JP6731492B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Description
軸方向に変位可能に構成され、軸方向において燃料の流れる方向の上流側に配設された上流側シート部及び下流側に配設された下流側シート部を有する弁体と、
前記上流側シート部が当接することにより上流側燃料通路が閉じられ、前記上流側シート部が離間することにより上流側燃料通路が開かれる上流側弁座と、
前記下流側シート部が当接することにより下流側燃料通路が閉じられ、前記下流側シート部が離間することにより下流側燃料通路が開かれる下流側弁座と、
前記上流側シート部が前記上流側弁座と当接する方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、
前記下流側シート部が前記下流側弁座と当接する方向に前記弁体を駆動する駆動素子と、
を備え、
前記駆動素子への通電を行っていない状態では、前記上流側シート部が前記上流側弁座と当接する向きに前記弁体を付勢する、前記付勢部材の付勢力を含む上流向き付勢力が、前記下流側シート部が前記下流側弁座と当接する向きに前記弁体を付勢する下流向き付勢力よりも大きくなるように構成され、
前記上流側シート部が前記上流側弁座から離間し、かつ前記下流側シート部が前記下流側弁座から離間した状態に、前記弁体を前記駆動素子により駆動して燃料を噴射する。
[実施例1]
図1は、本発明の一実施例に係る燃料噴射弁100の構成を示す断面図である。図2は、図1の下流側シート部1b(図1のB部)の近傍を拡大して示す拡大断面図である。図3は、図1の上流側シート部1a(図1のA部)の近傍を拡大して示す拡大断面図である。図4は、図1のベローズ体8の近傍を拡大して示す拡大断面図である。図5は、図1のダンパー体12の近傍を拡大して示す拡大断面図である。
なお、以下の説明において、上流側及び下流側は、燃料の流れ方向における上流側及び下流側を表す。また、燃料噴射弁100の噴孔2bが設けられる側の端部を先端部(先端側の端部)と呼び、先端部に対して反対側の端部を基端部(基端側の端部)と呼ぶ。先端部は下流側の端部であり、基端部は上流側の端部である。また、説明の中で使用する上下方向を、図1に基づいて定義する。すなわち、基端部は先端部に対して上方にあり、先端部は基端部に対して下方にある。この上下方向は説明を簡便にするために定義するものであり、燃料噴射弁100の実装状態における上下方向とは関係が無い。
さらに弁体1は、軸方向において燃料の流れる方向の上流側に配設された上流側シート部1aと、下流側に配設された下流側シート部1bとを有する。なおノズル体3の中心軸線は、燃料噴射弁100の中心軸線100Aに一致し、中心軸線100Aと同軸に構成されている。
下流側シート部1bを通過した燃料は噴孔2bから燃料噴射弁100の外部、例えば内燃機関に噴射され、燃料噴霧FSが生成される。
この噴孔2bは球状凸形状部2dの外面から内側の円錐面又は球面2eまで貫通している。噴孔2bは、中心軸線2bA方向に単一の直径で形成される場合と、直径が異なる複数の孔を中心軸線2bA方向に連結した段付きの形状で形成される場合とがある。本実施例の噴孔2bは、2つの孔を連結した形状であり、下流側の孔の直径が上流側の孔の直径よりも大きい。しかし噴孔2bの形状は、この形状に限定される訳ではなく、その他の形状であってもよい。
[実施例2]
図12は、本実施例に係る燃料噴射弁の全体図を示し、図12(a)には、燃料噴射弁1が閉弁状態であるとき、図12(b)には、燃料噴射弁が開弁状態であるときの拡大図を示す。
そのため強度などの観点から、弁体先端は円錐形状を取るのが一般的であり、生成される噴霧は傘状噴霧となる。現在多く開発されている通電により弁体202を引き上げて燃料を複数の噴射孔から噴出させることを可能とした流量制御弁と比較すると、噴霧レイアウトの自由度が少ないことが課題となっている。
動作部(ロッド213)により下側に動いた押上部(リング状部材214、板状部材214a)は接触部221よりも内周側において弁体202と接触することで弁体202を押し上げる。
そのため、強度の問題を解決するため弁体202の先端は円錐形状が一般的であり、生成される噴霧は傘状噴霧となる。しかし通電により弁体202を引き上げて燃料を複数の噴射孔より噴霧する燃料噴射弁と比較すると、噴霧レイアウトの自由度が非常に低い。燃料噴射弁への効率的な噴霧のためには、駆動素子206を用いた場合においても、噴霧のレイアウト性を向上させることが好ましい。
[実施例3]
実施例2では駆動素子206を駆動部として用いる例を紹介したが、本実施例においては、図16に示すように駆動素子6として圧電素子217を用いる。圧電素子217は他の駆動素子206よりも動作周期が非常に早いため、低噴射パルスでの駆動が可能であり、少量で安定的に燃料を噴射することが可能となるという顕著な効果を示す。
[実施例4]
上述した実施例では、内開きの弁構造について説明したが、弁体の駆動機構の一部を外開きの弁構造に適用することにより、弁体の駆動機構を簡単な構造で実現することができる。以下、図面を参照しながら説明する。
なお、この駆動素子は、素線を円周上に巻いたコイル等のソレノイドでもよい。この場合は、コイルに通電したときに、磁気吸引力により弁体2を押し下げる構造とする。
Claims (4)
- 軸方向に変位可能に構成され、軸方向において燃料の流れる方向の上流側に配設された上流側シート部及び下流側に配設された下流側シート部を有する弁体と、
前記上流側シート部が当接することにより上流側燃料通路が閉じられ、前記上流側シート部が離間することにより上流側燃料通路が開かれる上流側弁座と、
前記下流側シート部が当接することにより下流側燃料通路が閉じられ、前記下流側シート部が離間することにより下流側燃料通路が開かれる下流側弁座と、
前記上流側シート部が前記上流側弁座と当接する方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、
前記下流側シート部が前記下流側弁座と当接する方向に前記弁体を駆動する駆動素子と、
を備え、
前記駆動素子への通電を行っていない状態では、前記上流側シート部が前記上流側弁座と当接する向きに前記弁体を付勢する、前記付勢部材の付勢力を含む上流向き付勢力が、前記下流側シート部が前記下流側弁座と当接する向きに前記弁体を付勢する下流向き付勢力よりも大きくなるように構成され、
前記上流側シート部が前記上流側弁座から離間し、かつ前記下流側シート部が前記下流側弁座から離間した状態に、前記弁体を前記駆動素子により駆動して燃料を噴射する燃料噴射弁。 - 請求項1に記載の燃料噴射弁において、
前記駆動素子への通電中に、前記駆動素子の駆動力を含む前記下流向き付勢力が前記上流向き付勢力よりも大きくなるように前記駆動素子を駆動することにより、前記下流側シート部を前記下流側弁座に当接させて下流側燃料通路を閉じることを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項2に記載の燃料噴射弁において、
前記駆動素子は、前記上流側シート部に対して前記下流側シート部が設けられた側とは反対側に設けられ、
前記駆動素子と前記上流側シート部との間を中継する中継部と、前記中継部の径方向外方に設けられ前記中継部を内包する蛇腹部材と、を備え、
前記蛇腹部材は自然長となる初期状態から圧縮した状態で組み付けられたことを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項2に記載の燃料噴射弁において、
前記弁体を内包するノズル体を備え、
前記ノズル体は上流側に向かって内径が大きくなることを特徴とする燃料噴射弁。
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