JP2006316653A - Fuel injection device - Google Patents

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JP2006316653A JP2005138193A JP2005138193A JP2006316653A JP 2006316653 A JP2006316653 A JP 2006316653A JP 2005138193 A JP2005138193 A JP 2005138193A JP 2005138193 A JP2005138193 A JP 2005138193A JP 2006316653 A JP2006316653 A JP 2006316653A
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Masao Nakayama
雅夫 中山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection device compatibly establishing suppression of valve open bounce based on squeeze effect and valve close response. <P>SOLUTION: The fuel injection device 1 is provided with a fixed core 3 fixed in a valve body 2 and an armature 5 reciprocatably stored in a tip side of the fixed core 3 and provided with a needle valve 4 in a tip side. A spring 7 is gripped between the fixed core 3 and the armature 5. A recess part 8 is provided in a base section of the armature 5 and a moving element 9 made of magnetic body is stored in the recess part 8. Only a base end side end surface 11 of the moving element 9 adheres on a fixed core side opposing surface 3a at a time of valve open. Consequently, valve open response is improved. On the other hand, valve close bounce is suppressed by squeeze effect between the tip side end surface 10 of the moving element 9 and an armature side second opposing surface 5b. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関に用いられる電磁式の燃料噴射装置に関し、特に燃料噴射時における弁の開閉動作を改善することのできる燃料噴射装置に関する。   The present invention relates to an electromagnetic fuel injection device used for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection device capable of improving the opening / closing operation of a valve during fuel injection.

従来、内燃機関に用いられる燃料噴射装置には、噴射孔が形成された弁ボディの内部にコイルを備えた固定コアが装着され、このコイルの通電状態により弁ボディ内で往復移動するアーマチャを備えた構成のものがある。このアーマチャは、先端側に前記噴射孔の開閉を行うニードル弁を備えた構成となっている。すなわち、コイルの通電状態によってアーマチャと一体的にニードル弁を往復移動させて噴射孔からの燃料の噴射、停止を行う。また、このような燃料噴射装置では、ニードル弁を閉弁状態とすべく、ニードル弁又はこのニードル弁と一体となったアーマチャを押圧するスプリング等が装着されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel injection device used for an internal combustion engine is provided with a fixed core having a coil inside a valve body in which an injection hole is formed, and an armature that reciprocates within the valve body when the coil is energized. There are things with different configurations. This armature has a configuration in which a needle valve for opening and closing the injection hole is provided on the distal end side. That is, the needle valve is reciprocated integrally with the armature according to the energized state of the coil to inject and stop the fuel from the injection hole. Further, in such a fuel injection device, a needle valve or a spring that presses an armature integrated with the needle valve is mounted to close the needle valve.

このような構成の燃料噴射装置ではコイルに通電されることによって固定コア側に引き寄せられたアーマチャは、固定コアに接近することによって生じるスクイーズ効果により、開弁時にアーマチャ(ニードル弁)が固定コアに衝突することによって発生するニードル弁の微振動(開弁バウンス)が抑制される。ところが、スクイーズ効果は、開弁バウンスの抑制に有効である一方で、閉弁時には閉弁遅れ、閉弁応答性の悪化の原因ともなるものである(逆スクイーズ現象)。   In the fuel injection device having such a configuration, the armature attracted to the fixed core side when the coil is energized causes the armature (needle valve) to move to the fixed core when the valve is opened due to the squeeze effect generated by approaching the fixed core. Slight vibration (open valve bounce) of the needle valve generated by the collision is suppressed. However, while the squeeze effect is effective in suppressing the valve opening bounce, the valve closing delay and the valve closing response are deteriorated when the valve is closed (reverse squeeze phenomenon).

このようにスクイーズ効果は、ニードル弁の開閉動作に影響を及ぼすものであることから、スクイーズ効果を考慮してニードル弁の動作特性を改善する提案がなされている(特許文献1)。特許文献1には、以下のような燃料噴射弁が開示されている。特許文献1記載の燃料噴射弁では、ボディ内に移動可能に収容したニードル弁は、ボディの軸心に対してわずかに傾斜させて配設されている。また、ニードル弁側のストッパ部が当接するストッパプレートがボディ側に設けられ、ストッパ部とストッパプレートとの間に、ニードル弁の軸と直行する垂直面に対する傾斜角度が付与されている。   Thus, since the squeeze effect affects the opening / closing operation of the needle valve, a proposal has been made to improve the operation characteristics of the needle valve in consideration of the squeeze effect (Patent Document 1). Patent Document 1 discloses the following fuel injection valve. In the fuel injection valve described in Patent Document 1, the needle valve movably accommodated in the body is disposed so as to be slightly inclined with respect to the axis of the body. Further, a stopper plate with which the stopper portion on the needle valve side abuts is provided on the body side, and an inclination angle with respect to a vertical plane orthogonal to the axis of the needle valve is provided between the stopper portion and the stopper plate.

特開2000−329035号公報JP 2000-329035 A

前記特許文献1に記載された燃料噴射弁は、ニードル弁のボディに対する角度を傾斜させたり、ストッパ部とストッパプレートとの間に、ニードル弁の軸と直行する垂直面に対する傾斜角度を付与したりすることにより、開弁時及び閉弁時に適度なスクイーズ力を発生させ、ニードル弁の良好な動作特性を実現している。   In the fuel injection valve described in Patent Document 1, the angle of the needle valve with respect to the body is inclined, or an inclination angle with respect to a vertical plane orthogonal to the axis of the needle valve is provided between the stopper portion and the stopper plate. By doing so, an appropriate squeeze force is generated at the time of opening and closing of the valve, and good operating characteristics of the needle valve are realized.

しかしながら、燃料噴射弁内の所定箇所において所望の傾斜角度を実現するためには高い寸法精度、工作精度が要求される。また、異なる燃料噴射系毎の適合を図るために多くの工程が必要となり、高コスト化を招くおそれがあった。   However, high dimensional accuracy and work accuracy are required to achieve a desired inclination angle at a predetermined location in the fuel injection valve. In addition, many processes are required to achieve adaptation for different fuel injection systems, which may increase costs.

そこで、本発明は、加工に際して所望の傾斜角度を実現するための特別な加工等を必要とせず、スクイーズ効果に基づく開弁バウンスの抑制と、閉弁応答性を両立することができる燃料噴射装置を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention does not require special processing or the like for realizing a desired inclination angle during processing, and can achieve both the suppression of valve opening bounce based on the squeeze effect and the valve closing response. It is an issue to provide.

かかる課題を達成するための、本発明の燃料噴射装置は、噴射孔が形成された弁ボディと、当該弁ボディ内に装着された固定コアと、前記弁ボディ内の前記固定コアよりも先端側に往復移動可能に収容されると共に、先端側に前記噴射孔の開閉を行うニードル弁を備えたアーマチャと、通電状態によって当該アーマチャを前記固定コアに対して接近及び離間させるコイルと、前記ニードル弁が閉弁状態となるように前記アーマチャを押圧するアーマチャ押圧手段とを有する燃料噴射装置において、前記固定コアの先端側端面を固定コア側対向面とし、前記アーマチャには、前記固定コア側対向面と対向するアーマチャ側第一対向面、及び、当該アーマチャ側第一対向面よりも先端側に位置するアーマチャ側第二対向面とが形成され、当該アーマチャ側第二対向面と固定コア側対向面との間で前記アーマチャとは別個に往復移動する磁性体からなる移動子を備え、当該移動子の先端側端面が前記アーマチャ側第二対向面と密着すると共に基端側端面が前記固定コア側対向面と密着した状態で、当該固定コア側対向面と前記アーマチャ側第一対向面との間に隙間が形成される構成であることを特徴とする(請求項1)。なお、本明細書において、通常の燃料噴射装置において噴射孔が設けられている側を先端側、他端側を基端側と称することとする。   In order to achieve the above object, a fuel injection device according to the present invention includes a valve body in which an injection hole is formed, a fixed core mounted in the valve body, and a tip side of the fixed core in the valve body. An armature provided with a needle valve that opens and closes the injection hole on the distal end side thereof, a coil that causes the armature to approach and separate from the fixed core when energized, and the needle valve In the fuel injection device having an armature pressing means for pressing the armature so as to be in a valve-closed state, a front end side end surface of the fixed core is a fixed core side facing surface, and the armature has the fixed core side facing surface An armature-side first opposing surface that faces the armature, and an armature-side second opposing surface that is located on the tip side of the armature-side first opposing surface. A movable body made of a magnetic material that reciprocates independently from the armature between the second facing surface on the side of the arm and the facing surface on the side of the fixed core. A structure is formed in which a gap is formed between the fixed core side facing surface and the armature side first facing surface in a state where the proximal end side surface is in close contact with the fixed core side facing surface. (Claim 1). In the present specification, a side where an injection hole is provided in a normal fuel injection device is referred to as a distal end side, and the other end side is referred to as a proximal end side.

本発明は、スクイーズ効果が固定コアの先端側端面とアーマチャの基端側端面との間で生じ、スクイーズ効果の大小は固定コアとアーマチャとの接触面積に関連していることに着目してなされたものである。ここで、スクイーズ効果による開弁バウンスの抑制と閉弁応答性の背反性について整理すると以下の如くである。通常、アーマチャと固定コアとの接触面積が大きくなるとスクイーズ効果により開弁バウンスの抑制効果は高まる。しかし、その反面、閉弁時にはアーマチャと固定コアとの離間が困難となって閉弁応答性が悪化する。一方、アーマチャと固定コアとの接触面積を小さくすると閉弁応答性は向上するものの開弁バウンスの抑制という面では不利となる。   The present invention is made by paying attention to the fact that the squeeze effect occurs between the distal end surface of the fixed core and the proximal end surface of the armature, and the magnitude of the squeeze effect is related to the contact area between the fixed core and the armature. It is a thing. Here, the suppression of valve opening bounce by the squeeze effect and the contradiction of the valve closing response are summarized as follows. Normally, when the contact area between the armature and the fixed core increases, the valve opening bounce suppression effect is enhanced by the squeeze effect. However, when the valve is closed, it is difficult to separate the armature from the fixed core, and the valve closing response is deteriorated. On the other hand, if the contact area between the armature and the fixed core is reduced, the valve closing response is improved, but it is disadvantageous in terms of suppressing the valve opening bounce.

このような事情を踏まえて、本発明の燃料噴射装置では、ニードル弁と一体となったアーマチャとは別体の移動子を備え、この移動子の基端側端面のみが開弁時に固定コアの先端側端面と密着する構成としている。このため、従来、固定コアの先端側端面、すなわち固定コア側対向面と対向するアーマチャの基端側端面のほぼ全面が固定コア側対向面と密着していたものと比較して、固定コア側対向端面との接触面積を小さくすることができる。この結果、逆スクイーズ効果を減少させ、アーマチャと一体となったニードル弁の閉弁応答性を向上させることができる。   In view of such circumstances, the fuel injection device of the present invention includes a mover separate from the armature integrated with the needle valve, and only the base end side end face of the mover has a fixed core when the valve is opened. It is set as the structure closely_contact | adhered with the front end side end surface. For this reason, the fixed core side compared to the conventional one in which the front end side end surface of the fixed core, that is, the substantially entire surface of the base end side end surface of the armature facing the fixed core side facing surface is in close contact with the fixed core side facing surface The contact area with the opposing end surface can be reduced. As a result, the reverse squeeze effect can be reduced and the valve closing response of the needle valve integrated with the armature can be improved.

このように固定コア側対向面の接触面積が小さくなっていることから固定コアとアーマチャとの間のスクイーズ効果は減少しており、この結果、固定コアとアーマチャとの間で発揮される開弁バウンスの抑制効果も減少することとなる。ところが、本発明の燃料噴射装置では、アーマチャ側第二対向面と移動子の先端側端面との間でスクイーズ効果を得ることができ、これにより、固定コアとアーマチャとの間のスクイーズ効果の減少分を補うことができ、開弁バウンスの抑制効果を得ることができる。   Since the contact area of the fixed core side facing surface is thus reduced, the squeeze effect between the fixed core and the armature is reduced, and as a result, the valve opening exerted between the fixed core and the armature is reduced. The bounce suppression effect is also reduced. However, in the fuel injection device of the present invention, it is possible to obtain a squeeze effect between the armature-side second facing surface and the tip end surface of the moving element, thereby reducing the squeeze effect between the fixed core and the armature. Minutes can be compensated for and the effect of suppressing valve opening bounce can be obtained.

このような燃料噴射装置では、例えば、前記アーマチャの基端側に凹部を設け、当該凹部の底面を前記アーマチャ側第二対向面とした構成とすることができる(請求項2)。すなわち、この凹部内に移動子を収納する構成とすることができる。このように凹部を形成した構成とする場合、前記移動子の基端側に小径筒状部及び当該小径筒状部に連続する肩部を形成すると共に、前記凹部の開口端部に前記肩部が係止する係止部を形成した構成とすることができる(請求項3)。本発明における移動子は磁性体からなり、コイルの通電状態によってアーマチャとは別個に固定コア側に引き寄せられるが、移動子に肩部を形成すると共に凹部の開口端部に肩部が係止する係止部を形成することにより、開弁時、係止部に肩部が係止した後は、移動子とアーマチャとが一体的にコイルが発生する磁力により基端側、すなわち固定コア側へ引き寄せられる。なお、このような構成とすることにより、小径筒状部が係止部にガイドされて移動子を往復移動させることができる。   In such a fuel injection device, for example, a recess may be provided on the base end side of the armature, and the bottom surface of the recess may be configured as the armature-side second opposing surface (Claim 2). That is, it can be set as the structure which accommodates a moving element in this recessed part. When the concave portion is formed in this way, a small diameter cylindrical portion and a shoulder portion continuous to the small diameter cylindrical portion are formed on the proximal end side of the moving element, and the shoulder portion is formed at the opening end portion of the concave portion. It can be set as the structure which formed the latching | locking part which latches (Claim 3). The moving element according to the present invention is made of a magnetic material, and is pulled toward the fixed core separately from the armature depending on the energization state of the coil. However, the moving element forms a shoulder portion and the shoulder portion is locked to the opening end of the recess. By forming the locking part, after the shoulder is locked to the locking part when the valve is opened, the moving element and the armature move toward the base end side, that is, the fixed core side by the magnetic force generated by the coil. Gravitate. In addition, by setting it as such a structure, a small diameter cylindrical part is guided by the latching | locking part, and a moving element can be reciprocated.

また、このようにアーマチャの基端側に凹部を設けた構成とする場合、前記アーマチャ及び/又は前記移動子に、前記凹部の内外を連通させる通路を形成した構成とすることができる(請求項4)。本発明の燃料噴射装置では、移動子の先端側端面とアーマチャに形成したアーマチャ側第二対向面との間でスクイーズ効果を得る構成としている。アーマチャの基端側に凹部を設け、この凹部の底面をアーマチャ側第二対向面とする構成とした場合、十分なスクイーズ効果を得るためには凹部内に燃料が存在していることが必要となる。そこで、前記アーマチャ及び/又は移動子に、前記凹部の内外を連通させる通路を形成しておけば、弁ボディ内に供給された燃料を凹部内にも引き込むことができ、十分なスクイーズ効果を得ることができる。   Further, when the concave portion is provided on the base end side of the armature as described above, it is possible to adopt a configuration in which a passage for communicating the inside and outside of the concave portion is formed in the armature and / or the moving element. 4). In the fuel injection device of the present invention, a squeeze effect is obtained between the end surface on the front end side of the moving element and the second armature-side facing surface formed on the armature. When a recess is provided on the base end side of the armature and the bottom surface of the recess is the armature-side second facing surface, fuel must be present in the recess to obtain a sufficient squeeze effect. Become. Therefore, if a passage is formed in the armature and / or the moving element to communicate the inside and outside of the recess, the fuel supplied into the valve body can be drawn into the recess and a sufficient squeeze effect can be obtained. be able to.

本発明によれば、アーマチャとは別個に往復移動する磁性体からなる移動子を備え、開弁状態において、面積の小さい移動子の基端側端面のみが固定コアの先端側端面(固定コア側対向面)と密着するようにしたので、閉弁応答性を向上させることができる。また、開弁動作時に、アーマチャ側第二対向面と移動子の先端側端面との間でスクイーズ効果を得ることができるようにしたので、開弁バウンスの抑制を図ることができる。このような構成の燃料噴射装置は超精密な加工を伴うことなく製造が可能である。   According to the present invention, there is provided a mover made of a magnetic material that reciprocates separately from the armature, and in the valve open state, only the proximal end surface of the mover having a small area is the distal end surface (fixed core side) of the fixed core. The valve closing response can be improved. Further, during the valve opening operation, the squeeze effect can be obtained between the armature-side second facing surface and the tip end surface of the moving element, so that the valve opening bounce can be suppressed. The fuel injection device having such a configuration can be manufactured without super-precision processing.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の燃料噴射装置1の主要部分を示した模式図である。燃料噴射装置1は、先端部に噴射孔2aが形成された弁ボディ2と、この弁ボディ2内に固定して装着された固定コア3を備えている。さらに、弁ボディ2内の固定コア3よりも先端側に往復移動可能に収容され、先端側に噴射孔2aの開閉を行うニードル弁4を備えた基端部分を磁性体で形成したアーマチャ5を備えている。このニードル弁4はアーマチャ5の先端側に溶接され、アーマチャ5の一部を構成している。燃料噴射装置1はさらに通電状態によってアーマチャ5を固定コア3に対して接近及び離間させるコイル6を備えている。このコイル6は図に示すように固定コア3の内部に埋め込まれた形で装着されている。このように装着されたコイル6とアーマチャ5との間には本発明におけるアーマチャ押圧手段に相当するスプリング7が挟着されている。アーマチャ5はこのスプリング7によってニードル弁4が閉弁状態となるように弁ボディ2の先端側に付勢されている。また、アーマチャ5の基端部分には凹部8が設けられており、この凹部8内に磁性体からなる移動子9が収容されている。   FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a fuel injection device 1 of the present invention. The fuel injection device 1 includes a valve body 2 in which an injection hole 2 a is formed at a tip portion, and a fixed core 3 that is fixedly mounted in the valve body 2. Further, an armature 5 having a base end portion made of a magnetic material and including a needle valve 4 which is accommodated in the valve body 2 so as to be reciprocally movable toward the distal end side relative to the fixed core 3 and which opens and closes the injection hole 2a. I have. The needle valve 4 is welded to the distal end side of the armature 5 and constitutes a part of the armature 5. The fuel injection device 1 further includes a coil 6 that moves the armature 5 toward and away from the fixed core 3 according to an energized state. The coil 6 is mounted in a form embedded in the fixed core 3 as shown in the figure. A spring 7 corresponding to the armature pressing means in the present invention is sandwiched between the coil 6 and the armature 5 thus mounted. The armature 5 is urged toward the distal end side of the valve body 2 by the spring 7 so that the needle valve 4 is closed. A recess 8 is provided at the base end portion of the armature 5, and a moving element 9 made of a magnetic material is accommodated in the recess 8.

以上のような基本構成を有する燃料噴射装置1の固定コア3及びアーマチャ5の周辺の詳細な寸法、形状等について該当部分の拡大断面図である図2、アーマチャ5の基端部分の拡大断面図である図3、移動子9の拡大断面図である図4を参照しつつ説明する。なお、図2は、ニードル弁4によって噴射孔2aを閉塞した閉弁状態を示している。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a corresponding portion with respect to detailed dimensions, shapes, and the like around the fixed core 3 and the armature 5 of the fuel injection device 1 having the basic configuration as described above, and an enlarged cross-sectional view of the proximal end portion of the armature 3 and FIG. 4 which is an enlarged sectional view of the moving element 9 will be described. FIG. 2 shows a closed state in which the injection hole 2 a is closed by the needle valve 4.

まず、固定コア3において、参照番号3aを付した先端側端面が、本発明における固定コア側対向面である。次にアーマチャ5であるが、前記のように基端部分に凹部8が形成されており、参照番号5aを付した面が固定コア側対向面3aと対向する本発明におけるアーマチャ側第一対向面であり、参照番号5bを付した凹部8の底面が本発明におけるアーマチャ側第二対向面である。このためアーマチャ側第二対向面は、図3に示すようにアーマチャ側第一対向面よりも先端側に位置している。また、凹部8の開口端部には後述する移動子9の肩部9bが係止される係止部8aが形成されている。   First, in the fixed core 3, the front end side end surface denoted by reference numeral 3a is the fixed core side facing surface in the present invention. Next, the armature 5 has the concave portion 8 formed in the base end portion as described above, and the surface to which the reference numeral 5a is attached faces the fixed core side facing surface 3a in the armature side first facing surface in the present invention. The bottom surface of the concave portion 8 denoted by reference numeral 5b is the armature side second facing surface in the present invention. For this reason, the armature-side second facing surface is located on the tip side of the armature-side first facing surface as shown in FIG. In addition, a locking portion 8 a is formed at the opening end of the recess 8 to lock a shoulder portion 9 b of a moving element 9 described later.

このような凹部8には、図4に示すような移動子9が収容される。移動子9は、基端側、すなわち凹部8内に収容されたときに凹部8の開口部側に位置する側に小径筒状部9aが形成され、さらにこの小径筒状部9aに連続する肩部9bが形成されている。このような移動子9は、アーマチャ5の基端部と同様に磁性体からなり、固定コア3に埋め込まれたコイル6の通電状態により生じる磁界によってアーマチャ5とは別個に往復移動する。参照番号10は移動子9の先端側端面を示し、参照番号11は移動子9の基端側端面を示している。   A moving element 9 as shown in FIG. 4 is accommodated in the recess 8. The mover 9 has a small-diameter cylindrical portion 9a formed on the base end side, that is, the side positioned on the opening side of the concave portion 8 when accommodated in the concave portion 8, and further a shoulder continuous with the small-diameter cylindrical portion 9a. A portion 9b is formed. Similar to the base end portion of the armature 5, such a moving element 9 is made of a magnetic material and reciprocates separately from the armature 5 by a magnetic field generated by the energized state of the coil 6 embedded in the fixed core 3. Reference numeral 10 indicates a distal end side end face of the movable element 9, and reference numeral 11 indicates a proximal end end face of the movable element 9.

このような移動子9は、図2に示すように凹部8内に収容される。図2に示した状態は、前記のようにニードル弁4によって噴射孔2aを閉塞した閉弁状態であるが、移動子9の先端側端面10と凹部8内のアーマチャ側第二対向面5bとが密着した状態で係止部8aと肩部9bとの間には隙間bが形成されている。また、アーマチャ側第一対向面5aと移動子9の基端側端面11との間にはギャップcが形成されている。アーマチャ5と移動子9とは、開弁時においても図2に示した位置関係を維持し、基端側端面11のみが固定コア側対向面3aと密着することになるので、ギャップcは、図5における(4)に示した状態のように、そのまま開弁時の固定コア側対向面3aとアーマチャ側第一対向面5aとの間の隙間cとなる。また、図2に示した状態で、移動子9の基端側端面11と固定コア3の固定コア側対向面3aとの間にはギャップaが形成されている。このギャップaと、係止部8aと肩部9bとの間の隙間bとはa>bの関係となっている。   Such a mover 9 is accommodated in the recess 8 as shown in FIG. The state shown in FIG. 2 is a closed state in which the injection hole 2a is closed by the needle valve 4 as described above, but the distal end side end surface 10 of the moving element 9 and the armature side second opposing surface 5b in the recess 8 A gap b is formed between the locking portion 8a and the shoulder portion 9b in a state where the contact portions are in close contact with each other. A gap c is formed between the armature-side first facing surface 5 a and the proximal-side end surface 11 of the moving element 9. The armature 5 and the mover 9 maintain the positional relationship shown in FIG. 2 even when the valve is opened, and only the base end side end surface 11 is in close contact with the fixed core side facing surface 3a. As in the state shown in (4) in FIG. 5, the gap c between the fixed core side facing surface 3a and the armature side first facing surface 5a at the time of opening the valve is maintained. In the state shown in FIG. 2, a gap a is formed between the base end side end surface 11 of the moving element 9 and the fixed core side facing surface 3 a of the fixed core 3. The gap a and the gap b between the locking portion 8a and the shoulder portion 9b have a relationship of a> b.

以上のように構成される燃料噴射装置1の主として固定コア3及びアーマチャ5、移動子9の動作につき、図5及び図6を参照しつつ説明する。図5は、(1)に示した閉弁時の状態から、(4)に示した開弁時の状態まで、順を追って示したものである。また、図6は、移動子9と、アーマチャ5の基準位置からの移動状況を図5における(1)〜(4)の状態に対応させて示したものである。   Operations of the fixed core 3, armature 5, and mover 9 of the fuel injection device 1 configured as described above will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 shows the order from the closed state shown in (1) to the opened state shown in (4). FIG. 6 shows the moving state of the mover 9 and the armature 5 from the reference position corresponding to the states (1) to (4) in FIG.

まず、図5における(1)の状態であるが、コイル6に通電されておらず、ニードル弁4が噴射孔2aを閉塞した閉弁状態である。この状態では、移動子9の先端側端面10とアーマチャ側第二対向面5bとが密着し、移動子9の基端側端面11と固定コア側対向面3aとの間にはギャップaが保たれている。また、アーマチャ側第一対向面5aと固定コア側対向面3aとの間にはギャップaとギャップcとを合わせた距離の隙間が保たれている。この状態を以後の各部の移動状況を説明する際の基準位置とする。従って、図6における(1)の部分では、移動子9及びアーマチャ5の位置はいずれも「0」を示している。   First, the state (1) in FIG. 5 is a closed state in which the coil 6 is not energized and the needle valve 4 closes the injection hole 2a. In this state, the distal end side end surface 10 of the moving element 9 and the armature side second facing surface 5b are in close contact with each other, and a gap a is maintained between the proximal end side end surface 11 of the moving element 9 and the fixed core side facing surface 3a. I'm leaning. Further, a gap having a distance including the gap a and the gap c is maintained between the armature-side first facing surface 5a and the fixed core-side facing surface 3a. This state is used as a reference position for explaining the movement status of each part thereafter. Therefore, in the portion (1) in FIG. 6, the positions of the mover 9 and the armature 5 are both “0”.

次に、図5における(2)の状態であるが、コイル6に通電が開始された通電初期の状態を示している。この状態ではコイル6に通電が開始されたことにより、磁界が生じ、磁性体からなるアーマチャ5及び移動子9には、共に固定コア3側に引き寄せられる力が加わる。ところが、アーマチャ5は、スプリング7により先端側へ押圧されている。このため、この時点では、アーマチャ5は応答遅れにより移動できず、移動子9のみが固定コア3側に隙間b分だけ移動し、肩部9bが係止部8aに係止した状態となっている。この結果、移動子9の先端側端面10とアーマチャ側第二対向面5bとは距離b分だけ離間した状態となる。従って、図6における(2)の部分では、移動子9の位置は「b」を示し、アーマチャ5の位置は依然として「0」を示している。なお、現時点での移動子9の基端側端面11と固定コア側対向面3aとの間隔は「a−b」ということになる。   Next, in the state (2) in FIG. 5, an initial energization state in which the coil 6 is energized is shown. In this state, energization of the coil 6 is started, so that a magnetic field is generated, and a force attracted to the fixed core 3 side is applied to both the armature 5 and the mover 9 made of a magnetic material. However, the armature 5 is pressed to the tip side by the spring 7. Therefore, at this time, the armature 5 cannot move due to a response delay, only the moving element 9 moves to the fixed core 3 side by the gap b, and the shoulder 9b is locked to the locking portion 8a. Yes. As a result, the distal end side end surface 10 of the moving element 9 and the armature side second facing surface 5b are separated by a distance b. Accordingly, in the portion (2) in FIG. 6, the position of the moving element 9 indicates “b”, and the position of the armature 5 still indicates “0”. In addition, the space | interval of the base end side end surface 11 of the needle | mover 9 at this time and the fixed core side opposing surface 3a will be "ab".

次に、図5における(3)の状態であるが、(2)に示した移動子9の肩部9bが係止部8aに係止して移動子9とアーマチャ5とが一体的に固定コア3側に引き寄せられている状態である。すなわち、アーマチャ5もスプリング7の弾性に抗して固定コア3側に移動を開始した状態である。このようにアーマチャ5と一体的に固定コア3側に引き寄せられた移動子9は、基端側端面11が固定コア側対向面3aと当接した状態となる。ここで、移動子9の先端側端面10とアーマチャ側第二対向面5bとは依然として距離b分だけ離間した状態を保っている。従って、図6における(3)の部分では、移動子9の位置は「a」、すなわち、(1)で示した初期の状態のギャップa分だけ移動し、アーマチャ5は、「a−b」、すなわち、(2)で示した状態における移動子9の基端側端面11と固定コア側対向面3aとの間隔分だけ移動している。   Next, in the state of (3) in FIG. 5, the shoulder 9b of the movable element 9 shown in (2) is engaged with the engaging part 8a, and the movable element 9 and the armature 5 are integrally fixed. It is in a state of being drawn toward the core 3 side. That is, the armature 5 also starts to move toward the fixed core 3 against the elasticity of the spring 7. In this way, the movable element 9 that is pulled together with the armature 5 toward the fixed core 3 is in a state in which the base end side end surface 11 is in contact with the fixed core side facing surface 3a. Here, the tip end side end face 10 of the moving element 9 and the armature side second facing face 5b are still kept separated by a distance b. Accordingly, in the portion (3) in FIG. 6, the position of the movable element 9 is “a”, that is, the position is moved by the gap a in the initial state shown in (1), and the armature 5 is “ab”. That is, it moves by the distance between the base end side end surface 11 of the moving element 9 and the fixed core side facing surface 3a in the state shown in (2).

次に、図5における(4)の状態であるが、(3)に示した状態で移動子9の基端側端面11は既に固定コア側対向面3aと当接した状態となっているので、これ以上、移動することはない。一方、アーマチャ5は、(3)に示した状態で移動子9の先端側端面10とアーマチャ側第二対向面5bとは距離b分だけ離間した状態とっていることから、距離b分だけ固定コア3側に移動し、移動子9の先端側端面10とアーマチャ側第二対向面5bとが密着する。従って、図6における(4)の部分では、移動子9の位置は(3)の部分と同様に「a」を示し、アーマチャ5の位置も同様に「a」を示す。すなわち、アーマチャ5の初期位置(基準位置)からの移動量は、ギャップaと等しい。従って、図5における(4)の状態において、固定コア側対向面3aとアーマチャ側第一対向面5aとの間にはギャップcと同等の隙間cが形成されており、両者が密着することはない。なお、この状態がニードル弁4の開弁時の状態である。   Next, in the state of (4) in FIG. 5, the base end side end surface 11 of the moving element 9 is already in contact with the fixed core side facing surface 3a in the state shown in (3). No more moving. On the other hand, since the armature 5 is in the state shown in (3), the tip end surface 10 of the moving element 9 and the armature-side second facing surface 5b are separated by a distance b, and therefore fixed by the distance b. It moves to the core 3 side, and the distal end side end face 10 of the mover 9 and the armature side second facing face 5b are in close contact with each other. Accordingly, in the portion (4) in FIG. 6, the position of the movable element 9 indicates “a” similarly to the portion (3), and the position of the armature 5 also indicates “a”. That is, the movement amount of the armature 5 from the initial position (reference position) is equal to the gap a. Therefore, in the state of (4) in FIG. 5, a gap c equivalent to the gap c is formed between the fixed core side facing surface 3a and the armature side first facing surface 5a, and the two are in close contact with each other. Absent. This state is a state when the needle valve 4 is opened.

図5における(4)の状態では、アーマチャ5と移動子9との位置関係は、以上説明した関係となるが、このとき、移動子9の先端側端面10とアーマチャ側第二対向面5bとの間でスクイーズ効果が得られる。この結果、ニードル弁4の開弁バウンスが抑制される。   In the state of (4) in FIG. 5, the positional relationship between the armature 5 and the mover 9 is the relationship described above. At this time, the distal end side end surface 10 of the mover 9 and the armature side second facing surface 5b A squeeze effect can be obtained in between. As a result, valve opening bounce of the needle valve 4 is suppressed.

次に図5における(4)の状態、すなわち、ニードル弁4の開弁時の状態から閉弁時の状態へ移行する際の各部の動作について説明する。コイル6の通電を停止すると、磁界が消滅することからスプリング7に付勢されたアーマチャ5及びこれと一体となったニードル弁4は閉弁動作を開始する。このとき、固定コア側対向面3aとアーマチャ側第一対向面5aとの間は、前記のように隙間cが形成されており、両者は密着していないことから、当該箇所におけるスクイーズ効果(逆スクイーズ効果)は発生しない。このため、ニードル弁4は、良好な応答性をもって閉弁動作を開始し、図5における(1)の状態まで復帰することができる。   Next, the operation of each part when the state (4) in FIG. 5, that is, the state when the needle valve 4 is opened to the state when the valve is closed will be described. When the energization of the coil 6 is stopped, the magnetic field disappears, so that the armature 5 biased by the spring 7 and the needle valve 4 integrated therewith start a valve closing operation. At this time, the gap c is formed between the fixed core side facing surface 3a and the armature side first facing surface 5a as described above, and the two are not in close contact with each other. The squeeze effect does not occur. For this reason, the needle valve 4 can start the valve closing operation with good response and can return to the state (1) in FIG.

なお、図5における(4)の状態で、移動子9の基端側端面11と固定コア側対向面3aとが密着していることから、当該箇所において逆スクイーズ効果が生じることが考えられるが、密着している部分の面積が小さいことからニードル弁4の閉弁動作にはそれ程大きな影響を及ぼしていないと考えられる。また、移動子9の先端側端面10とアーマチャ側第二対向面5bも密着した状態となっていおり、当該箇所において逆スクイーズ効果が生じることが考えられるが、移動子9自体が固定された状態のものではなく、自由に往復移動できるものであることから、当該箇所における逆スクイーズ効果もニードル弁4の閉弁動作にはそれ程大きな影響を及ぼしていないと考えられる。   In addition, in the state of (4) in FIG. 5, since the base end side end surface 11 of the moving element 9 and the fixed core side facing surface 3a are in close contact with each other, it is considered that a reverse squeeze effect is generated at that location. Since the area of the close contact portion is small, it is considered that the valve closing operation of the needle valve 4 is not so much affected. In addition, the tip end surface 10 of the moving element 9 and the armature-side second facing surface 5b are also in close contact with each other, and it is considered that a reverse squeeze effect is produced at the location, but the moving element 9 itself is fixed. Therefore, it is considered that the reverse squeeze effect at the location does not have a great influence on the valve closing operation of the needle valve 4.

以上のような燃料噴射装置1のニードル弁4の弁挙動について、図7を参照しつつ、従来例との比較において説明する。図7中、符号(1)〜(4)は、図5に示した(1)〜(4)に示した状態に対応する時間を示している。図7中、二点鎖線で示した従来例1は固定コアとアーマチャとの接触面積を大きくした燃料噴射装置におけるニードル弁の弁挙動を示すものである。固定コアとアーマチャとの接触面積が大きいと、(3)で示した開弁時付近で弁のバウンスは見られないが、その一方で、コイルの駆動信号がOFFとされてからの弁応答性が悪い。これに対し、図7中、一点鎖線で示した従来例2は固定コアとアーマチャとの接触面積を小さくした燃料噴射装置におけるニードル弁の弁挙動を示すものである。固定コアとアーマチャとの接触面積が小さいと、コイルの駆動信号をOFFとしてからの弁応答性は良好であるが、(3)で示した開弁時付近で弁のバウンスが観測されている。これらの従来例に対し、図7中、実線で示した本発明の燃料噴射装置1の弁挙動は、(3)で示した開弁時付近で弁のバウンスが観測されることもなく、また、コイルの駆動信号をOFFとしてからの弁応答性も良好である。すなわち、本発明の燃料噴射装置1によれば、開弁バウンスの抑制と良好な閉弁応答性が確保されたことを確認することができた。   The valve behavior of the needle valve 4 of the fuel injection device 1 as described above will be described in comparison with a conventional example with reference to FIG. In FIG. 7, reference numerals (1) to (4) indicate times corresponding to the states shown in (1) to (4) shown in FIG. In FIG. 7, Conventional Example 1 indicated by a two-dot chain line shows the valve behavior of the needle valve in the fuel injection device in which the contact area between the fixed core and the armature is increased. When the contact area between the fixed core and the armature is large, the bounce of the valve is not seen in the vicinity of the valve opening shown in (3). On the other hand, the valve response after the coil drive signal is turned off. Is bad. On the other hand, Conventional Example 2 shown by the one-dot chain line in FIG. 7 shows the valve behavior of the needle valve in the fuel injection device in which the contact area between the fixed core and the armature is reduced. When the contact area between the fixed core and the armature is small, the valve response after the coil drive signal is turned off is good, but valve bounce is observed in the vicinity of the valve opening time shown in (3). In contrast to these conventional examples, the valve behavior of the fuel injection device 1 of the present invention indicated by the solid line in FIG. 7 is that no valve bounce is observed near the valve opening time indicated by (3). The valve responsiveness after the coil drive signal is turned off is also good. That is, according to the fuel injection device 1 of the present invention, it was confirmed that suppression of the valve opening bounce and good valve closing response were ensured.

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。例えば、図8に示したように、アーマチャ5に孔5cを穿設したり、図9に示すように移動子9に縦溝9cを設けたりして凹部8の内外を連通させる通路を形成した構成とすることができる。本発明の燃料噴射装置1では、移動子9の先端側端面10と凹部8の底面であるアーマチャ側第二対向面5bとの間に生じるスクイーズ効果を利用するものであるが、このスクイーズ効果を利用するためには、凹部8内に燃料が存在していることが必要となる。前記実施例では、係止部8aと小径筒状部9aとの間から弁ボディ2内の燃料が凹部8内に入り込むことができ、これにより凹部8内に燃料が存在する。このため前記実施例の構成であってもスクイーズ効果を得ることができるが、孔5cや縦溝9cを設けて凹部8の内外を連通させれば燃料が確実に凹部8内に入り込み、確実にスクイーズ効果を得ることができる。
また、係止部8aを設けない構成とすることもできる。
The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope. For example, as shown in FIG. 8, a hole 5c is formed in the armature 5, or a vertical groove 9c is provided in the movable element 9 as shown in FIG. It can be configured. In the fuel injection device 1 of the present invention, the squeeze effect that is generated between the distal end side end surface 10 of the moving element 9 and the armature side second facing surface 5b that is the bottom surface of the recess 8 is utilized. In order to use, it is necessary that the fuel exists in the recess 8. In the above embodiment, the fuel in the valve body 2 can enter the recess 8 from between the locking portion 8a and the small-diameter cylindrical portion 9a, whereby the fuel exists in the recess 8. For this reason, the squeeze effect can be obtained even with the configuration of the above embodiment, but if the hole 5c and the longitudinal groove 9c are provided to communicate the inside and outside of the recess 8, the fuel surely enters the recess 8 and reliably A squeeze effect can be obtained.
Moreover, it can also be set as the structure which does not provide the latching | locking part 8a.

本発明の燃料噴射装置の主要部分を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the principal part of the fuel-injection apparatus of this invention. 図1に示した燃料噴射装置の固定コア及びアーマチャ周辺部分の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a peripheral portion of a fixed core and an armature of the fuel injection device shown in FIG. 1. アーマチャの基端部分の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the base end part of an armature. 移動子の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a mover. 開弁時の各部の動作を順次示す説明図である。It is explanatory drawing which shows sequentially the operation | movement of each part at the time of valve opening. 移動子及びアーマチャの移動状況を示すグラフである。It is a graph which shows the movement condition of a mover and an armature. ニードル弁の弁挙動を示すグラフである。It is a graph which shows the valve behavior of a needle valve. 孔を設けたアーマチャの基端部分の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the base end part of the armature which provided the hole. 縦溝を設けた移動子の説明図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。It is explanatory drawing of the needle | mover provided with the vertical groove, (a) is a top view, (b) is a front view.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料噴射装置
2 弁ボディ
2a 噴射孔
3 固定コア
3a 固定コア側対向面
4 ニードル弁
5 アーマチャ
5a アーマチャ側第一対向面
5b アーマチャ側第二対向面
5c 孔
6 コイル
7 スプリング
8 凹部
8a 係止部
9 移動子
9a 小径筒状部
9b 肩部
9c 縦溝
10 先端側端面
11 基端側端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection apparatus 2 Valve body 2a Injection hole 3 Fixed core 3a Fixed core side opposing surface 4 Needle valve 5 Armature 5a Armature side first opposing surface 5b Armature side second opposing surface 5c Hole 6 Coil 7 Spring 8 Recess 8a Locking part DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Mover 9a Small diameter cylindrical part 9b Shoulder part 9c Vertical groove 10 Front end side end face 11 Base end side end face

Claims (4)

噴射孔が形成された弁ボディと、
当該弁ボディ内に装着された固定コアと、
前記弁ボディ内の前記固定コアよりも先端側に往復移動可能に収容されると共に、先端側に前記噴射孔の開閉を行うニードル弁を備えたアーマチャと、
通電状態によって当該アーマチャを前記固定コアに対して接近及び離間させるコイルと、
前記ニードル弁が閉弁状態となるように前記アーマチャを押圧するアーマチャ押圧手段とを有する燃料噴射装置において、
前記固定コアの先端側端面を固定コア側対向面とし、
前記アーマチャには、前記固定コア側対向面と対向するアーマチャ側第一対向面、及び、当該アーマチャ側第一対向面よりも先端側に位置するアーマチャ側第二対向面とが形成され、
当該アーマチャ側第二対向面と固定コア側対向面との間で前記アーマチャとは別個に往復移動する磁性体からなる移動子を備え、
当該移動子の先端側端面が前記アーマチャ側第二対向面と密着すると共に基端側端面が前記固定コア側対向面と密着した状態で、当該固定コア側対向面と前記アーマチャ側第一対向面との間に隙間が形成されることを特徴とした燃料噴射装置。
A valve body in which an injection hole is formed;
A fixed core mounted in the valve body;
An armature that is housed in a reciprocating manner closer to the tip side than the fixed core in the valve body, and includes a needle valve that opens and closes the injection hole on the tip side;
A coil that causes the armature to approach and separate from the fixed core according to the energized state;
In a fuel injection device having an armature pressing means for pressing the armature so that the needle valve is in a closed state,
The front end side end surface of the fixed core is a fixed core side facing surface,
The armature is formed with an armature-side first facing surface that faces the fixed core-side facing surface, and an armature-side second facing surface that is located on the tip side of the armature-side first facing surface,
Provided with a mover made of a magnetic material that reciprocates separately from the armature between the armature-side second facing surface and the fixed core-side facing surface,
The fixed core side facing surface and the armature side first facing surface in a state where the distal end side end surface of the moving element is in close contact with the armature side second facing surface and the proximal end surface is in close contact with the fixed core side facing surface. A fuel injection device characterized in that a gap is formed between the two.
請求項1記載の燃料噴射装置において、
前記アーマチャの基端側に凹部を設け、当該凹部の底面を前記アーマチャ側第二対向面としたことを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 1, wherein
A fuel injection device, wherein a recess is provided on the base end side of the armature, and the bottom surface of the recess is the armature-side second facing surface.
請求項2記載の燃料噴射装置において、
前記移動子の基端側に小径筒状部及び当該小径筒状部に連続する肩部を形成すると共に、
前記凹部の開口端部に前記肩部が係止する係止部を形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 2, wherein
While forming a small diameter cylindrical portion and a shoulder portion continuous to the small diameter cylindrical portion on the proximal end side of the moving element,
The fuel injection device according to claim 1, wherein a locking portion for locking the shoulder portion is formed at an opening end portion of the concave portion.
請求項2又は3記載の燃料噴射装置において、
前記アーマチャ及び/又は前記移動子に、前記凹部の内外を連通させる通路を形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 2 or 3,
A fuel injection device characterized in that a passage for communicating the inside and outside of the recess is formed in the armature and / or the moving element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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