JP2017160862A - Fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device that injects and supplies fuel to an internal combustion engine.
従来、1つのニードルに対し複数の可動コアを設けた燃料噴射装置が知られている。例えば特許文献1には、1つのニードルに対し2つの可動コアを設け、大小2つのニードルリフト量を実現している。
Conventionally, a fuel injection device in which a plurality of movable cores are provided for one needle is known. For example, in
特許文献1の燃料噴射装置では、第1の可動コアをニードルに対し相対移動可能に設け、第2の可動コアをニードルに対し相対移動不能に設けている。この燃料噴射装置では、コイルに通電されていないとき、すなわち、ニードルが弁座に当接し閉弁しているとき、第1の可動コアと第2の可動コアとは、対向する面同士が当接している。よって、第1の可動コアと第2の可動コアとの間の磁気抵抗は小さい。この構成では、コイルに通電したとき、第1の可動コアに磁束が流れるとともに、第2の可動コアにも多くの磁束が流れる。そのため、第1の可動コアを固定コア側に吸引する力が小さくなるおそれがある。これにより、特に燃料噴射装置内の燃圧が高い場合、コイルへの通電初期にニードルを適切に開弁できないおそれがある。一方、ニードルを十分開弁可能な程度にコイルに通電した場合、通電初期の消費電力が大きくなるおそれがある。
In the fuel injection device disclosed in
また、特許文献1の燃料噴射装置では、ニードルの大ストローク時、互いに当接していた第1の可動コアおよび第2の可動コアの対向する面同士は、離間し、間に隙間が形成される。そのため、このとき、当該対向する面の間に、互いが離間するのを妨げようとする力であるリンギング力が生じるおそれがある。これにより、ニードルの開弁速度が低下するとともに十分なニードルリフト量を達成できないおそれがある。したがって、燃料の噴射精度が低下するおそれがある。
Further, in the fuel injection device of
また、特許文献1の燃料噴射装置では、第1の可動コアおよび第2の可動コアの対向する面同士が当接した状態でニードルが閉弁、すなわち、弁座に当接した場合、第1の可動コアおよび第2の可動コアの対向する面同士の間にリンギング力が生じ、ニードルが弁座に当接したときの衝突エネルギーが大きくなるおそれがある。これにより、ニードルが弁座でバウンスし、意図しない二次開弁を招くおそれがある。したがって、燃料の噴射精度が低下するおそれがある。
Further, in the fuel injection device of
また、特許文献1の燃料噴射装置では、ニードルの開弁時、第1の可動コアおよび第2の可動コアは、固定コアに対向する面が固定コアに当接する。そのため、コイルへの通電を停止し、ニードルを閉弁するとき、固定コアの残留磁気の影響が第1の可動コアおよび第2の可動コアに及ぶとともに、固定コアと第1の可動コアおよび第2の可動コアとの間にリンギング力が生じ、第1の可動コアおよび第2の可動コアが固定コアに当接したままの状態になるおそれがある。これにより、ニードルの閉弁が遅延するおそれがある。したがって、燃料の噴射精度が低下するおそれがある。
Further, in the fuel injection device of
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高圧の燃料を高精度に噴射可能な燃料噴射装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a fuel injection device capable of injecting high-pressure fuel with high accuracy.
第1の発明による燃料噴射装置(1)は、ノズル(10)とハウジング(20)とニードル(30)と可動コア(40、50)と固定コア(70)とコイル(80)とを備えている。
ノズルは、燃料が噴射される噴孔(11)、および、噴孔の周囲に形成された弁座(12)を有している。
ハウジングは、筒状に形成され、一端がノズルに接続され、噴孔に連通するよう内側に形成され噴孔に燃料を導く燃料通路(100)を有している。
ニードルは、ハウジングの内側で往復移動可能に設けられ、一端が弁座から離間すると開弁し、一端が弁座に当接すると閉弁する。
可動コアは、ニードルに対し相対移動可能または相対移動不能に複数設けられている。
固定コアは、可動コアに対し弁座とは反対側に設けられている。
コイルは、通電されると磁束を生じ、可動コアを固定コア側に吸引しニードルを弁座とは反対側に移動させることが可能である。
A fuel injection device (1) according to a first invention includes a nozzle (10), a housing (20), a needle (30), a movable core (40, 50), a fixed core (70), and a coil (80). Yes.
The nozzle has a nozzle hole (11) through which fuel is injected and a valve seat (12) formed around the nozzle hole.
The housing has a fuel passage (100) that is formed in a cylindrical shape, has one end connected to the nozzle, is formed on the inner side so as to communicate with the nozzle hole, and guides fuel to the nozzle hole.
The needle is provided so as to be reciprocally movable inside the housing, and opens when one end is separated from the valve seat and closes when one end contacts the valve seat.
A plurality of movable cores are provided so as to be movable relative to the needle or not movable relative to the needle.
The fixed core is provided on the side opposite to the valve seat with respect to the movable core.
When the coil is energized, it generates a magnetic flux, and it is possible to attract the movable core toward the fixed core and move the needle away from the valve seat.
そして、本発明では、複数の可動コアのうち、1つの可動コア(40)の固定コア側の面(421)と、前記1つの可動コアと異なる他の可動コア(50)の弁座側の面(512)との間に環状の可動コア間隙間(s1)が形成されている。そのため、複数の可動コア間の磁気抵抗を大きくすることができる。これにより、コイルへの通電時、複数の可動コアのうちの一部に多くの磁束を流すことができ、当該可動コアと固定コアとの間の吸引力を大きくすることができる。したがって、燃料通路内の燃圧が高い場合でも、ニードルを開弁することができる。よって、本発明では、高圧の燃料を噴射することができる。 In the present invention, of the plurality of movable cores, the surface (421) on the fixed core side of one movable core (40) and the valve seat side of the other movable core (50) different from the one movable core. An annular gap (s1) between the movable cores is formed between the surface (512). Therefore, the magnetic resistance between the plurality of movable cores can be increased. As a result, when energizing the coil, a large amount of magnetic flux can flow through a part of the plurality of movable cores, and the attractive force between the movable core and the fixed core can be increased. Therefore, even when the fuel pressure in the fuel passage is high, the needle can be opened. Therefore, in the present invention, high-pressure fuel can be injected.
また、本発明では、複数の可動コア同士の間に環状の可動コア間隙間が形成されているため、可動コア同士が離れようとするときに生じるリンギング力を小さくすることができる。そのため、従来の燃料噴射装置で生じ得るニードルの開弁速度の低下や意図しない二次開弁を抑制することができる。したがって、本発明では、燃料を高精度に噴射することができる。 In the present invention, since the annular gap between the movable cores is formed between the plurality of movable cores, the ringing force generated when the movable cores are about to be separated can be reduced. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the valve opening speed of the needle and an unintended secondary valve opening that may occur in the conventional fuel injection device. Therefore, in the present invention, fuel can be injected with high accuracy.
第2の発明による燃料噴射装置は、ノズルとハウジングとニードルと可動コアと固定コアとコイルとを備えている。
そして、本発明では、ハウジングまたは固定コアは、複数の可動コアのうちの少なくとも1つの可動コアの固定コア側の面(401、501)またはニードルに当接可能な当接面(621、731、741)を有している。可動コアの固定コア側の面(401、501)またはニードルと当接面とが当接したとき、可動コアと固定コアとの間に環状のコア間隙間(s2、s3)を形成する。そのため、コイルへの通電を停止し、ニードルを閉弁するとき、固定コアの残留磁気の影響が可動コアに及んだり、固定コアと可動コアとの間にリンギング力が生じたりするのを抑制することができる。これにより、可動コアが固定コアに当接したままの状態になるのを抑制することができる。したがって、コイルへの通電停止後、ニードルを速やかに閉弁させることができる。よって、本発明では、燃料を高精度に噴射することができる。
A fuel injection device according to a second invention includes a nozzle, a housing, a needle, a movable core, a fixed core, and a coil.
In the present invention, the housing or the fixed core is a fixed core side surface (401, 501) or a contact surface (621, 731,. 741). When the surface (401, 501) on the fixed core side of the movable core or the needle and the contact surface abut, an annular inter-core gap (s2, s3) is formed between the movable core and the fixed core. Therefore, when energization to the coil is stopped and the needle is closed, the influence of the remanent magnetism of the fixed core on the movable core and ringing force between the fixed core and the movable core are suppressed. can do. Thereby, it can suppress that a movable core will be in the state which contact | abutted to the fixed core. Therefore, the needle can be quickly closed after energization of the coil is stopped. Therefore, in the present invention, fuel can be injected with high accuracy.
以下、本発明の複数の実施形態による燃料噴射装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による燃料噴射装置を図1〜7に示す。燃料噴射装置1は、例えば図示しない内燃機関としての直噴式ガソリンエンジンに用いられ、燃料としてのガソリンをエンジンに噴射供給する。
Hereinafter, fuel injection devices according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
1 to 7 show a fuel injection device according to a first embodiment of the present invention. The
図1に示すように、燃料噴射装置1は、ノズル10、ハウジング20、ニードル30、可動コアとしての第1可動コア40および第2可動コア50、固定コア70、コイル80、第1付勢部材としてのスプリング91、第2付勢部材としてのスプリング92等を備えている。
As shown in FIG. 1, the
ノズル10は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により略円板状に形成されている。ノズル10は、噴孔11、弁座12を有している。噴孔11は、ノズル10の中央を板厚方向に貫くよう形成されている。弁座12は、ノズル10の一方の面の噴孔11の周囲に環状に形成されている。なお、ノズル10は、弁座12が形成された面がテーパ状に形成されている。
The
ハウジング20は、第1筒部21、第2筒部22、非磁性部材60を有している。第1筒部21、第2筒部22は、ノズル10と同様、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により筒状に形成されている。第1筒部21は、略円筒状に形成されている。第2筒部22は、略円筒状に形成されている。第2筒部22の内径および外径は、第1筒部21の内径および外径よりも大きい。第1筒部21と第2筒部22とは、同軸となるよう一体に形成されている。第1筒部21と第2筒部22との間の内壁には、段差面201が形成されている。
The
ハウジング20は、第1筒部21の第2筒部22とは反対側がノズル10の弁座12側の面の外縁部に接続するようにしてノズル10と一体に形成されている。すなわち、本実施形態では、ハウジング20の第1筒部21および第2筒部22とノズル10とは、同一の材料により一体に形成されている。ハウジング20の内側には、噴孔11に連通する燃料通路100が形成されている。
The
ニードル30は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料により棒状に形成されている。ニードル30は、ニードル本体31、鍔部32を有している。ニードル本体31は、略円柱状に形成されている。ニードル本体31の一方の端面は、テーパ状に形成されており、外縁部にシール部33が形成されている。また、ニードル本体31には、軸方向穴部34、径方向穴部35が形成されている。軸方向穴部34は、ニードル本体31のシール部33とは反対側の端面から軸方向のシール部33側に延びるよう形成されている。径方向穴部35は、ニードル本体31の径方向に延び、ニードル本体31の外壁に開口するよう形成されている。径方向穴部35は、軸方向穴部34のシール部33側の端部に接続している。
The
鍔部32は、ニードル本体31のシール部33とは反対側の端部の外壁から径方向外側へ突出するよう略円筒状に形成されている。本実施形態では、鍔部32は、ニードル本体31と一体に形成されている。鍔部32のシール部33とは反対側の端面は、ニードル本体31のシール部33とは反対側の端面と同一平面上にある。
The
ニードル30は、ハウジング20の内側で軸方向に往復移動可能、かつ、シール部33が弁座12に当接可能に設けられている。ここで、ニードル30は、シール部33が弁座12から離間すると開弁し、シール部33が弁座12に当接すると閉弁する。ニードル30が開弁または閉弁すると、噴孔11が開閉する。以下、適宜、ニードル30が弁座12から離間する方向を開弁方向といい、ニードル30が弁座12に当接する方向を閉弁方向という。
The
本実施形態の燃料噴射装置1は、2つの可動コア(第1可動コア40、第2可動コア50)を備えている。
第1可動コア40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ている。第1可動コア40は、筒部41、底部42を有している。筒部41は、略円筒状に形成されている。底部42は、略円板状に形成され、筒部41の一方の端部を塞ぐようにして筒部41と一体に形成されている。底部42には、凹部43、挿通穴部44、連通孔45が形成されている。凹部43は、底部42の筒部41とは反対側の面の中央から筒部41側へ凹むようにして形成されている。挿通穴部44は、底部42の筒部41側の面421の中央と凹部43の中央とを接続するよう形成されている。連通孔45は、底部42の筒部41側の面421と凹部43とを接続するよう形成されている。連通孔45は、挿通穴部44の径方向外側において底部42の周方向に等間隔で複数形成されている。本実施形態では、連通孔45は、例えば4つ形成されている。
The
The first
第1可動コア40は、挿通穴部44にニードル本体31が挿通され、ニードル本体31に対し軸方向に相対移動可能に設けられている。第1可動コア40は、底部42の筒部41側の面421の挿通穴部44の外側の部分が鍔部32の弁座12側の端面に当接可能である。第1可動コア40は、挿通穴部44の内壁がニードル本体31の外壁と摺動可能である。すなわち、第1可動コア40は、ニードル30に対し相対移動可能に設けられている。第1可動コア40は、筒部41および底部42の外壁がハウジング20の第2筒部22の内壁と摺動可能である。
The first
第2可動コア50は、第1可動コア40と同様、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ている。第2可動コア50は、可動コア本体51を有している。可動コア本体51は、略円筒状に形成されている。可動コア本体51は、内壁が鍔部32の外壁に嵌合するよう設けられている。本実施形態では、可動コア本体51は、例えば圧入または溶接等により鍔部32に固定されている。すなわち、第2可動コア50は、ニードル30に対し相対移動不能に設けられている。よって、第2可動コア50は、ハウジング20の内側でニードル30と一体になって往復移動する。
Similar to the first
ここで、可動コア本体51の軸方向の長さは、鍔部32の軸方向の長さより小さい。また、可動コア本体51の弁座12とは反対側の端面は、鍔部32の弁座12とは反対側の端面と同一平面上にある。そのため、鍔部32の弁座12側の端面は、第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12側の端面に対し弁座12側に位置している。第1可動コア40の底部42の筒部41側の面412と第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12側の端面512との間には、略円環状の可動コア間隙間s1が形成されている。可動コア間隙間s1の軸方向の大きさは、ニードル本体31に対する第1可動コア40の位置により変化し、第1可動コア40の底部42が鍔部32の弁座12側の端面に当接したとき、最小となる。このように、第1可動コア40の底部42が鍔部32の弁座12側の端面に当接しているか否かにかかわらず、底部42の筒部41側の面421と可動コア本体51の弁座12側の端面512とは常に離間しており、間に可動コア間隙間s1を形成している。また、第1可動コア40の連通孔45は、可動コア間隙間s1に連通し、可動コア間隙間s1と凹部43の内側の空間とを接続している。
Here, the length of the
本実施形態では、第1可動コア40の筒部41の軸方向の長さは、鍔部32の軸方向の長さより大きい。そのため、第1可動コア40の底部42が鍔部32の弁座12側の端面に当接しているとき、筒部41の弁座12とは反対側の端面は、第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12とは反対側の端面に対し弁座12とは反対側に位置している。
なお、本実施形態では、第2可動コア50は、可動コア本体51の外壁が第1可動コア40の筒部41の内壁と摺動可能である。
ハウジング20の非磁性部材60は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料により筒状に形成されている。非磁性部材60は、磁気絞り部を形成している。
In the present embodiment, the axial length of the
In the present embodiment, in the second
The
非磁性部材60は、第2筒部22に対しノズル10とは反対側に設けられている。非磁性部材60は、非磁性筒部61、非磁性突出部62を有している。非磁性筒部61は、略円筒状に形成されている。非磁性突出部62は、非磁性筒部61の一方の端部の内壁から径方向内側へ突出するよう略円筒状に形成されている。非磁性突出部62は、非磁性筒部61と一体に形成されている。非磁性部材60は、非磁性筒部61の非磁性突出部62とは反対側の端部が第2筒部22の第1筒部21とは反対側の端部に接続するよう第2筒部22と同軸に設けられている。非磁性部材60と第2筒部22とは、例えば溶接により接続されている。
The
固定コア70は、第1可動コア40および第2可動コア50に対し弁座12とは反対側に設けられている。固定コア70は、固定コア本体71、固定コア外周部72を有している。固定コア本体71および固定コア外周部72は、例えば例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により筒状に形成されている。
The fixed
固定コア本体71は、略円筒状に形成されている。固定コア外周部72は、固定コア本体71の外壁から径方向外側へ突出するよう略円筒状に形成されている。固定コア70は、一方の端部が非磁性部材60の非磁性突出部62側の端部に接続するよう非磁性部材60と同軸に設けられている。固定コア70と非磁性部材60とは、例えば溶接により接続されている。このように、ハウジング20は、固定コア70側の端部に、非磁性部材60を有している。
The fixed
より詳細には、固定コア外周部72の弁座12側の端面は、固定コア本体71の弁座12側の端面に対し弁座12とは反対側に位置している。非磁性筒部61および非磁性突出部62の弁座12とは反対側の端面は、固定コア外周部72の弁座12側の端面に当接している。非磁性突出部62の内壁は、固定コア本体71の弁座12側の端部の外壁に当接している。非磁性突出部62の弁座12側の端面は、固定コア本体71の弁座12側の端面に対し弁座12側に位置している。
More specifically, the end surface of the fixed core outer
非磁性突出部62の弁座12側の端面には、非磁性当接面621が形成されている。非磁性当接面621は、第1可動コア40の筒部41の底部42とは反対側の端面、すなわち、第1可動コア40の固定コア70側の端面である第1可動コア端面401に当接可能である。ここで、非磁性当接面621は、特許請求の範囲における「当接面」に対応している。
A
第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12とは反対側の端面、すなわち、第2可動コア50の固定コア70側の端面である第2可動コア端面501は、固定コア本体71の弁座12側の端面、すなわち、固定コア70の第1可動コア40および第2可動コア50側の端面である固定コア端面701に当接可能である。
The end surface of the second
固定コア本体71の内側には、アジャスティングパイプ90が設けられている。アジャスティングパイプ90は、例えば金属により略円筒状に形成されている。アジャスティングパイプ90は、外壁が固定コア本体71の内壁に嵌合するよう固定コア本体71に対し相対移動不能に設けられている。アジャスティングパイプ90は、例えば圧入により固定コア本体71の内側に設けられている。
An adjusting
スプリング91は、例えばコイルスプリングであり、ニードル30の弁座12とは反対側の端面とアジャスティングパイプ90の弁座12側の端面との間に設けられている。スプリング91は、ニードル30を弁座12側に付勢している。なお、スプリング91の付勢力は、固定コア本体71に対するアジャスティングパイプ90の位置を調整することにより調整することができる。
The
ニードル本体31の鍔部32に対し弁座12側には、ばね座36が設けられている。ばね座36は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料により略円環状に形成されている。ばね座36は、内縁部がニードル本体31の外壁に嵌合するよう設けられている。ばね座36とニードル本体31とは、例えば溶接により接合されている。これにより、ばね座36は、ニードル本体31に対し相対移動不能である。なお、ばね座36は、径方向穴部35に対し鍔部32側に設けられている。
A
スプリング92は、例えばコイルスプリングであり、第1可動コア40の底部42の凹部43とばね座36との間に設けられている。スプリング92は、一端が凹部43の挿通穴部44と連通孔45との間に当接し、他端がばね座36に当接している。スプリング92は、第1可動コア40を固定コア70側に付勢している。これにより、第1可動コア40の底部42の固定コア70側の面421の挿通穴部44の外側の部分は、ニードル30の鍔部32の弁座12側の端面に押し付けられる。なお、本実施形態では、スプリング91の付勢力は、スプリング92の付勢力より大きく設定されている。
The
コイル80は、例えば銅等の巻線を巻回すことにより略円筒状に形成されている。コイル80は、ハウジング20の第2筒部22の非磁性部材60側の端部、非磁性部材60、固定コア外周部72の径方向外側に位置するよう設けられている。
The
本実施形態では、ヨーク81をさらに備えている。ヨーク81は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により筒状に形成されている。ヨーク81は、コイル80の外壁および両端部を覆うようにして設けられている。ヨーク81は、一方の端部がハウジング20の第2筒部22の外壁に接続し、他方の端部が固定コア70の固定コア外周部72の外壁に接続している。
In the present embodiment, a
コイル80は、通電されると、磁束を生じる。コイル80に磁束が生じると、非磁性部材60を避けるようにして、固定コア70、ヨーク81、第2筒部22、第1可動コア40、第2可動コア50に磁束が流れ磁気回路が形成される。これにより、第1可動コア40および第2可動コア50は、固定コア70側に吸引される。このとき、第1可動コア40は、底部42が鍔部32に当接した状態で固定コア70側に吸引される。その結果、ニードル30が開弁方向に移動し開弁する。
The
固定コア本体71の弁座12とは反対側には、流入口101が形成されている。流入口101を経由して固定コア本体71の内側に流入した燃料は、アジャスティングパイプ90の内側、軸方向穴部34、径方向穴部35、ハウジング20の第1筒部21の内側を流通し、噴孔11に導かれる。なお、流入口101から流入した燃料は、ハウジング20の内側、非磁性部材60の内側、固定コア70の内側、すなわち、燃料通路100を満たす。また、本実施形態では、燃料噴射装置1の作動時、流入口101から比較的高圧の燃料が流入する。そのため、燃料通路100内の燃圧は比較的高くなる。
An
図1に示すように、コイル80に通電されていないとき、ニードル30は、スプリング91の付勢力により弁座12側に付勢されており、シール部33が弁座12に当接し閉弁している。また、第1可動コア40は、スプリング92の付勢力により固定コア70側に付勢されており、底部42がニードル30の鍔部32に当接している。この状態において、第1可動コア40の固定コア70側の端面である第1可動コア端面401と固定コア70の第1可動コア40側の端面である固定コア端面701との距離g1は、第2可動コア50の固定コア70側の端面である第2可動コア端面501と固定コア端面701との距離g2より小さく設定されている。なお、このときの第1可動コア端面401と非磁性当接面621との距離g3は、距離g1から、固定コア端面701と非磁性当接面621との距離d1を引いた大きさに等しい。また、ニードル30の最大リフト量は、距離g2に等しい。
As shown in FIG. 1, when the
次に、本実施形態の燃料噴射装置1の作動について、図1〜7に基づき詳細に説明する。
図1に示すように、コイル80に通電されていないとき、ニードル30は閉弁している。
図2に示すように、燃料通路100内が燃料で満たされると、ニードル30の弁座12とは反対側の端面に燃圧Ffが作用する。コイル80に通電すると、磁束が生じ、固定コア70、ヨーク81、第2筒部22、第1可動コア40、第2可動コア50に磁気回路が形成される。これにより、第1可動コア40および第2可動コア50と固定コア70との間に吸引力が生じ、第1可動コア40および第2可動コア50は、固定コア70側に吸引される。その結果、ニードル30は、スプリング91の付勢力および燃圧Ffに抗し開弁方向に移動し、シール部33が弁座12から離間し開弁する。これにより、噴孔11からの燃料の噴射が開始される。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, when the
As shown in FIG. 2, when the inside of the
なお、本実施形態では、第1可動コア40と第2可動コア50との間に環状の可動コア間隙間s1が形成されているため、第1可動コア40と第2可動コア50との間の磁気抵抗が大きい。また、図2に示すコイル80への通電初期、すなわち、ニードル30が閉弁している状態では、固定コア端面701と第1可動コア端面401との距離g1は、固定コア端面701と第2可動コア端面501との距離g2より小さい。そのため、磁束は、第2可動コア50にはあまり流れず、第1可動コア40に多く流れる。これにより、第1可動コア40および第2可動コア50のうち特に第1可動コア40と固定コア70との間の吸引力を大きくすることができる。したがって、燃料通路100内の燃圧が比較的高い場合において、コイル80への通電量が比較的小さくても、ニードル30を開弁することができる。
In the present embodiment, since the annular movable core gap s1 is formed between the first
コイル80への通電が継続され、第1可動コア40、第2可動コア50およびニードル30が開弁方向へさらに移動すると、第1可動コア40の第1可動コア端面401は、非磁性当接面621に当接する(図3参照)。これにより、第1可動コア40は、開弁方向への移動が規制される。第1可動コア40は、非磁性当接面621に当接したとき、第1可動コア端面401と固定コア端面701との間に略円環状のコア間隙間s2を形成する。すなわち、第1可動コア40が非磁性当接面621に当接した状態において、第1可動コア端面401と固定コア端面701とは、離間している。
When energization of the
なお、このとき、固定コア端面701と第2可動コア端面501との距離は、コイル80への通電初期(図2参照)と比べ、小さくなっている。そのため、第2可動コア50にも多くの磁束が流れ、固定コア70と第2可動コア50との間の吸引力が大きくなる。また、このとき、ニードル30が開弁しているため、ニードル本体31の弁座12側の端面の外縁部、すなわち、シール部33には、燃圧Ffが作用する。そのため、ニードル30には両端部に燃圧Ffが作用した状態になり、燃料通路100内の燃圧が比較的高い場合において、コイル80への通電量が比較的小さくても、ニードル30を開弁方向にさらに移動させることができる。
At this time, the distance between the fixed
コイル80への通電が継続され、第2可動コア50およびニードル30が開弁方向へさらに移動すると、第2可動コア50の第2可動コア端面501は、固定コア端面701に当接する(図4参照)。これにより、第2可動コア50およびニードル30は、開弁方向への移動が規制される。本実施形態では、第2可動コア端面501が固定コア端面701に当接したとき、ニードル30のリフト量が最大になる。
When energization of the
なお、図3に示す状態から図4に示す状態に移行するとき、第2可動コア50は、可動コア本体51の弁座12側の端面512が、第1可動コア40の底部42の固定コア70側の面421から離れる方向である開弁方向に移動する。本実施形態では、第1可動コア40の底部42の固定コア70側の面421と第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12側の端面512全体との間に可動コア間隙間s1が形成されているため、このとき、可動コア本体51の弁座12側の端面512と底部42の固定コア70側の面421との間に生じるリンギング力を小さくすることができる。また、本実施形態では、可動コア間隙間s1に連通孔45が連通しているため、このとき、連通孔45内の燃料の一部は、可動コア間隙間s1に流入する。そのため、第2可動コア50は、第1可動コア40から離れる方向である開弁方向に移動し易い。したがって、ニードル30を開弁方向に速やかに移動させることができる。
When the state shown in FIG. 3 is shifted to the state shown in FIG. 4, the second
図4に示す状態でコイル80への通電を停止すると、固定コア70と第1可動コア40および第2可動コア50との間の吸引力が消失する。これにより、ニードル30および第2可動コア50は、スプリング91の付勢力により閉弁方向に移動する。その結果、鍔部32の弁座12側の端面が、第1可動コア40の底部42の固定コア70側の面421に当接する(図5参照)。
When the energization of the
なお、図4に示す状態から図5に示す状態に移行するとき、第2可動コア50は、可動コア本体51の弁座12側の端面512が、第1可動コア40の底部42の固定コア70側の面421に近付くようにして閉弁方向に移動する。本実施形態では、可動コア間隙間s1に連通孔45が連通しているため、このとき、可動コア間隙間s1内の燃料の一部は、連通孔45に流入する。そのため、第2可動コア50およびニードル30は、閉弁方向に移動し易い。したがって、ニードル30を閉弁方向に速やかに移動させることができる。
When the state shown in FIG. 4 is shifted to the state shown in FIG. 5, the second
鍔部32が第1可動コア40に当接した状態でニードル30が閉弁方向にさらに移動すると、第1可動コア端面401が非磁性当接面621から離間し、シール部33が弁座12に当接し、ニードル30が閉弁する(図6参照)。これにより、噴孔11からの燃料の噴射が停止する。
When the
なお、図5に示す状態から図6に示す状態に移行するとき、第1可動コア40は、第1可動コア端面401が固定コア端面701から離れる方向である閉弁方向に移動する。本実施形態では、第1可動コア端面401が非磁性当接面621に当接している状態において第1可動コア端面401と固定コア端面701との間にコア間隙間s2が形成されているため、第1可動コア40は、固定コア70から離れる方向である閉弁方向に移動し易い。したがって、ニードル30を閉弁方向に速やかに移動させることができる。
When the state shown in FIG. 5 shifts to the state shown in FIG. 6, the first
図6に示す状態の後、第1可動コア40は、慣性で閉弁方向にさらに移動する(図7参照)。図6に示す状態から図7に示す状態に移行するとき、第1可動コア40は、底部42の固定コア70側の面421が、第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12側の端面512から離れる方向である閉弁方向に移動する。本実施形態では、第1可動コア40の底部42の固定コア70側の面421と第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12側の端面512全体との間に可動コア間隙間s1が形成されているため、このとき、可動コア本体51の弁座12側の端面512と底部42の固定コア70側の面421との間に生じるリンギング力を小さくすることができる。また、本実施形態では、可動コア間隙間s1に連通孔45が連通しているため、このとき、連通孔45内の燃料の一部は、可動コア間隙間s1に流入する。そのため、第1可動コア40は、第2可動コア50から離間する方向である閉弁方向に移動し易い。したがって、ニードル30のシール部33が弁座12に当接したとき(図6参照)の衝突エネルギーを小さくすることができる。よって、ニードル30が弁座12でバウンスするのを抑制し、意図しない二次開弁を抑制することができる。
After the state shown in FIG. 6, the first
図7に示す状態の後、第1可動コア40は、スプリング92の付勢力により開弁方向に移動する。これにより、第1可動コア40は、底部42の固定コア70側の面421が鍔部32の弁座12側の端面に当接し、開弁方向の移動が規制される(図1参照)。
After the state shown in FIG. 7, the first
なお、図7に示す状態から図1に示す状態に移行するとき、可動コア間隙間s1内の燃料の一部は、連通孔45に流入する。そのため、第1可動コア40に所謂ダンパ効果が生じ、第1可動コア40が鍔部32に当接するときの衝突エネルギーを小さくすることができる。これにより、第1可動コア40が鍔部32に衝突することによる意図しない開弁を抑制することができる。
このように、燃料噴射装置1は、エンジンへの燃料の噴射を継続するとき、図1〜7に示す状態を繰り返す。
When the state shown in FIG. 7 is shifted to the state shown in FIG. 1, part of the fuel in the movable core gap s <b> 1 flows into the
As described above, the
以上説明したように、(1)本実施形態による燃料噴射装置1は、ノズル10とハウジング20とニードル30と第1可動コア40および第2可動コア50と固定コア70とコイル80とを備えている。
ノズル10は、燃料が噴射される噴孔11、および、噴孔11の周囲に形成された弁座12を有している。
ハウジング20は、筒状に形成され、一端がノズル10に接続され、噴孔11に連通するよう内側に形成され噴孔11に燃料を導く燃料通路100を有している。
ニードル30は、ハウジング20の内側で往復移動可能に設けられ、一端が弁座12から離間すると開弁し、一端が弁座12に当接すると閉弁する。
第1可動コア40は、ニードル30に対し相対移動可能に設けられている。第2可動コア50は、ニードル30に対し相対移動不能に設けられている。
固定コア70は、第1可動コア40および第2可動コア50に対し弁座12とは反対側に設けられている。
コイル80は、通電されると磁束を生じ、第1可動コア40および第2可動コア50を固定コア70側に吸引しニードル30を弁座12とは反対側に移動させることが可能である。
As described above, (1) the
The
The
The
The first
The fixed
The
そして、本実施形態では、第1可動コア40および第2可動コア50のうち、第1可動コア40の底部42の固定コア70側の面421と、第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12側の端面512との間に環状の可動コア間隙間s1が形成されている。そのため、第1可動コア40と第2可動コア50との間の磁気抵抗を大きくすることができる。これにより、コイル80への通電時、第1可動コア40および第2可動コア50のうちの第1可動コア40に多くの磁束を流すことができ、当該第1可動コア40と固定コア70との間の吸引力を大きくすることができる。したがって、燃料通路100内の燃圧が高い場合でも、ニードル30を開弁することができる。よって、本実施形態では、高圧の燃料を噴射することができる。
In the present embodiment, of the first
また、本実施形態では、第1可動コア40と第2可動コア50との間に環状の可動コア間隙間s1が形成されているため、第1可動コア40と第2可動コア50とが離れようとするときに生じるリンギング力を小さくすることができる。そのため、従来の燃料噴射装置で生じ得るニードルの開弁速度の低下や意図しない二次開弁を抑制することができる。したがって、本実施形態では、燃料を高精度に噴射することができる。
In the present embodiment, since the annular movable core gap s1 is formed between the first
また、(2)本実施形態では、ハウジング20の非磁性部材60は、第1可動コア40および第2可動コア50のうちの第1可動コア40の固定コア70側の面である第1可動コア端面401に当接可能な非磁性当接面621を有している。第1可動コア端面401と非磁性当接面621とが当接したとき、第1可動コア40と固定コア70との間に環状のコア間隙間s2を形成する。そのため、コイル80への通電を停止し、ニードル30を閉弁するとき、固定コア70の残留磁気の影響が第1可動コア40に及んだり、固定コア70と第1可動コア40との間にリンギング力が生じたりするのを抑制することができる。これにより、第1可動コア40が固定コア70に当接したままの状態になるのを抑制することができる。したがって、コイル80への通電停止後、ニードル30を速やかに閉弁させることができる。よって、本実施形態では、燃料を高精度に噴射することができる。
(2) In the present embodiment, the
また、(4)本実施形態では、ハウジング20は、固定コア70側の端部に、非磁性材料により形成された非磁性部材60を有している。非磁性当接面621は、非磁性部材60の弁座12側の端面に形成されている。そのため、第1可動コア端面401が非磁性当接面621に当接しているときにコイル80への通電を停止すると、第1可動コア40は、非磁性当接面621から速やかに離間する。これにより、燃料噴射装置1の応答性を向上することができる。
(4) In the present embodiment, the
また、(9)本実施形態では、第1可動コア40は、可動コア間隙間s1に連通する連通孔45を有している。そのため、可動コア間隙間s1と連通孔45との間で燃料を行き来させることができる。これにより、ニードル30の開閉弁時、第1可動コア40と第2可動コア50とを速やかに離したり近付けたり、ニードル30が他部材に当接するときの衝突エネルギーを小さくしたりすることができる。したがって、燃料を高精度に噴射することができる。
Moreover, (9) In this embodiment, the 1st
また、(10)本実施形態では、第1可動コア40は、ニードル30の一部(32)に当接したとき、第2可動コア50との間に可動コア間隙間s1を形成する。本実施形態では、ニードル30が非磁性材料により形成されているため、第1可動コア40と第2可動コア50との間の磁気抵抗を大きくすることができる。これにより、第2可動コア50と固定コア70との間の吸引力に比べ、第1可動コア40と固定コア70との間の吸引力をより大きくすることができる。
Moreover, (10) In this embodiment, when the 1st
また、(11)本実施形態では、ニードル30は、棒状のニードル本体31、および、ニードル本体31の径方向外側に設けられた鍔部32を有している。第1可動コア40は、鍔部32に当接したとき、第2可動コア50との間に可動コア間隙間s1を形成する。これは、発明の具体的な構成を例示するものである。
(11) In the present embodiment, the
また、(14)ニードル30が弁座12に当接した状態のとき、第1可動コア40の固定コア70側の端面である第1可動コア端面401と固定コア70の第1可動コア40および第2可動コア50側の端面である固定コア端面701との距離は、第2可動コア50の固定コア70側の端面である第2可動コア端面501と固定コア端面701との距離より小さく設定されている。そのため、コイル80への通電初期において、第2可動コア50と固定コア70との間の吸引力よりも、第1可動コア40と固定コア70との間の吸引力を大きくすることができる。これにより、燃料通路100内の燃圧が高い場合でも、ニードル30を開弁することができる。
(14) When the
また、(15)本実施形態は、スプリング91およびスプリング92をさらに備えている。スプリング91は、ニードル30を弁座12側に付勢する。スプリング92は、第1可動コア40および第2可動コア50のうち第1可動コア40を固定コア70側に付勢する。これは、発明の具体的な構成を例示するものである。
(15) The present embodiment further includes a
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態による燃料噴射装置を図8、9に示す。第2実施形態は、非磁性部材60および固定コア70の構成が第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
A fuel injection device according to a second embodiment of the present invention is shown in FIGS. The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the
図8に示すように、第2実施形態では、非磁性部材60は、第1実施形態で示した非磁性突出部62を有しておらず、非磁性筒部61のみからなる。非磁性部材60は、非磁性筒部61の弁座12とは反対側の端部の内壁が固定コア本体71の弁座12側の端部の外壁に当接している。
As shown in FIG. 8, in the second embodiment, the
固定コア70は、固定コア突出部73をさらに有している。固定コア突出部73は、固定コア端面701の外縁部から弁座12側へ略円環状に突出するよう形成されている。固定コア突出部73の弁座12側の端面には、固定コア当接面731が形成されている。固定コア当接面731は、第1可動コア40の第1可動コア端面401に当接可能である(図9参照)。ここで、固定コア当接面731は、特許請求の範囲における「当接面」に対応している。また、固定コア突出部73の固定コア端面701からの突出高さ、すなわち、固定コア端面701と固定コア当接面731との距離d1は、第1実施形態で示した固定コア端面701と非磁性当接面621との距離d1と同じである。
The fixed
図9に示すように、第1可動コア40は、固定コア当接面731に当接したとき、第1可動コア端面401と固定コア端面701との間に略円環状のコア間隙間s2を形成する。すなわち、第1可動コア40が固定コア当接面731に当接した状態において、第1可動コア端面401と固定コア端面701とは、離間している。
第2実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。
As shown in FIG. 9, when the first
The second embodiment is the same as the first embodiment except for the points described above.
以上説明したように、(2)本実施形態では、固定コア70の固定コア突出部73は、第1可動コア40および第2可動コア50のうちの第1可動コア40の固定コア70側の面である第1可動コア端面401に当接可能な固定コア当接面731を有している。第1可動コア端面401と固定コア当接面731とが当接したとき、第1可動コア40と固定コア70との間に環状のコア間隙間s2を形成する。そのため、第1実施形態と同様、コイル80への通電を停止し、ニードル30を閉弁するとき、固定コア70の残留磁気の影響が第1可動コア40に及んだり、固定コア70と第1可動コア40との間にリンギング力が生じたりするのを抑制することができる。これにより、第1可動コア40が固定コア70に当接したままの状態になるのを抑制することができる。したがって、コイル80への通電停止後、ニードル30を速やかに閉弁させることができる。よって、本実施形態では、燃料を高精度に噴射することができる。
As described above, (2) in the present embodiment, the fixed
また、(5)固定コア70には、第1可動コア40の固定コア70側の端面である第1可動コア端面401に当接可能な面である固定コア当接面731が形成されている。
また、(6)本実施形態では、固定コア70は、筒状の固定コア本体71、および、固定コア本体71の第1可動コア40および第2可動コア50側の端面である固定コア端面701から第1可動コア40側へ突出する固定コア突出部73を有している。そして、固定コア当接面731は、固定コア突出部73の第1可動コア40側の端面に形成されている。これは、発明の具体的な構成を例示するものである。
Further, (5) the fixed
(6) In the present embodiment, the fixed
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態による燃料噴射装置を図10、11に示す。第3実施形態は、固定コア70の構成が第1実施形態と異なる。
(Third embodiment)
A fuel injection device according to a third embodiment of the present invention is shown in FIGS. The third embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the fixed
図10に示すように、第3実施形態では、固定コア70は、ブッシュ74をさらに有している。ブッシュ74は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料により略円筒状に形成されている。ブッシュ74は、固定コア本体71の弁座12側の端部の内側に設けられている。ブッシュ74は、外壁が固定コア本体71の内壁に嵌合している。ブッシュ74は、例えば溶接により固定コア本体71に固定されている。ここで、ブッシュ74の弁座12側の端面は、固定コア端面701に対し弁座12側に位置している。
As shown in FIG. 10, in the third embodiment, the fixed
ブッシュ74の弁座12側の端面には、固定コア当接面741が形成されている。固定コア当接面741は、第2可動コア50の第2可動コア端面501および鍔部32の弁座12とは反対側の端面に当接可能である(図11参照)。ここで、固定コア当接面741は、特許請求の範囲における「当接面」に対応している。また、固定コア当接面741と固定コア端面701との距離d2は、非磁性当接面621と固定コア端面701との距離d1より小さい。
A fixed
図11に示すように、第2可動コア50は、固定コア当接面741に当接したとき、第2可動コア端面501と固定コア端面701との間に略円環状のコア間隙間s3を形成する。すなわち、第2可動コア50が固定コア当接面741に当接した状態において、第2可動コア端面501と固定コア端面701とは、離間している。
第3実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。
As shown in FIG. 11, when the second
The third embodiment is the same as the first embodiment except for the points described above.
以上説明したように、(2)本実施形態では、固定コア70のブッシュ74は、第1可動コア40および第2可動コア50のうちの第2可動コア50の固定コア70側の面である第2可動コア端面501およびニードル30の固定コア70側の面に当接可能な固定コア当接面741を有している。第2可動コア端面501およびニードル30と固定コア当接面741とが当接したとき、第2可動コア50と固定コア70との間に環状のコア間隙間s3を形成する。そのため、コイル80への通電を停止し、ニードル30を閉弁するとき、固定コア70の残留磁気の影響が第2可動コア50に及んだり、固定コア70と第2可動コア50との間にリンギング力が生じたりするのを抑制することができる。これにより、第2可動コア50が固定コア70に当接したままの状態になるのを抑制することができる。したがって、コイル80への通電停止後、ニードル30を速やかに閉弁させることができる。よって、本実施形態では、燃料を高精度に噴射することができる。
As described above, (2) in this embodiment, the
また、(5)固定コア70には、第2可動コア50の固定コア70側の端面である第2可動コア端面501およびニードル30の弁座12とは反対側の端面に当接可能な面である固定コア当接面741が形成されている。
また、(7)本実施形態では、固定コア70は、筒状の固定コア本体71、および、固定コア本体71の内側に設けられた筒状のブッシュ74を有している。そして、固定コア当接面741は、ブッシュ74の第2可動コア50側の端面に形成されている。これは、発明の具体的な構成を例示するものである。
Further, (5) the fixed
(7) In the present embodiment, the fixed
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態による燃料噴射装置を図12に示す。第4実施形態は、ニードル30および第2可動コア50の構成が第1実施形態と異なる。
第4実施形態では、ニードル30は、第1実施形態で示した鍔部32を有していない。
(Fourth embodiment)
FIG. 12 shows a fuel injection device according to the fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the
In 4th Embodiment, the
第2可動コア50は、可動コア本体51および可動コア突出部52を有している。可動コア本体51は、内壁がニードル本体31のシール部33とは反対側の端部の外壁に嵌合するよう設けられている。本実施形態では、可動コア本体51は、例えば圧入または溶接等によりニードル本体31に固定されている。すなわち、第2可動コア50は、ニードル30に対し相対移動不能に設けられている。
The second
可動コア突出部52は、可動コア本体51の弁座12側の端面512の内縁部から弁座12側へ略円環状に突出するよう形成されている。そのため、可動コア突出部52の弁座12側の端面は、第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12側の端面512に対し弁座12側に位置している。第1可動コア40の底部42の固定コア70側の面421と第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12側の端面512との間に、略円環状の可動コア間隙間s1が形成されている。可動コア間隙間s1の軸方向の大きさは、ニードル本体31に対する第1可動コア40の位置により変化し、第1可動コア40の底部42が可動コア突出部52の弁座12側の端面に当接したとき、最小となる。このように、第1可動コア40の底部42が可動コア突出部52の弁座12側の端面に当接しているか否かにかかわらず、底部42の固定コア70側の面421と可動コア本体51の弁座12側の端面512とは常に離間しており、間に可動コア間隙間s1を形成している。
第4実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。
The movable
The configuration of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment except for the points described above.
以上説明したように、(10)本実施形態では、第1可動コア40は、第2可動コア50の一部(52)に当接したとき、第2可動コア50との間に可動コア間隙間s1を形成する。本実施形態では、ニードル30は鍔部32を有していないため、ニードル30の形状を単純なものにすることができる。そのため、ニードル30の加工コストを低減することができる。また、ニードル30が鍔部32を有しない分、第2可動コア50の体積を大きくすることができる。そのため、固定コア70と第2可動コア50との間の吸引力を大きくすることができる。
As described above, (10) in the present embodiment, when the first
また、(12)本実施形態では、第2可動コア50は、可動コア本体51、および、可動コア本体51の弁座12側の端面512から弁座12側へ突出する可動コア突出部52を有している。第1可動コア40は、可動コア突出部52に当接したとき、可動コア本体51の弁座12側の端面512との間に可動コア間隙間s1を形成する。これは、発明の具体的な構成を例示するものである。
(12) In the present embodiment, the second
(他の実施形態)
上述の第1、2、4実施形態では、可動コア間隙間s1およびコア間隙間s2の両方が形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、可動コア間隙間s1またはコア間隙間s2のいずれか一方のみが形成される構成であってもよい。すなわち、第1可動コア端面401と固定コア端面701とが当接する構成でもよい。この場合、第1可動コア端面401と固定コア端面701とが当接したとき、コア間隙間s2は形成されない。あるいは、第1可動コア40の底部42の固定コア70側の面421と第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12側の端面512とが当接する構成でもよい。この場合、第1可動コア40の底部42の固定コア70側の面421と第2可動コア50の可動コア本体51の弁座12側の端面512とが当接したとき、可動コア間隙間s1は形成されない。
(Other embodiments)
In the first, second, and fourth embodiments described above, the example in which both the movable inter-core gap s1 and the inter-core gap s2 are formed has been described. In contrast, in another embodiment of the present invention, only one of the movable inter-core gap s1 and the inter-core gap s2 may be formed. That is, the structure which the 1st movable
また、上述の第3実施形態では、可動コア間隙間s1、コア間隙間s2およびコア間隙間s3が形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、可動コア間隙間s1、コア間隙間s2およびコア間隙間s3のうち少なくとも1つが形成される構成であってもよい。 In the third embodiment described above, the example in which the movable inter-core gap s1, the inter-core gap s2, and the inter-core gap s3 are formed is shown. On the other hand, in another embodiment of the present invention, at least one of the movable inter-core gap s1, the inter-core gap s2, and the inter-core gap s3 may be formed.
また、本発明の他の実施形態では、ブッシュ74は、第2可動コア50には当接せず、ニードル30の固定コア70側の面のみに当接する構成であってもよい。この構成の場合、ブッシュ74に当接することによる第2可動コア50の摩耗を防ぐことができる。
Further, in another embodiment of the present invention, the
また、上述の実施形態では、第2可動コア50の可動コア本体51の外壁が、第1可動コア40の筒部41の内壁と摺動可能である構成を例示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えば第1可動コア40の底部42の挿通穴部44の内径をニードル本体31の外径よりやや大きく設定し、可動コア本体51の外径を筒部41の内径より小さく設定することにより、可動コア本体51の外壁と筒部41の内壁との間に筒状のクリアランスが常に形成されている構成としてもよい。この構成では、第1可動コア40と第2可動コア50との磁気抵抗をより大きくすることができ、第1可動コア40と固定コア70との間の吸引力をより大きくすることができる。また、前記筒状のクリアランスが可動コア間隙間s1に常に連通した状態になるため、可動コア間隙間s1と前記筒状のクリアランスとの間で燃料を行き来させることができる。これにより、ニードル30の開閉弁時、第1可動コア40と第2可動コア50とを速やかに離したり近付けたり、ニードル30が他部材に当接するときの衝突エネルギーを小さくしたりすることができる。したがって、燃料を高精度に噴射することができる。なお、この構成の場合、連通孔45を省略してもよい。
また、本発明の他の実施形態では、連通孔45は、第2可動コア50に形成されていてもよい。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the structure which the outer wall of the movable core
In other embodiments of the present invention, the
また、上述の実施形態では、ニードル30が弁座12に当接した状態のとき、第1可動コア40の第1可動コア端面401と固定コア70の固定コア端面701との距離g1が、第2可動コア50の第2可動コア端面501と固定コア端面701との距離g2より小さく設定されている例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、距離g1は、距離g2以上に設定されていてもよい。
In the above-described embodiment, when the
また、上述の実施形態では、第2付勢部材としてのスプリング92が、第1可動コア40とばね座36との間に設けられる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ばね座36を省略し、スプリング92を、一端が第1可動コア40に当接し、他端がハウジング20の段差面201に当接し、第1可動コア40を開弁方向に付勢するよう設けてもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
また、上述の第3実施形態では、ブッシュ74が固定コア本体71と別体に形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ブッシュ74は、固定コア本体71と一体に形成されていてもよい。また、ブッシュ74の弁座12側の端面である固定コア当接面741と固定コア本体71の弁座12側の端面である固定コア端面701との距離d2は、どのような大きさであってもよい。ただし、非磁性部材60に非磁性当接面621が形成される場合、または、固定コア70に固定コア当接面731が形成される場合は、距離d2は、非磁性当接面621または固定コア当接面731と固定コア端面701との距離d1より小さく設定することが望ましい。
また、本発明の他の実施形態では、ハウジング20は、非磁性部材60に代えて、磁性材料から筒状に形成され軸方向の一部の肉厚が他の部位より小さい磁気絞り部を有することとしてもよい。この場合、磁気絞り部に、非磁性当接面621と同様の、第1可動コア端面401に当接可能な当接面を形成してもよい。
Further, in the above-described third embodiment, the example in which the
In another embodiment of the present invention, instead of the
また、上述の実施形態では、第1可動コア40および第2可動コア50の2つの可動コアを備える例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態は、可動コアを3つ以上備えていてもよい。例えば、第2可動コア50の可動コア本体51を軸方向で2つに分割し、固定コア70側の分割体をニードル30に対し相対移動不能に設け、弁座12側の分割体をニードル30に対し相対移動可能に設けるといった具合である。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the example provided with two movable cores, the 1st
また、上述の実施形態では、ノズル10がハウジング20と一体に形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ノズル10は、ハウジング20とは別体に形成されていてもよい。この場合、例えばノズル10をニードル30の材料と同じ材料で形成すれば、ニードル30の開閉弁に伴うノズル10の弁座12の摩耗を抑制することができる。
In the above-described embodiment, an example in which the
また、上述の実施形態では、固定コア外周部72が固定コア本体71と一体に形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、固定コア外周部72は、固定コア本体71と別体に形成されていてもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the fixed core outer
また、本発明の他の実施形態では、筒状の鍔部32、非磁性突出部62、ブッシュ74は、周方向の一部が欠けた形状に形成されていてもよい。また、本発明の他の実施形態では、環状の固定コア突出部73、可動コア突出部52は、周方向の一部が欠けた形状に形成されていてもよい。
Moreover, in other embodiment of this invention, the
また、本発明の他の実施形態では、ハウジング20、第1可動コア40、第2可動コア50、固定コア70、ヨーク81は、フェライト系ステンレスに限らず、他の磁性材料により形成されていてもよい。また、ニードル30、非磁性部材60、ばね座36、ブッシュ74は、オーステナイト系ステンレスに限らず、他の非磁性材料により形成されていてもよい。また、ニードル30は、例えばマルテンサイト系ステンレスにより形成されていてもよい。
また、本発明は、高圧の燃料を噴射するのに限らず、低圧の燃料を噴射するのに用いてもよい。
また、本発明は、直噴式のガソリンエンジンに限らず、例えばポート噴射式のガソリンエンジンやディーゼルエンジン等に適用してもよい。
このように、本発明は、上記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。
In another embodiment of the present invention, the
The present invention is not limited to injecting high-pressure fuel, but may be used to inject low-pressure fuel.
The present invention is not limited to a direct injection type gasoline engine, and may be applied to, for example, a port injection type gasoline engine or a diesel engine.
Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
1 燃料噴射装置、10 ノズル、11 噴孔、12 弁座、20 ハウジング、30 ニードル、40 第1可動コア(可動コア)、50 第2可動コア(可動コア)、60 非磁性部材、70 固定コア、80 コイル、100 燃料通路、s1 可動コア間隙間、s2、s3 コア間隙間
DESCRIPTION OF
Claims (15)
一端が前記ノズルに接続され、前記噴孔に連通するよう内側に形成され前記噴孔に燃料を導く燃料通路(100)を有する筒状のハウジング(20)と、
前記ハウジングの内側で往復移動可能に設けられ、一端が前記弁座から離間すると開弁し、一端が前記弁座に当接すると閉弁するニードル(30)と、
前記ニードルに対し相対移動可能または相対移動不能に設けられた複数の可動コア(40、50)と、
前記可動コアに対し前記弁座とは反対側に設けられた固定コア(70)と、
通電されると磁束を生じ、前記可動コアを前記固定コア側に吸引し前記ニードルを前記弁座とは反対側に移動させることが可能なコイル(80)と、を備え、
複数の前記可動コアのうち、1つの前記可動コア(40)の前記固定コア側の面(421)と、前記1つの前記可動コアと異なる他の前記可動コア(50)の前記弁座側の面(512)との間に環状の可動コア間隙間(s1)が形成されている燃料噴射装置(1)。 A nozzle (10) having a nozzle hole (11) through which fuel is injected, and a valve seat (12) formed around the nozzle hole;
A cylindrical housing (20) having one end connected to the nozzle and having a fuel passage (100) formed inside to communicate with the nozzle hole and guiding fuel to the nozzle hole;
A needle (30) which is provided inside the housing so as to be reciprocally movable and opens when one end is separated from the valve seat and closes when one end contacts the valve seat;
A plurality of movable cores (40, 50) provided so as to be movable relative to the needle or not movable relative to the needle;
A fixed core (70) provided on the opposite side of the valve seat to the movable core;
A coil (80) capable of generating magnetic flux when energized, attracting the movable core toward the fixed core, and moving the needle to the opposite side of the valve seat;
Of the plurality of movable cores, one of the movable cores (40) on the fixed core side surface (421) and the other movable core (50) different from the one movable core on the valve seat side. A fuel injection device (1) in which an annular gap (s1) between movable cores is formed between the surface (512).
前記可動コアの前記固定コア側の面または前記ニードルの前記固定コア側の面と前記当接面とが当接したとき、前記可動コアと前記固定コアとの間に環状のコア間隙間(s2、s3)を形成する請求項1に記載の燃料噴射装置。 The housing or the fixed core is capable of abutting against a surface (401, 501) of the movable core of at least one of the movable cores or a surface of the needle on the side of the fixed core. Have contact surfaces (621, 731, 741),
When the surface of the movable core on the side of the fixed core or the surface of the needle on the side of the fixed core is in contact with the contact surface, an annular inter-core gap (s2) is formed between the movable core and the fixed core. , S3).
一端が前記ノズルに接続され、前記噴孔に連通するよう内側に形成され前記噴孔に燃料を導く燃料通路(100)を有する筒状のハウジング(20)と、
前記ハウジングの内側で往復移動可能に設けられ、一端が前記弁座から離間すると開弁し、一端が前記弁座に当接すると閉弁するニードル(30)と、
前記ニードルに対し相対移動可能または相対移動不能に設けられた複数の可動コア(40、50)と、
前記可動コアに対し前記弁座とは反対側に設けられた固定コア(70)と、
通電されると磁束を生じ、前記可動コアを前記固定コア側に吸引し前記ニードルを前記弁座とは反対側に移動させることが可能なコイル(80)と、を備え、
前記ハウジングまたは前記固定コアは、複数の前記可動コアのうちの少なくとも1つの前記可動コアの前記固定コア側の面(401、501)または前記ニードルの前記固定コア側の面に当接可能な当接面(621、731、741)を有し、
前記可動コアの前記固定コア側の面または前記ニードルの前記固定コア側の面と前記当接面とが当接したとき、前記可動コアと前記固定コアとの間に環状のコア間隙間(s2、s3)を形成する燃料噴射装置(1)。 A nozzle (10) having a nozzle hole (11) through which fuel is injected, and a valve seat (12) formed around the nozzle hole;
A cylindrical housing (20) having one end connected to the nozzle and having a fuel passage (100) formed inside to communicate with the nozzle hole and guiding fuel to the nozzle hole;
A needle (30) which is provided inside the housing so as to be reciprocally movable and opens when one end is separated from the valve seat and closes when one end contacts the valve seat;
A plurality of movable cores (40, 50) provided so as to be movable relative to the needle or not movable relative to the needle;
A fixed core (70) provided on the opposite side of the valve seat to the movable core;
A coil (80) capable of generating magnetic flux when energized, attracting the movable core toward the fixed core, and moving the needle to the opposite side of the valve seat;
The housing or the fixed core is capable of abutting against a surface (401, 501) of the movable core of at least one of the movable cores or a surface of the needle on the side of the fixed core. Have contact surfaces (621, 731, 741),
When the surface of the movable core on the side of the fixed core or the surface of the needle on the side of the fixed core is in contact with the contact surface, an annular inter-core gap (s2) is formed between the movable core and the fixed core. , S3), a fuel injection device (1).
前記当接面は、前記非磁性部材の前記弁座側の面に形成された非磁性当接面(621)を含む請求項2または3に記載の燃料噴射装置。 The housing has a nonmagnetic member (60) formed of a nonmagnetic material at an end on the fixed core side,
The fuel injection device according to claim 2 or 3, wherein the contact surface includes a nonmagnetic contact surface (621) formed on a surface of the nonmagnetic member on the valve seat side.
前記固定コア当接面(731)は、前記固定コア突出部の前記可動コア側の面に形成されている請求項5に記載の燃料噴射装置。 The fixed core has a cylindrical fixed core body (71), and a fixed core protrusion (73) protruding from the surface (701) of the fixed core body on the movable core side toward the movable core,
The fuel injection device according to claim 5, wherein the fixed core abutting surface (731) is formed on a surface of the fixed core protruding portion on the movable core side.
前記固定コア当接面(741)は、前記ブッシュの前記可動コア側の面に形成されている請求項5に記載の燃料噴射装置。 The fixed core has a cylindrical fixed core body (71) and a cylindrical bush (74) provided inside the fixed core body,
The fuel injection device according to claim 5, wherein the fixed core contact surface (741) is formed on a surface of the bush on the movable core side.
前記第1可動コアは、前記ニードルの一部(32)または前記第2可動コアの一部(52)に当接したとき、前記第2可動コアとの間に前記可動コア間隙間を形成する請求項1、2、8または9に記載の燃料噴射装置。 The plurality of movable cores include a first movable core (40) provided so as to be relatively movable with respect to the needle, and a second movable core (50) provided so as not to be relatively movable with respect to the needle,
The first movable core forms a gap between the movable cores between the first movable core and the second movable core when the first movable core comes into contact with a part (32) of the needle or a part (52) of the second movable core. The fuel injection device according to claim 1, 2, 8 or 9.
前記第1可動コアは、前記鍔部に当接したとき、前記第2可動コアとの間に前記可動コア間隙間を形成する請求項10に記載の燃料噴射装置。 The needle has a rod-shaped needle body (31) and a flange (32) provided on the radially outer side of the needle body,
11. The fuel injection device according to claim 10, wherein the first movable core forms a gap between the movable cores with the second movable core when the first movable core comes into contact with the flange portion.
前記第1可動コアは、前記可動コア突出部に当接したとき、前記可動コア本体の前記弁座側の端面との間に前記可動コア間隙間を形成する請求項10に記載の燃料噴射装置。 The second movable core has a movable core main body (51) and a movable core projecting portion (52) projecting from the valve seat side end surface of the movable core main body to the valve seat side,
11. The fuel injection device according to claim 10, wherein when the first movable core abuts on the movable core projecting portion, the gap between the movable cores is formed between the first movable core and an end face on the valve seat side of the movable core body. .
複数の前記可動コアのうち少なくとも1つを前記固定コア側に付勢する第2付勢部材(92)と、
をさらに備える請求項1〜14のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。 A first biasing member (91) for biasing the needle toward the valve seat;
A second biasing member (92) for biasing at least one of the plurality of movable cores toward the fixed core;
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 14, further comprising:
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