KR20240009455A

KR20240009455A - 솔레노이드 장치 및 연료 분사 장치의 전자 밸브

Info

Publication number: KR20240009455A
Application number: KR1020237043271A
Authority: KR
Inventors: 히사오 오가와
Original assignee: 미츠비시 쥬고 엔진 앤드 터보차저 가부시키가이샤
Priority date: 2021-07-27
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2024-01-22
Also published as: EP4343188A1; JP2023018371A; CN117545917A; US20240254954A1; WO2023007998A1; EP4343188A4

Abstract

솔레노이드 장치는, 연료 분사 장치에 마련되는 전자 밸브의 밸브 유닛을 전자력에 의하여 구동하는 솔레노이드 장치로서, 통상으로 형성되고, 밸브 유닛과 대향하는 대향면을 갖는 코어와, 코어에 감겨진 코일과, 코어의 대향면 중 코어의 중심축의 축선 방향에서 보아 밸브 유닛에 겹쳐지는 위치에 마련되는 오목부를 구비한다.

Description

솔레노이드 장치 및 연료 분사 장치의 전자 밸브

본 개시는, 솔레노이드 장치 및 연료 분사 장치의 전자 밸브에 관한 것이다.

디젤 엔진 등에 적용되는 코먼 레일식의 연료 분사 장치는, 연료 펌프와, 코먼 레일과, 연료 분사 밸브를 구비한다. 연료 펌프는, 연료 탱크의 연료를 흡입하여 가압하고, 고압 연료로서 코먼 레일에 공급한다. 코먼 레일은, 연료 펌프로부터 공급된 고압 연료를 소정의 압력으로 유지한다. 연료 분사 밸브는, 분사 밸브를 개폐함으로써, 코먼 레일의 고압 연료를 디젤 엔진의 연소실에 분사한다.

연료 분사 밸브는, 예를 들면 코어에 감겨진 코일에 전류를 흘려보냄으로써 전자력을 발생시키는 솔레노이드 장치와, 자성체를 이용하여 형성되는 밸브 유닛을 갖는 전자 밸브를 갖는다. 이와 같은 전자 밸브에서는, 예를 들면 밸브 유닛에 탄성력을 작용시켜 연료의 유로를 누르는 구성으로 하고, 솔레노이드 장치로 전자력을 발생시키지 않는 경우에는 당해 탄성력에 의하여 연료의 유로를 눌러 폐쇄한 상태로 한다. 또, 솔레노이드 장치에 의하여 전자력을 발생시키는 경우에는, 당해 전자력에 의하여 솔레노이드 장치의 코어 측에 밸브 유닛을 끌어당기고, 밸브 유닛을 유로로부터 떼어냄으로써 유로를 개방한 상태로 한다(예를 들면, 특허문헌 1 등 참조).

일본 공개특허공보 2010-101349호

상기와 같은 전자 밸브에서는, 예를 들면 밸브 유닛이 코어로부터 멀어질 때, 밸브 유닛과 코어의 간극이 일시적으로 부압(負壓)이 되어, 캐비테이션이 발생하는 경우가 있다. 이 캐비테이션은, 밸브 유닛과 코어의 간극의 압력이 회복될 때에 붕괴하여, 코어의 일부를 손상시킨다. 이 때문에, 예를 들면 솔레노이드 장치를 장기 가동시킬 때에 동작의 신뢰성이 저하될 가능성이 있다.

본 개시는, 상기를 감안하여 이루어진 것이며, 내(耐)캐비테이션 마모가 우수하고, 동작의 신뢰성을 유지하는 것이 가능한 솔레노이드 장치 및 연료 분사 장치의 전자 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시에 관한 솔레노이드 장치는, 연료 분사 장치에 마련되는 전자 밸브의 밸브 유닛을 전자력에 의하여 구동하는 솔레노이드 장치로서, 통상으로 형성되며, 상기 밸브 유닛과 대향하는 대향면을 갖는 코어와, 상기 코어에 감겨진 코일과, 상기 코어의 상기 대향면 중 상기 코어의 중심축의 축선 방향에서 보아 상기 밸브 유닛에 겹쳐지는 위치에 마련되는 오목부를 구비한다.

본 개시에 관한 연료 분사 장치의 전자 밸브는, 상기의 솔레노이드 장치와, 자성체를 이용하여 형성되고, 상기 코어의 상기 대향면에 대향하여 배치되며, 상기 코어로부터 상기 축선 방향으로 멀어지는 방향으로 탄성력이 부여되고, 상기 솔레노이드 장치에서 전자력이 발생하지 않는 경우에는 상기 탄성력에 의하여 연료의 유통로를 눌러 폐쇄한 상태로 하며, 상기 솔레노이드 장치에서 전자력이 발생하는 경우에는 당해 전자력에 의하여 상기 대향면에 접촉하는 위치까지 상기 코어에 끌어당겨져 상기 유통로로부터 멀어짐으로써 상기 유통로를 개방하는 밸브 유닛을 구비한다.

본 개시에 의하면, 내캐비테이션 마모가 우수하고, 동작의 신뢰성을 유지하는 것이 가능한 솔레노이드 장치 및 연료 분사 장치의 전자 밸브를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 실시형태의 연료 분사 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는, 연료 분사 밸브의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 3은, 전자 밸브의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 4는, 도 3에 나타내는 솔레노이드 장치를 선단 측에서 본 예를 나타내는 도이다.
도 5는, 오목부의 단면 구성의 예를 나타내는 도이다.
도 6은, 오목부의 단면 구성의 예를 나타내는 도이다.
도 7은, 오목부의 단면 구성의 예를 나타내는 도이다.
도 8은, 전자 밸브의 동작의 일례를 나타내는 종단면도이다.

이하, 본 개시에 관한 솔레노이드 장치 및 연료 분사 장치의 전자 밸브의 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 하기 실시형태에 있어서의 구성 요소에는, 당업자가 치환 가능하고 또한 용이한 것, 혹은 실질적으로 동일한 것이 포함된다.

도 1은, 본 실시형태의 연료 분사 장치(10)의 일례를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 연료 분사 장치(10)는, 디젤 엔진(내연 기관)에 탑재된다. 연료 분사 장치(10)는, 연료 펌프(11)와, 코먼 레일(12)과, 복수의 연료 분사 밸브(13)를 구비한다.

연료 펌프(11)는, 연료 라인(L11)을 개재하여 연료 탱크(14)가 접속된다. 연료 펌프(11)는, 연료 탱크(14)에 저류되어 있는 연료를 연료 라인(L11)으로부터 흡입하고, 가압하여 고압 연료를 생성한다. 연료 펌프(11)는, 연료 고압 라인(L12)을 개재하여 코먼 레일(12)이 접속된다. 코먼 레일(12)은, 연료 펌프(11)로부터 공급된 고압 연료를 소정의 압력으로 유지한다. 코먼 레일(12)은, 복수(본 실시형태에서는, 4개)의 연료 공급 라인(L13)을 개재하여 연료 분사 밸브(13)가 각각 접속된다. 연료 분사 밸브(13)는, 전자 밸브를 개폐함으로써, 코먼 레일(12)의 고압 연료를 디젤 엔진의 각 실린더(연소실)에 분사한다.

도 2는, 연료 분사 밸브(13)의 일례를 나타내는 종단면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 연료 분사 밸브(13)는, 중심축 AX의 축선 방향으로 뻗은 형상이며, 분사부(20)와, 전자 밸브(40)를 갖는다. 이하, 연료 분사 밸브(13)의 구성을 설명함에 있어서, 중심축 AX의 축선 방향 중 연료 분사구(30) 측을 선단 측이라고 표기하고, 전자 밸브(40) 측을 기단(基端) 측이라고 표기한다.

분사부(20)는, 케이싱(21)과, 피스톤 밸브(22)를 갖는다. 케이싱(21)은, 연료 유입구(24)와, 분사 측 유로(25)와, 제어 측 유로(26)와, 분사 측 압력실(27)과, 제어 측 압력실(28)과, 실린더실(29)과, 연료 분사구(30)와, 연료 배출구(31)와, 전자 밸브 측 압력실(32)을 갖는다.

연료 유입구(24)는, 연료 공급 라인(L13)으로부터의 연료가 유입된다. 분사 측 유로(25)는, 연료 유입구(24)와 분사 측 압력실(27)을 접속한다. 제어 측 유로(26)는, 연료 유입구(24)와 제어 측 압력실(28)을 접속한다.

분사 측 압력실(27)은, 연료 분사구(30)에 접속된다. 연료 분사구(30)는, 케이싱(21)의 선단 측의 단부(端部)에 배치되고, 디젤 엔진의 각 실린더를 향하여 연료를 분출한다.

제어 측 압력실(28)은, 연료 배출구(31)에 접속된다. 연료 배출구(31)는, 케이싱(21)의 기단 측의 단부에 배치되고, 전자 밸브 측 압력실(32)에 접속된다. 전자 밸브 측 압력실(32)은, 전자 밸브(40)(후술하는 공간부(46d))에 접속된다.

실린더실(29)은, 분사 측 압력실(27) 및 제어 측 압력실(28)에 접속된다. 실린더실(29)은, 피스톤 밸브(22)를 수용한다. 실린더실(29)은, 유로(29a)를 통하여 전자 밸브 측 압력실(32)에 접속된다.

피스톤 밸브(22)는, 실린더실(29)에 수용되어, 분사 측 압력실(27) 측 또는 제어 측 압력실(28) 측으로 이동 가능하게 마련된다. 피스톤 밸브(22)는, 스프링 시트 부재(22a)와, 제어 측 피스톤 부재(22b)와, 연결 부재(22c)와, 밸브체(22d)를 갖는다. 또한, 스프링 시트 부재(22a), 제어 측 피스톤 부재(22b) 및 연결 부재(22c)는, 일체이다. 스프링 시트 부재(22a)는, 후술하는 탄성 부재(23)의 탄성력을 받는다. 제어 측 피스톤 부재(22b)는, 제어 측 압력실(28)의 압력을 받는다. 연결 부재(22c)는, 스프링 시트 부재(22a)와 제어 측 피스톤 부재(22b)를 연결한다. 밸브체(22d)는, 스프링 시트 부재(22a)로부터 중심축 AX의 축선 방향의 선단 측을 향하여 돌출된다. 밸브체(22d)는, 각 압력실로부터의 수압력(受壓力)과 탄성력의 합력(合力)에 의하여, 스프링 시트 부재(22a)와 맞닿는다. 밸브체(22d)는, 선단부가 연료 분사구(30)를 폐색 가능한 형상으로 형성된다. 밸브체(22d)는, 분사 측 압력실(27)의 압력을 받는다.

분사 측 압력실(27)의 압력이 제어 측 압력실(28)의 압력과 탄성 부재(23)의 탄성력의 합력보다 작은 경우, 피스톤 밸브(22)는, 분사 측 압력실(27) 측에 압압된 상태가 된다. 이 경우, 밸브체(22d)에 의하여 연료 분사구(30)가 폐색된 상태가 된다. 이 상태로부터, 분사 측 압력실(27)의 압력이 제어 측 압력실(28)의 압력과 탄성 부재(23)의 탄성력의 합력보다 커진 경우, 피스톤 밸브(22)는, 제어 측 압력실(28) 측에 압압된 상태가 된다. 이 경우, 밸브체(22d)가 연료 분사구(30)로부터 멀어져, 연료 분사구(30)가 개방된 상태가 된다.

전자 밸브(40)는, 솔레노이드 장치(41)와, 밸브 유닛(42)을 갖는다. 도 3은, 전자 밸브(40)의 일례를 나타내는 종단면도이다. 도 3은, 도 2의 일부를 확대하여 나타내고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드 장치(41)는, 전자력에 의하여 밸브 유닛(42)을 중심축 AX의 축선 방향을 따라 구동한다. 솔레노이드 장치(41)는, 코어(43)와, 코일(44)과, 케이싱(45)과, 통상(筒狀) 부재(46)와, 단자 고정 부재(47)를 갖는다.

코어(43)는, 자성체부(50) 및 밀봉부(49)를 갖는다. 자성체부(50)는, 통상부(43a)와, 플랜지부(43b)와, 측면부(43c)를 갖는다. 통상부(43a)는, 예를 들면 원통상으로 형성된다. 플랜지부(43b)는, 예를 들면 원판상이며, 코어(43)의 기단 측에 배치된다. 통상부(43a) 및 플랜지부(43b)는, 각각 중심축이 연료 분사 밸브(13)의 중심축 AX와 일치하도록 배치된다.

측면부(43c)는, 통상부(43a)를 내포하는 원통상이다. 측면부(43c)는, 통상부(43a)와의 사이에 직경 방향으로 간격을 두고 배치되며, 선단 측을 향하여 뻗어 있다. 통상부(43a), 플랜지부(43b) 및 측면부(43c)는, 자성체를 이용하여 형성된다(자성체부(50)). 코어(43)는, 통상부(43a), 플랜지부(43b) 및 측면부(43c)로 둘러싸인 공간부(43e)에 코일(44)을 수용한다. 즉, 통상부(43a), 플랜지부(43b) 및 측면부(43c)는, 밸브 유닛(42) 측으로 개구되고 코일(44)을 수용하여 중심축 AX의 축선 방향에서 보아 환상의 공간부(43e)를 갖는 자성체부(50)를 구성한다. 코어(43)는, 단체(單體)로서 본 경우에는 공간부(43e)가 마련되지만, 실제로는 코일(44)이 배치된 상태로 되어 있다. 이 코일(44)이 배치된 공간부(43e)는, 밀봉부(49)에 의하여 밀봉된다. 밀봉부(49)는, 예를 들면 수지 재료를 이용하여 형성된다. 코어(43)는, 후술하는 밸브 유닛(42)에 대향하는 대향면(43h)을 갖는다. 대향면(43h)은, 코어(43)의 선단 측의 단부에 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 통상부(43a)의 선단 측의 단부, 측면부(43c)의 선단 측의 단부 및 밀봉부(49)의 선단 측의 단부는, 대향면(43h)을 구성한다.

밀봉부(49)는, 선단 측의 단면(端面)에 오목부(43f)를 갖는다. 오목부(43f)는, 밀봉부(49)의 일부가 기단 측으로 파인 상태로 형성된다. 도 4는, 도 3에 나타내는 솔레노이드 장치(41)를 선단 측에서 본 예를 나타내는 도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 오목부(43f)는, 중심축 AX의 축선 방향에서 보아 당해 중심축 AX를 중심으로 한 환상이다. 오목부(43f)는, 중심축 AX의 축 둘레 방향의 둘레 전체에 걸쳐 마련된다. 오목부(43f)는, 중심축 AX의 축선 방향에서 보아, 후술하는 밸브 유닛(42)의 관통 구멍(42d)에 겹쳐지는 위치에 배치된다.

도 5 내지 도 7은, 오목부(43f)의 단면 구성의 예를 나타내는 도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 오목부(43f)는, 밀봉부(49)의 직경 방향의 양측을 남긴 상태로 형성되어도 된다. 이 구성에 의하면, 밀봉부(49)의 직경 방향의 양측에 있어서 공간부(43e)를 보다 확실히 밀봉할 수 있다. 또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 오목부(43f)는, 직경 방향의 전체에 걸쳐 균일한 깊이로 형성되어도 된다. 이 구성에 의하면, 코어(43)의 선단 측의 단면에 있어서, 중심축 AX의 축선 방향에서 본 경우에 오목부(43f)의 면적을 충분히 확보할 수 있다. 또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 6의 구성에 더하여, 코어(43)는, 공간부(43e) 중 중심축 AX의 축선 방향의 선단 측의 단부에 모따기부(43g)를 갖는 구성이어도 된다. 모따기부(43g)는, 통상부(43a)의 외주 측 및 측면부(43c)의 내주 측에 각각 마련된다. 모따기부(43g)는, 각각 공간부(43e) 측을 향하여 기단 측으로 경사지는 테이퍼 형상이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 코일(44)은, 통상부(43a)에 감겨진 상태로 배치된다. 코일(44)은, 후술하는 케이싱(45)을 관통하여 도시되지 않은 전원부에 접속된다. 솔레노이드 장치(41)는, 코일(44)에 전류를 흘려보냄으로써 전자력을 발생시킨다.

케이싱(45)은, 코어(43) 및 코일(44)을 수용한다. 케이싱(45)은, 예를 들면 수지 재료를 이용하여 형성된다. 케이싱(45)은, 후술하는 탄성 부재(48)를 지지하는 지지부(45a)를 갖는다. 또, 단자 고정 부재(47)는, 중심축 AX의 축선 방향에 대하여 코어(43)와 후술하는 케이싱(45)의 사이에 배치되고, 코일(44)에 접속되는 단자(44a)를 고정한다. 또한, 단자(44a)는, 케이싱(45)을 관통하여 외부로 인출된다. 단자 고정 부재(47)는, 예를 들면 수지 재료 등을 이용하여 형성된다.

통상 부재(46)는, 코어(43)의 내주 측에 배치된다. 통상 부재(46)는, 예를 들면 금속 재료를 이용하여 형성된다. 통상 부재(46)는, 비자성체의 금속이어도 된다. 통상 부재(46)는, 예를 들면 원통상이며, 중심축이 연료 분사 밸브(13)의 중심축 AX와 일치하도록 배치된다. 통상 부재(46)는, 선단 측의 단면(46b)이 밸브 유닛(42)에 접촉 가능해지는 위치에 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 단면(46b)은, 예를 들면 코어(43)의 측면부(43c)의 선단 측 단면 및 밀봉부(49)의 선단 측 단면과 단차가 없는 상태로 되어 있다.

탄성 부재(48)는, 기단 측의 단부가 케이싱(45)의 지지부(45a)에 지지된 상태로 통상 부재(46)의 내주 측에 수용된다. 탄성 부재(48)는, 밸브 유닛(42)에 대하여 중심축 AX의 축선 방향의 선단 측을 향한 탄성력을 부여한다.

밸브 유닛(42)은, 솔레노이드 장치(41)에 의하여 발생하는 전자력에 의하여 중심축 AX의 축선 방향으로 이동한다. 밸브 유닛(42)은, 아마추어(42a)와, 밸브체(42b)와, 단차부(42c)와, 관통 구멍(42d)을 갖는다. 아마추어(42a)는, 자성체를 이용하여 형성된다. 아마추어(42a)는, 예를 들면 원판상이다. 아마추어(42a)는, 솔레노이드 장치(41)의 코어(43)의 선단 측의 단부와 대향하여 배치된다. 밸브체(42b)는, 아마추어(42a)로부터 선단 측을 향하여 뻗어 있다. 밸브체(42b)는, 선단부가 연료 배출구(31)를 폐색 가능한 형상으로 형성된다. 밸브체(42b)는, 자성체로 형성되어도 되고, 비자성체로 형성되어도 된다.

관통 구멍(42d)은, 아마추어(42a)를 중심축 AX의 축선 방향으로 관통하여 마련된다. 관통 구멍(42d)은, 중심축 AX의 축선 방향에서 보아, 당해 중심축 AX의 축 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된다. 본 실시형태에서는, 도 4의 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 예를 들면 중심축 AX를 중심으로 하여 90°에 관통 구멍(42d)이 배치되는 경우를 예로 들고 있지만, 이 구성에 한정되지 않는다.

상기와 같이 구성된 연료 분사 밸브(13)의 동작을 설명한다. 솔레노이드 장치(41)의 코일(44)에 전류를 흘려보내지 않는 경우, 솔레노이드 장치(41)에 있어서 전자력이 발생하지 않는다. 이 경우, 밸브 유닛(42)은, 탄성 부재(48)의 탄성력에 의하여 밸브체(42b)가 연료 배출구(31)를 선단 측으로 누른다. 이로써, 연료 배출구(31)가 폐색된 상태가 된다.

연료 배출구(31)가 폐색된 상태에 있어서는, 제어 측 압력실(28)의 수압력과 탄성 부재(23)의 탄성력의 합력이 분사 측 압력실(27)의 수압력보다 커진다. 이 때문에, 피스톤 밸브(22)는, 연료 분사구(30)를 눌러 폐색된 상태가 된다.

또, 솔레노이드 장치(41)의 코일(44)에 전류를 흘려보낸 경우, 솔레노이드 장치(41)에 있어서 전자력이 발생한다. 도 8은, 전자 밸브(40)의 동작의 일례를 나타내는 종단면도이다. 도 8에서는, 코일(44)에 전류를 흘려보낸 경우의 예를 나타내고 있다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드 장치(41)에 있어서 전자력이 발생한 경우, 밸브 유닛(42)은, 당해 전자력에 의하여 아마추어(42a)가 코어(43) 측으로 끌어당겨져, 밸브체(42b)가 연료 배출구(31)로부터 멀어진다. 이로써, 연료 배출구(31)가 개방된 상태가 된다.

연료 배출구(31)가 개방됨으로써, 제어 측 압력실(28)의 압력이 저하된다. 제어 측 압력실(28)의 수압력과 탄성 부재(23)의 탄성력의 합력이 분사 측 압력실(27)의 수압력보다 작아진 경우, 피스톤 밸브(22)가 제어 측 압력실(28) 측으로 이동한다. 이 경우, 피스톤 밸브(22)의 밸브체(22d)가 연료 분사구(30)로부터 멀어져 연료 분사구(30)가 개방된 상태가 된다. 연료 분사구(30)가 개방된 상태가 된 경우, 연료 유입구(24)로부터 분사 측 유로(25)를 유통하여 분사 측 압력실(27)에 유입된 연료가 연료 분사구(30)로부터 분사된다.

상기 동작에 있어서, 밸브 유닛(42)이 솔레노이드 장치(41)의 전자력에 의하여 코어(43) 측에 끌어당겨지는 경우, 도 8에 나타내는 바와 같이, 밸브 유닛(42)의 단차부(42c)가 통상 부재(46)의 단면(46b)에 접촉한다. 이 경우에 있어서, 통상 부재(46)는, 밸브 유닛(42)의 기단 측을 향한 이동을 규제하는 스토퍼로서 기능한다.

밸브 유닛(42)의 단차부(42c)가 통상 부재(46)의 단면(46b)에 접촉한 후, 솔레노이드 장치(41)의 전자력을 오프로 함으로써, 당해 밸브 유닛(42)이 탄성 부재(48)의 탄성력으로 중심축 AX의 축선 방향의 선단 측에 압압되어, 코어(43)로부터 멀어져 밸브체(42b)가 연료 배출구(31)를 밀봉한다. 본 실시형태에 있어서, 코어(43)의 선단 측의 단면에 오목부(43f)가 마련되기 때문에, 코어(43)와 밸브 유닛(42)의 사이에 연료를 배치 가능한 영역이 확보된다. 이 영역이 마련됨으로써, 밸브 유닛(42)이 코어(43)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때에 있어서, 캐비테이션의 발생이 억제되기 때문에, 캐비테이션에 의한 코어(43)의 손상이 억제된다.

이상과 같이, 본 실시형태에 관한 솔레노이드 장치(41)는, 연료 분사 장치(10)에 마련되는 전자 밸브(40)의 밸브 유닛(42)을 전자력에 의하여 구동하는 솔레노이드 장치(41)로서, 통상으로 형성되고, 밸브 유닛(42)과 대향하는 대향면(43h)을 갖는 코어(43)와, 코어(43)에 감겨진 코일(44)과, 코어(43)의 대향면(43h) 중 코어(43)의 중심축 AX의 축선 방향에서 보아 밸브 유닛(42)에 겹쳐지는 위치에 마련되는 오목부(43f)를 구비한다.

이 구성에 의하면, 코어(43)의 선단 측의 단면에 오목부(43f)가 마련되기 때문에, 코어(43)와 밸브 유닛(42)의 사이에 연료를 배치 가능한 영역이 확보된다. 이 영역이 마련됨으로써, 예를 들면 밸브 유닛(42)이 코어(43)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때에 있어서, 캐비테이션의 발생이 억제되기 때문에, 캐비테이션에 의한 코어(43)의 손상이 억제된다. 이로써, 내캐비테이션 마모가 우수하고, 동작의 신뢰성을 유지하는 것이 가능한 솔레노이드 장치(41)를 제공할 수 있다.

본 실시형태에 관한 솔레노이드 장치(41)에 있어서, 오목부(43f)는, 중심축 AX의 축선 방향에서 보아 당해 중심축 AX를 중심으로 한 환상이다. 이 구성에 의하면, 중심축 AX의 축선 방향의 전체에 걸쳐 연료를 배치 가능한 영역을 확보할 수 있기 때문에, 캐비테이션의 발생을 보다 확실히 억제할 수 있다.

본 실시형태에 관한 솔레노이드 장치(41)에 있어서, 코어(43)는, 자성체를 이용하여 형성되고 밸브 유닛(42) 측으로 개구되며 코일(44)을 수용하여 축선 방향에서 보아 환상의 공간부(43e)를 갖는 자성체부(50)와, 수지 재료를 이용하여 형성되고 공간부(43e)를 밀봉하는 밀봉부(49)를 가지며, 오목부(43f)는, 밀봉부(49)에 마련된다. 이 구성에 의하면, 코어(43)의 전자력의 발생에 영향을 주지 않는 부분에 오목부(43f)가 마련되기 때문에, 밸브 유닛(42)의 구동성을 저하시키지 않고 캐비테이션의 발생을 억제할 수 있다.

본 실시형태에 관한 솔레노이드 장치(41)에 있어서, 자성체부(50)는, 공간부(43e) 중 축선 방향의 밸브 유닛(42) 측의 단부에 모따기부(43g)를 갖는다. 이 구성에 의하면, 캐비테이션의 발생을 보다 확실히 억제할 수 있다.

본 실시형태에 관한 연료 분사 장치(10)의 전자 밸브(40)는, 상기의 솔레노이드 장치(41)와, 자성체를 이용하여 형성되고 코어(43)의 대향면(43h)에 대향하여 배치되며, 코어(43)로부터 축선 방향으로 멀어지는 방향으로 탄성력이 부여되고, 솔레노이드 장치(41)에서 전자력이 발생하지 않는 경우에는 탄성력에 의하여 연료의 유통로를 눌러 폐쇄한 상태로 하며, 솔레노이드 장치(41)에서 전자력이 발생하는 경우에는 당해 전자력에 의하여 대향면(43h)에 접촉하는 위치까지 코어(43)에 끌어당겨져 유통로로부터 멀어짐으로써 유통로를 개방하는 밸브 유닛(42)을 구비한다.

이 구성에 의하면, 밸브 유닛(42)의 구동 시에 있어서의 캐비테이션의 발생을 억제함으로써, 캐비테이션에 의한 코어(43)의 손상을 억제하고, 동작의 신뢰성을 유지하는 것이 가능한 솔레노이드 장치(41)를 구비하기 때문에, 예를 들면 장수명의 전자 밸브(40)를 얻을 수 있다.

본 실시형태에 관한 연료 분사 장치(10)의 전자 밸브(40)에 있어서, 밸브 유닛(42)은, 대향면(43h)에 대향하는 아마추어(42a)와, 아마추어(42a)로부터 축선 방향으로 뻗는 밸브체(42b)를 갖고, 아마추어(42a)는, 축선 방향으로 관통하는 관통 구멍(42d)을 가지며, 오목부(43f)는, 축선 방향에서 보아 관통 구멍(42d)에 겹쳐지는 위치에 배치된다. 이 구성에 의하면, 오목부(43f)가 관통 구멍(42d)을 통하여 밸브 유닛(42)의 선단 측에 연통되기 때문에, 밸브 유닛(42)의 이동 시에 있어서의 캐비테이션의 발생을 보다 확실히 억제할 수 있다.

본 발명의 기술 범위는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절하게 변경을 더할 수 있다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 전자 밸브(40)가 연료 분사 장치(10) 중 연료 분사 밸브(13)에 마련된 구성을 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 전자 밸브(40)는, 연료 분사 장치(10)의 다른 부위에 마련되어도 된다.

또, 연료 분사 장치(10)의 형태나 연료 펌프(11)의 형태는, 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 코먼 레일(12)이나 연료 분사 밸브(13)의 수, 연료 펌프(11)의 접속 위치 등에 대해서는, 적절히 설정할 수 있다.

10 연료 분사 장치
11 연료 펌프
12 코먼 레일
13 연료 분사 밸브
14 연료 탱크
20 분사부
21, 45 케이싱
22 피스톤 밸브
22a 스프링 시트 부재
22b 제어 측 피스톤 부재
22c 연결 부재
22d, 42b 밸브체
23, 48 탄성 부재
24 연료 유입구
25 분사 측 유로
26 제어 측 유로
27 분사 측 압력실
28 제어 측 압력실
29 실린더실
30 연료 분사구
31 연료 배출구
32 전자 밸브 측 압력실
40 전자 밸브
41 솔레노이드 장치
42 밸브 유닛
42a 아마추어
42c 단차부
42d 관통 구멍
43 코어
43a 통상부
43b 플랜지부
43c 측면부
43e 공간부
43g 모따기부
43h 대향면
44 코일
45a 지지부
46 통상 부재
46b 단면
47 단자 고정 부재
49 밀봉부
43f 오목부
50 자성체부
AX 중심축
L11 연료 라인
L12 연료 고압 라인
L13 연료 공급 라인

Claims

연료 분사 장치에 마련되는 전자 밸브의 밸브 유닛을 전자력에 의하여 구동하는 솔레노이드 장치로서,
통상으로 형성되고, 상기 밸브 유닛과 대향하는 대향면을 갖는 코어와,
상기 코어에 감겨진 코일과,
상기 코어의 상기 대향면 중 상기 코어의 중심축의 축선 방향에서 보아 상기 밸브 유닛에 겹쳐지는 위치에 마련되는 오목부를 구비하는 솔레노이드 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 오목부는, 상기 축선 방향에서 보아 상기 중심축을 중심으로 한 환상인 솔레노이드 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 코어는, 자성체를 이용하여 형성되고 상기 밸브 유닛 측으로 개구되며 상기 코일을 수용하여 상기 축선 방향에서 보아 환상의 공간부를 갖는 자성체부와, 수지 재료를 이용하여 형성되고 상기 공간부를 밀봉하는 밀봉부를 가지며,
상기 오목부는, 상기 밀봉부에 마련되는 솔레노이드 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 자성체부는, 상기 공간부 중 상기 축선 방향의 상기 밸브 유닛 측의 단부에 모따기부를 갖는 솔레노이드 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 솔레노이드 장치와,
자성체를 이용하여 형성되고, 상기 코어의 상기 대향면에 대향하여 배치되며, 상기 코어로부터 상기 축선 방향으로 멀어지는 방향으로 탄성력이 부여되고, 상기 솔레노이드 장치에서 전자력이 발생하지 않는 경우에는 상기 탄성력에 의하여 연료의 유통로를 눌러 폐쇄한 상태로 하며, 상기 솔레노이드 장치에서 전자력이 발생하는 경우에는 당해 전자력에 의하여 상기 대향면에 접촉하는 위치까지 상기 코어에 끌어당겨져 상기 유통로로부터 멀어짐으로써 상기 유통로를 개방하는 밸브 유닛을 구비하는 연료 분사 장치의 전자 밸브.
청구항 5에 있어서,
상기 밸브 유닛은, 상기 대향면에 대향하는 아마추어와, 상기 아마추어로부터 상기 축선 방향으로 뻗는 밸브체를 갖고,
상기 아마추어는, 상기 축선 방향으로 관통하는 관통 구멍을 가지며,
상기 오목부는, 상기 축선 방향에서 보아 상기 관통 구멍에 겹쳐지는 위치에 배치되는 연료 분사 장치의 전자 밸브.