JP2013050066A - Fuel injection valve - Google Patents

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Hirotaka Nakai
裕貴 中居
Masahiro Soma
正浩 相馬
Takaki Itaya
隆樹 板谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection valve which can individually set the flow rate at every fuel injection with high precision even if using a plurality of injection holes that have the same shapes in cross sections, and in which the fluctuations of fuel injection amounts are small in the whole of the fuel injection valve.SOLUTION: The fuel injection valve includes: a plurality of fuel injection holes 21, 22; a valve seat 17a disposed at the upstream side of the fuel injection holes 21, 22; a valve body 12 which is attached to and detached from a valve seat 17a; an energizing means 10 which energizes the valve body 12 in the reverse direction to the driving direction thereof; a guide which guides the valve body 12 in the driving direction thereof; and a core 6 which regulates the amount of displacement in the driving direction thereof upon the driving of the valve body 12 where, when an angle formed of a collision surface 26 of the core 6 with a surface vertical to a center axis 19 of fuel injection valve is α and an angle formed of a collision surface 28 of the valve body 12 with a surface vertical to a center axis 18 of the valve body is β, the absolute value of at least any one of the angle α and the angle β is set to be a value larger than 0°.

Description

本発明は、自動車用内燃機関向けの燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve for an automobile internal combustion engine.

自動車等の内燃機関においては、エンジンの制御ユニットからの電気信号により駆動する電磁式の燃料噴射弁が広く用いられている。   2. Description of the Related Art In an internal combustion engine such as an automobile, an electromagnetic fuel injection valve that is driven by an electric signal from an engine control unit is widely used.

この種の燃料噴射弁は、吸気配管に取り付けられ燃焼室内部に間接的に燃料を噴射するポート噴射と呼ばれるものと、燃焼室内部に直接的に燃料を噴射する直接噴射タイプと呼ばれるものとが存在する。   This type of fuel injection valve includes a so-called port injection that is attached to the intake pipe and indirectly injects fuel into the combustion chamber, and a direct injection type that directly injects fuel into the combustion chamber. Exists.

後者の直接噴射タイプにおいては、噴射した燃料が形成する噴霧形状が燃焼性能を決定することになる。そこで、所望の燃焼性能を得るためには、噴霧形状の最適化が必要となる。ここで、噴霧形状の最適化とは、規定流量噴射時の噴霧方向及び噴霧長さと言い換えることができる。   In the latter direct injection type, the spray shape formed by the injected fuel determines the combustion performance. Therefore, in order to obtain the desired combustion performance, it is necessary to optimize the spray shape. Here, the optimization of the spray shape can be rephrased as the spray direction and the spray length during the specified flow rate injection.

特開2008−101499号公報には、燃料噴射弁として、移動可能に設けられた弁体と、弁体を駆動するための駆動手段と、弁体が離接する弁座と、弁座の下流に設けられた複数のオリフィスとを備え、複数のオリフィスがノズルの中心軸線に対してそれぞれ異なる角度方向に形成された燃料噴射弁が開示されている。   In JP 2008-101499 A, as a fuel injection valve, a movable valve body, a drive means for driving the valve body, a valve seat to which the valve body is separated and connected, and a downstream of the valve seat are disclosed. There is disclosed a fuel injection valve that includes a plurality of provided orifices, wherein the plurality of orifices are formed in different angular directions with respect to the central axis of the nozzle.

特開2011−1864号公報には、複数の噴孔と噴孔の上流側に設けられたシート部とシート部と接触することにより閉弁状態となり、シート部から離れることによって開弁状態となる弁体と、噴孔の入口側開口とシート部とが形成され上流側から下流側に向けて先細りとなる円錐面とを備えた燃料噴射弁において、複数の噴孔は、噴孔の中心軸と直交する横断面形状が真円とは実質的に異なる形でかつ同じ形状に形成され、複数の噴孔の横断面を噴孔の中心軸周りに回転させ、円錐面と噴孔の中心軸周りに回転させた回転角度との関係が少なくとも2つの噴孔において異なるように回転角度を設定することにより、断面が同じ形状の複数の噴孔を用いて、各噴孔の流量を個別に設定した燃料噴射弁が開示されている。この燃料噴射弁では、自動車用内燃機関における燃料消費量や排気性能などを向上させることが可能となり、また製造コストを大幅に低減することが可能である。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-1864, a plurality of nozzle holes and a seat part provided on the upstream side of the nozzle holes are brought into contact with the seat part to be in a closed state, and separated from the seat part to be in a valve opening state. In a fuel injection valve having a valve body and a conical surface that is formed with an inlet side opening and a seat portion of an injection hole and is tapered from the upstream side toward the downstream side, the plurality of injection holes are formed with a central axis of the injection hole The cross-sectional shape perpendicular to the circle is substantially different from the perfect circle and is formed in the same shape, and the conical surface and the central axis of the injection hole are rotated by rotating the cross-section of the plurality of injection holes around the central axis of the injection hole By setting the rotation angle so that the relationship with the rotation angle rotated around is different in at least two nozzle holes, the flow rate of each nozzle hole is set individually using multiple nozzle holes with the same cross section A fuel injection valve is disclosed. With this fuel injection valve, it is possible to improve fuel consumption, exhaust performance, etc. in an internal combustion engine for automobiles, and it is possible to greatly reduce manufacturing costs.

特開2008−101499号公報JP 2008-101499 A 特開2011−1864号公報JP 2011-1864 A

燃料噴射弁から噴出される噴霧は、ほぼ噴孔(燃料噴射孔とも言う)が加工される軸方向へ噴出されることが知られている。特許文献1に記載された燃料噴射弁のように、噴孔(オリフィス)が複数あるタイプの燃料噴射弁では、噴孔方向の加工精度をあげることが求められる。また、噴霧長さは各噴孔から噴出される流量と相関があるため、各噴孔の噴霧長さを制御するためには、各噴孔の流量制御をすることが求められる。また、混合気の状態を最適にすることを目的として、各噴霧の方向及び流量を個別に制御することが求められている。   It is known that the spray ejected from the fuel injection valve is ejected substantially in the axial direction in which the injection hole (also referred to as a fuel injection hole) is processed. As in the fuel injection valve described in Patent Document 1, a fuel injection valve having a plurality of injection holes (orifices) is required to increase the processing accuracy in the injection hole direction. Further, since the spray length is correlated with the flow rate ejected from each nozzle hole, it is required to control the flow rate of each nozzle hole in order to control the spray length of each nozzle hole. Further, for the purpose of optimizing the state of the air-fuel mixture, it is required to individually control the direction and flow rate of each spray.

特許文献1に記載の燃料噴射弁では、複数の噴孔の流量を個別に設定することについては配慮されていない。各噴孔の流量を個別に設定する方法として、複数の噴孔の穴径を変えることが考えられる。すなわち、流量を多く必要とする噴孔では穴径の寸法を大きく設定し、流量を少量しか必要としない噴孔では穴径の寸法を小さく設定することで、各噴孔の流量を個別に設定することが可能である。   In the fuel injection valve described in Patent Document 1, no consideration is given to individually setting the flow rates of the plurality of nozzle holes. As a method for individually setting the flow rate of each nozzle hole, it is conceivable to change the hole diameter of the plurality of nozzle holes. In other words, the nozzle hole size that requires a large flow rate is set to a large hole diameter, and the nozzle hole size that requires only a small amount of flow is set to a small hole diameter to set the flow rate of each nozzle hole individually. Is possible.

しかし、複数の噴孔の穴径を変える場合には、噴孔を加工するツールとして、各噴孔の穴径に合わせたツールを準備する必要がある。すなわち、流量に応じた穴径を加工するためのツールを複数用意して、噴孔毎に異なるツールを使って加工を行う必要がある。ツールの準備に要する工数は、噴孔の種類と数だけ必要となり、加工する際の段取り時間や加工後の検査時間が噴孔の穴径を全て同じとした場合と比べて長くなる。その結果、燃料噴射弁の製造コストも高くなる。   However, when changing the hole diameter of a plurality of nozzle holes, it is necessary to prepare a tool that matches the hole diameter of each nozzle hole as a tool for processing the nozzle holes. That is, it is necessary to prepare a plurality of tools for processing the hole diameter according to the flow rate and perform processing using a different tool for each nozzle hole. The number of man-hours required for preparing the tool is the same as the type and number of nozzle holes, and the setup time during processing and the inspection time after processing are longer than when the hole diameters of the nozzle holes are all the same. As a result, the manufacturing cost of the fuel injection valve also increases.

また、複数の噴孔を加工する際に異なるツールを使用するためには、ツールを交換するか、噴孔を形成する素材を他の加工装置に移す必要がある。このため、ツールと素材との間に相対的な位置ずれが生じる可能性があり、噴孔の加工精度が低下する可能性がある。   Further, in order to use different tools when processing a plurality of nozzle holes, it is necessary to replace the tools or to transfer the material forming the nozzle holes to another processing apparatus. For this reason, a relative position shift may occur between the tool and the material, and the processing accuracy of the nozzle hole may be reduced.

特許文献2に記載された燃料噴射弁では、断面が同じ形状の複数の噴孔を用いて、各噴孔の流量を個別に設定する方法については開示されている。しかしながら、一般に同一断面形状の噴孔毎の流量は、開弁時の弁体シート部と弁座シート部近傍の流れ、噴孔軸が燃料噴射弁中心軸となす角度、噴孔内部の流れなどによって規定されるが、この燃料噴射弁では弁座に設けられた噴孔近傍にのみ着目して各噴孔の流量を個別に制御しようとしており、弁体の弁座との相対的な位置関係に関しては考慮されていない。より高精度に各噴孔の流量を個別に設定するためには、開弁時における弁座に対する弁体の相対的な位置関係も規定してやることが必要である。また、弁座に対する弁体の相対的な位置を規定してやることは流量のばらつき低減に対しても有効である。   The fuel injection valve described in Patent Document 2 discloses a method of individually setting the flow rate of each nozzle hole using a plurality of nozzle holes having the same cross section. However, in general, the flow rate for each nozzle hole having the same cross-sectional shape is the flow in the vicinity of the valve body seat part and the valve seat sheet part when the valve is opened, the angle between the nozzle hole axis and the central axis of the fuel injection valve, the flow inside the nozzle hole, etc. In this fuel injection valve, the flow rate of each nozzle hole is individually controlled by focusing only on the vicinity of the nozzle hole provided in the valve seat, and the relative positional relationship with the valve seat of the valve body Is not considered. In order to individually set the flow rate of each nozzle hole with higher accuracy, it is necessary to define the relative positional relationship of the valve body with respect to the valve seat when the valve is opened. Also, defining the relative position of the valve body with respect to the valve seat is effective for reducing the variation in flow rate.

本発明の目的は、燃料噴射弁駆動時の弁座に対する弁体の相対的な位置を規定してやることにより、断面が同じ形状の複数の燃料噴射孔を用いた場合にも、各燃料噴射孔毎の流量を個別に高精度に設定でき、且つ燃料噴射弁全体の燃料噴射量ばらつきの小さい燃料噴射弁を提供することにある。   The object of the present invention is to define the relative position of the valve body with respect to the valve seat when the fuel injection valve is driven, so that even when a plurality of fuel injection holes having the same cross section are used, It is an object of the present invention to provide a fuel injection valve in which the flow rate of each of the fuel injection valves can be individually set with high accuracy and the fuel injection amount variation of the entire fuel injection valve is small.

上記目標を達成するために、本発明の燃料噴射弁は、複数の燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の上流側に設けられた弁座と、前記弁座と当接することによって燃料通路を閉じ前記弁座から離れることによって燃料通路を開く弁体と、前記弁体をその駆動方向とは逆向きに付勢する付勢手段と、前記弁体の駆動時に燃料噴射弁の中心軸に対して垂直方向への変位を規制するガイドと、前記弁体の駆動時にその駆動方向の変位量を規制するコアとを備えた燃料噴射弁において、前記コアの前記弁体との衝突面が燃料噴射弁の中心軸に垂直な面に対して成す角度をαとし、前記弁体の前記コアとの衝突面が前記弁体の中心軸に垂直な面に対して成す角度をβとするとき、角度αと角度βのうち少なくともいずれか一方の絶対値を0度より大きな値に設定する。   In order to achieve the above goal, the fuel injection valve of the present invention closes the fuel passage by contacting a plurality of fuel injection holes, a valve seat provided on the upstream side of the fuel injection holes, and the valve seat. A valve body that opens a fuel passage by moving away from the valve seat; an urging means that urges the valve body in a direction opposite to a driving direction thereof; and a central axis of the fuel injection valve when the valve body is driven. A fuel injection valve comprising a guide for restricting a displacement in a vertical direction and a core for restricting a displacement amount in a drive direction when the valve body is driven, wherein a collision surface of the core with the valve body is a fuel injection valve. When the angle formed with respect to the plane perpendicular to the central axis of the valve body is α, and the angle formed with the collision surface of the valve body with the core perpendicular to the plane perpendicular to the central axis of the valve body is β, the angle α And the absolute value of at least one of angle β is set to a value larger than 0 degree That.

本発明によれば、断面が同じ形状の複数の燃料噴射孔を用いた場合にも、各燃料噴射孔毎の流量を個別に高精度に設定しつつ、且つ燃料噴射弁全体の燃料噴射量ばらつきの小さい燃料噴射弁を提供することが可能である。   According to the present invention, even when a plurality of fuel injection holes having the same cross section are used, the flow rate of each fuel injection hole is individually set with high accuracy and the fuel injection amount variation of the entire fuel injection valve is varied. It is possible to provide a small fuel injection valve.

電磁式燃料噴射弁の概略を示す断面図。Sectional drawing which shows the outline of an electromagnetic fuel injection valve. 電磁式燃料噴射弁の弁体及び燃料噴射孔近傍を示す断面拡大図。The cross-sectional enlarged view which shows the valve body and fuel injection hole vicinity of an electromagnetic fuel injection valve. 本発明に係る電磁式燃料噴射弁のコアと弁体の各々の衝突面をテーパ形状とした場合のコアと弁体の断面拡大図。The cross-sectional enlarged view of a core and a valve body when each collision surface of the core and valve body of an electromagnetic fuel injection valve which concerns on this invention is made into a taper shape. 本発明に係る電磁式燃料噴射弁において、コアと弁体との各々の衝突面の当接関係と、弁体とそのガイド部材との当接関係を示す断面図。Sectional drawing which shows the contact relationship of each collision surface of a core and a valve body, and the contact relationship of a valve body and its guide member in the electromagnetic fuel injection valve which concerns on this invention.

以下、本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る電磁式燃料噴射弁の断面図である。図1上側のOリング3及びバックアップリング4の部分が燃料配管に挿入され、加圧された燃料が異物混入を防ぐ機能を有するフィルタ5を通して燃料噴射弁内部へと供給される。一方で、燃料を燃焼室内へと直接噴射する燃料噴射弁では、ノズル14の先端はエンジンヘッドへと組みつけられる。このとき、チップシール15によって燃焼ガスをシールする。また、弁体12及びノズル14の先端に取り付けられた弁座部材17に形成された燃料噴射孔21,22を開閉することにより、燃料の噴射を制御しており、閉弁時は弁体12が弁座部材17に形成された弁座17aに押し付けられて閉弁するように、付勢部材であるスプリング10が設けられている。弁座部材17には上流側から下流側に向けて先細りとなる円錐面が形成されており、弁座17aはこの円錐面上に設けられている。閉弁時のスプリング10のセット荷重はアジャスタピン7の押込み深さによって調整する。また、弁体12は上部ガイド13と下部ガイド16によってガイドすることによって安定に駆動する。弁体12の駆動力を発生する手段として、燃料噴射弁にはソレノイドコイル9が具備されている。コネクタ1を接続し、端子2に電圧を印加し、ソレノイドコイル9が通電されると、ソレノイドコイル9の収容部品であるコア6、ヨーク11及びハウジング8、そして、弁体12を磁路として磁束が発生し、コア6と弁体12の間に吸引力が発生する。この吸引力がスプリング10によるセット荷重と、加圧された燃料による燃圧の和に打ち勝つ大きさに到達した時点で、弁体12が弁座17aから離れる方向(図1上側)に変位し、燃料が噴射される。コア6は弁体12の駆動時にその変位量を規制するストッパの役割も担う。   FIG. 1 is a sectional view of an electromagnetic fuel injection valve according to the present invention. The portions of the O-ring 3 and the backup ring 4 on the upper side of FIG. 1 are inserted into the fuel pipe, and pressurized fuel is supplied into the fuel injection valve through a filter 5 having a function of preventing foreign matter from entering. On the other hand, in the fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber, the tip of the nozzle 14 is assembled to the engine head. At this time, the combustion gas is sealed by the tip seal 15. In addition, the fuel injection is controlled by opening and closing the fuel injection holes 21 and 22 formed in the valve seat member 17 attached to the tips of the valve body 12 and the nozzle 14. When the valve is closed, the valve body 12 is controlled. A spring 10 as an urging member is provided so that is pressed against a valve seat 17a formed on the valve seat member 17 to close the valve. The valve seat member 17 has a conical surface that tapers from the upstream side toward the downstream side, and the valve seat 17a is provided on the conical surface. The set load of the spring 10 when the valve is closed is adjusted by the push-in depth of the adjuster pin 7. Further, the valve body 12 is driven stably by being guided by the upper guide 13 and the lower guide 16. As a means for generating the driving force of the valve body 12, the fuel injection valve is provided with a solenoid coil 9. When the connector 1 is connected, a voltage is applied to the terminal 2 and the solenoid coil 9 is energized, the core 6, the yoke 11 and the housing 8, and the valve body 12 which are housing parts of the solenoid coil 9 are used as magnetic paths. And a suction force is generated between the core 6 and the valve body 12. When the suction force reaches a magnitude that overcomes the sum of the set load by the spring 10 and the fuel pressure by the pressurized fuel, the valve body 12 is displaced in the direction away from the valve seat 17a (upper side in FIG. 1), and the fuel Is injected. The core 6 also serves as a stopper that regulates the amount of displacement when the valve body 12 is driven.

図2(a)〜図2(d)は、燃料噴射弁の弁座17a及び弁体12近傍を拡大した断面図である。図2(a)は、燃料噴射弁が非駆動状態である閉弁時を示しており、燃料噴射孔21,22の上流側に設けられた弁体12と弁座17aとの接触部からなるシート部23で燃料をシールしている。図2では、燃料噴射孔を2つ図示しているが、燃料噴射孔の数は2つに限らず、3つ以上であってもよい。図2(b)〜図2(d)は、燃料噴射弁が駆動状態である開弁時を示しており、弁体12の変位によって生じた弁体12と弁座17aとの隙間を通り、各燃料噴射孔21,22から燃料が噴射される。このときの各燃料噴射孔21,22の個別の流量は、各燃料噴射孔21,22の近傍の弁体12と弁座17aとの隙間流れ、燃料噴射孔軸20と燃料噴射弁中心軸19とが成す角度、燃料噴射孔21,22の内部の流れの状態などによって決まる。図2(b)は、弁体中心軸18と燃料噴射弁中心軸19が完全に同軸で開弁している状態を表しており、実際の燃料噴射弁では、図2(b)のように弁体中心軸18と燃料噴射弁中心軸19が完全に同軸で、弁体12が上部ガイド13又は下部ガイド16に全く支持されずに開弁状態を維持するということは困難であり、弁体12を付勢するスプリング10のサイドフォースや、各種寸法ばらつきなどにより、開弁時の弁体中心軸18は必ず図2(c)や図2(d)のように燃料噴射弁中心軸19に対して上部ガイド13又は下部ガイド16と弁体12とのクリアランスに応じた量の軸ずれを生じている。ここで、図2(c)と図2(d)では、各燃料噴射孔21,22毎の流量の分配が異なり、例えば、図2(c)では、左側の燃料噴射孔21に流入する燃料流路24に対して、右側の燃料噴射孔22に流入する燃料流路25の方が絞られており、左側流路24の方が流量係数が大きくなるため流量が多くなる。逆に、図2(d)では、右側の燃料噴射孔22に流入する燃料流路25に対して左側の燃料噴射孔21に流入する燃料流路24の方が絞られており、右側流路25の方が流量係数が大きくなるため流量が多くなる。また、スプリング10のサイドフォースなどにより弁体中心軸18に軸ずれが生じた場合、燃料噴射弁中心軸19に対して垂直方向の変位に関しては上部ガイド13内径と下部ガイド16内径の2点によって支持され、燃料噴射弁中心軸19方向の変位に関してはコア6によって支持され、弁体12は3点支持で軸ずれ状態となる。このとき、燃料噴射弁中心軸19に対する弁体中心軸18の軸ずれの量は、弁体12外径と上部ガイド13内径と下部ガイド16内径とのクリアランス量に依存し、クリアランス量が大きくなるにつれて弁体12の軸ずれ量も大きくなる。さらに、軸ずれの方向に関しては、指向性なく軸ずれすることとなる。従って、従来の構造では図2(c)と図2(d)のどちらの状態になるかは制御することができず、弁体12の軸ずれ方向に応じて各燃料噴射孔の流量が変化するという問題点が存在していた。また、この各燃料噴射孔の流量のばらつきが、燃料噴射弁全体としての噴射量ばらつきの大きな要因の一つとなっていた。   2 (a) to 2 (d) are enlarged sectional views of the vicinity of the valve seat 17a and the valve body 12 of the fuel injection valve. FIG. 2A shows a closed state in which the fuel injection valve is not driven, and includes a contact portion between the valve body 12 provided on the upstream side of the fuel injection holes 21 and 22 and the valve seat 17a. The seat 23 seals the fuel. Although two fuel injection holes are illustrated in FIG. 2, the number of fuel injection holes is not limited to two and may be three or more. 2 (b) to 2 (d) show the valve opening time when the fuel injection valve is in a driving state, and pass through the gap between the valve body 12 and the valve seat 17a caused by the displacement of the valve body 12, Fuel is injected from each fuel injection hole 21, 22. The individual flow rates of the fuel injection holes 21 and 22 at this time are the gap flow between the valve body 12 and the valve seat 17a in the vicinity of the fuel injection holes 21 and 22, the fuel injection hole shaft 20 and the fuel injection valve central shaft 19 respectively. And the state of the flow inside the fuel injection holes 21, 22. FIG. 2B shows a state in which the valve body central shaft 18 and the fuel injection valve central shaft 19 are completely coaxially opened. In an actual fuel injection valve, as shown in FIG. It is difficult for the valve body central shaft 18 and the fuel injection valve central shaft 19 to be completely coaxial, so that the valve body 12 is not supported by the upper guide 13 or the lower guide 16 and maintained in the open state. Due to the side force of the spring 10 urging the valve 12 and various dimensional variations, the valve body central shaft 18 at the time of valve opening is always connected to the fuel injection valve central shaft 19 as shown in FIGS. 2 (c) and 2 (d). On the other hand, an axial deviation of an amount corresponding to the clearance between the upper guide 13 or the lower guide 16 and the valve body 12 occurs. Here, in FIG. 2 (c) and FIG. 2 (d), the distribution of the flow rate for each fuel injection hole 21, 22 is different. For example, in FIG. 2 (c), the fuel flowing into the left fuel injection hole 21 The fuel flow path 25 flowing into the right fuel injection hole 22 is narrowed with respect to the flow path 24, and the flow rate increases because the flow coefficient of the left flow path 24 is larger. On the other hand, in FIG. 2D, the fuel flow path 24 flowing into the left fuel injection hole 21 is narrower than the fuel flow path 25 flowing into the right fuel injection hole 22, and the right flow path No. 25 has a larger flow rate, so the flow rate increases. Further, when the valve body central shaft 18 is displaced due to the side force of the spring 10 or the like, the displacement in the direction perpendicular to the fuel injection valve central shaft 19 depends on two points: the inner diameter of the upper guide 13 and the inner diameter of the lower guide 16. The displacement in the direction of the central axis 19 of the fuel injection valve is supported by the core 6, and the valve body 12 is off-axis with three-point support. At this time, the amount of axial deviation of the valve body central shaft 18 relative to the fuel injection valve central shaft 19 depends on the clearance amounts of the outer diameter of the valve body 12, the inner diameter of the upper guide 13 and the inner diameter of the lower guide 16, and the clearance amount increases. Accordingly, the amount of axial deviation of the valve body 12 also increases. Furthermore, with respect to the direction of the axis deviation, the axis is displaced without directivity. Therefore, in the conventional structure, it is not possible to control which state is shown in FIG. 2C or FIG. 2D, and the flow rate of each fuel injection hole changes in accordance with the axis deviation direction of the valve body 12. There was a problem of doing. In addition, the variation in the flow rate of each fuel injection hole is one of the major causes of the variation in the injection amount of the entire fuel injection valve.

本実施例では、上記問題を解決するため、コア6と弁体12の各々の衝突面をテーパ形状にすることにより、開弁時の弁体12の位置を、弁体12とコア6のテーパ角度に応じて制御できるようにする。   In the present embodiment, in order to solve the above-described problem, the collision surfaces of the core 6 and the valve body 12 are tapered, so that the position of the valve body 12 at the time of opening the valve body 12 and the core 6 is tapered. It can be controlled according to the angle.

図3は、本発明に係る燃料噴射弁のコア6と弁体12の形状を示している。図3(a)はコア6の形状を示しており、コア6の弁体12との衝突面26を燃料噴射弁中心軸19に垂直な面27aに対して傾斜角度αを有するようなテーパ形状としている。一方で、図3(b)は弁体12の形状を示しており、弁体12のコア6との衝突面28を弁体中心軸18に垂直な面27bに対して傾斜角度βを有するようなテーパ形状としている。   FIG. 3 shows the shapes of the core 6 and the valve body 12 of the fuel injection valve according to the present invention. FIG. 3A shows the shape of the core 6, and the taper shape in which the collision surface 26 of the core 6 with the valve body 12 has an inclination angle α with respect to the surface 27 a perpendicular to the central axis 19 of the fuel injection valve. It is said. On the other hand, FIG. 3B shows the shape of the valve body 12 so that the collision surface 28 of the valve body 12 with the core 6 has an inclination angle β with respect to the surface 27 b perpendicular to the valve body central axis 18. It is made into a taper shape.

図4は、本発明に係る図3(a)に示したコア6、図3(b)に示した弁体12を用いた場合について、コア6と弁体12との各々の衝突面26,28の当接関係と、弁体12とそのガイド部材である上部ガイド13及び下部ガイド16との当接関係を示している。   FIG. 4 shows the case where the core 6 shown in FIG. 3 (a) and the valve body 12 shown in FIG. 3 (b) according to the present invention are used. 28, and the contact relationship between the valve body 12 and the upper guide 13 and the lower guide 16 which are guide members thereof.

図4(a)は、弁体12の外径と上部ガイド13及び下部ガイド16の各内径とのクリアランスが大きい場合を表しており、開弁時に、弁体12は磁気吸引力によってコア6へと持ち上げられ、コア6の衝突面26と弁体12の衝突面28とで衝突し、開弁状態となる。このとき、弁体12の外径と上部ガイド13及び下部ガイド16の内径とのクリアランスが大きいため、弁体12は両ガイドとは接触せず、コア6の衝突面26によってのみ保持される。従って、弁体12は、コア6の弁体12との衝突面26と燃料噴射弁中心軸19に垂直な面27aとの角度αと、弁体12のコア6との衝突面28と弁体中心軸18に垂直な面27bとの角度βとの相対角度差分α−βだけ傾いて保持されることとなり、α及びβを設定してやることにより、開弁時の弁体12の偏心方向及び偏心量を制御することが可能である。   4A shows a case where the clearance between the outer diameter of the valve body 12 and the inner diameters of the upper guide 13 and the lower guide 16 is large. When the valve body 12 is opened, the valve body 12 is moved to the core 6 by a magnetic attractive force. And collides with the collision surface 26 of the core 6 and the collision surface 28 of the valve body 12, and the valve is opened. At this time, since the clearance between the outer diameter of the valve body 12 and the inner diameters of the upper guide 13 and the lower guide 16 is large, the valve body 12 is not in contact with both guides and is held only by the collision surface 26 of the core 6. Therefore, the valve body 12 includes the angle α between the collision surface 26 of the core 6 with the valve body 12 and the surface 27a perpendicular to the fuel injection valve central axis 19, and the collision surface 28 of the valve body 12 with the core 6 and the valve body. The relative angle difference α−β with respect to the angle β with respect to the surface 27b perpendicular to the central axis 18 is tilted and held, and by setting α and β, the eccentric direction and the eccentricity of the valve body 12 when the valve is opened. It is possible to control the amount.

一方で、図4(b)は、弁体12の外径と上部ガイド13及び下部ガイド16の各内径とのクリアランスが小さい場合を表している。このとき、クリアランスが小さいため、弁体12が各衝突面のテーパ角度差α−βだけ傾く前に、上部ガイド13の弁体支持部30、又は下部ガイド16の弁体支持部31によって支持されてしまい、α−βだけ傾くことはできない。このときの傾き量をγとすると、γはα−βより小さくなるが、αとβの相対角度差α−βから弁体12の偏心する方向を、弁体12の外径と上部ガイド13及び下部ガイド16の各内径とのクリアランス量によって、弁体12の偏心量を制御することが可能である。   On the other hand, FIG. 4B shows a case where the clearance between the outer diameter of the valve body 12 and the inner diameters of the upper guide 13 and the lower guide 16 is small. At this time, since the clearance is small, the valve body 12 is supported by the valve body support portion 30 of the upper guide 13 or the valve body support portion 31 of the lower guide 16 before the valve body 12 is inclined by the taper angle difference α−β of each collision surface. Therefore, it cannot tilt by α-β. If the amount of inclination at this time is γ, γ is smaller than α-β, but the direction in which the valve body 12 is decentered from the relative angle difference α-β between α and β is determined from the outer diameter of the valve body 12 and the upper guide 13. Further, the amount of eccentricity of the valve body 12 can be controlled by the amount of clearance with each inner diameter of the lower guide 16.

図4(a)及び図4(b)では、α−βが正となるように弁体12とコア6のテーパ面が設定されているため、弁体中心軸18は燃料噴射弁中心軸19に対して反時計回り方向へと傾けられている。このとき、左側の燃料噴射孔21に流入する燃料流路24に対して、右側の燃料噴射孔22に流入する燃料流路25の方が絞られており、左側流路24の方が流量係数が大きくなるため流量が多くなる。   4A and 4B, since the tapered surfaces of the valve body 12 and the core 6 are set so that α-β is positive, the valve body central axis 18 is the fuel injection valve central axis 19. Is tilted counterclockwise. At this time, the fuel flow path 25 flowing into the right fuel injection hole 22 is narrowed with respect to the fuel flow path 24 flowing into the left fuel injection hole 21, and the left flow path 24 has a flow coefficient. Increases the flow rate.

従って、右側の燃料噴射孔22の流量を多くしたい場合には、逆にα−βが負となるように弁体12とコア6の各テーパ面を設定してやるとよい。このとき、弁体中心軸18は燃料噴射弁中心軸19に対して時計回り方向へと傾けられることになるため、右側の燃料噴射孔22に流入する燃料流路25に対して、左側の燃料噴射孔21に流入する燃料流路24の方が絞られることになり、右側流路25の方が流量係数が大きくなるため流量が多くなる。   Therefore, when it is desired to increase the flow rate of the right fuel injection hole 22, the tapered surfaces of the valve body 12 and the core 6 may be set so that α−β becomes negative. At this time, the valve body central shaft 18 is tilted clockwise with respect to the fuel injection valve central shaft 19, so that the fuel on the left side with respect to the fuel flow path 25 flowing into the fuel injection hole 22 on the right side. The fuel flow path 24 flowing into the injection hole 21 will be throttled, and the right flow path 25 has a larger flow rate coefficient, resulting in a higher flow rate.

すなわち、図4(a)及び図4(b)では、開弁時に弁体12の衝突面28とコア6の衝突面26とが当接した状態で、弁体12と弁座17aとの間のシート部23に生じる隙間の大きさが周方向に変化している。   That is, in FIGS. 4A and 4B, the valve body 12 and the valve seat 17a are in contact with each other when the collision surface 28 of the valve body 12 and the collision surface 26 of the core 6 are in contact with each other when the valve is opened. The size of the gap generated in the sheet portion 23 changes in the circumferential direction.

図4(a)及び図4(b)のいずれの場合でも弁体12又はコア6の衝突面をテーパ形状としてやることにより、開弁時の弁体12の偏心方向を制御することが可能であり、さらに、弁体12と上部ガイド13及び下部ガイド16とのクリアランスを設定してやることにより、偏心量を制御することが可能である。これにより、開弁時の弁体12の位置の燃料噴射弁固体バラツキ、又は噴射毎バラツキによって生じる各燃料噴射孔毎の流量のバラツキを低減することが可能であり、さらには燃料噴射弁全体としての燃料噴射量バラツキも低減できることとなる。   In either case of FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b), it is possible to control the eccentric direction of the valve body 12 at the time of valve opening by making the collision surface of the valve body 12 or the core 6 into a tapered shape. In addition, the amount of eccentricity can be controlled by setting the clearance between the valve body 12 and the upper guide 13 and the lower guide 16. As a result, it is possible to reduce the fuel injection valve solid variation at the position of the valve body 12 at the time of valve opening, or the flow rate variation for each fuel injection hole caused by the injection-to-injection variation. The fuel injection amount variation can be reduced.

図3、図4では、コア6の弁体12との衝突面26及び弁体12のコア6との衝突面28をテーパ形状とした実施例を示したが、弁体12の位置を制御するためにはテーパ形状でなくてもよく、R形状など、指向性のある曲面形状とすることも有効であるものと考える。また、コア6の弁体12との衝突面26と、弁体12のコア6との衝突面28との両方をテーパ形状にせず、いずれか一方をテーパ形状にしてもよい。いずれか一方をテーパ形状にした場合は、両方をテーパ形状にした場合と比べて、制御範囲が狭くなる。   FIGS. 3 and 4 show an embodiment in which the collision surface 26 of the core 6 with the valve body 12 and the collision surface 28 of the valve body 12 with the core 6 are tapered, but the position of the valve body 12 is controlled. For this purpose, it is not necessary to use a tapered shape, and it is considered effective to use a curved surface shape having directivity such as an R shape. Further, both the collision surface 26 of the core 6 with the valve body 12 and the collision surface 28 of the valve body 12 with the core 6 may not be tapered, and either one may be tapered. When either one is tapered, the control range is narrower than when both are tapered.

また、閉弁時にはシート部23での面圧を均一に保つために、可能な限り弁体12に対するスプリング10による付勢力が燃料噴射弁中心軸19と同軸方向に作用するように配慮することが望ましい。例えば、αを0度より大きい値、βを0度に設定してやることにより、閉弁時には弁体12に対するスプリング10による付勢力が燃料噴射弁中心軸19と同軸方向に作用し、開弁時には、コア6のテーパ形状に応じて弁体12の位置を制御することが可能である。   Further, when the valve is closed, in order to keep the surface pressure at the seat portion 23 uniform, consideration should be given so that the urging force of the spring 10 against the valve body 12 acts in the same direction as the central axis 19 of the fuel injection valve as much as possible. desirable. For example, by setting α to a value larger than 0 degrees and β to 0 degrees, the urging force of the spring 10 against the valve body 12 acts in the same direction as the central axis 19 of the fuel injection valve when the valve is closed, and when the valve is opened, The position of the valve body 12 can be controlled according to the taper shape of the core 6.

なお、本実施例は燃料噴射弁の駆動力として磁気吸引力を用いる電磁式燃料噴射弁に関するが、駆動力として圧電効果を用いる圧電式燃料噴射弁や、駆動力として磁歪現象を用いる磁歪式燃料噴射弁に関しても本実施例と同様の効果が得られる。   Although this embodiment relates to an electromagnetic fuel injection valve that uses a magnetic attractive force as a driving force of the fuel injection valve, a piezoelectric fuel injection valve that uses a piezoelectric effect as a driving force and a magnetostrictive fuel that uses a magnetostriction phenomenon as a driving force. With respect to the injection valve, the same effect as in the present embodiment can be obtained.

1 コネクタモールド
2 端子
3 Oリング
4 バックアップリング
5 フィルタ
6 コア
7 アジャスタピン
8 ハウジング
9 ソレノイドコイル
10 スプリング
11 ヨーク
12 弁体
13 上部ガイド
14 ノズル
15 チップシール
16 下部ガイド
17 弁座部材
17a 弁座
18 弁体中心軸
19 燃料噴射弁中心軸
20 燃料噴射孔軸
21 左側の燃料噴射孔
22 右側の燃料噴射孔
23 シート部
24 左側流路
25 右側流路
26 コアの衝突面
27a 燃料噴射弁中心軸に対する垂直面
27b 弁体中心軸に対する垂直面
28 弁体の衝突面
29 コアの弁体支持部
30 上部ガイドの弁体支持部
31 下部ガイドの弁体支持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Connector mold 2 Terminal 3 O ring 4 Backup ring 5 Filter 6 Core 7 Adjuster pin 8 Housing 9 Solenoid coil 10 Spring 11 Yoke 12 Valve body 13 Upper guide 14 Nozzle 15 Tip seal 16 Lower guide 17 Valve seat member 17a Valve seat 18 Valve Body central shaft 19 Fuel injection valve central shaft 20 Fuel injection hole shaft 21 Left fuel injection hole 22 Right fuel injection hole 23 Seat portion 24 Left flow path 25 Right flow path 26 Core collision surface 27a Vertical to the fuel injection valve central axis Surface 27b Vertical surface 28 with respect to valve body central axis Valve body collision surface 29 Core valve body support portion 30 Upper guide valve body support portion 31 Lower guide valve body support portion

Claims (4)

複数の燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の上流側に設けられた弁座と、前記弁座と当接することによって燃料通路を閉じ前記弁座から離れることによって燃料通路を開く弁体と、前記弁体をその駆動方向とは逆向きに付勢する付勢手段と、前記弁体の駆動時に燃料噴射弁の中心軸に対して垂直方向への変位を規制するガイドと、前記弁体の駆動時にその駆動方向の変位量を規制するコアとを備えた燃料噴射弁において、
前記コアの前記弁体との衝突面が燃料噴射弁の中心軸に垂直な面に対して成す角度をαとし、前記弁体の前記コアとの衝突面が前記弁体の中心軸に垂直な面に対して成す角度をβとするとき、角度αと角度βのうち少なくともいずれか一方の絶対値を0度より大きな値に設定したことを特徴とする燃料噴射弁。
A plurality of fuel injection holes, a valve seat provided upstream of the fuel injection holes, a valve body that closes the fuel passage by contacting the valve seat and opens the fuel passage by moving away from the valve seat, and An urging means for urging the valve body in a direction opposite to its driving direction; a guide for regulating displacement in a direction perpendicular to the central axis of the fuel injection valve when the valve body is driven; and driving the valve body In a fuel injection valve having a core that sometimes regulates the amount of displacement in the driving direction,
The angle formed by the collision surface of the core with the valve body with respect to the plane perpendicular to the central axis of the fuel injection valve is α, and the collision surface of the valve body with the core is perpendicular to the central axis of the valve body. A fuel injection valve characterized in that an absolute value of at least one of the angle α and the angle β is set to a value larger than 0 degree when the angle formed with respect to the surface is β.
請求項1に記載の燃料噴射弁において、
角度αの絶対値と角度βの絶対値の両方を0度より大きな値に設定したことを特徴とする燃料噴射弁。
The fuel injection valve according to claim 1, wherein
A fuel injection valve characterized in that both the absolute value of the angle α and the absolute value of the angle β are set to values greater than 0 degrees.
請求項1又は2に記載の燃料噴射弁において、
角度αと角度βの相対角度差の絶対値|α−β|を0度より大きな値に設定したことを特徴とする燃料噴射弁。
The fuel injection valve according to claim 1 or 2,
2. A fuel injection valve characterized in that an absolute value | α−β | of a relative angle difference between an angle α and an angle β is set to a value larger than 0 degrees.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の燃料噴射弁において、
開弁時に前記弁体の衝突面と前記コアの衝突面とが当接した状態で、前記弁体と前記弁座との間のシート部に生じる隙間の大きさが周方向に変化していることを特徴とする燃料噴射弁。
The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 3,
In the state where the collision surface of the valve body and the collision surface of the core are in contact with each other when the valve is opened, the size of the gap generated in the seat portion between the valve body and the valve seat changes in the circumferential direction. The fuel injection valve characterized by the above-mentioned.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170020280A (en) * 2015-08-14 2017-02-22 로베르트 보쉬 게엠베하 Valve for metering a fluid
WO2017122421A1 (en) * 2016-01-12 2017-07-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 Fuel injection device
CN108799525A (en) * 2018-09-10 2018-11-13 陕西博菲特流体控制装备制造有限公司 Needle-like pressure reducing valve pressure reduction structure with double centering guide frames

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170020280A (en) * 2015-08-14 2017-02-22 로베르트 보쉬 게엠베하 Valve for metering a fluid
KR102625916B1 (en) * 2015-08-14 2024-01-18 로베르트 보쉬 게엠베하 Valve for metering a fluid
WO2017122421A1 (en) * 2016-01-12 2017-07-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 Fuel injection device
CN108799525A (en) * 2018-09-10 2018-11-13 陕西博菲特流体控制装备制造有限公司 Needle-like pressure reducing valve pressure reduction structure with double centering guide frames
CN108799525B (en) * 2018-09-10 2024-02-23 陕西博菲特流体控制装备制造有限公司 Needle type pressure reducing valve pressure reducing structure with double centering guide structures

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