JPS60233363A

JPS60233363A - 燃料噴射弁

Info

Publication number: JPS60233363A
Application number: JP8997584A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Abe; 誠幸阿部; Toshihiko Ito; 猪頭　敏彦; Yasuyuki Sakakibara; 榊原　康行; Masahiro Takigawa; 滝川　昌宏; Akihiro Izawa; 井沢　明宏
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1984-05-03
Filing date: 1984-05-03
Publication date: 1985-11-20

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〕本発明は燃料噴射弁に関し、特には高周波応答可能な弁
機構を備える燃料噴射弁に関するものである。

〔従来技術〕

従来、用いられている燃料噴射弁は電磁弁が主で、はぼ
２．５気圧程度の燃料をフィードして、弁の通電期間と
、回転数に等しい噴射回数とで噴射量を開閉している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来から用いられる燃料噴射弁においては、 ■応答時間がｌ　ｍ５ｅｃ前後必要であるため、高周波
域で充分な通電期間が゛とれない、 ■２．５気圧程度の低圧の燃料圧力を単に開放、閉鎖す
るのみであるため、燃料の霧化が不充分であり各気筒へ
の燃料分配ケ悪い、 ■ターボエンジン等の燃料噴射量の制御必要範囲が大き
いものに対して限界がある、等の問題を有している。

また、アクチュエータとして電歪素子等の高速アクチュ
エータを用いてバルブを高周波駆動した場合には高速ア
クチュエータの極めて速い運動に迅速に応動するバルブ
機構が必要であるが、従来のバルブ機構を用いた場合に
は応答性、２次噴射等の問題が生じ、高速アクチュエー
タの特性を充分に活用することができないということを
、我々は種々の実験結果を行った結果、発見した。

本発明の課題は高速応答性に優れたバルブ機構を提供す
ることである。

〔発明の概要〕

後述する実施例の符号を付して説明すると、本発明は前
記課題を解決するための具体的構成としてポンプ室（２
）をシリンダ内面（１１０）と、ピストン（７）と、ピ
ストン（７）に対向させて配設された平板状のプレート
バルブ（４）とにより形成すると共に、プレートバルブ
（４）を弁座（６）に当接、離間させることによりプレ
ートバルブ（４）を開閉してポンプ室（２）内の燃料を
噴射するものである。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例に関するもの
で、第１図は側面断面構成図、第２図は第１図のＡ−Ａ
断面図である。

まず、第１実施例の構成を第１図および第２図に従って
説明する。

ピストン７はケーシング１１内のシリンダ内面１１０内
に図中上下方向に摺動自在に油密に嵌合されている。

１は電歪素子であり、厚さ０．５１程度の円盤状圧電素
子を数１０枚積層したものから成っている。

そして、電歪素子１の上端、下端にはそれぞれ電気絶縁
性のインシュレータ８．９を設けている。

また、電歪素子１はさらにインシュレータ９の下端のピ
ストン７、板バネ１０とともにケーシング１１の中空部
１１ａ内にバルブボディ３および固定ネジ１２によって
収納組付されている。この時電歪素子１には板ハネ１０
により数１０ｋｇのプリセント荷重がかかっている。

ケージ′ング１１の上端面には２本のリード線１２ａ、
１２ｂの取付部材１３ａ、１３ｂをロー付、もしくはハ
ンダ付等により固定しである。ここで、１２ａは十測り
一ド線、１２ｂは一側リード線である。

電歪素子１から出た端子１４ａ、１４ｂはそれぞれ取付
部材１３ａ、１３ｂ及びリード線１２ａ。

１２ｂに接続しである。そして、リード線１２ａ。

１２ｂは図示しない駆動回路に接続する。

さらにケーシング１１の中空部１１ａは燃料通路として
用いられており、それぞれ燃料入口部１５、リターン口
１６が設けられている。

燃料入口部１５は低圧フィードポンプ１７と配管１８で
結ばれ、配管１９でタンク２０と結ばれている。リター
ン口１６ば配管２１でタンク２０と結ばれている。

さらにケ゛−シ、ング１１にはピストン７とケーシング
１１のシリンダ内面１１０と平板状のプレートバルブ４
とで囲まれた空間であるポンプ室２に導通する燃料供給
口２２を有している。

第１図および第２図に示されるように、バルブボディ３
は燃料人口３ａとポンプ室２を形成する２個の半月状の
穴３Ｃと断面が三角形状の噴霧角矯正部３ｂと弁座６と
から構成されている。また、弁座６にはその表面に弾性
薄肉体６０として耐油性ゴム等を焼き付けて形成しであ
る。

バルブ４は円形状をした厚さ５０〜１００μｍ程度の薄
板であり、ねし５によってバルブボディ３に締結されて
いる。

次に、第１実施例の作動を説明する。

タンク２０からフィードポンプ１７によって吸い上げら
れた燃料は、０．３気圧程度の低いフィード圧力で燃料
人口１５からケーシング中空部１１ａ内に圧送される。

その後、燃料供給口２２から３ａを経てポンプ室２へと
流入し、さらにリターン口ＩＧから配管２１を経てタン
ク２０へと戻される。かくしてケーシング中空部１１ａ
、およびポンプ室２はともに燃料で満たされる。

この時、電歪素子１に正電圧（たとえば＋５００Ｖ）を
印加すれば軸方向に約４０μｍの変位が発生し、ピスト
ン７を板バネ１ｏの反力にうち勝って押し下げポンプ室
２内の圧力を」二昇させる。

本実施例においてはポンプ室２内と燃料イノ（給口２２
との間に逆止弁がないが、ピストン７を押し下げる動作
は１００＃ｓｅｃ以下ときわめて速い為、瞬時にポンプ
室２内の圧力を一ヒ昇させ、プレートバルブ４の開弁圧
力以上となり燃料噴射が開始する。そして、燃料はプレ
−１バルブ４の円周端部を押し下げ、吐出した燃料は噴
霧角矯正部３１１に衝突して下方に向かって噴射される
ことになる。

この角度はもちろん噴霧角矯正部の形状により自由に選
択できる。

正電圧印加時間は３００μｓｅｃ〜１ｍ５ｅｃで充分で
あるが噴射は；Ｉζンプ室２内の圧力が低下すれば自動
的に止まる。その後、電歪素子１の電圧を取り去るか、
もしくは負電圧を印加すれば電歪素子１はその軸方向に
縮む。この時、ピストン７ば板バネ１０の反力によって
図上方に移動する。よってポンプ室２に再び供給燃料が
満たされる。

１回の噴射行程は以」二の様にして行われるが、電歪素
子１に印加する電圧が等しければ１回の噴射行程におけ
る噴射量は一定であるので、噴射量の増減はその繰り返
し数、すなわち電歪素子１の駆動周波数によって自由に
制御可能である。

第３図は第２実施例の要部を示す側面断面図である。

第２実施例の構成について第３図に従って第１実施例と
の相違点を中心にして説明する。

第１実施例においてはバルブボディ３のシート部が平面
だったのに対し、第２実施例ではテーバ面としている。

弁座６はバルブボディ３のテーバ面３１により形成され
、その表面には弾性薄肉体６０としてゴムが薄く焼き付
けて形成されている。噴霧角はこのテーパ角となる。

また、他の構成は第１実施例と同様であるため、図中に
同一の符号を付してその説明を省略する。

また、作動も第１実施例と同様であるため説明を省略す
る。

第４図は第３実施例の要部を示す側面断面図である。

まず、第３実施例の構成上の相違点について第４図に従
って説明する。第３実施例においては弁座６の一部をな
すシート面が突出したリング状シーＩ−面６０を有して
いることが他実施例と異なり、他は同様である。

また、作動は第１実施例と同様であるため説明を省略す
る。

第５図は第４実施例の要部を示す側面断面図である。

第４実施例の構成及び作動の特徴点について第５図に従
って説明する。

バルブボディ３の弁座６に厚さ５０μｍ〜１００μｍの
薄肉円盤状のプレートバルブ４、スプリング座７３がネ
ジ７４により締結しである。

またプレートバルブ４とスプリング座７３の間には中間
板７５とスプリング７６とを介在させ、スプリング７６
の反力で中間板７５をバルブ７２に圧接しである。よっ
てプレートバルブ４の開弁圧力はスプリング７６の反力
とバルブ部材７２のバネ力との合成力で決まる。

この第４実施例のよい点は弁座６にゴム等の弾性薄肉体
６０を形成しなくても良好なシールを確保できることで
ある。

第６図および第７図は第５実施例に関するもので、第６
図は要部の構成部品であるバルブボディ８０とプレート
バルブ４とが組み合わされた組立体の平面図、第７図は
第６図のＢ−Ｂ断面図である。

第５実施例について第６図および第７図に従って説明す
る。

バルブボディ３は燃料人口８１と弁座６と複数個の小さ
な噴射口８３とから形成されており、噴射口８３と端面
８４は噴射口に近づくにつれて径が小さくなるように直
線もしくは曲線で結ばれている。

また、プレートバルブ４はネジ８６によりバルブボディ
８０に締結されている。

作動は第１実施例乃至第３実施例と同様であるため説明
を省略する。

この第５実施例では、プレートバルブ４の受ける受圧面
積が小さいので、シール性が良好となり、また、噴射口
８３まで壁面がなだらかにつながっているのでポンプ室
２の圧力が噴射口８３に収束しやすく、圧力波を有効に
利用できるという利点がある。

第８図は従来型の外聞弁を使用した場合と比較した本発
明の燃料噴射弁の駆動周波数に対する燃料噴射量の変化
の状況を示した作動特性図である。

従来型燃料噴射弁はポンプ室から細い配管を経てバルブ
の弁座部に圧力が作用するタイプであるため弁座の直径
も２１程度と小さいものである。

このため、従来型の燃料噴射弁の問題点としては弁座部
の直径が小さすぎて加圧された燃料が一度に噴射されず
２次噴射が生じること、および弁座の直径を大きくした
場合には弁部可動部の質量が大きくなりすぎ、このため
弁を駆動させる周波数が高くとれないこと等があった。

このため、第８図中に示すように従来型の燃料噴射弁は
弁を駆動させる駆動周波数の高周波領域において２次噴
射の影響を大きく受けて燃料噴射特性が直線に欠けるも
のとなっている。

それに対して本発明のものは全く２次噴射が見られず、
駆動周波数の高周波領域まで燃料噴射特性が良好な直線
性を接続していることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明によれば高速応答性の良好な燃料噴射弁を提供す
ることができ、駆動源として電歪素子を用いた場合にも
、その高周波駆動の特性を有効に生かすことができる。

このため、 ■極めて高い駆動周波数領域まで駆動周波数に比例した
直線的な燃料噴射量の調整が可能である。

■高い駆動周波数で燃料噴射弁を駆動することにより、
燃料の霧化を極めて良好にできる、■燃料供給圧力が０
．３気圧程度の低圧燃料フィード系においても充分使用
可能である、■燃料噴射弁のバルブ機構が極めて中線な
構造であり、部品の製作においてそれ程高い加工精度を
要しないため安定した品質が得られると共に製作コスト
も極めて低くできる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例に関するもの
で、第１図は側面断面構成図、第２図は第１図のＡ−Ａ
断面図である。第３図は第２実施例の要部を示す側面断面図、第４図は
第３実施例の要部を示す側面断面図、第５図は第４実施
例の要部を示す側面断面図である。第６図および第７図は第５実施例に関するもので、第６
図は要部の構成部品であるバルブボディ８０とプレート
バルブ４とが組み合わされた組立体の平面図、第７図は
第６図のＢ−、Ｂ断面図である。第８図は従来型の外開弁を使用した場合と比較した本発
明の燃料噴射弁の駆動周波数に対する燃料噴射量の変化
の状況を示した作動特性図である。 ■・・・電歪素子、２・・・ポンプ室、３・・・バルブ
ボディ、３ｂ・・・噴霧角矯正部、４・・・プレートバ
ルブ、６・・・弁座、７・・・ピストン、■５・・・燃
料入口部、３１・・・テーバ面、５０・・・リング状シ
ート面、６０・・・弾性薄肉体、７５・・・中間板、７
Ｇ・・・弾性部材、１１０・・・シリンダ内面。代理人弁理士　岡　部　隆第１図第３図　第４図第５図１゛０　□７゜第１頁の続き＠発明者滝川　昌宏＠発明者井沢　明宏西尾市下羽角町岩谷１４番地　株式会社日本自動車部品
総合研究所内西尾市下羽角町岩谷１４番地　株式会社日本自動車部品
総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃料噴射弁の燃料入口部（１５）に燃料通路を介
して連通ずるポンプ室（２）内の燃料をシリンダ内面（
１１０）に摺動自在に嵌合されたピストン（７）を往復
動することにより加圧して燃料噴射を行なう燃料噴射弁
において、前記ポンプ室（２）を前記シリンダ内面（１
１０）と、前記ピストン（７）と、該ピストン（７）に
対向させて配設された平板状のプレートバルブ（４）と
により形成すると共に、プレートバルブ（４）を弁座（
６）に当接、離間させることによりプレートバルブ（４
）を開閉してポンプ室（２）内の燃料を噴射することを
特徴とする燃料噴射弁。
（２）前記プレートバルブ（４）と弁座（６）との当接
、離間がプレー１−バルブ（４）の外周部で行われる特
許請求の範囲第１項記載の燃料噴射弁。
（３）前記プレートバルブ（４）が薄板状のハネ性をを
する部材で形成されている特許請求の範囲第１項記載の
燃料噴射弁。
（４）前記弁座（６）は前記プレートバルブ（４）の外
周部をとり囲む噴霧角矯正部（３ｂ）を有する特許請求
の範囲第１項記載の燃料噴射弁。
（５）前記弁座（６）は弾性薄肉体（６０）を有する特
許請求の範囲第１項記載の燃料噴射弁。
（６）前記弁座（６）がテーパ面（３１）である特許請
求の範囲第１項記載の燃料噴射弁。
（７）前記弁座（６）は円環状に突出したリング状シー
ト面（５０）を有する特許請求の範囲第１項記載の燃料
噴射弁。
（８）前記ポンプ室（２）と前記燃料噴射弁の燃料入口
部（１５）とを結ぶ前記燃料通路は當時速通されている
特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射弁。
（９）燃料噴射弁の燃料入口部（Ｉ５）に燃料通路を介
して連通ずるポンプ室（２）内の燃料をシリンダ内面（
１１０）に摺動自在に嵌合されたピストン（７）を往復
動することにより加圧して燃料噴射を行なう燃料噴射弁
において、前記ポンプ室（２ンを前記シリンダ内面（＋
１０）と、前記ピストン（７）と、該ピストン（７）に
対向させて配設された平板状のプレートバルブ（４）と
により形成すると共に、プレートバルブ（４）の外径と
ほぼ同じ大きさの外径の中間板（７５）を弾性部材（７
６）により前記プレートバルブ（４）に中心軸方向に移
動可能に当接させ、プレートバルブ（４）を弁座（６）
に当接、離間させることによりプレートバルブ（４）を
開閉してポンプ室（２）内の燃料を噴射することを特徴
とする燃料噴射弁。（ｌＯ）燃料噴射弁の燃料入口部（ｊ５　）に燃料通路
を介して連通ずるポンプ室（２）内の燃料をシリンダ内
面（１１０）に摺動自在に嵌合されたピストン（７）を
往復動するこにより加圧して燃料噴射を行なう燃料噴射
弁において、前記ポンプ室（２）を前記シリンダ内面（
１１０）と、前記ピストン（７）と、該ピストン（７）
に対向させて配設された平板状のプレートバルブ（４）
とにより形成すると共に、前記ピストン（７）を駆動−
亥る電歪素子（１）を備え、プレートバルブ（４）を弁
座（６）に当接、離間させることによりプレートバルブ
（４）を開閉してポンプ室（２）内の燃料を噴射するこ
とを特徴とする燃料噴射弁。