JP2000297875A - 電磁方向制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁方向制御弁において、弁体軸のガイド
部と挿通孔の摺動部とによる芯出しに代えて板ばねを用
いた芯出しを行って開弁及び閉弁の応答性を向上させ、
高圧燃料ポンプに適用したときポンプの単位時間当たり
の最高回転数を高めることを第１課題とする。 【解決手段】 本体10の内部にコア部24が形成され、本
体10の底部15の摺動孔16に可動子21が摺動自在に嵌合さ
れ、コア部24と可動子21とが対向位置にあって可動子21
がコア部24から離反する方向に付勢されている。可動子
21の先側に弁体軸30が連結され、本体10の底部15に弁座
部材23が連結されている。本体10の底部15と弁座部材23
との間又は弁座部材23内に板ばね40の外側領域41が支持
され、板ばね40の内側縁59に弁体軸30が当接されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧燃料ポンプの
プランジャ室と低圧燃料通路との間を連通させる電磁方
向制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの出力軸の１／２の回転速度で
回転するカム軸にカムを固定し、回転するカムに当接さ
れたプランジャをシリンダ内で定ストロークで往復動さ
せ、プランジャ室と低圧燃料通路との間に電磁方向制御
弁を配設した高圧燃料ポンプ（例えば特開平２−１４６
２５６号公報）が知られている。この高圧燃料ポンプ
は、プランジャ室と低圧燃料通路との間を連通路（電磁
方向制御弁を通らない連通路）で連通させる場合には、
その連通路を通って低圧燃料がプランジャ室に流入さ
れ、電磁方向制御弁をスピル弁（逃がし弁）として機能
させ、電磁方向制御弁により逃がし量を増減させて、高
圧燃料の吐出量を制御している。また、この高圧燃料ポ
ンプにおいて、前記の連通路を取り去ったときには、電
磁方向制御弁を通って低圧燃料がプランジャ室に流入さ
れ、燃料の加圧吐出中に電磁方向制御弁により燃料の逃
がし量を増減させて、高圧燃料の吐出量を制御してい
る。

【０００３】図５は、従来の高圧燃料ポンプに用いられ
る電磁方向制御弁の一例を示す説明図である。本体10の
円筒状部19の内部にボビン11が配設され、ボビンの一方
の空所にソレノイド12が配置され、他方の空所にリード
線13の端部が挿入されている。リード線13は配線によっ
てソレノイド12の両端に接続され、リード線13は本体10
の蓋17の孔18を介して挿通されている。本体10の底部15
の中心部には摺動孔16が形成され、摺動孔16には可動子
21が摺動自在に嵌合されている。本体10の底部15には底
部外面に垂直な方向に突出した円筒状突出部22が底部15
と一体に形成され、円筒状突出部22の内面には弁座部材
23が嵌合され、固定されている。

【０００４】蓋17の内面中央部には円柱状のコア部24が
一体に形成され、コア部24はボビン11の内周面に嵌合さ
れ、蓋17は本体10の円筒状部19に不図示の固定手段によ
り固定されている。コア部24の先端部（下端部）には先
端面（下端面）に開口した盲孔状の装着孔26が形成さ
れ、また可動子21の基端部（上端部）には基端面（上端
面）に開口した装着孔27が形成されている。装着孔26と
装着孔27にリターンスプリング28が装着され、リターン
スプリング28により対向位置にある可動子21がコア部24
から離反する方向に付勢されている。可動子21の先端側
（下側）には嵌合孔29が形成され、嵌合孔29には弁体軸
30の基端（上端）の嵌合装着部31が嵌合され固定されて
いる。弁体軸30の先端にはきのこ形の弁体38が形成さ
れ、嵌合装着部31と弁体38との間にガイド部36が形成さ
れている。

【０００５】弁座部材23の中央部には軸方向（上下方
向）に貫通した挿通孔33が形成され、挿通孔33の先端
（下端）の開口部には弁座34が形成されている。弁座34
の内側（上側）には挿通孔33と弁座部材23の側面とを連
通する単数又は複数個の連通孔35が形成され、側面の開
口は高圧燃料ポンプの低圧燃料通路（不図示）に連通さ
れている。挿通孔33の摺動部37に弁体軸30のガイド部36
が摺動自在に嵌合され、摺動部37とガイド部36とのクリ
アランスは小さく（例えば３〜６μｍ）設定されてい
る。摺動部37とガイド部36の精度を高くし、ソレノイド
12への通電を遮断してリターンスプリングの付勢力によ
り可動子21をコア部24から離反させたとき、弁座34の中
心位置と弁体38の中心位置とを一致させ（芯出しをさせ
て芯ずれをなくし）開弁時の流量精度を向上させるよう
に努めている。なお、弁座部材23の先端面はプランジャ
室（不図示）に面しており、電磁方向制御弁の開閉によ
り低圧燃料通路とプランジャ室との間が連通，遮断され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】プランジャ式の高圧燃
料ポンプでは、ポンプのカム軸の１回転中にプランジャ
を１往復させ、電磁方向制御弁の開弁、閉弁を行ってお
り、電磁方向制御弁の開弁、閉弁の応答時間によってポ
ンプの単位時間当たりの回転数上限が制限される。つま
り電磁方向制御弁の開弁、閉弁の応答時間が短くなれ
ば、単位時間当たりのポンプの最高回転数を高めること
ができる。そして、電磁方向制御弁の開弁、閉弁の応答
性を低減させていた一つの原因が、弁体軸30のガイド部
36と弁座部材23の挿通孔33の摺動部37との隙間（クリア
ランス）による摩擦（摺動抵抗）の存在である。この隙
間を大きくすると、摩擦は減少するが弁体38の芯ずれが
生ずることとなる。本発明は、電磁方向制御弁におい
て、弁体軸のガイド部と挿通孔の摺動部とによる芯出し
に代えて板ばねを用いた芯出しを行って開弁及び閉弁の
応答性を向上させ、高圧燃料ポンプの単位時間当たりの
最高回転数を高めることを第１課題となし、開弁時の芯
ずれをなくすことを第２課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、本体の内部に
コア部が形成され、本体の底部の摺動孔に可動子が摺動
自在に嵌合され、コア部と可動子とが対向位置にあって
可動子がコア部から離反する方向に付勢され、可動子の
先側に弁体軸が連結され、本体の底部に弁座部材が連結
され、弁座部材に挿通孔が形成され、挿通孔に挿通され
た弁体軸の先端部に弁体が形成された電磁方向制御弁に
おいて、本体の底部と弁座部材との間又は弁座部材内に
板ばねの外側領域が支持され、板ばねの内側縁に弁体軸
が当接されたことを第１構成とする。本発明は、第１構
成において、挿通孔先端の開口部に弁座が形成され、弁
座部材には挿通孔と弁座部材の側面とを連通する連通孔
が形成され、弁座部材の挿通孔内面と弁体軸外面との間
に所定の間隙が設けられたことを第２構成とする。本発
明は、第１及び第２構成において、板ばねの内側領域と
外側領域との間に複数の円弧状穴が形成され、内側領域
と外側領域とが半径方向に伸びる細幅のウエブ及び円周
方向に伸びる細幅のウエブによって連結され、本体の底
部と弁座部材との間に板ばねの外側領域が挟持されたこ
とを第３構成とする。本発明は、第１及び第２構成にお
いて、板ばねの外側領域内方と内側縁との間を結ぶ複数
の切断面が形成され、板ばねの外側領域が固定されて板
ばねが片持板ばねとして機能することを第４構成とす
る。本発明は、第１及び第２構成において、弁座部材の
挿通孔に開口する所定高さの挿通溝が形成され、挿通溝
の左右対称の外方壁で軸線方向の中央部に所定幅の装着
溝が形成され、各装着溝に板ばねの外側領域が装着され
固定され、板ばねが片持板ばねとして機能することを第
５構成とする。本発明は第１〜第５構成において、コア
部と可動子との間にリターンスプリングが配設され、板
ばねの力がリターンスプリングの力よりも非常に小さく
され、本体の底部に形成された円筒状突出部の内面に弁
座部材が嵌合され、可動子の先端側に嵌合孔が形成さ
れ、嵌合孔に弁体軸の基端の嵌合装着部が嵌合され固定
されたことを第６構成とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明の電磁方向
制御弁の実施の形態第１を示す。実施の形態第１の説明
において、図５の従来例と同一の部分には図５と同一の
符号を付し、その部分の説明は省略する。本発明の実施
の形態第１では、図５の弁体軸30のガイド部36を削除し
て弁体軸30を図５よりも細くし、図５の弁座部材23の摺
動部37を削除して挿通孔33を図５よりも太くし、板ばね
40，40Ａを配設している。

【０００９】図１，図２に示すように、弁座部材23の挿
通孔33は段付孔であって、基端部に大径孔52、その先に
小径孔53がそれぞれ形成され、小径孔53の先端の開口部
に截頭円錐形の弁座34が形成されている。弁体軸30は基
端部に嵌合装着部31、先端に弁体38がそれぞれ一体に形
成され、嵌合装着部31と弁体38との間は直径が同一の軸
部50となっている。弁体軸30の軸部50と挿通孔33の小径
孔53との間隔は、摩擦が生ずることのない所定の間隔と
されている。

【００１０】本体10の底部15の下面で摺動孔16と円筒状
突出部22の内周との間には、環状で平坦な第１シート面
51が形成されている。弁座部材23の基端面は第１シート
面51よりも幅の狭い第２シート面55となっており、第２
シート面55の外周部には傾斜部が形成されている。可動
子21の先端部は外周部分が削除されて、環状の突出部56
が形成され、突出部56の先端に平坦な環状当接面57が形
成されている。弁体軸30の嵌合装着部31の直径は軸部50
の直径よりも大きくされており、可動子21の嵌合孔29の
開口部よりもやや先方まで嵌合装着部31が突出してい
る。板ばね40、40Ａの外側領域41は第１シート面51と第
２シート面55とによって挟持され支持されており、板ば
ね40、40Ａの内側縁59は弁体軸30の嵌合装着部31の外周
面に当接され、内側縁59の近傍は当接面57に当接されて
いる。

【００１１】図２(b) に平らな第１例の板ばね40が示さ
れており、板ばね40には所定幅で環状の外側領域41と所
定の細幅で環状の内側領域42がそれぞれ形成されてい
る。内側領域42の外側の第１円周上に３個の所定幅の内
側円弧状穴43が等間隔に形成され、各内側円弧状穴43の
中央部外側には半径方向外側に向かう所定長さ所定幅の
外側突出穴が連続して形成されている。第１円周よりも
外側の第２円周上に３個の所定幅の外側円弧状穴44が等
間隔に形成され、各外側円弧状穴44の中央部内側には半
径方向内側に向かう所定長さ所定幅の内側突出穴が連続
して形成されている。

【００１２】３個の内側円弧状穴43及び外側円弧状穴44
をそれぞれ形成することにより、内側円弧状穴43の両端
部と外側円弧状穴44の内側突出穴との間に、半径方向に
伸びる細幅の第１半径方向ウエブ45が形成されている。
同様に、外側円弧状穴44の両端部と内側円弧状穴43の外
側突出穴との間に、半径方向に伸びる細幅の第２半径方
向ウエブ47が形成されている。そして、内側円弧状穴43
の外側円弧と外側円弧状穴44の内側円弧との間に円周方
向ウエブ46が形成され、円周方向ウエブ46の両端は第１
半径方向ウエブ45及び第２半径方向ウエブ47にそれぞれ
接続されている。従って、板ばね40の内側領域42と外側
領域41とは複数個の第１半径方向ウエブ45、円周方向ウ
エブ46及び第２半径方向ウエブ47によって連結されてい
る。内側円弧状穴43及び外側円弧状穴44の個数は適宜変
更することができ、また外側円弧状穴44の外側に円弧状
穴を形成することもできる。なお、内側領域42の内側縁
59が弁体軸30の嵌合装着部31の先端部に当接される。

【００１３】図２(c) に平らな第２例の板ばね40Ａが示
されており、板ばね40Ａには所定の細幅で環状の外側領
域41が形成されている。外側領域41の内側の２つの円弧
と直線からなる２個の穴48が形成され、２つの円弧と直
線はそれぞれ左右対称となっており、２つの直線は平行
である。板ばね40Ａの内側縁59と穴48の直線とを結ぶ２
つの切断面60が形成され、上面視で切断面60は穴48の直
線と垂直であり、２つの切断面60は同一直径上に位置し
ている。従って、内側縁59は２つの半円からなり、内側
縁59に弁体軸30の嵌合装着部31の先端部が当接され、板
ばね40Ａは片持板ばねとして機能する。なお、板ばね40
Ａにおいて、穴48を省略し、切断面60の数を多くするこ
とができる。

【００１４】図３(a) に示すように、ソレノイド12が通
電され、リターンスプリング28の付勢力に抗して、磁力
によって可動子21がコア部24に吸引されたとき、弁体38
が弁座34に押圧され、電磁方向制御弁が閉弁されてい
る。このとき、板ばね40又は40Ａは全体が平らである。
図３(b) に示すように、ソレノイド12の通電が遮断さ
れ、消磁されたとき、リターンスプリング28の付勢力に
よって可動子21が先方に移動され、板ばね40、40Ａが撓
み、弁体38が弁座34から離れ、電磁方向制御弁が開弁さ
れている。このとき、板ばね40、40Ａにより弁体軸30が
ガイドされ、かつ芯出しが行われ、弁座34の軸心と弁体
38の軸心とが一致し、開弁時の流量精度が高い。板ばね
40、40Ａの力はリターンスプリングの力よりも非常に小
さく、弁部の芯出し作用ができる程度に設定されてい
る。

【００１５】図４は、本発明の電磁方向制御弁の実施の
形態第２の要部を示す。実施の形態第１の説明におい
て、図１〜図３の実施の形態第１と同一の部分には図１
〜図３と同一の符号を付し、その部分の説明は省略す
る。本発明の実施の形態第２では、板ばね40Ｂを実施の
形態第１の場合よりも弁体38に近づけ、板ばね40Ｂによ
る弁体38のガイド作用及び芯出し作用を強化しようとす
るものである。

【００１６】実施の形態第２において、弁座部材23の挿
通孔33の小径孔53に開口する所定高さの挿通溝62が形成
され、挿通溝62の形状は図４に示すように断面が円形で
も不図示の長方形でもよい。挿通溝62の左右対称の外方
壁63で軸線方向（上下方向）の中央部に所定幅の装着溝
64が形成され、各装着溝64に板ばね40Ｂの外側領域41が
装着され固定されている。固定手段としては、板ばね40
Ｂの外側領域41の両面に接着剤を塗布し、装着溝64に圧
入したり、板ばね40Ｂの外側領域41に孔をあけ、孔にボ
ルトを通したりすることが考えられる。板ばね40Ｂの円
弧状の内側縁が弁体軸30の小径孔53に当接し、弁体38に
対するガイド作用及び芯出し作用が行われ、板ばね40Ｂ
が片持板ばねとして機能する。実施の形態第２のその他
の構成は実施の形態第１と同様である。

【００１７】板ばね40Ｂの装着を容易かつ確実にするた
め、弁座部材23を装着溝64の箇所で上下の２個に分割
し、分割した弁座部材23で板ばね40Ｂを挟持し支持する
ようにさせることができる。その場合、装着溝64の数を
３個以上となし、各装着溝64で板ばね40Ｂを支持するよ
うにさせることができる。また、図４の装着溝64を環状
溝となし、板ばね40Ｂの外側領域41を環状にして板ばね
40Ｂを一体にし、外側領域41から内側縁に伸びる部分を
２個以上にすることができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、電磁方向制御弁において、従
来例の弁体軸のガイド部を挿通孔の摺動部でガイドさせ
ることを止め、本体の底部と弁座部材との間又は弁座部
材内に板ばねの外側領域が支持され、板ばねの内側縁に
弁体軸が当接されるようにした。このように板ばねを用
いてガイドし芯出しを行うので、開弁及び閉弁の応答性
が向上し（応答時間が短縮され）、高圧燃料ポンプに適
用したとき単位時間当たりの最高回転数を高めることが
できる。また、板ばねにより芯出しが行われ、開弁時の
芯ずれをなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁方向制御弁の実施の形態第１の断
面説明図である。

【図２】図２(a) は図１の要部拡大図であり、図２(b),
(c) は板ばねの平面図である。

【図３】図１の要部拡大図であり、図３(a) は閉弁の状
態を示し、図３(b) は開弁の状態を示す。

【図４】図４(a) は本発明の電磁方向制御弁の実施の形
態第２の要部断面説明図であり、図４(b) は図４(a) の
４Ｂ−４Ｂ線の矢印方向にみた断面図である。

【図５】従来の電磁方向制御弁の断面説明図である。

【符号の説明】

10 本体 15 底部 16 摺動孔 21 可動子 23 弁座部材 24 コア部 30 弁体軸 33 挿通孔 34 弁座 35 連通孔 38 弁体 40 板ばね 41 外側領域 42 内側領域 43 内側円弧状穴 44 外側円弧状穴 45 第１半径方向ウエブ 46 円周方向ウエブ 47 第２半径方向ウエブ 59 内側縁 60 切断面 62 挿通溝 63 外方壁 64 装着溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀田 明寿 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G066 AB02 BA19 CA19 CA20U CE22 CE23 CE24 CE34 3H106 DA07 DA12 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC17 DD03 EE04 EE24 GA23 KK18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体の内部にコア部が形成され、本体の
   底部の摺動孔に可動子が摺動自在に嵌合され、コア部と
   可動子とが対向位置にあって可動子がコア部から離反す
   る方向に付勢され、可動子の先側に弁体軸が連結され、
   本体の底部に弁座部材が連結され、弁座部材に挿通孔が
   形成され、挿通孔に挿通された弁体軸の先端部に弁体が
   形成された電磁方向制御弁において、本体の底部と弁座
   部材との間又は弁座部材内に板ばねの外側領域が支持さ
   れ、板ばねの内側縁に弁体軸が当接されたことを特徴と
   する電磁方向制御弁。
2. 【請求項２】 挿通孔先端の開口部に弁座が形成され、
   弁座部材には挿通孔と弁座部材の側面とを連通する連通
   孔が形成され、弁座部材の挿通孔内面と弁体軸外面との
   間に所定の間隙が設けられた請求項１記載の電磁方向制
   御弁。
3. 【請求項３】 板ばねの内側領域と外側領域との間に複
   数の円弧状穴が形成され、内側領域と外側領域とが半径
   方向に伸びる細幅のウエブ及び円周方向に伸びる細幅の
   ウエブによって連結され、本体の底部と弁座部材との間
   に板ばねの外側領域が挟持された請求項１又は２記載の
   電磁方向制御弁。
4. 【請求項４】 板ばねの外側領域内方と内側縁との間を
   結ぶ複数の切断面が形成され、板ばねの外側領域が固定
   されて板ばねが片持板ばねとして機能する請求項１又は
   ２記載の電磁方向制御弁。
5. 【請求項５】 弁座部材の挿通孔に開口する所定高さの
   挿通溝が形成され、挿通溝の左右対称の外方壁で軸線方
   向の中央部に所定幅の装着溝が形成され、各装着溝に板
   ばねの外側領域が装着され固定され、板ばねが片持板ば
   ねとして機能する請求項１又は２記載の電磁方向制御
   弁。
6. 【請求項６】 コア部と可動子との間にリターンスプリ
   ングが配設され、板ばねの力がリターンスプリングの力
   よりも非常に小さくされ、本体の底部に形成された円筒
   状突出部の内面に弁座部材が嵌合され、可動子の先端側
   に嵌合孔が形成され、嵌合孔に弁体軸の基端の嵌合装着
   部が嵌合され固定された請求項１ないし５のいずれか一
   つに記載された電磁方向制御弁。