JPH03265774A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野ｊ 本発明は、特に高圧流体制御用の電磁弁に関するもので
ある。

「従来の技術」 高圧流体制御用の電磁弁としては、特開昭６４７３１６
６号公報に開示されるプレストローク制御式の電磁弁が
ある。この電磁弁ａは、第６図に示すように蓄圧室（以
下コモンレールという）へ高圧燃料を圧送する高圧ポン
プｂに備えられ、弁ボディＣに高圧ポンプｂのポンプ室
ｄに連通ずる弁室ｅと、該弁室ｅの弁座ｆに接離するニ
ードル弁ｇを摺動自在に挿通ずるとともに、ニードル弁
ｇが弁座ｆから離れている時には一端を前記弁室ｅに開
口し他端を低圧側に連通ずる低圧通Ｈｈが形成されてい
る。そして、ソレノイドｊ／＼通電すると、ｆ３を帰用
スプリング、Ｊの弾力により前記弁室ｅの弁座ｆから離
れているニードル弁ｇを吸引して弁座ｆに着座させ、高
圧ポンプｂのシリンダに内を摺動するプランジャｌの加
圧開始時期が設定される。このため、ソレノイドｉへの
通電タイミングを制御することによりコモンレールへの
吐出量を変化させ、コモンレール圧力を制御することが
できる。従って、燃料の圧送が開始されてから閉弁制御
信号が出力されるまでは、開弁状態を保持する必要があ
る。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、−Ｅ記第６図に示す構造の電磁弁は、エ
ンジン回転数の上昇に伴いポンプ送油率が高くなると、
ニードル弁ｇと弁座ｆ間の隙間により生ずる絞り効果の
為、ポンプ室ｄの圧力が上昇してニードル弁ｇに閉弁方
向の力が作用する。このため、閉弁制御信号が出力され
なくても、ニードル弁ｇが弁座ｆに着座して高圧ポンプ
ｂからコモンレールへ燃料を吐出してしまい、コモンレ
ールの圧力制御不能の事態に陥るという問題点があった
。これに対する対策としては、ニードル弁の作動ストロ
ークを大きくして、弁座とニードル弁との間の隙間を広
げ、高送油率時の絞り効果を生しないようにするとか、
復帰用スプリングのばね弾力を高めるというような方策
が考えられる。しかし、いずれの場合も閉弁を困難にす
ることにつながり、高送油率時以外の閉弁応答性が悪化
したり、また同じ閉弁応答性を維持しようとすればソレ
ノイドに通電する電力が多大に必要となる等の不都合を
生じる。

本発明は、上記した問題点を解決するためになされたも
ので、特に流体の高圧圧送時自然閉弁を生じることのな
い電磁弁を提供することを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 上記目的を連敗するための具体的手段として、高圧流体
を圧送する高圧ポンプに備えられて該高圧ポンプの吐出
量を制御するため、弁ボディに前記高圧ポンプのポンプ
室に連通ずる弁室を形成するとともに、該弁室の弁座に
接離するニードル弁を摺動自在に挿通し、ソレノイドへ
の通電時には復帰用スプリングの弾力により前記弁座か
ら離れているニードル弁を吸引して弁座に着座させるよ
うにした電磁弁において、前記弁ボディに復帰用スプリ
ングの弾力で弁座から離れるニードル弁により弁室とニ
ードル背圧室とを連通し、ソレノイドへの通電により着
座するニードル弁により遮断される第１の通路と、ニー
ドル背圧室とポンプリターン通路とを連通ずる第２の通
路とを形成し、該第２の通路中に絞りを設けたことを特
徴とする電磁弁が提供される。

「作用」 上記電磁弁の作用は以下の通りである。

高圧ポンプのポンプ室に流体が圧送されると、復帰スプ
リングの弾力によりニードル弁が弁座から離れているた
め、その流体は第１の通路を経由してニードル背圧室に
流入して該ニードル背圧室を満たす。そして、第２の通
路を経由してニードル背圧室からポンプリターン通路へ
流出する。この時、第２の通路中には絞りが設けられて
いるので、ニードル背圧室の圧力が上昇する。一方前記
ボンブ室では圧送される流体が第１の通路に流入する際
、ニードル弁と弁座とによる絞り効果により圧力が生じ
、閉弁力となってニードル弁に作用するが、前記した絞
りを適当に調節することによりニードル背圧室の圧力が
開弁力となりニードル弁を開弁方向へ押すため、前記閉
弁力をキャンセルするか若しくは弱めることができ、ニ
ードル弁の開弁状態を維持できる。しかもこの開弁力は
、流体の高圧圧送時にのみ作用するから通常の場合の閉
弁応答性を損ねることがない。そして所定のタイミング
でソレノイドへ通電すると、ニードル弁が復帰スプリン
グの弾力に抗して吸引され、弁座に着座して弁室を閉じ
るとともに第１の通路が遮断されるから、ポンプ室に開
孔する吐出孔から高圧流体が圧送される。

「実施例」 本発明に係る電磁弁の実施例を蓄圧室圧力制御用に用い
た態様により、添付図面を参照して説明する。第１図は
蓄圧室圧力制御用電磁弁１（以下単に電磁弁という）の
拡大断面図である。電磁弁１は高圧ポンプ２０のプラン
ジャ２６の上端面に対向してシリンダ２５に螺合固定さ
れる。

電磁弁１の弁ボディ２の中心に介挿通孔３を穿設して、
ニードル弁４を摺動自在に挿通する。介挿通孔３の下端
方には、該介挿通孔３を拡径して弁室５を形成する。そ
して、弁室５に開孔する介挿通孔３の孔縁部にはテーバ
状の弁座６を形成する。弁室５と高圧ポンプ２０のポン
プ室２７との間には弁ストッパ７を設けて、弁ボディ２
とシリンダ２５とで挟持固定する。弁ストッパ７には、
燃料通路８を形成しポンプ室２７と弁室５とを連通する
。弁ボディ２の上部にはソレノイド９を設け、弁ボディ
２とソレノイド９との間にニードル背圧室１０を構成す
る。ニードル背圧室１０にはニードル弁４の」１端を突
出させてソレノイド９の通電により吸引されるアーマチ
ュア１３を設け、ソレノイド９の中心に形成した嵌装孔
１１に嵌装した復帰用スプリング１２を作用させる。復
帰用スプリング１２の作用により、ニードル弁４は弁座
６から離れて弁ストッパ７に当接する。さらに、弁ボデ
ィ２には、一端を介挿通孔３に開口してソレノイド９の
非通電時には弁室５に連通し、他端を前記ニードル背圧
室１０に開口する第１の通路１４を形成するとともに、
ニードル背圧室１０とシリンダ２５に形成したポンプリ
ターン通！２８とを連通する第２の通路１５を形成する
。第２の通路１５の途中には、ストッパ部１５ａとスト
ッパ段部１５ｂを形成してワンウェイオリフィス１６を
配設する。ニードル背圧室１０からポンプリターン通路
２８へ燃料が流れる場合は、ワンウェイオリフィス１６
は、ストッパ段部１５ｂに当接して第２の通路１５を塞
ぎ、ワンウェイオリフィス１６に開孔した小径通路１６
ａから燃料が流通させる為絞り作用を生じ、また逆方向
へ流れる場合は、ストッパ部１５ａに当接して第２の通
路１５を開く為絞り作用を生じることがない。その他１
７はソレノイド９へ接続したワイヤハーネス、２９はポ
ンプ室２７に開孔した吐出孔である。

第２図に上記高圧ポンプ２０を用いた蓄圧式燃料噴射装
置の概略ブロック図を示す。図において１は前記電磁弁
、４１はエンジン、４２はインジェクタ、４３は噴射制
御用電磁弁、４４はコモンレール、４５は前記吐出孔２
９を閉じるチエツクバルブ、４６は供給配管、４７は燃
料供給ポンプ。

４８は燃料タンクである。５０は電子制御ユニット（以
下Ｅ　ＣＵという）であって、エンジン回転数センサ５
１及びアクセル開度センサ５２からの検出信号が入力さ
れるとともに、実コモンレール圧力を検出する圧力セン
サ５３、及び水温、吸気温。

吸気圧等の各種センサ５４からの入力信号が入力される
。ＥＣＵ３Ｏはこれらの入力信号に基づきエンジンの運
転状態を判断し、所定のプログラムに従い演算処理を行
い、前記電磁弁１及び噴射制御用電磁弁４３に対する最
適制御信号を出力する。

以下、電磁弁１の制御とその作動について説明する。

第１図においてソレノイド９が非通電の時、図示しない
カムの回転によりプランジャ２６が上昇して燃料の圧送
が開始されると、ポンプ室２７内の燃料は通路８→弁室
５→第１の通路１４→ニードル背圧室１０→第２の通路
】５→ワンウエイオリフイスの小径通路１６ａ→ポンプ
リタ一ン通路２８の順に流れる。この時、ポンプ室２７
では、ニードル弁４と弁座６間の隙間を通過する際の絞
り効果により圧力を生じ、これが閉弁力となってニード
ル弁４を押す。しかしワンウェイオリフィス１６が第２
の通路１５を塞ぎ、その小径通路１６ａから燃料を流通
させる絞り作用により、ニードル背圧室１０内の燃料圧
力が上昇して、ニードル弁４に開弁力として作用する。

従って、適当な絞り作用を生じる様にワンウェイオリフ
ィスの小径通路１６ａの径を選択することにより、第３
図に示すように前記閉弁力を（Ａ　−Ｂ　）だけ弱める
ことができる。ワンウェイオリフィス１６の絞り作用は
、エンジン回転数の高い高送油率時に効果的に生ずる。

そして、第４図（ｃ）に示すようにプランジャ２６の圧
送工程中の所定のタイミングＴ□でＥＣＵ３Ｏから制御
信号が出力されソレノイド９が通電されると、アーマチ
ュア１３が吸弓されニードル弁４が弁座６に着座して弁
室５を閉塞する。この結果、プランジャ２６によりポン
プ室２７内の燃料の加圧が開始され、ポンプ室２７内の
燃料圧は急激に上昇する。そして、その圧力により前記
チエツクバルブ４５が開いて吐出孔２９からコモンレー
ル４４内へ、第４図（Ｅ）の斜線で示す所定量の高圧燃
料が吐出される。そして、この時ソレノイド９への通電
は時間Ｔ８後に停止され、ニードル弁４は復帰用スプリ
ング１２の弾力により開弁しようとするが、ポンプ室２
７内の燃料圧が高圧であるためプランジャ２６の上死点
まで閉弁状態を保持する。プランジャ２６の加圧行程が
終了し下降を開始すると、ポンプ室２７内の燃料圧が低
下し、ニードル弁４が復帰用スプリングにより弁座６か
ら離れて開弁する。プランジャ２６の下降とともに、次
の吐出の為の燃料がタンク４８→ポンプ４７→リターン
通路２８→第２の通路１５→ニードル背圧室１０→第１
の通路１４→弁室５→ポンプ室２７の順で吸入される。

この場合、ワンウェイオリフィス１６は、ストッパ部１
５ａに当接して第２の通路１５を開き絞り作用を生じな
いため、機関の高速回転時であっても充分燃料を吸入す
ることができる。

第５図は本発明の電磁弁１の閉弁応答性（第４図（Ｄ＞
で示す時間Ｔｏ）を従来のものと比較したものである。

従来の電磁弁は、機関回転数が上昇するにつれて、閉弁
応答性が本発明の電磁弁１の場合よりも勝ってくるが、
最高回転数に達しない低い回転数で自然閉弁を生じ、コ
モンレールの圧力制御が不能となる。これに反して本発
明の場合は、閉弁応答性が高速回転域で稍悪化するが、
所定の最高回転数まで自然閉弁を生じることがない。

尚、閉弁応答性の悪化は、前記第４図（Ｃ）で示す電磁
弁１への通電タイミングＴ□を早めたり、ワンウェイオ
リフィス１６の絞り作用を調整することにより、所定の
吐出量を確保できるのでコモンレール内の圧力制御には
何ら支障を来すことがない。

「発明の効果」 本発明は、上記の構成を有し、弁ボディに復帰用スプリ
ングの弾力で弁座から離れるニードル弁により弁室とニ
ードル背圧室とを連通し、ソレノイドへの通電により着
座するニードル弁により遮１− 断される第１の通路と、ニードル背圧室とポンプリター
ン通路とを連通ずる第２の通路とを形成し、該第２の通
路中に絞りを設けたから、第２の通路の絞り作用により
ニードル背圧室の圧力を高めて開弁力としてニードル弁
に作用させ、特に流体の高圧圧送時のポンプ室内の流体
圧の上昇に伴う閉弁力を、キャンセル若しくは弱めるこ
とができ、ニードル弁の自然閉弁を阻止して高圧流体の
圧送を支障なく行うことができる効果がある。

２ ィ、　４１１．ニードル弁、　５１９．弁室、　６１．
。

弁座、　９１１．ソレノイド、　　１０．、、ニードル
背圧室、　１２　、、、復帰用スプリング、　　１４　
、、、第１の通路、　１５　、、、第２の通路、　１６
．、、ワンウェイオリフィス（絞り）、　２０．、、高
圧ポンプ、２７　、、、ポンプ室、　　２８．、、ポン
プリターン通路。

【図面の簡単な説明】

添付図面第１図は蓄圧室圧力制御用電磁弁と高圧ポンプ
の一部の拡大断面筒、第２図は蓄圧式燃料噴射装置の概
略ブロック図、第３図は本発明及び従来例における閉弁
力を比較したタイミングチャート、第４図は高圧ポンプ
の作動を示すタイミングチャート、第５図は閉弁応答性
を本発明と従来例とで比較した比較図、第６図は従来の
蓄圧室圧力制御用電磁弁の要部の断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高圧流体を圧送する高圧ポンプに備えられて該高圧ポン
   プの吐出量を制御するため、弁ボディに前記高圧ポンプ
   のポンプ室に連通する弁室を形成するとともに、該弁室
   の弁座に接離するニードル弁を摺動自在に挿通し、ソレ
   ノイドへの通電時には復帰用スプリングの弾力により前
   記弁座から離れているニードル弁を吸引して弁座に着座
   させるようにした電磁弁において、 前記弁ボディに復帰用スプリングの弾力で弁座から離れ
   るニードル弁により弁室とニードル背圧室とを連通し、
   ソレノイドへの通電により着座するニードル弁により遮
   断される第１の通路と、ニードル背圧室とポンプリター
   ン通路とを連通する第２の通路とを形成し、該第２の通
   路中に絞りを設けたことを特徴とする電磁弁。