JP4144034B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（以下、エンジンという）用の燃料噴射弁に関する。

従来、噴孔を有する噴孔プレートを弁ボディと保持スリーブとの間に保持させてなる燃料噴射弁が知られている（例えば特許文献１参照）。
このような燃料噴射弁では、図５に示すように、保持スリーブ１が噴孔プレート２に対して離脱する軸方向（図５の下側）に移動したとき噴孔プレート２の鍔状の最外周縁３により係止される突起４を、保持スリーブ１の内周側に設けている。これにより、保持スリーブ１が噴孔プレート２から離脱することを防止できるのである。

特開２０００−１４５５８９号公報

しかし、図５の如き燃料噴射弁の製造時には、保持スリーブ１の突起４を噴孔プレート２の最外周縁３が乗り越えるようにして保持スリーブ１を組み付けるため、突起４により押圧された最外周縁３が塑性変形することがある。この場合、最外周縁３の外径が保持スリーブ１の内径よりも小さくなるため、保持スリーブ１ががたつき、噴孔プレート２の保持機能が低下してしまう。
本発明の目的は、弁ボディとの間に噴孔プレートを保持する保持スリーブのがたつきを防止する燃料噴射弁を提供することにある。

請求項１〜６に記載の発明によると、保持スリーブの内周側に突出する第一突起は、噴孔プレートの外周部によって所定量押し潰されている。押し潰された第一突起に生じる緊迫力は、噴孔プレートの外周部に対して第一突起を結合する結合力となるため、保持スリーブのがたつきを防止することができる。
尚、請求項１〜６に記載の発明において、噴孔プレートの外周部により第一突起を押し潰す「所定量」は、保持スリーブのがたつきを防止可能な程度の量であればよい。
また、請求項１に記載の発明によると、第一突起及び第二突起を有する保持スリーブが噴孔プレートから離脱する軸方向に移動するときには、第一突起を押し潰している噴孔プレートの外周部により第二突起が係止される。この第二突起の係止作用により、保持スリーブの離脱を防止することができる。
さらに、請求項１に記載の発明によると、第一突起は、保持スリーブの軸方向の噴孔プレート底壁側に延びる直線状に形成されるので、成形操作等によって容易に第一突起を形成できる。

請求項２に記載の発明によると、噴孔プレートの板状の最外周縁により押し潰された第一突起と当該最外周縁を係止するための第二突起とは噴孔プレートの軸方向において隣接し、第二突起は第一突起よりも大きく突出している。この請求項２に記載の発明たる燃料噴射弁の製造過程において、噴孔プレートの最外周縁を第二突起が乗り越えるようにして保持スリーブを組み付ける場合に、第二突起を乗り越えた噴孔プレートの最外周縁により第一突起を押し潰し易い。しかも、噴孔プレートの最外周縁に第一突起が結合した後において保持スリーブが噴孔プレートから離脱する軸方向に移動したときには、第一突起よりも大きく突出した第二突起を噴孔プレートの最外周縁によって確実に係止することができる。
請求項３に記載の発明によると、第二突起は、保持スリーブの周方向に延びる環状に形成されているので、保持スリーブの離脱防止効果が向上する。
請求項４に記載の発明によると、有底筒状の噴孔プレートはその周壁により第一突起を押し潰しているため、噴孔プレートにおいて噴孔が形成される底壁の歪みを抑制することができる。
請求項５に記載の発明によると、有底筒状の噴孔プレートは、その周壁において鍔状に形成された開口縁により第一突起を押し潰している。即ち底壁から離れた周壁の開口縁に突起が結合されるので、底壁の歪み抑制効果が向上する。

請求項６に記載の発明によると、第一突起は、保持スリーブの周方向に等間隔をあけて複数設けられ、各第一突起を噴孔プレートの外周部が押し潰している。これにより保持スリーブが、その周方向に等間隔をあけた複数箇所で噴孔プレートに結合されるので、保持スリーブのがたつき防止効果が向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による燃料噴射弁を図２に示す。燃料噴射弁１０は、ハウジング１２、弁ボディ２０、噴孔プレート３０、保持スリーブ４０、弁部材５０、可動コア６０、固定コア７０、スプリング８０、コイル９０等を備えている。

ハウジング１２は円筒状に形成され一端部側から他端部側に向かって順に第一磁性部１３、非磁性部１４及び第二磁性部１５を有している。第一磁性部１３及び第二磁性部１５は磁性材で形成され、非磁性部１４は非磁性材で形成されている。第一磁性部１３と非磁性部１４、並びに非磁性部１４と第二磁性部１５はレーザ溶接等により結合されている。非磁性部１４は、第一磁性部１３と第二磁性部１５との間で磁束が短絡することを防ぐ。外部から燃料が流入する第二磁性部１５の反非磁性部側端部の内周側に、燃料フィルタ１８が設置されている。

図１に示すように、弁ボディ２０は円筒状に形成され、第一磁性部１３の反非磁性部側端部の内周側に同軸上に固定されている。弁ボディ２０は、噴孔プレート３０の噴孔３２に向かって燃料を流す燃料通路２１を内周側に有している。弁ボディ２０はさらに、下流側に向かって縮径するテーパ状の内周面に弁座２２を有している。

噴孔プレート３０は金属等で有底円筒状に形成され、弁ボディ２０の反第一磁性部側端部の外周側に同軸上に固定されている。噴孔プレート３０の底壁３１は薄肉の板状に形成され、その中央部に複数の噴孔３２が形成されている。
保持スリーブ４０は樹脂等で円筒状に形成され、噴孔プレート３０の周壁３３の外周側に係合されている。保持スリーブ４０の一端部は、内周側に屈曲されて保持板部４１を形成している。保持板部４１は噴孔プレート３０の底壁３１に反弁ボディ側から接することで、弁ボディ２０との間に底壁３１を保持している。保持スリーブ４０の反保持板部側端部は、後述する磁性部材９４の外周側に嵌合されている。

図１及び図２に示すように、弁部材５０は有底円筒状に形成され、第一磁性部１３及び弁ボディ２０の内周側に同軸上に収容されている。弁部材５０は、弁ボディ２０の弁座２２よりも上流側の内周部に案内されることで軸方向に往復移動可能である。弁部材５０の底壁には、当接部５１が形成されている。当接部５１は、弁ボディ２０に形成されている弁座２２に着座可能である。当接部５１が弁座２２に着座することで噴孔３２が閉塞され、噴孔３２からの燃料噴射が遮断される。弁部材５０は、その周壁を貫通する複数の燃料孔５２を有している。

図１に示すように、可動コア６０は磁性材で円筒状に形成され、弁部材５０の周壁の反当接部側端部に同軸上に固定されている。可動コア６０は、弁部材５０と一体となって往復移動可能である。
固定コア７０は磁性材で円筒状に形成され、非磁性部１４及び第二磁性部１５の内周側に同軸上に固定されている。固定コア７０は、可動コア６０の反弁部材側に設置され、可動コア６０と向き合っている。

付勢手段としてのスプリング８０の一端部は、可動コア６０に係止されている。スプリング８０の他端部は、固定コア７０の内周側に圧入されたアジャスティングパイプ８１に係止されている。スプリング８０は、弾性変形により生じた復元力を可動コア６０に作用させることによって、弁部材５０を弁座２２側（図２の下側）に付勢する。

コイル９０が巻回されているスプール９１はハウジング１２の外周側に固定されている。ターミナル９２はコイル９０と電気的に接続されており、コイル９０にはターミナル９２を通じて駆動電流が供給される。
コイル９０の外周側には、磁性材で形成されて磁気的に相互接続された磁性部材９４，９５が設置されている。磁性部材９４は第一磁性部１３と磁気的に接続され、磁性部材９５は第二磁性部１５と磁気的に接続されている。可動コア６０、第一磁性部１３、磁性部材９４，９５、第二磁性部１５及び固定コア７０は磁気回路を構成する。

第二磁性部１５の反非磁性部側端部に流入した燃料は、燃料フィルタ１８により含有異物を除去された後、固定コア７０内の燃料通路、可動コア６０内の燃料通路、弁部材５０内の燃料通路、燃料孔５２を順次経由して、弁ボディ２０内の燃料通路２１に到達する。燃料通路２１に到達した燃料は、当接部５１が弁座２２から離座したときに当接部５１と弁座２２との間に形成される隙間を抜けて噴孔３２に到達する。

このような燃料噴射弁１０において、コイル９０への通電がオフされているときには、可動コア６０と固定コア７０との間に磁気吸引力が発生しない。このとき弁部材５０は、スプリング８０の復元力により弁座２２側に付勢されているため、図２の下側に移動して当接部５１を弁座２２に着座させる。これにより、噴孔３２からの燃料噴射が遮断される。

コイル９０への通電をオンしたときには、可動コア６０、第一磁性部１３、磁性部材９４，９５、第二磁性部１５及び固定コア７０からなる磁気回路に磁束が流れ、固定コア７０と可動コア６０との間に磁気吸引力が発生する。これにより可動コア６０が固定コア７０側に吸引されるため、可動コア６０と共に弁部材５０がスプリング８０の力に抗して反弁座側（図２の上側）に移動する。そのため、当接部５１が弁座２２から離座し、燃料通路２１の燃料が噴孔３２から噴射される。この後、コイル９０への通電をオフすると、磁気回路を流れる磁束が消失し、固定コア７０と可動コア６０との間の磁気吸引力も消失するため、当接部５１が弁座２２に着座する。以上により、一回の燃料噴射作動が終了する。

次に、保持スリーブ４０及び噴孔プレート３０について詳細に説明する。
図１に示すように保持スリーブ４０は、噴孔プレート３０の周壁３３の外周側を囲む保持筒部４２を有している。保持筒部４２には、その内周側へ向かって突出する突起４４，４６が形成されている。図３に示すように第一突起４４は、保持筒部４２の周方向に等間隔をあけて八つ設けられている。各第一突起４４は、保持筒部４２と保持板部４１との境界部近傍から保持筒部４２の軸方向に延びる直線状に形成されている。第二突起４６は、保持筒部４２の周方向にその全周に亘って延びる円環状に形成され、保持筒部４２の軸方向において各第一突起４４の反保持板部側端部に隣接している。第二突起４６の突出高さは、いずれの第一突起４４の突出高さよりも大きい。

図１に示すように、噴孔プレート３０の周壁３３において反底壁側となる開口縁３３ａは外周側に屈曲されて鍔状をなし、噴孔プレート３０の板状の最外周縁を構成している。周壁３３の開口縁３３ａは、各第一突起４４を所定量押し潰すことにより当該各第一突起４４に係合している。

燃料噴射弁１０の製造過程において、レーザ溶接等により弁ボディ２０に固定した噴孔プレート３０に対し保持スリーブ４０を装着するには、図４（Ａ）に示すように、噴孔プレート３０の周壁３３に保持スリーブ４０の保持筒部４２をその開口縁４２ａ側から外挿する。この外挿操作が進むに従って周壁３３の開口縁３３ａは、図４（Ｂ）に示すように保持筒部４２の第二突起４６を乗り越え、さらに各第一突起４４をその突出先端部側から押し潰す。これにより、周壁３３の開口縁３３ａが各第一突起４４に圧入され、図１の状態となる。尚、周壁３３の開口縁３３ａは、第二突起４６を乗り越えるとき内周側に押圧されて塑性変形することがある。そのため本実施形態では、塑性変形した開口縁３３ａであっても各第一突起４４を押し潰して後述する各第一突起４４との結合力が十分に得られるよう、各第一突起４４の突出高さが設定される。

上述した保持スリーブ４０の外挿操作の結果、周壁３３の開口縁３３ａにより押し潰された第一突起４４には緊迫力が生じ、当該緊迫力が、周壁３３の開口縁３３ａに対して第一突起４４を結合する結合力となる。こうして得られる結合力は、保持筒部４２及び周壁３３の周方向に等間隔をあけた複数箇所において働くので、保持スリーブ４０が安定しそのがたつきが防止される。したがって、保持スリーブ４０による噴孔プレート３０の保持機能が安定的に得られる。また、噴孔プレート３０において各第一突起４４から緊迫力を受ける開口縁３３ａは、周壁３３の反底壁側に設けられて底壁３１から離れているため、かかる緊迫力による底壁３１の歪みが抑制される。そのため、噴孔３２からの燃料噴射量が変化する又は底壁３１と弁ボディ２０との間のシール性が低下する等といった不具合が、各第一突起４４への開口縁３３ａの結合によっては生じ難い。さらに、開口縁３３ａが各第一突起４４に結合された後、当該結合状態が万が一解除されて保持スリーブ４０が噴孔プレート３０から離脱する軸方向（図１の下側）に移動しても、各第一突起４４よりも大きく突出する第二突起４６が開口縁３３ａに係止されるため、保持スリーブ４０の離脱が防止される。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述の実施形態では保持スリーブ４０に第一突起４４を八つ設けたが、第一突起の数については適宜設定可能である。尚、第一突起を複数設ける場合、上述の第一実施形態の如く保持スリーブの周方向に等間隔に並べる必要性は必ずしもない。

また、上述の実施形態では、保持スリーブ４０の周方向にその全周に亘って延びる第二突起４６を一つ設けている。これに対し、保持スリーブの周方向に一周未満で延びる第二突起を複数設け、それら各第二突起を保持スリーブの周方向に並べるようにしてもよい。さらにまた、保持スリーブに第二突起を設けないようにしてもよい。

さらに、上述の実施形態では、有底円筒状の噴孔プレート３０において鍔状に形成された周壁３３の開口縁３３ａが、噴孔プレート３０の外周部として第一突起４４を押し潰している。これに対し、有底筒状の噴孔プレートの周壁を軸方向のほぼ全体に亘ってストレートに形成し、当該周壁の少なくとも一部が噴孔プレートの外周部として第一突起を押し潰すようにしてもよい。
またさらに、上述の実施形態では、有底円筒状の噴孔プレート３０において最外周縁となる開口縁３３ａにより第一突起４４を押し潰している。これに対し、平板状に形成した噴孔プレートの最外周縁により第一突起を押し潰すようにしてもよい。

本発明の一実施形態による燃料噴射弁の要部を拡大して示す縦断面図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射弁を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態による保持スリーブを示す縦断面図（Ａ）及び（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射弁の製造方法について説明するための模式図である。 従来の燃料噴射弁を示す縦断面図である。

符号の説明

１０ 燃料噴射弁、１２ ハウジング、２０ 弁ボディ、２１ 燃料通路、２２ 弁座、３０ 噴孔プレート、３１ 底壁、３２ 噴孔、３３ 周壁、３３ａ 開口縁（外周部、最外周縁）、４０ 保持スリーブ、４１ 保持板部、４２ 保持筒部、４４ 第一突起、４６ 第二突起、５０ 弁部材、５１ 当接部、６０ 可動コア、７０ 固定コア、８０ スプリング、９０ コイル

Claims (6)

1. 底壁に噴孔を有する噴孔プレートと、
   前記噴孔に向かって燃料を流す燃料通路を有する弁ボディと、
   前記噴孔プレートの外周部に係合され、前記弁ボディとの間に前記噴孔プレートを保持する保持スリーブと、
   を備え、
   前記保持スリーブは、内周側に突出する第一突起を有し、
   且つ前記保持スリーブは、内周側に突出する第二突起であって前記保持スリーブが前記噴孔プレートから離脱する軸方向に移動するとき前記外周部により係止される第二突起を有し、
   前記第一突起は、前記第二突起から前記保持スリーブの軸方向の前記底壁側に連続的に延びる直線状に形成され、
   前記第一突起は、前記外周部によって所定量押し潰されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記噴孔プレートは板状の最外周縁を前記外周部として有し、
   前記第一突起と前記第二突起とは前記噴孔プレートの軸方向において隣接し、
   前記第二突起は前記第一突起よりも大きく突出していることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記第二突起は、前記保持スリーブの周方向に延びる環状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記噴孔プレートは、底壁及び周壁からなる有底筒状に形成されており、
   前記底壁に前記噴孔が形成され、
   前記周壁は前記外周部として前記第一突起を押し潰していることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
5. 前記周壁の開口縁は鍔状に形成され、前記外周部として前記第一突起を押し潰していることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射弁。
6. 前記第一突起は、前記保持スリーブの周方向に等間隔をあけて複数設けられ、
   前記外周部は各前記第一突起を押し潰していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

Images