JP2002021678A - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

電磁式燃料噴射弁

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JP2002021678A JP2000210713A JP2000210713A JP2002021678A JP 2002021678 A JP2002021678 A JP 2002021678A JP 2000210713 A JP2000210713 A JP 2000210713A JP 2000210713 A JP2000210713 A JP 2000210713A JP 2002021678 A JP2002021678 A JP 2002021678A
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【課題】電磁式燃料噴射弁の部品点数、溶接点数を減ら
した簡単な構造で、従来と同等以上の吸引力、ひいては
可動部の応答性が得られるようにする。 【解決手段】噴射弁本体の噴射側一端に筒状体１３が装
着され、この筒状体１３は、コア１１と励磁コイル２３
の間から弁座１２及びオリフィスプレート１３よりも先
に伸び、筒状体１３の内周部は、弁体のアンカ１４を摺
動ガイドする部分と、アンカと一体になった弁をガイド
するバルブシート１２を保持する部分とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射弁にかか
り、特に、内燃機関用に好適な電磁式燃料噴射弁に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】この種燃料噴射弁は、一般に、構成部品
としてハウジング、電磁コイル，固定鉄心（コア）、可
動鉄心（アンカ）付きの弁体、バルブホルダ、バルブシ
ート、戻しばね等を備え、電磁コイルを励磁すると、ハ
ウジング、コア、アンカが磁気回路を形成し、アンカが
戻しばねの力に抗してコア側に磁気吸引されることで開
弁動作する。
【０００３】バルブシートは、バルブホルダにより保持
されており、このバルブホルダとコアとが非磁性材のリ
ングを介して溶接などで結合されている。このリング
は、その内周がアンカのストロークをガイドする機能を
有し、また、コアとバルブホルダとの間の燃料をシール
する機能を有している。リングは、アンカが磁気的に吸
引される場合に、その動作に支障をきたさないように非
磁性材としている。
【０００４】上記したコアとリングは、全周溶接され、
バルブホルダとバルブシートは圧入した上でオリフィス
プレートを介して全周溶接され、バルブホルダとハウジ
ングは一部分溶接等で結合されている。
【０００５】この種の電磁式燃料噴射弁としては、例え
ば、米国特許第５．１７８．３６２号に記載されたもの
がある。
【０００６】この構造によると、部品点数、溶接点数が
多くなり、また、精度を出すために溶接後の加工が増え
たりする問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した燃料噴射弁において、従来品よりも部品点数を減ら
し、溶接点数を減らした簡単な構造で、従来と同等或い
はそれ以上の吸引力、ひいては可動部の応答性が得られ
るようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記したよう
な電磁コイル、コア、ハウジング、アンカ付き弁体、バ
ルブシート、オリフィスプレートなどを備えた内燃機関
用の電磁式燃料噴射弁において、燃料噴射側のコア一端
に筒状体を装着し、この筒状体は、コアとコイルの間か
らオリフィスプレートの先の方に至る長さ形状とし、こ
の筒状体にアンカ付き弁体およびバルブシートを内装し
てなる。それによって、筒状体は、コアとバルブシート
間の燃料シールの機能、アンカのガイドの機能、及びバ
ルブシートの保持の機能を持たせたもの。つまり、従来
のリングとバルブホルダの機能を筒状体１ヶで持たせる
ことが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施例に係
る電磁式燃料噴射弁の全体構成を示す縦断面図である。
【００１０】燃料噴射弁本体は、中心部に配置される固
定鉄心（コア）１１、コア１１の下端部（燃料噴射側の
一端）外周にボビン２４を介して配置される電磁コイル
２３、このコイル２３及びコアプレート１８を収容する
ハウジング（ヨーク）１７、ハウジング１７やコア１１
の外周を樹脂で覆う外装モールド２７、バルブシート１
２やアンカ１４付き弁体を内装する筒状体（スリーブ）
１３などで構成される。
【００１１】ハウジング１７は、絞り加工された金属製
の筒体よりなり、大径部１７ａの内部に電磁コイル２３
が収容され、ハウジング１７の上部開口を覆うようにし
てコアプレート１８が装着されている。ドーナッツ形の
コアプレート１８は、ハウジング１７の内周とコア１１
の外周との間に隙間をなくすようにして配置されてい
る。
【００１２】磁気回路は、コア１１、ハウジング１７、
コアプレート１８、アンカ１４からなる。
【００１３】コア１１は、中空をなし、その内部が燃料
通路となり、上端（燃料入口側の一端）にフィルタ３２
が装着され、下端内側には、スプリング２１の一部と、
スプリング力を調整固定するスプリングアジャスタ２２
が内装されている。スプリング２１は、アンカ１４とボ
ール弁１９からなる弁体をバルブシート１２のシート部
２０へ押圧する。
【００１４】コイル２３の収容空間は、コア１１の外周
とコアプレート１８の下面とハウジング１７の内周で囲
まれる空間により形成される。
【００１５】また、コイル２３は外部から信号を受ける
コネクタ端子２５と電気的に結合され、この電気的結合
部は、磁気回路が構成される噴射弁本体内部、或いは外
装モールド２７部にある。コネクタ端子２５は、カプラ
２６を介して外部の端子と接続される。
【００１６】本実施例の外装モールド２７は、噴射弁本
体の軸方向の両端に設けたОリング２８，２９の取付位
置まで至り、外装モールド２７の上端面とコア１１の最
上端外周に取り付けた環状ストッパ（Оリングストッ
パ）３０との間に環状溝４１を確保して、この環状溝４
１に燃料入口側のＯリング２８を装着している。また、
外装モールド２７の下端面と後述する筒状体１３の最下
端外周に取り付けた環状ストッパ（Оリングストッパ）
３１との間にも環状溝４２を確保して、この環状溝４２
にもОリング２９を装着している。ストッパ２８，２９
は、Ｏリング外れ防止に用いる。また、Оリング２８，
２９は、燃料噴射弁取付位置のシール機能をなす。
【００１７】噴射弁本体の下端に装着する筒状体１３
は、その一端内周がコア１１の下端外周にいんろう形式
により嵌合し、さらに溶接（符号３４は溶接部を示す）
によりコア１１と一体に結合している。コア１１の下端
外周は、上記した筒状体１３のいんろう嵌合を可能にす
るため、コア１１の他の外周部より幾分外径を小さくし
てあり、コア１１の外径差が生じるところに段差３３を
確保している。この段差３３が、筒状体１３をいんろう
嵌合したときの筒状体１３の突き合わせ部になる。突き
合わせ部３３は、コイル２３の内側範囲内に位置するよ
うにしてある。
【００１８】筒状体１３とコア１１とを結合する溶接部
３４は、突き合わせ部３３よりも噴射側によった位置に
あり、溶接３４でコア１１と筒状体１３の間が気密を保
つように少なくとも一条の全周溶接であり、例えばレー
ザー溶接されている。
【００１９】筒状体１３は噴射側に延びる。具体的に
は、コア１１と励磁コイル（電磁コイル）２３の間から
バルブシート１２及びオリフィスプレート１６よりも先
に伸び、その内部には弁体（アンカ１４とボール弁１
９）、バルブシート１２、オリフィスプレート１６が内
装されている。
【００２０】筒状体１３の内周部は、アンカ１４の外周
部を摺動ガイドする部分と、バルブシート１２を保持す
る部分とを有する。バルブシート１２は、円筒チップ形
状を呈し、その内周にボール弁１９外周部を摺動ガイド
するガイド部３７と、ガイド部３７の下流に形成された
シート部２０を有する。
【００２１】バルブシート１２は、アンカ１４付き弁体
１９の所定のストロークを決める位置で筒状体１３と溶
接３５により結合されている。この結合は、バルブシー
ト１２上端より燃料入口側（溶接位置３５）で、筒状体
１３外周側から筒状体１３とバルブシート１２間で気密
が保てるように少なくとも一条、全周溶接、例えばレー
ザー溶接されている。バルブシート１２の先端には、１
個以上の穴が開いたオリフィスプレート１６が結合され
ている。
【００２２】筒状体１３の外周のうちアンカ１４とのラ
ップする部分（アンカ１４の周りと囲む部分）には、ハ
ウジング１７の小径部１７ｂが隙間を小さく或いは圧入
で結合され、このハウジング１７よりも噴射側にエンジ
ンと噴射弁間の気密を保つためのＯリング２９を設けて
いる。
【００２３】アンカ１４は、上部外周１４ａと下部外周
１４ｂとの外径に差を設け、上部外周１４ａの外径より
も下部外周１４ｂの外径を若干小さくしてある。アンカ
１４のうち筒状体１３の外周に摺動案内されるのは、上
部外周部１４ａであり、外径の寸法もそのように設定し
てある。このようにすることで、アンカ１４の一部が筒
状体１３内周を摺動するので、摺動摩擦を小さくし、弁
体の円滑な動作を保証する。スプリング２１の一部は、
このアンカ１４の上部内周に導入されており、アンカ１
４によってそのスプリング一端が受け止められている。
【００２４】上記の構成のもとに、コイル２３が通電さ
れると、コア１１、コアプレート１８、ハウジング１
７、アンカ１４が励磁され、アンカ１４がコア１１側に
スプリング２１の力に反して吸引される。アンカ１４は
ボール弁１９と一体に結合されており、アンカ１４が移
動することでボール弁１９も移動して、バルブシート１
２のシート部２０から離れ開弁する。
【００２５】アンカ１４は、筒状体１３の内部で、ボー
ル弁１９はバルブシート１２の内径ガイド部３７でガイ
ドされ、安定した形で開弁する。
【００２６】ここでアンカ１４は、コア１１に衝突する
まで移動するが、アンカ１４とコア１１の衝突面、両方
或いは片側には非磁性の表面処理が施され、吸引後もそ
の厚み分はギャップを持つことになる。その後通電が終
了すると、スプリング２１の力で可動弁は押し戻され、
ボール弁１９はバルブシート１２のシート部２０に着座
し、燃料をシールする。燃料は燃料入口側よりフィルタ
３２を通って供給され、スプリングアジャスタ２２の内
部、スプリング２１の内部、アンカ１４の内部を通り、
アンカ１４に設けられた燃料穴３８、ボール弁１９の外
周に面カットされた部分３９と内径ガイド部３７との隙
間を通ってシート部２０に供給される。開弁した際に、
バルブシート１２の下端に取り付けられたオリフィスプ
レート１６を通り、所定の噴霧形状となって燃料が噴射
される。
【００２７】本実施例では、筒状体１３は非磁性材とし
たが、その厚みがハウジング１７の小径部３６や、アン
カ１４の厚みよりもはるかに薄い場合は、磁性材で形成
してもハウジングから直接大量の磁束が流れ込むことは
なく、逆にコア１１側は磁路面積が広くなり、更には絞
りやプレスの加工硬化が残った状態であればその磁気特
性は劣化しているため、非磁性材の場合と同様の効果が
得られる。
【００２８】また、筒状体１３として磁性材を用いる場
合には、図３（１）に示すように、ハウジング１４の小
径部３６とアンカ１４が径方向にラップする部分ａに熱
処理を施し、弱磁性化すれば更に効果が得られる。さら
に、このａの範囲よりも拡大して範囲ｂに示すように筒
状体１３の一端近くまで弱磁性化部分を延ばすと、さら
に効果が得られる。
【００２９】また、磁性材の筒状体１３の場合、コア１
１との突き合わせ部３３に隙間が出来ると、そこで磁束
が流れる方向にギャップが出来るため磁束が切れる形と
なり吸引力が低下してしまう。そこで突き合わせ部は隙
間をゼロとした。全周溶接部をこの突き合わせ部に持っ
て来ても良く、同様の効果が得られる。
【００３０】本発明の別の実施例として図２、図３
（２）、図５を以下に説明する。
【００３１】図２の実施例は、本願発明と基本的には、
同じ構成をなし、ここでは、相違する部分についてのみ
説明する。本実施例の筒状体１１３（図１における筒状
体１３に相当する）は、その径の大きさを軸方向に３段
変化させたものである。
【００３２】筒状体１１３は、第一の内径部１５０でコ
ア１１を圧入或いは小さい隙間で挿入し、しかもアンカ
１４を摺動ガイドし、第２の外径部１５１にてハウジン
グ１４の小径部３６を圧入或いは小さい隙間で保持し、
第３の内径部１５２にてバルブシート１２を圧入或いは
小さい隙間で挿入、保持するため、軸方向に３種類の機
能が必要である。そこで、それぞれの機能をそれぞれの
段に持たせるために３段形状としたもの。筒状体の寸法
精度を出すにはこの形状が現実的であり、図１の本発明
の実施例と同等の効果がえられる。また、材料の非磁
性、磁性の点に付いても上記図１の例と同じ事が適用で
きる。
【００３３】図３（２）は、この３段形状の筒状体１１
３に図３（１）同様の弱磁性化部を施した例であり、範
囲ａ′が少なくとも弱磁性化部を施すことでその効果が
得られる範囲であり、範囲ｂ′がそれよりも一層効果を
奏し得る範囲であり、ａ′は図３（１）のａに相当し、
範囲ｂ′は図３（１）の範囲ｂに相当する。
【００３４】図４は、筒状体２１３（図１の筒状体１３
に相当する）の突き合わせ部２３３（図１に突き合わせ
部３３に相当する）をコアプレート１８より燃料入口側
に構成したもの。これはコア１１と筒状体２１３の突き
合わせ部２３３を磁気回路外へ移動することにより、磁
束の流れに不安定になる要素を排除したもの。この場合
で特に材料が非磁性の時、コア１１とコアプレート１８
の径方向でラップする部分に非磁性のギャップが出来る
ため吸引力が低下することが考えられるが、磁性材の場
合には、図１の本発明と同じ効果が得られる。なお、図
４のその他の構成は、図１と同様である。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、簡単な構造の筒状体で
アンカのガイドと燃料のシール、バルブシートの保持の
機能を持つことができるため、従来２部材で同機能を持
たせたものを減らすことが出来、溶接箇所も減らせた上
で同等以上の吸引力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の縦断面図。
【図２】本発明の第２実施例の縦断面図。
【図３】（１）は第１実施例の燃料噴射弁に使用した筒
状体の他の例を示す縦断面図、（２）は第２実施例の燃
料噴射弁に使用した筒状体の他の例を示す縦断面図であ
る。
【図４】本発明の第３実施例の構造図。
【符号の説明】
１，１１…コア、２，２２…バルブシート、３…バルブ
ホルダ、４，１４…アンカ、５…リング、６，１６…オ
リフィスプレート、７，１７…ハウジング、１８…コア
プレート、１９…ボール弁、２０…シート部、２１…ス
プリング、２２…スプリングアジャスタ、２３…電磁コ
イル、２４…ボビン、１３，１１３，２１３…筒状体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 61/12 Ｆ０２Ｍ 61/12 Ｆ１６Ｋ 31/06 ３０５ Ｆ１６Ｋ 31/06 ３０５Ｇ ３８５ ３８５Ａ (72)発明者 生井沢 保夫 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 久保 博雅 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 Ｆターム(参考） 3G066 AA01 AB02 BA54 BA61 CC01 CC06U CC15 CC20 CC24 CD04 CD10 CE23 CE24 CE25 CE26 CE31 3H106 DA07 DA13 DA23 DB02 DB12 DB22 DB32 DC04 DC17 DD03 EE04 EE34 EE35 GA02 GA25 GB15 JJ08 KK18

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 噴射弁本体内部に固定された励磁コイ
    ル、コイルを取り囲むハウジング、コイルの内側の固定
    鉄心（以下コアと称する）、及びコアと軸方向に対向し
    て運動する可動鉄心（以下アンカと称する）で磁気回路
    を構成し、コイルを励磁することでアンカがコア側に吸
    引され、アンカと一体となった弁を弁座から離脱させる
    ことで弁座周辺に供給された燃料を噴射する構造を有す
    る内燃機関用電磁式燃料噴射弁において、 噴射弁本体の噴射側一端に筒状体が装着され、この筒状
    体は、コアと励磁コイルの間から弁座及びオリフィスプ
    レートよりも先に伸び、筒状体の内周部は、アンカを摺
    動ガイドする部分と、アンカと一体になった弁をガイド
    する弁座体（以下バルブシートと称する）を保持する部
    分とを有することを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  2. 【請求項２】 噴射弁本体内部に固定された励磁コイ
    ル、コイルを取り囲むハウジング、コイルの内側の固定
    鉄心（以下コアと称する）、及びコアと軸方向に対向し
    て運動する可動鉄心（以下アンカと称する）で磁気回路
    を構成し、コイルを励磁することでアンカがコア側に吸
    引され、アンカと一体となった弁を弁座から離脱させる
    ことで弁座周辺に供給された燃料を噴射する構造を有す
    る内燃機関用電磁式燃料噴射弁において、 噴射弁本体の噴射側一端に筒状体が装着され、この筒状
    体は、コアと励磁コイルの間から弁座及びオリフィスプ
    レートよりも先に伸び、筒状体の内周部は、アンカを摺
    動ガイドする部分と、アンカと一体の弁をガイドする弁
    座体（以下バルブシートと称する）を保持する部分とを
    有し、外周部には、ハウジングを受け入れ、噴射弁取付
    け部をシールするためのＯリングを受け入れるようにし
    たことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、コアと筒状
    体、及び筒状体とバルブシートは周方向に全周結合され
    ていることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  4. 【請求項４】 請求項１において、筒状体が磁性材であ
    ることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  5. 【請求項５】 請求項１において、筒状体が磁性材であ
    り、そのうちアンカの外周部近傍の箇所を弱磁性化した
    ことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  6. 【請求項６】 請求項１又は２において、筒状体が３段
    からなり、両端の径が最大径と最小径になることを特徴
    とする電磁式燃料噴射弁。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１項におい
    て、筒状体のコアとの軸方向の合わせ部の隙間をゼロと
    することを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
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