JP2743275B2

JP2743275B2 - 電磁弁

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Publication number: JP2743275B2
Application number: JP63329278A
Authority: JP
Inventors: 賢一久保
Original assignee: 株式会社ゼクセル
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JPH02176289A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、例えばユニットインジェクタに用いるの
に好適な電磁弁に関するものであり、さらに詳しくは加
圧された燃料を燃料タンクにスピルさせる場合等に用い
るのに好適な電磁弁に関する。

［従来の技術］一般に、ユニットインジェクタにおいては、燃料加圧
室内の燃料をプランジャによって加圧して燃料噴射ノズ
ルから噴射させる一方、加圧した燃料を電磁弁を介して
燃料タンク等の燃料の低圧側へスピルさせることによ
り、燃料の噴射を終了させるようにしている（実開昭62
−115589号公報、特開昭62−159746号公報参照）。

このような燃料のスピルに用いられる電磁弁として
は、例えば第４図に示すものがある。第４図に示す電磁
弁１は、ユニットインジェクタ２に組み込まれたもので
あり、ユニットインジェクタ２の装置本体201には、電
磁弁１の弁本体101が螺合固定されている。この弁本体1
01の中央部には、上下に貫通する弁収納孔102が形成さ
れており、この弁収納孔102の下端部内周面には、環状
凹部103が形成され、下端開口部には弁座104が形成され
ている。

また、弁収納孔102には、弁体105が摺動自在に挿入さ
れている。この弁体105の外周面には、環状凹部103と対
向する箇所に環状溝106が形成されている。この環状溝1
06と環状凹部103とによって燃料供給戻り室107が形成さ
れている。この燃料供給戻り室107は、導入孔108および
装置本体201に形成された高圧通路202を介して燃料加圧
室203に連通されている。また、弁体105は、ソレノイド
109が励磁すると、その磁力によって弁座104に着座する
一方、ソレノイド109が消磁すると、バルブばね110の付
勢力によって弁座104からリフトするようになってい
る。弁体105がリフトすると、燃料供給戻り室107がスピ
ル室204と連通し、さらに低圧通路205を介して燃料タン
ク（図示せず）に連通される。

このように構成された電磁弁１は、次のようにしてユ
ニットインジェクタ２の燃料噴射終了時期を制御する。

ユニットインジェクタ１のプランジャ206の下動初期
においては、ソレノイド109に通電されており、ソレノ
イド109の磁力によって弁体105が弁座104に着座せしめ
られている。したがって、プランジャ206の下動によっ
て加圧された燃料加圧室203内の燃料は、圧送通路207を
介して燃料噴射ノズル（図示せず）に圧送され、燃料噴
射ノズルから噴射される。プランジャ206の下動後期に
おいて、燃料噴射量が所望の噴射量に達すると、ソレノ
イド109に対する通電が停止され、弁ばね110の付勢力に
よって弁体105がリフトする。すると、燃料供給戻り室1
07内の燃料がスピル室204を介して燃料タンクに流出す
る。この結果、燃料加圧室203内の圧力が低下し、燃料
噴射が終了する。

［発明が解決しようとする課題］上記構成の電磁弁においては，弁体105が弁座104に着
座した状態では、第５図に示すように、燃料供給戻り室
107内の圧力が均一になっており、弁体105の環状溝106
の壁面には圧力が均等に作用している。しかも、弁座10
4の最小径D₁と弁収納孔102の直径D₂とが同一直径になっ
ているから、弁体105の軸線方向に作用する押圧力は相
殺される。したがって、見掛け上、燃料供給戻り室107
内の燃料によって弁体105がその軸線方向へ押圧される
ことはない。

ところが、第６図に示すように、弁体105がリフトす
ると、その瞬間には、燃料供給戻り室107がスピル室204
に連通することにより、燃料供給戻り室107内の圧力が
弁座104側へ向かうにしたがって低下し、弁座104側の圧
力が上部側の圧力よりも低くなる。この差圧に基づい
て、弁体105が着座移動方向（上方）へ向かって押圧さ
れる。したがって、弁体105のリフト速度が低下し、全
開状態になるまでに時間がかかる。このため、燃料の噴
射切れが悪化するという問題があった。

この発明は、上記問題を解決するためになされたもの
で、開弁の際に、燃料等の高圧流体によって弁体が着座
移動方向へ向かって押圧されるのを防止することがで
き、したがって弁体を高速でリフト移動させることがで
きる電磁弁を提供することを目的とする。

［課題を達成するための手段］この発明は、上記の目的を達成するために、軸状をな
し、一端部に他端側を向く環状の弁座が形成されるとと
もに、外周面に前記弁座に対して他端側に続く環状の凹
部が形成された弁本体と、この弁本体の上記弁座より他
端側の外周面に摺動自在に嵌合され、前記弁座に着座し
たときに前記凹部を密閉する筒状をなす弁体とを備え、
前記弁本体の内部に一端が前記凹部に開口し、他端が弁
体から露出した弁本体の外面に開口する導入路が形成さ
れたことを特徴とするものである。

［作用］弁体が弁座からリフトすると、凹部内が弁座と弁体と
の間を介して外部と連通し、導入路から凹部内に導入さ
れた作動油が外部に流出する。その結果、凹部内におけ
る圧力が弁座側で低く、弁座から離間した側で高くな
り、凹部内に差圧が発生する。このとき、弁体のリフト
方向が弁座から離間する方向であり、弁体は高圧側へリ
フトする。したがって、弁体は、差圧によってリフト方
向へ押圧されることはあっても、弁座側へ押圧されるこ
とはない。例えば、凹部に臨む弁体の内周面が単なる円
筒面である場合には、弁体は差圧によって軸線方向（着
座、リフト方向）へ押圧されることはない。また、凹部
に臨む弁体の内周面に環状の凹部等が形成されている場
合には、その凹部の両側面が弁体の軸線方向を向く受圧
面となるが、凹部内の圧力が弁座側で低く、弁座から離
間した側で高いから、弁体は凹部内の差圧によってリフ
ト方向へ向かって押圧される。

このように、弁体の開弁時に生じる凹部内の差圧によ
って弁体が着座移動方向へ向かって押圧されることがな
いので、弁体を高速でリフト移動させることができる。

［実施例］以下、この発明の実施例について第１図ないし第３図
を参照して説明する。

第１図はこの発明に係る電磁弁3Aを示すものであり、
符号301はケーシングである。このケーシング301は、底
壁を有する断面円形の筒状に形成されており、その上端
開口部が蓋体302によって遮蔽されている。この蓋体302
によって上端開口部が遮蔽されることにより、ケーシン
グ301の内部に低圧室303が形成されている。この低圧室
303は、ケーシング301の底壁に形成された貫通孔304に
よって外部に連通されている。なお、ケーシング301の
下部外周面には、電磁弁3Aをそれが用いられる装置等に
取り付けるためのねじ部305が形成されている。

また、ケーシング301の底壁中央部には、軸状をなす
弁本体306がその軸線を上下方向に向けて貫通固定され
ている。この弁本体306は、ケーシング301の底壁に貫通
固定された円柱状の軸部307と、軸部307より大径に形成
された頭部308とから構成されている。頭部308の下端部
には、下方へ向かうにしたがって小径となるテーパ面に
形成された弁座309が形成されている。この弁座309に臨
むようにして、軸部307の上端部には、環状凹部（凹
部）310が形成されている。また、弁本体306の内部に
は、導入路311が形成されている。この導入路311の一端
は、環状凹部310に開口し、他端はケーシング301から外
部に突出した軸部307の下端面中央部に開口している。

また、弁本体306には、弁体312が摺動自在に設けられ
ている。この弁体312は、弁本体306の軸部307に摺動自
在に嵌合する小径筒部313と、この小径筒部313の上端部
に連設され、下端側から上端側へ向かうにしたがって漸
次大径となるテーパ部314と、頭部308より大きな直径を
もってテーパ部314に連設された大径筒部315と、この大
径筒部31の上端部に、その開口部を遮蔽するとともに、
径方向外方へ突出するようにして形成されたアーマチュ
ア部316とから構成されている。小径筒部313の内周面と
テーパ部314の内周面との交差部が弁座309に着座するよ
うになっており、着座状態においては、小径筒部313に
よって環状凹部310が密閉されている。また、頭部308と
大径筒部315とアーマチュア部316とによってスピル室31
7が区画形成されている。このスピル室317は、弁体312
が弁座309からリフトすると、環状凹部310に連通する一
方、大径筒部315とアーマチュア部316とにそれぞれ形成
された貫通孔318,319を介して低圧室303に連通されてい
る。

また、弁体312のアーマチュア部316と蓋体302との間
には、弁体312を下方へ付勢する弁ばね320が配設されて
いる。この弁ばね320の付勢力に抗して弁体312を上動さ
せて弁座309に着座させるために、ソレノイド321および
ステータ322がアーマチュア部316と対向して配置されて
いる。

第２図は、上記構成の電磁弁3Aが組み込まれたユニッ
トインジェクタ４を示すものであり、ユニットインジェ
クタ４の装置本体401には、装着孔402が形成されてい
る。この装着孔402は、ケーシング301がねじ込まれ、装
着孔402の底面に弁本体306の下端面が突きあたった状態
で固定されている。固定状態においては、導入路311が
高圧通路403を介して燃料加圧室404に連通されている。
また、低圧室303は、貫通孔304、ケーシング301と装着
孔402の底部との間に形成された空間Ｓ、低圧通路405お
よびリークストッパ溝406を介して燃料タンクＴに接続
されている。

上記構成において、プランジャ407が下動し、燃料供
給ポート408を遮蔽すると、燃料加圧室404内の燃料が加
圧される。このとき、ソレノイド321に通電されてお
り、弁体312が弁座310に着座している。よって、環状凹
部310からスピル室317へ燃料が流出することは。したが
って、加圧された燃料は圧送路409を介して燃料噴射ノ
ズルに圧送され、機関の燃焼室（いずれも図示せず）に
噴射される。

プランジャ407の下動終期にソレノイド321に対する通
電が停止すると、弁ばね320の付勢力によって弁体312が
弁座309からリフトする。すると、環状凹部310がスピル
室317と連通し、ひいては燃料タンクＴに連通する。こ
の結果、燃料加圧室404内の圧力が低下し、燃料噴射が
終了する。

弁体312がリフトした瞬間、環状凹部310内の圧力は、
弁座309側で低く、弁座309から下方へ離間するにしたが
って高くなる。この点は、前述した従来例と同様であ
る。ところが、この実施例の電磁弁3Aにおいては、弁体
312の内周面が一定直径に形成されているから、弁体312
が環状凹部310内の燃料によって軸線方向へ押圧される
ことがない。したがって、弁体312は、ソレノイド321に
対する通電が停止すると、弁ばね320の付勢力によって
高速でリフトする。

また仮に、環状凹部310と対向する弁体312の内周面に
例えば環状の溝が形成され、この結果弁体306をリフト
移動方向と着座移動方向とにそれぞれ押圧する受圧面が
形成されたとしても、リフト時には弁体312が環状凹部3
10の圧力の低い側から高い側へ向かって移動するように
なっているから、弁体312をリフト移動方向へ押圧する
受圧面に作用する圧力が弁体312を着座移動方向へ押圧
する受圧面に作用する圧力よりも必ず高くなる。したが
って、そのような場合には、弁体312が弁ばね320によっ
てリフト移動方向へ押圧されるのみならず、燃料によっ
て同方向へ押圧される。したがって、弁体312はより一
層高速でリフトすることになる。

いずれにしても。弁体312は環状凹部310内に生じる圧
力勾配によって着座移動方向へ押圧されることがない。
したがって、弁体312は高速でリフトする。

なお、弁体312は、リフト移動時、アーマチュア部316
が頭部308に突き当たることによって停止する。

次に、第３図に示すこの発明の他の実施例について説
明する。

第３図に示す電磁弁3Bにおいては、弁体323が筒部324
とこの筒部324の上端部外周面に形成されたアーマチュ
ア部325とから構成されており、筒部324の上端開口部が
アーマチュア部325によって遮蔽されていない。したが
って、電磁弁3Aにおけるスピル室317に相当するものが
形成されておらず、弁体323のリフト時には、作動流体
が環状凹部310から低圧室303内に直接流出するようにな
っている。また、ケーシング301は、下端部が開口して
おり、その開口部から低圧室が直接外部に開放されてい
る。さらに、弁本体306の下端部にはストッパ326が設け
られており、リフト時にストッパ326に突き当たること
によって弁体323が停止するようになっている。

なお、上記以外の構成については、その説明を省略す
る。

このように、弁体323のリフト時に環状凹部310を低圧
室303に直接連通させるようにした電磁弁3Bにおいて
は、電磁弁3Aに比して、リフト時に弁体323が着座移動
方向へ押圧されるのをより一層確実に防止することがで
きる。

すなわち、前述した電磁弁3Aにおいては、環状凹部31
0内の燃料がスピル室317に流入した瞬間にスピル室317
の圧力が上昇する。この圧力によってアーマチュア部31
6が着座移動方向へ押圧される。このため、弁体312のリ
フト速度が低下するおそれがある。

この点、電磁弁3Bにおいては、スピル室が形成されて
おらず、環状凹部310の作動流体が低圧室303へ直接流出
するようになっているから、弁体323が着座移動方向へ
向かって押圧されることがない。しかも、環状凹部310
から流出した作動流体は、ステータ322とアーマチュア
部325との間に流れ込み、そこの圧力を上昇させる。こ
の圧力によってアーマチュア部325がリフト移動方向へ
向かって押圧される。したがって、弁体323をより一層
高速でリフトさせることができる。

なお、上記の実施例においては、弁ばね319によって
弁体312（323）をリフトさせ、ソレノイド320によって
着座させるようにしているが、弁体312（323）を弁ばね
319によって着座させ、ソレノイド320によってリフトさ
せるようにしてもよい。

［発明の効果］以上説明したように、この発明の電磁弁によれれば、
弁本体を軸状に形成する一方、弁体を筒状に形成し、弁
本体に形成された凹部を弁座に着座した弁体によって遮
蔽するようにしたから、弁体のリフト時には凹部内の圧
力がリフト方向に向かって高くなる。したがって、弁体
が凹部内の差圧によって着座移動方向へ押圧されるのを
防止することができ、これによって弁体を高速でリフト
させることができるという効果が得られる。また、弁体
のリフト速度を向上させることができる結果、この発明
の電磁弁をユニットインジェクタのスピル用に用いれ
ば、燃料の噴射切れを向上させることができるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
第１図に示す電磁弁が組み込まれたユニットインジェク
タの一部を省略して示す縦断面図、第３図はこの発明の
他の実施例を示す縦断面図、第４図は従来の電磁弁が組
み込まれたユニットインジェクタの一部を省略して示す
縦断面図、第５図は第４図に示す電磁弁の弁体が着座し
た状態を示す拡大断面図、第６図は第４図に示す電磁弁
の弁体がリフトした状態を示す拡大断面図である。 3A,3B…電磁弁、306…弁本体、309…弁座、310…環状凹
部（凹部）、311…導入路、312,323…弁体、320…弁ば
ね、321…ソレノイド。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸状をなし、一端部に他端側を向く環状の
弁座が形成されるとともに、外周面に前記弁座に対して
他端側に続く環状の凹部が形成された弁本体と、この弁
本体の上記弁座より他端側の外周面に摺動自在に嵌合さ
れ、前記弁座に着座したときに前記凹部を密閉する筒状
をなす弁体とを備え、前記弁本体の内部に一端が前記凹
部に開口し、他端が弁体から露出した弁本体の外面に開
口する導入路が形成されたことを特徴とする電磁弁。