JP2017198080A - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料に旋回力を与えて微粒化するものであっても、噴孔からの噴射流量を増加させることができるようにした、電磁式燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】噴孔プレート１５は、弁孔８と連通して該弁孔８から燃料を導入する連通路１７と、該連通路１７と接続して燃料に旋回力を付与する旋回室１８とを有し、連通路１７は、旋回室１８に該旋回室１８の接線方向から接続しており、旋回室１８は、下流側に向けて漸次縮径するテーパ状に形成されて、その上流側端部が弁座部材３の前端面で塞がれるようにして噴孔プレート１５の後端面に開口するとともに、その下流側端部が燃料を噴射する噴孔Ｈとして噴孔プレート１５の前端面に開口する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、弁座及び弁孔を有する弁座部材と、前記弁座と協働して前記弁孔を開閉する弁体とを備えた電磁式燃料噴射弁の改良、特に、弁座部材の前端面に単一の噴孔プレートが接合され、前記噴孔プレートが、前記弁孔と連通して該弁孔から燃料を導入する連通路と、前記連通路と接続して燃料に旋回力を付与する旋回室とを有するものの改良に関する。

弁ケーシングの前端面に単一のアタッチメントが接合され、該アタッチメントが、弁ケーシング前端面の中央開口と連通して該中央開口から燃料を導入する接線方向通路と、この接線方向通路と接続して燃料に旋回力を付与するスワール室とを有する電磁式燃料噴射弁が、下記特許文献１に開示されるように既に知られている。

特許第２６５９７８９号公報

上記特許文献１に記載された燃料噴射弁は、スワール室の底面中央から前方に延びる定量開口を有していて、接線方向通路がスワール室に接線方向で開口することで、燃料に旋回力を与えて定量開口から噴出する燃料を微粒化するように構成されているが、スワール室が筒状体であって、該筒状体の底面中央に定量開口が開口しているために、接線方向通路からスワール室に流入した燃料が該スワール室の筒状の周壁に向けて移動することで底面中央の定量開口から噴射し難く、そのため定量開口からの噴射流量を増加させることが困難である。しかも、燃料の旋回力を確保する必要から接線方向通路の通路幅を大きく取ることができないので、噴射流量を増加させることが益々困難となってしまう。

本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、燃料に旋回力を与えて微粒化するものであっても、噴孔からの噴射流量を増加させることができるようにした、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、弁座及び弁孔を有する弁座部材と、前記弁座と協働して前記弁孔を開閉する弁体とを備えた電磁式燃料噴射弁において、前記弁座部材の前端面に単一の噴孔プレートが接合され、前記噴孔プレートは、前記弁孔と連通して該弁孔から燃料を導入する連通路と、前記連通路と接続して燃料に旋回力を付与する旋回室とを有し、前記連通路は、前記旋回室に該旋回室の接線方向から接続しており、前記旋回室は、下流側に向けて漸次縮径するテーパ状に形成されて、その上流側端部が前記弁座部材の前端面で塞がれるようにして前記噴孔プレートの後端面に開口するとともに、その下流側端部が燃料を噴射する噴孔として前記噴孔プレートの前端面に開口することを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴に加えて、前記連通路は、平面状の底面と、この底面の両側に配置されて該底面に向かって狭まるテーパ状の側面部とを有し、前記側面部のテーパ角度と、前記旋回室の壁面のテーパ角度とが同一角度であることを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、噴孔プレートが、弁孔と連通して該弁孔から燃料を導入する連通路と、該連通路と接続して燃料に旋回力を付与する旋回室とを有し、連通路が、旋回室に該旋回室の接線方向から接続しており、旋回室が、下流側に向けて漸次縮径するテーパ状に形成されて、その上流側端部が前記弁座部材の前端面で塞がれるようにして前記噴孔プレートの後端面に開口するとともに、その下流側端部が燃料を噴射する噴孔として前記噴孔プレートの前端面に開口するので、連通路から旋回室の壁面に向けて流入する燃料を、旋回室のテーパ状の壁面で旋回させつつ下流側端部の噴孔に導くことで燃料を微粒化して噴孔から噴出させることができる。このとき旋回室の壁面が、噴孔プレートの後端面から前端面の噴孔まで漸次縮径する滑らかなテーパ状に形成されているので、燃料を滑らかに噴孔まで導くことができて流量の低下を抑えることができるとともに、大流量を導くべく連通路の通路幅を広げても、燃料を旋回室の上流側から噴孔までの長い螺旋状の流路に沿って移動させることで燃料に充分な旋回力を与えることができる。

本発明の第２の特徴によれば、前記連通路が、平面状の底面と、この底面の両側に配置されて該底面に向かって狭まるテーパ状の側面部とを有し、側面部のテーパ角度と、旋回室の壁面のテーパ角度とが同一角度であるので、連通路内の燃料をスムーズに旋回室内に移動させることができて、燃料の噴射応答性を高めることができる。

本発明の実施形態に係る電磁式燃料噴射弁の縦断側面図。 図１の２−２矢視図、及びそのＡ−Ａ断面拡大図。 図２の噴孔プレートの斜視図、及びその鎖線部拡大図。

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において、内燃機関用の電磁式燃料噴射弁（以下、単に燃料噴射弁という。）１の弁ハウジング２は、円筒状の弁座部材３と、この弁座部材３の後端部に嵌合して液密に溶接される磁性円筒体４と、この磁性円筒体４の後端に突き当てゝ液密に溶接される非磁性円筒体５と、この非磁性円筒体５の内周面に前端部を嵌合して液密に溶接される円筒状の固定コア６と、この固定コア６の後端に同一素材をもって一体に連設される燃料入口筒７とを有する。

弁座部材３には、円筒状の弁孔８と、この弁孔８の内端に連なる弁座９と、この弁座９に連なる弁案内孔１０と、この弁案内孔１０の後端に接続される、弁案内孔１０より大径で円筒状の大径孔１１とが設けられる。

非磁性円筒体５の前端部には、固定コア６と嵌合しない部分が残され、その部分から弁座部材３に至る弁ハウジング２内に弁組立体Ｖが収容される。この弁組立体Ｖは、固定コア６の前端の吸引面６ａに対置される可動コア１２と、この可動コア１２の前端に一体に突設される弁杆１３と、この弁杆１３に溶接され、前記弁座９と協働して弁孔８を開閉するよう、弁案内孔１０により摺動自在に支承される、鋼球よりなる弁体１４とで構成され、弁体１４には燃料の流通を可能にする複数の面取り部１４ａが設けられる。

図２，図３を更に参照して、弁座部材３の前端面には、鋼板製の噴孔プレート１５が液密に全周溶接される。この噴孔プレート１５は、全体として略円板状の板体であり、弁孔８と対向する中央分配室１６と、この中央分配室１６から放射状に延びる複数（実施形態では６本）の連通路１７と、これらの連通路１７と接続して燃料に旋回力を付与する複数（実施形態では６個）の旋回室１８とを備えている。

各旋回室１８は、下流側に向けて漸次縮径するテーパ状に形成されて、その上流側端部が弁座部材３の前端面で塞がれるようにして噴孔プレート１５の後端面に開口するとともに、その下流側端部が燃料を噴射する噴孔Ｈとして噴孔プレート１５の前端面に開口する。また各連通路１７は、平面状の底面部１７ａと、この底面部１７ａの両側に配置されて該底面部１７ａに向かって狭まるテーパ状の側面部１７ｂとを有していて、その上面は弁座部材３の前端面によって閉じられている。各連通路１７は各旋回室１８のテーパ状の壁面１８ａに接線方向から接続しており、各連通路１７から各旋回室１８に流入した燃料が、各旋回室１８のテーパ状の壁面１８ａに沿って螺旋状に移動して燃料に充分な旋回力が与えられ、噴孔Ｈから噴出する燃料の微粒化が促進される。

また各連通路１７は、その側面部１７ｂのテーパ角度が旋回室１８の壁面１８ａのテーパ角度と同一角度とされていて、これにより連通路１７内の燃料を旋回室１８内にスムーズに移動することができて、燃料の噴射応答性が高められる。

再び図１を参照して、固定コア６には、燃料入口筒７の中空部に連なる第１縦孔１９が設けられる。また弁組立体Ｖには、可動コア１２の後端面から始まり弁杆１３の中間部で終わる第２縦孔２０と、この第２縦孔２０を弁座部材３の大径孔１１に開放する横孔２１とが設けられる。

第２縦孔２０の途中には、固定コア６側を向いた環状のばね座２２が形成される。固定コア６の第１縦孔１９にはすり割り付きパイプ状のリテーナ２３が圧入され、このリテーナ２３と前記ばね座２２との間に可動コア１２を弁体１４の閉弁側に付勢する弁ばね２４が縮設される。その際、リテーナ２３の第１縦孔１９への嵌合深さにより弁ばね２４のセット荷重が調整される。

弁ハウジング２の外周には、固定コア６及び可動コア１２に対応してコイル組立体２５が嵌装される。このコイル組立体２５は、非磁性円筒体５の後端部から固定コア６にかけてそれらの外周面に嵌合するボビン２６と、これに巻装されるコイル２７とからなっており、そのボビン２６の後端部には、その一側方に突出するカプラ端子２８の基端部が保持され、このカプラ端子２８にコイル２７の端末が接続される。

上記コイル組立体２５を収容保持する磁性体のコイルハウジング２９が弁ハウジング２に取り付けられる。而して、コイルハウジング２９、磁性円筒体４、可動コア１２及び固定コア６により、コイル２７の通電時、固定コア６を励磁するための磁路３０が形成される。

磁性円筒体４の後半部から固定コア６の後端部に亙りそれらの外周面には、コイル組立体２５、コイルハウジング２９を埋封する合成樹脂製の被覆層３１がモールド成形される。その際、前記カプラ端子２８を収容、保持してコイル組立体２５の一側方に突出するカプラ３２が被覆層３１と一体成形される。

また燃料入口筒７の後端部の外周には、Ｏリング等のシール部材３３を装着する環状のシール溝３４が形成され、このシール溝３４の後端壁は、燃料入口筒７の入口に圧入される燃料フィルタ３５の取り付けフランジ３５ａで構成される。その燃料入口筒７の後端部外周には、図示しない燃料供給管が嵌装され、その内周面に前記シール部材３３が密接するようになっている。

次に、本発明の実施形態の作用について説明する。

コイル２７を消磁した状態では、弁ばね２４の付勢力で弁組立体Ｖは前方に押圧され、弁体１４を弁座９に着座させている。従って、図示しない燃料ポンプから図示しない燃料供給管を介して燃料入口筒７に圧送される高圧燃料は、燃料フィルタ３５で濾過された後、燃料入口筒７の中空部、固定コア６の第１縦孔１９、弁組立体Ｖの第２縦孔２０及び横孔２１、並びに弁座部材３の大径孔１１を経て、弁案内孔１０及び面取り部１４ａ間の空間内に待機させられる。

コイル２７を通電により励磁すると、それにより生ずる磁束が前記磁路３０、即ちコイルハウジング２９、磁性円筒体４、可動コア１２及び固定コア６を順次走り、両コア６、１２間に発生する磁力による吸引力により可動コア１２が弁ばね２４のセット荷重に抗して固定コア６に吸引され、弁体１４が弁座９から離座するので、弁孔８が開放され、弁案内孔１０及び面取り部１４ａ間の空間を満たしていた高圧燃料が、弁座９を経て弁孔８から噴孔プレート１５の中央分配室１６に流入し、中央分配室１６から放射状に延びる６本の連通路１７を介してそれぞれの旋回室１８に流入する。

而して、各旋回室１８は下流側に向けて漸次縮径するテーパ状に形成されていて、その上流側端部が弁座部材３の前端面で塞がれるようにして噴孔プレート１５の後端面に開口するとともに、その下流側端部が燃料を噴射する噴孔Ｈとして噴孔プレート１５の前端面に開口しており、また各連通路１７は、各旋回室１８のテーパ状の壁面１８ａに接線方向から接続しているので、各連通路１７から各旋回室１８に流入した燃料は、各旋回室１８のテーパ状の壁面１８ａに沿って螺旋状に移動することになって、燃料に充分な旋回力が与えられ、これにより噴孔Ｈから噴出する燃料の微粒化が促進される。

このとき各旋回室１８の壁面１８ａが、噴孔プレート１５の後端面から前端面の噴孔Ｈまで漸次縮径する滑らかなテーパ状に形成されているので、燃料を滑らかに噴孔Ｈまで導くことができて流量の低下を抑えることができるとともに、大流量を導くべく連通路１７の通路幅を広げても、燃料を旋回室１８の上流側から噴孔Ｈまでの長い螺旋状の流路に沿って移動させることで燃料に充分な旋回力を与えることができる。

しかも連通路１７が、平面状の底面部１７ａと、この底面部１７ａの両側に配置されて該底面部１７ａに向かって狭まるテーパ状の側面部１７ｂとを有し、側面部１７ｂのテーパ角度と、旋回室１８の壁面１８ａのテーパ角度とが同一角度であるので、連通路１７内の燃料をスムーズに旋回室１８内に移動させることができて、燃料の噴射応答性を高めることができる。

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。例えば、上記実施形態では、噴孔プレート１５が弁孔８と対向する中央分配室１６を有しているが、連通路１７が直接弁孔８と対向していてもよい。また、これらの連通路１７及び旋回室１８の数は特に６個に限定されるものでなく、また更に、弁座部材３の前端面に連通路１７及び旋回室１８の一部を構成する凹部を形成してもよい。

３・・・・・・弁座部材
８・・・・・・弁孔
９・・・・・・弁座
１４・・・・・弁体
１５・・・・・噴孔プレート
１７・・・・・連通路
１７ａ・・・・底面部
１７ｂ・・・・側面部
１８・・・・・旋回室
１８ａ・・・・壁面
Ｈ・・・・・・噴孔

Claims (2)

1. 弁座（９）及び弁孔（８）を有する弁座部材（３）と、前記弁座（９）と協働して前記弁孔（８）を開閉する弁体（１４）とを備えた電磁式燃料噴射弁において、
   前記弁座部材（３）の前端面に単一の噴孔プレート（１５）が接合され、
   前記噴孔プレート（１５）は、前記弁孔（８）と連通して該弁孔（８）から燃料を導入する連通路（１７）と、前記連通路（１７）と接続して燃料に旋回力を付与する旋回室（１８）とを有し、
   前記連通路（１７）は、前記旋回室（１８）に該旋回室（１８）の接線方向から接続しており、
   前記旋回室（１８）は、下流側に向けて漸次縮径するテーパ状に形成されて、その上流側端部が前記弁座部材（３）の前端面で塞がれるようにして前記噴孔プレート（１５）の後端面に開口するとともに、その下流側端部が燃料を噴射する噴孔（Ｈ）として前記噴孔プレート（１５）の前端面に開口することを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
2. 前記連通路（１７）は、平面状の底面部（１７ａ）と、この底面部（１７ａ）の両側に配置されて該底面部（１７ａ）に向かって狭まるテーパ状の側面部（１７ｂ）とを有し、前記側面部（１７ｂ）のテーパ角度と、前記旋回室（１８）の壁面（１８ａ）のテーパ角度とが同一角度であることを特徴とする請求項１記載の電磁式燃料噴射弁。