JPH1122585A - 噴射弁 - Google Patents
噴射弁Info
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- JPH1122585A JPH1122585A JP9191782A JP19178297A JPH1122585A JP H1122585 A JPH1122585 A JP H1122585A JP 9191782 A JP9191782 A JP 9191782A JP 19178297 A JP19178297 A JP 19178297A JP H1122585 A JPH1122585 A JP H1122585A
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
- F02M51/0682—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the body being hollow and its interior communicating with the fuel flow
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S239/90—Electromagnetically actuated fuel injector having ball and seat type valve
Abstract
ャ)を移動させ、それに連結されたバルブを移動させて
燃料などの流体を噴射する噴射弁において、耐久性を確
保しつつ応答性を向上させる。 【解決手段】 可動コアを支持するハウジングの軸受け
面に可動コアの軸方向に溝を形成し、可動コアの移動時
に流体抵抗を減少させる。
Description
り詳しくは内燃機関の燃料供給系に設けられ、燃料タン
クから圧送された燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
は一般に、可動コア(可動体)とバルブ(ニードルバル
ブ)が連結されてなり、ハウジング内の流体路に収容さ
れる。燃料パイプ(あるいはデリバリパイプ)から圧送
された燃料はバルブ付近まで流れ、バルブがスプリング
で閉鎖位置に付勢される間は待機し、ソレノイドが励磁
されてバルブが後退すると、先端に形成された噴孔から
噴射される。
(先端側)に位置するバルブのみが流体路の軸受け面に
支持され、上流側に位置する可動コアは流体路面には接
触させられず、その部位は軸受け(ガイド)構造にはな
っていない。そのため、燃料は流体路面と可動コアとの
間を通ってバルブまで流れる。従って、受ける流体抵抗
が少ないので応答性は良いが、その代わり、バルブと軸
受け面の軸受け構造には高い加工精度が要求され、それ
を満足しないと、バルブに作用する荷重を十分に支持す
ることができず、いわゆるバルブ倒れが生じて耐久性の
点で問題があった。
て、可動コアを軸受け構造とした燃料噴射弁も提案され
ている。具体的にはそのFIG.4に示される如く、固
定コア(スリーブ)に隣接して非磁性体からなるガイド
つば38が設けられ、可動コアを軸受けしている。
来技術の構成を示す。図示の如く、この従来技術におい
ては、可動コアはガイドつば38に全周にわたって、数
μmないし十数μm程度の僅かな間隙をもって保持され
る。
メタノールなど)は非圧縮流体なので、バルブが作動す
るとき、図10に示す如く、流体路の流体の各部にバル
ブ移動(ストローク)相当の体積変化が生じる。
せられるが、上記した従来技術においては、可動コアと
ガイドつば38間のクリアランスが僅かなため、そのス
トローク相当の体積変化が完了するまでの時間が長く、
バルブ作動時間が長くなって応答性(レスポンス)が悪
かった。従って、単位時間当たりの燃料噴射量を増大す
ることが困難であった。上記した不都合は、燃料圧力が
高くなればなるほど顕著となる。
コアを軸受け構造としない場合には応答性は良好である
が、加工精度および耐久性の点で問題があった。
記した不都合を解消し、耐久性を確保しつつ、より応答
性の優れた噴射弁を提供することにある。
した不都合を解消し、耐久性および応答性に優れると共
に、製造も容易な噴射弁を提供することにある。
使用されるが、磁性材は一般に硬度が低い。
を使用しつつ、硬度を上げて耐久性を一層向上させるよ
うにした噴射弁を提供することにある。
めに、請求項1項においては、ソレノイドを励磁して可
動体を移動させ、流体源から圧送された流体を噴射する
噴射弁であって、ハウジング、前記ハウジング内に形成
され、前記加圧流体の供給路に接続される流体路、前記
流体路に移動自在に収容されると共に、前記可動体に連
結され、前記ソレノイドの励磁に応じて前記流体路を開
放するバルブ、および前記流体路において少なくとも前
記可動体を支持する軸受け面を備えた噴射弁において、
前記軸受け面および前記可動体の少なくともいずれか
に、前記可動体の移動方向と平行な方向に溝を形成する
如く構成した。
円形状である如く構成した。
流体路の少なくともいずれかを高硬度被膜処理する如く
構成した。
の少なくともいずれかに、前記可動体の移動方向と平行
な方向に溝を形成する如く構成したので、耐久性を確保
しつつ、より応答性の優れた噴射弁を提供することがで
きる。特に、この作用、効果は、噴射される燃料圧力が
高くなればなるほど、顕著となる。また、バルブの移動
時間を短縮できるため、少流量から大流量までを確実か
つ緻密に制御することが可能となる。
円形状である如く構成したので、前記した作用、効果に
加えて、製造も容易な噴射弁を提供することができる。
流体路の少なくともいずれかを高硬度被膜処理する如く
構成したので、前記した作用、効果に加えて、耐久性が
一層向上した噴射弁を提供することができる。
の実施の形態を説明する。
(ガソリン、エタノールなど)を噴射する内燃機関の燃
料噴射弁を例にとる。図1はその燃料噴射弁を含む、内
燃機関の燃料供給系の一部を示す概略説明図である。
弁)を示し、気筒数分だけ設けられてデリバリパイプ1
2に連結される。図示しない燃料タンクに貯留された燃
料(流体)は、燃料ポンプ(図示せず)によって汲み上
げられ、燃料パイプ(図示せず)を介してデリバリパイ
プ12まで供給され、燃料噴射弁10を通って各気筒燃
焼室(図示せず)に噴射される。
(図の左端)から下流(図の右端)に向けて燃料管路1
2aの有効断面積が徐々に減少するような逆テーパ構造
に形成される。
料管路12aの有効断面積は、その入口12bから3個
の燃料噴射弁10までの燃料の流速が均等となるように
形成する。これによって、同一時間開弁するとき、各燃
料噴射弁から噴射される燃料量を均等にすることができ
る。
に示す、説明断面図である。
グ20を備える。ハウジング20は磁性材から構成され
る。ハウジング20内には、コイル22がボビン24に
巻かれて収容され、ボビン24の内側には、固定コア
(スリーブ)26が収容される。
れ、そこに燃料が通る管路(流体路)26aが形成され
る。固定コア26は端部(図において右端)において前
記したデリバリパイプ12に連結されると共に、その連
結位置付近の管路26aにはフィルタ30が配置され、
通過燃料を濾過して異物が侵入するのを防止する。
隣接する位置で縮径されて管路(流体路)20aが形成
されると共に、可動コア(可動体)32が管路20aの
内壁面(軸受け面)20bと間隙(数μmから数十μ
m) をもって接触しつつ移動自在に収容される。コイル
22と固定コア26とでソレノイドが形成され、可動コ
ア32はプランジャとして機能し、コイル22が端子3
4を介して電力の供給を受けるとき、可動コア32は図
に矢印Aで示す方向に移動(ストローク)させられる。
6の燃料管路に連通する管路(流体路)32aがその中
央位置付近に形成される。可動コア32の管路32aは
下流側で拡径され、そこに中空ロッド36の端部が溶接
手段38などで連結される。中空ロッド36の内部も同
様に空洞が形成され、可動コア32の管路32aに連通
し、それと同一径の管路(流体路)36aが形成され
る。中空ロッド36には下流側において、管路36aに
連通する孔36bが穿設される。
ルバルブ40に溶接手段42を介して連結される。即
ち、可動コア32とボールバルブ40とは中空ロッド3
6を介して連結され、ニードルバルブを構成する。
せられ、そこに断面C字状の部材20cが嵌められる。
C字状部材20cには開口部(噴孔)20dが形成され
ると共に、その周囲に弁座20eが形成される。
20cの内壁面に接触するように構成され、そこに軸受
け面20fが形成され、ボールバルブ40に作用する荷
重を支持する。
ア32の管路32aは、相互に対向する側で拡径され、
そこに圧縮スプリング50が配置される。圧縮スプリン
グ50は、一端を固定コアの管路26aに形成された肩
部に、他端を可動コアの管路32aに形成された肩部に
当接する形で、固定コア26と可動コア32の間に圧縮
されて配置され、可動コア32を固定コア26から遠ざ
かる方向(図で左方向)に付勢する。それによって、ボ
ールバルブ40の半球状部が弁座20eに接触する位置
に押圧され、開口部20dを閉塞する。
と、固定コア26およびハウジング20を通る磁気回路
が形成され、よって可動コア32は固定コア26に吸引
されて図に矢印Aで示す方向に移動し、よって可動コア
32に一体的に連結される中空ロッド36およびボール
バルブ40も同方向に移動する。
た加圧燃料は、図に矢印で示す如く管路26a、32
a,36aを流れ、中空ロッド36の孔36bから室2
0gに流れる。このとき、固定コアの管路26aを通っ
た燃料の一部は、可動コア32とハウジング軸受け面2
0bとの間隙を通って室20gに流れる。燃料は次いで
ボールバルブ40の半球状部と弁座20eの間に形成さ
れる間隙を通り、開口部20dから外部(気筒燃焼室)
に放出(噴射)される。
0の軸受け面20bに、可動コア32の移動方向と平行
な方向、換言すれば可動コア32の軸方向に、溝52が
形成されたことである。
溝52はより具体的には、ハウジング20の軸受け面2
0bに90度の間隔で4個、形成される。溝52は、断
面半円形状とする。溝の深さ(半径)は例えば、1.0
mmとする。
32が矢印Aの方向に移動(ストローク)するとき、可
動コア32より上流側に位置する加圧燃料はそのストロ
ークに相当する体積変化を生じなければならないが、燃
料の一部は溝52を通って可動コア32の下流に流れ
る。即ち、可動コア32に作用する流体抵抗が減少し、
その分だけ燃料噴射弁としての応答性が向上する。
て、溝52を設けない場合と、溝52を設けた場合にお
ける、応答性の実験結果を示すデータグラフ(タイミン
グ・チャート)である。尚、この実験は燃料圧力15kg
/cm2で行った。
(リフト)を完了するまでの時間をΔT(=TO2−
TO1)だけ短縮することができた。従って、この分だけ
燃料噴射弁として応答性が向上し、その分だけ少流量か
ら大流量までの噴射量を確実かつ緻密に制御することが
可能となる。この効果は、特に高圧燃料が供給されると
き、顕著である。
ことで、溝を形成しない構造に比較し、その分だけ磁気
回路中のインダクタンスを減少させ、応答性をさらに向
上させることができる。また、従来技術の最初で述べた
可動コアが軸受け構造となっていないものに比較すれ
ば、軸受け面20bを設けて可動コア32に作用する荷
重を支持するようにしたことで、バルブ倒れが生じるな
どの耐久性の面で問題がない。
うに構成したので、可動コア32側に突起などを設ける
などの構成に比較するとき、可動コア32の外径を増加
させることがないと共に、ハウジング20側に形成する
ようにしたことで作業が容易となる。さらに、半円形状
とすることで、断面積(流路)を大きくとることがで
き、加工性が良い。
なことは、ハウジング20の軸受け面20bと、それに
接触する可動コア32の表面に高硬度の被膜処理を施し
たことである。
ング20の軸受け面20bに、フッ素樹脂などの潤滑材
を焼付けコーティングし、高硬度被膜100(図示の便
宜上網目で示す)を形成した。ハウジング20、可動コ
ア32は磁性材からなり、硬度が非磁性材に比して低い
が、かかる処理によって硬度を上げることができ、硬度
の低い磁性材を使用することができると共に、耐久性を
一層向上させることができる。
面にも、同様にフッ素樹脂などの潤滑材が焼付けコーテ
ィングした上に、ハードクロームメッキ、チタンコーテ
ィングなどを行って高硬度被膜102を形成(処理)し
た。
には同種のフッ素樹脂などの潤滑材をコーティングする
が、軸受け面20bの潤滑材の硬度は、可動コア32の
それよりも高いものを使用する。これは、可動コアの方
がコーティング作業が容易で、上記したようにコーティ
ング面にハードクロームメッキなどをさらに塗布するこ
とで、結果的に同等の硬度を得ることができるからであ
る。
可動コア32の表面の双方に行ったが、耐久性は低下す
るが、いずれか一方、例えば軸受け面20bにのみ行っ
てもよく、その意味で特許請求の範囲では「可動体およ
び流体路の少なくともいずれかを高硬度被膜処理する」
と記載した。
成したので、耐久性を確保しつつ、燃料噴射弁としての
応答性を向上させることができ、単位時間当たりの燃料
噴射量を増大させることができる。さらに、高硬度被膜
処理を施したことで、耐久性を一層向上させることがで
きる。
す、図3と同様の断面図である。
52をハウジング20側に120度間隔で3個形成し
た。残余の構成は第1の実施の形態と同様であり、効果
も同様である。
す、図3と同様の断面図である。
52をハウジング20側に180度間隔で2個形成し
た。残余の構成は第1の実施の形態と同様であり、効果
も同様である。
す、図3と同様の断面図である。
52を可動コア32側に、120度間隔で3個形成し
た。溝52が可動コア側に形成された点を除くと、残余
の構成は第1の実施の形態と同様であり、効果もほぼ同
様である。
示す如く、溝52を可動コア32と共に、ハウジング2
0にも形成しても良い。その意味で、特許請求の範囲に
おいては「軸受け面および前記可動体の少なくともいず
れかに、前記可動体の移動方向と平行な方向に溝を形成
する」と記載した。尚、溝52を可動コア32に形成す
る場合、断面積が減ることからハウジング20に形成す
る場合に比較すると、好ましくない。
ノイドを励磁して可動体(可動コア32)を移動させ、
流体源から圧送された流体(燃料)を噴射する噴射弁
(燃料噴射弁10)であって、ハウジング(20)、前
記ハウジング内に形成され、前記加圧流体の供給路に接
続される流体路(管路26a、管路32a、管路30a
など)、前記流体路に移動自在に収容されると共に、前
記可動体に連結され、前記ソレノイドの励磁に応じて前
記流体路を開放するバルブ(ボールバルブ40)、およ
び前記流体路において少なくとも前記可動体を支持する
軸受け面(20b)を備えた噴射弁において、前記軸受
け面および前記可動体の少なくともいずれかに、前記可
動体の移動方向と平行な方向に溝(52)を形成する如
く構成した。
ある如く構成した。
もいずれかを高硬度被膜処理(100,102)する如
く構成した。
いて、溝52の個数を4個から2個の間の値にしたが、
それに限られるものではなく、1個あるいは5個以上で
あっても良い。より具体的には、可動コア32の荷重を
支持できる範囲において、流体抵抗を減少すべく適宜な
個数、形成すれば良い。
たが、それに限られるものではく、断面矩形状など、ど
のような形状であっても良い。
って説明したが、内燃機関の燃料に限らず、水などの流
体、あるいは圧縮空気などの気体を噴射する噴射弁にも
応用可能である。
造において、管路内の有効断面積を燃料の流速が各燃料
噴射弁にとって均等となるように構成したが、デリバリ
パイプ12の入口から各燃料噴射弁までの管路距離を均
等にするように構成しても良い。要は、各燃料噴射弁の
単位時間当たりの燃料噴射量が均等になるように、デリ
バリパイプ12を構成すれば良い。
つつ、より応答性が優れ、単位時間当たりの燃料噴射量
を増大することを可能にした噴射弁を提供するができ
る。特に、この作用、効果は、噴射される燃料圧力が高
くなればなるほど、顕著となる。
果に加えて、製造も容易な噴射弁を提供することができ
る。
果に加えて、耐久性が一層向上した噴射弁を提供するこ
とができる。
を例にとると共に、その燃料供給系の一部を示す概略説
明図である。
である。
す実験データ図である。
に高硬度被膜処理を施した状態を示す説明図である。
高硬度被膜処理を施した状態を示す説明図である。
実施の形態を示す、図3と同様の断面図である。
実施の形態を示す、図3と同様の断面図である。
実施の形態を示す、図3と同様の断面図である。
を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ソレノイドを励磁して可動体を移動さ
せ、流体源から圧送された流体を噴射する噴射弁であっ
て、 a.ハウジング、 b.前記ハウジング内に形成され、前記加圧流体の供給
路に接続される流体路、 c.前記流体路に移動自在に収容されると共に、前記可
動体に連結され、前記ソレノイドの励磁に応じて前記流
体路を開放するバルブ、 および d.前記流体路において少なくとも前記可動体を支持す
る軸受け面、 を備えた噴射弁において、前記軸受け面および前記可動
体の少なくともいずれかに、前記可動体の移動方向と平
行な方向に溝を形成することを特徴とする噴射弁。 - 【請求項2】 前記溝が、断面半円形状であることを特
徴とする請求項1項記載の噴射弁。 - 【請求項3】 前記可動体および流体路の少なくともい
ずれかを高硬度被膜処理することを特徴とする請求項1
項または2項記載の噴射弁。
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JP19178297A JP3913841B2 (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 噴射弁 |
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JPH1122585A true JPH1122585A (ja) | 1999-01-26 |
JP3913841B2 JP3913841B2 (ja) | 2007-05-09 |
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Family Applications (1)
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JP19178297A Expired - Fee Related JP3913841B2 (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 噴射弁 |
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