JP3508653B2 - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

電磁式燃料噴射弁

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電磁式燃料噴射弁に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、噴孔を開閉するための噴孔開閉弁
と、噴孔開閉弁を電磁的に吸引するための電磁式吸引手
段と、電磁式吸引手段による吸引方向の反対方向に噴孔
開閉弁を付勢するためのスプリングとを具備し、スプリ
ングを電磁式吸引手段の磁気回路上に配置した電磁式燃
料噴射弁が知られている。この種の電磁式燃料噴射弁の
例としては、例えば特開平3−185262号公報に記
載されたものがある。特開平3−185262号公報に
記載された電磁式燃料噴射弁では、電磁式吸引手段によ
り形成される磁気回路の断面積を大きくすべく、スプリ
ング用アジャスタが磁性材料により形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平3−
185262号公報に記載された電磁式燃料噴射弁で
は、スプリング用アジャスタが磁性材料により形成され
ているため、アジャスタの部分において磁気回路の断面
積が大きくされているものの、スプリングが非磁性材料
により形成されているため、スプリングが磁気回路の一
部を構成せず、それゆえ、スプリングの部分においては
磁気回路の断面積が小さくなってしまっている。つま
り、磁気回路の断面積の小さい部分が存在するため、噴
孔開閉弁を大きな吸引力で電磁的に吸引することができ
ない。
【0004】更に特開平3−185262号公報に記載
された電磁式燃料噴射弁では、噴孔開閉弁が電磁式吸引
手段による吸引方向の反対方向に駆動されるときの応答
性を向上させようとしてスプリング付勢力を大きく設定
すると、スプリング付勢力が抵抗になってしまうため、
噴孔開閉弁が電磁式吸引手段により吸引方向に駆動され
るときの応答性が低下してしまう。つまり、噴孔開閉弁
が電磁式吸引手段による吸引方向の反対方向に駆動され
るときの応答性を向上させつつ、噴孔開閉弁が電磁式吸
引手段により吸引方向に駆動されるときの応答性を向上
させることができない。
【0005】前記問題点に鑑み、本発明は、磁気回路の
断面積の小さい部分を排除すると共に、噴孔開閉弁が電
磁式吸引手段による吸引方向の反対方向に駆動されると
きの応答性を向上させつつ、噴孔開閉弁が電磁式吸引手
段により吸引方向に駆動されるときの応答性を向上させ
ることができる電磁式燃料噴射弁を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、噴孔を開閉するための噴孔開閉弁と、前記噴孔
開閉弁を電磁的に吸引するための電磁式吸引手段と、前
記電磁式吸引手段による吸引方向の反対方向に前記噴孔
開閉弁を付勢するためのスプリングとを具備し、前記ス
プリングを前記電磁式吸引手段の磁気回路上に配置した
電磁式燃料噴射弁において、前記スプリングを複数のス
プリング部材により構成し、前記複数のスプリング部材
の間に磁性材料を配置した電磁式燃料噴射弁が提供され
る。
【0007】請求項1に記載の電磁式燃料噴射弁では、
電磁式吸引手段の磁気回路上に配置されたスプリングが
複数のスプリング部材により構成され、複数のスプリン
グ部材の間に磁性材料が配置される。そのため、磁気回
路の一部が複数のスプリング部材の間に配置された磁性
材料により構成される。つまり、スプリングの部分にお
いても磁気回路の断面積があまり小さくならない。それ
ゆえ、磁気回路の断面積の小さい部分が排除され、噴孔
開閉弁を大きな吸引力で電磁的に吸引することができ
る。更に、噴孔開閉弁が電磁式吸引手段による吸引方向
の反対方向に駆動されるときの応答性を向上させようと
してスプリング付勢力を大きく設定した場合であって
も、噴孔開閉弁が電磁式吸引手段により吸引方向に駆動
されるとき、複数のスプリング部材の間に配置された磁
性材料も電磁式吸引手段による吸引力を受け、スプリン
グの自然長が小さくなる。それゆえ、電磁式吸引手段に
よる吸引力に抗するスプリング付勢力が小さくなり、噴
孔開閉弁が電磁式吸引手段により吸引方向に駆動される
ときの応答性は低下しない。つまり、スプリング付勢力
を大きく設定することにより、噴孔開閉弁が電磁式吸引
手段による吸引方向の反対方向に駆動されるときの応答
性を向上させつつ、複数のスプリング部材の間に磁性材
料を配置することにより、噴孔開閉弁が電磁式吸引手段
により吸引方向に駆動されるときの応答性を向上させる
ことができる。
【0008】請求項2に記載の発明によれば、前記磁性
材料を前記スプリング部材よりも半径方向に突出させた
請求項1に記載の電磁式燃料噴射弁が提供される。
【0009】請求項2に記載の電磁式燃料噴射弁では、
磁性材料がスプリング部材よりも半径方向に突出せしめ
られる。そのため、磁性材料をスプリングよりも半径方
向に突出させない場合に比べ、スプリングの部分におけ
る磁気回路の実質的な断面積を大きくすることができ、
噴孔開閉弁を大きな吸引力で電磁的に吸引することがで
きる。更に、噴孔開閉弁が電磁式吸引手段により吸引方
向に駆動されるとき、磁性材料をスプリングよりも半径
方向に突出させない場合に比べ、磁性材料が電磁式吸引
手段から大きな吸引力を受ける。それゆえ、噴孔開閉弁
が電磁式吸引手段により吸引方向に駆動されるときの応
答性を向上させることができる。
【0010】請求項3に記載の発明によれば、隣接する
磁性材料により画定されるエアギャップがそれらの間に
配置されたスプリング部材の中心軸線方向長さよりも小
さくなるように、磁性材料の一部が中心軸線方向に突出
せしめられている請求項1に記載の電磁式燃料噴射弁が
提供される。
【0011】請求項3に記載の電磁式燃料噴射弁では、
隣接する磁性材料により画定されるエアギャップがそれ
らの間に配置されたスプリング部材の中心軸線方向長さ
よりも小さくなるように磁性材料の一部が中心軸線方向
に突出せしめられている。そのため、スプリング部材の
中心軸線方向長さを確保することにより噴孔開閉弁を付
勢する付勢力を確保しつつ、エアギャップを小さくする
ことにより磁気吸引力を大きくし、噴孔開閉弁の吸引時
の応答性を向上させることができる。
【0012】
【0013】
【0014】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。
【0015】図1は本発明の電磁式燃料噴射弁の第一の
実施形態の全体構成図、図2は図1の拡大図、図3は磁
気回路を明瞭に示した図2と同様の拡大図である。図1
〜図3において、1は噴孔、2は噴孔を開閉するための
ポペット弁、3はポペット弁2を開弁方向に付勢するた
めのソレノイド、4はポペット弁2に連結され、ソレノ
イド3により電磁的に吸引されるアーマチュア、5はソ
レノイド3による吸引方向の反対方向にポペット弁2及
びアーマチュア4を付勢するためのスプリング、6はソ
レノイド3により形成される磁気回路、7はコア、8は
ロッドアジャスタ、9はボビン、10はケース、11は
バルブシート、12はストッパシム、13はOリング、
14はストレーナである。
【0016】図2及び図3に詳細に示すように、本実施
形態のスプリング5は、ソレノイド3の磁気回路6上に
配置され、磁性材料により構成されている。スプリング
5が非磁性材料ではなく磁性材料で構成されることによ
り、磁気回路6の一部がスプリング5により構成され
る。つまり、本実施形態では磁気回路6の断面積がS1
+S2になり、スプリングが非磁性材料で構成され磁気
回路の一部を構成しない場合、つまり、磁気回路の断面
積がS1になる場合よりも、磁気回路6の断面積を大き
な値にすることができる。そのため、スプリング5がソ
レノイド3の磁気回路6上に配置された場合であって
も、磁気回路の断面積がスプリング3の部分において小
さくならない。それゆえ、磁気回路6の断面積を磁気回
路6の全長にわたって大きな値に維持することが可能に
なり、ポペット弁2を大きな吸引力で電磁的に吸引する
ことができる。
【0017】更に、ポペット弁2がソレノイド3による
吸引方向の反対方向に駆動されるときの応答性を向上さ
せようとしてスプリング5の付勢力(ばね定数)を大き
く設定した場合であっても、本実施形態のようにスプリ
ング5が磁性材料で構成されると、ポペット弁2がソレ
ノイド3により吸引方向に駆動されるとき、スプリング
5もソレノイド3による吸引力を受け、スプリング5の
自然長が小さくなる。それゆえ、ソレノイド3による吸
引力に抗するスプリング5の付勢力が小さくなり、ポペ
ット弁2がソレノイド3により吸引方向に駆動されると
きの応答性は低下しない。つまり、スプリング5の付勢
力を大きな値に設定することにより、ポペット弁2がソ
レノイド3による吸引方向の反対方向に駆動されるとき
の応答性を向上させつつ、スプリング5を磁性材料で構
成することにより、ポペット弁2がソレノイド3により
吸引方向に駆動されるときの応答性を向上させることが
できる。
【0018】また、スプリング5がソレノイド3の磁気
回路6上に配置されるため、燃料噴射弁全体の大きさを
小さく抑えることができる。それゆえ、本実施形態の電
磁式燃料噴射弁は、小型化、高吸引力、高応答性が要求
される筒内直接噴射式燃料噴射弁に適している。
【0019】以下、本発明の電磁式燃料噴射弁の第二の
実施形態について説明する。本実施形態の電磁式燃料噴
射弁は第一の実施形態の電磁式燃料噴射弁とほぼ同様で
あるが、後述する点で第一の実施形態のものと異なる。
図4は本実施形態のスプリングの拡大図である。詳細に
は、図4(a)は本実施形態のスプリングの拡大部分断
面側面図、図4(b)は本実施形態のスプリングを構成
する平ばねの端面図である。図4に示すように、本実施
形態では、ソレノイド3の磁気回路6上に配置されるス
プリングが非磁性材料の複数の平ばね105により構成
され、複数の平ばね105の間に磁性材料のリング15
0が配置され、各リング150間にはエアギャップが設
けられている。
【0020】ソレノイド3の磁気回路6上に配置された
スプリングが複数の平ばね105により構成され、複数
の平ばね105の間に磁性材料のリング150が配置さ
れることにより、平ばね105が非磁性材料で構成され
ている場合であっても、第一の実施形態の場合と同様
に、磁気回路6の一部が磁性材料のリング150により
構成される。つまり、第一の実施形態の場合と同様に、
磁気回路6の断面積を大きな値にすることができる。そ
れゆえ、磁気回路6の断面積を磁気回路6の全長にわた
って大きな値に維持することが可能になり、ポペット弁
2を大きな吸引力で電磁的に吸引することができる。
【0021】更に、ポペット弁2がソレノイド3による
吸引方向の反対方向に駆動されるときの応答性を向上さ
せようとして平ばね105の付勢力(ばね定数)を大き
く設定した場合であっても、本実施形態のように複数の
平ばね105の間に磁性材料のリング150が配置され
ると、ポペット弁2がソレノイド3により吸引方向に駆
動されるとき、リング150もソレノイド3による吸引
力を受け、平ばね105の自然長が小さくなる。つま
り、平ばね105が押しつぶされた状態になる。それゆ
え、ソレノイド3による吸引力に抗する平ばね105の
付勢力が小さくなり、ポペット弁2がソレノイド3によ
り吸引方向に駆動されるときの応答性は低下しない。つ
まり、平ばね105の付勢力を大きな値に設定すること
により、ポペット弁2がソレノイド3による吸引方向の
反対方向に駆動されるときの応答性を向上させつつ、複
数の平ばね105の間に磁性材料のリング150を配置
することにより、ポペット弁2がソレノイド3により吸
引方向に駆動されるときの応答性を向上させることがで
きる。
【0022】以下、本発明の電磁式燃料噴射弁の第三の
実施形態について説明する。本実施形態の電磁式燃料噴
射弁は第一の実施形態の電磁式燃料噴射弁とほぼ同様で
あるが、後述する点で第一の実施形態のものと異なる。
図5は本実施形態のスプリングの拡大図である。詳細に
は、図5(a)は本実施形態のスプリングの拡大部分断
面側面図、図5(b)は本実施形態のスプリングを構成
する平ばねの端面図である。図5に示すように、本実施
形態では、ソレノイド3の磁気回路6上に配置されるス
プリングが非磁性材料の複数の平ばね205により構成
され、複数の平ばね205の間に磁性材料の段付きリン
グ250が配置され、各段付きリング250間にはエア
ギャップが設けられている。
【0023】ソレノイド3の磁気回路6上に配置された
スプリングが複数の平ばね205により構成され、複数
の平ばね205の間に磁性材料の段付きリング250が
配置されることにより、平ばね205が非磁性材料で構
成されている場合であっても、第一の実施形態の場合と
同様に、磁気回路6の一部が磁性材料の段付きリング2
50により構成される。つまり、第一の実施形態の場合
と同様に、磁気回路6の断面積を大きな値にすることが
できる。それゆえ、磁気回路6の断面積を磁気回路6の
全長にわたって大きな値に維持することが可能になり、
ポペット弁2を大きな吸引力で電磁的に吸引することが
できる。
【0024】更に、ポペット弁2がソレノイド3による
吸引方向の反対方向に駆動されるときの応答性を向上さ
せようとして平ばね205の付勢力(ばね定数)を大き
く設定した場合であっても、本実施形態のように複数の
平ばね205の間に磁性材料の段付きリング250が配
置されると、ポペット弁2がソレノイド3により吸引方
向に駆動されるとき、段付きリング250もソレノイド
3による吸引力を受け、平ばね205の自然長が小さく
なる。つまり、平ばね205が押しつぶされた状態にな
る。それゆえ、ソレノイド3による吸引力に抗する平ば
ね205の付勢力が小さくなり、ポペット弁2がソレノ
イド3により吸引方向に駆動されるときの応答性は低下
しない。つまり、平ばね205の付勢力を大きな値に設
定することにより、ポペット弁2がソレノイド3による
吸引方向の反対方向に駆動されるときの応答性を向上さ
せつつ、複数の平ばね205の間に磁性材料の段付きリ
ング250を配置することにより、ポペット弁2がソレ
ノイド3により吸引方向に駆動されるときの応答性を向
上させることができる。
【0025】また本実施形態では、磁性材料の段付きリ
ング250が平ばね205よりも半径方向に突出せしめ
られる。そのため、磁性材料の段付きリングを平ばねよ
りも半径方向に突出させない場合に比べ、スプリングの
部分における磁気回路の実質的な断面積を大きくするこ
とができ、ポペット弁2を大きな吸引力で電磁的に吸引
することができる。更に、ポペット弁2がソレノイド3
により吸引方向に駆動されるとき、磁性材料の段付きリ
ングを平ばねよりも半径方向に突出させない場合に比
べ、磁性材料の段付きリング250がソレノイド3から
大きな吸引力を受ける。それゆえ、ポペット弁2がソレ
ノイド3により吸引方向に駆動されるときの応答性を向
上させることができる。
【0026】その上、本実施形態では、隣接する段付き
リング250により画定されるエアギャップがそれらの
間に配置された平ばね205の中心軸線方向(図5
(a)の縦方向)長さよりも小さくなるように段付きリ
ング250の外周部分が中心軸線方向に突出せしめられ
ている。そのため、平ばね205の中心軸線方向長さを
確保することによりポペット弁2を付勢する付勢力を確
保しつつ、エアギャップを小さくすることにより磁気吸
引力を大きくし、ポペット弁2の吸引駆動時の応答性を
向上させることができる。
【0027】
【発明の効果】請求項に記載の発明によれば、磁気回
路の断面積の小さい部分が排除され、噴孔開閉弁を大き
な吸引力で電磁的に吸引することができる。更に、噴孔
開閉弁が電磁式吸引手段による吸引方向の反対方向に駆
動されるときの応答性を向上させつつ、噴孔開閉弁が電
磁式吸引手段により吸引方向に駆動されるときの応答性
を向上させることができる。
【0028】請求項に記載の発明によれば、磁性材料
をスプリングよりも半径方向に突出させない場合に比
べ、スプリングの部分における磁気回路の実質的な断面
積を大きくすることができ、噴孔開閉弁を大きな吸引力
で電磁的に吸引することができる。更に、磁性材料をス
プリングよりも半径方向に突出させない場合に比べ、噴
孔開閉弁が電磁式吸引手段により吸引方向に駆動される
ときの応答性を向上させることができる。
【0029】請求項に記載の発明によれば、スプリン
グ部材の中心軸線方向長さを確保することにより噴孔開
閉弁を付勢する付勢力を確保しつつ、エアギャップを小
さくすることにより磁気吸引力を大きくし、噴孔開閉弁
の吸引時の応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁式燃料噴射弁の第一の実施形態の
全体構成図である。
【図2】図1の拡大図である。
【図3】磁気回路を明瞭に示した図2と同様の拡大図で
ある。
【図4】第二の実施形態のスプリングの拡大図である。
【図5】第三の実施形態のスプリングの拡大図である。
【符号の説明】
1…噴孔 2…ポペット弁 3…ソレノイド 5,105,205…スプリング 6…磁気回路 150,250…リング

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 噴孔を開閉するための噴孔開閉弁と、前
    記噴孔開閉弁を電磁的に吸引するための電磁式吸引手段
    と、前記電磁式吸引手段による吸引方向の反対方向に前
    記噴孔開閉弁を付勢するためのスプリングとを具備し、
    該スプリングを複数のスプリング部材により構成し、こ
    れら複数のスプリング部材の間に磁性材料を配置し、こ
    れら磁性材料が前記電磁式吸引手段の磁気回路の一部を
    構成する電磁式燃料噴射弁。
  2. 【請求項2】 前記磁性材料を前記スプリング部材より
    も半径方向に突出させた請求項に記載の電磁式燃料噴
    射弁。
  3. 【請求項3】 隣接する磁性材料により画定されるエア
    ギャップがそれらの間に配置されたスプリング部材の中
    心軸線方向長さよりも小さくなるように、磁性材料の一
    部が中心軸線方向に突出せしめられている請求項に記
    載の電磁式燃料噴射弁。
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