JPH01121561A - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関電磁式燃料噴射弁に係り、特に、その
耐久性向上のための改良に関する。

〔従来の技術〕

電磁式燃料噴射弁の可動子と磁気回路構成部材が直接衝
突するようにし、その衝突面に表面処理を施して耐摩耗
性を向上させたものが時開５９−５０２８６号公報に記
載されている。これは表面処理としてニッケル被膜およ
び窒化処理によって表面に硬くして耐摩耗性を保有させ
たものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では衝突面に施されている表面処理層に加
わる衝撃力の吸収と燃料による耐食性については十分考
慮されておらず、割れ、剥離等の問題が生じる。

本発明の目的は、耐摩耗性と耐衝撃性及び耐食性並びに
磁気特性を兼ね備えた耐久性の優れた電磁式燃料噴射弁
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の電磁式燃料噴射弁の特徴は、可動子と磁気回路
構成部材（コア）との衝突面のいずれか一方、又は１両
方を酸化処理によりＦｅ３Ｏ４゜Ｆ　ｅｚｏｓ、　Ｆ　
ｅ　Ｏ，Ｃｒ酸化物等の単層、あるいは、混合層を形成
した構造としたことにある。

〔作用〕

表面に形成しれた酸化膜層は硬さが素材よりも高く最表
面部はポーラスで内部はち密層であり、素材との境界部
は密着性に優れているため、燃料を介した場合、衝突面
、及び、摺動面の耐摩耗性が向上する。すなわち、最表
面部のポーラス部は油だめとなり衝突、あるいは、摺動
時にダンピング特性が衝撃力を暖和することができ、さ
らに、ち密な下層酸化膜により素材の摩耗及び変形を防
止することができる。このように各酸化膜の積層形態を
考慮することにより上記の作用が相乗的に発揮され、耐
摩耗性及び耐衝撃性が向上する。

〔実施例〕

噴射弁の構造、動作について第２図を用いて説明する。

噴射弁１はコントロールユニット（図示せず）により演
算決定された０Ｎ−ＯＦＦ信号により弁シート部７の開
閉を行うことにより燃料の噴射を行う。０Ｎ７ＯＦＦ信
号によりコネクタ４０を介して電磁コイル３への励磁電
流は断続される。電磁コイル３が励磁されると、コア５
．ヨーク４．プランジャ２で形成される磁気回路に磁束
が通り、プランジャ２が図中上方へ吸引される。

プランジャ２は塑性流動を利用した結合、溶接、または
、全油結合等によりリング６及びロッド８と一体化され
、さらにロッド８はボール９と溶接により一体化されて
いる。これら結合体をプランジャロッド３０と称する。

このプランジャロッド３０は可動子を構成している。プ
ランジャ２に図中上方への吸引力が作用すると、リング
６はコア５の内面を摺動してプランジャロッド３０が図
中上方へ移動し、ボール９は図中上方へ移動する。

すると、シート部７に隙間が生じる。燃料はヨーク４の
外周からフィルタ１２を通過して電磁コイル３とヨーク
４とにより形成される燃料通路１３゜プランジャ２の外
周とヨーク４の内周とにより形成される燃料通路１４．
バルブガイド１ｏのボア部１１及びシート部７の隙間を
通り、そして燃料はスクータ・オリフィス１５によって
計量され旋回を与えられ、所定噴霧角度及び所定粒子径
となって内燃機関（図示せず）に噴射される。噴射弁１
の燃料計量方式はスクータ・オリフィス１５に備わる複
数個のオリフィス１６により行うものである。噴射弁の
開弁時のシート部７とボール９の隙間量（図中上・下方
向の距離）は噴射弁１のストローク量、すなわち、プラ
ンジャロッド３０のストローク量に等しい、第３図に示
すように、このストローク量はコア５の下端面１７とプ
ランジャ２の下端面１８のギャップ１９により決定され
る。このように、噴射弁１の開閉時にはコア５とプラン
ジャ２が衝突する。衝突を繰返すことにより、これら衝
突面を成すコア５の下端面１７及びプランジャ２の上端
面１８は摩耗等により変わると、結果的に燃料の噴射量
の経時変化が進み、内燃機関の運転性能の悪化及びコン
トロール不良等を招く。よってこれを防止するため本発
明では衝突面に酸化皮膜処理を施す。

次に、この酸化皮膜を説明する。第１０図はコア５の下
端面及び内周にのみ酸化皮膜処理を施した場合、第１１
図はリング６の外周面、プランジャ２の上端面のみ酸化
皮膜処理を施した場合、第１図はこれら周部分に酸化皮
膜処理を施した場合を夫々示している。また、酸化皮膜
は耐食性の点において優れているためヨーク４の外周面
に酸化皮膜処理を施しても良い。

第４図は各加熱酸化処理による温度と酸化膜厚さの関係
について示したものであるが、温度が上昇するといずれ
の酸化処理も酸化膜厚さが厚くなリ、特に、水蒸気中酸
化処理は厚くなる。温度：９００℃で一時間処理の酸化
膜厚さは水蒸気中酸化処理で厚さ：３０μｍ、大気中酸
化処理で厚さ８２４μｍを示す。

第５図及び第６図は各酸化処理における各温度の処理時
間と酸化膜厚さの関係について示したものである。いず
れの酸化処理も処理時間が長くなる程厚くなる。また、
処理温度が高くなる程酸化膜は厚くなる。特に、水蒸気
中酸化処理では酸化膜厚さ３０μｍを得るためには処理
時間が一時間であり、温度が低くなるほど処理時間が長
くなり６００℃では約三時間保持すれば得られることが
わかる。

第７図は純鉄及び低炭素（０，２％Ｃ以下）９〜１６％
Ｃ’ｒ＠を用い処理温度を２００〜９００℃、処理時間
ニー時間で得られた各酸化処理の硬さを示したものであ
る。これより、純鉄ではいずれの酸化処理でも素材硬さ
Ｈｖ　１００であるが、処理膜硬さはＨｖ２５０〜４３
０を示す、また、低Ｃ−Ｃｒ＠は素材硬さＨｖ　１３０
であるが、処理膜硬さはＨｖ２２０〜７００の範囲があ
り純鉄の酸化膜硬さよりも硬いことがわかる。

第８図は酸化膜厚さと耐ＷＩ！！圧力の関係について示
す、処理膜厚さ３０μｍで最も高い耐衝撃圧力を示し、
それ以上厚くなると低下する。これは酸化膜が厚くなる
と靭性がなくなるためである。

また、これ以上厚くなると磁気特性も低下することが確
認できたので３０μｍ以上の厚さは適用不可となった。

第９図は各酸化皮膜処理層を行ったコア及びプランジャ
と比較例についての実機寿命試験の結果である。この結
果から、硬質クロムめっき層（試料番号１）、Ｎ１−Ｐ
メツキ層（試料番号２）の場合はＷＩ撃繰返しが八、九
億回で変形するのに対し１本実施例の酸化皮膜＝１０μ
ｍでは十二億回以上でも変形せず長寿命化できることが
わかった。

また、処理しない素材同士の組合せでは三億回以下で変
形し適用不可である０以上、各酸化処理で得られた酸化
皮膜で寿命が伸びたのは皮膜に存在する空孔により燃料
がしみ込み衝撃時のダンピング特性が優れ、かつ、酸化
膜層が硬いため、お互いの相乗効果によって衝撃力を緩
和し摩耗を防ぐ。

従って、従来の素材及びメツキ処理に比べ寿命が向上す
る。

耐食性については１０％水分の含んだがリン中で浸漬試
験：１８０日を行った所、まったく錆は発生せず、また
、５％塩水噴霧試験でも９６ｈ　ｒでも錆は発生せず耐
食性に優れることがわかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プランジャおよび磁気回路構成部材の
一方、又は両方に施した酸化処理皮膜に存在する空孔に
燃料油が吸着し、ダンピング効果により、衝撃荷重を緩
和し、酸化皮膜層は硬さが高いため、それらの効果が相
俟って耐摩耗性、耐衝撃性及び耐食性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の一実施例のプランジ
ャ付近の拡大断面図、第４図は各酸化処理における温度
と酸化皮膜厚さの関係図、第５図。 第６図は各酸化処理における処理時間と酸化皮膜厚さの
関係図、第７図は各材料を用いた各酸化処理と硬さの関
係図、第８図は酸化膜厚さと耐衝撃圧力との関係図、第
９図は実機寿命試験結果について示した図、第１０図は
電磁式燃料噴射去の全体図、第１１図は゛その要部の拡
大断面図である。 ２・・・プランジャ、３・・・電磁コイル、４・・・ヨ
ーク。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．電磁コイル、電磁回路構成部材および弁座に対し弁
   本体の軸方向に摺動自在に配置されたプランジヤを具備
   し、前記電磁コイルが励磁されたとき前記プランジヤが
   磁気回路構成部材に吸引されて衝突を生じ、前記弁座と
   前記プランジヤの間に微小隙間を形成するようにし、前
   記微小隙間を通して燃料を噴射する電磁式燃料噴射弁に
   おいて、 前記プランジヤと前記磁気回路構成部材との衝突面の一
   方又は両方が水蒸気もしくは大気雰囲気中で加熱酸化処
   理で形成されたポーラスあるいはち密な酸化膜で単相あ
   るいは混合層酸化膜からなることを特徴とする電磁式噴
   射弁。
2. ２．前記プランジヤ、前記電磁回路構成部材のいずれか
   、もしくは、両方の衝突面の酸化皮膜層が四三酸化鉄，
   二三酸化鉄，一酸化鉄，Ｃｒ酸化物等の単相あるいは混
   合層をもつことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の電磁式燃料噴射弁。
3. ３．前記プランジヤ、前記電磁回路構成部材の加熱酸化
   処理温度は２００℃から９００℃範囲で、処理時間を１
   時間〜５時間とし酸化膜厚さが１〜３０μｍであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電磁式燃料噴
   射弁。