JP4178355B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステータによりアーマチュアを吸引しアーマチュアとともに移動する弁部材を往復移動させる燃料噴射装置が知られている。このような燃料噴射装置では、ステータの残留磁気により弁部材の閉弁応答特性が低下することを防止するため、ステータ又はアーマチュアに突出部を設けることにより、ステータにアーマチュアが吸引されたときにステータの吸引面とアーマチュアの被吸引面との間に所定のエアギャップを確保することとしている。
【０００３】
このような突出部は、弁部材がフルリフトするたびにアーマチュア又はステータに衝突することになるため、磁性材に比べて一般に靱性が高い非磁性材により形成されている。例えば、アーマチュアのステータ対向面の一部にめっきにより形成されたクロム薄膜によって、このような突出部が形成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、めっきにより突出部を形成する場合にはめっきにより形成された薄膜の膜厚のばらつきによって磁気特性が変動し、これにより燃料噴射特性の調整が困難になるという問題があった。また、めっきにより突出部を形成する場合には、工程数の増加による製造コスト高を招くという問題があった。
また、一般にアーマチュアの被吸引部は筒状に形成されているため、環状に形成されたアーマチュアのステータ対向面に発生する渦電流が問題となっていた。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するために創作されたものであって、製造コストを低減し、また、ステータに発生する渦電流を低減する燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によると、ステータに吸引される被吸引部を磁性材により形成し、この被吸引部のステータ側端面を非磁性材からなる渦電流遮断部により分割しているため、被吸引部のステータ側端面における渦電流の発生を防止することができる。また、ステータとアーマチュアとのエアギャップを確保するために磁性材に比べて一般に靱性の高い非磁性材により当接部を形成している。そして、被吸引部、渦電流遮断部及び当接部を金属射出成形（ＭＩＭ：Ｍｅｔａｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）により一体に形成しているため、製造コストを低減することができる。
さらに、渦電流遮断部及び当接部は非磁性材からなる連続要素であるため、金属射出成形が容易である。
【０００７】
本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によると、被吸引部は円筒状に形成され、渦電流遮断部は被吸引部のステータ側壁部に径方向に埋設されているため、環状に形成されている被吸引部のステータ対向面における渦電流の発生を防止することができる。
【０００８】
円筒部材１４は磁性部と非磁性部からなるパイプ材であり、例えば複合磁性材で形成されている。円筒部材１４の一部を加熱して非磁性化することにより、図２下方の燃料噴射側から磁性筒部１４ｃ、非磁性筒部１４ｂ、磁性筒部１４ａをこの順で形成している。円筒部材１４の非磁性筒部１４ｂと磁性筒部１４ｃとの境界近傍にアーマチュア２５が収納されている。磁性筒部１４ｃの燃料噴射側に弁ボディ２９および噴孔プレート２８が設けられている。円筒部材１４の図１において上方の燃料上流側に燃料中の異物を除去するフィルタ１１が取付けられている。
【０００９】
ステータ２２は磁性ステンレス等の強磁性材料からなる円筒体である。ステータ２２のアーマチュア当接面には、めっきによりクロム薄膜を形成している。アジャスティングパイプ２１はステータ２２に圧入されステータ２２の内壁に固定されている。他の実施例では、アジャスティングパイプをステータにねじ結合する構成でもよい。アジャスティングパイプの圧入深さによりスプリング２４の付勢力が調整されている。
【００１０】
樹脂製のスプール３０は円筒部材１４の外周に設けられており、スプール３０の外周にコイル３１が巻回されている。円筒部材１４の外周に形成された樹脂モールド１３の外壁から突出するようにコネクタ部１６が設けられており、コイル３１と電気的に接続しているターミナル１２がコネクタ部１６に埋設されている。ターミナル１２は部分的に樹脂製のリブ１７により覆われている。
【００１１】
磁性部材２３はコイル３１の外周を覆っている。磁性部材１８はコイル３１の燃料上流側に中心角約２５０度の扇状にリブ１７をさけるように設けられている。樹脂モールド１５は磁性部材１８、２３の外周に形成され樹脂モールド１３と結合している。
【００１２】
筒状の弁ボディ２９は円筒部材１４に圧入され、円筒部材１４の内壁にレーザ溶接により固定されている。弁ボディ２９の内周壁には噴孔側に向かって縮径している円錐台傾斜面２９ａとその燃料上流側に円筒壁面２９ｂが形成されている。この円錐台傾斜面２９ａは燃料噴射方向に縮径し、弁部材２７の当接部が着座可能な弁座を構成している。円錐台傾斜面２９ａより燃料上流側の弁ボディ２９の内部空間は特許請求の範囲に記載された燃料溜まりを形成している。
【００１３】
カップ状の噴孔プレート２８は磁性筒部１４ｃに圧入され、磁性筒部１４ｃの内壁にレーザ溶接により固定され、弁ボディ２９の燃料噴射側端面に当接している。噴孔プレート２８は薄板状に形成されており、中央部に複数の噴孔２８ａが形成されている。
【００１４】
筒状部材１４内を一体となって往復移動する弁部材２７及びアーマチュア２５は、互いにレーザ溶接により結合されている。
アーマチュア２５はマルテンサイト系ステンレス等の非磁性材料の焼結粉及びフェライト系ステンレス等の軟磁性材料の焼結粉からＭＩＭにより形成された筒状の部材である。図２（Ｂ）及び（Ｃ）では非磁性材料からなる部分の断面領域に右上がりのハッチングを付し、軟磁性材料からなる部分の断面領域に右下がりのハッチングを付している。尚、図２において右下がりのハッチングを付した部分を以下の説明でコア部という。図２に示すように、コア部の燃料上流側の被吸引部２５ｄは燃料下流側の円筒部２５ｃに比べて大径に形成されており、被吸引部２５ｄの燃料上流側角部には円筒部材１４の内周壁面に摺接するフランジが形成されている。コア部には、縦孔２５ｅ並びに縦孔２５ｅとアーマチュア２５の外周空間とを連通するベーパ通路２５ａ及び横孔２５ｆが形成されている。縦孔２５ｅの壁部に形成された内周段差面はスプリング座２５ｂを構成している。
【００１５】
マルテンサイト系ステンレス等の非磁性材料からなる当接部２５ｇは、コア部のステータ対向面２５ｊからステータ側に３０μｍ突出し環状に形成されている。当接部２５ｇによりステータ２２とアーマチュア２５との間に３０μｍのエアギャップが確保されている。
【００１６】
コア部のステータ対向面２５ｊにはマルテンサイト系ステンレス等の非磁性材料からなる渦電流遮断部２５ｉ、２５ｈが１８０度間隔で径方向に埋設されている。渦電流遮断部２５ｉ、２５ｈのステータ側露出面は、コア部のステータ対向面２５ｊに対して段差なく形成されている。渦電流遮断部２５ｉ、２５ｈの周方向幅は０．２〜０．５ｍｍである。渦電流遮断部２５ｉ、２５ｈの周方向幅の数値範囲は、加工可能な下限寸法と幅が増大することによる磁気吸引力の低下とから決めればよく、必ずしも前記の幅の範囲に限定されるものではない。また、図２（Ｂ）に示すように当接部２５ｇ及び渦電流遮断部２５ｉ、２５ｈは非磁性材料からなる連続要素として形成されている。また、渦電流遮断部は、少なくとも１カ所でコア部のステータ側端面を分割するようにコア部のステータ側に１個以上埋設されていればよい。
【００１７】
図１に示すように、弁部材２７は、アーマチュア２５の縦孔２５ｅに燃料下流側から挿入され、縦孔２５ｅの壁面にレーザ溶接により固定されている。弁部材２７は摺動部２７ａとシート部２７ｂとからなり、摺動部２７ａが弁ボディ２９の内周壁２９ｂと摺接していることにより弁ボディ２９の内周壁２９ｂに往復移動自在に支持されている。アーマチュア２５の燃料上流側に形成されているフランジが円筒部材１４の内周壁面に摺接し、弁部材２７の摺動部２７ａが弁ボディ２９の内周壁面に摺接することにより、アーマチュア２５及び弁部材２７の往復軌道が定まっている。摺動部２７ａの外壁に切り欠きが形成され、この切り欠きにより摺動部２７ａの外周壁と弁ボディ２９の内周壁２９ｂとの間に燃料通路が形成されている。シート部２７ｂの外周面は円柱壁面と円錐台傾斜面とからなり、円錐台傾斜面が弁ボディ２９の円錐台傾斜面２９ａに着座するシート部を形成している。
【００１８】
スプリング２４は、一端がアーマチュア２５のスプリング座２５ｂに当接し、他端がアジャスティングパイプ２１の端面に当接し、アーマチュア２５を介して弁部材２７を弁座としての円錐台傾斜面２９ａに付勢している。
【００１９】
フィルタ１１を通じて円筒部材１４内に流入する燃料は、アジャスティングパイプ２１の内部空間、アジャスティングパイプ２１の内部空間、ステータ２２の内部空間、アーマチュア２５の内部空間を経て横穴２５ｆから燃料溜まりに導かれ、弁部材２７のシート部２７ｂと弁座とのシート部位に到る。シート部２７ｂが弁座に着座すると燃料溜まりと噴孔２８ａとの連通が遮断され、シート部２７ｂが弁座から離座すると燃料溜まりと噴孔２８ａとの連通が開放される。以上、燃料噴射装置１の構成について説明した。
【００２０】
次に、燃料噴射装置１の作動について説明する。
コイル３１への通電をオンすると、アーマチュア２５、ステータ２２、磁性筒部１４ａ、１４ｃ、磁性部材１８、２３は、コイル３１への通電オン中に発生する磁束が通る磁気回路を構成する。このとき、アーマチュア２５のステータ対向面２５ｊは渦電流遮断部２５ｈ、２５ｉにより分割されているため、アーマチュア２５のステータ対向面２５ｊに渦電流が発生することがない。弁部材２７はスプリング２４の付勢力に抗してステータ２２側に吸引され、これにより当接部が弁座から離座すると噴孔２８ａから燃料が噴射される。弁部材２７がフルリフトするときアーマチュア２５がステータ２２に衝突する。このとき、アーマチュア２５の当接部２５ｇがステータ２２に当接することによりコア部のステータ対向面２５ｊはステータ２２に当接することがなく、ステータ対向面２５ｊとステータの端面との間には３０μｍのエアギャップが確保される。
コイル３１への通電をオフすると、スプリング２４の付勢力により弁部材２７は弁閉方向に力を受け、シート部２７ｂが弁座に着座する。これにより噴孔２８ａからの燃料噴射は終了する。
【００２１】
本実施例の燃料噴射装置１によると、アーマチュア２５のステータ対向面２５ｊに渦電流が発生することがないため、開閉弁作動の応答性を向上させることができる。また、ステータ２２とアーマチュア２５とのエアギャップを確保する当接部２５ｇをＭＩＭによりコア部と一体に形成しているため、アーマチュア２５のステータ対向面にクロム薄膜等をめっきにより形成する必要がなく、製造工程の簡素化により製造コストを抑制することができる。
【００２２】
また、従来のように、めっきにより形成されるクロム薄膜等によりエアギャップを確保する場合には、膜厚の製造公差を小さくすることが困難であるため、磁気特性の個体差が大きく、燃料噴射装置の流量調整は困難であった。これに対し、本実施例では、射出成形により当接部２５ｇを形成するため当接部２５ｇの突出高さの製造公差を小さくすることができ、磁気特性の個体差が小さいことから、燃料噴射装置１の流量調整は容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例による燃料噴射装置のアーマチュアを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射装置
１４ 円筒部材
２１ アジャスティングパイプ
２２ ステータ
２４ スプリング
２５ アーマチュア
２５ｄ 被吸引部
２５ｆ 燃料通路
２５ｇ 当接部
２５ｈ 渦電流遮断部
２５ｉ 渦電流遮断部
２７ 弁部材
２７ａ 摺動部
２７ｂ シート部
２８ 噴孔プレート
２８ａ 噴孔
２９ａ 円錐台傾斜面（弁座）
２９ 弁ボディ
３１ コイル

Claims (2)

1. 燃料溜まり及び弁座が形成されている弁ボディと、
   前記弁座に着座することにより前記燃料溜まりから噴孔に至る燃料通路を遮断し、前記弁座から離座することにより前記燃料通路を開放する弁部材と、
   前記弁部材の移動方向と同方向に移動するアーマチュアと、
   前記アーマチュアを弁開方向に吸引するステータと、
   前記ステータに電磁吸引力を発生させるコイルとを備え、
   前記アーマチュアは、磁性材からなる被吸引部と、非磁性材からなり前記被吸引部の少なくともステータ側端面を分割している渦電流遮断部と、非磁性材からなり前記被吸引部のステータ側端面よりステータ側に突出し前記ステータに当接可能な当接部とを金属射出成形により一体に形成しており、
   前記渦電流遮断部及び当接部は非磁性材からなる連続要素であることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記被吸引部は円筒状に形成され、
   前記渦電流遮断部は前記被吸引部のステータ側壁部に径方向に埋設されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。

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