JPH041462A - 燃料噴射弁の弁体構造 - 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】 【発明の目的】

（産業上の利用分野） この発明は、エンジンに燃料を供給するのに利用される
燃料噴射弁に関し、とくに前記燃料噴射弁の弁体構造に
関するものである。 （従来の技術） エンジンに燃料を供給するのに利用される従来の燃料噴
射弁としては、例えば、第５図に示すような構造を有す
るもの（実開平１−８５４６３号に記載されたもの）が
ある。 第５図に示す燃料噴射弁１において、２は段付筒状に形
成された燃料噴射弁本体、３は前記燃料噴射弁本体２の
先端部に設けられた段付筒状の燃料噴射ノズルを示し、
この燃料噴射ノズル３の先端側内周には弁座３ａを有す
る燃料噴射口３ｂが形成され、この弁座３ａには後述の
弁体４の弁部４ａが離着塵するようになっている。 また、前記燃料噴射ノズル３の基端（図示上端）には略
Ｕ字形またはＣ字形の板材によって形成されたストッパ
５が燃料噴射弁本体２の段付部２ａの下端との間に位置
して設けられ、このストッパ５は弁体４の開弁位置を規
制するものとなっている。 前記弁体４は燃料噴射ノズル３内で軸方向に可動に設け
られた弁として機能するものであり、この弁体４の基端
側は燃料噴射弁本体２の段付部２ａ内へと伸長し、後述
のアンカー９と一体的に変位するように前記アンカー９
に固着されるアンカー固着部４ｂを有している。そして
、前記弁体４の先端側は燃料噴射ノズル３との間に燃料
通路６を確保した状態で前記噴射ノズル３内を伸長し、
その先端の弁部４ａは弁座３ａに離着塵して、燃料噴射
口３ｂの開閉を行なうようになっている。また、前記弁
体４の軸方向中間部には円周状の突起４Ｃが形成され、
この突起４Ｃは弁体４の開弁時にストッパ５と当接して
、開弁位置の規制を行なうようになっている。 さらに、１１は燃料噴射弁本体２内に軸方向に伸長して
設けられた筒状のコア部材を示し、このコア部材１１は
電磁ステンレス鋼等の磁性材料によって段付筒状に形成
され、基端側に位置して燃料噴射弁本体２から図中上向
きに突出した突出部１１ａと、軸方向の中間部に位置し
て燃料噴射弁本体２の基端側を閉塞するべく前記燃料噴
射弁本体２の基端側にかしめ等の手段で固着されたフラ
ンジ部１１ｂと、このフランジ部１１ｂから図中下向き
に伸長して先端側内周に拡径穴１１ｃが形成されたコア
部１１ｄとから大略構成されている。 そして、前記コア部１１ｄの外周には電磁コイル１２が
巻回されたコイルポビン１３が燃料噴射弁本体２との間
に位置して設けられ、これらはアンカー９を図中上向き
に吸引して弁体４を開弁させる電磁アクチュエータを構
成している。 さらに、前記したように、９はコア部材１１と弁体４と
の間に位置して燃料噴射弁本体２内に可動に配設された
アンカーであり、このアンカー９はコア部材１１と同様
の磁性材料によって有蓋筒状に形成され、その先端部（
下端側）内周には弁体４の基端側のアンカー固着部４ｂ
がかしめ等の手段を用いて固着されている。そして、こ
のアンカー９の基端側端面はコア部１１ｄの先端面と所
定寸法の隙間１０を介して対面し、このコア部１１ｄか
らの磁力によって図中上向きに吸引されるようになって
いる。 また、前記アンカー９の外周側にはコイルポビン３と燃
料噴射弁本体２の段付部２ａとの間に小さな隙間１５が
形成され、後述の燃料パイプ１６からの燃料はこの隙間
１５を介して前記燃料通路６内へと流通するようになっ
ている。 さらに、１６はコア部材１１内に軸方向に嵌挿して固着
された燃料パイプ、１７は前記燃料パイプ１６の先端と
前記アンカー９の端面との間に配設された弁ばねを示し
、この弁ばね１７は前記アンカー９を図中下向きに押圧
することによって、弁体４を常時閉弁方向に付勢してい
る。そして、前記弁ばね１７のばね荷重は燃料パイプ１
６によって調整され、この燃料パイプ１６はばね荷重の
ＩＩ！！！後にかしめ等の手段でコア部材１１に固着さ
れている。 さらにまた、２１はコア部材１１の突出部１１ａに接続
された燃料ホースを示し、この燃料水−ス２１は図示し
ない燃料ポンプから圧送される燃料をフィルタ２２を介
して燃料パイプ１６内等に供給するようになっている。 さらに、２３は燃料噴射弁本体２の基端側に位置してｑ
二部１Ｍの外周の一部に一体化されたコネクタを示し、
このコネクタ２３は電磁コイル１２に外部から８６図に
例示するごとき燃料噴射パルス２４を入力し、コア部１
１ｄの先端面側に磁力を発生させるようになっている。 従来の燃料噴射弁１は上述の如き構成を有するもので、
燃料ポンプからの燃料は燃料ホース２１、燃料バイブ１
６等を介して燃料噴射弁本体ｚ内へと所定の燃圧をもっ
て供給され、アンカータとコイルポビン１３と燃料噴射
弁本体２の段付部２ａとの間の隙間１５を通って燃料通
路６内へと達する。そして、外部からの噴射パルス２４
によってコネクタ２３を介して電磁コイル１２に給電を
行なうと、コア部材１１は励磁され、コア部１１ｄの先
端面側にアンカー２を弁ばね１７の伸長力に抗して吸引
し、弁体４の弁部４ａを升座３ａから離間して開弁させ
、燃料噴射ノズル６の燃料噴射口３ｂから外部に向けて
燃料を噴射させる。そして、前記給電の停止時には弁ば
ね１７によってアンカータが押圧され、弁体４の弁部４
ａは弁座３ａに着座して、燃料の噴射を停とさせる。 （発明が解決しようとする課Ｎ） ところで、上述した従来の燃料噴射ｙＰ１では、電磁ア
クチュエータで弁体４の弁部４ａを弁座３ａに対して離
ｆ座させるようにしているが、この電磁アクチュエータ
を構成する電磁コイル１２が時定数をもっているので、
第６図に示−ｔｏｉｔ射パルス２４の入力時にコア部材
１１をＪｇ座に励磁することができず、また、弁体４は
閉弁時に弁座３ａに密着するので、コア部材１１が励磁
されても、弁体４を即座に開弁させることができないと
いう問題を有している。 このため、従来の燃料噴射弁１では、弁体４が第６図中
に例示する開弁特性曲線２５をもって開・閉弁を繰返す
ようになり、この弁体４には噴射パルス２４に対して時
間Ｔだけ開弁遅れが発生し、開弁時の応答性が悪いとい
う問題がありた。 ところで、この種の燃料噴射弁１においてその燃料噴射
量のコントロールは、−船釣には、燃料噴射弁１の弁体
４の開閉時間を調整することにより行なっているが、ア
イドル回転時（７００〜８００ｒｐｍ）から全開時（７
０００〜８０００ｒｐｍ）までの幅広い領域を燃料噴射
弁１の開弁時間だけで調整している（燃料流速は調整し
ない）ため、 ■アイドル回転時等の微少燃料噴射量を精度よくコント
ロールすることができない ■燃料噴射量のコントロールの分解能を上げることがで
きない（空気／燃料比の緻密なコントロールができない
） 等の問題があり、これらの問題を解決することが課題と
なっていた。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、全開時の燃料噴射量の例えば半分の量の燃料
の噴射することができるオン−オフ弁を弁体の内部に設
け、アイドル回転時から燃料噴射量が全開時の例えば半
分で済む範囲では上記オン−オフ弁を閉じ、これよりも
燃料噴射量が多く必要となる全開までの領域では前記オ
ン−オフ弁を開くことにより燃料噴射弁の最大燃料噴射
量を例えば半分にすることができ、燃料の流速を例えば
半分に減らすことができることによってアイドル回転時
の最小燃料噴射量も例えば半分になり、燃料噴射量の分
解能も上げることができるようになる燃ＩＩ４噴射弁の
弁体構造を提供することを目的としている。

【発明の構成】 帽１を解決するための手段） この発明に係わる燃料噴射弁の弁体構造は、燃料噴射弁
本体と、前記燃料噴射弁本体の先端部に設けられた燃料
噴射口と、前記燃料噴射口を開閉する弁体と、前記燃料
噴射弁本体の内部に設けられて燃料噴射パルスの入力に
応じて前記弁体を開閉させる電磁アクチュエータをそな
えた燃料噴射弁において、前記弁体の内部に、該弁体の
先端部に設けられた弁体側燃料噴射口と、前記弁体側燃
料噴射口を開閉する弁体内部弁と、前記弁体の内部に設
けられて燃料噴射パルスの入力に応じて前記弁体内部弁
を開閉させる圧電素子をそなえたオン−オフ弁を有する
構成としたことを特徴としており、このような燃料噴射
弁の弁体構造の構成を前述した従来の課題を解決するた
めの手段としている。 また、この発明に係わる燃料噴射弁の弁体構造の一実施
態様において、＃記弁体の内部に設けられた弁体内部弁
は最大燃料噴射量の半分の燃料噴射量を有し、燃料噴射
弁の弁体は最小燃料噴射量と最大燃料噴射量の半分まで
の燃料噴射量を燃料噴射時間を変えることにより噴射可
能とする構成とすることが可能である。 （発明の作用） この発明に係わる燃料噴射弁の弁体構造では、上述した
構成を有しており、燃料噴射弁の弁体の内部に、全開時
の燃料噴射量の例えば半分の量の燃料を噴射することが
できるオン−オフ弁を設け、アイドル回転時から燃料噴
射量が全開時の例えば半分で済む範囲では上記オン−オ
フ弁を閉じ、これよりも燃料噴射量が多く必要となる全
開までの領域では前記オン−オフ弁を開くことにより燃
料噴射弁の最大燃料噴射量は例えば半分程度となり、燃
料の流速を例えば半分に減らすことによってアイドル回
転時の最小燃料噴射量も例えば半分程度となり、燃料噴
射量の分解能も向上したものになるという作用がもたら
される。 （実施例） 第１図はこの発明の一実施例による燃料噴射弁の弁体構
造を示し、この発明に係わる弁体４１は第２図にも示す
ように、第１図に示した燃料噴射弁１の燃料噴射ノズル
３の内部に設けられており、弁体４１の先端部分にある
弁部４１ａが燃料噴射ノズル３の下端に設けた弁座３ａ
に離着座するものとなっており、離れたときには燃料噴
射ノズル３に設けた燃料噴射口３ｂから燃料が唄ＭＴる
ようになっている。 また、弁体４１の途中には第５図に示したと同様に円周
状の衆起４１ｃをそなえており、この閲起４１Ｃは弁体
４１の開弁時にストッパ５と当夜して開弁位置の規制を
行なうようになっている。 第５図に示した燃料噴射弁１・において用いられるこの
発明に係わる第１図および第２図にボした弁体４１は、
中空状の弁本体４１ｄの先端に前記した弁部＋ｔａを有
していると共に弁体側燃料噴射口４１ｅを有し、中空状
の弁本体４１ｄの内部には上記弁体側燃料噴射口４１ｅ
を開閉する弁体内部弁４１ｆをそなえ、この弁体内部弁
４１ｆと弁本体４１ｄとの間にはシールリング４１ｇが
設けられていると共に、この弁体内部弁４１ｆの先端の
弁部４１ｈが前記弁体側燃料噴射口４１６に連続する弁
座４１ｉと離着座するものとなっている。 この弁体内部弁４１ｆは弁ガイド４１ｊで案内されてい
ると共に、前記弁ガイド４１ｊと弁本体４１ｄとの間に
はシールリング４１ｋが設けられており、前記弁体内部
弁４１ｆの基端側に円筒状の圧電素子４１又の先端側が
かしめ固定されている。 また、前記中空状の弁本体４１ｄの基端側には、前記円
周状の突起４１ｃを有する弁本体４１ｍの先端側がシー
ルリング４１ｎを介して圧入固定されていると共に、こ
の弁本体４１ｍの先端側と前記円筒状の圧電素子４１文
とがかしめ固定してあり、この圧電素子４１文とこの圧
電素子４１又によって駆動される弁体内部弁４１ｆとで
前記弁体側燃判噴射０４１ｅが開閉されるオン−オフ弁
を構成するものとなっている。 さらに、中空状をなす弁本体４１ｄの側壁部分において
、前記弁ガイド４１Ｊの下部側には燃料通路４１ｐが設
けであると共に上部側には燃料抜は通路４１ｑが設けで
ある構造となっている。 このような構造をなす弁体４１をそなえた燃料噴射弁１
において１円筒状の圧電素子４１４１の内周側と外周側
との間に図示しないリード線を介して電圧を印加すると
、この圧電素子４１文はその軸方向に収縮する特性を有
しており、電圧を印加しないときは圧電素子４１又が伸
びた状態となっているので、弁体内部弁４１ｆの弁部４
１ｈは弁体側燃料噴射口４１ｅを閉じていて燃料は噴射
されないものとなっている。 この状態において圧電素子４１！ｌに電圧が印加される
と、円筒状の圧電素子４１２はその軸方向に収縮するの
で、弁体４１の内部に設けたオン−オフ弁はオンの状態
（開いた状態）となり、燃料は燃料通路４１Ｐを通った
のち、弁体内部弁４１ｆの弁部４１ｈと弁座４１ｔとの
すき間を通過して弁体側燃料噴射口４１ｅより噴射され
る。 第３図は前記オン−オフ弁の開閉時（オンオフ時）にお
ける燃料噴射弁１の開弁時間と燃料噴射量との関係を例
示するものであって、この１ｇ３図の横軸は燃料噴射弁
１の開弁時間をあられし、縦軸は燃料噴射量をあられし
ており、実線は発明例の燃料噴射量を示し、破線は比較
のため従来例の燃料噴射量を示している。 この第３図に示すように、この実施例では実線の勾配が
破線の勾配に対し約半分になっているため、開弁時間の
誤差に対する燃料噴射量の誤差も約半分になり、燃料噴
射量のコントロールの精度が向上する。また、流速を約
半分にするため、最小燃料噴射量も約半分になり、アイ
ドル回転時の燃料噴射量も少なくなって、燃費の向上な
らびに排ガスの清浄化がはかられるようになる。 また、この実施例の弁構造においては、従来の第５図に
示した弁体４に代えて、第１図に示した弁体４１をその
まま適用することができるので燃料噴射弁１を構成する
上記弁体４以外のものはそのまま使用することが可能で
ある。 さらに、弁体内部弁４１ｆの駆動手段として円筒状の圧
電素子４１旦を採用しているので、給電回路が故障した
ときには燃料噴射量の少ない領域で使用されることとな
るので、車両の定行にとって著しく安全なものとなる。 ＄４図はこの発明に係わる燃料噴射弁の９Ｆ構造の他の
実施例を示すものであって、円筒状圧１ｊ票子４１文の
内部に、先端が弁体内部弁４１ｆに烏接すると共に基端
が弁本体４１ｍに出接するスプリング４１ｒを設け、弁
体内部弁４１が弁ａ側燃料噴射口４１ｅを閉塞する方向
に前記スプリング４１ｒによって押圧されるようにした
場合を示している。 このような構造とすることによって、仮に圧電素子４１
文が破損したときでも弁体内部弁４１１は弁体側燃料噴
射口１ｅを常時閉塞することとなるので、燃料の噴射量
が少ない領域で使用されることとなり、車両の走行にと
ってより安全なものとなる。 ｒ発明の効果フ この発明に係わる燃料噴射弁の弁体構造では、燃料噴射
弁本体と、前記燃料噴射弁本体の先端部に設けられた燃
料噴射口と、前記燃料噴射口を開閉する弁体と、前記燃
料噴射５Ｆ本体の内部に設けられて燃料噴射パルスの入
力に応じて１１＋１記丑体を開閉させる電磁アクチュエ
ータをそなえた燃料噴射弁において、前記弁体の内部に
、該五体の元端部に設けられた弁体側燃料噴射口と、前
記：Ｆｆ４ｔ−備燃料噴射口を開閉する弁体内部弁と、
前記弁体の内部に設けられて燃料噴射パルスの入力に応
じて前記弁体内部弁を開閉させる圧電素子をそなえたオ
ン−オフ弁を有する構成としたから、８ｇ時の燃料噴射
量の例えば半分の量の燃料を噴射することができるオン
−オフ弁を弁体の内部に設けることによって、アイドル
回転時から燃料噴射量が全開時の例えば半分で済む範囲
では上記オン−オフ弁を閉じて燃料噴射弁の最大燃料噴
射１を例えば半分にし、燃料の流速を例えば半分にでき
るので、最小燃料噴射量を例えば半分にすることができ
、これよりも燃料噴射量が多く必要となる全開式での領
域では前記オン−オフ弁を開くことにより燃料噴射弁の
最大燃料噴射量を例えば半分にすることができ、燃料の
流速を例えば半分に減らすことができることによって、
燃料噴射量の分解能を上げることができ、燃費の向上な
らびに排ガスの清浄化を実現することができるようにな
るという著しくすぐれた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる燃料噴射弁の弁体構造の一実
施例を示す断面説明図、第２図は第１図の弁体を燃料噴
射弁に設ける構造を示す断面説明図、第３図は弁体の内
部に設けたオン−オフ弁のオン時およびオフ時における
燃料噴射弁の開弁時間と燃料噴射量との関係を従来例と
共に例示するグラフ、第４図はこの発明に係わるｔ！８
約８籾弁の弁体構造の他の実施例を示す断面説明図、第
５図は燃料噴射弁の構造を示す断面説明図、第６図は燃
料噴射弁に供給される燃料噴射パルスおよび前記燃料噴
射パルスによる弁特性を示す説明図である。 １・・・燃料噴射弁、２・・・燃料噴射弁本体、３ｂ・
・・燃料噴射口、１２・・・を磁コイル（％磁アクチュ
エータ）、１７・・・弁ばね（電磁７クチュエ−タ） ４１・・・弁体、 ４１ｅ・・・弁体側燃料噴射口、 ４１ｆ・・・弁体内部弁 （オン−オフ弁） ４１　文・・・ 圧電素子 （オン−オフ弁）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料噴射弁本体と、前記燃料噴射弁本体の先端部
   に設けられた燃料噴射口と、前記燃料噴射口を開閉する
   弁体と、前記燃料噴射弁本体の内部に設けられて燃料噴
   射パルスの入力に応じて前記弁体を開閉させる電磁アク
   チュエータをそなえた燃料噴射弁において、前記弁体の
   内部に、該弁体の先端部に設けられた弁体側燃料噴射口
   と、前記弁体側燃料噴射口を開閉する弁体内部弁と、前
   記弁体の内部に設けられて燃料噴射パルスの入力に応じ
   て前記弁体内部弁を開閉させる圧電素子をそなえたオン
   −オフ弁を有することを特徴とする燃料噴射弁。