JP2001020835A - Fuel injection valve and internal combustion engine mounting the valve - Google Patents

Fuel injection valve and internal combustion engine mounting the valve

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JP2001020835A
JP2001020835A JP11195385A JP19538599A JP2001020835A JP 2001020835 A JP2001020835 A JP 2001020835A JP 11195385 A JP11195385 A JP 11195385A JP 19538599 A JP19538599 A JP 19538599A JP 2001020835 A JP2001020835 A JP 2001020835A
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JP
Japan
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valve
fuel injection
valve element
fuel
valve seat
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JP11195385A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Maekawa
典幸 前川
Makoto Yamakado
山門  誠
Motoyuki Abe
元幸 安部
Yuzo Kadomukai
裕三 門向
Atsushi Yokoyama
篤 横山
Yoshio Okamoto
良雄 岡本
Yoshiyuki Tanabe
好之 田辺
Atsushi Sekine
篤 関根
Susumu Ishikawa
享 石川
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Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection valve which has less bouncing of a valve element without severely controlling size precision of the valve element, a housing, and a guide clearance. SOLUTION: This fuel injection valve comprises a fuel injection nozzle 2; a valve seat 3 disposed in the vicinity of the fuel injection nozzle; a valve element 4 to open and close a fuel passage between the valve seat and the valve element; a spring 12 to generate a force to press the valve element against the valve seat; and a drive meant to drive the valve element, the fuel injection valve being constituted such that an interlocking member 13 different from the valve element is located between the valve element 4 and the spring 12. This constitution absorbs energy of collision between the valve element 4 and the valve seat 3 through displacement of the interlocking member 13 and reduces bouncing of the valve element 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射弁に係り、
特に、燃料供給量を制御するための燃料噴射弁及びこれ
を搭載した内燃機関に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection valve,
In particular, the present invention relates to a fuel injection valve for controlling a fuel supply amount and an internal combustion engine equipped with the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料噴射弁は、燃料噴射孔と、その近傍
に配設される弁座と、弁座と対向する位置に、軸方向に
摺動可能に支持された弁体と、スプリングとを備える。
スプリングは、弁体を弁座方向へ押し付ける力を発生す
る。
2. Description of the Related Art A fuel injection valve includes a fuel injection hole, a valve seat disposed in the vicinity thereof, a valve body slidably supported in an axial direction at a position facing the valve seat, and a spring. Is provided.
The spring generates a force that presses the valve body toward the valve seat.

【0003】スプリング力により弁座と弁体とが接触し
ている状態では、燃料通路が閉じられるため、燃料噴射
孔から燃料は噴射されない。電磁力や燃料圧力などを利
用した駆動手段により、弁体が軸方向に摺動し、弁座か
ら離れている状態になると、燃料通路が開かれるため、
燃料噴射孔から燃料が噴射される。このように、燃料噴
射弁では、弁体の位置を切り替えることによって、燃料
供給量を制御する。
In a state where the valve seat and the valve body are in contact with each other by the spring force, the fuel passage is closed, so that no fuel is injected from the fuel injection hole. When the valve element slides in the axial direction and moves away from the valve seat by driving means using electromagnetic force or fuel pressure, the fuel passage is opened,
Fuel is injected from the fuel injection holes. As described above, in the fuel injection valve, the fuel supply amount is controlled by switching the position of the valve element.

【0004】ここで、弁体の位置を切り替える際には、
弁座と弁体との衝突や、弁座とは軸方向の反対側にある
ストローク規制手段と弁体との衝突が起こる。この衝突
時に弁体が跳ね返る挙動(以下ではバウンシングと記
す。)によって、燃料噴射量に微小なばらつきが生じる
可能性があるため、バウンシングを低減することが望ま
しい。
Here, when switching the position of the valve element,
A collision between the valve seat and the valve body or a collision between the stroke restricting means and the valve body on the opposite side of the valve seat in the axial direction occurs. The behavior of the valve body bouncing during the collision (hereinafter referred to as bouncing) may cause a slight variation in the fuel injection amount, so it is desirable to reduce bouncing.

【0005】バウンシングを低減するための従来技術と
して、特開平8−189437号公報がある。これは、
弁体と、弁体を支持するハウジングとの隙間に燃料絞り
通路を形成し、弁体に粘性抵抗力を働かせることによ
り、弁体が弁座に衝突する速度を減少させ、バウンシン
グを低減しようとするものである。
[0005] As a conventional technique for reducing bouncing, there is Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-189439. this is,
By forming a fuel throttle passage in the gap between the valve element and the housing that supports the valve element, and by applying viscous resistance to the valve element, it is possible to reduce the speed at which the valve element collides with the valve seat and reduce bouncing. Is what you do.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、弁体とハウジングとの隙間の寸法がわずか
に変化すると、弁体に働く粘性抵抗力が大きく変化す
る。よって、弁体やハウジングの加工寸法のばらつきが
ある場合や、案内隙間の範囲で弁体の中心軸がハウジン
グの中心軸からずれた場合などには、十分な粘性抵抗力
が得られなくなる。従って、安定したバウンシング低減
効果を得ようとすれば、弁体やハウジング、案内隙間な
どの寸法精度を厳しく管理する必要があるという問題が
あった。
However, in the above-mentioned prior art, when the size of the gap between the valve body and the housing slightly changes, the viscous resistance force acting on the valve body greatly changes. Therefore, when the processing dimensions of the valve element and the housing vary, or when the central axis of the valve element deviates from the central axis of the housing in the range of the guide gap, a sufficient viscous resistance cannot be obtained. Therefore, in order to obtain a stable bouncing reduction effect, there is a problem that it is necessary to strictly control the dimensional accuracy of the valve element, the housing, the guide gap, and the like.

【0007】本発明の目的は、上記問題を解決し、弁体
やハウジング、案内隙間などの寸法精度を厳しく管理す
ることなく、安定したバウンシング低減効果を得ること
である。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem and to obtain a stable bouncing reduction effect without strictly controlling the dimensional accuracy of a valve element, a housing, a guide gap and the like.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そのため本発明では、噴
射弁を構成する弁体と、弁体を弁座に押し付けるスプリ
ングとの間に、前記弁体とは別体の連動部材を設けて、
電磁力によって弁体を駆動して開閉を行った時に弁体は
弁座面に残り、スプリング力が直接作用する連動部材が
バウンシングの作用を吸収するよう作用する構成とし
た。
According to the present invention, an interlocking member separate from the valve element is provided between a valve element constituting the injection valve and a spring for pressing the valve element against a valve seat.
When the valve is driven to open and close by electromagnetic force, the valve remains on the valve seat surface, and the interlocking member to which the spring force directly acts acts to absorb the bouncing action.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の一
実施例を説明する。図1は本発明の燃料噴射弁の一実施
例を表す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the fuel injection valve of the present invention.

【0010】ノズル1には燃料噴射孔2、弁座3が設け
られる。弁体4は、可動鉄心5と、ロッド6、ボール7
を結合してなり、ロッド6の軸方向に摺動可能なように
支持される。ロッド6のショルダー部8に対向する位置
には、ストローク規制手段としてのストッパ9が設けら
れる。弁体4は、ボール7と弁座3とが接触する下端位
置から、ショルダー部8とストッパ9とが接触する上端
位置までの範囲を摺動することができる。弁体4が上端
位置にあるときにも、可動鉄心5と内側鉄心10との間
には、空隙を設けるようにする。燃料は、燃料供給口1
6より供給され、燃料噴射孔2に導かれる。
[0010] The nozzle 1 is provided with a fuel injection hole 2 and a valve seat 3. The valve element 4 includes a movable iron core 5, a rod 6, and a ball 7.
And supported so as to be slidable in the axial direction of the rod 6. At a position facing the shoulder portion 8 of the rod 6, a stopper 9 as a stroke regulating means is provided. The valve element 4 can slide in a range from a lower end position where the ball 7 contacts the valve seat 3 to an upper end position where the shoulder portion 8 contacts the stopper 9. Even when the valve element 4 is at the upper end position, a gap is provided between the movable iron core 5 and the inner iron core 10. Fuel is supplied to fuel supply port 1
6 and is guided to the fuel injection holes 2.

【0011】内側鉄心10内にはスプリングアジャスタ
11が固定される。スプリングアジャスタ11の下端部
を固定端として、スプリング12が圧縮状態で設けられ
る。スプリング12と、弁体4の間には、軸方向に摺動
可能な所定の重量で単独で可動する可動部材である連動
部材13が設けられる。スプリング力は、連動部材13
を介して、弁体4に伝達され、弁体4は弁座3に押し付
けられる。この状態では、燃料通路が閉じられるため、
燃料噴射孔2からの燃料噴射は行われない。
A spring adjuster 11 is fixed in the inner core 10. The spring 12 is provided in a compressed state with the lower end of the spring adjuster 11 as a fixed end. Between the spring 12 and the valve element 4, there is provided an interlocking member 13 which is a movable member which is independently movable with a predetermined weight and is slidable in the axial direction. The spring force is controlled by the interlocking member 13.
Is transmitted to the valve body 4, and the valve body 4 is pressed against the valve seat 3. In this state, the fuel passage is closed,
No fuel injection from the fuel injection holes 2 is performed.

【0012】なお、この連動部材13は弁体のバウンシ
ングを吸収するバウンシング吸収部材として動作する。
The interlocking member 13 operates as a bouncing absorbing member for absorbing the bouncing of the valve body.

【0013】内側鉄心10と外側鉄心14に囲まれた空
間には、コイル15が設けられる。コイル15に電流を
流すと、内側鉄心10、可動鉄心5、外側鉄心14が磁
気回路を構成し、可動鉄心5は内側鉄心10に電磁力に
よって吸引され、弁体4は上端位置に移動する。この状
態では、弁体4と弁座3の間に隙間ができるため、燃料
通路が開かれ、燃料噴射孔2から燃料が噴射される。
A coil 15 is provided in a space surrounded by the inner core 10 and the outer core 14. When a current is applied to the coil 15, the inner core 10, the movable core 5, and the outer core 14 constitute a magnetic circuit, the movable core 5 is attracted to the inner core 10 by electromagnetic force, and the valve body 4 moves to the upper end position. In this state, a gap is formed between the valve body 4 and the valve seat 3, so that the fuel passage is opened and fuel is injected from the fuel injection hole 2.

【0014】燃料噴射弁の働きは、上記のように、弁体
4の位置を切り替えることによって、燃料供給量を制御
することである。
The function of the fuel injection valve is to control the amount of fuel supplied by switching the position of the valve element 4 as described above.

【0015】ここで、弁体4の位置を切り替える際に
は、弁体4と弁座3との衝突や、弁体4とストッパ9と
の衝突が起こる。この衝突時に起こる弁体4のバウンシ
ングによって、燃料噴射量の微小なばらつきが生じる可
能性があるため、バウンシングは低減することが望まし
い。
Here, when the position of the valve element 4 is switched, a collision between the valve element 4 and the valve seat 3 and a collision between the valve element 4 and the stopper 9 occur. The bouncing of the valve element 4 at the time of the collision may cause a slight variation in the fuel injection amount, so it is desirable to reduce the bouncing.

【0016】そこで、本発明では、スプリング12と、
弁体4の間に、軸方向に摺動可能な連動部材13を設け
ている。連動部材13の働きにより、弁体4のバウンシ
ングが低減されるメカニズムの一例を図2〜4を用いて
説明する。
Therefore, in the present invention, the spring 12
An interlocking member 13 slidable in the axial direction is provided between the valve elements 4. An example of the mechanism by which the bouncing of the valve element 4 is reduced by the operation of the interlocking member 13 will be described with reference to FIGS.

【0017】図2は、燃料噴射弁のうち弁座3、弁体
4、ストッパ9、スプリング12、連動部材13のみを
取り出し、開弁保持状態から閉弁保持状態に遷移する過
程を、(a)〜(e)の順に示したものである。
FIG. 2 shows the process of taking out only the valve seat 3, the valve body 4, the stopper 9, the spring 12, and the interlocking member 13 from the fuel injection valve and shifting from the valve-open holding state to the valve-closed holding state. ) To (e).

【0018】(a)開弁保持状態では、弁体4が電磁力
によって上端位置で保持されている。
(A) In the valve-open holding state, the valve body 4 is held at the upper end position by electromagnetic force.

【0019】(b)弁体移動では、電磁力が遮断され、
スプリング力によって、弁体4と連動部材13とが、弁
座3方向に移動する。
(B) In the movement of the valve body, the electromagnetic force is cut off,
The valve body 4 and the interlocking member 13 move in the direction of the valve seat 3 by the spring force.

【0020】(c)弁体−弁座衝突は、弁体4と弁座3
が衝突した瞬間を表わす。
(C) The collision between the valve element 4 and the valve seat 3
Represents the moment of collision.

【0021】(d)衝突直後は、衝突による衝撃によっ
て、連動部材13が上方に跳ね上がる様子を示す。弁体
4と弁座3との衝突エネルギが、連動部材13が跳ね上
がることによって吸収されるため、弁体4のバウンシン
グが低減される。
(D) Immediately after the collision, a state in which the interlocking member 13 jumps upward due to the impact due to the collision is shown. Since the collision energy between the valve body 4 and the valve seat 3 is absorbed by the interlocking member 13 jumping up, bouncing of the valve body 4 is reduced.

【0022】(e)閉弁保持では、連動部材13は再
び、弁体4に接触する状態に戻る。
(E) In holding the valve closed, the interlocking member 13 returns to the state of contacting the valve body 4 again.

【0023】図3は、燃料噴射弁のうち弁座3、弁体
4、ストッパ9、スプリング12、連動部材13のみを
取り出し、閉弁保持状態から開弁保持状態に遷移する過
程を、(a)〜(e)の順に示したものである。
FIG. 3 shows the process of taking out only the valve seat 3, the valve body 4, the stopper 9, the spring 12, and the interlocking member 13 from the fuel injection valve and transitioning from the valve-closed holding state to the valve-opening holding state. ) To (e).

【0024】(a)閉弁保持状態では、スプリング力に
よって、弁体4が弁座3に押し付けられている。
(A) In the valve-closed holding state, the valve body 4 is pressed against the valve seat 3 by a spring force.

【0025】(b)弁体移動では、電磁力がはたらき、
弁体4と連動部材13とが、上方に移動する。
(B) In the movement of the valve body, the electromagnetic force acts,
The valve body 4 and the interlocking member 13 move upward.

【0026】(c)弁体−ストッパ衝突は、弁体4とス
トッパ9が衝突した瞬間を表わす。
(C) The valve body-stopper collision represents the moment when the valve body 4 and the stopper 9 collide.

【0027】(d)衝突直後は、連動部材13が慣性に
より上方に跳ね上がる様子を示す。弁体4と連動部材1
3が一時的に分離するため、弁体4を跳ね返す方向に働
くスプリング力がなくなるため、バウンシングが低減さ
れる。
(D) Immediately after the collision, a state in which the interlocking member 13 jumps upward due to inertia is shown. Valve 4 and interlocking member 1
3 is temporarily separated, so that there is no spring force acting in the direction in which the valve element 4 rebounds, so that bouncing is reduced.

【0028】(e)開弁保持では、連動部材13は再
び、弁体4に接触する状態に戻る。
(E) In holding the valve open, the interlocking member 13 returns to the state of contacting the valve body 4 again.

【0029】なお、図2および図3で示したバウンシン
グ低減メカニズムは一例であり、スプリング荷重や、燃
料通路、磁気回路、ストッパなどの形状によっては、異
なるメカニズムでバウンシングが低減されることがあ
る。例えば、開弁保持状態から電磁力が遮断されると、
弁体4が、連動部材13から分離して、両者間にわずか
な隙間がある状態で、弁体4が弁座3に衝突することが
ある。弁体4が弁座3から跳ね返ろうとしたときに、連
動部材13が、わずかに遅れて、弁体4に衝突するた
め、バウンシングが低減されることがある。
The bouncing reduction mechanism shown in FIGS. 2 and 3 is an example, and the bouncing may be reduced by a different mechanism depending on the shape of the spring load, the fuel passage, the magnetic circuit, the stopper, and the like. For example, when the electromagnetic force is cut off from the valve open holding state,
The valve element 4 may collide with the valve seat 3 in a state where the valve element 4 is separated from the interlocking member 13 and there is a slight gap between them. When the valve element 4 attempts to rebound from the valve seat 3, the interlocking member 13 collides with the valve element 4 with a slight delay, so that bouncing may be reduced.

【0030】図4は、図2および図3で示したメカニズ
ムなどによって、バウンシングが低減される様子を、横
軸に時間をとり、縦軸に弁体の変位をとって示したグラ
フである。連動部材13をもたない従来の燃料噴射弁で
は、ストロークエンドで、弁体4の大きなバウンシング
がみられる。一方、連動部材13をもつ本発明の燃料噴
射弁では、弁体4のバウンシングが低減されるか、バウ
ンシングをほとんどなくすことができる。
FIG. 4 is a graph showing how bouncing is reduced by the mechanism shown in FIGS. 2 and 3, with time being plotted on the horizontal axis and displacement of the valve element on the vertical axis. In a conventional fuel injection valve having no interlocking member 13, large bouncing of the valve body 4 is observed at the stroke end. On the other hand, in the fuel injection valve of the present invention having the interlocking member 13, the bouncing of the valve body 4 can be reduced or the bouncing can be almost eliminated.

【0031】図4において、電磁力を遮断し、弁体が開
弁位置から閉弁位置に向って動き始める時間をTpと呼ぶ
ことにする。少量の燃料を噴射したいときには、Tpを短
縮していくことになる。従来構造の場合、弁体が開弁位
置付近でバウンシングしている最中に、弁体が動き始め
ることになる。
In FIG. 4, the time when the electromagnetic force is cut off and the valve body starts to move from the valve opening position to the valve closing position is called Tp. When a small amount of fuel is to be injected, Tp will be reduced. In the case of the conventional structure, the valve starts to move while the valve is bouncing near the valve opening position.

【0032】弁体が負の速度を持っているときに、電磁
力を遮断すれば、図4中Aに示すような弁変位波形とな
る。弁体は電磁力を遮断する以前に、すでに負の速度を
持っているため、閉弁位置に到達するまでの時間は短
い。
If the electromagnetic force is cut off when the valve element has a negative speed, a valve displacement waveform as shown in FIG. Before the valve element shuts off the electromagnetic force, the time required to reach the valve closing position is short because the valve element already has a negative speed.

【0033】一方、弁体が正の速度を持っているとき
に、電磁力を遮断すれば、図4中Bに示すような弁変位
波形となる。弁体の速度を正から負に反転させる時間分
だけ、閉弁位置に到達するまでに多くの時間を要する。
On the other hand, if the electromagnetic force is cut off when the valve body has a positive velocity, a valve displacement waveform as shown in FIG. It takes a long time to reach the valve closing position by the time required to reverse the speed of the valve element from positive to negative.

【0034】バウンシングはいつも同じようには起こら
ずに、周期や振幅が変化する。よって同じ時間に電磁力
を遮断しても、その時に弁体がもっている速度は各動作
毎に異なる。これにより、閉弁する時間がばらつき、噴
射量に微小なばらつきを生じる可能性があった。
The bouncing does not always occur in the same way, but the period and the amplitude change. Therefore, even if the electromagnetic force is cut off at the same time, the speed of the valve body at that time differs for each operation. As a result, there is a possibility that the valve closing time varies, and a minute variation occurs in the injection amount.

【0035】本発明によれば、バウンシングは小さい
か、ほとんど無いため、弁体はいつも開弁位置で止まっ
ている状態から、閉弁位置に向って動き始める。よっ
て、閉弁する時間は一定となり、同一のTpに対しては噴
射量が一定となり、精密な噴射量制御が可能となる。
According to the present invention, the bouncing is small or almost non-existent, so that the valve body starts moving from the state where it is always stopped at the valve opening position toward the valve closing position. Therefore, the time during which the valve is closed is constant, the injection amount is constant for the same Tp, and precise injection amount control is possible.

【0036】図5は、閉弁直後の噴霧の様子を、従来
と、本発明とについて比較して示している。
FIG. 5 shows the state of spraying immediately after the valve is closed in comparison with the prior art and the present invention.

【0037】図4の従来波形では、閉弁後もバウンシン
グがあるため、図5(a)のように、閉弁後も二次的、三
次的な噴射が行われ、これらが噴射量の微小なばらつき
の原因となる可能性があった。閉弁後のバウンシングが
小さいか、全く無い場合には、図5(b)のように、閉弁
後は、燃料が噴射されないため、同一のTpに対しては噴
射量が一定となり、精密な噴射量制御が可能となる。
In the conventional waveform shown in FIG. 4, since the bouncing occurs even after the valve is closed, secondary and tertiary injections are performed even after the valve is closed, as shown in FIG. Could cause significant variations. If the bouncing after closing the valve is small or not at all, the fuel is not injected after closing the valve as shown in FIG. 5 (b). The injection amount can be controlled.

【0038】以上のように、本発明によれば、燃料噴射
弁の弁体4やノズル1などの部品加工精度を厳しくする
ことなく、弁体4のバウンシングを低減することがで
き、燃料噴射量を精密に制御できるようになる。
As described above, according to the present invention, the bouncing of the valve element 4 can be reduced without reducing the machining accuracy of parts such as the valve element 4 and the nozzle 1 of the fuel injection valve, and the fuel injection amount can be reduced. Can be precisely controlled.

【0039】次に、図1を用いて、本発明の他の工夫点
について説明する。
Next, another aspect of the present invention will be described with reference to FIG.

【0040】本発明では、連動部材13を中空にして、
内部を燃料通路とする。磁気回路を構成する内側鉄心1
0や外側鉄心14などに、燃料通路を設ける場合には、
磁気抵抗を増大させないように、燃料通路の面積分だ
け、外形寸法を大きくする必要が生じる。しかしなが
ら、本発明のように、磁気回路を構成しない連動部材1
3の内部を燃料通路として利用すれば、外形寸法を大き
くすることなく、連動部材13を配設することができる
ようになる。
In the present invention, the interlocking member 13 is made hollow,
The inside is a fuel passage. Inner core 1 that constitutes a magnetic circuit
In the case where a fuel passage is provided in 0 or the outer iron core 14, etc.,
In order not to increase the magnetic resistance, it is necessary to increase the outer dimensions by the area of the fuel passage. However, as in the present invention, the interlocking member 1 which does not constitute a magnetic circuit is used.
If the inside of 3 is used as a fuel passage, the interlocking member 13 can be provided without increasing the outer dimensions.

【0041】なお、連動部材13に燃料通路を設ける方
法は上記に限定するものではない。例えば、連動部材1
3の外周部に、軸方向に連通する1本または複数本の溝
を設けてもよい。
The method of providing the fuel passage in the interlocking member 13 is not limited to the above. For example, interlocking member 1
One or a plurality of grooves communicating with each other in the axial direction may be provided on the outer peripheral portion of 3.

【0042】さらに、図1を用いて、本発明の他の工夫
点について説明する。
Further, another aspect of the present invention will be described with reference to FIG.

【0043】本発明では連動部材13を設けると共に、
弁体4の、弁座3と接する部分の形状を球面としてい
る。
In the present invention, the interlocking member 13 is provided,
The shape of the portion of the valve body 4 that contacts the valve seat 3 is spherical.

【0044】従来より、弁体4の形状を球面として、調
心機能を利用する方法が知られている。しかし、弁座3
と弁体4との同軸精度が悪い場合には、次のような問題
があった。閉弁動作時に、弁体4の先端が、弁座3の片
側の壁に衝突し、横方向のバウンシングを起こすため、
噴射量の精密な制御を妨げていた。このため、従来は、
弁座3と弁体4との同軸精度を厳しくしていた。例えば
20μm以下、望ましくは5μm以下の同軸精度を要求
していた。
Conventionally, there has been known a method in which the shape of the valve body 4 is spherical, and the centering function is used. However, valve seat 3
When the coaxial accuracy between the valve body 4 and the valve body 4 is poor, there are the following problems. At the time of the valve closing operation, the tip of the valve body 4 collides with one side wall of the valve seat 3 and causes lateral bouncing.
Preventing precise control of injection volume. For this reason, conventionally,
The coaxial accuracy between the valve seat 3 and the valve body 4 was strict. For example, a coaxial accuracy of 20 μm or less, preferably 5 μm or less has been required.

【0045】しかしながら、本発明の構成によれば、球
面による自己調心機能と、連動部材13が横方向のバウ
ンシングを早期に減衰させる効果とが組み合わされるた
め、弁座3と弁体4との同軸精度を緩和できるようにな
る。例えば60μm以下、望ましくは30μm以下程度
までの同軸精度緩和が可能である。
However, according to the configuration of the present invention, the self-centering function of the spherical surface and the effect of the interlocking member 13 attenuating the bouncing in the lateral direction at an early stage are combined, so that the valve seat 3 and the valve body 4 Coaxial accuracy can be reduced. For example, the coaxial accuracy can be reduced to 60 μm or less, preferably to about 30 μm or less.

【0046】なお、弁体4の先端形状は、図1のような
ボール状に限定するものではなく、弁体4と弁座3の接
触部が球面であれば、その他の部分の形状は問わない。
例えば、弁体4の先端形状を、球面と円錐とを組み合わ
せた形状にしてもよい。
The shape of the distal end of the valve body 4 is not limited to a ball shape as shown in FIG. 1. If the contact portion between the valve body 4 and the valve seat 3 is spherical, the shape of the other parts is not limited. Absent.
For example, the distal end shape of the valve body 4 may be a shape combining a spherical surface and a cone.

【0047】さらに、図1を用いて、本発明の他の工夫
点について説明する。
Further, another aspect of the present invention will be described with reference to FIG.

【0048】弁体4は、可動鉄心5とロッド6とを備え
る。可動鉄心5は、磁気回路を構成するため、磁気特性
に優れた軟磁性材料とする。例えば、純鉄、電磁ステン
レス鋼などが好適であるが、これらに限定するものでは
ない。ロッド6は磁気回路を構成しないため、比較的に
硬度の高い材料とする。例えば、炭素鋼、ステンレス鋼
などが好適であるが、これらに限定するものではない。
また、焼き入れ処理をすることが望ましいが、必ずしも
必要ではない。可動鉄心5の中央部に設けた穴の中に、
連動部材13を通し、ロッド6の上端部と、連動部材1
3の下端部とが接触するようにする。
The valve element 4 has a movable iron core 5 and a rod 6. The movable iron core 5 is made of a soft magnetic material having excellent magnetic properties to form a magnetic circuit. For example, pure iron, electromagnetic stainless steel and the like are suitable, but not limited thereto. Since the rod 6 does not form a magnetic circuit, it is made of a material having relatively high hardness. For example, carbon steel, stainless steel and the like are suitable, but not limited thereto.
Also, it is desirable, but not necessary, to perform a quenching process. In the hole provided in the center of the movable iron core 5,
Through the interlocking member 13, the upper end of the rod 6 and the interlocking member 1
3 so that it contacts the lower end.

【0049】このような構成によれば、可動鉄心5の材
料は磁気特性に優れるため、高い電磁吸引力を確保でき
るため、弁体4を高速移動させることができる。同時
に、弁体4の、連動部材13との接触部は硬度が高いた
め、軸方向の繰り返し荷重に対し、耐摩耗性を確保する
ことができる。
According to such a configuration, since the material of the movable iron core 5 is excellent in magnetic properties, a high electromagnetic attraction force can be secured, so that the valve element 4 can be moved at a high speed. At the same time, since the hardness of the contact portion of the valve body 4 with the interlocking member 13 is high, it is possible to ensure wear resistance against a repeated load in the axial direction.

【0050】また、連動部材13の外周部と、内側鉄心
10の内周部と、可動鉄心5の内周部とのうちの何れか
一つ以上には、焼き入れ、窒化、メッキなどの表面処理
を行い、摺動摩耗を防止することが望ましいが、これに
限定するものではない。
At least one of the outer peripheral portion of the interlocking member 13, the inner peripheral portion of the inner core 10, and the inner peripheral portion of the movable iron core 5 has a surface such as quenched, nitrided or plated. It is desirable to perform a treatment to prevent sliding wear, but the present invention is not limited to this.

【0051】図6を用いて、前記の燃料噴射弁を内燃機
関に搭載したとき一例を説明する。
An example in which the fuel injection valve is mounted on an internal combustion engine will be described with reference to FIG.

【0052】内燃機関100は、ピストン101、シリ
ンダ102、吸気弁103、排気弁104、点火プラグ
105、燃料噴射弁106を備える。ピストン101の
往復動に合わせて、吸気弁103の開閉が行われ、シリ
ンダ102内に、空気が導入される。図示しないタン
ク、ポンプなどの燃料供給系から、燃料噴射弁106に
燃料が供給される。エンジンコントロールユニットおよ
び燃料噴射弁駆動回路の働きにより、燃料噴射弁106
に電流が供給され、内燃機関の運転状態に適合する燃料
噴射が行われる。点火プラグ105により、混合気が着
火・燃焼される。燃焼後の空気は、排気弁104の開放
により、排出される。このように、図1〜5で説明した
燃料噴射弁を用いて内燃機関を構成すると、バウンシン
グによる無駄な燃料噴射を防止でき、燃料供給量を精密
に制御することが可能となるため、燃費・出力・排気特
性に優れた内燃機関を得ることができるようになる。
The internal combustion engine 100 includes a piston 101, a cylinder 102, an intake valve 103, an exhaust valve 104, a spark plug 105, and a fuel injection valve 106. The intake valve 103 is opened and closed in accordance with the reciprocation of the piston 101, and air is introduced into the cylinder 102. Fuel is supplied to the fuel injection valve 106 from a fuel supply system such as a tank and a pump (not shown). The operation of the engine control unit and the fuel injection valve drive circuit allows the fuel injection valve 106
Is supplied to the fuel cell, and fuel injection suitable for the operation state of the internal combustion engine is performed. The mixture is ignited and burned by the ignition plug 105. The air after combustion is discharged by opening the exhaust valve 104. As described above, when the internal combustion engine is configured using the fuel injection valves described with reference to FIGS. 1 to 5, useless fuel injection due to bouncing can be prevented, and the fuel supply amount can be precisely controlled. An internal combustion engine having excellent output and exhaust characteristics can be obtained.

【0053】尚、図1では、弁体4を軸方向に駆動する
手段として、電磁力を使うものを示したが、別の駆動手
段を用いても、本発明の効果が損なわれるものではな
い。例えば、燃料圧力を利用して、弁体4の上下に圧力
差を作り、弁体4を軸方向に駆動する手段を用いた場合
にも、本発明を適用することができる。
In FIG. 1, the means for driving the valve element 4 in the axial direction uses an electromagnetic force. However, the use of another driving means does not impair the effects of the present invention. . For example, the present invention can be applied to a case where a pressure difference is created above and below the valve element 4 using fuel pressure to drive the valve element 4 in the axial direction.

【0054】但し、図1のように、電磁力を用いた駆動
手段の場合、可動鉄心5が、内側鉄心10に吸引される
力は、両者の接近と共に、急激に増大するため、開弁動
作時のバウンシングが大きくなりやすいという固有の問
題をもつ。この開弁動作時のバウンシングを低減するた
めに、本発明は有効である。
However, as shown in FIG. 1, in the case of the driving means using the electromagnetic force, the force attracted by the movable core 5 to the inner core 10 rapidly increases with the approach of both, so that the valve opening operation is performed. There is an inherent problem that bouncing at the time tends to be large. The present invention is effective for reducing bouncing during the valve opening operation.

【0055】また、図1では、弁体4の軸方向の可動範
囲はストッパ9によって決められているが、ストッパの
代わりに、内側鉄心10の下端面によって弁体4の可動
範囲を制約した場合にも、本発明の効果が得られること
は言うまでもない。
In FIG. 1, the movable range of the valve element 4 in the axial direction is determined by the stopper 9, but the movable range of the valve element 4 is restricted by the lower end face of the inner iron core 10 instead of the stopper. Needless to say, the effects of the present invention can be obtained.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明によれば、燃料噴射弁を構成する
部品の寸法精度を厳しくすることなく、すなわちコスト
上昇を招くことなく、弁体と弁座との衝突エネルギや、
弁体とストッパとの衝突エネルギを、連動部材が変位す
ることにより吸収し、弁体バウンシングを低減できる。
これにより、精密な噴射量制御が可能な燃料噴射弁を得
ることができる。
According to the present invention, the collision energy between the valve element and the valve seat can be reduced without reducing the dimensional accuracy of the components constituting the fuel injection valve, that is, without increasing the cost.
The collision energy between the valve element and the stopper is absorbed by the displacement of the interlocking member, so that the valve element bouncing can be reduced.
This makes it possible to obtain a fuel injection valve capable of precise injection amount control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の燃料噴射弁の一実施形態を表す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view illustrating an embodiment of a fuel injection valve of the present invention.

【図2】本発明の燃料噴射弁の一実施形態の閉弁動作を
表す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a valve closing operation of an embodiment of the fuel injection valve of the present invention.

【図3】本発明の燃料噴射弁の一実施形態の開弁動作を
表す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a valve opening operation of an embodiment of the fuel injection valve of the present invention.

【図4】本発明の燃料噴射弁の一実施形態の効果を表す
弁体変位波形図である。
FIG. 4 is a valve body displacement waveform diagram showing an effect of one embodiment of the fuel injection valve of the present invention.

【図5】本発明の燃料噴射弁の噴霧の様子を、従来の噴
霧と比較して示した模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state of spraying of the fuel injection valve of the present invention in comparison with a conventional spray.

【図6】本発明の内燃機関の一実施形態をあらわす断面
図である。
FIG. 6 is a sectional view showing an embodiment of the internal combustion engine of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ノズル、2…燃料噴射孔、3…弁座、4…弁体、5
…可動鉄心、6…ロッド、7…ボール、8…ショルダー
部、9…ストッパ、10…内側鉄心、11…スプリング
アジャスタ、12…スプリング、13…連動部材、14
…外側鉄心、15…コイル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nozzle, 2 ... Fuel injection hole, 3 ... Valve seat, 4 ... Valve element, 5
.. Movable armature, 6 rod, 7 ball, 8 shoulder part, 9 stopper, 10 inner core, 11 spring adjuster, 12 spring, 13 interlocking member, 14
... outer core, 15 ... coil.

フロントページの続き (72)発明者 山門 誠 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 安部 元幸 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 門向 裕三 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 横山 篤 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 岡本 良雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 田辺 好之 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 関根 篤 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 石川 享 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 Fターム(参考) 3G066 AA02 AB02 AD12 BA09 BA11 BA16 BA17 BA23 BA31 BA40 BA49 BA54 CC08U CC14 CC15 CC20 CC51 CC66 CD30 CE24 CE31 DA01 Continued on front page (72) Inventor Makoto Yamamon 502, Kandate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref. Machinery Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Motoyuki Abe 502, Katsumachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref. (72) Inventor Yuzo Kadokomu 502 Kandate-cho, Tsuchiura-city, Ibaraki Pref., Machinery Research Laboratories, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Atsushi 502, Katsumachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref. Inventor Yoshio Okamoto 502 Kandate-cho, Tsuchiura-city, Ibaraki Pref., Machinery Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yoshiyuki Tanabe 7-1-1, Omikamachi, Hitachi City, Ibaraki Pref., Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. ) Inventor Atsushi Sekine 2477 Takaba, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Car Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Ishikawa 2520 Ojitakaba, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture F-term in the Automotive Equipment Division of Hitachi, Ltd. (Reference) 3G066 AA02 AB02 AD12 BA09 BA11 BA16 BA17 BA23 BA31 BA40 BA49 BA54 CC08U CC14 CC15 CC20 CC51 CC66 CD30 CE24 CE31 DA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の近傍に配
設される弁座と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行
う弁体と、前記弁体を前記弁座に押付ける力を発生する
スプリングと、前記弁体を駆動する駆動手段とを備える
燃料噴射弁において、 前記弁体と前記スプリングとの間に前記弁体とは別体の
連動部材を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
1. A fuel injection hole, a valve seat disposed in the vicinity of the fuel injection hole, a valve body for opening and closing a fuel passage between the valve seat, and the valve body being attached to the valve seat. In a fuel injection valve including a spring for generating a pressing force and driving means for driving the valve element, an interlocking member separate from the valve element is provided between the valve element and the spring. Characteristic fuel injection valve.
【請求項2】燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の近傍に配
設される弁座と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行
う弁体と、前記弁体を前記弁座に押付ける力を発生する
スプリングと、前記弁体を駆動する電磁駆動手段とを備
える燃料噴射弁において、 前記弁体と前記スプリングとの間に前記弁体のバウンシ
ングを吸収する吸収部材を設けたことを特徴とする燃料
噴射弁。
2. A fuel injection hole, a valve seat disposed near the fuel injection hole, a valve element for opening and closing a fuel passage between the valve seat, and the valve element being attached to the valve seat. In a fuel injection valve including a spring that generates a pressing force and electromagnetic driving means that drives the valve element, an absorbing member that absorbs bouncing of the valve element is provided between the valve element and the spring. A fuel injection valve characterized by the above-mentioned.
【請求項3】請求項1または2に記載の燃料噴射弁にお
いて、前記連動部材に燃料通路を設けることを特徴とす
る燃料噴射弁。
3. The fuel injection valve according to claim 1, wherein a fuel passage is provided in the interlocking member.
【請求項4】請求項1または2に記載の燃料噴射弁にお
いて、前記弁体の、前記弁座との接触部の形状は球面で
あることを特徴とする燃料噴射弁。
4. The fuel injection valve according to claim 1, wherein a shape of a contact portion of the valve body with the valve seat is spherical.
【請求項5】請求項1または2に記載の燃料噴射弁にお
いて、前記弁体は軟磁性材料からなる可動鉄心部と、前
記可動鉄心よりも硬度の高い材料からなるロッド部とよ
り構成され、前記連動部材は、前記ロッド部において前
記弁体と接触するように構成されることを特徴とする燃
料噴射弁。
5. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the valve element comprises a movable core portion made of a soft magnetic material, and a rod portion made of a material having a higher hardness than the movable core. The fuel injector according to claim 1, wherein the interlocking member is configured to contact the valve body at the rod portion.
【請求項6】燃料噴射孔と、 前記燃料噴射孔の近傍に配設される弁座と、 前記弁座との接触部が球面形状をなし、軟磁性材料から
なる可動鉄心部と、前記可動鉄心よりも硬度の高い材料
からなるロッド部とより構成され、前記弁座との間で燃
料通路の開閉を行う弁体と、 前記弁体を前記弁座に押付ける力を発生するスプリング
と、 前記弁体に働く電磁力によって、前記弁体を駆動する電
磁駆動手段とを備える燃料噴射弁において、 燃料通路をもち、前記ロッド部において前記弁体と接触
する連動部材を、前記弁体と前記スプリングとの間に、
介在させることを特徴とする燃料噴射弁。
6. A fuel injection hole, a valve seat disposed in the vicinity of the fuel injection hole, a contact portion with the valve seat having a spherical shape, and a movable core portion made of a soft magnetic material; A valve element configured of a rod portion made of a material having a hardness higher than that of an iron core and opening and closing a fuel passage between the valve element and the valve seat; and a spring generating a force for pressing the valve element against the valve element, In a fuel injection valve comprising: an electromagnetic driving means for driving the valve element by an electromagnetic force acting on the valve element, an interlocking member having a fuel passage and contacting the valve element at the rod portion is formed by the valve element and the interlocking member. Between the spring,
A fuel injection valve characterized by being interposed.
【請求項7】シリンダ室内に設けたピストンと、シリン
ダ室に空気を導入するための吸気弁と、シリンダ室に所
定量の燃料を供給する燃料噴射弁と、前記燃料に着火す
るための点火プラグと、燃焼後のガスを排気する排気弁
とを備えた内燃機関において、 前記燃料噴射弁は、燃
料噴射孔の近傍に配設した弁座と、前記弁座との間で燃
料通路の開閉を行なう弁体と、前記弁体を弁座に押し付
けるスプリングと、前記弁体とスプリングとの間に前記
弁体と別体の連動部材と、前記弁体を駆動する駆動手段
とから構成されていることを特徴とする内燃機関。
7. A piston provided in a cylinder chamber, an intake valve for introducing air into the cylinder chamber, a fuel injection valve for supplying a predetermined amount of fuel to the cylinder chamber, and a spark plug for igniting the fuel And an exhaust valve for exhausting gas after combustion, wherein the fuel injection valve opens and closes a fuel passage between the valve seat disposed near a fuel injection hole and the valve seat. A valve body to be operated, a spring for pressing the valve body against a valve seat, an interlocking member separate from the valve body between the valve body and the spring, and a driving unit for driving the valve body. An internal combustion engine characterized in that:
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