JPH0443854A - 燃料噴射弁 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば自動車用エンジンに燃料を超音波振動
により微粒化しつつ噴射する燃料噴射弁に関するもので
ある。

［従来の技術］ この種の燃料噴射弁には、例えば特開昭６２５５４５０
号公報にて開示されたものがある。

この公報のものは、燃料を計量して噴射する燃料噴射弁
と、その燃料を微粒化する超音波微粒化装置とか別体で
、エンジンの吸気管に設けられている。

［発明か解決しようとする課題］ 前記した従来装置では、燃料噴射弁と超音波微粒化装置
とか別体になっているため、コンパクト化に限界かある
とともにエンジンへの搭載性か悪かった。また燃料の計
量噴射とその燃料の微粒化か別々に行われるため、燃料
の微粒化効率か低く、燃費及びエンジン出力の向上に不
満か残った。

そこで本発明は、前記した問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的は装置のコンパクト化を図り
かつエンジンへの搭載性を向上するとともに、燃料の微
粒化効率を高めることのできる燃料噴射弁を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決する本発明の燃料噴射弁は、コイルへの
通電をオン・オフして開閉バルブを往復移動させること
により、燃料噴射口を開閉させるようにした燃料噴射弁
であって、 前記開閉バルブに、その先端の弁部に超音波振動を付与
する圧電素子か組み込まれたものである。

［作用］ 前記手段によれば、開閉バルブがコイルへの通電のオン
・オフにより往復移動される。これにより、そのバルブ
の弁部が燃料噴射口を開くことで、その噴射口から燃料
が計量されて噴射される。これとともに、開閉バルブの
圧電素子が弁部に超音波振動を付与することで、前記噴
射される燃料が弁部による超音波振動を受けて微粒化さ
れる。従って、燃料は燃料噴射口から計量されるとほと
んど同時に微粒化されて噴射される。

［実施例コ 次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

燃料噴射弁の断面図が第１図に示されている。

図において、略円筒形をしたボデー１は、その中空部の
下端に燃料噴射口２を有している。この噴射口２は、そ
の先端に向かって大径をなす円錐テーパ面の座面２ａを
有している。またボデー１のの中央部には、適数本の燃
料人口３が半径方向に貫通されている。燃料人口３は、
ボデー１の軸心に向かって下方へ傾斜している。なお燃
料人口３には、燃料供給管（図示しない）が接続されて
いる。

ボデー１上には、ボビン等を内蔵する強磁性体からなる
ハウジング５が取り付けられている。ノ＼ウジング５内
には、ボデー１上に同一軸線上にて位置する円環状をし
たステータ６が設けられている。ステータ６は、その中
央に立ち上がる円筒状をしたガイド筒部６ａを有してい
る。なおステータ６の内径は、ボデー１の内径よりも小
さく形成されている。

ステータ６上には、コイル７を巻装した環状の合成樹脂
製ボビン８がその中空孔をガイド筒部６ａに嵌めた状態
で設けられている。なおコイル７は、ターミナル等を介
して電源回路（図示しない）に導通されている。

ステータ６のガイド筒部６ａより上方に露出したボビン
８の中空部分に、アーマチャ１０が軸移動可能に配置さ
れている。アーマチャ１０はガイド筒部６ａにスライド
可能に挿通された軸部１０ａを有しており、その軸部１
０ａの先端がガイド筒部６ａの下端面に延びボデー１の
中空部に突出している。

アーマチャ１０とハウジング５との間には、アーマチャ
１０を下方へ付勢するスプリングｌＯか介在されている
。なおスプリングｌＯは、アーマチャ１０の軸方向のが
た付きを防止するものである。

ボデー１の中空部に、開閉バルブ１３が軸方向（図示上
下方向）に往復移動可能に配設されている。開閉バルブ
Ｉ３は、その中央部に位置するバルブベース１４と、バ
ルブベース１４の下面に突出されその先端部が燃料噴射
口２に所定のクリアランスをもって挿通された軸部１５
と、その軸部１５の先端に前端に向かって大径をなす円
錐台状に形成され燃料噴射口２の座面２ａを閉止する外
開き式の弁部１６と、またバルブベース１４上に設けら
れた積層型圧電素子１７と、圧電素子１７の上面に設け
られ前記アーマチャｌＯの軸部先端に当接されたフラン
ジ板１８とを有している。

バルブベース１４は、ボデー１の燃料人口３よりも上方
位置においてボデー１の中空部内をスライドするもので
、その外周にバルブベース１４とボデー１との間をシー
ルするためのＯリング１９か取り付けられている。従っ
て燃料人口３からボデー１内に流入した燃料は、バルブ
ベース１４の上方、すなわち圧電素子１７及びアーマチ
ャｌＯの方へ流れない。

また圧電素子１７は、ターミナル等を介して電源回路（
図示しない）に導通されており、所要電圧が供給される
ことにより軸方向（図示上下方向）に伸長しその電圧の
低下あるいは喪失により短縮し、この伸縮の繰り返しに
より弁部１６を縦方向に振動させるものである。

バルブベース１４とボデー１の先端段差部との間には、
バルブベース１４を上方へ付勢する締切スプリング２０
か介在されている。この締切スプリング２０により、弁
部１６か常には燃料噴射口２の座面２ａに密着され、そ
の噴射口２か閉止されている。

なお開閉バルブ１３の軸部１５と燃料噴射口２との間に
て燃料が計量されるものであり、その開口面積は、例え
ば開弁時の燃料流量がアイドル燃料量となる大きさに設
定されている。

前記した燃料噴射弁において、加圧された燃料は、ボデ
ーｌの燃料人口３からボデー１の中空部内へと流入する
。そして、コイル７への通電のオフ時には、第１図に示
されるように締切スプリング２０のばね力により開閉バ
ルブ１３が閉弁状態、すなわち弁部１６がボデー１の燃
料噴射口２の座面２ａを閉止していることにより、その
噴射口２から燃料が噴射されない。

この状態において、エンジンが始動、すなわちエンジン
のクランキングが始まると、コイル７への通電がオシさ
れる。すると、コイル７に生じる励磁作用によりステー
タ６にアーマチャ１０が締切スプリング２０のばね力に
抗して吸引されることにより、開閉バルブ１３が前進さ
れる。これに伴い、開閉バルブ１３の弁部１６が燃料噴
射口２の座面２ａから離れることにより、その噴射口２
が開かれ、その燃料噴射口２から燃料か計量されて噴射
される。この噴射量は、アイドル燃料量である。

このとき、圧電素子１７にバイアス電圧を加え、圧電素
子を高周波で伸縮を繰り返させることにより、バルブベ
ース１４、軸部１５及び弁部１６が超音波で振動する。

なお弁部１６は、この振動時に振動の腹（最大振幅）に
なる位置にバルブベース１４及び軸部１５の長さが設定
されている。

このため前記燃料噴射口２を出た燃料は、圧電素子１７
の駆動による超音波振動している弁部１６のコーン状部
にあたり、その弁部１６の外周面並びにその端面に広が
って均一な厚さの液膜を形成しつつ、前方（図示下方）
へ微粒化された状態で噴射（詳しくはエンジンの吸気管
内に噴射）される。また圧電素子１７に印加する印加電
圧を上げるに比例して、圧電素子の１７の伸長量が大き
くなり開閉バルブ１３の弁部１６の開きストロークを大
きくすることができる。この印加電圧とストロークとの
関係が第２図に示されている。なお図において、印加電
圧０におけるストローク点Ａは、コイル７への通電によ
るストロークである。また二点鎖線で囲まれた波形部分
は、圧電素子１７にバイアス電圧が加えられた状態を示
すものである。

また前記コイル７への通電かオフされると、締切スプリ
ング２０のばね力により、開閉バルブ１３か閉弁される
ため、燃料噴射口２からの燃料の噴射が停止され、また
圧電素子１７への通電かオフされることでその駆動が停
止される。

なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である
。例えば燃料噴射口２に対し弁部１６を引き込むことに
より開弁する内開き式開閉バルブ１３についても、圧電
素子１７に印加する電圧を逆にすることによって実施す
ることができ、この場合でも前記実施例と同等の作用効
果が得られる。

［発明の効果］ 本発明の燃料噴射弁によれば、開閉バルブに振動体とし
ての圧電素子を組み込んだものであるため、従来の燃料
噴射弁に比べて装置のコンパクト化か図れるとともにエ
ンジンへの搭載性も向上される。また燃料の計量噴射と
微粒化とかほとんど同時に行われるため、燃料の微粒化
効業も高められ、よって燃費及びエンジン出力を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は燃料噴
射弁の断面図、第２図は圧電素子への印加電圧と弁部ス
トロークとの関係を示す特性線図である。 ２・・燃料噴射口 ア・・・コイル １３・・・開閉バルブ １６・・・弁部 １７・・圧電素子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コイルへの通電をオン・オフして開閉バルブを往復移動
   させることにより、燃料噴射口を開閉させるようにした
   燃料噴射弁であって、 前記開閉バルブに、その先端の弁部に超音波振動を付与
   する圧電素子が組み込まれた燃料噴射弁。