JP2006097659A - Fuel injection valve - Google Patents

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Hitoshi Maekawa
仁之 前川
Moriyasu Goto
守康 後藤
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Soken Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection valve capable of improving atomization of injected fuel. <P>SOLUTION: This fuel injection valve 1 for a fuel injection device for an internal combustion engine is provided with an electromagnetic coil 18 energized to generate magnetic force, a stator 21 to which the magnetic force generated by the electromagnetic coil 18 is provided to be an electromagnet, a body 2 to house the electromagnetic coil 18 and the stator 21, a mover 25 having a stator side end surface 26 to be attracted by the stator 21 having magnetic force and a counter-stator side end surface 27, a needle 10 supported to penetrate the mover 25, and be axially movable, a first large diameter part 11 formed in the needle 10 to face the stator side end surface 26, and a first energization means 16 to energize the mover 25 in a separating direction from the stator. When the valve is closed, a gap is formed between the stator side end surface 26 and the first large diameter part 11 by the first energization means 16. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve used in a fuel injection device.

従来、特表2002−528672号公報に開示されているような燃料噴射弁が知られている(特許文献1)。   Conventionally, a fuel injection valve as disclosed in JP-T-2002-528672 has been known (Patent Document 1).

この従来技術の燃料噴射弁は、電磁コイル100、ステータ110、アーマチャ120、アーマチャ120をステータ110方向に押し付けるスプリング130、弁体140を有するニードル150、およびニードル150を噴孔160側に押し付けるスプリング170から成っている。そして、このニードル150には、アーマチャ120がニードル150に形成されている第1ストッパ180と第2ストッパ190との間に往復移動可能に配置されている(図4参照)。   This prior art fuel injection valve includes an electromagnetic coil 100, a stator 110, an armature 120, a spring 130 that presses the armature 120 toward the stator 110, a needle 150 having a valve element 140, and a spring 170 that presses the needle 150 toward the injection hole 160. Consists of. In the needle 150, the armature 120 is disposed so as to be able to reciprocate between a first stopper 180 and a second stopper 190 formed on the needle 150 (see FIG. 4).

この燃料噴射弁では、電磁コイル100が通電されていない閉弁時、アーマチャ120は、スプリング130の付勢力によって第1ストッパ180に当接された状態となっている。電磁コイル100が通電されると、アーマチャ120と第1ストッパ180の当接を維持したまま、ニードル150がステータ110方向に移動する。すると、弁座体200から弁体140が離座し、弁座体200に形成されている噴孔160が開いて燃料が噴射される。
特表2002−528672号公報
In this fuel injection valve, the armature 120 is in contact with the first stopper 180 by the urging force of the spring 130 when the electromagnetic coil 100 is not energized. When the electromagnetic coil 100 is energized, the needle 150 moves toward the stator 110 while maintaining the contact between the armature 120 and the first stopper 180. Then, the valve body 140 is separated from the valve seat body 200, the injection hole 160 formed in the valve seat body 200 is opened, and fuel is injected.
Japanese translation of PCT publication No. 2002-528672

上記従来の燃料噴射弁のように、ニードル150を移動させ、弁座体200から弁体140を離座させ、噴孔160を開いて燃料を噴射させる形式の燃料噴射弁では、弁体140が弁座体200から離座するときに形成される弁体140と弁座体200との隙間の面積が噴孔160の通路面積よりも小さい期間(以下、これを開弁初期と呼ぶ)、十分な圧力をもった燃料が噴孔160まで到達できないので、実噴射圧が低くなり、噴孔160からの燃料の噴射速度が遅くなってしまう。すると、この期間の噴射燃料の粒径が比較的大きいものになってしまう。この状態の弁体140が弁座体200から離座するときに形成される弁体140と弁座体200との隙間のことをシート絞りと呼ぶ。   In the fuel injection valve of the type in which the needle 150 is moved to separate the valve body 140 from the valve seat body 200 and the injection hole 160 is opened to inject fuel as in the conventional fuel injection valve, the valve body 140 A period during which the area of the gap between the valve body 140 and the valve seat body 200 formed when separating from the valve seat body 200 is smaller than the passage area of the nozzle hole 160 (hereinafter referred to as the initial valve opening) is sufficient. Since the fuel having a large pressure cannot reach the nozzle hole 160, the actual injection pressure becomes low, and the injection speed of the fuel from the nozzle hole 160 becomes slow. Then, the particle size of the injected fuel during this period becomes relatively large. A gap between the valve body 140 and the valve seat body 200 formed when the valve body 140 in this state is separated from the valve seat body 200 is referred to as a seat restriction.

従って、このシート絞りの面積が噴孔160の通路面積の方が小さい開弁初期の期間が長ければ長いほど比較的粒径の大きい噴射燃料が噴射される期間が長くなり、噴射一回あたりの噴射燃料の平均粒径が大きくなってしまうという問題があった。   Therefore, the longer the initial valve opening period, the smaller the area of the seat restriction is in the passage area of the nozzle hole 160, and the longer the period in which injected fuel with a relatively large particle size is injected, There has been a problem that the average particle size of the injected fuel becomes large.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされており、燃料噴射弁の噴射燃料の微粒化を向上させる燃料噴射弁を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at providing the fuel injection valve which improves atomization of the injection fuel of a fuel injection valve.

上記目的を達成するために、請求項1では、内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁であって、通電によって磁力を発生する電磁コイルと、この電磁コイルの発生する磁力が与えられて電磁石となる固定子と、電磁コイルおよび固定子を収容するボディと、軸方向に移動可能に支持され、磁力が与えられた固定子に吸引される固定子側端面および反固定子側端面を有する可動子と、可動子を貫通し、かつ軸方向に移動可能に支持されるニードルと、固定子側端面と対向するように、ニードルに形成されている第1拡径部と、固定子から離れる方向に可動子を付勢する第1付勢手段とを備え、閉弁時、第1付勢手段によって可動子の固定子側端面と第1拡径部との間に隙間を形成させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, in claim 1, a fuel injection valve for a fuel injection device of an internal combustion engine, an electromagnetic coil that generates a magnetic force when energized, and an electromagnet provided with the magnetic force generated by the electromagnetic coil A movable body having a stator-side end face and an anti-stator-side end face that are supported so as to be movable in the axial direction and are attracted to the stator to which magnetic force is applied. A needle, a needle that penetrates the mover and is supported so as to be movable in the axial direction, a first enlarged-diameter portion formed on the needle so as to face the stator side end surface, and a direction away from the stator And a first urging means for urging the mover, and when the valve is closed, the first urging means forms a gap between the stator side end surface of the mover and the first enlarged diameter portion. And

これにより、開弁時、上記隙間分の距離を移動することにより可動子に蓄えられる運動エネルギーと電磁コイルが発生する磁力による力をニードルに伝達させることで、ニードルの開弁初期の速度を従来の燃料噴射弁のニードルの速度よりも速くすることが可能となり、シート絞りが形成されている時間を従来よりも短縮することが可能となる。シート絞りが形成されている時間が短縮されるので、比較的粒径の大きい噴射燃料が噴射される期間が短くなり、噴射燃料の微粒化が向上させることが可能となる。   As a result, when the valve is opened, the kinetic energy stored in the mover and the magnetic force generated by the electromagnetic coil are transmitted to the needle by moving the distance corresponding to the gap. The speed of the needle of the fuel injection valve can be made faster, and the time during which the seat restriction is formed can be shortened than before. Since the time during which the sheet restriction is formed is shortened, the period during which the injected fuel having a relatively large particle diameter is injected is shortened, and the atomization of the injected fuel can be improved.

請求項2では、ニードルには、可動子の反固定子側端面と対向する位置に第2拡径部が形成されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the needle is formed with a second enlarged diameter portion at a position facing the end surface on the side opposite to the stator of the mover.

これにより、燃料噴射弁の閉弁時、固定子側端面と固定子との隙間を適正な距離に保つことができる。   Thereby, when the fuel injection valve is closed, the gap between the stator side end face and the stator can be kept at an appropriate distance.

請求項3では、第1拡径部の固定子側端面に対向する面は、ニードルの移動方向に対して略垂直な面であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, the surface of the first enlarged diameter portion that faces the stator side end surface is a surface that is substantially perpendicular to the moving direction of the needle.

これにより、可動子が第1拡径部に当接して、可動子のもつエネルギーをニードルに伝達する際、エネルギーを効率よく伝達することができる。   Thereby, when a needle | mover contact | abuts to a 1st enlarged diameter part and the energy which a needle | mover has transmits to a needle, energy can be transmitted efficiently.

請求項4では、第1拡径部および第2拡径部のそれぞれ固定子側端面および反固定子側端面に対向する面は、曲面もしくは傾斜面であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the surfaces facing the stator side end surface and the anti-stator side end surface of the first enlarged diameter portion and the second enlarged diameter portion are curved surfaces or inclined surfaces, respectively.

これにより、可動子が第1拡径部、第2拡径部に当接するときの第1拡径部、第2拡径部とニードルとの境界部分にかかる応力を分散させることができるので、ニードルの寿命を長く維持することが可能となる。   As a result, the stress applied to the boundary between the first diameter-expanded portion and the second diameter-expanded portion and the needle when the mover contacts the first diameter-expanded portion and the second diameter-expanded portion can be dispersed. The life of the needle can be maintained for a long time.

請求項5では、固定子から離れる方向にニードルを付勢する第2付勢手段を備え、第1付勢手段の付勢力は、第2付勢手段の付勢力よりも弱いことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the second urging means for urging the needle in a direction away from the stator is provided, and the urging force of the first urging means is weaker than the urging force of the second urging means. .

第1付勢手段の付勢力は、閉弁時、可動子が内燃機関の振動によって動かない程度であればよいので、可動子の移動時、第1付勢手段の付勢力によって生じる上記運動エネルギーの損失を可能な限り抑えることができる。   Since the urging force of the first urging means may be such that the movable element does not move due to vibration of the internal combustion engine when the valve is closed, the kinetic energy generated by the urging force of the first urging means when the movable element moves. Loss can be suppressed as much as possible.

(一実施形態)
以下、本発明の一実施形態を、図1、図2に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、燃料、特にガソリンを内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)の燃焼室に直接噴射するための燃料噴射弁について説明する。しかし、本発明による燃料噴射弁は、いわゆるポート噴射用のガソリンエンジンにも適用することができる。
(One embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the present embodiment, a fuel injection valve for directly injecting fuel, particularly gasoline, into a combustion chamber of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) will be described. However, the fuel injection valve according to the present invention can also be applied to a gasoline engine for so-called port injection.

図1は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁を示す断面図である。図2は、図1の範囲Iの部分を拡大した部分断面図である。   FIG. 1 is a sectional view showing a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of a region I in FIG.

この図1において、燃料タンク(図示しない)内に貯蔵された燃料は、サプライポンプ(図示しない)に内蔵されたフィードポンプ(図示しない)によってサプライポンプへ吸引され、このサプライポンプにて高圧に圧縮された後にデリバリパイプ(図示しない)に供給される。このデリバリパイプには、エンジンの各気筒に対して1つの燃料噴射弁1が接続されており、各燃料噴射弁1は電子制御ユニット(以下、ECUと呼ぶ:図示しない)からの駆動信号にしたがって噴射作動を行う。   In FIG. 1, fuel stored in a fuel tank (not shown) is sucked into a supply pump by a feed pump (not shown) built in a supply pump (not shown) and compressed to a high pressure by the supply pump. And then supplied to a delivery pipe (not shown). This delivery pipe is connected with one fuel injection valve 1 for each cylinder of the engine, and each fuel injection valve 1 is in accordance with a drive signal from an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU: not shown). Perform the injection operation.

以下、燃料噴射弁1の構成を詳しく説明する。   Hereinafter, the configuration of the fuel injection valve 1 will be described in detail.

燃料噴射弁1のケーシングは、いずれも円筒状に形成されたボディ2と弁ボディ3から成り、それらはリング8を介してリテーニングナット6の締め付けにより一体化されている。このケーシングの内部には、先端に弁閉鎖体13が形成されている長尺状のニードル10が収容されている。リング8は、ニードル10のストローク量を調整するためのもので、その調整は、リング8の厚さを変更することにより行うことができる。ボディ2の内壁と弁ボディ3の外壁との間には、シールリング9が設けられている。   The casing of the fuel injection valve 1 is composed of a body 2 and a valve body 3 each formed in a cylindrical shape, which are integrated by fastening a retaining nut 6 via a ring 8. Inside the casing, a long needle 10 having a valve closing body 13 formed at the tip is accommodated. The ring 8 is for adjusting the stroke amount of the needle 10, and the adjustment can be performed by changing the thickness of the ring 8. A seal ring 9 is provided between the inner wall of the body 2 and the outer wall of the valve body 3.

弁ボディ3の先端部には、有底円筒状に形成されている弁座体4が設けられている。その弁座体4の底部には、噴孔5が形成されている。燃料は、燃料噴射弁1のケーシング内をとおり、この噴孔5から噴射される。弁座体4に形成されている弁座面に弁閉鎖体13を着座させることにより、噴孔5が閉じ、弁閉鎖体13を弁座面から離座させることにより、噴孔5が開くようになっている。   A valve seat body 4 formed in a bottomed cylindrical shape is provided at the tip of the valve body 3. A nozzle hole 5 is formed at the bottom of the valve seat body 4. The fuel passes through the casing of the fuel injection valve 1 and is injected from the injection hole 5. The nozzle hole 5 is closed by seating the valve closing body 13 on the valve seat surface formed in the valve seat body 4, and the nozzle hole 5 is opened by separating the valve closing body 13 from the valve seat surface. It has become.

ボディ2には、ニードル10を軸方向に往復させる電磁アクチュエータが設けられている。この電磁アクチュエータは、電磁コイル18、固定子21(以下、ステータと呼ぶ)、および可動子25(以下、アーマチャと呼ぶ)から成っている。電磁コイル18は、細いエナメル線を巻回した筒状を呈するものであり、樹脂部材20にモールドされた状態でボディ2の外壁に配置され、筒状ナット7によりボディ2に固定される。樹脂部材20には、電磁コイル18のコイル端に接続された端子19がモールドされており、ECUによって通電されると、電磁コイル18に磁力が発生する。   The body 2 is provided with an electromagnetic actuator that reciprocates the needle 10 in the axial direction. The electromagnetic actuator includes an electromagnetic coil 18, a stator 21 (hereinafter referred to as a stator), and a mover 25 (hereinafter referred to as an armature). The electromagnetic coil 18 has a cylindrical shape around which a thin enamel wire is wound. The electromagnetic coil 18 is arranged on the outer wall of the body 2 while being molded in the resin member 20, and is fixed to the body 2 by the cylindrical nut 7. A terminal 19 connected to the coil end of the electromagnetic coil 18 is molded on the resin member 20, and a magnetic force is generated in the electromagnetic coil 18 when energized by the ECU.

ステータ21は、メインステータ22とサブステータ23から成り、図1に示すようにサブステータ23は、メインステータ22に形成されている貫通孔に差し込まれて固定されている。サブステータ23には、略中心部に燃料を通すための燃料通路24と、ニードル10とアーマチャ25とを噴孔5方向(ステータ21から離れる方向)にそれぞれ付勢する第1付勢手段としての第1コイルスプリング16と第2付勢手段としての第2コイルスプリング17とを保持する面が形成されている。   The stator 21 includes a main stator 22 and a sub-stator 23, and the sub-stator 23 is inserted and fixed in a through hole formed in the main stator 22 as shown in FIG. 1. The sub-stator 23 has a fuel passage 24 for passing fuel through substantially the center, a needle 10 and an armature 25 as first urging means for urging the nozzle 10 and the armature 25 in the direction of the nozzle hole 5 (the direction away from the stator 21). A surface for holding the one coil spring 16 and the second coil spring 17 as the second urging means is formed.

アーマチャ25は、固定子側端面26(以下、ステータ側端面と呼ぶ)と反固定子側端面27(以下、反ステータ側端面と呼ぶ)を有している。電磁コイル18に磁力が発生すると、ステータ21が電磁石となり、アーマチャ25は、そのステータ側端面26が対向するステータ21の端面に接触するまで引き寄せられる。   The armature 25 has a stator side end face 26 (hereinafter referred to as a stator side end face) and an anti-stator side end face 27 (hereinafter referred to as an anti-stator side end face). When a magnetic force is generated in the electromagnetic coil 18, the stator 21 becomes an electromagnet, and the armature 25 is pulled until the stator side end surface 26 comes into contact with the opposite end surface of the stator 21.

図1および、図2に示すようにニードル10の弁閉鎖体13の反対側の端部には、アーマチャ25のステータ側端面26と当接可能な第1拡径部としての第1ストッパ11と、反ステータ側端面27と当接可能な第2拡径部としての第2ストッパ12が形成されている。アーマチャ25は、これら第1、第2ストッパ11、12の間で軸方向に移動可能に設けられている。アーマチャ25は、第1コイルスプリング16によって所定の付勢力で噴孔5方向に押し付けられており、ニードル10は、第2コイルスプリング17によって所定の付勢力で噴孔5方向に押し付けられている。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a first stopper 11 as a first diameter-expanded portion that can come into contact with the stator-side end face 26 of the armature 25 is provided at the opposite end of the valve closing body 13 of the needle 10. A second stopper 12 is formed as a second diameter-expanded portion that can come into contact with the non-stator side end surface 27. The armature 25 is provided so as to be movable in the axial direction between the first and second stoppers 11 and 12. The armature 25 is pressed in the direction of the nozzle hole 5 with a predetermined biasing force by the first coil spring 16, and the needle 10 is pressed in the direction of the nozzle hole 5 with a predetermined biasing force by the second coil spring 17.

電磁コイル18が通電されていないときは、これら第1、第2コイルスプリング16、17の付勢力によって、反ステータ側端面27は、第2ストッパ12に当接し、弁閉鎖体13は、弁座体4に着座している。このとき、ステータ側端面26と第1ストッパ11との間には、隙間30が形成されている。   When the electromagnetic coil 18 is not energized, the urging force of the first and second coil springs 16 and 17 causes the non-stator side end surface 27 to abut against the second stopper 12, and the valve closing body 13 Sitting on body 4 At this time, a gap 30 is formed between the stator side end face 26 and the first stopper 11.

第2ストッパ12は、反ステータ側端面27が第2ストッパ12に当接されているとき、ステータ側端面26とステータ21との距離が所定の距離となる位置に形成されている。その距離は、上記隙間30より大きく、かつ、電磁コイル18が通電されたときに発生する磁力によってステータ21がアーマチャ25を引き寄せることができる距離となっている。なお、第2ストッパ12は、ニードル10に形成されていなくてもよい。例えば、ボディ2の内壁から中心に向って突き出ている突起であってもよい。   The second stopper 12 is formed at a position where the distance between the stator side end surface 26 and the stator 21 is a predetermined distance when the non-stator side end surface 27 is in contact with the second stopper 12. The distance is larger than the gap 30 and is a distance at which the stator 21 can draw the armature 25 by the magnetic force generated when the electromagnetic coil 18 is energized. Note that the second stopper 12 may not be formed on the needle 10. For example, it may be a protrusion protruding from the inner wall of the body 2 toward the center.

次に、この燃料噴射弁1の作動について説明する。   Next, the operation of the fuel injection valve 1 will be described.

(開弁時)
ECUから与えられる駆動信号により電磁コイル18が通電されると、電磁コイル18に磁力が発生し、ステータ21は、この磁力によって電磁石となり、第1コイルスプリング16の付勢力に抗してアーマチャ25を引き寄せる。アーマチャ25がステータ21に引き寄せられる初期段階では、ステータ側端面26と第1ストッパ11との間には、隙間30が形成されているので、アーマチャ25は、ステータ側端面26が第1ストッパ11に当接するまで単独で移動する。このとき、アーマチャ25には、電磁コイル18が発生する磁力、ステータ側端面26と第1ストッパ11との距離、およびアーマチャ25の質量に応じた運動エネルギーが蓄えられることになる。
(When the valve is opened)
When the electromagnetic coil 18 is energized by a drive signal given from the ECU, a magnetic force is generated in the electromagnetic coil 18, and the stator 21 becomes an electromagnet by this magnetic force, and the armature 25 is made to resist the urging force of the first coil spring 16. Draw. At an initial stage when the armature 25 is attracted to the stator 21, a gap 30 is formed between the stator side end face 26 and the first stopper 11, and therefore the armature 25 has the stator side end face 26 at the first stopper 11. It moves alone until it touches. At this time, the armature 25 stores kinetic energy corresponding to the magnetic force generated by the electromagnetic coil 18, the distance between the stator side end face 26 and the first stopper 11, and the mass of the armature 25.

ステータ側端面26が第1ストッパ11に当接すると、アーマチャ25は、ニードル10と一体となって引き続きステータ21方向に移動する。ステータ側端面26が第1ストッパ11に当接する瞬間、ニードル10には、アーマチャ25が電磁コイル18に発生する磁力によって引き寄せられる力と、上記アーマチャ25の移動の初期段階で蓄えられた運動エネルギーとを合わせた力が伝達され、ニードル10は、ステータ21方向に移動する。   When the stator side end face 26 comes into contact with the first stopper 11, the armature 25 continues to move toward the stator 21 together with the needle 10. At the moment when the stator-side end face 26 comes into contact with the first stopper 11, the force that the armature 25 is attracted to the needle 10 by the magnetic force generated in the electromagnetic coil 18 and the kinetic energy stored in the initial stage of the movement of the armature 25 Is transmitted, and the needle 10 moves toward the stator 21.

本実施形態では、第1ストッパ11のステータ側端面26に対向する面は、ニードル10の移動方向に対して略垂直に形成されている、これにより、ステータ側端面26が第1ストッパ11に当接する際、上記運動エネルギーと上記磁力によって引き寄せられる力を効率よく伝達させることができる。   In the present embodiment, the surface of the first stopper 11 that faces the stator-side end surface 26 is formed substantially perpendicular to the moving direction of the needle 10, whereby the stator-side end surface 26 contacts the first stopper 11. When contacting, the force attracted by the kinetic energy and the magnetic force can be efficiently transmitted.

その後、ニードル10と一体となって移動するアーマチャ25は、ステータ21の端面に当接するまで移動し、アーマチャ25がステータ21に当接すると、開弁動作が終わり、それ以降は開弁状態が保持される。このアーマチャ25とニードル10とが共にステータ21方向に移動することによって弁閉鎖体13が弁座体4の弁座面から離座し、噴孔5が開いて燃料が噴孔5より噴射される。   Thereafter, the armature 25 that moves integrally with the needle 10 moves until it abuts against the end face of the stator 21. When the armature 25 abuts against the stator 21, the valve opening operation ends, and thereafter the valve opening state is maintained. Is done. When both the armature 25 and the needle 10 move toward the stator 21, the valve closing body 13 is separated from the valve seat surface of the valve seat body 4, the injection hole 5 is opened, and fuel is injected from the injection hole 5. .

また、本実施形態では、第1コイルスプリング16の付勢力は、第2コイルスプリング17の付勢力よりも弱いものとしている。第1コイルスプリング16は、閉弁時、アーマチャ25がエンジンの振動により移動しないようにするためのものであり、弁閉鎖体13を弁座体4に押し付ける第2コイルスプリング17とは役割が異なる。第1コイルスプリング16の付勢力を第2コイルスプリング17の付勢力よりも弱くすることで、第1コイルスプリング16の付勢力によって生じる上記運動エネルギーの損失を可能な限り抑えることができる。   In the present embodiment, the urging force of the first coil spring 16 is weaker than the urging force of the second coil spring 17. The first coil spring 16 is for preventing the armature 25 from moving due to engine vibration when the valve is closed, and the role of the first coil spring 16 is different from that of the second coil spring 17 that presses the valve closing body 13 against the valve seat body 4. . By making the biasing force of the first coil spring 16 weaker than the biasing force of the second coil spring 17, the loss of the kinetic energy caused by the biasing force of the first coil spring 16 can be suppressed as much as possible.

(閉弁時)
ECUから与えられる駆動信号により電磁コイル18の通電が停止されると、ステータ21によるアーマチャ25を引き寄せる力が無くなり、第1、第2コイルスプリング16、17の付勢力によってアーマチャ25とニードル10が噴孔5方向に移動する。そして、弁閉鎖体13が弁座体4の弁座面に当接すると、閉弁動作が終わり、それ以降は閉弁状態が保持される。そして、アーマチャ25の反ステータ側端面27が第2ストッパ12に当接される。このようにニードル10が噴孔5方向に移動して、弁閉鎖体13が弁座体4の弁座面に着座することで、噴孔5が閉じて燃料の噴射が停止される。
(When valve is closed)
When the energization of the electromagnetic coil 18 is stopped by the drive signal given from the ECU, the force that attracts the armature 25 by the stator 21 is lost, and the armature 25 and the needle 10 are ejected by the urging force of the first and second coil springs 16 and 17. Move in the direction of the hole 5. When the valve closing body 13 comes into contact with the valve seat surface of the valve seat body 4, the valve closing operation ends, and thereafter the valve closed state is maintained. Then, the non-stator side end face 27 of the armature 25 is brought into contact with the second stopper 12. Thus, the needle 10 moves in the direction of the nozzle hole 5 and the valve closing body 13 is seated on the valve seat surface of the valve seat body 4, whereby the nozzle hole 5 is closed and fuel injection is stopped.

次に、この燃料噴射弁1の効果について説明する。   Next, the effect of the fuel injection valve 1 will be described.

従来の燃料噴射弁では、ECUから与えられる駆動信号により電磁コイル100が通電されると、ニードル150は、開弁初期からアーマチャ120と一体となってステータ110に引き寄せられる。このとき、ニードル150には、電磁コイル100が発生する磁力のみがステータ110方向に働くこととなる。   In the conventional fuel injection valve, when the electromagnetic coil 100 is energized by a drive signal given from the ECU, the needle 150 is attracted to the stator 110 integrally with the armature 120 from the initial stage of valve opening. At this time, only the magnetic force generated by the electromagnetic coil 100 acts on the needle 150 in the direction of the stator 110.

これに対し、本実施形態の燃料噴射弁1では、閉弁時、アーマチャ25のステータ側端面26と第1ストッパ11との間には、隙間30が形成されている。このため、ECUから与えられる駆動信号により電磁コイル18が通電されると、まず、アーマチャ25のみが電磁コイル18が発生する磁力によりステータ21方向に移動する。このとき、アーマチャ25には、隙間30の距離分の運動エネルギーが蓄えられることになる。次に、運動エネルギーをもったアーマチャ25が第1ストッパ11に当接すると、ニードル10には、アーマチャ25が電磁コイル18に発生する磁力によって引き寄せられる力と、アーマチャ25に蓄えられた運動エネルギーとを合わせた力が伝達され、ニードル10は、ステータ21方向に移動する。   On the other hand, in the fuel injection valve 1 of the present embodiment, a gap 30 is formed between the stator side end face 26 of the armature 25 and the first stopper 11 when the valve is closed. For this reason, when the electromagnetic coil 18 is energized by the drive signal given from the ECU, first, only the armature 25 moves in the direction of the stator 21 by the magnetic force generated by the electromagnetic coil 18. At this time, kinetic energy corresponding to the distance of the gap 30 is stored in the armature 25. Next, when the armature 25 having kinetic energy comes into contact with the first stopper 11, the force at which the armature 25 is attracted to the needle 10 by the magnetic force generated in the electromagnetic coil 18, and the kinetic energy stored in the armature 25. Is transmitted, and the needle 10 moves toward the stator 21.

本実施形態の燃料噴射弁1では、電磁コイル18に発生する磁力によってアーマチャ25を引き寄せる力とアーマチャ25に蓄えられた運動エネルギーとによってニードル10を移動させるので、ニードル10の開弁初期の速度を従来の燃料噴射弁のニードル150の速度よりも速くすることが可能となり、シート絞りが形成されている時間を従来よりも短縮することが可能となる。シート絞りが形成されている時間が短縮されるので、比較的粒径の大きい噴射燃料が噴射される期間が短くなり、噴射燃料の微粒化が向上させることが可能となる。   In the fuel injection valve 1 of the present embodiment, the needle 10 is moved by the force that attracts the armature 25 by the magnetic force generated in the electromagnetic coil 18 and the kinetic energy stored in the armature 25, so that the initial opening speed of the needle 10 is increased. It becomes possible to make it faster than the speed of the needle 150 of the conventional fuel injection valve, and it is possible to shorten the time during which the seat restriction is formed as compared with the conventional case. Since the time during which the sheet restriction is formed is shortened, the period during which the injected fuel having a relatively large particle diameter is injected is shortened, and the atomization of the injected fuel can be improved.

(変形例1)
次に、本発明の変形例1による燃料噴射弁1について図3に基づいて説明する。図3は、本発明の変形例1による燃料噴射弁1の要部を拡大した部分断面図である。なお、一実施形態と同一機能物は、同一符号を付して説明を省略する。
(Modification 1)
Next, the fuel injection valve 1 according to the first modification of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged partial sectional view of a main part of the fuel injection valve 1 according to the first modification of the present invention. In addition, the same function thing as one Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.

変形例1の特徴は、図3に示すように第1ストッパ11とニードル10との境界部分を曲面14とし、ステータ側端面26のその曲面14に対向する部分をその曲面14と同じ曲率を有した曲面28としている。そして、第2ストッパ12とニードル10との境界部分も曲面15とし、反ステータ側端面27のその曲面15に対向する部分をその曲面15と同じ曲率を有した曲面29としている。   As shown in FIG. 3, the first modification is characterized in that the boundary portion between the first stopper 11 and the needle 10 is a curved surface 14, and the portion of the stator side end surface 26 that faces the curved surface 14 has the same curvature as the curved surface 14. The curved surface 28 is used. A boundary portion between the second stopper 12 and the needle 10 is also a curved surface 15, and a portion of the non-stator side end surface 27 facing the curved surface 15 is a curved surface 29 having the same curvature as the curved surface 15.

これにより、アーマチャ25が第1ストッパ11、第2ストッパ12に当接するときの第1ストッパ11、第2ストッパ12とニードル10との境界部分にかかる応力を分散させることができるので、ニードル10の寿命を長く維持することが可能となる。   As a result, the stress applied to the boundary between the first stopper 11 and the second stopper 12 and the needle 10 when the armature 25 contacts the first stopper 11 and the second stopper 12 can be dispersed. It is possible to maintain a long life.

なお、これら、第1、第2ストッパ11、12に形成される曲面14、15は、傾斜面でもよい。   The curved surfaces 14 and 15 formed on the first and second stoppers 11 and 12 may be inclined surfaces.

本発明の一実施形態による燃料噴射弁を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel injection valve by one Embodiment of this invention. 図1の範囲Iの部分を拡大した部分断面図である。It is the fragmentary sectional view which expanded the part of the range I of FIG. 本発明の変形例1による燃料噴射弁の要部を拡大した部分断面図である。It is the fragmentary sectional view which expanded the principal part of the fuel injection valve by the modification 1 of this invention. 従来の燃料噴射弁を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional fuel injection valve.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料噴射弁
2 ボディ
3 弁ボディ
4 弁座体
5 噴孔
10 ニードル
11 第1ストッパ
12 第2ストッパ
13 弁閉鎖体
16 第1コイルスプリング(第1付勢手段)
17 第2コイルスプリング(第2付勢手段)
18 電磁コイル
21 ステータ
25 アーマチャ
26 ステータ側端面
27 反ステータ側端面
30 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection valve 2 Body 3 Valve body 4 Valve seat body 5 Injection hole 10 Needle 11 1st stopper 12 2nd stopper 13 Valve closing body 16 1st coil spring (1st biasing means)
17 Second coil spring (second biasing means)
18 Electromagnetic coil 21 Stator 25 Armature 26 Stator side end face 27 Anti-stator side end face 30 Gap

Claims (5)

内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁であって、
通電によって磁力を発生する電磁コイルと、
この電磁コイルの発生する磁力が与えられて電磁石となる固定子と、
前記電磁コイルおよび前記固定子を収容するボディと、
軸方向に移動可能に支持され、磁力が与えられた前記固定子に吸引される固定子側端面および反固定子側端面を有する可動子と、
前記可動子を貫通し、かつ軸方向に移動可能に支持されるニードルと、
前記固定子側端面と対向するように、前記ニードルに形成されている第1拡径部と、
前記固定子から離れる方向に前記可動子を付勢する第1付勢手段とを備え、
閉弁時、前記第1付勢手段によって前記可動子の前記固定子側端面と前記第1拡径部との間に隙間を形成させることを特徴とする燃料噴射弁。
A fuel injection valve for a fuel injection device of an internal combustion engine,
An electromagnetic coil that generates a magnetic force when energized;
A stator that is provided with a magnetic force generated by the electromagnetic coil and becomes an electromagnet;
A body that houses the electromagnetic coil and the stator;
A mover having a stator-side end surface and an anti-stator-side end surface that are supported so as to be movable in the axial direction and attracted to the stator to which magnetic force is applied;
A needle that penetrates the mover and is supported so as to be movable in the axial direction;
A first enlarged diameter portion formed on the needle so as to face the stator side end surface;
First biasing means for biasing the mover in a direction away from the stator,
A fuel injection valve characterized in that when the valve is closed, a gap is formed between the stator-side end surface of the mover and the first diameter-expanded portion by the first urging means.
前記ニードルには、前記可動子の前記反固定子側端面と対向する位置に第2拡径部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。   2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the needle is formed with a second enlarged diameter portion at a position facing the end face on the side opposite to the stator of the mover. 前記第1拡径部の前記固定子側端面に対向する面は、前記ニードルの移動方向に対して略垂直な面であることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。   2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein a surface of the first enlarged diameter portion facing the stator side end surface is a surface substantially perpendicular to a moving direction of the needle. 前記第1拡径部および前記第2拡径部のそれぞれ前記固定子側端面および前記反固定子側端面に対向する面は、曲面もしくは傾斜面であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料噴射弁。   The surface facing the stator side end surface and the anti-stator side end surface of each of the first enlarged diameter portion and the second enlarged diameter portion is a curved surface or an inclined surface. 2. The fuel injection valve according to 2. 前記固定子から離れる方向に前記ニードルを付勢する第2付勢手段を備え、
前記第1付勢手段の付勢力は、前記第2付勢手段の付勢力よりも弱いことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
Second urging means for urging the needle in a direction away from the stator;
5. The fuel injection valve according to claim 1, wherein a biasing force of the first biasing unit is weaker than a biasing force of the second biasing unit.
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