(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室、この加圧室に燃料を供給する供給通路、および前記加圧室から燃料を吐出する吐出通路を有するポンプボディと、
前記供給通路に設けられた弁座に着座および離座可能に設けられ、前記供給通路を開閉する吸入弁と、
通電により磁界を生じるコイルと、
前記コイルの励磁する磁界内に設けられる固定コアと、
前記固定コアの前記吸入弁側に設けられ、前記コイルの励磁する磁界により前記固定コアに磁気吸引される可動コアと、
前記可動コアを前記吸入弁側に付勢する付勢手段と、
前記可動コアと相対移動可能に設けられ、前記吸入弁を前記弁座から離座する方向へ移動可能なニードルと、
前記ニードルの外壁に設けられ、磁力によって前記可動コアが前記固定コア側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第１顎部と、
前記ニードルの外壁に設けられ、前記付勢手段の付勢力によって前記可動コアが前記吸入弁側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第２顎部と、
前記コイルへの通電を制御する電子制御装置と、を備え、
前記電子制御装置は、前記プランジャが下死点から上死点へ上昇する吐出行程の後期、前記プランジャが上死点から下死点へ下降する吸入行程の初期、または前記吐出行程の後期から前記吸入行程の初期にコイルに通電し、前記可動コアと前記第２顎部とが離間した状態で前記コイルへの通電を停止することを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項２】
軸方向に往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室、この加圧室に燃料を供給する供給通路、および前記加圧室から燃料を吐出する吐出通路を有するポンプボディと、
前記供給通路に設けられた弁座に着座および離座可能に設けられ、前記供給通路を開閉する吸入弁と、
通電により磁界を生じるコイルと、
前記コイルの励磁する磁界内に設けられる固定コアと、
前記固定コアの前記吸入弁側に設けられ、前記コイルの励磁する磁界により前記固定コアに磁気吸引される可動コアと、
前記可動コアを前記吸入弁側に付勢する付勢手段と、
前記可動コアと相対移動可能に設けられ、前記吸入弁を前記弁座から離座する方向へ移動可能なニードルと、
前記ニードルの外壁に設けられ、磁力によって前記可動コアが前記固定コア側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第１顎部と、
前記ニードルの外壁に設けられ、前記付勢手段の付勢力によって前記可動コアが前記吸入弁側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第２顎部と、
前記可動コアと弁体との間に設けられ、前記ニードルを挿通する挿通孔を有するフランジと、
前記ニードルの外壁に設けられ、前記可動コアが前記固定コア側に磁気吸引されるとき、前記フランジの前記弁体側の端面に当接可能な第３顎部と、を備え、
前記第３顎部と前記フランジの前記弁体側の端面とが当接したとき、前記可動コアと前記固定コアと間に空間を有することを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項３】
軸方向に往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室、この加圧室に燃料を供給する供給通路、および前記加圧室から燃料を吐出する吐出通路を有するポンプボディと、
前記供給通路に設けられた弁座に着座および離座可能に設けられ、前記供給通路を開閉する吸入弁と、
通電により磁界を生じるコイルと、
前記コイルの励磁する磁界内に設けられる固定コアと、
前記固定コアの前記吸入弁側に設けられ、前記コイルの励磁する磁界により前記固定コアに磁気吸引される可動コアと、
前記可動コアを前記吸入弁側に付勢する付勢手段と、
前記可動コアと相対移動可能に設けられ、前記吸入弁を前記弁座から離座する方向へ移動可能なニードルと、
前記ニードルの外壁に設けられ、磁力によって前記可動コアが前記固定コア側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第１顎部と、
前記ニードルの外壁に設けられ、前記付勢手段の付勢力によって前記可動コアが前記吸入弁側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第２顎部と、を備え、
前記吸入弁と前記ニードルとは、一体で形成されることを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項４】
軸方向に往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室、この加圧室に燃料を供給する供給通路、および前記加圧室から燃料を吐出する吐出通路を有するポンプボディと、
前記供給通路に設けられた弁座に着座および離座可能に設けられ、前記供給通路を開閉する吸入弁と、
通電により磁界を生じるコイルと、
前記コイルの励磁する磁界内に設けられる固定コアと、
前記固定コアの前記吸入弁側に設けられ、前記コイルの励磁する磁界により前記固定コアに磁気吸引される可動コアと、
前記可動コアを前記吸入弁側に付勢する付勢手段と、
前記可動コアと相対移動可能に設けられ、前記吸入弁を前記弁座から離座する方向へ移動可能なニードルと、
前記ニードルの外壁に設けられ、磁力によって前記可動コアが前記固定コア側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第１顎部と、
前記ニードルの外壁に設けられ、前記付勢手段の付勢力によって前記可動コアが前記吸入弁側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第２顎部と、を備え、
前記ニードルは、前記可動コアの軸方向に設けられた軸孔に挿通される大径部、前記可動コアの前記軸孔よりも前記固定コア側に設けられ前記大径部よりも外径が小さい小径部、および前記大径部と前記小径部との間に設けられる段差を有し、
前記第１顎部は、筒状に形成され、前記大径部側の端面が前記段差に当接した状態で前記小径部に固定されることを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項５】
軸方向に往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室、この加圧室に燃料を供給する供給通路、および前記加圧室から燃料を吐出する吐出通路を有するポンプボディと、
前記供給通路に設けられた弁座に着座および離座可能に設けられ、前記供給通路を開閉する吸入弁と、
通電により磁界を生じるコイルと、
前記コイルの励磁する磁界内に設けられる固定コアと、
前記固定コアの前記吸入弁側に設けられ、前記コイルの励磁する磁界により前記固定コアに磁気吸引される可動コアと、
前記可動コアを前記吸入弁側に付勢する付勢手段と、
前記可動コアと相対移動可能に設けられ、前記吸入弁を前記弁座から離座する方向へ移動可能なニードルと、
前記ニードルの外壁に設けられ、磁力によって前記可動コアが前記固定コア側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第１顎部と、
前記ニードルの外壁に設けられ、前記付勢手段の付勢力によって前記可動コアが前記吸入弁側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第２顎部と、を備え、
前記可動コアの前記第１顎部側の端面は、前記第１顎部側に凸状の曲面または前記第２顎部側に凹状の曲面に形成されることを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項６】
軸方向に往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室、この加圧室に燃料を供給する供給通路、および前記加圧室から燃料を吐出する吐出通路を有するポンプボディと、
前記供給通路に設けられた弁座に着座および離座可能に設けられ、前記供給通路を開閉する吸入弁と、
通電により磁界を生じるコイルと、
前記コイルの励磁する磁界内に設けられる固定コアと、
前記固定コアの前記吸入弁側に設けられ、前記コイルの励磁する磁界により前記固定コアに磁気吸引される可動コアと、
前記可動コアを前記吸入弁側に付勢する付勢手段と、
前記可動コアと相対移動可能に設けられ、前記吸入弁を前記弁座から離座する方向へ移動可能なニードルと、
前記ニードルの外壁に設けられ、磁力によって前記可動コアが前記固定コア側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第１顎部と、
前記ニードルの外壁に設けられ、前記付勢手段の付勢力によって前記可動コアが前記吸入弁側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第２顎部と、を備え、
前記第１顎部の前記吸入弁側の端面は、前記可動コア側に凸状の曲面または前記固定コア側に凹状の曲面に形成されることを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項７】
軸方向に往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室、この加圧室に燃料を供給する供給通路、および前記加圧室から燃料を吐出する吐出通路を有するポンプボディと、
前記供給通路に設けられた弁座に着座および離座可能に設けられ、前記供給通路を開閉する吸入弁と、
通電により磁界を生じるコイルと、
前記コイルの励磁する磁界内に設けられる固定コアと、
前記固定コアの前記吸入弁側に設けられ、前記コイルの励磁する磁界により前記固定コアに磁気吸引される可動コアと、
前記可動コアを前記吸入弁側に付勢する付勢手段と、
前記可動コアと相対移動可能に設けられ、前記吸入弁を前記弁座から離座する方向へ移動可能なニードルと、
前記ニードルの外壁に設けられ、磁力によって前記可動コアが前記固定コア側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第１顎部と、
前記ニードルの外壁に設けられ、前記付勢手段の付勢力によって前記可動コアが前記吸入弁側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第２顎部と、を備え、
前記付勢手段としてのコイルスプリングは、一端が前記固定コアに係止され、他端が前記可動コアの前記固定コア側の端面に係止され、
前記可動コアは、前記固定コア側の端面から前記吸入弁側に凹み、前記第１顎部を収容する凹部を有し、
前記第１顎部は、前記吸入弁側の端部が前記可動コアの前記凹部の底に当接した状態で、前記固定コア側の端部が前記可動コアの前記固定コア側の端面から前記コイルスプリングの線材の線径よりも大きく突出していることを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項８】
軸方向に往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室、この加圧室に燃料を供給する供給通路、および前記加圧室から燃料を吐出する吐出通路を有するポンプボディと、
前記供給通路に設けられた弁座に着座および離座可能に設けられ、前記供給通路を開閉する吸入弁と、
通電により磁界を生じるコイルと、
前記コイルの励磁する磁界内に設けられる固定コアと、
前記固定コアの前記吸入弁側に設けられ、前記コイルの励磁する磁界により前記固定コアに磁気吸引される可動コアと、
前記可動コアを前記吸入弁側に付勢する付勢手段と、
前記可動コアと相対移動可能に設けられ、前記吸入弁を前記弁座から離座する方向へ移動可能なニードルと、
前記ニードルの外壁に設けられ、磁力によって前記可動コアが前記固定コア側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第１顎部と、
前記ニードルの外壁に設けられ、前記付勢手段の付勢力によって前記可動コアが前記吸入弁側に移動を開始した後、前記可動コアに当接可能な第２顎部と、を備え、
前記ニードルは、径内方向に凹む環状溝を有し、
前記第２顎部は、Ｃ型に形成され、そのＣ型の開口側から前記ニードルの前記環状溝に嵌め込まれることを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項９】
前記コイルへの通電を制御する電子制御装置を備え、
前記電子制御装置は、前記プランジャが下死点から上死点へ上昇する吐出行程の後期、前記プランジャが上死点から下死点へ下降する吸入行程の初期、または前記吐出行程の後期から前記吸入行程の初期にコイルに通電し、前記可動コアと前記第２顎部とが離間した状態で前記コイルへの通電を停止することを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１０】
前記可動コアが前記吸入弁側に移動し前記可動コアと前記第２顎部とが当接した状態で、前記可動コアと前記第１顎部との間の距離をＡとし、前記可動コアと前記固定コアとの間の距離をＢとすると、
０＜Ａ＜Ｂであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１１】
前記可動コアと弁体との間に設けられ、前記ニードルを挿通する挿通孔を有するフランジと、
前記ニードルの外壁に設けられ、前記可動コアが前記固定コア側に磁気吸引されるとき、前記フランジの前記弁体側の端面に当接可能な第３顎部と、を備え、
前記第３顎部と前記フランジの前記弁体側の端面とが当接したとき、前記可動コアと前記固定コアと間に空間を有することを特徴とする請求項１、３〜１０のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１２】
前記吸入弁と前記ニードルとは、一体で形成されることを特徴とする請求項１、２、４〜１１のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１３】
前記ニードルは、前記可動コアの軸方向に設けられた軸孔に挿通される大径部、前記可動コアの前記軸孔よりも前記固定コア側に設けられ前記大径部よりも外径が小さい小径部、および前記大径部と前記小径部との間に設けられる段差を有し、
前記第１顎部は、筒状に形成され、前記大径部側の端面が前記段差に当接した状態で前記小径部に固定されることを特徴とする請求項１〜３、５〜１２のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１４】
前記第１顎部は、前記小径部が挿通する中央孔、及びこの中央孔の内壁から径外方向へ環状に凹む溝部を有し、
前記第１顎部と前記小径部とは、前記ニードルの軸方向前記小径部側の端面から前記溝部まで溶接により固定されることを特徴とする請求項４または１３に記載の高圧ポンプ。
【請求項１５】
前記ニードルは、前記大径部の径外方向の外壁に前記第１顎部から前記第２顎部まで延び、燃料が流通可能な燃料溝を有することを特徴とする請求項４、１３または１４に記載の高圧ポンプ。
【請求項１６】
前記可動コアは、前記軸孔の内壁に前記第１顎部側から前記第２顎部側まで延び、燃料が流通可能な第２燃料溝を有することを特徴とする請求項４、１３または１４に記載の高圧ポンプ。
【請求項１７】
前記可動コアの前記第１顎部側の端面は、前記第１顎部側に凸状の曲面または前記第２顎部側に凹状の曲面に形成されることを特徴とする請求項１〜４、７〜１６のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１８】
前記第１顎部の前記吸入弁側の端面は、前記可動コア側に凸状の曲面または前記固定コア側に凹状の曲面に形成されることを特徴とする請求項１〜４、７〜１６のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１９】
前記付勢手段としてのコイルスプリングは、一端が前記固定コアに係止され、他端が前記可動コアの前記固定コア側の端面に係止され、
前記可動コアは、前記固定コア側の端面から前記吸入弁側に凹み、前記第１顎部を収容する凹部を有し、
前記第１顎部は、前記吸入弁側の端部が前記可動コアの前記凹部の底に当接した状態で、前記固定コア側の端部が前記可動コアの前記固定コア側の端面から前記コイルスプリングの線材の線径よりも大きく突出していることを特徴とする請求項１〜６、８〜１８のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項２０】
前記ニードルは、径内方向に凹む環状溝を有し、
前記第２顎部は、Ｃ型に形成され、そのＣ型の開口側から前記ニードルの前記環状溝に嵌め込まれることを特徴とする請求項１〜７、９〜１９のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項２１】
前記第１顎部の前記可動コア側の端面、および前記可動コアの前記第１顎部側の端面にめっき処理が施されることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項２２】
前記第２顎部の前記可動コア側の端面、および前記可動コアの前記第２顎部側の端面にめっき処理が施されることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項２３】
前記可動コアの前記軸孔の内壁、および前記ニードルの前記大径部の外壁にめっき処理が施されることを特徴とする請求項４、１３〜２２のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか一項に記載の高圧ポンプの駆動を制御する制御方法であって、
前記プランジャが下死点から上死点へ上昇する吐出行程の後期、前記プランジャが上死点から下死点へ下降する吸入行程の初期、または前記吐出行程の後期から前記吸入行程の初期に前記コイルに通電し、
前記可動コアと前記第２顎部とが離間した状態で前記コイルへの通電を停止することを特徴とする高圧ポンプの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ポンプおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関に燃料を供給する燃料供給系統に設けられ、燃料を加圧する高圧ポンプが知られている。燃料タンクから汲み上げられた燃料は、高圧ポンプの供給通路に供給される。高圧ポンプは、プランジャが上死点から下死点へ上昇する吸入行程で供給通路から加圧室に燃料を吸入し、プランジャが下死点から上死点へ上昇する吐出行程で加圧室の燃料を調量および加圧圧送する。供給通路の内壁に設けられた弁座に着座及び離座可能な吸入弁が、供給通路を開放または閉塞する。吸入弁は、開弁動作および閉弁動作が電磁駆動部によって制御される。
特許文献１、２及び３に記載の高圧ポンプの電磁駆動部は、コイル、固定コア、可動コア、ニードルおよびスプリングを備えている。
コイルへの通電が停止されているとき、可動コアはスプリングによって吸入弁側に付勢され、可動コアと一体で設けられたニードルが吸入弁に押圧力を与える。これにより、吸入弁は弁座から離座し、供給通路を開放する。
一方、コイルに通電されると、固定コアおよび可動コアから形成される磁気回路に磁束が流れ、スプリングの付勢力に抗して可動コアとニードルが固定コア側に磁気吸引される。これにより、ニードルが吸入弁に与える押圧力が解除される。吸入弁は、供給通路の燃圧が吸入弁に作用する力と加圧室の燃圧が吸入弁に作用する力との差分、及び吸入弁を弁座側に付勢する第２スプリングの付勢力によって弁座に着座し、供給通路を閉塞する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０３９８７号公報
【特許文献２】特許第４４８９９５１号公報
【特許文献３】特開平１０−１４１１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２及び３では、可動コアとニードルとが一体で形成されている。このため、可動コア及びニードルを合わせた質量を固定コア側に磁気吸引することの可能な電流をコイルに供給することで、可動コア及びニードルを動作させている。したがって、吸入弁の閉弁動作時、コイルに供給する電流量が大きくなることで、高圧ポンプの電力消費量が増大することが懸念される。
ところで、高圧ポンプは、吐出行程で加圧室から吐出される燃料の吐出効率を高めるため、吸入弁の閉弁動作を速くすることが好ましい。また、吸入行程で供給通路から加圧室へ吸入される燃料の吸入効率を高めるため、吸入弁の開弁動作を速くすることが好ましい。
しかしながら、特許文献１、２及び３では、吸入弁の開弁動作を速くするため、可動コアを吸入弁側に付勢するスプリングの付勢力を大きくすると、可動コアおよびニードルを固定コア側に吸引する磁力を大きくするためにコイルに供給する電流量が大きくなることが懸念される。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、消費電力を低減することの可能な高圧ポンプおよびその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明によると、ポンプボディは、プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室、この加圧室に燃料を供給する供給通路、および加圧室から燃料を吐出する吐出通路を有する。
吸入弁は、供給通路に設けられた弁座に着座および離座可能に設けられ、供給通路を開閉する。
通電により磁界を励磁するコイルの磁界内に固定コアは設けられる。
固定コアの吸入弁側に設けられる可動コアは、コイルの励磁する磁界により固定コアに磁気吸引される。
付勢手段は、可動コアを吸入弁側に付勢する。
ニードルは、可動コアと相対移動可能に設けられ、吸入弁を弁座から離座する方向へ移動可能である。
ニードルの外壁に設けられる第１顎部は、磁力によって可動コアが固定コア側に移動を開始した後、可動コアに当接可能である。
ニードルの外壁に設けられる第２顎部は、付勢手段の付勢力によって可動コアが吸入弁側に移動を開始した後、可動コアに当接可能である。
【０００６】
コイルに通電されると、可動コアは固定コアに磁気吸引される。可動コアが移動を開始した後、ニードルに設けられた第１顎部と可動コアとが当接する。そのときの衝突力によって、ニードルの移動速度が速くなる。これにより、吐出行程における吸入弁の閉弁動作が速くなるので、燃料の吐出効率を向上することができる。
一方、コイルへの通電を停止すると、付勢手段の付勢力によって可動コアが吸入弁側に移動を開始した後、ニードルに設けられる第２顎部と可動コアとが当接する。そのときの衝突力によって、ニードル移動速度が速くなる。これにより、吸入行程における吸入弁の開弁動作が速くなるので、吸入効率を向上することができる。
可動コアとニードルを移動する際、まず可動コアのみを移動し、続いて第１顎部または第２顎部と可動コアとの衝突力によってニードルを移動する。これにより、コイルに供給する電流量を低減することができる。したがって、高圧ポンプは、消費電力を低減することができる。
さらに、付勢手段の付勢力を大きくすることなく、吸入弁の開弁動作を速くすることができるので、可動コアとニードルを固定コア側に磁気吸引するためにコイルに供給する電流量を低減することができる。
【０００７】
さらに請求項１及び９に係る発明によると、高圧ポンプは、コイルへの通電を制御する電子制御装置を備える。電子制御装置は、プランジャが下死点から上死点へ上昇する吐出行程の後期、プランジャが上死点から下死点へ下降する吸入行程の初期、または吐出行程の後期から吸入行程の初期にコイルに通電し、可動コアと第２顎部とが離間した状態でコイルへの通電を停止する。
吐出行程の後期または吸入行程の初期は、加圧室の燃圧が供給通路の燃圧よりも高く、かつ、加圧室の燃圧と供給通路の燃圧との差圧が大きいので、吸入弁は弁座に着座している。このため、ニードルは、吸入弁によって固定コア側に位置している。一方、可動コアは、付勢手段の付勢力によって第２顎部に当接している。この状態で、コイルに通電すると、可動コアが固定コア側に磁気吸引され、可動コアと第２顎部とが離間する。その状態でコイルへの通電を停止すると、付勢手段の付勢力によって可動コアが吸入弁側に移動し、第２顎部と可動コアとが衝突する。この衝突力によって、ニードルの移動速度が速くなる。したがって、吸入行程における吸入弁の開弁動作を速くすることができる。
【０００８】
請求項１０に係る発明によると、可動コアが吸入弁側に移動し、可動コアと第２顎部とが当接した状態で、可動コアと第１顎部との間の距離をＡとし、可動コアと固定コアとの間の距離をＢとすると、０＜Ａ＜Ｂである。
これにより、可動コアが固定コア側に移動を開始した後、可動コアと固定コアとが当接する前に、可動コアと第１顎部とが衝突する。この衝突力により、ニードルの移動速度を速くすることができる。
【０００９】
ところで、可動コアと固定コアとが当接すると、可動コアと固定コアとが摩耗するおそれがある。また、可動コアと固定コアとが当接後に離間する際、負圧によって燃料中に発生した気泡の崩壊により、可動コアおよび固定コアにエロージョンが生じるおそれがある。これにより、磁気回路が小さくなり、磁気吸引力が減少することが懸念される。
そこで、請求項２及び１１に係る発明では、フランジは、可動コアと弁体との間に設けられ、ニードルを挿通する挿通孔を有する。第３顎部は、ニードルの外壁に設けられ、可動コアが固定コア側に磁気吸引されるとき、フランジの弁体側の端面に当接可能である。第３顎部とフランジの弁体側の端面とが当接したとき、高圧ポンプは、可動コアと固定コアと間に空間を有する。
これにより、可動コアと固定コアとが衝突することなく、可動コアと固定コアとの摩耗を防ぐことができる。また、可動コアおよび固定コアにエロージョンが生じることを抑制することができる。
【００１０】
請求項３及び１２に係る発明によると、吸入弁とニードルとは、一体で形成される。
これにより、コイルに通電され、可動コアと第１顎部とが衝突すると、吸入弁はニードルと一体で固定コア側に移動する。したがって、吸入弁の閉弁速度を速くすることができる。
【００１１】
請求項４及び１３に係る発明によると、ニードルは、可動コアの軸方向に設けられた軸孔に挿通される大径部、可動コアの軸孔よりも固定コア側に設けられ大径部よりも外径が小さい小径部、および大径部と小径部との間に設けられる段差を有する。
第１顎部は、筒状に形成され、大径部側の端面が段差に当接した状態で小径部に固定される。
これにより、ニードルと第１顎部とが確実に位置決めされる。したがって、可動コアと第１顎部との間の距離を正確に設定することができる。
【００１２】
ところで、高圧ポンプの作動時、第１顎部と可動コアとは衝突を繰り返すので、第１顎部とニードルの接合箇所には繰り返し応力が作用する。このため、第１顎部と小径部とを、ニードルの軸方向小径部側の端面から大径部側へ溶接したとき、溶接シームの大径部側に切り欠きのような微小隙間が形成されると、その微小隙間を起点として溶接に亀裂が生じるおそれがある。
そこで、請求項１４に係る発明では、第１顎部は、小径部が挿通する中央孔、及びこの中央孔の内壁から径外方向へ環状に凹む溝部を有する。
第１顎部と小径部とは、ニードルの軸方向小径部側の端面から溝部まで溶接により固定される。
これにより、溶接シームの大径部側に微小隙間が形成されない。このため、溶接シームに応力集中することなく、溶接強度を高めることができる。
【００１３】
請求項１５に係る発明によると、ニードルは、大径部の径外方向の外壁に第１顎部から第２顎部まで延び、燃料が流通可能な燃料溝を有する。また、請求項１６に係る発明によると、可動コアは、軸孔の内壁に第１顎部から第２顎部まで延び、燃料が流通可能な第２燃料溝を有する。
これにより、可動コアが固定コア側へ移動するとき、第１顎部と可動コアとの間の燃料が燃料溝を通り第２顎部側へ流れる。一方、可動コアが吸入弁側へ移動するとき、可動コアよりも第２顎部側の燃料が燃料溝を通り第１顎部と可動コアとの間へ流れる。したがって、リンギング力が抑制でき、可動コアが固定コア側または吸入弁側へ速やかに移動することが可能になるので、コイルに供給する電流量を低減することができる。
また、可動コアの移動速度を速くすることで、第１顎部と可動コアとの衝突力、および第２顎部と可動コアとの衝突力が大きくなる。したがって、吸入弁の開弁速度および閉弁速度を速くすることができる。
【００１４】
請求項５及び１７に係る発明によると、可動コアの第１顎部側の端面は、第１顎部側に凸状の曲面または第２顎部側に凹状の曲面に形成される。また、請求項６及び１８に係る発明によると、第１顎部の吸入弁側の端面は、可動コア側に凸状の曲面または固定コア側に凹状の曲面に形成される。
これにより、第１顎部と可動コアとが当接する面積を小さくすることが可能になる。このため、第１顎部と可動コアとが離間するときに生じるリンキング力が抑制される。したがって、可動コアの移動速度を速くすることで、第１顎部と可動コアとの衝突力、および第２顎部と可動コアとの衝突力を大きくすることが可能になる。
【００１５】
請求項７及び１９に係る発明によると、付勢手段としてのコイルスプリングは、一端が固定コアに係止され、他端が可動コアの固定コア側の端面に係止される。
可動コアは、固定コア側の端面から吸入弁側に凹み、可動コアの凹部に収容される凹部を有する。
第１顎部は、吸入弁側の端部が可動コアの凹部の底に当接した状態で、固定コア側の端部が可動コアの固定コア側の端面からコイルスプリングの線材の線径よりも大きく突出している。
これにより、コイルスプリングの径方向の移動を第１顎部によって制限することができる。
【００１６】
請求項８及び２０に係る発明によると、ニードルは、径内方向に凹む環状溝を有する。
第２顎部は、Ｃ型に形成され、Ｃ型の開口側からニードルの環状溝に嵌め込まれる。
これにより、ニードルと第２顎部とが確実に位置決めされる。したがって、第１顎部と第２顎部との距離を正確に設定することができる。
また、ニードルに第２顎部を容易に取り付けることができる。
【００１７】
請求項２１に係る発明によると、第１顎部の可動コア側の端面、および可動コアの第１顎部側の端面にめっき処理が施される。
これにより、第１顎部および可動コアの摩耗が抑制されるので、磁気回路の減少を抑制することができる。
【００１８】
請求項２２に係る発明によると、第２顎部の可動コア側の端面、および可動コアの第２顎部側の端面にめっき処理が施される。
これにより、第２顎部および可動コアの摩耗が抑制されるので、磁気回路の減少を抑制することができる。
【００１９】
請求項２３に係る発明によると、可動コアの軸孔の内壁、およびニードルの大径部の外壁にめっき処理が施される。
これにより、可動コアとニードルとの摩擦係数が小さくなる。したがって、可動コアが固定コア側または吸入弁側へ速やかに移動することが可能になるので、コイルに供給する電流量を低減することができる。
また、可動コアの移動速度を速くすることで、第１顎部と可動コアとの衝突力、および第２顎部と可動コアとの衝突力が大きくなる。したがって、吸入弁の開弁速度および閉弁速度を速くすることができる。
【００２０】
請求項２４に係る発明によると、高圧ポンプの駆動を制御する制御方法は、プランジャが下死点から上死点へ上昇する吐出行程の後期、プランジャが上死点から下死点へ下降する吸入行程の初期、または吐出行程の後期から吸入行程の初期にコイルに通電し、可動コアと第２顎部とが離間した状態でコイルへの通電を停止する。
これにより、可動コアが付勢手段の付勢力によって吸入弁側に移動し、第２顎部と可動コアとが衝突する。この衝突力によって、ニードルは吸入弁側に移動する。したがって、吸入行程における吸入弁の開弁動作を速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの用いられる燃料供給系統の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの吸入弁が開弁した状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの吸入弁が閉弁した状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの動作を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態による高圧ポンプの断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態による高圧ポンプの要部の拡大断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態による高圧ポンプの断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態による高圧ポンプの要部の拡大断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による高圧ポンプの断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による高圧ポンプの要部の拡大断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態による高圧ポンプの要部の拡大断面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線の断面図である。
【図１４】本発明の第５実施形態による高圧ポンプの要部の拡大断面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態による高圧ポンプの要部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による高圧ポンプが設けられた内燃機関の燃料供給系統を図１に示す。燃料供給系統１は、燃料タンク２、低圧ポンプ３、高圧ポンプ１０、デリバリパイプ４および電子制御装置（ＥＣＵ）５等を備えている。燃料タンク２から低圧ポンプ３によって汲み上げられた燃料は、低圧燃料配管１０１を通り、高圧ポンプ１０の供給通路１００に供給される。
高圧ポンプ１０は、加圧室１２１の容積を可変するプランジャ１３を備えている。プランジャ１３は、タペット９を介してカムシャフト７に当接している。カムシャフト７は、内燃機関の運転に連動して回転する。プランジャ１３は、カムシャフト７のカムプロフィールに沿って軸方向に往復移動する。
【００２３】
高圧ポンプ１０は、プランジャ１３が上死点から下死点へ上昇する吸入行程で供給通路１００から加圧室１２１に燃料が吸入される。また、プランジャ１３が下死点から上死点へ上昇する吐出行程で加圧室１２１の燃料が調量および加圧圧送される。吸入行程および吐出行程において、供給通路１００に設けられた吸入弁３５が、供給通路１００を開放または閉塞する。この吸入弁３５は、開弁動作および閉弁動作が電磁駆動部７０によって制御される。電磁駆動部７０は、付勢手段としての第１スプリング２１の付勢力により可動コア４０およびニードル５０を介して吸入弁３５を加圧室側へ押圧する。一方、ＥＣＵ５から電磁駆動部７０のコイル７１に通電されると、電磁駆動部７０は可動コア４０を固定コア７２側へ磁気吸引することで、ニードル５０が吸入弁３５に与える押圧力を解除する。
高圧ポンプ１０で加圧された燃料は、吐出弁９２の設けられた吐出通路１１４から高圧燃料配管１０２を通りデリバリパイプ４へ圧送される。デリバリパイプ４に貯留された高圧燃料は、デリバリパイプ４に接続するインジェクタ６により図示しない内燃機関の気筒内に噴射される。
【００２４】
高圧ポンプ１０の構成を説明する。
図２に示すように、高圧ポンプ１０は、ポンプボディ１１、プランジャ１３、ダンパ室２０１、吸入弁部３０、電磁駆動部７０及び吐出弁部９０などを備えている。
ポンプボディ１１およびプランジャ１３について説明する。
ポンプボディ１１には、円筒状のシリンダ１４が設けられている。シリンダ１４には、プランジャ１３が軸方向に往復移動可能に収容されている。シリンダ１４の深部には、プランジャ１３の往復移動により容積が可変する加圧室１２１が形成されている。プランジャ１３の加圧室１２１と反対側の端部１７は、スプリング座１８と結合している。スプリング座１８とオイルシールホルダ２５との間には、スプリング１９が設けられている。このスプリング１９の弾性力により、スプリング座１８はカムシャフト７の方向へ付勢される。これにより、プランジャ１３は、タペット９を介してカムシャフト７のカムと接することで軸方向に往復移動する。
【００２５】
ダンパ室２０１について説明する。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の反対側に突出する筒状の筒部２０５が設けられている。筒部２０５に有底筒状のカバー２００が被さることで、ダンパ室２０１が形成される。
ダンパ室２０１には、パルセーションダンパ２１０、第１支持部材２１１、第２支持部材２１２及び波ばね２１３が収容されている。
パルセーションダンパ２１０は、２枚の金属ダイアフラムから構成され、内部に所定圧の気体が密封されている。パルセーションダンパ２１０は、２枚の金属ダイアフラムがダンパ室２０１の圧力変化に応じて弾性変形することで、ダンパ室２０１の燃圧脈動を低減する。
ダンパ室２０１は、図示しない燃料通路を通じて図示しない燃料入口と連通している。この燃料入口には低圧燃料配管１０１から燃料が供給される。したがって、ダンパ室２０１には、燃料タンク２の燃料が供給される。
【００２６】
続いて、吸入弁部３０について説明する。
図２〜図４に示すように、ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に筒部１５が設けられている。筒部１５の開口をフランジ８０が覆うことで、ダンパ室２０１から加圧室１２１までの供給通路１００が区画される。その供給通路１００の加圧室側に有底筒状の弁ボディ３１が収容されている。弁ボディ３１は、係止部材２０によって供給通路１００内に固定されている。弁ボディ３１の内側には、逆テーパ状の円周面を有する弁座３４が形成されている。
吸入弁３５は弁ボディ３１の内側に配置されている。吸入弁３５は、傘状の弁体３６から軸方向に延びる軸部３７が弁ボディ３１の底部に設けられた孔３２の内壁に案内されて往復移動する。吸入弁３５は、弁座３４から離座することで供給通路１００を開放し、弁座３４に着座することで供給通路１００を閉塞する。
【００２７】
ストッパ３９は、弁ボディ３１の内壁に固定されている。このストッパ３９は、吸入弁３５の開弁方向（図２〜図４の右方向）への移動を規制する。ストッパ３９の内側と吸入弁３５の端面との間には第２スプリング２２が設けられている。第２スプリング２２は、吸入弁３５を閉弁方向（図２〜図４の左方向）へ付勢している。
ストッパ３９には、ストッパ３９の軸に対して傾斜する傾斜通路１０３が周方向に複数形成されている。この傾斜通路１０３を通り、弁ボディ３１の内側の通路と加圧室１２１とを燃料が流れる。
【００２８】
次に電磁駆動部７０について説明する。
電磁駆動部７０は、コイル７１、固定コア７２、可動コア４０、付勢手段としての第１スプリング２１、ニードル５０、フランジ８０などから構成される。コイル７１、固定コア７２、可動コア４０およびフランジ８０は、磁性体から形成されている。
コネクタ７７は、フランジ８０の筒部１５と反対側に設けられている。コネクタ７７の有するボビン７８にコイル７１が巻回されている。コネクタ７７の端子７７１を通じてコイル７１に通電されると、コイル７１は磁界を生じる。
ボビン７８の径内側で、コイル７１の励磁する磁界内に円筒状の固定コア７２が設けられている。固定コア７２とコイル７１の径外側に有底筒状のケース７５が設けられている。ケース７５は、一方の側が固定コア７２に溶接固定され、他方の側がフランジ８０に溶接固定されている。ケース７５の径方向に形成された開口からコネクタ７７が延出している。
【００２９】
固定コア７２の吸入弁側に円筒状の可動コア４０が設けられている。可動コア４０は、フランジ８０の固定コア側に設けられた可動コア室８１に軸方向に往復移動可能に収容されている。可動コア４０は、固定コア側の端面から吸入弁側に凹む凹部４１を有している。また、可動コア４０は、軸方向に通じる軸孔４２および呼吸孔４３を有している。呼吸孔４３を通じ、可動コア４０の軸方向の一方と他方を燃料が流通する。
【００３０】
固定コア７２とフランジ８０との間に非磁性体からなる筒部材７９が設けられている。筒部材７９は、固定コア７２とフランジ８０との間の磁束の短絡を抑制し、可動コア４０と固定コア７２との間に流れる磁束量を増加する。筒部材７９の径方向内側に固定コア７２と可動コア４０との磁気ギャップが形成される。
【００３１】
固定コア７２の可動コア側の端面から可動コア４０と反対側に凹む収容部７３に第１スプリング２１が収容されている。第１スプリング２１は、圧縮コイルスプリングであり、一端が収容部７３の底に係止され、他端が可動コア４０の固定コア側の端面に係止されている。第１スプリング２１は、第２スプリング２２よりも強い力で可動コア４０を吸入弁側へ付勢している。
【００３２】
フランジ８０は、可動コア室８１と供給通路１００とを連通する挿通孔８２、およびこの挿通孔８２内に設けられるガイド筒８３を有する。
ニードル５０は、可動コア４０と別体で設けられている。ニードル５０は、可動コア４０の軸孔４２の内壁、ガイド筒８３の内壁、および弁ボディ３１の孔３２の内壁に案内され、軸方向に往復移動可能に設けられている。ニードル５０の吸入弁側の端面は、弁ボディ３１の孔３２の途中で吸入弁３５の軸部３７の端面に当接可能である。ニードル５０は、ガイド筒８３の径内側に位置する個所に切欠部５１を有する。この切欠部５１とガイド筒８３の内壁との間を通り、供給通路１００と可動コア室８１との間を燃料が流通する。
【００３３】
ニードル５０の固定コア側の端部には、第１顎部６１が設けられている。第１顎部６１は、可動コア４０の凹部４１に収容されている。可動コア４０の凹部４１の径内方向の内壁と第１顎部６１の径外方向の外壁との隙間を通り燃料が流通可能である。
図４に示すように、第１顎部６１と凹部４１の底とが当接した状態で、第１顎部６１は、可動コア４０の固定コア側の端面から突出している。その突出量は、第１スプリング２１の線材の線径よりも大きい。このため、第１スプリング２１の径方向の移動が制限される。
フランジ８０の有するガイド筒８３と可動コア４０との間で、ニードル５０の外壁に環状の第２顎部６２が設けられている。図３に示すように、可動コア４０が第１スプリング２１の付勢力によって吸入弁側に移動するとき、第２顎部６２は可動コア４０の吸入弁側の端面に当接し、可動コア４０の移動を制限する。
【００３４】
固定コア７２、可動コア４０、ニードル５０、第１顎部６１および第２顎部６２には、めっき処理がされている。めっき処理は、具体的に、クロムめっき、又はＤＬＣである。これにより、第１顎部６１と可動コア４０との当接箇所、固定コア７２と可動コア４０との当接箇所、および第１顎部６１と可動コア４０との当接箇所の耐摩耗性が向上する。また、めっき処理により表面粗さが非常に小さくなるので、可動コア４０の軸孔４２の内壁とニードル５０との摺動が良好になる。
【００３５】
図３に示すように、コイル７１に通電していないとき、可動コア４０と固定コア７２とは、第１スプリング２１の付勢力により互いに離れている。これにより、可動コア４０は吸入弁側に移動し、第２顎部６２と当接する。これにより、ニードル５０は吸入弁側に移動し、ニードル５０の端面が吸入弁３５を押圧することで吸入弁３５が開弁する。吸入弁３５は、ストッパ３９に当接している。
この状態で、可動コア４０と第１顎部６１との間の距離をＡとする。また、固定コア７２と可動コア４０との間の距離をＢとする。このとき、距離Ａ、Ｂは、０＜Ａ＜Ｂ  の関係にある。
【００３６】
コイル７１に通電されると、固定コア７２、可動コア４０、フランジ８０及びケース７５によって形成される磁気回路に磁束が流れ、可動コア４０が第１スプリング２１の付勢力に抗し、固定コア側に磁気吸引される。このとき、可動コア４０が固定コア側に移動を開始した後、可動コア４０と第１顎部６１とが衝突する。そして図４に示すように、可動コア４０は、第１顎部６１とニードル５０と共に固定コア側に移動する。
これにより、ニードル５０は、吸入弁３５に対する押圧力を解除する。したがって、吸入弁３５は、第２スプリング２２の付勢力、および供給通路１００と加圧室１２１との差圧によって閉弁可能となる。
【００３７】
次に可変容積室１２２について図２を参照して説明する。
プランジャ１３は、小径部１３１及び大径部１３３を有している。小径部１３１と大径部１３３との接続部分に段差面１３２が形成される。段差面１３２に向き合うように、略円環状のプランジャストッパ２３が設けられている。
プランジャストッパ２３は、加圧室側の端面がポンプボディ１１に当接している。プランジャ１３は、プランジャストッパ２３の中央部に設けられた孔２３３を挿通している。プランジャストッパ２３は、径方向に放射状に延びる複数の溝路２３２を有している。
プランジャ１３の段差面１３２、小径部１３１の外壁、シリンダ１４の内壁、プランジャストッパ２３およびシール部材２４に囲まれる略円環状の空間により可変容積室１２２が形成される。
【００３８】
ポンプボディ１１には、シリンダ１４が開口する側の外壁に、加圧室側へ略円環状に凹む凹部１６が設けられている。凹部１６には、オイルシールホルダ２５が嵌め込まれている。オイルシールホルダ２５は、プランジャストッパ２３との間にシール部材２４を挟んで、ポンプボディ１１に固定されている。シール部材２４は、小径部１３１周囲の燃料油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるエンジンへの燃料のリークを抑制する。オイルシールホルダ２５の加圧室１２１と反対側の端部には、オイルシール２６が装着されている。オイルシール２６は、小径部１３１周囲のオイル油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるオイルのリークを抑制する。
【００３９】
オイルシールホルダ２５とポンプボディ１１との間には、筒状通路１０６とこの筒状通路１０６に連通する環状通路１０７が形成されている。筒状通路１０６はプランジャストッパ２３の溝路２３２に連通している。環状通路１０７はポンプボディ１１に形成された戻し通路１０８を経由してダンパ室２０１に連通している。このように、溝路２３２、筒状通路１０６、環状通路１０７及び戻し通路１０８が順に連通することで、可変容積室１２２とダンパ室２０１とが連通する。
【００４０】
次に吐出弁部９０について説明する。
吐出弁部９０は、吐出弁９２、規制部材９３、スプリング９４などから構成されている。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に吐出通路１１４が形成されている。吐出通路１１４は加圧室１２１と燃料出口９１とを連通している。
吐出弁９２は、有底筒状に形成され、吐出通路１１４に往復移動可能に収容されている。吐出弁９２は、弁座９５に着座することで吐出通路１１４を閉塞し、弁座９５から離座することで吐出通路１１４を開放する。
吐出弁９２の燃料出口９１側に設けられた筒状の規制部材９３は、吐出通路１１４の内壁に固定されている。規制部材９３は、吐出弁９２の燃料出口９１側への移動を規制する。
スプリング９４は、一端が規制部材９３に当接し、他端が吐出弁９２に当接している。スプリング９４は、吐出通路１１４の内壁に形成される弁座９５側へ吐出弁９２を付勢している。規制部材９３の設置位置によって、スプリング９４のばね荷重を変化させることで吐出弁９２の開弁圧を調整可能である。
【００４１】
加圧室１２１の燃料の圧力が上昇し、加圧室側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４のばね力と弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも大きくなると、吐出弁９２は弁座９５から離座する。これにより、加圧室１２１から吐出通路１１４を通り、燃料出口９１から燃料が吐出される。
一方、加圧室１２１の燃料の圧力が低下し、加圧室側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４のばね力と弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも小さくなると、吐出弁９２は弁座９５に着座する。これにより、弁座９５の下流側の燃料が加圧室１２１へ逆流することが防止される。
【００４２】
次に高圧ポンプ１０の作動について図３〜図５を参照して説明する。
図５では、本実施形態の高圧ポンプ１０の特性を実線で示し、可動コア４０とニードル５０とが一体で構成された従来の高圧ポンプ１０の特性を破線で示している。
図５（ａ）に示すように、プランジャ１３は、時刻ｔ０〜ｔ９にかけて下死点から上死点に向かって上昇する。このとき、加圧室１２１の容積が減少する。時刻ｔ０〜ｔ９における高圧ポンプの動作を吐出行程と称する。
一方、プランジャ１３は、時刻ｔ９〜ｔ１５にかけて上死点から下死点へ下降する。このとき、加圧室１２１の容積が増大する。時刻ｔ９〜ｔ１５における高圧ポンプの動作を吸入行程と称する。
【００４３】
（１）吐出行程
吐出行程の初期では、図３に示すように、第１スプリング２１の付勢力により吸入弁３５が開弁している。このため、加圧室１２１からダンパ室側へ燃料が流れる。
図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ１でＥＣＵ５は電磁駆動部７０への通電を指令するソレノイド信号をＯＮする。これによりコイル７１に通電され、図５（ｃ）に示すように、可動コア４０が固定コア側へ磁気吸引される。そして時刻ｔ２で可動コア４０と第１顎部６１とが当接する。そして図５（ｃ）（ｄ）に示すように、時刻ｔ２〜ｔ３にかけて可動コア４０とニードル５０とは固定コア側へ移動する。
時刻ｔ２でニードル５０が吸入弁３５に与える押圧力が解除されると、図５（ｅ）に示すように、吸入弁３５は、加圧室１２１からダンパ室側へ流れる燃料の動圧、及び第２スプリング２２の付勢力により、固定コア側へ移動する。ニードル５０と吸入弁３５とは別体であるので、時刻ｔ３で可動コア４０とニードル５０がフルリフトした後、時刻ｔ４で吸入弁３５が弁座３４に着座する。これにより、図４に示すように、吸入弁３５が閉弁し、加圧室１２１からダンパ室側への燃料の流れが遮断される。
時刻ｔ４で吸入弁３５が閉弁すると、図５（ｆ）に示すように、加圧室１２１の燃料圧力が上昇する。時刻ｔ６で吐出弁９２が開弁し、加圧室１２１の燃料は吐出通路１１４からデリバリパイプ４へ吐出される。
加圧室１２１の燃料圧力が十分に高くなると、図５（ｂ）に示すように、ＥＣＵ５は時刻ｔ７でソレノイド信号をＯＦＦする。これによりコイル７１への通電が停止され、図５（ｃ）に示すように、可動コア４０は、第１スプリング２１の付勢力により吸入弁側に移動し、第２顎部６２と当接する。このとき、吸入弁３５の加圧室側の燃料圧力とダンパ室側の燃料圧力との差圧が大きいので、吸入弁３５は、閉弁状態を維持する。このため、ニードル５０は、吸入弁３５と当接し、フルリフト状態を維持する。
【００４４】
（２）吸入行程
図５（ｂ）に示すように、ＥＣＵ５は時刻ｔ９でソレノイド信号をＯＮする。すると、図５（ｃ）に示すように、可動コア４０が第２顎部６２から離間し、固定コア側へ磁気吸引される。そして時刻ｔ１０で可動コア４０が固定コア側へフルリフトし、第１顎部６１と当接する。
この状態で、図５（ｂ）に示すように、ＥＣＵ５は時刻ｔ１１でソレノイド信号をＯＦＦする。すると、可動コア４０は、第１スプリング２１の付勢力により吸入弁側に移動し、時刻ｔ１２でニードル５０と衝突する。図５（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示すように、可動コア４０と第２顎部６２との衝突力により、可動コア４０、ニードル５０および吸入弁３５は、開弁方向へ移動する。そして時刻ｔ１３で、吸入弁３５とストッパ３９とが当接し、可動コア４０、ニードル５０および吸入弁３５の移動が制限される。
図５（ｆ）に示すように、加圧室１２１の燃料圧力は、プランジャ１３が下降を開始する時刻ｔ９から減少する。時刻ｔ１２で吸入弁３５が開弁動作を開始すると、ダンパ室２０１から加圧室１２１に燃料が吸入される。
【００４５】
高圧ポンプ１０は、上述した吐出行程と吸入行程を繰り返し、内燃機関に必要な量の燃料を加圧して吐出する。吐出行程においてＥＣＵ５がソレノイド信号をＯＮする時刻ｔ１を早くすれば、加圧室１２１からダンパ室２０１に燃料を排出する時間が短くなると共に、加圧室１２１からデリバリパイプ４へ燃料を吐出する時間が長くなる。これにより、高圧ポンプ１０の燃料の吐出量が増加する。
一方、吐出行程においてＥＣＵ５がソレノイド信号をＯＮする時刻ｔ１を遅くすれば、加圧室１２１からダンパ室２０１に燃料を排出する時間が長くなると共に、加圧室１２１からデリバリパイプ４へ燃料を吐出する時間が短くなる。これにより、高圧ポンプ１０の燃料の吐出量が減少する。
このように、ＥＣＵ５がソレノイド信号をＯＮする時刻ｔ１を制御することで、高圧ポンプ１０から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できる。
【００４６】
ここで、可動コア４０とニードル５０とが一体で構成された従来の高圧ポンプ１０の特性を説明する。
（１）吐出行程
従来の高圧ポンプでは、図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ１でＥＣＵがソレノイド信号をＯＮすると、図５（ｃ）（ｄ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ５にかけて可動コアとニードルが一体で固定コア側へ移動する。すると、図５（ｅ）に示すように、吸入弁は、加圧室からダンパ室側へ流れる燃料の動圧、及び第２スプリングの付勢力により、固定コア側へ移動する。吸入弁は、時刻ｔ５で弁座に着座する。これにより、加圧室からダンパ室側への燃料の流れが遮断される。
吸入弁が閉弁すると、図５（ｆ）に示すように、時刻ｔ５から加圧室の燃料圧力が上昇する。時刻ｔ７で吐出弁が開弁し、加圧室の燃料は吐出通路からデリバリパイプへ吐出される。
加圧室の燃料圧力が十分に高くなると、図５（ｂ）に示すように、ＥＣＵは時刻ｔ８でソレノイド信号をＯＦＦする。このとき、吸入弁の加圧室側の燃料圧力とダンパ室側の燃料圧力との差圧が大きいので、吸入弁は、閉弁状態を維持する。
【００４７】
（２）吸入行程
図５（ｆ）に示すように、加圧室の燃料圧力は、プランジャが下降を開始する時刻ｔ９から減少する。従来の高圧ポンプは、吸入行程の初期でソレノイド信号をＯＮすることはない。このため、時刻ｔ１２で第１スプリングの付勢力とダンパ室側の燃料圧力が吸入弁に作用する力との和が、第２スプリングの付勢力と加圧室側の燃料圧力が吸入弁に作用する力との和よりも大きくなると、図５（ｅ）に示すように、吸入弁が開弁動作を開始する。吸入弁が開弁動作を開始すると、ダンパ室から加圧室に燃料が吸入される。吸入弁の開弁動作に伴い、図５（ｃ）（ｄ）に示すように、可動コアとニードルは加圧室側へ移動する。
そして時刻ｔ１４で、吸入弁とストッパとが当接し、可動コア、ニードルおよび吸入弁の移動が制限される。
【００４８】
本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
（１）本実施形態では、吐出行程においてコイル７１に通電すると、可動コア４０が移動し、第１顎部６１と当接する。そのときの衝突力によって、ニードル５０の移動速度が速くなる。これにより、吸入弁３５の閉弁動作を速くすることが可能になる。このため、加圧室１２１の燃料圧力が上昇した後にコイル７１への通電をＯＦＦする時刻を早くすることが可能になるので、消費電力を低減することができる。
また、吸入弁３５の閉弁動作を速くすることで、高圧ポンプ１０の燃料の吐出効率を高めることができる。
（２）本実施形態では、吸入行程の初期にコイル７１に通電し、可動コア４０と第２顎部６２とが離間した状態でコイル７１への通電を停止する。これにより、第１スプリング２１の付勢力によって可動コア４０が第２顎部６２と衝突する。この衝突力によって、ニードル５０と吸入弁３５の移動速度が速くなる。したがって、吸入行程における吸入弁３５の開弁動作を速くすることで、吸入効率を高めることができる。
（３）本実施形態では、可動コア４０とニードル５０を移動する際、まず可動コア４０のみを移動し、続いて第１顎部６１と可動コア４０との衝突力、または第２顎部６２と可動コア４０との衝突力によってニードル５０を移動する。これにより、固定コア７２が磁気吸引する質量を小さくし、コイル７１に供給する電流量を低減することができる。したがって、高圧ポンプ１０は、消費電力を低減することができる。
（４）本実施形態では、第１スプリング２１の付勢力を大きくすることなく、吸入弁３５の開弁動作を速くすることができるので、可動コア４０とニードル５０を固定コア側に磁気吸引するためにコイル７１に供給する電流量を低減することができる。
【００４９】
（５）本実施形態では、固定コア７２、可動コア４０、ニードル５０、第１顎部６１および第２顎部６２にめっき処理をする。これにより、第１顎部６１と可動コア４０との当接箇所、固定コア７２と可動コア４０との当接箇所、および第１顎部６１と可動コア４０との当接箇所の耐摩耗性が向上する。したがって、磁気回路の減少を抑制することができる。
また、めっき処理により表面粗さが非常に小さくなるので、可動コア４０の軸孔４２の内壁とニードル５０との摺動が良好になる。したがって、コイル７１に供給する電流量を低減することができる。
また、可動コア４０の移動速度を速くすることで、第１顎部６１と可動コア４０との衝突力、および第２顎部６２と可動コア４０との衝突力が大きくなる。したがって、吸入弁３５の開弁速度および閉弁速度を速くすることができる。
【００５０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による高圧ポンプ１０を図６および図７に示す。以下、複数の実施形態において、上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第２実施形態では、弁ボディ３１とフランジ８０との間で、ニードル５０の外壁に環状の第３顎部６３が設けられている。図７に示すように、可動コア４０が吸入弁側に移動して第２顎部６２と当接し、ニードル５０と吸入弁３５とが当接し、かつ、吸入弁３５とストッパ３９とが当接した状態で、フランジ８０のガイド筒８３と第３顎部６３との距離をＣとする。
このとき、距離Ａ、Ｂ、Ｃは、０＜Ａ＜Ｃ＜Ｂ  の関係にある。
【００５１】
コイル７１に通電され、可動コア４０が固定コア側へ磁気吸引されるとき、可動コア４０と第１顎部６１とが当接した後、ガイド筒８３と第３顎部６３とが当接し、ニードル５０および可動コア４０の移動が制限される。この状態で、可動コア４０と固定コア７２との間に空間が形成される。
第２実施形態では、可動コア４０と固定コア７２とが衝突することがないので、可動コア４０と固定コア７２との摩耗を防ぐことができる。また、固定コア７２から可動コア４０が離間する際、固定コア７２と可動コア４０との間に負圧が生じることが抑制されるので、気泡崩壊によるエロージョンが抑制される。したがって、固定コア７２と可動コア４０との間の磁気吸引力を維持することができる。
【００５２】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による高圧ポンプ１０を図８および図９に示す。
第３実施形態では、吸入弁３５とニードル５０とが一体で形成されている。これにより、吐出行程において、コイル７１に通電され、可動コア４０と第１顎部６１とが衝突すると、その衝突力により可動コア４０とニードル５０と吸入弁３５とが一体で固定コア側へ移動する。吸入弁３５が弁座３４に着座すると、加圧室１２１からダンパ室側への燃料の流れが遮断され、加圧室１２１の燃料圧力が上昇する。これにより、吐出弁９２が開弁すると、加圧室１２１の燃料は吐出通路１１４からデリバリパイプ４へ吐出される。
第３実施形態では、可動コア４０と第１顎部６１との衝突力が吸入弁３５に直接伝わるので、吸入弁３５の閉弁速度を非常に速くすることが可能になる。したがって、高圧ポンプ１０の燃料の吐出効率を高めることができる。
また、加圧室１２１の燃料圧力が上昇した後にコイル７１への通電をＯＦＦする時刻を早くすることが可能になるので、消費電力を低減することができる。
【００５３】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による高圧ポンプ１０を図１０〜図１３に示す。
第４実施形態では、ニードル５０は、大径部５２、小径部５３および段差５４を有している。大径部５２は、可動コア４０の軸孔４２に挿通されている。小径部５３は、可動コア４０の軸孔４２よりも固定コア側に設けられ、大径部５２よりも外径が小さく形成されている。段差５４は、大径部５２と小径部５３との間に設けられている。
第１顎部６１は、筒状に形成され、軸方向に中央孔６４を有する。ニードル５０の小径部５３が、第１顎部６１の中央孔６４に挿通している。第１顎部６１は、その大径部側の端面が段差５４に当接した状態で位置決めされている。これにより、可動コア４０と第１顎部６１との間の距離Ａが正確に設定される。
【００５４】
第１顎部６１は、中央孔６４の内壁から径外方向へ環状に凹む溝部６５を有する。そして、第１顎部６１と小径部５３とは、図１２の一点鎖線Ｗで示すように、ニードル５０の軸方向小径部側の端面から溝部６５まで溶接される。この溶接により、ニードル５０の軸方向小径部側の端面から溝部６５に亘り溶接シームが形成される。
【００５５】
第１顎部６１は、可動コア４０の凹部４１の底側の端面に、径方向に延びる燃料溝６６を有する。また、ニードル５０は、大径部５２の径外方向の外壁に第１顎部６１から第２顎部６２まで延びる燃料溝５６を有する。
可動コア４０が固定コア側へ移動するとき、第１顎部６１と可動コア４０との間の燃料が燃料溝５６、６６を通り第２顎部側へ流れる。一方、可動コア４０が吸入弁側へ移動するとき、可動コア４０よりも第２顎部側の燃料が燃料溝５６、６６を通り第１顎部６１と可動コア４０との間へ流れる。したがって、リンギング力が抑制でき、可動コア４０が固定コア側または吸入弁側へ速やかに移動することが可能になる。
【００５６】
可動コア４０の凹部４１の第１顎部側の端面４４は、第１顎部側に凸状の曲面に形成されている。これにより、可動コア４０と第１顎部６１とが当接する面積が小さくなる。よって、第１顎部６１と可動コア４０とが離間するときに生じるリンキング力が抑制される。
ニードル５０は、可動コア４０とフランジ８０との間で径内方向に環状に凹む環状溝５７を有する。第２顎部６２は、Ｃ型に形成され、そのＣ型の開口６７側からニードル５０の環状溝５７に嵌め込まれている。これにより、ニードル５０と第２顎部６２とが確実に位置決めされる。
【００５７】
第４実施形態では、ニードル５０に対し、第１顎部６１と第２顎部６２が正確に位置決めされることで、可動コア４０と第１顎部６１との間の距離Ａが正確に設定される。このため、可動コア４０と第１顎部６１との衝突力によりニードル５０の閉弁速度を速くし、可動コア４０と第２顎部６２との衝突力によりニードル５０の開弁速度を速くすることができる。
第４実施形態では、溶接シームがニードル５０の端面から溝部６５に亘り形成されるので、溶接シームの大径部側に切り欠きのような微小隙間が形成されることがない。このため、高圧ポンプ１０の作動時、第１顎部６１とニードル５０の接合箇所に作用する繰り返し応力が溶接シームに応力集中することなく、溶接強度を高めることができる。
【００５８】
第４実施形態では、ニードル５０及び第１顎部６１の燃料溝５６、６６を通り、可動コア４０の第１顎部側と第２顎部側とを燃料が流れる。これにより、リンギング力が抑制でき、可動コア４０が固定コア側または吸入弁側へ速やかに移動することが可能になる。したがって、コイル７１に供給する電流量を低減することができる。
また、可動コア４０の移動速度を速くすることで、第１顎部６１と可動コア４０との衝突力、および第２顎部６２と可動コア４０との衝突力が大きくなる。したがって、吸入弁３５の開弁速度および閉弁速度を速くすることができる。
また、ニードル５０と第１顎部６１に燃料溝５６、６６を設け、可動コア４０の形状を維持することで、磁気回路が小さくなることなく、固定コア７２と可動コア４０との磁気吸引力を維持することができる。
【００５９】
第４実施形態では、可動コア４０の凹部４１の第１顎部側の曲面によって第１顎部６１と可動コア４０とが離間するときに生じるリンキング力が抑制されるので、可動コア４０の移動速度を速くすることが可能になる。したがって、第１顎部６１と可動コア４０との衝突力、および第２顎部６２と可動コア４０との衝突力を大きくすることができる。
第４実施形態では、Ｃ型に形成された第２顎部６２をニードル５０の環状溝５７に嵌め込むことで、ニードル５０に第２顎部６２を容易に取り付けることができる。
【００６０】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による高圧ポンプ１０を図１４に示す。
第５実施形態では、可動コア４０は、軸孔４２の内壁に第１顎部側から第２顎部側まで延びる第２燃料溝４６を有する。可動コア４０の第２燃料溝４６を通り、可動コア４０の第１顎部側と第２顎部側とを燃料が流れる。これにより、リンギング力が抑制でき、可動コア４０が固定コア側または吸入弁側へ速やかに移動することが可能になる。したがって、コイル７１に供給する電流量を低減することができる。また、吸入弁３５の開弁速度および閉弁速度を速くすることができる。
【００６１】
第１顎部６１の吸入弁側の端面６８は、可動コア側に凸状の曲面に形成されている。これにより、可動コア４０と第１顎部６１とが当接する面積が小さくなり、第１顎部６１と可動コア４０とが離間するときに生じるリンキング力が抑制される。このため、可動コア４０の移動速度を速くすることが可能になる。したがって、第１顎部６１と可動コア４０との衝突力、および第２顎部６２と可動コア４０との衝突力を大きくすることができる。
【００６２】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による高圧ポンプ１０を図１５に示す。
第６実施形態では、第１スプリング２１は、一端が固定コア７２の収容部７３の底に係止され、他端が可動コア４０の凹部４１の底に係止されている。第１顎部６１は、その外径が第１スプリング２１の内径よりも小さく形成されている。第２顎部は、ニードル５０弁の可動コア４０よりもフランジ側に設けられた段差６９として構成されている。
第６実施形態においても、上述した複数の実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００６３】
（他の実施形態）
上述した第１実施形態では、吸入行程の初期にコイルに通電し、可動コアと第２顎部とが離間した状態でコイルへの通電を停止した。これに対し、他の実施形態では、吐出行程の後期、または、吐出行程の後期から吸入行程の初期にコイルに通電し、可動コアと第２顎部とが離間した状態でコイルへの通電を停止してもよい。
上述した第４実施形態では、可動コアの第１顎部側の端面を第１顎部側に凸状の曲面に形成した。これに対し、他の実施形態では、可動コアの第１顎部側の端面を第２顎部側に凹状の曲面に形成してもよい。
また、上述した第５実施形態では、第１顎部の可動コア側の端面は、可動コア側に凸状の曲面に形成した。これに対し、他の実施形態では、第１顎部の可動コア側の端面は、固定コア側に凹状の曲面に形成してもよい。
上述した実施形態では、コイルに通電していないとき吸入弁が開弁するノーマリーオープン弁について説明した。これに対し、本発明は、コイルに通電していないとき吸入弁が閉弁するノーマリークローズ弁に適用してもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００６４】
５    ・・・電子制御装置（ＥＣＵ）
１０  ・・・高圧ポンプ
１１  ・・・ポンプボディ
１３  ・・・プランジャ
２１  ・・・第１スプリング（付勢手段）
３４  ・・・弁座
３５  ・・・吸入弁
４０  ・・・可動コア
５０  ・・・ニードル
６１  ・・・第１顎部
６２  ・・・第２顎部
７１  ・・・コイル
７２  ・・・固定コア
１００・・・供給通路
１１４・・・吐出通路
１２１・・・加圧室
【図１】
0005724661.tif 000002
【図２】
0005724661.tif 000003
【図３】
0005724661.tif 000004
【図４】
0005724661.tif 000005
【図５】
0005724661.tif 000006
【図６】
0005724661.tif 000007
【図７】
0005724661.tif 000008
【図８】
0005724661.tif 000009
【図９】
0005724661.tif 000010
【図１０】
0005724661.tif 000011
【図１１】
0005724661.tif 000012
【図１２】
0005724661.tif 000013
【図１３】
0005724661.tif 000014
【図１４】
0005724661.tif 000015
【図１５】
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