JP2004293312A - Fuel injection valve - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等の燃料噴射弁に関し、特に、弁体開閉時の衝突を緩和して外部への放射音を低減する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関等の燃料噴射弁では、リターンスプリングに付勢されて弁座に着座する弁体を電磁アクチュエータによりリフトして開弁するものが一般的である(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特表2002−534638号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
かかる燃料噴射弁では、弁体の開閉時の衝突音、具体的には閉弁時の弁座への衝突音及び開弁時の弁体(またはその連結体)のストッパへの衝突音を生じ、該衝突音さらには衝突による振動が、構成部材を伝播し、ケーシングを覆ってモールドされた硬質樹脂から放射され騒音源となっている。
【0005】
また、閉弁時に金属製の弁体と弁座とが直接接触するので、シール性を確保するのが難しい。
そこで、弁体にゴム層を成形焼付け等によって被膜することも一般的に行われている。しかし、燃料噴射弁の弁体リフト量は、一般的に100ミクロン前後であるが、ゴム層が厚い場合、ゴムが燃料によって膨潤し、弁体リフトが変化して燃料噴射量が変化してしまう。また、ゴム層を薄くすると、閉弁時の弁座との摩擦によって摩耗して直ぐに破損してしまう。
【0006】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、弁体の開閉時の衝突を緩和して外部への放射音を効果的に低減でき、かつ、弁体リフト量を一定に維持して燃料噴射量を変化させず、かかる機能を衝突面の耐摩耗性によって長期的に確保できる燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、内燃機関等の燃料噴射弁において、弁体の弁開閉時における着座面にゴム層を被膜し、該ゴム層の表面をフレキシブル性を有したDLC(ダイアモンド・ライク・カーボン)層で被膜した構成とする。
【0008】
かかる構成とすれば、ゴム層により弁体着座時の衝突が緩和されて衝突音を低減できると共に、DLC層は摩擦係数が小さく耐摩耗性を有しているので着座面の摩耗が抑制され、その結果、内側のゴム層を薄くできるので弁体リフト量を一定に維持して燃料噴射量を変化させず、かつ、ゴム層と燃料との接触を防止してゴム層の膨潤も防止できる。
【0009】
また、弁体の閉弁時における弁座部材との着座面に前記ゴム層及びDLC層を被膜した構成とすることにより、DLC層表面のフレキシブル性を有した滑らかさとゴム層の弾性とにより良好な閉弁シール機能が得られる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、第1の実施形態に係る内燃機関(ガソリンエンジン)の燃料噴射弁に用いた例を示す。
【0011】
磁性体(金属)で形成された筒状のケーシング1の外側に、電磁コイル2が固定され、ケーシング1の内側には、筒状のアンカー31とボール32とを溶接して一体化した弁体3が軸方向に摺動自由に嵌挿される。前記アンカー31の下部周壁には、燃料通し孔31aが開口されている。ボール32は、周側に複数の平面32aが切削されている。
【0012】
前記弁体3(アンカー31)の上方(図示状態の位置関係で説明する。以下同様)に所定のクリアランスを持たせて、筒状のコア部材4がケーシング1の内壁に固定されている。該コア部材4内には筒状のスプリングストッパ5が嵌挿して固定され、該スプリングストッパ5の下端と前記アンカー31の段付部との間にリターンスプリング6が圧縮状態で嵌挿され、前記電磁コイル2の非通電時は、前記リターンスプリング6の弾性圧縮力によって弁体3が前記弁座部材7に着座して閉弁している。
【0013】
前記ケーシング1の下端部内側には、弁体3のボール32を着座し、中心部に噴口を開口した弁座部材7が溶接結合され、該弁座部材7の下端には、複数のノズル孔8a(図3参照)を開口したノズルプレート8が溶接結合されている。
【0014】
前記ケーシング1の下端部外側には、キャップ部材9が固定され、前記電磁コイル2の外側を覆うコイルカバー10の下端部がケーシング1に溶接結合されている。
【0015】
前記ケーシング1の上端部には、燃料フィルタ11が嵌挿して固定されている。
前記コイルカバー10の上端部から前記ケーシング1の上端部に至る部分と前記電磁コイル2のリード2aの端部を除く部分が、樹脂で射出成形によってモールドされて樹脂ケーシング12が形成され、該樹脂ケーシング12の上端面と前記金属製のケーシング1の上端フランジ面との間にシール部材13が嵌挿されている。
【0016】
前記樹脂ケーシング12は、前記電磁コイル2のリード2aの端部周囲を囲んでコネクタ部12aを形成している。
かかる基本的な構成を有した燃料噴射弁において、本発明では、弁体の開閉時における着座面に以下のような緩衝機構を設ける。
【0017】
図2は、図1のA部を拡大して示す。
弁体3の上部を構成するアンカー31の上端面、すなわち、コア部材4の下端面との着座面にゴム層51を被膜し、該ゴム層51の表面を、フレキシブル性を有したDLC層(以下フレキシブル性DLC層という)52で被膜する。
【0018】
かかる構成とすれば、開弁時において、アンカー31がコア部材4の下端面に着座する時の衝突がゴム層51により緩和されて衝突音ひいては樹脂ケーシング12から外部への放射騒音を低減できる。
【0019】
また、前記フレキシブル性DLC層は摩擦係数が小さく耐摩耗性を有しているので着座面の摩耗が抑制され、その結果、内側のゴム層を薄くできるので弁体3のリフト量を一定に維持して燃料噴射量を変化させずに済む。
【0020】
図4は、前記フレキシブル性DLC層をコーティングしたPTFE基板のコーティングしたものを、所定の条件(PTFE基板にSUJ2製のボール基材を所定圧力を加えて所定速度で所定距離滑らせる)で摩耗試験した結果を、非コーティング材と比較して示したものである。
【0021】
さらに、ゴム層51と燃料との接触を防止してゴム層51の膨潤も防止できるので、耐久性を確保しながら、上記緩衝機能を長期に維持できる。
なお、前記フレキシブル性DLC層を、ゴム層の弾性変形時にゴム層と一体に柔軟に変形できる。因みに、在来のDLC層では、フレキシブル性に乏しくゴム層が弾性変形すると割れを生じて耐久性を有しない。
【0022】
また、前記ゴム層は、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムなどのいずれかで形成することができる。
図5は、各種ゴム材に前記フレキシブル性DLC層をコーティング処理したものと未処理のものとの摩擦係数を比較して示す。図示のように、これらゴム材単独では摩擦係数が大きくともフレキシブル性DLCで表面をコーティングすることで摩擦係数を著しく低下させることができ、高い耐摩耗性を得ることができることが明らかである。
【0023】
図3は、図1のB部を拡大して示す。
すなわち、弁体3を構成するボール32の表面、少なくとも弁座部材7との着座面を含む部分を、ゴム層61で被膜し、該ゴム層61の表面を、フレキシブル性DLC層62で被膜する。
【0024】
これにより、閉弁時において、ボール32が弁座部材7に着座する時の衝突がゴム層61により緩和されて衝突音ひいては外部への放射騒音を低減できる。また、フレキシブル性DLC層62により弁体リフト量を一定に維持して燃料噴射量を変化させず、ゴム層61の膨潤を防止して、耐久性を確保しながら、上記緩衝機能を長期に維持できることも同様である。
【0025】
また、フレキシブル性DLC層62のフレキシブル性を有した滑らかさとゴム層61の弾性とにより、良好な閉弁シール機能が得られる。
なお、本実施形態では弁体の開弁時における着座面と閉弁時における着座面との両方にゴム層とフレキシブル性DLC層を施したので、開弁時と閉弁時との着座音を低減でき騒音低減効果が大きいが、簡易的に一方のみにゴム層とフレキシブル性DLC層を施す構成でもよい。
【0026】
また、本実施形態では、弁体の開閉時における着座面として弁体側の着座面にゴム層とフレキシブル性DLC層を施したが、弁体が着座する相手側の着座面、具体的には、コア部材4の下端面あるいは弁座部材7の着座面にゴム層とフレキシブル性DLC層を施す構成としてもよい。
【0027】
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
(イ)請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の燃料噴射弁において、前記弁体の、開弁時に電磁コイルにより磁化される筒状のコア部材端面に突き当たる円筒部端面に、前記ゴム層とDLC層で被膜したことを特徴とする。
【0028】
かかる構成により、弁リフト量したがって燃料噴射量を変化させることなく、かつ、着座面の摩耗も抑制しつつ開弁時の着座音を低減できる。
(ロ)請求項1〜請求項3、上記(イ)のいずれか1つに記載の燃料噴射弁において、前記ゴム層は、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムのいずれかで形成されることを特徴とする。
【0029】
これにより、前記ゴム層は、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムのいずれかで形成することができ、これらゴム層単独では摩擦係数が大きくともフレキシブル性を有したDLCで表面を被膜することで摩擦係数を著しく低下させることができ、高い耐摩耗性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る内燃機関の燃料噴射弁の構成を示す断面図。
【図2】図1のA部拡大図。
【図3】図1のB部拡大図。
【図4】フレキシブル性DLCの摩耗特性試験結果を示す図。
【図5】フレキシブル性DLCを各種ゴム材にコーティングしたものの摩擦係数を示す図。
【符号の説明】
2…電磁コイル 3…弁体 4…コア部材 6…リターンスプリング
7…弁座部材 31…アンカー 32…ボール 51,61…ゴム層
52,62…フレキシブルDLC層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection valve for an internal combustion engine or the like, and more particularly to a technique for reducing a collision sound at the time of opening and closing a valve body to reduce radiated sound to the outside.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In general, in a fuel injection valve of an internal combustion engine or the like, a valve element which is urged by a return spring and seated on a valve seat is lifted by an electromagnetic actuator to open the valve (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-534638
[Problems to be solved by the invention]
In such a fuel injection valve, a collision sound is generated when the valve body is opened and closed, specifically, a collision sound is generated when the valve is closed and a valve seat (or a connected body thereof) is collided with a stopper. The collision sound and the vibration caused by the collision propagate through the constituent members and are radiated from the hard resin molded to cover the casing, thereby forming a noise source.
[0005]
Further, since the metal valve element and the valve seat come into direct contact with each other when the valve is closed, it is difficult to ensure the sealing performance.
Then, it is common practice to coat the valve body with a rubber layer by molding and baking. However, the valve lift of the fuel injection valve is generally around 100 microns, but when the rubber layer is thick, the rubber swells with fuel, the valve lift changes, and the fuel injection amount changes. . Further, when the rubber layer is made thin, the rubber layer is worn by friction with a valve seat when the valve is closed, and is easily damaged.
[0006]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and it is possible to reduce a collision at the time of opening and closing the valve body, effectively reduce the sound radiated to the outside, and maintain a constant valve body lift amount. It is an object of the present invention to provide a fuel injection valve which can maintain such a function for a long period of time without changing the fuel injection amount while maintaining the above-mentioned function by the wear resistance of the collision surface.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention provides a fuel injection valve for an internal combustion engine or the like, in which a rubber layer is coated on a seating surface of a valve body when the valve is opened and closed, and the surface of the rubber layer has flexibility such as DLC (diamond-like carbon). It is configured to be coated with a layer.
[0008]
With such a configuration, the rubber layer reduces the collision at the time of seating the valve body and can reduce the collision noise, and the DLC layer has a small friction coefficient and abrasion resistance, so that the abrasion of the seating surface is suppressed, As a result, the inner rubber layer can be made thin, so that the valve lift is kept constant and the fuel injection amount is not changed, and the rubber layer can be prevented from contacting the fuel and swelling of the rubber layer.
[0009]
Further, by adopting a configuration in which the rubber layer and the DLC layer are coated on the seating surface with the valve seat member when the valve body is closed, the smoothness of the surface of the DLC layer having flexibility and the elasticity of the rubber layer are improved. A simple valve closing seal function is obtained.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example used for a fuel injection valve of an internal combustion engine (gasoline engine) according to the first embodiment.
[0011]
An
[0012]
A cylindrical core member 4 is fixed to the inner wall of the
[0013]
A
[0014]
A cap member 9 is fixed to the outside of the lower end of the
[0015]
A
A portion from the upper end of the
[0016]
The
In the fuel injection valve having such a basic configuration, in the present invention, the following cushioning mechanism is provided on the seating surface when the valve body is opened and closed.
[0017]
FIG. 2 is an enlarged view of part A of FIG.
A
[0018]
With this configuration, at the time of opening the valve, the collision when the
[0019]
In addition, the flexible DLC layer has a small coefficient of friction and abrasion resistance, so that the abrasion of the seating surface is suppressed, and as a result, the inner rubber layer can be made thin, so that the lift amount of the
[0020]
FIG. 4 shows an abrasion test of the coated PTFE substrate coated with the flexible DLC layer under a predetermined condition (a SUJ2 ball base material is slid on the PTFE substrate for a predetermined distance at a predetermined speed by applying a predetermined pressure). The results obtained are shown in comparison with the uncoated material.
[0021]
Further, since the
The flexible DLC layer can be flexibly deformed integrally with the rubber layer when the rubber layer is elastically deformed. Incidentally, the conventional DLC layer has poor flexibility, and when the rubber layer is elastically deformed, it is cracked and has no durability.
[0022]
Further, the rubber layer can be formed of any of fluorine rubber, fluorosilicone rubber, ethylene propylene rubber and the like.
FIG. 5 shows a comparison of the coefficient of friction between a rubber material coated with the flexible DLC layer and an untreated material. As shown in the figure, it is apparent that even if the rubber material alone has a large friction coefficient, the friction coefficient can be significantly reduced by coating the surface with the flexible DLC, and high wear resistance can be obtained.
[0023]
FIG. 3 is an enlarged view of part B of FIG.
That is, the surface of the
[0024]
Thereby, at the time of closing the valve, the collision when the
[0025]
In addition, due to the smoothness of the
In this embodiment, since the rubber layer and the flexible DLC layer are provided on both the seating surface when the valve is opened and the seating surface when the valve is closed, the seating sound between when the valve is opened and when the valve is closed is reduced. Although the noise reduction effect can be greatly reduced, a configuration in which a rubber layer and a flexible DLC layer are simply applied to only one of them may be used.
[0026]
Further, in the present embodiment, the rubber layer and the flexible DLC layer are formed on the seating surface on the valve body side as a seating surface when the valve body is opened and closed, but the mating seating surface on which the valve body is seated, specifically, The rubber layer and the flexible DLC layer may be provided on the lower end surface of the core member 4 or the seating surface of the
[0027]
Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the embodiment will be described below together with their effects.
(A) In the fuel injection valve according to any one of
[0028]
With this configuration, the seating noise at the time of opening the valve can be reduced without changing the valve lift amount and therefore the fuel injection amount, and while suppressing the wear of the seating surface.
(B) In the fuel injection valve according to any one of
[0029]
Thereby, the rubber layer can be formed of any of fluoro rubber, fluorosilicone rubber and ethylene propylene rubber, and the surface of the rubber layer alone is coated with DLC having flexibility even if the friction coefficient is large. , The friction coefficient can be significantly reduced, and high wear resistance can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a fuel injection valve of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a portion B in FIG. 1;
FIG. 4 is a view showing a wear characteristic test result of a flexible DLC.
FIG. 5 is a view showing a coefficient of friction of various rubber materials coated with flexible DLC.
[Explanation of symbols]
2 ...
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003082777A JP2004293312A (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Fuel injection valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003082777A JP2004293312A (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Fuel injection valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004293312A true JP2004293312A (en) | 2004-10-21 |
Family
ID=33398447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003082777A Pending JP2004293312A (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Fuel injection valve |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004293312A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006258283A (en) * | 2005-02-18 | 2006-09-28 | Denso Corp | Fluid control valve and solenoid valve |
US7690357B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-04-06 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel injection valve |
JP2013249774A (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Aisan Industry Co Ltd | Exhaust gas recirculation apparatus for engine |
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-
2003
- 2003-03-25 JP JP2003082777A patent/JP2004293312A/en active Pending
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