JP2005069090A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料供給管と燃料噴射弁に軸ずれが発生しても確実なシールを可能とし、また、Ｏリングを２個以上必要とせずに、コストの削減を図る。
【解決手段】 エンジンの運転条件によって使用燃圧を変化させるエンジンシステムにおいて使用され、噴口１１がエンジン燃焼室に臨み、マイコンよりの動作信号を受けて弁体１４を動作させ、燃料の噴射制御を弁体１４とバルブシート１２との開閉により行う燃料噴射弁１において、燃料噴射弁１と燃料供給管１７とのシール部分４ｅが、燃料噴射弁１の軸に対して変位可能となるように、コア４にスリット部４ｄを設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するための、燃料噴射弁の構造に関するものである。

従来装置では、燃料噴射弁と燃料供給管の間に中間片を挿入している。
そしてＯリングによって燃料噴射弁と中間片、及び中間片と燃料供給管とのシールを行っている（例えば、特許文献１参照）。

特表２０００−５１７０３２号公報（図１）

従来の燃料噴射弁は以上のように構成されていたので、Ｏリングが最低２つは必要となり、コストが高くなるという問題点があった。
また、Ｏリングはシール機能を要求されるとともに、変位することも要求されるので、Ｏリング選定の自由度が小さくなり、また中間片変位時のシール性が悪化するという問題点もあった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃料噴射弁の燃料供給管とのシール部分を燃料噴射弁の軸に対して変位可能な構造とすることにより、燃料供給管と燃料噴射弁との間に軸ずれが発生しても、両者を確実にシールすることができ、また、Ｏリングを２個以上必要としないことから、コストを低減することのできる燃料噴射弁を提供することを目的とする。

この発明の請求項１に係る燃料噴射弁は、中空円筒型の弁本体と、この弁本体の一端に設けられ、中心に流体の噴口を有するバルブシートと、このバルブシートに離接して噴口を開閉する弁体と、この弁体を開閉動作させるソレノイド装置が外周に配置されているコアとを備えたものであって、この燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給管と燃料噴射弁とのシール部分より下流の位置において燃料噴射弁が弾性変形する構造としたものである。

この発明の請求項１に係る燃料噴射弁によれば、中空円筒型の弁本体と、この弁本体の一端に設けられ、中心に流体の噴口を有するバルブシートと、このバルブシートに離接して噴口を開閉する弁体と、この弁体を開閉動作させるソレノイド装置が外周に配置されているコアとを備えたものであって、この燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給管と燃料噴射弁とのシール部分より下流の位置において燃料噴射弁が弾性変形する構造としたので、シリンダヘッドと燃料供給管とが軸ずれした場合でも、燃料供給管と燃料噴射弁の間を確実にシールすることができる。

実施の形態１．
本発明は、エンジンの運転条件によって使用燃圧を変化させるエンジンシステムにおいて使用される燃料噴射弁に関する発明であり、噴口がエンジン燃焼室に臨み、マイコンよりの動作信号を受けて弁体を動作させ、燃料の噴射制御を弁体と弁座との開閉により行うものである。

以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による筒内噴射用燃料噴射弁を示す断面図であり、図において、筒内噴射用燃料噴射弁１はソレノイド装置２、ヨーク３、コア４、アマチュア５及びバルブユニット６から構成されており、ソレノイド装置２はコイルアセンブリ７、コイル８を有している。
又、バルブユニット６はバルブホルダ９の一端に溶接などの手段により結合されている。

バルブユニット６は外径部が２段構造に構成されている中空円筒型のバルブボディ（弁本体）１０と、このバルブボディ１０内の中心口先端に固着されるとともに、噴口１１を有するバルブシート１２と、このバルブシート１２とバルブボディ１０の間に配置され、噴射燃料に旋回流を与えるためのスワーラー（旋回体）１３と、ソレノイド装置２によりバルブシート１２に接触し、あるいは離れることにより、噴口１１を開閉するバルブ機構であるニードルバルブ（弁体）１４とを備えている。

コア４とバルブホルダ９の間には金属製のスリーブ１５が配置されており、このスリーブ１５はコア４およびバルブホルダ９に溶接などの手段で締結されている。そしてこのように締結されることにより、内部燃料が漏れないようにシールされている。
スリーブ１５とコア４とは、コア４の大径部４ｂと小径部４ｃとで構成された段部４ａにおいて軸方向に接合されており、コア４の軸方向の位置が決められている。
そして筒内噴射用燃料噴射弁１はシリンダヘッド１６に取り付けられ、燃料供給管１７から燃料を供給される。

次に動作について説明する。
コイル８に電流を流すことにより、アマチュア５、コア４、ヨーク３で構成される磁気回路に磁束が発生し、アマチュア５はコア４側へ吸引される。
アマチュア５と一体的に構成されているニードルバルブ１４は、ロッド１８に固定されたバネ１９によりバルブシート１２に押し付けられているが、アマチュア５がコア４側へ吸引されることにより、ニードルバルブ１４の先端はバルブシート１２から離れて間隙が形成され、燃料供給管１７から供給された高圧の燃料はバルブボディ１０からバルブシート１２の噴口１１内に入って、その先端出口から内燃機関の燃焼室内へ噴射される。

本発明においては、コア４の一部に薄肉部を構成するスリット部４ｄを設けたものである。
このように構成することにより、スリット部４ｄより下流側の燃料噴射弁１の軸に対して、スリット部４ｄが変形することができるので、燃料供給管１７と燃料噴射弁１とのシール部分４ｅは変位することができるようになる。
これによりシリンダヘッド１６と燃料供給管１７とが軸ずれした場合でも、確実にシール機能を発揮することができる。
図１においては、スリット部４ｄを１箇所設けた場合について説明したが、変位量を増加させるためスリット部４ｄを複数個設けるようにしてもよい。

また、燃料圧力が印加された場合の燃料噴射弁１の過度の変形を防ぐため、シール部分４ｅの変位量はスリット部４ｄのスリット幅を調整することにより任意の一定値以上には変化しない構造とすることができる。
このようにスリット部４ｄのスリット幅に応じて燃料噴射弁１は変位することができる。
またスリット部４ｄの位置は、コア４とヨーク３とが当接する部分より上流であり、ロッド１８の上流側端面よりも上流側に位置し、更にシール部分４ｅより下流側に位置しているので、シール部分４ｅが変位してもアマチュア５と対向しているコア先端部４ｆは変位せず、ロッド１８も変形しないため、流量特性が変化することを抑制できる。

以上のように本実施形態は、燃料噴射弁１と燃料供給管１７とのシール部分４ｅより下流の位置において、燃料噴射弁１が弾性変形することにより、シール部分４ｅは燃料噴射弁１の軸に対して変位することができる構造としたものである。
このように構成することにより、シリンダヘッド１６と燃料供給管１７とが軸ずれした場合でも、燃料噴射弁１が弾性変形することにより、燃料供給管１７と燃料噴射弁１の間を確実にシールすることができるようになる。

実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による筒内噴射用燃料噴射弁を示す断面図、図３は図２のＡ部を示す拡大図である。
本実施形態においては、コア部を分割して構成したものであり、コア２１の上部に、燃料噴射弁１と燃料供給管１７とをシールするためのジョイント２２をコア２１とは別体として構成したものである。そしてジョイント２２とコア２１とは溶接２２ａにより固定されシールされている。

コア２１には薄肉部となるスリット部２１ａを設け、このスリット部２１ａが変形することによりジョイント２２が変位可能となり、シリンダヘッド１６と燃料供給管１７とが軸ずれした場合でも確実にシールできるようになる。
本実施形態においても、上記実施の形態１の場合と同様、燃料圧力が印加された場合の燃料噴射弁１の過度の変形を防ぐため、コア２１とジョイント２２間であって、径方向にクリアランス２２ｂを設けることにより、シール部分２２ｃの変位量は任意の一定値以上には変化しない構造としている。

尚図４に示すように、コア２１とジョイント２２との間に軸方向に亘ってクリアランス２２ｄを設けるようにしてもよい。
以上のように本実施形態によれば、コア２１とジョイント２２（燃料供給管とのシール部分）とを別体に構成し、両者を溶接により固定するようにしたので、Ｏリング２３のサイズがコア２１の形状により制約されることがなくなり、Ｏリング２３の自由度が増す。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による筒内噴射用燃料噴射弁を示す断面図、図６は図５のＢ部を示す拡大図である。
本実施形態においては、コア部を分割して構成したものであり、コア２１の上部に、燃料噴射弁１と燃料供給管１７とをシールするためのジョイント２２をコア２１とは別体として構成したものである。そして、ジョイント２２とコア２１とは溶接２２ａ等により固定され、シールされている。

ジョイント２２の最下流部には薄肉部２２ｋが設けられ、この薄肉部２２ｋが変形することによりジョイント２２がコア２１に対して変位可能となり、シリンダヘッド１６と燃料供給管１７とが軸ずれした場合でも確実なシールが可能となる。
本実施形態においても、上記実施の形態１の場合と同様、燃料圧力が印加された場合の燃料噴射弁１の過度の変形を防ぐため、コア２１とジョイント２２間の軸方向にクリアランス２２ｍを設けることより、シール部分２２ｃの変位量は任
意の一定値以上には変化しない構造としている。

尚、図７に示すように、ジョイント２２の薄肉部２２ｋをコア２１の外側に配置するようにするとともに、クリアランス２２ｎを設けるように構成してもよい。
又、図８に示すように、軸方向にクリアランス２２ｐを設けるとともに、軸方向に垂直な方向（径方向）のクリアランス２２ｑを設けるようにしてもよい。

以上のように構成することにより、コア２０に弾性変形部分を構成する必要がなくなるので、燃料噴射弁組立時の組立性をよくすることが可能となる。
更に、径方向のクリアランス２２ｑを設けることにより、筒内噴射用燃料噴射弁１の過度の変形を簡単、確実に防止することができる。
又図６に示すように、薄肉部２２ｋの幅２２ｒを調整することにより、この幅２２ｒの大きさに応じて燃料噴射弁１は変位することになる。

実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４による筒内噴射用燃料噴射弁を示す断面図である。燃料供給管１７とのシール部分４ｅが変位可能な燃料噴射弁１において、燃料圧力が印加された場合の燃料噴射弁１の過度の変形を防ぐため、ヨーク３に突出部３ａを設けるとともに、ヨーク３とコア４とのクリアランス３ｂを設けている。
以上のように構成することにより、簡単かつ確実に燃料噴射弁１の過度の変形を防止することが可能となる。

尚、図９の構成においては、上記実施の形態１に示した燃料噴射弁１のヨーク３に突出部３ａを設けた場合を示したが、上記実施の形態２，３に示した燃料噴射弁のヨーク３に突出部を設けるようにしてもよい。
このように燃料噴射弁１の変位量を規制するための規制手段を設けることにより、一定以上の変形を抑止することができ、燃料噴射弁１が過度に変形することによって破壊することを防止することができる。

この発明の実施の形態１による燃料噴射弁を示す断面図である。 この発明の実施の形態２による燃料噴射弁を示す断面図である。 図２のＡ部を示す拡大図である。 図２のＡ部を示す拡大図である。 この発明の実施の形態３による燃料噴射弁を示す断面図である。 図５のＢ部を示す拡大図である。 図５のＢ部を示す拡大図である。 図５のＢ部を示す拡大図である。 この発明の実施の形態４による燃料噴射弁を示す断面図である。

符号の説明

１ 燃料噴射弁
２ ソレノイド装置
４，２１ コア
４ｄ，２１ａ スリット部
１０ 弁本体
１１ 噴口
１２ バルブシート
１４ 弁体
１７ 燃料供給管
２２ ジョイント
２２ｋ 薄肉部

Claims (7)

1. 中空円筒型の弁本体と、この弁本体の一端に設けられ、中心に流体の噴口を有するバルブシートと、このバルブシートに離接して上記噴口を開閉する弁体と、この弁体を開閉動作させるソレノイド装置が外周に配置されているコアとを備えた燃料噴射弁において、この燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給管と上記燃料噴射弁とのシール部分より下流の位置において上記燃料噴射弁が弾性変形する構造としたことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 上記コアの他端に上記燃料供給管が取り付けられるとともに、上記コアの一部にスリット部を設けたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 上記コアの上流側に上記燃料供給管とのシール部を構成するジョイントを設け、上記コアの一部にスリット部を設けたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
4. 上記コアの上流側に上記燃料供給管とのシール部を構成するジョイントを設け、このジョイントの一部に薄肉部を設けたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
5. 上記スリット部のスリット幅に応じて変位することを特徴とする請求項２または請求項３記載の燃料噴射弁。
6. 上記薄肉部の幅に応じて変位することを特徴とする請求項４記載の燃料噴射弁。
7. 上記燃料噴射弁の変位量を規制するための規制手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。

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