CN101506510B - 燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃料喷射阀，在用于内燃机的喷射器中，缩短因燃料通路的流体阻力而产生的闭阀延迟时间，降低最小喷射量。利用电磁力将电枢向在中心设有燃料通路的固定铁芯的端面吸引，控制与电枢一同被驱动的阀体而开闭燃料喷射口，其中，在电枢上端面的中央设有燃料存储处，在电枢设有一端向该燃料存储处开口的沿轴方向延伸的贯通孔，且设有从燃料存储处向半径方向外侧延伸并向电枢的上端面和固定铁芯的下端面之间的磁隙供给燃料的燃料通路。另外，在电枢的上端面开口的贯通孔的开口位置在其至少一部分与固定铁芯的燃料导入孔面对面的位置开口，另外在该贯通孔的开口部设有将从电枢的中心侧流向外侧的燃料捕获并导向贯通孔的燃料导入部。

Description

燃料喷射阀

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射阀，特别是涉及利用电磁驱动的活动元件对燃料通路进行开闭的燃料喷射阀。

背景技术

作为现有这种燃料喷射阀，特开平11～22585号公报中公开有如下方法，通过在电枢的外周部设置纵方向的槽，来降低电枢移动时的流体阻力，并提高阀动作的响应性。

特开昭58～178863号公报、或特开2006～22721号公报中记载的是，活动元件的构成为包括圆筒状的电枢部、位于该电枢部的中心部的柱塞部以及设于柱塞的前端的阀体，在中心部具有导入燃料的燃料导入孔的固定铁芯的端面和电枢的端面之间设有磁隙，进而具备向包含该磁隙的磁通路供给磁通的电磁线圈。

记载有在电枢上设置沿轴方向延伸的贯通孔的技术。

另外，特开表2002～528672号公报中记载的是，柱塞贯穿电枢的中心配置，在其周围的电枢部分设置沿轴方向穿过电枢的贯通孔，从而构成燃料通路。

上述现有技术中，设于电枢的燃料通路的流体阻力对电枢的动作带来影响，从而不能充分改善开阀或闭阀时的响应性。

发明内容

本发明的目的在于，按照从固定铁芯的燃料导入孔向电枢侧供给的燃料能够顺畅地向电枢下游供给，或者在特定的条件下电枢下游的燃料能够顺畅地向电枢上游移动的方式，使包含电枢的活动元件的动作顺畅，从而提高燃料喷射阀的开闭响应速度。

本发明的上述目的通过如下设置实现，即，在电枢的上端面开口的贯通孔的开口位置在其至少一部分与固定铁芯的燃料导入孔面对面的位置开口，另外，在该贯通孔的开口部设有将从电枢的中心侧流向外侧的燃料捕获并导向贯通孔的燃料导入部。

优选的是，贯通孔的长度比电枢的轴方向尺寸短。

优选的是，贯通孔的上端部(固定铁芯侧)在与固定铁芯面对面的开口以外的部位形成有向中心部侧开口的燃料导入部。

根据这样构成的本发明，燃料喷射阀的开闭时的响应性得以提高。

附图说明

图1是表示本发明的一实施例的燃料喷射阀的整体的剖面图；

图2是将图1的局部放大了的剖面图；

图3是表示本发明的电枢的平面图和中心的剖面图；

图4是表示关闭喷射口时的燃料的流动的图；

图5是电枢的磁吸引力特性的图；

图6是另一实施方式的电枢的平面图；

图7是再一实施方式的电枢的平面图；

图8是再一实施方式的电枢的平面图；

图9是本发明的另一实施例的燃料喷射阀的局部放大剖面图。

具体实施方式

下面，用图1、图2对实施方式的整体构成进行说明。

图1是实施例的燃料喷射阀的纵剖面图。图2是图1的局部放大图，表示了实施例的燃料喷射阀的详细特征。

金属材料制的喷嘴管101具备直径小的小径筒状部22和直径大的大径筒状部23，两者间通过圆锥截面部24连接。

在小径筒状部22的前端的部分形成有喷嘴体。具体而言，在形成于小径筒状部的前端部分的内部的筒状部依次层叠插入有将燃料导向中心的导向部件115和具备有燃料喷射口116A的孔板116，在孔板116的周围通过焊接固定在筒状部上。

导向部件115对下述的活动元件114的柱塞114A或设置于其前端的阀体114B的外周进行引导，并且也兼作将燃料从放射方向外侧向内侧引导的燃料的导向件。

在孔板116上，在面向导向部件115的一侧形成有圆锥状的阀座。设置于柱塞114A的前端的阀体114B与该阀座39抵接，将燃料的流动或者导入燃料喷射口116A或者将其截断。

在喷嘴体的外周形成有槽，以树脂材料制的薄片封层或在金属的周边烧结有橡胶的密封垫为代表的密封部件嵌入该槽内。

在金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的内周下端部，将对活动元件114的柱塞114A进行引导的柱塞导向件113压入固定在大径筒状部23的拉深加工部25。

柱塞导向件113设置有将柱塞114A向中央引导的导向孔127，在其周围穿孔设置多个燃料通路126。

另外，在中央的上面通过挤压加工形成有凹部125。在该凹部125内保持有弹簧112。

在柱塞导向件113的中央下面通过挤压加工形成有对应于该凹部125的凸部，在其凸部中央设置有柱塞114A的导向孔127。

这样，细长形状的柱塞114A利用柱塞导向件113的导向孔127和导向部件115的导向孔，以笔直复运动的方式被导向。

这样，金属材料制的喷嘴管101从前端部到后端部由同一部件一体形成，因此，容易进行部件的控制，另外，组装作业性良好。

在柱塞114A的设置有阀体114B的端部的相反侧的端部设置有具备具有比柱塞114A的直径大的外径的台阶部129、133的头部114C。在台阶部129的上端面设置有弹簧110的支承面，在中心形成有弹簧导向用的突起131。

活动元件114具有在中央具备有柱塞114A贯通的贯通孔的电枢102。电枢102在和柱塞导向件113面对面的一侧的面的中央形成有弹簧支承用的凹部112A，在柱塞导向件113的凹部125和该凹部112A之间保持有弹簧112。

由于贯通孔128的直径比头部114C的台阶部133及台阶部129的直径小，因此，在将柱塞114A向孔板116的阀座按压的弹簧110的弹力或重力的作用下，柱塞114A的头部114C的台阶部129的内周下端面与在由弹簧112保持的电枢102的上侧面形成的凹处123的底面123A抵接，两者进行卡合。

由此，对电枢102向与弹簧112的弹力或重力对抗的上方的移动、或者柱塞114A向沿弹簧112的弹力或重力的下方的移动而言，两者协作而一同移动。

但是，不管弹簧112的弹力或重力如何，使柱塞114A向上方移动的力、或者使电枢102向下方移动的力独立并分别作用于柱塞及电枢时，两者将会向各自的方向移动。

此时，在贯通孔128的部分，存在于柱塞114A的外周面和电枢102的内周面之间的5～15微米的微小间隙内的流体的膜相对于两者向不同的方向的移动而产生摩擦，从而抑制两者的移动。即，对于两者的快速位移起到制动作用。对于慢慢的移动几乎不显示阻力。这样，这种两者向相反方向的瞬间动作在短时间内会衰减。

在此，电枢102不处于大径筒状部23的内周面和电枢102的外周面之间，而是利用电枢102的贯通孔128的内周面和柱塞114A的外周面来保持中心位置。而且，柱塞114A的外周面作为电枢102单独沿轴方向移动时的导向发挥功能。

电枢102的下端面与柱塞导向件113的上端面面对面，但因弹簧112介于中间，所以两者不会接触。

在电枢102的外周面和金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的内周面之间设置有侧隙130。为了容许电枢102的轴方向的移动，在贯通孔128的部分，使该侧隙130为比形成于柱塞114A的外周面和电枢102的内周面之间的5～15微米的微小间隙大的、例如0.1毫米左右。过大时，磁阻力变大，因此，该间隙由和磁阻力保持均衡来决定。

固定铁芯107被压入金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的内周部，燃料导入管108被压入其上端部，在喷嘴管101的大径筒状部23和燃料导入用的管部108的压入接触位置进行焊接接合。通过该焊接接合，形成于金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的内部和大气之间的燃料泄漏间隙被密闭。

燃料导入管108和固定铁芯107在中心设置有比柱塞114A的头部114C的直径稍大的直径D的贯通孔。

在非接触状态下，柱塞114A的头部114C插通在固定铁芯107的作为燃料导入通路的贯通孔107D的下端部内周，固定铁芯107的贯通孔107D的内周下端边缘132和头部114C的台阶部133的外周边缘部134之间的间隙赋予与上述侧隙130相同程度的间隙S1。这是因为：比电枢102的与内周边缘部135的间隔(约40～100微米)大，尽可能地减少磁通从固定铁芯107向柱塞114A漏泄。

初始载荷设定用的弹簧110的下端与形成于台阶部133的上端面的弹簧座117抵接，其台阶部133设置在柱塞114A的头部114C上，利用将弹簧110的另一端压入固定铁芯107的贯通孔107D的内部的调节件54挡止，由此，将其固定在头部114C和调节件54之间。

通过对调节件54的固定位置进行调节，可以调节弹簧110将柱塞114A按压在阀座39上的初始载荷。

电枢102的行程调节如下：在将电磁线圈(104、105)、磁轭(103、106)安装在喷嘴管101的大径筒状部23外周后，将电枢102安置在喷嘴管101的大径筒状部23内，在将柱塞114A插通在电枢102内的状态下，利用夹具将柱塞114A按下在闭阀位置，检测对线圈105通电时的活动元件114的行程，同时决定固定铁芯107的压入位置，由此，可以将活动元件114的行程调节在任意位置。

如图1、图2所示，构成为：在调节了初始载荷设定弹簧110的初始载荷的状态下，固定铁芯107的下端面相对于活动元件114的电枢102的上端面122，隔开大约40～100微米左右(在附图中放大表示)的磁吸引间隙136而与其面对面。电枢102的外径和固定铁芯107的外径实际上仅差一点点(约0.1毫米)，电枢102的外径较小。另一方面，位于电枢102的中心的贯通孔128的内径比活动元件114的柱塞114A及阀体的外径稍大。另外，固定铁芯107的贯通孔的内径比头部114C的外径稍大。而且，头部114C的外径比电枢102的贯通孔128的内径大。

由此，充分确保在磁吸引间隙136内的磁通路面积，同时确保了柱塞114A的头部114C的下端面和电枢102的凹处123A的底面的轴方向的卡合余量。

在金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的外周固定有杯状磁轭103和以堵塞该杯状磁轭103的敞开侧开口的方式设置的环状的上磁轭106。

在杯状磁轭103的底部，在中央设置有贯通孔，金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23插通在贯通孔内。

杯状磁轭103的外周壁的部分形成与金属材料制的喷嘴管101的大径筒状部23的外周面对面的外周磁轭部。

环状的上磁轭106的外周被压入杯状磁轭103的内周。

在由杯状磁轭103和环状的上磁轭106形成的筒状空间内配置有环状或筒状的电磁线圈105。

电磁线圈105包括：具有朝向半径方向外侧开口的截面呈U字状的槽的环状的线圈骨架104、通过卷绕在该槽中的铜线形成的环状线圈105。

电磁线圈装置由骨架(bobbin)104、线圈105、杯状磁轭103及上磁轭106构成。

在线圈105的始卷及终卷端部固定有具有刚性的导体109，导体109自设置于上磁轭106的贯通孔引出。

该导体109和燃料导入管108、喷嘴管101的大径筒状部23的外周由树脂成形体121包覆，树脂成形体121为将绝缘树脂注入杯状磁轭103的上端开口部内周的、上磁轭106上部进行模压成形而成的成形体。

这样，在电磁线圈(104、105)的周围形成有箭头140所示的环形(toroidal)的磁通路140。

由电池电源供电的插头与形成于导体43C的前端部的端子43A连接，利用未图示的控制器控制通电、非通电。

在对线圈105通电中，通过穿过磁回路140的磁通，在磁吸引间隙136内，在活动元件114的电枢102和固定铁芯107之间发生磁吸引力，电枢102被超过弹簧110的设定载荷的力吸引而向上方移动。此时，电枢102和柱塞的头部114C卡合并和柱塞114A一同向上方移动，移动到电枢102的上端面与固定铁芯107的下端面碰撞。

其结果是，柱塞114A的前端的阀体114B离开阀座39，燃料通过燃料通路118，从多个喷射口116A向燃烧室内喷出。

向电磁线圈105的通电被断开后，磁回路140的磁通消失，磁吸引间隙136的磁吸引力也消失。

在该状态下，将柱塞114A的头部114C压向相反方向的初始载荷设定用的弹簧110的弹力大于弹簧112的力，并作用于活动元件114整体(电枢102、柱塞114A)上。

其结果是，失去磁吸引力的活动元件114的电枢102利用弹簧110的弹力，被压回阀体114B与阀座接触的闭位置。

此时，头部114C的台阶部129与电枢102的凹处的底面123A抵接，使电枢102克服弹簧112的力，向柱塞导向件113侧移动。

当阀体114B与阀座正常碰撞时，柱塞114A向压缩弹簧110的方向回弹。

但是，由于电枢102和柱塞114A分体，因此，柱塞114A将会离开电枢102，向电枢102的移动的相反方向移动。

此时，在柱塞114A的外周和电枢102的内周之间发生流体的摩擦，回弹的柱塞114A的能量由因惯性力将向相反方向(阀的关闭方向)移动的电枢102的惯性质量吸收。

在回弹时，由于惯性质量大的电枢102离开柱塞114A，因此，回弹能量自身也变小。

另外，由于吸收柱塞114A的回弹能量的电枢102自身的惯性力相应减小了上述量，因此，压缩弹簧112的能量减少，弹簧112的排斥力变小，由于电枢102自身的回弹现象，而难以发生柱塞114A向开阀方向移动的现象。

这样，将柱塞114A的回弹控制在最小限，在向电磁线圈(104、105)的通电断开后开阀，可以抑制燃料不作为地喷射、所谓二次喷射现象。

在此，要求燃料喷射阀，对输入的开阀信号尽快响应并能够开闭阀。即，将从开阀脉冲信号的上升起到达到实际开阀状态的延迟时间(开阀延迟时间)及、开阀脉冲信号结束后到达到实际闭阀状态的延迟时间(闭阀延迟时间)缩短，但从进一步减小最小的可控制喷射量(最小喷射量)这种观点出发也较重要。其中得知，尤其是闭阀延迟时间的缩短对最小喷射量的降低非常有效。

闭阀延迟时间的缩短的方法之一为：加大弹簧110的设定载荷，其中，弹簧110将使阀体114B从开状态向闭状态转移的力赋予活动元件114，但是，当加大该力后，在开阀时需要较大的力，反倒具有电磁线圈大型化之类的问题。因此，设计上受制约，仅借助该方法未必能充分缩短开阀延迟时间。

作为另一方法，可以考虑：将由固定铁芯107的电磁吸引力吸引的电枢102利用弹簧110按压时，固定铁芯107的下端面和电枢102的上端面122之间的磁隙136达到负压状态，因此，利用其，因电枢102移动而被推压的燃料从燃料通路118迅速流入磁隙136内。

下面，基于该原理对实施例进行说明。在本实施例中，为了缩短闭阀延迟时间，在电枢102上设置用于使燃料沿轴方向流动的燃料通路用贯通孔124(150～153)，且向电枢102的上端面开口的贯通孔的开口位置在其至少一部分与固定铁芯107的燃料导入孔107D面对面的位置开口，另外，在该贯通孔的开口部设置有将从电枢102的中心侧流向外侧的燃料捕获并导向贯通孔的燃料导入部。

优选的是，贯通孔的长度比电枢102的轴方向尺寸短。

优选的是，贯通孔的上端部(固定铁芯侧)在与固定铁芯107的下端面面对面的开口以外的部位形成有向中心部侧开口的燃料导入部。

图3是本发明实施例的电枢102的结构图。(A)是从柱塞头部114C侧看的平面图，(B)是(A)的X～X剖面图。

在电枢102的中央部分设置有凹处123。在其底面123A的中心部穿孔设置使活动元件114的柱塞114A贯通的贯通孔128。

另外，构成燃料通路用的贯通孔150、151、152、153的一部分的截面呈半圆状的四个纵槽150B～153B在凹处123的内周壁面以等间隔分散地形成。该纵槽150B～153B在贯通孔150～153的上部时，作为捕获从中心侧朝向外侧的燃料的燃料导入部起作用。

纵槽150B～153B到达凹处123的底面123A后将底面123A贯通，笔直地向电枢102的与固定铁芯相反侧的端面开口。从底面123A起的之前部分作为截面呈圆形的贯通孔150、151、152、153而形成。其结果是，在底面123A上形成从其外周部向中心侧突出的截面呈半圆状的贯通孔150A～153A。该实施例中，通过截面呈半圆状的贯通孔150A～153A和截面呈半圆状的纵槽150B～153B来构成截面呈圆形的贯通孔150～153，但截面呈半圆状的贯通孔150A～153B的直径和截面呈半圆状的纵槽150B～153B的直径哪个大都可以。总之，条件是具有台阶并开口：以使至少一部分虽然可以在电枢102的凹处123的底面部或者在其中途，但在比电枢102的端面122凹的位置开口，剩余的部分在电枢102的端面122或比上述一部分的开口更靠近电枢102的端面122的位置开口。根据这样的结构，由作为燃料捕获用的导入部起作用的纵槽150B～153B捕获燃料并将燃料向贯通孔150A～153A引导，因此，燃料的流动变得顺畅，电枢102的响应性得以提高。

另外，贯通孔150～153其一部分形成为比固定铁芯的燃料导入孔107D更靠内侧，剩余部分形成在其直径之外。而且，构成为：位于燃料导入孔107D更内侧的部分的贯通孔150～153的上端开口位置形成在比位于燃料导入孔107D的更外侧的部分的贯通孔150～153的上端开口位置更远离固定铁芯107的端面的位置。

在如此构成的本实施例中，从固定铁芯107的燃料导入孔107D流入的燃料流入贯通孔150～153，并且通过贯通孔的开口部，燃料也与电枢102的端面的半径方向外侧连通，其结果是，燃料快速地出入磁隙内。

另外，图3中，实线123

表示凹处123的直径，是指凹处123的内周壁。虚线107

表示固定铁芯107的燃料导入孔107D的内径。另外，点划线117

表示形成于柱塞114A的头部114C的弹簧座117的外径。如图3和图2所示，从固定铁芯107的下端导入凹处123的燃料通过由固定铁芯107的内周的边缘132和弹簧座117的上端外周的边缘之间形成的间隙S1形成的燃料通路进行引导。而且，由于在该燃料通路的正下游(几乎正下方)形成有贯通孔150～153的开口，因此，燃料的流动顺畅。另外，从燃料通路118侧通过贯通孔150～153流动的燃料也顺畅地流入成为负压的电枢102的端面122和固定铁芯107的端面之间的磁隙136。即，由于从燃料导入孔107D直至燃料通路118形成有几乎笔直的燃料通路，故燃料的流动变得顺畅。另外，在磁隙的部分，贯通孔150～153的一部分以使凹处123向半径方向外侧膨胀的形态扩张，因此，来自固定铁芯107的内周的边缘132和弹簧座117的上端外周的边缘134之间的间隙S1的燃料及来自凹处123的燃料顺畅地流入电枢102的端面122和固定铁芯107的端面之间的磁隙136。

此时，构成为贯通孔150～153的通路截面积的总和比由间隙S1形成的燃料通路的通路截面积大。由此，由于在燃料的流动方向上截面积大，所以燃料的流动更顺畅。

另外，由于在由间隙S1形成的燃料通路的通路截面积的下游部设有作为燃料通路的扩展部的凹处123，所以通过了间隙S1的燃料不仅被顺畅地供给到贯通孔150～153，还被顺畅地供给到磁隙136。此时，槽150B～153B的上端部实现了将燃料顺畅地通过接触面160～163之间，从凹处123侧向电枢102的外周侧的凹部区域122供给的作用。

凹处123的深度根据柱塞114A的头部114C的高度方向的尺寸来适宜选择。

凹处123比固定铁芯107的内周径大是一个条件，但大到什么程度，也要考虑与固定铁芯107之间的磁特性来决定。在实施例中，即使在扩大到贯通孔150～153的最外径部的情况下，也能够得到充分的磁特性。

另外，构成为贯通孔150～153的通路截面积的总和比柱塞贯通孔128的截面积大。

由此，得到比在柱塞上设有贯通孔的情况大的燃料通路截面积。当然，也可以在维持实施例的构成的同时，在柱塞114A的中心或外周部设置贯通孔，来进一步扩大燃料通路。

特别是，设于电枢102的贯通孔150～153和设于柱塞导向件113的燃料通路126按照沿周方向及半径方向为相同位置的方式进行组装时，燃料通路从固定铁芯的燃料导入孔直到柱塞导向件113的下游侧的燃料通路118可形成笔直的燃料通路，因此，包含电枢102的活动元件114整体的动作变得更加顺畅。

图4是将电枢102作为燃料喷射阀组装的状态的图，上端面122隔着磁吸引间隙136与固定铁芯107面对面，下端面经由燃料通路与柱塞导向件113面对面。另外，活动元件114的头部114C位于凹处123的底面123A安置，且弹簧座117位于其上部(如图3(B)的虚线所示)。

下面，对图4所示的闭阀时的燃料的流动进行说明。

但是，在燃料的供给用于高压下使用的缸内直接喷射式的汽油内燃机的燃料喷射阀中，在喷射燃料的闭阀动作中，燃料被高压推压，因此，通路的流体阻力对闭阀延迟时间的影响小。

另一方面，在将燃料截断的闭阀动作中，在阀体114B关闭喷射口116A时，与以高压供给的燃料相反，使被推压的燃料逆流，因此，燃料流动的通路需要非常小的流体阻力。

下面，利用图4，以电枢102的贯通孔150为代表对闭阀动作进行说明。

闭阀脉冲信号结束时，基于磁回路140的磁吸引力消失，电枢102从被固定铁芯107的吸引释放。然后，利用弹簧110的按压力压下电枢102，从而阀体114B将喷射口116A关闭，燃料的喷射结束。

在压下阀体114B将喷射口116A关闭时，被推压的燃料160通过柱塞导向件113的燃料通路126到达电枢102的下端。在此，燃料被分流为在电枢102的侧隙130中流动的燃料162和在电枢102的贯通孔150中流动的燃料162。但是，由于在0.1毫米左右流体阻力大，且被引入流向磁吸引间隙136的燃料非常少，因此，侧隙130对闭阀延迟的改善效果的帮助很少。

在贯通孔150A中流动的燃料202几乎全部流入与贯通孔150A连通的电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B。

电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B以与贯通孔150A的周围的一部分重叠的方式，由与贯通孔150A的截面直径相等的半圆状的凹部形成于凹处123的底面123A的侧面并与其连通。因此，在贯通孔150A和电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B重叠的部分，相对于流体的阻力部分消失，从而燃料的流动迅速。

流入贯通孔150A的燃料202向电枢的凹部123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B和凹处123的底面123A流动。在凹处123的底面123A的上部存在有活动元件114的头部114C及弹簧座117等突起物，从而流体阻力增大。因此，大部分的燃料202在电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B中流动。

开阀脉冲信号结束后，通过固定铁芯107的磁吸引力而被吸引的电枢102被弹簧110按下，从而固定铁芯107的下端面和电枢102的上端面122之间的磁隙136的压力显著降低。

在该状态下，磁隙136为负压状态，通过将燃料162引入磁隙136，使得电枢102可移动。为使磁隙的燃料容易移动，需要燃料通路的流体阻力小，且燃料160及162容易流动。若能够降低燃料通路的流体阻力，则可使闭阀动作迅速进行。

以上，以贯通孔150为代表进行了说明，但对于贯通孔151、152、153来说，燃料也以同样的动作流动。

如上所述，由于贯通孔150A和电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B连通，所以设于电枢102的贯通孔150实现了实质上与贯通孔的开口面积增大到贯通孔的直径以上的相同效果，由于燃料导入用通路截面积得以确保，所以在贯通孔入口处的流体阻力减小，从而燃料顺畅地进入贯通孔。另一方面，在电枢向关闭喷射口116A的方向移动时，使燃料通路118中被推压的燃料200通过贯通孔150A～153A，迅速地向凹处123移动，从而可使燃料从半圆状的上端开口迅速地流向磁隙136，其结果是，具有能够缩短闭阀延迟时间的效果。

本实施方式的例子中，贯通孔的最外部(相对于燃料喷射阀的轴线为外侧)按照比设于固定铁芯的燃料通路的侧面更靠外侧的方式设置，因此，电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B被设置为面向磁隙136。由此，燃料向磁隙的供给容易顺畅地进行，可降低流体阻力。另外，贯通孔成为电枢中的主要的燃料通路。即，贯通孔作为通过电枢的燃料的通路而被确保成大的截面积。因此，在电枢移动时所引起的对磁隙136的燃料供给经由主要的燃料通路进行。其结果是，可减小电枢移动使被推压的流体通过贯通孔并到达磁隙的路径中的流体阻力。因此，在磁隙产生的负压减小，电枢受到的流体阻力减小，从而具有将闭阀延迟时间缩短的效果。

这样的效果只是单纯地在电枢上设置面向磁隙的贯通孔是不能得到的。为充分得到磁吸引力，需要减小磁隙，特别是在吸引电枢而处于开阀状态时，磁隙变得非常小。因此，即使在电枢上中存在足够的截面积的贯通孔，主要的流路截面积的节流部也会成为由磁隙和贯通孔的开口缘形成的圆筒面，其面积变得非常小，从而面向磁隙的通路不能充分发挥功能。本发明中，为避免该问题，在贯通孔的侧方设有燃料通路，并将其与设于电枢的凹部连通。通过将设于电枢的凹部和贯通孔的侧方连通，在上述磁隙部中产生的节流无法对通路截面积加以衡量。

即，在电枢的端面与固定铁芯的下端面对面的位置设置开口，将该开口与固定铁芯的燃料导入孔连通，并且也与设于电枢的贯通孔连通。

具体而言，在电枢的上端中央设置截面积比固定铁芯的燃料导入孔大的燃料储存部(例如相当于凹处123)，且在电枢上端面朝向半径方向外侧形成与燃料储存部连接的通路，另外，还在燃料存储处开设设于电枢的贯通孔(150A～153A)的上端。

但是，电枢102的材料通过适合锻造的加工性好的磁性不锈钢等形成。在锻造后进行开孔加工电枢102的贯通孔150时，贯通孔150A和电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B连通，由此，可一次加工两个贯通孔，具有可降低加工工序数的效果。在此，可以将电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B设为比贯通孔150A大。在通过锻造形成了电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B之后，再通过冲孔形成贯通孔150A的情况下，可在冲孔和电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B之间形成间隙，因此，具有容易加工的效果。

另外，也可以在贯通孔150的位置竖立销，在锻造的同时形成贯通孔。

但是，在图3所示的电枢102上，分散在四处设置贯通孔，但贯通孔的个数及贯通孔的截面积通过如下的关系来决定。

当对电磁线圈(104、105)通电时，电枢102被向固定铁芯107吸引，使活动元件114向上部移动。在电磁线圈(104、105)和固定铁芯107为同一规格时，电枢102的上端面122的面积越大，磁吸引力越大，为得到相同的磁吸引力，可减少流过电磁线圈(104、105)的电流，可节省电力。这样，若流过电磁线圈(104、105)的电流相同，则可减小固定铁芯107、电枢102，因此，可使燃料喷射阀小型化。

另一方面，关于燃料的流动，贯通孔的个数越多且贯通孔的截面积越大，流路阻力越小，从而开阀延迟时间的缩短效果大。

这样，电枢102的贯通孔的个数、贯通孔的截面积对上端面122的面积造成影响，磁吸引力和开阀延迟时间变化。这种相关关系为折衷选择的关系，成为效率最高的设计。

图5是表示发明者等通过试验测得的电枢102的上端面122的磁路面积(磁吸引力)和贯通孔150A、151A、152A、153A相对于磁路面积的磁路面积的总和之比的结果。

应用本发明的燃料喷射阀的特性170与现有的燃料喷射阀的特性171相比，改善了磁路面积(磁吸引力)。

特性170所需的磁路面积(磁吸引力)为设计上170的范围，验证为贯通孔的磁路面积的总和相对于电枢102的磁路面积之比为5％～15％。

图6是连通的电枢102的燃料通路的其它构成。

在图3中，为电枢102的使燃料流通的贯通孔150的上游侧的电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B与从柱塞头部114C的下端面位于的凹部123到下游侧的贯通孔150A以相同直径成形的情况，但在图6中，为使上游侧的电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B的直径比下游侧的贯通孔150A小地进行连通的情况。

与图6相反，也可以使下游侧的贯通孔150A的直径比上游侧的电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B小地进行连通。

另外，在图3及图6中，为电枢102的两个燃料通路的中心线形成为相同的情况，但中心线也可以错开进行连通。

连通的流路的构成如上所述，由受到磁吸引力的电枢102的上端面122的磁路面积、闭阀延迟时间的折衷选择以及电枢102的加工容易度来决定。

另外，本实施方式中，在贯通孔150内，从凹处123的底面123A到下游侧的贯通孔150A、151A、152A、153A为筒形状，上游侧的电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B、151B、152B、153B以由圆弧状的凹部形成凹处123的底面123A的侧面的情况进行说明，但对于筒形状及圆弧状的凹部并没有特别限定。其截面形状可以为矩形，也可以为椭圆形。

通过以上作用、效果，燃料喷射阀的响应性得以提高，特别是可缩短闭阀时的延迟时间。因此，可降低燃料喷射阀的可控制的最小喷射量，从而能够降低例如处于空转状态的燃机的燃料喷射量，具有降低燃耗的效果。另外，在一次的燃机行程中喷射多次燃料的情况下，可将需要的喷射量分配为更小的喷射量来进行喷射。

图7是本发明的另一实施方式的电枢102的构成图。

在电枢102中，流过燃料的贯通孔为从柱塞头部114C的下端面所在的凹处123的底面123A起，上游侧的贯通孔150A、151A、152A、153A和下游侧的电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B、151B、152B、153B不连通而形成在不同位置的构成。

流过贯通孔150A、151A、152A、153A的燃料一次流向凹处123的底面123A的外周部，从电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B、151B、152B、153B被向磁吸引间隙136引入。

本实施方式中，除了活动元件114的弹簧座117的侧面流过燃料之外，还可以通过电枢的凹处123的内周面的截面呈半圆状的纵槽150B、151B、153B、153B流过燃料，因此，具有可缩短闭阀延迟时间的效果。

以下将实施例的实施方式整理表示。

在使用燃料喷射阀的内燃机中，期望燃料的喷射量中可控制的最小喷射量小。这是由于，在内燃机空转等中，若喷射量过大，则成为使燃耗恶化的主要原因。或者，特别是，在缸内直接喷射式的内燃机中，有时通过在一次行程中进行多次的燃料喷射，使混合气的形成状态良好，可降低燃耗，或者可降低HC及NOx等排气。为使喷射量的合计为一定从而进行多次的喷射，则需要计量更小的喷射量来进行喷射。

为形成可计量的可控制的喷射量(最小喷射量)小的燃料喷射阀，需要将燃料喷射阀的阀的开闭动作设为高速。在电磁式燃料喷射阀中，为使阀的开闭动作高速化，存在如下的方法：将阀的磁性响应提前，并且产生强力的磁吸引力来增大施力弹簧的设定载荷，且增大阀体的开动作时所作用的力，从而提早动作。

作为其它方法，存在如下的方法：伴随阀体的开闭动作，使流入作用使阀体开闭的力的电枢和固定铁芯的间隙S1的燃料的移动顺畅，降低作用于电枢的流体阻力，从而抑制防碍阀体动作的力。

在现有技术中，在电枢的侧面或对电枢进行滑动导向的面设置纵方向的槽，来降低电枢的流体阻力。电枢的侧面在电磁式燃料喷射阀中与滑动导向的面之间形成磁回路。因此，在该面设置槽时，与在磁通的通过部设置宽的空隙相同，磁吸引力降低。特别是，在为想要提高响应性而扩大了纵槽的情况下，磁吸引力容易降低。

另外，在现有技术中，有别于电枢上设置的主要的燃料通路，制成作为用于降低流体阻力的燃料通路而设置纵槽的构造。主要的燃料通路由于作为设于电枢的燃料通路为最大的通路截面积，所以流体阻力最小。但是，在现有技术中，主要的燃料通路只作为流体通路起作用，难以充分发挥容易将燃料供给到电枢和固定铁芯的间隙的功能。因此，有时成为比主要的燃料通路小的截面积的电枢一侧的纵槽带来的流体阻力降低效果未必充分。

上述实施例的燃料喷射阀中，通过对环状线圈通电，向包含电枢和固定铁芯的磁通路供给磁通，使电枢端面和固定铁芯端面之间的磁吸引间隙产生磁吸引力，将电枢向固定铁芯侧吸引，并使从电枢传递力的阀体离开阀座，将燃料通路打开，进行燃料喷射。

上述实施例的燃料喷射阀的构成为，在金属材料制的管的内侧固定上述固定铁芯，将电枢按照相对于固定铁芯隔开磁吸引间隙并与其面对面的方式配置，将电枢以在阀座和固定铁芯之间可往复动作地配置于金属管内，在管的外侧安装环状线圈和将该环状线圈的上下及周围包围的磁轭，其中，上述电枢具有沿轴方向延伸的多个燃料通路用贯通孔，相对于上述贯通孔的燃料喷射阀的轴外侧的侧面，相对于上述固定铁芯的大致中央设置的燃料通路的侧面为外侧。

另外，上述贯通孔在上述电枢的固定铁芯侧，以从上述贯通孔的侧方接收燃料的供给的方式设有供给路，。

上述实施例的燃料喷射阀中，由于燃料流过的通路的流体阻力可减小，所以可将电枢的移动高速化，从而可缩短闭阀延迟时间。

使用图8说明另一实施例。

图8的实施例中，贯通孔150～153隔开特定的间隔贯通到电枢102的凹处123的底面123A，在电枢的端面，从凹处123起呈放射状地设有燃料供给槽180～183。该燃料供给槽180～183在电枢下降时迅速地从凹处123向磁隙136供给燃料。与之前实施例同样，贯通孔150～153将燃料通路118的燃料顺畅地向凹处123运送。这样，也可以独立地设置促进轴方向的燃料的流动的贯通孔和将燃料沿半径方向引导的通路部分。

另外，燃料供给槽180～183还可以具备轴方向的贯通孔。

此外，基于图9对另一实施例进行说明。

图9的实施例是通过例如焊接将柱塞114A接合于电枢102上，且电枢102和柱塞114A在任何状态下都一起动作的实施例。

在该情况下，在电枢102的中央设置凹处123，在凹处123的底面及凹处123的内周面设置图2中说明的贯通孔和槽，由此，可得到与之前说明的实施例相同的效果。

另外，在图1、图2、图9中，101A为形成于金属管部件101的外周的槽，与该槽对应的薄壁部111在磁通路内构成磁阻尼(磁気絞り)。由此，降低泄漏磁通。

产业上的可利用性

另外，本发明中，燃料喷射阀能够对汽油、轻油、乙醇等用于内燃机的所有燃料适用。

Claims (3)

1.一种燃料喷射阀，其通过电磁力将电枢向在中心设有燃料通路的固定铁芯的端面吸引，并控制与电枢一同被驱动的阀体而对燃料喷射口进行开闭，其特征在于，

在所述电枢上设有用于使燃料沿轴方向流动的燃料通路用贯通孔，向所述电枢的上端面开口的所述燃料通路用贯通孔的开口位置在其至少一部分与固定铁芯的燃料导入孔面对面的位置上，

所述燃料通路用贯通孔由截面呈半圆状的贯通孔和截面呈半圆状的纵槽构成，且具有台阶并开口，以使至少一部分在比所述电枢的上端面凹的位置开口，剩余的部分在所述电枢的上端面或比上述一部分的开口更靠近所述电枢的上端面的位置开口，

并且在该燃料通路用贯通孔的开口部设有燃料导入部，该燃料导入部将从电枢的中心侧流向外侧的燃料捕获并导向相对于所述比所述电枢的上端面凹的位置更靠下游侧的所述燃料通路用贯通孔中的部分。

2.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

所述燃料通路用贯通孔中的截面为圆形的部分的长度比电枢的轴方向尺寸短。

3.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

所述燃料通路用贯通孔在所述电枢的上端面的与所述固定铁芯面对面的开口以外的部位形成有朝向中心部侧开口的燃料导入部。

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