JP3965889B2 - Solenoid valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ディーゼルエンジンなどの燃料噴射器を作動させるのに適したソレノイドバルブに関し、特に、軸方向の長さを短縮できるソレノイドバルブに関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用ディーゼルエンジンなどに用いられる燃料噴射器には、予め所定圧力で蓄圧しておいた燃料を噴射する蓄圧式の燃料噴射器と、噴射時に燃料を加圧して噴射する増圧式の燃料噴射器とが存在する。
【0003】
増圧式の燃料噴射器は、作動流体(加圧燃料)の供給を受けて燃料を圧縮する増圧ピストンを有する増圧機構を備え、増圧された燃料の圧力に応じて作動するニードル弁を介してノズル噴孔から燃料を超高圧で噴射供給するものである。増圧機構の増圧ピストンを作動させるために、増圧ピストンの増圧室への作動流体(加圧燃料)の給排を切り換える3ポート2位置式のソレノイドバルブが燃料噴射器の頭部に一体に取り付けられる。
【0004】
蓄圧式の燃料噴射器は、ニードル弁を含む可動部材の噴孔と反対側に制御圧力室を配設し、この制御圧力室に対する燃料圧力の供給又は遮断により、燃料噴射量及び燃料噴射タイミングを制御するものである。この制御圧力室に対する燃料の供給又は遮断のために、2ポート2位置式のソレノイドバルブが燃料噴射器の頭部に一体に取り付けられる。
【0005】
いずれの方式の燃料噴射器も、ソレノイドバルブが燃料噴射器本体に一体に取り付けられる。これらのソレノイドバルブは、コイルを内蔵する固定鉄心に吸着される可動鉄心を有するソレノイド部と、前記可動鉄心に連結される弁部材を内蔵する磁性材料のバルブボディとを連結する構造となっている。ソレノイド部の特に固定鉄心とバルブボディとは軸方向に直列に接続され、コイルの通電によって固定鉄心に形成される磁束が磁性材料のバルブボディに漏れないようになっている。例えば、実開平7−20478に記載されているソレノイドバルブは、コイルを内部に収納したステータ(固定鉄心)の周囲を非磁性リングで囲って同一端面を形成し、弁が形成される磁性材料のハウジング(バルブボディ)の端面を前記端面に突き合わせ状にして組み付けている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した構造の従来のソレノイドバルブは、ステータ(固定鉄心)がハウジング(バルブボディ)の外部に突出した状態で組み付けられているため、ソレノイドバルブの軸方向の長さが長くなるという問題点を有していた。
【0007】
例えば、ソレノイドバルブが燃料噴射器本体の頭部に連設され、エンジン等に搭載される場合には、搭載スペース等の制約から、軸方向寸法が規制されることがある。そこで、ソレノイドバルブ本体の長さを短縮する方法として、固定鉄心の長さを短くすることが考えられる。しかしながら、固定鉄心の長さを短くすると、コイルを励磁したときに生じる吸引力が必要な量だけ確保できなくなる。したがって、固定鉄心の長さを短くすることにも限界がある。
【0008】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ソレノイドバルブの軸方向の長さを短縮でき、かつコイルを励磁したときに必要な吸引力が確保できるソレノイドバルブを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する第1の発明に係るソレノイドバルブは、コイルを内蔵する固定鉄心に吸引される可動鉄心を有するソレノイド部と、前記可動鉄心に連結される弁部材を内蔵する磁性材料のバルブボディとを連結したソレノイドバルブにおいて、前記バルブボディに形成された凹部に前記固定鉄心が嵌まり込む状態にして前記ソレノイド部を前記バルブボディに固設し、前記凹部の内周と前記固定鉄心の外周との間に非磁性材料のリング部材を介在させたことを特徴とするものである。
この第1の発明の構成によれば、固定鉄心をバルブボディの凹部に嵌め込み、弁と固定鉄心の距離を縮めることにより、ソレノイドバルブ本体の軸方向の長さを大幅に短縮するとともに、固定鉄心の必要な長さを確保する。また、非磁性材料のリング部材を固定鉄心の外周と前記凹部の内周との間に介在させることにより、固定鉄心のコイル周辺に発生した磁力線が磁性材料のバルブボディに漏洩して、可動鉄心に対する吸引力が減少することを防止する。
【0010】
第2の発明に係るソレノイドバルブは、第1の発明において、前記可動鉄心が前記固定鉄心と向き合う平板状に形成され、前記凹部内に前記可動鉄心が収容されている。
この第2の発明の構成によれば、平板状の可動鉄心が固定鉄心と広い面積で向き合うので、固定鉄心の長さが短くても、必要な吸引力を発生させることができる。また、可動鉄心の軸方向の厚さを薄くすることと固定鉄心の軸方向長さを短くすることにより、ソレノイドバルブ本体の長さを更に短縮することができる。
【0011】
第3の発明に係るソレノイドバルブは、第1または第2の発明において、前記リング部材の外周は前記凹部の内周に対してネジ込みで固定され、前記リング部材の内周には前記固定鉄心が嵌入され、前記固定鉄心の外周に嵌められたシール部材を介して前記リング部材の内周に対してシールされている。
この第3の発明の構成によれば、リング部材の内周が固定鉄心側のOリングなどのシール部材のシール面を形成しているため、リング部材による確実なシールが出来るとともに、固定鉄心をバルブボディに固定する部材にシール機能を持たせる必要がなくなり、カバー等の固定部材を小型にできる。
【0012】
第4の発明に係るソレノイドバルブは、第3の発明において、前記リング部材の先端は前記凹部の底面に対して面で当接することにより面シールを形成している。
この第4の発明の構成によれば、バルブボディの凹部にねじ込まれるリング部材の先端が前記凹部の底面との間で面シールを形成するため、リング部材の厚みを最小限にしてシール機能を達成することができる。
【0013】
第5の発明に係るソレノイドバルブは、第2の発明において、前記リング部材の内周側であって前記可動鉄心の外周に位置する部分に非磁性材料のスペーサが配設され、前記リング部材の内周に嵌入される前記固定鉄心の前記凹部に対する位置が前記スペーサで決まり、前記固定鉄心は、前記バルブボディに固定されるカバーに押されて前記スペーサに当たるようになってる。
この第5の発明の構成によれば、平板状の可動鉄心に向き合う固定鉄心のバルブボディに対する位置がスペーサで決まり、バルブボディ側の弁部材に連結される可動鉄心と固定鉄心との間隔を微小で正確なものにすることができる。
【0014】
第6の発明に係るソレノイドバルブは、第1〜第5の発明のいずれかの発明において、前記バルブボディは増圧式の燃料噴射器本体の頭部に連設され、前記弁部材の軸方向と前記燃料噴射器本体の軸方向とが直交する向きである。
この第6の発明の構成によれば、増圧式の燃料噴射器の頭部に連設されるソレノイドバルブは、増圧室への作動流体(加圧燃料)の給排を切り換えるために3ポート2位置になるとともに、ソレノイドバルブの弁部材の軸方向と燃料噴射器本体の軸方向とを直交させて全体がコンパクトに形成される。そのため、ソレノイドバルブの軸方向長さが短いものが有効となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1に従って説明する。図1は、本発明の実施形態のソレノイドバルブの組立断面図であり、図2は、ソレノイドバルブのソレノイド部の側から見た側面図であり、図3は、ソレノイドバルブの各部品の軸方向展開図である。
【0016】
図1において、ソレノイドバルブ1は、バルブボディ11内に弁部材12を収容し、バルブボディ11に弁座部材13をネジ込み、ソレノイド部14をリング部材15を介してバルブボディ11内に一部挿入状態にして取り付けて構成される。
【0017】
バルブボディ11は磁性材料の切削加工品であり、その内部に、第1弁孔21、第2弁孔22、第1ねじ孔23、凹部としての第2ねじ孔24が、このソレノイド14に向かって順次拡径して開放状態になるように設けられている。このバルブボディ11には、第1弁孔21に開口する供給ポート25と、第2弁孔22に開口する入出力ポート26と、第2ねじ孔24の底面41に開口する排出ポート27とが設けられている。第1弁孔21の入口であって第2弁孔22との境界には、第2弁座28が形成されている。
【0018】
図3に示されるように、弁部材12は、第1弁孔21内を軸方向に摺動するシリンダ31と、第2弁座28にソレノイド部14から離れる方向で着座する第2弁部32と、後述する弁座部材13にソレノイド部14に向かう方向で着座する第1弁部33と、中心軸に沿った貫通孔34と、貫通孔34のソレノイド部14に近い側に設けられた雌ねじ35とを有する。第1弁部33は、リング状の突起で形成されており、第2弁部32は円錐面で形成されている。
【0019】
図3において、第1ねじ孔23の底面36は、軸心に直角な面となった研磨面に形成されている。弁座部材13は磁性材料の切削加工品であり、外周の雄ねじ37と、軸直角面であって研磨された端面38と、弁部材12の端部が遊嵌される貫通孔39と、ねじ込み工具を嵌める工具孔40とを有する。端面38の外側は第1ねじ孔23の底面36に対する当接面38aとなり、端面38の内側は第1弁部33に対する第1弁座38bとなる。第1ねじ孔23の底面36及び弁座部材13の当接面38aは研磨されているため、第1ねじ孔23の雌ねじと雄ねじ37が所定締めつけ力でねじ込まれた状態では、シール面を形成する。
【0020】
図3において、ソレノイド部14は、コイル51を内蔵する短円筒状の固定鉄心52と、この固定鉄心52に吸引される円形平板状の可動鉄心53と、固定鉄心52の中心の陥没孔に収容される押しばね54と、ボルト部材55と、非磁性材料のカバー56とを備えて構成される。ボルト部材55の雄ねじ55aは弁部材12の雌ねじ35にねじ込まれ、ボルト部材55の頭部55bが可動鉄心53に係合し、弁部材12と可動鉄心53は一体的に固定される。図1に明瞭に示されるように、ボルト部材55の貫通孔55cと、可動鉄心53の周囲の貫通孔53aとにより、弁部材12のシリンダ31の内部室と排出ポート27が連通し、弁部材12の軸方向の摺動がシリンダ31の内部室の作動流体の圧縮で阻害されないようになっている。
【0021】
図1において、ソレノイド部14による吸引方向と逆向きに付勢する押しばね54は固定鉄心52とボルト部材55の間に配設され、コイル51の非通電時には、第1弁部33が第1弁座38bから離座し、第2弁部32が第2弁座28に着座する。このようにして、図5に示すように、第2弁座28と第2弁部32が第2の弁Aを形成し、第1弁部33と弁座部材13の後述する第1弁座38bが第1の弁Bを形成する。
【0022】
図1に示されるように、ソレノイド部14の固定鉄心52の先端側はバルブボディ11の第2ねじ孔24内に進入している。そのため、固定鉄心52の磁力線が磁性材料のバルブボディ11に流れる程度を少なくするため、バルブボディ11の第2ねじ孔又は凹部24の内周と固定鉄心52の外周との間にステンレス材等の非磁性材料のリング部材15を介在させる構造になっている。図3において、リング部材15は、外周の雄ねじ15aと、内周面15bと、先端面15cとを有する。バルブボディ11の第2ねじ孔24の底面41、及びリング部材15の先端面15cは、互いに研磨されている。第2ねじ孔24にリング部材15を所定締め付け力でねじ込むと、底面41と先端面15cの間に面シールが形成される。固定鉄心52の外周溝にシール部材であるOリング57が嵌められており、このOリング57によってリング部材15の内周面15bと固定鉄心52の外周との間がシールされる。この面シールとOリング57によって、排出ポート27に至る空間が外部に対してシールされる。
【0023】
図1に示されるように、固定鉄心52は非磁性材料のスペーサ16を介することにより第2ねじ孔24の底面41に対して位置決めされ、カバー56でバルブボディ11に向けて押し込まれている。図2に示すように、カバー56は、ボルト56bでバルブボディ11の端面に対して取り付け可能な四角フランジ56aを有する。カバー56をバルブボディ11に取り付けることにより、固定鉄心52のバルブボディ11に対する位置が決まる。また、図1のスペーサ16内に可動鉄心53の円形平板の外周が嵌まる位置関係となっている。
【0024】
リング部材15とスペーサ16の存在により、固定鉄心52をバルブボディ11内に嵌め込む構造であっても、コイル51の通電による固定鉄心52への可動鉄心53の吸引が効率的に行われる。また、固定鉄心52とバルブボディ11との間のシールがリング部材15を介して省スペースで行われる。さらに、スペーサ16とカバー56の締め付け構造により、バルブボディ11に対する固定鉄心52の位置も正確に決まる。
【0025】
上記構造のソレノイドバルブ1の組み上げ手順を図3により説明する。バルブボディ11の弁孔21、22内に弁部材12を挿入する。つぎに、弁座部材13の雄ねじ37を第1ねじ孔23にねじ込む。雄ねじ37の第1ねじ孔23への締め付け力は、弁部材12の第1弁部33が第1弁座38bに着座する時の力に対抗できる軸力が発生し、第1ねじ孔23の底面36と弁座部材13の当接面38aとの間の面シールを形成することができる力以上とする。つぎに、第2ねじ孔24にリング部材15の雄ねじ15aをねじ込む。雄ねじ15aの第2ねじ孔24への締め付け力は、第2ねじ孔24の底面41とリング部材15の先端面15cの間の面シールを形成することができる力以上とする。
【0026】
リング部材15内にスペーサ16を嵌め、弁部材12と可動鉄心53とを合わせ、ボルト部材55の雄ねじ55aを弁部材12の雌ねじ35にねじ込む。ボルト部材55により、弁部材12と可動鉄心53とが一体となる。つぎに、押しばね54とOリング57を保持する固定鉄心52をリング部材15の内周面15bに嵌める。最後に、カバー56を固定鉄心52に被せ、図2のボルト56bにより、カバー56をバルブボディ11に引き込む。固定鉄心52はスペーサ16に向かって押し込まれて位置決めされる。
【0027】
以上のソレノイドバルブ1の開閉作動を図1及び図4により説明する。図1はソレノイド部14のコイル51が非通電の状態を示し、図4はソレノイド部14のコイル51が通電の状態を示す。図1において、コイル51が非通電のため、可動鉄心53及び弁部材12は、押しばね54により、ソレノイド部14から離れる方向に向かって押される。この状態では、第2弁座28に第2弁部32が着座し、第1弁座38bから第1弁部33が離座し、供給ポート25と入出力ポート26が遮断され、入出力ポート26と排出ポート27が連通する。
【0028】
図4において、コイル51に通電されると、固定鉄心52に磁力線が形成され、可動鉄心53及び弁部材12がソレノイド部14に向かう方向に吸引されて軸方向に移動する。この状態では、第2弁座28が第2弁部32から離座し、第1弁座38bに第1弁部33が着座し、入出力ポート26と排出ポート27が遮断され、供給ポート25と入出力ポート26が連通する。
【0029】
以上説明した実施の形態のソレノイドバルブ1は以下の効果を有する。
(1)図1において、バルブボディ11に形成された凹部24に、コイル51を内蔵する固定鉄心52の略半分が嵌まり込むことにより、ソレノイドバルブ1の軸方向の長さを大幅に短縮することができる。
【0030】
(2)通常、固定鉄心52の一部をバルブボディ11に嵌め込んだ場合、固定鉄心52内のコイル51に電流を流すことにより、コイル51の周辺に発生した磁力線が磁性材料で構成されるバルブボディ11へ漏洩してしまう。しかしながら、非磁性材料のリング部材15を固定鉄心52とバルブボディ11の間に介在させることによって、漏洩する磁力線を低減することができる。これにより、コイル51を励磁したときに生じる吸引力を必要な量だけ確保することができる。
【0031】
(3)リング部材15の内側には、外周にシール部材57が嵌められた固定鉄心52が嵌入しており、このシール部材57により、リング材15の内周部と固定鉄心52の外周部におけるシール機能が省スペースで確実に確保される。
【0032】
(4)リング部材15はバルブボディ11の凹部としての第2ねじ孔24の内周に対してねじ込みにより固定されており、リング部材15の先端は、バルブボディ11に形成された第2ねじ孔24の底面41に対して面で当接しており、面シールが形成される。これにより、リング部材15とバルブボディ11の間のシール機能が省スペースで確実に確保される。
【0033】
(5)固定鉄心52が、スペーサ16を介してバルブボディ11とカバー56とによって、挟まれる状態で固定されることにより、固定鉄心52のバルブボディ11に対する位置が決まり、固定鉄心52と可動鉄心53との相対的な位置関係が正確に決まり、両者の間の隙間を厳密にして、軸方向に短い固定鉄心52の磁束を可動鉄心53に効率的に導くことができる。
【0034】
さらに、前述したソレノイドバルブ1が適用される燃料噴射器2の構造を図5により説明する。図5において、燃料噴射器2は、下端が段61a付きで開放され、上端の内側に雌ネジ61bが形成されたケーシング61内に、第1ブロック62、第2ブロック63、第3ブロック64および第4ブロック65を下から順に挿入し、バルブボディ11の入出力ポート26の向きに突出する突出部66の外周の雄ねじ66aを前記雌ねじ61bにねじ込み、ソレノイドバルブ1の下方に、突出部66及び第4ブロック65内に形成された増圧機構3と、第1ブロック62〜第3ブロック64内に形成された噴射機構4を順に配設して形成される。この燃料噴射器2は図示のように噴射機構4を下にした下向き姿勢でディーゼルエンジンなどのエンジンに組み付けられる。
【0035】
増圧機構3は、突出部66内に、軸方向摺動自在なプランジャ71を増圧ピストン72に連結し、このプランジャ71に戻しばね73を作用させた状態で収容して構成される。第4ブロック65内には、小径孔状の増圧室74が形成され、この増圧室74にプランジャ71が摺動自在に嵌入されている。突出部66内に大径孔状の加圧室75が形成され、この加圧室75に増圧ピストン72が摺動自在に嵌入されている。この加圧室75は、入出力ポート26に連通している。
【0036】
ケーシング61の第4ブロック65に対応する部分の側面に、燃料供給口76が開口している。この燃料供給口76から増圧室74に至る通路77には、燃料供給口76から増圧室74に向かう方向を順方向とする逆止弁78が配設されている。戻しばね73が収容される空間は、ドレン通路79を経て排出ポート27に連通している。
【0037】
噴射機構4は、下端に噴射口81を開口させた段62a付の円柱形状の第1ブロック62内と第2ブロック63内とに、軸方向摺動自在なニードル82と押しばね83を収容し、第3ブロック64で蓋をして構成される。第3ブロック64の通路77は、第2ブロック63及び第1ブロック62内の通路84を経て高圧燃料の貯留部85に連通している。
【0038】
次に、上述した構成の燃料噴射器2の作動を図5により説明する。燃料の噴射開始前には、ソレノイドバルブ1のコイル51は消磁状態であり、弁部材12に接続された可動鉄心53に押しバネ54が作用することにより、バルブボディ11との間の第2の弁Aが閉じ、弁座部材13との間の第1の弁Bが開き、入出力ポート26を介して加圧室75と排出ポート27とが連通する。
【0039】
加圧室75と排出ポート27が連通すると、増圧ピストン72は戻しバネ73のばね力により上方に付勢されるプランジャ71を介して上方に移動し、逆止弁78を経て燃料供給口76から増圧室74に低圧の燃料が充填される。増圧室74に連通する貯留部85も低圧となって、ニードル82は押しばね83のばね力により噴射口81を遮断する非噴射位置となる。
【0040】
燃料の噴射時には、噴射開始前の状態からソレノイドバルブ1のコイル51を励磁する。コイル51を励磁すると、弁部材12に連結された可動鉄心53が固定鉄心52に吸引され、第1の弁Bが閉じ、第2の弁Aが開き、入出力ポート26を介して、加圧室26と供給ポート25とが連通する。
【0041】
供給ポート25から高圧の作動流体が加圧室75内に流入するので、加圧室75内の圧力は上昇する。加圧室75内の圧力が上昇すると、増圧ピストン72の外径とプランジャ71の外径の比率で決まる増圧比で増圧室74の燃料が加圧される。このとき、逆止弁78は閉じた状態になっており、増圧室74の高圧は、通路84を経て貯留部85内の燃料まで伝搬する。貯留部85の高圧燃料が所定圧力に達すると、ニードル82に上向きに作用する力が押しバネ83の付勢力に打ち勝ち、ニードル82が上方に移動して噴射口81から高圧燃料が噴射される。
【0042】
高圧燃料の噴射が終わると、コイル51が非励磁となり、弁部材12に連結された可動鉄心53に押しバネ54が作用することにより、第1弁Bが開き、第2の弁Aが閉じることにより、入出力ポート26を介して、加圧室75と排出ポート27とが連通して、加圧室75に導入されていた作動流体が排出ポート27から排出される。以上の繰り返しにより、高圧燃料が所定間隔毎に噴射される。
【0043】
このような増圧式の燃料噴射器2にあっては、ソレノイドバルブ1が3ポート2位置式となって、入出力ポート26が中心に位置する関係上、ソレノイドバルブ1の軸心は、燃料噴射器2の本体の軸心と直交する関係となる。このとき、3ポート2位置式のソレノイドバルブ1は2ポート2位置式のソレノイドバルブに比較して軸方向に長くなるが、軸方向長さを切り詰めたソレノイドバルブ1であるため、燃料噴射器2の頭部をコンパクトに形成することができる。そのため、エンジン搭載時の設置スペースの制限をクリアすることができる。
【0044】
なお、実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように変更して実施してもよい。
(1)ソレノイド部14における可動鉄心53の形状は、平板状のものが好ましいが、その他の形状のものであってもよい。例えば固定鉄心52の中心孔内に嵌まり込む棒状の可動鉄心であってもよい。さらに、この棒状の鉄心に平板状の鉄心を取り付けた可動鉄心であってもよい。
(2)バルブボディ11及び弁座部材13と弁部材12との間で形成される弁は二つに限らず一つであってもよい。図5において、第2の弁Aが省略され、第1の弁Bだけであって、供給ポート25と入出力ポート26が常時連通し、第1の弁Bが入出力ポート26と排出ポート27の間を連通又は遮断するだけのものであってもよい。この場合、第1の弁Bの弁座が弁座部材13のソレノイド部14側に形成され、コイル51の通電によって、弁座から離座する形式の弁であってよい。
(3)リング部材15にシール機能を持たせるものが好ましいが、リング部材15を単なる介在部材とし、カバー56にバルブボディ11及び固定鉄心52に対するシール機能を持たせるものであってもよい。この場合、カバー56とバルブボディ11の間に軸方向の嵌合部分を設け、この嵌合部分のいずれか一方にシール部材を配置すればよい。
(4)バルブボディ11と固定鉄心52の位置決めはスペーサ16によるものが好ましいが、リング部材15の内周の内径を大小にして段を設け、この段に固定鉄心52を当てるものであってもよい。
【0045】
(5)ソレノイドバルブを燃料噴射器と組み合わせる場合、増圧式の燃料噴射器に限らず、蓄圧式の燃料噴射器など他の方式の燃料噴射器と組み合わせてもよい。蓄圧式の燃料噴射器と組み合わせる場合、2ポート2位置式になるため、ソレノイドバルブの弁体の軸方向と燃料噴射器本体の軸方向とが一致する配列であってもよい。
(6)本発明のソレノイドバルブは、燃料噴射器に取り付けて使用するだけでなく、エンジン回りの燃料又は空気の給排に対して、軸方向の長さを短縮する必要性のある場合に、ソレノイドバルブ本体の単独又はその他の機器の組み合わせとして採用することができる。
【0046】
【発明の効果】
以上詳述したように、第1の発明によれば、磁性材料のバルブボディに形成された凹部に非磁性材料のリング部材を介して固定鉄心を嵌め込むため、ソレノイドバルブ本体の軸方向の長さを大幅に短縮することができるとともに、コイル周辺に発生した磁力線がバルブボディに漏洩するのを低減することができる。すなわち、ソレノイドバルブ本体の軸方向の長さの短縮と、ソレノイド部の固定鉄心による可動鉄心の強力な吸引力の両方を並立させることができる。
【0047】
第2の発明によれば、可動鉄心が固定鉄心と向き合う平板状に形成されているため、固定鉄心の長さが短くても、必要な吸引力を発生させることができ、ソレノイドバルブ本体の長さを更に短縮することができる。
【0048】
第3または第4の発明によれば、凹部にねじ込まれるリング部材がバルブボディと固定鉄心の間のシール機能を有するため、確実なシール機能を達成できる。また、固定鉄心をバルブボディに固定するためのカバーにシール機能を持たせる必要がなくなり、カバーの構造を簡素化し、リング部材を付加したことによる外径方向への拡大を抑えることができる。
【0049】
第5の発明によれば、スペーサにより固定鉄心のバルブボディに対する位置が正確に決まるため、可動鉄心と固定鉄心との間隔が厳密なものとなり、固定鉄心の可動鉄心に対する吸引力を有効に作用させることができる。
【0050】
第6の発明によれば、増圧式燃料噴射器では、3ポート2位置式のソレノイドバルブを燃料噴射器の軸方向と直交するように頭部に連設することになるため、ソレノイドバルブの軸方向の長さが短くなり、エンジン搭載時の設置スペースの関係から極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のソレノイドバルブであって、コイルが非通電状態にあるときの組立断面である。
【図2】図1のソレノイドバルブのソレノイド部の側から見た側面図である。
【図3】図1のソレノイドバルブの各部品の軸方向展開図である。
【図4】本発明の実施形態のソレノイドバルブであって、コイルが通電状態にあるときの組立断面である。
【図5】図1のソレノイドバルブを頭部に有する燃料噴射器の組立断面図である。
【符号の説明】
1 ソレノイドバルブ
2 燃料噴射器
11 バルブボディ
14 ソレノイド部
15 リング部材
16 スペーサ
24 凹部
36 底面(シール面)
51 コイル
52 固定鉄心
53 可動鉄心
56 カバー
57 シール部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solenoid valve suitable for operating a fuel injector such as a diesel engine for vehicles, and more particularly to a solenoid valve capable of shortening the axial length.
[0002]
[Prior art]
A fuel injector used in a diesel engine for a vehicle includes an accumulator fuel injector that injects fuel accumulated at a predetermined pressure in advance, and a booster fuel injector that pressurizes and injects fuel at the time of injection And exist.
[0003]
The pressure-intensifying fuel injector includes a pressure-increasing mechanism having a pressure-increasing piston that receives a supply of working fluid (pressurized fuel) and compresses the fuel, and includes a needle valve that operates according to the pressure of the boosted fuel. The fuel is injected and supplied from the nozzle hole through the ultrahigh pressure. In order to operate the pressure-increasing piston of the pressure-increasing mechanism, a 3-port 2-position solenoid valve that switches between supply and discharge of the working fluid (pressurized fuel) to the pressure-increasing chamber of the pressure-increasing piston is provided at the head of the fuel injector. Can be attached to one piece.
[0004]
The accumulator fuel injector has a control pressure chamber on the side opposite to the injection hole of the movable member including the needle valve, and the fuel injection amount and the fuel injection timing are controlled by supplying or shutting off the fuel pressure to the control pressure chamber. It is something to control. In order to supply or shut off the fuel to the control pressure chamber, a two-port two-position solenoid valve is integrally attached to the head of the fuel injector.
[0005]
In any type of fuel injector, the solenoid valve is integrally attached to the fuel injector body. These solenoid valves have a structure in which a solenoid part having a movable iron core attracted to a fixed iron core containing a coil and a magnetic material valve body containing a valve member connected to the movable iron core are connected. . In particular, the fixed iron core and the valve body of the solenoid part are connected in series in the axial direction so that the magnetic flux formed in the fixed iron core when the coil is energized does not leak to the valve body made of magnetic material. For example, a solenoid valve described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-20478 is made of a magnetic material in which the same end surface is formed by surrounding a stator (fixed iron core) containing a coil with a non-magnetic ring to form a valve. The end surface of the housing (valve body) is assembled in abutment with the end surface.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional solenoid valve having the structure described above is assembled with the stator (fixed iron core) protruding outside the housing (valve body), the axial length of the solenoid valve becomes long. Had.
[0007]
For example, when the solenoid valve is connected to the head of the fuel injector body and is mounted on an engine or the like, the axial dimension may be restricted due to restrictions on the mounting space or the like. Therefore, as a method of shortening the length of the solenoid valve body, it is conceivable to shorten the length of the fixed iron core. However, if the length of the fixed iron core is shortened, a necessary amount of the attractive force generated when the coil is excited cannot be secured. Therefore, there is a limit to shortening the length of the fixed iron core.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a solenoid valve that can shorten the axial length of the solenoid valve and can secure a necessary suction force when the coil is excited. It is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Achieve the above objectives According to the first invention The solenoid valve is a solenoid valve in which a solenoid part having a movable iron core attracted by a fixed iron core containing a coil and a valve body made of a magnetic material containing a valve member connected to the movable iron core are connected to each other. The solenoid part is fixed to the valve body in a state in which the fixed iron core is fitted in the concave part formed in the inner part, and a ring member made of a nonmagnetic material is provided between the inner periphery of the concave part and the outer periphery of the fixed iron core. It is characterized by being interposed.
this 1st invention According to the configuration, the axial length of the solenoid valve body is greatly reduced by fitting the fixed iron core into the recess of the valve body and reducing the distance between the valve and the fixed iron core, and the required length of the fixed iron core. Secure. Further, by interposing a ring member made of a nonmagnetic material between the outer periphery of the fixed iron core and the inner periphery of the concave portion, the magnetic lines generated around the coil of the fixed iron core leak to the valve body made of the magnetic material, and the movable iron core This prevents the suction force against the decrease.
[0010]
According to the second invention Solenoid valve First In this invention, the said movable iron core is formed in the flat form facing the said fixed iron core, and the said movable iron core is accommodated in the said recessed part.
this Second invention With this configuration, since the flat movable iron core faces the fixed iron core over a wide area, even if the length of the fixed iron core is short, a necessary suction force can be generated. Moreover, the length of the solenoid valve body can be further shortened by reducing the axial thickness of the movable iron core and shortening the axial length of the fixed iron core.
[0011]
According to the third invention Solenoid valve First or second In the invention, the outer periphery of the ring member is fixed to the inner periphery of the recess by screwing, and the fixed iron core is inserted into the inner periphery of the ring member, and the sealing member is fitted to the outer periphery of the fixed iron core. And is sealed against the inner periphery of the ring member.
this Of the third invention According to the configuration, since the inner periphery of the ring member forms a sealing surface of a sealing member such as an O-ring on the side of the fixed iron core, the ring member can be surely sealed, and the member for fixing the fixed iron core to the valve body It is not necessary to provide a sealing function to the cover, and the fixing member such as a cover can be made small.
[0012]
According to the fourth invention Solenoid valve Third In this invention, the front end of the ring member is in contact with the bottom surface of the recess by a surface to form a face seal.
this Of the fourth invention According to the configuration, since the tip of the ring member screwed into the concave portion of the valve body forms a surface seal with the bottom surface of the concave portion, the thickness of the ring member can be minimized and the sealing function can be achieved.
[0013]
According to the fifth invention Solenoid valve Second In the invention, a spacer made of a non-magnetic material is disposed on the inner peripheral side of the ring member and located on the outer periphery of the movable core, and the concave portion of the fixed core inserted into the inner periphery of the ring member The position is determined by the spacer, and the fixed iron core is pushed by a cover fixed to the valve body so as to hit the spacer.
this 5th invention With this configuration, the position of the fixed iron core facing the flat movable iron core with respect to the valve body is determined by the spacer, and the distance between the movable iron core connected to the valve member on the valve body side and the fixed iron core is made minute and accurate. can do.
[0014]
According to the sixth invention Solenoid valve Of the first to fifth inventions Either The In the present invention, the valve body is connected to the head of the pressure-intensifying fuel injector body, and the axial direction of the valve member and the axial direction of the fuel injector body are perpendicular to each other.
this Of the sixth invention According to the configuration, the solenoid valve connected to the head of the pressure-intensifying fuel injector is in the 3
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 is a sectional view of an assembly of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the solenoid valve as viewed from the solenoid portion side, and FIG. 3 is an axial direction of each component of the solenoid valve. FIG.
[0016]
In FIG. 1, a
[0017]
The
[0018]
As shown in FIG. 3, the
[0019]
In FIG. 3, the
[0020]
In FIG. 3, the
[0021]
In FIG. 1, a
[0022]
As shown in FIG. 1, the distal end side of the fixed
[0023]
As shown in FIG. 1, the fixed
[0024]
Due to the presence of the
[0025]
The assembly procedure of the
[0026]
The
[0027]
The opening / closing operation of the
[0028]
In FIG. 4, when the
[0029]
The
(1) In FIG. 1, the axial length of the
[0030]
(2) Normally, when a part of the fixed
[0031]
(3) A fixed
[0032]
(4) The
[0033]
(5) The fixed
[0034]
Furthermore, the structure of the
[0035]
The pressure-increasing
[0036]
A
[0037]
The
[0038]
Next, the operation of the
[0039]
When the pressurizing
[0040]
At the time of fuel injection, the
[0041]
Since the high-pressure working fluid flows from the
[0042]
When the injection of the high-pressure fuel is finished, the
[0043]
In such a pressure-increasing
[0044]
In addition, embodiment is not limited to the above, For example, you may implement as changed as follows.
(1) The shape of the
(2) The number of valves formed between the
(3) Although the
(4) The positioning of the
[0045]
(5) When the solenoid valve is combined with the fuel injector, it is not limited to the pressure increasing type fuel injector, but may be combined with another type of fuel injector such as a pressure accumulating fuel injector. When combined with an accumulator fuel injector, the two-port, two-position system is used, so the axial direction of the valve body of the solenoid valve and the axial direction of the fuel injector body may be aligned.
(6) The solenoid valve of the present invention is not only used by being attached to a fuel injector, but also when it is necessary to reduce the axial length with respect to the supply or discharge of fuel or air around the engine. The solenoid valve main body can be used alone or in combination with other devices.
[0046]
【The invention's effect】
As detailed above, First According to this invention, since the fixed iron core is fitted into the concave portion formed in the magnetic material valve body via the nonmagnetic material ring member, the axial length of the solenoid valve body can be greatly reduced. At the same time, it is possible to reduce the leakage of magnetic lines of force generated around the coil to the valve body. That is, both the shortening of the axial length of the solenoid valve main body and the strong suction force of the movable iron core by the fixed iron core of the solenoid portion can be juxtaposed.
[0047]
Second According to the invention, since the movable iron core is formed in a flat plate shape facing the fixed iron core, the required suction force can be generated even if the length of the fixed iron core is short, and the length of the solenoid valve body is reduced. Further shortening is possible.
[0048]
3rd or 4th According to this invention, since the ring member screwed into the recess has a sealing function between the valve body and the fixed iron core, a reliable sealing function can be achieved. Further, it is not necessary to provide a sealing function to the cover for fixing the fixed iron core to the valve body, the structure of the cover can be simplified, and the expansion in the outer diameter direction due to the addition of the ring member can be suppressed.
[0049]
5th invention According to this, since the position of the fixed iron core relative to the valve body is accurately determined by the spacer, the distance between the movable iron core and the fixed iron core becomes strict, and the suction force of the fixed iron core to the movable iron core can be effectively applied.
[0050]
6th According to the present invention, in the pressure increasing type fuel injector, the three-port two-position solenoid valve is connected to the head so as to be orthogonal to the axial direction of the fuel injector. The length is shortened and it is extremely effective due to the installation space when the engine is installed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention when a coil is in a non-energized state.
2 is a side view of the solenoid valve of FIG. 1 as viewed from the solenoid side.
FIG. 3 is an axial development view of each part of the solenoid valve of FIG. 1;
FIG. 4 is a sectional view of the solenoid valve according to the embodiment of the present invention when the coil is in an energized state.
5 is an assembled cross-sectional view of a fuel injector having the solenoid valve of FIG. 1 at its head.
[Explanation of symbols]
1 Solenoid valve
2 Fuel injector
11 Valve body
14 Solenoid part
15 Ring member
16 Spacer
24 recess
36 Bottom (seal surface)
51 coils
52 Fixed iron core
53 Movable iron core
56 Cover
57 Seal member
Claims (7)
前記バルブボディに形成された凹部に前記固定鉄心が嵌まり込む状態にして前記ソレノイド部を前記バルブボディに固設し、
前記凹部の内周と前記固定鉄心の外周との間に非磁性材料のリング部材を介在させ、
前記リング部材の外周は前記凹部の内周に対してネジ込みで固定され、前記リング部材の内周には前記固定鉄心が嵌入され、前記固定鉄心の外周に嵌められたシール部材を介して前記リング部材の内周に対してシールされるソレノイドバルブ。 In a solenoid valve that connects a solenoid part having a movable iron core that is attracted to a fixed iron core containing a coil and a valve body made of a magnetic material containing a valve member that is connected to the movable iron core,
The solenoid part is fixed to the valve body in a state in which the fixed iron core is fitted in a recess formed in the valve body,
Interposing a ring member of a non-magnetic material between the inner periphery of the recess and the outer periphery of the fixed iron core ,
The outer periphery of the ring member is fixed to the inner periphery of the recess by screwing, the fixed iron core is inserted into the inner periphery of the ring member, and the seal member is inserted into the outer periphery of the fixed core through the seal member. A solenoid valve sealed against the inner periphery of the ring member.
前記バルブボディに形成された凹部に前記固定鉄心が嵌まり込む状態にして前記ソレノイド部を前記バルブボディに固設し、 The solenoid part is fixed to the valve body in a state in which the fixed iron core is fitted in a recess formed in the valve body,
前記凹部の内周と前記固定鉄心の外周との間に非磁性材料のリング部材を介在させ、 Interposing a ring member of a non-magnetic material between the inner periphery of the recess and the outer periphery of the fixed iron core,
前記可動鉄心が前記固定鉄心と向き合う平板状に形成され、前記凹部内に前記可動鉄心が収容され、The movable iron core is formed in a flat plate shape facing the fixed iron core, the movable iron core is accommodated in the recess,
前記リング部材の内周側であって前記可動鉄心の外周に位置する部分に非磁性材料のスペーサが配設され、前記リング部材の内周に嵌入される前記固定鉄心の前記凹部に対する位置が前記スペーサで決まり、前記固定鉄心は、前記バルブボディに固定されるカバーに押されて前記スペーサに当たるソレノイドバルブ。 A spacer made of a non-magnetic material is disposed on the inner peripheral side of the ring member and located on the outer periphery of the movable core, and the position of the fixed core inserted into the inner periphery of the ring member is relative to the recess. The solenoid valve is determined by a spacer, and the fixed iron core is pushed by a cover fixed to the valve body and hits the spacer.
前記バルブボディに形成された凹部に前記固定鉄心が嵌まり込む状態にして前記ソレノイド部を前記バルブボディに固設し、 The solenoid part is fixed to the valve body in a state in which the fixed iron core is fitted in a recess formed in the valve body,
前記凹部の内周と前記固定鉄心の外周との間に非磁性材料のリング部材を介在させ、 Interposing a ring member of a non-magnetic material between the inner periphery of the recess and the outer periphery of the fixed iron core,
前記バルブボディは増圧式の燃料噴射器本体の頭部に連設され、前記弁部材の軸方向と前記燃料噴射器本体の軸方向とが直交する向きであることを特徴とするソレノイドバルブ。 The solenoid valve according to claim 1, wherein the valve body is connected to a head of a pressure-intensifying fuel injector body, and an axial direction of the valve member and an axial direction of the fuel injector body are orthogonal to each other.
前記バルブボディに形成された凹部に前記固定鉄心が嵌まり込む状態にして前記ソレノイド部を前記バルブボディに固設し、 The solenoid part is fixed to the valve body in a state in which the fixed iron core is fitted in a recess formed in the valve body,
前記凹部の内周と前記固定鉄心の外周との間に非磁性材料のリング部材を介在させ、 Interposing a ring member of a non-magnetic material between the inner periphery of the recess and the outer periphery of the fixed iron core,
前記可動鉄心が前記固定鉄心と向き合う平板状に形成され、前記凹部内に前記可動鉄心が収容され、 The movable iron core is formed in a flat plate shape facing the fixed iron core, the movable iron core is accommodated in the recess,
前記バルブボディは増圧式の燃料噴射器本体の頭部に連設され、前記弁部材の軸方向と The valve body is connected to the head of the pressure-intensifying fuel injector body, and the axial direction of the valve member 前記燃料噴射器本体の軸方向とが直交する向きであることを特徴とするソレノイドバルブ。A solenoid valve characterized in that the axial direction of the fuel injector main body is orthogonal.
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