JP2584276B2 - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

電磁式燃料噴射弁

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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M51/0635Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は電子制御燃料噴射システムを備える内燃機関
に使用される燃料噴射弁に関する。
〈従来の技術〉 従来の燃料噴射弁として例えば第8図に示すようなも
のがある(実開昭59−116565号公報参照)。
これについて説明すると、ハウジング1の先端部にホ
ルダ2を介して弁座3を設け、この弁座3の中心部には
噴孔4を有するカップ状のノズル部材5を設けてある。
弁座3のシール面側には凸状の半球球面形状の弁体6を
対向配置し、この弁体6の背面側には平形可動子7を固
定してある。
また、ハウジング1の中心部には円筒状のコア8を設
けて、その端面を平形可動子7に対向させ、コア8内の
調整ロッド9の端面と弁体6との間にスプリング10を介
装して、弁体6を弁座3に対し着座方向に付勢してあ
る。11は弁体6のセンタリングのための板バネである。
さらに、コア8の外周には樹脂性のコイルボビン12を
設け、このコイルボビン12に電磁コイル13を巻回して装
着してある。コイルボビン12にはこれより突出するター
ミナル保持部14を一体に形成してあり、この保持部14に
電磁コイル13と接続されるターミナル15を保持させ、こ
のターミナル15はハウジング1外に突出させてある。
ここにおいて、ハウジング1に開設された燃料入口16
より燃料をハウジング1内に導入して高圧室17に貯留
し、電磁コイル13によりコア8に生じる電磁吸引力によ
り平形可動子7と共に弁体6を図で上方に吸引して、弁
座3から離間させ、高圧室17内の燃料を噴孔4から噴出
させる。18は燃料出口で、図示しない燃料圧力調整器を
介して余剰燃料をタンクに戻し、高圧室17の燃料圧力を
一定に保持する。尚、この種の燃料噴射弁は吸気通路の
絞り弁上流に配設される。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の燃料噴射弁にあって
は、コア8を円筒状に形成しその中空部に弁体6の着座
力調整用の調整ロッド9を介装するようにしているの
で、コア8の外径寸法が調整ロッド9の専有スペース分
だけ大型化し、燃料噴射弁を系方向に小型化するには限
界があるという課題があった。
また、コア8の中空部に介装した弁体6の着座力調整
用の調整ロッド9を軸方向に移動させて、スプリング10
のセット圧を調整して燃料の動的流量(ストローク当た
りの流量)を調整する必要がある。このために、調整ロ
ッド9の位置を調整した後に、コア8をポンチング25し
て調整ロッド9を固定していた。しかしながら、コア8
と調整ロッド9との間にはケース1内の燃料の漏れを防
止しているOリング26が介装されているため、燃料の動
的流量の調整の際の調整ロッド9の摺動抵抗が大きいの
でこの調整ロッド9を微小に移動させることが困難であ
り、動的流量の調整作業性が悪い。更に調整作業が終了
してコア8をポンチング25する時、該調整ロッド9の位
置が微妙にずれて、動的流量の変動があるという欠点も
あった。
本発明はこのような従来の実情に鑑みなされたもの
で、燃料噴射弁を小型化でき、且つ動的流量の調整作業
性に優れた電磁式燃料噴射弁を提供することを目的とす
る。
〈課題を解決するための手段〉 このため本発明では、ハウジングの先端部に設けられ
たシール面部を有する弁座と、この弁座に対向配置した
弁体と、該弁体に対向して前記ハウジングの中心部に設
けられたコアと、このコアの外周に設けられた電磁コイ
ルと、を有する電磁式燃料噴射弁において、 弁体を前記コアの外径及び弁座に設けられたシール面
部より大きな同心円上に複数の切欠き孔を有した磁性体
よりなる円板状とする一方、内周面を前記弁体の外周面
に近接させて装着した環状の隙間調整部材と、前記コア
外周面との間に燃料導入孔を有すると共に、コアの弁体
と対向する先端面より弁体に近接し、且つ、前記切欠き
孔より外周側に弁体を開弁時に着座させる着座面を有す
る環状のストローク調整部材と、を設けた構成とした。
〈作用〉 上記のような構成を採用したので、弁体は内径が弁体
の外径より僅かに大きい隙間調整部材によってセンタリ
ングされ、電磁コイルの非通電時に該弁の上下面に作用
する燃料の圧力の差異によりハウジングの先端部に設け
られたシール面部を有する弁座に着座して閉弁保持され
る。そして、電磁コイルが通電励磁されると、磁性体で
ある弁体がコアに吸引されて弁座から離間しストローク
調整部材に着座して開弁となる。これにより、燃料はコ
アとストローク調整部材との隙間から弁体の切欠き孔を
介して弁体と弁座のシール面との隙間から流出して、燃
料噴射が行われる。
このように、弁体を燃料の圧力の差異によりシール面
部を有する弁座に着座して保持するようにしたので、従
来弁体を支持するためにコアを円筒状に形成し、その中
空部に弁体の着座力調整用の調整ロッドおびスプリング
を介装する必要が無く、よってコアの外径寸法を調整ロ
ッドの専有スペース分だけ小型化ができ、燃料噴射弁を
径方向に小型化することができる。
また、ストローク調整部材の着座面がコアの弁体と対
向する先端面より弁体に近接して設けられるので、弁体
のストロークは該ストローク調整部材によって正確に規
制されることになり、動的燃料噴射量は正確に調整され
ることになる。
〈実施例〉 以下に本発明の第1実施例を図面に基づいて説明す
る。尚、従来例と同様な要素には同一の符号を付して説
明を省略する。
ハウジング1内壁には、例えば鉄製の中実なコア30が
該コア30の一端を後述する弁体32の反シート面33側に対
向させ、他端を該ハウジング1内壁に当接させて固定さ
れる。
該コア30には樹脂成形され、電磁コイル13を巻回して
装着したコイルボビン12が該コア30に設けた抜け防止溝
70に係止される。また、一対のターミナル保持部14をタ
ーミナル引出孔19に挿入して、一対のターミナル15をハ
ウジング1から外方に突出させ、該一対のターミナル15
と前記コア30との間には燃料のハウジング1からの洩れ
を防止するためのOリング34が装着されている。
ハウジング1の先端部にホルダ2を介して円形のシー
ル面部37が前記コア30の方向に突出されている弁座35を
設け、この弁座35の中心部には噴孔4を有するノズル部
材36を設けてある。
電磁コイル13の非通電時においては、弁座35のシール
面部37に、後述する隙間調整部材によりセンターリング
されて、第2図に示すような、前記コア30の外径及び弁
座35に設けられたシール面部37より大きな同心円上に複
数の切欠き孔39を有した磁性体よりなる円板状の弁体32
が閉弁保持される。第2図においては、5個の切欠き孔
39が設けられているが、数量及び開口面積は適宜設定す
ればよい。
弁座35と中間ハウジング38との間には第3図に示すよ
うな内周面46が前記弁体32の外周面に近接するように内
周面46が該弁体32の外周面より僅かに大きい厚みtの環
状に形成されている隙間調整部材としてのシム45と、第
4図に示すような、前記コア30の外周面71との間に燃料
導入孔としての間隙44を有すると共に、コア30の弁体32
と対向する先端面43より弁体32に近接し、且つ、前記切
欠き孔39より外周側に弁体32を電磁コイル13の通電時で
ある開弁時に着座させる着座面42を有する環状の、且つ
全長Fのストローク調整部材40と、がこの順に該弁座35
に近くなるように介装される。
ここにおいて、ハウジング1に開設された燃料入口16
より燃料をハウジング1内に導入して高圧室17に貯留
し、電磁コイル13によりコア30に生じる電磁吸引力によ
り弁体32を図で上方に吸引して、弁座35から離間させ、
高圧室17内の燃料を噴孔4から噴出させる。18は燃料出
口で、図示しない燃料圧力調整器を介して余剰燃料をタ
ンクに戻し、高圧室17の燃料圧力を一定に保持する。
次に作用を説明する。
燃料が燃料入口16よりハウジング1内に導入され高圧
室17に貯留されると、噴孔4より噴出する燃料の負圧に
より弁体32は弁座35方向に引付け力を受けて、前記弁座
35のシール面部37に対向しているシート面50が該シート
面部37に着座される。
着座すると、高圧室17内の燃料圧力は該弁体32の反シ
ート面33側及びシート面50側に均一に作用するが、シー
ト面50の圧力を受ける面積は反シート面33のそれに比較
して弁座35のシール部37によって覆われる面積だけ小さ
くなる。よって該燃料圧力により弁体32は弁座35に着座
付勢される。
一方、厚みtの環状に形成されているシム45の内径が
弁体32の外径より僅かに大きいので、弁体32は軸方向の
ずれを抑制され、センタリングされる。従って、弁体32
の中心と該シール部37の中心はずれることがなく、よっ
て該弁体32が燃料圧力を受けても、傾くことは無い。
このように、弁体32を燃料の圧力により弁座35に着座
して保持するようにしたので、弁体32を支持するための
調整ロッドおよびスプリングを介装する必要が無い。従
ってコア30にこれらを介装するスペースを確保するため
に該コア30を円筒状に形成する必要が無く、外径寸法を
上記部品の専有スペース分だけ小型化ができ、燃料噴射
弁を径方向に小型化することが可能となる。
一方、燃料噴射信号に基づいてターミナル15を介して
前記電磁コイル13に給電されると、前記コア30が励磁さ
れ、磁性体である弁体32を吸引して、前記弁体32と弁座
35とを離間させる。
更に、電磁コイル13によって磁性体である弁体32に作
用する励磁力は、コア30の弁体32に対向する一端43と弁
体32の反シート面33との距離によって異なる。ここで、
前記ストローク調整部材40においては、前記弁体32に対
向する一端42が前記コア30の弁体32に対向する一端43よ
り該弁体32に近接するように介装されている。
従って、該弁体32のストロークAが種々の値になるよ
うに、ストローク調整部材40と隙間調整部材としてのシ
ム45とを組み合わせて用いることにより、弁体32のリフ
ト量であるストロークAと、第5図に示す電磁ギャップ
Bとを調整して、動的燃料噴射量を正確に且つ簡易に調
整することが可能となる。
また、弁体32が前記コア30の励磁により第5図に示す
ようにストローク調整部材40の一端42に吸引して着座さ
れると、燃料は弁体32に設けた複数の切欠き孔39を通っ
て燃料入口16より高圧室17に流入し、該高圧室17に燃料
が貯留され、噴孔4を通って噴射される。ここで、弁体
32がストロークすることにより、該弁体32と前記弁座35
のシール面部37との間に仮想される(図中斜線で示す部
分)燃料が流入すると考えられる円柱Wの側面の表面積
Swと、噴孔4の断面積Snとの比が3対1と大きくなって
いるので、前記ストロークのバラツキによる静的燃料噴
射量のバラツキも微小となる。
また本実施例においては、コア30には樹脂成形され、
電磁コイル13を巻回して装着したコイルボビン12が該コ
ア30に設けた抜け防止溝70に係止されるので、コア30と
コイルボビン12との間にガタツキや抜けが生じることが
無く、作動不良になることを防止できるという効果もあ
る。ちなみに、従来はターミナル15を電磁コイル13の端
子(図示せず)に溶接等で固定をしていたので、溶接強
度が弱い場合は上記の問題点があった。
即ち、本実施例では溶接等が無いので、組立工数が少
なくなり、よって低コストとなり、しかも品質が向上し
ている。
更に、本実施例においてはコイルボビン12が係止され
た後、ハウジング1に組み込み、ハウジング上端部71を
かしめてコイルボビン12を固定するようにしているの
で、上記低コスト化がより図られる。
第6図に本発明の第2実施例を示す。
即ち、前記実施例においてストローク調整部材40も隙
間調整部材であるシム45と同様に環状部材80としたもの
である。本実施例においても、電磁コイル13が通電され
ると、弁体32が環状部材80の弁体32に対向している面81
に着座し、前記ストロークの調整等は何ら問題がない。
更に、第7図に本発明の第3実施例を示す。
即ち、前記第1実施例においてシム45とストローク調
整部材40とをこの順に該弁座35に近くなるように介装す
る代わりに、隙間調整部材としてのシム45と皿バネ60,
及びストローク調整部材40をこの順に介装したものであ
る。ここで皿バネ60は弁体32を弁座35側に着座付勢して
介装されている。
該皿バネ60を介装させることにより、動的燃料噴射量
の調整が、該皿バネ60のバネ定数を変えることにより可
能となり、調整時間の短縮が図れることになる。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、コアの外径寸
法を調整ロッドの専有スペース分だけ小型化ができ、燃
料噴射弁を小型化することが可能となる。また弁体のス
トロークもストローク調整部材によって正確に規制され
て、動的燃料噴射量も正確に調整されるので、作業性も
大巾に改善されることになり、コストが低減するという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す燃料噴射弁の断面
図、第2図は同上実施例における弁体を示す平面図、第
3図は同上実施例におけるシムを示す斜視図、第4図は
同上実施例におけるストローク調整部材を示す断面図、
第5図は同上実施例における弁体が開弁された状態を示
す部分断面図、第6図は同上の第2の実施例を示す部分
断面図、第7図は同上の第3の実施例を示す断面図、第
8図は従来の燃料噴射弁を示す断面図である。 1……ハウジング、4……噴孔、12……コイルボビン、
13……電磁コイル、17……高圧室、30……コア、32……
弁体、35……弁座、37……シール面部、39……切欠き
孔、40……ストローク調整部材、45……シム

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハウジングの先端部に設けられたシール面
    部を有する弁座と、この弁座に対向配置した弁体と、該
    弁体に対向して前記ハウジングの中心部に設けられたコ
    アと、このコアの外周に設けられた電磁コイルと、を有
    する電磁式燃料噴射弁において、 弁体を前記コアの外径及び弁座に設けられたシール面部
    より大きな同心円上に複数の切欠き孔を有した磁性体よ
    りなる円板状とする一方、内周面を前記弁体の外周面に
    近接させて装着した環状の隙間調整部材と、前記コア外
    周面との間に燃料導入孔を有すると共に、コアの弁体と
    対向する先端面より弁体に近接し、且つ、前記切欠き孔
    より外周側に弁体を開弁時に着座させる着座面を有する
    環状のストローク調整部材と、を設けたことを特徴とす
    る電磁式燃料噴射弁。
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