JPH10196486A - インジェクタ - Google Patents
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- JPH10196486A JPH10196486A JP9006185A JP618597A JPH10196486A JP H10196486 A JPH10196486 A JP H10196486A JP 9006185 A JP9006185 A JP 9006185A JP 618597 A JP618597 A JP 618597A JP H10196486 A JPH10196486 A JP H10196486A
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- yoke
- fixed core
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Abstract
(57)【要約】
【課題】可動コアの磁気吸引効率を高めてインジェクタ
の性能アップを図ると共に、小形，軽量化を達成する。 【解決手段】電磁コイル１０を通電すると、固定コア
２，ヨーク３，可動コア４が磁気回路を形成して可動コ
ア４を戻しばね６の力に抗して固定コア２側に吸引し噴
射用の燃料通路を開く。可動コア４に軸方向の段差４
Ａ，４Ｂが形成され、固定コア２の一端面２Ａを段差面
４ＡにギャップＧ１を介して対向させる。ヨーク３の突
出部３´をヨーク内側に設けて、突出部３´を段差面４
Ｂに軸方向の磁気吸引側の位置でギャップＧ２を介して
対向させ、ギャップＧ１，Ｇ２により、磁気回路の一部
となる軸方向の複数の磁気吸引用ギャップを構成する。
の性能アップを図ると共に、小形，軽量化を達成する。 【解決手段】電磁コイル１０を通電すると、固定コア
２，ヨーク３，可動コア４が磁気回路を形成して可動コ
ア４を戻しばね６の力に抗して固定コア２側に吸引し噴
射用の燃料通路を開く。可動コア４に軸方向の段差４
Ａ，４Ｂが形成され、固定コア２の一端面２Ａを段差面
４ＡにギャップＧ１を介して対向させる。ヨーク３の突
出部３´をヨーク内側に設けて、突出部３´を段差面４
Ｂに軸方向の磁気吸引側の位置でギャップＧ２を介して
対向させ、ギャップＧ１，Ｇ２により、磁気回路の一部
となる軸方向の複数の磁気吸引用ギャップを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などのエン
ジンに噴射燃料を供給するためのインジェクタ（燃料噴
射弁）に関する。
ジンに噴射燃料を供給するためのインジェクタ（燃料噴
射弁）に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のインジェクタは、弁座の上流に
燃料通路を有し、固定コアと弁体を有する可動コアとが
ヨーク内で軸方向に配置され、固定コアの周りに電磁コ
イルが設けてある。可動コアは戻しばねのばね力を受け
て、電磁コイルの非通電時には弁体が弁座に接して閉弁
状態にあり、電磁コイルの通電により前記固定コア，ヨ
ーク，可動コアが磁気回路を形成し可動コアが戻しばね
の力に抗して固定コア側に吸引され、開弁状態になる。
燃料通路を有し、固定コアと弁体を有する可動コアとが
ヨーク内で軸方向に配置され、固定コアの周りに電磁コ
イルが設けてある。可動コアは戻しばねのばね力を受け
て、電磁コイルの非通電時には弁体が弁座に接して閉弁
状態にあり、電磁コイルの通電により前記固定コア，ヨ
ーク，可動コアが磁気回路を形成し可動コアが戻しばね
の力に抗して固定コア側に吸引され、開弁状態になる。
【０００３】また、弁座上流には、スワラーが設置され
て、開弁時に通過する燃料に燃料旋回力を付与して、燃
料噴霧を旋回させて燃料の微粒化を向上させる等の技術
が提案されている。
て、開弁時に通過する燃料に燃料旋回力を付与して、燃
料噴霧を旋回させて燃料の微粒化を向上させる等の技術
が提案されている。
【０００４】インジェクタのうち広く実用化されている
ものは、吸気通路の一部に設置する方式のものである
が、最近では、エンジンのシリンダに直接インジェクタ
を取付けて、シリンダ内に直接燃料を噴射させるＤＩ方
式（ダイレクトインジェクション；筒内噴射方式）のも
のが開発されている。
ものは、吸気通路の一部に設置する方式のものである
が、最近では、エンジンのシリンダに直接インジェクタ
を取付けて、シリンダ内に直接燃料を噴射させるＤＩ方
式（ダイレクトインジェクション；筒内噴射方式）のも
のが開発されている。
【０００５】ＤＩ方式のインジェクタは、エンジンのシ
リンダに燃料を直接噴射させるために、吸気管壁に燃料
が付着することなく、効率の良い燃焼を保証し出力向上
と排気浄化を図れるものと評価されている。
リンダに燃料を直接噴射させるために、吸気管壁に燃料
が付着することなく、効率の良い燃焼を保証し出力向上
と排気浄化を図れるものと評価されている。
【０００６】ＤＩ方式の場合、耐圧性の点については、
エンジンのシリンダ内は爆発圧力により最大で７０ｋｇ
／ｃｍ2程度と高圧になるため、この気筒内圧力が噴射
弁の戻しばね圧をはるかに勝って弁が誤って開く問題が
あったが、最近では燃料供給用の高圧ポンプの改良によ
り燃圧を高くして、この燃圧と戻しばねの力の協働によ
り上記爆発圧力に勝る弁閉力を燃料噴射弁にかけること
が可能となり、上記の弁誤動作の問題を解消している。
また、燃圧を向上させた結果、必要な燃料噴射量を吸気
行程といった極めて限られた時間内であっても充分に供
給でき、上記応答性についての要求にも応えられる。
エンジンのシリンダ内は爆発圧力により最大で７０ｋｇ
／ｃｍ2程度と高圧になるため、この気筒内圧力が噴射
弁の戻しばね圧をはるかに勝って弁が誤って開く問題が
あったが、最近では燃料供給用の高圧ポンプの改良によ
り燃圧を高くして、この燃圧と戻しばねの力の協働によ
り上記爆発圧力に勝る弁閉力を燃料噴射弁にかけること
が可能となり、上記の弁誤動作の問題を解消している。
また、燃圧を向上させた結果、必要な燃料噴射量を吸気
行程といった極めて限られた時間内であっても充分に供
給でき、上記応答性についての要求にも応えられる。
【０００７】また、応答性の点については、上記のよう
に強い弁閉力に勝るために、電磁コイルの駆動電力（電
磁吸引力）を昇圧回路を用いて高めることにより、対処
している。
に強い弁閉力に勝るために、電磁コイルの駆動電力（電
磁吸引力）を昇圧回路を用いて高めることにより、対処
している。
【０００８】電磁吸引力を増すために、インジェクタの
駆動電圧を昇圧させ駆動電流値を増大させるほかに、で
きるだけ消費電力を押さえるために可動コアの効率の良
い磁気吸引を実現させる必要がある。
駆動電圧を昇圧させ駆動電流値を増大させるほかに、で
きるだけ消費電力を押さえるために可動コアの効率の良
い磁気吸引を実現させる必要がある。
【０００９】例えば、実開平６−４３６７号公報に記載
のインジェクタでは、可動コアのうち磁気吸引側（固定
コアの一端面と対向する側）の一端にフランジを設け、
このフランジをヨーク一端面にまで広げて、フランジ面
により固定コアの一端に軸方向で対向する部分と、ヨー
ク端面と軸方向で対向する部分とを確保して、磁気吸引
面積を増大させる配慮がなされている。
のインジェクタでは、可動コアのうち磁気吸引側（固定
コアの一端面と対向する側）の一端にフランジを設け、
このフランジをヨーク一端面にまで広げて、フランジ面
により固定コアの一端に軸方向で対向する部分と、ヨー
ク端面と軸方向で対向する部分とを確保して、磁気吸引
面積を増大させる配慮がなされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記フランジ
による磁気吸引面積の増大技術では、フランジは、固定
コア端面，電磁コイル端面，ヨーク端面にかけて対向さ
せるために、フランジが大径化し、その分だけ、周囲に
配置されるヨークの径が大きくなり、インジェクタが大
形化し、設置上の制約を受けると共にコスト高になる。
による磁気吸引面積の増大技術では、フランジは、固定
コア端面，電磁コイル端面，ヨーク端面にかけて対向さ
せるために、フランジが大径化し、その分だけ、周囲に
配置されるヨークの径が大きくなり、インジェクタが大
形化し、設置上の制約を受けると共にコスト高になる。
【００１１】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、効率のよい磁気吸引動作と装置の小形，軽量化の
両立を図り得るインジェクタを提供することにある。
的は、効率のよい磁気吸引動作と装置の小形，軽量化の
両立を図り得るインジェクタを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。
【００１３】第１の発明は、固定コアと弁体を有する可
動コアとが軸方向に配置され、前記固定コア及び可動コ
アの少なくとも一部がヨークに内装され、前記固定コア
の周りに設けた電磁コイルを通電すると、前記固定コ
ア，ヨーク，可動コアが磁気回路を形成して可動コアを
戻しばねの力に抗して固定コア側に吸引し噴射用の燃料
通路を開くインジェクタにおいて、前記可動コアに軸方
向の段差が形成され、前記固定コアの一端面を前記段差
をなす一面にギャップＧ１を介して対向させ、且つ、前
記ヨークに磁気回路の一部となる突出部をヨーク内側に
向けて設けて、この突出部を前記段差をなすもう一面に
軸方向の磁気吸引側の位置でギャップＧ２を介して対向
させ、これらのギャップＧ１，Ｇ２により、前記磁気回
路の一部となる軸方向の複数の磁気吸引用ギャップを構
成したことを特徴とする。
動コアとが軸方向に配置され、前記固定コア及び可動コ
アの少なくとも一部がヨークに内装され、前記固定コア
の周りに設けた電磁コイルを通電すると、前記固定コ
ア，ヨーク，可動コアが磁気回路を形成して可動コアを
戻しばねの力に抗して固定コア側に吸引し噴射用の燃料
通路を開くインジェクタにおいて、前記可動コアに軸方
向の段差が形成され、前記固定コアの一端面を前記段差
をなす一面にギャップＧ１を介して対向させ、且つ、前
記ヨークに磁気回路の一部となる突出部をヨーク内側に
向けて設けて、この突出部を前記段差をなすもう一面に
軸方向の磁気吸引側の位置でギャップＧ２を介して対向
させ、これらのギャップＧ１，Ｇ２により、前記磁気回
路の一部となる軸方向の複数の磁気吸引用ギャップを構
成したことを特徴とする。
【００１４】上記可動コア側の段差面は、例えば、可動
コアに、固体コアの一端面と軸方向で対向する固定コア
対向面と、固定コア対向面に対して軸方向に位置をずら
して形成されたフランジとを形成することで可能であ
る。
コアに、固体コアの一端面と軸方向で対向する固定コア
対向面と、固定コア対向面に対して軸方向に位置をずら
して形成されたフランジとを形成することで可能であ
る。
【００１５】上記構成によれば、電磁コイルを通電する
と、固定コア，ヨーク，可動コアが磁気回路を形成し、
軸方向の磁気吸引ギャップＧ１，Ｇ２を複数確保するこ
とで、可動コア及び弁体の開弁方向のストロークを可能
にする。
と、固定コア，ヨーク，可動コアが磁気回路を形成し、
軸方向の磁気吸引ギャップＧ１，Ｇ２を複数確保するこ
とで、可動コア及び弁体の開弁方向のストロークを可能
にする。
【００１６】軸方向の複数の磁気吸引用ギャップＧ１，
Ｇ２により、可動コアに対する軸方向（ストローク方
向）の磁気吸引面積を固定コアの一端面の他にヨーク側
突出部によって確保できるので、この軸方向磁気吸引面
積を増大させ、そのため可動コアの軸方向の磁気吸引効
率を高め、ひいては弁体の駆動電流効率を高める。
Ｇ２により、可動コアに対する軸方向（ストローク方
向）の磁気吸引面積を固定コアの一端面の他にヨーク側
突出部によって確保できるので、この軸方向磁気吸引面
積を増大させ、そのため可動コアの軸方向の磁気吸引効
率を高め、ひいては弁体の駆動電流効率を高める。
【００１７】特に、上記構成において、ギャップＧ１，
Ｇ２を可動コア外側面・ヨーク内側面間のギャップ（図
１のＧ３，Ｇ４に相当）より大きくしておけば、ほとん
どの磁束がギャップＧ１，Ｇ２側を通り、可動コア外側
面・ヨーク内側面間のギャップＧ３，Ｇ４を通る磁束
（コア軸方向に対して垂直方向の磁束）を抑制して、い
わゆる可動コアの軸方向と垂直な方向に磁気吸引力（い
わゆるサイドフォース）が発生するのをほとんど抑える
ので、可動コアのストロークに必要な磁束増大に効果的
である。
Ｇ２を可動コア外側面・ヨーク内側面間のギャップ（図
１のＧ３，Ｇ４に相当）より大きくしておけば、ほとん
どの磁束がギャップＧ１，Ｇ２側を通り、可動コア外側
面・ヨーク内側面間のギャップＧ３，Ｇ４を通る磁束
（コア軸方向に対して垂直方向の磁束）を抑制して、い
わゆる可動コアの軸方向と垂直な方向に磁気吸引力（い
わゆるサイドフォース）が発生するのをほとんど抑える
ので、可動コアのストロークに必要な磁束増大に効果的
である。
【００１８】また、上記ダブルギャップは、可動コアの
段差面の一つに固定コア一端を対向させるほかに、段差
面のもう一つにヨーク側に設けた内向きの突出部を対向
させて確保するために、ヨーク側の方を可動コア側に近
づけることで上記ギャップの一つを得ることができるの
で、従来のように可動コアのフランジ側を電磁コイルを
超えてヨーク端面に延設させる必要がなく、そのため、
可動コアの小径化，ひいてはそれを囲むヨークの小径化
を図り得る。
段差面の一つに固定コア一端を対向させるほかに、段差
面のもう一つにヨーク側に設けた内向きの突出部を対向
させて確保するために、ヨーク側の方を可動コア側に近
づけることで上記ギャップの一つを得ることができるの
で、従来のように可動コアのフランジ側を電磁コイルを
超えてヨーク端面に延設させる必要がなく、そのため、
可動コアの小径化，ひいてはそれを囲むヨークの小径化
を図り得る。
【００１９】第２の発明は、固定コアと弁体を有する可
動コアとが軸方向に配置され、前記固定コア及び可動コ
アの少なくとも一部がヨークに内装され、前記固定コア
の周りに設けた電磁コイルを通電すると、前記固定コ
ア，ヨーク，可動コアが磁気回路を形成して可動コアを
戻しばねの力に抗して固定コア側に吸引し噴射用の燃料
通路を開くインジェクタにおいて、前記可動コアは、前
記固定コアの一端面と軸方向でギャップＧ１を介して対
向する固定コア対向面と、可動コア外側面に形成された
軸方向の反磁気吸引側に広がるテーパとを有し、且つ、
前記ヨークに前記可動コア側のテーパと逆向きに広がる
テーパをヨーク内側に向けて突設して、このヨーク側の
テーパを前記可動コア側のテーパに軸方向の磁気吸引側
の位置でギャップＧ２´を介して対向させ、これらのギ
ャップＧ１とＧ２´により、前記磁気回路の一部となる
軸方向の複数の磁気吸引用ギャップを構成したことを特
徴とする。
動コアとが軸方向に配置され、前記固定コア及び可動コ
アの少なくとも一部がヨークに内装され、前記固定コア
の周りに設けた電磁コイルを通電すると、前記固定コ
ア，ヨーク，可動コアが磁気回路を形成して可動コアを
戻しばねの力に抗して固定コア側に吸引し噴射用の燃料
通路を開くインジェクタにおいて、前記可動コアは、前
記固定コアの一端面と軸方向でギャップＧ１を介して対
向する固定コア対向面と、可動コア外側面に形成された
軸方向の反磁気吸引側に広がるテーパとを有し、且つ、
前記ヨークに前記可動コア側のテーパと逆向きに広がる
テーパをヨーク内側に向けて突設して、このヨーク側の
テーパを前記可動コア側のテーパに軸方向の磁気吸引側
の位置でギャップＧ２´を介して対向させ、これらのギ
ャップＧ１とＧ２´により、前記磁気回路の一部となる
軸方向の複数の磁気吸引用ギャップを構成したことを特
徴とする。
【００２０】テーパ面の対向ギャップＧ２´を通過する
磁束には、可動コアの軸方向に働く磁気吸引成分が多く
含まれているため、ギャップＧ１，Ｇ２´により第１の
発明同様の作用，効果を期待できる。
磁束には、可動コアの軸方向に働く磁気吸引成分が多く
含まれているため、ギャップＧ１，Ｇ２´により第１の
発明同様の作用，効果を期待できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面により説
明する。
明する。
【００２２】図１は本発明の第１実施例を示すインジェ
クタの縦断面図である。
クタの縦断面図である。
【００２３】図１に示すように、インジェクタ１は、ア
クチュエータの磁気回路要素として固定コア２，ヨーク
３、可動コア４を備える。
クチュエータの磁気回路要素として固定コア２，ヨーク
３、可動コア４を備える。
【００２４】固定コア２は細長の中空筒体でフランジ２
Ｂを備え、このフランジ２Ｂよりも下半部がヨーク３に
内装される。フランジ２Ｂはヨーク３の上部開口に適合
状態で嵌まり込み、ヨーク３の上部開口内周縁を加圧し
て符号１９に示すように塑性流動させることで、固定コ
ア２とヨーク３とを塑性結合している。なお、この結合
はその他、加締めなどがある。フランジ２Ｂには、電磁
コイル１０に駆動用の電気信号を印加するターミナル９
が設けてある。
Ｂを備え、このフランジ２Ｂよりも下半部がヨーク３に
内装される。フランジ２Ｂはヨーク３の上部開口に適合
状態で嵌まり込み、ヨーク３の上部開口内周縁を加圧し
て符号１９に示すように塑性流動させることで、固定コ
ア２とヨーク３とを塑性結合している。なお、この結合
はその他、加締めなどがある。フランジ２Ｂには、電磁
コイル１０に駆動用の電気信号を印加するターミナル９
が設けてある。
【００２５】ヨーク３の下部には、後述する弁座７を有
するノズルボディ１５が設けてある。
するノズルボディ１５が設けてある。
【００２６】固定コア２の内部に燃料通路５が軸方向に
貫通して形成される。固定コア２の一端（燃料流入側と
反対側の端部）には、可動コア４の戻しばね６が挿入さ
れ、この戻しばね６によって可動コア４が弁閉方向（弁
座７方向）に付勢される。固定コア２内部には、戻しば
ね６のばね力を調整するための中空のスプリングアジャ
スタ８が設けてある。
貫通して形成される。固定コア２の一端（燃料流入側と
反対側の端部）には、可動コア４の戻しばね６が挿入さ
れ、この戻しばね６によって可動コア４が弁閉方向（弁
座７方向）に付勢される。固定コア２内部には、戻しば
ね６のばね力を調整するための中空のスプリングアジャ
スタ８が設けてある。
【００２７】電磁コイル１０は、モールド樹脂１１で覆
われて、その中央部に固定コア２の一部が挿入固定さ
れ、この固定コア２の一部と共に筒形のヨーク３内に内
装されている。モールド樹脂１１は、電磁コイル１０を
保護し及びリーク電流を防止する。２０は燃料がコイル
組立体側に流入するのを防止するシールリングである。
われて、その中央部に固定コア２の一部が挿入固定さ
れ、この固定コア２の一部と共に筒形のヨーク３内に内
装されている。モールド樹脂１１は、電磁コイル１０を
保護し及びリーク電流を防止する。２０は燃料がコイル
組立体側に流入するのを防止するシールリングである。
【００２８】ヨーク３の下部には、有底筒状のノズルボ
ディ１５が固着してある。ノズルボディ１５の底部には
弁座７及びオリフィス（燃料噴孔）１８が設けられ、ノ
ズルボディ１５内底に燃料旋回子（以下、スワラーと称
する）１７が配置されて、スワラー１７が弁座７の上流
に位置する。
ディ１５が固着してある。ノズルボディ１５の底部には
弁座７及びオリフィス（燃料噴孔）１８が設けられ、ノ
ズルボディ１５内底に燃料旋回子（以下、スワラーと称
する）１７が配置されて、スワラー１７が弁座７の上流
に位置する。
【００２９】スワラー１７は円盤状のチップで、その中
央に球弁（弁体）１３のガイド孔（中央孔）１７Ａが設
けられ、スワラー１７の外周及び底部にノズルボディ１
５内の燃料通路２１とガイド孔１７Ａとを連通させる燃
料通路溝１７Ｂが形成してある。燃料通路溝１７Ｂの一
端はガイド孔１７Ａに対して接線方向に開口して、燃料
通路溝１７Ｂからガイド孔１７Ａに流出する燃料が旋回
するようにしてある。
央に球弁（弁体）１３のガイド孔（中央孔）１７Ａが設
けられ、スワラー１７の外周及び底部にノズルボディ１
５内の燃料通路２１とガイド孔１７Ａとを連通させる燃
料通路溝１７Ｂが形成してある。燃料通路溝１７Ｂの一
端はガイド孔１７Ａに対して接線方向に開口して、燃料
通路溝１７Ｂからガイド孔１７Ａに流出する燃料が旋回
するようにしてある。
【００３０】可動コア４は、固定コア２の軸心と一致さ
せてヨーク３からノズルボディ１５の内部空間にかけて
配置され、軸方向にストローク動作が可能にしてある。
せてヨーク３からノズルボディ１５の内部空間にかけて
配置され、軸方向にストローク動作が可能にしてある。
【００３１】可動コア４は、その一端に固定コア２の一
端２Ａと軸方向で対向する固定コア対向面４Ａを有し、
また、固定コア対向面４Ａに対して軸方向に位置をずら
してフランジ４Ｂが形成され、この固定コア対向面４Ａ
及びフランジ４Ｂにより可動コア４の軸方向に段差面が
構成される。
端２Ａと軸方向で対向する固定コア対向面４Ａを有し、
また、固定コア対向面４Ａに対して軸方向に位置をずら
してフランジ４Ｂが形成され、この固定コア対向面４Ａ
及びフランジ４Ｂにより可動コア４の軸方向に段差面が
構成される。
【００３２】可動コア４のうち固定コア対向面４Ａから
フランジ４Ｂまでの部分の外径φ1と、固定コア２のう
ち電磁コイル１０に内挿されているコア部分の外径で上
記固定コア対向面４Ａに対向する箇所の外径φ2と、固
定コア２のその他のコイル１０に内挿されている部分の
外径φ2´と、フランジの外径φ3とは、φ1≒φ2＜φ2
´≒φ3に設定してある。
フランジ４Ｂまでの部分の外径φ1と、固定コア２のう
ち電磁コイル１０に内挿されているコア部分の外径で上
記固定コア対向面４Ａに対向する箇所の外径φ2と、固
定コア２のその他のコイル１０に内挿されている部分の
外径φ2´と、フランジの外径φ3とは、φ1≒φ2＜φ2
´≒φ3に設定してある。
【００３３】また、可動コア４のフランジ４Ｂより下部
には、コア４と一体にロッド部４Ｃが設けられ、このロ
ッド部４Ｃの下端に球弁１３が設けてある。ロッド部４
Ｃの径は上記した可動コア外径φ1より細径にしてあ
り、ヨーク３内部からノズルボディ１５の内部にかけて
導入され、球弁１３がスワラー１７の孔１７Ａ内で弁座
７に着座している。可動コア４の上面には、ばね受け部
が形成されて、戻しばね６の力を弁座方向（弁閉方向）
に受けている。
には、コア４と一体にロッド部４Ｃが設けられ、このロ
ッド部４Ｃの下端に球弁１３が設けてある。ロッド部４
Ｃの径は上記した可動コア外径φ1より細径にしてあ
り、ヨーク３内部からノズルボディ１５の内部にかけて
導入され、球弁１３がスワラー１７の孔１７Ａ内で弁座
７に着座している。可動コア４の上面には、ばね受け部
が形成されて、戻しばね６の力を弁座方向（弁閉方向）
に受けている。
【００３４】ヨーク３は、その内壁の一部３´が可動コ
ア２の軸方向の磁気吸引側でフランジ４Ｂと対向するよ
う内側に突出形成されて、このヨーク内壁突出部３´と
フランジ４Ｂの一面とがギャップＧ２を介して軸方向で
対向するようにしてある。突出部３´は環状の突起形状
を呈しており、その先端が電磁コイル１０の内径よりも
内側に位置するように突出して、外径φ３のフランジ４
Ｂと対向可能に設定してある。
ア２の軸方向の磁気吸引側でフランジ４Ｂと対向するよ
う内側に突出形成されて、このヨーク内壁突出部３´と
フランジ４Ｂの一面とがギャップＧ２を介して軸方向で
対向するようにしてある。突出部３´は環状の突起形状
を呈しており、その先端が電磁コイル１０の内径よりも
内側に位置するように突出して、外径φ３のフランジ４
Ｂと対向可能に設定してある。
【００３５】なお、この突出部３´は磁気回路の一部と
なるものであるが、磁気回路の支障のないような構造的
な配慮を施せば、ヨーク３と別部材で構成することも可
能である。
なるものであるが、磁気回路の支障のないような構造的
な配慮を施せば、ヨーク３と別部材で構成することも可
能である。
【００３６】可動コア４の固定コア対向面４Ａと固定コ
ア２の一端面２Ａ間のギャップＧ１と、ヨーク内壁突出
部３´とフランジ４Ｂ一面間のギャップＧ２とを、可動
コア４の外側面とヨーク内壁突出部３´の間のギャップ
Ｇ３、及びフランジ４Ｂとヨーク３内壁部の間のギャッ
プＧ４より充分に小さくして、磁気回路の磁束がギャッ
プＧ３，Ｇ４よりもギャップＧ１，Ｇ２の方に通るよう
にし、このギャップＧ１，Ｇ２により磁気回路の一部と
なる軸方向のコア吸引用のダブルギャップを構成する。
ア２の一端面２Ａ間のギャップＧ１と、ヨーク内壁突出
部３´とフランジ４Ｂ一面間のギャップＧ２とを、可動
コア４の外側面とヨーク内壁突出部３´の間のギャップ
Ｇ３、及びフランジ４Ｂとヨーク３内壁部の間のギャッ
プＧ４より充分に小さくして、磁気回路の磁束がギャッ
プＧ３，Ｇ４よりもギャップＧ１，Ｇ２の方に通るよう
にし、このギャップＧ１，Ｇ２により磁気回路の一部と
なる軸方向のコア吸引用のダブルギャップを構成する。
【００３７】本例では、可動コア４のフランジ部４Ｂの
外側面に下端方向に逆円錐形のテーパを形成すること
で、ギャップＧ２を通過する磁束を保証しつつギャップ
３をできるだけ大きくする配慮がなされている。
外側面に下端方向に逆円錐形のテーパを形成すること
で、ギャップＧ２を通過する磁束を保証しつつギャップ
３をできるだけ大きくする配慮がなされている。
【００３８】ギャップＧ１，Ｇ２は可動コア４のストロ
ーク量（ストロークは後述のストッパ１６と弁座７によ
り規制される）よりも若干大きくして、可動コア４のス
トローク動作を保証しているが、その空隙は微小であ
る。また、可動コア４は、電磁吸引された場合であって
も、非磁性のストッパ１６との接触だけを行い固定コア
２やヨーク３との直接接触を防止することで、残留磁気
の影響を極力避けてストローク動作の応答性を高めるよ
うにしてある。
ーク量（ストロークは後述のストッパ１６と弁座７によ
り規制される）よりも若干大きくして、可動コア４のス
トローク動作を保証しているが、その空隙は微小であ
る。また、可動コア４は、電磁吸引された場合であって
も、非磁性のストッパ１６との接触だけを行い固定コア
２やヨーク３との直接接触を防止することで、残留磁気
の影響を極力避けてストローク動作の応答性を高めるよ
うにしてある。
【００３９】ここで、可動コア４の固定コア対向面４Ａ
と固定コア２の一端面２Ａとの対向面積Ｓ１と、ヨーク
内壁突出部３´とフランジ４Ｂ一面との対向面積Ｓ２
は、ほゞ等しくしてある。
と固定コア２の一端面２Ａとの対向面積Ｓ１と、ヨーク
内壁突出部３´とフランジ４Ｂ一面との対向面積Ｓ２
は、ほゞ等しくしてある。
【００４０】可動コア４は、その一部が中空となって固
定コア２の燃料通路５と連通する燃料通路部１２を確保
し、この燃料通路部１２側がヨーク３内の燃料通路１４
内に位置する。
定コア２の燃料通路５と連通する燃料通路部１２を確保
し、この燃料通路部１２側がヨーク３内の燃料通路１４
内に位置する。
【００４１】可動コア４の開弁方向のストロークを規制
するストッパ（固定側ストッパ）１６は、ヨーク３の下
端部とノズルボディ１５との間に介在し、可動コア４の
ロッド部４Ｃが挿通される。可動コア４に上記ストッパ
１６に対応して可動側ストッパとなる小フランジ４Ｄが
設けてある。
するストッパ（固定側ストッパ）１６は、ヨーク３の下
端部とノズルボディ１５との間に介在し、可動コア４の
ロッド部４Ｃが挿通される。可動コア４に上記ストッパ
１６に対応して可動側ストッパとなる小フランジ４Ｄが
設けてある。
【００４２】上記した固定コア２，ヨーク３，可動コア
４が磁性部材で構成するのに対して、ストッパ１６，シ
ールリング２０は非磁性部材で構成される。
４が磁性部材で構成するのに対して、ストッパ１６，シ
ールリング２０は非磁性部材で構成される。
【００４３】次に本例の動作について説明する。
【００４４】電磁コイル１０の無励磁には、戻しばね６
の力を受けて球弁１３が弁座７に接触して閉弁状態とな
る。
の力を受けて球弁１３が弁座７に接触して閉弁状態とな
る。
【００４５】電磁コイル１０に電気信号が印加される
と、固定コア２，ヨーク３，可動コア４が磁気回路を形
成し、可動コア４が固定コア２側に磁気吸引される。ま
た、球弁１３も可動コア４と共にスワラー１７内周にガ
イドされて移動し、弁座７から離れ、開弁する。可動コ
ア４の移動量は、ストッパ１６によつて規制され、球弁
１３と弁座７の間には、所望の開口面積の環状隙間がで
きる。
と、固定コア２，ヨーク３，可動コア４が磁気回路を形
成し、可動コア４が固定コア２側に磁気吸引される。ま
た、球弁１３も可動コア４と共にスワラー１７内周にガ
イドされて移動し、弁座７から離れ、開弁する。可動コ
ア４の移動量は、ストッパ１６によつて規制され、球弁
１３と弁座７の間には、所望の開口面積の環状隙間がで
きる。
【００４６】燃料は、図示しない燃料ポンプ、燃圧レギ
ュレータ及びアキュームレータ等の配管機器を経由し
て、固定コア２の燃料通路５に供給される。該燃料は、
スプリングアジャスタ８，可動コア４の燃料通路１２を
通り、通孔１３，ヨーク内部１４，ノズルボディ１５の
内部２１を経てスワラー１７に至る。スワラー１７を通
過する燃料は、スワラー１７により所望の旋回力が付加
され、弁座７、オリフィス１８を通って、エンジンのシ
リンダに直接，筒内噴射される。
ュレータ及びアキュームレータ等の配管機器を経由し
て、固定コア２の燃料通路５に供給される。該燃料は、
スプリングアジャスタ８，可動コア４の燃料通路１２を
通り、通孔１３，ヨーク内部１４，ノズルボディ１５の
内部２１を経てスワラー１７に至る。スワラー１７を通
過する燃料は、スワラー１７により所望の旋回力が付加
され、弁座７、オリフィス１８を通って、エンジンのシ
リンダに直接，筒内噴射される。
【００４７】電磁コイル１０の通電により、固定コア
２，ヨーク３，可動コア４が磁気回路を形成する場合
に、ギャップＧ１，Ｇ２のダブルギャップにより、磁気
吸引用の軸方向の対向面積を増大させ、可動コア４のス
トローク方向（軸方向）の磁束を増大させて可動コアの
軸方向の磁気吸引効率（弁体の駆動電流効率）を高め
る。特に、上記構成においては、ギャップＧ１，Ｇ２を
可動コア外側面・ヨーク内側面間のギャップＧ３，Ｇ４
より大きくしておけば、ほとんどの磁束がギャップＧ
１，Ｇ２側を通り、可動コア外側面・ヨーク内側面間の
ギャップＧ３，Ｇ４を通る磁束（コア軸方向に対して垂
直方向の磁束）を抑制して、いわゆる可動コア４の軸方
向と垂直な方向に磁気吸引（いわゆるサイドフォース）
が発生するのをほとんど抑えるので、ストローク方向の
磁束増大に効果的である。
２，ヨーク３，可動コア４が磁気回路を形成する場合
に、ギャップＧ１，Ｇ２のダブルギャップにより、磁気
吸引用の軸方向の対向面積を増大させ、可動コア４のス
トローク方向（軸方向）の磁束を増大させて可動コアの
軸方向の磁気吸引効率（弁体の駆動電流効率）を高め
る。特に、上記構成においては、ギャップＧ１，Ｇ２を
可動コア外側面・ヨーク内側面間のギャップＧ３，Ｇ４
より大きくしておけば、ほとんどの磁束がギャップＧ
１，Ｇ２側を通り、可動コア外側面・ヨーク内側面間の
ギャップＧ３，Ｇ４を通る磁束（コア軸方向に対して垂
直方向の磁束）を抑制して、いわゆる可動コア４の軸方
向と垂直な方向に磁気吸引（いわゆるサイドフォース）
が発生するのをほとんど抑えるので、ストローク方向の
磁束増大に効果的である。
【００４８】図２に本実施形態の磁気回路の磁束分布を
示し、図３に従来のこの種磁気回路の磁束分布を示す。
図２，図３からも明らかなように、同値の電磁コイル電
流を流した場合であっても、本実施例の方が従来よりも
可動コア４に対する軸方向の磁束通過数を増大させ、ま
た、サイドフォースを抑制することにより磁気吸引効率
を高める。
示し、図３に従来のこの種磁気回路の磁束分布を示す。
図２，図３からも明らかなように、同値の電磁コイル電
流を流した場合であっても、本実施例の方が従来よりも
可動コア４に対する軸方向の磁束通過数を増大させ、ま
た、サイドフォースを抑制することにより磁気吸引効率
を高める。
【００４９】図４にそれを裏付ける実験結果を示す。図
４の実験結果は、電磁コイル１０へ印加電流を１Ａ〜５
Ａの範囲で流して、その時の磁気吸引力の測定結果を調
べたものである。従来の可動コア本体（ベース）の外径
をφ９ｍｍとし、本例（ダブルギャップ）の可動コア４
本体の外径（φ１）をφ８ｍｍとした場合（なお、可動
コアの材料は双方とも電磁ステンレス鋼を使用）であっ
て、本発明の方が磁気吸引力を高めることが理解され
る。
４の実験結果は、電磁コイル１０へ印加電流を１Ａ〜５
Ａの範囲で流して、その時の磁気吸引力の測定結果を調
べたものである。従来の可動コア本体（ベース）の外径
をφ９ｍｍとし、本例（ダブルギャップ）の可動コア４
本体の外径（φ１）をφ８ｍｍとした場合（なお、可動
コアの材料は双方とも電磁ステンレス鋼を使用）であっ
て、本発明の方が磁気吸引力を高めることが理解され
る。
【００５０】また、可動コア４に設けたフランジ４Ｂ
は、固定コア対向面４Ａに対して軸方向に位置をずら
し、ヨーク３は、その内壁の一部３´が電磁コイル１０
の内径より内側に突出してフランジ４Ｂと軸方向に対向
するように設定したので、フランジ４Ｂを従来のように
電磁コイルを超えてヨーク端面に延設させる必要がな
く、フランジの小径化（具体的にはフランジ外径φ３と
固定コア２の外径φ２´とを略同径とすることができ
る），ひいてはそれを囲むヨーク３の小径化を図り得
る。
は、固定コア対向面４Ａに対して軸方向に位置をずら
し、ヨーク３は、その内壁の一部３´が電磁コイル１０
の内径より内側に突出してフランジ４Ｂと軸方向に対向
するように設定したので、フランジ４Ｂを従来のように
電磁コイルを超えてヨーク端面に延設させる必要がな
く、フランジの小径化（具体的にはフランジ外径φ３と
固定コア２の外径φ２´とを略同径とすることができ
る），ひいてはそれを囲むヨーク３の小径化を図り得
る。
【００５１】その結果、このインジェクタの性能アップ
と小形軽量の両立を図り得る。
と小形軽量の両立を図り得る。
【００５２】図５は本発明の第２実施例であり、第１実
施例と同一符号は同一或いは共通する要素を示す。
施例と同一符号は同一或いは共通する要素を示す。
【００５３】本例は第１実施例とほとんど同様の構成で
あり、異なる点は、可動コア４端部にガイドリング２２
を設け、ガイドリング２２を介して可動コア４が固定コ
ア２端部内周に案内されるようにした方式に第１実施例
のダブルギャップ方式を適用したものである。
あり、異なる点は、可動コア４端部にガイドリング２２
を設け、ガイドリング２２を介して可動コア４が固定コ
ア２端部内周に案内されるようにした方式に第１実施例
のダブルギャップ方式を適用したものである。
【００５４】図６は本発明の第３の実施例であり、第１
の実施例と異なる点は、次の通りである。
の実施例と異なる点は、次の通りである。
【００５５】すなわち、本例の可動コア４は、固定コア
２の一端面２Ａと軸方向で対向する固定コア対向面４Ａ
と、この固定コア対向面４Ａに対して軸方向に位置がず
れる可動コア側壁面に反磁気吸引側に広がるテーパ４０
とを有する。
２の一端面２Ａと軸方向で対向する固定コア対向面４Ａ
と、この固定コア対向面４Ａに対して軸方向に位置がず
れる可動コア側壁面に反磁気吸引側に広がるテーパ４０
とを有する。
【００５６】ヨーク３には、その内壁の一部に可動コア
４側のテーパ４０と磁気吸引側の位置で対向するよう内
側に突出したテーパ４１が形成される。テーパ４１はテ
ーパ４０と逆向きに広がる。可動コア４側のテーパ４０
の最大径はコア２の外径φ2´と略同径としてあり、ヨ
ーク３側のテーパ（突出部）４１の先端は電磁コイル１
０の内径より内側に位置するようにしてある。
４側のテーパ４０と磁気吸引側の位置で対向するよう内
側に突出したテーパ４１が形成される。テーパ４１はテ
ーパ４０と逆向きに広がる。可動コア４側のテーパ４０
の最大径はコア２の外径φ2´と略同径としてあり、ヨ
ーク３側のテーパ（突出部）４１の先端は電磁コイル１
０の内径より内側に位置するようにしてある。
【００５７】可動コア４・固定コア２間の軸方向の対向
ギャップＧ１と、ヨーク３側のテーパ４１・可動コア４
側のテーパ４０の対向ギャップＧ２´とで、磁気回路の
一部となる磁気吸引用のダブルギャップを構成した。テ
ーパ面４０，４１の対向ギャップＧ２´を通過する磁束
には、可動コア４の軸方向に働く磁気吸引成分が多く含
まれているため、ギャップＧ１，Ｇ２´により第１の実
施例同様の作用，効果を期待できる。
ギャップＧ１と、ヨーク３側のテーパ４１・可動コア４
側のテーパ４０の対向ギャップＧ２´とで、磁気回路の
一部となる磁気吸引用のダブルギャップを構成した。テ
ーパ面４０，４１の対向ギャップＧ２´を通過する磁束
には、可動コア４の軸方向に働く磁気吸引成分が多く含
まれているため、ギャップＧ１，Ｇ２´により第１の実
施例同様の作用，効果を期待できる。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、可動コアの磁気吸引効
率を高めてインジェクタの性能アップを図り得ると共
に、小形，軽量化を達成することができ、特にＤＩ方式
のように応答性の向上が要求されるインジェクタに好適
である。なお、本発明は、ＤＩ方式以外のインジェクタ
にも適用することができる。
率を高めてインジェクタの性能アップを図り得ると共
に、小形，軽量化を達成することができ、特にＤＩ方式
のように応答性の向上が要求されるインジェクタに好適
である。なお、本発明は、ＤＩ方式以外のインジェクタ
にも適用することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図。
【図２】第１実施例の磁気回路を通る磁束分布を示す説
明図。
明図。
【図３】従来の磁気回路を通る磁束分布を示す説明図。
【図４】本発明と従来例との磁気吸引力の実験結果を示
す説明図。
す説明図。
【図５】本発明の第２実施例を示す縦断面図。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す縦断面図。
１…インジェクタ、２…固定コア、２Ａ…固定コア一端
面、３…ヨーク、３´…突出部、４…可動コア、４Ａ…
固定コア対向面（段差面）、４Ｂ…フランジ（段差
面）、５…燃料通路、６…戻しばね、７…弁座、１０…
電磁コイル、１３…弁体（球弁）、１５…ノズルボデ
ィ、４０，４１…テーパ。
面、３…ヨーク、３´…突出部、４…可動コア、４Ａ…
固定コア対向面（段差面）、４Ｂ…フランジ（段差
面）、５…燃料通路、６…戻しばね、７…弁座、１０…
電磁コイル、１３…弁体（球弁）、１５…ノズルボデ
ィ、４０，４１…テーパ。
フロントページの続き (72)発明者 郡司 賢一 茨城県ひたちなか市大字高場2477番地 株 式会社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 吉成 幸広 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内
Claims (6)
- 【請求項１】 固定コアと弁体を有する可動コアとが軸
方向に配置され、前記固定コア及び可動コアの少なくと
も一部がヨークに内装され、前記固定コアの周りに設け
た電磁コイルを通電すると、前記固定コア，ヨーク，可
動コアが磁気回路を形成して可動コアを戻しばねの力に
抗して固定コア側に吸引し噴射用の燃料通路を開くイン
ジェクタにおいて、 前記可動コアに軸方向の段差が形成され、前記固定コア
の一端面を前記段差をなす一面にギャップＧ１を介して
対向させ、且つ、前記ヨークに磁気回路の一部となる突
出部をヨーク内側に向けて設けて、この突出部を前記段
差をなすもう一面に軸方向の磁気吸引側の位置でギャッ
プＧ２を介して対向させ、これらのギャップＧ１，Ｇ２
により、前記磁気回路の一部となる軸方向の複数の磁気
吸引用ギャップを構成したことを特徴とするインジェク
タ。 - 【請求項２】 固定コアと弁体を有する可動コアとが軸
方向に配置され、前記固定コア及び可動コアの少なくと
も一部がヨークに内装され、前記固定コアの周りに設け
た電磁コイルを通電すると、前記固定コア，ヨーク，可
動コアが磁気回路を形成して可動コアを戻しばねの力に
抗して固定コア側に吸引し噴射用の燃料通路を開くイン
ジェクタにおいて、 前記可動コアは、前記固定コアの一端面と軸方向でギャ
ップＧ１を介して対向する固定コア対向面と、この固定
コア対向面に対して軸方向に位置をずらして形成された
フランジとを有し、 且つ、前記ヨークに磁気回路の一部となる突出部をヨー
ク内側に向けて設けて、この突出部を前記フランジに軸
方向の磁気吸引側の位置でギャップＧ２を介して対向さ
せ、 これらのギャップＧ１，Ｇ２により、前記磁気回路の一
部となる軸方向の複数の磁気吸引用ダブルギャップを構
成したことを特徴とするインジェクタ。 - 【請求項３】 前記ヨークに設けられた前記突出部は、
その先端が前記電磁コイルの内径より内側に突出して成
る請求項１又は請求項２記載のインジェクタ。 - 【請求項４】 前記可動コアのうち前記固定コア対向面
から前記フランジまでの部分の外径φ1と、前記固定コ
アのうち前記電磁コイルに内挿されているコア部分の外
径で前記固定コア対向面に対向する箇所の外径φ2と、
固定コアのその他の前記電磁コイルに内挿されている部
分の外径φ2´と、前記フランジの外径φ3とは、φ1≒
φ2＜φ2´≒φ3に設定してある請求項２又は請求項３
記載のインジェクタ。 - 【請求項５】 前記可動コアの開方向のストロークを規
定する固定側のストッパが、前記固定コア一端面，前記
ヨークの内側に向けた前記突出部と別位置に設定してあ
る請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のインジ
ェクタ。 - 【請求項６】 固定コアと弁体を有する可動コアとが軸
方向に配置され、前記固定コア及び可動コアの少なくと
も一部がヨークに内装され、前記固定コアの周りに設け
た電磁コイルを通電すると、前記固定コア，ヨーク，可
動コアが磁気回路を形成して可動コアを戻しばねの力に
抗して固定コア側に吸引し噴射用の燃料通路を開くイン
ジェクタにおいて、 前記可動コアは、前記固定コアの一端面と軸方向でギャ
ップＧ１を介して対向する固定コア対向面と、可動コア
外側面に形成された軸方向の反磁気吸引側に広がるテー
パとを有し、 且つ、前記ヨークに前記可動コア側のテーパと逆向きに
広がるテーパをヨーク内側に向けて突設して、このヨー
ク側のテーパを前記可動コア側のテーパに軸方向の磁気
吸引側の位置でギャップＧ２´を介して対向させ、 これらのギャップＧ１とＧ２´により、前記磁気回路の
一部となる軸方向の複数の磁気吸引用ギャップを構成し
たことを特徴とするインジェクタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00618597A JP3505054B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | インジェクタ |
| US09/008,599 US6032879A (en) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Fuel injector for use in internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00618597A JP3505054B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | インジェクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10196486A true JPH10196486A (ja) | 1998-07-28 |
| JP3505054B2 JP3505054B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=11631507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00618597A Expired - Fee Related JP3505054B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | インジェクタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6032879A (ja) |
| JP (1) | JP3505054B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1055812A3 (en) * | 1999-05-26 | 2003-06-18 | Siemens Automotive Corporation | Compressed natural gas fuel injector |
| JP2010084745A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-15 | Nikki Co Ltd | ガス燃料用インジェクタ |
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