JP2014105758A - Solenoid valve device for high-pressure fluid - Google Patents
Solenoid valve device for high-pressure fluid Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014105758A JP2014105758A JP2012258244A JP2012258244A JP2014105758A JP 2014105758 A JP2014105758 A JP 2014105758A JP 2012258244 A JP2012258244 A JP 2012258244A JP 2012258244 A JP2012258244 A JP 2012258244A JP 2014105758 A JP2014105758 A JP 2014105758A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- guide cylinder
- gaseous fuel
- valve device
- pressure fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、高圧流体の流れを遮断または許容する高圧流体用電磁弁装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic valve device for high pressure fluid that blocks or allows the flow of high pressure fluid.
内燃機関(以下、「エンジン」という)に供給する気体燃料の圧力を燃料タンク内の高圧から気体燃料用インジェクタが噴射可能な低圧に減圧する気体燃料供給システムが知られている。気体燃料供給システムが備える気体燃料用電磁弁装置は、通電により磁力を発生するコイル、固定コア、可動コア、および可動コアを往復移動可能に収容するガイド筒などからなる弁駆動部と、可動コアと一体に移動する弁体、および弁座などからなる弁部材部とから構成され、高圧の気体燃料の流れを断続し、高圧の気体燃料が気体燃料用インジェクタに流れることを防止する。 There is known a gaseous fuel supply system that reduces the pressure of gaseous fuel supplied to an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) from a high pressure in a fuel tank to a low pressure that can be injected by a gaseous fuel injector. An electromagnetic valve device for gaseous fuel provided in a gaseous fuel supply system includes a coil that generates a magnetic force when energized, a fixed core, a movable core, a valve drive unit that accommodates the movable core in a reciprocating manner, and a movable core. And a valve member portion composed of a valve seat and the like, and the flow of the high-pressure gaseous fuel is interrupted to prevent the high-pressure gaseous fuel from flowing into the gaseous fuel injector.
気体燃料用電磁弁装置は、燃料タンクから供給される気体燃料の圧力を利用し弁体と弁座との間の気密性を高めるセルフシール機能を有している。このため、気体燃料用電磁弁装置のガイド筒内には弁体を閉弁方向に付勢するように高圧の気体燃料が充満する。また、気体燃料の外部への漏出を防止するため、ガイド筒は高い耐圧性を有する。
一方、弁体を弁座から離間させるときガイド筒内の気体燃料の圧力に抗する磁気吸引力を可動コアと固定コアとの間に発生させるため、可動コアの直径は大きくなる。
The electromagnetic valve device for gaseous fuel has a self-sealing function that increases the airtightness between the valve body and the valve seat by using the pressure of the gaseous fuel supplied from the fuel tank. For this reason, the guide cylinder of the gaseous fuel solenoid valve device is filled with high-pressure gaseous fuel so as to urge the valve body in the valve closing direction. Moreover, in order to prevent leakage of gaseous fuel to the outside, the guide tube has high pressure resistance.
On the other hand, when the valve body is separated from the valve seat, a magnetic attraction force against the pressure of the gaseous fuel in the guide cylinder is generated between the movable core and the fixed core, so that the diameter of the movable core increases.
このように、気体燃料用電磁弁装置では、ガイド筒は直径が大きい可動コアを往復移動可能に収容しつつ高い耐圧性を有しなければならないため、内部に高圧流体を充満させないガイド筒に比べて肉厚が厚くなる。一般的に非磁性材料で形成されるガイド筒の肉厚が厚くなると、コイルに通電される電流値の大きさに対して発生する磁気吸引力の大きさが低下する。可動コアと固定コアとの間の磁気吸引力を高めるため、コイルに通電する電流値を大きくするか、またはコイルの巻数を多くする。しかしながら、コイルに通電する電流値を大きくするとエネルギー消費量が増加し、また、コイルの巻数を多くすると電磁弁装置の体格が大きくなる。特許文献1には、非磁性材料で形成されるガイド筒の径方向外側の一部に磁性材料で形成される磁界形成補助部材を備える高圧電磁弁が記載されている。特許文献2には、磁性材料で形成されプランジャを往復移動可能に収容するステータコアにプランジャとの間での磁気の受け渡しをおこなうため磁気遮断部を有するリニアソレノイドが記載されている。
As described above, in the solenoid valve device for gaseous fuel, the guide cylinder must have a high pressure resistance while accommodating a movable core having a large diameter so as to be able to reciprocate, so that the guide cylinder is not filled with a high-pressure fluid inside. The wall thickness becomes thick. In general, when the thickness of a guide cylinder formed of a nonmagnetic material is increased, the magnitude of the magnetic attractive force generated with respect to the magnitude of the current value supplied to the coil is reduced. In order to increase the magnetic attractive force between the movable core and the fixed core, the value of the current supplied to the coil is increased or the number of turns of the coil is increased. However, when the current value energized to the coil is increased, the energy consumption increases, and when the number of turns of the coil is increased, the physique of the electromagnetic valve device is increased.
しかしながら、特許文献1に記載の高圧電磁弁では、ガイド筒は非磁性材料から形成されておりコイルに通電される電流値の大きさに対して発生する磁気吸引力を大幅に大きくすることはできないため、高圧電磁弁の体格を大幅に小さくすることはできない。また、弁駆動部を覆う蓋部を組み付けるときの回転トルクも大きくなるため、高圧電磁弁が破損するおそれがある。また、特許文献2に記載のリニアソレノイドは、作動圧力範囲が比較的低圧の作動流体の流れを切り換える場合に用いられ、作動流体であるオイルの外部への漏れが許容されており、セルフシール機能を有していない。このため、特許文献2に記載のリニアソレノイドの構成を高圧流体用電磁弁装置に適用させることはできない。
However, in the high-pressure solenoid valve described in
本発明の目的は、高圧流体が充満するガイド筒の破損を防止可能な高圧流体用電磁弁装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a high-pressure fluid electromagnetic valve device capable of preventing damage to a guide cylinder filled with high-pressure fluid.
本発明は、高圧流体の流れを電磁弁で遮断または許容する高圧流体用電磁弁装置であって、通電により磁力を発生するコイルアッセンブリと、磁性材料からなり軸方向の所定位置の全周にわたって磁気を遮断する磁気遮断部および磁気を透過する磁気透過部を形成し内部を高圧流体で充満可能なガイド筒と、磁性材料からなりガイド筒の一方の開口が形成される端部に固定され一方の開口からガイド筒の外部に突出する突出部を形成しコイルアッセンブリが磁力を発生するとき励磁される固定コアと、磁性材料からなりガイド筒内を往復移動可能に設けられコイルアッセンブリが磁力を発生するとき固定コアに吸引される可動コアと、磁性材料からなり固定コアの突出部に形成される第1ねじ溝とねじ結合する第2ねじ溝を有する蓋部と、可動コアに連結する弁体と、弁体が当接または離間するとき高圧流体の流れを遮断または許容する弁座を形成するシート部材と、を備え、コイルアッセンブリが磁力を発生するとき、ガイド筒の磁気透過部と可動コアとの間に磁気遮断部を迂回して磁気回路が形成されることを特徴とする。 The present invention relates to an electromagnetic valve device for high-pressure fluid that interrupts or allows a flow of high-pressure fluid with an electromagnetic valve, and includes a coil assembly that generates a magnetic force when energized, and a magnetic material that covers the entire circumference of a predetermined axial position. A guide cylinder that can be filled with a high-pressure fluid, and a guide cylinder made of a magnetic material and fixed to an end where one opening of the guide cylinder is formed. A projecting portion that protrudes from the opening to the outside of the guide cylinder is formed, and a fixed core that is excited when the coil assembly generates a magnetic force, and a coil assembly that is made of a magnetic material and that can be reciprocated in the guide cylinder generates a magnetic force. A movable core that is sometimes attracted to the fixed core, a lid having a second screw groove made of a magnetic material and screwed to the first screw groove formed on the protruding portion of the fixed core; A valve body connected to the core, and a seat member that forms a valve seat that blocks or allows the flow of high-pressure fluid when the valve body abuts or separates, and when the coil assembly generates a magnetic force, A magnetic circuit is formed between the magnetic transmission part and the movable core, bypassing the magnetic shielding part.
本発明の高圧流体用電磁弁装置では、磁性材料からなる蓋部は、ガイド筒の一方の開口から突出する固定コアの突出部にねじ結合する。ガイド筒には強度が磁気透過部に劣る磁気遮断部が形成されており、蓋部をガイド筒にねじ結合すると、蓋部を回転させる回転トルクにより磁気遮断部が変形するおそれがある。本発明の高圧流体用電磁弁装置では、ガイド筒に固定されている固定コアを介して蓋部をガイド筒に対して固定する。これにより、ガイド筒の破損を防止することができる。 In the electromagnetic valve device for high-pressure fluid of the present invention, the lid portion made of a magnetic material is screwed to the protruding portion of the fixed core protruding from one opening of the guide cylinder. The guide cylinder is formed with a magnetic shielding part whose strength is inferior to the magnetic transmission part. When the lid part is screwed to the guide cylinder, the magnetic shielding part may be deformed by a rotational torque that rotates the lid part. In the electromagnetic valve device for high-pressure fluid of the present invention, the lid is fixed to the guide cylinder via a fixed core fixed to the guide cylinder. Thereby, damage to the guide tube can be prevented.
また、磁性材料で形成されている蓋部と固定コアとはねじ結合しているため、可動コアと固定コアとの間に形成され可動コアが固定コアの方向に移動するときに磁気吸引力を発生する磁気回路の磁束が固定コアと蓋部との間を通る。蓋部と固定コアとがねじ結合している部位は当接する面積も大きいため、当該磁気回路の磁気面積を大きくすることができる。これにより、可動コアと固定コアとの間の磁気吸引力を維持することができる。 In addition, since the lid portion made of a magnetic material and the fixed core are screw-coupled, the magnetic attraction force is generated when the movable core moves in the direction of the fixed core formed between the movable core and the fixed core. The generated magnetic circuit magnetic flux passes between the fixed core and the lid. Since the area where the lid portion and the fixed core are screw-coupled has a large contact area, the magnetic area of the magnetic circuit can be increased. Thereby, the magnetic attraction between the movable core and the fixed core can be maintained.
以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による気体燃料用電磁弁装置1を図1〜4に基づいて説明する。
最初に、気体燃料用電磁弁装置1を適用する気体燃料供給システムの概略構成を図1に基づいて説明する。気体燃料供給システム5は、例えば、圧縮天然ガスを燃料とする車両に搭載される。気体燃料供給システム5は、ガス充填口10、燃料タンク12、気体燃料用電磁弁装置1、気体燃料用圧力制御弁15、「噴射手段」としての気体燃料用インジェクタ17、およびECU9等を備える。
(First embodiment)
The
First, a schematic configuration of a gaseous fuel supply system to which the gaseous fuel
外部からガス充填口10を通して供給される高圧の気体燃料は、供給管6を通って燃料タンク12に貯留される。ガス充填口10は、逆流防止機能を有しており、ガス充填口10から供給される気体燃料が外部に逆流しないようになっている。供給管6には、ガス充填弁11が設けられる。
High-pressure gaseous fuel supplied from the outside through the
燃料タンク12には、燃料タンク弁13が設けられている。燃料タンク弁13は、燃料タンク12からガス充填口10への逆流防止機能、規定量以上の気体燃料が供給管7を流れるとき燃料タンク12からの気体燃料の流れを遮断する過流防止機能、および燃料タンク12内の圧力上昇時に燃料タンク12内の圧力を外部に開放することで燃料タンク12の破裂を防ぐ加圧防止安全機能を有する。
燃料タンク弁13は、供給管7を介して気体燃料用電磁弁装置1に接続される。供給管7には、手動による供給管7の遮断が可能な元弁14が設けられている。
The
The
気体燃料用電磁弁装置1は、気体燃料用圧力制御弁15の上流側、すなわち燃料タンク12側に設けられる。気体燃料用電磁弁装置1は、気体燃料用圧力制御弁15の下流側を流れる気体燃料の圧力が所定の圧力以上になると、ECU9からの指令により気体燃料用圧力制御弁15に流入する気体燃料の流れを遮断する。
The gaseous fuel
気体燃料用圧力制御弁15は、供給管7を通って供給される気体燃料の圧力を気体燃料用インジェクタ17が供給可能な圧力まで減圧する。例えば、気体燃料用圧力制御弁15は、燃料タンク12内の「高圧」である20MPaの気体燃料を気体燃料用インジェクタ17に供給可能な圧力である「低圧」である0.2〜0.65MPaまで減圧する。
The gaseous fuel
気体燃料用圧力制御弁15で減圧された気体燃料は、オイルフィルタ16によってオイルが除去され、供給管8を通って気体燃料用インジェクタ17に供給される。気体燃料用インジェクタ17は、電気的に接続するECU9の指示に応じて吸気管18内に気体燃料を噴射する。気体燃料用インジェクタ17には、図示しない温度センサおよび圧力センサが設けられる。温度センサおよび圧力センサが検出する気体燃料の温度および圧力に関する情報は、ECU9に出力される。
The gaseous fuel decompressed by the gaseous fuel
吸気管18内に噴射される気体燃料は、大気から導入される空気と混合され、吸気管18が接続する「内燃機関」としてのエンジン19の吸気ポートからシリンダ191内に導入される。エンジン19では、ピストン192の上昇による気体燃料および空気の混合気体の圧縮および爆発により回転トルクが発生する。
気体燃料供給システム5は、このようにして燃料タンク12内の気体燃料を気体燃料用圧力制御弁15により気体燃料用インジェクタ17に供給可能な圧力に減圧して気体燃料用インジェクタ17よりエンジン19に供給する。
The gaseous fuel injected into the
In this way, the gaseous
次に、気体燃料用電磁弁装置1の詳細構造について図2〜4に基づいて説明する。なお、図2〜4中の実線矢印Lは、気体燃料が流れる方向を示す。
Next, the detailed structure of the
気体燃料用電磁弁装置1は、ガイド筒20、弁体25、弁座155を形成する支持部材151の一部、可動コア30、固定コア35、およびコイルアッセンブリ40などから構成されている。気体燃料用電磁弁装置1は、気体燃料が流れる導入通路152や導出通路153を形成する支持部材151の外壁に設けられる。第1実施形態による気体燃料用電磁弁装置1では、支持部材151は下流側に接続される気体燃料用圧力制御弁15の弁ボディであるが、これに限定されず、気体燃料用圧力制御弁15の弁ボディとは別異に設けてもよい。
The
導入通路152は、供給管7を介して燃料タンク12内の気体燃料が供給される。導出通路153は、下流側の気体燃料用圧力制御弁15に向けて気体燃料を排出する。導入通路152と導出通路153との間には導入通路152と導出通路153とを連通する凹部154が形成されている。
The
凹部154は、支持部材151の外壁に開口を有するように形成される。凹部154の内壁であって導出通路153の開口の縁部にはテーパ状に弁座155が形成されている。すなわち、第1実施形態による気体燃料用電磁弁装置1では、弁座155を形成する特許請求の範囲に記載の「シート部材」と支持部材151とは一体に形成されている。また、支持部材151の外壁と略垂直な凹部154の内壁にはねじ溝156が形成されている。凹部154には、ねじ溝156を利用してガイド筒20がねじ結合される。
The
ガイド筒20は、略筒状の磁性材料、例えばクロムの含有率が13〜17%の磁性ステンレス鋼で形成され、支持部材151側から大径部201、中径部204、鍔部205、第1小径部206、磁気遮断部21、および第2小径部207から構成される。第1実施形態による気体燃料用電磁弁装置1のガイド筒20では、大径部201、中径部204、鍔部205、第1小径部206、磁気遮断部21、および第2小径部207が一体に形成される。ガイド筒20は、可動コア30を軸方向に摺動可能なように収容しつつ、導入通路152から凹部154を介して導出通路153に流れる高圧の気体燃料の一部が内部に充満可能でありかつ外部に漏出しないように形成されている。
The
大径部201は、略筒状に形成されており、開口202およびねじ溝203を有する。開口202では可動コア30または弁体25がガイド筒20内部と外部とを出入りする。ねじ溝203は、大径部201の径方向外側に形成され、支持部材151のねじ溝156とねじ結合する。
The
中径部204は、外径が大径部201より小さい略筒状に形成されている。中径部204の一端は大径部201の開口202が形成される端部とは反対側に接続する。中径部204の径方向外側には、大径部201の外径より外径が大きい鍔部205が設けられる。
鍔部205は、ガイド筒20を支持部材151に組み付けるとき、またはガイド筒20を支持部材151から取り外すとき、工具等による回転トルクが作用する。鍔部205と支持部材151との間には凹部154からの気体燃料の漏出を防止するシール部材157が設けられている。
The
When the
第1小径部206は、外径が中径部204より小さい略筒状に形成されている。第1小径部206の一端は中径部204の大径部201と接続する側とは反対側に接続する。第1小径部206は、特許請求の範囲に記載の「磁気透過部」に相当する。
The first
磁気遮断部21は、その一端を第1小径部206の中径部204と接続する側の反対側に接続する略筒状に形成されている。磁気遮断部21は、弁体25が弁座155に当接しているとき、可動コア30の固定コア35側の端部である他方の端部32の近傍に設けられる。磁気遮断部21は、その内径が第1小径部206および第2小径部207と同じである一方、その外径が第1小径部206および第2小径部207より小さい。すなわち、磁気遮断部21は、第1小径部206および第2小径部207に比べて肉厚が薄くなるように形成されている。第1実施形態による気体燃料用電磁弁装置1では、磁気遮断部21はその肉厚を0.6〜0.9mmとなるように形成されている。
The
第2小径部207は、外径が中径部204より小さく、かつ磁気遮断部21より大きい略筒状に形成されている。第2小径部207は、一端を磁気遮断部21に接続し、他端に「一方の開口」としての開口208を有する。開口208には固定コア35が設けられる。開口208を形成する第2小径部207の外壁は、蓋部45と嵌合可能なように形成されている。第2小径部207は、特許請求の範囲に記載の「端部」に相当する。
The second
弁体25は、当接部26、小径部27および大径部28などから構成される。当接部26、小径部27および大径部28は非磁性材料で一体に形成される。弁体25は、可動コア30の往復移動に合わせて弁座155に当接または離間する。
The
当接部26は、略円錐台状に形成され、当接部26の斜面261は弁座155に当接または離間可能なように形成されている。斜面261には、環状に断面が凹状の収容室262が形成されている。収容室262はシール部材263を収容する。シール部材263は、斜面261が弁座155に当接するとき、凹部154と導出通路153との気密を維持する。
The
小径部27は、当接部26の斜面261とは反対側に接続する。小径部27の外径は当接部26の最大外径および後述する大径部28の外径より小さい。
The
大径部28は、小径部27の小径部27が当接部26と接続する側とは反対側に接続する。大径部28には小径部27と接続する側に段差面281が形成されている。大径部28の段差面281と反対側にはシール部材312に当接可能な端面282を形成されている。
The
弁体25には軸方向に貫通孔29が形成されている。貫通孔29の開口は、当接部26の小径部27と接続する側とは反対側の端面264、および大径部28の端面282に形成されている。
A through
可動コア30は、磁性材料、例えば磁性ステンレス鋼で形成されている棒状部材である。可動コア30は、ガイド筒20内を往復移動可能に収容されている。可動コア30のガイド筒20と摺動する径方向外側の側壁には非磁性めっき膜が形成されている。
The
可動コア30の一方の端部31は凹状に形成され、その内部に弁体25の小径部27の一部および大径部28を収容している。このとき、大径部28の外壁と一方の端部31の内壁との間には隙間が形成されている。一方の端部31の先端側の内壁には環状の規制部材311が設けられている。弁体25が可動コア30から離れる方向に移動するとき、規制部材311が段差面281に当接する。これにより、弁体25は可動コア30に対する相対移動の距離が規制される。また、一方の端部31の内壁にはシール部材312を収容する収容室313が形成されている。
可動コア30の他方の端部32は、凹状に形成され、スプリング33の一端を係止する。
One
The
固定コア35は、磁性材で形成され第2小径部207に固定される棒状部材である。固定コア35は、第2小径部207内に固定される大径部351、および大径部351からガイド筒20の軸方向の外部に突出するように形成される「突出部」としての小径部352から構成される。大径部351の可動コア30側の端部は凹状に形成され、スプリング33の他端が係止される。小径部352は大径部351より外径が小さく形成され、その外壁には第1ねじ溝353が形成される。
The fixed
スプリング33は、ガイド筒20の可動コア30と固定コア35との間に設けられる。スプリング33は、可動コア30と固定コア35とを離す方向に可動コア30を付勢する
The
コイルアッセンブリ40は、ガイド筒20の径外方向にガイド筒20を囲むように設けられる。コイルアッセンブリ40は、コイル41、ボビン42、カバー43、およびヨーク44などから構成される。
コイル41は、コイルアッセンブリ40の径方向外側に設けられるコネクタ411を介して供給される電流によりコイル41周辺に磁界を形成する。
ボビン42およびカバー43は、コイル41を覆うように設けられる非磁性部材である。ボビン42およびカバー43の径方向外側に磁性材料で形成されるヨーク44が設けられる。ヨーク44は、両端をかしめることにより、コイル41、ボビン42およびカバー43を内部に収容する。
The
The
The
蓋部45は、略凹状の磁性材で形成される。蓋部45は、フランジ部451、鍔部452、および小径部453から構成される。
フランジ部451は、可動コア30側に設けられ、コイルアッセンブリ40の弾性部材442に当接可能である。
鍔部452は、その外径をフランジ部451の外径より大きくなるようにフランジ部451と一体に形成される。鍔部452は、蓋部45を固定コア35とねじ結合するとき、回転トルクが作用する。
The
The
The
小径部453は、鍔部452と一体に形成される。小径部453の内壁には固定コア35の第1ねじ溝353にねじ結合可能な第2ねじ溝454が形成されている。蓋部45を固定コア35に組み付けるとき、第1ねじ溝353と第2ねじ溝454とがねじ結合する。このとき、蓋部45のねじ込み具合によりフランジ部451が弾性部材442を介してコイル41、ボビン42、カバー43、およびヨーク44をガイド筒20の鍔部205の方向に付勢する。このように、蓋部45はコイルアッセンブリ40のヨーク44が鍔部205に当接した状態を維持する。
The
次に、気体燃料用電磁弁装置1の作用について図2〜4に基づいて説明する。
Next, the operation of the gaseous fuel
気体燃料用電磁弁装置1のコイル41に電流が流れていないとき、可動コア30にはスプリング33の付勢力のみが作用し、可動コア30は図2の紙面の左方向に付勢される。また、凹部154は導入通路152と連通し、凹部154は高圧の気体燃料が充満している。これにより、弁体25の端面282はシール部材312に当接しつつ、可動コア30に支持されている弁体25の斜面261は、弁座155に当接している。したがって、導入通路152と導出通路153とは遮断されている。
When no current is flowing through the
コイル41に電流が流れると、コイル41の周辺には磁気回路が形成される。そのうちの1つである磁気回路M1は、図3、4に示すように、ヨーク44、ガイド筒20の第1小径部206、可動コア30の他方の端部32、固定コア35、および蓋部45を通ってヨーク44に戻る磁気回路である。
When a current flows through the
また、コイル41に流れる電流が小さい場合、ヨーク44、第1小径部206、磁気遮断部21、第2小径部207、および蓋部45を通ってヨーク44に戻る磁気回路が形成される。しかしながら、磁気遮断部21は、肉厚が第1小径部206および第2小径部207に比べて薄く磁気飽和しやすいため、コイル41に流れる電流が大きくなると、磁気遮断部21を迂回するように、ヨーク44、第1小径部206、可動コア30の他方の端部32、第2小径部207、および蓋部45を通ってヨーク44に戻る磁気回路が形成される。さらに、コイル41を流れる電流が大きくなると、可動コア30と第2小径部207との間が磁気飽和し、ヨーク44および第1小径部206を通る磁束は、可動コア30内を通り、可動コア30の他方の端部32の固定コア35側の端面321から第2小径部207を通って蓋部45からヨーク44に戻る磁気回路が形成される。図3、4に示す磁気回路M2は、ヨーク44、ガイド筒20の第1小径部206、可動コア30の他方の端部32の端面321、ガイド筒20の第2小径部207、および蓋部45を通ってヨーク44に戻る磁気回路である。
Further, when the current flowing through the
磁気回路M1が形成されると、可動コア30と固定コア35との間は磁気吸引力F1が発生する。磁気吸引力F1は、図3、4に示すようにガイド筒20の中心軸φに対して平行な磁気吸引力である。また、磁気回路M2が形成されると、可動コア30と第2小径部207との間には磁気吸引力F2が発生する。磁気吸引力F2はガイド筒20の中心軸φに対して傾斜している磁気吸引力である。
When the magnetic circuit M <b> 1 is formed, a magnetic attractive force F <b> 1 is generated between the
このように、コイル41に電流が流れると、磁気吸引力F1、F2により可動コア30はスプリング33の付勢力に抗して固定コア35の方向に移動する。可動コア30が固定コア35の方向に移動すると、図3に示すように弁体25の端面282とシール部材312とが離間する。凹部154に充満している高圧の気体燃料は、規制部材311と小径部27の外壁との隙間、および可動コア30の一方の端部31の内壁と弁体25の大径部28の外壁との隙間を通って弁体25の端面282とシール部材312とにより形成される隙間314に流入する。隙間314の気体燃料は、貫通孔29を通って導出通路153に流れる。これにより、凹部154の圧力と導出通路153の圧力との差が小さくなる。
As described above, when a current flows through the
さらに、可動コア30が固定コア35の方向に移動すると、規制部材311が弁体25の段差面281に当接する。可動コア30がさらに固定コア35の方向に移動すると、弁体25は可動コア30とともに固定コア35の方向に移動し、図4に示すように斜面261が弁座155から離間する。これにより、凹部154の気体燃料は、斜面261と弁座155との間の隙間を通って導出通路153に流れる。
Further, when the
(1)従来、気体燃料用電磁弁装置では、ガイド筒の一方の開口を覆う蓋部はガイド筒にねじ結合されている。このため、蓋部をねじ込み過ぎると、ガイド筒の強度の弱い部分に蓋部を回す回転トルクが作用し、破損するおそれがあった。一方、第1実施形態による気体燃料用電磁弁装置1では、蓋部45はガイド筒20から突出する固定コア35の小径部352にねじ結合するように形成されている。これにより、蓋部45でガイド筒20の開口208を覆うように組み付けるとき、蓋部45を回す回転トルクによりガイド筒20の他の部分よりも薄く形成されている磁気遮断部21の変形を防止することができる。したがって、高圧流体が充満するガイド筒20の破損を防止することができる。
(1) Conventionally, in a gas fuel solenoid valve device, a lid portion covering one opening of a guide cylinder is screwed to the guide cylinder. For this reason, if the lid portion is screwed too much, there is a risk that the rotating torque that turns the lid portion will act on the weak portion of the guide tube, causing damage. On the other hand, in the
(2)また、気体燃料用電磁弁装置1では、固定コア35の小径部352は、その外径がガイド筒20内に固定されている大径部351の外径より小さく形成されている。蓋部45は、この比較的小径の小径部352にねじ結合する。これにより、蓋部45を回す回転トルクは、小径部352を介してガイド筒20に作用するため、ガイド筒20に作用する回転トルクの影響は小さくなる。したがって、蓋部45を回す回転トルクによるガイド筒20の破損をさらに防止することができる。
(2) In the gaseous fuel
(3)また、磁性材料で形成されている蓋部45には、磁気吸引力F1を発生する磁気回路M1の磁束が流れる。蓋部45と固定コア35とはねじ結合しているため、蓋部45と固定コア35との間の当接する面積は大きくなり、磁気回路M1の磁気面積を大きくすることができる。これにより、可動コア30と固定コア35との間の磁気吸引力F1の大きさを維持することができる。
(3) Further, the magnetic flux of the magnetic circuit M1 that generates the magnetic attractive force F1 flows through the
(4)気体燃料用電磁弁装置1では、コイル41への通電時、2つの磁気回路M1、M2が形成される。このうち、磁気回路M2は、ガイド筒20の磁気遮断部21を迂回し第2小径部207、可動コア30の他方の端部32、および第1小径部206を通るように形成される。このとき、ガイド筒20と可動コア30の他方の端部32との間にはガイド筒20の中心軸φに対して傾斜している磁気吸引力F2が発生する。磁気吸引力F2の中心軸φに対する平行な成分により可動コア30は固定コア35の方向に移動する。すなわち、気体燃料用電磁弁装置1では、磁気回路M1により発生する磁気吸引力F1だけでなく、磁気回路M2により発生する磁気吸引力F2によっても可動コア30は固定コア35の方向に移動する。これにより、同じ吸引力を発生する場合、固定コアと可動コアとの間の磁気回路で発生する磁気吸引力のみにより移動する可動コアを有する高圧流体用電磁弁装置に比べて、固定コア35に対する可動コア30の対向面積を小さくすることができる。したがって、可動コア30の直径が小さくなり、気体燃料用電磁弁装置1の体格を小さくすることができる。
(4) In the
(5)また、可動コア30の直径が小さくなるため、ガイド筒20内に充満する高圧の気体燃料に対する耐圧性を有するためのガイド筒20の肉厚を相対的に薄くすることができる。
具体的には、ガイド筒20内の気体燃料の圧力をP(Pa)、ガイド筒20の内径をD(m)、肉厚をt(m)とすると、中心軸φ方向の応力σ1(N)および径方向の応力σ2(N)は、以下の式で表される。
σ1=(P×D)/(4×t) ・・・式1
σ2=(P×D)/(2×t) ・・・式2
式1、2より、内径Dが大きくなると、中心軸φ方向の応力σ1および径方向の応力σ2は大きくなり、肉厚tを大きくする必要がある。第1実施形態による気体燃料用電磁弁装置1では、比較的内径Dが小さくなるため、中心軸φ方向の応力σ1および径方向の応力σ2が小さくなる。これにより、肉厚tを薄くすることができる。したがって、気体燃料用電磁弁装置1の体格をさらに小さくすることができる。
(5) Moreover, since the diameter of the
Specifically, when the pressure of the gaseous fuel in the
σ1 = (P × D) / (4 × t)
σ2 = (P × D) / (2 × t)
From
(6)また、気体燃料用電磁弁装置1では、その肉厚が第1小径部206および第2小径部207より薄く形成されている磁気遮断部21は、ガイド筒20と支持部材151とが接続する箇所から比較的離れた位置に設けられている。これにより、気体燃料用電磁弁装置1に外部から外力が加えられる場合、ガイド筒20と支持部材151とが接続する箇所を中心とする磁気遮断部21に作用する力のモーメントを低減することができる。したがって、気体燃料用電磁弁装置1の破損を防止することができる。
(6) Moreover, in the
(7)可動コア30と固定コア35との間に設けられるスプリング33は、可動コア30と固定コア35とを離す方向に可動コア30を付勢する。これにより、コイル41への通電が0となり磁気吸引力F1、F2が0となるとき、可動コア30は迅速に支持部材151の方向に移動し、弁体25が弁座155に当接する。したがって、気体燃料用電磁弁装置1での閉弁を迅速に行うことができる。
(7) The
(8)可動コア30は、飽和磁束密度が高い磁性ステンレス鋼を母材としつつ、ガイド筒20と摺動する径方向外側の側壁には耐摩耗性が高い非磁性めっき膜を施されている。これにより、可動コア30は、磁気回路を形成しやすい高い磁気透過性および変形しにくい耐摩耗性の2つの機能を両立する。したがって、気体燃料用電磁弁装置1の体格を小さくしつつ、摩耗による変形を防止することができる。
(8) The
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態による気体燃料用電磁弁装置を図5に基づいて説明する。第2実施形態は、第1実施形態と異なり、固定コアの形状が異なる。なお、第1実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a solenoid valve device for gaseous fuel according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in the shape of the fixed core. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part substantially the same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
第2実施形態による気体燃料用電磁弁装置2では、図5に示すように、固定コア35は、大径部351およびねじ部354から構成されている。
ねじ部354は、その外径が大径部351と同じ、すなわち、ガイド筒20の内径と同じである。「突出部」としてのねじ部354の径方向外側の外壁には第1ねじ溝355が形成される。
In the
The outer diameter of the
蓋部45は、略凹状の磁性材で形成される。蓋部45は、フランジ部451、鍔部452、およびねじ部455から構成される。
The
ねじ部455は、鍔部452と一体に形成される。ねじ部455の内壁には固定コア35の第1ねじ溝355にねじ結合可能な第2ねじ溝456が形成されている。蓋部45を固定コア35に組み付けるとき、第1ねじ溝355と第2ねじ溝456とがねじ結合する。このとき、蓋部45のねじ込み具合によりフランジ部451が弾性部材442を介してコイルアッセンブリ40をガイド筒20の鍔部205の方向に付勢する。このように、蓋部45はコイルアッセンブリ40のヨーク44が鍔部205に当接した状態を維持する。
The
気体燃料用電磁弁装置2では、蓋部45は固定コア35のねじ部455にねじ結合される。これにより、第2実施形態による気体燃料用電磁弁装置2は、第1実施形態の効果(1)、(3)〜(8)を奏することができる。
In the gaseous fuel
(他の実施形態)
(ア)上述の実施形態では、気体燃料用電磁弁装置は、気体燃料をエンジンに供給する気体燃料供給システムに適用され、気体燃料の流れを遮断または許容するとした。しかしながら、本発明の高圧流体用電磁弁装置が適用されるシステムはこれに限定されない。高圧流体を供給する供給システムであればよい。
(Other embodiments)
(A) In the above-described embodiment, the electromagnetic valve device for gaseous fuel is applied to a gaseous fuel supply system that supplies gaseous fuel to the engine, and interrupts or allows the flow of gaseous fuel. However, the system to which the electromagnetic valve device for high pressure fluid of the present invention is applied is not limited to this. Any supply system that supplies high-pressure fluid may be used.
(イ)上述の実施形態では、気体燃料用電磁弁装置は、弁体に貫通孔が形成され、弁体の斜面が座面より離間する前に貫通孔を介して導入通路と導出通路とが連通するパイロット弁であるとした。しかしながら、気体燃料用電磁弁装置はこれに限定されない。 (A) In the above-described embodiment, the solenoid valve device for gaseous fuel has a through hole formed in the valve body, and the introduction passage and the discharge passage are formed through the through hole before the inclined surface of the valve body is separated from the seat surface. It is assumed that the pilot valve is in communication. However, the solenoid valve device for gaseous fuel is not limited to this.
(ウ)上述の実施形態では、弁座を形成する「シート部材」と支持部材とは一体に形成されているとした。しかしながら、「シート部材」と支持部材とは別部材で形成されてもよい。 (C) In the above-described embodiment, the “seat member” forming the valve seat and the support member are integrally formed. However, the “sheet member” and the support member may be formed as separate members.
(エ)上述の実施形態では、可動コアおよびガイド筒は磁性ステンレス鋼から形成されるとした。しかしながら、可動コアおよびガイド筒を形成する材料はこれに限定されない。磁性材料であればよい。 (D) In the above-described embodiment, the movable core and the guide tube are formed of magnetic stainless steel. However, the material forming the movable core and the guide tube is not limited to this. Any magnetic material may be used.
(オ)上述の実施形態では、ガイド筒は、13〜17wt%のクロムを含有しているとした。しかしながら、ガイド筒のクロム含有量はこれに限定されない。 (E) In the above embodiment, the guide cylinder contains 13 to 17 wt% chromium. However, the chromium content of the guide tube is not limited to this.
(カ)上述の実施形態では、可動コアのガイド筒と摺動する径方向外側の側壁には非磁性めっき膜が形成されているとした。しかしながら、非磁性めっき膜は施されていなくてもよい。 (F) In the above-described embodiment, the nonmagnetic plating film is formed on the radially outer side wall that slides with the guide tube of the movable core. However, the nonmagnetic plating film may not be applied.
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。 As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, It can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary.
1、2 ・・・気体燃料用電磁弁装置(高圧流体用電磁弁装置)、
151 ・・・支持部材(シート部材)、
155 ・・・弁座、
20 ・・・ガイド筒、
208 ・・・開口(一方の開口)、
206 ・・・第1小径部(磁気透過部)、
207 ・・・第2小径部(磁気透過部)、
21 ・・・磁気遮断部、
25 ・・・弁体、
30 ・・・可動コア、
35 ・・・固定コア、
352 ・・・小径部(突出部)、
353、355 ・・・第1ねじ溝、
354 ・・・ねじ部(突出部)、
40 ・・・コイルアッセンブリ、
45 ・・・蓋部、
454、456 ・・・第2ねじ溝、
M1、M2 ・・・磁気回路。
1, 2 ... Gas fuel solenoid valve device (high pressure fluid solenoid valve device),
151... Support member (sheet member),
155 ... valve seat,
20 ... guide tube,
208 ... opening (one opening),
206 ... 1st small diameter part (magnetic transmission part),
207 ... 2nd small diameter part (magnetic transmission part),
21 ... Magnetic shielding part,
25 ・ ・ ・ Valve,
30 ... movable core,
35 ... fixed core,
352... Small diameter part (protrusion part),
353, 355 ... first thread groove,
354 ・ ・ ・ Screw part (protrusion part),
40: Coil assembly,
45 .. lid part,
454, 456 ... second thread groove,
M1, M2 ... Magnetic circuits.
Claims (3)
通電により磁力を発生するコイルアッセンブリ(40)と、
磁性材料からなり、前記コイルアッセンブリが磁力を発生するとき形成される磁気を軸方向の所定位置の全周にわたって遮断する磁気遮断部(21)、および磁気を透過する磁気透過部(206、207)を形成し、内部を高圧流体で充満可能なガイド筒(20)と、
磁性材料からなり、前記ガイド筒の一方の開口(208)が形成される端部(207)に固定され、前記一方の開口から前記ガイド筒の外部に突出する突出部(352、354)を形成し、前記コイルアッセンブリが磁力を発生するとき励磁される固定コア(35)と、
磁性材料からなり、前記ガイド筒内を往復移動可能に設けられ、前記コイルアッセンブリが磁力を発生するとき前記固定コアに吸引される可動コア(30)と、
磁性材料からなり、前記ガイド筒の前記端部を覆い、前記固定コアの前記突出部に形成される第1ねじ溝(353、355)とねじ結合する第2ねじ溝(454、456)を有する蓋部(45)と、
前記可動コアに連結する弁体(25)と、
前記弁体が当接または離間するとき高圧流体の流れを遮断または許容する弁座(155)を形成するシート部材(151)と、
を備え、
前記コイルアッセンブリが磁力を発生するとき、前記ガイド筒の前記磁気透過部と前記可動コアとの間に前記磁気遮断部を迂回して磁気回路(M2)が形成されることを特徴とする高圧流体用電磁弁装置。 A solenoid valve device for high pressure fluid that blocks or allows a flow of high pressure fluid with a solenoid valve,
A coil assembly (40) that generates a magnetic force when energized;
A magnetic shielding part (21) that is made of a magnetic material and shields the magnetism formed when the coil assembly generates a magnetic force over the entire circumference in a predetermined position in the axial direction, and a magnetic transmission part (206, 207) that transmits the magnetism A guide cylinder (20) that can be filled with a high-pressure fluid,
Made of magnetic material, fixed to an end (207) where one opening (208) of the guide cylinder is formed, and forming protrusions (352, 354) protruding from the one opening to the outside of the guide cylinder A fixed core (35) that is excited when the coil assembly generates a magnetic force;
A movable core (30) made of a magnetic material, provided so as to be reciprocally movable in the guide cylinder, and attracted to the fixed core when the coil assembly generates a magnetic force;
The second screw groove (454, 456) is made of a magnetic material, covers the end of the guide tube, and is screw-coupled with the first screw groove (353, 355) formed in the protruding portion of the fixed core. A lid (45);
A valve body (25) connected to the movable core;
A seat member (151) forming a valve seat (155) that blocks or allows the flow of high-pressure fluid when the valve body abuts or separates;
With
When the coil assembly generates a magnetic force, a magnetic circuit (M2) is formed between the magnetic transmission part of the guide cylinder and the movable core so as to bypass the magnetic blocking part. Solenoid valve device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012258244A JP2014105758A (en) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | Solenoid valve device for high-pressure fluid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012258244A JP2014105758A (en) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | Solenoid valve device for high-pressure fluid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014105758A true JP2014105758A (en) | 2014-06-09 |
Family
ID=51027446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012258244A Pending JP2014105758A (en) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | Solenoid valve device for high-pressure fluid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014105758A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016208359A1 (en) * | 2015-06-25 | 2016-12-29 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Flow rate control valve and high-pressure fuel supply pump |
-
2012
- 2012-11-27 JP JP2012258244A patent/JP2014105758A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016208359A1 (en) * | 2015-06-25 | 2016-12-29 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Flow rate control valve and high-pressure fuel supply pump |
CN107709749A (en) * | 2015-06-25 | 2018-02-16 | 日立汽车系统株式会社 | Flow control valve and high-pressure fuel feed pump |
JPWO2016208359A1 (en) * | 2015-06-25 | 2018-03-29 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Flow control valve and high-pressure fuel supply pump |
CN107709749B (en) * | 2015-06-25 | 2020-03-27 | 日立汽车系统株式会社 | Flow control valve and high-pressure fuel supply pump |
US10731615B2 (en) | 2015-06-25 | 2020-08-04 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Flow rate control valve and high-pressure fuel supply pump |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5733581B2 (en) | Solenoid valve device for high pressure fluid | |
JP2014105753A (en) | Solenoid valve device for high-pressure fluid | |
JP2014105754A (en) | Solenoid valve device for high pressure fluid | |
US9583248B2 (en) | Solenoid and hydraulic pressure control apparatus having the same | |
US8973894B2 (en) | Solenoid and solenoid valve | |
US7290564B2 (en) | Solenoid valve | |
US9297471B2 (en) | Solenoid valve | |
US20150078922A1 (en) | High pressure pump | |
US11022232B2 (en) | Valve with proportional electromagnetic actuator | |
US20140291564A1 (en) | Electromagnetic linear valve | |
JP7123246B2 (en) | tank device for storing gaseous media | |
JP5664873B2 (en) | Valve for supplying fluid | |
RU2559865C2 (en) | Pressure control for fuel feeding, and fuel feeding system containing control unit consisting of such pressure controls | |
EP2535626A1 (en) | Solenoid device | |
JP6311011B2 (en) | Solenoid valve, high-pressure fuel supply pump equipped with this solenoid valve as a suction valve mechanism | |
JP2014105757A (en) | Solenoid valve device for high-pressure fluid | |
US9970398B2 (en) | Fuel injection device | |
US11346307B2 (en) | Fluid injector and needle for a fluid injector | |
US20180038317A1 (en) | Gas fuel supply apparatus | |
JP2014105758A (en) | Solenoid valve device for high-pressure fluid | |
JP5998874B2 (en) | Electromagnetic valve device for high-pressure fluid and method for manufacturing electromagnetic valve device for high-pressure fluid | |
JP2012026421A (en) | Pressure reducing valve | |
JP2014169782A (en) | High pressure fluid valve device | |
JP5850256B2 (en) | Pressure control device for gaseous fuel | |
JP5157976B2 (en) | Flow control solenoid valve |