JP5691583B2 - 電磁弁および燃料供給ポンプ - Google Patents
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Description
さらに、加圧室105からの燃料の流出口には、加圧室105からの燃料の吐出路109に対して加圧室105を開閉する逆止弁110が配置され、逆止弁110は、加圧室105の燃料圧が所定の開弁圧を超えると開弁する。
このため、可動子113は、移動開始後、吸引力により一貫して加速され続けて固定子114に当接するので、可動子113が固定子114に当接するときの当接音は必然的に大きくなってしまう。
請求項1の手段によれば、電磁弁は、ソレノイドコイルへの通電により励磁されて吸引力を及ぼしあう可動子および固定子、可動子を固定子による吸引方向とは反対の方向に付勢するバネ、ならびに、可動子の吸引方向への移動に応じて閉弁動作をする弁体とを備え、ソレノイドコイルへの通電により固定子の方に可動子を吸引することで、弁体を駆動するとともにバネを弾性変形させ、さらに可動子を固定子に当接するまで移動させる。そして、バネは、ソレノイドコイルへの通電時の変形量が大きいほどバネ定数が大きくなる非線形特性を有する。
また、可動子は、弁体が座面に着座して移動を停止した後も、弁体との当接を解除して移動し続けて固定子に当接する。また、バネの非線形特性はバネ定数に関して大小2つの数値を有し、バネ定数は、変形量が所定の閾値を超えたときに小さい数値から大きい数値に切り替わる。そして、所定の閾値は、弁体が座面に着座して移動を停止したときの変形量に設定されている。
請求項2の手段によれば、バネは大小2つのピッチを有するコイルスプリングであり、コイルスプリングは、両端のピッチが小さく、かつ両端の間の中央のピッチが大きい。
これにより、弁体の応答性を下げることなく当接音を緩和することができるバネを、容易に製造することができる。
請求項3の手段によれば、燃料供給ポンプは、請求項1または請求項2に記載の電磁弁を備え、内燃機関に燃料を供給する。
また、燃料供給ポンプは、軸方向に往復動するプランジャと、プランジャを軸方向に摺動自在に支持して収容するシリンダ孔を有するシリンダボディと、プランジャを駆動するカムとを備え、シリンダ孔の軸方向一端をプランジャにより液密的に区画することで燃料の加圧室を形成する。
この手段は、弁体の応答性を下げることなく当接音を緩和することができる電磁弁を、燃料供給ポンプに適用する一態様を示すものである。
さらに、バネは大小2つのピッチを有するコイルスプリングであり、コイルスプリングは、両端のピッチが小さく、かつ両端の間の中央のピッチが大きい。
また、燃料供給ポンプは、軸方向に往復動するプランジャと、プランジャを軸方向に摺動自在に支持して収容するシリンダ孔を有するシリンダボディと、プランジャを駆動するカムとを備え、シリンダ孔の軸方向一端をプランジャにより液密的に区画することで燃料の加圧室を形成する。
そして、燃料供給ポンプは、プランジャをシリンダ孔で軸方向に摺動自在に支持するとともに往復動させて加圧室の容積を可変し、加圧室の容積を縮小して加圧室の燃料を圧縮しているときに、電磁弁により加圧室を吸入路に対して閉鎖することで、加圧室の燃料圧を増圧するとともに逆止弁を開弁させ、圧縮した燃料を加圧室から吐出する。
実施例の燃料供給ポンプ1の構成を、図1を用いて説明する。
燃料供給ポンプ1は、例えば、車両の内燃機関(図示せず)に噴射供給すべき燃料を加圧して吐出するものである。そして、燃料供給ポンプ1は、例えば、蓄圧容器としてのコモンレールで高圧状態に蓄圧された燃料を内燃機関に噴射供給する蓄圧式の燃料噴射装置の一部を構成し、燃料タンクから汲み上げた燃料を加圧して吐出することでコモンレールに供給する。なお、燃料噴射装置は、各機器の動作を制御する電子制御ユニット(以下、ECU2と呼ぶ)を備えており、燃料供給ポンプ1の動作もECU2により制御される。
そして、燃料供給ポンプ1は、加圧室7の容積を縮小して加圧室7の燃料を圧縮しているときに、電磁弁10により加圧室7を吸入路9に対して閉鎖することで、加圧室7の燃料を圧縮して加圧室7の燃料圧を増圧するとともに逆止弁12を開弁させ、圧縮した燃料を加圧室7から吐出する。また、燃料供給ポンプ1は、加圧室7の容積を拡大しているときに、加圧室7を吸入路9に対して開放しておき、加圧室7に燃料を吸入する。
また、弁体18は、ロッド21と一体に設けられており、ロッド21は、可動子15に当接し、可動子15、弁体18およびロッド21は一体となって移動することができる。
なお、ECU2は、ソレノイドコイル14への通電の開始および停止を指令することで電磁弁10の弁体18を駆動させ、燃料供給ポンプ1の動作を制御する。
実施例の燃料供給ポンプ1の特徴を、図1および図2を用いて説明する。
まず、第1バネ17は、大小2つのピッチを有するコイルスプリングであり、両端のピッチが小さく、かつ両端の間の中央のピッチが大きい不等ピッチバネである(以下、第1バネ17において、両端のピッチが小さい部分を小ピッチ部23と呼び、中央のピッチが大きい部分を大ピッチ部24と呼ぶ。)。これにより、第1バネ17では、圧縮量が小さいときに主に小ピッチ部23が圧縮され、圧縮量が大きいときに主に大ピッチ部24が圧縮される。
したがって、第1、第2期間で可動子15の加速を比較すると、第2期間の方が第1期間よりも加速が緩和される。
実施例の燃料供給ポンプ1によれば、電磁弁10は、可動子15を固定子16による吸引方向とは反対の方向に付勢する第1バネ17を備え、ソレノイドコイル14への通電により固定子16の方に可動子15を吸引することで、弁体18を駆動するとともに第1バネ17を圧縮し、可動子15は、弁体18が座面20に着座した後も移動し続けて固定子16に当接する。そして、第1バネ17は、圧縮量が大きいほどバネ定数が大きくなる非線形特性を有する。
このため、より確実に、弁体18の閉弁応答性を下げることなく、可動子15が固定子16に当接するときの当接音を下げることができる。
これにより、弁体18の閉弁応答性を下げることなく当接音を緩和することができる第1バネ17を、容易に製造することができる。
燃料供給ポンプ1の電磁弁10の態様は、実施例に限定されず、種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例の電磁弁10によれば、第1バネ17は、圧縮量が大きいほど強い付勢力を可動子15に及ぼす圧縮バネであったが、例えば、伸長量が大きいほど強い付勢力を可動子15に及ぼす伸長バネを第1バネ17として採用してもよい。
3 プランジャ
4 シリンダ孔
5 シリンダボディ
6 カム
7 加圧室
9 吸入路
10 電磁弁
11 吐出路
12 逆止弁
14 ソレノイドコイル
15 可動子
16 固定子
17 第1バネ(バネ)
18 弁体
20 座面
A 数値(小さい数値)
B 数値(大きい数値)
C 閾値(所定の閾値)
Claims (3)
- ソレノイドコイルへの通電により励磁されて吸引力を及ぼしあう可動子および固定子、前記可動子を前記固定子による吸引方向とは反対の方向に付勢するバネ、ならびに、前記可動子の前記吸引方向への移動に応じて閉弁動作をする弁体とを備え、
前記ソレノイドコイルへの通電により前記固定子の方に前記可動子を吸引することで、前記弁体を駆動するとともに前記バネを弾性変形させ、さらに前記可動子を前記固定子に当接するまで移動させ、
前記バネは、前記ソレノイドコイルへの通電時の変形量が大きいほどバネ定数が大きくなる非線形特性を有し、
前記可動子は、前記弁体が座面に着座して移動を停止した後も、前記弁体との当接を解除して移動し続けて前記固定子に当接し、
前記バネの非線形特性は前記バネ定数に関して大小2つの数値を有し、前記バネ定数は、前記変形量が所定の閾値を超えたときに小さい数値から大きい数値に切り替わり、
前記所定の閾値は、前記弁体が前記座面に着座して移動を停止したときの前記変形量に設定されていることを特徴とする電磁弁。 - 請求項1に記載の電磁弁において、
前記バネは大小2つのピッチを有するコイルスプリングであり、
このコイルスプリングは、両端のピッチが小さく、かつ両端の間の中央のピッチが大きいことを特徴とする電磁弁。 - 請求項1または請求項2に記載の電磁弁を備え、内燃機関に燃料を供給する燃料供給ポンプであって、
軸方向に往復動するプランジャと、このプランジャを軸方向に摺動自在に支持して収容するシリンダ孔を有するシリンダボディと、前記プランジャを駆動するカムとを備え、
前記シリンダ孔の軸方向一端を前記プランジャにより液密的に区画することで燃料の加圧室を形成し、
前記電磁弁は、前記加圧室への燃料の吸入路に対して前記加圧室を開閉するように組み込まれ、
前記加圧室からの燃料の吐出路には、この吐出路に対して前記加圧室を開閉する逆止弁が配置され、この逆止弁は、前記加圧室の燃料圧が所定の開弁圧を超えると開弁するように設けられ、
前記プランジャを前記シリンダ孔で軸方向に摺動自在に支持するとともに往復動させて前記加圧室の容積を可変し、
前記加圧室の容積を縮小して前記加圧室の燃料を圧縮しているときに、前記電磁弁により前記加圧室を前記吸入路に対して閉鎖することで、前記加圧室の燃料圧を増圧するとともに前記逆止弁を開弁させ、圧縮した燃料を前記加圧室から吐出することを特徴とする燃料供給ポンプ。
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