JP2565534B2

JP2565534B2 - 電磁式燃料噴射弁

Info

Publication number: JP2565534B2
Application number: JP63041936A
Authority: JP
Inventors: 瑞穂横山; 尚信金丸; 越坂　　敦; 賢一郡司
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1988-02-26
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPH01219348A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、内燃機関の燃料供給に使用される電磁式燃
料噴射弁に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、自動車等の内燃機関の分野では、燃料供給
装置として電磁式の燃料噴射弁が広く使用されている。

この種の電磁式燃料噴射弁は、電磁コイルの磁気吸引
力を利用して弁開閉することで、噴射燃料の供給制御を
行なうもので、その内部構造については種々の態様のも
のがある。代表的なものとしては、例えば特開昭60−11
9364号公報等に開示されるように、噴射弁本体内に、固
定鉄心，電磁コイル，プランジヤ付可動弁等を組込み、
この可動弁を弁シート側にばねの力で付勢したものがあ
る。この型の燃料噴射弁は、電磁コイルを通電させる
と、固定鉄心，プランジヤ等が磁気回路を形成し、プラ
ンジヤひいては可動弁がばねに抗して磁気吸引されて弁
が開く。また、電磁コイル非通電時には、ばねの力で可
動弁が旧位に戻つて弁が閉じる構成としてある。

このような電磁式燃料噴射弁は可動弁の往復運動，精
度を確保するために、従来はバルブガイドとプランジヤ
ロツドのガイド長を比較的大きくしていた。そのため、
構造が複雑化し大形化する傾向があるので、小形軽量化
の配慮が望まれていた。

そこで、最近では、上記ガイド方式に代えて可動弁の
プランジヤ側にガイド部材を設けて、可動弁の軸方向の
移動を案内する方式のものが提案されている。第６図
は、この提案例の一つを示す電磁式燃料噴射弁の縦断面
図である。第６図において、１は筒状の固定鉄心、２は
固定鉄心１に巻装される電磁コイル、３は固定鉄心１及
び電磁コイル２を内蔵するヨークである。４は可動弁
で、一端に弁体（ボール）５を他端に磁性材性のプラン
ジヤ７を有し、これらの要素5,7をプランジヤロツド６
を介して結合してなる。可動弁４は、プランジヤ７がヨ
ーク３内の燃料通路９内に固定鉄心１の先端と対向して
配置され、弁体５がバルブガイド８内に組込まれてい
る。固定鉄心１の内部には、可動弁４をバルブガイド８
内の弁シート10側に付勢するスプリング11と、スプリン
グ11のばね力を調整するアジヤスタ12が配される。アジ
ヤスタ12は燃料噴射量調整に用いられる。

13はプランジヤ７の反弁体側に固設した筒状のガイド
部材で、ガイド部材13は固定鉄心１内部に嵌挿される。
14はスプリング11をガイドする部材である。

このような構成をなす電磁式燃料噴射弁は、既述した
如く電磁コイル通電時に、ヨーク3,固定鉄心１及びプラ
ンジヤ７が磁路を形成し、プランジヤ７ひいては可動弁
４が固定鉄心１側にスプリング11の力に抗して磁気吸引
され、弁体５がシート10から離れて開弁状態となり、ノ
ズル15のスワールオリフイス15aを介して燃料が噴射さ
れる。また、可動弁４は、往復動作（弁開閉動作）時に
ガイド部材13が固定鉄心１内部を摺動することで軸方向
に案内される。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した第６図の提案例は、プランジャロッド６にガ
イド機構を設ける必要性がなくなり、可動弁４を単純化
ひいては噴射弁全体の小型軽量化を図り得る利点を有す
る。また、可動弁４は、その弁体５側がバルブガイド８
で案内され、プランジャ７側がガイド部材13によって固
定鉄心内径内で案内される２点案内方式のために、安定
した動作を行い得ると共に、各ガイド部の負担を軽くし
て、ガイド部材13の短縮化を可能にする利点を有する反
面、次の点に改善すべき点があった。

すなわち、可動弁４を弁シート10側に付勢するため、
スプリング11の一端をアジャスタ12側に当接させ、他端
をガイド部材13を通してプランジャ７の内底に当接させ
ていた。このようなスプリング装着方式によれば、スプ
リング11の外径がガイド部材13内径の制約を受けて、そ
れ程、大きくすることができなかった。従って、燃料噴
射弁の小形軽量化を図りつつ、スプリング11の外径及び
線径を現状より大きくして、スプリングの耐久性を向上
させたり、ばね特性の向上化を図ろうとしても、技術的
に困難であった。

本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目的は、燃料
噴射弁の小形軽量化，部品の合理化を図りつつ、噴射弁
の安定した動作を保証して燃料噴射弁の性能向上を図
り、しかも、耐久性に優れた電磁式燃料噴射弁を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために次のように構成
する（なお、構成要素に付した符号は、第１図の実施例
のものを引用した）。

すなわち、電磁コイル２と、一端に弁体５及び他端に
磁性材のプランジャ７を有して軸方向に往復動作可能に
配置される可動弁４と、プランジャ７の一端と対向して
該プランジャ軸方向と同一方向に向けて固定配置された
中空筒状の固定鉄心１とを備え、固定鉄心１には、可動
弁４を弁シート10側に付勢するためのスプリング11及び
該スプリングの力を調整するためのアジャスタ12が内挿
され、電磁コイル２を通電すると、プランジャ７及び固
定鉄心１が磁化されて、可動弁４がスプリング11の力に
抗して固定鉄心１側に磁気吸引される電磁式燃料噴射弁
において、可動弁４における弁体５がバルブガイド８内に配置さ
れ、一方、プランジャ７は内径部を有して、該プランジ
ャ内径部の一端に中空円筒形のガイド部材13がプランジ
ャ一端から一部突出する形で固着され、このガイド部材
13の突出した部分が固定鉄心１内径と協働して可動弁４
のガイドをなすように該固定鉄心１内径一端に摺動可能
に嵌挿され、スプリング11は固定鉄心１の内径及びガイド部材の外
径と略同径としてアジャスタ12とガイド部材13の間に介
在させて成る。

〔作用〕

上記構成によれば、可動弁４が軸方向の往復動作（弁
の開閉動作）を行う場合には、弁体５側がバルブガイド
８で案内され、プランジャ７側はガイド部材13が固定鉄
心１内径部で摺動することで、２点案内方式による安定
した弁開閉動作がなされる。

ガイド部材13は、既存の固定鉄心１内周を利用してガ
イド動作を行うので部品の合理化を図り、しかも、ガイ
ド部材の小径化を可能にすると共に、２点案内方式であ
るため、各ガイド部の負担を軽くしてガイド部材13の短
縮化を図り、材料の低コストを図り得る。

また、可動弁４のリターンスプリング11が固定鉄心１
内でアジャスタ12とガイド部材13との間に介在すること
で、スプリング11をガイド部材13内に挿通させる必要が
なくなる。そのため、噴射弁全体を大形化することなく
スプリング11の外径を固定鉄心１の内径と略同径に拡大
でき、しかも、線径も弾性部材の外径の大形化に伴い大
きくできる。その結果、スプリング11のせん断応力を小
さくでき、スプリングのすわりが安定し、座屈が生じ難
い形状となるのでその耐久性を向上させる。さらに、ス
プリング11がガイド部材の動きに干渉するなく、安定し
た動作を行う。

また、スプリング11の外径を現状と同程度と足りる場
合には、ガイド部材の外径をスプリング11を挿通させな
い分だけ小径化でき、その分、固定鉄心1,プランジャ７
の肉厚を増して磁路面積を大きくし、プランジャひいて
は可動弁４の磁気吸引応答動作を向上させる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の第１実施例たる縦断面図、第２図は
第１実施例のＡ部拡大断面図であり、図中、既述した第
６図の提案例と同一符号或いは共通する要素を示す。

本実施例は第６図に示す燃料噴射弁と基本的構成を同
じとし、異なる点はスプリング11の設置方式にある。

すなわち、可動弁４における弁体５がバルブガイド８
内に配置される。一方、プランジャ７は、内径部を有し
て、該プランジャの内径に中空円筒形のガイド部材13が
プランジャ一端から突出する形で固着される。このガイ
ド部材13は、外径が固定鉄心１内径と略同径（僅かに小
さい）としてプランジャ７から突出した部分が固定鉄心
１の内径一端に摺動可能に嵌挿される。このようにし
て、可動弁４は、弁体５側がバルブガイド８で案内さ
れ、プランジャ７側はガイド部材13が固定鉄心１内径部
で摺動することで、２点案内方式が採用される。

スプリング11については、ガイド部材13に挿通させ
ず、固定鉄心１内でアジャスタ12とガイド部材13との間
に介在させてある。具体的には、第２図に示すように中
空筒状のガイド部材13の外径φＹを固定鉄心１の内径φ
Ｘと略同径とし、またスプリング11のコイル外径φＤを
固定鉄心１の内径φＸと略同径とし、このスプリング11
の一端をアジヤスタ12側に他端をガイド部材13の一端周
縁に当接させてなる。

本実施例では、スプリング11の力がガイド部材13を介
して可動弁４側に伝わり、電磁コイル２の非通電時には
スプリング11の力で弁体５が弁シート10に接して弁閉状
態となる。また、電磁コイル２が通電されると、プラン
ジヤ７ひいては可動弁４が固定鉄心１側にスプリング11
の力に抗して磁気吸引される。この時、スプリング11は
ガイド部材13の周縁により押圧される。開弁時、燃料は
ヨーク３に設けた通路口16a,16bを介して内部流路９に
侵入し、最終的にノズル15に設けたスワルオリフイス15
aを介して燃料が旋回噴射される。

そして、本実施例では、第６図の燃料噴射弁と同様の
ガイド部材13を採用することで、噴射弁の小形化及び２
点案内方式による動作を安定化を確保しつつ、次のよう
な作用，効果も期待できる。

すなわち、スプリング11を固定鉄心１内のアジヤスタ
12とガイド部材13との間に介在することで、従来のよう
にスプリング11をガイド部材内に挿通させる必要性がな
くなる。そのため、噴射弁全体を大形化することなくス
プリング11の最大外径φＤを固定鉄心の内径φＸとほぼ
同径に拡大でき、しかも線径φｄもスプリング外径（コ
イル外径）の大形化に伴い大きくできる。その結果、可
動弁４側に付勢力を与える際のスプリングのせん断応力
を小さくでき耐久性を向上させることができる。しか
も、スプリング11の外径が大きくなることで、スプリン
グ自身のすわりが安定し座屈が生じ難い形状となり、ひ
いては、スプリングの大形化に伴いスプリングの共振点
を下げることで、共振点の高い噴射弁に対する共振をな
くし、更にスプリング11が可動弁４の往復運動に伴うガ
イド部材13の動きに干渉することがないので、これらの
相乗作用で可動弁の動きが安定し、ひいては燃料噴射量
特性の向上化を図ることができる。また、固定鉄心１の
内径でスプリング外径をガイドすることができ、従来の
ようにアジヤスタ12側にスプリング11のガイド部を設け
なくとも、スプリング11の適正状態を保つことができ
る。

また、本実施例によれば、スプリング11の外径を現状
（従来例）と同程度とし、然程大きくする必要がない場
合には、ガイド部材13の外径をスプリング11を挿通させ
ない分だけ径小化でき、その分、固定鉄心の内径φＸも
小さくできる。その結果、磁気回路を形成する固定鉄心
１とプランジヤ７の肉厚ひいてはこれらの磁路面積A₁と
A₂を大きくすることができるので、可動弁４の往復運動
のための磁気吸引力は大きくなり、可動弁４の応答性が
良好となる。

すなわち、固定鉄心１の磁路面積A₁は、固定鉄心１の
外径をφＺ、内径をφＸとすれば、で表わされ、プランジヤ７の磁路面積A₂は、プランジヤ７の外径を
φＷ、ガイド部材の外径をφＹとすれば、で表わすことができるので、固定鉄心内径φX,ガイド部
材外径φＹの径小化で、A₁,A₂が増加する。

第３図は本発明の第２実施例を示す縦断面図、第４図
は第３図のＢ部拡大断面図である。

本実施例はトツプフイード方式の電磁式燃料噴射弁に
本発明を適用したもので、図中、第１実施例と同一符号
は同一或いは共通する要素を示すものである。

本実施例は、トツプフイード方式のため、固定鉄心１
の内部に燃料通路９′が軸心方向に貫通して設けられ、
通路９′の入口側にフイルタ20が配設されると共に、通
路９′の反フイルタ側の端部に可動弁案内用のガイド部
材13が摺動可能に嵌装される。また、固定鉄心１の内部
には、スプリング11及びスプリング11のばね力を調整す
るためのアジヤスタ12が内蔵されている。

本実施例の可動弁４は、第１実施例のようなプランジ
ヤロツドを用いず、弁体５とプランジヤ７とを一体成形
し、プランジヤ７一端にガイド部材13を固着してなる。
可動弁４のうち、弁体５は噴射弁下部に設けたバルブガ
イド８内のスワラー21のガイド孔21a内に嵌挿され、プ
ランジヤ７はヨーク３内にて固定鉄心１の一端と対向し
て配置される。

本実施例における弁の開閉動作は第１実施例同様であ
るが、トツプフイード方式のため、弁開時の燃料は、フ
イルタ20,固定鉄心１の内部通路９′，アジヤスタ12内
部、更にガイド部材13及びプランジヤ７の内側を通り、
スワールオリフイス22及びノズル23を経て外部に噴射さ
れる。

そして、本実施例でも第１実施例同様にスプリング11
が固定鉄心１内でアジヤスタ12とガイド部材13との間に
介在する。すなわち、スプリング11の外径φＤを固定鉄
心１の内径φＸ及びガイド部材13の外径φＹと略同径と
し、スプリング11の一端がアジヤスタ12の一端に、他端
がガイド部材13の一端周縁に当接する構造を呈する。そ
して、スプリング11の力がガイド部材13を介して可動弁
４に伝わる。

本実施例においても、第１実施例同様の作用，効果を
奏する。

なお、上記実施例では、可動弁４が往復動作する場合
は、可動弁４の一端に配したガイド部材13が固定鉄心１
の内周にそつて摺動案内され、弁体５がスワラー21に設
けたガイド孔21a内側に摺動案内されるが、弁体５側の
ガイド孔21aがなくともガイド部材13だけで可動弁の軸
方向案内を充分に果せる。

第３図は本発明の第３実施例を示すもので、図中、前
述した各実施例と同一符号は同一又は共通する要素を示
すものである。

本実施例はボトムフイード方式の燃料噴射弁で、弁開
閉の基本動作やスプリング11の配置方式は第１及び第２
実施例と同様であり、スプリング11の配置に基づく効果
も前述の各実施例と同様の効果を奏し得る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、可動弁の２点案内方式
を確保し、そのガイド部材の一つを固定鉄心内径部で摺
動（ガイド動作）するようにし、且つ可動弁のリターン
スプリングを固定鉄心内部のアジャスタ・ガイド部材間
に配置したので、燃料噴射弁の小形軽量化，部品の合理
化を図りつつ、噴射弁の安定した動作を保証して燃料噴
射弁の性能向上を図り、しかも、耐久性に優れた電磁式
燃料噴射弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す縦断面図、第２図は
第１図のＡ部拡大断面図、第３図は本発明の第２実施例
を示す縦断面図、第４図は第３図のＢ部拡大断面図、第
５図は本発明の第３実施例を示す縦断面図、第６図は電
磁式燃料噴射弁の他の提案例を示す縦断面図である。１……固定鉄心、２……電磁コイル、４……可動弁、５
……弁体、７……プランジヤ、10……弁シート、11……
弾性部材（スプリング）、12……アジヤスタ、13……ガ
イド部材。

フロントページの続き (72)発明者越坂敦茨城県勝田市大字東石川西古内3085番地５日立オートモテイブエンジニアリング株式会社内 (72)発明者郡司賢一茨城県勝田市大字東石川西古内3085番地５日立オートモテイブエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献特開昭61−11450（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−115848（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁コイルと、一端に弁体及び他端に磁性
材のプランジャを有して軸方向に往復動作可能に配置さ
れる可動弁と、前記プランジャの一端と対向して該プラ
ンジャ軸方向と同一方向に向けて固定配置された中空筒
状の固定鉄心とを備え、前記固定鉄心には、前記可動弁
を弁シート側に付勢するためのスプリング及び該スプリ
ングの力を調整するためのアジャスタが内挿され、前記
電磁コイルを通電すると、前記プランジャ及び固定鉄心
が磁化されて、前記可動弁が前記スプリングの力に抗し
て前記固定鉄心側に磁気吸引される電磁式燃料噴射弁に
おいて、前記可動弁における前記弁体がバルブガイド内に配置さ
れ、一方、前記プランジャは内径部を有して、該プラン
ジャ内径部の一端に中空円筒形のガイド部材がプランジ
ャ一端から一部突出する形で固着され、このガイド部材
の突出した部分が前記固定鉄心内径と協働して可動弁の
ガイドをなすように該固定鉄心内径一端に摺動可能に嵌
挿され、前記スプリングは前記固定鉄心の内径及び前記ガイド部
材の外径と略同径として前記アジャスタと前記ガイド部
材の間に介在させて成ることを特徴とする電磁式燃料噴
射弁。