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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2019-511667(P2019-511667A)
(43)【公表日】2019年4月25日
(54)【発明の名称】磁気的に直接制御された燃料ポンプ用吸気バルブ
(51)【国際特許分類】
F02M 59/36 20060101AFI20190329BHJP
F02M 63/00 20060101ALI20190329BHJP
F02M 51/00 20060101ALI20190329BHJP
F02M 59/44 20060101ALI20190329BHJP
F02M 59/46 20060101ALI20190329BHJP
F16K 31/06 20060101ALI20190329BHJP
【ＦＩ】
F02M59/36 B
F02M63/00 C
F02M51/00 F
F02M59/44 C
F02M59/46 Y
F16K31/06 305A
F16K31/06 305E
F02M59/36 F
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2018-546853(P2018-546853)
(86)(22)【出願日】2017年3月16日
(85)【翻訳文提出日】2018年10月5日
(86)【国際出願番号】US2017022735
(87)【国際公開番号】WO2017156552
(87)【国際公開日】20170914
(31)【優先権主張番号】15/411,142
(32)【優先日】2017年1月20日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ
(71)【出願人】
【識別番号】516312497
【氏名又は名称】スタナダイン エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100106541
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 信和
(72)【発明者】
【氏名】ルーカス ロバート ジー
【テーマコード（参考）】
3G066
3H106
【Ｆターム（参考）】
3G066AD01
3G066BA19
3G066BA29
3G066BA35
3G066CA04U
3G066CE22
3H106DA02
3H106DA12
3H106DA23
3H106DB02
3H106DB12
3H106DB22
3H106DB32
3H106DC02
3H106DD02
3H106EE45
3H106GA01
3H106GA13
3H106KK18
(57)【要約】
開示された吸気バルブアセンブリの実施例は、弁アセンブリの流入路と、弁アセンブリの流出路と、前記流入路及び流出路の間に設けられて流体接続する磁気制御吸気バルブと、前記弁体に隣接する磁極と、磁極及び前記弁体を直接的に磁気的結合するための磁束を生成する選択的に励起可能なコイルと、を備える。前記弁体は、前記コイルが励起されることにより、前記流入路及び前記流出路の間の流体連結を開いたり閉じたりする。【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジングと、
低圧燃料を受けとるための吸気ポートと、
前記低圧燃料を加圧するために前記ハウジング内に配置されたポンプ室と、
加圧された燃料を放出するための排出ポートと、
前記ハウジングの内部に取り付けられ、前記吸気ポートから前記供給燃料を受けとる流入路と、前記供給燃料を前記ポンプ室に供給する供給通路と、前記流入路と前記供給路との間に配置された弁座と、第１の位置及び第２の位置の間で移動可能である弁体と、を有し、前記弁座に対向する前記第１の位置に前記弁体が移動すると燃料を供給通路に供給するための弁体が閉じ、前記弁座から離れた前記第２の位置に弁体が移動すると燃料を供給通路に供給するための弁体が開くように構成された、燃料供給モジュールと、
少なくとも一つの燃料供給モジュール及びハウジングに取り付けられ、前記弁体を前記第１の位置及び前記第２の位置の間で移動させるために使用される電磁コイルを含む、アクチュエーションモジュールと、を備え、
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールから油圧により隔離される、燃料ポンプ。
低圧燃料を受けとるための吸気ポートと、
前記低圧燃料を加圧するために前記ハウジング内に配置されたポンプ室と、
加圧された燃料を放出するための排出ポートと、
前記ハウジングの内部に取り付けられ、前記吸気ポートから前記供給燃料を受けとる流入路と、前記供給燃料を前記ポンプ室に供給する供給通路と、前記流入路と前記供給路との間に配置された弁座と、第１の位置及び第２の位置の間で移動可能である弁体と、を有し、前記弁座に対向する前記第１の位置に前記弁体が移動すると燃料を供給通路に供給するための弁体が閉じ、前記弁座から離れた前記第２の位置に弁体が移動すると燃料を供給通路に供給するための弁体が開くように構成された、燃料供給モジュールと、
少なくとも一つの燃料供給モジュール及びハウジングに取り付けられ、前記弁体を前記第１の位置及び前記第２の位置の間で移動させるために使用される電磁コイルを含む、アクチュエーションモジュールと、を備え、
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールから油圧により隔離される、燃料ポンプ。
【請求項2】
前記燃料供給モジュールは前記ハウジングの内部に配置され、前記アクチュエーションモジュールは前記ハウジングの外部に配置される、請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項3】
前記燃料供給モジュールは前記ハウジングのボアに取り付けられ、前記ボアに対し油圧によって密封された下部を有し、
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールの下部に接続する、請求項１に記載の燃料ポンプ。
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールの下部に接続する、請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項4】
前記アクチュエーションモジュールは、第１の磁極と、周囲コイルと、導電ジャケットと、を備え、
前記弁体は強磁性であり、
前記燃料供給モジュールの下部には、第１磁極と磁気的に結合された第２の磁極が形成され、
前記ハウジングの一部、前記アクチュエーションモジュール、及び前記燃料供給モジュールは磁気回路を形成し、
前記電磁コイルを印加することにより、弁体を第１の位置及び第２の位置の間で移動させる力を発生する、請求項３に記載の燃料ポンプ。
前記弁体は強磁性であり、
前記燃料供給モジュールの下部には、第１磁極と磁気的に結合された第２の磁極が形成され、
前記ハウジングの一部、前記アクチュエーションモジュール、及び前記燃料供給モジュールは磁気回路を形成し、
前記電磁コイルを印加することにより、弁体を第１の位置及び第２の位置の間で移動させる力を発生する、請求項３に記載の燃料ポンプ。
【請求項5】
前記燃料供給モジュールは前記ハウジングの内部に配置され、前記ハウジングに対し油圧によって密封された下部を有し、
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールの下部に取り付けられ、前記ハウジングの外部に全体的に突出する、請求項３に記載の燃料ポンプ。
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールの下部に取り付けられ、前記ハウジングの外部に全体的に突出する、請求項３に記載の燃料ポンプ。
【請求項6】
前記アクチュエーションモジュールは前記前記燃料供給モジュールに、スナップオフ機構によって取り付けられる、請求項４に記載の燃料ポンプ。
【請求項7】
前記導電ジャケットは、前記ハウジングの肩部と前記アクチュエーションモジュールの対肩部との間に配置されたリップ部を含む、請求項６に記載の燃料ポンプ。
【請求項8】
ポンプハウジングと、
前記ポンプハウジングに設けられ、供給燃料を前記ポンプハウジングの流入路に運ぶ供給通路と、
前記ポンプハウジングに設けられ、入口流路から吸気バルブアセンブリを通過した前記供給燃料を受け取り、前記供給燃料を加圧し、放出流路に前記供給燃料を供給する、ポンプ室及び関連するポンプ機構と、
前記ハウジングに接続し、排出バルブを通じて放出流路に流体連結する排出部と、を有し、
前記吸気バルブアセンブリは電磁コイルに磁気的に結合した吸気弁体を有し、前記コイルは、前記吸気弁体に磁気が直接伝達するように磁束を生成するように選択的に励起され、前記吸気弁体に磁力を与え、前記密封表面に対し、前記吸気弁体を選択的に開いたり閉じたりするように構成される、燃料ポンプ。
前記ポンプハウジングに設けられ、供給燃料を前記ポンプハウジングの流入路に運ぶ供給通路と、
前記ポンプハウジングに設けられ、入口流路から吸気バルブアセンブリを通過した前記供給燃料を受け取り、前記供給燃料を加圧し、放出流路に前記供給燃料を供給する、ポンプ室及び関連するポンプ機構と、
前記ハウジングに接続し、排出バルブを通じて放出流路に流体連結する排出部と、を有し、
前記吸気バルブアセンブリは電磁コイルに磁気的に結合した吸気弁体を有し、前記コイルは、前記吸気弁体に磁気が直接伝達するように磁束を生成するように選択的に励起され、前記吸気弁体に磁力を与え、前記密封表面に対し、前記吸気弁体を選択的に開いたり閉じたりするように構成される、燃料ポンプ。
【請求項9】
前記コイルは、前記吸気弁体を閉じるように励起される、請求項８に記載の燃料ポンプ。
【請求項10】
前記コイルは、前記吸気弁体を開くように励起される、請求項８に記載の燃料ポンプ。
【請求項11】
前記吸気弁体は、前記密封表面と対である密封面を有し、前記密封面に前記磁力が与えられる、請求項８に記載の燃料ポンプ。
【請求項12】
前記吸気バルブアセンブリは前記コイルの内部に配置された磁極を有し、前記密封表面は前記磁極の一端に配置され、前記密封表面を通じて前記吸気弁体に前記磁力が与えられる、請求項８に記載の燃料ポンプ。
【請求項13】
前記密封表面は前記磁極の一端に一体的に形成され、前記入口流路の一部が前記磁極を通過する、請求項１２に記載の燃料ポンプ。
【請求項14】
前記入口流路の一部は、前記磁極を介し、ラジアル方向に沿って中心ボアに移動し、前記磁極の一端の密封表面に移動させ、前記吸気弁体は切欠部を有する平板であり、前記切欠部は、前記吸気弁体が開くと前記入口流路を形成する、請求項１２に記載の燃料ポンプ。
【請求項15】
前記吸気弁体の周辺部は、前記吸気弁体から横断する磁束を与えるリム部を有する、請求項１４に記載の燃料ポンプ。
【請求項16】
前記吸気弁体は磁性素材から構成され、前記磁束は前記ポンプハウジングから伸びる、請求項８に記載の燃料ポンプ。
【請求項17】
非磁気素材から形成され、前記吸気弁体に隣接して配置される停止弁をさらに備え、前記吸気弁体の前記密封表面と前記入口流路の密封面との間に電磁的空隙が形成される、請求項８に記載の燃料ポンプ。
【請求項18】
前記吸気バルブアセンブリは電磁コイルアセンブリに配置されて突出するように形成された磁極を有し、前記入口流路の一部は、前記突出するように形成された前記磁極を介して、突出部の一端が開口部である前記中心ボアに移動し、前記密封表面は、前記中心ボアの開口部の周りにおいて、前記磁極と一体的に形成され、前記吸気弁体は前記密封面に対向する平板であり、磁気状の空隙を通じて密封面に対向する密封面を有し、周辺部は、前記吸気弁体から横断する磁束を与えるリム部と、前記吸気弁体が開いている時に前記入口流路の一部を形成する切欠部と、を有する、請求項８に記載の燃料ポンプ。
【請求項19】
前記コイルは、前記密封面を前記密封表面に引き寄せることにより、前記吸気弁体を閉じるよう励起し、
さらに、前記中心ボアに配置された前記密封面とは反対方向に前記吸気弁体を開く戻し力を与えるばねを有する、請求項１８に記載の燃料ポンプ。
さらに、前記中心ボアに配置された前記密封面とは反対方向に前記吸気弁体を開く戻し力を与えるばねを有する、請求項１８に記載の燃料ポンプ。
【請求項20】
前記吸気弁体は、前記コイルに対する補強材を構成する、請求項１８に記載の燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は高圧燃料ポンプに関し、特に、高圧ポンプ室に低圧燃料を供給するための吸気バルブに関する。
【背景技術】
【0002】
現在の直接噴射ガソリンエンジン及びディーゼルエンジンで必要とされている圧縮燃料を供給するために、単発ピストン及び複数ピストン型の燃料ポンプが使用されている。エンジンに取り付けられたポンプは容量制御されているため、寄生損失を最小限にしつつ、レール圧力を維持できる。容量制御は、比例電磁式制御バルブを使用したインレットスロットル、又は磁気アクチュエータによる吸気バルブのデジタル制御によって達成し得る。いずれの方法においても、ＥＣＵからエンジンへの電気信号によって、ポンプが制御される必要がある。
【0003】
デジタル制御による吸気バルブ制御を行う場合には、各ピストンに個別のアクチュエータを設ける必要があることから、サイクル数及びコストの増加を回避するために、複数ピストン型のポンプについては、単体の吸気バルブスロットルを使用することが一般的となっている。現在の単体ピストンポンプの多くは、個別の電磁アーマチュアセンブリを別個設けた、吸気バルブアクチュエータを使用している。これらの装置は、一般的には吸気バルブ、電磁アーマチュア及び接続部という、３つの異なる構成を有する。このようなコンセプトのバリエーションは、米国特許第6,526,947号、第7,513,240号、第6,116,870号及び第7,819,637号に記載されている。これらの装置の複雑性及び精密性により、これらの機能は、単一ピストンのポンプのうち1/3のコストを占める。これらのデジタル装置は、励起時及び非励起時におけるアーマチュア及びバルブアセンブリへのインパクトによる、高い往復質量及びノイズの影響も受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第6,526,947号
【特許文献2】米国特許第7,513,240号
【特許文献3】米国特許第6,116,870号
【特許文献4】米国特許第7,819,637号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
安全要求を満たすためには、衝突事故が起こった場合に破損したエンジンが吸気バルブを損傷し、燃料がポンプから流出し、火災が発生する事態を回避しなければならない。ポンプにおいては、吸気バルブの磁気アクチュエータが脆弱性を有する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願発明の主な観点は、燃料ポンプにおける電磁的制御された吸気バルブアクチュエータのコスト及びノイズを低減することである。加えて、入力弁の電磁アクチュエータに損傷が加えられた場合、入力弁から燃料が流出するリスクを低減することである。このような課題は、油圧液流路を含む供給モジュールから電磁コイルを含むアクチュエーションモジュールを油圧分離し、アクチュエーションモジュール及び燃料供給モジュールの接続を分離する機構を備えることによって達成できる。
【0007】
改善された吸気バルブアセンブリ及び関連するポンプは、コイルが励起された際に入力弁に磁気が直接伝達するように、磁束を構成する。その結果、吸気バルブの直接的なアクチュエーションを達成でき、アーマチュア及び吸気バルブの接続部の分離を減らし、コストを抑えることができる。アーマチュア及び接続弁を減らすことにより、関連する質量が低減する。質量の減少により、ノイズによって生じるインパクトを低減し、レスポンス時間が短縮されるため、制御が向上し、使用電力を減らすことができる。
【0008】
開示された吸気バルブアセンブリの実施例は、弁アセンブリの流入路と、弁アセンブリの流出路と、前記流入路及び流出路の間に設けられて流体接続する磁気制御吸気バルブと、前記弁体に隣接する磁極と、磁極及び前記弁体を直接的に磁気的結合するための磁束を生成する選択的に励起可能なコイルと、を備える。前記弁体は、前記コイルが励起されることにより、前記流入路及び前記流出路の間の流体連結を開いたり閉じたりする。
【0009】
開示された燃料ポンプの実施例は、ポンプハウジングと、前記ポンプハウジングに設けられ供給燃料を前記ポンプハウジングに運ぶ供給通路と、ポンプ室と、入口流路から吸気バルブアセンブリを通過して供給燃料を受け取って燃料に加圧し放出流路に燃料を供給するポンプ機構と、前記ハウジングに接続され排出バルブを通じて放出流路に流体連結する排出部と、を有する。吸気バルブアセンブリは、コイルに直接、磁気的に結合する弁体を有し、前記コイルは選択的に励起され入力弁を通じて磁束を生成し、弁体に磁力を与えることにより入口流路の密封表面に対して弁体を開いたり閉じたりするための磁力を与える。
【0010】
好ましくは、以下の要件を満たす。吸気バルブアセンブリは、電磁コイルアセンブリに配置されて突出するように形成された磁極を有する。入口流路の一部は、横断孔を通過して、突出部の一端が密封面と一体的に形成された中心ボアに移動する。密封表面は中心ボアの開口部を囲うように、磁極と一体的に形成される。弁体は、コイルに対する補強材を構成する平板であり、磁気状の空隙を通じて密封面に対向する密封面を有し、周辺部は、吸気弁体から横断する磁束を与えるリム部を有する。
【0011】
アクチュエーションモジュールは燃料供給モジュールの下部に取り付られることにより、ハウジングの外部に全体的に突出する。アクチュエーションモジュールを取付けるための、スナップオフ又は切断機構により、ポンプの流体一体性を保つ。
【0012】
一実施例において、吸気バルブはポンプハウジングの内部に取付可能が燃料供給モジュールを備え、吸気ポートから供給燃料を受けとる流入路と、前記供給燃料をポンプ室に供給する供給通路と、流入通路と供給通路との間に配置された弁座と、弁座に対向する第１の位置に移動すると弁体が閉じ弁座から離れた第２の位置に移動すると燃料を供給通路に供給するように構成された弁体と、を備える。アクチュエーションモジュールは燃料供給モジュールに取り付けられ、第１の位置及び第２の位置に弁体を移動させるために使用される電磁コイルを含む。アクチュエーションモジュールは燃料供給モジュールから油圧により隔離されるため、ポンプに損傷が起こっても制御弁から燃料が流出することは無い。
【0013】
他の実施例は、ハウジングと、低圧供給燃料を受けとるための吸気ポートと、前記供給燃料を加圧するためのポンプ室と、加圧燃料を放出するための排気ポートと、燃料供給モジュールと、アクチュエータモジュールと、を備える燃料ポンプに関する。燃料供給モジュールはハウジングに取り付けられ、ポンプ室への燃料供給を制御する、第１の位置及び第２の位置の間で移動可能な弁体を有する。アクチュエーションモジュールは、燃料供給モジュール及びハウジングのうち、少なくとも一方に取り付けられ、弁体を第１の位置及び第２の位置の間で移動させるために使用される電磁コイルを有する。アクチュエーションモジュールは、燃料供給モジュールから油圧により隔離される。
【0014】
アクチュエーションモジュールは、望ましくはスナップオフ機構により燃料供給モジュールに取り付けられ、擬制機構として機能し、燃料を備える燃料供給モジュールに伝達する衝突力を最小限に抑える。例えば、アクチュエーションモジュールは燃料供給モジュールにタック溶接される。
【0015】
本願発明は様々な種類の吸気バルブに使用できるが、特に、同時係属中の出願に記載された磁気駆動弁に最も容易に適用できる。本実施形態では、アクチュエーションモジュールは第１の磁極と、周囲コイルと、導電ジャケットと、を備える。燃料供給モジュールの弁体は強磁性であり、燃料供給モジュールの下部には、第１磁極と磁気的に結合された第２の磁極が形成される。ハウジング、アクチュエーションモジュール、燃料供給モジュールは磁気回路を形成し、電磁コイルを印加することにより、弁体を第１の位置及び第２の位置の間で移動させる力を発生する。燃料供給モジュールはハウジングの内部に配置され、下部がハウジングに対して油圧で封止されている。アクチュエーションモジュールは燃料供給モジュールの下部に取り付けられ、ハウジングの外部に全体的に突出するため、ハウジングが燃料供給モジュールを保護するにあたりスナップオフされる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
本願発明の実施例について、以下の図面を参照しながら説明する。【図1】本願発明に適した一般的な単体ピストン型燃料ポンプの断面図である。
【図5】弁体の斜視図であり、リム部を有し、弁体及び切欠部に横断する磁束を与え、弁体が開いているときに弁アセンブリの流出を構成する。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の基本的な構造は、図１及び図２によって明らかにされる。ポンプのチャージフェーズ（pump charge phase）において、ピストン１０がポンプ室７から離れた方向に移動すると、吸入フィッティング１を通して低圧燃料がポンプに入り込み、圧ダンパー２の周囲を通過し、ポンプハウジング３に流入し、低圧燃料が通過する。その後、直接的磁気制御弁アセンブリ５の入口環アセンブリ４に移動し、直接的に磁気制御を行う吸気弁体２２を経由して通路６を通過し、ポンプ室７に移動する。チャージフェーズの完了後、カムシャフトはタペット１２に作用し、ピストン１０をピストンスリーブ１１の内部に移動させる。電磁コイルアセンブリ１５に電流が流れ直接的磁気制御弁アセンブリ５が励起されると、磁力が発生して吸気弁体２２を閉じさせ、密封面２０で密封することにより、ポンプ室７に閉じ込められた燃料が加圧され、圧を形成する。十分な圧が蓄積されると、排出バルブ９が解放され、高圧の放出流れがポンプ室７を通過して高圧通路８、排出バルブ９を通り、高圧ライン、レールに流れ込み、最終的には燃料噴射器に流れる。システムの誤作動に備え、ポンプには解放弁１３が取り付けられている。
【0018】
図３及び図４は、適した実施形態の機能的側面をさらに詳しく説明する。ポンプのチャージフェーズ中において、直接的磁気制御弁アセンブリ５のエネルギーが低下すると、吸気弁体２２が開き、燃料は液体の流入路１９を通過することができる。チャージフェーズ中において、燃料は流路１９ａに沿って、インレットフィッティング１から入口環アセンブリ４に移動し、吸気バルブアセンブリ５を通過して、流路１９ｂに沿って、通路６を通過してポンプ室７に移動する。開示された実施例においては、吸気バルブアセンブリ５はチェック弁及び絞り弁としての役割を果たす。チャージフェーズ中において、ピストンの下降移動によって、ポンプ室は流路１９から流れた低圧液で満たされる。ピストンの高圧ポンプフェーズにおいて、加圧された燃料は、流路１９’を通過してインレットフィッティング１に逆流するバックフローを起こさない。高圧ポンプフェーズ中、吸気弁体２２は、コイルの励起及び吸気弁体２２の表面に対する高圧燃料の両方によって、密封表面２０に対して閉じられている。高圧でポンピングされる量（全体量）を制御するにあたり、コイルの励起は、カム／ピストンの上方向ストロークの特定位置に対応して吸気弁体２２が閉じるようにタイミングを合わせている。弁を閉じる前に、ピストンが上方向に移動する際、低圧燃料がポンプ室から後ろ方向に押され、吸気弁体２２を通過して、圧ダンパー２及びインレットフィッティング１に押し出される。ダンパーは逆流に関連する圧スパイクを吸収する。これは、ピストンの全体サイクルのうちの「ポンプバイパス」フェーズと呼ばれる。よって、全体のサイクルは、チャージフェーズと、ポンプバイパスフェーズと、高圧燃料ポンプフェーズと、を備える。
【0019】
既知の方法により、電磁コイルアセンブリ１５は電磁石に似ており、複数の巻き取りコイルが軸方向に伸びる強磁性シリンダ又は棒２１（以下、「磁極」という）の周囲に巻き付けられる。磁極の一端はコイルから延伸する。電磁コイルアセンブリ１５から電流が流れると磁場が発生し、磁気回路がラジアル状空隙２３を横断して磁束線に沿って磁気回路を横断し、空隙１６を変動することにより吸気バルブ２２の表面に軸力を生成する。磁力が吸気バルブを戻すばね２４の戻し力を超えると、吸気弁体２２は密封表面２０を閉じる。磁極２１は密封表面２０を統合的に形成し、また磁束３２の一部を形成する。好ましくは、停止弁１４が吸気弁体２２の位置決めを補助し、正確なストローク制御を実現する。
【0020】
第１電磁ブレーキ１７及び第２電磁ブレーキ１８は、密封表面２０を囲い、正しい方向への磁力の流れを促し、ショート回路を防止する。第１電磁ブレーキ１７及び第２電磁ブレーキ１８は、最適な性能を得るためには、いずれも非磁気素材から形成されるべきであり、停止弁１４も同様に、非磁気素材から形成されるべきである。第１電磁ブレーキ１７及び第２電磁ブレーキ１８は、磁極２１の突出した部分を囲い、磁束が磁極２１からハウジングに向けて放射状に移動し、弁体２２の短絡を防止する。ブレーキは、磁束回路がコイル及び磁極２１を通過し、密封表面２０、電磁的空隙１６、吸気弁体２２、放射状の空隙２３、導電環３１、及びポンプハウジング３を通過し、電磁コイルアセンブリ１５に戻ることを保障する。異なる実施形態では、密封表面２０’は軸棒２１と一体ではなく、第２電磁ブレーキ１８と一体に形成されている。
【0021】
図５は、開示された吸気バルブアセンブリ５の性能の向上に貢献する追加機能を示す。吸気弁体２２の周辺には、ラジアル状空隙２３を制御する複数の磁気制御リム部２６と、弁が開いた際に液体が流入路１９に沿って適切に流れるように促す複数の切欠部２５と、を含む。磁気制御リム部２６はリム部直径（最大径）を有し、切欠部２５は基礎直径（最小径）を有する。基礎直径は弁の密封表面２０の内径よりも大きいため、ポンプ中に吸気弁体２２が閉じていても、ポンプ室７から液体が吸気バルブ２２を通過し、入口環アセンブリ４’に戻ることは無い。電磁的空隙１６に十分な磁力を与えるには、基礎直径が密封表面２０の直径と概ね同じであることを要する。チャージストローク時に吸気弁体２２が開くと、燃料が入口環アセンブリ４’から切欠部２５を通過し、ラジアル状空隙２３に向かって移動する。ラジアル状空隙２３の空間は最小限にし、十分な磁力を与えるために切欠部２５が設けられている。その結果、環状の通路部はポンプ室に必要な燃料を流入させるには狭くなる。
【0022】
図３及び図４に示された、スタンドアロン型としての吸気バルブアセンブリ５は、入口流路１９の全体に、制御した状態での中程度の流路を与える。磁気を放出する吸気弁体２２は、中間流路に配置されている。中間流路は、入口環アセンブリ４から流入してインレット流路１９ａに流体連結する弁アセンブリ流入路１９’と、吸気弁体２２の下流から移動して通路６の流路１９ｂに向かう弁アセンブリ流出路１９”と、を有する。磁極２１は電磁コイルアセンブリ１５に軸状に配置された棒又は円筒等であり、一方の端部２７が電磁コイルアセンブリ１５から突出するように形成されている。弁アセンブリ流入路１９’の一部は横断孔２８を通過して、突出部の一端が密封面２０と一体的に形成された中心ボア２９に移動する。吸気弁体２２は、電磁コイルアセンブリ１５に対する補強材を構成する平板であり、磁気状の空隙１６を通じて密封表面２０に対向する密封表面３０を有する。密封表面２０を持ち上げると、吸気弁体２２が開通し、弁アセンブリ流入路１９’（密封面２０の上流）から流出路１９’’（密封面２０の下流）への流体連結を構成する。吸気弁体２２は周辺部には、弁体を横断する磁束を与えるリム部２６と、弁体が開いているときに弁アセンブリの流れの一部を構成する切欠部２５と、を有する。
【0023】
図６及び図７は、ポンプ実施例１００に関し、図１〜５に示された吸気バルブの性能を改善し、当該吸気バルブは電磁コイルアセンブリを含むアクチュエータモジュールと、全体の吸気バルブに対する流体流路を含む燃料供給モジュールと、をその特徴としている。
【0024】
ポンプは、ハウジング１０２と、低圧供給燃料を受け入れる吸気ポート１０４と、供給された燃料をハウジング内で加圧するポンプ室１０８と、加圧された燃料を放出する排気ポート１１０と、を備える。燃料供給モジュール１１２はハウジングに取り付けられ、流入ポートから供給燃料を受け入れる流入路１１４と、供給燃料をポンプ室に運ぶ供給通路１１６と、流入路１１４及び供給通路１１６の間に配置された弁座１１８と、吸気弁体１２０と、を有し、弁体が弁座に対向する第１の位置に移動すると弁体が閉じ、弁体が弁座から離れた第２の位置に移動すると燃料が供給通路に供給される。アクチュエーションモジュール１２２は燃料供給モジュール１１２及びハウジング１０２の少なくとも１つに取り付けられ、弁体を第１の位置及び第２の位置の間で動かすために作動するための電磁コイルアセンブリ１２４を備える。アクチュエーションモジュールは、燃料供給モジュールから油圧により隔離されている。
【0025】
アクチュエーションモジュール１２２は、コイルハウジング１２８によって支持されたコイル１２６と、コイルハウジング１２８内に配置された中央軸１３０と、基部１３２と、コイルハウジング１２８及び基部１３２を包囲する導電ジャケット１３４と、を有する。
【0026】
燃料供給モジュール１１２はハウジング１０２の内部に配置されており、アクチュエーションモジュール１２２はハウジング１０２の外部に配置されている。燃料供給モジュール１１２は、ハウジング１０２内のボア１５５における環部１３６に取り付けられて封止されている。軸状の下部１３８は、アクチュエーションモジュールの１２２の中央軸１３０に軸的に対向する棒部と、外部封止環１４０と、を有し、外部封止環１４０はリップ部１４２及び肩部１４４によって中央軸１３０を密封するラジアル状の内側表面部、及びハウジングボア部１４６の壁面に対向して押付または溶接により封止される外側表面部を有する。燃料供給モジュールの棒部及び環部と、ハウジングボア部１４６の壁面によって、燃料供給モジュール１１２とアクチュエーションモジュール１２２とを油圧で分離する。
【0027】
図１〜５で表されている通り、ハウジング１０２、アクチュエーションモジュール１２２及び燃料供給モジュール１１２は磁気回路を構成し、電磁コイルを印加することにより加圧または減圧し、吸気弁体１２０を第１の位置及び第２の位置の間で移動させる。 アクチュエーションモジュール１２２は燃料供給モジュール１１２の下部１３８に取り付けられており、ハウジング１０２の外部から完全に突き出ている。アクチュエーションモジュール１２２は燃料供給モジュール１１２に、スナップオフ又は切断機構により取り付けられている。例えば、アクチュエーションモジュール１２２の中央軸１３０は外部１３８に溶接１４８されている。導電ジャケット１３４は、ハウジングの肩部１５２とコイルハウジングの対肩部１５４との間に配置されたリップ部１５０を含む。コイル、コイルハウジング、導電ジャケット１３４、及び基部は、中央軸１３０に溶接１５６によって密着される。
【手続補正書】
【提出日】2019年1月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジングと、
低圧燃料を受けとるための吸気ポートと、
前記低圧燃料を加圧するために前記ハウジング内に配置されたポンプ室と、
加圧後に燃料を放出するための排出ポートと、
前記ハウジングの内部に取り付けられ、前記吸気ポートから前記供給燃料を受けとる流入路と、前記供給燃料を前記ポンプ室に供給する供給通路と、前記流入路と前記供給路との間に配置された弁座と、第１の位置及び第２の位置の間で移動可能である弁体と、を有し、前記弁座に対向する前記第１の位置に前記弁体が移動すると燃料を供給通路に供給するための弁体が閉じ、前記弁座から離れた前記第２の位置に弁体が移動すると燃料を供給通路に供給するための弁体が開くように構成された、燃料供給モジュールと、
少なくとも一つの燃料供給モジュール及びハウジングに取り付けられ、前記弁体を前記第１の位置及び前記第２の位置の間で移動させるために使用される電磁コイルを含む、アクチュエーションモジュールと、を備え、
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールから油圧により隔離される、燃料ポンプ。
低圧燃料を受けとるための吸気ポートと、
前記低圧燃料を加圧するために前記ハウジング内に配置されたポンプ室と、
加圧後に燃料を放出するための排出ポートと、
前記ハウジングの内部に取り付けられ、前記吸気ポートから前記供給燃料を受けとる流入路と、前記供給燃料を前記ポンプ室に供給する供給通路と、前記流入路と前記供給路との間に配置された弁座と、第１の位置及び第２の位置の間で移動可能である弁体と、を有し、前記弁座に対向する前記第１の位置に前記弁体が移動すると燃料を供給通路に供給するための弁体が閉じ、前記弁座から離れた前記第２の位置に弁体が移動すると燃料を供給通路に供給するための弁体が開くように構成された、燃料供給モジュールと、
少なくとも一つの燃料供給モジュール及びハウジングに取り付けられ、前記弁体を前記第１の位置及び前記第２の位置の間で移動させるために使用される電磁コイルを含む、アクチュエーションモジュールと、を備え、
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールから油圧により隔離される、燃料ポンプ。
【請求項2】
前記燃料供給モジュールは前記ハウジングの内部に配置され、前記アクチュエーションモジュールは前記ハウジングの外部に配置される、請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項3】
前記燃料供給モジュールは前記ハウジングのボアに取り付けられ、前記ボアに対し油圧によって密封された下部を有し、
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールの下部に接続する、請求項１に記載の燃料ポンプ。
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールの下部に接続する、請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項4】
前記アクチュエーションモジュールは、第１の磁極と、周囲コイルと、導電ジャケットと、を備え、
前記弁体は強磁性であり、
前記燃料供給モジュールの下部には、第１磁極と磁気的に結合された第２の磁極が形成され、
前記ハウジングの一部、前記アクチュエーションモジュール、及び前記燃料供給モジュールは磁気回路を形成し、
前記電磁コイルを印加することにより、弁体を第１の位置及び第２の位置の間で移動させる力を発生する、請求項３に記載の燃料ポンプ。
前記弁体は強磁性であり、
前記燃料供給モジュールの下部には、第１磁極と磁気的に結合された第２の磁極が形成され、
前記ハウジングの一部、前記アクチュエーションモジュール、及び前記燃料供給モジュールは磁気回路を形成し、
前記電磁コイルを印加することにより、弁体を第１の位置及び第２の位置の間で移動させる力を発生する、請求項３に記載の燃料ポンプ。
【請求項5】
前記燃料供給モジュールは前記ハウジングの内部に配置され、前記ハウジングに対し油圧によって密封された下部を有し、
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールの下部に取り付けられ、前記ハウジングの外部に全体的に突出し、
前記弁体は前記電磁コイルに直接的に磁気的結合された密封面を有し、前記電磁コイルは、前記弁体の密封面及び前記弁座の密封表面を通じて選択的に励起できる磁束を生成する、請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
前記アクチュエーションモジュールは前記燃料供給モジュールの下部に取り付けられ、前記ハウジングの外部に全体的に突出し、
前記弁体は前記電磁コイルに直接的に磁気的結合された密封面を有し、前記電磁コイルは、前記弁体の密封面及び前記弁座の密封表面を通じて選択的に励起できる磁束を生成する、請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
【請求項6】
前記アクチュエーションモジュールは前記前記燃料供給モジュールに、スナップオフ機構によって取り付けられる、請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
【請求項7】
前記導電ジャケットは、前記ハウジングの肩部と前記アクチュエーションモジュールの対肩部との間に配置されたリップ部を含む、請求項６に記載の燃料ポンプ。
【請求項8】
ポンプハウジングと、
前記ポンプハウジングに設けられ、供給燃料を前記ポンプハウジングの流入路に運ぶ供給通路と、
前記ポンプハウジングに設けられ、入口流路から吸気バルブアセンブリを通過した前記供給燃料を受け取り、前記供給燃料を加圧し、流出路に前記供給燃料を供給する、ポンプ室及び関連するポンプ機構と、
前記ハウジングに接続し、排出バルブを通じて放出流路に流体連結する排出部と、を有し、
前記吸気バルブアセンブリは電磁コイルに磁気的に結合した吸気弁体を有し、前記コイルは、前記吸気弁体に磁気が直接伝達するように磁束を生成するように選択的に励起可能であり、前記吸気弁体に磁力を与え、前記密封表面に対し、前記吸気弁体を選択的に開く又は閉じるように構成される、燃料ポンプ。
前記ポンプハウジングに設けられ、供給燃料を前記ポンプハウジングの流入路に運ぶ供給通路と、
前記ポンプハウジングに設けられ、入口流路から吸気バルブアセンブリを通過した前記供給燃料を受け取り、前記供給燃料を加圧し、流出路に前記供給燃料を供給する、ポンプ室及び関連するポンプ機構と、
前記ハウジングに接続し、排出バルブを通じて放出流路に流体連結する排出部と、を有し、
前記吸気バルブアセンブリは電磁コイルに磁気的に結合した吸気弁体を有し、前記コイルは、前記吸気弁体に磁気が直接伝達するように磁束を生成するように選択的に励起可能であり、前記吸気弁体に磁力を与え、前記密封表面に対し、前記吸気弁体を選択的に開く又は閉じるように構成される、燃料ポンプ。
【請求項9】
前記コイルは、前記吸気弁体を閉じるように励起される、請求項８に記載の燃料ポンプ。
【請求項10】
前記吸気弁体は、前記密封表面と対である密封面を有し、前記密封面に前記磁力が与えられる、請求項８又は９に記載の燃料ポンプ。
【請求項11】
前記吸気バルブアセンブリは前記コイルの内部に配置された磁極を有し、前記密封表面は前記磁極の一端に配置され、前記密封表面を通じて前記吸気弁体に前記磁力が与えられる、請求項８又は９に記載の燃料ポンプ。
【請求項12】
前記密封表面は前記磁極の一端に一体的に形成され、前記入口流路の一部が前記磁極を通過する、請求項１１に記載の燃料ポンプ。
【請求項13】
前記入口流路の一部は、前記磁極を介し、ラジアル方向に沿って中心ボアに移動し、前記磁極の一端の密封表面に移動させ、前記吸気弁体は切欠部を有する平板であり、前記切欠部は、前記吸気弁体が開くと前記入口流路を形成する、請求項１１に記載の燃料ポンプ。
【請求項14】
前記吸気弁体の周辺部は、前記吸気弁体から横断する磁束を与えるリム部を有する、請求項１３に記載の燃料ポンプ。
【請求項15】
前記吸気弁体は磁性素材から構成され、前記磁束は前記ポンプハウジングから伸びる、請求項８に記載の燃料ポンプ。
【請求項16】
非磁気素材から形成され、前記吸気弁体に隣接して配置される停止弁をさらに備え、前記吸気弁体の前記密封表面と前記入口流路の密封面との間に電磁的空隙が形成される、請求項８に記載の燃料ポンプ。
【請求項17】
前記吸気バルブアセンブリは電磁コイルアセンブリに配置されて突出するように形成された磁極を有し、前記入口流路の一部は、前記突出するように形成された前記磁極を介して、突出部の一端が開口部である前記中心ボアに移動し、前記密封表面は、前記中心ボアの開口部の周りにおいて、前記磁極と一体的に形成され、前記吸気弁体は前記密封面に対向する平板であり、磁気状の空隙を通じて密封面に対向する密封面を有し、周辺部は、前記吸気弁体から横断する磁束を与えるリム部と、前記吸気弁体が開いている時に前記入口流路の一部を形成する切欠部と、を有する、請求項８に記載の燃料ポンプ。
【請求項18】
前記コイルは、前記密封面を前記密封表面に引き寄せることにより、前記吸気弁体を閉じるよう励起し、
さらに、前記中心ボアに配置された前記密封面とは反対方向に前記吸気弁体を開く戻し力を与えるばねを有する、請求項１７に記載の燃料ポンプ。
さらに、前記中心ボアに配置された前記密封面とは反対方向に前記吸気弁体を開く戻し力を与えるばねを有する、請求項１７に記載の燃料ポンプ。
【国際調査報告】