CN1774573A - 电磁式燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明的电磁式燃料喷射阀(1)以铁氧体系的高硬度磁性材料制成固定磁芯(5)，另一方面，在可动磁芯(12)上通过压入而固定有非磁性的或者磁性弱于可移动磁心(12)的止挡元件(14)，该止挡元件(14)在线圈(30)励磁时，直接抵接在固定磁芯(5)上，使两个磁芯(5)、(12)之间保持空隙(g)。并且，即使不在固定磁芯以及可动磁芯上设置麻烦的电镀层等耐磨损处理，或者不设置阀体的止挡板，也能够使两个磁芯具有较高的耐磨损性和响应性，可以降低电磁式燃料喷射阀的成本。

Description

电磁式燃料喷射阀

技术领域

本发明主要涉及用于内燃机供给系统的电磁式燃料喷射阀，特别是涉及一种改良的电磁式燃料喷射阀，其具有：一端带有阀座的阀壳体；连设在阀壳体另一端的固定磁芯；容纳在所述阀壳体内，并与所述阀座合作进行开关动作的阀体；与该阀体连结成一体、并与所述固定磁芯面对的可动磁芯；朝关阀方向对所述阀体赋予势能的阀弹簧；以及围绕所述固定磁芯进行配置并且通过励磁作用将可动磁芯吸引到固定磁芯，而使所述阀体开阀的线圈。

背景技术

现有的电磁式燃料喷射阀是通过线圈的励磁作用直接将可动磁芯吸引到固定磁芯从而限定了阀体开阀界限的。在这种情况下，两个磁芯互相吸引时，会给吸附面带来很大的冲击。因此，为了确保其耐磨性，而在这些面上设置了Cr、Mo或者Ni的电镀层，这种电磁式燃料喷射阀例如被专利文献1公布而为众所周知。并且，如专利文献2所公开的一种电磁式燃料喷射阀，其为了避免在线圈励磁时，两个磁芯互相接触，而在阀壳体上设置了限定阀体开阀界限的止挡板。

[专利文献1]日本特开昭63-125875号公报

[专利文献2]日本特开2002-89400号公报

但是，如专利文献1所公布，要在可动磁芯以及固定磁芯形成所述那样的电镀层，就不能缺少需要较长的处理时间的电镀工序，并且，因为电镀层的厚度具有差异，所以需要通过研磨加工对电镀层进行尺寸校正，从而工时多，难以降低电磁式燃料喷射阀的成本。并且，如专利文献2所公开，在阀壳体上设置止挡板，导致零部件数以及组装工时的增加，这种情况也不利于降低成本。

发明内容

本发明是借鉴于现有情况而提出的，其目的在于提供一种即使不对两个磁芯进行麻烦的电镀层等的耐磨损处理，并且也不在阀壳体上设置阀体的止挡板，也能够使阀体具有较高的耐磨损性和响应性的廉价的电磁式燃料喷射阀。

并且，本发明的另一目的在于提供一种电磁式燃料喷射阀，其在由阀体以及可动磁芯组成的阀组合体以相同的材料构成为一个整体的情况下，使该阀组合体具有良好的磁特性，并且，不必进行特别的耐磨损处理，也具有较优异的耐磨损性，同时可以实现阀组合体的轻量化。

为了达到所述目的，本发明的电磁式燃料喷射阀包括：一端带有阀座的阀壳体；连设在该阀壳体另一端的固定磁芯；收容在所述阀壳体内并与阀座协作而进行开闭动作的阀体；一体地连接在该阀体上，与所述固定磁芯相对置的可动磁芯，朝向闭阀方向对所述阀体赋予势能的阀弹簧；以及围绕所述固定磁芯设置，通过励磁将可动磁芯吸引到固定磁芯，让所述阀体开阀的线圈。其第1特征在于，电磁式燃料喷射阀的所述固定磁芯由铁氧体系的高硬度磁性材料(hign hardness ferrite magneticmaterial)制成，并且，在所述可动磁芯上一体地附设了非磁性或磁性弱于所述可动磁芯的止挡元件，该止挡元件在所述线圈励磁时，与所述固定磁芯的吸附面抵接而保持两个磁芯之间的空隙，从而限定了所述阀体的开阀界限。

根据该第1特征，通过在线圈励磁时，将与可动磁芯一体地设置的止挡元件与固定磁芯的吸附面抵接，使阀体保持预定的开阀界限，同时，能够在两个磁芯的吸附面之间保持适当的空隙。再加上止挡元件是非磁性或弱磁性的，所以在线圈消磁时，能够使两个磁芯之间的残留磁性迅速消失，从而提高阀体的关阀的响应性。

并且，由于固定磁芯是铁氧体系的高硬度磁性材料制成的，所以能够发挥良好的磁特性和较高的耐磨损性，即使反复与止挡元件抵接也几乎不会磨损，从而能够使电磁式燃料喷射阀长期地保持稳定。

另外，对铁氧体系的高硬度磁性材料制成的固定磁芯不必进行任何特别的耐磨损处理，能够削减该部分的工时，并且，由于止挡元件是与可动磁芯是一体地设置的，不会增加零部件件数以及组装工时，所以能够降低成本。

本发明的第2个特征在于，在第1特征的基础上，所述固定磁芯由合金构成，该合金含有：Cr为10～20wt％、Si为0.1wt％、Al和Ni中的至少一方为大于等于1wt％，其他成分为铁氧体系Fe、Mn、C、P、S，并且Al和Ni合计含量为1.15～6wt％。

根据该第2特征，只需加工上述合金就能够得到硬度高、耐磨损性好、并且磁通量密度高、能发挥较大磁力的固定磁芯，也能够大大地提高阀体的响应性。

本发明的第3特征在于，在第1特征的基础上，将所述止挡元件压入在可动磁芯吸附面上形成的嵌合凹部内，以使止挡元件的一部分从该吸附面突出，在该止挡元件的压入侧顶端的外周上形成顶端较细的圆锥面或圆弧面。

根据该第3特征，止挡元件的材料与可动磁芯以及阀体无关，能够自由地选用非磁性材料。并且止挡元件通过压入，能够简单地固定在可动磁芯上。并且在压入时，由于止挡元件顶端外周的圆锥面或圆弧面能够在嵌合凹部的内周面上顺利地被引导，所以能够防止切屑的产生。进一步地，通过对止挡元件突出量的尺寸的管理，可以精密且容易地获得所述空隙。

本发明第4特征在于，在第1特征的基础上，将所述止挡元件与所述阀体形成为一体，以使该止挡元件贯通可动磁芯进行设置。

根据该第4特征，与可动磁芯无关，能够利用非磁性或者弱磁性的材料来构成阀体以及止挡元件，能够使线圈消磁时的残留磁性迅速地消失，同时提高阀体以及止挡元件的耐久性。

本发明的电磁式燃料喷射阀包括：阀壳体，其一端带有阀座；固定磁芯，其连设在该阀壳体另一端；阀体，其收容在所述阀壳体并具有与阀座协作的阀部和与该阀部连接的阀杆部；可动磁芯，其连接在所述阀杆部上，并与固定磁芯相对置；阀弹簧，其朝闭阀方向对所述阀体赋予势能；以及线圈，其围绕所述固定磁芯设置，通过励磁将所述可动磁芯吸引到固定磁芯，从而使所述阀体开阀。以相同材料一体地构成所述阀体与可动磁芯，来作为阀组合体。其第5特征在于，所述阀组合体由铁氧体系高硬度磁性材料制成，在该阀组合体上形成从该可动磁芯的端面开始到所述阀部为止的纵孔、以及将该纵孔与阀壳体内连通的横孔，来作为燃料通路。

根据该第5特征，铁氧体系的高硬度词性材料制成的阀组合体能够发挥良好的磁特性和较高的耐磨损性，使电磁式燃料喷射阀能够长期地保持稳定。并且，由于该阀组合体不需要特别的耐磨损处理，所以能够削减工时，再加上减少了零部件件数，从而降低成本。

并且，由于阀组合体形成从可动磁芯端面开始到所述阀部为止的纵孔以及使该纵孔与所述阀壳体内连通的横孔，来作为燃料通路，因此大幅度消除了多余材料(surplus material)，从而，能够大幅度地使其轻量化，提高对磁力的响应性。

本发明的第6特征在于，在第5特征的基础上，所述阀组合体由合金构成，该合金含有：Cr为10～20wt％、Si为0.1wt％、Al和Ni中的至少一方为大于等于1wt％，其他成分为铁氧体系Fe、Mn、C、P、S，并且Al和Ni的合计含有量为1.15～6wt％。

根据该第6特征，只需加工上述合金，就能够得到高硬度、耐磨性良好，并且磁通量密度高，能发挥较大的磁力的高性能的阀组合体。

本发明第7特征在于，在第5特征的基础上，使所述横孔在所述可动磁芯的外周面开口。

根据该第7特征，将燃料从纵孔通过横孔引导到可动磁芯的周围，实现其润滑和冷却，并且，将在此产生的气泡通过横孔排除到纵孔侧，从而能够防止气泡向阀座移动。

本发明第8特征在于，在第5特征的基础上，将所述阀座形成为圆锥状，另一方面，将支撑在该阀座上的所述阀部形成为半球状，并使所述纵孔形成为延伸到超过球面中心为止，在所述阀杆部上一体地形成轴节部(journal)，该轴节部可滑动地支撑在所述阀壳体的内周面上，在该轴节部近旁使所述横孔向阀杆部外周面开口。

根据该第8特征，由于使轴节部在阀壳体内周面上滑动，所以能够使阀组合体的开闭姿势稳定，并且将燃料从纵孔通过横孔引导到轴节部，实现对轴节部的润滑和冷却的同时，将在此产生的气泡通过横孔排除到纵孔侧，从而能够防止气泡向阀座移动。

并且由于将阀座形成为圆锥状，将阀体形成为半球状，所以阀体的调心性(centering)良好，始终能可靠地进行闭阀。

另外，由于从可动磁芯开始的纵孔延伸到半球状的顶端面附近，与横孔一起大幅度地去除了阀组合体的多余材料，所以能够实现阀组合体的轻量化，并提高其响应性。

本发明的上述、以及其他目的、特征和优点，通过参照附图在以下进行的对优选实施例的详细说明，会更加明确。

附图说明

图1是本发明的第1实施例的内燃机用电磁式燃料喷射阀的纵向剖面图。

图2是图1中第2部分的放大图。

图3是图1中的阀组合体的立体图。

图4是表示本发明第2实施例、与图2对应的剖面图。

图5是表示固定磁芯用合金中Al以及Ni的合计含有量与硬度的关系的曲线图。

图6是表示固定磁芯用合金中Al以及Ni的合计含有量与磁通量密度以及体积阻抗率(volume resistivity)之间关系的曲线图。

具体实施方式

以下参照附图、根据本发明的第1实施例对本发明的实施方式进行说明。

以下参照附图对本发明的优选实施例进行说明。

首先，从图1～图3表示的本发明的第1实施例开始进行说明。

在图1中，内燃机用电磁式燃料喷射阀1的阀壳体2具有：前端带有阀座8的圆筒状阀座部件3；同轴地结合于该阀座部件3后端部的磁性圆筒体4；以及同轴地结合于该磁性圆筒体4后端的非磁性圆筒体6。

阀座部件3在后端部带有连接筒部3a，该连接筒部3a从阀座部件3外周的环状肩部3b起向磁性圆筒体4伸出。通过将该连接筒部3a压入到磁性圆筒体4的前端内周面，使磁性圆筒体4的前端抵接到环状肩部3b，而将阀座部件3和磁性圆筒体4相互同轴地且液密地(liquid-tight)结合起来。使磁性圆筒体4和非磁性圆筒体6的面对的端面对接，并通过沿全周进行激光束焊接，使它们相互同轴地且液密地结合起来。

阀座部件3包括：在其前端面开口的阀孔7；连接在阀孔7内侧的圆锥形阀座8；以及连接在阀座8的大直径部的圆筒形导向孔9。在阀座部件3的前端面上液密地整个圆周地焊接了钢板制的喷射板(injectorplate)10，该喷射板10具有与所述阀孔7连通的多个燃料喷射孔11。

在非磁性圆筒体6的内周面，从其后端液密性地压入中空圆筒状的固定磁芯5并将其固定，此时非磁性圆筒体6的前端部留有未与固定磁芯5相嵌合的部分，从该部分到阀座部件3的阀壳体2内容纳有阀组合体V。

如图1、图3所示，阀组合体V由阀体18和可动磁芯12构成。所述阀体18由与所述阀座8协作来开闭阀孔7的半球状阀部16以及支撑该阀部16的阀杆部17构成。所述可动磁芯12与阀杆部17连接，从磁性圆筒体4跨越非磁性圆筒体6，且插入到它们之中与固定磁芯5同轴地相对置。阀杆部17形成为直径比导向孔9小，并且在其外周上一体地形成有前后一对的轴节(journal)部17a、17a，该轴节部17a、17a向其半径外侧突出，并且可滑动地支撑在导向孔9内周面上。此时，两个轴节部17a、17a设置成使两者在轴方向上尽量地间隔开。

在阀组合体V上设有：从可动磁芯12的后端面开始直到超过半球状阀部16的球面中心O为止的纵孔19；将该纵孔19与可动磁芯12外周面连通的多个第1横孔20a；将该纵孔19与两轴节部17a、17a之间的阀杆部17外周面连通的多个第2横孔20b；以及在相对于前侧的轴节部17a靠近阀部18处，将该纵孔19与阀杆部17的外周连通的多个第3横孔20c。此时，第3横孔20c优选设置在相对于阀部18的球面中心O更靠前的位置，而且前侧的轴节部17a优选设置在尽量靠近阀部16的球面中心O的位置。

在纵孔19的中途形成有朝向固定磁芯5一侧的环状的弹簧座24。

固定磁芯5具有与可动磁芯12的纵孔19连通的纵孔21，燃料入口筒26一体地连设在固定磁芯5的后端，该燃料入口筒26的内部与纵孔21连通。燃料入口筒26由与固定磁芯5后端相连的窄径部26a和与该窄径部26a相连的宽径部26b构成。管状的止动件23是从该窄径部26a插入或轻压入到纵孔21的。在该止动件23和所述弹簧座24之间压缩设置有将可动磁芯12向阀体18闭阀一侧赋予势能的阀弹簧22。此时，通过止动件23嵌合到纵孔21的深度来调整阀弹簧22的设定负荷量，该调整结束后，使窄径部26a的外周壁部分地向内侧卷缩(かしあゐ/crimped)，由此将止动件23固定在窄径部26a上。宽径部26b内装有燃料过滤器27。

所述固定磁芯5由铁氧体系高硬度磁性材质制成，具体通过切削下述组成的合金而构成。

Cr……10～20Wt％

Si……0.1Wt％

Al和Ni……两者均包含，且其中至少一方含有量大于等于1wt％，并且两者合计含有量为1.15～6wt％

其他成分……铁氧体系Fe、作为杂质的Mn、C、P、S

并且在所述合金中，特别是含有Al以及Ni合计为1.15～6wt％一项，与固定磁芯5和阀组合体V的耐磨损性、磁性以及响应性的提高有较大的关系。即、Al以及Ni合计含有率(total content)的大约95％成为沉淀物，其对于固定磁芯5、阀组合体的硬度、磁通量密度以及体积阻抗率有较大影响。从获得耐磨损性方面看，硬度越大越好；从增大磁力方面看，磁通量密度越大越好；从提高响应性看，体积阻抗率越小越好。

根据实验调查在所述合金中的Al以及Ni的合计含有率与硬度之间的关系，获得了图5的曲线图所示的结果，并且根据实验调查合金中Al以及Ni的合计含有率与磁通量密度以及体积阻抗率之间的关系，得到图6的曲线图所示的结果。

从图5中可以明确地看出，只要Al以及Ni的合计含有率达到1.15～6wt％，则合金的硬度为200～400Hmv。该范围的硬度，即使在合金切削加工后，不进行电镀等耐磨损处理，也能使固定磁芯5以及阀组合体V具有充分的耐磨损性。从而，由于不需要特别的耐磨损处理，能够削减工时，所以可以降低固定磁芯5以及阀组合体V的成本。

从图6中可以明确地看出，如果Al以及Ni的合计含有率超过6wt％，固定磁芯5和阀组合体的磁通量密度就会下降，不仅不能保持充分的磁力，而且由于体积阻抗率降低，磁通量的流动也会变慢，随之固定磁芯5以及阀组合体V的响应性也会下降。

因此，通过将Al以及Ni的合计含有率设定为1.15～6wt％，可以使固定磁芯5以及阀组合体V的耐磨损性、磁性、响应性满足实际应用。

另外，现有的磁芯的所述合金中通常含有Cr为10～20Wt％、Si为0.1Wt％，其他成分有铁氧体系Fe、杂质Mn、C、P、S。

如图2所示，在阀组合体的可动磁芯12中，在与固定磁芯5的吸附面5a相面对的吸附面12a上形成了嵌合凹部13，在该嵌合凹部13中压入了围绕着弹簧22的套环状的止挡元件14，或者压入后通过焊接或铆接将其固定。压入时，在止挡元件14的压入侧顶端外周上形成顶端较细的圆锥面14a或者圆弧面。止挡元件14由非磁性材料、例如JIS SUS304材料构成。

所述止挡元件14向可动磁芯12的吸附面12a外突出，通常以相当于阀体18开阀行程的间隙S，与固定磁芯5的吸附面5a相对置。

可动磁芯12由基准吸附面F和突出吸附面f构成，所述基准吸附面F在止挡元件14与固定磁芯5抵接时以预定的空隙与固定磁芯5相面对。所述突出吸附面f从该基准吸附面F向固定磁芯5一侧突出。

所述预定的空隙g被设定为，当线圈30从励磁状态消磁时，能够使固定磁芯5和可动磁芯12之间的残留磁通量迅速消失。另一方面，突出吸附面f从基准吸附面F的突出量被设定在即使止挡元件14与固定磁芯5抵接时突出吸附面f也不与固定磁芯5的吸附面接触的范围内。但是此时，为了使突出吸附面f不防碍残留磁性的消失，突出吸附面f的面积被设定成比基准吸附面F的面积小。在图示的例子中，突出吸附面f形成为环状，以使其围绕止挡元件14，在其外周形成基准吸附面F。

所述止挡元件14的端面、以及基准吸附面F、突出吸附面f是在将止挡元件14安装到可动磁芯12之后，通过磨削同时完成的。由此可以精确地得到彼此相关的所述间隙s和空隙g。

再回到图1，在阀外壳2的外周上，对应于固定磁芯5以及可动磁芯12，嵌套安装了线圈组合体28。该线圈组合体28由绕线管29和缠卷在该绕线管29上的线圈30构成。该绕线管29从磁性圆筒体4后端经由整个非磁性圆筒体6嵌套在它们的外周。围绕着该线圈组合体28的线圈壳体31的前端被焊接在磁性圆筒体4的外周面上。其后端焊接在从固定磁芯5的后端部外周突出成凸缘状的磁轭5b的外周面上。线圈壳体31形成圆筒状，并且，在其一侧形成沿轴向的狭缝31a。

所述线圈壳体31、线圈组合体28、固定磁芯5以及燃料入口简26的前半部分，被通过注射成型而形成的合成树脂制的覆盖体32覆盖。此时，通过狭缝31a向线圈壳体31内填充覆盖体32。并且，在覆盖体32的中间部一体地连设有收容与线圈30相连的连接端子33的连接器(coupler)34。

以下对该第1实施例的作用进行说明。

在使线圈30消磁的状态下，利用阀弹簧22的弹力将阀组合体V向前方按压，并且使阀体18的半球状阀部16落座在圆锥状的阀座8上，因此通过阀部18的调心作用(調心作用)，能够总是保持良好的闭阀状态，使从图中未表示的燃料泵泵送到燃料入口筒26的燃料，流过管状的止动件23内部、阀组合体V的纵孔19以及第1～第3横孔20a～20c，保存在阀座部件3内就绪(readiness)，以及供给到阀体18的轴节部17a，17a的周围进行润滑。

如果以通电对线圈30进行励磁，则由此产生的磁通量，依次通过固定磁5、线圈壳体31、磁性圆筒体4、以及可动磁芯12，通过该磁力，阀组合体V的可动磁芯12抵抗阀弹簧22的设定负荷量，被吸引到固定磁芯5，阀体18脱离阀座8，因此使阀孔7打开，阀座部件3内的高压燃料从阀孔7流出，从燃料喷孔11向发动机进气门喷射。

此时通过将嵌套固定在阀组合体V的可动磁芯12上的止挡元件14抵接到固定磁芯5的吸附面5a上，从而限定了阀体18的开阀界限。可动磁芯12的吸附面12a依靠空隙g与固定磁芯5的吸附面5a相面对，能够避免与固定磁芯5的直接接触，特别是通过止挡元件14从可动磁芯12的吸附面12a的突出量的尺寸的管理，能够既精确又容易地获得所述空隙g。并且，再加上止挡元件14是非磁性的，当线圈30消磁时的两个磁芯5、12之间的残留磁性迅速地消失，能够提高阀体18的闭阀响应性。所述止挡元件14由于与可动磁芯12是分体构成的，所以与可动磁芯12以及阀体18无关，可以自由地选择非磁性材料。

并且，止挡元件14通过压入能够简单地固定在可动磁芯12上，并且在压入时，由于止挡元件14的顶端部外周的圆锥面14a或圆弧面能够在嵌合凹部13的内周面上顺利地被引导，所以能够防止切屑产生。

另一方面，由于固定磁芯5和阀组合体V是由所述的铁氧体系的高硬度磁性材料制成的，所以固定磁芯5和阀组合体V的可动磁芯12能够发挥良好的磁特性，协同动作，能够提高阀体18的开阀响应性。并且，固定磁芯5即使受到止挡元件14的反复冲击，也能够发挥良好的耐磨损性，从而能够长期地正确地保持阀体18的开阀行程。进一步地阀组合体V的阀体18中的阀部16以及轴节部17a，17a相对于与阀座8或导向孔9的抵接或滑动，也能够发挥良好的耐磨损性，能够长期地使阀体18的动作保持稳定。

并且，对于铁氧体系高硬度磁性材料制成的固定磁芯5以及阀组合体V不必进行特别的耐磨处理，能够削减制造工时，并且，由于止挡元件14与可动磁芯12一体地进行设置，不会增加零部件件数和组装工时，所以能够降低成本。

阀组合体V将纵孔19以及使纵孔19与阀壳体2内连通的第1～第3横孔20a～20c作为燃料通路进行设置。其中纵孔19是从可动磁芯12的端面开始到阀部16为止。特别是，由于纵孔19超过半球状阀部18的球面中心0，一直延伸到接近其顶端面的部位，所以通过该燃料通路能够大幅度削减阀组合体V的多余材料，其结果是，使阀组合体V轻量化，能够提高其对磁力的响应性。

并且，所述第1横孔20a将燃料从纵孔19引导到可动磁芯12的周围，不仅能够对其进行润滑和冷却，还能够将在此产生的气泡引导排除(divert)到纵孔19侧，能够有效地防止气泡向阀座8移动。

并且，第2以及第3横孔20b，20c将燃料从纵孔19引导到阀体18的周围，特别是引导到轴节部17a，17a的周围，不仅能够帮助它们进行润滑和冷却，还能够将在此产生的气泡引导排除到纵孔19侧，能够有效地防止气泡向阀座8移动。

并且，由于可动磁芯12的吸附面12a由小面积的突出吸附面f和大面积的基准吸附面F构成。所以，在线圈30励磁初期，即使产生的磁通量少，由于该磁通量集中通过小面积的突出吸附面f，所以能够提高突出吸附面f的磁通量密度，从而提高可动磁芯12的响应性。并且，由于该突出吸附面f位于可动磁芯12的中心部位，所以由磁力产生的吸引力作用于可动磁芯12的中心部，能够使其开始移动姿势(初動姿势)稳定。并且，在产生大量磁通量的励磁后期，由于该磁通量全面通过突出吸附面f和基准吸附面F，所以能够抑制磁阻的增加，产生较大的吸引力，从而提高阀体18的开阀响应性。

以下对图4所示的第2实施例进行说明。

在第2实施例中，阀组合体V的阀体18以及可动磁芯12是分体构成的。在该阀体18的阀杆部17上一体地设置圆筒状的止挡元件14和凸缘部35，所述止挡元件14贯穿于可动磁芯12的连接孔36并被固定在可动磁芯12上，所述凸缘部35与可动磁芯12的前端面对接，以限制止挡元件14向可动磁芯12嵌合的深度。止挡元件14对可动磁芯12的固定，可以用压入或褶皱(crimping)、焊接的方法。此时的阀体18以及止挡元件14通过切削非磁性或者磁性比可动磁芯12弱的材料，例如JISSUS440C的合金而形成。

由于其他结构基本与前述实施例相同，所以，在图4中，对与前述实施例相同的部分赋予相同的参照符号，并省略其说明。

根据第2实施例，阀体18以及止挡元件14与可动磁芯12无关，可以用高硬度非磁性或弱磁性的材料构成，在线圈消磁时，能够使两个磁芯之间的残留磁性迅速地消失，同时能够提高阀体18以及止挡元件14的耐持久性。

本发明不仅局限于所述实施例，在不脱离其宗旨的范围内可以进行各种设计变更。例如，可以代替阀杆部17后侧的轴节部17a，而在可动磁芯12的外周面上形成轴节部，该轴节部可自由滑动地支撑在圆筒体4的内周面上。

以下参照附图对本发明的优选实施例进行说明。

首先，从图1～图3表示的本发明的第1实施例开始进行说明。

在图1中，内燃机用电磁式燃料喷射阀1的阀壳体2具有：由前端带有阀座8的圆筒状阀座部件3；同轴地结合于该阀座部件3后端部的磁性圆筒体4；以及同轴地结合于该磁性圆筒体4后端的非磁性圆筒体6。

阀座部件3在后端部带有连接筒部3a，该连接筒部3a从阀座部件3外周的环状肩部3b起向磁性圆筒体4突出。通过将该连接筒部3a压入到磁性圆筒体4的前端内周面，使磁性圆筒体4的前端抵接到环状肩部3b，而将阀座部件3和磁性圆筒体4同轴地且液密地结合起来。使磁性圆筒体4和非磁性圆筒体6的面对的端面对接，并通过沿着全周进行激光电焊接，而相互同轴地且液密地结合起来。

阀座部件3包括：在其前端面开口的阀孔7；连设在阀孔7内侧的圆锥形阀座8；以及连接在该阀座8的大直径部的圆筒状的导向孔9。在阀座部件3的前端面的整个圆周上液密性地焊接了钢板制的喷射板10，该喷射板10具有与所述阀孔7连通的多个燃料喷孔11。

从磁性圆筒体6的后端液密性地压入中空圆筒状的固定磁芯5并将其固定在非磁性圆筒体6的内周面上，此时非磁性圆筒体6的前端部留有未与固定磁芯5相嵌合的部分，从该部分到阀座部件3的的阀壳体2内容纳有阀组合体V。

如图1、图3所示，阀组合体V由阀体18和可动磁芯12构成。所述阀体18由与所述阀座8协作来开闭阀孔7的半球状阀部16以及支撑该阀部16的阀杆部17构成。所述可动磁芯12与阀杆部17连接，从磁性圆筒体4跨越非磁性圆筒体6，且插入到它们之中与固定磁芯5同轴相对置。阀杆部17形成为直径比导向孔9小，并且在其外周上一体地形成有前后一对的轴节部17a、17a，该轴节部17a、17a向其半径外侧突出，并且可滑动地支撑在导向孔9内周面上。此时，两个轴节部17a、17a设置成使两者的轴方向上尽量地间隔开。

在阀组合体V上设有：从可动磁芯12的后端面开始到超过半球状阀部16的球面中心O为止的纵孔19；将该纵孔19与可动磁芯12外周面连通的多个第1横孔20a；将该纵孔19与两轴节部17a、17a之间的阀杆部17外周面连通的多个第2横孔20b；以及在相对于前侧的轴节部17a靠近阀部18处、将该纵孔19与阀杆部17的外周连通的多个第3横孔20c。此时，第3横孔20c优选设置在比阀部18的球面中心O更靠前的位置，而且前侧的轴节部17a优选设置在尽量靠近阀部18的球面中心O的位置。

在纵孔19的中途形成有朝向固定磁芯5一侧的环状的弹簧座24。

固定磁芯5具有与可动磁芯12的纵孔19连通的纵孔21，以及一体地设置在固定磁芯5的后端的燃料入口筒26，该燃料入口筒26的内部与纵孔21连通。燃料入口筒26由与固定磁芯5后端相连的窄径部26a和与该窄径部26a相连的宽径部26b构成。管状的止动件23是从该窄径部26a插入或轻压入到纵孔21的。在该止动件23和所述弹簧座24之间压缩地设置有朝向阀体18闭阀一侧对可动磁芯12赋予势能的阀弹簧22。此时，通过止动件23嵌合到纵孔21的深度来调整阀弹簧22的设定负荷量，该调整结束后，使窄径部26a的外周壁部分地向内侧褶皱(crimped)，由此将止动件23固定到窄径部26a上。宽径部26b内装有燃料过滤器27。

所述固定磁芯5由铁氧体系的高硬度磁性材料制成，具体根据切削下述组成的合金而构成。

Cr……10～20Wt％

Si……0.1Wt％

Al以及Ni……两者均包含，且其中至少一方的含有量大于等于1Wt％，Al以及Ni1的合计含有量为1.15～6wt％

其他成分……铁氧体系Fe、作为杂质的Mn、C、P、S

并且在上述合金中，特别是含有Al以及Ni合计为1.15～6wt％一项，与固定磁芯5和阀组合体V的耐磨损性、磁性以及响应性的提高有较大的关系。即、Al以及Ni合计含有率的大约95％成为沉淀物，其对于固定磁芯5、阀组合体的硬度、磁通量密度以及体积阻抗率有较大影响。从获得耐磨损性方面看，硬度越大越好；从增大磁力方面看，磁通量密度越大越好；从提高响应性方面看，体积阻抗率越小越好。

根据实验调查在所述合金中的Al以及Ni的合计含有率与硬度之间的关系，得到图5的曲线图所示的结果，并且根据实验调查合金中Al以及Ni的合计含有率与磁通量密度以及体积阻抗率之间的关系，得到图6的曲线图所示的结果。

从图5中可以明确地看出，只要Al以及Ni的合计含有率达到1.15～6wt％，则合金的硬度为200～400Hmv。即使在合金切削加工后不进行电镀等耐磨损处理，该范围的硬度也能使固定磁芯5以及阀组合体V具有充分的耐磨损性。从而，由于不需要特别的耐磨损处理，能够削减工时，所以可以降低固定磁芯5以及阀组合体V的成本。

从图6中可以明确地看出，如果Al以及Ni的合计含有率超过6wt％，则固定磁芯5和阀组合体的磁通量密度就会下降，不仅不能保持充分的磁力，而且有由于体积阻抗率降低，磁通量的流动也会变慢，从而固定磁芯5以及阀组合体V的响应性也会下降。

因此，通过将Al以及Ni的合计含有率设定为1.15～6wt％，可以使固定磁芯5以及阀组合体V的耐磨损性、磁性、响应性满足实际应用。

另外，现有的固定磁芯的所述合金中通常含有Cr为10～20Wt％、Si为0.1Wt％，其他成分有铁氧体系Fe、杂质的Mn、C、P、S。

如图2所示，在阀组合体的可动磁芯12中，在与固定磁芯5的吸附面5a面对的吸附面12a上形成了嵌合凹部13，在该嵌合凹部13中压入了围绕着弹簧22的套环状的止挡元件14，或者嵌合后通过焊接或铆接将其固定。压入时，在止挡元件14的压入侧顶端外周上形成顶端较细的圆锥面14a或者圆弧面。止挡元件14由非磁性材料，例如JIS SUS304材料构成。

所述止挡元件14从可动磁芯12的吸附面12a突出，通常以相当于阀体18开阀行程的间隙S，与固定磁芯5的吸附面相对置。

可动磁芯12的吸附面12a具有：止挡元件14与固定磁芯5抵接时，以预定的空隙g面对的基准吸附面F；以及从该基准吸附面F向固定磁芯5突出的突出吸附面f。

所述预定的空隙g被设定为，当线圈30从励磁状态消磁时，使两个固定磁芯5和可动磁芯12之间的残留磁通量迅速消失。另一方面，突出吸附面f从基准吸附面F的突出量设定在即使止挡元件14与固定磁芯5抵接时，突出吸附面f也不与固定磁芯5接触的范围内。此时，为了防止该突出吸附面f防碍残留磁性的消失，突出吸附面f的面积设定为小于基准吸附面F的面积。在图示的例子中，突出吸附面f形成为环状，使其围绕着止挡元件14，在其外周形成了基准吸附面F。

所述止挡元件14的端面、以及基准吸附面F、突出吸附面f是在将止挡元件14安装到可动磁芯12之后通过磨削同时完成的。由此可以精确地得到相互关联的所述间隙s以及空隙g。

再回到图1，在阀壳体2的外周嵌套安装了与固定磁芯5以及可动磁芯12相对应的线圈组合体28。该线圈组合体28由绕线管29和缠卷在绕线管29上的线圈30构成。所述绕线管29从磁性圆筒体4后端部经由整个非磁性圆筒体6嵌套在它们的外周面上。围绕着该线圈组合体28的线圈壳体31的前端焊接在磁性圆筒体4的外周面上。其后端焊接在从固定磁芯5的后端外周突出成凸缘状的磁轭5b的外周面上。线圈壳体31形成圆筒状，并且，在其一侧形成沿轴向的狭缝31a。

所述线圈壳体31、线圈组合体28、固定磁芯5以及燃料入口筒26的前半部分，通过注射成型而制成的合成树脂制的覆盖体32覆盖。此时，通过狭缝31a向线圈壳体31内填充覆盖体32。并且，在覆盖体32的中间部一体地连设有收容与所述线圈30相连的连接端子33的连接器34。

以下对该第1实施方式的作用进行说明。

在线圈30消磁的状态下，利用阀弹簧22的弹力将阀组合体V向前方按压，并且使阀体18的半球状阀部16落座在圆锥形的阀座8上，所以通过阀部18的调心作用，能够总是保持良好的闭阀状态，使从图中未表示的燃料泵被压送到燃料入口筒26的燃料流过管状的止动件23内部阀、组合体的纵孔19以及第1～第3横孔20a～20c，保存在阀座部件3内就绪，供给到阀体18的轴节部17a，17a的周围进行润滑。

如果线以通电对圈30进行励磁，则由此产生的磁通量，依次通过固定磁5、线圈壳体31、磁性圆筒体4、以及可动磁芯12，通过该磁力，阀组合体V的可动磁芯12抵抗阀弹簧22的设定负荷量，被吸引到固定磁芯5，由于阀体18脱离阀座8，所以使阀孔7打开，阀座部件3内的高压燃料流出阀孔7，通过燃料喷孔11向进气门喷射。

此时通过将固定在阀组合体V的可动磁12的止挡元件14连接到固定磁芯5的吸附面5a，从而限定了阀体18的开阀界限。可动磁芯的吸附面12a依靠空隙g与固定磁芯5的吸附面5a相面对，能够避免与固定磁芯5的直接接触，特别是通过对止挡元件14从可动磁芯12的吸附面12a的突出的尺寸的管理，能够既精确又容易地保持所述空隙g。并且，由于止挡元件14是非磁性的，所以当线圈30消磁时，两个磁芯5、12之间的残留磁性迅速地消失，能够提高阀体18的闭阀响应性。

由于所述止挡元件14与可动磁芯12是分体构成的，所以与可动磁芯12以及阀体18无关，能够自由地选择非磁性材料。

并且，止挡元件14通过压入能够轻易地固定在可动磁12上，并且在压入时，由于止挡元件14的顶端部外周的圆锥面14a或圆弧面能够在嵌合凹部13的内周面上顺利地被引导，所以能够防止切屑产生。

另一方面，由于固定磁芯5和阀组合体V是由所述的铁氧体系的高硬度磁性材料制成的，所以固定磁芯5和阀组合体V的可动磁芯12能够发挥良好的磁特性，协同动作，能够提高阀体18的开阀响应性。并且，固定磁芯5即使受到止挡元件14的反复冲击，也能够发挥良好的耐磨损性，从而能够长期地正确地保持阀体18的开阀行程。进一步地阀组合体V的阀体18中的阀部16以及轴节部17a、17a相对于与阀座8或导向孔9的抵接或滑动，也能够发挥良好的耐磨性，能够长期地使阀体18的动作保持稳定。

并且，对于铁氧体系高硬度磁性材料制成的固定磁芯5以及阀组合体v，不必进行特别的耐磨处理，能够削减制造工时，并且，由于止挡元件14与可动磁芯12一体地设置，不会增加零部件件数和组装工时，所以能够降低成本。在阀组合体V上将纵孔19以及使纵孔19与阀壳体2内连通的第1～第3横孔20a～20c作为燃料通路进行设置。纵孔19是从可动磁芯12的端面开始到阀部16为止。特别是由于纵孔19超过半球状阀部18的球面中心O，一直延伸到接近其顶端面的位置，所以通过该燃料通路能够大幅度削减阀组合体V的多余材料，其结果是，使阀组合体V轻量化，能够提高其对磁力的响应性。

并且，所述第1横孔20a将燃料从纵孔19引导到可动磁芯12的周围，不仅能够对可动磁芯12的周围进行润滑和冷却，还能够将在此产生的气泡引导排除到纵孔19一侧，能够有效地防止气泡向阀座8一侧移动。

并且，第2以及第3横孔20b、20c将燃料从纵孔19引导到阀体18周围，特别是引导到轴节部17a、17a的周围，不仅能够对它们进行润滑和冷却，还能够将在此产生的气泡引导排除到纵孔19一侧，能够有效地防止气泡向阀座8一侧移动。

并且，由于可动磁芯12的吸附面12a由小面积的突出吸附面f和大面积的基准吸附面F构成。所以，在线圈30励磁初期，即使产生的磁通量少，由于使磁通量集中通过小面积的突出吸附面f，所以能够提高突出吸附面f的磁通量密度，从而提高可动磁芯12的磁响应性。并且，由于该突出吸附面f位于可动磁芯12的中心部位，所以由磁力产生的吸引力作用在可动磁芯12的中心部，能够使其开始移动姿势稳定。并且，在产生大量磁通量的励磁后期，由于该磁通量全面通过突出吸附面f和基准吸附面F，所以能够抑制磁阻的增加，产生较大的吸引力，从而提高阀体18的开阀响应性。

以下对图4所示的第2实施励进行说明。

在第2实施例中，阀组合体V的阀体18以及可动磁芯12是分体构成的。在该阀体18的阀杆部17上一体地设置圆筒状的止挡元件14和凸缘部35，所述止挡元件14贯穿于可动磁芯12的连接孔36并被固定在可动磁12上，所述凸缘部35与可动磁芯12的前端面对接，限制止挡元件14向可动磁12嵌合的深度。止挡元件14对可动磁芯12的固定，可以用压入或卷边(crimping)、焊接的方法。此时的阀体18以及止挡元件14通过切削非磁性或者磁性比可动磁芯12弱的材料，例如JIS SUS440C的合金而形成。

由于其他结构基本与前述实施例相同，所以，在图4中对于与上述实施例对应的部分，采用相同的参照符号，并省略其说明。

根据第2实施例，阀体18以及止挡元件14与可动磁芯12无关，可以用高硬度非磁性或弱磁性的材料构成，在线圈消磁时，能够使两个磁芯之间的残留磁性迅速地消失，同时能够提高阀体18以及止挡元件14的耐持久性。

本发明不仅局限于所述实施例，在不脱离其宗旨的范围内可以进行各种设计变更。例如，可以代替阀杆部17后侧的轴节部17a，在可动磁芯12的外周面上形成轴节部，该轴节部被支撑成在圆筒体4的内周面上可自由地滑动。

Claims (8)

1、一种电磁式燃料喷射阀，包括：一端带有阀座(8)的阀壳体(2)；连设在该阀壳体(2)的另一端的固定磁芯(5)；被容纳在所述阀壳体(2)中，并与所述阀座(8)协作进行开闭动作的阀体(18)；与该阀体(18)连成一体，并与固定磁芯(5)相对置的可动磁芯(12)；朝闭阀方向对所述阀体(18)赋予势能的阀弹簧(22)；以及围绕所述固定磁芯(5)设置，通过励磁将可动磁芯(12)吸引到固定磁芯(5)以使所述阀体(18)开阀的线圈(30)，其特征在于，

所述固定磁芯(5)由铁氧体系高硬度磁性材料制成，另一方面，在所述可动磁芯(12)上一体地设有非磁性的或磁性比所述可动磁芯(12)弱的止挡元件(14)，该止挡元件(14)在所述线圈(30)励磁时，抵接到所述固定磁芯(5)的吸附面(5a)上，使两个磁芯(5，12)的吸附面(5a、12a)之间保持空隙(g)，从而限定出所述阀体(18)的开阀界限。

2、根据权利要求1所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，所述固定磁芯(5)由合金构成，该合金含有：Cr为10～20wt％、Si为0.1wt％、Al和Ni中至少一方为大于等于1wt％，其他成分为铁氧体系Fe、Mn、C、P、S，并且使Al和Ni的合计含有量为1.15～6wt％。

3、根据权利要求1所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，将所述止挡元件(14)压入到在所述可动磁芯(12)的吸附面(12a)上所形成的嵌合凹部(13)中，以使其一部分从该吸附面(12a)突出，在该止挡元件(14)的压入侧的顶端外周上形成顶端较细的圆锥面(14a)或者圆弧面。

4、根据权利要求1所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，将所述止挡元件(14)与所述阀体(18)形成一体，以使该止挡元件(14)贯通所述可动磁芯(12)进行设置。

5、一种电磁式燃料喷射阀，包括：阀壳体(2)，其一端带有阀座(8)；固定磁芯(5)，其连设在该阀壳体(2)的另一端；阀体(18)，其收容在所述阀壳体(2)中，并具有与所述阀座(8)协作的阀部(16)以及与该阀部(16)连设的阀杆部(17)；可动磁芯(12)，其连接在所述阀杆部(17)上，并与所述固定磁芯(5)相对置；阀弹簧(22)，朝向闭阀方向对所述阀体(18)赋予势能；以及线圈(30)，其围绕着所述固定磁芯(5)设置，通过励磁将所述可动磁芯(12)吸引到固定磁芯(5)，使所述阀体(18)开阀，并且使所述阀体(18)以及可动磁芯(12)由同样材料一体形成，构成阀组合体(V)，其特征在于，

所述阀组合体(V)由铁氧体系高硬度磁性材质制成，并且在该阀组合体(V)上形成纵孔(19)和横孔(20a、20b、20c)来作为燃料通路，其中所述纵孔(19)从所述可动磁芯(12)的端面开始到所述阀体(16)为止，所述横孔(20a、20b、20c)使所述纵孔(19)与所述阀壳体(2)内部连通。

6、根据权利要求5所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，所述阀组合体(V)由合金构成，该合金中含有：Cr为10～20wt％、Si为0.1wt％、Al和Ni中至少一方为大于等于1wt％、其他成分为铁氧体系Fe、Mn、C、P、S，并且使Al和Ni合计含有量为1.15～6wt％。

7、根据权利要求5所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，使所述横孔(20a)向所述可动磁芯(12)的外周面开口。

8、根据权利要求5所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，将所述阀座(8)形成为圆锥状，另一方面，将落座在该阀座(8)上的所述阀部(16)形成为半球状，并将所述纵孔(19)形成为，使其延伸到超过所述阀部(16)的球面中心(O)为止，在所述阀杆部(17)上一体地形成有轴节部(17a)，该轴节部(17a)可滑动地支撑在所述阀壳体(2)的内周面上，在该轴节部(17a)的近旁，使所述横孔(20b，20c)向阀杆部(17)的外周面开口。

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