JP2660388B2 - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents
電磁式燃料噴射弁Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に用いられる
電磁式燃料噴射弁に関するものであり、特に外径形状の
コンパクトな電磁式燃料噴射弁（以下燃料噴射弁とい
う）に関するものである。
電磁式燃料噴射弁に関するものであり、特に外径形状の
コンパクトな電磁式燃料噴射弁（以下燃料噴射弁とい
う）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料噴射弁において、その外径形状がコ
ンパクトなものが要求される。これは車輌等のエンジン
ルームの小容積化に伴いエンジンルーム内に配置される
各種部品類をコンパクト化する必要があるからである。
従来の燃料噴射弁において、その外径形状が比較的小な
るものに、計量噴孔を開閉制御する弁体を板状のフラッ
ト弁としたものがある。
ンパクトなものが要求される。これは車輌等のエンジン
ルームの小容積化に伴いエンジンルーム内に配置される
各種部品類をコンパクト化する必要があるからである。
従来の燃料噴射弁において、その外径形状が比較的小な
るものに、計量噴孔を開閉制御する弁体を板状のフラッ
ト弁としたものがある。
【０００３】これは、実開平３−３５２５６号に示され
る。かかる燃料噴射弁は、上底部の中心から下方に向け
て固定コアが突出するとともに上底部の外周から下方に
向かって筒状部が延びる筒状ハウジングと、ハウジング
の開口端に配置されるとともにハウジングの長手軸心方
向に計量噴孔が穿設されたバルブシートと、バルブシー
トの計量噴孔と固定コアの下端との間に配置され計量噴
孔を開閉し得る板状のフラット弁と、ハウジングの内周
と固定コアの内周との間の環状の間隙内に配置される電
磁ソレノイドと、を備えるものである。
る。かかる燃料噴射弁は、上底部の中心から下方に向け
て固定コアが突出するとともに上底部の外周から下方に
向かって筒状部が延びる筒状ハウジングと、ハウジング
の開口端に配置されるとともにハウジングの長手軸心方
向に計量噴孔が穿設されたバルブシートと、バルブシー
トの計量噴孔と固定コアの下端との間に配置され計量噴
孔を開閉し得る板状のフラット弁と、ハウジングの内周
と固定コアの内周との間の環状の間隙内に配置される電
磁ソレノイドと、を備えるものである。
【０００４】そして、電磁コイルの通電、遮電により磁
気通路内に生起、消滅する磁力によってフラット弁を往
復移動させて計量噴孔を開閉し、ハウジングの外周か
ら、ハウジングの内周と電磁コイルの外周との間の環状
流路内に流入する燃料を計量噴孔を介して噴射する。こ
のようにハウジングの外周からハウジング内の環状流路
内に燃料を流入させ、この環状流路内の燃料を計量噴孔
より噴射する燃料噴射弁は、サイドフィード型燃料噴射
弁と呼ばれる。かかる燃料噴射弁によると、弁体が平板
形状をなすことから長手軸心方向の長さを短縮できるこ
と及び固定コア内に燃料流路が貫通して穿設されないこ
とから固定コアの磁気通路面積を充分に確保できるこ
と、から比較的外径形状の小なる燃料噴射弁が提供でき
るものである。
気通路内に生起、消滅する磁力によってフラット弁を往
復移動させて計量噴孔を開閉し、ハウジングの外周か
ら、ハウジングの内周と電磁コイルの外周との間の環状
流路内に流入する燃料を計量噴孔を介して噴射する。こ
のようにハウジングの外周からハウジング内の環状流路
内に燃料を流入させ、この環状流路内の燃料を計量噴孔
より噴射する燃料噴射弁は、サイドフィード型燃料噴射
弁と呼ばれる。かかる燃料噴射弁によると、弁体が平板
形状をなすことから長手軸心方向の長さを短縮できるこ
と及び固定コア内に燃料流路が貫通して穿設されないこ
とから固定コアの磁気通路面積を充分に確保できるこ
と、から比較的外径形状の小なる燃料噴射弁が提供でき
るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかる燃料噴射弁にあ
っては、燃料噴射弁に燃料ポンプを介して供送される燃
料は、前述の如く計量噴孔より機関に向けて噴射される
ものであるが、燃料の一部は燃料噴射弁より燃料リター
ン通路を介して燃料タンク内へ還流され、燃料タンク内
に戻された燃料は、再び燃料ポンプによって燃料噴射弁
に向けて加圧供送される。そして燃料リターン通路内を
流れる燃料の一部は燃料噴射弁内を通過した後に燃料リ
ターン通路内へ流れることより、電磁ソレノイドの発熱
の影響を受けてリターン燃料の燃料温度は上昇するもの
である。以上によると、燃料リターン通路より継続して
燃料タンク内へ戻される燃料によって燃料タンク内の燃
料温度は徐々に上昇するもので、燃料タンク内において
燃料蒸気が発生し、蒸気燃料が外部へ放出されることを
制限するエバポレーション規制に対して好ましいもので
ない。
っては、燃料噴射弁に燃料ポンプを介して供送される燃
料は、前述の如く計量噴孔より機関に向けて噴射される
ものであるが、燃料の一部は燃料噴射弁より燃料リター
ン通路を介して燃料タンク内へ還流され、燃料タンク内
に戻された燃料は、再び燃料ポンプによって燃料噴射弁
に向けて加圧供送される。そして燃料リターン通路内を
流れる燃料の一部は燃料噴射弁内を通過した後に燃料リ
ターン通路内へ流れることより、電磁ソレノイドの発熱
の影響を受けてリターン燃料の燃料温度は上昇するもの
である。以上によると、燃料リターン通路より継続して
燃料タンク内へ戻される燃料によって燃料タンク内の燃
料温度は徐々に上昇するもので、燃料タンク内において
燃料蒸気が発生し、蒸気燃料が外部へ放出されることを
制限するエバポレーション規制に対して好ましいもので
ない。
【０００６】一方、燃料をハウジングの上端から、固定
コアの中心にあって長手軸心方向に沿って穿設された燃
料流路内に供給するとともにニードル弁に沿って燃料を
流下させ、ハウジングの下端に配置されたバルブシート
に穿設された計量噴孔から噴射する、（燃料噴射弁の長
手軸心方向に燃料を流す）いわゆるトップフィード型の
燃料噴射弁（例えば特開昭６１−７０１６６号に示され
る）にあっては、燃料噴射弁に供給される燃料は計量噴
孔によってその量が計量されて計量噴孔から噴射される
もので、燃料噴射弁から燃料タンクへの燃料の還流は行
なわれない。従って燃料タンク内の燃料が暖められるこ
とはなくエバポレーション規制に対して好ましいもので
ある。
コアの中心にあって長手軸心方向に沿って穿設された燃
料流路内に供給するとともにニードル弁に沿って燃料を
流下させ、ハウジングの下端に配置されたバルブシート
に穿設された計量噴孔から噴射する、（燃料噴射弁の長
手軸心方向に燃料を流す）いわゆるトップフィード型の
燃料噴射弁（例えば特開昭６１−７０１６６号に示され
る）にあっては、燃料噴射弁に供給される燃料は計量噴
孔によってその量が計量されて計量噴孔から噴射される
もので、燃料噴射弁から燃料タンクへの燃料の還流は行
なわれない。従って燃料タンク内の燃料が暖められるこ
とはなくエバポレーション規制に対して好ましいもので
ある。
【０００７】本発明の燃料噴射弁は、エバポレーション
規制に好適なトップフィード型の燃料噴射弁の外径形状
をコンパクトにすることにある。
規制に好適なトップフィード型の燃料噴射弁の外径形状
をコンパクトにすることにある。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】前記目的は、上側磁極片
と； 下側磁極片と； 上側磁極片と下側磁極片とを磁気的に結合する筒状のハ
ウジングと； 上側磁極片から下側磁極片に向かい、ハウジング内に突
出するとともに内部に長手軸心方向に沿う燃料流路が穿
設された固定コアと； 下側磁極片に対向して配置され、弁座と、弁座より固定
コア側の後端に向かって連設されて開口するニードル弁
案内孔と、弁座より先端に向かって連設されて開口する
計量噴孔と、を備えたバルブシートと； ニードル弁案内孔内に移動自在に配置され、その後端に
は固定コアに対向するプランジャーを備え、その先端に
は弁座を開閉制御する弁部を、備えたニードル弁と； 上側磁極片と下側磁極片、及びハウジングの内周と固定
コアの外周と、によって形成される環状の間隙内に配置
される電磁ソレノイドと； プランジャーと固定コアとの間に縮設されるスプリング
と； を備える電磁式燃料噴射弁において、燃料噴射弁より噴
射される全開流量が最大５．６×１０−６ｍ３／ｓ、計
量噴孔の有効噴孔面積が最大０．３×１０−６ｍ２であ
って、ハウジング、上側磁極片、下側磁極片、プランジ
ャー、固定コア、によって形成される磁気通路の、外径
と長手軸心方向の長さとの積を１．８×１０−６ｍ３か
ら３．６×１０−６ｍ３の範囲とすることによって達成
される。
と； 下側磁極片と； 上側磁極片と下側磁極片とを磁気的に結合する筒状のハ
ウジングと； 上側磁極片から下側磁極片に向かい、ハウジング内に突
出するとともに内部に長手軸心方向に沿う燃料流路が穿
設された固定コアと； 下側磁極片に対向して配置され、弁座と、弁座より固定
コア側の後端に向かって連設されて開口するニードル弁
案内孔と、弁座より先端に向かって連設されて開口する
計量噴孔と、を備えたバルブシートと； ニードル弁案内孔内に移動自在に配置され、その後端に
は固定コアに対向するプランジャーを備え、その先端に
は弁座を開閉制御する弁部を、備えたニードル弁と； 上側磁極片と下側磁極片、及びハウジングの内周と固定
コアの外周と、によって形成される環状の間隙内に配置
される電磁ソレノイドと； プランジャーと固定コアとの間に縮設されるスプリング
と； を備える電磁式燃料噴射弁において、燃料噴射弁より噴
射される全開流量が最大５．６×１０−６ｍ３／ｓ、計
量噴孔の有効噴孔面積が最大０．３×１０−６ｍ２であ
って、ハウジング、上側磁極片、下側磁極片、プランジ
ャー、固定コア、によって形成される磁気通路の、外径
と長手軸心方向の長さとの積を１．８×１０−６ｍ３か
ら３．６×１０−６ｍ３の範囲とすることによって達成
される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明になる燃料噴射弁の一実施例を
図１によって説明する。１は筒状をなす筒状のハウジン
グであり、その上部には上側磁極片２が配置され、筒状
のハウジング１の下端近傍の係止段部上には下側磁極片
３が配置される。又、上側磁極片２の中心には、下方に
向かうとともに筒状のハウジング１内へ突出する固定コ
ア４が配置され、固定コア４には上方端から下方端に向
かって開口する燃料流路５が貫通して穿設される。本実
施例にあっては、筒状のハウジング１と、上側磁極片２
と、固定コア４とは一体的に形成されたもので固定コア
４は上側磁極片２より上方に向かって延ばした。前記燃
料流路５は固定コア４の上端に開口し、燃料流路５の上
端近傍にはストレーナ１０が配置される。
図１によって説明する。１は筒状をなす筒状のハウジン
グであり、その上部には上側磁極片２が配置され、筒状
のハウジング１の下端近傍の係止段部上には下側磁極片
３が配置される。又、上側磁極片２の中心には、下方に
向かうとともに筒状のハウジング１内へ突出する固定コ
ア４が配置され、固定コア４には上方端から下方端に向
かって開口する燃料流路５が貫通して穿設される。本実
施例にあっては、筒状のハウジング１と、上側磁極片２
と、固定コア４とは一体的に形成されたもので固定コア
４は上側磁極片２より上方に向かって延ばした。前記燃
料流路５は固定コア４の上端に開口し、燃料流路５の上
端近傍にはストレーナ１０が配置される。
【００１０】上側磁極片２と下側磁極片３及び筒状のハ
ウジング１の内周と固定コア４の外周とによって形成さ
れる環状室内にはコイルボビン６にコイル７が巻回わさ
れた電磁ソレノイド８が収納配置され、コイル７に接続
された端子９は上側磁極片２を貫通して外部に向かって
突出する。電気信号はこの端子９を介してコイル７に与
えられる。
ウジング１の内周と固定コア４の外周とによって形成さ
れる環状室内にはコイルボビン６にコイル７が巻回わさ
れた電磁ソレノイド８が収納配置され、コイル７に接続
された端子９は上側磁極片２を貫通して外部に向かって
突出する。電気信号はこの端子９を介してコイル７に与
えられる。
【００１１】１１は下側磁極片３に対向して配置された
バルブシートであり、バルブシート１１内には傾斜面を
なす弁座１２が形成され、弁座１２より下側磁極片３側
の上方に向かってニードル弁案内孔１３が連設されて開
口し、弁座１２より下方に向かって計量噴孔１４が連設
されて開口する。このバルブシート１１は下側磁極片３
にストッププレート１５を介して配置され、筒状のハウ
ジング１の開口端をバルブシート１１に向けて内方へカ
シメることによって固定される。
バルブシートであり、バルブシート１１内には傾斜面を
なす弁座１２が形成され、弁座１２より下側磁極片３側
の上方に向かってニードル弁案内孔１３が連設されて開
口し、弁座１２より下方に向かって計量噴孔１４が連設
されて開口する。このバルブシート１１は下側磁極片３
にストッププレート１５を介して配置され、筒状のハウ
ジング１の開口端をバルブシート１１に向けて内方へカ
シメることによって固定される。
【００１２】１６は、バルブシート１１のニードル弁案
内孔１３を長手軸心方向に沿って移動自在に配置された
ニードル弁であり、その先端から、計量噴孔１４内に挿
入され、計量噴孔１４とともに有効噴孔面積を制御する
ピントル部１６Ａと、弁座１２に当接して弁座１２を閉
塞する弁部１６Ｂと、ニードル弁１６の外周とニードル
弁案内孔１３との間に燃料通路を形成する切欠き面１６
Ｃと、が形成され、更にニードル弁１６の上端にはプラ
ンジャー１７が一体的に配置される。このプランジャー
１７の上端は固定コア４の下端に対して対向して配置さ
れるとともに微小なる間隙をもって配置される。１８
は、一端が固定コア４に係止され、他端がプランジャー
１７に係止されたスプリングであって、プランジャー１
７を含むニードル弁１６は下方に弾性的に付勢され、こ
れによってニードル弁１６の弁部１６Ｂは弁座１２に当
接される。
内孔１３を長手軸心方向に沿って移動自在に配置された
ニードル弁であり、その先端から、計量噴孔１４内に挿
入され、計量噴孔１４とともに有効噴孔面積を制御する
ピントル部１６Ａと、弁座１２に当接して弁座１２を閉
塞する弁部１６Ｂと、ニードル弁１６の外周とニードル
弁案内孔１３との間に燃料通路を形成する切欠き面１６
Ｃと、が形成され、更にニードル弁１６の上端にはプラ
ンジャー１７が一体的に配置される。このプランジャー
１７の上端は固定コア４の下端に対して対向して配置さ
れるとともに微小なる間隙をもって配置される。１８
は、一端が固定コア４に係止され、他端がプランジャー
１７に係止されたスプリングであって、プランジャー１
７を含むニードル弁１６は下方に弾性的に付勢され、こ
れによってニードル弁１６の弁部１６Ｂは弁座１２に当
接される。
【００１３】かかる燃料噴射弁において、端子９を介し
て電磁ソレノイド８のコイル７に通電されると、上側磁
極片２、筒状のハウジング１、下側磁極片３、プランジ
ャー１７、固定コア４、によって形成される磁気通路Ａ
に磁力が発生し、この磁力によりプランジャー１７はス
プリング１８のバネ力に抗して固定コア４側へと吸引さ
れて上動し、ニードル弁１６の弁部１６Ｂが弁座１２を
開放する。以上によると、図示せぬ燃料ポンプによって
燃料流路５内へ加圧供給されている燃料は、弁座１２か
ら計量噴孔１４内へと流れ込み、計量噴孔１４とニード
ル弁１６のピントル部１６Ａによって規制される計量噴
孔１４の有効噴孔面積によってその量が制御され、計量
噴孔１４より機関に向けて燃料が噴射される。一方、電
磁ソレノイド８のコイル７への通電が断たれると、前記
磁気通路Ａによる磁力は消滅するもので、これによる
と、プランジャー１７はスプリング１８のバネ力によっ
て押圧されて下方へ移動し、弁座１２はニードル弁１６
の弁部１６Ｂによって閉塞され、もって計量噴孔１４か
らの燃料の噴射が停止する。
て電磁ソレノイド８のコイル７に通電されると、上側磁
極片２、筒状のハウジング１、下側磁極片３、プランジ
ャー１７、固定コア４、によって形成される磁気通路Ａ
に磁力が発生し、この磁力によりプランジャー１７はス
プリング１８のバネ力に抗して固定コア４側へと吸引さ
れて上動し、ニードル弁１６の弁部１６Ｂが弁座１２を
開放する。以上によると、図示せぬ燃料ポンプによって
燃料流路５内へ加圧供給されている燃料は、弁座１２か
ら計量噴孔１４内へと流れ込み、計量噴孔１４とニード
ル弁１６のピントル部１６Ａによって規制される計量噴
孔１４の有効噴孔面積によってその量が制御され、計量
噴孔１４より機関に向けて燃料が噴射される。一方、電
磁ソレノイド８のコイル７への通電が断たれると、前記
磁気通路Ａによる磁力は消滅するもので、これによる
と、プランジャー１７はスプリング１８のバネ力によっ
て押圧されて下方へ移動し、弁座１２はニードル弁１６
の弁部１６Ｂによって閉塞され、もって計量噴孔１４か
らの燃料の噴射が停止する。
【００１４】かかる燃料噴射弁は以下によってコンパク
トにすることができる。まず、燃料噴射弁の外径形状を
制約する基本的構成要素は以下の点にあることに着目し
た。 計量噴孔１４の有効噴孔面積 弁座１２のシート通路面積 燃圧に対抗する吸引力 機関回転に応答できるニードル弁１６の作動速度
トにすることができる。まず、燃料噴射弁の外径形状を
制約する基本的構成要素は以下の点にあることに着目し
た。 計量噴孔１４の有効噴孔面積 弁座１２のシート通路面積 燃圧に対抗する吸引力 機関回転に応答できるニードル弁１６の作動速度
【００１５】燃料噴射弁は、一般に上市される量産車に
搭載されなければならない。一般に上市される四輪車、
二輪車等の量産車に搭載される機関に装着される燃料噴
射弁の全開時における燃料流量は、５．６×１０−６ｍ
３／ｓ有れば足りる。これは、量産車の機関の出力、気
筒数から判断される。
搭載されなければならない。一般に上市される四輪車、
二輪車等の量産車に搭載される機関に装着される燃料噴
射弁の全開時における燃料流量は、５．６×１０−６ｍ
３／ｓ有れば足りる。これは、量産車の機関の出力、気
筒数から判断される。
【００１６】一方、燃料噴射弁の計量噴孔１４の有効噴
孔面積は、燃料噴射弁に向けて加圧燃料を供給する燃料
ポンプの吐出圧力が一般的に２００ｋｐａから３９０ｋ
ｐａの範囲内に制御されて供給されることから前記５．
６×１０−６ｍ３／ｓの全開流量を得る為には、最大で
０．３×１０−６ｍ２の有効噴孔面積が必要であること
が確認された。いいかえると０．３×１０−６ｍ２有れ
ば５．６×１０−６ｍ３／ｓを流すことができるという
ことで、コンパクトに燃料噴射弁をまとめるには、これ
以上の有効噴孔面積は不要であるということである。他
方、計量噴孔１４の上流側に位置する弁座１２のシート
通路面積は最小で０．３×１０−６ｍ２を必要とする。
このシート通路面積が０．３×１０−６ｍ２以下と成る
と、計量噴孔１４の前で燃料を絞ることになり、５．６
×１０−６ｍ３／ｓの全開流量を保証できないことにな
る。
孔面積は、燃料噴射弁に向けて加圧燃料を供給する燃料
ポンプの吐出圧力が一般的に２００ｋｐａから３９０ｋ
ｐａの範囲内に制御されて供給されることから前記５．
６×１０−６ｍ３／ｓの全開流量を得る為には、最大で
０．３×１０−６ｍ２の有効噴孔面積が必要であること
が確認された。いいかえると０．３×１０−６ｍ２有れ
ば５．６×１０−６ｍ３／ｓを流すことができるという
ことで、コンパクトに燃料噴射弁をまとめるには、これ
以上の有効噴孔面積は不要であるということである。他
方、計量噴孔１４の上流側に位置する弁座１２のシート
通路面積は最小で０．３×１０−６ｍ２を必要とする。
このシート通路面積が０．３×１０−６ｍ２以下と成る
と、計量噴孔１４の前で燃料を絞ることになり、５．６
×１０−６ｍ３／ｓの全開流量を保証できないことにな
る。
【００１７】ここで、本願発明の発明者は、ニードル弁
案内孔１３内に往復移動可能に案内され、且つその端部
にプランジャー１７を備えたいわゆる円筒ガイドプラン
ジャー型のニードル弁１６について種々の形状及び材質
を選定しニードル弁１６のシート径ΦＢの小径化及び重
量Ｗの軽減の限界値に関するテストを行なった。（図２
はニードル弁とバルブシートの拡大図である）このテス
ト結果が図３に示される。これによると、ニードル弁１
６のシート径ΦＢをもっとも小さくできる限界はΦ１．
５×１０−３ｍであり、ニードル弁１６の重量Ｗのもっ
とも軽くできる限界は０．４×１０−３ｋｇで有ること
が確認された。この限界値は、ニードル弁１６の寸法精
度を正確に維持して製作しうる限界である。
案内孔１３内に往復移動可能に案内され、且つその端部
にプランジャー１７を備えたいわゆる円筒ガイドプラン
ジャー型のニードル弁１６について種々の形状及び材質
を選定しニードル弁１６のシート径ΦＢの小径化及び重
量Ｗの軽減の限界値に関するテストを行なった。（図２
はニードル弁とバルブシートの拡大図である）このテス
ト結果が図３に示される。これによると、ニードル弁１
６のシート径ΦＢをもっとも小さくできる限界はΦ１．
５×１０−３ｍであり、ニードル弁１６の重量Ｗのもっ
とも軽くできる限界は０．４×１０−３ｋｇで有ること
が確認された。この限界値は、ニードル弁１６の寸法精
度を正確に維持して製作しうる限界である。
【００１８】そして、ニードル弁１６のシート径ΦＢが
Φ１．５×１０−３ｍのとき弁座１２に加わる燃圧の力
は図４に示される。すなわち、燃料ポンプから供送され
る燃圧が２００ｋｐａのとき弁座１２には４０２×１０
−３Ｎの燃圧の力が加わり、燃圧３９０ｋｐａのとき弁
座１２には７９４×１０−３Ｎの燃圧の力が加わる。
Φ１．５×１０−３ｍのとき弁座１２に加わる燃圧の力
は図４に示される。すなわち、燃料ポンプから供送され
る燃圧が２００ｋｐａのとき弁座１２には４０２×１０
−３Ｎの燃圧の力が加わり、燃圧３９０ｋｐａのとき弁
座１２には７９４×１０−３Ｎの燃圧の力が加わる。
【００１９】以上よりすると、ニードル弁１６を動作す
る為に必要な吸引力は以下によって決定される。 ニードル弁１６の限界重量Ｗ（ｋｇ）は前述の如く
０．４×１０−３ｋｇであり、ニードル弁１６の製造上
のバラツキを考慮したとき０．５×１０−３ｋｇとな
る。一方、燃料噴射弁を機関へ装着した際、機関の運転
状態において振動の加速度は瞬間的に最大４９０ｍ／ｓ
２の重力加速度が加わることが予測される。かかる状態
においてニードル弁１６を安定して動作させる為には、
３７３×１０−３Ｎのスプリング１８のセット荷重が必
要となる。このスプリング１８のセット荷重３７３×１
０−３Ｎは以下によって求められた。ニードル弁１６の
重量３．８×１０−３ｋｇ×重力加速度４９０ｍ／ｓ２
×安全率１．５＝３７３×１０−３Ｎ又、スプリング１
８は前述したが、ニードル弁１６をバルブシート１１の
弁座１２に押圧する作用をなすスプリングである。 前記スプリング１８は、計量噴孔１４より噴射される
低流量域の噴射量の流量調整を行なう為１８８３×１０
−３Ｎの巾をもってスプリング荷重調整が行なわれる。
すなわち、スプリング１８のバネ力は１７６５×１０
−３Ｎの範囲内において調整される。 一般的に使用される量産乗用車用の機関において、機
関の回転速度は最高で１６６７０００Ｓ−１、周期１２
×１０−３ｓに達し、これに応答する為には、燃料噴射
弁のニードル弁１６は最低限２×１０−３ｓの応答速度
を必要とする。このように、ニードル弁１６が２×１０
−３ｓの応答速度を得る為には約２．９×１０−３Ｎの
作動荷重が必要となる。
る為に必要な吸引力は以下によって決定される。 ニードル弁１６の限界重量Ｗ（ｋｇ）は前述の如く
０．４×１０−３ｋｇであり、ニードル弁１６の製造上
のバラツキを考慮したとき０．５×１０−３ｋｇとな
る。一方、燃料噴射弁を機関へ装着した際、機関の運転
状態において振動の加速度は瞬間的に最大４９０ｍ／ｓ
２の重力加速度が加わることが予測される。かかる状態
においてニードル弁１６を安定して動作させる為には、
３７３×１０−３Ｎのスプリング１８のセット荷重が必
要となる。このスプリング１８のセット荷重３７３×１
０−３Ｎは以下によって求められた。ニードル弁１６の
重量３．８×１０−３ｋｇ×重力加速度４９０ｍ／ｓ２
×安全率１．５＝３７３×１０−３Ｎ又、スプリング１
８は前述したが、ニードル弁１６をバルブシート１１の
弁座１２に押圧する作用をなすスプリングである。 前記スプリング１８は、計量噴孔１４より噴射される
低流量域の噴射量の流量調整を行なう為１８８３×１０
−３Ｎの巾をもってスプリング荷重調整が行なわれる。
すなわち、スプリング１８のバネ力は１７６５×１０
−３Ｎの範囲内において調整される。 一般的に使用される量産乗用車用の機関において、機
関の回転速度は最高で１６６７０００Ｓ−１、周期１２
×１０−３ｓに達し、これに応答する為には、燃料噴射
弁のニードル弁１６は最低限２×１０−３ｓの応答速度
を必要とする。このように、ニードル弁１６が２×１０
−３ｓの応答速度を得る為には約２．９×１０−３Ｎの
作動荷重が必要となる。
【００２０】以上からすると、ニードル弁１６に対する
吸引力は２１６７×１０−３Ｎが必要となる。これは、
スプリング１８のセット荷重３７３×１０−３Ｎ、スプ
リング１８の調整巾１７６５×１０−３Ｎ、ニードル弁
１６に対する作動荷重２９×１０−３Ｎの合計によって
得られる。
吸引力は２１６７×１０−３Ｎが必要となる。これは、
スプリング１８のセット荷重３７３×１０−３Ｎ、スプ
リング１８の調整巾１７６５×１０−３Ｎ、ニードル弁
１６に対する作動荷重２９×１０−３Ｎの合計によって
得られる。
【００２１】一方、プランジャー１７を備えたニードル
弁１６を用いた電磁装置において、電磁装置の体積ｍ３
と電磁装置によって生起する吸引力Ｎとの関係のテスト
結果が図５に示される。ここで電磁装置の体積ｍ３と
は、図６によって模式的に示される。すなわち、電磁装
置における磁気通路Ａは、上側磁極片２、筒状ハウジン
グ１、下側磁極片３、プランジャー１７、固定コア４、
とによって構成されるもので、このとき、電磁装置の体
積ｍ３は、磁気通路Ａの外径と磁気通路Ａの長手軸心方
向の長さとの積によって表される。すなわち磁気装置の
体積ｍ３が大になると、吸引力Ｎが増加する。
弁１６を用いた電磁装置において、電磁装置の体積ｍ３
と電磁装置によって生起する吸引力Ｎとの関係のテスト
結果が図５に示される。ここで電磁装置の体積ｍ３と
は、図６によって模式的に示される。すなわち、電磁装
置における磁気通路Ａは、上側磁極片２、筒状ハウジン
グ１、下側磁極片３、プランジャー１７、固定コア４、
とによって構成されるもので、このとき、電磁装置の体
積ｍ３は、磁気通路Ａの外径と磁気通路Ａの長手軸心方
向の長さとの積によって表される。すなわち磁気装置の
体積ｍ３が大になると、吸引力Ｎが増加する。
【００２２】そして、プランジャー１７を含むニードル
弁１６に対して必要な吸引力は前述の如く２１６７×１
０−３Ｎであることからすると、図５に示されるテスト
結果から電磁装置の体積ｍ３は１．８×１０−６ｍ３を
必要とすることが判明する。ここで、燃料噴射弁の設計
上の許容誤差範囲、及び製造上のバラツキ、材料選択の
自由度、等を鑑案すると、電磁装置の体積ｍ３は、１．
８×１０−６ｍ３から３．６×１０−６ｍ３の範囲が好
ましいものである。（２倍の安全率をみた）例えば電磁
装置の体積１．８×１０−６ｍ３は磁気通路Ａの外径を
１３×１０−３ｍ、磁気通路Ａの長手軸心方向の長さを
１３．６×１０−３ｍとすることによって得られるもの
であり、又、電磁装置の体積３．６×１０−６ｍは磁気
通路Ａの外径を１４×１０−３ｍ、磁気通路Ａの長手軸
心方向の長さを２３．４×１０−３ｍとすることによっ
て得られる。尚、ニードル弁１６のストローク１２２×
１０−６ｍは、シート径が１．５×１０−３ｍであり、
弁座１２の最大通路面積は０．３×１０−６ｍ２であ
り、且つ弁部１６Ｂと弁座１２とがテーパー状にシート
されていることから１２２×１０−６ｍが決定された。
又、ニードル弁１６のストローク５５×１０−６ｍはス
トレーナ１０のオープニングが３０×１０−６ｍである
ことにより決定された。
弁１６に対して必要な吸引力は前述の如く２１６７×１
０−３Ｎであることからすると、図５に示されるテスト
結果から電磁装置の体積ｍ３は１．８×１０−６ｍ３を
必要とすることが判明する。ここで、燃料噴射弁の設計
上の許容誤差範囲、及び製造上のバラツキ、材料選択の
自由度、等を鑑案すると、電磁装置の体積ｍ３は、１．
８×１０−６ｍ３から３．６×１０−６ｍ３の範囲が好
ましいものである。（２倍の安全率をみた）例えば電磁
装置の体積１．８×１０−６ｍ３は磁気通路Ａの外径を
１３×１０−３ｍ、磁気通路Ａの長手軸心方向の長さを
１３．６×１０−３ｍとすることによって得られるもの
であり、又、電磁装置の体積３．６×１０−６ｍは磁気
通路Ａの外径を１４×１０−３ｍ、磁気通路Ａの長手軸
心方向の長さを２３．４×１０−３ｍとすることによっ
て得られる。尚、ニードル弁１６のストローク１２２×
１０−６ｍは、シート径が１．５×１０−３ｍであり、
弁座１２の最大通路面積は０．３×１０−６ｍ２であ
り、且つ弁部１６Ｂと弁座１２とがテーパー状にシート
されていることから１２２×１０−６ｍが決定された。
又、ニードル弁１６のストローク５５×１０−６ｍはス
トレーナ１０のオープニングが３０×１０−６ｍである
ことにより決定された。
【００２３】以上の如く、磁気通路Ａの外径と、磁気通
路Ａの長手軸心方向の長さとの積を１．８×１０−６ｍ
３から３．６×１０−６ｍ３の範囲としたことによる
と、燃料噴射弁の大きさを決定する主要部をコンパクト
にまとめることが可能となったものであり、これによっ
て燃料噴射弁全体をコンパクトにまとめることができた
ものである。
路Ａの長手軸心方向の長さとの積を１．８×１０−６ｍ
３から３．６×１０−６ｍ３の範囲としたことによる
と、燃料噴射弁の大きさを決定する主要部をコンパクト
にまとめることが可能となったものであり、これによっ
て燃料噴射弁全体をコンパクトにまとめることができた
ものである。
【００２４】尚、本実施例による磁気通路Ａは、上側磁
極片２、筒状ハウジング１、下側磁極片３、プランジャ
ー１７、固定コア４、によって構成されるが、この構成
に限定されるものでなく、要は、固定コア４、プランジ
ャー１７を含む磁気通路Ａが構成されればよい。例え
ば、下側磁極片がバルブシートと一体形成された実施例
が図７に示される。又、ニードル弁１６の形状も前述し
た実施例に限定されるべきでなく、例えばニードル弁１
６の他の実施例は図７に示される。本ニードル弁１６に
よれば弁部１６Ｂに下方に計量噴孔１４内に挿入される
ピントル部を有しないもので、かかるニードル弁１６を
使用した際、有効噴孔面積は計量噴孔１４の孔面積とな
る。
極片２、筒状ハウジング１、下側磁極片３、プランジャ
ー１７、固定コア４、によって構成されるが、この構成
に限定されるものでなく、要は、固定コア４、プランジ
ャー１７を含む磁気通路Ａが構成されればよい。例え
ば、下側磁極片がバルブシートと一体形成された実施例
が図７に示される。又、ニードル弁１６の形状も前述し
た実施例に限定されるべきでなく、例えばニードル弁１
６の他の実施例は図７に示される。本ニードル弁１６に
よれば弁部１６Ｂに下方に計量噴孔１４内に挿入される
ピントル部を有しないもので、かかるニードル弁１６を
使用した際、有効噴孔面積は計量噴孔１４の孔面積とな
る。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明になる燃料噴射弁に
よると、燃料噴射弁の外径形状を決定する磁気通路の外
径と磁気通路の長手軸心方向の長さとの積を１．８×１
０−６ｍ３から３．６×１０−６ｍ３の範囲としたの
で、極めてコンパクトな燃料噴射弁を提供できるもので
あり、車輌への搭載の自由度を高めることができるとと
もに機関のスペースが四輪車に比較して小なる二輪車へ
の搭載が容易と成ったものである。更には、機関の１気
筒に複数の吸気弁を備えるものにあって複数の燃料噴射
弁を装着することが可能となったもので設計的自由度を
大きく向上できたものである。
よると、燃料噴射弁の外径形状を決定する磁気通路の外
径と磁気通路の長手軸心方向の長さとの積を１．８×１
０−６ｍ３から３．６×１０−６ｍ３の範囲としたの
で、極めてコンパクトな燃料噴射弁を提供できるもので
あり、車輌への搭載の自由度を高めることができるとと
もに機関のスペースが四輪車に比較して小なる二輪車へ
の搭載が容易と成ったものである。更には、機関の１気
筒に複数の吸気弁を備えるものにあって複数の燃料噴射
弁を装着することが可能となったもので設計的自由度を
大きく向上できたものである。
【図１】本発明になる電磁式燃料噴射弁の一実施例を示
す縦断面図。
す縦断面図。
【図２】図１におけるバルブシートとニードル弁の拡大
縦断面図。
縦断面図。
【図３】ニードル弁の重量とシート径との関係を示す線
図。
図。
【図４】シート径と弁座に加わる燃圧の力との関係を示
す線図。
す線図。
【図５】電磁装置の体積と吸引力との関係を示す線図。
【図６】電磁式燃料噴射の模式的縦断面図。
【図７】本発明になる電磁式燃料噴射弁の他の実施例を
示す縦断面図。
示す縦断面図。
１ 筒状のハウジング ２ 上側磁極片 ３ 下側磁極片 ４ 固定コア ５ 燃料流路 ８ 電磁ソレノイド １１ バルブシート １２ 弁座 １３ ニードル弁案内孔 １４ 計量噴孔 １６ ニードル弁 １７ プランジャー １８ スプリング Ａ 磁気通路
Claims (1)
- 【請求項１】 上側磁極片２と； 下側磁極片３と； 上側磁極片２と下側磁極片３とを磁気的に結合する筒状
のハウジング１と； 上側磁極片２から下側磁極片３に向かい、ハウジング１
内に突出するとともに内部に長手軸心方向に沿う燃料流
路５が穿設された固定コア４と； 下側磁極片３に対向して配置され、弁座１２と、 弁座１２より固定コア４側の後端に向かって連設されて
開口するニードル弁案内孔１３と、弁座１２より先端に
向かって連設されて開口する計量噴孔１４と、を備えた
バルブシート１１と； ニードル弁案内孔１３内に移動自在に配置され、その後
端には固定コア４に対向するプランジャー１７を備え、
その先端には弁座１２を開閉制御する弁部１６Ｂを、備
えたニードル弁１６と； 上側磁極片２と下側磁極片３、及びハウジング１の内周
と固定コア４の外周と、によって形成される環状の間隙
内に配置される電磁ソレノイド８と； プランジャー１７と固定コア４との間に縮設されるスプ
リング１８と； を備える電磁式燃料噴射弁において、 燃料噴射弁より噴射される全開流量が最大５．６×１０
−６ｍ３／ｓ、計量噴孔１４の有効噴孔面積が最大０．
３×１０−６ｍ２であって、 ハウジング１、上側磁極片２、下側磁極片３、プランジ
ャー１７、固定コア４、によって形成される磁気通路Ａ
の、外径と長手軸心方向の長さとの積を１．８×１０
−６ｍ３から３．６×１０−６ｍ３の範囲としたことを
特徴とする電磁式燃料噴射弁。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5350696A JP2660388B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 電磁式燃料噴射弁 |
| EP94309906A EP0661444A1 (en) | 1993-12-29 | 1994-12-29 | Electromagnetic fuel valve |
| US08/366,412 US5609304A (en) | 1993-12-29 | 1994-12-29 | Electromagnetic type fuel injection valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5350696A JP2660388B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 電磁式燃料噴射弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07197867A JPH07197867A (ja) | 1995-08-01 |
| JP2660388B2 true JP2660388B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=18412229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5350696A Expired - Lifetime JP2660388B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 電磁式燃料噴射弁 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5609304A (ja) |
| EP (1) | EP0661444A1 (ja) |
| JP (1) | JP2660388B2 (ja) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105179128A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-12-23 | 四川膨旭科技有限公司 | 车用喷油装置 |
| CN106574586A (zh) * | 2014-08-26 | 2017-04-19 | 株式会社电装 | 燃料喷射阀 |
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| WO1999061780A1 (en) * | 1998-05-27 | 1999-12-02 | Siemens Automotive Corporation | Contaminant tolerant compressed natural gas injector and method of directing gaseous fuel therethrough |
| US6328231B1 (en) | 1998-05-27 | 2001-12-11 | Siemens Automotive Corporation | Compressed natural gas injector having improved low noise valve needle |
| US6431474B2 (en) | 1999-05-26 | 2002-08-13 | Siemens Automotive Corporation | Compressed natural gas fuel injector having magnetic pole face flux director |
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| US6422488B1 (en) | 1999-08-10 | 2002-07-23 | Siemens Automotive Corporation | Compressed natural gas injector having gaseous dampening for armature needle assembly during closing |
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| DE102010040914A1 (de) | 2010-09-16 | 2012-03-22 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil |
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| JPS6092765U (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | 株式会社京浜精機製作所 | 燃料噴射弁 |
| JPS60119363A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-26 | Keihin Seiki Mfg Co Ltd | 燃料噴射弁 |
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| DE3852493T2 (de) * | 1987-12-23 | 1995-05-18 | Siemens Ag | Herstellungsverfahren für eine Lochplatte für Brennstoff-Einspritzventile. |
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| JPH0335256A (ja) * | 1989-07-01 | 1991-02-15 | Toshiba Corp | 電子写真装置 |
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1993
- 1993-12-29 JP JP5350696A patent/JP2660388B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-12-29 US US08/366,412 patent/US5609304A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-29 EP EP94309906A patent/EP0661444A1/en not_active Withdrawn
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| CN105179128A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-12-23 | 四川膨旭科技有限公司 | 车用喷油装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07197867A (ja) | 1995-08-01 |
| EP0661444A1 (en) | 1995-07-05 |
| US5609304A (en) | 1997-03-11 |
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