JP2012097728A - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 可動コア40は、固定コア60側の中央に、ニードル30の本体32が挿入される貫通孔44、および、固定コア60側の端面41に貫通孔44から径外方向へ環状に拡がって形成されることで鍔部33を収容する収容凹部45を有する。可動プレート50は、可動コア40およびニードル30に当接可能に、可動コア40のノズル部10とは反対側に設けられる。可動コア40と可動プレート50とが当接した状態において、鍔部33の軸方向の長さは、可動プレート50と収容凹部45の底壁452との軸方向の距離より小さい。これにより、第2スプリング90により押し戻された可動コア40による二次開弁の発生を抑制することができる。
【選択図】図1
Description
これにより、燃料噴射弁の作動時、可動プレートが可動コアの固定コア側の端面から遊離することを抑制することができる。
これにより、固定コアは、可動コアに当接せず、可動プレートのみに当接する。このため、可動コアの代わりに可動プレートの表面のみに硬質加工処理を行えばよく、コストを低減することができる。
これにより、ニードルの鍔部と収容凹部の底壁とが当接してから離間するとき、リンギング力による張り付きを抑制することができる。
これにより、可動プレートと鍔部とが当接してから離間するとき、リンギング力による張り付きを抑制することができる。
これにより、可動プレートと可動コアとがずれることを抑制することができる。
これにより、可動プレートと可動コアとがずれることを抑制する効果を高めることができる。
これにより、常に、第2付勢部材は閉弁方向にニードルを押し付ける。このため、開弁保持時において、ニードルは、閉弁方向の燃料圧力を受けるとともに、第2付勢部材の閉弁方向の付勢力を受けることで、軸方向の相対振動が抑制される。ここで、開弁保持時というのは、可動コアと固定コアとが当接する時を言う。よって、ニードルの着座時の安定性を高めることができる。
ここで、固定コアの内壁の内径はハウジングの内壁の内径より小さく形成されている。このため、ニードルが可動コアを介してハウジングの内壁によりガイドされる構成に比べ、固定コアと可動プレートとニードルとの同軸度を向上させるのに有利である。よって、ニードルの軸方向の往復移動の安定性を高めることができる。
これにより、閉弁時において、可動プレートが固定コアの内壁から脱離することを防止することができる。このため、ニードルの軸方向の往復移動の安定性をより高めることができる。
これにより、可動プレートの摩耗または変形を抑制することができる。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による燃料噴射弁を図1に示す。燃料噴射弁1は、図示しない内燃機関に用いられ、燃料を内燃機関に噴射供給する。
図1に示すように、ハウジング20は、第1筒部材21、第2筒部材22、第3筒部材23、外周部材25および樹脂モールド部26から構成されている。第1筒部材21、第2筒部材22および第3筒部材23は、いずれも略円筒状に形成され、第1筒部材21、第2筒部材22、第3筒部材23の順に同軸となるよう配置され、互いに接続している。外周部材25は第1筒部材21と第3筒部材23の外周面に当接している。
ニードル30は、ハウジング20内に軸方向へ往復移動可能に収容されている。ニードル30の棒状の本体32のノズル部10側の端部には、弁座12に当接可能なシール部31が形成されている。また、ニードル30には、ノズル部10とは反対側の端部からハウジング20の内壁24に向かうよう拡がって形成される鍔部33を有している。本実施形態では、鍔部33は略円盤状に形成されている。ニードル30は、シール部31が弁座12から離間(離座)または弁座12に当接(着座)することで噴孔11を開閉する。以下、適宜、ニードル30が弁座12から離間する方向を開弁方向といい、ニードル30が弁座12に当接する方向を閉弁方向という。なお、本体32の鍔部33側は、中空筒状に形成され、本体32の内壁321と外壁322とを接続する孔34が形成されている。
第3筒部材23の第2筒部材22とは反対側の端部には、略円筒状の燃料導入パイプ62が圧入および溶接されている。
まず、図3(a)に示すように、ニードル30を可動コア40の貫通孔44に挿入し、収容凹部45の収容空間に鍔部33を収容する。
次に、図3(b)に示すように、可動プレート50を可動コア40の嵌入溝部46に嵌め込み、第1スプリング80の一端を可動プレート50のニードル30とは反対側のスプリング側端面52に当接させる。そして、第2スプリング90の内側にニードル30が位置するよう、ニードル30のシール部31側から第2スプリング90の一端を可動コア40の溝部431の底面に当接させる。
最後に、固定コア60およびアジャスティングパイプ61をハウジング20内に圧入し、第1スプリング80の他端をアジャスティングパイプ61に当接させる。ここで、G1<G2の関係を満たすよう、固定コア60の位置を調整する。また、第2スプリング90の付勢力より第1スプリング80の付勢力が大きくなるよう、アジャスティングパイプ61の位置を調整する。
図4(a)に示すように、非作動の状態において、第1スプリング80は可動プレート50を付勢することでニードル30を閉弁方向に付勢している。また、第2スプリング90は、可動コア40を固定コア60側に付勢している。ここで、可動プレート50のニードル30側のニードル側端面53は、ニードル30の鍔部33の端面331、および、可動コア40の嵌入溝部46の底壁461に当接している。このとき、可動プレート50のニードル側端面53と収容凹部45の底壁452との軸方向の距離L2は、鍔部33の軸方向の長さL1よりも大きい。そして、鍔部33の端面332と収容凹部45の底壁452との軸方向の所定距離G1は、可動コア40と固定コア60との軸方向の距離G2よりも小さい。
また、このとき、ノズル部10の噴孔11は、ニードル30のシール部31が弁座12に着座することによって閉塞状態となっている。
このとき、ニードル30は急速に開弁方向へ移動し、シール部31が弁座12から離間する。よって、ノズル部10の噴孔11は急速に開口する。燃料導入パイプ62から流入した燃料は、燃料通路100を流通し、噴孔11から噴射される。
このとき、ニードル30のリフト量が最大となり、ノズル部10の噴孔11は最大の開口状態となる。
そして、コイル70の発生する吸引力が開弁保持力を下回ると、図5(b)に示すように、可動プレート50、可動コア40、および、ニードル30は閉弁方向へ移動する。
押し付けられた第2スプリング90は、限界まで縮んだ後、可動コア40を可動プレート50側へ移動させる。図6(b)に示すように、可動コア40は、収容凹部45の底壁452がニードル30の鍔部33の端面332に当接することなく、嵌入溝部46の底壁461が可動プレート50のニードル側端面53に当接する。そして、可動コア40は、第1スプリング80の付勢力によって、再び段差面211側へ移動する。
本実施形態の燃料噴射弁を図7に示す。上記実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。図7に示すように、燃料噴射弁2の可動コア420の固定コア60側には、貫通孔44より径の大きい収容凹部450のみ形成される。可動プレート50は、ニードル30の鍔部33、および、可動コア420の固定コア60側の端面421に当接可能に設けられる。
このような構成により、本実施形態は上記実施形態と同様に、ニードル30を早く開弁させることができる。そして、第2スプリング90により押し戻された可動コア40による二次開弁の発生を抑制することができる。
本実施形態の燃料噴射弁を図8に示す。上記実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図8に示すように、燃料噴射弁3の可動プレート530の周縁533は、ニードル30側から第1スプリング80側へ向かうに従い径が大きくなるテーパ状に形成される。つまり、可動プレート530の周縁533は、ニードル30側のニードル側端面532よりも第1スプリング80側のスプリング側端面531が大径となるようテーパ状に形成される。ここで、ニードル側端面532は、特許請求の範囲における「可動プレートのニードルと当接可能な面」に対応する。
本実施形態の燃料噴射弁を図9に示す。上記実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図9に示すように、燃料噴射弁4の可動プレート540の外径は、固定コア60の内径よりも大きく形成される。また、可動プレート540の周縁543の軸方向の高さは、可動コア440の嵌入溝部464の側壁465の軸方向の高さよりも大きく形成される。よって、可動プレート540のニードル側端面542と嵌入溝部464の底壁462とが当接した状態において、可動プレート540の固定コア60側のスプリング側端面541が可動コア440の固定コア60側の端面442よりも固定コア60側に位置する。ここで、ニードル側端面542は、特許請求の範囲における「可動プレートのニードルと当接可能な面」に対応する。
本実施形態の燃料噴射弁を図10に示す。上記実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。図10に示すように、燃料噴射弁5の可動コア420の固定コア60側には、貫通孔44より径の大きい収容凹部450のみ形成される。また、可動プレート540の外径は、固定コア60の内径よりも大きく形成される。
このような構成により、本実施形態は上記第4実施形態に比べ、可動コア440をシンプルな形で形成することができ、さらにコストを低減することができる。
本実施形態の燃料噴射弁を図11に示す。上記実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図11に示すように、燃料噴射弁6の可動コア460は軸方向に形成された複数の第1孔47を有する。複数の第1孔47は、可動コア460の軸心に対して対称となるよう形成される。また、第1孔47は、収容凹部456の底壁457と可動コア460のノズル部10側の端面463とを接続する。
本実施形態の燃料噴射弁を図12に示す。上記第1実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図12は、燃料噴射弁7の閉弁状態を示す模式的断面図である。図12に示すように、ニードル30には係止部35が設けられている。係止部35は、鍔部33とシール部31との間の本体32の外壁322において、本体32径外方向に突出するよう設けられている。これにより、第2スプリング97は、可動コア40と係止部35との間に設けられ、係止部35を経由してニードル30を閉弁方向に付勢する。
図7(a)に示すように、非作動の状態において、スプリング80は可動プレート50を付勢することでニードル30を閉弁方向に付勢している。また、スプリング97は、一端が係止部35に当接し、他端が可動コア40に当接することで、ニードル30を閉弁方向に付勢し、可動コア40を固定コア60側に付勢する。
このとき、ノズル部10の噴孔11は、ニードル30のシール部31が弁座12に着座することによって閉塞状態となっている。
このとき、ニードル30は急速に開弁方向へ移動し、シール部31が弁座12から離間する。よって、ノズル部10の噴孔11は急速に開口する。燃料導入パイプ62から流入した燃料は、燃料通路100を流通し、噴孔11から噴射される。
このとき、ニードル30のリフト量が最大となり、ノズル部10の噴孔11は最大の開口状態となる。また、ニードル30は、燃料の圧力fにより閉弁方向に押し付けられるとともに、第2スプリング97の付勢力により閉弁方向に押し付けられる。
本実施形態の燃料噴射弁を図14に示す。上記第1実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図14に示すように、燃料噴射弁8の固定コア60は筒状に形成され、内壁63、および、ノズル側端部64を有する。
d1<d2 ・・・式1
上述の実施形態では、収容凹部が可動コアに形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、収容凹部を可動プレートのニードル側に形成することとしてもよい。この場合、ニードルの鍔部の軸方向の長さが、可動コアの固定コア側の端面と収容凹部の底壁との軸方向の距離よりも小さくなるよう、鍔部および収容凹部を形成すればよい。
上述の実施形態では、可動プレートおよび可動コアに軸方向の孔が形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ニードルの鍔部に軸方向の孔を形成することとしてもよい。
上述の実施形態では、ハウジングとノズル部とが別体に形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ハウジングとノズル部とを一体に形成することとしてもよい。
上述の実施形態では、収容凹部の開口周縁がテーパ状に形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、嵌入溝部の開口周縁をテーパ状に形成することとしてもよい。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
10 ・・・ノズル部
11 ・・・噴孔
12 ・・・弁座
20 ・・・ハウジング
30 ・・・ニードル
31 ・・・シール部
32 ・・・本体
33 ・・・鍔部
35 ・・・係止部
40、420、430、440、460、480・・・可動コア
44 ・・・貫通孔
45、450、456 ・・・収容凹部
46、463、464 ・・・嵌入溝部
47 ・・・第1孔
50、530、540、560、580 ・・・可動プレート
53、532、542、562 ・・・ニードル側端面(可動プレートのニードルと当接可能な面)
60 ・・・コイル
60 ・・・固定コア
80 ・・・第1スプリング(第1付勢部材)
90、97 ・・・第2スプリング(第2付勢部材)
100 ・・・燃料通路
452、457 ・・・底壁
484 ・・・第2底部(収容凹部の底壁)
563 ・・・第2孔
581 ・・・スプリング側端面(第1付勢部材側の端面)
583 ・・・収容部
584 ・・・底部(可動プレートのニードルと当接可能な面)
Claims (11)
- 筒状のハウジングと、
前記ハウジングの一方の端部に設けられ、噴孔および弁座を有するノズル部と、
前記ハウジングの内側に設けられる筒状の固定コアと、
前記ハウジング内に往復移動可能に収容され、前記弁座に着座可能なシール部が一方の端部に形成された棒状の本体、および、前記本体の他方の端部から径方向外側に拡がって形成される鍔部を有し、前記シール部が前記弁座から離座または前記弁座に着座することで前記噴孔を開閉するニードルと、
前記ハウジングの内側の前記固定コアと前記ノズル部との間に往復移動可能に設けられ、前記本体が挿通される貫通孔、および、前記固定コア側の端面に前記貫通孔から径外方向へ環状に拡がって形成されることで前記鍔部を収容する収容凹部を有する可動コアと、
前記可動コアの前記ノズル部とは反対側に設けられ、前記収容凹部よりも径が大きく形成され、前記可動コアおよび前記ニードルに当接可能な可動プレートと、
前記可動プレートを付勢することで前記可動コアを閉弁方向に付勢する第1付勢部材と、
前記第1付勢部材より小さい付勢力を有し、前記可動コアを付勢することで前記可動プレートを開弁方向に付勢する第2付勢部材と、
電力が供給されると磁力が発生し、前記可動コアを前記固定コア側に吸引するコイルとを備え、
前記鍔部の軸方向の長さは、前記可動コアと前記可動プレートとが当接した状態において、前記可動プレートの前記ニードルと当接可能な面と前記収容凹部の底壁との軸方向の距離より小さいことを特徴とする燃料噴射弁。 - 前記可動コアは、前記固定コア側の端面に前記収容凹部から径外方向へ環状に拡がって形成されることで前記可動プレートが嵌入可能な嵌入溝部を有することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。
- 前記可動プレートは、前記固定コアの内径よりも外径が大きく、前記可動コアと当接した状態において、前記固定コア側の端面が前記可動コアの前記固定コア側の端面よりも固定コア側に位置するよう設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射弁。
- 前記可動コアは、前記収容凹部の底壁と前記可動コアの外壁とを接続する第1孔を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
- 前記可動プレートは、前記鍔部と当接する位置に前記可動プレートを板厚方向に貫く第2孔を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
- 前記可動プレートの周縁は、前記ニードル側から前記第1付勢部材側へ向かうに従い径が大きくなるようテーパ状に形成されることを特徴とする1〜5のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
- 前記可動コアの前記固定コア側の端面の開口周縁は、前記収容凹部の底壁側から前記固定コア側へ向かうに従い径が大きくなるようテーパ状に形成されることを特徴とする1〜6のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
- 前記ニードルは、前記鍔部と前記シール部との間に、径方向外側に突出するよう設けられている係止部を有し、
前記第2付勢部材は、前記可動コアと前記係止部との間に設けられ、前記可動コアを開弁方向に付勢し、前記ニードルを閉弁方向に付勢することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。 - 前記可動プレートは、前記固定コアの内壁によりガイドされ、前記ニードルの前記鍔部側の端部を収容可能な収容部を有し、
前記ニードルは、前記可動プレートの前記収容部の内壁によりガイドされることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。 - 前記可動プレートは、前記第1付勢部材側の端面と前記噴孔との間の軸方向の距離が、前記固定コアの前記可動コア側の端面と前記噴孔との間の軸方向の距離より長くなるよう設けられていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
- 前記可動プレートは、前記可動コアより硬い硬質材料で構成されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
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