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発明の名称 燃料噴射装置の制御二方弁
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−200977
公開日 平成11年(1999)7月27日
出願番号 特願平10−2561
出願日 平成10年(1998)1月8日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】碓氷 裕彦
発明者 野々山 由晴 / 都筑 祥博
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 スプリング力により閉弁する燃料噴射装置の制御二方弁において、スプリングの力を弁に伝えるニードル部分を摺動支持部にて二分割以上し、その分割されてできた空間をダンパ室として利用し、該空間と摺動支持するボディ内部との間の流体の流入流出を前記摺動支持部に設けられた前記ボディ内部の細い流路により行うことを特徴とする燃料噴射装置の制御二方弁。
【請求項2】 前記流体の流入・流出を前記ニードル部分の分割部分の動作範囲をカバーする環状隙間と該環状隙間に通じる前記ボディ内部の前記細い流路により行うことを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装置の制御二方弁。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は蓄圧式燃料噴射装置に用いられる電子制御インジェクタ、蓄圧室圧力リリーフバルブ等の電磁二方弁である燃料噴射装置の制御二方弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンにおける電子制御インジェクタの制御弁は基本的にノズルニードルの開閉弁の作動を左右する制御室の圧力を開弁により低下、閉弁により上昇させるという機能を有し、その開閉弁の時間的なずれは、インジェクタ噴射量の増減に直接つながるため、高精度が要求されている。
【0003】しかし、この種の弁は閉弁をバネ力のみに依存しているため、弁着座時に跳ね返りによるバウンスを生じることになる。バウンス量は弁下流側の圧力の変化により影響を受けて変動するため不安定であり、インジェクタ噴射量のバラツキにつながる。この噴射量のバラつきはエンジンのトルク変動、スモーク増加、燃費悪化につながるため、噴射量バラツキの原因となる制御弁のバウンスを抑えることが必要となっている。
【0004】この問題は、開弁力となるソレノイドの電磁力を受ける円板状のアーマチャにかかる力が周囲の低圧室の圧力によって変わることに起因している。そのためEP0753658A1号公報では、弁がシートした直後にアーマチャがニードルから分離し、アーマチャにかかる油圧力による運動をアーマチャのみに吸収させている。この構成ではアーマチャがフリーとなるため、開弁指令時のソレノイドとのエアギャップを一定にするため、アーマチャを支えるスプリングを別具備している。しかし、この案ではスプリングを閉弁力用とアーマチャ支持用の2本を用いる事となり、経時劣化の要因を増やすことになる。また、閉弁後もアーマチャがしばらく振動する事から、パイロット噴射など閉弁直後に開弁を要する場合などに制御弁の動きが不安定になる。また、構成上複雑でありコスト高にもつながる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明ではボールシート式やプレートシート式制御二方弁の閉弁バウンスを、スプリングを増やさずに低減するとともに、アーマチャを振動無く停止させる構造を低コストにて実現させるものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決するために、請求項1、請求項2に記載の技術的手段を採用する。請求項1に記載の発明によれば、スプリングの力を弁に伝えるニードル部分を摺動支持部にて二分割以上し、その分割されてできた空間をダンパ室として利用し、該空間と摺動支持するボディ内部との間の流体の流入流出を摺動支持部に設けられたボディ内部の細い流路により行うので、閉弁バウンスを、分割されてできた空間とボディ内部の細い流路とにより奏されるダンパ効果により効率的に防止できる。
【0007】請求項2に記載の発明によれば、流体の流入・流出をニードル部分の分割部分の動作範囲をカバーする環状隙間と該環状隙間に通じるボディ内部の細い流路により行うので、前記空間と前記細い流路とが環状隙間によって常に流通し、前記ダンパ効果が更に良好に発揮される。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の燃料噴射装置の制御二方弁1の第1実施形態の中心軸に沿った横断面図である。この制御二方弁1はボール13をプレート15の上面25の中央に設けられたテーパ面20にスプリング4の圧縮力により付勢したノーマリクローズドの弁である。
【0009】この弁は、スプリング4のシート力をボール13に伝達するため、アーマチャステム8、ステム9からなるニードル部分を具備する。このニードル群はボディ6中央の孔10に油密で摺動自在に支持されている。高圧燃料はプレート15内中央の孔16と、それに連なる図示しない制御室に溜められており、ボール13がリフトすることにより、絞り17を通って低圧側に抜ける。
【0010】低圧流路は、ボール13周りの低圧室26からアーマチャ室27に抜ける通路14を通じてアーマチャ室27に入り、アーマチャ室27を燃料で満たすと共に、通路28を通って図示しない外部の低圧配管に通じる。アーマチャ7はアーマチャステム8に固定され、アーマチャ7に対向してソレノイド2が配置される。ソレノイド2の内側にはスプリング4が格納され、更にその内側にはアーマチャステム8のストッパとなるストッパ30が配置される。アーマチャステム8のリフトはスペーサ29により管理される。
【0011】本発明のポイントは、ニードル部分をアーマチャステム8とステム9に分け、開弁中にできるその隙間24と配管14とを、細孔12と環状隙間11を介して連通させたことにある。次に第1実施形態の作動について説明する。図1において、ソレノイド2に通電すると、アーマチャ7がスプリング4によるシート力に抗して上昇し、それに固定されたアーマチャステム8が上昇する。アーマチャステム8が上昇すると、絞り17の出口でボール13を押し上げる油圧力と、アーマチャステム8とステム9が離れる事により生じる空間24に細孔12から流入する燃料が間に合わないことにより生ずる吸引力とによりステム9とボール13は持ち上がる。ボール13はある程度リフトすると、ボール13とテーパ面20との間の流路が絞り効果を失うため、テーパ面20からなるシート面の絞りと、絞り17の絞りの効果のバランスで、ある程度の高さで宙に浮く。
【0012】アーマチャステム8が更に上昇してストッパ30に当たる時期には、空間24に多少の負圧が生じ、細孔12と環状隙間11を通って空間24に燃料が入って来る。やがて、アーマチャステム8がストッパ30に当たる位置にあり、ボール13とステム9が宙に浮いて平衡を保った位置でできた空間24に燃料が周囲と同じ圧力で充満される。
【0013】ソレノイド2の通電をカットするとスプリング4による圧縮力により、アーマチャステム8、アーマチャ7が下降する。空間24に溜まった燃料の抜けが間に合わず、空間24は多少体積を減らしながらステム9、ボール13を押し下げる。ボール13がテーパ面20からなるシート面に着座すると、従来の場合ならボール13の反発によりバウンスを起こすが、空間24に残った燃料が細孔12を抜けて配管14に流出する一連の流れがダンパ効果を発揮するため、ボール13は再開弁せず、アーマチャ7、アーマチャステム8が空間24が消滅するまで、ゆっくり減速しながら降下する。
【0014】以上の構成、作動からスプリングを2本用いずに単純な構成でボール13がバウンスすること無く閉弁するボールシートの制御二方弁を提供することができることがわかる。また、この構成によると、閉弁直後のアーマチャ7が振動しないため、閉弁後すぐの開弁がスムーズに行えるというメリットもある。
【0015】図2は本発明の燃料噴射装置の制御二方弁1の第2実施形態の中心軸に沿った横断面図である。図2の第2実施形態では、図1の第1実施形態の環状隙間11、細孔12の代わりに細い流路としてボディ6の中心軸に沿った細長いスリットでできた隙間流路31でアーマチャ室27と空間24とを連通させている。
【0016】第2実施形態の作用、効果は第1実施形態と同様である。図3は本発明の燃料噴射装置の制御二方弁1の第3実施形態の中心軸に沿った横断面図である。第3実施形態はプレートシート式弁に対する適用例である。ボール13の代わりにボール13の一面を面取りして平面状のプレート34とした弁33で絞り17の出口面を面シールしている。爪32は、開弁時にプレート34が横ずれしないよう保持するためのものである。
【0017】動作は第1実施形態と同じである。以上の実施形態においては全てニードル部分を2分割しているが、3分割以上して各々の空間に燃料を細孔を通して導くようにしても同様の効果が得られる。




 

 


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