JPH10148164A - 燃料噴射弁 - Google Patents
燃料噴射弁Info
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- JPH10148164A JPH10148164A JP32223796A JP32223796A JPH10148164A JP H10148164 A JPH10148164 A JP H10148164A JP 32223796 A JP32223796 A JP 32223796A JP 32223796 A JP32223796 A JP 32223796A JP H10148164 A JPH10148164 A JP H10148164A
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Abstract
に優れた燃料噴射弁を提供する。 【解決手段】ニードル弁2と圧電素子6との間に圧力室
12を形成し、圧電素子6の伸縮により圧力室12内の
作動油の圧力を変化させ、ニードル弁2を開閉動作させ
る燃料噴射弁であり、圧力室12にニードル弁2の最大
リフトを規制するストッパ部材10を設け、当該ストッ
パ部材10のニードル弁2との当接面10bに、少なく
とも1つのスリット10aを形成した。
Description
電歪式アクチュエータにより燃料噴射の制御を行う内燃
機関の燃料噴射弁に関する。
費、出力を向上させるといったニーズが高まっており、
このようなニーズに対応することに燃料噴射弁は重要な
役割をもっている。燃料噴射弁は、開閉に要する時間が
短い程、すなわち開閉の応答が良いほど制御性がよく、
また内燃機関の性能も向上する。この開閉を短時間で行
うことができるアクチュエータとして電歪のものが知ら
れているが、この電歪式アクチュエータにより直接弁を
開閉しようとするとリフトを大きくとることができない
という問題があるため、電歪式アクチュエータは弁の開
閉のためのトリガとして用い、実際の弁の開閉およびそ
の開閉状態の維持は油圧によって行う燃料噴射弁が提案
されている。
電素子を用いることによって、噴射弁のレスポンスの向
上や、低燃費化された場合の少量の燃料噴射量の安定供
給、あるいは高出力化に対応するため噴射可能範囲(ダ
イナミックレンジ)を拡大するといった技術は、特開昭
62−67,275号公報や特開平4−179,853
号公報にて提案されており、圧電素子とニードル弁との
間に燃料等の作動油を介在させて、圧電素子の変位をニ
ードル弁に伝達することが開示されている。
燃料に伝達することによりニードル弁を駆動するもので
あり、ニードル弁のストロークは、開弁時にはニードル
弁の後端部がストッパーに当接することで規定される一
方、閉弁時にはニードル弁がシート部に当接することで
規定される。
−67,275号公報に示された技術では、当接部の面
積が大きく、ニードル弁が当接する際に、油が圧縮され
てエッジ部を通過するため、いわゆるキャビテーション
等が発生し易い条件となり、気泡が発生したり、耐腐食
性が低下するおそれがある。また、油の圧縮反力により
ニードル弁の作動に遅れが生じるおそれもある。
示されたものは、当接部の面積が小さいため上記の問題
点が発生しにくいものの、当接部の面積が小さいゆえ面
圧が高くなるという問題がある。尤も、この問題は、耐
久性に優れた材料を用いることにより回避可能ではある
が、この場合にはコストが増加するという新たな問題点
が生じる。
鑑みてなされたものであり、気泡の発生が防止できると
ともに、油圧縮によるニードル弁の作動遅れを防止で
き、耐腐食性、耐久性および応答性に優れた燃料噴射弁
を提供することを目的とする。
に、本発明の燃料噴射弁は、ニードル弁と圧電素子との
間に圧力室を形成し、前記圧電素子の伸縮により前記圧
力室内の作動油の圧力を変化させ、前記ニードル弁を開
閉動作させる燃料噴射弁において、前記圧力室に前記ニ
ードル弁の最大リフトを規制するストッパ部材を設け、
当該ストッパ部材の前記ニードル弁との当接面に、少な
くとも1つのスリットを形成したことを特徴とする。
燃料噴射弁は、ニードル弁と圧電素子との間に圧力室を
形成し、前記圧電素子の伸縮により前記圧力室内の作動
油の圧力を変化させ、前記ニードル弁を開閉動作させる
燃料噴射弁において、前記圧力室に前記ニードル弁の最
大リフトを規制するストッパ部材を設け、前記ニードル
弁の前記ストッパ部材との当接面に、少なくとも1つの
スリットを形成したことを特徴とする。
トッパ部材との当接面の面積を面圧が大きくならず耐久
性の点でも問題のない充分な面積とした上で、ストッパ
部材のニードル弁との当接面、又はニードル弁のストッ
パ部材との当接面に、少なくとも1つのスリットを形成
したので、ニードル弁がストッパ部材に当接する際に、
油が圧縮されても当該油はスリットを通過するため、キ
ャビテーションの発生が抑制される。したがって、気泡
が発生して燃料噴射量が変動したり、腐食により耐久性
が低下することを防止できる。また、油圧縮によるニー
ドル弁の作動遅れが抑制される。
閉し前後の差圧により駆動されるニードル弁と、当該ニ
ードル弁を閉弁方向に付勢してノズルに押圧するバネ手
段と、前記ニードル弁の前後の差圧を発生させる圧電素
子と、前記ニードル弁の最大リフトを規定するストッパ
部材とを有し、ニードル弁とストッパ部材との当接面の
少なくとも一方に、少なくとも1つのスリットが形成さ
れた燃料噴射弁としてさらに具体化できる。
かも無限に近い回数当接するニードル弁とストッパ部材
との当接面の耐久性を充分に確保した上で、キャビテー
ションによる気泡の発生を防止できるので、燃料噴射量
が安定し内燃機関の性能が向上する。また、油圧縮によ
るニードル弁の作動遅れが防止できるので高応答の噴射
弁が実現できる。また、耐腐食性および耐久性がより向
上し、燃料噴射弁としての信頼性を高めることができ
る。
基づいて説明する。図1は本発明の燃料噴射弁の実施形
態を示す全体断面図、図2は図1に示す燃料噴射弁の要
部を拡大して示す断面図、図3は図1に示すストッパ部
材を示す正面図および側面図である。また、図4〜図7
は、それぞれ、図1に示すストッパ部材の他の実施形態
を示す正面図および側面図である。
弁において、ノズル1の一端は、ノズルシート部1c
と、ニードルシート部2cとでポペット弁を形成するノ
ズル部であり、燃料噴射のための噴口1aから、ニード
ル2の開閉に応じて燃料を噴射又は非噴射状態とする。
ノズル1の他端は、ケーシング3との接合部であり、ニ
ードル2の摺動に悪影響を与えない同軸度を1d及び3
fで保ちながら溶接等で油密に接合されている。
保持されており、ニードル2の一端には、前記ニードル
シート部2cが形成され、他端2dは、ニードル2が図
中右方向へ移動した際、ストッパ部材10と当接するこ
とで、当該ニードル2のストローク量が規定される。
態では、30μm程度と比較的隙間を大きく形成してあ
り、ニードル2の倒れや座屈等を防止する作用がある。
これに対して、2bと3gとの摺動部は、燃料通路3a
からの燃料を圧力室12まで導き、かつ圧力室12の圧
力が瞬時に増減する際には、ごく少量の燃料しか流れな
い程度の若干のクリアランスを保つように形成されてい
る。本実施形態では、このクリアランスを6μmに設定
している。
り、一端は前述のとおりノズル1と油密に溶接され、他
端3cは、内部部品を挿入するため開口され、部品を挿
入したのち、ケーシングエンド7が溶接により取り付け
られる。
aおよび燃料導入部3bが設けられており、燃料室13
と連通している。燃料導入部3bは、テーパねじ形状を
なし、燃料配管との接続に用いられる。なお、3dは前
記燃料通路3aを設ける際に使用したドリル加工穴であ
って、通常燃料は流れはない。また、3eは、圧電素子
6の配線取出し用孔である。
ン6aを図中右方向に付勢する皿バネであり、そのセッ
ト長は、ケーシングエンド7の位置によって調整され
る。5は、圧力室12と圧電素子6とのシールを保つた
めのOリングである。6は、噴射弁アクチュエータであ
る圧電素子であり、一端は、ピストン6aを介して皿バ
ネ4に当接し、他端は、ケーシングエンド7に当接して
セットされている。
素子6の伸縮に応じて増減させるためのものであり、前
記Oリング5と当該Oリング5のはみ出しを防止するた
めのバックアップリング9を外周部に介装する溝が設け
られ、図中左方の燃料が右方の圧電素子6へ流入するの
を防止している。
を形成するケーシングエンドであり、皿バネ4のセット
長及び圧電素子6の長さに応じて、その位置が決定さ
れ、溶接等でケーシング3に接合される。
ッシュであり、リード線取出し部分の簡単なシールとし
て設定されている。また、圧電素子リード線は、ケーシ
ング3のリード線取出し孔3eを貫通し、ブッシュ8を
貫通して、外部へ取り出される。
るコイルバネであり、12は、ニードル2を駆動するた
めの差圧を発生させる圧力室、13は、燃料導入部3b
及び燃料通路3aから導かれた燃料が収容される燃料室
である。
いるときは、コイルバネ11の付勢力によって、ニード
ル2の先端部2cはノズルシート1cに押圧され、これ
により燃料がシールされるので燃料の停止状態が保たれ
る。
は、図示しない電動高圧燃料ポンプで高圧に圧送され、
同じく図示しない圧力調整器で約5MPa一定に保たれ
た燃料が、燃料通路3b、3aを経て、燃料室13に導
かれる。このとき、燃料室13内に導かれた燃料は、ニ
ードル2bとノズル3gの間の隙間を通過し、圧力室1
2まで導かれる。
バネ11との釣り合いを適正に設定している限り、燃料
は噴射されない。これと同時に、圧電素子6に500V
の電圧を印加して、約0.5秒程度の時間で伸張させ、
スタンバイを完了する。
においては、ピストン6aが皿バネ4によって図中右方
向に付勢されているため、圧電素子6に貯まった電荷を
取り除くことにより、当該圧電素子6は、約0.1ms
の時間で図中右方向へ収縮する。圧力室12の圧力は、
圧電素子6の駆動前においては、フィード圧の5MPa
に保たれているが、圧電素子6の収縮によってピストン
3aが右方向へ約50μm移動するため、圧力室12の
圧力は、瞬時に約2MPaまで下降する。これにより、
ニードル2の燃料室側と圧力室側のバランスが崩れ、ニ
ードル2はストッパ部材10に当接するまで移動し、燃
料室13の燃料が噴口1aから噴射される。
積、ピストン6aの径、ニードル差圧作用部により可変
できるため、目的に応じて最適な値を選べばよい。
うになる。すなわち、500Vの電圧を印加することに
より圧電素子6は約50μm伸張するため、圧力室12
の圧力は、元の圧力5MPaに加えて、ニードル2bと
ノズル3gとの隙間から圧力室12内へ流入した燃料分
だけ上乗せした圧力まで上昇する。この圧力上昇とバネ
11とによってニードル2が閉弁状態となる。
の動作の中で、ニードル2がストッパ部材10に当接す
る際に、図2に示すように燃料の急激な流れが発生する
ため、キャビテーションの発生し易い状況となり、また
高温時には気泡が発生するなどの問題があった。また、
作動油の圧縮によりニードル弁の遅れが生じ、フルリフ
トするまでに時間がかかるという問題があった。
本実施形態では、図3に示すように、ストッパ部材10
のニードル2との当接面10b側に、ニードル2との当
接面積を充分に確保した上で、軸線を通る肉厚の薄いス
リット10aを形成している。これにより、ニードル2
がストッパ部材10に当接したときに、圧力室12内の
燃料がスリット10aに逃げることができるため、キャ
ビテーションや気泡発生の問題が生じない。また、油の
局部的な圧縮も生じない。
0aは、図3に示す実施形態にのみ限定されず種々に変
更することができる。第2実施形態としては、図4に示
すように、ストッパ部材10のニードル2との当接面1
0b側に、ニードル2との当接面積を充分に確保した上
で、軸線を通る2本の肉厚の薄いスリット10aを形成
している。これにより、ニードル2がストッパ部材10
に当接したときに、圧力室12内の燃料がスリット10
aに逃げるため、キャビテーションや気泡発生の問題が
生じず、油の局部的な圧縮も生じない。
ように、ストッパ部材10のニードル2との当接面10
b側に、ニードル2との当接面積を充分に確保した上
で、軸線を通る3本の肉厚の薄いスリット10aを形成
している。これにより、ニードル2がストッパ部材10
に当接したときに、圧力室12内の燃料がスリット10
aに逃げるため、キャビテーションや気泡発生の問題が
生じず、油の局部的な圧縮も生じない。
に、ストッパ部材10のニードル2との当接面10b側
に、ニードル2との当接面積を充分に確保した上で、軸
線を通る1本の肉厚の薄いスリット10aを形成すると
ともに、外周中心と同軸に周状溝10a’を形成してい
る。この周状溝10a’も本発明にいうスリットであ
る。これにより、ニードル2がストッパ部材10に当接
したときに、圧力室12内の燃料がスリット10aおよ
び周状溝10a’に逃げるため、キャビテーションや気
泡発生の問題が生じず、油の局部的な圧縮も生じない。
に、ストッパ部材10のニードル2との当接面10b側
に、ニードル2との当接面積を充分に確保した上で、偏
心した4本の肉厚の薄いスリット10aを形成してい
る。これにより、ニードル2がストッパ部材10に当接
したときに、圧力室12内の燃料がスリット10aに逃
げるため、キャビテーションや気泡発生の問題が生じ
ず、油の局部的な圧縮も生じ難い。また偏心したスリッ
ト10aを形成したため、ニードル2がストッパ部材1
0に当接したときに、当該ストッパ部材10に旋回力が
生じ、この旋回力によって当該ストッパ部材10が次第
に旋回するため、当接面のばらつきによる片あたり等の
問題発生も防止できるという効果もある。
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
ト10a,10a’は、いずれもストッパ部材10のニ
ードル2との当接面10b側に形成したものであるが、
本発明のスリットはこれに限らず、ニードル2のストッ
パ部材10との当接面側に形成し、ストッパ部材10を
平板状とすることも可能である。
面図である。
断面図である。
側面図である。
す正面図および側面図である。
態を示す正面図および側面図である。
態を示す正面図および側面図である。
態を示す正面図および側面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ニードル弁と圧電素子との間に圧力室を
形成し、前記圧電素子の伸縮により前記圧力室内の作動
油の圧力を変化させ、前記ニードル弁を開閉動作させる
燃料噴射弁において、 前記圧力室に前記ニードル弁の最大リフトを規制するス
トッパ部材を設け、当該ストッパ部材の前記ニードル弁
との当接面に、少なくとも1つのスリットを形成したこ
とを特徴とする燃料噴射弁。 - 【請求項2】 ニードル弁と圧電素子との間に圧力室を
形成し、前記圧電素子の伸縮により前記圧力室内の作動
油の圧力を変化させ、前記ニードル弁を開閉動作させる
燃料噴射弁において、 前記圧力室に前記ニードル弁の最大リフトを規制するス
トッパ部材を設け、前記ニードル弁の前記ストッパ部材
との当接面に、少なくとも1つのスリットを形成したこ
とを特徴とする燃料噴射弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32223796A JP3882240B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 燃料噴射弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32223796A JP3882240B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 燃料噴射弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10148164A true JPH10148164A (ja) | 1998-06-02 |
JP3882240B2 JP3882240B2 (ja) | 2007-02-14 |
Family
ID=18141460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32223796A Expired - Fee Related JP3882240B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 燃料噴射弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3882240B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200447639Y1 (ko) | 2009-08-06 | 2010-02-11 | (주)비에프시스템 | 가스차량용 인젝터 코어 |
US7699242B2 (en) | 2007-03-05 | 2010-04-20 | Denso Corporation | Injector |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4386928B2 (ja) | 2007-04-04 | 2009-12-16 | 株式会社デンソー | インジェクタ |
-
1996
- 1996-11-18 JP JP32223796A patent/JP3882240B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7699242B2 (en) | 2007-03-05 | 2010-04-20 | Denso Corporation | Injector |
KR200447639Y1 (ko) | 2009-08-06 | 2010-02-11 | (주)비에프시스템 | 가스차량용 인젝터 코어 |
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JP3882240B2 (ja) | 2007-02-14 |
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