JP2758064B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents
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- needle
- fuel
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- F02M61/161—Means for adjusting injection-valve lift
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
- F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
- F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
- F02M51/0685—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature and the valve being allowed to move relatively to each other or not being attached to each other
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/08—Fuel-injection apparatus having special means for influencing magnetic flux, e.g. for shielding or guiding magnetic flux
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用の燃料噴射弁に関するもので、た
とえば２サイクル内燃機関の燃焼室内へ直接に比較的低
圧の燃料を霧化して噴射するのに適した燃料噴射弁に関
する。
とえば２サイクル内燃機関の燃焼室内へ直接に比較的低
圧の燃料を霧化して噴射するのに適した燃料噴射弁に関
する。
内燃機関に用いられる燃料噴射弁は要求燃料量が最も
少ないときでも正確な量の燃料の噴射しうる構造となっ
ている。ところが要求燃料量は機関の運転状態に応じて
大巾に変動し、従って特に低圧用燃料噴射弁を用いたと
きには要求噴射量が多くなると噴射時間をかなり長くし
なければならない。ところが例えば２サイクル内燃機関
では短時間のうちに燃料噴射を行わなければならず、従
って特に低圧燃料噴射弁を用いた場合には短時間のうち
に最小要求燃料量から最大要求燃料量の全範囲に亘って
必要な量の燃料を噴射するのが困難となる。
少ないときでも正確な量の燃料の噴射しうる構造となっ
ている。ところが要求燃料量は機関の運転状態に応じて
大巾に変動し、従って特に低圧用燃料噴射弁を用いたと
きには要求噴射量が多くなると噴射時間をかなり長くし
なければならない。ところが例えば２サイクル内燃機関
では短時間のうちに燃料噴射を行わなければならず、従
って特に低圧燃料噴射弁を用いた場合には短時間のうち
に最小要求燃料量から最大要求燃料量の全範囲に亘って
必要な量の燃料を噴射するのが困難となる。
そこで短時間のうちに燃料噴射を行う必要がある場合
には通常小流量用燃料噴射弁と大流量燃料噴射弁を具
え、要求燃料量が少いときには小流量用燃料噴射弁から
燃料の噴射し、要求燃料量が多くなると大流量燃料噴射
弁からも燃料を噴射するようにしている（特公昭61−55
43号公報参照）。
には通常小流量用燃料噴射弁と大流量燃料噴射弁を具
え、要求燃料量が少いときには小流量用燃料噴射弁から
燃料の噴射し、要求燃料量が多くなると大流量燃料噴射
弁からも燃料を噴射するようにしている（特公昭61−55
43号公報参照）。
また別の従来例では、燃料噴射弁の制御可能な燃料噴
射量の範囲を拡げて、噴射燃料を微小量においても確実
に制御することができるようにするために、可動コアが
励磁コイルの付勢によって吸引されるとき、この吸引力
を可動コアとニードルの間に挿入したディレイスプリン
グと呼ばれるものに所定時間蓄えた後、この吸引力に前
記のようにして蓄えた力を付加して前記ニードルに伝達
するバルブリフト制御手段なるものを設けたものもある
（実開昭58−72455号公報参照）。
射量の範囲を拡げて、噴射燃料を微小量においても確実
に制御することができるようにするために、可動コアが
励磁コイルの付勢によって吸引されるとき、この吸引力
を可動コアとニードルの間に挿入したディレイスプリン
グと呼ばれるものに所定時間蓄えた後、この吸引力に前
記のようにして蓄えた力を付加して前記ニードルに伝達
するバルブリフト制御手段なるものを設けたものもある
（実開昭58−72455号公報参照）。
しかしながら実際には内燃機関の燃焼室等に前記の第
１の従来例のような２つの燃料噴射弁を設けるのはスペ
ースの点から困難な場合が多いことは当業者の良く知る
ところである。
１の従来例のような２つの燃料噴射弁を設けるのはスペ
ースの点から困難な場合が多いことは当業者の良く知る
ところである。
また、前記第２の従来例におけるディレイスプリング
も、低流量域から高流量域までの広い範囲にわたって燃
料噴射量の制御範囲を拡げ、且つ微調整を可能とすると
は考えられない。
も、低流量域から高流量域までの広い範囲にわたって燃
料噴射量の制御範囲を拡げ、且つ微調整を可能とすると
は考えられない。
本発明は、このような従来技術によっては解決し得な
かった燃料噴射弁の広範囲の制御とその微調整を新規な
手段によって解決しようとするものである。
かった燃料噴射弁の広範囲の制御とその微調整を新規な
手段によって解決しようとするものである。
上記問題点を解決するために、本発明による燃料噴射
弁は、ニードルを開弁位置へ移動させるために設けられ
る第１のアクチュエータと、前記ニードルが開弁位置へ
移動したときに前記ニードルと直接又は間接的に係合し
て前記ニードルの最大リフト位置を規制するストッパ部
材と、前記ニードルの前記最大リフト位置を変化させる
ために前記ストッパ部材を前記ニードルの軸線方向に移
動させる第２のアクチュエータとを具備しており、前記
ニードルが開弁位置へ移動したときに燃料噴射が行われ
る燃料噴射弁において、前記第１のアクチュエータと、
前記第２のアクチュエータが、それぞれ高リフト時にお
ける燃料噴射量と低リフト時における燃料噴射量を個別
に調整するための燃料噴射量調整手段を具備している。
弁は、ニードルを開弁位置へ移動させるために設けられ
る第１のアクチュエータと、前記ニードルが開弁位置へ
移動したときに前記ニードルと直接又は間接的に係合し
て前記ニードルの最大リフト位置を規制するストッパ部
材と、前記ニードルの前記最大リフト位置を変化させる
ために前記ストッパ部材を前記ニードルの軸線方向に移
動させる第２のアクチュエータとを具備しており、前記
ニードルが開弁位置へ移動したときに燃料噴射が行われ
る燃料噴射弁において、前記第１のアクチュエータと、
前記第２のアクチュエータが、それぞれ高リフト時にお
ける燃料噴射量と低リフト時における燃料噴射量を個別
に調整するための燃料噴射量調整手段を具備している。
本発明の燃料噴射弁においては、第２のアクチュエー
タによってストッパ部材が移動し、ニードルの最大リフ
ト位置を変化させることによって、第１のアクチュエー
タによりニードルが開弁した時の噴射燃料の流量が変化
する。それに加えて本発明の燃料噴射弁においては、ニ
ードルを開弁させるための第１のアクチュエータが、高
リフト時における燃料噴射量を調整するための燃料噴射
量の調整手段を備えているので、高リフト時、つまり単
位時間当り多量の燃料を噴射する際の噴射量特性を任意
に調整することができると共に、ストッパ部材をニード
ルの軸線方向に移動させるための第２のアクチュエータ
が、低リフト時における燃料噴射量の調整手段を備えて
いるので、低リフト時、すなわち単位時間当り少量の燃
料を噴射する際の噴射量特性を高リフト時と無関係に任
意に調整することができる。したがって調整の幅が広く
なって、良好な噴射条件を維持する領域が拡がり、調整
も簡単となる。
タによってストッパ部材が移動し、ニードルの最大リフ
ト位置を変化させることによって、第１のアクチュエー
タによりニードルが開弁した時の噴射燃料の流量が変化
する。それに加えて本発明の燃料噴射弁においては、ニ
ードルを開弁させるための第１のアクチュエータが、高
リフト時における燃料噴射量を調整するための燃料噴射
量の調整手段を備えているので、高リフト時、つまり単
位時間当り多量の燃料を噴射する際の噴射量特性を任意
に調整することができると共に、ストッパ部材をニード
ルの軸線方向に移動させるための第２のアクチュエータ
が、低リフト時における燃料噴射量の調整手段を備えて
いるので、低リフト時、すなわち単位時間当り少量の燃
料を噴射する際の噴射量特性を高リフト時と無関係に任
意に調整することができる。したがって調整の幅が広く
なって、良好な噴射条件を維持する領域が拡がり、調整
も簡単となる。
第１図に本発明の基礎となっている低圧用燃料噴射弁
の構造を示す。
の構造を示す。
第１図を参照すると、１は燃料噴射弁本体、２は燃料
噴射弁本体１を例えば（図示しない）シリンダヘッドに
固締するためのフランジ、３は燃料噴射弁本体１の先端
部に固定されたノズルホルダを夫々示し、ノズルホルダ
３の先端部にはノズル口４が形成される。ノズルホルダ
３内にはニードル挿入孔５が形成され、このニードル挿
入孔５内にニードル６が摺動可能に挿入される。ニード
ル６の先端部には円錐状弁部７が形成され、この円錐状
弁部７近傍のニードル６上にはニードル６を正規の位置
に保持するための円筒状膨大部８が形成される。この円
筒状棒大部８の外周面上には複数本の螺旋溝９が形成さ
れる。一方、ニードル６周りにはノズルホルダ３の内端
面上に着座可能なストッパ部材10が摺動可能に挿入され
る。ストッパ部材10は大径下端部10aと、中径中間部10b
と、小径上端部10cと、小径上端部10cと同心的に配置さ
れかつ中径中間部10bに溶着固定された中空円筒状コア
部10dとを具備する。ストッパ部材10の小径上端部10c上
方のニードル６周りにはスプリングリテーナ11が嵌着さ
れ、スプリングリテーナ11の上方にはスペーサ12と、ニ
ードル６の溝部に嵌着固定されたスナップリング13が配
置される。スプリングリテーナ11の拡大頭部11aとスト
ッパ部材10の中径中間部10b間には圧縮ばね14が挿入さ
れ、この圧縮ばね14のばね力はスプリングリテーナ11、
スペーサ12およびスナップリング13を介してニードル６
に伝えられる。従ってニードル６は圧縮ばね14のばね力
により常時上方に付勢され、斯くして通常ニードル６の
弁部７がノズル口４を閉鎖している。
噴射弁本体１を例えば（図示しない）シリンダヘッドに
固締するためのフランジ、３は燃料噴射弁本体１の先端
部に固定されたノズルホルダを夫々示し、ノズルホルダ
３の先端部にはノズル口４が形成される。ノズルホルダ
３内にはニードル挿入孔５が形成され、このニードル挿
入孔５内にニードル６が摺動可能に挿入される。ニード
ル６の先端部には円錐状弁部７が形成され、この円錐状
弁部７近傍のニードル６上にはニードル６を正規の位置
に保持するための円筒状膨大部８が形成される。この円
筒状棒大部８の外周面上には複数本の螺旋溝９が形成さ
れる。一方、ニードル６周りにはノズルホルダ３の内端
面上に着座可能なストッパ部材10が摺動可能に挿入され
る。ストッパ部材10は大径下端部10aと、中径中間部10b
と、小径上端部10cと、小径上端部10cと同心的に配置さ
れかつ中径中間部10bに溶着固定された中空円筒状コア
部10dとを具備する。ストッパ部材10の小径上端部10c上
方のニードル６周りにはスプリングリテーナ11が嵌着さ
れ、スプリングリテーナ11の上方にはスペーサ12と、ニ
ードル６の溝部に嵌着固定されたスナップリング13が配
置される。スプリングリテーナ11の拡大頭部11aとスト
ッパ部材10の中径中間部10b間には圧縮ばね14が挿入さ
れ、この圧縮ばね14のばね力はスプリングリテーナ11、
スペーサ12およびスナップリング13を介してニードル６
に伝えられる。従ってニードル６は圧縮ばね14のばね力
により常時上方に付勢され、斯くして通常ニードル６の
弁部７がノズル口４を閉鎖している。
ニードル６の上端部の上方には可動コア15が摺動可能
に挿入され、この可動コア15は圧縮ばね16のばね力によ
ってニードル６の上端部に圧接される。この圧縮ばね16
のばね力は圧縮ばね14のばね力よりも弱く設定されてい
る。ニードル６の上端部と接触する可動コア15の下端面
上には耐摩耗性部材17が嵌着固定される。可動コア15の
周りには第１のアクチュエータを構成する第１の励磁コ
イル18が配置される。この第１励磁コイル18が付勢され
るとステータ部分19a、このステータ部分19aと可動コア
15間の空隙20、可動コア15およびステータ部分19bを通
る磁路が形成され、このとき可動コア15は空隙20を減少
させる方向に移動する。可動コア15の上方には燃料流入
通路21が形成され、この燃料流入通路21はフィルタ22を
介して燃料流入口23に接続される。
に挿入され、この可動コア15は圧縮ばね16のばね力によ
ってニードル６の上端部に圧接される。この圧縮ばね16
のばね力は圧縮ばね14のばね力よりも弱く設定されてい
る。ニードル６の上端部と接触する可動コア15の下端面
上には耐摩耗性部材17が嵌着固定される。可動コア15の
周りには第１のアクチュエータを構成する第１の励磁コ
イル18が配置される。この第１励磁コイル18が付勢され
るとステータ部分19a、このステータ部分19aと可動コア
15間の空隙20、可動コア15およびステータ部分19bを通
る磁路が形成され、このとき可動コア15は空隙20を減少
させる方向に移動する。可動コア15の上方には燃料流入
通路21が形成され、この燃料流入通路21はフィルタ22を
介して燃料流入口23に接続される。
燃料流入口23からフィルタ22を介して燃料流入通路21
内に送り込まれた燃料は可動コア15の外周面上に形成さ
れた燃料流通溝24を介してニードル６周りに形成された
燃料室25内に送り込まれる。次いで燃料はスペーサ12に
形成された燃料流通孔26を介してニードル６とスプリン
グリテーナ11間に流入する。スプリングリテーナ11およ
びストッパ部材10内に位置するニードル６の外周面はほ
ぼ断面三角形状をなしていて３個の突条6aが形成されて
おり、これらの突条6a間には夫々燃料流通溝28が形成さ
れる。従ってニードル６とスプリングリテーナ11間に流
入した燃料はこれら燃料流通溝28を通り、次いでニード
ル挿入孔５とニードル６間に形成された環状の燃料流通
路29を通り、次いで螺旋溝９を通って弁部７の背後まで
送り込まれる。図示されない端子を介して第１励磁コイ
ル18が付勢されると、前述したように可動コア15は空隙
20を減少させる方向に移動するので、ニードル６は圧縮
ばね14に抗して下降せしめられ、斯くして弁部７がノズ
ル口４を開口せしめるためにノズル口４から燃料が噴射
される。
内に送り込まれた燃料は可動コア15の外周面上に形成さ
れた燃料流通溝24を介してニードル６周りに形成された
燃料室25内に送り込まれる。次いで燃料はスペーサ12に
形成された燃料流通孔26を介してニードル６とスプリン
グリテーナ11間に流入する。スプリングリテーナ11およ
びストッパ部材10内に位置するニードル６の外周面はほ
ぼ断面三角形状をなしていて３個の突条6aが形成されて
おり、これらの突条6a間には夫々燃料流通溝28が形成さ
れる。従ってニードル６とスプリングリテーナ11間に流
入した燃料はこれら燃料流通溝28を通り、次いでニード
ル挿入孔５とニードル６間に形成された環状の燃料流通
路29を通り、次いで螺旋溝９を通って弁部７の背後まで
送り込まれる。図示されない端子を介して第１励磁コイ
ル18が付勢されると、前述したように可動コア15は空隙
20を減少させる方向に移動するので、ニードル６は圧縮
ばね14に抗して下降せしめられ、斯くして弁部７がノズ
ル口４を開口せしめるためにノズル口４から燃料が噴射
される。
第１図に示されるようにストッパ部材10の小径上端部
10cの上端面とスプリングリテーナ11の下端面間には空
隙30が形成されており、第１励磁コイル18が付勢された
ときにニードル６はスプリングリテーナ11の下端面がス
トッパ部材10の小径上端部10cの上端面に当接するまで
下降せしめられる。従って、このときのニードル７の最
大リフト量は空隙30の巾に実質的に等しくなるから、空
隙30の大きさを変えることによってニードル６の最大リ
フト位置を制御することができる。なお、ストッパ部材
10の下端面はノズルホルダ３上に着座せしめられている
ので、スプリングリテーナ11がストッパ部材10に当接す
ると、スプリングリテーナ11、即ちニードル６はそのと
きの位置に確実に保持される。
10cの上端面とスプリングリテーナ11の下端面間には空
隙30が形成されており、第１励磁コイル18が付勢された
ときにニードル６はスプリングリテーナ11の下端面がス
トッパ部材10の小径上端部10cの上端面に当接するまで
下降せしめられる。従って、このときのニードル７の最
大リフト量は空隙30の巾に実質的に等しくなるから、空
隙30の大きさを変えることによってニードル６の最大リ
フト位置を制御することができる。なお、ストッパ部材
10の下端面はノズルホルダ３上に着座せしめられている
ので、スプリングリテーナ11がストッパ部材10に当接す
ると、スプリングリテーナ11、即ちニードル６はそのと
きの位置に確実に保持される。
一方、ストッパ部材10の中空円筒状コア部10dの周り
には第２のアクチュエータを構成する第２の励磁コイル
31が配置される。この第２励磁コイル31が付勢される
と、ステータ部分32a、このステータ部分32aとコア部10
d間の空隙33、コア部10dおよびステータ部分32bを通る
磁路が形成され、このときコア部10dは空隙33を減少さ
せる方向に移動する。また、燃料噴射弁本体１とノズル
オルダ３間にはストッパ部材10の移動量を規制するため
の位置制御リング34が嵌着固定され、この位置規制リン
グ34とストッパ部材10の大径下端部10a間には空隙35が
形成される。この空隙35はステータ部分32aとコア部10d
間の空隙33およびスプリングリテーナ11とストッパ部材
10間の空隙30よりも小さく形成されている。
には第２のアクチュエータを構成する第２の励磁コイル
31が配置される。この第２励磁コイル31が付勢される
と、ステータ部分32a、このステータ部分32aとコア部10
d間の空隙33、コア部10dおよびステータ部分32bを通る
磁路が形成され、このときコア部10dは空隙33を減少さ
せる方向に移動する。また、燃料噴射弁本体１とノズル
オルダ３間にはストッパ部材10の移動量を規制するため
の位置制御リング34が嵌着固定され、この位置規制リン
グ34とストッパ部材10の大径下端部10a間には空隙35が
形成される。この空隙35はステータ部分32aとコア部10d
間の空隙33およびスプリングリテーナ11とストッパ部材
10間の空隙30よりも小さく形成されている。
図示されない端子を介して第２励磁コイル31が付勢さ
れると、前述したようにコア部10dは空隙33を減少させ
る方向に移動するので、ストッパ部材10がノズルホルダ
３から離れ、その大径下端部10aの上縁が位置規制リン
グ34に当接するまで上昇する。その結果、スプリングリ
テーナ11とストッパ部材10間の空隙30は空隙35に相当す
る分だけ小さくなる。従って、このような状態で第１励
磁コイル18が付勢されると、ニードル６の最大リフト量
が減少せしめられることになる。なお、第２励磁コイル
31が付勢され続けている限り、ストッパ部材10は位置規
制リング34に強固に圧接せしめられているので、スプリ
ングリテーナ11がストッパ部材10に当接すると、スプリ
ングリテーナ11、即ちニードル６はそのときの位置に確
実に保持される。
れると、前述したようにコア部10dは空隙33を減少させ
る方向に移動するので、ストッパ部材10がノズルホルダ
３から離れ、その大径下端部10aの上縁が位置規制リン
グ34に当接するまで上昇する。その結果、スプリングリ
テーナ11とストッパ部材10間の空隙30は空隙35に相当す
る分だけ小さくなる。従って、このような状態で第１励
磁コイル18が付勢されると、ニードル６の最大リフト量
が減少せしめられることになる。なお、第２励磁コイル
31が付勢され続けている限り、ストッパ部材10は位置規
制リング34に強固に圧接せしめられているので、スプリ
ングリテーナ11がストッパ部材10に当接すると、スプリ
ングリテーナ11、即ちニードル６はそのときの位置に確
実に保持される。
第２図は、第１図に示す燃料噴射弁において、ストッ
パ部材10を制御することによりニードル６の最大リフト
位置を変えたときの燃料噴射量Ｑと噴射時間Ｔとの関係
を示している。第２図において直線Ａは第２励磁コイル
31を付勢しない場合、即ち第１図に示される場合を示し
ており、直線Ｂは第２励磁コイル31を付勢した場合を示
している。ニードル６の最大リフト量が小さくなれば単
位時間当りの噴射量が少くなるので、噴射時間Ｔが同じ
であっても直線Ｂで示される場合の方が直線Ａで示され
る場合よりも噴射量Ｑが少なくなる。第１図に示す燃料
噴射弁では要求噴射量がQ0よりも少ないときには第２励
磁コイル31が付勢されてニードル６の最大リフト量が減
少せしめられ、要求噴射量がQ0よりも多いときには第２
励磁コイル31が消勢されてニードル６の最大リフト量が
増大せしめられる。その結果、短かい噴射期間において
最小要求噴射量から最大要求噴射量まで広範囲に噴射量
を制御することができる。
パ部材10を制御することによりニードル６の最大リフト
位置を変えたときの燃料噴射量Ｑと噴射時間Ｔとの関係
を示している。第２図において直線Ａは第２励磁コイル
31を付勢しない場合、即ち第１図に示される場合を示し
ており、直線Ｂは第２励磁コイル31を付勢した場合を示
している。ニードル６の最大リフト量が小さくなれば単
位時間当りの噴射量が少くなるので、噴射時間Ｔが同じ
であっても直線Ｂで示される場合の方が直線Ａで示され
る場合よりも噴射量Ｑが少なくなる。第１図に示す燃料
噴射弁では要求噴射量がQ0よりも少ないときには第２励
磁コイル31が付勢されてニードル６の最大リフト量が減
少せしめられ、要求噴射量がQ0よりも多いときには第２
励磁コイル31が消勢されてニードル６の最大リフト量が
増大せしめられる。その結果、短かい噴射期間において
最小要求噴射量から最大要求噴射量まで広範囲に噴射量
を制御することができる。
第１図に示された燃料噴射弁では、圧縮ばね14はニー
ドル６を閉弁方向に付勢するための役目と、ストッパ部
材10をノズルホルダ３に強固に圧接保持するための役目
の双方の役目を果しており、またスプリングリテーナ11
は、圧縮ばね14のばね力をニードル６に伝えるための役
目と、ストッパ部材10と協働してニードル６の最大リフ
ト位置を規制する役目との双方の役目を果している。更
に、ストッパ部材10のコア部10dは燃料室25の内周面上
に摺動可能に挿入されており、従ってコア部10dはスト
ッパ部材10の上下動を案内する役目も果している。
ドル６を閉弁方向に付勢するための役目と、ストッパ部
材10をノズルホルダ３に強固に圧接保持するための役目
の双方の役目を果しており、またスプリングリテーナ11
は、圧縮ばね14のばね力をニードル６に伝えるための役
目と、ストッパ部材10と協働してニードル６の最大リフ
ト位置を規制する役目との双方の役目を果している。更
に、ストッパ部材10のコア部10dは燃料室25の内周面上
に摺動可能に挿入されており、従ってコア部10dはスト
ッパ部材10の上下動を案内する役目も果している。
本発明は第１図に例示して説明したような燃料噴射弁
を基礎として、それを更に改良したものである。以下、
第３図に示された本発明の第１実施例について説明す
る。なお、第１図に示す燃料噴射弁と実質的に同じ構造
部分については、同じ参照符号を付して説明を省略す
る。本発明の第１実施例においては、可動コア15を下方
に付勢する圧縮ばね16の上端を支持している雄ねじ状の
円筒36がステータ部分19bの中に螺合されており、該円
筒36を上方から適当な工具によって回動させると、それ
自体が上下方向に微細な移動をするので、圧縮ばね16の
圧縮力が変化し、可動コア15を下方へ付勢する力の大き
さが変化する。
を基礎として、それを更に改良したものである。以下、
第３図に示された本発明の第１実施例について説明す
る。なお、第１図に示す燃料噴射弁と実質的に同じ構造
部分については、同じ参照符号を付して説明を省略す
る。本発明の第１実施例においては、可動コア15を下方
に付勢する圧縮ばね16の上端を支持している雄ねじ状の
円筒36がステータ部分19bの中に螺合されており、該円
筒36を上方から適当な工具によって回動させると、それ
自体が上下方向に微細な移動をするので、圧縮ばね16の
圧縮力が変化し、可動コア15を下方へ付勢する力の大き
さが変化する。
したがって、第２励磁コイル31を付勢しない高リフト
時に、燃料噴射量Ｑが第２図の直線Ａと同様に第４図の
直線Ａのようにならなければならないのにもかかわら
ず、部品のばらつき等の原因により、仮りに直線Ａ′の
ように目標値からずれた特性を示した場合には、円筒36
を回動させて圧縮ばね16の圧縮力を調整して、直線Ａ′
を直線Ａのように修正することができる。
時に、燃料噴射量Ｑが第２図の直線Ａと同様に第４図の
直線Ａのようにならなければならないのにもかかわら
ず、部品のばらつき等の原因により、仮りに直線Ａ′の
ように目標値からずれた特性を示した場合には、円筒36
を回動させて圧縮ばね16の圧縮力を調整して、直線Ａ′
を直線Ａのように修正することができる。
直線Ｂの方も、やはり部品のばらつきや直線Ａ′の前
記のような調整等が原因となって、第４図の直線Ｂのよ
うになるべきものが、実際には直線Ｂ′のようにずれた
特性を示すということが起り得る。その対策として、第
３図に示された第１実施例では、第１の励磁コイル18の
外側に第３の励磁コイル37を重ねて設けており、第５図
に示されているように、第３の励磁コイル37に可変抵抗
38を直列に接続して、これを最大リフト量の切替用とし
て設けられている第２の励磁コイル31と並列に接続し、
その回路に直列にスイッチ39を設けると共に、第１の励
磁コイル18の回路にも直列にスイッチ40を設けている。
スイッチ39及び40は機械的に作動されるリレー接点のよ
うなものであってもよいが、無接点のスイッチ回路で
は、たとえばパワートランジスタのような半導体スイッ
チであってもよい。なお端子41は図示しないバッテリー
のような電源に接続される。また、第３図中に42として
示したものは端子41を含む接続用の端子部である。（第
１図では省略されている。） 弁駆動用のコイルとして第１の励磁コイル18だけでな
く、第３の励磁コイル37が重ねて設けられており、スイ
ッチ39がONの状態（第５図（ａ）に示す低リフト時）に
おいて可変抵抗38を調節することにより第３の励磁コイ
ル37に流れる電流値が変化すると、弁すなわちニードル
６を圧縮ばね14に抗して移動させて開弁させる駆動力の
大きさが変化し、第４図の直線Ｂ′を移動させて直線Ｂ
に合わせることができる。
記のような調整等が原因となって、第４図の直線Ｂのよ
うになるべきものが、実際には直線Ｂ′のようにずれた
特性を示すということが起り得る。その対策として、第
３図に示された第１実施例では、第１の励磁コイル18の
外側に第３の励磁コイル37を重ねて設けており、第５図
に示されているように、第３の励磁コイル37に可変抵抗
38を直列に接続して、これを最大リフト量の切替用とし
て設けられている第２の励磁コイル31と並列に接続し、
その回路に直列にスイッチ39を設けると共に、第１の励
磁コイル18の回路にも直列にスイッチ40を設けている。
スイッチ39及び40は機械的に作動されるリレー接点のよ
うなものであってもよいが、無接点のスイッチ回路で
は、たとえばパワートランジスタのような半導体スイッ
チであってもよい。なお端子41は図示しないバッテリー
のような電源に接続される。また、第３図中に42として
示したものは端子41を含む接続用の端子部である。（第
１図では省略されている。） 弁駆動用のコイルとして第１の励磁コイル18だけでな
く、第３の励磁コイル37が重ねて設けられており、スイ
ッチ39がONの状態（第５図（ａ）に示す低リフト時）に
おいて可変抵抗38を調節することにより第３の励磁コイ
ル37に流れる電流値が変化すると、弁すなわちニードル
６を圧縮ばね14に抗して移動させて開弁させる駆動力の
大きさが変化し、第４図の直線Ｂ′を移動させて直線Ｂ
に合わせることができる。
この作用は第５図（ａ）に示すようにスイッチ39が閉
じている状態、すなわち第２の励磁コイル31に通電され
ている低リフト時に限って生じ、第５図（ｂ）に示すよ
うに、スイッチ39が開いて第２の励磁コイル31が付勢さ
れていない高リフト時には生じないから、可変抵抗38が
どのような位置に調整されていても、高リフト時の噴射
量Ｑ（直線Ａ）には何の影響も与えない。このように、
可変抵抗38がスイッチ39の閉じている第５図（ａ）の状
態に限って有効であるため、低リフト時における噴射量
Ｑの調整（直線Ｂ′→Ｂ）は高リフト時とは無関係に、
独立して行なうことができる。つまり、第５図における
直線Ａ′と直線Ｂ′は、互いに相手方とは無関係にそれ
ぞれの目標値である直線Ａと直線Ｂに向って近づけるよ
うに調整することができるので、部品のばらつき等によ
って燃料噴射量Ｑの特性のばらつきが生じても、第１実
施例においては、容易に統一の目標値に合わせることが
できるのである。
じている状態、すなわち第２の励磁コイル31に通電され
ている低リフト時に限って生じ、第５図（ｂ）に示すよ
うに、スイッチ39が開いて第２の励磁コイル31が付勢さ
れていない高リフト時には生じないから、可変抵抗38が
どのような位置に調整されていても、高リフト時の噴射
量Ｑ（直線Ａ）には何の影響も与えない。このように、
可変抵抗38がスイッチ39の閉じている第５図（ａ）の状
態に限って有効であるため、低リフト時における噴射量
Ｑの調整（直線Ｂ′→Ｂ）は高リフト時とは無関係に、
独立して行なうことができる。つまり、第５図における
直線Ａ′と直線Ｂ′は、互いに相手方とは無関係にそれ
ぞれの目標値である直線Ａと直線Ｂに向って近づけるよ
うに調整することができるので、部品のばらつき等によ
って燃料噴射量Ｑの特性のばらつきが生じても、第１実
施例においては、容易に統一の目標値に合わせることが
できるのである。
同様な目的で、燃料噴射量Ｑのずれを容易に調整する
手段が第２実施例として、第６図と、その要部の作動状
態を概念的に描いた第７図に示されている。第２実施例
においても、本発明の基礎となった燃料噴射弁を示す第
１図や、第１実施例を示す第３図と実質的に同じ構造部
分については、同じ参照符号を付して説明を省略する。
手段が第２実施例として、第６図と、その要部の作動状
態を概念的に描いた第７図に示されている。第２実施例
においても、本発明の基礎となった燃料噴射弁を示す第
１図や、第１実施例を示す第３図と実質的に同じ構造部
分については、同じ参照符号を付して説明を省略する。
第２実施例の特徴は、第１図に示す燃料噴射弁や第１
実施例においては独立している第１励磁コイル18による
弁駆動用の磁気回路と、第２励磁コイル31による最大リ
フト切替用の磁気回路との間に、磁気的なブリッジとし
ての調整用鉄心43を掛け渡して、後者の磁気回路の磁束
の一部が前者の磁気回路に回り込むようにした点にあ
る。
実施例においては独立している第１励磁コイル18による
弁駆動用の磁気回路と、第２励磁コイル31による最大リ
フト切替用の磁気回路との間に、磁気的なブリッジとし
ての調整用鉄心43を掛け渡して、後者の磁気回路の磁束
の一部が前者の磁気回路に回り込むようにした点にあ
る。
調整用鉄心43は磁性材料からなり、燃料噴射弁本体１
の上部にある第１の励磁コイル18、ステータ部分19b、
可動コア15等を収容している磁性材料製のハウジング44
と、燃料噴射弁本体１の下部にある第２の励磁コイル3
1、ステータ部分32a、中空円筒状コア部10d等を収容し
ている磁性材料製のハウジング45の間に、端子部42の部
分を除く環状体として形成され、その半径方向の肉厚を
変えて何種類も異なる肉厚のものを用意する。場合によ
っては、環状の調整用鉄心43は環の一部に相当する小さ
なものでもよく、また、肉厚の異なるものを多数用意し
なくても、それを燃料噴射弁本体１に取付けたあと、外
側から切削して、部分的に肉厚を減らすことによって調
整することもできる。
の上部にある第１の励磁コイル18、ステータ部分19b、
可動コア15等を収容している磁性材料製のハウジング44
と、燃料噴射弁本体１の下部にある第２の励磁コイル3
1、ステータ部分32a、中空円筒状コア部10d等を収容し
ている磁性材料製のハウジング45の間に、端子部42の部
分を除く環状体として形成され、その半径方向の肉厚を
変えて何種類も異なる肉厚のものを用意する。場合によ
っては、環状の調整用鉄心43は環の一部に相当する小さ
なものでもよく、また、肉厚の異なるものを多数用意し
なくても、それを燃料噴射弁本体１に取付けたあと、外
側から切削して、部分的に肉厚を減らすことによって調
整することもできる。
高リフト時における燃料噴射量Ｑの調整は第１実施例
の場合と同様で、円筒36のねじ込み深さを変え、圧縮ば
ね16の圧縮力を変化させて、第４図における直線Ａ′の
ようにずれた燃料噴射量Ｑを目標値の直線Ａとなるよう
に調整する。このときは、第１の励磁コイル18のみに通
電され、第２の励磁コイル31には通電されていないか
ら、第７図に46として示す太い破線のような磁束だけを
発生して、可動コア15を大きく下方へ移動させる。これ
がニードル６を開弁位置へ動かす結果となることは、第
１実施例において説明した通りである。
の場合と同様で、円筒36のねじ込み深さを変え、圧縮ば
ね16の圧縮力を変化させて、第４図における直線Ａ′の
ようにずれた燃料噴射量Ｑを目標値の直線Ａとなるよう
に調整する。このときは、第１の励磁コイル18のみに通
電され、第２の励磁コイル31には通電されていないか
ら、第７図に46として示す太い破線のような磁束だけを
発生して、可動コア15を大きく下方へ移動させる。これ
がニードル６を開弁位置へ動かす結果となることは、第
１実施例において説明した通りである。
低リフト時においては、第２の励磁コイル31にも通電
されるので、それによって第７図に47として示す太い破
線のような磁束も発生し、中空円筒状コア部10dを上方
へ移動させる。それによって第６図に示したストッパ10
を上昇させ、弁リフトを小さくさせることも第１実施例
において既に説明した。このとき、第７図に示すよう
に、第２の励磁コイル31によって発生する磁束の一部
は、中空円筒状コア部10d、ステータ部分32a、それと一
体のステータ部分19a、調整用鉄心43を通ってハウジン
グ45に戻る。さらに磁束の別の一部は、ステータ部分19
aから可動コア15、ステータ部分19b、ハウジング44、調
整用鉄心43を経てハウジング45に戻る。この分派磁束48
の向きを第１励磁コイル18によって発生する磁束46の向
きと逆向きに設定しておくと、可動コア15を通る磁束46
の一部は分派磁束48によって打ち消され、可動コア15の
磁束数の総和が小となる。分派磁束48の磁束数は調整用
鉄心43の断面積を変化させることによって調整すること
ができるから、結局、調整用鉄心43の肉厚を変えたり、
切削したりすることによって、第４図における低リフト
時の燃料噴射量Ｑを示す直線Ｂ′を目標値である直線Ｂ
に合致させるような調整が可能となる。
されるので、それによって第７図に47として示す太い破
線のような磁束も発生し、中空円筒状コア部10dを上方
へ移動させる。それによって第６図に示したストッパ10
を上昇させ、弁リフトを小さくさせることも第１実施例
において既に説明した。このとき、第７図に示すよう
に、第２の励磁コイル31によって発生する磁束の一部
は、中空円筒状コア部10d、ステータ部分32a、それと一
体のステータ部分19a、調整用鉄心43を通ってハウジン
グ45に戻る。さらに磁束の別の一部は、ステータ部分19
aから可動コア15、ステータ部分19b、ハウジング44、調
整用鉄心43を経てハウジング45に戻る。この分派磁束48
の向きを第１励磁コイル18によって発生する磁束46の向
きと逆向きに設定しておくと、可動コア15を通る磁束46
の一部は分派磁束48によって打ち消され、可動コア15の
磁束数の総和が小となる。分派磁束48の磁束数は調整用
鉄心43の断面積を変化させることによって調整すること
ができるから、結局、調整用鉄心43の肉厚を変えたり、
切削したりすることによって、第４図における低リフト
時の燃料噴射量Ｑを示す直線Ｂ′を目標値である直線Ｂ
に合致させるような調整が可能となる。
言うまでもなく、このような磁束の打消し作用が生じ
るのは第２の励磁コイル31に通電した低リフト時だけで
あるから、低リフト時における燃料噴射量Ｑの微調整
（直線Ｂ′→Ｂ）は高リフト時における燃料噴射量Ｑ
（直線Ａ）に対して何ら影響を及ぼさないので、前記の
調整は低リフト時に対してのみ独立に行なわれ、その後
に高リフト時についての再調整を要しない。
るのは第２の励磁コイル31に通電した低リフト時だけで
あるから、低リフト時における燃料噴射量Ｑの微調整
（直線Ｂ′→Ｂ）は高リフト時における燃料噴射量Ｑ
（直線Ａ）に対して何ら影響を及ぼさないので、前記の
調整は低リフト時に対してのみ独立に行なわれ、その後
に高リフト時についての再調整を要しない。
本発明によれば、燃料噴射弁のノズル口を開閉するニ
ードルのリフト量を変化させるストッパ部材によって大
小２段階に調整することができる。それに加えて、それ
らの各段階の燃料噴射量を個別に微調整することも可能
となるので、短かい噴射期間内に必要な燃料噴射量が得
られるように、燃料噴射弁の噴射量特性を目的に合わせ
て幅広く、自由に選択、変更することができる利点があ
る。
ードルのリフト量を変化させるストッパ部材によって大
小２段階に調整することができる。それに加えて、それ
らの各段階の燃料噴射量を個別に微調整することも可能
となるので、短かい噴射期間内に必要な燃料噴射量が得
られるように、燃料噴射弁の噴射量特性を目的に合わせ
て幅広く、自由に選択、変更することができる利点があ
る。
第１図は本発明の基礎となった燃料噴射弁の縦断正面
図、第２図は第１図に示す燃料噴射弁の燃料噴射量と噴
射時期との関係を示す線図、第３図は本発明の第１実施
例である燃料噴射弁の縦断正面図、第４図は第１実施例
の燃料噴射量と噴射時期との関係を示す線図、第５図は
第１実施例における要部の配線と作動状態を示す結線
図、第６図は第２実施例としての燃料噴射弁の縦断正面
図、第７図は第２実施例の要部の磁気回路を示す概念図
である。 ４……ノズル口、６……ニードル、 10……ストッパ部材、11……スプリングリテーナ、 14,16……圧縮ばね、15……可動コア、 18,31,37……励磁コイル、 36……円筒、43……調整用鉄心。
図、第２図は第１図に示す燃料噴射弁の燃料噴射量と噴
射時期との関係を示す線図、第３図は本発明の第１実施
例である燃料噴射弁の縦断正面図、第４図は第１実施例
の燃料噴射量と噴射時期との関係を示す線図、第５図は
第１実施例における要部の配線と作動状態を示す結線
図、第６図は第２実施例としての燃料噴射弁の縦断正面
図、第７図は第２実施例の要部の磁気回路を示す概念図
である。 ４……ノズル口、６……ニードル、 10……ストッパ部材、11……スプリングリテーナ、 14,16……圧縮ばね、15……可動コア、 18,31,37……励磁コイル、 36……円筒、43……調整用鉄心。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 徳彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 棚橋 敏雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 石田 靖彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 武田 英人 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 李 信男 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−108560（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−218859（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−90975（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】ニードルを開弁位置へ移動させるために設
けられる第１のアクチュエータと、前記ニードルが開弁
位置へ移動したときに前記ニードルと直接又は間接的に
係合して前記ニードルの最大リフト位置を規制するスト
ッパ部材と、前記ニードルの前記最大リフト位置を変化
させるために前記ストッパ部材を前記ニードルの軸線方
向に移動させる第２のアクチュエータとを具備してお
り、前記ニードルが開弁位置へ移動したときに燃料噴射
が行われる燃料噴射弁において、前記第１のアクチュエ
ータと、前記第２のアクチュエータが、それぞれ高リフ
ト時における燃料噴射量と低リフト時における燃料噴射
量を個別に調整するための燃料噴射量調整手段をも具備
していることを特徴とする燃料噴射弁。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124226A JP2758064B2 (ja) | 1989-12-08 | 1990-05-16 | 燃料噴射弁 |
| US07/616,835 US5141164A (en) | 1989-12-08 | 1990-11-21 | Fuel injector |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31772689 | 1989-12-08 | ||
| JP1-317726 | 1989-12-08 | ||
| JP2124226A JP2758064B2 (ja) | 1989-12-08 | 1990-05-16 | 燃料噴射弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03222862A JPH03222862A (ja) | 1991-10-01 |
| JP2758064B2 true JP2758064B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=26460939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2124226A Expired - Fee Related JP2758064B2 (ja) | 1989-12-08 | 1990-05-16 | 燃料噴射弁 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5141164A (ja) |
| JP (1) | JP2758064B2 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1250900B (it) * | 1991-12-24 | 1995-04-21 | Elasis Sistema Ricerca Fiat | Valvola di iniezione del combustibile a comando elettromagnetico. |
| US5235954A (en) * | 1992-07-09 | 1993-08-17 | Anatoly Sverdlin | Integrated automated fuel system for internal combustion engines |
| US5421521A (en) * | 1993-12-23 | 1995-06-06 | Caterpillar Inc. | Fuel injection nozzle having a force-balanced check |
| GB2289313B (en) * | 1994-05-13 | 1998-09-30 | Caterpillar Inc | Fluid injector system |
| US5826562A (en) * | 1994-07-29 | 1998-10-27 | Caterpillar Inc. | Piston and barrell assembly with stepped top and hydraulically-actuated fuel injector utilizing same |
| US6082332A (en) * | 1994-07-29 | 2000-07-04 | Caterpillar Inc. | Hydraulically-actuated fuel injector with direct control needle valve |
| US5697342A (en) * | 1994-07-29 | 1997-12-16 | Caterpillar Inc. | Hydraulically-actuated fuel injector with direct control needle valve |
| US5463996A (en) * | 1994-07-29 | 1995-11-07 | Caterpillar Inc. | Hydraulically-actuated fluid injector having pre-injection pressurizable fluid storage chamber and direct-operated check |
| US5687693A (en) * | 1994-07-29 | 1997-11-18 | Caterpillar Inc. | Hydraulically-actuated fuel injector with direct control needle valve |
| US6575137B2 (en) | 1994-07-29 | 2003-06-10 | Caterpillar Inc | Piston and barrel assembly with stepped top and hydraulically-actuated fuel injector utilizing same |
| JPH0893601A (ja) * | 1994-09-22 | 1996-04-09 | Zexel Corp | 燃料噴射ノズル |
| US6113014A (en) * | 1998-07-13 | 2000-09-05 | Caterpillar Inc. | Dual solenoids on a single circuit and fuel injector using same |
| WO2000034646A1 (en) | 1998-12-11 | 2000-06-15 | Caterpillar Inc. | Piston and barrel assembly with stepped top and hydraulically-actuated fuel injector utilizing same |
| JP2001123907A (ja) * | 1999-10-26 | 2001-05-08 | Aisan Ind Co Ltd | 燃料噴射弁 |
| DE10004960A1 (de) * | 2000-02-04 | 2001-08-09 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zu dessen Betätigung |
| US6568602B1 (en) | 2000-05-23 | 2003-05-27 | Caterpillar Inc | Variable check stop for micrometering in a fuel injector |
| US6604695B1 (en) * | 2000-09-25 | 2003-08-12 | Siemens Automotive Corporation | Method and fuel injector for setting gaseous injector static flow rate with injector stroke |
| US6685160B2 (en) | 2001-07-30 | 2004-02-03 | Caterpillar Inc | Dual solenoid latching actuator and method of using same |
| US6742728B2 (en) * | 2001-08-10 | 2004-06-01 | Caterpillar Inc | Electrical actuator subassembly with external threads and fuel injector using same |
| DE102005004327A1 (de) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische Trennung in Kraftstoffinjektoren |
| DE602005003144T2 (de) * | 2005-11-02 | 2008-08-14 | Delphi Technologies, Inc., Troy | Brennstoffeinspritzventil |
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