JP2014092061A - 直噴式燃料噴射弁の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射弁を長期間，安定的に支持し得る直噴式燃料噴射弁の支持構造を提供する。
【解決手段】金属製の前記弁ハウジング１に，その軸方向においてエンジンＥに支持される第１荷重受け部４ａを設ける一方，固定コア６の後端部に，その軸方向において弾性保持部材１３に支持される第２荷重受け部６ｃを設け，燃料入口筒７に嵌装されてエンジンＥに固定される燃料分配管Ｄにより弾性保持部材１３に前方へのセット荷重を付与して，第１及び第２荷重受け部４ａ，６ｃをエンジンＥ及び弾性保持部材１３間で挟持した。
【選択図】 図２

Description

本発明は，前端に弁座を有する弁ハウジングと，この弁ハウジングの後端に連設される固定コアと，この固定コアの後端に連なる燃料入口筒と，前記固定コア前端の吸引面に対置される可動コアと，前記固定コアの外周に配設されるコイルと，前記弁ハウジングに収容されて前記弁座と協働する弁体と，前端を前記弁ハウジングに結合して前記コイルを収容するコイルハウジングと，このコイルハウジングから前記固定コアにわたりモールド成形されてコイルハウジング及び固定コア間をシールする合成樹脂製の被覆層とを備え，前記コイルへの通電により前記固定コアに前記可動コアを吸引させて前記弁体を開弁し，エンジンの燃焼室に燃料を直接噴射する直噴式燃料噴射弁の支持構造の改良に関する。

従来，かゝる直噴式燃料噴射弁の支持構造として，弁ハウジングに，その軸方向においてエンジンに支持される第１荷重受け部を設ける一方，合成樹脂製の被覆層の後端部に，その軸方向において弾性保持部材に支持される第２荷重受け部を設け，前記燃料入口筒に嵌装して，エンジンに固定される燃料分配管により前記弾性保持部材に前方へのセット荷重を付与して，第１及び第２荷重受け部をエンジン及び前記弾性保持部材間で挟持したものが，特許文献１に開示されるように，既に知られている。

特開２０１１−９９４５６号公報

かゝる直噴式燃料噴射弁の支持構造では，エンジンの燃焼室の高圧力に抗する必要から，弾性保持部材に不要するセット荷重は非常に大きい。ところが，従来のものでは，合成樹脂製の被覆層の後端部に，その軸方向において弾性保持部材に支持される第２荷重受け部を設けているため，弾性保持部材に付与した大きなセット荷重により，長期間のうちに被覆層に塑性変形を来し，これに伴ない弾性保持部材のセット荷重が減少し，燃料噴射弁の支持が不安定となる虞がある。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，燃料噴射弁を長期間，安定的に支持し得る前記直噴式燃料噴射弁の支持構造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，前端に弁座を有する弁ハウジングと，この弁ハウジングの後端に連設される固定コアと，この固定コアの後端に連なる燃料入口筒と，前記固定コア前端の吸引面に対置される可動コアと，前記固定コアの外周に配設されるコイルと，前記弁ハウジングに収容されて前記弁座と協働する弁体と，前端を前記弁ハウジングに結合して前記コイルを収容するコイルハウジングと，このコイルハウジングから前記固定コアにわたりモールド成形される合成樹脂製の被覆層とを備え，前記コイルへの通電により前記固定コアに前記可動コアを吸引させて前記弁体を開弁し，エンジンの燃焼室に燃料を直接噴射する直噴式燃料噴射弁の支持構造において，金属製の前記弁ハウジングに，その軸方向においてエンジンに支持される第１荷重受け部を設ける一方，前記固定コアの後端部に，その軸方向において弾性保持部材に支持される第２荷重受け部を設け，前記燃料入口筒に嵌装されてエンジンに固定される燃料分配管により前記弾性保持部材に前方へのセット荷重を付与して，前記第１及び第２荷重受け部をエンジン及び前記弾性保持部材間で挟持したことを特徴とする。

尚，前記第１荷重受け部は，後述する本発明の実施形態中の磁性円筒体のヨーク部４ａに，前記第２荷重受け部は，固定コア６の後端面６ｃにそれぞれ対応する。

本発明の第１の特徴によれば，金属製の弁ハウジングに，その軸方向においてエンジンに支持される第１荷重受け部を設ける一方，固定コアの後端部に，その軸方向において弾性保持部材に支持される第２荷重受け部を設け，燃料入口筒に嵌装されてエンジンに固定される燃料分配管により前記弾性保持部材に前方へのセット荷重を付与して，前記第１及び第２荷重受け部をエンジン及び前記弾性保持部材間で挟持したので，第１及び第２荷重受け部間には，全て金属製の弁ハウジング及び固定コアが介在することになり，これら金属製の部材に弾性保持部材の強力なセット荷重が作用し続けても，これら金属製の部材に変形を来すことはなく，したがって弾性保持部材のセット荷重にも変化を来すこともないから，燃料噴射弁を長期間，安定的に支持することができる。一方，コイルハウジング及び固定コアにモールド成形される被覆層は，前記第１及び第２荷重受け部の内側に配置され，弾性保持部材のセット荷重を受けることはないから，セット荷重による変形を生じることもなく，コイルハウジング及び固定コアに対するシール性を長期間，確保することができる。

本発明の実施形態に係る電磁式燃料噴射弁をエンジンに装着した状態で示す正面図。 図１の２−２線断面図。 図２の３部拡大図。

本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

図１及び図２において，エンジンのシリンダヘッドＥには，燃焼室Ｅａに開口する装着孔Ｅｂが設けられており，この装着孔Ｅｂに電磁式の燃料噴射弁Ｉが装着される。この燃料噴射弁Ｉは，燃焼室Ｅａに向かって燃料を噴射し得る。尚，燃料噴射弁Ｉにおいて，燃料の噴射側を前方，燃料の流入側を後方とする。

この燃料噴射弁Ｉの弁ハウジング１は，金属製で中空円筒状の弁ハウジングボディ２と，この弁ハウジングボディ２の前端部内周面に嵌合して溶接される有底円筒状の弁座部材３と，弁ハウジングボディ２後端の大径部２ａの外周に嵌合して溶接される磁性円筒体４と，この磁性円筒体４の後端に同軸に結合される金属製の非磁性円筒体５とで構成される。非磁性円筒体５の後端には固定コア６が同軸に結合され，この固定コア６の後端に燃料入口筒７が同軸に一体に連設される。固定コア６は，燃料入口筒７の内部に連通する中空部６ｂを有する。

磁性円筒体４は，軸方向中間部にフランジ状のヨーク部４ａを一体に有しており，このヨーク部４ａが，シリンダヘッドＥの前記装着孔Ｅｂの上端開口部を囲繞する荷重受け孔Ｅｃにクッション部材１１を介して支承される。而して，ヨーク部４ａは，燃料噴射弁Ｉの軸方向においてシリンダヘッドＥに支持される第１荷重受け部を構成する。

燃料入口筒７の入口には燃料フィルタ１４が装着され，燃料入口筒７の外周には，高圧力の燃料を分配する燃料分配管Ｄがシール部材９を介して嵌装される。この燃料分配管Ｄと固定コア６の後端面６ｃとの間には，板ばねよりなる弾性保持部材１３が介装され，この弾性保持部材１３に所定のセット荷重（圧縮荷重）を付与するようにして，燃料分配管ＤのブラケットＤａが，シリンダヘッドＥに設けられる支持部Ｅｄにボルト１２で固着される。而して，固定コア６の後端面６ｃは，燃料噴射弁Ｉの軸方向において弾性保持部材１３に支持される第２荷重受け部を構成する。こうして，燃料噴射弁Ｉは，弾性保持部材１３のセット荷重をもって，シリンダヘッドＥ及び弾性保持部材１３間で挟持され，エンジンの燃焼室Ｅａの高圧力に抗するようになっている。

弁座部材３は，その前端壁に円錐状の弁座８と，この弁座８の中心近傍に開口する複数の燃料噴孔１０とが設けられる。

弁座部材３から非磁性円筒体５に至る弁ハウジング１内には弁体１５及び可動コア１６よりなる弁組立体１７が収容される。弁体１５は，前記弁座８と協働して燃料噴孔１０を開閉する球状の弁部１５ａと，この弁部１５ａを支持して固定コア６の中空部の前端部まで延出する弁杆１５ｂとで構成され，その弁杆１５ｂの中間部外周面に，固定コア６の前端面，即ち吸引面６ａに後端面を対向させる可動コア１６が嵌合して固着される。

弁部１５ａは，弁座部材３の内周面に摺動自在に支承されるが，その弁部１５ａの外周には，燃料の通過を許容する複数の平坦面が形成される。一方，可動コア１６には，磁性円筒体４の内周面に摺動自在に支承される。したがって，弁組立体１７は，弁座部材３及び磁性円筒体４の二箇所で軸方向摺動自在に支承される。

可動コア１６には，その後端面より突出する非磁性体のカラー１８が埋設され，このカラー１８が固定コア６の吸引面６ａに当接することにより，弁体１５の開弁ストロークが規定される。

可動コア１６には，固定コア６の中空部６ａを弁ハウジング１内に連通する複数の通孔２２が設けられる。可動コア１６の，弁杆１５ｂ周りの後端面はばね座３１とされ，固定コア６の中空部６ｂに圧入されるパイプ状のリテーナ３２と上記ばね座３１との間に可動コア１６を弁体１５の閉弁側に付勢する弁ばね３３が縮設される。その際，リテーナ３２の固定コア６への嵌合深さにより弁ばね３３のセット荷重が調整される。

磁性円筒体４の後端部から固定コア６に至る外周面にコイル組立体３５が嵌装される。このコイル組立体３５は，上記外周面に嵌合するボビン３６と，これに巻装されるコイル３７とからなっており，このコイル組立体３５を収容するコイルハウジング３８の前端部が磁性円筒体４の前記ヨーク４ａ上に載置され，溶接される。

図２及び図３に明示するように，前記コイルハウジング３８の後端部外周面には環状のアンカ溝４５が形成される。このアンカ溝４５は，平坦で環状の前部内側面４５ａと，この前部内側面４５ａより小径且つ平坦で環状の後部内側面４５ｂと，これら前部及び後部内側面４５ａ，４５ｂ間を接続する環状の溝底４５ｃとで構成され，その溝底４５ｃは，少なくとも一部が前方に向かって拡径するテーパ面４５ｃ１に形成される。図示例では，その溝底４５ｃは，後部内側面４５ｂに連なるテーパ面４５ｃ１と，このテーパ面４５ｃ１の大径部を前部内側面４５ａに接続する円筒面４５ｃ２とで構成される。一方，固定コア６の外周面には，複数状の環状溝４６が形成される。そして上記アンカ溝４５を含むコイルハウジング３８の後端部から，上記環状溝４６を含む固定コア６の後端部に至り，それらを被覆する合成樹脂製の被覆層４０がモールド成形される。而して，被覆層４０は，固定コア６の外周面に結合される厚肉で円筒状の第１シール部４０ａと，この第１シール部４０ａの前端に連なり，前記アンカ溝４５に充填される薄肉で環状の第２シール部４０ｂと，第１シール部４０ａの前端に連なり，コイル組立体３５に含浸する絶縁部４０ｃとを備える。

また第１シール部４０ａには，その一側方に突出して前記コイル３７に連なる端子４２を保持するカプラ４１が一体に成形される。

次に，この実施形態の作用について説明する。

コイル３７の非通電状態では，弁体１５は，弁ばね３３のセット荷重により前方に押圧され，弁座８に着座して燃料噴孔１０を閉鎖する。即ち閉弁状態にあり，可動コア１６は，固定コア６の吸引面６ａとの間に所定の間隙を保っている。

コイル３７に通電すると，それにより生ずる磁束が固定コア６，コイルハウジング３８，磁性円筒体４及び可動コア１６を順次走り，その磁力により，可動コア１６が弁ばね３３のセット荷重に抗して固定コア６の吸引面６ａに吸引され，非磁性のカラー１８が吸引面６ａに当接して停止する。その間に弁体１５は弁座８から離座し，開弁状態となる。弁体１５が開弁すると，図示しない燃料ポンプから燃料入口筒７に圧送された燃料は，パイプ状のリテーナ３２内部，固定コア６の中空部６ｂ，可動コア１６の通孔２２，弁ハウジング１の内部，弁座８を順次経て燃料噴孔１０からエンジンの燃焼室Ｅａに直接噴射される。

エンジンの運転中，燃焼室Ｅａの高圧力は，弁ハウジング１にこれを後方へ押圧する荷重として作用し，この後方荷重は，固定コア６及び燃料分配管Ｄ間に介装される弾性保持部材１３のセット荷重により支持され，燃料噴射弁Ｉの第１及び第２荷重受け部４ａ，６ｃは，シリンダヘッドＥと弾性保持部材１３との間で挟持される。

ところで，上記第１及び第２荷重受け部４ａ，６ｃ間には，全て金属製の弁ハウジング１及び固定コア６が介在することになり，これら金属製の部材に弾性保持部材１３の強力なセット荷重が作用し続けても，これら金属製の部材に変形を来すことはなく，したがって弾性保持部材１３のセット荷重にも変化を来すこともないから，燃料噴射弁Ｉを長期間，安定的に支持することができる。

コイルハウジング３８の後端部から固定コア６の後端部にわたりモールド成形される合成樹脂製の被覆層４０は，固定コア６の外周面に結合される厚肉で円筒状の第１シール部４０ａと，この第１シール部４０ａの前端に連なり，前記アンカ溝４５に充填される薄肉で環状の第２シール部４０ｂと，第１シール部４０ａの前端に連なり，コイル組立体３５に含浸する絶縁部４０ｃとを備えるので，雨水や洗浄水等がコイルハウジング３８及び固定コア６の外周面からコイル３７側に浸入するのを防ぐことができる。

エンジンの運転中のコイル３７の発熱と，エンジンの運転停止時のコイル３７の放熱により，その周囲の固定コア６，コイルハウジング３８及び被覆層４０において加熱と冷却が繰り返されるとき，磁性体のコイルハウジング３８及び固定コア６と合成樹脂製の被覆層４０との熱膨張係数の相違により，被覆層４０が大きく膨張及び収縮を繰り返す。特に，被覆層４０における第１シール部４０ａは，第２シール部４０ｂに比して厚肉であるから，その膨張及び収縮量は，第２シール部４０ｂより大きい。しかも第１シール部４０ａの固定コア６との密着面積は，第２シール部４０ｂのコイルハウジング３８との密着面積より大であり，したがって第１シール部４０ａの固定コア６との結合力は，第２シール部４０ｂのコイルハウジング３８との結合力よりも大であるから，第１シール部４０ａの膨張及び収縮は，第２シール部４０ｂに変位を生じさせる。

而して，第２シール部４０ｂは，第１シール部４０ａの前端部外周に位置しているため，第１シール部４０ａの軸方向及び半径方向の膨張時には，第２シール部４０ｂに図３に示すように，前方外向きの力Ｆ１が加わり，第１シール部４０ａの軸方向及び半径方向の収縮時には，第２シール部４０ｂに後方内向きの力Ｆ２が加わることになる。

このような力Ｆ１，Ｆ２を受ける第２シール部４０ｂは，コイルハウジング３８の環状のアンカ溝４５の溝底４５ｃのテーパ面４５ｃ１に密着しており，そのテーパ面４５ｃ１は，前方に向かって拡径するように形成され，上記力Ｆ１，Ｆ２の方向に沿う形状をなしているから，上記テーパ面４５ｃ１と第２シール部４０ｂとの間に滑りを生じても密着状態を維持することができる。したがって，第１シール部４０ａの膨張及び収縮により，第２シール部４０ｂがアンカ溝４５の平坦な前部及び後部内側面４５ａ，４５ｂの一方との間に隙間を発生させることがあっても，溝底４５ｃのテーパ面４５ｃ１と第２シール部４０ｂとが密着状態を保持している以上，第２シール部４０ｂはコイルハウジング３８に対するシール機能を維持することができる。

また第２シール部４０ｂは，第１シール部４０ａに比して薄肉で膨張及び収縮量が少ないとは言え，低温時には収縮して，コイルハウジング３８外周のアンカ溝４５の溝底４５ｃに対する密着力を強めるので，コイルハウジング３８に対するシール性を高めることができる。特に，低温時には，付着する水滴が蒸発し難いから，第２シール部４０ｂのシール性の向上は有効である。

このような被覆層４０は，コイルハウジング３８及び固定コア６の外周面に形成され，前記第１及び第２荷重受け部４ａ，６ｃの内側に配置されるので，弾性保持部材１３のセット荷重を受けることはなく，したがってセット荷重による変形を生じることもなく，コイルハウジング３８及び固定コア６に対するシール性を長期間，確保することができる。

本発明は上記実施形態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。

Ｄ・・・・・・燃料分配管
Ｅ・・・・・・エンジン（シリンダヘッド）
Ｉ・・・・・・燃料噴射弁
１・・・・・・弁ハウジング
４ａ・・・・・第１荷重受け部（ヨーク部）
６・・・・・・固定コア
６ａ・・・・・固定コアの吸引面
６ｃ・・・・・第２荷重受け部（固定コアの後端面）
８・・・・・・弁座
１３・・・・・弾性保持部材
１５・・・・・弁体
１６・・・・・可動コア
３７・・・・・コイル
３８・・・・・コイルハウジング
４０・・・・・被覆層

Claims (1)

1. 前端に弁座（８）を有する弁ハウジング（１）と，この弁ハウジング（１）の後端に連設される固定コア（６）と，この固定コア（６）の後端に連なる燃料入口筒（７）と，前記固定コア（６）前端の吸引面（６ａ）に対置される可動コア（１６）と，前記固定コア（６）の外周に配設されるコイル（３７）と，前記弁ハウジング（１）に収容されて前記弁座（８）と協働する弁体（１５）と，前端を前記弁ハウジング（１）に結合して前記コイル（３７）を収容するコイルハウジング（３８）と，このコイルハウジング（３８）から前記固定コア（６）にわたりモールド成形される合成樹脂製の被覆層（４０）とを備え，前記コイル（３７）への通電により前記固定コア（６）に前記可動コア（１６）を吸引させて前記弁体（１５）を開弁し，エンジン（Ｅ）の燃焼室（Ｅａ）に燃料を直接噴射する直噴式燃料噴射弁の支持構造において，
   金属製の前記弁ハウジング（１）に，その軸方向においてエンジン（Ｅ）に支持される第１荷重受け部（４ａ）を設ける一方，前記固定コア（６）の後端部に，その軸方向において弾性保持部材（１３）に支持される第２荷重受け部（６ｃ）を設け，前記燃料入口筒（７）に嵌装されてエンジン（Ｅ）に固定される燃料分配管（Ｄ）により前記弾性保持部材（１３）に前方へのセット荷重を付与して，前記第１及び第２荷重受け部（４ａ，６ｃ）をエンジン（Ｅ）及び前記弾性保持部材（１３）間で挟持したことを特徴とする，直噴式燃料噴射弁の支持構造。

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