JP2010101256A - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で，固定コアへの圧入結合力を強化し得るばね受け部材を備える電磁式燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】固定コア６に圧入されるばね受け部材４１と，弁部２６を弁座８との着座方向に付勢すべくばね受け部材４１及び可動コア２５間に縮設される戻しばね４２とを備える電磁式燃料噴射弁において，ばね受け部材４１を，薄肉円筒部５４と，この薄肉円筒部５４の後端から同軸状に延びる外側円筒部５３ａ，この外側円筒部５３ａの後端に屈曲部５３ｃを介し一体に連結されて外側円筒部５３ａの内周面に密着する内側円筒部５３ｂからなる厚肉円筒部５３とで構成し，薄肉円筒部５４及び厚肉円筒部５３を固定コア６に圧入して，その薄肉円筒部５４の前端部で戻しばね４２の後端を支承する。
【選択図】 図２

Description

本発明は，弁座及びその後方に配置される円筒状の固定コアを有する弁ハウジングと，その固定コアを囲繞するように配設されるコイルと，固定コアに圧入される筒状のばね受け部材と，前記固定コアの前端に対向する可動コアと，この可動コアの前端に連設され，前記弁座に離着座可能に対向する弁部と，この弁部を前記弁座との着座方向に付勢すべく前記ばね受け部材及び可動コア間に縮設される戻しばねとを備える電磁式燃料噴射弁に関し，特に上記ばね受け部材の改良に関する。

かゝる電磁式燃料噴射弁は，特許文献１に開示されるように既に知られている。
特開平４−２３１６７２号公報

従来のかゝる電磁式燃料噴射弁のばね受け部材は，その固定コアへの所望の圧入結合力を確保するために，厚肉の素材をもって構成されているので，それが電磁式燃料噴射弁の軽量化及びコストダウンを図る上の一障害となる。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，軽量で，しかも固定コアへの圧入結合力を強化し得るばね受け部材を備える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，弁座及びその後方に配置される円筒状の固定コアを有する弁ハウジングと，その固定コアを囲繞するように配設されるコイルと，固定コアに圧入される筒状のばね受け部材と，前記固定コアの前端に対向する可動コアと，この可動コアの前端に連設され，前記弁座に離着座可能に対向する弁部と，この弁部を前記弁座との着座方向に付勢すべく前記ばね受け部材及び可動コア間に縮設される戻しばねとを備える電磁式燃料噴射弁において，前記ばね受け部材を，薄肉円筒部と，この薄肉円筒部の後端から同軸状に延びる外側円筒部，この外側円筒部の後端に屈曲部を介し一体に連結されて外側円筒部の内周面に密着する内側円筒部からなる厚肉円筒部とで構成し，前記薄肉円筒部及び厚肉円筒部を前記固定コアに圧入して，その薄肉円筒部の前端部で前記戻しばねの後端を支承したことを第１の特徴とする。

また，本発明は，第１の特徴に加えて，前記薄肉円筒部の，前記戻しばねの後端を支承する前端部を，その前端に向かって小径となる縮径部に形成した第２の特徴とする。

さらに，本発明は，第２の特徴に加えて，前記縮径部及び前記外側円筒部間を連結する薄肉円筒部の後部を，前記外側円筒部と同径に形成したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，ばね受け部材は，戻しばねを支承する薄肉円筒部と，中空部内周面に強力に圧入結合される厚肉円筒部とで構成され，それぞれの肉厚がそれぞれの機能に対応することになるから，ばね受け部材の軽量化を図ることができる。

しかも，ばね受け部材の固定コアへの圧入時，薄肉円筒部は，肉厚が厚肉円筒部の１／２と薄く，剛性が比較的低く，固定コアの内周面に従って変形し易いことから，ばね受け部材に対する比較的小さい圧入荷重をもって中空部の内周面に圧入スムーズに圧入することができると共に，圧入屑の発生を防ぐことができる。また，厚肉円筒部は，薄肉円筒部より厚肉で剛性が比較的高いので，ばね受け部材に対する圧入荷重を上げることにより，この厚肉円筒部を中空部内に強力に圧入し，その圧入結合力を効果的に高めることができる。

また，厚肉円筒部の外側円筒部は，内側円筒部に同軸状に連なっているから，厚肉円筒部の中空部への圧入が内側円筒部によってスムーズに誘導されることにより，圧入屑の発生を防ぐことができる。

本発明の第２の特徴によれば，縮径部は，薄肉円筒部の固定コア内周面への圧入をスムーズに誘導して，圧入屑の発生を抑えることができるのみならず，縮径部の先端は，中空部の内周面から内方に変位するので，これが戻しばねの線径より薄肉であっても，戻しばねの線材の中心部を安定よく支承することができる。

本発明の第３の特徴によれば，薄肉円筒部は，外側円筒部と同径に形成されることで，厚肉円筒部の中空部への圧入が内側円筒部によってスムーズに誘導されること，並びに圧入荷重の急激な変化が抑えられることにより，圧入屑の発生を防ぐことができる。

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は本発明の実施例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は同電磁式燃料噴射弁におけるばね受け部材の一部を破断した斜視図，図４は上記ばね受け部材の製造工程説明図である。

図１において，電磁式燃料噴射弁Ｉは，エンジンの吸気路部材Ｐ１に設けられる取り付け孔１に前端部が装着され，エンジンの吸気行程時，ガス燃料を吸気路部材Ｐ１内に噴射することができる。

この噴射弁Ｉの弁ハウジング２は，その前端側から弁座部材３，磁性円筒体４，非磁性カラー５，固定コア６及び燃料入口筒７を同軸上に順次配置して，相互に液密に結合して構成される。

弁座部材３は合成樹脂製であって，その中心部には燃料噴孔１０が形成され，この燃料噴孔１０が開口する後端面は平坦な弁座８に形成される。この弁座部材３の外周には，弁座部材３の後端部に位置する第１嵌合部１１，弁座部材３の前端部に位置する第２嵌合部１２及び，これら第１及び第２嵌合部１２，１３間に位置する環状の連結凹部１３とが形成され，さらに第１及び第２嵌合部１２，１３の外周には環状の第１及び第２シール溝１４，１５がそれぞれ設けられる。これら第１及び第２シール溝１４，１５には，Ｏリング等の第１及び第２シール部材１６，１７がそれぞれ装着される。第２嵌合部１２の前端面は，第２シール溝１５に向かって大径となるテーパ面１２ａに形成され，このテーパ面１２ａは，第２シール部材１７を第２シール溝１５に装着する際，第２シール部材１７の拡径を誘導して，その装着をし易くする。

一方，磁性円筒体４の内周には，その前端側から嵌合連結孔１８，この嵌合連結孔１８の後端に環状段部１９を介して連なる，嵌合連結孔１８より小径の環状凹部２０と，この環状凹部２０の後端に連なる，それより小径の摺動案内孔２１とが設けられ，また磁性円筒体４の前端には，薄肉のカシメ筒部２２が形成される。その嵌合連結孔１８には弁座部材３の前記第２嵌合部１２が嵌合され，その際，前記第１シール部材１６が嵌合連結孔２１の内周面に密接して嵌合連結孔２１をシールする。そして上記カシメ筒部２２が弁座部材３の前記連結凹部１３側にカシメられることにより，磁性円筒体４及び弁座部材３間が結合される。

その際，連結凹部１３は，カシメ工具の先端部を受け入れて，カシメ筒部２２の半径方向内方へのカシメ加工をし易くする。また磁性円筒体４の環状段部１９と弁座部材３の後端面との間において，第１嵌合部１１の嵌合連結孔１８への嵌合深さを規制して弁座８の軸方向位置を調整する環状のシム２３が保持される。

弁座部材３の前記第２嵌合部１２は，前記エンジンの吸気路部材Ｐ１の取り付け孔１に嵌合されるようになっており，その際，前記第２シール部材１７は，取り付け孔１の内周面に密接して取り付け孔１をシールする。

前記磁性円筒体４内には円筒状の可動コア２５が収容される。この可動コア２５は，前記摺動案内孔２１に摺動自在に嵌合されると共に，後端面が非磁性カラー５の内側で前記固定コア６前端の吸引面に対向するように配置される。この可動コア２５の前端には，それより小径の弁部２６が同軸状に一体に連設されており，この弁部２６の外周には環状凹部２８が形成される。この環状凹部２８は，磁性円筒体４の前記環状凹部２０との間に環状の燃料室３６を画成する。

また弁部２６の前端面にはゴム製の着座部材２９が焼き付けて結合される。この着座部材２９は，前記弁座８に着座したり離座することで燃料噴孔１０を開閉することができる。可動コア２５の後端面にはストッパゴム３０が焼き付けており，固定コア６が可動コア２５を吸引したとき，このストッパゴム３０が固定コア６の前端面に当接することで，着座部材２９が弁座８から所定ストローク離座するようになっている。

磁性円筒体４から固定コア６にかけて，それらの外周にコイル組立体３１が配設される。このコイル組立体３１は，磁性円筒体４から固定コア６にかけて，それらの外周面に嵌合されるボビン３２と，このボビン３２の外周に巻装されるコイル３３とからなっており，ボビン３２の後端外周部には，後方へ突出してカプラ端子４７の基端を支持する端子支持部３２ａが一体に形成されており，上記カプラ端子にはコイル３３の端末が電着される。

コイル組立体３１の外周にはコイルハウジング３４が配設される。このコイルハウジング３４は磁性体であって，その前端には，磁性円筒体４の外周面に圧入結合されてボビン３２の前端面を支承する内向きフランジ３４ａを有しており，このコイルハウジング３４の後端部内周面には，固定コア６の後端部外周面に同じく圧入結合されてボビン３２の後端面に当接する環状のヨーク３５が嵌合される。その嵌合も圧入である。コイルハウジング３４の胴部には，その後端から内向きフランジ３４ａ近傍まで延びるＵ字状の開口部５１が設けられ，このＵ字状開口部５１は，ボビン３２の前記端子支持部３２ａを受容するようになっている。

弁ハウジング２には，磁性円筒体４，コイルハウジング３４及び燃料入口筒７の外周面を覆う樹脂モールド層４５が射出成形により形成される。その際，この樹脂モールド層４５には，その成形と同時に成形されて前記カプラ端子４７を保持するカプラ４６が一体に連設される。上記樹脂モールド層４５は，その成形時，溶融樹脂がコイルハウジング３４の前記Ｕ字状開口部５１を通してコイルハウジング３４の内部空間に充填されることで，コイル３３を埋封する。

図１及び図２に示すように，可動コア２５には，その後端面から軸方向に延びて弁部２６の前端面手前で終わる有底の縦孔３７と，この縦孔３７を前記燃料室３６に連通する複数の横孔３８とが設けられ，上記縦孔３７の底面はばね座３９に形成される。したがって，可動コア２５において，ばね座３９は，可動コア２５よりも前方にオフセット配置されることになる。

また前記固定コア６は，その中心を貫通する中空部６ａを有しており，その中空部６ａ内周面には，燃料入口筒７及び前記縦孔３７間を連通する円筒状のばね受け部材４１が圧入により固着される。その際，このばね受け部材４１及び前記弁座８間には，コイルばねより戻しばね４２が縮設され，これによって可動コア２５は，弁座８との着座方向に方向に付勢される。上記ばね受け部材４１については，後で詳述する。

前記縦孔３７は，ばね座３９から立ち上がり戻しばね４２の前端部外周に適合する小径孔３７ａと，この小径孔３７ａより大径で，小径孔３７ａの後端から可動コア２５の後端面まで延びる大径孔３７ｂとで構成され，大径孔３７ｂに前記横孔３８の内端が開口する。こうすることで，大径孔３７ｂの内周面と戻しばね４２の外周面とで，その間に前記横孔３８に連なる筒状間隙４３が画成される。また固定コア６の中空部６ａは，ばね受け部材４１に支承される戻しばね４２の後端部外周が適合するように形成される。

前記燃料入口筒７は後端にフランジ７ｆを有しており，このフランジ７ｆに重なるフランジ４８ｆを有する燃料フィルタ４８が燃料入口筒７後端部の燃料入口７ａに圧入により装着される。燃料入口筒７のフランジ７ｆと，前記樹脂モールド層４５の後端面との間に環状溝４９が画成され，それにシール部材５０が装着される。このシール部材５０は，燃料入口筒７をガス燃料分配管Ｐ２に挿入したとき，その内周面に密接するようになっている。

而して，コイル３３の消磁状態では，可動コア２５は，戻しばね４２の付勢力により前方に押圧され，着座部材２９を弁座８に着座させている。この状態では，図示しないガス燃料タンクから分配管Ｐ２に送られたガス燃料は，燃料入口筒７に流入して燃料フィルタ４８で濾過され，そしてばね受け部材４１内部，可動コア２５の縦孔３７及び横孔３８を通って磁性円筒体４内，特に燃料室３９内で待機する。

コイル３３を通電により励起すると，それにより生ずる磁束が固定コア６，ヨーク３５，コイルハウジング３４，磁性円筒体４及び可動コア２５を順次走り，その磁力により可動コア２５が戻しばね４２のセット荷重に抗して固定コア６に吸引され，可動コア２５のストッパゴム３０が固定コア６の前端面に当接することで，着座部材２９の弁座８に対する開き限界が規制される。すると磁性円筒体４内に待機していたガス燃料が弁座８を通過して燃料噴孔１０からエンジンの吸気路部材Ｐ１内に噴射される。上記戻しばね４２のセット荷重は，固定コア６の中空部６ａへのばね受け部材４１の圧入位置の調節により調整される。

さて，上記ばね受け部材４１について，図２及び図３を参照しながら説明する。

ばね受け部材４１は，薄肉円筒部５４と，その後端に連なる厚肉円筒部５３とよりなるプレス製のもので，その厚肉円筒部５３は，薄肉円筒部５４の後端に一体に連なる，それと同径の外側円筒部５３ａと，この外側円筒部５３ａの後端から屈曲反転して外側円筒部５３ａの内周面に密着する内側円筒部５３ｂとで構成される。即ち，外側円筒部５３ａ及び内側円筒部５３ｂは，屈曲部５３ｃを介して一体に連結される。したがって，薄肉円筒部５４の肉厚は，厚肉円筒部５３の１／２となる。また，薄肉円筒部５４，外側円筒部５３ａ及び内側円筒部５３ｂの肉厚は，コイル状の戻しばね４２の線径より小さく，図示例では，その線径の略１／２となっている。

薄肉円筒部５４の前端部は，外周からテーパ状に絞られた縮径部５４ａに形成される。この縮径部５４ａを除く薄肉円筒部５４の後部と，それに続く外側円筒部５３ａとの外径は，前記中空部６ａの内周面の内径よりも，圧入代分，大径に設定される。

一方，ばね受け部材４１を圧入する固定コア６の中空部６ａの入口，即ち後端開口部の周縁には，ばね受け部材４１の圧入を誘導するテーパ部６ａ１が形成される。

ばね受け部材４１の固定コア６への取り付けに当たっては，ばね受け部材４１は，その縮径部５４ａを先頭にして，固定コア６のテーパ部６ａ１から中空部６ａへと圧入される。その際，縮径部５４ａは，テーパ部６ａ１との協働により薄肉円筒部５４を中空部６ａ内の圧入位置へとスムーズに誘導する。しかも，薄肉円筒部５４は，肉厚が厚肉円筒部５３の１／２と薄く，剛性が比較的低く，中空部６ａの内周面に従って変形し易いことから，ばね受け部材４１に対する比較的小さい圧入荷重をもって中空部６ａの内周面に圧入スムーズに圧入することができると共に，圧入屑の発生を防ぐことができる。

続いて，厚肉円筒部５３が中空部６ａに圧入されるのであるが，厚肉円筒部５３は，薄肉円筒部５４より厚肉で剛性が比較的高いので，ばね受け部材４１に対する圧入荷重を上げることにより，この厚肉円筒部５３を中空部６ａ内に強力に圧入し，その圧入結合力を効果的に高めることができる。しかも，厚肉円筒部５３の外側円筒部５３ａは，内側円筒部５３ｂに同径で連続しているから，厚肉円筒部５３の中空部６ａへの圧入が内側円筒部５３ｂによってスムーズに誘導されること，並びに圧入荷重の急激な変化が抑えられることにより，この場合も圧入屑の発生を防ぐことができる。このときのばね受け部材４１の圧入深さの設定により，前端の縮径部５４ａで後端を支承される戻しばね４２のセット荷重が決定される。

このように，ばね受け部材４１は，戻しばね４２を支承する薄肉円筒部５４と，中空部６ａ内周面に強力に圧入結合される厚肉円筒部５３とで構成され，それぞれの肉厚がそれぞれの機能に対応しているので，ばね受け部材４１の軽量化を図ることができる。

また，縮径部５４ａの先端は，中空部６ａの内周面から内方に変位するので，これが戻しばね４２の線径より肉薄でも，戻しばね４２の線材の中心部を安定よく支承することができる。

次に，上記ばね受け部材４１の製造方法について，図４（Ａ）〜（Ｆ）を参照しながら説明する。

先ず，（Ａ）において，戻しばね４２の線径より薄いステンレス鋼板から円板状のブランク６０を打ち抜く。

次に，（Ｂ）において，ブランク６０に絞り加工を加えて，外向きの鍔６２，胴部６３及び底部６４からなる鍔付き円筒体６０を得る。

次に，（Ｃ）において，上記鍔付き円筒体６０の底部６４の中心部に下孔６５を穿つ。

次に，（Ｄ）において，下孔６５を拡張しつゝ，底部６４を内側円筒部５３ｂとして胴部６３側に曲げて，その内周面に密着させる。したがって，前記胴部６３は，内側円筒部５３ｂと重なる外側円筒部５３ａと，内側円筒部５３ｂと重ならない薄肉円筒部５４とを含むことになる。

次に，（Ｅ）において，鍔６２を切除する。

最後に，（Ｆ）において，薄肉円筒部５４の先端部を絞って縮径部５４ａを形成する。

かくして，戻しばね４２の線径より薄いステンレス鋼板から前記ばね受け部材４１を能率よく製造することができる。

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。上記ばね受け部材４１は，ガソリン等の液体燃料を扱う電磁式燃料噴射弁にも適用可能である。

本発明の実施例に係る電磁式燃料噴射弁の縦断面図。 図１の２部拡大図。 同電磁式燃料噴射弁におけるばね受け部材の一部を破断した斜視図。 上記ばね受け部材の製造工程説明図。

符号の説明

Ｉ・・・・・電磁式燃料噴射弁
２・・・・・弁ハウジング
６・・・・・固定コア
８・・・・・弁座
２５・・・・可動コア
２６・・・・弁部
３３・・・・コイル
４１・・・・ばね受け部材
４２・・・・戻しばね
５３・・・・厚肉円筒部
５３ａ・・・外側円筒部
５３ｂ・・・内側円筒部
５３ｃ・・・縮径部
５４・・・・薄肉円筒部
５４ａ・・・縮径部
５４ｂ・・・後部

Claims (3)

1. 弁座（８）及びその後方に配置される円筒状の固定コア（６）を有する弁ハウジング（２）と，その固定コア（６）を囲繞するように配設されるコイル（３３）と，固定コア（６）に圧入される筒状のばね受け部材（４１）と，前記固定コア（６）の前端に対向する可動コア（２５）と，この可動コア（２５）の前端に連設され，前記弁座（８）に離着座可能に対向する弁部（２６）と，この弁部（２６）を前記弁座（８）との着座方向に付勢すべく前記ばね受け部材（４１）及び可動コア（２５）間に縮設される戻しばね（４２）とを備える電磁式燃料噴射弁において，
   前記ばね受け部材（４１）を，薄肉円筒部（５４）と，この薄肉円筒部（５４）の後端から同軸状に延びる外側円筒部（５３ａ），この外側円筒部（５３ａ）の後端に屈曲部（５３ｃ）を介し一体に連結されて外側円筒部（５３ａ）の内周面に密着する内側円筒部（５３ｂ）からなる厚肉円筒部（５３）とで構成し，前記薄肉円筒部（５４）及び厚肉円筒部（５３）を前記固定コア（６）に圧入して，その薄肉円筒部（５４）の前端部で前記戻しばね（４２）の後端を支承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，
   前記薄肉円筒部（５４）の，前記戻しばね（４２）の後端を支承する前端部を，その前端に向かって漸次小径となる縮径部（５４ａ）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２記載の電磁式燃料噴射弁において，
   前記縮径部（５４ａ）及び前記外側円筒部（５３ａ）間を連結する薄肉円筒部（５４）の後部（５４ｂ）を，前記外側円筒部（５３ａ）と同径に形成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。

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