JP4011547B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、電磁駆動式の内燃機関用の燃料噴射弁に関する。
背景技術
従来より、自動車等の内燃機関においては、エンジン制御ユニットからの電気信号により駆動する電磁駆動式の燃料噴射弁が広く知られている。
電磁駆動式の燃料噴射弁は、開閉動作時に弁体と弁座，ストローク規制用のストッパと前記弁体を備えた可動子とが衝突し、また、バルブガイド等が可動子を摺動案内する。
このような衝突部品や摺動部品を使用する燃料噴射弁を、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに用いる場合には、使用燃料が液体であるため衝突面や摺動面に液膜が形成される。この液膜による衝撃緩和，潤滑により、部品の摩耗，変形の抑制効果を期待することができる。
さらに、従来の公知例として、特表平８−５０６８７７号公報に開示されるように、電磁操作式の燃料噴射弁において、可動子やノズル体等の摩耗する部分や衝突面等にクロム，モリブデン，ニッケル等の耐摩耗コーティングを施したり、プラズマ窒化法又はガス窒化法により窒化処理させて表面を硬化処理する技術が知られている。
燃料噴射弁の使用燃料として、天然ガス（以下、Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓを略して「ＣＮＧ」と称する）を対象とする場合には、燃料が気体であるために、上記のような液膜を上記衝突部品や摺動部品に形成することができなくなる。そのために、耐衝撃，耐摩耗の配慮を施す場合にも、従来以上の耐摩耗，耐衝撃対策が必要とされる。
本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目的は、特にＣＮＧのようにガス化した燃料を使用する内燃機関用の燃料噴射弁の構成部品の耐衝撃，耐摩耗性を向上させて、長期使用が可能な燃料噴射弁を提供することにある。
発明の開示
本発明は、ＣＮＧ対応の燃料噴射弁においては、従来一般の液体燃料噴射方式における耐摩耗，耐衝撃技術では充分ではないとの知見の下になされたものであり、次のような課題解決手段を提案する。
（１）一つは、内燃機関用の電磁駆動式燃料噴射弁において、磨耗部位となる次ぎのような個所、すなわち弁体と弁座、同弁体とそのガイドリング、ストッパと先端に前記弁体を有する可動子との衝突部、および前記可動子と固定子鉄心との摺動部の少なくとも一方の表面部分を耐食性，耐磨耗性を有する窒化層で形成した。
一般に知られている通常の窒化処理は、５００〜５５０℃により行われるが、この温度によれば、例えば上記衝突部品や摺動部品がマルテンサイト系ステンレス鋼のようにＣｒ含有の耐食性材料である場合、Ｃｒの窒化物（ＣｒＮ）を多く析出することになる。Ｃｒが母材から窒化物として多量に析出してしまうと、母材の耐食性（耐酸化性）が低下する。本例では、窒化層を３５０〜４８０℃の低温窒化処理により形成して、Ｃｒの窒化物生成を抑え、孔食の起こりにくい耐食性に優れた燃料噴射弁の耐衝撃部品、耐磨耗部品を実現することができる。
（２）また、最適例として、前記窒化層は、表面から３０μｍ以上の深さを有し、３０μｍの深さでも硬度がＨＶ８００以上にしてある。
（３）また、摺動部品のうち、磁気回路を構成する固定鉄心（弁体を有する可動子を磁気吸引する部分）の先端内周で可動子を摺動案内する方式においては、この固定鉄心に窒化処理を施すと磁気特性が悪化するために、次のような手段を提案する。
すなわち、磁気回路の一部を構成する固定鉄心の先端内周に弁体を備えた可動子を移動案内するガイドスリーブを設け、該ガイドスリーブに高硬度非磁性部材で耐摩耗性を有する被膜を施したものを提案する。この場合、前記ガイドスリーブによって摺動案内される可動子側にもガイド要素を設け、このガイド要素にも高硬度非磁性部材で耐摩耗性を有する被膜を施せば、なお、好ましい燃料噴射弁を提供することができる。
（４）また、燃料噴射弁を有するノズルボディに内装されるバルブガイド（環状チップ形の部材）に窒化処理を施した場合には、このバルブガイドの固定手段として、次のようなものを提案する。
すなわち、ノズルボディ内の受け面に、窒化処理されたバルブガイドと、非窒化処理の金属材料よりなるガイド押えを重ねて配置し（この場合、ガイド押えをバルブガイドの上に配置する）、このガイド押えの外縁をノズルボディ内で上からの加圧力で塑性変形させることにより、ガイド押えをノズルボディ内周に緊迫結合（塑性変形により結合相手の面に圧迫力により固着すること）させ、このガイド押えによりバルブガイドを固定する。
これらの詳細は、以上の実施の形態の項で説明する。
発明を実施するための最良の形態
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る燃料噴射弁の縦断面図、図２は上記燃料噴射弁を用いるエンジンのシステム構成図、第３図はその部品の分解斜視図である。
本実施例における燃料噴射弁は、その最適例としてＣＮＧインジェクタを例示しており、先ず、適用対象となるＣＮＧ対応のエンジンシステムの概略構成を第２図により説明する。
第２図に示すように、ＣＮＧ用の燃料噴射弁１００は吸気管１０１に配置される。ＣＮＧはタンク１０２内に高圧状態で収容される。高圧配管１０３を介して流れるＣＮＧは、プレッシャレギュレータ１０４により圧力調整（低圧化）され、その後、低圧配管１０５を介してインジェクタ１００に供給される。
インジェクタ１００は、ＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール；エンジン制御ユニット）１０６からの電気信号によってドライブユニット１０７を介して開閉制御される。ＥＣＭ１０６は、図示省略したエンジン冷却の水温センサ、吸気管圧力センサ１１２、エアフローメータや排気管に設けたＯ_２センサ１１０等からの各種信号に基づきエンジン運転状態を検出し、それらの検出信号に基づきＣＮＧの開弁時間を演算するものである。１０９はＣＮＧ用触媒である。
低圧配管１０５には、圧力センサ１１２，吸気温度センサ１１３が設けられ、ＥＣＭ１０６は、これらの信号を入力して及びエンジン運転状態に応じて燃料噴射弁１００の開弁時間を演算し、制御する。
第１図において、燃料噴射弁は、ケーシング（ヨーク）１，電磁コイル２，固定鉄心３，ノズル４，弁体５を有する可動子（プランジャ）６，リターンスプリング７，コネクタピン８を有する樹脂モールド部９等で構成されている。
ケーシング（噴射弁本体の胴体）１の内部に、上記した固定鉄心３と、電磁コイル２とが配置され、電磁コイル２の端子１１はコネクタピン８と電気的に接続されている。ボビン１０に巻かれたコイル２は、外周を外装樹脂モールド１２に覆われている。
固定鉄心３は中空円筒形で、その外周に電磁コイル２の外装樹脂モールドの上面を覆うフランジ３ａが設けられ、フランジ３ａに設けた端子挿通孔３ｂを介して電磁コイルの端子１１が導かれている。
固定鉄心３の上部内周には、戻しばね７のばね加重を調整するアジャストスクリュー１３が螺子入れされている。
鉄心３の先端（下端）内周には、内径を部分的に大きくした環状の凹み３ａが形成され、この凹み３ａに可動子６の移動を案内する非磁性の筒状ガイド（以下、ガイドスリーブと称する）１４が圧入や塑性変形結合（いわゆる緊迫結合）により、いんろう結合されている。これにより、ガイドスリーブ１４は、鉄心３の内周に挿入固定されている。
ガイドスリーブ１４は、例えばＨｖ３５０以上の高硬度非磁性部材であり、ＪＩＳ ＳＵＳ３０３やＳＵＳ３０４が用いられ、その表面に耐摩耗被膜、例えばＮｉ−Ｐめっきが施されている。
磁気回路構成部品のうち、ケーシング１，固定鉄心３は１３Ｃｒ系電磁ステンレス鋼で構成され、可動子６はＪＩＳ ＳＵＳ４２０Ｊ等のマルテンサイト系ステンレス系の部材である。
この可動子６は、弁体（ボール）５と一体に結合されている。弁体５はＪＩＳ ＳＵＳ４４０Ｃである。可動子６は、バルブロッド６ｂと、これよりも大径で上部が開口する中空円筒状のアンカー部６ａ（可動鉄心，プランジャと称されることもある）とを一体成形してなる。
前記アンカー部６ａの内周には、上部開口部を介して、円筒形の可動側のガイド１５が圧入や塑性変形結合により固着されている。ガイド１５は、一部が突出し、その突出部の外周がガイドスリーブ１４の内周に摺動案内されるように嵌合している。
ガイド１５の材質は、ガイドスリーブ１４同様に耐摩耗を図るために高硬度非磁性部材で形成され、Ｎｉ−Ｐめっき等の硬質被膜が施されている。
なお、ガイドスリーブ１４，可動ガイド１５の被膜は、ＷＣＣコーティング、チタンコーティング、Ｃｒ−Ｎコーティング等でもよい。
また、可動子６を構成するロッド部６ｂとアンカー部６ａとの外周境界部（境界エッジ）に０．８ｍｍ以上のアール面（アールプロフィール）６ｃが形成されている。このアール６ｃの大きさは、従来のガソリンタイプのものに比べて２倍以上の大きさとしてある。その理由は、既述したようにＣＮＧの燃料噴射弁は、液膜が衝突部品の表面に形成されないので、弁開閉時の可動子・弁座等の衝突による衝撃が大きいため、上記のアールが小さいとその境界エッジに弁開閉時の衝突による応力集中が生じ、耐久性の点で必ずしも充分とはいいえないためである。すなわち、本発明者らの耐久試験によれば、上記境界エッジ６ｃは、耐久性を満足させる衝突応力分散を図るためには、アール８ｍｍ以上、さらに好ましくは１０ｍｍ程度は確保することが望ましいことが判明したため、そのようにしている。ちなみに、本実施例の可動子６は、可動子（弁体５を含む）６の全長が約１７ｍｍ、アンカー部６ａの外径がΦ６．６ｍｍ程度、アンカー部６ａの長さが４．６５ｍｍ程度、バルブロッド６ｂの外径がΦ２．３ｍｍ程度、弁体５の外径Φ４．０ｍｍ程度である。
また、アンカー部６ａについても、燃料送り方式としてトップフィード方式に代わってサイドフィード方式を採用する。サイドフィード方式の場合には、燃料は燃料噴射弁の胴体側面（ケーシング１の側面）に設けた入口３０，出口３３を介して噴射弁本体内の通路（ケーシング１・電磁コイル外装モールド１０間）を横切るよう流通し、その一部が開弁時に可動子の周囲の通路３２を通って噴射孔４１に導かれる。したがって、トップフィード方式（燃料噴射弁の固定鉄心に上方から燃料を導入する方式）のようにアンカー部に燃料通孔（オリフィス）を設ける必要がない。したがって、アンカー部のオリフィスに弁体・弁座衝突時の応力集中が加わることがなく、アンカー部の強度を高めるのでＣＮＧインジェクタに適している。
また、上記のようなアール設定やサイドフィード方式を採用するほかに、耐磨耗性，耐衝撃性を高めるため、可動子６の材質そのものも、例えば、焼き入れ処理した後に窒化処理して硬度を大きくしている。さらに窒化のひずみをとるため、バニシング加工がなされている。
この焼き入れ処理、窒化処理、及びバニシング加工は、可動子６ばかりでなく、弁座４ｃを有するノズルボディ４、ストッパ１６、バルブガイド１７についてもマルテンサイト系ステンレス（例えばＪＩＳ ＳＵＳ４２０Ｊ）を用いて同様の処理がなされる。弁体５についても窒化処理がなされている。
ＣＮＧインジェクタの場合、弁開閉時に可動子や弁座に加わる衝撃荷重は、一例をあげれば８５ｋｇ／ｃｍ^２であり、実験結果によれば、そのときの最大応力発生深さは第７図（ｂ）に示すように２６μｍであり、限界ビッカース硬さは、第７図（ａ）の実線Ａに示すようにＨＶ６７０μｍである。実線Ａは、最大応力発生深さと限界ビッカース硬さの関係を生データにより作成したグラフである。本発明では、上記実験データに裕度を考慮して最大応力発生深さは３０μｍとし、ビッカース硬さに関しては、安全率１．１５を掛け、３０μｍで、６７０×１．１５＝８００とした。このときのグラフは第７図（ａ）の実線Ｂで示される。そして、本実施例では、可動子や弁座に加わる衝撃に打つ勝つためには、余裕をもたせて最表面から深さ５０μｍの位置での硬度がＨＶ８００以上あることが望ましいとの知見に基づき、可動子６，ノズルボディ４，ストッパ１６，バルブガイド１７にそのような硬度条件を満足させる窒化処理を施している。なお、最表面硬度は、一例をあげればＨＶ１２００程度である。
また、上記可動子６，弁体５，ノズルボディ４，ストッパ１６，バルブガイド１７の表面に形成される窒化層は、３５０〜４８０℃の低温窒化処理により形成される。その理由は、既述したように、マルテンサイト系ステンレス鋼のようにＣｒ含有の耐食性材料である場合、通常の窒化処理温度５００〜５５０℃を採用すると、Ｃｒが母材から窒化物（ＣｒＮ）として多量に析出してしまい、母材の耐食性（耐酸化性）が低下する。本例では、窒化層を３５０〜４８０℃の低温窒化処理により形成して、Ｃｒの窒化物生成を抑え、母材に孔食の起こりにくい耐食性に優れた燃料噴射弁の耐衝撃部品、耐磨耗部品を実現しようとするものである。
窒化処理は、例えば、直流グロー放電によるプラズマ窒化処理が採用される。
ノズルボディ４及びストッパ１６は、ケーシング１の中央下端に設けたノズルボディ４の取付穴１ａに装着されている。この取付穴１ａには、ストッパ受け面となる段差面１ｂを有し、ストッパ１６は、この受け面１ｂとノズルボディ４とで挾持される。ノズルボディ４は、一部が取付穴１ａから突出しており、取付穴１ａの周縁を加圧してケーシング１とノズルボディ４を緊迫結合している。
ノズルボディ４は、その内底に弁座４ｃが形成され、弁座４ｃ下流に燃料噴射孔（オリフィス）４１が設けられている。
ノズルボディ４には、環状チップ形のバルブガイド１７と、該ガイドを固定するための環状チップ形のガイド押え１８とが二段重ねで内装されている。バルブガイド１７及びガイド押え１８には、その外周に燃料通路１７ａ及び１８ａが形成されている。
バルブガイド１７は、ＪＩＳ ＳＵＳ４２０Ｊ等のマルテンサイト系ステンレスで形成され、可動子同様に初期硬度を上げるため焼き入れされ、さらに、窒化処理された後にバニシング加工されている。なお、ガイド押え８は焼結金属であり、窒化処理はなされていない。
バルブガイド１７は、その外周縁に局部的に加圧力（プレス）が加えられ、それによって、ノズルボディ４の内周に塑性変形によるいわゆる緊迫結合されていた。しかし、バルブガイド１７に窒化処理を施した場合には、硬度が増すので、塑性変形による緊迫結合を行うことが困難である。
そのため本実施例では、バルブガイド１７の上に非窒化処理のガイド押え１８を重ねて、ガイド押え１８の外周縁をプレスにより塑性変形させることで、ガイド押え１８をノズルボディ４の内周に緊迫結合する。このようにして、バルブガイド１７は、このガイド押え１８の押し付け力を受けることにより、固定されている。
本実施例では、さらに、上記のバルブガイド１７の固定を強化するために、次のようにしている。
第４図の（ａ）はバルブガイド１７の上面図、（ｂ）はそのＡ−Ｏ−Ａ´縦断面図、第５図の（ａ）はガイド押えの上面図、（ｂ）はそのＡ−Ｏ−Ａ´縦断面図である。
これらの図に示すように、バルブガイド１７とガイド押え１８には、それぞれ外径方向に突出し周方向に等間隔に配置された突起１７ｂ，１８ｂが複数配設され（本例では４個）、これらの突起間の溝１７ａ，１８ａが燃料通路の一部となる。突起１７ｂ，１８ｂのうちガイド押えの方１８ｂをバルブガイドの突起１７ｂよりも周方向の長さを長くして（Ｌ_２＞Ｌ_１）、ガイド押え１８とバルブガイド１７の突起同士を重ね配置した時に、第５図に示すようにガイド押え１８の突起１８ｂの周方向両端（破線で示す部分）がバルブガイド１７の突起１７ｂの周方向両端よりも周方向にはみ出して、このはみ出した部分が前記加圧力によりガイド押えの突起１７ｂの周方向両端にかかるよう塑性変形している。
このようにすることで、バルブガイド１７はガイド押え１８により周方向も抱き込まれるので、周方向の回動を防止できる。
可動子６側には、可動子が電磁吸引により引き上げられたとき（開弁時）に上記ストッパ１６に当接するショルダー（可動側のストッパ要素）６ｄが設けられている。
可動子６に設けた弁体５は、バルブガイド１７を通して弁座部４ｃに導かれる。
上記した固定鉄心３の内部において、可動子６側のガイド要素１５とアジャストスクリュー１３との間には、リターンスプリング７が介在し、そのばね力によって可動子６ひいては弁体５を弁座４ｃ側に付勢している。非通電時には、弁体５が弁座４ｃに押し付けられ、閉弁状態にある。
電磁コイル２を通電すると、鉄心３，ケーシング１，可動子６に磁気回路が形成され、可動子６がスプリング７の力に抗して引き上げられ、圧力をかけられた燃料が燃料通路を介して矢印方向に流れ、噴射孔４１から噴射される。
バルブガイド１７に形成した燃料通路のトータル断面積をＳ１、開弁時の弁体５と弁座４との間の環状面積をＳ２、オリフィス４１の断面積をＳ３とした場合には、Ｓ１＞Ｓ２≧Ｓ３の関係がある。
上記構成において、弁開閉時には、弁体５と弁座４ｃが衝突し、また、可動側のショルダー６ｄがストッパ１６に衝突する。また、バルブガイド１７と弁体５とが相対的に摺動し、可動側のガイド要素１５とガイドスリーブ１４とが相対的に摺動する。
燃料噴射弁１００の組立を第３図を用いて説明する。
可動子６，可動ガイド１５及び弁体５は、予め一体化され、また、固定鉄心３内周にはガイドスリーブ１４が圧入されている。ノズルボディ４内には、バルブガイド１７とガイド押え１８とを装着し、上記可動子６の一部を弁体５と共にノズルボディ４内に導いてセットする。可動子６のロッド６ｂにストッパ１６を溝１６ａを介して差し込んだ後、ノズルボディ４をストッパ１６及び可動子６と共にケーシング１下端に設けた取付穴１ａに装着し、取付穴１ａ周縁を局部的に加圧変形させることで、ケーシング１とノズルボディ４を緊迫結合し、シールリング２４をノズルボディ４の外周溝に装着する。
一方、ケーシング１の内部には、樹脂モールド１０に覆われた電磁コイル２，固定鉄心３，スプリング７，アジャスタスクリュー１３をシールリング２０，２１，２２，２３と共に装着する。電磁コイルの端子１１は、固定鉄心３のフランジ部に設けたスルーホール３ｂにＯリング２２及びプラグ３０を介して通され、コネクタピン８を端子１１に接続した後、コネクタモールド９を形成する。
上記の組立て工程後にケーシング１の外周にシールリング２４及びフィルター２５を装着する。
本実施例によれば次のような効果を奏する。
（１）ＣＮＧ対応のインジェクタの耐磨耗性、耐食性を高めることができる。
（２）弁座４ｃを有するノズルボディ４、バルブガイド１７、弁体５及び可動子６、ストッパ１６に表面から３０μｍの深さにおける硬度がＨＶ８００以上となる窒化処理を施すことにより、ＣＮＧ対応のインジェクタであっても、これらの摺動個所や衝突個所の摩滅，損傷を有効に防止できる。なお、これらの部品の磨滅は、上記したＳ１＞Ｓ２≧Ｓ３の関係が変化して、流量特性に変化が生じる原因となるので、これを防止することは流量精度を保持することにもなる。
（３）バルブガイド１７に窒化処理を施しても、その上に重ねたガイド押え１８に緊迫結合を施すことで、バルブガイド１７を固定することができる。本実施例では、ガイド押え１８の塑性変形部の一部がガイド押え１８に掛かり合うことで、バルブガイド１７の回り止めを確実に防止することができる。
（４）固定鉄心３及び可動子６に耐摩耗被膜（例えばＮｉ−Ｐめっき）を施した高硬度非磁性のガイドスリーブ１４，可動ガイド１５を設けることで、それらの摺動案内面の摩耗を防止し、安定したガイドを保証すると共に、固定鉄心３には窒化処理を施さなくとも済むので、磁気回路の磁気特性の低下を防ぐことができる。
（５）可動子６には、燃料流通用のオリフィスを設けず、しかも、アンカー部６ａとロッドｂの境界部のアールを０．８ｍｍ以上（従来の倍以上）にすることにより、ＣＮＧインジェクタのような強い衝撃荷重が加わる可動子であっても、それに耐えられる強度性を保つことができる。
本発明の従属的態様は、以下の通りである。
バルブガイドと前記ガイド押えには、外径方向に突出し周方向に等間隔に配置された突起が複数配設され、これらの突起間の溝が燃料通路の一部となり、前記突起のうちガイド押えの方をバルブガイドの突起よりも周方向の長さを長くして、ガイド押えとバルブガイドの突起同士を重ね配置した時にガイド押えの突起の周方向両端がバルブガイドの突起の周方向両端よりも周方向にはみ出して、このはみ出した部分が前記加圧力により前記ガイド押えの突起の周方向両端にかかるよう塑性変形している。
電磁石，該電磁石により開閉駆動される弁体付き可動子、該弁体を弁閉方向に付勢するリターンスプリングとを備え、前記電磁石を励磁すると前記可動子が固定鉄心側に磁気吸引される内燃機関用の燃料噴射弁において、
燃料は燃料噴射弁の胴体側面に設けた入口，出口を介して噴射弁本体内を横切るよう流通し、その一部が開弁時に可動子の周囲を通って噴射孔に導かれるサイドフィード方式であり、
前記可動子は、バルブロッドとこれよりも大径で中空をなすアンカー部とを一体成形してなり、前記バルブロッドとアンカー部との外周境界部に０．８ｍｍ以上のアール面を形成したことを特徴とする。
なお、上記実施例では、少なくとも弁体５と弁座４ｃ（ノズルボディ）、弁体５とそのバルブガイド１７、ストッパ１６と可動子６との衝突部６ｄ、および可動子６と固定子鉄心３との摺動部の一方又は双方の表面部分に窒化処理層を形成したものであるが、さらに、上記窒化処理層の表面に硬質皮膜を形成してもよい。この硬質皮膜としては、例えばＣｒＮのコーティングがある。この成膜は、例えば、プラズマ窒化後、母材との密着性が良い物理的蒸着法（Ｐ．Ｄ．Ｖ）の活性化反応蒸着法（ＡＲＥ）により行われる。
このようにすることで、磨耗，衝突部品の表面改質層が低温窒化処理による窒化層とＣｒＮ皮膜により構成されるので、ＣＮＧ対応の燃料噴射弁の耐久性（耐食性、耐磨耗性、耐衝撃性）をさらに高めることができる。成膜条件としては、例えば、反応ガス：Ｎ_２，蒸発物質：Ｃｒ，ガス圧力：〜０．１３Ｐａ，電子ビーム電力：５ＫＷ，１４０ｍＡ，基板印加電圧：Ｄ．Ｃ．−４００Ｖ，基板温度：〜４００℃で、コーティング時間１ｈで約２μｍ成膜した。
なお、上記窒化層の表面に形成される硬質皮膜は、Ｎｉ−Ｐめっきでもよい。
上記実施例では、燃料噴射弁をＣＮＧ用として説明したが、ガソリンエンジン対応の燃料噴射弁にも適用可能である。
産業上の利用可能性
以上のように本発明によれば、ＣＮＧのようにガス化した燃料を使用する内燃機関用の燃料噴射弁の構成部品の耐衝撃，耐摩耗性，耐食性を向上させて、長期使用が可能な燃料噴射弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例に係る燃料噴射弁の縦断面図、第２図は、上記燃料噴射弁を用いるエンジンのシステム構成図、第３図は、その部品の分解斜視図、第４図の（ａ）はバルブガイド１７の上面図、同図（ｂ）はそのＡ−Ｏ−Ａ´縦断面図、第５図の（ａ）はガイド押え１８の上面図、同図（ｂ）はそのＡ−Ｏ−Ａ´縦断面図、第６図は、上記バルブガイド１７上に上記ガイド押え１８を重ねて緊迫結合した状態を示す下面図、第７図は、弁座と弁体に衝撃荷重が加わったときの最大応力発生深さとビッカース硬さの関係、および衝撃荷重と最大応力発生深さの関係を示す説明図。

Claims (7)

1. 固定子鉄心、この固定子鉄心と同心状の電磁コイル、磁性材料で作られかつ前記固定子鉄心と電磁コイルを内部に収容したケーシング、先端に弁体を備えた可動子、この可動子用のストッパ、前記可動子を挟んで前記ストッパと対向した弁座、及び前記可動子の一端に係合して前記可動子を前記弁座に対して押圧するスプリングから構成され、前記可動子が前記電磁コイルの電磁力と前記スプリングの力とにより前記弁座と前記固定子鉄心との間で往復運動する燃料噴射弁において、
   前記可動子の先端の弁体と前記弁座は、Ｃｒを含むステンレス系部材であり、磨耗部位となる前記弁体と前記弁座との衝突部の一方または双方の表面部分を耐食性，耐摩耗性を有する窒化層で形成し、
   前記窒化層が３５０〜４８０℃で窒化処理され、かつ３０μｍ以上の深さを有し、３０μｍの深さでも硬度がＨＶ８００以上の低温窒化層よりなり、
   前記窒化層の表面にＣｒＮ或いはＮｉ−Ｐの硬質被膜が形成され、
   前記固定鉄心の先端内周に前記可動子を移動案内するガイドスリーブが設けられ、該ガイドスリーブは高硬度非磁性部材であり且つ耐摩耗性を有する硬質被膜が形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 請求項１において、磨耗部位となる前記弁体とそのバルブガイドとの摺動部の一方又は双方の表面部分を少なくとも耐食性，耐摩耗性を有する窒化層で形成した燃料噴射弁。
3. 請求項１において、磨耗部位となる前記ストッパと前記可動子との衝突部の一方又は双方の表面部分を少なくとも耐食性，耐摩耗性を有する窒化層で形成した燃料噴射弁。
4. 請求項１において、前記可動子の一端に前記ガイドスリーブによって摺動案内される可動側のガイドが設けられ、このガイドも前記ガイドスリーブと同様に高硬度非磁性部材であり且つ耐摩耗性を有する硬質被膜が形成されている燃料噴射弁。
5. 請求項１において、前記固定鉄心の先端内周に、その鉄心の内径を部分的に大きくした環状の凹みが形成され、この凹みに前記耐磨耗性の硬質被膜を形成した前記ガイドスリーブが挿入されている燃料噴射弁。
6. 請求項１、４又は５において、前記耐磨耗性を有する硬質被膜は、Ｎｉ−Ｐめっき、ＷＣＣコーティング、チタンコーティング、Ｃｒ−Ｎコーティングのいずれか一つである燃料噴射弁。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、前記燃料噴射弁は、ＣＮＧ仕様の内燃機関に用いられる燃料噴射弁。

Images