JPH06100297B2 - 流体制御弁 - Google Patents

流体制御弁

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JPH06100297B2
JPH06100297B2 JP60072449A JP7244985A JPH06100297B2 JP H06100297 B2 JPH06100297 B2 JP H06100297B2 JP 60072449 A JP60072449 A JP 60072449A JP 7244985 A JP7244985 A JP 7244985A JP H06100297 B2 JPH06100297 B2 JP H06100297B2
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chamber
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pressure
fluid
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フイリツプス ロナルド
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ルーカス インダストリーズ パブリツク リミテツド カンパニー
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M59/46—Valves

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内孔内を摺動自在な弁部材と、内孔の一端に形
成されており使用中加圧された流体を受容する第１の室
内にある弁部材の一端にあつて弁頭を形成する部分と、
弁部材の開位置において該弁頭の端面に平行に延在しか
つ係合しうる壁により仕切られた該第１の室から内孔及
び該弁座より下流側にある弁部材により形成される第２
の室への流体の流れを弁頭と係合して阻止するよう内孔
の一端に形成された弁座を含む流体制御弁に関する。
従来の技術及びその問題点 弁部材は例えば電磁装置などの動作手段にて閉位置に動
かされる。この場合弁部材は弾性手段により開位置に付
勢される必要がある。弾性手段により加えられる力は弁
を閉じる際電磁装置により打消されねばならないが、弁
部材が閉位置に接近するにつれ流体圧により弁を閉じよ
うとする力が弁部材の弁頭に加えられる。あるいは弁は
電磁装置により開位置に維持され、消勢されると弁頭に
作用している流体圧により弁を閉じてもよく、またこの
動作を弾性手段により補助してもよい。電磁装置のスト
ロークは少なくとも弁部材のそれと同等で、閉位置では
第１から第２の室への流体の流れが実質的に妨げられて
はならない。電磁装置はそれゆえ大型となり動作中かな
りの電力を必要とする。
弁部材を他の形態の動作手段、例えば流体圧で作動され
るピストン部材やあるいは機械的機構により動作せしめ
ることも可能である。
本発明は簡単で便利な形式の流体制御弁を提供すること
を目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明による種類の流体制御弁では、第１の室は、弁部
材が開位置にある場合弁頭の端面に係合しかつ平行に延
在する壁によつて仕切られ、壁と端面は係合状態では間
に第１の室から隔離された空間を形成せしめ、また空間
内の圧力を制御する手段を有し、弁部材が開位置では空
間内の圧力は第１の室の圧力より低く、また上記手段が
操作されると空間内の圧力は増大し、弁頭は第１の室中
の流体の圧力により移動して弁座と接触し、流体の第２
の室への流れが阻止される。
実施例 第１図において燃料ポンプ装置は内径11内を往復可能な
ピストン10を有する。ピストン及び内径は連動するエン
ジンの燃焼室へ燃料を導入する燃料噴射ノズル13と連通
するポンプ室12を形成する。プランジヤ10は一定のスト
ロークを有し連動するエンジンにより駆動されるカムの
作用で内方へ動かされ、ポンプ室12内の燃料の体積を減
少せしめる。プランジヤ10はコイル圧縮ばねの作用で外
方へ動かされる。あるいはこの動作を実行するためにさ
らにカム機構を設けてもよい。プランジヤがストローク
の外部位置に近づくと壁に形成された加圧された燃料源
15と連通するポート14が開く。ポート14が開くと源15よ
りの燃料がポンプ室に流入し、ポンプ室を燃料で充満す
る。
燃料噴射ノズル13へ供給される燃料の量を制御するため
に一般的に16で示される燃料制御弁が設けられる。この
弁は、閉鎖されるまではポンプ室12から送られた燃料を
噴射ノズルではなくドレインへ流す。プランジヤの内方
への運動の途中かつポート14が閉鎖された後弁16は閉じ
られ、燃料はプランジヤが内方へ運動する間噴射ノズル
に移送される。
弁16は一端に弁座19が形成された内径18内を摺動自在な
弁部材17を有する。弁座19の一方には導管でポンプ室12
に結ばれた第１の室20が形成される。
弁部材には弁座19と協働する端部壁21と接触し得る端面
を有する弁頭22が設けられ、壁21は弁部材の端面に平行
に延在する。端部壁21と弁部材の端面は空間23を形成
し、空間23の面積は、後述する如く動作中空間内の圧力
がドレイン圧力である場合弁頭と端部壁の接触が維持さ
れるように選ばれる。
弁頭より下の弁部材はより小なる直径を有し、壁との間
でばね逆止弁25を介してドレインに接続された第２の室
24を形成する。弁部材はコイル圧縮ばね26により軽く付
勢され、弁部材の端面は端面壁21に接触する。この状態
が弁部材の全開位置である。あるいは内径は弁部材との
間で先に述べた第２の室を形成する拡大部を弁座の下に
有しても良い。
弁部材が全開位置では空間23は隔離弁27及び絞り穴28を
介してドレインに接続され、空間の圧力は室20の圧力よ
り低くなる。空間23の圧力を室20の圧力まで上昇せしめ
るために電磁作動弁29が設けられ、弁29は開かれると第
２の室24と連通する絞り穴28と隔離弁27の中間に尖端を
位置せしめる。
弁の動作を噴射ポンプのポンププランジヤが上方に動
き、ポート14が閉じられた状態を仮定して説明する。各
部品が第１図に示す如き状態ではポンプ室より移送され
る燃料は第１の室20に流入し、続いて第１の室から第２
の室、さらに逆止弁25を介してドレインへ流れる。逆止
弁25は第２の室中で燃料が加圧されることを確実にす
る。この時点で弁29が開かれると第２の室より燃料は弁
を介して絞り穴28と隔離弁27の中間点に流入し、空間23
内の圧力を上昇させる。この状態で弁部材17に作用する
力は弁部材17を閉位置へと動かす。弁頭の端面が端部壁
21を離れると同時に第１の室の燃料圧は弁部材の弁頭全
面に作用し、弁部材は急速に弁頭22が弁座19と係合する
閉位置へ移動する。室20の圧力が極めて急速に上昇し、
噴射ノズル13の弁を開くに必要な圧力に達し、燃料は協
働するエンジンへ送られる。隔離弁27は室20の増大した
圧力のため閉塞状態へ移行しポンフ室から絞り穴28を通
る燃料の逃げを防止する。
第２図は弁部材が移動して弁座と接触した状態を示し、
逆止弁が閉じられ隔離弁27は閉塞状態であるのを示して
いる。弁部材はポンプ室の燃料圧力が下降しばね26の作
用で復帰されるまでこの位置に留まる。これはポンププ
ランジヤがストロークの終点に達しストロークを逆行し
始めると同時に起る。室20の圧力は下降し隔離弁27は閉
塞状態から脱する。多少の燃料が隔離弁及び絞り穴を経
由してポンプ室に流入するが燃料の大部分はポート14が
プランジヤにより開かれるとポート14よりポンフ室へ流
入する。ポンププランジヤの復帰運動中弁29は閉じられ
次の動作サイクルに備える。
図示はしないが変形例では弁25は略され第２の室24は燃
料源15に接続される。この場合は従つて逃げた燃料は源
へ還流され、また弁部材17が開位置へ動くと燃料は第２
及び第１の室を経由してポンプ室へ導入し得る。しかし
圧力の低い燃料源への燃料の逃げは源より供給される燃
料圧の望ましくない変動を生じるので、逆止弁25Aを第
２の室と燃料源15との接続に導入してもよいが、この場
合は逃げた燃料は源へ還流されない。この場合はしかし
ポンププランジヤの当初の内方への運動の間燃料をポン
プ室から逃がす弁25を設ける必要がある。
弁29は弁を通過する燃料の流量が極めて低いので極めて
小さくてよい。それはばねで閉位置に付勢され得、従つ
て協働するソレノイドは弁を開く必要がある場合のみ付
勢されればよく、あるいは弁を閉じる必要がある場合の
み付勢されるよう構成してもよい。
隔離弁27は絞り穴28を通る燃料の流れを阻止するように
弁部材17の動きを利用することで省略できる。この構成
を第３図に示し、空間23は弁部材内に形成された通路30
を経て弁29に連結される。通路30は弁部材の周辺溝31と
連通し、弁部材17が全開位置にある時は溝は絞り穴28に
連通したポート32と符合する。この場合弁29が開かれる
と同時に加圧された燃料が空間23へ第２の室から流入
し、弁部材は動き始め同時に溝31とポート32間の連通を
断つ。ゆえに弁部材17は隔離弁のように動作する。
他の変形例を第４図に示す。この場合第１の室20は空間
23と弁頭に形成された絞り穴33を経て連通する。空間23
内の圧力を制御する弁を34で示し、弁部材17が開位置に
あるときは弁34はドレインへ開かれ空間23の圧力は実質
的にドレイン圧になる。弁17に働く優勢な力は従つて弁
部材の端面と室壁との接触を維持するように作用する。
弁34が閉じられると第１の室20内の圧力が絞り穴33を経
て空間23へ加えられ、この状態では弁部材は非平衡とな
り急速に閉止位置へ動く。弁34は閉じるのに付勢されね
ばならないタイプであり、当然弁17が閉じられ際ポンプ
室内の燃料圧に対向できねばならない。
空間23の底面積は弁座19により包囲される面積と同等か
小さい。面積は空間へ供給される燃料の可能な圧力、弁
部材の有効面積及びもどりばね26により加えられる力を
勘案して決めねばならない。
第５図に示した形式の弁では第１の室20は弁35により空
間23に連結される。弁35は両端に弁座が形成された縦長
の室36を有する。一方の弁座は室20に連結されたポート
を囲み、他方の弁座はドレインに接続されるポートを形
成する。第１の室に連結されたポートに近接した室の端
部は空間23に連通し、室36内には弁要素37が摺動自在に
設けられ、円錘形の端部により該弁座にそれぞれ係合す
る。弁エレメントは磁性材料で形成するのが好都合で、
ソレノイドのアーマチユアを形成する。弁要素の壁と室
の間にはわずかなクリアランスがあり、弁要素が図示の
位置にある場合空間23をドレインに連結する。ソレノイ
ドが消勢されると弁要素は室の他端へ移動し空間23が第
１の室と連通せしめられ、高圧力時の燃料のドレインへ
の逃げが防止される。弁17はその後記述した如く閉じら
れる。
第６図に示す変形例では弁38は弁35と同様な機能をはた
す。しかしその構成は室40内に位置する板状弁部材39を
用いる。室の対向する壁は室40へ開口するポートを囲む
同心円状の弁座41,42を形成する。弁座42内に、形成さ
れるポート内にはソレノイドのアーマチユアを形成する
が少なくともアーマチユアに結合された作動部材43が摺
動自在に在る。作動部材には絞り穴44を介して弁座42に
開口する軸方向に走る通路が設けられる。軸方向の通路
はドレインに連通し、弁座41内に形成されたポートは第
１の室に連通し、室40は空間23に連通する。板状弁部材
39には周辺に切欠きが設けられ、図示の位置では室23は
絞り孔44を介してドレインに連通する。ソレノイドが消
勢されると板状弁部材は燃料圧で動き弁座42と接触し室
23を第１の室20と連通せしめ、ドレインへの燃料の流れ
を阻止する。作動部材中の通路及び絞り穴44は作動部材
とそれを受容する内径壁との間のクリアランスに置きか
えてもよい。
上述のように、第１図及び第２図により示された実施例
及び第３図〜第６図に示された変形例において、弁部材
17の移動は空間23内に印加される圧力によって制御され
る。この空間23内の圧力は小型のソレノイド弁29,34,3
5,38により制御されるため、従来のように弁部材17を直
接駆動するための大型で電力消費の大きいソレノイドを
必要とせず、従って、本発明よりなる流体制御弁は小型
で消費電力が少ないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は圧縮点火エンジンへ燃料を供給する燃料噴射ポ
ンプに付属する弁の一例を示す図、第２図は別な位置に
ある第１図の弁を示す図、第３及び第４図は弁の他の形
式を示す図、第５図は弁のさらに他の形式を示す図、ま
た第６図は第５図の弁の変形例を示す図である。 10…ピストン、11,18…内径、12…ポンプ室、13…燃料
噴射ノズル、14,32…ポート、15…燃料源、16…燃料制
御弁、17,39…弁部材、19,41,42…弁座、20…第１の
室、21…端部壁、22…弁頭、23…空間、24…第２の室、
25…逆止弁、26…圧縮ばね、27…隔離弁、28,33,44…絞
り穴、29,34,35,38…弁、30…通路、31…溝、36,40…
室、37…弁要素、43…作動部材。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内孔内を摺動自在な弁部材と、内孔の一端
    に形成されており使用中加圧された流体を受容する第１
    の室内にある弁部材の一端にあって弁頭を形成する部分
    と、弁部材の開位置において該弁頭の端面に平衡に延在
    しかつ係合しうる壁により仕切られた該第１の室から、
    内孔及び該弁座より下流側にある弁部材により形成され
    る第２の室への流体の流れを弁頭と係合して阻止するよ
    う該内孔の一端に形成された弁座と、該壁及び該端面の
    互いの係合により該第１の室より離隔して形成された空
    間と、該空間内の圧力を制御する手段とよりなり、弁部
    材が開位置にあるとき該空間内の圧力は第１の室の圧力
    より低く、該手段が動作せしめられると該空間内の圧力
    は増大し、弁頭は該第１の室中の流体の圧力により移動
    して弁座と接触し第２の室への流体の流れが阻止される
    よう構成してなる流体制御弁。
  2. 【請求項２】該空間内の圧力を制御する手段は、開くと
    加圧された流体の該第１の室及び第２の室の一方から該
    空間内への流入を許すソレノイド作動弁を含む特許請求
    の範囲第１項記載の制御弁。
  3. 【請求項３】該空間内の圧力を制御する手段はさらに、
    該ソレノイド作動弁が閉位置にある場合該空間内の圧力
    が該第１の室の室内の圧力より低いことを確実にする絞
    り穴をさらに含む特許請求の範囲第２項記載の制御弁。
  4. 【請求項４】該ソレノイド作動弁は該空間と該第２の空
    間との連通を制御する特許請求の範囲第３項記載の制御
    弁。
  5. 【請求項５】弁部材が閉位置にある場合該絞り穴を通る
    流体の流れを阻止する手段を含む特許請求の範囲第４項
    記載の制御弁。
  6. 【請求項６】該空間内の圧力を制御する手段は弁部材の
    弁頭が第１の室の該壁より離れると該第１の室内の加圧
    された流体の作用により閉じる隔離弁を有する特許請求
    の範囲第５項記載の制御弁。
  7. 【請求項７】該空間内の圧力を制御する手段は弁部材が
    取付けられる内孔の壁に形成されるポートと、弁部材の
    周囲の溝とを有し、該ポートは該絞り穴と連通し、該溝
    は該空間と連通し、該ポート及び該溝は弁頭が該壁より
    離脱すると互いの連通が断たれるような位置にある特許
    請求の範囲第５項記載の制御弁。
  8. 【請求項８】該ソレノイド作動弁は該空間と該第１の室
    との間の連通を制御する特許請求の範囲第３項記載の制
    御弁。
  9. 【請求項９】該ソレノイド作動弁は弁室と、該弁室内で
    移動自在な弁要素と、該弁室の対向する端部に形成され
    た弁座とを含み、該弁座の一方は該第１の室と連通する
    第１のポートを囲み、他方の弁座はドレインと連通する
    第２のポートを囲み、該空間は該第１のポートに隣る位
    置で該弁室と連通し、ソレノイドが付勢されると弁要素
    は第１のポートを囲む弁座と係合し、空間はドレインと
    第２のポートを介して連通し、ソレノイドが消勢される
    と弁要素は第１のポートを開き第２のポートを閉じる特
    許請求の範囲第８項記載の制御弁。
  10. 【請求項１０】該弁要素は板状弁部材で、また板状弁部
    材には作動部材が設けられ、該作動部材は該第２のポー
    ト内で摺動自在である特許請求の範囲第９項記載の制御
    弁。
  11. 【請求項１１】該空間内の圧力を制御する手段は、弁頭
    が該端壁と接触している場合に閉じられると該空間から
    の流体の逃げを防ぐソレノイド作動弁を有し、該手段は
    さらに該空間を該第１の室に連通せしめる絞り穴をさら
    に含む特許請求の範囲第２項記載の制御弁。
  12. 【請求項１２】該絞り穴は弁頭に形成されている特許請
    求の範囲第11項記載の制御弁。
  13. 【請求項１３】内孔内を往復可能で内孔と共にポンプ室
    を形成するポンププランジャと、協働するエンジンの燃
    料噴射ノズルへ接続されるポンプ室の出口と、ポンププ
    ランジャがポンプストローク中該出口を通って供給され
    る燃料の量を制御する制御弁とよりなり、該制御弁は内
    孔内を摺動自在な弁部材と、内孔の一端に形成されてお
    り使用中加圧された流体を受容する第１の室内にある弁
    部材の一端にあって弁頭を形成する部分と、弁部材の開
    位置において該弁頭の端面に平衡に延在しかつ係合しう
    る壁により仕切られた該第１の室から、内孔及び該弁座
    より下流側にある弁部材により形成される第２の室への
    流体の流れを弁頭と係合して阻止するよう該内孔の一端
    に形成された弁座と、該壁及び該端面の互いの係合によ
    り該第１の室より離隔して形成された空間と、該空間内
    の圧力を制御する手段とよりなり、弁部材が開位置にあ
    るとき該空間内の圧力は第１の室の圧力より低く、該手
    段が動作せしめられると該空間内の圧力は増大し、弁頭
    は該第１の室中の流体の圧力により移動して弁座と接触
    し第２の室への流体の流れが阻止されるよう構成され、
    該第１の室は常時該ポンプ室と連通している、圧縮点火
    エンジンに燃料を供給する燃料噴射ポンプ装置。
JP60072449A 1984-04-06 1985-04-05 流体制御弁 Expired - Lifetime JPH06100297B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB848408930A GB8408930D0 (en) 1984-04-06 1984-04-06 Fluid control valve
GB8408930 1984-04-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60227081A JPS60227081A (ja) 1985-11-12
JPH06100297B2 true JPH06100297B2 (ja) 1994-12-12

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60072449A Expired - Lifetime JPH06100297B2 (ja) 1984-04-06 1985-04-05 流体制御弁

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JP (1) JPH06100297B2 (ja)
DE (1) DE3512443C2 (ja)
ES (2) ES8609598A1 (ja)
FR (1) FR2562631B1 (ja)
GB (2) GB8408930D0 (ja)
IT (1) IT1183493B (ja)

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