JP2010133490A - Solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気吸引力によりアーマチャを駆動する電磁弁に関する。 The present invention relates to an electromagnetic valve that drives an armature by a magnetic attractive force.
従来、ディーゼルエンジンの蓄圧式燃料噴射装置は、減速時に減圧弁を開弁させて蓄圧器内の高圧燃料を燃料タンクに排出し、蓄圧器内の圧力を目標値まで急速に低下させるようになっている。 Conventionally, a pressure accumulation type fuel injection device for a diesel engine opens a pressure reducing valve at the time of deceleration to discharge high pressure fuel in the pressure accumulator to a fuel tank, and rapidly reduces the pressure in the pressure accumulator to a target value. ing.
そして、近年、減圧弁は制御回路のコストダウンを目的にバッテリ駆動となるなかで高応答の圧力制御性が要求されており、その要求達成のため、本発明者らは、共に磁気回路を形成するステータコアとバルブボデーとの間に、非磁性材よりなるリング状のカラーを設けることにより、アーマチャをバイパスしてステータコアとバルブボデー間で流れる磁束を抑制して、応答性を向上させた電磁弁を提案した(特許文献1参照)。 In recent years, pressure-reducing valves are required to have high-response pressure controllability while being driven by a battery for the purpose of reducing the cost of the control circuit. To achieve this requirement, the inventors have formed a magnetic circuit together. Solenoid valve with improved responsiveness by bypassing the armature and suppressing the magnetic flux flowing between the stator core and the valve body by providing a ring-shaped collar made of non-magnetic material between the stator core and the valve body (See Patent Document 1).
ここで、ステータコアとバルブボデーはカラーを介して溶接等により一体化されており、その一体化された部材は、アーマチャに対向する面が切削加工される。そして、ステータコアとカラーとによって形成される隅部はRが付くため、アーマチャの外周角部を面取することにより、そのRが付いた隅部とアーマチャの外周角部との緩衝を避けるようにしている。
しかしながら、上記の従来の電磁弁は、アーマチャの外周角部(すなわち、面取り部位)においてステータコアとの間の距離が長くなるため、その部位では磁束が漏れてしまうという問題があった。 However, the above-described conventional solenoid valve has a problem in that the magnetic flux leaks at the outer peripheral corner portion (that is, the chamfered portion) of the armature because the distance from the stator core becomes longer.
本発明は上記点に鑑みて、アーマチャの外周角部での磁束漏れを低減することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to reduce magnetic flux leakage at an outer peripheral corner of an armature.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ステータコア(86)におけるアーマチャ(83)側の端部にてステータコア(86)とバルブボデー(80)とを結合するとともに、ステータコア(86)とバルブボデー(80)との間の磁束の流れを制限するリング状のカラー(87)を備え、ステータコア(86)におけるアーマチャ(83)側の端部がカラー(87)の内側に嵌合されるとともに、カラー(87)の内周面の一部がアーマチャ(83)の外周面に対向しており、さらに、カラー(87)の内周面のうち、カラー(87)におけるステータコア(86)が嵌合された部位とカラー(87)におけるアーマチャ(83)の外周面に対向する部位との間に、径外方向に凹んだ凹部(870)が周方向に連続して形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the stator core (86) and the valve body (80) are coupled to each other at the end of the stator core (86) on the armature (83) side. ) And a ring-shaped collar (87) that restricts the flow of magnetic flux between the valve body (80) and the end of the stator core (86) on the armature (83) side is fitted inside the collar (87). In addition, a part of the inner peripheral surface of the collar (87) is opposed to the outer peripheral surface of the armature (83), and among the inner peripheral surfaces of the collar (87), the stator core (86) in the collar (87). ) And a concave portion (870) recessed in the radially outward direction is continuously formed between the portion fitted with the outer peripheral surface of the armature (83) in the collar (87). It is characterized in that is.
これによると、カラー(87)の内周面に凹部(870)を形成したことにより、アーマチャ(83)の外周角部の面取りが不要となり、アーマチャ(83)の外周角部とステータコア(86)との間の距離が短くなるため、その部位での磁束漏れを減少させて、コイル(90)に通電した際の応答性を向上させることができる。 According to this, since the concave portion (870) is formed on the inner peripheral surface of the collar (87), chamfering of the outer peripheral corner portion of the armature (83) becomes unnecessary, and the outer peripheral corner portion of the armature (83) and the stator core (86). Since the distance between the coil and the coil (90) is shortened, the magnetic flux leakage at the part can be reduced and the response when the coil (90) is energized can be improved.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の電磁弁において、カラー(87)は、ステータコア(86)が嵌合された部位の内径が、アーマチャ(83)の外周面に対向する部位の内径よりも大きく設定されており、バルブボデー(80)におけるアーマチャ(83)の外周面に対向する部位の内径と、カラー(87)におけるアーマチャ(83)の外周面に対向する部位の内径とが等しく設定されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electromagnetic valve according to the first aspect, the collar (87) is a portion where the inner diameter of the portion where the stator core (86) is fitted faces the outer peripheral surface of the armature (83). The inner diameter of the portion facing the outer peripheral surface of the armature (83) in the valve body (80) and the inner diameter of the portion facing the outer peripheral surface of the armature (83) in the collar (87) are set to be larger than the inner diameter of the armature (83). Are set equal to each other.
これによると、バルブボデー(80)の内周面とアーマチャ(83)の外周面との隙間寸法を変えることなく、ステータコア(86)におけるアーマチャ(83)に対向する面の面積を大きくして吸引力を増加させることができ、コイル(90)に通電した際の応答性をさらに向上させることができる。 According to this, without changing the clearance dimension between the inner peripheral surface of the valve body (80) and the outer peripheral surface of the armature (83), the area of the surface facing the armature (83) in the stator core (86) is increased and sucked. The force can be increased, and the responsiveness when the coil (90) is energized can be further improved.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in a claim and this column shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る電磁弁を備える蓄圧式燃料噴射装置の全体構成を示す図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a pressure accumulation fuel injection device including an electromagnetic valve according to a first embodiment of the present invention.
図1に示すように、燃料噴射システムは、高圧燃料が蓄えられる蓄圧器1を備え、この蓄圧器1には図示しない内燃機関(より詳細には、ディーゼルエンジン)の各気筒毎に設けられるインジェクタ2が接続されている。インジェクタ2は、図示しない電子制御ユニット(以下、ECUという)によって制御されて、所定の時期に所定の期間開弁して、蓄圧器1から供給される高圧燃料を内燃機関の各気筒内に噴射する。
As shown in FIG. 1, the fuel injection system includes a pressure accumulator 1 in which high-pressure fuel is stored. The pressure accumulator 1 is an injector provided for each cylinder of an internal combustion engine (more specifically, a diesel engine) (not shown). 2 is connected. The
蓄圧器1に蓄えられる高圧燃料は、燃料供給手段から供給される。この燃料供給手段は、燃料を加圧して蓄圧器1に吐出する高圧ポンプ3、燃料タンク4から吸入した燃料を高圧ポンプ3へ供給する低圧ポンプ5、および、この低圧ポンプ5から高圧ポンプ3へ供給される燃料の流量を調整する吸入調量弁6を備えている。高圧ポンプ3は、吸入調量弁6にて燃料の吸入量が調整されることにより燃料の吐出量が調整される形式のポンプである。
The high pressure fuel stored in the pressure accumulator 1 is supplied from the fuel supply means. The fuel supply means includes a high pressure pump 3 that pressurizes the fuel and discharges it to the accumulator 1, a
蓄圧器1は、リークパイプ7を介して燃料タンク4に接続されている。また、蓄圧器1における長手方向の一端側には、蓄圧器1内部からリークパイプ7に至る排出流路を開閉する電磁弁としての減圧弁8が装着されている。減圧弁8は、ECUによって内燃機関の運転状態に応じて制御され、開弁時に蓄圧器1内の高圧燃料を排出流路を介して燃料タンク4に戻すことにより、蓄圧器1の圧力を目標値まで低減するものである。
The pressure accumulator 1 is connected to the
ECUは、図示しないCPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶したプログラムに従って演算処理を行うものである。ECUには、蓄圧器1内の圧力を検出する燃料圧センサ9からの信号が入力されるとともに、各種センサからエンジン回転数、アクセル開度等の種々の情報が随時入力され、ECUは、それらの情報に基づいて、インジェクタ2、吸入調量弁6、および減圧弁8の作動を制御する。
The ECU includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like (not shown), and performs arithmetic processing according to a program stored in the microcomputer. A signal from a
次に、減圧弁8について説明する。図2は図1の減圧弁8の構成を示す断面図、図3は図2のA部の拡大断面図である。 Next, the pressure reducing valve 8 will be described. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the pressure reducing valve 8 of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion A of FIG.
減圧弁8は、蓄圧器1(図1参照)に締結される磁性体金属製の筒状のバルブボデー80を備えている。このバルブボデー80は磁気回路を形成するものであり、バルブボデー80には、筒状の第1筒部800と、第1筒部800の内径よりも内径が大きい筒状の第2筒部801とが、軸方向に連続して形成されている。そして、第1筒部800内には、球状のボール弁81、円柱状の弁棒82、および円筒状のアーマチャ83が収納されている。また、第1筒部800内には、弁棒82を摺動自在に支持する円筒状のガイド84が挿入されている。なお、アーマチャ83は磁性体金属(例えば、3LSS)よりなり、磁気回路を形成するものである。弁棒82とアーマチャ83は、圧入もしくは溶接により接合されている。
The pressure reducing valve 8 includes a
第1筒部800の端部には、バルブシート85がかしめまたは圧入により固定されている。このバルブシート85にはテーパ状のシート面850が形成されており、このシート面850と弁棒82との間に、シート面850と接離するボール弁81が配置されている。
A
第2筒部801内には、磁気回路を形成する磁性体金属(例えば、3LSS)製のステータコア86がアーマチャ83に対向して配置されている。そして、バルブボデー80とステータコア86は、ステータコア86におけるアーマチャ83側の端部にて、非磁性金属(例えば、SUS303)製のリング状のカラー87を介して溶接またはろう付け等で気密的に接合されている。
In the second
カラー87は、バルブボデー80とステータコア86との間の磁束の流れを制限するものであり、より詳細には、カラー87の内周面の一部がアーマチャ83の外周面に対向しており、アーマチャ83をバイパスしてバルブボデー80とステータコア86間で流れる磁束を抑制する。
The
ステータコア86は、スプリング収納穴860を有する有底円筒状であり、スプリング収納穴860内にはスプリング88およびスプリングシート89が配置されている。そして、スプリング88により、ボール弁81、弁棒82、およびアーマチャ83がバルブシート85側に付勢されている。また、アーマチャ83がステータコア86側に吸引された際には、弁棒82がスプリングシート89に当接することにより、弁棒82およびアーマチャ83のステータコア86側への移動範囲が規制される。
The
第2筒部801内で且つステータコア86の外周側には、通電時に磁界を形成する円筒状のコイル90が配置されている。また、第2筒部801の端部には、磁気回路を形成する磁性体金属(例えば、3LSS)製のプレート91が設けられている。
A
アーマチャ83とガイド84との間に形成された第1空間92は、バルブシート85に形成された貫通穴851によって蓄圧器1の内部に接続されている。また、第1空間92は、ガイド84に形成された貫通穴840、第1筒部800に形成された貫通穴800a、および蓄圧器1の貫通穴(図示せず)を介して、リークパイプ7(図1参照)に接続されている。
A
ガイド84とバルブシート85とによって区画形成された第2空間93は、第1筒部800とガイド84との隙間を介して第1空間92と連通している。スプリング収納穴860と第2空間93は、スプリングシート89に形成された溝890、および弁棒82に形成された連通穴820を介して連通している。
A
ガイド84とバルブシート85との間に配置された第1シム94により、コイル90への通電が断たれているときの、アーマチャ83とステータコア86との間のエアギャップが調整されるようになっている。
The
ステータコア86とスプリングシート89との間に配置された第2シム95により、コイル90に通電されてアーマチャ83がステータコア86側に吸引されているときの、アーマチャ83とステータコア86との間のエアギャップが調整されるようになっている。
An air gap between the
スプリング88とスプリングシート89との間に配置された第3シム96により、スプリング88のセット荷重が調整されるようになっている。
A set load of the
ここで、バルブボデー80とステータコア86とカラー87の接合、およびその後の切削加工について詳述する。ステータコア86の外周面には、アーマチャ83側にコア外周小径部861が形成され、反アーマチャ側にコア外周小径部861の外径よりも外径が大きいコア外周大径部862が形成されている。バルブボデー80の内周面には、第1筒部800と第2筒部801との境界部に、第1筒部800の内径よりも内径が大きく第2筒部801の内径よりも内径が小さい嵌合穴部802が形成されている。
Here, the joining of the
そして、コア外周小径部861をカラー87の内側に嵌合し、カラー87を嵌合穴部802に嵌合して、バルブボデー80とステータコア86とカラー87を溶接等で接合した後に、バルブボデー80におけるアーマチャ83に対向する面、ステータコア86におけるアーマチャ83に対向する面、およびカラー87におけるアーマチャ83に対向する面(すなわち、カラー87の内周面)を、切削加工する。この切削加工の際、カラー87の内周面に、径外方向に凹んだ凹部870を周方向に連続して形成する。この凹部870は、カラー87におけるステータコア86が嵌合された部位とカラー87におけるアーマチャ83の外周面に対向する部位との間に形成される。
The core outer peripheral
上記構成になる蓄圧式燃料噴射装置は、内燃機関の減速時以外は、減圧弁8のコイル90への通電が断たれており、スプリング88によってボール弁81、弁棒82、およびアーマチャ83がバルブシート85側に付勢され、ボール弁81がバルブシート85のシート面850に当接して貫通穴851が閉じられる。
In the accumulator fuel injection device having the above-described configuration, the energization to the
一方、アクセルペダルの踏み込み量が急激に減少した場合、すなわち内燃機関の減速時には、ECUが減圧弁8を開弁させ、これにより、蓄圧器1内の高圧燃料を燃料タンク4に排出し、蓄圧器1内の圧力を目標値まで急速に低下させる。
On the other hand, when the depression amount of the accelerator pedal is suddenly reduced, that is, when the internal combustion engine is decelerated, the ECU opens the pressure reducing valve 8, thereby discharging the high-pressure fuel in the pressure accumulator 1 to the
具体的には、コイル90に通電されてステータコア86とアーマチャ83との間に吸引力が発生することにより、スプリング88のばね力に抗して弁棒82およびアーマチャ83がステータコア86側に向かって変位する。そして、蓄圧器1内の高圧燃料の圧力によりボール弁81が押されて、ボール弁81がバルブシート85のシート面850から離れ、バルブシート85の貫通穴851が開かれる。これにより、蓄圧器1内の高圧燃料が、バルブシート85の貫通穴851、ガイド84の貫通穴840、バルブボデー80の貫通穴800a、蓄圧器1の貫通穴、およびリークパイプ7を介して燃料タンク4に排出される。
Specifically, when the
そして、本実施形態の減圧弁8では、カラー87の内周面に凹部870を形成したことにより、アーマチャ83におけるステータコア86側の外周角部の面取りが不要となり、アーマチャ83の外周角部とステータコア86との間の距離が短くなるため、その部位での磁束漏れを減少させて、コイル90に通電した際の応答性を向上させることができる。
In the pressure reducing valve 8 of the present embodiment, since the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。図4は本発明の第2実施形態に係る電磁弁の要部を示す断面図である。本実施形態は、カラー87の構成を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of a solenoid valve according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the configuration of the
図4に示すように、カラー87は、カラー87の軸線に平行で且つカラー87の軸線を通る平面での断面形状が略L字形状になっている。より詳細には、カラー87の内周面には、ステータコア86側にカラー内周大径部871が形成され、反ステータコア側にカラー内周大径部871の内径よりも内径が小さいカラー内周小径部872が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
カラー内周大径部871にはコア外周小径部861が嵌合され、カラー内周小径部872はアーマチャ83の外周面に対向している。第1筒部800におけるアーマチャ83の外周面に対向する部位の内径と、カラー内周小径部872の内径は、等しく設定されている。ここで、コア外周小径部861の外径をφD1、アーマチャ83の外径をφD2とすると、カラー87を略L字形状にして、φD1>φD2としている。
The collar inner periphery
凹部870は、バルブボデー80とステータコア86とカラー87を接合した後に、切削加工にて形成される。凹部870は、カラー内周大径部871とカラー内周小径部872との間に形成されている。
The
本実施形態では、カラー87を略L字形状にしたことにより、第1筒部800の内周面とアーマチャ83の外周面との隙間寸法を変えることなく、ステータコア86におけるアーマチャ83に対向する面の面積(すなわち、φD1内の面積)を大きくして吸引力を増加させることができ、コイル90に通電した際の応答性をさらに向上させることができる。
In the present embodiment, since the
80 バルブボデー
83 アーマチャ
86 ステータコア
87 カラー
90 コイル
80
Claims (2)
前記コイル(90)の内周側に配置されて磁気回路を形成するステータコア(86)と、
磁気吸引力により前記ステータコア(86)側に吸引されるアーマチャ(83)と、
前記アーマチャ(83)の外周側に配置されて磁気回路を形成する筒状のバルブボデー(80)と、
前記ステータコア(86)における前記アーマチャ(83)側の端部にて前記ステータコア(86)と前記バルブボデー(80)とを結合するとともに、前記ステータコア(86)と前記バルブボデー(80)との間の磁束の流れを制限するリング状のカラー(87)とを備え、
前記ステータコア(86)における前記アーマチャ(83)側の端部が前記カラー(87)の内側に嵌合されるとともに、前記カラー(87)の内周面の一部が前記アーマチャ(83)の外周面に対向しており、
さらに、前記カラー(87)の内周面のうち、前記カラー(87)における前記ステータコア(86)が嵌合された部位と前記カラー(87)における前記アーマチャ(83)の外周面に対向する部位との間に、径外方向に凹んだ凹部(870)が周方向に連続して形成されていることを特徴とする電磁弁。 A cylindrical coil (90) that forms a magnetic field when energized;
A stator core (86) disposed on the inner peripheral side of the coil (90) to form a magnetic circuit;
An armature (83) attracted to the stator core (86) by a magnetic attraction force;
A tubular valve body (80) disposed on the outer peripheral side of the armature (83) to form a magnetic circuit;
The stator core (86) and the valve body (80) are coupled at an end of the stator core (86) on the armature (83) side, and between the stator core (86) and the valve body (80). A ring-shaped collar (87) that restricts the flow of magnetic flux of
An end portion of the stator core (86) on the armature (83) side is fitted inside the collar (87), and a part of an inner peripheral surface of the collar (87) is an outer periphery of the armature (83). Facing the surface,
Further, of the inner peripheral surface of the collar (87), a portion of the collar (87) where the stator core (86) is fitted and a portion of the collar (87) facing the outer peripheral surface of the armature (83). A recess (870) recessed radially outward is continuously formed in the circumferential direction between the two.
前記バルブボデー(80)における前記アーマチャ(83)の外周面に対向する部位の内径と、前記カラー(87)における前記アーマチャ(83)の外周面に対向する部位の内径とが等しく設定されていることを特徴とする請求項1に記載の電磁弁。 The collar (87) is set such that an inner diameter of a portion into which the stator core (86) is fitted is set larger than an inner diameter of a portion facing the outer peripheral surface of the armature (83).
An inner diameter of a portion of the valve body (80) facing the outer peripheral surface of the armature (83) is set equal to an inner diameter of a portion of the collar (87) facing the outer peripheral surface of the armature (83). The electromagnetic valve according to claim 1.
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A02 | Decision of refusal |
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