JP2019196716A - Fuel injection device - Google Patents

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Abstract

To provide a fuel injection device 90 for suppressing the wear of a needle 50, a fixed core 41, and a movable core.SOLUTION: The fuel injection device 90 includes a housing 30, the fixed core 41, a first movable core 42, a second movable core 43, a coil 44, the needle 50, and a spring 61. The first movable core is constructed to transmit force directed from the side of an injection hole 32 to the side of the fixed core in an axial direction AX to the second movable core, the second movable core is constructed to transmit force directed from the side of the injection hole to the side of the fixed core in the axial direction to the needle, at least one of the first movable core and the fixed core having a space 422 where the second movable core is movable along the axial direction together with the needle in the state that the first movable core contacts the fixed core in the axial direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、燃料噴射装置に関する。   The present disclosure relates to a fuel injection device.

例えば、特許文献1には、噴孔を開閉するニードルと、ニードル弁とは別体として設けられた可動コアとを備える燃料噴射弁が開示されている。この燃料噴射弁では、ニードル弁は、固定コアからの磁気吸引力を受けた可動コアとともに開弁方向へ移動する。可動コアが固定コアに接触した後、ニードル弁は、慣性によって可動コアから離脱してさらに開弁方向へ移動する。その後、ニードル弁は、スプリングに押し戻されて閉弁方向へ移動し、再度、可動コアに接触する。   For example, Patent Document 1 discloses a fuel injection valve that includes a needle that opens and closes a nozzle hole and a movable core that is provided separately from the needle valve. In this fuel injection valve, the needle valve moves in the valve opening direction together with the movable core that receives the magnetic attractive force from the fixed core. After the movable core contacts the fixed core, the needle valve moves away from the movable core due to inertia and further moves in the valve opening direction. Thereafter, the needle valve is pushed back by the spring, moves in the valve closing direction, and again contacts the movable core.

特開2016−65545号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-65545

上述した燃料噴射弁(燃料噴射装置)では、ニードルがスプリングによって押し戻されて可動コアに接触する際に、大きな衝撃力が発生して、ニードルと可動コアとの接触部が摩耗する可能性がある。接触部における摩耗を抑制することは、液体燃料を噴射する燃料噴射装置であるか、気体燃料を噴射する燃料噴射装置であるかにかかわらず重要な課題である。特に、気体燃料を噴射する燃料噴射装置では、液体燃料を噴射する燃料噴射装置に比べて、ニードルと可動コアとが接触する際に接触部が受ける燃料によるスクイズ力が小さくなり、衝撃力が大きくなるため、上述した問題がより顕著となる。   In the fuel injection valve (fuel injection device) described above, when the needle is pushed back by the spring and comes into contact with the movable core, a large impact force may be generated, and the contact portion between the needle and the movable core may be worn. . Suppressing wear at the contact portion is an important issue regardless of whether the fuel injection device injects liquid fuel or the fuel injection device injects gaseous fuel. In particular, in a fuel injection device that injects gaseous fuel, compared to a fuel injection device that injects liquid fuel, the squeeze force caused by the fuel that the contact portion receives when the needle and the movable core come into contact with each other is small, and the impact force is large. Therefore, the problem described above becomes more prominent.

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。   This indication is realizable as the following forms.

本開示の一形態によれば、燃料噴射装置(90,90B,90C,90D)が提供される。この燃料噴射装置は、燃料を噴射する噴孔(32)および前記噴孔に連通する第1流路(101)が形成された筒状のハウジング(30)と;前記ハウジング内に固定され、前記第1流路に連通する第2流路(102)が形成された筒状の固定コア(41)と;前記固定コアよりも前記噴孔側における前記第1流路内を前記ハウジングの軸方向(AX)に沿って往復移動可能に設けられ、前記固定コアの内径よりも大きな外径を有し、第1貫通孔(421)を有する第1可動コア(42)と;前記固定コアと前記第1可動コアとの間における前記第1流路内を前記ハウジングの軸方向に沿って往復移動可能に設けられ、前記第1可動コアの外径よりも小さな外径を有し、第2貫通孔(431)を有する第2可動コア(43)と;通電によって、前記第1可動コアと前記第2可動コアとを前記固定コア側に向かって移動させる磁界を発生するコイル(44)と;前記第1貫通孔および前記第2貫通孔を前記軸方向に通る軸部(51)と、前記軸部の前記噴孔側の端部に形成され、前記噴孔を開閉可能な弁部(52)と、を有するニードル(50,50B)と;前記ニードルを前記噴孔側に向かって付勢するスプリング(61)と;を備える。前記第1可動コアは、前記第2可動コアに対して前記軸方向における前記噴孔側から前記固定コア側に向かう力を伝達可能に構成され;前記第2可動コアは、前記ニードルに対して前記軸方向における前記噴孔側から前記固定コア側に向かう力を伝達可能に構成され;前記第1可動コアと前記固定コアとの少なくとも一方は、前記第1可動コアが前記固定コアに前記軸方向において接触した状態で、前記第2可動コアが前記ニードルとともに前記軸方向に沿って移動可能な空間(422,423)を有する。   According to one form of the present disclosure, a fuel injection device (90, 90B, 90C, 90D) is provided. The fuel injection device includes a cylindrical housing (30) in which a nozzle hole (32) for injecting fuel and a first flow path (101) communicating with the nozzle hole are formed; fixed in the housing; A cylindrical fixed core (41) in which a second flow path (102) communicating with the first flow path is formed; and the axial direction of the housing in the first flow path closer to the nozzle hole than the fixed core A first movable core (42) provided so as to be reciprocally movable along (AX), having an outer diameter larger than an inner diameter of the fixed core and having a first through hole (421); the fixed core and the The first movable core is provided so as to be capable of reciprocating along the axial direction of the housing within the first flow path, has an outer diameter smaller than the outer diameter of the first movable core, and has a second penetration A second movable core (43) having a hole (431); A coil (44) for generating a magnetic field for moving the first movable core and the second movable core toward the fixed core; an axis passing through the first through hole and the second through hole in the axial direction; A needle (50, 50B) having a portion (51) and a valve portion (52) formed at an end of the shaft portion on the nozzle hole side and capable of opening and closing the nozzle hole; A spring (61) biasing toward the hole side. The first movable core is configured to be able to transmit a force from the nozzle hole side in the axial direction toward the fixed core side with respect to the second movable core; It is configured to be able to transmit a force from the nozzle hole side to the fixed core side in the axial direction; at least one of the first movable core and the fixed core is configured such that the first movable core is connected to the fixed core. The second movable core has a space (422, 423) that can move along the axial direction together with the needle while being in contact in a direction.

この形態の燃料噴射装置によれば、第1可動コアが固定コアに軸方向において接触した状態で、第1可動コアとは独立して、第2可動コアがニードルとともに軸方向に沿って移動可能に構成されているため、第2可動コアと固定コアとが衝突する際の衝撃力は低減される。そのため、第2可動コアと固定コアとの接触部における摩耗を抑制できる。   According to the fuel injection device of this aspect, the second movable core can move along the axial direction together with the needle independently of the first movable core in a state where the first movable core is in contact with the fixed core in the axial direction. Therefore, the impact force when the second movable core and the fixed core collide with each other is reduced. Therefore, wear at the contact portion between the second movable core and the fixed core can be suppressed.

本開示は、燃料噴射装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、インジェクタや、燃料噴射方法等の形態で実現することができる。   The present disclosure can also be realized in various forms other than the fuel injection device. For example, it can be realized in the form of an injector or a fuel injection method.

第1実施形態における燃料噴射装置の概略構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows schematic structure of the fuel-injection apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態における燃料噴射装置の開弁動作を示す第1の説明図。The 1st explanatory view showing valve opening operation of the fuel injection device in a 1st embodiment. 第1実施形態における燃料噴射装置の開弁動作を示す第2の説明図。2nd explanatory drawing which shows the valve opening operation | movement of the fuel-injection apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態における燃料噴射装置の閉弁動作を示す説明図。Explanatory drawing which shows the valve closing operation | movement of the fuel-injection apparatus in 1st Embodiment. 燃料噴射装置における駆動電流の波形の一例を示すタイムチャート。The time chart which shows an example of the waveform of the drive current in a fuel-injection apparatus. 第2実施形態における燃料噴射装置の概略構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows schematic structure of the fuel-injection apparatus in 2nd Embodiment. 第2実施形態における燃料噴射装置の開弁動作を示す説明図。Explanatory drawing which shows the valve opening operation | movement of the fuel-injection apparatus in 2nd Embodiment. 第3実施形態における燃料噴射装置の概略構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows schematic structure of the fuel-injection apparatus in 3rd Embodiment. 他の実施形態における燃料噴射装置の概略構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows schematic structure of the fuel-injection apparatus in other embodiment.

A.第1実施形態:
図1に示すように、第1実施形態の燃料噴射装置90は、インジェクタ20と制御部80とを備えている。本実施形態の燃料噴射装置90は、インジェクタ20によって気体燃料である水素ガスを噴射する。インジェクタ20からの水素ガスの噴射は、制御部80によって制御される。インジェクタ20は、ハウジング30と、固定コア41と、第1可動コア42と、第2可動コア43と、コイル44と、ニードル50と、第1スプリング61と、第2スプリング62とを備えている。
A. First embodiment:
As shown in FIG. 1, the fuel injection device 90 of the first embodiment includes an injector 20 and a control unit 80. The fuel injection device 90 of the present embodiment injects hydrogen gas that is gaseous fuel by the injector 20. The injection of hydrogen gas from the injector 20 is controlled by the control unit 80. The injector 20 includes a housing 30, a fixed core 41, a first movable core 42, a second movable core 43, a coil 44, a needle 50, a first spring 61, and a second spring 62. .

ハウジング30は、燃料を噴射する噴孔32、および、噴孔32に連通する第1流路101が形成された筒状部材である。本実施形態のハウジング30は、噴孔32側から順に、噴孔32が形成されたノズルチップ部31と、第1磁性部34と、非磁性部36と、第2磁性部35と、入口部37とによって構成されている。ノズルチップ部31のハウジング30内側の面には、噴孔32の周りに弁座33が設けられている。ノズルチップ部31と第1磁性部34との間、第1磁性部34と非磁性部36との間、非磁性部36と第2磁性部35との間、第2磁性部35と入口部37との間は、それぞれ、溶接部38において溶接されている。本実施形態では、ノズルチップ部31は、非磁性材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼によって形成されている。第1磁性部34および第2磁性部35は、磁性材料であるフェライト系ステンレス鋼によって形成されている。非磁性部36は、非磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼によって形成されている。   The housing 30 is a cylindrical member in which an injection hole 32 for injecting fuel and a first flow path 101 communicating with the injection hole 32 are formed. The housing 30 of the present embodiment includes, in order from the nozzle hole 32 side, the nozzle tip part 31 in which the nozzle holes 32 are formed, the first magnetic part 34, the nonmagnetic part 36, the second magnetic part 35, and the inlet part. 37. A valve seat 33 is provided around the nozzle hole 32 on the inner surface of the housing 30 of the nozzle tip portion 31. Between the nozzle tip part 31 and the first magnetic part 34, between the first magnetic part 34 and the nonmagnetic part 36, between the nonmagnetic part 36 and the second magnetic part 35, and between the second magnetic part 35 and the inlet part. 37 is welded at a welded portion 38. In the present embodiment, the nozzle tip portion 31 is made of martensitic stainless steel that is a nonmagnetic material. The first magnetic part 34 and the second magnetic part 35 are made of ferritic stainless steel, which is a magnetic material. The nonmagnetic portion 36 is formed of austenitic stainless steel that is a nonmagnetic material.

入口部37には、インジェクタ20に燃料を供給するための供給管(図示省略)が接続される。供給管は、入口部37に設けられたバックアップリング72に接触するように接続される。供給管と入口部37との間は、バックアップリング72上に設けられたOリング73によってシールされる。入口部37内には、入口流路103が形成されている。入口流路103内には、フィルタ71が設けられている。フィルタ71は、供給管から供給される燃料に含まれる異物を捕集し、ハウジング30内に異物が流入することを抑制する。   A supply pipe (not shown) for supplying fuel to the injector 20 is connected to the inlet portion 37. The supply pipe is connected so as to contact a backup ring 72 provided at the inlet portion 37. A gap between the supply pipe and the inlet portion 37 is sealed by an O-ring 73 provided on the backup ring 72. An inlet channel 103 is formed in the inlet portion 37. A filter 71 is provided in the inlet channel 103. The filter 71 collects foreign matter contained in the fuel supplied from the supply pipe and suppresses the foreign matter from flowing into the housing 30.

固定コア41は、ハウジング30内に固定された筒状部材である。固定コア41内には、第1流路101に連通する第2流路102が形成されている。第2流路102における第1流路101とは反対側は、入口流路103に連通している。本実施形態では、固定コア41は、磁性材料であるフェライト系ステンレス鋼によって形成されている。   The fixed core 41 is a cylindrical member fixed in the housing 30. A second flow path 102 communicating with the first flow path 101 is formed in the fixed core 41. The opposite side of the second channel 102 from the first channel 101 communicates with the inlet channel 103. In the present embodiment, the fixed core 41 is made of a ferritic stainless steel that is a magnetic material.

第1可動コア42は、固定コア41よりも噴孔32側における第1流路101内をハウジング30の軸方向AXに沿って往復移動可能に設けられた筒状部材である。第1可動コア42は、固定コア41の内径よりも大きな外径を有している。第1可動コア42は、固定コア41の内径よりも小さな第1貫通孔421を有している。第1可動コア42の固定コア41側の面は、第1貫通孔421の周りに第1凹部422を有している。第1凹部422は、第1可動コア42の固定コア41側の面に形成された円形の窪みである。第1可動コア42と固定コア41とは、軸方向AXにおいて接触可能に構成されている。本実施形態では、第1可動コア42は、磁性材料であるフェライト系ステンレス鋼によって形成されている。   The first movable core 42 is a cylindrical member provided so as to be capable of reciprocating along the axial direction AX of the housing 30 in the first flow path 101 closer to the injection hole 32 than the fixed core 41. The first movable core 42 has an outer diameter that is larger than the inner diameter of the fixed core 41. The first movable core 42 has a first through hole 421 that is smaller than the inner diameter of the fixed core 41. The surface of the first movable core 42 on the fixed core 41 side has a first recess 422 around the first through hole 421. The first recess 422 is a circular depression formed on the surface of the first movable core 42 on the fixed core 41 side. The first movable core 42 and the fixed core 41 are configured to be contactable in the axial direction AX. In this embodiment, the 1st movable core 42 is formed with the ferritic stainless steel which is a magnetic material.

第2可動コア43は、固定コア41と第1可動コア42との間における第1流路101内を軸方向AXに沿って往復移動可能に設けられた筒状部材である。第2可動コア43は、固定コア41の内径よりも大きく、かつ、第1可動コア42の第1凹部422の径よりも小さな外径を有している。第2可動コア43は、固定コア41の内径よりも小さな第2貫通孔431を有している。第2可動コア43と固定コア41とは、軸方向AXにおいて接触可能に構成されている。また、第2可動コア43は、第1可動コア42の第1凹部422に収容可能に構成されている。本実施形態では、第2可動コア43は、磁性材料であるフェライト系ステンレス鋼によって形成されている。   The second movable core 43 is a cylindrical member provided so as to be capable of reciprocating along the axial direction AX in the first flow path 101 between the fixed core 41 and the first movable core 42. The second movable core 43 has an outer diameter that is larger than the inner diameter of the fixed core 41 and smaller than the diameter of the first recess 422 of the first movable core 42. The second movable core 43 has a second through hole 431 that is smaller than the inner diameter of the fixed core 41. The second movable core 43 and the fixed core 41 are configured to be contactable in the axial direction AX. The second movable core 43 is configured to be accommodated in the first recess 422 of the first movable core 42. In this embodiment, the 2nd movable core 43 is formed with the ferritic stainless steel which is a magnetic material.

コイル44は、ハウジング30の外周に巻回されている。コイル44の外周は、磁性材料であるフェライト系ステンレス鋼によって形成されたヨーク45によって覆われている。コイル44は、通電によって、第1可動コア42と第2可動コア43とを固定コア41側に向かって移動させる磁界を発生する。第1可動コア42と第2可動コア43とを移動させるための駆動電流は、例えば、バッテリー等の電力供給源(図示省略)からコイル44に供給される。電力供給源からコイル44に供給される駆動電流は、例えば、エンジンECU等によって構成された制御部80によって制御される。   The coil 44 is wound around the outer periphery of the housing 30. The outer periphery of the coil 44 is covered with a yoke 45 formed of ferritic stainless steel, which is a magnetic material. The coil 44 generates a magnetic field that moves the first movable core 42 and the second movable core 43 toward the fixed core 41 when energized. The drive current for moving the first movable core 42 and the second movable core 43 is supplied to the coil 44 from a power supply source (not shown) such as a battery, for example. The drive current supplied from the power supply source to the coil 44 is controlled by, for example, a control unit 80 configured by an engine ECU or the like.

ニードル50は、軸部51と、弁部52と、ストッパ部53と、フランジ部54とを備えている。軸部51は、第1貫通孔421内を軸方向AXに沿って往復移動可能に設けられている。軸部51の中心軸は、固定コア41の中心軸と第1可動コア42の中心軸と第2可動コア43の中心軸と同じである。軸部51の内部には、第2流路102から第1流路101に向かって燃料が流通する連通流路104が形成されている。   The needle 50 includes a shaft portion 51, a valve portion 52, a stopper portion 53, and a flange portion 54. The shaft portion 51 is provided so as to be capable of reciprocating in the first through hole 421 along the axial direction AX. The central axis of the shaft portion 51 is the same as the central axis of the fixed core 41, the central axis of the first movable core 42, and the central axis of the second movable core 43. A communication channel 104 through which fuel flows from the second channel 102 toward the first channel 101 is formed inside the shaft portion 51.

弁部52は、軸部51の噴孔32側の端部に形成されている。弁部52は、ノズルチップ部31に設けられた弁座33と接触可能に構成されており、軸部51が軸方向AXに沿って往復移動することによって噴孔32を開閉する弁体である。入口流路103、第2流路102、連通流路104、第1流路101の順にハウジング30内を流れた燃料は、噴孔32が開弁されることによって、噴孔32から噴射される。   The valve portion 52 is formed at an end portion of the shaft portion 51 on the nozzle hole 32 side. The valve portion 52 is configured to be able to come into contact with a valve seat 33 provided in the nozzle tip portion 31, and is a valve body that opens and closes the injection hole 32 when the shaft portion 51 reciprocates along the axial direction AX. . The fuel that has flowed through the housing 30 in the order of the inlet channel 103, the second channel 102, the communication channel 104, and the first channel 101 is injected from the nozzle hole 32 when the nozzle hole 32 is opened. .

ストッパ部53は、軸部51における弁部52側に位置する円盤状の部材である。ストッパ部53は、軸部51の径方向に、第1可動コア42の第1貫通孔421の径や第2可動コア43の第2貫通孔431の径よりも大きく、かつ、第1可動コア42の第1凹部422の径よりも小さく突き出している。そのため、第2可動コア43は、第1可動コア42の第1凹部422に収容可能に構成されている。本実施形態では、ストッパ部53は、非磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼によって形成されており、軸部51に圧入されている。   The stopper portion 53 is a disk-shaped member located on the valve portion 52 side in the shaft portion 51. The stopper portion 53 is larger than the diameter of the first through hole 421 of the first movable core 42 and the diameter of the second through hole 431 of the second movable core 43 in the radial direction of the shaft portion 51, and the first movable core. It protrudes smaller than the diameter of the first concave portion 422 of 42. Therefore, the second movable core 43 is configured to be accommodated in the first recess 422 of the first movable core 42. In the present embodiment, the stopper portion 53 is formed of austenitic stainless steel, which is a nonmagnetic material, and is press-fitted into the shaft portion 51.

フランジ部54は、軸部51における固定コア41側に位置する円盤状の部材である。フランジ部54は、軸部51の径方向に、第2可動コア43の第2貫通孔431の径よりも大きく、かつ、固定コア41の内径よりも小さく突き出している。本実施形態では、軸部51と弁部52とフランジ部54とは、一体として形成されている。軸部51と弁部52とフランジ部54とは、非磁性材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼によって形成されている。   The flange portion 54 is a disk-shaped member located on the fixed core 41 side in the shaft portion 51. The flange portion 54 protrudes in the radial direction of the shaft portion 51 larger than the diameter of the second through hole 431 of the second movable core 43 and smaller than the inner diameter of the fixed core 41. In the present embodiment, the shaft portion 51, the valve portion 52, and the flange portion 54 are integrally formed. The shaft portion 51, the valve portion 52, and the flange portion 54 are made of martensitic stainless steel, which is a nonmagnetic material.

本実施形態では、第2可動コア43は、軸部51から突き出したフランジ部54に溶接され、さらに、フランジ部54と、軸部51に圧入されたストッパ部53とによって挟み込まれることによって、ニードル50に固定されている。そのため、第2可動コア43は、ニードル50に対して軸方向AXにおける噴孔32側から固定コア41側に向かう力を伝達可能となっている。尚、本明細書において、ストッパ部53とフランジ部54とのことを固定部と呼ぶこともある。   In the present embodiment, the second movable core 43 is welded to the flange portion 54 protruding from the shaft portion 51, and is further sandwiched between the flange portion 54 and the stopper portion 53 press-fitted into the shaft portion 51, so that the needle 50 is fixed. Therefore, the second movable core 43 can transmit a force from the nozzle hole 32 side to the fixed core 41 side in the axial direction AX with respect to the needle 50. In the present specification, the stopper portion 53 and the flange portion 54 may be referred to as a fixing portion.

本実施形態では、第1可動コア42に設けられた第1凹部422は、第2可動コア43およびストッパ部53を収容可能に構成されており、第1可動コア42が固定コア41に軸方向AXにおいて接触した状態で、第2可動コア43がニードル50とともに軸方向AXに沿って移動可能な空間を形成する。   In the present embodiment, the first recess 422 provided in the first movable core 42 is configured to accommodate the second movable core 43 and the stopper portion 53, and the first movable core 42 is axially disposed on the fixed core 41. The second movable core 43 forms a space that can move along the axial direction AX together with the needle 50 while being in contact with each other at AX.

第1スプリング61は、第2流路102内に配置されている。第1スプリング61は、フランジ部54を固定コア41側から噴孔32側に向かって付勢する。本実施形態では、第1スプリング61は、コイルばねである。第2流路102における第1スプリング61よりも上流側には、アジャスティングパイプ63が設けられている。第1スプリング61がフランジ部54を押す力は、アジャスティングパイプ63の噴孔32側における端部の位置を調節することによって、調節可能に構成されている。   The first spring 61 is disposed in the second flow path 102. The first spring 61 urges the flange portion 54 from the fixed core 41 side toward the injection hole 32 side. In the present embodiment, the first spring 61 is a coil spring. An adjusting pipe 63 is provided upstream of the first spring 61 in the second flow path 102. The force with which the first spring 61 pushes the flange portion 54 is configured to be adjustable by adjusting the position of the end portion of the adjusting pipe 63 on the injection hole 32 side.

第2スプリング62は、第1流路101内に配置され、第1可動コア42を噴孔32側から固定コア41側に向かって付勢する。本実施形態の第2スプリング62は、コイルばねである。閉弁状態では、第1可動コア42が第2スプリング62に押されて、ストッパ部53と第1可動コア42とが接触する。   The second spring 62 is disposed in the first flow path 101 and biases the first movable core 42 from the nozzle hole 32 side toward the fixed core 41 side. The second spring 62 of the present embodiment is a coil spring. In the valve closed state, the first movable core 42 is pushed by the second spring 62, and the stopper portion 53 and the first movable core 42 come into contact with each other.

図1から図4を用いて、本実施形態の燃料噴射装置90において行われる開弁動作を説明する。図1に示すように、閉弁状態では、弁部52は弁座33に接触している。閉弁状態では、コイル44への通電は行われていない。フランジ部54は、第1スプリング61によって固定コア41側から噴孔32側に向かって押されている。第1可動コア42は、第2スプリング62によって、噴孔32側から固定コア41側に向かって押されている。そのため、第1可動コア42と第2可動コア43とが接触した状態となっている。尚、本明細書において、この状態を初期状態とも呼ぶ。初期状態では、軸方向AXにおける第1可動コア42の固定コア41側の面と固定コア41の噴孔32側の面との間に、第1間隔d1が確保されている。軸方向AXにおける第2可動コア43の固定コア41側の面と第1可動コア42の噴孔32側の面との間に、第2間隔d2が確保されている。第2間隔d2の方が、第1間隔d1よりも長い。第1間隔d1と第2間隔d2との合計が、開弁状態においてニードル50が噴孔32側から固定コア41側に持ち上げられる合計リフト量L2となる。   The valve opening operation performed in the fuel injection device 90 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. As shown in FIG. 1, the valve portion 52 is in contact with the valve seat 33 in the valve closed state. In the closed state, the coil 44 is not energized. The flange portion 54 is pushed from the fixed core 41 side toward the nozzle hole 32 side by the first spring 61. The first movable core 42 is pushed by the second spring 62 from the nozzle hole 32 side toward the fixed core 41 side. Therefore, the first movable core 42 and the second movable core 43 are in contact with each other. In this specification, this state is also referred to as an initial state. In the initial state, a first interval d1 is secured between the surface of the first movable core 42 on the fixed core 41 side and the surface of the fixed core 41 on the injection hole 32 side in the axial direction AX. A second interval d2 is secured between the surface of the second movable core 43 on the fixed core 41 side and the surface of the first movable core 42 on the injection hole 32 side in the axial direction AX. The second interval d2 is longer than the first interval d1. The sum of the first interval d1 and the second interval d2 is the total lift amount L2 by which the needle 50 is lifted from the injection hole 32 side to the fixed core 41 side in the valve open state.

図2に示すように、制御部80によって、コイル44への通電が開始されると、固定コア41からの磁気吸引力によって、第1可動コア42が第2可動コア43およびニードル50とともに噴孔32側から固定コア41側に向かって移動して、第1可動コア42は固定コア41に衝突する。初期状態から固定コア41に衝突するまでの間に、第1可動コア42が固定コア41からの磁気吸引力によって加速されながら移動する距離は、第1間隔d1と同じであるため、合計リフト量L2よりも短い。そのため、第1可動コア42が固定コア41からの磁気吸引力によって合計リフト量L2を移動する形態よりも、固定コア41に衝突する際の第1可動コア42の速度が小さくなり、第1可動コア42と固定コア41とが衝突する際の衝撃力は低減される。初期状態から第1可動コア42が固定コア41に衝突するまでの間、ニードル50が第1可動コア42とともに第1間隔d1と同じ距離を移動するため、ニードル50は噴孔32側から固定コア41側に向かって、第1間隔d1と同じ中間リフト量L1だけ持ち上げられる。そのため、弁部52が弁座33から離れて、噴孔32からの燃料の噴射が開始される。尚、本明細書において、初期状態からニードル50が噴孔32側から固定コア41側に向かって中間リフト量L1だけ移動した状態のことを、第1開弁状態とも呼ぶ。ニードル50の移動に伴い、第1スプリング61は、フランジ部54に押されて縮むため、第1スプリング61には弾性エネルギが蓄えられる。   As shown in FIG. 2, when energization of the coil 44 is started by the control unit 80, the first movable core 42 together with the second movable core 43 and the needle 50 are sprayed by the magnetic attractive force from the fixed core 41. The first movable core 42 collides with the fixed core 41 by moving from the 32 side toward the fixed core 41 side. The distance that the first movable core 42 moves while being accelerated by the magnetic attractive force from the fixed core 41 from the initial state until it collides with the fixed core 41 is the same as the first interval d1, and therefore the total lift amount Shorter than L2. Therefore, the speed of the first movable core 42 when colliding with the fixed core 41 is smaller than that in which the first movable core 42 moves the total lift amount L2 by the magnetic attraction force from the fixed core 41, and the first movable core 42 becomes smaller. The impact force when the core 42 and the fixed core 41 collide is reduced. Since the needle 50 moves the same distance as the first interval d1 together with the first movable core 42 from the initial state until the first movable core 42 collides with the fixed core 41, the needle 50 is fixed from the injection hole 32 side. The intermediate lift amount L1 that is the same as the first interval d1 is lifted toward the 41 side. Therefore, the valve part 52 moves away from the valve seat 33 and fuel injection from the injection hole 32 is started. In this specification, the state in which the needle 50 is moved from the nozzle hole 32 side toward the fixed core 41 side by the intermediate lift amount L1 from the initial state is also referred to as a first valve opening state. As the needle 50 moves, the first spring 61 is pushed by the flange portion 54 and contracts, so that elastic energy is stored in the first spring 61.

図3に示すように、第1可動コア42が固定コア41に衝突した後、固定コア41からの磁気吸引力によって、第2可動コア43がニードル50とともに、噴孔32側から固定コア41側に向かってさらに移動して、第2可動コア43は固定コア41に衝突する。第1開弁状態から固定コア41に衝突するまでの間、第2可動コア43およびニードル50は、第1可動コア42から独立して移動可能に構成されているため、第2可動コア43と固定コア41とが衝突する際の衝撃力は低減される。第1開弁状態から第2可動コア43が固定コア41に衝突するまでの間、ニードル50が第2可動コア43とともに第2間隔d2と同じ距離を移動するため、ニードル50は初期状態から、噴孔32側から固定コア41側に向かって、第1間隔d1と第2間隔d2との合計と同じ合計リフト量L2だけ持ち上げられる。そのため、弁部52が弁座33からさらに離れることによって、噴孔32から噴射される燃料は増加する。尚、本明細書において、初期状態からニードル50が噴孔32側から固定コア41側に向かって合計リフト量L2だけ移動した状態のことを、第2開弁状態とも呼ぶ。また、本明細書において、第1可動コア42が固定コア41側に向かって移動する距離のことを第1距離と呼ぶこともあり、第1可動コア42が固定コア41に軸方向AXにおいて接触した状態から、第2可動コア43が固定コア41側に向かって移動する距離のことを第2距離と呼ぶこともある。第2可動コア43は、固定コア41からの磁気吸引力によって、固定コア41に接触した状態で停止して、第2開弁状態が維持される。以上で説明した一連の動作によって、燃料噴射装置90における開弁動作が完了する。   As shown in FIG. 3, after the first movable core 42 collides with the fixed core 41, the second movable core 43 together with the needle 50 moves from the nozzle hole 32 side to the fixed core 41 side by the magnetic attractive force from the fixed core 41. Further, the second movable core 43 collides with the fixed core 41. Since the second movable core 43 and the needle 50 are configured to be movable independently of the first movable core 42 from the first valve opening state to the collision with the fixed core 41, The impact force when the fixed core 41 collides is reduced. Since the needle 50 moves the same distance as the second interval d2 together with the second movable core 43 from the first valve opening state until the second movable core 43 collides with the fixed core 41, the needle 50 is moved from the initial state, The total lift amount L2 that is the same as the sum of the first interval d1 and the second interval d2 is lifted from the nozzle hole 32 side toward the fixed core 41 side. Therefore, the fuel injected from the injection hole 32 increases as the valve portion 52 further moves away from the valve seat 33. In this specification, the state in which the needle 50 is moved from the injection hole 32 side toward the fixed core 41 side by the total lift amount L2 from the initial state is also referred to as a second valve opening state. In this specification, the distance that the first movable core 42 moves toward the fixed core 41 may be referred to as a first distance, and the first movable core 42 contacts the fixed core 41 in the axial direction AX. In this state, the distance that the second movable core 43 moves toward the fixed core 41 may be referred to as a second distance. The second movable core 43 is stopped while being in contact with the fixed core 41 by the magnetic attractive force from the fixed core 41, and the second valve open state is maintained. The valve opening operation in the fuel injection device 90 is completed by the series of operations described above.

図4を用いて、本実施形態の燃料噴射装置90において行われる閉弁動作を説明する。図4示すように、制御部80によって、コイル44への通電が停止されると、固定コア41からの磁気吸引力が除荷されて、第1スプリング61に付勢されたニードル50が第1可動コア42および第2可動コア43とともに固定コア41側から噴孔32側に向かって移動して、弁部52と弁座33とが衝突する。そのため、閉弁状態となり、噴孔32からの燃料の噴射が停止される。弁部52と弁座33とが衝突した後、第1可動コア42は、慣性によってさらに固定コア41側から噴孔32側に向かって移動可能に構成されている。そのため、弁部52と弁座33とが衝突する際の衝撃力は低減される。その後、第1可動コア42は第2スプリング62に支持されて、初期状態に戻る。以上で説明した一連の動作によって、燃料噴射装置90における閉弁動作が完了する。   The valve closing operation performed in the fuel injection device 90 of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, when energization of the coil 44 is stopped by the control unit 80, the magnetic attraction force from the fixed core 41 is unloaded, and the needle 50 biased by the first spring 61 is the first. The valve portion 52 and the valve seat 33 collide with the movable core 42 and the second movable core 43 moving from the fixed core 41 side toward the injection hole 32 side. Therefore, the valve is closed and the fuel injection from the nozzle hole 32 is stopped. After the valve portion 52 and the valve seat 33 collide, the first movable core 42 is configured to be further movable from the fixed core 41 side toward the injection hole 32 side by inertia. Therefore, the impact force when the valve part 52 and the valve seat 33 collide is reduced. Thereafter, the first movable core 42 is supported by the second spring 62 and returns to the initial state. The valve closing operation in the fuel injection device 90 is completed by the series of operations described above.

図5には、制御部80からコイル44に供給される駆動電流の波形の一例をタイムチャート上に表している。図5における上から順に、駆動電流Iは、コイル44に流れる電流を表している。磁気吸引力Fは、コイル44に駆動電流Iが流れることによって固定コア41が発生させる磁気吸引力を表している。変位Xは、初期状態からの第1可動コア42の軸方向AXにおける変位を表している。変位Yは、初期状態からの第2可動コア43の軸方向AXにおける変位を表している。燃料噴射率Rは、インジェクタ20における単位時間当たりの燃料の噴射量を表している。   FIG. 5 shows an example of the waveform of the drive current supplied from the control unit 80 to the coil 44 on the time chart. In order from the top in FIG. 5, the drive current I represents the current flowing through the coil 44. The magnetic attractive force F represents the magnetic attractive force generated by the fixed core 41 when the drive current I flows through the coil 44. The displacement X represents the displacement in the axial direction AX of the first movable core 42 from the initial state. The displacement Y represents the displacement in the axial direction AX of the second movable core 43 from the initial state. The fuel injection rate R represents the fuel injection amount per unit time in the injector 20.

タイミングt0からタイミングt1の間において、制御部80はコイル44に対して、駆動電流Iを供給していない(駆動電流I0)。そのため、固定コア41からの磁気吸引力Fは発生しておらず(磁気吸引力F0)、第1可動コア42の変位Xおよび第2可動コア43の変位Yは、初期状態のままであるため(変位X0,変位Y0)、燃料は噴射されていない(燃料噴射率R0)。   Between timing t0 and timing t1, the controller 80 does not supply the driving current I to the coil 44 (driving current I0). Therefore, no magnetic attractive force F is generated from the fixed core 41 (magnetic attractive force F0), and the displacement X of the first movable core 42 and the displacement Y of the second movable core 43 remain in the initial state. (Displacement X0, displacement Y0), fuel is not injected (fuel injection rate R0).

タイミングt1からタイミングt2の間において、制御部80は、まず、コイル44に対して、大きな駆動電流I1を供給する。尚、本明細書において、駆動電流I1のことを第1電流と呼ぶこともある。駆動電流I1によって、固定コア41からの大きな磁気吸引力F1が発生する。磁気吸引力F1によって、第1可動コア42と第2可動コア43とがともに移動して、第1可動コア42は変位X1となり、第2可動コア43は変位Y1となる。第1可動コア42の変位X1と、第2可動コア43の変位Y1とは、ともに中間リフト量L1と同じである。そのため、ニードル50が中間リフト量L1だけ持ち上げられて、中間リフト量L1に応じた燃料噴射率R1となる。燃料噴射率R1となった後、制御部80は、コイル44に対して駆動電流I1よりも小さな駆動電流I2を供給する。駆動電流I2によって、磁気吸引力F1よりも小さな磁気吸引力F2が発生する。弁部52が弁座33から離されるためには、第1スプリング61による力と、燃圧による力に応じた大きな磁気吸引力F1が必要である。一方、弁部52が弁座33から離された後は、第1スプリング61による力に応じた磁気吸引力F2があれば、第1可動コア42の変位X1と第2可動コア43の変位Y1とを、中間リフト量L1に応じた変位にすることができるため、燃料噴射率R1を確保できる。そのため、制御部80がコイル44に対して供給する駆動電流Iを小さくすることによって、省電力化を図ることができる。   Between timing t1 and timing t2, the control unit 80 first supplies a large drive current I1 to the coil 44. In the present specification, the drive current I1 may be referred to as a first current. A large magnetic attractive force F1 from the fixed core 41 is generated by the drive current I1. The first movable core 42 and the second movable core 43 move together by the magnetic attractive force F1, the first movable core 42 becomes the displacement X1, and the second movable core 43 becomes the displacement Y1. The displacement X1 of the first movable core 42 and the displacement Y1 of the second movable core 43 are both the same as the intermediate lift amount L1. Therefore, the needle 50 is lifted by the intermediate lift amount L1, and the fuel injection rate R1 corresponding to the intermediate lift amount L1 is obtained. After reaching the fuel injection rate R1, the control unit 80 supplies a drive current I2 smaller than the drive current I1 to the coil 44. A magnetic attraction force F2 smaller than the magnetic attraction force F1 is generated by the drive current I2. In order to separate the valve part 52 from the valve seat 33, a large magnetic attractive force F1 corresponding to the force of the first spring 61 and the force of the fuel pressure is required. On the other hand, after the valve portion 52 is separated from the valve seat 33, if there is a magnetic attractive force F2 corresponding to the force by the first spring 61, the displacement X1 of the first movable core 42 and the displacement Y1 of the second movable core 43 are provided. Can be displaced according to the intermediate lift amount L1, and the fuel injection rate R1 can be secured. Therefore, power saving can be achieved by reducing the drive current I supplied to the coil 44 by the control unit 80.

タイミングt2からタイミングt3の間において、制御部80は、コイル44に対して、駆動電流I2よりも大きく、かつ、駆動電流I1よりも小さな駆動電流I3を供給する。尚、本明細書において、駆動電流I3のことを第2電流と呼ぶこともある。駆動電流I3によって、磁気吸引力F2よりも大きく、かつ、磁気吸引力F1よりも小さな磁気吸引力F3が発生する。第1可動コア42は、軸方向AXにおいて固定コア41と接触しているため、第1可動コア42の変位は、変位X1のままとなる。一方、第2可動コア43が第1可動コア42とは独立してさらに移動して、第2可動コア43の変位は、変位Y1よりも大きな変位Y2となる。この際、第2可動コア43が磁気吸引力F1よりも小さな磁気吸引力F3によって、噴孔32側から固定コア41側に向かって移動するため、第2可動コア43が固定コア41に衝突する際の速度は低減される。そのため、第2可動コア43が固定コア41に衝突する際の衝撃力は低減される。第2可動コア43の変位Y2は、合計リフト量L2と同じである。そのため、ニードル50が合計リフト量L2だけ持ち上げられて、合計リフト量L2に応じた燃料噴射率R2となる。   Between timing t2 and timing t3, the control unit 80 supplies the coil 44 with a driving current I3 that is larger than the driving current I2 and smaller than the driving current I1. In the present specification, the drive current I3 may be referred to as a second current. The drive current I3 generates a magnetic attractive force F3 that is larger than the magnetic attractive force F2 and smaller than the magnetic attractive force F1. Since the first movable core 42 is in contact with the fixed core 41 in the axial direction AX, the displacement of the first movable core 42 remains the displacement X1. On the other hand, the second movable core 43 further moves independently of the first movable core 42, and the displacement of the second movable core 43 becomes a displacement Y2 larger than the displacement Y1. At this time, the second movable core 43 collides with the fixed core 41 because the second movable core 43 moves from the injection hole 32 side toward the fixed core 41 side by the magnetic attractive force F3 smaller than the magnetic attractive force F1. Speed is reduced. Therefore, the impact force when the second movable core 43 collides with the fixed core 41 is reduced. The displacement Y2 of the second movable core 43 is the same as the total lift amount L2. Therefore, the needle 50 is lifted by the total lift amount L2, and the fuel injection rate R2 corresponding to the total lift amount L2 is obtained.

タイミングt3以降において、制御部80は、コイル44に対して駆動電流I3とは逆向きの駆動電流I4を供給した後、駆動電流の供給を停止する。駆動電流I4を供給することによって、固定コア41からの磁気吸引力Fは応答よく除荷される。磁気吸引力Fが除荷されることによって、ニードル50は第1スプリング61に押し戻される。ニードル50が押し戻されることによって、第1可動コア42の変位Xおよび第2可動コア43の変位Yは、初期状態に戻り、燃料の噴射は停止される。   After timing t3, the control unit 80 supplies the drive current I4 in the opposite direction to the drive current I3 to the coil 44, and then stops supplying the drive current. By supplying the drive current I4, the magnetic attractive force F from the fixed core 41 is unloaded with good response. When the magnetic attractive force F is unloaded, the needle 50 is pushed back to the first spring 61. When the needle 50 is pushed back, the displacement X of the first movable core 42 and the displacement Y of the second movable core 43 return to the initial state, and the fuel injection is stopped.

以上で説明した本実施形態の燃料噴射装置90によれば、第1可動コア42が初期状態から固定コア41に衝突するまでの間に移動する距離は、第2可動コア43が初期状態から固定コア41に衝突するまでの間に移動する距離よりも短い。そのため、第1可動コア42の加速が抑制されることによって、固定コア41に衝突する際の第1可動コア42の速度が低減され、第1可動コア42と固定コア41とが衝突する際の衝撃力は低減される。また、第1開弁状態から固定コア41に衝突するまでの間、ニードル50および第2可動コア43は、第1可動コア42から独立して移動するため、第2可動コア43と固定コア41とが衝突する際の衝撃力は低減される。そのため、第1可動コア42と固定コア41との接触部、および、第2可動コア43と固定コア41との接触部における摩耗を抑制できる。   According to the fuel injection device 90 of the present embodiment described above, the distance that the first movable core 42 moves from the initial state until it collides with the fixed core 41 is such that the second movable core 43 is fixed from the initial state. It is shorter than the distance traveled before colliding with the core 41. Therefore, by suppressing the acceleration of the first movable core 42, the speed of the first movable core 42 when colliding with the fixed core 41 is reduced, and when the first movable core 42 and the fixed core 41 collide with each other. The impact force is reduced. Further, since the needle 50 and the second movable core 43 move independently from the first movable core 42 from the first valve opening state until the collision with the fixed core 41, the second movable core 43 and the fixed core 41 are moved. The impact force when the two collide with each other is reduced. Therefore, wear at the contact portion between the first movable core 42 and the fixed core 41 and at the contact portion between the second movable core 43 and the fixed core 41 can be suppressed.

特に、本実施形態のように、燃料噴射装置90が気体燃料を噴射する形態である場合、液体燃料を噴射する形態に比べて、第1可動コア42と固定コア41との接触部、第2可動コア43と固定コア41との接触部、および、ストッパ部53と第1可動コア42との接触部が衝突する際の燃料によるスクイズ力が小さいため、各接触部における衝撃力が大きくなる。そのため、各接触部の摩耗が抑制される効果が大きい。   In particular, as in the present embodiment, when the fuel injection device 90 is in the form of injecting gaseous fuel, the contact portion between the first movable core 42 and the fixed core 41, as compared with the form of injecting liquid fuel, the second Since the squeeze force by the fuel when the contact portion between the movable core 43 and the fixed core 41 and the contact portion between the stopper portion 53 and the first movable core 42 collide is small, the impact force at each contact portion increases. Therefore, the effect of suppressing wear of each contact portion is great.

また、本実施形態では、第1可動コア42が固定コア41に衝突した後、制御部80がコイル44に供給する駆動電流を小さくすることによって、固定コア41からの磁気吸引力を小さくする。そのため、第2可動コア43が固定コア41に衝突する際の速度は低減されて、第2可動コア43と固定コア41とが衝突する際の衝撃力をさらに低減できる。特に、本実施形態のように、第1可動コア42が固定コア41側に向かって移動する第1距離よりも、第1可動コア42が固定コア41に軸方向AXにおいて接触した状態から、第2可動コア43が固定コア41側に向かって移動する第2距離の方が長い場合、第2可動コア43が固定コア41からの磁気吸引力によって加速される距離が長くなるため、制御部80がコイル44に供給する駆動電流を小さくすることによって衝撃を低減する効果は大きい。   In the present embodiment, after the first movable core 42 collides with the fixed core 41, the magnetic attraction force from the fixed core 41 is reduced by reducing the drive current supplied to the coil 44 by the control unit 80. Therefore, the speed when the second movable core 43 collides with the fixed core 41 is reduced, and the impact force when the second movable core 43 and the fixed core 41 collide can be further reduced. In particular, from the state in which the first movable core 42 is in contact with the fixed core 41 in the axial direction AX than the first distance in which the first movable core 42 moves toward the fixed core 41 as in the present embodiment, When the second distance in which the two movable cores 43 move toward the fixed core 41 is longer, the distance that the second movable core 43 is accelerated by the magnetic attractive force from the fixed core 41 becomes longer. By reducing the drive current supplied to the coil 44, the effect of reducing the impact is great.

また、本実施形態では、必要な燃焼噴射率に応じて、制御部80がコイル44に供給する駆動電流を調節することによって、燃料噴射率を多段階に調節できる。   In the present embodiment, the fuel injection rate can be adjusted in multiple stages by adjusting the drive current supplied from the control unit 80 to the coil 44 in accordance with the required combustion injection rate.

B.第2実施形態:
図6に示すように、第2実施形態の燃料噴射装置90Bでは、インジェクタ20Bの構成が第1実施形態と異なる。具体的には、第2可動コア43とニードル50Bとが固定されておらず、第2可動コア43は、フランジ部54に軸方向AXにおいて接触することによって、ニードル50Bに対して軸方向AXにおける噴孔32側から固定コア41側に向かう力を伝達可能に構成されている。そのため、ニードル50Bの軸部51は、第2貫通孔431内を軸方向AXに沿って往復移動可能となっている。また、ニードル50Bには、ストッパ部53が設けられていない。第2可動コア43の噴孔32側の面は、DLCコーティングが施されることによって、固定コア41からの磁気吸引力を受けた第2可動コア43が第1可動コア42から離れやすくなっている。その他の構成は、第1実施形態と同じである。尚、本明細書において、フランジ部54のことを、突出部と呼ぶこともある。
B. Second embodiment:
As shown in FIG. 6, in the fuel injection device 90B of the second embodiment, the configuration of the injector 20B is different from that of the first embodiment. Specifically, the second movable core 43 and the needle 50B are not fixed, and the second movable core 43 contacts the flange portion 54 in the axial direction AX, so that the needle 50B is in the axial direction AX. It is configured to be able to transmit a force from the nozzle hole 32 side toward the fixed core 41 side. Therefore, the shaft portion 51 of the needle 50B can reciprocate in the second through hole 431 along the axial direction AX. Moreover, the stopper part 53 is not provided in the needle 50B. The surface of the second movable core 43 on the nozzle hole 32 side is subjected to DLC coating, so that the second movable core 43 that has received the magnetic attractive force from the fixed core 41 is easily separated from the first movable core 42. Yes. Other configurations are the same as those of the first embodiment. In addition, in this specification, the flange part 54 may be called a protrusion part.

第2実施形態の燃料噴射装置90Bにおける、開弁動作について説明する。第2可動コア43が固定コア41に衝突するまでの開弁動作は、第1実施形態と同様である。図7に示すように、第2可動コア43が固定コア41に衝突した後、ニードル50は慣性によってさらに噴孔32側から固定コア41側に向かって移動して、第1スプリング61によって押し戻されることによって、再度、第2可動コア43と衝突する。その後、ニードル50が第2可動コア43に支持されることによって、合計リフト量L2が確保される。   The valve opening operation in the fuel injection device 90B of the second embodiment will be described. The valve opening operation until the second movable core 43 collides with the fixed core 41 is the same as in the first embodiment. As shown in FIG. 7, after the second movable core 43 collides with the fixed core 41, the needle 50 further moves from the injection hole 32 side toward the fixed core 41 side due to inertia and is pushed back by the first spring 61. As a result, the second movable core 43 collides again. Thereafter, the needle 50 is supported by the second movable core 43, whereby the total lift amount L2 is ensured.

この形態の燃料噴射装置90Bによれば、第1可動コア42が固定コア41に衝突する際の衝撃力は、第2可動コア43およびニードル50が第1可動コア42から離脱することによって低減される。また、第2可動コア43が固定コア41に衝突する際の衝撃力は、ニードル50が第2可動コア43から離脱することによって低減される。そのため、第1可動コア42と固定コア41との接触部、第2可動コア43と固定コア41との接触部、および、ニードル50と第2可動コア43との接触部における摩耗を抑制できる。   According to the fuel injection device 90B of this embodiment, the impact force when the first movable core 42 collides with the fixed core 41 is reduced by the second movable core 43 and the needle 50 being detached from the first movable core 42. The Further, the impact force when the second movable core 43 collides with the fixed core 41 is reduced by the needle 50 being detached from the second movable core 43. Therefore, wear at the contact portion between the first movable core 42 and the fixed core 41, the contact portion between the second movable core 43 and the fixed core 41, and the contact portion between the needle 50 and the second movable core 43 can be suppressed.

また、本実施形態では、第1可動コア42が固定コア41に衝突した後、制御部80がコイル44に供給する駆動電流を小さくすることによって、第2可動コア43が固定コア41に衝突する際の速度は低減される。第2可動コア43が固定コア41に衝突する際の速度が低減されることによって、第1スプリング61に蓄えられる弾性エネルギは低減される。そのため、第2可動コア43と固定コア41とが衝突する際の衝撃力、および、ニードル50と第2可動コア43とが衝突する際の衝撃力をさらに低減できる。   In the present embodiment, after the first movable core 42 collides with the fixed core 41, the second movable core 43 collides with the fixed core 41 by reducing the drive current supplied to the coil 44 by the control unit 80. Speed is reduced. By reducing the speed at which the second movable core 43 collides with the fixed core 41, the elastic energy stored in the first spring 61 is reduced. Therefore, it is possible to further reduce the impact force when the second movable core 43 and the fixed core 41 collide and the impact force when the needle 50 and the second movable core 43 collide.

C.第3実施形態:
図8に示すように、第3実施形態の燃料噴射装置90Cでは、インジェクタ20Cによって液体燃料が噴射されることが第1実施形態と異なる。液体燃料としては、例えば、ガソリンや軽油である。また、ノズルチップ部31Cに複数の噴孔32が設けられていることが第1実施形態と異なる。その他の構成や開閉動作は、第1実施形態と同じである。
C. Third embodiment:
As shown in FIG. 8, in the fuel injection device 90C of the third embodiment, the liquid fuel is injected by the injector 20C, which is different from the first embodiment. Examples of the liquid fuel include gasoline and light oil. Further, the nozzle tip portion 31C is different from the first embodiment in that a plurality of injection holes 32 are provided. Other configurations and opening / closing operations are the same as those in the first embodiment.

この形態の燃料噴射装置90Cによれば、インジェクタ20Cが液体燃料を噴射する形態であるため、インジェクタ20Cが気体燃料を噴射する形態に比べて、第1可動コア42と固定コア41との接触部、第2可動コア43と固定コア41との接触部、および、ストッパ部53と第1可動コア42との接触部が衝突する際の燃料によるスクイズ力が大きくなり、各接触部における衝撃力が小さくなる。   According to the fuel injection device 90C of this embodiment, since the injector 20C is configured to inject liquid fuel, the contact portion between the first movable core 42 and the fixed core 41 compared to the configuration in which the injector 20C injects gaseous fuel. The squeeze force due to the fuel when the contact portion between the second movable core 43 and the fixed core 41 and the contact portion between the stopper portion 53 and the first movable core 42 collide is increased, and the impact force at each contact portion is increased. Get smaller.

D.他の実施形態:
(D−1)上述した各実施形態における燃料噴射装置90では、第1可動コア42の固定コア41側の面に設けられた第1凹部422が設けられ、第2可動コア43およびストッパ部53が第1凹部422収容可能に構成されていることによって、第1可動コア42が固定コア41に軸方向AXにおいて接触した状態で、第2可動コア43がニードル50とともに軸方向AXに沿って移動可能な空間が形成される。これに対して、図9に示す燃料噴射装置90Dのように、固定コア41の噴孔32側の面に第2凹部423が設けられ、第2可動コア43およびストッパ部53が第2凹部423収容可能に構成されてもよい。この形態であっても、第1可動コア42が固定コア41に軸方向AXにおいて接触した状態で、第2可動コア43がニードル50とともに軸方向AXに沿って移動可能な空間が形成される。
D. Other embodiments:
(D-1) In the fuel injection device 90 in each embodiment described above, the first concave portion 422 provided on the surface of the first movable core 42 on the fixed core 41 side is provided, and the second movable core 43 and the stopper portion 53 are provided. Since the first movable core 42 is in contact with the fixed core 41 in the axial direction AX, the second movable core 43 moves along with the needle 50 along the axial direction AX. A possible space is formed. In contrast to this, as in the fuel injection device 90D shown in FIG. You may be comprised so that accommodation is possible. Even in this configuration, a space in which the second movable core 43 can move along the axial direction AX together with the needle 50 is formed with the first movable core 42 in contact with the fixed core 41 in the axial direction AX.

(D−2)上述した各実施形態における燃料噴射装置90では、制御部80は、コイル44に対して、第1可動コア42が固定コア41に衝突した後、第1電流(駆動電流I1)よりも小さな第2電流(駆動電流I3)を供給している。これに対して、制御部80は、コイル44に対して、第1可動コア42が固定コア41に衝突した後も、第1電流(駆動電流I1)を供給してもよい。 (D-2) In the fuel injection device 90 in each of the above-described embodiments, the control unit 80 causes the first current (drive current I1) after the first movable core 42 collides with the fixed core 41 with respect to the coil 44. A smaller second current (drive current I3) is supplied. On the other hand, the control unit 80 may supply the first current (drive current I1) to the coil 44 even after the first movable core 42 collides with the fixed core 41.

(D−3)上述した第1実施形態における燃料噴射装置90、および、第3実施形態における燃料噴射装置90Cでは、第2可動コア43は、フランジ部54とストッパ部53とによって挟み込まれることによって、ニードル50に固定されている。これに対して、第2可動コア43は、フランジ部54とストッパ部53とによって挟み込まれて固定されるのではなく、軸部51等に溶接されることによってニードル50に固定されてもよい。 (D-3) In the fuel injection device 90 in the first embodiment and the fuel injection device 90C in the third embodiment described above, the second movable core 43 is sandwiched between the flange portion 54 and the stopper portion 53. The needle 50 is fixed. On the other hand, the second movable core 43 may be fixed to the needle 50 by being welded to the shaft portion 51 or the like instead of being fixed by being sandwiched between the flange portion 54 and the stopper portion 53.

(D−4)上述した各実施形態における燃料噴射装置90では、第1可動コア42が固定コア41側に向かって移動する第1距離よりも、第1可動コア42が固定コア41に軸方向AXにおいて接触した状態から、第2可動コア43が固定コア41側に向かって移動する第2距離の方が長い。これに対して、第1距離は第2距離以下であってもよい。 (D-4) In the fuel injection device 90 in each of the above-described embodiments, the first movable core 42 is axially directed to the fixed core 41 rather than the first distance in which the first movable core 42 moves toward the fixed core 41 side. The second distance by which the second movable core 43 moves toward the fixed core 41 side from the state of contact in AX is longer. On the other hand, the first distance may be equal to or less than the second distance.

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present disclosure. For example, the technical features in the embodiments are appropriately replaced or combined to solve part or all of the above-described problems or to achieve part or all of the above-described effects. Is possible. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

20,20B,20C インジェクタ、30 ハウジング、31,31C ノズルチップ部、32 噴孔、33 弁座、34 第1磁性部、35 第2磁性部、36 非磁性部、37 入口部、38 溶接部、41 固定コア、42 第1可動コア、43 第2可動コア、44 コイル、45 ヨーク、50,50B ニードル、51 軸部、52 弁部、53 ストッパ部、54 フランジ部、61 第1スプリング、62 第2スプリング、63 アジャスティングパイプ、71 フィルタ、72 バックアップリング、73 Oリング、80 制御部、90,90B,90C,90D 燃料噴射装置、101 第1流路、102 第2流路、103 入口流路、104 連通流路、421 第1貫通孔、422 第1凹部、423 第2凹部、431 第2貫通孔、AX 軸方向、d1 第1間隔、d2 第2間隔、L1 中間リフト量、L2 合計リフト量。 20, 20B, 20C injector, 30 housing, 31, 31C nozzle tip part, 32 nozzle hole, 33 valve seat, 34 first magnetic part, 35 second magnetic part, 36 nonmagnetic part, 37 inlet part, 38 welded part, 41 fixed core, 42 first movable core, 43 second movable core, 44 coil, 45 yoke, 50, 50B needle, 51 shaft portion, 52 valve portion, 53 stopper portion, 54 flange portion, 61 first spring, 62 first 2 spring, 63 adjusting pipe, 71 filter, 72 backup ring, 73 O-ring, 80 control unit, 90, 90B, 90C, 90D fuel injection device, 101 first flow path, 102 second flow path, 103 inlet flow path 104 communication channel, 421 first through hole, 422 first recess, 423 second recess, 431 second penetration , AX axis, d1 first distance, d2 a second distance, L1 intermediate lift, L2 total lift.

Claims (6)

燃料噴射装置(90,90B,90C,90D)であって、
燃料を噴射する噴孔(32)および前記噴孔に連通する第1流路(101)が形成された筒状のハウジング(30)と、
前記ハウジング内に固定され、前記第1流路に連通する第2流路(102)が形成された筒状の固定コア(41)と、
前記固定コアよりも前記噴孔側における前記第1流路内を前記ハウジングの軸方向(AX)に沿って往復移動可能に設けられ、前記固定コアの内径よりも大きな外径を有し、第1貫通孔(421)を有する第1可動コア(42)と、
前記固定コアと前記第1可動コアとの間における前記第1流路内を前記ハウジングの軸方向に沿って往復移動可能に設けられ、前記第1可動コアの外径よりも小さな外径を有し、第2貫通孔(431)を有する第2可動コア(43)と、
通電によって、前記第1可動コアと前記第2可動コアとを前記固定コア側に向かって移動させる磁界を発生するコイル(44)と、
前記第1貫通孔および前記第2貫通孔を前記軸方向に通る軸部(51)と、前記軸部の前記噴孔側の端部に形成され、前記噴孔を開閉可能な弁部(52)と、を有するニードル(50,50B)と、
前記ニードルを前記噴孔側に向かって付勢するスプリング(61)と、
を備え、
前記第1可動コアは、前記第2可動コアに対して前記軸方向における前記噴孔側から前記固定コア側に向かう力を伝達可能に構成され、
前記第2可動コアは、前記ニードルに対して前記軸方向における前記噴孔側から前記固定コア側に向かう力を伝達可能に構成され、
前記第1可動コアと前記固定コアとの少なくとも一方は、前記第1可動コアが前記固定コアに前記軸方向において接触した状態で、前記第2可動コアが前記ニードルとともに前記軸方向に沿って移動可能な空間(422,423)を有する、
燃料噴射装置。
A fuel injection device (90, 90B, 90C, 90D),
A cylindrical housing (30) in which a nozzle hole (32) for injecting fuel and a first flow path (101) communicating with the nozzle hole are formed;
A cylindrical fixed core (41) fixed in the housing and formed with a second channel (102) communicating with the first channel;
It is provided so as to be capable of reciprocating along the axial direction (AX) of the housing in the first flow path on the nozzle hole side of the fixed core, and has an outer diameter larger than the inner diameter of the fixed core, A first movable core (42) having one through hole (421);
A reciprocating movement is provided in the first flow path between the fixed core and the first movable core along the axial direction of the housing, and has an outer diameter smaller than the outer diameter of the first movable core. A second movable core (43) having a second through hole (431),
A coil (44) for generating a magnetic field for moving the first movable core and the second movable core toward the fixed core by energization;
A shaft portion (51) that passes through the first through hole and the second through hole in the axial direction, and a valve portion (52) that is formed at an end portion of the shaft portion on the nozzle hole side and that can open and close the nozzle hole. And a needle (50, 50B) having
A spring (61) for urging the needle toward the nozzle hole;
With
The first movable core is configured to be able to transmit a force from the nozzle hole side toward the fixed core side in the axial direction with respect to the second movable core,
The second movable core is configured to be able to transmit a force from the nozzle hole side in the axial direction toward the fixed core side with respect to the needle.
At least one of the first movable core and the fixed core is such that the second movable core moves along the axial direction together with the needle while the first movable core is in contact with the fixed core in the axial direction. With possible spaces (422, 423),
Fuel injection device.
請求項1に記載の燃料噴射装置であって、
前記ニードルと前記第2可動コアとが固定された固定部(53,54)を有し、
前記第2可動コアは、前記固定部を介して、前記ニードルに対して前記軸方向における前記噴孔側から前記固定コア側に向かう力を伝達する、燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 1,
A fixed portion (53, 54) to which the needle and the second movable core are fixed;
The second movable core is a fuel injection device that transmits a force from the injection hole side in the axial direction toward the fixed core side to the needle via the fixed portion.
請求項1に記載の燃料噴射装置であって、
前記軸部は、前記第2可動コアよりも前記固定コア側に、径方向に前記第2貫通孔の径よりも大きく突き出した突出部(54)を有し、
前記第2可動コアは、前記突出部に前記軸方向において接触することによって、前記ニードルに対して前記軸方向における前記噴孔側から前記固定コア側に向かう力を伝達する、燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 1,
The shaft portion has a protruding portion (54) that protrudes larger in the radial direction than the diameter of the second through hole on the fixed core side with respect to the second movable core,
The second movable core is a fuel injection device that transmits a force from the nozzle hole side to the fixed core side in the axial direction to the needle by contacting the protruding portion in the axial direction.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃料噴射装置であって、
前記第1可動コアが前記通電によって前記固定コア側に向かって移動する第1距離よりも、前記第1可動コアが前記固定コアに前記軸方向において接触した状態から、前記第2可動コアが前記通電によって前記固定コア側に向かって移動する第2距離の方が長い、燃料噴射装置。
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 3,
From the state in which the first movable core is in contact with the fixed core in the axial direction than the first distance in which the first movable core moves toward the fixed core by the energization, the second movable core is The fuel injection device, wherein the second distance moved toward the fixed core side by energization is longer.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の燃料噴射装置であって、
前記燃料としてガスを噴射する、燃料噴射装置。
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 4,
A fuel injection device for injecting gas as the fuel.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の燃料噴射装置であって、
さらに、前記コイルへの前記通電を制御する制御部(80)を備え、
前記制御部は、前記コイルに対して、前記第1可動コアと前記第2可動コアとを前記噴孔側から前記固定コア側に向かって移動させる第1電流を供給した後、前記第1電流よりも小さな第2電流を供給する、
燃料噴射装置。
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 5,
And a control unit (80) for controlling the energization of the coil,
The controller supplies the coil with a first current that moves the first movable core and the second movable core from the nozzle hole side toward the fixed core side, and then the first current Supplying a smaller second current,
Fuel injection device.
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