なる材質で作製されている。
【００２８】
バルブ部４４は、例えばクロム・モリブデン鋼またはアルミニウム・クロム・モリブデン鋼によって形成されている。そして、バルブ部４４の表面には、耐摩耗性の向上および表面硬さの向上を満足させるための硬化処理が施されている。ここで、硬化処理としては、バルブ部４４の表面（外周面）にニッケル燐メッキ等の硬化層を施したり、焼き入れ焼き戻し等の熱処理によって内部組織の強度を高め、次に窒化処理（表面処理）を施して表面強度を高めたりしている。また、バルブ部４４の表面（外周面）に窒化クロム（ＣｒＮ）をコーティングしても良い。
【００２９】
アーマチャ部２７は、例えば純鉄や低炭素鋼等の軟質磁性材料によって形成されている。アーマチャ部２７は、バルブ部４４と略同一の軸線上に設置されて、バルブ部４４の軸方向の一端面と略同一の外径で、しかもバルブ部４４の軸方向の一端面に対して対向配置される対向端面を有している。なお、アーマチャ部２７は、磁気特性が悪化することから焼き入れ等の熱処理を施すことができないため、バルブ部４４に施した硬化処理は施されていない。すなわち、スプール型バルブ２３全体を硬化させると、緻密な層が形成され、磁気特性が弱められてしまうので、アーマチャ部２７には硬化処理を施さないようにしている。
【００３０】
そして、本実施例では、バルブ部４４とアーマチャ部２７とを一体的に動作可能とするために、バルブ部４４の軸方向の一端面（図示右端面）とアーマチャ部２７の軸方向の他端面（対向端面、図示左端面）とを突き合わせた状態で、バルブ部４４の半径方向への変形を極力少なくすることが可能な軸方向の突合せ溶接手段（例えばレーザ溶接等）によって突合せ接合している。これにより、バルブ部４４とアーマチャ部２７とが一体化されたスプール型バルブ２３が構成される。なお、レーザ溶接方法としては、ＴＡＧレーザ溶接機またはＣＯ2 レーザ溶接機を用いて、バルブ部４４の軸方向の一端面とアーマチャ部２７の対向端面との継ぎ目をシーム溶接またはスポット溶接する。すなわち、バルブ部４４の軸方向の一端面とアーマチャ部２７の対向端面との継ぎ目を全周溶接しても良いし、また、バルブ部４４の軸方向の一端面とアーマチャ部２７の対向端面との継ぎ目を周方向に部分的に溶接しても良い。
【００３１】
そして、上述したように、バルブ部４４とアーマチャ部２７とが一体化されたスプール型バルブ２３は、バルブケース２１の図示左端部の内周に圧入固定された円環状のストッパ５０によって初期位置が規定されている。そして、スプール型バルブ２３は、内部流路４３内に収容されたリターンスプリング２５により常に付勢されている。このため、スプール型バルブ２３は、先端がストッパ５０に当接する位置で、スプール型バルブ２３の閉弁側の移動範囲が規定されている。また、スプール型バルブ２３の図示右端部には、バルブケース２１のステータ部２６に所定のエアギャップを介して対向するように設けられた円筒状のアーマチャ部２７が一体的に形成されている。そして、スプール型バルブ２３の内部には、バルブケース２１の入口側ポート４１と内部流路４３とを連通するように内部流路４２が設けられている。この内部流路４２は、図示左側部よりも図示右側部の方が内径が小さくなっており、スプール型バルブ２３が軸線方向に移動する際に内部流路４３内の燃料を出し入れすることでスプール型バルブ２３の移動がし易くなっている。
【００３２】
そして、スプール型バルブ２３のバルブ部４４の外周面には、円環状の調量溝（環状流路）４５および複数個（２個または３個）の円環状油溝４６が形成されている。調量溝４５は、隣設する２つの摺動部４７間に位置し、バルブ部４４の外径を摺動部４７よりも小さくすることで設けられている。この調量溝４５は、バルブ部４４の周方向に設けられて、調量溝４５よりも流路径の小さい連通孔４８を介して内部流路４２に連通している。また、連通孔４８は、調量溝４５に向けて４個開口している。そして、複数個の円環状油溝４６は、スプール型バルブ２３の図示左端部（先端部）から燃料が浸入して、バルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面とスプール型バルブ２３のバルブ部４４の外周面との間に油膜を形成する周溝部である。ここで、本実施例のスプール型バルブ２３のバルブ部４４のうちの隣設する２つの摺動部４７の外周面とバルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面との間には、バルブケース２１のスプール孔３９内を摺動するのに必要な所定のクリアランスが設けられている。
【００３３】
ＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）、ポンプ駆動回路、減圧弁駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。そして、ＥＣＵ１０は、図１に示したように、燃料圧力センサ（燃料圧力検出手段）５５からの電圧信号や、その他の各種センサからのセンサ信号が、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ１０に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
【００３４】
また、ＥＣＵ１０は、エンジンをクランキングさせた後にエンジンキーをＩＧ位置に戻して、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づいて、例えばインジェクタ３の電磁弁４およびサプライポンプ５の電磁弁６を電子制御するように構成されている。ここで、マイクロコンピュータには、エンジンのクランクシャフトの回転角度を検出するためのクランク角度センサ５１、アクセル開度（ＡＣＣＰ）を検出するためのアクセル開度センサ５２、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）を検出するための冷却水温センサ５３、およびサプライポンプ５内に吸入されるポンプ吸入側の燃料温度（ＴＨＦ）を検出するための燃料温度センサ５４等が接続されている。なお、ＥＣＵ１０は、クランク角度センサ５１より出力されたＮＥ信号パルスの間隔時間を計測することによってエンジン回転速度（ＮＥ）を検出する回転速度検出手段として働く。
【００３５】
［実施例１の作用］
次に、本実施例のサプライポンプ５の作用を図１ないし図３（ａ）に基づいて簡単に説明する。
【００３６】
サプライポンプ５のポンプ駆動軸（ドライブシャフトまたはカムシャフト）がエンジンのクランクシャフトにベルト駆動されて回転すると、２個のプランジャがシリンダヘッド内の摺動面を往復摺動する。そして、例えば上死点に位置する一方のプランジャが下降すると、加圧室内の圧力が低下し吸入弁が開弁して、フィードポンプ→燃料溜まり部→電磁弁６の入口側ポート４１→内部流路４２→連通孔４８→調量溝４５→出口側ポート２２→連通路→吸入弁を経て加圧室内に燃料が吸入される。そして、プランジャが下死点に達した後に、再び上昇を開始すると、加圧室内の圧力が昇圧され、吸入弁が閉弁して、加圧室内の圧力が更に上昇する。そして、加圧室内の圧力が吐出弁の開弁圧以上に上昇すると、吐出弁が開弁して、加圧室から吐出弁、燃料供給配管１２を経てコモンレール１内に燃料が圧送供給される。
【００３７】
他方のプランジャも、上記のプランジャと同様に上死点と下死点との間を往復摺動することにより、他の加圧室内の燃料は、吐出弁、燃料供給配管１２を経てコモンレール１内に圧送供給される。このように、サプライポンプ５は、ポンプ駆動軸の１回転につき、吸入行程、圧送行程が２サイクル行われるように構成されている。そして、コモンレール１内に蓄圧された高圧燃料は、インジェクタ３の電磁弁４を任意の噴射時期に駆動することで、所定のタイミングで、エンジンの各気筒の燃焼室内へ噴射供給される。
【００３８】
なお、サプライポンプ５の加圧室内から吐出弁、燃料供給配管１２を経てコモンレール１内に吐出される燃料の吐出量は、ＥＣＵ１０によって電磁弁６のソレノイドコイル２９に印加するポンプ駆動電流値を制御することにより、電磁弁６のスプール型バルブ２３のストローク量、つまり燃料吸入経路、特に出口側ポート２２の流路開口面積を調整することによって、フィードポンプから電磁弁６、吸入弁を経て加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調量することで制御される。すなわち、ＥＣＵ１０からのポンプ駆動信号によって電磁弁６を、エンジン回転速度（ＮＥ）、アクセル開度（ＡＣＣＰ）および指令噴射量（Ｑ）等に応じて電子制御することによって、ポンプ駆動回路を介して電磁弁６のソレノイドコイル２９に印加されるポンプ駆動電流値の大きさに比例して、２個の加圧室内に吸入される燃料の吸入量が調量される。これにより、加圧室内より吐出される燃料の吐出量を変更することによって、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されたインジェクタ３の噴射孔からエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される燃料の噴射圧力に相当するコモンレール圧力を、運転者の要求通り（例えばアクセル操作量：アクセル開度）に制御することが可能となる。
【００３９】
［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のサプライポンプ５においては、電磁弁６のスプール型バルブ２３のバルブ部４４とアーマチャ部２７とを異なる材質で作製すると共に、アーマチャ部２７の対向端面をバルブ部４４の軸方向の一端面に突き合わせた状態で、バルブ部４４の半径方向への変形を極力少なくすることが可能な軸方向の突合せ溶接手段（例えばレーザ溶接等）を用いて両者を接合して一体化している。すなわち、バルブ部４４とアーマチャ部２７とを一体化する方法として、従来のような、弁体の小径部の外周にアーマチャを圧入嵌合する方法を用いていないので、バルブ部４４が半径方向に大きく変形することはなく、また、変形がバルブ部４４の摺動部４７に伝播して、バルブ部４４の摺動部４７の外周面とバルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面との間の摺動性が悪化することはない。そして、バルブ部４４の摺動部４７は、バルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面と直接摺動し、安価に高硬度が得られる材質、例えばクロム・モリブデン鋼またはアルミニウム・クロム・モリブデン鋼によって形成されている。そして、バルブ部４４の表面には、熱処理、表面硬化処理、コーティング等により高硬度処理が施されている。
【００４０】
また、アーマチャ部２７は、磁気特性に優れた材質、例えば純鉄や低炭素鋼等の軟質磁性材料によって形成されている。そして、アーマチャ部２７は、バルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面との間に僅かなエアギャップを持って非接触で移動できるようにしている。したがって、バルブ部４４とアーマチャ部２７とを一体化したスプール型バルブ２３は、磁気特性を保持しながらも、耐摩耗性の向上および摩擦力の低減を図ることができるので、バルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面に対する摺動特性を向上させることができる。これによって、電磁弁６のスプール型バルブ２３の制御応答性が改善されるため、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量が狙い値となり、目標噴射圧力に相当する高圧燃料をコモンレール１内に蓄圧できるので、車両特性、特に加速応答性等のエンジン特性が安定する。
【実施例２】
【００４１】
図３（ｂ）は本発明の実施例２を示したもので、サプライポンプの電磁弁のスプール型バルブを示した図である。
【００４２】
本実施例のサプライポンプ５の電磁弁６は、バルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面に、バルブ部４４とアーマチャ部２７とを一体化したスプール型バルブ２３のうちバルブ部４４の摺動部４７のみを軸方向に直接摺動させて誘導する円筒状のバルブガイド６１を有している。このバルブガイド６１は、バルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面に形成された環状内周溝６２内に圧入嵌合または隙間嵌めされている。また、バルブケース２１のスプール孔３９の孔壁面には、スプール型バルブ２３のアーマチャ部２７との間に僅かなエアギャップを持って非接触でアーマチャ部２７を軸方向に誘導する円筒状のアーマチャガイドを兼ねたステータ部２６が設けられている。
【００４３】
バルブガイド６１は、例えばクロム・モリブデン鋼またはアルミニウム・クロム・モリブデン鋼によって形成されている。そして、バルブガイド６１の内周には、スプール型バルブ２３が軸線方向（ストローク方向）に往復移動する際に、バルブ部４４の摺動部４７の外周が直接摺動する丸孔形状の摺動孔６３が形成されている。このバルブガイド６１の表面（摺動孔６３の孔壁面）には、耐摩耗性の向上および表面硬さの向上を満足させるための硬化処理が施されている。ここで、硬化処理としては、バルブガイド６１の表面（内周面）にニッケル燐メッキ等の硬化層を施したり、焼き入れ焼き戻し等の熱処理によって内部組織の強度を高め、次に窒化処理（表面処理）を施して表面強度を高めたりしている。また、バルブガイド６１の表面（外周面）に窒化クロム（ＣｒＮ）をコーティングしても良い。
【００４４】
バルブケース２１は、例えば純鉄や低炭素鋼等の軟質磁性材料によって形成されている。なお、バルブケース２１のステータ部２６は、磁気特性が悪化することから焼き入れ等の熱処理を施すことができないため、バルブガイド６１に施した硬化処理は施されていない。すなわち、バルブケース２１全体を硬化させると、緻密な層が形成され、磁気特性が弱められてしまうので、バルブケース２１、特にステータ部２６には硬化処理を施さないようにしている。したがって、バルブガイド６１を保持すると共に、シリンダ機能（シリンダ部３３）とステータ機能（ステータ部２６）とを兼ね備えたバルブケース２１は、磁気特性を保持しながらも、耐摩耗性の向上および摩擦力の低減を図ることができるので、スプール型バルブ２３のバルブ部４４の摺動部４７に対する摺動特性を向上させることができる。
【００４５】
［変形例］
本実施例では、フィードポンプから吸入弁を経て加圧室に至る燃料吸入経路（出口側ポート２２）の流路開口面積を調整して、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量をポンプ駆動電流に応じて調量することで、サプライポンプ５より吐出される燃料吐出量を制御する電磁弁６を設けたが、この電磁弁６は、ソレノイドコイル２９への通電停止時に全閉、つまり出口側ポート（弁孔）２２の流路開口面積が最小、リフト量が最小となるノーマリクローズタイプ（常閉型）の電磁式流量制御弁を用いても、あるいはソレノイドコイル２９への通電停止時に全開、つまり出口側ポート（弁孔）２２の流路開口面積が最大、リフト量が最小となるノーマリオープンタイプ（常開型）の電磁式流量制御弁を用いても構わない。
【００４６】
また、出口側ポート２２を入口側ポートに変更し、入口側ポート４１を出口側ポートに変更し、入口側ポートよりも上流側にフィードポンプから燃料が送り込まれる燃料溜まり部を形成し、出口側ポートよりも下流側に吸入弁を介して加圧室に連通する燃料吸入経路の後半部を構成する連通路を形成するようにしても良い。ここで、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、燃料圧力センサ５５によって検出されるコモンレール圧力（ＰＣ）がエンジンの運転条件（例えばエンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（Ｑ）等）に対応して設定される目標コモンレール圧力（目標燃料圧力：ＰＦＩＮ）と略一致するように、ＰＩＤ制御（またはＰＩ制御）を用いて、ポンプ駆動回路に出力するパルス状のポンプ駆動信号、および電磁弁６のソレノイドコイル２９に印加するポンプ駆動電流値をフィードバック制御するようにしても良い。
【００４７】
なお、パルス状のポンプ駆動信号は、デューティ（ＤＵＴＹ）制御により行うことが望ましい。すなわち、コモンレール圧力（ＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差（ΔＰ）に応じて単位時間当たりのポンプ駆動信号のオン／オフの割合（通電時間割合・デューティ比）を調整して、電磁弁６のソレノイドコイル２９に印加するポンプ駆動電流の平均電流値を制御することで、電磁弁６の出口側ポート２２の流路開口面積を変化させるデューティ制御を用いる。これにより、高精度なデジタル制御が可能になり、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）に対するコモンレール圧力（ＰＣ）の制御応答性（圧力制御性）、追従性および圧力安定性を改善することができる。なお、指令噴射量（Ｑ）を、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とによって決定される基本噴射量に、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）や燃料温度（ＴＨＦ）等を考慮した噴射量補正量を加味して求めても良い。また、指令噴射量（Ｑ）を、運転者のアクセル操作量から算出したドライバ要求トルクに基づいて求めても良い。
【００４８】
本実施例では、ポンプ駆動軸（カムシャフトまたはドライブシャフト）の回転中心軸線方向（軸方向）に対して直径方向に位置するように２個のプランジャおよび加圧室を設置したサプライポンプ５、あるいはポンプ駆動軸（カムシャフトまたはドライブシャフト）の周方向に等間隔で３個以上のプランジャおよび加圧室を備えたサプライポンプ５を用いたが、ポンプ駆動軸（カムシャフトまたはドライブシャフト）の回転中心軸線方向（軸方向）に所定の間隔（例えば等間隔）で複数のプランジャが並列的に設置されたサプライポンプ（高圧供給ポンプ）を用いても良い。また、本実施例では、バルブケース２１にシリンダ機能とステータ機能とを兼ね備えたが、シリンダ機能のみを有するバルブケース２１に、ステータ機能のみを有するステータコアを組み付けても良い。さらに、本発明の電磁弁６を、インジェクタ３の電磁弁４に適用しても良く、また、その他の潤滑油や作動油等のオイル、水等の液体、あるいは空気、排気ガス、排気再循環ガス等の気体の流量を調量する電磁式流量制御弁に適用しても良い。
【００４９】
本実施例では、電磁弁６のバルブケースとして、スプール型バルブ２３のバルブ部４４の摺動部４７を摺動可能に収容するシリンダ機能（シリンダ部３３）と、磁路形成のためのステータ機能（ステータ部２６）とを兼ね備えたバルブケース２１を採用し、そのバルブケース２１を軟質磁性材料によって形成しているが、電磁弁６のバルブケースとして、シリンダ部３３とステータ部２６とを分割し、シリンダ部３３を高硬度が得られる材質によって形成し、ステータ部２６を軟質磁性材料によって形成しても良い。
【００５０】
本実施例では、バルブ部４４の軸方向の一端面の形状を、摺動部４７よりも外径の小さい最小外径の円形状とし、アーマチャ部２７の軸方向の他端面（対向端面）の形状を、バルブ部４４の軸方向の一端面の形状と略同一の形状とし、アーマチャ部２７の対向端面をバルブ部４４の軸方向の一端面に突き合わせた状態で、例えばレーザ溶接等の溶接手段を用いて両者を接合しているが、バルブ部４４の軸方向の一端面の形状とアーマチャ部２７の対向端面との形状を異なる形状とし、例えばアーマチャ部２７の対向端面からバルブ部４４の軸方向の一端面側に突出する１個または複数個の突起（凸部）を設けて、その１個または複数個の凸部をバルブ部４４の軸方向の一端面に突き合わせた状態で、例えばレーザ溶接等の溶接手段を用いて両者を接合しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】コモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した概略図である（実施例１）。
【図２】電磁弁を示した断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）はサプライポンプの電磁弁のスプール型バルブを示した断面図であり（実施例１）、（ｂ）はサプライポンプの電磁弁のスプール型バルブを示した断面図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００５２】
１  コモンレール
３  インジェクタ（電磁式燃料噴射弁）
５  サプライポンプ（燃料供給ポンプ）
６  電磁弁（電磁式吸入調量弁、ＳＣＶ）
２１  バルブケース
２２  バルブケースの出口側ポート
２３  スプール型バルブ（スプール弁、弁体）
２５  リターンスプリング（弁体付勢手段）
２６  バルブケースのステータ部（ステータコア）
２７  スプール型バルブのアーマチャ部（アーマチャ、ムービングコア）
２９  ソレノイドコイル
３１  ハウジング
３２  バルブケースの吸引部
３３  バルブケースのシリンダ部
３９  バルブケースのスプール孔（軸方向孔）
４１  バルブケースの入口側ポート
４４  スプール型バルブのバルブ部
４７  スプール型バルブの摺動部
６１  バルブガイド
【図１】
2006138397.tif 000003
【図２】
2006138397.tif 000004
【図３】
2006138397.tif 000005