JP2017044096A - 燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上述のように、特許文献1の燃料噴射装置では、隙間形成部材は筒部の内壁および外壁の両方が他部材と摺動する、所謂2重摺動の構成のため、隙間形成部材全体に作用する摺動抵抗が大きくなったり、経年により摺動面が摩耗または偏摩耗したりするおそれがある。これにより、ニードルの応答性が悪化したり、ニードルの軸方向の往復移動が不安定になったりするおそれがある。よって、燃料噴射装置からの燃料の噴射量がばらつくおそれがある。また、摩耗粉が生じると、相対移動する部材間に摩耗粉が噛み込み、作動不良を招くおそれがある。
また、特許文献1の燃料噴射装置では、可動コアを固定コア側に付勢する付勢部材のばね座は、ハウジングの内壁から径方向内側に延びるようハウジングと一体に形成されている。そのため、ばね座と可動コアとの距離を精度よく設定するのが困難であり、付勢部材の付勢力が燃料噴射装置の個体間でばらつくおそれがある。これにより、燃料噴射装置の個体間で、燃料の噴射量がばらつくおそれがある。なお、ばね座の内壁とニードルの外壁との間には筒状の隙間が形成されており、ばね座とニードルとは摺動しない。
ノズル部は、燃料が噴射される噴孔、および、噴孔の周囲に環状に形成される弁座を有している。
ハウジングは、筒状に形成され、一端がノズル部に接続され、噴孔に連通する燃料通路を内側に有している。
ニードルは、棒状のニードル本体、弁座に当接可能なようニードル本体の一端に形成されるシール部、および、ニードル本体の他端または他端近傍の径方向外側に設けられる鍔部を有している。ニードルは、燃料通路内を往復移動可能に設けられ、シール部が弁座から離間または弁座に当接すると噴孔を開閉する。
可動コアは、ニードル本体に対し相対移動し、弁座とは反対側の面が鍔部の弁座側の面に当接可能に設けられる。
固定コアは、ハウジングの内側の可動コアに対し弁座とは反対側に設けられる。
コイルは、通電されると可動コアを固定コア側に吸引し鍔部に当接させ、ニードルを弁座とは反対側に移動させることが可能である。
ばね座部は、環状に形成され、可動コアに対し弁座側においてニードル本体の径方向外側に設けられる。
固定コア側付勢部材は、可動コアとばね座部との間に設けられ、付勢力が弁座側付勢部材の付勢力より小さく、可動コアを固定コア側に付勢可能である。
ガイド部は、ハウジングの内側の可動コアに対し弁座側に設けられ、内壁がばね座部の外壁と摺動しニードルの往復移動を案内可能である。これにより、ニードルの軸方向の往復移動が安定する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による燃料噴射弁を図1に示す。燃料噴射装置1は、例えば図示しない内燃機関としての直噴式ガソリンエンジンに用いられ、燃料としてのガソリンをエンジンに噴射供給する。
ハウジング20は、第1筒部21、第2筒部22、第3筒部23、インレット部24、フィルタ25等を有している。
第1筒部21の第2筒部22とは反対側の端部の内側には、ノズル筒部11のノズル底部12とは反対側の端部が接合されている。第1筒部21とノズル部10とは、例えば溶接により接合されている。
フィルタ25は、インレット部24の内側に設けられている。フィルタ25は、燃料通路100に流入する燃料中の異物を捕集する。
ニードル30は、燃料通路100内をハウジング20の軸Ax1方向へ往復移動可能なようハウジング20内に収容されている。ニードル30は、ニードル本体31、シール部32、鍔部33等を有している。
凹部44は、可動コア本体41の弁座14側の端面から弁座14とは反対側へ円形に凹むよう可動コア本体41の中央に形成されている。ここで、軸穴部42は、凹部44の底部に開口している。
本実施形態では、可動コア本体41の弁座14とは反対側の面に、例えば硬質クロムめっき等の硬質加工処理および耐摩耗処理が施されている。
隙間形成部材60は、例えば非磁性材料により形成されている。隙間形成部材60の硬度は、ニードル30およびブッシュ52の硬度とほぼ同等に設定されている。
ばね座部81は、円環の板状に形成され、可動コア40の弁座14側においてニードル本体31の径方向外側に位置している。
本実施形態では、ばね座部81は、板厚、すなわち、軸方向の長さL1が固定部82の軸方向の長さL2より小さくなるよう形成されている。
(可動コア組み付け工程)
まず、ニードル本体31をシール部32側の端部から可動コア40の軸穴部42に挿通し、可動コア40とニードル30とを組み付ける。
(スプリング組み付け工程)
次に、ニードル本体31をシール部32側の端部からスプリング73の内側に挿通し、スプリング73を組み付ける。
次に、ニードル本体31をシール部32側の端部から特定部材80の固定部82の内側に挿通し、固定部82をニードル本体31に圧入する。このとき、鍔部33と固定部82との距離が所定の大きさとなるよう、ニードル本体31に対する特定部材80の相対位置(圧入位置)を調整する。
上記工程により、ニードル30、可動コア40、特定部材80およびスプリング73が一体に組み付けられた組付体を得ることができる。
図2に示すように、コイル72に通電されていないときは、ニードル30のシール部(32)は弁座(14)に当接しており、隙間形成部材60の板部61はニードル30に当接し、延伸部62は可動コア40に当接している。このとき、鍔部33の当接面34と可動コア40との間には、所定の大きさの軸方向隙間CL1が形成されている。
ハウジング20は、筒状に形成され、一端がノズル部10に接続され、噴孔13に連通する燃料通路100を内側に有している。
ニードル30は、棒状のニードル本体31、弁座14に当接可能なようニードル本体31の一端に形成されるシール部32、および、ニードル本体31の他端の径方向外側に設けられる鍔部33を有している。ニードル30は、燃料通路100内を往復移動可能に設けられ、シール部32が弁座14から離間または弁座14に当接すると噴孔13を開閉する。
可動コア40は、ニードル本体31に対し相対移動し、弁座14とは反対側の面が鍔部33の弁座14側の面(当接面34)に当接可能に設けられる。
固定コア50は、ハウジング20の内側の可動コア40に対し弁座14とは反対側に設けられる。
コイル72は、通電されると可動コア40を固定コア50側に吸引し鍔部33に当接させ、ニードル30を弁座14とは反対側に移動させることが可能である。
ばね座部81は、環状に形成され、可動コア40に対し弁座14側においてニードル本体31の径方向外側に設けられる。
スプリング73は、可動コア40とばね座部81との間に設けられ、付勢力がスプリング71の付勢力より小さく、可動コア40を固定コア50側に付勢可能である。
ガイド部90は、ハウジング20の内側の可動コア40に対し弁座14側に設けられ、内壁がばね座部81の外壁と摺動しニードル30の往復移動を案内可能である。これにより、ニードル30の軸方向の往復移動が安定する。
本発明の第2実施形態による燃料噴射装置の一部を図6に示す。第2実施形態は、ばね座部81の形状が第1実施形態と異なる。
第2実施形態では、ばね座部81は、板厚、すなわち、軸方向の長さL1が固定部82の軸方向の長さL2と同等になるよう形成されている。
また、ばね座部81は、軸方向の両端部の角部が面取りされている。
本発明の第3実施形態による燃料噴射装置の一部を図7に示す。第3実施形態は、ばね座部81の形状が第2実施形態と異なる。
本発明の第4実施形態による燃料噴射装置の一部を図8に示す。第4実施形態は、特定部材80およびニードル30の形状が第2実施形態と異なる。
第4実施形態では、燃料噴射装置は、第2実施形態で示した固定部82および筒部83を有していない。つまり、特定部材80は、ばね座部81のみからなる。
以上説明したように、本実施形態は、固定部82および筒部83を備えないものの、ガイド部90の内壁と摺動するばね座部81を備えている。これにより、ニードル本体31は、ばね座部81を介してガイド部90により往復移動が案内される。
本発明の第5実施形態による燃料噴射装置の一部を図9に示す。第5実施形態は、鍔部33、特定部材80、ガイド部90の構成が第1実施形態と異なる。
(特定部材組み付け工程)
まず、ニードル本体31を特定部材80の固定部82の内側に挿通し、固定部82をニードル本体31に圧入または溶接し、特定部材80を組み付ける。このとき、ニードル本体31のシール部32とは反対側の端面と固定部82との距離が所定の大きさとなるよう、ニードル本体31に対する特定部材80の相対位置(圧入または溶接位置)を調整する。
(スプリング組み付け工程)
次に、ニードル本体31をシール部32とは反対側の端部からスプリング73の内側に挿通し、スプリング73を組み付ける。
(可動コア組み付け工程)
次に、ニードル本体31をシール部32とは反対側の端部から可動コア40の軸穴部42に挿通し、可動コア40を組み付ける。
次に、ニードル本体31をシール部32とは反対側の端部から鍔部33の内側に挿通し、鍔部33をニードル本体31に圧入または溶接する。このとき、鍔部33の弁座14とは反対側の端面とニードル本体31の弁座14とは反対側の端面とが略一致するようニードル本体31に対する鍔部33の相対位置(圧入または溶接位置)を調整する。
上記工程により、ニードル30、特定部材80、スプリング73、可動コア40および鍔部33が一体に組み付けられた組付体を得ることができる。
本発明の第6実施形態による燃料噴射装置の一部を図10に示す。第6実施形態は、隙間形成部材60を備えない点等で第1実施形態と異なる。
また、本実施形態では、鍔部33は、外壁がブッシュ52の内壁との間に径方向の隙間である径方向隙間CL4を形成している。そのため、鍔部33の外壁は、ブッシュ52の内壁と摺動しない。
本発明の他の実施形態では、固定部82の固定コア50側の端面とばね座部81の固定コア50側の端面との距離は、スプリング73の密着長さより小さくてもよい。この場合、閉弁時、シール部32が弁座14に当接した後、可動コア40が慣性で閉弁方向に移動すると、スプリング73の長さが密着長さになり、可動コア40は、閉弁方向の移動が規制される。このとき、可動コア40は固定部82に当接しない。
また、本発明の他の実施形態では、ばね座部81は、第2実施形態のように、軸方向の両端部のうち少なくとも一方の角部が面取りされ、かつ、第3実施形態のように、軸Ax1を含む仮想平面PL1による断面において、外壁の輪郭が、ガイド部90の内壁に向かって突出する曲線状となるよう形成されていてもよい。
このように、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形態で実施可能である。
Claims (10)
- 燃料が噴射される噴孔(13)、および、前記噴孔の周囲に環状に形成される弁座(14)を有するノズル部(10)と、
一端が前記ノズル部に接続され、前記噴孔に連通する燃料通路(100)を内側に有する筒状のハウジング(20)と、
棒状のニードル本体(31)、前記弁座に当接可能なよう前記ニードル本体の一端に形成されるシール部(32)、および、前記ニードル本体の他端または他端近傍の径方向外側に設けられる鍔部(33)を有し、前記燃料通路内を往復移動可能に設けられ、前記シール部が前記弁座から離間または前記弁座に当接すると前記噴孔を開閉するニードル(30)と、
前記ニードル本体に対し相対移動し前記弁座とは反対側の面が前記鍔部の前記弁座側の面(34)に当接可能に設けられる可動コア(40)と、
前記ハウジングの内側の前記可動コアに対し前記弁座とは反対側に設けられる固定コア(50)と、
前記ニードルに対し前記弁座とは反対側に設けられ、前記ニードルおよび前記可動コアを前記弁座側に付勢可能な弁座側付勢部材(71)と、
通電されると前記可動コアを前記固定コア側に吸引し前記鍔部に当接させ、前記ニードルを前記弁座とは反対側に移動させることが可能なコイル(72)と、
前記可動コアに対し前記弁座側において前記ニードル本体の径方向外側に設けられる環状のばね座部(81)と、
前記可動コアと前記ばね座部との間に設けられ、付勢力が前記弁座側付勢部材の付勢力より小さく、前記可動コアを前記固定コア側に付勢可能な固定コア側付勢部材(73)と、
前記ハウジングの内側の前記可動コアに対し前記弁座側に設けられ、内壁が前記ばね座部の外壁と摺動し前記ニードルの往復移動を案内可能なガイド部(90)と、
を備える燃料噴射装置(1)。 - 一方の端面が前記ニードルに当接可能なよう前記ニードルに対し前記弁座とは反対側に設けられる板部(61)、および、前記板部から前記弁座側へ延び前記板部とは反対側の端部が前記可動コアの前記固定コア側の面に当接可能に形成される延伸部(62)を有し、前記板部が前記ニードルに当接し前記延伸部が前記可動コアに当接しているとき、前記鍔部と前記可動コアとの間に軸方向の隙間である軸方向隙間(CL1)を形成可能な隙間形成部材(60)をさらに備える請求項1に記載の燃料噴射装置。
- 前記隙間形成部材は、前記鍔部の外壁の一部である鍔部外壁面(331)に対向する壁面である内側壁面(601)が前記鍔部外壁面と摺動可能であり、前記固定コアの内壁の一部である固定コア内壁面(501)に対向する壁面である外側壁面(602)が前記固定コア内壁面との間に径方向の隙間である径方向隙間(CL2)を形成することを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射装置。
- 前記可動コアと前記ばね座部との間において前記ニードル本体の径方向外側に固定され、前記ばね座部に接続する環状の固定部(82)をさらに備える請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
- 前記固定部は、前記可動コアの前記弁座側の面に当接し、前記可動コアの前記弁座側への移動を規制可能であることを特徴とする請求項4に記載の燃料噴射装置。
- 筒状に形成され、前記ばね座部と前記固定部とを接続し、前記ばね座部の内壁とともに前記ニードル本体の外壁との間に筒状の空間である筒状空間(S2)を形成する筒部(83)をさらに備える請求項4に記載の燃料噴射装置。
- 前記ばね座部は、軸方向の長さ(L1)が前記固定部の軸方向の長さ(L2)と同等になるよう形成されていることを特徴とする請求項4または5に記載の燃料噴射装置。
- 前記ばね座部は、軸方向の両端部のうち少なくとも一方の角部が面取りされていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
- 前記ばね座部は、軸を含む仮想平面による断面において、外壁の輪郭が、前記ガイド部の内壁に向かって突出する曲線状となるよう形成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
- 前記ガイド部は、前記ハウジングとは別体に形成されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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