JP2001329928A - インジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒部に生じる寸法変化を少なくすることで後
処理を不要とする。 【解決手段】 先端に燃料噴射孔４Ｂを持つ燃料通路を
形成する筒部４０と、筒部４０内に固定される固定鉄心
３４と、固定鉄心３４と燃料噴射孔４Ｂの間に収容され
る可動鉄心３８と、可動鉄心３８と連結されて燃料噴射
孔４Ｂを開閉する弁１０と、その弁１０を開弁させるた
めに筒部４０の外周に配置されたソレノイドコイル１８
と、弁１０を閉弁側に付勢する付勢手段３６を備える。
筒部４０は、磁性材料で形成されるとともに、固定鉄心
３４と可動鉄心３６とが当接しあう近辺の表面４４に浸
炭処理及び／又は窒化処理が施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソレノイドコイル
により発生する電磁力を利用して燃料噴射孔を開閉する
インジェクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のインジェクタでは、筒部内に固
定された固定鉄心と筒部内を軸方向に移動可能な可動鉄
心を備え、この可動鉄心には筒部先端に形成された燃料
噴射孔を開閉する弁が連結されている。この弁は付勢手
段により閉弁位置に付勢されており、筒部外周に配置さ
れたソレノイドコイルから発生する電磁力により可動鉄
心が固定鉄心側に吸引されることで、閉弁位置から開弁
位置に移動するように構成される。このような構造を有
するインジェクタにおいて弁の応答性を向上させるため
には、可動鉄心側から固定鉄心側（又は固定鉄心側から
可動鉄心側）に流れる磁束を増加させ、可動鉄心と固定
鉄心の間に作用する吸引力を大きくする必要がある。そ
こで、従来、筒部から可動鉄心、固定鉄心から筒部に滋
束が流れる部分では筒部の透滋率を上げ、滋束が筒部で
短絡することを防止するため可動鉄心と固定鉄心が当接
しあう近辺では筒部の透磁率を下げる（磁気抵抗を大き
くする）ようにしていた。

【０００３】このように弁の応答性を向上する観点から
筒部の一部分（可動鉄心と固定鉄心が当接しあう近辺）
のみ透磁率を低くしたいという要求がある一方で、製造
コストを低くする観点（溶接箇所を少なくする観点）か
らは筒部全体をできるだけ一体で製作したいという要求
がある。したがって、従来から筒部の透滋率を部分的に
改質する技術が開発されており、このような技術として
は、例えば、磁性材を用いて一体で製作した筒部（透滋
率が高い）にニッケル等を溶かし込むことにより溶かし
込んだ部分の透磁率を下げる方法や（特開平６−７４１
２４号）、非磁性材を絞り加工等することにより歪ませ
て磁性材とし、しかる後部分的に歪みを取り除くことに
よりその部分を非磁性に戻すという方法（特開平１０−
３１８０７９号）等が開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平６−７４１２４号に記載の技術では、筒部表面にレ
ーザを照射し、その熱によりニッケル等の金属を溶かし
込むため、レーザにより筒部自身も溶け寸法変化や表面
あれが発生する。したがって、ニッケル等の金属を溶か
し込んだ後に、寸法変化や表面あれを取り除くための後
処理が必要になるという問題があった。また、上記特開
平１０−３１８０７９号に記載の技術では、非磁性材で
あるオーステナイト系のステンレス鋼を歪ませて磁性材
とし、この磁性材の一部を加熱しオーステナイト化させ
ることにより非磁性材に戻す処理を行う。したがって、
この技術においても筒部の一部はオーステナイト化する
温度まで加熱されるため寸法変化が生じ、これを修正す
るための後処理が必要となるという問題があった。本発
明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、筒部に生じる寸法変化を小さくすることで、後処
理を不要とすることができるインジェクタを提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】本発明に
係るインジェクタは、先端に燃料噴射孔を持つ燃料通路
を形成する筒部と、該筒部内に固定される固定鉄心と、
該固定鉄心と燃料噴射孔の間で軸方向に移動可能に収容
される可動鉄心と、該可動鉄心と連結されて前記燃料噴
射孔を開閉する弁と、該弁を開弁させるために前記筒部
の外周に配置されたソレノイドコイルと、前記弁を閉弁
側に付勢する付勢手段を備えており、前記筒部が、磁性
材料で形成されるとともに、前記固定鉄心と前記可動鉄
心とが当接しあう近辺の表面に浸炭処理及び／又は窒化
処理が施されていることを特徴とする（請求項１）。上
記インジェクタでは、筒部が磁性材料により形成され、
その一部に浸炭処理及び／又は窒化処理が施されること
により透磁率が下げられる。したがって、浸炭処理及び
／又は窒化処理のような比較的低温度で実施される表面
処理によって透磁率の改質が行われるため、筒部の寸法
変化が少なく後処理を不要とすることができる。

【０００６】ここで、浸炭処理及び／又は窒化処理が施
される上記「固定鉄心と可動鉄心が当接しあう近辺」
は、固定鉄心と可動鉄心が当接しあう位置を含んで両鉄
心にまたがる領域とすることが好ましい。このような構
成によれば、筒部外周から筒部内に流れた磁束の多くを
可動鉄心側に流すことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】最初に本実施の形態に係るインジ
ェクタの特徴を列記する。 （形態１） 前記筒部後端外周には、燃料配管との連結
部をシールするシール部材が取付けられており、前記筒
部後端が外側に屈曲形成されることで、前記シール部材
が取付けられる取付溝の一方の壁を形成していることを
特徴とする請求項１に記載のインジェクタ。このような
構成によると、筒部により取付溝の一方の壁が形成され
るため部品点数が少なくなり、インジェクタの製造・組
立コストを削減することができる。

【０００８】（形態２） 前記筒部には、前記固定鉄心
の位置決めを行う位置決め部が形成されていることを特
徴とする請求項１又は形態１に記載のインジェクタ。こ
のような構成によると、固定鉄心の位置決めを容易に行
うことができる。

【０００９】

【実施例】本発明を具現化した一実施例に係るインジェ
クタＡについて図１及び図２を用いて説明する。図１は
インジェクタＡの断面図を示し、図２はインジェクタＡ
に用いられた筒４０の断面図を示す。図１に示すよう
に、本実施例に係るインジェクタＡは、筒４０と、筒４
０内に組付けられる弁機構（弁座体４、プレート６、弁
９、可動鉄心３８、固定鉄心３４、バネ３６、アジャス
タ３２）と、弁機構を駆動するために筒４０の外周に配
置された駆動機構（ソレノイドコイル１８）等から構成
される。

【００１０】筒４０は、図１、図２に示すようにパイプ
状に形成された部材であり、その内部に燃料通路が形成
される。この筒４０は、その先端側に弁９等を収納する
バルブボディ部４２と、後端側に燃料配管と接続される
燃料コネクタ部４６と、バルブボディ部４２と燃料コネ
クタ部４６とを連結する中間パイプ部４４とで構成され
る。図２に示すように、バルブボディ部４２及び中間パ
イプ部４４は略同一の径で形成され、また、燃料コネク
タ部４６は、その先端側は中間パイプ部４４と略同一の
径の拡径部４７とされ、後端側は拡径部４７に比較して
小さな径の小径部４９とされる。したがって、拡径部４
７と小径部４９の境界には、拡径部４７の内周面から内
側に突出する突出面４８が形成される。この突出面４８
は、図１に示すように、筒４０に固定鉄心３４を組付け
る際に固定鉄心３４の後端面と当接し、固定鉄心３４の
軸方向の位置決めを行うストッパ面の機能を果たす。さ
らに、燃料コネクタ部４６の後端には、外側に屈曲形成
された屈曲部５０が形成され、図１に示すようにオーリ
ング２４が取付けられる取付溝５２の片側の壁として機
能する。

【００１１】上述のように構成される筒４０は、次の手
順で製造される。すなわち、磁性材料（例えば、電磁ス
テンレス材等）に、まず深絞り加工を施すことでパイプ
状に形成し、パイプ状に形成したものを所定の長さに切
断する。次に、切断したパイプ状の筒材に、燃料コネク
タ部４６の小径部４９を形成し、更に、小径部４９の後
端に屈曲部５０を形成する。次に、上述した加工が施さ
れた筒材の中央部分（中間パイプ部４４を形成する位置
に相当）に窒化処理又は浸炭処理（磁性劣化処理）を施
す。ここで、筒材に施す窒化処理又は浸炭処理として
は、公知の種々の方法で施すことができ、例えば、窒化
処理であれば、ガス窒化法、液体窒化法（塩浴窒化
法）、軟窒化法、イオン窒化法等で行うことができ、浸
炭処理であれば、固体浸炭、液体浸炭（浸炭窒化法）、
ガス浸炭、プラズマ浸炭等で行うことができる。なお、
これらの処理においては筒材の内部まで窒化又は浸炭す
る必要は必ずしも無く、表面のみ窒化又は浸炭する場合
でも充分に透磁率を下げることができる。表１に、電磁
ステンレス鋼（ＫＳＦ２４）によりリング状の試料（Ｊ
ＩＳリング４５Ｄ×３３Ｄ×１．２５ｍｍ）を作成し、
この表面に浸炭処理（プラズマ法）又は窒化処理（イオ
ン窒化法）を施して磁気特性の変化を測定した結果を示
す。表１から明らかなように、浸炭処理及び窒化処理を
施すことにより透滋率を略１／１０程度まで劣化できる
ことが確認できた。また、プラズマ法による浸炭処理
（４００〜５００℃）、イオン窒化法による窒化処理
（５００〜６００℃）は、電磁ステンレス鋼の焼入れ温
度以下で行われているため、熱によるひずみも少なく寸
法変化も問題の無い程度に抑えることができた。なお、
浸炭処理においては、ある程度の深さまで浸炭処理が行
われれば、浸炭処理の深さによっては透滋率の低下の程
度に差はなかった。

【００１２】

【表１】

【００１３】上記浸炭処理又は窒化処理を施すことによ
り、筒４０のうちバルブボディ部４２と燃料コネクタ部
４６は透磁率が高く（磁気抵抗が小さく）、中間パイプ
部４４は透磁率が低く（磁気抵抗が大きく）なる。

【００１４】次に上述したように構成される筒４０の内
部に設けられる弁機構を構成する各部品について、図１
を用いて説明する。上述した筒４０の先端側（燃料噴射
孔側）の内周には、円柱状の外形を有する弁座体４が圧
入されている。この弁座体４には、後方から円柱状の孔
４Ｄが開けられ、この円柱状の孔４Ｄの先端側に円錐面
４Ａが形成される。この円錐面４Ａの先端は、弁座体４
の先端面に開口し、この開口部が燃料噴射孔４Ｂとな
る。弁座体４に設けられた円柱状の孔４Ｄは球状の弁先
端１０を軸方向に案内するガイド面として機能し、円錐
面４Ａは球状の弁先端１０と当接して燃料噴射孔４Ｂを
閉じるシール面として機能する。なお、円柱状の孔４Ｄ
の回りには、周方向に等距離な３箇所の位置に、軸方向
に伸びる燃料通路４Ｃが形成されている。

【００１５】上述した弁座体４の先端には、プレート６
がリング状の溶接部位８で弁座体４に固定されている。
プレート６には複数の小孔６Ａが形成されており、この
小孔６Ａによって弁座体４の燃料噴射孔４Ｂから噴射さ
れる燃料が霧化され、かつ噴射方向が決められる。

【００１６】弁座体４の後方には、弁９が筒４０内で軸
線方向に移動自在に収容されている。弁９は、球状の弁
先端１０と、弁先端１０に接続された軸部１２と、軸部
１２に接続されたパイプ状の可動鉄心３８により構成さ
れる。弁９の先端（弁先端１０）は、前述したように、
弁座体４に形成した円柱状の孔４Ｄによって半径方向に
は移動不能で軸方向にのみ移動可能に案内される。この
弁先端１０には、レーザ溶接により軸部１２が接続さ
れ、軸部１２の後端には可動鉄心３８の内周に嵌合する
嵌合部１２Ｃが形成される。嵌合部１２Ｃの先端（燃料
噴射孔側）には、可動鉄心３８の先端面に当接する当接
部１２Ｂが形成され、この当接部１２Ｂが可動鉄心３８
に当接した状態で軸部１２と可動鉄心３８が固定されて
いる。また、軸部１２には孔１２Ａが設けられており、
この孔１２Ａを介して軸部１２の内部から外部に燃料が
通過できるように構成されている。上述した軸部１２が
固定される可動鉄心３８は磁性材で形成されており、筒
４０によって半径方向には移動不能で軸方向に移動可能
に案内されている。

【００１７】上述した弁９（可動鉄心３８）の後方に
は、磁性材で形成された固定鉄心３４が筒４０の内部に
圧入され固定されている。この固定鉄心３４は、既に説
明したように、その後端面が筒４０の突出面４８に当接
した状態で、筒４０に位置決めされ固定されている。こ
の固定鉄心３４の内部にはアジャスタ３２が圧入され固
定されている。このアジャスタ３２と前述した弁９（当
接部１２Ｂの内壁面）との間には、圧縮バネ３６が圧縮
状態で収容されている。したがって、弁９は圧縮バネ３
６により先端側に付勢されて、球状の弁先端１０が弁座
体４のシート面４Ａに当接し燃料噴射孔４Ｂが閉じられ
る。

【００１８】次に、筒４０の外周に組付けられる各部品
について説明する。筒４０の外周には、図１に示すよう
にソレノイドコイル１８が組付けられている。このソレ
ノイドコイル１８は、通電されることにより磁気力を発
生し、この磁気力により弁９（可動鉄心３８）を固定鉄
心３４側に吸引することで弁９をシート面４Ａから離し
（即ち弁を開いて）燃料を噴射孔４Ｂから噴射させる。
このソレノイドコイル１８は、円筒状の外側コア１６と
円板状のヨーク２０によって筒４０の外周に位置決めさ
れている。円筒状の外側コア１６の後端部には、ソレノ
イドコイル１８に電力を供給する端子２８が設けられ、
この端子２８の回りに樹脂成形体２２が設けられてい
る。

【００１９】ここで、外側コア１６と、筒４０（バルブ
ボディ部４２及び燃料コネクタ部４６）と、可動鉄心３
８と、固定鉄心３４と、ヨーク２０は磁性材料で形成さ
れており、また、既に説明したように筒４０のうち中間
パイプ部４４は、全周に亘って磁性劣化処理が施され透
滋率が低下している。さらに、図１に示すように中間パ
イプ部４４の略中央で、可動鉄心３８と固定鉄心３４と
が当接しあう。このため、ソレノイドコイル１８に通電
されると、外側コア１６から、筒４０（バルブボディ部
４２）、可動鉄心３８、可動鉄心３８と固定鉄心３４間
の微小空間、固定鉄心３４、筒４０（燃料コネクタ部４
６）、ヨーク２０を経て外側コア１６に戻る磁気通路が
形成される。この結果、バネ３４の力に抗して弁９がパ
イプ３６側に吸引され燃料噴射孔４Ｂが開けられる。

【００２０】また、図１において、図示１４はインジェ
クタＡとエンジン側の接続部を気密に保つオーリングで
あり、図示２４はインジェクタＡと燃料配管との接続部
を気密に保つオーリングであり、２６は燃料から異物を
除去するフィルタである。なお、図１からも明らかなよ
うに、上述したオーリング２４は、樹脂成形体２２と筒
部４０の後端の屈曲部５０により形成される取付溝５２
内で位置決めされている。

【００２１】以上詳述したように、本実施例のインジェ
クタによれば、筒４０を一体成形し部分的に磁性劣化処
理が施されることで、複数の部材を溶接して筒（燃料通
路）を形成する必要がない。また、一体成形した筒に施
される磁性劣化処理も低温度で行われるため寸法変化が
少なく、磁性劣化処理を施した後に寸法変化を修正する
必要が無い。なお、本実施例のインジェクタによれば、
筒４０の後端に屈曲部５０を形成することでオーリング
２４が取付けられる取付溝の片側の壁とし、従来必要と
されたオーリング２４の抜け止め防止部品を不要として
いる。さらに、筒４０には固定鉄心３４を位置決めする
突出面４８が形成されているため、筒４０と固定鉄心３
４との位置決め作業を容易に行うことができる。

【００２２】次に、図３に基づいて他の実施例に係るイ
ンジェクタＢについて説明する。図３は、インジェクタ
Ｂの断面図である。以下に説明する実施例においても、
燃料通路内に形成される弁機構や燃料通路の外周に設け
られる弁を駆動する駆動機構については前述した実施例
と略同一である。しかしながら、前述した実施例では燃
料通路を形成する筒を一体で形成したのに対して、以下
に説明する実施例では、燃料通路を形成する筒を二分割
して形成する点で異なる。以下、前述した実施例と同一
部材については同一の符号を付すことによりその説明を
省略し、異なる点を中心に説明する。

【００２３】図３に示すインジェクタＢでは、燃料通路
が第１筒部材５４と、第２筒部材５６により構成され
る。第１筒部材５４は、磁性材により形成されたパイプ
状の部材であり、前述した実施例におけるバルブボディ
部と外側コアを一体に形成したものに相当する。この第
１筒部材５４は、弁９等を内部に収納する小径部５４Ａ
（バルブボディ部に相当）と、小径部５４Ａに比較して
大きい径を有する拡径部５４Ｂ（外側コアに相当）が設
けられる。小径部５４Ａの内側には、弁座体４、プレー
ト６、弁９等が収納され、また、拡径部５４Ｂの内側に
は、ソレノイドコイル１８が格納される。第２筒部材５
６は、磁性材により一体成形されたパイプ状の部材であ
り、前述した実施例における中間パイプ部と燃料コネク
タ部を一体に形成したものに相当する。第２筒部材５６
の先端５８は、前述した浸炭処理または窒化処理が施さ
れて透滋率が低く改質されており、その略中央位置にお
いて可動鉄心３８と固定鉄心３４が当接しあう。また、
第２筒部材５６の先端５８は外側に折り曲げられて前述
した第１筒部材５４の拡径部５４Ｂの内壁面に当接す
る。なお、第２筒部材５６の先端５８と第１筒部材５４
の間には、図示省略したシール部材によりシールが施さ
れる。第２筒部材５６の後端側６０には、図１に示す実
施例と同様に、第２筒部材５６内に固定される固定鉄心
３４を軸方向に位置決めする突出面４８と、オーリング
２４が取付けられる取付溝５２の片側の壁として機能す
る屈曲部５０とが形成されている。

【００２４】上述したところから明らかなように、図３
に示すインジェクタＢにおいては、第１筒部材５４によ
りバルブボディ部と外側コアを一体に成形しているた
め、燃料通路を形成する筒部に外部コアを位置決めする
工程を省略することができる。また、第２筒部材５６に
より中間パイプ部（低磁性部）と燃料コネクタ部（高磁
性部）を一体に形成しているため、中間パイプ部と燃料
コネクタ部を別々の部材としたときに必要となる溶接工
程を省略することができる。

【００２５】以上、本発明のいくつかの好適な実施例に
係るインジェクタについて説明したが、これらは例示に
過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、
改良を施した形態で実施することができる。例えば、上
述した各実施例においては浸炭処理及び／又は窒化処理
を、燃料通路を形成する筒部の内周面及び外周面の全面
に施したが、必ずしも内周面及び外周面の全面に施す必
要は無く、内周面のみ又は外周面のみに表面処理を施す
ようにしても良い。あるいは、内周面の一部又は外周面
の一部にのみ表面処理を施すようにしても良い。要は表
面処理を施した部分の透磁率が低下し、可動鉄心に流れ
る磁束が充分であればどのような形態で実施されても良
い。

【００２６】また、上述した各実施例においては、弁９
を弁先端１０、軸部１２、可動鉄心３８の各部品を連結
固定して構成したが、必ずしもこのように構成する必要
はなく、弁９を一体として形成しても良いし、適宜分割
して（例えば、軸部と可動鉄心のみを一体として）形成
しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】インジェクタの断面を示す図。

【図２】図１に示すインジェクタの筒の断面を示す図。

【図３】他の実施例にかかわるインジェクタの断面を示
す図。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ ：インジェクタ ４０ ：筒 １８ ；ソレノイドコイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 BA56 BA61 CC01 CC06U CC14 CC15 CC18 CC24 CC26 CC51 CD21 CE23 CE24 CE25 CE26 CE31

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に燃料噴射孔を持つ燃料通路を形成
   する筒部と、該筒部内に固定される固定鉄心と、該固定
   鉄心と燃料噴射孔の間で軸方向に移動可能に収容される
   可動鉄心と、該可動鉄心と連結されて前記燃料噴射孔を
   開閉する弁と、該弁を開弁させるために前記筒部の外周
   に配置されたソレノイドコイルと、前記弁を閉弁側に付
   勢する付勢手段を備えており、 前記筒部が、磁性材料で形成されるとともに、前記固定
   鉄心と前記可動鉄心とが当接しあう近辺の表面に浸炭処
   理及び／又は窒化処理が施されていることを特徴とする
   インジェクタ。