JP2018123720A - Fuel injection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce bound of a valve element occurring at the time of valve close, in a fuel injection device used for an internal combustion engine.SOLUTION: A fuel injection device includes: a valve element coming into contact with a valve seat to seal; a movable iron core for driving the valve element; and a stationary iron core disposed while facing the movable iron core. The valve element has a density that is lower than a density of the valve seat.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、燃料噴射装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection device.

本発明の従来技術として特許文献1(特開2010−14124号公報)に記載のものがある。この特許文献1に示すように、コイルへの通電によって発生する磁気吸引力を用いて噴孔からの燃料を噴射する燃料噴射装置が公知である。このような燃料噴射装置では、コイルに通電すると、固定鉄心と可動鉄心との間に磁気吸引力が発生する。また可動鉄心と一体となった弁体は、可動鉄心と固定鉄心の間に発生した磁気吸引力によって可動鉄心が固定鉄心側に引き寄せられ、弁体に力を伝達し、弁体を弁座とは離間する方向に運動させる。そして一体となった可動鉄心および弁体は、固定鉄心と衝突することにより移動が規制され、停止位置が決定される。   There exists a thing of patent document 1 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-14124) as a prior art of this invention. As shown in Patent Document 1, a fuel injection device that injects fuel from an injection hole using a magnetic attraction generated by energization of a coil is known. In such a fuel injection device, when a coil is energized, a magnetic attractive force is generated between the fixed iron core and the movable iron core. In addition, the valve body integrated with the movable iron core attracts the movable iron core toward the fixed iron core due to the magnetic attraction generated between the movable iron core and the fixed iron core, and transmits the force to the valve element. Move in the direction of separation. The movement of the integrated movable core and valve body is restricted by colliding with the fixed core, and the stop position is determined.

この場合、弁体と一体の可動鉄心が固定鉄心に衝突し、衝突の衝撃によって可動鉄心は固定鉄心から跳ね返る。コイルへの通電を中止すると、可動鉄心と固定鉄心の間に作用している磁気吸引力が消失し、弁体に付勢された弾性部材の弾性力よりも小さくなると、弁体は弁座側、すなわち閉弁方向運動を開始する。弁体および可動鉄心は、弁体と弁座が衝突することにより、移動が規制され、静止位置が決定される。この場合、弁体は弁座に衝突するため衝突の衝撃によって弁体は弁座と離間する方向に運動し、弁体と弁座の間に隙間が生じた場合、制御不能な燃料として、噴射孔から外部に噴射される。   In this case, the movable iron core integrated with the valve body collides with the fixed iron core, and the movable iron core rebounds from the fixed iron core due to the impact of the collision. When energization of the coil is stopped, the magnetic attractive force acting between the movable iron core and the fixed iron core disappears, and if the elastic force of the elastic member urged by the valve body becomes smaller, the valve body That is, the valve closing direction movement is started. When the valve body and the movable iron core collide with each other, the movement is restricted, and the stationary position is determined. In this case, since the valve body collides with the valve seat, the valve body moves in a direction away from the valve seat due to the impact of the collision, and if a gap is generated between the valve body and the valve seat, the fuel is injected as uncontrollable fuel. It is ejected from the hole to the outside.

このような制御不能な燃料の噴射を抑制するために特許文献1に開示されているように、可動鉄心と弁体とを別体にする構成が提案されている。   In order to suppress such uncontrollable fuel injection, a configuration in which the movable iron core and the valve body are separated as disclosed in Patent Document 1 has been proposed.

特開2010−14124号公報JP 2010-14124 A

従来技術のように、コイルへの通電と非通電を切り替えて、弁体を開閉する燃料噴射装置において、閉弁時、弁体と弁座の衝突による弾性変形によって、弁体のバウンドが生ずる場合がある。   In a fuel injection device that opens and closes the valve body by switching between energization and de-energization as in the prior art, when the valve body bounces due to elastic deformation due to collision between the valve body and the valve seat when the valve is closed There is.

そこで本発明は、弁体と弁座の衝突時の弾性変形によって生ずるバウンドを低減することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to reduce the bounce caused by elastic deformation at the time of a collision between a valve body and a valve seat.

上記課題を解決するために本発明の燃料噴射装置100は、弁座102と接触してシールする弁体101と、弁体101を駆動する可動鉄心106と、前記可動鉄心に対向して配置された固定鉄心と、を備え、弁座102の密度に対して弁体101の密度が小さくなるように構成されている。   In order to solve the above-described problem, a fuel injection device 100 of the present invention is arranged to face a valve body 101 that contacts and seals a valve seat 102, a movable iron core 106 that drives the valve body 101, and the movable iron core. And the density of the valve body 101 is smaller than the density of the valve seat 102.

これにより、弁体101が軽量となるため、弁体101が閉弁した際に弁座102に衝突する際の運動エネルギを低減できる。このため、弁体101が閉弁して弁座102に衝突した際の弁座102の変形量を小さくすることができる。このため、弁座102の変形から復元力によって元形状に戻る際に弁体101が受け取る弾性エネルギは小さくなり、弁体101が弁体102から離れた後の弁体101のバウンド量は低減することが可能となる。   Thereby, since the valve body 101 becomes lightweight, when the valve body 101 closes, the kinetic energy at the time of colliding with the valve seat 102 can be reduced. For this reason, the amount of deformation of the valve seat 102 when the valve body 101 closes and collides with the valve seat 102 can be reduced. For this reason, the elastic energy received by the valve body 101 when returning to the original shape by the restoring force from the deformation of the valve seat 102 is reduced, and the bounce amount of the valve body 101 after the valve body 101 is separated from the valve body 102 is reduced. It becomes possible.

本発明の第一実施例に係る燃料噴射装置の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of the fuel-injection apparatus which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第一実施例に係る燃料噴射装置の弁体のバウンド時の挙動を示した図である。It is the figure which showed the behavior at the time of the bounding of the valve body of the fuel-injection apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第一実施例に係る燃料噴射装置の弁体のバウンド時の運動を示した図である。It is the figure which showed the motion at the time of the bounding of the valve body of the fuel injection apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第一実施例に係る燃料噴射装置の弁体のバウンド時の挙動を示した図である。It is the figure which showed the behavior at the time of the bounding of the valve body of the fuel-injection apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第一実施例に係る燃料噴射装置の実施形態を示す弁体の断面図である。It is sectional drawing of the valve body which shows embodiment of the fuel-injection apparatus which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第一実施例に係る燃料噴射装置の実施形態を示す弁体の断面図である。It is sectional drawing of the valve body which shows embodiment of the fuel-injection apparatus which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第一実施例に係る燃料噴射装置の弁体と弁座との密度比に対する弁体のバウンド量とバウンドの低減率を示した図である。It is the figure which showed the bounce amount of the valve body with respect to the density ratio of the valve body of the fuel injection apparatus which concerns on 1st Example of this invention, and a valve seat, and the reduction rate of the bounce. 本発明の第一実施例に係る燃料噴射装置の弁体のバウンド時の挙動を示した図である。It is the figure which showed the behavior at the time of the bounding of the valve body of the fuel-injection apparatus which concerns on 1st Example of this invention.

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明にかかる燃料噴射装置の例として、電磁式燃料噴射装置の例を示す断面図である。なお、本実施例では燃料噴射装置と呼んでいるが、これを燃料噴射弁と呼んでも良く、あるいはインジェクタと呼んでも構わない。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an electromagnetic fuel injection device as an example of a fuel injection device according to the present invention. In this embodiment, it is called a fuel injection device, but it may be called a fuel injection valve or an injector.

図1において、燃料は燃料供給口112から供給され、燃料噴射装置の内部に供給される。電磁式燃料噴射装置100は、内部に弁体101を有し、弁体101の対向する位置には、弁座102が設けられている。弁座102には、図示してない燃料噴射孔を有している。また弁体101は、上流側につば部113を有し、つば部113に接するようにスプリング110が設けられ、弁体101はつば部113に設けられた付勢力の伝達面114を介して、閉弁方向に付勢されている。さらに弁体101は、弁座102と接触してシール座を形成するシート部115を有しており、コイル108に通電がないときには、弁体101はスプリング110によって弁座102に押し付けられ、燃料をシールする構造となっている。   In FIG. 1, fuel is supplied from a fuel supply port 112 and supplied into the fuel injection device. The electromagnetic fuel injection device 100 has a valve body 101 inside, and a valve seat 102 is provided at a position facing the valve body 101. The valve seat 102 has a fuel injection hole (not shown). Further, the valve body 101 has a flange portion 113 on the upstream side, a spring 110 is provided so as to be in contact with the flange portion 113, and the valve body 101 is connected via a biasing force transmission surface 114 provided on the flange portion 113. Energized in the valve closing direction. Furthermore, the valve body 101 has a seat portion 115 that forms a seal seat in contact with the valve seat 102. When the coil 108 is not energized, the valve body 101 is pressed against the valve seat 102 by the spring 110, and the fuel It has a structure that seals.

なお本発明の説明において、燃料噴射装置100の軸方向に対して燃料供給口側を上流側、弁座側を下流側として説明する。   In the description of the present invention, the fuel supply port side will be described as the upstream side and the valve seat side as the downstream side with respect to the axial direction of the fuel injection device 100.

図1に示したコイル108に通電されると、電磁弁の磁気回路を構成する固定鉄心107、ヨーク109、可動鉄心106に磁束を生じて、空隙のある固定鉄心107と可動鉄心106の間に磁気吸引力を生じる。磁気吸引力が、スプリング110の付勢力と燃料圧力による力よりも大きくなると、弁体101は可動鉄心106によって固定鉄心107側に吸引され、開弁状態となる。   When the coil 108 shown in FIG. 1 is energized, a magnetic flux is generated in the fixed iron core 107, the yoke 109, and the movable iron core 106 constituting the magnetic circuit of the solenoid valve, and the gap between the fixed iron core 107 and the movable iron core 106 having a gap is generated. Magnetic attraction is generated. When the magnetic attractive force becomes larger than the force of the urging force of the spring 110 and the fuel pressure, the valve body 101 is attracted to the fixed iron core 107 side by the movable iron core 106 and is opened.

一方で、コイル108への通電が中止されると、固定鉄心107内に生じていた磁束が消滅し、可動鉄心106に作用していた磁気吸引力も減少し、やがて消滅する。この結果、弁体101に作用する付勢スプリング110の力が、可動鉄心106に作用している磁気吸引力より大きくなると、弁体101は下流側に変位し、弁体101とシート部材102とが接触し、閉弁状態となる。   On the other hand, when energization of the coil 108 is stopped, the magnetic flux generated in the fixed iron core 107 disappears, the magnetic attractive force acting on the movable iron core 106 also decreases, and eventually disappears. As a result, when the force of the biasing spring 110 acting on the valve body 101 becomes larger than the magnetic attractive force acting on the movable core 106, the valve body 101 is displaced downstream, and the valve body 101, the seat member 102, Comes into contact with each other and the valve is closed.

以上が電磁式燃料噴射装置の基本的な動作を説明したものである。燃料噴射装置は、コイル108への通電時間を制御することで、弁体101が開状態にある時間を制御して、燃料噴射量の制御を行うようになっている。   The above explains the basic operation of the electromagnetic fuel injection device. The fuel injection device controls the fuel injection amount by controlling the time during which the valve element 101 is in the open state by controlling the energization time to the coil 108.

しかし、このようにコイル108への通電と非通電を切り替えて、弁体101を開閉する燃料噴射装置において、閉弁時、弁体101と弁座102の衝突による弾性変形によって、弁体101のバウンドが生ずる場合がある。   However, in the fuel injection device that opens and closes the valve body 101 by switching between energization and non-energization of the coil 108 in this way, when the valve is closed, due to elastic deformation due to the collision between the valve body 101 and the valve seat 102, the valve body 101 Bound may occur.

ここで、燃料噴射装置における弁体のバウンドが生じる現象について図2、3を用いて説明する。図2におけるD1は弁体101のつば部113の変位を示しており、D2は弁体のシート部115の変位を示している。   Here, a phenomenon in which the valve body bounces in the fuel injection device will be described with reference to FIGS. 2, D1 indicates the displacement of the flange portion 113 of the valve body 101, and D2 indicates the displacement of the seat portion 115 of the valve body.

図2および図3に示すように、時刻T1で弁座102に衝突した弁体のつば部113およびシート部115は、ともに弁座102方向に運動する。その後、時刻T2において弁体のつば部113の変位が最小となり、衝突直前に蓄えられた運動エネルギは、弁体101の弾性エネルギへと変換される。   As shown in FIGS. 2 and 3, both the flange portion 113 and the seat portion 115 of the valve body that have collided with the valve seat 102 at time T <b> 1 move in the direction of the valve seat 102. Thereafter, at time T2, the displacement of the flange 113 of the valve body is minimized, and the kinetic energy stored immediately before the collision is converted into the elastic energy of the valve body 101.

弁体101のつば部113の変位が最小となった後は、つば部113は弁座102から離間する方向すなわち、開弁方向へと運動を開始する。つば部113は、スプリング110の付勢力や、シート部115の近傍に作用する燃料圧力によるつり合いの位置、時刻T3で最大速度を迎え、弁体101の伸縮に伴う復元力とシート部115での慣性による力により、シート部115は弁座102から離間し、時刻T4においてバウンシングが発生する。バウンド量は、シート部115と弁座102の軸方向の距離G1である。可動鉄心113を分割していることで、弁体101の初期エネルギを低減させることは可能であるが、弁体101の伸縮によって発生するバウンシング現象の抑制はすることはできず、弁体101の伸縮に伴ったバウンドの低減が課題となっていた。   After the displacement of the flange portion 113 of the valve body 101 is minimized, the flange portion 113 starts to move away from the valve seat 102, that is, in the valve opening direction. The collar portion 113 reaches the maximum speed at the time T3, the position of balance by the urging force of the spring 110, the fuel pressure acting in the vicinity of the seat portion 115, and the restoring force accompanying the expansion and contraction of the valve body 101 and the seat portion 115. The seat portion 115 is separated from the valve seat 102 by the force due to inertia, and bouncing occurs at time T4. The bound amount is a distance G1 in the axial direction between the seat portion 115 and the valve seat 102. Although it is possible to reduce the initial energy of the valve body 101 by dividing the movable iron core 113, the bouncing phenomenon generated by the expansion and contraction of the valve body 101 cannot be suppressed. Reduction of bounce accompanying expansion and contraction has been an issue.

そして、本発明者らは鋭意検討の末、弁体101の衝突時に生じた弁座102の弾性変形に起因する復元力および弁体101の伸縮によって発生するバウンシング現象の抑制はすることはできず、弁座102の復元力と弁体101の伸縮に伴ったバウンドを低減させることが必要であることを突き止めた。   Then, the present inventors have not been able to suppress the restoring force resulting from the elastic deformation of the valve seat 102 caused by the collision of the valve body 101 and the bouncing phenomenon generated by the expansion and contraction of the valve body 101 after intensive studies. It has been found that it is necessary to reduce the restoring force of the valve seat 102 and the bounce accompanying the expansion and contraction of the valve body 101.

以上より、本発明が解決すべき課題は、弁体101と弁座102の衝突時の弾性変形によって生ずるバウンドを低減することである。この課題を解決するための本実施例の燃料噴射装置について以下、説明する。   From the above, the problem to be solved by the present invention is to reduce the bounce caused by the elastic deformation at the time of collision between the valve body 101 and the valve seat 102. The fuel injection device of the present embodiment for solving this problem will be described below.

<請求項1の内容>
本実施例の燃料噴射装置100は、弁座102と接触してシールする弁体101と、弁体101を駆動する可動鉄心106と、前記可動鉄心に対向して配置された固定鉄心と、を備えた。そして、本実施例では、弁座102の密度に対して弁体101の密度が小さくなるように構成されるように構成した。
<Content of Claim 1>
The fuel injection device 100 of the present embodiment includes a valve body 101 that contacts and seals the valve seat 102, a movable core 106 that drives the valve body 101, and a fixed core that is disposed to face the movable core. Prepared. In this embodiment, the density of the valve body 101 is configured to be smaller than the density of the valve seat 102.

<請求項1の作用、効果>
これによる本実施例の作用、効果を図4に基づいて説明する。図4のR1およびR2は、弁体101と弁座102との衝突解析を行った際に得られた弁体101のシート部115の衝突後の変位を示している。R1は本実施例を用いていない弁体101を使用した場合の変位、R2は、弁体101の密度を3分の1とした場合の変位を示している。なお、今回はR2としてアルミニウム合金(密度:R1の3分の1、剛性:R1の3分の1)を使用した際の変位を示している。
<Operation and Effect of Claim 1>
The operation and effect of this embodiment will be described with reference to FIG. R1 and R2 in FIG. 4 indicate the displacement after the collision of the seat portion 115 of the valve body 101 obtained when the collision analysis between the valve body 101 and the valve seat 102 is performed. R1 indicates the displacement when the valve body 101 not using this embodiment is used, and R2 indicates the displacement when the density of the valve body 101 is 1/3. In addition, this time, the displacement is shown when an aluminum alloy (density: one third of R1, rigidity: one third of R1) is used as R2.

また、L1、L2は弁体101が弁座102に衝突した際に、衝突位置から弁座102の弾性変形によって下流側に進んだ最大値である。つまり、弁体101は弁座102に衝突した後に、弁座102の弾性変形により下流側にめりこむことになる。この弁体101の弁座102へのめりこみにより、弁座102が上流側に復元しようとする力が働き、これにより、弁体101の上流側へのバウンド量が大きくなる。実際には、L3、L4は弁座102から弁体101が衝突後に離れて上流側にバウンドしたバウンド量の最大値である。   L1 and L2 are maximum values that have advanced downstream from the collision position due to elastic deformation of the valve seat 102 when the valve body 101 collides with the valve seat 102. That is, after the valve body 101 collides with the valve seat 102, the valve body 101 is recessed downstream due to the elastic deformation of the valve seat 102. The retraction of the valve body 101 into the valve seat 102 causes a force that the valve seat 102 tries to restore upstream, thereby increasing the amount of bounce of the valve body 101 upstream. Actually, L3 and L4 are the maximum values of the bounce amount that the valve body 101 is separated from the valve seat 102 after the collision and bounces upstream.

そこで本実施例では、図4に示すように、弁体101の密度を小さくすることで弁体101を軽量とするものである。これにより、弁体101と弁座102の衝突時の運動エネルギを低減することができる。したがって、衝突後の弁座102の変形量に対応する弁体101の下流側方向へ進んだ変位量を図4のように小さくすることが可能である(L2→L1)。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the valve body 101 is lightened by reducing the density of the valve body 101. Thereby, the kinetic energy at the time of the collision of the valve body 101 and the valve seat 102 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the amount of displacement of the valve body 101, which corresponds to the amount of deformation of the valve seat 102 after the collision, as shown in FIG. 4 (L2 → L1).

これにより、弁座102の変形から復元力によって元形状に戻る際に弁体101が受け取る弾性エネルギは小さくなり、図4に示すように弁体101が弁体102から離れた後の衝突後の弁体101の上流側へのバウンド量は低減することが可能となる(L4→L3)。したがって、閉弁完了タイミングのばらつきを抑えることができるため、精度良く燃料噴射量を制御することができる。   As a result, the elastic energy received by the valve body 101 when the valve seat 102 returns to the original shape by the restoring force from the deformation of the valve seat 102 becomes small, and after the collision after the valve body 101 leaves the valve body 102 as shown in FIG. The amount of bound to the upstream side of the valve body 101 can be reduced (L4 → L3). Therefore, since variation in valve closing completion timing can be suppressed, the fuel injection amount can be controlled with high accuracy.

<請求項2、3の内容、作用効果>
図5は本実施例の弁体101の具体的な構成を示す。図5左図に示す弁体101aは燃料供給口側を上流側、弁座102の側を下流側としたとき、上流側の弁体上部201と接触してシールするシール部202とで構成される。なお、図5右図の弁体101bに示すように、弁体上部201と弁体先端部202とは一体で構成しても構わない。
<Contents and effects of claims 2 and 3>
FIG. 5 shows a specific configuration of the valve body 101 of this embodiment. The valve body 101a shown in the left diagram of FIG. 5 is configured by a seal portion 202 that contacts and seals the upstream valve body upper portion 201 when the fuel supply port side is the upstream side and the valve seat 102 side is the downstream side. The In addition, as shown to the valve body 101b of the right figure of FIG. 5, you may comprise the valve body upper part 201 and the valve body front-end | tip part 202 integrally.

図5左図に示す弁体101aは、弁座102と接触してシールするシール部202と接合されて一体で形成される弁体上部201で構成され、弁体上部201の密度が、一部分でも弁座102の密度よりも小さく構成される。   The valve body 101a shown in the left figure of FIG. 5 is composed of a valve body upper portion 201 formed integrally with a seal portion 202 that contacts and seals with the valve seat 102, and the density of the valve body upper portion 201 is at least partially. It is configured to be smaller than the density of the valve seat 102.

本構成の弁体101(101a、101b)においても、弁体先端部202を含む弁体101(101a、101b)の全体は軽量となるため、弁座102との衝突の際の運動エネルギは小さくなり、衝突後の弁座102の弾性変形に伴う弾性エネルギは小さくなり、弁体101(101a、101b)のバウンドは低減される。   Also in the valve body 101 (101a, 101b) of this configuration, the entire valve body 101 (101a, 101b) including the valve body tip portion 202 is lightweight, so that the kinetic energy at the time of collision with the valve seat 102 is small. Thus, the elastic energy accompanying the elastic deformation of the valve seat 102 after the collision is reduced, and the bounce of the valve body 101 (101a, 101b) is reduced.

また、本構成の弁体101(101a、101b)のシール部202と弁体上部201の密度が、弁座102の密度よりも小さく構成された場合には、弁体上部201のみの密度を小さくする場合に比べて、より大きなバウンド低減効果が得られる。   Further, when the density of the seal portion 202 and the valve body upper portion 201 of the valve body 101 (101a, 101b) of this configuration is configured to be smaller than the density of the valve seat 102, the density of only the valve body upper portion 201 is reduced. Compared with the case where it does, the bigger bounce reduction effect is acquired.

<請求項4の内容、作用効果>
また、弁座102と接触してシールするシール部と接合されて一体で形成される弁体上部201で構成される弁体101aの弁体上部201の密度はシール部202よりも小さいことが望ましい。これは、弁体上部201は、シール部202よりも体積が大きいために、弁体全体を軽量化することができる。このことから、弁体101が弁座102と衝突する際の運動エネルギを低減させることができ、弁体101のバウンドを抑制することが可能となる。
<Contents and effects of claim 4>
Further, it is desirable that the density of the valve body upper portion 201 of the valve body 101a constituted by the valve body upper portion 201 formed integrally with the seal portion that contacts and seals with the valve seat 102 is smaller than that of the seal portion 202. . This is because the valve body upper portion 201 has a larger volume than the seal portion 202, and thus the entire valve body can be reduced in weight. Therefore, the kinetic energy when the valve body 101 collides with the valve seat 102 can be reduced, and the bounce of the valve body 101 can be suppressed.

<請求項5の内容、作用効果>
なお、図6に示すように弁体101aが弁座102と接触してシールする部位がボール形状部301と接合されて一体で形成される部位以外が棒形状部302で構成されるものでも、同様の効果・作用が得られる。また、本形状の場合、製造コストを抑制することが可能となる。
<Contents and effects of claim 5>
In addition, as shown in FIG. 6, the portion where the valve body 101a contacts and seals the valve seat 102 is joined to the ball-shaped portion 301 and the portion other than the portion formed integrally is a rod-shaped portion 302. Similar effects and actions can be obtained. Moreover, in the case of this shape, it becomes possible to suppress manufacturing cost.

<請求項6の内容、作用効果>
なお、本実施例では、弁体101の密度が弁座102の密度の約5分の4以下であることが望ましい。これによる作用、効果について図6に基づいて説明する。図7は弁体101と弁座102との密度比と弁体101のバウンド量、密度比とバウンドの低減率を示したものである。なお、解析を行うにあたって、解析に使用した弁体101の剛性は従来部材と同様の値としている図7に示すように密度比が0.8以下つまり弁座101の密度を弁座102の密度の5分の4以下とすることで、弁体のバウンド量を2割以上低減することができる。これにより、閉弁完了タイミングのばらつきを抑えることができるため、精度良く燃料噴射量を制御することができる。
<Contents and effects of claim 6>
In the present embodiment, it is desirable that the density of the valve body 101 is about 4/5 or less of the density of the valve seat 102. The effect | action and effect by this are demonstrated based on FIG. FIG. 7 shows the density ratio between the valve body 101 and the valve seat 102, the bounce amount of the valve body 101, the density ratio, and the bounce reduction rate. In the analysis, the rigidity of the valve body 101 used for the analysis is the same value as that of the conventional member. As shown in FIG. 7, the density ratio is 0.8 or less, that is, the density of the valve seat 101 is the density of the valve seat 102. By setting it to 4/5 or less, the bound amount of the valve element can be reduced by 20% or more. As a result, variation in valve closing completion timing can be suppressed, so that the fuel injection amount can be accurately controlled.

<請求項7の内容、作用効果>
上記では、弁体101のバウンド低減に関して、密度について着目していたが、以降では、剛性に着目して説明する。
<Contents and effects of claim 7>
In the above description, the density is focused on the bounce reduction of the valve body 101, but hereinafter, the description will be focused on the rigidity.

燃料噴射装置100の弁座102の剛性に対して弁体101の剛性が大きくなるように構成する。弁体101の剛性を弁体102よりも大きくすることで、弁体101が弁座102閉弁の時に衝突する場合、弁体は弾性変形を起こすが、弁体101の剛性を弁座102よりも高くすることで、衝突の際の弁体101の弾性変形を抑制することができる。これにより、弁体101自身の伸縮が抑制され、弁体101の衝突後の伸縮が起因となる弁体バウンドを低減することができる。   The rigidity of the valve body 101 is configured to be greater than the rigidity of the valve seat 102 of the fuel injection device 100. By making the rigidity of the valve body 101 greater than that of the valve body 102, when the valve body 101 collides when the valve seat 102 is closed, the valve body undergoes elastic deformation, but the rigidity of the valve body 101 is greater than that of the valve seat 102. Also, the elastic deformation of the valve body 101 at the time of a collision can be suppressed. Thereby, the expansion and contraction of the valve body 101 itself is suppressed, and the valve body bounding caused by the expansion and contraction after the collision of the valve body 101 can be reduced.

<請求項8の内容、作用効果>
また、図5に示すような弁座102と接触してシールするシール部と接合されて一体で形成される弁体上部201で構成される弁体101aで、シール部202以外の弁体上部201の剛性は弁座102の剛性よりも小さくなるように構成することが望ましい。これは、弁体101が弁座102に衝突した際に、弁体101は弾性変形を起こすが、その弾性変形によって生じた弾性エネルギを弁体上部201に受け渡し、弁体上部201での伸縮となる。これにより、弁体101が弁座102との衝突後にバウンドする際に、シール部202の弁座102との衝突後のシール部202の伸縮が抑制され、弁体101のバウンドを低減できる。
<Contents and effects of claim 8>
Further, in the valve body 101a constituted by the valve body upper portion 201 formed integrally with the seal portion that contacts and seals with the valve seat 102 as shown in FIG. The rigidity of the valve seat 102 is desirably smaller than that of the valve seat 102. This is because, when the valve body 101 collides with the valve seat 102, the valve body 101 undergoes elastic deformation, but the elastic energy generated by the elastic deformation is transferred to the valve body upper part 201, and the expansion and contraction of the valve body upper part 201 occurs. Become. Thereby, when the valve body 101 bounces after the collision with the valve seat 102, the expansion and contraction of the seal portion 202 after the collision with the valve seat 102 of the seal portion 202 is suppressed, and the bounce of the valve body 101 can be reduced.

<請求項9の内容、作用効果>
また、図5に示すような弁座102と接触してシールするシール部と接合されて一体で形成される弁体上部201で構成される弁体101aの弁体上部201の剛性はシール部202よりも小さいことが望ましい。この場合でも、弁体101が弁座102に衝突した際の弁体101の弾性変形によって生じた弾性エネルギは弁体上部201に受け渡すことができる。これにより、シール部202の弁座102との衝突後のシール部202の伸縮が抑制され、弁体101のバウンドを低減できる。
<Contents and effects of claim 9>
Further, the rigidity of the valve body upper portion 201 of the valve body 101a formed of the valve body upper portion 201 formed integrally with the seal portion that contacts and seals with the valve seat 102 as shown in FIG. It is desirable to be smaller. Even in this case, the elastic energy generated by the elastic deformation of the valve body 101 when the valve body 101 collides with the valve seat 102 can be transferred to the valve body upper portion 201. Thereby, expansion / contraction of the seal part 202 after the collision with the valve seat 102 of the seal part 202 is suppressed, and the bounce of the valve body 101 can be reduced.

なお、図6に示すように弁体101aが弁座102と接触してシールする部位がボール形状部301と接合されて一体で形成される部位以外が棒形状部302で構成されるものでも、同様の効果・作用が得られる。また、本形状の場合、製造コストを抑制することが可能となる。   In addition, as shown in FIG. 6, the portion where the valve body 101a contacts and seals the valve seat 102 is joined to the ball-shaped portion 301 and the portion other than the portion formed integrally is a rod-shaped portion 302. Similar effects and actions can be obtained. Moreover, in the case of this shape, it becomes possible to suppress manufacturing cost.

<請求項10の内容、作用効果>
さらに、上記に記載した弁体101の密度および剛性を弁座102の密度および剛性よりも、密度は小さく、剛性は大きくなるように構成する。
<Contents and effects of claim 10>
Further, the density and rigidity of the valve body 101 described above are configured so that the density is lower and the rigidity is higher than the density and rigidity of the valve seat 102.

図8は、図4の衝突後の弁体101のバウンドの変位R1、R2に弁体101の密度および剛性を弁座102の密度および剛性よりも密度は小さく(弁体101の約3分の1)、剛性は大きくした(弁体101の約1.5倍)場合の衝突後のバウンドの変位R3を加えたものである。L1、L2、L5は弁体101が衝突した際に弁座102の弾性変形によって下流側に進んだ最大値であり、L3、L4、L6は弁座102から弁体101が衝突後に離れて上流側にバウンドしたバウンド量の最大値である。   8 shows that the density and rigidity of the valve body 101 are smaller than the density and rigidity of the valve seat 102 in the bounding displacements R1 and R2 of the valve body 101 after the collision in FIG. 1) The bounce displacement R3 after the collision when the rigidity is increased (about 1.5 times that of the valve body 101) is added. L1, L2, and L5 are the maximum values that have advanced downstream due to the elastic deformation of the valve seat 102 when the valve body 101 collides, and L3, L4, and L6 are separated from the valve seat 102 after the collision of the valve body 101 and upstream. This is the maximum bounce amount bound to the side.

弁体101の密度を弁座102の密度よりも小さくすることで、弁体101は軽量となり弁座102との衝突の際の衝突時の運動エネルギを低減できる。また、弁体101の剛性を弁座102の剛性よりも大きくすることで、弁体101の弁座102との衝突の際の弁体101の弾性変形による弁体101の伸縮と低減できる。   By making the density of the valve body 101 smaller than the density of the valve seat 102, the valve body 101 becomes light and the kinetic energy at the time of the collision with the valve seat 102 can be reduced. Further, by making the rigidity of the valve body 101 larger than the rigidity of the valve seat 102, the expansion and contraction of the valve body 101 due to the elastic deformation of the valve body 101 when the valve body 101 collides with the valve seat 102 can be reduced.

図8右図の拡大図に示すように,この2つの作用・効果によって、弁体101と弁座102との衝突後の弁体101の下流側方向へ進んだ変位量を図4のように小さくすることが可能である(L2→L1→L5)。これにより、弁座102の変形から復元力によって元形状に戻る際に弁体101が受け取る弾性エネルギは小さくなり、また、弁体101の伸縮によるバウンス量も低減できる。よって、図8左図に示すように弁体101の密度を弁座102の密度より小さくした場合のみの時や、弁体101の剛性を弁座102の剛性より大きくした場合のみの時よりも、弁体101が弁体102から離れた後の衝突後の弁体101のバウンド量は、さらに低減させることが可能となる(L4→L3→L6)。これにより、閉弁完了タイミングのばらつきを抑えることができるため、より精度良く燃料噴射量を制御することができる。   As shown in the enlarged view on the right side of FIG. 8, due to these two actions and effects, the amount of displacement advanced in the downstream direction of the valve body 101 after the collision between the valve body 101 and the valve seat 102 is as shown in FIG. It is possible to reduce the size (L2 → L1 → L5). As a result, the elastic energy received by the valve body 101 when the valve seat 102 returns to its original shape by the restoring force from the deformation of the valve seat 102 is reduced, and the bounce amount due to the expansion and contraction of the valve body 101 can also be reduced. Therefore, as shown in the left diagram of FIG. 8, compared to the case where the density of the valve body 101 is made smaller than the density of the valve seat 102 or the case where the rigidity of the valve body 101 is made larger than the rigidity of the valve seat 102. The bound amount of the valve body 101 after the collision after the valve body 101 is separated from the valve body 102 can be further reduced (L4 → L3 → L6). As a result, variation in valve closing completion timing can be suppressed, so that the fuel injection amount can be controlled with higher accuracy.

弁体・・・101、101a、101b、101c
弁座・・・102、
可動鉄心・・・106、
固定鉄心・・・107、
コイル・・・108、
ヨーク・・・109、
スプリング・・・110、
燃料供給口・・・112、
つば部・・・113、
付勢力の伝達面・・・114
シート部・・・115
弁体上部・・・201
シール部・・・202
ボール形状部・・・301
棒状部位・・・302
Valve body ... 101, 101a, 101b, 101c
Valve seat ... 102,
Movable iron core 106,
Fixed iron core 107,
Coil ... 108,
York ... 109,
Spring ... 110,
Fuel supply port 112,
Brim part 113,
Transmission surface of urging force ... 114
Sheet part ... 115
Upper part of valve body ... 201
Seal part ... 202
Ball-shaped part ... 301
Rod-shaped part ... 302

Claims (10)

弁座と接触してシールする弁体と、
前記弁体を駆動する前記可動鉄心と、
前記可動鉄心に対向して配置された固定鉄心と、を備えた燃料噴射装置において、
前記弁座の密度に対して前記弁体の密度が小さくなるように構成されたことを特徴とする燃料噴射装置。
A valve body that seals in contact with the valve seat;
The movable iron core for driving the valve body;
In a fuel injection device comprising a fixed iron core disposed opposite to the movable iron core,
A fuel injection device, wherein the density of the valve body is smaller than the density of the valve seat.
請求項1に記載の燃料噴射装置において、
前記弁体は、前記弁座と接触してシールするシール部と、前記シール部と接合されて一体で形成される部位とで構成され、前記部位の密度が、前記弁座の密度よりも小さいことを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 1,
The valve body is configured by a seal portion that contacts and seals with the valve seat, and a portion that is integrally formed by joining with the seal portion, and the density of the portion is smaller than the density of the valve seat. The fuel-injection apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の燃料噴射装置において、
前記弁体は、前記弁座と接触してシールするシール部と、前記シール部と接合されて一体で形成される部位とで構成され、前記シール部及び前記部位の密度が、前記弁座の密度よりも小さいことを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 1,
The valve body includes a seal portion that contacts and seals with the valve seat, and a portion that is integrally formed by joining with the seal portion, and the density of the seal portion and the portion is the density of the valve seat. A fuel injection device characterized by being smaller than density.
請求項1に記載の燃料噴射装置において、
前記弁体は、前記弁座と接触してシールするシール部と、前記シール部と接合されて一体で形成される部位とで構成され、前記部位の密度が、前記シール部の密度よりも小さいことを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 1,
The valve body is configured by a seal portion that contacts and seals with the valve seat, and a portion that is integrally formed with the seal portion, and the density of the portion is smaller than the density of the seal portion. The fuel-injection apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項2〜4のいずれかに記載の燃料噴射装置において、
前記シール部はボール形状に構成され、前記シール部と接合される前記部位は棒形状で構成されることを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to any one of claims 2 to 4,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the seal portion is configured in a ball shape, and the portion joined to the seal portion is configured in a rod shape.
請求項1に記載の燃料噴射装置において、
前記弁体の密度は、前記弁座の密度の約5分の4以下であることを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 1,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the density of the valve body is about 4/5 or less of the density of the valve seat.
弁座と接触してシールする弁体と、
前記弁体を駆動する前記可動鉄心と、
前記可動鉄心に対向して配置された固定鉄心と、を備えた燃料噴射装置において、
前記弁座の剛性に対して前記弁体の剛性が大きくなるように構成されたことを特徴とする燃料噴射装置。
A valve body that seals in contact with the valve seat;
The movable iron core for driving the valve body;
In a fuel injection device comprising a fixed iron core disposed opposite to the movable iron core,
A fuel injection device characterized in that the rigidity of the valve body is greater than the rigidity of the valve seat.
請求項7に記載の燃料噴射装置において、
前記弁体は、前記弁座と接触してシールするシール部と、前記シール部と接合されて一体で形成される部位とで構成され、
前記シール部と接合される前記部位の剛性が、前記弁座の剛性よりも小さいことを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 7, wherein
The valve body is composed of a seal part that contacts and seals with the valve seat, and a part that is integrally formed with the seal part.
The fuel injection device according to claim 1, wherein a rigidity of the portion joined to the seal portion is smaller than a rigidity of the valve seat.
請求項7に記載の燃料噴射装置において、
前記弁体は、前記弁座と接触してシールするシール部と、前記シール部と接合されて一体で形成される部位とで構成され、
前記シール部の剛性が前記部位の剛性よりも大きくなるように構成されることを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 7, wherein
The valve body is composed of a seal part that contacts and seals with the valve seat, and a part that is integrally formed with the seal part.
A fuel injection device, wherein the seal portion is configured to have a rigidity greater than that of the portion.
請求項7に記載の燃料噴射装置において、
前記弁座の密度に対して前記弁体の密度が小さくなるように構成されたことを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 7, wherein
A fuel injection device, wherein the density of the valve body is smaller than the density of the valve seat.
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