JP2015232303A

JP2015232303A - 燃料噴射弁

Info

Publication number: JP2015232303A
Application number: JP2014119543A
Authority: JP
Inventors: 高橋　謙; Ken Takahashi; 謙高橋; 原田　明典; Akinori Harada; 原田　　明典
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2015-12-24

Abstract

【課題】ノズルボデーの腐食損傷を抑制する。
【解決手段】犠牲腐食部材２６を、ノズルボデー本体部２２や噴孔部材２４よりもイオン化傾向の高い金属にて形成するとともに、腐食環境に晒して配置することにより、犠牲腐食部材２６を噴孔部材２４等よりも先に腐食させて、噴孔部材２４等の腐食損傷を抑制する。
【選択図】図２

Description

本発明は、噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

近年、自動車の排気ガス規制の強化に伴い、ＥＧＲシステムの採用やガソリン・アルコール混合燃料の使用等によって、燃料噴射弁（特に噴孔部）は凝縮水等の厳しい腐食環境に晒されるため、燃料噴射弁の構成部材（特に噴孔が形成されたノズルボデー）の耐食性向上が必要である。

そこで、特許文献１には、ノズルボデーの耐食性向上のために、犠牲腐食部材を燃料噴射弁の内部に配置した燃料噴射弁が開示されている。

特開平５−２６３７２５号公報

しかしながら、上記の従来の燃料噴射弁は、ノズルボデーの噴孔付近は腐食環境に晒され、犠牲腐食部材は燃料噴射弁の内部に配置されていて腐食環境に晒されないため、ノズルボデーが犠牲腐食部材よりも先に腐食してしまうという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、ノズルボデーの腐食損傷を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、燃料を噴出させる噴孔（２４０、４００）および噴孔を囲むシート面（２２０、４０１）を有するノズルボデー（２２、２４、４０）と、シート面に接離して噴孔を開閉するニードル（２０）と、ノズルボデーよりもイオン化傾向の高い金属よりなり、腐食環境に晒されて配置されるとともに、ノズルボデーに電気的に接続された犠牲腐食部材（２６）とを備えることを特徴とする。

これによると、犠牲腐食部材がノズルボデーよりも先に腐食するため、ノズルボデーの腐食損傷を抑制することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁の構成を示す断面図である。図１のＡ部の拡大断面図である。第１実施形態の変形例を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁の要部の構成を示す断面図である。第２実施形態の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。

本実施形態の燃料噴射弁は、燃料ポンプにて昇圧された燃料が供給され、その燃料を内燃機関（より詳細にはガソリンエンジン）の吸気系に噴射するものである。

図１、図２に示すように、燃料噴射弁は、円筒状のパイプ１０を備え、このパイプ１０内に燃料が流通する燃料通路１２が形成されている。パイプ１０の一端側は、燃料入口部となり、フィルタ１４が配置されている。

パイプ１０内には、フィルタ１４よりも燃料流れ下流側に、固定コア１６が配置されている。固定コア１６は、例えば鉄などの磁性金属により円筒状に形成され、例えば溶接によりパイプ１０と接合されている。

パイプ１０内には、固定コア１６よりも燃料流れ下流側に、可動コア１８が配置されている。可動コア１８は、例えば鉄などの磁性金属により円筒状に形成され、固定コア１６における燃料流れ下流側の面と対向して配置され、噴射弁軸方向（図１の紙面上下方向）へ移動可能な状態で収容されている。

パイプ１０内には、可動コア１８よりも燃料流れ下流側に、金属製の有底円筒状のニードル２０が噴射弁軸方向へ移動可能な状態で収容されている。ニードル２０は、可動コア１８と接合されている。また、ニードル２０には、ニードル２０の内部と外部を連通させる貫通孔２００が複数個形成されている。

パイプ１０の他端側には、金属製の円筒状のノズルボデー本体部２２が配置されている。ノズルボデー本体部２２は、例えば溶接によりパイプ１０と接合されている。

ノズルボデー本体部２２の一部は、パイプ１０から突出しており、その突出部に、金属製の有底円筒状の噴孔部材２４が配置されている。噴孔部材２４は、例えば溶接によりノズルボデー本体部２２と接合されている。

噴孔部材２４の底部には、燃料を噴出させる噴孔２４０が複数個形成されている。ノズルボデー本体部２２には、噴孔２４０を囲むようにしてシート面２２０が形成されている。そして、ニードル２０の底部がシート面２２０に接離することにより、噴孔２４０が開閉されるようになっている。なお、ノズルボデー本体部２２および噴孔部材２４は、本発明のノズルボデーを構成している。

噴孔部材２４は、金属製の有底円筒状の犠牲腐食部材２６により覆われている。噴孔部材２４は、その全体が犠牲腐食部材２６内に挿入されるとともに、噴孔部材２４の底部と犠牲腐食部材２６の底部が当接している。また、噴孔部材２４と犠牲腐食部材２６は、係合或いは圧入により接合されている。換言すると、噴孔部材２４と犠牲腐食部材２６は、底部同士の当接面および接合部にて電気的に接続されている。また、ノズルボデー本体部２２と犠牲腐食部材２６も、噴孔部材２４を介して電気的に接続されている。

犠牲腐食部材２６の底部には、貫通孔２６０が形成されており、噴孔２４０から噴出する燃料は貫通孔２６０内を通って噴出するようになっている。

固定コア１６および可動コア１８内に、ニードル２０および可動コア１８を閉弁向きに付勢するスプリング２８が挿入されている。

パイプ１０の外周側には、磁性体金属製の円筒状のハウジング３０が配置されている。ハウジング３０は、例えば圧入によりパイプ１０と接合されている。

ハウジング３０の一端側には、磁性体金属製のキャップ３２が配置されている。キャップ３２は例えば圧入によりハウジング３０と接合されている。

パイプ１０とハウジング３０とキャップ３２とによって形成された空間には、通電時に磁界を形成するコイル３４が配置されている。

パイプ１０の一部、ハウジング３０の一部、およびキャップ３２は、樹脂製のコネクタハウジング３６により覆われている。コネクタハウジング３６のコネクタ部３６０内空間にコネクタ端子３８が突出している。このコネクタ端子３８にコイル３４が接続されている。

なお、本実施形態では、ニードル２０の材質をＳＵＳ４４０Ｃにし、ノズルボデー本体部２２の材質をＳＵＳ４４０Ｃにし、噴孔部材２４の材質をＳＵＳ３０４にしている。また、犠牲腐食部材２６の材質をＳＵＳ４３０にしている。因みに、ＳＵＳ４３０は、ＳＵＳ４４０ＣおよびＳＵＳ３０４よりもイオン化傾向が高い。

次に、上記燃料噴射弁の作動について説明する。まず、コイル３４への通電が停止されているときには、固定コア１６と可動コア１８との間には磁気吸引力が発生しない。したがって、ニードル２０および可動コア１８はスプリング２８により閉弁向きに付勢され、ニードル２０の底部がシート面２２０に当接して噴孔２４０が閉じられる。

一方、コイル３４に通電されると、パイプ１０、固定コア１６、可動コア１８、ハウジング３０、およびキャップ３２に磁束が流れ、磁気回路が形成される。これにより、固定コア１６と可動コア１８との間に磁気吸引力が発生し、ニードル２０および可動コア１８はスプリング２８に抗して開弁向きに付勢され、ニードル２０の底部がシート面２２０から離れて噴孔２４０が開かれ、噴孔２４０から燃料が噴射される。

内燃期間の運転中、燃料噴射弁の先端部は厳しい腐食環境に晒される。具体的には、ノズルボデー本体部２２、噴孔部材２４、および犠牲腐食部材２６には、凝縮水が付着する。また、ニードル２０の底部にも、凝縮水が付着する虞がある。

ここで、犠牲腐食部材２６は、ニードル２０、ノズルボデー本体部２２、および噴孔部材２４よりもイオン化傾向の高い金属よりなるため、犠牲腐食部材２６が、ニードル２０、ノズルボデー本体部２２、および噴孔部材２４よりも先に腐食する。

本実施形態によると、犠牲腐食部材２６を、ニードル２０、ノズルボデー本体部２２、および噴孔部材２４よりもイオン化傾向の高い金属にて形成するとともに、腐食環境に晒して配置しているため、犠牲腐食部材２６が噴孔部材２４等よりも先に腐食し、噴孔部材２４等の腐食損傷が抑制される。

また、噴孔部材２４は犠牲腐食部材２６により覆われているため、例えば燃料噴射弁を内燃機関に組み付ける際の衝突による噴孔部材２４の損傷が防止される。

また、ニードル２０、ノズルボデー本体部２２、噴孔部材２４、および犠牲腐食部材２６の材質は、ステンレス鋼であるため、耐食性および機械的強度が確保しやすい。

なお、図３に示す第１実施形態の変形例のように、ノズルボデー本体部２２と噴孔部材２４と犠牲腐食部材２６を、全周溶接により接合してもよい。このようにすると、ノズルボデー本体部２２と噴孔部材２４と犠牲腐食部材２６を、断続溶接、係合、圧入等により接合する場合よりも、電気的な接続状態を一層確実なものにすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態の燃料噴射弁は、燃料を内燃機関（より詳細にはガソリンエンジン）の燃焼室に直接噴射するものである。

図４に示すように、本実施形態の燃料噴射弁は、ノズルボデー本体部と噴孔部材を一体化したノズルボデー４０を備えている。このノズルボデー４０は、ＳＵＳ４４０Ｃよりなり、有底円筒状に形成されている。

ノズルボデー４０は、ハウジング３０における燃料流れ上流側の開口部からハウジング３０に挿入された後、ハウジング３０と溶接により接合されている。

ノズルボデー４０の底部には、燃料を噴出させる噴孔４００、および噴孔４００を囲むシート面４０１が形成されている。そして、ニードル２０がシート面４０１に接離することにより、噴孔４００が開閉されるようになっている。

ノズルボデー４０の一部は、ハウジング３０から突出しており、その突出部に犠牲腐食部材２６が配置されている。犠牲腐食部材２６は、全周溶接によりノズルボデー４０と接合されている。換言すると、ノズルボデー４０と犠牲腐食部材２６は電気的に接続されている。

そして、犠牲腐食部材２６は、ニードル２０やノズルボデー４０よりもイオン化傾向の高い金属よりなるため、犠牲腐食部材２６が、ニードル２０やノズルボデー４０よりも先に腐食する。

本実施形態によると、犠牲腐食部材２６を、ニードル２０やノズルボデー４０よりもイオン化傾向の高い金属にて形成するとともに、腐食環境に晒して配置しているため、犠牲腐食部材２６がノズルボデー４０等よりも先に腐食し、ノズルボデー４０等の腐食損傷が抑制される。

また、ノズルボデー４０は犠牲腐食部材２６により覆われているため、例えば燃料噴射弁を内燃機関に組み付ける際の衝突によるノズルボデー４０の損傷が防止される。

また、ニードル２０、ノズルボデー４０、および犠牲腐食部材２６の材質は、ステンレス鋼であるため、耐食性および機械的強度が確保しやすい。

また、ノズルボデー４０と犠牲腐食部材２６を全周溶接により接合しているため、ノズルボデー４０と犠牲腐食部材２６を、断続溶接、係合、圧入等により接合する場合よりも、電気的な接続状態を一層確実なものにすることができる。

なお、図５に示す第２実施形態の変形例のように、ノズルボデー４０は、ハウジング３０における燃料流れ下流側の開口部からハウジング３０に挿入した後、ハウジング３０と全周溶接により接合してもよい。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、ニードル２０、ノズルボデー本体部２２、噴孔部材２４、ノズルボデー４０、および犠牲腐食部材２６の材質を、ステンレス鋼にしたが、犠牲腐食部材２６の材質を、亜鉛、アルミニウム、亜鉛とアルミニウムの合金、またはアルミニウムを主体とする合金にしてもよい。因みに、亜鉛、アルミニウム、亜鉛とアルミニウムの合金、およびアルミニウムを主体とする合金は、ステンレス鋼よりもイオン化傾向が高い。

上記各実施形態では、本発明をガソリンエンジン用の燃料噴射弁に適用したが、本発明は、ディーゼルエンジンにおいて排気系に燃料を噴射する燃料噴射弁にも適用することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。

また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

２０ニードル
２２ノズルボデー本体部（ノズルボデー）
２４噴孔部材（ノズルボデー）
４０ノズルボデー
２６犠牲腐食部材
２２０シート面
２４０噴孔
４００噴孔
４０１シート面

Claims

燃料を噴出させる噴孔（２４０、４００）および前記噴孔を囲むシート面（２２０、４０１）を有するノズルボデー（２２、２４、４０）と、
前記シート面に接離して前記噴孔を開閉するニードル（２０）と、
前記ノズルボデーよりもイオン化傾向の高い金属よりなり、腐食環境に晒されて配置されるとともに、前記ノズルボデーに電気的に接続された犠牲腐食部材（２６）とを備えることを特徴とする燃料噴射弁。
前記犠牲腐食部材は、前記ノズルボデーを覆うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
前記犠牲腐食部材は、前記ニードルよりもイオン化傾向の高い金属よりな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。
前記ノズルボデーは、ステンレス鋼よりなり、
前記犠牲腐食部材は、亜鉛、アルミニウム、亜鉛とアルミニウムの合金、およびアルミニウムを主体とする合金のうちのいずれか一つよりなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
前記ノズルボデーは、ステンレス鋼よりなり、
前記犠牲腐食部材は、前記ノズルボデーよりもイオン化傾向の高いステンレス鋼よりなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
前記犠牲腐食部材と前記ノズルボデーは全周溶接されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。