JP2007170183A - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】きわめて正常に作動するとともに、耐久性にも優れ、常に安定した噴射量を得ることが可能であるばかりか、燃料や雰囲気の温度などの影響を減少させる。
【解決手段】ヨーク２１、コア２２、可動弁２３で駆動源となる電磁弁２を構成し、可動弁２３の先端にボール弁４３を内装した燃料を噴射するための噴射口４２を有する噴射ノズル４１が配置されて噴射弁４を形成しているとともに、コア２２の軸孔２５に可動弁２３に接合した 戻しばね３と戻しばね３を調整可能に押圧支持する調節ねじ５とをコア２２の軸孔２５に基端側の開口から嵌挿することで配置した電磁式燃料噴射弁１において、コア２２の軸孔２５における調節ねじ５と戻しばね３との間に接続杆６摺動可能に介在させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガソリンまたは他の燃料を燃焼させて出力を得るエンジンにおいて、燃料をエンジンに供給する燃料噴射弁、特に、電磁弁と戻しばねによりエンジンへの燃料噴射量を調整するようにした電磁式燃料噴射弁に関するものである。

図８は、例えば特開昭５５−４０３９１号公報、特開平６−３３６９６１号公報、特開平７−１５１０３４号公報等に広く開示されている従来の電磁 式燃料噴射弁１の縦断面図であり、電磁式燃料噴射弁１は、ヨーク２１、コア２２、可動弁２３で駆動源となる電磁弁２を構成し、前記可動弁２３の先端には、可動弁２３の基端に配置された戻しばね３により噴射ノズル４１の噴射口４２に押圧されたボール弁４３により形成される噴射弁４が配置されている。

そして、この電磁式燃料噴射弁１は、コア２２に巻装させたコイル２４において生じる磁気力によって可動弁２３が戻しばね３の押圧力（閉弁力）に抗して吸引することにより噴射弁４が開弁され、噴射弁４内に燃料ポンプ（図示せず）により圧送・供給されている燃料が開放された噴射ノズル４１の噴射口４２よりエンジンの燃焼室（図示せず）に噴出される（図９参照）。

ところで、前記電磁式燃料噴射弁１における燃料の噴出量は図１０に示すように噴射弁４が開弁している時間（以下「噴射パルス幅」という）に依存しており、特に、図１０に示すように噴射パルス幅に対する燃料噴射量の変化量は、戻しばね３の押圧力（荷重量）と噴射パルス幅との影響因子で制御される。

そのため、図８に示すように、前記可動弁２３の基端側に戻しばね３を介して接合する調節ねじ５をコア２２の軸孔２５に基端側から螺挿することにより戻しばね３の押圧力（荷重量）を任意に設定可能としている。

ところが、前記調節ねじ５として通常に量産されている品質のものを用いる場合には、軸孔２５への組み込み性を確保するためには、調節ねじ５と軸孔２５との間に適度の隙間を形成する必要があり、その結果、図１１に示すように、調節ねじ５が傾斜して戻しばね３を斜め方向に押すことになり、調節ねじ５や戻しばね３が軸孔２５の壁面に必要以上に接触することになり、戻しばね３が偏心した状態となるので同心状態での性能を発揮できないばかりか再現性も悪くなる。特に、従来の構成では調節ねじ５の軸部５１が長尺となり傾斜し易い。

また、戻しばね３が湾曲状を呈して軸孔２５の壁面に接触するので摩耗し易く、耐久性が低下するとともに破損物が異物となって悪影響を及ぼすことになる。

そこで、調節ねじ５の傾斜を防止する対策として、軸孔２５との隙間を小さくすることが考えられるが、両者間にかじりが発生し、また、隙間を小さくしても正常に機能させるためには各部品の材質や加工精度を向上させる必要があり生産性の面から採用できず、特に、小型になるほど影響が大きい。

一方、調節ねじ５代わりにねじを用いない調整部材を圧入方式で行う手段も取られているが（図示せず）、生産時に、切り粉などの異物が発生し易く、可動弁２３の動きに影響を与えたり、シート部の噛み込みによって燃料漏れが発生するという心配もある。
特開昭５５−４０３９１号公報 特開平６−３３６９６１号公報 特開平７−１５１０３４号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、通常の材質による調節ねじやコアを用いても調節ねじや戻しばねが傾斜したりせず、きわめて正常に作動するとともに、耐久性にも優れ、常に安定した噴射量を得ることが可能であるばかりか、燃料や雰囲気の温度などの影響を減少させることも可能な電磁式燃料噴射弁を安価に提供することを課題とする。

上記目的を達成するため本発明は、ヨーク、コア、可動弁で駆動源となる電磁弁を構成し、前記可動弁の先端にボール弁を内装した燃料を噴射するための噴射口を有する噴射ノズルが配置されて噴射弁を形成しているとともに、前記コアの軸孔に前記可動弁に接合した 戻しばねと前記戻しばねを調整可能に押圧支持する調節ねじとを前記コアの軸孔に基端側の開口から嵌挿することで配置した電磁式燃料噴射弁において、前記コアの軸孔における調節ねじと戻しばねとの間に接続杆を摺動可能に介在させたことを特徴とする。

本発明によれば、コアの軸孔における調節ねじと戻しバネとの間に接続杆を摺動可能に介在させたことにより、調節ねじの軸部が短尺となり傾斜しにくくなり、更に、何らかの原因で傾斜したとしても、接続杆は調節ねじと接しているだけであって拘束されないので調節ねじの傾斜による影響を受けることがない、加えて接続杆とコアの軸孔との隙間を少なくすることができ、安定した状態で戻しばねを押圧することが可能となり戻しばねが傾くことがなく正常に作用するので安定して燃料を噴射することができる。

また、本発明において、前記調節ねじの軸部先端を半球面とする場合には、調節ねじと接続杆との接触面積が減少するので調節ねじと接続杆との接合についての自由度が増し、更に両者間の拘束関係が減少して調節ねじの傾きによる影響を少なくすることができる。

更に、本発明において、前記接続杆とヨークとがそれぞれ互いに線膨張係数の異なる材質により形成されている場合には、雰囲気温度の上昇などにより生じる燃料温度の上昇やコイルの抵抗の変化に対し、戻しばねの荷重を調節することで解決することもできる。

以上、本発明によれば、従来の電磁式燃料噴射弁と同様に通常の材質による調節ねじやコアを用いるとともに、加工精度を上げたり、組み付け工程も特に複雑にすることなしに、常に安定した状態で燃料を噴射させることが可能で耐久性にも優れた電磁式燃料噴射弁を安価に提供することができる。また、特に、高温の雰囲気にも一定量の燃料噴射を可能にすることもできる。

次に、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の好ましい実施の形態を示すものであり、本発明である電磁式燃料噴射弁１は、前述の図 に示した従来のものと基本的な構成は同様であり、ヨーク２１、コア２２、可動弁２３で駆動源となる電磁弁２を構成し、前記可動弁２３の先端には、可動弁２３の基端に配置された戻しばね３により噴射ノズル４１の噴射口４２に押圧されたボール弁４３により形成される噴射弁４が配置され、コア２２に巻装させたコイル２４において生じる磁気力によって可動弁２３が戻しばね３の押圧力（閉弁力）に抗して吸引することにより噴射弁４が開弁され、噴射弁４内に燃料ポンプ（図示せず）により圧送・供給されている燃料が開放された噴射ノズル４１の噴射口４２よりエンジンの燃焼室（図示せず）に噴出される。

そして、本実施の形態は、前記コア２２の軸孔２５における調節ねじ５と戻しばね３との間に例えば円柱状で所定長さを有する接続杆６を摺動可能に介在させた点が異なる。

本実施の形態においては、調節ねじ５と戻しばね３との間に接続杆６を摺動可能に介在させたことにより、調節ねじ５の軸部５１が短尺になるので調節ねじ５とコア２２の軸孔２５との隙間を従来の電磁式燃料噴射弁と同じ程度に加工したとしても調節ねじ５が傾きにくい。

また、接続杆６は調節ねじ５と戻しばね３の押圧力により互いに接しているだけであって拘束されないので図２に示すように、調節ねじ５が傾斜したとしても傾斜による影響を受けることがなく、接続杆６はコア２２の軸孔２５内を軸線に沿って摺動するだけであり、接続杆６と軸孔２５との隙間を少なくすることができることから、接続杆６は調節ねじ５と異なり傾くことなく安定した状態で戻しばね３を押圧することが可能となり戻しばね３が傾くことなく正常に作用するので安定して燃料を噴射することができる。

特に、本実施の形態は、組み立て時に調節ねじ５をコア２２の軸孔２５に螺装する前に接続杆６を挿入するだけでよく、生産性や価格に影響を与える心配もない。

また、本実施の形態に示した電磁式燃料噴射弁においては、図３に示すように同一噴射パルス幅においては、戻しばね３の押圧力（荷重）が増加するほど燃料噴射量が減量し、図４に示すように、燃料温度が上昇すると粘度が低下して噴射量が増える。

そこで、本実施の形態において、ヨーク２１をステンレス（ＳＵＳ）材で形成し、接続杆６を前記ステンレス（ＳＵＳ）材よりも線膨張係数の大きい黄銅材で形成すると、エンジンの熱や雰囲気により温度が上昇したとき、ステンレス（ＳＵＳ）材で形成したヨーク２１よりも黄銅材で形成した接続杆６の伸びが大きい。そのため、温度の上昇に従って接続杆６と可動弁２３との距離が狭まり、両者の間に介装された戻しばね３の押圧力（荷重）が増加するので前述の燃料温度の上昇による粘度低下に起因する噴射量の増加に対処して温度上昇による影響を最小限に抑えることができる。

一方、本実施の形態のように電磁弁を用いる噴射装置において、電磁弁を構成するコイル２４の抵抗値は一般的に通電した状態や雰囲気温度に従って上昇するのでコイルを流れる電流が減少する。そのため、図５に示すように、コイル温度の上昇により燃料噴射量が減少する。

そこで、本実施の形態において、ヨーク２１をステンレス（ＳＵＳ）材で形成し、接続杆６を前記ステンレス（ＳＵＳ）材よりも線膨張係数の小さいセラミック材などにより形成すると、エンジンの熱や雰囲気によりコイル２４の抵抗値が上昇したとき、ステンレス（ＳＵＳ）材で形成したヨーク２１よりも黄銅材で形成した接続杆６の伸びが小さい。そのため、温度の上昇に従って接続杆６と可動弁２３との距離が広がり、両者の間に介装された戻しばね３の押圧力（荷重）が低下する。従って、前述の燃料温度の上昇によるコイル２４の抵抗値の上昇に起因する噴射量の減少に対処することもできる（前記図３参照）。

このように本実施の形態は、互いに線膨張係数の異なる材料によりヨーク２１と接続杆６とを形成することにより構造そのものを変えたり、電気的な手段を付加することなく安価に温度による噴射量の変化に対処することができる。

更に、図６は本発明の異なる実施の形態を示すものであり、全体の構成は前記図１に示した実施の形態とほぼ同様であるが、前記調節ねじ５の軸部５１の先端を半球面とした点が異なる。

本実施の形態においては、更に、調節ねじ５と接続杆６との接触面積が減少するので調節ねじ５と接続杆６との接合についての自由度が増し、図７に示すように更に両者間の拘束が減少して調節ねじ５の傾きによる影響を少なくすることができる。

本発明の実施の形態を示す縦断面図。 図１に示した実施の形態の作用を示す概略図。 荷重と燃料噴射量との関係図。 燃料温度と燃料噴射量との関係図。 コイル温度と燃料噴射量変化率との関係図。 本発明の異なる実施の形態を示す縦断面図。 図６に示した実施の形態の作用を示す概略図。 従来例を示す縦断面図。 従来例における噴射弁の開閉と通電時間との関係図。 燃料噴射量と噴射パルス幅との関係図。 図８に示した従来例の作用を示す概略図。

符号の説明

１ 電磁式燃料噴射弁、 ２ 電磁弁、 ３ 戻しばね、 ４ 噴射弁、 ５ 調整ねじ、 ６ 接続杆、 ２１ ヨーク、 ２２ コア、 ２３ 可動弁、 ２４ コイル、 ２５ 軸孔、 ４１ 噴射ノズル、 ４２ 噴射口、 ４３ ボール弁、 ５１ 軸部

Claims (3)

1. ヨーク、コア、可動弁で駆動源となる電磁弁を構成し、前記可動弁の先端にボール弁を内装した燃料を噴射するための噴射口を有する噴射ノズルが配置されて噴射弁を形成しているとともに、前記コアの軸孔に前記可動弁に接合した戻しばねと前記戻しばねを調整可能に押圧支持する調節ねじとを前記コアの軸孔に基端側の開口から嵌挿することで配置した電磁式燃料噴射弁において、前記コアの軸孔における調節ねじと戻しバネとの間に接続杆を摺動可能に介在させたことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
2. 前記調節ねじの軸部先端が半球面である請求項１記載の電磁式燃料噴射弁。
3. 前記接続杆とヨークとがそれぞれ互いに線膨張係数の異なる材質により形成されている請求項１または２記載の電磁式燃料噴射弁。
   

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