JP2007205324A - Fuel injection valve - Google Patents

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JP2007205324A JP2006028215A JP2006028215A JP2007205324A JP 2007205324 A JP2007205324 A JP 2007205324A JP 2006028215 A JP2006028215 A JP 2006028215A JP 2006028215 A JP2006028215 A JP 2006028215A JP 2007205324 A JP2007205324 A JP 2007205324A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make linear the characteristics of fuel injection amount against an injection period command value and reduce the drive force required for an actuator. <P>SOLUTION: This fuel injection valve comprises a valve element 25 allowing a valve chamber 212 to selectively communicate with a low-pressure fuel passage 213 or a high-pressure fuel passage 202 and a control chamber 30 always communicating with the valve chamber 212. The needles 12 of a nozzle is biased by the fuel pressure in the control chamber 3 in the valve opening direction. The pulsation of the pressure in the control chamber 3 when the nozzle is opened is suppressed by making hard a fuel to flow from the control chamber 30 into the valve chamber 212. Since the fuel easily flows from the valve chamber 212 into the control chamber 30, the restricted diameter of an in-orifice can be set small. The drive force requested by the actuator can be reduced by reducing the pressure receiving area of the valve element 25. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料を熱機関に噴射するための燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve for injecting fuel into a heat engine.

従来の燃料噴射弁は、ニードルにより噴孔を開閉するノズルと、バルブ室内に配置されてバルブ室を低圧燃料通路または高圧燃料通路に選択的に連通させる弁体と、弁体を駆動するアクチュエータと、連絡通路を介してバルブ室と常時連通する制御室とを備え、制御室の燃料圧力によりニードルが閉弁向きに付勢され、制御弁にて制御室の圧力を制御してノズルの開閉弁作動を制御するようになっている。   A conventional fuel injection valve includes a nozzle that opens and closes an injection hole with a needle, a valve body that is disposed in the valve chamber and selectively communicates the valve chamber with a low pressure fuel passage or a high pressure fuel passage, and an actuator that drives the valve body; A control chamber that is always in communication with the valve chamber via the communication passage, the needle is urged toward the valve closing direction by the fuel pressure in the control chamber, and the control chamber pressure is controlled by the control valve to open and close the nozzle The operation is controlled.

また、低圧燃料通路に設けたアウトオリフィスにより、制御室から排出される燃料の流量を制御してノズルの開弁速度を制御し、高圧燃料通路に設けたインオリフィスにより、制御室に供給される燃料の流量を制御してノズルの閉弁速度を制御するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３５５５３４号公報 Further, the flow rate of the fuel discharged from the control chamber is controlled by the out orifice provided in the low pressure fuel passage to control the valve opening speed, and the nozzle is supplied to the control chamber by the in orifice provided in the high pressure fuel passage. The flow rate of the fuel is controlled to control the valve closing speed of the nozzle (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-355534 A

特許文献１に記載された燃料噴射弁は、ノズルの開弁時に制御室からバルブ室間において圧力脈動が発生し、その圧力脈動によりニードルの作動が不安定になり、噴射期間指令値に対する燃料噴射量の特性がリニアにならず、そのため、高い噴射精度を実現するために噴射量補正を行おうとしてもうまく補正できないという問題がある。   In the fuel injection valve described in Patent Document 1, pressure pulsation occurs between the control chamber and the valve chamber when the nozzle is opened, and the operation of the needle becomes unstable due to the pressure pulsation, and fuel injection for the injection period command value is performed. There is a problem that the characteristics of the quantity do not become linear, and therefore, even if it is attempted to correct the injection quantity in order to achieve high injection accuracy, it cannot be corrected well.

上記の圧力脈動は、制御室〜バルブ室の容積が大きい場合に現れる現象であることが知られており、制御室とバルブ室の間にコモンオリフィスを追加することにより、制御室内の圧力脈動を抑制して、噴射期間指令値に対する燃料噴射量の特性をリニアなものにすることができる。   The above pressure pulsation is known to occur when the volume of the control chamber to the valve chamber is large. By adding a common orifice between the control chamber and the valve chamber, the pressure pulsation in the control chamber is reduced. It can suppress and it can make the characteristic of the fuel injection quantity with respect to the injection period command value linear.

しかし、コモンオリフィスの追加により、インオリフィスやアウトオリフィスを流れる燃料の流量が抑制されてしまうため、ノズルの開閉弁速度が遅くなってしまう。そのため、コモンオリフィスを用いる場合は、インオリフィスやアウトオリフィスの絞り径を大きく設定する必要がある。   However, the addition of the common orifice suppresses the flow rate of the fuel flowing through the in-orifice and the out-orifice, resulting in a slow nozzle opening / closing valve speed. Therefore, when a common orifice is used, it is necessary to set a large diameter for the in-orifice and the out-orifice.

そして、インオリフィスおよびアウトオリフィスの少なくとも一方は、通常、弁体が接離する弁座に形成されており、絞り径が大きく設定されると弁体に作用する力が大きくなり、弁体を駆動するアクチュエータに要求される駆動力が大きくなるという問題が発生する。   At least one of the in-orifice and the out-orifice is usually formed in a valve seat that contacts and separates the valve body. When the throttle diameter is set large, the force acting on the valve body increases, and the valve body is driven. This causes a problem that the driving force required for the actuator to be increased.

本発明は上記点に鑑みて、噴射期間指令値に対する燃料噴射量の特性をリニアなものし、且つ、弁体を駆動するアクチュエータに要求される駆動力を小さくすることを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to linearize the fuel injection amount characteristic with respect to the injection period command value and to reduce the driving force required for the actuator that drives the valve element.

本発明は、バルブ室（２１２）内に配置されてバルブ室（２１２）を低圧燃料通路（２１３）または高圧燃料通路（２０２）に選択的に連通させる弁体（２５）と、連絡通路（２０５、２０７、２０８、２０９）を介してバルブ室（２１２）と常時連通する制御室（３０）とを備え、制御室（３０）の燃料圧力によりノズル（１）のニードル（１２）が閉弁向きに付勢される燃料噴射弁において、制御室（３０）からバルブ室（２１２）へ燃料が流れるときよりも、バルブ室（２１２）から制御室（３０）へ燃料が流れるときの方が燃料が流れやすくなっていることを特徴とする。   The present invention includes a valve body (25) disposed in the valve chamber (212) to selectively communicate the valve chamber (212) with the low pressure fuel passage (213) or the high pressure fuel passage (202), and the communication passage (205). , 207, 208, 209) and a control chamber (30) that is always in communication with the valve chamber (212), and the needle (12) of the nozzle (1) is closed by the fuel pressure in the control chamber (30). In the fuel injection valve urged by the fuel, the fuel flows when the fuel flows from the valve chamber (212) to the control chamber (30) rather than when the fuel flows from the control chamber (30) to the valve chamber (212). It is easy to flow.

このように、制御室（３０）からバルブ室（２１２）へは相対的に燃料が流れ難くなっているため、ノズル開弁時の制御室（３０）内の圧力脈動を抑制して、噴射期間指令値に対する燃料噴射量の特性をリニアなものにすることができる。   In this way, since fuel is relatively difficult to flow from the control chamber (30) to the valve chamber (212), the pressure pulsation in the control chamber (30) when the nozzle is opened is suppressed, and the injection period The characteristic of the fuel injection amount with respect to the command value can be made linear.

一方、バルブ室（２１２）から制御室（３０）へは相対的に燃料が流れやすくなっているので、インオリフィス（２０３）の絞り径を小さく設定することができ、弁体（２５）を駆動するアクチュエータ（２４）に要求される駆動力を小さくすることができる。   On the other hand, since the fuel flows relatively easily from the valve chamber (212) to the control chamber (30), the throttle diameter of the in-orifice (203) can be set small, and the valve body (25) is driven. The driving force required for the actuator (24) to be reduced can be reduced.

この場合、連絡通路（２０５、２０７）を２つ備え、一方の連絡通路（２０５）にオリフィス（２０６）を設け、他方の連絡通路（２０７）に、バルブ室（２１２）から制御室（３０）への燃料の流れのみを許容する逆止弁（２８）を設けることができる。   In this case, two communication passages (205, 207) are provided, one communication passage (205) is provided with an orifice (206), and the other communication passage (207) is connected to the control chamber (30) from the valve chamber (212). A check valve (28) may be provided that allows only the flow of fuel into the.

また、通路面積を変化させる可変オリフィス（４０、４２）により、制御室（３０）からバルブ室（２１２）へ燃料が流れるときの通路面積よりも、バルブ室（２１２）から制御室（３０）へ燃料が流れるときの通路面積を大にすることができ、さらに、可変オリフィス（４０、４２）は、制御室（３０）の圧力がバルブ室（２１２）の圧力よりも高いときには連絡通路（２０８）を閉じるとともに、バルブ室（２１２）の圧力が制御室（３０）の圧力よりも所定値以上高いときには連絡通路（２０８）を開くオリフィス弁体（４０）を備え、オリフィス弁体（４０）は、オリフィス弁体（４０）よりも制御室（３０）側の連絡通路（２０８）とオリフィス弁体（４０）よりもバルブ室（２１２）側の連絡通路（２０８）とを常時連通させる第１オリフィス（４２）を備えることができる。   In addition, the variable orifices (40, 42) that change the passage area move from the valve chamber (212) to the control chamber (30) rather than the passage area when fuel flows from the control chamber (30) to the valve chamber (212). The passage area when the fuel flows can be increased, and the variable orifices (40, 42) can be connected to the communication passage (208) when the pressure in the control chamber (30) is higher than the pressure in the valve chamber (212). And an orifice valve body (40) that opens the communication passage (208) when the pressure in the valve chamber (212) is higher than the pressure in the control chamber (30) by a predetermined value or more. The communication passage (208) closer to the control chamber (30) than the orifice valve body (40) and the communication passage (208) closer to the valve chamber (212) than the orifice valve body (40) are always in communication. 1 can be provided with an orifice (42).

このようにすれば、連絡通路（２０８）を１つにできるので、構成を簡素にすることができる。   In this way, since the communication path (208) can be made one, the configuration can be simplified.

また、連絡通路（２０９）に設けた第２オリフィス（５０）により、制御室（３０）からバルブ室（２１２）へ燃料が流れるときの流量係数よりも、バルブ室（２１２）から制御室（３０）へ燃料が流れるときの流量係数を大にすることができ、さらに、第２オリフィス（５０）は、最小絞り部（５０１）における制御室（３０）側の端部（５０２）では、制御室（３０）側から最小絞り部（５０１）に向かって通路面積が急激に減少し、最小絞り部（５０１）におけるバルブ室（２１２）側の端部（５０３）では、バルブ室（２１２）側から最小絞り部（５０１）に向かって通路面積が緩やかに減少する構成にすることができる。   Further, the flow rate coefficient when the fuel flows from the control chamber (30) to the valve chamber (212) by the second orifice (50) provided in the communication passage (209) is larger from the valve chamber (212) to the control chamber (30). ), And the second orifice (50) has a control chamber at the end (502) on the control chamber (30) side of the minimum throttle (501). The passage area decreases rapidly from the (30) side toward the minimum throttle portion (501), and the end (503) on the valve chamber (212) side of the minimum throttle portion (501) from the valve chamber (212) side. It is possible to adopt a configuration in which the passage area gradually decreases toward the minimum throttle portion (501).

このようにすれば、連絡通路（２０９）を１つにできるとともに、逆止弁（２８）やオリフィス弁体（４０）等が不要であるので、構成をさらに簡素にすることができる。   In this way, the number of connecting passages (209) can be reduced to one, and the check valve (28), the orifice valve element (40), and the like are not necessary, so that the configuration can be further simplified.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in a claim and this column shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁の全体構成を示す断面図、図２は図１の燃料噴射弁における要部の断面図である。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the fuel injection valve of FIG.

燃料噴射弁は、内燃機関（より詳細にはディーゼルエンジン、図示せず）のシリンダヘッドに装着され、蓄圧器（図示せず）内に蓄えられた高圧燃料を内燃機関の気筒内に噴射するものである。   The fuel injection valve is mounted on a cylinder head of an internal combustion engine (more specifically, a diesel engine, not shown) and injects high-pressure fuel stored in a pressure accumulator (not shown) into the cylinder of the internal combustion engine. It is.

図１、図２に示すように、燃料噴射弁は、開弁時に燃料を噴射するノズル１を備えている。このノズル１は、ノズルボデー１１と、ノズルボデー１１に摺動自在に保持されたニードル１２と、ニードル１２が挿入されたシリンダ１３と、ニードル１２を閉弁向きに付勢するノズルスプリング１４とを有している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel injection valve includes a nozzle 1 that injects fuel when the valve is opened. The nozzle 1 includes a nozzle body 11, a needle 12 that is slidably held on the nozzle body 11, a cylinder 13 in which the needle 12 is inserted, and a nozzle spring 14 that urges the needle 12 in a valve closing direction. ing.

ノズルボデー１１の一端には、高圧燃料を内燃機関の気筒内に噴出させる噴孔１１１が形成され、この噴孔１１１の上流側にテーパ状の弁座１１２が形成されている。ノズルボデー１１には、噴孔１１１側から反噴孔側に向かって順に、第１〜第３孔１１３〜１１５が形成されている。   One end of the nozzle body 11 is formed with an injection hole 111 for injecting high-pressure fuel into the cylinder of the internal combustion engine, and a tapered valve seat 112 is formed on the upstream side of the injection hole 111. The nozzle body 11 is formed with first to third holes 113 to 115 in order from the nozzle hole 111 side to the counter nozzle hole side.

ニードル１２には、噴孔１１１側から反噴孔側に向かって順に、テーパ状のシート部１２１、小径円柱部１２２、大径円柱部１２３、ピストン部１２４が形成されている。   The needle 12 is formed with a tapered seat portion 121, a small diameter cylindrical portion 122, a large diameter cylindrical portion 123, and a piston portion 124 in this order from the injection hole 111 side toward the counter injection hole side.

そして、シート部１２１が弁座１１２に接離することにより、噴孔１１１が開閉されるようになっている。第１孔１１３と小径円柱部１２２との間に、高圧燃料の通路が形成されている。   The injection hole 111 is opened and closed when the seat portion 121 contacts and separates from the valve seat 112. A high-pressure fuel passage is formed between the first hole 113 and the small-diameter cylindrical portion 122.

大径円柱部１２３が第２孔１１４に摺動自在に保持されている。大径円柱部１２３には切り欠き面１２３ａが形成されており、この切り欠き面１２３ａと第２孔１１４との間に、高圧燃料が流通する通路が形成されている。   The large-diameter cylindrical portion 123 is slidably held in the second hole 114. A cutout surface 123 a is formed in the large-diameter cylindrical portion 123, and a passage through which high-pressure fuel flows is formed between the cutout surface 123 a and the second hole 114.

第３孔１１５には、シリンダ１３およびノズルスプリング１４が配設されている。また、第３孔１１５には、高圧燃料が常時導入されるようになっている。そして、第３孔１１５は、切り欠き面１２３ａと第２孔１１４との間の通路、および第１孔１１３と小径円柱部１２２との間の通路を介して、噴孔１１１に連通可能になっている。   A cylinder 13 and a nozzle spring 14 are disposed in the third hole 115. In addition, high pressure fuel is always introduced into the third hole 115. The third hole 115 can communicate with the nozzle hole 111 via a passage between the cutout surface 123a and the second hole 114 and a passage between the first hole 113 and the small diameter cylindrical portion 122. ing.

ピストン部１２４は、シリンダ１３に摺動自在に且つ液密的に挿入されている。そして、ピストン部１２４と、シリンダ１３と、第１板部材２０とにより、内部の燃料圧力が高圧と低圧に切り替えられる制御室３０が形成されている。ニードル１２は、制御室３０内の燃料圧力により閉弁向きに付勢され、ノズルボデー１１内の燃料圧力により開弁向きに付勢される。   The piston portion 124 is slidably and liquid-tightly inserted into the cylinder 13. The piston portion 124, the cylinder 13, and the first plate member 20 form a control chamber 30 in which the internal fuel pressure can be switched between high pressure and low pressure. The needle 12 is urged in the valve closing direction by the fuel pressure in the control chamber 30 and is urged in the valve opening direction by the fuel pressure in the nozzle body 11.

第１板部材２０はノズル１の反噴孔側に配設され、この第１板部材２０の反ノズル側に第２板部材２１が配設され、この第２板部材２１の反ノズル側にバルブボデー２２が配設され、ノズル１と第１板部材２０と第２板部材２１とバルブボデー２２は、リテーニングナット２３により結合されている。   The first plate member 20 is disposed on the side opposite to the nozzle hole of the nozzle 1, the second plate member 21 is disposed on the side opposite to the nozzle of the first plate member 20, and on the side opposite to the nozzle of the second plate member 21. A valve body 22 is disposed, and the nozzle 1, the first plate member 20, the second plate member 21, and the valve body 22 are coupled by a retaining nut 23.

バルブボデー２２は、蓄圧器からの高圧燃料を第２板部材２１側に導く高圧燃料通路２２１、燃料を低圧部である燃料タンク（図示せず）に戻すための低圧燃料通路２２２、および収納穴２２３が形成されている。   The valve body 22 includes a high-pressure fuel passage 221 that guides high-pressure fuel from the pressure accumulator to the second plate member 21 side, a low-pressure fuel passage 222 for returning the fuel to a fuel tank (not shown) that is a low-pressure portion, and a storage hole 223 is formed.

バルブボデー２２の高圧燃料通路２２１は、第２板部材２１の高圧燃料通路２１１、および第１板部材２０の高圧燃料通路２０１を介して、ノズルボデー１１の第３孔１１５に連通している。低圧燃料通路２２２は、第２板部材２１の低圧燃料通路２１３を介してバルブ室２１２に連通している。収納穴２２３には、ピエゾ素子を用いたアクチュエータ２４と、アクチュエータ２４の伸縮作動を第２板部材２１内の弁体２５に伝達する伝達部材２６が収納されている。   The high pressure fuel passage 221 of the valve body 22 communicates with the third hole 115 of the nozzle body 11 via the high pressure fuel passage 211 of the second plate member 21 and the high pressure fuel passage 201 of the first plate member 20. The low pressure fuel passage 222 communicates with the valve chamber 212 via the low pressure fuel passage 213 of the second plate member 21. The accommodation hole 223 accommodates an actuator 24 using a piezo element and a transmission member 26 that transmits the expansion / contraction operation of the actuator 24 to the valve body 25 in the second plate member 21.

図３は図２のＡ部の拡大断面図であり、この図３に示すように、第２板部材２１には、弁体２５が収納されるバルブ室２１２が形成され、低圧燃料通路２１３中にアウトオリフィス２１４が設けられている。第１板部材２０には、バルブ室２１２とノズルボデー１１の第３孔１１５とを連通させる高圧燃料通路２０２が形成されており、この高圧燃料通路２０２におけるバルブ室２１２側の開口部がインオリフィス２０３である。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. 2. As shown in FIG. 3, the second plate member 21 is formed with a valve chamber 212 in which the valve body 25 is accommodated, and in the low-pressure fuel passage 213. Is provided with an out-orifice 214. The first plate member 20 is formed with a high-pressure fuel passage 202 that allows the valve chamber 212 and the third hole 115 of the nozzle body 11 to communicate with each other, and an opening on the valve chamber 212 side in the high-pressure fuel passage 202 is an in-orifice 203. It is.

伝達部材２６のピン２６１が弁体２５に当接しており、アクチュエータ２４が伸びているときには伝達部材２６を介して弁体２５が噴孔１１１側に向かって駆動される。これにより、弁体２５のアウト側シート部２５１が第２板部材２１のアウト側弁座２１５から離れてバルブ室２１２と低圧燃料通路２１３が連通し、弁体２５のイン側シート部２５２が第１板部材２０のイン側弁座２０４に当接してバルブ室２１２と第３孔１１５間が遮断されるようになっている。   When the pin 261 of the transmission member 26 is in contact with the valve body 25 and the actuator 24 is extended, the valve body 25 is driven toward the injection hole 111 via the transmission member 26. As a result, the out-side seat portion 251 of the valve body 25 is separated from the out-side valve seat 215 of the second plate member 21 so that the valve chamber 212 and the low-pressure fuel passage 213 communicate with each other, and the in-side seat portion 252 of the valve body 25 is The valve chamber 212 and the third hole 115 are blocked by contacting the in-side valve seat 204 of the one-plate member 20.

アクチュエータ２４が縮んでいるときには、バルブ室２１２に収納されたバルブスプリング２７によって弁体２５が反噴孔側に向かって付勢される。これにより、弁体２５のアウト側シート部２５１が第２板部材２１のアウト側弁座２１５に当接してバルブ室２１２と低圧燃料通路２１３間が遮断され、弁体２５のイン側シート部２５２が第１板部材２０のイン側弁座２０４から離れてバルブ室２１２と第３孔１１５が連通するようになっている。   When the actuator 24 is contracted, the valve body 25 is urged toward the counter injection hole side by the valve spring 27 housed in the valve chamber 212. As a result, the out-side seat portion 251 of the valve body 25 abuts on the out-side valve seat 215 of the second plate member 21, and the valve chamber 212 and the low-pressure fuel passage 213 are blocked, and the in-side seat portion 252 of the valve body 25. However, the valve chamber 212 and the third hole 115 communicate with each other away from the in-side valve seat 204 of the first plate member 20.

第１板部材２０には、バルブ室２１２と制御室３０とを常時連通させる第１連絡通路２０５が形成され、この第１連絡通路２０５中にコモンオリフィス２０６が形成されている。   The first plate member 20 is formed with a first communication passage 205 that allows the valve chamber 212 and the control chamber 30 to always communicate with each other, and a common orifice 206 is formed in the first communication passage 205.

第１板部材２０には、バルブ室２１２と制御室３０とを連通させる第２連絡通路２０７が、第１連絡通路２０５と並列に形成されている。この第２連絡通路２０７には、バルブ室２１２から制御室３０への燃料の流れのみを許容する逆止弁２８が配置されている。この逆止弁２８を設けたことにより、制御室３０からバルブ室２１２へ燃料が流れるときよりも、バルブ室２１２から制御室３０へ燃料が流れるときの方が、燃料が流れやすくなっている。なお、逆止弁２８は、ボールとスプリングからなる周知の構造の逆止弁を用いている。   In the first plate member 20, a second communication passage 207 that communicates the valve chamber 212 and the control chamber 30 is formed in parallel with the first communication passage 205. In the second communication passage 207, a check valve 28 that allows only the flow of fuel from the valve chamber 212 to the control chamber 30 is disposed. By providing the check valve 28, the fuel flows more easily when the fuel flows from the valve chamber 212 to the control chamber 30 than when the fuel flows from the control chamber 30 to the valve chamber 212. As the check valve 28, a check valve having a known structure including a ball and a spring is used.

次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。   Next, the operation of the fuel injection valve will be described.

アクチュエータ２４に通電すると、アクチュエータ２４が伸びるため伝達部材２６を介して弁体２５が噴孔１１１側に向かって駆動される。これにより、バルブ室２１２と第３孔１１５間が遮断され、バルブ室２１２と低圧燃料通路２１３が連通する。したがって、制御室３０の燃料は、第１連絡通路２０５、バルブ室２１２、および低圧燃料通路２１３、２２２を介して燃料タンクへ戻される。   When the actuator 24 is energized, the actuator 24 extends, so that the valve body 25 is driven toward the nozzle hole 111 via the transmission member 26. Thereby, the valve chamber 212 and the third hole 115 are blocked, and the valve chamber 212 and the low-pressure fuel passage 213 communicate with each other. Therefore, the fuel in the control chamber 30 is returned to the fuel tank via the first communication passage 205, the valve chamber 212, and the low pressure fuel passages 213 and 222.

これにより、制御室３０の圧力が低下してニードル１２を閉弁向きに付勢する力が小さくなるため、ニードル１２が開弁向きに移動し、シート部１２１が弁座１１２から離れて噴孔１１１が開かれ、噴孔１１１から内燃機関の気筒内に燃料が噴射される。   As a result, the pressure in the control chamber 30 is reduced and the force for urging the needle 12 in the valve closing direction is reduced, so that the needle 12 moves in the valve opening direction, and the seat portion 121 moves away from the valve seat 112 to form the nozzle hole. 111 is opened, and fuel is injected from the nozzle hole 111 into the cylinder of the internal combustion engine.

この開弁作動時には、第２連絡通路２０７は逆止弁２８にて閉じられており、制御室３０の燃料は、コモンオリフィス２０６が設けられた第１連絡通路２０５を介してバルブ室２１２に流れる。すなわち、制御室３０からバルブ室２１２へは燃料が流れ難いため、ノズル開弁時の制御室３０内の圧力脈動を抑制して、噴射期間指令値に対する燃料噴射量の特性をリニアなものにすることができる。   During this valve opening operation, the second communication passage 207 is closed by the check valve 28, and the fuel in the control chamber 30 flows to the valve chamber 212 via the first communication passage 205 provided with the common orifice 206. . That is, since it is difficult for fuel to flow from the control chamber 30 to the valve chamber 212, the pressure pulsation in the control chamber 30 when the nozzle is opened is suppressed, and the characteristic of the fuel injection amount with respect to the injection period command value is made linear. be able to.

その後、アクチュエータ２４への通電が停止されると、アクチュエータ２４が縮むためバルブスプリング２７によって弁体２５が反噴孔側に向かって駆動される。これにより、バルブ室２１２と低圧燃料通路２１３間が遮断され、バルブ室２１２と第３孔１１５が連通する。したがって、第３孔１１５側の高圧燃料が、高圧燃料通路２０２、インオリフィス２０３、バルブ室２１２、第１連絡通路２０５、および第２連絡通路２０７を介して制御室３０に供給される。   Thereafter, when the energization to the actuator 24 is stopped, the actuator 24 contracts and the valve body 25 is driven by the valve spring 27 toward the anti-injection hole side. As a result, the valve chamber 212 and the low-pressure fuel passage 213 are blocked, and the valve chamber 212 and the third hole 115 communicate with each other. Therefore, the high-pressure fuel on the third hole 115 side is supplied to the control chamber 30 via the high-pressure fuel passage 202, the in-orifice 203, the valve chamber 212, the first communication passage 205, and the second communication passage 207.

これにより、制御室３０の圧力が上昇してニードル１２を閉弁向きに付勢する力が大きくなるため、ニードル１２が閉弁向きに移動し、シート部１２１が弁座１１２に着座して噴孔１１１が閉じられ、燃料噴射が終了する。   As a result, the pressure in the control chamber 30 rises and the force for urging the needle 12 in the valve closing direction increases, so that the needle 12 moves in the valve closing direction, and the seat portion 121 is seated on the valve seat 112 and injected. The hole 111 is closed and the fuel injection is finished.

この閉弁作動時には、逆止弁２８が開弁しており、バルブ室２１２の燃料は、第１連絡通路２０５および第２連絡通路２０７を介して制御室３０に流れる。すなわち、バルブ室２１２から制御室３０へは燃料が流れやすいので、インオリフィス２０３の絞り径を小さく設定して弁体２５のイン側シート部２５２の受圧面積を小さくし、アクチュエータ２４の駆動力を小さくすることができる。   During the valve closing operation, the check valve 28 is opened, and the fuel in the valve chamber 212 flows into the control chamber 30 via the first communication passage 205 and the second communication passage 207. That is, since fuel easily flows from the valve chamber 212 to the control chamber 30, the throttle diameter of the in-orifice 203 is set to be small to reduce the pressure receiving area of the in-side seat portion 252 of the valve body 25, and the driving force of the actuator 24 is increased. Can be small.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図４は本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁の要部の断面図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the fuel injection valve according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

第１実施形態では、第１連絡通路２０５中にコモンオリフィス２０６を設けるとともに第２連絡通路２０７に逆止弁２８を設けて、バルブ室２１２から制御室３０へ燃料を流れやすくしたが、本実施形態では、連絡通路の通路面積を変化させる可変オリフィスにより、制御室３０からバルブ室２１２へ燃料が流れるときの通路面積よりも、バルブ室２１２から制御室３０へ燃料が流れるときの通路面積が大になるようにして、バルブ室２１２から制御室３０へ燃料を流れやすくしている。   In the first embodiment, the common orifice 206 is provided in the first communication passage 205 and the check valve 28 is provided in the second communication passage 207 to facilitate the flow of fuel from the valve chamber 212 to the control chamber 30. In the embodiment, the passage area when fuel flows from the valve chamber 212 to the control chamber 30 is larger than the passage area when fuel flows from the control chamber 30 to the valve chamber 212 by the variable orifice that changes the passage area of the communication passage. In this way, the fuel can easily flow from the valve chamber 212 to the control chamber 30.

図４に示すように、第１板部材２０には、バルブ室２１２と制御室３０とを連通させる連絡通路２０８が形成されている。この連絡通路２０８は、一端がバルブ室２１２に連通する小径連絡通路２０８ａと、一端が制御室３０に連通する大径連絡通路２０８ｂと、大径連絡通路２０８ｂを拡げたバイパス連絡通路２０８ｃとを備えている。   As shown in FIG. 4, the first plate member 20 is formed with a communication passage 208 that allows the valve chamber 212 and the control chamber 30 to communicate with each other. The communication passage 208 includes a small-diameter communication passage 208a having one end communicating with the valve chamber 212, a large-diameter communication passage 208b having one end communicating with the control chamber 30, and a bypass communication passage 208c obtained by expanding the large-diameter communication passage 208b. ing.

大径連絡通路２０８ｂ内には、連絡通路２０８を開閉するオリフィス弁体４０と、このオリフィス弁体４０を閉弁方向に付勢するスプリング４１が配置されている。より詳細には、オリフィス弁体４０は、大径連絡通路２０８ｂおよびバイパス連絡通路２０８ｃと、小径連絡通路２０８ａとの間を開閉するものであり、制御室３０の圧力がバルブ室２１２の圧力よりも高いときには連絡通路２０８を閉じ、バルブ室２１２の圧力が制御室３０の圧力よりも所定値以上高いときにはスプリング４１に抗して連絡通路２０８を開くようになっている。   An orifice valve body 40 that opens and closes the communication passage 208 and a spring 41 that biases the orifice valve body 40 in the valve closing direction are disposed in the large-diameter communication passage 208b. More specifically, the orifice valve body 40 opens and closes between the large diameter communication passage 208b and the bypass communication passage 208c and the small diameter communication passage 208a, and the pressure in the control chamber 30 is higher than the pressure in the valve chamber 212. When the pressure is high, the communication passage 208 is closed, and when the pressure in the valve chamber 212 is higher than the pressure in the control chamber 30 by a predetermined value or more, the communication passage 208 is opened against the spring 41.

また、オリフィス弁体４０には、小径連絡通路２０８ａと大径連絡通路２０８ｂとを常時連通させるコモンオリフィス４２が形成されている。なお、オリフィス弁体４０とコモンオリフィス４２は、本発明の可変オリフィスを構成する。   Further, the orifice valve body 40 is formed with a common orifice 42 that always communicates the small diameter communication passage 208a and the large diameter communication passage 208b. The orifice valve body 40 and the common orifice 42 constitute a variable orifice of the present invention.

上記構成において、アクチュエータ２４（図１参照）に通電すると、バルブ室２１２と低圧燃料通路２１３が連通するため、制御室３０の燃料はバルブ室２１２等を介して燃料タンクへ戻される。この際、オリフィス弁体４０が連絡通路２０８を閉じているため、制御室３０の燃料はコモンオリフィス４２を介してバルブ室２１２に流れる。すなわち、制御室３０からバルブ室２１２へは燃料が流れ難いため、ノズル開弁時の制御室３０内の圧力脈動を抑制して、噴射期間指令値に対する燃料噴射量の特性をリニアなものにすることができる。   In the above configuration, when the actuator 24 (see FIG. 1) is energized, the valve chamber 212 and the low-pressure fuel passage 213 communicate with each other, so that the fuel in the control chamber 30 is returned to the fuel tank via the valve chamber 212 and the like. At this time, since the orifice valve body 40 closes the communication passage 208, the fuel in the control chamber 30 flows into the valve chamber 212 through the common orifice 42. That is, since it is difficult for fuel to flow from the control chamber 30 to the valve chamber 212, the pressure pulsation in the control chamber 30 when the nozzle is opened is suppressed, and the characteristic of the fuel injection amount with respect to the injection period command value is made linear. be able to.

アクチュエータ２４への通電を停止すると、バルブ室２１２と第３孔１１５が連通するため、第３孔１１５側の高圧燃料がバルブ室２１２等を介して制御室３０に供給される。この際、オリフィス弁体４０が連絡通路２０８を開いているため、バルブ室２１２の燃料はコモンオリフィス４２およびバイパス連絡通路２０８ｃを介して制御室３０に流れる。すなわち、バルブ室２１２から制御室３０へは燃料が流れやすいので、インオリフィス２０３の絞り径を小さく設定して弁体２５のイン側シート部２５２の受圧面積を小さくし、アクチュエータ２４の駆動力を小さくすることができる。   When the energization of the actuator 24 is stopped, the valve chamber 212 and the third hole 115 communicate with each other, so the high-pressure fuel on the third hole 115 side is supplied to the control chamber 30 via the valve chamber 212 and the like. At this time, since the orifice valve body 40 opens the communication passage 208, the fuel in the valve chamber 212 flows into the control chamber 30 via the common orifice 42 and the bypass communication passage 208c. That is, since fuel easily flows from the valve chamber 212 to the control chamber 30, the throttle diameter of the in-orifice 203 is set to be small to reduce the pressure receiving area of the in-side seat portion 252 of the valve body 25, and the driving force of the actuator 24 is increased. Can be small.

また、本実施形態よれば、バルブ室２１２と制御室３０とを連通させる連絡通路２０８を１つにできるので、構成を簡素にすることができる。   Moreover, according to this embodiment, since the communication path 208 which connects the valve chamber 212 and the control chamber 30 can be made into one, a structure can be simplified.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図５は本発明の第３実施形態に係る燃料噴射弁の要部の断面図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a fuel injection valve according to the third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

第１実施形態では、第１連絡通路２０５中にコモンオリフィス２０６を設けるとともに第２連絡通路２０７に逆止弁２８を設けて、バルブ室２１２から制御室３０へ燃料を流れやすくしたが、本実施形態では、制御室３０からバルブ室２１２へ燃料が流れるときの流量係数よりも、バルブ室２１２から制御室３０へ燃料が流れるときの流量係数が大になるようにして、バルブ室２１２から制御室３０へ燃料を流れやすくしている。   In the first embodiment, the common orifice 206 is provided in the first communication passage 205 and the check valve 28 is provided in the second communication passage 207 to facilitate the flow of fuel from the valve chamber 212 to the control chamber 30. In the embodiment, the flow rate coefficient when the fuel flows from the valve chamber 212 to the control chamber 30 is larger than the flow rate coefficient when the fuel flows from the control chamber 30 to the valve chamber 212, so The fuel flows easily to 30.

図５に示すように、第１板部材２０には、バルブ室２１２と制御室３０とを連通させる連絡通路２０９が形成されている。この連絡通路２０９における制御室３０側の端部には、コモンオリフィス５０が形成されている。   As shown in FIG. 5, the first plate member 20 is formed with a communication passage 209 that allows the valve chamber 212 and the control chamber 30 to communicate with each other. A common orifice 50 is formed at the end of the communication passage 209 on the control chamber 30 side.

このコモンオリフィス５０は、コモンオリフィス５０内において通路面積が最小となる最小絞り部５０１を備えている。この最小絞り部５０１の一端は制御室３０に直接連通しており、最小絞り部５０１における制御室３０側の端部５０２はエッジ状になっていて、制御室３０側から最小絞り部５０１に向かって通路面積が急激に減少している。   The common orifice 50 includes a minimum throttle portion 501 that minimizes the passage area in the common orifice 50. One end of the minimum throttle portion 501 communicates directly with the control chamber 30, and an end portion 502 on the control chamber 30 side of the minimum throttle portion 501 has an edge shape, and faces the minimum throttle portion 501 from the control chamber 30 side. As a result, the passage area is decreasing rapidly.

一方、最小絞り部５０１の他端（すなわち、バルブ室２１２側の端部）５０３はテーパ状になっていて、バルブ室２１２側から最小絞り部５０１に向かって通路面積が緩やかに減少している。   On the other hand, the other end (that is, the end portion on the valve chamber 212 side) 503 of the minimum throttle portion 501 is tapered, and the passage area gradually decreases from the valve chamber 212 side toward the minimum throttle portion 501. .

上記構成において、アクチュエータ２４（図１参照）に通電すると、バルブ室２１２と低圧燃料通路２１３が連通するため、制御室３０の燃料はバルブ室２１２等を介して燃料タンクへ戻される。この際、制御室３０側から最小絞り部５０１に向かって通路面積が急激に減少しているため、制御室３０からバルブ室２１２へ燃料が流れるときの流量係数は小さくなる。すなわち、制御室３０からバルブ室２１２へは燃料が流れ難いため、ノズル開弁時の制御室３０内の圧力脈動を抑制して、噴射期間指令値に対する燃料噴射量の特性をリニアなものにすることができる。   In the above configuration, when the actuator 24 (see FIG. 1) is energized, the valve chamber 212 and the low-pressure fuel passage 213 communicate with each other, so that the fuel in the control chamber 30 is returned to the fuel tank via the valve chamber 212 and the like. At this time, since the passage area rapidly decreases from the control chamber 30 toward the minimum throttle 501, the flow coefficient when fuel flows from the control chamber 30 to the valve chamber 212 becomes small. That is, since it is difficult for fuel to flow from the control chamber 30 to the valve chamber 212, the pressure pulsation in the control chamber 30 when the nozzle is opened is suppressed, and the characteristic of the fuel injection amount with respect to the injection period command value is made linear. be able to.

アクチュエータ２４への通電を停止すると、バルブ室２１２と第３孔１１５が連通するため、第３孔１１５側の高圧燃料がバルブ室２１２等を介して制御室３０に供給される。この際、バルブ室２１２側から最小絞り部５０１に向かって通路面積が緩やかに減少しているため、バルブ室２１２から制御室３０へ燃料が流れるときの流量係数は大きくなる。すなわち、バルブ室２１２から制御室３０へは燃料が流れやすいので、インオリフィス２０３の絞り径を小さく設定して弁体２５のイン側シート部２５２の受圧面積を小さくし、アクチュエータ２４の駆動力を小さくすることができる。   When the energization of the actuator 24 is stopped, the valve chamber 212 and the third hole 115 communicate with each other, so the high-pressure fuel on the third hole 115 side is supplied to the control chamber 30 via the valve chamber 212 and the like. At this time, since the passage area gradually decreases from the valve chamber 212 toward the minimum throttle 501, the flow coefficient when fuel flows from the valve chamber 212 to the control chamber 30 increases. That is, since fuel easily flows from the valve chamber 212 to the control chamber 30, the throttle diameter of the in-orifice 203 is set to be small to reduce the pressure receiving area of the in-side seat portion 252 of the valve body 25, and the driving force of the actuator 24 is increased. Can be small.

本実施形態によれば、バルブ室２１２と制御室３０とを連通させる連絡通路２０９を１つにできるとともに、逆止弁２８やオリフィス弁体４０等が不要であるので、構成をさらに簡素にすることができる。   According to the present embodiment, the communication chamber 209 that allows the valve chamber 212 and the control chamber 30 to communicate with each other can be integrated into one, and the check valve 28, the orifice valve body 40, and the like are not required, so that the configuration is further simplified. be able to.

（他の実施形態）
上記各実施形態では、燃料噴射弁を内燃機関に用いる例を示したが、本発明の燃料噴射弁は、外燃機関にも用いることができる。 (Other embodiments)
In each of the above embodiments, the fuel injection valve is used for an internal combustion engine. However, the fuel injection valve of the present invention can also be used for an external combustion engine.

本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁の全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the fuel injection valve which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１の燃料噴射弁における要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part in the fuel injection valve of FIG. 図３は図２のＡ部の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. 本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁における要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part in the fuel injection valve which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る燃料噴射弁における要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part in the fuel injection valve which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…ノズル、１２…ニードル、２４…アクチュエータ、２５…弁体、３０…制御室、１１１…噴孔、２０２…高圧燃料通路、２０５、２０７、２０８、２０９…連絡通路、２１２…バルブ室、２１３…低圧燃料通路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nozzle, 12 ... Needle, 24 ... Actuator, 25 ... Valve body, 30 ... Control chamber, 111 ... Injection hole, 202 ... High pressure fuel passage, 205, 207, 208, 209 ... Communication passage, 212 ... Valve chamber, 213 ... low pressure fuel passage.

Claims (6)

バルブ室（２１２）内に配置されて前記バルブ室（２１２）を低圧燃料通路（２１３）または高圧燃料通路（２０２）に選択的に連通させる弁体（２５）と、
前記弁体（２５）を駆動するアクチュエータ（２４）と、
連絡通路（２０５、２０７、２０８、２０９）を介して前記バルブ室（２１２）と常時連通する制御室（３０）と、
ニードル（１２）により噴孔（１１１）を開閉するノズル（１）とを備え、
前記制御室（３０）の燃料圧力により前記ニードル（１２）が閉弁向きに付勢される燃料噴射弁において、
前記制御室（３０）から前記バルブ室（２１２）へ燃料が流れるときよりも、前記バルブ室（２１２）から前記制御室（３０）へ燃料が流れるときの方が燃料が流れやすくなっていることを特徴とする燃料噴射弁。 A valve body (25) disposed in the valve chamber (212) to selectively communicate the valve chamber (212) with the low pressure fuel passage (213) or the high pressure fuel passage (202);
An actuator (24) for driving the valve body (25);
A control chamber (30) that is always in communication with the valve chamber (212) via a communication passageway (205, 207, 208, 209);
A nozzle (1) for opening and closing the nozzle hole (111) by the needle (12),
In the fuel injection valve in which the needle (12) is urged toward the valve closing direction by the fuel pressure in the control chamber (30),
Fuel flows more easily when fuel flows from the valve chamber (212) to the control chamber (30) than when fuel flows from the control chamber (30) to the valve chamber (212). A fuel injection valve characterized by. 前記連絡通路（２０５、２０７）を２つ備え、
一方の連絡通路（２０５）にオリフィス（２０６）を設け、
他方の連絡通路（２０７）に、前記バルブ室（２１２）から前記制御室（３０）への燃料の流れのみを許容する逆止弁（２８）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。 Two communication passages (205, 207) are provided,
One communication passage (205) is provided with an orifice (206),
The check valve (28) for allowing only the flow of fuel from the valve chamber (212) to the control chamber (30) is provided in the other communication passage (207). Fuel injection valve. 前記連絡通路（２０８）に通路面積を変化させる可変オリフィス（４０、４２）を備え、
前記可変オリフィス（４０、４２）は、前記制御室（３０）から前記バルブ室（２１２）へ燃料が流れるときの通路面積よりも、前記バルブ室（２１２）から前記制御室（３０）へ燃料が流れるときの通路面積を大にすることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。 The communication passage (208) includes a variable orifice (40, 42) for changing a passage area,
The variable orifices (40, 42) allow fuel to flow from the valve chamber (212) to the control chamber (30) rather than a passage area when fuel flows from the control chamber (30) to the valve chamber (212). 2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein a passage area when flowing is increased. 前記可変オリフィス（４０、４２）は、前記制御室（３０）の圧力が前記バルブ室（２１２）の圧力よりも高いときには前記連絡通路（２０８）を閉じるとともに、前記バルブ室（２１２）の圧力が前記制御室（３０）の圧力よりも所定値以上高いときには前記連絡通路（２０８）を開くオリフィス弁体（４０）を備え、
前記オリフィス弁体（４０）は、前記オリフィス弁体（４０）よりも前記制御室（３０）側の前記連絡通路（２０８）と前記オリフィス弁体（４０）よりも前記バルブ室（２１２）側の前記連絡通路（２０８）とを常時連通させる第１オリフィス（４２）を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射弁。 The variable orifices (40, 42) close the communication passage (208) when the pressure in the control chamber (30) is higher than the pressure in the valve chamber (212), and the pressure in the valve chamber (212) is reduced. An orifice valve body (40) that opens the communication passage (208) when the pressure is higher than a predetermined value by a pressure in the control chamber (30);
The orifice valve body (40) is closer to the communication chamber (208) on the control chamber (30) side than the orifice valve body (40) and closer to the valve chamber (212) side than the orifice valve body (40). The fuel injection valve according to claim 3, further comprising a first orifice (42) for always communicating with the communication passage (208). 前記連絡通路（２０９）に第２オリフィス（５０）を備え、
前記第２オリフィス（５０）は、前記制御室（３０）から前記バルブ室（２１２）へ燃料が流れるときの流量係数よりも、前記バルブ室（２１２）から前記制御室（３０）へ燃料が流れるときの流量係数が大になることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。 The communication passage (209) comprises a second orifice (50);
In the second orifice (50), the fuel flows from the valve chamber (212) to the control chamber (30) rather than the flow coefficient when the fuel flows from the control chamber (30) to the valve chamber (212). The fuel injection valve according to claim 1, wherein a flow coefficient at the time increases. 前記第２オリフィス（５０）は、前記第２オリフィス（５０）内において通路面積が最小となる最小絞り部（５０１）を備え、
前記最小絞り部（５０１）における前記制御室（３０）側の端部（５０２）では、前記制御室（３０）側から前記最小絞り部（５０１）に向かって通路面積が急激に減少し、
前記最小絞り部（５０１）における前記バルブ室（２１２）側の端部（５０３）では、前記バルブ室（２１２）側から前記最小絞り部（５０１）に向かって通路面積が緩やかに減少していることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射弁。 The second orifice (50) includes a minimum throttle portion (501) that minimizes a passage area in the second orifice (50),
In the end portion (502) on the control chamber (30) side of the minimum throttle portion (501), the passage area rapidly decreases from the control chamber (30) side toward the minimum throttle portion (501),
In the end portion (503) on the valve chamber (212) side of the minimum throttle portion (501), the passage area gradually decreases from the valve chamber (212) side toward the minimum throttle portion (501). The fuel injection valve according to claim 5.
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