JPH03502227A - せん断応力ダンパを有する接極子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 せん断心カダンパを有する接極子 本発明の背景と要旨 本発明は、一般的に、接極子のバウンス又はリバウンドを制御する装置に関する ものであり、高性能燃料噴射装置に用いられるものである。

一般にソレノイド弁は、第１位置と第２位置との間を可動の接極子を有している 。これら第１位置と第２位置とのそれぞれ極限は、機械式のストッパによって制 限されていることが多い。当業者には公知の接極子は、ワイヤのコイルにより発 生せしめられる電磁力により一方方向に動かされ、反対方向へは、ばね力で戻さ れることが多い。接極子がストッパに当ると、バウンスが生じる。バウンスまた はリバウンドは、ソレノイドが位置決め用具として用いうている場合には、所望 の位置が維持できないので、特に有害である。また、ソレノイドが燃料噴射装置 内に組込まれており、バウンス又はリバウンドのための接極子が弁座に接近した り離れたりするさいに、燃料が多少の差はあれ噴射されるような場合にも、特に 有簀である。このバウンスは、接極子内でヒステリシスが低減するまで、かつま た（もしくは）ストッパが接極子を静止させるまで、続く。見られるように、接 極子バウンスは、燃料噴射装置に影響を与え、噴射時間を延ばしたり短縮したり し、この結果、キャリブレーションが非線形となり、弁座区域の摩耗が進み、噴 射燃料の霧化が乏しく、一様でなくなり、更には、噴射装置の実用寿命の間に操 作の反復性が失われ、噴射装置の動作にサイクル毎に変動が生じることになる。

こうしたことから、本発明の第１の目的は、接極子の運動を減衰して、バウンス を低減し、かつ（もしくは）完全に除去する装置を得ることにある。本発明のも う一つの目的は、エネルギー吸収器を利用することにより、バウンスを防止する ことにある。本発明の更に別の目的は、粘性せん断力を生じさせることにより、 接極子の運動を減衰することにある。

本発明によれば、接極子の運動を減衰する機構が、電気−機械式燃料噴射装置に 組込まれている。この噴射装置は、ハウジングと弁座とを有しており、弁座には 、弁座面と、ハウジング下端部に形成された計量オリフィスとが設けられている 。接極子アセンブリは、計量オリフィスを開閉するため、弁座面に対して可動で あり、接極子とピンとを有している。このビンは、接極子から延び、弁座面と係 合するようにされている。燃料噴射装置は、加えて、接極子アセンブリを動かす 装置を有している。接極子アセンブリは、フィルとコイルに磁気的に接続された 固定子とを備えたコイル・アセンブリを有し、コイル・アセンブリは、起動され ると、計量オリアイスを開く方向に接極子アセンブリを運動させる。コイル・ア センブリは、また、計量オリフィスの閉鎖方向に閉じる予荷重負荷手段４６を有 している。計量オリフィスの上流に設けられている流体室は、接極子アセンブリ の一部を取囲み、付加的に備えられている可動部材が、流体室内で接極子と一緒 に運動する。この部材は、粘性力を生じさせ・前記接極子の、弁座面との衝突に よるエネルギー分散によりピンの運動減衰を行なうためのものである◎本発明の 他の多くの目的は、以下で行なう図面の説明により明らかにされる。

図面の詳細な説明 第１図は、ハウジング１２と、ハウジング１２下端２０に設けられた弁座１４と を有する電磁式燃料噴射装置１０が示されている。弁座１４は、ハウジング１２ 内へ収容される挿入体として形成されるか、又は、ハウジング１２と一体に構成 されるか、いずれかとする。計量オリアイス１８は、弁座１４に形成されている 。第１図に示されているように、弁座１４の弁座面１６は、はぼ円錐形をなして いる。燃料噴射弁は、計量オリフィス１８を開閉するため、弁座面１６に対し可 動の接極子アセンブリ３０を有している。接極子アセンブリは、更に、接極子３ ２と、接極子３２から延びている細いピン３４とを有している。ピン３４は、計 量オリフィス１８に近い弁座面１６に係合するようにされている。有利にはピン ３４の係合端部３６は、球形に形成されている。

燃料噴射装置１０は、更に、接極子アセンブリ３０を動かす手段を有している。

この手段は、コイル４２と、このコイルに電磁結合される固定子４４とを備えた コイル・アセンブリ４０を有している。また、ハウジング１２内に形成された燃 料室５０へ燃料を受容するための手段が備えられている。ハウジング１２は、底 部供給口４７又は当業者には公知の別の手段を有している。前述の接極子アセン ブリ３０は、更に、接極子３２を動かすばね４６と、計量オリフィスを一方方向 に閉じるピン３４とを有している。カップ形の部材６２を有する減衰アセンブリ ６０は、接極子アセンブリ６０と一緒に可動であり、流体室５０の！６４との間 には間隔を有ルていて、双方の間に粘性力が生じるようにされている。カップ形 部材６２は、更に、ピン３４を受容する中心孔６５を有している。第１図に見ら れる通り、カップ形部材６２は、ベース７０を有する環状の構造を有し、ベース ７０には中心孔６５、すなわち第１の孔が形成されている。周方向のエツジ７４ は、ベース７０かも軸方向に延び、壁との間に間隔Ｔを有している。間隔Ｔは、 エツジと壁との間に流体のせん断動作を生ぜしめるのに十分な間隔である。周方 向エツジ７４の長さは、カップ形部材６２の直径の少なくとも０．２５とするの が有利である。このようにすることにより、十分な減衰作用が得られ、加えて・ カップ形部材６２は、燃料噴射装置の軸線Ｉ：対して重大な傾きを生じることが 防止される＠カップ形部材６２をピン３４との間の間隔Ｇは、間隔Ｔより大であ る。間隔Ｔと間隔Ｇの代表的な値は、０．５０８ｍｍと０．１２７＋ａｍである 。底部又はベース７０は、更に、複数の穴７６を有し、これらの穴の寸法は、カ ップ形部材が軸方向に移動するにつれて、重大な圧力降下が生じない寸法である 。穴７６の一義的な機能は、流体室５０を流体が通過できるようにすることであ る。底部又はベース７０は、中心孔６５の周囲に厚い内壁部８０を有し、この内 壁部８０が、ばね８６．８８を支える上下の環状面８２．８４を形成している。

ばね８６は、接極子３２の下部に支えられ、、部材６２に予荷重を与え、第２の ばね８８は、ピン３４に形成された支持部又は棚状部９０に支えられ、部材６２ に予荷重を与えている。ばね８６．８８は、ばね定数が異なるようにするのが望 ましい。たとえば、上方のばね８６は、下方のばね８８よりばね定数が小さい値 であるのが好ましい。たとえば、下方のばね８８のばね定数は、７１から１０７ 　ｋｇ／ｍの範囲程度、上方のばね８６のそれは１７．８ｋｇ／ｍ以下とする。

燃料噴射装置は、第１図では閉位置で示しされている。コイル４２が受取る電気 信号に応動して、接極子３２は１固定子４４のほうへ引張られ、ピン３４が弁座 面１６から離れ、燃料が流体室５０から計量オリフィス１８を通り流出する。電 子信号が終ると、ばね４６が作用し、ピン３４を下方へ押下げ、計量オリフィス １８を密閉する。ピン３４が上昇又は下降すると、カップ形部材６２が、その運 動に追従する。周方向エツジ７４と！！６４との間の間隔が狭いため、エツジ７ ４と！！６４との間には摩擦せん断力が発生する。ピン３４が、閉鎖のさい弁座 面１６に衝突すると、ピン３４は、はね返る傾向がある。ピン３４の上昇運動は 、下方のばね８８を介して部材６２に伝えられる。このため部材６２と！！６４ との間に生じる摩擦せん断力は、ばね８８を介してピン３４に伝えられる。ばね ８８は、ピンの運動を減衰し、ピンのバウンスを防止する第３図は、減衰アセン ブリの別の実施例を示したものである。減衰アセンブリ６０′は、中空円筒部材 １０２から半径方向に延びる円形部材１００を有している。円形部材１００は、 第１図、第２図に示した穴に似た複数の穴７６を有している。円筒部材１０２は 、中心孔１０４を有し、この孔１０４内へ、エツジ間隔Ｇをもってピン３４が受 容されている。円形部材１００から軸方向に延びる環状部材１１０が、部材１０ ０の周囲に設けられている。図示の通り、環状部材１１０は、円形部材１００の 上方及び下方に延び、壁６４に向い合う区域を大きくされている・各部材１００ ゜１０２．１１０は一体構成とされている。

環状部材１１０は、１１６４に対し狭い間隔をおいて位置し、部材１１０と壁６ ４との間の燃料・すなわち流体と反応することにより粘性力を発生させる。円筒 形部材１０２は、接極子３２とピン３４とにより保持され、これらに、上方及び 下方のＯリング１２０．１２２とスナップリング９０′とにより固定されている 。本発明の要求には属さない二とだが、０リングは、いくぶん圧縮された状態で 取付けておくのが有利である。０リングの採用可能なばね定数は、毎分のたわみ 当り約１７８０　ｋ＃／＋ｍであよるようにする。用いられる０リングの代表的 なものは、パーカー・ハニ７アン（Ｐａｒｋｅｒ　Ｈａｎｎｉｆａｎ）社製又は アップル・ラバー・プロダクツ（Ａｐｐｌｅ　Ｒｕｂｂｅｒ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ）社製のＡＳ−５６８−００３／ＢＮ７０である。

加えて、ピン３４のリバウンドを効果的に減衰するには、アセンブリ６０′全体 の直径りに対する環状部材１１０の長さの割合を、はぼ０．３３にするのが有利 である。更に、固定的な物理寸法の減衰アセンブリ６０′の場合に、減衰率を改 善するには、アセンブリ６０′の質量を低減すればよい。更に評言すれば、実施 したテストによると、アセンブリ６０′の重量と接極子重量との割合は、はぼ０ ．１対０．１５とするのが好結果を生むことが分かっている。たとえば、これら のテストでは、アセンブリ６０′の重量を約０．１７ｇ、接極子アセンブリ重量 を１．８ｇとした。

言うまでもなく、前述の実施例は、本発明の枠をはずれることなしに種々の変化 形が可能である。したがって、本発明の枠は、請求の範囲の各項によってのみ制 限されるものである。

図面の簡単な説明 図面は、第１図が、本発明による接極子を組付けた燃料噴射装置の暗示図、第２ 図が、第１図の２−２線に沿った横断面図、第３図は、本発明の別の実施例を示 した図である。

手続補正書輸発） 平成２年１０月２９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電気−機械式燃料噴射装置（１０）において、ハウジング（１２）と、弁座 面（１６）及び計量オリフィス（１８）を有する弁座（１４）と、弁座面（１６ ）と係合するようにされた接極子（３２）を有し、計量オリフィス（１８）を開 閉するための、弁座面（１６）に対し可動の接極子アセンブリ（３０）と、 接極子アセンブリ（３０）を動かすための手段とを有しており、 この手段が、コイル（４２）と、コイル（４２）と電磁結合した固定子（４４） とを備えたコイル・アセンブリ（４０）を有しており、このコイル・アセンブリ （４０）が、動作時には、接極子アセンブリ（３０）を、計量オリフィス（１８ ）の開方向へ移動させるように操作し、 更に前記手段が、計量オリフィス（１８）を閉じ方向へ移動させるための予荷重 手段（４６）と、壁（６４）を有する流体室（５０）、それも接極子アセンブリ （３０）の一部を取囲み、計量オリフィス（１８）の上流に形成された流体室（ ５０）と、 流体室内に設けらた接極子アセンブリと弾性結合された手段（６０）、それも流 体室の壁（６４）との間に粘性せん断力を発生させるために、壁（６４）から間 隔をおいて配置され、接極子のバウンス又はリバウンドを防止する弾性部材と協 働する部材（６２）を有する手段（６０）と、 接極子に対して手段（６０）を弾性的に支持する手段（８４，８６）とを有する ことを特徴とする電気−機械式燃料噴射装置。 ２．弾性的な支持手段が、部材（６２）の上方と下方に延びるばね（８６；８８ ）を有することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。 ３．ばねがＯリング（１２０；１２２）を有することを特徴とする請求項２記載 の燃料噴射装置。 ４．Ｏリング（１２；１２）が、接極子（３２）と、ピン（３４）により保持さ れた保持部材（９０′）との間に、軽く予荷重を与えられて配置されていること を特徴とする請求項３記載の燃料噴射装置。 ５．部材（６２）が、ピン（３４）の周囲に取付けられる中央部（７０；１００ ）と複数の穴（７６）とを有することを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置 。 ６．部材（６２）が、ピン（３４）の周囲に配置された、孔（１０４）を有する 円筒形部材（１０２）を備え、この円筒形部材（１０２）の端部にＯリング（１ ２０；１２２）が配置されており、更に、部材（６２）は、円筒形部材（１０２ ）から半径方向に延びる円形部材（１００）と、円形部材の周囲に形成され、壁 （６４）と僅かな間隔をおいた環状部材（１１０）とを有していることを特徴と する請求項３記載の燃料噴射装置。 ７．環状部材（１１０）が円形部材（１００）の先に設けられていることを特徴 とする請求項６記載の燃料噴射装置。 ８．壁（６４）に近いところに位置する環状部材（１１０）の長さと、環状部材 （１１０）を含めた部材（６２）の直径との比が、０．２５から０．３３の範囲 であることを特徴とする請求項７記載の燃料噴射装置。 ９．部材（６２）が、接極子（３２）の周囲にスライド可能にはめ込まれる第１ の孔（６５）を有するベース（７０）を備えた環状構造部と、壁（６４）流体の せん断力を生ぜしめるのに十分なだけ壁（６４）から間隔（Ｔ）を有している軸 方向に延びる周方向エッジ（７４）とを有することを特徴とする請求項２記載の 燃料噴射装置。 １０．流体室（５０）内で第１及び第２の方向に可動の接極子（３０；３２；３ ４）と、 少なくとも前記第１の方向での運動を停止させる手段（１４）と、 前記第１及び第２の方向へ前記接極子を運動させる手段（４０；４６）と、 前記接極子に付加され、一緒に可動の手段（６０）とを有しており、この手段（ ６０）が、流体室（５０）の壁（６４）のところで流体との相互作用により粘性 せん断力を発生させて、前記接極子が前記の、運動を停止させる手段（１４）と 衝突後に生じるリパウンドを減衰するようにされ、更に、前記減衰手段（６０） が、接極子に弾性結合された部材（６２）、それも、壁（６４）に粘性接続され て、部材（６２）が壁に対して移動すると粘性力を発生するようにされた部材（ ６２）を有することを特徴とする燃料噴射装置。