JP2007040106A - Valve apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摺動部材の変位位置に応じて流路の開閉あるいは流路を通過する流体の流量調整が可能なバルブ装置に関する。 The present invention relates to a valve device capable of opening / closing a flow path or adjusting a flow rate of a fluid passing through the flow path according to a displacement position of a sliding member.
(従来技術)
摺動部材の変位位置に応じて流路の開閉あるいは流量調整が可能なバルブ装置の一例を図1(a)を参照して説明する。図1(a)に示すバルブ装置は、コモンレール式燃料噴射装置のコモンレール(固定部材の一例)1に取り付けられて、コモンレール1の実レール圧を減圧調整する減圧弁11である。
この減圧弁11は、コモンレール1に締結(固定技術の一例)されるバルブボディ21に形成された摺動孔(摺動面の一例)28でプッシュロッド(摺動部材の一例)22を軸方向(摺動方向の一例)に摺動自在に支持するものであり、バネ手段41と電磁アクチュエータ(駆動手段の一例)42によってプッシュロッド22を図示下方(閉弁方向)に付勢し、プッシュロッド22の図示下端に設けられたボール(弁体)23をシート部材24の弁シート38に着座させることで、弁シート38内の流路口(流路の一例)37が閉塞される構造になっている。
そして、電磁アクチュエータ42によってプッシュロッド22に与えられる閉弁方向の力を弱めることで、ボール23が弁シート38から離座して、流路口37内の高圧燃料が低圧側に流れる構造になっている(例えば、特許文献1)。
(Conventional technology)
An example of a valve device capable of opening and closing the flow path or adjusting the flow rate according to the displacement position of the sliding member will be described with reference to FIG. The valve device shown in FIG. 1A is a
The
Further, by weakening the force in the valve closing direction applied to the
(従来技術の問題点)
バルブボディ21は、高圧燃料を蓄えるコモンレール1に強固に締結されるため、締結荷重によってバルブボディ21が歪む可能性がある。
また、コモンレール1が鋳造技術で製造されたり、高温の環境下で処理されて、コモンレール1に歪みが生じる場合がある。その場合、コモンレール1にバルブボディ21を強固に締結すると、コモンレール1の歪みによってバルブボディ21が歪む可能性がある。
(Problems of conventional technology)
Since the
In addition, the
従来の減圧弁11は、プッシュロッド22を摺動保持する摺動孔28が、締結によって歪みが生じる可能性のあるバルブボディ21に形成される構造であったため、コモンレール1への締結によってバルブボディ21が歪んで、バルブボディ21に形成された摺動孔28が歪むと、プッシュロッド22と摺動孔28が干渉し、プッシュロッド22の摺動不良が発生する可能性がある。
なお、バルブボディ21の歪みを抑えるために、バルブボディ21の肉厚を大きくすることも考えられるが、減圧弁11の体格が大きくなるとともに、重量も重くなってしまう。
Since the conventional
Although it is conceivable to increase the thickness of the
なお、上記では、バルブ装置の一例として減圧弁11を用いて発明の背景技術を説明したが、バルブボディに形成された摺動面で摺動部材が摺動するバルブ装置では、バルブボディに生じる歪みによって、摺動面が歪み、摺動不良が発生する可能性がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブボディに歪みが生じても、摺動不良が発生しないバルブ装置の提供にある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a valve device that does not cause poor sliding even when the valve body is distorted.
[請求項1の手段]
請求項1の手段を採用するバルブ装置は、摺動面が形成される摺動保持ガイドが、バルブボディとは別体に設けられる。そして、この摺動保持ガイドは、バルブボディとの間にクリアランスを介する。
このため、バルブボディに歪みが生じたとしても、バルブボディの歪みがクリアランスで吸収され、摺動保持ガイドに伝わらなくなる。あるいは、例えバルブボディの歪みが摺動保持ガイドに伝わったとしても、摺動保持ガイドに伝わる歪みはクリアランスで吸収しきれない残りの歪みであり、摺動保持ガイドに伝わる歪みは小さく抑えられる。
このように、バルブボディに歪みが生じたとしても、クリアランスによって、バルブボディの歪みが摺動保持ガイドに伝わるのが抑えられて、摺動面の歪みが抑えられるため、摺動部材が摺動面でスムーズに摺動することができる。即ち、バルブボディに歪みが生じても、摺動部材の摺動不良の発生が抑えられる。
[Means of claim 1]
In the valve device employing the means of
For this reason, even if the valve body is distorted, the distortion of the valve body is absorbed by the clearance and is not transmitted to the sliding holding guide. Alternatively, even if the distortion of the valve body is transmitted to the sliding holding guide, the distortion transmitted to the sliding holding guide is the remaining distortion that cannot be absorbed by the clearance, and the distortion transmitted to the sliding holding guide is kept small.
In this way, even if the valve body is distorted, the clearance prevents the valve body distortion from being transmitted to the sliding holding guide, and the sliding surface distortion is suppressed. It can slide smoothly on the surface. That is, even if the valve body is distorted, the occurrence of sliding failure of the sliding member can be suppressed.
[請求項2の手段]
請求項2の手段を採用するバルブ装置のバルブボディは、筒形状を呈する筒部を有し、その筒部の外周面に固定部材との固定部が設けられる。そして、クリアランスは、固定部の内径方向に設けられるものである。
これにより、固定部材にバルブボディを固定することにより固定部の内側の筒部に歪みが生じても、その歪みがクリアランスによって摺動保持ガイドに伝わるのが防がれる。このため、摺動部材の摺動不良の発生が抑えられる。
[Means of claim 2]
The valve body of the valve device adopting the means of
Thereby, even if distortion occurs in the cylindrical part inside the fixing part by fixing the valve body to the fixing member, the distortion is prevented from being transmitted to the sliding holding guide by the clearance. For this reason, generation | occurrence | production of the sliding failure of a sliding member is suppressed.
[請求項3の手段]
請求項3の手段を採用するバルブ装置における摺動保持ガイドは、摺動部材を内周面で摺動自在に支持する筒形状を呈する。そして、クリアランスは、摺動面の外径方向に設けられるものである。
これにより、バルブボディに歪みが生じても、摺動部材の摺動不良の発生が抑えられる。
[Means of claim 3]
The sliding holding guide in the valve device employing the means of claim 3 has a cylindrical shape that supports the sliding member slidably on the inner peripheral surface. The clearance is provided in the outer diameter direction of the sliding surface.
Thereby, even if distortion occurs in the valve body, the occurrence of sliding failure of the sliding member is suppressed.
[請求項4の手段]
請求項4の手段を採用するバルブ装置は、コモンレール式燃料噴射装置において高圧燃料を蓄えるコモンレールに固定されて、コモンレールの実レール圧を減圧調整可能な減圧弁である。
このように、減圧弁に適用されることにより、コモンレールに固定されることなどで、バルブボディに歪みが生じても、減圧弁における摺動部材(例えば、プッシュロッド)の摺動不良の発生を防ぐことができる。
[Means of claim 4]
The valve device employing the means of
In this way, even if the valve body is distorted by being fixed to the common rail by being applied to the pressure reducing valve, the sliding member (for example, push rod) in the pressure reducing valve does not slide. Can be prevented.
最良の形態1のバルブ装置は、バルブボディと、このバルブボディ内で摺動自在に支持される摺動部材と、この摺動部材に摺動方向の変位力を与える駆動手段とを備え、摺動部材の変位位置に応じて流路の開閉、あるいは流路を通過する流体の流量調整が可能なものである。
そして、このバルブ装置は、バルブボディとは別体に設けられて、摺動部材を摺動自在に支持する摺動面が形成された摺動保持ガイドを備え、この摺動保持ガイドは、バルブボディとの間にクリアランスを介して設けられる。
The valve device of the
The valve device includes a sliding holding guide that is provided separately from the valve body and has a sliding surface that slidably supports the sliding member. A clearance is provided between the body and the body.
バルブ装置を減圧弁に適用した実施例1を図面を参照して説明する。なお、この実施例1では、先ず「コモンレール式燃料噴射装置の基本構成」においてコモンレール式燃料噴射装置の概略構成、および従来構造の減圧弁を説明する。その後で「実施例1の特徴」において本発明が適用された減圧弁を説明する。 A first embodiment in which the valve device is applied to a pressure reducing valve will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, first, the basic configuration of the common rail fuel injection device and the conventional pressure reducing valve will be described in “Basic configuration of common rail fuel injection device”. Then, the pressure reducing valve to which the present invention is applied will be described in “Characteristics of Example 1”.
[コモンレール式燃料噴射装置の基本構成]
コモンレール式燃料噴射装置を図2を参照して説明する。
図2に示すコモンレール式燃料噴射装置は、4気筒のエンジン(例えばディーゼルエンジン:図示しない)に燃料噴射を行う噴射システムであり、コモンレール1、インジェクタ2、サプライポンプ3、制御装置4等から構成されている。この制御装置4は、ECU(エンジン制御ユニット)4aとEDU(駆動ユニット)4bから構成されるものであり、図2ではECU4aとEDU4bを別搭載する例を示すが、1つのケース内にECU4aとEDU4bを配置するものであっても良い。
[Basic configuration of common rail fuel injection system]
The common rail fuel injection device will be described with reference to FIG.
The common rail fuel injection device shown in FIG. 2 is an injection system that injects fuel into a four-cylinder engine (for example, a diesel engine: not shown), and includes a
コモンレール1は、インジェクタ2に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、連続的に燃料噴射圧に相当するレール圧が蓄圧されるようにポンプ配管(高圧燃料流路)6を介して高圧燃料を吐出するサプライポンプ3の吐出口と接続されるとともに、各インジェクタ2へ高圧燃料を供給する複数のインジェクタ配管7が接続されている。
The
コモンレール1から燃料タンク8へ燃料を戻すリリーフ配管9には、減圧弁11が取り付けられている。この減圧弁11は、コモンレール1内の実レール圧PCiが、ECU4aの算出する目標レール圧PC0より高い時に開弁して、実レール圧PCiを素早く目標レール圧PC0に下げるものである。
この減圧弁11の詳細は後述する。
A
Details of the
サプライポンプ3は、コモンレール1へ高圧燃料を圧送する燃料ポンプであり、燃料タンク8内の燃料を燃料フィルタ8aを介して吸引するフィードポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール1へ圧送する高圧ポンプとを搭載しており、フィードポンプおよび高圧ポンプは共通のカムシャフトによって駆動される。なお、このカムシャフトは、エンジンによって回転駆動されるものである。
また、サプライポンプ3には、高圧ポンプに吸引される燃料の量を調整するSCV(吸入調量弁)12が搭載されており、このSCV12が制御装置4によって調整されることにより、コモンレール1に蓄圧される実レール圧PCiが調整される。
The supply pump 3 is a fuel pump that pumps high-pressure fuel to the
The supply pump 3 is equipped with an SCV (suction metering valve) 12 that adjusts the amount of fuel sucked into the high-pressure pump, and the SCV 12 is adjusted by the
ECU4aには、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置(ROM、SRAMまたはEEPROM、RAM等のメモリ)、入力回路、出力回路、電源回路等の機能を含んで構成されている周知構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ECU4aに読み込まれたセンサ類の信号(エンジンパラメータ:乗員の運転状態、エンジンの運転状態等に応じた信号)に基づいて各種の演算処理を行うようになっている。
なお、ECU4aに接続されるセンサ類には、コモンレール1に蓄圧された実レール圧PCiを検出レール圧PCkとして検出するレール圧センサ13の他に、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、エンジン回転数を検出する回転数センサ、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ、インジェクタ2に供給される燃料の温度を検出する燃料温度センサ、およびその他のセンサ類がある。
The
The sensors connected to the
(インジェクタ制御系)
ECU4aは、インジェクタ2の制御プログラムとして、燃料の噴射毎に、ROMに記憶されたプログラムと、RAMに読み込まれたセンサ類の信号(車両の運転状態)とに基づいて、噴射形態を決定する「噴射形態決定手段」、各噴射毎の目標噴射量を算出する「目標噴射量算出手段」、各噴射毎の噴射開始時期を算出する「目標噴射時期算出手段」を備える。
「噴射形態決定手段」は、現運転状態に応じたインジェクタ2の噴射形態(単噴射、マルチ噴射など)の決定を行う制御プログラムである。
「目標噴射量算出手段」は、現運転状態に応じた目標噴射量を求め、この目標噴射量を得るための指令インジェクタ駆動時間を求める制御プログラムである。
「目標噴射時期算出手段」は、現運転状態に応じた目標噴射時期を求め、この目標噴射時期に噴射を開始させるための噴射指令タイミングを求める制御プログラムである。
(Injector control system)
The
The “injection mode determination means” is a control program that determines the injection mode (single injection, multi-injection, etc.) of the
The “target injection amount calculation means” is a control program for determining a target injection amount corresponding to the current operation state and determining a command injector driving time for obtaining this target injection amount.
The “target injection timing calculation means” is a control program that calculates a target injection timing according to the current operation state and calculates an injection command timing for starting injection at the target injection timing.
(レール圧制御系)
ECU4aは、コモンレール1に蓄圧される実レール圧PCiの制御プログラムとして、ROMに記憶されたプログラムと、RAMに読み込まれたセンサ類の信号(車両の運転状態)とに基づいて目標レール圧PC0を算出する「目標レール圧算出手段」、算出された目標レール圧PC0に基づいてSCV12の通電量を制御する「SCV制御手段」、目標レール圧PC0に基づいて減圧弁11の通電量を算出する「減圧弁制御手段」を備える。
「目標レール圧算出手段」は、現運転状態に応じてマップあるいは計算式等を用いて目標レール圧PC0を求めるプログラムである。
「SCV制御手段」は、SCV12に与える通電量を算出するものであり、レール圧センサ13で読み取られる検出レール圧PCkが目標レール圧PC0となるSCV開度を算出し、そのSCV開度がSCV12で得られるように、SCV駆動回路に開弁信号(例えば、PWM信号)を発生させる制御プログラムである。
(Rail pressure control system)
The
The “target rail pressure calculating means” is a program for obtaining the target rail pressure PC0 using a map or a calculation formula according to the current operation state.
The “SCV control means” calculates the energization amount given to the SCV 12, calculates the SCV opening at which the detected rail pressure PCk read by the rail pressure sensor 13 becomes the target rail pressure PC0, and the SCV opening is SCV12. As shown in FIG. 4, the control program causes the SCV drive circuit to generate a valve opening signal (for example, a PWM signal).
「減圧弁制御手段」には、オープン制御によって減圧弁11に与える通電量を算出する「開弁圧オープン制御」と、フィードバック制御によって減圧弁11に与える通電量を算出する「流量フィードバック制御」とがある。
The “pressure reducing valve control means” includes “open valve pressure open control” for calculating the energization amount given to the
「開弁圧オープン制御」は、減圧弁11の閉弁する力を制御することで、減圧弁11が閉弁状態から開弁状態に切り替わる開弁圧を制御するものであり、開弁圧が目標レール圧PC0となる通電量を算出し、その通電量が減圧弁11に与えられるように、EDU4bに設けられた減圧弁駆動回路に開弁圧設定信号(例えば、PWM信号)を発生させる制御プログラムである。
一方、「流量フィードバック制御」は、レール圧センサ13で読み取られる検出レール圧PCkが目標レール圧PC0となる減圧弁開度を算出し、その減圧弁開度が減圧弁11で得られる通電量を算出し、その通電量が減圧弁11に与えられるように、EDU4bに設けられた減圧弁駆動回路に開弁圧設定信号(例えば、PWM信号)を発生させる制御プログラムである。
「開弁圧オープン制御」と「流量フィードバック制御」のどちらが用いられるものであっても良い。
“Valve open pressure open control” controls the valve opening pressure at which the
On the other hand, the “flow rate feedback control” calculates a pressure reducing valve opening degree at which the detected rail pressure PCk read by the rail pressure sensor 13 becomes the target rail pressure PC0, and the pressure reducing valve opening degree represents an energization amount obtained by the
Either “open valve pressure open control” or “flow rate feedback control” may be used.
(減圧弁11の説明)
次に、従来構造の減圧弁11を図1(a)を参照して説明する。
減圧弁11は、バルブボディ21、プッシュロッド(摺動部材の一例)22、ボール23、シート部材24および駆動手段25で構成される。
バルブボディ21は、コモンレール(固定部材の一例)1の端部に締結されるものであり、コモンレール1の端部からコモンレール1の内部にネジ込まれる小径筒(筒部の一例)26と、駆動手段25が内蔵される大径筒27とに大別され、中心部にはプッシュロッド22を図中上下方向(以下、軸方向)に摺動自在に支持する摺動孔(摺動面の一例)28が形成されている。
(Description of pressure reducing valve 11)
Next, a
The
The
小径筒26の先端には、シート部材24が嵌め入れられる大径穴31が軸方向に形成されている。この大径穴31は、バルブボディ21(小径筒26)と同芯の円筒穴であり、その内部には、シート部材24が嵌め入れられてバルブボディ21とシート部材24のセンタリングが成されるようになっている。そして、バルブボディ21の先端部をカシメることで、シート部材24がバルブボディ21に固定される構造になっている。
小径筒26の先端側で、摺動孔28の図示下側には、大径穴31より小径の小径穴32が軸方向に形成されている。この小径穴32も、バルブボディ21(小径筒26)と同芯の円筒穴であり、シート部材24に形成された流路口37(後述する)を通過した燃料が流入する。この小径筒26から径方向に形成された径方向穴33は、コモンレール1に形成されて、リリーフ配管9が接続される配管ジョイント1b内の低圧通路1cと連通するものであり、小径穴32内に流入した燃料は、径方向穴33→低圧通路1cを介してリリーフ配管9に導かれる。
A large-
A small-
小径筒26の図示上側(大径筒27に近い側)には、コモンレール1の端部に形成された雌ネジ1aに螺合する雄ネジ(固定部の一例)34が形成されている。一方、大径筒27には、減圧弁11をコモンレール1に組付ける際に使用される工具(スパナ等)と係合する工具係合部(例えば、六角部)35が形成されている。なお、図中の符号36は、Oリングであり、コモンレール1と小径筒26との隙間から高圧燃料が外部に漏れるのを防ぐものである。
On the upper side of the
プッシュロッド22は、バルブボディ21の中心部に形成された摺動孔28によって軸方向に摺動自在に支持される円柱棒状のシャフトであり、駆動手段25による閉弁方向の付勢力をボール23に伝える伝達部材である。なお、プッシュロッド22の図示上部には、後述するアーマチャ43が固定されている。
The
ボール23は、プッシュロッド22の先端に形成された平面部(ボール押圧面)により、図示下方へ押し付けられて、シート部材24の弁シート38(後述する)に着座するものである。なお、この例では、プッシュロッド22の先端部に配置したボール23(弁体の一例)が、弁シート38に着座あるいは離座する例を示すが、ボール23を廃止し、プッシュロッド22の先端部に直接弁体を形成し、プッシュロッド22が直接、弁シート38に着座あるいは離座するものであっても良い。
The
シート部材24は、略円盤形状を呈し、その中心部には、コモンレール1内に形成された蓄圧室1dと連通し、コモンレール1内の高圧燃料を小径穴32の内部に導く流路口37(流路の一例:例えば、高圧燃料通路を成すオリフィス)が形成されている。
シート部材24の図示上側で、流路口37の周囲には、ボール23が着座することで、流路口37を閉塞するテーパ形状の弁シート38が形成されている。そして、ボール23が弁シート38から離座することで、流路口37が開かれて、蓄圧室1dの高圧燃料が流路口37→小径穴32→径方向穴33→低圧通路1cを介してリリーフ配管9に導かれる。
The
On the upper side of the
シート部材24の外径寸法は、バルブボディ21の端部に形成された大径穴31の内径寸法に一致するものであり、シート部材24を大径穴31の内周面に嵌め入れることで、シート部材24に形成された弁シート38の軸心と、摺動孔28の軸心とが一致するセンタリングが成される。
バルブボディ21をコモンレール1に強固に締結することで、シート部材24がコモンレール1に設けられた断面が台形形状の環状突起部に強く押し付けられて、流路口37を経由せずに、直接シート部材24とコモンレール1の隙間から燃料が低圧通路1cに流れるのを防止する。
なお、シート部材24とバルブボディ21との軸方向間に配置された符号39は、リング円盤形状を呈した調整シムであり、弁可動部のプッシュロッド22とボール23のリフト量を調整するものである。
The outer diameter of the
By firmly fastening the
駆動手段25は、プッシュロッド22を介してボール23に閉弁方向の付勢力(閉弁力)を与えるものであり、バネ手段41と電磁アクチュエータ42で構成される。
バネ手段41は、圧縮コイルバネであり、プッシュロッド22の図示上部に固定されたアーマチャ43と、大径筒27の上部に組み付けられるアッパーボディ44との間で圧縮された状態で配置され、アーマチャ43を閉弁方向に付勢することで、プッシュロッド22を介してボール23に閉弁方向の付勢力を与える。
なお、大径筒27の図示上部には、駆動手段25が組み入れられる駆動部挿入穴45が軸方向に形成されている。この駆動部挿入穴45は、バルブボディ21(大径筒27)と同芯の円筒穴であり、その内部に、各構成部品を組み付けた後、バルブボディ21の図示上端部をカシメることで、アッパーボディ44がバルブボディ21に固定される。
The driving means 25 applies a biasing force (valve closing force) in the valve closing direction to the
The spring means 41 is a compression coil spring, and is arranged in a compressed state between an armature 43 fixed to the upper part of the
A driving
電磁アクチュエータ42は、アーマチャ(可動子)43と、このアーマチャ43を磁気吸引するソレノイド46とで構成され、ソレノイド46を通電するコネクタ47を備える。
アーマチャ43は、プッシュロッド22の図示上部に固定された略円盤形状を呈する磁性部材(例えば、鉄などの強磁性材料)であり、バルブボディ21とアッパーボディ44との間の空間(アーマチャ収容室48)内において、軸方向に所定量移動可能に配置されている。
ソレノイド46は、アーマチャ43を軸方向に磁気吸引することで、プッシュロッド22に与えられる軸方向の変位力を可変するものである。具体的に、この図1に示すソレノイド46は、アーマチャ43の図示下部のバルブボディ21内に装着されて、通電量に応じてアーマチャ43を閉弁方向に磁気吸引するものである。
The
The armature 43 is a magnetic member (for example, a ferromagnetic material such as iron) having a substantially disk shape fixed to the upper portion of the
The
コネクタ47は、EDU4b(具体的には減圧弁駆動回路)と接続線を介して電気的な接続を行う接続手段である。具体的に、コネクタ47は、大径筒27の上部に装着される樹脂製の接続具であり、その内部にはソレノイド46(具体的には、絶縁被膜が形成された導線が多数巻回されたコイルの両端)に接続されるコネクタ端子47aがモールドされている。
The
上述したように、電磁アクチュエータ42は、ソレノイド46が通電されると、ソレノイド46の発生する磁力によってアーマチャ43を閉弁方向に磁気吸引するものであり、ソレノイド46に与えられる通電量が増えるに従って、プッシュロッド22およびボール23に与えられる閉弁方向の付勢力が増加するものである。
即ち、図1に示す減圧弁11は、ソレノイド46に与えられる通電量が少ないと閉弁方向の付勢力が弱まり減圧弁11の開弁圧が低く設定され、逆に、ソレノイド46に与えられる通電量が多いと閉弁方向の付勢力が強まり開弁圧が高く設定されるタイプである。
なお、図1に示す減圧弁11とは逆に、ソレノイド46に与えられる通電量が多くなるに従い、閉弁方向の付勢力が弱まるタイプの減圧弁11を用いても良い。
As described above, when the
That is, in the
In contrast to the
(減圧弁11の基本作動)
次に、減圧弁11を開弁圧オープン制御により制御した場合の作動例を示す。
コモンレール1内の実レール圧PCiが、ECU4aにより設定された減圧弁11の開弁圧(目標レール圧PC0)より上昇すると、駆動手段25がボール23を着座させる閉弁力(バネ手段41+電磁アクチュエータ42の磁気吸引力)より、流路口37を介してボール23が受ける開弁力が勝り、ボール23が弁シート38より離座する。すると、コモンレール1内の燃料が流路口37→小径穴32→径方向穴33を介してリリーフ配管9を通り、燃料タンク8内へ戻される。このように、コモンレール1内の燃料が減圧弁11を介して排出されることで実レール圧PCiが下がる。
そして、コモンレール1内の実レール圧PCiが減圧弁11の開弁圧(目標レール圧PC0)まで下がると、駆動手段25がボール23を着座させる閉弁力が、流路口37を介してボール23が受ける開弁力より勝り、ボール23が弁シート38に着座する。この結果、実レール圧PCiが減圧弁11の開弁圧(目標レール圧PC0)に保たれる。
(Basic operation of the pressure reducing valve 11)
Next, an operation example when the
When the actual rail pressure PCi in the
When the actual rail pressure PCi in the
(目標レール圧PC0が上昇する場合)
目標レール圧PC0が上昇する場合、オープン制御によって減圧弁11の通電量が増加し、減圧弁11の閉弁力が高められることで、減圧弁11の開弁圧が上昇した目標レール圧PC0に変更される。この時、目標レール圧PC0の上昇に伴ってSCV12の開度が大きく制御されてサプライポンプ(高圧ポンプ)3の吐出量も増加される。
(When target rail pressure PC0 increases)
When the target rail pressure PC0 increases, the energization amount of the
(目標レール圧PC0が下降する場合)
目標レール圧PC0が下降する場合、オープン制御によって減圧弁11の通電量が減少し、減圧弁11の閉弁力が下げられることで、減圧弁11の開弁圧が下降した目標レール圧PC0に変更される。この時、目標レール圧PC0の下降に伴ってSCV12の開度が小さく制御されてサプライポンプ(高圧ポンプ)3の吐出量も減少される。
目標レール圧PC0の下降直後は、実レール圧PCiが開弁圧(目標レール圧PC0)より高いため、減圧弁11が直ぐさま自己開弁してコモンレール1内の圧力を目標レール圧PC0まで素早く下げる。
そして、実レール圧PCiが、目標レール圧PC0まで下がると減圧弁11が直ぐさま自己閉弁する。
(When target rail pressure PC0 decreases)
When the target rail pressure PC0 decreases, the energization amount of the
Immediately after the target rail pressure PC0 is lowered, the actual rail pressure PCi is higher than the valve opening pressure (target rail pressure PC0). Therefore, the
When the actual rail pressure PCi drops to the target rail pressure PC0, the
[実施例1の特徴]
実施例1の特徴を、先ず「実施例1の背景」を説明し、その後で「実施例1の解決技術」を説明する。
(実施例1の背景)
従来構造の減圧弁11には、次の2つの問題点があった。
[Features of Example 1]
The features of the first embodiment will be described first, “background of the first embodiment”, and then “solution of the first embodiment”.
(Background of Example 1)
The conventional
(1)第1の問題点
減圧弁11は、小径筒26(バルブボディ21)の外周面に設けた雄ネジ(固定部の一例)34を、コモンレール1の雌ネジ1aに強固に締結することで、コモンレール1に固定されるものであるため、締結荷重(軸方向に圧縮される荷重)によってバルブボディ21が歪む可能性がある。
また、コモンレール1が鋳造技術で製造されたり、高温の環境下で処理されて、コモンレール1に歪みが生じる場合がある。このため、コモンレール1にバルブボディ21を強固に締結すると、コモンレール1の歪みによってバルブボディ21が歪む可能性がある。 このように、バルブボディ21が歪むと、バルブボディ21に直接形成した摺動孔28に歪みが生じ、プッシュロッド22が摺動孔28に干渉して、プッシュロッド22の摺動不良が発生する可能性がある。
(1) First Problem In the
In addition, the
(2)第2の問題点
アーマチャ43が図示上下方向に変位すると、アーマチャ収容室48の容積が変化する。このため、アーマチャ収容室48は、アーマチャ収容室48の外部と呼吸通路を介して連通される。
従来構造の減圧弁11は、プッシュロッド22と摺動孔28の摺動クリアランスAを介してアーマチャ収容室48が小径穴32内(低圧側)と連通する構造になっている。摺動クリアランスAは、プッシュロッド22の軸ズレを防ぐために狭く且つ軸方向に長いものであるため、摺動クリアランスAを通過する流体(燃料)の流通抵抗が大きいものとなる。このため、アーマチャ収容室48の呼吸(容積変動)が妨げられる結果となり、アーマチャ43およびプッシュロッド22の可動性(応答性)を阻害する。
(2) Second problem When the armature 43 is displaced in the vertical direction in the figure, the volume of the
The
(実施例1の解決技術)
上記2つの問題点を解決する技術を、図1(b)を参照して説明する。なお、以下では、減圧弁11において不具合を解決する相違点のみを説明するものであり、他の部分は上述した従来構造の減圧弁11と同じ構成のものである。
従来構造の減圧弁11は、コモンレール1に締結されて歪みが生じる可能性のあるバルブボディ21に摺動孔28が直接形成されるものであった。
これに対し、実施例1の減圧弁11は、コモンレール1に締結されて歪みが生じる可能性のあるバルブボディ21とは別体で、プッシュロッド(摺動部材の一例)22を摺動自在に支持する摺動孔(摺動面の一例)28が形成された摺動保持ガイド51を備える。この摺動保持ガイド51は、筒形状を呈するものであり、少なくとも摺動孔28の外径方向において、バルブボディ21との間にクリアランスCが設けられるものである。
また、クリアランスCは、小径筒(筒部の一例)26の外周面に設けられたコモンレール(固定部材の一例)1に固定される雄ネジ(固定部の一例)34の内径方向に設けられるものである。
(Solution technology of Example 1)
A technique for solving the above two problems will be described with reference to FIG. In the following, only the difference in solving the problem in the
The
On the other hand, the
The clearance C is provided in the inner diameter direction of a male screw (an example of a fixing portion) 34 fixed to a common rail (an example of a fixing member) 1 provided on the outer peripheral surface of a small diameter tube (an example of a cylindrical portion) 26. It is.
次に、本実施例1の減圧弁11を詳細に説明する。
バルブボディ21は、内部に軸方向に沿うガイド挿入穴52が形成されている。このガイド挿入穴52は、バルブボディ21の軸心と同芯の円筒形状の穴である。なお、バルブボディ21の図示下端には、従来構造の減圧弁11と同様の大径穴31が形成されている。
Next, the
The
摺動保持ガイド51は、ガイド挿入穴52の内部に装着されるものであり、内部には軸方向に沿う摺動孔28が形成されている。この摺動孔28は、摺動保持ガイド51の軸心と同芯の円筒形状の穴である。
摺動保持ガイド51の下端の外周には、大径穴31の内部に挿入され、外径寸法が大径穴31の内径寸法に一致する円筒形状のセンタリング外筒53が形成されている。このセンタリング外筒53の軸心は、摺動保持ガイド51の軸心と一致する。そして、センタリング外筒53が大径穴31の内周面に組み入れられることで、摺動保持ガイド51がバルブボディ21(小径筒26)にセンタリングされる。
The sliding holding
On the outer periphery of the lower end of the sliding holding
摺動保持ガイド51の下端の内周には、従来構造の減圧弁11と同様の小径穴32が形成されている。さらに、摺動保持ガイド51には、小径穴32内と、バルブボディ21に形成された径方向穴33を連通する連通通路54が形成されている。
ガイド挿入穴52の内周に挿入される摺動保持ガイド51の外径寸法は、ガイド挿入穴52の内径寸法より小径に設けられており、ガイド挿入穴52の内周面と摺動保持ガイド51の外周面との間に、上述したクリアランスCが形成される。
A small-
The outer diameter dimension of the
シート部材24は、小径穴32の内部に挿入され、外径寸法が小径穴32の内径寸法に一致する円筒形状のセンタリング内筒55が形成されている。このセンタリング内筒55の軸心は、弁シート38の軸心と一致する。そして、センタリング内筒55が小径穴32の内周面に組み入れられることで、弁シート38が摺動保持ガイド51にセンタリングされる。
即ち、シート部材24のセンタリング内筒55を、摺動保持ガイド51の小径穴32の内周面に組み入れることで、摺動孔28の軸心と、弁シート38の軸心のセンタリングが成される。
The
That is, by incorporating the centering inner cylinder 55 of the
また、シート部材24がセンタリングされる摺動保持ガイド51のセンタリング外筒53を、バルブボディ21の大径穴31の内周面に組み入れることで、摺動孔28の軸心、弁シート38の軸心およびバルブボディ21の軸心の3つのセンタリングが成される。
そして、バルブボディ21に、摺動保持ガイド51、調整シム39、シート部材24を組付けた後、バルブボディ21の図示下端を軸方向内側にカシメることで、摺動保持ガイド51、調整シム39、シート部材24がバルブボディ21に固定される。
なお、摺動保持ガイド51は、図示下端のセンタリング外筒53のみでバルブボディ21に固定されるものであり、他の部分(ガイド挿入穴52の内周に挿入される部分)は、バルブボディ21とはクリアランスCを介して、接触しないように設けられている。
Further, by incorporating the centering
Then, after the
The
(実施例1の第1効果)
実施例1の減圧弁11は、上述したように、摺動保持ガイド51がバルブボディ21とは別体に設けられ、固定部である雄ネジ34の内側の小径筒26と摺動保持ガイド51の間には、クリアランスCが設けられる。
このため、コモンレール1への締結により、雄ネジ34の内側の小径筒26に歪みが生じたとしても、小径筒26の歪みがクリアランスCで吸収され、歪みは摺動孔28に伝わらない。この結果、プッシュロッド22が摺動孔28内でスムーズに摺動することができ、プッシュロッド22の摺動不良が発生しない。即ち、バルブボディ21の歪みを抑えるために、バルブボディ21の肉厚を大きくする必要がなく、減圧弁11の体格や重量が大きくなる不具合がない。
(First Effect of Example 1)
As described above, in the
For this reason, even if the
(実施例1の第2効果)
また、クリアランスCは、低圧側において径方向穴33および連通通路54と連通し、アーマチャ収容室48の呼吸通路として用いられる。クリアランスCは、上述したように、バルブボディ21に生じる歪みを吸収するものであり、且つクリアランスCの径が摺動クリアランスAの径より大きいため、クリアランスCによる通路面積は、摺動クリアランスAによる通路面積より大きい。このため、クリアランスCの流路抵抗が小さくなり、呼吸通路の流速が速くなるため、アーマチャ43の変位に応じて生じるアーマチャ収容室48の呼吸(容積変動)が容易になる。この結果、アーマチャ43およびプッシュロッド22の可動性(応答性)が向上し、応答性の速い減圧弁11を提供することができる。
(Second effect of Example 1)
The clearance C communicates with the
実施例2を図3を参照して説明する。なお、以下の各実施例において、上記実施例1と同一符号は同一機能物を示すものであり、以下では各相違点のみを説明する。
上記の実施例1では、バルブボディ21の小径筒26の外周面に設けた雄ネジ(固定部)34を、コモンレール1の端部に設けられた雌ネジ1aに螺合することで、減圧弁11をコモンレール1に固定する例を示した。
これに対し、この実施例2は、コモンレール1の端部に筒穴形状の圧入穴1eを形成し、小径筒26の外周面を圧入穴1e内に圧入し、さらに、コモンレール1とバルブボディ21の接合部の周縁を周知の溶接技術によって溶接して、減圧弁11をコモンレール1に固定するものである。
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the following embodiments, the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same functions, and only the differences will be described below.
In the first embodiment, the pressure reducing valve is formed by screwing the male screw (fixed portion) 34 provided on the outer peripheral surface of the
On the other hand, in the second embodiment, a cylindrical hole-shaped press-fitting
小径筒26は、外周面が圧入穴1e内に圧入されるものであるため、小径筒26の外径寸法は、圧入穴1eの内径寸法より僅かに大径に設けられている。そして、小径筒26の外周におけるコモンレール1に圧入される圧入面56、および溶接される溶接部57が、コモンレール1との固定部に相当する。
このように、減圧弁11は、圧入と溶接により、コモンレール1に固定するものであるため、圧入による径方向の荷重と溶接の熱により、固定部(圧入面56+溶接部57)の内側の小径筒26に歪みが生じる可能性がある。
しかし、固定部(圧入面56+溶接部57)の内側の小径筒26と、摺動保持ガイド51の間には、クリアランスCが設けられているため、固定部(圧入面56+溶接部57)の内側の小径筒26に歪みが生じたとしても、歪みがクリアランスCで吸収され、摺動孔28が歪むことがなく、実施例1と同様の効果を得ることができる。
Since the outer diameter of the small-
Thus, since the
However, since a clearance C is provided between the small-
実施例3を図4を参照して説明する。
上記の実施例1では、摺動保持ガイド51と、シート部材24を別体に設け、摺動保持ガイド51の内周面にシート部材24を組み入れて、摺動保持ガイド51の摺動孔28とシート部材24の弁シート38をセンタリングする例を示した。
これに対し、この実施例3では、シート部材24を、摺動保持ガイド51にセンタリングされた状態で、摺動保持ガイド51と一体に設けたものである。即ち、摺動保持ガイド51とシート部材24を一体に設けて、摺動孔28と弁シート38のセンタリングをするものである。
このように設けられることで、実施例1と同様の効果を得ることができる。
また、部品点数が少なくなるため、製造コストを抑えることが可能になる。
A third embodiment will be described with reference to FIG.
In the first embodiment, the sliding holding
On the other hand, in the third embodiment, the
By providing in this way, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
In addition, since the number of parts is reduced, the manufacturing cost can be suppressed.
実施例4を図5を参照して説明する。
上記の実施例3では、バルブボディ21の小径筒26の外周面に設けた雄ネジ(固定部)34を、コモンレール1の端部に設けられた雌ネジ1aに螺合することで、減圧弁11をコモンレール1に固定する例を示した。
これに対し、この実施例4は、コモンレール1の端部に筒穴形状の圧入穴1eを形成し、小径筒26の外周面を圧入穴1e内に圧入し、さらに、コモンレール1とバルブボディ21の接合部の周縁を周知の溶接技術によって溶接して、減圧弁11をコモンレール1に固定するものである。
A fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the above-described third embodiment, the male screw (fixed portion) 34 provided on the outer peripheral surface of the small-
On the other hand, in the fourth embodiment, a cylindrical hole-shaped press-fitting
小径筒26は、外周面が圧入穴1e内に圧入されるものであるため、小径筒26の外径寸法は、圧入穴1eの内径寸法より僅かに大径に設けられている。そして、小径筒26の外周におけるコモンレール1に圧入される圧入面56、および溶接される溶接部57が、コモンレール1との固定部に相当する。
このように設けることにより、上記実施例1〜3の効果を得ることができる。
Since the outer diameter of the small-
By providing in this way, the effect of the said Examples 1-3 can be acquired.
[変形例]
上記の実施例では、駆動手段25の一例として電磁アクチュエータ42を用いる例を示したが、バネ手段41による付勢力をステップモータの回転量で調整したり、ピエゾアクチュエータで調整するなど、他のアクチュエータを用いても良い。
上記の実施例では、開弁圧や流体流量を調整するバルブ装置(実施例では減圧弁11)に本発明を適用する例を示したが、開弁と閉弁が制御されるバルブ装置に本発明を適用しても良い。
[Modification]
In the above-described embodiment, an example in which the
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the valve device (the
上記の実施例では、摺動保持ガイド51がプッシュロッド22を摺動保持する例を示したが、摺動保持ガイド51が弁体(例えば、スプール弁のスプール等)を摺動保持するものであっても良い。
上記の実施例では、摺動保持ガイド51が摺動部材(実施例ではプッシュロッド22)を軸方向に摺動自在に支持するものであったが、摺動保持ガイド51が摺動部材を回転方向に摺動自在に支持するものであっても良い。即ち、摺動部材がロータリバルブなどの回転体であっても良い。
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the sliding holding
1 コモンレール(固定部材)
11 減圧弁(バルブ装置)
21 バルブボディ
22 プッシュロッド(摺動部材)
25 駆動手段
26 小径筒(筒部)
28 摺動孔(摺動面)
34 雄ネジ(実施例1、3の固定部)
37 流路口(流路)
51 摺動保持ガイド
56 圧入面(実施例2、4の固定部)
57 溶接部(実施例2、4の固定部)
C クリアランス
1 Common rail (fixing member)
11 Pressure reducing valve (valve device)
21
25 Driving means 26 Small diameter cylinder (cylinder part)
28 Sliding hole (sliding surface)
34 Male screw (fixed part of Examples 1 and 3)
37 Channel port (channel)
51 Sliding holding
57 Welded part (fixed part of Examples 2 and 4)
C clearance
Claims (4)
前記摺動部材の変位位置に応じて流路の開閉あるいは前記流路を通過する流体の流量調整が可能なバルブ装置において、
このバルブ装置は、前記バルブボディとは別体に設けられて、前記摺動部材を摺動自在に支持する摺動面が形成された摺動保持ガイドを備え、
この摺動保持ガイドは、前記バルブボディとの間にクリアランスを介して設けられることを特徴とするバルブ装置。 A valve body, a sliding member that is slidably supported in the valve body, and drive means for applying a displacement force in the sliding direction to the sliding member;
In the valve device capable of opening and closing the flow path or adjusting the flow rate of the fluid passing through the flow path according to the displacement position of the sliding member,
The valve device includes a sliding holding guide provided separately from the valve body and formed with a sliding surface that slidably supports the sliding member;
The slide holding guide is provided with a clearance between the valve body and the valve body.
前記バルブボディは、筒形状を呈する筒部を有し、その筒部の外周面に固定部材との固定部が設けられるものであり、
前記クリアランスは、前記固定部の内径方向に設けられることを特徴とするバルブ装置。 The valve device according to claim 1,
The valve body has a cylindrical portion having a cylindrical shape, and a fixing portion with a fixing member is provided on an outer peripheral surface of the cylindrical portion,
The said clearance is provided in the internal diameter direction of the said fixing | fixed part, The valve apparatus characterized by the above-mentioned.
前記摺動保持ガイドは、前記摺動部材を内周面で摺動自在に支持する筒形状を呈し、
前記クリアランスは、前記摺動面の外径方向に設けられることを特徴とするバルブ装置。 The valve device according to claim 1 or 2,
The sliding holding guide has a cylindrical shape that supports the sliding member slidably on the inner peripheral surface,
The valve device is characterized in that the clearance is provided in an outer diameter direction of the sliding surface.
このバルブ装置は、コモンレール式燃料噴射装置において高圧燃料を蓄えるコモンレールに固定されて、当該コモンレールの実レール圧を減圧調整可能な減圧弁であることを特徴とするバルブ装置。
In the valve apparatus in any one of Claims 1-3,
This valve device is a pressure-reducing valve that is fixed to a common rail that stores high-pressure fuel in a common rail fuel injection device, and that can reduce the actual rail pressure of the common rail.
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