JP2006161611A - Fuel injection valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射弁に関し、例えば通電により伸縮する圧電素子等の駆動部材により弁部材を駆動する燃料噴射弁に適用して好適なものである。 The present invention relates to a fuel injection valve, and is suitably applied to a fuel injection valve that drives a valve member by a driving member such as a piezoelectric element that expands and contracts when energized.
燃料噴射装置としては、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。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、燃焼室内に可燃混合気を形成する。燃焼室内の可燃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。 As a fuel 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. The fuel supplied from the fuel injection valve is mixed with air in the intake pipe or the combustion chamber to form a combustible mixture in the combustion chamber. The combustible air-fuel mixture in the combustion chamber is compressed by piston motion, and then ignited and combusted by an ignition device, and is used as power for the internal combustion engine.
この種の燃料噴射弁は、弁ボディ、および弁ボディの弁座に着座、離座可能な弁部材としてのニードルを有する弁部とを備え、燃料噴射量は、弁座からニードルが離座している開弁期間と、ニードルのリフト量とにより計量される。近年、低燃費、高出力化等のため、短時間で多くの噴射量が得られるよう、弁部の応答性を高速化する要求がある。 This type of fuel injection valve includes a valve body and a valve portion having a needle as a valve member that can be seated on and separated from the valve seat of the valve body, and the fuel injection amount is such that the needle is separated from the valve seat. It is measured by the open valve period and the lift amount of the needle. In recent years, there has been a demand for speeding up the responsiveness of the valve portion so that a large injection amount can be obtained in a short time for low fuel consumption and high output.
弁部の応答性を高速化する手段として、圧電素子などの通電により伸縮する駆動部材でニードルを駆動する技術がある(特許文献1および2参照)。駆動部材は、伸長および収縮することにより直接ニードルをリフトさせ、ニードルを弁座から離座および着座させる。 As means for speeding up the responsiveness of the valve portion, there is a technique of driving the needle with a driving member that expands and contracts by energization such as a piezoelectric element (see Patent Documents 1 and 2). The drive member lifts and retracts the needle directly by extending and contracting, causing the needle to separate and seat from the valve seat.
なお、駆動部材として、特許文献1では圧電素子、特許文献2では超磁歪素子を用いており、一般に、いずれも通電、磁場を加えることにより駆動部材が発熱し熱膨張する温度特性を有する。また、これらの弁部は、ニードルが弁ボディ内外に挿通可能な構造いわゆる外開弁構造を有している。 In addition, as a driving member, a piezoelectric element is used in Patent Document 1 and a giant magnetostrictive element is used in Patent Document 2, and in general, both have a temperature characteristic in which the driving member generates heat and thermally expands when energized and magnetic fields are applied. Further, these valve portions have a so-called outer valve opening structure in which the needle can be inserted into and out of the valve body.
なお、特許文献2では、ニードルを直接駆動する駆動部材と、ニードルとの間に僅かに間隔を持たせ、熱膨張による温度特性の影響を緩和させようとしている。
上記特許文献による従来技術では、圧電素子等の駆動部材に起因する温度特性の燃料噴射弁への影響を、弁部の油密を保つ程度に抑制することは可能である。しかしながら、実際に内燃機関へ搭載する燃料噴射弁は、内燃機関側からの受熱による周囲温度の影響により、リフト量が変化してしまう可能性がある。場合によってはリフト量が変化することにより噴射量の高精度な調量が難しくなるという問題がある。 In the prior art according to the above-mentioned patent document, it is possible to suppress the influence of the temperature characteristics caused by the driving member such as the piezoelectric element on the fuel injection valve to the extent that the oil tightness of the valve portion is maintained. However, the lift amount of the fuel injection valve actually mounted on the internal combustion engine may change due to the influence of the ambient temperature due to the heat received from the internal combustion engine. In some cases, there is a problem that it is difficult to accurately measure the injection amount by changing the lift amount.
例えば燃焼室に燃料噴射弁によって燃料を直接噴射供給する場合、一般に、燃料噴射弁のうち、弁ボディ等先端部側が燃焼室内に臨むように配置される。一方、ニードル等の内部作動部材は比較的温度変化が小さい燃料中に浸されている。このため、ニードル側と弁ボディ側つまり燃料噴射弁の内外では、燃焼温度などの周囲温度の影響により温度差が生じるおそれがある。場合により、弁ボディと、ニードル等内部作動部材との温度差が大きくなると、熱膨張差によりリフト量に変化が生じ、燃料噴射量が変化してしまうため、周囲温度の影響を受けない燃料噴射弁の要求がある。 For example, when fuel is directly injected into the combustion chamber by means of a fuel injection valve, the fuel injection valve is generally arranged such that the tip side of the valve body faces the combustion chamber. On the other hand, an internal working member such as a needle is immersed in a fuel having a relatively small temperature change. For this reason, a temperature difference may occur between the needle side and the valve body side, that is, the inside and outside of the fuel injection valve, due to the influence of the ambient temperature such as the combustion temperature. In some cases, if the temperature difference between the valve body and the internal working member such as the needle increases, the lift amount changes due to the difference in thermal expansion, and the fuel injection amount changes. There is a demand for valves.
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、外開弁構造の弁部材を、通電等により伸縮する駆動部材で駆動するものにおいて、受熱により弁ボディ等が周囲温度の影響を受ける場合であってもリフト量変化防止が図れる燃料噴射弁を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to drive a valve member having an outer valve opening structure with a drive member that expands and contracts by energization or the like. An object of the present invention is to provide a fuel injection valve that can prevent a change in lift amount even when it is affected by the ambient temperature.
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following technical means.
即ち、請求項1乃至11に記載の発明では、弁座を有する弁ボディと、弁ボディの内外の軸方向に挿通可能で、弁座に着座および離座する弁部材と、通電により伸長および収縮する駆動部材とを備え、駆動部材の伸長により弁部材を外側に離座させることで開弁する燃料噴射弁において、
弁ボディ側に当接し、弁座から離座する弁部材のリフト量を規制するストッパ部材を備え、ストッパ部材と弁ボディとの当接部を、弁ボディの膨張時に、弁ボディとともにストッパ部材を弁座側に移動する位置とすることを特徴としている。
That is, according to the first to eleventh aspects of the present invention, a valve body having a valve seat, a valve member that can be inserted in the axial direction inside and outside the valve body, and seated on and away from the valve seat; A fuel injection valve that is opened by separating the valve member to the outside by extension of the drive member,
A stopper member that regulates the lift amount of the valve member that contacts the valve body side and separates from the valve seat is provided, and the stopper member and the valve body are provided with a stopper member together with the valve body when the valve body is expanded. It is characterized by a position that moves to the valve seat side.
これによると、弁ボディ側に当接し、弁座から離座する弁部材のリフト量を規制するストッパ部材を備え、ストッパ部材と弁ボディとの当接部を、弁ボディの膨張時に、弁ボディとともにストッパ部材を弁座側に移動する位置とするので、燃焼室内の燃焼等の影響による弁ボディ側と弁部材側との熱膨張差でのリフト変化の緩和または防止が図れる。弁ボディの熱膨張時に弁座側に移動する弁ボディの所定位置に当接されたストッパ部材により、例えば燃料噴射弁への受熱による周囲温度の影響を受けた場合であっても、弁部材のリフト量を所定値に維持するようにすることができる。 According to this, the stopper member that regulates the lift amount of the valve member that contacts the valve body side and separates from the valve seat is provided, and the contact portion between the stopper member and the valve body is formed at the valve body when the valve body is expanded. At the same time, since the stopper member is moved to the valve seat side, it is possible to alleviate or prevent a lift change due to a difference in thermal expansion between the valve body side and the valve member side due to the influence of combustion or the like in the combustion chamber. Even when the stopper member that is in contact with a predetermined position of the valve body that moves to the valve seat side during thermal expansion of the valve body is affected by ambient temperature due to heat received by the fuel injection valve, for example, The lift amount can be maintained at a predetermined value.
したがって、受熱により弁ボディ等先端部側が周囲温度の影響を受ける場合があってもリフト量変化防止が図れる。 Therefore, even if the tip end side of the valve body or the like is influenced by the ambient temperature due to heat reception, it is possible to prevent the lift amount from changing.
なお、ストッパ部材と弁ボディとの当接部は、弁ボディの例えば弁座がある側などの内部、あるいは弁ボディの反弁座側の端面部などに設けてもよい。 The contact portion between the stopper member and the valve body may be provided inside the valve body, for example, on the side where the valve seat is located, or on the end surface portion of the valve body on the side opposite to the valve seat.
また、請求項2に記載の発明では、ストッパ部材は、弁部材を着座方向に付勢する付勢部材と、付勢部材を挟み込んで所定間隔を形成している第1ストッパおよび第2ストッパとを備えていることを特徴としている。 In the invention according to claim 2, the stopper member includes an urging member that urges the valve member in the seating direction, and a first stopper and a second stopper that sandwich the urging member to form a predetermined interval. It is characterized by having.
これによると、ストッパ部材は、弁部材を着座方向に付勢する付勢部材と、付勢部材を挟み込んで所定間隔を形成している第1ストッパおよび第2ストッパとを備えるので、弁ボディ側と弁部材側との熱膨張差を緩和または防止するように、ストッパ部材全体の軸方向位置が変えられる。その結果、ストッパ部材を構成する第1ストッパおよび第2ストッパとで形成される所定間隔を維持しながら、ストッパ部材を弁座位置の変化に追従させることが可能である。 According to this, the stopper member includes the urging member that urges the valve member in the seating direction, and the first stopper and the second stopper that sandwich the urging member to form a predetermined interval. The axial position of the entire stopper member can be changed so as to reduce or prevent the difference in thermal expansion between the valve member and the valve member. As a result, it is possible to cause the stopper member to follow a change in the valve seat position while maintaining a predetermined interval formed by the first stopper and the second stopper that constitute the stopper member.
したがって、弁ボディ等先端部側が周囲温度の影響を受ける場合があったしても、弁部材のリフト量が変化するのを防止することができる。 Therefore, even if the tip side of the valve body or the like is affected by the ambient temperature, the lift amount of the valve member can be prevented from changing.
また、請求項3に記載の発明では、第1ストッパおよび第2ストッパは、内部に弁部材が挿通可能に形成されており、第1ストッパおよび第2ストッパのうち少なくともいずれか一方に内外に貫通する連通孔が設けられていることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, the first stopper and the second stopper are formed so that a valve member can be inserted therein, and penetrate at least one of the first stopper and the second stopper inward and outward. A communication hole is provided.
弁部材が外側に離座することで開弁するいわゆる外開弁構造を有する燃料噴射弁において、弁部材およびストッパ部材等の内部作動部材は燃料中に浸されているので、リフト量を規制するスットパ部材も燃料中に浸されることになる。そのため、弁部材のリフト量が最大となるようにするいわゆる開弁保持時には、ストッパ部材を構成する第1ストッパおよび第2ストッパ間の所定間隔がなくなるため、弁座側に向かう内部燃料通路内の燃料が閉塞されるおそれがある。 In a fuel injection valve having a so-called outer valve opening structure that opens when the valve member is separated from the outside, the internal operation members such as the valve member and the stopper member are immersed in the fuel, so that the lift amount is regulated. The stopper member is also immersed in the fuel. Therefore, at the time of so-called valve opening and holding so that the lift amount of the valve member is maximized, there is no predetermined interval between the first stopper and the second stopper constituting the stopper member, so the internal fuel passage toward the valve seat side There is a risk of fuel clogging.
これに対して、請求項3に記載の発明では、第1ストッパおよび第2ストッパのうち少なくともいずれか一方に内外に貫通する連通孔を設けるので、開弁期間中に第1ストッパと第2ストッパが当接し所定間隔がなくなる場合があったとしても、弁座側に向かう燃料の閉塞防止ができる。 On the other hand, in the invention according to claim 3, since the communication hole penetrating inward and outward is provided in at least one of the first stopper and the second stopper, the first stopper and the second stopper during the valve opening period. Even if there is a case in which the predetermined interval is lost, fuel can be prevented from being blocked toward the valve seat.
また、請求項4に記載の発明では、当接部は、第1ストッパおよび第2ストッパのうち弁座側に配置されたいずれか一方の弁座側に延設する下部側ストッパ部側に形成され、
下部側ストッパ部は、弁ボディの内周に摺動可能な大径軸部を有しており、当接部を大径軸部の弁座側に向けて延設するとともに、前記内周に対して所定の径方向隙間が設けられるように配置されていることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, the contact portion is formed on the lower stopper portion side that extends to either the valve seat side of the first stopper and the second stopper disposed on the valve seat side. And
The lower-side stopper portion has a large-diameter shaft portion that is slidable on the inner periphery of the valve body, and the contact portion extends toward the valve seat side of the large-diameter shaft portion. On the other hand, it is arranged so that a predetermined radial gap is provided.
これによると、リフト変化の緩和または防止をするためのストッパ部材と弁ボディとの当接部を設ける部位として、第1ストッパおよび第2ストッパのうち弁座側に配置されたいずれか一方の弁座側に延設する下部側ストッパ部側に設けられているので、弁座の軸方向位置の変化に追従し易い。 According to this, any one of the first stopper and the second stopper disposed on the valve seat side as a portion for providing the contact portion between the stopper member and the valve body for relaxing or preventing the lift change. Since it is provided on the side of the lower stopper portion extending to the seat side, it is easy to follow the change in the axial position of the valve seat.
さらに、下部側ストッパ部と弁ボディにおいて、下部側ストッパ部は弁ボディの内周に収容されるとともに、下部側ストッパ部の大径軸部と、その内周つまり内周の上部側とで摺動可能に形成されているので、ストッパ部材が比較的長軸状なものである場合であっても軸方向移動時での倒れ防止ができ、ストッパ部材によるリフト量の規制がスムースに安定して行える。 Further, in the lower stopper portion and the valve body, the lower stopper portion is housed in the inner periphery of the valve body, and slides between the large diameter shaft portion of the lower stopper portion and the inner periphery, that is, the upper portion of the inner periphery. Because it is configured to be movable, even when the stopper member has a relatively long axis, it can be prevented from falling down when moving in the axial direction, and the restriction of the lift amount by the stopper member is smooth and stable. Yes.
また、大径軸部から弁座側に延設される当接部側は内周に対して所定の径方向隙間が形成されるようにするので、弁ボディとストッパ部材との間に、弁ボディからの受熱を冷却する燃料通路が、所定の径方向隙間により形成される。 In addition, since a predetermined radial clearance is formed with respect to the inner periphery on the contact portion side extending from the large diameter shaft portion to the valve seat side, the valve body and the stopper member are provided with a valve. A fuel passage for cooling the heat received from the body is formed by a predetermined radial gap.
したがって、受熱により弁ボディ等先端部側が周囲温度の影響を受ける場合があっても、弁部材のリフト量の変化を防止することができる。 Therefore, even if the tip end side of the valve body or the like is affected by the ambient temperature due to heat reception, it is possible to prevent a change in the lift amount of the valve member.
また、請求項5に記載の発明では、下部側ストッパ部は、所定径方向隙間側と内部とを連通する燃料連通孔が設けられていることを特徴としている。 Further, the invention according to claim 5 is characterized in that the lower stopper portion is provided with a fuel communication hole for communicating the predetermined gap in the radial direction with the inside.
これにより、ストッパ部材が弁ボディの内部に配置される場合において、下部側ストッパ部は、所定径方向隙間側と内部とを連通する燃料連通孔によって、弁ボディからの受熱を冷却する燃料通路を効果的に形成することができる。 Thus, when the stopper member is disposed inside the valve body, the lower stopper portion provides a fuel passage for cooling the heat received from the valve body by the fuel communication hole that communicates the predetermined radial direction gap side with the inside. It can be formed effectively.
また、請求項6に記載の発明では、下部側ストッパ部の反弁座側には、付勢部材を支持する支持部が延設されており、支持部は、弁ボディに対峙するように配置されていることを特徴としている。 In the invention according to claim 6, a support portion for supporting the urging member is extended on the counter valve seat side of the lower side stopper portion, and the support portion is disposed so as to face the valve body. It is characterized by being.
これによると、下部側ストッパ部の反弁座側には、付勢部材を支持する支持部が延設されており、支持部は、弁ボディに、当接することなく、対峙するように配置されている。これにより、受熱により弁ボディ等先端部側が周囲温度の影響を受ける場合があっても、例えば弁ボディの熱膨張による弁座位置の変化にストッパ部材全体として追従するようにしながら、リフト量を規制するストッパ部材の機能が制限されないようにすることができる。 According to this, the support portion that supports the urging member is extended on the counter valve seat side of the lower stopper portion, and the support portion is disposed so as to face the valve body without coming into contact therewith. ing. As a result, even if the tip of the valve body may be affected by ambient temperature due to heat reception, for example, the lift amount is regulated while following the change in the valve seat position due to thermal expansion of the valve body as a whole. It is possible to prevent the function of the stopper member to be restricted.
また、請求項7に記載の発明では、一方に対して、他方を弁部材に係止する係止部材を有しており、所定間隔を係止部材の厚みにより決定していることを特徴としている。 The invention according to claim 7 has a locking member for locking the other to the valve member with respect to one, and the predetermined interval is determined by the thickness of the locking member. Yes.
これにより、第1ストッパと第2ストッパ間の所定間隔つまりリフト量を、弁部材に係止する係止部材の厚みにより管理することができる。したがって、弁ボディ側と弁部材側との熱膨張差でのリフト変化を緩和または防止するストッパ部材を有する燃料噴射弁の組付け方法として、リフト量を組付け調節することで、生産する個々の燃噴射弁のリフト量のばらつきが抑えられる。 Thereby, the predetermined space | interval between a 1st stopper and a 2nd stopper, ie, the lift amount, can be managed with the thickness of the locking member locked to a valve member. Therefore, as a method of assembling a fuel injection valve having a stopper member that relieves or prevents a lift change due to a difference in thermal expansion between the valve body side and the valve member side, the amount of lift can be adjusted by assembling and adjusting the amount of lift. Variations in the lift amount of the fuel injection valve can be suppressed.
また、請求項8に記載の発明では、弁部材は、係止部材を弁部材対して外側から係止可能とする係方向段差を有していることを特徴としている。 Further, the invention according to claim 8 is characterized in that the valve member has an engaging step that allows the locking member to be locked to the valve member from the outside.
これによると、弁部材は、係止部材を弁部材対して外側から係止可能とする係方向段差を有していることが好ましい。これにより、所定間隔つまりリフト量を測定しながら、弁ボディから弁部材およびスットパ部材を分解することなく、係止部材を外側から弁部材に挿入組付けするだけでリフト量の組付け調節ができる。 According to this, it is preferable that the valve member has a engagement direction step which enables the locking member to be locked from the outside with respect to the valve member. As a result, while measuring the predetermined interval, that is, the lift amount, the lift amount can be adjusted by simply inserting and attaching the locking member to the valve member from the outside without disassembling the valve member and the stopper member from the valve body. .
また、請求項9に記載の発明では、ストッパ部材は、弁ボディに比べて熱膨張係数が小さいことを特徴としている。 In the invention according to claim 9, the stopper member has a smaller thermal expansion coefficient than the valve body.
これによると、ストッパ部材は、弁ボディに比べて熱膨張係数が小さい材料からなることが好ましい。これにより、内燃機関側の熱変化、例えば低温状態から高温状態への熱変化において、ストッパ部材の材質自体によっても、弁ボディ側と弁部材側との熱膨張差でのリフト変化への影響抑制を図ることができる。 According to this, it is preferable that a stopper member consists of a material with a small thermal expansion coefficient compared with a valve body. As a result, in the heat change on the internal combustion engine side, for example, the heat change from the low temperature state to the high temperature state, the influence on the lift change due to the difference in thermal expansion between the valve body side and the valve member side is also suppressed by the material of the stopper member itself. Can be achieved.
また、請求項10に記載の発明では、ストッパ部材は、常に弁ボディに当接し、追従することができる。
In the invention according to
また、請求項11に記載の発明では、駆動部材と弁部材との間には、駆動部材の伸縮動作を油圧動作に変換し、その油圧動作により弁部材のリフト動作をさせる背圧室が設けられていることを特徴としている。 According to the eleventh aspect of the present invention, a back pressure chamber is provided between the drive member and the valve member to convert the expansion / contraction operation of the drive member into a hydraulic operation and to perform the lift operation of the valve member by the hydraulic operation. It is characterized by being.
一般に、機械的動作を油圧による流体動作に変換する伝達方法では、駆動部材の比較的素早い伸縮動作による流体の衝撃作用により背圧室内の圧力が変動する場合がある。これに対して請求項11に記載の発明では、弁部材のリフト量を規制するストッパ部材を有するので、駆動部材の比較的素早い伸縮動作より背圧室内圧力が変動する場合があってもストッパ部材によりリフト量が変化するのを防止できる。 In general, in a transmission method that converts a mechanical operation into a hydraulic fluid operation, the pressure in the back pressure chamber may fluctuate due to the impact of the fluid due to the relatively quick expansion and contraction of the drive member. On the other hand, in the invention according to the eleventh aspect, since the stopper member for restricting the lift amount of the valve member is provided, even if the back pressure chamber pressure may fluctuate due to the relatively quick expansion / contraction operation of the driving member, the stopper member Can prevent the lift amount from changing.
以下、本発明の燃料噴射装置を、ガソリンエンジンに燃料を噴射供給するものに適用して、具体化した実施形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, the fuel injection device according to the present invention is applied to an apparatus that injects and supplies fuel to a gasoline engine, and a specific embodiment will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の燃料噴射弁の概略構成を示す断面図である。図2は、図1中の主要部を拡大した部分断面図である。図3は、図2中の係止部材を示す図であって、図3(a)は第1係止部材の平面図、図3(b)は第2係止部材の平面図である。図4は、図2中の弁ボディ側と弁部材側の熱膨張差でのリフト量を説明する模式図である。なお、図5は、図1の燃料噴射弁を内燃機関へ装着した装着状態の一実施例を示す模式的断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the fuel injection valve of the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of the main part in FIG. 3A and 3B are views showing the locking member in FIG. 2, in which FIG. 3A is a plan view of the first locking member, and FIG. 3B is a plan view of the second locking member. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a lift amount due to a difference in thermal expansion between the valve body side and the valve member side in FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a mounted state in which the fuel injection valve of FIG. 1 is mounted on an internal combustion engine.
燃料噴射装置は、内燃機関、特にガソリンエンジンに用いられ、例えば多気筒(例えば4気筒)ガソリンエンジン(以下、エンジンと呼ぶ)の各気筒に燃料を噴射する。図5に示すように、エンジン100は、シリンダブロック(図示せず)と、シリンダヘッド102と、ピストン(図示せず)と、シリンダブロックの内周壁、ピストン、およびシリンダヘッド102の天井内壁とで区画される燃焼室106とを備える周知の内燃機関である。燃焼室106は、ピストンの往復移動により容積が増減する。シリンダヘッド102は、図示しない吸気管に接続し、吸入吸気が導かれる吸気ポート(図示せず)と、図示しない排気管に接続し、排気を排出する排気ポート(図示せず)とを備えている。なお、ここで、図5では、図面作図上、4気筒のうちの1気筒のみを示しており、図1では、図5に示す気筒に設けられる燃料噴射弁を示している。
The fuel injection device is used in an internal combustion engine, particularly a gasoline engine, and injects fuel into each cylinder of, for example, a multi-cylinder (for example, four-cylinder) gasoline engine (hereinafter referred to as an engine). As shown in FIG. 5,
燃料噴射装置は、燃料の噴射を行なう燃料噴射弁2とを含んで構成されている。なお、燃料噴射弁2は、エンジン100に搭載されるものであれば、図5のように気筒のシリンダヘッド等の取付けられるものに限らず、エンジン100の吸気ポート等の吸気管もしくは排気管に取付けられるものであってもよい。
The fuel injection device includes a fuel injection valve 2 that injects fuel. As long as the fuel injection valve 2 is mounted on the
燃料噴射弁2は、図示しない燃料ポンプにより加圧された燃料が、燃料分配管(図示せず)を介して供給される。燃料噴射弁2は図1に示すように略円筒形状であり、一端から燃料を受け、他端から燃料を噴射する。燃料噴射弁2は、ノズルボディ12、ケーシング14、フィルタボディ15、弁部材としてのニードル16、駆動部材としての圧電振動子17、主ピストン18、ストッパ部材71、76とを含んで構成されている。燃料噴射弁2の一端側の燃料入口部には内部に内孔が形成されており、燃料噴射弁2内へ燃料を供給する内部燃料通路と連通している。内孔にはフィルタ24が取付けられており、異物が除去される。なお、エンジン100が直噴用エンジンの場合には、燃料噴射弁2は気筒の燃焼室106に燃料を直接噴射供給する。この場合、燃焼室106へ供給する燃料の圧力を約2MPa以上とするために、燃料ポンプによって燃料タンクから吸上げられた所定の低圧(例えば0.2MPa)の燃料を、図示しない高圧ポンプでさらに加圧し、この加圧された所定の高圧の燃料(例えば、2〜13MPaの範囲内の所定圧の燃料)が、燃料分配管を介して燃料噴射弁2に供給される。燃料ポンプから吐出される燃料、高圧ポンプからさらに加圧されて吐出される燃料は、それぞれ図示しない燃料調圧装置としてのプレッシャレギュレータによって所定の圧力に調圧されている。
The fuel injection valve 2 is supplied with fuel pressurized by a fuel pump (not shown) via a fuel distribution pipe (not shown). The fuel injection valve 2 has a substantially cylindrical shape as shown in FIG. 1, receives fuel from one end, and injects fuel from the other end. The fuel injection valve 2 includes a
なお、燃料噴射弁2に供給される燃料は、燃焼室106を有する気筒等の熱源から比較的に離れて配置される燃料タンクから導かれるため、比較的温度変化が小さい。
Note that the fuel supplied to the fuel injection valve 2 is guided from a fuel tank that is disposed relatively far from a heat source such as a cylinder having the
ノズルボディ25とケーシング14とは中間部材としてのパッキン26を挟んで、リテーニングナット21及びノックピン22により締結されている。ノズルボディ25とパッキン26とが共同して、弁ボディ12を構成している。ケーシング14とフィルタボディ15とはリテーニングナット11により締結されている。ノズルボディ25、パッキン26、ケーシング14及びフィルタボディ15を燃料通路23、33が貫通している。フィルタボディ15に設けられた燃料通路23の入口部に、コモンレールから供給された加圧燃料が流入する。燃料通路23のうちフィルタボディ15が形成する部分に、燃料中の異物を除去するフィルタ24が配設されている。なお、特許請求の範囲に記載の弁ボディは、ノズルボディ25およびパッキン26とから構成される弁ボディ12に限らず、ノズルボディ25から構成されるものであってもよい。
The
ノズルボディ25は燃料流れ方向に向けて拡径する内周面としての円錐面13を有している。円錐面13には、ニードル16が離座および着座可能である。なお、ここで、円錐面13は、ニードル16が離座および着座可能な弁座を構成する。具体的には、弁座13には、ニードル16の当接部31が離座および着座する。ニードル16は略軸状に形成され、弁ボディ12(詳しくはノズルボディ25およびパッキン26)内を軸方向に往復移動可能である。なお、ここで、弁座13と当接部31は、弁部が燃料の噴射を停止するための油密機能の働きをするシート部を構成している。
The
ノズルボディ25およびパッキン26内には、図1および図2に示すように、ストッパ部材71、76が常にノズルボディ25の一部(詳しくは、第2段差部12a)に当接するように配置されている。ストッパ部材71、76は、図2に示すように、付勢部材としての第1スプリング36、第1ストッパ71、および第2ストッパ76とを有している。第1スプリング36はニードル16を着座方向に付勢している。第1ストッパ71および第2ストッパ76はこれらの間に第1スプリング36を挟み込むように対峙して配置され、所定隙間(以下、エアギャップと呼ぶ)Gaを形成するように構成されている。これにより、ストッパ部材71は、エアギャップGaに基づいてニードル16のリフト量を規制している。
In the
なお、ノズルボディ25とパッキン26の内部には、ストッパ部材71、76を収容する第1背圧室35を形成している。この第1背圧室35には燃料通路23、33を経由してコモンレールから供給された加圧燃料が流入する。詳しくはパッキン26は下端部に段付き内周を有しており、ノズルボディ25の上端部12cに当接することで内部に第1背圧室35を形成している。上端部12cは弁座13側に向かって段付き内周が形成されており、第1段差部12bおよび第2段差部12aを有している。第2段差部12aと後述の下端部72aは、特許請求の範囲に記載の当接部を構成している。
A first
第1ストッパ71と第2ストッパ76は略円筒状体からなり、内部にニードル16が挿通可能に形成されている。第1ストッパ71は、図2に示すように、弁座13側から図2の上方向に向かって、下部側ストッパ部72、第1支持部73、および上部側ストッパ部74とを有している。下部側ストッパ72は、ノズルボディ25の内周12hに収容され保持されるとともに、第2段差部12aに常に当接している。第1支持部73は第1スプリング26の外径より大きく形成され、第1スプリング36を伸縮可能に支持している。上部側ストッパ部75は略筒状に形成され、外周側に第1スプリング36を伸縮可能にガイドしている。なお、第1支持部73は、弁ボディ25(詳しくは第1段差部12b)に軸方向に対峙するように配置されていることが好ましい。
The
なお、本実施形態では、第2ストッパ71(詳しくは、上部側ストッパ部74)は内外に貫通する連通孔(以下、第1連通孔と呼ぶ)75a、75bが設けられている。これにより、ニードル16がフルリフトしてエアギャップGaがなくなる場合があったとしても、燃料通路23、33および第1背圧室35を経由して弁座13側に向かう燃料の流れを閉塞するのを防止できる。
In the present embodiment, the second stopper 71 (specifically, the upper stopper portion 74) is provided with communication holes (hereinafter referred to as first communication holes) 75a and 75b penetrating inward and outward. As a result, even if the
さらになお、本実施形態では、下部側ストッパ72は、内周12hに摺動可能な大径軸部72bを有している。この大径軸部72bの弁座13に向けて下端部72aを延設するとともに、下端部72a側は内周12hに対して所定の径方向隙間が設けられるように形成されている。
Furthermore, in the present embodiment, the lower-
さらになお、本実施形態では、図2に示すように、下部側ストッパ72は、その所定径方向隙間と内部とを連通する燃料連通孔としての第2連通孔75c、75dが設けられている。
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
第2ストッパ76は、第1スプリング36を支持する第2支持部としての本体と、ニードル16を係止する係止部材77を有している。なお、第2ストッパ76は本体と係止部材77が組付けにより一体化されるものであっても、本体と係止部材77が一体形成されているもののいずれであってもよい。なお、以下の本実施形態の説明では、第2ストッパ76を本体と係止部材77に別部材で形成し、これらを組付けるにより一体化されるものとする。第2ストッパ76において係止部材77を別部材で形成することにより、エアギャップGaを調節する組付け工程において、係止部材77の厚みによりエアギャップGaを決定することができる。
The
なお、本実施形態では、図3に示すように、係止部材77を、第1係止部材77aおよび第2係止部材77bとで構成するようにする。第1係止部材77aおよび第2係止部材77bは略馬蹄形のCリング状に形成されている。第1係止部材77aおよび第2係止部材77bはCリング状の開口部が、図2に示すように、ニードル16の径方向段差部34に挿入可能に形成されている。これにより、第1係止部材77aおよび第2係止部材77bを径方向段差部34に外側から径方向に挿入し、ニードル16に係止することができる。このとき、エアギャップGaもしくはニードル16のリフト量を測定しながら、ノズルボディ25からニードル16およびスットパ部材71、76を分解することなく、係止部材77(詳しくは第1および第2係止部材77a、77b)を外側からニードル16に挿入組付けするだけでリフト量の組付け調節ができる。したがって、エアギャップGaを調節する組付け工程における組付性向上が図れる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the locking
なお、係止部材77を、第1係止部材77aおよび第2係止部材77bとに別部材として形成する場合、以下のように構成することが好ましい。第1係止部材77aおよび第2係止部材77bのうち一方(本実施例では第1係止部材77a)を第1スプリング35の付勢力を保持し、ニードル16に固定するための構造上の強度確保部とする。他方をリフト量を調節するためのスペーサとする。これにより、エアギャップGaを係止部材77の厚みにより選択調節する組付け方法において、第1係止部材77aは製造工程内で製造する燃料噴射弁10に無駄なく用いれ、エアギャップGa調節のための厚み選択として第2係止部材77bだけを交換するだけでよいので、歩留まりが少なくなり生産性向上が図れる。
In addition, when forming the locking
弁座13の下流側には、図1に示すように、外側に開放されている。ニードル16(詳しくは当接部31)が弁座に着座および離座することにより、燃料噴射弁2から燃料の噴射および停止がなされる。詳しくは図1中の方向Aにニードル16がリフトすることで、弁座13からニードル16が離座し、内部燃料通路が外側に開放されて燃料を噴射する。一方、図1中の方向Bにニードル16が移動することで、ニードル16が弁座13に着座するようになり、弁座13の下流側と内部燃料通路との間が閉塞され燃料の噴射を停止する。なお、以下の本実施形態の説明では、方向Aを開弁方向と呼び、方向Bを閉弁方向と呼ぶ。なお、燃料噴射弁10の燃料噴射量は、ニードル16のリフト量と、開弁期間とによって計量されている。ニードル16が弁座13に着座すると燃料の噴射が停止され、ニードル16が弁座13から離座すると燃料が噴射される。
On the downstream side of the
なお、本実施例では、弁座13の下流側にいわゆる燃料を噴射する噴孔を設けるように構成はしていないが、弁座13の下流側つまり燃料噴射弁10の先端側に噴孔を設けるようにしてもよい。
In the present embodiment, a so-called injection hole for injecting fuel is not provided on the downstream side of the
ケーシング14は固定部45および主シリンダ部46を有している。固定部45は圧電振動子17をニードル16の中心軸(図示せず)に平行な方向に伸縮可能に収容している。圧電振動子17の反弁座側端部17bは、固定部45に固定された固定パッキン47に接合されている。これにより圧電振動子17は、給電線44を通じて供給される駆動エネルギーに応じて伸縮し、弁座側端部17aを主シリンダ部46内に進退させることができる。主シリンダ部46は、円柱状に形成された主ピストン18をその中心軸方向に往復移動可能に収容している。主ピストン18の外径は、ニードル16の拡径部30の外径よりも大きく設定されている。主ピストン18の中心軸は、ニードル16の中心軸(図示せず)に平行に延びている。主シリンダ部46の外周壁とそれに摺接可能な主ピストン18の内周壁との間はOリング48によりシールされている。主ピストン18の反弁座側端部18bはその端面において圧電振動子17の弁座側端部17aの端面に当接している。これにより主ピストン18は、圧電振動子17の伸縮に伴い主シリンダ部46内を往復移動できる。
The
主シリンダ部46はその内周壁の弁座側部分で、主ピストン18の弁座側端部(反圧電振動子側端部)18aが臨む第2背圧室50を形成している。第2背圧室50の反弁座側端部(主ピストン側端部)は第1背圧室35よりも大径に形成され、また第2背圧室50の弁座側端部は第1背圧室35よりも小径に形成されている。これにより、主ピストン18はニードル16に当接しないようになっている。第2背圧室50はその弁座側端部で第1背圧室35の反弁座側端部に連通しており、第1背圧室35から燃料が流入する。主ピストン18は、第2背圧室50の燃料圧力を閉弁方向Bに受けている。第1背圧室35と第2背圧室50とが共同して特許請求の範囲に記載の背圧室を構成している。第2背圧室50には、皿ばねからなる第2スプリング(図示せず)が配設されている。第2スプリング51は主ピストン18を閉弁方向Bに付勢している。
The
次に、上述した構成を有する本実施形態の燃料噴射弁10の作動を説明する。車両のエンジンキーをIG位置にして、図示しないイグニッションスイッチがオン(ON)する等することで、燃料ポンプが駆動され、燃料タンク内に燃料が燃料ポンプにより吸い上げられる。吸い上げられた燃料は、プレッシャレギュレータにより調圧され、所定の低圧燃料が高圧ポンプへ供給される。高圧ポンプによって所定の低圧燃料は加圧され、加圧された燃料が燃料分配管へ供給される。燃料分配管へ供給された燃料は、プレッシャレギュレータにより所定の高圧燃料に調圧されて、燃料分配管内の各分配口から燃料噴射弁10へ供給される。
Next, the operation of the
燃料噴射弁2の燃料噴射時には、圧電振動子17に駆動エネルギーが供給され、圧電振動子17は伸長し第2スプリングの付勢力に抗して主ピストン18を開弁方向Aに押圧すると、主ピストン18は第2背圧室50の容積を最小にする状態となる。このとき、第1背圧室内50の燃料圧力が、所定圧力に達するかまたは第2燃料室35の燃料圧力に等しくなると、ニードル16は第1背圧室内50の燃料圧力を受け、第1スプリング36の付勢力に抗してニードル16が開弁方向にリフトする。ニードル16が開弁方向にリフトを開始すると、弁座13からニードル16が離座するので、燃料の噴射が開始される。
When fuel is injected from the fuel injection valve 2, driving energy is supplied to the
一方、燃料噴射停止時には、圧電振動子17に供給されている駆動エネルギーを放出させ、圧電振動子17を収縮させる。圧電振動子17が収縮すると、主ピストン18は第2スプリングの付勢力により閉弁方向Bに移動する。これにより主ピストン18は、第2背圧室50の燃料圧力を減少させ、さらには第2背圧室50に連通する第1背圧室35の燃料圧力を減少させる。ニードル16は第1スプリング36の付勢力により閉弁方向に付勢されているので、第2背圧室50の燃料圧力が減少すると、ニードル16は閉弁方向Bつまり弁座13に着座する方向にリフトを減じる。ニードル16が弁座13に着座すると、弁座13の下流側と内部燃料通路が閉塞されるので、燃料の噴射が終了する。圧電振動子17への通電期間を調節することにより、燃料噴射弁10から噴射される燃料(燃料噴霧)の噴射期間つまり燃料噴射量が調節される。
On the other hand, when the fuel injection is stopped, the driving energy supplied to the
なお、ここで、本実施形態の燃料噴射弁10は、図5に示すように、弁ボディ12等の先端部側は燃焼室106に向かうように配置されている。なお、燃料噴射弁10は、図5に示すように、シリンダヘッド102の段付き連通孔に、シール部材としてのガスケット103を介して弁ボディ12の一部が収容されており、ガスケット103より図中下方向側にある弁ボディ12を構成するノズルボディ25およびパッキン26の先端部側は、燃焼室106内で生じる火炎および燃焼ガスを被曝するおそれがある。ノズルボディ25およびパッキン26等は約100〜150℃程度に高温化されるおそれがある。また、シリンダヘッド102はエンジン100側の例えばウォータジャケット等の水冷式の冷却装置の効果により約80℃程度(場合により60〜100℃)に冷却保温されるが、エンジン100運転状態として、始動時等の冷間状態や、高負荷状態の走行からアイドリングに停止する運転状態など幅広い運転状態の範囲では、外気温〜100℃まで変化する可能性がある。
Here, as shown in FIG. 5, the
そのため、従来技術の燃料噴射弁のように圧電振動子17の伸縮によりニードルを直接駆動する等の構造では、エンジン側の熱変化例えば燃焼による低温状態から高恩状態への熱変化が生じると、リフト量が減少方向に変化し、燃料噴射量が変化するおそれがあった。詳しくは、ノズルボディ25およびパッキン26等の弁ボディ12は高温化により熱膨張し、図5中の下方向に伸びる。弁ボディ12側が下方に伸びると、弁ボディ12自体(詳しくは、弁座13)も下方向に移動するため、弁座13つまりニードル16のリフト初期位置も下方に移動してしまう。その結果、リフト量が減少することになるので、リフト量の減少分だけ燃料噴射量が変化(詳しくは減少)してしまうおそれがあった。
Therefore, in the structure of directly driving the needle by expansion and contraction of the
これに対し、本実施形態の燃料噴射弁2では、ニードル16のリフト量を規定するストッパ部材71を備え、ストッパ部材71(詳しくは下部側ストッパ部72)と弁ボディ12(詳しくは、ノズルボディ25およびパッキン26)の当接部として、弁座13側に比較的近いノズルボディ25の第2段差部12aとしている。詳しくはストッパ部材71側の下端部72aを、弁ボディ12の内部の弁座13側にある第2段差部12aに常に当接させ、追従するようにする。
In contrast, the fuel injection valve 2 of the present embodiment includes a
この様な構成にすることにより、ニードル16のリフト量を規定するストッパ部材71、76を、弁ボディ12の熱膨張(図4の模式図では、例えば弁ボディ12が寸法Lだけ膨張)による弁座13の軸方向位置の変化に追従させ、弁ボディ12側とニードル16側の熱膨張差でのリフト量の変化を緩和または防止することができる。詳しくは図4に示すように、弁ボディ12が寸法Lだけ膨張した場合であっても、ストッパ部材71、76とニードル16側の内部作動部材は、比較的温度変化の小さい燃料中に浸されているので、第1ストッパ72の支持部73とノズルボディ25の第1段差部12bとの軸方向に対峙する距離が小さくなるだけである。その結果、ストッパ部材71、76全体が弁座13の軸方向位置の変化に追従して移動するので、寸法Lの膨張前のエアギャップGa1と膨張後のエアギャップGa2をほぼ同じ大きさに維持できる。したがって、エンジン100側の熱変化等で弁ボディ12側の受熱により周囲温度の影響を受ける場合であっても、ニードル16のリフト量が変化するのを防止することができる。
By adopting such a configuration, the
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、(1)本実施形態では、ニードル16のリフト量を規定するストッパ部材71、76を備え、ストッパ部材71、76(詳しくは下部側ストッパ部72)と弁ボディ12(詳しくは、ノズルボディ25およびパッキン26)を当接する当接部として、ストッパ部材71、76側の下端部72aを、弁ボディ12の内部の弁座13側にある第2段差部12aに当接するように構成している。これにより、上記当接部を、弁ボディ12の熱膨張時に、弁ボディ12とともにストッパ部材71、76を弁座13側に移動する位置とすることができる。したがって、上記当接部を、弁ボディ12の熱膨張時に、弁ボディ12とともにストッパ部材71を弁座13側に移動する位置とするので、燃焼室106内の燃焼等の影響による弁ボディ12側とニードル16側との熱膨張差でのリフト変化の緩和または防止が図れる。弁ボディ12の熱膨張時に弁座13側に移動する弁ボディ12の所定位置(第2段差部12a)に当接されたストッパ部材71、76により、例えば燃料噴射弁10への受熱による周囲温度の影響を受けた場合であっても、ニードル16のリフト量を所定値(本実施例では、フルリフト量に相当するエアギャップがGa1=Ga2の所定値)に維持するようにすることができる。
Next, functions and effects of the present embodiment will be described. (1) In the present embodiment, the
したがって、受熱により弁ボディ12等先端部側が周囲温度の影響を受ける場合があってもリフト量変化防止が図れる。
Therefore, even if the tip end side such as the
(2)なお詳しくは、リフト量を規定するストッパ部材71、76として、ニードル16を着座方向に付勢する第1スプリング36と、第1スプリング36を挟み込んでエアギャップGaを形成している第1ストッパ71および第2ストッパ76とを備えるので、弁ボディ12側とニードル16側との熱膨張差を緩和または防止するように、ストッパ部材71、76全体の軸方向位置が変えられる。その結果、第1ストッパ71および第2ストッパ76とで形成されるエアギャップGaをストッパ部材71、76全体として維持しながら、ストッパ部材71、76を弁座13位置の変化に追従させることが可能である。したがって、弁ボディ12等先端部側が周囲温度の影響を受ける場合があっても、ニードル16のリフト量が変化するのを防止することができる。
(2) More specifically, as the
(3)なお、本実施形態では、第2ストッパ71(詳しくは、上部側ストッパ部74)は内外に貫通する第1連通孔75a、75bが設けられていることが好ましい。
(3) In the present embodiment, it is preferable that the second stopper 71 (specifically, the upper side stopper portion 74) is provided with
ニードル16が外側に離座することで開弁するいわゆる外開弁構造を有する燃料噴射弁10において、ニードル16等の内部作動部材は燃料中に浸されているので、ニードル16のリフト量を規制するスットパ部材も燃料中に浸されることになる。そのため、ニードル16のリフト量が最大(フルリフト)となるようにするいわゆる開弁保持時には、エアギャップGaがなくなってしまうため、弁座13側に向かう内部燃料通路内の燃料が閉塞されるおそれがある。
In the
これに対して本実施形態では、ストッパ部材71、76の内外を連通させる第1連通孔75a、75bを設けるように構成しているので、ニードル16がフルリフトしてエアギャップGaがなくなる場合があったとしても、燃料通路23、33および第1背圧室35を経由して弁座13側に向かう燃料の流れを閉塞するのを防止できる。
On the other hand, in the present embodiment, since the
(4)さらになお、本実施形態では、下部側ストッパ72は、内周12hに摺動可能な大径軸部72bを有している。この大径軸部72bの弁座13に向けて下端部72aを延設するとともに、下端部72a側は内周12hに対して所定の径方向隙間が設けられるように形成されていることが好ましい。
(4) Furthermore, in this embodiment, the lower-
これによると、リフト変化の緩和または防止をするためのストッパ部材71、76と弁ボディ12との当接部を設ける部位として、第1ストッパ71および第2ストッパ76のうち弁座13側に配置された第1ストッパ71の部位とし、その第1ストッパ71の弁座13側に延設する下部側ストッパ部72側に設けられているので、弁座13の軸方向位置の変化に追従し易い。
According to this, it arrange | positions in the
さらに、下部側ストッパ部72と弁ボディ12において、下部側ストッパ部72は弁ボディ12の内周に収容されるとともに、下部側ストッパ部72の大径軸部72bと、その内周12hの上部側とで摺動可能に形成されている。これにより、ストッパ部材71、76が比較的長軸状なものである場合であっても軸方向移動時での倒れ防止ができ、ストッパ部材71、76によるリフト量の規制がスムースに安定して行える。
Further, in the
また、大径軸部72bから弁座13側に延設される当接部側は内周12hに対して所定の径方向隙間が形成されるようにするので、弁ボディ12と下部側ストッパ部72との間に、弁ボディ12からの受熱を冷却する燃料通路が、所定の径方向隙間により形成される。
Further, the contact portion side extending from the large-
したがって、受熱により弁ボディ12等先端部側が周囲温度の影響を受ける場合があっても、ニードルのリフト量の変化防止を確実に行なうことができる。
Therefore, even if the tip end side of the
(5)さらになお、本実施形態では、下部側ストッパ72は、その所定径方向隙間と内部とを連通する第2連通孔75c、75dが設けられていることが好ましい。これにより、ストッパ部材71、76が弁ボディ12の内部に配置される場合において、下部側ストッパ部72は、第2連通孔75c、75dにより所定径方向隙間側と内部とを燃料が流通するようにするこができ、弁ボディ12からの受熱を冷却する燃料通路を第2連通孔75c、75dにより効果的に形成することができる。
(5) Furthermore, in the present embodiment, it is preferable that the
(6)さらになお、本実施形態では、下部側ストッパ部72の反弁座側には、第1スプリング36を支持する支持部73が延設されており、支持部73は、弁ボディ12(詳しくは第1段差部12b)に、当接することなく、対峙するように配置されている。これにより、受熱により弁ボディ12等先端部側が周囲温度の影響を受ける場合があっても、弁ボディ12の熱膨張による弁座13位置の変化にストッパ部材71、76全体として追従するようにしながら、リフト量を規制するストッパ部材71、76の機能が制限されないようにすることができる。
(6) Furthermore, in the present embodiment, a
(7)さらになお、第2ストッパ76は、ニードル16を係止する係止部材77を有しており、エアギャップGaを調節する組付け工程において、係止部材77の厚みによりエアギャップGaを決定する。これにより、エアギャップGaつまりリフト量を、係止部材77の厚みにより管理することができる。したがって、弁ボディ12側とニードル16側との熱膨張差でのリフト変化を緩和または防止するストッパ部材71、76を有する燃料噴射弁10の組付け方法として、リフト量を組付け調節することで、生産する個々の燃噴射弁10のリフト量のばらつきが抑えられる。
(7) Furthermore, the
(8)なお、本実施形態では、係止部材77を、第1係止部材77aおよび第2係止部材77bとで構成し、第1係止部材77aおよび第2係止部材77bはニードル16の径方向段差部34に挿入可能に形成されていることが好ましい。これにより、第1係止部材77aおよび第2係止部材77bをニードル16に外側から径方向に挿入し、ニードル16に係止することができる。このとき、エアギャップGaもしくはニードル16のリフト量を測定しながら、ノズルボディ25からニードル16およびスットパ部材71、76を分解することなく、係止部材77(詳しくは第1および第2係止部材77a、77b)を外側からニードル16に挿入組付けするだけでリフト量の組付け調節ができる。したがって、エアギャップGaを調節する組付け工程における組付性向上が図れる。
(8) In this embodiment, the locking
(9)さらになお、本実施形態では、第1係止部材77aおよび第2係止部材77bのうち一方(本実施例では第1係止部材77a)を第1スプリング35の付勢力を保持し、ニードル16に固定するための構造上の強度確保部とする。他方をリフト量を調節するためのスペーサとする。これにより、エアギャップGaを係止部材77の厚みにより選択調節する組付け方法において、第1係止部材77aは製造工程内で製造する燃料噴射弁10に無駄なく用いれ、エアギャップGa調節のための厚み選択として第2係止部材77bだけを交換するだけでよいので、歩留まりが少なくなり生産性向上が図れる。
(9) Furthermore, in this embodiment, one of the
(10)なお、ストッパ部材71、76は、弁ボディ12に比べて熱膨張係数が小さい材料からなることが好ましい。これにより、エンジン側の熱変化、例えば低温状態から高温状態への熱変化において、ストッパ部材71、76の材質自体によっても、弁ボディ12側とニードル16側との熱膨張差でのリフト変化への影響抑制を図ることができる。
(10) The
(11)なお、本実施形態では、圧電振動子17とニードル16との間には、圧電振動子17の伸縮動作を油圧動作に変換し、その油圧動作によりニードル16のリフト動作をさせる背圧室50が設けられている。
(11) In the present embodiment, the back pressure between the
一般に、機械的動作を油圧による流体動作に変換する伝達方法では、圧電振動子17の比較的素早い伸縮動作による流体の衝撃作用により背圧室内50燃料圧力が変動する場合がある。
In general, in a transmission method that converts a mechanical operation into a fluid operation using hydraulic pressure, the fuel pressure in the
これに対して本実施形態では、ニードル16のリフト量を規制するストッパ部材71、76を有するので、圧電振動子17の比較的素早い伸縮動作より背圧室内50の燃料圧力が変動する場合があってもストッパ部材71、76によりリフト量が変化するのを防止できる。
In contrast, in the present embodiment, since the
(第2の実施形態)
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、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、説明を繰返さない。
(Second Embodiment)
Hereinafter, other embodiments to which the present invention is applied will be described. In the following embodiments, the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
第2実施形態では、第1の実施形態で説明したストッパ部材71、76において、図7に示すように、ストッパ部材171を内周12iに保持されることなく、弁ボディ112との当接部を第1段差112bとする。図6は、本実施形態の燃料噴射弁の概略構成を示す断面図である。図7は、図6中の主要部を拡大した部分断面図である。なお、図8は、図7中の弁ボディ側と弁部材側の熱膨張差でのリフト量を説明する模式図である。
In the second embodiment, in the
図7に示すように、ストッパ部材171、76は、第1ストッパ171、第2ストッパ76、および第1スプリング36とを有する。第1ストッパ171は、上部側ストッパ部174と、支持部173からなる。支持部173は、図7に示すように、第1段差部112bに常に当接し、追従するように構成されている。
As shown in FIG. 7, the
この様な構成であっても、第1の実施形態とほぼ同様な効果を得ることができる。詳しくは、図8の模式図に示すように弁ボディ12が寸法Lだけ熱膨張する場合、寸法Lの膨張前のエアギャップGa1と膨張後のエアギャップGa3をほぼ同じ大きさか問題にならない程度に若干小さくなる程度にリフト変化を抑えることができる。
Even with such a configuration, substantially the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Specifically, as shown in the schematic diagram of FIG. 8, when the
(他の実施形態)
なお、以上説明した本実施形態おいて、弁ボディは、ノズルボディ25およびパッキン26とから構成される弁ボディ12に限らず、ノズルボディ25から構成されるものであってもよい。
(Other embodiments)
In the embodiment described above, the valve body is not limited to the
10 燃料噴射弁
12 弁ボディ
12a 第2段差部(当接部)
13 弁座
16 ニードル(弁部材)
17 圧電振動子(駆動部材)
18 主ピストン
25 ノズルボディ
26 パッキン(中間部材)
34 径方向段差
35 第1背圧室
36 第1スプリング(付勢部材)
50 第1背圧室
71 第1ストッパ部材(ストッパ部材)
72 下部側ストッパ部
72a 下端部
72b 大径軸部
73 支持部
74 上部側ストッパ部
75a、75b 第1連通孔(連通孔)
75c、75d 第2連通孔(燃料連通孔)
76 第2ストッパ部材(ストッパ部材)
77 係止部材
77a、77b 第1係止部材、第2係止部材
100 エンジン(内燃機関)
102 シリンダヘッド
103 ガスケット
106 燃焼室
DESCRIPTION OF
13
17 Piezoelectric vibrator (drive member)
18
34
50 First back
72 Lower
75c, 75d Second communication hole (fuel communication hole)
76 Second stopper member (stopper member)
77
102
Claims (11)
前記弁ボディの内外の軸方向に挿通可能で、前記弁座に着座および離座する弁部材と、
通電により伸長および収縮する駆動部材とを備え、
前記駆動部材の伸長により前記弁部材を外側に離座させることで開弁する燃料噴射弁において、
前記弁ボディ側に当接し、前記弁座から離座する前記弁部材のリフト量を規制するストッパ部材を備え、
前記ストッパ部材と前記弁ボディとの当接部を、前記弁ボディの膨張時に、前記弁ボディとともに前記ストッパ部材を前記弁座側に移動する位置とすることを特徴とする燃料噴射弁。 A valve body having a valve seat;
A valve member that is insertable in an axial direction inside and outside the valve body, and that is seated and separated from the valve seat;
A drive member that expands and contracts when energized,
In the fuel injection valve that opens by separating the valve member to the outside by extension of the drive member,
A stopper member that contacts the valve body side and regulates a lift amount of the valve member that is separated from the valve seat;
The fuel injection valve according to claim 1, wherein a contact portion between the stopper member and the valve body is a position where the stopper member is moved to the valve seat side together with the valve body when the valve body is expanded.
前記弁部材を着座方向に付勢する付勢部材と、
前記付勢部材を挟み込んで所定間隔を形成している第1ストッパおよび第2ストッパとを備えていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。 The stopper member is
A biasing member that biases the valve member in a seating direction;
2. The fuel injection valve according to claim 1, further comprising a first stopper and a second stopper that sandwich the biasing member to form a predetermined interval.
前記第1ストッパおよび前記第2ストッパのうち少なくともいずれか一方に内外に貫通する連通孔が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料噴射弁。 The first stopper and the second stopper are formed so that the valve member can be inserted therein,
The fuel injection valve according to claim 1 or 2, wherein a communication hole penetrating inward and outward is provided in at least one of the first stopper and the second stopper.
前記下部側ストッパ部は、前記弁ボディの内周に摺動可能な大径軸部を有しており、
前記当接部を前記大径軸部の前記弁座側に向けて延設するとともに、前記内周に対して所定径方向隙間が設けられるように配置されていることを特徴とする請求項3に記載の燃料噴射弁。 The abutting portion is formed on a lower stopper portion that extends to the valve seat side of either the first stopper or the second stopper and is disposed on the valve seat side,
The lower-side stopper portion has a large-diameter shaft portion that can slide on the inner periphery of the valve body,
4. The abutting portion extends toward the valve seat side of the large-diameter shaft portion, and is arranged so that a predetermined radial clearance is provided with respect to the inner periphery. The fuel injection valve described in 1.
前記支持部は、前記弁ボディに対峙するように配置されていることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の燃料噴射弁。 On the counter valve seat side of the lower side stopper portion, a support portion for supporting the urging member is extended,
6. The fuel injection valve according to claim 4, wherein the support portion is disposed so as to face the valve body.
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