JP3219959B2 - Fuel injection device - Google Patents

Fuel injection device

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JP3219959B2
JP3219959B2 JP04177695A JP4177695A JP3219959B2 JP 3219959 B2 JP3219959 B2 JP 3219959B2 JP 04177695 A JP04177695 A JP 04177695A JP 4177695 A JP4177695 A JP 4177695A JP 3219959 B2 JP3219959 B2 JP 3219959B2
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fuel injection
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fuel
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英二 宮崎
隆博 鈴木
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Aisan Industry Co Ltd
NGK Spark Plug Co Ltd
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Aisan Industry Co Ltd
NGK Spark Plug Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主として車両用内燃機
関に使用される燃料噴射装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device mainly used for an internal combustion engine for a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の燃料噴射装置には、内燃機関の燃
焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁とその燃料噴射弁
に一体的に構成した点火プラグとを備えるものがある
(例えば実開昭63−154760号公報参照)。前記
公報の燃料噴射装置について図7の断面図を参照して述
べる。ハウジング101は、図示しない機関のシリンダ
ヘッドに嵌合するねじ部を有する導電体からなる。ハウ
ジング101の先端には接地電極102が取り付けられ
ている。ハウジング101内には、弁座104および燃
料通路105を有するインナボデー103が設けられて
いる。前記弁座104を開閉する弁部106bをもつ可
動軸106は、その下端部に中心電極106aを有しか
つその上端部にばね座106cを有している。前記イン
ナボデー103内には、可動軸106の軸受部107a
を有しかつ電磁コイル109を配設したヨーク107が
設けられている。前記可動軸106のばね座106cと
ヨーク107の間には第1のばね108が挿入されてい
る。前記ヨーク107には、電極111を保持するホル
ダ110が設けられている。前記ハウジング101に
は、電極111を保持する保持部112a、燃料供給口
112bおよびコネクタハウジング112cを有するプ
ラスチックボデー112が設けられている。前記電極1
11とばね座106cとの間には第2のばね114が挿
入されている。前記電磁コイル109のコイル端にはタ
ーミナル115が接続されている。
2. Description of the Related Art A conventional fuel injection device includes a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, and a spark plug integrally formed with the fuel injection valve (for example, a fuel injection device which is actually open). See JP-A-63-154760). The fuel injection device disclosed in the above publication will be described with reference to the sectional view of FIG. The housing 101 is made of a conductor having a screw portion that fits into a cylinder head of an engine (not shown). A ground electrode 102 is attached to the tip of the housing 101. Inside the housing 101, an inner body 103 having a valve seat 104 and a fuel passage 105 is provided. The movable shaft 106 having a valve portion 106b for opening and closing the valve seat 104 has a center electrode 106a at a lower end thereof and a spring seat 106c at an upper end thereof. In the inner body 103, a bearing 107a of the movable shaft 106 is provided.
And a yoke 107 provided with an electromagnetic coil 109 is provided. A first spring 108 is inserted between the spring seat 106c of the movable shaft 106 and the yoke 107. The yoke 107 is provided with a holder 110 for holding an electrode 111. The housing 101 is provided with a holding part 112a for holding the electrode 111, a plastic body 112 having a fuel supply port 112b and a connector housing 112c. The electrode 1
A second spring 114 is inserted between the spring 11 and the spring seat 106c. A terminal 115 is connected to a coil end of the electromagnetic coil 109.

【0003】前記燃料噴射装置では、電極111、第2
のばね114および可動軸106を介して中心電極10
6aに与えられた電力が接地電極102に放電すること
によって電気火花が生じる。一方、ターミナル115か
らの通電によって励磁された電磁コイル109により、
第1のばね108を圧縮する方向に可動軸106が吸引
され、弁部106bが弁座104から離れることによっ
て、燃料供給口112b、燃料通路105を介して弁座
104に達した燃料が噴射される。
In the fuel injection device, the electrode 111, the second
Of the center electrode 10 via the spring 114 and the movable shaft 106
An electric spark is generated by discharging the power supplied to 6a to the ground electrode 102. On the other hand, by the electromagnetic coil 109 excited by energization from the terminal 115,
The movable shaft 106 is sucked in the direction of compressing the first spring 108, and the valve portion 106b is separated from the valve seat 104, so that the fuel that has reached the valve seat 104 via the fuel supply port 112b and the fuel passage 105 is injected. You.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料噴射装置に
おける燃料噴射弁は、バルブに相当する可動軸106が
後退によって閉じまたその前進によって開く外開弁式に
構成されている。このような外開弁式のものにおいて
は、燃料圧力の高圧化に伴うバルブのシール力を確保し
ようとすると、第1のばね108のスプリング力を大き
くする必要がありそれに伴い電磁吸引力を大きくしなけ
ればならないため、装置の大形化を余儀なくされる。こ
のような理由から、装置の小型化を図るには、燃料噴射
弁を外開弁式とは逆にバルブが後退によって開きまたそ
の前進によって閉じる内開弁式に構成することが好まし
い。ところで内開弁式を採用する場合、バルブを移動可
能に設けたバルブシート(図7のものではインナボデー
103が相当する)に点火プラグの中心電極の機能をも
たせることになる。このためバルブシートには、熱変形
のしにくい硬度の大きい材質が要求され、例えば耐熱合
金であるインコネル材の採用が考えられる。しかしイン
コネル材ではニッケルが多く含まれるために切削等の加
工が難しく、このことから燃料噴射弁の性能を確保する
に足りる加工精度が得られないといった問題がある。ま
たインコネル材よりも加工性に優れる材料を採用する
と、着火部位における耐熱性、耐火花消耗性に不満が残
る。
The fuel injection valve in the conventional fuel injection device is of an external valve type in which a movable shaft 106 corresponding to the valve is closed by retreating and is opened by advancement. In such an external valve type, in order to secure the sealing force of the valve accompanying the increase in the fuel pressure, the spring force of the first spring 108 needs to be increased, and the electromagnetic attraction force increases accordingly. This necessitates an increase in the size of the device. For these reasons, in order to reduce the size of the device, it is preferable to configure the fuel injection valve to be an internal valve that opens when the valve is retracted and closes when it is advanced, as opposed to the external valve. By the way, in the case of adopting the inner-valve type, a valve seat (in FIG. 7, the inner body 103 corresponds to the one shown in FIG. 7) having a movable valve has a function of the center electrode of the ignition plug. For this reason, a material having high hardness that is not easily deformed by heat is required for the valve seat. For example, use of an Inconel material which is a heat-resistant alloy is considered. However, since the Inconel material contains a large amount of nickel, it is difficult to perform machining such as cutting, and therefore, there is a problem that machining accuracy sufficient to secure the performance of the fuel injection valve cannot be obtained. If a material having better workability than the Inconel material is used, dissatisfaction remains in the heat resistance and spark wear resistance at the ignition site.

【0005】本発明が解決しようとする技術的課題は、
点火プラグを一体的に備える燃料噴射弁を内開弁式に構
成する際に中心電極となるバルブシートの加工精度を高
めながら着火部位の耐熱性、耐火花消耗性を確保するこ
とのできる燃料噴射装置を提供することにある。
The technical problems to be solved by the present invention are:
Fuel injection that can secure the heat resistance and spark wear resistance of the ignited part while increasing the processing accuracy of the valve seat that becomes the center electrode when configuring the fuel injection valve that has an integrated spark plug as an internal valve type It is to provide a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する請求
項1の発明は、内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射する
燃料噴射弁とその燃料噴射弁に一体的に構成した点火プ
ラグとを備え、前記燃料噴射弁は噴口を前端部にもつバ
ルブシート内に進退動可能に設けられたバルブが後退に
よって開きまたその前進によって閉じる内開弁式に構成
し、前記バルブシートを点火プラグの中心電極とする燃
料噴射装置において、前記バルブシートの着火部位をそ
のバルブシート自体の材料に比べ耐熱性、耐火花消耗性
に優れる材料で形成し、バルブシート自体を前記着火部
位の材料に比べ加工性に優れる耐熱材料で形成した燃料
噴射装置である。請求項2の発明は、バルブシート自体
をステンレス鋼材で形成し、そのバルブシートの着火部
位にNiが70重量%以上含有するNi合金材を被覆し
た請求項1記載の燃料噴射装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, and a spark plug integrally formed with the fuel injection valve. The fuel injection valve has an inner opening type in which a valve provided to be movable forward and backward is provided in a valve seat having an injection port at a front end so as to move forward and backward, and is closed by moving forward. In the fuel injection device as an electrode, the ignition portion of the valve seat is formed of a material having higher heat resistance and spark erosion resistance than the material of the valve seat itself, and the valve seat itself is more workable than the material of the ignition site. This is a fuel injection device made of a heat-resistant material having excellent heat resistance. The invention according to claim 2 is the fuel injection device according to claim 1, wherein the valve seat itself is formed of a stainless steel material, and the ignition portion of the valve seat is coated with a Ni alloy material containing 70% by weight or more of Ni.

【0007】[0007]

【作用】請求項1の発明の燃料噴射装置によると、点火
プラグを一体的に備える燃料噴射弁を内開弁式に構成す
る際に中心電極となるバルブシート自体は着火部位に比
べ加工性に優れる耐熱材料で形成されるので、燃料噴射
弁の性能を確保するに足りる高精度の加工の実施が可能
となる。またバルブシートの着火部位はバルブシート自
体に比べ耐熱性、耐火花消耗性に優れる材料で形成され
るので、高熱にさらされても充分耐えうる耐熱性及び火
花放電による耐消耗性を確保することができる。請求項
2の発明の燃料噴射装置によると、ステンレス鋼材で形
成されたバルブシート自体は、インコネル材などNiが
70重量%以上含有するNi合金材に比べ加工性に優れ
るため高精度の加工を実施することができる。またバル
ブシートの着火部位に被覆したNiが70重量%以上含
有するNi合金材は、ステンレス鋼材に比べ耐熱性、耐
火花消耗性に優れるため点火プラグの着火部位に要求さ
れる耐熱性、耐消耗性を確保することができる。
According to the fuel injection device of the first aspect of the invention, when the fuel injection valve integrally provided with the ignition plug is configured to be an internal valve type, the valve seat itself serving as the center electrode is more workable than the ignition portion. Since it is formed of an excellent heat-resistant material, it is possible to perform high-precision processing sufficient to secure the performance of the fuel injection valve. In addition, the ignition portion of the valve seat is made of a material that has better heat resistance and spark wear resistance than the valve seat itself, so it is necessary to ensure heat resistance enough to withstand high heat and wear resistance due to spark discharge. Can be. According to the fuel injection device of the second aspect of the present invention, the valve seat itself made of stainless steel is excellent in workability as compared with a Ni alloy material containing 70% by weight or more of Ni, such as an inconel material, so that high-precision processing is performed. can do. The Ni alloy material containing 70% by weight or more of Ni coated on the ignition portion of the valve seat is superior in heat resistance and spark wear resistance as compared with stainless steel material. Nature can be secured.

【0008】[0008]

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。燃
料噴射装置の断面図が示された図1において、燃料噴射
装置は、大別すると、ほぼ中空円筒状をなすハウジング
サブアッシー20と、そのハウジングサブアッシー20
に組付けられるボデーサブアッシー21、バルブサブア
ッシー4およびキャップサブアッシー23とから構成さ
れている。なお図1において断面を示すハッチングは省
略されている。
An embodiment will be described with reference to the drawings. In FIG. 1 showing a cross-sectional view of the fuel injection device, the fuel injection device is roughly divided into a substantially hollow cylindrical housing sub-assembly 20 and a housing sub-assembly 20.
, A valve sub-assembly 4, a valve sub-assembly 4 and a cap sub-assembly 23. In FIG. 1, hatching indicating a cross section is omitted.

【0009】ハウジングサブアッシー20は、図2に断
面図で示すように、ほぼ中空円筒状をなし内外二重に挿
着した内筒体34と外筒体35とからなる。詳しくは、
SUS304材からなる内筒体34は、SUS系磁性材
からなる外筒体35のほぼ上半部分に挿着されており、
その挿着部分の外周面には適数本の溝条34aが軸方向
に沿って設けられている。この溝条34aは、外筒体3
5の挿着によってその外周面が閉塞されることにより、
軸方向両端(図示上下端)が開口する燃料通路を形成す
る。また外筒体35の上端部は段付拡開状に形成されて
いる。
As shown in the sectional view of FIG. 2, the housing sub-assembly 20 has an inner cylindrical body 34 and an outer cylindrical body 35 which are formed in a substantially hollow cylindrical shape and which are inserted inside and outside. For more information,
The inner cylinder 34 made of SUS304 material is inserted into almost the upper half of the outer cylinder 35 made of SUS-based magnetic material.
An appropriate number of grooves 34a are provided on the outer peripheral surface of the insertion portion along the axial direction. The groove 34a is formed in the outer cylinder 3
By closing the outer peripheral surface by the insertion of 5,
A fuel passage that opens at both axial ends (upper and lower ends in the figure) is formed. The upper end of the outer cylinder 35 is formed in a stepped and expanded shape.

【0010】前記両筒体34,35の上端部の間に形成
される環状空間部には、図1に示すように、リング状を
した継ぎ部品37が回動可能にかつその下面と環状空間
部の底面との間に隙間を保持した状態で嵌合されてい
る。この継ぎ部品37は、SUS材からなり、前記内筒
体34の上端部にねじつけたSUS303材からなる固
定ナット38の締めつけによって固定されている。継ぎ
部品37には一端が外側面に開口しかつ他端が下面に開
口する燃料吸入口1が形成されており、その燃料吸入口
1の入口部にはストレーナ39が組み込まれる一方、燃
料供給用配管が接続される。なお継ぎ部品37には、各
筒体の当該周面との間の気密を保持するOリング30,
31がそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 1, a ring-shaped joint part 37 is rotatably provided in the annular space formed between the upper ends of the cylindrical bodies 34 and 35, and the lower surface thereof is connected to the annular space. It is fitted in a state where a gap is kept between the bottom of the part. The joint part 37 is made of a SUS material, and is fixed by tightening a fixing nut 38 made of a SUS303 material and screwed to the upper end of the inner cylindrical body 34. The joint part 37 is formed with a fuel inlet 1 having one end opened on the outer side and the other end opened on the lower side. A strainer 39 is incorporated at the inlet of the fuel inlet 1, while a fuel supply port is provided. Piping is connected. In addition, the O-ring 30 for maintaining the airtightness between the joint part 37 and the peripheral surface of each cylindrical body,
31 are provided respectively.

【0011】前記ハウジングサブアッシー20内にはボ
デーサブアッシー21が組み込まれている。ボデーサブ
アッシー21は、図3に断面図で示すように、リング状
をしたSUS304材からなる第2ブロック15と、そ
の第2ブロック15を中央部外周にインサート成形した
ほぼ中空円筒状をした電気絶縁材例えばポリフェニレン
サルファイド樹脂(PPS樹脂ともいう)からなるスプ
リングガイド41と、そのスプリングガイド41に下方
から嵌装されたほぼ中空円筒状の磁性材からなるコア2
と、そのコア2の外周面に嵌装した電気絶縁材例えばP
PS樹脂からなるボビン16と、そのボビン16に多層
状に巻装されたコイル42と、前記コア2の下端部外周
面に嵌装したリング状のSUS304材からなる第1ブ
ロック14とを備えており、かつそれらをほぼ中空円筒
状をなすSUS系磁性材からなるヨーク17内に上方よ
り嵌装し、そのヨーク17の上端縁を第2ブロック15
にかしめつけてなる。なおスプリングガイド41にはコ
ア2との間の気密を保持するOリング27が設けられ、
また第1ブロック14には、ヨーク17およびコア2と
の間の気密を保持するOリング25,26がそれぞれ設
けられている。
A body sub-assembly 21 is incorporated in the housing sub-assembly 20. As shown in the sectional view of FIG. 3, the body sub-assembly 21 has a ring-shaped second block 15 made of SUS304 material, and a substantially hollow cylindrical electric body formed by insert-molding the second block 15 on the outer periphery of the center. A spring guide 41 made of an insulating material such as polyphenylene sulfide resin (also referred to as PPS resin), and a core 2 made of a substantially hollow cylindrical magnetic material fitted into the spring guide 41 from below.
And an electrical insulating material, such as P, fitted on the outer peripheral surface of the core 2.
A bobbin 16 made of PS resin, a coil 42 wound around the bobbin 16 in a multilayer shape, and a first block 14 made of a ring-shaped SUS304 material fitted on the outer peripheral surface of the lower end of the core 2 are provided. These are fitted from above into a yoke 17 made of a SUS-based magnetic material having a substantially hollow cylindrical shape, and the upper end edge of the yoke 17 is placed in the second block 15.
I crouch. The spring guide 41 is provided with an O-ring 27 for maintaining airtightness with the core 2.
Further, the first block 14 is provided with O-rings 25 and 26 for maintaining airtightness between the yoke 17 and the core 2.

【0012】前記ヨーク17の外周面には適数本の溝条
17aが軸方向に沿って設けられている。本例では、図
3のA−A線断面拡大図である図4に示すように、4本
の溝条17aが周方向に等間隔で形成されている。なお
図4においてコイル用ハーネス43(後述する)は省略
されている。前記溝条17aは、図3に示すようにヨー
ク17の上端面に開口する一方、その下端はヨーク17
の下端部近くにおいてヨーク半径方向に貫通する連通孔
44につながっている。
An appropriate number of grooves 17a are provided on the outer peripheral surface of the yoke 17 along the axial direction. In this example, as shown in FIG. 4, which is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3, four grooves 17a are formed at equal intervals in the circumferential direction. In FIG. 4, a coil harness 43 (described later) is omitted. The groove 17a opens at the upper end surface of the yoke 17 as shown in FIG.
Is connected to a communication hole 44 penetrating in the radial direction of the yoke near the lower end portion.

【0013】前記コイル42が電気接続されたターミナ
ル45は、ボビン16の上端面より突出されておりかつ
コア2のフランジ部を通して第2ブロック15の凹部1
5a内に介入されている。この凹部15a内において、
前記ターミナル45には、第2ブロック15とスプリン
グガイド41との間を通して引き込まれたハーネス43
が電気接続されている。
A terminal 45 to which the coil 42 is electrically connected protrudes from the upper end surface of the bobbin 16 and passes through the flange of the core 2 to form the recess 1 of the second block 15.
Intervened within 5a. In the recess 15a,
The terminal 45 has a harness 43 drawn between the second block 15 and the spring guide 41.
Are electrically connected.

【0014】前記ボデーサブアッシー21は、図1に示
すようにハウジングサブアッシー20の下半部内にその
下方から挿着されている。この挿着にともない、ハーネ
ス43がハウジングサブアッシー20の内筒体34内を
通して上方へ引き出されている。このハーネス43は図
示されない電子制御装置(ECUともいう)と接続さ
れ、その電子制御装置からの入力をコイル42が受ける
ことによりその通電およびその解除がなされる。
As shown in FIG. 1, the body sub-assembly 21 is inserted into the lower half of the housing sub-assembly 20 from below. With this insertion, the harness 43 is drawn upward through the inner cylinder 34 of the housing sub-assembly 20. The harness 43 is connected to an electronic control unit (also referred to as an ECU) (not shown), and is energized and released by receiving an input from the electronic control unit with the coil 42.

【0015】また前記ヨーク17の溝条17aは、外筒
体35の挿着によってその外周面が閉塞されることによ
り燃料通路を形成する。この燃料通路は、内筒体34、
外筒体35、ヨーク17および第2ブロック15によっ
て取り囲まれる空間部を介して前記内筒体34の溝条3
4aによる燃料通路と連通している。前記第2ブロック
15の上端部は内筒体34に嵌合されている。なお第2
ブロック15には、内筒体34との間の気密を保持する
Oリング28が設けられている。
The groove 17a of the yoke 17 forms a fuel passage when its outer peripheral surface is closed by the insertion of the outer cylindrical body 35. This fuel passage is provided in the inner cylinder 34,
The groove 3 of the inner cylinder 34 is formed through a space surrounded by the outer cylinder 35, the yoke 17, and the second block 15.
It communicates with the fuel passage 4a. The upper end of the second block 15 is fitted to the inner cylinder 34. The second
The block 15 is provided with an O-ring 28 for maintaining airtightness between the block 15 and the inner cylinder 34.

【0016】また前記スプリングガイド41の上端部に
は、SUS303材からなるセットスクリュ8およびセ
ットスクリュ用止め(スクリュ止めという)7が順次ね
じつけられている。詳しくは、セットスクリュ8は、溝
部8aをもつ頭部自体がスプリングガイド41にねじつ
けられており、その軸部先端が後述するバルブスプリン
グ9の上端面と当接する。またスクリュ止め7はその下
端部がスプリングガイド41にねじつけられており、そ
のスクリュ止め7の上端部には角形溝状のソケット部7
aが形成されており、そのソケット部7aは上方から内
筒体34内に挿入されたハイテンションコード6の接続
端子6aが電気接続されている。なおセットスクリュ8
には、スプリングガイド41との間の気密を保持するO
リング29が設けられている。また前記内筒体34の上
端部には、ハイテンションコード6及びハーネス43周
りの空間部分を密閉するエポキシ樹脂等の充填材46が
装填されている。
At the upper end of the spring guide 41, a set screw 8 made of SUS303 material and a set screw stopper (referred to as a screw stopper) 7 are sequentially screwed. More specifically, the head of the set screw 8 having the groove portion 8a is screwed to the spring guide 41, and the tip of the shaft portion contacts the upper end surface of the valve spring 9 described later. The screw stopper 7 has its lower end screwed to a spring guide 41, and the upper end of the screw stopper 7 has a rectangular groove-shaped socket part 7.
The socket portion 7a is electrically connected to the connection terminal 6a of the high tension cord 6 inserted into the inner cylinder 34 from above. Set screw 8
Has O to maintain airtightness with the spring guide 41.
A ring 29 is provided. A filler 46 such as an epoxy resin for sealing a space around the high tension cord 6 and the harness 43 is loaded on the upper end of the inner cylinder 34.

【0017】前記ボデーサブアッシー21の下端部には
バルブサブアッシー4が組み込まれている。バルブサブ
アッシー4は、図5に断面図で示すように、ほぼ軸状を
したSUS440C材からなるバルブ10と、そのバル
ブ10の上端部をインサート成形した電気絶縁材例えば
PPS樹脂からなるバルブ支持体48と、そのバルブ支
持体48の中央部外周にインサート成形された磁性材か
らなるアーマチュア3とからなる。前記バルブ支持体4
8の上半部は、バルブ10の上端面を底面とする中空円
筒状をなしている。また前記バルブ10は、その軸部5
0の先端部にほぼ円柱状に形成されかつその外周面にス
クリュ溝51aをもつ燃料ガイド部51と、その燃料ガ
イド部51の先端部に設けたほぼ円錐状の弁子部52
と、前記軸部50の中央部に形成したフランジ状スライ
ド部53とを有している。
At the lower end of the body sub-assembly 21, a valve sub-assembly 4 is incorporated. As shown in the sectional view of FIG. 5, the valve sub-assembly 4 includes a valve 10 made of a SUS440C material having a substantially axial shape, and a valve support made of an electric insulating material such as PPS resin formed by insert-molding the upper end of the valve 10. And an armature 3 made of a magnetic material insert-molded on the outer periphery of the central portion of the valve support 48. The valve support 4
The upper half of 8 has a hollow cylindrical shape with the upper end surface of the valve 10 as the bottom surface. The valve 10 has a shaft 5
A fuel guide portion 51 which is formed in a substantially cylindrical shape at the distal end of the fuel guide 51 and has a screw groove 51a on the outer peripheral surface thereof, and a substantially conical valve element 52 provided at the distal end of the fuel guide portion 51
And a flange-shaped slide portion 53 formed at the center of the shaft portion 50.

【0018】前記バルブサブアッシー4は、図1に示す
ようにボデーサブアッシー21にその下方から上下動可
能に嵌挿されている。詳しくは、スプリングガイド41
内にSUS304材からなるバルブスプリング9を挿入
し、そのバルブスプリング9の下端部にバルブ支持体4
8の上部筒状部を嵌合した状態で、バルブ支持体48の
上端部がスプリングガイド41内に嵌装されているとと
もにアーマチュア3がヨーク17の下端部に嵌装されて
いる。なおアーマチュア3は、その上端面が前記コア2
の下端面と対向しており、前記コイル42の通電時にお
いてコア2から吸引力を受ける。また前記ヨーク17の
連通孔44の内端開口はアーマチュア3の下方のバルブ
支持体48周りの空間部分と連通する。
As shown in FIG. 1, the valve sub-assembly 4 is inserted into a body sub-assembly 21 so as to be vertically movable from below. For details, see the spring guide 41
A valve spring 9 made of SUS304 material is inserted into the inside, and a valve support 4 is attached to the lower end of the valve spring 9.
8, the upper end of the valve support 48 is fitted in the spring guide 41 and the armature 3 is fitted in the lower end of the yoke 17. The armature 3 has the upper end surface of the core 2
And receives an attractive force from the core 2 when the coil 42 is energized. The inner end opening of the communication hole 44 of the yoke 17 communicates with a space around the valve support 48 below the armature 3.

【0019】前記ハウジングサブアッシー20の下端部
にはキャップサブアッシー23が組み込まれている。キ
ャップサブアッシー23は、図6に断面図で示すよう
に、ほぼ中空円筒状をなすとともにその下端に噴口5a
を設けたバルブシート5と、ほぼ中空円筒状をなしかつ
その内部に前記バルブシート5を挿入しかつねじつけた
セラミック製カバー13と、ほぼ中空円筒状をなしかつ
その内部に前記カバー13を挿着したSUS系材からな
るキャップ11とからなる。キャップ11の下端部に
は、Ni合金材からなりかつその先端部を前記バルブシ
ート5の下端エッジ部5bに指向させる接地電極12が
設けられている。またキャップ11の外周面には、内燃
機関のシリンダヘッドにねじつけるための雄ねじ11a
が形成されている。なおバルブシート5にはカバー13
との間の気密を保持するOリング19が設けられ、また
カバー13にはキャップ11との間の気密を保持するO
リング24が設けられている。またキャップ11の上端
縁はカバー13にOリング32を介してかしめつけられ
ている。またバルブシート5とカバー13との間、およ
びカバー13とキャップ11との間には銅材、鉄などか
らなるガスケット54,55が介在されている。
At the lower end of the housing sub-assembly 20, a cap sub-assembly 23 is incorporated. As shown in the sectional view of FIG. 6, the cap sub-assembly 23 has a substantially hollow cylindrical shape and has a nozzle 5a at its lower end.
A ceramic cover 13 having a substantially hollow cylindrical shape and having the valve seat 5 inserted and screwed therein, and a substantially hollow cylindrical shape having the cover 13 inserted therein. And a cap 11 made of a SUS-based material. At the lower end of the cap 11, a ground electrode 12 made of a Ni alloy material and having its tip directed toward the lower edge 5b of the valve seat 5 is provided. On the outer peripheral surface of the cap 11, a male screw 11a for screwing to a cylinder head of an internal combustion engine is provided.
Are formed. The valve seat 5 has a cover 13.
An O-ring 19 for maintaining airtightness between the cap 11 and the O-ring 19 is provided on the cover 13.
A ring 24 is provided. The upper edge of the cap 11 is swaged to the cover 13 via an O-ring 32. Gaskets 54 and 55 made of copper or iron are interposed between the valve seat 5 and the cover 13 and between the cover 13 and the cap 11.

【0020】ところで前記バルブシート5において、バ
ルブシート5自体はステンレス鋼材(例えばSUS44
0C)によって形成され、バルブシート5の着火部位す
なわちエッジ部5bにはインコネル材(例えば、JIS
NCF751)が溶射されて着火部位が形成されてい
る。前記ステンレス鋼材のSUS440Cは、耐熱性が
500℃まで強度有り、硬度が焼き入れをするため65
0Hv、抵抗率が60μΩcmで導電性が良いといった特
性を示す。またインコネル材のNCF751は、耐熱性
が980℃まで強度有り、硬度が焼き入れをするため3
50Hv、抵抗率が122μΩcmで導電性が良く、また
耐火花消耗性がSUS440Cに比べて優れた特性を示
す。ところで硬度はNCF751がSUS440Cに比
べ小さいが、そのNCF751にはニッケルが70重量
%以上含まれるために加工性はNCF751がSUS4
40Cに比べ悪い。なお、溶射に使用できるインコネル
材としては前記NCF751以外にNCF750、NC
F80A等、またこの他にNi−Si−Mn合金、Ni
−Si−Mn−Cr合金、Ni−Si−Mn−Cr−A
l合金など、Niが70重量%以上含有するNi合金材
が耐火花消耗性の面で有用である。すなわちバルブシー
ト5の着火部位であるエッジ部5bをそのバルブシート
5自体の材料に比べ耐熱性、耐火花消耗性に優れる材料
で形成し、バルブシート5自体を前記着火部位の材料に
比べ加工性に優れる耐熱材料で形成している。また着火
部位には溶射だけでなく、CVD、メッキ及び薄片を溶
接などによって被覆してもよい。
In the valve seat 5, the valve seat 5 itself is made of stainless steel (for example, SUS44).
0C) and an inconel material (for example, JIS)
NCF 751) is sprayed to form an ignition site. The stainless steel material SUS440C has a heat resistance of up to 500 ° C. and a hardness of 65 ° C.
It exhibits characteristics such as 0 Hv, a resistivity of 60 μΩcm, and good conductivity. Inconel material NCF751 has a heat resistance of up to 980 ° C. and a hardness of 3%.
50 Hv, a resistivity of 122 μΩcm, good conductivity, and excellent resistance to spark abrasion compared to SUS440C. The hardness of NCF751 is smaller than that of SUS440C, but the workability of NCF751 is lower than that of SUS440C since NCF751 contains 70% by weight or more of nickel.
Bad compared to 40C. Inconel materials usable for thermal spraying include NCF750, NCCF750
F80A, etc., Ni-Si-Mn alloy, Ni
-Si-Mn-Cr alloy, Ni-Si-Mn-Cr-A
An Ni alloy material containing 70% by weight or more of Ni, such as a 1 alloy, is useful in terms of spark wear resistance. That is, the edge portion 5b, which is the ignition portion of the valve seat 5, is formed of a material having higher heat resistance and spark erosion resistance than the material of the valve seat 5 itself, and the valve seat 5 itself is more workable than the material of the ignition portion. It is made of a heat-resistant material with excellent heat resistance. In addition, not only thermal spraying but also CVD, plating, and flakes may be applied to the ignition site by welding or the like.

【0021】前記キャップサブアッシー23は、図1に
示すようにハウジングサブアッシー20の下端部に挿着
されている。詳しくは、バルブシート5内には前記バル
ブ10が摺動可能に挿入されているとともに、キャップ
11が前記外筒体35の下端部に嵌着されかつレーザー
溶接によって固定されている。バルブサブアッシー4
は、バルブスプリング9の弾性により常時は図示下方へ
付勢され、バルブ10の弁子部52がバルブシート5の
噴口5aを閉じた状態に保持されている。またバルブ1
0のスライド部53は、バルブシート5内にスライド可
能に嵌合するほぼ円形状をなしかつその外周部を部分的
に切除することによって軸方向に開口する燃料通路部を
形成している。
The cap sub-assembly 23 is inserted into the lower end of the housing sub-assembly 20, as shown in FIG. Specifically, the valve 10 is slidably inserted into the valve seat 5, and the cap 11 is fitted to the lower end of the outer cylinder 35 and fixed by laser welding. Valve sub assembly 4
Is constantly urged downward in the figure by the elasticity of the valve spring 9, and the valve element 52 of the valve 10 is kept in a state in which the injection port 5a of the valve seat 5 is closed. Valve 1
The zero slide portion 53 has a substantially circular shape which is slidably fitted in the valve seat 5 and forms a fuel passage portion which is opened in the axial direction by partially cutting off the outer peripheral portion thereof.

【0022】前記カバー13とこれに対向するヨーク1
7部分との間には、リング状をしたSUS440C系材
料からなるストローク調整用プレート22が介在されて
いる。なおストローク調整用プレート22およびカバー
13上端部の内径は前記バルブ支持体48の大径部より
も大きく形成されており、そのプレート22およびカバ
ー13とバルブ支持体48との間に、前記ヨーク17の
連通孔44からバルブシート5内に通じる燃料通路が構
成されている。
The cover 13 and the yoke 1 facing the cover 13
A ring-shaped stroke adjusting plate 22 made of a SUS440C-based material is interposed between the seven portions. The inner diameters of the stroke adjusting plate 22 and the upper end of the cover 13 are formed larger than the large diameter portion of the valve support 48, and the yoke 17 is provided between the plate 22 and the cover 13 and the valve support 48. A fuel passage communicating from the communication hole 44 into the valve seat 5 is formed.

【0023】またキャップ11とヨーク17との対向端
部は、円筒形状をしたSUS303材からなる同軸度確
保用リング18の両端部がそれぞれ圧入されることによ
って同軸状に連結されている。なお前記各部に使用した
Oリング19,24〜32はいずれもフッ素系ゴム材料
からなる。また各部材に明記した材質はそれに限定され
るものでなく、その部材毎に必要とされる条件を満たす
材質であればよい。
The opposite ends of the cap 11 and the yoke 17 are coaxially connected by press-fitting both ends of a concentricity securing ring 18 made of SUS303 material having a cylindrical shape. The O-rings 19, 24 to 32 used for the respective parts are all made of a fluoro rubber material. Further, the material specified for each member is not limited thereto, and may be any material that satisfies the conditions required for each member.

【0024】前記のように構成された燃料噴射装置は、
内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁とそ
の燃料噴射弁に一体的に構成した点火プラグとを備える
ものである。まず燃料噴射弁の作動について説明する。
図示しない燃料タンクから所定の圧力を付与された状態
で供給される燃料は、燃料吸入口1のストレーナ39に
よってろ過された後、燃料通路を通ってバルブシート5
の内に至っている。しかしながら、バルブ10はバルブ
スプリング9の弾性によってバルブシート5の噴口5a
を閉じた状態に保持されているため、この噴口5aから
の燃料噴射は生じない。
The fuel injection device constructed as described above has
The fuel injection valve includes a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, and a spark plug integrally formed with the fuel injection valve. First, the operation of the fuel injection valve will be described.
Fuel supplied under a predetermined pressure from a fuel tank (not shown) is filtered by a strainer 39 of a fuel inlet 1 and then passes through a fuel passage to a valve seat 5.
Inside. However, due to the elasticity of the valve spring 9, the valve 10 is provided with the injection port 5a of the valve seat 5.
Is kept in a closed state, so that fuel injection from this injection port 5a does not occur.

【0025】ここで電子制御装置からの電気信号の入力
によってコイル42が通電状態になると、すでに述べた
ようにコア2の吸引力によって、アーマチュア3をもつ
バルブサブアッシー4が後退する。この結果、バルブ1
0がバルブシート5の噴口5aを開き、ここから燃料が
噴射される。そしてコイル42に対する電気信号がオフ
になり、アーマチュア3に作用していたコア2の吸引力
が解除されると、バルブスプリング9の弾性によってバ
ルブサブアッシー4が前進し、バルブ10が再び噴口5
aを閉じた状態に保持され、この噴口5aからの燃料噴
射は停止する。
When the coil 42 is turned on by the input of an electric signal from the electronic control unit, the valve sub-assembly 4 having the armature 3 is retracted by the attraction of the core 2 as described above. As a result, valve 1
0 opens the injection port 5a of the valve seat 5, from which fuel is injected. Then, when the electric signal to the coil 42 is turned off and the suction force of the core 2 acting on the armature 3 is released, the valve sub-assembly 4 advances due to the elasticity of the valve spring 9, and the valve 10 returns to the injection port 5.
a is kept closed, and the fuel injection from the injection port 5a stops.

【0026】次に点火プラグの作動について説明する。
イグニッションコイルからの高電圧がハイテンションコ
ード6、スクリュ止め7、セットスクリュ8、バルブス
プリング9、バルブ10を介してバルブシート5に伝わ
り、そのバルブシート5を中心電極としてそのエッジ部
5bと、それに対向する接地電極12との間で火花放電
させ、燃焼室内混合気に着火させる。
Next, the operation of the ignition plug will be described.
The high voltage from the ignition coil is transmitted to the valve seat 5 via the high tension cord 6, screw stopper 7, set screw 8, valve spring 9, and valve 10, and the valve seat 5 is used as a central electrode to form an edge portion 5b and the like. Spark discharge is caused between the ground electrode 12 and the air-fuel mixture in the combustion chamber.

【0027】前記燃料噴射装置によると、点火プラグを
一体的に備える燃料噴射弁を内開弁式に構成する際に中
心電極となるバルブシート5自体はエッジ部5bに比べ
加工性に優れるステンレス鋼材で形成されるので、燃料
噴射弁の性能を確保するに足りる高精度の加工を実施す
ることができる。またバルブシート5の着火部位である
エッジ部5bはバルブシート5自体に比べ耐熱性、耐火
花消耗性に優れるインコネル材で形成されるので、高熱
にさらされても充分耐えうる耐熱性、耐火花消耗性を確
保することができる。したがってバルブシート5の加工
精度を高めながら着火部位の耐熱性、耐火花消耗性を確
保することができる。
According to the fuel injection device, the valve seat 5 itself, which becomes the center electrode when the fuel injection valve integrally provided with the ignition plug is configured to be the inner valve type, is made of stainless steel material which is more excellent in workability than the edge portion 5b. Therefore, high-precision processing sufficient to secure the performance of the fuel injection valve can be performed. In addition, since the edge portion 5b, which is the ignition portion of the valve seat 5, is formed of an Inconel material having better heat resistance and spark erosion resistance than the valve seat 5 itself, heat resistance and spark resistance that can sufficiently withstand exposure to high heat. Consumability can be ensured. Therefore, it is possible to secure the heat resistance and the spark erosion resistance of the ignition portion while increasing the processing accuracy of the valve seat 5.

【0028】またバルブシート5自体はNiが70重量
%以上含有するNi合金材に比べ加工性に優れるので、
加工コストの低減といった付随的効果も期待できる。ま
たNiが70重量%以上含有するNi合金材をエッジ部
5bに被覆することにより着火部位を形成するので、別
部品で形成した着火部位をシート6自体に後付けするも
のに比べ製作コストの低減も図ることができる。
Further, the valve seat 5 itself is excellent in workability as compared with a Ni alloy material containing 70% by weight or more of Ni.
Ancillary effects such as reduction in processing costs can also be expected. Further, since the ignition portion is formed by covering the edge portion 5b with a Ni alloy material containing 70% by weight or more of Ni, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the ignition portion formed of a separate part is retrofitted to the sheet 6 itself. Can be planned.

【0029】[0029]

【発明の効果】請求項1の発明の燃料噴射装置による
と、点火プラグを一体的に備える燃料噴射弁を内開弁式
に構成する際に中心電極となるバルブシートの加工精度
を高めながら着火部位の耐熱性、耐火花消耗性を確保す
ることができる。請求項2の発明の燃料噴射装置による
と、バルブシート自体をステンレス鋼材で形成したこと
により、高精度の加工の実施によって燃料噴射弁の性能
を確保することができ、またバルブシートの着火部位を
Niが70重量%以上含有するNi合金材で形成したこ
とにより、点火プラグの着火部位に要求される耐熱性、
耐火花消耗性を確保することができる。
According to the fuel injection device of the first aspect of the present invention, when the fuel injection valve integrally provided with the ignition plug is configured to be an open valve type, ignition is performed while increasing the processing accuracy of the valve seat serving as the center electrode. Heat resistance and spark wear resistance of the part can be ensured. According to the fuel injection device of the second aspect of the invention, the performance of the fuel injection valve can be ensured by performing high-precision processing by forming the valve seat itself from stainless steel, and the ignition portion of the valve seat can be reduced. The heat resistance required for the ignition portion of the spark plug is obtained by forming the Ni alloy material containing 70% by weight or more of Ni.
Spark erosion resistance can be ensured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】燃料噴射装置を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a fuel injection device.

【図2】ハウジングサブアッシーを示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a housing sub-assembly.

【図3】ボデーサブアッシーを示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a body sub-assembly.

【図4】図3のA−A線断面拡大図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3;

【図5】バルブサブアッシーを示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a valve sub-assembly.

【図6】キャップサブアッシーを示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a cap sub-assembly.

【図7】従来例を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 バルブシート 5a 噴口 5b エッジ部(着火部位) 10 バルブ 5 Valve seat 5a Injection port 5b Edge (ignition site) 10 Valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−19142(JP,A) 特開 平8−218971(JP,A) 実開 昭54−95617(JP,U) 実開 昭61−142168(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 57/06 F02P 13/00 303 F02M 51/06 F02M 61/16 F02M 61/18 360 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-19142 (JP, A) JP-A-8-218971 (JP, A) Japanese Utility Model Sho 54-95617 (JP, U) Japanese Utility Model Sho 61- 142168 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02M 57/06 F02P 13/00 303 F02M 51/06 F02M 61/16 F02M 61/18 360

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射する
燃料噴射弁とその燃料噴射弁に一体的に構成した点火プ
ラグとを備え、前記燃料噴射弁は噴口を前端部にもつバ
ルブシート内に進退動可能に設けられたバルブが後退に
よって開きまたその前進によって閉じる内開弁式に構成
し、前記バルブシートを点火プラグの中心電極とする燃
料噴射装置において、 前記バルブシートの着火部位をそのバルブシート自体の
材料に比べ耐熱性、耐火花消耗性に優れる材料で形成
し、バルブシート自体を前記着火部位の材料に比べ加工
性に優れる耐熱材料で形成したことを特徴とする燃料噴
射装置。
1. A fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, and a spark plug integrally formed with the fuel injection valve, wherein the fuel injection valve has an injection port at a front end of a valve seat. In a fuel injection device in which a valve provided to be able to move forward and backward is opened by retreating and closed by advancement thereof, and the valve seat is a central electrode of a spark plug, the ignition portion of the valve seat is A fuel injection device characterized in that the valve seat itself is formed of a heat-resistant material that is more excellent in workability than the material of the ignition portion, the material being formed of a material having better heat resistance and spark erosion resistance than the material of the valve seat itself.
【請求項2】 バルブシート自体をステンレス鋼材で形
成し、そのバルブシートの着火部位にNiが70重量%
以上含有するNi合金材を被覆したことを特徴とする請
求項1記載の燃料噴射装置。
2. The valve seat itself is formed of a stainless steel material, and 70% by weight of Ni is contained in an ignition portion of the valve seat.
2. The fuel injection device according to claim 1, wherein the fuel injection device is coated with a Ni alloy material containing the above.
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