JP7284063B2 - fuel injector - Google Patents

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Description

本開示は、燃料噴射弁に関する。 The present disclosure relates to fuel injectors.

例えば、特許文献1には、燃料噴射弁(インジェクタ)が開示されている。この燃料噴射弁は、可動コアの下流側に可動コアとハウジングに囲まれたダンパ室を設け、ダンパ室の圧力を利用して開閉弁時の可動コアの速度を低減して衝突エネルギを低減し、衝突における衝撃を緩和している。 For example, Patent Literature 1 discloses a fuel injection valve (injector). This fuel injection valve is provided with a damper chamber surrounded by the movable core and housing on the downstream side of the movable core, and uses the pressure in the damper chamber to reduce the speed of the movable core when the valve is opened and closed, thereby reducing collision energy. , cushioning the impact in a collision.

特開2018-189002号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-189002

可動コアとハウジングとの間の摺動部におけるクリアランスが小さいと、ハウジングに対して可動コアを摺動できない。一方、クリアランスが大きいと、ダンパ室の密閉性が悪くなるため、ダンパ室による十分なダンパ効果を得られない。そのため、可動コアとハウジングとの間の摺動部におけるクリアランスを適切にしたいという要望がある。特許文献1の燃料噴射弁では、この可動コアとハウジングとの間の摺動部は、ダンパ室の上流側と下流側の2箇所に存在する。この場合、2箇所の摺動部のクリアランスに加え、2箇所の摺動部の相対的な位置も適切にすることが必要となり、加工精度を考慮すると、難しい。 If the clearance at the sliding portion between the movable core and the housing is small, the movable core cannot slide with respect to the housing. On the other hand, if the clearance is large, the sealing performance of the damper chamber is deteriorated, and a sufficient damping effect cannot be obtained from the damper chamber. Therefore, there is a demand for an appropriate clearance at the sliding portion between the movable core and the housing. In the fuel injection valve of Patent Document 1, sliding portions between the movable core and the housing are present at two locations, upstream and downstream of the damper chamber. In this case, in addition to the clearance between the two sliding portions, it is also necessary to make the relative positions of the two sliding portions appropriate, which is difficult in consideration of machining accuracy.

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be implemented as the following forms.

本開示の一形態によれば、燃料噴射弁(100)が提供される。この燃料噴射弁は、燃料を噴射する噴孔(31)と内部に前記噴孔に連通する流路(43)が形成された筒状のハウジング(20)と、前記ハウジングの内部に設けられ、前記噴孔を開閉する弁体(41)を有するニードル(40)と、前記ニードルを移動させる可動コア(50)と、前記可動コアを前記ニードルの開弁方向に移動させる磁界を発生させるコイル(70)と、前記可動コアの上流側に設けられ、前記可動コアの移動範囲を規制する固定コア(60)と、前記ハウジングと、前記可動コアとの間に囲まれたダンパ室(25)と、を備え、前記可動コアは、互いに独立して摺動可能であり、かつ、シール部(54s)で互いに当接する第1可動コア(51)と第2可動コア(54)とを、前記第1可動コアが、前記固定コア側となるように有し、前記第1可動コアは、前記ハウジングとの間に第1摺動部(21a)と前記第2可動コアと当接可能な端部(53s)と、を有し、前記第2可動コアは、前記ハウジングとの間に前記第1摺動部の外径よりも小さい外径の第2摺動部(21b)と、前記第1可動コア側に前記第2摺動部の外径よりも大きく形成され、前記第1端部と接したとき、前記ダンパ室に至る燃料通路を閉塞する第2端部(55)と、を有する。この形態によれば、第1可動コアと第2可動コアとは別の部材である。そのため、第1摺動部のクリアランスが適切になるように第1可動コアを精度良く加工することができ、第2摺動部のクリアランスが適切になるように第2可動コアを精度良く加工することができ、ダンパ室を容易に形成できる。すなわち、1つの可動コアの2箇所の摺動部を同時に精度良く加工することに比べ、第1可動コアと第2可動コアを別個の部材とするので、ダンパ室に繋がる摺動部のクリアランスを精度良く加工して、ダンパ室を容易に形成できる。 According to one aspect of the present disclosure, a fuel injector (100) is provided. This fuel injection valve comprises a tubular housing (20) having an injection hole (31) for injecting fuel and a flow path (43) communicating with the injection hole formed therein; and provided inside the housing, A needle (40) having a valve body (41) that opens and closes the nozzle hole, a movable core (50) that moves the needle, and a coil that generates a magnetic field that moves the movable core in the valve opening direction of the needle ( 70), a fixed core (60) provided upstream of the movable core and regulating the movement range of the movable core, and a damper chamber (25) surrounded between the housing and the movable core. , wherein the movable cores are slidable independently of each other, and a first movable core (51) and a second movable core (54), which are in contact with each other at a seal portion (54s); One movable core is provided on the fixed core side, and the first movable core has an end portion between the housing and the first sliding portion (21a) that can contact the second movable core. (53s), and the second movable core is provided between the housing and the second sliding portion (21b) having an outer diameter smaller than that of the first sliding portion, and the first sliding portion (21b). a second end portion (55) which is formed on the movable core side to be larger than the outer diameter of the second sliding portion and closes the fuel passage leading to the damper chamber when in contact with the first end portion; . According to this aspect, the first movable core and the second movable core are separate members. Therefore, the first movable core can be accurately machined so that the clearance of the first sliding portion is appropriate, and the second movable core can be accurately machined so that the clearance of the second sliding portion is appropriate. and the damper chamber can be easily formed. That is, compared to machining two sliding portions of one movable core with high precision at the same time, since the first movable core and the second movable core are separate members, the clearance between the sliding portions connected to the damper chamber is reduced. The damper chamber can be easily formed by machining with high accuracy.

本開示は、燃料噴射弁以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料噴射装置や、燃料噴射方法等の形態で実現することができる。 The present disclosure can also be implemented in various forms other than fuel injection valves. For example, it can be implemented in the form of a fuel injection device, a fuel injection method, or the like.

燃料噴射弁の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a fuel injection valve. ダンパ室近傍の拡大図である。It is an enlarged view near a damper room.

・第1実施形態:
図1に示すように、燃料噴射弁100は、ハウジング20と、噴射ノズル30と、ニードル40と、可動コア50と、固定コア60と、コイル70と、第1スプリング81と、第2スプリング82と、を備える。燃料噴射弁100は、燃料を噴射するための装置である。本実施形態の燃料噴射弁100は、流体、特に燃料として気体の燃料ガス、例えばLNG、LPG、水素などを噴射するのに用いられる。
・First embodiment:
As shown in FIG. 1, the fuel injection valve 100 includes a housing 20, an injection nozzle 30, a needle 40, a movable core 50, a fixed core 60, a coil 70, a first spring 81, and a second spring 82. And prepare. Fuel injection valve 100 is a device for injecting fuel. The fuel injection valve 100 of this embodiment is used to inject a fluid, particularly a gaseous fuel gas such as LNG, LPG, or hydrogen as a fuel.

ハウジング20は、燃料を噴射する噴射ノズル30に連通する燃料流路が形成された筒状の部材である。ハウジング20は、下流側から第1筒部材21、第2筒部材22、第3筒部材23、第4筒部材24を備える。第1筒部材21は、マルテンサイト系ステンレス鋼により形成され、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。第1筒部材21の下流側端部には、噴射ノズル30が設けられている。噴射ノズル30は、噴孔31と、弁座32と、を備える。噴射ノズル30は、マルテンサイト系ステンレス鋼により形成されている。 The housing 20 is a tubular member in which a fuel flow path communicating with an injection nozzle 30 that injects fuel is formed. The housing 20 includes a first tubular member 21, a second tubular member 22, a third tubular member 23, and a fourth tubular member 24 from the downstream side. The first cylindrical member 21 is made of martensitic stainless steel and is quenched to have a predetermined hardness. A jet nozzle 30 is provided at the downstream end of the first cylindrical member 21 . The injection nozzle 30 has an injection hole 31 and a valve seat 32 . The injection nozzle 30 is made of martensitic stainless steel.

第2筒部材22は、第4筒部材24は、磁性材料、例えばフェライト系ステンレス鋼で形成されている。第2筒部材22の内径は、第1筒部材21の内径よりも小さい。第3筒部材23は、非磁性材料、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼により形成されている。 The second cylindrical member 22 and the fourth cylindrical member 24 are made of a magnetic material such as ferritic stainless steel. The inner diameter of the second tubular member 22 is smaller than the inner diameter of the first tubular member 21 . The third cylindrical member 23 is made of a non-magnetic material such as austenitic stainless steel.

第4筒部材24の端部には、略円筒状の燃料導入パイプ12が溶接等により固定されている。燃料導入パイプ12の内側には、フィルタ13が設けられている。フィルタ13は、燃料導入パイプ12の導入口14から流入した燃料の中の異物を捕集する。 A substantially cylindrical fuel introduction pipe 12 is fixed to the end of the fourth cylindrical member 24 by welding or the like. A filter 13 is provided inside the fuel introduction pipe 12 . The filter 13 collects foreign matter in the fuel that has flowed in from the inlet 14 of the fuel inlet pipe 12 .

燃料導入パイプ12および第4筒部材24の外側は、樹脂によりモールドされている。当該モールド部分にコネクタ15が形成されている。コネクタ15には、後述するコイル70へ電力を供給するための端子16がインサート成形されている。また、コイル70の外側には、コイル70を覆うようにして筒状のホルダ17が設けられている。第4筒部材24とホルダ17の間には略ドーナツ円板状のカバー18が設けられている。ホルダ17とカバー18は、磁性体から形成され、後述する磁気回路φの一部を形成する。 The outsides of the fuel introduction pipe 12 and the fourth cylindrical member 24 are molded with resin. A connector 15 is formed in the mold portion. The connector 15 is insert-molded with a terminal 16 for supplying electric power to a coil 70 which will be described later. A tubular holder 17 is provided outside the coil 70 so as to cover the coil 70 . A substantially doughnut-shaped cover 18 is provided between the fourth cylindrical member 24 and the holder 17 . The holder 17 and the cover 18 are made of a magnetic material and form part of a magnetic circuit φ, which will be described later.

ニードル40は、噴孔31を開閉する部材であり、第1筒部材21、第2筒部材22の内部に配置された棒状の部材である。ニードル40は、下流側端部に、弁座32と当接可能な弁体41を備え、上流側端部に大径部42を有する。ニードル40の弁体41よりも少し上流側には、外側に向けて突出する摺接部46がニードル40の週報項に沿って複数個形成されている。摺接部46は、その先端を第1筒部材21の内周面に当接させた状態で摺動する。隣り合う摺接部46の間には、燃料が通過可能な凹部47が形成されている。ニードル40は、非磁性材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼によって形成されている。ニードル40の内部には、上流側からニードル40のほぼ中央まで、燃料流路43が形成されている。燃料流路43の下流側には、ニードル40内外を連通する連通孔44が設けられている。連通孔44は、ニードル40の内部の燃料流路43と、ニードル40と第1筒部材21との間の燃料流路45とを連通している。燃料流路45の下流側は、噴射ノズル30まで至っている。 The needle 40 is a member that opens and closes the nozzle hole 31 , and is a rod-shaped member arranged inside the first cylindrical member 21 and the second cylindrical member 22 . The needle 40 has a valve body 41 that can come into contact with the valve seat 32 at its downstream end, and a large diameter portion 42 at its upstream end. Slightly upstream of the valve body 41 of the needle 40, a plurality of sliding contact portions 46 protruding outward are formed along the weekly report section of the needle 40. As shown in FIG. The sliding contact portion 46 slides while its tip is in contact with the inner peripheral surface of the first cylindrical member 21 . A concave portion 47 through which fuel can pass is formed between the adjacent sliding contact portions 46 . The needle 40 is made of martensitic stainless steel, which is a non-magnetic material. A fuel flow path 43 is formed inside the needle 40 from the upstream side to approximately the center of the needle 40 . A communication hole 44 that communicates the inside and outside of the needle 40 is provided on the downstream side of the fuel flow path 43 . The communication hole 44 communicates the fuel flow path 43 inside the needle 40 and the fuel flow path 45 between the needle 40 and the first tubular member 21 . The downstream side of the fuel flow path 45 reaches the injection nozzle 30 .

ハウジング20の内側には可動コア50が摺動可能に設けられている。可動コア50は、コイル70からの磁界を受けて、ニードル40を開弁方向に移動させる部材である。可動コア50は、互いに独立して摺動可能である上流側の第1可動コア51と、下流側の第2可動コア54とから構成されている。さらに、第1可動コア51は、第1可動コアアッパ部52と第1可動コアロア部53とから構成されている。第2可動コア54は、第1可動コアロア部53の下流側に設けられている。第1可動コアアッパ部52は磁性体であるフェライト系ステンレス鋼により形成されている。第1可動コアアッパ部52は、後述するコイル70に電力が印加されると、コイル70が発生させる磁界により力を受けて上流側に移動する。第1可動コアロア部53と、第2可動コア54はマルテンサイト系ステンレス鋼により形成され、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。第1可動コアアッパ部52と第1可動コアロア部53とは、圧入、溶接等により一体に固定されている。可動コア50の内側には、ニードル40が挿通されている。第1可動コア51の内径は、ニードル40の大径部42の外径よりも小さく、第1可動コア51の上流側の面は、大径部42と当接可能となっている。なお、第1可動コアアッパ部52と第1可動コアロア部53とは、同一の部材としてもよい。 A movable core 50 is slidably provided inside the housing 20 . The movable core 50 is a member that receives the magnetic field from the coil 70 and moves the needle 40 in the valve opening direction. The movable core 50 is composed of a first movable core 51 on the upstream side and a second movable core 54 on the downstream side, which are slidable independently of each other. Furthermore, the first movable core 51 is composed of a first movable core upper portion 52 and a first movable core lower portion 53 . The second movable core 54 is provided downstream of the first movable core lower portion 53 . The first movable core upper portion 52 is made of ferritic stainless steel, which is a magnetic material. When electric power is applied to a coil 70, which will be described later, the first movable core upper portion 52 receives force from the magnetic field generated by the coil 70 and moves upstream. The first movable core lower portion 53 and the second movable core 54 are made of martensitic stainless steel and quenched to have a predetermined hardness. The first movable core upper portion 52 and the first movable core lower portion 53 are integrally fixed by press fitting, welding, or the like. A needle 40 is inserted through the inside of the movable core 50 . The inner diameter of the first movable core 51 is smaller than the outer diameter of the large diameter portion 42 of the needle 40 , and the upstream surface of the first movable core 51 can contact the large diameter portion 42 . The first movable core upper portion 52 and the first movable core lower portion 53 may be the same member.

第1可動コアロア部53と第1筒部材21との間には、第1摺動部21aが形成されており、第2可動コア54と第1筒部材21との間には、第2摺動部21bが形成されている。第2摺動部21bの外径は、第1摺動部21aの外径よりも小さい。第1可動コアロア部53は、第2可動コア54側に、第2可動コア54と当接可能な第1端部53sを有し、第2可動コア54の第1可動コアロア部53側に第2端部55を有している。第2端部55の外径は、第2摺動部21bの外径よりも大きく、第1摺動部21aの外径よりも小さい。第1摺動部21aと第2摺動部21bの間には、第1筒部材21、第1可動コアロア部53、第2可動コア54により囲まれたダンパ室25が形成されている。第1可動コアロア部53と第1摺動部21a、第2可動コア54と第2摺動部21bの間のクリアランスは、いずれも数μm~数十μmであり、また第1可動コアロア部53と第2可動コア54は第1摺動部21a、第2摺動部21bでシールされている。第1端部53sと第2端部55とが接すると、ダンパ室に至る燃料通路が閉塞される。その結果、ダンパ室25とその他の燃料流路との間の燃料の出入りは制限され、ダンパ室25は準密閉状態となっている。 A first sliding portion 21 a is formed between the first movable core lower portion 53 and the first tubular member 21 , and a second sliding portion 21 a is formed between the second movable core 54 and the first tubular member 21 . A moving portion 21b is formed. The outer diameter of the second sliding portion 21b is smaller than the outer diameter of the first sliding portion 21a. The first movable core lower portion 53 has a first end portion 53 s on the second movable core 54 side that can contact the second movable core 54 , and a first movable core lower portion 53 side on the first movable core lower portion 53 side of the second movable core 54 . It has two ends 55 . The outer diameter of the second end portion 55 is larger than the outer diameter of the second sliding portion 21b and smaller than the outer diameter of the first sliding portion 21a. A damper chamber 25 surrounded by the first tubular member 21, the first movable core lower portion 53, and the second movable core 54 is formed between the first sliding portion 21a and the second sliding portion 21b. The clearances between the first movable core lower portion 53 and the first sliding portion 21a and between the second movable core 54 and the second sliding portion 21b are both several μm to several tens of μm. and the second movable core 54 are sealed by the first sliding portion 21a and the second sliding portion 21b. When the first end 53s and the second end 55 come into contact with each other, the fuel passage leading to the damper chamber is blocked. As a result, the entry and exit of fuel between the damper chamber 25 and other fuel flow paths is restricted, and the damper chamber 25 is in a semi-sealed state.

固定コア60は、可動コア50の上流側に設けられ、磁界により開弁方向に移動する可動コア50の移動範囲を規制する部材である。固定コア60は、磁性体であるフェライト系ステンレス鋼により形成される第1固定コア部材61と、マルテンサイト系ステンレス鋼により形成され、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施された第2固定コア部材62を備える。第1固定コア部材61と第2固定コア部材62は、例えば、圧入により固定されている。固定コア60は中空の略円筒状に形成されており、ハウジング20の内側に固定されている。具体的には、固定コア60は、ハウジング20の第4筒部材24に溶接等により固定されている。また、固定コア60の内側には、ニードル40の大径部42が摺動可能に挿通されている。 The fixed core 60 is provided on the upstream side of the movable core 50 and is a member that regulates the movement range of the movable core 50 that moves in the valve opening direction due to the magnetic field. The stationary core 60 includes a first stationary core member 61 made of ferritic stainless steel, which is a magnetic material, and a second stationary core member 61 made of martensitic stainless steel and quenched to have a predetermined hardness. A member 62 is provided. The first fixed core member 61 and the second fixed core member 62 are fixed by, for example, press fitting. The stationary core 60 is formed in a hollow, substantially cylindrical shape and is fixed inside the housing 20 . Specifically, the fixed core 60 is fixed to the fourth cylindrical member 24 of the housing 20 by welding or the like. The large diameter portion 42 of the needle 40 is slidably inserted inside the fixed core 60 .

コイル70は、ボビン71に巻かれており、電力が供給(通電)されると磁界を生じる。コイル70に磁界が生じると、第1固定コア部材61、第1可動コアアッパ部52、第2筒部材22、第4筒部材24、ホルダ17、およびカバー18を通る閉じた磁気回路φが形成される。これにより、第1固定コア部材61と第1可動コアアッパ部52との間に吸引力が発生し、第1可動コアアッパ部52は第1固定コア部材61に吸引される。このとき可動コア50の上流側の端面はニードル40の大径部42に当接し、ニードル40を上流側に移動させる。すなわち、ニードル40は可動コア50とともに開弁方向へ移動する。これにより、弁体41は弁座32から離座し、噴孔31が開口し、燃料が噴射可能となる。 The coil 70 is wound around a bobbin 71 and generates a magnetic field when power is supplied (energized). When a magnetic field is generated in the coil 70, a closed magnetic circuit φ passing through the first fixed core member 61, the first movable core upper portion 52, the second tubular member 22, the fourth tubular member 24, the holder 17, and the cover 18 is formed. be. As a result, an attractive force is generated between the first fixed core member 61 and the first movable core upper portion 52 , and the first movable core upper portion 52 is attracted to the first fixed core member 61 . At this time, the upstream end surface of the movable core 50 abuts against the large diameter portion 42 of the needle 40 to move the needle 40 upstream. That is, the needle 40 moves in the valve opening direction together with the movable core 50 . As a result, the valve body 41 is separated from the valve seat 32, the injection hole 31 is opened, and fuel can be injected.

第1スプリング81は、下流側の端部がニードル40の大径部42の端部に当接し、上流側の端部が固定コア60の内側に圧入固定された中空のアジャスティングパイプ11の一端に当接している。第1スプリング81は、大径部42を図の下方に押すことで、ニードル40を閉弁方向に押さえる。ニードル40の大径部42が、第1可動コアロア部53を閉弁方向(図の下方)に押し、第1可動コアロア部53が第2可動コア54を閉弁方向(図の下方)に押すことで、可動コア50は、により閉弁方向に押さえられる。 The first spring 81 has one end of the hollow adjusting pipe 11 whose downstream end abuts against the end of the large diameter portion 42 of the needle 40 and whose upstream end is press-fitted inside the fixed core 60 and fixed. is in contact with The first spring 81 presses the needle 40 in the valve closing direction by pushing the large diameter portion 42 downward in the drawing. The large diameter portion 42 of the needle 40 pushes the first movable core lower portion 53 in the valve closing direction (downward in the drawing), and the first movable core lower portion 53 pushes the second movable core 54 in the valve closing direction (downward in the drawing). As a result, the movable core 50 is pressed in the valve closing direction.

第2スプリング82は、上流側の端部が可動コア50の端面に当接し、下流側の端部はハウジング20の第1筒部材21の内側に設けられた段差面に当接している。第2スプリング82は、第2可動コア54を開弁方向(図の上方)に押し、第2可動コア54は第1可動コアロア部53を開弁方向(図の上方)に押している。第1可動コアロア部53の上流側の面は、ニードル40の大径部42と当接しているので、ニードル40を開弁方向に押さえつける。ニードル40と可動コア50には、第1スプリング81による閉弁方向の付勢力と、第2スプリング82による開弁方向の付勢力とが掛かる。ここで、本実施例では、第1スプリング81の付勢力は、第2スプリング82の付勢力よりも大きく設定されている。そのため、コイル70に電力が供給(通電)されていない状態では、ニードル40の弁体41は、弁座32に着座した状態、すなわち閉弁状態となる。 The second spring 82 has an upstream end in contact with the end face of the movable core 50 and a downstream end in contact with a stepped surface provided inside the first cylindrical member 21 of the housing 20 . The second spring 82 pushes the second movable core 54 in the valve opening direction (upward in the drawing), and the second movable core 54 pushes the first movable core lower portion 53 in the valve opening direction (upward in the drawing). Since the upstream surface of the first movable core lower portion 53 is in contact with the large-diameter portion 42 of the needle 40, it presses the needle 40 in the valve-opening direction. The biasing force of the first spring 81 in the valve closing direction and the biasing force of the second spring 82 in the valve opening direction are applied to the needle 40 and the movable core 50 . Here, in this embodiment, the biasing force of the first spring 81 is set larger than the biasing force of the second spring 82 . Therefore, when electric power is not supplied (energized) to the coil 70, the valve body 41 of the needle 40 is seated on the valve seat 32, that is, the valve is closed.

以下、燃料噴射弁100の動作について説明する。コイル70に電力が供給されると、上述したように、第1固定コア部材61、第1可動コアアッパ部52、第2筒部材22、第4筒部材24、ホルダ17、およびカバー18を通る閉じた磁気回路φが形成され、第1固定コア部材61と第1可動コアアッパ部52との間に吸引力が発生し、第1可動コアアッパ部52は第1固定コア部材61に吸引される。 The operation of the fuel injection valve 100 will be described below. When electric power is supplied to the coil 70, as described above, the closed coil passes through the first fixed core member 61, the first movable core upper portion 52, the second tubular member 22, the fourth tubular member 24, the holder 17, and the cover 18. A magnetic circuit φ is formed, an attractive force is generated between the first fixed core member 61 and the first movable core upper portion 52 , and the first movable core upper portion 52 is attracted to the first fixed core member 61 .

可動コア50の上流側の面は、大径部42と当接しているので、ニードル40を上流側に移動させる。その結果、ニードル40の弁体41が、弁座32から離座し、噴孔31が開く。燃料導入パイプ12の導入口14から流入した燃料は、中空のアジャスティングパイプ11の中、固定コア60の中を経て、ニードル40の内部の燃料流路43、連通孔44、ニードル40と第1筒部材21との間の燃料流路45を通り、噴孔31に導かれ、噴射される。 Since the upstream surface of the movable core 50 is in contact with the large diameter portion 42, the needle 40 is moved upstream. As a result, the valve body 41 of the needle 40 is separated from the valve seat 32 and the nozzle hole 31 is opened. The fuel that has flowed in from the inlet 14 of the fuel inlet pipe 12 passes through the hollow adjusting pipe 11 and the fixed core 60 , the fuel flow path 43 inside the needle 40 , the communication hole 44 , the needle 40 and the first fuel passage. It passes through the fuel passage 45 between the cylindrical member 21 and is guided to the injection hole 31 and injected.

可動コア50が開弁動作により、開弁方向(図1の上方)に移動するとダンパ室25の容積は拡大し、ダンパ室25内の燃料の圧力が低下する。ダンパ室25内の燃料の圧力が低下すると、第1可動コアロア部53には閉弁方向(図1の下方)に向かう力が働く。その結果、第1可動コア51の開弁方向への移動速度は緩和され、第1可動コア51、すなわち可動コア50が固定コア60に衝突する際のエネルギを低減する。 When the movable core 50 moves in the valve opening direction (upward in FIG. 1) due to the valve opening operation, the volume of the damper chamber 25 increases and the pressure of the fuel in the damper chamber 25 decreases. When the pressure of the fuel in the damper chamber 25 decreases, a force acts on the first movable core lower portion 53 in the valve closing direction (downward in FIG. 1). As a result, the moving speed of the first movable core 51 in the valve-opening direction is moderated, and the energy when the first movable core 51 , that is, the movable core 50 collides with the fixed core 60 is reduced.

逆に、可動コア50が閉弁動作により図1の下方に移動するとダンパ室25の容積は縮小し、ダンパ室25内の燃料の圧力は上昇する。ダンパ室25内の燃料の圧力が上昇することにより、第1可動コアロア部53には開弁方向(図1の上方)に向かう力が働く。第1可動コアロア部53は、上流側で、ニードル40の大径部42と接するため、ニードル40には開弁方向(図1の上方)に向かって力が働く。その結果、可動コア50およびニードル40の閉弁方向への移動速度は緩和する。その結果、ニードル40の弁体41が噴射ノズル30の弁座32に衝突する際のエネルギを低減する。 Conversely, when the movable core 50 moves downward in FIG. 1 due to the valve closing operation, the volume of the damper chamber 25 decreases and the pressure of the fuel in the damper chamber 25 increases. As the pressure of the fuel in the damper chamber 25 rises, a force in the valve opening direction (upward in FIG. 1) acts on the first movable core lower portion 53 . Since the first movable core lower portion 53 is in contact with the large diameter portion 42 of the needle 40 on the upstream side, a force acts on the needle 40 in the valve opening direction (upward in FIG. 1). As a result, the moving speed of the movable core 50 and the needle 40 in the valve closing direction is moderated. As a result, the energy when the valve body 41 of the needle 40 collides with the valve seat 32 of the injection nozzle 30 is reduced.

第1摺動部21aあるいは、第2摺動部21bにおけるクリアランスが狭すぎれば、可動コア50が移動できない。一方、クリアランスが大きすぎれば、ダンパ室25を準密閉状態にできないため、可動コア50の移動速度を緩和できない。ここで、可動コア50の第1可動コア51と、第2可動コア54とが1個の部材で形成されている場合、第1摺動部21aにおける可動コア50の外径とハウジング20の内径との間のクリアランス、第2摺動部21bにおける可動コア50の外径とハウジング20の内径との間のクリアランス、をそれぞれ高精度に形成するだけでなく、第1摺動部21aにおける可動コア50の外周位置と第2摺動部21bにおける可動コア50の外周位置について、高精度に加工する必要があった。これは、第1摺動部21aと第2摺動部21bの相対的位置が自由でないためである。これに対し、本実施形態では、可動コア50の第1可動コア51と、第2可動コア54とに分離されているため、第1摺動部21aと第2摺動部21bの相対的位置が自由となる。その結果、第1摺動部21aにおける可動コア50の外径とハウジング20の内径との間のクリアランス、第2摺動部21bにおける可動コア50の外径とハウジング20の内径との間のクリアランスを高精度に形成すればよい。すなわち、第1可動コア51については、第1摺動部21aの加工精度のみを考慮すれば良く、第2可動コア54については、第2摺動部21bの加工精度のみを考慮すれば良い。 If the clearance at the first sliding portion 21a or the second sliding portion 21b is too narrow, the movable core 50 cannot move. On the other hand, if the clearance is too large, the damper chamber 25 cannot be brought into a semi-sealed state, so the moving speed of the movable core 50 cannot be reduced. Here, when the first movable core 51 of the movable core 50 and the second movable core 54 are formed of one member, the outer diameter of the movable core 50 and the inner diameter of the housing 20 at the first sliding portion 21a and the clearance between the outer diameter of the movable core 50 and the inner diameter of the housing 20 in the second sliding portion 21b are formed with high accuracy. The outer peripheral position of the movable core 50 and the outer peripheral position of the movable core 50 in the second sliding portion 21b must be processed with high accuracy. This is because the relative positions of the first sliding portion 21a and the second sliding portion 21b are not free. In contrast, in the present embodiment, since the movable core 50 is separated into the first movable core 51 and the second movable core 54, the relative positions of the first sliding portion 21a and the second sliding portion 21b are becomes free. As a result, the clearance between the outer diameter of the movable core 50 and the inner diameter of the housing 20 at the first sliding portion 21a and the clearance between the outer diameter of the movable core 50 and the inner diameter of the housing 20 at the second sliding portion 21b should be formed with high accuracy. That is, for the first movable core 51, only the machining accuracy of the first sliding portion 21a should be considered, and for the second movable core 54, only the machining accuracy of the second sliding portion 21b should be considered.

図2は、ダンパ室25近傍の拡大図であり、可動コア50が少し開弁方向に移動した状態を示す。本実施形態では、図2に示すように第2可動コア54は、第2端部55に第1可動コアロア部53に向けて突き出る凸部54cを有し、凸部54cと第1可動コアロア部53との間にシール部54sを形成している。第1可動コアロア部53と第2可動コア54のシール部54sの最内径D2を第2摺動部21bの外径D1より大きくしている。すなわち、シール部54sは、第2摺動部21bより径方向の外側に位置する。 FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the damper chamber 25, showing a state in which the movable core 50 has slightly moved in the valve opening direction. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the second movable core 54 has a convex portion 54c protruding toward the first movable core lower portion 53 at the second end portion 55, and the convex portion 54c and the first movable core lower portion A seal portion 54 s is formed between it and 53 . The innermost diameter D2 of the seal portion 54s of the first movable core lower portion 53 and the second movable core 54 is made larger than the outer diameter D1 of the second sliding portion 21b. That is, the seal portion 54s is located radially outside the second sliding portion 21b.

開弁時には、可動コア50は、図2の上方に移動し、既に説明為たように、ダンパ室25内の燃料圧力が低下する。このように、本実施形態では、凸部54cを有する第2端部55を備え、凸部54cと第1端部53sとのシール部54sの最内径D2を、第2摺動部21bの外径D1より大きくしている。本実施形態では、シール部54sの最内径D2は、第2摺動部21bの外径D1より大きいので、シール部54sより内側の面積に比例する第2可動コア54に掛かる下向きの圧力により、第1可動コアロア部53と第2可動コア54との間にお互いを引き離す方向に力がはたらく。第1可動コアロア部53と第2可動コア54との間が引き離されると、ダンパ室25に外部から燃料が流入する。燃料が流入することによりダンパ室25内の燃料圧力は上昇し、再び第1可動コアロア部53と第2可動コア54は当接する。これにより、ダンパ室25内の燃料圧力が所定値以下になることを防止し、開弁時のダンパ効果に上限を設定することが可能となる。 When the valve is opened, the movable core 50 moves upward in FIG. 2, and the fuel pressure in the damper chamber 25 decreases, as already explained. Thus, in this embodiment, the second end portion 55 having the convex portion 54c is provided, and the innermost diameter D2 of the sealing portion 54s between the convex portion 54c and the first end portion 53s is set to the outside of the second sliding portion 21b. It is made larger than the diameter D1. In the present embodiment, the innermost diameter D2 of the seal portion 54s is larger than the outer diameter D1 of the second sliding portion 21b. A force acts between the first movable core lower portion 53 and the second movable core 54 in the direction of separating them. When the first movable core lower portion 53 and the second movable core 54 are separated from each other, fuel flows into the damper chamber 25 from the outside. Due to the inflow of fuel, the fuel pressure in the damper chamber 25 rises, and the first movable core lower portion 53 and the second movable core 54 come into contact with each other again. This prevents the fuel pressure in the damper chamber 25 from falling below a predetermined value, and makes it possible to set an upper limit for the damper effect when the valve is opened.

一方、閉弁動作時には、可動コア50は、図2の下方に移動し、ダンパ室25内の燃料圧力が上昇すると、第1可動コアロア部53と第2可動コア54との間にお互いを押し付ける方向に力がはたらき、第1可動コアロア部53と第2可動コア54の間のシール部54sにおけるシール性を向上できる。その結果、ダンパ室25によるダンパ効果を大きくできる。 On the other hand, during the valve closing operation, the movable core 50 moves downward in FIG. A force acts in the direction, and the sealing performance at the seal portion 54s between the first movable core lower portion 53 and the second movable core 54 can be improved. As a result, the damping effect of the damper chamber 25 can be increased.

以上、説明したように、第1可動コアロア部53と第2可動コア54のシール部54sの最内径D2を第2摺動部21bの外径D1より大きくすることで、ダンパ室25内の燃料圧力が所定値以下になることを防止し、開弁時のダンパ効果に上限を設定することが可能となる。 As described above, by making the innermost diameter D2 of the sealing portion 54s of the first movable core lower portion 53 and the second movable core 54 larger than the outer diameter D1 of the second sliding portion 21b, the fuel in the damper chamber 25 is reduced. It is possible to prevent the pressure from falling below a predetermined value and set an upper limit for the damper effect when the valve is opened.

上記説明では、第2可動コア54は、第1可動コアロア部53に向けて突き出る凸部54cを有する構造としたが、第1可動コアロア部53が、第2可動コア54に向けて突き出る凸部を有している構成であってもよい。また、第1可動コアロア部53と第2可動コア54の一方が凸部を備え、他方が平坦であってもよく、一方が凸部を備え、他方が凸部に対応した凹部を備える構成であってもよい。 In the above description, the second movable core 54 has the convex portion 54c that protrudes toward the first movable core lower portion 53, but the first movable core lower portion 53 protrudes toward the second movable core 54. It may be a configuration having Further, one of the first movable core lower portion 53 and the second movable core 54 may have a convex portion and the other may be flat. There may be.

上記実施形態では、ダンパ室25を第1可動コアロア部53の下流側に設けたが、上流側に設けても良い。 Although the damper chamber 25 is provided on the downstream side of the first movable core lower portion 53 in the above embodiment, it may be provided on the upstream side.

上記実施形態では、燃料噴射弁100は、気体の燃料、水素を噴射するものとしたが、水素以外の気体や液体を噴射する燃料噴射弁であってもよい。 In the above embodiment, the fuel injection valve 100 injects gaseous fuel and hydrogen, but may be a fuel injection valve that injects gas or liquid other than hydrogen.

上記実施形態では、第1可動コアロア部53の第1端部53sと、第1可動コアロア部53のダンパ室25側の面とは、段差を有しているが、第1端部53sとの第1可動コアロア部53のダンパ室25側の面とは、平坦であってもよい。 In the above embodiment, the first end portion 53s of the first movable core lower portion 53 and the surface of the first movable core lower portion 53 on the damper chamber 25 side have a step. The surface of the first movable core lower portion 53 on the damper chamber 25 side may be flat.

上記実施形態では、第1筒部材21は、内側に段差を有することで、第1摺動部21aと第2摺動部21bを形成しているが、第1筒部材21の内側を段差の無い形状とし、第1筒部材21の内側に別部材を挿入し、別部材の内側に第2摺動部形成してもよい。 In the above embodiment, the first cylindrical member 21 has a step inside to form the first sliding portion 21a and the second sliding portion 21b. It is also possible to form the second sliding portion inside the separate member by inserting another member into the inside of the first cylindrical member 21 without any shape.

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various configurations without departing from the scope of the present disclosure. For example, the technical features in the embodiments may be appropriately replaced or combined in order to solve some or all of the above problems or achieve some or all of the above effects. is possible. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.

11…アジャスティングパイプ、12…燃料導入パイプ、13…フィルタ、14…導入口、15…コネクタ、16…端子、17…ホルダ、18…カバー、20…ハウジング、21…第1筒部材、21a…第1摺動部、21b…第2摺動部、22…第2筒部材、23…第3筒部材、24…第4筒部材、25…ダンパ室、30…噴射ノズル、31…噴孔、32…弁座、40…ニードル、41…弁体、42…大径部、43…燃料流路、44…連通孔、45…燃料流路、46…摺接部、47…凹部、50…可動コア、51…第1可動コア、52…第1可動コアアッパ部、53…第1可動コアロア部、53s…第1端部、54…第2可動コア、54c…凸部、54s…シール部、55…第2端部、60…固定コア、61…第1固定コア部材、62…第2固定コア部材、70…コイル、71…ボビン、81…第1スプリング、82…第2スプリング、100…燃料噴射弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Adjusting pipe, 12... Fuel introduction pipe, 13... Filter, 14... Inlet, 15... Connector, 16... Terminal, 17... Holder, 18... Cover, 20... Housing, 21... First cylindrical member, 21a... First sliding portion 21b Second sliding portion 22 Second cylindrical member 23 Third cylindrical member 24 Fourth cylindrical member 25 Damper chamber 30 Injection nozzle 31 Injection hole 32... Valve seat, 40... Needle, 41... Valve body, 42... Large diameter portion, 43... Fuel channel, 44... Communication hole, 45... Fuel channel, 46... Sliding contact part, 47... Concave portion, 50... Movable Core 51 First movable core 52 First movable core upper part 53 First movable core lower part 53s First end 54 Second movable core 54c Convex part 54s Seal part 55 Second end 60 Fixed core 61 First fixed core member 62 Second fixed core member 70 Coil 71 Bobbin 81 First spring 82 Second spring 100 Fuel injection valve

Claims (6)

燃料噴射弁(100)であって、
燃料を噴射する噴孔(31)と内部に前記噴孔に連通する流路(43)が形成された筒状のハウジング(20)と、
前記ハウジングの内部に設けられ、前記噴孔を開閉する弁体(41)を有するニードル(40)と、
前記ニードルを移動させる可動コア(50)と、
前記可動コアを前記ニードルの開弁方向に移動させる磁界を発生させるコイル(70)と、
前記可動コアの上流側に設けられ、前記可動コアの移動範囲を規制する固定コア(60)と、
前記ハウジングと前記可動コアとの間に囲まれたダンパ室(25)と、
を備え、
前記可動コアは、互いに独立して摺動可能であり、かつ、シール部(54s)で互いに当接する第1可動コア(51)と第2可動コア(54)とを、前記第1可動コアが、前記固定コア側となるように有し、
前記第1可動コアは、前記ハウジングとの間に第1摺動部(21a)と前記第2可動コアと当接可能な第1端部(53s)と、を有し、
前記第2可動コアは、前記ハウジングとの間に前記第1摺動部の外径よりも小さい外径の第2摺動部(21b)と、前記第1可動コア側に前記第2摺動部の外径よりも大きく形成され、前記第1端部と接したとき、前記ダンパ室に至る燃料通路を閉塞する第2端部(55)と、を有する、
燃料噴射弁。
A fuel injection valve (100),
a cylindrical housing (20) in which an injection hole (31) for injecting fuel and a flow path (43) communicating with the injection hole are formed;
a needle (40) provided inside the housing and having a valve body (41) for opening and closing the nozzle hole;
a movable core (50) for moving the needle;
a coil (70) for generating a magnetic field that moves the movable core in the valve opening direction of the needle;
a fixed core (60) provided on the upstream side of the movable core and regulating the movement range of the movable core;
a damper chamber (25) enclosed between the housing and the movable core;
with
The movable cores are slidable independently of each other, and the first movable core (51) and the second movable core (54) contact each other at the seal portion (54s). , so as to be on the fixed core side,
The first movable core has a first sliding portion (21a) between itself and the housing and a first end (53s) capable of coming into contact with the second movable core,
The second movable core includes a second sliding portion (21b) having an outer diameter smaller than the outer diameter of the first sliding portion between the housing and the second sliding portion (21b) on the side of the first movable core. a second end (55) that is formed to be larger than the outer diameter of the part and blocks a fuel passage leading to the damper chamber when in contact with the first end;
fuel injection valve.
請求項1に記載の燃料噴射弁であって、
前記シール部は、前記第2摺動部より径方向の外側に位置する、燃料噴射弁。
A fuel injection valve according to claim 1,
The fuel injection valve, wherein the seal portion is located radially outside the second sliding portion.
請求項1または請求項2に記載の燃料噴射弁であって、
前記第2端部は、前記第1可動コアに向けて突き出る凸部(54c)を有し、
前記シール部は、前記凸部と前記第1可動コアとが当接する面である、燃料噴射弁。
A fuel injection valve according to claim 1 or claim 2,
the second end has a protrusion (54c) protruding toward the first movable core,
The fuel injection valve, wherein the sealing portion is a surface on which the convex portion and the first movable core abut.
請求項1または請求項2に記載の燃料噴射弁であって、
前記第1可動コアは、前記第2端部に向けて突き出る凸部を有し、
前記シール部は、前記凸部と前記第2端部とが当接する面である、燃料噴射弁。
A fuel injection valve according to claim 1 or claim 2,
The first movable core has a protrusion projecting toward the second end,
The fuel injection valve, wherein the sealing portion is a surface on which the convex portion and the second end portion abut.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の燃料噴射弁であって、
前記燃料は気体である、燃料噴射弁。
The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 4,
The fuel injection valve, wherein the fuel is gas.
請求項5に記載の燃料噴射弁であって、
前記気体は、水素である、燃料噴射弁。
A fuel injection valve according to claim 5,
The fuel injection valve, wherein the gas is hydrogen.
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