JP5644819B2 - Fuel injection valve - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関(以下、単にエンジンという)へ燃料を供給する燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve that supplies fuel to an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an engine).
可動コアと、弁部材とを相対移動可能とし、可動コアが固定コアから離れる方向に、可動コアおよび弁部材を押し付ける第一付勢部材と、可動コアを固定コア側に押し付ける第二付勢部材と、を備え、可動コアが、固定コアが発生する磁気吸引力により吸引され、可動コアが最大リフトに至ったときの可動コアおよび弁部材のバウンシングを抑制する燃料噴射弁が知られている(特許文献1を参照)。 A first urging member that presses the movable core and the valve member in a direction in which the movable core and the valve member are movable relative to each other, and the movable core moves away from the fixed core, and a second urging member that presses the movable core toward the fixed core. And a fuel injection valve that suppresses bouncing of the movable core and the valve member when the movable core reaches the maximum lift when the movable core is attracted by the magnetic attraction force generated by the fixed core. (See Patent Document 1).
上記特許文献1の燃料噴射弁では、上記第二付勢部材における基端側の端部を支持する構造が、可動コアの先端側の端部から突出した突出部の根元に形成される段差部にて支持する構造となっている。 In the fuel injection valve of Patent Document 1, the structure for supporting the end portion on the proximal end side of the second urging member is formed at the base of the protruding portion protruding from the end portion on the distal end side of the movable core. It has a structure that supports.
この支持構造では、第二付勢部材が傾くと、第二付勢部材の内周側の側部と突出部の側壁とが接触する可能性がある。第二付勢部材の内周側の側部と突出部の側壁とが接触した状態で可動コアが固定コア側に移動すると、第二付勢部材より可動コアの移動方向と交差する径方向(以下、ラジアル方向という)の力が可動コアに付与されてしまう。 In this support structure, when the second urging member is inclined, there is a possibility that the side portion on the inner peripheral side of the second urging member and the side wall of the protruding portion come into contact. When the movable core moves to the fixed core side in a state where the side portion on the inner peripheral side of the second urging member and the side wall of the protruding portion are in contact with each other, the radial direction intersects the moving direction of the movable core from the second urging member ( Hereinafter, a force in the radial direction) is applied to the movable core.
また、両要素が接触した状態で可動コアが固定コア側に移動すると、可動コアは、第二付勢部材が突出部に擦りながら移動するので、当該付勢部材より可動コアの突出部に摺動抵抗が付与され、可動コアの移動が妨げられる。上記径方向の力や摺動抵抗の影響により可動コアの挙動が不安定となる。 Further, when the movable core moves to the fixed core side in a state where both elements are in contact, the movable core moves while the second urging member rubs against the protruding portion, so that the urging member slides to the protruding portion of the movable core. Dynamic resistance is applied, and movement of the movable core is hindered. The behavior of the movable core becomes unstable due to the influence of the radial force and sliding resistance.
可動コアの挙動が不安定となると弁部材の挙動も不安定となり、噴孔から噴射される燃料の噴射特性の再現性が悪化し、噴射性能が低下するという問題がある。 When the behavior of the movable core becomes unstable, the behavior of the valve member also becomes unstable, so that the reproducibility of the injection characteristics of the fuel injected from the injection hole is deteriorated, and the injection performance is deteriorated.
また、可動コアの挙動を安定させるのに、第一、第二付勢部材が可動コアを押し付ける力が作用する位置の距離を極力小さくしたいという要望がある。 Moreover, in order to stabilize the behavior of the movable core, there is a demand for minimizing the distance between the positions where the first and second urging members are applied with the force pressing the movable core.
本発明は、上述の問題点および要望に鑑みてなされたものであって、その目的は、可動コアの挙動を安定させ、高い噴射性能が得られる燃料噴射弁を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems and demands, and an object of the present invention is to provide a fuel injection valve that stabilizes the behavior of the movable core and provides high injection performance.
請求項1に記載の発明では、内部に基端側から先端に向かって燃料が流れる燃料通路が形成されるとともに、先端に燃料通路と連通する噴孔が形成されているボデーと、ボデーの燃料通路内に往復移動可能に設置され、燃料通路を断続することにより、噴孔からの燃料の噴射と停止を制御する弁部材と、ボデーに装着され、弁部材を往復移動させる電磁アクチュエータと、を備える燃料噴射弁において、
弁部材は、先端側に燃料通路の内壁に離着座することにより燃料通路を断続する弁部と、弁部よりも基端側において径方向外側に突出する規制部と、を備え、
電磁アクチュエータは、規制部と弁部との間に、弁部材と相対移動可能に設けられる可動コアであって、基端側の端部に、規制部と接触することにより、弁部材と可動コアとが互いに離れる方向の相対移動を規制する接触部を有する可動コアと、可動コアよりも基端側に設けられ、通電されることにより磁界を発生するコイルと、可動コアよりも基端側に設けられ、コイルにて発生した磁界により可動コアとの間に磁気吸引力を発生する固定コアと、可動コアよりも基端側に設けられ、可動コアが固定コアから離れる方向へ、弁部材および可動コアを押し付ける第一付勢部材と、可動コアよりも先端側に設けられ、可動コアを固定コア側へ押し付ける第二付勢部材と、を備え、
可動コアは、先端側の端部に固定コアに向かって凹むように形成され、底部に第二付勢部材の基端側の端部を支持する第一座部を有する凹部を備え、凹部は、可動コアが固定コアに引き付けられ、弁部が燃料通路の内壁から離座し、最大リフトに至るまでの間、第二付勢部材の側部と凹部の側壁との非接触状態が維持されるような形状となっており、ボデーは、内壁に、先端に向かって凹むように形成され、底部に第二付勢部材の先端側の端部を支持する第二座部を有する収容凹部を備え、凹部および収容凹部は、筒状に形成されており、凹部の内径は、収容凹部の内径よりも大きく設定され、可動コアは、弁部材が挿通され、弁部材と相対移動可能に支持する支持孔を備えるとともに、当該可動コアの外壁がボデーの内壁と摺動可能に接しており、弁部材の内部には、燃料通路と連通する連通路が形成され、連通路は、弁部材の軸心線に沿って延びる第一連通路、および第一連通路から径方向に延びて燃料通路へ燃料を排出する第二連通路を有し、第二連通路は凹部の外に配置されていることを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a body in which a fuel passage through which fuel flows from the base end side toward the tip is formed inside, and an injection hole communicating with the fuel passage is formed at the tip, and the fuel of the body A valve member that is installed in the passage so as to be able to reciprocate, and controls the injection and stop of fuel from the nozzle hole by intermittently connecting the fuel passage; and an electromagnetic actuator that is attached to the body and moves the valve member back and forth. In the fuel injection valve provided,
The valve member includes a valve portion that interrupts the fuel passage by being seated on the inner wall of the fuel passage on the distal end side, and a restriction portion that protrudes radially outward on the base end side of the valve portion,
The electromagnetic actuator is a movable core provided between the regulating portion and the valve portion so as to be relatively movable with the valve member. The electromagnetic actuator is in contact with the regulating portion at the proximal end, thereby allowing the valve member and the movable core to move. And a movable core having a contact portion that restricts relative movement in a direction away from each other, a coil that is provided on the proximal side of the movable core and generates a magnetic field when energized, and on the proximal side of the movable core A fixed core that generates a magnetic attractive force between the movable core and the movable core by a magnetic field generated by the coil; and a valve member that is provided closer to the base end side than the movable core and in which the movable core is away from the fixed core. A first urging member that presses the movable core, and a second urging member that is provided on the tip side of the movable core and presses the movable core toward the fixed core,
The movable core is formed so as to be recessed toward the fixed core at the end portion on the distal end side, and includes a recess having a first seat portion supporting the end portion on the proximal end side of the second urging member at the bottom portion. The movable core is attracted to the fixed core, the valve portion is separated from the inner wall of the fuel passage, and the side of the second biasing member and the side wall of the recess are kept in a non-contact state until reaching the maximum lift. The body is formed in the inner wall so as to be recessed toward the tip, and the housing has a receiving recess having a second seat portion supporting the end portion on the tip side of the second urging member on the bottom portion. The concave portion and the accommodating concave portion are formed in a cylindrical shape, the inner diameter of the concave portion is set larger than the inner diameter of the accommodating concave portion, and the movable core is inserted through the valve member and supported so as to be relatively movable with the valve member. A support hole is provided, and the outer wall of the movable core is slidably in contact with the inner wall of the body. Cage, the interior of the valve member, the communication passage communicating with the fuel passage is formed, the communication passage may extend first communication passage extending along the axial line of the valve member, and a first communication passage in the radial direction It has the 2nd communicating path which discharges fuel to a fuel passage, and the 2nd communicating path is arranged outside a crevice .
この発明では、可動コアは先端側の端部に固定コア側に向かって凹み、底部に第二付勢部材の基端側の端部を支持する座部を有する凹部を備えている。 In this invention, the movable core is provided with a recess having a recess recessed toward the fixed core at the distal end and a seat portion supporting the proximal end of the second urging member at the bottom.
そして、この凹部は、可動コアが固定コアに引き付けられ、弁部が燃料通路の内壁から離座し、最大リフトに至るまでの間、第二付勢部材の側部と凹部の側壁との非接触状態が維持されるような形状となっている。このため、第二付勢部材が傾いて配置されていたとしても、第二付勢部材が傾くことによるラジアル方向の力が可動コアに作用し難くなる。 And this recessed part is the non-contact between the side part of the second urging member and the side wall of the recessed part until the movable core is attracted to the fixed core and the valve part is separated from the inner wall of the fuel passage and reaches the maximum lift. The shape is such that the contact state is maintained. For this reason, even if the second urging member is inclined, the radial force due to the inclination of the second urging member is less likely to act on the movable core.
また、上記両要素の非接触状態が維持されるので、第二付勢部材より可動コアへの摺動抵抗がなくなり、可動コアの移動が妨げられ難くなる。このため、可動コアの挙動が安定する。 Further, since the non-contact state of both the elements is maintained, there is no sliding resistance from the second urging member to the movable core, and the movement of the movable core is hardly hindered. For this reason, the behavior of the movable core is stabilized.
また、この発明では、可動コアは先端側の端部に固定コアに向かって凹み、底部に第二付勢部材の基端側の端部を支持する座部を備える凹部を有している。これにより、第二付勢部材が可動コアを押し付ける力は座部に作用する。 In the present invention, the movable core has a concave portion provided at the end portion on the distal end side toward the fixed core and provided on the bottom portion with a seat portion that supports the end portion on the proximal end side of the second urging member. Thereby, the force by which the second urging member presses the movable core acts on the seat portion.
また、可動コアは基端側の端部に弁部材の規制部が接触する接触部を有している。これにより、第一付勢部材が弁部材および可動コアを押し付ける力は規制部を介して接触部に作用する。この構成によれば、可動コアにおける第一、第二付勢部材の力の作用点の距離を極力小さくすることができる。このため、さらに可動コアの挙動が安定する。以上のことにより、この発明の構成を採用した燃料噴射弁によれば、可動コアの挙動を安定させることができ、噴射性能を高めることができる。 Further, the movable core has a contact portion with which the restriction portion of the valve member comes into contact with the proximal end portion. Thereby, the force which a 1st biasing member presses a valve member and a movable core acts on a contact part via a control part. According to this configuration, the distance between the force application points of the first and second urging members in the movable core can be minimized. For this reason, the behavior of the movable core is further stabilized. As described above, according to the fuel injection valve adopting the configuration of the present invention, the behavior of the movable core can be stabilized and the injection performance can be improved.
さらに、請求項1に記載の発明では、ボデーは、内壁に、先端に向かって凹むように形成され、底部に第二付勢部材の先端側の端部を支持する座部を有する収容凹部を備えている。これにより、第二付勢部材を所定の位置に配置させることが可能となる。このため、第二付勢部材が可動コアに対して偏った位置に配置されることを抑制できるため、可動コアの挙動を安定させることができ、噴射性能を高めることができる。 Further, in the first aspect of the present invention, the body is formed with a housing recess formed on the inner wall so as to be recessed toward the tip, and having a seat that supports the tip of the second biasing member on the bottom. I have. Thereby, the second urging member can be arranged at a predetermined position. For this reason, since it can suppress that the 2nd biasing member is arrange | positioned in the position biased with respect to the movable core, the behavior of a movable core can be stabilized and injection performance can be improved.
さらに、請求項1に記載の発明では、凹部および収容凹部は、筒状に形成されており、凹部の内径は、収容凹部の内径よりも大きいことを特徴としている。この発明では、凹部の内径は収容凹部の内径よりも大きいため、第二付勢部材の側部と凹部の側壁との非接触状態の維持が確実となる。 Furthermore, the invention according to claim 1 is characterized in that the concave portion and the accommodating concave portion are formed in a cylindrical shape, and the inner diameter of the concave portion is larger than the inner diameter of the accommodating concave portion. In this invention, since the inner diameter of the recess is larger than the inner diameter of the housing recess, the non-contact state between the side portion of the second urging member and the side wall of the recess is ensured.
なお、請求項1とは別の発明について、以下に説明する。すなわち、可動コアは、弁部材が挿通され、弁部材と相対移動可能に支持する支持孔を備えており、凹部は、支持孔の同軸上に設置されており、凹部に、凹部の座部より先端側に突出する支持孔の延長部が形成されていることを特徴としている。 An invention different from claim 1 will be described below. That is, the movable core is provided with a support hole through which the valve member is inserted and supported so as to be movable relative to the valve member, and the recess is installed on the same axis as the support hole. It is characterized in that an extension portion of the support hole protruding to the tip side is formed.
この発明では、凹部に、凹部の座部より先端側に突出する可動コアが備えている支持孔の延長部が形成されているため、弁部材を支持する可動コアにおける支持長さを容易に確保することができる。 In this invention, since the extension part of the support hole provided in the movable core that protrudes from the seat part of the concave part to the tip side is formed in the concave part, the support length in the movable core that supports the valve member is easily secured. can do.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the component corresponding in each embodiment.
(第1実施形態)
(基本構成)
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の第1実施形態による燃料噴射弁の構造を示す。図2は、図1に図示する燃料噴射弁の要部を示す。
(First embodiment)
(Basic configuration)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the structure of a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a main part of the fuel injection valve shown in FIG.
図1に示す燃料噴射弁10は、直噴式ガソリンエンジンに搭載される噴射弁である。なお、燃料噴射弁10は、直噴式ガソリンエンジンに限らず、ポート噴射式ガソリンエンジン、またはディーゼルエンジンなどに搭載させても良い。直噴式ガソリンエンジンに搭載させる場合、燃料噴射弁10は図示しないシリンダヘッドに搭載される。
A
燃料噴射弁10は、ボデー20、ニードル70および電磁アクチュエータ80などから構成されている。
The
ボデー20は、棒状に形成され、燃料噴射制御に必要な機能部品を保持する。ボデー20の内部に基端側から先端に向かって燃料が流れる燃料通路21が形成されている。そして、ボデー20の先端に燃料通路21と連通する噴孔22が形成されている。
The
ニードル70は、ボデー20の燃料通路21内に往復移動可能に設置されており、燃料通路21を断続することにより、噴孔22からの燃料の噴射を制御する。ニードル70が燃料通路21の内壁から離座すると、燃料通路21が開通し、噴孔22から燃料が噴射される。ニードル70が燃料通路21の内壁に着座すると、燃料通路21が遮断され、噴孔22からの燃料の噴射は停止する。
The
電磁アクチュエータ80は、ボデー20に装着され、通電・非通電を切替えることにより動力を発生し、発生したその動力にてニードル70を往復移動させるアクチュエータである。電磁アクチュエータ80に通電されることにより、電磁アクチュエータ80はニードル70を基端側に移動させ、ニードル70を燃料通路21の内壁から離座させる。電磁アクチュエータ80への通電を停止することにより、電磁アクチュエータ80はニードル70を先端側に移動させ、ニードル70を燃料通路21の内壁に着座させる。
The
以下、各要素を詳細に説明する。 Hereinafter, each element will be described in detail.
ボデー20は、パイプ30、ノズルホルダ40およびノズルボデー50などから構成されている。パイプ30、ノズルホルダ40およびノズルボデー50はいずれも筒状に形成されており、各要素の軸心が一つの軸上に配置されるように組み付けられている。
The
パイプ30は軸方向へ概ね内径が同一に形成された金属製の筒状部材である。パイプ30は内側に燃料通路21の一部を形成する。パイプ30は、基端側より先端側に向かって、磁性部31および非磁性部32を有している。磁性部31および非磁性部32は、例えばレーザ溶接などにより一体に接続されている。なお、パイプ30は、筒状の一体物を熱加工などにより、筒状物の一部を磁性化または非磁性化させることにより形成しても良い。また、パイプ30を磁性材料のみで形成し、上記非磁性部32に相当する位置の断面積を他の部分よりも小さくするような構造としても良い。
The
パイプ30の基端側の端部に入口部材100が設置されている。入口部材100は図示しない燃料配管に接続され、燃料を燃料通路21に導入する。本実施形態では、4MPa〜20MPaに圧力が高められた燃料が燃料配管を介して入口部材100に導入される。入口部材100はパイプ30の内壁に圧入され、その後、溶接されることによりパイプ30に固定されている。入口部材100は燃料中に含まれる異物を捕らえるフィルタ101を有している。また、入口部材100の外周側に燃料配管と隙間を埋めるOリング102が設けられている。
An
パイプ30の先端側の端部にノズルホルダ40が設置されている。ノズルホルダ40は磁性材料にて筒状に形成されている。ノズルホルダ40の基端側の内径はパイプ30の内径とほぼ同じである。ノズルホルダ40は溶接などによりパイプ30に固定されている。
A
ノズルホルダ40の先端側の内径は基端側の内径よりも小さくなっている。ノズルホルダ40の先端側の端部にノズルボデー50が設置されている。ノズルホルダ40およびノズルボデー50は内側に燃料通路21の一部を形成する。パイプ30にて形成される燃料通路21およびノズルホルダ40およびノズルボデー50にて形成される燃料通路21は連通している。
The inner diameter on the distal end side of the
ノズルボデー50は、底部を有する筒状部材であり、圧入または溶接のいずれか、または圧入後に溶接することによりノズルホルダ40の内壁に固定されている。ノズルボデー50の底部は先端に向かうほど内径が小さくなるような円錐面を形成している。円錐面にニードル70が着座する弁座51が形成されている。また、円錐面には弁座51よりも先端側に噴孔22が形成されている。噴孔22は燃料通路21と連通している。
The
ニードル70は、本体部71、弁部72および規制部73から構成されている。ニードル70は金属材料より棒状に形成されており、パイプ30、ノズルホルダ40およびノズルボデー50の軸心上に往復移動可能に設置されている。
The
弁部72は本体部71の先端側の端部に設けられ、基端側から弁座51に着座可能な形状となっている。弁部72が弁座51から離座すると、燃料通路21が開通され、燃料通路21と噴孔22とが連通し、噴孔22より燃料が噴射される。弁部72が弁座51に着座すると、燃料通路21が遮断され、燃料通路21と噴孔22との連通が断たれ、噴孔22からの燃料の噴射が停止する。
The
規制部73は本体部71の基端側の端部に設けられ、本体部71より径方向外側に突出する部位である。規制部73は、後述する可動コア81の接触部83と接触可能となっており、可動コア81とニードル70との相対移動を規制する部位である。
The
本体部71および規制部73にパイプ30部分に形成されている燃料通路21とノズルホルダ40部分に形成されている燃料通路21とを連通する連通路74が形成されている。連通路74は、規制部73の基端側の端部より本体部71の途中までニードル70の軸心線に沿って延びる第一連通路75と、第一連通路75から径方向に延び、第一連通路75と本体部71の外壁とを連通する第二連通路76とを有している。これにより、入口部材100からパイプ30部分の燃料通路21に導入された燃料は、この連通路74を介して、ノズルホルダ40部分の燃料通路21に流れる。
A
電磁アクチュエータ80は、可動コア81、コイル87、固定コア88、第一スプリング91、第二スプリング92、ハウジング90およびアッパハウジング95などから構成されている。
The
可動コア81は、磁性材料にて筒状に形成され、パイプ30およびノズルホルダ40の内側に往復移動可能に、かつニードル70の規制部73と弁部72との間に設置されている。可動コア81は、可動コア81の外壁がパイプ30およびノズルホルダ40の内壁と摺動可能に接している。これにより、可動コア81はパイプ30およびノズルホルダ40内で軸方向に往復移動可能となる。
The
可動コア81は、中央部に相対移動可能にニードル70を支持する支持孔82を有している。支持孔82の内径は、ニードル70の本体部71の外径よりも大きく、規制部73の外径よりも小さい。これにより、ニードル70は、可動コア81内で軸方向に往復移動可能となる。
The
また、可動コア81は基端側の端部に、規制部73と接触することにより、ニードル70と可動コア81とが互いに離れる方向の相対移動を規制する接触部83を有している。ニードル70の弁部72が弁座51に着座している状態では、可動コア81は規制部73よりも先端側で相対移動可能となっている。可動コア81の接触部83にニードル70の規制部73が接触してもなお、可動コア81が基端側に移動すると、ニードル70は可動コア81とともに基端側に移動する。これにより、ニードル70の弁部72が弁座51から離座する。
In addition, the
コイル87は、樹脂製の筒状部材であるボビンの外周に電線をボビンの軸心を中心に周回させることにより形成され、この電線に通電することにより磁界を発生する。コイル87は、パイプ30の外側に設置されている。電線の端部は、コイル87の基端側に設けられたコネクタ110のターミナル111に接続されている。ターミナル111は、外部の制御装置と電気的に接続されており、コイル87への通電は、このターミナル111を介して行われる。
The
固定コア88は、磁性材料にて筒状に形成され、可動コア81の基端側に設置されている。固定コア88は、パイプ30の内壁に圧入などにより固定されている。本実施形態では、固定コア88は、パイプ30の内壁に圧入された後、溶接によって強固に固定されている。固定コア88の中央部には、軸方向に延びる縦孔89が形成されている。この縦孔89は入口部材100から導入された燃料が流れるようになっている。
The fixed
ニードル70の規制部73よりも基端側に第一スプリング91が設置されている。第一スプリング91は、線状の弾性材料を周回させて螺旋状に巻いたスプリングであり、固定コア88の縦孔89内に収容されている。第一スプリング91の先端側の端部は、規制部73の基端側の端部に形成されている座部77に支持されている。
A
第一スプリング91の基端側の端部は、縦孔89内に圧入されている筒状のアジャスタパイプ113に支持されている。第一スプリング91は軸方向に圧縮された状態で規制部73とアジャスタパイプ113との間に設置されており、ニードル70および可動コア81を、可動コア81が固定コア88から離れる方向、つまり弁部72が弁座51に着座する方向へ押し付けている。以下、弁部72が弁座51に着座する方向を閉弁方向といい、その反対の方向を開弁方向と規定する。
The proximal end of the
可動コア81よりも先端側に第二スプリング92が設置されている。第二スプリング92は、線状の弾性材料を周回させて螺旋状に巻いたスプリングであり、ノズルホルダ40内に収容されている。
A
ノズルホルダ40は、ノズルホルダ40の内壁に、先端側に向かって凹むように形成され、底部に第二スプリング92の先端側の端部を支持する座部42を有している収容凹部41を備えている。収容凹部41は筒状に形成され、その収容凹部41の内径d2は第二スプリング92の外径とほぼ同じかそれよりも大きく形成されている。このため、第二スプリング92は収容凹部41の側壁43にて径方向への移動が規制される。第二スプリング92の基端側の端部は、可動コア81に形成されている凹部84の底部に形成されている座部85にて支持されている。
The
この凹部84は、可動コア81の先端側の端部より固定コア88に向かって凹むように形成されている。凹部84は筒状に形成されており、その内径d1は収容凹部41の内径d2よりも大きく形成されている。第二スプリング92は軸方向に圧縮された状態で可動コア81の凹部84とノズルホルダ40の収容凹部41との間に設置されており、可動コア81を固定コア88側へ押し付けている。
The recessed
ここで、第一スプリング91の押し付け力は第二スプリング92の押し付け力よりも大きい。このため、コイル87に通電されていない状態では、第一スプリング91により、ニードル70および可動コア81は閉弁方向に常時、押し付けられる。このとき、第二スプリング92の押し付け力により可動コア81の接触部83は、ニードル70の規制部73に接触している。
Here, the pressing force of the
入口部材100に流入した燃料は、固定コア88の縦孔89およびアジャスタパイプ113を経由してニードル70の連通路74に流入する。そして、連通路74に流入した燃料は、第二連通路76よりニードル70の外部にあるノズルホルダ40部分の燃料通路21に排出され、噴孔22に至る。
The fuel that has flowed into the
ハウジング90は磁性材料にて筒状に形成され、パイプ30およびノズルホルダ40の外側に設置されている。ハウジング90の内径は、パイプ30およびノズルホルダ40の外径よりも大きく、ハウジング90とパイプ30およびノズルホルダ40との間に隙間が形成されるほどの大きさとなっている。形成される隙間には、コイル87が設置される。
The
ハウジング90の軸方向の長さは、パイプ30の非磁性部32を跨げる程度の大きさとなっている。ハウジング90の先端側の端部は、溶接などによりノズルホルダ40に固定されている。
The length of the
アッパハウジング95は磁性材料にて円盤状に形成されている。アッパハウジング95の一部は切欠かれており、その切欠かれている部分にコネクタ111の一部が配置される。アッパハウジング95はコイル87の基端側に設置されており、外周側がハウジング90に接し、内周側がパイプ30の磁性部31に接している。
The
ここで、コイル87に通電されると、コイル87の内部および外部には、コイル87の電線に流れる電流の向きに応じた磁界が発生する。コイル87の周囲に磁界が発生すると、固定コア88、可動コア81、ノズルホルダ40、ハウジング90、アッパハウジング95、および磁性部31に磁束が流れ、磁気回路が形成される。磁気回路が形成されると、固定コア88と可動コア81との間に、固定コア88が可動コア81を引き付ける力である磁気吸引力が発生する。
Here, when the
以上、燃料噴射弁10の構成について説明した。次に、燃料噴射弁10の作動について説明する。
The configuration of the
コイル87が通電されると、固定コア88と可動コア81との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力と第二スプリング92の押し付け力との和が、第一スプリング91の押し付け力、燃料圧力による先端側へのニードル押し付け力、可動コア81の自重、および可動コア81とパイプ30との摺動抵抗力の和よりも大きくなると、可動コア81が固定コア88に向かって移動する。このとき、可動コア81の接触部83がニードル70の規制部73に接触しているため、ニードル70も可動コア81とともに固定コア88に向かって、つまり開弁方向に移動する。
When the
その結果、ニードル70の弁部72が弁座51から離座する。開弁方向への移動は、可動コア81が固定コア88に接するまで移動する。このとき、ニードル70は最大リフト位置まで移動している。
As a result, the
可動コア81が固定コア88に引き付けられ、ニードル70の弁部72が弁座51から離座すると、燃料通路21と噴孔22とが連通し、燃料通路21内の燃料が噴孔22より噴射される。
When the
コイル87へ通電状態から通電しない状態にすると、固定コア88と可動コア81との間には磁気吸引力が発生していない。このため、ニードル70は第一スプリング91の押し付け力によって閉弁方向に移動する。このとき、可動コア81の接触部83はニードル70の規制部73に接触している。そのため、可動コア81も閉弁方向に移動する。ニードル70が閉弁方向に移動するため、弁部72は弁座51に着座し、燃料通路21が遮断され、噴孔22から燃料が噴射されない。
When the
本実施形態では、可動コア81とニードル70とは、相対移動可能となっている。さらに、可動コア81およびニードル70は、接触部83が規制部73に接触することにより、一体となって開弁方向に移動する。これらは、可動コア81が固定コア88に接するまで移動する。可動コア81が固定コア88に接すると、可動コア81は閉弁方向に跳ね返る。
In the present embodiment, the
可動コア81とニードル70とは、相対移動可能であるため、可動コア81は閉弁方向に跳ね返るものの、ニードル70は慣性力によって開弁方向への移動を継続する。これにより、ニードル70の閉弁方向への跳ね返りは抑制され、ニードル70が跳ね返ることによる弁部72と弁座51との距離の不規則な変化が低減する。その結果、噴孔22からの燃料の噴射が安定し、噴射性能が高まる。
Since the
また、可動コア81が固定コア88にて閉弁方向に跳ね返ると、接触部83が規制部73から離れる。このため、ニードル70に可動コア81を介して作用する第二スプリング92の押し付け力が作用しなくなる。このとき、ニードル70には第一スプリング91の押し付け力のみが作用することとなる。
Further, when the
つまり、可動コア81とニードル70とが離れると、ニードル70に作用する力が第一スプリング91の押し付け力のみとなり、ニードル70を閉弁方向に移動させようとする力が増す。したがって、ニードル70の開弁方向への過剰な移動が抑制される。
That is, when the
さらに、ニードル70に作用する力が第一スプリング91の押し付け力のみとなると、ニードル70は開弁方向への移動が抑制されるとともに、閉弁方向への移動を開始する。一方、閉弁方向に跳ね返った可動コア81は、磁気吸引力および第二スプリング92の押し付け力により、再び開弁方向への移動を開始する。このため、閉弁方向に移動するニードル70と開弁方向に移動する可動コア81とが衝突する。この衝突により、ニードル70および可動コア81が有していた運動量が相殺され、ニードル70の閉弁方向への移動が規制される。
Further, when the force acting on the
このように、可動コア81とニードル70とを相対移動可能とした構造とすることにより、可動コア81およびニードル70が一体物となっている形式のものに比べて開弁時のニードル70の跳ね返りを素早く収束させることができる。その結果、噴孔22からの燃料の噴射を安定し、噴射性能が高まる。
Thus, by making the
コイル87への通電が停止されると、磁気吸引力が消滅するため、第一スプリング91にてニードル70および可動コア81が閉弁方向に移動する。その結果、ニードル70の弁部72が弁座51に着座し、噴孔22からの燃料の噴射が停止する。
When energization of the
このとき、可動コア81およびニードル70は第一スプリング91の押し付け力によって、第二スプリング92の押し付け力に抗して閉弁方向に移動する。ニードル70の弁部72が弁座51に着座すると、ニードル70は着座時の衝撃によって開弁方向に跳ね返ろうとする。
At this time, the
ここで、可動コア81とニードル70とは相対移動可能であるため、弁部72が弁座51に着座しても、可動コア81は慣性力によって閉弁方向への移動を継続する。このとき、可動コア81の接触部83はニードル70の規制部73より離れる。そのため、ニードル70に作用する力が第一スプリング91の押し付け力のみとなる。これにより、第一スプリング91が作用する可動部分の質量がニードル70のみとなり、減少する。
Here, since the
可動部分の慣性力が小さくなるため、ニードル70の開弁方向への跳ね返りは抑制される。したがって、閉弁時においてもニードル70の跳ね返りを素早く収束させることができる。
Since the inertial force of the movable part is reduced, the rebound of the
以上説明した構成によれば、開弁時および閉弁時においてニードル70の動作を安定させることができ、噴孔22からの燃料の噴射を安定させることができ、噴射性能を高めることができる。
According to the configuration described above, the operation of the
(特徴部分)
次に、本実施形態の特徴部分を、図2を用いて詳細に説明する。
(Characteristic part)
Next, the characteristic part of this embodiment is demonstrated in detail using FIG.
可動コア81の先端側の端部に、固定コア88に向かって凹むような凹部84が形成されている。その凹部84の底部に、第二スプリング92の基端側の端部を支持する座部85が形成されている。第二スプリング92の押し付け力は、座部85に作用する。凹部84および収容凹部41は、同軸上に配置されている。さらに、この凹部84の内径d1は、収容凹部41の内径d2よりも大きくなっている。
A recessed
また、この凹部84は、可動コア81が固定コア88に引き付けられ、ニードル70の弁部72が弁座51から離座し、最大リフトに至るまでの間、第二スプリング92の外側の側部93と凹部84の側壁86との非接触状態が維持されるような形状となっている。つまり、燃料噴射弁10の開弁時、弁部72が弁座51から離座し、最大リフトに至るまでの間、第二スプリング92の外側の側部93は、可動コア81における凹部84の側壁86に一切触れない。
In addition, the
以上説明した本実施形態によれば、可動コア81は、上述したような形状の凹部84を有しているため、パイプ30およびノズルホルダ40の内部に第二スプリング92が径方向に傾いて設置されたり、第二スプリング92が径方向に傾いていたりしても、第二スプリング92が傾くことによる、ラジアル方向の力が凹部84の側壁86を介して可動コア81に作用し難くなる。
According to the present embodiment described above, since the
また、両者81、92の非接触状態が維持されるので、第二スプリング92と凹部84とが接触することにより可動コア81に付与される摺動抵抗がなくなり、可動コア81の軸方向の移動が妨げられ難くなる。このため、可動コア81の挙動が安定する。
Moreover, since the non-contact state of both 81 and 92 is maintained, the sliding resistance given to the
加えて、本実施形態よれば、第二スプリング92の基端側の端部は、可動コア81における凹部84の底部に形成されている座部85にて支持されている。このため、座部85に第二スプリング92の押し付け力が作用する。一方、第一スプリング91の先端側の端部は、ニードル70の規制部73の基端側に形成されている座部77にて支持されている。
In addition, according to the present embodiment, the base end side end of the
また、可動コア81の接触部83とニードル70の規制部73とが接触した状態では、第一スプリング91の押し付け力は規制部73を介して可動コア81の接触部83に作用する。この構成によれば、可動コア81に作用する第一、第二スプリング91、92の各作用点の距離を極力小さくすることができる。このため、さらに可動コア81の挙動が安定する。
Further, in a state where the
以上のことにより、本実施形態にて説明したような構造を備える可動コア81を採用した燃料噴射弁10によれば、可動コア81の挙動を安定させることができるので、可動コア81とともに移動するニードル70の挙動も安定させることができ、可動コア81およびニードル70の動作の再現性を確保することができる。その結果、噴孔22から噴射される燃料の噴射量、噴射率、噴射時期などの噴射特性を安定させることができ、燃料噴射弁10の噴射性能が高まる。
As described above, according to the
また、本実施形態では、第一、第二スプリング91、92の押し付け力の可動コア81への作用点間の距離の短縮化は、可動コア81の基端側の端部に凹部を形成することによって行うのではなく、可動コア81の先端側の端部に形成されている凹部84にて行っている。これによれば、可動コア81における固定コア88と対向する面積を確保しつつ、当該距離を小さくさせることができる。加えて、可動コア81に凹部84を形成することにより、可動コア81の質量が減少するため、ニードル70の作動応答性が向上する。
In the present embodiment, the distance between the points of action of the pressing forces of the first and
ここで、当該距離を小さくすべく、可動コア81に凹部84の深さ方向の長さを大きくしすぎると、必然的に支持孔82の長さが小さくなる。この長さが小さくなると、可動コア81がニードル70を支える長さが小さくなるので、却ってニードル70の挙動が不安定となるおそれがある。したがって、可動コア81に形成する凹部84の深さはある程度の深さに留める必要がある。
Here, if the length of the
本実施形態では、凹部84は可動コア81の先端側の端部に形成されている。凹部84の深さ方向の長さを大きくすること無く内径を大きくすれば、支持孔82の長さと固定コア88に対向する可動コア81の面積とを犠牲にすることなくある程度の体積を凹部84より除去することができる。つまり、ニードル70の安定と磁気吸引力を低下させることなく可動コア81の軽量化を実現できる。
In the present embodiment, the
また、ノズルホルダ40に、第二スプリング92の先端側の端部を収容する収容凹部41が形成されているため、第二スプリング92を所定の位置、例えば、第二スプリング92の軸心と可動コア81の軸心とが重なるような位置に配置させることができる。
Also, since the
これによれば、第二スプリング92の押し付け力が均等に可動コア81に作用する。このため、可動コア81の挙動が安定する。その結果、燃料噴射弁10の噴射性能が高まる。また、凹部84の内径d1は、収容凹部41の内径d2よりも大きいため、第二スプリング92の外側の側部93と凹部84の側壁86との非接触状態の維持が確実となる。
According to this, the pressing force of the
なお、本実施形態では、ニードル70が特許請求の範囲に記載の「弁部材」に相当する。また、本実施形態では、第一スプリング91が特許請求の範囲に記載の「第一付勢部材」に相当し、第二スプリング92が特許請求の範囲に記載の「第二付勢部材」に相当する。また、凹部84の座部85が特許請求の範囲に記載の「第一座部」に相当し、収容凹部41の座部42が特許請求の範囲に記載の「第二座部」に相当する。また、本実施形態のボデー20は、パイプ30、ノズルホルダ40およびノズルボデー50より構成され、特許請求の範囲に記載の「ボデー」に相当する。
In the present embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態は、第1実施形態の変形例である。第2実施形態では、図3に示すように、可動コア81の凹部84に支持孔82を先端側に延長する延長部82aが形成されている点で、第1実施形態と異なる。また、この実施形態においても、第二スプリング92の外側の側部93および内側の側部94は、それぞれ凹部84の側壁86および延長部82aの外側の側壁82bと非接触状態を維持している。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment. As shown in FIG. 3, the second embodiment is different from the first embodiment in that an
これにより、可動コア81におけるニードル70を支持する長さは、凹部84の深さによらず、ある程度の長さが容易に確保されることとなる。このため、固定コア88に向かって凹むような凹部84を可動コア81に形成したとしても、ニードル70および可動コア81の挙動が不安定とならない。
As a result, the length of the
10 燃料噴射弁、20 ボデー、21 燃料通路、22 噴孔、30 パイプ、40 ノズルホルダ、41 収容凹部、42 座部(第二座部)、43側壁、50ノズルボデー、51 弁座、70ニードル(弁部材)、72 弁部、73 規制部、77 座部、80 電磁アクチュエータ、81 可動コア、82 支持孔、82a 延長部、83 接触部、84 凹部、85 座部(第一座部)、86 側壁、87 コイル、88 固定コア、90 ハウジング、91 第一スプリング(第一付勢部材)、92 第二スプリング(第二付勢部材)、93 側部、100 入口部材、110 コネクタ、113 アジャスタパイプ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ボデーの前記燃料通路内に往復移動可能に設置され、前記燃料通路を断続することにより、前記噴孔からの燃料の噴射と停止を制御する弁部材と、
前記ボデーに装着され、前記弁部材を往復移動させる電磁アクチュエータと、を備える燃料噴射弁において、
前記弁部材は、
先端側に前記燃料通路の内壁に離着座することにより前記燃料通路を断続する弁部と、
前記弁部よりも基端側において径方向外側に突出する規制部と、を備え、
前記電磁アクチュエータは、
前記規制部と前記弁部との間に、前記弁部材と相対移動可能に設けられる可動コアであって、基端側の端部に、前記規制部と接触することにより、前記弁部材と可動コアとが互いに離れる方向の相対移動を規制する接触部を有する可動コアと、
前記可動コアよりも基端側に設けられ、通電されることにより磁界を発生するコイルと、
前記可動コアよりも基端側に設けられ、前記コイルにて発生した磁界により前記可動コアとの間に磁気吸引力を発生する固定コアと、
前記可動コアよりも基端側に設けられ、前記可動コアが前記固定コアから離れる方向へ、前記弁部材および前記可動コアを押し付ける第一付勢部材と、
前記可動コアよりも先端側に設けられ、前記可動コアを前記固定コア側へ押し付ける第二付勢部材と、を備え、
前記可動コアは、先端側の端部に前記固定コアに向かって凹むように形成され、底部に前記第二付勢部材の基端側の端部を支持する第一座部を有する凹部を備え、
前記凹部は、前記可動コアが前記固定コアに引き付けられ、前記弁部が前記燃料通路の内壁から離座し、最大リフトに至るまでの間、前記第二付勢部材の側部と前記凹部の側壁との非接触状態が維持されるような形状となっており、
前記ボデーは、内壁に、先端に向かって凹むように形成され、底部に前記第二付勢部材の先端側の端部を支持する第二座部を有する収容凹部を備え、
前記凹部および前記収容凹部は、筒状に形成されており、
前記凹部の内径は、前記収容凹部の内径よりも大きく設定され、
前記可動コアは、前記弁部材が挿通され、前記弁部材と相対移動可能に支持する支持孔を備えるとともに、当該可動コアの外壁が前記ボデーの内壁と摺動可能に接しており、
前記弁部材の内部には、前記燃料通路と連通する連通路が形成され、
前記連通路は、前記弁部材の軸心線に沿って延びる第一連通路、および前記第一連通路から径方向に延びて前記燃料通路へ燃料を排出する第二連通路を有し、
前記第二連通路は前記凹部の外に配置されていることを特徴とする燃料噴射弁。 A body in which a fuel passage through which fuel flows from the base end side to the tip is formed inside, and an injection hole communicating with the fuel passage is formed at the tip;
A valve member that is installed in the fuel passage of the body so as to be reciprocally movable, and that controls the injection and stop of the fuel from the nozzle hole by intermittently connecting the fuel passage;
In a fuel injection valve comprising: an electromagnetic actuator mounted on the body and reciprocatingly moving the valve member;
The valve member is
A valve portion for intermittently connecting the fuel passage by being seated on the inner wall of the fuel passage on the tip side;
A restricting portion that protrudes radially outward on the base end side of the valve portion, and
The electromagnetic actuator is
A movable core provided between the regulating portion and the valve portion so as to be relatively movable with the valve member, and is movable with the valve member by contacting the regulating portion at a base end side end portion. A movable core having a contact portion that regulates relative movement in a direction in which the core is separated from each other;
A coil that is provided on the base end side of the movable core and generates a magnetic field when energized;
A fixed core that is provided on the base end side of the movable core and generates a magnetic attractive force between the movable core and a magnetic field generated by the coil;
A first biasing member that is provided on a proximal end side with respect to the movable core, and that presses the valve member and the movable core in a direction in which the movable core is separated from the fixed core;
A second urging member that is provided on the tip side of the movable core and presses the movable core toward the fixed core,
The movable core includes a recess having a first seat portion that is formed to be recessed toward the fixed core at an end portion on a distal end side, and that supports an end portion on the proximal end side of the second urging member at a bottom portion. ,
The concave portion is configured such that the movable core is attracted to the fixed core, the valve portion is separated from the inner wall of the fuel passage, and reaches the maximum lift until the side of the second urging member and the concave portion It has a shape that maintains a non-contact state with the side wall,
The body includes an accommodation recess formed on the inner wall so as to be recessed toward the tip, and having a second seat portion supporting the end of the second biasing member on the bottom.
The concave portion and the accommodating concave portion are formed in a cylindrical shape,
The inner diameter of the recess is set larger than the inner diameter of the housing recess,
The movable core is provided with a support hole through which the valve member is inserted and supported so as to be relatively movable with the valve member, and an outer wall of the movable core is slidably in contact with an inner wall of the body ,
A communication passage communicating with the fuel passage is formed in the valve member,
The communication passage has a first communication passage extending along the axial center line of the valve member, and a second communication passage extending radially from the first communication passage and discharging fuel to the fuel passage,
The fuel injection valve, wherein the second communication passage is disposed outside the recess .
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