JP2010216358A - 圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に内部の部品を交換することができる圧力制御弁を提供する。
【解決手段】内部に低圧燃料室１０１ｃが形成され、低圧燃料室１０１ｃの外周部にソレノイド１０１ｄを具備するソレノイドケース１０１と、燃料通路を閉塞する弁体１０４と、弁体１０４と連動するように低圧燃料室１０１ｃ内に配置され、ソレノイド１０１ｄにより弁体１０４が燃料通路を閉塞する方向に付勢されるアーマチャ１０６と、アーマチャ１０６を、弁体１０４が燃料通路を閉塞する方向に付勢する第一付勢部材１０８と、第一付勢部材１０８を、第一付勢部材１０８を挟んでアーマチャ１０６と反対側から受けるバネ受け部材と、低圧燃料室１０１ｃの一側からソレノイドケース１０１にねじ込まれることで取り付けられ、受け部材を、受け部材を挟んで第一付勢部材１０８と反対側から受ける蓋体と、を具備した。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料通路を開閉し、蓄圧室内の燃料の逃がし量を調節することで、蓄圧室内の圧力を調節する圧力制御弁の技術に関する。

従来、燃料通路を開閉し、蓄圧室内の燃料の逃がし量を調節することで、蓄圧室内の圧力を調節する圧力制御弁の技術は公知となっている。このような圧力制御弁の技術としては、特許文献１に記載の圧力制御弁が知られている。

特許文献１に記載の圧力制御弁は、燃料通路を閉塞する弁体と、弁体と連動するアーマチャと、前記弁体が前記燃料通路を閉塞する方向に前記アーマチャを付勢するスプリングと、通電された際に前記弁体が前記燃料通路を閉塞する方向に前記アーマチャを付勢するソレノイドと、を具備するものである。この圧力制御弁では、前記ソレノイドへの通電を制御することにより、蓄圧室内の圧力を所定の圧力に保持することが可能となっている。

しかし、特許文献１に記載の圧力制御弁では、当該圧力制御弁の制御性等を調節するために前記アーマチャや前記スプリング等の部品を交換する作業が煩雑である点で不利であった。

特開２００８−４５４８６号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、容易に内部の部品を交換することができる圧力制御弁を提供するものである。

請求項１においては、
燃料通路を開閉して燃料の逃がし量を調節することで圧力を調節する圧力制御弁であって、
内部に低圧燃料室が形成され、前記低圧燃料室の外周部にソレノイドを具備するソレノイドケースと、
前記燃料通路を閉塞する弁体と、
前記弁体と連動するように前記低圧燃料室内に配置され、前記ソレノイドにより前記弁体が前記燃料通路を閉塞する方向に付勢されるアーマチャと、
前記アーマチャを、前記弁体が前記燃料通路を閉塞する方向に付勢する第一付勢部材と、
前記第一付勢部材を、前記第一付勢部材を挟んで前記アーマチャと反対側から受ける受け部材と、
前記低圧燃料室の一側から前記ソレノイドケースにねじ込まれることで取り付けられ、前記受け部材を、前記受け部材を挟んで前記第一付勢部材と反対側から受ける蓋体と、
を具備するものである。

請求項２においては、
前記アーマチャが前記燃料通路を閉塞する方向と反対の方向に摺動した距離が大きくなるにつれて、前記ソレノイド及び前記第一付勢部材が前記アーマチャを付勢する付勢力の和が大きくなるように、前記第一付勢部材のバネ定数が設定されるものである。

請求項３においては、
前記第一付勢部材は、
不等ピッチのコイルバネによって構成されるものである。

請求項４においては、
前記第一付勢部材と前記受け部材との間に第一シムを配置可能に構成されるものである。

請求項５においては、
前記受け部材と前記蓋体との間に第二シムを配置可能に構成されるものである。

請求項６においては、
前記第一付勢部材より大きいバネ定数を有し、前記受け部材と前記蓋体との間に配置されるとともに、前記受け部材を、前記弁体が前記燃料通路を閉塞する方向に付勢する第二付勢部材を具備するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、蓋体をねじって取り外すことで、圧力制御弁が具備する部品、特にソレノイドケース（低圧燃料室）内に配置される部品を容易に交換することができる。これによって、ソレノイドに通電して圧力制御弁の特性を確認した後に、当該圧力制御弁の制御性や減圧時間等を調節することができる。

請求項２においては、弁体が燃料通路の閉塞を解除した際に、ソレノイドによるアーマチャの吸引力が減少しても、それ以上に第一付勢部材による付勢力を増加させることができる。従って、アーマチャに加わる付勢力が増加するため、圧力制御弁のオーバーシュートの発生を抑止することができる。

請求項３においては、弁体が燃料通路の閉塞を解除する際に当該弁体に加わる第一付勢部材による付勢力を低く抑えることができるため、弁体の開弁圧を容易に調節することができる。また、付勢部材による付勢力を滑らかに変化させることができ、制御性を向上させることができる。

請求項４においては、第一シムの個数や厚みを調節することで、弁体に加わる第一付勢部材による付勢力を大きくすることができ、オーバーシュートの発生を抑止することができる。また、使用時の摩耗等によって圧力制御弁の開弁圧が変化した場合、第一付勢部材による付勢力の調節を容易に行うことができる。

請求項５においては、第二シムの個数や厚みを調節することで、弁体の最大リフト量を調節することができ、オーバーシュートの発生を抑止することができる。また、摩耗等による制御性や減圧時間等の変化に対応した調節を行うことができる。

請求項６においては、弁体が燃料通路の閉塞を解除する際に当該弁体に加わる第一付勢部材による付勢力を低く抑えることができ、弁体の開弁圧を容易に調節することができる。

圧力制御弁を具備する蓄圧式燃料噴射装置の概略構成図。 第一実施形態に係る圧力制御弁を示す断面図。 第一実施形態に係るバルブリフトと弁体に加わる付勢力との関係を示す図。 不等ピッチのコイルバネを用いた場合のバルブリフトと弁体に加わる付勢力との関係を示す図。 第二実施形態に係る圧力制御弁を示す断面図。 第二実施形態に係るバルブリフトと弁体に加わる付勢力との関係を示す図。

以下では、図１を用いて、本発明に係る圧力制御弁の第一実施形態である圧力制御弁１００を具備する蓄圧式燃料噴射装置１の概略構成について説明する。なお、以下では図中の矢印Ｌの方向を「左」方向と定義して説明を行う。

蓄圧式燃料噴射装置１は、高圧に加圧された燃料を所定の時期に噴射するものである。蓄圧式燃料噴射装置１は、主としてレール１０、圧力センサ２０、圧力制御弁１００、コントローラ３０等を具備する。

レール１０は、高圧化された燃料を貯溜するものである。レール１０は、主として蓄圧室１１、高圧連通孔１２・１２・・・、高圧連通孔１３・１３、高圧コネクタ１４・１４・・・、高圧コネクタ１５・１５、低圧連通孔１６、低圧コネクタ１７等が形成される。

蓄圧室１１は、レール１０の長手方向における左側の面と右側の面とを連通するものである。

高圧連通孔１２・１２・・・及び高圧連通孔１３・１３は、蓄圧室１１とレール１０の外周面とを連通するものである。高圧連通孔１２・１２・・・及び高圧連通孔１３・１３は、互いに所定間隔を置いて形成される。

高圧コネクタ１４・１４・・・はパイプ状の部材であり、その一端は、高圧連通孔１２・１２・・・とそれぞれ接続される。高圧コネクタ１４・１４・・・の他端は、燃料を燃焼室に噴射するインジェクタ（不図示）とそれぞれ接続される。

高圧コネクタ１５・１５はパイプ状の部材であり、その一端は、高圧連通孔１３・１３とそれぞれ接続される。高圧コネクタ１５・１５の他端は、燃料を蓄圧室１１へと圧送するサプライポンプ（不図示）とそれぞれ接続される。

低圧連通孔１６は、蓄圧室１１とレール１０の外周面とを連通するものである。低圧連通孔１６は、レール１０の右端部の近傍に形成される。

低圧コネクタ１７はパイプ状の部材であり、その一端は低圧連通孔１６と接続される。低圧コネクタ１７の他端は、燃料を貯溜する燃料タンク（不図示）と接続される。

圧力センサ２０は、蓄圧室１１内の燃料の圧力を検出するものである。圧力センサ２０は、蓄圧室１１の左端部に、当該蓄圧室１１を閉塞するように配置される。

圧力制御弁１００は、蓄圧室１１内の燃料の圧力を調節するものである。圧力制御弁１００は、蓄圧室１１の右端部に、当該蓄圧室１１を閉塞するように配置される。また、圧力制御弁１００は、蓄圧室１１と低圧連通孔１６との連通を遮断するように配置される。

コントローラ３０は、圧力センサ２０の検出信号に基づいて圧力制御弁１００の動作を制御するものである。コントローラ３０は圧力センサ２０に接続され、圧力センサ２０による蓄圧室１１内の圧力の検出信号を受信することができる。また、コントローラ３０は圧力制御弁１００に接続され、圧力制御弁１００の動作を制御することができる。

以下では、上述の如く構成された蓄圧式燃料噴射装置１の動作態様の概略について説明する。

蓄圧式燃料噴射装置１において、前記サプライポンプによって加圧された燃料は、蓄圧室１１内へと圧送される。蓄圧室１１内に高圧の状態で貯溜された燃料は、前記インジェクタによって所定のタイミングで燃料室に噴射される。

圧力制御弁１００は、蓄圧室１１内の圧力が所定圧力以上になると、蓄圧室１１と低圧連通孔１６とを連通させる。これによって、蓄圧室１１内の燃料を、低圧コネクタ１７を介して前記燃料タンクへと逃がすことができ、蓄圧室１１内の圧力を前記所定圧力まで低下させることができる。また、コントローラ３０は、圧力制御弁１００への供給電流を調節することにより、前記所定圧力を調節する。これによって、蓄圧室１１内の圧力を所望の圧力以下に調節することができる。

以下では、図２を用いて、圧力制御弁１００の構成について説明する。圧力制御弁１００は、主としてソレノイドケース１０１、シャフトガイド１０２、バルブシート１０３、弁体１０４、シャフト１０５、アーマチャ１０６、バネ受け部材１０７、第一付勢部材１０８、第一シム１０９、蓋体１１０、第二シム１１１等を具備する。

ソレノイドケース１０１は、圧力制御弁１００の主たる構造体を成す部材である。ソレノイドケース１０１は、ケース本体１０１ａ、キャップ１０１ｂ、低圧燃料室１０１ｃ、ソレノイド１０１ｄ等を具備する。

ケース本体１０１ａは、略円柱状の部材である。
キャップ１０１ｂは、その左側の外径が右側の外径より大きくなるように形成された略円柱状の部材である。キャップ１０１ｂの左端部は、ケース本体１０１ａの右端部に固定される。

低圧燃料室１０１ｃは、ケース本体１０１ａの左側の面とキャップ１０１ｂの右側の面とを連通するように形成される。

ソレノイド１０１ｄは、低圧燃料室１０１ｃの外周部を覆うように配置されるコイルである。ソレノイド１０１ｄはコントローラ３０に接続され、当該コントローラ３０によりソレノイド１０１ｄへ供給される励磁電流が調節される。

シャフトガイド１０２は、その左側の外径が右側の外径より大きくなるように形成された略円柱状の部材である。シャフトガイド１０２の右側は、低圧燃料室１０１ｃの左側から嵌め込まれた状態で固定される。シャフトガイド１０２の左側は、蓄圧室１１の右側から嵌め込まれた状態で固定される。シャフトガイド１０２は、制御室１０２ａ、ガイド孔１０２ｂ、逃がし孔１０２ｃ等を具備する。

制御室１０２ａは、シャフトガイド１０２の左側の面に形成される略円柱状の凹部である。

ガイド孔１０２ｂは、制御室１０２ａとシャフトガイド１０２の右側の面とを連通するものである。

逃がし孔１０２ｃは、制御室１０２ａとシャフトガイド１０２の外周面とを連通するものである。逃がし孔１０２ｃは、制御室１０２ａの右端部の近傍であって、レール１０の低圧連通孔１６と連通される位置に形成される。

バルブシート１０３は、その左側の外径が右側の外径より大きくなるように形成された略円柱状の部材である。バルブシート１０３の右側は、制御室１０２ａの左側から嵌め込まれた状態で固定される。バルブシート１０３は、高圧室１０３ａ、連通孔１０３ｂ、フィルタ１０３ｃ等を具備する。

高圧室１０３ａは、バルブシート１０３の左側の面に形成される略円柱状の凹部である。

連通孔１０３ｂは、高圧室１０３ａとバルブシート１０３の右側の面とを連通するものである。連通孔１０３ｂの内径は、高圧室１０３ａの内径よりも小さく形成される。連通孔１０３ｂの右端部には、右側の内径が左側の内径より大きくなるような円錐台状のシート面１０３ｄが形成される。

フィルタ１０３ｃは、高圧室１０３ａの左端部に配置され、当該フィルタ１０３ｃを通過する燃料中に混入した不純物等を除去するものである。

弁体１０４は、バルブシート１０３の連通孔１０３ｂを閉塞することが可能な球体状の部材である。弁体１０４は、バルブシート１０３のシート面１０３ｄに接するように配置される。

シャフト１０５は、略円柱状の部材である。シャフト１０５は、シャフトガイド１０２のガイド孔１０２ｂに摺動可能に挿入される。シャフト１０５の左端は、弁体１０４と当接される。

アーマチャ１０６は、略円柱状の部材である。アーマチャ１０６は、シャフトガイド１０２の右方において低圧燃料室１０１ｃに摺動可能に挿入される。アーマチャ１０６の右側の面には、略円柱状の凹部であるバネ受け部１０６ａが形成される。アーマチャ１０６の左側の面は、シャフト１０５の右端面と当接する。ソレノイド１０１ｄに励磁電流が供給された場合、アーマチャ１０６は、当該励磁電流の大きさに応じて、左方へと付勢される。

バネ受け部材１０７は、略円柱状のものである。バネ受け部材１０７は、受け部材の実施の一形態である。バネ受け部材１０７は、アーマチャ１０６の右方において低圧燃料室１０１ｃに摺動可能に挿入される。バネ受け部材１０７の左側の面には、略円柱状の凹部であるバネ受け部１０７ａが形成される。

第一付勢部材１０８は、圧縮コイルバネにより構成される。第一付勢部材１０８の左端部は、アーマチャ１０６のバネ受け部１０６ａに挿入される。第一付勢部材１０８の右端部は、バネ受け部材１０７のバネ受け部１０７ａに挿入される。

第一シム１０９は、所定の厚みになるように形成される円板状の部材である。第一シム１０９は、バネ受け部１０７ａ内であって第一付勢部材１０８の右方に配置される。
なお、第一シム１０９は圧力制御弁１００による蓄圧室１１内の圧力の制御性を調節するために具備されるものである。よって、本実施形態における圧力制御弁１００は、第一シム１０９を１つ具備する構成としたが、本発明はこれに限るものではなく、第一シム１０９を２つ以上具備する構成や、第一シム１０９を具備しない構成とすることも可能である。

蓋体１１０は、ソレノイドケース１０１の低圧燃料室１０１ｃを閉塞する部材である。蓋体１１０は、ソレノイドケース１０１の低圧燃料室１０１ｃの右端部にねじ込まれることで取り付けられ、当該低圧燃料室１０１ｃを閉塞するように配置される。また、蓋体１１０は、ねじることでキャップ１０１ｂから取り外すことが可能である。

第二シム１１１は、所定の厚みになるように形成される円板状の部材である。第二シム１１１は、バネ受け部材１０７と蓋体１１０との間に配置される。
なお、第二シム１１１は圧力制御弁１００による蓄圧室１１内の圧力の制御性を調節するために具備されるものである。よって、本実施形態における圧力制御弁１００は、第二シム１１１を１つ具備する構成としたが、本発明はこれに限るものではなく、第二シム１１１を２つ以上具備する構成や、第二シム１１１を具備しない構成とすることも可能である。

上述の如く構成された圧力制御弁１００において、バネ受け部材１０７は、第二シム１１１を介して蓋体１１０と当接する。アーマチャ１０６は、第一付勢部材１０８により左方へと付勢される。これによって、アーマチャ１０６と当接するシャフト１０５、及びシャフト１０５と当接する弁体１０４が左方へと付勢される。左方へ付勢される弁体１０４は、バルブシート１０３のシート面１０３ｄに押圧されることで、バルブシート１０３の連通孔１０３ｂを閉塞する。これによって、蓄圧室１１から高圧室１０３ａ、連通孔１０３ｂ、制御室１０２ａ、及び逃がし孔１０２ｃを経て低圧連通孔１６へと流通する燃料の流れが妨げられる。
なお、以下では、高圧室１０３ａ、連通孔１０３ｂ、制御室１０２ａ、及び逃がし孔１０２ｃにより構成される燃料の通路を、単に「燃料通路」と記す。

また、蓋体１１０をキャップ１０１ｂから取り外し可能に構成することにより、圧力制御弁１００が具備する部品、特に低圧燃料室１０１ｃ内に配置される部品（シャフト１０５、アーマチャ１０６、バネ受け部材１０７、第一付勢部材１０８、第一シム１０９、第二シム１１１等）を容易に交換することができる。これによって、摩耗により交換する必要がある部品がある場合には、当該部品を容易に交換することができ、圧力制御弁１００の制御性等を調節する必要がある場合には、第一シム１０９、第二シム１１１、第一付勢部材１０８等を容易に交換することができる。

以下では、上述の如く構成された圧力制御弁１００の動作態様について説明する。

コントローラ３０によりソレノイド１０１ｄに励磁電流が供給されない場合、上述の如く第一付勢部材１０８の付勢力により弁体１０４がバルブシート１０３のシート面１０３ｄに押圧され、燃料通路を閉塞する。
蓄圧室１１内の圧力が上昇し、当該圧力により弁体１０４に加わる力が、第一付勢部材１０８の付勢力よりも大きくなると、弁体１０４は第一付勢部材１０８の付勢力に抗してシート面１０３ｄから離間する。従って、燃料通路の閉塞が解除され、蓄圧室１１内の燃料は燃料通路を経て逃がし孔１０２ｃへと流通する。以下、燃料通路の閉塞が解除される際の蓄圧室１１内の圧力を、単に「開弁圧」と記す。
蓄圧室１１内の燃料が逃がし孔１０２ｃへと流通するにつれて、蓄圧室１１内の圧力は低下する。蓄圧室１１内の圧力が低下し、当該圧力により弁体１０４に加わる力が、第一付勢部材１０８の付勢力よりも小さくなると、弁体１０４は第一付勢部材１０８の付勢力によりシート面１０３ｄに押圧される。従って、燃料通路が再び閉塞される。
このようにして、蓄圧室１１内の圧力は開弁圧以下に調節される。

コントローラ３０によりソレノイド１０１ｄに励磁電流が供給される場合、第一付勢部材１０８の付勢力に加えて、当該励磁電流によりアーマチャ１０６に加わる付勢力により、弁体１０４がバルブシート１０３のシート面１０３ｄに押圧され、燃料通路を閉塞する。従って、開弁圧は、ソレノイド１０１ｄに励磁電流が供給されない場合よりも大きくなる。
このように、コントローラ３０によりソレノイド１０１ｄに供給される励磁電流を調節することで、開弁圧を所望の値に調節することが可能となる。

上述の如く構成された圧力制御弁１００において、蓋体１１０をキャップ１０１ｂから取り外し、第一シム１０９及び第二シム１１１の個数や厚みを調節することにより、圧力制御弁１００の制御性等を調節することができる。
例えば、第一シム１０９の個数や厚みを増やすことにより、第一付勢部材１０８による弁体１０４への付勢力を大きくすることができる。従って、開弁圧を大きくすることや、弁体１０４のオーバーシュートの発生を抑止することができる。
また、第二シム１１１の個数や厚みを調節することにより、アーマチャ１０６とバネ受け部材１０７との間の距離、すなわち弁体１０４の最大リフト量を調節することができる。従って、弁体１０４のオーバーシュートの発生を抑止することができる。

以下では、上述の如く構成された圧力制御弁１００における第一付勢部材１０８のバネ定数の決定方法について説明する。

第一付勢部材１０８のバネ定数は、バルブリフトが大きくなるにつれて、ソレノイド１０１ｄ及び第一付勢部材１０８によりアーマチャ１０６に加わる付勢力の和が大きくなるように設定することが望ましい。ここでバルブリフトとは、弁体１０４がシート面１０３ｄから離間した際にシャフト１０５が右方へと摺動する距離である。

図３には、上述の如く、第一付勢部材１０８のバネ定数を、バルブリフトが大きくなるにつれてソレノイド１０１ｄ及び第一付勢部材１０８によりアーマチャ１０６に加わる付勢力の和が大きくなるように設定した場合の、バルブリフトとアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を示す。図３におけるＳｏは、バルブリフトとソレノイド１０１ｄによってアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を、Ｓｐは、バルブリフトと第一付勢部材１０８によってアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を、Ｖａは、バルブリフトとソレノイド１０１ｄ及び第一付勢部材１０８によってアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を、それぞれ示している。

バルブリフトが大きくなると、アーマチャ１０６は右方に摺動する、すなわち、ソレノイド１０１ｄから逃げる方向に摺動するため、ソレノイド１０１ｄによってアーマチャ１０６に加わる付勢力は小さくなる（図２参照）。しかし、ソレノイド１０１ｄによってアーマチャ１０６に加わる付勢力の減少量よりも、第一付勢部材１０８によってアーマチャ１０６に加わる付勢力の増加量が大きいため、ソレノイド１０１ｄ及び第一付勢部材１０８によりアーマチャ１０６に加わる付勢力は、バルブリフトが大きくなるにつれて大きくなる。

このように、バルブリフトが大きくなるにつれて、アーマチャ１０６に加わる付勢力が大きくなるように構成することにより、圧力制御弁１００のオーバーシュートの発生を抑止することができる。

上述の如く、圧力制御弁１００が具備する第一付勢部材１０８としては、圧縮コイルバネを用いるものとしたが、第一付勢部材１０８として不等ピッチの圧縮コイルバネを用いる構成とすることも可能である。以下では、第一付勢部材１０８を不等ピッチの圧縮コイルバネで構成した場合について説明する。

図４には、上述の如く、第一付勢部材１０８を不等ピッチの圧縮コイルバネで構成した場合の、バルブリフトとアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を示す。図４におけるＳｏは、バルブリフトとソレノイド１０１ｄによってアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を、Ｓｐは、バルブリフトと第一付勢部材１０８によってアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を、Ｖａは、バルブリフトとソレノイド１０１ｄ及び第一付勢部材１０８によってアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を、それぞれ示している。

バルブリフトが大きくなると、アーマチャ１０６は右方に摺動する、すなわち、ソレノイド１０１ｄから逃げる方向に摺動するため、ソレノイド１０１ｄによってアーマチャ１０６に加わる付勢力は小さくなる。しかし、ソレノイド１０１ｄによってアーマチャ１０６に加わる付勢力の減少量よりも、第一付勢部材１０８によってアーマチャ１０６に加わる付勢力の増加量が大きいため、ソレノイド１０１ｄ及び第一付勢部材１０８によりアーマチャ１０６に加わる付勢力は、バルブリフトが大きくなるにつれて大きくなる。さらに、第一付勢部材１０８が不等ピッチの圧縮コイルバネで構成されているため、バルブリフトが大きくなるにつれて第一付勢部材１０８によってアーマチャ１０６に加わる付勢力は二次関数的に増加する。

このように、バルブリフトが小さい範囲（図４における左側）においては、アーマチャ１０６に加わる付勢力を小さく抑えることができる。従って、当該付勢力が大きい場合よりも開弁圧の調節を容易に行うことができる。
また、バルブリフトが大きくなるにつれて、アーマチャ１０６に加わる付勢力を二次関数的に増加させることができる。従って、圧力制御弁１００のオーバーシュートの発生を抑止することができる。

以上の如く、本実施形態に係る圧力制御弁１００は、
燃料通路を開閉して燃料の逃がし量を調節することで圧力を調節する圧力制御弁１００であって、
内部に低圧燃料室１０１ｃが形成され、低圧燃料室１０１ｃの外周部にソレノイド１０１ｄを具備するソレノイドケース１０１と、
燃料通路を閉塞する弁体１０４と、
弁体１０４と連動するように低圧燃料室１０１ｃ内に配置され、ソレノイド１０１ｄにより弁体１０４が燃料通路を閉塞する方向に付勢されるアーマチャ１０６と、
アーマチャ１０６を、弁体１０４が燃料通路を閉塞する方向に付勢する第一付勢部材１０８と、
第一付勢部材１０８を、第一付勢部材１０８を挟んでアーマチャ１０６と反対側から受けるバネ受け部材と、
低圧燃料室１０１ｃの一側からソレノイドケース１０１にねじ込まれることで取り付けられ、受け部材を、受け部材を挟んで第一付勢部材１０８と反対側から受ける蓋体と、
を具備するものである。
このような構成において、蓋体をねじって取り外すことで、圧力制御弁１００が具備する部品、特にソレノイドケース１０１（低圧燃料室１０１ｃ）内に配置される部品（シャフト１０５、アーマチャ１０６、バネ受け部材１０７、第一付勢部材１０８、第一シム１０９、第二シム１１１等）を容易に交換することができる。これによって、ソレノイド１０１ｄに通電して圧力制御弁１００の特性を確認した後に、当該圧力制御弁１００の制御性や減圧時間等を調節することができる。また、容易に部品を交換することができ、メンテナンス性を向上させることができる。

また、圧力制御弁１００は、
アーマチャ１０６が燃料通路を閉塞する方向と反対の方向に摺動した距離が大きくなるにつれて、ソレノイド１０１ｄ及び第一付勢部材１０８がアーマチャ１０６を付勢する付勢力の和が大きくなるように、第一付勢部材１０８のバネ定数が設定されるものである。
このような構成において、弁体１０４が燃料通路の閉塞を解除した際に、ソレノイド１０１ｄによるアーマチャ１０６の吸引力が減少しても、それ以上に第一付勢部材１０８による付勢力を増加させることができる。従って、アーマチャ１０６に加わる付勢力が増加するため、圧力制御弁１００のオーバーシュートの発生を抑止することができる。

また、第一付勢部材１０８は、
不等ピッチのコイルバネによって構成されるものである。
このような構成において、弁体１０４が燃料通路の閉塞を解除する際に当該弁体１０４に加わる第一付勢部材１０８による付勢力を低く抑えることができるため、弁体１０４の開弁圧を容易に調節することができる。また、付勢部材による付勢力を滑らかに変化させることができ、制御性を向上させることができる。

また、圧力制御弁１００は、
第一付勢部材１０８と受け部材との間に第一シム１０９を配置可能に構成されるものである。
このような構成において、第一シム１０９の個数や厚みを調節することで、弁体１０４に加わる第一付勢部材１０８による付勢力を大きくすることができ、オーバーシュートの発生を抑止することができる。また、使用時の摩耗等によって圧力制御弁１００の開弁圧が変化した場合、第一付勢部材１０８による付勢力の調節を容易に行うことができる。

また、圧力制御弁１００は、
受け部材と蓋体との間に第二シム１１１を配置可能に構成されるものである。
このような構成において、第二シム１１１の個数や厚みを調節することで、弁体１０４の最大リフト量を調節することができ、オーバーシュートの発生を抑止することができる。また、摩耗等による制御性や減圧時間等の変化に対応した調節を行うことができる。

以下では、図５及び図６を用いて、本発明に係る圧力制御弁の第二実施形態である圧力制御弁２００の構成について説明する。

図５に示すように、本実施形態に係る圧力制御弁２００が、第一実施形態に係る圧力制御弁１００（図２参照）と異なる点は、バネ受け部材１０７、第二シム１１１、及び蓋体１１０に代えて、バネ受け部材２０７、蓋体２１０、及び第二付勢部材２１２を具備する点である。よって以下では、第一実施形態に係る圧力制御弁１００と略同一の構成の部材には同一の符号を付し、説明を省略する。

バネ受け部材２０７は、略円柱状のものである。バネ受け部材２０７は、受け部材の実施の一形態である。バネ受け部材２０７は、アーマチャ１０６の右方において低圧燃料室１０１ｃに摺動可能に挿入される。この場合、アーマチャ１０６とバネ受け部材２０７とは、所定の間隔を置いて配置される。以下では、当該所定の間隔を単に「プレリフト」と記す。バネ受け部材２０７の左側の面には、略円柱状の凹部であるバネ受け部２０７ａが形成される。バネ受け部材２０７の右側の面には、略円柱状の凹部であるバネ受け部２０７ｂが形成される。第一付勢部材１０８の右側は、バネ受け部材２０７のバネ受け部２０７ａに挿入される。

蓋体２１０は、ソレノイドケース１０１の低圧燃料室１０１ｃを閉塞する部材である。蓋体２１０は、ソレノイドケース１０１の低圧燃料室１０１ｃの右端部にねじ込まれることでとりつけられ、当該低圧燃料室１０１ｃを閉塞するように配置される。また、蓋体２１０は、ねじることでキャップ１０１ｂから取り外すことが可能である。蓋体２１０の左側の面には、略円柱状の凹部であるバネ受け部２１０ａが形成される。

第二付勢部材２１２は、第一付勢部材１０８よりも大きいバネ定数を有する圧縮コイルバネにより構成される。第二付勢部材２１２の左端部は、バネ受け部材２０７のバネ受け部２０７ｂに挿入される。第二付勢部材２１２の右端部は、蓋体２１０のバネ受け部２１０ａに挿入される。

以下では、図５及び図６を用いて、上述の如く構成された圧力制御弁２００の動作態様について説明する。図６には、本実施形態における、バルブリフトとアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を示す。図６におけるＳｏは、バルブリフトとソレノイド１０１ｄによってアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を、Ｓｐは、バルブリフトと第一付勢部材１０８及び第二付勢部材２１２によってアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を、Ｖａは、バルブリフトとソレノイド１０１ｄ、第一付勢部材１０８、及び第二付勢部材２１２によってアーマチャ１０６に加わる付勢力との関係を、それぞれ示している。

コントローラ３０によりソレノイド１０１ｄに励磁電流が供給されない場合、第一付勢部材１０８の付勢力により弁体１０４がバルブシート１０３のシート面１０３ｄに押圧され、燃料通路を閉塞する。
蓄圧室１１内の圧力が開弁圧まで上昇し、当該圧力により弁体１０４に加わる力が、第一付勢部材１０８の付勢力よりも大きくなると、弁体１０４は第一付勢部材１０８の付勢力に抗してシート面１０３ｄから離間する（図６におけるＳｐ参照）。従って、燃料通路の閉塞が解除され、蓄圧室１１内の燃料は燃料通路を経て逃がし孔１０２ｃへと流通する。
バルブリフトがプレリフト（図６におけるＰＬ）に達すると、アーマチャ１０６とバネ受け部材２０７とが当接する。
さらに蓄圧室１１内の圧力が上昇し、当該圧力により弁体１０４に加わる力が、第二付勢部材２１２の付勢力よりも大きくなると、弁体１０４、シャフト１０５、アーマチャ１０６、及びバネ受け部材２０７は、第二付勢部材２１２の付勢力に抗してさらに右方へと摺動する。

蓄圧室１１内の燃料が逃がし孔１０２ｃへと流通するにつれて、蓄圧室１１内の圧力は低下する。蓄圧室１１内の圧力が低下し、当該圧力により弁体１０４に加わる力が、第二付勢部材２１２の付勢力よりも小さくなると、弁体１０４、シャフト１０５、アーマチャ１０６、及びバネ受け部材２０７は、第二付勢部材２１２の付勢力により左方へと摺動する。
さらに蓄圧室１１内の圧力が低下し、当該圧力により弁体１０４に加わる力が、第一付勢部材１０８の付勢力よりも小さくなると、弁体１０４は第一付勢部材１０８の付勢力によりシート面１０３ｄに押圧される。従って、燃料通路が再び閉塞される。
このようにして、蓄圧室１１内の圧力は開弁圧以下に調節される。

コントローラ３０によりソレノイド１０１ｄに励磁電流が供給される場合、第一付勢部材１０８の付勢力に加えて、当該励磁電流によりアーマチャ１０６に加わる付勢力により、弁体１０４がバルブシート１０３のシート面１０３ｄに押圧され、燃料通路を閉塞する。従って、開弁圧は、ソレノイド１０１ｄに励磁電流が供給されない場合よりも大きくなる（図６におけるＶａ参照）。
このように、コントローラ３０によりソレノイド１０１ｄに供給される励磁電流を調節することで、開弁圧を所望の値に調節することが可能となる。

上述の如く構成された圧力制御弁２００において、蓋体２１０をキャップ１０１ｂから取り外し、第一シム１０９の個数や厚みを調節することにより、圧力制御弁２００の制御性等を調節することができる。
例えば、第一シム１０９の個数や厚みを増やすことにより、第一付勢部材１０８による弁体１０４への付勢力を大きくすることができる。従って、開弁圧を大きくすることや、弁体１０４のオーバーシュートの発生を抑止することができる。

以上の如く、本実施形態に係る圧力制御弁２００は、
第一付勢部材１０８より大きいバネ定数を有し、受け部材と蓋体との間に配置されるとともに、受け部材を、弁体１０４が燃料通路を閉塞する方向に付勢する第二付勢部材２１２を具備するものである。
このような構成において、弁体１０４が燃料通路の閉塞を解除する際に当該弁体１０４に加わる第一付勢部材１０８による付勢力を低く抑えることができ、弁体１０４の開弁圧を容易に調節することができる。また、バルブリフトが大きくなると、バネ定数の大きい第二付勢部材２１２による付勢力が弁体１０４に加わるため、圧力制御弁２００のオーバーシュートの発生を抑止することができる。

１ 蓄圧式燃料噴射装置
１００ 圧力制御弁
１０１ ソレノイドケース
１０１ｃ 低圧燃料室
１０１ｄ ソレノイド
１０４ 弁体
１０５ シャフト
１０６ アーマチャ
１０７ バネ受け部材（受け部材）
１０８ 第一付勢部材
１０９ 第一シム
１１０ 蓋体
１１１ 第二シム
２００ 圧力制御弁
２０７ バネ受け部材（受け部材）
２１０ 蓋体
２１２ 第二付勢部材

Claims (6)

1. 燃料通路を開閉して燃料の逃がし量を調節することで圧力を調節する圧力制御弁であって、
   内部に低圧燃料室が形成され、前記低圧燃料室の外周部にソレノイドを具備するソレノイドケースと、
   前記燃料通路を閉塞する弁体と、
   前記弁体と連動するように前記低圧燃料室内に配置され、前記ソレノイドにより前記弁体が前記燃料通路を閉塞する方向に付勢されるアーマチャと、
   前記アーマチャを、前記弁体が前記燃料通路を閉塞する方向に付勢する第一付勢部材と、
   前記第一付勢部材を、前記第一付勢部材を挟んで前記アーマチャと反対側から受ける受け部材と、
   前記低圧燃料室の一側から前記ソレノイドケースにねじ込まれることで取り付けられ、前記受け部材を、前記受け部材を挟んで前記第一付勢部材と反対側から受ける蓋体と、
   を具備する圧力制御弁。
2. 前記アーマチャが前記燃料通路を閉塞する方向と反対の方向に摺動した距離が大きくなるにつれて、前記ソレノイド及び前記第一付勢部材が前記アーマチャを付勢する付勢力の和が大きくなるように、前記第一付勢部材のバネ定数が設定される請求項１に記載の圧力制御弁。
3. 前記第一付勢部材は、
   不等ピッチのコイルバネによって構成される請求項１又は請求項２に記載の圧力制御弁。
4. 前記第一付勢部材と前記受け部材との間に第一シムを配置可能に構成される請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の圧力制御弁。
5. 前記受け部材と前記蓋体との間に第二シムを配置可能に構成される請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の圧力制御弁。
6. 前記第一付勢部材より大きいバネ定数を有し、前記受け部材と前記蓋体との間に配置されるとともに、前記受け部材を、前記弁体が前記燃料通路を閉塞する方向に付勢する第二付勢部材を具備する請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の圧力制御弁。

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