JP2001234831A

JP2001234831A - 内燃機関の燃料噴射弁

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Publication number: JP2001234831A
Application number: JP2000052314A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Maekawa; 典幸前川; Yoshio Okamoto; 良雄岡本; Makoto Yamakado; 山門　　誠; Motoyuki Abe; 元幸安部; Yuzo Kadomukai; 裕三門向; Atsushi Sekine; 篤関根; Susumu Ishikawa; 享石川; Yoshiyuki Tanabe; 好之田辺
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2001-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】作動音を小さくし、外形寸法を大きくすること
なく、電磁吸引力の大きい燃料噴射弁を得る。【解決手段】可動鉄心５の外周部に、可動鉄心５よりも
硬度の高い可動ガイド１６を設け、外側固定鉄心９の内
周部に、外側固定鉄心よりも硬度の高い固定ガイド１７
を設け、可動ガイド１６は、固定ガイド１７に対向して
案内されて摺動するようにして、可動鉄心５と外側固定
鉄心９との空隙の径方向長さを短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に搭載さ
れる燃料噴射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射弁は、燃料噴射孔と、その近傍
に配設される弁座と、弁座と対向する位置に、弁体と、
弁体を弁座に押し付ける力を発生するスプリングと、弁
体の一部として、磁性材料からなる可動鉄心と、固定鉄
心とを備える。

【０００３】スプリングによって、弁体が弁座に押し付
けられている状態（以下では閉弁状態と記す。）では、
燃料通路が閉じられるため、燃料噴射孔から燃料は噴射
されない。

【０００４】コイルに電流を流すことにより、可動鉄心
と、固定鉄心とが磁気回路を構成し、可動鉄心が固定鉄
心に吸引される。これにより、弁体が弁座から離れた状
態（以下では開弁状態と記す。）となるため、燃料通路
が開かれ、燃料噴射孔から燃料が噴射される。

【０００５】コイルへの通電を中止すると、可動鉄心に
働いていた電磁吸引力がなくなるため、スプリング力に
よって、弁体が弁座方向に移動し、再び閉弁状態に戻
る。

【０００６】このように、燃料噴射弁では、閉弁状態と
開弁状態とを所定のタイミングで切り替えることによ
り、燃料供給量を制御している。

【０００７】燃料供給量を精密に制御するためには、弁
体の位置を、開弁状態から閉弁状態へ切り替えるのに要
する時間（以下では閉弁時間と記す。）、また、閉弁状
態から開弁状態へ切り替えるのに要する時間（以下では
開弁時間と記す。）は短いほうが好ましい。このために
は、可動鉄心に働く電磁吸引力を大きくすることが必要
である。電磁吸引力を大きくすれば、開弁時間が短くな
るだけでなく、スプリング力も大きく設定することがで
きるようになるため、閉弁時間をも短縮することができ
るようになる。

【０００８】また、特開平10−2203119号公報には、ニ
ードル弁および可動コアはそれぞれ異なる金属材料で形
成され、ニードル弁は、摺動部がノズルボディの内壁と
摺動することによりノズルボディの内壁に往復移動可能
に支持する構造が記載されている。

【０００９】更に、従来の技術を示すものとして特開平
10−122080号公報および特開平10−122085号があげられ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】燃料噴射弁には、狭い
空間に取り付けられることが要求されるため、外形寸法
を大きくすることなく、電磁吸引力を大きくすることが
必要である。

【００１１】また、従来開弁動作時に電磁吸引力を増大
させると、これに伴って作動音が大きくなるという問題
があった。

【００１２】更に、燃料噴射弁を内燃機関に組み込むと
きに燃料噴射弁に働く力あるいは作動中に働く力あるい
は摩耗によって可動鉄心とその外側にある鉄心との間隙
長さが影響されて磁気特性が影響を受けるという問題が
あった。

【００１３】本発明は、かかる点に鑑み外形寸法を大き
くすることなく、電磁吸引力を大きくしても作動音が小
さくなり、かつ外力あるいは摩耗によって可動鉄心とそ
の外側にある鉄心との間隙長さに与える影響の少ない燃
料噴射弁を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そのため本発明では、燃
料噴射孔と、前記燃料噴射孔の近傍に配設される弁座
と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、前
記弁体内に設けられる可動鉄心と、前記可動鉄心ととも
に磁気回路を構成する固定鉄心と、前記弁体を摺動可能
に支持する固定ガイド部と、前記弁体の前記固定ガイド
に支持される部分である可動ガイド部とを備える燃料噴
射弁において、少なくとも一対の前記固定ガイド部と前
記可動ガイド部とは、前記可動鉄心の外周部の近傍に設
けられるようにする。

【００１５】また、本発明では、前記可動鉄心の外周部
の近傍に設けられる可動ガイド部は、可動鉄心よりも硬
度を高くする。

【００１６】また、本発明では、前記可動鉄心の近傍に
設けられる可動ガイド部は、可動鉄心の小径部の外周に
固定されるようにする。

【００１７】また、本発明では、前記弁体は、可動鉄心
と、可動軸とを備え、前記可動鉄心の外周部の近傍に設
けられる可動ガイド部は、前記可動軸の外周部であるよ
うにする。

【００１８】また、本発明では、前記可動鉄心の外周部
の近傍に設けられる可動ガイド部の外径寸法は、前記可
動鉄心の外形寸法よりも２.５〜２０マイクロメートル
大きくする。

【００１９】また、本発明では、前記可動鉄心の外周部
の近傍に設けられる固定ガイド部は、前記固定鉄心より
も硬度を高くする。

【００２０】また、本発明では、前記可動鉄心の外周部
の近傍に設けられる固定ガイド部の内径寸法は、前記固
定鉄心の内径寸法よりも、１０〜４０マイクロメートル
小さくする。

【００２１】本発明は、具体的には次に掲げる装置を提
供する。すなわち、本発明は、ノズルに形成した燃料噴
射孔の開閉制御を可動鉄心とおよびこれに固着されて作
動される弁体を支持する可動軸とから成る駆動体によっ
て行い、可動鉄心と軸方向に対向して内側固定鉄心を設
け、内側固定鉄心と外側鉄心とで囲んでコイルを設けた
燃料噴射弁において、前記駆動体に固着されてこれを案
内し、可動鉄心とこれに対向する外側鉄心との間に位置
して耐摩耗性のある可動ガイドを設け、該可動ガイドと
の間に極小間隙を置いてこれを対向案内する耐摩耗性の
ある固定ガイドを外側鉄心に設けた内燃機関の燃料噴射
弁を提供する。

【００２２】本発明は、ノズルに形成した燃料噴射孔の
開閉制御を可動鉄心とおよびこれに固着されて作動され
る弁体を支持する可動軸とによって行い、可動鉄心と軸
方向に対向して内側固定鉄心を設け、内側固定鉄心と外
側鉄心とで囲んでコイルを設けた燃料噴射弁において、
前記可動鉄心の外周面全面に亘って装着された表面処理
層を設け、該表面処理層との間に極小間隙を置いてこれ
を対向案内する耐摩耗性のある固定ガイドを外側鉄心に
設けた内燃機関の燃料噴射弁を提供する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる実施例を図
面に基づいて説明する。

【００２４】図１は、本発明の１実施例の縦断面図であ
り、図２は図１の一部詳細図である。

【００２５】ノズル１にはその底部に燃料噴射孔２およ
び弁座３が形成される。弁体４は、可動鉄心５に結合さ
れた可動軸であるロッド６および該ロッドの底面部に円
弧状に形成されたボール収納面に設置され、固着される
弁閉鎖体であるボール７から成る。

【００２６】内側固定鉄心８と外側固定鉄心９に囲まれ
た空間にはコイル１０が設けられる。コイル１０に通電
することによって、内側固定鉄心８，外側固定鉄心９お
よび可動鉄心５に、図に示すように、磁気回路２０が形
成される。

【００２７】内側鉄心の内部に形成された内筒状の空間
にはロッド６の上面に接してスプリング１３およびスプ
リング押えと調整を行うスプリングアジャスタ１２が設
けられる。燃料供給口１１を介しスプリングアジャスタ
１２の中心部に設けた穴２１を介して燃料が供給され、
燃料噴射孔２に導かれる。燃料噴射孔２の上流には、固
定プレート１４に固定されたスワラ１５が設けられ、燃
料に軸回りの旋回力を与えている。

【００２８】ノズル１と外側鉄心との間にはパッキング
２１が設けられる。

【００２９】ボール７はスワラ１５の中央部に形成され
た貫通孔の内面に接触し、摺動する。これによって弁体
４は軸方向に案内され、移動可能となる。

【００３０】可動鉄心５の下端部の外周面にはリング状
の切り欠きが形成され、ここにリング状の可動ガイド１
６が配設され、固着される。また、可動ガイド１６に対
向する形で固定ガイド１７が外側鉄心９に設けた切り欠
きに収納，固着されて設けられる。

【００３１】ノズル１に形成された燃料噴射孔２の開閉
制御は可動鉄心５とこれに接合固着された可動軸である
ロッド６とからなされる。ここでは可動鉄心５および可
動軸を総称して駆動体３０と呼ぶ。従って、前述した可
動鉄心５に可動ガイド１６を設けた例は、駆動体３０に
可動ガイド１６を設けた１例を示すことになる。従って
ここでは、軸方向に駆動され、燃料噴射孔の開閉制御を
行う可動鉄心５および可動軸（ロッド６）のいずれかで
もよい場合またはその双方を指す場合に駆動体３０を呼
び、可動鉄心５，可動軸のいずれかを指す場合にはその
旨表示することにする。

【００３２】図２は図１の一部を拡大して詳細に示す。

【００３３】本実施形態では、可動鉄心５の外周部に、
可動鉄心５よりも硬度の高い可動ガイド１６を設けてい
る。可動ガイド１６は、焼き入れが可能な鋼やステンレ
ス鋼とすることが望ましいが、これらに限定するもので
はない。可動ガイド１６は、可動鉄心５の小径部の外周
に圧入や溶接，ろう付けなどの方法により固定すること
が望ましいが、これらの固定方法に限定するものではな
い。ここで、可動ガイド１６の外径（直径）は、可動鉄
心５の外径（直径）よりも、５〜４０マイクロメート
ル、好ましくは５〜２０マイクロメートルだけ大きくす
る。可動ガイド１６を、可動鉄心５に固定した後に、両
者の外径を仕上げ加工することにより、上記の直径差を
容易につくることができる。

【００３４】なお、ロッド６と可動鉄心５とは、溶接な
どにより接合する。接合部が、可動ガイド１６に隠れて
しまうと、接合作業が困難となる場合がある。しかし本
実施の形態では、可動ガイド１６を、可動鉄心５の小径
部の外周に固定するようにしているため、ロッド６と可
動鉄心５の接合部が隠れないため、接合作業が行いやす
くなる。

【００３５】さらに、本実施形態では、外側固定鉄心９
の内周部に、外側固定鉄心９よりも硬度の高い固定ガイ
ド１７を設けている。固定ガイド１７も、焼き入れが可
能な鋼やステンレス鋼とすることが望ましいが、これら
に限定するものではない。また、固定ガイド１７の材料
は、可動ガイド１６の材料とは異なるものを選択するこ
とが望ましい。固定ガイド１７は、外側固定鉄心９の内
周に圧入や溶接，ろう付けなどの方法により固定するこ
とが望ましいが、これらに限定するものではない。外側
固定鉄心９の内径と固定ガイド１７の内径は同一半径の
円筒面をなすようにすることが好ましい。このため、固
定ガイド１７を外側固定鉄心９の内径に固定した後、両
者の内径を仕上げ加工することが望ましい。

【００３６】このような構成とすることにより、可動ガ
イド１６と、固定ガイドとの間の極小間隙２６は小さく
一定に保たれ、可動鉄心５および外側固定鉄心９を接触
させることなく、図２中のｄ寸法を２.５〜２０マイク
ロメートル、好ましくは２.５〜１０マイクロメートル
とすることができ、空隙２５の径方向長さであるＧ寸法
を１０〜５０マイクロメートル、好ましくは１０〜２０
マイクロメートルまで短縮することができるようにな
る。よって空隙Ｇの磁気抵抗を低減することができるた
め、外形寸法を大きくすることなく、すなわち、空隙２
５，極小間隙２６の磁極の対向面積を大きくすることな
く、電磁吸引力を大きくすることができるようになる。

【００３７】このように、駆動体３０に固着されてこれ
を案内し、可動鉄心５とこれに対向する外側固定鉄心９
との間に位置して耐摩耗性のある可動ガイド１６を設
け、該可動ガイド１６との間に極小間隙２６を置いてこ
れを対向案内する耐摩耗性のある固定ガイド１７を外側
鉄心に設けた構造が提供される。可動ガイド１６は、固
定ガイド１７に案内されて、摺動移動することが可能に
なる。

【００３８】可動体を構成する可動鉄心５，弁体４，ボ
ール７は、その下端部がスワラ１５によって摺動案内さ
れ、上端部が可動ガイド１６および固定ガイド１７によ
って、両者間の間隙Ｇを小さく設定した状態で摺動案内
され、摩耗が少なく、可動鉄心５，弁体４の作動に伴う
作動音が低減される。

【００３９】また、駆動体３０あるいは可動鉄心５に可
動ガイド１６が設けられる構成であるから燃料噴射弁を
内燃機関に組み込むときに可動ガイド１６に働く力は小
さくて済み、また作動中に作用する力も小さくなること
から間隙Ｇに与える影響は小さく保たれて間隙Ｇを通る
磁気回路への影響は小さくて済む。また、これによって
作動音も小さいものとなる。

【００４０】図１において、前述したように、内側固定
鉄心８内にはスプリングのばね力を調整するためのスプ
リングアジャスタ１２が固定される。スプリングアジャ
スタ１２の下端部を固定端として、スプリング１３が圧
縮された状態で設けられる。スプリング力によって、弁
体４は弁座３に押し付けられ、閉弁状態に保持される。
この状態では、燃料通路が閉じられるため、燃料噴射孔
２からの燃料噴射は行われない。

【００４１】コイル１０に電流を流すと、内側固定鉄心
８，可動鉄心５，外側固定鉄心９が磁気回路を構成し、
可動鉄心５は内側固定鉄心８に電磁力によって吸引さ
れ、弁体４は弁座３から離れる方向に移動し、開弁状態
を保持される。この状態では、弁体４と弁座３の間に隙
間ができるため、燃料通路が開かれ、燃料噴射孔２から
燃料が噴射される。

【００４２】コイル１０への通電を中止すると、スプリ
ング力によって、弁体４は再び弁座３の方へ移動し、閉
弁状態で保持され、燃料噴射が停止する。

【００４３】燃料噴射弁のはたらきは、上記のように、
弁体４の位置を、所定のタイミングで、切り替えること
によって、燃料供給量を制御することである。

【００４４】燃料供給量を精密に制御するためには、弁
体４を閉弁状態から開弁状態へ移動させるのに要する開
弁時間や、弁体４を開弁状態から閉弁状態へ移動させる
のに要する閉弁時間を短縮することが望ましい。このた
めには、弁体４に働く電磁吸引力を大きくすることが必
要である。

【００４５】電磁吸引力を大きくするには、コイル１０
の周りに形成される磁気回路の磁気抵抗を低減する必要
がある。

【００４６】第一には磁気回路を構成する部材の磁気抵
抗を低減することが必要である。このため、可動鉄心
５，内側固定鉄心８，外側固定鉄心９の材料としては、
同一の起磁力に対して、高い磁束密度が得られる材料と
する。たとえば、磁性ステンレス鋼，電磁軟鉄、などが
好適であるがこれに限定するものではない。

【００４７】第二には、可動鉄心５と外側固定鉄心９と
の間にできる径方向の空隙２５の磁気抵抗を低減するこ
とが必要である。このためには、空隙の径方向長さを極
小間隙１６の形成によって実質的に短くすることにな
り、可動鉄心５の外周部が、外側固定鉄心９の内周部に
案内されるようになる。従来は、摺動案内を、可動鉄心
５の外周部以外の部分にあったが、本実施例によれば可
動鉄心５の外周部において摺動案内がなされることにな
る。このようにすると、ロッド６の外周部と可動鉄心５
の外周部との同軸誤差や、ノズル１の内周と外側固定鉄
心９の内周との同軸誤差、弁体４の案内すきまの範囲で
のたおれ等を考慮しても、可動鉄心５と外側固定鉄心９
とが接触しない構成とすることができ、前述したような
ｄおよびＧについての寸法を有する構造とすることがで
きるようになる。

【００４８】燃料噴射弁を内燃機関の一部２２に組み込
む場合、あるいは作動中取り付け作用力２３が図のよう
に働く。本実施例によればこの作用力が間隙Ｇに与える
影響が小さい。

【００４９】また、この実施例の場合、磁気回路２０に
可動ガイド１６，固定ガイド１７による構成が可動鉄心
５の下端部外方でなされているために磁気回路２０は短
い状態とされ、磁気抵抗が増大することがない。加え
て、可動鉄心５と内側鉄心８との間隙２４に与える影響
が少ないので、磁気抵抗に対する影響が少ない。

【００５０】さらに、図３を用いて本発明の効果を説明
する。

【００５１】可動鉄心５と内側固定鉄心８との隙間２１
の軸方向長さをエアギャップと呼ぶことにする。

【００５２】図３は、横軸にエアギャップをとり、縦軸
に可動鉄心５に働く電磁吸引力をとったグラフである。

【００５３】可動鉄心と固定鉄心との間に形成される少
なくとも２つの空隙のうち、一方の空隙が軸方向に形成
され、他方の空隙が径方向に形成される構造の電磁石を
プランジャ型電磁石と呼ぶことにする。図１で示した電
磁石も、プランジャ型電磁石に分類される。

【００５４】また、磁気回路中に存在する２つの空隙の
両方が、電磁吸引力に寄与する軸方向の空隙であるよう
な構成の電磁石を、平板型電磁石と呼ぶことにする。

【００５５】本発明の改良されたプランジャ型電磁石で
は、可動鉄心５と外側固定鉄心９との間隙の径方向長さ
が短いため、磁気抵抗が小さい。よって、従来のプラン
ジャ型電磁石に比較して、電磁吸引力を大きくすること
ができる。また、空隙の軸方向の長さが短縮されても、
可動鉄心５と外側固定鉄心９との空隙の径方向長さは一
定であり、この空隙での磁気抵抗は一定に保たれる。よ
って、平板型電磁石のように、開弁動作時の空隙短縮に
ともない、急激に電磁吸引力が大きくなることがないた
め、作動音を大きくすることがない。

【００５６】以上のように、本実施形態によれば、作動
音を小さくし、外形寸法を大きくすることなく、電磁吸
引力の大きい燃料噴射弁を得ることができるようにな
る。

【００５７】尚、本実施例では、弁体４の先端形状は球
面状となっているものをとりあげたが、これに限定する
ものではない。たとえば、円錐状でもよいし、円錐と球
面を組み合わせた形状としても、本発明の効果が損なわ
れるものではない。

【００５８】また、本実施例では、ボール７の外周と、
スワラ１５の内周とで、一対の摺動案内を構成している
が、これに限定するものではない。たとえば、ロッド６
の外周と、ノズル１の内周とで、一対の摺動案内を構成
しても、本発明の効果が損なわれるものではない。

【００５９】また、可動鉄心５，内側固定鉄心８，外側
固定鉄心９の材料は、それぞれ、互いに異なる材料を選
択してもよい。

【００６０】また、外側固定鉄心９の材料として、耐摩
耗性に優れた材料を選択すれば、可動ガイド１６を設
け、外側固定鉄心９の内周部を固定ガイドとして摺動案
内面とすることが可能になる。

【００６１】また、可動鉄心５の材料として、耐摩耗性
に優れた材料を選択すれば、固定ガイド１７を設け、可
動鉄心５の外周部を可動ガイドとして摺動面とすること
が可能になる。

【００６２】可動ガイド１６は、可動鉄心５の磁路を形
成する部分を残して表面の一部を処理したものでもよ
い。たとえば、可動ガイド１６は、メッキ層，焼き入れ
層，塗装層，チッ化層等から構成される層のいずれかと
することができるが、これらに限定するものではなく、
摺動摩耗の少ない表面処理層であればよい。

【００６３】同様に、固定ガイド１７は、外側固定鉄心
９の表面の一部または全部を処理したものでもよい。た
とえば、固定ガイド１７は、メッキ層，焼き入れ層，塗
装層，チッ化層等から構成される層のいずれかの層とす
ることもできるが、これらに限定するものではなく、摺
動摩耗を少なくできる表面処理層であればよい。

【００６４】これによれば、可動ガイド１６または固着
ガイド１７をメッキ層，焼き入れ層，塗装層，チッ化層
で構成される表面層の内のいずれかである構造を有する
内燃機関の燃料噴射弁が提供される。

【００６５】また、可動鉄心５の外径部を表面処理して
可動ガイド１６を形成する場合、図２中のｄで示した段
差を設ける必要がなくなることは言うまでもない。これ
によれば、可動鉄心５の外周面全面に亘って表面処理層
を可動ガイドとして設け、該表面処理層との間に極小間
隙を置いてこれを対向案内する耐摩耗性のある固定ガイ
ドを外側鉄心に設けた構造が提供される。典型的な例と
して、図４に示すように、可動鉄心５の外周面全面に亘
ってメッキ層を１０〜３０μｍの厚さで設けることがで
きる。この場合、段差を設ける工程が不要となるため、
低コスト化を図ることができる図５を用いて、本発明の
他の実施形態について説明する。

【００６６】図５は、図２と同様に、可動鉄心５付近を
とりだして拡大した図である。同一の構成には同一の数
字が付してあり、説明を繰り返さない。以下の実施例も
同じ。

【００６７】図２と異なる部分のみを説明する。

【００６８】本実施形態では、可動ガイド１６の外周
と、可動鉄心５の外周とは、同一半径の円筒面とする。
このため、可動鉄心５の外周に、可動ガイド１６を固定
した後、両者の外径を仕上げ加工することができる。

【００６９】さらに、本実施形態では、固定ガイド１７
の内径（直径）は、外側固定鉄心９の内径（直径）より
も、５〜４０マイクロメートル、好ましくは５〜２０マ
イクロメートルだけ小さくする。固定ガイド１７を外側
固定鉄心９の内周に固定した後、両者の内径を仕上げ加
工することができる。

【００７０】可動鉄心５と可動ガイドの外周を同一円筒
面とする方が容易な場合には、このような構成としても
よい。

【００７１】このような構成とすることにより、可動鉄
心５および外側固定鉄心９を接触させることなく、図５
中のｄ２寸法を２.５〜２０マイクロメートル、好まし
くは、２.５〜１０マイクロメートルとすることがで
き、空隙の径方向長さであるＧ２寸法を１０〜５０マイ
クロメートル、好ましくは１０〜２０マイクロメートル
まで短縮することができるようになる。よって空隙の磁
気抵抗を低減することができるため、作動音を小さく
し、外形寸法を大きくすることなく、電磁吸引力を大き
くすることができるようになる。

【００７２】尚、外側固定鉄心９の内周部全面を表面処
理して、固定ガイドを形成する場合には、図５中のｄ２
で示した段差を設ける必要がないことは言うまでもな
い。この場合、段差を設ける工程が不要となるため、低
コスト化を図ることができる。

【００７３】図６を用いて、本発明の他の実施形態につ
いて説明する。

【００７４】図６は、図２と同様に、可動鉄心５付近を
とりだして拡大した図である。

【００７５】図２と異なる部分のみを説明する。

【００７６】本実施形態では、可動ガイド１６を、可動
鉄心５の外周部ではなく、ロッド６の外周部に、圧入
や、溶接，ろう付けなどの方法により固定する。

【００７７】このような構成によれば、可動鉄心５に小
径部を設けるための加工が不要となり、低コスト化を図
ることができる。

【００７８】図７を用いて、本発明の他の実施形態につ
いて説明する。

【００７９】図１と異なる部分について説明する。

【００８０】本実施形態では、開弁状態での弁体の位置
は、ストッパ１８と、ロッド６に設けられたショルダー
部１９とが接触する位置となる。可動鉄心５と内側固定
鉄心８との衝突摩耗が問題となるときには、このような
構成をとることがある。ロッド６は磁気回路を構成しな
いため、高硬度の材料を選択する。たとえば焼き入れが
可能な鋼やステンレス鋼などが好適であるが、これらに
限定するものではない。この構成ではロッド６にショル
ダー部１９を設けるため、ロッド６の素材寸法として、
比較的に大きな直径の材料を用いる。よって、ロッド６
の一部として、可動ガイド１６を形成することができる
ようになる。このような構成によれば、可動ガイド１６
として、独立した部品を用意する必要がなくなるため、
部品点数を減らし、低コスト化を図ることができるよう
になる。

【００８１】図８は、図１〜図６で説明した燃料噴射弁
のうちの何れかを用いて構成した内燃機関を示す。

【００８２】内燃機関１００は、ピストン１０１，シリ
ンダ１０２，吸気弁１０３，排気弁１０４，点火プラグ
１０５，燃料噴射弁１０６を備える。ピストン１０１の
往復動に合わせて、吸気弁１０３の開閉が行われ、シリ
ンダ１０２内に、空気が導入される。図示しないタン
ク，ポンプなどの燃料供給系１１１から、燃料噴射弁１
０６に燃料が供給される。エンジンコントロールユニッ
ト１１２および燃料噴射弁駆動回路１１３の働きによ
り、燃料噴射弁１０６に電流が供給され、内燃機関の運
転状態に適合する燃料噴射が行われる。点火プラグ１０
５により、混合気が着火・燃焼される。燃焼後の空気
は、排気弁１０４の開放により、排出される。このよう
に、図１〜図６で説明した燃料噴射弁のうちの何れかを
用いて内燃機関を構成すると、燃料供給量を精密に制御
することが可能となるため、燃費・出力・排気特性に優
れた内燃機関を得ることができるようになる。

【００８３】

【発明の効果】本発明によれば、可動鉄心の近傍で、弁
体を摺動案内することが可能となるため、電磁吸引に寄
与しない径方向の空隙長さを短縮することができ、しか
もこの空隙長さを一定に安定に保つことができるので、
作動音を小さくし、外形寸法を大きくすることなく電磁
吸引力の大きい燃料噴射弁を得ることができるようにな
る。したがって、燃料供給量の精密な制御が可能とな
る。また、排気特性に優れた内燃機関を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料噴射弁の一実施形態を表す断面図
である。

【図２】本発明の燃料噴射弁の一実施形態を表す部分拡
大断面図である。

【図３】本発明の燃料噴射弁の一実施形態の効果を表す
グラフである。

【図４】本発明の燃料噴射弁の他の実施形態を表す部分
拡大断面図である。

【図５】本発明の燃料噴射弁の他の実施形態を表す部分
拡大断面図である。

【図６】本発明の燃料噴射弁の他の実施形態を表す部分
拡大断面図である。

【図７】本発明の燃料噴射弁の他の実施形態を表す断面
図である。

【図８】本発明の内燃機関の一実施形態をあらわす模式
図である。

【符号の説明】

１…ノズル、２…燃料噴射孔、３…弁座、４…弁体、５
…可動鉄心、６…ロッド（可動軸）、７…ボール、８…
内側固定鉄心、９…外側固定鉄心、１０…コイル、１１
…燃料供給口、１２…スプリングアジャスタ、１３…ス
プリング、１４…固定プレート、１５…スワラ、１６…
可動ガイド、１７…固定ガイド、２５…空隙、２６…極
小間隙。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡本良雄茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者山門誠茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者安部元幸茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者門向裕三茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者関根篤茨城県ひたちなか市高場2477番地株式会社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者石川享茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者田辺好之茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AB02 AD12 BA22 BA49 CC15 CC34 CD14 CD15 CD17 CD21 CD30 CE22 CE31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズルに形成した燃料噴射孔の開閉制御を
可動鉄心とおよびこれに固着される可動軸とから成る駆
動体によって行い、可動鉄心と軸方向に対向して内側固
定鉄心を設け、内側固定鉄心と外側鉄心とで囲んでコイ
ルを設けた燃料噴射弁において、前記駆動体に固着され、かつ可動鉄心とこれに対向する
外側鉄心との間に位置して耐摩耗性のある可動ガイドを
設け、該可動ガイドとの間に極小間隙を置いて前記可動
ガイドを対向案内する耐摩耗性のある固定ガイドを外側
鉄心に設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項２】請求項１において、前記可動ガイドを前記可動鉄心に設けた切欠部にリング
を嵌めて固着形成したことを特徴とする内燃機関の燃料
噴射弁。
【請求項３】請求項１において、前記可動ガイドまたは固着ガイドをメッキ層，焼き入れ
層，塗装層，チッ化層で構成される表面層の内のいずれ
かであることを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項４】請求項１において、前記可動ガイドを可動鉄心の一部に設け、可動鉄心の外
周よりも外側に突出させたことを特徴とする内燃機関の
燃料噴射弁。
【請求項５】請求項１において、前記可動ガイドを前記可動軸の一部に設け、可動鉄心の
外周よりも外側に突出させたことを特徴とする内燃機関
の燃料噴射弁。
【請求項６】請求項４または５において、前記突出量を２.５〜２０μｍに前記可動ガイドと固定
ガイドとをこれらの間の間隙を１０〜５０μｍに設定し
て配設したことを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項７】請求項６において、前記突出量を２.５〜１０μｍに、そして可動ガイドと
固定ガイドとの間隙を１０〜２０μｍに設定したことを
特徴とする内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項８】請求項１において、前記固定ガイドを前記外側鉄心の一部に設け、外側鉄心
の内周よりも内側に突出させたことを特徴とする内燃機
関の燃料噴射弁。
【請求項９】ノズルに形成した燃料噴射孔の開閉制御を
可動鉄心とおよびこれに固着される可動軸とによって行
い、可動鉄心と軸方向に対向して内側固定鉄心を設け、
内側固定鉄心と外側鉄心とで囲んでコイルを設けた燃料
噴射弁において、前記可動鉄心の外周面全面に亘って表
面処理層を設け、該表面処理層との間に極小間隙を置い
てこれを対向案内する耐摩耗性のある固定ガイドを外側
鉄心に設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項１０】請求項９において、前記表面処理層と前記固定ガイドとをこれらの間の間隙
を１０〜２０μｍに設定して配設したことを特徴とする
内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項１１】ノズルに形成した燃料噴射孔の開閉制御
を可動鉄心とおよび該可動鉄心に固着される可動軸とに
よって行い、可動鉄心と軸方向に対向して内側固定鉄心
を設け、内側固定鉄心と外側鉄心とで囲んでコイルを設
けた燃料噴射弁において、前記可動鉄心の外周面全面に
亘ってメッキ処理層を１０〜３０μｍの厚さで設け、該
メッキ処理層との間に極小間隙を置いてこれを対向案内
する耐摩耗性のある固定ガイドを外側鉄心に設けたこと
を特徴とする内燃機関の燃料噴射弁。