JP3568636B2 - ソレノイド駆動油圧制御弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は油圧制御弁に係り、特に内燃機関の燃料の噴射の噴射装置に適用するためのソレノイド駆動油圧制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のソレノイド駆動油圧制御弁の中には、例えば、特開平５−３３２２２０号公報に示されているように、バランスロッドを用いた油圧制御弁がある。該油圧制御弁の構成及び作動を図５に基づいて説明する。
油圧制御弁１００のホルダ１０１の下方には、公知のノズル１０２がリテーナ１０３により螺合され、ニードル１０５は、スプリングホルダ１０６を介してプレッシャスプリング１０７の力、及び、摺動自在でニードル１０５の径よりも大きくクリアランスが２〜３μｍのコマンドピストン１０８の上端に作用する燃料圧力により、着座方向へ付勢されている。
【０００３】
ホルダ１０１の内部に左右方向に形成されたガイド孔１１０の中を摺動することができるように、２〜３μｍのクリアランスを残して第１のバルブをなすアウタバルブ１１１が挿入されており、スプリング１１２により右方へ押されてアウタバルブシート１１３に着座している。アウタバルブ１１１内に設けられた孔をなす左方の中心孔１１５に、バルブシートをなすインナバルブシート１１６を有しクリアランスが２〜３μｍで摺動自在に嵌挿された第２のバルブをなすインナバルブ１１７が挿入され、燃料圧力により左方に押されるようになっている。また、右方の中心孔には摺動自在にインナバルブシート１１６と同径でクリアランスが２〜３μｍのバランスロッド１１８が収容され、燃料圧力により右方へ押されるようになっている。
【０００４】
高圧ポート１２０は、環状の高圧溝１２１、ホルダ１０１内のフューエルポート１２２、ノズル１０２内のフューエルポート１２３、油溜り１２５の順で噴孔１２６近傍まで連通している。また、高圧溝１２１はアウタバルブ１１１内の径方向のフューエルポート１２７、空間をなす軸方向のフューエルポート１２８にも連通しているので、図５のようにアウタバルブ１１１が右方へ動いてインナバルブシート１１６が離座している時には、コマンドピストン１０８の上端の背圧室１３０にも連通している。
【０００５】
プレッシャスプリング１０７が収容されているスプリング室１３１は、ポート１３２によりスプリング１１２が収容されると共にソレノイド１４１に臨んだアーマチャ部が収容されたアーマチャ室をなすスプリング室１３３に連通しており、さらにスプリング室１３３はポート１３５により、ドレーンポート１３６に連通している。また、アウタバルブ１１１内の環状の低圧溝１３７も、径方向のポート１３８、ホルダ１０１内の環状の低圧溝１４０の順にドレーンポート１３６に連通している。
【０００６】
次に、従来の油圧制御弁１００の作動を簡単に説明する。
図５の状態は、燃料噴射が停止している状態を示しており、燃料噴射開始時、ソレノイド１４１に通電すると、アウタバルブ１１１は左方へ吸引されてアウタバルブシート１１３から離座すると共に、インナバルブシート１１６に着座する。これによって背圧室１３０は、ドレーンポート１３６と連通して油圧が低下するため、ニードル１０５は、高圧ポート１２０に連通している油溜まり１２５の圧力によって上方に押上げられて噴孔１２６を開き、燃料の噴射が開始される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術である前記特開平５−３３２２２０号公報に示されている如きバランスロッド１１８を用いた油圧制御弁において、アクチュエータが電歪式アクチュエータの場合は問題は無いが、アクチュエータがソレノイド式の場合、ニードル１０５を閉弁しようとしてソレノイド１４１への通電を遮断すると、アウタバルブ１１１への油圧作用力は、インナバルブシート１１６の径とバランスロッド１１８の径が同径のため、バランスロッド１１８によって完全に相殺されるので、アウタバルブ１１１が閉弁するための力はスプリングのバネ力のみである。しかし、ソレノイド１４１への通電を停止しても、まだ残留磁気が残るため、該残留磁気が消滅するまでの時間は、逆に、ソレノイド１４１の磁力がバルブ１１１の開弁方向へと作用しているため、バルブ１１１の閉弁に大きな応答遅れが発生してしまい、微少な噴射量の調量が出来ないという問題が生じている。この問題は、例示した三方弁式油圧制御弁だけに限らず、同様なバランスロッドを用いた二方弁式油圧制御弁についても起こり得る問題である。
【０００８】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ソレノイドの残留磁気によるバルブの応答遅れを解消し、もって、微少な噴射量の調量を可能としたソレノイド駆動油圧制御弁を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を達成するために、
請求項１として、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、バルブがソレノイドによって吸引駆動されて制御ポートにかかる油圧を連通、遮断し、且つ、前記バルブを前記ソレノイドの吸引力とは逆方向に付勢するスプリングを有してなるソレノイド駆動油圧制御弁において、下部にバルブシート部を有する前記バルブに設けられた孔の中に、バランスロッドを摺動自在に嵌挿して設け、バランスロッドの下面と前記孔とによって形成される下部室と、該下部室と前記制御ポートとを連通する前記バルブに形成された連通路と、前記バランスロッドの下部に設けられたロッドシート部とを有し、前記バルブが離座し、前記バランスロッドの前記ロッドシート部が前記連通路の前記下部室の開口部に着座して前記下部室内を密閉して蓄圧室を形成することにより、前記バルブへの前記蓄圧室の油圧作用力がソレノイドの吸引力と逆方向に作用するようにしたことを特徴とするソレノイド駆動油圧制御弁；
請求項２として、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、バルブがソレノイドによって吸引駆動されて制御ポートにかかる油圧を連通、遮断し、且つ、前記バルブを前記ソレノイドの吸引力とは逆方向に付勢するスプリングを有してなるソレノイド駆動油圧制御弁において、下部にバルブシート部を有する前記バルブに設けられた孔の中に、バランスロッドを摺動自在に嵌挿して設け、バランスロッドの下面と前記孔とによって形成される下部室とを有し、前記ソレノイド下部で前記バルブ上部のアーマチャが収容されたアーマチャ室へ前記バランスロッドと前記バルブとのクリアランスから油圧を供給するとともに、前記アーマチャ室からドレーンへ連通する流路に調圧手段を設け、前記アーマチャ室内に残圧が生じるようにし、前記バルブのガイド径は、前記バランスロッドのガイド径よりも大きく設定され、その受圧面積差により前記調圧手段により生じた残圧が前記バルブへの油圧作用力がソレノイドの吸引力と逆方向に作用するようにしたことを特徴とするソレノイド駆動油圧制御弁；
請求項３として、前記ソレノイド駆動油圧制御弁は２方弁であることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載のソレノイド駆動油圧制御弁；
請求項４として、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、第１のバルブがソレノイドによって吸引駆動されて油圧を連通、遮断し、且つ、前記バルブを前記ソレノイドの吸引力とは逆方向に付勢するスプリングを有し、前記第１のバルブ内に設けられた孔の中に、前記第１のバルブに着座可能なバルブシートを有する第２のバルブを摺動自在に嵌挿して設け、前記孔の中に、前記第２のバルブに対して前記ソレノイドと反対側に空間を配して前記バルブシートと同径のバランスロッドを摺動自在に嵌挿して設けたソレノイド駆動油圧制御弁において、前記第１のバルブで前記ソレノイドに臨んだアーマチャが収容されたアーマチャ室へ前記第１のバルブと前記第２のバルブとのクリアランスから油圧を供給するとともに、前記第１のバルブのアーマチャ室と反対側の室にも前記第１のバルブと前記バランスロッドとのクリアランス油圧を供給して、前記第１のバルブに作用する油圧を相殺し、前記アーマチャ室からドレーンへ連通する流路に調圧手段を設けて前記アーマチャ室内に残圧が生じるようにしたことを特徴とするソレノイド駆動油圧制御弁；
請求項５として、前記調圧手段がポペット弁であることを特徴とする請求項２又は請求項４の何れかに記載のソレノイド駆動油圧制御弁；
請求項６として、前記調圧手段がオリフィスであることを特徴とする請求項２又は請求項４の何れかに記載のソレノイド駆動油圧制御弁、
という技術的手段を採用するものである。
【００１０】
【作用】
前記請求項１の構成によれば、バランスロッドのロッドシート部が連通路の下部室の開口部に着座して下部室内を密閉して蓄圧室を形成することにより、蓄圧室内の油圧がバルブにソレノイドの吸引力と逆方向に作用するため、ソレノイドの残留磁気がバルブの開弁力として働いてもそれを打ち消して、ソレノイドの残留磁気による応答遅れを大幅に低減できる。
【００１１】
前記請求項２の構成によれば、ソレノイド下部でバルブ上部のアーマチャが収容されたアーマチャ室からドレーンへ連通する流路に調圧手段を設け、アーマチャ室内に残圧が生じるようにすることにより、バルブとバランスロッドとの受圧面積差によりバルブへの油圧作用力がソレノイドの吸引力と逆方向に作用するため、ソレノイドの残留磁気がバルブの開弁力として働いてもそれを打ち消して、ソレノイドの残留磁気による応答遅れを大幅に低減できる。
【００１２】
前記請求項３の構成によれば、ソレノイド駆動油圧制御弁は２方弁であるから簡単な構成によりソレノイドの残留磁気による応答遅れを大幅に低減できる。
前記請求項４の構成によれば、第１のバルブで前記ソレノイドに臨んだアーマチャが収容されたアーマチャ室からドレーンへ連通する流路に調圧手段を設けて前記アーマチャ室内に残圧が生じるようにすることにより、バルブへの油圧作用力がソレノイドの吸引力と逆方向に作用するため、ソレノイドの残留磁気がバルブの開弁力として働いてもそれを打ち消して、ソレノイドの残留磁気による応答遅れを大幅に低減できる。
【００１３】
前記請求項５の構成によれば、前記調圧手段がポペット弁であるから比較的簡単な構成で精度の高い制御ができる。
前記請求項６の構成によれば、前記調圧手段がオリフィスであるから極めて簡単な構成で制御ができる。
【００１４】
【実施例】
図１は本発明の第１実施例としてのソレノイド駆動油圧制御弁をなす二方弁式油圧制御弁５０を内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。蓄圧式燃料噴射装置は、二方弁式油圧制御弁５０と従来例と同様の構成の燃料噴射部５１とからなる。燃料圧送ポンプ５２により圧送された高圧燃料は、リザーバ５４に蓄圧され、さらにエンジンに装着された燃料噴射装置に供給されるようになっている。
【００１５】
前記油圧制御弁５０のハウジング５３には、ドレーンをなす燃料タンク５５に連通するドレーンポート５６、及び燃料噴射部５１の背圧室５７に連通する制御ポート５８が設けられている。燃料圧送ポンプ５２からリザーバ５４に蓄圧された高圧燃料は、燃料噴射装置５１のニードル６０周辺にある油溜り６１へ導入蓄圧されると同時に、絞り６２を介して背圧室５７及び制御ポート５８へと導入されている。背圧室５７には高圧が作用しているため、ニードル６０は下降して通常は噴孔１２６を閉鎖している。前記油圧制御弁５０のハウジング５３内には、バルブ６３が上下方向に摺動自在に移動することができるように嵌挿され、上部に設けたスプリング６５により下方に押付けられて下部のバルブシート部６６で着座している。また、ハウジング５３の上方にはソレノイド６７が設置され、それに対向してアーマチャ室７２内にバルブ６３の一部分であるアーマチャ６４が設けられている。前記バルブ６３内には孔７９が設けられバランスロッド６８が上下方向に摺動自在に移動することができるように嵌挿されている。そして、制御ポート５８に導入された高圧燃料は、バルブ６３に形成された連通路７０を介してバランスロッド６８の下部室７１まで導入されている。従って、バランスロッド６８は、通常は、高い燃料圧によって上方に押上げられている。
【００１６】
このバランスロッド６８は、ロッドガイド部８０とロッドシート部８１を有している。
なお、二方弁式油圧制御弁５０と燃料噴射部５１は同軸上に一体に構成しても、配管により接続し、別体としてもかまわない。
図１の状態は噴射停止状態を示している。
【００１７】
この時、バルブ６３に働く作用力ＦＯ としては、図中下向きを正とすると、
【００１８】
【数１】
【００１９】
ｄｓ ：バルブシート径（バルブシート部６６の径）
ｄＲＧ：ロッドガイド径（ロッドガイド部８０の径）
ＰＯ ：制御ポート圧
ＦＳ ：スプリング力
なる作用力が働いている。
【００２０】
以上のような構成において、ソレノイド６７に通電すると、バルブ６３は吸引されて上方に移動するため、バルブ６３のバルブシート部６６は離座し、制御ポート５８とドレーンポート５６は連通して背圧室５７の圧力は降下する。このため、蓄圧された油溜り６１の燃料圧によりニードル６０は押上げられて噴孔１２６は開放される。その結果、油溜り６１及び噴孔の近傍の高圧燃料は該噴孔１２６から一気に噴出し、噴射を開始する。
【００２１】
この時、バランスロッド６８とバルブ６３はロッドシート部８１で着座し、バランスロッド６８とバルブ６３によって囲まれた閉じた空間である蓄圧室（２００）を下部室７１の中に形成する。
次に、噴射を停止しようとする時、ソレノイド６７への通電を停止すると、わずかの間ではあるが、残留磁気が残るため、バルブ６３には若干の残留磁気による吸引力（Ｆｒ ）が働く。
【００２２】
ロッドシート部８１により蓄圧室２００が形成されている時、バルブ６３に働く作用力としては、図中下向きを正とすると、
【００２３】
【数２】
【００２４】
ｄＲＧ：ロッドガイド径（ロッドガイド部８０の径）
ｄＲＳ：ロッドシート径（ロッドシート部８１のシート径）
ＰＡ ：蓄圧室圧
ＦＳ ：スプリング力
Ｆｒ ：残留磁気による吸引力
ここで、ロッドシート部８１とバルブ６３により形成された蓄圧室２００の圧力は、バルブ６３が離座し、制御ポート圧が低下しても、バルブ６３着座時の制御ポート圧（これは、リザーバ５４に蓄圧されている圧力と等しい）と等しいため、わずかな間働く残留磁気による吸引力Ｆｒ を打ち消してなお余りあるだけの十分な閉弁力（バルブ６３を押下げようとする力）を提供できるようにロッドシート径とロッドガイド径及びバルブシート径の組合わせを選択すればよい。
【００２５】
例えばロッドガイド径ｄＲＧ＝３ｍｍ、ロッドシート径ｄＲＳ＝２．９５ｍｍ、スプリング力ＦＳ ＝５ｋｇｆ、蓄圧室圧ＰＡ ＝２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ の時、
【００２６】
【数３】
【００２７】
となる。
このように、バルブ６３を下方に押下げる力が、例えば４．６ｋｇｆ発生し、その力がスプリング６５のバネ力５ｋｇｆに重畳されて９．６ｋｇｆの力がバルブ６３にかかるため、たとえソレノイド６７の残留磁気によるＦｒ が逆に作用しても、従来技術に比して、前記ソレノイド６７の残留磁気による応答遅れを大幅に低減することができる。
【００２８】
なお、図１の燃料噴射部５１はコマンドピストン１０８を有しているが、本発明のソレノイド駆動油圧制御弁５０の作用は、特にコマンドピストン１０８の有無に関係無く成立するものであるので、コマンドピストン１０８を除いた場合も同様の効果が得られる。
図２は本発明の第２実施例としての二方弁式油圧制御弁を内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。燃料圧送ポンプ１５２により圧送された高圧燃料は、リザーバ１５４に蓄圧され、さらにエンジンに装着された燃料噴射装置に供給されるようになっている。油圧制御弁１５０のハウジング１５３には、ドレーンをなす燃料タンク１５５に連通するドレーンポート１５６、及び背圧室１５７に連通する制御ポート１５８が設けられている。燃料圧送ポンプ１５２からリザーバ１５４に蓄圧された高圧燃料は、ニードル１６０周辺にある油溜り１６１へ導入蓄圧されると同時に、絞り１６２を介して背圧室１５７及び制御ポート１５８へと導入されている。背圧室１５７には高圧が作用しているため、ニードル１６０は下降して通常は噴孔２２６を閉鎖している。前記油圧制御弁１５０のハウジング１５３内には、バルブ１６３が上下方向に摺動自在に移動することができるように嵌挿され、上部に設けたスプリング１６５により下方に押付けられて、下部のバルブシート部１６６で着座している。また、ハウジング１５３の上方にはソレノイド１６７が設置され、それに対向してアーマチャ室１７２内にバルブ１６３の一部分であるアーマチャ１６４が設けられている。前記バルブ１６３内には、バランスロッド１６８が上下方向に摺動自在に移動することができるように嵌挿されている。そして、制御ポート１５８に導入された高圧燃料は、バルブ１６３に形成された連通路１７０を介してバランスロッド１６８の下部室１７１まで導入されている。従って、バランスロッド１６８は、通常は、高い燃料圧によって上部に押上げられている。
【００２９】
また、下部室１７１に導入された高圧燃料は、バランスロッド１６８とバルブ１６３との間の２〜３μｍのクリアランスを介してアーマチャ室１７２へと連通している。アーマチャ室１７２の出口には、調圧手段３０１が設けられ、ドレーンポート１５６と合流して燃料タンク１５５へと戻されている。
図２の状態は、噴射停止状態を示している。
【００３０】
この時、バルブ１６３への作用力を図中下向きを正としてみると、
【００３１】
【数４】
【００３２】
ｄＲＧ：ロッドガイド径（ロッドガイド部１８０の径）
ｄＶＳ：バルブシート径（バルブシート部１６６の径）
Ｐｆ ：噴射圧
ｄＶＧ：バルブガイド径（バルブガイド３０２の径）
Ｐｒ ：アーマチャ室の残圧
ＦＳ ：スプリング力
なる作用力が働いている。
【００３３】
以上のような構成において、ソレノイド１６７に通電すると、バルブ１６３は吸引されて上方に移動するため、バルブ１６３のバルブシート部１６６は離座し、制御ポート１５８とドレーンポート１５６は連通して背圧室１５７の圧力は降下する。このため、蓄圧された油溜り１６１の燃料圧によりニードル１６０は押上げられて噴孔２２６は開放される。その結果、油溜り１６１及び噴孔の近傍の高圧燃料は該噴孔から一気に噴出し、噴射を開始する。
【００３４】
この時、バルブシート部１６６が離座したことにより、制御ポート１５８はほとんど大気圧まで降下する。従って、バルブ１６３への作用力は同じく図中下向きを正として、
【００３５】
【数５】
【００３６】
となり、閉弁時のＦ１ の第１項が抜けた形となる。
ここで、例えばｄＲＧ＝３ｍｍ、ｄＶＧ＝６．５ｍｍ、Ｐｒ ＝１０ｋｇ／ｃｍ２ 、ＦＳ ＝８ｋｇｆの時、ｄＶＳ＝３．１４ｍｍを選べば、
Ｆ１ ＝９．３ｋｇｆ（Ｐｆ ＝２００ｋｇ／ｃｍ２ の時）；２．７ｋｇｆ（Ｐｆ ＝１２００ｋｇｆ／ｃｍ２ のとき）、
Ｆ２ ＝１０．６ｋｇｆ
となる。
【００３７】
噴射を停止しようとソレノイド１６７への通電を停止して、残留磁気による吸引力Ｆｒ がＦ２ （＝１０．６ｋｇｆ）と逆向きに働いたとしても、スプリング力ＦＳ （＝８ｋｇｆ）のみの時よりも、２．６ｋｇｆ閉弁力を高めることができるため、速やかにバルブ１６３が閉弁できる。
従って、第１の実施例と同様に、前記ソレノイド１６７の残留磁気による応答遅れを大幅に低減することができる。
【００３８】
さらに、この第２実施例において特徴的なこととしては、Ｆ１ の第１項の開弁アシスト方向へ働く力を例示のごとく適切に選べば、閉弁力は常時効果的に作用させることができ、しかも、高噴射圧側で、開弁アシストがより強く作用する。従って、閉弁応答を改善できると共に、高噴射圧側で、よりバルブを開弁するための力が少なくて済むことになり、制御性が向上する。
【００３９】
図２においては調圧手段３０１を油圧制御弁１５０と別体のごとく示してあるが、ハウジング１５３へ組み込んでも作用にかわりはない。
また、アーマチャ室１７２の残圧Ｐｒ は１０ｋｇ／ｃｍ２ としてあるが、これは特に１０ｋｇ／ｃｍ２ でなくても良く、噴射圧Ｐｆ が可変できるような燃料圧送ポンプを用いる場合には、噴射圧に連動して残圧を可変してもよい。
【００４０】
また、ここでは調圧手段３０１をポペット弁にして示してあるが、アーマチャ室に残圧を残す手段として、絞りとなるオリフィスを用いてもよい。
図３は図５に従来例として示された三方弁式油圧制御弁に、本発明での調圧手段５００を付加した本発明の第３実施例のソレノイド駆動油圧制御弁を、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。第２実施例において示した調圧手段３０１に相当する調圧手段５００を、ソレノイド１４１に臨んだアーマチャ部が収容されたアーマチャ室１３３からドレーンへ連通する流路に設けて、三方弁式油圧制御弁に適用しており、アーマチャ室１３３に残圧を残し、スプリング１１２の作用力を助ける。
【００４１】
効果としては、第２実施例と同様である。
本発明の第４実施例を図４に示す。図中６００は第２実施例において示した調圧手段３０１に相当する調圧手段である。これ以外の構成は第１実施例と同様である。すなわち、第４実施例は第１実施例と第２実施例とを組合わせた例であり、第１実施例と同一の構成を同一の符号で示す。６００は具体的にはポペット弁や絞り等の調圧手段を示す。
【００４２】
効果としては、それぞれの実施例で示したことが相乗されて現れ、最も効果が高い。
噴射停止時のバルブ６３への作用力としては、第２実施例のＦ１ と同様の式となる。
また、噴射中の作用力Ｆ３ としては第１実施例のＦＣ からＦｒ を除いた分、
【００４３】
【数６】
【００４４】
に第２実施例のＦ２ の第１項である
【００４５】
【数７】
【００４６】
をたし合わせたものとなる。
従って、
ｄＲＧ＝３ｍｍ、ｄＶＧ＝６．５ｍｍ、ｄＶＳ＝３．１４ｍｍ、ＦＳ ＝８ｋｇｆ、Ｐｆ ＝１２００ｋｇｆ／ｃｍ２ の時、
Ｆ１ ＝２．７８ｋｇｆ
【００４７】
【数８】
【００４８】
となり、大きな閉弁力を得ることができる。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１から６のソレノイド駆動油圧制御弁においては、バルブへの油圧作用力が、ソレノイドの吸引力とは逆方向に作用するようにロッドガイド径、ロッドシート径、バルブシート径及びバルブガイド径を各々選定しているので、ソレノイドの通電停止後、残留磁気によるバルブの吸引力に対して、スプリングのバネ力と前記油圧作用力との合力が打勝って、バルブは迅速に下方へ移動するため、ソレノイドの残留磁気による応答遅れを大幅に低減することができ、従って、微少な噴射量まで高精度の調量を可能とすることができる。また、前記油圧作用力をソレノイドの残留磁気による吸引力と相殺できる程度に必要最小限にとどめているので、バランスロッドを使用しない構成のバルブを用いた油圧制御弁とは異なり、ソレノイドの大型化も同時に回避させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例としてのソレノイド駆動油圧制御弁をなす二方弁式油圧制御弁を内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例としての二方弁式油圧制御弁を内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。
【図３】図５に従来例として示される三方弁式油圧制御弁に、本発明での調圧手段を付加した本発明の第３実施例のソレノイド駆動油圧制御弁を、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施例のソレノイド駆動油圧制御弁を、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。
【図５】従来のソレノイド駆動油圧制御弁を、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
５０、１５０ ソレノイド駆動油圧制御弁
５８、１５８ 制御ポート
６３、１６３ バルブ
６５、１６５、１１２ スプリング
６６ バルブシート部
６７、１４１、１６７ ソレノイド
６８、１１８ バランスロッド
７０ 連通路
７１ 下部室
７９、１１５ 孔
８１ ロッドシート部
１１１ 第１のバルブ
１１６ バルブシート
１１７ 第２のバルブ
１２８ 空間
１３３、１７２ アーマチャ室
１３６、１５５ ドレーン（ドレーンポート、燃料タンク）
１６４ アーマチャ
２００ 蓄圧室
３０１、５００、６００ 調圧手段（ポペット弁、オリフィス）
【産業上の利用分野】
本発明は油圧制御弁に係り、特に内燃機関の燃料の噴射の噴射装置に適用するためのソレノイド駆動油圧制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のソレノイド駆動油圧制御弁の中には、例えば、特開平５−３３２２２０号公報に示されているように、バランスロッドを用いた油圧制御弁がある。該油圧制御弁の構成及び作動を図５に基づいて説明する。
油圧制御弁１００のホルダ１０１の下方には、公知のノズル１０２がリテーナ１０３により螺合され、ニードル１０５は、スプリングホルダ１０６を介してプレッシャスプリング１０７の力、及び、摺動自在でニードル１０５の径よりも大きくクリアランスが２〜３μｍのコマンドピストン１０８の上端に作用する燃料圧力により、着座方向へ付勢されている。
【０００３】
ホルダ１０１の内部に左右方向に形成されたガイド孔１１０の中を摺動することができるように、２〜３μｍのクリアランスを残して第１のバルブをなすアウタバルブ１１１が挿入されており、スプリング１１２により右方へ押されてアウタバルブシート１１３に着座している。アウタバルブ１１１内に設けられた孔をなす左方の中心孔１１５に、バルブシートをなすインナバルブシート１１６を有しクリアランスが２〜３μｍで摺動自在に嵌挿された第２のバルブをなすインナバルブ１１７が挿入され、燃料圧力により左方に押されるようになっている。また、右方の中心孔には摺動自在にインナバルブシート１１６と同径でクリアランスが２〜３μｍのバランスロッド１１８が収容され、燃料圧力により右方へ押されるようになっている。
【０００４】
高圧ポート１２０は、環状の高圧溝１２１、ホルダ１０１内のフューエルポート１２２、ノズル１０２内のフューエルポート１２３、油溜り１２５の順で噴孔１２６近傍まで連通している。また、高圧溝１２１はアウタバルブ１１１内の径方向のフューエルポート１２７、空間をなす軸方向のフューエルポート１２８にも連通しているので、図５のようにアウタバルブ１１１が右方へ動いてインナバルブシート１１６が離座している時には、コマンドピストン１０８の上端の背圧室１３０にも連通している。
【０００５】
プレッシャスプリング１０７が収容されているスプリング室１３１は、ポート１３２によりスプリング１１２が収容されると共にソレノイド１４１に臨んだアーマチャ部が収容されたアーマチャ室をなすスプリング室１３３に連通しており、さらにスプリング室１３３はポート１３５により、ドレーンポート１３６に連通している。また、アウタバルブ１１１内の環状の低圧溝１３７も、径方向のポート１３８、ホルダ１０１内の環状の低圧溝１４０の順にドレーンポート１３６に連通している。
【０００６】
次に、従来の油圧制御弁１００の作動を簡単に説明する。
図５の状態は、燃料噴射が停止している状態を示しており、燃料噴射開始時、ソレノイド１４１に通電すると、アウタバルブ１１１は左方へ吸引されてアウタバルブシート１１３から離座すると共に、インナバルブシート１１６に着座する。これによって背圧室１３０は、ドレーンポート１３６と連通して油圧が低下するため、ニードル１０５は、高圧ポート１２０に連通している油溜まり１２５の圧力によって上方に押上げられて噴孔１２６を開き、燃料の噴射が開始される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術である前記特開平５−３３２２２０号公報に示されている如きバランスロッド１１８を用いた油圧制御弁において、アクチュエータが電歪式アクチュエータの場合は問題は無いが、アクチュエータがソレノイド式の場合、ニードル１０５を閉弁しようとしてソレノイド１４１への通電を遮断すると、アウタバルブ１１１への油圧作用力は、インナバルブシート１１６の径とバランスロッド１１８の径が同径のため、バランスロッド１１８によって完全に相殺されるので、アウタバルブ１１１が閉弁するための力はスプリングのバネ力のみである。しかし、ソレノイド１４１への通電を停止しても、まだ残留磁気が残るため、該残留磁気が消滅するまでの時間は、逆に、ソレノイド１４１の磁力がバルブ１１１の開弁方向へと作用しているため、バルブ１１１の閉弁に大きな応答遅れが発生してしまい、微少な噴射量の調量が出来ないという問題が生じている。この問題は、例示した三方弁式油圧制御弁だけに限らず、同様なバランスロッドを用いた二方弁式油圧制御弁についても起こり得る問題である。
【０００８】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ソレノイドの残留磁気によるバルブの応答遅れを解消し、もって、微少な噴射量の調量を可能としたソレノイド駆動油圧制御弁を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を達成するために、
請求項１として、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、バルブがソレノイドによって吸引駆動されて制御ポートにかかる油圧を連通、遮断し、且つ、前記バルブを前記ソレノイドの吸引力とは逆方向に付勢するスプリングを有してなるソレノイド駆動油圧制御弁において、下部にバルブシート部を有する前記バルブに設けられた孔の中に、バランスロッドを摺動自在に嵌挿して設け、バランスロッドの下面と前記孔とによって形成される下部室と、該下部室と前記制御ポートとを連通する前記バルブに形成された連通路と、前記バランスロッドの下部に設けられたロッドシート部とを有し、前記バルブが離座し、前記バランスロッドの前記ロッドシート部が前記連通路の前記下部室の開口部に着座して前記下部室内を密閉して蓄圧室を形成することにより、前記バルブへの前記蓄圧室の油圧作用力がソレノイドの吸引力と逆方向に作用するようにしたことを特徴とするソレノイド駆動油圧制御弁；
請求項２として、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、バルブがソレノイドによって吸引駆動されて制御ポートにかかる油圧を連通、遮断し、且つ、前記バルブを前記ソレノイドの吸引力とは逆方向に付勢するスプリングを有してなるソレノイド駆動油圧制御弁において、下部にバルブシート部を有する前記バルブに設けられた孔の中に、バランスロッドを摺動自在に嵌挿して設け、バランスロッドの下面と前記孔とによって形成される下部室とを有し、前記ソレノイド下部で前記バルブ上部のアーマチャが収容されたアーマチャ室へ前記バランスロッドと前記バルブとのクリアランスから油圧を供給するとともに、前記アーマチャ室からドレーンへ連通する流路に調圧手段を設け、前記アーマチャ室内に残圧が生じるようにし、前記バルブのガイド径は、前記バランスロッドのガイド径よりも大きく設定され、その受圧面積差により前記調圧手段により生じた残圧が前記バルブへの油圧作用力がソレノイドの吸引力と逆方向に作用するようにしたことを特徴とするソレノイド駆動油圧制御弁；
請求項３として、前記ソレノイド駆動油圧制御弁は２方弁であることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載のソレノイド駆動油圧制御弁；
請求項４として、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、第１のバルブがソレノイドによって吸引駆動されて油圧を連通、遮断し、且つ、前記バルブを前記ソレノイドの吸引力とは逆方向に付勢するスプリングを有し、前記第１のバルブ内に設けられた孔の中に、前記第１のバルブに着座可能なバルブシートを有する第２のバルブを摺動自在に嵌挿して設け、前記孔の中に、前記第２のバルブに対して前記ソレノイドと反対側に空間を配して前記バルブシートと同径のバランスロッドを摺動自在に嵌挿して設けたソレノイド駆動油圧制御弁において、前記第１のバルブで前記ソレノイドに臨んだアーマチャが収容されたアーマチャ室へ前記第１のバルブと前記第２のバルブとのクリアランスから油圧を供給するとともに、前記第１のバルブのアーマチャ室と反対側の室にも前記第１のバルブと前記バランスロッドとのクリアランス油圧を供給して、前記第１のバルブに作用する油圧を相殺し、前記アーマチャ室からドレーンへ連通する流路に調圧手段を設けて前記アーマチャ室内に残圧が生じるようにしたことを特徴とするソレノイド駆動油圧制御弁；
請求項５として、前記調圧手段がポペット弁であることを特徴とする請求項２又は請求項４の何れかに記載のソレノイド駆動油圧制御弁；
請求項６として、前記調圧手段がオリフィスであることを特徴とする請求項２又は請求項４の何れかに記載のソレノイド駆動油圧制御弁、
という技術的手段を採用するものである。
【００１０】
【作用】
前記請求項１の構成によれば、バランスロッドのロッドシート部が連通路の下部室の開口部に着座して下部室内を密閉して蓄圧室を形成することにより、蓄圧室内の油圧がバルブにソレノイドの吸引力と逆方向に作用するため、ソレノイドの残留磁気がバルブの開弁力として働いてもそれを打ち消して、ソレノイドの残留磁気による応答遅れを大幅に低減できる。
【００１１】
前記請求項２の構成によれば、ソレノイド下部でバルブ上部のアーマチャが収容されたアーマチャ室からドレーンへ連通する流路に調圧手段を設け、アーマチャ室内に残圧が生じるようにすることにより、バルブとバランスロッドとの受圧面積差によりバルブへの油圧作用力がソレノイドの吸引力と逆方向に作用するため、ソレノイドの残留磁気がバルブの開弁力として働いてもそれを打ち消して、ソレノイドの残留磁気による応答遅れを大幅に低減できる。
【００１２】
前記請求項３の構成によれば、ソレノイド駆動油圧制御弁は２方弁であるから簡単な構成によりソレノイドの残留磁気による応答遅れを大幅に低減できる。
前記請求項４の構成によれば、第１のバルブで前記ソレノイドに臨んだアーマチャが収容されたアーマチャ室からドレーンへ連通する流路に調圧手段を設けて前記アーマチャ室内に残圧が生じるようにすることにより、バルブへの油圧作用力がソレノイドの吸引力と逆方向に作用するため、ソレノイドの残留磁気がバルブの開弁力として働いてもそれを打ち消して、ソレノイドの残留磁気による応答遅れを大幅に低減できる。
【００１３】
前記請求項５の構成によれば、前記調圧手段がポペット弁であるから比較的簡単な構成で精度の高い制御ができる。
前記請求項６の構成によれば、前記調圧手段がオリフィスであるから極めて簡単な構成で制御ができる。
【００１４】
【実施例】
図１は本発明の第１実施例としてのソレノイド駆動油圧制御弁をなす二方弁式油圧制御弁５０を内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。蓄圧式燃料噴射装置は、二方弁式油圧制御弁５０と従来例と同様の構成の燃料噴射部５１とからなる。燃料圧送ポンプ５２により圧送された高圧燃料は、リザーバ５４に蓄圧され、さらにエンジンに装着された燃料噴射装置に供給されるようになっている。
【００１５】
前記油圧制御弁５０のハウジング５３には、ドレーンをなす燃料タンク５５に連通するドレーンポート５６、及び燃料噴射部５１の背圧室５７に連通する制御ポート５８が設けられている。燃料圧送ポンプ５２からリザーバ５４に蓄圧された高圧燃料は、燃料噴射装置５１のニードル６０周辺にある油溜り６１へ導入蓄圧されると同時に、絞り６２を介して背圧室５７及び制御ポート５８へと導入されている。背圧室５７には高圧が作用しているため、ニードル６０は下降して通常は噴孔１２６を閉鎖している。前記油圧制御弁５０のハウジング５３内には、バルブ６３が上下方向に摺動自在に移動することができるように嵌挿され、上部に設けたスプリング６５により下方に押付けられて下部のバルブシート部６６で着座している。また、ハウジング５３の上方にはソレノイド６７が設置され、それに対向してアーマチャ室７２内にバルブ６３の一部分であるアーマチャ６４が設けられている。前記バルブ６３内には孔７９が設けられバランスロッド６８が上下方向に摺動自在に移動することができるように嵌挿されている。そして、制御ポート５８に導入された高圧燃料は、バルブ６３に形成された連通路７０を介してバランスロッド６８の下部室７１まで導入されている。従って、バランスロッド６８は、通常は、高い燃料圧によって上方に押上げられている。
【００１６】
このバランスロッド６８は、ロッドガイド部８０とロッドシート部８１を有している。
なお、二方弁式油圧制御弁５０と燃料噴射部５１は同軸上に一体に構成しても、配管により接続し、別体としてもかまわない。
図１の状態は噴射停止状態を示している。
【００１７】
この時、バルブ６３に働く作用力ＦＯ としては、図中下向きを正とすると、
【００１８】
【数１】
ｄｓ ：バルブシート径（バルブシート部６６の径）
ｄＲＧ：ロッドガイド径（ロッドガイド部８０の径）
ＰＯ ：制御ポート圧
ＦＳ ：スプリング力
なる作用力が働いている。
【００２０】
以上のような構成において、ソレノイド６７に通電すると、バルブ６３は吸引されて上方に移動するため、バルブ６３のバルブシート部６６は離座し、制御ポート５８とドレーンポート５６は連通して背圧室５７の圧力は降下する。このため、蓄圧された油溜り６１の燃料圧によりニードル６０は押上げられて噴孔１２６は開放される。その結果、油溜り６１及び噴孔の近傍の高圧燃料は該噴孔１２６から一気に噴出し、噴射を開始する。
【００２１】
この時、バランスロッド６８とバルブ６３はロッドシート部８１で着座し、バランスロッド６８とバルブ６３によって囲まれた閉じた空間である蓄圧室（２００）を下部室７１の中に形成する。
次に、噴射を停止しようとする時、ソレノイド６７への通電を停止すると、わずかの間ではあるが、残留磁気が残るため、バルブ６３には若干の残留磁気による吸引力（Ｆｒ ）が働く。
【００２２】
ロッドシート部８１により蓄圧室２００が形成されている時、バルブ６３に働く作用力としては、図中下向きを正とすると、
【００２３】
【数２】
ｄＲＧ：ロッドガイド径（ロッドガイド部８０の径）
ｄＲＳ：ロッドシート径（ロッドシート部８１のシート径）
ＰＡ ：蓄圧室圧
ＦＳ ：スプリング力
Ｆｒ ：残留磁気による吸引力
ここで、ロッドシート部８１とバルブ６３により形成された蓄圧室２００の圧力は、バルブ６３が離座し、制御ポート圧が低下しても、バルブ６３着座時の制御ポート圧（これは、リザーバ５４に蓄圧されている圧力と等しい）と等しいため、わずかな間働く残留磁気による吸引力Ｆｒ を打ち消してなお余りあるだけの十分な閉弁力（バルブ６３を押下げようとする力）を提供できるようにロッドシート径とロッドガイド径及びバルブシート径の組合わせを選択すればよい。
【００２５】
例えばロッドガイド径ｄＲＧ＝３ｍｍ、ロッドシート径ｄＲＳ＝２．９５ｍｍ、スプリング力ＦＳ ＝５ｋｇｆ、蓄圧室圧ＰＡ ＝２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ の時、
【００２６】
【数３】
となる。
このように、バルブ６３を下方に押下げる力が、例えば４．６ｋｇｆ発生し、その力がスプリング６５のバネ力５ｋｇｆに重畳されて９．６ｋｇｆの力がバルブ６３にかかるため、たとえソレノイド６７の残留磁気によるＦｒ が逆に作用しても、従来技術に比して、前記ソレノイド６７の残留磁気による応答遅れを大幅に低減することができる。
【００２８】
なお、図１の燃料噴射部５１はコマンドピストン１０８を有しているが、本発明のソレノイド駆動油圧制御弁５０の作用は、特にコマンドピストン１０８の有無に関係無く成立するものであるので、コマンドピストン１０８を除いた場合も同様の効果が得られる。
図２は本発明の第２実施例としての二方弁式油圧制御弁を内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。燃料圧送ポンプ１５２により圧送された高圧燃料は、リザーバ１５４に蓄圧され、さらにエンジンに装着された燃料噴射装置に供給されるようになっている。油圧制御弁１５０のハウジング１５３には、ドレーンをなす燃料タンク１５５に連通するドレーンポート１５６、及び背圧室１５７に連通する制御ポート１５８が設けられている。燃料圧送ポンプ１５２からリザーバ１５４に蓄圧された高圧燃料は、ニードル１６０周辺にある油溜り１６１へ導入蓄圧されると同時に、絞り１６２を介して背圧室１５７及び制御ポート１５８へと導入されている。背圧室１５７には高圧が作用しているため、ニードル１６０は下降して通常は噴孔２２６を閉鎖している。前記油圧制御弁１５０のハウジング１５３内には、バルブ１６３が上下方向に摺動自在に移動することができるように嵌挿され、上部に設けたスプリング１６５により下方に押付けられて、下部のバルブシート部１６６で着座している。また、ハウジング１５３の上方にはソレノイド１６７が設置され、それに対向してアーマチャ室１７２内にバルブ１６３の一部分であるアーマチャ１６４が設けられている。前記バルブ１６３内には、バランスロッド１６８が上下方向に摺動自在に移動することができるように嵌挿されている。そして、制御ポート１５８に導入された高圧燃料は、バルブ１６３に形成された連通路１７０を介してバランスロッド１６８の下部室１７１まで導入されている。従って、バランスロッド１６８は、通常は、高い燃料圧によって上部に押上げられている。
【００２９】
また、下部室１７１に導入された高圧燃料は、バランスロッド１６８とバルブ１６３との間の２〜３μｍのクリアランスを介してアーマチャ室１７２へと連通している。アーマチャ室１７２の出口には、調圧手段３０１が設けられ、ドレーンポート１５６と合流して燃料タンク１５５へと戻されている。
図２の状態は、噴射停止状態を示している。
【００３０】
この時、バルブ１６３への作用力を図中下向きを正としてみると、
【００３１】
【数４】
ｄＲＧ：ロッドガイド径（ロッドガイド部１８０の径）
ｄＶＳ：バルブシート径（バルブシート部１６６の径）
Ｐｆ ：噴射圧
ｄＶＧ：バルブガイド径（バルブガイド３０２の径）
Ｐｒ ：アーマチャ室の残圧
ＦＳ ：スプリング力
なる作用力が働いている。
【００３３】
以上のような構成において、ソレノイド１６７に通電すると、バルブ１６３は吸引されて上方に移動するため、バルブ１６３のバルブシート部１６６は離座し、制御ポート１５８とドレーンポート１５６は連通して背圧室１５７の圧力は降下する。このため、蓄圧された油溜り１６１の燃料圧によりニードル１６０は押上げられて噴孔２２６は開放される。その結果、油溜り１６１及び噴孔の近傍の高圧燃料は該噴孔から一気に噴出し、噴射を開始する。
【００３４】
この時、バルブシート部１６６が離座したことにより、制御ポート１５８はほとんど大気圧まで降下する。従って、バルブ１６３への作用力は同じく図中下向きを正として、
【００３５】
【数５】
となり、閉弁時のＦ１ の第１項が抜けた形となる。
ここで、例えばｄＲＧ＝３ｍｍ、ｄＶＧ＝６．５ｍｍ、Ｐｒ ＝１０ｋｇ／ｃｍ２ 、ＦＳ ＝８ｋｇｆの時、ｄＶＳ＝３．１４ｍｍを選べば、
Ｆ１ ＝９．３ｋｇｆ（Ｐｆ ＝２００ｋｇ／ｃｍ２ の時）；２．７ｋｇｆ（Ｐｆ ＝１２００ｋｇｆ／ｃｍ２ のとき）、
Ｆ２ ＝１０．６ｋｇｆ
となる。
【００３７】
噴射を停止しようとソレノイド１６７への通電を停止して、残留磁気による吸引力Ｆｒ がＦ２ （＝１０．６ｋｇｆ）と逆向きに働いたとしても、スプリング力ＦＳ （＝８ｋｇｆ）のみの時よりも、２．６ｋｇｆ閉弁力を高めることができるため、速やかにバルブ１６３が閉弁できる。
従って、第１の実施例と同様に、前記ソレノイド１６７の残留磁気による応答遅れを大幅に低減することができる。
【００３８】
さらに、この第２実施例において特徴的なこととしては、Ｆ１ の第１項の開弁アシスト方向へ働く力を例示のごとく適切に選べば、閉弁力は常時効果的に作用させることができ、しかも、高噴射圧側で、開弁アシストがより強く作用する。従って、閉弁応答を改善できると共に、高噴射圧側で、よりバルブを開弁するための力が少なくて済むことになり、制御性が向上する。
【００３９】
図２においては調圧手段３０１を油圧制御弁１５０と別体のごとく示してあるが、ハウジング１５３へ組み込んでも作用にかわりはない。
また、アーマチャ室１７２の残圧Ｐｒ は１０ｋｇ／ｃｍ２ としてあるが、これは特に１０ｋｇ／ｃｍ２ でなくても良く、噴射圧Ｐｆ が可変できるような燃料圧送ポンプを用いる場合には、噴射圧に連動して残圧を可変してもよい。
【００４０】
また、ここでは調圧手段３０１をポペット弁にして示してあるが、アーマチャ室に残圧を残す手段として、絞りとなるオリフィスを用いてもよい。
図３は図５に従来例として示された三方弁式油圧制御弁に、本発明での調圧手段５００を付加した本発明の第３実施例のソレノイド駆動油圧制御弁を、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。第２実施例において示した調圧手段３０１に相当する調圧手段５００を、ソレノイド１４１に臨んだアーマチャ部が収容されたアーマチャ室１３３からドレーンへ連通する流路に設けて、三方弁式油圧制御弁に適用しており、アーマチャ室１３３に残圧を残し、スプリング１１２の作用力を助ける。
【００４１】
効果としては、第２実施例と同様である。
本発明の第４実施例を図４に示す。図中６００は第２実施例において示した調圧手段３０１に相当する調圧手段である。これ以外の構成は第１実施例と同様である。すなわち、第４実施例は第１実施例と第２実施例とを組合わせた例であり、第１実施例と同一の構成を同一の符号で示す。６００は具体的にはポペット弁や絞り等の調圧手段を示す。
【００４２】
効果としては、それぞれの実施例で示したことが相乗されて現れ、最も効果が高い。
噴射停止時のバルブ６３への作用力としては、第２実施例のＦ１ と同様の式となる。
また、噴射中の作用力Ｆ３ としては第１実施例のＦＣ からＦｒ を除いた分、
【００４３】
【数６】
に第２実施例のＦ２ の第１項である
【００４５】
【数７】
をたし合わせたものとなる。
従って、
ｄＲＧ＝３ｍｍ、ｄＶＧ＝６．５ｍｍ、ｄＶＳ＝３．１４ｍｍ、ＦＳ ＝８ｋｇｆ、Ｐｆ ＝１２００ｋｇｆ／ｃｍ２ の時、
Ｆ１ ＝２．７８ｋｇｆ
【００４７】
【数８】
となり、大きな閉弁力を得ることができる。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１から６のソレノイド駆動油圧制御弁においては、バルブへの油圧作用力が、ソレノイドの吸引力とは逆方向に作用するようにロッドガイド径、ロッドシート径、バルブシート径及びバルブガイド径を各々選定しているので、ソレノイドの通電停止後、残留磁気によるバルブの吸引力に対して、スプリングのバネ力と前記油圧作用力との合力が打勝って、バルブは迅速に下方へ移動するため、ソレノイドの残留磁気による応答遅れを大幅に低減することができ、従って、微少な噴射量まで高精度の調量を可能とすることができる。また、前記油圧作用力をソレノイドの残留磁気による吸引力と相殺できる程度に必要最小限にとどめているので、バランスロッドを使用しない構成のバルブを用いた油圧制御弁とは異なり、ソレノイドの大型化も同時に回避させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例としてのソレノイド駆動油圧制御弁をなす二方弁式油圧制御弁を内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例としての二方弁式油圧制御弁を内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。
【図３】図５に従来例として示される三方弁式油圧制御弁に、本発明での調圧手段を付加した本発明の第３実施例のソレノイド駆動油圧制御弁を、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施例のソレノイド駆動油圧制御弁を、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。
【図５】従来のソレノイド駆動油圧制御弁を、内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に適用した場合の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
５０、１５０ ソレノイド駆動油圧制御弁
５８、１５８ 制御ポート
６３、１６３ バルブ
６５、１６５、１１２ スプリング
６６ バルブシート部
６７、１４１、１６７ ソレノイド
６８、１１８ バランスロッド
７０ 連通路
７１ 下部室
７９、１１５ 孔
８１ ロッドシート部
１１１ 第１のバルブ
１１６ バルブシート
１１７ 第２のバルブ
１２８ 空間
１３３、１７２ アーマチャ室
１３６、１５５ ドレーン（ドレーンポート、燃料タンク）
１６４ アーマチャ
２００ 蓄圧室
３０１、５００、６００ 調圧手段（ポペット弁、オリフィス）
Claims (6)
- 内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、バルブがソレノイドによって吸引駆動されて制御ポートにかかる油圧を連通、遮断し、且つ、前記バルブを前記ソレノイドの吸引力とは逆方向に付勢するスプリングを有してなるソレノイド駆動油圧制御弁において、下部にバルブシート部を有する前記バルブに設けられた孔の中に、バランスロッドを摺動自在に嵌挿して設け、バランスロッドの下面と前記孔とによって形成される下部室と、該下部室と前記制御ポートとを連通する前記バルブに形成された連通路と、前記バランスロッドの下部に設けられたロッドシート部とを有し、前記バルブが離座し、前記バランスロッドの前記ロッドシート部が前記連通路の前記下部室の開口部に着座して前記下部室内を密閉して蓄圧室を形成することにより、前記バルブへの前記蓄圧室の油圧作用力がソレノイドの吸引力と逆方向に作用するようにしたことを特徴とするソレノイド駆動油圧制御弁。
- 内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、バルブがソレノイドによって吸引駆動されて制御ポートにかかる油圧を連通、遮断し、且つ、前記バルブを前記ソレノイドの吸引力とは逆方向に付勢するスプリングを有してなるソレノイド駆動油圧制御弁において、下部にバルブシート部を有する前記バルブに設けられた孔の中に、バランスロッドを摺動自在に嵌挿して設け、バランスロッドの下面と前記孔とによって形成される下部室とを有し、前記ソレノイド下部で前記バルブ上部のアーマチャが収容されたアーマチャ室へ前記バランスロッドと前記バルブとのクリアランスから油圧を供給するとともに、前記アーマチャ室からドレーンへ連通する流路に調圧手段を設け、前記アーマチャ室内に残圧が生じるようにし、前記バルブのガイド径は、前記バランスロッドのガイド径よりも大きく設定され、その受圧面積差により前記調圧手段により生じた残圧が前記バルブへの油圧作用力がソレノイドの吸引力と逆方向に作用するようにしたことを特徴とするソレノイド駆動油圧制御弁。
- 前記ソレノイド駆動油圧制御弁は２方弁であることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載のソレノイド駆動油圧制御弁。
- 内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、第１のバルブがソレノイドによって吸引駆動されて油圧を連通、遮断し、且つ、前記バルブを前記ソレノイドの吸引力とは逆方向に付勢するスプリングを有し、前記第１のバルブ内に設けられた孔の中に、前記第１のバルブに着座可能なバルブシートを有する第２のバルブを摺動自在に嵌挿して設け、前記孔の中に、前記第２のバルブに対して前記ソレノイドと反対側に空間を配して前記バルブシートと同径のバランスロッドを摺動自在に嵌挿して設けたソレノイド駆動油圧制御弁において、前記第１のバルブで前記ソレノイドに臨んだアーマチャが収容されたアーマチャ室へ前記第１のバルブと前記第２のバルブとのクリアランスから油圧を供給するとともに、前記第１のバルブのアーマチャ室と反対側の室にも前記第１のバルブと前記バランスロッドとのクリアランス油圧を供給して、前記第１のバルブに作用する油圧を相殺し、前記アーマチャ室からドレーンへ連通する流路に調圧手段を設けて前記アーマチャ室内に残圧が生じるようにしたことを特徴とするソレノイド駆動油圧制御弁。
- 前記調圧手段がポペット弁であることを特徴とする請求項２又は請求項４の何れかに記載のソレノイド駆動油圧制御弁。
- 前記調圧手段がオリフィスであることを特徴とする請求項２又は請求項４の何れかに記載のソレノイド駆動油圧制御弁。
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