JP3928162B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Description
図4は、燃料噴射弁1の要部拡大断面図であって、燃料噴射弁1は、インジェクターハウジング2と、ノズルボディ3と、ノズルニードル4と、バルブピストン5と、バルブボディ6と、背圧制御部7と、を有する。
燃料タンク9からの燃料を燃料ポンプ10により高圧として、コモンレール11(蓄圧器)に蓄え、高圧燃料導入部8から燃料噴射弁1に高圧燃料を供給する。
すなわち、高圧燃料導入部8からインジェクターハウジング2およびノズルボディ3にかけて燃料通路12を形成し、ノズルニードル4の受圧部4Aに高圧燃料を供給可能とする。さらに、高圧燃料導入部8から燃料通路12の一部を図4中上方に延ばして背圧制御部7部分から燃料還流路13を形成し、燃料タンク9に燃料を還流可能とする。
制御圧室17は、バルブボディ6に形成した導入側オリフィス18に連通している。導入側オリフィス18は、燃料通路12に連通し、コモンレール11からの導入圧力を制御圧室17に供給している。
なお、制御圧室17におけるバルブピストン5の頂部5Aの受圧面積は、ノズルニードル4の受圧部4Aの受圧面積より大きくしてある。
鋼材などから構成した固定用ボディ29の内方段部29Aにマグネットコア24の吸引面24Aの外縁部を当接し、マグネットコア24の上部にコア取付けボディ25を配置して、内方段部29Aと固定用ボディ29のカシメ部29Bとの間でマグネットコア24およびコア取付けボディ25を圧接して一体化するとともに、固定用ボディ29の外方突出部29Cに係合させるリテーニングナット30をインジェクターハウジング2に締め付けることにより、コア取付けボディ25およびマグネットコア24を取り付ける。
なお、コア取付けボディ25は、非磁性体からこれを構成し、その上部開放部分は、プラグ31により閉鎖する。
ギャップ調整カラー27およびバルブスプリング26と、コア取付けボディ25との間にシム32を設け、第1のギャップL1(リフト量)および第2のギャップL2の調整を可能としている。
したがって、ノズルニードル4は、バルブピストン5を介して制御圧室17の背圧を受け、ノズルスプリング16の付勢力と併せて、ノズルボディ3のシート部15にシートし、噴射孔14を閉鎖している。
マグネット23を消磁することにより、バルブボール20が開閉用オリフィス19を閉鎖すれば、制御圧室17内の圧力がバルブピストン5を介してノズルニードル4をそのシート位置(シート部15)にシートさせ、噴射孔14を閉鎖し、燃料噴射を終了させる。
しかしながら、実際にはその組立て時に、固定用ボディ29によるカシメ操作、リテーニングナット30による締付け操作などによりマグネットコア24に外部から締付け力ないしは圧縮力が作用するため、その内部に歪み(圧縮歪み)を生じ、磁気特性の悪化および固体差が生じてしまうという問題がある。
さらに、いずれの場合にも、アーマチュア21(プレート部21B)に対向するマグネットコア24が、たとえば固定用ボディ29の内方段部29Aに当接しているため、この内方段部29Aを介したマグネットコア24からの磁気漏れおよび磁気損失を避けられないとともに、この磁気漏れ自体についてもバラツキを生じやすいという問題がある。
また純鉄材は、低コストで加工しやすく、熱的に強くて磁力性能を確保することができる反面、焼結材料のようにその内部に微小空隙がないため渦電流の防止構造が必要であるとともに、外力の作用による磁気歪みを発生しやすく、効率が落ちやすいという問題があり、いずれの材料にとっても加工時および組立て時などにおける外力の影響を減少させる要請は大きなものがある。
また、コモンレール11に接続した燃料噴射弁1においては、単一ストロークあたりの燃料噴射量を非常な高精度で制御する必要があるが、これを安価に実行可能とする要請もある。
さらに、燃料噴射システムの要請から高圧燃料を噴射することはもちろん、パイロット噴射(前噴射)やメイン噴射に加えて後噴射を必要とする場合もあり、わずかな時間内に非常な高速でマグネットの励磁および消磁を行うと、発生する熱および磁気変化による歪みを無視することもできないという問題もある。
とくにマグネット23の特性を安定させるとともにその固体差を小さくするには、アーマチュア21とマグネットコア24との間のエアギャップ(第2のギャップL2)を極小化あるいは最適化すること、平行度の精度を向上させること、およびこれらについてバラツキを小さくすることが必要であるが、上述のように複数の部品の組み立てによる背圧制御部7の部分のコストアップという問題がある。
とくに、従来とは逆にマグネットコア側に延びる摺動被ガイド部をアーマチュアに形成し、この摺動被ガイド部をマグネットコア内部においてガイドするようにしたので、互いの平行度をより近い位置で、かつより直接組み合わせる部材間で得ることができる。
かくして、アーマチュアとマグネットコアとの間の平行度および精度を向上させ性能の向上を図るとともに、部品点数を減らし、コストおよび性能の固体差ないしバラツキを低減し、耐久性および信頼性を向上させることができる。
さらに、マグネットコアと、その外周側の部材たとえばインジェクターハウジングとの間で一定の環状空隙を設けることにより、インジェクターハウジング側を基準としてこの環状空隙の範囲内でマグネットコアおよびこれに対向するアーマチュアのセンター出しの調整を行うことができるようにして、組立て精度の向上にも寄与することができる。
図1は、燃料噴射弁40の要部拡大断面図、図2は、図1のII−II線におけるマグネットコア24部分の断面図であって、燃料噴射弁40においては、前記コア取付けボディ25に相当するコア取付けボディ41の下部にマグネットコア24をレーザー溶接などにより一体化している。
すなわち、コア取付けボディ41の下部円周部41Aにおいてマグネットコア24の上部円周部24D(固定端)を溶接することにより、コア取付けボディ41とマグネットコア24とを互いに一体化している。なお、この一体化手段としては、摩擦作用などを利用した溶着、あるいは接着などの手法も採用することができる。
さらにコア取付けボディ41は、アーマチュア45のストッパー部としての前記ギャップ調整カラー27に相当する部位にスカート部分としてアーマチュアガイド部41Cを一体に有する。
なおアーマチュアガイド部41Cは、マグネットコア24の中心孔24C内に圧入ではなく、単にはめ込むようにしている。
マグネットコア24は、純鉄材を採用した場合にもその径方向溝部24Eの存在によりその円周方向の渦電流の発生を防止可能である。
なお第2のギャップL2は、アーマチュアガイド部25Bの先端部25Cと、プレート部45Bとの間にこれを形成している。
また、アーマチュア45のガイドを、コア取付けボディ25のアーマチュアガイド部25Bで行うことにより、アーマチュア45およびマグネットコア24の互いの間の平行度および精度を所定レベルで得ることができるとともに、安定した性能を確保することができる。
さらに、従来の燃料噴射弁1(図4)の部品の大部分をそのまま流用が可能で、コストの上昇を抑制可能である。
2 インジェクターハウジング
2A インジェクターハウジング2の上方突出部(図1)
3 ノズルボディ
4 ノズルニードル
4A ノズルニードル4の受圧部
5 バルブピストン
5A バルブピストン5の頂部
6 バルブボディ
7 背圧制御部
8 高圧燃料導入部
9 燃料タンク
10 燃料ポンプ
11 コモンレール(蓄圧器)
12 燃料通路
13 燃料還流路
14 噴射孔
15 シート部
16 ノズルスプリング
17 制御圧室
18 導入側オリフィス
19 開閉用オリフィス
20 バルブボール(制御弁体)
21 アーマチュア
21A アーマチュア21のロッド部
21B アーマチュア21のプレート部
22 アーマチュアガイド
23 マグネット
24 マグネットコア
24A マグネットコア24の吸引面(自由端)
24B マグネットコア24のマグネット収容部
24C マグネットコア24の中心孔
24D マグネットコア24の上部円周部(固定端、図1)
24E マグネットコア24の径方向溝部(図2)
25 コア取付けボディ(図3、図4)
25A コア取付けボディ25の下部円周部(図3)
25B コア取付けボディ25のアーマチュアガイド部(図3)
25C アーマチュアガイド部25Bの先端部(図3)
26 バルブスプリング
27 ギャップ調整カラー
27A ギャップ調整カラー27の先端部
28 コネクター
29 固定用ボディ
29A 固定用ボディ29の内方段部
29B 固定用ボディ29のカシメ部
29C 固定用ボディ29の外方突出部
30 リテーニングナット
31 プラグ
32 シム
40 燃料噴射弁(第1の実施例、図1)
41 コア取付けボディ
41A コア取付けボディ41の下部円周部
41B コア取付けボディ41の外方突出部
41C コア取付けボディ41のアーマチュアガイド部
41D アーマチュアガイド部41Cの先端部
42 リテーニングナット
43 Oリング
44 シム
45 アーマチュア
45A アーマチュア45のロッド部
45B アーマチュア45のプレート部
45C アーマチュア45の摺動被ガイド部
46 第1の環状空隙
47 第2の環状空隙
48 連通路
50 燃料噴射弁(第2の実施例、図3)
L1 第1のギャップ(リフト量)
L2 第2のギャップ
Claims (5)
- 燃料の噴射孔を開閉可能なノズルニードルの背圧を制御するための制御圧室を開閉する制御弁体と、
この制御弁体を駆動するためのアーマチュアと、
このアーマチュアを吸引するためのマグネットコアおよびマグネットと、を有し、
前記制御圧室の圧力を前記制御弁体により制御して、前記ノズルニードルによる前記噴射孔の開閉作用を可能とした燃料噴射弁であって、
前記マグネットコアは、コア取付けボディにこれを固定し、
前記マグネットコア側に延びる摺動被ガイド部を前記アーマチュアに形成するとともに、
この摺動被ガイド部は、前記マグネットコアの内周側において前記コア取付けボディに形成したアーマチュアガイド部によりこれを案内可能としたことを特徴とする燃料噴射弁。 - 前記摺動被ガイド部は、前記マグネットコアの吸引面に平行に対向するプレート部に直交するようにこれを形成したことを特徴とする請求項1記載の燃料噴射弁。
- 前記マグネットコアは、その外周側に位置する部材との間にわずかな環状空隙を設けてあることを特徴とする請求項1記載の燃料噴射弁。
- 前記マグネットコアは、その内周側に位置する前記コア取付けボディとの間にわずかな環状空隙を設けてあることを特徴とする請求項1記載の燃料噴射弁。
- 前記マグネットコアには、その半径方向に径方向溝部を形成してあることを特徴とする請求項1記載の燃料噴射弁。
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