JP2015151951A

JP2015151951A - 調圧弁

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Publication number: JP2015151951A
Application number: JP2014027362A
Authority: JP
Inventors: 長井　満; Mitsuru Nagai; 満長井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2015-08-24
Anticipated expiration: 2034-02-17
Also published as: JP6295703B2

Abstract

【課題】断線等によってソレノイドコイルへの通電ができない状態になった場合でも、コモンレールの圧力を退避走行が可能な圧力にできるノーマリオープンタイプの調圧弁を提供する。【解決手段】ノーマリオープンタイプの調圧弁１において、ソレノイドコイル２０の非通電時に、アーマチャ２１及びロッド４を閉弁方向へ強制的に押し出し可能な押出手段３５を備える。これによれば、断線等によってソレノイドコイル２０への通電ができない状態になった場合でも、押出手段３５によってアーマチャ２１及びロッド４を押し出すことで弁体５を閉弁方向に動かすことが可能となる。このため、コモンレールから排出される高圧燃料の流量を絞ることができ、コモンレールの圧力を退避走行が可能な圧力にすることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、コモンレールの高圧燃料を低圧流路に排出する量を調節することで、コモンレールの圧力を調節する調圧弁に関する。

従来より、コモンレールの高圧燃料を低圧流路に排出する量を調節することで、コモンレールの圧力を調節する調圧弁がある。
例えば、特許文献１には、ソレノイドコイルの非通電時はコモンレールから排出される高圧燃料の流量が最大となる全開状態であり、ソレノイドコイルへの通電によって、アーマチャが軸方向一端側へ移動することにより弁体が閉弁方向に駆動されるノーマリオープンタイプの調圧弁が開示されている。

このようなノーマリオープンタイプの調圧弁では、断線等によってソレノイドコイルへの通電ができない状態になった場合に、全開状態で停止してしまうため、コモンレールの圧力が低下してしまい、エンジン始動に必要な圧力が得られず、退避走行ができない可能性があった。

特許第５２６０６７６号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、断線等によってソレノイドコイルへの通電ができない状態になった場合でも、コモンレールの圧力を退避走行が可能な圧力にできるノーマリオープンタイプの調圧弁を提供することを目的とする。

本発明の調圧弁は、以下に説明するアーマチャ、ケーシング、ロッド、及び弁体を備える。
アーマチャは、ソレノイドコイルへの通電により励磁されて軸方向一端側に移動するとともに、所定の付勢手段により軸方向他端側に付勢される。
ケーシングは、アーマチャを収容する。
ロッドは、アーマチャと一体的に変位する。
弁体は、ロッドの軸方向一端側に配されて、コモンレールからの高圧燃料を低圧側へ排出する流路を開閉する。

本発明の調圧弁はノーマリオープンタイプである。すなわち、ソレノイドコイルの非通電時は、コモンレールから排出される高圧燃料の流量が最大となる全開状態である。そして、ソレノイドコイルへの通電によって、アーマチャ及びロッドが軸方向一端側へ移動することにより、弁体が閉弁方向に駆動されてコモンレールから排出される高圧燃料の流量を絞る。これにより、コモンレール内の圧力を調節する。

そして、本発明の調圧弁は、ソレノイドコイルの非通電時に、アーマチャ及びロッドを軸方向一端側へ強制的に押し出し可能な押出手段を備える。

これによれば、断線等によってソレノイドコイルへの通電ができない状態になった場合でも、押出手段によってアーマチャ及びロッドを押し出すことで弁体を閉弁方向に動かすことが可能となる。このため、コモンレールから排出される高圧燃料の流量を絞ることができ、コモンレールの圧力を退避走行が可能な圧力にすることができる。

調圧弁の構成を示す断面図である（実施例１）。コモンレールに組み付けた調圧弁の側面図である（実施例１）。調圧弁の構成を示す断面図である（実施例１）。調圧弁の構成を示す断面図である（実施例２）。調圧弁の構成を示す断面図である（実施例３）。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例１〕
〔実施例１の構成〕
実施例１の調圧弁１を、図１〜図３を用いて説明する。
まず、調圧弁１が適用されるコモンレール式燃料噴射装置について説明する。
コモンレール式燃料噴射装置は、ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を供給するために用いられるものである。

コモンレール式燃料噴射装置は、高圧ポンプ（図示せず）から吐出された燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレール２（図２参照）、コモンレール２に蓄圧された燃料をエンジンの気筒内に噴射するインジェクタ（図示せず）等を備える。

高圧ポンプは、コモンレール２の燃料がエンジンの状態に応じた目標圧力で蓄圧されるように、燃料タンクの燃料を吸入して加圧し吐出するものである。

コモンレール２は、高圧ポンプの吐出口と高圧配管を介して接続され、加圧された燃料の供給を受けて燃料を高圧状態で蓄圧するとともに、インジェクタと高圧配管を介して接続され、燃料をインジェクタに供給する。すなわち、コモンレール２は、高圧の燃料を蓄圧する蓄圧容器として機能するとともに、高圧の燃料をインジェクタに分配する分配容器として機能する。

コモンレール２には、調圧弁１を介してコモンレール２から燃料タンク（低圧側）へ燃料を戻す低圧配管が接続されている。
調圧弁１は、コモンレール２から排出される燃料の流量を調節することで、コモンレール２の圧力の調節を行うバルブ装置である。

次に、調圧弁１の構成を説明する。調圧弁１の断面図においては、図示下側を軸方向一端側、図示上側を軸方向他端側という。

調圧弁１は、ハウジング３内で軸方向に摺動自在に支持されるロッド４と、ロッド４の軸方向一端に設けられた弁体５と、ロッド４を駆動する駆動装置としての電磁アクチュエータ６とを備える。

ハウジング３には、ロッド４が配される貫通孔９と、貫通孔９の軸方向一端に接続するバルブ室１０と、バルブ室１０に接続する第１ポート１１と第２ポート１２とが形成されている。

なお、本実施例では、ハウジング３が軸方向他端側から第１ピース１３、第２ピース１４、第３ピース１５の３つのピースからなっている。
第１ピース１３は、貫通孔９の一部が形成されるとともに後述する電磁アクチュエータ６の磁気回路の一部としても機能する。
第１ピース１３の軸方向一端側に接合される第２ピース１４は、貫通孔９の一部が形成される。
第２ピース１４の軸方向一端側に固定される第３ピース１５は、第１ポート１１と第２ポート１２とが形成される。
そして、第２ピース１４と第３ピース１５との間にバルブ室１０が形成されている。

バルブ室１０は、上述のように、第２ピース１４と第３ピース１５とで形成されており、内部には弁体５及び弁体５を押圧するロッド４の先端部が収容される。

第１ポート１１は、第３ピース１５の軸方向他端面に開口を有するようにロッド４と同軸に貫通して形成されている。第１ポート１１は、バルブ室１０とコモンレール２内の高圧燃料通路２ａとを連通している。第１ポート１１の開口縁には、弁体５が着座する弁座１６が形成されている。

第２ポート１２は、第３ピース１５の軸方向他端面に開口している。第２ポート１２はバルブ室１０と低圧配管との間を連通している。

ロッド４は、例えば、ステンレス鋼等の非磁性材料によって形成された円柱棒状のシャフトであり、貫通孔９に挿通されて、貫通孔９内に配される軸受部材１７によって軸方向に摺動自在に支持される。

弁体５は、例えば、ロッド４の軸方向一端側に配置されたボール弁であり、ロッド４により軸方向一端側へ押し付けられて弁座１６に着座するものである。
弁体５とロッド４とは別体であっても、一体であってもよい。

電磁アクチュエータ６は、通電時に磁界を形成するソレノイドコイル２０と、ソレノイドコイル２０への通電により励磁されて軸方向一端側に磁気吸引されるアーマチャ２１と、アーマチャ２１と共に磁気回路を形成するステータ２２と、アーマチャ２１を開弁方向（軸方向他端側）に付勢するスプリング２３とを備える。

アーマチャ２１は、磁性部材（例えば、鉄などの強磁性材料）で形成されており、ロッド４の後端部に固定されている。

ステータ２２は、磁性部材（例えば、鉄などの強磁性材料）で形成された第１ステータ２７及び第２ステータ２８とからなっている。
第１ステータ２７は、ソレノイドコイル内で、且つ、アーマチャ２１の軸方向一端側に配されている。本実施例では、第１ピース１３が第１ステータ２７を兼ねている。すなわち、第１ピース１３の外周にソレノイドコイル２０が配されている。

第２ステータ２８は、軸方向一端側に開口する有底円筒状を呈しており、ソレノイドコイル２０内に配されている。第２ステータ２８の筒内周には、アーマチャ２１が配され、アーマチャ２１の軸方向他端面は第２ステータ２８の底部２８ａと軸方向に対向している。

すなわち、第２ステータ２８は、アーマチャ２１を収容するケーシングとしての機能も有し、調圧弁１の外郭の一部をなす。
なお、底部２８ａの軸方向一端面の中央には、アーマチャ２１及びロッド４がスプリング２３の付勢力で戻される際の戻り位置を規制するストッパ３０が軸方向一端側に突出して設けられている。

〔調圧弁１の作動〕
この調圧弁１は、ノーマリオープンタイプであって、ソレノイドコイル２０に通電されていない状態では、スプリング２３によって、アーマチャ２１が開弁方向（軸方向他端側）に付勢されている。このとき、弁体５にはロッド４からの押圧力を受けないので、弁体５は弁座１６から離座しており、第１ポート１１が開放されている。そして、第１ポート１１から流入する燃料は、バルブ室１０、第２ポート１２を通って、低圧配管へと流れる。これにより、コモンレール圧が低下する。

そして、ソレノイドコイル２０に通電されると、スプリング２３の付勢力に抗してアーマチャ２１が軸方向一端側へ吸引され、アーマチャ２１と共にロッド４が軸方向一端側へ移動して、弁体５がロッド４に押圧されて、最終的に弁体５が弁座１６に着座する。これにより、第１ポート１１が閉鎖されて、低圧配管への燃料の流出が停止する。これにより、コモンレール圧が上昇する。

すなわち、ソレノイドコイル２０の非通電時は、コモンレール２から排出される高圧燃料の流量が最大となる全開状態である。そして、ソレノイドコイル２０への通電によって、アーマチャ２１及びロッド４が軸方向一端側へ移動することにより、弁体５が閉弁方向に駆動されてコモンレール２から排出される高圧燃料の流量を絞る。これにより、コモンレール内の圧力を調節する。

〔本実施例の特徴〕
調圧弁１は、ソレノイドコイル２０の非通電時に、アーマチャ２１及びロッド４を軸方向一端側へ強制的に押し出し可能な押出手段３５を備える。

押出手段３５は、第２ステータ２８の底部２８ａに形成された軸方向に貫通するネジ孔３７と、ネジ孔３７に螺合するネジ３８とを具備する。
本実施例では、底部２８ａの中央にネジ孔３７を設けており、ストッパ３０にもネジ孔３７の一部が通過する。

調圧弁１の通常利用時や出荷時の状態では、ネジ孔３７の一端からネジ３８の一端が突出しないねじ込み量でネジ３８がネジ孔３７に螺合している（図１参照）。
ネジ３８の長さは、最大ねじ込み時に、アーマチャ２１及びロッド４を軸方向一端側へ押し出すことの可能な長さに設定してある。

〔本実施例の作用効果〕
そして、断線等の理由でソレノイドコイル２０への通電ができなくなる異常が生じた場合には、修理作業者がネジ３８をねじ込んで、ネジ３８によりアーマチャ２１及びロッド４を軸方向一端側へ押し出す（図３参照）。なお、本実施例では、アーマチャ２１が筒状であって筒内部にロッド４が固定されているため、ネジ３８がロッド４の軸方向他端面に当接して、ロッド４及びアーマチャ２１を押し出す。

これにより、弁体５がロッド４によって押圧されて閉弁側へ移動し、第１ポート１１と第２ポート１２との間を流れる燃料の流量が絞られる。
このため、全開状態と比較して、コモンレール２から排出される燃料の流量が減るため、コモンレール２内の圧力を高く維持することが可能となる。従って、ソレノイドコイル２０への通電ができない状況においても、退避走行が可能となる。

すなわち、本実施例によれば、断線等によってソレノイドコイル２０への通電ができない状態になった場合でも、修理作業者等が押出手段３５によってアーマチャ２１及びロッド４を押し出すことで弁体５を閉弁方向に動かすことが可能となる。このため、コモンレール２から排出される高圧燃料の流量を絞ることができ、コモンレール２の圧力を退避走行が可能な圧力にすることができる。
また、本実施例ではネジ３８をねじ込むという簡易な作業で、コモンレール２から排出される高圧燃料の流量を絞ることができる。

なお、本実施例では、ネジ３８の頭部が第２ステータ２８に当接したときが最大ねじ込み時となるが、この最大ねじ込み時にコモンレール２の圧力が退避走行可能な圧力に維持される弁開度となるように、ネジ３８の長さが設定されている。

〔実施例２〕
実施例２の調圧弁１を、実施例１とは異なる点を中心に、図４を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。

押出手段３５は、第２ステータ２８の底部２８ａに形成された軸方向に貫通する圧入孔４１と、圧入孔４１に圧入されるピン４２とを具備する。
本実施例では、底部２８ａの中央に圧入孔４１を設けており、ストッパ３０にも圧入孔４１の一部が通過する。

調圧弁１の通常利用時や出荷時の状態では、圧入孔４１の他端からピン４２の他端が突出し、圧入孔４１の一端からピン４２の一端が突出しない状態で、ピン４２が圧入孔４１に圧入されている。

そして、断線等の理由でソレノイドコイル２０への通電ができなくなる異常が生じた場合には、修理作業者等がピン４２を軸方向一端側へ進行させて、ピン４２によりアーマチャ２１及びロッド４を軸方向一端側へ押し出す（図４参照）。

ピン４２の長さは、第２ステータ２８の軸方向他端面とピン４２の軸方向他端面とがほぼ面一になるまで圧入したときに、コモンレール２の圧力が退避走行可能な圧力に維持される弁開度となるように設定されている。

本実施例によっても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

〔実施例３〕
実施例３の調圧弁１を、実施例１とは異なる点を中心に、図５を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。

押出手段３５は、第２ステータ２８の底部２８ａに形成された軸方向に貫通する貫通孔４５と、貫通孔４５に配されたボール４６とを具備する。
貫通孔４５は段付孔であり段部４５ａを介して軸方向一端側が径大となっている。そして、段部４５ａの軸方向一端側の径大孔にはストッパ３０が圧入固定されている。そして、段部４５ａの軸方向他端側の径小孔にはボール４６が配されている。

断線等の理由でソレノイドコイル２０への通電ができなくなる異常が生じた場合には、修理作業者等がボール４６を軸方向一端側へ押し込み、ストッパ３０を移動させる。これにより、ストッパ３０を介してアーマチャ２１及びロッド４が軸方向一端側へ押し出される（図５参照）。

ボール４６の直径は、第２ステータ２８の軸方向他端面とボール４６の軸方向他端とがほぼ同じ軸方向位置になるまで押し込んだときに、コモンレール２の圧力が退避走行可能な圧力に維持される弁開度となるように設定されている。

〔変形例〕
押圧手段３５は、実施例１〜３に例示したもの以外にも様々の態様を取りうる。
例えば、底部２８ａに可動壁を設けて、第２ステータ２８の外側からの操作（ねじ込み、圧入等）によって可動壁を動かすことにより、可動壁を介してアーマチャ２１及びロッド４を動かしてもよい。

１調圧弁、２コモンレール、４ロッド、５弁体、２０ソレノイドコイル、２１アーマチャ、２３スプリング（付勢手段）、２８第２ステータ（ケーシング）、２８ａ底部（対向部）、３５押圧手段

Claims

ソレノイドコイル（２０）への通電により励磁されて軸方向一端側に移動するとともに、所定の付勢手段（２３）により軸方向他端側に付勢されるアーマチャ（２１）と、
このアーマチャ（２１）を収容するケーシング（２８）と、
前記アーマチャ（２１）と一体的に変位するロッド（４）と、
前記ロッド（４）の軸方向一端側に配されて、コモンレール（２）からの高圧燃料を低圧側へ排出するための流路を開閉する弁体（５）とを備え、
前記ソレノイドコイル（２０）の非通電時は、前記コモンレール（２）から排出される高圧燃料の流量が最大となる全開状態であり、
前記ソレノイドコイル（２０）への通電によって、前記アーマチャ（２１）及び前記ロッド（４）が軸方向一端側へ移動することにより、前記弁体（５）が閉弁方向に駆動されて前記コモンレール（２）から排出される高圧燃料の流量を絞り、前記コモンレール（２）内の圧力を調節する調圧弁において、
前記ソレノイドコイル（２０）の非通電時に、前記アーマチャ（２１）及び前記ロッド（４）を軸方向一端側へ強制的に押し出し可能な押出手段（３５）を備えることを特徴とする調圧弁。
請求項１に記載の調圧弁において、
前記押出手段（３５）は、
前記ケーシング（２８）の前記アーマチャ（２１）の軸方向他端側に対向する対向部（２８ａ）に形成された軸方向に貫通するネジ孔（３７）と、
前記ネジ孔（３７）に螺合するネジ（３８）とを具備し、
前記ネジ（３８）をねじ込むことによって前記アーマチャ（２１）及び前記ロッド（４）を押し出すことを特徴とする調圧弁。
請求項１に記載の調圧弁において、
前記押出手段（３５）は、
前記ケーシング（２８）の前記アーマチャ（２１）の軸方向他端側に対向する対向部（２８ａ）に形成された軸方向に貫通する圧入孔（４１）と、
前記圧入孔（４１）に圧入されるピン（４２）とを具備し、
前記ピン（４２）を圧入することによって前記アーマチャ（２１）及び前記ロッド（４）を押し出すことを特徴とする調圧弁。
請求項１に記載の調圧弁において、
前記押出手段（３５）は、
前記ケーシング（２８）の前記アーマチャ（２１）の軸方向他端側に対向する対向部（２８ａ）に形成された軸方向に貫通する貫通孔（４５）と、
前記貫通孔（４５）に挿入されたボール（４６）とを具備し、
前記ボール（４６）を押し込むことによって、前記アーマチャ（２１）及び前記ロッド（４）を押し出すことを特徴とする調圧弁。