JP7291585B2 - fuel injector - Google Patents
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Description
本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve that injects fuel.
本技術分野の背景技術として、特開2011-202613号公報(特許文献1)に記載された電磁式燃料噴射弁が知られている。特許文献1に記載された電磁式燃料噴射弁は、円筒状の弁座部材と、この弁座部材の後端部に嵌合して液密に溶接される磁性円筒体と、この磁性円筒体の後端に突き当てて液密に溶接される非磁性円筒体と、この非磁性円筒体の内周面に前端部を嵌合して液密に溶接される円筒状の固定コアと、この固定コアの後端に同一素材をもって一体に連設される燃料入口筒と、で構成される弁ハウジングを備える(段落0024参照)。弁座部材は、その前端面に開口する弁孔と、この弁孔の内端に連なる円錐状の弁座と、この弁座の大径部に連なる円筒状のガイド孔と、を備え、弁座部材の前端面には、弁孔と連通する複数の燃料噴孔を有する鋼板製のインジェクタプレートが液密に溶接されている(段落0025参照)。
2. Description of the Related Art As a background art in this technical field, an electromagnetic fuel injection valve described in Japanese Patent Laying-Open No. 2011-202613 (Patent Document 1) is known. The electromagnetic fuel injection valve disclosed in
特許文献1の電磁式燃料噴射弁(以下、燃料噴射弁という)では、弁座を有する弁座部材が磁性円筒体に溶接により固定されている。このような構成では、溶接時の熱膨張及び熱収縮により、弁座部材に形成された弁座が燃料噴射弁の軸方向に位置ずれを生じる可能性がある。弁座の位置ずれは弁体のストロークを変化させる。このため、弁座部材を弁ハウジングに固定した後に弁体のストロークの調整作業が必要になり、この場合、燃料噴射弁の製造工程が複雑になる。或いは、弁座部材の位置ずれを防ぐために、弁ハウジングに位置ずれ防止用の部品を追加する必要があり、この場合、燃料噴射弁の部品点数及び部品の組付け工程が増加する。
In the electromagnetic fuel injection valve (hereinafter referred to as fuel injection valve) disclosed in
本発明の目的は、溶接を用いずに弁座部材を弁ハウジングに固定することができる燃料噴射弁を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel injection valve in which a valve seat member can be fixed to a valve housing without welding.
上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射弁は、
協働して燃料噴射孔に連通する燃料通路の開閉を行う弁体及び弁座と、前記弁座が形成される第1ハウジング部と、前記第1ハウジング部が取り付けられる第2ハウジング部と、を備え、前記第1ハウジング部及び前記第2ハウジング部が別部材で構成された燃料噴射弁において、
前記第1ハウジング部及び前記第2ハウジング部は、前記第1ハウジング部を前記第2ハウジング部に係止する係止部を備え、
前記第1ハウジング部及び前記第2ハウジング部の外側に、燃料をシールするシール部材が配設され、
前記第1ハウジング部は、前記第2ハウジング部が挿入される内周面を備え、
前記第1ハウジング部の側の係止部は、前記第1ハウジング部の前記内周面から径方向内側に突出する凸状部により構成され、
前記第2ハウジング部の側の係止部は、前記凸状部が嵌入される溝形状部により構成され、
前記第1ハウジング部及び前記第2ハウジング部の両方に跨る溶接部が排除される。
In order to achieve the above object, the fuel injection valve of the present invention comprises:
a valve element and a valve seat that cooperate to open and close a fuel passage that communicates with a fuel injection hole; a first housing portion in which the valve seat is formed; a second housing portion to which the first housing portion is attached; In a fuel injection valve in which the first housing portion and the second housing portion are formed of separate members,
The first housing part and the second housing part have a locking part that locks the first housing part to the second housing part,
A seal member for sealing fuel is disposed outside the first housing portion and the second housing portion,
The first housing part has an inner peripheral surface into which the second housing part is inserted,
the locking portion on the side of the first housing portion is configured by a convex portion protruding radially inward from the inner peripheral surface of the first housing portion,
the locking portion on the side of the second housing portion is configured by a groove-shaped portion into which the convex portion is fitted;
Welds across both the first housing part and the second housing part are eliminated.
本発明によれば、溶接を用いずに弁座部材を弁ハウジングに固定することができる。 According to the present invention, the valve seat member can be fixed to the valve housing without welding.
本発明に係る実施例について、図1乃至図9を用いて説明する。 An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.
図1及び図2を用いて、燃料噴射弁1の全体構成について説明する。図1は、本発明に係る燃料噴射弁1の一実施例について、燃料噴射弁1の中心軸線1aを含み中心軸線1aに平行な断面を示す断面図である。図2は、図1に示す燃料噴射弁1のノズル部8を含む先端部を拡大して示す断面図である。
The overall configuration of the
本実施例において、中心軸線1aは、後述する弁体17が一体に設けられた可動子27の軸心(弁軸心)、及び後述する筒状体5の中心軸線に一致している。以下の説明において上下方向を指定して説明する場合があるが、この上下方向は図1の上下方向に基づいており、燃料噴射弁1の実装状態における上下方向を指定するものではない。燃料噴射弁1の上端を基端と呼び、下端を先端と呼ぶ。基端及び先端という呼び方は、燃料配管に対する燃料噴射弁1の取り付け状態及び燃料の流れ方向に基づいている。
In this embodiment, the
燃料噴射弁1には、金属材製の筒状体5の基端部に燃料供給口2が設けられ、筒状体5の内側に燃料流路3がほぼ中心軸線1aに沿うように構成されている。燃料供給口2には、燃料に混入した異物を取り除くための燃料フィルタ13が取り付けられている。また、筒状体5の基端部には、燃料供給口2の近傍に、シール部材としてOリング11が配設されている。
The
筒状体5の先端部には、弁体17と弁座部材15とを含んで構成される弁部7が構成されている。弁座部材15には、中心軸線1aに沿う方向に貫通する貫通孔15aが形成されている。貫通孔15aの途中には下流側に向かって縮径する円錐面が形成され、この円錐面上に弁座(シート部)15bが構成されている。弁体17は弁座15bに離接することにより、燃料通路の開閉を行う。すなわち、弁体17及び弁座15bは協働して噴孔(燃料噴孔)110に連通する燃料通路の開閉を行う。なお、弁座15bが形成された円錐面全体を弁座面と呼ぶ場合もある。
A
貫通孔15aにおける、円錐面から上側の内周面15cは、弁体17を中心軸線1 aに沿う方向に案内するガイド面(ガイド孔)を構成する。弁体収容孔15aの下端部は弁座部材15の先端面15tに開口し、この開口は燃料導入孔(弁孔)15dを構成する。
An inner
弁座部材15は、後述のヨーク33と共に構成される係止される係止部により係止される。弁座部材15の係止構造については、後で詳細に説明する。
The
本実施例において、燃料噴霧形態を決定するノズル部8はノズルプレート(インジェクタプレート)21を含んで構成される。本実施例では、ノズル部8は、ノズルプレート21がノズル部8の本体側(弁座部材15)の先端面15tに接合されて、構成されている。
In this embodiment, the
また、本実施例では、弁体17は、球状を成すボール弁を用いている。弁体17は、ガイド面15cと対向する部位に、周方向に間隔を置いて複数の切欠き面17aが設けられ、この切欠き面17aによって燃料通路が構成されている。弁体17は、ボール弁に限定される訳ではなく、例えば、ニードル弁を用いてもよい。
Further, in this embodiment, the
筒状体5の中間部には弁体17を駆動するための駆動部9が配置されている。駆動部9は電磁アクチュエータ(電磁駆動部)で構成されている。具体的には、駆動部9は、筒状体5の内部(内周側)に固定された固定鉄心25と、筒状体5の内部において固定鉄心25に対して先端側に配置され、中心軸線1aに沿う方向に移動可能な可動子(可動部材)27と、固定鉄心25と可動子27に構成された可動鉄心27aとが微小ギャップδを介して対向する位置で筒状体5の外周側に外挿された電磁コイル29と、電磁コイル29の外周側で電磁コイル29を覆うヨーク33とによって構成されている。
A
可動鉄心27aと固定鉄心25とヨーク33とは、電磁コイル29に通電することにより生じる磁束が流れる閉磁路を構成する。磁束は微小ギャップδを通過するが、微小ギャップδの部分で筒状体5を流れる漏れ磁束を低減するため、筒状体5の微小ギャップδに対応する位置に、非磁性部或いは筒状体5の他の部分よりも磁性が弱められた弱磁性部が設けられている。本実施例では、弱磁性部として、筒状体5の肉厚を薄くした薄肉部5aが設けられている。
The
電磁コイル29は、樹脂材料で筒状に形成されたボビン31に巻回され、筒状体5の外周側に外挿されている。電磁コイル29はコネクタ41に設けられたターミナル43に電気的に接続されている。電磁コイル29、ボビン31及びターミナル43等によってコイル装置70が構成される。コネクタ41には図示しない外部の駆動回路が接続され、ターミナル43を介して、電磁コイル29に駆動電流が通電される。
The
固定鉄心25は、磁性金属材料からなる。固定鉄心25は筒状に形成され、中心部を中心軸線1aに沿う方向に貫通する貫通孔25aを有する。固定鉄心25は、筒状体5に圧入固定され、筒状体5の中間部に位置している。固定鉄心25は溶接により筒状体5に固定してもよいし、溶接と圧入を併用して筒状体5に固定してもよい。
The fixed
可動子27は基端側に可動鉄心27aを有する。可動子27は、可動鉄心27aに対して先端側に小径部(接続部)27bを有し、この小径部27bの先端に弁体17が溶接により固定されている。弁体17は、可動子27の一部を構成して、弁部7を構成する。本実施例では、可動鉄心27aと接続部27bとを一体(同一材料からなる一部材)に形成しているが、二つの部材を接合して構成してもよい。
The
上述したように本実施例では、可動鉄心27aは、弁体17と連結され、固定鉄心25との間に作用する磁気吸引力によって、弁体27を開閉弁方向に駆動する。また、可動鉄心27aの外周面が筒状体5の内周面に摺接することで、可動子27は中心軸線1aに沿う方向(開閉弁方向)における移動を案内される。
As described above, in this embodiment, the
可動子27の内部には、固定鉄心25側から燃料噴射孔110側の燃料を供給する燃料通路3が構成される。
A
固定鉄心25の貫通孔25aに配設されたアジャスタ35と可動鉄心27aとの間には、コイルばね39が圧縮された状態で配設されている。コイルばね39は、可動子27を、弁体17が弁座15bに当接する方向(閉弁方向)に付勢する付勢部材として機能する。
A
ヨーク33は、磁性を有する金属材料でできており、円筒形状を成して電磁コイル29の外周を覆っている。ヨーク33は、大径部33aと、小径部33bと、大径部33aと小径部33bとの間に形成される段差面33dと、を有する段付き状の円筒部材として形成されている。大径部33aはヨーク33の上端側(基端側)に、小径部33bはヨーク33の下端側(先端側)に設けられている。
The
ヨーク33は、下端部が筒状体5の外周面に接するようにして圧入又は挿入されている。ヨーク33の先端側端部は、レーザ溶接24により、筒状体5と全周に亘って接合されている。レーザ溶接24は、ヨーク33の先端側端部に設けられた環状溝33cの内側で行われている。また環状溝33cは、弁座部材15を係止する係止部を構成する。弁座部材15の係止構造については、後で詳細に説明する。
The
筒状体5、ヨーク33及び弁座部材15は、可動子27を収容し、内部に燃料通路を形成する、燃料噴射弁1のハウジング(弁ハウジング)を構成する。特に弁座部材15は弁座15bが形成され、弁体17を収容するハウジング部(第1ハウジング部)を構成し、ヨーク33は可動子27の上部及び電磁コイル29を収容するハウジング部(第2ハウジング部)を構成する。第1ハウジング部15及び第2ハウジング部33は別部材で構成され、第1ハウジング部15は第2ハウジング部33に取り付けられる。
The cylindrical body 5, the
筒状体5の先端部には、上端部にフランジ部15fを有する弁座部材15が組み付けられている。フランジ部15fと、ヨーク33の大径部33aとの間の環状溝45にOリング46が外挿されている。Oリング46は、燃料噴射弁1が内燃機関に取り付けられる際に、内燃機関側に形成された挿入口109aと燃料噴射弁1との間で液密及び気密を確保するシール部材として、また挿入口109aと間の緩衝材として機能する。すなわち本実施例では、Oリング46を保持するために設けていた樹脂製のプロテクタを排除し、樹脂製のプロテクタの機能を金属製の弁座部材15に持たせる。
A
燃料噴射弁1の中間部から基端側端部の近傍までは、樹脂カバー47がモールドされ、樹脂カバー47により被覆されている。樹脂カバー47は電磁コイル29とターミナル43とを接続する配線部材を被覆し、樹脂カバー47を形成する樹脂材料によりコネクタ41が一体的に形成されている。
A
図2に示すように、弁座部材15の先端側端面15tには、ノズルプレート21が取り付けられている。ノズルプレート21は弁座部材15に対してレーザ溶接23により固定されている。ノズルプレート21は板厚が均一な板状部材(平板)で構成されており、中央部に外方に向けて突き出すように突状部21aが形成されている。突状部21aは曲面(例えば球状面)を成すように形成され、突状部21aの内側には燃料室が形成されている。突状部21a内側の燃料室は、燃料導入孔15dに連通しており、燃料導入孔15dを通じて燃料が供給される。
As shown in FIG. 2, a
次に、燃料噴射弁1の動作について説明する。
Next, operation of the
電磁コイル29が非通電状態にあり電磁コイル29に駆動電流が流れていない場合、可動子27はコイルばね39により閉弁方向に付勢され、弁体17が弁座15bに当接(着座)した状態にある。この場合、固定鉄心25の先端側端面と可動鉄心27aの基端側端面との間には、ギャップδが存在する。なお、本実施例では、このギャップδは可動子27(すなわち弁体17)のストロークに等しい。
When the
電磁コイル29が通電状態に切り替わり電磁コイル29に駆動電流が流れると、可動鉄心27aと固定鉄心25とヨーク33とによって構成される閉磁路に磁束が発生する。この磁束により、ギャップδを挟んで対向する固定鉄心25と可動鉄心27aとの間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が、コイルばね39による付勢力や、可動子27に対して閉弁方向に作用する燃料圧力などの合力に打ち勝つと、可動子が開弁方向に移動し始める。可動子27が開弁方向にギャップδに等しい距離δだけ移動して固定鉄心25に当接すると、可動鉄心27aは開弁方向への移動を止められ、静止した状態(開弁静止状態)に至る。
When the
可動子27が開弁方向に移動して弁体17が弁座15bから離れると、弁体17と弁座15bとの間に隙間(燃料流路)が形成され、燃料導入孔15dを通じて突状部21a内側の燃料室に燃料が流れる。燃料導入孔15dから燃料室に供給された燃料は、燃料噴射孔110の入口開口から燃料噴射孔110の内部に流入し、燃料噴射孔110の出口開口より燃料噴射弁1の外部に噴射される。
When the
電磁コイル29の通電を打ち切ると、磁気吸引力が減少し、やがて消失する。この段階で、磁気吸引力がコイルばね39の付勢力よりも小さくなると、可動子27が閉弁方向へ移動を開始する。弁体17が弁座15bに当接すると、弁体17は弁部7を閉弁して静止した状態(閉弁静止状態)に至る。
When the
可動子27が開弁方向に移動して弁体17が弁座15bから離れ始める時点から、可動子27が閉弁方向へ移動して弁体17が再び弁座15bに当接する時点までを開弁時又は開弁状態と呼び、弁体17が弁座15bに当接して閉弁している間を閉弁時又は閉弁状態と呼ぶ。
The opening is from the time when the
以下、本実施例に係る、弁座部材15の固定構造について説明する。
A fixing structure for the
図3は、図1に示す燃料噴射弁1のノズル部8を含む先端部の外観を示す外観図である。
FIG. 3 is an external view showing the appearance of the tip portion including the
本実施例では、ヨーク33の先端側端部が筒状体5の先端側端部の径方向外側を覆い、さらにヨーク33の先端側端部の径方向外側を弁座部材15が覆っている。この場合、弁座部材15はヨーク33の小径部33bの外周面、特に小径部33bの環状溝33cが形成された部分を覆っている。
In this embodiment, the tip side end of the
弁座部材15は、その上端部から径方向外側に突出するように形成された環状のフランジ部15fを有しており、ヨーク33の小径部33b、段差面33d及びフランジ部15fにより構成される環状溝45に、Oリング46が外挿されている。段差面33dとフランジ部15fの上端面(基端側端面)15faとは環状溝45の側面を構成し、小径部33bの外周面は環状溝45の底面を構成する。
The
弁座部材15は、弁座15bが形成される部材であり、金属製の部材である。このため本実施例では、ヨーク33の大径部33aの先端側端部から燃料噴射弁1の先端側の部分の表面が、金属で構成される。ただし、環状溝45の部分には、樹脂製のOリング46が外挿される。環状溝45の幅寸法W45はOリング46の幅寸法W46よりもわずかに大きく、Oリング46と環状溝45の両側面15fa,33dとの間の隙間寸法δ1,δ2は小さい値に設定されている。環状溝45の幅寸法W45は、樹脂製のOリング46が環状溝45に嵌装可能な範囲で、Oリング46の幅寸法W46と同じか、或いはOリング46の幅寸法W46よりも小さい値に設定されてもよい。この場合、Oリング46は環状溝45の両側面15fa,33dに接触し、隙間寸法δ1,δ2はゼロになる。
The
図4Aは、弁座部材15を固定する弁座部材固定部(ヨーク33)の外観を示す外観図である。図4Bは、図5Aに示す弁座部材15を斜め下方から見た斜視図である。
FIG. 4A is an external view showing the appearance of a valve seat member fixing portion (yoke 33) that fixes the
ヨーク33の小径部33bには、外周面から窪んで凹状を成し、周方向に環状に形成された環状溝33cが形成されている。環状溝33cの一部に、弁座部材15を係止するための係止部(係止溝形状部又は溝形状部)として、軸方向溝部33c1と、拡幅溝部(周方向溝部)33c2と、係止溝部33c3と、が形成されている。またヨーク33の先端部には、先端側に向かって縮径するテーパ面33fが設けられている。
A small-
軸方向溝部33c1は、環状溝33cの先端側側面33cbからヨーク33の先端側端面33eまで貫通すように、燃料噴射弁1の中心軸線1aに沿う方向に形成される。軸方向溝部33c1の周方向の長さ(幅)は、寸法W33c1の大きさに形成されている。
The axial groove portion 33c1 is formed in a direction along the
拡幅溝部(周方向溝部)33c2は、環状溝33cの基端側側面33caの、軸方向溝部33c1に対向する位置を含む部位において、環状溝33cの溝幅寸法W33cを拡幅するように形成された溝部であり、軸方向溝部33c1に接続されて周方向に延設される。すなわち、拡幅溝部33c2における溝幅寸法W33c2は環状溝33cの溝幅寸法W33cよりも大きい(W33c2>W33c)。
The widened groove portion (circumferential groove portion) 33c2 is formed so as to widen the groove width dimension W33c of the
係止溝部33c3は、拡幅溝部(周方向溝部)33c2の一部に形成され、環状溝33cの先端側側面33cbにおいて拡幅溝部33c2の溝幅W33c2をさらに寸法D33c3だけ拡幅するように形成される。係止溝部33c3の溝幅寸法W33c-2-3は、環状溝33cの溝幅W33cに、拡幅溝部33c2における拡幅分及び係止溝部33c3における拡幅分D33c3を含めた寸法を有する。従って、溝幅寸法W33c-2-3は環状溝33cの溝幅寸法W33c及び拡幅溝部33c2における溝幅寸法W33c2よりも大きくなる(W33c-2-3>W33c,W33c-2-3>W33c2)。係止溝部33c3の周方向の長さ(幅)は、寸法L33c3の大きさに形成されている。
The locking groove portion 33c3 is formed in a portion of the widened groove portion (circumferential groove portion) 33c2, and is formed so as to further widen the groove width W33c2 of the widened groove portion 33c2 by a dimension D33c3 on the tip side surface 33cb of the
係止溝形状部(溝形状部)33c1,33c2,33c3は、軸方向溝部33c1と係止溝部33c3との間の先端側側面33cbに、係止溝部33c3における溝幅寸法W33c-2-3よりも溝幅が狭くなるように形成された突起部33c4が形成されている。突起部33c4は係止溝部33c3の側面に対して環状溝33cの中央側に突出するように形成されるが、本実施例では中心軸線1a方向において環状溝33cの先端側側面33cbと同一面を成すように形成される。
The locking groove shape portions (groove shape portions) 33c1, 33c2, and 33c3 are formed on the tip end side surface 33cb between the axial groove portion 33c1 and the locking groove portion 33c3, and are wider than the groove width dimension W33c-2-3 of the locking groove portion 33c3. A protrusion 33c4 is formed so that the width of the groove becomes narrower. The projecting portion 33c4 is formed so as to protrude toward the center of the
拡幅溝部33c2は、ヨーク33の小径部33bの周方向において、軸方向溝部33c1、突起部33c4及び係止溝部33c3が設けられる範囲の寸法L33c1-4-3と同じか、この範囲の寸法L33c1-4-3よりも大きい寸法の範囲L33c2に設けられる。すなわち、拡幅溝部33c2の周方向の長さ寸法L33c2は、軸方向溝部33c1、突起部33c4及び係止溝部33c3が設けられる範囲の周方向の長さ寸法L33c1-4-3と等しいか、L33c1-4-3よりも大きい(L33c2≧L33c1-4-3)。しかし、ヨーク33に対する弁座部材15の着脱を確実に行えるようにするためには、拡幅溝部33c2の長さ寸法L33c2と軸方向溝部33c1、突起部33c4及び係止溝部33c3が設けられる範囲の長さ寸法L33c1-4-3とを等しくし、周方向における拡幅溝部33c2の両端部と軸方向溝部33c1、突起部33c4及び係止溝部33c3が設けられる範囲の両端部とを同じ位置にすることが好ましい。
In the circumferential direction of the
本実施例では、環状溝33cの内側で、ヨーク33と筒状体5とのレーザ溶接24を行う。環状溝33cの底面でレーザ溶接を行うことにより、レーザ溶接のための熱エネルギを小さくすることができる。本実施例では、軸方向溝部33c1、拡幅溝部33c2、突起部33c4及び係止溝部33c3は、レーザ溶接24のための環状溝33cの一部に設けられる。これにより、レーザ溶接24のための環状溝33cと、軸方向溝部33c1、拡幅溝部33c2、突起部33c4及び係止溝部33c3と、を形成する加工工数を削減すると共に、配置スペースの省スペース化を実現する。
In this embodiment, laser welding 24 between the
加工工数の削減及び配置スペースの省スペース化が必要でない場合は、軸方向溝部33c1、拡幅溝部33c2、突起部33c4及び係止溝部33c3は、レーザ溶接24のための環状溝33cと別個に設けてもよい。
If it is not necessary to reduce the processing man-hours and save the arrangement space, the axial groove portion 33c1, the widening groove portion 33c2, the projection portion 33c4 and the locking groove portion 33c3 are provided separately from the
図5Aは、燃料噴射弁1の弁座部材15の、中心軸線1aを含み中心軸線1aに平行な断面を示す断面図である。図5Bは、図4Aに示す弁座部材15を斜め上方から見た斜視図である。
FIG. 5A is a sectional view showing a section of the
弁座部材15は、ガイド面15cの上流側に、貫通孔15aの開口縁から径方向外側に向かって形成される環状平面部(鍔面)15gを有する。さらに弁座部材15は、環状平面部15gの外周縁部から、中心軸線1aに沿う方向において上流側に向かって形成された、内周面15hを有する。内周面15hには、中心軸線1aを中心とする径方向内側に突出する凸状部15iが複数個設けられている。凸状部15iは、弁座部材15をヨーク33に係止する、弁座部材15側の係止部を構成する。
The
本実施例では、ヨーク33の環状溝33cが、弁座部材15をヨーク33に係止する、ヨーク33側の係止部を構成しており、弁座部材15の凸状部15iとヨーク33の環状溝33cとが、弁座部材15をヨーク33に係止する係止部を構成する。すなわち、弁座部材(第1ハウジング部)15及びヨーク(第2ハウジング部)33は、第1ハウジング部15を第2ハウジング部33に係止する係止部を備える。この係止部は、第1ハウジング部15においては凸状部15iにより構成され、第2ハウジング部33においては軸方向溝部33c1、拡幅溝部(周方向溝部)33c2及び係止溝部33c3を有する溝形状部により構成される。本実施例では、この溝形状部(係止溝形状部)は環状溝33cの一部に構成されるため、環状溝33cの一部が溝形状部(係止溝形状部)しているとも考えられる。
In this embodiment, the
複数の凸状部15iは、中心軸線1aを中心とする周方向において、間隔を有するように配置されている。本実施例では、4個の凸状部15iが設けられ、4個の凸状部15iの周方向における間隔は均等に設けられている。
The plurality of
凸状部15iの周方向の長さ(幅)寸法W15iは、軸方向溝部33c1の周方向の長さ(幅)寸法W33c1及び係止溝部33c3の溝幅寸法L33c3よりも小さい。また、凸状部15iの中心軸線1aに沿う方向における長さ寸法L15iは、環状溝33cの溝幅寸法W33cも大きく、拡幅溝部33c2の溝幅寸法W33c2よりも小さい。
The circumferential length (width) dimension W15i of the
このため、凸状部15iは軸方向溝部33c1から拡幅溝部33c2に挿入することができ、拡幅溝部33c2の中で周方向に移動することができる。さらに凸状部15iは、係止溝部33c3に嵌入されることで、周方向の移動が規制され、図2及び図3に示す状態となる。なお図2の断面では、凸状部15iが係止溝部33c3に嵌入されることにより、図4に示す拡幅溝部33c2の周方向の端面33c2aが凸状部15iの上側に見える状態になっている。
Therefore, the
図2及び図3では環状溝45にOリング46が嵌入されており、環状溝45にOリング46を嵌入することにより、凸状部15iの係止溝部33c3からの抜けが防止される。ただし、Oリング46は樹脂材料で弾性変形可能に形成されており、弁座部材15をヨーク33に対して強い力で持ち上げた場合は、凸状部15iが係止溝部33c3から抜ける。しかし、この状態で弁座部材15を周方向に回転させなければ、弁座部材15がヨーク33から抜け落ちることはない。
2 and 3, the O-
本実施例では、第2ハウジング部であるヨーク33に対する第1ハウジング部である弁座部材15の取り付け構造を、金属製の係止部(係合部)を用いたアタッチメント構造にしている。
In this embodiment, the mounting structure of the
上述した様に、ヨーク33の先端部には先端側に向かって縮径するテーパ面33fが設けられており、ヨーク33の先端部を弁座部材15の内周面15hの内側に挿入する際に、挿入し易くする。
As described above, the tip portion of the
図6は、燃料噴射弁1を取付け部109に組み付けた状態を示す、中心軸線1aを含み中心軸線1aに平行な断面を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section including the
燃料噴射弁1を取付け部109に組み付ける前の状態では、図2に示すように、Oリング46は環状溝45の底面(小径部)33bに接触しているものの、Oリング46と環状溝45の両側面15fa,33dとは接触していない状態で、Oリング46と環状溝45の両側面15fa,33dとの間には寸法δ1,δ2の間隙が存在する。或いは、Oリング46は環状溝45の両側面15fa,33dのうちいずれか一方の側面と接触し、他方の側面との間に寸法δ1+δ2の間隙が存在する。
Before the
燃料噴射弁1を取付け部109に組み付けると、Oリング46は挿入口109aの内周面で圧縮され、環状溝45の底面33b及び両側面15fa,33dに対して大きな接触面を形成するように、弾性変形する。
When the
この状態では、少なくともOリング46と環状溝45の側面15faとの間、及びOリング46と環状溝45の底面33b又は環状溝45の側面33dとの間に、燃料噴射弁1の内部から外部への燃料の漏出を防ぐシール部が構成される。一方、Oリング46と環状溝45の側面15faとの間、及びOリング46と挿入口109aの内周面との間には、吸気管108の内側と外気との間において液密及び気密を確保するシール部が構成される。
In this state, at least between the O-
燃料のシールを行うためには、Oリング46と環状溝45の側面15faとの間にシール部が構成される必要がある。一方、Oリング46と環状溝45の底面33bとの間、及びOリング46と環状溝45の側面33dとの間については、いずれか一方にシール部が構成されればよい。
In order to seal the fuel, it is necessary to form a seal portion between the O-
本実施例では、燃料の漏出を防ぐシール部材が吸気管108の内側と外気との間において液密及び気密を確保するOリング46により構成されることにより、部品点数の増加を抑制することができる。
In this embodiment, the sealing member that prevents fuel from leaking is composed of the O-
本実施例では、Oリング46を環状溝45の底面33b及び両側面15fa,33dに対して密着させるため、図3に示すように、Oリング46の環状溝45からの突出寸法Lpは、環状溝45の両側面15fa,33dとOリング46との間の間隙寸法δ1+δ2よりも大きくしている。
In this embodiment, since the O-
本実施例では、Oリング46は、挿入口109aの内周面で圧縮されることにより、環状溝45の両側面15fa,33dに対して接触する構成であるが、燃料噴射弁1が挿入口109aに挿入される前の状態(図2の状態)において、環状溝45の両側面15fa,33dに対して接触する構成であってもよい。この場合、燃料噴射弁1が挿入口109aに挿入された後の状態(図6の状態)において、Oリング46と環状溝45の底面33bとの間に隙間が形成されていても、Oリング46と環状溝45の側面33dとの間で燃料をシールすることができる。
In the present embodiment, the O-
本実施例では、弁座部材(第1ハウジング部)15及びヨーク(第2ハウジング部)33の外側に、燃料をシールするシール部材(Oリング)46が配設され、弁座部材15とヨーク33との間に跨る溶接部が排除される。すなわち、弁座部材15とヨーク33との間に跨る溶接部によって燃料をシールするのではなく、燃料のシールは弁座部材15とヨーク33で構成される燃料噴射弁1のハウジングの外側に設けられたOリング(シール部材)46によって行われる。このシールを確実に行うために、Oリング46の環状溝45への充填率を大きな値にする必要がある。
In this embodiment, a seal member (O-ring) 46 for sealing fuel is disposed outside the valve seat member (first housing portion) 15 and the yoke (second housing portion) 33, and the
図7は、シール部材46の変更例46’について、その断面形状を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the cross-sectional shape of a modified example 46' of the
本例のシール部材46’は、断面が十字形状を成し、4つの突片46’a,46’b,46’c,46’dを有する。シール部材46’は、突片46’aが環状溝45の側面33dに接触し、突片46’bが挿入口109aの内周面に接触し、突片46’cが環状溝45の側面15faに接触し、突片46’dが環状溝45の底面33bに接触するように、環状溝45に配置される。
The sealing member 46' of this example has a cross-shaped cross section and four projecting pieces 46'a, 46'b, 46'c, and 46'd. The sealing member 46' has a projecting piece 46'a in contact with the
本例のシール部材46’によっても、燃料噴射弁1の内部から外部への燃料の漏出を防ぐシール部と、吸気管108の内側と外気との間において液密及び気密を確保するシール部と、を構成することができる。
The sealing member 46' of this example also has a sealing portion that prevents fuel from leaking from the inside of the
図8は、シール部材46の変更例46’’について、その断面形状を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of a modified example 46'' of the
本例のシール部材46’’は、3つの面46’’a,46’’c,46’’dに平面部を有し、2つの平面部46’’a,46’’cの間(平面部46’’dに対向する面)が半円筒面(円筒面を半分に切断した面)46’’bで構成される。本例のシール部材46’’は、Oリング46’’の環状溝45への充填率を大きな値にすることができ、シール性能を向上することができる。
The sealing member 46'' of this example has flat portions on three surfaces 46''a, 46''c, and 46''d, and between the two flat portions 46''a and 46''c ( A surface facing the flat portion 46''d) is composed of a semi-cylindrical surface (a surface obtained by cutting the cylindrical surface in half) 46''b. The sealing
図9を参照して、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関について説明する。図9は、燃料噴射弁1が搭載された内燃機関100の断面図である。
An internal combustion engine equipped with a fuel injection valve according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of an
内燃機関100のエンジンブロック101にはシリンダ102が形成されおり、シリンダ102の頂部に吸気口103と排気口104とが設けられている。吸気口103には、吸気口103を開閉する吸気弁105が、また排気口104には排気口104を開閉する排気弁106が設けられている。エンジンブロック101に形成され、吸気口103に連通する吸気流路107の入口側端部107aには吸気管108が接続されている。
A
燃料噴射弁1の燃料供給口2(図1参照)には燃料配管110が接続される。
A
吸気管108には燃料噴射弁1の取付け部109が形成されており、取付け部109に燃料噴射弁1を挿入する挿入口109aが形成されている。挿入口109aは吸気管108の内壁面(吸気流路)まで貫通しており、挿入口109aに挿入された燃料噴射弁1から噴射された燃料は吸気流路内に噴射される。二方向噴霧の場合、エンジンブロック101に吸気口103が二つ設けられた形態の内燃機関を対象として、それぞれの燃料噴霧が各吸気口103(吸気弁105)を指向して噴射される。
A mounting
本実施例では、弁座部材(第1ハウジング部)15とヨーク(第2ハウジング部)33とを固定する溶接を排除したことで、溶接時の熱収縮による燃料噴射弁1の中心軸線1a方向における第1ハウジング部の位置ずれを排除することができ、熱収縮による弁体17のストローク変化を無くすことができる。これにより、熱収縮による第1ハウジング部の位置ずれを防ぐ部材の追加や、ストロークの再調整作業が不要になり、燃料噴射弁1の生産性が向上すると共に、燃料噴射弁1の製造コストを低コスト化することができる。また燃料噴射弁1の噴射量のばらつきが抑制される。
In this embodiment, welding for fixing the valve seat member (first housing portion) 15 and the yoke (second housing portion) 33 is eliminated. positional deviation of the first housing portion at , and stroke change of the
1…燃料噴射弁、1a…燃料噴射弁1の中心軸線、3…燃料通路、15…弁座部材(第1ハウジング部)、15b…弁座、15h…第2ハウジング部33が挿入される第1ハウジング部15の内周面、15i…凸状部(第1ハウジング部15側の係止部)、17…弁体、25…固定鉄心、27a…可動鉄心、29…電磁コイル、33…ヨーク(第2ハウジング部)、33c…環状溝、33c1…軸方向溝部と、33c2…拡幅溝部(周方向溝部)、33c3…係止溝部、33c4…突起部、46…Oリング(シール部材)、15i,33c1,33c2,33c3…第1ハウジング部15を第2ハウジング部33に係止する係止部、25,27a,29,33…電磁駆動部、33c1,33c2,33c3…溝形状部(第2ハウジング部33側の係止部)、109a…内燃機関側に形成された燃料噴射弁1の挿入口、110…燃料噴射孔。
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
前記第1ハウジング部及び前記第2ハウジング部は、前記第1ハウジング部を前記第2ハウジング部に係止する係止部を備え、
前記第1ハウジング部及び前記第2ハウジング部の外側に、燃料をシールするシール部材が配設され、
前記第1ハウジング部は、前記第2ハウジング部が挿入される内周面を備え、
前記第1ハウジング部の側の係止部は、前記第1ハウジング部の前記内周面から径方向内側に突出する凸状部により構成され、
前記第2ハウジング部の側の係止部は、前記凸状部が嵌入される溝形状部により構成され、
前記第1ハウジング部及び前記第2ハウジング部の両方に跨る溶接部が排除されたことを特徴とする燃料噴射弁。 a valve element and a valve seat that cooperate to open and close a fuel passage that communicates with a fuel injection hole; a first housing portion in which the valve seat is formed; a second housing portion to which the first housing portion is attached; In a fuel injection valve in which the first housing portion and the second housing portion are formed of separate members,
The first housing part and the second housing part have a locking part that locks the first housing part to the second housing part,
A seal member for sealing fuel is disposed outside the first housing portion and the second housing portion,
The first housing part has an inner peripheral surface into which the second housing part is inserted,
the locking portion on the side of the first housing portion is configured by a convex portion protruding radially inward from the inner peripheral surface of the first housing portion,
the locking portion on the side of the second housing portion is configured by a groove-shaped portion into which the convex portion is fitted;
A fuel injection valve, wherein a weld extending over both the first housing portion and the second housing portion is eliminated.
前記溝形状部は、燃料噴射弁の中心軸線に沿う方向に形成される軸方向溝部と、前記軸方向溝部に接続され周方向に形成される周方向溝部と、前記周方向溝部の一部に形成される係止溝部と、を有することを特徴とする燃料噴射弁。 In the fuel injection valve according to claim 1 ,
The groove-shaped portion includes an axial groove portion formed in a direction along the central axis of the fuel injection valve, a circumferential groove portion connected to the axial groove portion and formed in the circumferential direction, and a part of the circumferential groove portion. A fuel injection valve, comprising: a locking groove formed in the fuel injection valve.
前記溝形状部は、周方向において前記軸方向溝部と前記係止溝部との間に形成され、前記係止溝部の側面に対して溝形状部の中央側に突出する突起部を有することを特徴とする燃料噴射弁。 In the fuel injection valve according to claim 2 ,
The groove-shaped portion is formed between the axial groove portion and the locking groove portion in the circumferential direction, and has a protrusion projecting toward the center of the groove-shaped portion with respect to the side surface of the locking groove portion. and fuel injection valve.
前記弁体を駆動する電磁駆動部を備え、
前記電磁駆動部は、筒状体に外挿された電磁コイルと、前記電磁コイルの外周側で前記電磁コイルを覆うヨークと、を備え、
前記第2ハウジング部は、前記ヨークによって構成されると共に、前記筒状体と溶接接合する周方向の環状溝を備え、
前記溝形状部は、前記環状溝の一部に構成されることを特徴とする燃料噴射弁。 In the fuel injection valve according to claim 3 ,
An electromagnetic drive unit that drives the valve body,
The electromagnetic drive unit includes an electromagnetic coil that is externally inserted into a cylindrical body, and a yoke that covers the electromagnetic coil on the outer peripheral side of the electromagnetic coil,
the second housing part is constituted by the yoke and has a circumferential annular groove welded to the tubular body;
The fuel injection valve, wherein the groove-shaped portion is formed in a part of the annular groove.
前記シール部材は、内燃機関側に形成された燃料噴射弁の挿入口と燃料噴射弁との間で液密及び気密を確保するOリングであることを特徴とする燃料噴射弁。 In the fuel injection valve according to claim 4 ,
The fuel injection valve, wherein the seal member is an O-ring that secures liquid-tightness and air-tightness between an insertion port of the fuel injection valve formed on the side of the internal combustion engine and the fuel injection valve.
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