JP2009167843A - 燃料噴射弁およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造過程で引き起こされる信頼性の低下を抑制することができる燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】燃料噴射弁１０は、ニードル４０を収容するノズルボデー２７と、ニードル４０を往復移動するソレノイド部５０とを備えている。ソレノイド部５０のノズルボデー２７が接続されている側とは反対側には、ノズルボデー２７に燃料を供給する燃料供給パイプ２０が接続されている。ソレノイド部５０は、コイル部６０を備えている。コイル部６０は、燃料上流側に延びるコイルコネクタ６３を有している。燃料供給パイプ２０の側壁には、側壁に沿って軸方向へ延び、外部電源と接続されるターミナル７１が設置されている。コイルターミナル６３とターミナル７１とは、燃料供給パイプ２０の外周側で、溶接にて接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁およびその製造方法に関する。

従来、弁部材とともに往復移動する可動コア、可動コアと向き合って設置される固定コア、および外部電源の電力を受け、可動コアと固定コアとの間に磁気吸引力を発生するコイル部を有するソレノイド部を備える燃料噴射弁が知られている（特許文献１参照）。

コイル部は、電力を受けると磁気吸引力を発生する巻線と、巻線に接続され、巻線に外部電源の電力を供給するコイルターミナルとを有している。そして、燃料噴射弁は、一端が外部電源と接続され、他端がコイルターミナルと接続されるターミナルを備えている。巻線には、ターミナルおよびコイルターミナルを介して外部電源の電力が供給されるようになっている。
特許２００２−２２７７４５号公報

さて、コイルターミナルとターミナルとを接続する際、作業効率、接続強度を考慮すると溶接にて接続することが一般的である。

ところが、特許文献１では、コイルターミナルとターミナルとの接続場所は、コイル部の近傍となっており、上述したように溶接にて両ターミナルを接続すると、溶接する際に発生する溶接スパッタがコイルに降り懸かることがある。コイルに溶接スパッタが降り懸かると、巻線の被覆が損傷したり、スパッタやヒュームなどの異物がコイル内部に侵入付着したりすると、燃料噴射弁の作動異常を引き起こし信頼性が低下してしまう。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造過程で引き起こされる信頼性の低下を抑制することができる燃料噴射弁を提供することである。

請求項１に記載の発明は、一端部に弁座が形成され、内部に弁座に離着座する弁部材を収容するノズル部と、ノズル部の弁座部とは反対の端部に設置され、弁部材を往復移動するソレノイド部と、ソレノイド部のノズル部とは反対側に設置され、ノズル部に燃料を供給する第一燃料供給部と、第一燃料供給部の外周側に設置され、外部電源の電力をソレノイド部に供給するターミナルと、を備える燃料噴射弁であって、
ソレノイド部は、弁部材とともに往復移動する可動コアと、可動コアと向き合うように設置される固定コアと、外部電源からの電力を受けると可動コアと固定コアとの間に磁気吸引力を発生する巻線、および一端がターミナルに接続され、他端が巻線に接続され、外部電源の電力を巻線に供給するコイルターミナルを有するコイル部とを備え、ターミナルとコイルターミナルとは、第一燃料供給部の外周側で、溶接にて接続されていることを特徴としている。

この構成によれば、ターミナルとコイルターミナルとは、第一燃料供給部の外周側で、溶接にて接続されているので、コイル部と両ターミナルの溶接場所との距離が従来技術のものと比べ大きくなる。これにより、両ターミナルを溶接する際、溶接スパッタがコイル部に降り懸かる可能性を低くすることができる。その結果、溶接スパッタがコイル部に降り懸かることにより発生する巻線の被覆の損傷やコイル部への異物付着によるソレノイド部の作動異常の発生を抑制することができ、燃料噴射弁の信頼性の低下を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、第一燃料供給部には、外径がソレノイド部に向かうに従い大きくなる段差部が形成されており、コイルターミナルとターミナルとの溶接場所は、段差部よりも燃料上流側であり、かつ、第一燃料供給部の大径側の外径よりも内周側であることを特徴としている。

この構成によれば、両ターミナルの溶接場所は、第一燃料供給部に形成されている段差部よりも燃料上流側であり、かつ、第一燃料供給部の大径側の外径よりも内周側であるため、溶接の際にコイル部に向かって飛散する溶接スパッタを段差部にて阻止することができる。

請求項３に記載の発明は、コイルターミナルおよびターミナルは、端部同士が重なるように設置されるとともに、コイルターミナルおよびターミナルの互いに向かい合う面うち、少なくともいずれか一方の面には、突起部が形成され、突起部と、突起部と接触するコイルターミナルまたはターミナルとが溶接にて接続されていることを特徴としている。

この構成によれば、コイルターミナルとターミナルとを溶接にて接続する場合、その溶接する場所におけるコイルターミナルおよびターミナルの互いに向かい合う面のうち、少なくともいずれか一方の面に突起部が形成されているので、コイルターミナルとターミナルとの接触面積を極力小さくすることができる。これにより、接触部分における電流密度が高くなり、その部分における発熱量が増大する。その結果、接触部分とその周辺のみを確実に溶融させることができ、良好な溶接を行うことができる。

請求項４に記載の発明は、コイルターミナルおよびターミナルは、端部同士が重なるように設置され、第一燃料供給部側に設置されるコイルターミナルまたはターミナルの第一燃料供給部の側壁に対向する面には、絶縁部材が一体に設けられており、両ターミナルの端部同士が重なる部分が溶接にて接続されていることを特徴としている。

この構成によれば、第一燃料供給部側に設置されるコイルターミナルまたはターミナルの第一燃料供給部の側壁に対向する面には、絶縁部材が設けられているため、溶接する場合、溶接用の電極から供給される電流がターミナルを介して第一燃料供給部に供給されることを防止できる。このため、ターミナルと第一燃料供給部とが溶接されるといった溶接不良の発生を抑制することができる。

また、コイルターミナルまたはターミナルの第一燃料供給部の側壁と対向する面には絶縁部材が設けられているため、溶接用の電極を第一燃料供給部に向かって押し付けながら溶接することができる。このため、コイルターミナルとターミナルとの密着度が高まり、良好な溶接を行うことができる。

また、絶縁部材は、コイルターミナルまたはターミナルに一体に設けられているため、溶接するたびに、コイルターミナルまたはターミナルと、第一燃料供給部との間に絶縁部材で形成された治具を差し込む必要が無い。このため、溶接に関わる作業時間を短縮することができる。

請求項５に記載の発明は、ソレノイド部は、内周側に可動コアと固定コアとを収容するとともに、外周側にコイル部を支持するハウジングを有し、第一燃料供給部には、ターミナルの両端部が露出するようにターミナルを支持し、第一燃料供給部の側壁に係合する支持部材が取り付けられていることを特徴としている。

この構成によれば、ターミナルを保持する支持部材を第一燃料供給部の側壁に係合することにより、ターミナルをコイルターミナルと重なる位置に配置させ、その位置を維持することができる。これによれば、両ターミナルを溶接する際、ターミナルを所定の位置に固定する治具を用いる必要が無くなるため、溶接作業を簡単にすることができ、溶接に関わる作業時間を短縮することができる。

燃料噴射弁の全長は、搭載される内燃機関（以下、エンジンという）の形状や、エンジンへの搭載位置によって変化させなければならない。例えば、燃料噴射弁を直噴用の燃料噴射弁として用いる場合、燃料噴射弁の噴孔を燃焼室の上端面に設置する場合と、噴孔を燃焼室の側壁に設置する場合がある。前者の場合、燃料噴射弁には、シリンダヘッドを縦断するだけの長さが必要となり、後者の場合、前者の場合ほどの長さは必要ない。

請求項１に記載の燃料噴射弁では、コイルターミナルのさらに先にターミナルを接続することにより燃料噴射弁の全長が長い場合であっても外部電源からの電力をコイル部に供給することができる。

ところが、燃料噴射弁の全長を短くすべく第一燃料供給部に替えて、供給通路の短い第二燃料供給部を設けた場合、コイルターミナルに接続するターミナルは不要となる。そこで、請求項６では、第一燃料供給部に替えて、供給通路の長さが短い第二燃料供給部とした場合、コイルターミナルと接続されていたターミナルを廃止し、コイルターミナルの端部を外部電源と接続する端子部とすることを特徴としている。

この構成によれば、コイルターミナルは、第一燃料供給部の外周側までの長さが確保されているため、外部電源と接続する端子部とすることが可能となる。その結果、少なくとも燃料噴射弁のコイル部を燃料噴射弁の全長を変化させた場合であっても共通して用いることができ、燃料噴射弁の製造コストの上昇を抑制することができる。また、コイルターミナルの端部を端子部としているため、溶接作業を伴わずに燃料噴射弁を製造することができる。このため、製造過程で引き起こされる信頼性の低下を抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、一端部に弁座が形成され、内部に弁座に離着座する弁部材を収容するノズル部と、ノズル部の弁座部とは反対の端部に設置され、弁部材を往復移動するソレノイド部と、ソレノイド部のノズル部とは反対側に設置され、ノズル部に燃料を供給する第一燃料供給部と、外部電源の電力をソレノイド部に供給するターミナルと、を備える燃料噴射弁であって、ソレノイド部は、弁部材とともに往復移動する可動コアと、可動コアと向き合うように設置される固定コアと、外部電源からの電力を受けると可動コアと固定コアとの間に磁気吸引力を発生する巻線、および一端がターミナルに接続され、他端が巻線に接続され、外部電源の電力を巻線に供給するコイルターミナルを有するコイル部とを備え、ターミナルとコイルターミナルとは、第一燃料供給部の外周側で、溶接にて接続されている燃料噴射弁、
若しくは、第一燃料供給部に替えて、第一燃料供給部よりも供給通路が短い第二燃料供給部を備えるとともに、ターミナルを廃止し、コイルターミナルの端部を外部電源と接続する端子部としている燃料噴射弁のいずれかの燃料噴射弁を製造する方法であって、
ソレノイド部のノズル部とは反対側に設置されるノズル部に燃料を供給する部材が第一燃料供給部か、第二燃料供給部かに応じて、コイル部のコイルコネクタとターミナルとを溶接にて接続するか、コイルコネクタの端部を端子部とするかを選択することを特徴としている。

この構成によれば、燃料噴射弁に設けられるノズル部に燃料を供給する燃料供給部が第一燃料供給部か、第二燃料供給部かに応じて、コイル部のコイルターミナルにターミナルを溶接するか、コイルターミナルの端部を端子部とすべく折り曲げ加工するかを選択するので、製造する燃料噴射弁の全長が異なる場合であっても、少なくともコイル部を共通化することができ、燃料噴射弁の製造コストの上昇を抑制することができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面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の断面を図１に示す。図１に示す燃料噴射弁１０は、例えば、直噴ガソリンエンジンに使用するものであって、先端に形成されている噴孔３２が図示しない燃焼室の上端面（図示しないシリンダヘッドにて形成される壁面）の中央部に設置されるように、シリンダヘッドに取り付けられている。

図１に示すように、燃料噴射弁１０の燃料供給パイプ２０は、非磁性材料より略円筒状に形成されている。燃料供給パイプ２０の内周側には軸方向に沿って供給通路２１が形成されている。燃料供給パイプ２０の軸方向の一方の端部には、図示しない燃料ポンプからの燃料が供給される入口部２４を有する入口部材２３が設けられている。入口部材２３には燃料フィルタ２８が設けられており、入口部２４に流入した燃料は燃料フィルタ２８を通って燃料供給パイプ２０の供給通路２１に流入する。ここで、燃料供給パイプ２０および入口部材２３は、請求項に記載の第一燃料供給部に相当する。

燃料供給パイプ２０の他方の端部、入口部材２３が設けられている端部とは反対側の端部には、その外径が燃料下流側に向かうに従い大きくなる段差部２２が形成されている。その段差部２２のさらに燃料下流側の端部には、磁性材料より略円筒状に形成されている磁性パイプ２５が設置されている。燃料供給パイプ２０と磁性パイプ２５とは、例えば圧入または溶接等により接続されている。

磁性パイプ２５の燃料下流側の端部には、非磁性材料より略円筒状に形成されている非磁性パイプ２６が設置されている。磁性パイプ２５と非磁性パイプ２６とは、例えば溶接等により接続されている。

非磁性パイプ２６の燃料下流側の端部には、磁性材料より略円筒状に形成されているノズルボデー２７が設置されている。非磁性パイプ２６とノズルボデー２７とは、例えば溶接等により接続されている。

ここで、磁性パイプ２５、非磁性パイプ２６、ノズルボデー２７の燃料上流側の端部のそれぞれの外径は、ほぼ同じ外径となっている。

ノズルボデー２７の燃料下流側の端部の内周側には、略円筒状に形成されている弁ボデー３０が設置されている。弁ボデー３０は、ノズルボデー２７に対して溶接等により接続されている。弁ボデー３０は、燃料下流側に向かうほど内径が小さくなる円錐状の内壁を有しており、その内壁には弁座３１が形成されている。弁座３１の燃料下流側には噴孔３２が形成されている。なお、噴孔３２の数は、一つでも良いし、複数であっても良い。

弁部材としてのニードル４０は、ノズルボデー２７の内周側に軸方向へ往復移動可能に収容されている。ニードル４０は、ノズルボデー２７と概ね同軸上に配置されている。ニードル４０は、略円筒状に形成されており、燃料下流側の端部に弁座３１に着座する当接部４１を有している。

ニードル４０は、ノズルボデー２７の内壁、および弁ボデー３０の内壁との間に燃料が流通する燃料通路３３を形成する。ニードル４０の燃料上流側の端部の内周側には、燃料通路３３に燃料を供給する燃料通路４２および燃料孔４３が形成されている。

ここで、ノズルボデー２７の一部、弁ボデー３０、およびニードル４０によって、請求項に記載のノズル部を構成する。また、磁性パイプ２５、非磁性パイプ２６、およびノズルボデー２７の一部によって、請求項に記載のハウジングを構成する。

燃料噴射弁１０は、ニードル４０を駆動するソレノイド部５０を有している。ソレノイド部５０は、可動コア５１、固定コア５２、スプリング５３、アジャスティングパイプ５４、およびコイル部６０等から構成されている。

可動コア５１は、磁性材料より略円筒状に形成されている。可動コア５１は、ノズルボデー２７および非磁性パイプ２６の内周側に軸方向へ往復移動可能に設置されている。可動コア５１の燃料下流側の端部には、ニードル４０が圧入または溶接等により接続されており、ニードル４０とともに往復移動する。可動コア５１の内周壁は、ニードル４０の燃料通路４２と連通している。可動コア５１の燃料上流側より流入した燃料は、可動コア５１の内周側を通り、ニードル４０の燃料通路４２に流入する。

可動コア５１の燃料上流側には、固定コア５２が向かい合って設置されている。固定コア５２は、磁性材料より略円筒状に形成されており、磁性パイプ２５および非磁性パイプ２６の内周側に圧入等により固定されている。可動コア５１および固定コア５２は、両コア５１、５２の間に形成されるギャップが非磁性パイプ２６の内周側に形成されるように磁性パイプ２５、非磁性パイプ２６、およびノズルボデー２７の内周側に設置されている。

固定コア５２の内周側には、燃料供給パイプ２０より燃料が流入する。固定コア５２の内周側に流入した燃料は、上述のギャップを通って可動コア５１の内周側に流入する。

スプリング５３は、燃料下流側の端部が可動コア５１に支持され、燃料上流側の端部が、固定コア５２の内周に圧入等で固定されているアジャスティングパイプ５４に支持されている。スプリング５３は、圧縮された状態で可動コア５１とアジャスティングパイプ５４との間に収容されているため、ニードル４０を着座方向に付勢する。アジャスティングパイプ５４の圧入量を調整することにより、ニードル４０の着座方向への付勢力が調整できる。

磁性パイプ２５、非磁性パイプ２６、およびノズルボデー２７の外周側には、コイル部６０が設置されている。コイル部６０は、ボビン６１、巻線６２、コイルターミナル６３、ロアハウジング６４、ヨーク６５、およびアッパーハウジング６６等から構成されている。

ボビン６１は、樹脂材料より略円筒状に形成されており、磁性パイプ２５、非磁性パイプ２６、およびノズルボデー２７の外周側に設置されている。ボビン６１の外周側には、表面が被覆されている巻線６２が巻かれている。ボビン６１には、二本のコイルターミナル６３がボビン６１の燃料上流側の端部から軸方向へ向かって延びるように設置されている。各コイルターミナル６３の燃料上流側の端部は、燃料供給パイプ２０に形成されている段差部２２よりも燃料上流側まで延びている。一方のコイルターミナル６３の燃料下流側の端部には、巻線６２の一方の端部が接続され、他方のコイルターミナル６３の燃料下流側の端部には、巻線６２の他方の端部が接続されている。

ロアハウジング６４は、磁性材料より略円筒状に形成されており、ボビン６１の燃料下流側の端部を支持する。ロアハウジング６４は、ノズルボデー２７の外周側に設置されている。ヨーク６５は、磁性材料より形成されており、ボビン６１の外周側を覆っている。ヨーク６５は、燃料下流側の端部がロアハウジング６４と圧入または溶接等により接続されている。アッパーハウジング６６は、磁性材料より略円筒状に形成されており、ボビン６１の燃料上流側の端部を支持するとともにヨーク６５の燃料上流側の端部に圧入または溶接等により接続されている。アッパーハウジング６６は、磁性パイプ２５の外周側に設置されている。アッパーハウジング６６の一部は切りかかれており、その切りかかれた部分に二本のコイルターミナル６３が通っている。

コイルターミナル６３を介して巻線６２に外部電源から電力が供給されると、巻線６２に磁界が発生し、ヨーク６５、ロアハウジング６４、ノズルボデー２７、可動コア５１、固定コア５２、磁性パイプ２５、およびアッパーハウジング６６には磁気回路が形成され、磁束が流れる。これにより、可動コア５１と固定コア５２との間に磁気吸引力が発生する。

磁気吸引力が発生すると、可動コア５１は、スプリング５３の付勢力に抗して固定コア５２に向かって移動する。これにより、ニードル４０の当接部４１が弁座３１より離座し、噴孔３２が開放される。

燃料供給パイプ２０の外周側には、コネクタ部７０が設置されている。コネクタ部７０は、ターミナル７１、支持部材７５、樹脂成形部７６等から構成されている。

ターミナル７１は、燃料供給パイプ２０の側壁に沿って軸方向へ延びるように二本設置されている。各ターミナル７１の燃料上流側の端部は、燃料供給パイプ２０の外周側に向けて折り曲げられている。この端部は、端子部７３となっており外部電源に接続される。

各ターミナル７１の燃料下流側の端部は、各コイルターミナル６３の燃料上流側の端部と重なるように配置され、両端部同士が抵抗溶接により接続されている。

図１に示すように、ターミナル７１とコイルターミナル６３とが溶接される場所は、燃料供給パイプ２０の外周側であって、かつ段差部２２よりも燃料上流側となっている。加えて、その溶接される場所は、燃料供給パイプ２０の段差部２２よりも燃料下流側に形成される大径部の外径よりも内周側となっている。コイルターミナル６３は、上述した位置でターミナル７１と溶接するために折り曲げられている。

ターミナル７１は、コイルターミナル６３よりも燃料供給パイプ２０側に設置されている。ターミナル７１の燃料供給パイプ２０の側壁と対向する面には、絶縁部材７４が一体に設けられている。ターミナル７１は、絶縁部材７４が燃料供給パイプ２０の側壁に接するように設置されている。

図２に支持部材７５の斜視図を示す。支持部材７５は、非導電性の材料より一部が切りかかれた略円筒状に形成され、両端部が露出するように二本のターミナル７１を支持している。支持部材７５は、各ターミナル７１を支持部材７５の切りかかれている位置と対向する位置に、絶縁部材７４を内周側に向けて支持している。支持部材７５の一部は、切りかかれているため、支持部材７５を燃料供給パイプ２０の径方向から押し込むことにより、支持部材７５を燃料供給パイプ２０に係合させることができる。これにより、溶接前にターミナル７１とコイルターミナル６３との位置決めをすることができる。

ここで、溶接部分について図３を用いて詳細に説明する。図３（ａ）は、ターミナル７１とコイルターミナル６３とを溶接する前の状態を示し、図３（ｂ）は、溶接後の状態を示している。

図３（ａ）に示すように、ターミナル７１は、コイルターミナル６３と燃料供給パイプ２０の側壁との間に設置されている。また、絶縁部材７４は、燃料供給パイプ２０の側壁に接触している。ターミナル７１のコイルターミナル６３と対向する面には突起部７２が形成されている。この突起部７２は、コイルターミナル６３と接触している。

その後、図３（ｂ）に示すように、一方の溶接用電極９０をコイルターミナル６３の外周側の面に押し付けるとともにもう一方の溶接用電極（図示しない）をターミナル７１に接続する。そして、その状態を維持したまま、電流を通電する。電流を通電すると、突起部７２と、突起部７２が接触しているコイルターミナル６３とが発熱し、突起部７２とコイルターミナル６３の一部が溶融する。その後、通電を停止することにより、溶融部分が固化し、溶接が完了する。

本実施形態では、ターミナル７１にコイルターミナル６３と接触する突起部７２が形成されているため、ターミナル７１とコイルターミナル６３との接触面積を小さくすることができる。これより、電流を通電させたとき、接触部分における電流密度が高くなり、その部分における発熱量が増大する。その結果、接触部分とその周辺のみを確実に溶融させることができ、良好な溶接を行うことができる。

また、ターミナル７１には、絶縁部材７４が設けられているため、上記溶接用電極９０をコイルターミナル６３に押し付けた状態で電流を通電してもターミナル７１と燃料供給パイプ２０には電流は流れない。このため、ターミナル７１と燃料供給パイプ２０が溶接されるといった溶接不良の発生を抑制することができる。

また、絶縁部材７４は、ターミナル７１の燃料供給パイプ２０の側壁に対向する面に設けられているため、溶接用電極９０を燃料供給パイプ２０に向かって押し付けながら溶接することができる。このため、ターミナル７１とコイルターミナル６３との密着度が高まり、良好な溶接を行うことができる。

さらに、絶縁部材７４は、ターミナル７１に一体に設けられているため、ターミナル７１とコイルターミナル６３とを溶接するたびに、ターミナル７１と燃料供給パイプ２０との間に絶縁部材で形成された治具を差し込む必要が無い。このため、溶接に関わる作業時間を短縮することができる。

コイルターミナル６３、ターミナル７１、支持部材７５、燃料供給パイプ２０、および磁性パイプ２５の外周側は、ターミナル７１の端子部７３を残して樹脂材料からなる樹脂成形部７６にて覆われている。

次に、上記の構成の燃料噴射弁１０の作動について説明する。

巻線６２への外部電源からの電力の供給が停止されているとき、可動コア５１と固定コア５２との間には磁気吸引力が発生しない。そのため、可動コア５１は、スプリング５３の付勢力により弁座３１方向へ移動する。これにより、可動コア５１と一体のニードル４０の当接部４１は、弁座３１に着座する。その結果、燃料は噴孔３２から噴射されない。

巻線６２に電力が供給されると、可動コア５１と固定コア５２との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力がスプリング５３の付勢力よりも大きくなると、可動コア５１は固定コア５２方向へ移動する。これにより、ニードル４０は、可動コア５１の移動とともに固定コア５２方向へ移動し、当接部４１が弁座３１から離座する。

入口部２４から燃料噴射弁１０の内部へ流入する燃料は、燃料フィルタ２８、燃料供給パイプ２０の供給通路２１、固定コア５２の内周側、アジャスティングパイプ５４の内周側、固定コア５２の内周側、可動コア５１の内周側、およびニードル４０の燃料通路４２を経由して燃料通路３３に流入する。燃料通路３３に流入した燃料は、弁座３１から離座したニードル４０の当接部４１との間を通って噴孔３２へ流入する。これにより、噴孔３２から燃料が噴射される。

巻線６２への電力の供給が再び停止すると、可動コア５１と固定コア５２との間の磁気吸引力が消滅する。これにより、可動コア５１はスプリング５３の付勢力により弁座３１方向へ移動する。このため、ニードル４０は可動コア５１とともに弁座３１方向へ移動するため、ニードル４０の当接部４１が弁座３１に着座する。その結果、燃料通路３３と噴孔３２との間の燃料の流れは遮断され、燃料の噴射は終了する。

次に、上記の構成の燃料噴射弁１０の組み付けについて説明する。

図４の（ａ）から（ｅ）は、燃料噴射弁１０の組み付けの過程を示している。図４（ａ）に示すように、インサート成形によりコイルターミナル６３を固定したボビン６１の外周側に巻線６２を巻きつける。そして、巻線６２の一方の端部を二本のコイルターミナル６３うち、一方のコイルターミナル６３に接続し、巻線６２のもう一方の端部を他方のコイルターミナル６３に接続する。

次に、図４（ｂ）に示すように、ボビン６１の両端部およびボビン６１の外周側にロアハウジング６４、アッパーハウジング６６およびヨーク６５を組み付ける。ロアハウジング６４とヨーク６５との接続、およびアッパーハウジング６６とヨーク６５との接続は、圧入または溶接等にて行う。

次に、図４（ｃ）に示すように、ボビン６１から燃料上流側に延びるコイルターミナル６３を磁性パイプ２５、燃料供給パイプ２０の側壁に倣った形状に折り曲げる。その一方でコイル部６０とは別に、コイル部６０以外の構成部品を組み付け燃料噴射弁１０の第一サブアセンブリ８０を製造する。

具体的には、第一サブアセンブリ８０は、次の過程を経て製造される。最初に、弁ボデー３０、ノズルボデー２７、非磁性パイプ２６、および磁性パイプ２５を溶接等で接続する。その後、可動コア５１とニードル４０とを圧入または溶接等で接続したものを挿入する。そして、固定コア５２を挿入する。固定コア５２は、磁性パイプ２５の内周側に圧入され固定される。固定コア５２を磁性パイプ２５の内周側に圧入した後、スプリング５３を挿入し、さらに、アジャスティングパイプ５４を固定コア５２の内周側に圧入する。最後に、燃料供給パイプ２０および入口部材２３等を磁性パイプ２５に圧入または溶接等により接続する。

こうして製造された第一サブアセンブリ８０を図４（ｃ）に示すように、コイル部６０の内周側に挿入し、コイル部６０を所定の位置に設置する。さらに、支持部材７５を燃料供給パイプ２０の側壁に係合する。支持部材７５は、ターミナル７１の燃料下流側の端部がコイルターミナル６３の燃料上流側の端部と重なるように燃料供給パイプ２０に係合される（図３（ａ）参照）。

本実施形態では、コイル部６０に第一サブアセンブリ８０を挿入する前に、コイルターミナル６３を所定の形状に折り曲げているが、コイル部６０に第一サブアセンブリ８０を挿入した後に、コイルターミナル６３を所定の形状に折り曲げても良い。

次に、図３（ｂ）および図４（ｄ）に示すように、コイルターミナル６３の外周側に溶接用電極９０を燃料供給パイプ２０側に押し付けながら電流を通電する。これにより、ターミナル７１とコイルターミナル６３とが溶接される。

本実施形態では、コイルターミナル６３の長さを十分に長くし、ターミナル７１とコイルターミナル６３とを溶接する場所（以下、単に溶接場所という）を燃料供給パイプ２０の外周側としている。言い換えると、溶接場所をソレノイド部５０の固定コア５２の燃料上流側の端部よりもさらに燃料上流側の端部としている。これにより、コイル部６０と溶接場所との距離を、従来技術のものと比べ大きくなる。

その結果、両ターミナル６３、７１を溶接する際、溶接スパッタがコイル部に降り懸かることにより発生する巻線６２の被覆の損傷や、コイル部６０への異物付着によるソレノイド部５０の作動異常の発生を抑制することができ、燃料噴射弁１０の信頼性の低下を抑制することができる。

また、溶接場所とコイル部６０との間に衝立等を設置することにより、溶接スパッタがコイル部６０へ降り懸かることを抑制する効果を高めることができる。

また、溶接場所は、燃料供給パイプ２０の段差部２２よりも燃料上流側であり、かつ、燃料供給パイプ２０の大径側の外径よりも内周側であるため、溶接の際にコイル部６０に向かって飛散する溶接スパッタを段差部２２にて阻止することができる。

また、本実施形態では、図４（ｄ）に示すように、ターミナル７１を備える支持部材７５を燃料供給パイプ２０の所定の位置に係合させることにより、ターミナル７１をコイルターミナル６３と重なる位置に配置させ、その位置を維持している。これによれば、両ターミナル６３、７１を溶接する際、ターミナル７１を所定の位置に固定する治具が不要となるため、溶接作業を簡単にすることができ、溶接に関わる作業時間を短縮することができる。

そして、図４（ｅ）に示すように、ターミナル７１とコイルターミナル６３とを溶接した後、ターミナル７１の端子部７３を残して、両ターミナル６３、７１、支持部材７５、燃料供給パイプ２０、および磁性パイプ２５を樹脂材料で覆うことによりコネクタ部７０を形成する。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による燃料噴射弁１０ａの断面を図５に示す。図５に示す燃料噴射弁１０ａは、例えば、直噴ガソリンエンジンに使用するものである。本実施形態の燃料噴射弁１０ａは、噴孔３２が燃焼室の上端面の中央部に設置されるようにシリンダヘッドに取り付けられている第１実施形態とは異なり、噴孔３２が燃焼室の側壁、または燃焼室の上端面の周縁部に設置されるようにシリンダヘッドまたはシリンダブロックに取り付けられる。この場合、第１実施形態の燃料噴射弁１０のように全長の長い燃料噴射弁は不要となる。

本実施形態の燃料噴射弁１０ａでは、供給通路２１の比較的長い燃料供給パイプ２０を使用せずに、入口部材２３のみを使用することにより、燃料噴射弁１０ａの全長を第１実施形態の燃料噴射弁１０よりも短くしている。このため、第１実施形態で使用していたターミナル７１は不要となる（図１参照）。

なお、本実施形態において第１実施形態の燃料噴射弁１０と共通する若しくは実質的に同一の部材については、同一符号を付与する。

図５に示すように、燃料噴射弁１０ａは、図示しない燃料ポンプからの燃料が供給される入口部２４を有する略円筒状に形成されている入口部材２３を備えている。入口部材２３には燃料フィルタ２８が設けられている。ここで、入口部材２３は、請求項に記載の第二燃料供給部に相当する。

入口部材２３の入口部２４とは反対側の端部、つまり燃料下流側の端部には、磁性材料より略円筒状に形成されている磁性パイプ２５が設置されている。入口部材２３と磁性パイプ２５とは、例えば圧入または溶接等により接続されている。

磁性パイプ２５の燃料下流側の端部には、非磁性材料より略円筒状に形成されている非磁性パイプ２６が設置されている。磁性パイプ２５と非磁性パイプ２６とは、例えば溶接等により接続されている。

非磁性パイプ２６の燃料下流側の端部には、磁性材料より略円筒状に形成されているノズルボデー２７が設置されている。非磁性パイプ２６とノズルボデー２７とは、例えば溶接等により接続されている。

ここで、磁性パイプ２５、非磁性パイプ２６、ノズルボデー２７の燃料上流側の端部のそれぞれの外径は、ほぼ同じ外径となっている。

ノズルボデー２７の燃料下流側の端部の内周側には、略円筒状に形成されている弁ボデー３０が設置されている。弁ボデー３０は、ノズルボデー２７に対して溶接等により接続されている。弁ボデー３０は、燃料下流側に向かうほど内径が小さくなる円錐状の内壁を有しており、その内壁には弁座３１が形成されている。弁座３１の燃料下流側には噴孔３２が形成されている。なお、噴孔３２の数は、一つでも良いし、複数であっても良い。

弁部材としてのニードル４０は、ノズルボデー２７の内周側に軸方向へ往復移動可能に収容されている。ニードル４０は、ノズルボデー２７と概ね同軸上に配置されている。ニードル４０は、略円筒状に形成されており、燃料下流側の端部に弁座３１に着座する当接部４１を有している。

ニードル４０は、ノズルボデー２７の内壁、および弁ボデー３０の内壁との間に燃料が流通する燃料通路３３を形成する。ニードル４０の燃料上流側の端部の内周側には、燃料通路３３に燃料を供給する燃料通路４２および燃料孔４３が形成されている。

ここで、ノズルボデー２７の一部、弁ボデー３０、およびニードル４０によって、請求項に記載のノズル部を構成する。また、磁性パイプ２５、非磁性パイプ２６、およびノズルボデー２７の一部によって、請求項に記載のハウジングを構成する。

燃料噴射弁１０ａは、ニードル４０を駆動するソレノイド部５０を有している。ソレノイド部５０は、可動コア５１、固定コア５２、スプリング５３、アジャスティングパイプ５４、およびコイル部６０等から構成されている。

可動コア５１は、磁性材料より略円筒状に形成されている。可動コア５１は、ノズルボデー２７および非磁性パイプ２６の内周側に軸方向へ往復移動可能に設置されている。可動コア５１の燃料下流側の端部には、ニードル４０が圧入または溶接等により接続されており、ニードル４０とともに往復移動する。可動コア５１の内周壁は、ニードル４０の燃料通路４２と連通している。可動コア５１の燃料上流側より流入した燃料は、可動コア５１の内周側を通り、ニードル４０の燃料通路４２に流入する。

可動コア５１の燃料上流側には、固定コア５２が向い合って設置されている。固定コア５２は、磁性材料より略円筒状に形成されており、磁性パイプ２５および非磁性パイプ２６の内周側に圧入等により固定されている。可動コア５１および固定コア５２は、両コア５１、５２の間に形成されるギャップが非磁性パイプ２６の内周側に形成されるように磁性パイプ２５、非磁性パイプ２６、およびノズルボデー２７の内周側に設置されている。

固定コア５２の内周側には、入口部材２３より燃料が流入する。固定コア５２の内周側に流入した燃料は、上述のギャップを通って可動コア５１の内周側に流入する。

スプリング５３は、燃料下流側の端部が可動コア５１に支持され、燃料上流側の端部が固定コア５２の内周側に圧入等で固定されているアジャスティングパイプ５４に支持されている。スプリング５３は、圧縮された状態で可動コア５１とアジャスティングパイプ５４との間に収容されているため、ニードル４０を着座方向に付勢する。アジャスティングパイプ５４の圧入量を調整することにより、ニードル４０の着座方向への付勢力を調整できる。

磁性パイプ２５、非磁性パイプ２６、およびノズルボデー２７の外周側には、コイル部６０が設置されている。コイル部６０は、ボビン６１、巻線６２、コイルターミナル６３、ロアハウジング６４、ヨーク６５、およびアッパーハウジング６６等から構成されている。

ボビン６１は、樹脂材料より略円筒状に形成されており、磁性パイプ２５、非磁性パイプ２６、およびノズルボデー２７の外周側に設置されている。ボビン６１の外周側には、表面が被覆されている巻線６２が巻かれている。ボビン６１には、二本のコイルターミナル６３がボビン６１の燃料上流側の端部から軸方向へ向かって延びている。各コイルターミナル６３の中央部は、磁性パイプ２５の外周側の方向へ折り曲げられている。各コイルターミナルの燃料上流側の端部は、外部電源と接続する端子部６７となっている。一方のコイルターミナル６３の燃料下流側の端部には、巻線６２の一方の端部が接続され、他方のコイルターミナル６３の燃料下流側の端部には、巻線６２の他方の端部が接続されている。

ロアハウジング６４は、磁性材料より略円筒状に形成されており、ボビン６１の燃料下流側の端部を支持する。ロアハウジング６４は、ノズルボデー２７の外周側に設置されている。ヨーク６５は、磁性材料より形成されており、ボビン６１の外周側を覆っている。ヨーク６５は、燃料下流側の端部がロアハウジング６４と圧入または溶接等により接続されている。アッパーハウジング６６は、磁性材料より略円筒状に形成されており、ボビン６１の燃料上流側の端部を支持するとともにヨーク６５の燃料上流側の端部に圧入または溶接等により接続されている。アッパーハウジング６６の一部は切りかかれており、その切りかかれた部分に二本のコイルターミナル６３が通っている。

コイルターミナル６３を介して巻線６２に外部電源から電力が供給されると、巻線６２に磁界が発生し、ヨーク６５、ロアハウジング６４、ノズルボデー２７、可動コア５１、固定コア５２、磁性パイプ２５、およびアッパーハウジング６６には磁気回路が形成され、磁束が流れる。これにより、可動コア５１と固定コア５２との間に磁気吸引力が発生する。

磁気吸引力が発生すると、可動コア５１は、スプリング５３の付勢力に抗して固定コア５２に向かって移動する。これにより、ニードル４０の当接部４１が弁座３１より離座し、噴孔３２が開放される。

磁性パイプ２５の外周側には、コネクタ部７０ａが設置されている。コネクタ部７０ａは、コイルターミナル６３の端子部６７を除いた部分と磁性パイプ２５とを樹脂材料で覆うことにより形成されている。

次に、上記の構成の燃料噴射弁１０ａの作動について説明する。

巻線６２への外部電源からの電力の供給が停止されているとき、可動コア５１と固定コア５２との間には磁気吸引力が発生しない。そのため、可動コア５１は、スプリング５３の付勢力により弁座３１方向へ移動する。これにより、可動コア５１と一体のニードル４０の当接部４１は、弁座３１に着座する。その結果、燃料は噴孔３２から噴射されない。

巻線６２に電力が供給されると、可動コア５１と固定コア５２との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力がスプリング５３の付勢力よりも大きくなると、可動コア５１は固定コア５２方向へ移動する。これにより、ニードル４０は、可動コア５１の移動とともに固定コア５２方向へ移動し、当接部４１が弁座３１から離座する。

入口部２４から燃料噴射弁１０ａの内部へ流入する燃料は、入口部材２３の燃料フィルタ２８、固定コア５２の内周側、アジャスティングパイプ５４の内周側、固定コア５２の内周側、可動コア５１の内周側、およびニードル４０の燃料通路４２を経由して燃料通路３３に流入する。燃料通路３３に流入した燃料は、弁座３１から離座したニードル４０の当接部４１との間を通って噴孔３２へ流入する。これにより、噴孔３２から燃料が噴射される。

巻線６２への電力の供給が再び停止すると、可動コア５１と固定コア５２との間の磁気吸引力が消滅する。これにより、可動コア５１はスプリング５３の付勢力により弁座３１方向へ移動する。このため、ニードル４０は可動コア５１とともに弁座３１方向へ移動するため、ニードル４０の当接部４１が弁座３１に着座する。その結果、燃料通路３３と噴孔３２との間の燃料の流れは遮断され、燃料の噴射は終了する。

次に、上記の構成の燃料噴射弁１０ａの組み付けについて説明する。

図６（ａ）から（ｄ）は、燃料噴射弁１０ａの組み付けの過程を示している。図６（ａ）に示すように、インサート成形によりコイルターミナル６３を固定したボビン６１の外周側に巻線６２を巻きつける。そして、巻線６２の一方の端部を二本のコイルターミナル６３のうち、一方のコイルターミナル６３に接続し、巻線６２のもう一方の端部を他方のコイルターミナル６３に接続する。

次に、図６（ｂ）に示すように、ボビン６１の両端部およびボビン６１の外周側にロアハウジング６４、アッパーハウジング６６およびヨーク６５を組み付ける。ロアハウジング６４とヨーク６５との接続、およびアッパーハウジング６６とヨーク６５との接続は、圧入または溶接等にて行う。

次に、図６（ｃ）に示すように、ボビン６１から燃料上流側に延びるコイルターミナル６３の中央部を端子部６７が磁性パイプ２５から離れるように磁性パイプ２５の外周側の方向へ折り曲げる。その一方でコイル部６０とは別に、コイル部６０以外の構成部品を組み付け燃料噴射弁の第二サブアセンブリ８１を製造する。

具体的には、第二サブアセンブリ８１は、次の過程を経て製造される。最初に、弁ボデー３０、ノズルボデー２７、非磁性パイプ２６、および磁性パイプ２５を溶接等で接続する。その後、可動コア５１とニードル４０とを圧入または溶接等で接続したものを挿入する。そして、固定コア５２を挿入する。固定コア５２は、磁性パイプ２５の内周側に圧入され固定される。固定コア５２を磁性パイプ２５の内周側に圧入した後、スプリング５３を挿入し、さらに、アジャスティングパイプ５４を固定コア５２の内周側に圧入する。最後に、入口部材２３等を磁性パイプ２５に圧入または溶接等により接続する。

こうして製造された第二サブアセンブリ８１を図６（ｃ）に示すように、コイル部６０の内周側に挿入し、コイル部６０を所定の位置に設置する。

本実施形態では、コイル部６０に第二サブアセンブリ８１を挿入する前に、コイルターミナル６３を所定の形状に折り曲げているが、コイル部６０に第二サブアセンブリ８１を挿入した後に、コイルターミナル６３を所定の形状に折り曲げても良い。

そして、最後に、図６（ｄ）に示すように、コイルターミナル６３の端子部６７を残して、コイルターミナル６３および磁性パイプ２５を樹脂材料で覆うことによりコネクタ部７０ａを形成する。

本実施形態では、第１実施形態の燃料噴射弁１０の燃料供給パイプ２０および入口部材２３より構成される第一燃料供給部に替えて、第一燃料供給部よりも短い入口部材２３より構成される第二燃料供給部を用いるとともに、ターミナル７１を廃止して全長の短い燃料噴射弁１０ａを製造している。

全長の短い燃料噴射弁１０ａを製造する場合、第１実施形態の燃料噴射弁１０に用いたコイル部６０に設けられているコイルターミナル６３の燃料上流側の端部を端子部６７としている。コイルターミナル６３の長さは、第１実施形態にて説明したように、その端部が燃料供給パイプ２０の側壁の外周側に達するほどの長さとなっている。このため、本実施形態のように全長の短い燃料噴射弁１０ａを製造する場合、コイルターミナル６３を折り曲げ、先端を端子部６７とすることができる。

全長の長い燃料噴射弁１０を製造するか、全長の短い燃料噴射弁１０ａを製造するかに応じて、コイルターミナル６３にターミナル７１を溶接するか、コイルターミナル６３の端部を端子部６７とするかを選択することができる。具体的には、全長の長い燃料噴射弁１０を製造する場合は、コイルターミナル６３にターミナル７１を溶接し、全長の短い燃料噴射弁１０ａを製造する場合は、コイルターミナル６３の端部を端子部６７とする。その結果、製造する燃料噴射弁の全長の異なる場合であっても、少なくともコイル部６０を共通化することができるため、燃料噴射弁の製造コストの上昇を抑制することができる。

また、全長の短い燃料噴射弁１０ａを製造する際、コイルターミナル６３の燃料上流側の端部を端子部６７としているので、第１実施形態のように溶接作業を伴わすに燃料噴射弁１０ａを製造することができる。このため、製造過程で引き起こされる信頼性の低下を抑制することができる。

本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 図１の燃料噴射弁の燃料供給パイプに係合される支持部材の斜視図である。 コイルターミナルとターミナルとの溶接部分を拡大した断面図である。 図１の燃料噴射弁の製造過程を示す図である。 本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 図５の燃料噴射弁の製造過程を示す図である。

符号の説明

１０ 燃料噴射弁、２０ 燃料供給パイプ（第一燃料供給部）、２１ 供給通路、２２ 段差部、２３ 入口部材（第一燃料供給部）、２５ 磁性パイプ（ハウジング）、２６ 非磁性パイプ（ハウジング）、２７ ノズルボデー（ハウジング）、３０ 弁ボデー（ノズル部）、３１ 弁座、３２ 噴孔、３３ 燃料通路、４０ ニードル（弁部材）、４１ 当接部、５０ ソレノイド部、５１ 可動コア、５２ 固定コア、６０ コイル部、６１ ボビン、６２ 巻線、６３ コイルターミナル、７０ コネクタ部、７１ ターミナル、７２ 突起部、７３ 端子部、７４ 絶縁部材、７５ 支持部材、７６ 樹脂成形部、８０ 第一サブアセンブリ 、９０ 溶接用電極

Claims (7)

1. 一端部に弁座が形成され、内部に前記弁座に離着座する弁部材を収容するノズル部と、
   前記ノズル部の前記弁座部とは反対の端部に設置され、前記弁部材を往復移動するソレノイド部と、
   前記ソレノイド部の前記ノズル部とは反対側に設置され、前記ノズル部に燃料を供給する第一燃料供給部と、
   前記第一燃料供給部の外周側に設置され、前記外部電源の電力を前記ソレノイド部に供給するターミナルと、を備える燃料噴射弁であって、
   前記ソレノイド部は、前記弁部材とともに往復移動する可動コアと、前記可動コアと向き合うように設置される固定コアと、前記外部電源からの電力を受けると前記可動コアと前記固定コアとの間に磁気吸引力を発生する巻線、および一端が前記ターミナルに接続され、他端が前記巻線に接続され、前記外部電源の電力を前記巻線に供給するコイルターミナルを有するコイル部とを備え、
   前記ターミナルと前記コイルターミナルとは、前記第一燃料供給部の外周側で、溶接にて接続されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記第一燃料供給部には、外径が前記ソレノイド部に向かうに従い大きくなる段差部が形成されており、
   前記コイルターミナルと前記ターミナルとの溶接場所は、前記段差部よりも燃料上流側であり、かつ、前記第一燃料供給部の大径側の外径よりも内周側であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記コイルターミナルおよび前記ターミナルは、端部同士が重なるように設置されるとともに、前記コイルターミナルおよび前記ターミナルの互いに向かい合う面うち、少なくともいずれか一方の面には、突起部が形成され、
   前記突起部と、前記突起部と接触する前記コイルターミナルまたは前記ターミナルとが溶接にて接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記コイルターミナルおよび前記ターミナルは、端部同士が重なるように設置され、
   前記第一燃料供給部側に設置される前記コイルターミナルまたは前記ターミナルの前記第一燃料供給部の側壁に対向する面には、絶縁部材が一体に設けられており、
   前記両ターミナルの端部同士が重なる部分が溶接にて接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
5. 前記ソレノイド部は、内周側に前記可動コアと前記固定コアとを収容するとともに、外周側に前記コイル部を支持するハウジングを有し、
   前記第一燃料供給部には、前記ターミナルの両端部が露出するように前記ターミナルを支持し、前記第一燃料供給部の側壁に係合する支持部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
6. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、
   前記第一燃料供給部に替えて、前記第一燃料供給部よりも供給通路が短い第二燃料供給部とした場合、前記ターミナルを廃止し、前記コイルターミナルの端部を前記外部電源と接続する端子部とすることを特徴とする燃料噴射弁。
7. 一端部に弁座が形成され、内部に前記弁座に離着座する弁部材を収容するノズル部と、前記ノズル部の前記弁座部とは反対の端部に設置され、前記弁部材を往復移動するソレノイド部と、前記ソレノイド部の前記ノズル部とは反対側に設置され、前記ノズル部に燃料を供給する第一燃料供給部と、前記外部電源の電力を前記ソレノイド部に供給するターミナルと、を備える燃料噴射弁であって、前記ソレノイド部は、前記弁部材とともに往復移動する可動コアと、前記可動コアと向き合うように設置される固定コアと、前記外部電源からの電力を受けると前記可動コアと前記固定コアとの間に磁気吸引力を発生する巻線、および一端が前記ターミナルに接続され、他端が前記巻線に接続され、前記外部電源の電力を前記巻線に供給するコイルターミナルを有するコイル部とを備え、前記ターミナルと前記コイルターミナルとは、前記第一燃料供給部の外周側で、溶接にて接続されている燃料噴射弁、
   若しくは、前記第一燃料供給部に替えて、前記第一燃料供給部よりも供給通路が短い第二燃料供給部を備えるとともに、前記ターミナルを廃止し、前記コイルターミナルの端部を前記外部電源と接続する端子部としている燃料噴射弁のいずれかの燃料噴射弁を製造する方法であって、
   前記ソレノイド部の前記ノズル部とは反対側に設置される前記ノズル部に燃料を供給する部材が前記第一燃料供給部か、前記第二燃料供給部かに応じて、前記コイル部の前記コイルコネクタと前記ターミナルとを溶接にて接続するか、前記コイルコネクタの端部を前記端子部とするかを選択することを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。

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