(57)【要約】  デジタル入口弁は、電機子モジュールと、本体モジュールと、磁性電機子および磁極片本体の間のエアギャップを直接制御できる作動モジュールとの相補的なアセンブリである。
2018530710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体モジュール（３８）および作動モジュール（３２）を備えるデジタル入口弁（ＤＩＶ）（３０）の磁性電機子モジュール（３６）であって、前記モジュールは、前記ＤＩＶ（３０）を形成し、かつ使用時に燃料ポンプ（１０）の入口弁部材（１８）と協働し、前記ポンプ（１０）の圧縮チャンバ（１４）の燃料入口を制御するために、前記弁部材（１８）は、開状態（ＯＳ）および閉状態（ＣＳ）の間で切り替わる、磁性電機子モジュール（３６）において、
前記磁性電機子モジュール（３６）が、
筒状ベース部（４８）および細長いシャフト（４２）を有する磁性電機子部材（４０）であって、前記シャフト（４２）が前記ベース部の上面（５２）から突出するとともに、遠位端に向かって主軸（Ｘ）に沿って延在する、磁性電機子部材（４０）と、
下面（７０）から上面（７２）へ軸方向に延在する外側筒状面（６８）を有する管状筒状スリーブ（４４）であって、前記スリーブ（４４）はまた、両面（７０，７２）に開口する軸方向貫通ボア（７４）を有し、前記スリーブ（４４）は、前記ボア（７４）に係合する前記シャフト（４２）に摺動可能に配置され、前記スリーブの前記下面（７０）は、電機子の前記ベース部の前記上面（５２）に面する、管状筒状スリーブ（４４）と、
スプリングシートを形成するフランジソケット（４６）であって、スプリングシートには、前記シャフト（４２）に係合および固定される軸方向開口部（７８）が設けられた中央部分（７６）から半径方向に延在するディスク状フランジ（８０）部が設けられ、前記フランジ部は、前記シャフトから半径方向に延在し、前記スリーブの前記上面（７２）に面する下面（８２）、およびコイルバネ（１３６）を受け入れるよう構成された上面（８４）を有する、フランジソケット（４６）と、
を備え、
前記スリーブの前記下面（７０）が電機子ベース部材の前記上面（５２）の近位に当接する第１極限位置（Ｐ１）と、前記スリーブの前記上面（７２）が前記スプリングシートの前記下面（８２）の近位に当接する第２極限位置（Ｐ２）との間で、前記スリーブ（４４）が前記シャフト（４２）に沿って自由に移動できるような位置に前記フランジ（４６）が固定されていることを特徴とする、磁性電機子モジュール（３６）。
【請求項２】
前記シャフト（４２）には、シャフト直径（Ｄ４２）より小さい直径を有する頂部（８３）が設けられ、前記フランジ（４６）が当接するよう位置決めされる肩面（８５）を形成する、請求項１に記載の磁性電機子モジュール（３６）。
【請求項３】
前記スプリングシート（４６）が前記シャフト（４２）と干渉する状態で圧入される、請求項１または２に記載の磁性電機子モジュール（３６）。
【請求項４】
前記筒状ベース部（４８）および前記細長いシャフト（４２）は、個別の構成要素であり、前記シャフト（４２）が前記ベース部（４８）に固定されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁性電機子モジュール（３６）。
【請求項５】
磁性電機子（４０）がモノブロックであり、前記細長いシャフト（４２）は、前記ベース部（４８）と一体である、請求項１または３に記載の磁性電機子モジュール（３６）。
【請求項６】
使用時に請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁性電機子モジュール（３６）と協働するよう構成されたＤＩＶの本体モジュール（３８）であって、前記本体モジュール（３８）は、
周辺小壁（９４）によって囲まれる横方向平面壁（９２）を有するベースプレート部材（８６）であって、前記横方向平面壁（９２）には、前記平面壁の下面（１００）および対向する上面（１０２）に開口する軸方向貫通孔（９８）が設けられ、前記周辺壁（９４）は、前記ＤＩＶ（３０）を前記ポンプの上面（２４）に配置するよう構成され、前記平面壁の前記下面（１００）は、前記ポンプ上面（２４）に面し、かつ前記入口弁部材（１８）は、前記ポンプ上面（２４）から軸方向に突出する、ベースプレート部材（８６）と、
中央筒状通路を画定する外面（１０８）および内面（１１０）を有する筒状壁（１０６）を有する非磁性管状リング（８８）であって、前記壁（１０６）は、下縁（１１２）から上縁（１１６）に軸方向に延在し、前記ベースプレートの前記軸方向貫通孔（９８）が前記リングの前記中央通路に位置合わせされるように、前記下縁（１１２）は、前記ベースプレート（８６）に固定される、非磁性管状リング（８８）と、
下面（１２２）から上面（１２４）に軸方向に延在する外側筒状面（１２０）を有するとともに、軸方向ブラインドボア（１３０）が設けられた磁性筒状本体（９０）であって、前記軸方向ブラインドボア（１３０）は、前記下面（１２２）に開口し、前記上面近くの底端部（１３４）に向かって前記本体の内部で軸方向に延在し、前記本体の前記下面（１２２）は、前記リングの前記上縁（１１６）に固定され、それにより前記ブラインドボア（１３０）が前記ベースプレートの前記軸方向貫通孔（９８）および前記リングの中央通路と軸方向に（Ｘ）位置合わせされる、磁性筒状本体（９０）と、
を備える、本体モジュール（３８）。
【請求項７】
前記本体の前記外側筒状面（１２０）は、前記非磁性リングの前記外面（１０８）と同一平面上にある、請求項６に記載の本体モジュール（３８）。
【請求項８】
前記ベースプレート（８６）部材、前記管状リング（８８）、および前記磁性本体（９０）は、互いに溶接されている、請求項６または７に記載の本体モジュール（３８）。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁性電機子モジュール（３６）および請求項６〜８のいずれか一項に記載の本体モジュール（３８）の相補的なアセンブリを備える電機子・本体モジュール（３４）装置であって、
前記コイルバネ（１３６）が前記ボアの前記底端部の近位の前記ブラインドボア（１３０）に配置され、かつ
前記管状筒状スリーブ（４４）が磁性筒状本体の前記ブラインドボア（１３０）に挿入および固定され、前記コイルバネ（１３６）が前記ブラインドボア（１３０）内で前記ボアの前記底端部（１３４）および前記スプリングシート（４６）の間で軸方向に圧縮され、前記コイルバネ（１３６）が前記電機子モジュール（３６）を前記第２極限位置（Ｐ２）に付勢する、電機子・本体モジュール（３４）装置。
【請求項１０】
前記スリーブ（４４）は、前記ブラインドボア（１３０）に干渉する状態で圧入される、請求項９に記載の電機子・本体モジュール（３４）。
【請求項１１】
使用時に請求項９または１０に記載の電機子・本体モジュール（３４）アセンブリと協働するよう構成されたＤＩＶの作動モジュール（３２）であって、前記作動モジュール（３２）は、
カバー部材（１３８）の内部に固定および密閉された電気ソレノイド（１４０）であって、使用時に通電されると、前記ソレノイドが前記磁性電機子（４０）を引き付けて変位させるよう構成された磁場（Ｍ）を生成する、電気ソレノイド（１４０）を備える、作動モジュール（３２）。
【請求項１２】
前記ソレノイド（１４０）は、前記本体モジュール（３８）に係合されるよう構成された中央開口部を画定するトロイダルであり、前記非磁性リング（８８）が前記中央開口部の内側にある、請求項１１に記載の作動モジュール（３２）。
【請求項１３】
前記カバー部材の前記壁が前記本体モジュール（３８）を受け入れるよう構成された多部分内部空間を画定し、第１頂部閉鎖部（１４６）は、前記磁性筒状本体（９０）を相補的に受け入れるよう形成され、第２中間部（１４８）は、前記ソレノイド（１４０）を相補的に受け入れるよう形成され、かつ第３開口底部（１５０）は、前記ベースプレート（８６）に相補的に係合、および固定するよう形成されている、請求項１１または１２に記載の作動モジュール（３２）。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の作動モジュール（３２）内に封入された請求項９または１０に記載の電機子・本体モジュール（３４）の相補的なアセンブリを備えるデジタル入口弁（ＤＩＶ）（３０）であって、前記非磁性リング（８８）が前記ソレノイド（１４０）の中央に配置され、かつ前記カバーの前記第３開口部分（１５０）が前記ベースプレート（８６）に相補的に配置され、使用時には、
前記電機子モジュール（３６）を前記第１の位置（Ｐ１）に配置することによって前記ＤＩＶ（３０）が前記入口弁部材（１８）を開くよう付勢することができ、前記ソレノイド（１４０）が通電されると、磁場（Ｍ）は、前記電機子モジュール（３６）を前記第２極限位置（Ｐ２）に引き付け、前記コイルバネ（１３６）をさらに圧縮し、前記ＤＩＶは、前記燃料入口を閉じることができる、デジタル入口弁（ＤＩＶ）（３０）。
【請求項１５】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁性電機子モジュール（３６）を組み立てる方法（２００）であって、方法は、
ａ）前記磁性電機子部材（４０）を準備するステップと、
ｂ）前記管状筒状スリーブ（４４）を準備するステップと、
ｃ）前記フランジソケット（４６）を準備するステップと、
ｄ）前記スリーブ（４４）を前記電機子の前記細長いシャフト（４２）に摺動可能に係合するステップであって、前記スリーブの前記下面（７０）が前記電機子の前記ベース部の前記上面（５２）に面する、ステップと、
ｅ）前記ソケットの前記中央部分の前記軸方向開口部（７８）に前記シャフト（４２）を係合することによって、前記フランジソケット（４６）を前記シャフト（４２）に圧入するステップであって、前記ディスク状フランジの前記下面（８２）が前記スリーブの前記上面（７２）に面する、ステップと、
ｆ）前記フランジの前記下面（８２）および前記スリーブの前記上面（７２）の間、または前記スリーブの前記下面（７０）および前記電機子部材ベース部の前記上面（５２）の間で所定のエアギャップ（Ａ）が開いたままとなるように、前記シャフト（４２）上の前記ソケット（４６）の位置を調整するステップと、
を備える、方法。
【請求項１６】
請求項１０に記載の電機子・本体モジュール（３４）を組み立てる方法（２０２）であって、前記方法は、
ｇ）請求項１５に記載の方法（２００）によって組み立てられた電機子モジュール（３６）を準備するステップと、
ｈ）請求項８に記載の本体モジュール（３８）を準備するステップと、
ｉ）電機子・本体モジュール（３４）装置を以下のステップによって組み立てるステップであって、
ｊ）前記本体モジュール（３８）の前に前記電機子モジュール（３６）を配置するステップであって、前記シャフト（４２）は、前記ブラインドボア（１３０）に軸方向に位置合わせされ、前記スプリングシート（４６）は、ブラインドボア開口部（１３２）に近接する、ステップと、
ｋ）前記ボアの前記ブラインド端部（１３４）および前記スプリングシート（４６）の間で前記コイルバネ（１３６）が軸方向に圧縮され、前記バネが前記電機子モジュール（３６）を前記第１極限位置（Ｐ１）に付勢するように、前記スプリングシート（４６）を前記ボア（１３０）に自由に入れ、前記スリーブ（４４）を干渉するように前記ボア（１３０）に圧入することによって前記電機子モジュール（１３６）を係合するステップと、
を備える、方法（２０２）。
【請求項１７】
請求項１４に記載のＤＩＶ（３０）を組み立てる方法（２０４）であって、方法（２０４）は、
ｌ）請求項１６に記載の方法（２０２）によって組み立てられた電機子・本体モジュール（３４）を準備するステップと、
ｍ）請求項１３に記載の作動モジュール（３２）を準備するステップと、
ｎ）前記作動モジュール（３２）の前に前記電機子・本体モジュール（３４）を配置するステップであって、前記磁性筒状本体（９０）が前記カバー部材の前記開口底部に面する、ステップと、
ｏ）前記電機子・本体モジュール（３４）を前記作動モジュール（３２）に係合するステップであって、前記磁性筒状本体（９０）は、前記カバー部材の前記第１頂部閉鎖部（１４６）内で適合し、前記非磁性リング（８８）は、前記トロイダルソレノイド（１４０）の前記中央開口部に適合する、ステップと、
を備える、方法（２０４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ポンプのポンプ室から排出される加圧燃料を計量するためのデジタル入口弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、自動車の燃料噴射装置の高圧燃料ポンプにおける燃料入口を制御するための電磁デジタル入口弁（以下ＤＩＶ）を開示している。ポンプには、燃料入口の開状態と閉状態との間を交互に切り替える受動的な入口弁部材が設けられている。ＤＩＶは、ＤＩＶに通電されていない場合に弁部材を開位置にし、ＤＩＶに通電した場合に弁部材にかかる力を取り除くことによって、弁部材と協働して、後者の状況では、入口弁部材は、圧縮チャンバ内の燃料圧力の関数としてパッシブモードで動作する。
【０００３】
ＤＩＶに通電すると、磁性電機子は平行移動してエアギャップを閉じ、この寸法精度は、ＤＩＶとポンプの性能にとって重要である。先行技術のＤＩＶは、ポンプの上に部品ごとに組み立てられており、前記エアギャップは、特定の構成要素について測定される一連の寸法の結果である。製造上の部品間のばらつきと従来技術のこのＤＩＶで達成可能な精度は、今日の性能要件と両立しなくなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】英国特許出願公開第１５０２６９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、モジュール設計概念を有するＤＩＶを提供する上での上記の問題を解決することである。
【０００６】
第１の態様では、本発明は、デジタル入口弁（以降、ＤＩＶ）の磁性電機子モジュールに関し、本体モジュールと作動モジュールとを含み、モジュールは、ＤＩＶを形成し、使用中に、燃料ポンプの入口弁部材と協働し、弁部材は、ポンプの圧縮チャンバ内の燃料入口を制御するために、開状態と閉状態との間を切り替える。
【０００７】
有利には、磁性電機子モジュールは、
‐  筒状ベース部および細長いシャフトを有する磁性電機子部材であって、シャフトは、ベース部の上面から突出し、主軸に沿って遠位端に向かって延在する、磁性電機子部材と、
‐  下面から上面に軸方向に延びる外側筒状面を有する管状の筒形スリーブであって、スリーブは、両面に開口する軸方向貫通ボアを有し、スリーブは、前記ボアに係合するシャフトに摺動可能に配置され、スリーブの下面は、電機子の基部の上面に対向する、スリーブと、
‐  シャフトに係合および固定された軸方向開口部が設けられた中央部から径方向に延びるディスク状フランジ部が設けられたスプリングシートを形成するフランジソケットであって、フランジ部は、シャフトから径方向に延在し、スリーブの状面に対向する下面と、コイルスプリングを受け入れるように適合された上面とを有する、フランジソケットと、
を備える。
【０００８】
フランジは、スリーブの下面が電機子ベース部材の上面の近位に当接する第１の極限位置と、スリーブの上面がスプリングシートの下面に近接して当接する第２の極限位置との間でシャフトに沿ってスリーブが自由に並進できる位置に固定される。
【０００９】
このＤＩＶのモジュール設計は、エアギャップの直接的な制御を有利に可能にする。
【００１０】
代替案では、シャフトには、シャフト直径よりも小さい直径を有する頂部が設けられ、フランジが当接するように位置決めされる肩面を形成する。
【００１１】
また、スプリングシートは、シャフトと干渉する状態で圧入される。
【００１２】
代替案では、筒状ベース部と細長いシャフトとは別個の構成要素であり、シャフトはベース部に固定されている。
【００１３】
他の代替案では、磁性電機子はモノブロックであり、細長いシャフトはベース部と一体である。
【００１４】
第２の態様では、本発明は、使用時に上述された磁性電機子モジュールと協働するように適合されたＤＩＶの本体モジュールに関する。本体モジュールは、
‐  周辺小壁によって囲まれた横方向平面壁を有するベースプレート部材であって、横方向平面壁は、下面および前記平面壁の対向する上面に開口する軸方向貫通孔が設けられ、周壁は、ポンプの上面にＤＩＶを配置するよう適合され、平面壁の下面は、ポンプ上面に面し、入口弁部材は、前記ポンプ上面から軸方向に突出する、ベースプレート部材と、
‐  中央筒状通路を画定する外面および内面を有する筒状壁を有する非磁性管状リングであって、壁は下縁から上縁まで軸方向に延び、下縁はベースプレートに固定されて、ベースプレートの軸方向貫通孔がリングの中央通路と位置合わせされる、非磁性管状リングと、
‐  下面から上面へ軸方向に延在する外側筒状面を有する磁性筒状本体であって、磁性筒状本体には、下面に開口する軸方向ブラインドボアが設けられ、上面に近接する下端部に向かって本体の内側で軸方向に延在し、本体の下面はリングの上縁に固定されており、ブラインドボアは、ベースプレートの軸方向貫通孔およびリングの中央通路と軸方向Ｘに位置合わせされている、磁性筒状本体と、
を備える。
【００１５】
また、本体の筒状外面は、非磁性リングの外面と同一平面上にある。
【００１６】
また、ベースプレート部材、筒状リング、および磁性本体とは、互いに溶接されている。
【００１７】
第３の態様では、本発明は、上述された本体モジュールと共に上述された磁性電機子モジュールの相補的アセンブリを含む電機子・本体モジュール構成に関する。前記電機子・本体モジュールは、
‐  コイルバネが、ボアの下端の近位のブラインドボア内に配置され、
‐  管状の筒状スリーブが磁性筒状本体のブラインドボアに挿入されて固定され、コイルバネがボアの下端とスプリングシートとの間でブラインドボア内で軸方向に圧縮され、コイルバネが電機子モジュールを第２の極限位置に付勢する。
【００１８】
一実施形態では、スリーブは、ブラインドボアに干渉する状態で圧入される。
【００１９】
第４の態様では、本発明は、使用時に上述された電機子・本体モジュールアセンブリと協働するように適合されたＤＩＶの作動モジュールに関する。作動モジュールは、カバー部材の内部に固定されて封入された電気ソレノイドを備え、ソレノイドは、通電されると使用時に、磁性電機子を引き付けて変位させるよう構成された磁場を生成する。
【００２０】
ソレノイドは、本体モジュール上に係合するように適合された中央開口部を画定するトロイダルであり、非磁性リングが、中央開口部の内側にある。
【００２１】
カバー部材の壁は、本体モジュールを受け入れるように構成された多部分内部空間を画定し、第１頂部閉鎖部は、磁性筒状本体を相補的に受け入れるように形成され、第２中間部は、ソレノイドを相補的に受け入れるように形成され、第３開口底部は、ベースプレート上の相補的な係合および固定のために形成されている。
【００２２】
第５の態様では、本発明は、作動モジュール内に封入された電機子・本体モジュールの相補的アセンブリを含むデジタル入口弁ＤＩＶに関し、非磁性リングがソレノイドの中央に配置され、カバーの第３開口部は、ベースプレートに相補的に配置され、使用時には、ＤＩＶは、電機子モジュールを第１の位置に配置することによって入口弁部材を開状態に付勢することができ、ソレノイドが通電されると、磁場は、コイルバネをさらに圧縮する第２の極限位置に電機子モジュールを引き付けて、ＤＩＶは燃料入口を閉じることを可能にする。
【００２３】
本発明はまた、上述したような磁性電機子モジュールを組み立てる方法に関する。この方法は、
ａ）磁性電機子部材を提供するステップと、
ｂ）管状の筒状スリーブを提供するステップと、
ｃ）フランジソケットを提供するステップと、
ｄ）スリーブを電機子の細長いシャフト上に摺動可能に係合し、スリーブの下面が電機子のベース部分の上面に面するステップと、
ｅ）ソケットの中央部分の軸方向開口部にシャフトを係合させることによってフランジソケットを前記シャフトに圧入するステップであって、ディスク状フランジの下面がスリーブの上面に面する、ステップと、
ｆ）フランジの下面とスリーブの上面との間、またはスリーブの下面と電機子部材ベース部分の上面との間に所定のエアギャップＡが開いたままになるように、シャフトのソケットの位置を調整するステップと、
を備える。
【００２４】
本発明はまた、電機子・本体モジュールを組み立てる方法に関する。この方法は、
ｇ）請求項に記載の方法に従って組み立てられた電機子モジュールを提供するステップと、
ｈ）請求項に記載の本体モジュールを提供するステップと、
ｉ）電機子・本体モジュール構成を次のようにして組み立てるステップと、
ｊ）本体モジュールの前に電機子モジュールを配置するステップであって、シャフトが前記ブラインドボアと軸方向に整列し、スプリングシートがブラインドボア開口部に近接する、ステップと、
ｋ）コイルバネがボアのブラインド端部とスプリングシートとの間で軸方向に圧縮され、スプリングが電機子モジュールを第１の極限位置に付勢するように、スプリングシートがボアに自由に入り、次いでスリーブがボアと干渉するように圧入されることによって電機子モジュールを係合するステップと、
を備える。
【００２５】
本発明はまた、ＤＩＶを組み立てる方法に関する。この方法は、
ｌ）請求項に記載された方法に従って組み立てられた電機子・本体モジュールを提供するステップと、
ｍ）請求項に記載の作動モジュールを提供するステップと、
ｎ）作動モジュールの前に電機子・本体モジュールを配置するステップであって、磁性筒状本体は、カバー部材の開口底部に面する、ステップと、
ｏ）電機子・本体モジュールを作動モジュールに係合させるステップであって、磁性筒状本体は、カバー部材の第１頂部閉鎖部内に適合し、非磁性リングは、トロイダルソレノイドの中央開口部に適合する、ステップと、
を備える。
【００２６】
以下、本発明を添付図面を参照して例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるデジタル入口弁（ＤＩＶ）を備えた燃料ポンプの軸方向断面図である。
【図２】図１のＤＩＶの軸方向断面図である。
【図３】図２のＤＩＶのブロック図である。
【図４】図１〜図３のＤＩＶの電機子モジュールを組み立てるステップである。
【図５】図１〜図３のＤＩＶの電機子モジュールを組み立てるステップである。
【図６】図１〜図３のＤＩＶの電機子モジュールを組み立てるステップである。
【図７】図１〜図３のＤＩＶの電機子モジュールを組み立てるステップである。
【図８】図１〜図３のＤＩＶの本体モジュールである。
【図９】図７の電機子センブリを図８の本体モジュールに組み付けるステップである。
【図１０】図７の電機子センブリを図８の本体モジュールに組み付けるステップである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
自動車では、数バール圧力の燃料が低圧タンクから噴射装置の燃料ポンプ１０部分に流れる。燃料は、圧縮チャンバ１４内で加圧され、内燃機関の燃焼室に燃料を噴霧する燃料インジェクタに向けて出口１６を介して流入する前に、入口１２を介してポンプ１０に入る。
【００２９】
本発明は、複数の分野で利用される多くのタイプの電磁アクチュエータによって実施することができるが、自動車ディーゼル噴射装置の高圧ディーゼル燃料ポンプ部分に設けられたデジタル入口弁が最初に考えられてきた。
【００３０】
図１に示す周知のタイプの燃料ポンプ１０には、ブラインドボア内でポンプ軸Ｘに沿って往復動するピストンシャフトが設けられ、ブラインドボアは、ボアのブラインド端部の近位の圧縮チャンバ１４を画定する。入口１２は、入口弁部材１８によって制御され、入口弁部材は、圧縮チャンバ１４内に新鮮な燃料の導入を可能にする開状態ＯＳと、そのような導入を禁止する閉状態ＣＳとの間を切り替えるように適合されている。典型的には、入口弁部材１８は、入口チャネルと圧縮チャンバ１４との間の燃料圧力差の影響下で切り替えられることを意味する受動弁である。ピストンシャフトが圧縮チャンバの低圧燃料を吸入すると、入口弁部材１８は開状態ＯＳに切り替わり、ピストンが燃料の圧縮を開始すると閉状態ＣＳに戻る。
【００３１】
入口弁部材１８は、圧縮チャンバ１４の頂部に配置されたヘッド２０、およびポンプの本体を貫通して軸方向Ｘに延び、ポンプの上面２４から突出するステム２２を有するポペット弁である。上面２４の面とステム２２に固定されたスプリングシート２８との間で圧縮された弁ばね２６が、入口弁部材１８を閉状態ＣＳに向かって上方に付勢する。
【００３２】
説明を容易にし、明確にするために、「上向き、上、下・・・」などの用語は、図１の任意のおよび非限定的な向きに関して利用される。
【００３３】
ＤＩＶと略記されるデジタル入口弁３０は、入口弁部材１８と協働するように入口弁部材１８の真上に、ポンプの上面２４に配置された電磁アクチュエータである。
【００３４】
図３のブロック図は、ＤＩＶ３０の一般的構造を詳細に示し、ＤＩＶ３０は、電機子・本体モジュール３４と協働する作動モジュール３２を備え、電機子・本体モジュール３４は、本体モジュール３８と協働する磁性電機子モジュール３６を備える。モジュールのそれぞれは、モジュールを形成するために共に組み立てられた特定のものを含み、すべてのモジュールが利用可能になると、それらは互いに組み立てられてＤＩＶを作成する。
【００３５】
各モジュール３２〜３８について、図４〜図１０を参照して説明する。
【００３６】
ここで図４〜図７を参照して説明される電機子モジュール３６は、磁性電機子４０と、シャフト４２と、スリーブ４４と、スプリングシート４６を形成するフランジソケットとを備えている。
【００３７】
磁性電機子４０は、カップ状の筒状磁性ベース部分４８と細長いシャフト４２との固定されたアセンブリを含む。ベース部分４８は、横方向上面５２を画定する上壁５０と、直径Ｄ５６を有し、下側環状面５８から横方向上面５２まで軸方向Ｘに延びる外面５６を画定する周辺筒状壁５４とを有する。壁５０，５４は、下面５８の中心に開口し、上面５２に近接する横方向底面６２を有する深い凹部６０を画定する。内径Ｄ６４を有する貫通ボア６４は、上壁５０を軸方向に貫通し、凹部の底面６２および電機子の上面５２に開口する。
【００３８】
ボア６４は、好ましくは貫通ボアであるが、代替的に、上面５２にのみ開口するブラインドボアとすることができる。
【００３９】
本発明とは直接関係がないが、電機子ベース部分４８には、使用時に燃料が流れ、電機子のいずれかの側で圧縮されないいくつかの大きなチャネル６５が設けられている。
【００４０】
この説明の文脈において、「横方向」は、ポンプ軸Ｘに垂直な方向を明示的に指定し、「横方向面」は軸Ｘに垂直である。さらに、「軸方向・・」は、ポンプ軸Ｘの方向を指す。
【００４１】
細長いシャフト４２は、ポンプ軸Ｘに沿って延在し、直径Ｄ４２を有する筒状であり、ボア直径Ｄ６４よりわずかに大きい、より大きい直径Ｄ６６と、電機子の上壁４８の厚さに略等しい軸方向高さを有する短いヘッド６６が端部に設けられている。
【００４２】
図４に示すように、シャフトのヘッド６６は、電機子のボア６４に干渉する状態で圧入される。圧入の締め代は、ボアとシャフトヘッドの直径Ｄ６４、Ｄ６６のわずかな差に起因する。当業者は、シャフト４２が電機子４０内に永久的に固定されるような直径差、また鋭いエッジを避けるための面取りのような他の製造上の詳細を容易に決定するであろう。図４では、シャフト４２がベース部分４８に下方に挿入されているが、ヘッド６６を凹部６０から押し上げる上方への組み立ても可能である。
【００４３】
磁性電機子４０の完全な同心性を確実にするために、シャフト４２を電機子ベース４８に組み立てた後に、シャフト４２の直径Ｄ４２、および電機子ベース部分の外面５６の直径Ｄ５６を確定するため、および電機子ベース部分４８に対するシャフト４２の完全な支承を確実にするために、最終組み立てステップを行うことができる。
【００４４】
代替的に、ヘッド６６は、シャフト４２の残りの部分と正確に同じ直径であってもよく、またはシャフト、圧入固定の原理が同一のままシャフトよりも小さな直径であってもよい。
【００４５】
この場合、締り嵌めを必要としない溶接などの他の可能な固定手段も知られている。さらに、シャフトは、単一のモノブロック電機子を形成するよう磁性ベース部分と一体であってもよい。
【００４６】
ここで説明するスリーブ４４は、直径Ｄ６８の、横方向下面７０から横方向上面７２に軸方向Ｘに延びる筒状外面６８を有する筒状部材である。図に示された代替案では、スリーブの外側筒状面６８には、中央アンダーカットが設けられていることが分かる。スリーブ４４は、この外面６８と干渉した状態で圧入されるため、アンダーカットにより直径Ｄ６８の製造と制御が容易になる。スリーブ４４にはさらに、直径Ｄ７４を有し、下面７０および上面７２の両方に開口する軸方向貫通ガイドボア７４が設けられている。前記直径Ｄ７４は、シャフト直径Ｄ４２よりも僅かに大きいので、スリーブをシャフト４２に自由に係合させることができ、その上を摺動可能に案内することができ、スリーブの下面７０は、電機子の上面５２に面する。
【００４７】
また、本発明には直接関係しないが、スリーブ４４には軸に平行な少なくとも１つのチャネルが設けられており、チャネルは、スリーブの両側で燃料を圧縮せずに、流体を移送することを容易にする。
【００４８】
図６および図７に示す代替案では、スリーブ４４の下面７０には、ボア７４の開口部を取り囲む小さな環状突起７５が設けられている。シャフト４２に大きなヘッド６６が設けられている代替案では、この環状突起７５は、シャフトヘッドの直径Ｄ６６よりもわずかに小さい外径を有しているので、使用時に前記突起７５が前記ヘッド６６と接触することにより、電機子４０とスリーブ４４との間の当接が行われる。これにより、表面の打撃を最小限に抑える材料の互換性のある選択が可能になる。この材料選択の詳細は、この説明の最後に記載されている。さらに、電機子の変位は、磁場Ｍによるものであるため、この突起７５は、磁場Ｍが生成された場合に接触する表面を最小限に抑え、磁場がもはや印加されない場合には面の分離を容易にする。
【００４９】
ここでもまた、当業者は、シャフト４２がボア７４内で軸方向に案内されるように、シャフトの直径Ｄ４２に対するスリーブガイドボアの直径Ｄ７４を容易に決定するであろう。
【００５０】
ここで説明するスプリングシート４６を形成するフランジソケットは、シャフト径Ｄ４２より僅かに小さい直径Ｄ７８を有する軸方向貫通開口７８が設けられた筒状中央部分７６を備える。中央部分７６から、半径方向外側に、外径Ｄ８０を有する横方向ディスク状フランジ８０が延在し、前記フランジは、横方向下面８２および横方向上面８４を有する。
【００５１】
図６および図７に示すように、スプリングシート４６は、シャフト４２に係合して圧入され、フランジの下面８２は、スリーブの上面７２に面している。図７に示すように、スプリングシート４６のシャフト４２への係合は、フランジの下面８２が上面７２から所定距離Ａにある場合に停止され、その距離は、ＤＩＶのエアギャップＡである。
【００５２】
このＤＩＶの大きな利点は、ＤＩＶの重要な特徴であるエアギャップＡが直接選択され、他の寸法の結果ではないことである。このような実施形態は、各部品の寸法を正確に制御することを可能にし、容易なプロセスを使用して部品間の分散空気を最小にする。
【００５３】
代替案では、図６に示されているように、シャフト４２には、直径Ｄ４２より小さい直径Ｄ８３を有する、ヘッド６６とは反対側の頂部８３が設けられる。これにより、肩面８５が形成され、これに対してスプリングシート４６を当接させることができる。この代替例では、エアギャップＡは、シャフト４２上の前記肩面８５の製造位置によって直接的に得られる。
【００５４】
再度、当業者は、スプリングシート４６がシャフト４２に永久的に固定されるように、シャフト直径Ｄ４２に対するソケットの直径Ｄ８２を容易に決定するであろう。また、スプリングシートの挿入を正しい位置に停止させるために、較正された厚さＡを有するシムを挿入し、下面８２が前記シムに当接するまでスプリングシートを挿入することができる。代替方法は、スリーブと電機子のベースとの間に較正されたシムを置き、下面がスリーブに当接するまでスプリングシートを挿入することである。
【００５５】
また、スリーブは、電機子とスプリングシートとの間を自由に摺動することができることがわかるだろう。まず、シャフトと最後にスプリングシートを固定することが説明された。もちろん、スリーブが最初にシャフトに摺動可能に係合され、次にスプリングシートが圧入され、このアセンブリが最後に磁性ベース部材に固定されるという反対の順序も可能である。
【００５６】
ここで図８を参照して説明される本体モジュール３８は、図の下部の、磁性ベースプレート８６と、非磁性環状リング８８と、図の上部の磁性筒状本体９０の同軸Ｘスタックアセンブリを備える。
【００５７】
ベースプレート８６は、横方向平面壁９２を有し、その外縁から、ポンプの上面２４に当接するように適合された環状位置決め面９６まで軸方向に延びる周辺小壁９４が垂直に出ている。横方向平面壁９２には、前記平面壁９２の横方向下面１００および対向する横方向上面１０２に開口する直径Ｄ９８の軸方向貫通孔９８が設けられている。上面１０２の前記孔９８の開口部は、環状リング位置決め突起１０４によって取り囲まれている。上で述べたように、周壁９４は、ＤＩＶ３０をポンプの上面２４上に位置決めし、固定するよう適合され、平面壁の下面１００は、ポンプ上面に面し、入口弁部材１８は、ポンプ上面から軸方向Ｘに突出する。結果として、前記周壁の正確な形状は、ポンプの上面２４の形状に依存し、従って、図の表示とは異なる可能性がある。
【００５８】
ここで説明する非磁性管状リング８８は、外径Ｄ１０８を有する外面１０８を画定する筒状壁１０６と、中央筒状通路１１２を画定する内径Ｄ１１０を有する平行内面１１０とを有する。壁１０６は、ベースプレートの環状位置決め突起１０４のプロファイルと相補的なプロファイル１１４を有する下縁１１２から、位置決めプロファイル１１８を有する上縁１１６まで軸方向に延びている。
【００５９】
ここで説明する磁性筒状本体９０は、リングの外径Ｄ１０８に対して、図に示すように等しいか、小さい直径Ｄ１２０の外周面１２０を有する筒状部材である。前記外周面１２０は、横方向下面１２２から横方向上面１２４まで軸方向Ｘに延びている。前記下面１２２の周囲において、本体９０は、リングの上縁１１６の位置決めプロファイル１１８と相補的な位置決めプロファイル１２６を有する。
【００６０】
上に述べられ図に示されている位置決めプロファイルについては、これ以上説明しない。当業者は、所望の位置決め機能を満たすアンダーカットまたは溝のような複数の相補的なプロファイルについて周知しているだろう。
【００６１】
下面１２２において、本体９０にはさらに、浅い円形凹部１２８が設けられている。凹部１２８の中心から、軸方向Ｘに本体９０内部にブラインドボア１３０が延び、ブラインドボア１３０は、凹部１２８の近位に、スリーブ外径Ｄ６８より僅かに小さい直径Ｄ１３２の開口部１３２と、開口部１３２よりわずかに小さい直径のブラインド端部１３４とを有する。
【００６２】
図６に示すように、リング８８は、ベースプレート８６上に配置され、リングの下縁の位置決めプロファイル１１４は、ベースプレートの環状位置決め突起１０４に相補的に係合し、本体９０もまた、リング８８の上に正確に配置され、本体の位置決めプロファイル１２６は、リングの上縁の位置決めプロファイル１１８に相補的に係合している。部品を共に維持するために、本体９０は、部品の円周分割線に沿ってリング８８に溶接されており、リング８８は、部品の円周分割線に沿ってベースプレート８６に溶接されている。溶接作業の後、ベースプレート貫通孔９８の直径Ｄ９８およびボアの開口部１３２の直径Ｄ１３２の最終製造ステップによって、２つの直径の間の完全な同心性が確実になる。
【００６３】
図７を参照して説明される電機子・本体モジュール３４は、電機子モジュール３６と本体モジュール３８の組立体である。図に見られるように、コイルバネ１３６が最初にボア１３０のブラインド端部１３４に係合して配置され、次に、電機子モジュール３６が、ブラインドボア１３０にシャフト４２が係合することによって組み立てられ、ボアのブラインド端部にディスクフランジの上面が面する状態でソケットフランジ４６が最初に入り、次にスリーブ４４がボアの開口部１３２に圧入される。スリーブの外径Ｄ６８は、ボアの開口部の内径Ｄ１３２よりわずかに大きい。
【００６４】
この場合もまた、当業者は、電機子モジュール３６の本体モジュール３８への必要な固定を保証するために、スリーブの外径Ｄ６８とボアの開口部の内径Ｄ１３２との間の直径差を容易に決定するであろう。
【００６５】
作動モジュール３２について、図１を参照して説明する。前記モジュール３２は、トロイダルソレノイド１４０のカバー部材１３８内のアセンブリを備え、トロイダルソレノイド１４０は、電気コネクタ１４２をオーバーモールドすることによって固定される。
【００６６】
よく知られているように、トロイダルソレノイド１４０は、中央開口部を画定するリング形状を有する電気コイルであり、ソレノイドは、外径ＤＯ１４０と、本体のリングの外径Ｄ１０８、Ｄ１２０よりわずかに大きな内径ＤＩ１４０を有し、両方の外径は、既に述べたように、必要な製造公差の近似値に等しい。
【００６７】
カバー部材１３８は、内部空間を画定する周壁１４４を有し、磁性筒状本体９０の上部を相補的に受け入れるために軸方向Ｘの筒状に形成された第１頂部閉鎖部１４６と、ソレノイド１４０を相補的に受け入れるように形成された大きな径の同軸筒状壁を有する第２中間部１４８と、ベースプレート８６上に相補的に係合し固定されるように形成された第３開口底部１５０とを含む。
【００６８】
ソレノイド１４０は、カバー部材１３８の第２部分１４８に軸方向に配置され、ソレノイド１４０に一体化された電気コネクタ１４２は、カバー部材１３８の第２部分の外側に径方向に突出しており、コネクタの半径方向の拡張を収容する特定の開口と特定のプロファイルを局所的に有する。コネクタ１４２は、使用時に、ソレノイド１４０を外部コマンドユニットに電気的に接続するための相補的コネクタを受けるようになっている。
【００６９】
図１に示されている完成したＤＩＶは、作動モジュール３２に電機子・本体モジュール３４を挿入することによって得られ、本体９０の頂部は、カバー部材の第１部分１４６に配置され、非磁性環状リング８８は、ソレノイドの中央開口の内側に係合し、ベースプレート８６は、第３開口部分１５０に部分的に相補的に係合して固定されている。環状下面５８を含むベースプレートの周壁９４の先端部は、カバー部材１３８の外側に突出している。
【００７０】
ＤＩＶの操作について簡単に説明する。燃料ポンプの上面２４上に配置され、固定され、入口弁部材のステム２２は、ＤＩＶと位置合わせされて軸方向Ｘに突出している。
【００７１】
第１段階では、ソレノイド１４０は通電されず、ボアのブラインド端部に圧縮されたコイルバネ１３６は、電機子モジュールを第１の位置Ｐ１に下方に付勢する。エアギャップＡは、スリーブの下面７０と電機子のベースの上面５２との間に開いている。このような第１の位置Ｐ１において、電機子は、入口弁部材１８の頂部を押す。
【００７２】
第２段階では、ソレノイド１４０が通電され、第２の位置Ｐ２に電機子モジュール３６を上方に引き寄せて変位させる磁場Ｍを生成し、コイルバネ１３６をボアの端部においてさらに圧縮する。電機子の上面５２は、スリーブの下面７０に近接して当接し、この第２の位置Ｐ２において、エアギャップＡは、スリーブの上面７２とディスクフランジの下面８２との間に開いている。この第２の位置Ｐ２において、ＤＩＶは、入口弁部材１８からの力を取り除く。
【００７３】
ＤＩＶの動作条件のこの簡単な説明は、シャフト４２およびスリーブ４４を製造するために、１００Ｃｒ６軸受鋼のような硬質鋼を選択することにつながる。この硬質鋼は、第１のＰ１位置と第２のＰ２位置との間で切り替わる場合の摩耗、およびシャフトのヘッド６６がスリーブの下面７０または環状突起７５に当接した場合の打撃を最小限に抑える傾向がある。また、図から分かるように、スリーブ４４は、シャフトおよびスリーブのガイド直径Ｄ４２、Ｄ７４よりもはるかに大きい、下面７０と上面７２との間で測定された軸方向高さを有し、優れたガイド機能を提供する。
【００７４】
また、上述したリング８８は、非磁性鋼で作られ、一方、電機子のベース部分４８および本体部材９０には、電磁鋼が選択される。
【００７５】
ソレノイド１４０によって生成された磁場Ｍは、カバー１３８、本体部材９０、スリーブ４４、電機子４０およびベースプレート８６の間のソレノイド１４０の周りをループする。全ての前記構成要素は、磁性材料でできており、ＤＩＶの動作を最適化するために、電機子ベース部分の外面５６は、ベースプレート貫通ボア９８の側面に近接している。これはさらに、電機子ベースプレート９８と周囲のコンポーネントとの間に要求される非常に正確な同心性を説明する。
【００７６】
この実施形態の別の利点は、本体モジュール３８の構成要素がその周囲の全周に溶接されて、作動モジュール３６が中に配置されるシール密閉エンクロージャを形成することである。ソレノイド１４０は、本体モジュールの外面、カバーの内面およびベースプレートの間の特定の区画で密閉されており、燃料接触の影響を受けない。
【００７７】
ＤＩＶの組立プロセスは、製品の説明の一部として部分的に記載されているが、このプロセスのより詳細な段階的記述が以下に提示される。
【００７８】
磁性電機子モジュール３６を組み立てる方法２００は、
ａ）ベース部材４８およびシャフト４２を有する磁性電機子部材４０を準備するステップと、
ｂ）管状の筒状スリーブ４４を準備するステップと、
ｃ）フランジソケット４６を準備するステップと、
ｄ）スリーブ４４を電機子の細長いシャフト４２に摺動可能に係合するステップであって、スリーブの下面７０が電機子のベース部分の上面５２に面する、ステップと、
ｅ）ソケットの中央部分の軸方向開口部７８を通してシャフト４２を係合することによって、ディスク状フランジの下面８２がスリーブの上面７２に面するように、フランジソケット４６をシャフト４２に圧入するステップと、
ｆ）所定のエアギャップＡがフランジの下面８２とスリーブの上面７２との間、またはスリーブの下面７０と電機子部材のベース部の上面５２との間で開いたままになるように、シャフト４２上のソケット４６の位置を調整するステップと、
を備える。
【００７９】
電機子・本体モジュール３４を組み立てる方法２０２は、
ｇ）上記の方法２００に従って組み立てられた電機子モジュール３６を準備するステップと、
ｈ）本体モジュール３８を準備するステップと、
ｉ）電機子・ボデーモジュール３４の構成を以下のステップによって組み立てるステップであって、
ｊ）本体モジュール３８の前に電機子モジュール３６を配置し、シャフト４２は、ブラインドボア１３０と軸方向に位置合わせされ、スプリングシート４６は、ブラインドボア開口部１３２の近位にある、ステップと、
ｋ）スプリングシート４６をボア１３０内に自由に進入させることによって電機子モジュール３６を係合し、スリーブ４４と干渉した状態でボア１３０に圧入するステップであって、それにより、コイルバネ１３６がボアのブラインド端部１３４およびスプリングシート４６の間で軸方向に圧縮され、コイルスプリングが電機子モジュール３６を第１の極限位置Ｐ１に付勢する、ステップと
を備える。
【００８０】
ＤＩＶ３０を組み立てる方法２０４は、
ｌ）上記の方法２０２に従って組み立てられた電機子・本体モジュール３４を準備するステップと、
ｍ）作動モジュール３２を準備するステップと、
ｎ）作動モジュール３２の前に電機子・ボデーモジュール３４を配置するステップであって、磁性筒状本体９０は、カバー部材の開口底部に面する、ステップと、
ｏ）電機子・本体モジュール３４を作動モジュール３２内に係合させるステップであって、磁性筒状本体９０は、カバー部材の第１頂部閉鎖部１４６内に適合し、非磁性リング８８は、トロイダルソレノイド１４０の中央開口部内に適合する、ステップと、
を備える。
【符号の説明】
【００８１】
Ｘ  ポンプ軸
ＯＳ  入口弁部材の開状態
ＣＳ  入口弁の閉状態
Ａ  エアギャップ
Ｍ  磁場
Ｄ４２  シャフト直径
Ｄ５６  電機子ベース部分の外面の直径
Ｄ６４  電機子の貫通孔の直径
Ｄ６６  シャフトのヘッドの直径
Ｄ６８  スリーブの外径
Ｄ７４  スリーブガイドボアの直径
Ｄ７８  貫通孔の直径
Ｄ８０  ディスク状フランジの外径
Ｄ９８  ベースプレートの貫通孔の直径
Ｄ１０８  リングの外径
Ｄ１１０  リングの内径
Ｄ１２０  本体の外径
Ｄ１３２  ボアの開口部の直径
ＤＯ１４０  ソレノイドの外径
ＤＩ１４０  ソレノイドの内径
１０  燃料ポンプ
１２  ポンプ入口
１４  圧縮チャンバ
１６  ポンプ出口
１８  入口弁部材
２０  ポペット入口弁部材のヘッド
２２  ポペット入口弁部材のステム
２４  ポンプの上面
２６  弁ばね
２８  スプリングシート
３０  デジタル入口弁ＤＩＶ
３２  作動モジュール
３４  電機子・本体モジュール
３６  電機子モジュール
３８  本体モジュール
４０  磁性電機子
４２  細長いシャフト
４４  スリーブ
４６  スプリングシートを形成するフランジソケット
４８  カップ状筒状磁性ベース部分
５０  電機子の上壁
５２  横方向上面
５４  周辺筒状壁
５６  外面
５８  環状下面
６０  凹部
６２  凹部の底面
６４  電機子のボア
６５  チャネル
６６  シャフトのヘッド
６８  スリーブの外側筒状面
７０  スリーブの下面
７２  スリーブの上面
７４  スリーブに設けられたガイドボア
７６  スプリングシートの筒状中央部
７８  スプリングシートの貫通孔
８０  ディスク状フランジ
８２  フランジの下面
８３  シャフトの頂部
８４  フランジの上面
８５  シャフトの肩面
８６  ベースプレート
８８  非磁性環状リング
９０  磁性筒状本体
９２  ベースプレートの横方向平面壁
９４  ベースプレートの周辺小壁
９６  ベースプレートの位置決め面
９８  ベースプレートの貫通孔
１００  横方向壁の下面
１０２  横方向壁の上面
１０４  環状位置決め突起
１０６  環状リングの筒状壁
１０８  リングの壁の外面
１１０  リングの壁の内面
１１２  リングの下縁
１１４  下縁のプロファイル
１１６  リングの上縁
１１８  上縁のプロファイル
１２０  本体の外面
１２２  本体の下面
１２４  本体の上面
１２６  本体の位置決めプロファイル
１２８  本体の浅い凹部
１３０  本体のブラインドボア
１３２  ボアの開口部
１３４  ボアのブラインド端部
１３６  コイルばね
１３８  カバー部材
１４０  ソレノイド
１４２  電気コネクタ
１４４  カバー部材の周壁
１４６  カバー部材の第１頂部閉鎖部
１４８  カバー部材の第２中間部
１５０  カバー部材の第３開口部
２００  電機子モジュールの組み立て方法
２０２  電機子・本体モジュールの組み立て方法
２０４  ＤＩＶの組み立て方法
ａ）−ｏ）  方法ステップ
【図１】
2018530710.tif 000003
【図２】
2018530710.tif 000004
【図３】
2018530710.tif 000005
【図４】
2018530710.tif 000006
【図５】
2018530710.tif 000007
【図６】
2018530710.tif 000008
【図７】
2018530710.tif 000009
【図８】
2018530710.tif 000010
【図９】
2018530710.tif 000011
【図１０】
2018530710.tif 000012
【国際調査報告】
2018530710.tif 000013
2018530710.tif 000014