JPH0375792B2 - - Google Patents
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- JPH0375792B2 JPH0375792B2 JP20597283A JP20597283A JPH0375792B2 JP H0375792 B2 JPH0375792 B2 JP H0375792B2 JP 20597283 A JP20597283 A JP 20597283A JP 20597283 A JP20597283 A JP 20597283A JP H0375792 B2 JPH0375792 B2 JP H0375792B2
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Classifications
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
-
- 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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- F02M47/04—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure using fluid, other than fuel, for injection-valve actuation
- F02M47/043—Fluid pressure acting on injection-valve in the period of non-injection to keep it closed
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は圧力流体を制御するための電歪式流体
制御弁に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electrostrictive fluid control valve for controlling pressure fluid.
従来の圧力流体を制御するための制御弁は、そ
の弁体をソレノイドによつて駆動するのが通常で
ある。しかし、このような制御弁では、高速応答
の要求には十分に応えていない。そこで、高速応
答に応える駆動装置としてピエゾ(電歪素子)を
用いることがポペツト弁において研究され始めて
いる。その一例として、特公昭44−6659号公報に
示される圧電式流体噴射ポンプが知られている。
In conventional control valves for controlling pressure fluid, the valve body thereof is usually driven by a solenoid. However, such control valves do not sufficiently meet the demand for high-speed response. Therefore, research has begun on using piezos (electrostrictive elements) as drive devices that can respond to high-speed responses in poppet valves. As an example, a piezoelectric fluid injection pump disclosed in Japanese Patent Publication No. 44-6659 is known.
しかしながら、上記の従来例においては、ポペ
ツト弁を開いた後にポンプ室内の流体圧力が徐々
に低下し、所定の圧力よりも小さくなつたときス
プリング力によつて閉弁する。このように、従来
例においては、ポペツト弁の閉弁時期を任意に制
御することができないという問題点を有してい
た。
However, in the above conventional example, after the poppet valve is opened, the fluid pressure within the pump chamber gradually decreases, and when the pressure becomes lower than a predetermined pressure, the valve is closed by the spring force. As described above, the conventional example has a problem in that the closing timing of the poppet valve cannot be arbitrarily controlled.
本願発明は上記の点に鑑みてなされたもので、
弁体の閉弁時期を任意に制御することが可能な電
歪式圧力制御弁を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide an electrostrictive pressure control valve that can arbitrarily control the closing timing of a valve body.
上記の目的を達成するために、本発明による電
歪式流体制御弁は、
電歪式アクチユエータと、
室内が流体によつて満たされ、該電歪式アクチ
ユエータの伸縮に応じて内部容積が変化する圧力
室と、
該圧力室の内部容積の変化に応じて発生する流
体圧力を端面に受けて、連通位置と遮断位置との
間を往復動する弁体と、
該弁体が遮断位置となつたとき弁体によつて閉
塞され、連通位置となつたとき弁体によつて開口
される流体通路と、
該流体通路から分岐して、前記圧力室と連通す
る絞り通路とを備え、
該絞り通路は、少なくともその一部が前記弁体
によつて形成され、前記弁体が前記連通位置とな
つたとき、前記弁体によつて形成される絞り通路
が、前記弁体の位置変化によつて閉塞されるとと
もに、前記弁体が前記遮断位置となつたとき、前
記弁体の位置変化によつて開口されるように構成
される。
In order to achieve the above object, an electrostrictive fluid control valve according to the present invention includes an electrostrictive actuator, a chamber filled with fluid, and an internal volume of which changes in accordance with expansion and contraction of the electrostrictive actuator. a pressure chamber; a valve body that receives fluid pressure generated in response to a change in internal volume of the pressure chamber at its end face and reciprocates between a communication position and a blocking position; and a valve body that moves back and forth between a communicating position and a blocking position; a fluid passage that is closed by the valve body when the valve body is in the communication position and opened by the valve body when the valve body is in the communication position; and a throttle passage that branches from the fluid passage and communicates with the pressure chamber, the throttle passage is formed at least in part by the valve body, and when the valve body is in the communicating position, the throttle passage formed by the valve body is formed by a change in the position of the valve body. It is configured to be closed and opened by a change in the position of the valve body when the valve body is in the blocking position.
上記構成により、弁体の往復動によつて流体通
路が遮断状態に切り換えられたとき絞り通路が連
通状態となつて、ポンプ室に流体が供給される。
一方、流体通路が連通状態に切り換えられたとき
絞り通路が遮断状態となるため、ポンプ室の容積
は変化せず、流体通路の連通状態は保持される。
また、本発明においては、絞り通路を弁体の一部
によつて形成し、その連通・遮断状態の切り換え
を弁体の往復動を利用して行つているために、ポ
ンプ室への流体の供給を簡素な構成によつて行う
ことができる。
With the above configuration, when the fluid passage is switched to the blocked state by the reciprocating movement of the valve body, the throttle passage is brought into communication, and fluid is supplied to the pump chamber.
On the other hand, when the fluid passage is switched to the communicating state, the throttle passage becomes the blocked state, so the volume of the pump chamber does not change, and the communicating state of the fluid passage is maintained.
In addition, in the present invention, the throttle passage is formed by a part of the valve body, and the communication/blocking state is switched using the reciprocating motion of the valve body, so that the flow of fluid to the pump chamber is reduced. Supply can be performed with a simple configuration.
以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例の三方弁をその中心
軸に沿つて切断して示す縦断面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a three-way valve according to an embodiment of the present invention, taken along its central axis.
同図において、1は三方弁であつて、電歪式ア
クチエータ2により作動するポンプ3と、このポ
ンプ3の作動により駆動される弁体6と、所要の
機器にその制御用又は駆動用の流体を供給するた
めの制御用ポート4と、高圧ポート5と、低圧ポ
ート7とを具備している。 In the figure, 1 is a three-way valve, which includes a pump 3 operated by an electrostrictive actuator 2, a valve body 6 driven by the operation of this pump 3, and a fluid for controlling or driving the required equipment. A control port 4, a high pressure port 5, and a low pressure port 7 are provided.
三方弁1のケーシングは、ケーシングボデイ8
を中心にして対向するようにケーシングアクチユ
エータ9とバルブリテーナ10とを配して構成さ
れており、ケーシングアクチエータ9及びバルブ
リテーナ10ともに自ら雄ねじとしてケーシング
ボデイ8にねじ結合されている。制御用ポート4
と高圧ポート5はケーシングボデイ8に、また低
圧ポート7はバルブリテーナ10に設けてある。
ケーシングボデイ8内には、高圧バルブユニツト
11と、低圧バルブユニツト12の2個のバルブ
ユニツトが収納されている。両バルブユニツト1
1,12は、ケーシングボデイ8に節状に設けた
隔壁13を境として対向して設けられている。隔
壁13には軸方向の貫通孔14があつて、この貫
通孔14と制御用ポート4とは隔壁13内に半径
方向に設けた通路15によつて導通している。高
圧バルブユニツト11はバルブボデイ16と、第
1の弁体であるバルブポペツト17とにより構成
されている。バルブボデイ16は円柱状であつ
て、その下端面は鏡面仕上げされており、同じく
鏡面仕上げされている隔壁13の上端面と密着し
ている。バルブボデイ16は隔壁13の貫通孔1
4と同軸になるよう貫通孔が設けてあるが、この
貫通孔は上部が下部よりも大径となつている。こ
の貫通孔の小径部18は隔壁の貫通孔14と同
径、同軸で連通している。貫通孔の大径部19は
十分なクリアランス(10μm〜50μm)をもつて
バルブポペツト17のガイド部20が摺動でき
る。このクリアランス19′はまた絞りとしても
機能するが、これは後述する。小径部18と大径
部19とは円錐状に移行しており、この円錐部が
弁座21を形成している。弁座21の上は大径部
19がさらにリング状に拡大されて油溜り22を
形成しているが、この油溜り22は通路23によ
つて高圧ポート5と導通している。この通路23
はバルブボデイ16の下端面から隔壁13へと移
行しているため、バルブボデイ16と隔壁13と
は図示しないノツクピン等によつて相対位置が固
定されるようにしてある。バルブポペツト17は
大径のガイド部20と小径の突出部24を持つて
おり、ガイド部20と突出部24とは円錐状に連
続している。この円錐部が第1の弁部25を形成
している。バルブポペツト17の円錐部25とバ
ルブボデイ16の円錐部21が密着したとき、高
圧バルブユニツト11は閉の状態になるが、この
時バルブポペツト17の円錐部25の方がバルブ
ボデイ16の円錐部21よりも一回り大きくして
あり、その結果油溜り22に導入された高圧ポー
ト5の油圧はバルブポペツト17に上向きに作用
する。バルブポペツト17の突出部24は隔壁の
貫通孔14より十分に小径であつて、0.1〜1mm
のクリアランスをもつた状態で、貫通孔14の中
程迄突出している。突出部24の先端は、バルブ
ポペツト17のバルブリフトが最大より0.1mm小
さくなつた時に低圧バルブユニツト12を構成す
るバルブポペツト26の同様の突出部27と当接
する。 The casing of the three-way valve 1 is the casing body 8
The casing actuator 9 and the valve retainer 10 are arranged to face each other with the casing actuator 9 and the valve retainer 10 facing each other, and both the casing actuator 9 and the valve retainer 10 are screwed to the casing body 8 as male threads. Control port 4
The high pressure port 5 is provided in the casing body 8, and the low pressure port 7 is provided in the valve retainer 10.
Two valve units, a high pressure valve unit 11 and a low pressure valve unit 12, are housed within the casing body 8. Both valve units 1
1 and 12 are provided facing each other with a partition wall 13 provided in a nodal shape on the casing body 8 as a boundary. The partition wall 13 has an axial through hole 14, and the through hole 14 and the control port 4 communicate with each other through a passage 15 provided in the partition wall 13 in the radial direction. The high pressure valve unit 11 is composed of a valve body 16 and a valve poppet 17 which is a first valve body. The valve body 16 is cylindrical, has a mirror-finished lower end surface, and is in close contact with the upper end surface of the partition wall 13, which is also mirror-finished. The valve body 16 is connected to the through hole 1 of the partition wall 13.
A through hole is provided so as to be coaxial with 4, and the upper part of this through hole has a larger diameter than the lower part. The small diameter portion 18 of this through hole communicates with the through hole 14 of the partition wall with the same diameter and coaxially. The large diameter portion 19 of the through hole has sufficient clearance (10 μm to 50 μm) to allow the guide portion 20 of the valve poppet 17 to slide thereon. This clearance 19' also functions as a diaphragm, which will be explained later. The small diameter portion 18 and the large diameter portion 19 transition into a conical shape, and this conical portion forms the valve seat 21 . Above the valve seat 21, the large diameter portion 19 is further enlarged into a ring shape to form an oil reservoir 22, which is communicated with the high pressure port 5 through a passage 23. This passage 23
Since the valve body 16 and the partition wall 13 move from the lower end surface of the valve body 16 to the partition wall 13, the relative positions of the valve body 16 and the partition wall 13 are fixed by a dowel pin or the like (not shown). The valve poppet 17 has a large-diameter guide portion 20 and a small-diameter protrusion 24, and the guide portion 20 and the protrusion 24 are continuous in a conical shape. This conical portion forms the first valve portion 25. When the conical part 25 of the valve poppet 17 and the conical part 21 of the valve body 16 come into close contact, the high-pressure valve unit 11 is in a closed state, but at this time, the conical part 25 of the valve poppet 17 is more flush than the conical part 21 of the valve body 16. As a result, the hydraulic pressure of the high pressure port 5 introduced into the oil sump 22 acts upwardly on the valve poppet 17. The protruding portion 24 of the valve poppet 17 has a diameter sufficiently smaller than that of the through hole 14 of the partition wall, and has a diameter of 0.1 to 1 mm.
It protrudes to the middle of the through hole 14 with a clearance of . The tip of the protrusion 24 comes into contact with a similar protrusion 27 of the valve poppet 26 of the low pressure valve unit 12 when the valve lift of the valve poppet 17 becomes 0.1 mm below the maximum.
低圧バルブユニツト12は第2の弁体であるバ
ルブポペツト26とバルブボデイ28、コイルス
プリング29とによつて構成されている。バルブ
ボデイ28は円柱状であつて、その上端面は鏡面
仕上げされており、同じく鏡面仕上げされている
隔壁13の下端面に密着している。この密着力を
作用させるのはバルブリテーナ10であつて、バ
ルブリテーナ10はその内部にバルブボデイ28
を収納している。バルブボデイ28は隔壁の貫通
孔14と同軸になるように貫通孔が設けてあり、
この貫通孔は下部が上部よりも大径となつてい
る。この貫通孔の小径部30は隔壁の貫通孔14
と同径、同軸で連通している。貫通孔の大径部3
1は十分なクリアランス(0.1〜1mm)をもつて
バルブポペツト26の大径部32を収めている。
小径部30と大径部31とは円錐状に連続してお
り、この円錐部が弁座を形成している。バルブポ
ペツト26は上から突出部27、大径部32、ス
プリングガイド34とからなつている。突出部2
7は隔壁13の貫通孔14より十分に小径であつ
て、0.1〜1mmのクリアランスを持つた状態で貫
通孔14の中程迄突出しており、低圧バルブユニ
ツト12の開弁時にはバルブポペツト17の突出
部24と当接するようになつている。小径の突出
部27と大径部32とは円錐状に連続しており、
この円錐部が第2の弁部35を形成している。バ
ルブポペツト26の円錐部35とバルブボデイ2
8の円錐部33が密着した時低圧バルブユニツト
12は閉の状態となる。突出部24及び27の寸
法は、バルブポペツト17が全閉となつた時にバ
ルブポペツト26のバルブリフトが0.1〜0.3mmと
なるよう設計されている。突出部27が突出部2
4からの力を開放された時、バルブポペツト26
のバルブリフトをゼロにして閉じるための力はコ
イルスプリング29によつて与えられる。コイル
スプリング29はバルブボデイ28の貫通孔の大
径部32内に収納されており、上端をバルブポペ
ツト26に、下端をバルブリテーナ10に当接し
ている。バルブボデイ28の大径部31はその下
端をバルブリテーナ10によつて閉じられている
が、バルブリテーナ10にも貫通孔36があつ
て、大径部31と低圧ポート7とを導通させてい
る。バルブポペツト17を軸方向上下に駆動して
高圧バルブユニツト11を開閉するための動力は
油圧であつて、バルブポペツト17のガイド部2
0の上端面に作用するが、この油圧は、ポンプ室
37によりデイスタンスピース38の貫通孔39
を介して供給される。デイスタンスピース38は
円盤状で両面が鏡面仕上げされており、ケーシン
グボデイ8に収納されていて、下端面をバルブボ
デイ16の上端面と密着しており、上端面の外周
部をケーシングアクチエータ9の外周壁で押圧固
定されている。ケーシングアクチエータ9は上端
が閉じた円筒状であつて、上から電歪式アクチエ
ータ2、ポンプピストン40、皿ばね41が収容
されている。このようにして、ポンプ3は、電歪
式アクチエータ2とポンプピストン40とポンプ
室37と皿ばね41とデイスタンスピース38と
により構成される。 The low pressure valve unit 12 is composed of a valve poppet 26 which is a second valve element, a valve body 28, and a coil spring 29. The valve body 28 is cylindrical, has a mirror-finished upper end surface, and is in close contact with the lower end surface of the partition wall 13, which is also mirror-finished. It is the valve retainer 10 that exerts this adhesion force, and the valve retainer 10 has a valve body 28 inside it.
is stored. The valve body 28 is provided with a through hole coaxially with the through hole 14 of the partition wall.
The lower part of this through hole has a larger diameter than the upper part. The small diameter portion 30 of this through hole is the through hole 14 of the partition wall.
It communicates with the same diameter and coaxially. Large diameter part 3 of through hole
1 accommodates the large diameter portion 32 of the valve poppet 26 with sufficient clearance (0.1 to 1 mm).
The small diameter portion 30 and the large diameter portion 31 are continuous in a conical shape, and this conical portion forms a valve seat. The valve poppet 26 is composed of a protruding portion 27, a large diameter portion 32, and a spring guide 34 from above. Projection part 2
7 has a sufficiently smaller diameter than the through hole 14 of the partition wall 13, and protrudes to the middle of the through hole 14 with a clearance of 0.1 to 1 mm, and when the low pressure valve unit 12 is opened, the protruding portion of the valve poppet 17 24. The small diameter protrusion 27 and the large diameter part 32 are continuous in a conical shape,
This conical portion forms the second valve portion 35. Conical portion 35 of valve poppet 26 and valve body 2
When the conical portions 33 of 8 are in close contact, the low pressure valve unit 12 is in a closed state. The dimensions of the protrusions 24 and 27 are designed such that the valve lift of the valve poppet 26 is 0.1 to 0.3 mm when the valve poppet 17 is fully closed. The protrusion 27 is the protrusion 2
When the power from 4 is released, valve poppet 26
The force for closing the valve with zero valve lift is provided by the coil spring 29. The coil spring 29 is housed in the large diameter portion 32 of the through hole of the valve body 28, and has an upper end in contact with the valve poppet 26 and a lower end in contact with the valve retainer 10. The lower end of the large-diameter portion 31 of the valve body 28 is closed by the valve retainer 10, and the valve retainer 10 also has a through hole 36 to allow the large-diameter portion 31 and the low-pressure port 7 to communicate with each other. The power for driving the valve poppet 17 up and down in the axial direction to open and close the high-pressure valve unit 11 is hydraulic power, and the guide portion 2 of the valve poppet 17
This hydraulic pressure is applied to the upper end surface of the distance piece 38 by the pump chamber 37.
Supplied via. The distance piece 38 is disc-shaped and has mirror-finished surfaces on both sides, and is housed in the casing body 8 .The lower end surface is in close contact with the upper end surface of the valve body 16 , and the outer periphery of the upper end surface is in contact with the casing actuator 9 . It is pressed and fixed by the outer peripheral wall. The casing actuator 9 has a cylindrical shape with a closed upper end, and houses the electrostrictive actuator 2, the pump piston 40, and the disc spring 41 from above. In this way, the pump 3 is composed of the electrostrictive actuator 2, the pump piston 40, the pump chamber 37, the disc spring 41, and the distance piece 38.
電歪式アクチエータ2は薄い(約0.5mm)円盤
状の電歪素子を約50枚積層して円柱状としたもの
である。電歪素子はPZTと呼ばれるセラミツク
であり、チタン酸−ジルコン酸鉛を主成分として
おり、その厚み方向に500Vの電圧を印加すると
1μm伸びる。これを50枚積層して各々の素子の
厚み方向に500V印加すると全体として50μmの伸
長が得られる。この電圧を解除するか又は若干の
負電圧を印加すれば50μmの縮小を起こして元の
長さに戻る。電圧の印加、解除はリード線43を
介して外部のコントローラによつて行われる。電
歪式アクチエータ2の伸縮は直接ポンプピストン
40に伝達され、ポンプピストン40は電歪式ア
クチエータ2が伸長した時ポンプ室37の油を圧
縮し、電歪式アクチエータ2が縮小した時は皿ば
ね41の付勢力によつてポンプ室37を拡大す
る。ポンプ室37は上端がポンプピストン40の
下端面で、下端がデイスタンスピース38の上端
面で形成されている。ポンプピストン40にはO
リング42が設けてあつて、ポンプ室37の油圧
が電歪式アクチエータ2の側に漏洩しないように
なつている。電歪式アクチエータ2が伸長してい
る時には、バルブポペツト17は弁座21に密着
しており、この時ポンプ室37には高圧ポート5
の高圧の、例えば200気圧の油圧が、通路23、
油溜り22、バルブボデイ16の貫通孔の大径部
19とバルブポペツト17のガイド部20とのク
リアランス即ち絞り19′、デイスタンスピース
38の貫通孔39を経て導入される。この油圧は
バルブポペツト17のガイド部20の上端面全体
に作用してバルブポペツト17が弁座21に密着
して高圧バルブユニツト11が閉の状態にあるこ
とを維持し続ける。電歪式アクチエータ2が縮小
している時には、バルブポペツト17は弁座21
に対して最大弁リフトの状態にあり、バルブポペ
ツト17のガイド部20の上端面はデイスタンス
ピース38の下面に密着して貫通孔39を閉じて
しまつている。そのためポンプ室37はポンプ室
の拡大に伴う低圧状態を維持するので、バルブポ
ペツト17は高圧ポート5から供給される高圧の
油圧を下面全体に受けて最大弁リフトの状態を維
持し、即ち高圧バルブユニツト11は開状態を維
持し続ける。これらの機能を全うするため、バル
ブポペツト17のガイド部20の上端面をデイス
タンスピース38の下面と平行な平面とししかも
鏡面仕上げする。またデイスタンスピース38の
貫通孔39はバルブポペツト17と同軸でかつそ
の径はガイド部20の径よりも十分小さくする。
その大きさはガイド部20の径の約半分が望まし
い。 The electrostrictive actuator 2 has a cylindrical shape by laminating about 50 thin (about 0.5 mm) disc-shaped electrostrictive elements. The electrostrictive element is a ceramic called PZT, whose main ingredients are lead titanate-zirconate, and when a voltage of 500V is applied in the thickness direction,
Extends 1μm. If 50 of these are stacked and 500V is applied in the thickness direction of each element, a total elongation of 50 μm can be obtained. If this voltage is removed or a slight negative voltage is applied, the film will shrink by 50 μm and return to its original length. Application and release of the voltage are performed by an external controller via the lead wire 43. The expansion and contraction of the electrostrictive actuator 2 is directly transmitted to the pump piston 40, which compresses the oil in the pump chamber 37 when the electrostrictive actuator 2 expands, and compresses the oil in the pump chamber 37 when the electrostrictive actuator 2 contracts. The pump chamber 37 is expanded by the biasing force 41. The pump chamber 37 has an upper end formed by the lower end surface of the pump piston 40 and a lower end formed by the upper end surface of the distance piece 38. O in the pump piston 40
A ring 42 is provided to prevent oil pressure in the pump chamber 37 from leaking to the electrostrictive actuator 2 side. When the electrostrictive actuator 2 is extended, the valve poppet 17 is in close contact with the valve seat 21, and at this time, the high pressure port 5 is connected to the pump chamber 37.
Hydraulic pressure of, for example, 200 atmospheres is applied to the passage 23,
The oil is introduced through the oil reservoir 22, the clearance or restriction 19' between the large diameter portion 19 of the through hole of the valve body 16 and the guide portion 20 of the valve poppet 17, and the through hole 39 of the distance piece 38. This oil pressure acts on the entire upper end surface of the guide portion 20 of the valve poppet 17 to keep the valve poppet 17 in close contact with the valve seat 21 to keep the high pressure valve unit 11 in the closed state. When the electrostrictive actuator 2 is contracted, the valve poppet 17 is closed to the valve seat 21.
In contrast, the valve is in the maximum lift state, and the upper end surface of the guide portion 20 of the valve poppet 17 is in close contact with the lower surface of the distance piece 38, closing the through hole 39. Therefore, the pump chamber 37 maintains a low pressure state as the pump chamber expands, so the valve poppet 17 receives the high pressure hydraulic pressure supplied from the high pressure port 5 over its entire lower surface and maintains the maximum valve lift state, that is, the high pressure valve unit 11 continues to maintain the open state. In order to fulfill these functions, the upper end surface of the guide portion 20 of the valve poppet 17 is made into a flat surface parallel to the lower surface of the distance piece 38, and is finished with a mirror finish. Further, the through hole 39 of the distance piece 38 is coaxial with the valve poppet 17, and its diameter is made sufficiently smaller than the diameter of the guide portion 20.
The size thereof is preferably approximately half the diameter of the guide portion 20.
上記構成よりなる本実施例の適用例とその作動
について以下説明する。 Application examples and operations of this embodiment having the above configuration will be described below.
三方弁1の低圧ポート7は燃料タンク50に導
通している。燃料タンク50にはデイーゼル燃料
として例えば軽油が入つており、低圧ポート7は
略大気圧に維持されている。高圧ポート5は、ア
キユームレータ51に導通している。アキユーム
レーター51には図示しない高圧ポンプやプレツ
シヤレギユレータ等を経て燃料タンク50の燃料
油が200気圧で供給されている。制御用ポート4
は噴射ノズル52に導入されている。噴射ノズル
52はノズルボデイ53とノズルニードル54と
によつて基本的に構成されているノズルコンプリ
ートとして公知のものであつて、図示しないノズ
ルホルダーによつて内燃機関例えばデイーゼルエ
ンジンに取り付けられている。制御用ポート4よ
り供給される油圧はこの噴射ノズル52のノズル
ニードル54の背圧として導入されており、この
油圧は大きい程ノズルニードル54がノズルボデ
イ53に設けられた噴口55を閉じる方向に作用
している。ノズルニードル54が噴口55を開け
る方向に作用する油圧は、アキユームレータ56
よりノズルボデイ53に設けられた燃料溜り57
へ導入されている。アキユームレータ56には図
示しない高圧ポンプやプレツシヤレギユレータ等
を経て燃料タンク50の燃料油が150気圧で供給
されている。噴射ノズル52が内燃機関に燃料を
供給すべきでない時期には、三方弁1の電歪式ア
クチエータ2には正電圧が印加されていないか、
又はわずかの負電圧が印加されており、電歪式ア
クチエータ2は縮小の状態にある。したがつてポ
ンプ室37は拡大された状態であり、バルブポペ
ツト17は高圧バルブユニツト11を開の状態に
している。同時にバルブポペツト26は、バルブ
ポペツト17からの作動力から解放されており、
コイルスプリング29の付勢力によつて低圧バル
ブユニツト12を閉の状態にしている。この時高
圧ポート5は制御用ポート4と導通しており、噴
射ノズル52のノズルニードル54の背圧として
アキユームレータ51から供給される200気圧が
作用するのでノズルニードル54は噴口55を閉
じている。 The low pressure port 7 of the three-way valve 1 communicates with the fuel tank 50. The fuel tank 50 contains, for example, light oil as diesel fuel, and the low pressure port 7 is maintained at approximately atmospheric pressure. The high pressure port 5 is connected to an accumulator 51 . Fuel oil from a fuel tank 50 is supplied to the accumulator 51 at 200 atmospheres via a high-pressure pump, a pressure regulator, etc. (not shown). Control port 4
is introduced into the injection nozzle 52. The injection nozzle 52 is of a type known as a complete nozzle, basically consisting of a nozzle body 53 and a nozzle needle 54, and is attached to an internal combustion engine, such as a diesel engine, by a nozzle holder (not shown). The oil pressure supplied from the control port 4 is introduced as a back pressure to the nozzle needle 54 of the injection nozzle 52, and the larger this oil pressure is, the more the nozzle needle 54 acts in the direction of closing the injection port 55 provided in the nozzle body 53. ing. The hydraulic pressure that acts in the direction in which the nozzle needle 54 opens the spout 55 is applied to the accumulator 56.
A fuel reservoir 57 provided in the nozzle body 53
has been introduced to. Fuel oil from the fuel tank 50 is supplied to the accumulator 56 at 150 atmospheres via a high pressure pump, a pressure regulator, etc. (not shown). When the injection nozzle 52 is not supposed to supply fuel to the internal combustion engine, is a positive voltage applied to the electrostrictive actuator 2 of the three-way valve 1?
Alternatively, a slight negative voltage is applied, and the electrostrictive actuator 2 is in a contracted state. The pump chamber 37 is therefore enlarged and the valve poppet 17 leaves the high-pressure valve unit 11 open. At the same time, the valve poppet 26 is released from the actuation force from the valve poppet 17.
The biasing force of the coil spring 29 closes the low pressure valve unit 12. At this time, the high pressure port 5 is in communication with the control port 4, and 200 atmospheres supplied from the accumulator 51 acts as back pressure on the nozzle needle 54 of the injection nozzle 52, so the nozzle needle 54 closes the injection port 55. There is.
噴口ノズル52が内燃機関に燃料を供給すべき
時期、例えばピストン位相が圧縮の上死点前10゜
クランク角となつた時に、三方弁1の電歪式アク
チエータ2には500Vの正電圧が印加される。こ
の瞬間に電歪式アクチエータ2は伸長し、ポンプ
室37は圧縮され、生成された高圧の油圧がバル
ブポペツト17に作用して高圧バルブユニツト1
1を閉じる。この高圧の油圧は絞り19′を介し
て油溜り22に逃げるが、高圧ポート5の油圧よ
りは低下することがないので閉弁を維持できる。
同時にバルブポペツト17はバルブポペツト26
の突出部27と当接してこれをコイルスプリング
29に逆つて押し下げて低圧バルブユニツト12
を開く。この時低圧ポート7は制御用ポート4と
導通し、噴射ノズル52のノズルニードル54の
背圧を取り除くので、ノズルニードル54は油溜
り57の油圧によりリフトして噴射口55を開
き、燃料を噴射して内燃機関に供給する。この燃
料噴射量は噴射ノズル52の開弁時間に比例する
ので、必要かつ適切な時間の経過後、例えば電歪
式アクチエータ2に500Vを印加して1.5msec後
に電歪式アクチエータ2に、−12Vの負電圧を印
加すると、ポンプ室37は拡大されて、高圧バル
ブユニツト11が開き、低圧バルブユニツト12
は閉じる。この時ポンプ室37には、絞り19′
を介して油溜り22の油の一部が吸入されるが、
貫通孔39がすぐ閉じられるので全く問題はな
い。これによつて噴射ノズル52は燃料の噴射を
停止する。 At the time when the injection nozzle 52 should supply fuel to the internal combustion engine, for example, when the piston phase is at a crank angle of 10 degrees before the compression top dead center, a positive voltage of 500 V is applied to the electrostrictive actuator 2 of the three-way valve 1. be done. At this moment, the electrostrictive actuator 2 expands, the pump chamber 37 is compressed, and the generated high-pressure hydraulic pressure acts on the valve poppet 17, causing the high-pressure valve unit 1
Close 1. Although this high-pressure oil pressure escapes to the oil reservoir 22 through the throttle 19', the oil pressure does not drop below the oil pressure of the high-pressure port 5, so that the valve can be kept closed.
At the same time, valve poppet 17 is replaced by valve poppet 26.
The low pressure valve unit 12 is pressed down against the coil spring 29 by contacting the protrusion 27 of the low pressure valve unit 12.
open. At this time, the low pressure port 7 is connected to the control port 4 to remove the back pressure of the nozzle needle 54 of the injection nozzle 52, so the nozzle needle 54 is lifted by the oil pressure in the oil reservoir 57, opens the injection port 55, and injects fuel. and supplied to the internal combustion engine. This amount of fuel injection is proportional to the valve opening time of the injection nozzle 52, so after a necessary and appropriate time elapses, for example, 500V is applied to the electrostrictive actuator 2 and 1.5 msec later, -12V is applied to the electrostrictive actuator 2. When a negative voltage is applied, the pump chamber 37 is expanded, the high pressure valve unit 11 opens, and the low pressure valve unit 12
closes. At this time, the pump chamber 37 has a throttle 19'.
A part of the oil in the oil sump 22 is sucked in through the
Since the through hole 39 is immediately closed, there is no problem at all. This causes the injection nozzle 52 to stop injecting fuel.
以上の作動における絞り19′の作用について
さらに説明すると、まず絞り19′が極めて小さ
い時(クリアランスで10μm以下)、もしくはシ
ールが良好で事実上絞りがない時は、ポンプ室3
7には作動流体を導入するための経路を必要と
し、しかもケーシングの熱膨張や予期しない微量
の洩れ等を補償するため常にポンプ室37の油量
を調整する必要がある。これに対し絞り19′は
適正な絞り(クリアランスで10〜50μm)となつ
ているので、電歪式アクチエータ2の伸長時に、
この絞り19′を介して高圧ポート5の油圧がポ
ンプ室37に導入されて、ポンプ室37内の油量
は常に正常に保たれる。 To further explain the function of the throttle 19' in the above operation, first, when the throttle 19' is extremely small (10 μm or less in clearance), or when the seal is good and there is virtually no throttle, the pump chamber
7 requires a path for introducing working fluid, and it is also necessary to constantly adjust the amount of oil in the pump chamber 37 to compensate for thermal expansion of the casing, unexpected small leakage, etc. On the other hand, since the aperture 19' is an appropriate aperture (10 to 50 μm in clearance), when the electrostrictive actuator 2 is extended,
The hydraulic pressure of the high pressure port 5 is introduced into the pump chamber 37 through this throttle 19', and the amount of oil in the pump chamber 37 is always maintained at a normal level.
なお上記実施例においては、制御用ポート4の
油圧は、噴射ノズル52のノズルニードル54に
対して直接背圧として作用しているが、実際の使
用に当つてはノズルニードル54よりも大径のピ
ストンに制御用ポート4の油圧を作用させ、この
ピストンの力をノズルニードル54に作用させた
方がより強大な力を得ることができる。この場
合、アキユームレータ51の油圧はアサユームレ
ータ56の油圧よりも必らずしも大きい必要はな
く、1個のアキユームレータを共通して用いるこ
とができる。 In the above embodiment, the hydraulic pressure of the control port 4 acts directly as back pressure on the nozzle needle 54 of the injection nozzle 52, but in actual use, the hydraulic pressure of the control port 4 acts directly on the nozzle needle 54, but in actual use, A stronger force can be obtained by applying the hydraulic pressure of the control port 4 to the piston and applying the force of the piston to the nozzle needle 54. In this case, the oil pressure of the accumulator 51 does not necessarily need to be greater than the oil pressure of the assortment generator 56, and one accumulator can be used in common.
また上記構成の三方弁は、噴射ノズル52の制
御のみならず、高圧を受けて往動し低圧によつて
復動するような、又はその逆の動作を行うような
あらゆる油圧機器の制御用として用いることがで
きる。 Furthermore, the three-way valve configured as described above can be used not only to control the injection nozzle 52, but also to control any hydraulic equipment that moves forward in response to high pressure and moves back in response to low pressure, or vice versa. Can be used.
しかしこの三方弁は油圧機器を往復動作の途中
で停止させるような制御には適当でない。 However, this three-way valve is not suitable for controlling hydraulic equipment to stop it in the middle of reciprocating motion.
また、上記実施例において、高圧ポート5と制
御用ポート4とを導通する通路が本発明の流体通
路に相当し、絞り19′が絞り通路に相当する。 Further, in the above embodiment, the passage connecting the high pressure port 5 and the control port 4 corresponds to the fluid passage of the present invention, and the throttle 19' corresponds to the throttle passage.
以上説明したように、本発明によれば、弁体の
閉弁時期を任意に制御することが可能であり、ま
た、ポンプ室への流体の供給を簡素な構成によつ
て実現可能であるという優れた効果を奏する。
As explained above, according to the present invention, it is possible to arbitrarily control the closing timing of the valve body, and the supply of fluid to the pump chamber can be realized with a simple configuration. It has excellent effects.
第1図は本発明の一実施例の縦断面図である。
1……三方弁、2……電歪式アクチエータ、3
……ポンプ、4……制御用ポート、5……高圧ポ
ート、6……弁体、7……低圧ポート、11……
高圧バルブユニツト、12……低圧バルブユニツ
ト、13……隔壁、16,28……バルブボデ
イ、17,26……バルブポペツト、19′……
絞り。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the present invention. 1... Three-way valve, 2... Electrostrictive actuator, 3
... Pump, 4 ... Control port, 5 ... High pressure port, 6 ... Valve body, 7 ... Low pressure port, 11 ...
High pressure valve unit, 12... Low pressure valve unit, 13... Partition wall, 16, 28... Valve body, 17, 26... Valve poppet, 19'...
Aperture.
Claims (1)
ユエータ2の伸縮に応じて内部容積が変化する圧
力室37と、 該圧力室37の内部容積の変化に応じて発生す
る流体圧力を端面に受けて、連通位置と遮断位置
との間を往復動する弁体17と、 該弁体17が遮断位置となつたとき弁体17に
よつて閉塞され、連通位置となつたとき弁体17
によつて開口される流体通路22と、 該流体通路22から分岐して、前記圧力室37
と連通する絞り通路19′とを備え、 該絞り通路19′は、少なくともその一部が前
記弁体17によつて形成され、前記弁体17が前
記連通位置となつたとき、前記弁体17によつて
形成される絞り通路19′が、前記弁体17の位
置変化によつて閉塞されるとともに、前記弁体1
7が前記遮断位置となつたとき、前記弁体17の
位置変化によつて開口されることを特徴とする電
歪式流体制御弁。[Scope of Claims] 1. An electrostrictive actuator 2; a pressure chamber 37 whose chamber is filled with fluid and whose internal volume changes in response to expansion and contraction of the electrostrictive actuator 2; and an interior of the pressure chamber 37. A valve body 17 that receives fluid pressure generated in response to a change in volume at its end face and reciprocates between a communicating position and a blocking position; Valve body 17 when closed and in communication position
a fluid passage 22 opened by the fluid passage 22; and a pressure chamber 37 branched from the fluid passage 22.
and a throttle passage 19' communicating with the valve body 17, at least a part of which is formed by the valve body 17, and when the valve body 17 is in the communicating position, the throttle passage 19' communicates with the valve body 17. The throttle passage 19' formed by the valve body 17 is closed by changing the position of the valve body 17, and
An electrostrictive fluid control valve characterized in that the electrostrictive fluid control valve is opened by changing the position of the valve body 17 when the valve body 7 is at the cutoff position.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20597283A JPS60101373A (en) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | Electrically distorting type three way valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20597283A JPS60101373A (en) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | Electrically distorting type three way valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60101373A JPS60101373A (en) | 1985-06-05 |
| JPH0375792B2 true JPH0375792B2 (en) | 1991-12-03 |
Family
ID=16515761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20597283A Granted JPS60101373A (en) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | Electrically distorting type three way valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60101373A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0680354B2 (en) * | 1985-11-13 | 1994-10-12 | カヤバ工業株式会社 | Switching valve |
-
1983
- 1983-11-04 JP JP20597283A patent/JPS60101373A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60101373A (en) | 1985-06-05 |
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