JPH09112731A - 電磁弁およびこれを用いた燃料ポンプ - Google Patents
電磁弁およびこれを用いた燃料ポンプInfo
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- JPH09112731A JPH09112731A JP7268601A JP26860195A JPH09112731A JP H09112731 A JPH09112731 A JP H09112731A JP 7268601 A JP7268601 A JP 7268601A JP 26860195 A JP26860195 A JP 26860195A JP H09112731 A JPH09112731 A JP H09112731A
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Abstract
ることができる電磁弁およびこれを用いた燃料ポンプを
提供する。 【解決手段】従来の弁体を、チェック弁体80とアーマ
チャ94とに分割し、チェック弁体80は、バルブボデ
ィ部72に所定ストロークの範囲で摺動可能に取付け、
バルブボディ部72に形成した弁座部78に離着するシ
ート部81を有し、高圧側の流体圧を閉弁方向の押圧力
として受けるようにし、アーマチャ94は、アクチュエ
ータホルダ部73に上記チェック弁体80のストローク
より小さなストロークの範囲で移動可能に取付け、上記
チェック弁体80に接離可能に当接した場合に上記チェ
ック弁体80を全開以下の開度で停止させるようにし、
上記アーマチャ94のストロークをチェック弁体80の
ストロークより小さくしたことを特徴とする。
Description
適する電磁弁および、例えばコモンレール内に高圧燃料
を圧送する吐出量可変式高圧燃料ポンプに用いて有効な
燃料ポンプに関する。
る燃料噴射装置として、コモンレールと呼ばれる蓄圧配
管に高圧燃料を蓄積し、この蓄圧燃料を電磁式インジェ
クタを通じて機関に噴射するようにしたシステムが特開
昭64−73166号公報などに示されている。
図12に示すように、燃料タンク1内の燃料を低圧燃料
ポンプ2により高圧燃料ポンプ3に送り、この高圧燃料
ポンプ3で上記低圧燃料ポンプ2から送られてきた燃料
を噴射圧に相当する100MPa程度の高圧に加圧し、
この高圧燃料を逆止弁4および吐出管5を介してコモン
レール6に送るようになっている。コモンレール6には
分配管7…が連結されており、これら分配管7…はエン
ジン8の各気筒に設置された電磁式インジェクタ9…に
接続されている。これら電磁式インジェクタ9…は電磁
制御弁10を作動させると図示じないインジェクタニー
ドルが開弁作動され、これにより上記コモンレール6内
の高圧燃料がインジェクタ9…を介してエンジン8の各
気筒に噴射されるようになっている。
電子制御ユニットECU20により制御されるようにな
っている。ECU20は、例えばエンジン回転数センサ
21や負荷センサ22によりエンジンの回転数や負荷状
態の情報が入力され、これらの信号によりエンジンの運
転状態を判断し、このエンジンの運転状態に応じて最適
噴射時期および噴射量を演算して上記電磁制御弁10に
制御信号を発する。よって、エンジン8の各気筒には、
エンジンの運転状態に応じた最適噴射時期および最適噴
射量の燃料が噴射されるようになっている。
消費された燃料分の圧力低下が生じ、この消費分を補っ
てコモンレール6内の燃料圧力を常に噴射圧に相当する
ほぼ100MPaに維持しておく必要がある。このた
め、上記消費分の燃料を高圧燃料ポンプ3からコモンレ
ール6に供給するようになっている。
ル内の燃料圧力を検出する圧力センサ23が設けられて
おり、この圧力センサ23からの信号により上記ECU
20が上記高圧燃料ポンプ3に指令信号を送り、高圧燃
料ポンプ3の吐出量を制御するようになっている。した
がって、高圧燃料ポンプ3は、エンジンの負荷や回転数
に応じて吐出量を制御できるポンプでなければならず、
このため、この種の高圧ポンプは、前記公報に記載され
ているような構造が採用されている。
リンダと、このシリンダ内に摺動自在に嵌挿されエンジ
ンの回転により往復駆動されるポンププランジャとを備
えており、ポンププランジャの吸入行程でこれらシリン
ダとプランジャとにより形成されたポンプ室に上記低圧
燃料ポンプ側から燃料を導入し、ポンププランジャの圧
縮行程で上記ポンプ室の燃料を加圧してコモンレールに
圧送する構造となっている。
ンプ室に面して電磁弁が設置されており、この電磁弁は
ポンプ室と低圧側の燃料溜り部とを連通する低圧通路を
備えており、通常は上記低圧通路を開いてポンプ室の燃
料を低圧側の燃料溜り部に逃がすとともに、プランジャ
の加圧作動中に電磁弁に通電すると弁体が作動されて低
圧通路を閉じ、これによりポンプ室の燃料をコモンレー
ル側に供給するように構成されている。この電磁弁が前
記ECU20により制御されるようになっている。
電磁弁について、概略的構造を図13にもとづき説明す
る。図13において30は、バルブボディであり、中央
部に摺動孔31が形成されているとともに下面に弁座部
32が形成されている。33は弁体であり、上記バルブ
ボディ30の摺動孔31に摺動自在に嵌挿されている。
弁体33の下端には上記弁座部32に離着するシート部
34が形成されているとともに、上端にはアーマチャ3
5が一体的に連結されている。この弁体33は図示しな
いばねによって図中下方に付勢されており、係合部36
がシム37に係合して開弁位置に保持される。この状態
で図示しない電磁アクチュエータの電磁コイルヘ通電が
なされると、アーマチュア35が上記ばねの付勢力に抗
して吸引され、弁体33のシート部34が上記バルブボ
ディ30の弁座部32に着座して閉弁する。上記バルブ
ボディ30の弁座部32は、高圧燃料ポンプのポンプ室
38に面しており、またバルブボディ30の摺動孔31
は低圧通路39を介して低圧側燃料溜り部40に通じて
いる。したがって、弁体33のシート部34がバルブボ
ディ30の弁座部32から離れている場合は、高圧燃料
ポンプのポンプ室38で加圧された燃料は、バルブボデ
ィ30の摺動孔31から低圧通路39を通じて燃料溜り
部40へ逃がされる。このため、高圧燃料ポンプからコ
モンレールへの燃料供給は生じない。電磁コイルヘ通電
すると、アーマチャ35および弁体33が図示しないば
ねの付勢力に抗して上昇し、弁体33のシート部34が
弁座部32に着座して閉弁される。この場合、ポンプ室
38で加圧された燃料は吐出通路41を通じてコモンレ
ールへ圧送される。
イドコイルヘの通電を制御すれば、高圧燃料ポンプ3か
らコモンレール6へ吐出される燃料量をエンジンの負荷
や回転数に応じて制御することができ、コモンレール6
内の燃料圧を常に噴射圧となるように維持することがで
きる。
ポンプのポンププランジャ42が吸入行程に移ると、ポ
ンププランジャ42が吸入孔43を通過して吸入孔43
を開口するまでは燃料溜り部40から低圧通路39およ
び摺動孔31を通じてポンプ室38に燃料を導入する必
要がある。このため、ポンププランジャ42が吸入行程
に移ると、吸入不良が発生しないように弁体33のシー
ト部34はバルブボディ30の弁座部32から大きく離
れて燃料の導入通路を大きく確保する必要がある。つま
り、弁体33は吸入不良を防止するため大きなストロー
クが必要である。
電磁弁の開閉動作の高速化が求められており、例えば、
車両用の内燃機関のように運転状態が時間とともに著し
く変化する場合には、この種の内燃機関の燃料供給装置
に適用される電磁弁の高速応答性が要求される。
合、吸入行程でポンプ室38に燃料を導入する際に吸入
不良が発生しないように弁体33を大きなストロークで
移動させなければならないが、弁体33とアーマチャ3
5がー体構造となっているので、アーマチャ35も大き
なストロークで移動させなければならない。
体構造であると、慣性も大きいので大きなストロークを
確保しようとすると、それだけ作動が遅くなり、電磁弁
の高速化を制約するという問題がある。
高速化しようとすると、電磁弁の駆動電圧を高くする必
要がある。しかし、車両用コモンレール式燃料噴射装置
は車載用のバッテリによって駆動されるようになってお
り、その電圧は12Vあるいは24Vでー定である。よ
って、車載用のバッテリを変更せずに電磁弁の駆動電圧
を高くしようとすると昇電圧回路が必要になる。このよ
うな昇電圧回路を採用するとコストアップにつながると
いう不具合がある。
たもので、アーマチャと弁体を分割し、弁体にチェック
弁機能を持たせることで、アーマチャのストロークをチ
ェック弁体のストロークより小さくすることを可能と
し、それによって吸入不良の防止および高速作動化を両
立させることを目的とするものである。
め、請求項1の発明に係る電磁弁は、従来の弁体を、チ
ェック弁体とアーマチャとに分割し、チェック弁体は、
バルブボディ部に所定ストロークの範囲で摺動可能に設
けられ、バルブボディ部に形成した弁座部に離着するシ
ート部を有し、高圧側の流体圧力を閉弁方向の押圧力と
して受けるようにし、アーマチャは、アクチュエータホ
ルダ部に上記チェック弁体のストロークより小さなスト
ロークの範囲で移動可能に設けられ、上記チェック弁体
に接離可能に当接し、当接した場合に上記チェック弁体
を全開以下の開度で上記シート部が弁座部から離れる開
位置に停止させるようにし、かつ、前記チェック弁体を
閉弁方向に付勢する第1の付勢手段、前記アーマチャを
前記チェック弁体に接近させる方向またはチェック弁体
から離す方向のいずれか一方向へ付勢する第2の付勢手
段、および上記第2の付勢手段に抗して電磁吸引力によ
り前記アーマチャを往復駆動する電磁アクチュエータを
備えたことを特徴とする。
ある方の圧力が低下して本来は低圧側である方の圧力よ
り低くなると、その圧力差によりチェック弁体が第1の
付勢手段に抗して開弁方向に大き<変位し、よって弁座
部の開度を大きく確保するので、本来は低圧側である方
から本来は高圧側である方へ流体を流す。したがって、
弁座部の開度が大きく確保されることからこの方向への
流体の吸入不良を防止することができる。
することによりアーマチャを第2の付勢手段に抗してチ
ェック弁側に移動させておく。高圧側が低圧側よりも圧
力が高くなると、この差圧力によってチェック弁は閉弁
方向に動かされる。この際、上記電磁アクチュエータへ
の通電または通電停止によりアーマチャがチェック弁側
に移動させているので、チェック弁はアーマチャに当接
してこの位置で止まり、所定量の開度で開弁状態が保持
される。
するときは、上記ソレノイド部へ通電または通電停止を
解除するとアーマチャが電磁吸引力または第2の付勢手
段によりチェック弁体から離れる方向に移動するので、
チェック弁体が高圧側と低圧側の差圧力によって移動
し、シート部が弁座部に着座することにより閉弁する。
とアーマチャとに分割し、チェック弁体のストロークを
アーマチャのストロークより大きくする設定したから吸
入不良が防止でき、かつアーマチャのストロークを小さ
くしたことによりアーマチャの通電または通電停止に対
する応答作動が迅速になり、高速応答が可能となる。
速化を、コストアップにつながる格別な昇電圧回路を用
いることなく両立することができる。請求項2の発明
は、請求項1に記載の電磁弁において、第2の付勢手段
はアーマチャをチェック弁体から離れる方向へ付勢する
ことを特徴とする。
ータに通電しない場合、アーマチャは第2の付勢手段に
よりチェック弁体から離れる方向へ付勢されるからチェ
ック弁体は閉弁作動し、いわゆる常閉弁となる。
らかの原因により遮断された場合は、弁座部が閉じられ
ているから高圧側から低圧側に流体を送るのを停止する
ことができる。
弁において、第2の付勢手段はアーマチャをチェック弁
体に接近する方向へ付勢することを特徴とする。請求項
3の発明によれば、電磁アクチュエータに通電しない場
合、アーマチャは第2の付勢手段によりチェック弁体に
接近する方向へ付勢されるからチェック弁体はこのアー
マチャに当接して所定開度で開弁作動し、いわゆる常開
弁となる。
ンダに請求項1ないし請求項3のいずれか一に記載の電
磁弁を取付け、この電磁弁のチェック弁はポンプ室の圧
力を閉弁方向の押圧力として受けるとともに、上記チェ
ック弁の低圧側は低圧燃料溜り部の圧力を受けるように
設けられていることを特徴とする。
が低下して燃料溜り部の圧力より低くなると、その圧力
差によりチェック弁体が第1の付勢手段に抗して開弁方
向に大き<変位し、よって弁座部の開度を大きく確保す
るので、燃料溜り部からポンプ室側に燃料を吸引する。
したがって、弁座部の開度が大きく確保されることから
吸入不良を防止することができる。
することによりアーマチャを第2の付勢手段に抗してチ
ェック弁側に移動させておく。ポンプ室から燃料溜り部
へ燃料を逃がすとき、つまり吐出量を制御する時は、ポ
ンプ室が燃料溜り部よりも圧力が高くなるので、この差
圧力によってチェック弁は閉弁方向に動かされる。この
際、上記電磁アクチュエータへの通電または通電停止に
よりアーマチャがチェック弁側に移動させているので、
チェック弁はアーマチャに当接してこの位置で止まり、
所定量の開度で開弁状態が保持される。
を阻止するとき、つまりコモンレール側に燃料を圧送す
るときは、上記電磁アクチュエータへ通電または通電停
止を解除するとアーマチャが電磁吸引力または第2の付
勢手段によりチェック弁体から離れる方向に移動するの
で、チェック弁体が差圧力によって移動し、シート部が
弁座部に着座するようになり電磁弁は閉弁する。よって
ポンプ室の燃料はコモンレール側に圧送されるようにな
る。
体をチェック弁体とアーマチャとに分割し、チェック弁
体のストロークをアーマチャのストロークより大きくす
る設定したから吸入不良が防止でき、かつアーマチャの
ストロークを小さくしたことによりアーマチャの通電ま
たは通電停止に対する応答作動が迅速になり、高速応答
が可能となる。したがって、吸入不良の防止と電磁弁の
高速化を、コストアップにつながる格別な昇電圧回路を
用いることなく両立させることができる。
図8に示す第1の実施例にもとづき説明する。図1は本
発明の高圧燃料ポンプ3の構成を示す図であり、この高
圧燃料ポンプ3は図12に示すコモンレール式燃料噴射
装置の高圧燃料ポンプとして使用される。なお、図12
に示すコモンレール式燃料噴射装置についてはすでに説
明した通りであってよいのでその説明は省略する。
すると、図において50はポンプハウジングであり、下
端にカム室51が形成されている。カム室51には機関
の回転数の1/2の速度で回転するカム軸52が挿通さ
れており、このカム軸52にはカム53が形成されてい
る。このカム53はカム軸52の1回転に4度の上昇行
程を発揮するカム面が形成されている。
が取付けられており、このシリンダ54内にはポンププ
ランジャ55が往復移動可能に嵌挿されている。このポ
ンププランジャ55は、従来の列型燃料噴射ポンプのプ
ランジャと異なり、外周面にリード面となる切欠は形成
されていなく、単なる円柱形状をなしている。
54の内周面とによりポンプ室56が形成されており、
このポンプ室56には吐出孔57が連通されている。ま
た、シリンダ54にはポンププランジャ55が所定スト
ローク下降した場合に開口される燃料導入孔58が形成
されており、この燃料導入孔58は燃料溜り部59に連
通している。この燃料溜り部59は導入管60を介し
て、図12に示す低圧燃料ポンプ2に連通している。し
たがって、燃料溜り部59には低圧燃料ポンプ2から低
圧燃料が供給される。
られており、この吐出弁61は吐出孔57を介して上記
ポンプ室56に連通している。ポンプ室56内で加圧さ
れた高圧燃料は吐出弁61の弁体62を復帰用ばね63
の付勢力に抗して押し開き、これによりポンプ室56で
加圧された高圧燃料がコモンレール6に圧送される。
4に連結されており、このばね座金64は復帰用ばね6
5により摺動子66に押付けられている。摺動子66は
カムローラ67を有し、このカムローラ67は前記カム
53に摺接している。したがって、カム軸52の回転に
よりカム53が回転されると、カムローラ67およびば
ね座64を介してポンププランジャ55が往復駆動され
る。
前記カム53の高低差により決定され、ポンププランジ
ャ55がシリンダ54内を往復移動することによりポン
ププランジャ55の外周面が燃料導入孔58を開閉し、
ポンププランジャ55の外周面が燃料導入孔58を開い
ている時に燃料導入孔58から低圧燃料溜り部59の燃
料がポンプ室56に導入される。
対向した位置に電磁弁70が取付けられている。本実施
例の電磁弁70は、通電した時に閉弁位置から開弁位置
に移動する形式のものである。
り、これについて説明する。71は電磁弁ケーシングで
あり、この電磁弁ケーシング71はポンプシリンダ54
の上端部にねじ係合して取付けられている。電磁弁ケー
シング71には、バルブボディ72、アクチュエータホ
ルダ73および電磁弁カバー74が軸方向に沿って設置
されており、これらバルブボディ72、アクチュエータ
ホルダ73および電磁弁カバー74は上記電磁弁ケーシ
ング71の上下端部をかしめるなどの手段で電磁弁ケー
シング71に固定されている。バルブボディ72の下端
面とポンプシリンダ54の上端面との間には円盤状のス
トッパ75が挾持されており、これらバルブボディ72
とストッパ75との間には高圧燃料室76が形成されて
いる。そして、上記ストッパ75には高圧燃料室76と
前記ポンプ室56とを連通させる燃料通路75aが形成
されている。
が形成されており、この案内孔77の下端には上記高圧
燃料室76に面して弁座部78が形成されている。案内
孔77の途中には低圧側燃料通路72aが開口されてお
り、この低圧側燃料通路72aは、バルブボディ72と
ポンプシリンダ54との間に形成された前記燃料溜り部
59に連通している。
方向に摺動可能に嵌挿されている。チェック弁体80の
下端は上記高圧燃料室76に臨まされているとともにこ
の下端は大径に形成されており、この大径部には前記弁
座部78に離着するシート部81が形成されている。こ
の大径シート部81の下面には上記高圧燃料室76の燃
料圧が加わるようになっている。
圧側燃料通路72aに連通する小径部80aが形成され
ている。上記チェック弁体80の下端面と前記ストッパ
75との間には第1の付勢手段に相当する圧縮コイルば
ね82が介挿されており、この圧縮コイルばね82は上
記チェック弁体80をそのシート部81が弁座部78に
当接する方向に押圧しており、したがってチェック弁体
80は案内孔77を閉塞する方向に付勢されている。
体80の下端面が接離可能に当接する衝止突起75bが
形成されている。上記チェック弁体80は、シート部8
1が弁座部78に当接する上動位置と、シート部81の
下端が上記ストッパ75の衝止突起75bに当接する下
動位置の範囲を移動可能であり、このストロークはシー
ト部81が弁座部78から十分に大きく離れるように設
定してある。
の電磁アクチュエータの主体となるコイル巻線90が取
付けられているとともに、電磁弁カバー74には上記コ
イル巻線90に電流を供給するターミナル91が固定さ
れている。
動孔73aが開口されており、この摺動孔73aには電
磁プランジャ92が摺動自在に嵌挿されている。電磁プ
ランジャ92の上端部にはばね座92aが形成されてお
り、このばね座92aとアクチュエータホルダ73の間
には第2の付勢手段に該当する圧縮コイルばね93が介
挿されている。この圧縮コイルばね93は上記電磁プラ
ンジャ92を上向きに押圧付勢している。電磁プランジ
ャ92の上端にはアーマチャ94が連結されており、こ
のアーマチャ94はアクチュエータホルダ73と電磁弁
カバー74との間に形成された空間内に上下に移動自在
に収容されている。
ク弁体80の上端に接離可能に対向されている。この電
磁プランジャ92は、上記アーマチャ94の下端がアク
チュエータホルダ73の上面に当接する下動位置と上記
アーマチャ94の上端が電磁弁カバー74の下面に当た
る上動位置との範囲で移動可能であり、このような電磁
プランジャ92のストロークは、前記チェック弁体80
のストロークより小さくなるように設定されている。
ボディ72の間には低圧燃料室95が形成されており、
この低圧燃料室95はバルブボディ72に形成した燃料
通路96を介して前記燃料溜り部59に連通している。
そして、上記チェック弁体80の上端面は上記低圧燃料
室95に臨まされており、よってチェック弁体80の上
端面には低圧燃料室95の低圧燃料圧力が加わるように
なっている。
用を説明する。図2はポンププランジャ55が上死点に
ある状態であり、ポンプ室56の燃料圧が高く、したが
って高圧燃料室76の燃料圧も高くなっており、このた
めチェック弁体80のシート部81がバルブボディ72
の弁座部78に着座して案内孔77を閉塞している。
コイル巻線90に電流が流されていなく、よってアーマ
チャ94がコイル巻線90により下向きに吸引される力
が解放されているから電磁プランジャ92は圧縮コイル
ばね93の押圧力を受けて上向きに移動している。この
ため、電磁プランジャ92の下端はチェック弁体80の
上端から離れている。
ャ55が下降を始めて吸入行程に移ると、図1に示され
た燃料導入孔58が未だポンププランジャ55の外周面
で閉塞されている段階では、ポンプ室56の容積が増大
して圧力が低下するから、高圧燃料室76の圧力も低下
する。このときの高圧燃料室76の圧力は、低圧燃料室
95の燃料圧力よりも低くなる。そして、低圧燃料室9
5と高圧燃料室76の圧力差はチェック弁体80を下向
き(開弁方向)に押す力となり、この押し下げ力が圧縮
コイルばね82の押上力よりも大きくなるとチェック弁
体80は図3に示すように下降する。したがって、チェ
ック弁体80のシート部81が弁座部78から離れ、案
内孔77を開く。
料通路72aから案内孔77、弁座部78を介して高圧
燃料室76に導入され、この燃料は燃料通路75aから
ポンプ室56に導入される。
中に、図1に示された燃料導入孔58が未だ閉じられて
いるときにポンプ室56が負圧になるのが防止される。
この時、図3に示すように、チェック弁体80の下端面
はストッパ75の衝止突起75bに当接し、この場合チ
ェック弁体80のストロークは十分大きく取ってあるの
で、弁座部78は大きく開口されるようになり、よって
ポンプ室56に燃料が供給されている最中に吸入不良が
発生することはない。
2に示すECU20から所定のタイミングで電磁アクチ
ュエータのコイル巻線90に通電すると、コイル巻線9
0の励磁によりアクチュエータホルダ73およびアーマ
チャ94内に磁気回路が形成され、アクチュエータホル
ダ73の上端の磁気ギャップに生じる吸引作用によりア
ーマチャ94に下向きの付勢力が発生する。このためア
ーマチャ94および電磁プランジャ92が圧縮コイルば
ね93の押上げ力にに抗して、図3のように下方に移動
される。
クはチェック弁体80のストロークより小さく設定され
ているため、チェック弁体80の上端に当接しない。そ
して、このような電磁プランジャ92の下動は、チェッ
ク弁体80のストロークよりも小さく取ってあり、しか
もチェック弁体80と離れているから高速で作動する。
料導入孔58がポンププランジャ55の外周面により開
かれると、燃料溜り部59の燃料は燃料導入孔58から
も導入されポンプ室56に補給される。
に上昇に移るとポンプ室56の容積が減少する。そし
て、ポンププランジャ55の外周面が燃料導入孔58を
閉じるとポンプ室56の燃料が加圧されて圧力が上昇す
る。このような加圧行程においては、ポンプ室56の圧
力上昇に伴い高圧燃料室76の圧力も上昇する。
圧力差によるチェック弁体80が圧縮コイルばね82に
抗する力がなくなると、チェック弁体80は圧縮コイル
ばね82に押されて上動する。
あると、図4に示すように、チェック弁体80の上端面
が電磁プランジャ92の下端に当接し、チェック弁体8
0はこの位置で止まり、シート部81が弁座部78との
間に間隙を確保したままの状態となる。このため、ポン
プ室56で加圧される燃料は燃料通路75a、高圧燃料
室76、シート部81と弁座部78との間隙、小径部8
0aの周囲、低圧燃料通路72aを通って燃料溜り部5
9へ逃がされる。
れても、燃料が吐出孔57、吐出弁61を通じて図12
に示すコモンレール65へ圧送されることはない。図4
の状態において、図12に示すECU20からから所定
のタイミングでコイル巻線90への通電が停止される
と、圧縮コイルばね93の付勢力によりアーマチャ94
および電磁プランジャ92が上方に移動される。する
と、チェック弁体80を上方へ移動するのを制限してい
た力がなくなるので、チェック弁体80は圧縮コイルば
ね82の付勢力を受けて上方へ移動し、チェック弁体8
0のシート部81が弁座部78に当接する。
閉弁され、このためポンプ室56内の燃料は案内孔77
から逃げられないからポンプ室56内で加圧されること
になる。この加圧された高圧燃料は吐出孔57、吐出弁
61を通じて図12に示すコモンレール65へ圧送され
る。
室56の高圧の燃料圧を受けるのでが、チェック弁体8
0のシート部81は弁座部78に強く押され、よって加
圧行程中にチェック弁体80が開弁することはない。
燃料ポンプ3によれば、以下のような効果がある。吸入
行程で吸入不良が発生しないように、燃料流路の開口面
積、すなわち弁座部の開き度を大きく確保するためには
シート部のストロークを大きく取らなければならない。
バルブストロークと、流路開口面積の間には、図5に示
すような関係があり、吸入不良が発生しない流路開口面
積SB を確保しようとすると、バルブストロークをB以
上に設定する必要がある。また、アーマチャのストロー
クと、達成可能な応答時間との間には図6に示す関係が
ある。ここで、応答時間とは、図7に示すように、駆動
電圧を与えてから、バルブがフルストロークするまでの
時間t1 と、駆動電圧をカットし、バルブが駆動電圧を
与える前の状態に戻るまでの時間t2 との和t1 +t2
を指す。
33とアーマチャ35が一体的に連結されているから、
バルブストロークをBに設定した場合はアーマチャスト
ロークもBであり、この場合応答時間をTB までしか高
速化できないことになる。
答時間を図6におけるTA まで高速化するには、駆動電
圧と、応答時間との間には図8の関係があるので、駆動
電圧をVB からVA に昇圧しなければならない。しか
し、電磁弁の駆動電圧は車載用のバッテリによって供給
されており、その電圧は12Vあるいは24Vでー定で
ある。よって、車載用のバッテリをそのまま使用して駆
動電圧をアップさせるには、格別な昇電圧回路が必要と
なり、このような昇電圧回路はコストアップにつながる
という不具合がある。
おける弁体33を、チェック弁体80と、アーマチャ9
4を備える電磁プランジャ92に分割したことにより、
図5における吸入不良防止に必要なバルブストロークB
は、チェック弁体80独自のストロークBで確保するこ
とができ、これにより吸入不良を防止することができ
る。また、図6から判るように、電磁プランジャ92の
アーマチャストロークをAにすれば、応答時間をTA ま
で高速化することができる。これにより、図8からわか
るように、応答時間TA を達成するための駆動電圧はV
B のままでよく、すなわち車載用のバッテリの電源電圧
を使用でき、コストアップにつながる格別な昇電圧回路
は必要ない。よって、上記実施例の電磁弁70を使用す
れば、吸入不良の防止と高速化を両立できることにな
る。
し図11にもとづいて説明する。前記第1の実施例の電
磁弁70は、電流を供給している時に電磁弁は開いてお
り、電流を遮断すると電磁弁が閉じてコモンレール側に
高圧燃料を圧送するようにしたが、本実施例の電磁弁7
0aは、電流を供給した時に電磁弁70aが閉じてコモ
ンレール側に高圧燃料を圧送するようにしたものであ
る。
すると、第1の実施例の場合、アーマチャ94がアクチ
ュエータホルダ73と電磁弁カバー74との間に設けら
れており、圧縮コイルばね93の付勢力によりアーマチ
ャ94および電磁プランジャ92はチェック弁体80か
ら離れる方向に付勢されていた。
ャ92に連結されたアーマチャ94が、バルブボディ7
2とアクチュエータホルダ73との間に形成された作動
室97内に上下移動自在に収容されており、これらアー
マチャ94および電磁プランジャ92は第2の付勢手段
に相当する圧縮コイルばね93により下向きの付勢力を
受けている。
ランジャ92のストロークは、チェック弁体80のスト
ロークより小さく設定されている。上記圧縮コイルばね
93の下向きの付勢力は、チェック弁体80を押し上げ
る他の圧縮コイルばね82の上向きの付勢力より大きく
設定してある。
テーパ面98となっており、この先端面はチェック弁体
80の上端面より小さな面積をなしている。これら電磁
プランジャ92の先細りテーパ面98およびチェック弁
体80の上端面は、バルブボディ72に形成した低圧燃
料室(孔)95に臨まされている。
ってよく、同一部材は同一番号を用いて説明を省略す
る。このような構成の第2の実施例の電磁弁70aの作
動について説明する。
る状態であり、ポンプ室56の燃料圧が高く、したがっ
て高圧燃料室76の燃料圧も高くなっており、このため
チェック弁体80のシート部81がバルブボディ72の
弁座部78に着座して案内孔77を閉塞している。
コイル巻線90に電流が流されている状態であり、アー
マチャ94がコイル巻線90により上向きに吸引されて
おり、このため、電磁プランジャ92の下端はチェック
弁体80の上端から離れている。
ャ55が下降を始めて吸入行程に移ると、図1に示され
た燃料導入孔58が未だポンププランジャ55の外周面
で閉塞されている段階では、ポンプ室56の容積が増大
して圧力が低下し、高圧燃料室76の圧力も低下する。
このときの高圧燃料室76の圧力は、低圧燃料室95の
燃料圧力よりも低くなる。そして、低圧燃料室95と高
圧燃料室76の圧力差はチェック弁体80を下向き(開
弁方向)に押す力となり、この押し下げ力が圧縮コイル
ばね82の押上力よりも大きくなるとチェック弁体80
は図10に示すように下降する。したがって、チェック
弁体80のシート部81が弁座部78から離れ、案内孔
77を開く。
料通路72aから案内孔77、弁座部78を介して高圧
燃料室76に導入され、この燃料は燃料通路75aから
ポンプ室56に導入される。
中に、図1に示された燃料導入孔58が未だ閉じられて
いるときにポンプ室76が負圧になるのが防止される。
この時、図10に示すように、チェック弁体80の下端
面はストッパ75の衝止突起75bに当接し、この場合
チェック弁体80のストロークは十分大きく取ってある
ので、弁座部78は大きく開口されるようになり、よっ
てポンプ室56に燃料が供給されている最中に吸入不良
が発生することはない。
2に示すECU20から所定のタイミングで電磁アクチ
ュエータのコイル巻線90への通電を遮断すると、コイ
ル巻線90の励磁が解除され、圧縮コイルばね93の付
勢力によりアーマチャ94が下向きに押され、アーマチ
ャ94および電磁プランジャ92は図10のように下方
に移動される。
クはチェック弁体80のストロークより小さく設定され
ているため、チェック弁体80の上端に当接しない。そ
して、このような電磁プランジャ92の下動は、チェッ
ク弁体80のストロークよりも小さく取ってあり、しか
もチェック弁体80と離れているから高速で作動する。
料導入孔58がポンププランジャ55の外周面により開
かれると、燃料溜り部59の燃料は燃料導入孔58から
も導入されポンプ室56に補給される。
に上昇に移るとポンプ室56の容積が減少する。そし
て、ポンププランジャ55の外周面が燃料導入孔58を
閉じるとポンプ室56の燃料が加圧されて圧力が上昇す
る。このような加圧行程においては、ポンプ室56の圧
力上昇に伴い高圧燃料室76の圧力も上昇する。
圧力差によるチェック弁体80が圧縮スプリング82に
抗する力がなくなると、チェック弁体80は圧縮コイル
ばね82に押されて上動する。
90への通電を遮断したままであると、図11に示すよ
うに、チェック弁体80の上端面が電磁プランジャ92
の下端に当接し、圧縮コイルばね93の下向きの付勢力
がチェック弁体80を押し上げる他方の圧縮コイルばね
82の上向きの付勢力より大きく設定してあるから、チ
ェック弁体80はこの位置で止まり、シート部81が弁
座部78との間に間隙を確保したままの状態となる。こ
のため、ポンプ室56で加圧される燃料は燃料通路75
a、高圧燃料室76、シート部81と弁座部78との間
隙、小径部80aの周囲、低圧燃料通路72aを通って
燃料溜り部59へ逃がされる。
れても、燃料が吐出孔57、吐出弁61を通じて図12
に示すコモンレール65へ圧送されることはない。図1
1の状態において、図12に示すECU20からから所
定のタイミングで電磁アクチュエータのコイル巻線90
へ通電がなされると、コイル巻線90の励磁によりアク
チュエータホルダ73およびアーマチャ94内に磁気回
路が形成され、アクチュエータホルダ73の下端の磁気
ギャップに生じる吸引作用によりアーマチャ94が上向
きの付勢力を受ける。このためアーマチャ94および電
磁プランジャ92が圧縮コイルばね93の押下げ力に抗
して、図9のように上方に移動される。
るのを制限していた力がなくなるので、チェック弁体8
0は圧縮コイルばね82の付勢力を受けて上方へ移動
し、チェック弁体80のシート部81が弁座部78に当
接する。
閉弁され、このためポンプ室56内の燃料は案内孔77
から逃げられないためポンプ室56内で加圧されること
になる。この加圧された高圧燃料は吐出孔57、吐出弁
61を通じて図12に示すコモンレール65へ圧送され
る。
室56の高圧の燃料圧を受けるのでが、チェック弁体8
0のシート部81は弁座部78に強く押され、よって加
圧行程中にチェック弁体80が開弁することはない。以
上のように作動することによって、第1の実施例と同様
の効果が得られる。
れぞれ電磁弁70,70aをポンプシリンダ54に一体
的に組み込んで吐出量可変型高圧燃料ポンプ3として構
成した場合を説明したが、本発明の電磁弁は吐出量可変
型高圧燃料ポンプ3に一体的に組み込まれるものに限ら
ず、例えば列型燃料噴射ポンプの吐出孔とコモンレール
の間などのように、流体経路の高圧側と低圧側との間に
設置される電磁弁として適用可能である。
の全体の断面図。
示し、吸入開始前の状態の断面図。
図。
図。
す特性図。
す特性図。
し、吸入開始前の状態の断面図。
面図。
面図。
示す図。
Claims (4)
- 【請求項1】 流体流路に設置され、低圧側と高圧側と
の間に弁座部が形成されたバルブボディ部と;上記バル
ブボディ部に所定ストロークの範囲で摺動可能に設けら
れ、上記弁座部に離着するシート部を有し、高圧側の流
体圧力を閉弁方向の押圧力として受けるチェック弁体
と;前記チェック弁体の上記シート部を弁座部に着座さ
せて閉塞する方向に付勢する第1の付勢手段と;上記バ
ルブボディ部に対向して設けられたアクチュエータホル
ダ部と;上記アクチュエータホルダ部に上記チェック弁
体のストロークより小さなストロークの範囲で移動可能
に設けられ、前記チェック弁体に接離可能に当接し、当
接した場合に上記チェック弁体を全開以下の開度で上記
シート部が弁座部から離れる開位置に停止させるアーマ
チャと;上記アーマチャを前記チェック弁体に接近させ
る方向またはチェック弁体から離す方向のいずれか一方
向へ付勢する第2の付勢手段と;前記アクチュエータホ
ルダに設けられ、上記第2の付勢手段に抗して電磁吸引
力により前記アーマチャを往復駆動する電磁アクチュエ
ータと;を備えたことを特徴とする電磁弁。 - 【請求項2】 請求項1に記載の電磁弁であって、前記
第2の付勢手段は前記アーマチャを前記チェック弁体か
ら離れる方向へ付勢することを特徴とする電磁弁。 - 【請求項3】 請求項1に記載の電磁弁であって、前記
第2の付勢手段は前記アーマチャを前記チェック弁体に
接近する方向へ付勢することを特徴とする電磁弁。 - 【請求項4】 シリンダと;このシリンダ内に往復移動
可能に嵌挿され、このシリンダと協同してポンプ室を構
成し、往復移動により低圧燃料溜り部から上記ポンプ室
に燃料を吸引するとともにこのポンプ室の燃料を加圧し
て吐出孔から送出するポンププランジャと;上記シリン
ダに連結された請求項1ないし請求項3のいずれか一に
記載の電磁弁と;を具備し、上記電磁弁は、チェック弁
が上記ポンプ室の圧力を閉弁方向の押圧力として受ける
とともに、低圧側が前記低圧燃料溜り部の圧力を受ける
ように設けられていることを特徴とする燃料ポンプ。
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