JPH07217515A

JPH07217515A - 蓄圧式燃料噴射装置の電磁弁

Info

Publication number: JPH07217515A
Application number: JP6025909A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hishida; 雄司菱田
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1995-08-15

Abstract

(57)【要約】【目的】蓄圧式燃料噴射装置の電磁弁において、燃料
が逆流するときに弁体に作用する閉弁方向の力を小さく
し、スプリング荷重の低減を図り、電磁弁の応答性を向
上させ、最低作動電圧を低減させることである。【構成】高圧燃料を圧送する高圧燃料ポンプの吐出量
を制御するため、高圧燃料ポンプのポンプ室と低圧燃料
通路５６とを連通する流路に弁室１３が形成され、摺動
自在に挿通された弁体４の弁傘部８が弁座５に係合さ
れ、復帰用スプリング５３により弁体４の弁傘部８が弁
座５から離れて弁室１３内に移動するように付勢され、
ソレノイド４６の通電時には弁体４が吸引されて弁体４
の弁傘部８が弁座５に着座するようにされた蓄圧式燃料
噴射装置の電磁弁１において、弁室１３内に円筒部材２
８が配設され、円筒部材２８は弁体４と略同軸となる位
置に配置され、円筒部材２８の外径が弁傘部８の外径と
同一又はそれ以上とされ、ポンプ室と連通する燃料通路
５７が円筒部材２８の側方に開口されたことを構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用の蓄圧式燃
料噴射装置の電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、蓄圧式燃料噴射装置（例えば、特
開平４−２４１７６７号公報参照）においては、内燃機
関の回転に同期してカムが回転し、カムの回転によって
高圧ポンプのプランジャがシリンダ内で往復してポンプ
室内の燃料が加圧され、加圧された燃料はポンプ室から
チェックバルブを介して蓄圧配管に供給される。蓄圧配
管の燃料圧力を所定圧に制御するため、高圧ポンプのポ
ンプ室と低圧ポンプとを連通する流路に吐出量制御用の
電磁弁が配設され、プランジャの加圧工程中に所定のタ
ンミングで電磁弁が閉弁される。エンジン回転数セン
サ、アクセル開度センサ、蓄圧配管の圧力センサ、水
温、吸気温、吸気圧等の各種センサからの信号が電子制
御ユニット（ＥＣＵ）に入力され、これらの入力信号に
より内燃機関の運転状態が判断され、最適の噴射量、噴
射時期となるように電子制御ユニットの出力によって電
磁弁が制御される。

【０００３】図６・図７は従来の蓄圧式燃料噴射装置の
吐出量制御用の電磁弁の要部を示す。図６において、ポ
ンプ本体２にシリンダ11が形成され、シリンダ11の上部
の中径孔16に電磁弁１のバルブボデー３が嵌合される。
バルブボデー３に中央孔17が形成され、中央孔17にポペ
ット形の弁体４が往復動自在に挿通される。中央孔17の
下端部にテーパ状の弁座５が形成され、弁体４の下端に
形成された弁傘部８のテーパ状の当接面７が、弁座５に
当接することにより電磁弁１が閉鎖される。弁体４の円
周溝12は低圧燃料通路を介して低圧ポンプ（図示せず）
に連通され、シリンダ11内にはプランジャ（図示せず）
が摺動自在に嵌合される。プランジャの上部がポンプ室
15となり、ポンプ室15は不図示のチェックバルブを介し
て蓄圧配管に連通される。

【０００４】内燃機関の回転に同期してカムが回転する
と、カムの回転に従ってプランジャが往復動する。プラ
ンジャが上死点から下降するとき、電磁弁１が開かれ、
低圧ポンプから吐出された燃料は、低圧燃料通路を通
り、円周溝12から弁傘部８の当接面７と弁座５との間の
バルブ開口部18を通ってポンプ室15に流入する。電磁弁
１が開かれたままで、プランジャが下死点を越えて上昇
するとき、ポンプ室内の圧力は蓄圧配管内の圧力よりも
低いので、ポンプ室内の燃料は、蓄圧配管に流れること
ができず、バルブ開口部18を通って円周溝12に逆流す
る。この逆流のとき、プランジャの上昇によって流れる
燃料が、弁傘部８の弁体底面６の平らな水平面に向かっ
て下方から流れ、弁体底面６に動圧が作用する。この動
圧は弁体４を閉弁させる方向（図６で上向き）に作用
し、動圧は静圧に加わる圧力であって、この動圧によっ
て閉弁方向に作用する力が増加する。なお、図６の従来
例を使用した場合、動圧によって弁体４を閉弁させる方
向に作用する力は、静圧によって弁体４を閉弁させる方
向に作用する力よりも大きい。

【０００５】図７においては、ポンプ本体２の中径孔16
にバルブボデー３が嵌合され、ポンプ本体２の底面19と
バルブボデー３によって囲まれた弁室13は、燃料通路14
を介してポンプ室に連通される。図６の従来例と同様
に、電磁弁１のバルブボデー３に中央孔17が形成され、
中央孔17にポペット形の弁体４が往復動自在に挿通され
る。中央孔17の下端部にテーパ状の弁座５が形成され、
弁体４の下端に形成された弁傘部８のテーパ状の当接面
７が、弁座５に当接することにより電磁弁１が閉鎖さ
れ、弁体４の円周溝12は低圧ポンプ（図示せず）に連通
される。ポンプ室が加圧の工程に入るとき、図６の従来
例と同様に、逆流が弁傘部８の弁体底面６の平らな水平
面に向かって下方から流れ、弁体底面６に動圧が作用す
る。この動圧は弁体４を閉弁させる方向に作用し、動圧
は静圧に加わる圧力であって、この動圧によって閉弁方
向に作用する力が増加する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の蓄圧式燃料噴射
装置の電磁弁においては、燃料が逆流するとき、弁体底
面に動圧が作用し、弁体に閉弁方向の力が働く。そこ
で、電磁弁を流れる燃料の流れの方向にかかわらず、燃
料が逆流するときでも、電磁弁を開弁状態に維持するた
め、電磁弁のスプリング荷重を大きくした。その結果、
電磁弁の応答性の低下及び最低作動電圧の上昇を招くこ
ととなった。本発明は、蓄圧式燃料噴射装置の電磁弁に
おいて、燃料が逆流するときに弁体に作用する閉弁方向
の力を小さくし、スプリング荷重の低減を図り、電磁弁
の応答性を向上させ、最低作動電圧を低減させることで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、高圧燃料を圧
送する高圧燃料ポンプの吐出量を制御するため、高圧燃
料ポンプのポンプ室と低圧燃料通路(56)とを連通する流
路に弁室(13)が形成され、摺動自在に挿通された弁体
(4) の弁傘部(8) が弁座(5) に係合され、復帰用スプリ
ング(53)により弁体(4) の弁傘部(8) が弁座(5) から離
れて弁室(13)内に移動するように付勢され、ソレノイド
(46)の通電時には弁体(4) が吸引されて弁体(4) の弁傘
部(8) が弁座(5) に着座するようにされた蓄圧式燃料噴
射装置の電磁弁(1) において、弁室(13)内に円筒部材(2
8)が配設され、円筒部材(28)は弁体(4) と略同軸となる
位置に配置され、円筒部材(28)の外径が弁傘部(8) の外
径と同一又はそれ以上とされ、ポンプ室と連通する燃料
通路(57)が円筒部材(28)の側方に開口されたことを構成
とする。なお、ここに、弁傘部(8) の外径とは、弁傘部
(8) の最大外径を意味する。前記構成において、円筒部
材(28)と対向する弁傘部(8) の弁体底面(6) が平面状に
形成され、ソレノイド(46)の非通電時に弁体底面(6) が
円筒部材(28)の上面(60)に接近し、前記燃料通路(57)か
ら弁室(13)内に燃料が逆流しても弁傘部(8)の弁体底面
(6) に動圧が作用しないようにするとよい。前記燃料通
路(57)から弁室(13)内に逆流する燃料が、円筒部材(28)
の側面に対して略垂直に流入し、円筒部材(28)の側面で
分流するようにすることができ、また前記燃料通路(57)
から弁室(13)内に逆流する燃料が、円筒部材(28)の側面
の接線方向に流入し、円筒部材(28)の周りを１方向に流
れるようにすることができる。

【０００８】

【作用】ソレノイド(46)の通電時には、復帰用スプリン
グ(53)の弾発力により弁体(4)の弁傘部(8) が弁座(5)
から離れて弁室(13)内に移動し電磁弁(1) が開く。この
とき、ポンプが吸入工程に入ると、燃料が低圧燃料通路
(56)から弁傘部(8) と弁座(5) との間の間隙を通り、弁
室(13)、燃料通路(57)を通ってポンプ室に流入する。電
磁弁(1) が開いた状態で、ポンプが吐出工程に入ると、
ポンプ室内の燃料が燃料通路(57)を通って弁室(13)内に
流入し、円筒部材(28)の周りを通り、弁傘部(8) と弁座
(5) との間の間隙を通り、低圧燃料通路(56)に逆流す
る。この逆流のとき、円筒部材(28)は弁体(4) と略同軸
となる位置に配置され、円筒部材(28)の外径が弁傘部
(8) の外径と同一又はそれ以上とされるので、燃料は円
筒部材(28)のまわりから弁傘部(8) と弁座(5) との間隙
に向けて流れる。前記の逆流のとき、弁体底面(6) が円
筒部材(28)の上面(60)に接近し、燃料が弁傘部(8) の弁
体底面(6) に向かうことがなく動圧が作用しない。燃料
が円筒部材(28)の側面に対して略垂直に流入し、円筒部
材(28)の側面で分流するようにすることができ、また円
筒部材(28)の側面の接線方向に流入し、円筒部材(28)の
周りを１方向に流れるようにすることができる。

【０００９】

【実施例】図１〜図５は、本発明の蓄圧式燃料噴射装置
の電磁弁の実施例を示し、図１は電磁弁の全体を示す断
面図であり、図２〜図５は要部拡大図である。図１〜図
５の説明において、図６〜図７の従来例と同じ構成につ
いては、図６〜図７と同一の符号を用いる。また、本発
明の実施例の構成、作用の説明において、従来例と同じ
部分については、その説明を原則として省略する。図１
に示すように、ポンプ本体２の上部に大径のねじ孔22、
水平の大径環状段部23、截頭円錐壁24（斜面及び水平
面）、中径孔16、水平の中径環状段部25、小径孔26、小
径環状部27及び円筒部材28が、上方から順に連続して形
成され、ねじ孔22は上方に開口している。電磁弁１のハ
ウジング30の縦方向の中程より少し下方に中央孔32が形
成され、中央孔32の下側に段付小径孔33が連設される。
段付小径孔33には環状のスペーサ34、半割りの弁ストッ
パ35、段付のバルブボデー３の大径部37が順次に嵌合さ
れ、ハウジング30の下端の環状片36がバルブボデー３の
段部上にかしめられ、バルブボデー３等の抜け出しが防
止される。電磁弁１のハウジング30の下端部のねじ部
が、ポンプ本体２のねじ孔22に螺合され、ハウジング30
の下端面と大径環状段部23との間にシール31が介装され
て、ハウジング30の下端とポンプ本体２との間が密封さ
れる。ハウジング30の下端部のねじ部がねじ孔22に螺合
されるとき、バルブボデー３の小径部38がポンプ本体２
の中径孔16に嵌合され、小径部38の外周の環状溝に配設
されたＯリング39によって、小径部38と中径孔16との間
が密封される。

【００１０】ハウジング30の中央孔32の上部には段付中
径孔44、段付大径孔45が順次に形成され、段付中径孔44
にボビン47、段付大径孔45に蓋体48のフランジ部49が順
次に嵌合され、ハウジング30の上端の環状片42がフラン
ジ部49の外周テーパ面にかしめられ、固定される。ボビ
ン47にはソレノイド46が内装され、ボビン47の下端の外
周に小径部が形成され、小径部に装着されたＯリングに
よって、ボビン47と段付中径部44との間が密封される。
蓋体48の鉄心50がボビン47の内周に嵌合され、ボビン47
の上端の内周に小径部が形成され、この小径部に装着さ
れたＯリングによって、ボビン47と鉄心50との間が密封
される。蓋体48（鉄心50を含む）の中心部に縦方向の嵌
装孔52が形成され、嵌装孔52に復帰用スプリング53が嵌
装され、スプリング53の上端は嵌装孔52に挿入されたス
トッパ54に当接される。ストッパ54は蓋体48の上方部に
螺合され、蓋体48より突出したストッパ54の上部にナッ
トが螺合され、固定される。ストッパ54の下端部に環状
溝が形成され、この環状溝に嵌装されたＯリングによっ
て、ストッパ54の外周と嵌装孔52との間が密封される。

【００１１】図１〜図３に示されるように、バルブボデ
ー３の中心部には縦方向に中央孔17が形成され、中央孔
17の下端に段付孔40が形成され、中央孔17と段付孔40と
の接続部分にテーパ状の弁座５が形成される。中央孔17
に弁体４の軸部が摺動自在に嵌装され、弁体４の下端に
は軸部よりも大径の弁傘部８が形成され、弁傘部８の上
面のテーパ状の当接面６は円周溝12の一部をなす。バル
ブボデー３の小径部38には複数個の半径方向の通路55が
形成され、通路55の内端は常に円周溝12に連通する。通
路55の外端は、截頭円錐壁24とバルブボデー３との間の
空室41に連通し、空室41はポンプ本体２の低圧燃料通路
56を介して低圧ポンプに連通される。バルブボデー３の
段付孔40とポンプ本体２の小径孔26・小径環状部27・円
筒部材28とによって弁室13が構成され、弁室13はポンプ
本体２の燃料通路57を介してポンプ室に連通される。従
来例と同様に、ポンプ室のシリンダ内にはプランジャが
摺動自在に嵌合され、ポンプ室はチェックバルブを介し
て蓄圧配管に連通される。

【００１２】弁体４の上方部の外周に環状溝58が形成さ
れ、環状溝58と弁ストッパ35の内面とが係合して、弁体
４の最大開口位置（下方位置）が定められる。弁体４の
上端の小径部にアーマチュア59の小径孔が嵌合して固定
され、アーマチュア59の外周面はハウジング30の中央孔
32に摺動自在に挿通される。アーマチュア59の小径孔の
上部の段付大径孔にスプリング53の下端が挿入され、ス
プリング53の弾発力によってアーマチュア59及び弁体４
が下方に付勢される。アーマチュア59の上面は鉄心５の
下端面と対向しており、ソレノイド46に通電されると、
ソレノイド46と鉄心50によって構成される電磁石の力に
よって、アーマチュア59が鉄心５に吸引され、弁体４が
上方へ移動し、弁体４のテーパ状の当接面７が弁座５に
当接することにより電磁弁１が閉鎖される。このよう
に、電磁弁１は、スプリング53の付勢力によって常時は
開かれ、通電時に閉じられて低圧燃料通路56と燃料通路
57との連通を遮断する常時開の電磁制御弁である。

【００１３】円筒部材28はバルブ４と同軸上に配置さ
れ、円筒部材28の直径はバルブ４の弁傘部８の外径（最
外径）と同一又はそれ以上の大きさである。ポンプ室に
連通する燃料通路57は、円筒部材28の側面の側方に開口
され、燃料通路57と円筒部材28との関係は、図４に示す
ように燃料通路57が円筒部材28の側面と垂直をなす場合
と、図５に示すように燃料通路57が円筒部材28の接線方
向に向けられる場合と、これらの中間の場合がある。ポ
ンプが吐出工程に入って、ポンプ室内でプランジャが下
死点から上昇し始めるとき、逆流が生じて燃料通路57か
ら弁室13に流入する燃料は、円筒部材28の側面に垂直に
又は接線方向に流れ、円筒部材28の側部を通ってバルブ
の方向（図１〜３で上方）へ流れ、バルブ開口部18を通
る。弁体底面６と円筒部材28の上面60は、ともに平面で
略平行に位置し、電磁弁１の開弁時に弁体底面６と上面
60とは相当接近し、弁体底面６と上面60との間隔は、燃
料が逆流して燃料通路57からバルブ開口部18へ流れると
き、弁傘部８の弁体底面６に動圧が作用しない大きさと
される。弁体底面６に動圧が作用しないので、電磁弁１
を開けておくためのスプリング53の付勢力を小さくする
ことができる。

【００１４】高圧ポンプが吸入工程にあって、シリンダ
内でプランジャが下降して燃料を吸入するとき電磁弁１
は開いており、低圧ポンプから吐出される燃料は、低圧
燃料通路56、空室41、通路55、円周溝12、バルブ開口部
18、弁室13、燃料通路57を通ってポンプ室に流れる。高
圧ポンプが吐出工程に入り、プランジャが下死点を越え
て上昇するとき、電磁弁１が開いていると、ポンプ室内
の圧力が蓄圧配管の圧力よりも低いので、ポンプ室内の
燃料は燃料通路57、弁室13、バルブ開口部18、円周溝1
2、通路55、空室41、低圧燃料通路56へと逆流する。燃
料通路57から弁室13に流入する燃料は、図４に示される
ように円筒部材28の側面に垂直に当たって左右に分流
し、又は図５に示されるように円筒部材28の側面の接線
方向に流れて、乱流の発生を伴うことなく、円筒部材28
の外周を一方向に流れたりする。このように円筒部材28
の側面を通って上方に流れ、バルブ４の弁傘部８の上面
の当接面７と弁座５との間のバルブ開口部18を通って低
圧燃料通路56に流れる。電子制御ユニットからの出力電
流がソレノイド46に通電されると、電磁弁１が閉じら
れ、燃料通路57と低圧燃料通路56との間の連通が遮断さ
れる。

【００１５】

【発明の効果】本発明の蓄圧式燃料噴射装置の電磁弁に
おいては、弁室内に円筒部材が配設され、円筒部材は弁
体と略同軸となる位置に配置され、円筒部材の外径が弁
傘部の外径と同一又はそれ以上とされ、ポンプ室と連通
する燃料通路が円筒部材の側方に開口されている。従っ
て、電磁弁が開いた状態で、ポンプ室内の燃料が燃料通
路を通って弁室内に流入するとき、燃料は円筒部材の周
りを通り、弁傘部と弁座との間の間隙を通り、低圧燃料
通路に流れ、弁傘部に動圧を殆ど作用させない。弁傘部
に動圧が殆ど作用しないので、電磁弁を開けておくため
のスプリングの弾発力を小さくすることができ、スプリ
ング荷重を低減することができ、それによって電磁弁の
応答性を向上させ、最低作動電圧を低減させることがで
きる。円筒部材と対向する弁傘部の弁体底面が平面状に
形成され、ソレノイドの非通電時に弁体底面が円筒部材
の上面に接近し、前記燃料通路から弁室内に燃料が逆流
しても弁傘部の弁体底面に動圧が作用しないようにされ
た場合には、スプリング荷重の低減、電磁弁の応答性の
向上及び最低作動電圧の低減が一層確実となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄圧式燃料噴射装置の電磁弁の実施例
の全体を示す断面図である。

【図２】本発明の実施例の要部を拡大した断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例の要部を拡大した斜視図であ
る。

【図４】図２のＡ−Ａ線からみた断面図であり、燃料が
円筒部材の側面に垂直に流入する場合を示す。

【図５】図２のＡ−Ａ線からみた断面図であり、燃料が
円筒部材の円筒面の接線方向に流入する場合を示す。

【図６】従来の蓄圧式燃料噴射装置の吐出量制御用の電
磁弁（ポンプシリンダに隣接）の要部を示す断面図であ
る。

【図７】従来の蓄圧式燃料噴射装置の吐出量制御用の電
磁弁（ポンプシリンダと分離）の要部を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１電磁弁４弁体５弁座６弁体底面８弁傘部 13 弁室 28 円筒部材 46 ソレノイド 53 復帰用スプリング 56 低圧燃料通路 57 燃料通路 60 上面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧燃料を圧送する高圧燃料ポンプの吐
出量を制御するため、高圧燃料ポンプのポンプ室と低圧
燃料通路とを連通する流路に弁室が形成され、摺動自在
に挿通された弁体の弁傘部が弁座に係合され、復帰用ス
プリングにより弁体の弁傘部が弁座から離れて弁室内に
移動するように付勢され、ソレノイドの通電時には弁体
が吸引されて弁体の弁傘部が弁座に着座するようにされ
た蓄圧式燃料噴射装置の電磁弁において、弁室内に円筒
部材が配設され、円筒部材は弁体と略同軸となる位置に
配置され、円筒部材の外径が弁傘部の外径と同一又はそ
れ以上とされ、ポンプ室と連通する燃料通路が円筒部材
の側方に開口されたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装
置の電磁弁。
【請求項２】円筒部材と対向する弁傘部の弁体底面が
平面状に形成され、ソレノイドの非通電時に弁体底面が
円筒部材の上面に接近し、前記燃料通路から弁室内に燃
料が逆流しても弁傘部の弁体底面に動圧が作用しないよ
うにされた請求項１記載の蓄圧式燃料噴射装置の電磁
弁。
【請求項３】前記燃料通路から弁室内に逆流する燃料
が、円筒部材の側面に対して略垂直に流入し、円筒部材
の側面で分流するようにされた請求項１又は２記載の蓄
圧式燃料噴射装置の電磁弁。
【請求項４】前記燃料通路から弁室内に逆流する燃料
が、円筒部材の側面の接線方向に流入し、円筒部材の周
りを１方向に流れるようにされた請求項１又は２記載の
蓄圧式燃料噴射装置の電磁弁。