JP2010084552A - Solenoid type fuel injection valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の電磁式燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic fuel injection device for an internal combustion engine.
内燃機関、特に筒内燃料噴射内燃機関に用いられる電磁式燃料噴射弁においては、排気ガス・燃費に対する規制や要求を満足するため、流量の制御範囲や応答性を高め、また、二次噴射と呼ばれる閉弁時の弁体のバウンドによる後噴きを低減する必要がある。さらに、可燃性の燃料を噴射するため、燃料漏れに対する高い信頼性が必要である。 In an electromagnetic fuel injection valve used in an internal combustion engine, particularly a cylinder fuel injection internal combustion engine, in order to satisfy the regulations and requirements for exhaust gas and fuel consumption, the control range and responsiveness of the flow rate are increased. It is necessary to reduce the post-injection caused by the bounding of the valve body when the valve is closed. Furthermore, in order to inject combustible fuel, the high reliability with respect to a fuel leak is required.
従来、アンカーと弁体を有する可動子とを別体化することにより流量の制御範囲や応答性を高め、同時に二次噴射を低減できる燃料噴射弁を提供する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for providing a fuel injection valve capable of improving the flow rate control range and responsiveness by separating an anchor and a movable element having a valve body and simultaneously reducing secondary injection (for example, Patent Document 1).
アンカーと弁体を有する可動子とを別体化することにより、アンカーと弁体との間に新規の衝突構造部が構成される。弁体の高応答化のために弁体の速度を向上すると、この衝突構造部にかかる衝撃応力も増すことになる。そのため、この衝突構造部でアンカーおよび弁体が変形したり脱落したりしないよう、信頼性を向上する技術が必要である。 By separating the anchor and the movable element having the valve body, a new collision structure is formed between the anchor and the valve body. If the speed of the valve body is increased to increase the response of the valve body, the impact stress applied to the collision structure portion also increases. Therefore, a technique for improving the reliability is required so that the anchor and the valve body are not deformed or dropped off at the collision structure portion.
本発明の目的は、アンカーと弁体を有する可動子とが別体構造である電磁式燃料噴射弁において、衝突構造部にかかる衝撃応力を低減し、信頼性を向上することにある。 An object of the present invention is to reduce impact stress applied to a collision structure portion and improve reliability in an electromagnetic fuel injection valve in which an anchor and a movable element having a valve body are separate structures.
開弁時の可動子の移動により流路の一部を狭める、もしくは可動子を固定コアへ当接させる。それにより、可動子がアンカーから離脱する跳ね上がり量を制限し、可動子が再びアンカーと接触する際の衝撃力を低減する。 A part of the flow path is narrowed by moving the mover when the valve is opened, or the mover is brought into contact with the fixed core. Thereby, the amount of jumping of the mover from the anchor is limited, and the impact force when the mover contacts the anchor again is reduced.
本発明によれば、別部材による新たな衝撃緩衝機構を設けることなくアンカーと可動子との間の衝突構造部における衝撃力を小さくすることができ、信頼性を向上した電磁式燃料噴射弁が提供できる。 According to the present invention, there is provided an electromagnetic fuel injection valve that can reduce the impact force in the collision structure portion between the anchor and the mover without providing a new shock absorbing mechanism by a separate member, and has improved reliability. Can be provided.
以下、本発明に係る実施例について説明する。 Examples according to the present invention will be described below.
実施例の全体構成について図1,図2を用いて説明する。 The overall configuration of the embodiment will be described with reference to FIGS.
金属材製のノズルホルダ101は直径が小さい小径筒状部22と直径が大きい大径筒状部23とを備え、両者間は円錐断面部24により繋がっている。
The
小径筒状部22の先の部分にはノズル体が形成される。具体的には小径筒状部の先端部分の内部に形成された筒状部に、燃料噴射口116Aを備えたオリフィスカップ116が挿入され、オリフィスカップ116の周囲で筒状部に後述するストローク調整後に溶接により固定される。オリフィスカップ116には,ガイド部材115が固定されている。
A nozzle body is formed at the tip of the small diameter cylindrical portion 22. Specifically, an
ガイド部材115は後述する可動子114のロッド部114Aもしくはその先端に設けられた弁体部114Bの外周をガイドすると共に、燃料を放射方向外側から内側に案内する燃料のガイドも兼ねる。
The
オリフィスカップ116にはガイド部材115に面する側に円錐状の弁座39が形成されている。この弁座39にはロッド部114Aの先端に設けた弁体部114Bが当接し、燃料の流れを燃料噴射口116Aに導いたり遮断したりする。
A
ノズル体の外周には溝が形成されており、この溝に樹脂材製のチップシールあるいは金属の周りにゴムが焼き付けられたガスケットで代表されるシール部材が嵌め込まれている。 A groove is formed on the outer periphery of the nozzle body, and a seal member typified by a resin-made chip seal or a gasket in which rubber is baked around a metal is fitted in the groove.
金属材製のノズルホルダ101の大径筒状部23の内周下端部には可動子114のロッド部114Aをガイドする可動子ガイド113が大径筒状部23の絞り加工部に圧入固定されている。
A
可動子ガイド113は中央にロッド部114Aをガイドするガイド孔127が設けられており、その周囲に複数個の燃料通路126が穿孔されている。
A
さらに、中央の上面には押出し加工により凹部が形成されている。この凹部にはばね112が保持される。
Further, a concave portion is formed on the central upper surface by extrusion. A
可動子ガイド113の中央下面にはこの凹部に対応する凸部が押出し加工によって形成され、その凸部中央にロッド部114Aのガイド孔127が設けられている。
A convex portion corresponding to the concave portion is formed by extrusion on the lower surface of the center of the
かくして、細長い形状のロッド部114Aは可動子ガイド113のガイド孔127とガイド部材115のガイド孔によってまっすぐに往復動するようガイドされる。
Thus, the
ロッド部114Aの弁体部114Bが設けられている端部とは反対の端部にはロッド部114Aの直径より大きい外径を有する段付き部129,133を有する頭部114Cが設けられている。段付き部133の上端面にはスプリング110の着座面が設けられており、中心にはスプリングガイド用の突起131が形成されている。
A
可動子114はロッド部114Aが貫通する貫通孔を中央に備えたアンカー102を有する。アンカー102は可動子ガイド113と対面する側の面の中央にばね受け用の凹部112Aが形成されており、可動子ガイド113の凹部125とこの凹部112Aとの間にばね112が保持されている。
The
頭部114Cの段付き部133の直径より貫通孔128の直径の方が小さいので、ロッド部114Aをオリフィスカップ116の弁座に向かって押付けるスプリング110の付勢力もしくは重力の作用下においては、ばね112によって保持されたアンカー102の上側面に形成された凹所123の底面にロッド部114Aの頭部114Cの段付き部133の内周下端面129が当接し、両者は係合している。
Since the diameter of the through
これよりばね112の付勢力もしくは重力に逆らう上方へのアンカー102の動きあるいは、ばね112の付勢力もしくは重力に沿った下方へのロッド部114Aの動きに対しては両者は協働して一緒に動くことになる。
Thus, both of the two members cooperate with each other for the upward movement of the
しかし、ばね112の付勢力もしくは重力に関係なくロッド部114Aを上方へ動かす力、あるいはアンカー102を下方へ動かす力が独立して両者に別々に作用したときは、両者は別々の方向に動こうとする。
However, when the force to move the
このとき、貫通孔128の部分でロッド部114Aの外周面とアンカー102の内周面との間には可動子が円滑に動くために5〜15ミクロンの微小ギャップを設けている。該微小ギャップで流体の膜が両者の異なった方向への動きに対して摩擦を生じ、両者の動きを抑制する。つまり両者の急速な変位に対してブレーキがかかり、ゆっくりした動きに対してはほとんど抵抗を示さない。このような両者のお互い反対方向への瞬間的な動作は短時間の間に減衰する。
At this time, a minute gap of 5 to 15 microns is provided between the outer peripheral surface of the
ここで、アンカー102は、大径筒状部23の内周面とアンカー102の外周面との間ではなく、アンカー102の貫通孔128の内周面とロッド部114Aの外周面とによって中心位置が保持されている。そして、ロッド部114Aの外周面はアンカー102が、単独で軸方向に移動するときのガイドとして機能している。
Here, the
アンカー102の下端面は可動子ガイド113の上端面に対面しているが、ばね112が介在していることで両者が接触することはない。
Although the lower end surface of the
アンカー102の外周面と金属材製のノズルホルダ101の大径筒状部23の内周面との間にはサイドギャップが設けられている。このサイドギャップはアンカー102の軸方向の動きを許容するために、貫通孔128の部分においてロッド部114Aの外周面とアンカー102の内周面との間に形成される5〜15ミクロンの微小ギャップより大きな、たとえば0.1ミリメートル程度にしてある。あまり大きくすると磁気抵抗が大きくなるので、このギャップは磁気抵抗との兼ね合いで、決定される。
A side gap is provided between the outer peripheral surface of the
金属材製のノズルホルダ101の大径筒状部23の内周部には固定コア107が圧入されて溶接接合されている。この溶接接合により金属材製のノズルホルダ101の大径筒状部23の内部と外気との間に形成される燃料漏れ隙間が密閉される。
A fixed
ロッド部114Aの頭部114Cに設けられた段付き部133の上端面に形成されたスプリング受け座117には初期荷重設定用のスプリング110の下端が当接しており、スプリング110の他端が固定コア107の貫通孔内部に圧入される調整子54で受け止められることで、頭部114Cと調整子54の間に固定されている。
The lower end of the initial
調整子54の固定位置を調整することでスプリング110が弁体部114Bを弁座39に押付ける初期荷重を調整することができる。
By adjusting the fixing position of the
アンカー102のストロークの調整は、ノズルホルダ101の大径筒状部23外周に電磁コイル(104,105),ハウジング103を装着した後、アンカー102をノズルホルダ101の大径筒状部23内にセットし、ロッド部114Aをアンカー102に挿通した状態で、治具によりロッド部114Aを閉弁位置に押下し、コイル105へ通電したときの可動子114のストロークを検出しながら、オリフィスカップ116の圧入位置を決定することで、可動子114のストロークを任意の位置に調整できる。
The stroke of the
図1,図2に示すごとく、初期荷重設定スプリング110の初期荷重が調整された状態で、固定コア107の下端面が可動子114のアンカー102の上端面122に対して約40〜100ミクロン程度(図面では誇張してある)の磁気吸引ギャップを隔てて対面するように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, with the initial load of the initial
アンカー102の外径と固定コア107の外径はほんのわずかだけ(約0.1ミリメートル)アンカー102の外径が小さい。一方、アンカー102の中心に位置する貫通孔128の内径は可動子114のロッド部114A及び弁体の外径よりわずかに大きい。そして頭部114Cの外径はアンカー102の貫通孔128の内径より大きい。
The outer diameter of the
これにより、磁気吸引ギャップでの磁気通路面積を十分確保しながら、ロッド部114Aの頭部114Cの下端面とアンカー102の凹所123の底面との軸方向の係合代を確保している。
Accordingly, the axial engagement margin between the lower end surface of the
金属材製のノズルホルダ101の大径筒状部23の外周にはハウジング103が固定されている。
A
ハウジング103の底部には中央に貫通孔が設けられており、貫通孔には金属材製のノズルホルダ101の大径筒状部23が挿通している。
A through hole is provided in the center of the bottom of the
ハウジング103と環状のコア大径部106とによって形成される筒状空間内には環状若しくは筒状の電磁コイル105が配置されている。
An annular or cylindrical
電磁コイル105は半径方向外側に向かって開口する断面がU字状の溝を持つ環状のコイルボビン104と、この溝の中に巻きつけられた銅線で形成される環状の電磁コイル105とから構成されている。
The
電磁コイル装置はコイルボビン104,電磁コイル105,ハウジング103及び固定コア107から構成される。
The electromagnetic coil device includes a
電磁コイル105の巻き始め,巻き終わり端部には剛性のある導体109が固定されており、コア大径部106に設けた貫通孔より導体109が引き出されている。
A
この導体109と固定コア107,ノズルホルダ101の大径筒部23の外周はハウジング103の上端開口部内周の、コア大径部106上部に絶縁樹脂を注入して、モールド成形され、樹脂成形体121で覆われる。
The outer periphery of the large-diameter
かくして、コイルボビン104及び電磁コイル105の周りに矢印201で示すトロイダル状の磁気通路が形成される。
Thus, a toroidal magnetic path indicated by the
導体109の先端部に形成されたコネクタにはバッテリ電源より電力を供給するプラグが接続され、図示しないコントローラによって通電,非通電が制御される。
The connector formed at the tip of the
電磁コイル105に通電中は、磁気通路201を通る磁束によって磁気ギャップにおいて可動子114のアンカー102と固定コア107との間に磁気吸引力が発生し、アンカー102がスプリング110の設定荷重を超える力で吸引されることで上方へ動く。このときアンカー102は可動子の頭部114Cと係合して、ロッド部114Aと一緒に上方へ移動し、アンカー102の上端面が固定コア107の下端面に衝突するまで移動する。
While the
その結果、ロッド部114Aの先端の弁体部114Bが弁座より離間し、燃料が燃料通路を通り、複数の噴射口116Aから燃焼室内に噴出する。
As a result, the valve body 114B at the tip of the
可動子114はアンカー102が固定コア107の下端面に衝突後も慣性力によって上方へ移動を続け、係合していた可動子の頭部114Cとアンカー102が離れて、跳ね上がる。
The
可動子114はスプリング110による力と、ロッド部114Aの外周面とアンカー102の内周面との間の摩擦により減速して一旦停止し、スプリング110による力により再び押し戻されて下方へ移動し、可動子の頭部114Cとアンカー102が衝突して停止する。
The
電磁コイル105への通電が断たれると、磁気通路201の磁束が消滅し、磁気吸引ギャップにおける磁気吸引力も消滅する。
When the energization to the
この状態では、ロッド部114Aの頭部114Cを反対方向に押す初期荷重設定用のスプリング110のばね力がばね112の力に打ち勝って可動子114全体(アンカー102,ロッド部114A)に作用する。
In this state, the spring force of the initial
その結果、磁気吸引力を失った可動子114のアンカー102はスプリング110のばね力によって、弁体部114Bが弁座に接触する閉位置に押し戻される。
As a result, the
このとき、頭部114Cの段付き部129がアンカー102の凹所123の底面に当接してアンカー102をばね112の力に打ち勝って、可動子ガイド113側へ移動させる。
At this time, the stepped
弁体部114Bが弁座に勢い良く衝突すると、ロッド部114Aはスプリング110を圧縮する方向へ跳ね返る。
When the valve body portion 114B collides with the valve seat vigorously, the
しかし、アンカー102はロッド部114Aとは別体構造であるため、ロッド部114Aはアンカー102から離れてアンカー102の動きとは反対方向に動こうとする。ここで、アンカー102とロッド部114Aとが別体構造であるとは、アンカー102とロッド部114Aとが固定されておらず、アンカー102がロッド部114Aに対してロッド部114Aの軸方向に相対変位可能であることを意味している。
However, since the
このときロッド部114Aの外周とアンカー102の内周との間には流体による摩擦が発生し、跳ね返るロッド部114Aのエネルギが、いまだ慣性力によって反対方向(弁の閉じ方向)に移動しようとしているアンカー102の慣性質量によって吸収される。
At this time, friction due to the fluid is generated between the outer periphery of the
跳ね返り時には慣性質量の大きなアンカー102が可動子114から切り離されるので、跳ね返りエネルギ自体も小さくなる。
Since the
また、ロッド部114Aの跳ね返りエネルギを吸収したアンカー102は自らの慣性力がその分だけ減少するので、ばね112を圧縮するエネルギが減少して、ばね112の反発力が小さくなり、アンカー102自体の跳ね返り現象によって可動子部114Aが開弁方向に動かされる現象は発生し難くなる。
Further, since the
かくして、可動子114の跳ね返りは最小限に抑えられ、電磁コイル105への通電が断たれた後に弁が開いて、燃料が不作為に噴射される、いわゆる二次噴射現象が抑制される。
Thus, the bounce of the
アンカー102は鍛造に適した加工性の良い磁性ステンレス鋼で形成され、少なくとも固定コア107と衝突する端面及びその周囲の表面をクロム(Cr)あるいはNi(ニッケル)でメッキする。
The
ここで、燃料噴射弁には、端子109へ電流を印加することにより入力された開弁信号に対して素早く応答して開閉弁できることが求められる。すなわち、開弁パルス信号の立ち上りから実際に開弁状態になるまでの遅れ時間(開弁遅れ時間)や、開弁パルス信号が終了してから実際に閉弁状態になるまでの遅れ時間(閉弁遅れ時間)を短縮することが、最小の可制御噴射量(最小噴射量)をより小さくするという観点からも重要である。 Here, the fuel injection valve is required to be able to open and close in response to a valve opening signal input by applying a current to the terminal 109. That is, the delay time from the rise of the valve opening pulse signal to the actual valve opening state (valve opening delay time), or the delay time from the end of the valve opening pulse signal to the actual valve closing state (closed) Reduction of the valve delay time is also important from the viewpoint of reducing the minimum controllable injection amount (minimum injection amount).
中でも、とりわけ閉弁遅れ時間の短縮は最小噴射量の低減に有効であることが知られている。このため、弁体を開状態から閉状態に移行させる力を付勢するスプリング110の設定荷重は大きいことが望ましい。
In particular, it is known that shortening the valve closing delay time is particularly effective for reducing the minimum injection amount. For this reason, it is desirable that the set load of the
すなわちスプリング110の設定荷重が大きいと、可動子114を駆動する力が大きくなり、残留する電磁力や流体抵抗力に抗って閉弁し易くなり、閉弁遅れ時間を短縮できる。このようにスプリング110の設定荷重を大きく取るためには、強いスプリング設定荷重に抗って可動子114が開弁し、開状態を保持するためには、固定コア107とアンカー102の間に大きい磁気吸引力が必要となる。
That is, when the set load of the
また、噴射量の制御範囲を広げるには最大の可制御噴射量(最大噴射量)を大きくすることも重要である。そのためには燃料の圧力を上昇させることが必要である。燃料の圧力が上昇すると開弁中に可動子114にかかる燃料による閉弁方向への力が大きくなる。燃料による閉弁方向への力に抗って可動子114が開弁し、開状態を保持するためにも、大きい磁気吸引力が必要となる。
It is also important to increase the maximum controllable injection amount (maximum injection amount) in order to expand the control range of the injection amount. For this purpose, it is necessary to increase the pressure of the fuel. When the fuel pressure rises, the force in the valve closing direction by the fuel applied to the
このため、弁開閉の応答性を改善し、噴射量の制御範囲を広くするためには、十分に大きい磁気吸引力を得る必要があり、開弁時の可動子114の速度は上昇することになる。
For this reason, in order to improve the responsiveness of valve opening / closing and widen the control range of the injection amount, it is necessary to obtain a sufficiently large magnetic attractive force, and the speed of the
可動子114の移動速度が増すと、開弁時にアンカー102から離脱して可動子114が跳ね上がる際の上方への移動速度も増す。そのため、可動子114のアンカー102からの跳ね上がり量が大きくなり、スプリング110により再び下側へ押し戻されて可動子の頭部114Cとアンカー102が衝突する際の衝撃力も大きくなる。材料の機械的物性を考慮して、この衝撃力がアンカー102もしくは可動子の頭部114Cを変形して凹むほど大きくなると、可動子114のストローク量が小さくなることで流量が減少する。
When the moving speed of the
可動子114は開弁のたびアンカー102から離脱して、跳ね上がるため、燃料噴射弁の作動回数が多い場合にはアンカー102と可動子の頭部114Cに働く衝撃力が降伏強さより小さい場合でも、衝突構造部は金属の疲労により変形をする場合がある。
Since the
そのため、アンカーの凹部123の底面と可動子の段付部129の離合による衝突時の衝撃力を低減することが重要である。
Therefore, it is important to reduce the impact force at the time of collision due to separation between the bottom surface of the
ここで、第1実施例について図2を用いて説明する。 Here, the first embodiment will be described with reference to FIG.
この第1実施例では、固定コア107の中央の貫通孔は可動子の頭部114Cの外周よりわずかに大きい。そのため、可動子114は固定コア107に接触せずに軸方向に移動できる。
In the first embodiment, the central through hole of the fixed
固定コア107の下端部と対向する面であるアンカー102の上面から、アンカーの凹部123の底面までの幅は、可動子の頭部114Cの段付部129の下端面から、段付部133の上端面までの幅より広い。そのため、アンカーの凹部123の底面と可動子の段付部129の下端面とが当接している場合には、可動子の段付部133の上面は固定コア107の下端面より下側に構成される(図面では誇張してある)。
The width from the upper surface of the
また、アンカー102が固定コア107に吸引されて当接して、アンカーの凹部123の底面と可動子の段付部129の下端面とが接触している状態の、可動子の頭部114Cの外周部134と固定コア107の下端面の隙間を隙間301Aとする。
Further, the outer periphery of the
隙間301Aは、電磁式燃料噴射弁の内部に燃料が入っていない場合の可動子114の跳ね上がり量より狭い(図面では誇張してある)。
The
そのため、電磁式燃料噴射弁の内部に燃料が入っていない場合には、アンカー102が固定コア107に吸引されて衝突した後、可動子114が跳ね上がり、可動子の段付部133の上面は固定コア107の下端面132より上側にまで到達する。
Therefore, when fuel is not contained in the electromagnetic fuel injection valve, after the
非圧縮性と考えられる液体燃料を使用する場合、隙間301Aが十分小さければ、流体抵抗により、弁体の頭部114Cの段付き部133の上端面は、固定コア107の下端面132より上方まで移動することはない。
When using a liquid fuel that is considered to be incompressible, if the
前記のごとく可動子114の跳ね上がり量を制限することで、スプリング110による力により可動子114が再び押し戻されて下方へ移動してアンカー102に衝突するまでの距離が短くして、衝突時点での可動子114の速度を低下し、アンカー102と可動子114の衝突による衝撃力を低減する。
By limiting the amount of jump of the
燃料を使用している場合には、こうして隙間301Aを狭めることで流れる燃料の流体抵抗が大きくなり、可動子114の上方への移動が阻害され、可動子114とアンカー102の衝突による衝撃力を低減する効果がある。
When fuel is used, the fluid resistance of the flowing fuel is increased by narrowing the
また、跳ね上がり量を制限して衝突時の速度を低下させることにより、可動子114が跳ね上がってからアンカー102に戻るまでの時間も短くなる。そのことで、安定して閉弁を開始できる時間も早くなり、最小噴射量を小さくできる。
Further, by limiting the amount of jumping and reducing the speed at the time of collision, the time from when the
開弁の状態であって可動子114が跳ね上がっていない、すなわち、可動子の段付部129の下端面とアンカーの凹部123が当接している場合では、必要な噴射流量を得るため隙間301Aは燃料の流れを阻害しない程度に開いている必要がある。
When the
燃料の流れを阻害しないためには、電磁式燃料噴射弁内の燃料通路がもっとも小さい部分より大きな断面積を確保すればよい。本構造中では開弁状態にある場合でもオリフィスカップ116の円錐状の弁座39と弁体部114Bの燃料通路が最も狭く、可動子の頭部114Cとアンカー102の隙間301Aは最小で4ミクロンあればよい。
In order not to hinder the flow of fuel, it is only necessary to ensure a larger cross-sectional area than the smallest part of the fuel passage in the electromagnetic fuel injection valve. Even when the valve is open in this structure, the fuel passage between the
可動子114の跳ね上がりにより隙間301Aが一時的に4ミクロン以下となり、燃料の流れを阻害する場合があるが、跳ね上がり時間は0.1msであり、全体の開弁時間と比較して十分小さいため、噴射流量に問題はない。また、跳ね上がり量が小さくなることで、噴射毎の跳ね上がり量のばらつき量も小さくなるため、1回毎の開閉弁動作も安定し、燃料の噴射量ばらつきも小さくすることができる。
The
ここで、図3に示す本発明を利用しない、もしくは燃料が入っていない場合の可動子114の移動量グラフの一例によれば、可動子114の跳ね上がり量は40ミクロンである。
Here, according to an example of the movement amount graph of the
そのため、隙間301Aは4〜40ミクロンとすれば燃料と流れを阻害することなく、可動子114とアンカー102の衝突による衝撃力を低減する効果がある。
Therefore, if the
ここで、第2実施例について図4を用いて説明する。 Here, the second embodiment will be described with reference to FIG.
この第2実施例では、固定コア107の中央の貫通孔は可動子の頭部114Cの外周より小さい。そのため、可動子114の上方向への移動は、可動子の段付部133の上面と固定コアの下端面132が接触することで規制される。
In the second embodiment, the central through hole of the fixed
アンカーの上面から凹部123の底面までの幅は、可動子の頭部114Cの段付部129の下端面から段付部133の上端面までの幅より広い。そのため、アンカーの凹部123の底面と可動子の段付部129の下端面とが当接している場合には、可動子の段付部133の上面は固定コア107の下端面よりわずかに下側に構成される(図面では誇張してある)。
The width from the upper surface of the anchor to the bottom surface of the
また、アンカー102が固定コア107に吸引されて当接して、アンカーの凹部123の底面と可動子の段付部129の下端面とが接触している状態の、可動子の頭部114Cの段付部133の上端面と固定コア107の下端面132の隙間を隙間301Bとする。
In addition, the step of the
可動子114が固定コア107に吸引されて衝突した後、アンカー102から可動子114が離脱して跳ね上がった際に、可動子の段付部133の上端面は固定コア107の下端面132に衝突するように、隙間301Bは、アンカーの凹部123の深さと可動子の頭部114Cの段付部129,133の高さによりあらかじめ調整されている。
After the
可動子114の跳ね上がり量が隙間301により規制されているため、スプリング110による力により可動子114が再び押し戻されて下方へ移動してアンカー102に衝突するまでの距離を短く制限できる。また、可動子114が固定コア107へ近づくことで隙間301が十分小さければ、隙間301による液体のダンパー効果により可動子114の上下移動は妨げられて減速する。そのため、衝突時点での可動子114の速度を低減でき、アンカー102と可動子114の衝突による衝撃力を低減する効果がある。
Since the amount of jump of the
燃料を使用している場合には、こうして隙間301Bを規定することで、可動子114の跳ね上がり量が制限されると共に、燃料の液体ダンパー効果により可動子114が減速して、可動子114とアンカー102の衝突による衝撃力を低減する効果がある。
When fuel is used, the
また、跳ね上がり量を小さくして衝突時の速度を低下させることにより、可動子114が跳ね上がってからアンカー102に戻るまでの時間も短くなる。そのことで、安定して閉弁を開始できる時間も早くなり、最小噴射量を小さくできる。
In addition, by reducing the amount of jumping and reducing the speed at the time of collision, the time from when the
開弁の状態であって可動子114が跳ね上がっていない、すなわち、可動子の段付部129の下端面とアンカーの凹部123の底面が接触している場合では、必要な噴射流量を得るため隙間301Bは燃料の流れを阻害しない程度に開いている必要がある。
When the
燃料の流れを阻害しないためには、電磁式燃料噴射弁内の燃料通路がもっとも小さい部分より大きな断面積を確保すればよい。本構造中では開弁状態にある場合でもオリフィスカップ116の円錐状の弁座39と弁体114Bの燃料通路が最も狭く、可動子の頭部114Cとアンカー102の隙間301Bは最小で4ミクロンあればよい。
In order not to hinder the flow of fuel, it is only necessary to ensure a larger cross-sectional area than the smallest part of the fuel passage in the electromagnetic fuel injection valve. Even when the valve is open in this structure, the fuel passage between the
可動子114の跳ね上がりにより隙間301Bが一時的に4ミクロン以下となり、燃料の流れを阻害する場合があるが、跳ね上がり時間は0.1msであり、全体の開弁時間と比較して十分小さいため、噴射流量に問題はない。また、跳ね上がり量が小さくなることで、噴射毎の跳ね上がり量のばらつき量も小さくなるため、1回毎の開閉弁動作も安定し、燃料の噴射量ばらつきも小さくすることができる。
The
ここで、図3に示す本発明を利用しない場合の可動子114の移動量グラフの一例によれば、可動子114の跳ね上がり量は40ミクロンである。
Here, according to an example of the moving amount graph of the
そのため、隙間301Bは4〜40ミクロンとすれば燃料と流れを阻害することなく、可動子114とアンカー102の衝突による衝撃力を低減する効果がある。
Therefore, if the
ここで、第3実施例について図5および図6を用いて説明する。 Here, the third embodiment will be described with reference to FIGS.
この第3実施例では、固定コア107の中央の貫通孔は可動子の頭部114Cの外周より小さい。そのため、可動子114の上方向への移動は、可動子の段付部133の上面と固定コア107の下端面132が接触することで規制される。
In the third embodiment, the central through-hole of the fixed
アンカーの上面から凹部123までの幅は可動子の段付部129の下端面から、段付部133の上面までの幅より、わずかに小さい。そのため、アンカーの凹部123の底面と可動子の段付部129の下端面とが当接している場合には、可動子の段付部133の上面はアンカー102の上面より上側に構成される(図面では誇張してある)。
The width from the upper surface of the anchor to the
ここで、図6に可動子114を上方向から見た図を示す。可動子の段付部133の外周部の一部に切欠き136が設けられている。この切欠き136は、固定コア107の中央の貫通孔より中心側に達している。可動子の段付部133の上面が固定コア107の下端面132に当接すると、固定コア107の中央の貫通孔から、可動子114の切欠き部136の外周側を介して、アンカーの凹部123へ連通する燃料通路が形成される。
Here, FIG. 6 shows a view of the
電磁コイル105へ通電することで固定コア107へアンカー102が吸引されると、アンカーの凹部123に係合する可動子114も上方向へ移動する。このとき、アンカー102の上面より可動子の段付部133の上面の方が固定コア107の下端面132に近いため、可動子114の段付部133が固定コア107の下端面132へ衝突する。
When the
可動子114は固定コア107へ衝突した後、下方向へと跳ね返る。アンカーの凹部123の底面と可動子の頭部114Cの段付部129の下面が係合しているため、アンカー102も可動子114と一体となって下方向へ跳ね返る。
The
アンカー102はスプリング112と固定コア107への磁気吸引力により固定コア107に再び吸引される。その際も、可動子114はアンカー102以外からは下方向からの力を受けないため、可動子114はアンカー102から離脱することなく固定コア107と当接して静止する。
The
このように、可動子114と固定コア107を衝突させることで、可動子114のアンカー102からの跳ね上がりをなくし、開弁時のアンカー102と可動子114の衝突による衝撃力を低減する。
Thus, by causing the
ここで、第4実施例について図7を用いて説明する。 Here, the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
この第4実施例では、固定コア107の中央の貫通孔は可動子の頭部114Cの外周より小さい。そのため、可動子114の上方向への移動は、可動子の段付部133の上面と固定コア107の下端面132が接触することで規制される。
In the fourth embodiment, the central through hole of the fixed
アンカーの上面から凹部123までの幅は可動子の段付部129の下端面から、段付部133の上面までの幅と等しい。そのため、アンカーの凹部123の底面と可動子の段付部129の下端面とが当接している場合には、可動子の段付部133の上面はアンカー102の上面と同一平面上に構成される。
The width from the upper surface of the anchor to the
また、第3実施例の場合と同様に、図6に示す可動子の段付部133の外周部の一部に切欠き136が設けられている。この切欠き136は、固定コア107の中央の貫通孔より中心側に達している。可動子の段付部133の上面が固定コア107の下端面132に当接すると、固定コア107の中央の貫通孔から、可動子114の切欠き部136の外周側を介して、アンカーの凹部123へ連通する燃料通路が形成される。
Similarly to the case of the third embodiment, a
電磁コイル105へ通電することで固定コア107へアンカー102が吸引されると、アンカーの凹部123の底面と係合する可動子114も上方向へ移動する。このとき、アンカー102の上面は可動子の段付部133の上面と同一平面上にあるため、アンカー102と可動子114が同時に固定コア107の下端面132へ衝突する。
When the
アンカー102と可動子114は固定コア107へ衝突した後、一体となって下方向へと跳ね返る。アンカー102はスプリング112と固定コア107への磁気吸引力により固定コア107に再び吸引される。その際も、可動子114はアンカー102以外からは下方向からの力を受けないため、可動子114はアンカー102から離脱することなく固定コア107と当接して静止する。
After the
このように、可動子114とアンカー102を同時に固定コア107へ衝突させることで、可動子114のアンカー102からの跳ね上がりをなくし、アンカー102と可動子114の衝突による衝撃力を低減する。
Thus, by causing the
本発明は、内燃機関用の燃料噴射弁で、電磁コイルで駆動されるいわゆる電磁燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a so-called electromagnetic fuel injection valve driven by an electromagnetic coil, which is a fuel injection valve for an internal combustion engine.
39 弁座
54 調整子
101 ノズルホルダ
102 アンカー
103 ハウジング
104 コイルボビン
105 電磁コイル
107 固定コア
109 導体
110 スプリング
112 ばね
113 可動子ガイド
114 可動子
114A ロッド部
114B 弁体部
114C 頭部
115 ガイド部材
116 オリフィスカップ
117 スプリング受け座
121 樹脂成形体
123 アンカーの凹部
129,133 可動子の段付部
131 可動子の突起
132 固定コアの下端面
201 磁気通路
301A,301B 隙間
39
Claims (10)
前記アンカーが前記固定コアへ吸引された際の、前記アンカーから前記可動子が離脱する跳ね上がり量を、前記可動子と前記固定コアとの隙間に働く流体抵抗を利用することで制限することを特徴とする電磁式燃料噴射弁。 A fixed core provided with a through-hole which is a fuel passage in the center, a coil disposed on the outer peripheral side of the fixed core, an anchor having an upper end surface facing the lower end surface of the fixed core, and a valve at the lower end A movable body having a body portion, and the anchor and the movable body have a separate structure, and a magnetic attraction force is generated by energizing the coil to connect the anchor and the movable body. In the electromagnetic fuel injection valve configured to be sucked into the fixed core,
When the anchor is sucked into the fixed core, the amount of jumping up of the mover from the anchor is limited by using a fluid resistance acting on a gap between the mover and the fixed core. An electromagnetic fuel injection valve.
前記アンカーと前記可動子とを前記固定コアへ吸引した際に、前記可動子を前記固定コアに当接させて前記可動子の移動量を制限するように、前記固定コア中央の貫通孔より前記可動子の頭部を大きく構成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。 A fixed core provided with a through-hole which is a fuel passage in the center, a coil disposed on the outer peripheral side of the fixed core, an anchor having an upper end surface facing the lower end surface of the fixed core, and a valve at the lower end A movable body having a body portion, wherein the anchor and the movable body are separate structures, and the anchor sucked into the fixed core is configured to be able to contact the fixed core, and the coil In an electromagnetic fuel injection valve configured to generate a magnetic attraction force by energizing to the anchor and the mover to the fixed core,
When the anchor and the mover are sucked into the fixed core, the mover is brought into contact with the fixed core to limit the amount of movement of the mover from the through hole in the center of the fixed core. An electromagnetic fuel injection valve characterized in that the head of the mover is configured to be large.
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