JP3959087B2 - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、前端部に弁座を有する弁ハウジング内に前記弁座に着座する方向にばね付勢される弁体が収容される弁作動部と、前記弁座から離座させる側に前記弁体を駆動する電磁力を発揮し得るコイル組立体が前記弁ハウジングに連設されるソレノイドハウジング内に収容されるソレノイド部と、該ソレノイド部を覆うとともに前記コイル組立体のコイルに連なる受電側接続端子を臨ませる受電用カプラの骨格をなすカプラ主部を形成する合成樹脂製の第１樹脂成形層が第１樹脂成形層とは異なる合成樹脂により形成されるとともに前記カプラ主部の中間部から先端側はカプラ主部の外面を露出させる第２樹脂成形層で覆われて成る樹脂成形部とを備える電磁式燃料噴射弁に関する。

受電用カプラを一体に有する樹脂成形部でソレノイド部が覆われる電磁式燃料噴射弁が、たとえば特許文献１等で既に知られている。
特開２００４−７６７００号公報

ところで、上記特許文献１で開示される電磁式燃料噴射弁の樹脂成形部は、１種類の合成樹脂で樹脂成形部が形成されている。しかるに、ソレノイド部を覆う樹脂成形部には、ソレノイド部で生じる作動音の外部への放射を抑制する機能だけでなく、電気接続部の信頼性向上のために受電用カプラの強度を比較的高くしておく必要があることから高強度であることも要求されるものであり、作動音を充分に抑制することを可能としつつ充分な強度を持つ樹脂成形部を、上記特許文献１で開示されるような単一種類の合成樹脂で形成することは困難である。

そこで本出願人は、受電用カプラの骨格をなすカプラ主部を構成する第１樹脂成形層と、第１樹脂成形層よりも曲げ強さの小さな材料で形成されるとともに受電用カプラの中間部から先端側は第１樹脂成形層が露出するようにして第１樹脂成形層を覆う第２樹脂成形層との二層で受電用カプラを構成し、電気接続部の信頼性を確保し得る強度を受電用カプラに持たせるとともに、作動音の発生を効果的に抑制し得るようにした電磁式燃料噴射弁を既に提案（特願２００４−６５８９２）している。

ところが、このような合成樹脂による二層成形で受電用カプラを構成すると、第２樹脂成形層の成形後の冷却による収縮によって第２樹脂成形層の外端部および第１樹脂成形層に隙間や盛り上がりが生じてしまい、受電用カプラへの給電用カプラの接続性が低下したり、商品性の低下を招くことがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、受電用カプラを合成樹脂による二層成形で構成するにあたって、二層の樹脂成形層の境界部で隙間や盛り上がりが生じることを防止し、受電用カプラへの給電用カプラの接続性および商品性の向上を図った電磁式燃料噴射弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、前端部に弁座を有する弁ハウジング内に前記弁座に着座する方向にばね付勢される弁体が収容される弁作動部と、前記弁座から離座させる側に前記弁体を駆動する電磁力を発揮し得るコイル組立体が前記弁ハウジングに連設されるソレノイドハウジング内に収容されるソレノイド部と、該ソレノイド部を覆うとともに前記コイル組立体のコイルに連なる受電側接続端子を臨ませる受電用カプラの骨格をなすカプラ主部を形成する合成樹脂製の第１樹脂成形層が第１樹脂成形層とは異なる合成樹脂により形成されるとともに前記カプラ主部の中間部から先端側はカプラ主部の外面を露出させる第２樹脂成形層で覆われて成る樹脂成形部とを備える電磁式燃料噴射弁において、前記第１樹脂成形層が有するカプラ主部の中間部外周には第２樹脂成形層を係合させる無端状の係合溝が設けられ、第２樹脂成形層には、前記係合溝よりも外方に延びる延出部が、非係合状態で前記カプラ主部の外面に接触して該カプラ主部を覆うように形成されることを特徴とする。

本発明の上記構成によれば、相互に異なる合成樹脂で形成される第１樹脂成形層および第２樹脂成形層から成る二層構造の受電用カプラの成形後の冷却時において、第２樹脂成形層のうち係合溝に係合している部分よりも内方側には、ソレノイドハウジング側に収縮しようとする収縮応力が作用し、それにより係合溝に対応する部分で第２樹脂成形層には係合溝から離脱する側への反力が発生することになる。しかるに、第２樹脂成形層のうち係合溝よりも外方に延びる延出部には、カプラ主部の外周面側に向けての収縮応力が前記反力に対抗して作用するものであり、前記延出部の寸法を適宜設定することにより、カプラ主部の外周面側に向けての収縮応力を前記反力よりも大きくすることが可能であり、その結果、第２樹脂成形層の冷却時の収縮に起因して、二層の樹脂成形層の境界部で隙間や盛り上がりが生じることを防止することができ、受電用カプラへの給電用カプラの接続性および商品性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の一実施例を示すものであり、図１は電磁式燃料噴射弁の縦断面図、図２は電磁式燃料噴射弁の前部拡大断面図、図３は受電用カプラの拡大断面図、図４は受電用カプラに対応する部分で第２樹脂成形層に作用する応力を説明するための図である。

先ず図１において、図示しないエンジンに燃料を噴射するための電磁式燃料噴射弁は、前端に弁座８を有する弁ハウジング９内に前記弁座８に着座する方向にばね付勢される弁体１０が収容される弁作動部５と、前記弁座８から離座させる側に前記弁体１０を駆動する電磁力を発揮し得るコイル組立体１１が前記弁ハウジング９に連設されるソレノイドハウジング１２内に収容されるソレノイド部６と、前記コイル組立体１１のコイル２９に連なる受電側接続端子３８…を臨ませる受電用カプラ４０を一体に有して少なくとも前記ソレノイド部６を覆う合成樹脂製の樹脂成形部７とを備える。

図２を併せて参照して、弁ハウジング９は、磁性金属により形成される磁性円筒体１３と、該磁性円筒体１３の前端に液密に結合される弁座部材１４とで構成される。弁座部材１４は、その後端部を磁性円筒体１３の前端部に嵌合した状態で、磁性円筒体１３に溶接されるものであり、この弁座部材１４には、その前端面に開口する燃料出口孔１５と、該燃料出口孔１５の内端に連なるテーパ状の弁座８と、該弁座８の後端大径部に連なるガイド孔１６とが同軸に設けられる。また弁座部材１４の前端には、燃料出口孔１５に通じる複数の燃料噴孔１７…を有する鋼板製のインジェクタプレート１８が液密に全周溶接される。

弁ハウジング９内の後部には、ソレノイド部６の一部を構成する可動コア２０が摺動可能に嵌合されており、該可動コア２０に一体に連なる弁軸２１の前端に、前記弁座８に着座して燃料出口孔１５を閉鎖し得る弁体１０が一体に形成される。可動コア２０、弁軸２１および弁体１０には、弁ハウジング９内に通じる通孔２２が前端を閉じた有底状にして同軸に形成される。

ソレノイド部６は、前記可動コア２０と、該可動コア２０に対向する円筒状の固定コア２３と、可動コア２０を固定コア２３から離反させる側に付勢するばね力を発揮する戻しばね２４と、戻しばね２４のばね力に抗して可動コア２０を固定コア２３側に吸引する電磁力を発揮することを可能としつつ弁ハウジング９の後部および固定コア２３を囲繞するように配置されるコイル組立体１１と、弁ハウジング９に前端部が連設されるようにしてコイル組立体１１を囲むソレノイドハウジング１２とを備える。

弁ハウジング９における磁性円筒体１３の後端は、ステンレス鋼等の非磁性金属により形成される非磁性円筒体２５を介して前記固定コア２３の前端に同軸に結合されるものであり、磁性円筒体１３の後端は非磁性円筒体２５の前端に突き合わせ溶接され、非磁性円筒体２５の後端は、固定コア２３の前端部を非磁性円筒体２５に嵌合せしめた状態で固定コア２３に溶接される。

固定コア２３には円筒状のリテーナ２６が嵌合されるとともにかしめにより固定されており、前記戻しばね２４は、リテーナ２６および可動コア２０間に介装される。また可動コア２０の後端部内周には、可動コア２０が固定コア２３に直接接触することを回避すべく、非磁性材から成るリング状のストッパ２７が可動コア２０の後端面から固定コア２３側にわずかに突出するようにして、嵌合、固定される。さらにコイル組立体１１は、弁ハウジング９の後部、非磁性円筒体２５および固定コア２３を囲繞するボビン２８にコイル２９が巻装されて成るものである。

ソレノイドハウジング１２は、コイル組立体１１の弁作動部５側端部に対向する環状の端壁３１ａを一端に有してコイル組立体１１を囲繞する円筒状にして磁性金属により形成されるコイルケース３１と、前記固定コア２３の後端部から半径方向外方に張出してコイル組立体１１の弁作動部５とは反対側の端部に対向するフランジ部２３ａとから成るものであり、フランジ部２３ａはコイルケース３１の他端部に磁気的に結合される。しかもコイルケース３１における端壁３１ａの内周には、前記弁ハウジング９における磁性円筒体１３を嵌合せしめる嵌合筒部３１ｂが同軸に設けられており、ソレノイドハウジング１２は、その嵌合筒部３１ｂに弁ハウジング９を嵌合せしめることで弁ハウジング９に連設される。

固定コア２３の後端には、円筒状である入口筒３２が一体にかつ同軸に連設されており、その入口筒３２の後部に燃料フィルタ３３が装着される。しかも入口筒３２、リテーナ２６および固定コア２３には、可動コア２０の通孔２１に通じる燃料通路３４が同軸に設けられる。

樹脂成形部７は、ソレノイド部６のソレノイドハウジング１２およびコイル組立体１１だけでなく、ソレノイドハウジング１２およびコイル組立体１１間の間隙を満たしつつ、弁ハウジング９の一部および入口筒３２の大部分を埋封せしめるように形成されるものであり、ソレノイドハウジング１２のコイルケース３１には、コイル組立体１１のボビン２８に一体に形成されるターミナルボス部３６をソレノイドハウジング１２外に配置するための切欠き部３５が設けられる。

前記樹脂成形部７には、前記コイル組立体１１におけるコイル２９の両端に連なる受電側接続端子３８…を臨ませる凹部３９を形成する受電用カプラ４０が一体に設けられるものであり、前記受電側接続端子３８…の基端は前記ターミナルボス部３６に埋設されており、前記コイル２９のコイルエンド２９ａ…が受電側接続端子３８…に電着される。

ところで、樹脂成形部７は、前記受電用カプラ４０の骨格をなすカプラ主部４０ａを形成する第１樹脂成形層４１と、前記受電用カプラ４０の中間部から先端側は受電用カプラ４０の外周が露出するようにして第１樹脂成形層４１を覆う第２樹脂成形層４２とが二層成形されて成るものであり、この実施例では、ソレノイド部６の全部、弁ハウジング９の後部および入口筒３２の一部が第１樹脂成形層４１で覆われ、第１樹脂成形層４１を覆う第２樹脂成形層４２は、受電用カプラ４０の中間部から先端側は第１樹脂成形層４１の外面を露出させ、第１樹脂成形層４１の前端部をわずかに露出させるとともに第１樹脂成形層４１の後部を完全に覆いつつ入口筒２２の中間部までを覆うように形成される。

しかも第１および第２樹脂成形層４１，４２は相互に異なる合成樹脂で形成されるものであり、第１樹脂成形層４１が曲げ強度の比較的大きな合成樹脂で形成されるのに対して、第２樹脂成形層４２は、第１樹脂成形層４１よりも曲げ強さの小さな合成樹脂で形成されるものであり、第１樹脂成形層４１は、たとえばガラス繊維が混入された液晶ポリマーによって形成され、第２樹脂成形層４２は、ガラス繊維の混入を排除した熱可塑性ポリエステルエラストマー、たとえば商品名ハイトレル（米国デュポン社）によって形成される。

第１樹脂成形層４１を形成するようにしたガラス繊維混入の液晶ポリマーは、作動音の伝達を比較的抑える機能を有するとともに高剛性でもある。それに対し、ガラス繊維の混入を排除した熱可塑性ポリエステルエラストマーで第２樹脂成形層４１を形成すると作動音圧ピークを低く抑えることができる。

ところで、第１樹脂成形層４１の前端部外周には、第２樹脂成形層４２の前端縁４２ａの全周を係合させる無端状の第１の係合溝４３が設けられる。また弁ハウジング５の軸線方向に沿ってコイル組立体１１に対応する部分で第１樹脂成形層４１の外周には、第２樹脂成形層４２の内周全周を係合させる無端状の係合突部４４が設けられており、第２樹脂成形層４２の内周全周は、その係合突部４４で後方側への変位を規制されるようにして係合突部４４に係合される。

図３を併せて参照して、受電用カプラ４０の中間部から先端側で第１樹脂成形層４１は第２樹脂成形層４２によって覆われることはなく外部に露出されており、第１樹脂成形層４１が有するカプラ主部４０ａの中間部外周には第２樹脂成形層４２を係合させるようにして無端状に形成される第２の係合溝４５が設けられ、第２樹脂成形層４２には、第２の係合溝４５よりも外方側でカプラ主部４０ａの外周に形成されている環状段部４６に先端を当接させるようにして第２の係合溝４５よりも外方に延びる延出部４２ａが、非係合状態でカプラ主部４０ａの外面に接触して該カプラ主部４０ａを覆うようにして形成される。

さらに第２樹脂成形層４２の後部は、第１樹脂成形層４１の後部を完全に覆いつつ入口筒２２の中間部までを覆うものであり、入口筒２２の中間部外面には、第２樹脂成形層４２の後端部全周を係合させるようにして無端状に形成される第３の係合溝４６が設けられる。

次にこの実施例の作用について説明すると、樹脂成形部７は、少なくともソレノイド部６を覆うとともに受電用カプラ４０の骨格をなすカプラ主部４０ａを形成する第１樹脂成形層４１と、第１樹脂成形層４１よりも曲げ強さの小さな材料で形成されるとともに受電用カプラ４０の中間部から先端側は第１樹脂成形層４１が露出するようにして第１樹脂成形層４１を覆う第２樹脂成形層４２とが二層成形されて成るものである。

したがってコイル組立体１１のコイル２９および受電側接続端子３８…の接続部を第１樹脂成形層４１で覆うとともに受電用カプラ４０の骨格をなすカプラ主部４０ａを第１樹脂成形層４１で形成するようにして電気接続部の信頼性を確保し得る強度を樹脂成形部７に持たせることができる。また第１樹脂成形層４１を覆う第２樹脂成形層４２が曲げ強度の比較的低い合成樹脂によって形成されることにより、作動音の発生を効果的に抑制することが可能となり、また燃料噴射弁全体を防音カバーで覆うものに比べると、電磁式燃料噴射弁全体をコンパクト化することができる。しかも受電用カプラ４０の中間部までを二層成形することで、受電用カプラ４０に必要とされる強度を第１樹脂成形層４１で得ながら、第２樹脂成形層４２によって受電用カプラ４０からの作動音の発生を効果的に低減することができる。

しかも第１樹脂成形層４１は、ガラス繊維が混入された液晶ポリマーにより形成されるものであり、ガラス繊維が混入された液晶ポリマーは、作動音の伝達を比較的抑える機能を有し、高剛性でもあるので、電気接続部の信頼性を確保するための強度をより高めることができるとともに、作動音の発生をより効果的に抑制することが可能となる。

また第２樹脂成形層４２は、ガラス繊維の混入を排除した熱可塑性ポリエステルエラストマーにより形成されるものであり、ガラス繊維の混入を排除した熱可塑性ポリエステルエラストマーは、優れた弾性を有するので、作動音の発生を効果的に抑制することが可能となる。

また第１樹脂成形層４１の前端部外周には、第２樹脂成形層４２の前端縁４２ａの全周を係合させる無端状である第１の係合溝４３が設けられ、弁ハウジング９の軸線方向に沿ってコイル組立体１１に対応する部分で第１樹脂成形層４１の外周には、第２樹脂成形層４２の後方側への変位を規制するようにして第２樹脂成形層４２の内周全周を係合させる係合突部４４が設けられる。

ところで、相互に異なる合成樹脂で形成される第１樹脂成形層４１および第２樹脂成形層４２から成る二層構造の樹脂成形部７の成形後の冷却時において、第２樹脂成形層４２はその前端縁４２ａを第１樹脂成形層４１の前端部の第１の係合溝４３から離脱させるように収縮しようとするが、第２樹脂成形層４２の後方側への変位を規制するようにして第１樹脂成形層４１の外周に設けられる無端状の係合突部４４がコイル組立体１１に対応する部分に配置される。したがって第１の係合溝４３および係合突部４４間の距離は比較的短く、すなわち第２樹脂成形層４２のうちその前端縁４２ａを第１の係合溝４３から離脱させるように収縮しようとする部分の長さは比較的短いものとなる。これにより第２樹脂成形層４２の収縮が生じても、第２樹脂成形層４２の前端縁４２ａが第１の係合溝４３から離脱する側に変位する変位量はごく小さなものとなり、第２樹脂成形部４２の前端縁４２ａが第１樹脂成形部４１の前端部から浮き上がることを抑制し、両樹脂成形層４１，４２の前端部間への水分等の浸入を防止して商品性の向上を図ることができる。

さらに第１樹脂成形層４１が有するカプラ主部４０ａの中間部外周には第２樹脂成形層４２を係合させる無端状の第２の係合溝４５が設けられ、第２樹脂成形層４２には第２の係合溝４５よりも外方に延びる延出部４２ａが、非係合状態でカプラ主部４０ａの外面に接触して該カプラ主部４０ａを覆うように形成されている。

したがって図４で示すように、受電用カプラ４０の成形後の冷却時において、第２樹脂成形層４２のうち第２の係合溝４５に係合している部分よりも内方側には、ソレノイド部６側に収縮しようとする収縮応力Ｆ１が作用し、それにより第２の係合溝４５に対応する部分で第２樹脂成形層４２には第２の係合溝４４から離脱する側への反力Ｆ２が発生することになる。しかるに、第２樹脂成形層４２のうち第２の係合溝４５よりも外方に延びる延出部４２ａには、カプラ主部４０ａの外周面側に向けての収縮応力Ｆ３が前記反力Ｆ２に対抗して作用するものであり、第２の係合溝４５の内側から延出部４２ａの先端までの距離Ｌを適宜設定することにより、カプラ主部４０ａの外周面側に向けての収縮応力Ｆ３を前記反力Ｆ２よりも大きくすることが可能である。

この結果、第２樹脂成形層４２の冷却時の収縮に起因して、受電用カプラ４０の外周部において二層の樹脂成形層４１，４２の境界部で隙間や盛り上がりが生じることを防止することができ、受電用カプラ４０への図示しない給電用カプラの接続性および商品性の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

電磁式燃料噴射弁の縦断面図である。 電磁式燃料噴射弁の前部拡大断面図である。 受電用カプラの拡大断面図である。 受電用カプラに対応する部分で第２樹脂成形層に作用する応力を説明するための図である。

符号の説明

５・・・弁作動部
６・・・ソレノイド部
８・・・弁座
９・・・弁ハウジング
１０・・・弁体
１１・・・コイル組立体
１２・・・ソレノイドハウジング
２９・・・コイル
３８・・・受電側接続端子
４０・・・受電用カプラ
４０ａ・・・カプラ主部
４１・・・第１樹脂成形層
４２・・・第２樹脂成形層
４２ａ・・・延出部
４５・・・係合溝

Claims (1)

1. 前端部に弁座（８）を有する弁ハウジング（９）内に前記弁座（８）に着座する方向にばね付勢される弁体（１０）が収容される弁作動部（５）と、前記弁座（８）から離座させる側に前記弁体（１０）を駆動する電磁力を発揮し得るコイル組立体（１１）が前記弁ハウジング（９）に連設されるソレノイドハウジング（１２）内に収容されるソレノイド部（６）と、該ソレノイド部（６）を覆うとともに前記コイル組立体（１１）のコイル（２９）に連なる受電側接続端子（３８）を臨ませる受電用カプラ（４０）の骨格をなすカプラ主部（４０ａ）を形成する合成樹脂製の第１樹脂成形層（４１）が第１樹脂成形層（４１）とは異なる合成樹脂により形成されるとともに前記カプラ主部（４０ａ）の中間部から先端側はカプラ主部（４０ａ）の外面を露出させる第２樹脂成形層（４２）で覆われて成る樹脂成形部（７）とを備える電磁式燃料噴射弁において、前記第１樹脂成形層（４１）が有するカプラ主部（４０ａ）の中間部外周には第２樹脂成形層（４２）を係合させる無端状の係合溝（４５）が設けられ、第２樹脂成形層（４２）には、前記係合溝（４５）よりも外方に延びる延出部（４２ａ）が、非係合状態で前記カプラ主部（４０ａ）の外面に接触して該カプラ主部（４０ａ）を覆うように形成されることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。

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