JP4078165B2

JP4078165B2 - Fuel injection valve

Info

Publication number: JP4078165B2
Application number: JP2002270882A
Authority: JP
Inventors: 典幸前川; 好之田辺; 亨石川; 誠山門; 賢一郡司
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-09-18
Also published as: JP2004108219A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関に搭載され、燃料供給量を制御するための燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射弁は、燃料噴射孔と、その近傍に配設される弁座と、弁座と対向する位置に、軸方向に摺動可能に支持された弁体と、スプリングとを備える。スプリングは、弁体を弁座方向へ押し付ける力を発生する。
【０００３】
スプリング力により弁座と弁体とが接触している状態では、すなわち閉弁状態では、燃料通路が閉じられるため、燃料噴射孔から燃料は噴射されない。
【０００４】
電磁力や燃料圧力などを利用した駆動手段により、弁体が軸方向に摺動し、弁座から離れている状態、すなわち開弁状態になると、燃料通路が開かれるため、燃料噴射孔から燃料が噴射される。
【０００５】
燃料噴射弁では、開弁状態を保持する時間を調整することによって、燃料供給量を制御する。
【０００６】
内燃機関への燃料供給量を精密に制御するためには、制御可能な燃料供給量の最小値である最小噴射量を小さくすることが必要である。
【０００７】
最小噴射量を小さくするためには、開弁状態から閉弁状態へ移行する時間を短縮することが重要である。このための、従来技術として以下の特許文献１が挙げられる。これは、燃料噴射弁の開弁時に供給する大電流の通電時間を、弁体が開弁を完了する時間より短く設定することにより、磁束の減衰を速くして、開弁状態から閉弁状態への移行時間を短縮し、最小噴射量を低減しようとするものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１５２９４０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、燃料噴射弁を駆動する電流波形についてのものであり、燃料噴射弁本体の弁体に作用する力の特性を考慮していない。よって、ばね力などの弁体を閉弁させる力には改良が加えられていないため、最小噴射量の低減には限界があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記問題を解決し、燃料噴射弁本体の弁体に作用する力の特性を改良し、開弁状態から閉弁状態への移行時間を短縮し、最小噴射量の小さい燃料噴射弁を得ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明では、燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の近傍に配設される弁座と、前記弁座との接離により燃料通路の開閉を行う弁体と、前記弁体を前記弁座に押付けるスプリングと、前記弁体と前記スプリングとの間に設けられる前記弁体とは別体の連動部材と、前記連動部材の下端部に配設される板ばねとを備える燃料噴射弁において、前記連動部材の上端部に対向する位置に、連動部材の変位を規制する変位規制部を設けるようにする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（図１〜図６第一の実施形態）
図１〜６を用いて、本発明の燃料噴射弁の第一の実施形態の構成及び作用・効果について説明する。
【００１６】
図１は本発明の燃料噴射弁の一実施形態を表す全体断面図である。
【００１７】
オリフィスプレート１には燃料噴射孔２、弁座３が設けられる。オリフィスプレート１はノズルホルダ１１の先端部に固定されている。オリフィスプレート１とノズルホルダ１１の間にはスワラ１２を設ける。またノズルホルダ１１の内部にはガイドプレート１３を固定する。弁体４は、ガイドプレート１３の中央部に設けられる穴と、スワラ１２の内径部とによって摺動案内される。
【００１８】
弁体４は、可動鉄心５と、筒状部材６、ロッド７を結合してなる。可動鉄心５の内部に設けられるダンパプレート８は、筒状部材６の上端面によってその外周部が支持されるようにする。連動部材１０は内側固定鉄心９の内部に、軸方向に摺動可能なように支持される。連動部材１０の先端部はダンパプレート８の内周部に接触するようにする。ダンパプレート８は、その外周部が支持され、内周部が軸方向にたわむことにより、板ばねとして機能する。
【００１９】
ノズルホルダ１１は、ノズルハウジング１４の内部に固定される。ノズルホルダ１１の上端部には、弁体４のストロークを調整するためのリング１５を設ける。内側固定鉄心９の内部にはスプリングピン１９が固定さる。スプリングピン１９の下端部を固定端として、スプリング２０が圧縮状態で設けられる。スプリング力は、連動部材１０を介して、弁体４に伝達され、弁体４は弁座３に押し付けられる。この閉弁状態では、燃料通路が閉じられるため、燃料噴射孔２からの燃料噴射は行われない。
【００２０】
ノズルホルダ１４、可動鉄心５、内側固定鉄心９、プレートハウジング１６、外側固定鉄心１７によって、コイル１８の周りを一巡する磁気回路が構成される。
【００２１】
噴射指令パルスがオンの状態になると、コイル１８に電流が流れ、可動鉄心５は内側固定鉄心９に電磁力によって吸引され、弁体４は、その上端面が内側固定鉄心９の下端面に接触する位置まで移動する。この開弁状態では、弁体４と弁座３の間に隙間ができるため、燃料通路が開かれ、燃料供給口２１から供給された燃料が、スワラ１２によって旋回力を与えられて、燃料噴射孔２から噴射される。
【００２２】
噴射指令パルスがオフの状態になると、コイル１８に電流が流れなくなり、電磁力が消滅するため、スプリング力によって弁体４は閉弁状態に戻り、燃料の噴射が終わる。
【００２３】
燃料噴射弁のはたらきは、上記のように、噴射指令パルスに従って、弁体４の位置を開弁状態と閉弁状態に切り替え、開弁状態を保持する時間を調整することによって、燃料供給量を制御することである。内燃機関への燃料供給量を精密に制御するためには、制御可能な燃料供給量の最小値である最小噴射量を小さくすることが必要である。このためには、噴射指令パルスがオフになってから、弁体４が開弁状態から閉弁状態への移行を完了するまでの時間、すなわち閉弁遅れ時間を短縮する必要がある。
【００２４】
そこで本発明では、内側固定鉄心９の可動鉄心５に対向する端面の周方向の一部に凸部２２を設ける。
【００２５】
図２は、図１で示した燃料噴射弁のうち、弁体４、固定鉄心９、連動部材１０を取り出して拡大した断面図である。弁体４は閉弁状態にある。凸部２２は固定鉄心９の端面にメッキ層として設けることが好適であるが、他の方法によって設けてもよい。凸部２２の、弁体４の軸方向についての厚さは、閉弁状態における、可動鉄心５の上端面と内側固定鉄心９の下端面との距離よりも小さく設定しておく。また、凸部２２は、固定鉄心９の端面の周方向の一部に設けるようにする。
【００２６】
図３は、図１で示した燃料噴射弁のうち、弁体４、固定鉄心９、連動部材１０、ガイドプレート１３を取り出して拡大した断面図である。弁体４は開弁状態にある。可動鉄心５は、電磁力によって、内側固定鉄心９に吸引される。可動鉄心５は、周方向の一部に設けられた凸部２２によって、曲げモーメントを受ける。これにより、ロッド７にも曲げモーメントが伝達され、ロッド７が弾性変形によって僅かに曲げられる。ロッド７は、ステンレス鋼などの弾性体であるから、真っ直ぐに戻ろうとする反力を発生する状態となる。この反力は可動鉄心５にも伝達され、可動鉄心５を内側固定鉄心９から離反させる方向の力となる。すなわち、弁体４が開弁状態のときには、スプリング２０の発生するスプリング力に、ロッド７の弾性による力を加えた閉弁方向力が弁体４に作用することになる。
【００２７】
これによる本発明の作用・効果について、図４を加えて説明する。
【００２８】
図４（ａ）は、横軸に時間をとり、縦軸に噴射指令パルスをとって表したグラフである。
【００２９】
図４（ｂ）は、横軸に時間をとり、縦軸にコイル１８に流れる駆動電流をとって表したグラフである。
【００３０】
図４（ｃ）は、横軸に時間をとり、縦軸に固定鉄心９が可動鉄心５を吸引する電磁力及び前記の閉弁方向力の大きさをとって表したグラフである。
【００３１】
図４（ｄ）は、横軸に時間をとり、縦軸に弁体４の変位をとって表したグラフである。
【００３２】
噴射指令パルスがオフの状態になると、駆動電流が消滅するため、これに遅れを伴って電磁力が減衰していく。電磁力が閉弁方向力より小さくなった時点から、弁体４は開弁状態から閉弁状態への移動を開始する。本発明では、開弁状態における閉弁方向力が大きいため、弁体４が上記移動を開始する時間が速く、閉弁遅れ時間を短縮することができる。
【００３３】
さらに、本発明の効果について図５を加えて説明する。
【００３４】
図５は、横軸に噴射指令パルス幅をとり、縦軸に開閉動作一回当りの噴射量をとって表したグラフである。
【００３５】
噴射指令パルスを短くしていけば、噴射量も小さくなっていく。噴射指令パルス幅と噴射量の関係が概ね直線となる領域で、内燃機関への燃料供給量の制御が可能となる。すなわち、制御可能な最小噴射量は１００または１０１の点で表される。この最小噴射量は閉弁遅れ時間の間に噴射される燃料の量に概ね相当する。本発明の燃料噴射弁では、閉弁遅れ時間が短いため、最小噴射量を１００の点から１０１の点へ小さくすることが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明の効果について図６を加えて説明する。
【００３７】
図６は、横軸に弁体４の位置をとり、縦軸に上述した閉弁方向力をとって表したグラフである。本発明の燃料噴射弁では、ロッド７の弾性を用いて、閉弁方向力を開弁位置の近傍でのみ大きくすることができる。
【００３８】
スプリング２０のスプリング力を強くして、閉弁方向力を増加させることも考えられるが、この場合は、弁体の位置によらずに、開弁位置から閉弁位置に至るまでの全領域で閉弁方向力が増加してしまう。すると、弁体が動作可能な最大の燃料圧力である最大作動燃料圧力が低下することが問題となる可能性がある。また、弁体５が弁座３に衝突する際の衝撃力が大きくなるため、作動音が増大したり、弁座３の耐摩耗性確保が困難となる可能性がある。
【００３９】
本発明の燃料噴射弁では、開弁位置の近傍でのみ閉弁方向力を増加させることが可能であるため、最大作動燃圧の低下や、作動音の増加を最小限に抑え、また弁座３の耐摩耗性を確保しつつ、最小噴射量を小さくすることが可能となる。
【００４０】
さらに、本発明の燃料噴射弁では、閉弁方向力を増加させるために、スプリング等の部品を追加する必要がない。部品点数を増加させることなく、すなわちコスト上昇を招くことなく閉弁方向力を増加させることができる。
【００４１】
開弁状態において、可動鉄心５と内側固定鉄心９とを直接接触させる方式の燃料噴射弁では、可動鉄心５と内側固定鉄心９との間に挟まれる燃料が、弁体の高速な動作を妨げることがある。これを防止するために、可動鉄心５の上端面と、内側固定鉄心９の下端面とのうちの少なくとも何れか一方の面を、平面でない形状に加工する場合が多い。
【００４２】
本発明の燃料噴射弁では、凸部２２により、可動鉄心５と内側固定鉄心９との間に挟まれる燃料の膜厚を厚くすることができるため、弁体の高速な動作が妨げられることがない。従って、可動鉄心５の上端面と、内側固定鉄心９の下端面とを何れも平面とすることができる。よって可動鉄心５の上端面と、内側固定鉄心９の下端面とのうちの少なくとも何れか一方の面を、平面でない形状に加工する必要がなくなる。
【００４３】
尚、可動鉄心５の上端面と、内側固定鉄心９の下端面とのうちの少なくとも何れか一方の面を、平面でない形状に加工したうえで、凸部２２を設けても、本発明のその他の効果が損なわれるものではない。
【００４４】
開弁状態において、可動鉄心５と内側固定鉄心９とを直接接触させる方式の燃料噴射弁では、両者の衝突摩耗を防止するために、衝突面にメッキを施す場合が多い。この衝突面の全域にわたり、メッキの膜厚を均一に管理することが必要になる。
【００４５】
本発明の燃料噴射弁では、メッキ等の方法により、周方向の一部に凸部２２を設ける。凸部２２は面積が小さいため、メッキ膜厚を均一に管理することが容易となる。
（図７凸部を母材形状として形成）
図７は本発明の他の実施形態を表す部分断面図である。
【００４６】
燃料噴射弁のうち弁体４、内側固定鉄心９、連動部材１０を取り出して拡大した断面図である。その他の部分の構成は図１と同一である。
【００４７】
凸部２２を内側固定鉄心９の母材形状として形成する。これによれば、メッキ層を設ける必要がなくなり低コストである。
【００４８】
尚、凸部２２を内側固定鉄心９の母材形状として形成した後、メッキ層を設けても、本発明の効果が損なわれるものではない。
（図８凸部は可動鉄心側に形成）
図８は本発明の他の実施形態を表す部分断面図である。
【００４９】
燃料噴射弁のうち弁体４、内側固定鉄心９、連動部材１０を取り出して拡大した断面図である。その他の部分の構成は図１と同一である。
【００５０】
凸部２３を可動鉄心５の端面に形成する。凸部２３は可動鉄心５の母材形状として形成してもよいし、メッキ層として形成してもよい。さらに、凸部２３は可動鉄心５の母材形状として形成した後、メッキ層を設けてもよい。
【００５１】
ロッド７は、図３で示したように、ロッド７のガイドプレート１３による支持点を基準にして弾性変形する。よって、凸部２３の高さは、ロッドを基準として計測し、管理することが望ましい。
【００５２】
この実施形態では、ロッド７を基準にとって、弁体４を回転させながら、可動鉄心５の上端面の凸部２３の高さを計測・管理することが可能である。よって、ロッド７の弾性変形による閉弁方向力の増分の管理が容易となる。
（図９吸引面に板ばね設置）
図９は本発明の他の実施形態を表す部分断面図である。
【００５３】
燃料噴射弁のうち弁体４、内側固定鉄心９、連動部材１０を取り出して拡大した断面図である。その他の部分の構成は図１と同一である。弁体４は閉弁状態にある。
【００５４】
内側固定鉄心９の下端面に凹部９０１を設け、そこに皿ばね等の板ばね２４を設ける。板ばね２４の下端部は内側固定鉄心９の下端面より下側に突出するようにする。この突出量は、閉弁状態における内側固定鉄心９の下端面と可動鉄心４の上端面との距離よりも小さくなるように設定する。弁体４が開弁状態になると、可動鉄心５の上端面が板ばね２４を変形させる。このとき、板ばね２４の反力により、可動鉄心５を内側固定鉄心９から離反させる方向の力が作用する。
【００５５】
本実施形態によっても、開弁状態の近傍で、弁体４に作用する閉弁方向力を増大させることができるため、図１から図６を用いて説明したものと同一の作用・効果を得ることができる。
【００５６】
これに加えて、本実施形態では、以下のような作用・効果を得ることもできる。
【００５７】
コイルばねをもう一つ追加して、開弁位置の近傍での閉弁方向力を増大させる構成も考え得るが、全長寸法や外径寸法を小さく抑える必要がある燃料噴射弁への採用は困難である。本実施形態では、板ばねを用いるため、狭い空間に第二のばねを設けることが可能となり、全長寸法や外形寸法の小さい燃料噴射弁についても、開弁位置近傍での閉弁方向力を増大させることができる。
【００５８】
また、板ばねはコイルばねに比較してばね定数を大きくすることが可能であるため、強い閉弁方向力を得ることができるようになる。
【００５９】
また、板ばねの板厚や形状、突出量により閉弁方向力を精度よく管理できるようになる。
【００６０】
ここで、板ばねは皿ばねであることが望ましいが、これに限定するものではない。閉弁方向力を増大できれば、いかなる形状の板ばねを用いても本発明の効果を得ることができる。
【００６１】
また、板ばね２４の下端部にはメッキを施し、可動鉄心５の衝突による摩耗を防止することが好ましいが、これに限定するものではない。
【００６２】
さらに、内側固定鉄心９の下端面の凹部９０１はなくともよい。板ばね２４を設置することが可能であれば、内側固定鉄心９の下端面の形状はいかなるものでもよい。
【００６３】
さらに、板ばね２４は、可動鉄心５に設けても、上記と同様の効果が得られることは言うまでもない。
（図１０連動部材・ダンパプレート利用）
図１０は本発明の他の実施形態を表す部分断面図である。
【００６４】
燃料噴射弁のうち弁体４、内側固定鉄心９、連動部材１０を取り出して拡大した断面図である。その他の部分の構成は図１と同一である。図１０（ａ）は弁体４が閉弁位置にある状態を示し、図１０（ｂ）は弁体４が開弁位置にある状態を示す。
【００６５】
内側固定鉄心９の、連動部材１０の上端面に対向する位置に、連動部材１０の上方への可動範囲を規制する変位規制部９０２を設ける。
【００６６】
図１０（ａ）に示すように、連動部材１０の上端面と変位規制部９０２の距離は、閉弁位置における可動鉄心５の上端面と内側固定鉄心９の下端面との距離よりも小さくなるように設定する。
【００６７】
図１０（ｂ）に示すように、弁体４が上方に移動し開弁位置の近傍に達すると、まず、連動部材１０の上端面と変位規制部９０２が接触する。その後弁体４がさらに上方に移動すると、ダンパプレート８が板ばねとして変形するようになる。このとき、ダンパプレート８の復元力により、弁体４に内側固定鉄心９から離反する方向の閉弁方向力が作用する。
【００６８】
本実施形態によっても、開弁状態の近傍で、弁体４に作用する閉弁方向力を増大させることができるため、図１から図６を用いて説明したものと同一の作用・効果を得ることができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、弁体の開弁状態の近傍において、閉弁方向力を増大させることができるため、噴射指令パルスがオフになってから閉弁状態に至るまでの時間である閉弁遅れ時間を短縮することができ、制御可能な最小噴射量の小さい燃料噴射弁を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料噴射弁の一実施形態を表す断面図である。
【図２】本発明の燃料噴射弁の一実施形態の部分拡大図である。
【図３】本発明の燃料噴射弁の他の実施形態を表す部分拡大図である。
【図４】本発明の燃料噴射弁の一実施形態の動作を表す部分拡大図である。
【図５】本発明の燃料噴射弁の作用・効果を説明するグラフである。
【図６】本発明の燃料噴射弁の作用・効果を説明するグラフである。
【図７】本発明の燃料噴射弁の作用・効果を説明するグラフである。
【図８】本発明の燃料噴射弁の他の実施形態を表す部分拡大図である。
【図９】本発明の燃料噴射弁の他の実施形態を表す部分断面図である。
【図１０】本発明の燃料噴射弁の他の実施形態を表す部分拡大図である。
【符号の説明】
１…オリフィスプレート、２…燃料噴射孔、３…弁座、４…弁体、５…可動鉄心、６…筒状部材、７…ロッド、８…ダンパプレート、９…内側固定鉄心、１０…連動部材、１１…ノズルホルダ、１２…スワラ、１３…ガイドプレート、１４…ノズルハウジング、１５…リング、１６…プレートハウジング、１７…外側固定鉄心、１８…コイル、１９…スプリングピン、２０…スプリング、２１…燃料供給口。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection valve mounted on an internal combustion engine for controlling a fuel supply amount.
[0002]
[Prior art]
The fuel injection valve includes a fuel injection hole, a valve seat disposed in the vicinity thereof, a valve body that is slidably supported in an axial direction at a position facing the valve seat, and a spring. The spring generates a force that presses the valve body toward the valve seat.
[0003]
In the state where the valve seat and the valve element are in contact with each other by the spring force, that is, in the closed state, the fuel passage is closed, so that fuel is not injected from the fuel injection hole.
[0004]
When the valve body slides in the axial direction by the driving means using electromagnetic force or fuel pressure and is away from the valve seat, that is, when the valve is opened, the fuel passage is opened. Is injected.
[0005]
In the fuel injection valve, the fuel supply amount is controlled by adjusting the time during which the valve is opened.
[0006]
In order to precisely control the fuel supply amount to the internal combustion engine, it is necessary to reduce the minimum injection amount that is the minimum value of the controllable fuel supply amount.
[0007]
In order to reduce the minimum injection amount, it is important to shorten the time for shifting from the valve open state to the valve close state. The following patent document 1 is mentioned as a prior art for this purpose. This is because the energization time of the large current supplied when the fuel injection valve is opened is set to be shorter than the time when the valve body completes the valve opening, so that the magnetic flux decays faster and the valve opening state is closed to the valve closing state. It is intended to shorten the transition time to and reduce the minimum injection amount.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-152940
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described prior art relates to the current waveform for driving the fuel injection valve, and does not consider the characteristics of the force acting on the valve body of the fuel injection valve body. Therefore, since no improvement has been made to the force for closing the valve body such as spring force, there has been a limit to reducing the minimum injection amount.
[0010]
The object of the present invention is to solve the above problems, improve the characteristics of the force acting on the valve body of the fuel injection valve body, shorten the transition time from the valve opening state to the valve closing state, and reduce the fuel with a small minimum injection amount. To get an injection valve.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the present invention, a fuel injection hole, a valve seat disposed in the vicinity of the fuel injection hole, a valve body that opens and closes a fuel passage by contact with and separation from the valve seat, and the valve body is connected to the valve seat. A fuel injection valve comprising: a spring pressed against the valve body; an interlocking member separate from the valve body provided between the valve body and the spring; and a leaf spring disposed at a lower end of the interlocking member The displacement restricting portion for restricting the displacement of the interlocking member is provided at a position facing the upper end of the interlocking member.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(FIGS. 1 to 6 First Embodiment)
The configuration, operation, and effect of the first embodiment of the fuel injection valve of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0016]
FIG. 1 is an overall sectional view showing an embodiment of a fuel injection valve of the present invention.
[0017]
The orifice plate 1 is provided with a fuel injection hole 2 and a valve seat 3. The orifice plate 1 is fixed to the tip of the nozzle holder 11. A swirler 12 is provided between the orifice plate 1 and the nozzle holder 11. A guide plate 13 is fixed inside the nozzle holder 11. The valve body 4 is slidably guided by a hole provided in a central portion of the guide plate 13 and an inner diameter portion of the swirler 12.
[0018]
The valve body 4 is formed by coupling a movable iron core 5, a cylindrical member 6, and a rod 7. The damper plate 8 provided inside the movable iron core 5 is supported at its outer peripheral portion by the upper end surface of the cylindrical member 6. The interlocking member 10 is supported inside the inner fixed iron core 9 so as to be slidable in the axial direction. The distal end portion of the interlocking member 10 is in contact with the inner peripheral portion of the damper plate 8. The damper plate 8 functions as a leaf spring by supporting the outer peripheral portion thereof and bending the inner peripheral portion in the axial direction.
[0019]
The nozzle holder 11 is fixed inside the nozzle housing 14. A ring 15 for adjusting the stroke of the valve body 4 is provided at the upper end of the nozzle holder 11. A spring pin 19 is fixed inside the inner fixed iron core 9. The spring 20 is provided in a compressed state with the lower end of the spring pin 19 as a fixed end. The spring force is transmitted to the valve body 4 via the interlocking member 10, and the valve body 4 is pressed against the valve seat 3. In this closed state, the fuel passage is closed, so that fuel injection from the fuel injection hole 2 is not performed.
[0020]
The nozzle holder 14, the movable iron core 5, the inner fixed iron core 9, the plate housing 16, and the outer fixed iron core 17 constitute a magnetic circuit that goes around the coil 18.
[0021]
When the injection command pulse is turned on, a current flows through the coil 18, the movable iron core 5 is attracted to the inner fixed iron core 9 by electromagnetic force, and the upper end surface of the valve body 4 contacts the lower end surface of the inner fixed iron core 9. Move to the position you want. In this valve open state, a gap is formed between the valve body 4 and the valve seat 3, so that the fuel passage is opened, and the fuel supplied from the fuel supply port 21 is given a turning force by the swirler 12, and the fuel injection It is injected from the hole 2.
[0022]
When the injection command pulse is turned off, no current flows through the coil 18 and the electromagnetic force disappears, so that the valve body 4 returns to the closed state by the spring force, and the fuel injection ends.
[0023]
As described above, the function of the fuel injection valve is to switch the position of the valve body 4 between the valve open state and the valve closed state according to the injection command pulse, and to adjust the time for holding the valve open state, thereby adjusting the fuel supply amount. Is to control. In order to precisely control the fuel supply amount to the internal combustion engine, it is necessary to reduce the minimum injection amount that is the minimum value of the controllable fuel supply amount. For this purpose, it is necessary to shorten the time from when the injection command pulse is turned off to when the valve body 4 completes the transition from the valve opening state to the valve closing state, that is, the valve closing delay time.
[0024]
Therefore, in the present invention, the convex portion 22 is provided in a part of the end surface of the inner fixed iron core 9 facing the movable iron core 5 in the circumferential direction.
[0025]
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the fuel injection valve shown in FIG. 1 with the valve body 4, the fixed iron core 9, and the interlocking member 10 taken out. The valve body 4 is in a closed state. The convex portion 22 is preferably provided as a plating layer on the end surface of the fixed iron core 9, but may be provided by other methods. The thickness of the convex portion 22 in the axial direction of the valve body 4 is set smaller than the distance between the upper end surface of the movable iron core 5 and the lower end surface of the inner fixed iron core 9 in the valve-closed state. Further, the convex portion 22 is provided in a part of the end surface of the fixed iron core 9 in the circumferential direction.
[0026]
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the fuel injection valve shown in FIG. 1 with the valve body 4, the fixed iron core 9, the interlocking member 10, and the guide plate 13 taken out. The valve body 4 is in a valve open state. The movable iron core 5 is attracted to the inner fixed iron core 9 by electromagnetic force. The movable iron core 5 receives a bending moment by a convex portion 22 provided in a part in the circumferential direction. Thereby, a bending moment is transmitted also to the rod 7, and the rod 7 is slightly bent by elastic deformation. Since the rod 7 is an elastic body such as stainless steel, the rod 7 is in a state of generating a reaction force to return straight. This reaction force is also transmitted to the movable iron core 5, and becomes a force in a direction in which the movable iron core 5 is separated from the inner fixed iron core 9. That is, when the valve body 4 is in the valve open state, a valve closing direction force obtained by adding a force generated by the elasticity of the rod 7 to the spring force generated by the spring 20 acts on the valve body 4.
[0027]
The effect | action and effect of this invention by this are demonstrated in addition to FIG.
[0028]
FIG. 4A is a graph in which time is plotted on the horizontal axis and injection command pulses are plotted on the vertical axis.
[0029]
FIG. 4B is a graph in which time is taken on the horizontal axis and the drive current flowing in the coil 18 is taken on the vertical axis.
[0030]
FIG. 4C is a graph in which time is taken on the horizontal axis, and the magnitude of the electromagnetic force that the fixed iron core 9 attracts the movable iron core 5 and the valve closing direction force are taken on the vertical axis.
[0031]
FIG. 4D is a graph showing time on the horizontal axis and the displacement of the valve body 4 on the vertical axis.
[0032]
When the injection command pulse is turned off, the drive current disappears, and the electromagnetic force is attenuated with a delay. From the point in time when the electromagnetic force becomes smaller than the valve closing direction force, the valve body 4 starts moving from the valve open state to the valve closed state. In the present invention, since the valve closing force in the valve open state is large, the time for the valve body 4 to start the movement is fast, and the valve closing delay time can be shortened.
[0033]
Further, the effect of the present invention will be described with reference to FIG.
[0034]
FIG. 5 is a graph in which the horizontal axis represents the injection command pulse width and the vertical axis represents the injection amount per opening / closing operation.
[0035]
If the injection command pulse is shortened, the injection amount is also reduced. The fuel supply amount to the internal combustion engine can be controlled in a region where the relationship between the injection command pulse width and the injection amount is substantially a straight line. That is, the minimum controllable injection amount is represented by a point of 100 or 101. This minimum injection amount roughly corresponds to the amount of fuel injected during the valve closing delay time. In the fuel injection valve of the present invention, since the valve closing delay time is short, the minimum injection amount can be reduced from 100 to 101.
[0036]
Further, the effect of the present invention will be described with reference to FIG.
[0037]
FIG. 6 is a graph showing the position of the valve body 4 on the horizontal axis and the valve closing direction force described above on the vertical axis. In the fuel injection valve of the present invention, the valve closing direction force can be increased only in the vicinity of the valve opening position by using the elasticity of the rod 7.
[0038]
Although it is conceivable to increase the valve closing direction force by increasing the spring force of the spring 20, in this case, the entire region from the valve opening position to the valve closing position is used regardless of the position of the valve body. The valve closing direction force increases. Then, there is a possibility that the maximum operating fuel pressure, which is the maximum fuel pressure at which the valve body can operate, may decrease. Moreover, since the impact force at the time of the valve body 5 colliding with the valve seat 3 becomes large, there is a possibility that the operation noise increases or it is difficult to ensure the wear resistance of the valve seat 3.
[0039]
In the fuel injection valve of the present invention, the valve closing direction force can be increased only in the vicinity of the valve opening position, so that the decrease in the maximum operating fuel pressure and the increase in operating noise are minimized, and the valve seat 3 It is possible to reduce the minimum injection amount while ensuring the wear resistance.
[0040]
Furthermore, in the fuel injection valve of the present invention, it is not necessary to add a component such as a spring in order to increase the valve closing direction force. The valve closing direction force can be increased without increasing the number of parts, that is, without increasing the cost.
[0041]
In the fuel injection valve in which the movable iron core 5 and the inner fixed iron core 9 are in direct contact with each other in the valve open state, the fuel sandwiched between the movable iron core 5 and the inner fixed iron core 9 hinders the high-speed operation of the valve body. Sometimes. In order to prevent this, at least one of the upper end surface of the movable iron core 5 and the lower end surface of the inner fixed iron core 9 is often processed into a non-planar shape.
[0042]
In the fuel injection valve of the present invention, since the film thickness of the fuel sandwiched between the movable iron core 5 and the inner fixed iron core 9 can be increased by the convex portion 22, high-speed operation of the valve body may be hindered. Absent. Accordingly, both the upper end surface of the movable iron core 5 and the lower end surface of the inner fixed iron core 9 can be flat. Therefore, it is not necessary to process at least one of the upper end surface of the movable iron core 5 and the lower end surface of the inner fixed iron core 9 into a non-planar shape.
[0043]
Even if the convex portion 22 is provided after processing at least one of the upper end surface of the movable core 5 and the lower end surface of the inner fixed core 9 into a non-planar shape, The effect of is not impaired.
[0044]
In a fuel injection valve in which the movable iron core 5 and the inner fixed iron core 9 are in direct contact with each other in the opened state, the collision surface is often plated in order to prevent collision wear between them. It is necessary to uniformly manage the thickness of the plating over the entire collision surface.
[0045]
In the fuel injection valve of the present invention, the convex portion 22 is provided in a part in the circumferential direction by a method such as plating. Since the convex portion 22 has a small area, it is easy to uniformly manage the plating film thickness.
(Fig. 7 Protrusions are formed as a base material shape)
FIG. 7 is a partial sectional view showing another embodiment of the present invention.
[0046]
It is sectional drawing which took out and enlarged the valve body 4, the inner side fixed iron core 9, and the interlocking member 10 among fuel injection valves. The configuration of the other parts is the same as in FIG.
[0047]
The convex portion 22 is formed as a base material shape of the inner fixed iron core 9. According to this, it is not necessary to provide a plating layer, and the cost is low.
[0048]
Even if the plating layer is provided after the convex portion 22 is formed as the base material shape of the inner fixed iron core 9, the effect of the present invention is not impaired.
(Fig. 8 The convex part is formed on the movable iron core side)
FIG. 8 is a partial sectional view showing another embodiment of the present invention.
[0049]
It is sectional drawing which took out and enlarged the valve body 4, the inner side fixed iron core 9, and the interlocking member 10 among fuel injection valves. The configuration of the other parts is the same as in FIG.
[0050]
The convex portion 23 is formed on the end surface of the movable iron core 5. The convex portion 23 may be formed as a base material shape of the movable iron core 5 or may be formed as a plating layer. Furthermore, after forming the convex part 23 as a preform | base_material shape of the movable iron core 5, you may provide a plating layer.
[0051]
As shown in FIG. 3, the rod 7 is elastically deformed with reference to a support point of the rod 7 by the guide plate 13. Therefore, it is desirable to measure and manage the height of the convex portion 23 based on the rod.
[0052]
In this embodiment, it is possible to measure and manage the height of the convex portion 23 on the upper end surface of the movable iron core 5 while rotating the valve body 4 with the rod 7 as a reference. Therefore, it becomes easy to manage the increment of the valve closing direction force due to the elastic deformation of the rod 7.
(Fig. 9 Leaf spring installed on the suction surface)
FIG. 9 is a partial sectional view showing another embodiment of the present invention.
[0053]
It is sectional drawing which took out and enlarged the valve body 4, the inner side fixed iron core 9, and the interlocking member 10 among fuel injection valves. The configuration of the other parts is the same as in FIG. The valve body 4 is in a closed state.
[0054]
A recess 901 is provided on the lower end surface of the inner fixed iron core 9, and a plate spring 24 such as a disc spring is provided there. The lower end portion of the leaf spring 24 protrudes below the lower end surface of the inner fixed iron core 9. This protrusion amount is set to be smaller than the distance between the lower end surface of the inner fixed iron core 9 and the upper end surface of the movable iron core 4 in the valve-closed state. When the valve body 4 is opened, the upper end surface of the movable iron core 5 deforms the leaf spring 24. At this time, due to the reaction force of the leaf spring 24, a force in a direction to separate the movable iron core 5 from the inner fixed iron core 9 acts.
[0055]
Also in this embodiment, since the valve closing direction force acting on the valve body 4 can be increased in the vicinity of the valve open state, the same actions and effects as described with reference to FIGS. 1 to 6 are obtained. be able to.
[0056]
In addition to this, in the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
[0057]
A configuration that increases the valve closing direction force in the vicinity of the valve opening position by adding another coil spring can be considered, but it is difficult to adopt it for fuel injection valves that require a reduction in overall length and outer diameter. It is. In the present embodiment, since the leaf spring is used, it is possible to provide the second spring in a narrow space, and the valve closing direction force in the vicinity of the valve opening position is increased even for a fuel injection valve having a small overall length dimension or external dimension. Can be made.
[0058]
Further, since the leaf spring can have a larger spring constant than the coil spring, a strong valve closing direction force can be obtained.
[0059]
Further, the valve closing direction force can be accurately managed by the plate thickness, shape and protrusion amount of the leaf spring.
[0060]
Here, the leaf spring is preferably a disc spring, but is not limited thereto. As long as the valve closing direction force can be increased, the effect of the present invention can be obtained regardless of the shape of the leaf spring.
[0061]
Further, it is preferable that the lower end portion of the leaf spring 24 is plated to prevent wear due to the collision of the movable iron core 5, but this is not restrictive.
[0062]
Further, the recess 901 on the lower end surface of the inner fixed iron core 9 may not be provided. As long as the leaf spring 24 can be installed, the shape of the lower end surface of the inner fixed iron core 9 may be any shape.
[0063]
Furthermore, it goes without saying that the same effect as described above can be obtained even if the leaf spring 24 is provided in the movable iron core 5.
(Figure 10 Using interlocking members and damper plates)
FIG. 10 is a partial sectional view showing another embodiment of the present invention.
[0064]
It is sectional drawing which took out and enlarged the valve body 4, the inner side fixed iron core 9, and the interlocking member 10 among fuel injection valves. The configuration of the other parts is the same as in FIG. FIG. 10A shows a state where the valve body 4 is in the valve closing position, and FIG. 10B shows a state where the valve body 4 is in the valve opening position.
[0065]
A displacement restricting portion 902 that restricts the movable range of the interlocking member 10 upward is provided at a position of the inner fixed iron core 9 facing the upper end surface of the interlocking member 10.
[0066]
As shown in FIG. 10A, the distance between the upper end surface of the interlocking member 10 and the displacement restricting portion 902 is smaller than the distance between the upper end surface of the movable core 5 and the lower end surface of the inner fixed core 9 at the valve closing position. Set as follows.
[0067]
As shown in FIG. 10B, when the valve body 4 moves upward and reaches the vicinity of the valve opening position, the upper end surface of the interlocking member 10 and the displacement restricting portion 902 first come into contact with each other. Thereafter, when the valve body 4 further moves upward, the damper plate 8 is deformed as a leaf spring. At this time, the valve closing direction force in the direction away from the inner fixed iron core 9 acts on the valve body 4 by the restoring force of the damper plate 8.
[0068]
Also in this embodiment, since the valve closing direction force acting on the valve body 4 can be increased in the vicinity of the valve open state, the same actions and effects as described with reference to FIGS. 1 to 6 are obtained. be able to.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the valve closing direction force can be increased in the vicinity of the valve open state of the valve body, the valve closing delay that is the time from when the injection command pulse is turned off until the valve closing state is reached. The time can be shortened, and a fuel injection valve with a small controllable minimum injection amount can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a fuel injection valve of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of an embodiment of the fuel injection valve of the present invention.
FIG. 3 is a partially enlarged view showing another embodiment of the fuel injection valve of the present invention.
FIG. 4 is a partially enlarged view showing the operation of one embodiment of the fuel injection valve of the present invention.
FIG. 5 is a graph for explaining the operation and effect of the fuel injection valve of the present invention.
FIG. 6 is a graph for explaining the operation and effect of the fuel injection valve of the present invention.
FIG. 7 is a graph for explaining the operation and effect of the fuel injection valve of the present invention.
FIG. 8 is a partially enlarged view showing another embodiment of the fuel injection valve of the present invention.
FIG. 9 is a partial sectional view showing another embodiment of the fuel injection valve of the present invention.
FIG. 10 is a partially enlarged view showing another embodiment of the fuel injection valve of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Orifice plate, 2 ... Fuel injection hole, 3 ... Valve seat, 4 ... Valve body, 5 ... Movable iron core, 6 ... Cylindrical member, 7 ... Rod, 8 ... Damper plate, 9 ... Inner fixed iron core, 10 ... Interlocking 11 ... Nozzle holder, 12 ... Swirler, 13 ... Guide plate, 14 ... Nozzle housing, 15 ... Ring, 16 ... Plate housing, 17 ... Outer fixed iron core, 18 ... Coil, 19 ... Spring pin, 20 ... Spring, 21 ... fuel supply port.

Claims

燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の近傍に配設される弁座と、前記弁座との接離により燃料通路の開閉を行う弁体と、前記弁体を前記弁座に押付けるスプリングと、前記弁体と前記スプリングとの間に設けられる前記弁体とは別体の連動部材と、前記連動部材の下端部に配設される板ばねとを備える燃料噴射弁において、
前記連動部材の上端部に対向する位置に、連動部材の変位を規制する変位規制部を設けることを特徴とする燃料噴射弁。A fuel injection hole, a valve seat disposed in the vicinity of the fuel injection hole, a valve body that opens and closes a fuel passage by contact with and separation from the valve seat, and a spring that presses the valve body against the valve seat; In the fuel injection valve comprising: an interlocking member separate from the valve body provided between the valve body and the spring; and a leaf spring disposed at a lower end portion of the interlocking member,
A fuel injection valve characterized in that a displacement restricting portion for restricting displacement of the interlocking member is provided at a position facing the upper end of the interlocking member.