JP5880358B2 - Fuel injection valve - Google Patents

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Description

本発明は、ニードルを軸方向にスライドさせることにより燃料の噴射と停止とを行う構成の燃料噴射弁に係り、特に内燃機関に用いる燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve configured to inject and stop fuel by sliding a needle in an axial direction, and more particularly to a fuel injection valve used in an internal combustion engine.

例えば特許文献1〜3に示されているように、燃料噴射弁として、ニードルを軸方向に変位させることにより燃料の噴射と停止とを行うように構成したものがある。   For example, as disclosed in Patent Documents 1 to 3, there are fuel injection valves configured to inject and stop fuel by displacing a needle in the axial direction.

前記ニードルの下端には、筒状のハウジングの下端に設けられている燃料の噴射口を開閉するための弁体が設けられており、また前記ニードルの上端には、フランジが設けられている。このニードルを軸方向に変位させる駆動系としては、電磁石とアーマチュア(可動コアまたは可動子)とを用いている。   A valve body for opening and closing a fuel injection port provided at the lower end of the cylindrical housing is provided at the lower end of the needle, and a flange is provided at the upper end of the needle. As a drive system for displacing the needle in the axial direction, an electromagnet and an armature (movable core or mover) are used.

アーマチュアは、いわゆるニードルバウンスを低減するために、ニードルの外径側でフランジ寄りに相対変位可能に設けられている。電磁石(コイルユニット)は、前記ハウジングの外周に固定されている。   In order to reduce so-called needle bounce, the armature is provided on the outer diameter side of the needle so as to be relatively displaced toward the flange. An electromagnet (coil unit) is fixed to the outer periphery of the housing.

前記電磁石により磁気吸引力を発生させると、アーマチュアが上側に引き寄せられることになって、このアーマチュアがニードルを上側に押し上げることになるので、ニードルの弁体が前記噴射口を開く。一方、前記電磁石により磁気吸引力を発生させていない状態では、ニードルのフランジの上方に同軸に連なるように配置される戻しばね(円筒形の圧縮コイルバネ)の弾性復元力によりニードルおよびアーマチュアが下側に押し下げられることにより、前記ニードルの弁体が前記噴射口を閉じる。   When a magnetic attractive force is generated by the electromagnet, the armature is attracted upward, and this armature pushes the needle upward, so that the valve body of the needle opens the injection port. On the other hand, in a state where no magnetic attractive force is generated by the electromagnet, the needle and armature are moved downward by the elastic restoring force of a return spring (cylindrical compression coil spring) arranged so as to be coaxially connected above the flange of the needle. When pressed down, the valve body of the needle closes the injection port.

特開2010−150976号公報(図1参照)JP 2010-150976 A (see FIG. 1) 特表2002−528672号公報(図1参照)Japanese translation of PCT publication No. 2002-528672 (see FIG. 1) 特表2004−519600号公報(図1参照)JP-T-2004-519600 (see FIG. 1)

上記従来例では、前記ニードルの弁体で前記噴射口を閉じている場合、前記ニードルのフランジの下面に前記アーマチュアの上面が当接するようになっているために、前記閉状態において微振動などによって前記当接面が相対的に動くと、当該当接面が摩擦接触することになる。   In the above conventional example, when the injection port is closed by the valve body of the needle, the upper surface of the armature comes into contact with the lower surface of the flange of the needle. When the contact surface relatively moves, the contact surface comes into frictional contact.

このような摩擦接触が繰り返されると、摩耗が経時的に進展することになるために、前記噴射口を開ける場合に前記ニードルの軸方向変位量が初期設定値より不足するなど、規定の燃料噴射量が得られなくなることが懸念される。   When such frictional contact is repeated, wear progresses over time, so that when the injection port is opened, the amount of axial displacement of the needle is less than the initial set value, for example, a prescribed fuel injection There is a concern that the amount cannot be obtained.

このような事情に鑑み、本発明は、ニードルを軸方向にスライドさせることにより燃料の噴射と停止とを行う構成の燃料噴射弁において、前記噴射口を開ける場合のニードルの軸方向変位量の経時変化を抑制または回避可能とすることを目的としている。   In view of such circumstances, the present invention is directed to a temporal change in the axial displacement amount of the needle when the injection port is opened in a fuel injection valve configured to inject and stop fuel by sliding the needle in the axial direction. The goal is to be able to suppress or avoid change.

本発明に係る燃料噴射弁は、一端に燃料の噴射口の開閉用の弁体が設けられかつ他端にフランジが設けられるニードルと、このニードルのフランジに当接されて前記噴射口を閉じる側に前記ニードルを付勢する戻しばねと、前記ニードルの前記フランジ寄りの外径側に相対変位可能に設けられるアーマチュアと、このアーマチュアと前記ニードルのフランジとの軸方向対向間に設けられて当該両者を非接触とするように引き離す方向に付勢するためのばねと、前記アーマチュアを前記戻しばねの付勢力に抗して引き寄せる磁気吸引力を発生することにより前記噴射口を開く側に前記ニードルを軸方向に変位させるための駆動源と、前記アーマチュアが前記駆動源により引き寄せられるときの軸方向変位量を規制するための第1ストッパと、前記アーマチュアが前記駆動源により引き寄せられていない状態で前記戻しばねおよび前記ばねにより付勢されるときの軸方向変位量を規制するための第2ストッパと、を含み、前記アーマチュアは、磁性材を筒形状に形成したものとされ、かつその中心孔において前記フランジ側の端面から中心軸線方向の途中までの領域が大径とされていて、前記戻しばねは、前記ニードルの他端側に同軸に連なるように配置される円筒形の圧縮コイルバネとされ、前記ばねは、前記ニードルの外径側に同心状となるようにかつ前記ニードルの前記フランジと、前記アーマチュアの中心孔の大径とされている領域において径方向に沿う段壁面との間に配置される円筒形の圧縮コイルバネとされ、前記第2ストッパは、前記ニードルの外周に取り付けられ、かつ前記アーマチュアにおいて前記ニードルの弁体側に位置する端面に軸方向で対向配置される筒状部材とされている、ことを特徴としている。 A fuel injection valve according to the present invention includes a needle provided with a valve body for opening and closing a fuel injection port at one end and a flange provided at the other end, and a side abutting against the flange of the needle to close the injection port. A return spring for urging the needle, an armature provided on the outer diameter side of the needle near the flange so as to be relatively displaceable, and the armature and a flange of the needle provided between the axially opposed members. The needle on the side that opens the injection port by generating a spring for urging the armature in a non-contacting direction and a magnetic attraction force that pulls the armature against the urging force of the return spring. a drive source for displacing in the axial direction, a first stopper for regulating the axial displacement amount when the armature is attracted by the driving source, before Viewed contains a second stopper for limiting the axial displacement amount when the armature is biased by the return spring and the spring when it is not attracted by the driving source, wherein the armature, the magnetic material A region from the end surface on the flange side to the middle in the center axis direction is a large diameter in the center hole, and the return spring is coaxial with the other end side of the needle. The cylindrical compression coil spring is arranged so as to be continuous, and the spring is concentric to the outer diameter side of the needle and has a large diameter of the flange of the needle and the central hole of the armature. A cylindrical compression coil spring disposed between the radial wall and the stepped wall surface in the region where the second stopper is attached to the outer periphery of the needle; Wherein an end face thereof positioned on the valve body side of the needle is a cylindrical member disposed opposite in the axial direction, is characterized in that in said armature.

本発明では、前記アーマチュアが前記駆動源で発生する磁気吸引力により引き寄せられていない状態において、前記アーマチュアと前記ニードルのフランジとが非接触となるように構成されている。   In the present invention, the armature and the flange of the needle are not in contact with each other when the armature is not attracted by the magnetic attractive force generated by the drive source.

これにより、前記ニードルの弁体で前記噴射口を閉じた状態において、仮に、前記アーマチュアと前記ニードルのフランジとが相対的に動いたとしても、前記アーマチュアと前記ニードルのフランジとが摩擦接触して摩耗することが回避される。   As a result, even if the armature and the needle flange move relatively in a state where the injection port is closed by the valve body of the needle, the armature and the needle flange are in frictional contact with each other. Abrasion is avoided.

その結果、前記噴射口を開ける場合のニードルの軸方向変位量が経時変化せずに済むようになるから、使用経過に関係なく、燃料噴射量を初期設定値のままに保つことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できるようになる。   As a result, the amount of axial displacement of the needle when the injection port is opened does not change with time, and the fuel injection amount can be kept at the initial set value regardless of the usage progress. It will be possible to contribute to the improvement of reliability.

好ましくは、前記駆動源は、給電に伴い磁気吸引力を発生する電磁石とされ、前記ばねのばね定数が、前記戻しばねのばね定数より小さく設定される。ここでは、駆動源、戻しばね、ばねの構成を特定している。 Preferably, the drive source is an electromagnet for generating a magnetic attraction force due to the feeding, the spring constant of the front Symbol spring is set smaller than the spring constant of the return spring. Here, the driving source, back Shibane and specifies the configuration of the spring.

好ましくは、前記第1ストッパは、前記戻しばねおよび前記ニードルのフランジの外径側に非接触に包囲配置されかつ前記アーマチュアにおいて前記ニードルのフランジ側に位置する端面に軸方向で対向配置される筒状部材の一部とされる。ここでは、第1ストッパの構成をより具体的に特定している。 Preferably, the first stopper is disposed in a non-contact surrounding manner on the outer diameter side of the return spring and the flange of the needle, and is disposed in the armature so as to face the end face located on the flange side of the needle in the axial direction. It is part of Jo member. Here, it is more specifically identify the structure of the first scan stopper.

本発明は、ニードルを軸方向にスライドさせることにより燃料の噴射と停止とを行う構成の燃料噴射弁において、前記噴射口を開ける場合のニードルの軸方向変位量の経時変化を抑制または回避することが可能になる。その結果、使用経過に関係なく、燃料噴射量を初期設定値のままに保つことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できるようになる。   In the fuel injection valve configured to inject and stop the fuel by sliding the needle in the axial direction, the present invention suppresses or avoids the temporal change in the axial displacement amount of the needle when the injection port is opened. Is possible. As a result, the fuel injection amount can be maintained at the initial set value regardless of the progress of use, thereby contributing to improvement in reliability.

本発明に係る燃料噴射弁の一実施形態で、その全体の概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an overall schematic configuration of an embodiment of a fuel injection valve according to the present invention. 図1の一部の拡大図であり、燃料噴射弁の閉弁時の状態を示している。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1 and shows a state when the fuel injection valve is closed. 図2において燃料噴射弁を開弁するときの初期段階を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an initial stage when the fuel injection valve is opened in FIG. 2. 図3の状態からさらにニードルを押し上げて全開にしたときの状態を示す図である。It is a figure which shows a state when pushing up a needle further from the state of FIG. 本発明に係る燃料噴射弁の他実施形態で、図2に対応する図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 in another embodiment of the fuel injection valve according to the present invention.

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1から図4に、本発明の一実施形態を示している。図中、1は燃料噴射弁の全体を示している。この燃料噴射弁1は、ガソリンなどの燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するために用いられる高圧噴射弁である。   1 to 4 show an embodiment of the present invention. In the figure, 1 indicates the entire fuel injection valve. The fuel injection valve 1 is a high-pressure injection valve used to inject fuel such as gasoline into a combustion chamber of an internal combustion engine.

燃料噴射弁1のハウジング2は、図1に示すように、磁性材製のアッパハウジング2aと磁性材製のロアハウジング2bとを非磁性材製の中継環2cを介して連結した構成になっている。   As shown in FIG. 1, the housing 2 of the fuel injection valve 1 has a configuration in which an upper housing 2a made of a magnetic material and a lower housing 2b made of a magnetic material are connected via a relay ring 2c made of a nonmagnetic material. Yes.

アッパハウジング2aと中継環2cとロアハウジング2bとはそれぞれ例えばレーザ溶接などにより連結されている。アッパハウジング2aの外径および内径はロアハウジング2bの外径および内径よりそれぞれ大きく設定されている。但し、ロアハウジング2bの上部の外径および内径はアッパハウジング2aの外径および内径とほぼ同じに設定されている。   The upper housing 2a, the relay ring 2c, and the lower housing 2b are connected by, for example, laser welding. The outer diameter and inner diameter of the upper housing 2a are set larger than the outer diameter and inner diameter of the lower housing 2b, respectively. However, the outer diameter and inner diameter of the upper part of the lower housing 2b are set to be substantially the same as the outer diameter and inner diameter of the upper housing 2a.

非磁性材製の中継環2cは磁性材製のアッパハウジング2aと磁性材製のロアハウジング2bとの磁気的な短絡を防止するために設けられている。   The non-magnetic relay ring 2c is provided to prevent a magnetic short circuit between the magnetic upper housing 2a and the magnetic lower housing 2b.

アッパハウジング2aの上側開口には、燃料導入管3が取り付けられており、ロアハウジング2bの下側開口には、円柱形のノズルボディ4が例えば圧入または溶接などにより固定されている。   A fuel introduction pipe 3 is attached to the upper opening of the upper housing 2a, and a cylindrical nozzle body 4 is fixed to the lower opening of the lower housing 2b by, for example, press-fitting or welding.

このノズルボディ4の中心には、軸方向下端が閉塞された穴4aが設けられており、また、このノズルボディ4の下側において前記穴4aの下側閉塞部分には外側へ突出する突出部4bが設けられている。この突出部4bには、燃料の噴射口4cが複数設けられている。このノズルボディ4の下側突出部の付け根側には、すり鉢形状の弁座4dが設けられている。   In the center of the nozzle body 4, a hole 4a whose lower end in the axial direction is closed is provided, and on the lower side of the nozzle body 4, a protruding portion that protrudes outward is formed on the lower closed portion of the hole 4a. 4b is provided. The projecting portion 4b is provided with a plurality of fuel injection ports 4c. A mortar-shaped valve seat 4 d is provided on the base side of the lower protrusion of the nozzle body 4.

また、ハウジング2の内部には、固定コア5、アーマチュア(可動コアとも言う)6、ニードル7、戻しばね8などが収納されていて、ハウジング2の外径側には、電磁石ユニット9が取り付けられている。   The housing 2 contains a fixed core 5, an armature (also referred to as a movable core) 6, a needle 7, a return spring 8, and the like, and an electromagnet unit 9 is attached to the outer diameter side of the housing 2. ing.

固定コア5は、磁性材製の長尺な円筒形の部材からなり、アッパハウジング2aの内部空間の大半を占める領域に軸方向ならびに円周方向に不動となるように嵌合固定されている。この固定コア5の中心孔が燃料の供給通路とされる。   The fixed core 5 is made of a long cylindrical member made of a magnetic material, and is fitted and fixed to an area occupying most of the internal space of the upper housing 2a so as to be immovable in the axial direction and the circumferential direction. The central hole of the fixed core 5 serves as a fuel supply passage.

この固定コア5の下面は、下記するようにアーマチュア6が電磁石ユニット9により引き寄せられるときの軸方向変位量(上昇量)を規制するための第1ストッパとして用いられる。   The lower surface of the fixed core 5 is used as a first stopper for restricting the amount of axial displacement (amount of increase) when the armature 6 is attracted by the electromagnet unit 9 as described below.

アーマチュア6は、磁性材製の短尺な円筒形の部材からなり、アッパハウジング2aの内部空間の下側領域に上下方向に変位可能に収納されている。このアーマチュア6の中心孔の周りには軸方向に貫通する孔(燃料通路)6aが複数設けられている。   The armature 6 is made of a short cylindrical member made of a magnetic material, and is housed in the lower region of the inner space of the upper housing 2a so as to be vertically displaceable. Around the central hole of the armature 6, a plurality of holes (fuel passages) 6a penetrating in the axial direction are provided.

ニードル7の下端(軸方向一端)には前記噴射口4cの開閉用の弁体7aが設けられ、また、ニードル7の上端(軸方向他端)には径方向外向きに張り出すフランジ7bが設けられている。   A valve body 7a for opening and closing the injection port 4c is provided at the lower end (one axial direction) of the needle 7, and a flange 7b projecting radially outward is provided at the upper end (the other axial end) of the needle 7. Is provided.

ニードル7の上部は中空に形成されており、この中空部分の所定位置に径方向に貫通する横孔7cが設けられている。また、ニードル7の弁体7aの近傍には、外径が大径とされた大径部7dが設けられている。この大径部7dは、ノズルボディ4の穴4aに相対変位可能に嵌入されていて、ニードル7の軸方向変位をガイドするために設けられている。   The upper portion of the needle 7 is formed in a hollow shape, and a lateral hole 7c penetrating in the radial direction is provided at a predetermined position of the hollow portion. Further, a large diameter portion 7d having a large outer diameter is provided in the vicinity of the valve body 7a of the needle 7. The large diameter portion 7d is fitted into the hole 4a of the nozzle body 4 so as to be relatively displaceable, and is provided to guide the axial displacement of the needle 7.

さらに、ニードル7の長手方向途中(軸方向中間)の外径側には、フランジ付きスリーブ10が例えば溶接、接着または圧入などにより固定されている。   Furthermore, a flanged sleeve 10 is fixed to the outer diameter side of the needle 7 in the middle in the longitudinal direction (intermediate in the axial direction) by, for example, welding, adhesion or press fitting.

このスリーブ10は、下記するようにアーマチュア6が電磁石ユニット9により引き寄せられていない状態で戻しばね8および下記ばね12により付勢されるときの軸方向変位量(下降量)を規制するための第2ストッパとして用いられる。   As will be described below, the sleeve 10 is a first for restricting the amount of axial displacement (lowering amount) when the armature 6 is not attracted by the electromagnet unit 9 and is urged by the return spring 8 and the spring 12 below. 2 Used as a stopper.

ニードル7の弁体7aは、ノズルボディ4のすり鉢形状の弁座4dに合致して当接するような先細り形状に形成されている。この弁体7aがノズルボディ4の弁座4dに当接するとノズルボディ4の噴射口4cが閉じる状態になり、また、弁体7aが前記弁座4dから離隔するとノズルボディ4の噴射口4cが開く状態になる。   The valve body 7 a of the needle 7 is formed in a tapered shape so as to match and abut the mortar-shaped valve seat 4 d of the nozzle body 4. When the valve body 7a comes into contact with the valve seat 4d of the nozzle body 4, the injection port 4c of the nozzle body 4 is closed, and when the valve body 7a is separated from the valve seat 4d, the injection port 4c of the nozzle body 4 is opened. Open state.

ニードル7のフランジ7bは、固定コア5の中心孔に相対変位可能に非接触に配置されている。   The flange 7b of the needle 7 is disposed in a non-contact manner in the center hole of the fixed core 5 so as to be relatively displaceable.

そして、ニードル7のボディは、アーマチュア6の中心孔に相対変位可能に挿通されており、このようにニードル7とアーマチュア6とを相対変位可能にしているのは、いわゆるニードルバウンスを低減するためである。このニードル7のボディとロアハウジング2bの内部空間との対向部分には環状の隙間が設けられている。この環状の対向隙間が燃料供給通路となる。   The body of the needle 7 is inserted into the center hole of the armature 6 so as to be capable of relative displacement, and the reason why the needle 7 and the armature 6 can be relatively displaced is to reduce so-called needle bounce. is there. An annular gap is provided in a portion where the body of the needle 7 and the inner space of the lower housing 2b are opposed to each other. This annular facing gap becomes a fuel supply passage.

戻しばね8は、円筒形の圧縮コイルバネとされ、固定コア5の中心孔内に収納されることによりニードル7のフランジ7bの上端側に同軸に連なるように配置されている。   The return spring 8 is a cylindrical compression coil spring, and is disposed so as to be coaxially connected to the upper end side of the flange 7 b of the needle 7 by being housed in the center hole of the fixed core 5.

詳しくは、戻しばね8は、ニードル7のフランジ7bと固定コア5の中心孔上部に嵌合固定されるアジャスティングパイプ11とで挟まれることにより圧縮されている。この戻しばね8は、圧縮状態からの弾性復元力によってノズルボディ4の噴射口4cを閉じる側(下側)にニードル7を付勢する。   Specifically, the return spring 8 is compressed by being sandwiched between the flange 7 b of the needle 7 and the adjusting pipe 11 fitted and fixed to the upper part of the center hole of the fixed core 5. The return spring 8 urges the needle 7 toward the side (lower side) for closing the injection port 4c of the nozzle body 4 by an elastic restoring force from the compressed state.

電磁石ユニット9は、アーマチュア6を戻しばね8の弾性復元力(付勢力)に抗して引き寄せる磁気吸引力を発生することによりノズルボディ4の噴射口4cを開く側にニードル7を軸方向に変位させるものである。   The electromagnet unit 9 displaces the needle 7 in the axial direction toward the opening side of the injection port 4c of the nozzle body 4 by generating a magnetic attractive force that pulls the armature 6 against the elastic restoring force (biasing force) of the return spring 8. It is something to be made.

この電磁石ユニット9は、磁性材製の円筒形のケース9aの内周にスプール9bに巻かれたコイル9cが設置されており、さらにケース9aにはコイル9cへの給電端子9dを備えるコネクタ9eが取り付けられている。   In the electromagnet unit 9, a coil 9c wound around a spool 9b is installed on the inner periphery of a cylindrical case 9a made of a magnetic material. Further, a connector 9e having a power supply terminal 9d for the coil 9c is provided on the case 9a. It is attached.

なお、電磁石ユニット9のコイル9cに給電することによって、当該コイル9cに発生する磁界により磁束がアッパハウジング2aと固定コア5とアーマチュア6とロアハウジング2bとケース9aとに流れて磁気回路を形成することを可能とするために、前記しているように、アッパハウジング2a、ロアハウジング2b、固定コア5、アーマチュア6、ならびにケース9aを磁性材製としている。   By supplying power to the coil 9c of the electromagnet unit 9, a magnetic field is generated by the magnetic field generated in the coil 9c and flows to the upper housing 2a, the fixed core 5, the armature 6, the lower housing 2b, and the case 9a to form a magnetic circuit. In order to make this possible, as described above, the upper housing 2a, the lower housing 2b, the fixed core 5, the armature 6, and the case 9a are made of a magnetic material.

ところで、燃料導入管3から導入される高圧燃料は、固定コア5の中心孔、ニードル7の横孔7c、固定コア5とアーマチュア6との対向隙間を経てロアハウジング2bとニードル7との対向隙間に導入され、充填されるようになっている。そして、ノズルボディ4の噴射口4cが開くと、前記ロアハウジング2bとニードル7との対向隙間に充填されている高圧燃料がノズルボディ4の噴射口4cから外部に噴射される。   By the way, the high-pressure fuel introduced from the fuel introduction pipe 3 passes through the center hole of the fixed core 5, the lateral hole 7 c of the needle 7, the gap between the fixed core 5 and the armature 6, and the gap between the lower housing 2 b and the needle 7. Introduced and filled. When the injection port 4c of the nozzle body 4 is opened, the high-pressure fuel filled in the facing gap between the lower housing 2b and the needle 7 is injected to the outside from the injection port 4c of the nozzle body 4.

そして、この実施形態では、図1および図2に示すように、アーマチュア6とニードル7のフランジ7bとを非接触とするように引き離す方向に付勢するためのばね12が設けられている。   In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a spring 12 is provided for urging the armature 6 and the flange 7 b of the needle 7 in a pulling direction so as not to contact each other.

このばね12は、円筒形の圧縮コイルバネとされ、ニードル7の外径側に同心状となるようにかつアーマチュア6の上面とニードル7のフランジ7bの下面との軸方向対向間に圧縮する状態で配置されている。このばね12のばね定数は、戻しばね8のばね定数より小さく設定されている。   This spring 12 is a cylindrical compression coil spring, and is compressed in a state of being concentric with the outer diameter side of the needle 7 and between the upper face of the armature 6 and the lower face of the flange 7b of the needle 7 in the axial direction. Has been placed. The spring constant of the spring 12 is set smaller than the spring constant of the return spring 8.

なお、アーマチュア6の中心孔は、軸方向の約上半分の領域が大径とされ、約下半分の領域が小径とされている。この大径領域と小径領域との間の径方向に沿う段壁面6bが、ばね12の下端を受けるばね受け面とされている。なお、ニードル7のフランジ7bの下面は、はね12の上端を受けるばね受け面とされている。   The central hole of the armature 6 has a large diameter in the upper half region in the axial direction and a small diameter in the lower half region. The step wall surface 6 b along the radial direction between the large diameter region and the small diameter region is a spring receiving surface that receives the lower end of the spring 12. The lower surface of the flange 7b of the needle 7 is a spring receiving surface that receives the upper end of the spring 12.

次に、図1から図4を参照して、燃料噴射弁1の動作を説明する。   Next, the operation of the fuel injection valve 1 will be described with reference to FIGS.

まず、コイル9cへの給電を停止している状態では、図1および図2に示すように、戻しばね8の弾性復元力によってニードル7が下側に付勢させられているので、このニードル7の弁体7aがノズルボディ4の弁座4dに当接させられていて、ノズルボディ4の噴射口4cが閉じられた状態になっている。   First, in a state where power supply to the coil 9c is stopped, the needle 7 is biased downward by the elastic restoring force of the return spring 8, as shown in FIGS. The valve body 7a is in contact with the valve seat 4d of the nozzle body 4, and the injection port 4c of the nozzle body 4 is closed.

そこで、電磁石ユニット9のコイル9cに給電すると、当該コイル9cに発生する磁界により磁束がアッパハウジング2aと固定コア5とアーマチュア6とロアハウジング2bとケース9aとに流れて磁気回路を形成することにより、固定コア5の下面側にアーマチュア6が引き寄せられるので、アーマチュア6が上昇させられる。   Therefore, when power is supplied to the coil 9c of the electromagnet unit 9, the magnetic field generated by the coil 9c causes the magnetic flux to flow to the upper housing 2a, the fixed core 5, the armature 6, the lower housing 2b, and the case 9a to form a magnetic circuit. Since the armature 6 is attracted to the lower surface side of the fixed core 5, the armature 6 is raised.

このアーマチュア6の上昇に伴い、初期段階として、図3に示すように、ばね12が圧縮されることになってアーマチュア6の上面がニードル7のフランジ7bの下面に当接する。   As the armature 6 rises, as shown in FIG. 3, the spring 12 is compressed and the upper surface of the armature 6 contacts the lower surface of the flange 7 b of the needle 7 as an initial stage.

引き続き、図4に示すように、前記電磁石ユニット9で発生する磁気吸引力によってさらにアーマチュア6が上側に引き寄せられるので、このアーマチュア6がニードル7を上昇させる。   Subsequently, as shown in FIG. 4, the armature 6 is further pulled upward by the magnetic attraction force generated by the electromagnet unit 9, so that the armature 6 raises the needle 7.

これにより、ニードル7の弁体7aがノズルボディ4の弁座4dから離隔してノズルボディ4の噴射口4cを開く状態になるので、ロアハウジング2bとニードル7との対向隙間に充填されている高圧燃料が噴射口4cから外部に噴射されることになる。   As a result, the valve body 7a of the needle 7 is separated from the valve seat 4d of the nozzle body 4 to open the injection port 4c of the nozzle body 4, so that the facing gap between the lower housing 2b and the needle 7 is filled. High-pressure fuel is injected outside from the injection port 4c.

この後、コイル9cへの給電を停止すると、戻しばね8の弾性復元力によってニードル7が押し下げられて、このニードル7の弁体7aがノズルボディ4の弁座4dに当接させられることになって、ノズルボディ4の噴射口4cが閉じられる。   Thereafter, when the power supply to the coil 9c is stopped, the needle 7 is pushed down by the elastic restoring force of the return spring 8, and the valve body 7a of the needle 7 is brought into contact with the valve seat 4d of the nozzle body 4. Thus, the injection port 4c of the nozzle body 4 is closed.

ところで、前記したようにアーマチュア6が上昇または下降するときに、当該アーマチュア6の周辺に存在する燃料がアーマチュア6の孔6aを通じて移動可能になっているから、アーマチュア6の周辺に存在する燃料がアーマチュア6の昇降時の抵抗にならずに済む。このことから、アーマチュア6の動きがスムースになるので、燃料噴射弁1の開閉動作の応答性が良好になっている。   By the way, when the armature 6 ascends or descends as described above, the fuel present around the armature 6 can move through the hole 6a of the armature 6, so that the fuel present around the armature 6 It is not necessary to have a resistance when raising and lowering 6. Therefore, the movement of the armature 6 is smooth, and the responsiveness of the opening / closing operation of the fuel injection valve 1 is good.

以上説明したことから明らかなように、本発明を適用した実施形態の燃料噴射弁1では、ニードル7の軸方向変位量を、固定コア5の下面からニードル7のフランジ7bの下面までの距離20(図2、図3参照)により規定するように構成されている。   As is apparent from the above description, in the fuel injection valve 1 according to the embodiment to which the present invention is applied, the axial displacement amount of the needle 7 is set to the distance 20 from the lower surface of the fixed core 5 to the lower surface of the flange 7b of the needle 7. (See FIGS. 2 and 3).

そして、この実施形態では、燃料噴射弁1の全閉時にアーマチュア6とニードル7のフランジ7bとを非接触とするように構成しているから、仮に、この全閉時において微振動が発生することによってアーマチュア6とニードル7のフランジ7bとが相対的に動いたとしても、これらアーマチュア6とニードル7のフランジ7bとが対向する面が摩擦接触することがない。   In this embodiment, the armature 6 and the flange 7b of the needle 7 are not in contact with each other when the fuel injection valve 1 is fully closed. Therefore, slight vibration is generated when the fuel injection valve 1 is fully closed. Even if the armature 6 and the flange 7b of the needle 7 are moved relative to each other, the surfaces where the armature 6 and the flange 7b of the needle 7 are opposed do not come into frictional contact.

言い換えると、この実施形態では、従来例のようにアーマチュア6とニードル7のフランジ7bとを常に当接させている場合に発生していた不具合(前記当接部分の経時的な摩耗)が発生せずに済むのである。   In other words, in this embodiment, the trouble (wear with time of the contact portion) that occurs when the armature 6 and the flange 7b of the needle 7 are always in contact as in the conventional example does not occur. You don't have to.

したがって、この実施形態の燃料噴射弁1の場合、使用経過に関係なく、前記距離20を変化させずに初期設定値のままに保つことが可能であるから、ニードル7の軸方向変位量が経時変化することを回避できるようになり、その結果として、燃料噴射量を初期設定値のままに保つことが可能になるなど、信頼性の向上に貢献できるようになる。   Therefore, in the case of the fuel injection valve 1 of this embodiment, it is possible to keep the initial setting value without changing the distance 20 regardless of the progress of use. As a result, it becomes possible to avoid the change, and as a result, it becomes possible to keep the fuel injection amount at the initial set value and contribute to the improvement of reliability.

ところで、この実施形態では、アーマチュア6とニードル7のフランジ7bとを非接触とするためのばね12を、アーマチュア6の中心孔に設けている径方向に沿う段壁面6bとニードル7のフランジ7bの下面とに直接当接させるようにしていて、例えば別体のばね受けなどを用いていないから、余分な部品を増やさずに済むなど、設備コストの上昇を抑制するうえで有利になっている。   By the way, in this embodiment, the spring 12 for making the armature 6 and the flange 7b of the needle 7 non-contact is provided between the stepped wall surface 6b provided in the center hole of the armature 6 and the flange 7b of the needle 7 along the radial direction. Since it is made to contact directly with the lower surface, for example, a separate spring support is not used, it is advantageous in suppressing an increase in equipment cost, such as eliminating the need for adding extra parts.

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, It can change suitably in the range equivalent to the claim and the said range.

(1)上記実施形態では、例えばニードル7の上端にフランジ7bを一体的に形成した場合を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばフランジ7bをニードル7と別体に形成しておいてニードル7に例えば溶接、接着または圧入などにより固定することが可能である。   (1) In the above embodiment, for example, the case where the flange 7b is integrally formed at the upper end of the needle 7 is described as an example. However, the present invention is not limited to this. It can be formed separately and fixed to the needle 7 by, for example, welding, adhesion or press fitting.

(2)上記実施形態では、アーマチュア6の下側スライド位置を規制するための第2ストッパとしてフランジ付きスリーブ10をニードル7に取り付けるように構成した例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。   (2) In the above embodiment, an example in which the flanged sleeve 10 is attached to the needle 7 as the second stopper for regulating the lower slide position of the armature 6 is described, but the present invention is limited to this. Is not to be done.

例えば図5に示すように、ロアハウジング2bの上方拡径部分において径方向に沿う段壁面部分に、軸方向に張り出す張り出し部2dを設けることにより、この張り出し部2dを前記第2ストッパとして利用することが可能である。この場合には、既存のロアハウジング2bを利用していて、フランジ付きスリーブ10のような別部材を用いる必要がないから、上記実施形態に比べると設備コストを低減するうえで有利になる。   For example, as shown in FIG. 5, by providing a protruding portion 2d extending in the axial direction on the step wall surface portion along the radial direction in the upper diameter-expanded portion of the lower housing 2b, this protruding portion 2d is used as the second stopper. Is possible. In this case, since the existing lower housing 2b is used and it is not necessary to use a separate member such as the flanged sleeve 10, it is advantageous in reducing the equipment cost compared to the above embodiment.

本発明は、内燃機関に燃料を噴射するための燃料噴射弁に利用することができ、特に、ニードルを軸方向に変位させることにより燃料の噴射と停止とを行う構成の燃料噴射弁に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a fuel injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine. In particular, the invention is used for a fuel injection valve configured to inject and stop fuel by displacing a needle in the axial direction. be able to.

1 燃料噴射弁
2 ハウジング
2a アッパハウジング
2b ロアハウジング
4 ノズルボディ
4c 噴射口
4d 弁座
5 固定コア
6 アーマチュア
7 ニードル
7a 弁体
7b フランジ
8 戻しばね
9 電磁石ユニット
9c コイル
10 スリーブ
12 ばね
1 Fuel injection valve
2 Housing
2a Upper housing
2b Lower housing
4 Nozzle body
4c injection port
4d valve seat
5 Fixed core
6 Armature
7 Needle
7a Disc
7b Flange
8 Return spring
9 Electromagnet unit
9c Coil 10 Sleeve 12 Spring

Claims (3)

一端に燃料の噴射口の開閉用の弁体が設けられかつ他端にフランジが設けられるニードルと、
このニードルのフランジに当接されて前記噴射口を閉じる側に前記ニードルを付勢する戻しばねと、
前記ニードルの前記フランジ寄りの外径側に相対変位可能に設けられるアーマチュアと、
このアーマチュアと前記ニードルのフランジとの軸方向対向間に設けられて当該両者を非接触とするように引き離す方向に付勢するためのばねと、
前記アーマチュアを前記戻しばねの付勢力に抗して引き寄せる磁気吸引力を発生することにより前記噴射口を開く側に前記ニードルを軸方向に変位させるための駆動源と、
前記アーマチュアが前記駆動源により引き寄せられるときの軸方向変位量を規制するための第1ストッパと、
前記アーマチュアが前記駆動源により引き寄せられていない状態で前記戻しばねおよび前記ばねにより付勢されるときの軸方向変位量を規制するための第2ストッパと、を含み、
前記アーマチュアは、磁性材を筒形状に形成したものとされ、かつその中心孔において前記フランジ側の端面から中心軸線方向の途中までの領域が大径とされていて、
前記戻しばねは、前記ニードルの他端側に同軸に連なるように配置される円筒形の圧縮コイルバネとされ、
前記ばねは、前記ニードルの外径側に同心状となるようにかつ前記ニードルの前記フランジと、前記アーマチュアの中心孔の大径とされている領域において径方向に沿う段壁面との間に配置される円筒形の圧縮コイルバネとされ、
前記第2ストッパは、前記ニードルの外周に取り付けられ、かつ前記アーマチュアにおいて前記ニードルの弁体側に位置する端面に軸方向で対向配置される筒状部材とされている、ことを特徴とする燃料噴射弁。
A needle having a valve body for opening and closing the fuel injection port at one end and a flange at the other end;
A return spring that abuts against the needle flange and biases the needle toward the side of closing the injection port;
An armature provided so as to be relatively displaceable on the outer diameter side of the needle near the flange;
A spring provided between the armature and the flange of the needle in the axial direction so as to urge the armature and the needle apart in a non-contacting manner;
A drive source for axially displacing the needle toward the opening side of the injection port by generating a magnetic attractive force that pulls the armature against the urging force of the return spring;
A first stopper for regulating an axial displacement amount when the armature is attracted by the drive source;
Look including a second stopper for limiting the axial displacement amount when the armature is biased by the return spring and the spring when it is not attracted by the drive source,
The armature is formed of a magnetic material in a cylindrical shape, and a region from the end surface on the flange side to the middle in the central axis direction is a large diameter in the center hole,
The return spring is a cylindrical compression coil spring arranged to be coaxial with the other end of the needle,
The spring is arranged concentrically on the outer diameter side of the needle and between the flange of the needle and a step wall along the radial direction in a region where the diameter of the central hole of the armature is large. A cylindrical compression coil spring,
The second stopper is a cylindrical member that is attached to the outer periphery of the needle, and is a cylindrical member that is axially opposed to an end face of the armature located on the valve body side of the needle. valve.
請求項1に記載の燃料噴射弁において、
前記駆動源は、給電に伴い磁気吸引力を発生する電磁石とされ、
記ばねのばね定数が、前記戻しばねのばね定数より小さく設定される、ことを特徴とする燃料噴射弁。
The fuel injection valve according to claim 1, wherein
The drive source is an electromagnet that generates a magnetic attraction force with power feeding ;
Fuel injection valve spring constant of the front Symbol spring, the return is set to be smaller than the spring constant of the spring, characterized in that.
請求項1または2に記載の燃料噴射弁において
前記第1ストッパは、前記戻しばねおよび前記ニードルのフランジの外径側に非接触に包囲配置されかつ前記アーマチュアにおいて前記ニードルのフランジ側に位置する端面に軸方向で対向配置される筒状部材の一部とされる、ことを特徴とする燃料噴射弁。
The fuel injection valve according to claim 1 or 2,
The first stopper is a cylindrical member that is arranged in a non-contact surrounding manner on the outer diameter side of the return spring and the flange of the needle and is axially opposed to an end face located on the flange side of the needle in the armature. A fuel injection valve characterized in that it is a part.
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