JP4091925B2

JP4091925B2 - 三方電磁弁

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Publication number: JP4091925B2
Application number: JP2004067873A
Authority: JP
Inventors: 肇今中
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2024-03-10
Also published as: JP2005256686A

Description

本発明は、ディーゼルエンジンに備えられるコモンレール式の燃料噴射装置に関するものであり、より詳しくは、噴射ノズルから噴射される燃料の噴射量を調量する三方電磁弁に関するものである。

従来、ディーゼルエンジンに備えられるコモンレール式の燃料噴射装置には、前記コモンレールから供給される高圧燃料を、ノズルバルブにより開閉される噴射ノズルより気筒へ噴射するインジェクタを備える構成としている。そして、三方電磁弁にて前記インジェクタのノズルバルブへの高圧燃料の供給制御を行い、これにより、噴射ノズルからの燃料噴射量の調量を行うようにしている。

前記三方電磁弁は、従来、図８に示す構成とされていた（例えば、特許文献１参照。）。この従来構成では、バルブケース１０１に設けた摺動孔１０２に筒状のアウタバルブ１０３が挿入されており、該アウタバルブ１０３は、図示せぬアクチュエータにより上下方向の移動を制御されるアーマチュア１０４と一体的に構成されている。そして、前記アウタバルブ１０３に設けた摺動孔１０５には、インナバルブ１０６が挿入される構成とするものである。

特許第３１４４１３６号公報

上述した従来の構成では、バルブケース１０１内に、アウタバルブ１０３が設けられ、そして、該アウタバルブ１０３内に、インナバルブ１０６が設けられており、いわゆる二重構造となっているものである。このような二重構造では、アウタバルブ１０３の外周及び内周に摺動部が形成されることから、前記摺動孔１０２及び摺動孔１０５においては、高精度の加工が要求されることになる。この加工の精度は、最適な噴射制御を実現し、また維持するうえで、非常に重要なものである。また、アウタバルブ１０３の肉厚の設定には、バルブケース１０１及びインナバルブ１０６との関係において制約があり、十分な肉厚が確保されずに薄肉に構成されてしまうと、高圧燃料によって、変形してしまう恐れがある。このアウタバルブ１０３の変形は、最適な噴射制御の実現及び維持の妨げとなってしまう。

そこで、本発明は、上記の二重構造による問題に鑑み、新規な三方電磁弁の構成、及び、インジェクタの構成を提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、インジェクタ（１）を構成する噴射ノズル（２５）への高圧燃料の供給制御を行うため、該インジェクタ（１）に一体的に取付けられる三方電磁弁（２）であって、一側端に第一のバルブである上部バルブ（１０ｖ）、他側端に第二のバルブである下部バルブ（１０ｗ）が形成されるバルブ本体（１０）と、前記両端のバルブ（１０ｖ・１０ｗ）に対するバルブシート（１７ｄ・３ｄ）がそれぞれ形成される第一のバルブシート本体（１７）と、第二のバルブシート本体であるホルダ（３）と、該バルブシート本体（１７）とホルダ（３）との間に配置し、前記バルブ本体（１０）を動作させる電磁アクチュエータ（１２Ａ）とを備え、前記バルブ本体（１０）には、該バルブ本体（１０）の両端を連通させる連通孔（１０ｈ）を設け、該バルブ本体（１０）は、該バルブシート本体（１７）内の摺動孔（１７ｕ）と、アクチュエータ（１２Ａ）内と、ホルダ（３）が構成する第２バルブシート内のバルブ摺動孔（３ｂ）を摺動可能として三方電磁弁を構成し、前記バルブ本体（１０）の両端のバルブ（１０ｖ・１０ｗ）は、一側が開の時に、他側を閉とすべく開閉制御し、前記両端のバルブ（１０ｖ・１０ｗ）の受圧面積は、略同一に設定し、前記両バルブシート（１７ｄ・３ｄ）のシート径（１７Ｄ・３Ｄ）は、略同一に設定し、前記第一のバルブシート本体（１７）は、インジェクタ（１）を構成する支持部材としての上部キャップ（１６）に設けた内孔（１６ａ）内に配置し、自由支持し、前記第一のバルブシート本体と、前記支持部材の間には、前記バルブシート本体（１７）の摺動孔（１７ｕ）の中心線と、該バルブ本体（１０）の中心線の傾きを少なくするための手段が設けたものである。

請求項２においては、請求項１記載の三方電磁弁において、前記第一のバルブシート本体（１７）には、前記バルブ本体（１０）における第一バルブである上部バルブ（１０ｖ）側の端部が挿入される摺動孔（１７ｕ）が設けられるとともに、前記第一のバルブシート本体（１７）と、前記支持部材としての上部キャップ（１６）の間には、前記上部キャップ（１６）の内孔（１６ａ）の天井部（１６ｂ）において、前記バルブシート本体（１７）の上端部（１７ｂ）を支持し、前記内孔（１６ａ）の天井部に、半球状の台部材（１６ｆ）を設け、該バルブシート本体（１７）の上端部（１７ｂ）は、下方に窪まされて半球状の凹部（１７ｆ）に形成し、該凸部（１６ｆ）と、凹部（１７ｆ）により、上記二つの中心線の傾きを少なくするための手段を形成したものである。

請求項３においては、請求項１または２記載の三方電磁弁において、前記第一のバルブシート本体（１７）に、前記バルブ本体（１０）の連通孔（１０ｈ）内の圧力を一定に保つ等圧バルブ（４１）を設けたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に記載の発明では、インジェクタ（１）を構成する噴射ノズル（２５）への高圧燃料の供給制御を行うため、該インジェクタ（１）に一体的に取付けられる三方電磁弁（２）であって、一側端に第一のバルブである上部バルブ（１０ｖ）、他側端に第二のバルブである下部バルブ（１０ｗ）が形成されるバルブ本体（１０）と、前記両端のバルブ（１０ｖ・１０ｗ）に対するバルブシート（１７ｄ・３ｄ）がそれぞれ形成される第一のバルブシート本体（１７）と、第二のバルブシート本体であるホルダ（３）と、該バルブシート本体（１７）とホルダ（３）との間に配置し、前記バルブ本体（１０）を動作させる電磁アクチュエータ（１２Ａ）とを備え、前記バルブ本体（１０）には、該バルブ本体（１０）の両端を連通させる連通孔（１０ｈ）を設け、該バルブ本体（１０）は、該バルブシート本体（１７）内の摺動孔（１７ｕ）と、アクチュエータ（１２Ａ）内と、ホルダ（３）が構成する第２バルブシート内のバルブ摺動孔（３ｂ）を摺動可能として三方電磁弁を構成し、前記バルブ本体（１０）の両端のバルブ（１０ｖ・１０ｗ）は、一側が開の時に、他側を閉とすべく開閉制御し、前記両端のバルブ（１０ｖ・１０ｗ）の受圧面積は、略同一に設定し、前記両バルブシート（１７ｄ・３ｄ）のシート径（１７Ｄ・３Ｄ）は、略同一に設定し、前記第一のバルブシート本体（１７）は、インジェクタ（１）を構成する支持部材としての上部キャップ（１６）に設けた内孔（１６ａ）内に配置し、自由支持し、前記第一のバルブシート本体と、前記支持部材の間には、前記バルブシート本体（１７）の摺動孔（１７ｕ）の中心線と、該バルブ本体（１０）の中心線の傾きを少なくするための手段が設けたので、バルブ本体の両端に作用する燃料の圧力バランスを略同一にすることができ、これにより、バルブ本体の動作力は少なく済むことから、アクチュエータをより小型化することが可能となり、また、応答性の向上を図ることができる。
また、バルブ本体の両側に、バルブシートが設けられるものであり、第一のバルブシート本体と、第二のバルブシート本体は、別体に構成されて、各バルブシートは各々独立して加工することが可能であることから、加工性に優れた構成となっている。
また、従来構造ではアウタバルブとインナバルブとから二重構造としており、筒状に構成されるアウタバルブの肉厚は確保し難いものであったが、本構成は、バルブ本体の連通孔内に摺動部材が設けられないことから、従来構造と比較して、バルブ本体の肉厚を十分確保することが可能となり、燃料圧力による変形が生じにくく、最適な噴射制御が実現でき、また維持できる。

また、バルブシート本体を自由支持とし、内孔内で、バルブシート本体の位置を調節されて、バルブ本体の両側に配されるバルブシート同士の心ずれが吸収され、これにより、バルブ本体１０のこじれによる動作不良の発生を防止できる。

また、上記三方電磁弁をインジェクタに適用することにより、コモンレール用に適したインジェクタを安価に構成することができる。

請求項２の如く、前記第一のバルブシート本体（１７）には、前記バルブ本体（１０）における第一バルブである上部バルブ（１０ｖ）側の端部が挿入される摺動孔（１７ｕ）が設けられるとともに、前記第一のバルブシート本体（１７）と、前記支持部材としての上部キャップ（１６）の間には、前記上部キャップ（１６）の内孔（１６ａ）の天井部（１６ｂ）において、前記バルブシート本体（１７）の上端部（１７ｂ）を支持し、前記内孔（１６ａ）の天井部に、半球状の台部材（１６ｆ）を設け、該バルブシート本体（１７）の上端部（１７ｂ）は、下方に窪まされて半球状の凹部（１７ｆ）に形成し、該凸部（１６ｆ）と、凹部（１７ｆ）により、上記二つの中心線の傾きを少なくするための手段を形成したので、バルブ本体の中心線と、バルブシート本体の摺動孔の中心線とを平行に保つことができ、バルブシート本体の摺動孔の内面が、バルブ本体を擦ることによる、摺動孔及びバルブ本体の摩耗や、バルブ本体の摺動抵抗の増加による動作不良を防ぐことができる。

請求項３に記載の発明では、等圧バルブを設けることにより、燃料通路のキャビテーションエロージョンの発生を防止することができる。

従来の二重構造による問題に鑑み、新規な三方電磁弁の構成を提供するという目的を、噴射ノズルへの高圧燃料の供給制御を行うための三方電磁弁であって、一側端に第一のバルブ、他側端に第二のバルブが形成されるバルブ本体と、前記両端のバルブに対するバルブシートがそれぞれ形成される第一・第二のバルブシート本体と、前記両バルブシート本体の間に配され、前記バルブ本体を動作させるアクチュエータと、が備えられ、前記両端のバルブは、一側が開の時に、他側を閉とすべく開閉制御されるものであり、前記バルブ本体には、該バルブ本体の両端を連通させる連通孔が設けられ、前記両端のバルブの受圧面積は、略同一に設定され、前記両バルブシートのシート径は、略同一に設定される構成とすることで達成する。

次に、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１は本発明にかかる三方電磁弁を備えたインジェクタの全体断面図、図２は同じく三方電磁弁の箇所の拡大断面図、図３は三方電磁弁の組み付けについて示す図、図４はバルブシート本体をホルダと別体とする構成例を示す図、図５は噴射時における第一のバルブシート本体部分の拡大断面図、図６は噴射後における第一のバルブシート本体部分の拡大断面図、図７は等圧バルブを設けない構成とするインジェクタの全体断面図、図８は従来の三方電磁弁の構成について示す断面図である。

尚、以下の説明において、図１における紙面上側を上側とし、同じく紙面下側を下側とする。

図１においては、本発明にかかる三方電磁弁２と、ホルダ３とから構成されるインジェクタ１の全体構成を示している。三方電磁弁２においては、バルブ本体１０を上下動させるべく、ケーシング１１内のソレノイドハウジング１２に、ステータ１２ａとステータコイル１２ｂを配してなるアクチュエータ１２Ａが構成されている。前記ステータコイル１２ｂが励磁されると、前記バルブ本体１０と一体のアーマチュア１５が上方に引き寄せられてバルブ本体１０が上方に移動するようになっている。

また、前記ソレノイドハウジング１２の上方であって、前記ケーシング１１の内側に形成される空間は、上部キャップ１６によって蓋がされている。そして、前記ステータコイル１２ｂの導線１３ａ・１３ｂは、該上部キャップ１６の挿通孔１６ｃ・１６ｄを通過して上方に取り出されるようにしている。また、該上部キャップ１６には、上側が閉じられ、下側が開放される内孔１６ａが上下方向に形成されている。また、該内孔１６ａには、バルブシート本体１７が下方から挿入されており、該内孔１６ａの天井部１６ｂに、該バルブシート本体１７の上端部１７ｂが当接するようになっている。該バルブシート本体１７は、ソレノイドハウジング１２に形成される上下方向の貫通孔１２ｄ内にて、上下移動自在に配されている。そして、内孔１６ａの天井部１６ｂには台部材１６ｆが設けられる一方、バルブシート本体１７の上端部１７ｂは、下方に窪まされて半球状の凹部に形成され、上部キャップ１６に対し、バルブシート本体１７が回転自在に当接・支持される構成している。

また、バルブシート本体１７には、上側が閉じられ、下側が開放される内孔１７ａが上下方向に形成されており、該内孔１７ａに前記バルブ本体１０の上部が挿入される。該内孔１７ａは、下側から順に、バルブ本体１０の摺動孔１７ｕと、内室１７ｃと、スプリング室１７ｈとから一連に構成されている。また、スプリング室１７ｈの孔径は、摺動孔１７ｕの孔径よりも小さく構成される。これにより、内室１７ｃの上側壁面において、バルブ本体１０の上端部で形成される上部バルブ１０ｖに対する上部バルブシート１７ｄが形成されている。また、バルブシート本体１７には、該バルブシート本体１７の外周面と、前記内室１７ｃとを通じさせる連通孔１７ｅ・１７ｅが設けられており、バルブシート本体１７の外側と、内室１７ｃとの間にて燃料が流通するようになっている。また、前記スプリング室１７ｈには、圧縮コイルスプリング１８が内装されており、無噴射時においても該圧縮コイルスプリング１８により、後述の等圧バルブ４１を介して、前記バルブ本体１０内の連通孔１０ｈからノズル室１９ｃに至る通路内の圧力が一定圧に保持されるようになっている。

また、前記ケーシング１１が、ホルダ３の上部の嵌着部３ａに嵌着されて、三方電磁弁２とホルダ３とが一体化されている。また、ホルダ３の上端面３ｕと、ステータコイル１２ｂとの間に、前記アーマチュア１５が配されている。該アーマチュア１５は、バルブ本体１０と一体化されており、ステータコイル１２ｂへの通電により、アーマチュア１５とともにバルブ本体１０が上方移動されるようになっている。

また、ソレノイドハウジング１２と、ホルダ３の上端面３ｕと、上部キャップ１６とで囲まれる空間で低圧室１２ｃを構成しており、該低圧室１２ｃは、ホルダ３に形設される連通路２６ａ・２６ｂ、ポート２７（図１参照）を介して、図示せぬ燃料噴射ポンプの低圧回路に連通されている。

また、ホルダ３の上端面３ｕから下方に向ってバルブ摺動孔３ｂが形成されており、該バルブ摺動孔３ｂに、バルブ本体１０のアーマチュア１５よりも下方の部位が内挿されている。そして、該バルブ摺動孔３ｂの下端部には、該バルブ摺動孔３ｂよりも内径を大とする内室３ｃが形成されている。

また、図１に示すごとく、ホルダ３には、前記内室３ｃと、ノズルボディ１９とを連通させる一連の燃料通路２０が形成されている。図示せぬコモンレールよりポート２１・連通路２２を介して内室３ｃに供給された高圧燃料は、バルブ本体１０が上方に移動されると、燃料通路２０を通ってノズルボディ１９のノズル室１９ｃに供給される。そして、高圧燃料の作用により、ノズルバルブ２３が背圧受部材２８の押圧力に抗して上昇すると、噴射ノズル２５が開放されて噴射が行われるようになっている。また、前記燃料通路２０の内、内室３ｃと連通する連絡部２０ａの孔径は、前記バルブ摺動孔３ｂの孔径よりも小さく構成される。これにより、内室３ｃの下側壁面において、バルブ本体１０の下端部で形成される下部バルブ１０ｗに対する下部バルブシート３ｄが形成されている。

また、ホルダ３には、低圧室２６が形成されており、該低圧室２６内に、圧縮コイルスプリング２４と、該圧縮コイルスプリング２４により下方に付勢される背圧受部材２８が設けられている。該背圧受部材２８は、ノズルバルブ２３の上端部に当接しており、これにより、ノズルバルブ２３は常時下方へ付勢され、噴射ノズル２５が閉じられるようになっている。そして、前記ノズル室１９ｃに高圧燃料が供給されると、該高圧燃料がノズルバルブ２３の円錐部２３ａに作用して、前記背圧受部材２８から受ける力に抗してノズルバルブ２３が上方へ移動する。これにより、噴射ノズル２５が開放されて、ノズル室１９ｃ内の高圧燃料が噴射ノズル２５より噴射される。また、前記低圧室２６は、連絡路２６ｃ・２６ｂ・２６ａを介して三方電磁弁２側の低圧室１２ｃと連通されている。

上記の構成につき、バルブ本体１０の動作制御について説明すると、無噴射時では、ステータコイル１２ｂへの通電が行われず、圧縮コイルスプリング１４の付勢力によって、バルブ本体１０が下方に移動させられ、下部バルブ１０ｗにより下部バルブシート３ｄが閉じられた状態となる。これにより、コモンレール側より供給される高圧燃料は、内室３ｃに閉じ込められて、燃料通路２０への高圧燃料の流入が遮断される。このようにして、燃料の噴射が行われることがない。一方、噴射時では、ステータコイル１２ｂへの通電が行われ、これにより、アーマチュア１５が上方に引き付けられてバルブ本体１０も上方に移動し、下部バルブ１０ｗが開いて、内室３ｃ内の高圧燃料が、燃料通路２０への流入が許容される。これにより、高圧燃料がノズルボディ１９のノズル室１９ｃに供給され、噴射ノズル２５より燃料噴射が行われる。

また、上記の構成につき、図３に示すごとく、三方電磁弁２のホルダ３への組み付けは、ホルダ３に対し、バルブ本体１０を内挿したソレノイドハウジング１２を設置し、バルブ本体１０の上部にバルブシート本体１７を上から被せ、内孔１６ａをバルブシート本体１７の位置に合わせ、上部キャップ１６をソレノイドハウジング１２の上に設置し、この状態で、ケーシング１１を上から被せて、該ケーシング１１をホルダ３に嵌着させることで行われるようになっている。

以上が本発明にかかる三方電磁弁２及びホルダ３の構成概要であり、以下では、本発明に特徴的な構成につき説明する。図１及び図２に示すごとく、本発明に係る三方電磁弁２は、噴射ノズルへの高圧燃料の供給制御を行うための三方電磁弁であって、一側端に第一のバルブ（上部バルブ１０ｖ）、他側端に第二のバルブ（下部バルブ１０ｗ）が形成されるバルブ本体１０と、前記両端のバルブ１０ｖ・１０ｗに対するバルブシート１７ｄ・３ｄがそれぞれ形成される第一のバルブシート本体１７、及び第二のバルブシート本体としてのホルダ３と、前記両バルブシート本体１７・３の間に配され、前記バルブ本体１０を動作させるアクチュエータ１２Ａと、が備えられ、前記両端のバルブ１０ｖ・１０ｗは、一側が開の時に、他側を閉とすべく開閉制御されるものであり、前記バルブ本体１０には、該バルブ本体１０の両端を連通させる連通孔１０ｈが設けられ、前記両端のバルブ１０ｖ・１０ｗの受圧面積は、略同一に設定され、前記両バルブシート１７ｄ・３ｄのシート径１７Ｄ・３Ｄ（図２参照）は、略同一に設定される構成としている。尚、以上の構成では、ホルダ３に内室３ｃ及び下部バルブシート３ｄを形成することにより、ホルダ３にて第二のバルブシート本体の機能を果たすこととしたが、図４に示すインジェクタ１Ａのごとく、バルブシート本体３３を、ホルダ３とは別に設ける構成としてもよい。また、三方電磁弁２は、必ずしもインジェクタ１の上部に配される構成とする必要はなく、また、縦置き・横置きのいずれであってもかまわない。

以上のごとくの構成によれば、バルブ本体１０の両側の空間が、連通孔１０ｈにより通じているため、バルブ本体１０の両端（バルブ１０ｖ・１０ｗ）に作用する燃料圧力を、略同一にすることができる。また、前記両端のバルブ１０ｖ・１０ｗの受圧面積は、略同一に設定されるため、バルブ本体１０の移動時において、バルブ本体１０の両端（バルブ１０ｖ・１０ｗ）に作用する燃料から受ける抵抗を、略同一にすることができる。また、前記バルブシート１７ｄ・３ｄのシート径１７Ｄ・３Ｄは、略同一に設定されるので、バルブ１０ｖ・１０ｗが、バルブシート１７ｄ・３ｄに着座した状態から離れるときに、バルブ１０ｖ・１０ｗにそれぞれ作用する燃料圧力を、略同一にすることができる。そして、以上により、バルブ本体１０の両端に作用する燃料の圧力バランスを略同一にすることができ、これにより、バルブ本体１０の動作力は少なく済むことから、アクチュエータ１２Ａをより小型化することが可能となり、また、応答性の向上を図ることができる。ここで、両シート径１７Ｄ・３Ｄは、バルブ本体１０に作用する抵抗率を考慮して、０．５〜１．５倍の範囲で変えてもよい。

また、バルブ本体１０の両側に、バルブシート１７ｄ・３ｄが設けられるものであり、第一のバルブシート本体１７と、第二のバルブシート本体（ホルダ３）は、別体に構成されて、各バルブシート１７ｄ・３ｄは各々独立して加工することが可能であることから、加工性に優れた構成となっている。また、従来構造ではアウタバルブとインナバルブとから成る二重構造としており、筒状に構成されるアウタバルブの肉厚は確保し難いものであったが、本構成は、バルブ本体１０の連通孔１０ｈ内に摺動部材が設けられないことから、従来構造と比較して、バルブ本体１０の肉厚を十分確保することが可能となり、燃料圧力による変形が生じにくく、最適な噴射制御が実現でき、また維持できる。

次に、実施例２としては、図２に示すごとく、前記第一のバルブシート本体１７は、支持部材としての上部キャップ１６に設けた内孔１６ａに配され、自由支持されるものである。即ち、上部キャップ１６の内孔１６ａ内にバルブシート本体１７を挿入する形態としており、内孔１６ａの内周面と、バルブシート本体１７の外周面との間に形成される隙間１６ｍの範囲において、バルブシート本体１７の、バルブ本体１０の中心線の半径方向における位置が、調整自在に構成されるものである。本発明の構成では、バルブ本体１０の両端にバルブ１０ｖ・１０ｗを設ける都合上、当該バルブ１０ｖ・１０ｗの二つのバルブシート１７ｄ・３ｄを、バルブ本体１０を介して対向して設ける必要があり、このため、バルブシート本体１７を別体に構成し、図３に示すごとく、バルブ本体１０の上部にバルブシート本体１７を上から被せる構成とする必要がある。このため、両バルブシート１７ｄ・３ｄとの間で、心出しを高精度に実現するのは難しく、バルブシート本体１７が固定されていると、両バルブシート１７ｄ・３ｄとの間の心ずれにより、バルブ本体１０がこじれてしまい、動作不良が発生することになる。そこで、上述のように、バルブシート本体１７を自由支持とし、内孔１６ａ内で、バルブシート本体１７の位置を調節されて、心ずれを吸収することとするものである。これにより、バルブ本体１０のこじれによる動作不良の発生を防止できる。

次に、実施例３としては、図２に示すごとく、前記第一のバルブシート本体１７には、前記バルブ本体１０における第一バルブ側の端部が挿入される摺動孔１７ｕが設けられるとともに、前記第一のバルブシート本体１７と、前記支持部材としての上部キャップ１６の間には、前記摺動孔１７ｕの中心線と、バルブ本体１０の中心線の傾きによる悪影響を少なくするための手段が設けられるものである。即ち、前記上部キャップ１６の内孔１６ａの天井部１６ｂにおいて、前記バルブシート本体１７の上端部１７ｂが支持されるものであり、前記内孔１６ａの天井部に、半球状の台部材１６ｆが設けられる一方、バルブシート本体１７の上端部１７ｂは、下方に窪まされて半球状の凹部１７ｆに形成されることとし、前記凸部１６ｆと、凹部１７ｆにより、上記二つの中心線の傾きによる悪影響を少なくするための手段を形成するものである。

この構成では、実施例２と同様に、バルブシート本体１７は、上部キャップ１６に対し自由支持されて、上記のように心ずれを吸収することができる。また、互いに球面で形成される凸部１６ｆと凹部１７ｆにより当着されることで、互いの当着面を水平面で形成した場合と比較して、前記摺動孔１７ｕの中心線と、バルブ本体１０の中心線の傾きによる悪影響を少なくすることができる。これは、互いの当着面を球面で形成することで、バルブシート本体１７が凸部１６ｆを支点として回転できるようになり、これにより、摺動孔１７ｕ内にてバルブ本体１０が摺動した際には、摺動孔１７ｕの中心線の傾きが、バルブ本体１０の中心線の傾きに一致する方向に補正されることによるものである。以上の構成によれば、バルブ本体１０の中心線と、バルブシート本体１７の摺動孔１７ｕの中心線とを略平行に保つことができ、バルブシート本体１７の摺動孔１７ｕの内面が、バルブ本体１０を擦ることによる、摺動孔１７ｕ及びバルブ本体１０の摩耗や、バルブ本体１０の摺動抵抗の増加による動作不良等の不具合、即ち、前記二つの中心線の傾きによる悪影響を少なくすることができる。

次に、実施例４としては、図５に示すごとく、前記第一のバルブシート本体１７に、前記バルブ本体１０の連通孔１０ｈ内の圧力を一定にする等圧バルブ４１を設ける構成とするものである。該等圧バルブ４１は、噴射終了後に、バルブ本体１０の連通孔１０ｈより高圧燃料が低圧回路、即ち、内室１７ｃに急激に流出して連通孔１０ｈないの圧力が下がりすぎてキャビテーションエロージョンが発生するのを防止するためのものである。ここで、等圧バルブ４１は、バルブシート本体１７に設けたスプリング室１７ｈ内の圧縮コイルスプリング１８にて下方に付勢されるものであり、無噴射時に連通孔１０ｈ〜ノズル室１９ｃ内の圧力を一定に保つようになっている。

そして、噴射時においては、バルブ本体１０が上方に移動させられ、図５に示すごとくの状態となる。この状態では、上部バルブ１０ｖが上部バルブシート１７ｄに当着することになるため、高圧燃料が連通孔１０ｈ内に閉じ込められる。このあと、噴射が終了すると、図６に示すごとく、バルブ本体１０が圧縮コイルスプリング１４により下方へ戻され、上部バルブ１０ｖが上部バルブシート１７ｄより離れることになる。この場合、連通孔１０ｈ〜ノズル室１９ｃ内の圧力が下がると、連通孔１０ｈの開口は、等圧バルブ４１により閉じられるため、連通孔１０ｈ〜ノズル室１９ｃ内の圧力は一定の値に保たれることになる。このようにして、連通孔１０ｈ内、及び燃料通路２０内の圧力が負圧になることを防止して、連通孔１０ｈ及び燃料通路２０内にキャビテーションが発生することを防止することができる。仮に、等圧バルブ４１がない場合には、噴射後に、連通孔１０ｈより内室１７ｃに燃料が急激に流出し、負圧になってキャビテーションが発生することになる。そして、発生したキャビテーションは、次の噴射時において、高圧燃料が燃料通路２０に流入した際には、該高圧燃料によって圧縮され、これにより、燃料通路２０にキャビテーションエロージョンが発生してしまうことになる。以上のように、等圧バルブ４１を設けることにより、燃料通路２０のキャビテーションエロージョンの発生を防止することができるようになる。

尚、図７に示すごとく、等圧バルブ４１を設けない構成としてもよい。この場合は、前記スプリング室１７ｈ内の圧縮コイルスプリング１８により、バルブ本体１０を下方に付勢できるため、圧縮コイルスプリング１４を省略する構成とすることができる。

次に、実施例５としては、図１に示すごとく、前記三方電磁弁２が、噴射ノズル２５を具備するホルダ３に取付けられて、インジェクタが構成されることとするものである。上述の三方電磁弁２は、従来構造と比較して、摺動孔につき高精度な加工が要求されることもなく、安価に製作することができるものである。
そして、このような安価に製作可能な三方電磁弁２を具備したインジェクタとすることによれば、コモンレール用に適したインジェクタを安価に構成することができる。

本発明は、ディーゼルエンジン用に備えられるコモンレール式の燃料噴射装置に適用可能である。

本発明にかかる三方電磁弁を備えたインジェクタの全体断面図である。同じく三方電磁弁の箇所の拡大断面図である。三方電磁弁の組み付けについて示す図である。バルブシート本体をホルダと別体とする構成例を示す図である。噴射時における第一のバルブシート本体部分の拡大断面図である。噴射後における第一のバルブシート本体部分の拡大断面図である。等圧バルブを設けない構成とするインジェクタの全体断面図である。従来の三方電磁弁の構成について示す断面図である。

符号の説明

１インジェクタ
２三方電磁弁
３ホルダ
３ｄバルブシート
１０バルブ本体
１０ｖ上部バルブ
１０ｗ下部バルブ
１０ｈ連通孔
１２Ａアクチュエータ
１７バルブシート本体
１７ｄバルブシート

Claims

インジェクタ（１）を構成する噴射ノズル（２５）への高圧燃料の供給制御を行うため、該インジェクタ（１）に一体的に取付けられる三方電磁弁（２）であって、一側端に第一のバルブである上部バルブ（１０ｖ）、他側端に第二のバルブである下部バルブ（１０ｗ）が形成されるバルブ本体（１０）と、前記両端のバルブ（１０ｖ・１０ｗ）に対するバルブシート（１７ｄ・３ｄ）がそれぞれ形成される第一のバルブシート本体（１７）と、第二のバルブシート本体であるホルダ（３）と、該バルブシート本体（１７）とホルダ（３）との間に配置し、前記バルブ本体（１０）を動作させる電磁アクチュエータ（１２Ａ）とを備え、前記バルブ本体（１０）には、該バルブ本体（１０）の両端を連通させる連通孔（１０ｈ）を設け、該バルブ本体（１０）は、該バルブシート本体（１７）内の摺動孔（１７ｕ）と、アクチュエータ（１２Ａ）内と、ホルダ（３）が構成する第２バルブシート内のバルブ摺動孔（３ｂ）を摺動可能として三方電磁弁を構成し、前記バルブ本体（１０）の両端のバルブ（１０ｖ・１０ｗ）は、一側が開の時に、他側を閉とすべく開閉制御し、前記両端のバルブ（１０ｖ・１０ｗ）の受圧面積は、略同一に設定し、前記両バルブシート（１７ｄ・３ｄ）のシート径（１７Ｄ・３Ｄ）は、略同一に設定し、前記第一のバルブシート本体（１７）は、インジェクタ（１）を構成する支持部材としての上部キャップ（１６）に設けた内孔（１６ａ）内に配置し、自由支持し、前記第一のバルブシート本体と、前記支持部材の間には、前記バルブシート本体（１７）の摺動孔（１７ｕ）の中心線と、該バルブ本体（１０）の中心線の傾きを少なくするための手段が設けたことを特徴とする三方電磁弁。
請求項１記載の三方電磁弁において、前記第一のバルブシート本体（１７）には、前記バルブ本体（１０）における第一バルブである上部バルブ（１０ｖ）側の端部が挿入される摺動孔（１７ｕ）が設けられるとともに、前記第一のバルブシート本体（１７）と、前記支持部材としての上部キャップ（１６）の間には、前記上部キャップ（１６）の内孔（１６ａ）の天井部（１６ｂ）において、前記バルブシート本体（１７）の上端部（１７ｂ）を支持し、前記内孔（１６ａ）の天井部に、半球状の台部材（１６ｆ）を設け、該バルブシート本体（１７）の上端部（１７ｂ）は、下方に窪まされて半球状の凹部（１７ｆ）に形成し、該凸部（１６ｆ）と、凹部（１７ｆ）により、上記二つの中心線の傾きを少なくするための手段を形成したことを特徴とする三方電磁弁。
請求項１または２記載の三方電磁弁において、前記第一のバルブシート本体（１７）に、前記バルブ本体（１０）の連通孔（１０ｈ）内の圧力を一定に保つ等圧バルブ（４１）を設けたことを特徴とする三方電磁弁。