JP3702145B2 - ユニット化されたインジェクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ユニット化されたインジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載用エンジンの大部分は、エンジンと燃料配管との間にインジェクタを配置してエンジンに燃料を供給する。インジェクタがエンジンのシリンダヘッドに取付けられるものと吸気管に取付けられるものが存在するが、ここでは両者を総称してエンジン側に取付けられるという。
エンジン側に対するインジェクタの取付け位置と燃料配管間の距離は、車種によりあるいは自動車メーカによって相違する。またインジェクタには電力線を接続する必要があるところ、この電力線の端子形状が車種によりあるいは自動車メーカによって相違する。
このために、現在のインジェクタ供給メーカは、燃料噴射に関する仕様は同じでありながら、インジェクタの取付け位置と燃料配管間の距離のバリエーションや電力線の端子形状のバリエーションに対応できるように、多種類のインジェクタを生産することを余儀なくされており、これが量産効果を低下させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記バリエーションに対応でき、しかも量産効果を得られるようにすることを課題として開発された。
【０００４】
【課題を解決するための手段と作用】
上記課題は下記のインジェクタによって解決される。このインジェクタは、エンジン側に配置されるインジェクタ本体と、燃料配管側に配置される延長アダプタとを接続して形成される。インジェクタ本体は、先端に燃料噴射孔を持つ燃料通路を形成する第１の筒部と、その燃料噴射孔を開閉する弁と、その弁を開弁させるソレノイドコイルと、その弁を閉弁側に付勢する付勢手段と、そのソレノイドコイルに通電する電力線に接続するための第１の端子と、第１の筒部の後端に配され燃料通路を流れる燃料から異物を除去するフィルタを備えている。延長アダプタは、第１の筒部の後端部に接続される第２の筒部と、第１の端子に接続される第２の端子と、その第２の端子に接続されているとともに電力線が接続される第３の端子を有する。
このインジェクタは、インジェクタ本体に延長アダプタが接続されて形成されることから、燃料噴射に関する仕様が同じであれば同一のインジェクタ本体が使用でき、インジェクタの取付け位置と燃料配管間の距離のバリエーションや電力線の端子形状のバリエーションに対しては延長アダプタを取替えることで対応することができる。
ここで、高い精度が求められるために生産コストが高くなるインジェクタ本体が、インジェクタの取付け位置と燃料配管間の距離のバリエーションや電力線の端子形状のバリエーションに抗して同一種類ですむことから、量産効果が得られる。延長アダプタには複数種類が必要とされるが、もともと生産コストが安価に製造できるものであり、多種類を製造してもインジェクタ全体の生産コストにあまり影響しない。
このようにして、本発明のインジェクタによると、インジェクタの取付け位置と燃料配管間の距離のバリエーションや電力線の端子形状のバリエーションに対応できるインジェクタ群を安価に生産することが可能となる。
【０００５】
上記のインジェクタの場合、第１の筒部の後端部に対する接続部の形状と第２の端子の形状と位置を共通にし、燃料配管に対する接続部および／または第３の端子の形状および／または位置を異にする複数種類の延長アダプタ群を用意しておき、そのなかから１種類の延長アダプタを選択して用いることが有効である。この場合、インジェクタがユニット化され、多種多様な要求に最小限の変化で対応することが可能となる。
【０００６】
上記のモジュール化にあたっては、第１の端子を第１の筒部の後端部と平行に延出させることが有効である。
このインジェクタ本体は、端子と筒部後端部が平行に延出していることから、その延出方向に沿って延長アダプタを接続することで、燃料通路が延長されると同時に端子同士の接続が完了し、簡単にインジェクタを形成することができる。また後記するように、延長アダプタを使わないでそのまま燃料配管に接続することも可能となる。
【０００７】
即ち、このユニットされたインジェクタ本体によると、インジェクタ本体を直接燃料配管に接続して燃料噴射用の部品組立体を簡単に形成することができる。この燃料噴射用の部品組立体は、個々のインジェクタをエンジン側と燃料配管の間に配置するのに比して簡単に組付けることができ、燃料噴射システムの組付けの負荷が軽減される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
最初に本実施の形態の特徴を列記する。
（形態１） 第１端子は、第１筒部の後端部と平行に後方に延出している。この場合、電力の供給を受けいれる第１端子側が突出端子となり、電力を供給する第２端子側がその突出端子を受入れる側となり、電力が供給された状態で端子が突出することがなく安全性が向上する。
（形態２） インジェクタ本体と延長アダプタは、スナップフィット、溶着、圧入、接着、接続用クリップのいずれかの一を利用して接続が確保されている。これによって、インジェクタ本体と延長アダプタが長期にわたって確実に接続される。
（形態３） 延長アダプタは、第２端子と第３端子と両者を接続する配線がインサート成形された樹脂成形品である。この形態によると、延長アダプタを安価に生産することができる。
（形態４） インジェクタ本体のソレノイドコイルは、コイル自体が円筒形状を保持する能力を持つ。この形態によると、インジェクタ本体を小型化することができる。
（形態５） インジェクタ本体のソレノイドコイルは、巻付けの中心となる糸巻き（ボビン）を有しない。この形態によると、インジェクタ本体を小型化することができる。
（形態６） インジェクタ本体のソレノイドコイルは、第１の筒部の外周回りに軸方向位置を調整可能に組み付けられている。この形態によると、軸方向位置を調整することで、インジェクタの応答性を調整することができる。
【０００９】
【実施例】
図１はユニット化されたインジェクタの部品群を示している。（Ａ）と（Ｃ）はインジェクタ本体Ａを示し、これはインジェクタの種類を問わないで共通的に利用される。（Ｅ）から（Ｊ）は延長アダプタＣ群を示し、いずれか１種類が選択されて利用される。（Ｂ）と（Ｄ）は、１種類の延長アダプタ（この場合、ロングタイプＣＬ）がインジェクタ本体Ａに接続されてインジェクタＢが形成された状態を示している。
【００１０】
延長アダプタＣ群は、（Ｅ）に示すショートタイプＣＳ、（Ｆ）に示すミディアムタイプＣＭ、（Ｇ）に示すロングタイプＣＬに大別される。ショートタイプＣＳはエンジン側のインジェクタ取付け位置と燃料配管間の距離が短い場合に選択され、ミディアムタイプＣＭはその距離が中間の場合に選択され、ロングタイプＣＬはその距離が長い場合に選択される。
【００１１】
距離を同じくするタイプにもさらに細かな種類が存在し、例えば（Ｇ）に示される標準型のロングタイプＣＬに対して、（Ｈ）は電力線端子を接続する位置が先端側にあるものＣＬ１、（Ｉ）は電力線の端子形状が相違している場合に利用されるものＣＬ２、（Ｊ）は燃料配管に対する接続部Ｃ４の形状が相違しているものＣＬ３を示す。この(Ｈ)から（Ｊ）に示すバリエーションがショートタイプＣＳにもミディアムタイプＣＭにも存在する。
【００１２】
（Ｅ）から（Ｊ）に示す延長アダプタＣ群は、いずれも、インジェクタ本体Ａの燃料通路を形成する筒部の後端部３２Ａに対する接続部Ｃ２の形状が同じであり、任意の延長アダプタＣをインジェクタ本体Ａに接続することができる。
【００１３】
また、（Ｅ）から（Ｊ）に示す延長アダプタＣ群は、いずれも、インジェクタ本体Ａの端子２８Ａ、２８Ｂ（以下集合的に２８ということがある）に接続される第２端子Ｃ１（正確には一対存在するが、ここでは集合的に第２端子Ｃ１という）の形状と位置が同じであり、任意の延長アダプタＣをインジェクタ本体Ａに接続することができる。即ち、任意の延長アダプタＣの接続部Ｃ２をインジェクタ本体Ａの後端部３２Ａに接続すると、第１端子２８に第２端子Ｃ１が接続される。第１端子２８は筒部の後端部３２Ａと平行に延出している為に、燃料通路の接続と端子同士の接続が同時に単一の動作で完了する。
【００１４】
ショートタイプＣＳではインジェクタ本体に対する接続部Ｃ２と燃料配管に対する接続部Ｃ４の距離が短く、ミディアムタイプＣＭではその距離が中間であり、ロングタイプＣＬではその距離が長い。（Ｈ）の場合、電力線の端子に接続する第３端子Ｃ３の位置が前方にあり、（Ｉ）の場合、その第３端子Ｃ３の形状が相違している為に電力線の端子形状が標準形でないものを接続することができ、（Ｊ）の場合、燃料配管に対する接続部Ｃ４の形状が相違し、燃料配管側のインジェクタ取付け部の形状が標準型でない場合に対応することができる。
【００１５】
インジェクタ本体Ａは従来の量産品に比して小型化されており、図（Ｂ）に示すインジェクタＢ、即ち、インジェクタ本体Ａに延長アダプタＣを接続した状態で従来の量産品と同じサイズとなる。
【００１６】
図２には、インジェクタ本体Ａの断面図を示す。図中３２は磁性材で形成された筒（第１の筒）であり、その内部に燃料通路を形成している。筒３２の先端には弁座体４が固定されている。
弁座体４は、外形が円柱状であり、筒３２の内周に圧入されている。弁座体４の内側には、後方から円柱状の孔４Ｄが開けられ、その先端側に円錐面４Ａが形成され、円錐面４Ａの先端は弁座体４の先端面に開口して燃料噴射孔４Ｂを形成している。円柱状の孔４Ｄは球状の弁先端１０を軸方向に案内するガイド面として機能し、円錐面４Ａは球状の弁先端１０と当接して燃料噴射孔４Ｂを閉じるシール面として機能する。円柱状の孔４Ｄの回りには、周方向に等距離な３箇所に軸方向に伸びる燃料通路４Ｃが形成されている。
【００１７】
弁座体４の先端には、プレート6が固定されている。プレート6はリング状の溶接部位８で弁座体４に固定されている。プレート6には複数の小孔６Ａが形成されており、この小孔６Ａによって噴射される燃料が霧化され、かつ噴射方向が決められる。
弁座体４とプレート6は筒３２に圧入された後、筒３２の先端がかしめられて筒３２に位置決めされている。
【００１８】
弁座体４の後方に、弁９が筒３２内で軸線方向に移動自在に収容されている。弁９は、球状の弁先端１０と軸部１２が接続部１１でレーザ溶接されて形成されている。弁９の先端１０は、前記したように、球状の弁先端１０が円柱状の孔４Ｄによって半径方向には移動不能で軸方向に移動可能に案内されている。弁９の後端は、拡径部１２Ｄが筒３２によって半径方向には移動不能で軸方向に移動可能に案内されている。軸部１２の小径部１２Ｂには直径上の２箇所に孔１２Ａが設けられており、軸部１２の内部から外部に燃料が通過できる。軸部１２の少なくても拡径部１２Ｄは磁性化されている。
【００１９】
筒３２の内部で弁９の後方には、磁性材で形成されたパイプ３６が圧入されて固定されている。パイプ３６の軸方向距離の略中間部に内側にくびれたリング状部分３６Ａが形成され、そのリング状のくびれ部分３６Ａと弁９との間に圧縮バネ３４が圧縮状態で収容されている。圧縮バネ３４の先端側は、弁９の軸部１２の拡径部１２Ｄと小径部１２Ｂ間のリング状のフランジ部１２Ｃで受けられている。
【００２０】
パイプ３６は筒３２に固定されているために、圧縮バネ３４は弁９を先端側に付勢し、球状の弁先端１０が弁座体４のシート面４Ａに当接し、燃料噴射孔４Ｂが閉じられる。バネ３４の力で弁９は閉弁されている。
【００２１】
筒３２の外周に、磁気力によって弁９をパイプ３６側に吸引して弁９をシート面４Ａから離して（即ち弁を開いて）燃料を噴射孔４Ｂから噴射させるソレノイドコイル１８が組付けられている。ソレノイドコイル１８は、円筒状の外側コア１６と円板状のヨーク２０によって筒３２の外周に位置決めされている。円筒状の外側コア１６の後端部には、図１（Ａ）に良く示されるように、ソレノイドコイル１８と第１端子２８を接続する配線やその回りに形成される樹脂成形体２２Ａが通り抜ける開口が切り欠かれている。
【００２２】
図３はソレノイドコイル１８を示し、このソレノイドコイル１８は断面が長方形または正方形の導電性ワイヤを円筒状に巻いた形状をしている。このワイヤは導電性の芯の回りに絶縁層が被覆され、絶縁層の表面に融着層が被覆されており、円筒状に巻かれた状態で融着層同士を融着している為に、ソレノイドコイル１８自体が円筒形状を保つ。融着層にはポリビニルブチラール、ナイロン、エポキシが好適に用いられる。融着処理には溶剤を利用したり、あるいは熱をかけて融着させる。
このソレノイドコイル１８は、従来使用されていた糸巻きを有しないことから小型化される。また、断面長方形または正方形のワイヤが利用されていることから円筒形状に巻いたときにワイヤ間の接触部に隙間がなく、同一磁束を得るために断面円形のワイヤを巻いて作ったソレノイドコイルに比して体積を小さくすることができる。
【００２３】
糸巻きを有さず、しかもワイヤ間に隙間を有しないソレノイドコイル１８を利用したことから、インジェクタ本体Ａを非常に小型化でき、図１（Ｂ）に示す従来のサイズの約半分の大きさに抑えることができた。この小型化に成功したことがインジェクタＢをインジェクタ本体Ａと延長アダプタＣに分離してユニット化することを可能とした。
【００２４】
図３に示すように、ソレノイドコイル１８の後方には樹脂製の板３０が配置されている。樹脂製の板３０には、一対の端子２８Ａ、２８Ｂとなる金属板がインサート成形されており、一対の端子２８Ａ、２８Ｂの位置決めをする。また、樹脂製の板３０は、ソレノイドコイル１８の一対の端末をそれぞれの端子２８Ａと２８Ｂに接続した状態を保持する。
【００２５】
図２に示すように、ソレノイドコイル１８と樹脂製の板３０は、外側コア１６とヨーク２０によって位置決めされる。このとき、ソレノイドコイル１８が外側コア１６の内部でおどらないようにワッシャ１５が利用されている。外側コア１６とヨーク２０は筒３２の外周に圧入されてその軸方向位置が決められる。
【００２６】
外側コア１６と、筒３２と、弁９の少なくとも拡径部１２Ｄと、パイプ３６と、ヨーク２０は強磁性材料で形成されている。但し、筒３２のうち、弁９の拡径部１２Ｄとパイプ３６が当接しあう近辺では全周に亘って非磁性化されている。このためにソレノイドコイル１８に通電されると、外側コア１６から、筒３２、弁９の拡径部１２Ｄ、弁９の拡径部１２Ｄとパイプ３６間の微小空間、パイプ３６、ヨーク２０を経て外側コア１６に戻る磁気通路が形成される。この結果、バネ３４の力に抗して弁９がパイプ３６側に吸引されて燃料噴射孔４Ｂが開けられる。
【００２７】
上記磁気経路の磁気抵抗は、ソレノイドコイル１８の筒３２に対する軸方向位置によって変化する。従ってソレノイドコイル１８によって弁９をパイプ３６側に吸引する力、ひいてはソレノイドコイル１８に通電を開始してから弁９が開くまでの時間もまたソレノイドコイル１８の筒３２に対する軸方向位置によって変化する。
このインジェクタ本体Ａでは、インジェクタ本体Ａの組付け後に外側コア１６とヨーク２０の軸方向位置を調整して、インジェクタの応答性、即ち、ソレノイドコイル１８に通電を開始してから弁９が開くまでの時間を一定時間に調整する。この調整方法によると、調整のための装置を簡単に製造できる。また、調整時間を短縮化できる。さらに、従来は応答性の調整のために、パイプ３６の圧入位置を調整している為に圧入しすぎると再調整できず、不良品となってしまっていたが、本実施形態では、ソレノイドコイル１８を先端側にも後端側にも調整できる為に、上記の不都合が存在しない。
【００２８】
図２において、図示１４はインジェクタ本体Ａとエンジン側の接続部を気密に保つオーリングであり、２４はインジェクタ本体Ａと延長アダプタＣの接続部を気密に保つオーリングであり、２６は燃料から異物を除去するフィルタである。また、２はインジェクタ本体Ａの先端部を覆うアダプタであり、２２は樹脂製の円板３０とヨーク２２と外側コア１６の後端部の外周を覆うカバーであり、ともに、樹脂が射出成形されて形成されている。この樹脂のカバー２２は概ね円筒形であるが、図１（Ａ）に示すように、第１端子２８の存在部位では、側方に突出し、第１端子２８の基部となる。
【００２９】
図４と５は、インジェクタ本体Ａに延長アダプタＣを接続したインジェクタＢを示す。図４に示されるように、延長アダプタＣは、内部に一対の金属片４０Ｅ，４０Ｆがインサート成形された樹脂成形品４２で一体に成形されている。一対の金属片４０Ｅ、４０Ｆは、それぞれが一端に、第１端子を受け入れる第２端子４０Ａ、４０Ｂを持ち、他端に、電力線の端子を接続する第３端子４０Ｃ、４０Ｄを持つ。図４では、一対の金属片４０Ｅと４０Ｆが重なって表示されており、記号のみを二重に付している。それぞれの第２端子４０Ａ、４０Ｂは２枚の金属板間に第１の端子２８Ａ、２８Ｂを受け入れる。それぞれの第３端子４０Ｃ、４０Ｄは軸線方向に対して斜め上方に突出する。一対の電力線のそれぞれの先端には第４の端子が取付けられており、それぞれの第４端子は２枚の金属板間にそれぞれの第３端子４０Ｃ、４０Ｄを受け入れる。第２端子４０Ａ、４０Ｂが図１では集合的にＣ１で示されている。第３端子４０Ｃ、４０Ｄが図１では集合的にＣ３で示されている。
【００３０】
樹脂成形品４２は、樹脂で一体に成形され、以下の形状を持つ。４２Ａは電力線先端の端子付きプラグ部を受け入れる筒部である。４２Ｂは筒（第２の筒部）を作る壁であり、内部に燃料通路４２Ｆを形成している。４２Ｃは燃料配管に対する接続部であり（図１ではＣ４で示される）、オーリング４４が燃料配管と延長アダプタＣの接続部を気密に保つ。４２Ｄと４２Ｅは、インジェクタ本端Ａの筒部３２の後端部３２Ａを受け入れる部分であり、オーリング２４によってインジェクタ本端Ａと延長アダプタＣの接続部が気密に保たれる。インジェクタ本端Ａの筒部３２の後端部３２Ａに対する接続部４２Ｄ、４２Ｅが図１では集合的にＣ１で示されている。４２Ｇはインジェクタ本体Ａの樹脂製カバー２２の後端部を受け入れて外から被覆する筒部である。但し、この筒部４２Ｇは円周方向の一部で切り欠かれてインジェクタ本体Ａの第１端子２８の基部２２Ａを受け入れる。この筒部４２Ｇには図５に示されるように、直径上の２箇所に貫通孔４２Ｈが形成されている。
【００３１】
樹脂製カバー２２には、貫通孔４２Ｈに対応する直径上の２箇所に外側に突出するバネ２２Ｂが形成されている。このバネ２２Ｂは、インジェクタ本端Ａに延長アダプタＣが接続されたとき、貫通孔４２Ｈ内に突出してインジェクタ本端Ａと延長アダプタＣを抜止めする。
インジェクタ本端Ａと延長アダプタＣの抜止めは、バネ２２Ｂと貫通孔４２Ｈのスナップフィットでもよいが、両者を溶着、圧入、または接着して抜止めしても良い。あるいは接続用クリップを利用して両者を抜止めしても良い。
【００３２】
インジェクタ本端Ａに延長アダプタＣが接続されて形成されたインジェクタＢは、従来のインジェクタと同様に、エンジン側と燃料配管の間に設置されて用いられ、第３端子４０Ｃ、４０Ｄに電力線が接続されて用いられる。
【００３３】
上記したところから明らかに、燃料の噴射を制御する機能はインジェクタ本体Ａで達成される。延長アダプタＣは、インジェクタのエンジン側への取付け部と燃料配管の距離にあわせてインジェクタの燃料通路を延長するものであり、樹脂で一体成形されている。延長アダプタＣは多種類のものを用意しても元々安価に製造できるものであり、大きな問題とならない。それに対してインジェクタ本体Ａには精巧な機構が組み込まれており、製造するコストが高い。このユニット化されたインジェクタによると、インジェクタのエンジン側への取付け部と燃料配管の距離のバリエーションに抗して同一のインジェクタ本体Ａが利用できることから、製造コストが高価なインジェクタ本体Ａについて十分な量産効果を得ることができインジェクタ一個あたりの製造コストを大幅に低下することが可能となる。
【００３４】
上記したインジェクタ本体Ａは延長アダプタＣと接続して使用することもできるが、図６に示すように、燃料配管６０に直接接続することもできる。ここで、１２２は、インジェクタ本体Ａの樹脂製カバーであり、その外周から一対のバネ片１２２Ａが突出している。このインジェクタ本体Ａは、図１に示した樹脂製カバー２２を形成するときの金型を代えるだけで製造でき、他は図２のものと同一である。
燃料配管６０には、インジェクタ本体の後端部３２Ａを受け入れる開口部６０Ｃ（これは燃料通路に連通している）、樹脂製カバー１２２を受け入れるくぼみ６０Ｂ、第１端子２８Ａ、２８Ｂを受け入れる第２端子（これは陰になっていて図示されていない。第２端子は燃料配管６０の壁に埋設されている電力線に接続されている)、一対のバネ片１２２Ａを受け入れる一対の貫通孔６０Ａが形成されている。
【００３５】
この場合にも、一対の第１端子２８Ａ，２８Ｂが筒部の後端部３２Ａに平行に伸びていることから、インジェクタ本体Ａを燃料配管６０に差し込むだけで燃料と電気の接続が完成する。
このようにして得られる部品組立体は、インジェク本体が小型化されているために、燃料配管とエンジン間の距離を短くすることができ、エンジンルームの小型化に対応しやすくなる。
【発明の効果】
本発明のインジェクタによると、インジェクタの取付け位置と燃料配管間の距離のバリエーションや電力線の端子形状のバリエーションに対応できるインジェクタ群を安価に生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ユニット化されたインジェクタの全体構成を示す図。
【図２】 インジェクタ本体の断面を示す図。
【図３】 ソレノイドコイル部分を示す斜視図。
【図４】 インジェクタ本体に延長アダプタを接続した状態の断面図。
【図５】 図４の状態の外観図。
【図６】 インジェクタ本体を燃料配管に直接接続した組立体を説明する図。
【符号の説明】
Ａ ：インジェクタ本体
Ｂ ：インジェクタ
Ｃ ：延長アダプタ
２８ ：第１端子
３２ ：第１筒部
３２Ａ ：第１筒部後端部
Ｃ１（４０Ａ，４０Ｂ）：第２端子
Ｃ２（４２Ｄ，４２Ｅ）：第１筒部後端部への接続部
Ｃ３（４０Ｃ，４０Ｄ）：第３端子
Ｃ４（４２Ｃ） ：燃料配管への接続部

Claims (3)

1. エンジン側に配置されるインジェクタ本体と、燃料配管側に配置される延長アダプタとを接続して形成したインジェクタであり、
   そのインジェクタ本体は、先端に燃料噴射孔を持つ燃料通路を形成する第１の筒部と、その燃料噴射孔を開閉する弁と、その弁を開弁させるソレノイドコイルと、その弁を閉弁側に付勢する付勢手段と、そのソレノイドコイルに通電する電力線に接続するための第１の端子と、第１の筒部の後端に配され燃料通路を流れる燃料から異物を除去するフィルタを備えており、
   前記延長アダプタは、前記第１の筒部の後端部に接続される第２の筒部と、前記第１の端子に接続される第２の端子と、その第２の端子に接続されているとともに前記電力線が接続される第３の端子を有する、
   ことを特徴とするインジェクタ。
2. 前記延長アダプタが、前記第１の筒部の後端部に対する接続部の形状と前記第２の端子の形状と位置を共通にし、前記燃料配管に対する接続部および／または第３の端子の形状および／または位置を異にする複数種類の延長アダプタ群のなかから選択されていることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ。
3. 前記第１の端子が前記第１の筒部の後端部と平行に延出していることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ本体。

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