JP4226478B2 - 強磁性コイルボビンを有する燃料噴射器 - Google Patents

強磁性コイルボビンを有する燃料噴射器 Download PDF

Info

Publication number
JP4226478B2
JP4226478B2 JP2003560378A JP2003560378A JP4226478B2 JP 4226478 B2 JP4226478 B2 JP 4226478B2 JP 2003560378 A JP2003560378 A JP 2003560378A JP 2003560378 A JP2003560378 A JP 2003560378A JP 4226478 B2 JP4226478 B2 JP 4226478B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel injector
ferromagnetic
tube
pole piece
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003560378A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005515347A (ja
Inventor
デミアー,シムズ,ビイ
マクファーランド,ロバート
バルガツ,デニス
Original Assignee
シーメンス ヴィディーオー オートモティヴ コーポレイション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シーメンス ヴィディーオー オートモティヴ コーポレイション filed Critical シーメンス ヴィディーオー オートモティヴ コーポレイション
Publication of JP2005515347A publication Critical patent/JP2005515347A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4226478B2 publication Critical patent/JP4226478B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0667Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature acting as a valve or having a short valve body attached thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/005Arrangement of electrical wires and connections, e.g. wire harness, sockets, plugs; Arrangement of electronic control circuits in or on fuel injection apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0614Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of electromagnets or fixed armature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0671Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
    • F02M51/0682Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the body being hollow and its interior communicating with the fuel flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/166Selection of particular materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607Armatures entering the winding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S239/00Fluid sprinkling, spraying, and diffusing
    • Y10S239/90Electromagnetically actuated fuel injector having ball and seat type valve

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

公知の燃料噴射システムの実例は、噴射器により、内燃機関で燃焼すべき燃料を散布すると思われる。また、散布される燃料はエンジン速度、エンジン負荷、エンジン排出物などのような多数のエンジンパラメータに従ってその量を変化させると思われる。
公知の電子式燃料噴射システムの実例は、少なくとも1つのエンジンパラメータをモニターして噴射器を電気的に作動することにより燃料を散布すると思われる。公知の噴射器の実例は、弁を作動するために電磁コイル、圧電気素子または磁歪材料を使用すると思われる。
公知の噴射器のかかる実例には多数の問題点があると思われる。公知の噴射器の実例は、多数の気密シールを含む複数のコンポーネントを必要とすると思われる。また、噴射器の実例は最適化された磁束回路を提供しないと思われる。
発明の概要
本発明によると、燃料噴射器は、弁組立体と、磁界を弁組立体の作用エアギャップの方へ集中させる弁アクチュエータ組立体とを備えることができる。本発明の一実施例によると、弁アクチュエータ組立体は、作用エアギャップに隣接する強磁性部分を有するハウジングを備えることができる。強磁性部分は、燃料噴射器の縦軸に沿って作用エアギャップの方へ延びることができる。強磁性部分は、燃料噴射器の縦軸に関して作用エアギャップの両側からその作用エアギャップの方へ延びる。
本発明は、内燃機関に用いる燃料噴射器を提供する。燃料噴射器は、管組立体、アーマチャー組立体、作用エアギャップ、コイル及びハウジングを備えることができる。管組立体は縦軸を有し、第1の端部及び第2の端部を有する非磁性管、及び第1と第2の端部の間の非磁性管内に位置する極片より成る。アーマチャー組立体は、極片と第1の端部の間の管組立体内に位置し、極片から離れる方向に偏倚された端面を有する。作用エアギャップは、端面が極片から離れる方向に偏倚されると、端面と極片を分離する。コイルは、電源に接続可能であり、アーマチャー組立体に対する弾性偏倚に抗して端面を極片の方へ変位させるように作動可能である。ハウジングは、作用エアギャップに隣接し、コイルを管組立体上で支持する。ハウジングはコイルの周りを取り囲み、コイルと非磁性管の間を延びる強磁性の内壁を有し、強磁性の内壁は縦軸に平行に測定してコイルの長さより実質的に小さい幅を有する開口を備えている。
本発明は、さらに、内燃機関に用いる燃料噴射器を提供する。燃料噴射器は、薄壁の管体、極片、アーマチャー、スリーブ、ボビン、電気コイルを有する。薄壁の管体は、第1の端部、第2の端部及び縦軸を有する。極片は、第1と第2の端部間で管体内に位置する。アーマチャーは、管体内に位置し、縦軸に沿って極片から作用エアギャップだけ離隔している。アーマチャーは、極片から離れる方向に調整自在に偏倚される。ボビンは、スリーブ内に挿入され、作用ギャップの各側の管体の外側表面と係合する強磁性部分を有する。電気コイルは、ボビン上に装着され、電源に接続可能であり、アーマチャーに対する偏倚力に抗して極片に関してアーマチャーを偏倚させるように作動可能である。
本発明は、また、燃料噴射器の組立て方法を提供する。この方法は、管組立体を用意し、アーマチャー組立体を用意し、端面が極片から離れる方向に偏倚されると、端面と極片を分離させて作用エアギャップを形成し、ハウジングを用意し、コイルをハウジング内に配置し、非磁性管の強磁性の内壁をコイルと非磁性管の間に位置決めし、ハウジングを作用エアギャップに隣接して配置し、ハウジングを管組立体に固定するステップより成る。管組立体は、縦軸を有し、第1の端部及び第2の端部を有する非磁性管、及び第1と第2の端部の間の非磁性管内に位置する極片より成る。アーマチャー組立体は、極片と第1の端部の間の管組立体内に位置し、極片から離れる方向に偏倚された端面を有する。ハウジングは、縦軸に平行に測定してコイルの長さより実質的に小さい幅を有する開口を備えた強磁性の内壁を有する。コイルは、電源に接続可能でアーマチャー組立体に対する弾性偏倚に抗して端面を極片の方へ変位させるように作動可能である。
図1を参照して、ソレノイド作動型燃料噴射器10は、内燃機関(図示せず)で燃焼すべき燃料を散布する。燃料噴射器10は、第1の噴射器端部12と第2の噴射器端部14との間を縦軸A−Aに沿って延び、弁組立体16と、弁アクチュエータ組立体18とを有する。弁組立体16は、流体取り扱い機能、例えば、燃料流路を画定し、噴射器10を介する燃料の流れを阻止する機能を有する。弁アクチュエータ組立体18は、電気的機能、例えば、電気信号を噴射器10を介して燃料を流す駆動力に変換する機能を有する。
弁組立体16は、縦軸A−Aに沿って第1の端部20と第2の端部22との間を延びる管組立体を備えることができる。第1の端部20及び第2の端部22は、噴射器の第1の端部12及び第2の端部14に対応する。図1は、両方の実施例に共通の部品を同じ参照番号で示す弁組立体の2つの実施例を示す。
管組立体は少なくとも非磁性管24と極片28とを有する。非磁性管24は、管組立体の第1の端部20から第2の端部22へ延びるのが好ましい。
非磁性管24は、高圧燃料が流れる薄壁の圧力容器を形成する。非磁性管24の厚さは、少なくとも10バールの通常作動圧力に耐えると同時に磁束に対するリラクタンスが最小となるように最適化することができる。非磁性管24の厚さを決定する他のファクターとして、振動力及び着脱時にかかる力の最大値を含めることができる。非磁性管24は、例えば、300シリーズのオーステナイト系ステンレス鋼のような非磁性ステンレス鋼またはそれと実質的に等価の構造的及び磁気的特性を示す他の任意適当な材料を含むことができる。非磁性管24は深絞り加工または圧延加工により形成可能である。極片28は強磁性材料を含むことが可能であり、非磁性管の内部に圧力嵌め、圧着、普通の溶接、摩擦溶接、または好ましくはレーザー溶接により固定される。極片28は、第1の端部20と第2の端部22との間に配置される。非磁性管24は、Oリング32を保持するために入口端部で押し広げてもよい。
非磁性管24を極片28とは別個に形成することにより、組立プロセス時に異なる長さの非磁性管24を用いることにより異なる長さの噴射器を製造することが可能である。公知の噴射器では、極片28の長さは固定的であり、噴射器の長さは作動条件に応じて変えるのが好ましい。非磁性管24を別個に形成すると、同じサイズの極片28及び以下に説明する他の内部コンポーネントと異なる長さの非磁性管とをモジューラー式で組み立てることが可能になる。このモジューラー式組立てにより、製造者が性能及び他の基準の範囲を満足するためにサイズが多様な噴射器を製造する場合、部品点数、組立ての複雑さ及び製造コストを減少することができる。
弁座34、34´は管組立体の第1の端部20に固定される。弁座34、34´は燃料噴射器の縦軸A−Aを中心とする開口を有し、この開口を介して燃料が内燃機関(図示せず)へ流入する。弁座34、34´はその開口を取り囲む密封表面を有する。密封表面は円錐台形または凹面状であり、仕上げ表面を備えることができる。図1の右半分で示すように、オリフィスディスク(番号なし)を、溶接または他の公知の固着法により弁座34の下側表面36に固着することができる。図1の左半分に示す実施例では、オリフィスディスク(番号なし)は弁座34´とバックアップワッシャ36´との間に挿入される。オリフィスディスクは、サイズ及び方向が正確に決定された少なくとも1つのオリフィスを有し、特定の燃料スプレーパターンを得ることができる。
強磁性アーマチャー38、38´は管組立体内に位置する。アーマチャー38、38´の一方の端部は計量部材に接続されている。図1の右半分は球弁40として実現される計量部材を示す。図1の左半分はニードル弁40´として実現される計量弁を示す。アーマチャー38、38´は、管組立体内で極片28に対向する。計量部材40、40´は、弁座34、34´及びその密封表面に関して可動である。計量部材40、40´は、図1に示す閉位置と、開位置(図示せず)との間で可動である。閉位置では、計量部材40、40´は密封表面と密接係合して開口を介する燃料流を阻止する。開位置において、計量部材40、40´は弁座34、34´から離隔するため、燃料は開口を流れることができる。
1つの軸方向に延びる少なくとも通路42、42´と、アーマチャー38、38´の壁を貫通する少なくとも1つの開口44、44´は、アーマチャー38、38´を介して燃料を流すことができる。図1の右側のアーマチャー38については、開口44は任意の形状でよく、好ましくは非円形、例えば、軸方向に細長いものであり、それにより気泡が容易に通過できる。例えば、シートを実質的に管体に圧延して形成される別個の中間部分46については、開口44は圧延シートの非当接端縁部間に形成された軸方向に延びるスリットでよい。あるいは、アーマチャー38を深絞り加工により形成してもよい。開口44、44´は、少なくとも1つの通路42、42´へ流体を連通させる。従って、開位置では、燃料は通路42、42´から開口44、44´を通り、計量部材44、44´の周りを流れて、開口から内燃機関(図示せず)へ送られる。
管組立体内にある弾性部材48は、アーマチャー38、38´を弁座34、34´の方へ偏倚させる。調整管50もまた管組立体内に配置するとよい。調整管50は、管組立体の第1の端部20と第2の端部22との間に位置する。調整管50は弾性部材48と係合し、管組立体に関して弾性部材48の偏倚力を調整する。詳述すると、調整管50は、弁アクチュエータ組立体18が脱勢されると弾性部材48が反作用して噴射器の弁を閉じるための反作用部材を提供する。調整管50の位置は、その外側表面と非磁性管24の内側表面との間の締り嵌めにより非磁性管24に関して保持することができる。従って、非磁性管24に関する調整管50の位置に基づいて、計量部材40、40´の所定の動的特性を設定することができる。
弁組立体16は、以下のように組立てることができる。予め組立てたアーマチャー38、38´、計量部材40、40´及び中間部分42、42´を第2の端部22から軸A−Aに沿って挿入する。その後、極片28を第2の端部22から軸A−Aに沿って挿入し、以下に述べるように所望の作用エアギャップ82が形成されるように位置決めする。極片28は、摩擦溶接、レーザー溶接及び、好ましくは仮付け溶接のような公知の固着技術により非磁性管24に固定する。その後、弾性部材48及び調整管50を第2の端部22から軸A−Aに沿って挿入する。調整管50を軸A−Aに沿い非磁性管24に関して位置決めすることにより、弾性部材の動的特性を調整する。例えば、アーマチャー38、38´が噴射パルス時に浮き上がったり跳ねたりしないように調整する。その後、弁座34、34´を第1の端部20から軸A−Aに沿って挿入し、圧着、摩擦溶接、普通の溶接、好ましくはレーザー溶接のような公知の固着法により非磁性管24に固着する。
図1−3を参照して、弁アクチュエータ組立体18は、ボビン52、少なくとも1つの電気端子54(図2)、円筒形ハウジング56及びワイヤーコイル58を備えることができる。ボビン52は、第1の強磁性部材60、第2の強磁性部材62及び第1と第2の強磁性部材60、62を接続するプラスチック部材64を有する。ワイヤーコイル58は、ボビン52上に支持された電気接点63(図2)に電気接続されている。ワイヤーコイル58は、付勢されると磁束(図3の磁束線Mで略示)を発生するが、この磁束によりアーマチャー38、38´が開位置の方へ移動するため燃料が開口を流れることができる。ワイヤーコイル58を脱勢すると、弾性部材48がアーマチャー38、38´を閉位置に戻すため燃料の流れが遮断される。各電気端子54は、ワイヤーコイル52のそれぞれの電気接点68と電気的に接触する。図2に示すように、好ましい実施例は2つの電気端子54と2つの電気接点63とを有する。
図1及び3は第1及び第2の強磁性部材60、62を示すが、これらの部材はそれぞれ強磁性フランジ66、68と強磁性軸方向延長部70、72とを備えている。強磁性フランジ66、68は非磁性管24と円筒形ハウジング56との間を延びる。図3に示すように、第1の強磁性部材60の強磁性フランジ66の一部には、電気接点63の支持部材74を収容するための凹部が形成されている。好ましい実施例において、電気接点の支持部材74はプラスチック部材64と一体的に形成されている。強磁性軸方向延長部70、72は、強磁性フランジ66、68から縦軸A−Aの方向において互いに近づくように延びるが、プラスチック部材64が貫通する開口により互いに分離されている。プラスチック部材64が貫通する開口の長さはワイヤーコイル58の長さより実質的に小さいが、これらは共に縦軸A−Aに沿って測定したものである。好ましい実施例において、第1及び第2の強磁性部材60、62は、縦軸A−Aの方向にワイヤーコイル58を中心として対称配置されている。
プラスチック部材64は、非磁性管24に隣接する内壁76と、円筒形ハウジング56に隣接する外壁78とを備えることができる。強磁性軸方向延長部70と72との間の開口内を延びるように、リング80を内壁の上に形成してもよい。あるいは、内壁76の一部及び/またはリング80を亜鉛のような他の非磁性材料で形成してもよい。
好ましい実施例において、円筒形ハウジング56は強磁性フランジ66、68の外側端部において第1と第2の強磁性部材60、62を接続する。かくして、ボビン52はワイヤーコイル58を収容しそれを支持する強磁性ハウジングを提供する。強磁性軸方向延長部70、72と、それらの間の開口を貫通するプラスチック部材64のリング80とは、強磁性ハウジングの内壁を提供する。
強磁性ハウジングの他の可能な構成は、離隔してその間に開口を形成する2つの円筒形ハウジングにより強磁性軸方向延長部70、72を形成し、それぞれの円筒形ハウジング56の方へ延びるように該円筒形ハウジング上に強磁性フランジ60、68を形成したものがある。さらに別の構成として、強磁性フランジ66、68をそれぞれ、外側円筒形ハウジングとそれぞれの内側円筒形ハウジングとの間に接続した別個のディスクにより形成し、外側円筒形ハウジングが強磁性フランジ及び2つの内側円筒形ハウジングの周りを延びるように形成したものがある。
磁束帰還路を提供する円筒形ハウジング56は、一般的に、ボビン52及びワイヤーコイル58の外面を取り囲む強磁性円筒部材を備えるようにしてもよい。図2に示すように、円筒形ハウジング56は、ワイヤーコイル58の脱勢時に生じる可能性のある渦電流をなくすためのスロット、孔部65または他の特徴部分を備えることができる。さらに、円筒形ハウジング56の周面に切り込んだ(または凹部として形成した)端縁部67を設けてボビン52の電気接点支持部材74(図1)を取り付けるための浮き上がり部を提供することができる。
弁アクチュエータ18は以下のように構成可能である。プラスチック部材64は、電気接点63と第1及び第2の強磁性部材60、62とをインサート成形することにより形成する。ワイヤーコイル58は、プラスチック部材64上に巻き付けて、電気接点64で終端させる。これによりボビン52が完成する。その後、円筒形ハウジング56をボビン52の上に配置する。電気端子54を予め曲げて適当な形状にした後、ろう付け、はんだ付け、溶接、または、好ましくは抵抗溶接によりそれぞれの電気接点63に電気接続する。別法として、電気端子54を電気接点63に一体的に形成してもよい。
弾性部材48は、常態で、アーマチャー38、38´を極片28から離れる方向に偏倚させることにより、アーマチャー38、38´と極片28との間に作用エアギャップ82を形成する。ボビン52は、作用エアギャップ82が縦軸A−Aの方向においてワイヤーコイル58の端部間に存在するように非磁性管24に沿って配置する。好ましい実施例では、ボビン52は、作用エアギャップ82が2つの強磁性軸方向延長部70と72との間でワイヤーコイルの中心に来るように、また、リング80が作用エアギャップ82に隣接するように、非磁性管24に沿って配置される。
動作について説明すると、ワイヤーコイル58は、付勢されると、磁気回路に磁束M(図3)を発生させる。磁束は、アーマチャー38、38´を縦軸A−Aに沿って極片28の方へ移動させることにより作動エアギャップ82を閉じる。アーマチャー38、38´のこの運動により計量部材40、40´が弁座34、34´から離れるため、燃料は非磁性管24、通路42、42´、開口44、44´、弁座34、34´と計量部材40、40´を通り、最終的にオリフィスディスク(番号なし)の開口を通って内燃機関(図示せず)へ流入できるようになる。ワイヤーコイル58が脱勢されると、アーマチャー38、38´は弾性部材48の偏倚力により極片28から離れる方向に移動するため、作用エアギャップ82が再び形成され、計量部材40、40´が弁座34、34´と密接係合して、噴射器10を介する燃料の流れを停止する。
好ましい実施例によると、ワイヤーコイル58が発生させる磁束Mは、極片28、作用エアギャップ82、強磁性軸方向延長部70、72、強磁性フランジ66、68及び円筒形ハウジング56を含む回路を流れる。軸方向延長部70、72は、磁束が非磁性管24を横切る面積を増加させる。その結果、非磁性管24の非磁性的性質による磁気リラクタンスの有害な影響が最小限に抑えられる。本発明の別の利点として、作用エアギャップ82に対する強磁性軸方向延長部70、72とリング80の相対的位置により磁束Mが作用エアギャップ82の方へ集中することがある。
作用エアギャップ82をワイヤーコイル58の内部に位置させることにより得られる別の利点は、ワイヤーコイル58に必要な巻数を減少できることである。使用するワイヤー量のコスト削減が可能であるだけでなく、所要の磁束Mを発生させるエネルギーが少なくなり、ワイヤーコイル58で発生する熱が減少する(この熱は噴射器の一貫した動作を確保するために放散させねばならない)。
完成した弁組立体16を完成した弁アクチュエータ組立体18に挿入することができる。かくして、噴射器10は、組立てて、別個にテストした後、接続して噴射器10にすることのできる2つのモジューラー副組立体により構成可能である。弁組立体16と弁アクチュエータ組立体18とは、接着剤、溶接または他の等価的固着法により固定できる。
弁アクチュエータ組立体18は、非磁性管24を介する流体通路の外側に位置するため、乾いた弁アクチュエータ組立体が得られる。従って、弁アクチュエータ組立体と弁組立体との間には気密シールが不要であり、燃料噴射器10の完成に必要な部品点数が減少する。
弁アクチュエータ組立体18を弁組立体16に一旦係合した後、オーバーモールド84により弁組立体16と弁アクチュエータ組立体18とを包み込む。オーバーモールド84は、弁組立体16に対する弁アクチュエータ組立体18の相対的方向及び位置を維持する。図1に示すように、オーバーモールド84はまた、電気端子54の一部が露出し電気ハーネスコネクタ部分86を形成する。電気端子54と電気ハーネスコネクタ部分86とは係合用コネクタ、例えば、車両ワイヤーハーネスの一部(図示せず)に係合するため、ワイヤーコイル58の付勢用電源(図示せず)への噴射器10の接続が容易になる。好ましい実施例において、オーバーモールドは射出成形プラスチックにより形成される。オーバーモールド84はまた、噴射器の構造用ケースを提供し、所定の電気絶縁性質と断熱特性を与える。別法として、アクチュエータ組立体を弁組立体16に固定する前にオーバーモールド80を弁アクチュエータ組立体18の上に形成することも可能である。その後、弁組立体16を予め組み立てた弁アクチュエータ組立体18とオーバーモールド84とに挿入してもよい。
噴射器の第2の端部14は、燃料供給用燃料レール(図示せず)と流体連通関係にする必要がある。Oリング32、88(図1)を用いて、噴射器の第2の端部14を燃料レール(図示せず)に密封し、噴射器の第1の端部12の所にある噴射器10と内燃機関(図示せず)との間の接続部に流体が漏れないシールを提供することができる。
本発明をある特定の実施例に関連して説明したが、頭書の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱することなく多数の変形例及び設計変更が可能である。従って、本発明は記載した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の文言及びその均等物により決まる全範囲を有するものである。
本発明の燃料噴射器の断面図である。 図1に示す燃料噴射器の一部の展開図である。 図1に示す燃料噴射器の一部の断面図である。

Claims (20)

  1. 内燃機関用燃料噴射器であって、
    縦軸を有し、第1の端部及び第2の端部を有する非磁性管、及び非磁性管内に位置する極片より成る管組立体と、
    極片と第1の端部の間の管組立体内に位置し、極片から離れる方向に弾性偏倚された端面を有するアーマチャー組立体と、
    端面が極片から離れる方向に偏倚されると、端面と極片を分離する作用エアギャップと、
    電源に接続可能であり、アーマチャー組立体に対する弾性偏倚に抗して端面を極片の方へ変位させるように作動可能なコイルと、
    作用エアギャップに隣接し、コイルを管組立体上で支持するハウジングとより成り、
    該ハウジングは、
    コイルの周りを取り囲み、コイルと非磁性管の間を延びる強磁性の内壁を有し、強磁性の内壁は縦軸に平行に測定してコイルの長さより小さい幅を有する開口を備えていると共に、
    強磁性の内壁から離れる方向に延びる第1及び第2のフランジと、
    両フランジ間を延びる環状壁部と、
    第1及び第2のフランジを実質的に取り囲む円筒部材とより成り、
    環状壁部は強磁性の内壁と開口内に延びる非磁性突出部とを有する
    燃料噴射器。
  2. ハウジングは、縦軸に沿い作用エアギャップを中心として配置されている請求項1の燃料噴射器。
  3. 極片は環状壁部を有し、
    アーマチャー組立体はさらに環状壁部を備えた強磁性部材を有し、
    強磁性の内壁は環状であり、
    非磁性管は極片、環状の強磁性部材及び強磁性の内壁のいずれの環状壁部よりも薄い環状壁部を有する請求項1の燃料噴射器。
  4. ハウジングは、縦軸に沿って第1の端面、第2の端面及び中心を有し、作用エアギャップはハウジングの第1及び第2の端面よりハウジングの中心に近い所に位置する請求項3の燃料噴射器。
  5. 強磁性の内壁は、互いに近づく方向に、また第1及び第2のフランジから離れる方向に向いた第1及び第2の強磁性延長部を有する請求項1の燃料噴射器。
  6. 第1及び第2の強磁性延長部は非磁性管の縦軸に沿って延びる請求項5の燃料噴射器。
  7. 強磁性延長部の縦方向断面積は、強磁性延長部に隣接する非磁性管の縦方向断面積よりも大きい請求項6の燃料噴射器。
  8. 非磁性管は外側表面を有し、ボビンの上方及び下方部分の管状部分は非磁性管の外側表面と係合する請求項の燃料噴射器。
  9. コイルは電源により付勢されると磁束回路を形成し、磁束回路は強磁性延長部が係合する非磁性管部分に沿って、非磁性管の外部にある請求項の燃料噴射器。
  10. コイルは電源により付勢されると磁束回路を形成し、磁束回路は強磁性延長部に沿って延びる請求項の燃料噴射器。
  11. 強磁性の内壁の開口は、縦軸に沿う作用エアギャップと整列関係にある請求項の燃料噴射器。
  12. 前記開口は縦軸に沿う作用エアギャップの中心に位置する請求項11の燃料噴射器。
  13. 非磁性管の長さは、縦軸に沿って測定した燃料噴射器の全長に等しい請求項の燃料噴射器。
  14. 非磁性管は均質である請求項13の燃料噴射器。
  15. ハウジングはさらに、
    環状スリーブと、
    環状スリーブ内に挿入したボビンとを有し、
    ボビンは、
    半径方向フランジ及び軸方向延長部を有する第1の環状部材と、
    半径方向フランジ及び軸方向延長部を有する第2の環状部材とを備えており、第2の環状部材は第1の環状部材と同心関係にあり、
    軸方向延長部は互いに近づく方向に延びて開口により分離される請求項の燃料噴射器。
  16. ボビンはさらに、コイルを収容し半径方向フランジ間に接続された環状ケーシングを有し、環状ケーシングは開口内に延びる環状突出部を有する請求項15の燃料噴射器。
  17. 強磁性の内壁は軸方向延長部を有し、半径方向フランジは強磁性であり、環状突出部は非磁性である請求項16の燃料噴射器。
  18. 環状突出部は縦軸に沿って作用エアギャップの中心に位置する請求項16の燃料噴射器。
  19. 請求項1記載の内燃機関用燃料噴射器であって、
    第1の端部、第2の端部及び縦軸を有する管体を備えた燃料噴射器。
  20. 請求項1記載の内燃機関用燃料噴射器の組立方法であって、
    縦軸を有し、第1の端部及び第2の端部を有する非磁性管、及び第1と第2の端部の間の非磁性管内に位置する極片より成る管組立体を用意し、
    極片と第1の端部の間の管組立体内に位置し、極片から離れる方向に弾性偏倚された端面を有するアーマチャー組立体を用意し、
    端面が極片から離れる方向に偏倚されると、端面と極片を分離させて作用エアギャップを形成し、
    縦軸に平行に測定してコイルの長さより実質的に小さい幅を有する開口を備えた強磁性の内壁を有するハウジングを用意し、
    ハウジング内に、電源に接続可能でアーマチャー組立体に対する弾性偏倚に抗して端面を極片の方へ変位させるように作動可能なコイルを配置し、
    非磁性管の強磁性の内壁をコイルと非磁性管の間に位置決めし、
    ハウジングを作用エアギャップに隣接して配置し、
    ハウジングを管組立体に固定するステップより成る燃料噴射器の組立方法
JP2003560378A 2002-01-08 2002-12-18 強磁性コイルボビンを有する燃料噴射器 Expired - Fee Related JP4226478B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/038,623 US6851622B2 (en) 2002-01-08 2002-01-08 Fuel injector having a ferromagnetic coil bobbin
PCT/US2002/040560 WO2003060315A1 (en) 2002-01-08 2002-12-18 Fuel injector having a ferromagnetic coil bobbin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005515347A JP2005515347A (ja) 2005-05-26
JP4226478B2 true JP4226478B2 (ja) 2009-02-18

Family

ID=21900956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003560378A Expired - Fee Related JP4226478B2 (ja) 2002-01-08 2002-12-18 強磁性コイルボビンを有する燃料噴射器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6851622B2 (ja)
EP (1) EP1463885B1 (ja)
JP (1) JP4226478B2 (ja)
DE (1) DE60214770T2 (ja)
WO (1) WO2003060315A1 (ja)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4161217B2 (ja) * 2003-12-26 2008-10-08 株式会社デンソー 燃料噴射弁
DE102004033280A1 (de) * 2004-07-09 2006-02-02 Robert Bosch Gmbh Einspritzventil zur Kraftstoffeinspritzung
ITBO20040466A1 (it) * 2004-07-23 2004-10-23 Magneti Marelli Holding Spa Iniettore di carburante con attuazione elettromagnetica
EP1795739B1 (en) * 2004-09-27 2012-12-26 Keihin Corporation Solenoid fuel injection valve
DE102004047041B4 (de) * 2004-09-28 2017-06-14 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
US7497203B2 (en) * 2005-08-03 2009-03-03 Caterpillar Inc. Avoidance of spark damage on valve members
EP1780402B1 (en) * 2005-10-26 2009-02-25 Continental Automotive GmbH Connector, connector-actor unit, injector, and method of assembling the actor to the injector
DE102005061410A1 (de) * 2005-12-22 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetisch betätigbares Ventil
EP1849992A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Valve assembly
PT1936181E (pt) * 2006-12-12 2009-04-24 Magneti Marelli Spa Injector de combustível electromagnético para um motor de combustão interna de injeccção directa
US8002206B2 (en) 2006-12-29 2011-08-23 Caterpillar Inc. Avoidance of spark damage on valve members
WO2009040968A1 (ja) * 2007-09-28 2009-04-02 Mitsubishi Electric Corporation 電磁弁
DE102007049945A1 (de) * 2007-10-18 2009-04-23 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
EP2774157B1 (en) * 2011-11-01 2021-09-08 Norgren GmbH Solenoid with an over-molded component
DE102012220856A1 (de) * 2012-06-29 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit Magnetaktor
DE102014226811A1 (de) * 2014-12-22 2016-06-23 Robert Bosch Gmbh Einspritzventil zur Injektion eines Fluids, Verwendung eines Einspritzventils und Verfahren zur Herstellung eines Einspritzventils
JP6538495B2 (ja) * 2015-09-11 2019-07-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
EP3261102A1 (en) 2016-06-23 2017-12-27 Rain Bird Corporation Universal solenoid
DE102017207219A1 (de) * 2017-04-28 2018-10-31 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetisch betätigbares Einlassventil und Hochdruckpumpe mit Einlassventil
US10980120B2 (en) 2017-06-15 2021-04-13 Rain Bird Corporation Compact printed circuit board
US11503782B2 (en) 2018-04-11 2022-11-22 Rain Bird Corporation Smart drip irrigation emitter
US11721465B2 (en) 2020-04-24 2023-08-08 Rain Bird Corporation Solenoid apparatus and methods of assembly

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1175793B (de) 1959-11-05 1964-08-13 Christian Buerkert Elektromagnetisches Ventil
US4552312A (en) 1983-01-14 1985-11-12 Tohoku Mikuni Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel injection valve
JPS60119364A (ja) 1983-12-02 1985-06-26 Hitachi Ltd 電磁式燃料噴射弁
US4621788A (en) 1985-08-07 1986-11-11 Controls Company Of America Solenoid valve
US4638973A (en) 1985-11-14 1987-01-27 Eaton Corporation Inline solenoid operated slide valve
GB8609464D0 (en) 1986-04-17 1986-05-21 Ped Ltd Solenoid actuator
US5190223A (en) * 1988-10-10 1993-03-02 Siemens Automotive L.P. Electromagnetic fuel injector with cartridge embodiment
DE3905992A1 (de) 1989-02-25 1989-09-21 Mesenich Gerhard Elektromagnetisches hochdruckeinspritzventil
JPH0579423A (ja) 1991-09-17 1993-03-30 Keihin Seiki Mfg Co Ltd 燃料噴射弁
US5348224A (en) 1992-11-24 1994-09-20 Hydro Flame Corporation Gas flow modulator
US5630401A (en) 1994-07-18 1997-05-20 Outboard Marine Corporation Combined fuel injection pump and nozzle
EP0701054A3 (en) * 1994-09-09 1996-06-12 Gen Motors Corp Linear displacement solenoid actuator for an exhaust gas recirculation valve
US5692723A (en) 1995-06-06 1997-12-02 Sagem-Lucas, Inc. Electromagnetically actuated disc-type valve
DE19547406B4 (de) * 1995-12-19 2007-10-31 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE19629589B4 (de) 1996-07-23 2007-08-30 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE19631280A1 (de) 1996-08-02 1998-02-05 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zur Herstellung
US5687698A (en) * 1996-08-29 1997-11-18 General Motors Corporation Exhaust gas recirculation valve
JPH11132127A (ja) 1996-11-13 1999-05-18 Denso Corp 燃料噴射弁及びその組立方法
US5752689A (en) * 1996-11-26 1998-05-19 Servojet Products International Solenoid valve assembly with armature guide and fuel injection system incorporating such a valve
US5944262A (en) 1997-02-14 1999-08-31 Denso Corporation Fuel injection valve and its manufacturing method
DE19712591A1 (de) 1997-03-26 1998-10-01 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zur Herstellung sowie Verwendung eines Brennstoffeinspritzventils
US6199776B1 (en) 1997-11-22 2001-03-13 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve and method for the production of a valve needle for a fuel injection valve
DE19900406A1 (de) * 1999-01-08 2000-07-13 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
US6123275A (en) 1999-08-12 2000-09-26 Delphi Technologies, Inc. Dual gap fuel injector
US6186421B1 (en) 1999-12-06 2001-02-13 Delphi Technologies, Inc. Fuel Injector

Also Published As

Publication number Publication date
DE60214770T2 (de) 2007-09-06
EP1463885A1 (en) 2004-10-06
JP2005515347A (ja) 2005-05-26
DE60214770D1 (de) 2006-10-26
EP1463885B1 (en) 2006-09-13
WO2003060315A1 (en) 2003-07-24
US20030127544A1 (en) 2003-07-10
US6851622B2 (en) 2005-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4226478B2 (ja) 強磁性コイルボビンを有する燃料噴射器
US20070290447A1 (en) Polymeric bodied fuel injector with a seat and elastomeric seal molded to a polymeric support member
US6840500B2 (en) Modular fuel injector having a surface treatment on an impact surface of an electromagnetic actuator and having an integral filter and dynamic adjustment assembly
US6543707B2 (en) Modular fuel injector having a lift set sleeve
JP4038047B2 (ja) 衝突面が表面処理された電磁的アクチュエータを有しかつ電磁的アクチュエータと相互接続する端子コネクタを有するモジュラー燃料インジェクタ
JP2002213321A (ja) 電磁アクチュエータの衝突面に表面処理を有しかつリフトセットスリーブを有するモジューラ燃料インジェクタ
US6543137B1 (en) Method for mounting a valve module of a fuel injector
JP2007298066A (ja) 電磁式燃料噴射弁
US6851631B2 (en) Modular fuel injector having a low mass, high efficiency electromagnetic actuator and having an integral filter and O-ring retainer assembly
US6502770B2 (en) Modular fuel injector having a snap-on orifice disk retainer and having a terminal connector interconnecting an electromagnetic actuator with an electrical terminal
JP2002322964A (ja) モジューラ燃料インジェクタを製造する方法
EP1219816A1 (en) Modular fuel injector having interchangeable armature assemblies and having a lift set sleeve
US6499677B2 (en) Modular fuel injector having a low mass, high efficiency electromagnetic actuator and having an integral filter and dynamic adjustment assembly
US6698664B2 (en) Modular fuel injector having an integral or interchangeable inlet tube and having an integral filter and dynamic adjustment assembly
US6550690B2 (en) Modular fuel injector having interchangeable armature assemblies and having an integral filter and dynamic adjustment assembly
US6547154B2 (en) Modular fuel injector having a terminal connector interconnecting an electromagnetic actuator with a pre-bent electrical terminal
US6568609B2 (en) Modular fuel injector having an integral or interchangeable inlet tube and having an integral filter and o-ring retainer assembly
JP2002235636A (ja) 一体的なフィルタと動的調節アセンブリとを有するモジューラ燃料インジェクタ
JPH10318079A (ja) 燃料噴射弁の製造方法
US6511003B2 (en) Modular fuel injector having an integral or interchangeable inlet tube and having a terminal connector interconnecting an electromagnetic actuator with an electrical terminal
US6533188B1 (en) Modular fuel injector having a snap-on orifice disk retainer and having an integral filter and dynamic adjustment assembly
US6769636B2 (en) Modular fuel injector having interchangeable armature assemblies and having an integral filter and O-ring retainer assembly
US6520422B2 (en) Modular fuel injector having a low mass, high efficiency electromagnetic actuator and having a terminal connector interconnecting an electromagnetic actuator with an electrical terminal

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051007

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20071010

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080529

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080829

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080905

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080926

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081106

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081126

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111205

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees