JP2008144651A - Pressure control valve and fuel supply pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は圧力制御弁及び燃料供給用ポンプに関し、特に、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関の燃料噴射システムにおける燃料供給用ポンプや蓄圧器(コモンレール)、その他の圧力装置などに取り付けられる圧力制御弁及びそのような圧力調整弁を備えた燃料供給用ポンプに関する。 The present invention relates to a pressure control valve and a fuel supply pump, and in particular, a pressure control attached to a fuel supply pump, a pressure accumulator (common rail), and other pressure devices in a fuel injection system of an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. The present invention relates to a valve and a fuel supply pump including such a pressure regulating valve.
従来、内燃機関の燃料噴射システムにおいては、燃料の圧力や流量を調整することを目的として、燃料供給用ポンプやコモンレール等に圧力制御弁が取り付けられている。この燃料噴射システムに取り付けられた圧力制御弁について、図10及び図11に基づいて概略を説明する。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a fuel injection system for an internal combustion engine, a pressure control valve is attached to a fuel supply pump, a common rail, and the like for the purpose of adjusting the pressure and flow rate of the fuel. An outline of the pressure control valve attached to the fuel injection system will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
図10は、従来の圧力制御弁の一例を示す断面図である。この圧力制御弁350は、シリンダ351内にピストン352が摺動自在に収容されており、ピストン352は弾発付勢機構353によってシリンダ351の受圧ポート351Aに向けて弾発付勢されている。また、シリンダ351の側壁部には、ピストン352によって開閉されるオーバーフローポート351Bが形成されている。そして、受圧ポート351Aに接続されている配管382内の燃料圧に応じてピストン352が移動し、オーバーフローポート351Bを開いたときに配管352内の燃料をオーバーフローポート351Bを介してドレイン管383に逃がし、これによって制御弁(図示せず)の燃料入口側の燃料圧力を所定の圧力に維持させるための動作が行われる(例えば、特許文献1参照)。
この図10に示す圧力制御弁350では、シリンダ351の受圧ポート351Aとは反対側の開口を封止する部材として固定用ボルト360が用いられ、スプリング353のセット力を調整するためにシム361を配置して、固定用ボルト360の進入度合いの調整を行っている。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a conventional pressure control valve. In the
In the
また、固定用ボルトとシムを用いた構造と比較して、コスト削減やスプリングのセット力を容易に行うことができることから、固定用ボルト及びシムの代わりに、球状のシール部材を用いた構成の圧力制御弁がある。より具体的には、図11に示すように、バルブホルダ321と、バルブシート322と、バルブボディ323と、スプリングシート324と、バルブスプリング325と、封止用ボール326と、フィルタ327とを備えた圧力リリーフ弁320であって、封止用ボール326は、バルブホルダ321の内部を密閉し、かつ圧入位置によってバルブスプリング325の付勢力を調整可能とされている(例えば、特許文献2参照)。すなわち、封止部材として封止用ボールを採用することにより、加工が容易であって、かつ、バルブスプリングの付勢力の調整、及びシール性の確保を容易に行うことができる。
Compared to a structure using a fixing bolt and shim, the cost can be reduced and the setting force of the spring can be easily performed. Therefore, a spherical seal member is used instead of the fixing bolt and shim. There is a pressure control valve. More specifically, as shown in FIG. 11, a
しかしながら、特許文献2に記載されたような封止用ボールを用いた構成の圧力制御弁の場合、スプリングの倒れを防止するためには、スプリングの外周でガイドする必要がある。そのため、スプリングとバルブボディの内面との摩擦によってヒステリシスが増大するおそれがあった。
特に、近年、内燃機関の気筒内での燃焼状態を良好なものにし、排気ガスに含まれる汚染物質を低減したり、騒音や振動を低減したりすることを目的として、噴射燃料の高圧化が進んでおり、圧力制御弁におけるスプリングのセット力を大きく設定する傾向がある。そのため、スプリングの倒れによるヒステリシスの増大が顕著に現れ、圧力制御弁の機能を安定化できないおそれがあった。
However, in the case of a pressure control valve having a configuration using a sealing ball as described in Patent Document 2, it is necessary to guide on the outer periphery of the spring in order to prevent the spring from collapsing. For this reason, there is a possibility that hysteresis increases due to friction between the spring and the inner surface of the valve body.
In particular, in recent years, the pressure of injected fuel has been increased for the purpose of improving the combustion state in the cylinders of internal combustion engines, reducing pollutants contained in exhaust gas, and reducing noise and vibration. There is a tendency to set a large spring set force in the pressure control valve. Therefore, an increase in hysteresis due to the fall of the spring appears remarkably, and there is a possibility that the function of the pressure control valve cannot be stabilized.
そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、封止用ボールを備えた圧力制御弁において、封止用ボールとスプリングとの間に所定のスプリングシートを配置することにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、封止用ボールを用いた場合であっても、スプリングの外周でガイドを行う必要がなく、ヒステリシスを低減することができる圧力制御弁を提供することを目的とする。
Accordingly, the inventors of the present invention have made diligent efforts to dispose such a problem by arranging a predetermined spring seat between the sealing ball and the spring in the pressure control valve provided with the sealing ball. The present invention has been completed by finding out that the problem can be solved.
That is, an object of the present invention is to provide a pressure control valve that can reduce hysteresis without the need to guide the outer periphery of a spring even when a sealing ball is used.
本発明によれば、スプリング収容部及びシリンダ部を備え、スプリング収容部内には第1の円筒空間部が形成され、シリンダ部内には第2の円筒空間部が形成され、第1の円筒空間部及び第2の円筒空間部が軸方向に連通するとともに両端が開口されたバルブホルダと、第1の円筒空間部側の開口端から圧入され、開口端を封止する封止用ボールと、第2の円筒空間部に摺動自在に配置されたピストンと、第1の円筒空間部に収容され、封止用ボールとピストンとにより挟持されたスプリングと、を備えた圧力制御弁であって、第2の円筒空間部の開口端は高圧部側に望み、バルブホルダのシリンダ部には、ピストンの移動に伴い高圧部側と連通する排圧ポートを備え、ピストンは、スプリングの付勢力と高圧部側の圧力とによって軸方向に往復移動可能であり、高圧部の圧力が所定値以下のときに排圧ポートが閉じられ、高圧部の圧力が所定値を上回ったときにスプリングの付勢力に逆らって移動し、排圧ポートが連通して、高圧部内の圧力を逃がすことができ、スプリングと封止用ボールとの間に、第1の円筒空間部の内周面に対応した外周部と、スプリングの径方向位置を規定するスプリングガイド部と、封止用ボールがシートされるボールシート部と、を有するスプリングシートを配置した圧力制御弁が提供され、上述した問題を解決することができる。 According to the present invention, a spring accommodating portion and a cylinder portion are provided, a first cylindrical space portion is formed in the spring accommodating portion, a second cylindrical space portion is formed in the cylinder portion, and the first cylindrical space portion is formed. And a valve holder in which the second cylindrical space portion communicates in the axial direction and both ends are opened, a sealing ball which is press-fitted from the open end on the first cylindrical space portion side and seals the open end, A pressure control valve comprising: a piston slidably disposed in the cylindrical space part 2; and a spring accommodated in the first cylindrical space part and sandwiched between the sealing ball and the piston, The open end of the second cylindrical space portion is desired on the high-pressure portion side, and the cylinder portion of the valve holder is provided with an exhaust pressure port that communicates with the high-pressure portion side as the piston moves. With axial pressure The pressure relief port is closed when the pressure in the high pressure part is below a predetermined value, and moves against the biasing force of the spring when the pressure in the high pressure part exceeds the predetermined value. The pressure in the high-pressure part can be released by communication, and the outer peripheral part corresponding to the inner peripheral surface of the first cylindrical space part and the radial position of the spring are defined between the spring and the sealing ball. A pressure control valve in which a spring seat having a spring guide portion and a ball seat portion on which a sealing ball is seated is provided, and the above-described problems can be solved.
また、本発明の圧力制御弁において、スプリングガイド部は、スプリングの内径と一致する大きさの外径を有する突部からなることが好ましい。 In the pressure control valve of the present invention, it is preferable that the spring guide portion is a protrusion having an outer diameter that matches the inner diameter of the spring.
また、本発明の圧力制御弁において、外周部は、スプリングシートの周方向縁部から軸方向に向けて突設する円筒部からなることが好ましい。 In the pressure control valve of the present invention, it is preferable that the outer peripheral portion is a cylindrical portion that protrudes in the axial direction from the circumferential edge portion of the spring seat.
また、本発明の圧力制御弁において、外周部としての円筒部と、スプリングガイド部としての突部と、が互いに軸方向に沿って反対方向に突設することが好ましい。 In the pressure control valve of the present invention, it is preferable that the cylindrical portion as the outer peripheral portion and the protrusion as the spring guide portion protrude in opposite directions along the axial direction.
また、本発明の圧力制御弁において、円筒部は封止用ボール側に突設し、円筒部と封止用ボールとの間に間隙を有することが好ましい。 In the pressure control valve of the present invention, it is preferable that the cylindrical portion protrudes on the sealing ball side and that a gap be provided between the cylindrical portion and the sealing ball.
また、本発明の別の態様は、スプリング収容部及びシリンダ部を備え、スプリング収容部内には第1の円筒空間部が形成され、シリンダ部内には第2の円筒空間部が形成され、第1の円筒空間部及び第2の円筒空間部が軸方向に連通するとともに両端が開口されたバルブホルダと、第1の円筒空間部側の開口端から圧入され、開口端を封止する封止用ボールと、第2の円筒空間部に摺動自在に配置されたピストンと、第1の円筒空間部に収容され、封止用ボールとピストンとにより挟持されたスプリングと、を含む圧力制御弁を備えた燃料供給用ポンプであって、圧力制御弁における、第2の円筒空間部の開口端は高圧部側に望み、バルブホルダのシリンダ部には、ピストンの移動に伴い高圧部側と連通する排圧ポートを備え、ピストンは、スプリングの付勢力と高圧部側の圧力とによって軸方向に往復移動可能であり、高圧部の圧力が所定値以下のときに排圧ポートが閉じられ、高圧部の圧力が所定値を上回ったときにスプリングの付勢力に逆らって移動し、排圧ポートが連通して、高圧部内の圧力を逃がすことができ、スプリングと封止用ボールとの間に、第1の円筒空間部の内周面に対応した外周部と、スプリングの径方向位置を規定するスプリングガイド部と、封止用ボールがシートされるボールシート部と、を有するスプリングシートを配置したことを特徴とする燃料供給用ポンプである。 Another aspect of the present invention includes a spring accommodating portion and a cylinder portion, a first cylindrical space portion is formed in the spring accommodating portion, a second cylindrical space portion is formed in the cylinder portion, and the first The cylindrical space portion and the second cylindrical space portion communicate with each other in the axial direction and are opened at both ends, and are sealed from the opening end on the first cylindrical space portion side to seal the open end A pressure control valve comprising: a ball; a piston slidably disposed in the second cylindrical space; and a spring accommodated in the first cylindrical space and sandwiched between the sealing ball and the piston. An open end of the second cylindrical space portion of the pressure control valve is desired on the high pressure portion side, and the cylinder portion of the valve holder communicates with the high pressure portion side as the piston moves. It has an exhaust port and the piston When the pulling urging force and the pressure on the high-pressure part can reciprocate in the axial direction, the pressure relief port is closed when the pressure on the high-pressure part is below the specified value, and the pressure on the high-pressure part exceeds the specified value It moves against the urging force of the spring and communicates with the exhaust pressure port so that the pressure in the high pressure part can be released, and the inner peripheral surface of the first cylindrical space part between the spring and the sealing ball A fuel supply pump, comprising: a spring seat having an outer peripheral portion corresponding to the above, a spring guide portion defining a radial position of the spring, and a ball seat portion on which a sealing ball is seated. is there.
本発明の圧力制御弁によれば、封止用ボールとスプリングとの間に所定のスプリングシートを配置することにより、スプリングが倒れにくくなるため、スプリングの外周をガイドする必要がなくなる。したがって、圧力媒体をより高圧に調整するためにスプリングのセット力が大きくされた場合であっても、スプリングの倒れによるヒステリシスの増大を防ぐことができる。その結果、圧力媒体の圧力制御を安定的に行うことができる。 According to the pressure control valve of the present invention, by disposing a predetermined spring seat between the sealing ball and the spring, it becomes difficult for the spring to collapse, so that it is not necessary to guide the outer periphery of the spring. Therefore, even when the setting force of the spring is increased in order to adjust the pressure medium to a higher pressure, an increase in hysteresis due to the fall of the spring can be prevented. As a result, the pressure control of the pressure medium can be performed stably.
また、本発明の圧力制御弁において、スプリングガイド部として所定の突部を備えることにより、スプリングの外周でガイドする必要がなく、スプリングの外径をスプリング収容部の内径に対して余裕を持たせることができる。したがって、スプリングが収縮し、周方向に広がるような状態においても、スプリングの外周がスプリング収容部の内周面に押圧されることがなく、ヒステリシスの増大を低減することができる。 Further, in the pressure control valve of the present invention, by providing a predetermined protrusion as the spring guide portion, there is no need to guide the outer periphery of the spring, so that the outer diameter of the spring has a margin with respect to the inner diameter of the spring accommodating portion. be able to. Therefore, even in a state where the spring contracts and expands in the circumferential direction, the outer periphery of the spring is not pressed against the inner peripheral surface of the spring accommodating portion, and an increase in hysteresis can be reduced.
また、本発明の圧力制御弁において、外周部として所定の円筒部を備えることにより、外周部と第1の円筒空間部との接触面積が大きくなり、スプリングシートを安定させることができる。 In the pressure control valve of the present invention, by providing the predetermined cylindrical portion as the outer peripheral portion, the contact area between the outer peripheral portion and the first cylindrical space portion is increased, and the spring seat can be stabilized.
また、本発明の圧力制御弁において、スプリングガイド部としての突部と外周部としての円筒部とを軸方向反対側に備えることにより、スプリングシートを組付ける際に、組付け方向を誤った場合に速やかに発見でき、誤組付を防止することができる。 Further, in the pressure control valve of the present invention, when the spring seat is assembled by providing the projecting portion as the spring guide portion and the cylindrical portion as the outer peripheral portion on the opposite side in the axial direction, Can be discovered quickly and misassembly can be prevented.
また、本発明の圧力制御弁において、外周部としての円筒部が封止用ボール側に突設する場合に、円筒部と封止用ボールとの間に間隙を有することにより、封止用ボールを圧入する際、あるいは、スプリングに大きなばね力が付加された場合に、円筒部が封止用ボールとバルブホルダとの間に咬み込まれることを防止することができる。 Further, in the pressure control valve of the present invention, when the cylindrical portion as the outer peripheral portion protrudes on the sealing ball side, the sealing ball has a gap between the cylindrical portion and the sealing ball. When press-fitting or when a large spring force is applied to the spring, the cylindrical portion can be prevented from being bitten between the sealing ball and the valve holder.
また、本発明の燃料供給用ポンプによれば、所定構造の圧力制御弁を備えているために、スプリングの倒れによるヒステリシスの増大が低減され、供給する燃料流量を安定的に制御することができる。 Further, according to the fuel supply pump of the present invention, since the pressure control valve having a predetermined structure is provided, an increase in hysteresis due to the fall of the spring is reduced, and the supplied fuel flow rate can be stably controlled. .
以下、適宜図面を参照しながら、本実施形態の圧力制御弁及び圧力制御弁を備えた燃料供給用ポンプを含む燃料噴射システムについて具体的に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
Hereinafter, the fuel injection system including the pressure control valve of this embodiment and the fuel supply pump provided with the pressure control valve will be specifically described with reference to the drawings as appropriate. However, this embodiment shows one aspect of the present invention and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the present invention.
In addition, in each figure, what has attached | subjected the same code | symbol has shown the same member, and description is abbreviate | omitted suitably.
[第1の実施の形態]
第1の実施の形態は、スプリング収容部及びシリンダ部を備え、スプリング収容部内には第1の円筒空間部が形成され、シリンダ部内には第2の円筒空間部が形成され、第1の円筒空間部及び第2の円筒空間部が軸方向に連通するとともに両端が開口されたバルブホルダと、第1の円筒空間部側の開口端から圧入され、開口端を封止する封止用ボールと、第2の円筒空間部に摺動自在に配置されたピストンと、第1の円筒空間部に収容され、封止用ボールとピストンとにより挟持されたスプリングと、を備えた圧力制御弁である。
本実施形態の圧力制御弁は、第2の円筒空間部の開口端は高圧部側に望み、バルブホルダのシリンダ部には、ピストンの移動に伴い高圧部側と連通する排圧ポートを備え、ピストンは、スプリングの付勢力と高圧部側の圧力とによって軸方向に往復移動可能であり、高圧部の圧力が所定値以下のときに排圧ポートが閉じられ、高圧部の圧力が所定値を上回ったときにスプリングの付勢力に逆らって移動し、排圧ポートが連通して、高圧部内の圧力を逃がすことができ、スプリングと封止用ボールとの間に、第1の円筒空間部の内周面に対応した外周部と、スプリングの径方向位置を規定するスプリングガイド部と、封止用ボールがシートされるボールシート部と、を有するスプリングシートを配置したことを特徴とする。
[First Embodiment]
The first embodiment includes a spring accommodating portion and a cylinder portion, a first cylindrical space portion is formed in the spring accommodating portion, a second cylindrical space portion is formed in the cylinder portion, and the first cylinder is formed. A valve holder in which the space portion and the second cylindrical space portion communicate in the axial direction and both ends are opened; a sealing ball that is press-fitted from the opening end on the first cylindrical space portion side and seals the open end; The pressure control valve includes a piston slidably disposed in the second cylindrical space, and a spring accommodated in the first cylindrical space and sandwiched between the sealing ball and the piston. .
In the pressure control valve of the present embodiment, the open end of the second cylindrical space portion is desired on the high pressure portion side, and the cylinder portion of the valve holder is provided with an exhaust pressure port communicating with the high pressure portion side as the piston moves. The piston can be reciprocated in the axial direction by the biasing force of the spring and the pressure on the high-pressure part side, and when the pressure of the high-pressure part is below a predetermined value, the exhaust port is closed and the pressure of the high-pressure part reaches a predetermined value. When it exceeds, it moves against the urging force of the spring, and the pressure relief port communicates to release the pressure in the high pressure part. Between the spring and the sealing ball, the first cylindrical space part A spring seat having an outer peripheral portion corresponding to the inner peripheral surface, a spring guide portion that defines a radial position of the spring, and a ball seat portion on which a sealing ball is seated is arranged.
本実施形態にかかる圧力制御弁10を図1に基づき説明する。図1は、燃料配管16に対して接続された圧力制御弁10の断面図を示している。
この圧力制御弁10は、バルブホルダ20と、封止用ボール30と、スプリングシート60と、スプリング50と、ピストン40とを備えている。バルブホルダ20は、内部に第1の円筒空間部21を有するスプリング収容部20a及び内部に第2の円筒空間部22を有するシリンダ部20bを備えている。この第1の円筒空間部21と第2の円筒空間部22は軸方向に連通しており、両端においてともに開口されている。この両側開口端のうち、シリンダ部20b側の開口端は高圧部側Hに向かうように配置され、受圧ポート20Aとして構成される。また、バルブホルダ20のスプリング収容部20aには、ピストン40の背圧を除去するための背圧ポート25が設けられている。
A
The
また、スプリング収容部20aの第1の円筒空間部21内には、封止用ボール30及びスプリング50が収容されている。このうち封止用ボール30は、スプリング収容部20a側の開口端20Bから圧入され、これによってバルブホルダ20の第1の円筒空間部21が閉じられる。また、この封止用ボール30の押し込み量を調整することにより、スプリング50のセット力が調整できるようになっている。第1の円筒空間部21を封止するための部材が、このような封止用ボール30であれば、複雑な加工を必要とせず製造コストを抑えることができるとともに、スプリング50のセット力の調整を容易に行うことができる。
Further, the sealing
また、シリンダ部20bの第2の円筒空間部22内にはピストン40が摺動自在に収容されており、このピストン40はスプリング50の付勢力によってシリンダ部20bの受圧ポート20Aに向けて付勢されている。また、ピストン40には、スプリング50の径方向移動を規制するための段差41が設けられている。この段差41の外径はスプリング50の内径と同一の径とされており、スプリング50の径方向への動きが規制され、スプリング50が倒れることによるヒステリシスの増加を防止することができる。
A
また、シリンダ部20bの側壁部には、ピストン40によって開閉される排圧ポート23が形成されている。また、ピストン40は中空体となっており、受圧ポート20Aの燃料圧が、スプリング50のセット力によって規定される所定の値を超える場合に、排圧ポート23をピストン40の中空部40aに連通させるための連通孔41が設けられている。また、シリンダ部22の内周面には、排圧ポート23と重なるように円周状の溝24が形成されている。このような円周溝24を設けることによって、ピストン40の回転位置にかかわらず、連通孔41がバルブホルダ20の円周溝24のいずれかの箇所と重なり、排圧ポート23から排圧を行うことができる。
Further, the
このバルブホルダ20の受圧ポート20A、排圧ポート23及び円周溝24と、ピストン40の連通孔41とによって、受圧ポート20Aに接続されている燃料配管16内の燃料圧に応動して、ピストン40の連通孔41と排圧ポート23とが連通したときに、配管16内の燃料を、中空部40a及び排圧ポート23を介してドレイン配管18に逃し、これにより高圧ポンプ(図示せず)等の燃料入口側の燃料圧力を所定の圧力に維持させるための動作が行われる。
すなわち、受圧ポート20Aの燃料圧力が所定値を超えることによって、ピストン40の外周面により塞がれていた排圧ポート23が解放され、燃料配管16からの燃料をドレイン配管18に逃がし、受圧ポート20Aの燃料圧を低下させる。このようにして燃料圧が低下すると排圧ポート23は再びスプリング50の付勢力によって移動するピストン40の外周面により塞がれ、燃料圧が上昇する。このように、ピストン40が受圧ポート20Aの燃料圧力に応動して位置決めされ、排圧ポート23を開閉することにより、受圧ポート20Aの燃料圧が所定レベルになるよう調圧される。
The
That is, when the fuel pressure of the
この圧力制御弁10において、封止用ボール30とスプリング50との間に介在するスプリングシート60は、第1の円筒空間部21の内周面に対応して、微小なクリアランス(図示せず)が形成されるように配置された外周部63と、スプリング50の径方向位置を規定するスプリングガイド部61と、封止用ボール30がシートされるボールシート部62と、を有している。このようなスプリングシート60を介在させることにより、外周部63によってスプリングシート60自体の径方向移動が規制されるとともに、スプリングガイド部61によって、スプリング50の径方向移動が規制され、スプリング50の倒れを防止することができる。したがって、燃料圧力を高圧に制御するために、スプリングのセット力を大きくした場合であっても、ヒステリシスが低減され、圧力制御を安定的に行うことができるようになる。
In the
図1に示す圧力制御弁10に備えられたスプリングシート60を図2に示す。図2(a)はスプリングシート60を封止用ボール側から見た斜視図を示し、図2(b)はスプリングシート60をスプリング側から見た斜視図を示している。
このスプリングシート60の例では、スプリングガイド部61は、スプリング50の内径と一致する大きさの外径を有する突部61Aから構成され、外周部63は、スプリングシート60の周方向縁部60eから軸方向に沿って封止用ボール側に向けて突設する円筒部63Aから構成されている。すなわち、この突部61Aと円筒部63Aとは、互いに軸方向に沿って反対方向に突設されている。
A
In the example of the
このような突部61Aからなるスプリングガイド部61であれば、スプリング50とガイド部との間に余計なクリアランスをもたせることなく支持することができるため、スプリングのがたつき等をなくすことができ、ヒステリシスの増大を防ぐことができる。また、所定の突部61Aからなるスプリングガイド部61であれば、スプリング50の外周でガイドする必要がなく、スプリング50の外径をスプリング収容部20aの内径に対して余裕を持たせることができる。したがって、スプリング50が収縮した際に、周方向に広がるような状態になった場合であっても、スプリング50の外周がスプリング収容部20aの内周面と接触することがない。したがって、強く押圧されることによって、ヒステリシスが増大することを防ぐことができる。
The
また、外周部63を円筒部63Aとして構成することにより、外周部63の軸方向長さを長くすることができるために、スプリングシート60とバルブホルダの第1の円筒空間部の内周面との接触面積を大きくすることができる。したがって、スプリングシート60自体の傾きを防いで、スプリングシート60におけるスプリングのシート面65を軸方向に対して直交する方向に維持することができ、スプリングの倒れを生じにくくすることができる。
Moreover, since the axial direction length of the outer
さらに、このスプリングシート60の例では、スプリングガイド部61としての突部61Aと外周部63としての円筒部63Aが、軸方向に沿って反対方向に突設していることにより、圧力制御弁を組立てる際に、スプリングシートの軸方向の向きを誤ったまま組みつけられることを防ぐことができる。
Further, in this example of the
また、図2に示すスプリングシート60は、軸心部分に孔部60Aが形成されており、この孔部60Aの封止用ボール側のエッジ67にテーパが形成され、封止用ボールがシートされるボールシート部62Aとして構成されている。このようなテーパを利用したボールシート部62Aであれば、封止用ボール30が面でシートされるため、スプリングシート60を安定化させることができる。また、孔部60Aのエッジ67に角が残されていないために、角が削れて内部へ金属片が混入してしまうことを避けることができる。
Further, the
また、封止用ボールとスプリングシートとがボールシート部においてシートされる一方、図3に示すように、封止用ボール30側に突設する円筒部63Aと封止ボール30とは接触しておらず、間隙Sを有していることが好ましい。このような間隙Sを設けることにより、封止用ボール30を圧入する際や、スプリングのばね力が大きく付加された場合に、円筒部63Aが、バルブホルダ20の第1の円筒空間部21の内周面と封止ボール30との間に挟まり、咬み込まれることを防ぐことができる。
なお、図3は、図1中のAで囲った範囲を拡大した断面図である。
Further, while the sealing ball and the spring sheet are seated in the ball sheet portion, as shown in FIG. 3, the
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a range surrounded by A in FIG.
スプリングシートの構成は、図2に示されるものに限られるものではなく、図4〜図6に示すような構成のスプリングシートとすることもできる。
図4に示すスプリングシート60´は、周方向縁部60eから軸方向に沿ってスプリング50側に向けて突設する円筒部63Bからなる外周部63を有するとともに、当該外周部61の内周面がスプリング50の径方向移動を規制するガイド部61Cとして機能している。また、スプリングシート60´の軸心部分に孔部60Aが形成され、この孔部60Aの封止用ボール30側のエッジがテーパ状に形成され、ボールシート部62Bとして構成されている。
The configuration of the spring seat is not limited to that shown in FIG. 2, and the spring seat can be configured as shown in FIGS. 4 to 6.
The
また、図5に示すスプリングシート60´´は、周方向縁部60eから軸方向に沿ってスプリング50側に向けて突設する円筒部63Cからなる外周部63と、スプリング50の内径と一致する大きさの外径を有する突部61Cから構成されたスプリングガイド部61とを有している。また、スプリングシート60´の軸心部分に孔部60Aが形成され、この孔部60Aの封止用ボール30側のエッジがテーパ状に形成され、ボールシート部62Cとして構成されている。
Further, the
また、図6(a)〜(b)は、軸心部分に孔部を設けず、封止用ボール側の面に凹部68を設け、そのエッジ62Dをボールシート部62として構成したスプリングシート70a、70bの例であって、図6(a)が図1のスプリングシート60をもとに変形させたスプリングシート70aであり、図6(b)が図4のスプリングシート60´をもとに変形させたスプリングシート70bである。
6A to 6B show a
これらの図4〜図6に示すいずれのスプリングシート60´、60´´、70a、70bであっても、ボールシート部62によって封止用ボール30に対して安定的に配置されるとともに、バルブホルダ20の第1の円筒空間部21の内周面に対して微小なクリアランスを介して配置された外周部63によってスプリングシート60´、60´´自体の傾きを防止することができる。また、スプリングガイド部61によってスプリング50の径方向移動を規制することができる。したがって、燃料圧力を高圧に制御するためにスプリング50のセット力を大きくした場合であっても、スプリング50の傾きを防いで、ヒステリシスを低減することができる。
Any of the spring seats 60 ′, 60 ″, 70 a, 70 b shown in FIGS. 4 to 6 is stably arranged with respect to the sealing
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、第1の実施の形態の圧力制御弁を備えた燃料供給用ポンプを含む内燃機関の燃料噴射システムである。
図7は、本実施形態の燃料噴射システムの構成例の概略図を示している。この燃料噴射システム100は、コモンレール101、コモンレール101に高圧燃料を供給する高圧ポンプ102と、高圧ポンプ102に燃料を圧送するための低圧ポンプ103とを備えている。
[Second Embodiment]
The second embodiment is a fuel injection system for an internal combustion engine including a fuel supply pump provided with the pressure control valve of the first embodiment.
FIG. 7 shows a schematic diagram of a configuration example of the fuel injection system of the present embodiment. The
燃料噴射システム100において、燃料タンク105内の燃料Fは低圧ポンプ103により加圧され、後述するようにして高圧ポンプ102に供給される。
低圧ポンプ103の燃料入口側ポート103Aと燃料タンク105との間にはフィルタ104を備えた燃料供給路106が設けられており、フィルタ104でゴミ等が除去された燃料が燃料供給路106を通って低圧ポンプ103に送られる構成となっている。また、低圧ポンプ103の燃料出口側の出口ポート103Bと高圧ポンプ102の吸入ポート102Aとの間には、低圧ポンプ103から供給される低圧燃料を高圧ポンプ102に送給するための燃料送給路108が配設されている。この燃料送給路108には、低圧ポンプ103から送り出された燃料中のゴミを除去するためのフィルタ109、及び高圧ポンプ102に供給する低圧燃料の流量を制御するため比例電磁弁を用いて構成された流量制御弁107が設けられており、流量制御弁107により流量制御された低圧燃料が逆止弁111を介して高圧ポンプ102の吸入ポート102Aからそのシリンダ室102B内に供給される構成となっている。流量制御弁107は図示しない制御ユニットにより制御され、コモンレール101内のレール圧が所与の目標レール圧となるよう低圧燃料の流量が制御される。
In the
A
また、流量制御弁107の燃料入口側の低圧燃料の圧力を所定の値に維持する目的で、燃料送給路108には圧力制御弁110が接続されている。図7に示した燃料噴射システム100では、フィルタ109と流量制御弁107との間の燃料送給路108に、圧力制御弁110の受圧ポート110Aが配管112によって接続されている。圧力制御弁110は、受圧ポート110Aの低圧燃料の圧力が所定レベルを越えた場合にその排圧ポート110Bから低圧燃料をオーバーフローさせ、これにより流量制御弁107の入口側の低圧燃料の圧力が、略所定の一定圧力に維持されるように動作する構成となっている。排圧ポート110Bからのオーバーフロー低圧燃料は、ドレイン配管113を通って燃料タンク105内に戻される。
In addition, a
また、圧力調整弁110は、さらに、低圧ポンプ103から受圧ポート110Aに送られてくる燃料を潤滑油として取り出すための取出しポート110Cを有しており、取出しポート110Cから取り出された燃料は、適宜の構成のオリフィス手段114を備えた潤滑油ライン115を通って高圧ポンプ102のカム室102C内に送られ、この燃料が潤滑油として働くようになっている。
Further, the
本実施形態の燃料噴射システムでは、圧力調整弁110として、第1の実施の形態で説明した圧力調整弁が用いられる。この圧力調整弁は、ピストンを付勢するスプリングの倒れによるヒステリシスの増大を低減できることから、スプリングのセット力を大きくして、燃料の圧力をより高圧にする場合であっても、安定的に制御することができる。その結果、インジェクタから噴射する燃料の圧力の緻密な制御が可能になり、騒音を低減したり、内燃機関から排出される排気ガスに含まれる汚染物質を低減したりすることができる。
In the fuel injection system of this embodiment, the pressure adjustment valve described in the first embodiment is used as the
なお、図7に示す燃料噴射システム100の例では、低圧ポンプ103、燃料送給路108、流量制御弁107、圧力制御弁110及び高圧ポンプ102を、一つの燃料供給用ポンプ120に備えた構成となっている。ただし、すべての部材を一体的に構成することは必須ではなく、一部又は全部をそれぞれ別々の部材として備えることもできる。
In the example of the
本発明の実施例として、図1及び図4に示される、スプリングシートを備えた圧力調整弁10を高圧燃料が流通する燃料配管に取り付け、圧力制御を行った際に生じるヒステリシスについて測定を行った。この測定は、燃料の圧力が5barとなったときに、排出ポートから300L/hの流量の燃料が排出されるようにスプリングのセット力を調整して行った。
図8(a)は、図1の圧力制御弁10を用いた場合における燃料配管内の燃料圧力と排出ポートから排出される燃料の流量との関係を示しており、図8(b)は、図4の圧力制御弁10を用いた場合における燃料配管内の燃料圧力と排出ポートから排出される燃料の流量との関係を示している。
As an example of the present invention, the
FIG. 8A shows the relationship between the fuel pressure in the fuel pipe and the flow rate of the fuel discharged from the discharge port when the
一方、本発明の比較例として、図9に示す、スプリングシートを備えていない圧力調整弁210を用いて、上述した測定条件と同様の条件で圧力制御を行い、生じるヒステリシスについての測定を行った。そのときに測定された燃料配管内の燃料圧力と排出ポートから排出される燃料の流量との関係を、図8(c)に示す。
On the other hand, as a comparative example of the present invention, the
この図8(a)〜(c)に示すように、スプリングシートを備えておらず、封止用ボールで直接スプリングの端部を抑えている圧力調整弁210(図9の圧力制御弁)では、燃料配管内の圧力が5barのときに生じるヒステリシスが140L/hと大きな値を示している(図8(c)を参照)。これに対し、本発明にかかる所定のスプリングシートを備えた圧力制御弁10(図1及び図4の圧力制御弁)であれば、燃料配管内の圧力が5barのときに生じるヒステリシスが30L/hと比較的小さくなっており、スプリングシートを備えない構成の圧力制御弁210と比較して、ヒステリシスが5分の1程度に低減されている(図8(a)及び(b)を参照)。
As shown in FIGS. 8A to 8C, in the pressure regulating valve 210 (pressure control valve in FIG. 9) that does not include a spring seat and directly suppresses the end of the spring with a sealing ball. The hysteresis generated when the pressure in the fuel pipe is 5 bar shows a large value of 140 L / h (see FIG. 8C). On the other hand, if the
また、それぞれの圧力制御弁を用いたヒステリシスの測定を6回繰返し行い、生じたヒステリシスのばらつきを測定したところ、図9に示す、スプリングシートを備えていない圧力調整弁210の場合には、ヒステリシスの大きさのばらつきが最大20.3L/hを示した。一方、図1及び図4に示す、本発明にかかるスプリングシートを備えた構成の圧力制御弁10の場合には、ともに、ヒステリシスのばらつきが最大3.3L/hの範囲に収まっていた。この結果からも、スプリングシートを備えることが有効であることが理解される。
In addition, the hysteresis measurement using each pressure control valve was repeated 6 times, and the resulting variation in hysteresis was measured. As a result, in the case of the
以上のように、本発明の圧力制御弁によれば、封止用ボールを用いた圧力制御弁において、封止用ボールとスプリングとの間に所定のスプリングシートを配置することにより、より高圧の制御を行う場合であっても、スプリングの倒れによるヒステリシスの増大が防止され、安定的に圧力の制御を行うことができる。
したがって、上述したような燃料噴射システム以外にも、さまざまな圧力媒体の圧力制御を行う弁として好適に採用することができる。
As described above, according to the pressure control valve of the present invention, in the pressure control valve using the sealing ball, by disposing a predetermined spring seat between the sealing ball and the spring, a higher pressure can be achieved. Even when the control is performed, an increase in hysteresis due to the fall of the spring is prevented, and the pressure can be controlled stably.
Therefore, in addition to the fuel injection system as described above, it can be suitably employed as a valve for controlling the pressure of various pressure media.
10:圧力制御弁、16:燃料配管、18:ドレイン配管、20:バルブホルダ、20A:受圧ポート、20B:開口端、21:第1の円筒部、22:第2の円筒部、23:排圧ポート、24:円周溝、30:封止用ボール、40:ピストン、40a:中空部、41:連通孔、50:スプリング、60:スプリングシート、60A:孔部、61・61A:スプリングガイド部、62:ボールシート部、63・63A:外周部、65:シート面、67:エッジ、100:燃料噴射システム、101:コモンレール、102:高圧ポンプ、102A:吸入ポート、102B:シリンダ室、102C:カム室、103:低圧ポンプ、104:フィルタ、105:燃料タンク、106:燃料供給路、107:流量制御弁、108:燃料送給路、109:フィルタ、110:圧力制御弁、110A:受圧ポート、110B:排圧ポート、110C:取出しポート、111:逆止弁、112:燃料配管、113:ドレイン配管、114:オリフィス、115:潤滑油ライン、120:燃料供給用ポンプ 10: pressure control valve, 16: fuel piping, 18: drain piping, 20: valve holder, 20A: pressure receiving port, 20B: open end, 21: first cylindrical portion, 22: second cylindrical portion, 23: exhaust Pressure port, 24: circumferential groove, 30: ball for sealing, 40: piston, 40a: hollow part, 41: communication hole, 50: spring, 60: spring seat, 60A: hole part, 61 / 61A: spring guide Part, 62: ball seat part, 63 / 63A: outer peripheral part, 65: seat surface, 67: edge, 100: fuel injection system, 101: common rail, 102: high pressure pump, 102A: suction port, 102B: cylinder chamber, 102C : Cam chamber, 103: low pressure pump, 104: filter, 105: fuel tank, 106: fuel supply path, 107: flow control valve, 108: fuel supply path, 109 Filter: 110: Pressure control valve, 110A: Pressure receiving port, 110B: Exhaust pressure port, 110C: Extraction port, 111: Check valve, 112: Fuel piping, 113: Drain piping, 114: Orifice, 115: Lubricating oil line, 120: Fuel supply pump
Claims (6)
前記第1の円筒空間部側の開口端から圧入され、前記開口端を封止する封止用ボールと、
前記第2の円筒空間部に摺動自在に配置されたピストンと、
前記第1の円筒空間部に収容され、前記封止用ボールと前記ピストンとにより挟持されたスプリングと、を備えた圧力制御弁において、
前記第2の円筒空間部の開口端は高圧部側に望み、
前記バルブホルダの前記シリンダ部には、前記ピストンの移動に伴い前記高圧部側と連通する排圧ポートを備え、
前記ピストンは、前記スプリングの付勢力と前記高圧部側の圧力とによって軸方向に往復移動可能であり、前記高圧部の圧力が所定値以下のときに前記排圧ポートが閉じられ、前記高圧部の圧力が所定値を上回ったときに前記スプリングの付勢力に逆らって移動し、前記排圧ポートが連通して、前記高圧部内の圧力を逃がすことができ、
前記スプリングと前記封止用ボールとの間に、前記第1の円筒空間部の内周面に対応した外周部と、前記スプリングの径方向位置を規定するスプリングガイド部と、前記封止用ボールがシートされるボールシート部と、を有するスプリングシートを配置したことを特徴とする圧力制御弁。 A spring housing portion and a cylinder portion, wherein a first cylindrical space portion is formed in the spring housing portion, a second cylindrical space portion is formed in the cylinder portion, and the first cylindrical space portion and the first cylindrical space portion are formed. A valve holder having two cylindrical spaces communicating in the axial direction and having both ends opened;
A sealing ball which is press-fitted from the opening end on the first cylindrical space side and seals the opening end;
A piston slidably disposed in the second cylindrical space;
In a pressure control valve comprising a spring housed in the first cylindrical space and sandwiched between the sealing ball and the piston,
The open end of the second cylindrical space is desired on the high pressure side,
The cylinder part of the valve holder is provided with a discharge port that communicates with the high-pressure part side as the piston moves.
The piston is capable of reciprocating in the axial direction by the biasing force of the spring and the pressure on the high pressure portion side, and the exhaust pressure port is closed when the pressure of the high pressure portion is a predetermined value or less, and the high pressure portion When the pressure exceeds a predetermined value, it moves against the urging force of the spring, the exhaust pressure port communicates, and the pressure in the high pressure part can be released,
Between the spring and the sealing ball, an outer peripheral part corresponding to an inner peripheral surface of the first cylindrical space part, a spring guide part defining a radial position of the spring, and the sealing ball And a ball seat portion on which a spring is seated.
前記圧力制御弁における、前記第2の円筒空間部の開口端は高圧部側に望み、
前記バルブホルダの前記シリンダ部には、前記ピストンの移動に伴い前記高圧部側と連通する排圧ポートを備え、
前記ピストンは、前記スプリングの付勢力と前記高圧部側の圧力とによって軸方向に往復移動可能であり、前記高圧部の圧力が所定値以下のときに前記排圧ポートが閉じられ、前記高圧部の圧力が所定値を上回ったときに前記スプリングの付勢力に逆らって移動し、前記排圧ポートが連通して、前記高圧部内の圧力を逃がすことができ、
前記スプリングと前記封止用ボールとの間に、前記第1の円筒空間部の内周面に対応した外周部と、前記スプリングの径方向位置を規定するスプリングガイド部と、前記封止用ボールがシートされるボールシート部と、を有するスプリングシートを配置したことを特徴とする燃料供給用ポンプ。 A spring housing portion and a cylinder portion, wherein a first cylindrical space portion is formed in the spring housing portion, a second cylindrical space portion is formed in the cylinder portion, and the first cylindrical space portion and the first cylindrical space portion are formed. Two cylindrical space portions communicating in the axial direction and having both ends opened, a sealing ball that is press-fitted from the opening end on the first cylindrical space portion side and seals the open end, A pressure control valve comprising: a piston slidably disposed in a second cylindrical space; and a spring accommodated in the first cylindrical space and sandwiched between the sealing ball and the piston. In the fuel supply pump provided,
The open end of the second cylindrical space in the pressure control valve is desired on the high pressure side,
The cylinder part of the valve holder is provided with a discharge port that communicates with the high-pressure part side as the piston moves.
The piston is capable of reciprocating in the axial direction by the biasing force of the spring and the pressure on the high pressure portion side, and the exhaust pressure port is closed when the pressure of the high pressure portion is a predetermined value or less, and the high pressure portion When the pressure exceeds a predetermined value, it moves against the urging force of the spring, the exhaust pressure port communicates, and the pressure in the high pressure part can be released,
Between the spring and the sealing ball, an outer peripheral part corresponding to an inner peripheral surface of the first cylindrical space part, a spring guide part defining a radial position of the spring, and the sealing ball A fuel supply pump, comprising: a spring seat having a ball seat portion on which is seated.
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