JP5933382B2 - Electromagnetic drive device and high-pressure pump using the same - Google Patents
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Description
本発明は、電磁駆動装置およびそれを用いた高圧ポンプに関する。 The present invention relates to an electromagnetic drive device and a high-pressure pump using the same.
従来、内燃機関に供給する燃料を加圧する高圧ポンプが知られている。高圧ポンプは、プランジャの往復移動により燃料を加圧するポンプ室と、そのポンプ室に燃料を供給する流体室とを吸入弁によって連通又は遮断する。高圧ポンプは、その吸入弁の動作を制御する電磁駆動装置を備える。
特許文献1に記載の高圧ポンプは、吸入弁と駆動軸とが一体となったニードル弁が電磁駆動装置の可動コアに接続されている。可動コアが収容される可動コア室と流体室とを隔てるバルブボディおよびフランジのいずれか一方に、可動コア室と流体室と連通する連通孔が設けられている。この連通孔により、可動コア室は、流体室に設けられた弁座とニードル弁との衝突による騒音を低減するダンパとして機能する。
Conventionally, a high-pressure pump that pressurizes fuel supplied to an internal combustion engine is known. The high-pressure pump communicates or shuts off a pump chamber that pressurizes fuel by a reciprocating movement of a plunger and a fluid chamber that supplies the pump chamber with a suction valve. The high-pressure pump includes an electromagnetic drive device that controls the operation of the suction valve.
In the high-pressure pump described in
ところで、特許文献1に記載の電磁駆動装置は、可動コアが固定コアに磁気吸引されるとき、可動コアと固定コアとのギャップから正圧の起振力が生じる。この起振力は、可動コア室の内壁と可動コアとの隙間の燃料、および連通孔の燃料を起振する。そして、その起振された燃料マスが連通孔から流体室に急速に流出すると、連通孔の流体室側の開口端で負圧の反射波(以下「生成負圧」という。)が生じる。この生成負圧により可動コア室の燃料が飽和蒸気圧以下になると、可動コア室のキャビテーションの体積割合が大きくなり、可動コア及び可動コア室の内壁にエロージョンが生じるおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、エロ−ジョンを抑制することの可能な電磁駆動装置およびそれを用いた高圧ポンプを提供することを目的とする。
Incidentally, in the electromagnetic drive device described in
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an electromagnetic drive device capable of suppressing erosion and a high-pressure pump using the electromagnetic drive device.
本発明は、可動コア室と流体室とを隔てる仕切部がその可動コア室と流体室とを連通する連通孔を有する電磁駆動装置において、連通孔の断面積は、可動コア室に可動コアの移動方向に設けられたコア流路の断面積以上である。さらに、仕切部の有する連通孔の断面積は、コア流路の断面積の1.0〜2.3倍である。 The present invention provides an electromagnetic driving device in which a partition that separates a movable core chamber and a fluid chamber has a communication hole that communicates the movable core chamber and the fluid chamber. It is more than the cross-sectional area of the core flow path provided in the moving direction . Furthermore, the cross-sectional area of the communication hole which the partition part has is 1.0 to 2.3 times the cross-sectional area of the core flow path.
可動コアが固定コアに磁気吸引されるとき、可動コアと固定コアとのギャップで生じた起振力は、コア流路と連通孔の流体を起振する。連通孔の断面積が大きければ、起振される連通孔の流体マスが大きい。そのため、その流体マスが流体室に流出する速さが遅くなり、連通孔の流体室側の開口端で生じる生成負圧の振幅が小さくなる。したがって、可動コア室のキャビテーションの体積割合を小さくし、可動コア及び可動コア室の内壁のエロージョンを抑制することができる。 When the movable core is magnetically attracted to the fixed core, the excitation force generated in the gap between the movable core and the fixed core excites the fluid in the core channel and the communication hole. If the cross-sectional area of the communication hole is large, the fluid mass of the communication hole to be vibrated is large. Therefore, the speed at which the fluid mass flows out to the fluid chamber is reduced, and the amplitude of the generated negative pressure generated at the open end of the communication hole on the fluid chamber side is reduced. Therefore, the volume ratio of cavitation in the movable core chamber can be reduced, and erosion of the movable core and the inner wall of the movable core chamber can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図15に示す。本実施形態の電磁駆動装置10は、高圧ポンプ1に用いられる。高圧ポンプ1は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給系統に設けられ、燃料タンクから汲み上げられた燃料を加圧し、デリバリパイプに蓄圧する。デリバリパイプに蓄圧された燃料は、インジェクタから内燃機関の各気筒に噴射供給される。なお、本実施形態の燃料は、特許請求の範囲に記載の「流体」に相当する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is shown in FIGS. The
(高圧ポンプ及び電磁駆動装置の構成)
図1に示すように、高圧ポンプ1は、ポンプボディ20、プランジャ21、ダンパ室30、吸入弁部40、電磁駆動装置10及び吐出弁部60などを備えている。
ポンプボディ20には、円筒状のシリンダ22が設けられている。シリンダ22には、プランジャ21が軸方向に往復移動可能に収容されている。プランジャ21のポンプボディ20から突出した端部に設けられるスプリング座23と、プランジャ21の外周のオイルシール24を保持するオイルシールホルダ25との間にスプリング26が設けられている。このスプリング26により、プランジャ21は図示しないエンジンのカムシャフト側へ付勢される。そのため、プランジャ21は、カムシャフトのカムプロファイルに従い軸方向に往復移動する。プランジャ21の往復移動により、ポンプ室27の容積が変化することで燃料が吸入、加圧される。
(Configuration of high-pressure pump and electromagnetic drive)
As shown in FIG. 1, the high-
The
次に、ダンパ室30について説明する。
ポンプボディ20には、シリンダ22の反対側に突出する筒状の筒部31が設けられている。筒部31に有底筒状のカバー32が被さることで、ダンパ室30が形成される。
ダンパ室30には、パルセーションダンパ33および支持部材34が収容されている。
パルセーションダンパ33は、2枚の金属ダイアフラムから構成され、内部に所定圧の気体が密封されている。パルセーションダンパ33は、2枚の金属ダイアフラムがダンパ室30の圧力変化に応じて弾性変形することで、ダンパ室30の燃圧脈動を低減する。
Next, the
The
A
The
ダンパ室30は、図示しない燃料通路を通じて図示しない燃料導入口と連通している。この燃料導入口には図示しない燃料タンクから燃料が供給される。そのため、ダンパ室30は、燃料導入口から燃料タンクの燃料が供給される。
The
続いて、吸入弁部40について説明する。
吸入弁部40は、弁ボディ41、吸入弁ストッパ42および吸入弁43などから構成される。
ポンプボディ20には、シリンダ22の中心軸と略垂直に凹部28が設けられている。凹部28の開口をフランジ11が覆うことで、ダンパ室30からポンプ室27までの流体室44が区画される。なお、本実施形態のフランジ11およびポンプボディ20は、特許請求の範囲に記載の「ハウジング」に相当する。
Next, the
The
The
図2または図3に示すように、弁ボディ41は、流体室44の内壁に嵌め込まれる。弁ボディ41の軸方向に設けられた孔47に吸入弁43の軸部431が往復移動可能に支持されている。弁ボディ41は、内側に環状の弁座46を有している。この弁座46に吸入弁43が着座および離座可能である。吸入弁43が弁座46に着座することで流体室44が閉塞され、吸入弁43が弁座46から離座することで流体室44が開放される。
As shown in FIG. 2 or 3, the
吸入弁ストッパ42は、吸入弁43のポンプ室側で弁ボディ41の内側に設けられる。吸入弁ストッパ42は、吸入弁43のポンプ室側(開弁方向)の移動を規制する。吸入弁ストッパ42は、燃料を流通可能な孔48を有している。
吸入弁ストッパ42と吸入弁43との間には、第1スプリング45が設けられている。第1スプリング45は、吸入弁43を弁座側(閉弁方向)へ付勢している。
The
A
次に電磁駆動装置10について説明する。
電磁駆動装置10は、フランジ11、駆動軸12、固定コア13、可動コア14、コイル15などから構成される。
フランジ11は、可動コア14を収容する可動コア室16と流体室44とを隔てる仕切部17を有している。仕切部17は、可動コア室16と流体室44とを連通する連通孔4を有する。
仕切部17の中央に設けられた孔の内側にガイド筒19が設けられる。駆動軸12は、ガイド筒19を介して仕切部17に往復移動可能に支持される。駆動軸12は、一端が可動コア14に固定され、他端が吸入弁43に当接または離間可能である。
Next, the
The
The
A
可動コア14は、磁性体から形成され、フランジ11の内側に設けられた可動コア室16に軸方向に往復移動可能に収容される。可動コア14は、移動方向に通じる複数の呼吸孔50を有する。図4に示すように、可動コア14には、複数の呼吸孔50が設けられている。また、可動コア室16の内壁と可動コア14との間には、可動コア14が往復移動可能な隙間51が設けられている。以下、可動コア室16の内壁と可動コア14との隙間51、および呼吸孔50を合わせて、コア流路3と称する。
The
図3では、コア流路3と連通孔4の等価モデルを示している。等価モデルにおけるコア流路3の断面積は、可動コア室16の内壁と可動コア14との隙間51の断面積、および呼吸孔50の断面積を合わせたものである。等価モデルにおけるコア流路3の長さは、可動コア14の固定コア側の端面から仕切部17の可動コア側の端面までの長さである。
等価モデルにおける連通孔4の断面積は、複数個の連通孔4の断面積を合わせたものである。等価モデルにおける連通孔4の長さaは、連通孔4の可動コア室側の開口から流体室側の開口までの長さaと同じである。
連通孔4の断面積は、コア流路3の断面積の1.0〜2.3倍である。また、連通孔4の長さは、コア流路3の長さの0.8〜1.2倍である。なお、コア流路3には、可動コア14の連通孔側の端面とフランジ11の可動コア側の端面との間の空間52を含むものとする。
FIG. 3 shows an equivalent model of the
The cross-sectional area of the
The cross-sectional area of the
固定コア13は、磁性体から形成され、フランジ11と非磁性体からなる環状部53を挟んで設けられる。固定コア13には、第1スプリング収容穴54が設けられる。また、可動コア14には、第2スプリング収容穴55が設けられる。第1スプリング収容穴54と第2スプリング収容穴55に第2スプリング56が設けられている。第2スプリング56は、第1スプリング45よりも強い力で、可動コア14をポンプ室側に付勢している。
なお、本実施形態の第2スプリング56は、特許請求の範囲に記載の「付勢手段」に相当する。
The fixed
Note that the
固定コア13の径外側にコネクタ57が設けられている。コネクタ57は、有底筒状のヨーク58により保持されている。ヨーク58は、フランジ11に固定されている。
コネクタ57の内側に設けられたボビン59にコイル15が巻回されている。コネクタ57の端子571を通じてコイル15に通電されると、コイル15は磁界を発生する。
A
The
コイル15に通電していないとき、可動コア14と固定コア13とは、第2スプリング56の弾性力により互いに離れている。駆動軸12は、ポンプ室側へ移動し、駆動軸12の端面が吸入弁43を押圧することで吸入弁43が開弁する。
コイル15に通電されると、固定コア13、可動コア14、ヨーク58及びフランジ11によって形成される磁気回路に磁束が流れ、可動コア14が第2スプリング56の弾性力に抗し、固定コア側に磁気吸引される。これにより、駆動軸12は、吸入弁43に対する押圧力を解除する。
When the
When the
次に吐出弁部60について説明する。
図1に示すように、吐出弁部60は、吐出弁61、規制部材62、スプリング63などから構成されている。
ポンプボディ20には、シリンダ22の中心軸と略垂直に吐出通路64が形成されている。吐出弁61は、吐出通路64に往復移動可能に収容されている。吐出弁61は、弁座65に着座又は離座することで、吐出通路64を開閉する。
吐出弁61の燃料吐出口66側に設けられた規制部材62は、吐出弁61の燃料吐出口66側への移動を規制する。
スプリング63は、一端が規制部材62に当接し、他端が吐出弁61に当接し、吐出弁61を弁座側へ付勢している。
Next, the
As shown in FIG. 1, the
A
The regulating
One end of the
ポンプ室27の燃料の圧力が上昇し、吐出弁61がポンプ室側の燃料から受ける力が、スプリング63のばね力と吐出弁61が弁座65の下流側の燃料から受ける力との和よりも大きくなると、吐出弁61は弁座65から離座する。これにより、燃料吐出口66から燃料が吐出される。
一方、ポンプ室27の燃料の圧力が低下し、吐出弁61がポンプ室側の燃料から受ける力がスプリング63のばね力と吐出弁61が弁座65の下流側の燃料から受ける力との和よりも小さくなると、吐出弁61は弁座65に着座する。これにより、弁座65の下流側の燃料がポンプ室27へ逆流することが防がれる。
The pressure of the fuel in the
On the other hand, the pressure of the fuel in the
(高圧ポンプの作動)
次に高圧ポンプ1の作動について説明する。
(1)吸入行程
カムシャフトの回転により、プランジャ21が上死点から下死点に向かって下降すると、ポンプ室27の容積が増加し、燃料が減圧される。吐出弁61は弁座65に着座し、吐出通路64を閉塞する。
一方、吸入弁43は、ポンプ室27と流体室44との差圧により、第1スプリング45の付勢力に抗してポンプ室側へ移動し、開弁状態となる。このとき、コイル15への通電は停止されているので、可動コア14と一体の駆動軸12は、第2スプリング56の付勢力によりポンプ室側へ移動し、吸入弁43をポンプ室側へ押圧する。そのため、吸入弁43は開弁状態を維持する。これにより、ダンパ室30から流体室44を経由し、ポンプ室27に燃料が吸入される。
(High pressure pump operation)
Next, the operation of the
(1) Suction stroke When the
On the other hand, the
(2)調量行程
カムシャフトの回転により、プランジャ21が下死点から上死点に向かって上昇すると、ポンプ室27の容積が減少する。このとき、所定の時期まではコイル15への通電が停止されているので、第2スプリング56の付勢力により駆動軸12と吸入弁43は開弁位置にある。これにより、流体室44は開放された状態が維持される。このため、一度ポンプ室27に吸入された低圧燃料が、流体室44を経由し、ダンパ室30へ戻される。したがって、ポンプ室27の圧力は上昇しない。
(2) Metering stroke When the
(3)加圧行程
プランジャ21が下死点から上死点に向かって上昇する途中の所定の時刻に、コイル15へ通電される。するとコイル15に発生する磁界により、固定コア13と可動コア14との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が第2スプリング56の弾性力と第1スプリング45の弾性力との差よりも大きくなると、可動コア14と駆動軸12は固定コア側へ移動する。これにより、吸入弁43に対する駆動軸12の押圧力が解除される。吸入弁43は、第1スプリング45の弾性力、及びポンプ室27からダンパ室側へ排出される低圧燃料の流れによって生ずる力により、弁座側へ移動する。したがって、吸入弁43は弁座46に着座し、流体室44が閉塞される。
(3) Pressurization stroke The
吸入弁43が弁座46に着座した時から、ポンプ室27の燃料圧力は、プランジャ21の上死点に向かう上昇と共に高くなる。ポンプ室27の燃料圧力が吐出弁61に作用する力が、吐出通路64の燃料圧力が吐出弁61に作用する力およびスプリング63の付勢力よりも大きくなると、吐出弁61が開弁する。これにより、ポンプ室27で加圧された高圧燃料は吐出通路64を経由して燃料吐出口66から吐出する。
なお、加圧行程の途中でコイル15への通電が停止される。ポンプ室27の燃料圧力が吸入弁43に作用する力は、第2スプリング56の付勢力よりも大きいので、吸入弁43は閉弁状態を維持する。
高圧ポンプ1は、(1)から(3)の行程を繰り返し、内燃機関に必要な量の燃料を加圧して吐出する。
From the time when the
Note that energization of the
The high-
(連通孔の断面積)
次に、連通孔4の断面積と生成負圧との関係を説明する。
以下、図5〜図11では、図の中央にコア流路3と連通孔4との等価モデルを示し、等価モデルの右側に正圧の起振力を示し、等価モデルの左側に生成負圧を示す。なお、等価モデルは、図5〜図11の上側がコア流路3を示し、下側が連通孔4を示すものとする。
(Cross-sectional area of communication hole)
Next, the relationship between the sectional area of the
Hereinafter, in FIGS. 5 to 11, an equivalent model of the
(1)図5は、連通孔4の断面積がコア流路3の断面積の1.0倍未満の場合(以下「ケース1の場合」という。)の起振力Aと生成負圧Bとを示す。
可動コアが固定コアに磁気吸引されるとき、可動コアと固定コアとのギャップの燃料マスは、コア流路3から連通孔4を通り流体室に流出しようとする。この流出は正圧で、起振力となる。ケース1の場合にギャップで生じる起振力Aは、起振される連通孔4の燃料マスαの量が小さいことから、小さめとなる。しかし、量が小さい燃料マスαが流体室に流出する速さが速くなることから、連通孔4の流体室側の開口端で生じる生成負圧の振幅は大きいものとなる。したがって、ケース1の場合、コア流路3を有する可動コア室の生成負圧Bが大きくなる。
(1) FIG. 5 shows an excitation force A and a generated negative pressure B when the cross-sectional area of the
When the movable core is magnetically attracted to the fixed core, the fuel mass in the gap between the movable core and the fixed core tends to flow out from the
(2)図6は、連通孔4の断面積がコア流路3の断面積の1.0倍の場合(以下「ケース2の場合」という。)の起振力Cと生成負圧Dとを示す。なお、図6では、上述したケース1の場合の起振力を破線Aで示し、生成負圧を破線Bで示している。
図7は、ケース2の場合の起振力C及び生成負圧Dを、時間軸を含めて示したものである。
(2) FIG. 6 shows the excitation force C and the generated negative pressure D when the cross-sectional area of the
FIG. 7 shows the excitation force C and the generated negative pressure D in
ケース2の場合、起振されるコア流路3と連通孔4の燃料マスβの量は、上述したケース1の場合の燃料マスαの量よりも大きい。そのため、ケース2の場合にギャップから生じる起振力Cは、ケース1の場合の起振力Aよりも大きい。
しかし、ケース2の場合、起振された燃料マスβが流体室に流出する速さがケース1の場合よりも遅くなり、連通孔4の流体室側の開口端で生じる生成負圧Dの振幅が小さくなる。したがって、ケース2の場合、コア流路3を有する可動コア室の生成負圧Dはケース1の場合の生成負圧Bよりも小さくなる。
In the
However, in the
(3)図8は、連通孔4の断面積がコア流路3の断面積の1.0倍よりも大きく2.3倍以下の場合(以下「ケース3の場合」という。)の起振力E、生成負圧F,G及び合成負圧波Hを示す。
図9は、ケース3の場合の起振力E、生成負圧F,G及び合成負圧波Hを、時間軸を含めて示したものである。
(3) FIG. 8 shows vibration generation when the cross-sectional area of the
FIG. 9 shows the vibration force E, the generated negative pressures F and G, and the combined negative pressure wave H in
ケース3の場合、ケース3の場合にギャップから生じる起振力Eは、ケース2の場合の起振力Cとほぼ同じである。
但し、ケース3の場合、起振される燃料マスは、コア流路3の燃料マスγと、連通孔4の燃料マスδに分かれる。そのため、ギャップから生じた起振力Eは、コア流路3の連通孔側の開口端で反射する生成負圧Fと、連通孔4の流体室側の開口端で反射する生成負圧Gに分かれる。この2つの生成負圧F,Gのそれぞれの振幅は、起振力Eの振幅に対して小さいものとなる。また、この2つの生成負圧F,Gには、位相差があるので、2つの生成負圧F,Gが合成された合成負圧波Hの振幅bは、起振力Eの振幅に対して小さいものとなる。したがって、ケース3の場合、コア流路3を有する可動コア室の合成負圧波Hがケース2の場合の生成負圧Dよりも小さくなる。
In
However, in the
(4)図10は、連通孔4の断面積がコア流路3の断面積の2.3倍よりも大きい場合(以下「ケース4の場合」という。)の起振力Iと生成負圧Jとを示す。なお、図10では、上述したケース3場合の起振力を破線Eで示している。
ケース4の場合、起振される燃料マスは、コア流路3の燃料マスεのみとなる。連通孔4の燃料マスは、起振力Iに対して過大となり、起振力Iを減衰するものとして作用する。そのため、ケース4の場合にギャップから生じる起振力Iは、ケース3の場合の起振力よりも小さい。
しかし、ケース4の場合、起振される燃料マスは、コア流路3の燃料マスεのみであるので、ケース3の場合で起振される燃料マスよりも小さい。そのため、その燃料マスεが連通孔4に流出する速さが速くなり、コア流路3の連通孔側の開口端で生じる生成負圧Jの振幅cは、起振力Iの振幅とほぼ同じとなる。したがって、ケース4の場合、コア流路3を有する可動コア室の生成負圧Jはケース3の場合の合成負圧波Hよりも大きくなる。
(4) FIG. 10 shows the excitation force I and the generated negative pressure when the cross-sectional area of the
In the
However, in the
(連通孔4の長さ)
次に、連通孔4の長さと生成負圧との関係を説明する。
以下、図11〜図13は、上述したケース3の場合を基礎として、コア流路3と連通孔4の長さを変更したものである。
(5)図11は、連通孔4の長さがコア流路3の長さの0.8倍未満の場合(以下「ケース5の場合」という。)の起振力K、生成負圧L,M及び合成負圧波Nを示す。なお、図11では、上述したケース3の場合の起振力を破線Eで示している。
ケース5の場合、起振される燃料マスは、コア流路3の燃料マスζと、連通孔4の燃料マスηに分かれる。ケース5の場合、ケース3の場合よりも連通孔4の長さが短いので、起振される燃料マスの量ζ、ηがケース3の場合の燃料マスγ、δの量よりも小さい。そのため、ケース5の場合のギャップから生じる起振力Kは、ケース3の場合の起振力Eよりも小さい。
しかし、ケース5の場合、コア流路3と連通孔4の燃料マスζ、ηの量は小さいので、その燃料マスζ、ηが流体室に流出する速さが速くなり、コア流路3の連通孔側の開口端および連通孔4の流体室側の開口端で生じる生成負圧L,Mの振幅が大きくなる。
また、コア流路3の連通孔側の開口端で反射する生成負圧Lと、連通孔4の流体室側の開口端で生じる生成負圧Mとの位相差は小さいので、2つの生成負圧L,Mが合成された合成負圧波Nの振幅dは、ケース3の場合の合成負圧波Hの振幅bよりも大きいものとなる。
(Length of communication hole 4)
Next, the relationship between the length of the
Hereinafter, FIGS. 11 to 13 are obtained by changing the lengths of the
(5) FIG. 11 shows an excitation force K and a generated negative pressure L when the length of the
In the
However, in the
Moreover, since the phase difference between the generated negative pressure L reflected at the opening end on the communication hole side of the
(6)図12は、連通孔4の長さがコア流路3の長さの0.8倍以上1.2倍以下の場合(以下「ケース6の場合」という。)の起振力E、生成負圧F,G及び合成負圧波Hを示す。
ケース6の場合は、ケース3の場合と同じであるので、説明を省略する。
(6) FIG. 12 shows an excitation force E when the length of the
The
(7)図13は、連通孔4の長さがコア流路3の長さの1.2倍よりも大きい場合(以下「ケース7の場合」という。)の起振力Oと生成負圧Pとを示す。なお、図13では、上述したケース6の場合の起振力を破線Eで示している。
ケース7の場合、起振される燃料マスは、コア流路3の燃料マスθのみとなる。連通孔4の燃料マスは、起振力Oに対して過大となり、起振力Oを減衰するものとして作用し、ほとんど起振されない。そのため、ケース7の場合にギャップから生じる起振力Oは、ケース6の場合の起振力Eよりも小さい。
しかし、ケース7の場合、起振される燃料マスは、コア流路3の燃料マスθのみと小さい。そのため、その燃料マスθが連通孔4に流出する速さが速くなり、コア流路3の連通孔側の開口端で生じる生成負圧Pの振幅eは、起振力Oの振幅とほぼ同じになる。したがって、ケース7の場合、コア流路3を有する可動コア室の生成負圧Pはケース6の場合の合成負圧波Hよりも大きくなる。
(7) FIG. 13 shows the excitation force O and the generated negative pressure when the length of the
In the case 7, the fuel mass to be vibrated is only the fuel mass θ of the
However, in the case 7, the fuel mass to be vibrated is as small as the fuel mass θ of the
(連通孔の断面積とキャビテーション体積割合)
続いて、連通孔の断面積とキャビテーション体積割合との関係を説明する。
図14は、連通孔断面積比を横軸とし、可動コア室のキャビテーション体積割合を縦軸としたグラフである。なお、連通孔断面積比とは、コア流路3の断面積に対する連通孔4の断面積の比をいう。
図14において、実線S1は、可動コアの軸に垂直な断面積が所定の大きさの場合のキャビテーション体積割合を示すものである。
実線S2は、実線S1のものに対し、可動コアの軸に垂直な断面積を相似形で0.75倍とした場合のキャビテーション体積割合を示すものである。
実線S3は、実線S1のものに対し、可動コアの軸に垂直な断面積を相似形で1.25倍とした場合のキャビテーション体積割合を示すものである。
図14のグラフから、可動コアの断面積に関わらず、連通孔断面積比が1.0〜2.3のとき、可動コア室のキャビテーション体積割合がボトムを推移することが示された。
(Cross sectional area of communication hole and cavitation volume ratio)
Next, the relationship between the cross-sectional area of the communication hole and the cavitation volume ratio will be described.
FIG. 14 is a graph with the cross-sectional area ratio of the communication holes as the horizontal axis and the cavitation volume ratio of the movable core chamber as the vertical axis. The communication hole cross-sectional area ratio refers to the ratio of the cross-sectional area of the
In FIG. 14, a solid line S1 indicates the cavitation volume ratio when the cross-sectional area perpendicular to the axis of the movable core has a predetermined size.
The solid line S2 indicates the cavitation volume ratio when the cross-sectional area perpendicular to the axis of the movable core is 0.75 times similar to that of the solid line S1.
A solid line S3 indicates a cavitation volume ratio in a case where the cross-sectional area perpendicular to the axis of the movable core is 1.25 times similar to that of the solid line S1.
From the graph of FIG. 1 4, regardless of the cross-sectional area of the movable core, communicating Anadan area ratio when 1.0 to 2.3, cavitation volume ratio of the movable core chamber has been shown to remain the bottom.
(連通孔の長さとキャビテーション体積割合)
続いて、連通孔4の長さとキャビテーション体積割合との関係を説明する。
図15は、連通孔長さ比を横軸とし、可動コア室のキャビテーション体積割合を縦軸としたグラフである。なお、連通孔長さ比とは、コア流路3の長さに対する連通孔4の長さの比をいう。
図15において、実線Xは、可動コア室の内壁と可動コアとの隙間のキャビテーション体積割合を示すものである。
実線Yは、可動コアの呼吸孔のキャビテーション体積割合を示すものである。
実線Zは、実線Xと実線Yとの平均を示すものである。
図14のグラフから、連通孔長さ比が0.8〜1.2のとき、可動コア室のキャビテーション体積割合がボトムを推移することが示された。
(Communication hole length and cavitation volume ratio)
Next, the relationship between the length of the
FIG. 15 is a graph with the communication hole length ratio as the horizontal axis and the cavitation volume ratio of the movable core chamber as the vertical axis. The communication hole length ratio refers to the ratio of the length of the
In FIG. 15, the solid line X indicates the cavitation volume ratio of the gap between the inner wall of the movable core chamber and the movable core.
A solid line Y indicates the cavitation volume ratio of the breathing hole of the movable core.
A solid line Z indicates an average of the solid line X and the solid line Y.
The graph of FIG. 14 shows that the cavitation volume ratio of the movable core chamber changes from the bottom when the communication hole length ratio is 0.8 to 1.2.
(本実施形態の効果)
本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
(1)本実施形態では、連通孔断面積比が1.0〜2.3である。
連通孔断面積比が1.0の場合、コア流路3および連通孔4で起振された燃料マスβが流体室に流出する速さが、連通孔断面積比1.0未満の場合よりも遅くなり、連通孔4の流体室側の開口端で生じる生成負圧の振幅Dが小さくなる。したがって、可動コア室16のキャビテーションの体積割合を小さくし、可動コア14及び可動コア室16の内壁のエロージョンを抑制することができる。
連通孔断面積比が1.0よりも大きく2.3以下の場合、ギャップから生じた起振力Eは、コア流路3の連通孔側の開口端で反射する生成負圧Fと、連通孔4の流体室側の開口端で反射する生成負圧Gに分かれる。この2つの生成負圧F,Gには、位相差があるので、2つの生成負圧F,Gが合成された合成負圧波Hの振幅bは、起振力Eの振幅に対して小さいものとなる。したがって、可動コア室16のキャビテーションの体積割合を小さくし、可動コア14及び可動コア室16の内壁のエロージョンを抑制することができる。
(Effect of this embodiment)
In the present embodiment, the following effects are obtained.
(1) In this embodiment, the communication hole cross-sectional area ratio is 1.0 to 2.3.
When the communication hole cross-sectional area ratio is 1.0, the speed at which the fuel mass β excited in the
When the communication hole cross-sectional area ratio is greater than 1.0 and equal to or less than 2.3, the excitation force E generated from the gap is communicated with the generated negative pressure F reflected at the open end of the
(2)本実施形態では、連通孔長さ比が0.8〜1.2である。
仮に、連通孔長さ比が0.8倍未満の場合、連通孔4の長さが短くなるので、起振される燃料マスの量ζ、ηが小さくなる。そのため、その燃料マスζ、ηが流体室に流出する速さが速くなり、コア流路3の連通孔側の開口端および連通孔4の流体室側の開口端で生じる生成負圧L,Mの振幅が大きくなる。また、2つの生成負圧L、Mの位相差は小さいので、2つの生成負圧L,Mが合成された合成負圧波Nの振幅dは大きいものとなる。
また、仮に、連通孔長さ比が1.2倍よりも大きい場合、起振される燃料マスは、コア流路3の燃料マスθのみとなる。そのため、その燃料マスθが連通孔4に流出する速さが速くなり、生成負圧Pの振幅eが、起振力Oの振幅とほぼ同じになる。
したがって、本実施形態では、連通孔長さ比を0.8〜1.2とすることで、可動コア室16のキャビテーションの体積割合を小さくし、可動コア14及び可動コア室16の内壁のエロージョンを抑制することができる。
(2) In this embodiment, the communication hole length ratio is 0.8 to 1.2.
If the communication hole length ratio is less than 0.8 times, the length of the
Further, if the communication hole length ratio is larger than 1.2 times, the fuel mass to be vibrated is only the fuel mass θ of the
Therefore, in this embodiment, by setting the communication hole length ratio to 0.8 to 1.2, the volume ratio of cavitation in the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図16に示す。第2実施形態において、上述した第1実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第2実施形態では、ポンプボディ20の凹部28の開口を覆うフランジ110と、可動コア室16と流体室44とを隔てる仕切部170とが別体で構成されている。
また、第2スプリング56は、一端が駆動軸12から径外方向に延びるスプリング係止部121に係止され、他端が仕切部170に係止されている。第2スプリング56は、第1スプリング45よりも強い力で、駆動軸12と可動コア14をポンプ室側に付勢している。
第2実施形態においても、連通孔4の断面積は、コア流路の断面積の1.0〜2.3倍である。また、連通孔4の長さは、コア流路の0.8〜1.2倍である。
第2実施形態は、第1実施形態と同一の作用効果を奏する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the second embodiment, components substantially the same as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the second embodiment, the
Further, one end of the
Also in the second embodiment, the cross-sectional area of the
The second embodiment has the same effects as the first embodiment.
(他の実施形態)
上述した実施形態では、高圧ポンプ1に用いられる電磁駆動装置10について説明した。これに対し、他の実施形態では、電磁駆動装置は、流体室を開閉する機能を備える種々の装置に用いることが可能である。
上述した実施形態では、電磁駆動装置10は、コイル15に通電していないとき、可動コア14が吸入弁43を開弁するノーマリーオープン弁について説明した。これに対し、他の実施形態では、電磁駆動装置は、コイルに通電していないとき、可動コアが吸入弁を閉弁するノーマリークローズ弁としてもよい。
上述した実施形態では、吸入弁43と駆動軸12とを別体で構成した。これに対し、他の実施形態では、吸入弁と駆動軸とを一体で構成してもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
(Other embodiments)
In the embodiment described above, the
In the embodiment described above, the
In the embodiment described above, the
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
3 ・・・コア流路
4 ・・・連通孔
10・・・電磁駆動装置
11,110・・・フランジ(ハウジング)
16・・・可動コア室
17,170・・・仕切部
20・・・ポンプボディ(ハウジング)
44・・・流体室
50・・・呼吸孔(コア流路)
51・・・隙間(コア流路)
DESCRIPTION OF
16 ...
44 ...
51 ... Gap (core flow path)
Claims (5)
前記固定コアに対し往復移動可能に設けられた可動コア(14)と、
通電により前記固定コアと前記可動コアとの間に磁気吸引力を発生させるコイル(15)と、
前記可動コアを前記固定コアから離れる方向へ付勢する付勢手段(56)と、
前記可動コアを収容する可動コア室(16)、および流体が流れる流体室(44)を有するハウジング(11、20,110)と、
前記可動コア室と前記流体室とを隔てると共に、前記可動コア室と前記流体室とを連通する連通孔(4)を有する仕切部(17,170)と、
一端が前記可動コアに固定され、他端が前記流体室へ延び、前記仕切部に往復移動可能に支持された駆動軸(12)と、を備え、
前記仕切部の有する前記連通孔の断面積は、前記可動コア室内で前記可動コアの移動方向に設けられたコア流路(3、50、51)の断面積以上であり、
前記仕切部の有する前記連通孔の断面積は、前記コア流路の断面積の1.0〜2.3倍であることを特徴とする電磁駆動装置(10)。 A fixed core (13);
A movable core (14) provided to be reciprocally movable with respect to the fixed core;
A coil (15) for generating a magnetic attractive force between the fixed core and the movable core by energization;
Biasing means (56) for biasing the movable core in a direction away from the fixed core;
A housing (11, 20, 110) having a movable core chamber (16) for accommodating the movable core, and a fluid chamber (44) through which a fluid flows;
A partition (17, 170) having a communication hole (4) for separating the movable core chamber and the fluid chamber and communicating the movable core chamber and the fluid chamber;
A drive shaft (12) having one end fixed to the movable core, the other end extending to the fluid chamber, and supported by the partition portion so as to be reciprocally movable;
The cross-sectional area of the communication hole having a partition unit state, and are more cross-sectional area of the core flow path provided in the moving direction of the movable core in the movable core chamber (3,50,51),
The electromagnetic drive device (10) , wherein a cross-sectional area of the communication hole of the partition portion is 1.0 to 2.3 times a cross-sectional area of the core flow path .
前記ポンプ室と前記流体室を連通及び遮断する吸入弁(43)の動作を前記駆動軸によって制御する請求項1〜3のいずれか一項に記載の電磁駆動装置を備えた高圧ポンプ。 The fuel sucked into the pump chamber (27) from the fuel inlet through the fluid chamber is pressurized by the reciprocating movement of the plunger (21), and the fuel pressurized in the pump chamber is discharged from the fuel discharge port (66). In the high pressure pump (1),
The high pressure pump provided with the electromagnetic drive device as described in any one of Claims 1-3 which controls operation | movement of the suction valve (43) which connects the said pump chamber and the said fluid chamber, and cuts off with the said drive shaft.
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