JP2006170168A - Solenoid valve for injector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼルエンジンに備えられるコモンレール式の燃料噴射装置に関するものであり、より詳しくは、前記コモンレールより供給される燃料を噴射するインジェクタの電磁弁に関するものである。 The present invention relates to a common rail fuel injection device provided in a diesel engine, and more particularly to an injector solenoid valve that injects fuel supplied from the common rail.
従来、ディーゼルエンジンに備えられるコモンレール式の燃料噴射装置は周知となっており、前記コモンレールより供給される燃料を噴射するインジェクタの具体的構造についても周知となっている(例えば、特許文献1参照。)。
そして、このインジェクタの上部には、コマンドピストンの背圧を制御して噴口からの燃料の噴射を制御するための電磁弁が設けられている。
この電磁弁の従来の構成は、図6及び図7に示される例のごとくである。この電磁弁60では、ソレノイドコイル50に通電を行って、弁体52と一体的に構成されるアーマチャ53を上方へ吸引し、弁体52にて閉じていた弁座54を開放し、低圧燃料室55へ高圧燃料を流出させる構成としている。また、ソレノイドコイル50が通電されないときは、ソレノイドコア51の内部に設けたスプリング56にて前記弁体52を下方へ付勢し、弁座54が閉塞される構成としている。
Conventionally, a common rail type fuel injection device provided in a diesel engine has been well known, and a specific structure of an injector that injects fuel supplied from the common rail is also well known (see, for example, Patent Document 1). ).
An electromagnetic valve for controlling the back pressure of the command piston to control fuel injection from the nozzle is provided at the upper part of the injector.
The conventional configuration of this solenoid valve is as in the examples shown in FIGS. In this
そして、ソレノイドコア51に内装されるスプリング56の周囲に円筒状のストッパ57を設け、該ストッパ57にて前記弁体52を受け止める構成とし、アーマチャ53の上面とソレノイドコア51の下面との間に数十ミクロンのエアギャップ58を確保することとし、アーマチャ53のソレノイドコア51への密着を防ぎ、スプリング56の付勢力による弁体52の下方への戻し動作を円滑に行なえるようにしている。
また、前記アーマチャ53には、上下方向に複数の貫通孔53a・53aが設けられており、上下に移動する際には、この貫通孔53a・53a内を燃料が通過して、燃料から受ける流動抵抗が低減されるようになっている。
The
しかし、上記の従来構成において、ストッパ57をソレノイドコア51内に設ける構成とすると、ソレノイドコア51の内径が大きくなることになり、磁気特性上不利なことになる。つまり、ソレノイドコア51に生じるアーマチャ53の吸引力が弱まり、弁体52の動作の精度を悪化させてしまうことになる。
さらに、上記の貫通孔53a・53aの存在も、アーマチャ53の吸引力の低下につながり、動作の精度を低下させることに関係している。
このようなアーマチャ53の吸引力の問題については、ソレノイドコア51やアーマチャ53の大型化により対応することも可能であるが、電磁弁全体の大型化、重量増加といった新たな問題を形成してしまうことになる。
However, in the above-described conventional configuration, if the
Furthermore, the presence of the above-described through
Such a problem of the attractive force of the
また、上記問題の解決を図る為、アーマチャ53の上面に設けた突起部をソレノイドコア51で受け止める構成とすると、アーマチャ53がソレノイドコア51の下面51aに衝突されることになり、ストッパ57が不要となり、ソレノイドコア51の内径を小さくすることが可能となる。しかしながら、アーマチャ53は磁性材料で構成されていることもあり、この衝突によってアーマチャ53が摩耗してしまい、弁体52の動作の精度を悪化させてしまうことになる。
Further, in order to solve the above problem, if the projection provided on the upper surface of the
そこで、本発明は、アーマチャの摩耗が防止され、弁体の動作精度を長期間維持でき、さらに、装置の小型化を図ることができる新規な電磁弁の構成を提案するものである。 Therefore, the present invention proposes a novel electromagnetic valve configuration that prevents the armature from being worn, can maintain the operation accuracy of the valve body for a long period of time, and can further reduce the size of the device.
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1に記載のごとく、ソレノイドコアとバルブシートの間の低圧燃料室内でアーマチャを移動させ、該アーマチャと一体的に構成される弁体にて噴射制御用の燃料の流通を制御し、燃料噴射を制御する構成のインジェクタの電磁弁であって、前記アーマチャには、該アーマチャと前記ソレノイドコアの間に配置され、アーマチャの吸引時に前記ソレノイドコアに当接されるストッパが設けられる構成とする。
That is, as described in
また、請求項2に記載のごとく、前記ストッパは、コーティング層にて構成されることとする。
Further, as described in
また、請求項3に記載のごとく、前記ストッパは、円環状に構成されることとする。
Further, as described in
また、請求項4に記載のごとく、前記ストッパの複数箇所に、該ストッパの内周側の空間と外周側の空間とを連通させる溝部を設けた構成とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of groove portions are provided at a plurality of locations of the stopper so as to communicate the inner space and the outer space of the stopper.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
即ち、請求項1に記載の発明では、アーマチャがソレノイドコアに直接衝突することがなく、アーマチャの摩耗を防止できる。このアーマチャの摩耗の防止により、弁体の耐久性を向上して動作精度を長期間維持できる。 That is, according to the first aspect of the invention, the armature does not directly collide with the solenoid core, and wear of the armature can be prevented. By preventing the wear of the armature, the durability of the valve body can be improved and the operation accuracy can be maintained for a long time.
また、請求項2に記載の発明では、機械加工を必要とすることなくストッパを構成でき、厚みの調節を機械加工に比べて容易に行うことができる。また、コーティング層の厚みによりエアギャップの寸法を設定することができる。
Further, in the invention described in
また、請求項3に記載の発明では、円環状に構成されたストッパが油室を形成し、弁体がソレノイド側に移動する場合に、この油室より流出する燃料の流動抵抗によりソレノイドコアに衝突する際の衝撃が緩和される、つまり、ダンパー効果を得ることができる。
In the invention of
また、請求項4に記載の発明では、アーマチャとソレノイドコアとの間への燃料の流入を容易にし、スプリングの付勢力によって弁体を円滑に移動させることができる。また、燃料から受ける流動抵抗を低減し、吸引動作を円滑に行なわせることができる。
In the invention according to
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
尚、以下の説明においては、図1の紙面上側を上、下側を下として上下位置関係が定義されるものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, it is assumed that the vertical positional relationship is defined with the upper side in FIG. 1 being the upper side and the lower side being the lower side.
図1に示すごとく、インジェクタ1は、インジェクタボディ2と、前記インジェクタボディ2の上部に付設され、コマンドピストン4の背圧を制御して燃料の噴射制御をする電磁弁3と、前記インジェクタボディ2の下部に付設され、内部に前記コマンドピストン4が摺動自在に設けられるコマンドピストンボディ5と、該コマンドピストンボディ5の下部に付設され、内部にニードル弁6が摺動自在に設けられるノズルボディ7とから構成されている。この構成で、図示せぬコモンレールから燃料供給路8へ供給された高圧燃料を、ノズルボディ7の先端に設けた噴口7a・7aより噴射することとしている。
As shown in FIG. 1, an
また、図1及び図2に示すごとく、前記電磁弁3において、オリフィスプレート12及びバルブシート13がバルブ押え部材11にてインジェクタボディ2に一体化され、該バルブ押え11にソレノイドコア14を内装したキャップ15が固定されている。
前記バルブシート13には、軸形状の弁体21が上下摺動自在に設けられている。該弁体21は、ソレノイドコア14のスプリング室14sに内装されたスプリング16の弾性力によって常時下方へ付勢されており、弁体シート面21aをバルブシート13の弁座シート面13aに当着させることで、高圧油路13bから低圧燃料室18への燃料の流出を規制し、制御油路9を介して前記コマンドピストン4の背圧を確保するようにしている。そして、この背圧によってコマンドピストン4は下方に移動されてニードル弁6を下方へ押圧し、燃料の噴射が規制されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the
The
また、前記弁体21の上部にはアーマチャ22が固定されている。
該アーマチャ22は、前記ソレノイドコア14とバルブシート13の間に形成される低圧燃料室18内に上下移動自在に配置されている。
そして、ソレノイドコイル17が通電されると、前記アーマチャ22が弁体21とともに上方へ移動され、弁体シート面21aが弁座シート面13aから離されて、高圧油路13b内の燃料が低圧燃料室18へと流出される。これにより、制御油路9内の高圧燃料が、低圧燃料室18へと流出し、前記コマンドピストン4の背圧が減少される。そして、前記ニードル弁6がノズル燃料室6aに供給された高圧燃料によってリフトされ、燃料の噴射が行われる。
以上のように、ソレノイドコア14とバルブシート13の間の低圧燃料室18内でアーマチャ22を移動させ、該アーマチャ22と一体的に構成される弁体21にて噴射制御用の燃料の流通を制御し、燃料噴射を制御する構成となっている。
An
The
When the
As described above, the
また、前記アーマチャ22は、図2及び図3に示すごとく円盤状に構成されている。
そして、該アーマチャ22には、アーマチャ22とソレノイドコア14の間に配置され、アーマチャ22の吸引時に前記ソレノイドコア14に当接されるストッパ24が設けられている。
このストッパ24の存在により、図4に示すごとく、アーマチャ22の吸引時には、ストッパ24の上面24uがソレノイドコア14の底面14aに当接するため、アーマチャ22の上面22uがソレノイドコア14に直接衝突することがなく、アーマチャ22の摩耗を防止できる。そして、このアーマチャ22の摩耗の防止により、弁体21の動作精度を長期間維持できる。
また、ストッパ24の上面24uがソレノイドコア14の底面14aに当接するため、アーマチャ22の上面22uとソレノイドコア14の底面14aとの間には、エアギャップ25を確保することができる。このエアギャップ25により、アーマチャ22がソレノイドコア14に密着されることがなく、スプリング16の付勢力による弁体21の下方への戻し動作が円滑に行なわれる。
また、図6の従来構成に示されるソレノイドコア51側のストッパ57が設けられないため、図2に示すごとく、スプリング室14sの内径を小さくできる、つまりは、ソレノイドコア14の体積を多く確保することができるようになる。これにより、良好な磁気特性を得ることができる。
また、この良好な磁気特性により、ソレノイドコア14、アーマチャ22の小型化、さらには、電磁弁3全体の小型化を図ることができる。そして、アーマチャ22の小型化により、アーマチャ22にかかる慣性力や燃料の抵抗を軽減できる。
The
The
Due to the presence of the
Further, since the
Further, since the
Further, due to this good magnetic property, the
また、図3に示すごとく、前記ストッパ24は、円環状に構成されている。
この円環状の構成により、図4に示すごとく、アーマチャ22がソレノイドコア17に吸引される時には、ストッパ24の内側面24b、アーマチャ22の上面22u、ソレノイドコア14の底面14aにて囲まれて形成される微小空間28に、燃料が一時的に閉じ込められることになる。
そして、この微小空間28に流入および流出する燃料の流動抵抗により、ストッパ24がソレノイドコア14に衝突する際の衝撃が緩和される、つまり、ダンパー効果を得ることができる。
As shown in FIG. 3, the
With this annular structure, as shown in FIG. 4, when the
The impact of the
また、図3及び図4に示すごとく、前記ストッパ24の複数箇所に、該ストッパ24の内周側の空間と外周側の空間を連通させる溝部24c・24cを設けた構成としている。
この溝部24c・24cの存在により、前記ストッパ24によって閉じられた微小空間28と、低圧燃料室18との間の燃料の流通を可能としている。この溝部24cにより微小空間28に流入および流出する燃料の挙動を調節して、ソレノイドコア14に吸引される際の緩衝特性を調節できる。そして、アーマチャ22とソレノイドコア14間に燃料を流入しやすくし、弁体21の下方への戻し動作の応答性を向上できる。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, grooves 24 c and 24 c are provided at a plurality of locations of the
The presence of the grooves 24c and 24c enables the fuel to flow between the
以上の構成により、ソレノイドコイル17の通電が行われ、アーマチャ22が吸引される際には、この溝部24c・24cからアーマチャ22の上方に存在する燃料を溢流させることができ、燃料から受ける流動抵抗を低減し、吸引動作を円滑に行わせることができる。
また、ソレノイドコイル17への通電が解除され、前記スプリング16によって弁体21が下方へ移動する際には、低圧燃料室18から前記微小空間28への燃料の流入が許容されることになり、弁体21を円滑に下方へ移動させることができる。仮に、溝部24c・24cを設けない場合には、アーマチャ22が微小空間28に閉じ込められた燃料を介してソレノイドコア14に密着され、弁体21の戻し動作の応答性が低下する可能性がある。このため、溝部24c・24cを設けることにより、燃料噴射制御の精度が維持されるようにしている。
尚、上記の溝部24c・24cの個数や、幅については、特に限定されるものではなく、弁体21に要求される速度や、弁体21やアーマチャ22の大きさに応じて適宜設定される。
With the above configuration, when the
Further, when the energization of the
The number and width of the grooves 24c and 24c are not particularly limited, and are appropriately set according to the speed required for the
本実施例2では、図5に示すごとく、前記アーマチャ22のソレノイドコア14と対向する表面(上面22u)に、窒化クロム(CrN)等の耐摩耗性のコーティング層29を形成し、該コーティング層29にてストッパを構成するものとしている。
この耐摩耗性のコーティング層29によれば、磁性材料で構成されるアーマチャ22の上面22uの摩耗を防止することができ、弁体21の動作精度を長期間維持できる。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, a wear-
According to the wear-
また、実施例2の構成によれば、機械加工を必要とすることなくストッパを構成でき、また、その厚みによりエアギャップの寸法を設定することができる。
また、その寸法設定を高精度で実現することができ、エアギャップを必要最小限に抑えることが可能となることから、良好な磁気特性を得ることができる。
また、この良好な磁気特性により、ソレノイドコア14、アーマチャ22の小型化、さらには、電磁弁3全体の小型化を図ることができる。
尚、本実施例2においても、溝部29c・29cを設けることにより、実施例1の場合と同等の効果を得ることができる。
Moreover, according to the structure of Example 2, a stopper can be comprised without requiring a machining and the dimension of an air gap can be set with the thickness.
In addition, the dimension setting can be realized with high accuracy, and the air gap can be suppressed to the minimum necessary, so that good magnetic characteristics can be obtained.
Further, due to this good magnetic property, the
In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained by providing the
1 インジェクタ
3 電磁弁
13 バルブシート
14 ソレノイドコア
16 スプリング
18 低圧燃料室
21 弁体
22 アーマチャ
24 ストッパ
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