JPH0642371A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料噴射制御装置に用いるソレノイドバルブ
の弁体の摺動部分が、異なる部材にわたって形成される
場合、各部材に摺動中心のずれが生じても弁体のスムー
ズな動きを確保できるようにする。 【構成】 燃料噴射ポンプの高圧側と低圧側との連通状
態を調節するソレノイドバルブにおいて、弁体が摺動す
る異なる部材の互いに対峙する部分に、各部材の弁体の
摺動孔のずれを吸収する遊び機構を設け、弁体のスムー
ズな動きを確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
等に用いられる燃料噴射ポンプの噴射量制御装置、より
詳しくは、ポンプの高圧側と低圧側との間に設けられる
ソレノイドバルブにより噴射量を制御する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】噴射量制御装置として、従来、燃料噴射
ポンプの圧縮室に通じる高圧側と燃料導入口に通じる低
圧側との間にソレノイドバルブを設け、吸入行程時に高
圧側と低圧側とを連通して圧縮室に低圧側からの燃料を
導入し、圧縮行程時に高圧側と低圧側を遮断して圧縮室
内の燃料を噴射するようにしたものは公知である。

【０００３】本出願人によって開発されているこの種の
噴射量制御装置は、ソレノイドバルブを構成する弁体
が、構造上の都合から弁座の前後において異なる部材に
挿入され、その挿入された部分において摺動部が形成さ
れており、各摺動部においては、幾分のクリアランスは
あるものの、弁体が軸心方向にのみ動くようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ソレノ
イドバルブを構成する各構成部材の寸法誤差や組付け誤
差等によって、弁体が摺動する孔の中心が弁座の前後に
おいて一致しない場合があり、この場合、孔の中心のず
れが摺動部のクリアランスの範囲内であればさして問題
はないが、このクリアランスの範囲を越えてずれてしま
うと、弁体のスムーズな動きを妨げる不都合があった。

【０００５】これ対して、孔の中心のずれを摺動部のク
リアランスの範囲内に抑えるよう、組付け精度を高めれ
ばよいのであるが、組付け精度を確認する何らかの手段
が必要になると共に、作業労力が増大してしまう欠点が
ある。

【０００６】そこで、この発明においては、ソレノイド
バルブの弁体の摺動部分が異なる部材にわたって形成さ
れる場合、異なる各部材において弁体の摺動孔の中心が
ずれても、弁体のスムーズな動きを確保し、合わせて、
作業労力の低減を図ることができる燃料噴射制御装置を
提供することを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明の要
旨とするところは、燃料噴射ポンプの圧縮室に通じる高
圧側と低圧側との間に、該高圧側と低圧側との連通状態
を調節するソレノイドバルブを有し、このソレノイドバ
ルブは、弁座の前後において異なる部材に摺動自在に挿
入する弁体と、この弁体に固定されたアーマチュアと、
前記アーマチュアを通電時間に応じて吸引するソレノイ
ドと、このソレノイドの電磁力に抗して前記弁体を付勢
するリターンスプリングとを有して成り、前記弁体が摺
動する異なる部材の互いに対峙する部分に、前記異なる
部材の摺動孔のずれを吸収する遊び機構を設けたことに
ある。

【０００８】ここで、遊び機構は、弁体を例えば２つの
弁体部材によって形成し、弁体が摺動する異なる部材の
互いに対峙する部分において、それぞれの弁体部材を径
方向に相対的に可変できるよう連結し、弁体自体の軸心
をずらすものであっても、また、弁体の軸心を調節する
代わりに、弁体が挿入される部材の該弁体との摺動箇所
を径方向において可変できる構成としてもよい。

【０００９】

【作用】したがって、ソレノイドバルブの弁体が摺動す
る異なる部材を組付ける際に、部材の組付け誤差等によ
り、摺動孔の中心線がずれてしまい、弁体の動きに支障
をきたす虞れがあるが、本発明によれば、遊び機構によ
って弁体が摺動する摺動孔のずれが吸収されるので、組
付け精度を高めなくても弁体のスムーズな動きを確保す
ることができ、そのため、上記課題を達成することがで
きるのもである。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１１】図１において、燃料噴射装置は、例えばデ
ィーゼル機関の各気筒内に燃料を噴射供給するユニット
インジェクタ方式の噴射ポンプ１を有し、この噴射ポン
プ１は、プランジャバレル２の基部に形成されたシリン
ダ３にプランジャ４が摺動自在に挿入され、プランジャ
バレル２とプランジャ４とで囲まれた部分に圧縮室５が
形成されている。前記プランジャ４は、これに連結され
たタペット６とプランジャバレル２との間に介在された
スプリング７により、プランジャバレル２から遠ざかる
方向（図の右方向）に常時付勢されている。タペット６
は、図示しない機関の駆動軸に形成されたカムと当接し
ており、駆動軸が回転すると、前記スプリング７と協働
してプランジャ４を往復動させるようになっている。

【００１２】プランジャ４の先端には、ホルダ部８がホ
ルダナット９をもって組付けられ、このホルダ部８に
は、スペーサ１０を介してノズル１１がリテーニングナ
ット１２をもって連結されている。ホルダ部８には、ス
プリング収納室１３が形成され、このスプリング収納室
１３に収納されたノズルスプリング１４により、図示し
ないノズルの針弁を図中右方向に押圧するようになって
いる。ノズル１１は、その構造自体周知のもので、プラ
ンジャ先端の圧縮室５から所定圧以上の高圧燃料が吐出
孔１６、ホルダ部８に形成された連通孔１７、スペーサ
１０に形成されたバルブ通路１８及びノズル１１に供給
されると針弁が開かれ、ノズル先端に形成された噴孔か
ら燃料が噴射されるようになっている。

【００１３】圧縮室５への燃料の供給は、ソレノイドバ
ルブ２０により調節され、このソレノイドバルブ２０
は、図２にも示されるように、プランジャバレル２に設
けられた弁ハウシング２１の摺動孔１９に弁体２２を摺
動自在に挿入させ、弁ハウジング２１に弁体２２の中程
に設けられた弁頭部２３と当接する弁座２４を設け、弁
頭部２３を覆うように弁ハウジング２１にネジ止めされ
たヘッダ２５との間に弁頭部２３を収納するスピル室２
７が形成されている。

【００１４】ここで、弁体２２は、弁頭部が形成された
第１の弁体部材２２ａと、この第１の弁体部材２２ａに
連結された第２の弁体部材２２ｂとから構成されてい
る。より具体的に説明すれば、第１の弁体部材２２ａ
は、弁頭部２３からヘッダ側に延設された連結片２８を
有し、この連結片２８は、弁頭部２３に続いて形成され
た小径部２８ａと、この小径部２８ａの先端に一体に形
成された大径部２８ｂとから成り、これに対して、第２
の弁体部材２２ｂは、第１の弁体部材２２ａとの対向面
を含むように側方から切り欠かれた結合凹部２９を有
し、この結合凹部２９は、小径部２８ａを覆う浅い凹部
２９ａに、大径部２８ｂを挿嵌する深い凹部２９ｂが続
いて形成されて成り、前記連結片２８が第２の弁体部材
２２ｂと軸方向において係合し、径方向において幾分の
遊びを有して連結されている。

【００１５】また、第１の弁体部材２２ａは、弁ハウジ
ング２１のヘッダ２５と反対側にネジ止めされているホ
ルダ３０を挿通し、その先端にアーマチュア３１が螺合
されている。このホルダ３０には、スペーサ３２を介し
てソレノイド収納バレル３３がホルダナット３４により
組付けられており、前記アーマチュア３１は、ホルダ３
０とスペーサ３２との間に形成されたアーマチュア室３
５に収納され、スペーサ３２の取付孔３６を介してソレ
ノイド収納バレル３３に収納されたソレノイド３７と対
峙している。このソレノイド３７は、ステータ３８内に
コイル３９を収納して成り、ステータ３８の端面をスペ
ーサ３２の端面に揃えてある。前記ホルダ３０には、弁
体２２の側面に設けられたスプリング受け４０との間に
スプリング収納室４１が形成され、このスプリング収納
室４１に弁頭部２３を弁座２４から常時離反する方向へ
付勢するリターンスプリング４２が収納されている。し
たがって、ソレノイド３７への通電がある場合にのみ、
アーマチュア３１がリターンスプリング４２に抗してス
テータ３８に吸引され、弁頭部２３が弁座２４に着座す
るようになっている。

【００１６】また、第２の弁体部材２２ｂは、ヘッダ２
５に形成された摺動孔４３に摺動自在に挿入されてい
る。ヘッダ２５の摺動孔４３は、外方から調節栓４４で
気密良く閉塞されており、この調節栓４４により弁体２
２のストッパ４５が構成され、調節栓４４の螺合量を調
節することでソレノイドバルブ２０の最大開口量がアジ
ャストできるようになっている。

【００１７】しかして、弁体自体には、弁頭部２３の前
後、即ち、第１の弁体部材２２ａの弁ハウジング２１と
の接触部、および第２に弁体部材２２ｂのヘッダ２５と
の接触部において摺動部４６ａ，４６ｂが形成され、ま
た、前記第１の弁体部材２２ａと第２の弁体部材２２ｂ
との径方向の相対的なずれを許す遊び機構が形成されて
いる。

【００１８】弁体２２の弁頭部２３よりリターンスプリ
ング側の部位には、径を幾分小さくした環状凹部４７が
形成され、この環状凹部４７は、弁頭部２３が弁座２４
から離れているときに、高圧側と低圧側との間で燃料を
一方から他方ヘ導くための連通溝として機能している。

【００１９】また、燃料供給通路４８は、プランジャバ
レル２に形成され燃料導入口４８ａを有し、一端がシリ
ンダ３のプランジャ側面と常時臨む位置に形成された環
状溝４８ｃに開口する流入孔４８ｂ、一端が環状溝４８
ｃに開口し、他端がスピル室２７へ連通する供給通路４
８ｂ及び前記環状凹部４７に一端が接続され、他端が前
記圧縮室５に開口の供給通路４８ｃとより成り、前記ソ
レノイドバルブ３７にて通路４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、
４８ｄは低圧側となり、通路４８ｅは高圧側となる。

【００２０】燃料導入口４８ａから低圧側に流入された
燃料は、プランジャ４が上行する吸入行程時に高圧側へ
供給されて圧縮室５に導かれ、プランジャ４が下行する
圧縮行程時に弁頭部２３が弁座２４に着座すると、圧縮
室内で圧縮されてノズル１１から噴射される。また、圧
縮行程時に弁頭部２３が弁座２４から離反すると、高圧
側の燃料は環状凹部４７を介して逆に低圧側へリーク
し、噴射が終了するようになっている。

【００２１】尚、５２は、ヘッダ２５に穿設された燃料
出口路であり、図示しないオーバーフローバルブに接続
されて余剰低圧燃料を燃料タンクに戻している。また、
５３は高圧側の供給通路４８ｅを閉塞する盲栓である。

【００２２】さらに、前記摺動孔４３、第２の弁体部材
２２ｂ、及び調節栓４４で囲まれた部分にバランス室５
５が形成され、このバランス室５５とアーマチュア室３
５は連通路５６により連通されている。このため、弁体
２２の両端において等しい圧力がかかるので、弁体２２
のスムーズな動きが確保されると共に、高圧燃料が低圧
側に戻されても、スピル室２７とアーマチュア室３５は
直接連通されていないので、高周波の圧力波がアーマチ
ュア室３５に伝搬されず、圧力波の衝撃に伴うソレノイ
ド３７の損傷がなくなる。

【００２３】また、スピル室２７とアーマチュア室３５
との間の摺動部４６ａのクリアランスは、スピル室２７
とバランス室５５との間の摺動部４６ｂのクリアランス
より小さく設定され、摺動部４６ａの隙間を介して高圧
側からアーマチュア室３５へリークする燃料をできるだ
け少なくすると共に、摺動部４６ｂの隙間によるスピル
室２７とバランス室５５相互間の燃料の流動を、流通抵
抗が大きいながらも積極的に許している。しかして、弁
座２３が弁頭部２４に着座してソレノイドバルブ２０が
閉成する圧縮行程においては、摺動部４６ａの隙間をい
くら小さくしても、高圧側からアーマチュア室３５への
高圧余剰燃料のリークを避けられず、アーマチュア室内
の圧力が徐々に高まろうとするが、摺動部４６ｂのクリ
アランスは摺動部４６ａのクリアランスより大きく形成
されているので、アーマチュア室３５と連通路を介して
接続されているバランス室５５からスピル室２７へ圧力
が逃げ、アーマチュア室３５の高圧化を防いでいる。

【００２４】上記ソレノイド３７への通電は、コントロ
ールユニット６０により制御されるもので、このコント
ロールユニット６０は、Ａ／Ｄ変換器、マルチプレク
サ、マイクロコンピュータ、メモリ、駆動回路等により
構成され、エンジンの回転状態を検出する回転検出部６
１、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検
出するアクセル開度検出部６２、駆動軸に取り付けられ
て駆動軸が基準角度位置に達する毎にパルスを発生する
基準パルス発生部６３、針弁のリフトタイミングを検出
する針弁リフトセンサ６４等からの各信号を入力するよ
うになっている。そして、これらの信号に基づいて通電
開始および終了タイミング等が演算され、圧縮行程時に
おいてソレノイド３７へ必要時間通電し、ソレノイドバ
ルブ２０の閉弁期間を制御している。

【００２５】上記構成において、燃料噴射ポンプの吸入
行程においては、ソレノイド３５への通電がないためア
ーマチュア３１がリターンスプリング４２によってステ
ータ３８から離反し、同時に弁頭部２３が弁座２４から
離れ、燃料導入口５１から低圧側に導入された低圧燃料
が環状凹部４７を介して高圧側に導かれ、圧縮室５に供
給される。そして、圧縮行程においては、ソレノイド３
７への通電が開始されるので、アーマチュア３１がステ
ータ３８に吸引され、弁頭部２３が弁座２４に着座す
る。これにより、低圧側と高圧側との連通状態が遮断さ
れて圧縮室５内の燃料が圧縮され、ノズル１１から噴射
される。

【００２６】圧縮行程後期においては、ソレノイド３７
への通電がなくなるので、再び、弁頭部２３が弁座２４
から離れ、高圧側の高圧燃料が環状凹部４７を介して低
圧側へ戻され、高圧側の圧力が急に低下して噴射を終え
る。

【００２７】ところで、ソレノイドバルブの弁ハウジン
グ２１とヘッダ２５との組付けは、例えばネジ止めによ
るが、ヘッダ２５の組付け精度を極めて高めなければ、
摺動孔１９、４３の中心線がずれてしまう。摺動部４６
ａ，４６ｂのクリアランスの範囲内のずれであればさし
て問題はないが、クリアランスの範囲を越えて組付け誤
差が生じると、摺動部４６ａ，４６ｂにおいて過剰な摩
擦が生じ、弁体２２のスムーズな動きが損なわれる虞れ
がある。しかし、本発明においては、弁体２２が第１及
び第２の２つの弁体部材２２ａ，２２ｂで構成されてお
り、第１と第２の弁体部材２２ａ，２２ｂは、相対的に
径方向へのずれが許されているので、ヘッダ２５の取り
付け精度を高めなくても、軸心のずれを弁体２２自体に
よって吸収することができ、弁体２２の動きに支障をき
たすことがない。

【００２８】図３において、この発明に係る他の実施例
が示され、以下、前記実施例と同一構成箇所は同一番号
を付して説明を省略し、異なる点についてのみ説明す
る。

【００２９】この実施例においては、弁体２２は１つの
部材で構成され、遊び機構は、ヘッダ２５と弁ハウジン
グ２１とでスピル室２７に臨むスペーサ６５を挟持し、
このスペーサ６５に弁体ホルダ６６を径方向に幾分の遊
びを持たせて挿入することで構成され、この弁体ホルダ
６６の摺動孔４３には、弁体２２の先端が摺動自在に挿
入されている。弁体ホルダ６６とスペーサ６５との間の
遊びは、例えば、スペーサ６５の内径を弁体ホルダ６６
の挿入部の外径より０．４〜０．５ｍｍ大きくすること
で形成されており、この弁体ホルダ６６は、環状部材を
６７を介して螺合される螺合部材６８により軸方向への
動きが制限されている。螺合部材６８には、弁体２２の
先端と対峙するストッパー６９がボルト７０をもって固
定されており、ボルト７０の螺合量を調節することによ
り、螺合部材６８に対するストッパ６９の軸方向の相対
位置を調節できるようになっている。

【００３０】尚、燃料出口路５２は、スペーサ６５の縁
部に複数形成された通孔７５、及びヘッダの中央に形成
され、通孔７５と接続する開口部７１により構成されて
いる。

【００３１】また、ソレノイドバルブ２０の前記弁体２
２には、弁頭部２３を有する一端からアーマチュア３１
と接続する他端にかけて縦孔７２が形成され、この縦孔
のアーマチュア側は、アーマチュア３１を弁体２２に取
り付ける螺子孔となっており、アーマチュア３１の中央
に挿嵌されたネジ７３が螺合し閉塞されている。この縦
孔７２のネジ７３より手前には、スプリング収納室４１
に開口する横孔７４が形成され、スプリング収納室４１
は、連通路６５によってアーマチュア室３５に連通して
いる。しかして、縦孔７２、横孔７４、スプリング収納
室４１、及びホルダ３０と弁体２２との間の隙間によっ
て連通路５６が形成され、弁体２２、弁体ホルダ６６、
螺合部材６８、及びストッパ６９に囲まれて形成された
バランス室５５が、連通路５６を介してアーマチュア室
３５と連通している。

【００３２】ここで、スピル室２７とアーマチュア室３
５との間の摺動部４６ａのクリアランスは、スピル室２
７とバランス室５５との間の摺動部４６ｂのクリアラン
スより小さく設定され、前記実施例と同様、アーマチュ
ア室３５の高圧化を防いでいる。

【００３３】このような構成においても、ヘッダを組付
ける際に径方向のずれがあっても、弁体ホルダ６６とス
ペーサ６５との間の遊びによってずれが吸収されるもの
である。

【００３４】尚、上述の実施例においては、燃料噴射ポ
ンプ１としてユニットインジェクタを用いた場合を示し
たが、本発明にかかる制御は、分配型や列型等、噴射ポ
ンプの形式を問わず利用できるものである。

【００３５】

【発明の効果】以上、述べたように、この発明によれ
ば、ソレノイドバルブの弁体が摺動する各部材間におい
て、それぞれの部材の弁体の摺動孔のずれを吸収する遊
び機構を設けたので、弁体が摺動する各部材の組付け精
度を高めなくても、弁体のスムーズな動きが確保できる
ものである。また、組付け精度が要求されない分、作業
の簡易化が図れ、作業労力の低減を図ることができるメ
リットも有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃料噴射装置の実施例を示す概略
構成図である。

【図２】図１に係る燃料噴射装置のソレノイドバルブを
示す拡大断面図である。

【図３】ソレノイドバルブの他の実施例を示す拡大断面
図である。

【符号の説明】

１ 噴射ポンプ ５ 圧縮室 ２０ ソレノイドバルブ ２１ 弁ハウジング ２２ 弁体 ２４ 弁座 ２５ ヘッダ ３１ アーマチュア ３７ ソレノイド ４２ リターンスプリング ５１ 燃料導入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射ポンプの圧縮室に通じる高圧側
   と低圧側との間に、該高圧側と低圧側との連通状態を調
   節するソレノイドバルブを有し、このソレノイドバルブ
   は、弁座の前後において異なる部材の摺動孔に摺動自在
   に挿入する弁体と、この弁体に固定されたアーマチュア
   と、前記アーマチュアを通電時間に応じて吸引するソレ
   ノイドと、このソレノイドの電磁力に抗して前記弁体を
   付勢するリターンスプリングとを有して成り、前記弁体
   が摺動する異なる部材の互いに対峙する部分に、前記摺
   動孔のずれを吸収する遊び機構を設けたことを特徴とす
   る燃料噴射制御装置。