JP2023025305A - 燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、燃料噴射装置の基本特性に影響を抑制して、かつコイル部の防水性能を向上することが可能な燃料噴射装置を提供することにある。【解決手段】固定コア40は、小径部40bに対して上側に位置すると共に小径部40bよりも外径の大きい大径部40aを有する。ハウジング70は、大径部40aの外周面40aaと対向する内周面70aの、軸線方向Daにおいて外周面40aaとオーバーラップする位置に、径方向外側に向かって窪むように形成された凹み部250-1を有する。凹み部250-1の最下端250bは、軸線方向Daにおける大径部40aの中心40AXに対して上側に位置し、凹み部250-1の最上端250cは、軸線方向Daにおける大径部40aaの上端(上端面)40abに対して下側に位置する。【選択図】図2
Description
本発明は、燃料噴射装置に関する。
本技術分野の背景技術として、特開2017-82693号公報(特許文献1)に記載された燃料噴射装置が知られている。特許文献1の燃料噴射装置は、固定コアと、可動コアと、通電されることにより固定コアと可動コアとの間に磁気吸引力を発生させるコイルと、コイルの外周側に位置してコイルを収容するハウジングと、ハウジングの内周側に充填されコイルを被覆する樹脂と、を備えた燃料噴射装置において、ハウジングに中心軸線方向と交差する方向の平面部を設け、平面部の表面を粗化している。(要約参照)。
さらに特許文献1の燃料噴射弁では、ハウジングの上端部よりも下方において、内周面の全周に矩形形状部を設けることによって、矩形形状部の上面と下面とで、二つの平面部を設けている(段落0057及び図4参照)。この場合、複数の矩形形状部を設けることによって、さらに多くの平面部を設けることができる(段落0057及び図4参照)。
特許文献1の構成によれば、平面部の面積を多く確保することができるため、樹脂成形後の収縮に対しても、平面部の表面に形成した凹凸からの樹脂抜けをより確実に防ぐことができる(段落0060参照)。さらに、ハウジングと樹脂との界面から入り込んでくる水浸入に対して、コイルまでの経路長を確保することができ、より信頼性の高い防水構造を得ることができる。(段落0061参照)
内燃機関に用いられる燃料噴射装置(燃料噴射弁と呼ぶ場合もある)では、被水や温度サイクルなど厳しい環境下にさらされている。特に被水については、燃料噴射装置が水没するようなさらに厳しい条件では、コイル部に水が浸入し、ハウジング内周面とコイルとの間に電気導通路が形成され、コイルの絶縁抵抗が低下する不具合が発生してしまう恐れがある。このため、コイル部の防水性能の向上が望まれている。
特許文献1では、ハウジングの内周面に複数の矩形形状部を設けてハウジングと樹脂との界面からの水浸入に対して、ハウジングの上端部からコイルまでの経路長を長くすることができ、信頼性の高い防水構造を得ている。しかし特許文献1の燃料噴射弁では、固定コアの大径部(フランジ部)の下端部近傍まで矩形形状部が設けられている。この場合、矩形形状部は磁気特性に影響がある範囲まで矩形形状部を設けているため、燃料噴射装置の基本特性に影響が出る恐れがある。
本発明の目的は、燃料噴射装置の基本特性に影響を抑制して、かつコイル部の防水性能を向上することが可能な燃料噴射装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射装置は、
可動コアと、前記可動コアの側に位置する小径部を有する固定コアと、通電されることにより前記固定コアと前記可動コアとの間に磁気吸引力を発生させるコイルと、前記コイルの径方向外側に位置して前記コイルを収容するハウジングと、前記ハウジングの径方向内側に充填され前記コイルを被覆する樹脂部材と、を備えた燃料噴射装置であって、
当該燃料噴射装置の軸線方向における上下方向を、前記固定コア及び前記可動コアの配置において前記固定コアが配置される側を上側とし、前記可動コアが配置される側を下側とした場合に、
前記固定コアは、前記小径部に対して上側に位置すると共に前記小径部よりも外径の大きい大径部を有し、
前記ハウジングは、前記大径部の外周面と対向する内周面の、軸線方向において前記外周面とオーバーラップする位置に、径方向外側に向かって窪むように形成された凹み部を有し、
前記凹み部の最下端は、軸線方向における前記大径部の中心に対して上側に位置し、
前記凹み部の最上端は、軸線方向における前記大径部の上端に対して下側に位置する。
可動コアと、前記可動コアの側に位置する小径部を有する固定コアと、通電されることにより前記固定コアと前記可動コアとの間に磁気吸引力を発生させるコイルと、前記コイルの径方向外側に位置して前記コイルを収容するハウジングと、前記ハウジングの径方向内側に充填され前記コイルを被覆する樹脂部材と、を備えた燃料噴射装置であって、
当該燃料噴射装置の軸線方向における上下方向を、前記固定コア及び前記可動コアの配置において前記固定コアが配置される側を上側とし、前記可動コアが配置される側を下側とした場合に、
前記固定コアは、前記小径部に対して上側に位置すると共に前記小径部よりも外径の大きい大径部を有し、
前記ハウジングは、前記大径部の外周面と対向する内周面の、軸線方向において前記外周面とオーバーラップする位置に、径方向外側に向かって窪むように形成された凹み部を有し、
前記凹み部の最下端は、軸線方向における前記大径部の中心に対して上側に位置し、
前記凹み部の最上端は、軸線方向における前記大径部の上端に対して下側に位置する。
また上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射装置は、
可動コアと、前記可動コアの側に位置する小径部を有する固定コアと、通電されることにより前記固定コアと前記可動コアとの間に磁気吸引力を発生させるコイルと、前記コイルの径方向外側に位置して前記コイルを収容するハウジングと、前記ハウジングの径方向内側に充填され前記コイルを被覆する樹脂部材と、を備えた燃料噴射装置であって、
当該燃料噴射装置の軸線方向における上下方向を、前記固定コア及び前記可動コアの配置において前記固定コアが配置される側を上側とし、前記可動コアが配置される側を下側とした場合に、
前記固定コアは、前記小径部に対して上側に位置すると共に前記小径部よりも外径の大きい大径部を有し、
前記ハウジングは、内周面に、径方向外側に向かって窪むように形成された複数の凹み部を有し、
前記複数の凹み部のうち最下部に形成される凹み部は、最下端が軸線方向における前記大径部の中心に対して上側に位置し、最上端が軸線方向における前記大径部の上端に対して下側に位置する。
可動コアと、前記可動コアの側に位置する小径部を有する固定コアと、通電されることにより前記固定コアと前記可動コアとの間に磁気吸引力を発生させるコイルと、前記コイルの径方向外側に位置して前記コイルを収容するハウジングと、前記ハウジングの径方向内側に充填され前記コイルを被覆する樹脂部材と、を備えた燃料噴射装置であって、
当該燃料噴射装置の軸線方向における上下方向を、前記固定コア及び前記可動コアの配置において前記固定コアが配置される側を上側とし、前記可動コアが配置される側を下側とした場合に、
前記固定コアは、前記小径部に対して上側に位置すると共に前記小径部よりも外径の大きい大径部を有し、
前記ハウジングは、内周面に、径方向外側に向かって窪むように形成された複数の凹み部を有し、
前記複数の凹み部のうち最下部に形成される凹み部は、最下端が軸線方向における前記大径部の中心に対して上側に位置し、最上端が軸線方向における前記大径部の上端に対して下側に位置する。
本発明によれば、燃料噴射装置の基本特性に影響を抑制して、かつコイル部の防水性能を向上することが可能な燃料噴射装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、図面を参照して本発明の実施例に係る燃料噴射装置1を説明する。
図1は、本発明の一実施例に係る燃料噴射装置1の中心軸線を含む断面図である。
本実施例では、燃料噴射装置1の中心軸線AX1は、ノズル本体10、噴射孔形成部材12、弁体20、可動コア30及び固定コア40の各部材の中心軸線と一致しており、中心軸線AX1を各部材10,12,20,30,40の中心軸線と呼んで説明する場合がある。
また、以下の説明において上下方向を指定して説明する場合があるが、この上下方向は図1における上下方向に基づいており、燃料噴射装置1の実装状態における上下方向を指定するものではない。また燃料噴射装置1の噴射孔11が設けられる側の端を先端と呼び、反対側の端を基端と呼ぶ。なお中心軸線AX1は中心軸に平行で中心軸を通る線分であり、中心軸だけでなく、中心軸を延長した線分を含む。また中心軸線AX1に沿う方向Daを軸線方向と呼んで説明する。
本実施例の燃料噴射装置1は、筒状のノズル本体10と、ノズル本体10の軸線方向の先端に設けられた噴射孔11と、軸線方向に延びて噴射孔11を開閉する先端部23を有する弁体20と、を備えている。また燃料噴射装置1は、弁体20の後端部21に係合されて弁体20と共に軸線方向に移動する可動コア30と、可動コア30を磁気吸引力によって吸引する筒状の固定コア40と、固定コア40に磁気吸引力を生じさせるコイル50と、を備えている。ここで、弁体20の後端部21は、弁体20における基端側の端部である。
以下、本実施例の燃料噴射装置1の各部についてより詳細に説明する。
燃料噴射装置1は、コイル50が巻回されるコイルボビン51と、弁体20を閉弁方向に付勢するコイルばね61(第1ばね)と、コイルばね61の付勢力を調整する調整部材62と、可動コア30を噴射孔11及びシート部124aから遠ざかる方向(開弁方向)に付勢する小コイルばね(第2ばね)63と、コイル50の外周側を包囲するハウジング70と、コネクタ81が一体成型された樹脂部(樹脂部材)80と、燃料を濾過するフィルタ90と、を備えている。また、ノズル本体10は先端部に噴射孔形成部材12を有している。
ノズル本体10は、たとえば、軸線方向Daに延びるおおむね円筒状に設けられ、先端部に噴射孔11を有している。ノズル本体10の内部には、軸線方向に延びる丸棒状または円柱状の弁体20が挿入されている。噴射孔11はノズル本体10の先端部に挿入された噴射孔形成部材12に形成されている。ノズル本体10は、先端部の外周面に溝131が形成され、この溝131に燃焼ガスのシール部材15が嵌め込まれている。
ノズル本体10は、固定コア40側の端部(つまり、後端部)に、基端側に向かって開口する開口部を有する有底円筒状の内部空間140を有し、その内部空間140に円環状の可動コア30が収容されている。内部空間140の底部の中央部には、さらに円筒状の凹部141が設けられ、その凹部141に小コイルばね63の一端が収容されている。
ノズル本体10は、内部空間140の開口部の内側に、段付き円筒状の固定コア40の先端部が圧入され、ノズル本体10と固定コア40とが溶接により接合されている。これにより、ノズル本体10と固定コア40との間の隙間が密閉され、ノズル本体10の内部の空間が密閉される。ノズル本体10および固定コア40の先端部の外周には、円筒状のコイルボビン51と、そのコイルボビン51に巻回されたコイル50とが配置され、その外周に樹脂部80を介して有底円筒状のハウジング70が固定されている。
コイル50の巻き始めと巻き終わりの端部は、図示を省略する配線を介して樹脂部80のコネクタ81の電力供給用の端子811に接続されている。
弁体20は、先端部23に設けられたシート部230が噴射孔形成部材12に設けられたシート面124のシート部124aに当接することで、弁体20とシート部124との間の燃料の流路FCが閉鎖され、シート部124aよりも下流側に設けられた噴射孔11が閉じられるようになっている。また、シート部232がシート面124のシート部124aから離れることで、弁体20とシート部124aとの間に燃料の流路FCが開かれ、噴射孔11が開かれる。
固定コア40は、磁気吸引力によって可動コア30を吸引する筒状の部材である。固定コア40は、外周面に凹凸を有するおおむね円筒状の形状を有している。
固定コア40は、中心軸線AX1に沿って(換言すれば、中心軸線AX1と同軸の)貫通孔42が設けられている。固定コア40の貫通孔42は、燃料を導入するための流路FCを形成する。固定コア40の先端面は可動コア30の後端面(基端側端面)と対向し、反対側の後端面(基端側端面)には燃料を導入するための開口部43が設けられている。
調整部材62は、固定コア40の貫通孔42に圧入されて固定コア40の内部に固定されている。コイルばね61は、固定コア40の貫通孔42に配置され、弁体20を噴射孔11へ向けて軸線方向に付勢している。調整部材62は、その固定位置を調整することで、コイルばね61が弁体20をシート面124に押し付ける初期荷重を調整する。
可動コア30は、弁体20の後端部21に係合されて弁体20とともに軸線方向Daに移動する部材である。可動コア30は、弁体20とは別体であり、径方向中央に弁体20が軸線方向に挿通する貫通穴(弁体挿通孔)31を有している。また可動コア30は、弁体挿通孔31から偏心した位置に、軸線方向Daに貫通して燃料の流路FCを形成する、偏心貫通孔32を有している。可動コア30は、ノズル本体10内に移動自在に内挿されている。
小コイルばね63は、基端側端部が可動コア30の下端面に当接し、可動コア30を固定コア40に向けて付勢している。
ハウジング70は、有底円筒状の形状を有し、底部の中央部に設けられた底部貫通孔71にノズル本体10が挿入されている。ハウジング70は、底部貫通孔71の開口縁とノズル本体10の外周面との間が、たとえば全周にわたって溶接されることで、ノズル本体10に固定されている。またハウジング70は、固定コア40の先端側端部、コイルボビン51、及びコイル50の外周を囲むように配置されている。ハウジング70の内周面はノズル本体10の大径部14およびコイル50と樹脂部80を介して対向して外周ヨーク部を形成する。
樹脂部80は、固定コア40、コイルボビン51及びコイル50と、ハウジング70との間に充填されるとともに、ハウジング70よりも後端側(基端側)で燃料噴射装置1の、固定コア40の後端部を除く外周面を覆い、電力供給用の端子811を有するコネクタ81を形成するようにモールド成形されている。以上のような構成により、コイル50の周りには、固定コア40、可動コア30、ノズル本体10、及びハウジング70を含むトロイダル状の磁気通路が形成される。
以下、本実施形態に係る燃料噴射装置1の動作について説明する。
燃料噴射装置1は、コネクタ81の端子811が図示を省略するプラグの接続端子に接続されて高電圧電源またはバッテリ電源に接続され、図示を省略するエンジンコントロールユニット(ECU)によってコイル50に対する通電が制御される。コイルばね61が弁体20をノズル本体10の先端部のシート面124に向けて付勢する弾性力は、小コイルばね63が可動コア30を固定コア40に向けて付勢する弾性力よりも大きい。そのため、コイル50に通電されていない状態では、弁体20の先端部23の球面部230(のシート部232)は噴射孔形成部材12のシート面124に押し付けられ、噴射孔11に至る流路FCが閉じられた閉弁状態になっている(図1参照)。
ECUによってコイル50に通電されると、固定コア40、可動コア30、ノズル本体10、及びハウジング70を含む磁気回路に磁束が流れ、固定コア40に可動コア30を吸引する磁気吸引力が発生する。固定コア40の磁気吸引力がコイルばね61の設定荷重を超えると、可動コア30が固定コア40へ向けて移動する。可動コア30は、固定コア40に対向する端面(つまり、後端面または基端側端面)が固定コア40の先端側端面に衝突するまで移動する。このとき、可動コア30は、弁体20の後端部21に係合され、弁体20を固定コア40へ向けて開弁方向に移動させる。
弁体20が固定コア40へ向けて開弁方向に移動することで、弁体20のシート部230がシート部124aから離れ、弁体20とシート面124との間の噴射孔11に至る流路FCが開通して噴射孔11が開いた開弁状態になる。燃料噴射装置1は、弁体20がこのような開弁位置(開弁状態)にあるときに、固定コア40の後端部の開口部43からフィルタ90を介して供給された燃料が、固定コア40の貫通孔42を通ってノズル本体10の先端側へ向けて軸線方向に沿って流れる。その結果、燃料は噴射孔11を介して内燃機関の燃焼室内へ噴射される。
ECUによってコイル50の通電が中断されると、磁気回路を流れる磁束が消滅し、可動コア30を吸引する固定コア40の磁気吸引力が消滅する。すると、コイルばね61の弾性力(付勢力)と小コイルばね63の弾性力(付勢力)との差により、弁体20は後端部21に係合する可動コア30とともにシート面124に向けて移動し、弁体20のシート部230がシート部124aに当接する。これにより、弁体20とシート面124との間の流路FCが閉鎖され、噴射孔11が弁体20によって閉じられた閉弁状態になり、噴射孔11を介した燃料の噴射が停止される。
弁体20は、開閉弁動作の際に可動コア30と係合するために、弁体20の後端部21に係合部213を有している。
次にハウジング70の形態について、図2、3、4を参照して、詳細に説明する。
図2は、図1のハウジング及びコイルの周辺を拡大して示す拡大断面図である。図3は、図2のハウジング内周面に形成した矩形形状部の近傍を拡大して示す拡大断面図である。
上述した様に、本実施例の燃料噴射装置1は、可動コア30と、可動コア30の側に位置する小径部40bを有する固定コア40と、通電されることにより固定コア40と可動コア30との間に磁気吸引力を発生させるコイル50と、コイル50の径方向外側に位置してコイル50を収容するハウジング70と、ハウジング70の径方向内側に充填されコイル50を被覆する樹脂部材(樹脂部)80と、を備える。
固定コア40は、小径部40bに対し可動コア30の側とは反対側に位置し、小径部21よりも外径の大きい大径部40aを有する。すなわち、燃料噴射装置1の軸線方向Daにおける上下方向を、固定コア40及び可動コア30の配置において固定コア40が配置される側を上側とし、可動コア30が配置される側を下側とした場合に、固定コア40は小径部40bに対して上側に位置する。
大径部40aは小径部40bの外周面40baから径方向外側に張り出すフランジ部として形成されている。すなわちフランジ部40aは、外周面40baの外径よりも大きな外径の外周面aaを有する大径部として形成され、基端側の端面(上端面、大径部40aの上端)40abと、先端側の端面(下端面、大径部40aの下端)40acと、を有する。外周面40baの下端部には径方向内側に窪んだ凹み部(段付き円筒部)40bbが形成され、凹み部40bbがノズル本体10の上端部内周面10aに圧入されている。
ハウジング70は、上端側に内周面70aが形成され、内周面70aの下側に内周面70aよりも小径の内周面70bが形成され、内周面70aと内周面70bとの間に段差面70cが形成されている。すなわち、内周面70aの内径は内周面70bの内径よりも大きい。段差面70cは、固定コア40がノズル本体10に圧入される際に、大径部40aの下端面40acと当接して、固定コア40とノズル本体10との相対位置が決定される。
ハウジング70は、その内周面70aに径方向外側に向かって窪む凹み部250が形成される。本実施例では、3つの凹み部250-1,250-2,250-3が形成される。すなわちハウジング70は、内周面70aに、径方向外側に向かって窪むように形成された第2凹み部250-2を有し、第2凹み部250-2は、第1凹み部250-1の上側に形成され、少なくとも上端が軸線方向Daにおいて大径部40aの上端(上端面)40abに対して上側に位置するように形成される。さらにハウジング70は、内周面70aに、径方向外側に向かって窪むように形成された第3凹み部250-3を有し、第3凹み部250-3は、第2凹み部250-2の上側に形成される。
各凹み部250は、底面250aと側面250b,250cとで形成される。底面250aは内周面70aに沿う面として形成され、側面250b,250cは径方向に沿う面として形成される。側面250bは軸線方向において先端側(下側)に位置する側面であり、側面250cは軸線方向において基端側(上側)に位置する側面である。
この場合、凹み部250-1の下側側面250bと上側側面250cとは、軸線方向において、下側側面250bが上端面40abに対して中心線40AXの側に位置し、上側側面250cが下側側面250bに対して中心線40AXから離れる側に位置するように配置される。
本実施例では、中心軸線AX1に平行且つ中心軸線AX1を含む断面において、凹み部250は、その断面が矩形形状に形成されているため、下側側面250bは凹み部250の下端(先端側端部)に一致し、上側側面250cは凹み部250の上端(基端側端部)に一致する。すなわち第1凹み部250-1は、周方向から見た断面形状が矩形形状を成すように形成され、凹み部250-1の最下端を成す下端250bは第1凹み部250-1の下側側面で構成され、凹み部250-1の最上端を成す上端250cは、第1凹み部250-1の上側側面で構成される。
凹み部(第1凹み部)250-1は、軸線方向Daにおいて大径部40aの外周面40aaと重なる位置に形成される。すなわちハウジング70は、大径部40aの外周面40aaと対向する内周面70aの、軸線方向Daにおいて外周面40aaとオーバーラップする位置(オーバーラップする範囲の内側)に、径方向外側に向かって窪むように形成された凹み部250-1を有する。
凹み部250-1の下側側面250bは、軸線方向において、大径部40aの中心を通る中心線40AXに対し上端面40abの側に位置するように配置され、凹み部250-1の上側側面250cは大径部40aの上端面40abに対し下端面40acの側に位置するように配置される。
すなわち、燃料噴射装置1の軸線方向Daにおける上下方向を、固定コア40及び可動コア30の配置において固定コア40が配置される側を上側とし、可動コア30が配置される側を下側とした場合に、凹み部250-1の最下端(下側側面)250bは、軸線方向Daにおける大径部40aの中心40AXに対して上側に位置し、凹み部250-1の最上端(上側側面)250cは、軸線方向Daにおける大径部40aaの上端(上端面)40abに対して下側に位置する。
言い換えれば、ハウジング70は、内周面70aに、径方向外側に向かって窪むように形成された複数の凹み部250-1,250-2,250-3を有し、複数の凹み部250-1,250-2,250-3のうち最下部に形成される凹み部250-1は、最下端250bが軸線方向Daにおける大径部40aの中心40AXに対して上側に位置し、最上端250cが軸線方向Daにおける大径部40aの上端40abに対して下側に位置する。
なお本実施例では、最上端(上側側面)250cが大径部40aの上端面40abに対して下側に形成される凹み部250-1は、最下端を成す下端250bと、最上端250cを成す上端250cと、を有する1つの第1凹み部で構成される。
本実施例では、3つの凹み部250-1,250-2,250-3が形成されることにより、凹み部250-1,250-2,250-3の間に位置するハウジング70の内周面70aが凹み部250-1,250-2,250-3の底面250aから径方向内側に凸となる凸部251-1,251-2,251-3が形成されることになる。この場合、凹み部250-1,250-2,250-3の各底面250aを一つの内周面として見た場合に、この内周面250aから径方向内側に凸となる凸部251-1,251-2,251-3が形成されることになる。
すなわちハウジング70は、第1凹み部250-1、第2凹み部250-2及び第3凹み部250-3により、第1凹み部250-1、第2凹み部2及び第3凹み部250-3の底面250aから径方向内側に向かって突き出すように形成され、かつ周方向から見た断面形状が矩形形状を成す複数の凸部251-1,251-2,251-3を有し、凸部251-1,251-2,251-3は、軸線方向Daに沿って並んで形成される。
本実施例では、凹み部250が形成されるハウジング70の内周面70aと大径部40aの外周面40aaとの間に0よりも大きく0.08mm以下の微小隙間δが形成される。以下、δは微小隙間を表記する符号として用いると共に、微小隙間の大きさ(寸法)を表す符号として用いられる。
凹み部250-1,250-2,250-3が形成されるハウジング70の内周面70aと大径部40aの外周面40aaとの間の隙間寸法δは、凹み部250-1,250-2,250-3の深さ寸法d及び幅寸法wよりも小さい。言い換えれば、凹み部250の径方向深さd及び軸線方向Daの幅wは、ハウジング70(凸部251の頂部)の内周面70aと大径部40aの外周面40aaとの間の微小隙間δよりも大きな寸法に形成される。
本実施例では、ハウジング70の内周面(凹み部250の底面250a)に径方向内側に凸となり、かつ中心軸線を含む断面図において矩形形状となる凸部250が複数、軸線方向に並んで形成されることになる。本実施例では、3つの凹み部250-1,250-2,250-3により、3つの凸部251-1(第1凸部),251-2(第2凸部),251-3(第3凸部)が構成される。凹み部250の数は3つに限定される訳ではなく、凹み部250-1を1つだけ設ける構成であってもよいし、少なくとも凹み部250-1を含む複数の凹み部250が設けられる構成であればよい。
凹み部250として説明した構成及び寸法は、3つの凹み部250-1,250-2,250-3において共通して備えられる。また本実施例では、凹み部250の数を3つに限定するものではないため、複数の凹み部の全体を凹み部250として説明する場合がある。
本実施例では、ハウジング70の内周面70aに径方向外側に窪む第2凹み部250-2が中心線40AXに対して大径部40aの下端面40acとは反対側で第1凹み部250-1に対して中心線40AXから離れる側に形成される。本実施例では、第2の凹み部250-2の下側側面250bは大径部40aの上端面40abと軸線方向においてほぼ同じ位置に形成している。この場合、第2の凹み部250-2の下側側面250bは、大径部40aの上端面40abに対して、軸線方向において、凹み部250の幅wの1/2の寸法(w/2)以内の範囲に位置するようにするとよい。すなわち第2凹み部250-2の下端250bは、軸線方向Daにおいて、大径部40aの上端40abに対して、第2凹み部250-2の上端250cと下端250bとの間の距離wの半分(w/2)よりも短い距離に位置するように形成するとよい。
また、ハウジング70の内周面70aに径方向外側に凹む第3凹み部250-3が中心線40AXに対して大径部40aの下端面40acとは反対側で第2凹み部250-2に対して中心線40AXから離れる側に形成される。
なお、凹み部250は、ハウジング70の内周面70aの全周に亘って環状に形成される。
上述した構成により、基本特性への影響を抑制し、かつコイル部の防水性能を向上することが可能になる。以下、この作用効果について説明する。
凹み部250-1の下側側面250bは、軸線方向において、大径部40aの中心を通る中心線40AXに対し上端面40abの側に位置するように配置されることで、コイル50の磁気回路に影響がない、もしくは小さい範囲に凹み部250を配置することができる。すなわち、磁束が集中する中心線40AXに対して下端面40acの側には凹み部250を配置しないようにする。このような構成であれば、コイル50が発生する主となる磁力線55の近傍に凹み部250が配置されないため、燃料噴射装置1の基本特性への影響を抑制し、かつ、凹み部250により防水性能を向上させる効果がある。
また、第1凹み部250-1の上流側に第2の凹み部250-2を備え、第2凹み部250-2の上流側に第3凹み部250-3を備えることで、ハウジング70の上端部からコイル部50に到るハウジング70と樹脂部80の境界面の距離を長く配置することができ、距離が長い分だけ水分がコイル50の外周面まで浸入しづらくなる。
図4は、図1のハウジング及びコイルの周辺における径方向の拡大断面図(IV―IV断面図)である。図5は、矩形形状部の近傍における樹脂の流れを説明する図である。なお、図5における矢印Ar1、Ar2,Ar3,Ar4は樹脂流れを示す。
第2凹み部250-2は、下側側面250bが大径部40aの上端面40abと軸線方向においてほぼ同じ位置に形成されることで、矢印Ar1で示す樹脂流れを形成することができ、ハウジング70の内周面70aと固定コア40の大径部40aの外周面40aaとの間の微小隙間δに樹脂部80を形成しやすくなる。
また、軸線方向において大径部40aの外周面40aaとオーバーラップする位置に第1凹み部250-1が配置されることで、樹脂を、コイル50とハウジング70とのクリアランス45(図4参照)から、第1凹み部250-1を通して、固定コア40とハウジング70とのクリアランス46まで流すことができる。或いは、クリアランス46からクリアランス45まで、第1凹み部250-1を通して、樹脂を流すことができる。この際に樹脂は、矢印Ar2,Ar3で示すように、クリアランス45とクリアランス46との間の微小隙間δに流れ、微小隙間δに樹脂部80を形成しやすくする効果も得られる。
図6は、矩形形状部の近傍における樹脂の収縮を説明する図である。
ハウジング70の内周面70aと固定コア40の大径部40aの外周面40aaとの間に0.08mm以下の微小隙間を配置することで、径方向における隙間寸法を小さくすることができ、樹脂体積を小さくすることができる。一般的に、樹脂部80の樹脂は射出成形後の冷却や熱劣化により体積が収縮する。例えば、ポリアミド材の場合、約1%体積が収縮する。そのため、ハウジング70の内周面70aと固定コア40の大径部40aの外周面40aaとの間の微小隙間δの樹脂体積を小さくすることで、その分、体積の収縮する量を小さくすることができる。樹脂の収縮量が小さくなれば、それだけ樹脂80とハウジング70の内周面70aとの間にできる隙間が小さくなり、水分が浸入しづらくなる。
図6では、微小隙間δの樹脂部80における樹脂の収縮により、樹脂部80は第1凸部251-1の先端面との間に隙間δ1が形成され、第1凹み部250-1の上側側面250cとの間に隙間δ2が形成され、第1凹み部250-1の底面250aとの間に隙間δ3が形成される。この場合、隙間δ1の大きさは、隙間δ2及び隙間δ3の大きさに比べて小さくすることができる。このため、隙間δ1において水分の侵入の抑制効果が高まる。
また、凹み部250は周方向から見た断面形状が矩形形状となるように設けられる。前述のように樹脂部80は収縮するため、凹み部250の樹脂部80は燃料噴射装置1の軸線方向に収縮する。このため、樹脂部80が凹み部250の上側側面250cまたは下側側面250bに面圧を発生させて接触するため、樹脂部80と上側側面250cまたは下側側面250bとの接触部において防水効果を向上することができる。さらに、ハウジング70の内周面70aの全周において凹み部250を形成するため、内周面70aの全周において水分の浸入を防ぐことができる。なお図6では、樹脂部80は凹み部250の下側側面250bの接触し、上側側面250cとの間に隙間δ2が形成されるものとして説明している。
以上で説明した本実施例の燃料噴射装置は、下記の特徴を有する。
(1)可動コア30と、可動コア30の側に位置する小径部40bを有する固定コア40と、通電されることにより固定コア40と可動コア30との間に磁気吸引力を発生させるコイル50と、コイル50の径方向外側に位置してコイル50を収容するハウジング70と、ハウジング70の径方向内側に充填されコイル50を被覆する樹脂部材80と、を備えた燃料噴射装置1であって、
燃料噴射装置1の軸線方向Daにおける上下方向を、固定コア40及び可動コア30の配置において固定コア40が配置される側を上側とし、可動コア30が配置される側を下側とした場合に、
固定コア40は、小径部40bに対して上側に位置すると共に小径部40bよりも外径の大きい大径部40aを有し、
ハウジング70は、大径部40aの外周面40aaと対向する内周面70aの、軸線方向Daにおいて外周面40aaとオーバーラップする位置(オーバーラップする範囲の内側)に、径方向外側に向かって窪むように形成された凹み部250-1を有し、
凹み部250-1の最下端250bは、軸線方向Daにおける大径部40aの中心40AXに対して上側に位置し、
凹み部250-1の最上端250cは、軸線方向Daにおける大径部40aaの上端(上端面)40abに対して下側に位置する。
燃料噴射装置1の軸線方向Daにおける上下方向を、固定コア40及び可動コア30の配置において固定コア40が配置される側を上側とし、可動コア30が配置される側を下側とした場合に、
固定コア40は、小径部40bに対して上側に位置すると共に小径部40bよりも外径の大きい大径部40aを有し、
ハウジング70は、大径部40aの外周面40aaと対向する内周面70aの、軸線方向Daにおいて外周面40aaとオーバーラップする位置(オーバーラップする範囲の内側)に、径方向外側に向かって窪むように形成された凹み部250-1を有し、
凹み部250-1の最下端250bは、軸線方向Daにおける大径部40aの中心40AXに対して上側に位置し、
凹み部250-1の最上端250cは、軸線方向Daにおける大径部40aaの上端(上端面)40abに対して下側に位置する。
(2)(1)において、
凹み部250-1は、最下端を成す下端250bと、最上端250cを成す上端250cと、を有する1つの第1凹み部で構成される。
凹み部250-1は、最下端を成す下端250bと、最上端250cを成す上端250cと、を有する1つの第1凹み部で構成される。
(3)(2)において、
第1凹み部250-1は、周方向から見た断面形状が矩形形状を成すように形成され、
凹み部250-1の最下端を成す下端250bは、第1凹み部250-1の下側側面で構成され、
凹み部250-1の最上端を成す上端250cは、第1凹み部250-1の上側側面で構成される。
第1凹み部250-1は、周方向から見た断面形状が矩形形状を成すように形成され、
凹み部250-1の最下端を成す下端250bは、第1凹み部250-1の下側側面で構成され、
凹み部250-1の最上端を成す上端250cは、第1凹み部250-1の上側側面で構成される。
(4)(2)において、
ハウジング70は、内周面70aに、径方向外側に向かって窪むように形成された第2凹み部250-2を有し、
第2凹み部250-2は、第1凹み部250-1の上側に形成され、少なくとも上端が軸線方向Daにおいて大径部40aの上端(上端面)40abに対して上側に位置するように形成される。
ハウジング70は、内周面70aに、径方向外側に向かって窪むように形成された第2凹み部250-2を有し、
第2凹み部250-2は、第1凹み部250-1の上側に形成され、少なくとも上端が軸線方向Daにおいて大径部40aの上端(上端面)40abに対して上側に位置するように形成される。
(5)(4)において、
第2凹み部250-2の下端250bは、軸線方向Daにおいて、大径部40aの上端40abに対して、第2凹み部250-2の上端250cと下端250bとの間の距離wの半分(w/2)よりも短い距離に位置するように形成される。
第2凹み部250-2の下端250bは、軸線方向Daにおいて、大径部40aの上端40abに対して、第2凹み部250-2の上端250cと下端250bとの間の距離wの半分(w/2)よりも短い距離に位置するように形成される。
(6)(4)において、
ハウジング70は、内周面70aに、径方向外側に向かって窪むように形成された第3凹み部250-3を有し、
第3凹み部250-3は、第2凹み部250-2の上側に形成される。
ハウジング70は、内周面70aに、径方向外側に向かって窪むように形成された第3凹み部250-3を有し、
第3凹み部250-3は、第2凹み部250-2の上側に形成される。
(7)(6)において、
ハウジング70は、第1凹み部250-1、第2凹み部250-2及び第3凹み部250-3により、第1凹み部250-1、第2凹み部2及び第3凹み部250-3の底面250aから径方向内側に向かって突き出すように形成され、かつ周方向から見た断面形状が矩形形状を成す複数の凸部251-1,251-2,251-3を有し、
凸部251-1,251-2,251-3は、軸線方向Daに沿って並んで形成される。
ハウジング70は、第1凹み部250-1、第2凹み部250-2及び第3凹み部250-3により、第1凹み部250-1、第2凹み部2及び第3凹み部250-3の底面250aから径方向内側に向かって突き出すように形成され、かつ周方向から見た断面形状が矩形形状を成す複数の凸部251-1,251-2,251-3を有し、
凸部251-1,251-2,251-3は、軸線方向Daに沿って並んで形成される。
(8)(1)において、
凹み部250の径方向深さdは、ハウジング70の内周面70aと大径部40aの外周面40aaとの間の隙間寸法δよりも大きな寸法に形成される。
凹み部250の径方向深さdは、ハウジング70の内周面70aと大径部40aの外周面40aaとの間の隙間寸法δよりも大きな寸法に形成される。
(9)(1)において、
凹み部250は、ハウジング70の内周面70aの全周に亘って環状に形成される。
凹み部250は、ハウジング70の内周面70aの全周に亘って環状に形成される。
(10)(1)において、
凹み部250が形成されるハウジング70の内周面70aと大径部40aの外周面40aaとの間に0.08mm以下の微小隙間δが形成される。
凹み部250が形成されるハウジング70の内周面70aと大径部40aの外周面40aaとの間に0.08mm以下の微小隙間δが形成される。
(11)可動コア30と、可動コア30の側に位置する小径部40bを有する固定コア40と、通電されることにより固定コア40と可動コア30との間に磁気吸引力を発生させるコイル50と、コイル50の径方向外側に位置してコイル50を収容するハウジング70と、ハウジング70の径方向内側に充填されコイル50を被覆する樹脂部材80と、を備えた燃料噴射装置1であって、
燃料噴射装置1の軸線方向Daにおける上下方向を、固定コア40及び可動コア30の配置において固定コア40が配置される側を上側とし、可動コア30が配置される側を下側とした場合に、
固定コア40は、小径部40bに対して上側に位置すると共に小径部40bよりも外径の大きい大径部40aを有し、
ハウジング70は、内周面70aに、径方向外側に向かって窪むように形成された複数の凹み部250-1,250-2,250-3を有し、
複数の凹み部250-1,250-2,250-3のうち最下部に形成される凹み部250-1は、最下端250bが軸線方向Daにおける大径部40aの中心40AXに対して上側に位置し、最上端250cが軸線方向Daにおける大径部40aの上端40abに対して下側に位置する。
燃料噴射装置1の軸線方向Daにおける上下方向を、固定コア40及び可動コア30の配置において固定コア40が配置される側を上側とし、可動コア30が配置される側を下側とした場合に、
固定コア40は、小径部40bに対して上側に位置すると共に小径部40bよりも外径の大きい大径部40aを有し、
ハウジング70は、内周面70aに、径方向外側に向かって窪むように形成された複数の凹み部250-1,250-2,250-3を有し、
複数の凹み部250-1,250-2,250-3のうち最下部に形成される凹み部250-1は、最下端250bが軸線方向Daにおける大径部40aの中心40AXに対して上側に位置し、最上端250cが軸線方向Daにおける大径部40aの上端40abに対して下側に位置する。
(12)(11)において、
凹み部250-1,250-2,250-3が形成されるハウジング70の内周面70aと大径部40aの外周面40aaとの間の隙間寸法δが、凹み部250-1,250-2,250-3の深さ寸法d及び幅寸法wよりも小さい。
凹み部250-1,250-2,250-3が形成されるハウジング70の内周面70aと大径部40aの外周面40aaとの間の隙間寸法δが、凹み部250-1,250-2,250-3の深さ寸法d及び幅寸法wよりも小さい。
上述した本実施例の燃料噴射装置1によれば、燃料噴射装置1の基本特性への影響を抑制して、コイル部50の防水性能を向上することが可能になる。
以上、図面を用いて本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
1…燃料噴射装置、30…可動コア、40…固定コア、40a…大径部、40aa…大径部40aの外周面、40ab…大径部40aaの上端(上端面)、40AX…大径部40aの中心軸線(軸線方向Daの中心)、40b…小径部、50…コイル、70…ハウジング、70a…ハウジング70の内周面、80…樹脂部(樹脂部材)、250…凹み部、250-1…第1凹み部、250-2…第2凹み部、250-3…第3凹み部、250a…凹み部の底面、250b…凹み部250の下端(下側側面)、250c…凹み部250の上端(上側側面)、251-1,251-2,251-3…凸部、d…凹み部250の径方向深さ、Da…軸線方向、w…凹み部250の上端250cと下端250bとの間の距離、δ…ハウジング70の内周面70aと大径部40aの外周面40aaとの間の隙間寸法。
Claims (12)
- 可動コアと、前記可動コアの側に位置する小径部を有する固定コアと、通電されることにより前記固定コアと前記可動コアとの間に磁気吸引力を発生させるコイルと、前記コイルの径方向外側に位置して前記コイルを収容するハウジングと、前記ハウジングの径方向内側に充填され前記コイルを被覆する樹脂部材と、を備えた燃料噴射装置であって、
当該燃料噴射装置の軸線方向における上下方向を、前記固定コア及び前記可動コアの配置において前記固定コアが配置される側を上側とし、前記可動コアが配置される側を下側とした場合に、
前記固定コアは、前記小径部に対して上側に位置すると共に前記小径部よりも外径の大きい大径部を有し、
前記ハウジングは、前記大径部の外周面と対向する内周面の、軸線方向において前記外周面とオーバーラップする位置に、径方向外側に向かって窪むように形成された凹み部を有し、
前記凹み部の最下端は、軸線方向における前記大径部の中心に対して上側に位置し、
前記凹み部の最上端は、軸線方向における前記大径部の上端に対して下側に位置する燃料噴射装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置において、
前記凹み部は、前記最下端を成す下端と、前記最上端を成す上端と、を有する1つの第1凹み部で構成される燃料噴射装置。 - 請求項2に記載の燃料噴射装置において、
前記第1凹み部は、周方向から見た断面形状が矩形形状を成すように形成され、
前記凹み部の前記最下端を成す前記下端は、前記第1凹み部の下側側面で構成され、
前記凹み部の前記最上端を成す前記上端は、前記第1凹み部の上側側面で構成される燃料噴射装置。 - 請求項2に記載の燃料噴射装置において、
前記ハウジングは、前記内周面に、径方向外側に向かって窪むように形成された第2凹み部を有し、
前記第2凹み部は、前記第1凹み部の上側に形成され、少なくとも上端が軸線方向において前記大径部の上端に対して上側に位置するように形成される燃料噴射装置。 - 請求項4に記載の燃料噴射装置において、
前記第2凹み部の下端は、軸線方向において、前記大径部の上端に対して、当該第2凹み部の上端と下端との間の距離の半分よりも短い距離に位置するように形成される燃料噴射装置。 - 請求項4に記載の燃料噴射装置において、
前記ハウジングは、前記内周面に、径方向外側に向かって窪むように形成された第3凹み部を有し、
前記第3凹み部は、前記第2凹み部の上側に形成される燃料噴射装置。 - 請求項6に記載の燃料噴射装置において、
前記ハウジングは、前記第1凹み部、前記第2凹み部及び前記第3凹み部により、前記第1凹み部、前記第2凹み部及び前記第3凹み部の底面から径方向内側に向かって突き出すように形成され、かつ周方向から見た断面形状が矩形形状を成す複数の凸部を有し、
前記凸部は、軸線方向に沿って並んで形成される燃料噴射装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置において、
前記凹み部の径方向深さは、前記ハウジングの前記内周面と前記大径部の外周面との間の隙間寸法よりも大きな寸法に形成される燃料噴射装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置において、
前記凹み部は、前記ハウジングの内周面の全周に亘って環状に形成される燃料噴射装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置において、
前記凹み部が形成される前記ハウジングの内周面と前記大径部の外周面との間に0.08mm以下の微小隙間が形成される燃料噴射装置。 - 可動コアと、前記可動コアの側に位置する小径部を有する固定コアと、通電されることにより前記固定コアと前記可動コアとの間に磁気吸引力を発生させるコイルと、前記コイルの径方向外側に位置して前記コイルを収容するハウジングと、前記ハウジングの径方向内側に充填され前記コイルを被覆する樹脂部材と、を備えた燃料噴射装置であって、
当該燃料噴射装置の軸線方向における上下方向を、前記固定コア及び前記可動コアの配置において前記固定コアが配置される側を上側とし、前記可動コアが配置される側を下側とした場合に、
前記固定コアは、前記小径部に対して上側に位置すると共に前記小径部よりも外径の大きい大径部を有し、
前記ハウジングは、内周面に、径方向外側に向かって窪むように形成された複数の凹み部を有し、
前記複数の凹み部のうち最下部に形成される凹み部は、最下端が軸線方向における前記大径部の中心に対して上側に位置し、最上端が軸線方向における前記大径部の上端に対して下側に位置する燃料噴射装置。 - 請求項11に記載の燃料噴射装置において、
前記凹み部が形成される前記ハウジングの前記内周面と前記大径部の外周面との間の隙間寸法が、前記凹み部の深さ寸法及び幅寸法よりも小さい燃料噴射装置。
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