JPH11148437A - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

電磁式燃料噴射弁

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JPH11148437A
JPH11148437A JP31040397A JP31040397A JPH11148437A JP H11148437 A JPH11148437 A JP H11148437A JP 31040397 A JP31040397 A JP 31040397A JP 31040397 A JP31040397 A JP 31040397A JP H11148437 A JPH11148437 A JP H11148437A
Authority
JP
Japan
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face
iron core
core
coil
movable
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Pending
Application number
JP31040397A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideto Hanada
秀人 花田
Keiso Takeda
啓壮 武田
Nobuhiko Koga
伸彦 古賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁式燃料噴射弁において、開弁時間の延長
及び電磁式燃料噴射弁自身の大型化を伴うことなく、可
動鉄心と固定鉄心との間に発生する吸引力を高めるこ
と。 【解決手段】 弁体を開弁させる際には、コイル3に通
電して可動鉄心2の吸引端面2aと固定鉄心1の吸引端
面1aとの間に吸引力を発生させる電磁式燃料噴射弁に
おいて、固定鉄心の吸引端面はリング状であり、コイル
は、固定鉄心の吸引端面側端部及び可動鉄心の吸引端面
側端部を取り囲み、固定鉄心の吸引端面からコイルの可
動鉄心側の端面3aまでの長さLaと、固定鉄心の吸引
端面における外径と内径との差の半分の長さLbと、コ
イルの可動鉄心側の端面3aから固定鉄心側の端面3b
までの長さLcとの間には、0.8<La/Lb<=
1.67及び0.16<La/Lc<=0.37の関係
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁式燃料噴射弁
に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の燃料噴射弁として、一般的
に、電磁式燃料噴射弁が使用されている。このような電
磁式燃料噴射弁は、弁体側の可動鉄心と、ハウジング側
の固定鉄心と、コイルとを具備し、可動鉄心をスプリン
グ等によって常時閉弁方向に付勢し、弁体開弁時には、
コイルに通電して可動鉄心と固定鉄心との間に吸引力を
発生させ、可動鉄心をスプリングの付勢力に逆らって固
定鉄心方向に移動させるようになっている。燃料噴射弁
において、開弁時間は短い方が好ましく、そのために
は、電磁式燃料噴射弁における吸引力の立ち上がりを早
くすることが必要とされる。吸引力の立ち上がり特性
は、コイル巻き数の二乗及び可動鉄心と固定鉄心との間
の対向有効面積に反比例することが分かっており、特開
昭57−26262号公報には、開弁時間を短縮するた
めに、コイル巻き数を少なく規制すると共に、前述の対
向有効面積を小さく規制することが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来技術のように、単に、コイル巻き数を少なく規制
し、対向有効面積を小さく規制しただけでは、開弁時間
は短縮されるものの可動鉄心と固定鉄心との間に発生す
る最大吸引力が低下するために、弁体閉弁に使用される
スプリングの付勢力を弱めなければならない。それによ
り、電磁式燃料噴射弁の閉弁特性が悪化する。また、近
年、気筒内へ直接的に燃料を噴射するために、噴射燃料
の高圧化が望まれ、この場合にも電磁式燃料噴射弁の電
磁ソレノイドの吸引力を高める必要がある。
【0004】吸引力を高めるには、コイル巻き数を多く
し、可動鉄心と固定鉄心との間の対向有効面積を大きく
することが有効であるが、開弁時間が延長すると共に電
磁式燃料噴射弁自身が大型化する。
【0005】従って、本発明の目的は、電磁式燃料噴射
弁において、開弁時間の延長及び電磁式燃料噴射弁自身
の大型化を伴うことなく、可動鉄心と固定鉄心との間に
発生する吸引力を高めることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項1に
記載の電磁式燃料噴射弁は、可動鉄心と、固定鉄心と、
コイルとを具備し、弁体を開弁させる際には、前記コイ
ルに通電して前記可動鉄心の吸引端面と前記固定鉄心の
吸引端面との間に吸引力を発生させ、前記可動鉄心を前
記固定鉄心の方向に移動させる電磁式燃料噴射弁におい
て、前記固定鉄心の吸引端面はリング状であり、前記コ
イルは、前記固定鉄心の吸引端面側端部及び前記可動鉄
心の吸引端面側端部を取り囲み、前記固定鉄心の吸引端
面から前記コイルの前記可動鉄心側の端面までの長さL
aと、前記固定鉄心の吸引端面における外径と内径との
差の半分の長さLbと、前記コイルの前記可動鉄心側の
端面から前記固定鉄心側の端面までの長さLcとの間に
は、0.8<La/Lb<=1.67及び0.16<L
a/Lc<=0.37の関係を有することを特徴とす
る。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、電磁式燃料噴射弁の模式
図である。同図において、1はハウジングと一体の固定
鉄心、2は弁体と一体の可動鉄心、3はコイルである。
1aは固定鉄心1の吸引端面であり、2aは、固定鉄心
1の吸引端面1a全体に対向する可動鉄心2の吸引端面
である。コイル3は、固定鉄心1の吸引端面1a側端部
及び可動鉄心2の吸引端面2a側端部を取り囲んでい
る。
【0008】固定鉄心1の吸引端面1a側端部及び可動
鉄心2の吸引端面2a側端部の中心には、それぞれ、互
いに対向するザグリ穴が形成され、これらのザグリ穴内
にスプリング4が配置されている。このスプリング4の
付勢力によって可動鉄心2と一体の弁体の先端部5は、
通常時は、ハウジングの先端部に形成された噴孔6を閉
鎖するようになっている。特に、固定鉄心1は円柱状で
あり、ザグリ穴も円柱状であるために、固定鉄心1の吸
引端面1aはリング状となっている。加圧された燃料
は、矢印で示すように、固定鉄心1及び可動鉄心2内に
形成された通路を通り、ハウジングの先端部に達してい
る。
【0009】燃料噴射を実施する際には、コイル3へ通
電し、可動鉄心2の吸引端面2aと固定鉄心1の吸引端
面1aとの間に吸引力を発生させる。それにより、可動
鉄心2がスプリング4の付勢力に逆らって固定鉄心1の
方向に移動し、可動鉄心2と一体の弁体の先端部5が噴
孔6を開放するために、加圧された燃料が噴孔6より噴
射されるようになっている。
【0010】この可動鉄心2の移動に際して、可動鉄心
2が固定鉄心1に吸着することを防止するために、可動
鉄心2の吸引端面2aと固定鉄心1の吸引端面1aとの
間の隙間が所定値となった時には、可動鉄心2の外側肩
部2bがハウジングの内側肩部7に衝突するようになっ
ている。
【0011】また、燃料噴射を停止する際には、コイル
3への通電を中止することによって前述の吸引力が無く
なり、スプリング4の付勢力によって可動鉄心2と一体
の弁体5が噴孔6を閉鎖する。燃料噴射を停止する際に
は、必要以上に噴射される燃料量を最小限とするために
は、スプリング4の付勢力を大きくして、弁体が噴孔6
を早期に閉鎖することが好ましい。その一方で、燃料噴
射を開始する際には、開弁時間を短くするために、固定
鉄心1と可動鉄心2との間の吸引力を早期に立ち上げる
ことが好ましい。
【0012】吸引力を早期に立ち上げるためには、コイ
ル3の巻き数を少なくし、又は、固定鉄心1と可動鉄心
2との間の対向有効面積を小さくすることが望まれる。
しかしながら、単に、これらを行うと、固定鉄心1と可
動鉄心2との間に発生する最大吸引力を低下させるため
に、スプリング4の付勢力を小さくしなければならず、
弁体によって早期に噴孔6を閉鎖することが不可能とな
る。
【0013】本発明は、コイル3の巻き数を少なくし、
又は、固定鉄心1と可動鉄心2との間の対向有効面積を
小さくしても、固定鉄心1、可動鉄心2、及びコイル3
の配置を工夫することによって最大吸引力を高めようと
するものである。
【0014】このために、固定鉄心1の吸引端面1aか
らコイル3の可動鉄心2側の端面3aまでの長さLa、
固定鉄心1のリング状の吸引端面1aにおける外径と内
径との差の半分の長さLb、及び、コイル3の可動鉄心
2側の端面3aから固定鉄心1側の端面3bまでの長さ
Lcにおいて、La/Lb及びLa/Lcを変化させた
場合に、コイル3への通電開始から0.2ms後に固定
鉄心1と可動鉄心2との間に発生する吸引力(以下、過
渡吸引力F)がどのように変化するかを実験した。この
実験結果を図2及び図3に示す。
【0015】図2はLa/Lbに対する過渡吸引力Fの
変化であり、0.8<La/Lb<=1.67の範囲で
過渡吸引力Fが十分に大きく(>29N)なることが分
かる。図3はLa/Lcに対する過渡吸引力Fの変化で
あり、0.16<La/Lc<=0.37の範囲で過渡
吸引力Fが十分に大きく(>29N)なることが分か
る。このように、例えば、コイル3の巻き数に関係する
コイル3の可動鉄心2側の端面3aから固定鉄心1側の
端面3bまでの長さLc、すなわち、コイル長さを所望
値とし、このLcに対して固定鉄心1の吸引端面1aか
らコイル3の可動鉄心2側の端面3aまでの長さLa
を、La/Lcが0.8から1.67の範囲内となるよ
うに決定し、このLaに対して固定鉄心1のリング状の
吸引端面1aにおける外径と内径との差の半分Lbを、
La/Lbが0.16から0.37の範囲内となるよう
に決定すれば、発生する過渡吸引力Fを十分に大きくす
ることができ、それに伴って最大吸引力も十分に大きく
することができる。
【0016】図1は、電磁式燃料噴射弁の模式図である
ために、固定鉄心1はハウジングと一体とされ、可動鉄
心2は弁体と一体とされているが、もちろん、それぞれ
別体で構成して機械的に接続するようにしても良い。本
発明の考え方は、このような電磁式燃料噴射弁を含み、
固定鉄心の吸引端面はリング状であり、コイルは、固定
鉄心の吸引端面側端部及び可動鉄心の吸引端面側端部を
取り囲むような電磁式燃料噴射弁に適用可能である。
【0017】
【発明の効果】このように、本発明による電磁式燃料噴
射弁によれば、弁体を開弁させる際には、コイルに通電
して可動鉄心の吸引端面と固定鉄心の吸引端面との間に
吸引力を発生させ、可動鉄心を固定鉄心の方向に移動さ
せる電磁式燃料噴射弁において、固定鉄心の吸引端面は
リング状であり、コイルは、固定鉄心の吸引端面側端部
及び可動鉄心の吸引端面側端部を取り囲み、固定鉄心の
吸引端面からコイルの可動鉄心側の端面までの長さLa
と、固定鉄心の吸引端面における外径と内径との差の半
分の長さLbと、コイルの可動鉄心側の端面から固定鉄
心側の端面までの長さLcとの間には、0.8<La/
Lb<=1.67及び0.16<La/Lc<=0.3
7の関係を有するために、固定鉄心、可動鉄心、及びコ
イルの配置だけによって最大吸引力を高めることがで
き、最大吸引力を高めるためにコイル巻き数又は固定鉄
心と可動鉄心との間の対向有効面積等を変化させる場合
とは異なり、開弁時間の延長又は電磁式燃料噴射弁自身
の大型化を伴うことはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】電磁式燃料噴射弁の模式図である。
【図2】La/Lbに対する過渡吸引力Fの変化を示す
グラフである。
【図3】La/Lcに対する過渡吸引力Fの変化を示す
グラフである。
【符号の説明】
1…固定鉄心 2…可動鉄心 3…コイル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可動鉄心と、固定鉄心と、コイルとを具
    備し、弁体を開弁させる際には、前記コイルに通電して
    前記可動鉄心の吸引端面と前記固定鉄心の吸引端面との
    間に吸引力を発生させ、前記可動鉄心を前記固定鉄心の
    方向に移動させる電磁式燃料噴射弁において、前記固定
    鉄心の吸引端面はリング状であり、前記コイルは、前記
    固定鉄心の吸引端面側端部及び前記可動鉄心の吸引端面
    側端部を取り囲み、前記固定鉄心の吸引端面から前記コ
    イルの前記可動鉄心側の端面までの長さLaと、前記固
    定鉄心の吸引端面における外径と内径との差の半分の長
    さLbと、前記コイルの前記可動鉄心側の端面から前記
    固定鉄心側の端面までの長さLcとの間には、0.8<
    La/Lb<=1.67及び0.16<La/Lc<=
    0.37の関係を有することを特徴とする電磁式燃料噴
    射弁。
JP31040397A 1997-11-12 1997-11-12 電磁式燃料噴射弁 Pending JPH11148437A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6712297B1 (en) 2002-09-18 2004-03-30 Denso Corporation Electromagnetic fuel injection device for internal combustion engine

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