(57)【要約】  エロージョンを抑制することができ、かつ、従来よりも部品の削減および小型化を実現可能な電磁弁とその電磁弁を備えた高圧ポンプおよびエンジンシステムを提供する。そのため、電磁弁１００は、液体の出口１０２を開閉させるロッド１３０と、このロッド１３０に係合してロッド１３０とともに移動する可動コア１４０と、この可動コア１４０を磁気により吸引することでロッド１３０を移動させて出口１０２から離隔させる固定コア１５０と、この固定コア１５０に磁気を発生させるコイル１０４と、固定コア１５０に設けられた凹部１５１に収容されてロッド１３０を液体の出口１０２へ向けて付勢するロッド付勢部材１０５と、を備える。固定コア１５０は、凹部１５１の内壁の表層部に、固定コア１５０の母材よりも硬度が高い硬質部１５２を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体を軸方向に移動させることによって流路を開閉させるロッドと、固定コアに吸引されることで、前記ロッドと係合して前記ロッドを前記軸方向における可動コアから前記固定コアに向かう第一方向に移動させる可動コアと、前記固定コアに設けられた凹部に収容され、前記ロッドを前記第一方向と反対の第二方向に向かって付勢するロッド付勢部材と、を備え、
前記固定コアは、前記凹部の内壁の表層部に、前記固定コアの母材よりも硬度が高い硬質部を有することを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記硬質部は、前記ロッド付勢部材の一端を支持する前記凹部の底部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記硬質部は、前記凹部において前記底部のみに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁。
【請求項４】
前記凹部は、前記底部に凹状の底陥部を有し、
前記硬質部は、前記底陥部の内壁の表層部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁。
【請求項５】
前記硬質部は、前記凹部の内壁の表面に形成された金属めっき層であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項６】
前記金属めっき層は、硬質クロムめっき層であることを特徴とする請求項５に記載の電磁弁。
【請求項７】
前記硬質クロムめっき層の厚さは、５μｍ以上であることを特徴とする請求項６に記載の電磁弁。
【請求項８】
前記硬質部は、前記固定コアの母材の表面が硬質処理された硬質処理層であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項９】
前記固定コアの母材は、析出硬化系ステンレス鋼であることを特徴とする請求項５または請求項８に記載の電磁弁。
【請求項１０】
前記析出硬化系ステンレス鋼の組成は、１７Ｃｒ−４Ｎｉ−４Ｃｕ−Ｎｂであることを特徴とする請求項９に記載の電磁弁。
【請求項１１】
液体の入口と出口とを有する液体室を備え、
前記可動コアは、前記固定コアと前記液体室との間に配置され、前記凹部と前記液体室との間で前記液体を流通させる流路を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項１２】
前記ロッドの前記軸方向の移動により前記出口を閉鎖する閉位置と前記出口を開放する開位置との間で前記軸方向に移動する弁体と、該弁体の前記ロッドと反対側に配置され前記弁体を前記ロッドに向けて前記軸方向に付勢する弁体付勢部材と、を備え、
前記弁体は、前記固定コアに磁気を発生させるコイルに通電がされていない状態で、前記ロッド付勢部材に付勢された前記ロッドにより軸方向に押されて前記開位置に移動し、前記コイルに通電された状態で前記弁体付勢部材に付勢されて前記閉位置に移動することを特徴とする請求項１１に記載の電磁弁。
【請求項１３】
前記可動コアを前記固定コアに向けて付勢するコア付勢部材を備えることを特徴とする請求項１２に記載の電磁弁。
【請求項１４】
前記ロッドを前記軸方向に挿通させる貫通孔を有し前記ロッドの前記軸方向の移動を案内するロッドガイドを備え、
前記ロッドガイドは、前記固定コアの前記凹部と前記液体室との間で前記液体を流通させる液体流通孔を有し、前記可動コアに対向する端部に前記コア付勢部材を支持する支持部を有することを特徴とする請求項１３に記載の電磁弁。
【請求項１５】
前記支持部は、中央部に前記貫通孔を有し、前記ロッドガイドの前記可動コアに対向する端面から前記可動コアに向けて突出する突起状に設けられて前記コア付勢部材の前記可動コアと反対の端部から前記コア付勢部材の内側に挿入されて係合されていることを特徴とする請求項１４に記載の電磁弁。
【請求項１６】
前記可動コアは、前記ロッドガイドに対向する面に前記コア付勢部材の前記ロッドガイドと反対側の端部を係合させる陥凹部を有していることを特徴とする請求項１５に記載の電磁弁。
【請求項１７】
液体が吸入される吸入口と、前記液体を加圧する加圧室と、該加圧室で加圧された前記液体を吐出する吐出口と、前記吸入口と前記加圧室との間に設けられた電磁弁と、前記加圧室と前記吐出口との間に設けられた吐出弁と、を備えた高圧ポンプであって、
前記電磁弁は、前記吸入口に接続された前記液体の入口と、前記加圧室に接続された前記液体の出口と、該出口を軸方向の移動によって開閉させるロッドと、該ロッドに係合して前記ロッドとともに前記軸方向に移動する可動コアと、該可動コアを磁気により吸引することで前記ロッドを前記軸方向に移動させて前記出口から離隔させる固定コアと、該固定コアに前記磁気を発生させるコイルと、前記固定コアに設けられた凹部に収容され前記ロッドを前記出口へ向けて前記軸方向に付勢するロッド付勢部材と、を備え、
前記固定コアは、前記凹部の内壁の表層部に、前記固定コアの母材よりも硬度が高い硬質部を有することを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項１８】
燃料タンクと、該燃料タンクから燃料を圧送する圧送ポンプと、該圧送ポンプによって圧送された前記燃料を加圧する高圧ポンプと、該高圧ポンプによって加圧された前記燃料をエンジンへ噴射するインジェクタと、を備えたエンジンシステムであって、
前記高圧ポンプは、前記燃料が吸入される吸入口と、前記燃料を加圧する加圧室と、該加圧室で加圧された前記燃料を吐出する吐出口と、前記吸入口と前記加圧室との間に設けられた電磁弁と、前記加圧室と前記吐出口との間に設けられた吐出弁とを備え、
前記電磁弁は、前記吸入口に接続された前記燃料の入口と、前記加圧室に接続された前記燃料の出口と、該出口を軸方向の移動によって開閉させるロッドと、該ロッドに係合して前記ロッドとともに前記軸方向に移動する可動コアと、該可動コアを磁気により吸引することで前記ロッドを前記軸方向に移動させて前記出口から離隔させる固定コアと、該固定コアに前記磁気を発生させるコイルと、前記固定コアに設けられた凹部に収容され前記ロッドを前記出口へ向けて前記軸方向に付勢するロッド付勢部材と、を備え、
前記固定コアは、前記凹部の内壁の表層部に、前記固定コアの母材よりも硬度が高い硬質部を有することを特徴とするエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電磁弁、高圧ポンプおよびエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から高圧ポンプに関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された高圧ポンプは、プランジャと、ポンプボディと、吸入弁と、コイルと、固定コアと、可動コアと、付勢手段と、ニードルと、第１顎部と、第２顎部と、を備えている（同文献、請求項１等を参照）。【０００３】
プランジャは、軸方向に往復移動可能である。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と、この加圧室に燃料を供給する供給通路と、加圧室から燃料を吐出する吐出通路と、を有する。吸入弁は、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。【０００４】
コイルは、通電により磁界を生じる。固定コアは、コイルの励磁する磁界内に設けられる。可動コアは、固定コアの吸入弁側に設けられ、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。【０００５】
第１顎部は、ニードルの外壁に設けられ、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に設けられている。第２顎部は、ニードルの外壁に設けられ、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】
この従来の高圧ポンプは、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場合がある（同文献、請求項１４を参照）。また、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たり（同文献、請求項１５を参照）、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たりする場合がある。【０００７】
また、電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプに関する発明が知られている（下記特許文献２を参照）。特許文献２に記載された発明は、プランジャロッド付勢ばね内包空間にキャビテーションが発生した場合、内包空間を形成する固定コアの表面がキャビテーションにより壊食されるのを防止することを目的とし、固定コアを二分割化しプランジャロッド付勢ばね着座部の部材を固定コアよりも表面硬度の高い硬質のカップ状部材とし、固定コアに圧入し固定している。これにより、キャビテーションの気泡崩壊による衝撃力に耐えることができ、壊食の発生を防止できる（同文献、要約等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３-００２３３２号公報
【特許文献２】特開２０１４-１３６９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記特許文献１に記載された高圧ポンプは、ニードルの第１顎部および第２顎の端面ならびに大径部の外壁や、可動コアの端面および軸孔の内壁にめっき処理が施されることで、摩耗が抑制されたり、摩擦係数を小さくしたりすることができる（同文献、第００１７段落‐第００１９段落等を参照）。しかしながら、付勢手段である第１スプリングを収容する固定コアの収容部の底部において燃料が移動することにより、キャビテーションの気泡崩壊が発生し、その衝撃力によってエロージョン（壊食）が発生するおそれがある。【００１０】
これに対し、前記特許文献２に記載された高圧燃料供給ポンプは、固定コアよりも表面硬度の高い硬質のカップ状部材を固定コアに圧入して固定することで、キャビテーションの気泡崩壊による衝撃力に耐えることができ、壊食の発生を防止できる。しかし、このような構成では、部品点数が増加するだけでなく、電磁駆動型の吸入弁および高圧燃料供給ポンプが大型化するおそれがある。【００１１】
本開示は、エロージョンを抑制することができ、かつ、従来よりも部品の削減および小型化を実現可能な電磁弁と、その電磁弁を備えた高圧ポンプおよびエンジンシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本開示の一態様は、弁体を軸方向に移動させることによって流路を開閉させるロッドと、固定コアに吸引されることで、前記ロッドと係合して前記ロッドを前記軸方向における可動コアから前記固定コアに向かう第一方向に移動させる可動コアと、前記固定コアに設けられた凹部に収容され、前記ロッドを前記第一方向と反対の第二方向に向かって付勢するロッド付勢部材と、を備え、前記固定コアは、前記凹部の内壁の表層部に、前記固定コアの母材よりも硬度が高い硬質部を有することを特徴とする電磁弁である。
【発明の効果】
【００１３】
本開示の上記一態様によれば、エロージョンを抑制することができ、かつ、従来よりも部品の削減および小型化を実現可能な電磁弁と、その電磁弁を備えた高圧ポンプおよびエンジンシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の実施形態に係るエンジンシステムの構成を示す概略図。
【図２】図１に示すエンジンシステムを構成する高圧ポンプの断面図。
【図３】図２に示す高圧ポンプのIII‐III線に沿う断面図。
【図４】図３に示す高圧ポンプのIV‐IV線に沿う断面図。
【図５】図２に示す高圧ポンプを構成する電磁弁の拡大断面図。
【図６Ａ】図５に示す電磁弁の閉弁時の液体の流れを説明する拡大断面図。
【図６Ｂ】図５に示す電磁弁の閉弁時の液体の流れを説明する拡大断面図。
【図６Ｃ】図５に示す電磁弁の閉弁時の液体の流れを説明する拡大断面図。
【図６Ｄ】図５に示す電磁弁の閉弁時の液体の流れを説明する拡大断面図。
【図７Ａ】図５に示す電磁弁の開弁時の液体の流れを説明する拡大断面図。
【図７Ｂ】図５に示す電磁弁の開弁時の液体の流れを説明する拡大断面図。
【図７Ｃ】図５に示す電磁弁の開弁時の液体の流れを説明する拡大断面図。
【図７Ｄ】図５に示す電磁弁の開弁時の液体の流れを説明する拡大断面図。
【図８】図５の電磁弁の硬質部の厚さと耐壊食性との関係を示すグラフ。
【図９】図５の電磁弁の変形例を示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本開示の電磁弁、高圧ポンプおよびエンジンシステムの一実施形態を説明する。
【００１６】
図１は、本開示の実施形態に係るエンジンシステム１の構成の一例を示す概略図である。エンジンシステム１は、主に、燃料タンク２と、圧送ポンプ３と、高圧ポンプ１０と、インジェクタ４と、を備えている。また、エンジンシステム１は、たとえば、コモンレール５と、圧力センサ６と、エンジン７と、電子制御ユニット８（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）と、を備えている。
【００１７】
燃料タンク２は、たとえば、ガソリン、軽油、エタノールなどの液体の燃料Ｆを貯留する。圧送ポンプ３は、たとえば、燃料タンク２と高圧ポンプ１０とを接続する燃料供給管９の途中に設けられ、燃料供給管９を通して燃料タンク２から高圧ポンプ１０へ燃料Ｆを圧送する。高圧ポンプ１０は、たとえば、燃料供給管９を介して供給された燃料Ｆを加圧してコモンレール５に吐出する。
【００１８】
より詳細には、高圧ポンプ１０は、主に、吸入口１１と、電磁弁１００と、加圧室１２と、吐出弁１４と、吐出口１５と、を備えている。吸入口１１は、たとえば燃料供給管９に接続され、圧送ポンプ３によって供給された液体である燃料Ｆが吸入される。電磁弁１００は、吸入口１１と加圧室１２との間に設けられ、たとえば、電子制御ユニット８によって制御される。加圧室１２は、たとえば、電磁弁１００を介して供給された液体の燃料Ｆを加圧するプランジャ１３を備えている。吐出弁１４は、加圧室１２と吐出口１５との間に設けられている。吐出口１５は、たとえば、加圧室１２で加圧されて吐出弁１４を通過した液体をコモンレール５へ吐出する。
【００１９】
また、高圧ポンプ１０は、たとえば、吸入口１１と電磁弁１００および加圧室１２との間の燃料Ｆの流路に、脈動低減部１６が設けられている。詳細については後述するが、脈動低減部１６は、高圧ポンプ１０の吸入口１１から吸入されて吐出口１５から吐出される液体である燃料Ｆの圧力の脈動を低減する構成を有している。
【００２０】
インジェクタ４は、たとえば、コモンレール５に供給された高圧の燃料Ｆを、エンジン７のシリンダ内へ噴射する。圧力センサ６は、コモンレール５に供給された高圧の燃料Ｆの圧力を測定し、圧力の測定結果を電子制御ユニット８へ信号線を介して出力する。電子制御ユニット８は、たとえば、圧送ポンプ３、高圧ポンプ１０およびインジェクタ４に信号線を介して接続され、これら圧送ポンプ３、高圧ポンプ１０およびインジェクタ４を制御する。
【００２１】
図２は、図１に示すエンジンシステム１を構成する高圧ポンプ１０の断面図である。図３は、図２に示す高圧ポンプ１０のIII‐III線に沿う断面図である。図４は、図３に示す高圧ポンプ１０のIV‐IV線に沿う断面図である。なお、図２は、図３に示す高圧ポンプ１０のII‐II線に沿う縦断面図であり、図３は、図４に示すIII‐III線に沿う断面図である。本実施形態の高圧ポンプ１０は、前述のように、たとえば、インジェクタ４がエンジン７のシリンダ内に直接的に燃料Ｆを噴射する、いわゆる直噴型のエンジンシステム１に適用される高圧燃料ポンプである。
【００２２】
前述のように、高圧ポンプ１０は、主に、吸入口１１と、電磁弁１００と、加圧室１２と、吐出弁１４と、吐出口１５と、を備えている。また、高圧ポンプ１０は、たとえば、前述のように、プランジャ１３と、脈動低減部１６と、を備えている。さらに、高圧ポンプ１０は、たとえば、ポンプ本体１０ａと、脈動低減部１６が収容されるダンパ室１７と、加圧室１２と吐出口１５との間の流路に設けられた圧力開放弁１８と、プランジャ１３を駆動させる駆動機構１９と、を備えている。
【００２３】
ポンプ本体１０ａは、たとえば、金属製の耐圧部であり、エンジン７またはエンジン７の周辺の構造体に取り付けられている。ポンプ本体１０ａは、内部に液体である燃料Ｆの流路や加圧室１２などが形成されている。また、ポンプ本体１０ａは、たとえば、電磁弁１００、圧力開放弁１８、駆動機構１９、脈動低減部１６、ダンパ室１７を形成するカバー１７ａなどを組み付けるための複数の凹部を有している。
【００２４】
ポンプ本体１０ａは、たとえば、図３に示すフランジ部１０ｃの貫通孔１０ｄに挿入されたボルトを、図２および図４に示す構造体に設けられたねじ穴に締結することにより、構造体に固定される。ポンプ本体１０ａは、構造体に対向する面から突出して構造体の凹部に係合する円筒状の部分を有し、その円筒状の部分の外周面に設けられた環状溝にＯリング１０ｂが嵌め込まれている。Ｏリング１０ｂは、ポンプ本体１０ａと構造体との間を封止して、たとえばエンジンオイルなどの潤滑油が構造体の外部へ漏れるのを防止する。
【００２５】
吸入口１１は、たとえば、ポンプ本体１０ａに接続された接続管１１ａの先端の開口部である。接続管１１ａは、たとえば、吸入口１１と反対の基端部がポンプ本体１０ａに溶接により取り付けられ、ポンプ本体１０ａの内部の流路に接続されている。接続管１１ａは、燃料タンク２から低圧の燃料Ｆを供給する燃料供給管９に接続され、低圧の燃料Ｆは吸入口１１から高圧ポンプ１０の内部に供給される。図４に示すように、たとえば、接続管１１ａの基端部に接続されたポンプ本体１０ａの内部の流路に吸入フィルタ１１ｂが設けられている。吸入フィルタ１１ｂは、燃料Ｆに含まれる異物を除去し、異物がダンパ室１７内に流入することを防止する。
【００２６】
ダンパ室１７は、たとえば、ポンプ本体１０ａの構造体に取り付けられた端部と反対側の端面と、その端面を覆うようにポンプ本体１０ａに取り付けられたカバー１７ａとの間の空間である。ダンパ室１７は、図４に示すように、ポンプ本体１０ａの内部に形成された流路と接続管１１ａを介して、接続管１１ａの先端の吸入口１１に接続されるとともに、ポンプ本体１０ａの内部に形成された流路を介して、プランジャ１３の駆動機構１９が組み付けられたポンプ本体１０ａの凹部に接続されている。また、ダンパ室１７は、図２に示すように、ポンプ本体１０ａの内部に形成された流路および電磁弁１００を介して、加圧室１２に接続されている。
【００２７】
脈動低減部１６は、たとえば、重ね合わせた２枚の金属ダイアフラムの周縁部を溶接して製造された金属ダンパである。脈動低減部１６は、２枚の金属ダイアフラムの間に０．３［ＭＰａ］から０．６［ＭＰａ］程度の圧力のガスが封入されている。脈動低減部１６は、周縁部が、ダンパ室１７内に配置された支持部材１６ａとカバー１７ａとの間に挟持され、ダンパ室１７内に配置されている。なお、脈動低減部１６を介して隣り合うダンパ室１７のカバー１７ａ側の領域とポンプ本体１０ａ側の領域との間は、図示を省略する流路によって接続され、液体である燃料Ｆが流通するようになっている。
【００２８】
駆動機構１９は、エンジン７またはエンジン７周辺の構造体に取り付けられたポンプ本体１０ａの端部の凹部に組み付けられ、一部が構造体によって支持されている。駆動機構１９は、たとえば、シリンダ１９ａと、シール部材１９ｂと、シールホルダ１９ｃと、ばね１９ｄと、リテーナ１９ｅと、タペット１９ｆと、を備えている。
【００２９】
シリンダ１９ａは、たとえば、おおむね円筒状の部材であり、プランジャ１３を軸方向に挿通させる貫通孔を有している。シリンダ１９ａは、たとえば、ポンプ本体１０ａの凹部に圧入されて固定されることでポンプ本体１０ａとシリンダ１９ａとの間が封止され、加圧室１２内で加圧された燃料Ｆがポンプ本体１０ａとシリンダ１９ａとの間から漏れないようになっている。シリンダ１９ａは、たとえば、プランジャ１３が軸方向に往復運動する時に、貫通孔の内周面によってプランジャ１３の外周面を案内する。
【００３０】
シール部材１９ｂは、たとえば、プランジャ１３を軸方向に挿通させる貫通孔を有する円筒状の部材である。シール部材１９ｂの内周面は、プランジャ１３の外周面に液密に接した状態でプランジャ１３を軸方向に摺動させる。シール部材１９ｂの外周面は、たとえば、シールホルダ１９ｃの円筒状の部分の内周面に接している。シール部材１９ｂは、たとえば、プランジャ１３およびシールホルダ１９ｃと接している部分を液密に封止し、プランジャ１３の軸方向への往復運動時に、シールホルダ１９ｃとポンプ本体１０ａの凹部によって画定された副室内の燃料Ｆが、高圧ポンプ１０の外部へ漏洩するのを防止する。
また、シール部材１９ｂは、たとえば、エンジンオイルを含む潤滑油などが、高圧ポンプ１０の内部へ流入するのを防止する。
【００３１】
ばね１９ｄは、たとえば、一端がシールホルダ１９ｃのポンプ本体１０ａと反対側の凹状の部分の内部に収容されてその凹状の部分の底部に支持され、他端がリテーナ１９ｅのシールホルダ１９ｃに対向する面に支持され、シールホルダ１９ｃとリテーナ１９ｅとの間で圧縮されている。これにより、ばね１９ｄは、プランジャ１３の軸方向において、リテーナ１９ｅをタペット１９ｆへ向けて付勢している。リテーナ１９ｅは、たとえば、中央部に貫通孔を有する円板状の部材である。リテーナ１９ｅは、たとえば、加圧室１２内に配置されたプランジャ１３の先端部と反対側のプランジャ１３の基端部の外周に設けられた環状溝にはめ込まれ、プランジャ１３の基端部の外周に固定されている。
【００３２】
タペット１９ｆは、ばね１９ｄのポンプ本体１０ａと反対側の端部の外周に配置された有底円筒状の部材である。タペット１９ｆは、リテーナ１９ｅを介してプランジャ１３をタペット１９ｆに向けて付勢するばね１９ｄの付勢力によって、エンジン７のカムシャフトに取り付けられたカムＣの外周に接し、カムＣの回転によってプランジャ１３の軸方向に往復運動するように構成されている。以上のような構成により、駆動機構１９は、カムＣの回転によって、プランジャ１３を軸方向に往復運動させる。
【００３３】
吐出弁１４は、図３に示すように、加圧室１２の出口に接続された流路に設けられている。吐出弁１４は、たとえば、シート部材１４ａと、弁体１４ｂと、ばね１４ｃと、ストッパ１４ｄと、を備えている。シート部材１４ａは、たとえば、燃料Ｆの流れの下流側の部分が拡径された円筒状の部材であり、下流側の端部に弁体１４ｂと接することで燃料Ｆの流路を閉鎖する座面を有している。弁体１４ｂは、シート部材１４ａに対向する先端部が円板状に形成され、シート部材１４ａと反対側の基端部が先端部よりも径の小さい円筒状に形成されている
【００３４】
弁体１４ｂは、先端部の周縁部がシート部材１４ａの座面に接することで燃料Ｆの流路を閉鎖し、先端部の周縁部がシート部材１４ａの座面から離れることで、シート部材１４ａの座面の先端部の周縁部との間に燃料Ｆの流路が形成される。ばね１４ｃは、内側に弁体１４ｂの基端部が挿入され、弁体１４ｂの先端部とストッパ１４ｄとの間で圧縮された状態で配置され、弁体１４ｂをシート部材１４ａに向けて付勢している。ストッパ１４ｄは、たとえば、弁体１４ｂの基端部の円筒状の部分に挿入されて弁体１４ｂの開閉移動を案内する円柱の凸部を有し、ポンプ本体１０ａに溶接によって固定され、ポンプ本体１０ａとの間が封止されている。ストッパ１４ｄは、たとえば、ばね１４ｃの弁体１４ｂと反対側の端部を係合させる凹部を有している。
【００３５】
吐出弁１４は、加圧室１２の内部の燃料Ｆと吐出弁１４の下流側の燃料Ｆとの間に差圧が無い状態では、ばね１４ｃの付勢力によって弁体１４ｂがシート部材１４ａの座面に接して閉弁状態となっている。加圧室１２の内部の燃料Ｆの圧力が、吐出弁１４の下流側の燃料Ｆの圧力がよりも大きくなり、その差圧がばね１４ｃの付勢力を超えると、弁体１４ｂがシード部材の座面から離れて開弁状態になる。弁体１４ｂは開弁時にストッパ１４ｄと接触して開弁方向への移動が制限される。吐出弁１４は、加圧室１２の下流側の燃料Ｆが加圧室１２に逆流するのを防止する逆止弁として機能する。
【００３６】
吐出口１５は、たとえば、ポンプ本体１０ａに接続された円筒状の吐出部１５ａの先端の開口部である。吐出部１５ａは、たとえば、吐出口１５と反対の基端部がポンプ本体１０ａに溶接により取り付けられ、ポンプ本体１０ａの内部の吐出弁１４よりも燃料Ｆの下流側の流路に接続されている。吐出部１５ａは、たとえば、コモンレール５に接続され、加圧室１２で加圧された高圧の燃料Ｆをコモンレール５へ吐出する。
【００３７】
圧力開放弁１８は、たとえば、吐出部１５ａの内部に配置され、加圧室１２と吐出口１５との間の流路に設けられている。圧力開放弁１８は、たとえば、ケーシング１８ａと、弁体１８ｂと、弁体ホルダ１８ｃと、ばね１８ｄと、ストッパ１８ｅと、を備えている。
ケーシング１８ａは、たとえば、有底円筒状に設けられ、底部の中央部に開口を有し、底部の内側の開口縁に座面が形成されている。ケーシング１８ａの内径は、底部の近傍および底部と反対側の開口端の近傍において縮径され、その間の中間部において拡径されている。
【００３８】
弁体１８ｂは、たとえば球状に設けられ、ケーシング１８ａの座面に接することで、弁体１８ｂと座面との間の流路を閉鎖し、ケーシング１８ａの座面から離れることで弁体１８ｂと座面との間に流路が形成される。弁体ホルダ１８ｃは、ケーシング１８ａの底部に対向する先端部の中央部に弁体１８ｂを保持し、ケーシング１８ａの底部と反対の後端部が先端部よりも縮径された円筒状に設けられている。弁体ホルダ１８ｃの先端部の外径は、ケーシング１８ａの底部の近傍の縮径された内径とおおむね等しく、ケーシング１８ａの中間部の拡径された部分の内径よりも小さくされている。
【００３９】
ばね１８ｄは、弁体ホルダ１８ｃに接する先端部の内側に弁体ホルダ１８ｃの円筒状の後端部が係合され、ストッパ１８ｅに接する後端部の内側にストッパ１８ｅの円筒状の先端部が係合されている。ばね１８ｄは、ストッパ１８ｅと弁体ホルダ１８ｃとの間で圧縮され、弁体ホルダ１８ｃをケーシング１８ａの底部に向けて付勢している。ストッパ１８ｅは、たとえば、ケーシング１８ａの底部と反対側の開口部に圧入されて固定されている。ストッパ１８ｅの固定位置を調整することで、ばね１４ｃの付勢力を調整することができる。
【００４０】
圧力開放弁１８は、たとえば、高圧ポンプ１０の電磁弁１００の故障などにより、吐出口１５の燃料Ｆの圧力が異常に高圧になり、弁体１８ｂに作用する圧力がばね１８ｄの付勢力を超えると、弁体１８ｂおよび弁体ホルダ１８ｃがストッパ１８ｅへ向けて移動する。すると、弁体１４ｂと座面との間に形成された流路を介して、ケーシング１８ａの底部と弁体ホルダ１８ｃとの間に燃料Ｆが流入する。ケーシング１８ａの内部に流入した燃料Ｆは、さらに、弁体ホルダ１８ｃの外周面とケーシング１８ａの内径が拡径された部分の内周面との間を通り、ストッパ１８ｅの貫通孔を通過して加圧室１２へ至る流路に流入することで、吐出口１５の燃料Ｆの異常な高圧が開放される。
【００４１】
図５は、図２に示す高圧ポンプ１０を構成する電磁弁１００の拡大断面図である。詳細については後述するが、本実施形態の電磁弁１００は、次の構成を主な特徴としている。
電磁弁１００は、ロッド１３０と、可動コア１４０と、ロッド付勢部材１０５と、を備える。ロッド１３０は、弁体１０７を軸方向Ｄａに移動させることによって、たとえば液体室１２２と加圧室１２との間の流路を開閉させる。可動コア１４０は、固定コア１５０に吸引されることでロッド１３０と係合してロッド１３０を軸方向Ｄａにおける可動コア１４０から固定コア１５０に向かう第一方向Ｄａ１に移動させる。ロッド付勢部材１０５は、固定コア１５０に設けられた凹部１５１に収容され、ロッド１３０を第一方向Ｄａ１と反対の第二方向Ｄａ２に向かって付勢する。そして、固定コア１５０は、凹部１５１の内壁の表層部に、固定コア１５０の母材よりも硬度が高い硬質部１５２を有している。
【００４２】
より詳細には、電磁弁１００は、液体である燃料Ｆの入口１０１および出口１０２と、ロッド１３０と、可動コア１４０と、固定コア１５０と、コイル１０４と、ロッド付勢部材１０５と、を備えている。ロッド１３０は、軸方向Ｄａの移動によって出口１０２を開閉させる。可動コア１４０は、ロッド１３０に係合して、ロッド１３０とともにロッド１３０の中心軸Ａに沿う軸方向Ｄａに移動する。固定コア１５０は、可動コア１４０を磁気により吸引することで、ロッド１３０を軸方向Ｄａに移動させて出口１０２から離隔させる。コイル１０４は、固定コア１５０に磁気を発生させる。ロッド付勢部材１０５は、固定コア１５０に設けられた凹部１５１に収容され、ロッド１３０を出口１０２へ向けて軸方向Ｄａに付勢する。そして、固定コア１５０は、凹部１５１の内壁の表層部に、固定コア１５０の母材よりも硬度が高い硬質部１５２を有している。
【００４３】
以下、本実施形態の電磁弁１００の各部の構成を詳細に説明する。本実施形態の電磁弁１００は、前述の構成に加えて、たとえば、シート部材１２０と、ストッパ１０６と、弁体１０７と、弁体付勢部材１０８と、アウターコア１０９と、シールリング１１０と、ボビン１１１と、ヨーク１１２と、コネクタ１１３（図２参照）とを備えている。
【００４４】
ロッド１３０は、たとえば、弁体１０７の開閉方向を軸方向Ｄａとする丸棒状または円柱状に形成されている。ロッド１３０は、たとえば、軸方向Ｄａの基端部に、径方向に突出する鍔状のフランジ部１３１を有している。ロッド１３０は、たとえば、フランジ部１３１よりも先端側の部分が、可動コア１４０に設けられた貫通孔１０ｄに挿通され、フランジ部１３１が可動コア１４０の固定コア１５０に対向する端面に設けられた凹部の底部に係合している。ロッド１３０は、たとえば、基端部のフランジ部１３１がコイルばねなどのロッド付勢部材１０５によって弁体１０７へ向けて付勢され、軸方向Ｄａの先端部が弁体１０７に接している。ロッド１３０は、軸方向Ｄａの移動によって出口１０２を開閉させる。
【００４５】
シート部材１２０は、たとえば、ポンプ本体１０ａの凹部に圧入され、溶接によりポンプ本体１０ａに固定されている。シート部材１２０は、たとえば、可動コア１４０に対向する端部にロッドガイド１２１を有し、内部に液体である燃料Ｆの吸入ポートである液体室１２２を有している。シート部材１２０は、図２および図３に示すように、液体室１２２が設けられた中央部を互いに直交する二方向に貫通する貫通孔を有している。これらの貫通孔は、ロッド１３０の軸方向Ｄａに直交する方向にシート部材１２０を貫通し、液体室１２２に液体である燃料Ｆの入口１０１を形成している。
【００４６】
この液体室１２２の入口１０１は、電磁弁１００における液体すなわち燃料Ｆの入口１０１であり、図２に示すように、ダンパ室１７と電磁弁１００との間の流路に接続されている。また、シート部材１２０は、ロッドガイド１２１と反対側の端部に、ストッパ１０６および弁体１０７を収容する凹部が設けられ、その凹部の底部に液体室１２２の出口１０２が形成されている。この液体室１２２の出口１０２は、液体である燃料Ｆの出口１０２であり、電磁弁１００における液体すなわち燃料Ｆの出口１０２である。このように、電磁弁１００は、液体である燃料Ｆの入口１０１および出口１０２を備え、これら入口１０１と出口１０２を有する液体室１２２を備えている。また、シート部材１２０は、液体室１２２の出口１０２の外側の開口縁に、円環状のシート部１２３を有している。
【００４７】
弁体１０７は、シート部材１２０のロッドガイド１２１と反対側の端部に設けられた凹部に収容され、ロッド１３０の軸方向Ｄａの移動により液体室１２２の出口１０２を閉鎖する閉位置と液体室１２２の出口１０２を開放する開位置との間で軸方向Ｄａに移動する。弁体１０７が閉位置にあるとき、弁体１０７は液体室１２２の出口１０２の外側のシート部１２３に接して着座し、弁体１０７とシート部１２３との間の液体の燃料Ｆの流路が閉鎖され、電磁弁１００が閉弁状態になる。また、弁体１０７が開位置にあるとき、弁体１０７はシート部１２３から離れ、弁体１０７とシート部１２３との間に液体の燃料Ｆの流路が形成され、電磁弁１００が開弁状態になる。
【００４８】
弁体１０７は、たとえば、コイル１０４に通電がされていない状態で、ロッド付勢部材１０５によって弁体１０７へ向けて付勢されたロッド１３０により軸方向Ｄａに押されて開位置に移動し、コイル１０４に通電された状態で、弁体付勢部材１０８によってシート部１２３へ向けて付勢されて閉位置に移動する。
【００４９】
ストッパ１０６は、たとえば、シート部材１２０のロッドガイド１２１と反対側の端部に設けられた凹部の開口部の内側に、圧入および溶接されることで固定されている。ストッパ１０６は、弁体１０７に対向する面に、たとえば、コイルばねである弁体付勢部材１０８を収容する凹部を有している。ストッパ１０６は、たとえば、電磁弁１００の液体室１２２の出口１０２から高圧ポンプ１０の加圧室１２へ流れる液体の燃料Ｆを通過させる貫通孔や切欠き部を有している。
【００５０】
弁体付勢部材１０８は、たとえば、コイルばねであり、弁体１０７のロッド１３０と反対側に配置され、ストッパ１０６と弁体１０７との間で圧縮され、弁体１０７をロッド１３０に向けて軸方向Ｄａに付勢する。弁体付勢部材１０８は、たとえば、ストッパ１０６側の端部がストッパ１０６に設けられた凹部の底部の環状溝に係合し、弁体１０７側の端部の内側に弁体１０７に設けられた凸部が係合され、弁体１０７を軸方向Ｄａにシート部１２３へ向けて付勢している。
【００５１】
ロッドガイド１２１は、前述のように、シート部材１２０の可動コア１４０に対向する端部に設けられている。ロッドガイド１２１は、ロッド１３０を軸方向Ｄａに挿通させる貫通孔１２１ａを有し、貫通孔１２１ａの内周面によってロッド１３０の外周面を案内することで、ロッド１３０の軸方向Ｄａの移動を案内する。ロッドガイド１２１は、固定コア１５０の凹部１５１と液体室１２２との間で液体の燃料Ｆを流通させる液体流通孔１２１ｂを有し、可動コア１４０に対向する端部に、たとえばコイルばねであるコア付勢部材１２４を支持する支持部１２１ｃを有している。
【００５２】
ロッドガイド１２１の支持部１２１ｃは、たとえば、中央部に貫通孔１２１ａを有し、ロッドガイド１２１の可動コア１４０に対向する端面から可動コア１４０に向けて突出する突起状に設けられている。ロッドガイド１２１の支持部１２１ｃは、たとえば、コイルばねであるコア付勢部材１２４の可動コア１４０と反対の端部からコア付勢部材１２４の内側に挿入されて係合されている。
【００５３】
可動コア１４０は、前述のように、ロッド１３０に係合してロッド１３０とともに軸方向Ｄａに移動する。より具体的には、可動コア１４０は、固定コア１５０に対向する端面に設けられた凹部の底部に、ロッド１３０の基端部に設けられたフランジ部１３１を係合させ、ロッド１３０とともに軸方向Ｄａに移動する。可動コア１４０は、中央部にロッド１３０を軸方向Ｄａに挿通させる貫通孔１４１を有する円筒状に形成されている。ロッド１３０を挿通させる可動コア１４０の貫通孔１４１の内径は、ロッド１３０の外径よりも僅かに大きくされている。これにより、可動コア１４０とロッド１３０は、相対的に軸方向Ｄａに移動可能になっている。
【００５４】
可動コア１４０は、固定コア１５０と液体室１２２との間に配置され、固定コア１５０の凹部１５１と液体室１２２との間で液体の燃料Ｆを流通させる流路である液体流通孔１４２を有している。可動コア１４０は、たとえば析出硬化系ステンレス鋼など、磁気特性および硬度に優れた材料によって構成することができる。より具体的には、可動コア１４０は、たとえば、析出硬化型のフェライト系ステンレス鋼によって構成することができる。可動コア１４０の固定コア１５０に対向する端面は、固定コア１５０との衝突の衝撃に耐える硬度を有するように構成される。
【００５５】
可動コア１４０は、図５に示す電磁弁１００の開弁状態、すなわちコイル１０４の通電がされていない状態において、固定コア１５０との間の間隙Ｇ１が、弁体１０７とシート部１２３との間の間隙Ｇ２よりも大きくされている。これにより、弁体１０７を開弁位置から閉弁位置へ移動させるときに、可動コア１４０が固定コア１５０に干渉することが防止されている。また、可動コア１４０は、ロッドガイド１２１に対向する面に、たとえばコイルばねであるコア付勢部材１２４のロッドガイド１２１と反対側の端部を係合させる陥凹部１４３を有している。
【００５６】
コア付勢部材１２４は、たとえば、コイルばねであり、ロッドガイド１２１と可動コア１４０との間で圧縮され、可動コア１４０を固定コア１５０に向けて付勢している。コア付勢部材１２４は、ロッドガイド１２１側の端部の内側にロッドガイド１２１の支持部１２１ｃが係合され、可動コア１４０側の端部が可動コア１４０のロッドガイド１２１に対向する面に形成された陥凹部１４３に係合されている。
【００５７】
固定コア１５０は、コイル１０４の通電時に可動コア１４０を吸引する磁気を発生させて、前述のように、可動コア１４０を磁気により吸引することで、ロッド１３０を軸方向Ｄａに移動させて出口１０２から離隔させるための部材である。固定コア１５０は、前述のように、ロッド付勢部材１０５の一端を収容して支持する凹部１５１の内壁の表層部に、固定コア１５０の母材よりも硬度が高い硬質部１５２を有している。なお、硬度は、たとえば、ブリネル硬さやビッカース硬さである。
【００５８】
より具体的には、本実施形態の電磁弁１００において、硬質部１５２は、ロッド付勢部材１０５の一端を支持する凹部１５１の底部１５１ｂに設けられている。硬質部１５２は、凹部１５１の底面全体に設けられていることが好ましいが、たとえば、コイルばねであるロッド付勢部材１０５の内側の凹部１５１の底面の中央部に部分的に設けてもよい。また、硬質部１５２は、凹部１５１の底部１５１ｂだけでなく、凹部１５１の内周面１５１ａの底部１５１ｂや、凹部１５１の内周面１５１ａ全体に設けられていてもよい。
【００５９】
図５に示す例において、硬質部１５２は、固定コア１５０の凹部１５１の底部１５１ｂのみに設けられている。より具体的には、硬質部１５２は、固定コア１５０の凹部１５１の底面全体を覆うように、凹部１５１の内壁の表層部に設けられている。硬質部１５２は、たとえば、凹部１５１の内壁の表面に形成された金属めっき層である。硬質部１５２である金属めっき層は、固定コア１５０の母材の硬度よりも高い硬度を有するものであれば特に限定されないが、たとえば、硬質クロムめっき層である。
【００６０】
後述するように、液体である燃料Ｆのキャビテーションで作られた気泡の崩壊によるエロージョン（壊食）に対する耐久性を向上させる観点から、硬質部１５２である硬質クロムめっき層の厚さは、たとえば、５［μｍ］以上であることが好ましい。なお、硬質部１５２は、固定コア１５０の母材よりも硬度が高ければよく、金属めっき層に限定されない。たとえば、硬質部１５２は、固定コア１５０の母材の表面が硬質処理された硬質処理層であってもよい。
【００６１】
固定コア１５０は、たとえば析出硬化型のフェライト系ステンレス鋼、すなわちフェライト系析出硬化型金属など、磁気特性、耐摩耗性、および硬度に優れた材料によって構成することができる。換言すると、固定コア１５０の母材は、たとえば、析出硬化系ステンレス鋼である。特に、固定コア１５０の可動コア１４０に対向する端面は、可動コア１４０との衝突の衝撃に耐える硬度を有するように構成される。析出硬化系ステンレス鋼の組成は、たとえば、１７Ｃｒ−４Ｎｉ−４Ｃｕ−Ｎｂである。
【００６２】
ロッド付勢部材１０５は、前述のように、少なくとも一部が固定コア１５０に設けられた凹部１５１に収容され、ロッド１３０を出口１０２へ向けて軸方向Ｄａに付勢する。より具体的には、ロッド付勢部材１０５は、たとえばコイルばねであり、ロッド１３０の基端部に設けられたフランジ部１３１と、固定コア１５０に設けられた凹部１５１の底部１５１ｂとの間で圧縮され、ロッド１３０を出口１０２へ向けて軸方向Ｄａに付勢する。ロッド付勢部材１０５のロッド１３０側の端部の内側に、ロッド１３０のフランジ部１３１から固定コア１５０に向けて突出した凸状の部分が係合している。
【００６３】
アウターコア１０９は、たとえば、一端がポンプ本体１０ａの凹部に溶接などによって固定され、他端にヨーク１１２、ボビン１１１、およびシールリング１１０などが取り付けられた円筒状の部材である。アウターコア１０９は、一方の端部の内側に、ロッドガイド１２１が挿入され、他方の端部の内側に可動コア１４０が収容されている。アウターコア１０９は、たとえば、円筒状の内周面によって可動コア１４０の円筒状の外周面を案内することで、内部に収容された可動コア１４０の軸方向Ｄａの移動を案内する。
【００６４】
シールリング１１０は、固定コア１５０とアウターコア１０９との間に設けられ、固定コア１５０およびアウターコア１０９よりも肉厚が薄い円筒状の部材である。シールリング１１０は、固定コア１５０側の端部の内側に固定コア１５０の端部が挿入され、アウターコア１０９側の端部の内側にアウターコア１０９の端部が挿入され、たとえば溶接によって、固定コア１５０およびアウターコア１０９に固定されている。シールリング１１０の外径と、シールリング１１０の端部に隣接する部分における固定コア１５０およびアウターコア１０９の外径は、おおむね等しくなっている。これにより、シールリング１１０の外周面と、シールリング１１０に隣接する固定コア１５０およびアウターコア１０９の外周面とが、おおむね段差なく面一に連なり、ヨーク１１２やボビン１１１の内側に容易に挿入することができるようになっている。
【００６５】
シールリング１１０を構成する材料は、たとえば、可動コア１４０と固定コア１５０との間に磁束を流すために、非磁性材料であることが望ましい。また、シールリング１１０を構成する材料は、可動コア１４０と固定コア１５０との衝突時の衝撃を吸収するために、薄肉で伸びの大きいステンレス鋼などの金属材料を使用することが望ましい。具体的には、シールリング１１０を構成する材料としては、非磁性体であるオーステナイト系ステンレス鋼を使用することができる。
【００６６】
シールリング１１０は、たとえば、可動コア１４０および固定コア１５０よりも硬度が低い材料によって構成することができる。また、可動コア１４０と固定コア１５０との衝突の衝撃を緩和する観点から、シールリング１１０は、たとえば、フェライト系析出硬化型金属よりも硬度が低い材料によって構成することができる。シールリング１１０は、たとえば、薄肉で変形量すなわち伸びが大きいことが重要である。すなわち、シールリング１１０の伸び率は、たとえば、可動コア１４０および固定コア１５０伸び率よりも大きい。シールリング１１０の伸び率は、たとえば３５％以上である。オーステナイト系ステンレス鋼は、たとえば、３５％から４５％以上の伸び率を確保することが可能である。
【００６７】
析出硬化型のフェライト系ステンレス鋼の組成は、たとえば、Ｃｒ：１３〜１５％、Ｎｉ：約３％、Ｃｕ：２％以下、Ｃ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ｍｏ：４％以下である。この金属を溶態化処理し、時効処理することにより、３７０［ＨＶ］程度の硬度を実現することができる。析出硬化型のステンレスの伸びは、たとえば５％以下で小さいが、磁気特性の良いフェライトの析出硬化型では、たとえば１％程度でさらに小さい。
このような小さい伸びを補うために、シールリング１１０は薄肉に形成され、固定コア１５０と可動コア１４０との衝突時に変形することで、衝突による荷重を緩和する。
【００６８】
ボビン１１１は、円筒状の部分と、その円筒状の部分の軸方向Ｄａの両端に径方向に張り出した円環のフランジ状の部分とを有し、径方向の外側が開放された角Ｕ字型の凹形状の断面形状を有している。ボビン１１１は、固定コア１５０の可動コア１４０側の端部と、可動コア１４０と、アウターコア１０９の固定コア１５０側の端部と、シールリング１１０の外周に配置されている。ボビン１１１は、たとえば、強度特性および耐熱特性に優れた高強度耐熱樹脂などの樹脂材料によって構成されている。
【００６９】
コイル１０４は、ボビン１１１の軸方向Ｄａの両端部のフランジ状の部分の間で、ボビン１１１の円筒状の部分に複数回にわたって巻回された銅線等の巻線によって構成されている。コイル１０４を構成する巻線の一端と他端は、コネクタ１１３に設けられた２本のコネクタピン１１３ａの一方と他方に、それぞれ、銅線等を介して電気的に接続されている。コイル１０４は、通電により、前述のように、固定コア１５０に可動コア１４０を吸引させる磁気を発生させる。
【００７０】
ヨーク１１２は、たとえば、磁気特性と耐食性に優れた磁性ステンレス鋼などの磁性材料によって構成され、コイル１０４を取り囲む円筒状の部材である。ヨーク１１２は、たとえば、有底円筒状の第１ヨーク１１２ａと、貫通孔および切り欠きを有する円板状の第２ヨーク１１２ｂと、を有している。第１ヨーク１１２ａは、たとえば、底部の中央部に設けられた開口に、アウターコア１０９の固定コア１５０側の端部が圧入されてアウターコア１０９に固定されている。
【００７１】
第２ヨーク１１２ｂの貫通孔の内周面は、たとえば、固定コア１５０の可動コア１４０と反対側の端部の円筒状の部分の外周面に接するか、または僅かなクリアランスで対向する。また、第２ヨーク１１２ｂの外周面は、第１ヨーク１１２ａの内周面と接するか、または僅かなクリアランスで対向する。第２ヨーク１１２ｂは、固定ピン１１２ｃを有している。固定ピン１１２ｃは、第２ヨーク１１２ｂを固定コア１５０の段差状の面に向けて付勢し、第２ヨーク１１２ｂを固定コア１５０に固定している。固定ピン１１２ｃは、たとえば、固定コア１５０の外周面に係合され、または、溶接などにより、固定コア１５０に固定される。
【００７２】
コネクタ１１３は、たとえば、強度特性および耐熱特性に優れた高強度耐熱樹脂などの樹脂材料をモールド成形することによって、コイル１０４、ヨーク１１２、およびコネクタピン１１３ａと一体に設けられている。２本のコネクタピン１１３ａは、前述のように、コイル１０４を構成する巻線に電気的に接続されている。電子制御ユニット８に含まれる図示をする電源に接続されたケーブルの先端のプラグをコネクタ１１３に接続することで、電子制御ユニット８の制御により、コネクタピン１１３ａを介してコイル１０４に通電することができる。
【００７３】
以下、本実施形態のエンジンシステム１、高圧ポンプ１０および電磁弁１００の動作について説明する。
【００７４】
図１に示すエンジンシステム１は、前述のように、燃料タンク２と、その燃料タンク２から液体である燃料Ｆを圧送する圧送ポンプ３と、その圧送ポンプ３によって圧送された燃料Ｆを加圧する高圧ポンプ１０と、その高圧ポンプ１０によって加圧された燃料Ｆをエンジン７へ噴射するインジェクタ４と、を備えている。また、図１から図４に示す高圧ポンプ１０は、前述のように、燃料Ｆが吸入される吸入口１１と、その燃料Ｆを加圧する加圧室１２と、その加圧室１２で加圧された燃料Ｆを吐出する吐出口１５と、吸入口１１と加圧室１２との間に設けられた電磁弁１００と、加圧室１２と吐出口１５との間に設けられた吐出弁１４とを備えている。
【００７５】
さらに、図５に示す電磁弁１００は、前述のように、高圧ポンプ１０の吸入口１１に接続された液体の入口１０１と、高圧ポンプ１０の加圧室１２に接続された液体の出口１０２と、を備えている。また、電磁弁１００は、出口１０２を軸方向Ｄａの移動によって開閉させるロッド１３０と、そのロッド１３０に係合してロッド１３０とともに軸方向Ｄａに移動する可動コア１４０と、その可動コア１４０を磁気により吸引することでロッド１３０を軸方向Ｄａに移動させて出口１０２から離隔させる固定コア１５０と、その固定コア１５０に磁気を発生させるコイル１０４と、固定コア１５０に設けられた凹部１５１に収容されロッド１３０を出口１０２へ向けて軸方向Ｄａに付勢するロッド付勢部材１０５と、を備えている。そして、固定コア１５０は、凹部１５１の内壁の表層部に、固定コア１５０の母材よりも硬度が高い硬質部１５２を有している。
【００７６】
このような構成に基づき、図１に示す電子制御ユニット８は、圧送ポンプ３を制御して、液体である燃料Ｆを燃料タンク２から高圧ポンプ１０の吸入口１１へ燃料供給管９を介して圧送する。図４に示す高圧ポンプ１０の吸入口１１からポンプ本体１０ａの内部に形成された流路へ流入した燃料Ｆは、フィルタを通過してダンパ室１７へ流入する。ダンパ室１７へ流入した燃料Ｆは、図２に示すポンプ本体１０ａの内部に形成された流路を通過して、図５に示す電磁弁１００の入口１０１から液体室１２２に流入する。
【００７７】
高圧ポンプ１０は、図２に示す駆動機構１９によってプランジャ１３を軸方向Ｄａに往復運動させる。プランジャ１３が下降して加圧室１２の容積を増加させると、加圧室１２内の燃料Ｆの圧力が電磁弁１００の液体室１２２内の燃料Ｆの圧力よりも低下する。電磁弁１００は、コイル１０４に通電されていない状態において、図５に示す弁体１０７とシート部１２３との間に流路が形成されて開弁状態になる。
【００７８】
これにより、電磁弁１００の入口１０１から液体室１２２に流入した燃料Ｆは、シート部１２３と弁体１０７との間に形成された流路を通過し、電磁弁１００の出口１０２である液体室１２２の出口１０２から流出して加圧室１２に吸入される。すなわち、電磁弁１００は、たとえば、高圧ポンプ１０の燃料Ｆの吸入を制御する燃料吸入弁として機能する。このとき、弁体付勢部材１０８が弁体１０７の開弁方向に圧縮され、弁体１０７がストッパ１０６に接することで、弁体１０７とシート部１２３との間の流路が最大開度に維持される。
【００７９】
また、高圧ポンプ１０のプランジャ１３が上昇して加圧室１２の容積を減少させても、電磁弁１００は、コイル１０４に通電されていない状態では、ロッド付勢部材１０５によって付勢されたロッド１３０の先端によって弁体１０７がストッパ１０６に向けて押され、開弁状態が維持される。この状態では、加圧室１２内の燃料Ｆは、電磁弁１００へ向けて逆流し、弁体１０７とシート部１２３との間を通過して電磁弁１００の入口１０１から液体室１２２へ戻される。したがって、加圧室１２内の燃料Ｆの圧力は、ほとんど上昇せず、高圧にはならない。この工程を、「戻し工程」と称する。
【００８０】
一方、電子制御ユニット８によって高圧ポンプ１０の電磁弁１００が制御され、電磁弁１００のコイル１０４に通電されると、固定コア１５０に可動コア１４０を吸引する磁気が発生する。より詳細には、コイル１０４は、たとえば、ヨーク１１２、固定コア１５０、可動コア１４０、およびアウターコア１０９によって取り囲まれ、コイル１０４の周囲に磁気回路が形成されている。そのため、コイル１０４に電流が流れると、固定コア１５０に可動コア１４０を吸引する磁気が発生する。
【００８１】
可動コア１４０に作用する固定コア１５０の磁気吸引力が、たとえば、ロッド１３０を介して可動コア１４０に作用するロッド付勢部材１０５の付勢力を超えると、可動コア１４０は、固定コア１５０側の端部に係合したロッド１３０とともに固定コア１５０に向けて軸方向Ｄａに移動する。すると、ロッド１３０に押されてストッパ１０６側の開弁位置に位置していた弁体１０７が、弁体付勢部材１０８の付勢力と燃料Ｆの液体室１２２への流入によってシート部１２３に接し、電磁弁１００が閉弁状態になる。
【００８２】
この電磁弁１００の閉弁状態において、高圧ポンプ１０のプランジャ１３が上昇して加圧室１２の容積を減少させると、加圧室１２内の燃料Ｆは、電磁弁１００の出口１０２に流入することなく、加圧室１２内で加圧されて高圧になる。加圧室１２内の燃料Ｆの圧力が、高圧ポンプ１０の吐出口１５における燃料Ｆの圧力を超えると、加圧室１２内の燃料Ｆは、図３に示す吐出弁１４を通過して、吐出口１５から図１に示すコモンレール５へ吐出される。この工程を、「吐出工程」と称する。
【００８３】
すなわち、プランジャ１３の下死点から上死点までの上昇工程は、たとえば、戻し工程と吐出工程を含む。これにより、電子制御ユニット８によって高圧ポンプ１０を構成する電磁弁１００のコイル１０４の通電を制御することで、吐出される高圧の燃料Ｆの量を制御することができる。すなわち、上昇工程の早い時期にコイル１０４へ通電すれば、上昇工程における吐出工程の割合が戻し工程の割合よりも増加し、吐出される高圧の燃料Ｆの量が増加する。
【００８４】
一方、上昇工程の遅い時期にコイル１０４へ通電すれば、上昇工程における吐出工程の割合が戻し工程の割合よりも減少し、吐出される高圧の燃料Ｆの量が減少する。このように、電子制御ユニット８によって、電磁弁１００のコイル１０４の通電を制御することで、高圧ポンプ１０から吐出される高圧の燃料Ｆの吐出量を適切な量に制御することができる。
【００８５】
高圧ポンプ１０の吐出口１５から、図１に示すコモンレール５へ吐出された高圧の燃料Ｆは、圧力センサ６によって圧力が測定され、圧力の測定結果が電子制御ユニット８に出力される。電子制御ユニット８は、圧力の測定結果に基づいてインジェクタ４を制御し、インジェクタ４によってエンジン７のシリンダ１９ａへ燃料Ｆを噴射させる。また、電子制御ユニット８は、前述のように、高圧ポンプ１０の電磁弁１００を制御して、高圧ポンプ１０から所望の流量の燃料Ｆを吐出させる。
【００８６】
このように、エンジンシステム１は、圧力センサ６から電子制御ユニット８に入力されたコモンレール５内の燃料Ｆの圧力に応じて、電子制御ユニット８によって圧送ポンプ３および高圧ポンプ１０を制御し、コモンレール５内の燃料Ｆの圧力を調整することができる。また、エンジンシステム１は、電子制御ユニット８によってインジェクタ４を制御し、最適な時期に最適な圧力でエンジン７のシリンダ内に燃料Ｆを噴射することができる。
【００８７】
ここで、本実施形態のエンジンシステム１および高圧ポンプ１０の特徴部分である本実施形態の電磁弁１００の作用について、図６Ａから図６Ｄおよび図７Ａから図７Ｄを参照して詳細に説明する。図６Ａから図６Ｄは、図５に示す電磁弁１００の閉弁時の液体の流れを説明する拡大断面図である。図７Ａから図７Ｄは、図５に示す電磁弁１００の開弁時の液体の流れを説明する拡大断面図である。
【００８８】
前述のように、高圧ポンプ１０の上昇工程において電磁弁１００のコイル１０４が通電されると、固定コア１５０に可動コア１４０を吸引する磁気が発生し、図６Ａに示すように、可動コア１４０が固定コア１５０に向けてロッド１３０とともに中心軸Ａに沿う軸方向Ｄａに移動する。すると、液体である燃料Ｆは、可動コア１４０およびロッド１３０の移動によって押し退けられ、可動コア１４０の液体流通孔１４２によって形成された流路を通って液体室１２２へ向けて流れるだけでなく、固定コア１５０の凹部１５１の底部１５１ｂへ向けて流れる。固定コア１５０の凹部１５１は、底部１５１ｂへ向けて流入した液体の燃料Ｆの逃げ場がない行き止まりの袋小路であるため、底部１５１ｂにおいて燃料Ｆの圧力が上昇する。
【００８９】
その後、図６Ｂに示すように、可動コア１４０が固定コア１５０に衝突する。この時、シールリング１１０が軸方向Ｄａに伸長するように弾性変形することで、可動コア１４０および固定コア１５０に作用する衝撃力が緩和される。また、可動コア１４０および固定コア１５０の母材が析出硬化系ステンレス鋼である場合には、フェライト系ステンレス鋼と同様の磁気特性を維持しつつ、たとえば３００［ＨＶ］以上の硬度を確保することができる。したがって、可動コア１４０と固定コア１５０の衝突面の耐久性を向上させることができる。
【００９０】
また、可動コア１４０が固定コア１５０に衝突して移動を停止すると、固定コア１５０の凹部１５１の底部１５１ｂへ向かう燃料Ｆの流れも生じなくなり、固定コア１５０の凹部１５１の底部１５１ｂから圧力が上昇した燃料Ｆが、可動コア１４０の液体流通孔１４２によって形成された流路を通って液体室１２２へ向けて流れる。これにより、固定コア１５０の凹部１５１の底部１５１ｂにおいて、燃料Ｆの圧力が徐々に低下していく。
【００９１】
また、図６Ｃに示すように、液体である燃料Ｆの慣性力によって、固定コア１５０の凹部１５１の底部１５１ｂから燃料Ｆの流出が継続され、燃料Ｆの圧力がさらに低下して燃料Ｆの飽和蒸気圧を下回ると、凹部１５１の底部１５１ｂにおいてキャビテーションによる気泡Ｆｃが発生する。そして、図６Ｄに示すように、凹部１５１の底部１５１ｂから流出した燃料Ｆの反射波、または、凹部１５１の底部１５１ｂの燃料Ｆの圧力が低下したことによる燃料Ｆの再流入によって、凹部１５１の底部１５１ｂの圧力が上昇に転じると、気泡Ｆｃが崩壊する。この気泡Ｆｃが崩壊する時の燃料Ｆの衝撃力は、凹部１５１の内壁の表層部に作用してエロージョン（壊食）を発生させる。
【００９２】
一方、前述のように、高圧ポンプ１０の上昇工程が終了すると、図７Ａに示すように、電磁弁１００は、可動コア１４０が固定コア１５０に接した閉弁状態で、コイル１０４の通電が中断される。この状態では、固定コア１５０の凹部１５１において燃料Ｆの圧力に変動はなく、固定コア１５０の凹部１５１の燃料Ｆの圧力は静圧である。電磁弁１００は、コイル１０４の通電が中断されると、可動コア１４０を固定コア１５０に吸引させる磁気が消滅する。
【００９３】
すると、ロッド付勢部材１０５の付勢力によって、図７Ｂに示すように、可動コア１４０が固定コア１５０から離れるように軸方向Ｄａに移動する。これにより、凹部１５１の底部１５１ｂの液体である燃料Ｆは、固定コア１５０と可動コア１４０との間に生じた空隙に向けて流れ、さらに固定コア１５０の液体流通孔１４２によって形成された流路を通って液体室１２２へ向けて流れる。その結果、凹部１５１の底部１５１ｂの燃料Ｆの圧力は、徐々に低下していく。
【００９４】
また、図７Ｃに示すように、液体である燃料Ｆの慣性力によって、凹部１５１の底部１５１ｂから燃料Ｆの流出が継続され、燃料Ｆの圧力がさらに低下して燃料Ｆの飽和蒸気圧を下回ると、凹部１５１の底部１５１ｂにおいてキャビテーションによる気泡Ｆｃが発生する。そして、図７Ｄに示すように、可動コア１４０が移動を停止したことによる燃料Ｆの反射波、または、凹部１５１の底部１５１ｂの燃料Ｆの圧力が低下したことによる燃料Ｆの再流入によって、凹部１５１の底部１５１ｂの圧力が上昇に転じると、気泡Ｆｃが崩壊する。この気泡Ｆｃが崩壊する時の燃料Ｆの衝撃力は、凹部１５１の内壁の表層部に作用してエロージョンを発生させる。
【００９５】
なお、可動コア１４０の移動速度が大きいほど、燃料Ｆの移動速度が上昇し、固定コア１５０の凹部１５１はエロージョンに対して厳しい環境になる。高圧ポンプ１０は、たとえば環境規制への対応により、燃料Ｆの吐出圧力の高圧化および大流量化が要求される傾向にある。また、カムＣによる高圧ポンプ１０のプランジャ１３の下死点から上死点までのリフト量も増加傾向にあり、可動コア１４０の移動速度はプランジャ１３のリフト量と定性的に相関がある。すなわち、環境規制に対応するためには、固定コア１５０の凹部１５１のエロージョンに対する耐久性を向上させる必要がある。
【００９６】
また、飽和蒸気圧が低い燃料Ｆは、キャビテーションによる気泡Ｆｃが発生しやすい。
たとえば、エタノール燃料は、キャビテーションによる気泡Ｆｃが崩壊したときの衝撃力が大きい。このような燃料Ｆの多様化も、固定コア１５０の凹部１５１がエロージョンに対して厳しい環境になる一因となる。固定コア１５０の凹部１５１にエロージョンが発生すると、電磁弁１００に性能低下や不具合が発生するおそれがある。したがって、固定コア１５０の凹部１５１において、エロージョンに対する耐久性を向上させることが重要である。
【００９７】
これらの課題に対し、本実施形態の電磁弁１００は、前述のように、固定コア１５０が凹部１５１の内壁の表層部に固定コア１５０の母材よりも硬度が高い硬質部１５２を有している。そのため、固定コア１５０の母材を硬質部１５２によって保護し、キャビテーションが作る気泡Ｆｃの崩壊時の衝撃力によって発生するエロージョンに対する固定コア１５０の耐久性を向上させ、固定コア１５０のエロージョンを抑制することができる。
【００９８】
また、本実施形態の電磁弁１００は、固定コア１５０の凹部１５１の内壁の表層部に硬質部１５２を有しているため、従来のように硬質のカップ状部材を固定コア１５０に圧入する必要がなく、従来よりも部品点数を削減することができる。また、固定コア１５０の凹部１５１に別の部材を圧入する必要がないので、固定コア１５０を小型化することができ、それに対応して他の部材を小型化することが可能になる。
【００９９】
したがって、本実施形態によれば、エロージョンを抑制することができ、かつ、従来よりも部品の削減および小型化を実現可能な電磁弁１００と、その電磁弁１００を備えた高圧ポンプ１０およびエンジンシステム１を提供することができる。また、本実施形態によれば、電磁弁１００の固定コア１５０の凹部１５１におけるエロージョンに対する耐久性を向上させ、高圧ポンプ１０およびエンジンシステム１に対する厳しい環境規制や、燃料Ｆの多様化に対応することが可能になる。
【０１００】
また、本実施形態において、硬質部１５２は、ロッド付勢部材１０５の一端を支持する固定コア１５０の凹部１５１の底部１５１ｂに設けられている。この構成により、前述のように、エロージョンに対して特に厳しい環境になる凹部１５１の底部１５１ｂにおいて、硬質部１５２によって凹部１５１の内壁の表層部を保護し、エロージョンに対する耐久性を向上させることができる。さらに、ロッド付勢部材１０５の一端を支持する座面として機能する固定コア１５０の底部１５１ｂを硬質部１５２によって保護し、固定コア１５０の底部１５１ｂの耐摩耗性を向上させることができる。
【０１０１】
また、本実施形態において、硬質部１５２は、固定コア１５０の凹部１５１において、底部１５１ｂのみに設けられている。これにより、エロージョンに対して特に厳しい環境になる凹部１５１の底部１５１ｂにおいて、エロージョンに対する耐久性を向上させることができる。加えて、凹部１５１の内壁の全体に硬質部１５２を有する場合と比較して、製造を容易にして生産性を向上させ、製造コストを低減することができる。
【０１０２】
また、本実施形態において、硬質部１５２は、固定コア１５０の凹部１５１の内壁の表面に形成された金属めっき層である。この構成により、信頼性の高い硬質部１５２を、低コストかつ容易に形成することができる。また、本実施形態において、硬質部１５２である金属めっき層は、硬質クロムめっき層である。この構成により、可動コア１４０の凹部１５１に可動コア１４０の母材よりも硬度が高い硬質部１５２を容易に形成することができる。
【０１０３】
また、本実施形態において、硬質部１５２である硬質クロムめっき層の厚さは、５［μｍ］以上である。この構成により、固定コア１５０の母材よりもエロージョンに対する耐久性の高い硬質部１５２を形成することができる。すなわち、硬質クロムめっき層の厚さが５［μｍ］未満の場合、硬質部１５２のエロージョンに対する耐久性は、固定コア１５０の母材のエロージョンに対する耐久性よりも低くなるおそれがある。
【０１０４】
図８は、電磁弁１００の固定コア１５０の硬質部１５２である硬質クロムめっき層の厚さとエロージョンに対する耐久性との関係の一例を示すグラフである。図８において、直線Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、固定コア１５０の母材、高強度材および硬質クロムめっき層のエロージョンに対する耐久性を示している。なお、エロージョンに対する耐久性は、たとえば、エロージョン環境下に置いた各部材の一定時間経過後の状態を数値化したものである。
【０１０５】
図８において直線Ｌ３で示すように、硬質クロムめっき層の厚さが５［μｍ］未満である場合、硬質クロムめっき層の耐久性は、固定コア１５０の母材の耐久性（直線Ｌ１）よりも低くなる可能性が高い。一方、硬質クロムめっき層の厚さが、たとえば５［μｍ］以上であれば、硬質クロムめっき層の耐久性を、固定コア１５０の母材の耐久性（直線Ｌ１）以上にすることができる。また、硬質クロムめっき層の厚さを、たとえば１５［μｍ］以上にすることで、高強度材（直線Ｌ２）と同等以上の耐久性を確保することができる。
ただし、硬質クロムめっき層の厚さを必要以上に厚くすると、製造が困難になり、コストが上昇するおそれがある。そのため、硬質クロムめっき層の厚さは、たとえば５０［μｍ］以下であることが好ましい。
【０１０６】
なお、硬質部１５２は、前述のように、固定コアの母材の表面が硬質処理された硬質処理層であってもよい。これにより、金属めっきと同様に固定コアの母材よりも硬度が高い硬質部１５２を形成することができ、固定コアの凹部におけるエロージョンに対する耐久性を向上させることができる。
【０１０７】
また、本実施形態において、固定コア１５０の母材は、析出硬化系ステンレス鋼である。これにより、固定コア１５０の磁気特性、耐摩耗性および硬度を向上させることができる。特に、固定コア１５０の母材である析出硬化系ステンレス鋼の組成が、１７Ｃｒ−４Ｎｉ−４Ｃｕ−Ｎｂである場合、固定コア１５０の耐摩耗性および硬度を確保しつつ、磁気特性をより向上させることができる。
【０１０８】
また、本実施形態において、電磁弁１００は、液体の入口１０１と出口１０２とを有する液体室１２２を備えている。また、可動コア１４０は、固定コア１５０と液体室１２２との間に配置され、凹部１５１と液体室１２２との間で液体を流通させる流路である液体流通孔１４２を有する。この構成により、可動コア１４０を軸方向Ｄａに移動させやすくすることができるが、前述のような液体の移動が発生し、キャビテーションによる気泡Ｆｃが発生しやすくなる。しかし、前述のように、固定コア１５０の凹部１５１に設けられた硬質部１５２によって、エロージョンを抑制することができる。
【０１０９】
また、本実施形態において、電磁弁１００は、ロッド１３０の軸方向Ｄａの移動により出口１０２を閉鎖する閉位置と出口１０２を開放する開位置との間で軸方向Ｄａに移動する弁体１０７と、その弁体１０７のロッド１３０と反対側に配置され弁体１０７をロッド１３０に向けて軸方向Ｄａに付勢する弁体付勢部材１０８と、を備えている。そして、弁体１０７は、コイル１０４に通電がされていない状態で、ロッド付勢部材１０５に付勢されたロッド１３０により軸方向Ｄａに押されて開位置に移動し、コイル１０４に通電された状態で弁体付勢部材１０８に付勢されて閉位置に移動する。この構成により、電磁弁１００を燃料吸入弁として構成することができるが、前述のような液体の移動が発生し、固定コア１５０の凹部１５１にキャビテーションによる気泡Ｆｃが発生しやすくなる。しかし、前述のように、固定コア１５０の凹部１５１に設けられた硬質部１５２によって、エロージョンを抑制することができる。
【０１１０】
また、本実施形態において、電磁弁１００は、可動コア１４０を固定コア１５０に向けて付勢するコア付勢部材１２４を備える。この構成により、コイル１０４に通電がされていない状態で、可動コア１４０にロッド１３０を係合させ、コイル１０４の通電時にロッド１３０を可動コア１４０とともに軸方向Ｄａに移動させることができるが、前述のような液体の移動が発生し、固定コア１５０の凹部１５１にキャビテーションによる気泡Ｆｃが発生しやすくなる。しかし、前述のように、固定コア１５０の凹部１５１に設けられた硬質部１５２によって、エロージョンを抑制することができる。
【０１１１】
また、本実施形態において、電磁弁１００は、ロッド１３０を軸方向Ｄａに挿通させる貫通孔１２１ａを有しロッド１３０の軸方向Ｄａの移動を案内するロッドガイド１２１を備えている。そして、ロッドガイド１２１は、可動コア１４０の凹部１５１と液体室１２２との間で液体を流通させる液体流通孔１２１ｂを有し、可動コア１４０に対向する端部にコア付勢部材１２４を支持する支持部１２１ｃを有する。この構成により、ロッド１３０および可動コア１４０の移動を安定させることができるが、前述のような液体の移動が発生し、固定コア１５０の凹部１５１にキャビテーションによる気泡Ｆｃが発生しやすくなる。しかし、前述のように、固定コア１５０の凹部１５１に設けられた硬質部１５２によって、エロージョンを抑制することができる。
【０１１２】
また、本実施形態において、電磁弁１００のロッドガイド１２１の支持部１２１ｃは、中央部に貫通孔１２１ａを有し、ロッドガイド１２１の可動コア１４０に対向する端面から可動コア１４０に向けて突出する突起状に設けられてコア付勢部材１２４の可動コア１４０と反対の端部からコア付勢部材１２４の内側に挿入されて係合されている。この構成により、ロッド１３０および可動コア１４０の移動を安定させることができるが、前述のような液体の移動が発生し、固定コア１５０の凹部１５１にキャビテーションによる気泡Ｆｃが発生しやすくなる。しかし、前述のように、固定コア１５０の凹部１５１に設けられた硬質部１５２によって、エロージョンを抑制することができる。
【０１１３】
また、本実施形態において、電磁弁１００の可動コア１４０は、ロッドガイド１２１に対向する面にコア付勢部材１２４のロッドガイド１２１と反対側の端部を係合させる陥凹部１４３を有している。この構成により、可動コア１４０の移動を安定させることができるが、前述のような液体の移動が発生し、固定コア１５０の凹部１５１にキャビテーションによる気泡Ｆｃが発生しやすくなる。しかし、前述のように、固定コア１５０の凹部１５１に設けられた硬質部１５２によって、エロージョンを抑制することができる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態によれば、エロージョンを抑制することができ、かつ、従来よりも部品の削減および小型化を実現可能な電磁弁１００と、その電磁弁１００を備えた高圧ポンプ１０およびエンジンシステム１を提供することができる。なお、本開示の電磁弁１００、高圧ポンプ１０およびエンジンシステム１は、前述の実施形態によって限定されるものではない。以下、前述の実施形態の電磁弁１００の変形例を説明する。
【０１１５】
図９は、図５の電磁弁１００の変形例を示す拡大断面図である。本変形例の電磁弁は、固定コア１５０の凹部１５１が底部１５１ｂに凹状の底陥部１５１ｃを有し、硬質部１５２が底陥部１５１ｃの内壁の表層部に形成されている点で、前述の実施形態の電磁弁１００と異なっている。本変形例の電磁弁のその他の点は、前述の実施形態の電磁弁１００と同様であるので、同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
前述のように、キャビテーションによる気泡Ｆｃが崩壊することによるエロージョンは、固定コア１５０の凹部１５１の最奥部において、最も厳しい環境となる。そのため、固定コア１５０の凹部１５１の底部１５１ｂに凹状の底陥部１５１ｃを形成し、硬質部１５２を底陥部１５１ｃの内壁の表層部に形成することで、エロージョン環境が厳しい箇所を底陥部１５１ｃの内部として、ロッド付勢部材１０５を支持する凹部１５１の底面のエロージョン環境を緩和することができる。また、エロージョン環境が厳しい底陥部１５１ｃの内壁の表層部を、硬質部１５２によって保護し、エロージョンに対する耐久性を向上させることができる。なお、この変形例において、凹部１５１の底面に硬質部１５２を形成してもよい。
【０１１７】
以上、図面を用いて本開示の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１８】
１        エンジンシステム
２        燃料タンク
３        圧送ポンプ
４        インジェクタ
５        コモンレール
６        圧力センサ
７        エンジン
８        電子制御ユニット
９        燃料供給管
１０      高圧ポンプ
１０ａ    ポンプ本体
１０ｂ    Ｏリング
１０ｃ    フランジ部
１０ｄ    貫通孔
１１      吸入口
１１ａ    接続管
１１ｂ    吸入フィルタ
１２      加圧室
１３      プランジャ
１４      吐出弁
１４ａ    シート部材
１４ｂ    弁体
１４ｃ    ばね
１４ｄ    ストッパ
１５      吐出口
１５ａ    吐出部
１６      脈動低減部
１６ａ    支持部材
１７      ダンパ室
１７ａ    カバー
１８      圧力開放弁
１８ａ    ケーシング
１８ｂ    弁体
１８ｃ    弁体ホルダ
１８ｄ    ばね
１８ｅ    ストッパ
１９      駆動機構
１９ａ    シリンダ
１９ｂ    シール部材
１９ｃ    シールホルダ
１９ｄ    ばね
１９ｅ    リテーナ
１９ｆ    タペット
１００    電磁弁
１０１    入口
１０２    出口
１０４    コイル
１０５    ロッド付勢部材
１０６    ストッパ
１０７    弁体
１０８    弁体付勢部材
１０９    アウターコア
１１０    シールリング
１１１    ボビン
１１２    ヨーク
１１２ａ  第１ヨーク
１１２ｂ  第２ヨーク
１１２ｃ  固定ピン
１１３    コネクタ
１１３ａ  コネクタピン
１２０    シート部材
１２１    ロッドガイド
１２１ａ  貫通孔
１２１ｂ  液体流通孔
１２１ｃ  支持部
１２２    液体室
１２３    シート部
１２４    コア付勢部材
１３０    ロッド
１３１    フランジ部
１４０    可動コア
１４１    貫通孔
１４２    液体流通孔
１４３    陥凹部
１５０    固定コア
１５１    凹部
１５１ａ  内周面
１５１ｂ  底部
１５１ｃ  底陥部
１５２    硬質部
Ａ      中心軸
Ｃ      カム
Ｄａ    軸方向
Ｆ      燃料
Ｆｃ    気泡
Ｇ１    間隙
Ｇ２    間隙
【図１】
2019207908.tif 000003
【図２】
2019207908.tif 000004
【図３】
2019207908.tif 000005
【図４】
2019207908.tif 000006
【図５】
2019207908.tif 000007
【図６Ａ】
2019207908.tif 000008
【図６Ｂ】
2019207908.tif 000009
【図６Ｃ】
2019207908.tif 000010
【図６Ｄ】
2019207908.tif 000011
【図７Ａ】
2019207908.tif 000012
【図７Ｂ】
2019207908.tif 000013
【図７Ｃ】
2019207908.tif 000014
【図７Ｄ】
2019207908.tif 000015
【図８】
2019207908.tif 000016
【図９】
2019207908.tif 000017
【国際調査報告】
2019207908.tif 000018
2019207908.tif 000019
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