JP2007205263A - Electromagnetic actuator for fuel injection device - Google Patents
Electromagnetic actuator for fuel injection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007205263A JP2007205263A JP2006025669A JP2006025669A JP2007205263A JP 2007205263 A JP2007205263 A JP 2007205263A JP 2006025669 A JP2006025669 A JP 2006025669A JP 2006025669 A JP2006025669 A JP 2006025669A JP 2007205263 A JP2007205263 A JP 2007205263A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- armature
- stopper
- fuel
- fuel injection
- injection device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電磁石に発生する電磁力によってアーマチャを吸引した際に、アーマチャのフルリフト量を規制するストッパを備えた燃料噴射装置用電磁式アクチュエータに関するもので、特に内燃機関の気筒に燃料噴射を行うインジェクタを駆動するインジェクタ用電磁弁に好適な燃料噴射装置用電磁式アクチュエータに係わる。 The present invention relates to an electromagnetic actuator for a fuel injection device having a stopper that restricts the full lift amount of an armature when the armature is attracted by electromagnetic force generated in an electromagnet, and in particular, performs fuel injection to a cylinder of an internal combustion engine. The present invention relates to an electromagnetic actuator for a fuel injection apparatus suitable for an injector solenoid valve for driving an injector.
[従来の技術]
従来より、例えば燃料タンクから汲み上げた燃料を燃料噴射ポンプ内で加圧して高圧化し、その燃料噴射ポンプより吐出された高圧燃料をコモンレール内に蓄圧し、このコモンレール内に蓄圧した高圧燃料を複数のインジェクタを介して内燃機関の各気筒に噴射供給する燃料噴射装置には、電磁石に発生する電磁力によってバルブを開弁駆動(または閉弁駆動)する電磁式アクチュエータが装着されている。この燃料噴射装置用の電磁式アクチュエータとしては、燃料噴射ポンプに組み付けられる電磁式流量制御弁(所謂燃料調量弁)のスプールバルブを駆動するもの、コモンレールに組み付けられる電磁式減圧調整弁のバルブを駆動するもの、あるいはインジェクタのノズルニードルおよびコマンドピストンの動作制御を行うものが公知である。
[Conventional technology]
Conventionally, for example, fuel pumped up from a fuel tank is pressurized in a fuel injection pump to increase pressure, high pressure fuel discharged from the fuel injection pump is accumulated in a common rail, and a plurality of high pressure fuels accumulated in the common rail are stored. A fuel injection device that supplies fuel to each cylinder of an internal combustion engine via an injector is equipped with an electromagnetic actuator that opens (or closes) a valve by electromagnetic force generated in an electromagnet. As an electromagnetic actuator for this fuel injection device, there is a valve for driving a spool valve of an electromagnetic flow control valve (so-called fuel metering valve) assembled in a fuel injection pump, or a valve for an electromagnetic pressure reducing adjustment valve assembled in a common rail. One that drives, or one that controls the operation of the nozzle needle and command piston of an injector is known.
ここで、インジェクタの電磁式アクチュエータとして使用されるインジェクタ用電磁弁について図9ないし図14に基づいて簡単に説明する。
なお、インジェクタ用電磁弁100の作動は、コイル13を通電してコイル13およびステータ14よりなる電磁石101に吸引起磁力(電磁力)を発生させ、この電磁石101の電磁力によってステータ14の磁極面側にアーマチャ102を引き上げて電磁弁自身のバルブ5を開弁させる。これにより、インジェクタ本体31に設けられた圧力制御室37から燃料タンク(燃料系の低圧側)に燃料が溢流する。そして、ノズルニードル32をノズルボデー103のシート面に押し付ける方向に作用する燃料圧力が低下して、ノズルニードル32が噴射孔を開放する。これに伴って、内燃機関の気筒の燃焼室内への燃料噴射が開始される。
Here, an electromagnetic valve for an injector used as an electromagnetic actuator for the injector will be briefly described with reference to FIGS.
The operation of the
また、インジェクタ用電磁弁100のコイル13への通電を開始してから所定時間が経過した後に、コイル13への通電を停止すると、コイルスプリング63のスプリング力でアーマチャ102が押し下げられて、電磁弁自身のバルブ5を閉弁させる。これにより、インジェクタ本体31の圧力制御室37内に燃料が充満し、ノズルニードル32をノズルボデー103に押し付ける方向に作用する燃料圧力が増加して、ノズルニードル32が押し下げられて噴射孔を閉鎖する。これに伴って、内燃機関の気筒の燃焼室内への燃料噴射が終了する。
When the energization of the
ここで、インジェクタ用電磁弁100は、電磁弁自身のバルブ5の開弁時に圧力制御室37からリーク燃料を外部(燃料系の低圧側)に排出する方式として、トップリターンとサイドリターンとの2つのタイプに分類されている。
トップリターンとは、図9および図10に示したように、電磁弁自身のバルブ5の開弁時に圧力制御室37から、バルブ室44、燃料排出通路45を経てアーマチャ室46に流れ込むリーク燃料を、電磁石101の中央部に配設されたストッパ104内のスプリング収容室111およびリターン通路(燃料排出通路)112を経て、インジェクタ用電磁弁100の上端部で開口したリークポート113から外部(燃料系の低圧側)に排出する方式である。なお、リークポート113が形成されるトップリターンチューブ114には、ユニオン115、パイプ116を介してリターン配管が接続されている。
また、サイドリターンとは、図11に示したように、電磁弁自身のバルブ5の開弁時に圧力制御室37からバルブ室44およびアーマチャ室46を経て流れ込むリーク燃料を、インジェクタ本体31に設けられたリターン通路(燃料排出通路)117を経て、インジェクタ本体31に設けられたリークポート119から外部(燃料系の低圧側)に排出する方式である。なお、リークポート119が形成されるインジェクタ本体31の配管継ぎ手部には、アウトレット120を介してリターン配管が接続されている。
Here, the solenoid valve for
As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the top return is the leakage fuel that flows from the
Further, as shown in FIG. 11, the side return is provided in the injector
[従来の技術の不具合]
ところが、トップリターン方式のインジェクタ用電磁弁100では、図12および図13に示したように、電磁石101の電磁力で引き上げられたアーマチャ102がストッパ104に当接した時に、燃料の排出通路を兼ねるスプリング収容室111が遮断されないように、アーマチャ102またはストッパ104に複数の燃料逃がし溝121を設け、更に電磁石101とハウジング122およびステータケース123との間に燃料通路124を設けている。なお、複数の燃料逃がし溝121は、溝幅(α)が例えば0.8mmで、溝深さが例えば0.5mmである。
また、サイドリターン方式のインジェクタ用電磁弁100では、図14に示したように、ストッパ104内のスプリング収容室111がストッパ104を保持固定するハウジング122によって袋穴となっており、コイル13の上部の燃料の流れ性が悪いため、アーマチャ102がストッパ104に当接した時のスプリング収容室111の燃料を逃がすための燃料逃がし溝125を設け、更に電磁石101とハウジング122およびリテーニングナット126との間に燃料通路127を設けている。
[Conventional technical problems]
However, the
Further, in the side return type
また、アーマチャ102の端面(電磁石101の磁極面に対向する電磁石側端面)には、リンキング防止のための浅く細い溝130が、アーマチャ102の軸心を中心に円環状の当接面131の内周側から放射状に延びている。そのため、アーマチャ102の当接面131とストッパ104の規制面(当接面)132との当接面積が減ってしまい、両者の当接面131、132における面圧が増加する。これに伴って、アーマチャ102とストッパ104との当接部の摩耗量が増加するため、アーマチャ102のリフト量が変化するという問題があった。
In addition, a shallow and
そこで、アーマチャのリフト量が変化するのを防止するという目的で、電磁石のステータの内周とストッパの外周との間に隙間を設け、ストッパの筒壁部を貫通する複数の貫通孔を設けて、電磁弁自身のバルブの開弁時に、バルブ室からアーマチャ室に流れ込んだリーク燃料(ドレイン燃料)を隙間および複数の貫通孔を介してストッパ内の空間に逃がし、ストッパ内の空間の燃料をバックフローチューブから外部にトップリターンさせるようにしたインジェクタ用電磁弁が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, for the purpose of preventing the lift amount of the armature from changing, a gap is provided between the inner periphery of the stator of the electromagnet and the outer periphery of the stopper, and a plurality of through holes that penetrate the cylindrical wall portion of the stopper are provided. When the valve of the solenoid valve itself is opened, leaked fuel (drain fuel) flowing from the valve chamber into the armature chamber is released to the space in the stopper through the gap and multiple through holes, and the fuel in the space in the stopper is backed up. There has been proposed an injector solenoid valve that allows a top return from a flow tube to the outside (see, for example, Patent Document 1).
ところが、特許文献1に記載のインジェクタ用電磁弁においては、電磁石のステータの内径を小径化することで、ステータの内周とストッパの外周との間に隙間を設けている。これによって、電磁石の電磁力が低下してしまうため、隙間を持たない電磁石の電磁力と同程度とするため、コイル径を大径化しなければならず、インジェクタ用電磁弁の外径(体格)が大きくなり、搭載性が悪化するという問題があった。また、特許文献1に記載のインジェクタ用電磁弁においては、アーマチャがストッパに当接した際に、ステータの磁極面とアーマチャとの間に形成される燃料通路の通路断面積に対して、隙間の通路断面積が非常に大きく、これも電磁石の電磁力を低下させる要因となっていた。 However, in the injector solenoid valve described in Patent Document 1, a gap is provided between the inner periphery of the stator and the outer periphery of the stopper by reducing the inner diameter of the stator of the electromagnet. As a result, the electromagnetic force of the electromagnet decreases, so that the coil diameter must be increased in order to be the same as the electromagnetic force of the electromagnet without gaps, and the outer diameter (physique) of the injector solenoid valve However, there was a problem that mountability deteriorated. Further, in the solenoid valve for an injector described in Patent Document 1, when the armature comes into contact with the stopper, a gap is defined with respect to the passage cross-sectional area of the fuel passage formed between the magnetic pole surface of the stator and the armature. The cross-sectional area of the passage is very large, which is also a factor for reducing the electromagnetic force of the electromagnet.
そこで、隙間の通路断面積を小さくしてステータの磁極面積を大きくし電磁石の電磁力の低下を抑える方法が考えられるが、特許文献1に記載のインジェクタ用電磁弁においては、ストッパの筒壁部の軸線方向の中心部よりもアーマチャ側に対して逆側にて複数の貫通孔が開口しているため、隙間の軸線方向の通路長が長く、オリフィス効果によって隙間を通過する際にリーク燃料圧力およびリーク燃料流量が減ってしまい、電磁弁自身のバルブが開弁してから、ノズルニードルおよびコマンドピストンがリフトを開始するまでの時間(開弁遅延時間)が長くなり、インジェクタの噴射量特性が変化してしまうという問題が生じる。
本発明の目的は、アーマチャとストッパとの当接部における耐摩耗性を向上させることのできる燃料噴射装置用電磁式アクチュエータを提供することにある。また、電磁石の電磁力の低下を防止しながらも、アーマチャのリフト量の変化を抑制することのできる燃料噴射装置用電磁式アクチュエータを提供することにある。また、電磁石とストッパとの間の隙間を通過する燃料の圧力や流量の低下を防止しながらも、アーマチャとストッパとの当接部における耐摩耗性を向上させることのできる燃料噴射装置用電磁式アクチュエータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic actuator for a fuel injection device that can improve wear resistance at a contact portion between an armature and a stopper. It is another object of the present invention to provide an electromagnetic actuator for a fuel injection device capable of suppressing a change in the lift amount of an armature while preventing a decrease in electromagnetic force of an electromagnet. In addition, the electromagnetic type for the fuel injection device can improve the wear resistance at the contact portion between the armature and the stopper while preventing the pressure and flow rate of the fuel passing through the gap between the electromagnet and the stopper from decreasing. It is to provide an actuator.
請求項1に記載の発明によれば、電磁石とストッパとの間に隙間を設け、ストッパの側壁の外周を周方向に取り囲む環状溝を設け、ストッパの側壁の内周側の空間とストッパの側壁の外周に設けられる環状溝とを連通する貫通孔を設けている。そして、貫通孔を、環状溝および隙間を介してアーマチャ室に連通させている。これにより、電磁石とストッパとの間の隙間と貫通孔との間を流れる燃料の流れ性を向上させることができるので、電磁石とストッパとの間の隙間を必要最小限の通路断面積まで狭くすることができる。 According to the first aspect of the present invention, a gap is provided between the electromagnet and the stopper, an annular groove surrounding the outer periphery of the stopper side wall in the circumferential direction is provided, and the space on the inner peripheral side of the stopper side wall and the side wall of the stopper are provided. The through-hole which connects with the annular groove provided in the outer periphery of is provided. The through hole is communicated with the armature chamber through the annular groove and the gap. As a result, the flowability of the fuel flowing between the gap between the electromagnet and the stopper and the through hole can be improved, so that the gap between the electromagnet and the stopper is reduced to the minimum required passage cross-sectional area. be able to.
これに伴って、電磁石の内径をあまり大きくしなくても、電磁石とストッパとの間に隙間を形成できるので、電磁石の電磁力の低下を抑制することができる。したがって、隙間を持たない電磁石の電磁力と同程度とするため、電磁石の外径を大径化する必要はなく、電磁石の体格(外径)の大型化、つまり燃料噴射装置用電磁式アクチュエータの体格の大型化を抑制できる。この結果、燃料噴射装置用電磁式アクチュエータの搭載性を向上することが可能となる。 Along with this, a gap can be formed between the electromagnet and the stopper without enlarging the inner diameter of the electromagnet, so that a decrease in electromagnetic force of the electromagnet can be suppressed. Therefore, it is not necessary to increase the outer diameter of the electromagnet in order to make it the same as the electromagnetic force of the electromagnet without a gap, and the size of the electromagnet (outer diameter) is increased, that is, the electromagnetic actuator for the fuel injection device Increase in size can be suppressed. As a result, it is possible to improve the mountability of the electromagnetic actuator for the fuel injection device.
ここで、トップリターンの場合には、電磁石の電磁力によってアーマチャが電磁石の磁極面側に吸引されると、アーマチャ室の燃料(電磁石の磁極面とアーマチャとの間に形成される燃料通路の燃料)が、電磁石とストッパとの間の隙間、環状溝および貫通孔を経て、ストッパの側壁の内周側の空間に流れ込む。これに伴って、アーマチャがストッパの規制面に速やかに当接するため、非常に速い作動応答性を得ることができる。 Here, in the case of top return, when the armature is attracted to the magnetic pole face side of the electromagnet by the electromagnetic force of the electromagnet, the fuel in the armature chamber (the fuel in the fuel passage formed between the magnetic pole face of the electromagnet and the armature) ) Flows through the gap between the electromagnet and the stopper, the annular groove and the through hole into the space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper. Along with this, since the armature quickly comes into contact with the regulating surface of the stopper, a very fast operation response can be obtained.
そして、アーマチャまたはストッパに燃料通路溝を設けなくても、あるいは燃料通路溝の面積を少なくしても、アーマチャ室の燃料(電磁石の磁極面とアーマチャとの間に形成される燃料通路の燃料)を、ストッパの側壁の内周側の空間に流すことができるので、アーマチャの作動安定性を悪化させることなく、アーマチャとストッパとの当接部の当接面積を増やす(拡大する)ことができる。これに伴って、アーマチャとストッパとの当接部の面圧が減少し、アーマチャとストッパとの当接部の摩耗量が減る。したがって、アーマチャとストッパとの当接部の耐摩耗性を向上できるので、アーマチャのリフト量の経年変化を抑制することができる。 The fuel in the armature chamber (the fuel in the fuel passage formed between the magnetic pole face of the electromagnet and the armature) can be obtained without providing the fuel passage groove in the armature or the stopper or reducing the area of the fuel passage groove. Can flow in the space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper, so that the contact area of the contact portion between the armature and the stopper can be increased (enlarged) without deteriorating the operational stability of the armature. . Along with this, the surface pressure of the contact portion between the armature and the stopper decreases, and the wear amount of the contact portion between the armature and the stopper decreases. Therefore, since the wear resistance of the contact portion between the armature and the stopper can be improved, it is possible to suppress the secular change of the lift amount of the armature.
また、サイドリターンの場合には、電磁石の電磁力によってアーマチャが電磁石の磁極面側に吸引されると、ストッパの側壁の内周側の空間の燃料が、貫通孔、環状溝および電磁石とストッパとの間の隙間を経て、アーマチャ室(電磁石の磁極面とアーマチャとの間に形成される燃料通路)に流れ出る。これに伴って、アーマチャがストッパの規制面に速やかに当接するため、非常に速い作動応答性を得ることができる。 In the case of side return, when the armature is attracted to the magnetic pole surface side of the electromagnet by the electromagnetic force of the electromagnet, the fuel in the space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper becomes the through hole, the annular groove, the electromagnet and the stopper. Flows out into the armature chamber (a fuel passage formed between the magnetic pole face of the electromagnet and the armature). Along with this, since the armature quickly comes into contact with the regulating surface of the stopper, a very fast operation response can be obtained.
そして、アーマチャまたはストッパに燃料通路溝を設けなくても、あるいは燃料通路溝の面積を少なくしても、ストッパの側壁の内周側の空間の燃料を、アーマチャ室(電磁石の磁極面とアーマチャとの間に形成される燃料通路)に流すことができるので、アーマチャの作動安定性を悪化させることなく、アーマチャとストッパとの当接部の当接面積を増やす(拡大する)ことができる。これに伴って、アーマチャとストッパとの当接部の面圧が減少し、アーマチャとストッパとの当接部の摩耗量が減る。したがって、アーマチャとストッパとの当接部の耐摩耗性を向上できるので、アーマチャのリフト量の経年変化を抑制することができる。 Even if the fuel passage groove is not provided in the armature or the stopper or the area of the fuel passage groove is reduced, the fuel in the space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper is supplied to the armature chamber (the magnetic pole surface of the electromagnet and the armature). Therefore, the contact area of the contact portion between the armature and the stopper can be increased (enlarged) without deteriorating the operational stability of the armature. Along with this, the surface pressure of the contact portion between the armature and the stopper decreases, and the wear amount of the contact portion between the armature and the stopper decreases. Therefore, since the wear resistance of the contact portion between the armature and the stopper can be improved, it is possible to suppress the secular change of the lift amount of the armature.
請求項2に記載の発明によれば、ストッパの側壁の外周に設けられる環状溝を、電磁石とストッパとの間の隙間の通路断面積を増やすように、ストッパの側壁の外周面からストッパの側壁の内周側に向けて凹ませている。これにより、電磁石とストッパとの間の隙間を必要最小限の通路断面積まで狭くすることができる。
請求項3に記載の発明によれば、ストッパの側壁の外周に設けられる環状溝の溝深さを、貫通孔の通路長と略同一とすることにより、ストッパの強度低下を抑制することができる。
According to the second aspect of the present invention, the annular groove provided on the outer periphery of the side wall of the stopper is changed from the outer peripheral surface of the side wall of the stopper to the side wall of the stopper so as to increase the passage sectional area of the gap between the electromagnet and the stopper. It is recessed toward the inner circumference side. Thereby, the clearance gap between an electromagnet and a stopper can be narrowed to the required minimum channel | path cross-sectional area.
According to the third aspect of the present invention, by making the groove depth of the annular groove provided on the outer periphery of the side wall of the stopper substantially the same as the passage length of the through hole, it is possible to suppress the strength reduction of the stopper. .
請求項4に記載の発明によれば、ストッパに、規制面からアーマチャ側に対して軸線方向の逆側に延びるストッパの側壁を設けている。そして、貫通孔および環状溝を、ストッパの側壁の軸線方向の中心部よりもアーマチャ側、あるいは規制面近傍に配設することにより、電磁石とストッパとの間の隙間の軸線方向の通路長が短くなる。仮に電磁石とストッパとの間の隙間を必要最小限の通路断面積まで狭くした場合でも、電磁石とストッパとの間の隙間の軸線方向の通路長が短いため、電磁石とストッパとの間の隙間を通過する燃料の圧力および流量が減り難くなる。 According to the fourth aspect of the present invention, the stopper is provided with the side wall of the stopper that extends from the regulating surface to the opposite side in the axial direction from the armature side. Then, by arranging the through hole and the annular groove closer to the armature side than the central portion in the axial direction of the side wall of the stopper or in the vicinity of the regulating surface, the axial length of the gap between the electromagnet and the stopper is shortened. Become. Even if the gap between the electromagnet and the stopper is reduced to the minimum required passage cross-sectional area, the gap between the electromagnet and the stopper is short because the gap between the electromagnet and the stopper is short in the axial direction. It is difficult to reduce the pressure and flow rate of the passing fuel.
請求項5に記載の発明によれば、電磁石の磁極面とアーマチャとの間に形成される燃料通路の通路断面積をA、電磁石とストッパとの間の隙間の総面積をB、貫通孔の総面積をCとしたとき、A≦B,A≦Cの関係を満足することにより、ストッパの側壁の内周側の空間と燃料通路との間を流れる燃料の流れ性を十分に確保できるので、アーマチャが安定した作動を行うことができる。これに伴って、アーマチャとストッパとの当接部の当接面積を増やす(拡大する)ことができるので、アーマチャとストッパとの当接部の耐摩耗性を向上させることが可能となり、アーマチャのリフト量の経年変化が抑制される。
請求項6に記載の発明によれば、ストッパの側壁の外周側に、ストッパの側壁を(ストッパの側壁の軸線方向に対して略直交する方向(半径方向)、放射状に)貫通する複数の貫通孔を全て繋ぐように環状溝を設けている。この場合には、仮に複数の貫通孔のうちの1つの貫通孔が異物等により塞がれても、あるいは1つの貫通孔を残して残りの貫通孔が異物等により塞がれても、燃料の流れ性の低下を抑えることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, A is the cross-sectional area of the fuel passage formed between the magnetic pole face of the electromagnet and the armature, B is the total area of the gap between the electromagnet and the stopper, and Assuming that the total area is C, the flowability of the fuel flowing between the space on the inner peripheral side of the stopper side wall and the fuel passage can be sufficiently secured by satisfying the relationship of A ≦ B and A ≦ C. The armature can perform a stable operation. Along with this, since the contact area of the contact portion between the armature and the stopper can be increased (enlarged), it becomes possible to improve the wear resistance of the contact portion between the armature and the stopper. Secular change of lift amount is suppressed.
According to the sixth aspect of the present invention, a plurality of penetrations penetrating the stopper side wall (in a direction substantially in a direction perpendicular to the axial direction of the stopper side wall (radial direction) radially) on the outer peripheral side of the stopper side wall. An annular groove is provided to connect all the holes. In this case, even if one through hole of the plurality of through holes is blocked by foreign matter or the like, or even if the remaining through hole is closed by foreign matter or the like while leaving one through hole, the fuel It is possible to suppress a decrease in flowability.
請求項7に記載の発明によれば、アーマチャに、ストッパの規制面に当接する当接面を含む電磁石側端面に放射状溝を設けたことにより、電磁石(のステータ)の磁極面とアーマチャの電磁石側端面との間に適正なエアギャップを確保できる。これに伴って、電磁石(のコイル)への供給電流(励磁電流)を遮断した後の残留磁気による応答不良を防止することができる。なお、放射状溝の溝底面を円弧状またはテーパー状に形成することにより、電磁石の磁極面に対するアーマチャの移動量(リフト量)が変化してもフラットな磁気効率を得るようにしても良い。
請求項8に記載の発明によれば、ストッパの側壁の内周側の空間を、アーマチャをストッパの規制面より引き離す方向に荷重を与えるスプリングを収容するスプリング室として利用しても良い。
According to the seventh aspect of the invention, the armature is provided with radial grooves on the electromagnet side end surface including the abutting surface that abuts against the restricting surface of the stopper, so that the magnetic pole surface of the electromagnet (stator) and the electromagnet of the armature An appropriate air gap can be secured between the side end surfaces. Along with this, it is possible to prevent poor response due to residual magnetism after the supply current (excitation current) to the electromagnet (coil) is cut off. In addition, by forming the groove bottom surface of the radial groove in an arc shape or a taper shape, a flat magnetic efficiency may be obtained even if the movement amount (lift amount) of the armature with respect to the magnetic pole surface of the electromagnet changes.
According to the eighth aspect of the present invention, the space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper may be used as a spring chamber that houses a spring that applies a load in a direction in which the armature is separated from the regulating surface of the stopper.
請求項9に記載の発明によれば、燃料噴射装置用電磁式アクチュエータを、内燃機関の気筒に燃料を噴射供給するインジェクタ用電磁弁に適用しても良い。ここで、インジェクタ用電磁弁には、インジェクタ用電磁弁のアーマチャ室から余剰燃料を燃料系の低圧側に溢流するリークポートが設けられている。そして、ストッパの側壁の内周側の空間は、アーマチャ側に対して逆側がリークポートに向けて開口している。
この場合、アーマチャがストッパの規制面に当接した際に、アーマチャ室(電磁石の磁極面とアーマチャとの間に形成される燃料通路)の余剰燃料は、電磁石とストッパとの間の隙間、ストッパの側壁の環状溝および貫通孔を通り、ストッパの側壁の内周側の空間に流れ込み、ストッパの側壁の内周側の空間の余剰燃料は、インジェクタ用電磁弁のリークポートから外部(燃料系の低圧側)へ排出される。これにより、アーマチャがストッパの規制面に当接した場合であっても、余剰燃料を外部に排出するための、燃料の排出通路が遮断されることはない。
According to the ninth aspect of the present invention, the electromagnetic actuator for a fuel injection device may be applied to an injector electromagnetic valve for injecting and supplying fuel to a cylinder of an internal combustion engine. Here, the injector solenoid valve is provided with a leak port for allowing excess fuel to overflow from the armature chamber of the injector solenoid valve to the low pressure side of the fuel system. The space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper is open toward the leak port on the opposite side to the armature side.
In this case, when the armature comes into contact with the restriction surface of the stopper, the surplus fuel in the armature chamber (the fuel passage formed between the magnetic pole surface of the electromagnet and the armature) is the gap between the electromagnet and the stopper, the stopper The excess fuel in the space on the inner peripheral side of the stopper side wall passes from the leak port of the injector solenoid valve to the outside (of the fuel system). It is discharged to the low pressure side. As a result, even when the armature comes into contact with the restriction surface of the stopper, the fuel discharge passage for discharging excess fuel to the outside is not blocked.
請求項10に記載の発明によれば、燃料噴射装置用電磁式アクチュエータを、内燃機関の気筒に燃料を噴射供給するインジェクタ用電磁弁に適用しても良い。ここで、インジェクタ用電磁弁には、ストッパのアーマチャ側に対して逆側端部を保持固定するハウジングが設けられている。そして、ストッパの側壁の内周側の空間は、アーマチャ側に対して逆側がハウジングによって液密的に閉塞されている。つまり、ストッパの側壁の内周側の空間は、袋穴となっている。
この場合、アーマチャがストッパの規制面に当接した際に、ストッパの側壁の内周側の空間の燃料は、ストッパの側壁の貫通孔および環状溝を通り、アーマチャ室(電磁石の磁極面とアーマチャとの間に形成される燃料通路)に流れ出る。これにより、アーマチャがストッパの規制面に当接した場合であっても、ストッパの側壁の内周側の空間の燃料が増圧されることはない。
According to the tenth aspect of the present invention, the electromagnetic actuator for a fuel injection device may be applied to an injector electromagnetic valve for injecting and supplying fuel to a cylinder of an internal combustion engine. Here, the injector solenoid valve is provided with a housing that holds and fixes the opposite end of the stopper with respect to the armature side. The space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper is liquid-tightly closed by the housing on the opposite side to the armature side. That is, the space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper is a bag hole.
In this case, when the armature comes into contact with the restriction surface of the stopper, the fuel in the space on the inner peripheral side of the stopper side wall passes through the through hole and the annular groove on the side wall of the stopper, and reaches the armature chamber (the magnetic pole surface of the electromagnet and the armature). To the fuel passage formed between the two. Thereby, even if the armature is in contact with the restriction surface of the stopper, the fuel in the space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper is not increased.
請求項11および請求項12に記載の発明によれば、電磁石の電磁力によってアーマチャが引き上げられてストッパの規制面に当接すると、インジェクタ用電磁弁が開弁する。すなわち、インジェクタ用電磁弁のバルブが、バルブシートの弁孔を開く。
このため、仮に隙間の軸線方向の通路長が長く、オリフィス効果によって隙間を通過する燃料の圧力および流量が減ると、インジェクタ用電磁弁(自身のバルブ)が開弁してからインジェクタ(のノズルニードル)が開弁するまでの時間(開弁遅延時間)が長くなり、インジェクタの噴射量特性が変化してしまう不具合が発生するが、上記請求項1および請求項4のように、貫通孔および環状溝を、ストッパの軸線方向の中心部よりもアーマチャ側、あるいは規制面近傍に配設することにより、上記の不具合の発生を回避できる。
According to the eleventh and twelfth aspects of the present invention, when the armature is pulled up by the electromagnetic force of the electromagnet and comes into contact with the restriction surface of the stopper, the injector solenoid valve is opened. That is, the valve of the solenoid valve for injector opens the valve hole of the valve seat.
For this reason, if the passage length in the axial direction of the gap is long and the pressure and flow rate of the fuel passing through the gap is reduced by the orifice effect, the injector solenoid valve (its own valve) is opened and then the injector (nozzle needle) ) Until the valve is opened (valve opening delay time) becomes longer and the injection quantity characteristic of the injector changes. However, as in the first and fourth aspects, the through hole and the annular By arranging the groove closer to the armature than the central portion of the stopper in the axial direction or in the vicinity of the regulating surface, it is possible to avoid the occurrence of the above problems.
本発明を実施するための最良の形態は、アーマチャとストッパとの当接部における耐摩耗性を向上させるという目的を、電磁石とストッパとの間に隙間を設け、ストッパの側壁の外周を周方向に取り囲む環状溝を設け、ストッパの側壁の内周側の空間とストッパの側壁の外周に設けられる環状溝とを連通する貫通孔を設けることで実現した。
また、電磁石の電磁力の低下を防止しながらも、アーマチャのリフト量の変化を抑制するという目的を、電磁石とストッパとの間に隙間を設け、ストッパの側壁の外周を周方向に取り囲む環状溝を設け、ストッパの側壁の内周側の空間とストッパの側壁の外周に設けられる環状溝とを連通する貫通孔を設けることで実現した。
また、電磁石とストッパとの間の隙間を通過する燃料の圧力や流量の低下を防止しながらも、アーマチャとストッパとの当接部における耐摩耗性を向上させるという目的を、貫通孔および環状溝を、ストッパの側壁の軸線方向の中心部よりもアーマチャ側、あるいは規制面近傍に配設することで実現した。
The best mode for carrying out the present invention is to improve the wear resistance at the contact portion between the armature and the stopper, with a gap provided between the electromagnet and the stopper, and the outer periphery of the stopper side wall in the circumferential direction. This is realized by providing an annular groove that surrounds the inner wall of the stopper and a through hole that communicates the space on the inner peripheral side of the stopper side wall and the annular groove provided on the outer periphery of the stopper side wall.
An annular groove that provides a gap between the electromagnet and the stopper and surrounds the outer periphery of the stopper side wall in the circumferential direction is for the purpose of suppressing a change in the armature lift while preventing a decrease in the electromagnetic force of the electromagnet. This is realized by providing a through hole that communicates the space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper and the annular groove provided on the outer periphery of the side wall of the stopper.
The purpose of improving the wear resistance at the contact portion between the armature and the stopper while preventing the pressure and flow rate of the fuel passing through the gap between the electromagnet and the stopper from being lowered is to be improved. This is realized by disposing the stopper on the armature side of the side wall of the stopper in the axial direction or in the vicinity of the regulating surface.
[実施例1の構成]
図1ないし図4は本発明の実施例1を示したもので、図1はコモンレール式燃料噴射システムを示した図で、図2はインジェクタを示した図で、図3はインジェクタ用電磁弁を示した図である。
[Configuration of Example 1]
1 to 4 show Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a view showing a common rail fuel injection system, FIG. 2 is a view showing an injector, and FIG. 3 is a view showing an injector solenoid valve. FIG.
本実施例の内燃機関用燃料噴射装置は、自動車等の車両のエンジンルームに搭載されるもので、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コモンレール式燃料噴射システム(蓄圧式燃料噴射装置)である。このコモンレール式燃料噴射システムは、燃料系の低圧側である燃料タンク1から低圧燃料を汲み上げるフィードポンプ(図示せず)を内蔵したサプライポンプ(燃料噴射ポンプ、燃料供給ポンプ)2と、このサプライポンプ2の燃料吐出口から高圧燃料が導入されるコモンレール3と、このコモンレール3の各燃料出口から高圧燃料が分配供給される複数個(本例では4個)のインジェクタ(ディーゼルエンジン用のインジェクタ)4とを備え、コモンレール3の内部に蓄圧された高圧燃料を各インジェクタ4を介してエンジンの各気筒毎の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。
The fuel injection device for an internal combustion engine of the present embodiment is mounted in an engine room of 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 common rail type fuel injection system (accumulation type fuel injection device) known as. This common rail fuel injection system includes a supply pump (fuel injection pump, fuel supply pump) 2 having a built-in feed pump (not shown) for pumping low pressure fuel from a fuel tank 1 on the low pressure side of the fuel system, and the supply pump. 2 and a plurality of (four in this example) injectors (injectors for a diesel engine) 4 to which high pressure fuel is distributed and supplied from each fuel outlet of the
ここで、サプライポンプ2の電磁弁(燃料調量弁)10および複数のインジェクタ4の各電磁弁(インジェクタ用電磁弁)12への供給電流量は、ポンプ駆動回路(図示せず)およびインジェクタ駆動回路(EDU)を含んで構成されるエンジン制御ユニット(以下ECUと呼ぶ)によって制御されるように構成されている。ECUには、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラムおよび制御データを保存する記憶装置(ROM、RAM等のメモリ)、入力回路(入力部)、出力回路(出力部)等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、サプライポンプ2の電磁弁10に接続するポンプ駆動回路、複数のインジェクタ4の各電磁弁12に接続するインジェクタ駆動回路(EDU)が内蔵されている。
Here, the amount of current supplied to the solenoid valve (fuel metering valve) 10 of the
そして、コモンレール3に取り付けられた燃料圧力センサ(コモンレール圧力センサ)20からの電気信号や、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。ここで、マイクロコンピュータの入力部には、コモンレール圧力センサ20だけでなく、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、冷却水温センサおよび燃料温度センサ等が接続されている。なお、マイクロコンピュータは、クランク角度センサより出力されるNE信号パルスの間隔時間を計測することによってエンジン回転速度(NE)を検出する回転速度検出手段としての機能も有している。
The electric signal from the fuel pressure sensor (common rail pressure sensor) 20 attached to the
また、マイクロコンピュータは、図示しないイグニッションスイッチがオン(IG・ON)されると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、エンジンの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射圧力、各インジェクタ4の燃料噴射時期、および各インジェクタ4からの燃料噴射量等を演算し、サプライポンプ2の電磁弁10のコイルへの供給電流量(所謂ポンプ駆動電流)、および複数のインジェクタ4の各電磁弁12のコイル13への供給電流量(所謂ポンプ駆動電流)を電子制御する。
Further, when an ignition switch (not shown) is turned on (IG / ON), the microcomputer controls the fuel injection pressure into the combustion chamber for each cylinder of the engine and each
サプライポンプ2は、周知の構造のフィードポンプと、ポンプ駆動軸(ドライブシャフト、カムシャフト等)21により駆動されるカム(図示せず)と、このカムに駆動されて上死点と下死点との間を往復直線運動する1個または複数個のプランジャ(図示せず)と、ポンプハウジングに固定されて、内部に1個または複数個の加圧室が形成されたシリンダヘッドとを備えている。フィードポンプは、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21が回転することで、燃料タンク1から低圧ポンプ配管22を経て低圧燃料を汲み上げる低圧供給ポンプである。また、燃料タンク1とフィードポンプの燃料吸入口(インレット)とを接続する低圧ポンプ配管22の途中には、燃料フィルタ23が設置されている。
The
そして、サプライポンプ2は、各プランジャがシリンダヘッド内を往復摺動することで、燃料タンク1から低圧ポンプ配管22、フィードポンプおよび燃料吸入経路を経て1個または複数個の加圧室内に吸入された低圧燃料を加圧して高圧化する高圧供給ポンプである。また、サプライポンプ2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2からのリーク燃料(余剰燃料を含む)は、リリーフ配管29を経て燃料タンク1に戻される。ここで、フィードポンプから1個または複数個の加圧室に至る燃料吸入経路の途中には、1個または複数個の加圧室内に吸入される燃料吸入量を調量する電磁弁10が取り付けられている。この電磁弁10は、ECUから印加される供給電流量によって電子制御されるように構成されている。これにより、サプライポンプ2より吐出される燃料吐出量が制御される。
The
コモンレール3は、燃料噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、高圧ポンプ配管24を介してサプライポンプ2の燃料吐出口(アウトレット)に接続されていると共に、複数のインジェクタ配管25を介して各インジェクタ4に接続されている。また、コモンレール3には、内部の燃料圧力を最適値に保つようにリークポートが設けられており、コモンレール3からのリーク燃料は、リリーフ配管29を経て燃料タンク1に戻される。ここで、コモンレール3のリークポートには、プレッシャリミッタ26が液密的に取り付けられている。このプレッシャリミッタ26は、コモンレール3の内部圧力(所謂コモンレール圧力)が限界設定圧力を超えた際に開弁してコモンレール3の内部圧力を限界設定圧力以下に抑えるための圧力安全弁である。なお、プレッシャリミッタ26の代わりに、コモンレール3のリークポートに減圧弁を液密的に取り付けても良い。この減圧弁は、ECUから印加される供給電流量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3の内部圧力を高圧から低圧に減圧させる降圧性能に優れる電磁弁である。
The
本実施例の複数のインジェクタ4は、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されて、コモンレール3の内部に蓄圧された高圧燃料を、直接燃焼室内に霧状に噴射供給する直接噴射タイプの内燃機関用燃料噴射弁である。各インジェクタ4は、コモンレール3より分岐する複数のインジェクタ配管25の燃料流方向の下流端に接続されて、エンジンの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射を行う燃料噴射ノズル11、およびこの燃料噴射ノズル11の弁体を開弁方向に駆動する電磁弁12等から構成された電磁式燃料噴射弁である。また、複数のインジェクタ4の各電磁弁12の図示上端部には、内部にリークポート27が形成されたトップリターンチューブ28が設けられている。
The plurality of
燃料噴射ノズル11は、ノズルボデーおよびこれに連結するノズルホルダよりなるインジェクタ本体(インジェクタボデー)31と、このインジェクタ本体31内に収容されたノズルニードル(燃料噴射ノズルの弁体)32とから構成されている。インジェクタ本体31の図示下端部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に燃料を噴射するためのノズル噴孔部、つまり複数の噴射孔33が設けられている。そして、インジェクタ本体31の内部には、オリフィスプレート34が密着する密着面からノズル噴孔部側へと真っ直ぐに延びる軸方向孔が設けられている。この軸方向孔の内部には、複数の噴射孔33を開閉するノズルニードル32、およびこのノズルニードル32の図示上端部に連結されたコマンドピストン35が摺動自在に収容されている。なお、ノズルニードル32の第1摺動部(径大部)と摺動する部位は、第1摺動孔として機能し、また、コマンドピストン35の第2摺動部(径大部)と摺動する部位は、第2摺動孔として機能する。
The
そして、軸方向孔の軸線方向の図示下方側には、内部に導入される燃料の油圧力が、ノズルニードル32の開弁方向に作用する第1圧力室としての燃料溜まり室36が形成されている。また、軸方向孔の軸線方向の図示上方側には、内部に導入される燃料の油圧力が、ノズルニードル32の閉弁方向に作用する第2圧力室としての圧力制御室37が形成されている。さらに、軸方向孔の軸線方向の中央部には、ノズルニードル32を閉弁方向に付勢するスプリング(ニードル付勢手段)38を収容するスプリング収容室39が形成されている。そして、インジェクタ本体31の内部には、各インジェクタ配管25を介して、コモンレール3の各燃料出口に接続される配管継ぎ手部(インジェクタ4の燃料入口部)40から燃料溜まり室36および圧力制御室37に高圧燃料を供給するための燃料供給通路(高圧燃料通路)41が形成されている。
A
なお、圧力制御室37は、入口側オリフィス42を介して燃料供給通路41に連通し、且つオリフィスプレート34の中央部を貫通する出口側オリフィス43および電磁弁12側のバルブ室44、燃料排出通路45(共に図10参照)を介して、電磁弁12側のアーマチャ室46に連通している。なお、図10に示したように、入口側オリフィス42および出口側オリフィス43を1つまたは複数のオリフィスプレートに形成しても良い。
また、燃料噴射ノズル11のインジェクタ本体31には、出口側オリフィス43に並列してリークポート48が設けられており、燃料噴射ノズル11からのリーク燃料(余剰燃料を含む)は、電磁弁12側のアーマチャ室46に流れ込むように構成されている。
The
The injector
なお、燃料噴射ノズル11から電磁弁12の内部に流れ込むリーク燃料には、燃料溜まり室36からインジェクタ本体31の第1摺動孔とノズルニードル32の第1摺動部との間の摺動隙間を経てスプリング収容室39内に溢流し、燃料排出通路47を経てリークポート48に到達するリーク燃料の他に、圧力制御室37からインジェクタ本体31の第2摺動孔とコマンドピストン35の摺動部(径大部)との間の摺動隙間を経てスプリング収容室39内に溢流し、燃料排出通路47を経てリークポート48に到達するリーク燃料がある。
For the leaked fuel that flows into the
電磁弁12は、燃料噴射ノズル11のインジェクタ本体31の後端部(図示上端部)に一体的に組み付けられており、インジェクタ本体31内に収容されたノズルニードル32を開弁方向に駆動する燃料噴射装置用電磁式アクチュエータである。そして、電磁弁12は、上記の出口側オリフィス(弁孔)43を開閉するバルブ5(図10参照)と、通電されると磁力を発生するコイル13を有する電磁石6と、この電磁石6の磁極面側に吸引されるアーマチャ7と、電磁石6の内部に配設されたストッパ9と、内部にアーマチャ室46を形成するハウジングとを備えている。
The
ここで、電磁弁12のハウジングは、上述したトップリターンチューブ28を有するハウジング(ブロック)51、トップリターンチューブ28の周囲を取り囲むように配設されたコネクタ52、電磁石6の周囲を取り囲むように配設されたステータケース53、アーマチャ7を含む電磁弁12の各構成部品の周囲を取り囲むように配設されたリテーニングナット54、および電磁石6の磁極面およびストッパ9の規制面との間に、アーマチャ室46を形成するバルブボデー55(図10参照)等によって構成されている。
Here, the housing of the
ここで、本実施例のインジェクタ4は、インジェクタ本体31の密着面(燃料噴射ノズル11の密着面)とバルブボデー55の密着面(電磁弁12の密着面)との間にオリフィスプレート34を挟み込んだ状態で、リテーニングナット54をインジェクタ本体31の外周に締め付け固定することで、燃料噴射ノズル11の密着面と電磁弁12の密着面とを所定の締結軸力で密着させることによって、燃料噴射ノズル11と電磁弁12とを一体化している(図10参照)。なお、ハウジング51の外周とリテーニングナット54の内周との間には、電磁弁12の内部から外部への燃料の漏洩を防止するためのOリング(シール材)56が装着されている。
Here, in the
バルブ5は、アーマチャ7の軸状部59の先端側に保持される球面体形状の弁体(ボールバルブ)であって、オリフィスプレート(バルブシート)34の出口側オリフィス43の開口周縁部(弁座部)に対して着座、離脱することで、電磁弁12の弁孔として機能する出口側オリフィス43を閉鎖、開放する。このバルブ5は、バルブ駆動装置(電磁式アクチュエータ)によって、オリフィスプレート34に着座して出口側オリフィス43を閉鎖するバルブ全閉位置と、オリフィスプレート34より離座して出口側オリフィス43を開放するバルブ全開位置との2位置に駆動される。
The
電磁式アクチュエータの主要な構成部品を成す電磁石6は、通電されると周囲に磁束を発生するコイル13、およびこのコイル13に励磁電流(インジェクタ駆動電流)が流れると磁化されるステータ14等によって構成されている。コイル13は、ステータ14のコイル収納部内に収容された樹脂製のコイルボビン15の外周に、絶縁被膜を施した導線を複数回巻装されており、励磁電流が供給されると磁気吸引力(電磁力)を発生するソレノイドコイルである。そして、コイル13は、コイルボビン15の一対の鍔状部間に巻装されたコイル部、およびこのコイル部より取り出された一対の端末リード線を有している。一対の端末リード線には、接続端子16、17を介して、コネクタ52に保持される一対のターミナル(外部接続端子)19が電気的に接続されている。
The
ステータ14は、例えば純鉄や低炭素鋼(またはフェライト系のステンレス鋼:SUS13)等の軟質磁性材料によって形成されており、アーマチャ7のプレート部57との間に所定の隙間を隔てて対向して配置される磁極面61を有している。そして、ステータ14のコイル収納部よりも半径方向の外径側は、略筒状のステータケース53によって保護されている。また、ステータ14のコイル収納部よりも半径方向の内径側には、内部に嵌合穴を有する円筒状の嵌合部62が設けられている。
The
アーマチャ7は、例えば純鉄や低炭素鋼(またはフェライト系のステンレス鋼:SUS13)等の軟質磁性材料によって形成されており、電磁石6のステータ14の電磁力によってステータ14の磁極面側に吸引される。これにより、バルブ5がオリフィスプレート34より離座して出口側オリフィス43を開く。また、アーマチャ7は、コイル13への通電が停止されると、コイルスプリング63の付勢力(バネ荷重)によって閉弁方向に移動してバルブ5をオリフィスプレート34に押し当てる。これにより、バルブ5がオリフィスプレート34に着座して出口側オリフィス43を閉じる。
The
すなわち、オリフィスプレート34の図示上端面は、コイルスプリング63の付勢力によってアーマチャ7が図示下方に押し戻されて、アーマチャ7がオリフィスプレート34の図示上端面側に移動した際に、アーマチャ7の移動量を規制する第1規制面として利用されている。これにより、バルブ5がオリフィスプレート34の第1規制面に着座した際に、バルブ5およびアーマチャ7のそれ以上の移動が規制される。つまり、バルブ5の位置がデフォルト位置となる。これに伴ってアーマチャ7の位置がデフォルト位置にて規制される。したがって、本実施例の電磁弁12は、常閉型(ノーマリクローズタイプ)の電磁式開閉弁を構成する。
That is, when the
本実施例のアーマチャ7は、電磁石6の磁極面61に対向して配置されるプレート部57、およびこのプレート部57より軸線方向のステータ側とは逆側に突出してバルブボデー55の摺動孔内に摺動自在に支持される軸状部59を有している。なお、プレート部57と軸状部59とを別部品で構成して、両者を圧入または溶接等により結合しても良い。この場合には、軸状部59の材質として耐摺動性に優れる軸受鋼を用いても良い。プレート部57には、電磁石6の磁極面61に対向するステータ側端面(電磁石側端面:ストッパ9の規制面に当接する当接面)とバルブボデー55の図示上端面に対向するボデー側端面とを連通するように、プレート部57を軸線方向に貫通する複数の貫通孔64が形成されている。これらの貫通孔64は、アーマチャ7がストッパ9の規制面に当接した際に、電磁石6のステータ14の磁極面61とアーマチャ7のステータ側端面との間に挟み込まれる不要な燃料を逃がすために形成されている。
The
ここで、本実施例の電磁弁12では、コイル13に流れる励磁電流を遮断した後の残留磁気による応答不良を防止するため、アーマチャ7がフルリフトした場合でも、アーマチャ7のプレート部57のステータ側端面とステータ14の磁極面61との間に適正な軸線方向隙間(エアギャップ)を確保している。このエアギャップは、アーマチャ7のプレート部57の中央部からストッパ側に所定の突出量(エアギャップ分)だけ突出する円環状の突起部(被係止部)65によって確保されている。そして、アーマチャ7の突起部65の表面には、図4に示したように、アーマチャ7がフルリフトした際にストッパ9の規制面に当接する円環状の当接面66が設けられている。
Here, in the
また、アーマチャ7のプレート部57のステータ側端面には、図4に示したように、当接面66の外周から各貫通孔64に向けて延びる複数の燃料逃がし溝67のみが設けられている。あるいは、アーマチャ7には、当接面66を含むステータ側端面に複数の放射状溝69のみが設けられている。ここで、複数の燃料逃がし溝67は、溝幅(α)が例えば0.8mmで、溝深さが例えば0.5mmで、アーマチャ7が電磁石6の電磁力によって図示上方に引き上げられて、アーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の規制面に当接した際に、後述する燃料排出通路が遮断されないように燃料を逃がすための凹部(燃料通路溝)である。また、複数の放射状溝69は、フラットまたはリンキング防止のための極浅く溝幅の狭い凹部(溝)である。
Further, as shown in FIG. 4, only a plurality of
本実施例のストッパ9は、例えばクロム・モリブデン鋼等の金属材料によって円筒状に形成されている。なお、ストッパ9は、コイル13に流れる励磁電流を遮断した後の残留磁気による応答不良を防止するために非磁性材料によって形成することが望ましい。このストッパ9は、アーマチャ側の開口端部(第1エンド)から、アーマチャ側に対して軸線方向の逆側の開口端部(第2エンド)に向けて真っ直ぐに軸線方向に延びる円筒壁部(ストッパ9の側壁、筒壁部)71を有している。
The
また、ストッパ9の円筒壁部71の図示下端部(第1エンド)は、電磁石6のステータ14の電磁力によってアーマチャ7が図示上方に引き上げられて、アーマチャ7がステータ14の磁極面側に移動した際に、アーマチャ7の移動量(フルリフト量)を規制する第2規制面(以下規制面と略す)72として利用されている。これにより、アーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の規制面72に当接した際に、アーマチャ7のそれ以上の移動が規制される。つまり、アーマチャ7の位置がフルリフト位置となる。これに伴ってバルブ5のリフト量もフルリフト位置にて規制される。
Further, the lower end portion (first end) of the
また、ストッパ9の円筒壁部71の軸線方向の上端側(第2エンド側)は、図3に示したように、ハウジング51の内周部に設けられた嵌合部(嵌合穴)73内に圧入嵌合によって保持固定されている。そして、ストッパ9の円筒壁部71は、電磁石6のステータ14の内径よりも小さい外径を有している。すなわち、電磁石6のステータ14の嵌合部62の内周面(嵌合穴の穴壁面)とストッパ9の円筒壁部71の外周面との間には、両者が干渉しないように適切な筒状隙間75が形成されている。この筒状隙間75は、図示下方に設けられる開口側端部が、アーマチャ7の突起部65の当接面66よりも外周側にて開口しているため、アーマチャ室46に常時連通している。すなわち、筒状隙間75は、アーマチャ7が電磁石6の電磁力によって図示上方に引き上げられて、アーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の規制面72に当接した場合であっても、電磁石6のステータ14の磁極面61とアーマチャ7のステータ側端面との間に形成される燃料通路74に連通することが可能である。
The upper end side (second end side) in the axial direction of the
そして、ストッパ9には、円筒壁部71の外周を周方向に取り囲むように環状溝76、および円筒壁部71を貫通するように複数個(本例では3個または4個)の貫通孔77が設けられている。また、円筒壁部71の内部には、第1エンド側から第2エンド側に向けて軸線方向に真っ直ぐに延びる空間が設けられている。この円筒壁部71内の空間は、アーマチャ7に対して、アーマチャ7の突起部65の当接面66をストッパ9の規制面72より引き離す方向にバネ荷重を与えるコイルスプリング63を収容するスプリング収容室79として利用されている。
The
環状溝76は、全ての貫通孔77を繋ぐように円筒壁部71の外周面に全周に渡って円環状に設けられている。この環状溝76は、筒状隙間75の通路断面積を増やすように円筒壁部71の外周面から円筒壁部71の内周側に向けて所定の溝深さ分だけ凹ませて(例えば切削加工により外径切削して)設けられている。環状溝76の溝深さは、複数個の貫通孔77の半径方向の通路長と略同一である。また、複数個の貫通孔77は、円筒壁部71の軸線方向に対して略直交する半径方向に、例えば円筒壁部71の外周面から内周面に向けて円筒壁部71を貫通するように孔開けされており、その半径方向の外径側の開口部が環状溝76の溝底面にて開口し、また、その半径方向の内径側の開口部が円筒壁部71の内周面にて開口している。これらの貫通孔77は、貫通孔自身を介して、環状溝76とスプリング収容室79とを連通すると共に、筒状隙間75および環状溝76を介して、アーマチャ室46、つまり燃料通路74に常時連通している。そして、環状溝76および複数個の貫通孔77は、ストッパ9の円筒壁部71の軸線方向の中心部よりもアーマチャ側、特にストッパ9の円筒壁部71の規制面近傍に配設されている。
The
スプリング収容室79は、ストッパ9の円筒壁部71の図示下方側(第1エンド側)の開口部が、アーマチャ室46に向けて開口している。また、スプリング収容室79は、ストッパ9の円筒壁部71の図示上方側(第2エンド側)の開口部が、ハウジング51内の燃料排出通路80を介して、トップリターンチューブ28のリークポート27に向けて開口している。これにより、複数のインジェクタ4の各燃料噴射ノズル11から各電磁弁12のアーマチャ室46の内部に流れ込んだリーク燃料は、各電磁弁12のリークポート27から外部に排出されて、リリーフ配管29を経て燃料タンク1に戻される。
In the
[実施例1の作用]
次に、本実施例の電磁弁12を備えたインジェクタ4の作用を図1ないし図4に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the
エンジンの各気筒毎に対応して搭載された複数のインジェクタ4毎の各コイル13にECUからインジェクタ駆動回路を介してコイル13にパルス状のインジェクタ駆動電流が印加されると、コイル13およびステータ14よりなる電磁石6に電磁力が発生する。この電磁石6の電磁力によってステータ14の磁極面側にアーマチャ7が吸引される。
そして、アーマチャ7が電磁石6の磁極面61に近づく方向(軸線方向の一方側)へ移動して、アーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の円筒壁部71の規制面72に当接する。これにより、アーマチャ7の位置がフルリフト位置にて規制される。
When a pulsed injector drive current is applied to each
Then, the
このとき、バルブ5(およびバルブ室44)よりも燃料流方向の上流側の圧力制御室37内には、コモンレール3から入口側オリフィス42を介して高圧燃料が導入されている。また、バルブ5(およびバルブ室44)よりも燃料流方向の下流側の燃料排出通路45内は、アーマチャ室46、スプリング収容室79、燃料排出通路80、リークポート27、リリーフ配管29を介して、燃料タンク1(燃料系の低圧側)に連通している。
At this time, high pressure fuel is introduced into the
このため、バルブ5よりも燃料流方向の上流側の方が、バルブ5よりも燃料流方向の下流側よりも燃料圧力が高いので、アーマチャ7の軸線方向の上方側への移動(リフト)に伴って、バルブ5がオリフィスプレート34から離脱して、オリフィスプレート34の出口側オリフィス43が開放される。したがって、圧力制御室37の内部に充満していた燃料は、圧力制御室37から出口側オリフィス43→バルブ室44→燃料排出通路45を経てアーマチャ室46に流れ込む。
For this reason, since the fuel pressure is higher on the upstream side in the fuel flow direction than on the
ここで、電磁弁6の電磁力によってアーマチャ7が図示上方に引き上げられてアーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の円筒壁部71の規制面72に当接すると、燃料排出通路として機能するスプリング収容室79の第1エンド側の開口部が塞がれてしまう。しかし、本実施例の電磁弁12は、電磁石6のステータ14の嵌合部62の内周面とストッパ9の円筒壁部71の外周面との間に筒状隙間75を設け、ストッパ9の円筒壁部71の外周面に環状溝76を設け、更にスプリング収容室79と環状溝76とを連通する複数個の貫通孔77を設けている。
Here, when the
したがって、アーマチャ室46に流れ込んだリーク燃料は、ステータ14の磁極面61とアーマチャ7のプレート部57のステータ側端面(および複数の燃料逃がし溝67)との間に形成された燃料通路74を通過し、ストッパ9の円筒壁部71の外周面とステータ14の嵌合部62の内周面との間の筒状隙間75に流れ込む。そして、筒状隙間75に流れ込んだリーク燃料は、筒状隙間75からストッパ9の円筒壁部71の外周面の環状溝76およびストッパ9の円筒壁部71を貫通する複数個の貫通孔77を通り、スプリング収容室79に流れ込む。
Therefore, the leaked fuel that has flowed into the
そして、スプリング収容室79に流れ込んだリーク燃料は、ストッパ9の円筒壁部71の第2エンドから流出して、燃料排出通路80およびリークポート27を通り、電磁弁12の外部に排出される。すなわち、電磁弁12より排出されたリーク燃料は、リリーフ配管29を経て燃料タンク1に戻される。これに伴って、アーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の円筒壁部71の規制面72に当接した場合でも、燃料排出通路(スプリング収容室79、燃料排出通路80、リークポート27等)がアーマチャ7の突起部65によって遮断されることはない。
The leaked fuel that has flowed into the
以上の電磁弁自身の開弁動作に伴って、圧力制御室37内の燃料圧力(ノズルニードル32を押し下げる方向(閉弁方向)に作用する油圧力)が低下し、燃料溜まり室36内の燃料圧力(ノズルニードル32を押し上げる方向(開弁方向)に作用する油圧力)が、圧力制御室37内の油圧力にスプリング38の付勢力(ノズルニードル32を押し下げる方向(閉弁方向)に作用する付勢力)を加えた合力よりも大きくなる。これにより、ノズルニードル32がインジェクタ本体31の弁座(シート面)より離脱するため、複数の噴射孔33が開放される。すなわち、燃料噴射ノズル11の弁体(ノズルニードル32)が開弁し、コモンレール3の内部に蓄圧された高圧燃料がエンジンの各気筒毎の燃焼室内に噴射供給される。よって、エンジンの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射が開始される。
As the solenoid valve itself opens, the fuel pressure in the pressure control chamber 37 (the oil pressure acting in the direction in which the
噴射タイミングから指令噴射期間が経過すると、ECUによって電磁弁12のコイル13への通電が停止される。すると、アーマチャ7がコイルスプリング63の付勢力によって電磁石6の磁極面61より遠ざかる方向へ移動し、バルブ5がオリフィスプレート34に押し付けられる。これにより、出口側オリフィス43が閉塞されるため、コモンレール3から燃料供給通路41、入口側オリフィス42を経由して圧力制御室37内に供給される高圧燃料が圧力制御室37内に充満する。これに伴って、圧力制御室37内の燃料圧力が上昇し、圧力制御室37内の燃料圧力にスプリング38の付勢力を加えた合力が燃料溜まり室36内の燃料圧力よりも大きくなると、ノズルニードル32がインジェクタ本体31の弁座(シート面)に着座するため、複数の噴射孔33が閉塞される。すなわち、燃料噴射ノズル11の弁体(ノズルニードル32)が閉弁し、エンジンの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射が終了する。
When the command injection period elapses from the injection timing, the energization of the
[実施例1の特徴]
ここで、近年、ディーゼルエンジンの排気ガス規制強化に対応するために、燃料の高噴射圧化のみならず、エンジンの1回の燃焼工程中(720°CA)に、電磁弁12を2回以上開弁駆動して、主噴射(メイン噴射)の前後に微小噴射(パイロット噴射)を実施する技術が進んでいる。これに伴って、電磁弁12には、非常に速い作動応答性や、高精度の噴射量制御性が求められている。これらのような性能を実現するためには、短時間に電磁弁自身のバルブ5を開弁駆動および閉弁駆動させる必要がある。
[Features of Example 1]
Here, in recent years, in order to cope with stricter exhaust gas regulations of diesel engines, not only the fuel injection pressure is increased, but also the
そこで、電磁石6の電磁力と、バルブ5およびアーマチャ7を閉弁方向に付勢するコイルスプリング63のバネ荷重とを現状のものと比べて上げる必要があるが、アーマチャ7の上昇速度が上がり、アーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の円筒壁部71の規制面72に衝突する衝突力が増加するのに加え、エンジンの1回の燃焼工程中に、アーマチャ7とストッパ9との衝突回数も現状のものと比べて数倍になる。
これに伴って、アーマチャ7とストッパ9との当接部の摩耗量が非常に大きくなってしまうという懸念が生じる。そのため、アーマチャ7とストッパ9との当接面積を大きくすることが必要となるが、ストッパ9の内径を小さくすることは、スプリング収容室79の内部に収容されるコイルスプリング63のバネ荷重(コイル径、線径、コイルピッチ)に対する制約があり、ストッパ9の外径を大きくすることは、電磁石6の電磁力の低下を伴うため、アーマチャ7とストッパ9との当接部の当接面積を簡単に大きくすることができないという問題があった。
Therefore, it is necessary to increase the electromagnetic force of the
Along with this, there is a concern that the amount of wear at the contact portion between the
そこで、電磁弁12のバルブ5およびアーマチャ7の作動安定性を悪化させることなく、また、電磁石6の電磁力の低下を伴うことなく、アーマチャ7の当接面66とストッパ9の規制面(当接面)72との当接部の当接面積を増やす(広くする)ことで、アーマチャ7の当接面66とストッパ9の規制面72との当接部の耐摩耗性を向上させるという目的で、電磁弁12の内部構造、つまり電磁弁12の内部における燃料排出通路構造(リーク燃料通路構造)を上述したように最適化している。
Therefore, the operation stability of the
そのため、本実施例の電磁弁12の内部、つまりストッパ9の円筒壁部71の外周面とステータ14の嵌合部62の内周面との間には、アーマチャ室46、特にアーマチャ7のステータ側端面(および複数の燃料逃がし溝67)とステータ14の磁極面61との間の燃料通路74に連通する筒状隙間75が設けられている。また、ストッパ9の円筒壁部71の外周面には、筒状隙間75に連通する環状溝76が設けられている。さらに、ストッパ9の円筒壁部71には、環状溝76の溝底面にて開口し、ストッパ9の円筒壁部71内のスプリング収容室79と環状溝76とを連通するようにストッパ9の円筒壁部71を貫通する複数個の貫通孔77が設けられている。
すなわち、本実施例の電磁弁12において、ストッパ9の円筒壁部71の外周とステータ14の嵌合部62の内周との間には構造上必ず隙間を設けていることに着目し、電磁弁6の電磁力によってアーマチャ7が図示上方に引き上げられてアーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の円筒壁部71の規制面72に当接した際に燃料排出通路が遮断されないように、筒状隙間75、環状溝76および複数個の貫通孔77を燃料逃がし通路として利用している。
Therefore, the
That is, in the
よって、本実施例のようなトップリターン方式を採用したインジェクタ4においては、電磁弁自身のバルブ5の開弁駆動時に、電磁弁6の電磁力によってアーマチャ7が図示上方に引き上げられてアーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の円筒壁部71の規制面72に当接した場合であっても、アーマチャ室46の燃料が燃料通路74、筒状隙間75、環状溝76および複数個の貫通孔77を経てスプリング収容室79に流れ込む。これに伴って、電磁弁自身のバルブ5の開弁駆動時に、電磁弁6の電磁力によってアーマチャ7が図示上方に引き上げられた際に、燃料通路74にリーク燃料が大量に残留するのを抑制できるので、アーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の円筒壁部71の規制面72に速やかに当接するため、非常に速い作動応答性を得ることができる。
Therefore, in the
ここで、本実施例の電磁弁12において、燃料通路74の通路断面積をA、筒状隙間75の総面積をB、および複数個の貫通孔77の総面積をCとしたとき、A≦B,A≦Cの関係を満足するように構成しても良い。
電磁弁自身のバルブ5の開弁駆動時に、電磁弁12の内部より外部に排出されるリーク燃料流量が、例えば50mm3 /st以下の時に、筒状隙間75を、総面積Bで例えば1.2mm2 (アーマチャ上部の燃料通路74の最小通路断面積A)以上とし、同じく、貫通孔77の孔径と個数を、総面積Cが1.2mm2 以上となるように設定すれば、燃料排出通路として成立する(アーマチャ7が安定した作動を行うことができ、正確な燃料噴射量を得ることができる)。また、アーマチャ7またはストッパ9に燃料通路溝(燃料逃がし溝67)が残る場合は、両方の燃料通路の総和面積が1.2mm2 以上となるように設定すれば良い。これ以外に燃料通路がある場合も、同様に、総和面積が1.2mm2 以上となるように設定すれば良い。
Here, in the
When the flow rate of leaked fuel discharged from the inside of the
また、本実施例の電磁弁12においては、電磁弁6の電磁力によってアーマチャ7が図示上方に引き上げられてアーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の円筒壁部71の規制面72に当接した際の燃料逃がし通路として、筒状隙間75、環状溝76および複数個の貫通孔77を利用することで、アーマチャ7の当接面66またはストッパ9の規制面72に設けている燃料通路溝を廃止または減らすことができる。例えば図4に示したように、複数の燃料逃がし溝67の通路長を、図13の燃料逃がし溝121よりも短くすることができ、且つアーマチャ7の当接面66における燃料逃がし溝を廃止することができる。
すなわち、アーマチャ7のステータ側端面またはストッパ9の規制面72に燃料通路溝を設けなくても、あるいは燃料逃がし溝67等の燃料通路溝の面積を少なくしても、アーマチャ室46の燃料(燃料通路74の燃料)を、ストッパ9の円筒壁部71内のスプリング収容室79に流すことができる。
Further, in the
That is, even if the fuel passage groove is not provided on the stator side end surface of the
これによって、アーマチャ7の作動安定性を悪化させることなく、また、電磁石6の電磁力の低下を伴うことなく、アーマチャ7の突起部65の当接面66とストッパ9の円筒壁部71の規制面72との当接部の当接面積を増やす(拡大する)ことができる。これに伴って、アーマチャ7とストッパ9との当接部の面圧が減少し、アーマチャ7とストッパ9との当接部の摩耗量が減る。したがって、アーマチャ7とストッパ9との当接部の耐摩耗性を向上できるので、アーマチャ7のリフト量の経年変化(例えばアーマチャ7のリフト量の増加傾向)を抑制することができる。この結果、圧力制御室37から電磁弁12の内部を通って外部に排出されるリーク燃料流量が増加するのを抑制できるので、ノズルニードル32の開弁時期の変化に伴うインジェクタ4より噴射される燃料噴射量の増加を抑制することができる。
As a result, the operation stability of the
よって、エンジンの性能の変化および排気ガスのエミッションの悪化等も抑えることができる。また、非常に速い作動応答性や高精度の噴射量制御性を得ることができるので、エンジンの1回の燃焼工程中(720°CA)に、電磁弁12を2回以上開弁駆動して、主噴射(メイン噴射)の前後にパイロット噴射を効果的に実施することができる。すなわち、短時間に電磁弁自身のバルブ5を開弁駆動および閉弁駆動させることができるので、近年のディーゼルエンジンの排気ガス規制強化に対応可能な電磁弁12となる。
Therefore, changes in engine performance, deterioration of exhaust gas emissions, and the like can be suppressed. In addition, since very fast operation responsiveness and highly accurate injection amount controllability can be obtained, the
ここで、図5は、本発明の実施例1に対する比較例1を示したもので、ストッパ9の円筒壁部71の外周に環状溝76を持たない電磁弁12を示す。この比較例1に対して、本実施例の電磁弁12においては、上述したように、ストッパ9の円筒壁部71の外周に、複数個の貫通孔77を全て繋ぐように環状溝76を設けている。これにより、アーマチャ室46、つまり燃料通路74から筒状隙間75を経て複数個の貫通孔77に流れ込むリーク燃料の流れ性を向上させることができるので、筒状隙間75を必要最小限の通路断面積まで狭くすることができる。また、仮に複数個の貫通孔77のうちの1個の貫通孔77が異物等により塞がれても、あるいは1個の貫通孔77を残して残りの貫通孔77が異物等により塞がれても、リーク燃料の流れ性の低下を抑えることができる。
また、本実施例の電磁弁12においては、上述したように、ストッパ9の円筒壁部71の外周面とステータ14の嵌合部62の内周面との間の筒状隙間75の通路断面積を増やすように、ストッパ9の円筒壁部71の外周面から円筒壁部71の内周側に向けて凹ませることで、ストッパ9の円筒壁部71の外周面に環状溝76を設けている。
Here, FIG. 5 shows Comparative Example 1 relative to Example 1 of the present invention, and shows the
Further, in the
これに伴って、電磁石6のステータ14の嵌合部62の内径をあまり大きくしなくても、ストッパ9の円筒壁部71の外周面とステータ14の嵌合部62の内周面との間に筒状隙間75を形成できるので、ステータ14の磁極面積の縮小化を抑制でき、電磁石6の電磁力の低下を抑制することができる。したがって、ストッパ9とステータ14との間に隙間を持たない電磁石の電磁力と同程度とするため、電磁石6のコイル13の外径を大径化する必要はなく、電磁石6の体格(外径)の大型化、つまり電磁弁12の体格の大型化を抑制できる。この結果、自動車等の車両への、つまりエンジンへの電磁弁12の搭載性、すなわち、インジェクタ4の搭載性を向上することが可能となる。
Accordingly, even if the inner diameter of the
また、本実施例の電磁弁12においては、上述したように、環状溝76の溝深さを、複数個の貫通孔77の通路長と略同一とすることにより、ストッパ9の円筒壁部71の強度低下を抑制することができる。また、本実施例の電磁弁12においては、上述したように、環状溝76および複数個の貫通孔77を、ストッパ9の円筒壁部71の軸線方向の中心部よりもアーマチャ側、特に規制面近傍に配設している。これにより、ストッパ9の円筒壁部71の外周面とステータ14の嵌合部62の内周面との間の筒状隙間75の軸線方向の通路長が短くなる。仮に筒状隙間75を必要最小限の通路断面積まで狭くした場合でも、筒状隙間75の軸線方向の通路長が短いため、筒状隙間75を通過するリーク燃料圧力およびリーク燃料流量が減り難くなる。これに伴って、電磁弁自身のバルブ5が開弁してから、ノズルニードル32およびコマンドピストン35がリフトを開始するまでの時間(開弁遅延時間)が長くなることはなく、インジェクタ4の噴射量特性の変化を抑制することができる。
Further, in the
図6は本発明の実施例2を示したもので、インジェクタ用電磁弁を示した図である。 FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention and is a view showing an injector solenoid valve.
本実施例の電磁弁12のストッパ9は、その円筒壁部71の図示上端部の外周から鍔状に延ばされたフランジ部90を有している。そして、ストッパ9は、電磁石6のステータ14の図示上端面とハウジング51の図示下端面との間に挟み込まれた状態で、ステータ14の嵌合部62の内部に保持されている。また、本実施例の電磁弁12は、筒状隙間75、環状溝76、複数個の貫通孔77およびスプリング収容室79よりなる燃料逃がし通路の他に、燃料排出通路91を有している。
The
この燃料排出通路91は、電磁弁6の電磁力によってアーマチャ7が図示上方に引き上げられてアーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の円筒壁部71の規制面72に当接した際に、アーマチャ室46のリーク燃料が、電磁弁6のステータ14の外周とステータケース53の内周との間の筒状隙間93、ストッパ9のフランジ部90の図示上端面とハウジング51の図示下端面との間の環状隙間94を経て、燃料排出通路80に流れる。これに伴って、アーマチャ7やストッパ9に設けている燃料通路溝を廃止することができる。
In the
したがって、アーマチャ7の作動安定性を悪化させることなく、また、電磁石6の電磁力の低下を伴うことなく、アーマチャ7の突起部65の当接面66とストッパ9の円筒壁部71の規制面72との当接部の当接面積を増やす(拡大する)ことができる。これにより、アーマチャ7とストッパ9との当接部の耐摩耗性を向上させることが可能となる。また、本実施例では、実施例1と比べてスプリング収容室79の燃料の流れ性がより良好となり、アーマチャ7の上昇速度をより速くすることができる。
Therefore, the
図7は本発明の実施例3を示したもので、インジェクタ用電磁弁を示した図である。 FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention and is a view showing an injector solenoid valve.
本実施例の電磁弁12は、アーマチャ7のフルリフト量を規制するストッパ9が電磁石6のステータ14の嵌合部62の内部に保持されている。また、ストッパ9の円筒壁部71の軸線方向の上端側(第2エンド側)は、ハウジング51の嵌合部(嵌合穴)73内に圧入嵌合によって保持固定されている。そして、ストッパ9の円筒壁部71内のスプリング収容室79は、ストッパ9の円筒壁部71の第1エンド側の開口部が、アーマチャ室46に向けて開口している。また、スプリング収容室79は、ストッパ9の円筒壁部71の第2エンド側の開口部が、ハウジング51の嵌合穴73の穴底面によって閉塞されている。すなわち、本実施例は、スプリング収容室79が袋穴となっており、電磁弁自身のバルブ5の開弁時にアーマチャ室46に流れ込むリーク燃料を、インジェクタ本体31に設けられたリークポートから外部に排出するサイドリターン方式の電磁弁12が採用されている。
In the
本実施例のインジェクタ4では、電磁弁自身のバルブ5の開弁時に、電磁弁6の電磁力によってアーマチャ7が図示上方に引き上げられてアーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の円筒壁部71の規制面72に当接した際に、ストッパ9の円筒壁部71内のスプリング収容室79の燃料が、複数個の貫通孔77、環状溝76および筒状隙間75を通り、アーマチャ室46、特にアーマチャ7のステータ側端面(および複数の燃料逃がし溝67)とステータ14の磁極面61との間の燃料通路74に流れ出るため、スプリング収容室79の燃料が増圧されることはない。
In the
なお、電磁弁12のアーマチャ室46からインジェクタ本体31の内部の燃料排出通路内に流れ出たリーク燃料は、インジェクタ本体31に設けられたリークポート119(図11参照)から外部に排出されて、リリーフ配管29を経て燃料タンク1に戻される。
また、電磁弁自身のバルブ5の閉弁時に、コイルスプリング63の付勢力によってアーマチャ7が図示下方に押し下げられてアーマチャ7がストッパ9の円筒壁部71の規制面72より離脱すると、アーマチャ室46、特に燃料通路74の燃料が、筒状隙間75、環状溝76、複数個の貫通孔77およびスプリング収容室79を通り、再度アーマチャ室46に流れ出るため、スプリング収容室79の燃料が増圧されることはない。
The leaked fuel that has flowed out of the
When the
したがって、サイドリターン方式の電磁弁12においても、筒状隙間75、環状溝76、複数個の貫通孔77およびスプリング収容室79を燃料逃がし通路として利用できるので、アーマチャ7の当接面66またはストッパ9の規制面72に設けている燃料通路溝を廃止または減らすことができる。これに伴って、アーマチャ7の作動安定性を悪化させることなく、また、電磁石6の電磁力の低下を伴うことなく、アーマチャ7とストッパ9との当接部の当接面積を増やす(拡大する)ことができる。これにより、アーマチャ7とストッパ9との当接部の耐摩耗性を向上させることが可能となる。
Accordingly, in the side return
図8は本発明の実施例4を示したもので、インジェクタ用電磁弁を示した図である。 FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention and is a view showing an injector solenoid valve.
本実施例の電磁弁12のストッパ9は、実施例2と同様に、フランジ部90を有している。そして、本実施例の電磁弁12は、筒状隙間75、環状溝76、複数個の貫通孔77およびスプリング収容室79よりなる燃料逃がし通路の他に、燃料排出通路91を有している。この燃料排出通路91は、電磁弁6の電磁力によってアーマチャ7が図示上方に引き上げられてアーマチャ7の突起部65の当接面66がストッパ9の円筒壁部71の規制面72に当接した際に、ストッパ9の円筒壁部71内のスプリング収容室79の燃料が、環状隙間94、筒状隙間93を通り、アーマチャ室46に流れ出るため、スプリング収容室79の燃料が増圧されることはない。また、本実施例では、実施例3と比べてスプリング収容室79の燃料の流れ性がより良好となり、アーマチャ7の上昇速度をより速くすることができる。
The
[変形例]
本実施例では、コイル13およびステータ14によって電磁石6を構成したが、コイル13のみによって電磁石6を構成しても良い。また、電磁石6を、ヨークやマグネチックプレート等の他の固定コアを用いて構成しても良い。
本実施例では、電磁石6のステータ14の磁極面61とストッパ9の円筒壁部71の規制面72とを同一平面上に設置しているが、電磁石6のステータ14の磁極面61よりもストッパ9の円筒壁部71の規制面72をアーマチャ側に突出させるようにしても良い。この場合には、アーマチャ7の突起部65を廃止できる。
[Modification]
In this embodiment, the
In this embodiment, the
本実施例では、本発明の燃料噴射装置用電磁式アクチュエータを、燃料噴射弁用電磁式アクチュエータ、すなわち、インジェクタ用電磁弁に適用しているが、内部に燃料が通過するものであれば、バルブ等の移動体だけでなく、シャッターやドア等の移動体を2位置にて駆動する燃料噴射装置用電磁式アクチュエータに適用しても良い。また、燃料噴射装置用電磁式アクチュエータを、サプライポンプ2の電磁弁(燃料調量弁)10やコモンレール3の減圧弁のようにバルブ等の移動体の位置を連続的または段階的に変更可能な電磁式流量制御弁に適用しても良い。
In this embodiment, the electromagnetic actuator for a fuel injection device of the present invention is applied to an electromagnetic actuator for a fuel injection valve, that is, an electromagnetic valve for an injector. The present invention may be applied to an electromagnetic actuator for a fuel injection device that drives not only a moving body such as a shutter but also a moving body such as a shutter and a door at two positions. Further, the position of a moving body such as a valve can be changed continuously or stepwise, such as the solenoid valve (fuel metering valve) 10 of the
本実施例では、ストッパの側壁として、アーマチャ側の開口端部(ストッパ9の第1エンド)から、アーマチャ側に対して軸線方向の逆側の開口端部(ストッパ9の第2エンド)に向けて真っ直ぐに軸線方向に延びる円筒壁部71を設けているが、ストッパの側壁として、ストッパ9の規制面72から、アーマチャ側に対して軸線方向の逆側に延びる筒壁部(側壁部)を設けても良い。
In this embodiment, the side wall of the stopper is directed from the opening end on the armature side (first end of the stopper 9) toward the opening end on the opposite side in the axial direction (second end of the stopper 9) from the armature side. A
なお、ストッパ9の円筒壁部(側壁)71の外周側に設けられる環状溝76とストッパ9の円筒壁部(側壁)71の内周側に設けられるスプリング収容室(空間)79とを連通する貫通孔77は、少なくとも1個以上設けられていれば良い。また、本実施例では、ストッパ9の円筒壁部(側壁)71を(ストッパ9の側壁の軸線方向に対して略直交する方向(半径方向)、放射状に)真っ直ぐに貫通するように少なくとも1個以上の貫通孔77を設けているが、ストッパ9の円筒壁部(側壁)71の内周面から外周側(環状溝76の溝底面)に向けて円弧状またはS字状に湾曲して貫通するように少なくとも1個以上の貫通孔を設けても良い。
The
1 燃料タンク(燃料系の低圧側)
4 インジェクタ(内燃機関用燃料噴射弁)
5 バルブ
6 電磁石
7 アーマチャ
9 ストッパ
11 燃料噴射ノズル
12 電磁弁(インジェクタ用電磁弁)
13 コイル(電磁石)
14 ステータ(電磁石)
27 リークポート
46 アーマチャ室
51 電磁弁のハウジング(ブロック)
54 リテーニングナット(アーマチャ室を形成するハウジング)
62 ステータの嵌合部
63 コイルスプリング
65 アーマチャの突起部
66 アーマチャの当接面
67 アーマチャの燃料逃がし溝
69 アーマチャの放射状溝
71 ストッパの円筒壁部(ストッパの側壁、筒壁部)
72 ストッパの規制面
74 燃料通路
75 筒状隙間
76 環状溝
77 貫通孔
79 スプリング収容室(スプリング室、筒壁部内の空間)
119 リークポート
1 Fuel tank (low pressure side of fuel system)
4. Injector (fuel injection valve for internal combustion engine)
5
13 Coil (electromagnet)
14 Stator (electromagnet)
27
54 Retaining nut (housing that forms the armature chamber)
62 Stator
72 Restricting surface of
119 Leak Port
Claims (12)
(b)この電磁石の電磁力によって前記電磁石の磁極面側に吸引されるアーマチャと、 (c)前記電磁石の内部に配設されて、前記アーマチャが前記電磁石の磁極面側に移動した際に、前記アーマチャの移動量を規制する規制面を有するストッパと、
(d)少なくとも前記アーマチャの周囲を取り囲むように配設されて、前記電磁石の磁極面および前記ストッパの規制面との間に、前記アーマチャと共に燃料を収容するアーマチャ室を形成するハウジングと
を備えた燃料噴射装置用電磁式アクチュエータにおいて、
前記電磁石と前記ストッパとの間には、前記アーマチャ室に連通する隙間が設けられており、
前記ストッパの側壁には、その外周を周方向に取り囲む環状溝、および前記ストッパの側壁の内周側の空間と前記環状溝とを連通する貫通孔が設けられており、
前記貫通孔は、前記環状溝および前記隙間を介して前記アーマチャ室に連通していることを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。 (A) an electromagnet that generates magnetic force when energized;
(B) an armature that is attracted to the magnetic pole surface side of the electromagnet by the electromagnetic force of the electromagnet, and (c) disposed inside the electromagnet, and when the armature moves to the magnetic pole surface side of the electromagnet, A stopper having a regulating surface for regulating the movement amount of the armature;
(D) a housing which is disposed so as to surround at least the periphery of the armature and which forms an armature chamber for containing fuel together with the armature between the magnetic pole surface of the electromagnet and the regulating surface of the stopper. In an electromagnetic actuator for a fuel injection device,
A gap communicating with the armature chamber is provided between the electromagnet and the stopper,
The side wall of the stopper is provided with an annular groove that surrounds the outer periphery in the circumferential direction, and a through hole that communicates the space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper with the annular groove.
The electromagnetic actuator for a fuel injection device, wherein the through hole communicates with the armature chamber through the annular groove and the gap.
前記環状溝は、前記隙間の通路断面積を増やすように前記ストッパの側壁の外周面から前記ストッパの側壁の内周側に向けて凹んでいることを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。 The electromagnetic actuator for a fuel injection device according to claim 1,
The electromagnetic actuator for a fuel injection device, wherein the annular groove is recessed from an outer peripheral surface of the side wall of the stopper toward an inner peripheral side of the side wall of the stopper so as to increase a cross-sectional area of the gap.
前記環状溝の溝深さは、前記貫通孔の通路長と略同一であることを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。 The electromagnetic actuator for a fuel injection device according to claim 1 or 2,
An electromagnetic actuator for a fuel injection device, wherein a groove depth of the annular groove is substantially the same as a passage length of the through hole.
前記貫通孔および前記環状溝は、前記ストッパの側壁の軸線方向の中心部よりも前記アーマチャ側、あるいは前記規制面近傍に配設されていることを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。 The electromagnetic actuator for a fuel injection device according to any one of claims 1 to 3,
The electromagnetic actuator for a fuel injection device, wherein the through hole and the annular groove are arranged on the armature side or in the vicinity of the regulation surface with respect to the axial center portion of the side wall of the stopper.
前記電磁石の磁極面と前記アーマチャとの間に形成される燃料通路の通路断面積をA、 前記電磁石と前記ストッパとの間の隙間の総面積をB、
前記貫通孔の総面積をCとしたとき、
A≦B,A≦Cの関係を満足したことを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。 The electromagnetic actuator for a fuel injection device according to any one of claims 1 to 4,
A is the cross-sectional area of the fuel passage formed between the magnetic pole surface of the electromagnet and the armature, B is the total area of the gap between the electromagnet and the stopper,
When the total area of the through holes is C,
An electromagnetic actuator for a fuel injection device, characterized by satisfying the relationship of A ≦ B and A ≦ C.
前記貫通孔は、前記ストッパの側壁を貫通する複数の貫通孔よりなり、
前記環状溝は、前記複数の貫通孔を全て繋ぐように設けられていることを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。 The electromagnetic actuator for a fuel injection device according to any one of claims 1 to 5,
The through hole is composed of a plurality of through holes that penetrate the side wall of the stopper,
The electromagnetic actuator for a fuel injection device, wherein the annular groove is provided so as to connect all of the plurality of through holes.
前記アーマチャは、前記規制面に当接する当接面を含む電磁石側端面に放射状溝を有していることを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。 The electromagnetic actuator for a fuel injection device according to any one of claims 1 to 6,
The electromagnetic actuator for a fuel injection device, wherein the armature has a radial groove on an end face of the electromagnet including an abutting surface that abuts on the regulating surface.
前記アーマチャを前記規制面より引き離す方向に荷重を与えるスプリングを備え、
前記ストッパの側壁の内周側の空間は、前記スプリングを収容するスプリング室として利用されていることを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。 The electromagnetic actuator for a fuel injection device according to any one of claims 1 to 7,
A spring for applying a load in a direction to separate the armature from the regulating surface;
An electromagnetic actuator for a fuel injection device, wherein a space on an inner peripheral side of a side wall of the stopper is used as a spring chamber for housing the spring.
内燃機関の気筒に燃料を噴射供給するインジェクタ用電磁弁に適用されて、
前記インジェクタ用電磁弁は、余剰燃料を燃料系の低圧側に溢流するリークポートを有し、
前記ストッパの側壁の内周側の空間は、前記アーマチャ側に対して逆側が前記リークポートに向けて開口していることを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。 The electromagnetic actuator for a fuel injection device according to any one of claims 1 to 8,
Applied to an injector solenoid valve that injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine,
The injector solenoid valve has a leak port that overflows excess fuel to the low pressure side of the fuel system,
The electromagnetic actuator for a fuel injection device, wherein the space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper is open toward the leak port on the opposite side to the armature side.
内燃機関の気筒に燃料を噴射供給するインジェクタ用電磁弁に適用されて、
前記インジェクタ用電磁弁は、前記ストッパのアーマチャ側に対して逆側端部を保持固定するハウジングを有し、
前記ストッパの側壁の内周側の空間は、前記アーマチャ側に対して逆側が前記ハウジングによって液密的に閉塞されていることを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。 The electromagnetic actuator for a fuel injection device according to any one of claims 1 to 8,
Applied to an injector solenoid valve that injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine,
The injector solenoid valve has a housing that holds and fixes the opposite end to the armature side of the stopper,
The electromagnetic actuator for a fuel injection device, wherein the space on the inner peripheral side of the side wall of the stopper is liquid-tightly closed by the housing on the opposite side to the armature side.
前記アーマチャは、前記インジェクタ用電磁弁を開弁駆動することを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。 The electromagnetic actuator for a fuel injection device according to claim 9 or 10,
An electromagnetic actuator for a fuel injection device, wherein the armature drives the injector electromagnetic valve to open.
前記インジェクタ用電磁弁は、内部に弁孔が形成されたバルブシート、およびこのバルブシートに対して着座、離脱して前記弁孔を開閉するバルブを有し、
前記アーマチャは、前記バルブを開弁駆動することを特徴とする燃料噴射装置用電磁式アクチュエータ。
The electromagnetic actuator for a fuel injection device according to any one of claims 9 to 11,
The injector solenoid valve has a valve seat in which a valve hole is formed, and a valve that opens and closes the valve hole by being seated on and disengaged from the valve seat.
An electromagnetic actuator for a fuel injection device, wherein the armature drives the valve to open.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006025669A JP2007205263A (en) | 2006-02-02 | 2006-02-02 | Electromagnetic actuator for fuel injection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006025669A JP2007205263A (en) | 2006-02-02 | 2006-02-02 | Electromagnetic actuator for fuel injection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007205263A true JP2007205263A (en) | 2007-08-16 |
Family
ID=38484935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006025669A Pending JP2007205263A (en) | 2006-02-02 | 2006-02-02 | Electromagnetic actuator for fuel injection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007205263A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013103260A1 (en) | 2012-04-11 | 2013-10-17 | Denso Corporation | Fuel injector |
CN103807069A (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-21 | 株式会社电装 | Fuel injection valve |
KR101549523B1 (en) | 2014-09-18 | 2015-09-02 | 말레동현필터시스템 주식회사 | Thermo switch assembly |
JP2016535412A (en) * | 2013-08-26 | 2016-11-10 | デルファイ・インターナショナル・オペレーションズ・ルクセンブルク・エス・アー・エール・エル | Electrical connector for fuel injector |
CN108375999A (en) * | 2018-05-21 | 2018-08-07 | 天津理工大学 | A kind of flow stable-pressure device and its method for stabilizing voltage based on parallel cylinder |
-
2006
- 2006-02-02 JP JP2006025669A patent/JP2007205263A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013103260A1 (en) | 2012-04-11 | 2013-10-17 | Denso Corporation | Fuel injector |
US9109559B2 (en) | 2012-04-11 | 2015-08-18 | Denso Corporation | Fuel injection apparatus |
DE102013103260B4 (en) * | 2012-04-11 | 2016-05-25 | Denso Corporation | Fuel injector |
CN103807069A (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-21 | 株式会社电装 | Fuel injection valve |
US9169813B2 (en) | 2012-11-13 | 2015-10-27 | Denso Corporation | Fuel injection valve |
JP2016535412A (en) * | 2013-08-26 | 2016-11-10 | デルファイ・インターナショナル・オペレーションズ・ルクセンブルク・エス・アー・エール・エル | Electrical connector for fuel injector |
KR101549523B1 (en) | 2014-09-18 | 2015-09-02 | 말레동현필터시스템 주식회사 | Thermo switch assembly |
CN108375999A (en) * | 2018-05-21 | 2018-08-07 | 天津理工大学 | A kind of flow stable-pressure device and its method for stabilizing voltage based on parallel cylinder |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10731615B2 (en) | Flow rate control valve and high-pressure fuel supply pump | |
US20180163683A1 (en) | High pressure fuel supply pump with electromagnetic suction valve | |
JP2006194237A (en) | Electromagnetic actuator | |
JP4572885B2 (en) | Duty ratio controller | |
JP4457827B2 (en) | solenoid valve | |
JP5905046B2 (en) | High pressure fuel supply pump with electromagnetic suction valve | |
JP2008169963A (en) | Flow control valve | |
JP2010174849A (en) | Solenoid valve and fuel injection valve | |
JP2007205263A (en) | Electromagnetic actuator for fuel injection device | |
WO2022004431A1 (en) | High pressure pump | |
EP2011998B1 (en) | Fuel pump for internal combustion engine | |
WO2021054006A1 (en) | Electromagnetic suction valve and high-pressure fuel supply pump | |
JP2006299855A (en) | Fluid control valve | |
JP4572776B2 (en) | Flow control valve | |
JP4363369B2 (en) | High pressure fuel seal structure of fuel injection device | |
JP5176948B2 (en) | Fuel supply device and high-pressure pump | |
JP2006138397A (en) | Solenoid valve | |
US8608456B2 (en) | High pressure pump | |
JP4442822B2 (en) | solenoid valve | |
JPH08261019A (en) | Injection timing control device for fuel injection pump | |
JP4379383B2 (en) | Common rail fuel injection system | |
JP2017145731A (en) | High pressure fuel supply pump | |
JP4529792B2 (en) | solenoid valve | |
JP5093212B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP2008163772A (en) | Fuel control valve |