JP2010121636A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料通路として機能する筒体内へのコイルばねの圧接固定の際の切り屑発生の問題が大幅に軽減され燃料噴射装置を提供することを課題とする。
【解決手段】筒体１は、その内径は燃料フィルター３４が挿設される箇所は別として、燃料フィルター３４が挿設されている箇所の下流側では、小内径部１１と小内径部１１の下流側に設けられた大内径部１２とから構成されている。一方、コイルばね２は、中間に位置するばね巻部２３の両端に密巻部２１と密巻２２部とを有し、そのいずれか一方が小内径部１１に圧入され、他方は弁ニードル４の頂面に溶接される。上記筒体の内径は、上記コイルばねの一端部が上記筒体の内壁に圧接固定される箇所の燃料流下流側では上記コイルばねの一端部が上記筒体の内壁に圧接固定される箇所の内径より大きくなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料噴射装置に関し、特に自動車のエンジンなどの内燃機関用として好適な燃料噴射装置に関するものである。

内燃機関用の従来の燃料噴射装置においては、ばね室開孔部内に調節スリーブが圧入されており当該調節スリーブに弁閉鎖部材に作用を及ぼすばねが支持され、且つガイド部材内への調節スリーブの圧入深さがばねのばね力を規定している。しかし調節スリーブの圧入の際に、調節スリーブとガイド部材とに切り屑が生じ、当該切り屑により弁が損傷する危険性がある。

上記の問題を解決するために、後記する特許文献１の請求項１から、弁座と協働する弁閉鎖部材と、ばね室開孔部内に配置されている戻しばねとを備えており、当該戻しばねは、弁閉鎖部材を弁座の方向へ運動するように弾発している形式のものにおいて、戻しばねがばね室開孔部内に圧入されて、半径方向に向いた応力によってばね室開孔部内に保持されている弁が従来公知である。また特許文献１の請求項３から、上記戻しばねとして、弁閉鎖部材に向い合ってばね室開孔部の直径よりも小さな直径を備えているばね活性領域と、弁閉鎖部材の反対側に位置してばね室開孔部の直径より大きい直径を備えて円筒形の緊締領域とを有するものが従来公知である。

特許文献１の技術によれば、ばねの支持およびばね力の調節に使用される調節スリーブを省略できるので、調節スリーブの圧入に基づく前記切り屑の発生および当該切り屑により弁が損傷する危険性が防止される。
ところで、特許文献１の前記弁においても、当該戻しばねをばね室開孔部内に挿入設置する場合、当該戻しばねの圧入部の圧入前における外径は、ばね室開孔部の内径より大きく、また当該圧入部は戻しばねの全部または少なくとも大部分がばね室開孔部内に収まるようにばね室開孔部内を圧入進行させる必要があるので、かかる圧入進行の全途上で切り屑発生の問題が依然として惹起される。
また特許文献１の請求項３に記載された戻しばねは、上記ばね活性領域と上記緊締領域との直径が異なる形状を有するので、その製造が煩雑であって製造歩留まりが悪くて大量生産には不向きとなり、結果として高価なものとなる問題がある。

実公平６−９４１７号公報（請求項１、請求項３）

本発明は、従来技術における前記した諸問題を考慮して、燃料通路として機能する筒体内へのコイルばねの圧接固定の際の切り屑発生の問題が大幅に軽減され、また高歩留まりで安価に大量生産が可能なコイルばねの使用を可能とした燃料噴射装置を提供することを課題とするものである。

上記の課題は、弁座に設けられた燃料通路孔を開閉する弁ニードル、上記燃料通路孔が開となる方向に上記弁ニードルを移動させる電磁石装置、燃料通路として機能する筒体、
上記筒体内に設置されて上記燃料通路孔が閉となる方向に上記弁ニードルを移動させるコイルばねを備えた燃料噴射装置であって、上記筒体の内径は、上記コイルばねの一端部が上記筒体の内壁に圧接固定される箇所の燃料流下流側は上記コイルばねの一端部が上記筒体の内壁に圧接固定される個所の内径より大きいことを特徴とする燃料噴射装置によって解決される。

本発明の燃料噴射装置では、上記筒体の内径は、上記コイルばねの一端部が上記筒体の内壁に圧接固定される箇所の燃料流下流側は上記コイルばねの一端部が上記筒体の内壁に圧接固定される個所の内径より大きくなっているので、当該筒体の上記弁ニードル側の端からコイルばねを挿入し、当該筒体の小内径部に上記コイルばねの上記一端部を圧接固定することによりコイルばねの装着が可能であり、その圧接固定に至るまでの間においては、上記一端部のみが上記筒体の内径と高強度で接触し、後続の残部は上記筒体の内壁と接触することはあっても軽く接触するだけであるので、切り屑発生の問題が大幅に軽減される。また上記筒体の内径は、上記の通りであるので、本発明においては特許文献１の場合のようにコイルばねの外径を変化させる必要がなく、換言すると全長に亙って同一外径のものであってよいので、かかるコイルばねは製造が容易であるので、安価に大量生産が可能となる。

実施の形態１の１部非断面図を含む概略断面図である。 図１の１部の拡大図であり 実施の形態１において採用されるコイルばねの正面図である。

実施の形態１．
以下に実施の形態により本発明を詳細に説明するが、下記の諸図においては、互いに同一部分は同一符号を付している。図１〜図３は、本発明の実施の形態１を説明するものであって、図１は実施の形態１の全体の、１部非断面図を含む概略断面図であり、図２は図１の１部の拡大図であり、図３は実施の形態１において採用されるコイルばねの正面図である。

図１〜図３において、実施の形態１の燃料噴射装置は、本発明が特徴とする箇所以外の箇所は前記特許文献１の弁と構造が同じであるので、かかる箇所の詳細説明は特許文献１の説明を参照するとして、以下では本発明が特徴とする箇所以外の箇所は概略説明に止め、本発明の特徴部分は詳細に説明する。図１〜図３の説明においては、燃料の流れ方向の上流側を上あるいは上側などと称し、下流側を下あるいは下側などと称する。

実施の形態１の燃料噴射装置は、その中心軸Ａに沿って且つ燃料の流れ方向に、燃料通路として機能すると共に磁極としても機能する筒体１、中間部材３１、およびノズル保持体３２が縦続接続されている。筒体１内には、その上側から燃料フィルター３４およびコイルばね２が設置されており、中間部材３１とノズル保持体３２とに亙ってそれらの内部には円筒状の可動体３３が設置されている。なお図１では、コイルばね２に就いては理解し易いように正面図で示す。

ノズル保持体３２内には、弁ニードル４および燃料通路孔を有する弁座４２が設置されており、弁座４２は、ノズル保持体３２の下端の内壁に溶接などにより固定されている。弁ニードル４は、その下端に弁座４２に設けられた前記燃料通路孔を開閉する球状の弁体４１が溶接などにより固定されており、またその上部頂面がコイルばね２の下端と溶接などにより固定されており、さらにその上部の外側面が可動体３３の内壁面と溶接などにより固定されている。コイルばね２は、常に弁ニードル４を下方向に、即ちその弁体４１により弁座４２の燃料通路孔を閉とするように作用している。

筒体１の外部には電磁石装置５が設置されており、電磁石装置５は、可動体３３を上方向に即ち弁ニードル４を上方向に、しかして弁体４１が弁座４２から離れて弁座４２の燃料通路孔を開とするように作用する。電磁石装置５としては、従来から公知あるいは周知のものであってよく、例えば前記の特許文献１に記載されたものであってよい。筒体１、中間部材３１、ノズル保持体３２、および電磁石装置５は、金属性の保護部材６を介して樹脂被覆７により被覆保護されている。符号８は、電気的差込み接続部である。

次に、筒体１とコイルばね２に就き詳細に説明する。筒体１は、特許文献１における筒体（内側磁極３参照）と異なって、その内径は燃料フィルター３４が挿設される箇所は別として、燃料フィルター３４が挿設されている箇所の下流側では、小内径部１１と小内径部１１の下流側に設けられた大内径部１２とから構成されている。一方、コイルばね２は図３に示すように、その両端に密巻部２１、２２を有し、それらの間にばね作用をなすばね巻部２３を有する。

密巻部２１、密巻部２２およびばね巻部２３は、黄銅線材、ばね鋼線材など、ばね機能を奏し得る鋼線材で形成されてよく、筒体１内に挿着される前の状態においては図３に示すように、ばね製造上で生じ得るバラツキは存在するとしても、実質的に互いに同外径を有する。密巻部２１および密巻部２２のいずれか一方が筒体１の小内径部１１への圧入により固定され、残る他方は弁ニードル４の前記した頂部に例えば溶接される。本発明において、弁ニードル４の頂部に溶接される側は、特許文献１に示された戻しばね４３の下端側のばね端側４６と同様に、密巻部でなくてもよいが、密巻部とすることにより実施の形態１の燃料噴射装置の組み立てに際して、コイルばね２の密巻部２１、密巻部２２の何れを小内径部１１への圧入側とするか、その選択の必要がないので選択工程を省略し得てしかも、特許文献１の技術では選択間違いによる不良品発生の可能性があるのに対して、本発明ではかかる不良品発生の問題が皆無となると言う大きな利点がある。

以下においては、仮に密巻部２１が筒体１の小内径部１１への圧入側、密巻部２２が弁ニードル４との溶接側として説明する。密巻部２１、２２における密巻数として、図１および図２では３巻きが例示され、図３では４巻きが例示されているが、本発明においては密巻部２１が小内径部１１に圧入可能であって、且つ圧入後では内径部１１に安定に係留される限り、密巻数については特に制限はないが、一般的には２〜１０巻きであり、係留安定性とコイルばね２の製造コストや取扱性を考慮すると好ましくは２〜５巻きである。密巻部２１は、小内径部１１に圧入されることにより圧縮され、圧入後は当該圧縮に基づく反発力により内径部１１に安定に係留されること前記の通りであるが、圧入前の密巻部２１の外径が過小であると、圧入後における上記圧縮に基づく反発力が乏しくなって内径部１１での安定係留が達成されず、一方、圧入前の密巻部２１の外径が過大であると、安定係留上では有利ではあるが、圧入が困難であったり、圧入の際に切り屑の発生量が増大する問題がある。したがって圧入前の密巻部２１の外径は、内径部１１の内径の１．０１倍〜１．２倍、特に１．０５倍〜１．１倍が好ましい。また密巻部２１は、その全長が小内径部１１に圧入されてもよいが、安定係留が達成される限り、その全長でなく１部であってもよい。一般的には密巻部２１全長の少なくとも５０％、特に少なくとも８０％とすることが安定係留上から好ましい。

密巻部２１および密巻部２２の端面の形状に関しては、小内径部１１に圧入される側ではそれは平坦であっても凹凸があっても良いが、弁ニードル４の頂部に溶接される側は、溶接の容易さおよび溶接の安定性の観点から平坦あるいはそれに近い状態である方が好ましくい。したがって、上記した選択工程の省略上から密巻部２１、密巻部２２の両端面とも平坦あるいはそれに近い状態とすることが好ましい。かかる平坦状態は、グラインダー、鑢などの通常の研削手段による研削にて可能である。

次に本発明の効果を特許文献１の場合と対比しながら説明すると、特許文献１の場合には本発明における大内径部１２が存在せず、本発明の小内径部１１に対応する部分しか存在しないので、コイルばね２の全長を特許文献１の内側磁極３（本発明の筒体１に対応）内に挿入するためには内側磁極３の内径より大きい外径を有する端部５９（本発明の密巻部２１または密巻部２２に対応）をコイルばね２の全長に相当する距離を圧入する必要があって、その間は内側磁極３の内壁は端部５９により削られ、このために切り屑の発生量が増大する。これに対して、本発明では筒体１にコイルばね２が圧入される長さは、本発明の密巻部２１または密巻部２２の長さ分程度のみであるので、切り屑の発生量が格段に小さくなる。

上記の説明から理解されるように、本発明における大内径部１２の内径は、上記したコイルばね２の挿入が可能な大きさであってよく、密巻部２１、密巻部２２、ばね巻部２３から構成されるコイルばね２の挿設工程において実質的に切り屑が発生しない大きさであればよい。さらにコイルばね２が大内径部１２を通過する際に、コイルばね２の1部が大
内径部１２の内壁面に接触することがあっても、かかる接触によっても実質的な切り屑発生が生じなければよい。よって大内径部１２の内径は、コイルばね２の外径の、あるいはコイルばね２に最大外径部が存在する場合には当該最大外径部の外径の１．０５倍〜１．５倍、特に１．１倍〜１．２倍が好ましい。

以上、実施の形態１により本発明を説明したが、本発明が実施の形態１に限定されるのではなく、本発明の解決課題並びに解決手段の精神に則った種々の変型形態を包含する。例えば、コイルばね２としては一端のみに密巻部を有するもの、ばね巻部２３が特許文献１における戻しばね４３のように密巻部の外径より小さい外径を有するものであってもよい。

本発明の燃料噴射装置は、自動車のエンジンなどの内燃機関用として利用される可能性が高い。

Ａ：中心軸、１：筒体、１１：小内径部、１２：大内径部、２：コイルばね、
２１：密巻部、２２：密巻部、２３：ばね巻部、３１：中間部材、３２：ノズル保持体、３３：可動体、３４：燃料フィルター、４：弁ニードル、４１：弁体、４２：弁座、
５：電磁石装置、６：保護部材、７：樹脂被覆、８：電気的差込み接続部。

Claims (5)

1. 弁座に設けられた燃料通路孔を開閉する弁ニードル、上記燃料通路孔が開となる方向に上記弁ニードルを移動させる電磁石装置、燃料通路として機能する筒体、上記筒体内に設置されて上記燃料通路孔が閉となる方向に上記弁ニードルを移動させるコイルばねを備えた燃料噴射装置であって、上記筒体の内径は、上記コイルばねの一端部が上記筒体の内壁に圧接固定される箇所の燃料流下流側では上記コイルばねの一端部が上記筒体の内壁に圧接固定される個所の内径より大きいことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 上記コイルばねは、ばね鋼線材から形成され、上記筒体の内壁に圧接固定される個所は密巻きとなっていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 上記コイルばねは、その両端が密巻きとなっていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
   ばね鋼線材から形成され、上記筒体の内壁に圧接固定される個所は密巻きとなっていることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
4. 上記コイルばねは、全長に亙って同外径であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
5. 上記筒体の上記燃料流下流側における内径は、上記コイルばねの挿入によっても上記燃料流下流側の側壁面に切り屑の発生が生じないように、上記コイルばねの最大外径の１．０５倍〜１．５倍であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。

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