JP2016044619A - Fuel injection valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関(以下、「エンジン」という)に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve for injecting and supplying fuel to an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”).
従来、ハウジングが有する複数の噴孔の開閉を複数のニードルの往復移動によって個別に制御しハウジング内の燃料を噴射する燃料噴射弁が知られている。当該燃料噴射弁は、エンジンの運転状態に応じて複数の噴孔を使い分け、燃料噴射量を広範囲に変更可能なよう構成されている。例えば、特許文献1には、ハウジングの中心軸方向の一方の端部に形成される中心噴孔を開閉するインナニードルと、インナニードルの径方向外側に設けられ中心噴孔の径方向外側に形成される外側噴孔を開閉するアウタニードルとを備える燃料噴射弁が記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel injection valve that injects fuel in a housing by individually controlling opening and closing of a plurality of injection holes in the housing by reciprocating movement of a plurality of needles is known. The fuel injection valve is configured so that the fuel injection amount can be changed in a wide range by properly using a plurality of injection holes in accordance with the operating state of the engine. For example,
特許文献1に記載の燃料噴射弁では、ハウジングは、中心噴孔を開閉するときインナニードルが離間または当接する中心噴孔弁座、及び、外側噴孔を開閉するときアウタニードルが離間または当接する外側噴孔弁座を有する。中心噴孔弁座は、燃料噴射弁の中心軸に対して環状に形成される。一方、外側噴孔弁座は、外側噴孔が中心噴孔の径方向外側に形成されているため、例えば、外側噴孔が燃料噴射弁の中心軸上の点を中心とする円周上に複数形成される場合、燃料噴射弁の中心軸からみて外側噴孔の内側開口の径方向内側と外側噴孔の内側開口の径方向外側との二箇所に形成される。また、例えば、外側噴孔が燃料噴射弁の中心軸上の点を中心とする円周に含まれる円弧上に複数形成される場合には、燃料噴射弁の中心軸に対してずれた位置に外側噴孔を囲むよう形成される。
In the fuel injection valve described in
特許文献1に記載の燃料噴射弁において、中心噴孔のみを開いて比較的少量の燃料を噴射するとき中心噴孔に向かって流れる燃料が外側噴孔から噴射されないように、アウタニードルは、外側噴孔の内側開口と中心噴孔の内側開口との間の外側噴孔弁座の径方向内側部分と、外側噴孔弁座の径方向外側部分と、のそれぞれに同じ程度の面圧で当接するよう付勢されている。しかしながら、経時変化によって外側噴孔弁座の径方向内側部分に対する面圧と外側噴孔弁座の径方向外側部分に対する面圧とが異なると、中心噴孔と外側噴孔との液密を維持することができなくなるおそれがある。このため、特許文献1に記載の燃料噴射弁では、中心噴孔及び外側噴孔から噴射される燃料の量を高精度に制御することができない。
In the fuel injection valve described in
本発明の目的は、複数の噴孔から噴射される燃料の量を高精度に制御する燃料噴射弁を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuel injection valve that controls the amount of fuel injected from a plurality of injection holes with high accuracy.
本発明は、燃料噴射弁であって、ハウジング、インナニードル、インナコア、アウタニードル、アウタコア、固定コア、コイル、第一付勢部材、及び、第二付勢部材を備える。
インナニードルは、ハウジングの内側に往復移動可能に設けられ、一方の端部が第一噴孔の周囲に形成される第一弁座に当接可能に形成されている。
インナコアは、インナニードルと一体に往復移動可能なようインナニードルの他方の端部の径方向外側に設けられる。
アウタニードルは、ハウジングの内側を往復移動可能なようインナニードルの径方向外側に設けられ、一方の端部が第二噴孔の周囲に形成される第二弁座に当接可能に形成されている。
アウタコアは、アウタニードルと一体に往復移動可能なようアウタニードルの他方の端部に設けられ、内側にインナコアを往復移動可能に収容する。
第一付勢部材は、アウタニードルの一方の端部が第二弁座に当接するようアウタコアを付勢する。
第二付勢部材は、インナニードルの第一弁座とは反対側の端面、または、インナコアの第一弁座とは反対側の端面とアウタコアが有する内壁であって第一弁座側のアウタ第一端面との間に設けられている。第二付勢部材は、インナニードルの一方の端部が第一弁座に当接するようインナニードルを付勢する。
本発明の燃料噴射弁は、第一付勢部材の付勢力が第二付勢部材の付勢力より大きいことを特徴とする。
The present invention is a fuel injection valve, and includes a housing, an inner needle, an inner core, an outer needle, an outer core, a fixed core, a coil, a first biasing member, and a second biasing member.
The inner needle is provided inside the housing so as to be able to reciprocate, and one end thereof is formed so as to be able to contact a first valve seat formed around the first injection hole.
The inner core is provided on the radially outer side of the other end of the inner needle so as to be able to reciprocate integrally with the inner needle.
The outer needle is provided on the radially outer side of the inner needle so as to be able to reciprocate inside the housing, and one end thereof is formed so as to be in contact with a second valve seat formed around the second injection hole. Yes.
The outer core is provided at the other end of the outer needle so as to be able to reciprocate integrally with the outer needle, and accommodates the inner core in a reciprocating manner inside.
The first biasing member biases the outer core so that one end portion of the outer needle comes into contact with the second valve seat.
The second urging member is an end surface of the inner needle opposite to the first valve seat, or an end surface of the inner core opposite to the first valve seat and an inner wall of the outer core, and is an outer wall on the first valve seat side. It is provided between the first end surface. The second biasing member biases the inner needle so that one end of the inner needle comes into contact with the first valve seat.
The fuel injection valve of the present invention is characterized in that the biasing force of the first biasing member is larger than the biasing force of the second biasing member.
本発明の燃料噴射弁では、第一弁座にインナニードルが当接可能に形成されている。アウタコアに往復移動可能に収容されているインナコアは、インナニードルと一体に往復移動可能に設けられ、インナニードルが第一弁座に当接するよう付勢する第二付勢部材の付勢力と、アウタコアとの間で発生しインナコア及びインナニードルを開弁方向に付勢する磁気吸引力とが作用する。 In the fuel injection valve of the present invention, the inner needle can be brought into contact with the first valve seat. The inner core accommodated in the outer core so as to be reciprocally movable is provided so as to be capable of reciprocating integrally with the inner needle, and the urging force of the second urging member that urges the inner needle to abut against the first valve seat, and the outer core And a magnetic attraction force that urges the inner core and the inner needle in the valve opening direction.
また、本発明の燃料噴射弁では、第二弁座にアウタニードルが当接可能に形成されている。アウタコアは、アウタニードルと一体に往復移動可能に設けられ、アウタニードルが第二弁座に当接するよう付勢する第一付勢部材の付勢力と、固定コアとの間で発生しアウタコア及びアウタニードルを開弁方向に付勢する磁気吸引力が作用する。 In the fuel injection valve of the present invention, the outer needle is formed so as to be able to contact the second valve seat. The outer core is provided so as to be able to reciprocate integrally with the outer needle, and is generated between the urging force of the first urging member that urges the outer needle to abut against the second valve seat and the fixed core, and the outer core and the outer core. A magnetic attractive force that urges the needle in the valve opening direction acts.
本発明の燃料噴射弁では、第一付勢部材の付勢力は、第二付勢部材の付勢力より大きい。これにより、アウタコアに収容されているコイルに電力を供給すると、第二付勢部材の付勢力によって第一弁座に当接するインナニードルが第一弁座から離間し、最初に第一噴孔のみを開くことができる。その後、第一付勢部材の付勢力によって第二弁座に当接するアウタニードルが第二弁座から離間し、第二噴孔を開くことができる。このように、本発明の燃料噴射弁では、一つのコイルに供給される電力の大きさによって第一噴孔及び第二噴孔の開閉を個別に制御することができる。したがって、第一噴孔のみを開く場合と、第一噴孔と第二噴孔との両方を開く場合を確実に制御し、複数の噴孔から噴射される燃料の量を高精度に制御することができる。 In the fuel injection valve of the present invention, the urging force of the first urging member is larger than the urging force of the second urging member. Thus, when electric power is supplied to the coil housed in the outer core, the inner needle that contacts the first valve seat is separated from the first valve seat by the biasing force of the second biasing member, and only the first nozzle hole is initially used. Can be opened. Thereafter, the outer needle that contacts the second valve seat by the biasing force of the first biasing member is separated from the second valve seat, and the second nozzle hole can be opened. Thus, in the fuel injection valve of the present invention, the opening and closing of the first injection hole and the second injection hole can be individually controlled by the magnitude of the electric power supplied to one coil. Therefore, the case where only the first nozzle hole is opened and the case where both the first nozzle hole and the second nozzle hole are opened are reliably controlled, and the amount of fuel injected from the plurality of nozzle holes is controlled with high accuracy. be able to.
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(一実施形態)
本発明の一実施形態による燃料噴射弁1を図1〜6に示す。なお、図1、2、4〜6には、インナニードル40が噴射ノズル25から離間する方向である開弁方向、及び、インナニードル40が噴射ノズル25に当接する方向である閉弁方向を図示する。
(One embodiment)
A
燃料噴射弁1は、例えば図示しない直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射装置に用いられ、燃料としてのガソリンを高圧でエンジンに噴射供給する。燃料噴射弁1は、ハウジング20、インナニードル40、インナコア45、アウタニードル50、アウタコア55、固定コア30、コイル部35、「第一付勢部材」としての第一スプリング31、「第二付勢部材」としての第二スプリング32、「第三付勢部材」としての第三スプリング33などを備える。
The
ハウジング20は、図1に示すように、筒部材21、及び、「中心軸方向の一方の端部」としての噴射ノズル25などから構成されている。
As shown in FIG. 1, the
筒部材21は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により形成され、磁気安定化処理が施されている。筒部材21は、後述するインナニードル40、インナコア45、アウタニードル50、アウタコア55などを往復移動可能に内側に収容する。
The
噴射ノズル25は、筒部材21の一方の端部に設けられている。噴射ノズル25は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により有底筒状に形成されており、筒部材21に溶接されている。噴射ノズル25は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。噴射ノズル25は、噴射部251及び筒部252から形成されている。
The
噴射部251は、燃料噴射弁1の中心軸と同軸のハウジング20の中心軸CA0を対称軸として線対称に形成されている。噴射部251の外壁253は、噴射ノズル25の内側から中心軸CA0の方向に突出するよう形成されている。噴射部251には、ハウジング20の内部と外部とを連通する噴孔が複数形成されている。
The
一実施形態による燃料噴射弁1では、図3に示すように、複数の噴孔のうち一つの噴孔が中心軸CA0上に形成されている。中心軸CA0上に形成されている噴孔を「第一噴孔」としての中心噴孔26とする。また、中心噴孔26の径方向外側であって、中心軸CA0上の点を中心とする円周C0の一部の円弧上に形成される複数の噴孔を「第二噴孔」としての外側噴孔27とする。一実施形態では、外側噴孔27は、当該円弧上に等間隔に並ぶよう形成されているが、形成される位置は円周C0の一部の円弧上でなくてもよく、中心噴孔26に対して径方向外側に形成されていればよい。
In the
筒部252は、噴射部251の径方向外側を囲み、噴射部251の外壁253が突出する方向とは反対の方向に延びるように設けられている。筒部252は、一方の端部が噴射部251に接続し、他方の端部が筒部材21に接続している。
The
インナニードル40は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により形成されている。インナニードル40は、噴射ノズル25の硬度とほぼ同等の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。
The
インナニードル40は、ハウジング20の内部に往復移動可能に収容されている。インナニードル40は、インナ本体部41、「インナニードルの一方の端部」としてのインナシール部42、インナ鍔部43などから形成されている。一実施形態では、インナ本体部41、インナシール部42及びインナ鍔部43は、一体に形成されている。
The
インナ本体部41は、固定コア30側の端部が中空状に形成されている棒状の部位である。インナ本体部41は、固定コア30側の端部が後述するインナコア45に挿通されている。インナ本体部41の固定コア30側の端部の内側には、噴射ノズル25に向かう燃料が流れる流路400が形成されている。流路400は、流路400の噴射ノズル25側において径方向に貫通するよう形成される孔411と連通している。すなわち、孔411は、流路400とインナ本体部41の外部とを連通する。
インナ本体部41の噴射ノズル25側の端部は、アウタニードル50の内側に形成されている「インナニードル用挿通孔」としてのインナニードル挿通孔501に挿通されている。インナ本体部41の噴射ノズル25側の端部の径方向外側の外壁412は、アウタニードル50の内壁504に摺動可能に設けられている。これにより、インナニードル40の往復移動が案内される。
The inner
An end of the inner
インナシール部42は、インナ本体部41の噴射ノズル25側の端部に設けられている棒状の部位である。インナシール部42の外径は、インナ本体部41の外径より小さい。インナシール部42のインナ本体部41とは反対側の端部が有する外壁421は、噴射部251の内壁であって中心噴孔26の内側の開口を形成する縁部の内壁254に当接可能に形成されている。外壁421と中心噴孔26の「第一弁座」に相当する内壁254とが離間または当接すると、インナニードル挿通孔501と中心噴孔26とが遮断または連通する。すなわち、中心噴孔26が開閉する。
The
インナ鍔部43は、インナコア45に対して固定コア30側のインナ本体部41の端部の径方向外側に設けられている略円環状の部位である。インナ鍔部43の外径は、インナ本体部41の外径より大きい。インナ鍔部43の噴射ノズル25側の鍔部ノズル側端面431は、インナコア45に当接している。
The
インナコア45は、インナ本体部41の固定コア30とは反対側の端部及びインナ鍔部43の径方向外側に設けられている筒状部材である。インナコア45は、磁性材料から形成され、磁気安定化処理が施されている。インナコア45の固定コア30側には、後述するアウタコア55の噴射ノズル25側のアウタ側第一当接面584に当接可能な「インナコアの第一弁座とは反対側の端面」としてのインナ側当接面451を有している。
The
インナコア45は、固定コア30側にインナ鍔部43を収容する収容空間452を形成する収容空間形成部453を有する。また、インナコア45は、中心軸方向にインナ本体部41が挿通されるインナニードル挿通孔454を有する。インナニードル挿通孔454は、収容空間452と連通している。インナニードル挿通孔454の内径は、収容空間452の内径より小さいため、インナニードル挿通孔454と収容空間452とが連通する箇所には、段差面455が形成されている。段差面455には、インナ鍔部43の噴射ノズル25側の鍔部ノズル側端面431が当接している。これにより、インナニードル40とインナコア45とは一体となってハウジング20に対して往復移動する。
The
アウタニードル50は、インナ本体部41の径方向外側に設けられている往復移動な筒状の部材である。アウタニードル50の固定コア30側の端部は、筒部材21の内壁に摺動可能に設けられている。また、アウタニードル50の噴射ノズル25側の端部は、噴射ノズル25の内側に挿入されている。アウタニードル50の固定コア30とは反対側の端部の外壁は、筒部252の内壁と摺動可能に形成されている。これにより、アウタニードル50は、ハウジング20の内壁によって往復移動が案内される。
The
アウタニードル50の内側には、中心軸CA0方向にインナニードル挿通孔501が形成されている。アウタニードル50の噴射ノズル25側の端部が有する外壁502は、噴射部251の内壁であって外側噴孔27の内側の開口を形成する縁部の内壁255に当接可能に形成されている。外壁502と外側噴孔27の「第二弁座」に相当する内壁255とが離間または当接すると、筒部材21の内側と外側噴孔27とが遮断または連通する。すなわち、外側噴孔27が開閉する。
アウタニードル50の固定コア30側の端部には、インナニードル挿通孔501とアウタニードル50の外側とを連通する連通孔503が形成されている。連通孔503には外側噴孔27に向かう燃料が流れる。
Inside the
A
アウタコア55は、アウタニードル50の固定コア30側に設けられている筒状の部材である。一実施形態では、アウタコア55は、アウタニードル50と一体に形成されている。アウタコア55の外径は、アウタニードル50の外径より大きい。アウタコア55は、アウタコアケーシング56、アウタコア本体部58などから形成されている。
The
アウタコアケーシング56は、アウタニードル50の固定コア30側の端部の径方向外側から開弁方向に延びるよう形成されている筒状の部材である。アウタコアケーシング56は、磁性材料から形成され、磁気安定化処理が施されている。アウタコアケーシング56の径方向外側の径方向外側壁561は、筒部材21の内壁に摺動可能に形成されている。アウタコアケーシング56の内側には、径外方向から径内方向の順に、コイル36、非磁性部材37、アウタコア本体部58が設けられている。
The
アウタコア本体部58は、インナコア45と固定コア30との間に設けられている筒状の部位である。アウタコア本体部58は、中心軸CA0方向にアウタコア本体部58を貫通する貫通孔を有している。当該貫通孔は、固定コア30側に形成される小径貫通孔581及びインナコア45側に形成される大径貫通孔582から構成されている。小径貫通孔581を形成するアウタコア本体部58の内壁と大径貫通孔582を形成するアウタコア本体部58の内壁との間には、第二スプリング32の他端が当接している「アウタ第一端面」としての段差面583が形成されている。
The outer core
アウタコア本体部58の噴射ノズル25側には、インナ側当接面451と当接可能なアウタ側第一当接面584が形成されている。外壁421と内壁254とが当接し、かつ、外壁502と内壁255とが当接しているとき、インナ側当接面451とアウタ側第一当接面584とは、図4に示すように、距離Hfを維持した状態で離間している。
An outer side
アウタコア本体部58の固定コア30側には、固定コア30の噴射ノズル25側に形成される固定コア側当接面301に当接可能なアウタ側第二当接面585が形成されている。外壁421と内壁254とが当接し、かつ、外壁502と内壁255とが当接しているとき、固定コア側当接面301とアウタ側第二当接面585とは、図4に示すように、距離Hsを維持した状態で離間している。
On the fixed
コイル部35は、略筒状に形成され、アウタコアケーシング56とアウタコア本体部58との間であってインナコア45の近傍に設けられている。ここでいう「近傍」とは、図4に示すように、コイル部35の径方向内側の内壁351とインナコア45の径方向外側の外壁456とが摺動する位置を指すが、コイル部35の内壁351とインナコア45の外壁456との位置関係はこれに限定されない。
The
コイル部35は、電力が供給されると周囲に磁界を形成するコイル36、及び、非磁性材料から形成される非磁性部材37から構成されている。コイル36によって磁界が形成されると、固定コア30、アウタコア本体部58、インナコア45、アウタコアケーシング56、筒部材21、及び、ホルダ15に磁気回路が形成される。
The
固定コア30は、筒部材21の内壁に設けられる非磁性部材22と溶接され、ハウジング20の内側に固定されている。固定コア30は、磁性材料から形成され、表面に例えばクロムめっきを施し、アウタコア55との当接に耐えるための必要な硬度を確保している。固定コア30は、磁気安定化処理が施され、コイル36が形成する磁界内に設けられている。
The fixed
第一スプリング31は、一端がアウタコア本体部58の固定コア30側のアウタ側第二当接面585に当接するよう設けられている。第一スプリング31の他端は、固定コア30の内側に圧入固定されたアジャスティングパイプ11の噴射ノズル25側の端面111に当接している。第一スプリング31は、アウタコア本体部58を噴射ノズル25の方向、すなわち、閉弁方向に付勢している。
One end of the
第二スプリング32は、インナニードル40及びインナコア45とアウタコア55との間に設けられている。第二スプリング32の一端は、インナ鍔部43の固定コア30側の鍔部固定コア側端面432に当接している。また、第二スプリング32の一端は、インナ本体部41の噴射ノズル25とは反対側の「ニードル部材の第一弁座とは反対側の端面」としての端面413に当接してもよい。第二スプリング32は、インナニードル40及びインナコア45とアウタコア本体部58とが離間するようインナニードル40とアウタコア本体部58とを付勢している。なお、第二スプリング32の他端は、「インナコアの第一弁座とは反対側の端面」としてのインナ側当接面451に当接してもよい。
The
第三スプリング33は、アウタコアケーシング56の噴射ノズル25側であって、アウタコアケーシング56とハウジング20との間に設けられている。第三スプリング33の一端は、アウタコアケーシング56の外壁であって噴射ノズル25側に形成される「アウタ第二端面」としての端面562に当接している。また、第三スプリング33の他端は、端面562に対向する筒部材21の「ハウジングの内壁」としての内壁211に当接している。第三スプリング33は、アウタコアケーシング56を固定コア30の方向、すなわち、開弁方向に付勢している。
The
一実施形態では、第一スプリング31の付勢力Fsp1は、第二スプリング32の付勢力Fsp2より大きくなるよう設定されている。これにより、コイル36に電力が供給されていないとき、アウタコア本体部58には、(Fsp1−Fsp2)の大きさの力が閉弁方向に作用し、アウタニードル50の外壁502は噴射部251の内壁255に当接した状態となる。
In one embodiment, the urging force Fsp1 of the
固定コア30の噴射ノズル25とは反対側には、筒状の燃料導入パイプ12が設けられている。燃料導入パイプ12の内側には、フィルタ13が設けられている。フィルタ13は、燃料導入パイプ12の導入口14から流入した燃料に含まれる異物を捕集する。
A cylindrical
筒部材21の噴射ノズル25側との反対側の端部には、燃料導入パイプ12の径方向外側を覆うホルダ15が形成されている。ホルダ15は、径方向外側に延びるよう形成されるコネクタ16を有している。コネクタ16には、コイル36へ電力を供給するための端子17がインサート成形されている。
A
燃料導入パイプ12の導入口14からハウジング20の内側に流入する燃料は、アジャスティングパイプ11の内側、固定コア30の内側、小径貫通孔581、大径貫通孔582、流路400、孔411を通ってインナニードル挿通孔501に導かれる。インナニードル挿通孔501に導かれた燃料の一部は、インナ本体部41の外壁412とアウタニードル50の内壁504との間に導かれる。また、噴射ノズル25の中心噴孔26の近傍に導かれる燃料を除くインナニードル挿通孔501の燃料は、連通孔503を通ってアウタニードル50の径方向外側に形成される外壁505と筒部材21の径方向内側に形成される内壁212との間に導かれる。
The fuel flowing into the inside of the
次に、燃料噴射弁1の作用について説明する。
コイル36に電力が供給されていないとき、インナニードル40及びインナコア45には、インナ本体部41の外壁412とアウタニードル50の内壁504との間の燃料の圧力、及び、第二スプリング32の付勢力Fsp2が閉弁方向に作用している。具体的には、図2に示すように、インナシール部42の外壁421と噴射ノズル25の内壁254とのシート径をシート径S26とし、導入口14から導入される燃料の圧力を圧力Pf0とすると、インナニードル40及びインナコア45には式(1)によって算出される閉弁方向の力が作用している。
Fsp2+Pf0×{π/4×(S26)2} ・・・(1)
燃料噴射弁1では、コイル36に電力が供給されていないとき、式(1)で算出される閉弁方向の力によって外壁421と内壁254とは当接し、中心噴孔26は閉じられている。
Next, the operation of the
When power is not supplied to the
Fsp2 + Pf0 × {π / 4 × (S26) 2 } (1)
In the
また、アウタニードル50及びアウタコア55には、アウタニードル50の外壁505と筒部材21の内壁212との間の燃料の圧力、及び、第一スプリング31の付勢力Fsp1が閉弁方向に作用している一方、第三スプリング33の付勢力Fsp3が開弁方向に作用している。具体的には、図2に示すように、アウタニードル50の外壁502と噴射ノズル25の内壁255とのシート径をシート径S27とすると、アウタニードル50及びアウタコア55には式(2)によって算出される閉弁方向の力が作用している。
(Fsp1−Fsp3)+Pf0×{π/4×(S27)2} ・・・(2)
燃料噴射弁1では、コイル36に電力が供給されていないとき、式(2)で算出される閉弁方向の力によって外壁502と内壁255とは当接し、外側噴孔27は閉じられている。
Further, the pressure of fuel between the
(Fsp1-Fsp3) + Pf0 × {π / 4 × (S27) 2 } (2)
In the
燃料噴射弁1では、コイル36に電力が供給されていないとき、インナニードル40、インナコア45、アウタニードル50及びアウタコア55の位置関係は、図4のようになっている。具体的には、インナ側当接面451とアウタ側第一当接面584との間には中心軸CA0方向の距離が距離Hfの隙間450が形成されている。また、固定コア側当接面301とアウタ側第二当接面585との間には中心軸CA方向の距離が距離Hsの隙間530が形成されている。
In the
コイル36に電力が供給されると、コイル36の周囲に磁界が形成される。コイル36の周囲に磁界が形成されると、固定コア30、アウタコア本体部58、インナコア45、アウタコアケーシング56、筒部材21及びホルダ15を通る磁気回路(図5の二点鎖線矢印MC51)、及び、固定コア30、アウタコア本体部58、インナコア45及びアウタコアケーシング56を通る磁気回路(図5の二点鎖線矢印MC52)が形成される。これらの磁気回路が形成されると、固定コア30とアウタコア本体部58との間、及び、アウタコア本体部58とインナコア45との間に磁気吸引力Fmg1が発生する。磁気吸引力Fmg1が式(1)の値より大きくなると、図5に示すように、インナニードル40及びインナコア45が開弁方向に移動し、インナシール部42の外壁421が噴射ノズル25の内壁254から離間する。外壁421が内壁254から離間すると、インナ本体部41の外壁412とアウタニードル50の内壁504との間の燃料が中心噴孔26を通って外部に噴射される。
When electric power is supplied to the
磁気吸引力Fmg1が式(1)の値より大きくなっているとき、上述した二つの磁気回路(図5の二点鎖線矢印MC51、MC52)によって固定コア30とアウタコア本体部58との間にも磁気吸引力Fmg2が発生している。しかしながら、一実施形態では、磁気吸引力Fmg2は、磁気吸引力Fmg1が式(1)の値より大きいとき式(2)の値より小さいため、アウタコア本体部58は開弁方向に移動することなく、距離Hsの隙間を形成したままとなっている。このため、外側噴孔27は閉じられたままである。
When the magnetic attractive force Fmg1 is larger than the value of the formula (1), the two magnetic circuits (two-dot chain arrows MC51 and MC52 in FIG. 5) described above can also be interposed between the fixed
中心噴孔26が開いた後、コイル36にさらに電力が供給されると、開弁方向に移動しているインナコア45は、アウタコア本体部58に当接する。
さらに、コイル36への電力の供給が比較的長い時間になると、固定コア30、アウタコア55、インナコア45、アウタコアケーシング56、筒部材21及びホルダ15を通る磁気回路(図6の二点鎖線矢印MC61)、及び、固定コア30、アウタコア55、インナコア45及びアウタコアケーシング56を通る磁気回路(図6の二点鎖線矢印MC62)によって固定コア30とアウタコア本体部58との間に発生する磁気吸引力Fmg2は、式(2)の値より大きくなる。磁気吸引力Fmg2が式(2)の値より大きくなると、図6に示すように、アウタニードル50及びアウタコア55が開弁方向に移動し、アウタニードル50の外壁502が噴射ノズル25の内壁255から離間する。外壁502が内壁255から離間すると、アウタニードル50の外壁505と筒部材21の内壁212との間の燃料が外側噴孔27を通って外部に噴射される。
When power is further supplied to the
Furthermore, when the power supply to the
外側噴孔27が開いた後、開弁方向に移動するアウタコア55は、固定コア30に当接する。これにより、インナニードル40の最大リフト量は、距離(Hf+Hs)となる。また、アウタニードル50の最大リフト量は、距離Hsとなる。
After the
コイル36への電力の供給が停止すると、インナコア45及びアウタコア55に作用する磁気吸引力が徐々に小さくなる。アウタコア本体部58とインナコア45との間に発生する磁気吸引力Fmg1が第二スプリング32の付勢力Fsp2より小さくなると、インナニードル40が閉弁方向に移動する。インナニードル40が閉弁方向に移動すると、インナシール部42の外壁421と噴射ノズル25の内壁254とが当接する。これにより、中心噴孔26は閉じられる。
また、固定コア30とアウタコア本体部58との間に発生する磁気吸引力Fmg2が第一スプリング31の付勢力Fsp1と第三スプリング33の付勢力Fsp3との差より小さくなると、アウタニードル50が閉弁方向に移動する。アウタニードル50が閉弁方向に移動すると、アウタニードル50の外壁502と噴射ノズル25の内壁255とが当接する。これにより、外側噴孔27は閉じられる。
When the supply of power to the
When the magnetic attractive force Fmg2 generated between the fixed
一実施形態による燃料噴射弁1では、中心噴孔26の弁座に相当する内壁254にインナニードル40の外壁421が離間または当接すると、中心噴孔26が開閉する。また、外側噴孔27の弁座に相当する内壁255にアウタニードル50の外壁502が離間または当接すると、外側噴孔27が開閉する。
燃料噴射弁1では、インナコア45を往復移動可能に収容しているアウタコア55は、磁界を形成するコイル部35を収容している。これにより、コイル部35が周囲に磁界を形成すると、固定コア30とアウタコア55、及び、アウタコア55とインナコア45との間に磁気吸引力が発生する。これにより、一つのコイル部35によってインナニードル40及びアウタニードル50を駆動することができる。
In the
In the
また、燃料噴射弁1では、アウタニードル50を閉弁方向に付勢する第一スプリング31の付勢力Fsp1は、インナニードル40を閉弁方向に付勢する第二スプリング32の付勢力Fsp2より大きい。これにより、固定コア30とアウタコア55、及び、アウタコア55とインナコア45との間に磁気吸引力が発生すると、最初にインナニードル40が噴射ノズル25から離間し中心噴孔26を開く。その後、コイル部35に供給される電力が大きくなると、アウタニードル50が噴射ノズル25から離間し外側噴孔27を開くことができる。
In the
このように、一実施形態による燃料噴射弁1では、一つのコイル部35に供給される電力の大きさによって二種類の異なる噴孔に対するインナニードル40及びアウタニードル50の駆動を個別にかつ確実に制御することができる。これにより、燃料噴射弁1は、中心噴孔26及び外側噴孔27から噴射される燃料の量を高精度に制御し、比較的広範囲の燃料噴射量を噴射することができる。
As described above, in the
また、燃料噴射弁1では、閉弁時、アウタニードル50及びアウタコア55は、閉弁方向に移動するアウタコア55に対して徐々に付勢力が強くなる第三スプリング33の付勢力Fsp3によって開弁方向に付勢されつつ、アウタニードル50が噴射ノズル25に当接する。これにより、閉弁時、アウタニードル50が勢いよく噴射ノズル25に当接することを防止する。したがって、アウタニードル50の外壁502が噴射ノズル25の内壁255から不意に離間することを防止し、外側噴孔27からの不意の燃料噴射を防止することができる。
In the
また、燃料噴射弁1では、コイル部35は、インナコア45の近傍に設けられている。これにより、コイル36が形成する磁界がインナコア45の内部において比較的強くなり、インナコア45とアウタコア55との間に発生する磁気吸引力Fmg1が比較的大きくなる。したがって、コイルがアウタコアケーシングの径方向外側やハウジングの内部に設けられる場合に比べ、比較的少ないエネルギで燃料噴射弁1を駆動することができる。
In the
また、アウタニードル50は、アウタニードル50の内側と外側とを連通し燃料が流れる連通孔503を有する。これにより、外側噴孔27の内側の開口の近傍に外側噴孔27から噴射される十分な量の燃料を導くことができる。
Further, the
(その他の実施形態)
(ア)上述の実施形態では、アウタニードルの閉弁方向への移動によってアウタニードルが噴射ノズルから不意に離間することを防止する第三スプリングを備えるとした。しかしながら、第三スプリングはなくてもよい。
(Other embodiments)
(A) In the above-described embodiment, the third needle is provided to prevent the outer needle from being unexpectedly separated from the injection nozzle by the movement of the outer needle in the valve closing direction. However, the third spring may not be provided.
(イ)上述の実施形態では、コイルは、インナコアの近傍に設けられるとした。しかしながら、コイルが設けられる位置はこれに限定されない。コイルが形成する磁界内に固定コア、アウタコア、インナコアが設けられ、形成される磁気回路によって固定コアとアウタコア、及び、アウタコアとインナコアとの間にインナニードル及びアウタニードルを噴射ノズルから離間させること可能な磁気吸引力が発生すればよい。 (A) In the above-described embodiment, the coil is provided in the vicinity of the inner core. However, the position where the coil is provided is not limited to this. A fixed core, an outer core, and an inner core are provided in the magnetic field formed by the coil, and the inner needle and the outer needle can be separated from the injection nozzle between the fixed core and the outer core and between the outer core and the inner core by the formed magnetic circuit. It is sufficient if a strong magnetic attractive force is generated.
(ウ)上述の実施形態では、アウタニードルは、外側噴孔から噴射される燃料が流れるインナニードル挿通孔及び連通孔を有するとした。しかしながら、アウタニードルは、連通孔を有していなくてもよい。 (C) In the above-described embodiment, the outer needle has the inner needle insertion hole and the communication hole through which the fuel injected from the outer injection hole flows. However, the outer needle may not have a communication hole.
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。 As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, It can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary.
1 ・・・燃料噴射弁、
20 ・・・ハウジング、
30 ・・・固定コア、
31 ・・・第一スプリング(第一付勢部材)、
32 ・・・第二スプリング(第二付勢部材)、
36 ・・・コイル、
40 ・・・インナニードル、
45 ・・・インナコア、
50 ・・・アウタニードル、
55 ・・・アウタコア。
1 ... Fuel injection valve,
20 ・ ・ ・ Housing,
30 ... fixed core,
31 ... 1st spring (1st biasing member),
32 ・ ・ ・ Second spring (second urging member),
36 ・ ・ ・ Coil,
40 ・ ・ ・ Inner needle,
45 ・ ・ ・ Inner core,
50 ・ ・ ・ Outer needle,
55: Outer core.
Claims (4)
前記ハウジングの内側に往復移動可能に設けられ、一方の端部(42)が前記第一噴孔の周囲に形成される第一弁座(254)に当接可能なインナニードル(40)と、
磁性材料から形成され、前記インナニードルと一体に往復移動可能なよう前記インナニードルの他方の端部の径方向外側に設けられるインナコア(45)と、
前記ハウジングの内側を往復移動可能なよう前記インナニードルの径方向外側に設けられ、一方の端部が前記第二噴孔の周囲に形成される第二弁座(255)に当接可能なアウタニードル(50)と、
磁性材料から形成され、前記アウタニードルと一体に往復移動可能なよう前記アウタニードルの他方の端部に設けられ、内側に前記インナコアを往復移動可能に収容するアウタコア(55)と、
前記アウタコアの前記第一弁座とは反対側に設けられる固定コア(30)と、
前記アウタコアの内部に設けられ、電力が供給されると、前記インナコア、前記アウタコア及び前記固定コアを通る磁界を形成するコイル(36)と、
前記アウタニードルの一方の端部が前記第二弁座に当接するよう前記アウタコアを付勢する第一付勢部材(31)と、
前記インナニードルの前記第一弁座とは反対側の端面(413、432)または、前記インナコアの前記第一弁座とは反対側の端面(451)と前記アウタコアの内壁であって前記アウタコアの前記第一弁座側のアウタ第一端面(583)との間に設けられ、前記インナニードルの一方の端部が前記第一弁座に当接するよう前記インナニードルを付勢する第二付勢部材(32)と、
を備え、
前記第一付勢部材の付勢力(Fsp1)は、前記第二付勢部材の付勢力(Fsp2)より大きいことを特徴とする燃料噴射弁(1)。 A first injection hole (26) that is formed at one end (25) in the direction of the central axis (CA0) and injects fuel, and a second injection that is formed radially outside the first injection hole and injects fuel. A housing (20) having a hole (27);
An inner needle (40) provided inside the housing so as to be reciprocally movable and having one end (42) capable of contacting a first valve seat (254) formed around the first nozzle hole;
An inner core (45) formed of a magnetic material and provided radially outside the other end of the inner needle so as to be reciprocally movable integrally with the inner needle;
An outer which is provided on the radially outer side of the inner needle so as to be able to reciprocate inside the housing and whose one end is in contact with a second valve seat (255) formed around the second nozzle hole. A needle (50);
An outer core (55) formed of a magnetic material, provided at the other end of the outer needle so as to be reciprocally movable integrally with the outer needle, and accommodating the inner core in a reciprocable manner inside;
A fixed core (30) provided on the opposite side of the outer core from the first valve seat;
A coil (36) which is provided inside the outer core and forms a magnetic field passing through the inner core, the outer core and the fixed core when power is supplied;
A first biasing member (31) for biasing the outer core so that one end of the outer needle comes into contact with the second valve seat;
An end face (413, 432) opposite to the first valve seat of the inner needle or an end face (451) opposite to the first valve seat of the inner core and an inner wall of the outer core, A second urging force provided between the outer first end surface (583) on the first valve seat side and urging the inner needle so that one end portion of the inner needle abuts on the first valve seat. A member (32);
With
The fuel injection valve (1), wherein a biasing force (Fsp1) of the first biasing member is larger than a biasing force (Fsp2) of the second biasing member.
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