JP2004293523A

JP2004293523A - 流体噴射弁

Info

Publication number: JP2004293523A
Application number: JP2003090906A
Authority: JP
Inventors: Takashi Makiyama; 隆史牧山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】所定量の流体を噴射する流体噴射弁を提供する。
【解決手段】流体噴射弁は、被係止部２３を形成するノズルニードルおよびストッパ２４等を有している。被係止部２３がストッパ２４に当接することにより、ノズルニードルのリフト量が決定する。ストッパ２４の第２当接面２４ａと当接する被係止部２３の第１当接面２３ａにはほぼ等間隔に深さ０．１ｍｍ以上の環状の溝２３ｂが形成されている。そのため、第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとの接触面積が低減し、流体が第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとの間に流入する。すると、第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとの間に発生するスクイーズ力が低減するので、流体噴射を遮断するときに被係止部２３がストッパ２４から離れやすくなり、閉弁開始時間の遅れを防止し、流体噴射時間が延びることを防止できる。したがって、所定量の流体を噴射できる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を噴射する流体噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の流体噴射弁として、可動コアに接合されてホルダ内を往復移動する接合部と、ホルダの内周壁と摺動する摺動部との間にフランジ部を有している弁部材を使用しているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１では、フランジ部がストッパに係止することにより、弁部材のリフト量が規制される。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３０８５００８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１における燃料噴射弁では、ストッパがフランジ部を係止するので、ストッパとフランジ部との当接面が磨耗するという問題がある。特に、燃料噴射弁の燃料としてガソリンより粘度の低い、例えば、アルコール系燃料を使用した場合、ストッパとフランジ部との磨耗が促進される。すると、ストッパとフランジ部の磨耗により互いの当接面の面粗度が高くなるので、ストッパとフランジとが当接しているとき、ストッパとフランジ部との間に燃料が流入しなくなり、ストッパとフランジ部との間に発生するスクイーズ力が増加する。また、弁部材の摺動部とホルダの内周壁との摺動面においても上記同様磨耗によりスクイーズ力が増加する。
【０００５】
ストッパとフランジ部との間、または弁部材の摺動部とホルダの内周壁との間に発生するスクイーズ力が増加すると、燃料噴射を遮断するときに閉弁開始時間が遅れるという問題がある。このように閉弁開始時間が遅れると、燃料の噴射時間が延長されて燃料噴射量が増加する。さらに、ストッパとフランジ部の磨耗により弁部材のリフト量が増加し、燃料噴射量が増加する問題がある。
本発明は上記問題に鑑み、所望の流体噴射量を容易に達成可能な流体噴射弁を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１から７記載の発明によると、弁部材の被係止部と係止部材とが当接する第１当接面または第２当接面の少なくとも一方に溝が形成されているので、第１当接面と第２当接面との接触面積が低減する。そのため、弁部材の被係止部が係止部材から離れるときに第１当接面と第２当接面との間に発生するスクイーズ力は低減し、流体噴射を遮断するときに弁部材が係止部材から離れやすくなる。閉弁開始時間の遅れを防止し、流体噴射時間が延びることを防止でき、所望の流体噴射量が容易に達成できる。
【０００７】
請求項２記載の発明によると、溝は、第１当接面の外周端より内周側または第２当接面の内周端より外周側に形成されている。そのため、第１当接面の内周側または第２当接面の外周側から第１当接面と第２当接面との間に流体が流入しやすくなる。
【０００８】
請求項３記載の発明によると、溝は、第１当接面または第２当接面の中心に対して点対称に位置している。そのため、第１当接面の片側または第２当接面の片側に偏ることなくスクイーズ力が働くので、閉弁を開始するときの弁部材の傾きを防止できる。また、第１当接面の片側または第２当接面の片側に偏ることなく流体が流入するので、第１当接面の片側または第２当接面の片側だけ磨耗されることを防止できる。
【０００９】
請求項４記載の発明によると、溝は複数形成されている。そのため、複数の溝に流体が流入し、第１当接面および第２当接面を潤滑するので、粘度の低い流体を使用している場合にも第１当接面と第２当接面との磨耗を低減できる。したがって、弁部材のリフト量がほぼ一定に保たれ、所定量の流体を噴射できる。
【００１０】
請求項５および６記載の発明によると、溝はほぼ等間隔に環状または放射状に複数形成されている。そのため、流体が偏ることなく第１当接面または第２当接面に流入するので、第１当接面の一部または第２当接面の一部だけ磨耗されることを防止する。
【００１１】
請求項７および８記載の発明によると、弁部材の摺動部と弁ボディの内周壁との間の非摺動箇所に弁座側に流体を供給する流体通路が形成され、摺動部と内周壁との摺動箇所の少なくとも一方の摺動面に流体が流入出可能な溝が形成されているので、弁部材と弁ボディとが摺動する摺動面の接触面積が低減する。
【００１２】
請求項９記載の燃料噴射装置によると、摺動面の溝は複数形成されている。溝を複数にすることにより、摺動部の摺動面と内周壁の摺動面との間に流体が流入しやすくなる。そのため、摺動部の摺動面と内周壁の摺動面との間に発生するスクイーズ力は低減する。スクイーズ力が低減すると、流体噴射を遮断するときに摺動部の摺動面が内周壁の摺動面からずれやすくなる。これにより、閉弁開始時間の遅れを防止し、流体噴射時間が延びることを防止できるので、所定量の流体を噴射できる。
【００１３】
【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形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による流体噴射弁としての燃料噴射弁をガソリンエンジンの燃料噴射弁に適用した例を図１、２に示す。
【００１４】
燃料噴射弁１０の樹脂ハウジング１２は、ホルダ１４、固定コア３０、スプール４２に巻回したコイル４０等を覆うモールド樹脂である。円筒状に形成されているホルダ１４の噴孔２６ａ側の端部内周壁はレーザ溶接等により弁ボディ１６と結合している。ホルダ１４は弁ボディ１６の反対側の内周壁で可動コア３２を往復移動可能に支持している。
【００１５】
弁部材としてのノズルニードル２０はホルダ１４および弁ボディ１６内に往復移動可能に収容されており、ノズルニードル２０の当接部２１は弁ボディ１６の内周壁に形成した弁座１８に着座可能である。ノズルニードル２０の当接部２１と反対側に設けられた接合部２２は可動コア３２と結合している。ノズルニードル２０の被係止部２３は、係止部材としてのストッパ２４と当接することにより、ノズルニードル２０のリフト量を決定する。被係止部２３とストッパ２４とが当接することにより、固定コア３０を可動コア３２とが当接し、片当たりしてこじれが発生することを防止している。図３に示すように、ストッパ２４の第２当接面２４ａと当接する被係止部２３の第１当接面２３ａにはほぼ等間隔に深さ０．１ｍｍ以上の環状の溝２３ｂが形成されている。そのため、燃料は溝２３ｂに流入し、第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとを潤滑するので、第１当接面２３ａおよび第２当接面２４ａの磨耗を低減している。また、溝２３ｂを第２当接面２４ａと直接当接しない第１当接面２３ａの内周側の部位にも形成することにより、燃料は第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとの間にさらに流入しやすくなる。
【００１６】
ノズルニードル２０の摺動部２５は弁ボディ１６の内周壁１７と摺動している。図２に示すように、ノズルニードル２０の摺動部２５の外周壁には切欠部２５ａと摺動面として第１摺動面２５ｂとが周方向に交互に形成されている。切欠部２５ａは径方向内側にへこんでおり、摺動部２５の外周壁にほぼ等間隔に４箇所形成されている。第１摺動面２５ｂは、切欠部２５ａの間に位置し、摺動部２５の外周壁にほぼ等間隔に４箇所形成されている。切欠部２５ａと内周壁１７との間は非摺動箇所であり、切欠部２５ａと内周壁１７とで囲まれる空間は燃料が弁座１８側に流入する燃料通路である。摺動箇所は第１摺動面２５ｂと内周壁１７とが摺動している部分である。
【００１７】
図１に示すように、固定コア３０は可動コア３２の反噴孔側に設置され可動コア３２と向き合っている。円筒状に形成されている非磁性部材３４は固定コア３０とホルダ１４との磁気的短絡を防止する。固定コア３０と非磁性部材３４、非磁性部材３４とホルダ１４とはそれぞれレーザ溶接等により結合している。
【００１８】
固定コア３０内に圧入されているアジャスティングパイプ３６の反燃料導入側にはノズルニードル２０を弁座１８方向に付勢する付勢部材としてのスプリング３８が配設されている。アジャスティングパイプ３６の軸方向位置を変更することによりノズルニードル２０を付勢するスプリング３８の付勢力を調整することができる。
【００１９】
コイル４０は、非磁性部材３４を挟むように位置する固定コア３０およびホルダ１４のそれぞれの端部と非磁性部材３４との外周を覆うように樹脂ハウジング１２内に位置している。コイル４０はターミナル４４と電気的に接続されており、ターミナル４４からコイル４０に駆動電流が供給される。
金属プレート５０、５２は、コイル４０が巻回されたスプール４２の周囲を覆うように配設されており、ホルダ１４、固定コア３０、可動コア３２とともに磁気回路を構成している。
【００２０】
コイル４０への通電がオンされると、コイル４０は固定コア３０側に可動コア３２を吸引する磁気吸引力を発生する。この磁気吸引力によって可動コア３２が固定コア３０側に吸引されると可動コア３２とともにノズルニードル２０が固定コア３０側に移動し、当接部２１は弁座１８から離座する。
コイル４０への通電がオフされ磁気吸引力が消滅するとスプリング３８の付勢力により弁座１８側に可動コア３２およびノズルニードル２０が移動し、当接部２１が弁座１８に着座する。
【００２１】
弁ボディ１６の燃料噴射側端面に、薄い有底円筒状に形成された噴孔プレート２６が配設されている。噴孔プレート２６には複数の噴孔２６ａが形成されている。ノズルニードル２０が弁座１８から離座すると、噴孔２６ａから燃料が噴射される。プレート保持部材２８は円筒状に形成されており、内周壁において弁ボディ１６および噴孔プレート２６とレーザ溶接等で結合している。
【００２２】
第１実施形態によると、ストッパ２４の第２当接面２４ａと当接する被係止部２３の第１当接面２３ａにはほぼ等間隔に深さ０．１ｍｍ以上の環状の溝２３ｂが形成されている。そのため、第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとの接触面積が低減する。さらに、溝２３ｂを複数形成することにより、燃料が第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとの間に流入しやすくなる。溝２３ｂを第２当接面２４ａと直接当接しない第１当接面２３ａの内周側の部位にも形成することにより、燃料は第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとの間にさらに流入しやすくなる。そのため、第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとの間に発生するスクイーズ力は低減する。スクイーズ力が低減すると、燃料噴射を遮断するときに被係止部２３がストッパ２４から離れやすくなる。このように閉弁開始時間の遅れを防止し、燃料噴射時間が延びることを防止できるので、所望の燃料噴射量を容易に達成できる。
【００２３】
また、溝２３ｂに燃料が流入し、第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとを潤滑するので、第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとの磨耗を低減できる。したがって、ノズルニードル２０のリフト量がほぼ一定に保たれ、所望の燃料噴射量を容易に達成できる。
【００２４】
本発明の第１実施例によると、複数の溝２３ｂはほぼ等間隔に環状に形成され、第１当接面２３ａの中心に対し点対称である。第１当接面２３ａと第２当接面２４ａとの間で径方向両側に均等にスクイーズ力が働くので、第１当接面２３ａが第２当接面２４ａから離れるときにノズルニードル２０が傾くことを防止する。したがって、ノズルニードル２０が滑らかに閉弁を開始する。
また、複数の溝２３ｂはほぼ等間隔に環状に形成されており、燃料が偏ることなく第１当接面２３ａと第２当接面２４ｂとの間に流入するので、第１当接面２３ａの一部または第２当接面２４ａの一部だけ磨耗されることを防止できる。
【００２５】
なお、第１実施形態では、第１当接面２３ａにほぼ等間隔に深さ０．１ｍｍ以上の環状の溝２３ｂを形成したが、第２当接面２４ａにほぼ等間隔に深さ０．１ｍｍ以上の環状の溝を形成してもよい。また、第１当接面２３ａおよび第２当接面２４ａ両方に同様の溝を形成してもよく、第１当接面２３ａの溝２３ｂと第２当接面２４ａの溝とは重なり合ってもよいし、重なり合わなくてもよい。
【００２６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４に示す。第１実施形態と実質的同一箇所には同一符号を付す。
被係止部２３の第１当接面２３ａにはほぼ等間隔に第１当接面２３ａの外周端から径方向内側に向かって放射線状の溝２３ｃが形成されている。溝２３ｃは最大深さ０．１ｍｍ以上である。溝２３ｃの深さは径方向内側に向かうにしたがって浅くなっている。
【００２７】
なお、第２実施形態では、第１当接面２３ａに溝２３ｃを形成したが、第１当接面２３ａと当接するストッパ２４の第２当接面２４ａにほぼ等間隔に第２当接面２４ａの内周端から径方向外側に向かって放射線状であり、最大深さ０．１ｍｍ以上で径方向外側に向かうにしたがい浅くなっている溝を形成してもよい。また、第１当接面２３ａおよび第２当接面２４ａ両方に溝を形成してもよく、第１当接面２３ａの溝２３ｃと第２当接面２４ａの溝とは重なり合ってもよいし、重なり合わなくてもよい。
【００２８】
さらに、第２実施形態では、溝２３ｃは第１当接面２３ａにほぼ等間隔に第１当接面２３ａの外周端から径方向内側に向かって放射線状に形成しているとしたが、これに限らず、溝２３ｃは第１当接面２３ａの外周端からではなく外周端より内周側から径方向内側に向かってもよい。溝２３ｃの深さは最大０．１ｍｍ以上で径方向内側に向かうにしたがって浅くなっているとしたが、これに限らず、溝２３ｃの深さは径方向内側に向かうにしたがい深くなってもよいし、等しくてもよい。
【００２９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図５に示す。第１実施形態と実質的同一箇所には同一符号を付す。
弁ボディ１６の内周壁１７の摺動面として第２摺動面１７ａと摺動している摺動部２５の第１摺動面２５ｂには深さ０．１ｍｍ以上の溝２５ｃが周方向に複数形成されている。溝２５ｃは弁ボディ１６内の空間と連通している。そのため、弁ボディ１６内の燃料が溝２５ｃに流入出する。
【００３０】
本発明の第３実施形態によると、溝２５ｃを複数形成することにより、第１摺動面２５ｂと第２摺動面１７ａとの接触面積が低減する。さらに、溝２５ｃを複数形成することにより、燃料が第１摺動面２５ｂと第２摺動面１７ａとの間に流入しやすくなる。そのため、第１摺動面２５ｂと第２摺動面１７ａとの間に発生するスクイーズ力は低減する。スクイーズ力が低減すると、燃料噴射を遮断するときに第１摺動面２５ｂが第２摺動面１７ａから離れやすくなる。このように、閉弁開始時間の遅れを防止し、燃料噴射時間の延びを防止できるので、所望の燃料噴射量を容易に達成できる。
また、複数の溝２５ｃに燃料が流入し、第１摺動面２５ｂと第２摺動面１７ａとを潤滑するので、第１摺動面２５ｂと第２摺動面１７ａとの磨耗を低減できる。
【００３１】
なお、第３実施形態では、第１摺動面２５ｂに深さ０．１ｍｍ以上の溝２５ｃを周方向に形成したが、第２摺動面１７ａに深さ０．１ｍｍ以上の溝を周方向に形成してもよい。また、第１摺動面２５ｂおよび第２摺動面１７ａ両方に溝を形成してもよく、第１摺動面２５ｂの溝２５ｃと第２摺動面１７ａの溝とは重なり合ってもよいし、重なり合わなくてもよい。
【００３２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図６に示す。第１実施形態と実質的同一箇所には同一符号を付す。
第２摺動面１７ａと摺動している第１摺動面２５ｂには深さ０．１ｍｍ以上の溝２５ｄが軸方向に複数形成されている。溝２５ｄは弁ボディ１６内の空間と連通している。そのため、弁ボディ１６内の燃料が溝２５ｄに流入出する。
【００３３】
なお、第４実施形態では、第１摺動面２５ｂに深さ０．１ｍｍ以上の溝２５ｄを軸方向に形成したが、第２摺動面１７ａに深さ０．１ｍｍ以上の溝を軸方向に形成してもよい。また、第１摺動面２５ｂおよび第２摺動面１７ａ両方に溝を形成してもよく、第１摺動面２５ｂの溝２５ｄと第２摺動面１７ａの溝とは重なり合ってもよいし、重なり合わなくてもよい。
【００３４】
本発明の他の実施形態として、ノズルニードル２０とストッパ２４との当接面またはノズルニードル２０と弁ボディ１６との摺動面に形成する溝は、複数で無く、一本でもよい。溝が一本であっても、ノズルニードル２０とストッパ２４との当接面またはノズルニードル２０と弁ボディ１６との摺動面の接触面積が低減可能となる。
【００３５】
なお、本発明の上記複数の実施形態では、第１実施形態と第２実施形態とにおいてノズルニードル２０とストッパ２４との当接面に溝を形成し、第３実施形態と第４実施形態とにおいてノズルニードル２０と弁ボディ１６との摺動面に溝を形成したが、ノズルニードル２０とストッパ２４との当接面、ならびにノズルニードル２０と弁ボディ１６との摺動面の両方に溝を形成することも可能である。上記複数の実施形態では、本発明を燃料噴射弁に適用したが、燃料に限らず流体を噴射する噴射弁に本発明の流体噴射弁を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁を示す断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の被係止部とストッパとを示す部分拡大断面図、（ｂ）は本発明の第１実施形態による燃料噴射弁のストッパの部分拡大上面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の被係止部とストッパとを示す部分拡大断面図、（ｂ）は本発明の第２実施形態による燃料噴射弁のストッパの部分拡大上面図である。
【図５】本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の摺動部と弁ホルダとを示す部分拡大断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態による燃料噴射弁の摺動部と弁ホルダとを示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１０燃料噴射弁（流体噴射弁）
１４ホルダ
１６弁ボディ
１７ａ第２摺動面（摺動面）
２３ｂ、２３ｃ、２５ｂ、２５ｃ溝
１８弁座
２０ノズルニードル（弁部材）
２１当接部
２３被係止部
２３ａ第１当接面
２４ストッパ（係止部材）
２４ａ第２当接面
２５摺動部
２５ａ第１摺動面（摺動面）
３２可動コア

Claims

可動コアと、
筒状に形成され、可動コアを往復移動可能に収容しているホルダと、
弁座を有する弁ボディと、
前記弁ボディと前記可動コアとの間に位置し、前記ホルダ内に固定されている係止部材と、
前記可動コアの反係止部材側に位置し、可動コアと向き合う固定コアと、
前記弁ボディの内周壁に往復移動可能に支持され前記可動コアとともに往復移動する弁部材であって、前記弁座に着座し流体の噴射を遮断する当接部、前記内周壁と摺動する摺動部、および前記係止部材と当接する被係止部を有する弁部材と、
を備え、
前記被係止部は前記係止部材と当接する第１当接面を有し、前記係止部材は前記被係止部と当接する第２当接面を有し、前記第１当接面または前記第２当接面の少なくとも一方に溝が形成されていることを特徴とする流体噴射弁。
前記溝は、前記第１当接面の外周端より内周側または前記第２当接面の内周端より外周側に形成されていることを特徴とする請求項１記載の流体噴射弁。
前記溝は、前記第１当接面または前記第２当接面の中心に対して点対称に位置していることを特徴とする請求項１または２記載流体噴射弁。
前記溝は、複数形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の燃料噴射弁。
前記溝は、ほぼ等間隔に環状に複数形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の流体噴射弁。
前記溝は、ほぼ等間隔に放射線状に複数形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の流体噴射弁。
前記摺動部と前記内周壁との間の非摺動箇所に前記弁座側に流体を供給する流体通路が形成され、前記摺動部と前記内周壁との摺動箇所の少なくとも一方の摺動面に流体が流入出可能な溝が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の流体噴射弁。
可動コアと、
筒状に形成され、可動コアを往復移動可能に収容しているホルダと、
弁座を有する弁ボディと、
前記弁ボディと前記可動コアとの間に位置し、前記ホルダ内に固定されている係止部材と、
前記可動コアの反係止部材側に位置し、可動コアと向き合う固定コアと、
前記弁ボディの内周壁に往復移動可能に支持され前記可動コアとともに往復移動する弁部材であって、前記弁座に着座し流体の噴射を遮断する当接部、前記内周壁と摺動する摺動部、および前記係止部材と当接する被係止部を有する弁部材と、
を備え、
前記摺動部と前記内周壁との間の非摺動箇所に前記弁座側に流体を供給する流体通路が形成され、前記摺動部と前記内周壁と摺動箇所の少なくとも一方の摺動面に流体が流入出可能な溝が形成されていることを特徴とする流体噴射弁。
前記摺動面の前記溝は、複数形成されていることを特徴とする請求項７または８記載の燃料噴射弁。