JPH01163462A - 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、内燃機関用電磁式燃料噴射弁に関し、特にニ
ードルバルブを備えた電磁式燃料噴射弁に係る。

［従来の技術］ 近時の内燃機関においては、運転状況に応じて適正な混
合気を供給すべく電子制御燃料噴射装置が搭載されてい
る。これは、内燃機関の各気筒に設けた電磁式燃料噴射
弁に燃料を供給し、電子制御回路により内燃機関の運転
状況に応じて噴射弁を開閉制御するものである。ここに
おいて、電磁式燃料噴射弁は電磁コイルに通電すること
によりアーマチュアを吸引し、このアーマチュアに連結
した弁体あるいは弁体を構成するアーマチュアが噴射孔
を開き、この噴射孔から燃料を噴射するものである。そ
して、燃料噴射量は上記電磁コイルの通電時間によって
決定されている。而して、電磁式燃料噴射弁の各構成部
品の精度、磁化特性等による燃料噴射量への影響を最小
限に留めるべく、種々の噴射弁が提案され、又種々の対
策が講じられている。

電磁式燃料噴射弁として、プレート型燃料噴射弁が知ら
れている。これは、例えば特開昭５９−４１６６０号公
報に開示されているように、噴射孔を閉塞する弁体を兼
ねた板状のアーマチュアを電磁石に吸引することにより
噴射孔を開放して燃料を噴射するものである。同公報に
開示された技術は、板状のアーマチュアが消磁後におい
ても励磁位置に留まるのを防止するため非磁性、寸法安
定性等の特徴を有するスペーサを設けたものである。こ
のような現象を防止すべく弁座部材をプラスチック材料
で形成した技術が特開昭６０−４３１６６号公報に開示
されている。

又、上記プレート型燃料噴射弁における板状のアーマチ
ュアに球状弁体を設け、この球状弁体が噴射孔に連通ず
る弁座に着座するようにしたものがあり、例えば、特開
昭５９−５０２８６号公報、特開昭６０−１５３４６８
号公報に開示されている。前者においては、可動子（前
述の板状のアーマチュアに相当）と（ケーシングの）ス
トッパ面の摩耗を防止すべく表面を耐摩耗性としており
、後者においては偏平可動コア（前述の板状のアーマチ
ュアに相当）が、電磁コイルで励磁される磁性リングに
衝突した後に残留磁束により閉弁速度が遅くなることに
鑑み、両者の内掛なくとも一方に表面を硬化した非磁性
材料の薄板を固着することとしている。

更には、アーマチュアを球状弁で構成し、表面に非磁性
硬化層を形成した透磁率の高い金属球で構成したものが
実開昭５６−１１８９６２号公報に開示されている。

以上の従来技術を綜合すると、電磁コイルに吸引される
アーマチュアと、これと一体もしくはこれに連動する弁
体とを備え、この弁体が噴射孔を開閉する形式の燃料噴
射弁において、弁体もしくはアーマチュアの摩耗防止、
防錆、加工性の向上等を目的とし、あるいは弁体もしく
はアーマチュアの残留磁気による応答性の低下防止を目
的としたものであり、これらは燃料噴射弁の構造上の特
徴にも関係している。

ところで、電磁式燃料噴射弁としてニードルバルブ型燃
料噴射弁があり、噴射孔部の形状によりビントルクイブ
とホールタイプに区別され、後者においては噴射孔を閉
塞する球状弁体が装着されている。これにおいては、例
えば実開昭６０−１９４１７３号公報に記載されている
ように、ニードルバルブは電磁コイル励磁時には、噴射
孔方向に付勢するスプリングに抗し、ハウジングに固着
されたストッパに当接するように構成されている。そし
てニードルバルブは、噴射孔に形成されたバルブシート
に着座した位置と、電磁コイルに吸引されてストッパに
当接した位置の二位置間を移動する。而して、このニー
ドルバルブ型燃料噴射弁は必ずしも前述のプレート型燃
料噴射弁等における問題と同様の問題を有するものでは
なく、又前述の対応をそのまま適用し得るものではない
。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記ニードルバルブ型燃料噴射弁においては、ニードル
バルブが電磁コイルに吸引されてストッパに当接したと
き、振動が生ずると共に衝撃音を発する。又、電磁コイ
ルの励磁を解き吸引力が消失するとスプリングの付勢力
により噴射孔方向に復帰しバルブシートに着座したとき
にも、同様に振動が生ずると共に衝撃音を発する。

これらの振動が減衰する迄はニードルバルブが所期の停
止位置に定まらないことから、第３図において実線で示
したように噴射信号（イ）に対しニードルバルブの位置
（ロ）が定常状態となる迄に時間を要し、噴射信号−パ
ルス当りの燃料噴射量がパルス幅（時間）に対しリニア
に対応しないという問題が生ずる。又、上記衝撃音は内
燃機関、エンジンルームを介して車室内にノイズとして
伝達されるところとなる。

そこで、本発明は電磁式燃料噴射弁、特にニードルバル
ブを備えた燃料噴射弁において、ニードルバルブの作動
時の振動を最小限に抑え、噴射信号に応じた的確な燃料
噴射量を確保すると共に、衝撃音の発生を抑えノイズを
低減することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 前述の問題点を解決し、上記の目的を達成するため、本
発明は次の構成を採用したものである。

即ち、本発明の電磁式燃料噴射弁は軸方向に燃料通路を
形成した筒体のコアと、該コアに巻装した電磁コイルと
、該電磁コイル及び前記コアを収容したハウジングと、
一端に噴射孔を形成し該噴射孔に連通ずる燃料通路を軸
方向に形成した筒体から成り、該筒体の他端を前記コア
に隣接して前記ハウジングに収容したバルブボデーと、
該バルブボデーの燃料通路から前記噴射孔に至る壁面で
形成したバルブシートに一端が着座可能に対向し、他端
に前記コアに対向するアーマチュアを備え、前記バルブ
ボデーの燃料通路内に摺動自在に配設したニードルバル
ブと、該ニードルバルブに設けた係止部に軸方向に所定
の間隙を以って対向すると共に前記ハウジングに固定し
、当該ニードルバルブの前記バルブシートから離隔する
方向への移動を所定距離に規制するストッパとを備えて
いる。そして、前記バルブボデー、前記ニードルバルブ
及び前記ストッパの少なくとも何れか一つを、表面を硬
化処理した制振材料で形成したものである。

［作用］ このような電磁式燃料噴射弁においては、常時はニード
ルバルブがバルブシートに着座し噴射孔を遮断している
ので、燃料は噴射されない、電磁コイルが励磁されると
コア、ハウジング及びアーマチュアにより磁気回路が形
成され、電磁力によリアーマチュアがコアに吸引され、
従ってニードルバルブがバルブシートから離隔しストッ
パに係合して停止する。これにより噴射孔が開放しコア
及びバルブボデーの燃料通路を介して供給される燃料が
噴射孔から噴射される。電磁コイルが非励磁となるとニ
ードルバルブがバルブシートに着座し燃料噴射が停止す
る。

上述のように、ニードルバルブはバルブボデーの一部で
あるバルブシートとストッパとの間を移動して衝突する
こととなるが、これらの何れか一つが制振材料で形成さ
れているため衝撃が緩和され、衝撃によって発生する振
動は迅速に減衰される。この場合において、制振材料の
表面は硬化処理されているため摩耗が抑えられる。

［実施例］ 以下に本発明の電磁式燃料噴射弁の望ましい実施例を図
面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の電磁式燃料噴射弁の断面図
を示すもので、基本構造は前述のニードルバルブ型の従
来技術と同じである。電磁式燃料噴射弁１は、連通孔を
有する隔壁２ａを介して二つの室を郭成し磁性体で形成
された略円筒体のハウジング２を有し、一方の室に電磁
コイル３及びコア４が収容され、他方の室にバルブボデ
ー５及びアダプタ６が収容されている。

コア４は軸方向に燃料通路４ｂが形成された磁性体の中
空円筒体で、中央部外周にフランジ４ａが形成されてい
る。燃料通路４ｂにはバイブ１４が嵌着されコーキング
により固定されており、開口端にはストレーナ１１が圧
入されてコア４に固着されている。このストレーナ１１
を介して燃料ポンプ（図示せず）から所定圧力の燃料が
供給され、燃料中の異物はストレーナ１１内に留置され
る。

コア４の外周には電磁コイル３が巻装された円筒体のボ
ビン３ａが嵌着され、これらがハウジング２に収容され
て、フランジ４ａがハウジング２の開口端部によりかし
め固定されている。そして、ストレーナ１１が設けられ
たコア４の開口端とフランジ４ａとの間には合成樹脂の
カバー１３がコネクタ１２と一体に形成されて装着され
ており、ターミナル１２ａが電磁コイル３に接続されて
いる。このターミナル１２ａを介して電子制御装置（図
示せず）から噴射信号、即ち電磁コイル３を励磁する駆
動信号が供給される。

バルブボデー５は小径部と大径部を有する筒体で小径部
の端部に噴射孔５ａが穿設され、軸方向に形成した燃料
通路５ｂと連通している。そして、噴射孔５ａから燃料
通路５ｂに至る内壁でバルブシート５Ｃが形成されてい
る。このバルブシート５　ｃに着座する球状の弁体８を
一端に固着したニードルバルブ７がバルブボデー５の燃
料通路５ｂ内に摺動自在に収容されている。尚、弁体８
は球状に限らずビントルクイブとしてもよい。

ニードルバルブ７は外周に環状段部が形成され、軸方向
に燃料通路７ｂが形成された略円筒体で、弁体８が固着
された端部に連通孔７ａが穿設され燃料通路７ｂとバル
ブボデー５の燃料通路５ｂとが連通ずるように構成され
ている。ニードルバルブ７の他方の端部は円筒体のアー
マチュア９の中空部に嵌着されアーマチュア９の内筒面
とニードルバルブ７の外周面とが接合されている。ここ
において、アーマチュア９の内径はニードルバルブ７の
燃料通路７ｂの内径より大であり、従ってニードルバル
ブ７の端部には段部が形成されている。このニードルバ
ルブ７の段部とバイブ１４の端部との間に、ニードルバ
ルブ７をバルブシート５Ｃ方向に付勢するスプリング１
５が介装されている。尚、アーマチュア９の外径は隔壁
２ａの孔の内径より小であり、アーマチュア９は隔壁２
ａの孔内に収容される。

アーマチュア９が接続されたニードルバルブ７の端部外
周には環状の溝７Ｃが形成され、この溝７Ｃより大径で
ニードルバルブ７の外径より小径の開口を有する軸方向
断面略コ字状の板体のストッパ１０が嵌合されている。

ストッパ１０の厚さは溝７Ｃの軸方向長さより小であり
、ストッパ１０に対し、ニードルバルブフが軸方向に移
動できるように構成されている。そして、ニードルバル
ブ７の側壁面とストッパ１０の孔周囲の壁面が当接する
ことにより、ニードルバルブ７がバルブシート５ｃから
離隔する方向への移動が所定距離に規制される。従って
、溝７Ｃが本発明にいつ係止部を構成している。

而して、ストッパ１０が嵌合しアーマチュア９を装着し
たニードルバルブ７は、バルブボデー５の燃料通路５ｂ
内に収容されると共に、スプリング１５を介しパイプ１
４に対向してハウジング２内に収容されている。そして
、バルブボデー５の小径部にはフランジ部６ａを有する
円筒体のアダプタ６の中空部が嵌着し、フランジ部６ａ
がハウジング２内に収容されハウジング２の端部にかし
め固定されている。従って、ストッパ１０はバルブボデ
ー５と隔壁２８間に挟持されている。このような結合状
態において、電磁コイル３が非励磁時においてスプリン
グ１５の付勢力によりニードルバルブ７に固着された弁
体８はバルブシート５Ｃに当接して噴射孔５ａを閉塞し
、電磁コイル３が励磁されたときには電磁力によりアー
マチュア９がコア４に吸引され、ニードルバルブ７の溝
７Ｃの側壁面がストッパ１０の孔周囲壁面に当接する迄
の所定距離移動し、弁体８がバルブシート５Ｃから離隔
する。即ち、アーマチュア９とコア４との間は所定の間
隙が保たれ接触しないように保持されている。尚、アダ
プタ６は内燃機関の吸気管（図示せず）に穿設された孔
に嵌着され、電磁式燃料噴射弁１が吸気管に固定される
。

上記の構造になる電磁式燃料噴射弁１において、アーマ
チュア９は強磁性体で形成されており、ニードルバルブ
７及び弁体８は制振性を有する材料、即ち制振材料で形
成されている。具体的には非磁性体の制振材料たるアル
ミニウム合金で形成されている。そして、弁体８には窒
化処理が施され表面が硬化されている。バルブボデー５
も同様にアルミニウム合金からなる制振材料で形成され
、少くともバルブシート５０部が窒化処理により表面硬
化されている。ストッパ１０は非磁性体の制振材料たる
合成樹脂で形成され、Ｎ１−Ｐの無電解めっきにより表
面硬化処理がされている。尚、アダプタ６は上述のよう
に内燃機関に固定されるので強度的条件を充足する必要
があるが、これも制振材料で形成されるのが好ましい。

以上の構成になる本発明の実施例の作動を説明すると、
電磁コイル３が励磁されていない場合には、ニードルバ
ルブ７の弁体８がスプリング１５の付勢力によりバルブ
シート５Ｃに押圧されているためストレーナ１１を介し
て燃料が供給されても噴射孔５ａから噴射されることは
ない。

電子制御装置から噴射信号が出力されコネクタ１２のタ
ーミナル１２ａを介して電磁コイル３が励磁されるとコ
ア４．ハウジング２及びアーマチュア９により磁気回路
が形成され、アーマチュア９がスプリング１５の付勢力
に抗して吸引されニードルバルブ７がコア４方向に６勤
し、溝７Ｃがストッパ１０に当接して停止する。このと
き、アーマチュア９が強磁性体で形成されているため強
力な電磁力が直ちに作用しニードルバルブ７は素早く移
動する。而して、弁体８がバルブシート５Ｃから離隔し
、ストレーナ１１から供給される燃料はコア４の燃料通
路４ｂ、バイブ１４、バルブボデー５の燃料通路５ｂ、
ニードルバルブ７の燃料通路７ｂ、連通孔７ａを介して
噴射孔５日から内燃機関の吸気管内に噴射される。

そして、所定時間後に電磁コイル３が非励磁とされると
、スプリング１５の付勢力により二一ドルバルブフが噴
射孔５ａ方向に押圧され弁体８がバルブシート５ｃに着
座し噴射孔５ａが遮断され燃料噴射が終了する。この場
合において、ニードルバルブ７及びストッパ１０は何れ
も非磁性体で形成されているため、残留磁束によってニ
ードルバルブ７の移動が妨げられるといったことは生じ
ず、スプリング１５の付勢力により直ちに噴射孔５ａが
遮断される。このように、ニードルバルブフの移動は高
速度で行なわれ弁体８がバルブシート５Ｃに当接し、溝
フＣがストッパ１０に係止されるどきにはかなりの衝撃
となるが、前述のように本実施例においてはバルブボデ
ー５．ニードルバルブ７及びストッパ１０が制振材料で
形成されているため、衝撃が緩和され衝撃によって発生
する振動は迅速に減衰される。しかも相互に衝突する部
分は表面硬化処理が施されているため摩耗を抑えること
ができる。

而して、第２図（ロ）に示したように、噴射信号（イ）
に応じて発生する衝撃音は従来（ハ）に比べ格段に小さ
くなっている。又、本発明の上記実施例においては第３
図（ロ）に破線で示したように、ニードルバルブ７の弁
体８の作動における所謂バウンシングは従来（実線）に
比し小さくなっており、従って第３図（ハ）に破線で示
したように、上記実施例における燃料噴射量は噴射信号
時間に対しリニアに変化する部分（第３図（ハ）中ａで
示す）は従来（第３図（ハ）中すで示す）に比し拡大す
るため、噴射信号に応じて的確に制御することができる
。

尚、上記の実施例においてはニードルバルブ７及び弁体
８．バルブボデー５．並びにストッパ１０の何れも制振
材料としたが、何れか一つを制振材料で形成し残余の構
成部品は従来どおりの材料を用いることとしてもよい。

制振材料としては上記の他に、合成樹脂、軟鋼、制振鋼
、鉛を含有した金属あるいは合成樹脂等があり、これら
が適宜用いられ得る。

そして、表面硬化処理に関しては、合成樹脂に対しては
（Ｎｉ−２％Ｎ１−Ｂなどの）無電解めっきを含む各種
めっき処理あるいは表面硬化塗装を採用することができ
る。アルミニウム合金に対しては硬質アルマイト、（Ｎ
ｉ−Ｐなどの）無電解めっきを含む各種めっき処理があ
る。そして、軟鋼、制振鋼１．その他の金属に対しては
、浸炭処理、窒化処理、浸硫処理、あるいは浸ボロン処
理を施すこととしてもよく、硬質クロームのめっき処理
、（Ｎｉ−Ｐなどの）無電解めっき処理を採用すること
としてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、バルブボデー、ニード
ルバルブ及びストッパの少なくとも何れか一つが制振材
料で形成されているのでニードルバルブ作動時の衝撃に
よる振動は速やかに減衰し噴射信号に応じて的確な燃料
噴射量を確保することができ、内燃機関に対し低負荷か
ら高負荷まで精度よく燃料を供給することができる。同
様に、ニードルバルブ作動時の衝撃音は小さくなりノイ
ズが低減されるという効果が得られる。しかも、上記制
振材料に対し表面硬化処理が施されているため当接面の
摩耗を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電磁式燃料噴射弁の一実施例の縦断面
図、 第２図は従来及び本発明の電磁式燃料噴射弁による衝撃
音の波形を対比した図で、（イ）は噴射信号、（ロ）は
本発明の一実施例において噴射信号に応じて発生する衝
撃音の波形図、（ハ）は従来の電磁式燃料噴射弁におけ
る衝撃音の波形図、第３図は従来及び本発明の一実施例
の電磁式燃料噴射弁によるニードルバルブの変位及び燃
料噴射量を示した図で、（イ）は噴射信号、（ロ）はニ
ードルバルブの変位、（ハ）は燃料噴射量を示す図であ
る。 １・・・電磁式燃料噴射弁、　２・・・ハウジング。 ３・・・電磁コイル。 ４・・・コア、　　４ｂ・・・燃料通路。 ５・・・バルブボデー、　　　５ｍ・・・噴射孔。 ５ｂ・・・燃料通路、　　５ｃ・・・バルブシート。 ７・・・ニードルバルブ、　　７ｃ・・・溝（係上部）
。 ９・・・アーマチュア、　　１０・・・ストッパ特許出
願人　　愛三工業株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸方向に燃料通路を形成した筒体のコアと、該コ
   アに巻装した電磁コイルと、該電磁コイル及び前記コア
   を収容したハウジングと、一端に噴射孔を形成し該噴射
   孔に連通する燃料通路を軸方向に形成した筒体から成り
   、該筒体の他端を前記コアに隣接して前記ハウジングに
   収容したバルブボデーと、該バルブボデーの燃料通路か
   ら前記噴射孔に至る壁面で形成したバルブシートに一端
   が着座可能に対向し、他端に前記コアに対向するアーマ
   チュアを備え、前記バルブボデーの燃料通路内に摺動自
   在に配設したニードルバルブと、該ニードルバルブに設
   けた係止部に軸方向に所定の間隙を以って対向すると共
   に前記ハウジングに固定し、当該ニードルバルブの前記
   バルブシートから離隔する方向への移動を所定距離に規
   制するストッパとを備えた電磁式燃料噴射弁において、
   前記バルブボデー、前記ニードルバルブ及び前記ストッ
   パの少なくとも何れか一つを表面を硬化処理した制振材
   料で形成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
2. （２）前記ニードルバルブを、表面を硬化処理した非磁
   性体の制振材料で形成すると共に、前記ニードルバルブ
   の他端に設けたアーマチュアを強磁性体材料で形成した
   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）前記ストッパを、表面を硬化処理した非磁性体の
   制振材料で形成した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。（４）前記表面を硬化処
   理した制振材料が、窒化処理を施した制振鋼であること
   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。