JP3664523B2

JP3664523B2 - 油圧制御弁

Info

Publication number: JP3664523B2
Application number: JP19159295A
Authority: JP
Inventors: 祥博都筑
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1995-07-27
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2015-07-27
Also published as: JPH0942513A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に関するものであり、特には燃料噴射制御を行う油圧制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来公知の燃料噴射制御を行う油圧制御弁としては、図４に示す特開平４−３６５３０５に開示されたものが知られている。
その作動としては、三方弁ボディ４２５内にアウタバルブ４２７が摺動自在に嵌合され、そのアウタバルブ４２７の内部孔にはインナバルブ４２８が配置されている。そして、コイル４２９が消磁されているときにはアウタバルブ４２７はバネ４３０の力により下方位置にあり、高圧側通路４３１と圧力制御室４１９とが油通路４３２を介して連通される。又、コイル４２９が励磁されているときにはアウタバルブ４２７は上動し、圧力制御室４１９とドレイン通路（低圧側通路）４３３とが油通路４３２を介して連通される。前記下部のケーシング部材４０１には燃料供給通路４３４が形成され、その一端がケーシング部材４０１の表面に露出され、他端が燃料溜まり室４０７に連通されると共に、上部のケーシング部材４２３の高圧側通路４３１に連通されている。さらに、その下部のケーシング部材４０１の表面においてインレット４３５が螺入され、燃料供給通路４３４と連通している。
【０００３】
そして、コモンレール（高圧燃料蓄圧配管）の高圧燃料がインレット４３５、燃料供給通路４３４を介して燃料溜まり室４０７に供給されるとともに、三方制御弁４２２に供給される。又、ドレイン通路４３３の燃料はドレインタンクに抜くことができるようになっている。従って、圧力制御室４１９に対して高圧の燃料が供給されているときにはこの圧力を受けてピストン４１６からノズルニードル４０９に加わる閉弁方向の力が燃料溜まり室４０７の圧力によって開弁方向に加わる力を上回ってノズルニードル４０９はノズル孔４０８を閉じている。この状態から三方制御弁４２２が制御される圧力制御室４１９が低圧側のドレイン通路４３３と連通して、圧力制御室４１９の燃料が低圧側に流出することによりノズルニードル４０９が開弁方向に移動して燃料が噴射されることとなる。
【０００４】
ここで、アウタバルブ４２７を下方位置へ付勢するバネ４３０は、ソレノイド用ステータ４２６の中に収容されるような構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
公知例のような構成において、バルブの閉弁応答を向上させようとして、バネ力を強化しようとすると、バネ部分のソレノイド用ステータ全体の面積に対する占有面積が増加してしまい、ソレノイド用ステータの有効な磁極面積が減少する。
【０００６】
その結果、磁極面積の減少によるソレノイド吸引力の低下が引き起こされ、バルブが作動不良を起こす。あるいは、バルブが開弁しなくなるといった不具合を生じる。しかしながら、閉弁に寄与するバネが、開弁に寄与するソレノイドの中に収容される公知例の様な構成では良好な閉弁応答と確実なバルブ作動を両立させることは非常に困難であった。
【０００７】
本発明は良好な閉弁応答と確実なバルブ作動を両立させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、
請求項１として、噴孔を開閉するニードル弁と一体に摺動するコマンドピストンの背圧室を２方弁によって減圧して、前記ニードル弁を開弁させる油圧制御弁において、前記２方弁をなすバルブを閉弁方向へ付勢するバルブスプリングを通電時に前記バルブを開弁させるソレノイドの外部に設け、前記バルブスプリングは、前記バルブの外周側であって前記ソレノイドと軸方向にずれた位置に設けられている；
請求項２として、前記２方弁として、バランスロッドを用いたバランス型２方弁を用いる；
請求項３として、噴孔を開閉するニードル弁の背圧室を２方弁によって減圧して、前記ニードル弁を開弁させる油圧制御弁において、前記２方弁をなすバルブを閉弁方向へ付勢するバルブスプリングをソレノイドの外部に設け、前記バルブスプリングは、前記バルブの外周側であって前記ソレノイドと軸方向にずれた位置に設けられている；
請求項４として、内周側に前記バルブを収納するボディアッパを備え、前記バルブスプリングは前記ボディアッパの内周部に形成された凹部に収納されている；
請求項５として、前記バルブスプリングは、一端が前記凹部に係止されていると共に、他端が前記バルブの外周面から径方向外側に延びる突出部に係止されている
という技術的手段を採用する。
【０００９】
【作用および効果】
請求項１および請求項３の構成によれば、２方弁をなすバルブを閉弁方向へ付勢するバルブスプリングを通電時にバルブを開弁させるソレノイドの外部に設けているので、バルブスプリングによってソレノイド用ステータの有効な磁極面積が減少することが無く、その結果、磁極面積の減少によるソレノイド吸引力の低下が引き起こされることが無く、良好な閉弁応答と確実なバルブ作動を両立させることができる。
【００１０】
請求項２の構成によれば、２方弁としてバランスロッドを用いたバランス型２方弁を用いているので、小さな制御力で大きな作動力を得ることができ、油圧制御弁を小型にすることができる。
【００１１】
【実施例】
図１は本発明の第１実施例として、バランスロッド２０を用いたバランス型二方弁式油圧制御弁を内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。図示しない高圧ポンプとリザーバからなる高圧源よりインレット１へ高圧燃料が導入される。高圧燃料は、ボディ２の通路３を通り、前記ボディ２にリテーニングナット４により組み付けられたディスタンスピース５を通り、公知のノズル６の中の油溜まりへと導入される。ボディ２の上部には、オリフィスＡ１０７を持つピースＡ７とオリフィスＢ１０８を持つピースＢ８が収容され、バルブボディ９により締め付けられ、ボディ２に固定されている。ボディ２の中には公知のノズル６のニードル上部のピン１０６の上にプレッシャスプリング１２により下方へ付勢されたスプリングサポート１１があり、スプリングサポート１１の上部には、ボディ２と上下に摺動自在にコマンドピストン１３が収容され、コマンドピストン１３の上部には、インレット１よりオリフィスＡ１０７を介して高圧燃料が導入される背圧室１０が設けられている。
【００１２】
バルブボディ９には、背圧室１０からオリフィスＢ１０８を介して、連通する制御ポート１６とドレンポート１４があり、ドレンポート１４はボディ２のドレン１５へと連通している。バルブボディ９内には、上下に摺動自在にバルブ１７が収容され、バルブ１７の中にはバランスロッド２０が同様に上下に摺動自在に収容されている。バルブ１７は、ボディアッパ２１に収容されたバルブスプリング１９により下方へ付勢されており、着座している。一方、バランスロッド２０は、連通孔２５より導入される高圧燃料により上方へ押し上げられている。バルブ１７の上方にはソレノイド２４がスペーサ２２を介してボディホルダ２３により締め付けられ、固定されている。
【００１３】
簡単に作動を説明すると、図１は噴射停止状態であり、この状態から噴射を開始するには、ソレノイド２４へ通電する。発生した吸引力によりバルブ１７がバルブスプリング１９の付勢力に逆らって離座し、制御ポート１６とドレンポート１４が連通する。すると制御ポート１６の圧力は、オリフィスＡ１０７からの高圧燃料の供給よりもドレンポート１４へ流出する分の方が多いため減圧される。コマンドピストン１３は、下方への油圧力を失い、公知のノズル６の中の油溜まりからの図示しないニードルの受圧面積に対する上方への油圧力により押し上げられ、ニードルが上昇し、噴孔２６より燃料が噴射される。
【００１４】
本発明の第１実施例の構成では、従来の公知技術と異なり、バルブ１７を閉弁方向へ付勢するバルブスプリング１９をソレノイド２４の外部に設けたため、ソレノイド２４の磁極面積（すなわちソレノイド２４の吸引力）とバルブの閉弁方向への付勢力（バネ力）とを独立に設定することが可能となり、良好な閉弁応答と確実なバルブ作動を両立することができる。
【００１５】
また、本発明の第１実施例の構成とすることで、同じ磁極面積であれば、従来公知の油圧制御弁よりも、バネに占有されてしまい有効に働かない部分が減少するため、大幅な外径寸法の低減も可能となる。
図２に本発明の第２実施例の構成の断面図を示す。第１実施例との差は、図１のオリフィスＡ１０７のかわりに、コマンドピストン１１３とボディ１０２とのクリアランス２００の絞りにより、インレット１０１と背圧室１１０とを連通させていることと、図１のバルブボディ９とボディ２とを一体としていることである。その他は、第１実施例と同様の構成であり、同様の効果が得られる。
【００１６】
更に、第２実施例に特徴的なこととしては、図１のピースＡ７、ピースＢ８を無くして、図１のバルブボディ９をボディ２と一体としたことにより、高圧面のシール部分（第１実施例のボディ２の上面とピースＡ１０７の下面）が無くなるため、面の仕上げの精度がそれほど必要でなくなり、また、部品点数を削減できるためコストダウンが可能となる。
【００１７】
また、面シール不良による漏れも防止することができる。
図３に本発明の第３実施例として非圧力バランス型の通常の２方弁式油圧制御弁に適用した例を示す。
第１実施例との相違点は、バルブ３１７に図１のバランスロッド２０が無い点と、ボディ３０２に図１のコマンドピストン１３が無い点である。このような構成とすることで高圧の摺動部とドレンとが通じている部分が無くなるため、油圧制御弁からの漏れは非常に少なくできる。なお、図示しない高圧源から背圧室３１０へは、ディスタンスピース３０５内に設けられた図示しないオリフィスを介して連通している。バルブスプリング３１９の配置は、第１実施例と同様にソレノイド３２４の外部に設けられているため、第１実施例と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例として、バランスロッド２０を用いたバランス型二方弁式油圧制御弁を内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例の構成の断面図である。
【図３】本発明の第３実施例として、非圧力バランス型の通常の２方弁式油圧制御弁に適用した例の断面図である。
【図４】従来公知の燃料噴射制御を行う油圧制御弁を示す断面図である。
【符号の説明】
１０、１１０、３１０背圧室
１３、１１３コマンドピストン
１７、３１７バルブ
１９、３１９バルブスプリング
２０バランスロッド
２４、３２４ソレノイド
２６噴孔

Claims

噴孔を開閉するニードル弁と一体に摺動するコマンドピストンの背圧室を２方弁によって減圧して、前記ニードル弁を開弁させる油圧制御弁において、前記２方弁をなすバルブを閉弁方向へ付勢するバルブスプリングを通電時に前記バルブを開弁させるソレノイドの外部に設け、前記バルブスプリングは、前記バルブの外周側であって前記ソレノイドと軸方向にずれた位置設けられていることを特徴とする油圧制御弁。
前記２方弁がバランスロッドを用いたバランス型２方弁であることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御弁。
噴孔を開閉するニードル弁の背圧室を２方弁によって減圧して、前記ニードル弁を開弁させる油圧制御弁において、前記２方弁をなすバルブを閉弁方向へ付勢するバルブスプリングをソレノイドの外部に設け、前記バルブスプリングは、前記バルブの外周側であって前記ソレノイドと軸方向にずれた位置に設けられていることを特徴とする油圧制御弁。
内周側に前記バルブを収納するボディアッパを備え、前記バルブスプリングは前記ボディアッパの内周部に形成された凹部に収納されていることを特徴とする請求項１乃至３何れか１つに記載の油圧制御弁。
前記バルブスプリングは、一端が前記凹部に係止されていると共に、他端が前記バルブの外周面から径方向外側に延びる突出部に係止されていることを特徴とする請求項４記載の油圧制御弁。