JP3953539B2 - ディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの電磁式燃料スピル弁 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにおける電磁式燃料スピル弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図3は従来より公知の電磁スピル弁の特徴部分を示している。図3の電磁スピル弁50において、ハウジング部材51には電磁駆動部材53への通電に従い開弁位置或いは閉弁位置に動作する弁体52が配設されている。ハウジング部材51には、高圧燃料を弁体52の移動方向に直交する方向に導くための高圧通路54と、高圧燃料を低圧側にスピルさせるための低圧通路55とが形成されている。ハウジング部材51の底面には位置決めピン(図示略)を差し込むためのピン孔56が形成されている。
【0003】
そして、このように構成された電磁スピル弁50は燃料噴射ポンプへの組付時において、ピン孔56に差し込まれる位置決めピンにより高圧通路54の位置決めがなされ、リテーニングナット57により締付固定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の電磁スピル弁50では回転方向の位置決めが必要であるため、位置決めピンやリテーニングナット57等の附属的部材が必要になり、部品点数の増大や組付時における作業工程が煩雑になるという問題があった。
【0005】
この発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、組付作業を容易に実施することができるディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの電磁式燃料スピル弁を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載のディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの電磁式燃料スピル弁は、電磁駆動部材への通電に従い開弁或いは閉弁動作する一端を開口した弁体と、該弁体を摺動可能に保持するハウジング部材とを有し、高圧側から低圧側へ流れる燃料を前記弁体の移動方向に直交する方向に導くディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの電磁式燃料スピル弁であって、前記電磁駆動部材は、前記ハウジング部材の上部に配設された電磁石、前記電磁石の中心部に配設されて前記弁体の移動方向に延びるロッドおよび前記ロッドの上端に取り付けられて前記電磁石の上端部と対向するアーマチュアを備えており、前記ロッドにおける前記弁体側の端部は該弁体の上面に当接しており、前記ハウジング部材は、被取付対象に螺着するためのねじ部と、該ねじ部と同一の軸心に形成された弁体収容部と、前記弁体の内周面側から該弁体の開弁或いは閉弁動作をガイドするバルブガイドと、前記燃料噴射ポンプのポンプ室にて高圧縮された高圧燃料を導入する一端が前記軸心に一致する部位に開口すると共に、前記高圧燃料を前記弁体の移動方向に直交する方向に導出する他端が前記軸心を中心として所定の同一半径上に開口するように前記バルブガイドに形成された燃料通路とを有し被取付対象に螺着するためのねじ部と、該ねじ部と同一の軸心に形成された弁体収容部と、前記弁体の内周面側から該弁体の開弁或いは閉弁動作をガイドするバルブガイドと、前記燃料噴射ポンプのポンプ室にて高圧縮された高圧燃料を導入する一端が前記軸心に一致する部位に開口すると共に、前記高圧燃料を前記弁体の移動方向に直交する方向に導出する他端が前記軸心を中心として所定の同一半径上に開口するように前記バルブガイドに形成された燃料通路とを有し、前記燃料通路における前記高圧燃料の流体圧は、弁体閉弁時において、前記弁体の移動方向に対して直交する方向に作用し、前記弁体とバルブガイドとの間には、該弁体とバルブガイドとを離反する方向に付勢する圧縮コイルバネが配設されており、前記電磁石へ通電が開始されると、前記アーマチュアが前記電磁石に吸引されて、前記弁体が前記圧縮コイルバネの付勢力に抗して閉弁方向に移動して前記弁体と前記バルブガイドとが当接することにより前記燃料通路が閉鎖され、前記電磁石が非通電になると、前記アーマチュアと前記電磁石との吸引が解かれ、前記弁体が前記圧縮コイルバネの付勢力により開弁方向に移動して前記弁体とバルブガイドとが離反することにより前記燃料通路が開放されて前記高圧燃料が前記燃料通路を介して前記被取付対象内の燃料室へスピルされることを要旨としている。
【0007】
請求項2に記載のディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの電磁式燃料スピル弁では、前記弁体は、前記高圧燃料を前記弁体の移動方向に直交する方向に導出するための燃料通路上において開弁或いは閉弁動作することを要旨としている。
【0008】
【作用】
請求項1に記載のディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの電磁式燃料スピル弁によれば、ねじ部、弁体収容部及び燃料通路の両端開口部が同一の軸心を中心にして形成されている。つまり、ハウジング部材は前記軸心を中心として任意の方向に回転して取り付けることが可能となる。従って、この電磁弁を例えばディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプに取り付ける際には、上記燃料通路と燃料噴射ポンプ側(被取付対象側)の燃料通路とを回転方向に位置決めする必要はなく、従来の装置のような位置決めピン等の構成が省略される。また、弁体とバルブガイドとの間には、該弁体とバルブガイドとを離反する方向に付勢する圧縮コイルバネが配設されているため、電磁駆動部材の非通電時には圧縮コイルバネの付勢力により弁体が開弁位置に保持され、燃料通路は常に開放される。
【0010】
【実施例】
以下、この発明のディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの電磁式燃料スピル弁の一実施例を図面に従って説明する。
【0011】
図1は、フェイスカム式燃料噴射ポンプを用いた燃料噴射制御装置の概略構成を示している。なお、図1の燃料噴射ポンプ1においては要部のみを示し、図中左方にあるべきベーン式フィードポンプ等の構成を省略している。図1において、燃料噴射ポンプ1のポンプハウジング2内にはドライブシャフト3が配設され、同ドライブシャフト3には外周面に複数の歯を有するパルサ4が取り付けられている。そして、ディーゼルエンジンのクランクシャフト(図示略)に同期してドライブシャフト3が回転すると、図示しないフィードポンプが回転し燃料室5に燃料が供給される。
【0012】
また、ドライブシャフト3の図中右端部には図示しないカップリングを介してカムプレート6が連結されている。カムプレート6の一側面(図の左側面)には、ディーゼルエンジンの気筒数と同数のフェイスカム6aが設けられている。パルサ4とカムプレート6との間にはローラリング7が配置され、同ローラリング7にはカムプレート6のフェイスカム6aに対向する複数のカムローラ8が取り付けられている。
【0013】
ポンプハウジング2において図中右方にはヘッド部2aが設けられ、同ヘッド部2aにはシリンダ10が配設されている。シリンダ10にはプランジャ孔11が形成されている。プランジャ孔11にはプランジャ12が摺動自在に配置されている。プランジャ12はカムプレート6に一体回転可能に支持されている。また、カムプレート6はプランジャスプリング13によって常にカムローラ8に付勢係合されている。従って、カムプレート6及びプランジャ12は、ドライブシャフト3の回転に伴い回転運動すると共に、フェイスカム6aとカムローラ8との係合によって図中左右方向に往復運動する。
【0014】
シリンダ10とプランジャ12の端面とによりポンプ室14が形成され、プランジャ12の端部付近の周面には気筒数分の吸入グルーブ15が形成されている。プランジャ12の回転に伴い吸入グルーブ15の一つがシリンダ10及びヘッド部2aに設けた吸入通路16に連通すると、前記燃料室5からポンプ室14に燃料が吸入される。また、プランジャ12の図中右方への移動に伴いポンプ室14内に吸入された燃料が加圧され、その燃料が連通路17,分配ポート18を通じて噴射通路19に圧送される。そして、同燃料は、デリバリバルブ20を介して燃料噴射ノズル21に給送され、同ノズル21からエンジンの燃焼室へ噴射される。
【0015】
一方、ポンプハウジング2内の燃料室5には、ローラリング7と一体に取り付けられた回転数センサ22が設けられている。回転数センサ22は電磁ピックアップコイルからなり、パルサ4の外周面に設けられた歯の通過を検知する。つまり、回転数センサ22はプランジャリフトに対して一定のタイミングで基準となるタイミング信号を出力する。
【0016】
また、ポンプハウジング2のヘッド部2aには、燃料室5とポンプ室14とを連通するスピル通路24a,24bが形成され、同スピル通路24a,24bの途中には電磁式燃料スピル弁(以下、電磁スピル弁という)25が配置されている。便宜上、以下の説明では、24aを高圧側スピル通路,24bを低圧側スピル通路と記す。
【0017】
図2は電磁スピル弁25の構成を詳細に示す断面図である。図2の電磁スピル弁25において、非磁性体からなるバルブハウジング26の下部外周には雄ねじ部26bが形成されており、該雄ねじ部26bにてバルブハウジング26がポンプハウジング2のヘッド部2aに螺着されている。また、バルブハウジング26には前記雄ねじ部26bと同一の軸心(以下、軸心Zとする)を有する弁体収容孔26aが形成されており、その弁体収容孔26aには円柱状をなすと共に図の下方に開口する弁体27が収容されている。弁体27には、その下方開口部からバルブガイド28が密接状態で挿入されている。弁体27,バルブガイド28は共に前記雄ねじ部26bと同一の軸心Zを有している。バルブガイド28には断面T字状の燃料通路28bが形成されており、その一端は前記軸心Zに一致する位置に開口し、他端は軸心Zに直交する位置に開口している。
【0018】
また、弁体27の下方先端にはテーパ状の当接部27aが形成され、同当接部27aに対向するバルブガイド28には弁座28aが形成されている。弁体27内に形成されたバネ室27bには圧縮コイルバネ29が配設されており、同当接部27a及び弁座28a(以下、シート部Sとする)は、圧縮コイルバネ29により常に離反する方向に付勢されている。シート部Sの下流側には、バルブハウジング26の下端面とバルブガイド28の鍔部との間において燃料通路Pが形成されている。この燃料通路Pは円周上に断続的に開口し、環状室Qを経て低圧側スピル通路24bに連通している。なお、燃料通路Pを断続的に設けることによりねじ締付の際の軸力をバルブハウジング26からバルブガイド28へ伝えることができる。
【0019】
従って、高圧側スピル通路24aから導入された燃料は、燃料通路28b内を軸心Zに沿って流れる。そして、燃料通路28bから出た後、シート部Sの間隙、燃料通路P、環状室Qを経て低圧側スピル通路24bに流出する。なお、本実施例では、バルブハウジング26及びバルブガイド28により第1及び第2のハウジング部材が構成されており、燃料通路28b及び燃料通路Pが流体通路に相当する。この場合、流体通路(燃料通路28b,P)は、ハウジング部材(バルブハウジング26,バルブガイド28)の外壁において一端(燃料通路28b側)が軸心Zに一致する部位に開口すると共に、他端(燃料通路P側)が軸心Zを中心として同一半径上に開口している。
【0020】
一方、バルブハウジング26上部には電磁石31が配設され、電磁石31の中心部には図の上下方向に延びるロッド33が配設されている。ロッド33はブッシュ34にて支持されている。ロッド33の下端は前記弁体27の上面に当接しており、同ロッド33の上端にはアーマチュア35が取り付けられている。バルブハウジング26上端には非磁性体からなるキャップ材36がカシメ着されている。同キャップ材36には、前記アーマチュア35の可動位置を規制するためのストッパ37が取り付けられると共に、電磁石31を構成するコイル32に後述する駆動回路41(図1参照)からの通電信号を入力するターミナル38が取り付けられている。本実施例では、電磁石31、ロッド33及びアーマチュア35により電磁駆動部材が構成されている。
【0021】
従って、上記構成の電磁スピル弁25において、電磁石31の非通電時には圧縮コイルバネ29の付勢力により弁体27が開弁位置(図2に示す位置)に保持される。この場合、上記シート部Sが離れ、燃料通路28b,Pは常に開放される。一方、電磁石31が通電されると、同電磁石31にアーマチュア35が吸引され、圧縮コイルバネ29の付勢力に抗して弁体27が閉弁方向(図の下方向)に移動する。それによりシート部Sが当接し、燃料通路28b,Pが閉鎖される。
【0022】
一方、図1において、電子制御装置(以下、ECUという)40は、CPU(中央演算装置)、各種メモリ、入出力回路等からなるマイクロコンピュータにて構成されている。ECU40には回転数センサ22からの入力信号の他にアクセル開度信号や水温信号等が入力され、ECU40はこれらの入力信号に基づいてエンジンの運転状態(エンジン回転数,アクセル開度,冷却水温度等)を検知する。また、ECU40は、エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量の制御を行うべく、所定クランク角位置にて電磁スピル弁25を開閉させるための制御信号を生成し、同制御信号を駆動回路41に出力する。そして、駆動回路41はECU40からの制御信号に応じて電磁スピル弁25の電磁石31を通電・非通電させる。
【0023】
次に、本実施例の燃料噴射制御装置の作用について説明する。
さて、エンジンの運転により図1のドライブシャフト3が回転すると、その回転に伴ってプランジャ12が回転する。このとき、カムの下り部分にフェイスカム6aがあるのでプランジャ12は図の左方向に移動する。そして、該プランジャ12の回転によりプランジャ12先端の吸入グルーブ15とシリンダ10の吸入通路16とが連通すると、燃料室5内の燃料は吸入グルーブ15を介してポンプ室14及びプランジャ12内部の連通路17に吸入される。燃料吸入後、プランジャ12の回転に伴い吸入通路16が閉鎖される。また、カムの上り部分にさしかかる位置、すなわちカムプレート6のフェイスカム6aの上り部分がローラ8の位置にくると、カムリフト量に応じてプランジャ12が図1の右方へ移動する。
【0024】
その後、所定の弁駆動タイミングにて電磁スピル弁25の電磁石31へ通電が開始されると、アーマチュア35が電磁石31に吸引されて弁体27が圧縮コイルバネ29の付勢力に抗して図の下方に移動する。その結果、シート部Sが当接し、燃料通路28b,Pが閉鎖される。そして、この電磁スピル弁25の閉弁動作によりポンプ室14内の燃料圧力が上昇する。このとき、分配ポート18が1つの噴射通路19に開放され、ポンプ室14にて高圧縮された燃料は分配ポート18,噴射通路19,デリバリバルブ20を通って燃料噴射ノズル21に圧送される。この閉弁時において高圧燃料は弁体27の移動方向に直交する方向から弁体27に作用するため、弁体27は高圧燃料の影響を受けることなく動作し、高圧燃料の影響により弁体27が開弁してしまうことはない。
【0025】
そして、所望の噴射量を得た時に電磁スピル弁25の電磁石31が非通電になると、アーマチュア35と電磁石31との吸引が解かれ、圧縮コイルバネ29の付勢力により弁体27が図の上方に移動する。そして、弁体27の開弁動作に伴い燃料通路28b,Pが開放され、ポンプ室14内の高圧燃料がシート部Sの間隙に流れ込む。すなわち、高圧燃料がスピル通路24a,24b,燃料通路28b,Pを通じて燃料室5へスピルされる。その後、ポンプ室14からの燃料圧送が行われる毎に上記動作が繰り返して行われる。
【0026】
一方で、上記電磁スピル弁25は燃料噴射ポンプ1への組み付け時において以下に示す特徴がある。
つまり、上述したように、バルブハウジング26の外周に設けられた雄ねじ部26b、弁体収容孔26a及び流体通路の開口部(燃料通路28bの下部開口部,燃料通路Pの外壁側開口部)は同一の軸心Zを中心にして形成されている。従って、この電磁スピル弁25を燃料噴射ポンプ1に取り付ける際には、上記流体通路の開口部と燃料噴射ポンプ1側のスピル通路24a,24bの開口部とを回転方向に位置決めする必要がなく、バルブハウジング26の雄ねじ部26bをポンプハウジング2のヘッド部2aにねじ込めば取り付け作業が完了する。その結果、従来の装置のような位置決めピン等の構成が省略でき、組付作業を容易に実施することができる。
【0027】
この場合、ハウジング部材を2部材(バルブハウジング26,バルブガイド28)で構成することにより各部材の加工も容易に行われる。
なお、本発明は上記実施例の他に次に示すように具体化することもできる。
【0028】
上記実施例では、バルブハウジング26の下端部とバルブガイド28の鍔部との間隙において低圧側の燃料通路Pを円周上に形成したが、この構成を次のように変更してもよい。
【0029】
(1)バルブハウジング26又はバルブガイド28のいずれか一方に予め(組み付け前に)燃料通路を形成しておくこともできる。つまりこの場合、燃料通路は、バルブハウジング26又はバルブガイド28のいずれか一方の外壁に予め開口形成されている。
【0030】
(2)低圧側の燃料通路をバルブガイド28の下面において環状に開口させておき、該燃料通路を低圧側スピル通路24bに連通させることも可能である。この場合にも低圧側通路の回転方向の位置決めが不要である。
【0031】
(3)ねじの軸力を伝えるために断続的に設けた燃料通路Pを、1箇所又は複数箇所の穴に変更してもよい。
【0032】
【発明の効果】
請求項1,2に記載のディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの電磁式燃料スピル弁によれば、組付作業を容易に実施することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置の概略を示す構成図。
【図2】電磁スピル弁の構成を示す断面図。
【図3】従来の技術における電磁スピル弁の構成を示す断面図。
【符号の説明】
2…被取付対象としてのポンプハウジング、25…電磁スピル弁、26…ハウジング部材(第1のハウジング部材)としてのバルブハウジング、26a…弁体収容孔、26b…雄ねじ部、27…弁体、28…ハウジング部材(第2のハウジング部材)としてのバルブガイド、28b…流体通路としての燃料通路、31…電磁駆動部材としての電磁石、33…電磁駆動部材としてのロッド、35…電磁駆動部材としてのアーマチュア、P…流体通路としての燃料通路、Z…軸心。
Claims (2)
- 電磁駆動部材への通電に従い開弁或いは閉弁動作する一端を開口した弁体と、該弁体を摺動可能に保持するハウジング部材とを有し、高圧側から低圧側へ流れる燃料を前記弁体の移動方向に直交する方向に導くディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの電磁式燃料スピル弁であって、
前記電磁駆動部材は、前記ハウジング部材の上部に配設された電磁石、前記電磁石の中心部に配設されて前記弁体の移動方向に延びるロッドおよび前記ロッドの上端に取り付けられて前記電磁石の上端部と対向するアーマチュアを備えており、前記ロッドにおける前記弁体側の端部は該弁体の上面に当接しており、
前記ハウジング部材は、
被取付対象に螺着するためのねじ部と、該ねじ部と同一の軸心に形成された弁体収容部と、前記弁体の内周面側から該弁体の開弁或いは閉弁動作をガイドするバルブガイドと、前記燃料噴射ポンプのポンプ室にて高圧縮された高圧燃料を導入する一端が前記軸心に一致する部位に開口すると共に、前記高圧燃料を前記弁体の移動方向に直交する方向に導出する他端が前記軸心を中心として所定の同一半径上に開口するように前記バルブガイドに形成された燃料通路とを有し、
前記燃料通路における前記高圧燃料の流体圧は、弁体閉弁時において、前記弁体の移動方向に対して直交する方向に作用し、前記弁体とバルブガイドとの間には、該弁体とバルブガイドとを離反する方向に付勢する圧縮コイルバネが配設されており、前記電磁石へ通電が開始されると、前記アーマチュアが前記電磁石に吸引されて、前記弁体が前記圧縮コイルバネの付勢力に抗して閉弁方向に移動して前記弁体と前記バルブガイドとが当接することにより前記燃料通路が閉鎖され、前記電磁石が非通電になると、前記アーマチュアと前記電磁石との吸引が解かれ、前記弁体が前記圧縮コイルバネの付勢力により開弁方向に移動して前記弁体とバルブガイドとが離反することにより前記燃料通路が開放されて前記高圧燃料が前記燃料通路を介して前記被取付対象内の燃料室へスピルされることを特徴とするディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの電磁式燃料スピル弁。 - 前記弁体は、前記高圧燃料を前記弁体の移動方向に直交する方向に導出するための燃料通路上において開弁或いは閉弁動作する請求項1に記載のディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの電磁式燃料スピル弁。
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