JP2018087518A - Fuel injection valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コイルへの通電作用下に移動する弁体を有し、該弁体を開弁させることで内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve that has a valve body that moves under an energization action of a coil and injects fuel into an internal combustion engine by opening the valve body.
従来から、ソレノイド部の励磁作用下に弁開状態とし、供給された燃料を内燃機関へと噴射する燃料噴射弁が知られている。このような燃料噴射弁は、例えば、特許文献1に開示されるように、筒状のノズルホルダの先端に対して噴孔形状部材が拡散接合やプラズマ接合等によって固定され、その周面に形成された噴孔形成溝を通じて前記ノズルホルダに供給された燃料が開口部まで流れて外部へと噴射される。 2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel injection valve that opens a valve under the excitation action of a solenoid and injects supplied fuel into an internal combustion engine is known. In such a fuel injection valve, for example, as disclosed in Patent Document 1, an injection hole-shaped member is fixed to the tip of a cylindrical nozzle holder by diffusion bonding, plasma bonding, or the like, and formed on the peripheral surface thereof. The fuel supplied to the nozzle holder through the nozzle hole forming groove flows to the opening and is injected to the outside.
また、特許文献2に開示された燃料噴射弁では、筒状のバルブボディの先端に円環状のバルブシートが装着され、その中央には円錐状のスプレーチップが装着される。このスプレーチップの周面に沿って溝が形成され、バルブボディ内の燃料が溝を通じて先端から外部へと噴射される。 Further, in the fuel injection valve disclosed in Patent Document 2, an annular valve seat is attached to the tip of a cylindrical valve body, and a conical spray tip is attached to the center thereof. A groove is formed along the peripheral surface of the spray tip, and fuel in the valve body is injected from the tip to the outside through the groove.
上述した特許文献1の燃料噴射弁では、ノズルホルダの内周接合面に対して噴孔形状部材の周面を接触させ加熱することで、その接合面を拡散接合によって固定したりプラズマ接合等によって固定している。しかしながら、この内周接合面は、弁体となるニードルが着座する弁座に近接しているため、前記ノズルホルダと前記噴孔形状部材とを固定する際に生じる熱によって前記弁座に歪みが生じてしまい、弁閉時において弁体と弁座との間に生じた隙間から燃料が漏出してしまうことが懸念される。 In the fuel injection valve of Patent Document 1 described above, the peripheral surface of the nozzle hole-shaped member is brought into contact with the inner peripheral joint surface of the nozzle holder and heated, so that the joint surface is fixed by diffusion bonding, plasma bonding, or the like. It is fixed. However, since the inner peripheral joint surface is close to the valve seat on which the needle serving as the valve body is seated, the valve seat is distorted by heat generated when the nozzle holder and the nozzle hole-shaped member are fixed. There is a concern that the fuel leaks from the gap formed between the valve body and the valve seat when the valve is closed.
一方、特許文献2の燃料噴射弁では、スプレーチップをバルブシートの円錐状内面部に挿入した状態で、前記スプレーチップの下面側からレーザ溶接によって前記バルブシートへと固定する構成としているが、その周面は複数の溝が所定間隔離間し、且つ、下面側まで延在しているため、前記スプレーチップの周方向に沿って全周溶接することが難しく、溝の形成されていない部位を選択的に溶接することとなるため、該全周溶接の場合と比較して溶接作業に要する時間が増加し、それに伴って製造時間が増加してしまうという問題がある。 On the other hand, the fuel injection valve of Patent Document 2 is configured to be fixed to the valve seat by laser welding from the lower surface side of the spray tip in a state where the spray tip is inserted into the conical inner surface portion of the valve seat. Since the peripheral surface has a plurality of grooves spaced apart by a predetermined distance and extends to the lower surface side, it is difficult to weld the entire circumference along the circumferential direction of the spray tip, and a portion where no groove is formed is selected. Therefore, there is a problem that the time required for the welding operation is increased as compared with the case of the entire circumference welding, and the manufacturing time is accordingly increased.
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、弁閉時における燃料の漏出を確実に防止しつつ製造時間の短縮を図ることが可能な燃料噴射弁を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of reducing the manufacturing time while reliably preventing fuel leakage when the valve is closed. To do.
前記の目的を達成するために、本発明は、弁座及び弁座の中心を貫通する弁孔を有した弁座部材と、弁座に対して着座・離間することで弁孔を開閉する弁体と、弁座部材の端部に装着され燃料を噴射する噴孔を有したプレート部材とを有する燃料噴射弁において、
プレート部材は円錐状に形成され、その頂部に形成され弁孔と連通する連通部と、
連通部から円錐面に沿って延在し噴孔に接続される流路と、
を備え、
プレート部材において流路及び噴孔よりも外周側である外縁部近傍が弁座部材に対して全周溶接で固定されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a valve seat member having a valve seat and a valve hole penetrating through the center of the valve seat, and a valve that opens and closes the valve hole by being seated and separated from the valve seat. In a fuel injection valve having a body and a plate member having an injection hole that is attached to an end of a valve seat member and injects fuel,
The plate member is formed in a conical shape, and is formed at the top of the plate member and communicates with the valve hole,
A flow path extending along the conical surface from the communicating portion and connected to the nozzle hole;
With
In the plate member, the vicinity of the outer edge portion, which is on the outer peripheral side of the flow path and the nozzle hole, is fixed to the valve seat member by all-around welding.
本発明によれば、燃料噴射弁には、円錐状に形成され、その頂部に形成され弁孔と連通する連通部と、連通部から円錐面に沿って延在し噴孔に接続される流路とを有したプレート部材が設けられ、このプレート部材において流路及び噴孔よりも外周側である外縁部近傍が、弁座部材に対して全周溶接されることで固定される。 According to the present invention, the fuel injection valve has a conical shape, a communication portion formed at the top thereof and communicating with the valve hole, and a flow extending from the communication portion along the conical surface and connected to the injection hole. A plate member having a passage is provided, and the vicinity of the outer edge portion on the outer peripheral side of the flow path and the nozzle hole in the plate member is fixed by being welded to the valve seat member all around.
従って、プレート部材を弁座部材に対して全周溶接することで、部分的に溶接している従来の燃料噴射弁と比較して製造時間の短縮化を図ることができる。また、弁座部材におけるプレート部材の溶接箇所(外縁部)と弁体の着座する弁座とが離間しているため、溶接による熱影響が弁座へと及ぶことがなく、弁座の歪み等が生じることが回避される。その結果、弁閉時において弁体を弁座へと確実に着座させ燃料の漏出を防止することができる。 Accordingly, by welding the plate member to the valve seat member all around, the manufacturing time can be shortened as compared with the conventional fuel injection valve that is partially welded. Further, since the welded portion (outer edge portion) of the plate member in the valve seat member and the valve seat on which the valve body is seated are separated from each other, the thermal effect due to welding does not reach the valve seat, so Is avoided. As a result, when the valve is closed, the valve body can be reliably seated on the valve seat and fuel leakage can be prevented.
さらに、プレート部材を、弁座部材の先端に形成され円錐状に窪んだ凹部に挿入するとよい。これにより、プレート部材を凹部に対して挿入するだけで容易且つ確実にプレート部材を弁座部材に対して同軸状に位置決めすることができる。 Furthermore, the plate member may be inserted into a conical recess formed at the tip of the valve seat member. Thus, the plate member can be easily and reliably positioned coaxially with respect to the valve seat member simply by inserting the plate member into the recess.
本発明によれば、以下の効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
すなわち、円錐状に形成され、その頂部に形成され弁孔と連通する連通部と、連通部から円錐面に沿って延在し噴孔に接続される流路とを有したプレート部材を備え、このプレート部材において流路及び噴孔よりも外周側である外縁部近傍が、弁座及び弁孔を有した弁座部材に対して全周溶接されることで固定される。これにより、プレート部材を部分的に溶接している従来の燃料噴射弁と比較して一度に全周溶接することで製造時間の短縮化を図ることができると共に、プレート部材の溶接される外縁部と弁体の着座する弁座とが離間しているため、溶接による熱影響が弁座へと及ぶことがなく、該弁座の歪みを回避できるため、弁閉時において弁体を弁座へと確実に着座させ燃料の漏出を防止することができる。 That is, a plate member having a conical shape, a communication portion formed at the top thereof and communicating with the valve hole, and a flow path extending from the communication portion along the conical surface and connected to the injection hole, In this plate member, the vicinity of the outer edge portion, which is on the outer peripheral side of the flow path and the nozzle hole, is fixed by being welded all around the valve seat member having the valve seat and the valve hole. As a result, it is possible to shorten the manufacturing time by welding all around at once as compared with the conventional fuel injection valve in which the plate member is partially welded, and the outer edge portion to which the plate member is welded Since the valve seat on which the valve body is seated is separated from the valve seat, heat effects from welding do not reach the valve seat, and distortion of the valve seat can be avoided. It is possible to reliably seat and prevent fuel leakage.
本発明に係る燃料噴射弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図1において、参照符号10は、本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁を示す。
Preferred embodiments of the fuel injection valve according to the present invention will be described below and described in detail with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1,
この燃料噴射弁10は、図1に示されるように、軸方向に沿って円筒状に形成されたボディ12と、該ボディ12の先端に設けられるバルブハウジング14と、前記バルブハウジング14の先端に設けられる弁座部材16と、前記弁座部材16の弁座18に着座する弁体20と、前記ボディ12及び前記バルブハウジング14の外周側を覆う樹脂モールド部22とを含む。
As shown in FIG. 1, the
なお、以下、燃料噴射弁10におけるボディ12側を基端側(矢印A方向)とし、弁座部材16側を先端側(矢印B方向)として説明する。
In the following description, the
ボディ12は、例えば、磁性材料から形成され、その基端側(矢印A方向)には燃料の供給される供給ポート24が開口し、該供給ポート24には燃料中に含まれる不純物等を除去するためのフィルタ部材26が装着される。このフィルタ部材26は、その基端が前記ボディ12の基端に対して係合され、網目状のフィルタ28の装着された円筒部位が供給ポート24の内部に挿入されている。
The
また、ボディ12の先端側(矢印B方向)には固定コア部30が形成され、その内部には軸方向(矢印A、B方向)に沿った貫通孔32が形成される。この貫通孔32は、供給ポート24と連通し先端まで貫通すると共に、その内部には円筒状のリテーナ34が設けられる。また、貫通孔32の内部にはリテーナ34の先端に当接するようにスプリング36が収納される。
A fixed
バルブハウジング14は、例えば、磁性材料から円筒状に形成され、その内部に可動コア38が軸方向(矢印A、B方向)に沿って移動自在に設けられると共に、基端側(矢印A方向)には同じく円筒状に形成されたスペーサ40が溶接等によって同軸となるように連結される。
The
このスペーサ40は、例えば、非磁性材料から形成され、ボディ12における固定コア部30の外周面に形成された段付部42に挿入されることでバルブハウジング14と共に連結される。なお、バルブハウジング14及びスペーサ40の外周径はボディ12の外周径と同一となるように形成されている。
The
一方、バルブハウジング14の先端には、その内部に弁座部材16の基端側が挿入され固定される。
On the other hand, the proximal end side of the
可動コア38は、例えば、磁性材料から形成され、基端側(矢印A方向)に形成されバルブハウジング14に摺接する大径部44と、該大径部44の先端側に形成された小径部46とを有し、その内部には前記大径部44の基端側に開口した連通孔48が形成される。
The
この連通孔48は、可動コア38の基端から先端側(矢印B方向)に向かって延在し、小径部46において径方向外側に向かって延在して外周面に開口している。そして、連通孔48の基端には、ボディ12の貫通孔32に収納されたスプリング36の一端部が係合されることで、該スプリング36の弾発力が可動コア38に対して付勢されボディ12から離間する方向(矢印B方向)へと押圧する。
The
また、小径部46の先端は、大径部44側(矢印A方向)に向かって略円錐状に窪み、後述する弁体20が溶接等によって連結される。
The tip of the
そして、可動コア38は、スプリング36の弾発力が先端側(矢印B方向)に向かって付勢された状態で、その基端が固定コア部30の先端との間に所定間隔を有した状態で配置される。
The
弁座部材16は、図1及び図2に示されるように、燃料噴射弁10において最も先端側(矢印B方向)に設けられ、その先端中央には弁孔50が形成されると共に、該弁孔50よりさらに先端側には基端側(矢印A方向)に向かって窪んだ凹部52が形成される。この凹部52は、弁孔50側に向かって徐々に縮径する略円錐状に形成されテーパ面54を有し、その内部には後述するインジェクタプレート(プレート部材)56が収納され全周溶接W(図4B参照、例えば、レーザ溶接)によって固定される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
インジェクタプレート56は、図1〜図3に示されるように、略円錐状に形成され、その頂部には円形で平坦状の連通部58が形成されると共に、該連通部58から円錐面60に沿って径方向外側へと放射状に複数の流路62が形成される。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
この流路62は、図3に示されるように、連通部58と接続される一端部が該連通孔48の直径と略同一幅で形成され、該円錐面60の外縁部側となる他端部に向かって徐々に幅寸法が小さくなるように形成される。
As shown in FIG. 3, the
また、流路62の他端部には、インジェクタプレート56の軸方向(矢印A、B方向)に沿って前記流路62の他端部から端面56aまで貫通している噴孔64が形成されている。
The other end of the
そして、インジェクタプレート56は凹部52へと挿入された際、その連通部58が弁孔50に臨み、円錐面60が凹部52のテーパ面54に当接することで複数の流路62が覆われると共に、端面56aが弁座部材16の先端と略同一平面となるように装着される。
When the
一方、弁座部材16の内部には、図1及び図2に示されるように、弁孔50に連なるように先端側(矢印B方向)に向かって縮径する円錐状の弁座18が形成されると共に、前記弁座18から基端側(矢印A方向)に向かってガイド孔66が形成される。このガイド孔66は、図1に示されるように、略同一直径で基端側に開口し、前記ガイド孔66及び弁座18の内部には、後述する弁体20が軸方向(矢印A、B方向)に沿って移動自在に収納される。
On the other hand, inside the
また、ガイド孔66の基端側には、該ガイド孔66に対して徐々に拡径した後、略同一直径で延在する燃料集合室68が形成される。この燃料集合室68には、可動コア38の小径部46が収容され、バルブハウジング14の内部と連通すると共に可動コア38の連通孔48とも連通している。
In addition, a
弁体20は、例えば、金属製材料からなる球体であり、可動コア38における小径部46の先端に対して連結されると共に、その外周面にはガイド孔66において燃料を流通可能とする複数の平坦部70が形成される。この平坦部70は、弁体20の周方向に沿って互いに等間隔離間するように設けられ、弁体20が可動コア38の軸方向に沿った移動に伴って一体的に移動し開弁した際、ガイド孔66と平坦部70との間に燃料が流れる。
The
樹脂モールド部22は、例えば、樹脂製材料から形成され、ボディ12及びバルブハウジング14の外周側を覆う本体部72と、該本体部72の側方から突出し接続端子74の収納されるカプラ部76とからなり、前記本体部72の内部にはコイルハウジング78が設けられると共に、該コイルハウジング78のさらに内側にはコイル組立体80が設けられる。
The
このコイル組立体80は、通電作用下に励磁するソレノイド部として機能し、固定コア部30及びスペーサ40の外周面に当接するボビン82と、該ボビン82の外周側に巻回されるコイル84とからなり、その外周側がコイルハウジング78によって囲繞され、該コイルハウジング78の先端がバルブハウジング14の外周面に対して固定される。
The
また、本体部72の基端には、ボディ12の外周側となるように環状のОリング86が設けられ、前記ボディ12の基端に図示しない燃料供給配管が接続される際、前記Оリング86が前記燃料供給配管の内周面に当接することで燃料の漏出が防止される。
An annular O-
カプラ部76は、例えば、断面長方形状に形成され本体部72の軸方向(矢印A、B方向)に対して所定角度だけ傾斜するように斜め上方に向かって突出し、その開口した端部には接続端子74の一端部が露出するように設けられる。この接続端子74は、他端部側がカプラ部76の内部へと延在してコイル84と電気的に接続されている。
The
そして、カプラ部76には、図示しないコネクタが接続されることで図示しないコントローラからの制御信号が接続端子74へと入力されコイル84が通電される。
The
本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に弁座部材16に対してインジェクタプレート56を装着する場合について図4A及び図4Bを参照しながら説明する。
The
先ず、図4Aに示されるように、インジェクタプレート56と弁座部材16とを同軸状にして凹部52内へと挿入することで、図4Bに示されるように、円錐面60がテーパ面54へと当接し連通部58が弁孔50に臨み、且つ、端面56aが弁座部材16の先端と略同一面となった状態で収納される。
First, as shown in FIG. 4A, the
次に、図4Bに示されるように、インジェクタプレート56における端面56aの外縁部に対してレーザ溶接によって全周溶接Wを行うことで、前記外縁部と弁座部材16の先端とが溶接され固定される。これにより、インジェクタプレート56が凹部52に収納された状態で弁座部材16に対して強固に固定される。
Next, as shown in FIG. 4B, the outer edge of the
この際、図示しないレーザ溶接機に対してインジェクタプレート56の収納された弁座部材16を回転させることで容易且つ効率的に全周溶接Wがなされる。
At this time, the entire circumference welding W is performed easily and efficiently by rotating the
また、レーザ溶接時に生じる熱は、弁座部材16の先端における外縁部近傍に生じ、弁体20の着座する弁座18とは径方向にも軸方向にも離れているため影響が生じることが回避される。そのため、溶接による熱影響によって弁座18に歪み等が生じることがない。
In addition, heat generated during laser welding is generated near the outer edge portion at the tip of the
次に、上述したようにインジェクタプレート56が弁座部材16へと固定された燃料噴射弁10の動作について図1及び図2を参照しながら説明する。
Next, the operation of the
先ず、図示しないコントローラからの制御信号がカプラ部76の接続端子74へと入力されることで、コイル84が通電して励磁して磁束が生じる。この磁束は、固定コア部30、コイルハウジング78、バルブハウジング14及び可動コア38を回るように流れ、発生する磁力によって可動コア38が弁体20と共に固定コア部30側(矢印A方向)へと吸引され、それに伴って、弁座18が開放される。
First, when a control signal from a controller (not shown) is input to the
そして、このように弁座18が開放されることで、ボディ12の供給ポート24から貫通孔32を通じて可動コア38の連通孔48へと流れ、弁座部材16の燃料集合室68まで到達していた燃料が、弁体20の平坦部70とガイド孔66との間から弁座18を通過して弁孔50へと流れる。この燃料は、弁孔50からインジェクタプレート56の連通部58へ流れた後に、複数の流路62を通じて放射状に流れて噴孔64へと供給され、該噴孔64を通じて先端側(矢印B方向)へと噴射される。
Then, by opening the
一方、コイル84への通電を停止することで可動コア38に対する固定コア部30側(矢印A方向)への吸引力が滅勢され、スプリング36の弾発力によって前記可動コア38が固定コア部30から離間する方向(矢印B方向)に押圧され弁体20が弁座18へと着座することで燃料の弁孔50への流通が遮断され噴射が停止する。
On the other hand, by stopping energization of the
以上のように、本実施の形態では、燃料噴射弁10を構成する弁座部材16において、先端の凹部52に略円錐状のインジェクタプレート56を設け、その頂部に弁孔50と連通する連通部58を形成すると共に、前記連通部58から円錐面60に沿って放射状に延在する複数の流路62を形成し、その端部にインジェクタプレート56の端面56aまで貫通する複数の噴孔64を設けている。これにより、インジェクタプレート56を凹部52へと挿入し、その外縁部近傍を全周溶接して固定する際、弁体20の着座する弁座部材16の弁座18が溶接箇所と径方向及び軸方向に離間しているため、溶接による熱影響が弁座18へと及ぶことがなく、該弁座18の歪み等が生じることが回避される。そのため、弁閉時に弁体20を弁座18へと確実に着座させることができ燃料の漏出を確実に防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、インジェクタプレート56を弁座部材16に対して全周溶接できるため、部分的に溶接している従来の燃料噴射弁と比較し、製造時間の短縮を図ることができると共に接合強度を高めることが可能となる。
Further, since the
さらに、インジェクタプレート56を略円錐状に形成し、該インジェクタプレート56の挿入される弁座部材16の凹部52も略円錐状に窪ませることで、前記インジェクタプレート56を前記凹部52へと挿入するだけで容易且つ確実に前記インジェクタプレート56を同軸状に位置決めすることができる。
Further, the
なお、本発明に係る燃料噴射弁は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 In addition, the fuel injection valve according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10…燃料噴射弁 12…ボディ
14…バルブハウジング 16…弁座部材
18…弁座 20…弁体
52…凹部 56…インジェクタプレート
58…連通部 62…流路
64…噴孔
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記プレート部材は円錐状に形成され、その頂部に形成され前記弁孔と連通する連通部と、
前記連通部から円錐面に沿って延在し前記噴孔に接続される流路と、
を備え、
前記プレート部材において前記流路及び前記噴孔よりも外周側である外縁部近傍が前記弁座部材に対して全周溶接で固定されることを特徴とする燃料噴射弁。 A valve seat member having a valve seat and a valve hole penetrating the center of the valve seat, a valve body that opens and closes the valve hole by being seated and separated from the valve seat, and an end portion of the valve seat member And a fuel injection valve having a plate member having an injection hole for injecting fuel.
The plate member is formed in a conical shape, and is formed at the top of the plate member and communicates with the valve hole;
A flow path extending along a conical surface from the communication portion and connected to the nozzle hole;
With
The fuel injection valve according to claim 1, wherein the plate member has an outer edge near the flow path and the nozzle hole that is fixed to the valve seat member by welding all around.
前記プレート部材は、前記弁座部材の先端に形成され円錐状に窪んだ凹部に挿入されることを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1, wherein
The fuel injection valve according to claim 1, wherein the plate member is inserted into a conical recess formed at a tip of the valve seat member.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019208672A1 (en) | 2018-04-27 | 2019-10-31 | キヤノン株式会社 | Particles, method for producing particles, affinity particles, reagent and kit including same, and method for detecting target substance |
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WO2019208672A1 (en) | 2018-04-27 | 2019-10-31 | キヤノン株式会社 | Particles, method for producing particles, affinity particles, reagent and kit including same, and method for detecting target substance |
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