JP7070069B2 - Solenoid valve and fuel injection device using it - Google Patents
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Description
本発明は、電磁弁およびこれを用いた燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a solenoid valve and a fuel injection device using the solenoid valve.
従来、特許文献1に記載されているように、複数の可動子が係合しており、ソレノイドに電流が流れることによって駆動する弁体およびその弁体を備える燃料噴射装置が知られている。
Conventionally, as described in
特許文献1の構成のように、複数の可動子が係合する場合、可動子同士が接触する面の大きさのバラツキが大きくなるに伴い、可動子を通過する磁束のバラツキが大きくなる。磁束のバラツキが大きくなると、可動子の移動量のバラツキが大きくなり、弁体の移動量のバラツキが大きくなる。
When a plurality of movers are engaged as in the configuration of
このため、弁体の移動量のバラツキを小さくするには、可動子同士が接触する面の大きさのバラツキを小さくする必要がある。しかし、可動子同士が接触する面の大きさのバラツキを小さくするためには、弁体の製造時または装置への弁体の組立時に、可動子の公差および複数の可動子間の公差を厳しく管理する必要がある。これにより、弁体の製造または装置への弁体の組立が困難になる。 Therefore, in order to reduce the variation in the amount of movement of the valve body, it is necessary to reduce the variation in the size of the surfaces where the movers come into contact with each other. However, in order to reduce the variation in the size of the surfaces where the movers come into contact with each other, the tolerances of the movers and the tolerances between the plurality of movers should be strict when manufacturing the valve body or assembling the valve body to the device. Need to be managed. This makes it difficult to manufacture the valve body or assemble the valve body into the device.
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、簡易な構成であって、組立がしやすくなる電磁弁およびこれを用いた燃料噴射装置を提供することにある。 The present invention has been created in view of these points, and an object of the present invention is to provide a solenoid valve having a simple structure and easy to assemble, and a fuel injection device using the solenoid valve. ..
本発明の電磁弁は、ハウジング(10)、プレート部(30)、第1可動部(41)、第1付勢部材(51)、第2可動部(42)、第2付勢部材(52)、ソレノイド(70)、第1磁性部(71)および第2磁性部(72)を備える。 The solenoid valve of the present invention includes a housing (10), a plate portion (30), a first movable portion (41), a first urging member (51), a second movable portion (42), and a second urging member (52). ), Solenoid (70), first magnetic part (71) and second magnetic part (72).
ハウジングは、有底筒状であって、第1圧力室(21)および第2圧力室(22)を有する。
第1圧力室は、流体が流入出可能である。
第2圧力室は、第1圧力室に連通可能である。
The housing has a bottomed cylinder shape and has a first pressure chamber (21) and a second pressure chamber (22).
Fluid can flow in and out of the first pressure chamber .
The second pressure chamber can communicate with the first pressure chamber .
プレート部は、第1圧力室および第2圧力室の間であって、ハウジングに形成されており、第1流体流路(31)および第2流体流路(32)を有する。
第1流体流路は、第1圧力室と第2圧力室とに連通する。
第2流体流路は、第1流体流路の軸(Of1)とは異なる軸(Of2)を含み、第1圧力室と第2圧力室とに連通する。
The plate portion is between the first pressure chamber and the second pressure chamber, is formed in the housing, and has a first fluid flow path (31) and a second fluid flow path (32).
The first fluid flow path communicates with the first pressure chamber and the second pressure chamber.
The second fluid flow path includes an axis (Of2) different from the axis (Of1) of the first fluid flow path, and communicates with the first pressure chamber and the second pressure chamber.
第1可動部は、第2圧力室に収容されており、第1流体流路を開閉して第1圧力室の圧力および第2圧力室の圧力を制御可能である。
第1付勢部材は、第1可動部が第1流体流路を閉じる方向に、第1可動部を付勢する。
第2可動部は、第2圧力室に収容され、第1可動部の外側に形成されており、第2流体流路を開閉して第1圧力室の圧力および第2圧力室の圧力を制御可能である。
第2付勢部材は、第2可動部が第2流体流路を閉じる方向に、第2可動部を付勢する。
The first movable portion is housed in the second pressure chamber, and can open and close the first fluid flow path to control the pressure in the first pressure chamber and the pressure in the second pressure chamber.
The first urging member urges the first movable portion in a direction in which the first movable portion closes the first fluid flow path.
The second movable portion is housed in the second pressure chamber and is formed on the outside of the first movable portion, and opens and closes the second fluid flow path to control the pressure in the first pressure chamber and the pressure in the second pressure chamber. It is possible.
The second urging member urges the second movable portion in a direction in which the second movable portion closes the second fluid flow path.
ソレノイドは、第2圧力室側のハウジングに設けられており、ハウジング、第1可動部および第2可動部に磁界を生成可能である。
第1磁性部は、第2圧力室側のハウジングであって、ソレノイドよりもハウジングの径方向内側に形成されており、第1可動部および第2可動部に対向する。
第2磁性部は、第2圧力室側のハウジングであって、ソレノイドよりもハウジングの径方向外側に形成されており、第2可動部に対向する。
The solenoid is provided in the housing on the second pressure chamber side, and can generate a magnetic field in the housing, the first movable portion, and the second movable portion.
The first magnetic portion is a housing on the second pressure chamber side, is formed on the radial inside of the housing with respect to the solenoid, and faces the first movable portion and the second movable portion.
The second magnetic portion is a housing on the second pressure chamber side, is formed on the radial outer side of the housing with respect to the solenoid, and faces the second movable portion.
第2可動部と対向する部分において第1磁性部の外側面(714)と第2磁性部の内側面(725)とはハウジングの径方向に離れており、ハウジングの径方向における第1磁性部の外側面から第2磁性部の内側面までの最短距離を第1最短距離(G1)とする。
ハウジングの軸方向における第2磁性部の対向面(723)から第2可動部の対向面(423)までの最短距離を第2最短距離(G2)とする。
第1磁性部と対向する部分において第1可動部の外側面(414)と第2可動部の内側面(424)とはハウジングの径方向に離れており、ハウジングの径方向における第1可動部の外側面から第2可動部の内側面までの最短距離を第3最短距離(G3)とする。
ハウジングの軸方向における第1磁性部の対向面(713)から第1可動部の対向面(413)までの最短距離を第4最短距離(G4)とする。
第1最短距離は、第2最短距離、第3最短距離および4最短距離の和(G2+G3+G4)よりも大きい。
In the portion facing the second movable portion, the outer surface (714) of the first magnetic portion and the inner surface surface (725) of the second magnetic portion are separated in the radial direction of the housing, and the first magnetic portion in the radial direction of the housing. The shortest distance from the outer surface of the second magnetic portion to the inner surface of the second magnetic portion is defined as the first shortest distance (G1).
The shortest distance from the facing surface (723) of the second magnetic portion to the facing surface (423) of the second movable portion in the axial direction of the housing is defined as the second shortest distance (G2).
In the portion facing the first magnetic portion, the outer surface (414) of the first movable portion and the inner surface surface (424) of the second movable portion are separated in the radial direction of the housing, and the first movable portion in the radial direction of the housing is separated. The shortest distance from the outer surface of the second movable portion to the inner surface of the second movable portion is defined as the third shortest distance (G3).
The shortest distance from the facing surface (713) of the first magnetic portion to the facing surface (413) of the first movable portion in the axial direction of the housing is defined as the fourth shortest distance (G4).
The first shortest distance is larger than the sum of the second shortest distance, the third shortest distance, and the four shortest distances (G2 + G3 + G4).
ソレノイドにより、第1可動部、第1磁性部、第2磁性部および第2可動部を経由する磁気回路である第1磁気回路が生成される。また、ソレノイドにより、第2可動部、第1磁性部および第2磁性部を経由する磁気回路である第2磁気回路が生成される。上記構成により、第1磁気回路および第2磁気回路が短絡しないで、第1磁気回路および第2磁気回路が生成される。第1磁気回路および第2磁気回路が短絡しないため、第1可動部および第2可動部が独立して移動しやすくなる。このため、可動部間で接触する面積の大きさのバラツキを考慮する必要がなく、製造時または組立時に、可動部の公差および複数の可動部間の公差の管理を緩和できる。したがって、電磁弁は、簡易な構成になる。また、第1可動部および第2可動部の製造がしやすくなり、電磁弁の組立がしやすくなる。 The solenoid generates a first magnetic circuit, which is a magnetic circuit that passes through the first movable portion, the first magnetic portion, the second magnetic portion, and the second movable portion. Further, the solenoid generates a second magnetic circuit, which is a magnetic circuit that passes through the second movable portion, the first magnetic portion, and the second magnetic portion. With the above configuration, the first magnetic circuit and the second magnetic circuit are generated without short-circuiting the first magnetic circuit and the second magnetic circuit. Since the first magnetic circuit and the second magnetic circuit are not short-circuited, the first movable portion and the second movable portion can easily move independently. Therefore, it is not necessary to consider the variation in the size of the contact area between the movable parts, and it is possible to relax the management of the tolerance of the movable part and the tolerance between the plurality of movable parts at the time of manufacturing or assembling. Therefore, the solenoid valve has a simple structure. In addition, the first movable portion and the second movable portion can be easily manufactured, and the solenoid valve can be easily assembled.
また、本発明の燃料噴射装置は、上記と同様に、ハウジング(10)、プレート部(30)、第1可動部(41)、第1付勢部材(51)、第2可動部(42)、第2付勢部材(52)、ソレノイド(70)、第1磁性部(71)および第2磁性部(72)を備える。さらに、燃料噴射装置は、ニードル(60)を備える。 Further, in the fuel injection device of the present invention, the housing (10), the plate portion (30), the first movable portion (41), the first urging member (51), and the second movable portion (42) are similarly described above. , A second urging member (52), a solenoid (70), a first magnetic portion (71) and a second magnetic portion (72). Further, the fuel injection device includes a needle (60).
ハウジングは、流体としての燃料が噴射される噴孔(17)を先端部にさらに有する。
ニードルは、ハウジング内で往復移動可能であり、第1可動部または第2可動部が第1圧力室の圧力および第2圧力室の圧力を制御するとき、噴孔を開閉する。また、同様に、第1最短距離は、第2最短距離、第3最短距離および4最短距離の和(G2+G3+G4)よりも大きい。この構成により、上記と同様の効果を奏する。電磁弁の移動量の精度が向上するため、燃焼噴射装置内の燃料の圧力の制御性が向上し、燃料の噴射量の精度が向上する。
The housing further has a jet hole (17) at the tip to which fuel as a fluid is injected.
The needle is reciprocating within the housing and opens and closes the injection hole when the first or second movable portion controls the pressure in the first pressure chamber and the pressure in the second pressure chamber. Similarly, the first shortest distance is larger than the sum of the second shortest distance, the third shortest distance, and the four shortest distances (G2 + G3 + G4). With this configuration, the same effect as described above is obtained. Since the accuracy of the moving amount of the solenoid valve is improved, the controllability of the fuel pressure in the combustion injection device is improved, and the accuracy of the fuel injection amount is improved.
以下、電磁弁の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明する。本実施形態という場合、複数の実施形態を包括する。本実施形態の電磁弁は、内燃機関が備える燃料噴射装置に用いられる。まず、燃料噴射装置1について、説明する。
Hereinafter, embodiments of the solenoid valve will be described with reference to the drawings. In the description of the plurality of embodiments, substantially the same configuration will be described with the same reference numerals. The present embodiment includes a plurality of embodiments. The solenoid valve of this embodiment is used in a fuel injection device included in an internal combustion engine. First, the
図1に示すように、燃料噴射装置1は、ハウジング10、プレート部としてのオリフィスプレート30、圧力制御プレート35、電磁弁81、ニードル60、ソレノイド70および電流制御部75を備える。燃料噴射装置1は、内燃機関の各気筒に取り付けられており、流体としての燃料を各気筒に噴射する。燃料は、コモンレール90の高圧状態で蓄えられている。
As shown in FIG. 1, the
ハウジング10は、有底筒状に形成されている。図において、ハウジング10は、便宜上、4つの部分に分けて記載されているが、必ずしも実際の製品の構成を反映するものではない。説明上、ハウジング10は、先端側から順に、ノズルハウジング23、制御室プレート24、オリフィスプレート30、ボディハウジング25を含むものとする。
The
ハウジング10は、先端側のノズルハウジング23において、ノズル室16、噴孔17および弁座18を有する。また、ハウジング10は、制御室プレート24において、ハウジング流路12、14および第1圧力室21を有する。さらに、ハウジング10は、ボディハウジング25において、ハウジング流路11、15および第2圧力室22を有する。
The
ノズル室16は、ハウジング10の内壁101とニードル60の外壁601とによって区画形成されている。
噴孔17は、ハウジング10の周方向に所定の間隔で形成されており、ハウジング10の先端部102に複数形成されている。
弁座18は、噴孔17の周囲であって、ハウジング10の先端部102の内側における底面に形成されている。弁座18は、円錐形状に形成されている。
The
The injection holes 17 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the
The
ハウジング流路11は、コモンレール90に接続されており、ハウジング流路12とハウジング流路13とに連通している。ハウジング流路12は、ハウジング流路11とノズル室16とに連通している。ハウジング流路13は、ハウジング流路11に連通している。また、ハウジング流路13は、第1圧力室21に連通可能であり、圧力制御プレート35により、第1圧力室21と連通する。さらに、ハウジング流路13は、圧力制御プレート35側で径が絞られるインオリフィス19が形成されている。ハウジング流路14は、第1圧力室21とノズル室16とに連通している。ハウジング流路15は、低圧室流路であり、第2圧力室22と外部とに連通している。
The
ハウジング流路11-15は、円形形状の断面を含み、径がそれぞれ一様に形成されている。ハウジング流路11-15の流路面積は、比較的大きく設定されており、ハウジング10内の燃料の流入出量は、ハウジング流路11-15の流路面積に影響を受けないように、設定されている。流路面積は、燃料の流れに交差する方向における断面積である。
The housing flow paths 11-15 include a circular cross section, and each has a uniform diameter. The flow path area of the housing flow path 11-15 is set to be relatively large, and the amount of fuel inflow and outflow in the
コモンレール90からの燃料は、ハウジング流路11、12を経由してノズル室16に供給される。また、圧力制御プレート35により、ハウジング流路13と第1圧力室21とが連通したとき、コモンレール90からの燃料は、ハウジング流路11、13を経由して、第1圧力室21に供給される。
The fuel from the
第1圧力室21は、オリフィスプレート30に対して第2圧力室22とは反対側に形成されている。第1圧力室21は、第2圧力室22よりもハウジング10の先端側に形成されている。また、第1圧力室21は、オリフィスプレート30とニードル60との間に形成されており、ハウジング10の内壁104によって区画形成されている。さらに、第1圧力室21は、ハウジング流路14を経由してノズル室16に連通している。また、第1圧力室21は、コモンレール90の燃料およびノズル室16の燃料が流入出可能である。第1圧力室21の圧力を第1圧力P1とする。
The
第2圧力室22は、オリフィスプレート30に対して第1圧力室21とは反対側に形成されている。第2圧力室22は、第1圧力室21よりもハウジング10の後端側に形成されている。また、第2圧力室22は、オリフィスプレート30よりも後端側におけるハウジング10の内壁105によって区画形成されている。第2圧力室22の圧力を第2圧力P2とする。さらに、第2圧力室22は、第1圧力室21と連通可能である。第1圧力室21と第2圧力室22とが連通したとき、第1圧力室21の燃料が第2圧力室22およびハウジング流路15を経由して外部に流出する。
The
オリフィスプレート30は、第1圧力室21と第2圧力室22との間であって、ハウジング10に形成されており、第1流体流路としてのサブアウトオリフィス31および第2流体流路としての第2アウトオリフィス32を有する。サブアウトオリフィス31および第2アウトオリフィス32は、円形形状の断面を含む。
The
サブアウトオリフィス31は、中間室であり、圧力制御プレート35の第1アウトオリフィス36に連通している。サブアウトオリフィス31は、第1アウトオリフィス36を介して第1圧力室21と連通している。また、サブアウトオリフィス31は、第2圧力室22に連通している。サブアウトオリフィス31と第1アウトオリフィス36とが接続される箇所では、サブアウトオリフィス31の流路面積および第1アウトオリフィス36の流路面積は、比較的大きくなっている。サブアウトオリフィス31の最小流路面積を第1プレート流路面積Ap1とする。なお、第2圧力室22側のサブアウトオリフィス31は、一様に形成されているが、サブアウトオリフィス31の径が絞られてもよい。
The
第2アウトオリフィス32は、第1圧力室21と第2圧力室22とに連通している。第2アウトオリフィス32は、中間部で径が絞られている。第2アウトオリフィス32と第2圧力室22とが接続される箇所では、第2アウトオリフィス32の流路面積は、比較的大きくなっている。第2アウトオリフィス32の最小流路面積を第2プレート流路面積Ap2とする。なお、図において、第2アウトオリフィス32は、図1の断面とは、直交方向に形成されているため、破線で記載される。
The
第2アウトオリフィス32は、サブアウトオリフィス31とは異なる位置に形成されている。第2アウトオリフィス32の軸Of2の位置または傾きがサブアウトオリフィス31の軸Of1の位置または傾きと異なるように、サブアウトオリフィス31および第2アウトオリフィス32は、形成されている。サブアウトオリフィス31の軸Of1は、第1可動部41および第2可動部42と同軸である。サブアウトオリフィス31および第2アウトオリフィス32は、オリフィスプレート30内において、並列に形成されている。
The
圧力制御プレート35は、第1圧力室21に収容されている。また、圧力制御プレート35は、板状に形成されており、第1圧力P1を制御可能である。さらに、圧力制御プレート35は、第1アウトオリフィス36および制御プレートスプリング37を有する。
The
第1アウトオリフィス36は、圧力制御プレート35の中央に形成されており、第1圧力室21とサブアウトオリフィス31とに連通している。第1アウトオリフィス36は、円形形状の断面を含み、油流路の中央付近で径が絞られている。第1アウトオリフィス36の最小流路面積を制御流路面積Acとする。制御流路面積Acは、第1プレート流路面積Ap1よりも小さくなるように、すなわち、Ac<Ap1 となるように、設定されている。
The first
制御プレートスプリング37は、先端側の圧力制御プレート35とハウジング10の内部との間に設けられている。また、制御プレートスプリング37は、圧力制御プレート35がハウジング流路13を閉じる方向に圧力制御プレート35を付勢する。初期状態では、制御プレートスプリング37の付勢力および第1圧力P1がコモンレール90からの燃料の圧力よりも大きく設定されている。このため、初期状態では、圧力制御プレート35は、ハウジング流路13を閉じている。
The
電磁弁81は、第2圧力室22に収容され、ボディハウジング25に形成されており、サブアウトオリフィス31または第2アウトオリフィス32を開閉可能である。ソレノイド70に通電されたとき、電磁弁81が移動し、サブアウトオリフィス31または第2アウトオリフィス32を開閉する。サブアウトオリフィス31または第2アウトオリフィス32が開閉されたとき、第1圧力P1および第2圧力P2が制御される。電磁弁81がサブアウトオリフィス31または第2アウトオリフィス32を開く方向を開方向とする。電磁弁81がサブアウトオリフィス31または第2アウトオリフィス32を閉じる方向を閉方向とする。
The
ニードル60は、ノズル室16に収容されており、ハウジング10内で往復移動可能である。なお、ハウジング10内にガイドが設けられてもよい。ニードル60は、ガイドに沿って摺動可能であってもよい。ニードル60の軸は、電磁弁81の軸と異なる。なお、ニードル60の軸は、電磁弁81の軸と同軸であってもよい。
The
また、ニードル60は、受圧面61を先端側に有し、背圧面62およびニードルスプリング63を後端側に有する。
受圧面61は、テーパ形状に形成されており、ノズル室16に流入する燃料により、ニードル60が噴孔17を開く方向に作用する圧力を受ける。受圧面61が受ける全圧力をFp_bとする。
背圧面62は、ノズル室16に流入する燃料により、ニードル60が噴孔17を閉じる方向に作用する圧力を受ける。背圧面62が受ける全圧力をFp_nとする。
Further, the
The
The
ニードルスプリング63は、ノズル室16に収容されている。ニードルスプリング63は、ニードル60が噴孔17を閉じる方向にニードル60を付勢する。ニードルスプリング63がニードル60を付勢する力をニードル付勢力Fs_nとする。初期状態では、全圧力Fp_b、Fp_nおよびニードル付勢力Fs_nは、以下関係式(1)となるように、設定されている。
Fp_n+Fs_n>Fp_b ・・・(1)
The
Fp_n + Fs_n> Fp_b ... (1)
ニードル60は、電磁弁81が第1圧力P1および第2圧力P2を制御するとき、ハウジング10の軸方向に移動する。このとき、ニードル60は、噴孔17を開閉する。なお、ニードル60が噴孔17を開く方向は、電磁弁81の開方向と一致する。ニードル60が噴孔17を閉じる方向は、電磁弁81の閉方向と一致する。
The
ニードル60は、開方向に移動したとき、ニードル60の先端部64が弁座18から離れる。ニードル60の先端部64が弁座18から離れたとき、ニードル60は、噴孔17を開く。噴孔17が開かれたとき、ノズル室16の燃料が噴孔17から噴射される。また、ニードル60は、閉方向に移動したとき、ニードル60の先端部64が弁座18に接触する。ニードル60の先端部64が弁座18に接触したとき、ニードル60は、噴孔17を閉じる。噴孔17が閉じられたとき、噴孔17からの燃料の噴射が停止する。
When the
ソレノイド70は、ハウジング10の後端部106に、1つ設けられている。また、ソレノイド70は、ボビンの外周に巻線が巻回されている。ソレノイド70は、ハウジング10および電磁弁81に磁界を生成可能であり、第1可動部41、第2可動部42、第1磁性部71および第2磁性部72に磁界を生成可能である。ソレノイド70に流れる電流をソレノイド電流Icとする。
One
電流制御部75は、マイコンを主体として構成されている。電流制御部75は、CPU、読み出し可能な非一時的有形記録媒体、ROM、I/O、および、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。電流制御部75の各処理は、ROM等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。図において、電流制御部75をECUと記載する。
The
また、電流制御部75は、ソレノイド70と電気的に接続されており、ソレノイド70に通電可能である。また、電流制御部75は、ソレノイド電流Icを制御可能である。なお、ソレノイド70に電流が流れておらず、電磁弁81がサブアウトオリフィス31および第2アウトオリフィス32を閉じており、ニードル60が噴孔17を閉じているときを初期状態とする。
Further, the
従来、特許文献1に記載されているように、複数の可動子が係合しており、ソレノイドに電流が流れることによって駆動する弁体およびその弁体を備える燃料噴射装置が知られている。特許文献1の構成のように、複数の可動子が係合する場合、可動子同士が接触する面の大きさのバラツキが大きくなるに伴い、可動子を通過する磁束のバラツキが大きくなる。磁束のバラツキが大きくなると、可動子の移動量のバラツキが大きくなり、弁体の移動量のバラツキが大きくなる。
Conventionally, as described in
このため、弁体の移動量のバラツキを小さくするには、可動子同士が接触する面の大きさのバラツキを小さくする必要がある。しかし、可動子同士が接触する面の大きさのバラツキを小さくするためには、弁体の製造時または装置への弁体の組立時に、可動子の公差および複数の可動子間の公差を厳しく管理する必要がある。これにより、弁体の製造または装置への弁体の組立が困難になる。そこで、本実施形態では、簡易な構成で、組立がしやすくなる電磁弁を提供する。 Therefore, in order to reduce the variation in the amount of movement of the valve body, it is necessary to reduce the variation in the size of the surfaces where the movers come into contact with each other. However, in order to reduce the variation in the size of the surfaces where the movers come into contact with each other, the tolerances of the movers and the tolerances between the plurality of movers should be strict when manufacturing the valve body or assembling the valve body to the device. Need to be managed. This makes it difficult to manufacture the valve body or assemble the valve body into the device. Therefore, in the present embodiment, a solenoid valve that has a simple configuration and is easy to assemble is provided.
(一実施形態)
図2に示すように、電磁弁81は、第1可動部41、第2可動部42、第1付勢部材としての第1スプリング51、第2付勢部材としての第2スプリング52、第1磁性部71および第2磁性部72を備える。
(One embodiment)
As shown in FIG. 2, the
第1可動部41は、磁性体で形成されている。第1可動部41は、第2圧力室22に収容され、第2可動部42の内側に形成されている。また、第1可動部41は、サブアウトオリフィス31を開閉可能である。第1可動部41は、サブアウトオリフィス31を開閉して、第1圧力P1および第2圧力P2を制御可能である。第2圧力P2によって、第1可動部41がサブアウトオリフィス31を開く方向に向かって、第1可動部41に作用する力を第1流体補助力Ff1とする。
The first
さらに、第1可動部41は、第1可動基部411および可動鍔部412を有し、T字形状の断面を有する。一実施形態では、第1可動基部411および可動鍔部412は、別体で形成されている。なお、第1可動基部411および可動鍔部412は、一体であってもよい。
Further, the first
第1可動基部411は、第1可動部41の軸方向に延びる棒状の部位である。
可動鍔部412は、環状の断面を有する。可動鍔部412は、第2圧力室22側に形成されており、オリフィスプレート30とは反対側、すなわち、後端側の第1可動部41に形成されている。可動鍔部412は、後端側の第1可動基部411からハウジング10の径方向外側に向かう方向、後端側の第1可動基部411から第1可動部41の径方向外側に向かう方向、または、後端側の第1可動基部411から第2可動部42に向かう方向に、延びている。
The first
The
第2可動部42は、筒状であって、磁性体で形成されている。第2可動部42は、第2圧力室22に収容され、第1可動部41の外側に形成されている。また、第2可動部42は、第2アウトオリフィス32を開閉可能である。第2可動部42は、第2アウトオリフィス32を開閉して、第1圧力P1および第2圧力P2を制御可能である。第2圧力P2によって、第2可動部42が第2アウトオリフィス32を開く方向に向かって、第2可動部42に作用する力を第2流体補助力Ff2とする。
The second
さらに、第2可動部42は、第2可動基部421および可動凹部422を有する。
第2可動基部421は、第2可動部42の筒状の部位である。第2可動基部421は、後端側の第2可動基部421の外径が先端側の第2可動基部421の外径よりも大きくなるように、形成されている。
Further, the second
The second
可動凹部422は、第1可動基部411および可動鍔部412と第2可動基部421とが離間するように、形成されている。可動凹部422は、後端側の第2可動基部421から、ハウジング10の径方向、第2可動部42の径方向、または、第1可動基部411から第2可動部42に向かう方向に、凹んでいる。また、可動凹部422は、後端側の第2可動基部421からハウジング10の軸方向または第2可動部42の軸方向に、凹んでいる。可動凹部422は、ハウジング10の径方向および軸方向において、可動鍔部412に対向する。
The
第1可動部41または第2可動部42が開方向に向かって移動する方向を正方向とする。第1可動部41または第2可動部42が閉方向に向かって移動する方向を負方向とする。第1可動部41が初期状態から開方向に移動した量を第1電磁弁移動量Le1とする。第2可動部42が初期状態から開方向に移動した量を第2電磁弁移動量Le2とする。初期状態における第1電磁弁移動量Le1および第2電磁弁移動量Le2をともにゼロとする。本明細書中では、「ゼロ」は、常識的な誤差範囲を含むものとする。
The direction in which the first
第1可動部41がサブアウトオリフィス31を開閉するとき、第1可動部41とオリフィスプレート30との間に隙間が形成される。また、第2可動部42が第2アウトオリフィス32を開閉するとき、第2可動部42とオリフィスプレート30との間に隙間が形成される。これらの隙間の流路面積は、比較的大きく設定されている。このため、ハウジング10内の燃料の流入出量は、第1可動部41または第2可動部42とオリフィスプレート30との間に形成される隙間の流路面積に影響を受けないように、設定されている。
When the first
第1スプリング51は、第1可動部41よりも後端側に設けられており、第2圧力室22に収容されている。第1スプリング51は、第1可動部41がサブアウトオリフィス31を閉じる方向に、第1可動部41を付勢する。第1スプリング51が第1可動部41を付勢する力を第1付勢力Fs1とする。
The
第2スプリング52は、第1可動部41と第2可動部42との間に設けられており、第2可動部42に収容されている。第2スプリング52は、第2可動部42が第2アウトオリフィス32を閉じる方向に、第2可動部42を付勢する。また、第2スプリング52は、反発力により、第1可動部41の開方向に向かって、第1可動部41を付勢する。
The
第1付勢力Fs1および第2付勢力Fs2は、例えば、以下関係式(2-1)、(2-2)のように、表される。F1は、初期状態での第1スプリング51の付勢力である。F2は、初期状態での第2スプリング52の付勢力である。k1は、第1スプリング51のばね定数である。k2は、第2スプリング52のばね定数である。第1スプリング51および第2スプリング52は、第1付勢力Fs1が第2付勢力Fs2と異なるように、形成されている。
Fs1=F1+k1×Le1-k2×(Le1-Le2) ・・・(2-1)
Fs2=F2+k2×(Le2-Le1) ・・・(2-2)
The first urging force Fs1 and the second urging force Fs2 are expressed, for example, as the following relational expressions (2-1) and (2-2). F1 is the urging force of the
Fs1 = F1 + k1 x Le1-k2 x (Le1-Le2) ... (2-1)
Fs2 = F2 + k2 × (Le2-Le1) ・ ・ ・ (2-2)
第1磁性部71は、有底筒状であって、磁性体で形成されている。第1磁性部71は、第2圧力室22側のハウジング10、すなわち、ハウジング10の後端部106に、形成されている。また、第1磁性部71は、第1可動部41とで第1スプリング51を覆うように、形成されている。さらに、第1磁性部71は、ソレノイド70よりもハウジング10の径方向内側に形成されており、第1可動部41および第2可動部42に対向する。
The first
また、第1磁性部71は、第1磁性基部711および第1磁性凸部712を有する。
第1磁性基部711は、ハウジング10の軸方向に延びている第1磁性部71の部位である。
第1磁性凸部712は、後端側の第1磁性基部711からハウジング10の径方向外側に向かう方向、または、後端側の第1磁性基部711から第2磁性基部721に向かう方向に延びている。
Further, the first
The first
The first magnetic
第2磁性部72は、筒状であって、磁性体で形成されている。第2磁性部72は、第2圧力室22側のハウジング10、すなわち、ハウジング10の後端部106に、形成されている。また、第2磁性部72は、ソレノイド70よりもハウジング10の径方向外側に形成されており、第2可動部42に対向する。さらに、第2磁性部72は、第1磁性部71とでソレノイド70を覆うように、形成されている。
The second
また、第2磁性部72は、第2磁性基部721、第2磁性凸部722および第2磁性凹部726を有する。
第2磁性基部721は、ハウジング10の軸方向に延びている第2磁性部72の部位である。
第2磁性凸部722は、先端側の第2磁性基部721からハウジング10の径方向内側に向かう方向、または、先端側の第2磁性基部721から第1磁性基部711に向かう方向に延びている。第2磁性凸部722は、第1磁性基部711と対向する。
Further, the second
The second
The second magnetic
第2磁性凹部726は、後端側の第2磁性基部721からハウジング10の径方向外側に向かう方向、または、後端側の第1磁性凸部712から第2磁性基部721に向かう方向に凹んでいる。また、第2磁性凹部726は、第1磁性凸部712と係合している。
The second
図3に示すように、第1磁性部71に対向する第1可動部41の対向面を第1可動部対向面413とする。第1磁性部71および第2磁性部72に対向する第2可動部42の対向面を第2可動部対向面423とする。第1可動部41および第2可動部42に対向する第1磁性部71の対向面を第1磁性部対向面713とする。第2可動部42に対向する第2磁性部72の対向面を第2磁性部対向面723とする。
As shown in FIG. 3, the facing surface of the first
第1可動部41がサブアウトオリフィス31を閉じており、かつ、第2可動部42が第2アウトオリフィス32を閉じているとき、第1可動部41および第2可動部42は、第1可動部対向面413および第2可動部対向面423が同一平面上となるように、形成されている。また、第1可動部41がサブアウトオリフィス31を閉じており、かつ、第2可動部42が第2アウトオリフィス32を閉じているとき、第1磁性部71および第2磁性部72は、第1磁性部対向面713および第2磁性部対向面723が同一平面上となるように、形成されている。
When the first
第1可動部41がサブアウトオリフィス31を閉じており、かつ、第2可動部42が第2アウトオリフィス32を閉じているとき、第1可動部対向面413と第2可動部対向面423との同一平面を可動部平面Seとする。第1可動部41がサブアウトオリフィス31を閉じており、かつ、第2可動部42が第2アウトオリフィス32を閉じているとき、第1磁性部対向面713と第2磁性部対向面723との同一平面を磁性部平面Smとする。図において、可動部平面Seおよび磁性部平面Smを一点鎖線で記載している。
When the first
可動鍔部412の外側面を鍔部外側面414とする。鍔部外側面414は、可動凹部422に対向しており、第1可動部41の最大外径をなす外面である。ハウジング10の軸方向において、可動凹部422に対向する可動鍔部412の対向面を鍔部対向面415とする。可動凹部422の内側面を凹部内側面424とする。凹部内側面424は、鍔部外側面414に対向しており、第2可動部42の最大内径をなす内面である。ハウジング10の軸方向において、鍔部対向面415に対向する可動凹部422の対向面を凹部対向面425とする。
The outer surface of the
第1磁性基部711の外側面を第1磁性部外側面714とする。第1磁性基部711の内側面を第1磁性部内側面715とする。第2磁性部72の外側面を第2磁性部外側面724とする。第2磁性部72の内側面を第2磁性部内側面725とする。第2磁性部内側面725は、第1磁性部外側面714に対向する。第1磁性部外側面714および第1磁性部内側面715の一中点を第1磁性部中点Om1とする。第2磁性部外側面724および第2磁性部内側面725の一中点を第2磁性部中点Om2とする。図において、第1磁性部中点Om1および第2磁性部中点Om2を黒丸で記載している。
The outer surface of the first
第1磁性部71は、第1磁性部中点Om1が凹部内側面424よりもハウジング10の径方向内側に位置するように、形成されている。
第2磁性部72は、第2磁性部中点Om2が鍔部外側面414よりもハウジング10の径方向外側に位置するように、形成されている。
The first
The second
第1磁性部外側面714から第2磁性部内側面725までの最短距離を第1最短距離G1とする。第1最短距離G1は、ハウジング10の径方向における第1磁性部71から第2磁性部72までの最短距離である。第2磁性部対向面723から第2可動部対向面423までの最短距離を第2最短距離G2とする。第2最短距離G2は、ハウジング10の軸方向における第2磁性部72から第2可動部42までの最短距離である。なお、第2最短距離G2は、ハウジング10の内壁105から第2可動部42までの距離よりも小さい。
The shortest distance from the
鍔部外側面414から凹部内側面424までの最短距離を第3最短距離G3とする。第3最短距離G3は、ハウジング10の径方向における第1可動部41から第2可動部42までの最短距離である。第1磁性部対向面713から第1可動部対向面413までの最短距離を第4最短距離G4とする。第4最短距離G4は、ハウジング10の軸方向における第1可動部41から第1磁性部71までの最短距離である。一実施形態では、第4最短距離G4は、第2最短距離G2と等しい。第2最短距離G2、第3最短距離G3および第4最短距離G4の和を最短距離和G2+G3+G4とする。
The shortest distance from the
鍔部対向面415から凹部対向面425までの最短距離を第5最短距離G5とする。凹部内側面424が鍔部外側面414に投影されたときに、鍔部外側面414と凹部内側面424とが互いに重なる鍔部外側面414の面積を可動部間面積Amとする。可動部間面積Amは、ハウジング10の径方向において、鍔部外側面414と凹部内側面424とが互いに対向する部分の面積である。第1磁性部対向面713が第2可動部対向面423に投影されたときに、第1磁性部対向面713と第2可動部対向面423とが互いに重なる第2可動部対向面423の面積を対向部間面積Aoとする。対向部間面積Aoは、第1磁性部対向面713と第2可動部対向面423とが互いに対向する部分の面積である。
The shortest distance from the
第1可動部41、第2可動部42、第1磁性部71および第2磁性部72は、第1最短距離G1が最短距離和G2+G3+G4よりも大きくなるように、すなわち、以下関係式(3-1)となるように、形成されている。
The first
また、第1可動部41、第2可動部42および第2磁性部72は、第5最短距離G5が第2最短距離G2よりも大きくなるように、すなわち、以下関係式(3-2)となるように、形成されている。
Further, the first
さらに、第1可動部41、第2可動部42および第1磁性部71は、可動部間面積Amが対向部間面積Aoよりも大きくなるように、すなわち、以下関係式(3-3)となるように、形成されている。なお、第1可動部41が開方向に移動したときの可動部間面積Amは、対向部間面積Aoよりも大きくなるように、設定されている。
Further, in the first
G1>G2+G3+G4 ・・・(3-1)
G5>G2 ・・・(3-2)
Am>Ao ・・・(3-3)
G1> G2 + G3 + G4 ... (3-1)
G5> G2 ... (3-2)
Am> Ao ... (3-3)
図4に示すように、初期状態からソレノイド70に通電されるとき、ソレノイド70が磁界を生成する。このとき、第1磁性部71および第2磁性部72に対して開方向の力が作用するように、磁界が生成される。
As shown in FIG. 4, when the
ソレノイド70により、第1可動部41、第1磁性部71、第2磁性部72および第2可動部42を経由する磁気回路である第1磁気回路M1が生成される。また、ソレノイド70により、第2可動部42、第1磁性部71および第2磁性部72を経由する磁気回路である第2磁気回路M2が生成される。このような磁気回路が生成されるように、ソレノイド70の巻線方向は設定されている。図において、第1磁気回路M1および第2磁気回路M2を明確にするため、第1磁気回路M1および第2磁気回路M2を破線矢印で記載している。なお、第1磁気回路M1および第2磁気回路M2は、図の記載とは逆向きとなるように、生成されてもよい。
The
ソレノイド70が磁界を生成し、第1磁気回路M1が生成されたとき、第1可動部41は、第1磁性部71と吸引する。ソレノイド70が磁界を生成し、第2磁気回路M2が生成されたとき、第2可動部42は、第1磁性部71および第2磁性部72と吸引する。第1可動部41と第1磁性部71とが吸引する力を第1吸引力Fm1とする。第2可動部42と第1磁性部71および第2磁性部72とが吸引する力を第2吸引力Fm2とする。第1吸引力Fm1により、第1可動部41は、開方向に移動しようとする。第2吸引力Fm2により、第2可動部42は、開方向に移動しようとする。
When the
第1可動部41を通過する磁束を第1磁束Φ1とする。第2可動部42を通過する磁束を第2磁束Φ2とする。ソレノイド電流Icが高くなるに伴い、第1磁束Φ1は、大きくなる。第1磁束Φ1が大きくなるに伴い、第1吸引力Fm1は、大きくなる。したがって、ソレノイド電流Icが高くなるに伴い、第1吸引力Fm1は、大きくなる。同様に、ソレノイド電流Icが高くなるに伴い、第2磁束Φ2は、大きくなる。第2磁束Φ2が大きくなるに伴い、第2吸引力Fm2は、大きくなる。したがって、ソレノイド電流Icが高くなるに伴い、第2吸引力Fm2は、大きくなる。
The magnetic flux passing through the first
第1可動部41の開閉方向に向かって、第1可動部41に作用する力の総和を第1電磁弁力Fe1とする。第2可動部42の開閉方向に向かって、第2可動部42に作用する力の総和を第2電磁弁力Fe2とする。第1電磁弁力Fe1および第2電磁弁力Fe2は、例えば、以下関係式(4-1)、(4-2)のように表される。
Fe1=Fm1+Ff1-Fs1+Fs2 ・・・(4-1)
Fe2=Fm2+Ff2-Fs2 ・・・(4-2)
The total sum of the forces acting on the first
Fe1 = Fm1 + Ff1-Fs1 + Fs2 ... (4-1)
Fe2 = Fm2 + Ff2-Fs2 ... (4-2)
第1可動部41または第2可動部42の開方向を第1電磁弁力Fe1および第2電磁弁力Fe2の正方向とする。なお、第1吸引力Fm1、第2吸引力Fm2、第1流体補助力Ff1および第2流体補助力Ff2は、正方向に作用する。第1付勢力Fs1および第2付勢力Fs2は、負方向に作用する。
The opening direction of the first
初期状態では、第1電磁弁力Fe1がゼロ未満となるように、第1吸引力Fm1、第1流体補助力Ff1、第1付勢力Fs1および第2付勢力Fs2が調整されている。同様に、初期状態では、第2電磁弁力Fe2がゼロ未満となるように、第2吸引力Fm2、第2流体補助力Ff2および第2付勢力Fs2が調整されている。また、初期状態では、第1電磁弁力Fe1の大きさ、すなわち、第1電磁弁力Fe1の絶対値は、第2電磁弁力Fe2の大きさよりも、小さく設定されている。 In the initial state, the first attractive force Fm1, the first fluid assisting force Ff1, the first urging force Fs1 and the second urging force Fs2 are adjusted so that the first solenoid valve force Fe1 becomes less than zero. Similarly, in the initial state, the second attractive force Fm2, the second fluid assisting force Ff2, and the second urging force Fs2 are adjusted so that the second solenoid valve force Fe2 becomes less than zero. Further, in the initial state, the magnitude of the first solenoid valve force Fe1, that is, the absolute value of the first solenoid valve force Fe1 is set to be smaller than the magnitude of the second solenoid valve force Fe2.
電流制御部75は、ソレノイド電流Icに応じて、第1電磁弁力Fe1または第2電磁弁力Fe2を制御可能である。ソレノイド電流Icにおいて、予め設定される閾値である電流閾値が設定されており、2つの電流閾値が設定されている。一方の電流閾値を第1電流閾値Ic_th1とする。他方の電流閾値を第2電流閾値Ic_th2とする。第2電流閾値Ic_th2は、第1電流閾値Ic_th1よりも大きく設定されている。第1電流閾値Ic_th1および第2電流閾値Ic_th2は、第1可動部41、第2可動部42、第1磁性部71または第2磁性部72の大きさまたは形状によって、設定されている。第1電流閾値Ic_th1および第2電流閾値Ic_th2は、実験やシミュレーション等により、任意に設定されてもよい。
The
ソレノイド電流Icが第1電流閾値Ic_th1以下であるとき、すなわち、以下関係式(5-1)であるとき、第1電磁弁力Fe1および第2電磁弁力Fe2は、以下関係式(5-2)、(5-3)となるように、設定されている。このとき、第1電磁弁力Fe1がゼロ以下であるため、第1可動部41は、サブアウトオリフィス31を閉じている。第2電磁弁力Fe2がゼロ未満であるため、第2可動部42は、第2アウトオリフィス32を閉じている。
When the solenoid current Ic is equal to or less than the first current threshold value Ic_th1, that is, when the following relational expression (5-1) is used, the first solenoid valve force Fe1 and the second solenoid valve force Fe2 have the following relational expression (5-2). ), (5-3). At this time, since the first solenoid valve force Fe1 is zero or less, the first
Ic≦Ic_th1 ・・・(5-1)
Fe1≦0 ・・・(5-2)
Fe2<0 ・・・(5-3)
Ic ≤ Ic_th1 ... (5-1)
Fe1 ≦ 0 ・ ・ ・ (5-2)
Fe2 <0 ... (5-3)
電流制御部75により、ソレノイド電流Icが高くなり、第1吸引力Fm1および第2吸引力Fm2は、大きくなる。ソレノイド電流Icが第1電流閾値Ic_th1を超え、第2電流閾値Ic_th2以下となったとき、すなわち、以下関係式(6-1)であるとき、第1電磁弁力Fe1および第2電磁弁力Fe2は、以下関係式(6-2)、(6-3)となるように、設定されている。第1電磁弁力Fe1がゼロより大きいため、第1可動部41は、サブアウトオリフィス31を開く。第2電磁弁力Fe2は、ゼロ以下であるため、第2可動部42は、第2アウトオリフィス32を閉じている。
The solenoid current Ic is increased by the
Ic_th1<Ic≦Ic_th2 ・・・(6-1)
Fe1>0 ・・・(6-2)
Fe2≦0 ・・・(6-3)
Ic_th1 <Ic≤Ic_th2 ... (6-1)
Fe1> 0 ... (6-2)
Fe2 ≦ 0 ・ ・ ・ (6-3)
電流制御部75により、ソレノイド電流Icがさらに高くなり、第1吸引力Fm1および第2吸引力Fm2は、さらに大きくなる。ソレノイド電流Icが第2電流閾値Ic_th2を超えるとき、すなわち、関係式(7-1)であるとき、第1電磁弁力Fe1および第2電磁弁力Fe2が以下関係式(7-2)、(7-3)になる。第1可動部41は、サブアウトオリフィス31を開いたままである。第2電磁弁力Fe2がゼロを超えるため、第2可動部42は、第2アウトオリフィス32を開く。
The solenoid current Ic is further increased by the
Ic_th2<Ic ・・・(7-1)
Fe1>0 ・・・(7-2)
Fe2>0 ・・・(7-3)
Ic_th2 <Ic ... (7-1)
Fe1> 0 ... (7-2)
Fe2> 0 ... (7-3)
図5を参照して、電流制御部75の制御について説明する。図において、共通な軸として、ソレノイド電流Icを横軸とする。ソレノイド電流Icに対する第1吸引力Fm1、第1電磁弁力Fe1および第1可動部41の開閉が実線で記載されている。ソレノイド電流Icに対する第2吸引力Fm2、第2電磁弁力Fe2および第2可動部42の開閉が一点鎖線で記載されている。第1可動部41がサブアウトオリフィス31を開く、または、第2可動部42が第2アウトオリフィス32を開くときを「開」と記載している。第1可動部41がサブアウトオリフィス31を閉じる、または、第2可動部42が第2アウトオリフィス32を閉じるときを「閉」と記載している。正方向を「+」方向と記載しており、負方向を「-」方向と記載している。
The control of the
ソレノイド電流Icがゼロであるとき、第1吸引力Fm1および第2吸引力Fm2はゼロである。このとき、第1電磁弁力Fe1および第2電磁弁力Fe2は、負方向、すなわち、閉方向に、作用している。第1電磁弁力Fe1の絶対値は、第2電磁弁力Fe2の絶対値よりも小さく設定されている。第1可動部41は、サブアウトオリフィス31を閉じている。第2可動部42は、第2アウトオリフィス32を閉じている。
When the solenoid current Ic is zero, the first suction force Fm1 and the second suction force Fm2 are zero. At this time, the first solenoid valve force Fe1 and the second solenoid valve force Fe2 act in the negative direction, that is, in the closed direction. The absolute value of the first solenoid valve force Fe1 is set to be smaller than the absolute value of the second solenoid valve force Fe2. The first
電流制御部75がソレノイド電流Icを高くするに伴い、第1吸引力Fm1および第2吸引力Fm2は、大きくなる。ソレノイド電流IcがIc_th1になったとき、第1電磁弁力Fe1は、ゼロになる。なお、このとき、第2電磁弁力Fe2は、負方向に作用している。
As the
ソレノイド電流Icが第1電流閾値Ic_th1を超えるとき、第1電磁弁力Fe1は、ゼロを超え、正方向に作用する。
図6に示すように、第1可動部41は、開方向に移動し、サブアウトオリフィス31を開く。第2可動部42は、第2アウトオリフィス32を閉じている。
When the solenoid current Ic exceeds the first current threshold value Ic_th1, the first solenoid valve force Fe1 exceeds zero and acts in the positive direction.
As shown in FIG. 6, the first
図5に戻って、電流制御部75がソレノイド電流Icを第1電流閾値Ic_th1より高くして、ソレノイド電流Icが第2電流閾値Ic_th2になったとき、第2電磁弁力Fe2は、ゼロになる。このように、第1電磁弁力Fe1がゼロになるときのソレノイド電流Icと、第2電磁弁力Fe2がゼロになるときのソレノイド電流Icとが、異なるように、設定されている。
Returning to FIG. 5, when the
ソレノイド電流Icが第2電流閾値Ic_th2を超えるとき、第2電磁弁力Fe2は、ゼロを超え、正方向に作用する。
図7に示すように、第1可動部41は、サブアウトオリフィス31を開いたままである。第2可動部42は、開方向に移動し、第2アウトオリフィス32を開く。電流制御部75により、ソレノイド電流Icがゼロになったとき、第1可動部41は、サブアウトオリフィス31を閉じ、第2可動部42は、第2アウトオリフィス32を閉じ、初期状態に戻る。
When the solenoid current Ic exceeds the second current threshold value Ic_th2, the second solenoid valve force Fe2 exceeds zero and acts in the positive direction.
As shown in FIG. 7, the first
[1]第1可動部41、第2可動部42、第1磁性部71および第2磁性部72は、第1最短距離G1が最短距離和G2+G3+G4よりも大きくなるように、形成されている。これにより、第1磁気回路M1および第2磁気回路M2が短絡しないで、第1磁気回路M1および第2磁気回路M2が生成される。第1磁気回路M1および第2磁気回路M2が短絡しないため、第1可動部41および第2可動部42が独立して移動しやすくなる。このため、可動部間で接触する面積の大きさのバラツキを考慮する必要がなく、製造時または組立時に、可動部の公差および複数の可動部間の公差の管理を緩和できる。したがって、電磁弁81は、簡易な構成になる。また、第1可動部41および第2可動部42の製造がしやすくなり、電磁弁81の組立がしやすくなる。
[1] The first
[2]第1可動部41、第2可動部42および第2磁性部72は、第5最短距離G5が第2最短距離G2よりも大きくなるように、形成されている。これにより、第2可動部42が移動したとき、第1可動部41および第2可動部42が係合しなくなる。このため、第1可動部41および第2可動部42の移動量の誤差の積み上げがなく、電磁弁81の移動量の精度が向上する。また、第2可動部42が移動中においても、第1磁束Φ1または第2磁束Φ2のバラツキが小さくなる。したがって、第1電磁弁移動量Le1および第2電磁弁移動量Le2のバラツキが小さくなり、電磁弁81の移動量の精度が向上する。さらに、電磁弁81の移動量の精度が向上するため、燃料噴射装置1において、第1圧力P1および第2圧力P2の制御性が向上し、燃料の噴射量の精度が向上する。
[2] The first
[3]第1可動部41、第2可動部42および第1磁性部71は、可動部間面積Amが対向部間面積Aoよりも大きくなるように、形成されている。これにより、第1磁気回路M1および第2磁気回路M2が並列に生成され、第1可動部41および第2可動部42は、より独立して移動しやすくなる。
[3] The first
[4]第1磁性部71は、第1磁性部中点Om1が凹部内側面424よりもハウジング10の径方向内側に位置するように、形成されている。第2磁性部72は、第2磁性部中点Om2が鍔部外側面414よりもハウジング10の径方向外側に位置するように、形成されている。これにより、第1磁気回路M1および第2磁気回路M2が並列回路になるため、どちらか一方のみが通過するような経路が抑制され、第1可動部41および第2可動部42は、独立して移動しやすくなる。
[4] The first
[5]第1可動部41がサブアウトオリフィス31を閉じており、かつ、第2可動部42が第2アウトオリフィス32を閉じているとき、第1可動部対向面413と第2可動部対向面423とは、同一平面上に位置する。また、第1可動部41がサブアウトオリフィス31を閉じており、かつ、第2可動部42が第2アウトオリフィス32を閉じているとき、第1磁性部対向面713と第2磁性部対向面723とは、同一平面上に位置する。これにより、第2最短距離G2および第4最短距離G4を小さくできる。
[5] When the first
第2最短距離G2および第4最短距離G4を小さくできるため、電磁弁81の体格を小さくでき、電磁弁81が消費する電力を小さくできる。また、第1吸引力Fm1および第2吸引力Fm2が大きくできるため、第1可動部41および第2可動部42が移動しやすくなり、電磁弁81の応答性が向上する。
Since the second shortest distance G2 and the fourth shortest distance G4 can be made small, the physique of the
[6]第1電磁弁力Fe1がゼロになるときのソレノイド電流Icと、第2電磁弁力Fe2がゼロになるときのソレノイド電流Icとが、異なるように、設定されている。これにより、ソレノイド電流Icに応じて、第1可動部41および第2可動部42は、より独立して移動しやすくなる。
[6] The solenoid current Ic when the first solenoid valve force Fe1 becomes zero and the solenoid current Ic when the second solenoid valve force Fe2 becomes zero are set so as to be different. As a result, the first
[7]第1スプリング51および第2スプリング52は、第1付勢力Fs1が第2付勢力Fs2と異なるように、形成されている。これにより、第1付勢力Fs1および第2付勢力Fs2に応じて、第1可動部41および第2可動部42は、より独立して移動しやすくなる。
[7] The
(他の実施形態)
[i]本実施形態に用いられる流体は、燃料に限定されず、気体または他の液体であってもよい。
(Other embodiments)
[I] The fluid used in the present embodiment is not limited to the fuel, and may be a gas or another liquid.
[ii]図8に示すように、ソレノイド電流Icが第1電流閾値Ic_th1を超えるとき、第2電磁弁力Fe2は、ゼロを超え、正方向に作用するように、設定されてもよい。 [Ii] As shown in FIG. 8, when the solenoid current Ic exceeds the first current threshold value Ic_th1, the second solenoid valve force Fe2 may be set to exceed zero and act in the positive direction.
図9に示すように、ソレノイド電流Icが第1電流閾値Ic_th1を超えたとき、第1可動部41は、サブアウトオリフィス31を閉じている。第2可動部42は、開方向に移動し、第2アウトオリフィス32を開く。
As shown in FIG. 9, when the solenoid current Ic exceeds the first current threshold value Ic_th1, the first
図8に戻って、電流制御部75がソレノイド電流Icを第1電流閾値Ic_th1より高くして、ソレノイド電流Icが第2電流閾値Ic_th2になったとき、第1電磁弁力Fe1は、ゼロになる。
Returning to FIG. 8, when the
ソレノイド電流Icが第2電流閾値Ic_th2を超えるとき、第1電磁弁力Fe1は、ゼロを超え、正方向に作用する。第2可動部42は、第2アウトオリフィス32を開いたままである。第1可動部41は、開方向に移動し、サブアウトオリフィス31を開く。電流制御部75により、ソレノイド電流Icがゼロになったとき、第1可動部41は、サブアウトオリフィス31を閉じ、第2可動部42は、第2アウトオリフィス32を閉じ、初期状態に戻る。
When the solenoid current Ic exceeds the second current threshold value Ic_th2, the first solenoid valve force Fe1 exceeds zero and acts in the positive direction. The second
[iii]図10および図11に示すように、第1可動部41に、可動鍔部412に相当する部位が形成されていなくてもよい。また、第2可動部42に、可動凹部422が形成されていなくてもよい。このとき、第1可動基部411は、多角柱状または円柱状に形成されている。第2可動基部421は、筒状に形成されている。第2可動基部421は、後端側の第2可動基部421の外径が先端側の第2可動基部421の外径よりも大きくなるように、形成されている。
[Iii] As shown in FIGS. 10 and 11, the first
第1付勢力Fs1および第2付勢力Fs2は、例えば、以下関係式(8-1)、(8-2)のように、表される。なお、第2スプリング52は、引張力により、第2可動部42を閉方向に付勢している。
Fs1=F1+k1×Le1 ・・・(8-1)
Fs2=F2+k2×Le2 ・・・(8-2)
The first urging force Fs1 and the second urging force Fs2 are expressed, for example, as the following relational expressions (8-1) and (8-2). The
Fs1 = F1 + k1 × Le1 ... (8-1)
Fs2 = F2 + k2 x Le2 ... (8-2)
図12に示すように、第1可動基部411の外側面を第1可動外側面416とする。第1可動外側面416は、第1可動部41の最大外径をなす外面である。第2可動基部421の内側面を第2可動内側面426とする。第2可動内側面426は、第1可動外側面416に対向しており、第2可動部42の最大内径をなす内面である。第1可動外側面416から第2可動内側面426までの最短距離を第3最短距離G3とする。このとき、第5最短距離G5は、非常に大きい値とする。第2可動内側面426が第1可動外側面416に投影されたときに、第1可動外側面416と第2可動内側面426とが互いに重なる第1可動外側面416の面積を可動部間面積Amとする。このときの可動部間面積Amは、ハウジング10の径方向において、第1可動外側面416と第2可動内側面426とが互いに対向する部分の面積である。
As shown in FIG. 12, the outer surface of the first
第1磁性部71は、第1磁性部中点Om1が第2可動内側面426よりもハウジング10の径方向内側に位置するように、形成されている。
第2磁性部72は、第2磁性部中点Om2が第1可動外側面416よりもハウジング10の径方向外側に位置するように、形成されている。
第1可動部41、第2可動部42および第1磁性部71は、可動部間面積Amが対向部間面積Aoよりも大きくなるように、すなわち、上記関係式(3-3)となるように、形成されている。このような構成においても、一実施形態と同様の効果を奏する。
The first
The second
The first
[iv]第1スプリング51および第2スプリング52が設けられる位置は、限定されない。第1スプリング51は、第1可動部41を閉方向に付勢する位置に設けられていればよい。第1スプリング51は、第1可動部41を閉方向に付勢する状態となるように、設けられてもよい。第2スプリング52は、第2可動部42を閉方向に付勢する位置に設けられていればよい。第2スプリング52は、第2可動部42を閉方向に付勢する状態となるように、設けられてもよい。
[Iv] The position where the
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。 As described above, the present invention is not limited to such an embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
10 ・・・ハウジング、
21 ・・・第1圧力室、 22 ・・・第2圧力室、
30 ・・・プレート部(オリフィスプレート)
31 ・・・第1流体流路、 32 ・・・第2流体流路
41 ・・・第1可動部、 42 ・・・第2可動部、
51 ・・・第1付勢部材(第1スプリング)、
52 ・・・第2付勢部材(第2スプリング)、
70 ・・・ソレノイド、
71 ・・・第1磁性部、 72 ・・・第2磁性部、
81 ・・・電磁弁。
10 ... Housing,
21 ... 1st pressure chamber, 22 ... 2nd pressure chamber,
30 ・ ・ ・ Plate part (orifice plate)
31 ... 1st fluid flow path, 32 ... 2nd
51 ... 1st urging member (1st spring),
52 ... Second urging member (second spring),
70 ... Solenoid,
71 ... 1st magnetic part, 72 ... 2nd magnetic part,
81 ... Solenoid valve.
Claims (9)
前記第1圧力室および前記第2圧力室の間であって、前記ハウジングに形成されており、前記第1圧力室と前記第2圧力室とに連通する第1流体流路(31)および前記第1流体流路の軸(Of1)とは異なる軸(Of2)を含み、前記第1圧力室と前記第2圧力室とに連通する第2流体流路(32)を有するプレート部(30)と、
前記第2圧力室に収容されており、前記第1流体流路を開閉して前記第1圧力室の圧力および前記第2圧力室の圧力を制御可能な第1可動部(41)と、
前記第1可動部が前記第1流体流路を閉じる方向に、前記第1可動部を付勢する第1付勢部材(51)と、
前記第2圧力室に収容され、前記第1可動部の外側に形成されており、前記第2流体流路を開閉して前記第1圧力室の圧力および前記第2圧力室の圧力を制御可能な第2可動部(42)と、
前記第2可動部が前記第2流体流路を閉じる方向に、前記第2可動部を付勢する第2付勢部材(52)と、
前記第2圧力室側の前記ハウジングに設けられており、前記ハウジング、前記第1可動部および前記第2可動部に磁界を生成可能なソレノイド(70)と、
前記第2圧力室側の前記ハウジングであって、前記ソレノイドよりも前記ハウジングの径方向内側に形成されており、前記第1可動部および前記第2可動部に対向する第1磁性部(71)と、
前記第2圧力室側の前記ハウジングであって、前記ソレノイドよりも前記ハウジングの径方向外側に形成されており、前記第2可動部に対向する第2磁性部(72)と、
を備え、
前記第2可動部と対向する部分において前記第1磁性部の外側面(714)と前記第2磁性部の内側面(725)とは前記ハウジングの径方向に離れており、前記ハウジングの径方向における前記第1磁性部の外側面から前記第2磁性部の内側面までの最短距離を第1最短距離(G1)とし、
前記ハウジングの軸方向における前記第2磁性部の対向面(723)から前記第2可動部の対向面(423)までの最短距離を第2最短距離(G2)とし、
前記第1磁性部と対向する部分において前記第1可動部の外側面(414)と前記第2可動部の内側面(424)とは前記ハウジングの径方向に離れており、前記ハウジングの径方向における前記第1可動部の外側面から前記前記第2可動部の内側面までの最短距離を第3最短距離(G3)とし、
前記ハウジングの軸方向における前記第1磁性部の対向面(713)から前記第1可動部の対向面(413)までの最短距離を第4最短距離(G4)とすると、
前記第1最短距離は、前記第2最短距離、前記第3最短距離および前記4最短距離の和(G2+G3+G4)よりも大きい電磁弁。 A bottomed cylindrical housing (10) having a first pressure chamber (21) through which fluid can flow in and out and a second pressure chamber (22) in communication with the first pressure chamber.
A first fluid flow path (31) between the first pressure chamber and the second pressure chamber, which is formed in the housing and communicates with the first pressure chamber and the second pressure chamber, and the said. A plate portion (30) including a shaft (Of2) different from the shaft (Of1) of the first fluid flow path and having a second fluid flow path (32) communicating with the first pressure chamber and the second pressure chamber. When,
A first movable portion (41) housed in the second pressure chamber and capable of opening and closing the first fluid flow path to control the pressure of the first pressure chamber and the pressure of the second pressure chamber.
A first urging member (51) that urges the first movable portion in a direction in which the first movable portion closes the first fluid flow path.
It is housed in the second pressure chamber and is formed on the outside of the first movable portion, and the pressure in the first pressure chamber and the pressure in the second pressure chamber can be controlled by opening and closing the second fluid flow path. 2nd moving part (42) and
A second urging member (52) that urges the second movable portion in a direction in which the second movable portion closes the second fluid flow path.
A solenoid (70) provided in the housing on the second pressure chamber side and capable of generating a magnetic field in the housing, the first movable portion, and the second movable portion.
The first magnetic portion (71) which is the housing on the second pressure chamber side and is formed radially inside the housing with respect to the solenoid and faces the first movable portion and the second movable portion. When,
The housing on the second pressure chamber side, the second magnetic portion (72) formed on the radial outer side of the housing from the solenoid and facing the second movable portion, and the second magnetic portion (72).
Equipped with
In the portion facing the second movable portion, the outer surface (714) of the first magnetic portion and the inner surface surface (725) of the second magnetic portion are separated in the radial direction of the housing, and the radial direction of the housing. The shortest distance from the outer surface of the first magnetic portion to the inner surface of the second magnetic portion is defined as the first shortest distance (G1).
The shortest distance from the facing surface (723) of the second magnetic portion to the facing surface (423) of the second movable portion in the axial direction of the housing is defined as the second shortest distance (G2).
In the portion facing the first magnetic portion, the outer surface (414) of the first movable portion and the inner surface surface (424) of the second movable portion are separated in the radial direction of the housing, and are radially separated from each other. The shortest distance from the outer surface of the first movable portion to the inner surface of the second movable portion is defined as the third shortest distance (G3).
Assuming that the shortest distance from the facing surface (713) of the first magnetic portion to the facing surface (413) of the first movable portion in the axial direction of the housing is the fourth shortest distance (G4).
The first shortest distance is a solenoid valve larger than the sum of the second shortest distance, the third shortest distance, and the four shortest distances (G2 + G3 + G4).
前記第2可動部は、前記可動鍔部に離間しつつ、前記ハウジングの径方向および軸方向において前記可動鍔部に対向する可動凹部(422)をさらに有する請求項1に記載の電磁弁。 The first movable portion further has a first movable base portion (411) and a movable flange portion (412) extending from the first movable base portion on the opposite side of the plate portion toward the second movable portion. ,
The solenoid valve according to claim 1, wherein the second movable portion further has a movable recess (422) facing the movable collar portion in the radial direction and the axial direction of the housing while being separated from the movable flange portion.
前記第2可動部、または、前記第2圧力室の径方向外側に位置する前記ハウジングと対向する部分において、前記第2磁性部は、前記第2磁性部の外側面(724)および内側面(725)の中点(Om2)が前記第1可動部の最大外径をなす外側面(414、416)よりも前記ハウジングの径方向外側に位置するように、形成されている請求項1から4のいずれか一項に記載の電磁弁。 In the second movable portion or the portion facing the first movable portion, in the first magnetic portion, the midpoint (Om1) of the outer surface (714) and the inner surface surface (715) of the first magnetic portion is the first. 2 It is formed so as to be located radially inside the housing with respect to the inner side surface (424, 426) forming the maximum inner diameter of the movable portion.
In the second movable portion or the portion facing the housing located on the radial outer side of the second pressure chamber, the second magnetic portion is formed on the outer surface (724) and the inner surface surface (724) of the second magnetic portion. Claims 1 to 4 are formed so that the midpoint (Om2) of 725) is located radially outside the housing with respect to the outer surface (414, 416) forming the maximum outer diameter of the first movable portion. The solenoid valve according to any one of the above.
前記第1可動部が前記第1流体流路を閉じており、かつ、前記第2可動部が前記第2流体流路を閉じているとき、
前記第1可動部および前記第2可動部は、前記第1可動部対向面および前記第2可動部対向面が同一平面(Sm)上となるように、形成されており、かつ、
前記第1磁性部および前記第2磁性部は、前記第1磁性部対向面および前記第2磁性部対向面が同一平面(Sa)上となるように、形成されている請求項1から5のいずれか一項に記載の電磁弁。 The facing surface of the first movable portion facing the first magnetic portion is defined as the facing surface of the first movable portion (413), and the facing surface of the first magnetic portion and the second movable portion facing the second magnetic portion. Is referred to as a second movable portion facing surface (423), and the facing surface of the first magnetic portion facing the first movable portion and the second movable portion is referred to as a first magnetic portion facing surface (713), and the second movable portion is used. Assuming that the facing surface of the second magnetic portion facing the portion is the facing surface of the second magnetic portion (723), it is assumed.
When the first movable portion closes the first fluid flow path and the second movable portion closes the second fluid flow path.
The first movable portion and the second movable portion are formed so that the facing surface of the first movable portion and the facing surface of the second movable portion are on the same plane (Sm), and the first movable portion and the second movable portion are formed so as to be on the same plane (Sm).
The first magnetic part and the second magnetic part are formed so that the facing surface of the first magnetic part and the facing surface of the second magnetic part are on the same plane (Sa), according to claims 1 to 5. The solenoid valve described in any one of the items.
前記第1電磁弁力がゼロとなるときの前記ソレノイド電流は、前記第2電磁弁力がゼロとなるときの前記ソレノイド電流とは異なる請求項1から6のいずれか一項に記載の電磁弁。 The solenoid current (Ic), which is the current flowing through the solenoid, can be controlled, and the first solenoid valve force (Fe1) or the second solenoid valve force (Fe1), which is a force acting on the first movable portion, is controlled according to the solenoid current. A current control unit (75) capable of controlling the second solenoid valve force (Fe2), which is a force acting on the vehicle, is further provided.
The solenoid valve according to any one of claims 1 to 6, wherein the solenoid current when the first solenoid valve force becomes zero is different from the solenoid current when the second solenoid valve force becomes zero. ..
前記第1圧力室および前記第2圧力室の間であって、前記ハウジングに形成されており、前記第1圧力室と前記第2圧力室とに連通する第1流体流路(31)および前記第1流体流路の軸(Of1)とは異なる軸(Of2)を含み、前記第1圧力室と前記第2圧力室とに連通する第2流体流路(32)を有するプレート部(30)と、
前記第2圧力室に収容されており、前記第1流体流路を開閉して前記第1圧力室の圧力および前記第2圧力室の圧力を制御可能な第1可動部(41)と、
前記第1可動部が前記第1流体流路を閉じる方向に、前記第1可動部を付勢する第1付勢部材(51)と、
前記第2圧力室に収容され、前記第1可動部の外側に形成されており、前記第2流体流路を開閉して前記第1圧力室の圧力および前記第2圧力室の圧力を制御可能な第2可動部(42)と、
前記第2可動部が前記第2流体流路を閉じる方向に、前記第2可動部を付勢する第2付勢部材(52)と、
前記第2圧力室側の前記ハウジングに設けられており、前記ハウジング、前記第1可動部および前記第2可動部に磁界を生成可能なソレノイド(70)と、
前記第2圧力室側の前記ハウジングであって、前記ソレノイドよりも前記ハウジングの径方向内側に形成されており、前記第1可動部および前記第2可動部に対向する第1磁性部(71)と、
前記第2圧力室側の前記ハウジングであって、前記ソレノイドよりも前記ハウジングの径方向外側に形成されており、前記第2可動部に対向する第2磁性部(72)と、
前記ハウジング内で往復移動可能であり、前記第1可動部または前記第2可動部が前記第1圧力室の圧力および前記第2圧力室の圧力を制御するとき、前記噴孔を開閉するニードル(60)と、
を備え、
前記第2可動部と対向する部分において前記第1磁性部の外側面(714)と前記第2磁性部の内側面(725)とは前記ハウジングの径方向に離れており、前記ハウジングの径方向における前記第1磁性部の外側面から前記第2磁性部の内側面までの最短距離を第1最短距離(G1)とし、
前記ハウジングの軸方向における前記第2磁性部の対向面(723)から前記第2可動部の対向面(423)までの最短距離を第2最短距離(G2)とし、
前記第1磁性部と対向する部分において前記第1可動部の外側面(414)と前記第2可動部の内側面(424)とは前記ハウジングの径方向に離れており、前記ハウジングの径方向における前記第1可動部の外側面から前記前記第2可動部の内側面までの最短距離を第3最短距離(G3)とし、
前記ハウジングの軸方向における前記第1磁性部の対向面(713)から前記第1可動部の対向面(413)までの最短距離を第4最短距離(G4)とすると、
前記第1最短距離は、前記第2最短距離、前記第3最短距離および前記4最短距離の和(G2+G3+G4)よりも大きい燃料噴射装置。 It has a injection hole (17) at the tip where fuel is injected, and has a first pressure chamber (21) through which fuel can flow in and out and a second pressure chamber (22) that allows communication with the first pressure chamber. The bottom tubular housing (10) and
A first fluid flow path (31) between the first pressure chamber and the second pressure chamber, which is formed in the housing and communicates with the first pressure chamber and the second pressure chamber, and the said. A plate portion (30) including a shaft (Of2) different from the shaft (Of1) of the first fluid flow path and having a second fluid flow path (32) communicating with the first pressure chamber and the second pressure chamber. When,
A first movable portion (41) housed in the second pressure chamber and capable of opening and closing the first fluid flow path to control the pressure of the first pressure chamber and the pressure of the second pressure chamber.
A first urging member (51) that urges the first movable portion in a direction in which the first movable portion closes the first fluid flow path.
It is housed in the second pressure chamber and is formed on the outside of the first movable portion, and the pressure in the first pressure chamber and the pressure in the second pressure chamber can be controlled by opening and closing the second fluid flow path. 2nd moving part (42) and
A second urging member (52) that urges the second movable portion in a direction in which the second movable portion closes the second fluid flow path.
A solenoid (70) provided in the housing on the second pressure chamber side and capable of generating a magnetic field in the housing, the first movable portion, and the second movable portion.
The first magnetic portion (71) which is the housing on the second pressure chamber side and is formed radially inside the housing with respect to the solenoid and faces the first movable portion and the second movable portion. When,
The housing on the second pressure chamber side, the second magnetic portion (72) formed on the radial outer side of the housing from the solenoid and facing the second movable portion, and the second magnetic portion (72).
A needle that can reciprocate within the housing and opens and closes the injection hole when the first movable portion or the second movable portion controls the pressure in the first pressure chamber and the pressure in the second pressure chamber. 60) and
Equipped with
In the portion facing the second movable portion, the outer surface (714) of the first magnetic portion and the inner surface surface (725) of the second magnetic portion are separated in the radial direction of the housing, and the radial direction of the housing. The shortest distance from the outer surface of the first magnetic portion to the inner surface of the second magnetic portion is defined as the first shortest distance (G1).
The shortest distance from the facing surface (723) of the second magnetic portion to the facing surface (423) of the second movable portion in the axial direction of the housing is defined as the second shortest distance (G2).
In the portion facing the first magnetic portion, the outer surface (414) of the first movable portion and the inner surface surface (424) of the second movable portion are separated in the radial direction of the housing, and are radially separated from each other. The shortest distance from the outer surface of the first movable portion to the inner surface of the second movable portion is defined as the third shortest distance (G3).
Assuming that the shortest distance from the facing surface (713) of the first magnetic portion to the facing surface (413) of the first movable portion in the axial direction of the housing is the fourth shortest distance (G4).
The first shortest distance is a fuel injection device larger than the sum of the second shortest distance, the third shortest distance, and the four shortest distances (G2 + G3 + G4).
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