JP2004316520A

JP2004316520A - Fuel injection device

Info

Publication number: JP2004316520A
Application number: JP2003110314A
Authority: JP
Inventors: Kimitaka Saito; 公孝斎藤; Nobuo Ota; 信男太田; Atsushi Osono; 淳大園; Tomojiro Sugimoto; 知士郎杉本
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2004-11-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection device provided with a heating means for heating fuel, which is capable of enhancing the credibility of a heater and a connecting member electrically connected to the heater. <P>SOLUTION: The fuel injection device includes a valve section 2a circulating and shutting off the flow of injected fuel, an electromagnetic drive 2b provided with a fuel flow passage inside and switching the operation of the valve section 2a between circulation and shutoff, the heater 51 installed at a position contacted with fuel, and engagement structures 29b, 51b for engaging peripheral members 29 (52) constituting at least one of the valve section 2a and the electromagnetic drive 2b, and the heater 51. The movement of the heater 51 in the peripheral direction is limited by the engagement structures 29b, 51b. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体噴射装置としては、例えば内燃機関の燃焼室に直接あるいは間接的に燃料噴射する燃料噴射弁が知られている。この種の燃料噴射弁から供給される燃料は、吸気管あるいは燃焼室において空気と混合され、燃焼室内に可燃性混合気を形成する。燃焼室内の混合気はピストン運動により圧縮された後、点火装置により着火燃焼し、内燃機関の動力として利用されている。
【０００３】
近年、車両等の排気ガス規制が強化されている。排気ガス中に含まれる有毒成分を低減するために、燃料噴射弁から噴射する燃料噴霧を微粒化することが重要となっている。燃料噴霧を微粒化するため、加熱した燃料を噴射し、減圧沸騰等を生じさせて微粒化することが、排気ガス中に含まれる有毒成分を低減させる手法として有効である。
【０００４】
特許文献１は、燃料噴射弁の内部に燃料加熱用ヒータを内蔵し、微粒化を向上させる技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特表２０００−５０８０４１号公報
【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、そのヒータを燃料噴射弁に内蔵する構成の実施態様について種々提案しているが、ヒータの回転方向の位置決めについては考慮されていない。燃料噴射弁作動中の振動等により、ヒータが回転するおそれがある。場合によっては、ヒータに電気的に接続している外部端子、通電端子、あるいはヒータ端子等の接続部材と、ヒータとが、ヒータの回転によって断線する可能性がある。
【０００７】
また、燃料噴射弁内部で燃料を加熱するため、ノズルニードル等の周辺の金属部材が膨張し、例えば弁ボディに摺動可能に収容されているノズルニードルのリフト挙動が不安定となるおそれがある。
【０００８】
また、燃料噴射弁内部で燃料を加熱するため、ヒータ周辺にデポジットが生成し、堆積して、好ましくない燃料噴射状態を招くおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、燃料を加熱する加熱手段を備えたものにおいて、ヒータおよびヒータに電気的に接続する接続部材等における信頼性の向上が可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【００１０】
また、別の目的は、ヒータおよびヒータに電気的に接続する接続部材等における信頼性向上が図れるとともに、安定した燃料噴射が可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、噴射燃料の流れの流通、遮断を行なう弁部と、内部に燃料の流れ経路を有し、弁部の流通動作、遮断動作を切換える電磁駆動部と、燃料と接触する位置に内蔵されるヒータと、弁部および電磁駆動部のうち少なくともいずれか一方を構成する周辺部材とヒータとが嵌合する嵌合構造を備え、嵌合構造は、ヒータの周方向移動を制限している。
【００１２】
これにより、燃料噴射弁作動中の振動等によって生じるヒータの回転を防止することができる。その結果、ヒータに電気的に接続する例えば通電端子等の接続部材の亀裂や断線等の発生を防止することが可能である。したがって、ヒータに係る断線、接触不良等の故障が回避できるため、信頼性向上が図れる。
【００１３】
本発明の請求項２によると、ヒータは、略円筒状体であって、一端側の円周方向の少なくとも一箇所に形成された第１の被嵌合部を有するとともに、弁部は、周辺部材の一つとして、燃料流れ経路を形成し、燃料流れ経路の下流側かつ噴孔の上流側に弁座を有する弁ボディと、弁ボディに形成され、第１の被嵌合部に嵌合可能な第１の嵌合部を備えている。
【００１４】
ヒータと嵌合して嵌合構造を形成する周辺部材としては、弁部を構成する弁ボディが好ましい。これにより、ヒータの一端側の円周方向の少なくとも一つ形成される第１の被嵌合部として、例えばヒータの一端側を径方向に沿って溝を形成することで、二箇所の被嵌合部が設けられる。これら第１の被嵌合部に対して、これらと嵌合可能に対向する弁部側の弁ボディに、径方向に沿って段差が形成されることで、被嵌合部に嵌する第１の嵌合部を形成することができる。その結果、ヒータの回転が防止される。
【００１５】
なお、被嵌合部および嵌合部の形状としては、溝、段差、凸部、切欠き等のいずれでもよい。
【００１６】
本発明の請求項３によると、ヒータは、略円筒状体であって、他端側の円周方向の少なくとも一箇所に形成された第２の被嵌合部を有するとともに、電磁駆動部は、周辺部材の一つとして、通電により電磁力を発生する駆動コイルと、可動体と、可動体を移動可能に収容するとともに、燃料流れ経路が内部を弁部側へ延出される略円筒部材と、略円筒部材の弁部側に形成され、第２の被嵌合部に嵌合可能な第２の嵌合部を備えている。
【００１７】
ヒータと嵌合して嵌合構造を形成する周辺部材としては、電磁駆動部を構成する略円筒部材が好ましい。これにより、ヒータの他端側の円周方向の少なくとも一つ形成される第２の被嵌合部として、例えばヒータの他端側を径方向に沿って二つの切欠きを形成することで、二箇所の被嵌合部が設けられる。これら第２の被嵌合部に対して、これらと嵌合可能に対向する電磁駆動部側の略円筒部材に、径方向に沿って切欠きが形成されることで、被嵌合部に嵌する第２の嵌合部を形成することができる。その結果、ヒータの回転が防止される。
【００１８】
なお、被嵌合部および嵌合部の形状としては、溝、段差、凸部、切欠き等のいずれでもよい。
【００１９】
さらになお、ヒータの一端、他端にそれぞれ第１の被嵌合部、第２の被嵌合部を設け、第１の被嵌合部、第２の被嵌合部に対向する嵌合部を、弁ボディ、略円筒部材のそれぞれに設けてもよい。これにより、燃料噴射弁軸に対するヒータの軸中心の心出しが可能である。その結果、ヒータ、弁部もしくは電磁駆動部を構成する周辺部材との軸方向組付けが容易となる。
【００２０】
本発明の請求項４によると、ヒータを、弁部側および電磁駆動部側のいずれか一方方向に付勢する付勢手段を備えていることが好ましい。
【００２１】
これにより、ヒータの両端側に近接する周辺部材間に生じる軸方向隙間によるヒータの軸方向移動を、制限することができる。したがって、ヒータの回転方向および軸方向への移動を防止することができる。その結果、燃料噴射弁作動中の振動等によってヒータが燃料に接するように予め設定された位置からずれる不安定な挙動発生も防止可能である。
【００２２】
本発明の請求項５によると、電力源からヒータに電力の供給が可能な通電端子と、通電端子とヒータとを電気的に接続する接合部を備え、接合部は溶接により形成され、通電端子のうち、接合部を挟んでヒータに近接するガイド部は、燃料の流れ方向に向かって延在している。
【００２３】
これにより、通電端子のガイド部が、燃料の流れ方向に向かって延びるように設けられているので、ガイド部によって燃料の流れを整流することが可能である。したがって、溶接で形成された接合部を挟むヒータの外周とガイド部との間を流れる燃料の流速を高めることが可能である。その結果、接合部へ流れる燃料の流れを強化できるため、溶接で形成された接合部の発熱、昇温の抑制をすることができる。溶接で形成された接合部の溶融防止が図れる。
【００２４】
上記接合部は、本発明の請求項６に記載するように、通電端子に生じる付勢力による接触によって形成されてもよい。これにより、ヒータの発熱、昇温による接合部への影響はない。
【００２５】
上記通電端子に生じる付勢力による接触によって形成される接合部の場合、本発明の請求項７に記載するように、接合部における通電端子側の接触部には、ガラスコーティングが行なわれていることが好ましい。これにより、通電端子側の接触部にガラスコーティングを施すため、絶縁および腐食防止ができる。
【００２６】
本発明の請求項８によると、ヒータに電力が供給され、加熱されたヒータの表面温度が、デポジットの付着しない所定の温度範囲にあるように、ヒータに電力を供給する電力供給手段によって電力を制御し、またはヒータの抵抗値を所定範囲にあるように設定することができる。
【００２７】
本発明の請求項９によると、上記所定の温度範囲とは、２２０°Ｃ以下、または３５０°Ｃ以上である。
【００２８】
これにより、ヒータの表面温度を２２０°Ｃ以下になるように設定するので、デポジットの生成を防止することができる。また、ヒータの表面温度を３５０°Ｃ以上になるように設定するので、例えデポジットが生成しようとも、デポジットを燃やして除去することができる。したがって、ヒータへのデポジットの付着つまり堆積を防止できる。
【００２９】
本発明の請求項１０によると、ヒータ、およびヒータに係合もしくは略近接する周辺部材の表面粗さは、所定の粗さ以下である。これにより、これら表面が滑らかになるため、デポジットが表面に付着しにくくすることが可能である。
【００３０】
本発明の請求項１１によると、ヒータ、およびヒータに係合もしくは略近接する周辺部材の表面には、金属コーティング、ガラスコーティング、フッ素系樹脂コーティング、およびシリコン系樹脂コーティングのいずれかが行なわれている。これによっても、デポジットが表面に付着しにくくすることが可能である。
【００３１】
本発明の請求項１２によると、弁部を構成し、電磁駆動部の切換え動作により軸方向に移動するノズルニードルは、ノズルニードルの材料として、低熱膨張材料、またはセラミック材料が用いられている。
【００３２】
これにより、ノズルニードルの熱膨張を抑制することができる。その結果、例えばノズルニードルを摺動可能にする弁ボディとの良好な摺動状態の確保が可能である。したがって、燃料噴射に影響するノズルニードルのリフト挙動の安定化が図れる。
【００３３】
本発明の請求項１３によると、ヒータに係合もしくは略近接する周辺部材には、断熱材または断熱コーティングが施されていることが好ましい。これにより、これら部材の熱膨張を抑制することが可能である。なお、電力源からヒータに電力が供給され、ヒータが発熱するとき、発生した熱を燃料噴射弁の外部へ無駄に放熱してしまうことが防止される。
【００３４】
本発明の請求項１４によると、弁部を構成し、電磁駆動部の切換え動作により軸方向に移動するノズルニードルには、断熱材または断熱コーティングが施されている。これにより、例えば略円筒状体に形成されたヒータの内周を挿通し、ヒータに対して相対移動するノズルニードルの熱膨張を抑制することができる。
【００３５】
本発明の請求項１５によると、燃料流れ経路のうち、燃料を貯留する貯留空間部では、その外周側またはその貯留空間部を区画する外周壁に、断熱材または断熱コーティングが施されている。
【００３６】
これにより、燃料噴射弁内に形成された燃料流れ経路のうち、燃料を貯留する貯留空間部では、例えばその貯留空間部の外周に断熱材を配置する、またはその貯留空間部を区画する外周壁に、断熱コーティングを施すことができるため、貯留空間部内の燃料を効率的に加熱し、昇温させることができる。
【００３７】
本発明の請求項１６によると、ヒータの表面には、白金、ロジウム等の触媒作用のある金属コーティングが施されている。
【００３８】
これにより、白金等の触媒作用がある金属をヒータの表面に施すことで、燃料の改質が図れる。したがって、燃料噴射弁から燃料が噴射供給される内燃機関においては、燃焼状態の改善が図れる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料噴射装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００４０】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の燃料噴射装置の構成を表す部分的断面図である。図２は、図１の本実施形態に係わる発明の要部であるヒータ周りを、図１のＩＩ−ＩＩからみた部分的断面図である。図３は、図１中のヒータを示す矢視的外観図である。
【００４１】
燃料噴射装置１は、内燃機関（エンジン）、特にガソリンエンジンに用いられる。燃料噴射装置１は、エンジンの燃焼室に直接または間接的に燃料噴射する燃料噴射弁２と、燃料噴射弁２の噴射動作等を制御する制御手段（以下、ＥＣＵと呼ぶ）１００とを含んで構成されている。燃料噴射弁２は、エンジンの吸気管（図示せず）あるいは燃焼室に取付けられて、図示しない燃料ポンプにより加圧された燃料を供給される。燃料噴射弁２から噴射された燃料は、吸入空気とともに、エンジンの燃焼室へ供給される。燃料噴射弁２は、略円筒形状であり、一端から燃料を受け、他端から燃料を噴射する。
【００４２】
まず、燃料噴射弁２について以下図１および図２に従って説明する。燃料噴射弁２は、図１に示すように、燃料噴射を断続する弁部２ａと、弁部を駆動する電磁駆動部２ｂと、燃料噴射弁２内の燃料に接する位置に配置され、燃料を加熱する加熱手段２ｃとを有する。燃料噴射弁２の燃料入口には、フィルタ１１が取付けられており、異物が除去される。なお、弁部２ａは、噴射燃料を流通、遮断することで、燃料噴射を断続する。電磁駆動部２ｂは、弁部２ａの流通動作、遮断動作を切換える。
【００４３】
電磁駆動部２ｂは、図１に示すように、コイル３１、金属内筒部材１４、可動体（以下、アーマチャと呼ぶ）２５、および圧縮スプリング２４を有する。燃料噴射弁２は、電磁駆動部２ｂに通電されると弁部２ａが開弁し、電磁駆動部２ｂへの通電が遮断されると弁部２ａが閉弁する。コイル３１は、樹脂製のスプール３０の外周に巻回されている。コイル３１の端部は２つのターミナル１２として引き出されている。スプール３０は、金属内筒部材１４の外周に装着されている。
【００４４】
なお、ここで、コイル３１、スプール３０、およびターミナル１２は、駆動コイルを構成している。
【００４５】
金属内筒部材１４の外周には、樹脂モールド１３が配置され、ターミナル１２を収容するコネクタ部１６が設けられている。金属内筒部材１４は、磁性部と非磁性部からなるパイプ材であり、例えば複合磁性材で形成されている。金属内筒部材１４は、図１の上から下に向かって磁性筒部１４ａ、非磁性筒部１４ｂ、および磁性筒部１４ｃを有している。非磁性筒部１４ｂは、金属内筒部材１４の一部を加熱して非磁性化することにより形成される。金属内筒部材１４の内周には、アーマチャ収容孔１４ｅが設けられており、非磁性筒部１４ｂと磁性筒部１４ｃとの境界近傍に、アーマチャ２５が収容されている。なお、金属内筒部材１４は、図１の上端側から燃料が導かれ、弁部２ｂへ燃料を供給する。アーマチャ収容孔１４ｅは、この燃料の流れ経路（以下、燃料流れ経路と呼ぶ）の一部を構成している。金属内筒部材１４は、コイル３１に通電した際に起きる磁束が流れる磁気回路の一つを形成する。金属内筒部材１４の外側には、磁性部材１８が設けられている。磁性部材１８は横断面が略Ｃ字状の板であって、コイル１３の外周の一部を覆っている。磁性部材１８の外周の一部（図示せず）および内周には、樹脂モールド１３が形成されている。
【００４６】
アーマチャ２５は、磁性ステンレス等の強磁性材料からなる段付きの略筒状体である。アーマチャ２５は、弁部材としてのノズルニードル２６に固定されている。吸引部材２２は、磁性ステンレス等の強磁性材料からなる円筒体である。この吸引部材２２は、アーマチャ２５に図１の軸方向に対峙して配置され、金属内筒部材１４の内周に圧入等により固定されている。吸引部材２２の内周には、アジャスティングパイプ２１が圧入固定されている。アジャスティングパイプ２１の下端面とアーマチャ２５のスプリング座２５ｃとの間には、圧縮スプリング２４が配置されている。この圧縮スプリング２４は、アーマチャ２５を弁ボディ２９に向けて付勢する。また、アジャスティングパイプ２１の圧入量により圧縮スプリング２４の付勢力を調整する。
【００４７】
なお、ここで、磁性筒部１４ａ、吸引部材２２、アーマチャ２５、磁性筒部１４ｃ、および磁性部材１８は、磁気回路を構成している。
【００４８】
さらになお、アジャスティングパイプ２１の内周と、吸引部材２２の内周のうち、アジャスティングパイプ２１が固定された内周を除く内周部と、アーマチャ２５の内部空間２５ｅから連絡孔２５ｆを介して連絡するアーマチャ収容孔１４ｅとは、燃料流れ経路を構成している。
【００４９】
金属内筒部材１４の下端側には、図１に示すように、ホルダ１５が固定されている。ホルダ１５は、段付き略円筒状体である。ホルダ１５は、金属内筒部材１４と溶接等により固定されるホルダ上部１５ａと、弁ボディ２９と溶接等により固定されるホルダ下部１５ｂとから構成されている。
【００５０】
ホルダ上部１５ａの内周には、ノズルニードル２６を挿通可能である。ホルダ上部１５ａ内周のうち、弁部側の内周には、図１および図２に示すように、段差部１５ａｃが設けられている。この段差部１５ａｃの内周には、第２の圧縮スプリング５４および押え部材５３が挿入されており、押え部材５３を軸方向に移動可能に収容する。押え部材５３は、ヒータ５１の上端部に当接する。第２の圧縮スプリング５４は、押え部材５３を介してヒータ５１を弁ボディ２９に向けて付勢する。なお、ここで、第２の圧縮スプリング５４および押え部材５３は、弁ボディ２９に向けてヒータ５１に付勢する付勢手段を構成している。
【００５１】
段差部の内周の弁ボディ側の開口端には、係止部材５２が固定されている。係止部材５２は、図１および図２に示すように、略半円板であって、図１の左方向に開口する切欠き部５２ａを有する。切欠き部５２ａは、径方向に沿って形成された互いに略平行な二つ平面５２ｂを有する。この二つの平面５２ｂにはヒータ５１に形成されている被嵌部５１ａを挿入されており、切欠き部５２ａと被嵌部５１ａは嵌合固定が可能である。なお、切欠き部５２ａは、被嵌部５１ａと嵌合可能な嵌合部を構成している。
【００５２】
ホルダ下部１５ｂは、段付き円筒形状であり、ホルダ下部１５ｂの上端側内周１５ｂ１は下端側内周１５ｂ２に比べて大きい。上端側内周１５ｂ１には、図１に示すように、ヒータ５１およびヒータ５１内に挿通されているノズルニードル２６を収容する。下端側内周１５ｂ２は、弁ボディ２９の外周に固定される。
【００５３】
貯留空間部２３は、上端側内周１５ｂ１と係止部材５２とによって区画されており、燃料流れ経路を構成している。この貯留空間部２３は所定の容積を有し、燃料流れ経路における燃料を貯留する貯留空間を形成する。なお、金属内筒部材１４とホルダ上部１５ａ、ホルダ上部１５ａとホルダ下部１５ｂ、およびホルダ下部１５ｂと弁ボディ２９とのそれぞれの固定方法としては、例えばレーザ溶接等によって外側から全周に溶接される。
【００５４】
なお、ここで、金属内筒部材１４、ホルダ１５、および係止部材５２は、燃料流れ経路が内部を弁部２ａへ延出する略円筒部材１７を構成している。
【００５５】
加熱手段２ｃは、ヒータ５１と、通電端子５５を含んで構成されている。ヒータ５１は、燃料流れ経路内の燃料に接し、弁部２ａから噴射される直前の燃料を加熱する。このヒータは、セラミックヒータ、ＰＴＣヒータ等の加熱部材を用いる。なお、セラミックヒータは、発熱抵抗体をセラミックで焼結して形成される。ＰＴＣ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータもセラミックヒータの一部と考える。なお、以下本実施形態で説明するヒータ５１は、セラミックヒータとする。
【００５６】
セラミックヒータ５１は、図３に示すように、略円筒状体であって、一端側および他端側に、それぞれ第１の被嵌合部５１ｂ、第２の被嵌合部５１ａを有する。第１の被嵌合部５１ｂは、図２に示すように、一端側（弁ボディ２９側）を、径方向に沿った溝を加工することで凹部形状が形成される。第２の被嵌合部５１ａは、図２に示すように、ヒータ５１の他端側（略円筒部材１７側）を径方向に沿って二つの切欠きを加工することで二面幅を有する切欠き形状が形成される。なお、図１から図３に示すように、セラミックヒータ５１は、一端側の円周方向に２個の第１の被嵌合部５１ｂが形成され、他端側の円周方向に２個の第２の被嵌合部５１ａが形成されている。
【００５７】
セラミックヒータ５１の外周から、図１に示すように、通電端子５５が引き出されている。通電端子５５は、外部電源からの電力をセラミックヒータ５１へ供給する。なお、セラミックヒータ５１は、図１に示すように、セラミックヒータ５１を挟むように、二つの通電端子５５（図１では片側のみ表示）が溶接等により接合される。また、これら通電端子５５の外部電源側の端部は、コネクタ部１６に収容される。
【００５８】
弁部２ａは、弁ボディ２９と、ノズルニードル２６とを有する。弁ボディ２９の内側には、ノズルニードル２６が当接、離間する弁座としての円錐斜面２９ａが形成されている。弁ボディ２９の内周には、上記燃料流れ経路内の燃料が導かれている。
【００５９】
弁ボディ２９の上端側には、セラミックヒータ５１側の第１の被嵌部５１ｂの溝形状に対応し、凸部２９ｂが設けられる。この凸部２９ｂと第１の被嵌部５１ｂとは、ヒータ５１と弁ボディ２９を軸方向に組付けることで、嵌合可能となる。なお、凸部２９ｂは、被嵌部５１ｂと嵌合可能な嵌合部を構成している。
【００６０】
ノズルニードル２６は、弁ボディ２９に軸方向移動可能に収容されている。ノズルニードル２６は、電磁駆動部２ｂの駆動動作によって軸方向に移動する。なお以下、ノズルニードル２６における軸方向に移動することを、リフトするという。弁座２９ａは、ノズルニードル２６と協働して、弁部２ａとしての開弁、閉弁を実行する。なお、弁座２９ａの下流側には、噴孔２８ａが設けられている。噴孔２８ａは、要求される燃料の噴霧の形状、方向、数などに応じて、その大きさ、噴孔軸線の方向、噴孔配列等が決定されている。また、噴孔２８ａの開口面積は、開弁時の流量を規定する。したがって、燃料噴射弁２の燃料噴射量は、噴孔の開口面積と、開弁期間とによって計量される。
【００６１】
ＥＣＵ１００は、図示しないリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、入力ポート、出力ポートを相互に双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュータとして構成されている。
【００６２】
このＥＣＵ１００は、バッテリ等の電源を用いて、燃料噴射弁２のターミナル１２への通電開始および通電停止を行なうことで、燃料噴射弁２への通電期間を制御する。また、ＥＣＵ１００は、バッテリ等の電源を用いて、通電端子５５を介して燃料噴射弁２に内蔵のセラミックヒータ５１に所定時間電流を流し、所定の電力量を供給する。エンジンの回転速度、吸気管圧力（または吸入空気量）、冷却水温等のエンジンの運転状態を検出する図示しない各種センサの信号を読み込み、エンジン用の各種プログラム（図示せず）に従って、燃料噴射弁２の電磁駆動部２ｂおよびセラミックヒータ５１の動作を制御する。
【００６３】
なお、ここで、ＥＣＵ１００は、システムを制御する手段の一つとして、燃料噴射弁２に内蔵されるセラミックヒータ５１に電力を供給する電力供給手段を有する。
【００６４】
上述の構成を有する燃料噴射装置１の動作、特に燃料噴射弁２の作動について以下説明する。コイル３１に通電すると、コイル３１には電磁力を生じる。コイル３１に電磁力は生じると、アーマチャ２５は吸引部材２２に向けて引きつけられ、ノズルニードル２６が弁座２９ａから離間する。その結果、燃料噴射弁２は開弁し、燃料が、噴孔２８ａを通して噴射される。コイル３１への通電が停止されると、コイル３１に生じていた電磁力が消失する。ノズルニードル２６が、圧縮スプリング２４によって、弁座２９ａに向けて押され、燃料噴射弁２は閉弁し、燃料噴射が遮断される。コイル３１への通電期間を調節することにより、燃料噴射弁２からの噴霧燃料量が調節される。燃料噴射弁２から噴射された燃料は、吸入空気とともに燃焼室に供給される。この結果、燃焼毎の燃料量を調節することができる。
【００６５】
例えばエンジンが冷間始動する場合、ＥＣＵ１００は、図示しないイグニッションキーのオン状態を検出すると、始動開始から所定時間セラミックヒータ５１に電流を供給する。電流供給を開始するとセラミックヒータ５１は瞬時に昇温する。セラミックヒータ５１に電流を供給している状態で、コイル３１への通電し燃料噴射弁２が開弁すると、燃料流れ経路を流れる燃料に接するセラミックヒータ５１によって燃料が加熱される。加熱された燃料が噴孔２８ａから噴射されると、燃料が減圧沸騰し微粒化される。その結果、冷間始動時においても、セラミックヒータ５１に電流を所定時間流し、所定の電力量を供給することで、燃料の微粒化が促進され、よって排気ガス中に含まれる有害成分を低減することができる。
【００６６】
以上説明した本実施形態おいて、セラミックヒータ５１の一端側に設けられた凹部形状の第１の被嵌合部５１ｂと、弁部２ａを構成する弁ボディ２９に設けられた凸部形状の第１の嵌合部２９ｂとは互いに嵌合可能な嵌合構造（以下、第１の嵌合構造と呼ぶ）を構成する。これにより、第１の嵌合構造は、セラミックヒータ５１の周方向移動を制限する。
【００６７】
なお、第１の嵌合構造の組合せにおいて、第１の被嵌合部５１ｂとして、セラミックヒータ５１の一端側に径方向に沿って形成された凹部を、セラミックヒータ５１の一端側に周方向に沿って形成された２個の凹部と言い換えてもよい。また、第１の嵌合部２９ｂは、弁部２ａを構成する弁ボディ２９に径方向に沿って形成された２個の凸部を、弁部２ａを構成する弁ボディ２９に周方向に沿って形成された２個の凸部と言い換えてもよい。第１の嵌合構造の組合せとして、これら２個の凹部、２個の凸部に限定されず、それぞれ少なくとも一つの凹部、凸部があれば互いに嵌合可能であり、第１の嵌合構造は、セラミックヒータ５１の周方向移動の制限が可能となる。
【００６８】
また、セラミックヒータ５１の他端側に設けられた二面幅を有する切欠き形状の第２の被嵌合部５１ａと、電磁駆動部２ｂを構成する略円筒部材１７（詳しくはホルダ１５）を構成する係止部材５２に設けられた二面幅５２ｂを有する切欠き形状の第２の嵌合部５２ａとは互いに嵌合可能な嵌合構造（以下、第２の嵌合構造と呼ぶ）を構成するものであってもよい。これにより、第２の嵌合構造は、セラミックヒータ５１の周方向移動を制限する。
【００６９】
なお、嵌合構造を構成する被嵌合部５１ａ、５１ｂと嵌合部５２ａ、２９ｂの形状は、上記組合せに限らず、互いに嵌合可能な形状であれば、凸部、切欠き、溝、および段差等のいずれであってもよい。
【００７０】
これにより、燃料噴射弁２の作動中の振動等によって生じるセラミックヒータ５１の回転を防止することができる。その結果、セラミックヒータ５１に電気的に接続する例えば通電端子５５等の接続部材の亀裂や断線等の発生を防止することが可能である。したがって、セラミックヒータ５１に係る断線、接触不良等の故障が回避できるため、信頼性向上が図れる。
【００７１】
さらになお、セラミックヒータ５１の一端側（弁ボディ２９側）、他端側（略円筒部材１７側）に、それぞれ第１の嵌合構造、第２の嵌合構造を設ける場合、燃料噴射弁２軸に対するセラミックヒータ５１の軸中心の心出しが可能である。その結果、セラミックヒータ５１、弁部２ａもしくは電磁駆動部２ｂを構成する周辺部材との軸方向組付けが容易となる。
【００７２】
さらになお、以上説明した本実施形態によれば、弁ボディ２９に向けてセラミックヒータ５１に付勢する付勢手段として、第２の圧縮スプリング５４および押え部材５３を備えていることが好ましい。これにより、弁ボディ２９にセラミックヒータ５１押付けるので、セラミックヒータ５１における軸方向クリアラスを無くすことができる。なお、セラミックヒータ５１を、弁部２ａ側および電磁駆動部２ｂ側のいずれか一方方向に付勢するものであれば、いずれの付勢手段であってもよい。
【００７３】
これにより、セラミックヒータ５１の両端側に近接する周辺部材間に生じる軸方向隙間によるセラミックヒータ５１の軸方向移動を、制限することができる。したがって、セラミックヒータ５１の回転方向および軸方向への移動を同時に防止することができる。その結果、燃料噴射弁２作動中の振動等によってセラミックヒータ５１が燃料に接するように予め設定された位置からずれる不安定な挙動発生も防止可能である。
【００７４】
さらになお、以上説明した本実施形態おいて、ＥＣＵ１００による電力供給手段によって、セラミックヒータ５１の表面温度を所定温度範囲になるように制御することが好ましい。この所定温度とは、２２０°Ｃ以下、または３５０°Ｃ以上である。これにより、セラミックヒータ５１の表面温度を２２０°Ｃ以下になるように設定するので、デポジットの生成を防止することができる。また、セラミックヒータ５１の表面温度を３５０°Ｃ以上になるように設定するので、例えデポジットが生成しようとも、デポジットを燃やして除去することができる。したがって、セラミックヒータ５１へのデポジットの付着つまり堆積を防止できる。
【００７５】
なお、上記セラミックヒータ５１の表面温度を所定温度範囲になるように設定する手段として、セラミックヒータ５１の抵抗値を所定範囲にあるように設定してもよい。この所定の抵抗値範囲とは、０．５〜数Ωの範囲とする。数十Ωとすると、電力供給手段によってセラミックヒータ５１に電力を供給する際、セラミックヒータ５１の昇温特性における立上り性能が低下し、燃料を加熱するための時間が長くなる。０．５Ω未満とすると、セラミックヒータ５１、およびセラミックヒータ５１に電力を供給する回路系における寿命等信頼性の低下を招くおそれがある。なお、上記所定の抵抗値範囲としては、０．５〜１Ωの範囲が好ましい。
【００７６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態を、図４に従って説明する。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。図４は、本実施形態に係るヒータ周りを示す部分的断面図である。
【００７７】
第２の実施形態では、図４に示すように、貯留空間部２３の外周側に断熱材５７を設ける。なお、貯留空間部２３を区画する係止部材５２の材料を断熱材料とする。これにより、貯留空間部２３内の燃料に接するように配置されたセラミックヒータ５１に電力を供給する際、昇温によって燃料を加熱する熱を、貯留空間部２３の外部へ無駄に放熱あるいは伝熱してしまうことを防止できる。その結果、貯留空間部２３内の燃料を効率的に加熱し、昇温させることができる。
【００７８】
なお、燃料噴射弁内の燃料流れ経路を形成する構成部材、例えばセラミックヒータ５１とノズルニードル２６の間に、断熱材または断熱コーティングが施されていることが好ましい（図４では、ノズルニードル２６に断熱コーティング２６ｄ）。これにより、ノズルニードル２６に近接する弁ボディ２９を介して外部へ無駄に放熱あるいは伝熱されてしもうことを防止する。さらに、セラミックヒータ５１の内周を挿通し、セラミックヒータ５１に対して相対移動するノズルニードル２６の熱膨張を抑制することができる。その結果、ノズルニードル２６の好ましくないリフト挙動の発生防止ができる。
【００７９】
なお、上述した貯留空間部２３の外周側に配置する断熱材５７、貯留空間部２３を区画する係止部材５２に限定されるものではなく、貯留空間部２３の外周側または貯留空間部２３を区画する外周壁に、断熱材または断熱コーティングを施す構成であれば、いずれの構成であってもよい。
【００８０】
なお、上述したノズルニードル２６に断熱コーティング２６ｄする場合に限定されることなく、セラミックヒータ５１に係合もしくは略近接する周辺部材に、断熱材または断熱コーティングを施す構成であれば、いずれの構成であってもよい。
【００８１】
さらに、上述した実施形態において、ノズルニードル２６に断熱コーティング２６ｄする手法に代えて、ノズルニードル２６の材料を、低熱膨張材料、またはセラミック材料で形成してもよい。これにより、ノズルニードル２６の熱膨張を抑制することができる。その結果、ノズルニードル２６を移動可能にする弁ボディ２９との良好な摺動状態の確保が可能である。したがって、燃料噴射に影響するノズルニードル２６のリフト挙動の安定化が図れる。
【００８２】
（第３および第４の実施形態）
第３の実施形態では、第１の実施形態で説明したセラミックヒータ５１を挟んで引き出される通電端子５５において、通電端子５５とセラミックヒータ５１とを電気的に接続する接合部５６を電気溶接あるいはロー付け等の溶接により形成する場合、図５および図６に示すように、通電端子５５のうち、接合部５６を挟んでセラミックヒータ５１の外周に近接するガイド部５５ａを、燃料の流れ方向に向かって延在するように形成する。図５は、本実施形態燃の料噴射装置を示す部分的断面図である。図６は、図５中のヒータ周りをＶＩからみた側面図である。
【００８３】
これにより、通電端子５５の先端側のガイド部５５ａが、燃料の流れ方向に向かって延びるように設けられているので、ガイド部５５ａによって燃料の流れを整流することが可能である。したがって、溶接で形成された接合部５６を挟むセラミックヒータ５１の外周とガイド部５５ａとの間を流れる燃料の流速を高めることが可能である。その結果、接合部５６へ流れる燃料の流れを強化できるため、溶接で形成された接合部５６の発熱、昇温の抑制をすることができる。溶接で形成された接合部５６の溶融防止が図れる。
【００８４】
第４の実施形態では、第１の実施形態で説明したセラミックヒータ５１を挟んで引き出される通電端子５５において、図７に示すように、通電端子５５とセラミックヒータ５１とを電気的に接続する接合部５６を、通電端子５５に生じる付勢力による接触によって形成する。図７は、本実施形態に係るヒータ周りを示す側面図である。これにより、セラミックヒータ５１の発熱、昇温による接合部５６への影響はない。
【００８５】
なお、上述した第４の実施形態において、接合部５６における通電端子５５側の接触部５５ａｃには、ガラスコーティングが行なわれていることが好ましい。これにより、通電端子５５側の接触部５５ａｃにガラスコーティングを施すため、絶縁および腐食防止ができる。その結果、セラミックヒータ５１に外部電源からの電力を供給する通電端子に係るセラミックヒータ５１の電気的故障を回避できる。
【００８６】
以上説明した第１から第４の実施形態において、第１の実施形態で説明したセラミックヒータ５１およびそれに近接する周辺部材にデポジットが付着することを防止する他の手法として、以下の手法を用いてもよい。
【００８７】
（１）他の手法１として、セラミックヒータ５１、およびセラミックヒータ５１に係合もしくは略近接する周辺部材の表面粗さを、所定の粗さ以下（例えば、本実施例では、６．３Ｒｚ以下）とする。これにより、これら表面が滑らかになるため、デポジットが表面に付着しにくくすることが可能である。
【００８８】
（２）他の手法２として、セラミックヒータ５１、およびセラミックヒータ５１に係合もしくは略近接する周辺部材の表面には、金属コーティング、ガラスコーティング、フッ素系樹脂コーティング、およびシリコン系樹脂コーティングのいずれかを行なう。これによっても、デポジットが表面に付着しにくくすることが可能である。
【００８９】
以上説明した第１から第４の実施形態において、セラミックヒータ５１の表面に、白金、ロジウム等の触媒作用のある金属コーティングを施してもよい。これにより、白金等の触媒作用がある金属をセラミックヒータ５１の表面に施すことで、燃料の改質を図れる。したがって、燃料噴射弁２から燃料が噴射供給される内燃機関においては、燃焼状態の改善が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の燃料噴射装置の構成を表す部分的断面図である。
【図２】図１の本実施形態に係わる発明の要部であるヒータ周りを、図１のＩＩ−ＩＩからみた部分的断面図である。
【図３】図１中のヒータを示す矢視的外観図である。
【図４】第２の実施形態に係るヒータ周りを示す部分的断面図である。
【図５】第３の実施形態燃の料噴射装置を示す部分的断面図である。
【図６】図５中のヒータ周りをＶＩからみた側面図である。
【図７】第４の実施形態に係るヒータ周りを示す側面図である。
【符号の説明】
１燃料噴射装置
２燃料噴射弁
２ａ弁部
２ｂ電磁駆動部
２ｃ加熱手段
１４金属内筒部材（略円筒部材の一部）
１５ホルダ（略円筒部材の一部）
１５ａ、１５ｂホルダ上部、ホルダ下部
１７略円筒部材
２３貯留空間部
２５アーマチュア（可動体）
２６ノズルニードル（弁部材）
２８ａ噴孔
２９弁ボディ
２９ａ弁座
２９ｂ第１の嵌合部
３０スプール（駆動コイルの一部）
３１コイル（駆動コイルの一部）
５１セラミックヒータ（ヒータ）
５１ａ、５１ｂ第２の被嵌合部、第１の被嵌合部
５２係止部材
５２ａ切欠き部（第２の嵌合部）
５３押え部材（付勢手段の一部）
５４圧縮スプリング（付勢手段の一部）
５５通電端子
５５ａガイド部
５６接合部
１００ＥＣＵ（制御手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection device.
[0002]
[Prior art]
As a fluid injection device, for example, a fuel injection valve that directly or indirectly injects fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine is known. Fuel supplied from this type of fuel injection valve is mixed with air in an intake pipe or a combustion chamber to form a combustible mixture in the combustion chamber. The air-fuel mixture in the combustion chamber is compressed by the piston motion, then ignited and burned by the ignition device, and used as power for the internal combustion engine.
[0003]
In recent years, exhaust gas regulations for vehicles and the like have been tightened. In order to reduce toxic components contained in exhaust gas, it is important to atomize fuel spray injected from a fuel injection valve. In order to atomize the fuel spray, it is effective to inject heated fuel and generate boiling under reduced pressure or the like to atomize the fuel, as a technique for reducing toxic components contained in exhaust gas.
[0004]
Patent Literature 1 discloses a technology for improving the atomization by incorporating a fuel heater inside a fuel injection valve.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-508041 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned prior art proposes various embodiments of a configuration in which the heater is built in the fuel injection valve, but does not consider positioning of the heater in the rotation direction. The heater may rotate due to vibration or the like during operation of the fuel injection valve. In some cases, there is a possibility that the heater and a connection member such as an external terminal, a current-carrying terminal, or a heater terminal that are electrically connected to the heater are disconnected by rotation of the heater.
[0007]
Further, since the fuel is heated inside the fuel injection valve, the surrounding metal member such as the nozzle needle expands, and for example, the lift behavior of the nozzle needle slidably housed in the valve body may become unstable. .
[0008]
In addition, since the fuel is heated inside the fuel injection valve, deposits are generated and accumulated around the heater, which may cause an undesirable fuel injection state.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a heater provided with a heating unit for heating fuel, and to improve reliability of a heater and a connecting member electrically connected to the heater. It is to provide a fuel injection device that can be improved.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a fuel injection device capable of improving reliability of a heater and a connecting member electrically connected to the heater and performing stable fuel injection.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a valve unit that circulates and shuts off the flow of the injected fuel, an electromagnetic drive unit that has a fuel flow path therein, and switches a flow operation and a shutoff operation of the valve unit, The heater has a fitting structure in which a heater built in a contact position, and a heater and a peripheral member constituting at least one of a valve portion and an electromagnetic driving portion are fitted to each other. Is restricted.
[0012]
Thus, the rotation of the heater caused by vibration or the like during the operation of the fuel injection valve can be prevented. As a result, it is possible to prevent the occurrence of cracks, breaks, and the like in the connection members, such as the energization terminals, that are electrically connected to the heater. Therefore, failures such as disconnection and poor contact of the heater can be avoided, so that reliability can be improved.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, the heater is a substantially cylindrical body, has the first fitted portion formed at least at one location in the circumferential direction on one end side, and the valve portion has the peripheral portion. As one of the members, a valve body that forms a fuel flow path and has a valve seat downstream of the fuel flow path and upstream of the injection hole, and is fitted to the first fitted portion formed in the valve body. A possible first fitting is provided.
[0014]
As a peripheral member that fits with the heater to form a fitting structure, a valve body that forms a valve portion is preferable. Thereby, as a first fitting portion formed at least one in the circumferential direction on one end side of the heater, for example, a groove is formed in the one end side of the heater along the radial direction, so that two fitting portions are formed. A joint is provided. A step is formed in the valve body on the valve portion side facing the first fitted portion so as to be fittable with the first fitted portion along the radial direction, so that the first fitted portion is fitted to the fitted portion. Can be formed. As a result, rotation of the heater is prevented.
[0015]
The shape of the fitting portion and the fitting portion may be any of a groove, a step, a projection, a notch, and the like.
[0016]
According to the third aspect of the present invention, the heater is a substantially cylindrical body, has the second fitted portion formed at least at one location in the circumferential direction on the other end side, and the electromagnetic drive unit is As one of the peripheral members, a drive coil that generates an electromagnetic force when energized, a movable body, and a substantially cylindrical member that accommodates the movable body movably and that has a fuel flow path extending inside to the valve unit side. And a second fitting portion formed on the valve portion side of the substantially cylindrical member and capable of fitting to the second fitted portion.
[0017]
As a peripheral member that fits with the heater to form a fitting structure, a substantially cylindrical member that forms an electromagnetic drive unit is preferable. Thereby, as the second fitting portion formed at least one in the circumferential direction on the other end side of the heater, for example, by forming two notches along the radial direction on the other end side of the heater, Two fitted portions are provided. A notch is formed in the substantially cylindrical member on the side of the electromagnetic drive unit which is opposed to the second fitted portion so as to be capable of fitting with the second fitted portion along the radial direction, so that the second fitted portion is fitted to the fitted portion. A second fitting portion can be formed. As a result, rotation of the heater is prevented.
[0018]
The shape of the fitting portion and the fitting portion may be any of a groove, a step, a projection, a notch, and the like.
[0019]
Furthermore, a first fitting portion and a second fitting portion are provided at one end and the other end of the heater, respectively, and the fitting portion facing the first fitting portion and the second fitting portion. May be provided on each of the valve body and the substantially cylindrical member. This makes it possible to center the axis of the heater with respect to the fuel injection valve axis. As a result, it becomes easy to assemble the heater, the valve section, or the peripheral members constituting the electromagnetic drive section in the axial direction.
[0020]
According to claim 4 of the present invention, it is preferable that the heater is provided with an urging means for urging the heater in one of the valve section side and the electromagnetic drive section side.
[0021]
Thereby, the axial movement of the heater due to the axial gap generated between the peripheral members close to both ends of the heater can be restricted. Therefore, it is possible to prevent the heater from moving in the rotation direction and the axial direction. As a result, it is possible to prevent the occurrence of unstable behavior in which the heater is shifted from a preset position so that the heater comes into contact with the fuel due to vibration during operation of the fuel injection valve.
[0022]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an energizing terminal capable of supplying electric power from a power source to the heater, and a joint for electrically connecting the energizing terminal and the heater, wherein the joint is formed by welding. Among them, the guide part which is close to the heater with the joint part interposed therebetween extends in the fuel flow direction.
[0023]
Thus, since the guide portion of the energizing terminal is provided so as to extend in the fuel flow direction, the flow of the fuel can be rectified by the guide portion. Therefore, it is possible to increase the flow velocity of the fuel flowing between the outer periphery of the heater and the guide portion sandwiching the joint formed by welding. As a result, the flow of the fuel flowing to the joint can be strengthened, so that the heat generated at the joint formed by welding and the temperature rise can be suppressed. It is possible to prevent fusion of the joint formed by welding.
[0024]
The joining portion may be formed by a contact caused by an urging force generated in the current-carrying terminal, as described in claim 6 of the present invention. As a result, there is no effect on the joint due to the heat generation and temperature rise of the heater.
[0025]
In the case of the joint formed by the contact due to the urging force generated in the current-carrying terminal, the contact portion on the current-carrying terminal side of the joint is coated with glass, as described in claim 7 of the present invention. Is preferred. Thereby, since the glass coating is applied to the contact portion on the side of the current-carrying terminal, insulation and corrosion prevention can be achieved.
[0026]
According to claim 8 of the present invention, power is supplied to the heater, and the power is supplied by the power supply means for supplying power to the heater so that the surface temperature of the heated heater is within a predetermined temperature range where the deposit does not adhere. It can be controlled or set so that the resistance value of the heater is within a predetermined range.
[0027]
According to claim 9 of the present invention, the predetermined temperature range is 220 ° C. or lower, or 350 ° C. or higher.
[0028]
Thus, since the surface temperature of the heater is set to be equal to or lower than 220 ° C., generation of a deposit can be prevented. Further, since the surface temperature of the heater is set to be 350 ° C. or more, even if a deposit is generated, the deposit can be burned and removed. Therefore, it is possible to prevent the deposit, that is, the deposition, of the deposit on the heater.
[0029]
According to the tenth aspect of the present invention, the surface roughness of the heater and the peripheral member that engages with or substantially approaches the heater is equal to or less than a predetermined roughness. As a result, the surfaces are smoothed, and it is possible to make the deposit less likely to adhere to the surfaces.
[0030]
According to the eleventh aspect of the present invention, any one of metal coating, glass coating, fluorine-based resin coating, and silicon-based resin coating is applied to the surface of the heater and the peripheral member that engages or substantially approaches the heater. I have. This also makes it difficult for the deposit to adhere to the surface.
[0031]
According to the twelfth aspect of the present invention, the nozzle needle that forms the valve portion and moves in the axial direction by the switching operation of the electromagnetic drive unit uses a low thermal expansion material or a ceramic material as a material of the nozzle needle.
[0032]
Thereby, the thermal expansion of the nozzle needle can be suppressed. As a result, for example, it is possible to ensure a good sliding state with the valve body that allows the nozzle needle to slide. Therefore, the lift behavior of the nozzle needle that affects the fuel injection can be stabilized.
[0033]
According to a thirteenth aspect of the present invention, it is preferable that a peripheral member engaging with or substantially adjacent to the heater is provided with a heat insulating material or a heat insulating coating. Thereby, it is possible to suppress the thermal expansion of these members. When power is supplied from the power source to the heater and the heater generates heat, the generated heat is prevented from being wasted to the outside of the fuel injection valve.
[0034]
According to the fourteenth aspect of the present invention, a heat insulating material or a heat insulating coating is applied to the nozzle needle which constitutes the valve portion and moves in the axial direction by the switching operation of the electromagnetic drive portion. Thereby, for example, the thermal expansion of the nozzle needle that moves relatively to the heater by inserting the inner periphery of the heater formed in a substantially cylindrical body can be suppressed.
[0035]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the storage space for storing the fuel in the fuel flow path, a heat insulating material or a heat insulating coating is applied to an outer peripheral side or an outer peripheral wall defining the storage space.
[0036]
Accordingly, in the storage space for storing the fuel in the fuel flow path formed in the fuel injection valve, for example, a heat insulating material is arranged on the outer periphery of the storage space, or an outer peripheral wall that partitions the storage space. In addition, since the heat insulation coating can be applied, the fuel in the storage space can be efficiently heated and heated.
[0037]
According to a sixteenth aspect of the present invention, the surface of the heater is provided with a catalytic metal coating such as platinum or rhodium.
[0038]
This makes it possible to reform the fuel by applying a metal having a catalytic action such as platinum to the surface of the heater. Therefore, in the internal combustion engine in which fuel is injected and supplied from the fuel injection valve, the combustion state can be improved.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a specific embodiment of a fuel injection device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0040]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of the fuel injection device according to the present embodiment. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the periphery of the heater, which is a main part of the invention according to the embodiment of FIG. 1, as viewed from II-II in FIG. FIG. 3 is an arrow external view showing the heater in FIG.
[0041]
The fuel injection device 1 is used for an internal combustion engine (engine), particularly for a gasoline engine. The fuel injection device 1 includes a fuel injection valve 2 that directly or indirectly injects fuel into a combustion chamber of an engine, and a control unit (hereinafter, referred to as an ECU) 100 that controls an injection operation and the like of the fuel injection valve 2. It is configured. The fuel injection valve 2 is attached to an intake pipe (not shown) or a combustion chamber of the engine, and is supplied with fuel pressurized by a fuel pump (not shown). The fuel injected from the fuel injection valve 2 is supplied to the combustion chamber of the engine together with the intake air. The fuel injection valve 2 has a substantially cylindrical shape, receives fuel from one end, and injects fuel from the other end.
[0042]
First, the fuel injection valve 2 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the fuel injection valve 2 is disposed at a position in contact with fuel in the fuel injection valve 2, a valve portion 2 a for intermitting fuel injection, an electromagnetic drive portion 2 b for driving the valve portion, and Heating means 2c for heating. A filter 11 is attached to the fuel inlet of the fuel injection valve 2 to remove foreign matter. In addition, the valve part 2a interrupts fuel injection by flowing and shutting off injected fuel. The electromagnetic drive unit 2b switches the flow operation and the shutoff operation of the valve unit 2a.
[0043]
As shown in FIG. 1, the electromagnetic drive unit 2 b includes a coil 31, a metal inner cylinder member 14, a movable body (hereinafter, referred to as an armature) 25, and a compression spring 24. In the fuel injection valve 2, the valve 2a is opened when the electromagnetic drive 2b is energized, and the valve 2a is closed when the energization to the electromagnetic drive 2b is cut off. The coil 31 is wound around an outer periphery of a spool 30 made of resin. The ends of the coil 31 are drawn out as two terminals 12. The spool 30 is mounted on the outer circumference of the metal inner cylinder member 14.
[0044]
Here, the coil 31, the spool 30, and the terminal 12 constitute a driving coil.
[0045]
A resin mold 13 is disposed on the outer periphery of the metal inner cylinder member 14, and a connector portion 16 that accommodates the terminal 12 is provided. The metal inner cylinder member 14 is a pipe material including a magnetic part and a non-magnetic part, and is formed of, for example, a composite magnetic material. The metal inner cylinder member 14 has a magnetic cylinder 14a, a non-magnetic cylinder 14b, and a magnetic cylinder 14c from top to bottom in FIG. The non-magnetic cylindrical portion 14b is formed by heating a part of the metal inner cylindrical member 14 to make it non-magnetic. An armature accommodating hole 14e is provided on the inner periphery of the metal inner cylinder member 14, and an armature 25 is accommodated near the boundary between the non-magnetic cylinder 14b and the magnetic cylinder 14c. In addition, the fuel is guided from the upper end side of FIG. 1 to the metal inner cylinder member 14, and supplies the fuel to the valve portion 2b. The armature accommodating hole 14e forms a part of this fuel flow path (hereinafter, referred to as a fuel flow path). The metal inner cylinder member 14 forms one of magnetic circuits through which a magnetic flux generated when the coil 31 is energized flows. A magnetic member 18 is provided outside the metal inner cylinder member 14. The magnetic member 18 is a plate having a substantially C-shaped cross section, and covers a part of the outer periphery of the coil 13. A resin mold 13 is formed on a part (not shown) of the outer periphery and the inner periphery of the magnetic member 18.
[0046]
The armature 25 is a stepped substantially cylindrical body made of a ferromagnetic material such as magnetic stainless steel. The armature 25 is fixed to a nozzle needle 26 as a valve member. The suction member 22 is a cylindrical body made of a ferromagnetic material such as a magnetic stainless steel. The suction member 22 is disposed on the armature 25 so as to face the axial direction in FIG. 1, and is fixed to the inner periphery of the metal inner cylinder member 14 by press fitting or the like. An adjusting pipe 21 is press-fitted and fixed to the inner periphery of the suction member 22. A compression spring 24 is disposed between the lower end surface of the adjusting pipe 21 and the spring seat 25c of the armature 25. The compression spring 24 urges the armature 25 toward the valve body 29. Further, the urging force of the compression spring 24 is adjusted according to the amount of press-fit of the adjusting pipe 21.
[0047]
Here, the magnetic cylinder 14a, the suction member 22, the armature 25, the magnetic cylinder 14c, and the magnetic member 18 constitute a magnetic circuit.
[0048]
Further, the inner circumference of the adjusting pipe 21 and the inner circumference of the suction member 22 except for the inner circumference to which the adjusting pipe 21 is fixed, and the inner space 25e of the armature 25 through the communication hole 25f. The armature accommodating holes 14e which communicate with each other constitute a fuel flow path.
[0049]
As shown in FIG. 1, a holder 15 is fixed to the lower end side of the metal inner cylinder member 14. The holder 15 is a stepped substantially cylindrical body. The holder 15 includes a holder upper part 15a fixed to the metal inner cylinder member 14 by welding or the like, and a holder lower part 15b fixed to the valve body 29 by welding or the like.
[0050]
The nozzle needle 26 can be inserted through the inner periphery of the holder upper part 15a. As shown in FIGS. 1 and 2, a step 15ac is provided on the inner periphery of the holder upper portion 15a on the valve portion side. A second compression spring 54 and a pressing member 53 are inserted into the inner periphery of the step 15ac, and house the pressing member 53 so as to be movable in the axial direction. The holding member 53 contacts the upper end of the heater 51. The second compression spring 54 urges the heater 51 via the pressing member 53 toward the valve body 29. Here, the second compression spring 54 and the pressing member 53 constitute urging means for urging the heater 51 toward the valve body 29.
[0051]
A locking member 52 is fixed to an opening end on the valve body side of the inner periphery of the step portion. As shown in FIGS. 1 and 2, the locking member 52 is a substantially semi-circular plate, and has a cutout portion 52a that opens to the left in FIG. The notch 52a has two substantially parallel flat surfaces 52b formed in the radial direction. The fitted portion 51a formed on the heater 51 is inserted into the two flat surfaces 52b, and the cutout portion 52a and the fitted portion 51a can be fitted and fixed. The notch 52a constitutes a fitting portion that can be fitted with the fitted portion 51a.
[0052]
The holder lower part 15b has a stepped cylindrical shape, and the upper end side inner circumference 15b1 of the holder lower part 15b is larger than the lower end side inner circumference 15b2. As shown in FIG. 1, the heater 51 and the nozzle needle 26 inserted into the heater 51 are housed in the upper inner circumference 15b1. The lower inner circumference 15b2 is fixed to the outer circumference of the valve body 29.
[0053]
The storage space 23 is defined by the upper inner circumference 15b1 and the locking member 52, and forms a fuel flow path. The storage space 23 has a predetermined volume and forms a storage space for storing fuel in the fuel flow path. The metal inner cylinder member 14 and the holder upper part 15a, the holder upper part 15a and the holder lower part 15b, and the holder lower part 15b and the valve body 29 are fixed to the entire circumference from outside by, for example, laser welding. .
[0054]
Here, the metal inner cylinder member 14, the holder 15, and the locking member 52 constitute a substantially cylindrical member 17 in which the fuel flow path extends to the valve portion 2a.
[0055]
The heating unit 2c includes a heater 51 and a power supply terminal 55. The heater 51 contacts the fuel in the fuel flow path and heats the fuel immediately before being injected from the valve portion 2a. This heater uses a heating member such as a ceramic heater or a PTC heater. The ceramic heater is formed by sintering a heating resistor with ceramic. A PTC (Positive Temperature Coefficient) heater is also considered as a part of the ceramic heater. The heater 51 described in the present embodiment is a ceramic heater.
[0056]
As shown in FIG. 3, the ceramic heater 51 is a substantially cylindrical body, and has a first fitted portion 51b and a second fitted portion 51a at one end and the other end, respectively. As shown in FIG. 2, the first fitted portion 51 b has a concave shape formed by processing a groove along the radial direction on one end side (the valve body 29 side). As shown in FIG. 2, the second fitted portion 51a has a two-sided width by processing two notches in the other end side (substantially cylindrical member 17 side) of the heater 51 along the radial direction. A notch shape is formed. As shown in FIGS. 1 to 3, the ceramic heater 51 has two first fitted portions 51b formed in the circumferential direction on one end side, and two first fitted portions 51b in the circumferential direction on the other end side. A second fitted portion 51a is formed.
[0057]
As shown in FIG. 1, an energization terminal 55 is drawn out of the outer periphery of the ceramic heater 51. The power supply terminal 55 supplies power from an external power supply to the ceramic heater 51. In the ceramic heater 51, as shown in FIG. 1, two conducting terminals 55 (only one side is shown in FIG. 1) are joined by welding or the like so as to sandwich the ceramic heater 51. The ends of the power supply terminals 55 on the external power supply side are accommodated in the connector section 16.
[0058]
The valve section 2a has a valve body 29 and a nozzle needle 26. Inside the valve body 29, a conical slope 29a is formed as a valve seat with which the nozzle needle 26 comes into contact with and separates from the nozzle needle 26. The fuel in the fuel flow path is guided to the inner periphery of the valve body 29.
[0059]
On the upper end side of the valve body 29, a convex portion 29b is provided corresponding to the groove shape of the first fitted portion 51b on the ceramic heater 51 side. The convex portion 29b and the first fitted portion 51b can be fitted by assembling the heater 51 and the valve body 29 in the axial direction. In addition, the convex portion 29b forms a fitting portion that can be fitted to the fitted portion 51b.
[0060]
The nozzle needle 26 is accommodated in the valve body 29 so as to be movable in the axial direction. The nozzle needle 26 moves in the axial direction by the driving operation of the electromagnetic drive unit 2b. Hereinafter, moving in the axial direction of the nozzle needle 26 is referred to as lifting. The valve seat 29a cooperates with the nozzle needle 26 to open and close the valve as the valve portion 2a. An injection hole 28a is provided downstream of the valve seat 29a. The size, the direction of the injection hole axis, the injection hole arrangement, and the like of the injection holes 28a are determined according to the required shape, direction, and number of fuel sprays. The opening area of the injection hole 28a defines the flow rate when the valve is opened. Therefore, the fuel injection amount of the fuel injection valve 2 is measured based on the opening area of the injection hole and the valve opening period.
[0061]
The ECU 100 is configured as a microcomputer having a known configuration in which a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a microprocessor (CPU), an input port, and an output port (not shown) are connected to each other via a bidirectional bus. I have.
[0062]
The ECU 100 controls the power supply period to the fuel injection valve 2 by starting and stopping power supply to the terminal 12 of the fuel injection valve 2 using a power supply such as a battery. In addition, the ECU 100 uses a power supply such as a battery to supply a predetermined amount of current to the ceramic heater 51 built in the fuel injection valve 2 via the power supply terminal 55 to supply a predetermined amount of power. The signals of various sensors (not shown) that detect the operating state of the engine, such as the engine speed, intake pipe pressure (or intake air amount), and coolant temperature, are read, and the fuel injection valves are read in accordance with various engine programs (not shown). 2 to control the operation of the electromagnetic drive unit 2b and the ceramic heater 51.
[0063]
Here, the ECU 100 has a power supply unit for supplying electric power to the ceramic heater 51 built in the fuel injection valve 2 as one of the units for controlling the system.
[0064]
The operation of the fuel injection device 1 having the above configuration, particularly the operation of the fuel injection valve 2, will be described below. When the coil 31 is energized, an electromagnetic force is generated in the coil 31. When an electromagnetic force is generated in the coil 31, the armature 25 is attracted toward the suction member 22, and the nozzle needle 26 separates from the valve seat 29a. As a result, the fuel injection valve 2 opens, and fuel is injected through the injection hole 28a. When the power supply to the coil 31 is stopped, the electromagnetic force generated in the coil 31 disappears. The nozzle needle 26 is pushed toward the valve seat 29a by the compression spring 24, the fuel injection valve 2 closes, and the fuel injection is cut off. The amount of fuel sprayed from the fuel injection valve 2 is adjusted by adjusting the current supply period to the coil 31. The fuel injected from the fuel injection valve 2 is supplied to the combustion chamber together with the intake air. As a result, the fuel amount for each combustion can be adjusted.
[0065]
For example, when the engine is cold started, when detecting the ON state of an ignition key (not shown), the ECU 100 supplies a current to the ceramic heater 51 for a predetermined time from the start of the start. When current supply is started, the temperature of the ceramic heater 51 rises instantaneously. When a current is supplied to the ceramic heater 51 and the coil 31 is energized and the fuel injection valve 2 is opened, the fuel is heated by the ceramic heater 51 in contact with the fuel flowing through the fuel flow path. When the heated fuel is injected from the injection hole 28a, the fuel is boiled under reduced pressure and atomized. As a result, even during a cold start, a current is supplied to the ceramic heater 51 for a predetermined time and a predetermined amount of power is supplied, so that atomization of the fuel is promoted, thereby reducing harmful components contained in the exhaust gas. be able to.
[0066]
In the present embodiment described above, the first fitting portion 51b having a concave shape provided on one end side of the ceramic heater 51 and the first fitting portion 51b having a convex shape provided on the valve body 29 constituting the valve portion 2a. The first fitting portion 29b forms a fitting structure that can be fitted to each other (hereinafter, referred to as a first fitting structure). Thus, the first fitting structure limits the circumferential movement of the ceramic heater 51.
[0067]
In the combination of the first fitting structure, a concave portion formed along the radial direction on one end side of the ceramic heater 51 is formed as a first fitted portion 51b on the one end side of the ceramic heater 51 in the circumferential direction. It may be rephrased as two concave portions formed along. In addition, the first fitting portion 29b is provided with two convex portions formed along the radial direction on the valve body 29 constituting the valve portion 2a, and is formed on the valve body 29 constituting the valve portion 2a along the circumferential direction. In other words, it may be rephrased as two protruding portions formed. The combination of the first fitting structures is not limited to these two concave portions and two convex portions, but can be fitted to each other if there is at least one concave portion and convex portion. Can restrict the movement of the ceramic heater 51 in the circumferential direction.
[0068]
Also, a notched second fitting portion 51a having a two-sided width provided on the other end side of the ceramic heater 51, and a substantially cylindrical member 17 (specifically, the holder 15) constituting the electromagnetic driving portion 2b are provided. A notch-shaped second fitting portion 52a having a two-sided width 52b provided on the constituting locking member 52 has a fitting structure (hereinafter, referred to as a second fitting structure) that can be fitted to each other. It may be configured. Thereby, the second fitting structure limits the circumferential movement of the ceramic heater 51.
[0069]
Note that the shapes of the fitted parts 51a, 51b and the fitting parts 52a, 29b that constitute the fitting structure are not limited to the above-described combinations, and any shapes that can be fitted to each other include protrusions, notches, grooves, And any of steps and the like.
[0070]
Thereby, rotation of the ceramic heater 51 caused by vibration or the like during operation of the fuel injection valve 2 can be prevented. As a result, it is possible to prevent cracks, disconnections, and the like from occurring in the connection members, such as the energization terminals 55, that are electrically connected to the ceramic heater 51. Therefore, failures such as disconnection and contact failure of the ceramic heater 51 can be avoided, and reliability can be improved.
[0071]
Further, when the first fitting structure and the second fitting structure are provided on one end side (the valve body 29 side) and the other end side (the substantially cylindrical member 17 side) of the ceramic heater 51, respectively, the fuel injection valve 2 The center of the axis of the ceramic heater 51 with respect to the axis can be centered. As a result, it is easy to assemble the ceramic heater 51, the valve portion 2a, or the peripheral members constituting the electromagnetic drive portion 2b in the axial direction.
[0072]
Furthermore, according to the present embodiment described above, it is preferable that the second compression spring 54 and the pressing member 53 are provided as urging means for urging the ceramic heater 51 toward the valve body 29. Thus, the ceramic heater 51 is pressed against the valve body 29, so that the axial clearance in the ceramic heater 51 can be eliminated. In addition, any urging means may be used as long as it urges the ceramic heater 51 in any one of the valve section 2a side and the electromagnetic drive section 2b side.
[0073]
Thereby, the axial movement of the ceramic heater 51 due to the axial gap generated between the peripheral members close to both ends of the ceramic heater 51 can be limited. Therefore, the ceramic heater 51 can be prevented from moving in the rotation direction and the axial direction at the same time. As a result, it is possible to prevent the ceramic heater 51 from deviating from a preset position such that the ceramic heater 51 comes into contact with fuel due to vibration or the like during operation of the fuel injection valve 2.
[0074]
Furthermore, in the present embodiment described above, it is preferable that the surface temperature of the ceramic heater 51 be controlled by the power supply means by the ECU 100 so as to be within a predetermined temperature range. The predetermined temperature is 220 ° C. or lower, or 350 ° C. or higher. Thereby, since the surface temperature of the ceramic heater 51 is set to be equal to or lower than 220 ° C., generation of a deposit can be prevented. Further, since the surface temperature of the ceramic heater 51 is set to be 350 ° C. or more, even if a deposit is generated, the deposit can be burned and removed. Therefore, adhesion or deposition of the deposit on the ceramic heater 51 can be prevented.
[0075]
As a means for setting the surface temperature of the ceramic heater 51 to be within a predetermined temperature range, the resistance value of the ceramic heater 51 may be set to be within a predetermined range. This predetermined resistance value range is in the range of 0.5 to several Ω. When the resistance is set to several tens of ohms, when power is supplied to the ceramic heater 51 by the power supply means, the rising performance of the ceramic heater 51 in the temperature rising characteristics is reduced, and the time for heating the fuel is increased. If the resistance is less than 0.5Ω, the reliability such as the life of the ceramic heater 51 and a circuit system for supplying power to the ceramic heater 51 may be reduced. In addition, as said predetermined resistance value range, the range of 0.5-1 ohm is preferable.
[0076]
(Second embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the same or equivalent components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will not be repeated. FIG. 4 is a partial cross-sectional view illustrating the periphery of the heater according to the present embodiment.
[0077]
In the second embodiment, as shown in FIG. 4, a heat insulating material 57 is provided on the outer peripheral side of the storage space 23. Note that the material of the locking member 52 that partitions the storage space 23 is a heat insulating material. Thereby, when supplying electric power to the ceramic heater 51 arranged so as to be in contact with the fuel in the storage space 23, the heat for heating the fuel by increasing the temperature is wastefully radiated or transferred to the outside of the storage space 23. Can be prevented. As a result, the fuel in the storage space 23 can be efficiently heated and heated.
[0078]
In addition, it is preferable that a heat insulating material or a heat insulating coating is applied between components that form a fuel flow path in the fuel injection valve, for example, between the ceramic heater 51 and the nozzle needle 26 (in FIG. Insulation coating 26d). This prevents wasteful heat radiation or heat transfer to the outside via the valve body 29 close to the nozzle needle 26. Furthermore, the thermal expansion of the nozzle needle 26 that moves relative to the ceramic heater 51 by passing through the inner periphery of the ceramic heater 51 can be suppressed. As a result, it is possible to prevent an undesirable lift behavior of the nozzle needle 26 from occurring.
[0079]
In addition, the heat insulating material 57 disposed on the outer peripheral side of the storage space 23 and the locking member 52 that partitions the storage space 23 are not limited to the above, and the outer peripheral side of the storage space 23 or the storage space 23 may be used. Any configuration may be used as long as a heat insulating material or a heat insulating coating is applied to the outer peripheral wall to be partitioned.
[0080]
It should be noted that the present invention is not limited to the case in which the heat insulating coating 26 d is formed on the nozzle needle 26, and any structure may be used as long as a heat insulating material or a heat insulating coating is applied to a peripheral member that is engaged with or substantially close to the ceramic heater 51. There may be.
[0081]
Further, in the above-described embodiment, the material of the nozzle needle 26 may be formed of a low thermal expansion material or a ceramic material instead of the method of performing the heat insulating coating 26d on the nozzle needle 26. Thereby, the thermal expansion of the nozzle needle 26 can be suppressed. As a result, it is possible to ensure a favorable sliding state with the valve body 29 that makes the nozzle needle 26 movable. Therefore, the lift behavior of the nozzle needle 26 that affects the fuel injection can be stabilized.
[0082]
(Third and fourth embodiments)
In the third embodiment, in the energization terminal 55 drawn out across the ceramic heater 51 described in the first embodiment, a joining portion 56 for electrically connecting the energization terminal 55 and the ceramic heater 51 is electrically welded or soldered. In the case of forming by welding such as attachment, as shown in FIGS. 5 and 6, of the energizing terminals 55, the guide portion 55 a which is close to the outer periphery of the ceramic heater 51 with the joint portion 56 interposed therebetween is directed toward the fuel flow direction. Formed so as to extend. FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the fuel injection device of the present embodiment. FIG. 6 is a side view of the area around the heater in FIG. 5 as viewed from VI.
[0083]
Thus, since the guide portion 55a on the distal end side of the power supply terminal 55 is provided so as to extend in the fuel flow direction, the flow of the fuel can be rectified by the guide portion 55a. Therefore, it is possible to increase the flow velocity of the fuel flowing between the outer periphery of the ceramic heater 51 and the guide portion 55a with the joining portion 56 formed by welding therebetween. As a result, the flow of fuel flowing to the joint 56 can be strengthened, so that heat generation and temperature rise of the joint 56 formed by welding can be suppressed. The fusion of the joint 56 formed by welding can be prevented.
[0084]
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, at the energizing terminal 55 which is drawn out across the ceramic heater 51 described in the first embodiment, a junction for electrically connecting the energizing terminal 55 and the ceramic heater 51 is provided. The portion 56 is formed by the contact of the energizing terminal 55 by the urging force. FIG. 7 is a side view showing the periphery of the heater according to the present embodiment. As a result, there is no influence on the joint 56 due to heat generation and temperature rise of the ceramic heater 51.
[0085]
In the above-described fourth embodiment, it is preferable that the contact portion 55ac of the joining portion 56 on the side of the conduction terminal 55 be coated with glass. Thereby, since the glass coating is applied to the contact portion 55ac on the side of the current-carrying terminal 55, insulation and corrosion prevention can be achieved. As a result, it is possible to avoid an electrical failure of the ceramic heater 51 related to a power supply terminal for supplying power from an external power supply to the ceramic heater 51.
[0086]
In the first to fourth embodiments described above, the following method is used as another method for preventing the deposit from adhering to the ceramic heater 51 and the peripheral members adjacent to the ceramic heater 51 described in the first embodiment. Is also good.
[0087]
(1) As another method 1, the surface roughness of the ceramic heater 51 and peripheral members engaged with or substantially adjacent to the ceramic heater 51 is set to a predetermined roughness or less (for example, 6.3 Rz or less in the present embodiment). And As a result, the surfaces are smoothed, and it is possible to make the deposit less likely to adhere to the surfaces.
[0088]
(2) As another method 2, any one of metal coating, glass coating, fluorine resin coating, and silicon resin coating is applied to the surfaces of the ceramic heater 51 and peripheral members that are engaged with or substantially close to the ceramic heater 51. Perform This also makes it difficult for the deposit to adhere to the surface.
[0089]
In the first to fourth embodiments described above, the surface of the ceramic heater 51 may be coated with a metal coating having a catalytic action such as platinum or rhodium. This makes it possible to reform the fuel by applying a metal having a catalytic action, such as platinum, to the surface of the ceramic heater 51. Therefore, in the internal combustion engine in which the fuel is injected and supplied from the fuel injection valve 2, the combustion state can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a fuel injection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the vicinity of a heater, which is a main part of the invention according to the embodiment of FIG. 1, as viewed from II-II in FIG.
FIG. 3 is an external view of the heater shown in FIG.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view illustrating a periphery of a heater according to a second embodiment.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view illustrating a fuel injection device according to a third embodiment.
FIG. 6 is a side view of the area around the heater in FIG. 5 as viewed from VI.
FIG. 7 is a side view showing around a heater according to a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 fuel injection device
2 Fuel injection valve
2a Valve section
2b Electromagnetic drive
2c heating means
14 Metal inner cylinder member (part of substantially cylindrical member)
15 Holder (part of substantially cylindrical member)
15a, 15b Upper holder, lower holder
17 Substantially cylindrical member
23 Storage space
25 Armature (movable body)
26 Nozzle needle (valve member)
28a orifice
29 valve body
29a valve seat
29b first fitting portion
30 spool (part of drive coil)
31 coil (part of drive coil)
51 ceramic heater (heater)
51a, 51b 2nd fitting part, 1st fitting part
52 Locking member
52a Notch (second fitting part)
53 Holding member (part of biasing means)
54 compression spring (part of biasing means)
55 Current-carrying terminal
55a Guide part
56 joints
100 ECU (control means)

Claims

A valve section for flowing and blocking the flow of injected fuel, an electromagnetic drive section having a fuel flow path therein for switching the flow operation and the blocking operation of the valve section, and a heater built in a position in contact with the fuel And a fitting structure in which the heater is fitted with a peripheral member constituting at least one of the valve portion and the electromagnetic drive portion,
The fuel injection device, wherein the fitting structure restricts circumferential movement of the heater.

The heater is a substantially cylindrical body, and has a first fitted portion formed at at least one location in a circumferential direction on one end side,
The valve portion, as one of the peripheral members, forms the fuel flow path, a valve body having a valve seat downstream of the fuel flow path and upstream of the injection hole, formed in the valve body, The fuel injection device according to claim 1, further comprising a first fitting portion that can be fitted to the first fitted portion.

The heater is a substantially cylindrical body, and has a second fitted portion formed at at least one location in the circumferential direction on the other end side,
The electromagnetic drive unit includes, as one of the peripheral members, a drive coil that generates an electromagnetic force when energized, a movable body, and the movable body movably housed therein, and the fuel flow path is configured such that the inside of the fuel flow path is the valve unit. A substantially cylindrical member extending to the side, and a second fitting portion formed on the valve portion side of the substantially cylindrical member and capable of fitting to the second fitted portion. The fuel injection device according to claim 1 or 2, wherein

4. The apparatus according to claim 1, further comprising a biasing unit configured to bias the heater in one of a direction of the valve unit and a direction of the electromagnetic drive unit. 5. Fuel injection device.

An energizing terminal capable of supplying electric power to the heater from an electric power source, and a joining portion for electrically connecting the energizing terminal and the heater,
The joint is formed by welding,
The guide portion of the current-carrying terminal, which is located near the heater with the joining portion interposed therebetween, extends in a fuel flow direction. A fuel injection device according to claim 1.

An energizing terminal capable of supplying electric power to the heater from an electric power source, and a joining portion for electrically connecting the energizing terminal and the heater,
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the joining portion is formed by a contact caused by an urging force generated in the energizing terminal.

The fuel injection device according to claim 6, wherein a glass coating is applied to a contact portion on the side of the current-carrying terminal in the joint portion.

Electric power is supplied to the heater, so that the heated surface temperature of the heater is within a predetermined temperature range where no deposit is attached.
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 7, wherein power is controlled by a power supply unit that supplies power to the heater, or a resistance value of the heater is set to a predetermined range. .

The fuel injection device according to claim 8, wherein the predetermined temperature range is equal to or lower than 220 ° C or equal to or higher than 350 ° C.

The fuel injection according to any one of claims 1 to 9, wherein the surface roughness of the heater and a peripheral member that is engaged with or substantially close to the heater is equal to or less than a predetermined roughness. apparatus.

The surface of the heater and a peripheral member that engages or substantially approaches the heater is coated with one of a metal coating, a glass coating, a fluorine-based resin coating, and a silicon-based resin coating. The fuel injection device according to any one of claims 1 to 10.

The nozzle needle, which constitutes the valve portion and moves in the axial direction by a switching operation of the electromagnetic driving portion, is made of a low thermal expansion material or a ceramic material as a material of the nozzle needle. The fuel injection device according to any one of claims 1 to 11.

The fuel injection device according to any one of claims 1 to 12, wherein a heat insulating material or a heat insulating coating is applied to a peripheral member that engages with or substantially approaches the heater.

13. A heat insulating material or a heat insulating coating is applied to a nozzle needle which constitutes the valve portion and moves in an axial direction by a switching operation of the electromagnetic drive portion. The fuel injection device according to claim 1.

The storage space portion for storing the fuel in the fuel flow path, wherein a heat insulating material or a heat insulating coating is applied to an outer peripheral side or an outer peripheral wall defining the storage space portion. The fuel injection device according to claim 12.

The fuel injection device according to any one of claims 1 to 12, wherein a metal coating having a catalytic action such as platinum or rhodium is applied to a surface of the heater.