JPH10331740A - Super-magnetostriction type fuel injection valve - Google Patents
Super-magnetostriction type fuel injection valveInfo
- Publication number
- JPH10331740A JPH10331740A JP14420297A JP14420297A JPH10331740A JP H10331740 A JPH10331740 A JP H10331740A JP 14420297 A JP14420297 A JP 14420297A JP 14420297 A JP14420297 A JP 14420297A JP H10331740 A JPH10331740 A JP H10331740A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- giant magnetostrictive
- electromagnetic coil
- magnetostrictive material
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は超磁歪式燃料噴射弁
に関する。The present invention relates to a giant magnetostrictive fuel injection valve.
【０００２】[0002]
【従来の技術】互いに隣接しつつ同軸配置されたソレノ
イドコイルおよび環状の永久磁石を具備し、印加される
磁界が大きくなると軸線方向に伸長する超磁歪材をソレ
ノイドコイルの内部空間内に配置し、超磁歪材の頂端を
ハウジング内壁面により保持すると共に超磁歪材の底端
に弁体を連結した内開弁型の超磁歪式燃料噴射弁が公知
である（特開平４−８１５６５号公報参照）。この超磁
歪式燃料噴射弁では、燃料噴射弁を閉弁すべきときには
ソレノイドコイルが消勢される。その結果、永久磁石に
より形成されるバイアス磁界により超磁歪材が伸長され
て弁体がケーシング内に形成されたノズル孔を閉鎖し、
斯くして閉弁される。これに対し、燃料噴射弁を開弁す
べきときにはソレノイドコイルが付勢されてバイアス磁
界と逆向きの磁界が形成される。その結果、超磁歪材に
印加される全磁界が弱められ、それにより超磁歪材が収
縮して弁体がノズル孔を開放し、斯くして燃料噴射弁が
開弁される。2. Description of the Related Art A solenoid coil and a ring-shaped permanent magnet which are coaxially arranged while being adjacent to each other are provided, and a giant magnetostrictive material which extends in the axial direction when an applied magnetic field becomes large is arranged in the internal space of the solenoid coil. 2. Description of the Related Art An inner-valve type super-magnetostrictive fuel injection valve in which a top end of a giant magnetostrictive material is held by an inner wall surface of a housing and a valve body is connected to a bottom end of the giant magnetostrictive material is known (see JP-A-4-81565). . In this giant magnetostrictive fuel injection valve, the solenoid coil is deenergized when the fuel injection valve is to be closed. As a result, the giant magnetostrictive material is extended by the bias magnetic field formed by the permanent magnet, and the valve body closes the nozzle hole formed in the casing,
Thus, the valve is closed. On the other hand, when the fuel injection valve is to be opened, the solenoid coil is energized and a magnetic field opposite to the bias magnetic field is formed. As a result, the total magnetic field applied to the giant magnetostrictive material is weakened, whereby the giant magnetostrictive material contracts, the valve body opens the nozzle hole, and thus the fuel injection valve is opened.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
燃料噴射弁では一旦開弁されると弁体に開弁方向の燃圧
が作用するようになる。ところが、超磁歪材は一般に剛
性が低いために大きな燃圧が作用すると収縮し、ソレノ
イドコイルを消勢したとしても超磁歪材が十分伸長せ
ず、閉弁できない、すなわち弁体がノズル孔に着座でき
ない恐れがある。そこで、上述の燃料噴射弁では弁体を
閉弁方向に付勢する圧縮バネを設け、それにより弁体が
確実に着座するようにしている。しかしながら、弁体が
着座した後には弁体に開弁方向の燃圧が作用しなくなる
にも関わらずこのような圧縮バネを設けると超磁歪材に
大きな予圧が常時作用することになり、その結果超磁歪
材に大きな荷重が常時作用して超磁歪材の耐久性が低下
する恐れがあるという問題点がある。Incidentally, in such a fuel injection valve, once the valve is opened, the fuel pressure acts on the valve body in the valve opening direction. However, since the giant magnetostrictive material generally has low rigidity, it contracts when a large fuel pressure is applied, and even when the solenoid coil is deenergized, the giant magnetostrictive material does not sufficiently expand and the valve cannot be closed, that is, the valve body cannot be seated in the nozzle hole. There is fear. Therefore, in the above-described fuel injection valve, a compression spring for urging the valve body in the valve closing direction is provided, so that the valve body is reliably seated. However, even though the fuel pressure in the valve opening direction does not act on the valve body after the valve body is seated, if such a compression spring is provided, a large preload always acts on the giant magnetostrictive material. There is a problem that a large load always acts on the magnetostrictive material and the durability of the giant magnetostrictive material may be reduced.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、印加される磁界の大きさに応
じて軸線方向に伸長または収縮する超磁歪材を具備し、
超磁歪材の頂端をハウジング内壁面により保持すると共
に超磁歪材の底端に弁体を連結し、超磁歪材に印加され
る磁界を制御して超磁歪材を伸長せしめることにより弁
体を下降せしめ、それにより閉弁するようにした内開弁
型の超磁歪式燃料噴射弁において、超磁歪材を伸長状態
に維持することにより閉弁状態に維持するための磁界を
超磁歪材に印加する維持用電磁コイルと、閉弁動作時に
一時的に付勢されて超磁歪材を伸長せしめるための磁界
を超磁歪材に一時的に印加する動作用電磁コイルとを具
備している。すなわち１番目の発明では、閉弁動作時に
動作用電磁コイルにより超磁歪材が一時的に伸長せしめ
られるので大きな予圧を常時与えることなく確実に閉弁
される。According to a first aspect of the present invention, there is provided a giant magnetostrictive material which expands or contracts in the axial direction in accordance with the magnitude of a magnetic field to be applied,
The top end of the giant magnetostrictive material is held by the inner wall surface of the housing, and a valve body is connected to the bottom end of the giant magnetostrictive material. By controlling the magnetic field applied to the giant magnetostrictive material and extending the giant magnetostrictive material, the valve body is lowered. In the inner-open type giant magnetostrictive fuel injection valve in which the valve is closed, the magnetic field is applied to the giant magnetostrictive material to maintain the valve closed by maintaining the giant magnetostrictive material in the extended state. A maintenance electromagnetic coil and an operation electromagnetic coil that is temporarily energized during the valve closing operation and temporarily applies a magnetic field to the giant magnetostrictive material to extend the giant magnetostrictive material are provided. That is, in the first aspect, the giant magnetostrictive material is temporarily expanded by the operating electromagnetic coil during the valve closing operation, so that the valve is reliably closed without constantly applying a large preload.
【０００５】また、２番目の発明によれば１番目の発明
において、上記維持用電磁コイルが消勢状態に維持され
るとバイアス磁界により閉弁状態に維持され、維持用電
磁コイルが付勢されるとバイアス磁界とほぼ逆向きの磁
界が形成されて超磁歪材に印加される全磁界が弱めら
れ、それにより超磁歪材が収縮せしめられるようになっ
ており、上記維持用電磁コイルと上記動作用電磁コイル
とを同一の電磁コイルから形成し、閉弁すべきときには
電磁コイルを一時的に付勢してバイアス磁界とほぼ同じ
向きの磁界を形成し、それにより超磁歪材に印加される
磁界を一時的にバイアス磁界よりも大きくするようにし
ている。すなわち２番目の発明では、閉弁動作時にバイ
アス磁界と、電磁コイルにより一時的に形成される磁界
との合成磁界でもって超磁歪材が伸長せしめられ、弁体
が着座した後はバイアス磁界により閉弁状態に維持され
る。According to a second aspect, in the first aspect, when the maintenance electromagnetic coil is maintained in a deenergized state, the valve is maintained in a closed state by a bias magnetic field, and the maintenance electromagnetic coil is energized. As a result, a magnetic field substantially opposite to the bias magnetic field is formed, and the entire magnetic field applied to the giant magnetostrictive material is weakened, whereby the giant magnetostrictive material is contracted. When the valve is to be closed, the electromagnetic coil is temporarily energized to form a magnetic field in substantially the same direction as the bias magnetic field, thereby applying a magnetic field to the giant magnetostrictive material. Is temporarily larger than the bias magnetic field. That is, in the second invention, the giant magnetostrictive material is elongated by the combined magnetic field of the bias magnetic field and the magnetic field temporarily formed by the electromagnetic coil during the valve closing operation, and is closed by the bias magnetic field after the valve element is seated. It is maintained in a valve state.
【０００６】また、３番目の発明によれば１番目の発明
において、上記動作用電磁コイルが上記維持用電磁コイ
ルと異なる追加の電磁コイルからなり、これら動作用電
磁コイルおよび維持用電磁コイルを上記超磁歪材の軸線
方向に整列させて超磁歪材の一部に動作用電磁コイルの
磁界が印加されると共に超磁歪材の残りの部分に維持用
電磁コイルの磁界が印加されるようにし、維持用電磁コ
イルが消勢されると超磁歪材が伸長するようになってお
り、動作用電磁コイルが付勢されると超磁歪材が伸長す
るようになっており、閉弁すべきときには維持用電磁コ
イルを消勢すると共に動作用電磁コイルを一時的に付勢
するようにしている。すなわち３番目の発明では、閉弁
動作時に維持用電磁コイルが消勢されることにより超磁
歪材が伸長せしめられ、動作用電磁コイルにより一時的
に形成される磁界でもって超磁歪材がさらに伸長せしめ
られる。According to a third aspect, in the first aspect, the operating electromagnetic coil comprises an additional electromagnetic coil different from the maintaining electromagnetic coil. The magnetic field of the operating electromagnetic coil is applied to a part of the giant magnetostrictive material so as to be aligned in the axial direction of the giant magnetostrictive material, and the magnetic field of the maintaining electromagnetic coil is applied to the remaining part of the giant magnetostrictive material. When the electromagnetic coil for operation is deenergized, the giant magnetostrictive material expands. When the electromagnetic coil for operation is energized, the giant magnetostrictive material expands, and when the valve is to be closed, it is maintained The electromagnetic coil is deenergized and the operating electromagnetic coil is temporarily energized. That is, in the third aspect, the giant magnetostrictive material is extended by deenergizing the maintenance electromagnetic coil during the valve closing operation, and the giant magnetostrictive material is further extended by the magnetic field temporarily formed by the operating electromagnetic coil. I'm sullen.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】図１を参照すると、超磁歪式燃料
噴射弁１はハウジング２を具備する。このハウジング２
の頂端には燃料供給口３を備えた燃料供給口ホルダ４が
固定され、ハウジング２の底端には先端にノズル孔５を
備えたノズル孔ホルダ６が固定される。ハウジング２内
には互いに隣接しつつ同軸配置されたソレノイドコイル
７および環状の永久磁石８が収容される。これらソレノ
イドコイル７および永久磁石８は軸線方向の磁界を形成
する。ソレノイドコイル７の内部空間内には環状の間隙
９を隔てて超磁歪ロッド１０が摺動可能に配置される。
この超磁歪ロッド１０は例えばＴｂ（テルビウム）−Ｄ
ｙ（ジスプロシウム）−Ｆｅ（鉄）系超磁歪材のような
正超磁歪材から形成され、すなわち図２に示されるよう
に超磁歪ロッド１０に軸線方向の磁界Ｈが印加されると
超磁歪ロッド１０は軸線方向に伸長し、印加される磁界
Ｈが大きくなると伸長量が大きくなる。なお、図２は超
磁歪ロッド１０に燃圧が作用していない場合を示してい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, a giant magnetostrictive fuel injection valve 1 has a housing 2. This housing 2
A fuel supply port holder 4 having a fuel supply port 3 is fixed to a top end of the housing 2, and a nozzle hole holder 6 having a nozzle hole 5 at a tip end is fixed to a bottom end of the housing 2. The housing 2 accommodates a solenoid coil 7 and an annular permanent magnet 8 which are coaxially arranged adjacent to each other. The solenoid coil 7 and the permanent magnet 8 form an axial magnetic field. A giant magnetostrictive rod 10 is slidably disposed in the internal space of the solenoid coil 7 with an annular gap 9 therebetween.
The giant magnetostrictive rod 10 is made of, for example, Tb (terbium) -D
When a magnetic field H in the axial direction is applied to the giant magnetostrictive rod 10 as shown in FIG. 2, the giant magnetostrictive rod is formed from a positive giant magnetostrictive material such as a y (dysprosium) -Fe (iron) giant magnetostrictive material. Numeral 10 extends in the axial direction, and the amount of extension increases as the applied magnetic field H increases. FIG. 2 shows a case where no fuel pressure acts on the giant magnetostrictive rod 10.
【０００８】この超磁歪ロッド１０の頂端は燃料供給口
ホルダ４とハウジング２間に保持された受容部材１１に
受容されて保持され、超磁歪ロッド１０の底端はニード
ル１３の頂端に固定される。受容部材１１には燃料供給
口３と環状間隙９とを互いに連通する連通路１２が形成
される。また、ニードル１３はノズル孔ホルダ６内に形
成されたニードル挿入孔６ａ内に変位可能に挿入され
る。なお、図１に示されるように超磁歪ロッド１０およ
びニードル１３もソレノイドコイル７および永久磁石８
と同軸配置される。また、ソレノイドコイル７および永
久磁石８は超磁歪ロッド１０のほぼ全長にわたって延
び、したがってソレノイドコイル７および永久磁石８に
より形成される磁界は超磁歪ロッド１０のほぼ全ての部
分に作用する。The top end of the giant magnetostrictive rod 10 is received and held by a receiving member 11 held between the fuel supply port holder 4 and the housing 2, and the bottom end of the giant magnetostrictive rod 10 is fixed to the top end of the needle 13. . The receiving member 11 is provided with a communication passage 12 that connects the fuel supply port 3 and the annular gap 9 to each other. The needle 13 is displaceably inserted into a needle insertion hole 6a formed in the nozzle hole holder 6. As shown in FIG. 1, the giant magnetostrictive rod 10 and the needle 13 are also connected to the solenoid coil 7 and the permanent magnet 8.
And coaxial arrangement. Further, the solenoid coil 7 and the permanent magnet 8 extend over substantially the entire length of the giant magnetostrictive rod 10, so that the magnetic field formed by the solenoid coil 7 and the permanent magnet 8 acts on almost all parts of the giant magnetostrictive rod 10.
【０００９】次に図３を参照して図１の超磁歪式燃料噴
射弁１の作動について説明する。燃料噴射を停止状態に
維持すべきときにはソレノイドコイル７が消勢状態に維
持される。すなわち、ソレノイドコイル７への通電が停
止状態に維持される（図３（Ａ）のａ）。このとき、超
磁歪ロッド１０に印加される磁界は永久磁石８により形
成されるバイアス磁界のみである。図１の燃料噴射弁に
おいて、バイアス磁界の大きさＨＢは図２に示されるよ
うに予め定められている。したがって、ソレノイドコイ
ル７が消勢状態に維持されると超磁歪ロッド１０が軸線
方向に大きく伸長した状態に維持されてニードル１３が
ノズル孔５を閉鎖状態に維持し、斯くして燃料噴射が停
止状態に維持される。Next, the operation of the giant magnetostrictive fuel injection valve 1 of FIG. 1 will be described with reference to FIG. When the fuel injection is to be kept stopped, the solenoid coil 7 is kept deenergized. That is, the energization of the solenoid coil 7 is maintained in a stopped state (a in FIG. 3A). At this time, the magnetic field applied to the giant magnetostrictive rod 10 is only the bias magnetic field formed by the permanent magnet 8. In the fuel injection valve shown in FIG. 1, the magnitude HB of the bias magnetic field is predetermined as shown in FIG. Therefore, when the solenoid coil 7 is maintained in the deenergized state, the giant magnetostrictive rod 10 is maintained in a state of being greatly extended in the axial direction, and the needle 13 maintains the nozzle hole 5 in the closed state, thus stopping the fuel injection. Maintained in state.
【００１０】一方、燃料噴射を開始すべきときにはソレ
ノイドコイル７が付勢される。すなわち、ソレノイドコ
イル７への通電が開始される（図３（Ａ）のｂ）。この
とき、超磁歪ロッド１０に印加される磁界はバイアス磁
界と、ソレノイドコイル７により形成される磁界との合
成磁界である。図１の燃料噴射弁において、ソレノイド
コイル７により形成される磁界の向きは永久磁石８の磁
界の向きと逆向きであり、その大きさは超磁歪ロッド１
０に印加される合成磁界が概ね零となるように、すなわ
ち超磁歪ロッド１０の伸長量が概ね零となるように予め
定められている（図２のＨＣ）。したがって、ソレノイ
ドコイル７が付勢されると超磁歪ロッド１０がほぼ自然
長まで軸線方向に収縮し、それによりニードル１３が上
昇せしめられてノズル孔５を開放し、斯くして燃料噴射
が開始される。On the other hand, when fuel injection is to be started, the solenoid coil 7 is energized. That is, energization of the solenoid coil 7 is started (b in FIG. 3A). At this time, the magnetic field applied to the giant magnetostrictive rod 10 is a composite magnetic field of the bias magnetic field and the magnetic field formed by the solenoid coil 7. In the fuel injection valve of FIG. 1, the direction of the magnetic field formed by the solenoid coil 7 is opposite to the direction of the magnetic field of the permanent magnet 8, and the magnitude thereof is
It is determined in advance that the combined magnetic field applied to zero is substantially zero, that is, the amount of extension of the giant magnetostrictive rod 10 is substantially zero (HC in FIG. 2). Therefore, when the solenoid coil 7 is energized, the giant magnetostrictive rod 10 contracts in the axial direction to almost its natural length, whereby the needle 13 is raised to open the nozzle hole 5 and thus fuel injection is started. You.
【００１１】この場合、ガソリンのような燃料は図示し
ない燃料分配管から燃料供給口３内に流入し、次いで連
通路１２を介し環状間隙９を流通した後にニードル挿入
孔６ａ内に流入し、斯くしてノズル孔５から噴射され
る。ところで冒頭で述べたように、一旦ニードル１３が
上昇してノズル孔５を開放するとニードル１３には開弁
方向の燃圧が作用し、このため図３（Ｂ）に示すように
ソレノイドコイル７を消勢したとしても超磁歪ロッド１
０が収縮してニードル１３が十分に下降せず、すなわち
閉弁できなくなる。そこで図１の燃料噴射弁では、閉弁
すべきときにはソレノイドコイル７に開弁するための電
流と逆向きの電流を一時的に通電し（図３（Ａ）の
ｃ）、それによりソレノイドコイル７によりバイアス磁
界と同じ向きの磁界（図２のＨＴ）を形成して超磁歪ロ
ッド１０に印加される合成磁界がバイアス磁界よりも大
きくなるようにしている。その結果、合成磁界による閉
弁力が燃圧を克服して超磁歪ロッド１０が伸長し、それ
によりニードル１３がノズル孔５に着座し、斯くして閉
弁せしめられる。In this case, a fuel such as gasoline flows into the fuel supply port 3 from a fuel distribution pipe (not shown), then flows through the annular gap 9 through the communication passage 12, and then flows into the needle insertion hole 6a. Thus, it is jetted from the nozzle hole 5. By the way, as described at the beginning, once the needle 13 rises and the nozzle hole 5 is opened, the fuel pressure in the valve opening direction acts on the needle 13, so that the solenoid coil 7 is turned off as shown in FIG. Giant magnetostrictive rod 1
0 contracts and the needle 13 does not descend sufficiently, that is, the valve cannot be closed. Therefore, in the fuel injection valve of FIG. 1, when the valve is to be closed, a current in the opposite direction to the current for opening the solenoid coil 7 is temporarily supplied (c in FIG. 3A), whereby the solenoid coil 7 is closed. Thus, a magnetic field (HT in FIG. 2) in the same direction as the bias magnetic field is formed so that the combined magnetic field applied to the giant magnetostrictive rod 10 is larger than the bias magnetic field. As a result, the valve closing force due to the combined magnetic field overcomes the fuel pressure, and the giant magnetostrictive rod 10 is extended, whereby the needle 13 is seated in the nozzle hole 5 and thus the valve is closed.
【００１２】バイアス磁界と同じ向きの磁界が一定時間
だけ形成されるとソレノイドコイル７が再び消勢される
（図３（Ａ）のｄ）。閉弁せしめられた後にはニードル
１３に開弁方向の燃圧は作用しなくなり、したがってソ
レノイドコイル７を消勢したとしても閉弁状態に維持さ
れる。なお、ソレノイドコイル７がバイアス磁界と同じ
向きの磁界を形成する時間は少なくともニードル１３を
ノズル孔５に着座させるために必要な時間であり、予め
実験により求められている。When a magnetic field having the same direction as the bias magnetic field is formed for a predetermined time, the solenoid coil 7 is deenergized again (d in FIG. 3A). After the valve is closed, the fuel pressure in the valve-opening direction does not act on the needle 13, and therefore, the valve is kept closed even if the solenoid coil 7 is deenergized. The time during which the solenoid coil 7 forms a magnetic field in the same direction as the bias magnetic field is at least the time required for the needle 13 to be seated in the nozzle hole 5, and is determined in advance by experiments.
【００１３】このように本実施態様では常時予圧を与え
ることなく確実に閉弁させることができ、したがって超
磁歪ロッド１０の耐久性が低下するのを阻止することが
できる。また、燃圧が極めて高いときにも確実な閉弁動
作を得ることができるので本発明による燃料噴射弁を例
えば筒内直接噴射式の内燃機関に用いることができる。As described above, in this embodiment, the valve can be surely closed without applying a preload at all times, and therefore, it is possible to prevent the durability of the giant magnetostrictive rod 10 from decreasing. Further, since a reliable valve closing operation can be obtained even when the fuel pressure is extremely high, the fuel injection valve according to the present invention can be used, for example, in a direct injection type internal combustion engine.
【００１４】図４に別の実施態様を示す。図４に示す実
施態様では、永久磁石８が超磁歪ロッド１０の上方部分
１０ａ周りに上方部分１０ａの長さだけ延び、しかしな
がら下方部分１０ｂ周りに設けられない点で図１の実施
態様と異なっている。すなわち、永久磁石８のバイアス
磁界は上方部分１０ａには印加されるが下方部分１０ｂ
には印加されない。一方、ソレノイドコイル７は超磁歪
ロッド１０の全長にわたって延び、すなわちソレノイド
コイル７により形成される磁界は上方部分１０ａおよび
下方部分１０ｂの両方に印加されうる。また、図４に示
す実施態様において永久磁石８のバイアス磁界は上方部
分１０ａの伸長量が概ね飽和するように定められてい
る。FIG. 4 shows another embodiment. The embodiment shown in FIG. 4 differs from the embodiment of FIG. 1 in that the permanent magnet 8 extends around the upper part 10a of the giant magnetostrictive rod 10 by the length of the upper part 10a, but is not provided around the lower part 10b. I have. That is, the bias magnetic field of the permanent magnet 8 is applied to the upper portion 10a, but is applied to the lower portion 10b.
Is not applied. On the other hand, the solenoid coil 7 extends over the entire length of the giant magnetostrictive rod 10, that is, the magnetic field formed by the solenoid coil 7 can be applied to both the upper portion 10a and the lower portion 10b. In the embodiment shown in FIG. 4, the bias magnetic field of the permanent magnet 8 is determined so that the extension amount of the upper portion 10a is substantially saturated.
【００１５】燃料噴射を停止状態に維持すべきときには
ソレノイドコイル７が消勢状態に維持される。その結
果、バイアス磁界により上方部分１０ａが大きく伸長せ
しめられ、斯くして燃料噴射が停止状態に維持される、
すなわち閉弁状態に維持される。なお、このとき下方部
分１０ｂには磁界が印加されず、したがって下方部分１
０ｂは概ね自然長になっている。When the fuel injection is to be kept stopped, the solenoid coil 7 is kept deenergized. As a result, the upper portion 10a is greatly extended by the bias magnetic field, and thus the fuel injection is maintained in a stopped state.
That is, the valve is kept closed. At this time, no magnetic field is applied to the lower portion 10b, so that the lower portion 1
0b is almost the natural length.
【００１６】一方、燃料噴射を開始すべきときにはソレ
ノイドコイル７が付勢される。この場合、ソレノイドコ
イル７により形成される磁界の向きは永久磁石８の磁界
の向きと逆向きであり、その大きさは上方部分１０ａに
印加される合成磁界が概ね零となるように、すなわち上
方部分１０ａの伸長量が概ね零となるように予め定めら
れている。その結果、上方部分１０ａがほぼ自然長まで
軸線方向に収縮し、それによりニードル１３が上昇せし
められてノズル孔５を開放し、斯くして燃料噴射が開始
される。On the other hand, when fuel injection is to be started, the solenoid coil 7 is energized. In this case, the direction of the magnetic field formed by the solenoid coil 7 is opposite to the direction of the magnetic field of the permanent magnet 8, and its magnitude is such that the combined magnetic field applied to the upper portion 10a is substantially zero, that is, The extension amount of the portion 10a is predetermined so as to be substantially zero. As a result, the upper portion 10a contracts in the axial direction to almost its natural length, whereby the needle 13 is raised to open the nozzle hole 5, thus starting the fuel injection.
【００１７】ところが、ソレノイドコイル７が付勢され
ると下方部分１０ｂが伸長し、この伸長量が上方部分１
０ａの収縮量よりも大きいとニードル１３が上昇せず、
すなわち開弁しない。そこで、図４の燃料噴射弁では上
方部分１０ａの長さを下方部分１０ｂよりも長くしてい
る。或いは、上方部分１０ａと下方部分１０ｂとを互い
に別個に形成して下方部分１０ｂを形成する磁歪材の単
位長さ当たりの伸長量を上方部分１０ａにおけるよりも
小さくすることもできる。However, when the solenoid coil 7 is energized, the lower portion 10b extends, and the amount of extension is
If the contraction amount is larger than 0a, the needle 13 does not rise,
That is, the valve does not open. Therefore, in the fuel injection valve of FIG. 4, the length of the upper portion 10a is longer than that of the lower portion 10b. Alternatively, the upper portion 10a and the lower portion 10b may be formed separately from each other, and the amount of extension of the magnetostrictive material forming the lower portion 10b per unit length may be smaller than that in the upper portion 10a.
【００１８】閉弁すべきときにはソレノイドコイル７に
開弁するための電流と逆向きの電流が一時的に通電さ
れ、それによりソレノイドコイル７によりバイアス磁界
と同じ向きの磁界が形成される。その結果、上方部分１
０ａに印加される合成磁界がバイアス磁界よりも大きく
なり、下方部分１０ｂに磁界が印加される。上述したよ
うにバイアス磁界が印加されると上方部分１０ａの伸長
量がほぼ飽和しており、このため上方部分１０ａに印加
される合成磁界がバイアス磁界よりも大きくなっても上
方部分１０ａの伸長量はそれ程大きくならない。しかし
ながらこのとき下方部分１０ｂが伸長してニードル１３
が下降し、斯くして閉弁せしめられる。バイアス磁界と
同じ向きの磁界が一定時間だけ形成されるとソレノイド
コイル７が再び消勢される。When the valve is to be closed, a current opposite to the current for opening the solenoid coil 7 is temporarily energized, whereby a magnetic field in the same direction as the bias magnetic field is formed by the solenoid coil 7. As a result, the upper part 1
The combined magnetic field applied to Oa becomes larger than the bias magnetic field, and a magnetic field is applied to lower portion 10b. As described above, when the bias magnetic field is applied, the extension amount of the upper portion 10a is substantially saturated. Therefore, even if the combined magnetic field applied to the upper portion 10a becomes larger than the bias magnetic field, the extension amount of the upper portion 10a is increased. Does not become so large. However, at this time, the lower portion 10b extends and the needle 13
Is lowered, and thus the valve is closed. When a magnetic field having the same direction as the bias magnetic field is formed for a predetermined time, the solenoid coil 7 is deenergized again.
【００１９】図５にさらに別の実施態様を示す。図５に
示す実施態様では、下方部分１０周りに下方部分１０ｂ
の長さだけ延びる追加のソレノイドコイル７ｂが設けら
れる点で図４の実施態様と異なっている。次に図６を参
照して図５の超磁歪式燃料噴射弁１の作動について説明
する。FIG. 5 shows still another embodiment. In the embodiment shown in FIG.
4 in that an additional solenoid coil 7b is provided which extends for a length of Next, the operation of the giant magnetostrictive fuel injector 1 of FIG. 5 will be described with reference to FIG.
【００２０】燃料噴射を停止状態に維持すべきときには
両ソレノイドコイル７，７ｂが消勢状態に維持される
（図６のａ）。その結果、上方部分１０ａにはバイアス
磁界のみが印加されるので上方部分１０ａが概ね飽和量
まで伸長し、一方下方部分１０ｂには磁界が印加されな
いので下方部分１０ｂは概ね自然長になっている。した
がって、ニードル１３が下降せしめられた状態に維持さ
れ、斯くして燃料噴射が停止状態に維持される。When the fuel injection is to be kept stopped, both solenoid coils 7, 7b are kept deenergized (FIG. 6A). As a result, since only the bias magnetic field is applied to the upper portion 10a, the upper portion 10a extends substantially to the saturation amount, while no magnetic field is applied to the lower portion 10b, so that the lower portion 10b has a substantially natural length. Therefore, the needle 13 is maintained in the lowered state, and the fuel injection is maintained in the stopped state.
【００２１】一方、燃料噴射を開始すべきときにはソレ
ノイドコイル７が付勢される（図６のｂ）。その結果、
上方部分１０ａに印加される合成磁界が概ね零となって
上方部分１０ａが概ね自然長まで収縮する。一方、この
とき追加のソレノイドコイル７ｂは消勢状態に維持され
ており、したがって下方部分１０ｂはほぼ自然長に維持
されている。その結果、ニードル１３が上昇せしめられ
てノズル孔５を開放し、斯くして燃料噴射が開始され
る。On the other hand, when fuel injection is to be started, the solenoid coil 7 is energized (FIG. 6B). as a result,
The combined magnetic field applied to the upper portion 10a becomes substantially zero, and the upper portion 10a contracts to almost its natural length. On the other hand, at this time, the additional solenoid coil 7b is maintained in the deenergized state, so that the lower portion 10b is maintained at a substantially natural length. As a result, the needle 13 is raised to open the nozzle hole 5, and thus fuel injection is started.
【００２２】燃料噴射を停止すべきときにはソレノイド
コイル７が消勢され、同時に追加のソレノイドコイル７
ｂが付勢される（図６のｃ）。その結果、上方部分１０
ａがバイアス磁界により伸長せしめられ、下方部分１０
ｂが追加のソレノイドコイル１０ｂによる磁界により伸
長せしめられる。したがって、ニードル１３が下降せし
められてノズル孔５を閉鎖し、斯くして燃料噴射が停止
せしめられる。When the fuel injection is to be stopped, the solenoid coil 7 is deenergized, and at the same time, the additional solenoid coil 7 is turned off.
b is energized (FIG. 6c). As a result, the upper part 10
a is extended by the bias magnetic field,
b is extended by the magnetic field generated by the additional solenoid coil 10b. Therefore, the needle 13 is lowered to close the nozzle hole 5, and the fuel injection is stopped.
【００２３】追加のソレノイドコイル７ｂは一定時間だ
け付勢されると再び消勢される（図６のｄ）。図７にさ
らに別の実施態様を示す。図７の実施態様では、永久磁
石が設けられず、超磁歪ロッド１０の上方部分１０ａと
下方部分１０ｂとが互いに別個に形成されて連結されて
いる点で図５の実施態様と異なっている。また、上方部
分１０ａは例えばＳｍ（サマリウム）−Ｆｅ（鉄）系超
磁歪材のような負超磁歪材から形成され、すなわち上方
部分１０ａに軸線方向の磁界が印加されると上方部分１
０ａは軸線方向に収縮し、印加される磁界が大きくなる
と収縮量が大きくなる。一方、下方部分１０ｂは正磁歪
材から形成される。When the additional solenoid coil 7b is energized for a predetermined time, it is deenergized again (d in FIG. 6). FIG. 7 shows still another embodiment. The embodiment of FIG. 7 differs from the embodiment of FIG. 5 in that no permanent magnet is provided and the upper portion 10a and the lower portion 10b of the giant magnetostrictive rod 10 are formed separately and connected to each other. The upper portion 10a is formed of a negative giant magnetostrictive material such as a Sm (samarium) -Fe (iron) -based giant magnetostrictive material. That is, when a magnetic field in the axial direction is applied to the upper portion 10a, the upper portion 10a is formed.
0a contracts in the axial direction, and the amount of contraction increases as the applied magnetic field increases. On the other hand, the lower portion 10b is formed from a positive magnetostrictive material.
【００２４】燃料噴射を停止状態に維持すべきときには
両ソレノイドコイル７，７ｂが消勢状態に維持される。
その結果、上方部分１０ａおよび下方部分１０ｂには磁
界が印加されないので上方部分１０ａおよび下方部分１
０ｂは概ね自然長になっている。したがって、ニードル
１３が下降せしめられた状態に維持され、斯くして燃料
噴射が停止状態に維持される。When the fuel injection is to be kept stopped, both solenoid coils 7, 7b are kept deenergized.
As a result, since no magnetic field is applied to the upper portion 10a and the lower portion 10b, the upper portion 10a and the lower portion 1
0b is almost the natural length. Therefore, the needle 13 is maintained in the lowered state, and the fuel injection is maintained in the stopped state.
【００２５】燃料噴射を開始すべきときにはソレノイド
コイル７が付勢される。その結果、上方部分１０ａが収
縮する。一方、このとき追加のソレノイドコイル７ｂは
消勢状態に維持されており、したがって下方部分１０ｂ
はほぼ自然長に維持されている。その結果、ニードル１
３が上昇せしめられてノズル孔５を開放し、斯くして燃
料噴射が開始される。When fuel injection is to be started, the solenoid coil 7 is energized. As a result, the upper part 10a contracts. On the other hand, at this time, the additional solenoid coil 7b is maintained in the deenergized state, so that the lower portion 10b
Is maintained at almost natural length. As a result, the needle 1
3 is raised to open the nozzle hole 5, and thus fuel injection is started.
【００２６】一方、燃料噴射を停止すべきときにはソレ
ノイドコイル７が消勢され、同時に追加のソレノイドコ
イル７ｂが付勢される。その結果、上方部分１０ａが自
然長まで伸長し、下方部分１０ｂが追加のソレノイドコ
イル１０ｂによる磁界により伸長せしめられる。したが
って、ニードル１３が下降せしめられてノズル孔５を閉
鎖し、斯くして燃料噴射が停止せしめられる。On the other hand, when fuel injection is to be stopped, the solenoid coil 7 is deenergized, and at the same time, the additional solenoid coil 7b is energized. As a result, the upper portion 10a extends to its natural length, and the lower portion 10b is extended by the magnetic field generated by the additional solenoid coil 10b. Therefore, the needle 13 is lowered to close the nozzle hole 5, and the fuel injection is stopped.
【００２７】追加のソレノイドコイル７ｂは一定時間だ
け付勢されると再び消勢される。When the additional solenoid coil 7b is energized for a predetermined time, it is deenergized again.
【００２８】[0028]
【発明の効果】閉弁動作時に動作用電磁コイルにより超
磁歪材が一時的に伸長せしめられるので大きな予圧を常
時与えることなく燃料噴射弁を確実に閉弁することがで
きる。According to the present invention, since the giant magnetostrictive material is temporarily extended by the operating electromagnetic coil during the valve closing operation, the fuel injection valve can be reliably closed without constantly applying a large preload.
【図１】超磁歪式燃料噴射弁の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a giant magnetostrictive fuel injection valve.
【図２】正磁歪材の伸長量を示す線図である。FIG. 2 is a diagram showing an elongation amount of a positive magnetostrictive material.
【図３】図１の超磁歪式燃料噴射弁の作動および好まし
くない例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the giant magnetostrictive fuel injection valve of FIG. 1 and an unfavorable example;
【図４】別の実施態様による超磁歪式燃料噴射弁の断面
図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a giant magnetostrictive fuel injection valve according to another embodiment.
【図５】さらに別の実施態様による超磁歪式燃料噴射弁
の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a giant magnetostrictive fuel injection valve according to still another embodiment.
【図６】図５の超磁歪式燃料噴射弁の作動を説明する図
である。FIG. 6 is a view for explaining the operation of the giant magnetostrictive fuel injection valve of FIG. 5;
【図７】さらに別の実施態様による超磁歪式燃料噴射弁
の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a giant magnetostrictive fuel injection valve according to still another embodiment.
１…超磁歪式燃料噴射弁 ５…ノズル孔 ７…ソレノイドコイル ８…永久磁石 １０…超磁歪ロッド １０ａ…上方部分 １０ｂ…上方部分 １３…ニードル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Giant magnetostrictive fuel injection valve 5 ... Nozzle hole 7 ... Solenoid coil 8 ... Permanent magnet 10 ... Giant magnetostrictive rod 10a ... Upper part 10b ... Upper part 13 ... Needle
Claims (3)
向に伸長または収縮する超磁歪材を具備し、該超磁歪材
の頂端をハウジング内壁面により保持すると共に超磁歪
材の底端に弁体を連結し、超磁歪材に印加される磁界を
制御して超磁歪材を伸長せしめることにより弁体を下降
せしめ、それにより閉弁するようにした内開弁型の超磁
歪式燃料噴射弁において、超磁歪材を伸長状態に維持す
ることにより閉弁状態に維持するための磁界を超磁歪材
に印加する維持用電磁コイルと、閉弁動作時に一時的に
付勢されて超磁歪材を伸長せしめるための磁界を超磁歪
材に一時的に印加する動作用電磁コイルとを具備した超
磁歪式燃料噴射弁。1. A giant magnetostrictive material which expands or contracts in the axial direction according to the magnitude of an applied magnetic field, wherein a top end of the giant magnetostrictive material is held by an inner wall surface of a housing and a bottom end of the giant magnetostrictive material is provided. An inner-open type super-magnetostrictive fuel injection system in which the valve body is connected, the magnetic field applied to the giant magnetostrictive material is controlled to extend the giant magnetostrictive material, thereby lowering the valve body, thereby closing the valve. In the valve, a maintenance electromagnetic coil for applying a magnetic field to the giant magnetostrictive material to maintain the valve closed by maintaining the giant magnetostrictive material in an extended state, and a giant magnetostrictive material which is temporarily energized when the valve is closed A magneto-strictive fuel injection valve comprising: an operating electromagnetic coil for temporarily applying a magnetic field to the giant magnetostrictive material to extend the magnetic field.
されるとバイアス磁界により閉弁状態に維持され、維持
用電磁コイルが付勢されるとバイアス磁界とほぼ逆向き
の磁界が形成されて超磁歪材に印加される全磁界が弱め
られ、それにより超磁歪材が収縮せしめられるようにな
っており、上記維持用電磁コイルと上記動作用電磁コイ
ルとを同一の電磁コイルから形成し、閉弁すべきときに
は該電磁コイルを一時的に付勢してバイアス磁界とほぼ
同じ向きの磁界を形成し、それにより超磁歪材に印加さ
れる磁界を一時的にバイアス磁界よりも大きくするよう
にした請求項１に記載の超磁歪式燃料噴射弁。2. When the maintenance electromagnetic coil is maintained in a deenergized state, the valve is maintained in a closed state by a bias magnetic field. When the maintenance electromagnetic coil is activated, a magnetic field substantially opposite to the bias magnetic field is formed. The total magnetic field applied to the giant magnetostrictive material is weakened, so that the giant magnetostrictive material is contracted, and the maintenance electromagnetic coil and the operating electromagnetic coil are formed from the same electromagnetic coil, When the valve is to be closed, the electromagnetic coil is temporarily energized to form a magnetic field substantially in the same direction as the bias magnetic field, so that the magnetic field applied to the giant magnetostrictive material is temporarily made larger than the bias magnetic field. The supermagnetostrictive fuel injection valve according to claim 1.
コイルと異なる追加の電磁コイルからなり、これら動作
用電磁コイルおよび維持用電磁コイルを上記超磁歪材の
軸線方向に整列させて超磁歪材の一部に動作用電磁コイ
ルの磁界が印加されると共に超磁歪材の残りの部分に維
持用電磁コイルの磁界が印加されるようにし、維持用電
磁コイルが消勢されると超磁歪材が伸長するようになっ
ており、動作用電磁コイルが付勢されると超磁歪材が伸
長するようになっており、閉弁すべきときには維持用電
磁コイルを消勢すると共に動作用電磁コイルを一時的に
付勢するようにした請求項１に記載の超磁歪式燃料噴射
弁。3. The super-magnetostrictive material according to claim 1, wherein said operating electromagnetic coil comprises an additional electromagnetic coil different from said maintenance electromagnetic coil. The magnetic field of the operating electromagnetic coil is applied to a part of the magnetic field, and the magnetic field of the maintaining electromagnetic coil is applied to the remaining part of the giant magnetostrictive material. When the electromagnetic coil for operation is energized, the giant magnetostrictive material expands.When the valve is to be closed, the electromagnetic coil for maintenance is deenergized and the electromagnetic coil for operation is temporarily turned off. 2. The super-magnetostrictive fuel injection valve according to claim 1, wherein said fuel injection valve is selectively energized.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14420297A JPH10331740A (en) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | Super-magnetostriction type fuel injection valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14420297A JPH10331740A (en) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | Super-magnetostriction type fuel injection valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10331740A true JPH10331740A (en) | 1998-12-15 |
Family
ID=15356605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14420297A Pending JPH10331740A (en) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | Super-magnetostriction type fuel injection valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10331740A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046424A (en) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Olympus Medical Systems Corp | Endoscope |
-
1997
- 1997-06-02 JP JP14420297A patent/JPH10331740A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046424A (en) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Olympus Medical Systems Corp | Endoscope |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6036120A (en) | Fuel injector and method | |
| US7284712B2 (en) | Injector having structure for controlling nozzle needle | |
| CN101545431B (en) | Injector | |
| US6279840B1 (en) | Fuel injector | |
| EP1150001B1 (en) | Solenoid valve and fuel injector using same | |
| JPH11218065A (en) | Solenoid control fuel injection device | |
| JP5874696B2 (en) | Fuel injection valve | |
| JP3841457B2 (en) | Electromagnet for fuel injector metering valve control | |
| EP1199458A3 (en) | Internal combustion engine fuel injection apparatus and control method thereof | |
| JPH10331740A (en) | Super-magnetostriction type fuel injection valve | |
| KR20020072298A (en) | Fuel injection valve | |
| JPH09324723A (en) | Fuel injection valve | |
| JP4134978B2 (en) | Fuel injection device | |
| JP4239942B2 (en) | Fuel injection valve | |
| JPH10122080A (en) | Accumulative fuel injector | |
| JP4241599B2 (en) | Fuel injection valve | |
| JP6913816B2 (en) | Fuel injection valve and its assembly method | |
| JP2000161177A (en) | Fuel injection mechanism | |
| JPH06147051A (en) | Fuel injection system for diesel engine | |
| JP3988192B2 (en) | Fuel injection valve | |
| US7080818B2 (en) | Pressure regulating valve for common-rail fuel injection system | |
| KR20090037290A (en) | Injector | |
| ATE314575T1 (en) | FUEL SYSTEM | |
| JP4254707B2 (en) | Fuel injection valve | |
| JP3796735B2 (en) | Fuel injection valve |