(57)【要約】【課題】流体流量を精度良く調量することができる流量制御用の電磁弁を提供する。【解決手段】可変吐出量高圧ポンプＰにおいて、フィードポンプＰ１から供給される低圧燃料は、電磁弁６、低圧流路１７，１８，１９等を経由して圧力室４ａに吸入される。圧力室４ａに吸入された燃料はプランジャ３ａの往復動に伴い圧縮されてコモンレールに送出される。電磁弁６は、弁体６３に連通流路７１を設けてその一端（図の左端）を流体吸入部とすると共に、連通流路７１と弁体外周とを結ぶ流路６６，６７を設けてその流路６６，６７を流体排出部とする。この場合、弁体６３の径方向に燃料圧力が作用して弁体６３とバルブケース６ｃとの間の摺動抵抗が大きくなるといった不具合が回避され、弁体６３に作用する力のバランスが良好に保たれる。【選択図】　　　　図２
2004003666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルの通電に伴いケース部材内を摺動する弁体を有し、該弁体の移動量に応じて流体流量を比例制御する流量制御用の電磁弁において、
前記弁体にはその移動方向に延びる中空通路を設けて弁体の先端部に位置する中空通路の一端を流体吸入部とすると共に、前記中空通路と弁体外周とを結ぶ流路を設けてその流路を流体排出部とし、前記弁体が移動すると該流体排出部としての流路がケース部材により開放又は閉鎖されることを特徴とする流量制御用の電磁弁。
【請求項２】
前記弁体を開放又は閉鎖の方向に付勢するためのスプリングと、該スプリングを収容するスプリング室とを備え、前記中空通路は流体吸入部の反対側が前記スプリング室に連通されてなる請求項１に記載の流量制御用の電磁弁。
【請求項３】
前記ケース部材には前記流体排出部としての流路に対向する連通部が形成され、該連通部が弁体の移動方向に延びるスリットからなる請求項１又は請求項２に記載の流量制御用の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁体リフト量に応じて流体流量を比例制御するための流量制御用の電磁弁に係り、例えば高圧燃料ポンプの燃料量を調量するための電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば図８に示す構成のＯＮ／ＯＦＦ式電磁弁が具体化されている。図８の電磁弁において、バルブケース８１のシリンダ８２内には棒状の弁体８３が摺動可能に収容されている。バルブケース８１には流体通路８４，８５が設けられ、弁体８３には縮径部８６が設けられる。
【０００３】
弁体８３は、図示しないスプリングにより常に図の左方向に付勢され、コイル８８の非通電時には鍔部８７がバルブケース８１に当接する位置で保持される。つまり、コイル非通電時には流体通路８４が閉鎖され、電磁弁が閉弁状態となる。そして、コイル８８が通電されると、図示しないスプリングの付勢力に抗して弁体８３が図の右方へ移動し、弁体８３の縮経部８６を介して流体通路８４，８５が連通される。これにより、電磁弁が開弁状態となり、図のＸ側からＹ側への流体の流れが許容される。
【０００４】
また一方で、前記電磁弁を用いて流体流量をリニアに調量したいという要望がある。この場合、電流値に応じて弁体リフト量が調節可能なリニアソレノイド（比例電磁）弁を用い、弁体リフト量を変えることで流路面積を変更する。高圧燃料ポンプによる燃料圧送量を精密に制御する場合には、こうした電磁弁の流路面積制御が不可欠であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記図８の構成では、電磁弁が全開状態にある時、流体通路８４を通過する流体はそのまま弁体８３の縮経部８６を通って流体通路８５側に流れる。これに対して、電磁弁が中間開度或いは全閉状態にある時（図示の状態にある時）、流体通路８４内の流体の圧力が弁体８３の外周面に作用し、弁体８３の径方向（図の下方）に同弁体８３が押圧される。それにより、弁体８３とシリンダ８２との間の摺動抵抗が大きくなり、弁体８３の作動不良が誘発される。この場合、電磁弁の弁体リフト量を可変に制御して流体流量をリニアに調量したいという要望に対して、弁体の作動不良が原因で調量精度が低下するという問題を生ずる。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、流体流量を精度良く調量することができる流量制御用の電磁弁を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
要するに、弁体の移動量に応じて流体流量を比例制御する流量制御用の電磁弁では、閉弁方向又は開弁方向に弁体に作用する力のバランスにより流体流量が決まり、そのバランスを良好に保つことで調量精度が確保できる。
【０００８】
そこで、請求項１に記載の電磁弁では、弁体にはその移動方向に延びる中空通路を設けて弁体の先端部に位置する中空通路の一端を流体吸入部とすると共に、前記中空通路と弁体外周とを結ぶ流路を設けてその流路を流体排出部とし、前記弁体が移動すると該流体排出部としての流路がケース部材により開放又は閉鎖される。上記構成によれば、流体吸入部から弁体の移動方向に沿って流体が吸入されると共に、中空通路を経由して流体排出部から燃料が排出されるため、弁体の径方向（移動方向に直交する方向）に流体圧力が作用して弁体とケース部材との間の摺動抵抗が大きくなるといった不具合が回避され、ひいては弁体に作用する力のバランスが良好に保たれる。その結果、弁体の作動不良を解消し、流体流量を精度良く調量することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、前記弁体を開放又は閉鎖の方向に付勢するためのスプリングと、該スプリングを収容するスプリング室とを備え、前記中空通路は流体吸入部の反対側が前記スプリング室に連通されてなる。この場合、弁体にはその移動方向に力が作用することがなく、安定した作動が可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、前記ケース部材には前記流体排出部としての流路に対向する連通部が形成され、該連通部が弁体の移動方向に延びるスリットからなる。この場合、弁体の移動量に応じてスリットの開口面積がリニアに変わり、流体流量の細かな調量が容易に実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、この発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１２】
先ずは図１を用いて、本実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射装置の概要を説明する。図１において、多気筒ディーゼルエンジン（以下、エンジンＥという）には各気筒の燃焼室に対応する複数の電磁燃料噴射弁Ｉが配設され、これら電磁燃料噴射弁Ｉは各気筒共通のコモンレールＲに接続されている。コモンレールＲには、高圧流路である供給配管Ｒ１及び吐出弁Ｂを介して可変吐出量高圧ポンプＰが接続され、可変吐出量高圧ポンプＰの駆動に伴い燃料噴射圧に相当する高い所定圧の燃料が連続的に蓄圧される。可変吐出量高圧ポンプＰには、フィードポンプＰ１を経由して燃料タンクＴから低圧燃料が吸入され、同ポンプＰは低圧燃料を高圧化してコモンレールＲに対して圧送する。コモンレールＲの圧力は、エンジンＥの運転状態によって異なるが、約２００〜１６００気圧（約２０〜１６０ＭＰａ）となっている。
【００１３】
可変吐出量高圧ポンプＰの詳細な構成については後述するが、同ポンプＰは３つの圧力室を有する３系統圧送ポンプとなっている。また、可変吐出量高圧ポンプＰにはその燃料吸入部において、燃料吐出量を制御するための吐出制御装置Ｐ２が設けられている。吐出制御装置Ｐ２はリニアソレノイドにて燃料量を任意に調量可能な電磁弁を有し、前記３系統圧送の燃料吐出量を１つの電磁弁にて制御できるように構成されている。
【００１４】
コモンレールＲには、その内部の燃料圧力（コモンレール圧）を検出するための圧力センサＳ１が配設されている。電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ４０という）は、圧力センサＳ１により検出される実際のコモンレール圧が負荷や回転数に基づいて設定される最適値となるように可変吐出量高圧ポンプＰの吐出量を決定し、それに応じた信号を吐出制御装置Ｐ２に出力する。
【００１５】
ＥＣＵ４０には、回転角センサＳ２や負荷センサ（例えばスロットル開度センサ）Ｓ３より回転角や負荷等のエンジン運転情報が入力される。またその他にも、ＥＣＵ４０には、エンジン冷却水温を検出する冷却水温センサＳ４、吸気温を検出する吸気温センサＳ５及び吸気圧を検出する吸気圧センサＳ６が接続されており、各センサの検出信号がＥＣＵ４０に随時入力される。ＥＣＵ４０は、これら各センサの検出信号によるエンジン運転状態に基づいて最適な噴射時期及び噴射量（噴射期間）を決定し、それに応じた制御信号を電磁燃料噴射弁Ｉに出力する。これにより、電磁燃料噴射弁ＩからエンジンＥの各燃焼室への燃料噴射が制御される。
【００１６】
次に、可変吐出量高圧ポンプＰの詳細な構成について図２〜図５を用いて説明する。ここで、図２は可変吐出量高圧ポンプＰの全体を示す断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は前記図１の吐出制御装置Ｐ２に相当する電磁弁６の構成を示す断面図、図５は燃料圧送部の構成を拡大して示す断面図である。
【００１７】
図２において、可変吐出量高圧ポンプＰはポンプハウジング１ａ，１ｂを有し、これらポンプハウジング１ａ，１ｂにそれぞれ設けられた２つの滑り軸受け（フリクションベアリング）１１，１２によりドライブシャフト１０が回転自在に支持されている。ドライブシャフト１０は、例えばエンジンＥが４気筒の場合に同エンジンＥの４／３の回転と同期して回転駆動される。ドライブシャフト１０は２つの滑り軸受け１１，１２の間に偏心部１３を有しており、偏心部１３はドライブシャフト１０の中心軸Ｑ１に対して距離ｕだけ偏心している。偏心部１３の外周には滑り軸受け（フリクションベアリング）１４が設けられており、偏心部１３はその外周に配設される偏心カム１５に対し回転自在となっている。
【００１８】
また、図３において、偏心カム１５は、外周面に３つの平坦部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを有する略多角形状に構成されている。３つの平坦部１５ａ〜１５ｃの外方にそれぞれ配されるボディ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ内には、それぞれシリンダ２ａ，２ｂ，２ｃが形成され、各シリンダ２ａ〜２ｃにはプランジャ３ａ，３ｂ，３ｃが摺動自在に配設されている。圧力室４ａ，４ｂ，４ｃの各々は、シリンダ２ａ〜２ｃの内壁面とプランジャ３ａ〜３ｃの端面により区画形成されている。
【００１９】
３つの平坦部１５ａ〜１５ｃは、任意の２つのなす角度αが６０度となるように、且つそれぞれシリンダ２ａ〜２ｃの中心軸に対して垂直になるように形成されている。また、３つのシリンダ２ａ〜２ｃは互いの中心軸が１２０度の角度間隔となるように配置されている。
【００２０】
従って、ドライブシャフト１０の回転に伴い偏心部１３が回転すると、偏心カム１５の中心Ｑ２が、ドライブシャフト１０の中心軸Ｑ１を中心とする半径「ｕ」の円形経路（図中に破線で示す経路）に沿って回転する。すると、偏心カム１５の各平坦部１５ａ〜１５ｃが中心Ｑ２の移動に伴い平行に動作し、プランジャ３ａ〜３ｃがシリンダ２ａ〜２ｃ内を往復摺動する。これに伴い、圧力室４ａ〜４ｃ内の低圧燃料が順次圧縮され高圧燃料となる。
【００２１】
圧力室４ａ〜４ｃ内への低圧燃料の供給経路について図２を用いて説明する。図中、ポンプハウジング１ｂの下端部には電磁弁６が設置され、電磁弁６先端部には燃料溜まり室１６が設けられている。燃料タンクＴ内の燃料は、フィードポンプＰ１によって約１５気圧に加圧され、低圧流路Ｌを通して燃料溜まり室１６に送出される。電磁弁６は、ハウジング６ａ外周に設けたフランジ６ｂに図示しないボルトを挿通することによってポンプハウジング１ｂに固定されている。また、電磁弁６の周囲には環状の低圧燃料室２０が設けられ、この低圧燃料室２０は低圧流路１７に連通している。
【００２２】
電磁弁６は、図４（ａ）の如く、コイル６１を内蔵するハウジング６ａと、その左端に嵌装固定されるバルブケース６ｃとを有し、バルブケース６ｃに設けられたシリンダ６２内に、スプールたる弁体６３を摺動可能に保持している。バルブケース６ｃには、流路６４とこれよりも流路断面積の小さな流路６５とが形成されており、この流路６４，６５によりシリンダ６２と図２の低圧燃料室２０とが連通される。図４（ｂ）に示されるように、流路６４は円筒状に設けられるのに対し、流路６５は弁体６３の移動方向（図の左右方向）に長い等幅のスリットとして設けられている。
【００２３】
弁体６３にはその軸方向に延びる連通流路７１が形成されると共に、弁体６３の内外を連通する流路６６，６７が形成されている。外側の流路６６は、バルブケース６ｃの流路６５と位置合わせされつつ環状に設けられる。また、弁体６３には鍔状に拡径部７２が形成されており、弁体６３は、拡径部７２がバルブケース６ｃに当接する位置とシム７３に当接する位置とによりその移動範囲が規定される。
【００２４】
連通流路７１は図の左右方向に貫通し、その左端は図２の燃料溜まり室１６に開口し、右端はスプリング６９を収容するためのスプリング室６ｄに開口している。つまり、弁体６３はその摺動方向（左右方向）に燃料圧力が作用しないように構成され、弁体６３の安定した作動が可能となる。なお本実施の形態では、連通流路７１の左端が「流体吸入部」に相当し、流路６６，６７が「流体排出部」に相当する。
【００２５】
弁体６３の右端部にはアーマチャ７０が圧入固定されており、このアーマチャ７０は、コイル６１と同軸に配設されたステータ６８に一定の間隔で対向している。アーマチャ７０と一体化された弁体６３は、スプリング室６ｄ内のスプリング６９により図の左方に付勢されており、コイル６１を通電していない図示の状態では連通流路７１と低圧燃料室２０（図２参照）とが遮断される。
【００２６】
ステータ６８は、アーマチャ７０に近づくほどそれに対向する部位の断面積が小さくなるテーパ部６８ａを有し、弁体６３の変位位置はコイル６１への通電量により決定される。すなわち、電磁弁６はリニアソレノイド弁（比例電磁弁）として構成される。よって、コイル６１を通電すると、弁体６３が図の右方に変位して流路６４〜６７を介して連通流路７１と低圧燃料室２０（図２参照）とが連通し、通電量を増加すると、通電量に応じて連通部の開口面積（弁体６３のリフト量）が増加する。弁体６３のリフト量を調整することによる、こうした流路面積制御は、ＥＣＵ４０によるデューティ制御にて実現される。因みに、電磁弁６を常閉弁として構成することで、例えばコイル破損時に燃料の圧送が行われないようにする効果がある。
【００２７】
弁体６３の連通流路７１は、図２に示されるように、ポンプハウジング１ｂに設けられた低圧流路１７を通して、ポンプハウジング１ａに設けられた環状の低圧流路１８に連通している。環状の低圧流路１８はポンプハウジング１ｂに設けられた低圧流路１９に連通し、さらに、流路２４，２５を通してプランジャ３ａ上部の圧力室４ａに連通している。また、弁体６３の連通流路７１は、図示しない低圧流路を介して他の圧力室４ｂ，４ｃにも連通している。
【００２８】
ここで図５に示されるように、ポンプハウジング１ｂの上部には、カバー部材２２と流路形成部材２３との一体物が図示しないボルトによって固定されており、ボディ２１ａの上面は流路形成部材２３の下面に密着している。流路２４，２５はそれぞれカバー部材２２及び流路形成部材２３に形成されている。
【００２９】
圧力室４ａには、逆止弁として機能するプレート５ａが配設されている。プレート５ａには、流路２５に対向しない位置に複数個の貫通穴５１ａが形成されている。また、カバー部材２２及び流路形成部材２３には高圧流路２７，２８が形成され、高圧流路２７には逆止弁として機能するボール２９が配設されている。ここで、ボール２９は前記図１における吐出弁Ｂに相当する。すなわち、本実施の形態の可変吐出量高圧ポンプＰにおいては、吐出弁Ｂが３個設置されていることになる。
【００３０】
偏心カム１５の平坦部１５ａとプランジャ３ａとの間には、パッド３１ａが介設されている。パッド３１ａはハウジング１ｂの内周面に沿って延びる円筒状をなし、ハウジング１ｂ内に摺動自在に支持されている。パッド３１ａとボディ２１ａとの間にはスプリング３２ａが配設され、その付勢力によりパッド３１ａを偏心カム１５の平坦部１５ａに当接せしめている。それ故、偏心カム１５が偏心して動作する際、パッド３１ａは平坦部１５ａと一体的に図の上下方向に往復動する。
【００３１】
ここで図２において、コイル６１の通電に伴い電磁弁６の弁体６３が開弁位置に移動すると、燃料溜まり室１６と低圧燃料室２０とが連通される。そして、ドライブシャフト１０の回転により偏心カム１５が下降を開始すると、スプリング３２ａの付勢力によりパッド３１ａも下降する。このとき、燃料溜まり室１６内の約１５気圧の低圧燃料は、連通流路７１、低圧燃料室２０、低圧流路１７〜１９、流路２４，２５及びプレート５ａの貫通穴５１ａを経由して圧力室４ａに流入し、プランジャ３ａを下降させる。
【００３２】
圧力室４ａへの燃料流入量は弁体リフト量により決まり、所望の燃料量が圧力室４ａ内に流入すると、その時点でプランジャ３ａとパッド３１ａとが離れる。そのため、圧力室４ａ内でのキャビテーションの発生が抑制される。
【００３３】
そして、コイル６１への通電遮断により弁体６３が閉弁位置に戻ると、圧力室４ａへの低圧燃料の供給が停止される。ドライブシャフト１０の回転により偏心カム１５が上昇に転じると、スプリング３２ａの付勢力に抗してパッド３１ａも上昇する。パッド３１ａとプランジャ３ａとが当接した後は、圧力室４ａの圧力が高くなり、プレート５ａは流路形成部材２３の下面に密着する。かくして、流路２５と圧力室４ａとの連通が遮断される。その後、圧力室４ａの容積の減少に伴い更に圧力が上昇して所定の圧力となると、ボール２９が開弁位置に移動し、圧力室４ａ内の高圧燃料は高圧流路２７，２８を通ってコモンレールＲに給送される。
【００３４】
因みに、燃料溜まり室１６内の低圧燃料が弁体６３側の連通流路７１及び流路６６，６７を経てバルブケース６ｃ側の流路６５に流れる際、流路６５，６６間が絞りになるために流路６５内の燃料圧は低くなり、弁体６３の外周面に作用する燃料圧は小さい。そのため、弁体６３とバルブケース６ｃとの摺動抵抗は小さく、弁体６３の滑らかな動作が確保される。
【００３５】
以上、圧力室４ａの周辺を中心とした説明をしたが、他の圧力室４ｂ，４ｃの周辺も同様の構成を有する。すなわち、図３に示されるように、偏心カム１５の平坦部１５ｂ，１５ｃとプランジャ３ｂ，３ｃの間にもパッド３１ｂ，３１ｃがそれぞれ介設され、パッド３１ｂ，３１ｃはスプリング３２ｂ，３２ｃの付勢力により平坦部１５ｂ，１５ｃに当接している。プランジャ３ａ〜３ｃは、いずれもパッド３１ａ〜３１ｃとは独立に設けられ、スプリング３２ａ〜３２ｃの付勢力は作用しないようになっている。
【００３６】
次に、可変吐出量高圧ポンプＰの動作を図６のタイムチャートを用いて説明する。図６は、電磁弁６のオン／オフ（通電／非通電）、並びに可変吐出量高圧ポンプＰの３つの平坦部１５ａ〜１５ｃ及びプランジャ３ａ〜３ｃの推移を示すタイムチャートである。図中、各々の平坦部１５ａ〜１５ｃの軌跡を実線で示し、プランジャ３ａ〜３ｃの軌跡を一点鎖線で示す。
【００３７】
なお本実施の形態では、電磁弁６への通電デューティ比を調整して弁体リフト量（流路面積）が制御されると共に、可変吐出量高圧ポンプＰによる１回の燃料圧送毎に電磁弁６の開弁時間が制御される。つまり、図６中、電磁弁６がオンとなる通電時間Ｔ１により同電磁弁６の開弁時間が制御され、この期間内では通電デューティ比により決まる平均電流により流路面積が制御される。これにより、電磁弁６に対して「流路面積＆開弁時間制御」が実施されるようになっている。
【００３８】
詳細には図６において、１２０度毎の燃料圧送に合わせて電磁弁６がオン／オフされる。例えばプランジャ３ａが略上死点に達する時刻ｔ１１で、電磁弁６がオン（開弁）される。このとき、単位時間当たりの燃料吸入量は電磁弁６の通電デューティ比により決定され、その通電デューティ比に相当する開口面積分だけプランジャ３ａが下動する。時刻ｔ１１〜ｔ１２では、通電時間Ｔ１だけ電磁弁６の流路面積＆開弁時間制御が行われ、その制御に伴い３つの圧力室４ａ〜３ｃにそれぞれ低圧燃料が吸入される。
【００３９】
時刻ｔ１２では電磁弁６がオフ（閉弁）され、時刻ｔ１２〜ｔ１３では例えば圧力室４ａ内の圧力が一定に保持される。それにより、プランジャ３ａの位置が保持される。
【００４０】
その後、プランジャ３ｂが略上死点に達する時刻ｔ１３や、プランジャ３ｃが略上死点に達する時刻ｔ１４でも同様に、通電時間Ｔ１だけ電磁弁６がオンされる。そして、電磁弁６の流路面積＆開弁時間制御が各々で行われ、圧力室４ａ〜４ｃにそれぞれ低圧燃料が吸入される。
【００４１】
また、時刻ｔ１５では、平坦部１５ａの上動に伴いプランジャ３ａが当該平坦部１５ａ（実際には、パッド３１ａ）に当接し、プランジャ３ａが下動から上動に転じる。これにより、圧力室４ａ内の燃料が圧縮され始め、その燃料圧力が前記図１の吐出弁Ｂ（図５のボール２９）の開弁圧に達すると、圧力室４ａ内の燃料がコモンレールＲに吐出される。
【００４２】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
【００４３】
（ａ）本実施の形態の電磁弁６では、弁体６３に連通流路７１を設けてその一端を流体吸入部とすると共に、連通流路７１と弁体外周とを結ぶ流路６６，６７を設けてその流路６６，６７を流体排出部とした。この場合、弁体６３の径方向に燃料圧力が作用して弁体６３とバルブケース６ｃとの間の摺動抵抗が大きくなるといった不具合が回避され、ひいては弁体６３に作用する力のバランスが良好に保たれる。その結果、弁体６３の作動不良を解消し、燃料流量を精度良く調量することができる。
【００４４】
（ｂ）連通流路７１は流体吸入部の反対側がスプリング室６ｄに連通される。従って、弁体６３にはその移動方向に燃料圧力が作用することがなく、同弁体６３の安定動作が保証される。また、弁体６３の安定動作を実現するための対策として、体格の大型化やコイル通電電力の増大化が強いられることもなく、簡易構成の電磁弁６を採用することができる。
【００４５】
（ｃ）バルブケース６ｃには流路６４，６５を設け、このうち内側の流路６５を弁体６３の移動方向に延びる等幅のスリットとした。従って、弁体リフト量に応じて流路６５（スリット）の開口面積がリニアに変わり、燃料流量の細かな調量が容易に実現できる。
【００４６】
（ｄ）可変吐出量高圧ポンプＰにおいては、燃料圧送部ではなく燃料吸入部に電磁弁６が設けられる。この場合、電磁弁６の開閉動作に際し、弁体６３に高圧燃料が作用することはなく、高圧燃料を受けて弁体６３が不用意に動作（閉弁又は開弁）するなどの問題が回避できる。従って、可変吐出量高圧ポンプＰによる燃料吐出量の制御を精度良く実施することが可能となる。
【００４７】
（ｅ）可変吐出量高圧ポンプＰにおいて、電磁弁６と圧力室４ａ〜４ｃとの間に逆止弁（プレート５ａ）を設け、圧力室への低圧燃料の吸入時には圧力室と電磁弁６との間を連通すると共に、圧力室に吸入された低圧燃料の加圧開始時から燃料の圧送終了時までの間には圧力室と電磁弁６との間を遮断するようにした。これにより、低圧燃料の吸入量制御が簡易的な構成で実現できる。
【００４８】
（ｆ）本実施の形態における可変吐出量高圧ポンプＰは３つの圧力室４ａ〜４ｃを有し、燃料吐出量が少ない時、電磁弁６により流量制御された低圧燃料は２つ以上の圧力室に同時に供給されるが、上記の通り燃料流量が精度良く調量されることで、コモンレールＲに対する高圧燃料の吐出量も精度良く制御できる。
【００４９】
（ｇ）電磁弁６の流路面積＆開弁時間制御によりコモンレールＲへの燃料圧送量を制御することとしたため、比較的低回転域で細かな調量精度が要求される場合にも、燃料調量の分解能を上げ、要求精度に応じた燃料量制御が実現できる。この場合、エンジン低回転域での調量精度が低下するといった問題が解消され、如何なるエンジン運転状態にあっても高精度な流量制御が実現できる。
【００５０】
なお、本発明の実施の形態は、上記以外に次の形態にて具体化できる。本発明の電磁弁６を図７に示す可変吐出量高圧ポンプＰに適用する。前記図２との相違点として、図７の構成ではプランジャ３ａにプレート４１が組み付けられ、ボディ２１ａとプレート４１との間にスプリング３２ａが配設されている。この場合、スプリング３２ａの付勢力によりプランジャ３ａは偏心カム１５に当接する方向に常に付勢される。上記構成では、プランジャ３ａの動きが前記図２の構成と異なるものの、既述の通り燃料流量を精度良く調量する等の優れた効果が得られる。
【００５１】
上記実施の形態では、電磁弁６（吐出制御装置Ｐ２）を可変吐出量高圧ポンプＰの燃料吸入部に設けたが、電磁弁６を同ポンプＰの燃料吐出部（高圧流路２７，２８）に設けてもよい。この場合、電磁弁６には高圧燃料が作用し、そのために弁体６３の動作が不安定になることも考えられるが、上記各実施の形態と同様に、流路面積＆開弁時間制御を適宜実施することで、エンジン運転状態に関係なく燃料吐出量を高精度に制御できる。
【００５２】
上記実施の形態では、図４（ｂ）に示されるように、流路６５を弁体６３の軸方向（左右方向）に長い等幅のスリットとしたが、三角形状にする等、その形状を変更してもよい。要は、流路面積が制御できて流体流量の細かな調量が実現できるものであればよい。或いは、スリット自体を廃する等して流路６４，６５を段差のない一つの流路で構成してもよい。
【００５３】
可変吐出量高圧ポンプＰの構成（図２の構成）を変更する。例えば燃料を高圧化するための複数のプランジャをドライブシャフトに沿って直列に配置し、そのプランジャの往復動により燃料を圧送するポンプでもよい。また、燃料を加圧するための圧力室は任意の数だけ設ければよく、３つ以外の複数個設ける構成や、１つだけ設ける構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】コモンレール式燃料噴射装置の概要を示す全体構成図。
【図２】可変吐出量高圧ポンプの全体構成を示す断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】電磁弁の構成を拡大して示す断面図。
【図５】燃料圧送部の構成を拡大して示す断面図。
【図６】可変吐出量高圧ポンプの流路面積＆開弁時間制御の概要を示すタイムチャート。
【図７】他の実施の形態において、可変吐出量高圧ポンプの全体構成を示す断面図。
【図８】従来技術において、電磁弁の構成を示す断面図。
【符号の説明】
Ｐ…可変吐出量高圧ポンプ、
Ｐ２…吐出制御装置、
Ｒ…コモンレール、
６…電磁弁、
６ｃ…ケース部材としてのバルブケース、
６ｄ…スプリング室、
６１…コイル、
６３…弁体、
６４〜６７…流路、
６９…スプリング、
７１…中空通路としての連通流路。
【図１】
2004003666.tif 000003
【図２】
2004003666.tif 000004
【図３】
2004003666.tif 000005
【図４】
2004003666.tif 000006
【図５】
2004003666.tif 000007
【図６】
2004003666.tif 000008
【図７】
2004003666.tif 000009
【図８】
2004003666.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月16日(2003.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変吐出量高圧ポンプの燃料吸入部に設けられ、コイルの通電に伴いケース部材内を摺動する弁体を有し、前記燃料吸入部において、燃料を吸入して弁体の移動量に応じて前記可変吐出量高圧ポンプの燃料吐出量を比例制御する流量制御用の電磁弁において、
前記弁体にはその移動方向に延びる中空通路を設けて、前記ケース部材の一端部を流体吸入部とすると共に、前記中空通路と弁体外周とを結ぶ流路を設けてその流路を流体排出部とし、前記弁体が移動すると該流体排出部としての流路がケース部材により開放又は閉鎖されることを特徴とする流量制御用の電磁弁。
【請求項２】
前記弁体を開放又は閉鎖の方向に付勢するためのスプリングと、該スプリングを収容するスプリング室とを備え、前記中空通路は流体吸入部の反対側が前記スプリング室に連通されてなる請求項１に記載の流量制御用の電磁弁。
【請求項３】
前記ケース部材には前記流体排出部としての流路に対向する連通部が形成され、該連通部が弁体の移動方向に延びるスリットからなる請求項１又は請求項２に記載の流量制御用の電磁弁。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の流量制御用の電磁弁を燃料吸入部に設け、燃料を加圧するための複数の圧力室を有し、前記電磁弁の中空通路が前記流体排出部としての流路を介して２つ以上の各圧力室に連通されることを特徴とする可変吐出量高圧ポンプ。
【請求項５】
前記電磁弁と各圧力室との間には、各圧力室に吸入された燃料の加圧開始時から燃料の圧送終了時までの間、各圧力室と電磁弁との間を遮断する逆止弁を設けた請求項４に記載の可変吐出量高圧ポンプ。
【請求項６】
前記各圧力室において加圧されてから吐出される燃料の吐出量が少ない時、電磁弁により流量制御された燃料を該各圧力室に同時に供給する請求項４又は５項に記載の可変吐出量高圧ポンプ。
【請求項７】
前記電磁弁の流路面積制御及び開弁時間制御により、前記各圧力室において加圧されて吐出される燃料の吐出量を制御する請求項４〜請求項６のうちいずれか一項に記載の可変吐出量高圧ポンプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁体リフト量に応じて可変吐出量高圧ポンプの燃料吐出量を比例制御するための流量制御用の電磁弁及び該流量制御用の電磁弁を燃料吸入部に設けた可変吐出量高圧ポンプに関する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、可変吐出量高圧ポンプの燃料吐出量を精度良く調量することができる流量制御用の電磁弁を提供することである。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
要するに、弁体の移動量に応じて可変吐出量高圧ポンプの燃料吐出量を比例制御する流量制御用の電磁弁及び該流量制御用の電磁弁を燃料吸入部に設けた可変吐出量高圧ポンプでは、閉弁方向又は開弁方向に弁体に作用する力のバランスにより流体流量が決まり、そのバランスを良好に保つことで調量精度が確保できる。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
そこで、請求項１に記載の電磁弁では、弁体にはその移動方向に延びる中空通路を設けて、前記ケース部材の一端部を流体吸入部とすると共に、前記中空通路と弁体外周とを結ぶ流路を設けてその流路を流体排出部とし、前記弁体が移動すると該流体排出部としての流路がケース部材により開放又は閉鎖される。上記構成によれば、流体吸入部から弁体の移動方向に沿って流体が吸入されると共に、中空通路を経由して流体排出部から燃料が排出されるため、弁体の径方向（移動方向に直交する方向）に流体圧力が作用して弁体とケース部材との間の摺動抵抗が大きくなるといった不具合が回避され、ひいては弁体に作用する力のバランスが良好に保たれる。その結果、可変吐出量高圧ポンプの燃料吐出量を精度良く調量することができる。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項３に記載の発明では、前記ケース部材には前記流体排出部としての流路に対向する通路部が形成され、該連通部が弁体の移動方向に延びるスリットからなる。この場合、弁体の移動量に応じてスリットの開口面積がリニアに変わり、可変吐出量高圧ポンプの燃料吐出量の細かな調量が容易に実現できる。
請求項４に記載の可変吐出量高圧ポンプでは、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の流量制御用の電磁弁を燃料吸入部に設け、燃料を加圧するための複数の圧力室を有し、前記電磁弁の中空通路が前記流体排出部としての流路を介して２つ以上の各圧力室に連通される。
請求項５に記載の発明では、前記電磁弁と各圧力室との間には、各圧力室に吸入された燃料の加圧開始時から燃料の圧送終了時までの間、各圧力室と電磁弁との間を遮断する逆止弁を設けた。
請求項６に記載の発明では、前記各圧力室において加圧されてから吐出される燃料の吐出量が少ない時、電磁弁により流量制御された燃料を該各圧力室に同時に供給する。
請求項７に記載の発明では、前記電磁弁の流路面積制御及び開弁時間制御により、前記各圧力室において加圧されて吐出される燃料の吐出量を制御する。