JP4135628B2 - Fuel injection valve - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve that injects and supplies fuel to an internal combustion engine.
従来、この種の燃料噴射弁は、必要とされる開弁作動力の大きさに応じてブランジャタイプの燃料噴射弁とフェイスタイプの燃料噴射弁とが使い分けされている。例えば、燃料圧力を高圧にして微粒化した燃料を筒内に直接噴射する筒内噴射タイプの燃料噴射弁には、ソレノイド(電磁コイル)に対するアーマチャの吸引面積を大きくすることにより高い吸引力を発生させることができるフェイスタイプの燃料噴射弁が利用されている。こうしたフェイスタイプの燃料噴射弁では、例えば特許文献1に記載の燃料噴射弁のように、ケース内に、ソレノイドを有するコアと、ソレノイドの励磁・消磁に基づきコアに対して接離移動するアーマチャとを備えている。そして、ケース内にアーマチャによって上下に区画される上側アーマチャ室と下側アーマチャ室とを連通する燃料通路をケースの内面とアーマチャの外縁部との間に形成し、開弁時及び閉弁時には前記燃料通路を介してケース内(アーマチャ室内)の燃料が上側アーマチャ室と下側アーマチャ室との間を流動するようにしている。従って、特許文献1の燃料噴射弁によれば、開弁時及び閉弁時には、上側アーマチャ室又は下側アーマチャ室の一方から他方へ前記燃料通路を介して流入する燃料の流体圧によってアーマチャの移動速度が制限されるため、アーマチャがコア等に衝突してバウンドする所謂開弁バウンシング及び閉弁バウンシングが抑制される。
ところが、特許文献1に記載の燃料噴射弁には、次のような問題があった。
即ち、アーマチャが最上昇位置にあってコアに近接(又は当接)した開弁時位置から、閉弁作動開始に伴って最下降位置となる閉弁時位置へと移動する際には、前記開弁時位置でのコアとアーマチャとの間の僅かな隙間内に存在する燃料により、アーマチャにはコアからの離間移動を妨げようとする流体力(所謂、逆スクィーズ力)が働く。そのため、この逆スクィーズ力の働きにより閉弁初期作動に遅れが生じて閉弁応答性が悪化するという問題があった。また、この逆スクィーズ力は、温度変化によって燃料の粘性が変化することにより大きく変化してしまうため、燃料の温度変化に基づく粘性の相違も影響して、閉弁応答性にバラツキが生じるという問題があった。
However, the fuel injection valve described in Patent Document 1 has the following problems.
That is, when moving from the valve opening position where the armature is in the highest position and close to (or abuts to) the core to the valve closing position that is the lowest position as the valve closing operation starts, A fluid force (so-called reverse squeeze force) that prevents the armature from moving away from the core acts on the armature by the fuel that exists in a slight gap between the core and the armature at the valve opening position. Therefore, the reverse squeeze force causes a delay in the initial valve closing operation, resulting in a problem that the valve closing response is deteriorated. In addition, this reverse squeeze force changes greatly due to changes in the viscosity of the fuel due to changes in temperature. Therefore, the difference in viscosity based on changes in the temperature of the fuel also affects the valve closing response. was there.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、いわゆる開弁バウンシング及び閉弁バウンシングを抑制できると共に、特に良好な閉弁応答性を確実に得ることができる燃料噴射弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide fuel injection capable of suppressing so-called valve opening bouncing and valve closing bouncing, and capable of reliably obtaining particularly good valve closing response. To provide a valve.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項1に記載の発明は、燃料が供給されるケース内に電磁コイルを有したコアを固定し、前記ケース内におけるコアの下方には電磁コイルの励磁に応答して移動するアーマチャを配設し、アーマチャが前記コアから所定距離だけ離間した閉弁時位置から前記コアに近接する開弁時位置に向けて移動した場合に、前記ケース内から燃料を噴射するようにした燃料噴射弁において、前記アーマチャは、前記コアの下方でケース内を上側アーマチャ室と下側アーマチャ室に区画するアーマチャ本体を有し、当該アーマチャ本体に、上側アーマチャ室と下側アーマチャ室とを連通する燃料通路を貫通形成すると共に、当該燃料通路の下側アーマチャ室に臨む下側通路口部の開口面積を上側アーマチャ室に臨む上側通路口部の開口面積よりも大きく設定したことを要旨とする。
Hereinafter, means for achieving the above-described object and its operation and effects will be described.
According to the first aspect of the present invention, a core having an electromagnetic coil is fixed in a case to which fuel is supplied, and an armature that moves in response to excitation of the electromagnetic coil is disposed below the core in the case. A fuel injection valve configured to inject fuel from within the case when the armature moves from a valve closing position spaced apart from the core by a predetermined distance toward a valve opening position close to the core; The armature has an armature main body that divides the inside of the case into an upper armature chamber and a lower armature chamber below the core, and penetrates a fuel passage that connects the upper armature chamber and the lower armature chamber to the armature main body. And the opening area of the lower passage opening facing the lower armature chamber of the fuel passage is larger than the opening area of the upper passage opening facing the upper armature chamber. And summary that was.
さて、電磁コイルの励磁に応答してアーマチャがコアから所定距離だけ離間した閉弁時位置からコアに近接する開弁時位置へ移動する構成とされている場合、電磁コイルが励磁されると、アーマチャはケース内からの燃料噴射を許容するべく、コアに向けて移動を開始する。すると、このアーマチャの移動開始に伴い、アーマチャ本体とコアとの間の上側アーマチャ室に滞留している燃料が、アーマチャ本体に貫通形成された燃料通路を介して下側アーマチャ室へ流動しようとする。即ち、前記燃料は上側通路口部を介して燃料通路内へ流入し、下側通路口部を介して下側アーマチャ室へ流出しようとする。 Now, in response to the excitation of the electromagnetic coil, when the armature is configured to move from the valve closing position separated from the core by a predetermined distance to the valve opening position close to the core, when the electromagnetic coil is excited, The armature starts moving toward the core to allow fuel injection from within the case. Then, as the movement of the armature starts, the fuel staying in the upper armature chamber between the armature body and the core tends to flow to the lower armature chamber through the fuel passage formed through the armature body. . That is, the fuel flows into the fuel passage through the upper passage opening and flows out to the lower armature chamber through the lower passage opening.
この点、請求項1に記載の発明では、前記燃料通路が、下側通路口部の開口面積の方が上側通路口部の開口面積よりも大きく設定されている。換言すれば、この場合の燃料通路内への燃料の流入側となる上側通路口部の方が流出側となる下側通路口部よりも狭く(開口面積が小さく)設定されている。そのため、上側通路口部からの流入時には流動する燃料に対して絞り作用が働き、上側アーマチャ室側から下側アーマチャ室側への燃料の流動速度がゆっくりになる。その結果、上側アーマチャ室内には、コアとアーマチャ本体との間でダンパー的な役割をする(即ち、スクィーズ力を発揮する)に足るだけの燃料が少しずつ減少しながら長時間残留することになる。従って、アーマチャが、コア側への移動を更に続け、上側アーマチャ室の残留燃料が下側アーマチャ室へ流出し終わった段階でコアに近接(又は当接)する開弁時位置に至った際にも、アーマチャがコアに対して衝突することを前記スクィーズ力の働きにより回避でき、開弁作動時における所謂開弁バウンシングが抑制される。 In this regard, in the invention according to claim 1, the fuel passage is set such that the opening area of the lower passage opening is larger than the opening area of the upper passage opening. In other words, in this case, the upper passage opening which is the fuel inflow side into the fuel passage is set narrower (opening area is smaller) than the lower passage opening which is the outflow side. For this reason, a throttle action acts on the flowing fuel when it flows from the upper passage opening, and the flow rate of the fuel from the upper armature chamber side to the lower armature chamber side becomes slow. As a result, in the upper armature chamber, fuel sufficient to serve as a damper between the core and the armature body (that is, to exert squeeze force) remains for a long time while gradually decreasing. . Therefore, when the armature continues to move to the core side and reaches the valve opening position where it approaches (or abuts) the core when the residual fuel in the upper armature chamber has flowed out to the lower armature chamber. However, the collision of the armature with the core can be avoided by the action of the squeeze force, and so-called valve opening bouncing during the valve opening operation is suppressed.
その一方、アーマチャがケース内からの燃料噴射を遮断するべく、開弁時位置から閉弁時位置に向けて移動しようとすると、前記コアとアーマチャ(アーマチャ本体)との間の僅かな隙間内に存在する燃料がアーマチャに対して逆スクィーズ力を及ぼそうとする。即ち、前記隙間(=上側アーマチャ室)内の圧力と下側アーマチャ室内の圧力との圧力差がアーマチャのコアから離れようとする動作を妨げるように働く。この点に関し、請求項1に記載の発明では、前述したように、アーマチャ本体に貫通形成された燃料通路は、下側通路口部の開口面積の方が上側通路口部の開口面積よりも大きく設定されている。換言すれば、この場合における燃料通路内への燃料の流入側となる下側通路口部の方が流出側となる上側通路口部よりも広く(開口面積が大きく)設定されている。そのため、燃料通路を介して下側アーマチャ室から上側アーマチャ室(=前記隙間)へ燃料が素早く流入し、前記圧力差を解消することで逆スクィーズ力を低減させる。従って、閉弁初期作動に遅れが生じることを回避でき、良好な閉弁応答性が確保される。 On the other hand, when the armature tries to move from the valve opening position to the valve closing position in order to cut off the fuel injection from inside the case, the armature (armature main body) has a slight gap. The existing fuel tries to exert a reverse squeeze force on the armature. In other words, the pressure difference between the pressure in the gap (= upper armature chamber) and the pressure in the lower armature chamber works to prevent an operation to leave the core of the armature. In this regard, in the first aspect of the present invention, as described above, the fuel passage formed through the armature body has a larger opening area at the lower passage opening than at the upper passage opening. Is set. In other words, in this case, the lower passage opening which is the inflow side of the fuel into the fuel passage is set wider (opening area is larger) than the upper passage opening which is the outflow side. Therefore, fuel quickly flows from the lower armature chamber to the upper armature chamber (= the gap) via the fuel passage, and the reverse squeeze force is reduced by eliminating the pressure difference. Therefore, it is possible to avoid a delay in the initial operation of closing the valve and to ensure a good valve closing response.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の燃料噴射弁において、前記アーマチャは、前記開弁時位置においてアーマチャ本体の上面部がコアの下面部に近接する構成とされ、前記燃料通路の上側通路口部は、前記アーマチャ本体における上面部のうち前記コアの下面部と対向する部分に開口形成されていることを要旨とする。そのため、請求項2に記載の発明では、燃料通路がアーマチャ本体の外縁部とケースの内面との間に形成されている場合に比して、開弁作動時及び閉弁作動時には、上側アーマチャ室と下側アーマチャ室との間における燃料の流動経路を短くすることができるため、良好な開弁応答性及び閉弁応答性が確保される。特に、閉弁初期には、コアと下面部とアーマチャ本体の上面部との間の僅かな隙間(=上側アーマチャ室)内に素早く燃料を流入させることができ、閉弁初期作動の遅れを回避できる。 According to a second aspect of the present invention, in the fuel injection valve according to the first aspect, the armature is configured such that the upper surface portion of the armature body is close to the lower surface portion of the core at the valve-opening position, and the fuel passage The upper passage opening is formed in an opening in a portion of the upper surface of the armature body that faces the lower surface of the core. Therefore, in the invention described in claim 2 , the upper armature chamber is more open during the valve opening operation and the valve closing operation than when the fuel passage is formed between the outer edge of the armature body and the inner surface of the case. Since the flow path of fuel between the lower armature chamber and the lower armature chamber can be shortened, good valve opening response and valve closing response are ensured. In particular, at the initial stage of valve closing, fuel can be quickly allowed to flow into a slight gap (= upper armature chamber) between the core, the lower surface portion, and the upper surface portion of the armature body, thereby avoiding delay in the initial valve closing operation. it can.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の燃料噴射弁において、前記燃料通路は、当該燃料通路の中途から上側の通路断面積を通路方向に沿った各位置において等しくなるように設定された第1通路部で構成される一方、その燃料通路の中途から下側が前記第1通路部に連続し且つ通路断面積を通路方向に沿った各位置において前記第1通路部よりも大きくなるように設定された第2通路部で構成されていることを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the fuel injection valve according to the first or second aspect , the fuel passage has an equal passage cross-sectional area from the middle of the fuel passage at each position along the passage direction. The first passage portion is configured to be configured so that the first passage portion is located at each position along the passage direction with a passage cross-sectional area continuing from the middle of the fuel passage to the first passage portion. The gist is that the second passage portion is set to be larger than the second passage portion.
そのため、請求項3に記載の発明では、開弁作動時には上側アーマチャ室から燃料が上側通路口部を介して第1通路部に流入し、この第1通路部で絞りをかけられることにより流速を遅くされた後、第2通路部へ流入する。そして、第2通路部内を流動する際には次第に流速を速められ、下側通路口部を介して下側アーマチャ室へ流出する。その一方、閉弁作動時(特に、閉弁初期)には下側アーマチャ室から燃料が下側通路口部を介して第2通路部に素早く流入し、この第2通路部から第1通路部へと流入する。そして、この第1通路部を通過する際に流速を若干遅くされた後、上側通路口部を介して上側アーマチャ室へ流出する。 Therefore, in the invention described in claim 3 , during the valve opening operation, the fuel flows from the upper armature chamber into the first passage portion through the upper passage opening, and the flow velocity is reduced by being throttled in the first passage portion. After being delayed, it flows into the second passage part. Then, when flowing in the second passage portion, the flow velocity is gradually increased and flows out to the lower armature chamber through the lower passage opening. On the other hand, when the valve is closed (particularly in the initial stage), the fuel quickly flows from the lower armature chamber into the second passage through the lower passage opening, and the first passage from the second passage. Flows into. Then, after passing through the first passage portion, the flow velocity is slightly reduced, and then flows out to the upper armature chamber through the upper passage opening.
請求項4に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の燃料噴射弁において、燃料通路は、上側通路口部から下側通路口部に向かうに連れて通路断面積が次第に大きくなるように設定されていることを要旨とする。従って、請求項4に記載の発明では、燃料通路を介して燃料が上側アーマチャ室から下側アーマチャ室へ流動する開弁作動時には上側通路口部が絞り作用を発揮する。その一方、燃料通路を介して燃料が下側アーマチャ室から上側アーマチャ室へ流動する閉弁作動時には特に閉弁初期において下側通路口部から燃料が素早く燃料通路内に流入した後、上側通路口部を介して上側アーマチャ室へ流出する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel injection valve according to the first or second aspect , the fuel passage gradually increases in cross-sectional area from the upper passage opening to the lower passage opening. The gist is that it is set as follows. Therefore, in the invention described in claim 4 , the upper passage port portion exerts a throttling action during the valve opening operation in which fuel flows from the upper armature chamber to the lower armature chamber through the fuel passage. On the other hand, during the valve closing operation in which the fuel flows from the lower armature chamber to the upper armature chamber through the fuel passage, the fuel flows into the fuel passage quickly from the lower passage opening, particularly in the initial valve closing, and then the upper passage opening. Flows out to the upper armature chamber.
以下、本発明をフェイスタイプの燃料噴射弁に具体化した一実施形態を図1〜図3に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の燃料噴射弁10は、略筒型のケース11を備えており、当該ケース11は、その下部側が小径部11aに形成されると共に、その上部側が大径部11bに形成されている。前記小径部11aの下端にはノズル12が内嵌されており、このノズル12の下端部(先端部)には燃料噴射孔12aがケース11外へ露出するように形成されている。一方、前記ケース11の大径部11b内には、円筒状をなすコア13が嵌合固定されており、当該コア13内には電磁コイル(ソレノイド)14が配設されている。また、コア13の中心部にはケース11内へ所定の燃料圧力の燃料Fを供給するための燃料供給口15が形成されると共に、この燃料供給口15に連通するようにコア13の下面部13a側から凹部16が形成されている。そして、この凹部16内には所定の付勢力を有するコイルスプリング17がコア13の下面部13aよりも下方へ延びるように設けられ、当該コイルスプリング17の下端部には高透磁率材料(例えば、鉄又はニッケル等)からなるアーマチャ18が支持固定されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a face-type fuel injection valve will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
前記アーマチャ18は、略円板状をなすアーマチャ本体19と、当該アーマチャ本体19の下側に鉛直下方へ延びるように連結されたニードル20とを備えている。アーマチャ本体19は、その上面部19aがコア13の下面部13aと略同一面積の平面形状に形成され、アーマチャ本体19の上面部19aとコア13の下面部13aとは互いに面接触可能な構成とされている。また、前記ニードル20の下端部は前記ノズル12内に挿入されている。従って、閉弁作動時には、前記電磁コイル14が消磁状態とされ、前記コイルスプリング17の付勢力によりアーマチャ18がコア13から所定距離だけ離間した下方位置(閉弁時位置)へ移動し、燃料噴射孔12aがニードル20の下端部により閉塞されるようになっている。その一方、開弁作動時には、前記電磁コイル14の励磁に応答してアーマチャ18がアーマチャ本体19の上面部19aをコア13の下面部13aに近接させる上方位置(開弁時位置)へ向けてコイルスプリング17の付勢力に抗して移動し、ニードル20を上方へ移動させることで燃料噴射孔12aを開放するようになっている。
The
また、図1はアーマチャ18が閉弁時位置にある状態を示したものであるが、同図に示すように、アーマチャ本体19は、ケース11内を燃料供給口15側となる上側アーマチャ室Aと燃料噴射孔12a側となる下側アーマチャ室Bとに区画する配置態様にて前記コイルスプリング17の下端部に支持されている。そして、アーマチャ本体19には、前記上側アーマチャ室Aと下側アーマチャ室Bとの間を連通する複数(図1には2つ図示)の燃料通路21が貫通形成されている。この燃料通路21は、開弁作動時及び閉弁作動時のアーマチャ18の移動に伴い上側アーマチャ室Aと下側アーマチャ室Bとの間で燃料Fが流動するのを許容するものであるが、上側アーマチャ室Aに臨む上側通路口部21aの開口面積の方が下側アーマチャ室Bに臨む下側通路口部21bの開口面積よりも小さくなるように設定されている。
FIG. 1 shows a state in which the
即ち、前記燃料通路21は、その中途から前記上側通路口部21aに連なる上側が、通路方向(鉛直方向)と直交する断面の通路断面積を通路方向に沿った各位置において等しくなるように設定された直状通路部(第1通路部)22により構成されている。また、その燃料通路21の中途から前記下側通路口部21bに連なる下側は、前記直状通路部22に連続し、且つ通路方向と直交する断面の通路断面積を通路方向に沿った各位置において前記直状通路部22よりも大きくなるように設定されたテーパ状通路部(第2通路部)23にて構成されている。そして、前記上側通路口部21aは、前記開弁時位置でコア13の下面部13aに面接触するように対向するアーマチャ本体19における上面部19aのうち当該アーマチャ本体19の外縁部19bよりも径方向において中心側寄り(内側寄り)の位置に開口形成されている。また、アーマチャ本体19の外縁部19bとケース11の内面11cの間には、前記燃料通路21と同様に、アーマチャ18の移動時に上側アーマチャ室Aと下側アーマチャ室Bとの間を燃料Fが流動することを許容するための僅かな間隙Sが形成されている。
In other words, the
そこで次に、上記のように構成された本実施形態の燃料噴射弁10の作用につき以下説明する。まず、開弁作動時の作用を説明し、続けて、閉弁作動時の作用を説明する。
さて、開弁作動の開始前(即ち、閉弁状態時)において、燃料噴射弁10は、アーマチャ本体19の上面部19aがコア13の下面部13aから離間し、ニードル20の下端部が燃料噴射孔12aを閉塞した図1に示す状態にある。そのため、ケース11内においてアーマチャ本体19よりも上側に位置する上側アーマチャ室A内には図2(a)に示すように燃料Fが滞留した状態となっている。いま、この状態から燃料噴射のために電磁コイル14が励磁されると、コア13にはコイルスプリング17による下方への付勢力よりも強い磁力(吸着力)が発生し、アーマチャ18(アーマチャ本体19、ニードル20)がコア13に接近するように上方へ向けて移動を開始する。
Next, the operation of the
Before the start of the valve opening operation (that is, when the valve is closed), the
すると、このアーマチャ18の上方への移動に伴い、上側アーマチャ室Aは上下方向の間隔が狭くなるため、当該上側アーマチャ室Aに滞留する燃料Fは、各燃料通路21から下側アーマチャ室Bに流動しようとする。しかし、この場合、各燃料通路21は、燃料Fの流入側となる上側通路口部21aの方が下側通路口部21bよりも狭い(開口面積が小さい)ため、上側通路口部21aを介して燃料通路21内へ流入する際に、絞りをかけられて流動速度がゆっくりになる。しかも、上側通路口部21aに連なる直状通路部22は、通路断面積が前記上側通路口部21aと同面積で、且つ通路方向に沿った各位置で等しくなるように設定されているため、前記燃料Fは、この直状通路部22を通過し終わるまで前記絞りをかけ続けられる。そして、前記直状通路部22を通過してテーパ状通路部23へ流入すると、前記燃料Fは流動速度が次第に速められて下側通路口部21bを介して燃料通路21から下側アーマチャ室Bへ流出する。
Then, as the
そのため、前記絞りをかけられている間は、上側アーマチャ室A内から燃料Fがなくならずに残留することになり、この残留する燃料Fがコア13とアーマチャ本体19との間でダンパー的な役割を果たす(即ち、スクィーズ力を発揮する。)。従って、この上側アーマチャ室A内に残留する燃料Fが燃料通路21を介して下側アーマチャ室Bへ流出し終わると、アーマチャ本体19がコア13に面接触(当接)するが、その際も、アーマチャ本体19の上面部19aはコア13の下面部13aに対して衝突することなく緩やかに面接触(当接)する。その結果、図3(a)に示すように、前記スクィーズ力が働かないとした場合には、アーマチャ本体19がコア13に激しく衝突して小刻みに上下動する所謂開弁バウンシングを招いてしまうが、本実施形態では、図3(c)に示すように、開弁作動時において、そのような開弁バウンシングが抑制される。
Therefore, while the throttle is applied, the fuel F does not disappear from the upper armature chamber A, and the remaining fuel F is a damper between the core 13 and the
その一方、アーマチャ本体19の上面部19aとコア13の下面部13aとが近接(本実施形態では面接触)した状態にある開弁時には、前記上面部19aと下面部13aとが密着しているため、その密着した隙間(=上側アーマチャ室A)内に存在する燃料Fがアーマチャ18に対して逆スクィーズ力を及ぼそうとする。即ち、前記隙間(=上側アーマチャ室A)内の圧力と下側アーマチャ室B内の圧力との圧力差が影響し、コイルスプリング17の付勢力でアーマチャ18がコア13から離れようとしても、その離間移動を妨げようとする。そのため、もし仮に、燃料通路21がアーマチャ本体19を上下方向に貫通する直状通路部のみから構成される場合には、図3(b)に示すように、このような逆スクィーズ力が働くことで、閉弁初期作動に遅れが生じてしまうという虞がある。
On the other hand, when the valve is opened when the
しかし、この点に関し、本実施形態における燃料通路21は、この場合に燃料Fの流入側となる下側通路口部21bの方が流出側となる上側通路口部21aの開口面積よりも広い(開口面積が大きい)構成とされている。そのため、図2(b)に示すように、下側アーマチャ室Bに滞留している燃料Fが、開口面積の大きい下側通路口部21bから燃料通路21内へ流入し易くなり、上側通路口部21aを介して上側アーマチャ室A(前記隙間)内へ素早く流入する。そして、この上側アーマチャ室A(前記隙間)内への素早い燃料Fの流入により前記圧力差を解消することで逆スクィーズ力を低減させる。従って、閉弁初期作動の遅れが生じることもなく、良好な閉弁応答性が確保される。また、アーマチャ18が下方移動する際には、前記燃料通路21の上側通路口部21aやアーマチャ本体19の外縁部19bとケース11の内面11cとの間の間隙Sへ回り込もうとする燃料Fから圧力を受けるために、そのアーマチャ18の下方への移動速度も緩和される。従って、ノズル12の燃料噴射孔12aを閉塞するように前記ニードル20がノズル12に接触する際にも、緩やかに接触することになり、図3(c)に示すように、閉弁作動時における所謂閉弁バウンシングも抑制される。
However, in this regard, the
ところで、前記燃料Fは、温度が高いときには粘性が低くなり燃料通路21内を流動し易い一方、温度が低いときには粘性が高くなって燃料通路21内を流動し難いという温度ロバスト性を有している。そのため、もし仮に、燃料通路21がアーマチャ本体19を上下方向に貫通する直状通路部のみから構成される場合には、図3(b)に破線で示すように、温度変化に伴って閉弁ばらつきが生じて閉弁応答性が不確かになる。しかし、本実施形態の場合には、前述したように、下側通路口部21bの開口面積の方が上側通路口部21aの開口面積よりも大きく設定されているため、たとえ温度変化により燃料Fの粘性が変化しても、当該燃料Fの燃料通路21内への流入態様に大きな変動も生じない。従って、図3(c)に示すように、閉弁応答性のばらつきが解消される。
By the way, the fuel F has a temperature robustness such that when the temperature is high, the viscosity is low and the fuel F tends to flow in the
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)開弁作動時にアーマチャ18がコア13に向けて移動する際には、アーマチャ本体19の上面部19aとコア13の下面部13aとの間の上側アーマチャ室Aに燃料Fが長時間に亘り残留することになり、この残留した燃料Fがアーマチャ18とコア13が強く衝突するのを妨げるダンパー的な役割を果たす。即ち、いわゆるスクィーズ力を発揮する。従って、アーマチャ18がコア13に衝突して小刻みに上下動する所謂開弁バウンシングの発生を抑制でき、アーマチャ18の耐久性向上を図ることができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the
(2)閉弁作動時(特に閉弁初期)には互いに近接(本実施形態では面接触)するコア13の下面部13aとアーマチャ本体19の上面部19aとの間の僅かな隙間内に介在する燃料Fがアーマチャ18のコア13からの離間移動を妨げようとする逆スクィーズ力を発揮する。しかし、この場合における燃料通路21の流入側となる下側通路口部21bの開口面積の方が流出側となる上側通路口部21aの開口面積よりも大きく設定され、下側アーマチャ室Bから燃料通路21内へ燃料Fが素早く流入するため、前記逆スクィーズ力が迅速に解消される。従って、閉弁初期作動に遅れが生じることを防止でき、良好な閉弁応答性を確保することができる。
(2) During valve closing operation (particularly in the initial stage of valve closing), it is interposed in a slight gap between the
(3)また、閉弁作動時において温度変化により燃料Fの粘性が変化した場合でも、燃料通路21は下側通路口部21bの開口面積の方が上側通路口部21aの開口面積よりも大きく設定されているため、燃料Fの燃料通路21内への流入態様に大きな変動が生じることもない。従って、どのような温度環境下においてもばらつきのない閉弁応答性を確保することができる。
(3) Even when the viscosity of the fuel F changes due to temperature change during the valve closing operation, the opening area of the
(4)また、開弁作動時に上側アーマチャ室Aに残留する燃料Fを下側アーマチャ室Bへ流出させる際には、燃料通路21の上側通路口部21aがアーマチャ本体19の外縁部19bよりも径方向の内側寄りに開口形成されているため、上側アーマチャ室A内から迅速に燃料Fを流出させることができる。従って、例えば、燃料通路21がアーマチャ本体19の外縁部19bとケース11の内面11cとの間の間隙Sのみにより構成されている場合よりも、開弁応答性を向上することができる。
(4) When the fuel F remaining in the upper armature chamber A during the valve opening operation is allowed to flow out to the lower armature chamber B, the upper
(5)また、燃料通路21の上側通路口部21a及び下側通路口部21bは、いずれも直状通路部22の開口部及びテーパ状通路部23の開口部であり、それらの開口縁がエッジ状になっていないので、破損や欠けが生じる虞を少なくすることができる。
(5) The upper passage opening 21a and the
(6)また、開弁作動時において燃料Fが上側通路口部21aに連なる直状通路部22を通過する間は当該燃料Fに絞りをかけ続けることができるので、前記スクィーズ力を適度に維持することができる。
(6) Since the fuel F can continue to be throttled while the fuel F passes through the
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態(別例)に変更してもよい。
・ 上記実施形態において、燃料通路21は、図4(a)に示すように、上側通路口部21aから下側通路口部21bに向かうに連れて通路方向と直交する断面の通路断面積が次第に大きくなるように設定された下側ほど拡開するテーパ状の通路(上記実施形態のテーパ状通路部23と同じ形態)の通路構成としてもよい。このように構成した場合も、上記実施形態の前記(1)〜(5)と同様の効果を得ることができる。
The above embodiment may be changed to another embodiment (another example) as follows.
-In the said embodiment, as shown to Fig.4 (a), as for the
・ 上記実施形態において、燃料通路21は、図4(b)に示すように、上側通路口部21aに連なる第1通路部(22)に連続して当該第1通路部よりも通路断面積が大きく設定された直状の第2通路部(23)を下側通路口部21bに連なるように設けた段付き通路構成としてもよい。このように構成した場合も、上記実施形態の前記(1)〜(6)と同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 4B, the
・ 上記実施形態において、燃料通路21は、図4(c)に示すように、上側通路口部21aから下方へ通路断面積が等しい複数の通路が分岐した通路構成としてもよい。このように構成した場合にも、下側通路口部21bが上側通路口部21aよりも多くなる結果、下側通路口部21bの開口面積合計の方が上側通路口部21aの開口面積よりも大きくなり、上記実施形態の前記(1)〜(6)と同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 4C, the
・ 上記実施形態において、アーマチャ本体19に燃料通路21を貫通形成することなく、図5(a)に示すように、アーマチャ本体19の外縁部19bとケース11の内面11cとの間の間隙のみを燃料通路21にしてもよい。この場合、ケース11の内面11cを下側ほどアーマチャ本体19の外縁部19bとの間隙が大きくなるようにすれば、その燃料通路21は、下側通路口部21bの方が上側通路口部21aよりも開口面積が大きなものとなり、上記実施形態の前記(1)〜(3)と同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, without forming the
・ 上記実施形態において、図5(b)に示すように、アーマチャ本体19の外縁部19bとケース11の内面11cとの間の間隙のみを燃料通路21にした場合、アーマチャ本体19の外縁部19bを下側ほど径方向の内側に向かうテーパ状の周面構成にしてもよい。このように構成した場合も、上記実施形態の前記(1)〜(3)と同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 5B, when only the gap between the
・ 上記実施形態において、燃料通路21は、アーマチャ本体19の外縁部19bに外周面側から切欠溝を形成すると共に、当該切欠溝の上側溝口部よりも下側溝口部の方が口部が大きくなるようにし、そのように形成した切欠溝で燃料通路21を構成してもよい。
In the above embodiment, the
10…燃料噴射弁、11…ケース、11c…内面、13…コア、13a…下面部、14…電磁コイル、18…アーマチャ、19…アーマチャ本体、19a…上面部、19b…外縁部、21…燃料通路、21a…上側通路口部、21b…下側通路口部、22…第1通路部としての直状通路部、23…第2通路部としてのテーパ状通路部、A…上側アーマチャ室、B…下側アーマチャ室、F…燃料。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記アーマチャは、前記コアの下方でケース内を上側アーマチャ室と下側アーマチャ室に区画するアーマチャ本体を有し、当該アーマチャ本体に、上側アーマチャ室と下側アーマチャ室とを連通する燃料通路を貫通形成すると共に、当該燃料通路の下側アーマチャ室に臨む下側通路口部の開口面積を上側アーマチャ室に臨む上側通路口部の開口面積よりも大きく設定したことを特徴とする燃料噴射弁。 A core having an electromagnetic coil is fixed in a case to which fuel is supplied, and an armature that moves in response to the excitation of the electromagnetic coil is disposed below the core in the case, and the armature has a predetermined distance from the core. In a fuel injection valve configured to inject fuel from within the case when the valve is moved from a valve-closed position spaced apart only toward a valve-opened position close to the core,
The armature has an armature main body that divides the inside of the case into an upper armature chamber and a lower armature chamber below the core, and penetrates a fuel passage that communicates the upper armature chamber and the lower armature chamber to the armature main body. A fuel injection valve characterized in that the opening area of the lower passage opening facing the lower armature chamber of the fuel passage is set larger than the opening area of the upper passage opening facing the upper armature chamber.
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