JPH0550638B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関に使用される電磁式燃料噴射
弁に関するものである。

〔従来の技術〕

電磁式燃料噴射弁（以下、噴射弁と略記する）
は、弁体を有する可動子を電磁コイルでストツパ
面に吸引して開弁動作を行うものであるが、可動
子とストツパとの衝突面が経時的に摩耗し易く、
そのため従来は例えば可動子の一部及びストツパ
等に耐摩耗性に優れたステンレス材等を使用して
摩耗の減少を図つていた。しかしながら、このよ
うな従来例によれば可動子、ストツパ部材を高価
にして加工が面倒なステンレス材等で構成しなけ
ればならずコスト高になる傾向があつた。またス
トツパの設置スペースを確保しなければならず、
その分だけ噴射弁全体が大きくなる問題があつ
た。そこで、最近では例えば特開昭59−50286号
公報に開示されるように可動子と磁気回路部品と
を直接衝突させる構造としてスペース性の改善を
図ると共に、可動子、磁気回路部品を安価で加工
が容易な材料で構成する代りにその衝突面に例え
ばニツケル被膜や窒化処理等の表面硬化処理を施
して耐摩耗性を向上させる手段が提案されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、可動子や磁気回路構成部品との
衝突面に前述したような耐摩耗性の表面硬化処理
を施す従来技術においては、部材同士の衝突時に
発生する衝突力の緩和対策については充分な配慮
がなされておらず、そのため噴射弁の経時的な使
用により衝突面の表面硬化層に割れ、はく離等の
不具合が生じるおそれを有していた。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは可動子や磁気回路構
成部品の衝突面の耐摩耗性の向上を図り、且つ衝
突面に施された耐摩耗用の表面硬化層の割れ、は
く離等の発生を有効に防止し得る電磁式燃料噴射
弁を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、電磁コイルの通電時に可動子をコ
アの一端面（ストツパ面）に吸引し開弁動作を行
う電磁式燃料噴射弁において、前記可動子の吸引
時に衝突する可動子一端面とコア一端面のいずれ
か一方もしくは双方に外層、内層からなる積層構
造の表面処理層を形成し、このうち最表面層とな
る外層を耐摩耗性を有する硬質材で形成し、一
方、内層を前記外層よりも硬度の小さな材質で形
成し、この外層、内層の硬度差により前記内層が
前記可動子と前記コアの衝突時の衝撃を緩和する
衝撃緩和層として機能させることで達成される。

〔作用〕

このような構成よりなる本発明によれば、可動
子及びコアの衝突し合う面に設けた外層（以下、
表面硬化層と称する）が衝突面の経時的な摩耗を
防ぐと共に、表面硬化層の衝突時に加わる衝撃荷
重が内層（以下、衝撃緩和層と称する）の緩衝作
用によつて緩和され、表面硬化層に割れ、はく離
が発生するのを有効に防止できる。なお、この表
面硬化層及び衝撃緩和層は、可動子及びコアの材
質に応じて可動子或いはコアのいずれか一方又は
双方に適宜選択して設ければよい。例えば、可動
子がコアよりも材質的に硬度がありコア側に摩耗
が生じ易い場合には、コア側に表面硬化層及び衝
撃緩和層を施し、また、これと逆の場合には可動
子側に表面硬化層、衝撃緩和層を施し、更には両
者に摩耗が生じ易い場合にはコア、可動子の双方
に表面硬化層及び衝撃緩和層を施せばよい。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づ
き説明する。第１図は本発明の適用対象となる噴
射弁の一例を示す縦断面図、第２図は上記噴射弁
の要部を表わす断面図、第３図１〜３は上記噴射
弁の磁気回路構成部品、プランジヤの表面処理の
具体的態様を示す部分断面図、第４図は第３図１
〜３に施した多層メツキの硬度曲線図である。

第１図において、１は噴射弁で、噴射弁１の内
部に後述する弁組立体２が内蔵されている。３は
弁組立体２の上方側に配置される電磁コイルで、
電磁コイル３の周囲に電磁コイル３の励磁作用に
より磁化されるヨーク４及びコア５が配置され、
このヨーク４、コア５の中心部に弁組立体２が嵌
装され、ヨーク４、コア５及び弁組立体２の構成
要素であるプランジヤ２０により磁気回路が構成
され、磁気回路形成時にプランジヤ２０が上方へ
吸引移動する。

弁組立体２は、プランジヤ２０と、プランジヤ
２０上部に嵌着した筒状体２１と、プランジヤ２
０下部に取付けたロツド２２と、ロツド２２の先
端に取付けたボール２３とで構成され、プランジ
ヤ２０は、筒状体２１及びロツド２２と塑性流動
を利用した結合、溶接、或いは緊ぱく等のいずれ
かの結合手段により一体化され、更にロツド２２
は、ボール２３と溶接にて一体化されている。ま
た筒状体２１の内部にばね１４が嵌装され、この
ばね１４の力で弁組立体２が下方向に付勢され、
電磁コイル３の非通電時にボール２３がシート部
８に圧接して弁閉状態を保持している。シート部
８は噴射弁本体１の下部に配置されるバルブガイ
ド６のボア部７の一部に形成され、またシート部
８の下方側に複数のオリフイス１０よりなるスワ
ールオリフイス９が配設されている。しかして、
本実施例の噴射弁１は、コントロールユニツト
（図示せず）により演算決定されたデユーテイの
オン−オフ信号によりコネクタ１５を介して電磁
コイル３が印加され、電磁コイル３の通電時にコ
ア５、ヨーク４、プランジヤ２０で磁気回路が形
成され、プランジヤ２０が所定ストロークでばね
１４に抗して吸引移動し、筒状体２１はコア５の
内周を摺動し、且つボール２３はバルブガイド６
のボア部７を摺動し、このようにして弁組立体２
が上方へ移動するものである。また、弁組立体２
が上方へ移動するとシート部８が開放され、ヨー
ク４外周からフイルタ１１を介して供給された燃
料が電磁コイル３とヨーク４によつて形成される
燃料通路１２を通り、更にプランジヤ２０の外周
とヨーク４の内周によつて形成される燃料通路１
３を通り、バルブガイド６のボア部７、シート８
を通り、スワールオリフイス９によつて計量・旋
回力を与えられ規定噴霧角及び規定粒子径となつ
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、スワールオリフイス９に具備
する複数個のオリフイス１０により行うものであ
る。また噴射弁１の開弁時のシート部８とボール
２３の隙間量は、弁組立体２のストローク量に等
しい。このストローク量は、第２図に示すように
コア５下端面５ａとプランジヤ２０の上端面２０
ａとギヤツプＧにより決定される。すなわち、噴
射弁１における弁組立体２は前述のギヤツプＧの
範囲内でストローク動作を行うもので、開弁時に
はコア５下端面５ａとプランジヤ２０の上端面２
０ａが衝突して弁組立体２をストローク規制して
いる。

ところで、このような衝突が生じると〔発明が
解決しようとする問題点〕の項でも述べたよう
に、コア５とプランジヤ２０の端面５ａ，２０ａ
が経時変化（摩耗）し易い状態となり、このよう
な経時変化が生じるとストローク量が変化するこ
とになり、結果的に噴射量の経時的変化が発生し
て内燃機関の運転性等の悪化を招くことにもな
る。

本実施例はこのような不具合を解消するために
コア５の下端面５ａ及び内周５ｂ、またはプラン
ジヤ２０の上端面２０ａ及び筒状体２１の外周２
１ａのいずれか一方または双方に次のような多層
メツキ処理を施し、耐摩耗性の向上を図るもので
ある。

第３図１〜３はこの多層メツキ処理の具体的態
様を示す各例を示すものである。第３図１は、例
えばコア５よりもプランジヤ２０の方が材質的に
硬度があり、コア５の方が衝突時に摩耗が生じ易
い場合であり、この場合にはコア５端面５ａ及び
この端面近くのコア５の内周５ｂにかけて、その
表面に多層メツキ層の外層となるべきクロム層１
６と内層となるべきニツケル層１７を設けたもの
である。この多層メツキ層の硬度曲線を第４図に
示す。第４図に示すように硬度の大きさは、クロ
ム層１６、ニツケル層１７、コア５の順になる。
そして、ニツケル層１７とクロム層１６によつて
両層に硬度差をもたせることにより外層側のクロ
ム層１６が耐摩耗機能を発揮すると共に、クロム
層１６に衝突による衝撃荷重が加わつた場合に内
部のニツケル層１７の弾性作用により、その衝撃
力を弱め、クロム層１６の耐久性をクロム層１層
メツキの場合に比較して向上させクロム層１６に
割れ、はく離が生じるのを防止する。なお、噴射
弁１のエアギヤツプはこれらのメツキ層の厚みに
より決定される。

第３図２は、同図１の場合とは逆にプランジヤ
２０よりもコア５の方が材質的に硬度があり、互
いに衝突し合つた時にはプランジヤ２０に摩耗が
生じ易い場合であり、この場合にはプランジヤ２
０の上端面２０ａ及びこの上端面近くの筒状体２
１の外周２１ａに第３図１同様の多層メツキ層
（クロム層１６、ニツケル層１７）を施したもの
である。

また、第３図３は、プランジヤ２０及びコア５
の双方が同じ硬さ程度の材質で形成され、双方の
衝突面に摩耗が生じ易い場合であり、この場合に
はコア５及びプランジヤ２０の双方に第３図１，
２同様の多層メツキ層１６，１７を施して耐摩耗
性の向上及びクロム層１６の衝撃緩和を図つたも
のである。

なお、上記実施例は耐摩耗のための表面硬化層
をクロム層１６で、衝撃緩和層（軟質層）をニツ
ケル層１７で構成するが、その他にも、表面硬化
層を酸化クロム層で、衝撃緩和層をクロム層で構
成しても両層間に硬度差が生じ同様の効果を奏し
得る。

また、耐摩耗処理を施すべき衝突面にニツケル
層を形成すると共に、その形成過程時にニツケル
層の表層側のみにニツケル基内に硬質粒子（例え
ば酸化クロム、二酸化ケイ素、アルミナ等）を分
散させる表面処理を施してもよく、この場合には
表面硬化層がニツケル基内に硬質粒子を分散させ
たもので構成され、衝撃緩和層がニツケル層で構
成されることになる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、可動子、コアの
少なくとも一方の衝突面を表面硬化層、衝撃緩和
層よりなる積層構造とすることにより、衝突面の
耐摩耗性を図り、且つ表面処理層の割れ、はく離
の発生を防止してこの種噴射弁の耐久性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用対象となる噴射弁の一例
を示す縦断面図、第２図は上記噴射弁の要部を表
わす部分拡大断面図、第３図１〜３は上記噴射弁
に本発明に係る耐摩耗表面処理手段を施した具体
的態様例を表わす断面図、第４図は上記耐摩耗表
面処理手段の材質的硬度特性を表わす硬度曲線図
である。 １……噴射弁、２……弁組立体、３……電磁コ
イル、５……コア、５ａ……コア端面（衝突面）、
１６……表面硬化層、１７……衝撃緩和層、２０
……可動子（プランジヤ）、２０ａ……プランジ
ヤ端面（衝突面）、２３……弁体（ボール）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁体を有する可動子と、電磁コイルにより励
   磁されて前記可動子と共に磁気回路を構成するコ
   アとを有し、前記コアの一端面をストツパ面とし
   て、前記電磁コイルの通電時に前記可動子を前記
   コアの一端面に吸引し開弁動作を行う電磁式燃料
   噴射弁において、前記可動子の吸引時に衝突する
   可動子一端面とコア一端面のいずれか一方もしく
   は双方に外層、内層からなる積層構造の表面処理
   層が形成され、このうち最表面層となる外層が耐
   摩耗性を有する硬質材で形成され、一方、内層
   は、前記外層よりも硬度の小さな材質で形成さ
   れ、この外層、内層の硬度差により前記内層が前
   記可動子と前記コアの衝突時の衝撃を緩和する衝
   撃緩和層として機能するように設定してなること
   を特徴とする電磁式燃料噴射弁。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記外層が
   クロム層で、前記内層がニツケル層である電磁式
   燃料噴射弁。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記外層が
   酸化クロム層で、前記内層がクロム層である電磁
   式燃料噴射弁。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記外層が
   ニツケル基に硬化粒子を分散させたもので、前記
   内層がニツケル層である電磁式燃料噴射弁。