JPH06341358A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内周面の傷が基因となる亀裂の発生を防止し
て、耐久性を高め寿命を延ばすこと。 【構成】 小径部１１の先端に噴射口１２を有するとと
もに大径部１３に燃料入口１４を有する弁本体１と、小
径部１１に介挿されるインナバルブ２０を備えた小径の
第１部材２１と大径部１３に介挿される第２部材２２お
よび第２部材２２に当接する第３部材２３とから成るニ
ードル弁部材２と、第２部材２２と大径部１３との間に
介挿されたコイルスプリング３０により構成されニード
ル弁部材２を開く方向に付勢するスプリング部材３と、
ニードル弁部材２の第３部材２３と弁本体１の蓋部１５
との間に介挿された中実円筒体４０であって、印加電圧
が負に切り換えられたら収縮してニードル弁部材２を開
く方向に制御する圧電装置４と、圧電装置４を駆動する
駆動回路５と、駆動回路５を制御するＥＦＩコンピュー
タ６とから成る燃料噴射弁。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弁本体内に中実筒状体
の圧電装置を介挿し、印加電圧の制御により噴射口を開
く方向にニードル弁部材を制御する燃料噴射弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃料噴射弁（特開平２−１１２６
６３）は、図４に示すように噴射口Ｏを有する弁ケース
Ｃ内に同軸的にニードル弁Ｎが介挿され、ニードル弁Ｎ
と弁フタＦとの間にコイルバネＢが介挿され、ニードル
弁Ｎの肩部Ｓと弁ケースＣの先端部Ｅとの間に図５に示
す中空円筒状の圧電装置Ｐがニードル弁Ｎと同軸的に介
挿されているものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の燃料噴射弁
は、ニードル弁Ｎと弁ケースＣとの間に介挿するために
中空円筒状の圧電装置Ｐを用いるので、内周面に加工ま
たは成形による傷が有ると、膨張、収縮を繰り返すため
亀裂が発生し、破壊に至るので、寿命が短いという問題
が有った。

【０００４】そこで本発明者らは、内周面の無い中実筒
状体の圧電装置を用いて印加電圧の制御により噴射口を
開く方向にニードル弁部材を制御するという本発明の技
術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、亀裂の
発生を防止して、耐久性を高め寿命を延ばすという目的
を達成する本発明に到達したものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の燃料噴射弁は、
先端に噴射口を有する弁本体と、弁本体内に介挿され、
噴射口を開閉するニードル弁部材と、弁本体内に介挿さ
れ、ニードル弁部材を一方の方向に付勢するスプリング
部材と、弁本体内に介挿された中実筒状体の圧電素子か
ら成り、スプリング部材の付勢方向とは反対の方向にニ
ードル弁部材を押圧するとともに、印加電圧の制御によ
り噴射口を開く方向にニードル弁部材を制御する圧電装
置とから成るものである。

【０００６】

【作用】上記構成より成る本発明の燃料噴射弁は、スプ
リング部材と中実筒状体の圧電装置とによりバランスし
ているニードル弁部材を、印加電圧の遮断もしくは供給
制御により、中実筒状体の圧電装置の収縮もしくは膨張
によって噴射口を開く方向にニードル弁部材を制御し
て、燃料を噴射するものである。

【０００７】

【発明の効果】上記作用を奏する本発明の燃料噴射弁
は、印加電圧の遮断もしくは供給制御により、外側壁だ
けで内周面の無い中実筒状体の圧電装置が収縮もしくは
膨張するものであるため、内周面の傷が基因する亀裂の
発生を防止して、耐久性を高め寿命を延ばすという効果
を奏する。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【０００９】（第１実施例）第１実施例の燃料噴射弁
は、図１および図２に示すように、小径部１１の先端に
噴射口１２を有するとともに大径部１３に燃料入口１４
を有する弁本体１と、弁本体１の小径部１１に介挿され
るインナバルブ２０を備えた小径の第１部材２１と大径
部１３に介挿される第２部材２２および第２部材２２に
当接する第３部材２３とから成るニードル弁部材２と、
ニードル弁部材２の第２部材２２と大径部１３との間に
介挿されたコイルスプリング３０により構成され、ニー
ドル弁部材２を開く方向に付勢するスプリング部材３
と、弁本体１内においてニードル弁部材２の第３部材２
３と弁本体１の蓋部１５との間に介挿された中実円筒体
４０であって、印加電圧が遮断されたら収縮してニード
ル弁部材２を開く方向に制御する圧電装置４と、圧電装
置４を駆動する駆動回路５と、駆動回路５を制御するＥ
ＦＩコンピュータ６とから成るものである。

【００１０】弁本体１は、図１に示すように、同軸的に
直列に一体形成した小径部１１と大径部１３とから成る
中空円筒体１０である。小径部１１の開口部には、略Ｔ
字状の縦断面の弁座部１１Ｓと、略Ｕ字状の先端部１１
Ｔとが装着されている。大径部１３の肩部１２Ｓには、
燃料導入口１４が形成されている。大径部１３の開口端
には、円形の蓋部１５が装着される。大径部１３は、３
つの異なった径の内周面を有し、開口端に近づくに従い
径が階段状に大きくなるように形成されている。

【００１１】ニードル弁部材２の第１部材２１は、図１
に示すように略Ｔ字状の縦断面を有する部材で構成さ
れ、弁座部１１Ｓに当接する先細形状のインナバルブ２
０と第２部材２２と係合するＴ字部２１Ｔと、先端のイ
ンナバルブ２０とＴ字部２１Ｔとを連結する小径棒状の
連結部２１Ｎとから成る。

【００１２】ニードル弁部材２の第２部材２２は、略Ｕ
字状の縦断面を有する部材で構成され、先端底部には第
１部材２１のＴ字部２１Ｔを介挿する穴部２２Ｈが形成
され、側壁には貫通穴２２Ｐが形成されている。

【００１３】ニードル弁部材２の第３部材２３は、略Ｕ
字状の縦断面を有する部材で構成され、先端には第２部
材２２の内周面に突出する突出部２３Ｐが形成され、外
周面には環状の溝２３Ｇが形成され、燃料をシールする
ためのＯリング２３Ｏが介挿されている。

【００１４】ニードル弁部材２の第１部材２１のＴ字部
２１Ｔと第３部材の突出部２３Ｐとの間に一定の付勢力
で第１部材２１を弁本体１の弁座部１１Ｓに対して押圧
するコイルスプリング２４が介挿されている。

【００１５】スプリング部材３は、弁本体１の大径部１
３の肩部１３Ｓとニードル弁部材２の第２部材２２Ｓと
の間に介挿されたコイルスプリング３０で構成され、ニ
ードル弁部材２を弁本体１の噴射口１２から遠ざける方
向に常時一定の付勢力で付勢する構成より成る。

【００１６】圧電装置４は、中実円板の圧電素子が軸方
向に多数積層された中実円筒体４０で構成され、正の一
定の印加電圧が印加され軸方向に膨張した状態でニード
ル弁部材２の第３部材２３の底部と弁本体１の蓋部１５
との間に最適な厚さを有するスペーサ４１とともに介挿
され、スプリング部材３の付勢力に抗して噴射口１２に
ニードル弁部材２のインナバルブ２０を当接させてお
り、燃料噴射時には、負の一定の印加電圧に切り換えら
れると、圧電装置４が軸方向に収縮するとともに、スプ
リング部材３のコイルスプリング３０の付勢力によりニ
ードル弁部材２のインナバルブ２０を噴射口１２の弁座
部１１Ｓより離し、燃料が噴射口１２より噴射すること
を可能にする構成より成る。

【００１７】駆動回路５は、図２に示すようにイグニッ
ションスイッチＩＧを介さずにバッテリＢに直接接続さ
れた回路であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ５１と、直列に
接続され中点を接地したコンデンサ５２、５３と、およ
び切換スイッチ５４とから成り、切換スイッチ５４の切
換により圧電装置４に正又は負の一定の電圧を印加する
構成より成る。すなわち、エンジンが停止している時も
燃料が洩れないように正の一定の印加電圧が圧電装置４
に供給される構成より成る。

【００１８】ＥＦＩコンピュータ６は、イグニッション
スイッチＩＧを介してバッテリＢに接続されており、エ
ンジンの回転に同期して各気筒の噴射信号を出力するこ
とにより、各気筒に対応する駆動回路５の切換スイッチ
５４を負の一定電圧が供給されている端子に切り換え得
る構成より成る。

【００１９】上記構成より成る第１実施例の燃料噴射弁
は、燃料を噴射しない時においては、正側のコンデンサ
５２からの正の一定電圧が切換スイッチ５４を介して圧
電装置４に印加されており、圧電装置４はそれによりコ
イルスプリング３０に抗して軸方向に膨張して、ニード
ル弁部材２のインナバルブ２０が噴射口１２の弁座部１
１Ｓに当接している。

【００２０】この状態においてＥＦＩコンピュータ６か
ら燃料の噴射信号が出力されると、切換スイッチ５４が
切り換えられ負側のコンデンサ５３からの負の一定電圧
が圧電装置４に印加され、圧電装置４が軸方向に収縮す
るとともに、コイルスプリング３０の付勢力により、ニ
ードル弁部材２が軸方向図１中右方に移動するので、イ
ンナバルブ２０が噴射口１２の弁座部１１Ｓから離れ、
燃料が噴射口より噴射される。

【００２１】上記作用を奏する第１実施例の燃料噴射弁
は、中実円筒体４０の圧電素子で構成される圧電装置４
を膨張もしくは収縮させるものであるため、中空円筒体
の圧電装置を用いる従来装置の様に内周面の傷が基因す
る亀裂の発生および破壊が無いので、耐久性を高め寿命
を延ばすという効果を奏する。

【００２２】また第１実施例の燃料噴射弁は、駆動回路
５により、正または負の一定電圧を印加して、圧電装置
４の膨張および収縮の両振幅を利用するので、従来装置
の様に正側の片振幅のみを利用するものに比べ大振幅を
得ることが出来るとともに、同一の振幅に揃えるとすれ
ば圧電装置４の積層枚数を減らすことができ、軸長の短
い圧電装置の利用を可能とし、燃料噴射弁をコンパクト
にすることができるという効果を奏する。

【００２３】（第２実施例）第２実施例の燃料噴射弁
は、図３に示すように第１実施例のコイルスプリング３
０と圧電装置４との位置関係を逆にしたもので、ニード
ル弁部材２を中空円筒体２５で構成し、側壁に開口２６
Ａ、２６Ｂを形成して、弁本体１の側壁を連結する連結
部１６を介挿して、この連結部１６と中空円筒体２５の
開口部に螺装された蓋体２６との間に中実多角柱体の圧
電装置４２を介挿し、蓋体２６と弁本体１の開口部に螺
装された蓋体１７との端にコイルスプリング３１を介挿
する点が第１実施例との主たる相違点である。

【００２４】上記構成より成る第２実施例の燃料噴射弁
は、燃料を噴射しない時には、圧電装置４２に電圧が印
加されていないので、コイルスプリング３１の付勢力に
よりニードル弁部材２は軸方向左方に押圧されており、
噴射口１２にインナバルブ２０が当接している。

【００２５】この状態において、圧電装置４２に正の電
圧が印加されると、軸方向に膨張するので、コイルスプ
リング３１の付勢力に抗してニードル弁部材２を軸方向
右方に押圧して、噴射口１２からインナバルブ２０が離
れ、燃料が噴射される。

【００２６】上記作用を奏する第２実施例の燃料噴射弁
は、第１実施例と同様に中実の多角柱体の圧電素子より
成る圧電装置４を膨張もしくは収縮させるものであるた
め、内周面の傷が基因する亀裂の発生および破壊を防止
して耐久性を高め寿命を延ばすという効果を奏する。

【００２７】また第２実施例の燃料噴射弁は、燃料噴射
時のみ圧電装置４２に電圧を印加するとともに、圧電装
置４２に電圧を印加しない状態で噴射弁を組み付けるも
のであるため、組み付けが容易であるという利点を有す
る。

【００２８】なお、本第２実施例の燃料噴射弁は、圧電
装置４２に負の電圧を印加した状態で噴射弁を組み付け
れば、第１実施例と同様に正負の両振幅を利用すること
ができるので、大振幅を得ることができる。

【００２９】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００３０】上記第１および第２実施例はいずれもスプ
リング部材と圧電装置とを直列に配設する例について一
例として述べたが、本発明はそれに限るものでは無く、
例えば図３において圧電装置４２とニードル弁部材２５
との間に同軸的にコイルスプリングを介挿して蓋体２６
および１７との間に介挿されるコイルスプリング３１を
省略して、噴射弁の軸方向長さを短くする態様も採用可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の燃料噴射弁を示す縦断面
図である。

【図２】第１実施例の駆動回路を示すブロック図であ
る。

【図３】第２実施例の燃料噴射弁を示す縦断面図であ
る。

【図４】従来装置を示す縦断面図である。

【図５】従来装置の圧電装置を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ 弁本体 ２ ニードル弁部材 ３ スプリング部材 ４ 圧電装置 ５ 駆動回路 ６ ＥＦＩコンピュータ １１ 小径部 １１Ｓ 弁座部 １１Ｔ 先端部 １２ 噴射口 １３ 大径部 １４ 燃料導入口 ２０ インナバルブ ２１Ｔ Ｔ字部 ２１Ｎ 連結部 ２２ 第２部材 ２２Ｈ 穴部 ２２Ｐ 貫通穴 ２３ 第３部材 ２３Ｐ 突出部 ２３Ｇ 溝 ２３Ｏ Ｏリング ２４、３０ コイルスプリング ４０ 中実円筒体 ４１ スペーサ ５１ ＤＣ−ＤＣコンバータ ５２、５３ コンデンサ ５４ 切換スイッチ Ｂ バッテリ ＩＧ イグニッションスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 泰稔 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に噴射口を有する弁本体と、 弁本体内に介挿され、噴射口を開閉するニードル弁部材
   と、 弁本体内に介挿され、ニードル弁部材を一方の方向に付
   勢するスプリング部材と、 弁本体内に介挿された中実筒状体の圧電素子から成り、
   スプリング部材の付勢方向とは反対の方向にニードル弁
   部材を押圧するとともに、印加電圧の制御により噴射口
   を開く方向にニードル弁部材を制御する圧電装置とから
   成ることを特徴とする燃料噴射弁。