JP2013057269A

JP2013057269A - Flow control valve

Info

Publication number: JP2013057269A
Application number: JP2011195176A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Serai; 徹朗瀬耒; Kazuhiro Mori; 一広森
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2013-03-28

Abstract

【課題】バルブニードルを確実に一方向に回転させるようにして、バルブニードルとバルブボディの偏摩耗を防止することができる流量制御弁を提供すること。
【解決手段】流量制御弁１６は、バルブニードル３３を閉弁方向または開弁方向に付勢してバルブニードル３３の初期位置を保持するリターンスプリング３５と、バルブボディ３１に設けられ、リターンスプリング３５の一端部が固定される固定部８３とを備え、バルブニードル３３とリターンスプリング３５の他端部との接触部に、バルブニードル３３の閉弁方向または開弁方向への移動に伴うリターンスプリング３５の伸縮時に、バルブニードル３３が軸線回りの一方向に回転することを許容し他方向に回転することを規制する逆転防止機構８５を設けるように構成されている。
【選択図】図２To provide a flow control valve capable of preventing uneven wear of a valve needle and a valve body by reliably rotating the valve needle in one direction.
A flow control valve 16 is provided in a valve body 31 and a return spring 35 that biases the valve needle 33 in a valve closing direction or a valve opening direction to hold the initial position of the valve needle 33. The return spring 35 is provided at a contact portion between the valve needle 33 and the other end of the return spring 35, and the valve needle 33 is moved in the valve closing direction or the valve opening direction. At the time of expansion and contraction, a reverse rotation preventing mechanism 85 is provided that allows the valve needle 33 to rotate in one direction around the axis and restricts rotation in the other direction.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、流量制御弁に関し、特に、バルブニードルをバルブボディに対して相対的に移動させることにより流体の流量を制御する流量制御弁に関する。 The present invention relates to a flow rate control valve, and more particularly to a flow rate control valve that controls a flow rate of a fluid by moving a valve needle relative to a valve body.

従来より、例えばディーゼルエンジン用燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システムでは、コモンレール内に高圧燃料を蓄え、このコモンレール内に蓄えられた高圧燃料をインジェクタを介して内燃機関の各気筒の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。 Conventionally, for example, in a common rail fuel injection system known as a fuel injection system for a diesel engine, high pressure fuel is stored in the common rail, and the high pressure fuel stored in the common rail is stored in the combustion chamber of each cylinder of the internal combustion engine via the injector. It is comprised so that it may inject and supply to.

コモンレールには燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を常時蓄える必要があるために、低圧ポンプにて燃料を高圧ポンプに供給し、高圧ポンプにて燃料を加圧し高圧化して高圧燃料をコモンレールに供給するように構成されている。 Since it is necessary to always store high-pressure fuel corresponding to the fuel injection pressure in the common rail, the fuel is supplied to the high-pressure pump by the low-pressure pump, and the high-pressure pump is pressurized and pressurized to supply the high-pressure fuel to the common rail. Is configured to do.

ここで、低圧ポンプから高圧ポンプに至る燃料経路の流路開口面積を流量制御弁にて調整することにより、高圧ポンプに供給される燃料の量、ひいては高圧ポンプから吐出される燃料の量を調整するようになっている。 Here, the amount of fuel supplied to the high-pressure pump and thus the amount of fuel discharged from the high-pressure pump are adjusted by adjusting the flow path opening area of the fuel path from the low-pressure pump to the high-pressure pump with the flow control valve. It is supposed to be.

その流量制御弁は、ソレノイドコイルの起磁力を制御してバルブボディに対するバルブニードルの相対的な位置を制御することにより、低圧ポンプから高圧ポンプに至る燃料経路の流路開口面積を調整するようになっている。 The flow rate control valve controls the relative position of the valve needle with respect to the valve body by controlling the magnetomotive force of the solenoid coil so as to adjust the flow path opening area of the fuel path from the low pressure pump to the high pressure pump. It has become.

このような流量制御弁としては、バルブニードルをその軸線の方向に見たときの連通孔の軸線をバルブニードルの軸線からずれて配置することにより、連通孔から流出する流体によってバルブニードルに軸線回りの回転力が発生してバルブニードルが回転し、バルブニードルとバルブボディとの接触面が刷新され、バルブニードルとバルブボディの偏摩耗を防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 As such a flow rate control valve, the axis of the communication hole when the valve needle is viewed in the direction of its axis is displaced from the axis of the valve needle, so that the fluid flowing out of the communication hole is rotated around the axis of the valve needle. The valve needle is rotated by generating the rotational force of the valve needle and the contact surface between the valve needle and the valve body is renewed to prevent uneven wear of the valve needle and the valve body (for example, patents) Reference 1).

特開２００６−３３６４９２号公報JP 2006-336492 A

しかしながら、このような従来の流量制御弁にあっては、バルブニードルの回転力を、流体が連通孔から流出するときの反作用のみに依存しているため、バルブニードルに十分な回転力を発生することを期待することができず、バルブニードルを確実に一方向に回転させることが困難であるという問題がある。 However, in such a conventional flow rate control valve, the rotational force of the valve needle depends only on the reaction when the fluid flows out of the communication hole, so that sufficient rotational force is generated in the valve needle. However, there is a problem that it is difficult to reliably rotate the valve needle in one direction.

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、バルブニードルを確実に一方向に回転させるようにして、バルブニードルとバルブボディの偏摩耗を防止することができる流量制御弁を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and is a flow rate capable of preventing uneven wear of the valve needle and the valve body by reliably rotating the valve needle in one direction. An object is to provide a control valve.

本発明に係る流量制御弁は、上記目的を達成するため、（１）バルブボディ内に配置されたバルブニードルを電磁力により駆動して流体の流量を制御する流量制御弁であって、前記バルブニードルを閉弁方向または開弁方向に付勢して前記バルブニードルの初期位置を保持するリターンスプリングと、前記バルブボディに設けられ、前記リターンスプリングの一端部が固定される固定部とを備え、前記バルブニードルと前記リターンスプリングの他端部との接触部に、逆転防止機構を設け、前記逆転防止機構は、前記バルブニードルの閉弁方向または開弁方向への移動に伴う前記リターンスプリングの伸縮時に、前記バルブニードルが軸線回りの一方向に回転することを許容し他方向に回転することを規制するものから構成されている。 In order to achieve the above object, a flow control valve according to the present invention is (1) a flow control valve that controls a flow rate of a fluid by driving a valve needle disposed in a valve body by electromagnetic force. A return spring that urges the needle in the valve closing direction or the valve opening direction to hold the initial position of the valve needle, and a fixing portion that is provided on the valve body and to which one end of the return spring is fixed, A reverse rotation prevention mechanism is provided at a contact portion between the valve needle and the other end portion of the return spring, and the reverse rotation prevention mechanism expands and contracts the return spring when the valve needle moves in the valve closing direction or the valve opening direction. Sometimes, the valve needle is allowed to rotate in one direction around the axis and restricts rotation in the other direction.

このため、流量制御弁の駆動および駆動停止が繰り返されてバルブニードルが開弁方向および閉弁方向への移動が繰り返される毎に、逆転防止機構により、バルブニードルは一方向に確実に回転することとなり、バルブニードルとバルブボディとの摺動面が刷新され、摺動面の偏摩耗が防止される。 For this reason, every time the flow control valve is repeatedly driven and stopped and the valve needle is repeatedly moved in the valve opening direction and the valve closing direction, the reverse rotation prevention mechanism ensures that the valve needle rotates in one direction. Thus, the sliding surface between the valve needle and the valve body is renewed, and uneven wear of the sliding surface is prevented.

したがって、バルブニードルを確実に一方向に回転させるようにして、バルブニードルとバルブボディの偏摩耗を防止することができる。また、バルブニードルが確実に一方向に回転することにより、異物の堆積等によるバルブニードルの固着が防止される。 Therefore, the valve needle and the valve body can be prevented from being unevenly worn by reliably rotating the valve needle in one direction. In addition, since the valve needle reliably rotates in one direction, sticking of the valve needle due to foreign matter accumulation or the like is prevented.

上記（１）に記載の流量制御弁において、（２）前記リターンスプリングは、伸縮時における前記他端部の軸線回りの回転角度が互いに異なる第１のリターンスプリングおよび第２のリターンスプリングを有し、前記逆転防止機構は、前記第１のリターンスプリングと前記バルブニードルとの間に設けられ、前記バルブニードルの閉弁方向または開弁方向への移動に伴う前記第１のリターンスプリングの伸縮時に、前記バルブニードルが軸線回りの一方向に回転することを許容し他方向に回転することを規制する第１のスプラグ機構と、前記第２のリターンスプリングと前記バルブニードルとの間に設けられ、前記バルブニードルの閉弁方向または開弁方向への移動に伴う前記第２のリターンスプリングの伸縮時に、前記バルブニードルが軸線回りの他方向に回転することを許容し一方向に回転することを規制する第２のスプラグ機構とを有するものから構成されている。 In the flow control valve according to (1) above, (2) the return spring includes a first return spring and a second return spring having different rotation angles around the axis of the other end during expansion and contraction. The reverse rotation prevention mechanism is provided between the first return spring and the valve needle, and when the first return spring expands and contracts as the valve needle moves in the valve closing direction or the valve opening direction, A first sprag mechanism that allows the valve needle to rotate in one direction around an axis and restricts rotation in the other direction; and is provided between the second return spring and the valve needle, When the second return spring expands and contracts as the valve needle moves in the valve closing direction or valve opening direction, the valve needle is pivoted. And a having a second sprag mechanism for restricting the rotating and allowed to rotate in the other direction of rotation in one direction.

このため、第１のリターンスプリングおよび第２のリターンスプリングの他端部の軸線回りの回転角度が互いに異なり、第１のリターンスプリングの伸縮時に、第１のスプラグ機構によって、バルブニードルが軸線回りの一方向に回転することが許容され他方向に回転することが規制され、第２のリターンスプリングの伸縮時に、第２のスプラグ機構によって、バルブニードルが軸線回りの他方向に回転することが許容され一方向に回転することが規制されるので、第１のリターンスプリングおよび第２のリターンスプリングの伸縮時に、第１のリターンスプリングおよび第２のリターンスプリングの他端部の軸線回りの回転角度の差分だけ、バルブニードルが確実に一方向に回転することができる。 For this reason, the rotation angles around the axis of the other end of the first return spring and the second return spring are different from each other, and when the first return spring expands and contracts, the valve needle is moved around the axis by the first sprag mechanism. Rotation in one direction is allowed and rotation in the other direction is restricted, and when the second return spring expands and contracts, the second sprag mechanism allows the valve needle to rotate in the other direction around the axis. Since the rotation in one direction is restricted, the difference in the rotation angle around the axis of the other end of the first return spring and the second return spring when the first return spring and the second return spring expand and contract. Only the valve needle can reliably rotate in one direction.

上記（２）に記載の流量制御弁において、（３）前記第１のリターンスプリングと前記第２のリターンスプリングは、巻径が互いに異なるとともに、何れか一方が他方の内側に同軸配置されたものから構成されている。 (3) In the flow control valve according to (2), (3) the first return spring and the second return spring have different winding diameters, and one of them is coaxially disposed inside the other. It is composed of

このため、巻径が互いに異なる第１のリターンスプリングと第２のリターンスプリングとを、一方が他方の内側になるよう同軸配置することにより、第１のリターンスプリングと第２のリターンスプリングとを合わせた占有スペースの増大を抑制することができる。 For this reason, the first return spring and the second return spring are aligned by coaxially arranging the first return spring and the second return spring having different winding diameters so that one is inside the other. An increase in occupied space can be suppressed.

本発明によれば、バルブニードルを確実に一方向に回転させるようにして、バルブニードルとバルブボディの偏摩耗を防止することができる流量制御弁を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a flow control valve capable of preventing uneven wear of the valve needle and the valve body by reliably rotating the valve needle in one direction.

本発明に係る流量制御弁の一実施の形態を示す図であり、流量制御弁を備えたコモンレール式燃料噴射システムの構成図である。It is a figure showing one embodiment of a flow control valve concerning the present invention, and is a lineblock diagram of a common rail type fuel injection system provided with a flow control valve. 本発明に係る流量制御弁の一実施の形態を示す図であり、流量制御弁の断面図である。It is a figure which shows one Embodiment of the flow control valve which concerns on this invention, and is sectional drawing of a flow control valve. 本発明に係る流量制御弁の一実施の形態を示す図であり、（ａ）は、小径リターンスプリングの他端部の正面図であり、（ｂ）は、小径リターンスプリングの側面図であり、（ｃ）は、バルブニードルと小径リターンスプリングの他端部との接触部の拡大図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows one Embodiment of the flow control valve which concerns on this invention, (a) is a front view of the other end part of a small diameter return spring, (b) is a side view of a small diameter return spring, (C) is an enlarged view of a contact portion between the valve needle and the other end of the small diameter return spring. 本発明に係る流量制御弁の一実施の形態を示す図であり、（ａ）は、大径リターンスプリングの他端部の正面図であり、（ｂ）は、大径リターンスプリングの側面図であり、（ｃ）は、バルブニードルと大径リターンスプリングの他端部との接触部の拡大図である。It is a figure which shows one Embodiment of the flow control valve which concerns on this invention, (a) is a front view of the other end part of a large diameter return spring, (b) is a side view of a large diameter return spring. (C) is an enlarged view of the contact portion between the valve needle and the other end of the large diameter return spring. 本発明に係る流量制御弁の一実施の形態を示す図であり、バルブニードルが小径リターンスプリングの回転角度θ１と大径リターンスプリングの回転角度θ２の差分だけ一方向に回転する状態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the flow control valve which concerns on this invention, and is a figure which shows the state which the valve needle rotates in one direction only by the difference of rotation angle (theta) 1 of a small diameter return spring, and rotation angle (theta) 2 of a large diameter return spring. is there.

以下、本発明に係る内燃機関の排気ガス還流装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。 Embodiments of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１〜図５は、本発明に係る流量制御弁の一実施の形態を示す図である。 1 to 5 are views showing an embodiment of a flow control valve according to the present invention.

まず、構成を説明する。 First, the configuration will be described.

図１において、本発明の第１の実施の形態に係る流量制御弁を適用したコモンレール式燃料噴射システムの構成を説明する。 In FIG. 1, the configuration of a common rail fuel injection system to which the flow control valve according to the first embodiment of the present invention is applied will be described.

本実施の形態のコモンレール式燃料噴射システム１は、自動車等の車両に搭載されるものであり、主として、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関（多気筒ディーゼルエンジン：以下エンジンと言う）用の燃料噴射システムとして知られる蓄圧式燃料噴射装置である。 A common rail fuel injection system 1 according to the present embodiment is mounted on a vehicle such as an automobile, and is mainly a fuel injection system for an internal combustion engine (multi-cylinder diesel engine: hereinafter referred to as an engine) such as a diesel engine. It is a pressure accumulation type fuel injection device known as.

このコモンレール式燃料噴射システム１は、コモンレール１１内に蓄圧された高圧燃料を、エンジンの各気筒毎に対応して搭載された複数個（本例では４個）の電磁式燃料噴射弁であるインジェクタ１３を介してエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。 This common rail fuel injection system 1 is an injector that is a plurality (four in this example) of electromagnetic fuel injection valves in which high pressure fuel accumulated in a common rail 11 is mounted corresponding to each cylinder of the engine. 13 is configured to inject and supply the fuel into the combustion chamber of each cylinder of the engine.

また、このコモンレール式燃料噴射システム１は、燃料の噴射圧力Ｐｃに相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール１１と、エンジンの各気筒の燃焼室内に燃料を所定のタイミングで噴射供給するインジェクタ１３と、電磁式の流量制御弁１６を経て加圧室内に吸入される燃料を加圧する吸入燃料調量方式の燃料供給ポンプ（以下サプライポンプと呼ぶ）１５と、複数個のインジェクタ１３の電磁弁１４およびサプライポンプ１５の流量制御弁１６を電子制御するエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）２０とを備えている。 The common rail fuel injection system 1 includes a common rail 11 that accumulates high-pressure fuel corresponding to the fuel injection pressure Pc, an injector 13 that injects fuel into the combustion chamber of each cylinder of the engine at a predetermined timing, and an electromagnetic A fuel supply pump (hereinafter referred to as a supply pump) 15 for pressurizing the fuel sucked into the pressurizing chamber through a flow control valve 16 of the type, an electromagnetic valve 14 of a plurality of injectors 13, and a supply pump An engine control unit (hereinafter referred to as ECU) 20 that electronically controls the 15 flow control valves 16 is provided.

図１では、４気筒エンジンの１つの気筒に対応するインジェクタ１３のみを示し、他の気筒については図示を省略している。ここで、エンジンの出力軸（例えばクランク軸：以下クランクシャフトと言う）は、サプライポンプ１５のドライブシャフトまたはカムシャフトをベルト駆動している。 In FIG. 1, only the injector 13 corresponding to one cylinder of a four-cylinder engine is shown, and illustration of the other cylinders is omitted. Here, an engine output shaft (for example, a crankshaft: hereinafter referred to as a crankshaft) belt-drives a drive shaft or a camshaft of the supply pump 15.

コモンレール１１は、燃料供給配管２２を介して高圧燃料を吐出するサプライポンプ１５の吐出口と接続されている。また、コモンレール１１から燃料タンク１７へ燃料を戻すためのリリーフ配管２４には、燃料タンク１７に連通する燃料排出路の開口度合を調整することが可能な常閉型の減圧弁１２が設置されている。 The common rail 11 is connected to a discharge port of a supply pump 15 that discharges high-pressure fuel via a fuel supply pipe 22. The relief pipe 24 for returning the fuel from the common rail 11 to the fuel tank 17 is provided with a normally closed pressure reducing valve 12 that can adjust the degree of opening of the fuel discharge passage communicating with the fuel tank 17. Yes.

この減圧弁１２は、減圧弁駆動回路を介してＥＣＵ２０から印加される減圧弁駆動電流によって電子制御されることにより、例えば減速時またはエンジン停止時に速やかにコモンレール１１内の燃料圧力（コモンレール圧力）を高圧から低圧へ減圧させる降圧性能に優れる電磁弁である。 The pressure reducing valve 12 is electronically controlled by a pressure reducing valve driving current applied from the ECU 20 via the pressure reducing valve driving circuit, so that the fuel pressure (common rail pressure) in the common rail 11 can be promptly reduced, for example, when the engine is decelerated or the engine is stopped. This is a solenoid valve with excellent pressure-lowering performance for reducing pressure from high pressure to low pressure.

減圧弁１２は、コモンレール１１から燃料タンク１７へ燃料を還流させるための燃料還流路の開度を調整するバルブ（弁体：図示せず）と、このバルブを開弁方向に駆動するソレノイドコイル（電磁コイル：図示せず）と、バルブを閉弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段（図示せず）とを有している。 The pressure reducing valve 12 includes a valve (valve body: not shown) that adjusts the opening degree of the fuel return path for returning the fuel from the common rail 11 to the fuel tank 17, and a solenoid coil that drives the valve in the valve opening direction. An electromagnetic coil (not shown) and valve urging means (not shown) such as a spring for urging the valve in the valve closing direction are included.

そして、減圧弁１２は、減圧弁駆動回路を介してソレノイドコイルに印加される減圧弁駆動電流の大きさに比例して、コモンレール１１内からリリーフ配管２４を経て燃料タンク１７に還流される燃料の還流量（減圧弁流量）を調整して、コモンレール１１内の燃料圧力（コモンレール圧力）を変更する。 The pressure reducing valve 12 is configured to control the amount of fuel recirculated from the common rail 11 to the fuel tank 17 via the relief pipe 24 in proportion to the magnitude of the pressure reducing valve driving current applied to the solenoid coil via the pressure reducing valve driving circuit. The fuel pressure (common rail pressure) in the common rail 11 is changed by adjusting the recirculation amount (pressure reducing valve flow rate).

なお、減圧弁１２の代わりに、リリーフ配管２４に、コモンレール１１内の燃料圧力が限界設定圧力を超えた際に開弁してコモンレール１１内の燃料圧力を限界設定圧力以下に抑えるプレッシャリミッタを取り付けるようにしても良い。 In place of the pressure reducing valve 12, a pressure limiter is attached to the relief pipe 24 to open the fuel pressure in the common rail 11 when the fuel pressure in the common rail 11 exceeds the limit set pressure, and to keep the fuel pressure in the common rail 11 below the limit set pressure. You may do it.

エンジンの各気筒毎に対応して搭載された複数個のインジェクタ１３は、コモンレール１１より分岐する複数の分岐管２３の下流端に接続されて、エンジンの各気筒の燃焼室内への燃料噴射を行う燃料噴射ノズル、この燃料噴射ノズル内に収容されたノズルニードル（図示せず）を開弁方向に駆動する電磁弁１４、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段（図示せず）等から構成された電磁式燃料噴射弁である。 A plurality of injectors 13 mounted corresponding to each cylinder of the engine are connected to downstream ends of a plurality of branch pipes 23 branched from the common rail 11 to inject fuel into the combustion chamber of each cylinder of the engine. Needle biasing means such as a fuel injection nozzle, a solenoid valve 14 for driving a nozzle needle (not shown) housed in the fuel injection nozzle in the valve opening direction, and a spring for biasing the nozzle needle in the valve closing direction ( This is an electromagnetic fuel injection valve composed of, for example, an unillustrated).

そして、各気筒のインジェクタ１３からエンジンの各気筒の燃焼室内への燃料噴射は、ノズルニードルと連動するコマンドピストンの動作制御を行う背圧制御室内の燃料圧力を増減制御する電磁弁１４のソレノイドコイル（図示せず）への通電および通電停止（ＯＮ／ＯＦＦ）により電子制御される。 The fuel injection from the injector 13 of each cylinder into the combustion chamber of each cylinder of the engine is a solenoid coil of the electromagnetic valve 14 that controls the increase or decrease of the fuel pressure in the back pressure control chamber that controls the operation of the command piston that operates in conjunction with the nozzle needle. Electronic control is performed by energizing (not shown) and de-energizing (ON / OFF).

つまり、インジェクタ１３の電磁弁１４のソレノイドコイルが通電されてノズルニードルがノズルボデーの先端部に形成された複数個の噴射孔を開弁している間、コモンレール１１内に蓄圧された高圧燃料がエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される。これにより、エンジンが運転される。 That is, while the solenoid coil of the solenoid valve 14 of the injector 13 is energized and the nozzle needle opens a plurality of injection holes formed at the tip of the nozzle body, the high-pressure fuel accumulated in the common rail 11 is the engine. Is injected into the combustion chamber of each cylinder. As a result, the engine is operated.

また、インジェクタ１３には、余剰燃料や背圧制御室から排出された燃料を燃料系の低圧側に溢流させるためのリークポートが設けられており、インジェクタ１３からのリーク燃料は、リターン配管２５を介して燃料タンク１７に戻される。 Further, the injector 13 is provided with a leak port for overflowing excess fuel or fuel discharged from the back pressure control chamber to the low pressure side of the fuel system. The leak fuel from the injector 13 is returned to the return pipe 25. Is returned to the fuel tank 17.

サプライポンプ１５は、吸入した低圧燃料を加圧する圧送系統を備え、つまりポンプエレメントを備え、流量制御弁１６で、圧送系統の燃料吐出量を、各加圧室内に吸入される吸入燃料量を調整することで制御するタイプの高圧供給ポンプである。 The supply pump 15 includes a pumping system that pressurizes the sucked low-pressure fuel, that is, includes a pump element, and the flow control valve 16 adjusts the fuel discharge amount of the pumping system and the amount of sucked fuel sucked into each pressurizing chamber. This is a type of high-pressure supply pump that is controlled by doing so.

このサプライポンプ１５は、エンジンのクランクシャフトの回転に伴ってポンプ駆動軸（ドライブシャフトまたはカムシャフト）が回転することで、燃料タンク１７から低圧燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ（低圧供給ポンプ：図示せず）と、ポンプ駆動軸により回転駆動されるカム（図示せず）とを有している。 The supply pump 15 is a well-known feed pump (low pressure supply pump: not shown) that pumps low pressure fuel from the fuel tank 17 by rotating a pump drive shaft (drive shaft or camshaft) as the crankshaft of the engine rotates. And a cam (not shown) that is rotationally driven by a pump drive shaft.

また、サプライポンプ１５は、このカムに駆動されて上死点と下死点との間を往復運動するプランジャ（図示せず）と、これらのプランジャがポンプハウジングに固定されたシリンダヘッド（図示せず）内を往復摺動することにより吸入された燃料を加圧して高圧化する加圧室（プランジャ室：図示せず）とを有している。 In addition, the supply pump 15 is driven by the cam to reciprocate between a top dead center and a bottom dead center (not shown), and a cylinder head (not shown) in which these plungers are fixed to the pump housing. And a pressurizing chamber (plunger chamber: not shown) that pressurizes and sucks inhaled fuel by reciprocating in the interior.

また、サプライポンプ１５は、各加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると閉弁する吸入弁（図示せず）と、各加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると開弁する吐出弁（図示せず）とを有している。なお、サプライポンプ１５は、本発明の高圧ポンプおよび低圧ポンプに相当する。 Further, the supply pump 15 is a suction valve (not shown) that closes when the fuel pressure in each pressurizing chamber rises above a predetermined value, and opens when the fuel pressure in each pressurizing chamber rises above a predetermined value. A discharge valve (not shown). The supply pump 15 corresponds to the high pressure pump and the low pressure pump of the present invention.

そして、サプライポンプ１５は、各プランジャがシリンダヘッド（ポンプシリンダ）内を往復摺動することで、燃料タンク１７から燃料供給配管２１を経て加圧室内に吸入された低圧燃料を加圧して高圧化する。なお、燃料供給配管２１の途中には、燃料フィルタ１８が設置されている。 The supply pump 15 pressurizes the low-pressure fuel sucked into the pressurizing chamber from the fuel tank 17 through the fuel supply pipe 21 by reciprocatingly sliding the plungers in the cylinder head (pump cylinder), thereby increasing the pressure. To do. A fuel filter 18 is installed in the middle of the fuel supply pipe 21.

また、吸入弁は、各加圧室よりも燃料の流れ方向の上流側、つまりフィードポンプから１個の流量制御弁１６を経て加圧室に至る燃料吸入経路の途中に設置された逆止弁よりなる。また、吐出弁は、各加圧室よりも燃料の流れ方向の下流側、つまり加圧室から吐出口に至る燃料吐出経路の途中に設置された逆止弁よりなる。 The intake valve is a check valve installed upstream of each pressurizing chamber in the fuel flow direction, that is, in the middle of the fuel intake path from the feed pump to the pressurizing chamber through one flow control valve 16. It becomes more. The discharge valve is a check valve installed downstream of each pressurizing chamber in the fuel flow direction, that is, in the middle of the fuel discharge path from the pressurizing chamber to the discharge port.

また、サプライポンプ１５には、内部の燃料温度が高温にならないように、リークポートが設けられており、サプライポンプ１５からのリーク燃料は、燃料還流配管２６を経て燃料タンク１７に戻される。 Further, the supply pump 15 is provided with a leak port so that the internal fuel temperature does not become high, and the leaked fuel from the supply pump 15 is returned to the fuel tank 17 via the fuel return pipe 26.

ここで、サプライポンプ１５内に形成される、フィードポンプから吸入弁を経て加圧室に至る燃料吸入経路（図示せず）の途中には、加圧室内に吸入される吸入燃料量を調整する流量制御弁１６が取り付けられている。 Here, in the middle of a fuel suction path (not shown) formed in the supply pump 15 from the feed pump through the suction valve to the pressurizing chamber, the amount of sucked fuel sucked into the pressurizing chamber is adjusted. A flow control valve 16 is attached.

この流量制御弁１６は、図２に示すように、ポンプハウジングに固定されたスリーブ状のバルブボディ３１と、このバルブボディ３１の半径方向に開口した出口側ポート３２の流路開口面積を調整する弁体（以下バルブニードルと言う）３３と、このバルブニードル３３を開弁方向に駆動するリニアソレノイドアクチュエータ３４と、バルブニードル３３を閉弁方向に付勢するリターンスプリング３５とによって構成されている。なお、リターンスプリング３５は、大径リターンスプリング８２と、この大径リターンスプリング８２の内側に同軸配置した小径リターンスプリング８１とから構成される。 As shown in FIG. 2, the flow control valve 16 adjusts the flow path opening area of the sleeve-like valve body 31 fixed to the pump housing and the outlet side port 32 opened in the radial direction of the valve body 31. A valve body (hereinafter referred to as a valve needle) 33, a linear solenoid actuator 34 that drives the valve needle 33 in the valve opening direction, and a return spring 35 that biases the valve needle 33 in the valve closing direction are configured. The return spring 35 includes a large-diameter return spring 82 and a small-diameter return spring 81 that is coaxially disposed inside the large-diameter return spring 82.

そして、流量制御弁１６は、図示しないポンプ駆動回路を介してＥＣＵ２０から印加されるポンプ駆動電流ｉによって電子制御されることにより、サプライポンプ１５の加圧室内に吸入される燃料吸入量を調整するノーマリクローズタイプ（常閉型）の電磁式流量制御弁である。 The flow rate control valve 16 is electronically controlled by a pump drive current i applied from the ECU 20 via a pump drive circuit (not shown), thereby adjusting the amount of fuel sucked into the pressurized chamber of the supply pump 15. This is a normally closed type (normally closed type) electromagnetic flow control valve.

すなわち、流量制御弁１６は、ポンプ駆動回路を介してリニアソレノイドアクチュエータ３４に印加されるポンプ駆動電流ｉの大きさに比例して、バルブニードル３３をストローク方向に移動させて、燃料吸入経路の途中に設けられたバルブボディ３１の出口側ポート３２の流路開口面積を調整する。これにより、フィードポンプから燃料吸入経路、吸入弁を経て加圧室内に吸入される燃料吸入量が調整される。 That is, the flow rate control valve 16 moves the valve needle 33 in the stroke direction in proportion to the magnitude of the pump drive current i applied to the linear solenoid actuator 34 via the pump drive circuit, so that it is in the middle of the fuel intake path. The flow path opening area of the outlet side port 32 of the valve body 31 provided in is adjusted. As a result, the amount of fuel sucked into the pressurizing chamber from the feed pump through the fuel suction path and the suction valve is adjusted.

したがって、サプライポンプ１５の加圧室からコモンレール１１内に吐出される燃料吐出量が、エンジンの運転条件（例えばエンジン回転速度、アクセル操作量、指令噴射量等）に対応した最適値に調整され、インジェクタ１３からエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給する燃料の噴射圧力Ｐｃに相当するコモンレール１１内の燃料圧力、いわゆるコモンレール圧力が変更される。 Therefore, the amount of fuel discharged from the pressurizing chamber of the supply pump 15 into the common rail 11 is adjusted to an optimum value corresponding to the engine operating conditions (for example, engine speed, accelerator operation amount, command injection amount, etc.) The fuel pressure in the common rail 11 corresponding to the injection pressure Pc of the fuel supplied from the injector 13 into the combustion chamber of each cylinder of the engine, so-called common rail pressure, is changed.

ここで、リニアソレノイドアクチュエータ３４は、バルブボディ３１の図示右端部に一体的に設けられた袋筒状のステータ部（ステータコア）３６と、バルブニードル３３の図示右端部に一体的に設けられたアーマチャ部（アーマチャ、ムービングコア）３７と、ステータ部３６の円筒状部の外周に保持された樹脂製のコイルボビン３８とを含んで構成されている。 Here, the linear solenoid actuator 34 includes a bag-shaped stator portion (stator core) 36 integrally provided at the illustrated right end portion of the valve body 31 and an armature integrally provided at the illustrated right end portion of the valve needle 33. A portion (armature, moving core) 37 and a resin coil bobbin 38 held on the outer periphery of the cylindrical portion of the stator portion 36 are configured.

また、リニアソレノイドアクチュエータ３４は、コイルボビン３８の外周に巻回されたソレノイドコイル３９と、このソレノイドコイル３９の端末リード線（図示せず）に電気的に接続されたターミナル４０と、ソレノイドコイル３９の外周側を覆う円筒状のハウジング４１とを含んで構成されている。 The linear solenoid actuator 34 includes a solenoid coil 39 wound around the outer periphery of the coil bobbin 38, a terminal 40 electrically connected to a terminal lead wire (not shown) of the solenoid coil 39, And a cylindrical housing 41 covering the outer peripheral side.

なお、バルブボディ３１のステータ部３６は、ソレノイドコイル３９の通電時に、磁化されて電磁石となり、バルブニードル３３のアーマチャ部３７を吸引するための吸引部４２を有している。この吸引部４２は、バルブニードル３３を摺動可能に収容する略円筒状の収容部４３に対して薄肉部４４および円筒部４５を介して接続されている。 The stator portion 36 of the valve body 31 has a suction portion 42 for sucking the armature portion 37 of the valve needle 33 by being magnetized to become an electromagnet when the solenoid coil 39 is energized. The suction portion 42 is connected to a substantially cylindrical housing portion 43 that slidably houses the valve needle 33 via a thin portion 44 and a cylindrical portion 45.

そして、ソレノイドコイル３９は、通電を受けることにより起磁力を発生してバルブボディ３１のステータ部３６およびバルブニードル３３のアーマチャ部３７を磁化することで、アーマチャ部３７をストローク方向（軸線方向の図示右側）に吸引するとともに、コイルボビン３８に、絶縁被膜を施した導線を複数回巻装したコイルである。このソレノイドコイル３９は、コイルボビン３８の一対の鍔状部間に巻装されたコイル部と、このコイル部より取り出された一対の端末リード線（端末線）とを有している。 The solenoid coil 39 is energized to generate a magnetomotive force and magnetize the stator portion 36 of the valve body 31 and the armature portion 37 of the valve needle 33, thereby causing the armature portion 37 to move in the stroke direction (illustrated in the axial direction). And a coil in which a conductive wire with an insulating coating is wound around the coil bobbin 38 a plurality of times. The solenoid coil 39 has a coil portion wound between a pair of hook-shaped portions of the coil bobbin 38 and a pair of terminal lead wires (terminal wires) taken out from the coil portion.

また、ハウジング４１は、電気絶縁性に優れる樹脂材料によって一体的に形成され、ソレノイドコイル３９の外周側を覆う円筒状部、およびターミナル４０を保持する筒状のコネクタ部４６を備えている。 The housing 41 is integrally formed of a resin material having excellent electrical insulation, and includes a cylindrical portion that covers the outer peripheral side of the solenoid coil 39 and a cylindrical connector portion 46 that holds the terminal 40.

そして、ハウジング４１の外周には、バルブボディ３１の外周側に形成された略円環状のフランジ部にかしめ等の手段を用いて固定された円筒状のブラケット４７が設けられている。 On the outer periphery of the housing 41, a cylindrical bracket 47 fixed to the substantially annular flange portion formed on the outer peripheral side of the valve body 31 by means of caulking or the like is provided.

このブラケット４７の外周側に形成された略円環状のフランジ部（鍔状部）は、サプライポンプ１５のポンプハウジングの外壁面にスクリュー等の締結具（図示せず）を用いて締め付け固定されている。そのフランジ部には、締結具を挿通する挿通孔４８が形成されている。 A substantially annular flange portion (saddle-shaped portion) formed on the outer peripheral side of the bracket 47 is fastened and fixed to the outer wall surface of the pump housing of the supply pump 15 using a fastener (not shown) such as a screw. Yes. An insertion hole 48 through which the fastener is inserted is formed in the flange portion.

ここで、流量制御弁１６のバルブボディ３１は、収容部４３によりバルブニードル３３を摺動可能に収容するシリンダ機能と、ステータ部３６により磁路形成を行うステータ機能とを有している。 Here, the valve body 31 of the flow control valve 16 has a cylinder function that slidably accommodates the valve needle 33 by the accommodating portion 43 and a stator function that forms a magnetic path by the stator portion 36.

そして、バルブボディ３１をステータとして機能させるために、その材質をフェライト系のステンレス鋼（ＳＵＳ１３）等の軟質磁性材料としている。この軟質磁性材料は、磁気特性を悪化させることから焼き入れ等の熱処理を施すことができない。 In order to make the valve body 31 function as a stator, the material thereof is a soft magnetic material such as ferritic stainless steel (SUS13). Since this soft magnetic material deteriorates magnetic properties, it cannot be subjected to heat treatment such as quenching.

しかし、バルブボディ３１に本来の機能であるシリンダ機能を持たせるには、耐摩耗性の向上および表面硬さの向上が要求されることから、バルブボディ３１のスプール孔４９の孔壁面にニッケル燐メッキ等の硬化層を施している。 However, in order to provide the valve body 31 with the cylinder function, which is the original function, it is required to improve wear resistance and surface hardness. Therefore, nickel phosphorous is formed on the hole wall surface of the spool hole 49 of the valve body 31. A hardened layer such as plating is applied.

なお、バルブボディ３１のスプール孔４９の孔壁面は、バルブニードル３３を軸線方向（ストローク方向）に案内（誘導）する円筒状のガイド部を構成している。 The hole wall surface of the spool hole 49 of the valve body 31 constitutes a cylindrical guide portion that guides (guides) the valve needle 33 in the axial direction (stroke direction).

また、バルブボディ３１の図示左端部は、サプライポンプ１５のポンプハウジングの外壁面に設けられた嵌合凹部（図示せず）内に圧入嵌合されており、ポンプハウジングの嵌合凹部の内壁面とバルブボディ３１の図示左端部の外周面との間には、燃料の漏れを防止するためのＯリング等のシール材５０が装着されている。 The illustrated left end of the valve body 31 is press-fitted into a fitting recess (not shown) provided on the outer wall surface of the pump housing of the supply pump 15, and the inner wall surface of the fitting recess of the pump housing. A sealing material 50 such as an O-ring for preventing fuel leakage is mounted between the valve body 31 and the outer peripheral surface of the valve body 31 at the left end in the figure.

そして、バルブボディ３１の図示左端部には、フィードポンプから燃料が送り込まれる燃料溜まり部（図示せず）に連通する入口側ポート５１が形成されている。 An inlet-side port 51 communicating with a fuel reservoir (not shown) through which fuel is fed from the feed pump is formed at the left end of the valve body 31 in the figure.

なお、上述した出口側ポート３２は、吸入弁を介して加圧室に連通する燃料吸入経路の後半部を構成する連通路に向けて開口している。そして、出口側ポート３２の入口側は、出口側に比べて流路径が小さくなっている。 Note that the outlet port 32 described above opens toward a communication path constituting the latter half of the fuel intake path that communicates with the pressurizing chamber via the intake valve. The inlet side of the outlet side port 32 has a smaller flow path diameter than the outlet side.

また、バルブボディ３１は、バルブニードル３３が摺動するスプール孔（摺動孔）４９を有している。このスプール孔４９の図示右側部には、バルブニードル３３の内部に形成される内部流路（第２内部流路）５２および貫通孔７１を介して、入口側ポート５１に連通するスプリング収容室５３が形成されている。 The valve body 31 has a spool hole (sliding hole) 49 through which the valve needle 33 slides. On the right side of the spool hole 49 in the figure, a spring accommodating chamber 53 that communicates with the inlet port 51 via an internal flow path (second internal flow path) 52 and a through hole 71 formed inside the valve needle 33. Is formed.

ここで、流量制御弁１６のバルブニードル３３は、内部の軸線方向に内部流路５２を有する円筒状のスプール型バルブであって、その外周面にバルブボディ３１のスプール孔４９の孔壁面に摺接する摺動部５４を備えている。 Here, the valve needle 33 of the flow control valve 16 is a cylindrical spool type valve having an internal flow path 52 in the internal axial direction, and slides on the outer peripheral surface of the hole wall surface of the spool hole 49 of the valve body 31. The sliding part 54 which touches is provided.

このバルブニードル３３は、摺動部５４がバルブボディ３１の出口側ポート３２の流路開口面積を変更することで、吸入弁を介して加圧室に吸入される燃料流量（燃料吸入量）を調整している。 In this valve needle 33, the sliding portion 54 changes the flow path opening area of the outlet side port 32 of the valve body 31 so that the fuel flow rate (fuel suction amount) sucked into the pressurizing chamber via the suction valve is reduced. It is adjusted.

そして、バルブニードル３３は、バルブボディ３１のスプール孔４９内を摺動して出口側ポート３２の流路開口面積を変更する弁体本来のバルブ機能の他に、アーマチャ部３７によって磁路形成を行うアーマチャ機能を有している。 The valve needle 33 slides in the spool hole 49 of the valve body 31 to form a magnetic path by the armature portion 37 in addition to the valve function of the valve body that changes the flow path opening area of the outlet port 32. It has an armature function to perform.

そして、バルブニードル３３をアーマチャとして機能させるために、その材質を純鉄または低炭素鋼等の軟質磁性材料としている。この軟質磁性材料は、磁気特性を悪化させることから焼き入れ等の熱処理を施すことができない。 In order to make the valve needle 33 function as an armature, the material is a soft magnetic material such as pure iron or low carbon steel. Since this soft magnetic material deteriorates magnetic properties, it cannot be subjected to heat treatment such as quenching.

しかし、バルブニードル３３として機能させるには、耐摩耗性の向上および表面硬さの向上が要求される。そこで、バルブニードル３３の摺動部５４の外周面にニッケル燐メッキ等の硬化層を施している。 However, in order to function as the valve needle 33, improvement in wear resistance and improvement in surface hardness are required. Therefore, a hardened layer such as nickel phosphorous plating is applied to the outer peripheral surface of the sliding portion 54 of the valve needle 33.

そして、バルブニードル３３は、バルブボディ３１の図示左端部の内周に圧入固定された円環状のストッパ６０によって初期位置が規定されている。そして、バルブニードル３３は、スプリング収容室５３内に収容されたリターンスプリング３５、すなわち大径リターンスプリング８２および小径リターンスプリング８１により常に付勢されている。このため、バルブニードル３３は、先端がストッパ６０に当接する位置で、バルブニードル３３の閉弁側の移動範囲が規定されている。 The initial position of the valve needle 33 is defined by an annular stopper 60 that is press-fitted and fixed to the inner periphery of the left end of the valve body 31 in the figure. The valve needle 33 is always urged by the return spring 35 accommodated in the spring accommodating chamber 53, that is, the large diameter return spring 82 and the small diameter return spring 81. For this reason, the valve needle 33 is located at a position where the tip abuts against the stopper 60, and the movement range on the valve closing side of the valve needle 33 is defined.

また、バルブニードル３３の図示右端部には、バルブボディ３１のステータ部３６に所定のエアギャップを介して対向するように設けられた円筒状のアーマチャ部３７が一体的に形成されている。 A cylindrical armature portion 37 is integrally formed at the right end portion of the valve needle 33 in the figure so as to face the stator portion 36 of the valve body 31 via a predetermined air gap.

そして、バルブニードル３３の内部には、内部流路５２とスプリング収容室５３とを連通するように貫通孔７１が設けられている。この貫通孔７１は、内部流路５２よりも内径が小さくなっており、バルブニードル３３が軸線方向に移動する際にスプリング収容室５３内の燃料が貫通孔７１を通過することでバルブニードル３３の移動がし易くなっている。 A through hole 71 is provided inside the valve needle 33 so as to communicate the internal flow path 52 and the spring accommodating chamber 53. The through hole 71 has an inner diameter smaller than that of the internal flow path 52, and the fuel in the spring accommodating chamber 53 passes through the through hole 71 when the valve needle 33 moves in the axial direction. Easy to move.

そして、バルブニードル３３の摺動部５４の外周面には、円環状の調量溝（環状流路）５５と、円環状の調芯溝５６と、複数個（２個または３個）の円環状油溝５７とが形成されている。調量溝５５は、バルブニードル３３の外径を摺動部５４よりも小さくすることで設けられている。 On the outer peripheral surface of the sliding portion 54 of the valve needle 33, an annular metering groove (annular flow path) 55, an annular centering groove 56, and a plurality (two or three) of circles are provided. An annular oil groove 57 is formed. The metering groove 55 is provided by making the outer diameter of the valve needle 33 smaller than the sliding portion 54.

図２に示すように、調芯溝５６は、バルブニードル３３の外径を摺動部５４よりも小さくすることで設けられている。この調芯溝５６は、調量溝５５よりも浅く、且つ調量溝５５よりも軸線方向に長く摺動部５４の周方向に設けられている。そして、調芯溝５６は、調芯溝５６よりも流路径の小さい連通孔５９を介して内部流路５２に連通している。また、連通孔５９は、調芯溝５６に向けて２個開口している。 As shown in FIG. 2, the alignment groove 56 is provided by making the outer diameter of the valve needle 33 smaller than the sliding portion 54. The centering groove 56 is shallower than the metering groove 55 and is longer in the axial direction than the metering groove 55 and is provided in the circumferential direction of the sliding portion 54. The alignment groove 56 communicates with the internal flow path 52 via a communication hole 59 having a smaller flow path diameter than the alignment groove 56. Further, two communication holes 59 are opened toward the alignment groove 56.

そして、複数個の円環状油溝５７は、バルブニードル３３の図示左端部（先端部）または図示右端部（後端部）とバルブボディ３１のスプール孔４９との間から燃料が浸入して、バルブボディ３１のスプール孔４９の孔壁面とバルブニードル３３の摺動部５４の外周面との間に油膜を形成する周溝部である。 The plurality of annular oil grooves 57 allow fuel to enter from between the illustrated left end (front end) or illustrated right end (rear end) of the valve needle 33 and the spool hole 49 of the valve body 31, This is a peripheral groove portion that forms an oil film between the hole wall surface of the spool hole 49 of the valve body 31 and the outer peripheral surface of the sliding portion 54 of the valve needle 33.

ここで、本実施例のバルブニードル３３の摺動部５４には、調量溝５５と調芯溝５６とを液密的に略遮断するシール部が設けられるとともに、バルブボディ３１のスプール孔４９内を摺動するのに必要な所定のクリアランスが設けられている。 Here, the sliding portion 54 of the valve needle 33 according to the present embodiment is provided with a seal portion that substantially fluid-tightly blocks the metering groove 55 and the alignment groove 56, and the spool hole 49 of the valve body 31. A predetermined clearance necessary for sliding in is provided.

図１に示すＥＣＵ２０には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）、ポンプ駆動回路、減圧弁駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。 The ECU 20 shown in FIG. 1 includes a CPU that performs control processing and arithmetic processing, a storage device (memory such as ROM and RAM) that stores various programs and data, an input circuit, an output circuit, a power supply circuit, and an injector drive circuit (EDU). A microcomputer having a well-known structure configured to include functions such as a pump drive circuit and a pressure reducing valve drive circuit is provided.

そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。そして、ＥＣＵ２０は、図１に示すように、燃料圧力センサ６５からの電圧信号や、その他の各種センサからのセンサ信号が、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ２０に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。 And the sensor signal from various sensors is comprised so that it may input into a microcomputer, after A / D-converting with an A / D converter. As shown in FIG. 1, the ECU 20 is built in the ECU 20 after the voltage signal from the fuel pressure sensor 65 and the sensor signals from various other sensors are A / D converted by the A / D converter. It is configured to be input to a microcomputer.

また、ＥＣＵ２０は、エンジンをクランキングさせた後にエンジンキーをＩＧ位置に戻して、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づいて、例えばインジェクタ１３の電磁弁１４およびサプライポンプ１５の流量制御弁１６を電子制御するように構成されている。 Further, the ECU 20 returns the engine key to the IG position after cranking the engine, and when an ignition switch (not shown) is turned on (IG / ON), based on a control program or control logic stored in the memory, for example, The electromagnetic valve 14 of the injector 13 and the flow control valve 16 of the supply pump 15 are configured to be electronically controlled.

ここで、マイクロコンピュータには、エンジンのクランクシャフトの回転角度を検出するためのクランク角度センサ６１と、アクセル開度（ＡＣＣＰ）を検出するためのアクセル開度センサ６２と、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）を検出するための冷却水温センサ６３と、サプライポンプ１５内に吸入されるポンプ吸入側の燃料温度（ＴＨＦ）を検出するための燃料温度センサ６４等が接続されている。 Here, the microcomputer includes a crank angle sensor 61 for detecting the rotation angle of the crankshaft of the engine, an accelerator opening sensor 62 for detecting the accelerator opening (ACCP), and the engine coolant temperature (THW). A cooling water temperature sensor 63 for detecting the fuel temperature, a fuel temperature sensor 64 for detecting the fuel temperature (THF) on the suction side of the pump sucked into the supply pump 15, and the like are connected.

また、図２〜図４に示すように、流量制御弁１６は、リターンスプリング３５として、巻径が相対的に大きな大径リターンスプリング８２と、この大径リターンスプリング８２の内側に同軸配置した巻径が相対的に小さな小径リターンスプリング８１とを備えている。 As shown in FIGS. 2 to 4, the flow control valve 16 includes a return spring 35 having a large return spring 82 having a relatively large winding diameter and a winding disposed coaxially inside the large return spring 82. A small return spring 81 having a relatively small diameter.

小径リターンスプリング８１の一端部８１ｂおよび大径リターンスプリング８２の一端部８２ｂは、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すように、バルブボディ３１に設けられた固定部８３にそれぞれ固定されている。 One end portion 81b of the small diameter return spring 81 and one end portion 82b of the large diameter return spring 82 are respectively fixed to a fixing portion 83 provided in the valve body 31, as shown in FIGS. 3 (b) and 4 (b). ing.

小径リターンスプリング８１の他端部８１ａおよび大径リターンスプリング８２の他端部８２ａとバルブニードル３３との接触部には、図３（ｃ）、図４（ｃ）に示すように、バルブニードル３３の閉弁方向または開弁方向への移動に伴う小径リターンスプリング８１および大径リターンスプリング８２の伸縮時に、バルブニードル３３が軸線回りの一方向に回転することを許容し他方向に回転することを規制する逆転防止機構８５が設けられている。 As shown in FIGS. 3 (c) and 4 (c), the valve needle 33 is provided at the contact portion between the other end 81a of the small diameter return spring 81 and the other end 82a of the large diameter return spring 82 and the valve needle 33. When the small-diameter return spring 81 and the large-diameter return spring 82 are expanded or contracted as the valve moves in the valve closing direction or the valve opening direction, the valve needle 33 is allowed to rotate in one direction around the axis and rotate in the other direction. An anti-reverse rotation mechanism 85 that restricts is provided.

具体的には、逆転防止機構８５は、バルブニードル３３と小径リターンスプリング８１の他端部８１ａとの接触部に設けられた鋸歯状歯部８６、８７と、バルブニードル３３と大径リターンスプリング８２の他端部８２ａとの接触部に設けられた鋸歯状歯部８８、８９とから構成されている。 Specifically, the reverse rotation preventing mechanism 85 includes sawtooth-shaped teeth portions 86 and 87 provided at a contact portion between the valve needle 33 and the other end portion 81 a of the small diameter return spring 81, the valve needle 33 and the large diameter return spring 82. It is comprised from the serrated-tooth part 88,89 provided in the contact part with the other end part 82a.

ここで、図３（ｃ）に示すように、鋸歯状歯部８６はバルブニードル３３の端部に同心円状に設けられ、鋸歯状歯部８７は小径リターンスプリング８１の他端部８１ａに同心円状に設けられており、互いに係合するようになっている。鋸歯状歯部８６、８７は、バルブニードル３３が図３（ａ）における時計回りにのみ回転することを許容するスプラグ機構８５ａを構成している。 Here, as shown in FIG. 3C, the serrated tooth portion 86 is provided concentrically at the end portion of the valve needle 33, and the serrated tooth portion 87 is concentric with the other end portion 81 a of the small diameter return spring 81. And are engaged with each other. The serrated teeth 86 and 87 constitute a sprag mechanism 85a that allows the valve needle 33 to rotate only in the clockwise direction in FIG.

また、図４（ｃ）に示すように、鋸歯状歯部８８はバルブニードル３３の端部に同心円状に設けられ、鋸歯状歯部８９は大径リターンスプリング８２の他端部８２ａに同心円状に設けられており、互いに係合するようになっている。鋸歯状歯部８８、８９は、バルブニードル３３が図４（ａ）における反時計回りにのみ回転することを許容するスプラグ機構８５ｂを構成している。 As shown in FIG. 4C, the serrated teeth 88 are provided concentrically at the end of the valve needle 33, and the serrated teeth 89 are concentric with the other end 82 a of the large-diameter return spring 82. And are engaged with each other. The serrated teeth 88 and 89 constitute a sprag mechanism 85b that allows the valve needle 33 to rotate only counterclockwise in FIG.

このように、鋸歯状歯部８６、８７により構成されるスプラグ機構８５ａの回転許容方向（時計回り）と、鋸歯状歯部８８、８９により構成されるスプラグ機構８５ｂの回転許容方向（反時計回り）とは、逆方向となっている。 As described above, the allowable rotation direction (clockwise) of the sprag mechanism 85a constituted by the serrated teeth portions 86, 87 and the allowable rotation direction (counterclockwise) of the sprag mechanism 85b constituted by the serrated teeth portions 88, 89. ) Is the opposite direction.

ここで、小径リターンスプリング８１の伸縮時、すなわち伸長時と収縮時には、小径リターンスプリング８１の線長自体は変化しないため、小径リターンスプリング８１の他端部８１ａは、図３（ａ）に示すように軸線回りに回転角度θ１だけ位相が変化する。 Here, when the small-diameter return spring 81 is expanded or contracted, that is, when the small-diameter return spring 81 is expanded and contracted, the line length itself of the small-diameter return spring 81 does not change, so that the other end 81a of the small-diameter return spring 81 is as shown in FIG. The phase changes around the axis by the rotation angle θ1.

同様に、大径リターンスプリング８２の伸縮時、すなわち伸長時と収縮時には、大径リターンスプリング８２の線長自体は変化しないため、大径リターンスプリング８２の他端部８２ａは、図４（ａ）に示すように軸線回りに回転角度θ２だけ位相が変化する。 Similarly, when the large diameter return spring 82 is expanded and contracted, that is, when the large diameter return spring 82 is expanded and contracted, the line length itself of the large diameter return spring 82 does not change. As shown, the phase changes by the rotation angle θ2 around the axis.

本実施の形態では、大径リターンスプリング８２の１回の伸縮時の回転角度θ２は、小径リターンスプリング８１の１回の伸縮時の回転角度θ１に対して小さく設定されている。 In the present embodiment, the rotation angle θ2 at the time of one expansion / contraction of the large diameter return spring 82 is set smaller than the rotation angle θ1 at the time of one expansion / contraction of the small diameter return spring 81.

次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.

鋸歯状歯部８６、８７により構成されるスプラグ機構８５ａの回転許容方向（時計回り）と、鋸歯状歯部８８、８９により構成されるスプラグ機構８５ｂの回転許容方向（反時計回り）とは、逆方向となっている。 The allowable rotation direction (clockwise) of the sprag mechanism 85a constituted by the serrated teeth portions 86 and 87 and the allowable rotation direction (counterclockwise) of the sprag mechanism 85b constituted by the serrated teeth portions 88 and 89 are: The reverse direction.

このため、図５に示すように、バルブニードル３３は、小径リターンスプリング８１および大径リターンスプリング８２の収縮時には、回転角度θ１だけ位相が変化し、伸長時には回転角度θ２だけ位相が元に戻る。 Therefore, as shown in FIG. 5, the phase of the valve needle 33 changes by the rotation angle θ1 when the small diameter return spring 81 and the large diameter return spring 82 contract, and returns to the original phase by the rotation angle θ2 when extended.

したがって、本実施の形態では、回転角度θ１＞回転角度θ２に設定されているため、小径リターンスプリング８１および大径リターンスプリング８２の１回の伸縮により、バルブニードル３３は、図５における反時計回りにθ１−θ２だけ回転することとなる。 Therefore, in this embodiment, since the rotation angle θ1> the rotation angle θ2 is set, the valve needle 33 is rotated counterclockwise in FIG. 5 by one expansion / contraction of the small diameter return spring 81 and the large diameter return spring 82. Is rotated by θ1-θ2.

流量制御弁１６の駆動および駆動停止によりバルブニードル３３の開弁方向および閉弁方向への移動が繰り返される毎に、バルブニードル３３は図５における反時計回りにθ１−θ２だけ確実に回転することとなり、バルブニードル３３とバルブボディ３１との摺動面が刷新され、摺動面の偏摩耗が防止される。 Each time the valve needle 33 is repeatedly moved in the valve opening direction and the valve closing direction by driving and stopping the flow control valve 16, the valve needle 33 is reliably rotated counterclockwise by θ1-θ2 in FIG. Thus, the sliding surface between the valve needle 33 and the valve body 31 is renewed, and uneven wear of the sliding surface is prevented.

また、バルブニードル３３が確実に一方向に回転することにより、異物の堆積等によるバルブニードル３３の固着が防止される。 Further, since the valve needle 33 is reliably rotated in one direction, the valve needle 33 is prevented from sticking due to foreign matter accumulation or the like.

このように本実施の形態では、バルブボディ３１内に配置されたバルブニードル３３を電磁力により駆動して流体の流量を制御する流量制御弁１６であって、バルブニードル３３を閉弁方向または開弁方向に付勢してバルブニードル３３の初期位置を保持するリターンスプリング３５と、バルブボディ３１に設けられ、リターンスプリング３５の一端部８１ｂ、８２ｂが固定される固定部８３とを備え、バルブニードル３３とリターンスプリング３５の他端部８１ａ、８２ａとの接触部に、逆転防止機構８５を設け、この逆転防止機構８５は、バルブニードル３３の閉弁方向または開弁方向への移動に伴うリターンスプリング３５の伸縮時に、バルブニードル３３が軸線回りの一方向に回転することを許容し他方向に回転することを規制するように構成した。 As described above, in the present embodiment, the flow rate control valve 16 controls the flow rate of the fluid by driving the valve needle 33 disposed in the valve body 31 by electromagnetic force, and the valve needle 33 is closed or opened. The valve needle includes a return spring 35 that urges in the valve direction to hold the initial position of the valve needle 33, and a fixing portion 83 that is provided on the valve body 31 and to which one end portions 81b and 82b of the return spring 35 are fixed. 33 and the other end portions 81a and 82a of the return spring 35 are provided with a reverse rotation prevention mechanism 85. The reverse rotation prevention mechanism 85 is a return spring accompanying the movement of the valve needle 33 in the valve closing direction or the valve opening direction. During the expansion and contraction of 35, the valve needle 33 is allowed to rotate in one direction around the axis and is restricted from rotating in the other direction. Sea urchin was constructed.

このため、流量制御弁１６の駆動および駆動停止が繰り返されてバルブニードル３３が開弁方向および閉弁方向への移動が繰り返される毎に、逆転防止機構８５により、バルブニードル３３は図５における反時計回りにθ１−θ２だけ確実に回転することとなり、バルブニードル３３とバルブボディ３１との摺動面が刷新され、摺動面の偏摩耗が防止される。 For this reason, every time the flow control valve 16 is repeatedly driven and stopped and the valve needle 33 is repeatedly moved in the valve opening direction and the valve closing direction, the reverse rotation prevention mechanism 85 causes the valve needle 33 to be counteracted in FIG. Thus, the rotation of the valve needle 33 and the valve body 31 is renewed reliably, and uneven wear of the sliding surface is prevented.

したがって、バルブニードル３３を確実に一方向に回転させるようにして、バルブニードル３３とバルブボディ３１の偏摩耗を防止することができる。また、バルブニードル３３が確実に一方向に回転することにより、異物の堆積等によるバルブニードル３３の固着が防止される。 Therefore, the valve needle 33 and the valve body 31 can be prevented from being unevenly worn by reliably rotating the valve needle 33 in one direction. Further, since the valve needle 33 is reliably rotated in one direction, the valve needle 33 is prevented from sticking due to foreign matter accumulation or the like.

また本実施の形態では、リターンスプリング３５は、伸縮時における他端部８１ａ、８２ａの軸線回りの回転角度が互いに異なる小径リターンスプリング８１および大径リターンスプリング８２を有し、逆転防止機構８５は、小径リターンスプリング８１とバルブニードル３３との間に設けられ、バルブニードル３３の閉弁方向または開弁方向への移動に伴う小径リターンスプリング８１の伸縮時に、バルブニードル３３が軸線回りの一方向に回転することを許容し他方向に回転することを規制するスプラグ機構８５ａと、大径リターンスプリング８２とバルブニードル３３との間に設けられ、バルブニードル３３の閉弁方向または開弁方向への移動に伴う大径リターンスプリング８２の伸縮時に、バルブニードル３３が軸線回りの他方向に回転することを許容し一方向に回転することを規制するスプラグ機構８５ｂとを有するように構成した。 Further, in the present embodiment, the return spring 35 includes a small diameter return spring 81 and a large diameter return spring 82 that have different rotation angles around the axis of the other end portions 81a and 82a during expansion and contraction. Provided between the small diameter return spring 81 and the valve needle 33, the valve needle 33 rotates in one direction around the axis when the small diameter return spring 81 expands or contracts as the valve needle 33 moves in the valve closing direction or valve opening direction. And a sprag mechanism 85a that restricts rotation in the other direction and is provided between the large-diameter return spring 82 and the valve needle 33 to move the valve needle 33 in the valve closing direction or the valve opening direction. When the large diameter return spring 82 is expanded and contracted, the valve needle 33 moves in the other direction around the axis. And configured to have a sprag mechanism 85b for restricting the rotating in one direction and allowed to rolling.

このため、小径リターンスプリング８１および大径リターンスプリング８２の他端部８１ａ、８２ａの軸線回りの回転角度が互いに異なり、小径リターンスプリング８１の伸縮時に、スプラグ機構８５ａによって、バルブニードル３３が軸線回りの一方向に回転することが許容され他方向に回転することが規制され、大径リターンスプリング８２の伸縮時に、スプラグ機構８５ｂによって、バルブニードル３３が軸線回りの他方向に回転することが許容され一方向に回転することが規制されるので、小径リターンスプリング８１および大径リターンスプリング８２の伸縮時に、小径リターンスプリング８１および大径リターンスプリング８２の他端部８１ａ、８２ａの軸線回りの回転角度の差分だけ、バルブニードル３３が確実に一方向に回転することができる。 Therefore, the rotation angles of the other end portions 81a and 82a of the small diameter return spring 81 and the large diameter return spring 82 are different from each other, and the valve needle 33 is rotated about the axis by the sprag mechanism 85a when the small diameter return spring 81 is expanded or contracted. Rotation in one direction is permitted and rotation in the other direction is restricted, and when the large diameter return spring 82 is expanded and contracted, the sprag mechanism 85b allows the valve needle 33 to rotate in the other direction around the axis. Since the rotation in the direction is restricted, when the small diameter return spring 81 and the large diameter return spring 82 are expanded and contracted, the difference in the rotation angle around the axis of the other end portions 81a and 82a of the small diameter return spring 81 and the large diameter return spring 82 Only when the valve needle 33 rotates in one direction. It can be.

また本実施の形態では、小径リターンスプリング８１と大径リターンスプリング８２は、巻径が互いに異なるとともに、何れか一方が他方の内側に同軸配置されるよう構成した。 In the present embodiment, the small-diameter return spring 81 and the large-diameter return spring 82 are configured so that the winding diameters are different from each other and one of them is coaxially disposed inside the other.

このため、巻径が互いに異なる小径リターンスプリング８１と大径リターンスプリング８２とを、一方が他方の内側になるよう同軸配置することにより、小径リターンスプリング８１と大径リターンスプリング８２とを合わせた占有スペースの増大を抑制することができる。 For this reason, the small-diameter return spring 81 and the large-diameter return spring 82 having different winding diameters are coaxially arranged so that one is inside the other, thereby occupying the small-diameter return spring 81 and the large-diameter return spring 82 together. An increase in space can be suppressed.

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

例えば、上記の実施の形態では、ソレノイドコイル３９への通電停止時に全閉、つまり出口側ポート３２の流路開口面積が最小となるノーマリクローズタイプ（常閉型）の流量制御弁１６を例示したが、ソレノイドコイル３９への通電停止時に全開、つまり出口側ポート３２の流路開口面積が最大となるノーマリオープンタイプ（常開型）の流量制御弁１６を用いてもよい。 For example, the above embodiment exemplifies the normally closed type (normally closed type) flow control valve 16 that is fully closed when the energization of the solenoid coil 39 is stopped, that is, the flow path opening area of the outlet port 32 is minimized. However, a normally open type (normally open type) flow control valve 16 that is fully opened when the energization of the solenoid coil 39 is stopped, that is, the flow path opening area of the outlet port 32 may be maximized may be used.

また、上記の実施の形態では、燃料の送油量を調整するために流量制御弁１６を例示したが、本発明の流量制御弁１６は、潤滑油や作動油等のオイル、水等の液体、あるいは空気、排気ガス等の気体の流量を調整する用途にも用いることができる。 In the above-described embodiment, the flow control valve 16 is exemplified to adjust the amount of fuel delivered. However, the flow control valve 16 according to the present invention is an oil such as lubricating oil or hydraulic oil, or a liquid such as water. Alternatively, it can also be used for adjusting the flow rate of gas such as air or exhaust gas.

以上のように、本発明に係る流量制御弁は、バルブニードルを確実に一方向に回転させるようにして、バルブニードルとバルブボディの偏摩耗を防止することができるという効果を有し、バルブニードルをバルブボディに対して相対的に移動させることにより流体の流量を制御する流量制御弁として有用である。 As described above, the flow control valve according to the present invention has an effect that the valve needle and the valve body can be prevented from uneven wear by reliably rotating the valve needle in one direction. This is useful as a flow control valve that controls the flow rate of fluid by moving the valve relative to the valve body.

１コモンレール式燃料噴射システム
１６流量制御弁
３１バルブボディ
３３バルブニードル
３５リターンスプリング
７１貫通孔
８１小径リターンスプリング（第１のリターンスプリング）
８１ａ、８２ａ他端部
８１ｂ、８２ｂ一端部
８２大径リターンスプリング（第２のリターンスプリング）
８３固定部
８５逆転防止機構
８５ａスプラグ機構（第１のスプラグ機構）
８５ｂスプラグ機構（第２のスプラグ機構）
８６、８７、８８、８９鋸歯状歯部
θ１、θ２回転角度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Common rail type fuel injection system 16 Flow control valve 31 Valve body 33 Valve needle 35 Return spring 71 Through hole 81 Small diameter return spring (first return spring)
81a, 82a The other end 81b, 82b One end 82 Large diameter return spring (second return spring)
83 Fixing portion 85 Reverse rotation prevention mechanism 85a Sprag mechanism (first sprag mechanism)
85b Sprag mechanism (second sprag mechanism)
86, 87, 88, 89 Serrated tooth portion θ1, θ2 Rotation angle

Claims

A flow rate control valve for controlling a flow rate of a fluid by driving a valve needle disposed in the valve body by electromagnetic force;
A return spring that biases the valve needle in a valve closing direction or a valve opening direction to hold the initial position of the valve needle;
A fixed portion provided on the valve body, to which one end of the return spring is fixed;
A contact portion between the valve needle and the other end of the return spring is provided with a reverse rotation prevention mechanism,
The reverse rotation prevention mechanism allows the valve needle to rotate in one direction around an axis when the return spring expands or contracts as the valve needle moves in the valve closing direction or valve opening direction, and rotates in the other direction. A flow control valve characterized by restricting this.

The return spring has a first return spring and a second return spring having different rotation angles around the axis of the other end during expansion and contraction,
The reverse rotation prevention mechanism is
The valve needle is provided between the first return spring and the valve needle, and when the first return spring expands or contracts as the valve needle moves in the valve closing direction or the valve opening direction, the valve needle moves around the axis. A first sprag mechanism that allows rotation in one direction and restricts rotation in the other direction;
The valve needle is provided between the second return spring and the valve needle. When the second return spring expands or contracts as the valve needle moves in the valve closing direction or the valve opening direction, the valve needle moves around the axis. The flow control valve according to claim 1, further comprising a second sprag mechanism that allows rotation in another direction and restricts rotation in one direction.

The flow rate control valve according to claim 2, wherein the first return spring and the second return spring have different winding diameters, and one of them is coaxially disposed inside the other.