JPH04209963A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は燃料噴射弁に関し、特に
内燃機関用の燃料噴射弁の弁体構造にする。 ［０００２］ 【従来の技術】一般の燃料噴射弁は、先端部に噴射口と
弁座とを有する弁体ハウジングの弁室内に軸方向移動可
能な弁体を収容し、燃料噴射制御信号に応じた磁気吸引
力で弁体を引くことにより、弁体のニードル部（シート
部）を弁座から離して開弁し、噴射口（ビントル部）よ
り燃料を噴射せしめるようにしている。通常は、開弁時
のシート部開口面積をビントル面積よりも十分大きな面
積に設定し、全開流量をビントル部の開口面積で調整し
ている。 ［０００３］

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料噴射弁にお
いては、弁体のストロークが一つにきまっていて、噴射
量または動的流量等を開弁時間で制御していた。しかし
、弁の作動速度ないし応答速度には限界があり、開弁時
間の制御だけでは、ダイナミックレンジの広い燃料噴射
制御を行うことができなかった。特に、大きな全開流量
が設定されている場合において、噴射量を少なくすると
きは、開弁時間を非常！ご短い時間に制御しなければな
らず、これに弁体の移動が十分に追従できないため、所
望の燃料噴射制御が行えなかった。したがって、全開流
量の小さな燃料噴射弁と全開流量の大きな燃料噴射弁と
を２つ備え、内燃機関の回転数に応じてそれらの燃料噴
射弁を選択的に使用すること等も行われていた。本発明
は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、１つの弁で
ダイナミックレンジの広い燃料噴射制御が行える燃料噴
射弁を提供することを目的とする。 ［０００４］

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の燃料噴射弁は、噴射口と弁座とを先端に
有するとともに前記噴射口に連通ずる弁室を内部に有す
る弁体ハウジングと、前記弁体ハウジングの弁室内に軸
方向移動可能に設けられ、かつ前記弁座に接離すること
により前記噴射口を開閉するための弁体と、前記弁体ハ
ウジングの基端側に連結された本体ハウジングと、前記
弁体を軸線方向に駆動するために前記本体ハウジング内
に設けられたソレノイドおよび可動鉄心とを備えてなる
燃料噴射弁において、前記弁室内における前記弁体のガ
イド部に軸方向の貫通孔を設けて前記貫通孔に軸を遊貫
し、前記軸を介して前記弁体ニードル部と前記可動鉄心
とを一体的に結合し、前記弁体ニードル部と前記弁体ガ
イド部との間にバネ部材を介在してなる構成とした。 ［０００５］

【作用】ソレノイドに第１の駆動電流（励磁電流）が供
給されると、可動鉄心に磁気吸引力が作用し、可動鉄心
およびこれと軸を介して一体的に結合された弁体ニード
ル部が、本体ハウジング側の付勢手段（バネ）に抗して
、軸方向の弁基端部側（噴射口と反対側）へ移動する。 そうすると、バネ部材を介して弁体ガイド部も同方向に
移動し、所定のストッパに当接する。この移動（第１ス
トローク移動）により、ニードル部が弁座から少し離れ
、この開口を介して噴射口から燃料が所定の動的流量で
噴射される。ソレノイドに第１の駆動電流よりも大きな
第２の駆動電流が供給されると、可動鉄心にさらに強い
磁気吸引力が作用する。この場合、先ず可動鉄心、軸、
ニードル部、バネ部材、弁体ガイド部が一体的に軸方向
の弁基端部側へ第１ストローク分だけ移動する。さらに
、この時の電磁吸引力は圧縮コイルバネの設定荷重より
も大きな力に設定されているので、可動鉄心、軸および
ニードル部がバネ部材に抗してガイド部に対して軸方向
に所定距離だけ移動する。この移動により、ニードル部
は閉弁状態の位置から第１ストロークよりも大きな第２
ストロークだけ移動し、ニードル部と弁座との間に大き
な開口が得られ、この開口から噴射口を通って所定の動
的流量で燃料が噴射される。　このように、本発明にお
いては、２段階の弁ストロークが得られるので、１つの
弁で、小流量から大流量まで広範囲に動的流量ないし噴
霧量を制御することができる。 ［０００６］

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な
説明する。図１は、本発明の一実施例による燃料噴射弁
の全体の構成を示す縦断面図である。図２は、図１のＸ
−Ｘ線についての断面図である。 ［０００７］この燃料噴射弁において、弁体ハウジング
１０の先端部には噴射口１１と弁座１２が形成され、弁
体ハウジング１０の基端部は本体ハウジング１３に連結
されている。この弁体ハウジング１０の弁室１４内には
弁体１５が収容されている。この弁体１５は、ノズル部
を構成するニードル部１６と軸方向移動のためのガイド
部１７とからなり、これらニードル部１６とガイド部１
７は別体に構成されている。ガイド部１７には軸方向に
延びる貫通孔１７ａが設けられ、この貫通孔１７ａに円
柱状の軸１８が遊貫している。この軸１８の先端部はニ
ードル部１６に固着され、他端部は本体ハウジング１３
内の可動鉄心２０に固定されている。ガイド部１７の先
端から中央部にかけてその内周面には所定の長さに溝１
７ａが形成され、この溝１７ａ内に圧縮コイルバネ１９
が軸１８に遊嵌するように配設される。このコイルバネ
１９の一端はニードル部１６の背面に係止し、他端は溝
１７ａ内に固定される。このコイルバネ１９のばね荷重
（圧縮変形するばね加圧）は、後述する第１ストローク
の開弁における電磁吸引力よりは大きく、かつ第２スト
ロークの開弁における電磁吸引力よりは小さい値に設定
されている。 ［０００８］可動鉄心２０に近接して本体ハウジング１
３の内側にはソレノイド２１が取り付られている。この
ソレノイド２１にターミナル２２を介して燃料噴射制御
回路（図示せず）からの駆動電流が供給されると、ソレ
ノイド２１の発生する磁気の吸引力で可動鉄心２０がス
プリング２３に抗して軸方向後端側（図の右側）に移動
し、この可動鉄心２０と一体的にニードル部１６も同方
向に移動して開弁するようになっている。本実施例では
、後述するように、ニードル弁１６のストロークが２段
階（小さな第１ストローク、大きな第２ストローク）に
設定され、これと関連してソレノイド２１には各ストロ
ークに対応した２段階の駆動電流（励磁電流）が選択的
に供給される。２４は燃料通路２５内に設けられたスプ
リングストッパ、２６は異物除去用のストレーナ、２７
は燃料吸入口である。また、２８は第１ストロークの移
動を規制するためのストッパプレート、２９は第１スト
ローク開弁時の流量を調整するためのワッシャ、３０は
カラーである。 ［０００９１次に、図３〜図５の部分拡大図につき、本
実施例の作用を説明する。図３は閉弁状態を示す図、図
４は第１ストローク移動時の閉弁状態を示す図、図５は
第２ストローク移動時の開弁状態を示す図である。 ［００１０３閉弁時（図３）においては、可動鉄心２０
がスプリング２３によって軸方向先端側（図３では左側
）に付勢されていて、弁体ニードル部１６が弁座１２に
接触し、弁体ガイド部１７の後端がストッパプレート２
８から一定距ｊｌｌＡだけ離間している。また、弁体ガ
イド部１７の先端と弁体ニードル部１６の背面との間に
もコイルバネ１９を介して一定距離Ｂのスペースが存在
している。 ［００１１１この状態で、燃料噴射制御回路から第１ス
トローク用の第１の駆動電流がソレノイド２１に供給さ
れると、ニードル部１６が軸１８を介して可動鉄心２０
と一体的に軸方向後端側（図３の右側）に移動する。そ
うすると、コイルバネ１９を介してガイド部１７も二ド
ル部１６と一体的に第１ストローク分（Ｂ）だけ同方向
に移動し、図４に示すように、カイト部１７の後端がス
トッパプレート２８に当接する。この第１ストローク移
動によって、ニードル部１６が弁座１２かられずかに離
れ、この開口されたシート部を介して噴射口１１より燃
料が噴射される。このときの流量（噴霧量）は比較的少
量で、シート部の開口面積できまる。第１の駆動電流が
供給されている間は図４に示す開弁状態が維持される。 そして第１の駆動電流の供給が断たれると、スプリング
２３の作用によってニードル部１６、ガイド部１７、軸
１８および可動鉄心２０が一体的に軸方向先端側へ移動
して、図３に示す閉弁状態に戻る。第１ストロークの距
離Ｂは比較的短い長さに設定されるので、開弁・閉弁動
作は早く、内燃機関の高速回転にも十分に追従すること
ができる。 ［００１２］第２ストロークの開弁を行うときは、燃料
噴射制御回路から上記第１の駆動電流よりも大きい所定
の第２の駆動電流がソレノイド２１に供給される。そう
すると、磁気吸引力によって、先ず可動鉄心２０、軸１
８、ニードル部１６、コイルバネ１９およびガイド部１
７がスプリング２３に抗して軸方向後端側へ一体的に第
１ストローク分（Ｂ）だけ移動する。そして、第２の駆
動電流による磁気吸引力はコイルバネ１９の設定荷重よ
りも大きいため、図５に示すように、可動鉄心２０、軸
１８およびニードル部１６がコイルバネ１９に抗してガ
イド部１７に対して軸方向後端側へさらに距離Ｂだけ移
動し、ニードル部１８の背面がガイド部１７の先端（ス
トッパ）に当接する。この結果、ニードル部１６は閉弁
状！ｓ（図３）から第２ストローク分（Ａ＋Ｂ）だけ移
動したことになり、ニードル弁１６と弁座１２との間に
大きなシート部開口が得られる。これにより、噴射口１
１の開口面積できまる多量の燃料が噴射される。第２の
駆動電流が供給されている間は図５に示す第２ストロー
クの開弁状態が維持され、第２の駆動電流が断たれると
図３の閉弁状態に復帰する。また、第１の駆動電流に切
り替えられたときは、図４に示す第１ストロークの開弁
状態に移行する。 ［００１３］

【発明の効果】以上のように、本発明の燃料噴射弁によ
れば、２段階の弁ストロークを有し、小流量・高速制御
には小さな第１ストロークで対応し、大流量・低速制御
には大きな第２ストロークで対応することができるので
、広いダイナミックレンジが得られる。したがって、１
つの弁で、広範囲なエンジン回転数（たとえばアイドル
状態から全開状態）にわたり所望の燃料噴射制御を行う
ことができる。 ［００１４、

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による燃料噴射弁の全体構成
を示す縦断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線についての断面図である。

【図３】実施例による燃料噴射弁の作用を説明するため
の閉弁状態を示す図である。

【図４】実施例による燃料噴射弁の作用を説明するため
の第１ストロークの開弁状態を示す図である。

【図５】実施例による燃料噴射弁の作用を説明するため
の第２ストロークの開弁状態を示す図である。

【符号の説明】

１０　　弁体ハウジング １１　　噴射口 １２　　弁座 １３　　本体ハウジング １４　　弁室 １５　　弁体 １６　　ニードル部 １７　　ガイド部 １８軸 １９　　圧縮コイルバネ ２０　　可動鉄心 ２１　　ソレノイド ２８　　ストッパプレート

【図４】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】噴射口と弁座とを先端に有するとともに前
   記噴射口に連通する弁室を内部に有する弁体ハウジング
   と、前記弁体ハウジングの弁室内に軸方向移動可能に設
   けられ、かつ前記弁座に接離することにより前記噴射口
   を開閉するための弁体と、前記弁体ハウジングの基端側
   に連結された本体ハウジングと、前記弁体を軸線方向に
   駆動するために前記本体ハウジング内に設けられたソレ
   ノイドおよび可動鉄心とを備えてなる燃料噴射弁におい
   て、前記弁室内における前記弁体のガイド部に軸方向の
   貫通孔を設けて前記貫通孔に軸を遊貫し、前記軸を介し
   て前記弁体ニードル部と前記可動鉄心とを一体的に結合
   し、前記弁体ニードル部と前記弁体ガイド部との間にバ
   ネ部材を介在してなることを特徴とする燃料噴射弁。