JP3145108B2 - 電磁弁、特に燃料噴射ポンプ用の電磁弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念記載の電磁弁に関す
る。ドイツ連邦共和国特許第2503345号明細書により公
知のこのような電磁弁においては、閉鎖部材はドラッグ
カップリングを介して電磁弁の可動子と結合されてお
り、可動子の閉鎖部材中に突入している端面が、弁部材
として構成されている。従って、可動子が、戻しばねの
影響下で閉鎖部材を閉鎖位置にもたらす、もしくはもた
らした時に、弁部材が、孔を介する吸込導管部分の間の
接続を遮断する。電磁弁の開放時には、電磁石の電磁力
の作用下で、可動子は、閉鎖部材の座から持ち上げら
れ、孔を開放し、次回の行程の経過時になってはじめ
て、閉鎖部材をドラッグカップリングを介してその座か
ら持ち上げる。それ故、戻しばねと、座の上流側の吸込
導管における圧力との両方によって負荷されている閉鎖
部材の開放のための力は、その前に孔を介して圧力補償
が行われるために、小さく保たれることが可能である。

しかし、上記公知の形式の電磁弁においては、一定の
前提条件下で、次のようなことも起こりうる。すなわ
ち、閉鎖部材が閉鎖位置にもたらされているとき、この
閉鎖部材は、ポンプ作業室からの圧力衝撃によって、燃
料噴射ポンプの残りの吐出行程の過程中および、吸込導
管とポンプ作業室との間の接続開放後に、負荷される。
この圧力衝撃は、次のことを招くことがある。すなわ
ち、閉鎖部材が座から持ち上げられ、その時吸込導管を
介して短時間にポンプ作業室の再充填過程が行われうる
ようになる。ポンプ作業室に流入するこの燃料量は、更
に、ポンププランジャの次の吐出行程時に、噴射装置に
もたらされてしまい、これによって、燃料送出停止のた
めに働く電磁弁の目的は達成されない。特に、燃料噴射
ポンプの制御における、その他の故障の際、内燃機関が
暴走してしまう可能性がある。

発明の利点 請求項１の特徴部分記載の、本発明による電磁弁は、
上記の電磁弁に対して、次のような利点を有している。
すなわち本発明による電磁弁では、衝撃による閉鎖部材
の持ち上げ、ひいてはポンプ作業室への相応に多量の燃
料流入が阻止される。それというのは本発明では圧力衝
撃は、小さなオーバーフロー横断面だけしか開放させな
い弁部材の開放によって消滅させられるからである。

請求項２以下に記載の手段によって、請求項１に記載
の電磁弁の有利な改良が可能である。特に、請求項４お
よび５に記載の構成によって、小さな慣性で閉鎖位置に
達することができる、質量の小さな小型の弁部材が得ら
れる。これにより、弁部材の持ち上げ後に起こる逆流効
果は最小になる。従って、冒頭に述べたような欠点は、
著しく回避される。

図面 本発明の実施例は、図面中に示されており、以下の実
施例の記述中に詳細に説明されている。図１は、本発明
による電磁弁が挿入されている燃料噴射ポンプの部分的
な縦断面図である。図２は、図１のII−II線に沿った部
分的な断面図である。図３は、本発明による電磁弁を拡
大して示す縦断面図である。

実施例の記述 図１に示されている、多シリンダ内燃機関用の燃料噴
射ポンプでは、ケーシング１内にシリンダバレル２が挿
入されている。シリンダバレル２のシリンダ孔３中でポ
ンププランジャ４は、燃料噴射ポンプの図示されていな
い駆動装置およびカム駆動装置により、往復運動させら
れると同時に回転運動させられる。その運動について
は、図中の矢印が示すとおりである。ポンププランジャ
４は、シリンダ孔３内で端面側でポンプ作業室６を閉鎖
している。ポンプ作業室６には、ポンププランジャ４の
端面７から出発していて充填溝８として働く複数の長手
方向溝を介して、ポンププランジャ４の吸込行程の際に
燃料が供給される。図１のII−II線に沿った断面図であ
る図２から判るように、充填溝８は、互いに均一な角度
距離を置いてポンププランジャ４の周面全体にわたって
分配配置されている。図２ではそれら複数の充填溝８の
うち４つの溝が表されており、これら４つの充填溝８は
この分配型燃料噴射ポンプによって、ここでは４つの噴
射ノズルに交互に燃料供給するための、ポンププランジ
ャ１回転につき４回行われる吸込行程に対応している。
吸込行程の間、充填溝８は、それぞれ１つずつ横方向で
シリンダ孔３に開口している吸込導管10と接続される。
吸込導管10は、燃料噴射ポンプのケーシング１内におい
て閉鎖されているポンプ吸込室11と接続している。ポン
プ吸込室11には、燃料フィードポンプ12によって、燃料
タンク14から燃料が供給される。燃料は有利には回転数
に関連した圧力下にあり、燃料噴射ポンプと共に回転数
同期的に駆動される燃料フィードポンプ12に対して並列
に位置する圧力制御弁15によって、付加的に制御され
る。

ポンププランジャ４の、ポンプ作業室６とは反対側に
位置している端部は、上記ポンプ吸込室11中に突入して
おり、そこで駆動装置（図示せず）と接続している。吸
込室の内部においてポンププランジャ４の周面には、環
状スライダ17が摺動可能に配置されている。この環状ス
ライダ17は、公知の構成態様の調速機（図示せず）によ
って、調節レバー18を介して公知のように摺動すること
ができ、このとき、ポンププランジャ４における横方向
孔19の流出開口部を制御している。横方向孔19は、ポン
ププランジャ４内の長手方向通路20と接続している。長
手方向通路20は、ポンププランジャ４の端面７から軸線
方向に延びており、袋孔として終わっている。この長手
方向通路20からはまた、半径方向孔21が分岐している。
半径方向孔21は、ポンププランジャ４の周面における分
配開口すなわちここでは分配溝22に、通じている。この
分配溝の高さで、シリンダ孔３から複数の噴射導管23が
分岐している。これらの噴射導管23は例えば、圧力弁を
介してそれぞれ噴射弁25へ通じている。これらの噴射導
管23は、燃料供給される噴射弁25の数に応じて、シリン
ダ孔３の全周にわたって分配配置されている。本実施例
では４つの噴射弁25が設けられており、ポンププランジ
ャは１回転ごとに４回の吐出行程を行う。

ポンププランジャ４の各吸込行程の間にポンププラン
ジャ４が、その時吸込導管10に合致した充填溝８を介し
てポンプ吸込室11から燃料を吸い込むことにより、ポン
プ作業室６は、次の吐出行程の開始時には燃料で充たさ
れている。負荷位置では環状スライダ17は、横方向溝19
の燃料流出部を閉鎖し、ポンププランジャ４の次の吐出
行程の際およびポンプ作業室６での充填溝８の再閉鎖後
に、燃料は高圧となる。するとこの燃料は長手方向通路
20と、噴射導管23のうちの１つとを介して対応する燃料
噴射弁に供給されて噴射される。高圧噴射を終了させる
ために、環状スライダ17によって予め規定された１行程
に対して、横方向孔19が環状スライダ17との合致から抜
け出る。従って、ポンプ作業室６はこのとき、長手方向
溝20と横方向溝19とを介して、ポンプ吸込室11に向かっ
て放圧され、ポンププランジャ４の吐出圧は噴射弁25の
開放圧を下回り、よって高圧噴射は中断される。

内燃機関を停止させるためまたは高圧噴射を終了させ
るために、さらに吸込導管10には電磁弁27が設けられて
いる。この電磁弁27の閉鎖部材28は、扁平座として構成
された弁座29と協働している。この弁座29に閉鎖部材28
は、電磁弁27の消磁時に戻しばねの力によって接触して
いる。弁座29は、ポンプ作業室側の小さな直径の段付け
孔部分31から大きな直径の段付け孔部材30への、段付け
孔の移行部に位置している。大きな直径の段付け孔部分
30は外部から挿入されている電磁弁を受容している。大
きな直径の段付け孔部分30から吸込導管10は更にポンプ
吸込室11に通じている。小さい直径の段付け孔部分31
は、シリンダバレル２の切欠き32に開口している。この
切欠き32からは、方形横断面をした吸込導管部分33が、
シリンダ孔３に開口している。

電磁弁27は、図３に詳細に示されている。電磁弁27の
ケーシング38内には、電磁コイル39と、この電磁コイル
によって取り囲まれているガイドスリーブ40とが配置さ
れている。このガイドスリーブ40内へは、電磁コア41が
突入している。このガイドスリーブ40内にはまた、戻し
ばね43によって負荷されている可動子42が摺動可能に設
けられている。電磁弁27の、可動子42とは反対側におい
て、弁ケーシング38は、プラスチック製部材44によって
閉鎖されている。このプラスチック製部材44を貫通し
て、給電部45は電磁コイル39へ通じている。弁ケーシン
グ38と電磁コイル39との間にあるスペースは、プラスチ
ックで充電されている。これにより、内燃機関から伝達
される振動が、弁の部材、特に電気的接続部材の解離を
もたらすことが阻止される。コア41と可動子42とは、互
いに向き合っている端面側で円錐状に構成されている。
これにより、電磁弁27の使用にとって必要な大きな行程
の際でも、電磁力の良好な伝達が得られる。可動子42
は、同時に弁部材としても役立つ。つまりこの場合、ガ
イドスリーブ40から、比較的大きな直径を有する段付け
孔部分30内へ突入している可動子端部は、閉鎖部材28と
して構成されている。このために、可動子42の、この端
部には、弾性シール材よりなる、帽子形状をしたキャッ
プが加硫結合されている。このキャップ47は、可動子42
の閉鎖部材28が、消磁時に戻しばね43の力によって閉鎖
位置にもたらされた際に、環状の外部縁48で弁座29の端
面と接触する。

可動子42は、段付け孔部分31に対して同軸的に、キャ
ップ47の端面を貫通して延びている孔50を有している。
この孔50は、球状に構成されていてもよい。円錐状の弁
座52を介して比較的大きい直径の受容孔53に開口してい
る。この受容孔53は、ほぼ均一の直径を保ちながら、コ
ア41とは反対側に位置していて円錐状に形成されている
可動子42端面の流出部まで連続している。この受容孔53
には、戻しばね43が配置されている。この戻しばね43
は、一方の端面側で相応に円錐状に構成されているコア
41の段部に支持されており、かつ、他方の側では、受容
孔53に嵌め込まれているスリーブに支持されている。ま
た別の態様で受容孔53内に固定することもできるこのス
リーブは、戻しばね43とは別の側において、閉鎖ばね57
が支持されていることから、中間ばね受け55と呼ぶこと
ができる。閉鎖ばね57は、圧縮ばねとして構成されてい
て、中間ばね受け55側とは別の端部で、受容孔53内部を
摺動可能なばね受け58に接触する。ばね受け58は、孔50
の側の端面に切欠き60を有している。この切欠き60内に
おいて、弁部材として働く球61がセンタリングされる。
球61は、切欠き60とは反対の側では、閉鎖位置で、受容
孔53と孔50との間の円錐状の弁座52に接触する。有利に
は、ばね受け58は、プラスチックより成り、閉鎖ばね57
側にピン63を有する。このピン63は、中間ばね受け55に
おける中心開口部64を貫通して延びていて、そこで案内
される。中間ばね受け55は、その周囲に切欠き67を有し
ている。これにより、中間ばね受け55の移動または可動
子42の移動の際にも燃料は絞られず、燃料の動きは、妨
げられることなく中間ばね受け55を通過することができ
る。受容孔53からは、横方向開口部66が分岐している。
この横方向開口部66を介して、弁部材が持ち上げられて
いるときには、吸込導管10の弁材29上流側部分と、弁座
29下流側部分とは、たとえ閉鎖部材28が閉鎖位置にあっ
ても、互いに接続されている。また、この横方向開口部
66を介して、可動子42による閉鎖部材28の開放時には、
可動子42によって押し除けられる燃料は、流出すること
ができる。

相応に寸法決めされた閉鎖ばね57を用いた際の、球61
とばね受け58との小さな質量により、孔50の、つまり両
吸込導管部分の間における接続部の、極めて短時間でヒ
ステリシスのない開放と再閉鎖とが可能となる。これに
よって、仮に、一時的な圧力衝撃に基づいて、弁部材が
開放位置に移動させられているときであっても、比較的
多量の燃料が、ポンプ作業室６から圧力均衡のためにオ
ーバーフローすることが防止される。そしていずれにせ
よ、段付け孔部分31の著しく大きい方の直径を制御して
いる閉鎖部材28が、その座から持ち上げられることが阻
止される。これによって、内燃機関が暴走してしまう危
険は避けられる。内燃機関の暴走の危険が生じるのは主
に、次のようなときである。すなわち、環状スライダ17
が極めて高い位置で、ポンプ作業室６に向かって摺動さ
せられていて、例えばその位置でひっかかって動かなく
なっているような場合である。このとき、ポンプ吸込室
11に向かって放圧が行われる残余行程は、極めて小さく
なるかまたは全く行われないために、ポンププランジャ
４から吐出可能な燃料の全量またはほぼ全量が、ポンプ
作業室６から噴射装置へ達してしまう。更にまた、内燃
機関暴走の危険が生じるのは、次の場合である。すなわ
ち、噴射調節に基づいて、ポンププランジャ４の回転位
置に関して吐出行程が遅延して行われ、よって充填溝８
が、すでにポンププランジャ４の上死点で、またはそれ
より早期に、ポンプ作業室６と吸込導管10、31、32、33
との間の接続状態を作りだしてしまう場合である。これ
により、切欠き32内と、この切欠き32に接続している。
比較的小さな直径の段付け孔部分31内とに急激に、高圧
力下の燃料が流入する。この高圧下の燃料は、閉鎖部材
28に衝撃的に作用し、これを持ち上げようとする。従っ
て、弾性的な燃料媒体の貯蔵能力によって、比較的大き
な燃料量は、特に、負圧が閉鎖部材28の開放時に再び吸
込導管10を介して圧力補償されるときに、シリンダ孔３
と弁座29との間のスペースに蓄えられうる。この蓄えら
れた燃料量は、切欠き32と、この切欠きに隣接している
範囲31、33およびポンプ作業室６とにおける燃料圧が、
相応して低下する次の吸込行程の際に、ポンプ作業室６
に流入する。充填溝８によって吸込導管部分33が閉鎖さ
れた後では、弁座までの範囲において比較的低い圧力の
燃料容量が残余しており、それ以前にそこに高圧下で蓄
えられていた燃料の大部分は、ポンプ作業室６へ達して
いる。このポンプ作業室６から、次の圧力行程の際に、
特に、ポンプ作業室６が環状スライダ17を介して放圧さ
れ得ないときに、燃料は再び噴射装置に達することがで
きる。吸込導管部分33およびそこから連続しているスペ
ースの再開放制御の際の吐出行程の終了時に、圧力衝撃
は再び閉鎖部材28に持ち上げを生ぜしめ、よって前述し
たように、燃料の、圧力補償と、ポンプ作業室６への燃
料の再流入とがもたらされる。この過程は今や、本発明
の解決方法によって著しく回避される。従って、燃料噴
射の確実な遮断が達成される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トルンク，ラインハルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―7141 シュヴィ ーベルディンゲン ヘルマン―エッシヒ ―シュトラーセ 94 (72)発明者 シュプレンガー，クルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―7132 イリンゲ ン―シュッツィング ヴァインシュトラ ーセ 22 (72)発明者 アルファレツ―アヴィラ，カルロス ドイツ連邦共和国 Ｄ―7149 フライベ ルク アム ネッカー シュトゥットガ ルター シュトラーセ 12 (56)参考文献 特開 昭57−105550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−146046（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−193729（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−295085（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−47874（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 41/12 350 F02M 41/14 340 F02M 51/04 F02M 51/00 F02M 59/46

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関に燃料供給を行う燃料噴射ポンプ
   のための電磁弁であって、燃料噴射ポンプのポンプ作業
   室（６）を燃料供給源（11）と接続している吸込導管
   （10）と、電磁弁の可動子（42）に結合されている閉鎖
   部材（28）とを備えており、吸込導管（10）が、燃料噴
   射の停止のための電磁弁により遮断可能であり、かつ、
   ポンププランジャ（４）の吸込行程の間に燃料をポンプ
   作業室の方向に貫流可能であり、閉鎖部材（28）が、戻
   しばね（43）によって閉鎖位置で弁座（29）に保持可能
   であり、燃料供給源（11）から延びている吸込導管（1
   0、31、32、33）が弁座（29）から更にポンプ作業室
   （６）へ通じていて、閉鎖部材（28）が、閉鎖位置にお
   いて、ポンプ作業室側の吸込導管における圧力によって
   負荷されていて、さらに閉鎖部材（28）が、燃料供給源
   （11）から電磁弁（27）まで延びている吸込導管部分と
   電磁弁（27）からポンプ作業室（６）へ通じる吸込導管
   部分とを互いに接続している孔（50）を有しており、該
   孔（50）が、ばね（57）によってポンプ作業室側の吸込
   導管部分の圧力に抗して負荷されている弁部材（61）に
   より閉鎖可能である形式のものにおいて、該弁部材（6
   1）が、前記閉鎖部材（28）内に支持されている閉鎖ば
   ね（57）によって負荷されており、該閉鎖部材（28）が
   可動子（42）と共に、位置固定に支持されている戻しば
   ね（43）によって負荷されていることを特徴とする、燃
   料噴射ポンプ用の電磁弁。
2. 【請求項２】孔（50）が、閉鎖部材（28）内における軸
   線方向の孔であり、円錐状または球状の弁座（52）を介
   して受容孔（53）に開口しており、該受容孔内には、弁
   部材（61）と閉鎖ばね（57）とが配置されていることを
   特徴とする、請求項１記載の電磁弁。
3. 【請求項３】受容孔（53）が、閉鎖部材（28）と可動子
   （42）とを軸線方向に貫通していて、受容孔（53）内に
   固定されている中間ばね受け（55）を有しており、該中
   間ばね受けが、一方では、電磁弁の磁石の位置固定のコ
   ア（41）に支持されている戻しばねの支持点として働
   き、他方では、閉鎖ばね（57）のための支持点として働
   くことを特徴とする、請求項２に記載の電磁弁。
4. 【請求項４】弁部材（61）が、ばね受け（58）の切欠き
   （60）に支持されている球であり、ばね受け（58）が、
   他方側にピン（63）を有しており、該ピンが、中間ばね
   受け（55）の中心開口部（64）を貫通して案内されてい
   ることを特徴とする、請求項３記載の電磁弁。
5. 【請求項５】ばね受け（58）が、プラスチックより製造
   されていることを特徴とする、請求項４記載の電磁弁。
6. 【請求項６】中間ばね受け（55）が、受容孔（53）内に
   嵌め込まれており、該受容孔が、横方向開口部（66）を
   介して吸込導管（10）と接続されていることを特徴とす
   る、請求項３から５までのいずれか１項記載の電磁弁。