JP2008223536A - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁式燃料噴射弁において，弁座部材に歪みを生じさせることなく，その外周面にキャップを圧入により簡単に取り付け得るようにする。
【解決手段】弁座部材３の前端に，弁孔７に連通する燃料噴孔１１を有するインジェクタプレート１０を接合し，その燃料噴孔１１を囲繞するようにインジェクタプレート１０に当接する環状底部４２ａを有する円筒状のキャップ４２を弁座部材３の外周面に圧入した，電磁式燃料噴射弁において，キャップ４２の内周面に，弁座部材３の外周面に圧接する複数の平坦面５０と，これら平坦面５０相互間にあって弁座部材３の外周面には圧接せずに対向する複数の円弧面５１とを周方向交互に配設した。
【選択図】 図３

Description

本発明は，主として内燃機関の燃料供給系に使用される電磁式燃料噴射弁に関し，特に，前端部に弁孔及び，この弁孔の内端に連なる弁座を有する円筒状の弁座部材と，この弁座部材の後端部に同軸に結合される可動コア収容筒体と，この可動コア収容筒体の後端部に同軸に結合される固定コアとで弁ハウジングを構成し，弁座部材には，弁座と協働して弁孔を開閉する弁体を収容し，可動コア収容筒体には，弁体に連結されていて固定コアの前端吸引面に対向する可動コアを収容し，弁座部材の前端には，弁孔に連通する燃料噴孔を有するインジェクタプレートを接合し，その燃料噴孔を囲繞するようにインジェクタプレートに当接する環状底部を有する円筒状のキャップを弁座部材の外周面に圧入した，電磁式燃料噴射弁の改良に関する。

かゝる電磁式燃料噴射弁は，下記特許文献１に開示されるように既に知られている。
特開２００６−３２９１１４号公報

かゝる電磁式燃料噴射弁において，弁座部材に嵌着されるキャップは，インジェクタプレートの燃料噴孔を他物の接触から保護する役割を持つ。ところで，従来，このキャップは，弁座部材の外周面全周に亙り圧入して取り付けられているが，その圧入によれば，弁座部材の外周面に加わる荷重により弁座部材に歪み生じる可能性があり，もしその歪みが弁座に波及すると，弁体の正常な閉弁が阻害されることになる。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，弁座部材に歪みを生じさせることなく，その外周面にキャップを圧入により簡単に取り付け得るようにした前記電磁式燃料噴射弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，前端部に弁孔及び，この弁孔の内端に連なる弁座を有する円筒状の弁座部材と，この弁座部材の後端部に同軸に結合される可動コア収容筒体と，この可動コア収容筒体の後端部に同軸に結合される固定コアとで弁ハウジングを構成し，弁座部材には，弁座と協働して弁孔を開閉する弁体を収容し，可動コア収容筒体には，弁体に連結されていて固定コアの前端吸引面に対向する可動コアを収容し，弁座部材の前端には，弁孔に連通する燃料噴孔を有するインジェクタプレートを接合し，その燃料噴孔を囲繞するようにインジェクタプレートに当接する環状底部を有する円筒状のキャップを弁座部材の外周面に圧入した，電磁式燃料噴射弁において，前記キャップの内周面に，弁座部材の外周面に圧接する複数の圧接部と，これら圧接部相互間にあって弁座部材の外周面には圧接せずに対向する複数の非圧接部とを周方向交互に配設したことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記圧接部を，弁座部材外周面との圧接前の自由状態ではキャップの半径線と直交する平坦面に形成すると共に，前記非圧接部を弁座部材の外周面と同心状の円弧面に形成したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，キャップに，可動コア収容筒体の外周面に嵌合する延長筒部を一体に形成し，この延長筒部の内周面には，可動コア収容筒体の外周面に設けられた環状の係止溝に係合する係止爪を突設したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，電磁式燃料噴射弁の組立工程において，キャップを弁座部材の外周面に圧入すると，キャップの圧接部群は弁座部材の外周面に圧接して変形するが，非圧接部群は弁座部材の外周面に圧接しない。その結果，圧接部群の変形分は非圧接部群側に比較的容易に逃げることができ，これによりキャップの弁座部材に対する圧接荷重の過度の増加を回避して，弁座に影響するような弁座部材の歪みを防ぐことができると共に，キャップを弁座部材に簡単に保持することができる。それと同時にキャップの環状底部は，インジェクタプレートの前端面に当接して，燃料噴孔群を囲繞するので，燃料噴孔群を他物との接触から保護することができる。

本発明の第２の特徴によれば，平坦面と円弧面とが交互に配列してなる内周面を有するキャップを型成形するに当たり，その内周面形状に対応する成形型の形状を単純なものとすることができ，その製造コストの上昇を抑えることができる。

本発明の第３の特徴によれば，キャップの弁座部材への圧入と同時に，延長筒部の係止爪が可動コア収容筒部の係止溝に係合するので，その係合力によりキャップの保持力を強化することができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明に係る電磁式燃料噴射弁の縦断面図，図２は図１の２部拡大図（図３の２−２線断面図），図３は図２の３−３線断面図，図４は同電磁式燃料噴射弁におけるキャップの一部破断斜視図である。

先ず，図１において，燃料噴射弁Ｉの弁ハウジング２は，前端部に弁座８を有する円筒状の弁座部材３と，この弁座部材３の後端部外周面に圧入して液密に溶接される，磁性体よりなる可動コア収容筒体４と，この可動コア収容筒体４の後端に同軸状に液密に溶接される非磁性カラー６と，この非磁性カラー６の内周面に嵌合して固定される固定コア５と，この固定コア５の後端に同軸状に一体に連設される燃料入口筒２６とで構成される。

弁座部材３には，円錐状の弁座８の中心部を貫通する弁孔７と，弁座８の後端に連なる円筒状のガイド孔９とが設けられる。

非磁性カラー６の前端部には，固定コア５と嵌合しない部分がガイド部６ａとして残され，そのガイド部６ａから弁座部材３に至る弁ハウジング２内に弁組立体Ｖが収容される。この弁組立体Ｖは，前記ガイド孔９に摺動自在に嵌合されて弁座８に対し開閉動作する球状の弁体１６と，ガイド部６ａに摺動自在に嵌合されると共に可動コア収容筒体４に収容される円筒状の可動コア１２と，この可動コア１２及び弁体１６間を連結する杆部１７とよりなっている。その杆部１７は可動コア１２と一体に成形されると共に，弁体１６に溶接して固着され，可動コア１２は，固定コア５の前端吸引面に対向するように配置される。

図１及び図２に示すように，弁組立体Ｖには，可動コア１２の後端面から弁体１６の手前で終わる縦孔１９と，この縦孔１９を，杆部１７の外周面に連通する複数の横孔２０と，弁体１６の外周面に形成されて上記横孔２０に連なる複数の面取り部１６ａとが設けられる。縦孔１９の途中には，その内壁から隆起した環状のばね座２４が設けられる。

固定コア５は，弁組立体Ｖの縦孔１９と連通する縦孔２１を中心部に有しており，この縦孔２１に嵌合して固定されるパイプ状のリテーナ２３（図１参照）と前記ばね座２４との間に弁ばね２２が縮設され，これにより弁組立体Ｖは，その弁体１６の弁座８との着座方向に付勢される。可動コア１２の内周面には，高硬度で円筒状のストッパ部材１４が圧入して固着される。このストッパ部材１４の，その圧入方向前端部は，可動コア１２内への圧入を誘導するように縮径されている。前記弁ばね２２は，このストッパ部材１４の中空部を貫通すると共に，ストッパ部材１４の前記縮径部で摺動自在に支承されるように配置される。

ストッパ部材１４は，その外端を可動コア１２の後端吸引面から僅かに突出させていて，通常，弁組立体Ｖの開弁ストロークに相当する間隙を存して固定コア５の前端吸引面と対置される。したがって，ストッパ部材１４が固定コア１２の前端吸引面に当接する弁組立体Ｖの開弁時（図１及び図２はその開弁状態を示す。）でも固定コア５及び可動コア１２間には空隙が存在するようになっている。弁組立体Ｖの開弁ストロークは，可動コア収容筒体４及び弁座部材３相互の軸方向突き当て面間に介装されるシム１５の選択によって調整される。

弁ハウジング２の外周にはコイル組立体２８が嵌装される。このコイル組立体２８は，非磁性カラー６に嵌合するボビン２９と，これに巻装されるコイル３０とからなっており，このコイル組立体２８を収容する磁性体のコイルハウジング３１により可動コア収容筒体４及び固定コア５間が磁気的に接続される。具体的には，コイルハウジング３１の前端には，小径の連結筒部３１ａが段部３１ｂを介して一体に形成されており，この連結筒部３１ａが可動コア収容筒体４の外周面に嵌合して溶接され，コイルハウジング３１の後端部は，Ｃ字状又は環状のヨーク３５を介して固定コア５の外周面に連結される。

可動コア収容筒体４の前端部には，上記連結筒部３１ａの前端が当接して溶接されるフランジ４ａが一体に形成されており，このフランジ４ａの外周面には環状の係止溝５２が設けられる。

弁座部材３の前端面には，前記弁孔７に連通する複数の燃料噴孔１１を穿設したインジェクタプレート１０が，その外周部をレーザ溶接により環状に接合される。その燃料噴孔１１群を囲繞するようにインジェクタプレート１０に当接する環状底部４２ａを持った円筒状の合成樹脂製キャップ４２が弁座部材３の外周面に圧入して取り付けられる。その際，図３及び図４に示すように，キャップ４２の内周面には，その半径線と直交する複数の平坦面５０と，弁座部材３の外周面と同心の複数の円弧面５１とが交互に配列するように形成される。しかも平坦面５０は，全部の平坦面５０に対する内接円の直径Ｄ３が弁座部材３の外周面の直径Ｄ２より圧入締代Ｓ分だけ小さくなるように形成され，また円弧面５１は，全部の円弧面５１に対する内接円の直径Ｄ１が弁座部材３の外周面の直径Ｄ２より大となるように形成される。

またキャップ４２には，前記可動コア収容筒体４のフランジ４ａの外周面に嵌合する延長筒部４２ｂが一体に形成されており，その内周面には，上記フランジ４ａの外周面の環状係止溝５２に弾性的に形成する環状の係止爪５３が一体に突設される。

さらに延長筒部４２ｂの外周にはフランジ部４２ｃが形成され，このフランジ部４２ｃと，前記コイルハウジング３１の段部３１ｂとの間にＯリング等のシール部材４１を保持するシール溝４３が画成される。シール部材４１は，エンジンの吸気系部材に設けられる取り付け孔に電磁式燃料噴射弁Ｉの前端部を嵌装したとき，その取り付け孔の内周面に密接して，その取り付け孔をシールするものである。

再び図１において，固定コア５の後端部外周面には，内部が前記リテーナ２３内に連通する燃料入口筒２６が嵌合して液密に溶接され，この燃料入口筒２６の入口に燃料フィルタ２７が装着される。

コイルハウジング３１の後半部から燃料入口筒２６に亙り，それらの外周面に射出成形による硬質合成樹脂製の被覆体３２が形成される。その際，被覆体３２の中間部には，一側方に突出するカプラ３４が一体成形され，このカプラ３４は，コイル３０に連なる給電用端子３３を保持する。

次に，この実施例の作用について説明する。

キャップ４２の平坦面５０群に対する内接円の直径Ｄ３は弁座部材３の外周面の直径Ｄ２より圧入締代Ｓ分だけ小となっているが，円弧面５１群に対する内接円の直径Ｄ１は弁座部材３の外周面の直径Ｄ２より大となっているから，電磁式燃料噴射弁Ｉの組立工程において，キャップ４２を弁座部材３の外周面に圧入すると，平坦面５０群が弁座部材３の外周面に圧接して前記締代Ｓ分だけ変形し，円弧面５１群は，弁座部材３の外周面に接触せず，それとの間に微小間隙をつくることになり，その結果，平坦面５０群の変形分は円弧面５１群側に比較的容易に逃げることができる。これによりキャップ４２の弁座部材３に対する圧接荷重の過度の増加を回避して，弁座８に影響するような弁座部材３の歪みを防ぐことができると共に，キャップ４２を弁座部材３に簡単に保持することができる。

しかもキャップ４２の延長筒部４２ｂは，キャップ４２の弁座部材３への圧入と同時に，可動コア収容筒体４のフランジ４ａに嵌合すると共に，係止爪５３を係止溝５２に弾性的係合させるので，その係合力によりキャップ４２の保持力を強化することができる。

一方，キャップ４２の環状底部４２ａは，インジェクタプレート１０の前端面に当接して，燃料噴孔１１群を囲繞するので，燃料噴孔１１群を他物との接触から保護することができる。

ところで，キャップ４２が平坦面５０と円弧面５１とが交互に配列してなる内周面を持つことは，これを型成形する際，その内周面形状に対応する成形型の形状を単純なものとすることができ，その製造コストの上昇を抑えることができる。

電磁式燃料噴射弁Ｉの作動においては，コイル３０の消磁状態では，弁ばね２２の付勢力で弁組立体Ｖは前方に押圧され，弁体１６を弁座８に着座させる。この間に図示しない燃料ポンプから燃料入口筒２６に圧送された燃料は，固定コア５及び弁組立体Ｖの中空部を通って弁座部材３内に待機させられる。

コイル３０を通電により励磁すると，それにより生ずる磁束Ｆが固定コア５からヨーク３５，コイルハウジング３１及び可動コア収容筒体４を経て可動コア１２へ，そして固定コア５へとを順次走り，これに伴い発生する磁力により可動コア１２が弁ばね２２のセット荷重に抗して固定コア５に吸引され，弁体１６が図２に示すように弁座部材３の弁座８から離座するので，弁座部材３内の高圧燃料は，弁座８に沿って弁孔７側に進み，燃料噴孔１１から微粒化しながら噴射される。

コイル３０への通電を遮断すれば，弁ばね２２の付勢力で可動コア１２が固定コア５から引く離され，弁体１６が弁座８に着座して弁孔７を閉じ，燃料噴孔１１からの燃料噴射を停止させる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，キャップ４２を，弁座部材３より軟質の金属製とすることもできる。

本発明に係る電磁式燃料噴射弁の縦断面図。 図１の２部拡大図（図３の２−２線断面図）。 図２の３−３線断面図。 同電磁式燃料噴射弁におけるキャップの一部破断斜視図。

符号の説明

Ｉ・・・・・電磁式燃料噴射弁
２・・・・・弁ハウジング
３・・・・・弁座部材
４・・・・・可動コア収容筒体
５・・・・・固定コア
７・・・・・弁孔
８・・・・・弁座
１０・・・・インジェクタプレート
１１・・・・燃料噴孔
１２・・・・可動コア
１６・・・・弁体
４２・・・・キャップ
４２ａ・・・環状底部
４２ｂ・・・延長筒部
５０・・・・圧接部（平坦面）
５１・・・・非圧接部（円弧面）
５２・・・・係止溝
５３・・・・係止爪

Claims (3)

1. 前端部に弁孔（７）及び，この弁孔（７）の内端に連なる弁座（８）を有する円筒状の弁座部材（３）と，この弁座部材（３）の後端部に同軸に結合される可動コア収容筒体（４）と，この可動コア収容筒体（４）の後端部に同軸に結合される固定コア（５）とで弁ハウジング（２）を構成し，弁座部材（３）には，弁座（８）と協働して弁孔（７）を開閉する弁体（１６）を収容し，可動コア収容筒体（４）には，弁体（１６）に連結されていて固定コア（５）の前端吸引面に対向する可動コア（１２）を収容し，弁座部材（３）の前端には，弁孔（７）に連通する燃料噴孔（１１）を有するインジェクタプレート（１０）を接合し，その燃料噴孔（１１）を囲繞するようにインジェクタプレート（１０）に当接する環状底部（４２ａ）を有する円筒状のキャップ（４２）を弁座部材（３）の外周面に圧入した，電磁式燃料噴射弁において，
   前記キャップ（４２）の内周面に，弁座部材（３）の外周面に圧接する複数の圧接部（５０）と，これら圧接部（５０）相互間にあって弁座部材（３）の外周面には圧接せずに対向する複数の非圧接部（５１）とを周方向交互に配設したことを特徴とする，電磁式燃料噴射弁。
2. 請求項１記載の電磁式燃料噴射弁において，
   前記圧接部を，弁座部材（３）外周面との圧接前の自由状態ではキャップ（４２）の半径線と直交する平坦面（５０）に形成すると共に，前記非圧接部を弁座部材（３）の外周面と同心状の円弧面（５１）に形成したことを特徴とする，電磁式燃料噴射弁。
3. 請求項１又は２記載の電磁式燃料噴射弁において，
   キャップ（４２）に，可動コア収容筒体（４）の外周面に嵌合する延長筒部（４２ｂ）を一体に形成し，この延長筒部（４２ｂ）の内周面には，可動コア収容筒体（４）の外周面に設けられた環状の係止溝（５２）に係合する係止爪（５３）を突設したことを特徴とする，電磁式燃料噴射弁。

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