(57)【要約】【課題】流量調節弁１において、ボディ側燃料通路１１の内側開口部１５の小幅部をさらに小幅にすることなく、微小流量の制御性を安定させることにある。【解決手段】流量調節弁１によれば、弁側燃料通路は、弁体３が開弁方向に移動するときに先にボディ側燃料通路１１と連通する第１弁側燃料通路９と、第１弁側燃料通路９の後にボディ側燃料通路１１と連通する第２弁側燃料通路１０とに分割され、第１弁側燃料通路９には、流量を規制する絞り１３が設けられている。これにより、第１弁側燃料通路９のみをボディ側燃料通路１１に連通させて流量を微小にすることができるとともに、微小流量の範囲で、弁体３が変位しても流量が変化しない不感領域を形成できる。このため、小幅部をさらに小幅にすることなく、微小流量における制御性を安定させることができる。【選択図】図１
2007211640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が導入される中空部を有する筒状の弁体と、この弁体を摺動自在に収容する弁ボディとを備え、前記中空部から前記弁ボディの外部に向かう燃料の流量を調節する流量調節弁であって
前記弁体は、前記中空部と前記弁体の外部とを連通する弁側燃料通路を有し、
前記弁ボディは、前記弁体を収容する内部と前記弁ボディの外部とを連通するボディ側燃料通路を有し、
前記弁側燃料通路と前記ボディ側燃料通路との連通状態を操作することで、燃料の流量を調節する流量調節弁において、
前記弁側燃料通路は、前記弁体が開弁方向に移動するときに先に前記ボディ側燃料通路と連通する第１弁側燃料通路と、この第１弁側燃料通路の後に前記ボディ側燃料通路と連通する第２弁側燃料通路とに分割され、
前記第１弁側燃料通路には、前記流量を規制する絞りが設けられていることを特徴とする流量調節弁。
【請求項２】
請求項１に記載の流量調節弁において、
前記第１弁側燃料通路は、内周に向かい縮径していることを特徴とする流量調節弁。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流量調節弁を備える流量調節装置であって、
前記流量調節弁は、エンジンに供給される燃料の流量を調節し、
前記エンジンがアイドル運転状態にあるときに、前記第１弁側燃料通路のみが前記ボディ側燃料通路に連通するように、前記弁体のアクチュエータに指令する流量調節手段を備える流量調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の流量を調節する流量調節弁および流量調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
〔従来の技術〕
従来から、燃料を加圧してエンジンに供給する燃料供給ポンプは、燃料タンクから燃料を吸引して吐出する低圧ポンプ、低圧ポンプから吐出された燃料の流量を調節する流量調節弁、流量調節弁を経由した燃料を吸入し加圧して吐出する高圧ポンプ等により構成されている。
【０００３】
ここで、従来の流量調節弁１００は、図７に示すように、燃料が導入される中空部１０１を有する筒状の弁体１０２と、弁体１０２を摺動自在に収容する弁ボディ１０３と、弁体１０２および弁ボディ１０３を励磁して弁体１０２と弁ボディ１０３との間に磁気吸引力を発生させ、弁体１０２を軸方向一方側に変位させるソレノイドコイル１０４と、弁体１０２を軸方向他方側に付勢するリターンスプリング１０５とを備え、中空部１０１から弁ボディ１０３の外部に向かう燃料の流量（つまり、低圧ポンプから高圧ポンプに向かう燃料の流量）を調節する。
【０００４】
弁体１０２は、中空部１０１と弁体１０２の外部とを連通する弁側燃料通路１０６を有し、弁ボディ１０３は、弁体１０２を収容する内部と弁ボディ１０３の外部とを連通するボディ側燃料通路１０７を有する。そして、流量調節弁１００では、ソレノイドコイル１０４への通電量が制御されることで磁気吸引力の強さが可変され、磁気吸引力に応じた位置に弁体１０２が変位する。これにより、流量調節弁１００は、弁側燃料通路１０６とボディ側燃料通路１０７との連通状態を可変して、低圧ポンプから高圧ポンプに向かう燃料の流量を調節する。
【０００５】
ところで、エンジンがアイドル運転状態にあるとき等には、流量調節弁１００により流量を微小に制御する必要がある。そして、従来から、微小流量の制御性を安定させるため、ボディ側燃料通路１０７の内側開口部１０８は、軸方向他方側の部分が細くなるように設けられている。つまり、内側開口部１０８の軸方向他方側の部分は、軸方向一方側の部分よりも小幅に開口する小幅部１０９をなす。そして、小幅部１０９に属する部分のみが、弁側燃料通路１０６の外側開口部１１０に重なるように弁体１０２を変位させて、流量を微小に制御する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
なお、弁側燃料通路１０６の外側開口部１１０は、弁体１０２の外周面に環状の溝１１１を設けることで形成されている。これにより、弁体１０２が周方向に回動しても、内側開口部１０８と外側開口部１１０との重なり面積、つまり弁側燃料通路１０６とボディ側燃料通路１０７との連通状態は一定に保たれる。
【０００７】
〔従来技術の不具合〕
ところで、微小流量の制御性は、小幅部１０９が小幅であるほど安定する。すなわち、小幅部１０９を小幅にするほど、弁体１０２の変位量に対する流量の変化量（つまり、弁体１０２の変位量に対する流量の感度）を小さくでき、弁体１０２の変位量がばらついたときの流量に対する影響を小さくできるからである。しかし、小幅部１０９は、小幅であるほど加工が困難になるため、微小流量の制御性をさらに安定させるには、別の観点に基づく手段を考える必要がある。
【特許文献１】特開２００２−５３０５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、流量調節弁において、ボディ側燃料通路の内側開口部の小幅部をさらに小幅にすることなく、微小流量の制御性を安定させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の流量調節弁は、燃料が導入される中空部を有する筒状の弁体と、弁体を摺動自在に収容する弁ボディとを備え、中空部から弁ボディの外部に向かう燃料の流量を調節する。また、弁体は、中空部と弁体の外部とを連通する弁側燃料通路を有し、弁ボディは、弁体を収容する内部と弁ボディの外部とを連通するボディ側燃料通路を有する。そして、この流量調節弁は、弁側燃料通路とボディ側燃料通路との連通状態を操作することで、燃料の流量を調節する。さらに、弁側燃料通路は、弁体が開弁方向に移動するときに先にボディ側燃料通路と連通する第１弁側燃料通路と、第１弁側燃料通路の後にボディ側燃料通路と連通する第２弁側燃料通路とに分割され、第１弁側燃料通路には、流量を規制する絞りが設けられている。
【００１０】
これにより、第１弁側燃料通路とボディ側燃料通路とが連通しているときの流量は、絞りにより規制される。このため、弁体の変位量に対する流量の感度を、小さくできる。さらに、微小流量の範囲で、弁体が変位しても流量が変化しない不感領域を形成できる。以上により、流量調節弁において、ボディ側燃料通路の内側開口部の小幅部をさらに小幅にすることなく、微小流量の制御性を向上させることができる。
【００１１】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の流量調節弁によれば、第１弁側燃料通路は、内周に向かい縮径している。
これにより、例えば、ドリルの先端を当てるのみで絞りを設けることができる。
【００１２】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の流量調節装置は、請求項１または請求項２に記載の流量調節弁を備える。この流量調節弁は、エンジンに供給される燃料の流量を調節する。また、流量調節装置は、エンジンがアイドル運転状態にあるときに、第１弁側燃料通路のみがボディ側燃料通路に連通するように、弁体のアクチュエータに指令する流量調節手段を備える。
これにより、流量を微小に制御する必要があるアイドル運転時に、第１弁側燃料通路のみをボディ側燃料通路に連通させて、流量の制御性を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
最良の形態１の流量調節弁は、燃料が導入される中空部を有する筒状の弁体と、弁体を摺動自在に収容する弁ボディとを備え、中空部から弁ボディの外部に向かう燃料の流量を調節する。また、弁体は、中空部と弁体の外部とを連通する弁側燃料通路を有し、弁ボディは、弁体を収容する内部と弁ボディの外部とを連通するボディ側燃料通路を有する。そして、この流量調節弁は、弁側燃料通路とボディ側燃料通路との連通状態を操作することで、燃料の流量を調節する。さらに、弁側燃料通路は、弁体が開弁方向に移動するときに先にボディ側燃料通路と連通する第１弁側燃料通路と、第１弁側燃料通路の後にボディ側燃料通路と連通する第２弁側燃料通路とに分割され、第１弁側燃料通路には、流量を規制する絞りが設けられている。
【００１４】
また、この流量調節弁を備える流量調節装置によれば、流量調節弁は、エンジンに供給される燃料の流量を調節する。また、この流量調節装置は、エンジンがアイドル運転状態にあるときに、第１弁側燃料通路のみがボディ側燃料通路に連通するように、弁体のアクチュエータに指令する流量調節手段を備える。
また、最良の形態２の流量調節弁によれば、第１弁側燃料通路は、内周に向かい縮径している。
【実施例１】
【００１５】
〔実施例１の構成〕
実施例１の流量調節弁１の構成を、図１ないし図２を用いて説明する。
流量調節弁１は、燃料タンクから燃料を吸引して吐出する低圧ポンプ、低圧ポンプから吐出された燃料を吸入し加圧して吐出する高圧ポンプ等とともに、高圧の燃料をエンジンに供給する燃料供給ポンプを構成する。そして、流量調節弁１は、低圧ポンプと高圧ポンプとの間に介在し、低圧ポンプから吐出された燃料の流量を調節して高圧ポンプに供給する。つまり、流量調節弁１は、エンジンに供給される燃料の流量を調節する。
【００１６】
流量調節弁１は、図１に示すように、燃料が導入される中空部２を有する筒状の弁体３と、弁体３を摺動自在に収容する弁ボディ４と、弁体３および弁ボディ４を励磁して弁体３と弁ボディ４との間に磁気吸引力を発生させ、弁体３を軸方向一方側に変位させるソレノイドコイル５と、弁体３を軸方向他方側に付勢するリターンスプリング６とを備え、中空部２から弁ボディ４の外部に向かう燃料の流量（つまり、低圧ポンプから高圧ポンプに向かう燃料の流量）を調節する。
【００１７】
ここで、ソレノイドコイル５は、通電を受けて磁気吸引力を発生し弁体３を変位させることにより、弁体３のアクチュエータとして機能する。そして、流量調節弁１は、ソレノイドコイル５に通電指令するマイコン等の流量調節手段（図示せず）とともに、流量調節装置を構成する。
【００１８】
また、弁体３は、中空部２と弁体３の外部とを連通する２つの弁側燃料通路（第１、第２弁側燃料通路９、１０）を有し、弁ボディ４は、弁体３を収容する内部と弁ボディ４の外部とを連通するボディ側燃料通路１１を有する。
【００１９】
そして、流量調節弁１では、ソレノイドコイル５への通電量がマイコンにより制御されることで磁気吸引力の強さが可変され、磁気吸引力に応じた位置に弁体３が変位する。これにより、流量調節弁１は、第１、第２弁側燃料通路９、１０とボディ側燃料通路１１との連通状態を可変して、低圧ポンプから高圧ポンプに向かう燃料の流量を調節する。
【００２０】
第１弁側燃料通路９は、弁体３が開弁方向に移動するときに先にボディ側燃料通路１１と連通し、第２弁側燃料通路１０は、第１弁側燃料通路９の後にボディ側燃料通路１１と連通する。つまり、第１弁側燃料通路９は、第２弁側燃料通路１０よりも軸方向一方側に設けられている。また、第１弁側燃料通路９には、流量を規制する絞り１３が設けられている。絞り１３は、中空部２に開口する内周側の部分に設けられている。
【００２１】
また、ボディ側燃料通路１１の内側開口部１５は、図２（ａ）に示すように、軸方向他方側の部分が細くなるように設けられている。つまり、内側開口部１５の軸方向他方側の部分は、軸方向一方側の部分よりも小幅に開口する小幅部１６をなす（なお、小幅部１６以外の部分を大幅部１７とする）。そして、弁体３が開弁方向に移動する際、小幅部１６が、大幅部１７よりも先に第１、第２弁側燃料通路９、１０の外側開口部１９、２０に重なる。
【００２２】
なお、外側開口部１９、２０は、図２（ｂ）に示すように、弁体３の外周面に環状の溝２３、２４を設けることで形成されている。これにより、弁体３が周方向に回動しても、内側開口部１５と外側開口部１９、２０との重なり面積、つまり、第１、第２弁側燃料通路９、１０とボディ側燃料通路１１との連通状態は一定に保たれる。
【００２３】
〔実施例１の作用〕
実施例１の流量調節弁１の作用を、図３を用いて説明する。
なお、図３において、変位量とは、ソレノイドコイル５への通電量がゼロのときの弁体３の位置を変位量ゼロとし、変位量ゼロの位置から軸方向一方側への弁体３の移動量を示すものである。そして、ｘ１とは、小幅部１６が外側開口部１９に到達したときの変位量であり、ｘ２とは、小幅部１６と外側開口部１９との重なり面積が絞り１３の有効流路面積に等しいときの変位量であり、ｘ３とは、小幅部１６が外側開口部２０に到達したときの変位量であり、ｘ４とは、大幅部１７が外側開口部２０に到達したときの変位量である。
【００２４】
以下、ソレノイドコイル５への通電が開始され、通電量の増加とともに変位量が増加したときの流量の変化を説明する。なお、弁体３の変位量は、図３（ｂ）に示すように、通電量に対してリニアに増加するものとする。
【００２５】
ソレノイドコイル５への通電が開始され通電量が増加を始めると、弁体３も軸方向一方側に変位を開始する。そして、変位量がｘ１に達したときに小幅部１６が外側開口部１９に到達し、ボディ側燃料通路１１と第１弁側燃料通路９とが連通する。
【００２６】
そして、変位量がｘ２に達するまで、流量は増加する。すなわち、変位量がｘ１〜ｘ２の範囲では、絞り１３の有効流路面積よりも小幅部１６と外側開口部１９との重なり面積の方が小さいので、流量は小幅部１６と外側開口部１９との重なり面積に支配される。このため、変位量がｘ１〜ｘ２の範囲では、変位量の増加とともに流量も増加する。
【００２７】
そして、変位量がｘ２に達すると流量は増加を停止し、その後、変位量がｘ３に達するまで流量は一定に保たれる。すなわち、変位量がｘ２〜ｘ３の範囲では、小幅部１６と外側開口部１９との重なり面積よりも絞り１３の有効流路面積の方が小さいので、流量は絞り１３の有効流路面積に支配される。このため、変位量がｘ２〜ｘ３の範囲は、変位量が増加しても流量が一定に保たれる不感領域となる。
【００２８】
そして、変位量がｘ３に達したときに小幅部１６が外側開口部２０に到達し、ボディ側燃料通路１１と第２弁側燃料通路１０とが連通する。このため、変位量がｘ３〜ｘ４の範囲では、小幅部１６と外側開口部２０との重なり面積の増加に伴い、流量も増加し、さらにｘ４よりも大きい変位量では、大幅部１７が外側開口部２０に重なるため、流量の増加率が大きくなる。
【００２９】
そして、マイコンは、エンジンがアイドル運転状態にあるときに、変位量がｘ２〜ｘ３の範囲に収まるように、ソレノイドコイル５への通電量を制御する。
【００３０】
〔実施例１の効果〕
実施例１の流量調節弁１によれば、弁側燃料通路は、弁体３が開弁方向に移動するときに先にボディ側燃料通路１１と連通する第１弁側燃料通路９と、第１弁側燃料通路９の後にボディ側燃料通路１１と連通する第２弁側燃料通路１０とに分割され、第１弁側燃料通路９には、流量を規制する絞り１３が設けられている。
これにより、第１弁側燃料通路９のみをボディ側燃料通路１１に連通させて流量を微小にすることができるとともに、微小流量の範囲で、弁体３が変位しても流量が変化しない不感領域を形成できる。このため、小幅部１６をさらに小幅にすることなく、微小流量における制御性を安定させることができる。
【００３１】
また、マイコンは、エンジンがアイドル運転状態にあるときに、変位量がｘ２〜ｘ３の範囲に収まるように、ソレノイドコイル５への通電量を制御する。
これにより、流量を微小に制御する必要があるアイドル運転時に、第１弁側燃料通路９のみをボディ側燃料通路１１に連通させて流量を微小にするとともに、流量を一定に保って流量の制御性を安定させることができる。
【実施例２】
【００３２】
実施例２の流量調節弁１によれば、図４に示すように、第１弁側燃料通路９の内周側の部分が、内周に向かい縮径している。そして、最も縮径された状態で中空部２に開口することで、絞り１３を形成している。これにより、例えば、ドリルの先端を当てるのみで絞り１３を設けることができる。
【００３３】
〔変形例〕
実施例１、２の第１弁側燃料通路９では、絞り１３が１箇所にのみ設けられていたが、図５に示すように２箇所に絞り１３を設けてもよく、さらに３箇所以上に絞り１３を設けてもよい。
【００３４】
また、実施例１、２の流量調節弁１は、ソレノイドコイル５が非通電状態にあるときに第１、第２弁側燃料通路９、１０とボディ側燃料通路１１とが連通していないノーマリクローズ型であったが、図６に示すように、流量調節弁１を、ソレノイドコイル５が非通電状態にあるときに第２弁側燃料通路１０とボディ側燃料通路１１とが連通しているノーマリオープン型としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）は流量調節弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）は流量調節弁の要部を示す拡大断面図である（実施例１）。
【図２】（ａ）はボディ側燃料通路の内側開口部を示す説明図であり、（ｂ）は弁体の外観を示す平面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は燃料の流量と弁体の変位量との相関図であり、（ｂ）はソレノイドコイルへの通電量と弁体の変位量との相関図である（実施例１）。
【図４】（ａ）は流量調節弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）は流量調節弁の要部を示す拡大断面図である（実施例２）。
【図５】（ａ）は流量調節弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）は流量調節弁の要部を示す拡大断面図である（変形例）。
【図６】（ａ）は流量調節弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）は流量調節弁の要部を示す拡大断面図であり、（ｃ）は弁体の外観を示す平面図である（変形例）。
【図７】（ａ）は流量調節弁の構成を示す断面図であり、（ｂ）は流量調節弁の要部を示す拡大断面図であり、（ｃ）はボディ側燃料通路の内側開口部を示す説明図である（従来例）。
【符号の説明】
【００３６】
１  流量調節弁
２  中空部
３  弁体
４  弁ボディ
５  ソレノイドコイル
９  第１弁側燃料通路
１０  第２弁側燃料通路
１１  ボディ側燃料通路
１３  絞り
【図１】
2007211640.tif 000003
【図２】
2007211640.tif 000004
【図３】
2007211640.tif 000005
【図４】
2007211640.tif 000006
【図５】
2007211640.tif 000007
【図６】
2007211640.tif 000008
【図７】
2007211640.tif 000009