JPH10213040A - 燃料噴射装置の電磁計測バルブ - Google Patents

燃料噴射装置の電磁計測バルブ

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JPH10213040A JP9354787A JP35478797A JPH10213040A JP H10213040 A JPH10213040 A JP H10213040A JP 9354787 A JP9354787 A JP 9354787A JP 35478797 A JP35478797 A JP 35478797A JP H10213040 A JPH10213040 A JP H10213040A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電機子を高速に静止／停止位置に復帰／拘束
することができる簡単で高信頼性の計測バルブを提供す
る。 【解決手段】 計測バルブ２４は、放出導管４３を開閉
する球体４４と、心棒４７から切り離され、スリーブ４
８により心棒４７に沿ってスライドする電機子２７を制
御する電磁石２６と備える。心棒４７は、固定スリーブ
５３によりガイドされ、閉位置に球体４４を保持するよ
うに第一のバネ５２により押され、第二のバネ６１によ
り、電機子２７の肩部５０が、心棒４７に取り付けられ
たＣ型リング４９に対して軸方向に拘束される。スリー
ブ４８、５３の間に、心棒４７に沿ってスライドするブ
シュ６２が設けられ、その厚さが、スリーブ４８、５３
により軸方向の小さいクリアランスを形成するように較
正され、電機子２７の過移動を低減し、電機子２７の振
動を減衰させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射装置の電
磁計測バルブに関し、特に、内燃機関の燃料噴射装置の
電磁計測バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料噴射装置の電磁バルブは、通常、放
出導管を有するコントロールチャンバーを備え、放出導
管は、メインバネを用いた開閉部材により閉じられ、バ
ネにより作用される力に打ち勝つように電機子を動かす
電磁石を励磁することにより開かれる。周知のバルブに
おいて、電機子は、通常、固定ガイド内をスライドする
心棒に強固に連結される。
【０００３】放出導管が閉じられると、電機子及び心棒
の動力学的エネルギーは、バルブに対する開閉部材の衝
撃として散逸し、放出導管が開かれると、電機子及び心
棒の戻り行程の動力学的エネルギーは、ストッパーに対
する心棒の衝撃として散逸する。
【０００４】このような衝撃は、かなりの力を発生し、
その力は、電機子及び心棒の質量及び速度に比例し、非
常に短い衝撃期間に逆比例する。心棒の硬度のために、
バルブの球体及び本体は、かなりの反動を受け、噴射装
置が安定に動作するように電機子が動作することができ
ない。
【０００５】開閉行程における質量の反動を低減する一
つの提案は、電機子を心棒から離し、メインバネより弱
く、心棒の部材に対して電機子を押圧する第二のバネを
設けることである。他の周知のバルブにおいて、心棒
は、燃料が循環するチャンバーの中に収納されたフラン
ジを備え、そのチャンバー中でフランジの動きにより所
定量の乱流（turbulence）を発生させ、さらに反動を低
減している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな周知のバルブは、例えば、高速噴射エンジンで必要
とされるような、電機子の二つの連続動作の間に小間隔
を設けることができないという欠点がある。特に、この
ようなバルブは、主噴射の前に前噴射を必要とするエン
ジンに適していない。このような場合、事実、心棒の移
動に対する電機子の過移動により、電機子は、主噴射前
に静止位置に戻らない。
【０００７】本発明の目的は、従来のバルブの上記欠点
を解消して、電機子を高速に静止／停止位置に復帰／拘
束することができる上記タイプの簡単で高信頼性の計測
バルブを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に従う計測バルブ
は、コントロールチャンバーの放出導管の開閉部材と、
電機子を駆動し、中間部材を介して前記開閉部材を制御
する電磁石と、前記開閉部材を閉位置に保持するように
前記中間部材に作用する第一のバネと、前記第一のバネ
により生じる前記電機子の動きを拘束する停止手段とを
備え、前記電機子は、中間部材から切り離され、第二の
バネにより前記中間部材に対して静止位置に保持され、
前記停止手段は、前記開閉部材から独立し、前記中間部
材の移動に対する前記電機子の過移動を低減するように
配置され、前記電機子を静止位置に迅速に戻し、前記第
一及び第二のバネにより生じる前記電機子の反動を減衰
する。
【０００９】また、前記電機子は、実質的に一部にスリ
ーブを設けられた円板であり、前記中間部材は、前記円
盤と同軸で、前記スリーブがスライドする心棒であり、
前記停止手段は、厚みが較正され、前記電機子と固定ス
トッパーとの間を前記心棒上で自由にスライドするブシ
ュを少なくとも備える。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の実施の形態について説明する。図１の５は、例え
ば、ディーゼル内燃機関の燃料噴射装置を示し、一又は
それ以上の噴射用オリフィス１１で終端されるノズル９
に連結された中空の本体部６と、本体部６の内部をスラ
イドし、オリフィス１１を閉じるためのピン１２にプレ
ート１０により連結される制御ロッド８とを備える。
【００１１】本体部６は、通常の燃料供給ポンプに接続
される吸気部品１６を挿入される付加部１３を備え、さ
らに、ノズル９の噴射チャンバー１９に導管１７、１
８、２１を介して連通される孔１４（図２）を備え、ピ
ン１２は、チャンバー１９内の加圧された燃料が作用す
る肩部２２を備え、圧縮バネ２３は、ピン１２を下方に
加圧する。
【００１２】噴射装置５は、また、２４により全体が示
される計測バルブを備え、さらに、電機子２７（図２）
を制御する電磁石２６を備え、電磁石２６は、通常の電
気コイル２９を収納する環状磁気コア２８を備え、コア
２８は、コア２８に一体にされた放出部品３２と同軸
で、燃料タンクに接続された中央孔３１を備える。
【００１３】計測バルブ２４は、また、外部にねじ山を
有するリングナット３６により部品６の肩部に通常保持
されたフランジ３４を有する部品３３を備え、リングナ
ット３６は、部品６に形成された放出チャンバー３７の
ねじ山にねじ込まれ、電機子２７は、実質的に円板３８
を備え、円板３８は、スロット３９により複数の部分に
分けられ、スロット３９を通して、放出チャンバー３７
がコア２８の中央孔３１と連通する。
【００１４】バルブ２４の部品３３は、また、孔１４と
連通する吸気導管４２、及び放出チャンバー３７と連通
する放出導管４３を具備したアキシャルコントロールチ
ャンバーを備える。コントロールチャンバー４１の底部
は、ロッド８の上面により規定される。ロッド８の上面
は、肩部２２（図１）のそれと比較してより大きな面積
を有するため、燃料の圧力は、バネ２３に補助され、通
常、ノズル９のオリフィス１１を閉じるような位置にロ
ッド８を保持する。
【００１５】コントロールチャンバー４１の放出導管４
３は、通常、開閉部材となる球体４４により閉じられ、
球体４４は、導管４３との接触面により規定される円錐
状の座部に保持され、球体４４は、ガイド板４６により
ガイドされ、その上で円柱状の心棒４７からなる中間部
材が作動し、電機子２７は、心棒４７に沿って軸方向に
スライドするスリーブ４８を一部に備え、心棒４７は、
電機子２７の肩部５０と協働するＣ型リング４９を外挿
される溝を備え、電機子２７は、心棒４７から切り離さ
れる。
【００１６】心棒４７は、孔３１の中に所定長さだけ突
出し、孔３１の内部に収納された第一の圧縮バネ５２を
支持すると共に固定する小径部５１で終端され、心棒４
７は、軸方向の孔５６を備えるボトムフランジ５４を一
部に備える固定スリーブ５３の内部をスライドし、心棒
４７は、一体にされたフランジ５７を底部に備え、フラ
ンジ５４の底面に対して拘束される。
【００１７】フランジ５４は、リングナット３６により
ワッシャを介してバルブ２４の部品３３のフランジ３４
に押しつけられ、このワッシャは、心棒４７が所望の距
離だけ移動するように較正される。バネ５２は、電磁石
２６が励磁されていないとき、電機子２７が迅速に下方
に動き、ガイド板４６が球体４４を導管４３の閉位置に
保持するように、心棒４７を動かす。
【００１８】心棒４７のフランジ５７は、渦巻（swir
l）チャンバー５８の内部に収納され、フランジ５７
は、コントロールチャンバー４１から放出される燃料を
渦巻チャンバー５８内で圧縮したり、膨張させたりし、
スリーブ５３は、チャンバー５８の燃料が放出チャンバ
ー３７に孔５６を通して流入するように、リングナット
３６を用いてギャップ５９を形成する。
【００１９】圧縮コイルバネである第二のバネ６１が、
電機子２７とフランジ５４との間に設けられ、電機子２
７に作用し、肩部５０は、通常、心棒４７のリング４９
に対して保持される。電磁石２６が励磁されていないと
き、バネ５２は、心棒４７を下方に押し、球体４４は、
閉位置に戻され、心棒４７と共に、放出導管４３の上部
の座部の円錐面に保持される。心棒４７は、下方に動く
と、Ｃ型リング４９により電機子２７を下方に押し下げ
る。
【００２０】心棒４７が拘束されると、電機子２７は、
移動速度のために、下方に移動し続ける傾向があり、す
なわち、慣性力により過移動となり、心棒４７は、第二
のバネ６１により戻され、リング４９に肩部５０で拘束
される。
【００２１】本発明に従えば、静止位置に迅速に電機子
を戻すため、固定スリーブ５３と電機子２７のスリーブ
４８との間に、厚さが較正されたブシュ６２（図３）を
備える停止手段が備えられる。ブシュ６２は、非磁性材
料から作られ、心棒４７に簡単に組み込まれるようにＣ
型形状を有し、焼結等のいずれの金属材料から作られて
もよく、心棒４７自身により軸方向にガイドされ、電機
子２７の固定ストッパーを形成するスリーブ５３の端面
６３と電機子２７のスリーブ４８の端面６４との間に位
置する。
【００２２】ブシュ６２は、固定スリーブ５３の厚さと
実質的に等しい幅Ｌの矩形部を有し、ブシュ６２の厚さ
Ｓは、少なくとも幅Ｌに等しく、スリーブ５３、４８の
面６３、６４を用いて、電機子２７の所望の過移動に対
応した非常に小さい軸方向の全クリアランスＰを形成
し、その範囲は、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍであること
が好ましい。
【００２３】噴射装置は以下のように動作する。
【００２４】コイル２９が励磁されると（図２）、コア
２８は、電機子２７を引きつけ、肩部５０及びリング４
９により、バネ５２に対抗して上方に心棒４７を引き上
げる。心棒４７のフランジ５７は、チャンバー５８内に
乱流（turbulence）を発生させ、固定フランジ５４に対
する心棒４７のフランジ５７の拘束を緩衝する。次に、
電機子２７は、放出チャンバー３７の内部の燃料により
制動され、Ｃ型リング４９に対して肩部５０により拘束
される。従って、電機子２７と心棒４７とが切り離さ
れ、別々の二つの部品の動力学的エネルギーが吸収され
る。
【００２５】チャンバー４１内の燃料の圧力は、球体４
４を開位置に移動させ、チャンバー４１からタンク内に
燃料を放出する。チャンバー１９（図１）内の燃料の圧
力がロッド８の上面の残留圧力に勝り、ピン１２が上昇
し、オリフィス１１を通してチャンバー１９内の燃料が
噴射される。
【００２６】コイル２９が励磁されていないとき、バネ
５２は、心棒４７を押し下げ、リング４９により電機子
２７が押し下げられる。心棒４７の動力学的エネルギー
も、フランジ５７によりチャンバー５８内の燃料に形成
される乱流により部分的に散逸され、心棒４７、ガイド
板４６及び球体４４の衝撃が緩衝される。球体４４は、
放出導管４３を閉じ、加圧された燃料は、コントロール
チャンバー４１内の圧力を回復させ、ピン１２（図１）
は、オリフェス１１を閉じる。
【００２７】心棒４７が拘束されると、電機子２７は、
バネ６１に対抗する慣性力により下方に移動し続け、心
棒４７の移動に対して過移動し、閉位置に球体４４を移
動させる。従って、電機子２７は、ブシュ６２により拘
束され、ブシュを跳ね返らせ、バネ６１により振動され
る。しかしながら、過移動及び連続的な振動は、ブシュ
６２とスリーブ５３、４８の面６３、６４との間の小さ
いクリアランスＰに制限される。
【００２８】さらに、電機子２７の過移動中の動力学的
エネルギーは、ブシュ６２に部分的に伝達され、ブシュ
６２は、スリーブ５３の面６３で跳ね返り、その質量と
反比例する速度で振動し、電機子２７の動力学的エネル
ギーが大きく減少され、両方向の反動を迅速に減衰し、
電機子２７の前噴射動作と主噴射動作との間の間隔を大
きく低減する。
【００２９】従来のバルブと比較すると、本発明に従う
計測バルブ２４の有利な点は、上記の説明から明らかで
ある。特に、ブシュ６２は、リング４９に対して電機子
２７を迅速に拘束し、電機子２７の二つの連続動作間の
間隔を低減し、エンジン速度に一致した増加を与える。
【００３０】本発明の範囲を逸脱しない範囲で、上記及
び例示の計測バルブを変更することができることは明ら
かである。例えば、停止手段は、電機子２７の他の部分
を拘束するように配置されてもよいし、ストッパーであ
るブシュ６２は、所定の全クリアランスＰ、それ故、電
機子２７の所定の最大移動量を規定する二つ又はそれ以
上に分けられたリングにより置き換えられてもよい。
【００３１】さらに、第二のバネ６１は、板ばね、若し
くは一つ又はそれ以上の皿ワッシャにより置き換えられ
てもよいし、ブシュ６２は、また、渦巻チャンバーのな
い計測バルブに用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る計測バルブを備える
燃料噴射装置の一部断面側面図である。
【図２】図１に示す燃料噴射装置の計測バルブの一部断
面拡大図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【符号の説明】
２６ 電磁石 ２７ 電機子 ３８ 円板 ４１ コントロールチャンバー ４３ 放出導管 ４４ 球体 ４７ 心棒 ４８ スリーブ ５２ 第一のバネ ５３ 固定スリーブ ５４ フランジ ６１ 第二のバネ ６２ ブシュ ６３、６４ 端面

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コントロールチャンバーの放出導管の開
    閉部材と、電機子を駆動し、中間部材を介して前記開閉
    部材を制御する電磁石と、前記開閉部材を閉位置に保持
    するように前記中間部材に作用する第一のバネと、前記
    第一のバネにより生じる前記電機子の動きを拘束する停
    止手段とを備え、 前記電機子は、前記中間部材から切り離され、第二のバ
    ネにより前記中間部材に対して静止位置に保持され、 前記停止手段は、前記開閉部材から独立し、前記中間部
    材の移動に対する前記電機子の過移動を低減するように
    配置され、前記電機子を静止位置に迅速に戻し、前記第
    一及び第二のバネにより生じる前記電機子の反動を減衰
    する燃料噴射装置の計測バルブ。
  2. 【請求項２】 前記電機子は、前記中間部材によりガイ
    ドされ、 前記停止手段は、前記中間部材によりガイドされ、前記
    電機子と固定ストッパーとの間を自由に移動できる少な
    くとも一つの停止部材を備える請求項１記載の燃料噴射
    装置の計測バルブ。
  3. 【請求項３】 前記電機子は、一部にスリーブを設けら
    れた円板を備え、 前記中間部材は、前記円板と同軸の心棒であり、 前記スリーブは、前記心棒上をスライドし、 前記停止部材は、その厚さが較正され、前記心棒上をス
    ライドするブシュである請求項２記載の燃料噴射装置の
    計測バルブ。
  4. 【請求項４】 前記ブシュは、前記心棒に取り付けやす
    いＣ型形状を有する請求項３記載の燃料噴射装置の計測
    バルブ。
  5. 【請求項５】 前記心棒は、固定スリーブの内でスライ
    ドし、 前記固定ストッパーは、前記固定スリーブの端面である
    請求項３又は４記載の燃料噴射装置の計測バルブ。
  6. 【請求項６】 前記ブシュは、前記固定スリーブの端面
    と前記スリーブの端面との間に配置され、前記両端面に
    より０．０５〜０．１ｍｍの軸方向のクリアランスが形
    成されるような大きさにされる請求項５記載の燃料噴射
    装置の計測バルブ。
  7. 【請求項７】 前記ブシュは、前記固定スリーブの厚さ
    と実質的に等しい幅Ｌを有する矩形部を有し、 前記ブシュの較正された厚さＳは、少なくとも前記幅Ｌ
    に等しい請求項３から６のいずれかに記載の燃料噴射装
    置の計測バルブ。
  8. 【請求項８】 前記第二のバネは、前記円板と、前記固
    定スリーブに一体にされたフランジとの間に配置された
    圧縮コイルバネである請求項３から７のいずれかに記載
    の燃料噴射装置の計測バルブ。
  9. 【請求項９】 前記心棒は、前記コントロールチャンバ
    ーと、前記コントロールチャンバーから燃料を放出され
    る放出チャンバーとの間に配置される渦巻（swirl）チ
    ャンバーの中を移動可能なフランジを備える請求項１か
    ら８のいずれかに記載の燃料噴射装置の計測バルブ。
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