JP2006249959A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料噴射弁の内部から外部に伝播する音を低減する。
【解決手段】 アジャスティングパイプ３２は全周にわたって閉塞した円筒状に形成されており、スプリング３４の一端を係止している。アジャスティングパイプ３２は、固定コア３０の内部に圧入されており、固定コア３０から燃料フィルタ４０側に突出している。アジャスティングパイプ３２の燃料フィルタ４０側の開口部３３の通路径は、燃料フィルタ４０が設置されている燃料通路２００の通路径よりも小さい。燃料フィルタ４０は、第２磁性パイプ１６の内部に圧入され、固定コア３０およびアジャスティングパイプ３２の上流側の燃料通路２００に設置されている。アジャスティングパイプ３２の開口部３３と燃料フィルタ４０との距離Ｌは、Ｌ≦４．５ｍｍの範囲に設定されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

従来、電磁駆動部の駆動力により弁部材を往復駆動し、燃料噴射を断続する燃料噴射弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような燃料噴射弁においては、例えば、閉弁時に弁部材が弁座に着座するとき、あるいは開弁時に弁部材または可動コアがストッパに係止されるときに衝突音が発生する。燃料噴射弁の内部で発生するこのような作動音が燃料噴射弁の内部の燃料通路を通り燃料入口から燃料噴射弁の外部に伝播すると、騒音の問題が生じる。

特開平２−１９５０８４号公報

特許文献１の燃料噴射弁に対し、図７に示す燃料噴射弁３００では、燃料通路３０２の燃料入口３０４に燃料フィルタ３１０が設置されており、弁部材３２０の往復移動に伴い燃料噴射弁３００の内部で発生する音の出口は塞がれている。しかしながら、燃料通路３０２の全体に広がった音の振動は燃料フィルタ３１０の外周側にまで回り込み、燃料フィルタ３１０を通過して燃料噴射弁３００の外部に伝播するので、騒音を低減することはできない。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、燃料噴射弁の内部から外部に伝播する音を低減する燃料噴射弁を提供することを目的とする。

請求項１から５記載の発明では、燃料フィルタの下流側に、燃料フィルタ側の開口部の通路径が燃料通路の通路径よりも小さい通路部が設けられている。そして、通路部の燃料フィルタ側の開口部と燃料フィルタとの距離Ｌは、Ｌ≦４．５ｍｍの範囲に設定されている。
この構成によれば、通路部の下流側で発生した燃料噴射弁の作動音が通路部の燃料フィルタ側の開口部から燃料フィルタに向けて伝播するとき、音の振動の振幅が通路部の開口部の通路径から燃料通路の通路径にまで広がる前に、音の振動が燃料フィルタに衝突する。これにより、音の振動が燃料フィルタの外周側にまで回り込むことを防止できるので、燃料噴射弁の外部に伝播する音を低減できる。

ところで、弁座に向けて弁部材を付勢するスプリングの一端を係止している筒状の係止部材が固定コアの内周壁に固定コアから燃料フィルタ側に突出して取り付けられていると、燃料フィルタが設置されている燃料通路よりも通路径の小さい係止部材の開口部に燃料フィルタを通過した燃料が流入するときに、係止部材の開口部が絞りになる。その結果、係止部材の開口部に燃料が流入するときの通路抵抗が大きくなり、燃料流量が減少する。

そこで請求項４記載の発明では、固定コアから突出している部分の係止部材を貫通して連通路が形成されている。その結果、係止部材の燃料フィルタ側の開口部に加え、連通路を通って係止部材の内部に燃料が流入するので、燃料フィルタ側から係止部材の内部に流入する燃料流量が増加する。
請求項５記載の発明では、燃料フィルタは有底カップ状に形成されているので、燃料フィルタの軸方向長さを延ばすことにより、燃料フィルタの側面部分の濾過面積を容易に増加できる。また、燃料フィルタの底面部分も濾過部として使用できる。

以下、本発明の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実施形態による燃料噴射弁を図１に示す。第１実施形態による燃料噴射弁１０は、例えばガソリンエンジンの燃焼室に接続する吸気管に設置され、吸気管が形成する吸気通路を流れる吸気に燃料を噴射する。尚、燃料噴射弁１０は、ガソリンエンジンの燃焼室に直接燃料を噴射する直噴式のガソリンエンジンに適用してもよく、またディーゼルエンジンに適用してもよい。

燃料噴射弁１０のパイプ部材１２は、噴孔２０ａの形成された噴孔プレート２０側から、第１磁性パイプ１４、非磁性パイプ１５、第２磁性パイプ１６をこの順で有している。第１磁性パイプ１４と非磁性パイプ１５、ならびに非磁性パイプ１５と第２磁性パイプ１６とは溶接等で結合されている。パイプ部材１２の内側に、弁ボディ２２、弁部材２４、可動コア２６、固定コア３０、アジャスティングパイプ３２、スプリング３４および燃料フィルタ４０が収容されている。

第１磁性パイプ１４は、非磁性パイプ１５と反対側の端部内周壁に弁ボディ２２を収容し、弁ボディ２２と溶接等により結合されている。磁気抵抗部としての非磁性パイプ１５は、第１磁性パイプ１４と第２磁性パイプ１６との間に設置され、第１磁性パイプ１４と第２磁性パイプ１６とが磁気的に短絡することを防止する。第２磁性パイプ１６は燃料噴射弁１０の噴孔プレート２０と反対側の端部まで延び燃料通路２００を形成している。

噴孔プレート２０は弁ボディ２２の底部外壁に溶接等により結合されている。噴孔プレート２０には燃料を噴射する噴孔２０ａが形成されている。
弁ボディ２２の内壁面には弁部材２４が着座する弁座２３が形成されている。弁部材２４は有底円筒状の中空であり、弁座２３に着座する当接部２５を底部に有している。当接部２５の上流側には、弁部材２４の側壁を貫通して連通孔２４ａが形成されている。可動コア２６側から弁部材２４内に流入した燃料は、連通孔２４ａを通り弁部材２４の内部から外部に流出し、当接部２５と弁座２３とが形成する弁部に向かう。

弁部材２４の弁ボディ２２と反対側に可動コア２６が溶接等により結合されている。固定コア３０は、可動コア２６に対し弁座２３と反対側に可動コア２６と向き合って設置され、パイプ部材１２内に固定されている。可動コア２６、固定コア３０および後述するコイル５４は特許請求の範囲に記載した電磁駆動部を構成している。

可動コア２６、固定コア３０およびアジャスティングパイプ３２は軸方向両側に開口した筒状部材であり、内側を燃料が流れる。付勢部材としてのスプリング３４は、一端をアジャスティングパイプ３２に係止され、他端を可動コア２６に係止されている。アジャスティングパイプ３２の圧入量を調整することにより、スプリング３４の付勢力を調整する。

アジャスティングパイプ３２は全周にわたって閉塞した円筒状に形成されている（アジャスティングパイプ３２を燃料フィルタ４０側から見た図２参照）。アジャスティングパイプ３２は、固定コア３０の内部に圧入されており、固定コア３０から燃料フィルタ４０側に突出している。アジャスティングパイプ３２の燃料フィルタ４０側の開口部３３の通路径は、燃料フィルタ４０が設置されている燃料通路２００の通路径よりも小さい。アジャスティングパイプ３２は特許請求の範囲に記載した通路部および係止部材に該当する。

燃料フィルタ４０は、第２磁性パイプ１６の内部に圧入され、固定コア３０およびアジャスティングパイプ３２の上流側の燃料通路２００に設置されている。燃料フィルタ４０は有底カップ状に形成されており、網状のフィルタ本体４２が支持枠４４により支持され燃料フィルタ４０の側面を覆っている。燃料フィルタ４０の下流側底部は支持枠４４により塞がれている。燃料フィルタ４０は、燃料入口１８から燃料噴射弁１０の内部に流入した燃料に含まれる異物をフィルタ本体４２により除去する。

ヨーク５０、５２は磁気的に接続しており、コイル５４の外周を覆っている。ヨーク５０は、可動コア２６の径方向外側で第１磁性パイプ１４と接続している。ヨーク５２は、固定コア３０の径方向外側で第２磁性パイプ１６と接続している。コイル５４はスプール５６に巻回されており、パイプ部材１２の外周に設置されている。樹脂ハウジング６０は、パイプ部材１２、ヨーク５０、５２、およびコイル５４の外周を覆っている。ターミナル６２はコイル５４と電気的に接続されており、コイル５４に駆動電流を供給する。

次に、燃料噴射弁１０の作動について説明する。
コイル５４に通電すると、コイル５４が発生する磁界によりヨーク５０、５２、第１磁性パイプ１４、第２磁性パイプ１６、可動コア２６、固定コア３０で形成される磁気回路に磁束が流れる。上記磁気回路を磁束が流れることにより、固定コア３０と可動コア２６との間に磁気吸引力が発生し、可動コア２６は固定コア３０側に吸引され固定コア３０に係止される。そして、弁部材２４は、可動コア２６が固定コア３０側に吸引されることにより図１の上方に移動する。すると、燃料入口１８から燃料噴射弁１０の内部に流入した燃料は、燃料フィルタ４０、アジャスティングパイプ３２、固定コア３０、可動コア２６の各内部通路、弁部材２４の内部から連通孔２４ａを通り弁部材２４の外部から当接部２５弁座２３との開口を通り、噴孔プレート２０に形成した噴孔２０ａから噴射される。

コイル５４への通電を停止すると、固定コア３０と可動コア２６との間の磁気吸引力は消滅する。その結果、可動コア２６はスプリング３４の付勢力により固定コア３０から離れる方向に移動する。弁部材２４も固定コア３０から離れる方向、つまり弁座２３に向けて移動する。弁部材２４の当接部２５が弁座２３に着座すると、燃料噴射は遮断される。

ところで、コイル５４への通電をオン、オフし弁部材２４が往復移動すると、閉弁時において弁部材２４が弁座２３に着座するとき、ならびに可動コア２６が固定コア３０に係止されるときに衝突音が発生する。このように弁部材２４の往復移動により発生した作動音は、可動コア２６側から固定コア３０の内部通路およびアジャスティングパイプ３２の内部通路を通り燃料フィルタ４０に向けて伝播する。このとき、燃料フィルタ４０が設置されている燃料通路２００の通路径はアジャスティングパイプ３２の開口部３３の通路径よりも大きいので、開口部３３から燃料フィルタ４０に向かう音の振動は振幅を増加しながら円錐状に燃料フィルタ４０に向かう。

ここでアジャスティングパイプ３２の開口部３３と燃料フィルタ４０との距離をＬとしたときの、距離Ｌと燃料噴射弁１０から外部に伝播する作動音の音圧との関係を図３に示す。図３から分かるように、距離ＬがＬ≦４．５ｍｍになると距離Ｌが短くなるにつれて音圧が低下している。これは、アジャスティングパイプ３２の開口部３３から円錐状に広がりながら燃料フィルタ４０に向かう音の振動が、燃料フィルタ４０が設置されている燃料通路２００の通路径に達する前に燃料フィルタ４０の支持枠４４の底部に衝突するので、音の振動が燃料フィルタ４０の外周側にまで回り込み、フィルタ本体４２を通過して燃料入口１８から燃料噴射弁１０の外部に伝播することを抑制されるからだと考えられる。したがって、距離ＬをＬ≦４．５ｍｍの範囲に設定することにより、燃料噴射弁１０の内部から外部に伝播する音を低減できる。距離Ｌが０、つまり燃料フィルタ４０とアジャスティングパイプ３２とは接触してもよい。

また、第１実施形態では、燃料フィルタ４０を有底カップ状にしたので、燃料フィルタ４０の側面を覆うフィルタ本体４２の軸方向長さを延ばすことにより、燃料フィルタ４０の濾過面積を容易に増加できる。また、必要に応じ、燃料フィルタ４０の底部を覆う支持枠４４の一部をフィルタ本体に置き換えて濾過面積を増加してもよい。

（第２、第３、第４実施形態）
本発明の第２実施形態を図４に、第３実施形態を図５に、第４実施形態を図６に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付している。
図４に示す第２実施形態では、通路部および係止部材としてのアジャスティングパイプ７０の側壁を貫通して、アジャスティングパイプ７０の内外を連通する連通路７２がアジャスティングパイプ７０の軸方向全体に形成されている。この構成によれば、燃料フィルタ４０を通過した燃料が、アジャスティングパイプ７０の開口部７３に加え連通路７２からもアジャスティングパイプ７０の内部に流入する。したがって、燃料フィルタ４０が設置されている燃料通路２００よりも通路径が小さいアジャスティングパイプ７０に流入する燃料流量が増加する。

図５に示す第３実施形態の燃料噴射弁８０では、アジャスティングパイプ８２の軸長が短く、アジャスティングパイプ８２の燃料フィルタ４０側の開口部８３は固定コア３０の燃料フィルタ４０側の開口部３１よりも下流側に引っ込んでいる。したがって第３実施形態では、固定コア３０が特許請求の範囲に記載した通路部に該当する。

そして第３実施形態では、固定コア３０の開口部３１と燃料フィルタ４０との距離ＬをＬ≦４．５ｍｍの範囲に設定することにより、固定コア３０の開口部３１から円錐状に広がりながら燃料フィルタ４０に向かう音の振動が、燃料フィルタ４０が設置されている燃料通路２００の通路径に達する前に燃料フィルタ４０の底部に衝突する。これにより、音の振動が燃料フィルタ４０の外周側にまで回り込むことを防止できるので、燃料噴射弁８０の内部で発生し燃料噴射弁８０の外部に伝播する作動音の音圧を低下できる。

図６に示す第４実施形態の燃料噴射弁９０では、燃料フィルタ９２は多孔質の構造体で板状に形成されている。そして燃料フィルタ９２は、第２磁性パイプ１６の内周壁に圧入され、固定コア３０およびアジャスティングパイプ３２の上流側の燃料通路２００に設置されている。固定コア３０から燃料フィルタ９２側に突出しているアジャスティングパイプ３２と燃料フィルタ９２との距離ＬはＬ≦４．５ｍｍの範囲に設定されている。これにより、燃料噴射弁９０の内部で発生し燃料噴射弁９０の外部に伝播する作動音の音圧を低下できる。

（他の実施形態）
以上説明した上記複数の実施形態では、アジャスティングパイプでスプリング３４の一端を係止したが、アジャスティングパイプを用いず、例えば固定コアの内周壁に設けた段差でスプリングの一端を係止してもよい。
また上記複数の実施形態では、燃料フィルタの下流側に燃料フィルタと向き合って設置された固定コア３０またはアジャスティングパイプが特許請求の範囲に記載した通路部を構成したが、固定コア３０およびアジャスティングパイプ以外にも、燃料通路を形成する通路部材等の他の部材が通路部を構成してもい。

上記第２実施形態では、アジャスティングパイプ７０の軸方向全体に連通路７２を形成したが、アジャスティングパイプ７０が固定コア３０から突出している部分だけに連通路を形成してもよい。その場合、連通路は、第２実施形態のように開口部７３から下流側に延びるスリット状でもよいし、開口部７３よりも下流側の側壁を貫通して形成される連通孔でもよい。

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。 第１実施形態のアジャスティングパイプを燃料フィルタ側から見た図である。 距離Ｌと音圧との関係を示す特性図である。 図２と同じ位置から見た第２実施形態によるアジャスティングパイプを示す図である。 本発明の第３実施形態による燃料噴射弁を示す断面図である。 本発明の第４実施形態による燃料噴射弁を示す断面図である。 従来の燃料噴射弁を示す断面図である。

符号の説明

１０、８０、９０ 燃料噴射弁、１８ 燃料入口、２２ 弁ボディ、２３ 弁座、２４ 弁部材、２６ 可動コア（電磁駆動部）、３０ 固定コア（通路部、電磁駆動部）、３２、７０ アジャスティングパイプ（通路部、係止部材）、３３、７３ 開口部、３４ スプリング、４０、９２ 燃料フィルタ、５４ コイル（電磁駆動部）、７２ 連通路、２００ 燃料通路

Claims (5)

1. 燃料通路に設置されている燃料フィルタと、
   前記燃料フィルタの下流側に前記燃料フィルタと向き合って設けられ、前記燃料フィルタ側の開口部の通路径が前記燃料通路の通路径よりも小さい通路部と、
   弁座を有し前記通路部の下流側に設置されている弁ボディと、
   前記弁座に着座ならびに前記弁座から離座することにより、前記燃料フィルタから前記通路部内に流入した燃料の噴射を断続する弁部材と、
   前記弁部材を往復駆動する電磁駆動部と、
   を備え、
   前記通路部の前記燃料フィルタ側の前記開口部と前記燃料フィルタとの距離をＬとすると、Ｌ≦４．５ｍｍであることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記電磁駆動部は、筒状に形成された固定コアと、前記弁部材と結合し前記固定コアと向き合って設置されている可動コアと、通電することにより前記固定コアと前記可動コアとの間に磁気吸引力を発生するコイルとを有し、
   前記固定コアは前記通路部をなしていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 前記弁部材を前記弁座に向けて付勢するスプリングと、前記スプリングの一端を係止する筒状の係止部材とをさらに備え、
   前記電磁駆動部は、筒状の固定コアと、前記弁部材と結合し前記固定コアと向き合って設置されている可動コアと、通電することにより前記固定コアと前記可動コアとの間に磁気吸引力を発生するコイルとを有し、
   前記係止部材は前記通路部をなしており、前記固定コアの内周側に取り付けられて前記固定コアから前記燃料フィルタ側に突出していることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
4. 前記固定コアから突出している部分の前記係止部材を貫通して前記係止部材の内外を連通する連通路が形成されていることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射弁。
5. 前記燃料フィルタは有底カップ状に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の燃料噴射弁。

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