(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状の可動鉄心摺動穴を有する固定鉄心と、前記可動鉄心摺動穴に軸方向摺動自在に保持される可動鉄心と、通電により前記可動鉄心を前記固定鉄心摺動部の底部へ近づく方向へ付勢する磁束を発生するコイルと、前記可動鉄心を前記底部から遠ざかる方向へ付勢するスプリングと、前記可動鉄心摺動穴と同軸に貫通する弁孔および外部より前記弁孔部に燃料を導入する燃料導入孔を有すると共に、前記燃料導入孔より下流側に弁座を有して前記固定鉄心に固定されるバルブボディと、前記弁孔に軸方向摺動自在に保持されると共に端部が前記可動鉄心に固定され、前記可動鉄心と一体になって移動して前記弁座に着座または離座する弁体と、を備える電磁弁において、前記可動鉄心摺動穴内の前記可動鉄心および前記バルブボディとに囲まれる燃料空間と前記燃料導入孔を連通する燃料通路を前記固定鉄心および前記弁体のいずれか一つに設け、前記燃料空間がダンパ室として機能するように前記燃料空間の容積、前記燃料通路の断面積および長さを設定したことを特徴とする電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁力により弁体を駆動して流体通路を開閉する電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁弁の作動について説明する。コイルに通電されて可動鉄心が固定鉄心側へ吸引されると、可動鉄心に固定され可動鉄心と一体に移動する弁体がバルブボディの弁座に着座して燃料導入孔と燃料出口との連通が遮断される。一方、コイルへの通電が停止されて固定鉄心の磁力による吸引力がなくなると、可動鉄心はスプリングの付勢力によって固定鉄心から遠ざかる方向に移動して、可動鉄心に固定された弁体は弁座から離座して燃料導入孔と燃料出口とが連通する。
【０００３】
燃料供給装置にこの電磁弁を適用した場合は、燃料供給装置の低圧燃料導入通路と燃料を高圧化する圧送機構との間に配置されて、両者の連通または遮断の切替えを行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電磁弁の弁体が弁座へ着座した時に生じた圧力波が燃料供給装置の低圧燃料導入通路およびそれに連結された燃料管内を伝播し、燃料管部から騒音が発生する場合がある。この対策として、ダンパ室を燃料通路を介して燃料管に接続する方法がある。ダンパ室の容積やダンパ室と燃料管を接続する燃料通路の長さおよび断面積を最適な値に適合することによって圧力波を速やかに減衰させて騒音発生を防止するものである。しかし、この方法はダンパ室等を燃料管の途中に設けなければならず、取付けスペースおよびコストの点において問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、その目的は、電磁弁内の燃料空間をダンパ室として機能させることによって燃料管途中に設置されるダンパ室を不要として、低コストで低騒音の電磁弁を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
本発明の請求項１によれば、可動鉄心摺動穴内の可動鉄心およびバルブボディとに囲まれる燃料空間と燃料導入孔を連通する燃料通路を設け、燃料空間がダンパ室として機能するように燃料空間の容積、前記燃料通路の断面積および長さを設定している。これにより、この燃料空間がダンパ室として機能することができるので、弁体の着座時に圧力波が発生した場合、この燃料空間および燃料通路により圧力波が減衰され騒音の発生を防止することができる。
【０００８】
本発明の請求項２によれば、燃料通路は、固定鉄心、バルブボディおよび弁体のいずれか一つに設けられている。これにより、可動鉄心摺動穴内の可動鉄心およびバルブボディとに囲まれる燃料空間が、燃料通路により燃料導入孔と連通している。つまり、この燃料空間をダンパ室として機能させている。従って、弁体の着座時に圧力波が発生した場合、この燃料空間および燃料通路により圧力波が減衰され騒音の発生を防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による電磁弁の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一構成部分には同一符号を付してある。
【００１０】
図１は本発明の第１の実施形態による電磁弁１の通電時における全体断面図である。図２は本発明の第１の実施形態による電磁弁１の非通電時における全体断面図である。
【００１１】
ステータ２、フランジ３、ヨーク１０、及びスペーサ１１は固定鉄心を構成している。ステータ２とフランジ３は、電磁弁１の軸方向にスペーサ１１を介して配置され、これら３者は溶接により一体化されると共に、有底円筒状の可動鉄心摺動穴３ａが形成されステータ２のフランジ３側端面がその底部２ａとなっている。また、ヨーク１０がフランジ３に溶接されると共にステータ２に圧入されている。スペーサ１１は非磁性金属、例えばＳＵＳ３０４等により形成されてステータ２とフランジ３の間において磁気回路上の隙間を形成している。ステータ２の底部２ａには、スプリング８を収容する収容部２ｂが設けられている。さらに、フランジ３には、可動鉄心摺動穴３ａ内の燃料空間Ｄと燃料導入孔９ｂとを電磁弁外部の図示していない燃料供給路を介して連通する燃料通路３ｂが設けられている。この燃料通路３ｂは、可動鉄心摺動穴３ａ内に露出する開口部と可動鉄心５とが電磁弁１の作動時に重ならないように形成されている。
【００１２】
コイル４は、ステータ２に嵌着されるボビン４ａに電線４ｂを巻装して形成され、さらに、コイル４を樹脂材料にインサート成形することによりコネクタ７を設けている。コイル４の電線４ｂの端末はコネクタ7内のターミナル７ａに電気的に接続されている。
【００１３】
コネクタ７は、コイル４のボビン４ａをステータ２に嵌着した後ヨーク１０によりフランジ３に固定される。
【００１４】
可動鉄心５は、可動鉄心摺動穴３ａ内に軸方向摺動自在に保持されている。可動鉄心５の底部２ａ側にはスプリング８を保持する保持部５ａが設けられ、可動鉄心５はスプリング８によって底部２ａから遠ざかる方向（図１の下方）に付勢されている。底部２ａと反対側端部には弁体６が溶接等により固定されている。
【００１５】
弁体６は弁孔９ａに軸方向摺動自在に保持されると共に、可動鉄心５に固定されて可動鉄心５と一体に移動して、弁座９ｃに着座または離座することができる。
【００１６】
バルブボディ９は、フランジ３の底部２ａと反対側に溶接等により固定されると共に、可動鉄心摺動穴３ａと同軸に貫通する弁孔９ａが設けられ、弁体６を軸方向摺動自在に保持している。また、燃料導入孔９ｂが設けられ、電磁弁外部から燃料が燃料導入孔９ｂを通って電磁弁内部の燃料空間Ｓに導入される。燃料導入孔９ｂの下流側には弁座９ｃが設けられ、弁体６が弁座９ｃに着座または離座することができる。バルブボディ９の可動鉄心５と反対側端部には、バルブガイド１３が溶接により固定されている。バルブボディ９の可動鉄心５と反対側端面とバルブガイド１３の間にはストッパプレート１２が挟持されて、非通電持における弁体６の移動を規制している。ストッパプレート１２には燃料孔１２ａが設けられている。バルブガイド１３のストッパプレート１２の下流側には燃料流出孔１３ａが形成されている。
【００１７】
以上をまとめると、燃料は、燃料導入孔９ｂから電磁弁１内部の燃料空間Ｓに導入されて弁座９ｃ、燃料孔１２ａを経由して燃料流出孔１３ａから電磁弁１の外へ流れて行く。弁座９ｃに弁体６が着座または離座することにより、電磁弁１内の燃料の流れが遮断または開放される。
【００１８】
また、可動鉄心摺動穴３ａ、可動鉄心５およびバルブボディ９に囲まれる燃料空間Ｄが、燃料通路３ｂにより外部の図示していない燃料供給路を介して燃料導入孔９ｂと連通している。つまり、この燃料空間Ｄはダンパ室の機能を果たしている。
【００１９】
次に、本発明の電磁弁１の作動について図１および図２を用いて説明する。
【００２０】
コイル４に通電していない場合、可動鉄心５はスプリング８の付勢力によって底部２ａから遠ざかる方向に移動している。従って、図２に示すように弁体６は弁座９ｃから離座している。外部から電磁弁１に導入される燃料は燃料導入孔９ｂより電磁弁１内部の燃料空間に導入され弁座９ｃの上流に達し、弁座９ｃと弁体６の隙間を通り燃料流出孔１３ａから電磁弁１の外へ流れて行く。次に、コイル４に通電すると、ヨーク１０、ステータ２、可動鉄心５、フランジ３によって構成された磁気回路に磁束が流れ、ステータ２と可動鉄心５との間に磁気吸引力が発生する。すると、可動鉄心５は底部２ａに近づく方向（図１の上方）に移動し、図１に示すように可動鉄心５と一体の弁体６が弁座９ｃに着座するので、電磁弁１を通過する燃料の流れは遮断される。
【００２１】
次に、電磁弁１を用いた燃料供給装置の構成について図３に基づいて説明する。１００はシリンダ、２００はチェック弁（デリバリバルブ）、３００は燃料吸入筒、４００はプランジャ、５００は図示しないカムにより上下するタペット、６００はタペット５００を図示しないカムに押し付けるスプリングである。プランジャ４００はスプリングシート７００を介してタペット５００に係止されているのでタペット５００と一体的に移動する。１０１はプランジャ摺動孔、１０２は燃料室、１０３は燃料通路である。チェック弁２００は燃料通路１０３により燃料室１０２と連通している。電磁弁１は、バルブガイド１３をシリンダ１００に嵌合させて固定されている。この時燃料導入孔９ｂは燃料室１０４を介して燃料吸入筒３００と連通している。
【００２２】
次に、燃料供給装置の動作について説明する。
【００２３】
燃料吸入行程では、タペット５００及びプランジャ４００が電磁弁１から遠ざかると、燃料が燃料吸入筒３００から燃料室１０４、燃料導入孔９ｂを経由して電磁弁１の内部に吸入される。この時、電磁弁１は通電されていないので弁体６は弁座９ｃから離座しており、燃料は電磁弁１を通り抜けてプランジャ摺動孔１０１へ吸入される。次に、燃料圧縮行程になるとプランジャ４００が電磁弁１に近づいて行く。この時、プランジャ摺動孔１０１内の燃料は電磁弁１を経由して燃料吸入筒３００へと押し戻される。プランジャ摺動孔１０１内の燃料量が所定量となった時点で電磁弁１が通電される。すると、弁体６が弁座９ｃに着座して電磁弁１内の燃料の流れが遮断され、プランジャ摺動孔１０１内の燃料は密閉されて圧力が増大し、燃料圧力がチェック弁２００の開弁圧力を超えるとチェック弁２００が開いて燃料が吐出される。この時、電磁弁１の弁座９ｃの上流側には弁体６の着座により圧力波が発生し、燃料導入孔９ｂ、燃料室１０４、燃料吸入筒３００を経由して燃料吸入筒３００に連結されている燃料管に伝播していく。
【００２４】
ところで、第１の実施形態においては、圧力波が発生すると燃料空間Ｄがダンパ室として作用するので圧力波が減衰され、燃料管へ伝播する圧力波は十分弱められ騒音の発生を防止することができる。
【００２５】
以上説明したように、第１の実施形態では、電磁弁１内部の燃料空間Ｄをダンパ室として機能させることにより、従来電磁弁１外部の燃料管途中に設けられていたダンパ室を不要とした。従って、スペースを取らず低コストで静粛な電磁弁１を提供することができる。
【００２６】
なお、燃料空間Ｄの容積、燃料通路３ｂの断面積および長さを適宜選定することにより、種々のエンジン運転条件や異なる形式のエンジンにおいても効果的に圧力波を減衰することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態を図４に示す。第２の実施形態では、第１の実施形態においてフランジ３に設けていた燃料通路３ｂの代りに、バルブボディ９に燃料通路９ｄを設けている。この場合も燃料空間Ｄが燃料通路９ｄを介して燃料導入孔９ｂと連通しているので、圧力波が発生すると燃料空間Ｄがダンパ室として作用し圧力波が減衰される。従って、騒音の発生を防止することができる。
【００２８】
次に、第２の実施形態の第１変形例を図５に示す。第２の実施形態の第１変形例では、燃料通路９ｄの代りに弁孔９ａに軸方向に溝９ｅ（燃料通路）を設けている。この場合も燃料空間Ｄが溝９ｅを介して燃料導入孔９ｂと連通しているので、圧力波が発生すると燃料空間Ｄがダンパ室として作用し圧力波が減衰される。従って、騒音の発生を防止することができる。
【００２９】
図６に、第２の実施形態の第２変形例を示す。第２変形例では、第１変形例の溝９ｅに代わって、弁体６の弁孔９ａとの摺動部に軸方向に溝６ｅ（燃料通路）を設けている。この場合も燃料空間Ｄが溝６ｅを介して燃料導入孔９ｂと連通しているので、圧力波が発生すると燃料空間Ｄがダンパ室として作用し、圧力波が減衰される。従って、騒音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す電磁弁１の通電時（遮断時）における全体断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す電磁弁１の非通電時（開放時）における全体断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の電磁弁１を用いた燃料供給装置の全体断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す電磁弁１の通電時（遮断時）における全体断面図である。
【図５】（ａ）は、第２の実施形態の第１変形例を示す電磁弁１の通電時（遮断時）における部分断面図である。（ｂ）は、（ａ）のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】（ａ）は、第２の実施形態の第２変形例を示す電磁弁１の通電時（遮断時）における部分断面図である。（ｂ）は、（ａ）のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【符号の説明】
１  電磁弁
２  ステータ（固定鉄心）
３  フランジ（固定鉄心）
３ａ  可動鉄心摺動穴
３ｂ  燃料通路
５  可動鉄心
１  弁体
９  バルブボディ
９ａ  弁孔
９ｂ  燃料導入孔
Ｄ  燃料空間
Ｓ  燃料空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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