JP2692658B2 - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents
電磁式燃料噴射弁Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に燃料を
供給するための電磁式燃料噴射弁に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、一般の電磁式燃料噴射弁は、噴射
孔および弁座ならびに案内孔が形成された弁本体と、当
接部を備えて上記弁本体内で移動される弁部材とを有し
ており、該弁部材はその当接部が弁座に当接して内燃機
関への燃料の供給を停止する閉位置と、その当接部が弁
座から離隔されて内燃機関への燃料の供給を許す開位置
との間で上記弁本体の案内孔内に移動可能に収容されて
いる。このような弁部材は電磁アクチュエータによって
駆動されることにより開位置と閉位置との間で移動され
るようになっている。 【０００３】上記のごとき電磁式燃料噴射弁は、内燃機
関のシリンダまたは吸気管内に燃料を噴射するべく装着
されており、したがって弁本体及び弁部材の少なくとも
先端部はシリンダ内または吸気管内に露出した状態にな
っている。このため、弁本体および弁部材の先端部表面
に、燃焼残渣または燃料中の気化残渣が付着したり、堆
積する。このような残渣の付着、堆積は、燃料噴射時、
つまり弁部材が開位置を占めている時には起きにくく、
燃料噴射休止時、つまり弁部材が閉位置を占めている時
に生じ易い。 【０００４】このため、残渣が燃料調量用の間隙を画定
している弁座の部分に付着、堆積、し、その燃料調量用
の間隙の有効開口面積を次第に減少して燃料流量の減少
を来たし、機関性能を低下させるという問題がある。 【０００５】そこで従来、特開昭６０−２５６５５３号
公報に示されているように、燃料調量用の隙間を弁部材
の当接部よりも燃料の流れる方向に関して上流側に形成
することで残渣堆積に起因する噴射量の低下を防止する
提案がなされている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に示された構造は、弁部材を案内孔内で案内するため
に弁部材に形成された摺動部に、軸方向に沿う縦溝を形
成することにより燃料調量用の間隙を構成するものであ
る。 【０００７】このような構造であると、周方向に圧力分
布が一様な噴射流を形成するには上記摺動部に周方向に
複数の調量用縦溝を形成する必要があり、しかも燃料流
量の調整は、噴射量を測定してこれを修正するようにな
っており、このような修正は上記調量用縦溝の幅または
深さを加工し、再び噴射量を測定して修正加工するなど
の精密な修正加工を繰返して行う必要がある。 【０００８】よって、上記のように周方向に複数の調量
用縦溝を形成した構造では、各縦溝をそれぞれ修正加工
しなければならず、加工箇所が多くて作業がきわめて非
能率になるという不具合があった。本発明の目的は、調
量個所を単純な形状とし、加工、修正作業が容易に行え
る電磁式燃料噴射弁を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、弁部材に、燃料の流れる方向に
関して当接部よりも上流側に位置し前記案内孔内におけ
る弁部材を外周によって案内する上流側摺動部および下
流側摺動部を設けるとともに、これら上流側摺動部およ
び下流側摺動部の間に位置してこれら上流側摺動部およ
び下流側摺動部と別に円環状に張り出す張出部を備え、
この張出部は全周に亘って該案内孔の内周面と協働して
燃料調量用のオリフィスを形成していることを特徴とす
る。 【００１０】このような請求項１の発明によると、燃料
調量用のオリフィスが弁座に当接して閉弁状態を保つ当
接部よりも燃料の流れ方向上流側に位置して形成されて
いるので、このオリフィスに残渣が堆積することはな
い。 【００１１】しかも上記オリフィスは、全周に亘って案
内孔の内周面と摺接しない張出部によって形成されると
ともに、上流側摺動部および下流側摺動部の間に形成さ
れているから、例え上流側摺動部および下流側摺動部が
偏磨耗により、あるいは案内孔との間の微少隙間により
弁部材が傾くようなことがあっても、張出部が案内孔の
内周面と接触することがなく、よって長期の使用により
張出部が磨耗することはなく、このためオリフィスの調
量面積を一定に維持することができ、常に一定の燃料調
量を保つことができる。 【００１２】さらに、上記オリフィスは、弁部材に円環
状の張出部を形成することにより構成されるので、この
張出部は弁部材と工具とを相対的に回転させることによ
り加工することができ、加工および燃料流量の調整加工
をきわめて容易になし得る。 【００１３】また、請求項２の発明は、弁部材に、当接
部の上流側に位置して弁座との間に燃料調量用の間隙を
画定する調量部画定部分を有しており、前記燃料調量用
オリフィス上記調量部画定部分の間隙に送られる燃料に
関して所定の圧力損失の５％から７０％を受け持ち、前
記調量部画定部分の間隙は残りの圧力損失を受け持つこ
とを特徴とする。 【００１４】請求項２の発明によれば、燃料調量用オリ
フィスによって、従来一般に用いられている値である所
定の圧力損失の５％ないし７０％を受け持つので、調量
部画定部分のところで圧力が下がり過ぎることはなく、
従って高温負圧時にその圧力の下がり過ぎにより燃料が
弁座のところで蒸発して噴射量が急激に低下してしまう
といった不具合の発生を防止することができる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下本発明について、図面に示す
一実施例にもとづき説明する。図７は、本発明による内
燃機関用電磁式燃料噴射弁１が組み込まれた車輛の燃料
供給システムを示す。この燃料供給システムは燃料タン
ク２を有しており、該燃料タンク２から電動ポンプ３に
より圧送される燃料はフィルタ４を通過して供給路６に
送られ、その供給路６を通って圧力制御弁７に送られ
る。供給路６内の加圧燃料は分岐管８を通って燃料噴射
弁１に送られる。圧力制御弁７は電動ポンプ３から圧力
制御弁７までの間の供給路６内の燃料圧力を一定に保
ち、この結果、燃料噴射弁１にはその圧力制御弁７によ
って調圧された一定圧力の燃料が送り込まれるようにな
っている。 【００１６】本発明に係る電磁式燃料噴射弁１は、火花
点火式内燃機関の吸気管へ燃料を供給するタイプであ
り、燃料は比較的蒸気圧の低いガソリンが用いられる。
供給圧は２５０ｋＰａ程度の比較的低圧である。また、
この供給圧は吸気管内の圧力に対して−定の差圧となる
ように上記圧力制御弁７によって調圧されている。 【００１７】電磁式燃料噴射弁１は、弁本体１１と、弁
ケース２とを有し、この弁ケース１２の先端部を折り曲
げて弁本体１１に押し付けることにより、これら弁本体
１１と弁ケース１２がー体に連結されている。弁本体１
１にはケースカバー１３が圧入により取り付けられてい
る。 【００１８】弁本体１１には、図１にも詳細に示されて
いるごとく、調量が完了した燃料を吸気管内に噴射供給
するための噴射孔１４と、截頭円錐面で形成された弁座
１６とが形成されている。また、弁本体１１には案内孔
１７が形成されており、この案内孔１７内には細長いニ
ードル形式の弁部材２０が収容されている。 【００１９】弁部材２０には、上記噴射孔１４内に延在
するピン１５が一体に形成されているとともに、軸方向
に互に離間して２つの摺動部２１および２２が備えられ
ている、これら摺動部２１および２２は、それぞれ図２
および図４に示されるように、外径が案内孔１７の内径
とほぼ等しく、または案内孔１７の内面と微少隙間を存
するように形成されているとともに、外面に４面の平坦
部分を有し、これら平坦部が案内孔１７の壁面に対して
数μｍの間隙が得られるようにして滑らかに摺動するよ
うに嵌合されている。また、弁部材２Οには、図５およ
び図６に示されているように、上記ピン１５の根元に位
置して当接部２３が形成されている。この当接部２３
は、弁座１６に当接して噴射孔１４を閉じる図６（Ａ）
図に示された閉位置と、弁座１６からリフト量Ｈだけ離
間されて噴射弁１４を開ける図６（Ｂ）図に示された開
位置との間で、弁本体１１に対して移動可能となってい
る。 【００２０】そして、弁部材２０には、この弁部材２０
が図６（Ｂ）図に示された開位置を占める場合に、弁座
１６と協働してこの弁座１６との間に燃料調量用の第１
の間隙２４を画定する調量部画定部分２６が形成されて
おり、この第１の間隙２４は調量面積Ａ1 を有している
とともに、その調量部画定部分２６は截頭円錐面にて形
成されている。また、図６（Ｂ）図から明らかなよう
に、調量部画定部分２６は燃料噴射弁１内を流れる燃料
の流れに関して当接部２３の上流側に位置している。 【００２１】上記第１の間隙２４の上流側に位置して、
弁部材２Οには円環状の張出部２７が形成されている。
張出部２７は下流側摺動部２１と上流側摺動部２２との
間に位置してフランジ形をなして形成されており、この
張出部２７はこの張出部２７と対向する案内孔１７の径
より小さな径を有し、全周に亘って該案内孔の内周面と
協働して燃料調量用の第２の間隙、すなわち燃料調量用
のオリフィス２８を形成している。 【００２２】この燃料調量用のオリフィス２８は、例え
ば上記張出部２７の外面と案内孔１７の内面との間の間
隙が数１０μｍに設定されて所定の調量面積Ａ2 を有す
るようになっており、前記燃料調量用の第１の間隙２４
へ送られる燃料に対し、所定の圧力損失のうちの５％な
いし７０％の圧力損失をこの燃料調量用のオリフィス２
８が受け持ち、残りの圧力損失を上記燃料調量用の第１
の間隙２４およぴ前記噴射孔１４とピン１５との間に形
成された隙間２５が受け持つように設定されている。な
お、噴射孔１４と弁部材２０のピン１５との間の間隙２
５は全体の圧力損失の２０％以下、望ましくは５％以下
に設定されている。ところで、一般に調量面積Ａと噴射
量Ｑとの間には次式の関係がある。すなわち、 【００２３】 【数１】 【００２４】ここでＣは流量係数、ｇは重力換算係数、
Ρf は供給圧、γは燃料の比重量である。実施例のよう
に多段の調量箇所Ａ1 ，Ａ2 から構成されるものでは、
前記［数１］は次式のようにも表わすことができる。 【００２５】 【数２】 【００２６】流量係数はＣ＝０．８〜０．９程度でそれ
ほど大きな差はない。また、燃料噴射弁１内では燃料調
量用のオリフィス２８の面積Ａ2 ，調量画定部の面積Ａ
1 に比べ他の部分の流路面積Ａi はＡ1 ＜Ａi ，Ａ2 ＜
Ａi となるように設定されているため、［数２］は次式
のように表わしても実際上の差し支えはない。 【００２７】 【数３】 【００２８】また、Ｃ1 とＣ2 は近似していると見なせ
ば、 【００２９】 【数４】 【００３０】ここで、Ｐ1 は調量画定部の面積Ａ1 部分
に対応する損失圧力、Ｐ2 は燃料調量用のオリフイス２
８の面積Ａ2 部分に対応する損失圧力である。つまり、
オリフィス２８で５％〜７０％の圧力損失を受け持たせ
るとすると、Ｐ2 ／Ｐf ＝５％〜７０％であり、［数
４］より 【００３１】 【数５】 であるから、 【００３２】 【数６】 従って、［数６］から次のように設定すれば良い。 【００３３】 【数７】 【００３４】また噴射孔１４における間隔２５の面積Ａ
3 は、Ａ1 ，Ａ2 の相当面積Ａs に対して［数６］を用
いて計算できる。 【００３５】 【数８】 【００３６】したがって、 【００３７】 【数９】 とすることができる。 【００３８】図７に示すように、弁部材２０の後端と弁
ケース１２との間にはディスク状のストツパ３１が嵌挿
固定されており、弁部材２０に備えられたフランジ３２
がこのストッパ３１に当接することによって弁部材２０
の開位置が定まるようになつている。そして、弁部材２
０の後端部はそのストッパ３１を貫通して弁ケース１２
内に延び入っている。 【００３９】弁ケース１２内には、弁部材２０を駆動し
てこの弁部材２０を図６（Ａ）図に示された閉位置と、
図６（Ｂ）図に示された開位置との間で移動させる電磁
アクチュエータ３５が配備されている。 【００４０】電磁アクチユエータ３５は弁部材２０の後
端部に連結されたアーマチュア３６と、弁ケース１２に
固定して装備されたステータ３７と、ステータ３７の回
りに巻装された電磁コイル３８とを有している。 【００４１】アーマチュア３６は復帰用コイルばね３９
によって閉位置へ向けて、すなわち図７の図示で下方に
付勢されており、電磁コイル３８に電流が供給されると
電磁力が発生し、この電磁力によってアーマチュア３６
はコイルばね３９の付勢力に抗してステータ３７へ向け
て吸引され、フランジ３２がストッパ３１に当接するこ
とにより弁部材２０は第７図に示された開位置を占め
る。電磁コイル３８への通電を停止すると、弁部材２０
は復帰用コイルばね３９の付勢力によってステータ３７
から離れる方向に移動し、弁部材２０の当接部２３が弁
座１６に当接することによって弁部材２０は図６（Ａ）
図に示された閉位置を占める。 【００４２】電磁コイル３８は端子４１を介してマイク
ロコンピュータを含む電子制御回路４２に接続されてお
り、この電子制御回路４２が電磁コイル３８への電流の
供給および停止を制御するようになっている。 【００４３】ステータ３７にはフランジ４３がー体をな
して備えられており、このフランジ４３は弁ケース１２
の後端に固定して取り付けられている。ステータ３７に
対し反対側のフランジ４３の端面からは、分岐管８に接
続される継手部４４が一体に延びており、この継手部４
４内にはフィルタ４６が配備されているとともに、復帰
用コイルばね３９の付勢力を調節するためのアジャステ
ィングパイプ４７が配備されている。 【００４４】アジャスティングパイブ４７の内部通路４
８の上流側端部は継手部４４を介して分岐管８に連通
し、また下流側端部は、アーマチュア３６に形成された
中心孔４９およびアーマチユア３６の外周部、弁部材２
０の平坦面部５１、ストッパ３１の中心孔５２および弁
部材２０と案内孔１７の壁面との間の燃料通路５３を介
して上述した弁座１６に連通している。 【００４５】弁部材２０が図６（Ｂ）に示す開位置を占
めると、分岐管８からの加圧燃料は弁座１６を通って噴
射孔１４から吸気管内へ噴射されるようになっている。
なお、前述のピン１５には、噴射する燃料を広げて良好
な噴霧を形成するために傘１５ａが設けられている。こ
こで良好な噴霧とは粒径数１００μｍおよび適度な噴霧
角（吸気管噴射では２０°程度）をなす噴霧のことであ
る。本発明のように噴射孔１４の面積Ａ3 を広げている
ものは噴霧を広げるため傘１５ａの有効面積Ａa をＡa
／Ａ3 ＝０．５以上に設定する必要がある。ただし 【００４６】 【数１０】 【００４７】φｄa ：傘の外径 φｄp ：ピンの外径 φｄe ：噴孔径 である。 【００４８】次に、以上説明した内燃機関用電磁式燃料
噴射弁１の作動について説明する。電子制御回路４２か
ら電磁アクチュエータ３５の電磁コイル３８に電流が供
給されていない時、弁部材２０は復帰用コイルばね３９
の付勢力によって図６（Ａ）図に示された閉位置を占
め、その閉位置において、弁部材２０の当接部２３は弁
本体１１の弁座１６に当接し、内燃機関への燃料の供給
を停止している。このような閉位置を占めている時、シ
リンダ内または吸気管内の燃焼残渣または燃料中の気化
残渣Ｒが弁座１６の、当接部２３に対応した被当接部６
１よりも下流側の部分の面上に、また、弁部材２０の、
当接部２３よりも下流側の部分の面上に付着、堆積す
る。−般的に残渣はピン１５のまわりに最も多く堆積
し、他の部分にはあまり堆積しない。 【００４９】しかしながら、本発明ではピン１５のまわ
り、すなわち噴射孔の面積Ａ3 は調量面積Ａ1 ，Ａ2 に
対して大きく形成してあるので残渣の堆積によっても噴
射量そのものへの影響は極めて少ない。 【００５０】また、閉位置を占めている時には、弁部材
２０および弁座１６の、それぞれの当接部２３および被
当接部６１よりも上流側の部分、すなわち調量部画定部
分２６は当接部２３によってシリンダ内または吸気管内
との直接の連通から断たれているので、調量部画定部分
２６の面上に残渣Ｒが付着、堆積することはない。 【００５１】さらに、張出部２７に形成した燃料調量用
のオリフィス２８は、閉弁状態を保つ当接部２３よりも
燃料の流れ方向上流側に位置して形成されているので、
このオリフィス２８に残渣が堆積することはない。 【００５２】電子制御回路４２から電磁コイル３８に電
流が供給されると、弁部材２０は復帰用コイルばね３９
の付勢力に抗してステータ３７側に吸引され、フランジ
３２がストッパ３１に当接するまでリフト量Ηだけ移動
し、弁部材２０は図６（Ｂ）図に示された開位置を占め
る。 【００５３】分岐管８からの加圧燃料はフィルタ４６、
アジャスティングパイプ４７の内部通路４８、アーマチ
ュア３６の中心孔４９、弁部材２０の頭部に形成した平
坦部５１、ストッパ３１の中心孔５２、オリフィス２
８、燃料通路５３、燃料調量用の第１の間隙２４および
噴射孔１４を通ってシリンダ内または吸気管内に噴射さ
れる。 【００５４】図６（Ｂ）図から明らかな通り、弁部材２
０が開位置を占めると、燃料はオリフィス２８および調
量用の第１の間隙２４によって調量されるが、弁部材２
０調量部画定部分２６およびこれと協働して上記第１の
間隙２４を画定する弁座１６の部分には残渣が付着、堆
積していないので、上記第１の間隙２４の調量面積Ａ1
はその残渣の影響を受けることがなく、常に一定した調
量作用を行うことが可能である。 【００５５】上記実施例の燃料噴射弁１の場合、上流側
のオリフィス２８によって、従来一般に用いられている
値である所定の圧力損失の５％ないし７０％を受け持
ち、残りの圧力損失を第１の間隙２４およぴ噴射孔１４
の間隔２５が受け持つよう設定されているので、下流側
の調量部、すなわち第１の間隙２４のところで圧力が下
がり過ぎることはなく、従って高温負圧時にその圧力の
下がり過ぎにより燃料が弁座１６のところで蒸発して噴
射量が急激に低下してしまうといった不具合の発生を防
止することができる。 【００５６】上記実施例にあっては、弁部材２０に、円
環状の張出部２７を形成することにより円環状のオリフ
ィス２８を構成したので、燃料の流出が周方向に均等な
分布となるばかりでなく、上記張出部２７は案内孔１７
の径より小さいから、長期の使用により磨耗することが
なく、よってオリフィス２８の調量面積を一定に維持す
ることができ、常に一定の燃料調量を保つことができ
る。 【００５７】また、上記張出部２７は予め弁部材２０に
大径寸法として成形しておき、この弁部材２０と工具と
の相対的な回転によりこの張出部２７の加工をなすこと
ができる。よって、加工が容易であり、精密加工も容易
に行え、オリフィス２８を高精度に設定することができ
る。 【００５８】そして、燃料噴射量を測定して張出部２７
の径を修正する場合でも、張出部２７と工具との相対的
な回転による加工により修正加工することができるか
ら、修正加工も容易である。
供給するための電磁式燃料噴射弁に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、一般の電磁式燃料噴射弁は、噴射
孔および弁座ならびに案内孔が形成された弁本体と、当
接部を備えて上記弁本体内で移動される弁部材とを有し
ており、該弁部材はその当接部が弁座に当接して内燃機
関への燃料の供給を停止する閉位置と、その当接部が弁
座から離隔されて内燃機関への燃料の供給を許す開位置
との間で上記弁本体の案内孔内に移動可能に収容されて
いる。このような弁部材は電磁アクチュエータによって
駆動されることにより開位置と閉位置との間で移動され
るようになっている。 【０００３】上記のごとき電磁式燃料噴射弁は、内燃機
関のシリンダまたは吸気管内に燃料を噴射するべく装着
されており、したがって弁本体及び弁部材の少なくとも
先端部はシリンダ内または吸気管内に露出した状態にな
っている。このため、弁本体および弁部材の先端部表面
に、燃焼残渣または燃料中の気化残渣が付着したり、堆
積する。このような残渣の付着、堆積は、燃料噴射時、
つまり弁部材が開位置を占めている時には起きにくく、
燃料噴射休止時、つまり弁部材が閉位置を占めている時
に生じ易い。 【０００４】このため、残渣が燃料調量用の間隙を画定
している弁座の部分に付着、堆積、し、その燃料調量用
の間隙の有効開口面積を次第に減少して燃料流量の減少
を来たし、機関性能を低下させるという問題がある。 【０００５】そこで従来、特開昭６０−２５６５５３号
公報に示されているように、燃料調量用の隙間を弁部材
の当接部よりも燃料の流れる方向に関して上流側に形成
することで残渣堆積に起因する噴射量の低下を防止する
提案がなされている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に示された構造は、弁部材を案内孔内で案内するため
に弁部材に形成された摺動部に、軸方向に沿う縦溝を形
成することにより燃料調量用の間隙を構成するものであ
る。 【０００７】このような構造であると、周方向に圧力分
布が一様な噴射流を形成するには上記摺動部に周方向に
複数の調量用縦溝を形成する必要があり、しかも燃料流
量の調整は、噴射量を測定してこれを修正するようにな
っており、このような修正は上記調量用縦溝の幅または
深さを加工し、再び噴射量を測定して修正加工するなど
の精密な修正加工を繰返して行う必要がある。 【０００８】よって、上記のように周方向に複数の調量
用縦溝を形成した構造では、各縦溝をそれぞれ修正加工
しなければならず、加工箇所が多くて作業がきわめて非
能率になるという不具合があった。本発明の目的は、調
量個所を単純な形状とし、加工、修正作業が容易に行え
る電磁式燃料噴射弁を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、弁部材に、燃料の流れる方向に
関して当接部よりも上流側に位置し前記案内孔内におけ
る弁部材を外周によって案内する上流側摺動部および下
流側摺動部を設けるとともに、これら上流側摺動部およ
び下流側摺動部の間に位置してこれら上流側摺動部およ
び下流側摺動部と別に円環状に張り出す張出部を備え、
この張出部は全周に亘って該案内孔の内周面と協働して
燃料調量用のオリフィスを形成していることを特徴とす
る。 【００１０】このような請求項１の発明によると、燃料
調量用のオリフィスが弁座に当接して閉弁状態を保つ当
接部よりも燃料の流れ方向上流側に位置して形成されて
いるので、このオリフィスに残渣が堆積することはな
い。 【００１１】しかも上記オリフィスは、全周に亘って案
内孔の内周面と摺接しない張出部によって形成されると
ともに、上流側摺動部および下流側摺動部の間に形成さ
れているから、例え上流側摺動部および下流側摺動部が
偏磨耗により、あるいは案内孔との間の微少隙間により
弁部材が傾くようなことがあっても、張出部が案内孔の
内周面と接触することがなく、よって長期の使用により
張出部が磨耗することはなく、このためオリフィスの調
量面積を一定に維持することができ、常に一定の燃料調
量を保つことができる。 【００１２】さらに、上記オリフィスは、弁部材に円環
状の張出部を形成することにより構成されるので、この
張出部は弁部材と工具とを相対的に回転させることによ
り加工することができ、加工および燃料流量の調整加工
をきわめて容易になし得る。 【００１３】また、請求項２の発明は、弁部材に、当接
部の上流側に位置して弁座との間に燃料調量用の間隙を
画定する調量部画定部分を有しており、前記燃料調量用
オリフィス上記調量部画定部分の間隙に送られる燃料に
関して所定の圧力損失の５％から７０％を受け持ち、前
記調量部画定部分の間隙は残りの圧力損失を受け持つこ
とを特徴とする。 【００１４】請求項２の発明によれば、燃料調量用オリ
フィスによって、従来一般に用いられている値である所
定の圧力損失の５％ないし７０％を受け持つので、調量
部画定部分のところで圧力が下がり過ぎることはなく、
従って高温負圧時にその圧力の下がり過ぎにより燃料が
弁座のところで蒸発して噴射量が急激に低下してしまう
といった不具合の発生を防止することができる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下本発明について、図面に示す
一実施例にもとづき説明する。図７は、本発明による内
燃機関用電磁式燃料噴射弁１が組み込まれた車輛の燃料
供給システムを示す。この燃料供給システムは燃料タン
ク２を有しており、該燃料タンク２から電動ポンプ３に
より圧送される燃料はフィルタ４を通過して供給路６に
送られ、その供給路６を通って圧力制御弁７に送られ
る。供給路６内の加圧燃料は分岐管８を通って燃料噴射
弁１に送られる。圧力制御弁７は電動ポンプ３から圧力
制御弁７までの間の供給路６内の燃料圧力を一定に保
ち、この結果、燃料噴射弁１にはその圧力制御弁７によ
って調圧された一定圧力の燃料が送り込まれるようにな
っている。 【００１６】本発明に係る電磁式燃料噴射弁１は、火花
点火式内燃機関の吸気管へ燃料を供給するタイプであ
り、燃料は比較的蒸気圧の低いガソリンが用いられる。
供給圧は２５０ｋＰａ程度の比較的低圧である。また、
この供給圧は吸気管内の圧力に対して−定の差圧となる
ように上記圧力制御弁７によって調圧されている。 【００１７】電磁式燃料噴射弁１は、弁本体１１と、弁
ケース２とを有し、この弁ケース１２の先端部を折り曲
げて弁本体１１に押し付けることにより、これら弁本体
１１と弁ケース１２がー体に連結されている。弁本体１
１にはケースカバー１３が圧入により取り付けられてい
る。 【００１８】弁本体１１には、図１にも詳細に示されて
いるごとく、調量が完了した燃料を吸気管内に噴射供給
するための噴射孔１４と、截頭円錐面で形成された弁座
１６とが形成されている。また、弁本体１１には案内孔
１７が形成されており、この案内孔１７内には細長いニ
ードル形式の弁部材２０が収容されている。 【００１９】弁部材２０には、上記噴射孔１４内に延在
するピン１５が一体に形成されているとともに、軸方向
に互に離間して２つの摺動部２１および２２が備えられ
ている、これら摺動部２１および２２は、それぞれ図２
および図４に示されるように、外径が案内孔１７の内径
とほぼ等しく、または案内孔１７の内面と微少隙間を存
するように形成されているとともに、外面に４面の平坦
部分を有し、これら平坦部が案内孔１７の壁面に対して
数μｍの間隙が得られるようにして滑らかに摺動するよ
うに嵌合されている。また、弁部材２Οには、図５およ
び図６に示されているように、上記ピン１５の根元に位
置して当接部２３が形成されている。この当接部２３
は、弁座１６に当接して噴射孔１４を閉じる図６（Ａ）
図に示された閉位置と、弁座１６からリフト量Ｈだけ離
間されて噴射弁１４を開ける図６（Ｂ）図に示された開
位置との間で、弁本体１１に対して移動可能となってい
る。 【００２０】そして、弁部材２０には、この弁部材２０
が図６（Ｂ）図に示された開位置を占める場合に、弁座
１６と協働してこの弁座１６との間に燃料調量用の第１
の間隙２４を画定する調量部画定部分２６が形成されて
おり、この第１の間隙２４は調量面積Ａ1 を有している
とともに、その調量部画定部分２６は截頭円錐面にて形
成されている。また、図６（Ｂ）図から明らかなよう
に、調量部画定部分２６は燃料噴射弁１内を流れる燃料
の流れに関して当接部２３の上流側に位置している。 【００２１】上記第１の間隙２４の上流側に位置して、
弁部材２Οには円環状の張出部２７が形成されている。
張出部２７は下流側摺動部２１と上流側摺動部２２との
間に位置してフランジ形をなして形成されており、この
張出部２７はこの張出部２７と対向する案内孔１７の径
より小さな径を有し、全周に亘って該案内孔の内周面と
協働して燃料調量用の第２の間隙、すなわち燃料調量用
のオリフィス２８を形成している。 【００２２】この燃料調量用のオリフィス２８は、例え
ば上記張出部２７の外面と案内孔１７の内面との間の間
隙が数１０μｍに設定されて所定の調量面積Ａ2 を有す
るようになっており、前記燃料調量用の第１の間隙２４
へ送られる燃料に対し、所定の圧力損失のうちの５％な
いし７０％の圧力損失をこの燃料調量用のオリフィス２
８が受け持ち、残りの圧力損失を上記燃料調量用の第１
の間隙２４およぴ前記噴射孔１４とピン１５との間に形
成された隙間２５が受け持つように設定されている。な
お、噴射孔１４と弁部材２０のピン１５との間の間隙２
５は全体の圧力損失の２０％以下、望ましくは５％以下
に設定されている。ところで、一般に調量面積Ａと噴射
量Ｑとの間には次式の関係がある。すなわち、 【００２３】 【数１】 【００２４】ここでＣは流量係数、ｇは重力換算係数、
Ρf は供給圧、γは燃料の比重量である。実施例のよう
に多段の調量箇所Ａ1 ，Ａ2 から構成されるものでは、
前記［数１］は次式のようにも表わすことができる。 【００２５】 【数２】 【００２６】流量係数はＣ＝０．８〜０．９程度でそれ
ほど大きな差はない。また、燃料噴射弁１内では燃料調
量用のオリフィス２８の面積Ａ2 ，調量画定部の面積Ａ
1 に比べ他の部分の流路面積Ａi はＡ1 ＜Ａi ，Ａ2 ＜
Ａi となるように設定されているため、［数２］は次式
のように表わしても実際上の差し支えはない。 【００２７】 【数３】 【００２８】また、Ｃ1 とＣ2 は近似していると見なせ
ば、 【００２９】 【数４】 【００３０】ここで、Ｐ1 は調量画定部の面積Ａ1 部分
に対応する損失圧力、Ｐ2 は燃料調量用のオリフイス２
８の面積Ａ2 部分に対応する損失圧力である。つまり、
オリフィス２８で５％〜７０％の圧力損失を受け持たせ
るとすると、Ｐ2 ／Ｐf ＝５％〜７０％であり、［数
４］より 【００３１】 【数５】 であるから、 【００３２】 【数６】 従って、［数６］から次のように設定すれば良い。 【００３３】 【数７】 【００３４】また噴射孔１４における間隔２５の面積Ａ
3 は、Ａ1 ，Ａ2 の相当面積Ａs に対して［数６］を用
いて計算できる。 【００３５】 【数８】 【００３６】したがって、 【００３７】 【数９】 とすることができる。 【００３８】図７に示すように、弁部材２０の後端と弁
ケース１２との間にはディスク状のストツパ３１が嵌挿
固定されており、弁部材２０に備えられたフランジ３２
がこのストッパ３１に当接することによって弁部材２０
の開位置が定まるようになつている。そして、弁部材２
０の後端部はそのストッパ３１を貫通して弁ケース１２
内に延び入っている。 【００３９】弁ケース１２内には、弁部材２０を駆動し
てこの弁部材２０を図６（Ａ）図に示された閉位置と、
図６（Ｂ）図に示された開位置との間で移動させる電磁
アクチュエータ３５が配備されている。 【００４０】電磁アクチユエータ３５は弁部材２０の後
端部に連結されたアーマチュア３６と、弁ケース１２に
固定して装備されたステータ３７と、ステータ３７の回
りに巻装された電磁コイル３８とを有している。 【００４１】アーマチュア３６は復帰用コイルばね３９
によって閉位置へ向けて、すなわち図７の図示で下方に
付勢されており、電磁コイル３８に電流が供給されると
電磁力が発生し、この電磁力によってアーマチュア３６
はコイルばね３９の付勢力に抗してステータ３７へ向け
て吸引され、フランジ３２がストッパ３１に当接するこ
とにより弁部材２０は第７図に示された開位置を占め
る。電磁コイル３８への通電を停止すると、弁部材２０
は復帰用コイルばね３９の付勢力によってステータ３７
から離れる方向に移動し、弁部材２０の当接部２３が弁
座１６に当接することによって弁部材２０は図６（Ａ）
図に示された閉位置を占める。 【００４２】電磁コイル３８は端子４１を介してマイク
ロコンピュータを含む電子制御回路４２に接続されてお
り、この電子制御回路４２が電磁コイル３８への電流の
供給および停止を制御するようになっている。 【００４３】ステータ３７にはフランジ４３がー体をな
して備えられており、このフランジ４３は弁ケース１２
の後端に固定して取り付けられている。ステータ３７に
対し反対側のフランジ４３の端面からは、分岐管８に接
続される継手部４４が一体に延びており、この継手部４
４内にはフィルタ４６が配備されているとともに、復帰
用コイルばね３９の付勢力を調節するためのアジャステ
ィングパイプ４７が配備されている。 【００４４】アジャスティングパイブ４７の内部通路４
８の上流側端部は継手部４４を介して分岐管８に連通
し、また下流側端部は、アーマチュア３６に形成された
中心孔４９およびアーマチユア３６の外周部、弁部材２
０の平坦面部５１、ストッパ３１の中心孔５２および弁
部材２０と案内孔１７の壁面との間の燃料通路５３を介
して上述した弁座１６に連通している。 【００４５】弁部材２０が図６（Ｂ）に示す開位置を占
めると、分岐管８からの加圧燃料は弁座１６を通って噴
射孔１４から吸気管内へ噴射されるようになっている。
なお、前述のピン１５には、噴射する燃料を広げて良好
な噴霧を形成するために傘１５ａが設けられている。こ
こで良好な噴霧とは粒径数１００μｍおよび適度な噴霧
角（吸気管噴射では２０°程度）をなす噴霧のことであ
る。本発明のように噴射孔１４の面積Ａ3 を広げている
ものは噴霧を広げるため傘１５ａの有効面積Ａa をＡa
／Ａ3 ＝０．５以上に設定する必要がある。ただし 【００４６】 【数１０】 【００４７】φｄa ：傘の外径 φｄp ：ピンの外径 φｄe ：噴孔径 である。 【００４８】次に、以上説明した内燃機関用電磁式燃料
噴射弁１の作動について説明する。電子制御回路４２か
ら電磁アクチュエータ３５の電磁コイル３８に電流が供
給されていない時、弁部材２０は復帰用コイルばね３９
の付勢力によって図６（Ａ）図に示された閉位置を占
め、その閉位置において、弁部材２０の当接部２３は弁
本体１１の弁座１６に当接し、内燃機関への燃料の供給
を停止している。このような閉位置を占めている時、シ
リンダ内または吸気管内の燃焼残渣または燃料中の気化
残渣Ｒが弁座１６の、当接部２３に対応した被当接部６
１よりも下流側の部分の面上に、また、弁部材２０の、
当接部２３よりも下流側の部分の面上に付着、堆積す
る。−般的に残渣はピン１５のまわりに最も多く堆積
し、他の部分にはあまり堆積しない。 【００４９】しかしながら、本発明ではピン１５のまわ
り、すなわち噴射孔の面積Ａ3 は調量面積Ａ1 ，Ａ2 に
対して大きく形成してあるので残渣の堆積によっても噴
射量そのものへの影響は極めて少ない。 【００５０】また、閉位置を占めている時には、弁部材
２０および弁座１６の、それぞれの当接部２３および被
当接部６１よりも上流側の部分、すなわち調量部画定部
分２６は当接部２３によってシリンダ内または吸気管内
との直接の連通から断たれているので、調量部画定部分
２６の面上に残渣Ｒが付着、堆積することはない。 【００５１】さらに、張出部２７に形成した燃料調量用
のオリフィス２８は、閉弁状態を保つ当接部２３よりも
燃料の流れ方向上流側に位置して形成されているので、
このオリフィス２８に残渣が堆積することはない。 【００５２】電子制御回路４２から電磁コイル３８に電
流が供給されると、弁部材２０は復帰用コイルばね３９
の付勢力に抗してステータ３７側に吸引され、フランジ
３２がストッパ３１に当接するまでリフト量Ηだけ移動
し、弁部材２０は図６（Ｂ）図に示された開位置を占め
る。 【００５３】分岐管８からの加圧燃料はフィルタ４６、
アジャスティングパイプ４７の内部通路４８、アーマチ
ュア３６の中心孔４９、弁部材２０の頭部に形成した平
坦部５１、ストッパ３１の中心孔５２、オリフィス２
８、燃料通路５３、燃料調量用の第１の間隙２４および
噴射孔１４を通ってシリンダ内または吸気管内に噴射さ
れる。 【００５４】図６（Ｂ）図から明らかな通り、弁部材２
０が開位置を占めると、燃料はオリフィス２８および調
量用の第１の間隙２４によって調量されるが、弁部材２
０調量部画定部分２６およびこれと協働して上記第１の
間隙２４を画定する弁座１６の部分には残渣が付着、堆
積していないので、上記第１の間隙２４の調量面積Ａ1
はその残渣の影響を受けることがなく、常に一定した調
量作用を行うことが可能である。 【００５５】上記実施例の燃料噴射弁１の場合、上流側
のオリフィス２８によって、従来一般に用いられている
値である所定の圧力損失の５％ないし７０％を受け持
ち、残りの圧力損失を第１の間隙２４およぴ噴射孔１４
の間隔２５が受け持つよう設定されているので、下流側
の調量部、すなわち第１の間隙２４のところで圧力が下
がり過ぎることはなく、従って高温負圧時にその圧力の
下がり過ぎにより燃料が弁座１６のところで蒸発して噴
射量が急激に低下してしまうといった不具合の発生を防
止することができる。 【００５６】上記実施例にあっては、弁部材２０に、円
環状の張出部２７を形成することにより円環状のオリフ
ィス２８を構成したので、燃料の流出が周方向に均等な
分布となるばかりでなく、上記張出部２７は案内孔１７
の径より小さいから、長期の使用により磨耗することが
なく、よってオリフィス２８の調量面積を一定に維持す
ることができ、常に一定の燃料調量を保つことができ
る。 【００５７】また、上記張出部２７は予め弁部材２０に
大径寸法として成形しておき、この弁部材２０と工具と
の相対的な回転によりこの張出部２７の加工をなすこと
ができる。よって、加工が容易であり、精密加工も容易
に行え、オリフィス２８を高精度に設定することができ
る。 【００５８】そして、燃料噴射量を測定して張出部２７
の径を修正する場合でも、張出部２７と工具との相対的
な回転による加工により修正加工することができるか
ら、修正加工も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示し、電磁式燃料噴射弁の
弁本体および弁部材を示す断面図。 【図２】図１のII−II線の断面図。 【図３】図１の III−III 線の断面図。 【図４】図１の IＶ− IＶ線の断面図。 【図５】同実施例の噴射弁の下端部の拡大した断面図。 【図６】同実施例の弁座付近を示し、（Ａ）図は閉弁
時、（Ｂ）図は開弁時の状態を示す断面図。 【図７】同実施例の燃料供給システムとともに示す電磁
式燃料噴射弁全体の断面図。 【符号の説明】 １…電磁式燃料噴射弁 １１…弁本体 １２…弁ケース １４…噴射孔、 １６…弁座 １７…案内孔 ２０…弁部材 ２１，２２…摺動部 ２３…当接部 ２４…第１の間隙 ２６…調量部画定部分 ２７…張出部 ２８…燃料調量用オリフィス ３１…ストッパ ３２…フランジ ３５…電磁アクチュエータ
弁本体および弁部材を示す断面図。 【図２】図１のII−II線の断面図。 【図３】図１の III−III 線の断面図。 【図４】図１の IＶ− IＶ線の断面図。 【図５】同実施例の噴射弁の下端部の拡大した断面図。 【図６】同実施例の弁座付近を示し、（Ａ）図は閉弁
時、（Ｂ）図は開弁時の状態を示す断面図。 【図７】同実施例の燃料供給システムとともに示す電磁
式燃料噴射弁全体の断面図。 【符号の説明】 １…電磁式燃料噴射弁 １１…弁本体 １２…弁ケース １４…噴射孔、 １６…弁座 １７…案内孔 ２０…弁部材 ２１，２２…摺動部 ２３…当接部 ２４…第１の間隙 ２６…調量部画定部分 ２７…張出部 ２８…燃料調量用オリフィス ３１…ストッパ ３２…フランジ ３５…電磁アクチュエータ
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(56)参考文献 特開 昭53−48120（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−118918（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−256553（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−272460（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−138159（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−75066（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．噴射孔およびこの噴射孔に連なる弁座ならびにこの
弁座に連通する案内孔を有する弁本体と、 当接部を有しており、該当接部が前記弁座に当接して内
燃機関への燃料の供給を停止する閉位置と該当接部が該
弁座から離隔されて内燃機関への燃料の供給を許す開位
置との間で前記弁本体の案内孔内に移動可能に収容され
た弁部材と、 前記弁部材を駆動して前記閉位置と前記開位置との間で
移動させる電磁アクチュエータと、を有し、 前記弁部材は、燃料の流れる方向に関して前記当接部よ
りも上流側に位置し前記案内孔内における弁部材を外周
によって案内する上流側摺動部および下流側摺動部を備
えるとともに、これら上流側摺動部および下流側摺動部
の間に位置してこれら上流側摺動部および下流側摺動部
と別に円環状に張り出す張出部を備え、 この張出部は全周に亘って該案内孔の内周面と協働して
燃料調量用のオリフィスを形成していることを特徴とす
る電磁式燃料噴射弁。 ２．前記弁部材は、該弁部材が前記開位置を占める場合
に前記当接部の上流側に位置して前記弁座との間に燃料
調量用の間隙を画定する調量部画定部分を有しており、
この調量部画定部分よりも上流側に位置して前記燃料調
量用オリフィスを形成し、該燃料調量用のオリフィスは
上記調量部画定部分の間隙に送られる燃料に関して所定
の圧力損失の５％から７０％を受け持ち、前記調量部画
定部分の間隙は残りの圧力損失を受け持つことを特徴と
する請求項１に記載された電磁式燃料噴射弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25980895A JP2692658B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 電磁式燃料噴射弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25980895A JP2692658B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 電磁式燃料噴射弁 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62042945A Division JP2508686B2 (ja) | 1986-10-24 | 1987-02-27 | 電磁式燃料噴射弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0882267A JPH0882267A (ja) | 1996-03-26 |
| JP2692658B2 true JP2692658B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17339295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25980895A Expired - Lifetime JP2692658B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 電磁式燃料噴射弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692658B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007032741A1 (de) * | 2007-07-13 | 2009-01-15 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen |
| JP2009103046A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関用燃料噴射弁 |
| JP2010116801A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Denso Corp | 燃料噴射ノズル |
-
1995
- 1995-10-06 JP JP25980895A patent/JP2692658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0882267A (ja) | 1996-03-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |