JP3664896B2

JP3664896B2 - 電磁式燃料噴射弁

Info

Publication number: JP3664896B2
Application number: JP32256298A
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: 1998-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2018-11-12
Also published as: JP2000145567A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸気系において使用される電磁式燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁式燃料噴射弁１０は、図３（Ａ）に示されるように、燃料噴射口２ａが形成されたバルブシート２を備えており、そのバルブシート２が略円筒形のボディー１の先端部に装着されている。また、前記ボディー１の後端部内には同軸に非磁性材のリング体４の前半部が圧入され、そのボディー１とリング体４とが溶接される。さらに、前記リング体４の後端部内にコア５の先端部が同じく圧入され、そのリング体４とコア５とが溶接される。ここで、前記リング体４は薄肉のためボディー１に圧入される際に半径方向内側に若干変形する。このため、リング体４の後端部内にコア５を圧入する前に、そのリング体４の内周面後部を円周方向に切削しボディー１とコア５との同軸性を確保している。
【０００３】
前記ボディー１からリング体４の前半部内にかけては可動体３が収納される。可動体３は先端側に弁体３ｖ、後端側にアーマチュア３ａを備えており、そのアーマチュア３ａがリング体４の前半部内に位置している。そして、前記可動体３がバルブスプリング９の弾性力、あるいはソレノイドコイル６の電磁力に基づくコア５からの吸引力を受けてボディー１及びリング体４内を前進／後退することにより、バルブシート２に形成された燃料噴射口２ａが弁体３ｖ（可動部３の前部）によって開閉される。なお、アーマチュア３ａの表面には耐摩耗性を向上させるため、硬質クロムメッキが施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記電磁式燃料噴射弁１０では、前述のようにコア５をリング体４に圧入する前にそのリング体４の内周面後部が円周方向に切削されるため、リング体４の内周面には、図３（Ｂ）に示されるように、非切削部４ｈと切削部４ｓとの境に段差４ｄが形成される。このため、可動体３が軸方向に移動する際にその可動体３がクリアランスの影響でリング体４に対して若干傾斜すると、可動体３（アーマチュア３ａ）の軸方向（左方向）の動きを段差４ｄが妨げるようになり、その段差４ｄの角がアーマチュア３ａの側面によって擦られる。即ち、硬質クロムメッキが施されているアーマチュア３ａによって比較的軟らかいリング体４が擦られるため、経時的にリング体４の段差４ｄが摩耗する。このため、可動体３が軸方向に移動する際の摺動抵抗が変化し、弁体３ｖが燃料噴射口２ａを開閉する速度が変動することによって燃料噴射量が経時的に変化するという問題が発生する。
【０００５】
そこで、本発明のうち請求項１、請求項２に記載の発明は、リング体の内周面と可動体との間で摩耗が生じ難い構造とすることにより、可動体の摺動抵抗が変化するのを抑制し、弁体（可動体の前部）が燃料噴射口を開閉する速度が変動しないようにして燃料噴射量の経時的な変化を抑制することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、以下の特徴を有する電磁式燃料噴射弁によって解決される。
即ち、請求項１に記載の電磁式燃料噴射弁は、燃料噴射口が形成されたバルブシートを先端部に備えるボディーと、そのボディーに収納されており、先端側に弁体と後端側にアーマチュアとを有する可動体と、電磁力で可動体のアーマチュアを吸引するコアと、前記ボディーに圧入され、前記アーマチュアを摺動自在にガイドする非磁性材のリング体とを備える電磁式燃料噴射弁において、前記リング体の内周面は連続して平滑に形成されており、さらにアーマチュアの後端部にはコア側が小径となるようなテーパが設けられており、そのアーマチュアのテーパ部と非テーパ部とはＲ面を介して連続している。
【０００７】
本発明によると、可動体がクリアランスの影響でリング体に対して若干傾斜すると、リング体の平滑な内周面に対してその可動体を構成するアーマチュアのＲ面が接触する。即ち、可動体がリング体に対して傾斜してもその可動体を構成するアーマチュアが軸方向に滑り易い状態に保持される。このため、リング体とアーマチュアとの間で摩耗が生じ難くなり、可動体の摺動抵抗が経時的に変化するのを抑制できる。したがって、可動体の構成部材である弁体が燃料噴射口を開閉する速度がほとんど変動せず、燃料噴射量の経時的な変化を抑制することができる。
【０００８】
請求項２に記載された電磁式燃料噴射弁は、請求項１に記載された電磁式燃料噴射弁において、リング体が圧入されるボディの被圧入部の強度をそのリング体の圧入部の強度より小さくした。
【０００９】
本発明によると、ボディの被圧入部にリング体を圧入すると、ボディの被圧入部が変形してリング体は変形しないため、リング体の内周面を平滑な状態に保持できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１、図２に基づいて本発明の一の実施の形態に係る電磁式燃料噴射弁の説明を行う。本実施の形態に係る電磁式燃料噴射弁は車両用エンジンの吸気系において燃焼空気に燃料を混合させるための弁であり、図１に前記電磁式燃料噴射弁の要部拡大図、図２にその電磁式燃料噴射弁の全体縦断面図が示されている。なお、図２における左側を電磁式燃料噴射弁の前方、右側を電磁式燃料噴射弁の後方と呼ぶ。
【００１１】
電磁式燃料噴射弁１００は、図２に示されるように、燃料噴射口１０２ａが形成されたバルブシート１０２を備えており、そのバルブシート１０２が略円筒形のボディー１０１の先端部に装着されている。前記ボディー１０１は強磁性材により形成されており、そのボディー１０１の後端部内に非磁性材のリング体１０４の前端部が圧入される。
前記リング体１０４は、ボディー１０１と後記するコア１０５とを同軸に接続する部材であり、図１（Ａ）に示されるように、円筒部１０４ｅとその円筒部１０４ｅの前端部に形成された厚肉のフランジ部１０４ｆとから構成されている。また、リング体１０４の内周面１０４ｘは円筒部１０４ｅの後端からフランジ部１０４ｆの前端に至るまで連続して平滑に形成されている。
【００１２】
一方、前記ボディー１０１の後端部に設けられた被圧入部１０１ｚは、リング体１０４のフランジ部１０４ｆが厚肉化した分だけ肉厚が減少して強度が低下している。このため、リング体１０４がボディー１０１の後端部に圧入されると、リング体１０４のフランジ部１０４ｆが変形せずにボディー１０１の被圧入部１０１ｚが半径方向外側に若干変形する。このため、リング体１０４の内径が変化することがなく、その内周面１０４ｘは平滑な状態に保持される。
なお、リング体１０４をボディー１０１に圧入した後は、そのリング体１０４とボディー１０１とが溶接される。
【００１３】
前記ボディー１０１に接続されたリング体１０４の後半部にはコア１０５の先端部が圧入される。前記コア１０５は強磁性材により成形された中空軸状の部材であり、その周囲に合成樹脂製のボビン１０６ｂを介してソレノイドコイル１０６が巻装される。なお、前記コア１０５の中空部は燃料通路１０５ｆを構成しており、その燃料通路１０５ｆの入口に燃料フィルタ１０７が装着されている（図２参照）。
前述のように、リング体１０４はボディー１０１に圧入される際に内側に変形しないため、前記コア５をそのリング体１０４に圧入する際に、従来のように、リング体１０４の内周面を円周方向に切削する必要がない。このため、リング体１０４の内周面１０４ｘには段差等が形成されることがなく平滑な状態に保持される。なお、コア１０５をリング体１０４に圧入した後は、そのコア１０５とリング体１０４とが溶接される。
【００１４】
前記ボディー１０１とリング体１０４の前半部には、図２に示されるように可動体１０３が収納される。可動体１０３は、中空軸状に成形された強磁性材のアーマチュア１０３ａと、そのアーマチュア１０３ａの先端に開口部を塞ぐように取付けられた球弁１０３ｖとから構成されている。前記アーマチュア１０３ａには先端部側壁に一対の横孔１０３ｋが形成されており、そのアーマチュア１０３ａの中空部と横孔１０３ｋとが燃料通路を構成している。また、アーマチュア１０３ａの後端部には、そのアーマチュア１０３ａの前半部分より大きい外径を有する大径部１０３ｒが形成されており（図１（Ａ）参照）、その大径部１０３ｒがボディー１０１の内周面１０１ｘとリング体１０４の内周面１０４ｘによって軸方向に摺動自在に支持されている。
【００１５】
前記アーマチュア１０３ａの大径部１０３ｒには、図１（Ｂ）に示されるように、その後端側（コア１０５側）が小径となるようなテーパ１０３ｔが設けられており、そのアーマチュア１０３ａのテーパ部と非テーパ部とはＲ面を介して連続している。なお、テーパ部の削り代Ｃは約0.09mmであり、Ｒ面の曲率半径は約2mmに設定されている。
このため、可動体１０３がクリアランスの影響でリング体１０４に対して若干傾斜すると、リング体１０４の平滑な内周面に対してその可動体１０３を構成するアーマチュア１０３ａのＲ面が接触する（図１（Ｂ）参照）。即ち、可動体１０３がリング体１０４に対して傾斜してもその可動体１０３を構成するアーマチュア１０３ａが軸方向に滑り易い状態に保持される。このため、前記リング体１０４とアーマチュア１０３ａとの間で摩耗が生じ難くなる。なお、アーマチュア３ａの表面には耐摩耗性を向上させるため、硬質クロムメッキが施されている。
【００１６】
前記コア１０５の内部には可動体１０３を閉弁方向に移動させるバルブスプリング１０９が収納されている。
また、そのコア１０５の周囲に設けられたソレノイドコイル１０６の外側にはコア１０５の膨出部１０５ｂと前記ボディー１０１の外周面とを磁気的に接続する磁路形成部材１０８が取付けられている（図２参照）。このため、ソレノイドコイル１０６の通電により磁束がコア１０５→アーマチュア１０３ａ→ボディー１０１→磁路形成部材１０８→コア１０５の順に流れ、アーマチュア１０３ａとコア１０５との間には吸引力が働く。これによって、可動体１０３はバルブスプリング１０９の力に抗して開弁方向に移動する。
なお、電磁式燃料噴射弁１００にはボディー１０１の後半部からコア１０５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。
【００１７】
次に、本実施の形態に係る電磁式燃料噴射弁の動作について説明する。
図示されていない燃料タンクから所定圧力を付与された状態で供給される燃料は燃料フィルタ１０７によってろ過された後、コア１０５の燃料通路１０５ｆ、可動体１０３の燃料通路を通ってバルブシート１０２の内部まで到達している。この状態で、可動体１０３の球弁１０３ｖはバルブスプリング１０９の弾性によってバルブシート１０２の燃料噴射口１０２ａを閉じた状態に保持しているため、その燃料噴射口１０２ａから燃料の噴射は生じない。
【００１８】
電子制御装置（図示されていない）からの電気信号が入力されてソレノイドコイル１０６が通電状態になると、磁界がコア１０５→アーマチュア１０３ａ→ボディー１０１→磁路形成部材１０８→コア１０５を通り、アーマチュア１０３ａとコア１０５との間には吸引力が働く。これによって、バルブスプリング１０９の弾性に抗して可動体１０３が後退し、燃料噴射口１０２ａが開かれて燃料が噴射される。また、前記ソレノイドコイル１０６の通電が解除されると、アーマチュア１０３ａとコア１０５間で吸引力が働かなくなり、可動体１０３はバルブスプリング１０９の弾性力で前進する。これによって、燃料噴射口１０２ａが球弁１０３ｖによって閉じられ、燃料噴射が停止する。
【００１９】
このように、前記可動体１０３がバルブスプリング１０９の弾性力、あるいはソレノイドコイル１０６の電磁力に基づくコア１０５からの吸引力を受けてボディー１０１及びリング体１０４内を前進／後退することにより、バルブシート１０２に形成された燃料噴射口１０２ａが開閉される。
ここで、前記リング体１０４の内周面１０４ｘは連続して平滑に形成されており、さらにアーマチュア１０３ａの後端部にはコア側が小径となるようなテーパが設けられている。そして、そのアーマチュア１０３ａのテーパ部と非テーパ部とはＲ面を介して連続している。
【００２０】
このため、前記可動体１０３が前進／後退する際にその可動体１０３がクリアランスの影響でリング体１０４に対して若干傾斜しても、リング体１０４の平滑な内周面に対してその可動体１０３を構成するアーマチュア１０３ａのＲ面が接触するだけであり、リング体１０４に対してアーマチュア１０３ａが軸方向に滑り易い状態に保持される。このため、リング体１０４とアーマチュア１０３ａとの間で摩耗が生じ難くなり、可動体１０３の摺動抵抗が経時的に変化するのを抑制できる。したがって、可動体１０３の構成部材である弁体１０３ｖが燃料噴射口１０２ａを開閉する速度がほとんど変動せず、燃料噴射量の経時的な変化を抑制できる。
【００２１】
ここで、本実施の形態に係る電磁式燃料噴射弁１００ではリング体１０４の先端にフランジ部１０４ｆを設けることにより、前記リング体１０４をボディー１０１に圧入する際の変形を防止してそのリング体１０４の内周面を平滑にしている。しかし、リング体１０４を円筒形のままで全体的に厚肉化することにより、圧入の際にリング体が変形しないようにしてそのリング体の内周面を平滑に保持する方法でも可能である。
また、リング体１０４の摩耗を抑制するために、リング体１０４を表面処理（焼き入れ、チッ化処理、あるいはメッキ処理）して硬度を向上させることも可能である。
なお、アーマチュアにＲ面を形成していればリング体１０４の内周面に若干の凹凸があってもある程度効果がある。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によると、可動体がリング体に対して傾斜してもその可動体を構成するアーマチュアが軸方向に滑り易い状態に保持されるため、リング体とアーマチュアとの間で摩耗が生じ難くなり、可動体の摺動抵抗が経時的に変化するのを抑制できる。このため、可動体の構成部材である弁体が燃料噴射口を開閉する速度がほとんど変動せず、燃料噴射量の経時的な変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、本実施の形態に係る電磁式燃料噴射弁のリング体及びアーマチュアの部分の詳細図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の要部拡大図である。
【図２】本実施の形態に係る電磁式燃料噴射弁の全体縦断面図である。
【図３】従来の電磁式燃料噴射弁の全体縦断面図である。
【符号の説明】
１０１ボディ
１０２バルブシート
１０２ａ燃料噴射口
１０３可動体
１０３ｖ弁体
１０３ａアーマチュア
１０３ｔテーパ
ＲＲ面
１０４リング体
１０４ｘ内周面
１０５コア

Claims

燃料噴射口が形成されたバルブシートを先端部に備える略筒状のボディーと、そのボディーに収納されており、先端側に弁体と後端側にアーマチュアとを有する可動体と、電磁力で可動体のアーマチュアを吸引するコアと、前記ボディーに圧入され、前記アーマチュアを軸方向に摺動自在にガイドする非磁性材のリング体とを備える電磁式燃料噴射弁において、
前記リング体の内周面は連続して平滑に形成されており、さらにアーマチュアの後端部にはコア側が小径となるようなテーパが設けられており、そのアーマチュアのテーパ部と非テーパ部とはＲ面を介して連続している電磁式燃料噴射弁。
請求項１に記載された電磁式燃料噴射弁において、
リング体が圧入されるボディの被圧入部の強度をそのリング体の圧入部の強度より小さくした電磁式燃料噴射弁。