JP3645087B2

JP3645087B2 - 燃料噴射弁

Info

Publication number: JP3645087B2
Application number: JP09479098A
Authority: JP
Inventors: 和明小柳; 孝明高城
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: JPH11294293A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料噴射弁には、図１１に要部断面図で示すように、磁路を形成するほぼ円筒状のボデー１０１と、前記ボデー１０１の接続端部１０１ａに圧入されかつレーザ溶接（溶接部位に符号、１２７を付す。）等によって固定される圧入端部１０２ａを有する非磁性の短筒状のリング体１０２と、前記リング体１０２内にスライド可能に挿入されて磁路を形成するアーマチュア１２２とを備えるものがある（例えば、特開平９−９６２６４号公報参照）。従来のリング体１０２は単なる円筒状をなしており、ボデー１０１の接続端部１０１ａの肉厚Ｔａに比べてもほぼ半分程度の肉厚ｔａであった。また、ボデー１０１の接続端部１０１ａの強度をＢｓ、リング体１０２の圧入端部１０２ａの強度をＲｓとしたとき、
Ｂｓ＞Ｒｓ
の関係にあった。なお、前記アーマチュア１２２は、図示しないソレノイドコイルの通電により磁路を形成するコア１０３に吸引される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の燃料噴射弁によると、ボデー１０１の接続端部１０１ａに対するリング体１０２の圧入端部１０２ａの圧入および溶接時に、リング体１０２の圧入端部１０２ａが縮径変形することによりその圧入端部１０２ａに内径変化が発生する。また、リング体１０２の内周面は、アーマチュア１２２のガイド面として機能するため精度を確保する必要がある。このため、前記リング体１０２の内周面を切削加工するといった後加工が必要となり、さらには前記切削加工によって生じるバリを除去する後処理も必要となっている。
【０００４】
本発明の目的は、ボデーの接続端部に圧入および溶接によって接続されるリング体の内径変化を防止し、従来必要としたリング体の後加工や後処理を不要とする燃料噴射弁を提供することにある。
【０００５】
【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、
噴射口を有するバルブシートを先端部に備えかつ後端部に内周段付面が形成された接続端部を有する強磁性材によりほぼ円筒状に形成されたボデーと、
前記ボデー内に配置されかつ強磁性材料からなるアーマチュアの先端に弁を取り付けて構成された可動体と、
ソノイドコイルの通電により前記アーマチュアを吸引する強磁性材からなるコアと、
前記ボデーの接続端部の前記内周段付面に当接する端面を有し、その接続端部内に圧入されかつ溶接によって固定される圧入端部を有する非磁性材からなるほぼ円筒状のリング体と
を備え、
前記リング体の圧入端部側の内周面が、前記アーマチュアを軸方向にスライド可能にガイドするガイド面として機能する、
燃料噴射弁であって、
前記リング体の圧入端部を圧入する前記ボデーの接続端部の強度をＢｓ、前記ボデーの接続端部内に圧入される前記リング体の圧入端部の強度をＲｓとしたとき、
Ｂｓ＜Ｒｓ
の関係に設定して、前記ボデーの接続端部に対する前記リング体の圧入端部の圧入および溶接時に前記ボデーの接続端部が拡径変形する構成とした
燃料噴射弁である。
このように構成すると、ボデーの接続端部に対するリング体の圧入端部の圧入および溶接時に、ボデーの接続端部が拡径変形することによりリング体の内径変化を防止することができ、これにより、従来必要としたリング体の後加工や後処理を不要とすることができる。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載の燃料噴射弁であって、
前記リング体の圧入端部に、半径方向外方に突出して該圧入端部を大外径化しかつそのリング体の圧入端部を除いた主体部の半径方向の肉厚に比べて該圧入端部の半径方向の肉厚を厚肉化する圧入用フランジが形成されている燃料噴射弁である。
このように構成すると、リング体の圧入端部を除いた主体部を大外径化することなく、その圧入端部の強度を増大することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図１〜図１０を参照して説明する。先に、燃料噴射弁の概要を述べた後、要部について詳述する。車両用エンジンに使用される燃料噴射弁の断面図が図１に示されている。なお都合上、図１における左方を燃料噴射弁の前方、同様に右方を後方と呼ぶことにする。
【０００８】
図１において、燃料噴射弁のボデー１は、強磁性材によりほぼ円筒状に形成されている。ボデー１の後端部内には、非磁性材からなるほぼ短円筒状のリング体２の前半部（後述する圧入端部に相当する。）が圧入後溶接されている。リング体２の後半部内には、強磁性材からなる中空軸状のコア３の前端部が圧入後溶接されている。コア３の軸方向のほぼ中央部には、半径方向外方に突出するフランジ３ａが形成されている。コア３には、前記フランジ３ａの後側に位置する膨出部３ｂが形成されている。膨出部３ｂは、それより後方部分の外径よりわずかに大きな外径で形成されている。
【０００９】
リング体２とコア３との接続部分の周囲には、合成樹脂等の電気絶縁素材からなるボビン４が樹脂成形されている。ボビン４には、ソレノイドコイル６が巻線されている。ボビン４の後端部には、ターミナル取り付け部４ａが設けられている。ターミナル取り付け部４ａには、ターミナル５の接続端部５ａが圧入によって取り付けられている。そのターミナル５の接続端部５ａは、前記ソレノイドコイル６と電気的に接続されている。
【００１０】
ソレノイドコイル６の外周部は、次に述べる強磁性材料からなる外側磁路形成部材７の延長片７ａによって部分的に取り囲まれている。外側磁路形成部材７の背面図が図３に、またその底面図が図４に、図３のＶ−Ｖ線断面図が図５にそれぞれ示されている。図３〜図５に示されるように、外側磁路形成部材７は、ほぼ小判形状をなしかつ中心部に円形の取り付け孔８を有する端板部７ｂと、その端板部７ｂの上下端部からそれぞれ前方に向けて延長された断面円弧状をした２個一対の延長片７ａとからなる。取り付け孔８は、前記コア３の膨出部３ｂの外径よりわずかに小さい口径で形成されている。前記外側磁路形成部材７は、強磁性金属材料の１枚の板状材を深絞り成形して成る一体成形品である。なお、端板部７ｂの取り付け孔８は打ち抜き加工によって形成されている。
【００１１】
上記外側磁路形成部材７は、図１に示すように、前記取り付け孔８をコア３の後端に嵌合しさらにそのコア３の膨出部３ｂに圧入するとともに、端板部７ｂをコア３のフランジ３ａに軸方向から当接させることによって、コア３に位置決めした状態で取り付けられている。この取り付け作業と同時に、外側磁路形成部材７の延長片７ａの先端部に前記ボデー１の後端部が溶接で結合される。
【００１２】
図１において、ボデー１の後半部からコア３の後端部に至る周囲には、その部分を取り巻くように樹脂モールド成形が施されている。この樹脂モールド成形によって、前記ターミナル５を囲むコネクタ９が形成されている。コネクタ９には図示しない電子制御装置の給電用コネクタが接続され、また、その電子制御装置からの入力を受けることにより前記ソレノイドコイル６の通電およびその解除がなされる。
【００１３】
前記ボデー１とリング体２との接続部分には、次に述べる可動体２０の後端部がスライド可能に嵌入されている。可動体２０の側面図が図６に、またその図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図が図７に、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図が図８にそれぞれ示されている。図６〜図８に示されるように、可動体２０は、中空軸状をなす強磁性材料からなるアーマチュア２２と、そのアーマチュア２２の先端開口部を塞ぐように取り付けられた球弁２３とにより構成されている。前記アーマチュア２２の先端部側壁に一対の横孔２２ａが形成されている。前記アーマチュア２２に、その中空部と横孔２２ａの孔部とによる燃料通路２４（図８参照）が形成されている。
【００１４】
前記アーマチュア２２の後端部には、それより前方部分の外径よりも大きい外径の大径筒部２２Ａが一体形成されている。また図８に示すように、アーマチュア２２の大径筒部２２Ａとそれより前方の小径筒部（符号省略）との接続部分の内周面には、段付面２５が形成されている。
【００１５】
前記アーマチュア２２は、金属射出成形によって一体成形されている。金属射出成形の成形工程は、周知のように、金属材料の微粉末とバインダーとを混練する混練工程と、前記混練した材料を射出成形機で成形する成形工程と、脱脂炉で溶剤により前記成形体からバインダーを除く液体脱脂工程と、脱脂した成形体を焼結炉で焼結する焼結工程とからなる。この場合の金属材料としては、強磁性材料、例えば、電磁ＳＵＳ、パーマロイ等が使用される。
【００１６】
前記可動体２０は、次のようにしてボデー１内に配置されている。すなわち図１に示すように、アーマチュア２２の大径筒部２２Ａは、前記ボデー１とリング体２との接続部分にスライド可能に嵌入されている。前記アーマチュア２２は、前記ソレノイドコイル６の通電時に吸引作用を受けることによりコア３に吸引される。さらに、前記ボデー１の先端部には、噴射口１３ａを前端面に有するほぼ有底円筒状のバルブシート１３が挿入されている。バルブシート１３を含む噴射ノズル部が図２に部分断面図で示されている。
【００１７】
図２において、バルブシート１３の前端面には、オリフィスプレート１４がレーザ溶接等により溶接（図２に符号、１２を付す。）されている。オリフィスプレート１４は、その中心部に複数の噴射孔１４ａを有する円形プレート材からなる。また、オリフィスプレート１４の外周部には、前方へ折曲された環状の取り付け片部１４ｂが形成されている。ボデー１へのバルブシート１３の挿入後において、バルブシート１３の位置が調整された後、オリフィスプレート１４の取り付け片部１４ｂがボデー１の内周面にレーザ溶接等により溶接（図２に符号、１５を付す。）されている。これにより、ボデー１にバルブシート１３が所定の位置にて固定される。図１に示すように、バルブシート１３とコア３との間で可動体２０が軸方向にスライドし、これにより、バルブシート１３の噴射口１３ａが可動体２０の球弁２３によって開閉される。
【００１８】
図１において、前記コア３内には、コイルスプリング製バルブスプリング１６が挿入され、続いて断面Ｃ字状のスプリングピン１７が圧入されている。バルブスプリング１６の前端部は前記可動体２０のアーマチュア２２の大径筒部２２Ａ内に挿入され、同バルブスプリング１６の前端面がアーマチュア２２の段付面２５（図８参照）によって支持されている。バルブスプリング１６は、常には前記可動体２０を閉弁方向に付勢している。
【００１９】
コア３の後端開口からバルブシート１３の噴射口１３ａまでの間の内部空間により一連の燃料通路１８が形成される。燃料通路１８には、可動体２０の燃料通路２４も含まれる。コア３の後端部には、ストレーナ１９が圧入によって取り付けられている。また、前記コネクタ９の樹脂モールド時において、コア３の後端部の外周面に環状溝（図１に符号、１０を付す。）が形成されている。環状溝１０にＯリング１１が嵌着されている。そのＯリング１１は、コア３とそのコア３に連通接続される図示しないデリバリパイプとの間のシール作用を果たす。
【００２０】
なお、前記燃料噴射弁の主な構成部品の具体的な材質の一例を記しておくと、ボデー１は電磁ＳＵＳ、リング体２はＳＵＳ３０４、コア３は電磁ＳＵＳ、外側磁路形成部材７は電磁ＳＵＳ、アーマチュア２２は電磁ＳＵＳあるいはパーマロイ、バルブシート１３はＳＵＳ４４０Ｃ、オリフィスプレート１４はＳＵＳ３０４である。
【００２１】
上記のように構成された燃料噴射弁の作動を説明すると、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、ストレーナ１９によってろ過された後、燃料通路１８を通ってバルブシート１３の内部まで至っている。しかしながら、可動体２０の球弁２３はバルブスプリング１６の弾性によってバルブシート１３の噴射口１３ａを閉じた状態に保持されているため、この噴射口１３ａからの燃料噴射は生じない。
【００２２】
ここで、電子制御装置からの電気信号の入力によってソレノイドコイル６が通電状態になると、コア３、可動体２０のアーマチュア２２、ボデー１および外側磁路形成部材７を通る磁路が構成され、これによるコア３の吸引作用によって、可動体２０が軸方向にスライドすなわち後退する。この結果、可動体２０の球弁２３がバルブシート１３の噴射口１３ａを開き、ここから燃料が噴射される。噴射された燃料はさらにオリフィスプレート１４の噴射孔１４ａ（図２参照）を通じて噴出される。そして、ソレノイドコイル６に対する電気信号がオフになり、アーマチュア２２に作用していたコア３の吸引作用が解除されると、バルブスプリング１６の弾性によって可動体２０が前進させられることにより、その可動体２０の球弁２３が再び噴射口１３ａを閉じた状態に保持され、噴射口１３ａからの燃料噴射は停止する。
【００２３】
次に、要部の構成について詳述する。前記燃料噴射弁において、ボデー１に対するリング体２の取り付け構造は次のように構成されている。図９の要部断面図および要部を一部破断した分解斜視図において、ボデー１の接続端部（符号、１ａを付す。）にはリング体２の圧入端部（符号、２ａを付す。）が圧入されかつレーザー溶接（図９に符号、２７を付す。）によって固定されている。ボデー１の接続端部１ａの内周段付面１ｂには、リング体２の端面が当接する。なお、リング体２の後半部内には、コア３の前端部が圧入されかつレーザー溶接（図９に符号、２８を付す。）によって固定される。
【００２４】
ボデー１の接続端部１ａは従来（図１１参照）と比べて外径を同じくして大口径化され、これにより接続端部１ａの肉厚Ｔ₁がボデー１の主体部の肉厚Ｔ₂に比べて約１／５に薄肉化されている。また、ボデー１の接続端部１ａの肉厚Ｔ₁は、従来の肉厚Ｔａ（図１１参照）と比べて約１／３である。
【００２５】
また、リング体２の圧入端部２ａには、半径方向外方に突出する圧入用フランジ２ａ₁が形成されている。前記圧入用フランジ２ａ₁の形成によって、リング体２の圧入端部２ａが従来（図１１参照）と比べて口径を同じくして大外径化され、これによりその圧入端部２ａの肉厚ｔ₁がリング体２の主体部（符号、２ｂを付す。）の肉厚ｔ₂に比べて約２．５〜３倍に厚肉化されている。また、リング体２の圧入端部２ａの肉厚ｔ１は、従来の肉厚ｔａ（図１１参照）と比べて約２．５〜３倍に厚肉化されている。なお、図１０にボデー１とリング体２の要部が一部破断分解斜視図で示されている。
【００２６】
前記ボデー１の接続端部１ａの強度をＢｓ、リング体２の圧入端部２ａの強度をＲｓとしたとき、前記ボデー１の接続端部１ａの薄肉化と、リング体２の圧入端部２ａの厚肉化とにより、
Ｂｓ＜Ｒｓ
の関係に設定されている。
【００２７】
上記の燃料噴射弁によると、ボデー１の接続端部１ａの強度Ｂｓ、リング体２の圧入端部２ａの強度Ｒｓが、
Ｂｓ＜Ｒｓ
の関係に設定されている。このため、ボデー１の接続端部１ａに対するリング体２の圧入端部２ａの圧入および溶接時に、ボデー１の接続端部１ａが拡径変形することによりリング体２の内径変化を防止することができ、これにより、従来必要としたリング体２の後加工や後処理を不要とすることができる。
【００２８】
また、リング体２の圧入端部２ａに半径方向外方に突出する圧入用フランジ２ａ₁を形成したものであるから、リング体２の主体部２ｂを大外径化することなく、その圧入端部２ａの強度を増大することができる。このことは、主体部２ｂの回りに配置されるソレノイドコイル６の収容スペースの減少を回避することに有益である。
【００２９】
本発明は前記実施の形態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変更が可能である。例えば、前記Ｂｓ＜Ｒｓの関係は、ボデー１およびリング体２のそれぞれ材質の選定によっても設定することが可能である。また、ボデー１の接続端部１ａの外径の小径化および／またはリング体２の圧入端部２ａの口径（内径）の小径化によっても、前記Ｂｓ＜Ｒｓの関係を設定することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の燃料噴射弁によれば、ボデーの接続端部に圧入および溶接によって接続されるリング体の内径変化を防止し、従来必要としたリング体の後加工や後処理を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態に係る燃料噴射弁の断面図である。
【図２】燃料噴射弁の噴射ノズル部の部分断面図である。
【図３】外側磁路形成部材の背面図である。
【図４】外側磁路形成部材の底面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】可動体の側面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】要部断面図である。
【図１０】要部を一部破断して示す分解斜視図である。
【図１１】従来例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１ボデー
１ａ接続端部
２リング体
２ａ圧入端部
２ａ₁ 圧入端部

Claims

噴射口を有するバルブシートを先端部に備えかつ後端部に内周段付面が形成された接続端部を有する強磁性材によりほぼ円筒状に形成されたボデーと、
前記ボデー内に配置されかつ強磁性材料からなるアーマチュアの先端に弁を取り付けて構成された可動体と、
ソノイドコイルの通電により前記アーマチュアを吸引する強磁性材からなるコアと、
前記ボデーの接続端部の前記内周段付面に当接する端面を有し、その接続端部内に圧入されかつ溶接によって固定される圧入端部を有する非磁性材からなるほぼ円筒状のリング体と
を備え、
前記リング体の圧入端部側の内周面が、前記アーマチュアを軸方向にスライド可能にガイドするガイド面として機能する、
燃料噴射弁であって、
前記リング体の圧入端部を圧入する前記ボデーの接続端部の強度をＢｓ、前記ボデーの接続端部内に圧入される前記リング体の圧入端部の強度をＲｓとしたとき、
Ｂｓ＜Ｒｓ
の関係に設定して、前記ボデーの接続端部に対する前記リング体の圧入端部の圧入および溶接時に前記ボデーの接続端部が拡径変形する構成とした
燃料噴射弁。
請求項１記載の燃料噴射弁であって、
前記リング体の圧入端部に、半径方向外方に突出して該圧入端部を大外径化しかつそのリング体の圧入端部を除いた主体部の半径方向の肉厚に比べて該圧入端部の半径方向の肉厚を厚肉化する圧入用フランジが形成されている燃料噴射弁。