DE112019006597B4

DE112019006597B4 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE112019006597B4
Application number: DE112019006597.1T
Authority: DE
Inventors: Shinsuke Yamamoto; Yuki Watanabe; Atsuya Okamoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2022-03-24
Anticipated expiration: 2039-12-24
Also published as: US20210332780A1; JP7338155B2; JP2020112044A; CN113260781B; DE112019006597T5; WO2020145112A1; CN113260781A

Abstract

Kraftstoffeinspritzventil, aufweisend:einen Ventilkörper (20), der dazu konfiguriert ist, ein Düsenloch (11a) zu öffnen und schließen, um Kraftstoff einzuspritzen;einen festen Kern (13), der dazu konfiguriert ist, bei Erregung einer Spule (17) eine magnetische Anziehungskraft zu erzeugen, und eine anziehende Oberfläche (13b) aufweist, auf welche eine magnetische Anziehungskraft wirken soll;einen beweglichen Kern (30), der eine angezogene Oberfläche (31c) aufweist, die der anziehenden Oberfläche zugewandt angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, in einem Zustand, in welchem dieser mit dem Ventilkörper in Eingriff steht, um zu bewirken, dass der Ventilkörper einen Ventilöffnungsbetrieb durchführt, zu dem festen Kern angezogen zu werden; undein Stopperbauteil (60), das dazu konfiguriert ist, an den beweglichen Kern anzustoßen, um eine Bewegung des beweglichen Kerns in einer Richtung einzuschränken, die entgegengesetzt zu dem Düsenloch verläuft, wobeider bewegliche Kern einen Anschlagsabschnitt (32), der dazu konfiguriert ist, an das Stopperbauteil anzustoßen, und einen Kernkörperabschnitt (31), in welchem die angezogene Oberfläche ausgebildet ist, aufweist, unddie anziehende Oberfläche und die angezogene Oberfläche eine Form aufweisen, die sich ringförmig um eine Achslinie (C) des festen Kerns erstreckt, so ausgebildet sind, dass diese in einem Zustand, in welchem der Anschlagsabschnitt an das Stopperbauteil anstößt, in einer Richtung der Achslinie voneinander getrennt angeordnet sind, und in einer Form ausgebildet sind, in welcher sich ein Trennabstand (Ha) voneinander hin zu einer radial äußeren Seite einer ringförmigen Form erhöht.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2019-001 363 , eingereicht am 08. Januar 2019. Die gesamten Offenbarungen aller vorstehenden Anmeldungen sind hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil, welches Kraftstoff einspritzt.
Stand der Technik
Das herkömmliche Kraftstoffeinspritzventil beinhaltet einen Ventilkörper, der ein Düsenloch zum Einspritzen von Kraftstoff öffnet und schließt, einen festen Kern, der eine magnetische Anziehungskraft erzeugt, und einen beweglichen Kern, der durch den festen Kern angezogen wird, um zu bewirken, dass der Ventilkörper einen Ventilöffnungsbetrieb durchführt. Ferner setzt die Patentliteratur 1 eine Struktur ein, bei welcher die Bewegung des beweglichen Kerns zu einer Seite gegenüber dem Düsenloch eingeschränkt ist, indem bewirkt wird, dass ein Abschnitt des inneren ringförmigen Vorsprungs des beweglichen Kerns an den festen Kern anstößt.
Literatur zum Stand der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2003-106 236 A
Wie vorstehend beschrieben, bildet ein Abschnitt (Nicht-Anschlagsabschnitt) des beweglichen Kerns auf einer radial äußeren Seite des inneren ringförmigen Vorsprungs in einem Zustand, in welchem der innere ringförmige Vorsprung (Anschlagsabschnitt) an den festen Kern anstößt, einen Spalt mit dem festen Kern aus. Es ist wünschenswert, dass der Nicht-Anschlagsabschnitt aus einem Material hergestellt ist, das für eine magnetische Anziehungskraft vorteilhaft ist. Es ist wünschenswert, dass der Anschlagsabschnitt einen Härtegrad aufweist, der höher ist als der des Nicht-Anschlagsabschnitts, um so hinsichtlich eines Kollisionswiderstands vorteilhaft zu sein.
Der Kraftstoff, der sich in dem Spalt befindet, wird bei dem Ventilöffnungsbetrieb komprimiert bzw. verdichtet und wirkt als eine Dämpferkraft auf den beweglichen Kern, um eine Ventilöffnungsgeschwindigkeit zu reduzieren. Je kleiner der Spalt ist, desto größer kann die Dämpferkraft sein, und je größer die Dämpferkraft ist, desto niedriger kann die Geschwindigkeit sein, mit welcher der bewegliche Kern mit dem festen Kern zusammenstößt. Im Ergebnis kann eine Beschädigung an dem beweglichen Kern und dem festen Kern aufgrund einer Kollision eingeschränkt werden, und ein Verhalten, bei dem der bewegliche Kern mit dem festen Kern zusammenstößt und sich zu der Ventilschließseite bewegt (abprallt), kann eingeschränkt werden.
Allerdings kann sich der bewegliche Kern relativ zu einer Achslinie des festen Kerns neigen. Daher besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass der Nicht-Anschlagsabschnitt mit dem festen Kern in Kontakt kommt, so wie der Spalt kleiner eingestellt ist, um die Dämpferkraft zu erhöhen, und es besteht ein Problem, dass der Nicht-Anschlagsabschnitt beschädigt wird.
Die DE 198 16 315 A1 offenbart ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, welches eine Magnetspule, einen durch die Magnetspule in einer Hubrichtung gegen eine erste Rückstellfeder beaufschlagbaren Anker und eine mit einem Ventilschließkörper in Verbindung stehende Ventilnadel aufweist. Die Ventilnadel weist einen ersten Anschlag für den auf ihr beweglichen Anker auf, wobei der Anker zusätzlich durch eine zweite Rückstellfeder beaufschlagt ist. Ferner ist ein stationärer zweiter Anschlag für den Anker vorgesehen. Die zweite Rückstellfeder beaufschlagt den Anker entgegen der Hubrichtung und hält in einer Ruhestellung bei nicht erregter Magnetspule den Anker an dem zweiten Anschlag so in Anlage, dass der Anker von dem an der Ventilnadel ausgebildeten ersten Anschlag um einen vorgegebenen Abstand beabstandet ist.
Ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen gemäß der DE 199 48 238 A1 ist insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine ausgelegt. Es ist mit einer Magnetspule, einem durch die Magnetspule in einer Schließrichtung von einer ersten Rückstellfeder beaufschlagten zweiteiligen Anker und einer mit dem größeren Ankerteil kraftschlüssig in Verbindung stehenden Ventilnadel zur Betätigung eines Ventilschließkörpers versehen, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche einen Dichtsitz bildet. Das erste Ankerteil ist in der Schließrichtung von der ersten Rückstellfeder und das zweite Ankerteil ist in der Schließrichtung von der zweiten Rückstellfeder beaufschlagt, wobei die Federkonstanten der Rückstellfedern unterschiedlich sind.
Die DE 10 2004 056 424 A1 offenbart ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, welches einen magnetischen Innenpol, der bei Erregung mit einer Magnetspule mit einem Magnetfluss beaufschlagt wird, der einen Anker bewegt, umfasst. An einer Mantelfläche eines Polstücks, das als magnetischer Innenpol dient, sind Nuten für den Kraftstofftransport vorgesehen. Diese Nuten können auf mehrere Arten auf der Mantelfläche des Polstücks relativ zu einer axial verlaufenden Symmetrieachse des Polstücks orientiert sein und sich auch auf der Mantelfläche des Polstücks kreuzen. Um auf der Mantelfläche des Polstücks die Nuten zu strukturieren, können mehrere Verfahren, wie Fräsen, Schleifen und Prägen, angewendet werden.
Weiterer relevanter Stand der Technik ist in der JP 6 167 992 B2 offenbart, welcher ein Kraftstoffeinspritzventil vorsieht, das den Verschleiß eines beweglichen Kerns mittels eines Übertragungselements, das sich gemeinsam mit dem beweglichen Kern im Kraftstoffeinspritzventil bewegt, verringern kann.
Kurzfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Kraftstoffeinspritzventil vorzusehen, das dazu in der Lage ist, eine Dämpferkraft zu erhöhen, während das Problem einer Beschädigung eines beweglichen Kerns reduziert wird.
Ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Ventilkörper, der dazu konfiguriert ist, ein Düsenloch zu öffnen und schließen, um Kraftstoff einzuspritzen; einen festen Kern, der dazu konfiguriert ist, bei Erregung einer Spule eine magnetische Anziehungskraft zu erzeugen, und eine anziehende Oberfläche aufweist, auf welche eine magnetische Anziehungskraft wirken soll; einen beweglichen Kern, der eine angezogene Oberfläche aufweist, die der anziehenden Oberfläche zugewandt angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, in einem Zustand, in welchem dieser mit dem Ventilkörper in Eingriff steht, um zu bewirken, dass der Ventilkörper einen Ventilöffnungsbetrieb durchführt, zu dem festen Kern angezogen zu werden; und ein Stopperbauteil, das dazu konfiguriert ist, an den beweglichen Kern anzustoßen, um eine Bewegung des beweglichen Kerns in einer Richtung einzuschränken, die entgegengesetzt zu dem Düsenloch verläuft. Der bewegliche Kern weist einen Anschlagsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, an das Stopperbauteil anzustoßen, und einen Kernkörperabschnitt, in welchem die angezogene Oberfläche ausgebildet ist, auf. Die anziehende Oberfläche und die angezogene Oberfläche weisen eine Form auf, die sich ringförmig um eine Achslinie des festen Kerns erstreckt, sind so ausgebildet, dass diese in einem Zustand, in welchem der Anschlagsabschnitt an das Stopperbauteil anstößt, in einer Richtung der Achslinie voneinander getrennt angeordnet sind, und sind in einer Form ausgebildet, in welcher sich ein Trennabstand voneinander hin zu einer radial äußeren Seite einer ringförmigen Form erhöht.
Bei dem beweglichen Kern, der in Patentliteratur 1 beschrieben wird, ist der Trennabstand des äußeren ringförmigen Vorsprungs, welcher ein Abschnitt ist, der sich auf einer radial äußersten Seite befindet bzw. angeordnet ist, kleiner bzw. geringer als der Trennabstand der beweglichen Arbeitsoberfläche, welcher ein Abschnitt ist, der sich innerhalb davon befindet bzw. angeordnet ist. Daher kann in einem Fall, bei welchem der Trennabstand an dem äußeren ringförmigen Vorsprung derart eingestellt ist, dass der äußere ringförmige Vorsprung unter Berücksichtigung der Neigung des beweglichen Kerns, welche vorstehend beschrieben wird, nicht mit dem festen Kern in Kontakt kommt, der Trennabstand an der beweglichen Arbeitsoberfläche reduziert werden. Das heißt, die Dämpferkraft kann erhöht werden, welche vorstehend beschrieben wird, indem ein Volumen (Kern-Spalt-Volumen) des Spalts zwischen dem Kern der beweglichen Seite und dem Kern der festen Seite reduziert wird.
Andererseits sind bei dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem vorstehenden Aspekt bzw. Ausführungsform die anziehende Oberfläche und die angezogene Oberfläche in einer Form ausgebildet, in welcher der Trennabstand hin zu der radial äußeren Seite der ringförmigen Form größer ist. Daher kann das Kern-Spalt-Volumen verglichen mit dem in Patentliteratur 1 reduziert werden, während die anziehende Oberfläche und die angezogene Oberfläche so eingestellt werden, dass diese unter Berücksichtigung der Neigung des beweglichen Kerns nicht miteinander in Kontakt kommen. Daher ist es möglich, die Dämpferkraft zu erhöhen, während das Problem einer Beschädigung des beweglichen Kerns reduziert wird.
Figurenliste
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich werden. Es zeigt/es zeigen:

1 eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine vergrößerte Ansicht eines Düsenlochabschnitts von 1;
3 eine vergrößerte Ansicht eines beweglichen Kernabschnitts von 1;
4 eine schematische Ansicht, die einen Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht, in welcher (a) einen Ventilschließzustand veranschaulicht, (b) einen Zustand veranschaulicht, in welchem der bewegliche Kern, der sich durch eine magnetische Anziehungskraft bewegt, mit einem Ventilkörper zusammenstößt, und (c) einen Zustand veranschaulicht, in welchem der bewegliche Kern, der sich durch eine magnetische Anziehungskraft weiter bewegt, mit einem Führungsbauteil zusammenstößt;
5 eine Querschnittsansicht, welche eine Form einer Verbindungsnut, die in dem beweglichen Kern ausgebildet ist, und eine sich verjüngende Form des festen Kerns bei der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
6 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einem äußersten Trennabstand zwischen beiden Kernen und einer Dämpferkraft veranschaulicht;
7 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einem Verjüngungswinkel des festen Kerns und der Dämpferkraft veranschaulicht;
8 eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation A1 in Hinblick auf 5 veranschaulicht;
9 eine Draufsicht des beweglichen Kerns, der in 5 veranschaulicht wird, so wie diese ausgehend von einer Seite gegenüber einem Düsenloch betrachtet wird;
10 eine Querschnittsansicht, wobei der Querschnitt entlang einer Linie X-X von 9 vorgenommen worden ist;
11 eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation B1 in Hinblick auf 5 veranschaulicht;
12 eine Draufsicht des beweglichen Kerns, der in 11 veranschaulicht wird, so wie diese ausgehend von der Seite gegenüber dem Düsenloch betrachtet wird;
13 eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation B2 in Hinblick auf 5 veranschaulicht;
14 eine Draufsicht des beweglichen Kerns, der in 13 veranschaulicht wird, so wie diese ausgehend von der Seite gegenüber dem Düsenloch betrachtet wird;
15 eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation B3 in Hinblick auf 5 veranschaulicht;
16 eine Draufsicht des beweglichen Kerns, der in 15 veranschaulicht wird, so wie diese ausgehend von der Seite gegenüber dem Düsenloch betrachtet wird;
17 eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation B4 in Hinblick auf 5 veranschaulicht;
18 eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation B5 in Hinblick auf 5 veranschaulicht;
19 eine Querschnittsansicht, welche ein Modifikationsbeispiel B6 in Hinblick auf 5 veranschaulicht;
20 eine Querschnittsansicht, welche eine Form einer Aussparungsoberfläche bei der ersten Ausführungsform veranschaulicht, die zu einer Zeit eines Vollhubs in dem Führungsbauteil ausgebildet ist;
21 eine Querschnittsansicht, welche eine Form einer Aussparungsoberfläche bei der ersten Ausführungsform veranschaulicht, die zu der Zeit einer Ventilschließung in dem Führungsbauteil ausgebildet ist;
22 eine Querschnittsansicht, welche einen Spalt zwischen dem beweglichen Kern und einem Halter zu der Zeit einer Ventilschließung bei der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
23 eine Draufsicht einer Nadel, die in 22 veranschaulicht wird, so wie diese ausgehend von der Seite gegenüber dem Düsenloch betrachtet wird;
24 eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation E1\ in Hinblick auf 22 veranschaulicht;
25 eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation E2 in Hinblick auf 22 veranschaulicht;
26 eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation E3 in Hinblick auf 22 veranschaulicht;
27 eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils, die eine zweite Ausführungsform veranschaulicht;
28 eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils, die eine dritte Ausführungsform veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden mehrere bzw. eine Mehrzahl von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Eine doppelte Beschreibung kann weggelassen werden, indem die entsprechenden Konfigurationselemente bei jeder Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen versehen werden. In einem Fall, bei welchem bei jeder Ausführungsform lediglich ein Teil der Konfiguration beschrieben wird, können die Konfigurationen der anderen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf die anderen Teile der Konfiguration angewendet werden. Nicht nur die Kombinationen der Konfigurationen, die in der Beschreibung jeder Ausführungsform explizit veranschaulicht werden, sondern auch die Konfigurationen der Mehrzahl von Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst falls diese nicht explizit veranschaulicht werden, falls bei der Kombination im Besonderen keine Probleme auftreten. Nicht spezifizierte Kombinationen der Konfigurationen, die bei einer Mehrzahl von Ausführungsformen beschrieben werden, sowie die Modifikationen sind ebenfalls in der folgenden Beschreibung offenbart.
Erste Ausführungsform
Ein Kraftstoffeinspritzventil 1, das in 1 veranschaulicht wird, ist an einem Zylinderkopf oder einem Zylinderblock einer Maschine mit interner Verbrennung vom Zündtyp angebracht, die auf einem Fahrzeug montiert bzw. daran angebracht ist. Flüssiger Benzinkraftstoff, der in einem Kraftstofftank im Fahrzeug gespeichert ist, wird durch eine (nicht näher dargestellte) Kraftstoffpumpe beaufschlagt und dem Kraftstoffeinspritzventil 1 zugeführt, und der zugeführte Hochdruckkraftstoff wird ausgehend von einem Düsenloch 11a, das in dem Kraftstoffeinspritzventil 1 ausgebildet ist, direkt in die Brennkammer der Maschine mit interner Verbrennung eingespritzt.
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 beinhaltet einen Düsenloch-Körper 11, einen Hauptkörper 12, einen festen Kern 13, ein nicht-magnetisches Bauteil 14, eine Spule 17, ein Stützbauteil 18, ein erstes Federbauteil SP1, ein zweites Federbauteil SP2, eine Nadel 20, einen beweglichen Kern 30, eine Hülse 40, einen Becher 50, ein Führungsbauteil 60 und dergleichen. Der Düsenloch-Körper 11, der Hauptkörper 12, der feste Kern 13, das Stützbauteil 18, die Nadel 20, der bewegliche Kern 30, die Hülse 40, der Becher 50 und das Führungsbauteil 60 sind aus Metall hergestellt.
Wie in 2 veranschaulicht wird, weist der Düsenloch-Körper 11 eine Mehrzahl von Düsenlöchern 11a zum Einspritzen von Kraftstoff auf. Die Nadel 20 befindet sich innerhalb des Düsenloch-Körpers 11, und ein Strömungskanal 11b, durch welchen der Hochdruckkraftstoff zu dem Düsenloch 11a strömt, ist zwischen einer äußeren peripheren Oberfläche der Nadel 20 und einer inneren peripheren Oberfläche des Düsenloch-Körpers 11 ausgebildet. Ein Sitz 1\1s auf der Seite des Körpers, bei welchem ein Sitz 20s auf der Seite des Ventilkörpers, der in der Nadel 20 ausgebildet ist, abgehoben ist und darauf aufgesetzt ist bzw. daran anliegt, ist auf der inneren peripheren Oberfläche des Düsenloch-Körpers 11 ausgebildet. Der Sitz 20s auf der Seite des Ventilkörpers und der Sitz 11s auf der Seite des Körpers weisen eine Form auf, die sich ringförmig um eine Achslinie C der Nadel 20 erstreckt. Wenn die Nadel 20 von dem Sitz 11s auf der Seite des Körpers abgehoben und auf diesen aufgesetzt wird, wird der Strömungskanal 11b geöffnet und geschlossen, und das Düsenloch 11a wird geöffnet und geschlossen.
Der Hauptkörper 12 und das nicht-magnetische Bauteil 14 weisen eine zylindrische Form auf. Ein zylindrischer Endabschnitt des Hauptkörpers 12 in einer Richtung (Düsenloch-Seite), der in Hinblick auf den Hauptkörper 12 näher an dem Düsenloch 11a angeordnet ist, wird derart geschweißt, dass dieser an dem Düsenloch-Körper 11 fixiert ist. Ein zylindrischer Endabschnitt des Hauptkörpers 12 auf einer Seite (Seite gegenüber dem Düsenloch) in einer Richtung, die in Hinblick auf den Hauptkörper 12 von dem Düsenloch 11a weg verläuft, wird derart geschweißt, dass dieser an einem zylindrischen Endabschnitt des nicht-magnetischen Bauteils 14 fixiert ist. Ein zylindrischer Endabschnitt des nicht-magnetischen Bauteils 14 auf der Seite gegenüber dem Düsenloch wird derart geschweißt, dass dieser an dem festen Kern 13 fixiert ist.
Ein Mutterbauteil 15 ist in einem Zustand, in welchem dieses an einem Sperrabschnitt 12c des Hauptkörpers 12 gesperrt ist, an einem Gewindeabschnitt 13N des festen Kerns 13 befestigt. Eine axiale Kraft, die durch die Befestigung erzeugt wird, bewirkt, dass in Hinblick auf das Mutterbauteil 15, den Hauptkörper 12, das nicht-magnetische Bauteil 14 und den festen Kern 13, die in der Richtung der Achslinie C (vertikale Richtung in 1) aneinander gedrückt werden sollen, ein Oberflächendruck erzeugt wird. Anstatt einen derartigen Oberflächendruck durch die Schraubbefestigung zu erzeugen, kann dieser auch durch die Presspassung erzeugt werden.
Der Hauptkörper 12 ist aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Edelstahl ausgebildet und weist einen Strömungskanal 12b auf, um zu bewirken, dass der Kraftstoff zu dem Düsenloch 11a strömt. In dem Strömungskanal 12b ist die Nadel 20 in der Richtung der Achslinie C in einem beweglichen Zustand untergebracht bzw. aufgenommen. Der Hauptkörper 12 und das nicht-magnetische Bauteil 14 fungieren als ein „Halter“ mit einer beweglichen Kammer 12a, die darin mit Kraftstoff gefüllt ist. In der beweglichen Kammer 12a ist der bewegliche Abschnitt M (siehe 4), welcher eine Baugruppe ist, in welcher die Nadel 20, der bewegliche Kern 30, das zweite Federbauteil SP2, die Hülse 40 und der Becher 50 zusammengesetzt sind, in einem beweglichen Zustand untergebracht bzw. aufgenommen.
Der Strömungskanal 12b steht mit einer stromabwärtigen Seite der beweglichen Kammer 12a in Verbindung und weist eine Form auf, die sich in der Richtung der Achslinie C erstreckt. Die Mittellinien des Strömungskanals 12b und der beweglichen Kammer 12a fallen mit der Zylinder-Mittellinie des Hauptkörpers 12 und der Zylinder-Mittellinie (Achslinie C) des festen Kerns 13 zusammen. Ein Abschnitt der Nadel 20 auf der Seite des Düsenlochs ist durch die Innenwandoberfläche 11c des Düsenloch-Körpers 11 gleitbar gelagert, und ein Abschnitt der Nadel 20 auf der Seite gegenüber dem Düsenloch ist durch die Innenwandoberfläche 51b (siehe 5) des Bechers 50 gleitbar gelagert. Wie vorstehend beschrieben, wird eine Bewegung der Nadel 20 in einer radialen Richtung reguliert, indem zwei Positionen eines stromaufwärtigen Endabschnitts und eines stromabwärtigen Endabschnitts der Nadel 20 gleitbar gelagert werden, und eine Neigung der Nadel 20 in Hinblick auf die Achslinie C des Hauptkörpers 12 wird reguliert.
Die Nadel 20 entspricht einem „Ventilkörper“, der das Düsenloch 11a öffnet und schließt, aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Edelstahl ausgebildet ist und eine Form aufweist, die sich in der Richtung der Achslinie C erstreckt. Der vorstehend beschriebene Sitz 20s auf der Seite des Ventilkörpers ist auf einer Endoberfläche auf der stromabwärtigen Seite der Nadel 20 ausgebildet. Wenn sich die Nadel 20 in der Richtung der Achslinie C zu der stromabwärtigen Seite bewegt (Ventilschließbetrieb), wird der Sitz 20s auf der Seite des Ventilkörpers auf den Sitz 11s auf der Seite des Körpers aufgesetzt, und der Strömungskanal 11b und das Düsenloch 11a sind geschlossen. Wenn sich die Nadel 20 in der Richtung der Achslinie C zu der stromaufwärtigen Seite bewegt (Ventilöffnungsbetrieb), wird der Sitz 20s auf der Seite des Ventilkörpers von dem Sitz 11s auf der Seite des Körpers abgehoben, und der Strömungskanal 11b und das Düsenloch 11a sind geöffnet.
Die Nadel 20 weist einen internen Durchlass 20a und ein seitliches Loch 20b auf, um zu bewirken, dass der Kraftstoff zu dem Düsenloch 11a strömt (siehe 3). In einer Umfangsrichtung ist eine Mehrzahl von seitlichen Löchern 20b ausgebildet. Eine Mehrzahl von seitlichen Löchern 20b ist mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung ausgebildet. Der interne Durchlass 20a weist eine Form auf, die sich in der Richtung der Achslinie C der Nadel 20 erstreckt. Eine Einströmmündung ist an einem stromaufwärtigen Ende des internen Durchlasses 20a ausgebildet, und das seitliche Loch 20b ist mit einem stromabwärtigen Ende des internen Durchlasses 20a verbunden. Das seitliche Loch 20b erstreckt sich in einer Richtung, welche die Richtung der Achslinie C schneidet, und steht mit der beweglichen Kammer 12a in Verbindung.
Wie in 1 veranschaulicht wird, weist die Nadel 20 in dieser Reihenfolge ausgehend von der Seite (oberen Endseite) gegenüber einer unteren Endseite des Sitzes 20s auf der Seite des Ventilkörpers einen Anschlagsabschnitt 21, einen Kern-Gleitabschnitt 22, einen Presspass-Abschnitt 23 und einen Stützabschnitt 24 auf der Seite des Düsenlochs auf. Der Anschlagsabschnitt 21 weist eine Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21b zu der Zeit einer Ventilschließung auf, welche an die Ventilschließkraft-Übertragungs-Anschlagsoberfläche 52c des Bechers 50 anstößt. Der Becher 50 ist gleitbar an dem Anschlagsabschnitt 21 zusammengesetzt, und die äußere periphere Oberfläche des Anschlagsabschnitts 21 gleitet mit der inneren peripheren Oberfläche des Bechers 50. Der bewegliche Kern 30 ist gleitbar an dem Kern-Gleitabschnitt 22 zusammengesetzt, und die äußere periphere Oberfläche des Kern-Gleitabschnitts 22 gleitet mit der inneren peripheren Oberfläche des beweglichen Kerns 30. Eine Hülse 40 wird an den Presspass-Abschnitt 23 pressgepasst und daran fixiert. Der Stützabschnitt 24 auf der Seite des Düsenlochs ist durch die Innenwandoberfläche 11c des Düsenloch-Körpers 11 gleitbar gelagert.
Der Becher 50 weist einen Scheibenabschnitt 52 in einer Scheibenform und einen zylindrischen Abschnitt 51 in einer zylindrischen Form auf. Ein Scheibenabschnitt 52 weist ein Durchgangsloch 52a auf, das in der Richtung der Achslinie C eindringt. Eine Oberfläche des Scheibenabschnitts 52 auf der Seite gegenüber dem Düsenloch fungiert als eine Federanschlagsoberfläche 52b, die an das erste Federbauteil SP1 anstößt. Eine Oberfläche des Scheibenabschnitts 52 auf der Seite des Düsenlochs fungiert als eine Anschlagsoberfläche zur Übertragung der Ventilschließkraft bzw. Ventilschließkraft-Übertragungs-Anschlagsoberfläche 52c, welche an die Nadel 20 anstößt und eine erste elastische Kraft (elastische Kraft der Ventilschließung) überträgt. Der Scheibenabschnitt 52 fungiert als ein „Ventilkörper-Übertragungsabschnitt“, der an das erste Federbauteil SP1 und die Nadel 20 anstößt, um eine erste elastische Kraft auf die Nadel 20 zu übertragen. Der zylindrische Abschnitt 51 weist eine zylindrische Form auf, die sich ausgehend von einem äußeren peripheren Ende des Scheibenabschnitts 52 zu der Seite des Düsenlochs erstreckt. Eine Endoberfläche auf der Seite des Düsenlochs des zylindrischen Abschnitts 51 fungiert als eine Kern-Anschlagsendoberfläche 51a, welche an den beweglichen Kern 30 anstößt. Die Innenwandoberfläche 51b des zylindrischen Abschnitts 51 gleitet mit der äußeren peripheren Oberfläche des Anschlagsabschnitts 21 der Nadel 20.
Der feste Kern 13 ist aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Edelstahl ausgebildet und weist auf dessen Innenseite einen Strömungskanal 13a auf, um zu bewirken, dass der Kraftstoff zu dem Düsenloch 11a strömt. Der Strömungskanal 13a steht mit dem internen Durchlass 20a (siehe 3), der innerhalb der Nadel 20 ausgebildet ist, und der stromaufwärtigen Seite der beweglichen Kammer 12a in Verbindung und weist eine Form auf, die sich in der Richtung der Achslinie C erstreckt. Das Führungsbauteil 60, das erste Federbauteil SP1 und das Stützbauteil 18 sind in dem Strömungskanal 13a untergebracht.
Das Stützbauteil 18 weist eine zylindrische Form auf und ist an die Innenwandoberfläche des festen Kerns 13 pressgepasst und an dieser fixiert. Das erste Federbauteil SP1 ist eine Spulenfeder, die sich auf der stromabwärtigen Seite des Stützbauteils 18 befindet, und verformt sich in der Richtung der Achslinie C elastisch. Eine Endoberfläche auf der stromaufwärtigen Seite des ersten Federbauteils SP1 wird durch das Stützbauteil 18 gelagert, und eine Endoberfläche auf der stromabwärtigen Seite des ersten Federbauteils SP1 wird durch den Becher 50 gelagert. Der Becher 50 wird durch eine Kraft (erste elastische Kraft), die durch die elastische Verformung des ersten Federbauteils SP1 erzeugt wird, zu der stromabwärtigen Seite vorgespannt. Indem der Presspass-Betrag des Stützbauteils 18 in der Richtung der Achslinie C angepasst wird, wird eine Größe (erste Stellkraft (engl. set load)) einer elastischen Kraft zum Vorspannen des Bechers 50 angepasst.
Das Führungsbauteil 60 weist eine zylindrische Form auf, die aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Edelstahl ausgebildet ist, und ist an einem Abschnitt 13c mit vergrößertem Durchmesser, der in dem festen Kern 13 ausgebildet ist, pressgepasst und an diesem fixiert. Der Abschnitt 13c mit vergrößertem Durchmesser weist eine Form auf, bei welcher der Strömungskanal 13a in der radialen Richtung vergrößert ist. Das Führungsbauteil 60 weist einen Scheibenabschnitt 62 in einer Scheibenform und einen zylindrischen Abschnitt 61 in einer zylindrischen Form auf. Der Scheibenabschnitt 62 weist ein Durchgangsloch 62a auf, das in der Richtung der Achslinie C eindringt. Eine Endoberfläche auf der Seite gegenüber dem Düsenloch des Scheibenabschnitts 62 stößt an die Innenwandoberfläche des Abschnitts 13c mit vergrößertem Durchmesser an. Der zylindrische Abschnitt 61 weist eine zylindrische Form auf, die sich ausgehend von dem äußeren peripheren Ende des Scheibenabschnitts 62 zu der Seite des Düsenlochs erstreckt. Die Endoberfläche auf der Seite des Düsenlochs des zylindrischen Abschnitts 61 fungiert als eine Stopper-Anschlagsendoberfläche 61a, welche an den beweglichen Kern 30 anstößt. Eine Innenwandoberfläche des zylindrischen Abschnitts 51 bildet eine Gleitoberfläche 61b aus, die mit der äußeren peripheren Oberfläche 51d des zylindrischen Abschnitts 51 des Bechers 50 gleitet.
Kurz gesagt weist das Führungsbauteil 60 eine Führungsfunktion, dass die äußere periphere Oberfläche des Bechers 50 gleitet, die sich in der Richtung der Achslinie C bewegt, und eine Stopperfunktion auf, dass die Bewegung des beweglichen Kerns 30 hin zu der Seite gegenüber dem Düsenloch eingeschränkt wird, indem dieses an den beweglichen Kern 30 anstößt, welcher sich in der Richtung der Achslinie C bewegt. Das heißt, das Führungsbauteil 60 fungiert als ein „Stopperbauteil“, das an den beweglichen Kern 30 anstößt und die Bewegung des beweglichen Kerns 30 in der Richtung weg von dem Düsenloch 11a einschränkt.
Ein Harzbauteil 16 ist auf der äußeren peripheren Oberfläche des festen Kerns 13 vorgesehen. Das Harzbauteil 16 weist ein Verbindergehäuse 16a und einen Anschluss 16b auf, der innerhalb des Verbindergehäuses 16a untergebracht ist. Der Anschluss 16b ist elektrisch mit der Spule 17 verbunden. Ein (nicht näher dargestellter) externer Verbinder ist mit dem Verbindergehäuse 16a verbunden, und durch den Anschluss 16b wird der Spule 17 Leistung zugeführt. Die Spule 17 ist um einen Spulenträger 17a gewickelt, der eine elektrische Isolationseigenschaft aufweist, um eine zylindrische Form auszubilden, und befindet sich auf einer radial äußeren Seite des festen Kerns 13, des nicht-magnetischen Bauteils 14 sowie des beweglichen Kerns 30. Der feste Kern 13, das Mutterbauteil 15, der Hauptkörper 12 und der bewegliche Kern 30 bilden einen magnetischen Kreis aus, durch welchen ein magnetischer Fluss strömt, der mit der Zufuhr von Leistung (Erregung) zu der Spule 17 erzeugt wird (siehe einen Pfeil mit gestrichelter Linie in 3).
Der bewegliche Kern 30 befindet sich in Hinblick auf den festen Kern 13 auf der Seite des Düsenlochs und ist in der Richtung der Achslinie C in einem beweglichen Zustand in der beweglichen Kammer 12a untergebracht. Der bewegliche Kern 30 weist einen äußeren Kern 31 und einen inneren Kern 32 auf. Der äußere Kern 31 weist eine zylindrische Form auf, die aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Edelstahl ausgebildet ist, und der innere Kern 32 weist eine zylindrische Form auf, die aus einem nicht-magnetischen Material wie beispielsweise Edelstahl ausgebildet ist. Der äußere Kern 31 ist an eine äußere periphere Oberfläche des inneren Kerns 32 pressgepasst und daran fixiert.
Die Nadel 20 wird eingesetzt, sodass diese sich innerhalb des Zylinders des inneren Kerns 32 befindet. Der innere Kern 32 ist in einem gleitbaren Zustand in der Achslinie C in Hinblick auf die Nadel 20 an der Nadel 20 zusammengesetzt. Ein Spalt (innerer Spalt) zwischen der inneren peripheren Oberfläche des inneren Kerns 32 und der äußeren peripheren Oberfläche der Nadel 20 ist kleiner eingestellt als ein Spalt (äußerer Spalt) zwischen der äußeren peripheren Oberfläche des äußeren Kerns 31 und der inneren peripheren Oberfläche des Hauptkörpers 12. Diese Spalte sind derart eingestellt, dass der äußere Kern 31 nicht mit dem Hauptkörper 12 in Kontakt kommt, während bewirkt wird, dass der innere Kern 32 mit der Nadel 20 in Kontakt kommt.
Der innere Kern 32 stößt an das Führungsbauteil 60 als ein Verschluss- bzw. Stopperbauteil, den Becher 50 und die Nadel 20 an. Daher wird ein Material, das einen höheren Härtegrad aufweist als das des äußeren Kerns 31, für den inneren Kern 32 verwendet. Der äußere Kern 31 weist eine dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c auf, die dem festen Kern 13 zugewandt ist, und zwischen der dem beweglichen Kern zugewandten Oberfläche 31c und dem festen Kern 13 ist ein Spalt ausgebildet. Daher wirkt in einem Zustand, in welchem der magnetische Fluss strömt, indem die Spule 17 erregt wird, wie vorstehend beschrieben, die magnetische Anziehungskraft, die zu dem festen Kern 13 angezogen wird, auf den äußeren Kern 31, indem der Spalt ausgebildet wird.
Die Hülse 40 fungiert als ein „Fixierbauteil“, das in der Richtung der Achslinie C an die Nadel 20 pressgepasst und daran fixiert ist. Die Hülse 40 ist aus einem zylindrischen Metall hergestellt, das ein Durchgangsloch 40a aufweist (siehe 3). Die Hülse 40 wird an den Presspass-Abschnitt 23 der Nadel 20 pressgepasst und daran fixiert. Die Hülse 40 lagert die Endoberfläche auf der Seite des Düsenlochs des zweiten Federbauteils SP2. Es ist wünschenswert, dass die Nadel 20 einen Härtegrad aufweist, der höher ist als der der Hülse 40. Es ist wünschenswert, dass die Hülse 40 einen Härtegrad aufweist, der höher ist als der des beweglichen Kerns 30. Ein spezifisches Beispiel eines Materials der Nadel 20 ist martensitischer Edelstahl. Ein spezifisches Beispiel eines Materials der Hülse 40 ist ferritischer Edelstahl.
Das zweite Federbauteil SP2 ist eine Spulenfeder bzw. Schraubenfeder, die in der Richtung der Achslinie C elastisch verformt wird. Eine Endoberfläche auf der Seite des Düsenlochs des zweiten Federbauteils SP2 ist durch die Hülse 40 gelagert, und die Endoberfläche auf der Seite gegenüber dem Düsenloch wird durch den äußeren Kern 31 gelagert. Der äußere Kern 31 wird durch eine Kraft (zweite elastische Kraft), die durch die elastische Verformung des zweiten Federbauteils SP2 erzeugt wird, zu der Seite gegenüber dem Düsenloch vorgespannt. Indem der Presspass-Betrag der Hülse 40 in die Nadel 20 angepasst wird, wird die Größe (zweite Stellkraft) der zweiten elastischen Kraft zum Vorspannen des beweglichen Kerns 30 zu der Zeit einer Ventilschließung angepasst. Die zweite Stellkraft des zweiten Federbauteils SP2 ist kleiner als die erste Stellkraft des ersten Federbauteils SP1. Nicht nur zu der Zeit einer Ventilschließung, sondern auch zu der Zeit eines Vorspannens des beweglichen Kerns 30 in einer anderen Situation kann die Größe der zweiten elastischen Kraft als die zweite Stellkraft eingestellt werden, die um den Presspass-Betrag angepasst wird.
Beschreibung eines Betriebs
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 ein Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 1 beschrieben werden.
Wie in Spalte (a) 4 veranschaulicht wird, wird in einem Zustand, in welchem die Erregung der Spule 17 ausgeschaltet wird, keine magnetische Anziehungskraft erzeugt, sodass die magnetische Anziehungskraft, die hin zu der Ventilöffnungsseite vorgespannt wird, nicht auf den beweglichen Kern 30 wirkt. Der Becher 50, der durch die erste elastische Kraft des ersten Federbauteils SP1 hin zu der Ventilschließseite gedrängt wird, stößt an eine Anschlagsoberfläche des Ventilkörpers bzw. Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21b (siehe 3) der Nadel 20 zu der Zeit einer Ventilschließung und den inneren Kern 32 an, um die erste elastische Kraft zu übertragen.
Der bewegliche Kern 30 wird durch die erste elastische Kraft des ersten Federbauteils SP1, die ausgehend von dem Becher 50 übertragen wird, hin zu der Ventilschließseite gedrängt bzw. vorgespannt, und wird durch die zweite elastische Kraft des zweiten Federbauteils SP2 hin zu der Ventilöffnungsseite gedrängt bzw. vorgespannt. Da die erste elastische Kraft größer ist als die zweite elastische Kraft, liegt der bewegliche Kern 30 in einem Zustand vor, in welchem dieser durch den Becher 50 gedrückt und hin zu dem Düsenloch bewegt (abgesenkt) wird. Die Nadel 20 wird durch die erste elastische Kraft, die ausgehend von dem Becher 50 übertragen wird, hin zu der Ventilschließseite gedrängt bzw. vorgespannt, und liegt in einem Zustand vor, in welchem diese durch den Becher 50 gedrückt und zu der Seite des Düsenlochs bewegt (abgesenkt) wird, das heißt in einem Zustand, in welchem diese auf dem Sitz 11s auf der Seite des Körpers aufgesetzt ist, um das Ventil zu schließen. In diesem Ventilschließzustand ist ein Spalt zwischen der Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21a (siehe 3) der Nadel 20 zu der Zeit einer Ventilöffnung und dem beweglichen Kern 30 (inneren Kern 32) ausgebildet, und eine Länge des Spalts in der Richtung der Achslinie C in dem Ventilschließzustand wird als ein Spaltbetrag L1 bezeichnet.
Wie in Spalte (b) von 4 veranschaulicht wird, wirkt in einem Zustand unmittelbar nachdem die Erregung der Spule 17 von aus zu an umgeschaltet wird, die magnetische Anziehungskraft, die hin zu der Ventilöffnungsseite vorgespannt wird, auf den beweglichen Kern 30, sodass der bewegliche Kern 30 die Bewegung zu der Ventilöffnungsseite initiiert. Wenn sich der bewegliche Kern 30 bewegt, während der Becher 50 hochgedrückt wird und dessen Betrag der Bewegung den Spaltbetrag L1 erreicht, stößt der innere Kern 32 mit der Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21a der Nadel 20 zusammen, wenn das Ventil geöffnet wird. Zu der Zeit des Zusammenstoßes bzw. der Kollision ist zwischen dem Führungsbauteil 60 und dem inneren Kern 32 ein Spalt ausgebildet, und eine Länge des Spalts in der Richtung der Achslinie C wird als ein Hubbetrag L2 bezeichnet.
Während einer Dauer bis zu der Zeit der Kollision wird eine Ventilschließkraft durch einen Kraftstoffdruck, der auf die Nadel 20 ausgeübt wird, nicht auf den beweglichen Kern 30 ausgeübt, sodass eine Kollisionsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 30 entsprechend erhöht werden kann. Da eine derartige Kollisionskraft zu der magnetischen Anziehungskraft addiert und als die Ventilöffnungskraft der Nadel 20 verwendet wird, kann die Nadel 20 selbst bei dem Hochdruckkraftstoff den Ventilöffnungsbetrieb durchführen, während eine Erhöhung bzw. Zunahme hinsichtlich der magnetischen Anziehungskraft, die für eine Ventilöffnung erforderlich ist, eingeschränkt wird.
Nach der Kollision bewegt sich der bewegliche Kern 30 weiter durch die magnetische Anziehungskraft, und der innere Kern 32 stößt mit dem Führungsbauteil 60 zusammen, um die Bewegung zu stoppen, wenn der Betrag der Bewegung nach der Kollision den Hubbetrag L2 erreicht, wie in Spalte (c) in 4 veranschaulicht wird. Ein Trennabstand zwischen dem Sitz 11s auf der Seite des Körpers und dem Sitz 20s auf der Seite des Ventilkörpers in der Richtung der Achslinie C zu der Zeit des Stopps dieser Bewegung entspricht einem Vollhubbetrag der Nadel 20 und fällt mit dem vorstehend beschriebenen Hubbetrag L2 zusammen.
Danach verringert sich die magnetische Anziehungskraft ebenfalls, wenn die Erregung der Spule 17 von an zu aus umgeschaltet wird, so wie sich ein Antriebsstrom verringert, und der bewegliche Kern 30 initiiert zusammen mit dem Becher 50 die Bewegung zu der Ventilschließseite. Die Nadel 20 wird durch den Druck des Kraftstoffs gedrückt, der zwischen der Nadel 20 und dem Becher 50 eingefüllt wird, um gleichzeitig mit der Initiierung der Bewegung des beweglichen Kerns 30 das Absenken (Ventilschließbetrieb) zu initiieren.
Danach wird der Sitz 20s auf der Seite des Ventilkörpers auf den Sitz 11s auf der Seite des Körpers aufgesetzt, wenn die Nadel 20 um den Hubbetrag L2 abgesenkt wird, und der Strömungskanal 11b und das Düsenloch 11a sind geschlossen. Danach bewegt sich der bewegliche Kern 30 weiter zusammen mit dem Becher 50 hin zu der Ventilschließseite, und wenn der Becher 50 an die Nadel 20 anstößt, stoppt die Bewegung des Bechers 50 hin zu der Ventilschließseite. Danach bewegt sich der bewegliche Kern 30 durch eine Trägheitskraft weiter hin zu der Ventilschließseite (Trägheitsbewegung), und bewegt sich anschließend durch die elastische Kraft des zweiten Federbauteils SP2 hin zu der Ventilöffnungsseite (prallt ab). Danach stößt der bewegliche Kern 30 mit dem Becher 50 zusammen und bewegt sich zusammen mit dem Becher 50 hin zu der Ventilöffnungsseite (prallt ab), wird aber durch die elastische Ventilschließkraft rasch zurückgedrückt und konvergiert bzw. gelangt zu dem anfänglichen bzw. Ausgangszustand, der in der Spalte (a) von 4 veranschaulicht wird.
Daher ist die Zeit bis zur Rückkehr zu dem Ausgangszustand ab dem Ende einer Einspritzung umso kürzer, je kleiner der Rückprall und je kürzer die Zeit ist, die für die Konvergenz erforderlich ist. Daher kann ein Intervall zwischen Einspritzungen verkürzt werden, und die Anzahl an Einspritzungen, die in der mehrstufigen Einspritzung beinhaltet sind, kann erhöht werden, wenn die mehrstufige Einspritzung ausgeführt wird, bei welcher ein Kraftstoff mehrmals pro Verbrennungszyklus der Maschine mit interner Verbrennung eingespritzt wird. Indem die Konvergenzzeit verkürzt wird, wie vorstehend beschrieben, ist es in einem Fall, bei welchem eine nachstehend beschriebene Teilhubeinspritzung ausgeführt wird, möglich, die Einspritzmenge mit hoher Genauigkeit zu steuern. Die Teilhubeinspritzung ist eine Einspritzung einer winzigen Menge aufgrund einer kurzen Ventilöffnungszeit durch Stoppen der Erregung der Spule 17 und Initiieren des Ventilschließbetriebs, bevor der Ventilöffnungsbetrieb der Nadel 20 die Vollhubposition erreicht.
Detaillierte Beschreibung von Konfigurationsgruppe A
Als nächstes wird eine Konfigurationsgruppe A, die von den Konfigurationen, die in dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet sind, zumindest eine Konfiguration beinhaltet, welche die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b und die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c betrifft, unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 detailliert beschrieben werden. Eine Modifikation der Konfigurationsgruppe A wird später unter Bezugnahme auf 8 beschrieben werden. Die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b entspricht einer „anziehenden Oberfläche“ zum Anziehen des beweglichen Kerns 30 durch eine magnetische Anziehungskraft, die bei Erregung der Spule 17 erzeugt wird. Die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c entspricht einer „angezogenen Oberfläche“, die derart angeordnet ist, dass diese der dem festen Kern zugewandten Oberfläche 13b (anziehende Oberfläche) zugewandt ist. Der innere Kern 32 entspricht einem „Anschlagsabschnitt“, der an das Führungsbauteil 60 (Stopperbauteil) anstößt. Der äußere Kern 31 entspricht einem „Kernkörperabschnitt“, auf welchem die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c (angezogene Oberfläche) ausgebildet ist.
Die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b (anziehende Oberfläche) und die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c (angezogene Oberfläche) weisen eine Form auf, die sich ringförmig um die Achslinie C erstreckt, und sind in einer flachen Form ausgebildet. Die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b (anziehende Oberfläche) und die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c sind so ausgebildet, um in der Richtung der Achslinie voneinander getrennt angeordnet sein, wenn der innere Kern 32 mit dem Führungsbauteil 60 in Kontakt steht (siehe 5). Der Abstand in der Richtung der Achslinie, welcher auf diese Weise getrennt angeordnet ist, wird in der folgenden Beschreibung als ein Trendabstand Ha bezeichnet.
Der bewegliche Kern 30 kann sich in Hinblick auf den festen Kern 13 neigen. In der folgenden Beschreibung werden ein Zustand, in welchem sich der bewegliche Kern 30 wie vorstehend beschrieben neigt, das heißt ein Zustand, in welchem sich die Richtung der Achslinie des beweglichen Kerns 30 in Hinblick auf die Richtung der Achslinie des festen Kerns 13 neigt (geneigter Zustand bzw. Neigungszustand), und ein Zustand, in welchem beide Richtungen der Achslinie übereinstimmen (nicht geneigter Zustand bzw. Nicht-Neigungszustand), getrennt beschrieben werden.
In dem Nicht-Neigungszustand ist die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c in einer flachen Form ausgebildet, die sich senkrecht zu der Richtung der Achslinie des festen Kerns 13 erstreckt. Die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b ist in einer sich verjüngenden Form ausgebildet, die in Hinblick auf die Richtung der Achslinie des festen Kerns 13 geneigt ist. Die Richtung einer Neigung gemäß der sich verjüngenden Form verläuft derart, dass sich der Trennabstand Ha hin zu einer radial äußeren Seite erhöht.
In einem Querschnitt, der in Hinblick auf die Richtung der Achslinie und die Achslinie C eine senkrechte Linie D beinhaltet, das heißt, in dem Querschnitt, der in 5 veranschaulicht wird, wird ein Winkel, der durch die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b ausgebildet wird, der die sich verjüngende Form und die senkrechte Linie D ausbildet, als ein Verjüngungswinkel θ1 bezeichnet. Ein maximaler Winkel, um welchen sich der bewegliche Kern 30 in Hinblick auf die Achslinie C des festen Kerns 13 neigen kann, wird als ein maximaler Kern-Neigungswinkel θ2 bezeichnet. Der feste Kern 13 ist derart ausgebildet, dass der Verjüngungswinkel θ1 größer ist als der maximale Kern-Neigungswinkel θ2.
Nachfolgend wird der Neigungswinkel des beweglichen Kerns 30 detailliert beschrieben werden. Der Neigungswinkel des Bechers 50 und der Neigungswinkel der Nadel 20 werden detailliert beschrieben werden.
Die äußere periphere Oberfläche des Führungsbauteils 60 wird in den Abschnitt 13c mit vergrößertem Durchmesser des festen Kerns 13 pressgepasst. Auf diese Weise neigt sich das Führungsbauteil 60 nicht in Hinblick auf den festen Kern 13, da das Führungsbauteil 60 an den festen Kern 13 pressgepasst und daran fixiert ist. Allerdings ist das Führungsbauteil 60 um eine Abmessungstoleranz der äußeren peripheren Oberfläche des Führungsbauteils 60 oder der inneren peripheren Oberfläche des Abschnitts 13c mit vergrößertem Durchmesser geneigt.
Andererseits ist ein Spalt CL1 (siehe 20) zum Gleiten zwischen der Becher 50 und dem Führungsbauteil 60 ausgebildet, da der Becher 50 in Hinblick auf das Führungsbauteil 60 gleitbar angeordnet ist. Entsprechend kann der Becher 50 in Hinblick auf den festen Kern 13 und das Führungsbauteil 60 geneigt sein. Das heißt, die Achslinie C des Bechers 50 kann sich in Hinblick auf die Achslinie C des festen Kerns 13 neigen.
Da die Nadel 20 in Hinblick auf den Becher 50 gleitbar angeordnet ist, ist ein Spalt CL2 (siehe 20) zum Gleiten zwischen der Nadel 20 und dem Becher 50 ausgebildet. Somit kann sich die Nadel 20 in Hinblick auf den neigbaren Becher 50 weiter neigen. Das heißt, die Achslinie C der Nadel 20 kann sich in Hinblick auf die Achslinie C des neigbaren Bechers 50 weiter neigen.
Da der bewegliche Kern 30 in Hinblick auf die Nadel 20 gleitbar angeordnet ist, ist ein Spalt zum Gleiten zwischen dem beweglichen Kern 30 und der Nadel 20 ausgebildet. Somit kann sich der bewegliche Kern 30 in Hinblick auf die neigbare Nadel 20 weiter neigen. Das heißt, die Achslinie C des beweglichen Kerns 30 kann sich in Hinblick auf die Achslinie C der neigbaren Nadel 20 weiter neigen.
Daher wird der Neigungswinkel des Bechers 50 in einem Fall, bei welchem der bewegliche Kern 30, die Nadel 20 und der Becher 50 maximal geneigt sind und die Richtungen der Neigung die gleiche sind, maximal. Der maximale Neigungswinkel des Bechers 50 in dieser Situation wird als ein maximaler Becher-Neigungswinkel θ4 (siehe 20) bezeichnet. Der maximale Neigungswinkel der Nadel 20 in dieser Situation wird als der maximale Nadel-Neigungswinkel bezeichnet, und der maximale Neigungswinkel des beweglichen Kerns 30 wird als der maximale Kern-Neigungswinkel θ2 (siehe 5) bezeichnet.
Eine axiale Position eines Abschnitts der dem festen Kern zugewandten Oberfläche 13b, die sich auf einer Seite des innersten Durchmessers befindet, stimmt mit einer axialen Position der Stopper-Anschlagsendoberfläche 61a überein. Ein Abschnitt der dem festen Kern zugewandten Oberfläche 13b, der sich auf einer Seite des äußersten Durchmessers befindet, ist angefast. Ein Abschnitt des Trennabstands Ha, der sich auf einer radial äußersten Seite befindet, außer dem angefasten Abschnitt, wird als ein äußerster Trennabstand bezeichnet. Der äußerste Trennabstand ist auf einen Wert von 1 µm oder mehr und weniger als 50 µm eingestellt.
In einem Zustand, in welchem der innere Kern 32 an das Führungsbauteil 60 anstößt, wird zwischen der dem beweglichen Kern zugewandten Oberfläche 31c und der dem festen Kern zugewandten Oberfläche 13b ein Spalt (Kern-Spalt) ausgebildet. Je kleiner das Volumen (Kern-Spalt-Volumen) des Kern-Spalts ist, desto größer kann die Dämpferkraft sein. Die Dämpferkraft ist eine Kraft, die auf den beweglichen Kern 30 wirkt, sodass der Kraftstoff, der sich in dem Spalt befindet, bei dem Ventilöffnungsbetrieb durch den beweglichen Kern 30 komprimiert wird, um die Ventilöffnungsgeschwindigkeit zu reduzieren. Der komprimierte Kraftstoff in dem Kern-Spalt wird ausgehend von dem Kern-Spalt zu einer radial äußeren Seite gedrückt, und ausgehend von dem Spalt zwischen der inneren peripheren Oberfläche des nicht-magnetischen Bauteils 14 und des Hauptkörpers 12 sowie der äußeren peripheren Oberfläche des beweglichen Kerns 30 in die bewegliche Kammer 12a abgeführt.
6 zeigt ein Testergebnis, das eine Beziehung zwischen dem äußersten Trennabstand und der Dämpferkraft in einem Fall veranschaulicht, bei welchem der Verjüngungswinkel θ1 auf 0° eingestellt ist. Wie durch eine durchgehende Linie in der Zeichnung veranschaulicht wird, ist die Dämpferkraft umso kleiner, je größer der äußerste Trennabstand ist. Dies kommt daher, dass das Kern-Spalt-Volumen umso größer ist, je größer der äußerste Trennabstand ist. Wenn der äußerste Trennabstand 50 µm oder mehr beträgt, tritt ein Verhalten auf, bei welchem der bewegliche Kern 30, der durch die magnetische Anziehungskraft bewegt wird, mit dem festen Kern 13 zusammenstößt und sich hin zu der Ventilschließseite bewegt (abprallt). Daher ist es wünschenswert, dass der äußerste Trennabstand weniger als 50 µm beträgt.
Je kleiner der äußerste Trennabstand ist, desto größer ist die Dämpferkraft, aber falls diese exzessiv klein ist, kommt der Abschnitt des äußeren Kerns 31 des beweglichen Kerns 30 in einem Fall, bei welchem sich der bewegliche Kern 30 um den maximalen Winkel neigt, mit dem festen Kern 13 in Kontakt. Genauer gesagt ist es wünschenswert, dass der äußerste Trennabstand 1 µm oder mehr beträgt, um den vorstehend dargelegten Kontakt zu vermeiden. In Hinblick auf diese Punkte ist bei der vorliegenden Ausführungsform der äußerste Trennabstand auf 1 µm oder mehr und weniger als 50 µm eingestellt.
7 zeigt ein Testergebnis, das eine Beziehung zwischen dem Verjüngungswinkel θ1 und der Dämpferkraft veranschaulicht. Wie durch eine durchgehende Linie in der Zeichnung veranschaulicht wird, ist die Dämpferkraft umso kleiner, je größer der Verjüngungswinkel θ1 ist. Dies kommt daher, dass das Kern-Spalt-Volumen umso größer ist, je größer der Verjüngungswinkel θ1 ist. Falls der Verjüngungswinkel θ1 1° oder mehr beträgt, tritt ein Verhalten auf, bei welchem der bewegliche Kern 30, der durch die magnetische Anziehungskraft bewegt wird, mit dem festen Kern 13 zusammenstößt und sich hin zu der Ventilschließseite bewegt (abprallt). Daher ist es wünschenswert, dass der Verjüngungswinkel θ1 weniger als 1° beträgt.
Je kleiner der Verjüngungswinkel θ1 ist, desto größer ist die Dämpferkraft, aber falls diese exzessiv klein ist, kommt der äußere Kern 31 in einem Fall, bei welchem sich der bewegliche Kern 30 um den maximalen Winkel neigt, mit dem festen Kern 13 in Kontakt. Genauer gesagt ist es wünschenswert, dass der Verjüngungswinkel θ1 0,05 ° oder mehr beträgt, um den vorstehend dargelegten Kontakt zu vermeiden. In Hinblick auf diese Punkte ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Verjüngungswinkel θ1 auf 0,05 ° oder mehr und weniger als 1° eingestellt.
Wie vorstehend beschrieben, sind bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b (anziehende Oberfläche) und die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c (angezogene Oberfläche) in einer Form ausgebildet, in welcher sich der Trennabstand Ha hin zu der radial äußeren Seite erhöht. Daher kann das vorstehend beschriebene Kern-Spalt-Volumen reduziert werden, während die anziehende Oberfläche und die angezogene Oberfläche unter Berücksichtigung der Neigung des beweglichen Kerns 30 so eingestellt werden, dass diese nicht miteinander in Kontakt kommen. Daher kann die Dämpferkraft aufgrund der Kompression bzw. Verdichtung des Kraftstoffs in dem Kern-Spalt erhöht werden, und die Geschwindigkeit, mit welcher der innere Kern 32 an das Führungsbauteil 60 anstößt (damit zusammenstößt), kann reduziert werden, während das Problem einer Beschädigung des äußeren Kerns 31 aufgrund des Kontakts reduziert wird. Indem die Kollisionsgeschwindigkeit reduziert wird, können die Abprall-Einschränkung des beweglichen Kerns 30 und die Einschränkung der Beschädigung, die durch die Kollision zwischen dem inneren Kern 32 und dem Becher 50 verursacht wird, erzielt werden.
Der innere Kern 32 ist unter Berücksichtigung eines Abriebwiderstands aus einem Material hergestellt, das einen höheren Härtegrad aufweist als das des äußeren Kerns 31. Mit anderen Worten ist der äußere Kern 31 aus einem Material hergestellt, das hohen Magnetismus über Abriebswiderstand priorisiert. Daher können gemäß der vorliegenden Ausführungsform, bei welcher der äußere Kern 31 so eingestellt ist, dass dieser nicht mit dem festen Kern 13 in Kontakt kommt, wie vorstehend beschrieben, sowohl die Reduzierung des Problems der Beschädigung, die durch den Kontakt des äußeren Kerns 31 verursacht wird, als auch die Erhöhung der magnetischen Anziehungskraft erzielt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b (anziehende Oberfläche) in einer sich verjüngenden Form ausgebildet, die sich in der Richtung neigt, in welcher sich der Trennabstand Ha hin zu der radial äußeren Seite erhöht. Daher kann das Kern-Spalt-Volumen verglichen mit dem Fall, bei welchem die Stufenform ausgebildet ist, die in 8 veranschaulicht wird, weiter reduziert werden, und die Erhöhung der Dämpferkraft kann gefördert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Verjüngungswinkel θ1 der dem beweglichen Kern zugewandten Oberfläche 31c größer als der maximale Winkel, das heißt, der maximale Kern-Neigungswinkel θ2, um welchen sich der bewegliche Kern 30 neigen kann. Daher ist es möglich zu verbessern, wie zuverlässig verhindert wird, dass der äußere Kern 31 mit dem festen Kern 13 in Kontakt kommt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der bewegliche Kern 30 und der Hauptkörper 12 derart konfiguriert, dass der Kraftstoff, der bei dem Ventilöffnungsbetrieb aus dem Kern-Spalt herausgedrückt wird, ausgehend von dem Spalt zwischen der äußeren peripheren Oberfläche des beweglichen Kerns 30 und der inneren peripheren Oberfläche des Hauptkörpers 12 abgeführt wird. Die anziehende Oberfläche ist in einer sich verjüngenden Form ausgebildet, und die angezogene Oberfläche ist in einer flachen Form ausgebildet, die sich in der Richtung der senkrechten Linie D erstreckt.
Der Kraftstoff, der aus dem Kern-Spalt herausgedrückt wird, wird anschließend durch den Spalt (Spalt zwischen den Kernkörpern) zwischen dem beweglichen Kern 30 und dem Hauptkörper 12 zu der beweglichen Kammer 12a abgeführt. Daher kann der Druckverlust des Kraftstoffs, der durch den Spalt zwischen den Kernkörpern strömt, umso größer sein, je länger der Strömungspfad des Spalts zwischen den Kernkörpern ist. Das heißt, es kann verhindert werden, dass der Kraftstoff durch den Spalt zwischen den Kernkörpern strömt, und die Dämpferkraft kann erhöht werden. In Hinblick auf diesen Punkt ist bei der vorliegenden Ausführungsform die anziehende Oberfläche in einer sich verjüngenden Form ausgebildet, und die angezogene Oberfläche ist in einer flachen Form ausgebildet, die sich in der Richtung der senkrechten Linie D erstreckt. Daher kann der Strömungspfad des Spalts zwischen den Kernkörpern verglichen mit einem Fall, bei welchem die angezogene Oberfläche im Gegensatz zu der vorliegenden Ausführungsform in einer sich verjüngenden Form ausgebildet ist, verlängert werden, sodass die Dämpferkraft erhöht werden kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Trennabstand Ha eines Abschnitts, der sich auf einer radial äußersten Seite befindet, 1 µm oder mehr und weniger als 50 µm. Daher ist es möglich, die Erhöhung der Dämpferkraft zu fördern, indem das Kern-Spalt-Volumen reduziert wird, während der Kontakt zwischen dem äußeren Kern 31 und dem festen Kern 13 vermieden wird, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Verjüngungswinkel θ1 0,05 ° oder mehr und weniger als 1 °. Daher ist es möglich, die Erhöhung der Dämpferkraft zu fördern, indem das Kern-Spalt-Volumen reduziert wird, während der Kontakt zwischen dem äußeren Kern 31 und dem festen Kern 13 vermieden wird, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der bewegliche Kern 30 in einem relativ beweglichen Zustand in der Richtung der Achslinie C an der Nadel 20 zusammengesetzt. Daher neigt der bewegliche Kern 30 dazu, sich so zu neigen, wie der Gleitspalt zwischen dem beweglichen Kern 30 und der Nadel 20 ausgebildet ist. Bei der Konfiguration, bei welcher der bewegliche Kern 30 sich in einfacher Weise neigt, das heißt die Konfiguration, bei welcher der bewegliche Kern 30 in einfacher Weise mit dem festen Kern 13 in Kontakt kommt, der gemäß der vorliegenden Ausführungsform die vorstehend beschriebene sich verjüngende Form annimmt, wird beachtlich der vorstehend dargelegte Effekt vorgewiesen, dass Kontakt vermieden wird, indem die sich verjüngende Form geneigt ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der bewegliche Kern 30 dazu konfiguriert, mit der Nadel 20 in Eingriff zu stehen und den Ventilöffnungsbetrieb zu initiieren, wenn sich der bewegliche Kern 30 um den Spaltbetrag L1 (vorgegebenen Betrag) zu der Seite gegenüber dem Düsenloch bewegt. Daher neigt der bewegliche Kern 30 dazu, sich so zu neigen, wie der Gleitspalt zwischen dem Becher 50 und der Nadel 20 ausgebildet ist. Bei der Konfiguration, bei welcher der bewegliche Kern 30 sich in einfacher Weise neigt, das heißt die Konfiguration, bei welcher der bewegliche Kern 30 in einfacher Weise mit dem festen Kern 13 in Kontakt kommt, der gemäß der vorliegenden Ausführungsform die vorstehend beschriebene sich verjüngende Form annimmt, wird beachtlich der vorstehend dargelegte Effekt vorgewiesen, dass Kontakt vermieden wird, indem die sich verjüngende Form geneigt ist.
Modifikation A1
Bei dem Beispiel, das in 5 veranschaulicht wird, weist die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b (anziehende Oberfläche) eine sich verjüngende Form auf, bei welcher der Trennabstand Ha allmählich erhöht wird, um eine Konfiguration zu verwirklichen, bei welcher der Trennabstand Ha hin zu der radial äußeren Seite größer ist. Andererseits kann die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b (anziehende Oberfläche) eine Stufenform aufweisen, bei welcher der Trennabstand Ha in einer Stufenform erhöht wird, wie in 8 veranschaulicht wird.
Genauer gesagt weist die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b eine Mehrzahl von flachen Oberflächen auf, die parallel zu der senkrechten Linie D sind, und diese flachen Oberflächen sind so angeordnet, dass eine axiale Position verschoben wird, um den Trennabstand Ha hin zu der radial äußeren Seite zu erhöhen.
Selbst bei einer derartigen Stufenform kann das Kern-Spalt-Volumen reduziert werden und die Dämpferkraft kann erhöht werden, während die anziehende Oberfläche und die angezogene Oberfläche unter Berücksichtigung der Neigung des beweglichen Kerns 30 so eingestellt werden, dass diese nicht miteinander in Kontakt kommen.
Modifikation A2
Bei dem Beispiel, das in 5 veranschaulicht wird, wird der bewegliche Kern 30 konfiguriert, indem der äußere Kern 31 und der innere Kern 32 aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt sind. Andererseits können der äußere Kern 31 und der innere Kern 32 aus einem Basismaterial ausgebildet sein, und der äußere Kern 31 und der innere Kern 32 können aus dem gleichen Material hergestellt sein. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass der Abriebswiderstand des inneren Kerns 32 verbessert werden kann, falls auf die Oberfläche des inneren Kerns 32 eine Beschichtung aufgebracht wird. Allerdings erhöht sich ein Anschwellen die Rauigkeit die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c betreffend, falls eine Beschichtung auf den äußeren Kern 31 aufgebracht wird, was eine Reduzierung einer Dämpferkraft bewirken bzw. verursachen kann. Daher ist es wünschenswert, dass auf den äußeren Kern 31 keine Beschichtung aufgebracht wird.
Modifikation A3
Bei dem Beispiel, das in 5 veranschaulicht wird, wird die Erhöhung des Trennabstands Ha hin zu der radial äußeren Seite verwirklicht bzw. umgesetzt, indem die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b in einer sich verjüngenden Form ausgebildet wird. Andererseits kann die Erhöhung des Trennabstands Ha hin zu der radial äußeren Seite verwirklicht bzw. umgesetzt werden, indem die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c in einer sich verjüngenden Form ausgebildet wird. Alternativ können sowohl die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b als auch die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c die sich verjüngende Form aufweisen.
Auf ähnliche Weise kann die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c in der Stufenform ausgebildet sein, anstatt dass verwirklicht wird, dass sich der Trennabstand Ha hin zu der radial äußeren Seite erhöht, wie in 8 veranschaulicht wird, indem die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b in der Stufenform ausgebildet wird. Alternativ können sowohl die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b als auch die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c die Stufenform aufweisen.
Detaillierte Beschreibung von Konfigurationsgruppe B
Als nächstes werden von den Konfigurationen des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfigurationsgruppe B, die von den Konfigurationen, die in dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet sind, zumindest eine Kraftstoffspeicherkammer B1 beinhaltet, und eine Konfiguration, welche die nachstehend beschriebene Kraftstoffspeicherkammer B1 betrifft, unter Bezugnahme auf die 5, 9 und 10 detailliert beschrieben werden. Eine Modifikation der Konfigurationsgruppe B wird später unter Bezugnahme auf die 11 bis 19 beschrieben werden.
Wie in 5 veranschaulicht wird, ist die Kraftstoffspeicherkammer B1 ein Abschnitt, in welchem Kraftstoff, der durch den beweglichen Kern 30, den Becher 50 und die Nadel 20 umschlossen ist, gespeichert ist. Bei der folgenden Beschreibung der Oberfläche des inneren Kerns 32 auf der Seite gegenüber dem Düsenloch wird eine Oberfläche, welche an die Nadel 20 anstößt, als eine erste Kern-Anschlagsoberfläche 32c bezeichnet, eine Oberfläche, welche an den Becher 50 anstößt, wird als eine zweite Kern-Anschlagsoberfläche 32b bezeichnet, und eine Oberfläche, welche an das Führungsbauteil 60 anstößt, wird als eine dritte Kern-Anschlagsoberfläche 32d bezeichnet.
Da der bewegliche Kern 30 durch die zweite elastische Kraft zu dem Becher 50 gedrängt bzw. vorgespannt wird, stößt der bewegliche Kern 30 immer an den Becher 50 an, außer wenn der bewegliche Kern 30 durch Trägheit bewegt wird, nachdem das Ventil geschlossen wird, und von dem Becher 50 getrennt wird. Genauer gesagt stößt die zweite Kern-Anschlagsoberfläche 32b des inneren Kerns 32 immer an die Kern-Anschlagsendoberfläche 51a des Bechers 50 an. Der zylindrische Abschnitt 51 des Bechers 50, welcher die Kern-Anschlagsendoberfläche 51a ausbildet, unterteilt die Innenseite und die Außenseite der Kraftstoffspeicherkammer B1. Die Außenseite ist eine Region, in welcher Kraftstoff auf einer radial äußeren Seite der äußeren peripheren Oberfläche 51 d des Bechers 50 vorliegt, die erste Kern-Anschlagsoberfläche 32c befindet sich innerhalb der Kraftstoffspeicherkammer B1, und die dritte Kern-Anschlagsoberfläche 32d befindet sich außerhalb der Kraftstoffspeicherkammer B1.
Die Kraftstoffspeicherkammer B1 ist eine Region, die durch die äußere periphere Oberfläche des Kern-Gleitabschnitts 22 der Nadel 20, die Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21a zu der Zeit einer Ventilöffnung, die Innenwandoberfläche des Durchgangslochs 32a des inneren Kerns 32, die erste Kern-Anschlagsoberfläche 32c und die innere periphere Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 51 des Bechers 50 umschlossen ist. Die Kraftstoffspeicherkammer B1 ist eine Region, die in einem Zustand, in welchem der bewegliche Kern 30 und der Becher 50 aneinander anstoßen, umschlossen ist, wie vorstehend beschrieben. Die Kraftstoffspeicherkammer B1 ist eine Region, die in einem Zustand, in welchem der Sitz 20s auf der Seite des Ventilkörpers an den Sitz 11s auf der Seite des Körpers anstößt und die Nadel 20 geschlossen ist, umschlossen ist, wie vorstehend beschrieben.
Eine Verbindungsnut 32e ist in der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c und der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b des inneren Kerns 32 ausgebildet. Die Verbindungsnut 32e steht in einem Zustand, in welchem die zweite Kern-Anschlagsoberfläche 32b an die Kern-Anschlagsendoberfläche 51a anstößt, mit der Innenseite und der Außenseite der Kraftstoffspeicherkammer B1 in Verbindung. Die Außenseite ist ein Raum, der sich von der Kraftstoffspeicherkammer B1 unterscheidet, wenn der Becher 50 und der bewegliche Kern 30 aneinander anstoßen.
Die Außenseite der Kraftstoffspeicherkammer B1 entspricht einer nachstehend beispielhaft gezeigten Region. Das heißt, eine erste Region zwischen der Stopper-Anschlagsendoberfläche 61a des Führungsbauteils 60 und der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d entspricht der Außenseite. Die erste Region ist eine Region, die in einem Zustand, in welchem der Becher 50 und der bewegliche Kern 30 aneinander anstoßen, und der bewegliche Kern 30 und das Führungsbauteil 60 nicht aneinander anstoßen, ausgebildet ist. Eine Oberfläche des festen Kerns 13, die dem beweglichen Kern 30 zugewandt angeordnet ist, wird als die dem festen Kern zugewandte Oberfläche 13b bezeichnet. Eine Oberfläche des äußeren Kerns 31, die dem festen Kern 13 zugewandt angeordnet ist, wird als die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c bezeichnet. Eine zweite Region, welche eine Region ist, die mit der ersten Region in Verbindung steht, zwischen der dem festen Kern zugewandten Oberfläche 13b und der dem beweglichen Kern zugewandten Oberfläche 31c, welche eine Region ist, die mit der ersten Region in Verbindung steht, entspricht der Außenseite. Eine dritte Region, welche eine Region ist, die mit der zweiten Region in Verbindung steht, zwischen den inneren peripheren Oberflächen des Hauptkörpers 12 (Halter) und des nicht-magnetischen Bauteils 14 (Halter), sowie der äußeren peripheren Oberfläche des äußeren Kerns 31 entspricht der Außenseite.
Wie in 9 veranschaulicht wird, wird die Mehrzahl von (zum Beispiel vier) Verbindungsnuten 32e ausgebildet, und die Mehrzahl von Verbindungsnuten 32e ist mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet, wenn diese ausgehend von der Bewegungsrichtung des beweglichen Kerns 30 betrachtet werden. Die Verbindungsnut 32e weist eine Form auf, die sich linear in der radialen Richtung erstreckt. Jede der Mehrzahl von Verbindungsnuten 32e weist die gleiche Form auf. Eine Umfangsposition der Verbindungsnut 32e unterscheidet sich von einer Umfangsposition des Durchgangslochs 31a.
Der innere Kern 32 fungiert als ein „Anschlagsabschnitt“, bei welchem die erste Kern-Anschlagsoberfläche 32c und die zweite Kern-Anschlagsoberfläche 32b ausgebildet sind. Der äußere Kern 31 fungiert als ein „Kernkörperabschnitt“, der aus einem Material hergestellt ist, das sich von dem des inneren Kerns 32 unterscheidet, auf welchem eine dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c ausgebildet ist, die dem festen Kern 13 zugewandt angeordnet ist. Der Kernkörperabschnitt ist von einem Ausbildungsbereich der Verbindungsnut 32e ausgenommen. Das heißt, die Verbindungsnut 32e ist in dem inneren Kern 32 ausgebildet, ist aber nicht in dem äußeren Kern 31 ausgebildet.
Die Verbindungsnut 32e ist in der radialen Richtung über die gesamte Region des inneren Kerns 32 ausgebildet und ist ausgehend von der inneren peripheren Oberfläche zu der äußeren peripheren Oberfläche des inneren Kerns 32 ausgebildet. Das heißt, die Verbindungsnut 32e ist in der radialen Richtung über die gesamte Region der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c, der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b und der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d ausgebildet.
Wie in 10 veranschaulicht wird, weist die Verbindungsnut 32e eine Boden-Wandoberfläche 32e1, eine vertikale Wandoberfläche 32e2 und eine sich verjüngende Oberfläche 32e3 auf. Die Boden-Wandoberfläche 32e1 weist eine Form auf, die sich senkrecht zu der Bewegungsrichtung des beweglichen Kerns 30 erstreckt. Die vertikale Wandoberfläche 32e2 weist eine Form auf, die sich ausgehend von der Boden-Wandoberfläche 32e1 in der Bewegungsrichtung des beweglichen Kerns 30 erstreckt. Die sich verjüngende Oberfläche 32e3 weist eine Form auf, die sich ausgehend von der vertikalen Wandoberfläche 32e2 hin zu der Nutöffnung 32e4 erstreckt, während eine Strömungsfläche erhöht bzw. vergrößert wird. Bei dem Beispiel, das in 10 veranschaulicht wird, weist die sich verjüngende Oberfläche 32e3 eine Form auf, die sich ausgehend von einem oberen Ende der vertikalen Wandoberfläche 32e2 linear erstreckt.
Beispiele eines Verfahrens zur Verarbeitung der Verbindungsnut 32e beinhalten Laserverarbeitung, Verarbeitung mit elektrischer Entladung, Schneiden mit einem Schaftfräser, und dergleichen. Zuerst wird eine Nut mit einer rechteckigen Querschnittsform verarbeitet, welche die vertikale Wandoberfläche 32e2 und die Boden-Wandoberfläche 32e1 beinhaltet. Zu diesem Zeitpunkt kann ein Grat, der zu der Zeit einer Verarbeitung erzeugt wird, in einem peripheren Abschnitt der Nutöffnung 32e4 in der vertikalen Wandoberfläche 32e2 verbleiben. Allerdings wird der Grat danach entfernt, indem die sich verjüngende Oberfläche 32e3, die eine trapezförmige Querschnittsform aufweist, verarbeitet wird.
Wenn der Kraftstoff, der in der Kraftstoffspeicherkammer B1 vorliegt, komprimiert wird, so wie sich der bewegliche Kern 30 zu der Seite gegenüber dem Düsenloch bewegt, wird verhindert, dass sich der bewegliche Kern 30 bewegt, sodass die Bewegungsgeschwindigkeit (Kollisionsgeschwindigkeit) langsam ist, wenn der bewegliche Kern 30 sich um einen vorgegebenen Betrag bewegt und an die Nadel 20 anstößt. Im Ergebnis wird der vorstehend dargelegte Effekt der Kern-Verstärkungs-Struktur, das heißt der Effekt, dass „der Ventilkörper selbst bei dem Hochdruckkraftstoff den Ventilöffnungsbetrieb durchführen kann, während die Erhöhung der magnetischen Anziehungskraft eingeschränkt wird, die erforderlich ist, um das Ventil zu öffnen“, reduziert. Da die Bewegung des beweglichen Kerns 30 behindert wird, ist eine Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungszeitpunkts der Nadel 20 groß, und eine Schwankung hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmenge ist groß.
Um diese Probleme zu bewältigen, beinhaltet das Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Nadel 20 (Ventilkörper), den festen Kern 13, den beweglichen Kern 30, das erste Federbauteil SP1 (Federbauteil) und den Becher 50 (Ventilschließkraft-Übertragungs-Bauteil). Der bewegliche Kern 30 stößt zu einem Zeitpunkt, wenn der bewegliche Kern 30 durch den festen Kern 13 angezogen wird und um einen vorgegebenen Betrag zu der Seite gegenüber dem Düsenloch bewegt wird, an die Nadel 20 an, und bewirkt, dass die Nadel 20 den Ventilöffnungsbetrieb durchführt. Das erste Federbauteil SP1 wird in Übereinstimmung mit dem Ventilöffnungsbetrieb der Nadel 20 elastisch verformt und weist eine elastische Ventilschließkraft vor, um zu bewirken, dass die Nadel 20 den Ventilschließbetrieb durchführt. Der Becher 50 ist so angeordnet, um in Hinblick auf die Nadel 20 beweglich zu sein, und stößt an die Nadel 20 an, wenn dieser sich in Hinblick auf die Seite des Düsenlochs bewegt, um die elastische Ventilschließkraft auf die Nadel 20 zu übertragen. Der bewegliche Kern 30 weist die erste Kern-Anschlagsoberfläche 32c und die zweite Kern-Anschlagsoberfläche 32b auf, und die Verbindungsnut 32e ist in der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c und der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b ausgebildet, um die Innenseite und die Außenseite der Kraftstoffspeicherkammer B1 in Verbindung zu setzen.
Daher strömt der Kraftstoff, der in der Kraftstoffspeicherkammer B1 gespeichert ist, durch die Verbindungsnut 32e zu der Außenseite aus, wenn sich der bewegliche Kern 30 zu der Seite gegenüber dem Düsenloch bewegt. Daher wird die Verdichtung des Kraftstoffs, der in der Kraftstoffspeicherkammer B1 gespeichert ist, eingeschränkt, sodass sich der bewegliche Kern 30 in einfacher Weise bewegt. Daher kann die Reduzierung der Kollisionsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 30 eingeschränkt werden, sodass der Effekt, dass die magnetische Anziehungskraft durch die Kern-Verstärkungs-Struktur reduziert wird, gefördert werden kann. Da sich der bewegliche Kern 30 in einfacher Weise bewegt, kann die Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungszeitpunkts der Nadel 20 eingeschränkt werden, und folglich kann die Schwankung hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmenge eingeschränkt werden.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Mehrzahl von Verbindungsnuten 32e ausgebildet, und die Mehrzahl von Verbindungsnuten 32e ist mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet, wenn diese ausgehend von der Bewegungsrichtung des beweglichen Kerns 30 betrachtet werden.
Gemäß dieser Konfiguration liegen Abschnitte, bei welchen der Kraftstoff in einfacher Weise aus der Kraftstoffspeicherkammer B1 zu der Außenseite ausströmt, mit gleichen Intervallen um die Richtung der Achslinie vor. Daher kann eine Veränderung hinsichtlich der Neigungsrichtung des beweglichen Kerns 30 in Hinblick auf die Richtung der Achslinie eingeschränkt werden, wenn sich der bewegliche Kern 30 in der Richtung der Achslinie bewegt. Daher kann die Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungs-Ansprechverhaltens weiter eingeschränkt werden, da eingeschränkt werden kann, dass das Verhalten des beweglichen Kerns 30 instabil wird. Falls drei oder mehr Verbindungsnuten 32e mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung ausgebildet sind, wird der Effekt gefördert, dass instabiles Verhalten reduziert wird.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der bewegliche Kern 30 den inneren Kern 32 (Anschlagsabschnitt) und den äußeren Kern 31 (Kernkörperabschnitt), der aus einem Material hergestellt ist, das sich von dem des inneren Kerns 32 unterscheidet. Der innere Kern 32 ist mit der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c und der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b ausgebildet, und der äußere Kern 31 ist mit der dem beweglichen Kern zugewandten Oberfläche 31c ausgebildet, die dem festen Kern 13 zugewandt angeordnet ist. Der äußere Kern 31 ist von dem Ausbildungsbereich der Verbindungsnut 32e ausgenommen.
Demgemäß kann die Reduzierung der magnetischen Anziehungskraft, die zu dem festen Kern 13 angezogen wird, durch die Verbindungsnut eingeschränkt werden, da die dem beweglichen Kern zugewandte Oberfläche 31c des äußeren Kerns 31 eine flache Form aufweisen kann, die keine Nut aufweist.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die dritte Kern-Anschlagsoberfläche 32d des beweglichen Kerns 30, welche an das Führungsbauteil 60 anstößt, außerhalb der Kraftstoffspeicherkammer B1. Die Verbindungsnut 32e ist zusätzlich zu der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c und der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b auch in der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d ausgebildet.
In einem Zustand, in welchem die Nadel 20 in der Vollhubposition vorliegt, stößt der innere Kern 32 an das Führungsbauteil 60 an. In diesem Anschlagszustand besteht ein Problem, dass ein Phänomen (Verbindungs-Phänomen) auftritt, bei welchem die dritte Kern-Anschlagsoberfläche 32d kaum von der Stopper-Anschlagsendoberfläche 61a getrennt wird, falls die Stopper-Anschlagsendoberfläche 61a des Führungsbauteils 60 und die dritte Kern-Anschlagsoberfläche 32d des inneren Kerns 32 in engem Kontakt miteinander stehen. Um dieses Problem zu bewältigen, wird der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d bei der vorliegenden Ausführungsform in einem Zustand, in welchem diese an die Stopper-Anschlagsendoberfläche 61a anstößt, der Kraftstoff zugeführt, da die Verbindungsnut 32e ebenfalls in der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d ausgebildet ist, wenn der bewegliche Kern 30 mit dem Erregungs-AUS die Bewegung zu der Seite des Düsenlochs initiiert. Daher kann die Wahrscheinlichkeit, dass die Initiierung der Bewegung des beweglichen Kerns 30 zu der Seite des Düsenlochs aufgrund der vorstehend dargelegten engen Kontaktkraft verzögert ist, reduziert werden, da der bewegliche Kern 30 darin eingeschränkt werden kann, dass dieser mit dem Führungsbauteil 60 in engem Kontakt steht, und darin, dass es schwierig ist, diesen zu trennen. Daher kann die Ventilschließ-Reaktionszeit ab dem Zeitpunkt, wenn die Erregung abgeschaltet wird, bis die Nadel 20 geschlossen wird, verkürzt werden, und das Ventilschließ-Ansprechverhalten kann verbessert werden.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Verbindungsnut 32e die Boden-Wandoberfläche 32e1, die sich senkrecht zu der Bewegungsrichtung des beweglichen Kerns 30 erstreckt, und die vertikale Wandoberfläche 32e2 auf, die sich ausgehend von der Boden-Wandoberfläche 32e1 in der Bewegungsrichtung erstreckt.
Um den Grat zu entfernen, der in der Nutöffnung 32e4 der Verbindungsnut 32e erzeugt wird, ist es wünschenswert, dass die erste Kern-Anschlagsoberfläche 32c und die zweite Kern-Anschlagsoberfläche 32b poliert werden. Das Polieren wird zum Beispiel ausgehend von einer Position, die durch eine Strich-Zweistrichlinie angezeigt wird, zu einer Position durchgeführt, die in 10 durch eine durchgehende Linie angezeigt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Verbindungsnut 32e und die äußere Verbindungsnut 31e durch Schneiden oder dergleichen ausgebildet, nachdem der innere Kern 32 an dem äußeren Kern 31 zusammengesetzt ist, und danach wird gleichzeitig an sowohl dem äußeren Kern 31 als auch dem inneren Kern 32 das vorstehend dargelegte Polieren durchgeführt.
Im Gegensatz zu der vorliegenden Ausführungsform ist die Querschnittsfläche der Verbindungsnut 32e in einem Fall, bei welchem die vertikale Wandoberfläche 32e2 nicht vorgesehen ist und die Form durch eine Strich-Strichlinie veranschaulicht wird, klein, und ein Verhältnis einer Querschnittsfläche, die zu der Querschnittsfläche der Verbindungsnut 32e poliert werden soll, ist groß. Im Ergebnis ist der Einfluss einer Schwankung hinsichtlich einer Poliertiefe auf die Querschnittsfläche der Verbindungsnut 32e groß, sodass die Schwankung hinsichtlich der Querschnittsfläche der Verbindungsnut 32e groß ist. Daher ist eine Schwankung hinsichtlich eines Grads des Kraftstoffs, der aus der Kraftstoffspeicherkammer B1 durch die Verbindungsnut 32e zu der Außenseite ausströmt, groß, und die Schwankung hinsichtlich der Leichtigkeit einer Bewegung des beweglichen Kerns 30 ist groß, was die Einschränkung der Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungszeitpunkts der Nadel 20 behindert. Andererseits ist bei der vorliegenden Ausführungsform das Verhältnis der Querschnittsfläche, die poliert werden soll, klein, und der Einfluss der Schwankung hinsichtlich der Poliertiefe auf die Querschnittsfläche der Verbindungsnut 32e ist klein, da die vertikale Wandoberfläche 32e2 vorgesehen ist. Daher kann eine Schwankung hinsichtlich des Grads des Kraftstoffs, der aus der Kraftstoffspeicherkammer B1 durch die Verbindungsnut 32e zu der Außenseite ausströmt, reduziert werden, und die Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungszeitpunkts der Nadel 20 kann gefördert werden.
Modifikation B1
Obwohl die Verbindungsnut 32e, die in 5 veranschaulicht wird, nicht in dem äußeren Kern 31 ausgebildet ist, wie in 11 veranschaulicht wird, kann zusätzlich zu der Verbindungsnut 32e, die in dem inneren Kern 32 ausgebildet ist, eine Verbindungsnut (äußere Verbindungsnut 31e) in dem äußeren Kern 31 ausgebildet sein. Bei dem Beispiel, dass in 11 veranschaulicht wird, steht ein Endabschnitt auf der Seite des Innendurchmessers der äußeren Verbindungsnut 31e direkt mit einem Endabschnitt auf der Seite des Außendurchmessers der Verbindungsnut 32e in Verbindung.
Wie in 12 veranschaulicht wird, wird die Mehrzahl von (zum Beispiel vier) äußeren Verbindungsnuten 31e ausgebildet, und eine Mehrzahl von äußeren Verbindungsnuten 31e ist mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet, wenn diese ausgehend von der Bewegungsrichtung des beweglichen Kerns 30 betrachtet werden. Die äußere Verbindungsnut 31e weist eine Form auf, die sich linear in der radialen Richtung erstreckt. Jede der Mehrzahl von äußeren Verbindungsnuten 31e weist die gleiche Form auf. Eine Umfangsposition der äußeren Verbindungsnut 31e unterscheidet sich von einer Umfangsposition des Durchgangslochs 31a.
Die äußere Verbindungsnut 31e und die Verbindungsnut 32e weisen die gleiche Umfangsposition auf. Bei dem Beispiel von 12 sind vier äußere Verbindungsnuten 31e mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet, aber es können sechs äußere Verbindungsnuten 31e mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet sein. In diesem Fall ist es wünschenswert, die Umfangsposition des Durchgangslochs 31a derart einzustellen, dass ein Umfangsabstand zu der benachbarten äußeren Verbindungsnut 31e der gleiche ist.
Die äußere Verbindungsnut 31e ist in der radialen Richtung über die gesamte Region des äußeren Kerns 31 ausgebildet und ist ausgehend von der inneren peripheren Oberfläche zu der äußeren peripheren Oberfläche des äußeren Kerns 31 ausgebildet. Das heißt, die äußere Verbindungsnut 31e ist in der radialen Richtung über die gesamte Region der dem beweglichen Kern zugewandten Oberfläche 31c ausgebildet. Eine Querschnittsform der äußeren Verbindungsnut 31e ist die gleiche wie die Querschnittsform der Verbindungsnut 32e, die in 10 veranschaulicht wird, und die äußere Verbindungsnut 31e weist die gleiche Boden-Wandoberfläche, vertikale Wandoberfläche und sich verjüngende Oberfläche auf wie die der Verbindungsnut 32e. Wie vorstehend beschrieben zeigt 10 eine Querschnittsansicht, wobei der Querschnitt entlang einer Linie X-X von 9 vorgenommen worden ist, und veranschaulicht eine Form des Querschnitts der Verbindungsnut 32e, der sich in der radialen Richtung des beweglichen Kerns 30 erstreckt, wobei der Querschnitt senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung vorgenommen worden ist. Die Querschnittsform der äußeren Verbindungsnut 31e ist ebenfalls die gleiche wie die der Verbindungsnut 32e, und ist eine Form des Querschnitts mit einer Boden-Wandoberfläche, einer vertikalen Wandoberfläche, und einer sich verjüngenden Oberfläche in einem Querschnitt, welcher senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der äußeren Verbindungsnut 31e vorgenommen worden ist.
Wie vorstehend beschrieben kann gemäß der vorliegenden Modifikation, welche die äußere Verbindungsnut 31e aufweist, die Erhöhung hinsichtlich des Kraftstoffdrucks an dem Endabschnitt auf der Seite des Außendurchmessers der Verbindungsnut 32e eingeschränkt werden, und die Kraftstoffausströmung durch die Verbindungsnut 32e kann gefördert werden, da der Kraftstoff, der ausgehend von dem Endabschnitt auf der Seite des Außendurchmessers der Verbindungsnut 32e ausströmt, durch die äußere Verbindungsnut 31e diffundiert. Das heißt, eine Erhöhung hinsichtlich des Kraftstoffdrucks zwischen dem Führungsbauteil 60 und dem inneren Kern 32 kann eingeschränkt werden.
Bei der vorliegenden Modifikation kann die Kraftstoffausströmung ausgehend von dem Endabschnitt auf der Seite des Außendurchmessers weiter gefördert werden, da der Endabschnitt auf der Seite des Innendurchmessers der äußeren Verbindungsnut 31e direkt mit dem Endabschnitt auf der Seite des Außendurchmessers der Verbindungsnut 32e in Verbindung steht.
Bei der vorliegenden Modifikation strömt der Kraftstoff, der ausgehend von dem Endabschnitt auf der Seite des Außendurchmessers der äußeren Verbindungsnut 31e ausströmt, direkt in den Spalt zwischen der inneren peripheren Oberfläche des Halters und der äußeren peripheren Oberfläche des äußeren Kerns 31, da die äußere Verbindungsnut 31e in der radialen Richtung der dem beweglichen Kern zugewandten Oberfläche 3 1c über die gesamte Region ausgebildet ist. Daher kann eine Erhöhung hinsichtlich des Kraftstoffdrucks an dem Endabschnitt auf der Seite des Außendurchmessers der äußeren Verbindungsnut 31e eingeschränkt werden, und die Kraftstoffausströmung durch die Verbindungsnut 32e und die äußere Verbindungsnut 31e kann gefördert werden.
Bei der vorliegenden Modifikation ist in Hinblick auf eine Abmessung der äußeren Verbindungsnut 31e eine Breitenabmessung (Umfangsabmessung) eines Abschnitts der äußeren Verbindungsnut 31e, welcher sich hin zu dem festen Kern 13 öffnet, kleiner eingestellt als eine Tiefenabmessung (Abmessung in der Richtung der Achslinie C) der äußeren Verbindungsnut 31e. Demgemäß kann die Strömungskanal-Querschnittsfläche der äußeren Verbindungsnut 31e erhöht werden, während die Reduzierung der Fläche der dem beweglichen Kern zugewandten Oberfläche 31c eingeschränkt wird, die durch die Ausbildung der äußeren Verbindungsnut 31e verursacht wird. Die „Strömungskanal-Querschnittsfläche“ ist eine Fläche eines Querschnitts, der senkrecht zu der Strömungsrichtung verläuft, wenn der Kraftstoff in der Kraftstoffspeicherkammer B1 durch die äußere Verbindungsnut 31e zu einer radial äußeren Seite strömt. Das heißt, da die Breitenabmessung kleiner ist als die Tiefenabmessung, wie vorstehend beschrieben, kann die Kraftstoffabfuhr ausgehend von der Kraftstoffspeicherkammer B1 zu der Zeit des Ventilöffnungsbetriebs umgesetzt werden, während die Reduzierung der magnetischen Anziehungskraft eingeschränkt wird.
Modifikation B2
Bei der vorliegenden Modifikation, die in den 13 und 14 veranschaulicht wird, ist eine Kopplungsnut 32f zum Koppeln der Mehrzahl von Verbindungsnuten 31e ausgebildet. Die Kopplungsnut 32f weist eine Form auf, die sich ringförmig um das Durchgangsloch 32a erstreckt, und alle (bei dem Beispiel von 14 vier) Verbindungsnuten 31e koppelt. Die Kopplungsnut 32f koppelt den Endabschnitt auf der Seite des Außendurchmessers der Verbindungsnut 31e. Die Kopplungsnut 32f wird ausgebildet, indem ein Eckabschnitt auf der Seite des Außendurchmessers des inneren Kerns 32 geschnitten wird. Indem ein Eckabschnitt auf der Seite des Innendurchmessers des äußeren Kerns 31 geschnitten wird, wird die Kopplungsnut 32f derart ausgebildet, dass diese sich über sowohl den äußeren Kern 31 als auch den inneren Kern 32 erstreckt.
Auch bei der Ausführungsform, die in den 11 und 12 veranschaulicht wird, kann die Kopplungsnut 32f ausgebildet sein, die in den 13 und 14 veranschaulicht wird, und jede der Mehrzahl von Verbindungsnuten 32e und Mehrzahl von äußeren Verbindungsnuten 31e kann durch die Kopplungsnut 32f gekoppelt sein.
Wie vorstehend beschrieben kann gemäß der vorliegenden Modifikation, welche die Kopplungsnut 32f aufweist, die Erhöhung hinsichtlich des Kraftstoffdrucks an dem Endabschnitt auf der Seite des Außendurchmessers der Verbindungsnut 32e eingeschränkt werden, und die Kraftstoffausströmung durch die Verbindungsnut 32e kann gefördert werden, da der Kraftstoff, der ausgehend von dem Endabschnitt auf der Seite des Außendurchmessers der Verbindungsnut 32e ausströmt, durch die Kopplungsnut 32f diffundiert.
Indem die Mehrzahl von Verbindungsnuten 31e gekoppelt wird, kann gefördert werden, dass der Kraftstoff einheitlich aus der Mehrzahl von Verbindungsnuten 31e ausströmt, und daher kann eine Veränderung hinsichtlich der Neigungsrichtung des beweglichen Kerns 30 in Hinblick auf die Richtung der Achslinie eingeschränkt werden, wenn sich der bewegliche Kern 30 in der Richtung der Achslinie bewegt. Daher kann die Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungs-Ansprechverhaltens weiter eingeschränkt werden, da eingeschränkt werden kann, dass das Verhalten des beweglichen Kerns 30 instabil wird.
Modifikation B3
Die Verbindungsnut 32e, die in 5 veranschaulicht wird, ist über die gesamte Region der Endoberfläche des inneren Kerns 32 ausgebildet. Andererseits ist die Verbindungsnut 32g der vorliegenden Modifikation, die in den 15 und 16 veranschaulicht wird, über einen Teil der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c, die gesamte Region der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b, und einen Teil der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d ausgebildet. Genauer gesagt ist die Verbindungsnut 32g in der radialen Richtung nicht über die gesamte Region der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c ausgebildet, und ist teilweise an einem Abschnitt der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c ausgebildet, der benachbart zu der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b angeordnet ist. Die Verbindungsnut 32g ist in der radialen Richtung über die gesamte Region der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b ausgebildet. Die Verbindungsnut 32g ist in der radialen Richtung nicht über die gesamte Region der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d ausgebildet, und ist teilweise an einem Abschnitt der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d ausgebildet, der benachbart zu der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b angeordnet ist.
Die Verbindungsnut 32e, die in 5 veranschaulicht wird, weist eine Form auf, die sich linear in der radialen Richtung erstreckt, wohingegen die Verbindungsnut 32g gemäß der vorliegenden Modifikation eine Kegelform aufweist. Das heißt, wie in 16 veranschaulicht wird, diese ist kreisförmig, so wie diese ausgehend von der Richtung der Achslinie C betrachtet wird, und ist in einer Querschnittsansicht dreieckig, so wie diese in 15 veranschaulicht wird.
Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Modifikation, welche die Verbindungsnut 32g mit der Kegelform aufweist, die Verbindungsnut 32g lediglich ausgebildet werden, indem eine Spitze eines Bohrblatts gegen den beweglichen Kern 30 gedrückt wird, und daher kann die Verbindungsnut 32g in einfacher Weise verarbeitet werden.
Modifikation B4
Bei der Ausführungsform, die in 5 veranschaulicht wird, ist die Verbindungsnut 32e in der Anschlagsoberfläche des beweglichen Kerns 30 ausgebildet, sodass die Innenseite und die Außenseite der Kraftstoffspeicherkammer B1 miteinander in Verbindung stehen. Andererseits stehen bei der vorliegenden Modifikation, die in 17 veranschaulicht wird, die Innenseite der Kraftstoffspeicherkammer B1 und der interne Durchlass 20a der Nadel 20 miteinander in Verbindung, indem das Verbindungsloch 20c in der Nadel 20 ausgebildet wird.
In einem Zustand, in welchem der Becher 50 zu der Zeit einer Ventilschließung an die Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21b anstößt, und in einem Zustand, in welchem der Becher 50 an die zweite Kern-Anschlagsoberfläche 32b anstößt, befindet sich das Verbindungsloch 20c an einer Position, welche die erste Kern-Anschlagsoberfläche 32c in der Richtung der Achslinie C beinhaltet. Alternativ befindet sich das gesamte bzw. ganze Verbindungsloch 20c auf der Seite gegenüber dem Düsenloch der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c. Es wird eine Mehrzahl von Verbindungslöchern 20c ausgebildet, und die Mehrzahl von Verbindungslöchern 20c ist mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet, wenn diese ausgehend von der Bewegungsrichtung der Nadel 20 betrachtet werden. Das Verbindungsloch 20c weist eine Form auf, die sich linear in der radialen Richtung der Nadel 20 erstreckt.
Wie vorstehend beschrieben, strömt gemäß der vorliegenden Modifikation, bei welcher das Verbindungsloch 20c in der Nadel 20 ausgebildet ist, wenn sich der bewegliche Kern 30 zu der Seite gegenüber dem Düsenloch bewegt, der Kraftstoff, der in der Kraftstoffspeicherkammer B1 gespeichert ist, durch das Verbindungsloch 20c zu dem internen Durchlass 20a (Außenseite) der Nadel 20 aus. Daher wird die Verdichtung des Kraftstoffs, der in der Kraftstoffspeicherkammer B1 gespeichert ist, eingeschränkt, sodass sich der bewegliche Kern 30 in einfacher Weise bewegt. Daher kann die Reduzierung der Kollisionsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 30 eingeschränkt werden, sodass der Effekt, dass die magnetische Anziehungskraft durch die Kern-Verstärkungs-Struktur reduziert wird, gefördert werden kann. Da sich der bewegliche Kern 30 in einfacher Weise bewegt, kann die Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungszeitpunkts der Nadel 20 eingeschränkt werden, und folglich kann die Schwankung hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmenge eingeschränkt werden.
Modifikation B5
Bei der vorliegenden Modifikation, die in 18 veranschaulicht wird, ist die Gleitoberflächen-Verbindungsnut 20d in der Nadel 20 ausgebildet, sodass die Innenseite der Kraftstoffspeicherkammer B1 und der interne Durchlass 20a der Nadel 20 miteinander in Verbindung stehen. Die Gleitoberflächen-Verbindungsnut 20d ist in einer Gleitoberfläche 21c auf der Seite Ventilkörpers der Nadel 20 ausgebildet, auf welcher der Becher 50 gleitet.
Es wird eine Mehrzahl von Gleitoberflächen-Verbindungsnuten 20d ausgebildet, und die Mehrzahl von Gleitoberflächen-Verbindungsnuten 20d ist mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet, wenn diese ausgehend von der Bewegungsrichtung der Nadel 20 betrachtet werden. Die Gleitoberflächen-Verbindungsnut 20d weist eine Form auf, die sich in der Richtung der Achslinie C der Nadel 20 linear erstreckt.
Wie vorstehend beschrieben, strömt gemäß der vorliegenden Modifikation, bei welcher die Gleitoberflächen-Verbindungsnut 20d in der Gleitoberfläche 21c auf der Seite des Ventilkörpers ausgebildet ist, welche die Gleitoberfläche zwischen der Nadel 20 und dem Becher 50 ist, wenn sich der bewegliche Kern 30 zu der Seite gegenüber dem Düsenloch bewegt, der Kraftstoff, der in der Kraftstoffspeicherkammer B1 gespeichert ist, durch die Gleitoberflächen-Verbindungsnut 20d zu der Außenseite aus. Die Außenseite, die hier bezeichnet wird, ist ein Spalt zwischen der Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21b zu der Zeit einer Ventilschließung und der Ventilschließkraft-Übertragungs-Anschlagsoberfläche 52c zu der Zeit einer Ventilschließung, sowie dem internen Durchlass 20a. Daher wird die Verdichtung des Kraftstoffs, der in der Kraftstoffspeicherkammer B1 gespeichert ist, eingeschränkt, sodass sich der bewegliche Kern 30 in einfacher Weise bewegt. Daher kann die Reduzierung der Kollisionsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 30 eingeschränkt werden, sodass der Effekt, dass die magnetische Anziehungskraft durch die Kern-Verstärkungs-Struktur reduziert wird, gefördert werden kann. Da sich der bewegliche Kern 30 in einfacher Weise bewegt, kann die Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungszeitpunkts der Nadel 20 eingeschränkt werden, und folglich kann die Schwankung hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmenge eingeschränkt werden.
Modifikation B6
Bei der vorliegenden Modifikation, die in 19 veranschaulicht wird, ist eine zweite Gleitoberflächen-Verbindungsnut 32h in dem inneren Kern 32 ausgebildet, sodass die Innenseite der Kraftstoffspeicherkammer B1 und die bewegliche Kammer 12a miteinander in Verbindung stehen. Die zweite Gleitoberflächen-Verbindungsnut 32h ist auf der Oberfläche des inneren Kerns 32 ausgebildet, auf welcher die Nadel 20 gleitet, das heißt, auf der inneren peripheren Oberfläche des inneren Kerns 32.
Es wird eine Mehrzahl von zweiten Gleitoberflächen-Verbindungsnuten 32h ausgebildet, und die Mehrzahl von zweiten Gleitoberflächen-Verbindungsnuten 32h ist mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet, wenn diese ausgehend von der Bewegungsrichtung des beweglichen Kerns 30 betrachtet werden. Die zweite Gleitoberflächen-Verbindungsnut 32h weist eine Form auf, die sich in der Richtung der Achslinie C des beweglichen Kerns 30 linear erstreckt.
Wie vorstehend beschrieben, strömt gemäß der vorliegenden Modifikation, bei welcher die zweite Gleitoberflächen-Verbindungsnut 32h auf der Gleitoberfläche zwischen der Nadel 20 und dem inneren Kern 32 ausgebildet ist, wenn sich der bewegliche Kern 30 zu der Seite gegenüber dem Düsenloch bewegt, der Kraftstoff, der in der Kraftstoffspeicherkammer B1 gespeichert ist, durch die zweite Gleitoberflächen-Verbindungsnut 32h zu der beweglichen Kammer 12a (Außenseite) aus. Daher wird die Verdichtung des Kraftstoffs, der in der Kraftstoffspeicherkammer B1 gespeichert ist, eingeschränkt, sodass sich der bewegliche Kern 30 in einfacher Weise bewegt. Daher kann die Reduzierung der Kollisionsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 30 eingeschränkt werden, sodass der Effekt, dass die magnetische Anziehungskraft durch die Kern-Verstärkungs-Struktur reduziert wird, gefördert werden kann. Da sich der bewegliche Kern 30 in einfacher Weise bewegt, kann die Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungszeitpunkts der Nadel 20 eingeschränkt werden, und folglich kann die Schwankung hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmenge eingeschränkt werden.
Detaillierte Beschreibung von Konfigurationsgruppe D
Als nächstes werden eine Konfigurationsgruppe D, die von den Konfigurationen, die in dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet sind, zumindest eine Aussparungsoberfläche 60a beinhaltet, und eine Konfiguration, welche die nachstehend beschriebene Aussparungsoberfläche 60a betrifft, unter Bezugnahme auf die 20 und 21 detailliert beschrieben werden.
Wie vorstehend beschrieben, bildet die innere periphere Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 61 des Führungsbauteils 60 die Gleitoberfläche 61b aus, die mit der äußeren peripheren Oberfläche 51d des zylindrischen Abschnitts 51 des Bechers 50 gleitet. Die Gleitoberfläche 61b gleitet auf der äußeren peripheren Oberfläche 51d des Bechers 50, um so die Bewegung des Bechers 50 in der Richtung der Achslinie C zu führen, während die Bewegung des Bechers 50 in der radialen Richtung eingeschränkt wird. Die Gleitoberfläche 61b ist eine Oberfläche mit einer Form, die sich parallel zu der Richtung der Achslinie C erstreckt.
Die Aussparungsoberfläche 60a ist auf einer Oberfläche der Gleitoberfläche 61b in der Innenoberfläche des Führungsbauteils 60 ausgebildet, welche mit der Seite gegenüber dem Düsenloch verbunden ist. Die Aussparungsoberfläche 60a ist derart geformt, dass diese in einer Richtung ausgespart ist, in welcher der Spalt mit dem Becher 50 in der radialen Richtung vergrößert ist. Die Aussparungsoberfläche 60a weist eine Form auf, die sich ringförmig um die Achslinie C erstreckt, und weist in irgendeinem Querschnitt in der Umfangsrichtung die gleiche Form auf.
Eine benachbarte Oberfläche 60a1 der Aussparungsoberfläche 60a, die benachbart zu der Gleitoberfläche 61b angeordnet ist, ist eine Oberfläche, die mit der Gleitoberfläche 61b auf der Seite gegenüber dem Düsenloch verbunden ist, und weist eine Form auf, bei welcher ein Spalt CL1 mit dem Becher 50 in der radialen Richtung allmählich vergrößert wird, so wie sich ein Abstand ausgehend von der Gleitoberfläche 61b erhöht. Die benachbarte Oberfläche 60a1 beinhaltet eine sich verjüngende Oberfläche 60a2, die sich linear erstreckt, wenn diese in einem Querschnitt betrachtet wird, der die Achslinie C beinhaltet. Ein Grenzabschnitt 60b des Führungsbauteils 60, der eine Grenze zwischen der benachbarten Oberfläche 60a1 und der Gleitoberfläche 61b beinhaltet, weist eine Form auf, die in einer Richtung gekrümmt ist, die zu einer radial inneren Seite hervorragt, das heißt, rund ist. Daher kann ein Abrieb des Bechers 50 durch das Führungsbauteil 60 eingeschränkt werden.
Ein angefaster Abschnitt 61c, der durch Anfasen in einer sich verjüngenden Form ausgebildet ist, ist an einem Abschnitt vorgesehen, der die Stopper-Anschlagsendoberfläche 61a und die Gleitoberfläche 61b verbindet. Der Grenzabschnitt, der die Grenze zwischen dem angefasten Abschnitt 61c und der Gleitoberfläche 61b beinhaltet, weist eine Form auf, die in einer Richtung gekrümmt ist, die zu einer radial inneren Seite hervorragt, und schränkt einen Abrieb des Bechers 50 durch das Führungsbauteil 60 ein.
Bei dem Becher 50 sind ein Eckabschnitt 51g, der die äußere periphere Oberfläche 51d und die Kern-Anschlagsendoberfläche 51a verbindet, und ein Eckabschnitt 51h, der eine Gleitoberfläche 51c auf der Seite des Übertragungsbauteils und eine Kern-Anschlagsendoberfläche 51a verbindet, angefast, um so eine sich verjüngende Form aufzuweisen, oder rund. Ein Eckabschnitt 21d der Nadel 20, welcher die Gleitoberfläche 21c auf der Seite des Ventilkörpers und die Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21a zu der Zeit einer Ventilöffnung verbindet, ist ebenfalls angefast, um so eine sich verjüngende Form aufzuweisen, oder rund. Ein Grenzabschnitt 21e, der die Grenze zwischen dem angefasten Abschnitt der Gleitoberfläche 21c auf der Seite des Ventilkörpers, der auf der Seite gegenüber dem Düsenloch ausgebildet ist, und der Gleitoberfläche 21c auf der Seite des Ventilkörpers beinhaltet, weist eine Form auf, die in einer Richtung gekrümmt ist, die zu einer radial äußeren Seite hervorragt, und schränkt einen Abrieb zwischen dem Becher 50 und der Nadel 20 ein.
In der folgenden Beschreibung wird eine Oberfläche der Oberfläche des Bechers 50, welche die äußere periphere Oberfläche 51d des zylindrischen Abschnitts 51 des Bechers 50 beinhaltet und sich parallel zu der Richtung der Achslinie C erstreckt, als eine parallele Oberfläche bezeichnet. Bei dem Beispiel von 20 entspricht die gesamte äußere periphere Oberfläche 51d der parallelen Oberfläche, und ein Bereich der Oberfläche des Bechers 50, der in 21 durch ein Symbol M1 angezeigt wird, ist die parallele Oberfläche.
Eine Oberfläche, welche mit der parallelen Oberfläche auf der Seite gegenüber dem Düsenloch verbunden ist und welche sich auf einer radial inneren Seite der parallelen Oberfläche befindet, wird als eine Verbindungsoberfläche 51e bezeichnet. Die Verbindungsoberfläche 51e ist in einer Richtung gekrümmt, die zu einer radial äußeren Seite des Bechers 50 hervorragt. Ein Bereich der Oberfläche des Bechers 50, der in 21 durch ein Symbol M2 angezeigt wird, ist die Verbindungsoberfläche 51e. Eine Oberfläche der Verbindungsoberfläche 51e, die mit der Seite gegenüber der parallelen Oberfläche verbunden ist, ist eine Federanschlagsoberfläche, auf welche die erste elastische Kraft ausgeübt wird, indem diese an das erste Federbauteil SP1 anstößt. Die Federanschlagsoberfläche weist eine Form auf, die sich senkrecht zu der Richtung der Achslinie C erstreckt.
Eine Grenzlinie zwischen der parallelen Oberfläche und der Verbindungsoberfläche 51e wird als eine Verbindungs-Grenzlinie 51f bezeichnet (siehe einen Kreis in 21). So wie sich der bewegliche Kern 30 in der Richtung der Achslinie C bewegt, bewegt sich der Becher 50 ebenfalls in der Richtung der Achslinie C. Ein gesamter Bereich M3, in welchem sich die Verbindungs-Grenzlinie 51f durch diese Bewegung in der Richtung der Achslinie C bewegt, ist in einem Bereich N1 beinhaltet, in welchem die Aussparungsoberfläche 60a in der Richtung der Achslinie C ausgebildet ist.
Wie vorstehend in der detaillierten Beschreibung der Konfigurationsgruppe A beschrieben wird, kann sich die Achslinie C des Bechers 50 in Hinblick auf die Achslinie C des festen Kerns 13 neigen, da der Spalt CL1 zum Gleiten zwischen dem Becher 50 und dem Führungsbauteil 60 ausgebildet ist. Da der Spalt CL2 zum Gleiten zwischen der Nadel 20 und dem Becher 50 ausgebildet ist, kann sich die Achslinie C der Nadel 20 in Hinblick auf die Achslinie C des Bechers 50 weiter neigen. Die sich verjüngende Oberfläche 60a2 ist so ausgebildet, dass ein Neigungswinkel θ3 (siehe 20), um welchen sich die sich verjüngende Oberfläche 60a2 in Hinblick auf die Gleitoberfläche 61b des Führungsbauteils 60 neigt, größer ist als der maximale Becher-Neigungswinkel θ4 des Bechers 50.
Der Spalt CL1 zwischen der parallelen Oberfläche des Bechers 50 und der Gleitoberfläche 61b des Führungsbauteils 60 ist größer eingestellt als der Spalt CL2 zwischen dem Becher 50 und der Nadel 20. Daher ist der Becher-Neigungswinkel, wenn der Spalt CL2 null beträgt, größer als der Neigungswinkel (Nadel-Neigungswinkel) der Nadel 20, wenn der Spalt CL1 null beträgt.
Der Gleitabstand zwischen dem Becher 50 und dem Führungsbauteil 60 in dem Spalt CL1 ist derart eingestellt, dass dieser länger ist als der Gleitabstand zwischen dem Becher 50 und der Nadel 20 in dem Spalt CL2. Je länger der Gleitabstand ist, desto kleiner ist die Neigung, die durch den Spalt verursacht wird. Zum Beispiel ist die Neigung des Bechers 50 in Hinblick auf das Führungsbauteil 60 umso kleiner, je länger der Gleitabstand in dem Spalt CL1 ist. Je länger der Gleitabstand in dem Spalt CL2 ist, desto kleiner ist die Neigung der Nadel 20 in Hinblick auf den Becher 50. Selbst falls beide Neigungen maximal sind, ist die Verbindungsoberfläche 51e so eingestellt, dass diese nicht an das Führungsbauteil 60 anschlägt.
Das Führungsbauteil 60 ist aus einem magnetischen Material ausgebildet, und der Becher 50 ist aus einem nicht-magnetischen Material ausgebildet. Allgemein weist das nicht-magnetische Material einen Härtegrad auf, der niedriger ist als der des magnetischen Materials. Nichtsdestotrotz können der Becher 50 und das Führungsbauteil 60 bei der vorliegenden Ausführungsform den gleichen Härtegrad aufweisen. Mit anderen Worten wird anstelle eines allgemeinen nicht-magnetischen Materials ein nicht-magnetisches Material mit hohem Härtegrad für den Becher 50 verwendet. Der Härtegrad (Becher-Härtegrad) des Bechers 50 und der Härtegrad (Führungsbauteil-Härtegrad) des Führungsbauteils 60 betragen zum Beispiel Werte in einem Bereich einer Vickers-Härte HV600 bis HV700. Falls eine Abweichung des Führungsbauteil-Härtegrads in Hinblick auf den Becher-Härtegrad in einen Bereich von -10 % bis + 10 % des Becher-Härtegrads fällt, werden beide Härtegrade als der gleiche Härtegrad betrachtet.
Der Härtegrad des inneren Kerns 32 ist niedriger eingestellt als der Becher-Härtegrad. Ein harter Film, der härter ist als der des Bechers 50, kann auf einen Abschnitt des Bechers 50 aufgebracht werden, der mit dem inneren Kern 32 in Kontakt kommt. Alternativ kann ein harter Film, der härter ist als der des inneren Kerns 32, auf einen Abschnitt des inneren Kerns 32 aufgebracht werden, der an den Becher 50 anstößt. Ein spezifisches Beispiel des harten Films beinhaltet diamantartigen bzw. diamantähnlichen Kohlenstoff (engl. diamond-like carbon; DLC). DLC ist ein amorpher harter Film, der hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen oder Allotropen von Kohlenstoff zusammengesetzt ist. Indem auf diese Weise der harte Film aufgebracht wird, wird ein Abrieb des Bechers 50 oder des inneren Kerns 32 eingeschränkt. Wenn der harte Film auf den gesamten Becher 50 angewendet bzw. aufgebracht wird, ist es wünschenswert, die Anwendung bzw. Aufbringung des harten Films auf einen Abschnitt der Nadel 20 oder des Führungsbauteils 60, das mit dem harten Film des Bechers 50 in Kontakt kommt, zu verbieten.
Wenn der Abrieb aufgrund des Gleitens zwischen dem Becher 50 und dem Führungsbauteil 60 fortschreitet, ist der Becher 50 in Hinblick auf das Führungsbauteil 60 stark geneigt, und somit ist die Nadel 20 zusammen mit dem Becher 50 stark geneigt. Wenn sich die Neigung der Nadel 20 erhöht, variieren der Ventilöffnungs- und -schließzeitpunkt der Nadel 20, und die Schwankung hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmenge erhöht sich.
Um dieses Problem zu bewältigen, sind bei der vorliegenden Ausführungsform die Nadel 20 (Ventilkörper), der feste Kern 13, der bewegliche Kern 30, das erste Federbauteil SP1 (Federbauteil), der Becher 50 (Ventilschließkraft-Übertragungs-Bauteil) und das Führungsbauteil 60 vorgesehen.
Zu einem Zeitpunkt, wenn der bewegliche Kern 30 durch den festen Kern 13 angezogen wird und um einen vorgegebenen Betrag bewegt wird, stößt der bewegliche Kern 30 an die Nadel 20 an und bewirkt, dass die Nadel 20 den Ventilöffnungsbetrieb durchführt. Wie vorstehend beschrieben, wird das erste Federbauteil SP1 bei dem Ventilöffnungsbetrieb der Nadel 20 elastisch verformt und weist die elastische Ventilschließkraft vor, um zu bewirken, dass die Nadel 20 den Ventilschließbetrieb durchführt. Der Becher 50 weist den Ventilkörper-Übertragungsabschnitt (Scheibenabschnitt 52), der an das erste Federbauteil SP1 und die Nadel 20 anstößt, um die elastische Ventilschließkraft auf die Nadel 20 zu übertragen, und den zylindrischen Abschnitt 51 auf, der den beweglichen Kern 30 zu der Seite des Düsenlochs drängt bzw. vorspannt. Das Führungsbauteil 60 weist die Gleitoberfläche 61b auf, die auf der äußeren peripheren Oberfläche 5 1d des zylindrischen Abschnitts 51 gleitet, um so die Bewegung des zylindrischen Abschnitts 51 in der Richtung der Achslinie C zu führen, während die Bewegung des zylindrischen Abschnitts 51 in der radialen Richtung eingeschränkt wird. Das Führungsbauteil 60 ist mit einer Aussparungsoberfläche 60a ausgebildet, welche eine Oberfläche ist, die mit der Gleitoberfläche 61b auf der Seite gegenüber dem Düsenloch verbunden ist, und welche eine ausgesparte Form aufweist, die einen Spalt mit dem Becher 50 in der radialen Richtung ausdehnt. Der Ventilkörper-Übertragungsabschnitt ist ein scheibenförmiger Scheibenabschnitt 52, und der zylindrische Abschnitt 51 weist eine Form auf, die sich ausgehend von dem äußeren peripheren Ende des Scheibenabschnitts 52 zu der Seite des Düsenlochs erstreckt.
Eine Oberfläche der Oberfläche des Bechers 50, welche die äußere periphere Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 51 beinhaltet und sich parallel zu der Richtung der Achslinie C erstreckt, ist eine parallele Oberfläche, und eine Oberfläche, welche mit der parallelen Oberfläche auf der Seite gegenüber dem Düsenloch verbunden ist und sich auf einer radial inneren Seite der parallelen Oberfläche befindet, ist eine Verbindungsoberfläche 51e. Eine Grenzlinie zwischen der parallelen Oberfläche und der Verbindungsoberfläche 51e ist eine Verbindungs-Grenzlinie 51f. Der gesamte Bereich M3, in welchem sich die Verbindungs-Grenzlinie 51f in der Richtung der Achslinie bewegt, ist in dem Bereich N1 beinhaltet, in welchem die Aussparungsoberfläche 60a in der Richtung der Achslinie ausgebildet ist. Das heißt, die Position der Verbindungs-Grenzlinie 51f in der Richtung der Achslinie liegt ungeachtet dessen, ob die Nadel 20 vollständig angehoben ist oder das Ventil geschlossen ist, in dem Bereich N1, in welchem die Aussparungsoberfläche 60a ausgebildet ist.
Daher ist die Verbindungs-Grenzlinie 51f der Aussparungsoberfläche 60a zugewandt angeordnet und kommt nicht mit der Gleitoberfläche 61b in Kontakt, wenn sich der Becher 50 in der axialen Richtung bewegt, während dieser auf dem Führungsbauteil 60 gleitet. Daher kann in einem Zustand, in welchem die Oberflächendruck-Komponente in der axialen Richtung groß ist, eingeschränkt werden, dass der Becher 50 gegen das Führungsbauteil 60 gedrückt wird, und der Abrieb des Bechers 50 kann eingeschränkt werden. Daher kann die Neigung des Bechers 50 eingeschränkt werden, und folglich kann die Neigung der Nadel 20 eingeschränkt werden, sodass die Schwankung hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund der Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungs- und -schließzeitpunkts der Nadel 20 eingeschränkt werden kann.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die benachbarte Oberfläche 60a1, welche benachbart zu der Gleitoberfläche 61b der Aussparungsoberfläche 60a angeordnet ist, eine Form auf, bei welcher sich der Spalt CL1 in der radialen Richtung allmählich mit dem Becher 50 vergrößert, so wie sich der Abstand ausgehend von der Gleitoberfläche 61b erhöht. Im Gegensatz zu der vorliegenden Ausführungsform wird der Oberflächendruck in einem Fall, bei welchem die benachbarte Oberfläche 60a1 eine Form aufweist, die in einer gestuften Weise in der radialen Richtung vergrößert ist, erhöht, wenn ein Eckabschnitt des gestuften Abschnitts gegen den Becher 50 gedrückt wird, der zu der Seite des Düsenlochs bewegt wird, und es besteht ein Problem, dass der Abrieb gefördert wird. In Hinblick auf diesen Punkt kann der vorstehend dargelegte Oberflächendruck abgeschwächt bzw. gemindert werden, da die benachbarte Oberfläche 60a1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Form aufweist, die sich in der radialen Richtung allmählich ausdehnt, und das Problem, dass der Abrieb zwischen dem Becher 50 und dem Führungsbauteil 60 gefördert wird, kann reduziert werden.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die benachbarte Oberfläche 60a1 eine sich verjüngende Oberfläche 60a2, die sich in einer Querschnittsansicht linear erstreckt. Der Neigungswinkel θ3, um welchen sich die sich verjüngende Oberfläche 60a2 in Hinblick auf die Gleitoberfläche 61b neigt, ist größer als der maximale Neigungswinkel θ4, der aus den Winkeln angenommen wird, um welchen der Becher 50 geneigt ist. Daher kann die Wahrscheinlichkeit, dass der sich neigende Becher bzw. Neigungsbecher 50 mit der sich verjüngenden Oberfläche 60a2 in Kontakt kommt, reduziert werden, und das Problem, dass der Abrieb zwischen dem Becher 50 und dem Führungsbauteil 60 gefördert wird, kann reduziert werden.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist der Grenzabschnitt 60b, der die Grenze zwischen der benachbarten Oberfläche 60a1 und der Gleitoberfläche 61b beinhaltet, in einer Richtung, die zu einer radial inneren Seite hervorragt, eine gekrümmte Form auf. Im Gegensatz zu der vorliegenden Ausführungsform wird in einem Fall, bei welchem der Grenzabschnitt eine scharfe Form aufweist, der Oberflächendruck erhöht, wenn der Grenzabschnitt gegen den Becher 50 gedrückt wird, der sich zu der Seite des Düsenlochs bewegt, und es besteht ein Problem, dass Abrieb gefördert wird. In Hinblick auf diesen Punkt kann der Oberflächendruck bei der vorliegenden Ausführungsform abgeschwächt bzw. gemindert werden, da der Grenzabschnitt 60b eine Form aufweist, die in einer Richtung gekrümmt ist, die zu einer radial inneren Seite hervorragt, und das Problem, dass Abrieb gefördert wird, kann reduziert werden.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Führungsbauteil 60 aus dem magnetischen Material ausgebildet, und der Becher 50 ist aus dem nicht-magnetischen Material ausgebildet. Demgemäß ist es möglich zu verhindern, dass die parallele Oberfläche des Bechers 50 durch die elektromagnetische Anziehungskraft, die in der radialen Richtung auf den Becher 50 wirkt, gegen die Gleitoberfläche 61b des Führungsbauteils 60 gedrückt wird. Daher kann der Abrieb zwischen dem Becher 50 und dem Führungsbauteil 60 eingeschränkt werden.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform können der Becher 50 und das Führungsbauteil 60 den gleichen Härtegrad aufweisen. Allgemein weist das nicht-magnetische Material einen Härtegrad auf, der niedriger ist als der des magnetischen Materials. Nichtsdestotrotz wird bei der vorliegenden Ausführungsform anstelle eines allgemeinen nicht-magnetischen Materials ein nicht-magnetisches Material mit hohem Härtegrad für den Becher 50 verwendet, wie vorstehend beschrieben. Daher ist es möglich, das Problem zu vermeiden, dass der Abrieb des Bauteils auf der Seite mit geringem Härtegrad gefördert wird, wenn ein Unterschied hinsichtlich des Härtegrads besteht, während vermieden wird, dass die elektromagnetische Anziehungskraft auf den Becher 50 wirkt.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Spalt CL1 zwischen der parallelen Oberfläche des Bechers 50 und der Gleitoberfläche 61b des Führungsbauteils 60 größer als der Spalt CL2 zwischen dem Becher 50 und der Nadel 20.
Die Nadel 20 kann in einem Zustand, in welchem diese sich in Hinblick auf die Richtung der Achslinie C neigt, geöffnet und geschlossen werden. Wenn sich die Nadel 20 neigt, wird der Becher 50 durch die Neigungskraft geneigt, und wenn der Becher 50 geneigt wird, erhöht sich die Kraft, mit welcher der Becher 50 gegen das Führungsbauteil 60 gedrückt wird, was einen Abrieb bewirken bzw. verursachen kann. Daher ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform, bei welcher die Aussparungsoberfläche 60a auf die Konfiguration angewendet wird, bei welcher ein Abrieb betroffen ist, wie vorstehend beschrieben, festzustellen, dass sich der Abriebs-Einschränkungseffekt durch die Aussparungsoberfläche 60a als effektiver erweist.
Detaillierte Beschreibung von Konfigurationsgruppe E
Als nächstes werden eine Konfigurationsgruppe E, die von den Konfigurationen des Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zumindest eine Presspass-Struktur zwischen dem äußeren Kern 31 und dem inneren Kern 32 beinhaltet, und eine Konfiguration, welche die Presspass-Struktur betrifft, unter Bezugnahme auf die 22 und 23 detailliert beschrieben werden. Eine Modifikation der Konfigurationsgruppe E wird später unter Bezugnahme auf die 24 bis 26 beschrieben werden.
Wie in 22 veranschaulicht wird, sind eine Presspass-Oberfläche 31p, die auf der inneren peripheren Oberfläche des äußeren Kerns 31 ausgebildet ist, und eine Presspass-Oberfläche 32p, die auf der äußeren peripheren Oberfläche des inneren Kerns 32 ausgebildet ist, pressgepasst und aneinander fixiert. Diese Presspass-Oberflächen 31p und 32p sind in der Richtung der Achslinie C nicht über die gesamte Region ausgebildet, sind aber teilweise in der Richtung der Achslinie C ausgebildet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Presspass-Oberflächen 31p und 32p auf einem Teil des beweglichen Kerns 30 auf der Seite gegenüber dem Düsenloch ausgebildet. In der folgenden Beschreibung wird ein Abschnitt des äußeren Kerns 31, an welchem die Presspass-Oberfläche 31p ausgebildet ist, welcher ein gesamter bzw. ganzer Abschnitt ist, der die Presspass-Oberfläche 31p in der Richtung der Achslinie C beinhaltet, als eine Presspass-Region 311 bezeichnet. Ein Abschnitt des äußeren Kerns 31, an welchem die Presspass-Oberfläche 31p nicht ausgebildet ist, welcher ein gesamter bzw. ganzer Abschnitt ist, der nicht die Presspass-Oberfläche 31p in der radialen Richtung beinhaltet, wird als eine Nicht-Presspass-Region 312 bezeichnet. Das heißt, der äußere Kern 31 wird in der Richtung der Achslinie C in die Presspass-Region 311 auf der Seite gegenüber dem Düsenloch und der Nicht-Presspass-Region 312 auf der Seite des Düsenlochs, die in der Richtung der Achslinie C benachbart zu der Presspass-Region angeordnet ist, unterteilt.
Die Nicht-Presspass-Region 312 ist mit einem Sperrabschnitt 31b ausgebildet, der in der Richtung der Achslinie C an einen Sperrabschnitt 32i des inneren Kerns 32 anstößt. Der Sperrabschnitt 32i verhindert, dass sich der innere Kern 32 aufgrund der Kollision des inneren Kerns 32 mit dem Führungsbauteil 60 oder dergleichen in Hinblick auf den äußeren Kern 31 zu der Seite des Düsenlochs verschiebt. In der inneren peripheren Oberfläche der Nicht-Presspass-Region 312 ist ein Spalt B3 mit dem inneren Kern 32 an einem Abschnitt ausgebildet, der ausgehend von dem Sperrabschnitt 31b zu der Grenze mit der Presspass-Region 311 verläuft. Mit anderen Worten befindet sich der Spalt B3 an der Grenze zwischen der Presspass-Region 311 und der Nicht-Presspass-Region 312.
Der Spalt B3 fungiert als eine Region zum Eindämmen eines Grats, der erzeugt wird, wenn der innere Kern 32 in den äußeren Kern 31 pressgepasst wird. Da das Material des äußeren Kerns 31 weicher ist als das des inneren Kerns 32, wird der Grat auf der Presspass-Oberfläche 31p des äußeren Kerns 31 erzeugt. Genauer gesagt wird der vorstehend dargelegte Grat erzeugt, wenn der Endabschnitt auf der Seite des Düsenlochs der Presspass-Oberfläche 32p des inneren Kerns 32 einen Teil der Presspass-Oberfläche 31p des äußeren Kerns 31 abschabt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Verbindungsnut 32e und die äußere Verbindungsnut 31e durch Schneiden oder dergleichen ausgebildet, nachdem der innere Kern 32 an dem äußeren Kern 31 zusammengesetzt ist, und anschließend werden die erste Kern-Anschlagsoberfläche 32c und die zweite Kern-Anschlagsoberfläche 32b geschliffen. Daher sind die Positionen der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c und der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b in der Achslinie C ausgerichtet.
Die äußere periphere Oberfläche des äußeren Kerns 31, der durch eine durchgehende Linie in 23 veranschaulicht wird, veranschaulicht einen Zustand vor der Presspassung mit dem inneren Kern 32, und ist in einer Draufsicht kreisförmig (vollkommener Kreis). Andererseits wölbt sich die äußere periphere Oberfläche der Presspass-Region 311 des äußeren Kerns 31 in einem Zustand nach der Presspassung mit dem inneren Kern 32 zu einer radial äußeren Seite, wie durch eine gestrichelte Linie in 23 veranschaulicht wird. Allerdings ist es weniger wahrscheinlich, dass sich ein Abschnitt (Abschnitt 311a mit geringer Ausdehnung) wölbt, bei welchen das Durchgangsloch 31a vorliegt, als ein Abschnitt (Abschnitt 311b mit großer Ausdehnung), bei welchem das Durchgangsloch 31a nicht vorliegt. Daher ist die äußere periphere Oberfläche der Presspass-Region 311 nach der Presspass-Verformung kein vollkommener Kreis, und der Abschnitt 311b mit großer Ausdehnung weist eine Form mit einem Durchmesser auf, der größer ist als der des Abschnitts 311a mit geringer Ausdehnung. In einem Zustand vor der Presspassung ist der Durchmesser der äußeren peripheren Oberfläche der Presspass-Region 311 der gleiche wie der der Nicht-Presspass-Region 312. Daher weist die äußere periphere Oberfläche der Presspass-Region 311 in einem Zustand nach der Presspassung einen Durchmesser auf, der größer ist als der der äußeren peripheren Oberfläche der Nicht-Presspass-Region 312 (siehe 22).
Der Halter zum Aufnehmen des beweglichen Kerns 30 in einem beweglichen Zustand weist den Hauptkörper 12, welcher ein magnetisches Bauteil mit Magnetismus ist, und das nicht-magnetische Bauteil 14, das in der Bewegungsrichtung benachbart zu dem Hauptkörper 12 angeordnet ist, auf. Die Endoberfläche des Hauptkörpers 12 und die Endoberfläche des nicht-magnetischen Bauteils 14 sind aneinander geschweißt. Ein Abschnitt des Halters, welcher der äußeren peripheren Oberfläche der Presspass-Region 311 zugewandt angeordnet ist, wird als ein der Presspassung zugewandter Abschnitt H1 bezeichnet, und ein Abschnitt des Halters, welcher der äußeren peripheren Oberfläche der Nicht-Presspass-Region 312 zugewandt angeordnet ist, wird als ein der Nicht-Presspassung zugewandter Abschnitt H2 bezeichnet. Ein minimaler Spalt des Spalts in der radialen Richtung zwischen der inneren peripheren Oberfläche des der Presspassung zugewandten Abschnitts H1 und der äußeren peripheren Oberfläche der Presspass-Region 311 wird als ein Spalt des Presspass-Abschnitts bzw. Presspass-Abschnitts-Spalt CL3 bezeichnet. Ein minimaler Spalt des Spalts in der radialen Richtung zwischen der inneren peripheren Oberfläche des der Nicht-Presspassung zugewandten Abschnitts H2 und der äußeren peripheren Oberfläche der Nicht-Presspass-Region 312 wird als ein Spalt des Nicht-Presspass-Abschnitts bzw. Nicht-Presspass-Abschnitts-Spalt CL4 bezeichnet. Ein minimaler Innendurchmesser des der Presspassung zugewandten Abschnitts H1 ist größer ausgebildet als ein minimaler Innendurchmesser des der Nicht-Presspassung zugewandten Abschnitts H2, sodass der Presspass-Abschnitts-Spalt CL3 größer ist als der des Nicht-Presspass-Abschnitts-Spalt CL4.
Die innere periphere Oberfläche des der Presspassung zugewandten Abschnitts H1 weist eine Form auf, die sich parallel zu der Bewegungsrichtung (Richtung einer Achslinie C) des beweglichen Kerns 30 erstreckt. Die innere periphere Oberfläche des der Nicht-Presspassung zugewandten Abschnitts H2 weist eine parallele Oberfläche H2a, die sich parallel zu der Bewegungsrichtung erstreckt, und eine Verbindungsoberfläche H2b auf, welche die innere periphere Oberfläche des der Presspassung zugewandten Abschnitts H1 und die parallele Oberfläche H2a verbindet. Die Verbindungsoberfläche H2b weist eine Form auf, deren Innendurchmesser sich allmählich verringert, so wie diese sich an die parallele Oberfläche H2a annähert. Obwohl ein Teil des Hauptkörpers 12 in dem der Nicht-Presspassung zugewandten Abschnitt H2 beinhaltet ist, ist das nicht-magnetische Bauteil 14 nicht darin beinhaltet, und die parallele Oberfläche H2a und die Verbindungsoberfläche H2b sind durch den Hauptkörper 12 ausgebildet. Mit anderen Worten weist der Hauptkörper 12 eine Form auf, welche die parallele Oberfläche H2a und die Verbindungsoberfläche H2b aufweist, die Innendurchmesser-Abmessungen aufweisen, die sich voneinander unterscheiden. Der Nicht-Presspass-Abschnitts-Spalt CL4, welcher der minimale Spalt zwischen dem der Nicht-Presspassung zugewandten Abschnitt H2 und der Nicht-Presspass-Region 312 ist, entspricht einem Spalt in der parallelen Oberfläche H2a, der durch den Hauptkörper 12 ausgebildet wird.
Genauer gesagt ist eine Strömungskanal-Querschnittsfläche, die durch den Presspass-Abschnitts-Spalt CL3 ausgebildet wird, größer als eine Strömungskanal-Querschnittsfläche, die durch den Nicht-Presspass-Abschnitts-Spalt CL4 ausgebildet wird. Diese Strömungskanal-Querschnittsflächen sind Flächen des Querschnitts, der senkrecht zu der Richtung der Achslinie C verläuft, in den Strömungskanälen, die durch die Presspass-Abschnitts-Spalte CL3 und CL4 ausgebildet werden.
Die innere periphere Oberfläche H1a des der Presspassung zugewandten Abschnitts H1 weist eine Form auf, die sich parallel zu der Bewegungsrichtung erstreckt. Der der Presspassung zugewandte Abschnitt H1 beinhaltet einen Teil des nicht-magnetischen Bauteils 14 und einen Teil des Hauptkörpers 12. Das nicht-magnetische Bauteil 14 ist derart ausgebildet, dass dieses über die gesamte Richtung der Achslinie C eine einheitliche Innendurchmesser-Abmessung aufweist. Der Presspass-Abschnitts-Spalt CL3, welcher der minimale Spalt zwischen dem der Presspassung zugewandten Abschnitt H1 und der Presspass-Region 311 ist, entspricht einem Spalt an einem Abschnitt der Verbindungsoberfläche H2b des Hauptkörpers 12 auf der Seite gegenüber dem Düsenloch, oder in dem nicht-magnetischen Bauteil 14.
In einem Fall, bei welchem der bewegliche Kern 30, der zu dem festen Kern 13 angezogen wird, durch Presspassen des inneren Kerns 32 für eine Kollision mit dem Führungsbauteil 60 oder dergleichen, und des äußeren Kerns 31 für den magnetischen Kreis konfiguriert ist, wird der Außendurchmesser des äußeren Kerns 31 durch die Presspassung etwas ausgedehnt. Im Ergebnis ist der Spalt zwischen der inneren peripheren Oberfläche des Halters, der den beweglichen Kern 30 aufnimmt, und der äußeren peripheren Oberfläche des äußeren Kerns 31 klein, und der Strömungswiderstand, der ausgehend von dem Kraftstoff, der in dem Spalt vorliegt, durch den beweglichen Kern 30 aufgenommen wird, erhöht sich. Da es schwierig ist, einen Betrag eines Anschwellens des Außendurchmessers durch die Presspassung zu handhaben, liegt eine Maschinen-Unterschieds-Schwankung hinsichtlich der Größe bzw. Magnitude des Strömungswiderstands vor, was in einer Schwankung hinsichtlich der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 30 resultiert. Im Ergebnis wird die Maschinen-Unterschieds-Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungs-Ansprechverhaltens erzeugt, was in einer großen Schwankung hinsichtlich der Einspritzmenge resultiert.
Um dieses Problem zu bewältigen, beinhaltet das Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Nadel 20 (Ventilkörper), den festen Kern 13, den beweglichen Kern 30, den Hauptkörper 12 (Halter), das nicht-magnetische Bauteil 14 (Halter) und das Führungsbauteil 60 (Stopperbauteil). Der bewegliche Kern 30 weist eine zylindrische Form auf und bewegt sich durch eine magnetische Anziehungskraft zusammen mit der Nadel 20, um das Düsenloch 11a zu öffnen. Der Halter weist eine bewegliche Kammer 12a auf, die mit dem Kraftstoff gefüllt ist, und nimmt den beweglichen Kern 30 in einem beweglichen Zustand in der beweglichen Kammer 12a auf. Das Führungsbauteil 60 stößt an den beweglichen Kern 30 an und schränkt ein, dass sich der bewegliche Kern 30 in der Richtung weg von dem Düsenloch 11a bewegt. Der bewegliche Kern 30 weist den inneren Kern 32, der an das Führungsbauteil 60 anstößt, und den äußeren Kern 31, der an die äußere periphere Oberfläche des inneren Kerns 32 pressgepasst und daran fixiert ist, auf. Der äußere Kern 31 weist die Presspass-Region 311, welche in der Bewegungsrichtung des beweglichen Kerns 30 an die äußere periphere Oberfläche des inneren Kerns 32 pressgepasst und daran fixiert ist, und die Nicht-Presspass-Region 312, welche nicht an die äußere periphere Oberfläche des inneren Kerns 32 pressgepasst ist und in der Bewegungsrichtung benachbart zu der Presspass-Region 311 angeordnet ist, auf. Von den Spalten zwischen der inneren peripheren Oberfläche des Halters und der äußeren peripheren Oberfläche des beweglichen Kerns 30 ist der kleinste Spalt CL3 in der Presspass-Region 311 größer als der kleinste Spalt CL4 in der Nicht-Presspass-Region 312.
Der Strömungswiderstand, der ausgehend von dem Kraftstoff, der in dem Spalt zwischen der äußeren peripheren Oberfläche des äußeren Kerns und der inneren peripheren Oberfläche des Halters vorliegt, durch den beweglichen Kern 30 aufgenommen wird, wird in einem Fall, bei welchem sich die Größe des Spalts in Übereinstimmung mit der axialen Position verändert, stark durch den kleinsten Spalt beeinflusst. Von den Spalten zwischen der inneren peripheren Oberfläche des Halters und der äußeren peripheren Oberfläche des beweglichen Kerns weist der Spalt CL3 in der Presspass-Region 311 eine größere Maschinen-Unterschieds-Schwankung auf als die in dem Spalt CL4 in der Nicht-Presspass-Region 312. Daher wird in einem Fall, bei welchem der minimale Spalt CL3 in der Presspass-Region 311 kleiner ist als der minimale Spalt CL4 in der Nicht-Presspass-Region 312, der Strömungswiderstand im Gegensatz zu der vorliegenden Ausführungsform stark durch den Spalt CL3 in der Presspass-Region 311 beeinflusst. Daher wird eine große Maschinen-Unterschieds-Schwankung in dem Strömungswiderstand erzeugt. Im Gegensatz dazu ist der minimale Spalt CL3 in der Presspass-Region 311 gemäß der vorliegenden Ausführungsform größer als der minimale Spalt CL4 in der Nicht-Presspass-Region 312. Daher kann der Einfluss des Strömungswiderstands auf den Spalt CL3 in der Presspass-Region 311 eingeschränkt werden, und die Schwankung hinsichtlich der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Kerns 30 kann eingeschränkt werden. Im Ergebnis kann die Maschinen-Unterschieds-Schwankung des Ventilöffnungs-Ansprechverhaltens eingeschränkt werden, und folglich kann die Schwankung hinsichtlich der Einspritzmenge reduziert werden.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die innere periphere Oberfläche H1a des der Presspassung zugewandten Abschnitts H1 eine Form auf, die sich parallel zu der Bewegungsrichtung erstreckt. Die innere periphere Oberfläche des der Nicht-Presspassung zugewandten Abschnitts H2 weist die parallele Oberfläche H2a, die sich parallel zu der Bewegungsrichtung erstreckt, und die Verbindungsoberfläche H2b auf, welche die innere periphere Oberfläche des der Presspassung zugewandten Abschnitts H1 und die parallele Oberfläche H2a verbindet. Die Verbindungsoberfläche H2b weist eine Form auf, deren Innendurchmesser sich allmählich verringert, so wie diese sich an die parallele Oberfläche H2a annähert.
Eine Grenze zwischen einem Abschnitt (Abschnitt 311b mit großer Ausdehnung), bei welchem durch die Presspassung eine große Schwellung erzeugt wird, und einem Abschnitt (Abschnitt 311a mit geringer Ausdehnung), bei welchem kaum eine Schwellung erzeugt wird, weist eine Form auf, die allmählich anschwillt. In Hinblick darauf kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, welche die Verbindungsoberfläche H2b aufweist, deren Innendurchmesser sich allmählich verringert, der Spalt des magnetischen Kreises, der durch den Abschnitt der Verbindungsoberfläche H2b ausgebildet wird, so klein wie möglich hergestellt werden. Wie in 22 veranschaulicht wird, kann die Verbindungsoberfläche H2b eine sich verjüngende Form, deren Innendurchmesser sich linear und allmählich verändert, eine gekrümmte Form, deren Innendurchmesser sich in einer gekrümmten Weise verändert, oder eine Stufenform, deren Innendurchmesser sich in einer gestuften Weise verändert, aufweisen.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist der Halter den Hauptkörper 12 (magnetisches Bauteil) mit Magnetismus und das nicht-magnetische Bauteil 14, das in der Bewegungsrichtung benachbart zu dem Hauptkörper 12 angeordnet ist, auf, und die Endoberfläche des Hauptkörpers 12 und die Endoberfläche des nicht-magnetischen Bauteils 14 sind aneinander geschweißt. Dies ermöglicht es, einen Prozess, bei welchem der Innendurchmesser des Halters groß oder klein hergestellt wird, und einen Prozess auszuführen, bei welchem bei einer Reihe von Betrieben eine Schweißnaht von der inneren peripheren Oberfläche des Halters entfernt wird, wodurch die Arbeit, die für den Prozess erforderlich ist, bei welchem der Innendurchmesser des Halters groß oder klein hergestellt wird, reduziert wird.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind drei oder mehr Durchgangslöcher 31a, die in der Bewegungsrichtung eindringen, mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung in dem äußeren Kern 31 ausgebildet. Demgemäß liegen mit gleichen Intervallen in der Richtung der Achslinie drei oder mehr Stellen vor, an welchen der Strömungswiderstand, der ausgehend von dem Kraftstoff in der beweglichen Kammer 12a durch den beweglichen Kern 30 aufgenommen wird, niedrig ist. Daher kann eine Veränderung hinsichtlich der Neigungsrichtung des beweglichen Kerns 30 in Hinblick auf die Richtung der Achslinie C eingeschränkt werden, wenn sich der bewegliche Kern 30 in der Richtung der Achslinie C bewegt. Daher kann die Schwankung hinsichtlich des Ventilöffnungs-Ansprechverhaltens weiter eingeschränkt werden, da eingeschränkt werden kann, dass das Verhalten des beweglichen Kerns 30 instabil wird.
Modifikation E1
Bei der vorliegenden Modifikation, die in 24 veranschaulicht wird, ist der maximale Außendurchmesser des äußeren Kerns 31 in der Presspass-Region 311 kleiner als der maximale Außendurchmesser des äußeren Kerns 31 in der Nicht-Presspass-Region 312.
Genauer gesagt ist der Außendurchmesser der Presspass-Region 311 in dem Zustand vor einer Presspassung ausreichend kleiner ausgebildet als der Außendurchmesser der Nicht-Presspass-Region 312, und der Außendurchmesser der Presspass-Region 311 ist kleiner ausgebildet als der Außendurchmesser der Nicht-Presspass-Region 312, selbst wenn die Presspass-Region 311 durch die Presspassung angeschwollen ist. Kurz gesagt wird die äußere periphere Oberfläche der Presspass-Region 311 in dem Zustand vor einer Presspassung derart geschnitten, dass diese einen Aussparungsabschnitt 311c ausbildet, und eine Schnitttiefe des Aussparungsabschnitts 311c ist ausreichend groß eingestellt, sodass der Aussparungsabschnitt 311c verbleibt, selbst nachdem dieser durch die Presspassung anschwillt. Die Innendurchmesser-Abmessung des der Nicht-Presspassung zugewandten Abschnitts H2 ist in der Richtung der Achslinie C die gleiche, ähnlich wie der der Presspassung zugewandte Abschnitt H1.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Presspass-Abschnitts-Spalt CL3 größer als der Nicht-Presspass-Abschnitts-Spalt CL4, da die äußere periphere Oberfläche der Presspass-Region 311 kleiner ausgebildet ist als die Nicht-Presspass-Region 312, und die innere periphere Oberfläche des der Nicht-Presspassung zugewandten Abschnitts H2 derart ausgebildet ist, dass diese die gleiche ist wie die des der Presspassung zugewandten Abschnitts H1. Daher werden bei der vorliegenden Modifikation die gleichen Effekte vorgewiesen wie jene des Kraftstoffeinspritzventils 1, das in 23 veranschaulicht wird.
Modifikation E2
Bei der vorliegenden Modifikation, die in 25 veranschaulicht wird, ist der der Presspassung zugewandte Abschnitt H1 des Halters ganz aus dem nicht-magnetischen Bauteil 14 ausgebildet, und der Hauptkörper 12 ist nicht in dem der Presspassung zugewandten Abschnitt H1 beinhaltet. Indem zum Beispiel eine Länge der Presspass-Oberflächen 31p und 32p in der Richtung der Achslinie C verglichen mit der Struktur von 23 verkürzt wird, wird der gesamte der Presspassung zugewandte Abschnitt H1 durch das nicht-magnetische Bauteil 14 ausgebildet. Alternativ wird die Länge des nicht-magnetischen Bauteils 14 in der Richtung der Achslinie C derart hergestellt, dass diese länger ist als die der Struktur von 23, sodass der gesamte der Presspassung zugewandte Abschnitt H1 aus dem nicht-magnetischen Bauteil 14 ausgebildet ist. Auch werden bei der vorliegenden Modifikation die gleichen Effekte vorgewiesen wie jene des Kraftstoffeinspritzventils 1, das in 23 veranschaulicht wird, da der Presspass-Abschnitts-Spalt CL3 größer ausgebildet ist als der Nicht-Presspass-Abschnitts-Spalt CL4.
Modifikation E3
Bei dem vorliegenden Modifikationsbeispiel, das in 26 veranschaulicht wird, wird ein Abschnitt der Presspass-Region 311, welche durch die Presspassung in der radialen Richtung anschwillt, entfernt, und der maximale Außendurchmesser des äußeren Kerns 31 in der Presspass-Region 311 wird derart ausgebildet, dass dieser der gleiche ist wie der maximale Außendurchmesser des äußeren Kerns 31 in der Nicht-Presspass-Region 312.
Genauer gesagt wird der äußere Kern 31, dessen äußere periphere Oberfläche kreisförmig ist (vollkommener Kreis), in einem Zustand vor der Presspassung mit dem inneren Kern 32 in einer Draufsicht vorbereitet (Vorbereitungsprozess), und dieser wird mit dem inneren Kern 32 pressgepasst (Presspass-Prozess). Danach wird der Abschnitt 311b mit großer Ausdehnung (siehe 23), der durch die Presspassung angeschwollen ist, nach der Presspassung geschnitten (Schneideprozess), wobei der äußere Kern 31 so ausgebildet wird, dass dessen äußere periphere Oberfläche in einer Draufsicht kreisförmig (vollkommener Kreis) ist. Die Innendurchmesser-Abmessungen des der Presspassung zugewandten Abschnitts H1 und des der Nicht-Presspassung zugewandten Abschnitts H2 sind in der Richtung der Achslinie C die gleichen. Daher sind der Presspass-Abschnitts-Spalt CL3 und der Nicht-Presspass-Abschnitts-Spalt CL4 die gleichen. Daher werden durch die vorliegende Modifikation die gleichen Effekte vorgewiesen wie jene von 23.
Zweite Ausführungsform
Während das Ventilschließkraft-Übertragungs-Bauteil gemäß der ersten Ausführungsform durch den Becher 50 vorgesehen wird, wird das Ventilschließkraft-Übertragungs-Bauteil gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch einen ersten Becher 501, einen zweiten Becher 502 und ein drittes Federbauteil SP3 (siehe 27) vorgesehen, die nachstehend beschrieben werden. Außer der nachstehend beschriebenen Konfiguration ist die Konfiguration des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Ausführungsform die gleiche wie die Konfiguration des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform.
Der erste Becher 501 stößt an das erste Federbauteil SP1 und die Nadel 20 an, und überträgt durch das erste Federbauteil SP1 die elastische Ventilschließkraft auf die Nadel 20. Kurz gesagt weist der erste Becher 501 die gleiche Funktion vor wie der Scheibenabschnitt 52 des Bechers 50 gemäß der ersten Ausführungsform. Der erste Becher 501 ist mit einem Durchgangsloch 52a ausgebildet, das dem der ersten Ausführungsform ähnelt.
Das dritte Federbauteil SP3 ist eine elastisches Bauteil, das in der Richtung der Achslinie elastisch verformt wird, um eine elastische Kraft auszuüben. Ein Ende des dritten Federbauteils SP3 stößt an die Anschlagsoberfläche 501a des ersten Bechers 501 an, und das andere Ende des dritten Federbauteils SP3 stößt an eine Anschlagsoberfläche 502a des zweiten Bechers 502 an. Daher ist das dritte Federbauteil SP3 sandwichartig zwischen dem ersten Becher 501 und dem zweiten Becher 502 eingefügt, verformt sich elastisch in der axialen Richtung, und übt aufgrund der elastischen Verformung eine elastische Kraft aus.
Der zweite Becher 502 stößt während des Ventilschließbetriebs an den beweglichen Kern 30 an, um den beweglichen Kern 30 zu der Seite des Düsenlochs zu drängen bzw. vorzuspannen. Kurz gesagt weist der zweite Becher 502 die gleiche Funktion vor wie die des zylindrischen Abschnitts 51 des Bechers 50 gemäß der ersten Ausführungsform. Das dritte Federbauteil SP3 weist eine Funktion vor, zwischen dem ersten Becher 501 und dem zweiten Becher 502 eine Kraft in der axialen Richtung zu übertragen.
Die Nadel 20 weist einen Hauptkörperabschnitt 2001 und einen Abschnitt 2002 mit vergrößertem Durchmesser auf. Eine Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21b zu der Zeit einer Ventilschließung wird an einem Endabschnitt des Hauptkörperabschnitts 2001 auf der Seite gegenüber dem Düsenloch ausgebildet. Die Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21b zu der Zeit einer Ventilschließung stößt auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform an die Ventilschließkraft-Übertragungs-Anschlagsoberfläche 52c des Ventilschließkraft-Übertragungs-Bauteils (ersten Bechers 501) an.
Der Abschnitt 2002 mit vergrößertem Durchmesser befindet sich näher an der Seite des Düsenlochs als die Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21b zu der Zeit einer Ventilschließung, und weist eine Scheibenform auf, bei welcher ein Durchmesser des Hauptkörperabschnitts 2001 vergrößert ist. Eine Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21a zu der Zeit einer Ventilöffnung wird auf einer Oberfläche des Abschnitts 2002 mit vergrößertem Durchmesser auf der Seite des Düsenlochs ausgebildet. Die Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21a zu der Zeit einer Ventilöffnung stößt auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform an die erste Kern-Anschlagsoberfläche 32c des beweglichen Kerns 30 an. In dem Ventilschließzustand entspricht eine Länge des Spalts in der Richtung der Achslinie C zwischen der Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21a und der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c zu der Zeit einer Ventilöffnung dem Spaltbetrag L1 gemäß der ersten Ausführungsform.
In einem Zustand unmittelbar nachdem die Erregung der Spule 17 von AUS zu AN umgeschaltet wird, wirkt die magnetische Anziehungskraft auf den beweglichen Kern 30, um die Bewegung des beweglichen Kerns 30 hin zu der Ventilöffnungsseite zu initiieren. Wenn sich der bewegliche Kern 30 bewegt, während der zweite Becher 502 hochgedrückt wird und dessen Betrag der Bewegung den Spaltbetrag L1 erreicht, stößt die erste Kern-Anschlagsoberfläche 32c des beweglichen Kerns 30 zu der Zeit einer Ventilöffnung mit der Ventilkörper-Anschlagsoberfläche 21a der Nadel 20 zusammen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Führungsbauteil 60 weggelassen und der bewegliche Kern 30 stößt an den festen Kern 13 an, wodurch dieser eine Bewegung des Ventilöffnungsbetriebs der Nadel 20 reguliert. Wenn der bewegliche Kern 30 mit der Nadel 20 zusammenstößt, wie vorstehend beschrieben, wird zwischen dem festen Kern 13 und dem beweglichen Kern 30 ein Spalt ausgebildet, und eine Länge des Spalts in der Richtung der Achslinie C entspricht dem Hubbetrag L2 der ersten Ausführungsform.
Die elastische Kraft des ersten Federbauteils SP1 wirkt in einer Dauer bis zu dem Zeitpunkt der Kollision ebenfalls auf die Nadel 20. Nach der Kollision bewegt sich der bewegliche Kern 30 durch die magnetische Anziehungskraft weiter, und wenn der Betrag der Bewegung nach der Kollision den Hubbetrag L2 erreicht, stößt der bewegliche Kern 30 mit dem festen Kern 13 zusammen, und die Bewegung stoppt. Ein Trennabstand zwischen dem Sitz 11s auf der Seite des Körpers und dem Sitz 20s auf der Seite des Ventilkörpers in der Richtung der Achslinie C zu der Zeit des Stopps dieser Bewegung entspricht einem Vollhubbetrag der Nadel 20 und fällt mit dem vorstehend beschriebenen Hubbetrag L2 zusammen.
Dritte Ausführungsform
Das Ventilschließkraft-Übertragungsbauteil (Becher 50) gemäß der ersten Ausführungsform weist eine Becherform auf, welche den zylindrischen Abschnitt 51 und den Scheibenabschnitt 52 aufweist. Andererseits weist das Ventilschließkraft-Übertragungsbauteil gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Scheibenform auf, die aus dem Scheibenabschnitt 52 konfiguriert ist, und der zylindrische Abschnitt 51 wird weggelassen (siehe 28). Außer der nachstehend beschriebenen Konfiguration ist die Konfiguration des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Ausführungsform die gleiche wie die Konfiguration des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der ersten Ausführungsform.
Bei der ersten Ausführungsform ist eine Oberfläche (Kern-Anschlagsendoberfläche 51a) des Ventilschließkraft-Übertragungsbauteils, an welches die Anschlagsoberfläche (zweite Kern-Anschlagsoberfläche 32b) des beweglichen Kerns 30 anstößt, in dem zylindrischen Abschnitt 51 ausgebildet. Andererseits fungiert eine Oberfläche des Scheibenabschnitts 52 auf der Seite des Düsenlochs bei der vorliegenden Ausführungsform als eine Kern-Anschlagsendoberfläche 52e, die an den beweglichen Kern 30 anstößt (siehe 28).
Andere Ausführungsformen
Die Offenbarung bei der vorliegenden Beschreibung ist nicht auf Kombinationen von Komponenten und/oder Elementen beschränkt, die bei den Ausführungsformen veranschaulicht werden. Die Offenbarung kann zusätzliche Abschnitte aufweisen, die zu den Ausführungsformen hinzugefügt werden können. Die Offenbarung umfasst weggelassene Komponenten und/oder Elemente der Ausführungsformen. Die Offenbarung umfasst einen Ersatz oder eine Kombination von Komponenten und/oder Elementen zwischen einer Ausführungsform und einer anderen. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet zum Beispiel alle Konfigurationsgruppen A, B, D und E, kann aber auch irgendeine Kombination der Konfigurationsgruppen beinhalten.
Bei dem Beispiel, das in 5 veranschaulicht wird, ist der Verjüngungswinkel θ1 der dem beweglichen Kern zugewandten Oberfläche 31c größer eingestellt als der maximale Winkel, um welchen sich der bewegliche Kern 30 neigen kann, das heißt, der maximale Kern-Neigungswinkel θ2. Andererseits kann der Verjüngungswinkel θ1 kleiner eingestellt sein als der maximale Kern-Neigungswinkel θ2, oder kann auf die gleiche Größe eingestellt sein wie der maximale Kern-Neigungswinkel θ2.
Bei dem Beispiel, das in 5 veranschaulicht wird, ist die anziehende Oberfläche in der sich verjüngenden Form ausgebildet, und die angezogene Oberfläche ist parallel zu der senkrechten Linie D in der flachen Form ausgebildet. Andererseits kann die angezogene Oberfläche in der sich verjüngenden Form ausgebildet sein, und die anziehende Oberfläche kann parallel zu der senkrechten Linie D in der flachen Form ausgebildet sein.
Bei der ersten Ausführungsform ist der Trennabstand Ha des Abschnitts, der sich auf einer radial äußersten Seite befindet, auf 1 µm oder mehr und weniger als 50 µm eingestellt, kann aber auch weniger als 1 µm betragen oder kann 50 µm oder mehr betragen. Der Verjüngungswinkel θ1 ist auf 0,05 ° oder mehr und weniger als 1 ° eingestellt, kann aber auch weniger als 0,05 ° betragen oder kann 1 ° oder mehr betragen.
Bei dem Beispiel, das in 5 veranschaulicht wird, stimmt die axiale Position des Abschnitts (Abschnitts des innersten Durchmessers) der dem festen Kern zugewandten Oberfläche 13b, die sich auf der Seite des innersten Durchmessers befindet, mit der axialen Position der Stopper-Anschlagsendoberfläche 61a überein. Andererseits kann sich die axiale Position des Abschnitts des innersten Durchmessers der dem festen Kern zugewandten Oberfläche 13b eher auf der Seite gegenüber dem Düsenloch befinden als die Stopper-Anschlagsendoberfläche 61a.
Die Verbindungsnut 32e, die in 5 veranschaulicht wird, ist zusätzlich zu der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c und der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b auch auf der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d ausgebildet, muss aber nicht auf der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d ausgebildet sein. Die Verbindungsnut 32e, die in 5 veranschaulicht wird, ist in der radialen Richtung über die gesamte Region der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c ausgebildet, kann aber zumindest an einem Abschnitt der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c ausgebildet sein, welcher benachbart zu der zweiten Kern-Anschlagsoberfläche 32b angeordnet ist.
Obwohl die äußere Verbindungsnut 31e, die in 12 veranschaulicht wird, so angeordnet ist, dass diese nicht mit dem Durchgangsloch 31a in Verbindung steht, kann die äußere Verbindungsnut 31e auch so angeordnet sein, dass diese mit dem Durchgangsloch 31a in Verbindung steht. Die Verbindungsnut 32g, die in 15 veranschaulicht wird, ist über die erste Kern-Anschlagsoberfläche 32c, die zweite Kern-Anschlagsoberfläche 32b und die dritte Kern-Anschlagsoberfläche 32d ausgebildet, muss aber nicht auf der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d ausgebildet sein.
Bei den Beispielen der 17, 18 und 19 wird die Verbindungsnut 32e weggelassen, und anstelle der Verbindungsnut 32e sind das Verbindungsloch 20c, die Gleitoberflächen-Verbindungsnut 20d und die zweite Gleitoberflächen-Verbindungsnut 32h vorgesehen. Andererseits kann das Kraftstoffeinspritzventil 1 irgendwelche zwei oder mehr aus der Verbindungsnut 32e, dem Verbindungsloch 20c, der Gleitoberflächen-Verbindungsnut 20d und der zweiten Gleitoberflächen-Verbindungsnut 32h beinhalten.
Bei dem Beispiel von 18 ist die Gleitoberflächen-Verbindungsnut 20d in der Nadel 20 ausgebildet, aber die Gleitoberflächen-Verbindungsnut kann auch in der Gleitoberfläche 51c auf der Seite des Übertragungsbauteils (siehe 18) des Bechers 50 ausgebildet sein, auf welcher die Nadel 20 gleitet. Bei dem Beispiel von 19 ist die zweite Gleitoberflächen-Verbindungsnut 32h in dem inneren Kern 32 ausgebildet, aber die zweite Gleitoberflächen-Verbindungsnut kann auch auf der Oberfläche der Nadel 20 ausgebildet sein, welche mit dem inneren Kern 32 gleitet.
Bei der ersten Ausführungsform ist der bewegliche Abschnitt M in der radialen Richtung an zwei Positionen des Abschnitts (Nadelspitzenabschnitts) der Nadel 20, welcher der Innenwandoberfläche 11c des Düsenloch-Körpers 11 zugewandt ist, und der äußeren peripheren Oberfläche 51d des Bechers 50 gelagert. Andererseits kann der bewegliche Abschnitt M auch in der radialen Richtung an zwei Positionen der äußeren peripheren Oberfläche des beweglichen Kerns 30 und des Nadelspitzenabschnitts gelagert sein.
Bei der ersten Ausführungsform ist der innere Kern 32 aus dem nicht-magnetischen Material ausgebildet, aber dieser kann auch aus dem magnetischen Material ausgebildet sein. In einem Fall, bei welchem der innere Kern 32 aus dem magnetischen Material ausgebildet ist, kann der innere Kern 32 aus einem schwachen magnetischen Material ausgebildet sein, das hinsichtlich eines Magnetismus schwächer ist als das des äußeren Kerns 31. Auf ähnliche Weise können die Nadel 20 und das Führungsbauteil 60 aus einem schwachen magnetischen Material ausgebildet sein, das hinsichtlich eines Magnetismus schwächer ist als das des äußeren Kerns 31.
Bei der ersten Ausführungsform wird der Becher 50 zwischen dem ersten Federbauteil SP1 und dem beweglichen Kern 30 eingeschoben, um die Kern-Verstärkungs-Struktur zu verwirklichen bzw. umzusetzen, bei welcher der bewegliche Kern 30 an die Nadel 20 anstößt, um den Ventilöffnungsbetrieb zu initiieren, wenn der bewegliche Kern 30 um einen vorgegebenen Betrag bewegt wird. Andererseits kann der Becher 50 weggelassen werden, es kann ein drittes Federbauteil vorgesehen sein, das sich von dem ersten Federbauteil SP1 unterscheidet, und es kann eine Kern-Verstärkungs-Struktur eingesetzt werden, bei welcher der bewegliche Kern 30 durch das dritte Federbauteil zu der Seite des Düsenlochs gedrängt wird.
Bei der ersten Ausführungsform befindet sich das nicht-magnetische Bauteil 14 zwischen dem festen Kern 13 und dem Hauptkörper 12, um einen magnetischen Kurzschluss zwischen dem festen Kern 13 und dem Hauptkörper 12 zu vermeiden. Anstelle des nicht-magnetischen Bauteils 14 kann sich ein magnetisches Bauteil mit einer Form, die einen magnetischen Drosselabschnitt zum Einschränken des magnetischen Kurzschlusses aufweist, zwischen dem festen Kern 13 und dem Hauptkörper 12 befinden. Alternativ kann das nicht-magnetische Bauteil 14 weggelassen werden, und der magnetische Drosselabschnitt zum Einschränken des magnetischen Kurzschlusses kann in dem festen Kern 13 oder dem Hauptkörper 12 ausgebildet sein.
Die Hülse 40 gemäß der ersten Ausführungsform weist eine Form auf, bei welcher sich der Kopplungsabschnitt 42 auf der oberen Seite (Seite gegenüber dem Düsenloch) des Stützabschnitts 43 erstreckt, und der zylindrische Einsetzabschnitt 41 erstreckt sich auf der oberen Seite des Kopplungsabschnitts 42. Andererseits kann die Hülse 40 eine Form aufweisen, bei welcher sich der Kopplungsabschnitt 42 auf der unteren Seite (Seite des Düsenlochs) des Stützabschnitts 43 erstreckt, und der zylindrische Einsetzabschnitt 41 erstreckt sich ferner auf der unteren Seite des Kopplungsabschnitts 42. Die Hülse 40 kann auch ein hohl geformter Ring sein, der sich kranzförmig bzw. ringförmig um die Nadel 20 erstreckt. In diesem Fall lagert eine obere Oberfläche des Rings das zweite Federbauteil SP2, und eine innere periphere Oberfläche des Rings wird in den Presspass-Abschnitt 23 pressgepasst.
Der Becher 50 gemäß der ersten Ausführungsform weist eine Becherform auf, welche den Scheibenabschnitt 52 und den zylindrischen Abschnitt 51 aufweist. Andererseits kann der Becher 50 eine flache Plattenform aufweisen. In diesem Fall stößt eine Oberfläche (obere Oberfläche) auf einer oberen Seite der flachen Platte an das erste Federbauteil SP1 an, und eine Oberfläche (untere Oberfläche) auf einer unteren Seite der flachen Platte stößt an den beweglichen Kern 30 an.
Das Stützbauteil 18 gemäß der ersten Ausführungsform weist die zylindrische Form auf, kann aber auch einen C-förmigen Querschnitt aufweisen, in welchem ein Schlitz, der sich in der Richtung der Achslinie C erstreckt, in einer zylindrischen Form ausgebildet ist.
Der bewegliche Kern 30 gemäß der ersten Ausführungsform weist eine Struktur auf, die zwei Komponenten des äußeren Kerns 31 und des inneren Kerns 32 aufweist. Der innere Kern 32 ist aus einem Material hergestellt, das einen höheren Härtegrad aufweist als das des äußeren Kerns 31, und weist die Oberfläche, die an den Becher 50 und das Führungsbauteil 60 anstößt, und die Oberfläche, die mit der Nadel 20 gleitet, auf. Andererseits kann der bewegliche Kern 30 eine Struktur aufweisen, bei welcher der innere Kern 32 weggelassen ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist es in einem Fall, bei welchem der bewegliche Kern 30 die Struktur aufweist, bei welcher der innere Kern 32 weggelassen wird, wünschenswert, dass eine Beschichtung auf die Anschlagsoberfläche des beweglichen Kerns 30 aufgebracht wird, die an den Becher 50 und das Führungsbauteil 60 anstößt, und auf die Gleitoberfläche, die mit der Nadel 20 gleitet. Ein spezifisches Beispiel einer Beschichtung, die auf die Anschlagsoberfläche aufgebracht wird, ist Chrom. Ein spezifisches Beispiel einer Beschichtung, die auf die Gleitoberfläche aufgebracht wird, ist Nickel-Phosphor.
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der ersten Ausführungsform weist eine Struktur auf, bei welcher der bewegliche Kern 30 an das Führungsbauteil 60 anstößt, das an dem festen Kern 13 angebracht ist. Andererseits kann eine Struktur vorgesehen sein, bei welcher der bewegliche Kern 30 an den festen Kern 13 anstößt, bei welchem das Führungsbauteil 60 weggelassen ist. Kurz gesagt kann eine Struktur vorgesehen sein, bei welcher der innere Kern 32 an das Führungsbauteil 60 anstößt, oder es kann eine Struktur vorgesehen sein, bei welcher der innere Kern 32 an den festen Kern 13 anstößt, bei welchem das Führungsbauteil 60 weggelassen ist. Es kann eine Struktur vorgesehen sein, bei welcher der bewegliche Kern 30 an das Führungsbauteil 60 anstößt, bei welchem der innere Kern 32 weggelassen ist, oder es kann eine Struktur vorgesehen sein, bei welcher der bewegliche Kern 30, bei welchem der innere Kern 32 weggelassen ist, an den festen Kern 13 anstößt, bei welchem das Führungsbauteil 60 weggelassen ist.
Wie vorstehend beschrieben, entspricht in dem Fall der Struktur, bei welcher der innere Kern 32 in dem beweglichen Kern 30 weggelassen wird, in der Oberfläche des beweglichen Kerns 30 auf der Seite gegenüber dem Düsenloch eine Oberfläche, die an die Nadel 20 anstößt, der ersten Kern-Anschlagsoberfläche 32c. Wie vorstehend beschrieben, entspricht in dem Fall der Struktur, bei welcher das Führungsbauteil 60 weggelassen wird, in der Oberfläche des beweglichen Kerns 30 eine Oberfläche, die an den festen Kern 13 anstößt, der dritten Kern-Anschlagsoberfläche 32d.
Bei der ersten Ausführungsform wird die Verbindungsnut 32e an einem Abschnitt des inneren Kerns 32 ausgebildet, welcher an das Führungsbauteil 60 anstößt. Andererseits wird in dem Fall der Struktur, bei welcher das Führungsbauteil 60 weggelassen wird, die Verbindungsnut 32e an dem Abschnitt des inneren Kerns 32 ausgebildet, welcher an den festen Kern 13 anstößt, wie vorstehend beschrieben. Wie vorstehend beschrieben, wird in dem Fall der Struktur, bei welcher der innere Kern 32 in dem beweglichen Kern 30 weggelassen wird, die Verbindungsnut 32e an dem Abschnitt des beweglichen Kerns 30 ausgebildet, welcher an den festen Kern 13 anstößt.
Der Becher 50 gemäß der ersten Ausführungsform gleitet in der Richtung der Achslinie C, während dieser mit der inneren peripheren Oberfläche des Führungsbauteils 60 in Kontakt steht. Andererseits kann eine Struktur vorgesehen sein, bei welcher sich der Becher 50 in der Richtung der Achslinie C bewegt, während dieser einen vorgegebenen Spalt mit der inneren peripheren Oberfläche des Führungsbauteils 60 ausbildet.
Bei der ersten Ausführungsform wird die innere periphere Oberfläche des zweiten Federbauteils SP2 durch den Kopplungsabschnitt 42 der Hülse 40 geführt. Andererseits kann die äußere periphere Oberfläche des zweiten Federbauteils SP2 durch den äußeren Kern 31 geführt werden.
Bei der ersten Ausführungsform wird ein Ende des zweiten Federbauteils SP2 durch den beweglichen Kern 30 gelagert, und das andere Ende des zweiten Federbauteils SP2 wird durch die Hülse 40 gelagert, die an der Nadel 20 angebracht ist. Andererseits kann die Hülse 40 weggelassen werden, und das andere Ende des zweiten Federbauteils SP2 kann durch den Hauptkörper 12 gelagert werden.

Claims

Kraftstoffeinspritzventil, aufweisend: einen Ventilkörper (20), der dazu konfiguriert ist, ein Düsenloch (11a) zu öffnen und schließen, um Kraftstoff einzuspritzen; einen festen Kern (13), der dazu konfiguriert ist, bei Erregung einer Spule (17) eine magnetische Anziehungskraft zu erzeugen, und eine anziehende Oberfläche (13b) aufweist, auf welche eine magnetische Anziehungskraft wirken soll; einen beweglichen Kern (30), der eine angezogene Oberfläche (31c) aufweist, die der anziehenden Oberfläche zugewandt angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, in einem Zustand, in welchem dieser mit dem Ventilkörper in Eingriff steht, um zu bewirken, dass der Ventilkörper einen Ventilöffnungsbetrieb durchführt, zu dem festen Kern angezogen zu werden; und ein Stopperbauteil (60), das dazu konfiguriert ist, an den beweglichen Kern anzustoßen, um eine Bewegung des beweglichen Kerns in einer Richtung einzuschränken, die entgegengesetzt zu dem Düsenloch verläuft, wobei der bewegliche Kern einen Anschlagsabschnitt (32), der dazu konfiguriert ist, an das Stopperbauteil anzustoßen, und einen Kernkörperabschnitt (31), in welchem die angezogene Oberfläche ausgebildet ist, aufweist, und die anziehende Oberfläche und die angezogene Oberfläche eine Form aufweisen, die sich ringförmig um eine Achslinie (C) des festen Kerns erstreckt, so ausgebildet sind, dass diese in einem Zustand, in welchem der Anschlagsabschnitt an das Stopperbauteil anstößt, in einer Richtung der Achslinie voneinander getrennt angeordnet sind, und in einer Form ausgebildet sind, in welcher sich ein Trennabstand (Ha) voneinander hin zu einer radial äußeren Seite einer ringförmigen Form erhöht.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, wobei zumindest eine der anziehenden Oberfläche und der angezogenen Oberfläche in einer sich verjüngenden Form ausgebildet ist, die derart in einer Richtung geneigt ist, dass sich der Trennabstand hin zu der radial äußeren Seite der ringförmigen Form erhöht.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, wobei in einem Querschnitt, der eine senkrechte Linie zu der Richtung der Achslinie und die Achslinie beinhaltet, ein Verjüngungswinkel (θ1), welcher ein Winkel ist, der durch eine Oberfläche ausgebildet ist, welche die sich verjüngende Form und die senkrechte Linie ausbildet, größer ist als ein maximaler Winkel (θ2), um welchen der bewegliche Kern dazu in der Lage ist, sich in Hinblick auf die Achslinie zu neigen.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, ferner aufweisend: einen Hauptkörper (12), der den beweglichen Kern aufnimmt, wobei der bewegliche Kern und der Hauptkörper derart konfiguriert sind, dass Kraftstoff, der aus einem Raum zwischen der anziehenden Oberfläche und der angezogenen Oberfläche herausgedrückt wird, in Übereinstimmung mit dem Ventilöffnungsbetrieb ausgehend von einem Spalt zwischen einer äußeren peripheren Oberfläche des beweglichen Kerns und einer inneren peripheren Oberfläche des Hauptkörpers abgeführt wird, die anziehende Oberfläche in der sich verjüngenden Form ausgebildet ist, und die angezogene Oberfläche in einer flachen Form ausgebildet ist, die sich senkrecht zu der Richtung der Achslinie erstreckt.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Trennabstand eines Abschnitts auf einer radial äußersten Seite 1 µm oder mehr und weniger als 50 µm beträgt.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei in einem Querschnitt, der eine senkrechte Linie zu der Richtung der Achslinie und die Achslinie beinhaltet, ein Verjüngungswinkel, welcher ein Winkel ist, der durch eine Oberfläche ausgebildet ist, welche die sich verjüngende Form und die senkrechte Linie ausbildet, 0,05 ° oder mehr und weniger als 1 ° beträgt.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der bewegliche Kern in einem Zustand, in welchem dieser in der Richtung der Achslinie relativ beweglich ist, an dem Ventilkörper zusammengesetzt ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, wobei der bewegliche Kern mit dem Ventilkörper in Eingriff steht, um den Ventilöffnungsbetrieb zu initiieren, wenn sich der bewegliche Kern um einen vorgegebenen Betrag in der Richtung bewegt, die entgegengesetzt zu dem Düsenloch verläuft.