JP2002004974A - 燃料噴射装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料の加熱効率が高く、加熱部材に電流を供
給する電気配線のシールが不要で製造の容易な燃料噴射
装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 セラミックヒータ５０は、発熱抵抗体を
セラミックで焼結し円筒状に形成されている。セラミッ
クヒータ５０の内周壁は、第１磁性部１２の外周壁に直
接接触している。コネクタ６０は、セラミックヒータ５
０と、セラミックヒータ５０に電流を供給するターミナ
ル６１を含む電気配線とを樹脂モールドして形成されて
いる。コネクタ６０と、セラミックヒータ５０と、セラ
ミックヒータ５０に電流を供給するターミナル６１を含
む電気配線とは組付構造体を構成している。燃料噴射装
置１０から組付構造体を除いた装置本体を組み付けてお
き、この装置本体に組み付け構造体を噴孔プレート１６
側から嵌合する。コネクタ６０の嵌合方向端部は装置本
体にスナップフィット等により係止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関（以下、エ
ンジンという）の燃料噴射装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年車両の排ガス規制が強化されてい
る。排ガス中に含まれる有害成分を低減するために、燃
料噴射装置から噴射する噴霧を微粒化することが重要で
ある。燃料噴霧の微粒化対策の一つとして、加熱した燃
料を噴射し燃料を減圧沸騰させることが知られている。
特に、冷間始動時に噴射した燃料を減圧沸騰させ微粒化
することが有害成分の低減に有効である。

【０００３】このように燃料を加熱して噴射する燃料噴
射装置を図４に示す。燃料噴射装置１００の弁ボディ１
０１はノズルニードル１０２を往復移動可能に収容し、
ノズルニードル１０２が着座可能な弁座１０１ａを有し
ている。弁座１０１ａの燃料上流側の弁ボディ外周に樹
脂製のスプール１１０に巻回されたコイル１１１が配置
されている。コイル１１１に電流を供給することにより
熱が発生し、弁ボディ１０１を加熱するので、結果とし
てノズルニードル１０２と弁ボディ１０１との間に形成
された燃料通路１２０の燃料が加熱される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示す燃
料の加熱構造では、コイル１１１と弁ボディ１０１とを
電気的に絶縁し、かつ弁ボディ１０１にコイル１１１を
取り付けるため、樹脂製のスプール１１０にコイル１１
１を巻回している。したがって、コイル１１１に発生す
る熱が弁ボディ１０１に伝わりにくい。また、コイル１
１１からスプール１１０に伝わった熱の一部がスプール
１１０から放熱される。したがって、弁ボディ１０１を
介し、燃料通路１２０の燃料を素早く昇温することがで
きない。さらに、所望の温度に燃料を加熱するために大
きな電力が必要になる。つまり、燃料を加熱する効率が
低い。

【０００５】ニードルバルブ周囲の燃料中に加熱部材を
配置し、燃料を直接加熱することも考えられている。し
かし、燃料中に加熱部材を配置すると、加熱部材周囲の
構造が複雑になる。さらに、加熱部材に電流を供給する
電気配線をシールすることが困難である。本発明の目的
は、燃料の加熱効率が高く、加熱部材に電流を供給する
電気配線のシールが不要で製造の容易な燃料噴射装置の
製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
燃料噴射装置の製造方法によると、発熱抵抗体と絶縁材
とを一体成形した加熱部材と加熱部材を支持する支持部
材とを有する組付構造体において、加熱部材の内周面が
露出している。そして、加熱部材の内周面が直接弁ボデ
ィの外周面に接触するように弁ボディに組付構造体を嵌
合する。加熱部材が直接弁ボディを加熱するので、弁ボ
ディ内の燃料を小さな電力で所望の温度に素早く昇温で
きる。つまり、燃料の加熱効率が高い。さらに、弁ボデ
ィの外周に加熱部材を配置するので、加熱部材に電流を
供給する電気配線をシールする必要がない。さらに、加
熱部材と加熱部材を支持する支持部材とを組付構造体に
してから弁ボディに嵌合するので、加熱部材の組付けが
容易である。

【０００７】本発明の請求項２記載の燃料噴射装置の製
造方法によると、加熱部材にセラミックヒータを用いて
いる。セラミックヒータは電流供給を開始してから瞬時
に昇温するので、エンジン始動開始時において燃料を速
やかに加熱することができる。本発明の請求項３記載の
燃料噴射装置の製造方法によると、加熱部材を樹脂モー
ルドして組付構造体を形成するので、組付構造体の製造
が容易である。

【０００８】本発明の請求項４記載の燃料噴射装置は、
請求項１、２または３記載の製造方法で製造される。加
熱部材が直接弁ボディに接触して弁ボディ内の燃料を加
熱する。排ガス中に排出される有害成分が増加するエン
ジン始動開始時において、燃料を速やかに加熱して燃料
を微粒化するので、エンジン始動時の排ガス中の有害成
分を低減できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図に基づいて説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例による燃料噴射装置
を図１に示す。弁ハウジング１１は磁性部と非磁性部と
からなる円筒状に形成されており、例えば複合磁性材で
形成されている。弁ハウジング１１には燃料通路７０が
形成されており、この燃料通路７０に、弁ボディ本体１
５、弁部材としてのノズルニードル２０、スプリング２
６、固定コア３０、アジャスティングパイプ３１、フィ
ルタ３９等が収容されている。

【００１０】弁ハウジング１１は、図１において下方の
燃料噴射側から第１磁性部１２、非磁性部１３、第２磁
性部１４の順で一体成形されている。第１磁性部１２お
よび第２磁性部１４は磁性化されており、非磁性部１３
は弁ハウジング１１の一部を加熱して非磁性化されてい
る。非磁性部１３は第１磁性部１２と第２磁性部１４と
の間で磁束が短絡することを防ぐ。第１磁性部１２の燃
料噴射側内部に弁ボディ本体１５および噴孔プレート１
６が収容されている。弁ハウジング１１および弁ボディ
本体１５は特許請求の範囲に記載された弁ボディを構成
している。

【００１１】カップ状の噴孔プレート１６は第１磁性部
１２に圧入されており、第１磁性部１２の内壁にレーザ
溶接により固定され、弁ボディ本体１５の燃料噴射側端
面に当接している。噴孔プレート１６は薄板状に形成さ
れており、中央部に複数の噴孔が形成されている。

【００１２】弁部材としてのノズルニードル２０は、磁
性材で形成されている円筒部２１と、非磁性材で形成さ
れ円筒部２１の噴孔プレート１６側内壁とレーザ溶接さ
れている当接部２５とを有している。円筒部２１の固定
コア３０側の対向部２２は肉厚に形成されており、固定
コア３０と向き合っている。当接部２５は弁ボディ本体
１５に形成した弁座１５ａに着座可能である。後述する
加熱部材としてのセラミックヒータ５０より下流側の円
筒部２１に、円筒部２１の側壁を貫通する燃料孔２１ａ
が複数形成されている。燃料孔２１ａは、セラミックヒ
ータ５０よりも下流側に形成されている必要はなく、円
筒部２１の上流側に形成されていることが望ましい。蒸
気逃がし孔２１ｂは対向部２２の根元に対向部２２を貫
通して形成されている。

【００１３】固定コア３０は非磁性部１３および第２磁
性部１４の内部に収容され、ノズルニードル２０の対向
部２２と向き合っている。アジャスティングパイプ３１
は固定コア３０内に圧入されている。付勢手段としての
スプリング２６は一方の端部をアジャスティングパイプ
３１に係止され、他方の端部を対向部２２のスプリング
座２２ａに係止されている。アジャスティングパイプ３
１の圧入量を調整することによりスプリング２６の荷重
を変更できる。ノズルニードル２０は、スプリング２６
の付勢力により弁座１５ａに向けて付勢されている。

【００１４】磁性部材３５、３６はコイル４０の外周側
に配置され、それぞれ第１磁性部１２と第２磁性部１４
とに接触している。固定コア３０、ノズルニードル２０
の対向部２２、第１磁性部１２、第２磁性部１４および
磁性部材３５、３６は磁気回路を構成している。フィル
タ３９は弁ハウジング１１の図１において上方の上流側
に取付けられており、燃料中の異物を除去する。

【００１５】コイル４０を巻回しているスプール４１は
弁ハウジング１１の外周に取付けられている。コイル４
０およびスプール４１の外周を樹脂モールドしたコネク
タ４５が覆っている。ターミナル４６はコネクタ４５に
埋設されており、コイル４０と電気的に接続している。
加熱部材としてのセラミックヒータ５０は、発熱抵抗体
をセラミックで焼結し円筒状に一体成形されている。セ
ラミックヒータ５０の内周壁は、第１磁性部１２の外周
壁に直接接触している。

【００１６】支持部材としてのコネクタ６０は、セラミ
ックヒータ５０と、セラミックヒータ５０に電流を供給
するターミナル６１を含む電気配線とを樹脂モールドし
て形成されている。コネクタ６０と、セラミックヒータ
５０と、セラミックヒータ５０に電流を供給するターミ
ナル６１を含む電気配線とは組付構造体を構成してい
る。コネクタ６０の樹脂材として、ＰＰＳ（ポリフェニ
レンスルフィド）を用いている。ＰＰＳの熱伝導率は
０．３Ｗ／ｍ・Ｋと低く断熱効果が高いので、セラミッ
クヒータ５０の熱が第１磁性部１２以外に伝わることを
低減している。またＰＰＳの耐熱温度は約２６０℃と高
いので、セラミックヒータ５０による加熱時に変形しな
い。

【００１７】フィルタ３９を通り弁ハウジング１１の燃
料通路７０に流入した燃料は、アジャスティングパイプ
３１内の燃料通路、固定コア３０内の燃料通路、ノズル
ニードル２０内の燃料通路、燃料孔２１ａ、円筒部２１
と第１磁性部１２との間に形成されている燃料通路７
１、ノズルニードル２０が弁座１５ａから離座したとき
に当接部２５と弁座１５ａとの間に形成される開口を通
り、噴孔プレート１６に形成されている噴孔から噴射さ
れる。

【００１８】以上のように構成した燃料噴射装置１０に
おいて、コイル４０への通電がオフされると、スプリン
グ２６によってノズルニードル２０が図１の下方、つま
り閉弁方向に移動してノズルニードル２０の当接部２５
が弁座１５ａに着座し、噴孔１６ａが閉塞される。

【００１９】コイル４０への通電をオンすると、コイル
４０に発生した磁束がコイル４０の周囲を取り囲む磁気
回路を流れ、固定コア３０とノズルニードル２０の対向
部２２との間に磁気吸引力が発生する。すると、ノズル
ニードル２０は固定コア３０側に吸引され、当接部２５
が弁座１５ａから離座する。これにより、円筒部２１内
の燃料通路、燃料孔２１ａ、燃料通路７１を通り、燃料
が噴孔１６ａから噴射される。

【００２０】例えば、エンジン始動開始時に一定時間セ
ラミックヒータ５０に電流を供給する。電流供給を開始
するとセラミックヒータ５０は瞬時に昇温する。さら
に、セラミックヒータ５０が第１磁性部１２に直接接触
しているので、第１磁性部１２を介し小さな電力で燃料
通路７１の燃料を所望の温度に素早く昇温できる。セラ
ミックヒータ５０に電流を供給している状態でコイル４
０への通電をオンしノズルニードル２０が弁座から離れ
ると、燃料孔２１ａを通り燃料通路７１を噴孔プレート
１６側に向かう燃料がセラミックヒータ５０の内周側を
通りセラミックヒータ５０に接触している第１磁性部１
２により加熱される。加熱された燃料が噴孔１６ａから
噴射されると、減圧沸騰し燃料が微粒化される。冷間始
動時においても、セラミックヒータ５０に一定時間電流
を供給し燃料を微粒化することにより、排ガス中に含ま
れる有害成分を低減できる。

【００２１】セラミックヒータ５０に加熱されることに
より燃料通路７１の燃料中に燃料蒸気が発生することが
ある。燃料通路７１の燃料中に燃料蒸気が溜まると、燃
料蒸気がダンパとなりノズルニードル２０の往復移動を
妨げる。第１実施例では、蒸気逃がし孔２１ｂがセラミ
ックヒータ５０よりも上流側に形成されているので、燃
料通路７１に発生した燃料蒸気の殆どが、蒸気逃がし孔
２１ｂを通りノズルニードル２０内から燃料通路７０の
上流側に排出される。したがって、ノズルニードル２０
の応答性が向上する。

【００２２】次に燃料噴射装置１０の製造方法について
説明する。 (1) 図２の上方に示す装置本体８０は、燃料噴射装置１
０から組付構造体８１を除いた部分であり、有底円筒の
ノズルニードル２０を中実なノズルニードルに交換すれ
乳母、燃料加熱手段をもたない従来の燃料噴射装置と実
質的に同一構成である。このような装置本体８０を組み
付けておく。

【００２３】(2) セラミックヒータ５０と、ターミナル
６１と、セラミックヒータ５０の発熱抵抗体とターミナ
ル６１とを電気的に接続する電気配線とを樹脂モールド
し、組付構造体８１を形成する。セラミックヒータ５０
の内周面は露出している。 (3) 装置本体８０に組付構造体８１を噴孔プレート１６
側から嵌合する。コネクタ６０の嵌合方向端部は装置本
体８０にスナップフィット等により係止される。

【００２４】（第２実施例）本発明の第２実施例を図３
に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一号を
付す。セラミックヒータ５０の外周とコネクタ６０との
間に、例えばステアタイトを用いた断熱材５１を配設し
ているので、セラミックヒータ５０の熱がセラミックヒ
ータ５０の外周側に伝わりにくい。したがって、第１磁
性部１２を効率良く加熱できる。

【００２５】以上説明した本発明の上記複数の実施例で
は、セラミックヒータ５０と、セラミックヒータ５０に
電流を供給するターミナル６１を含む電気配線とを樹脂
モールドして組付構造体を形成し、燃料噴射装置の装置
本体にこの組付構造体を嵌合している。したがって、組
付構造体の製造が容易であり、組付けが容易である。ま
た、燃料加熱手段としての組付構造体８１を装置本体８
０に嵌合するだけであるから、従来の燃料噴射装置を燃
料加熱手段を有する燃料噴射装置に容易に変更できる。

【００２６】また、セラミックヒータ５０を樹脂モール
ドしているので、セラミックヒータ５０に電流を供給す
るターミナルを含む電気配線を保持する部材と、第１磁
性部１２にセラミックヒータ５０を接触させ取り付ける
部材とを兼用することができる。したがって、部品点数
および組み付け工数が減少する。

【００２７】また、セラミックヒータ５０が弁ボディと
しての第１磁性部１２を直接加熱している。したがっ
て、少ない電力で第１磁性部１２、つまり燃料を効率よ
く加熱できる。さらに、セラミックヒータ５０が弁ハウ
ジング１１の外周側に配置されているので、セラミック
ヒータ５０に電流を供給する電気配線をシールする必要
がない。上記複数の実施例では、中空のノズルニードル
を用いたが、中実のノズルニードルを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を示す
断面図である。

【図２】第１実施例の製造工程の一部を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例による組付構造体を示す断
面図である。

【図４】従来の燃料噴射装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 燃料噴射装置 １１ 弁ハウジング（弁ボディ） １５ 弁ボディ本体（弁ボディ） １５ａ 弁座 １６ 噴孔プレート ２０ ノズルニードル（弁部材） ２１ 円筒部 ２５ 当接部 ５０ セラミックヒータ（加熱部材、組付構造体） ５１ 断熱材 ６０ コネクタ（支持部材、組付構造体） ６１ ターミナル（電気配線、組付構造体） ７０、７１ 燃料通路 ８０ 装置本体 ８１ 組付構造体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料通路を形成し、前記燃料通路の下流
   側かつ噴孔の上流側に弁座を有する弁ボディと、 前記燃料通路に往復移動可能に収容され、前記弁座に着
   座することにより前記噴孔を閉塞し、前記弁座から離座
   することにより前記噴孔を開放する弁部材と、 前記弁座の上流側に位置する前記弁ボディの外周に配置
   され、前記弁ボディを加熱することにより前記弁ボディ
   内の燃料を加熱する加熱部材と、 を備える燃料噴射装置の製造方法であって、 発熱抵抗体と絶縁材とを一体成形して前記加熱部材を形
   成する工程と、 前記加熱部材と前記加熱部材を支持する支持部材とを有
   し、前記加熱部材の内周面が露出している組付構造体を
   形成する工程と、 前記加熱部材の内周面が直接前記弁ボディの外周面に直
   接接触するように前記弁ボディに前記組付構造体を嵌合
   する工程と、 を含むことを特徴とする燃料噴射装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記加熱部材はセラミックヒータである
   ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記加熱部材を樹脂モールドして前記組
   付構造体を形成することを特徴とする請求項１または２
   記載の燃料噴射装置の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３記載の製造方法で
   製造されることを特徴とする燃料噴射装置。