JPH07279794A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コアを延設して構造の単純化をはかる際に、
延設部の非磁性化部の幅がばらついてもアーマチュア端
面を通過する磁力線の量が影響を受けないようにする。 【構成】 燃料噴射装置において、コア１の延設部１ａ
に、その内周部にアーマチュア外周面２ａとコア１との
間隔を大にするように溝１０を形成して、くびれ部１ｃ
を形成し、、このくびれ部１ｃを非磁性化した。非磁性
化部１ｃの幅がばらついても、溝１０がばらつきを吸収
し、磁力線を効率的にアーマチュア端面２ｂに通すこと
ができ、良好な燃料噴射装置応答性を維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃料噴射装置は、たとえば実開平
２−１４４６４号公報に示されているように、コアとア
ーマチュアを軸方向に互いに進退自在に対向させ、アー
マチュアの外周にコアと別体に形成されたケーシングを
配していた。そして、コア外周に配設されたソレノイド
コイルに電流が流れると、磁力線がコア、アーマチュ
ア、ケーシング、コアを通り、アーマチュアをコアにス
プリング力に抗して吸着し、アーマチュアと固定された
バルブをシート面から引き離して燃料を噴射させ、コイ
ルへの電流がオフされると、バルブがスプリング力で閉
じて燃料噴射を止めるようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来構造で
は、コアおよびケーシングが、アーマチュアを介して磁
気回路を形成できるように複雑な形状となっており、製
造を困難にしコストアップを招いていた。この対策とし
て図４〜図７に示すように（ただし、図４〜図７は従来
公知技術ではなく、本発明の案出過程で検討されたも
の）、コア１に、アーマチュア２の端面２ｂと対向する
コア端面１ｂからアーマチュア外周２ａに延びる筒状の
延設部１ａを一体に形成し、この延設部１ａのコア端面
１ｂ近傍部分１ｃを非磁性化することにより、従来はケ
ーシング３の一部であった部分をコア側に形成し、これ
によってケーシング３の形状を単純化せしめ、製造の容
易化、コストダウンをはかることがよいと考えられる。
延設部１ａのコア端面近傍部分１ｃの非磁性化には、こ
の部分を局部的にレーザ加熱し、この局部加熱した部分
に、Ｎｉ棒などで、Ｎｉを添加する技術を用いることが
できる。しかし、従来の局部非磁性化技術では、位置決
め精度が、ワーク位置決め精度、レーザ照射の位置決め
精度に左右されて、非磁性化部の幅が狙った値からばら
ついてしまう。幅が大側にばらつくと、図４、図５に示
すように、コア１内で非磁性化部１ｃが磁力線の通り道
を絞り磁気飽和を招き、幅が小側にばらつくと、図６、
図７に示すように、アーマチュア側面に磁力線が入って
しまい、側面の吸引力は左右バランスすることまた軸方
向にほとんど寄与しないことから、吸引力を低下させて
しまう。したがって、非磁性化部の幅がばらついても、
所定の吸引力が高精度に得られる構造が開発されなけれ
ば、上記のコア延設構造を採用することはできない。

【０００４】本発明の目的は、非磁性化部の幅がばらつ
きによる磁力線の変化の影響を抑え、狙った量の磁力線
をアーマチュア、コア間に通して、所定の吸引力を発生
させることができる内燃機関の燃料噴射装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する、本
発明に係る内燃機関の燃料噴射装置は次の通りである。
軸方向端面および外周面を有する環状のアーマチュア
と、該アーマチュアの軸方向一端の端面に対向する対向
面を有し、該対向面から前記アーマチュアの外周面に沿
って軸方向に延設された筒状の延設部を有し、該延設部
の前記対向面の近傍部分に、前記延設部内周面と前記ア
ーマチュア外周面との間隔を拡げる溝が形成されること
によりくびれ部が形成され、該延設部のくびれ部はその
全厚にわたって非磁性化されている、コアと、を備えた
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。

【０００６】

【作用】上記本発明では、延設部の内周部に形成された
溝が、非磁性化部分の幅のばらつきを吸収して、所定の
磁力線をアーマチュアとコア間に通すことができるの
で、十分な吸引力を発生させることができ、したがって
燃料噴射弁の作動を安定化させることができる。

【０００７】

【実施例】図１〜図３は本発明の望ましい実施例に係る
内燃機関の燃料噴射装置を示している。図１〜図３にお
いては、図４〜図７と対応する部材に図４〜図７と同一
の符号を付してある。図１〜図３と図４〜図７との違い
は、図１〜図３のものには延設部の内周に溝が形成され
ていることであり、その他の構成は図１〜図３と図４〜
図７とで同じである。図１〜図３に示すように、本発明
実施例の内燃機関の燃料噴射装置は、コア１と、アーマ
チュア２と、ケーシング３と、コイル４と、スプリング
５と、バルブ６と、シート７と、ロッド８と、シム９を
有する。燃料はロッド８内を通って流れる。コイル４は
コア１の外側でかつケーシング３の内側に配設され、電
流が流れたときに、２点鎖線で示すように、コア１、ア
ーマチュア２、コア１、ケーシング３、コア１と通る磁
力線を発生させ、スプリング５の付勢に抗してアーマチ
ュア２をコア１に吸着する。バルブ６はアーマチュア２
に固定されており、アーマチュア２がコア１に吸着され
たときにバルブ６がシート７から離れて燃料が噴射され
る。コイル４への電流がオフされると、磁力線が消失し
て、アーマチュア２はスプリング５の付勢によってコア
１から軸方向に離れ、バルブ６がシート７に着座して燃
料噴射を止める。

【０００８】アーマチュア２は、環状であり、外周面２
ａと軸方向端面２ｂ、２ｃを有する。コア１は、筒状で
あり、アーマチュア２の軸方向一端の端面２ｂに軸方向
に対向する対向面１ｂを有する。従来の燃料噴射弁のコ
アはこの対向面がコア軸方向端面であったが、本発明で
は、コア１は、この対向面１ｂからさらにアーマチュア
外周面２ａに沿って軸方向に延設された筒状の延設部１
ａを一体に有している。したがって、対向面１ｂの部位
は段付状になっている。この延設部１ａに対応する部分
は、従来の燃料噴射弁ではケーシングから構成されてい
たためにケーシングの構造も複雑になっていたが、本発
明ではコア側に一体に形成したため、ケーシング３の構
造がほぼ直円筒状となって単純化されている。アーマチ
ュア２はコア１に対して軸方向に可動である。

【０００９】コア１の延設部１ａの、対向面１ｂの近傍
部１ｃは、全肉厚にわたって非磁性化された非磁性化部
（後述のくびれ部と同じ符号とする）１ｃとされてい
る。このため、コイル４に電流が流れたときに生成され
る磁力線は、図１〜図３において２線鎖線で示すよう
に、コア１、アーマチュア２、コア延設部１ａ、ケーシ
ング３、コア１を通り、非磁性化部１ｃはほとんど通ら
ない。非磁性化は、コア延設部の対向面近傍部１ｃをレ
ーザビームで局部加熱し、コア１をその軸芯まわりに回
転させながら全周にわたって一定幅に加熱し、Ｎｉ棒を
接触させてＮｉを添加させる等によって行う。非磁性化
技術自体は、燃料噴射弁以外の分野では既に存在してい
るが、燃料噴射弁の製造にはまだ適用されていないよう
である。ただし、非磁性化部の幅Ｄ（図５、図７のＤ）
にはばらつきが生じ、前述の問題が生じる。したがっ
て、非磁性化技術を燃料噴射弁に適用する場合、非磁性
化部１ｃの幅がばらついても、作動上問題が生じないよ
うに、対策されなければならない。

【００１０】このために、コア延設部１ａの対向面近傍
部１ｃには、その内周部に、全周にわたって溝１０が形
成されることにより、くびれ部１ｃが形成されており、
くびれ部１ｃの内周面とアーマチュア外周面２ａとの間
隔が溝１０以外の部分に比べて拡大されている。溝１０
の深さは、磁力線がコア１の延設部くびれ部１ｃとアー
マチュア２との間に半径方向に通らない程度のギャップ
をくびれ部１ｃ内周面とアーマチュア外周面２ａとの間
に形成する深さかまたはそれ以上に設定される。溝１０
の一方の側面は、コア１の対向面１ｂと面一とされてお
り、溝１０の他方の側面はコア対向面１ｂから軸方向に
アーマチュア側に隔てられている。溝１０の両側面間の
間隔は、非磁性化部１ｃの幅とほぼ同じに設定されてい
る。コア１の延設部くびれ部１ｃには、先に溝１０が形
成されており、その後に非磁性化処理が施されて、非磁
性化部１ｃ（くびれ部と同じ符号）が形成される。

【００１１】つぎに、作用を説明する。燃料噴射に関し
ては、コイル４に電流が流れていない時、スプリング５
によりアーマチュア２が押され、かしめや溶接によりア
ーマチュア２と結合しているバルブ（たとえば、ポペッ
トバルブ）６が図１中下方に押され、シート７に密着し
て燃料噴孔が塞がれ、燃料の噴射が止められる。コイル
４に電流が流れると、磁気抵抗の大きいアーマチュア２
の上面２ｂに吸引力が働く。図７のように、溝１０がな
い場合はアーマチュア２の側面１ａにも吸引力が働く。
図７の場合では、側面の吸引力は対称形なので相殺し合
い、またガイドなどで吸収されるため、上面２ｂに働く
吸引力のみ有効になる。上面２ｂに働く吸引力が、ばね
力と燃料圧による力より大きくなると、アーマチュア上
面２ｂはコア１に引きつけられる。それと同時に、アー
マチュア２と結合しているバルブ６も上昇して開弁し、
燃料が噴射される。コイル４への電流をオン、オフさせ
ることにより、間欠的に燃料噴射が実行される。

【００１２】コア延設部１ａの形成、そのくびれ部１ｃ
の非磁性化と、内周部への溝１０による作用に関して
は、次の通りである。燃料噴射の応答性能は、アーマチ
ュア上面２ｂに働く吸引力、すなわちアーマチュア上面
２ｂを通る磁力線の量によって左右される。図５のよう
に非磁性化部１ｃの幅が大きい場合には、非磁性化部１
ｃが、アーマチュア上面２ｂに対向するコアの対向面１
ｂに張り出してくるため、磁力線の通り道の通路面積が
狭くなる。材料には透磁率があるので、有効に磁力線が
通らなくなり、磁気飽和を起こす。逆に、非磁性化部１
ｃの幅が図７のように小さい場合には、図示例ではアー
マチュア上面付近の磁力線で一部の磁力線がアーマチュ
ア側面に流れ込んでしまい、この側面に流れ込んだ磁力
線は、アーマチュア上面の吸引力にならない。

【００１３】本発明では、溝１０を設けたことにより、
非磁性化部１ｃの幅が大きい場合には、図２に示すよう
に、溝１０の深さ分までは非磁性化部がまわりこんでき
ても、アーマチュア上面に対向するコア対向面１ｂを塞
ぐことがなく、磁気飽和を起こさせにくい。また、非磁
性化部１ｃの幅が小さい場合には、図３に示すように、
アーマチュア側面２ａとコア１が離れるので、磁力線が
通過し難く、アーマチュア側面２ａに流れる磁力線はな
いかまたは無視できる程度と考えられる。したがって、
磁力線が全量アーマチュア上面１ｂを通り、強い吸引力
が得られ、燃料噴射装置の、良い応答性能が維持され
る。また、形状によって、非磁性化部１ｃの幅のばらつ
きを吸収できるため、コア１の形状を図１のようにアー
マチュア外周部に張り出させることができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、コアの延設部の内周部
に溝を設けたので、コアを延設して構造の単純化をはか
った際に、非磁性化部の幅がばらついてもそのばらつき
を溝によって吸収でき、磁力線の全量をアーマチュア端
面に通過させることができ、良好な応答性能を維持でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の燃料噴射装置の部分断面図
である。

【図２】図１で非磁性化部の幅が大側にばらついた場合
の断面図である。

【図３】図１で非磁性化部の幅が小側にばらついた場合
の断面図である。

【図４】本発明の案出過程で検討された燃料噴射装置
（本発明に含まず）の部分断面図である。

【図５】図４の一部拡大断面図である。

【図６】本発明の案出過程で検討されたもうひとつの燃
料噴射装置（本発明に含まず）の部分断面図である。

【図７】図６の一部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ コア １ａ 延設部 １ｂ 対向面 １ｃ くびれ部 ２ アーマチュア ２ａ アーマチュア外面 ２ｂ アーマチュア端面 ３ ケーシング ４ コイル ５ スプリング ６ バルブ １０ 溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向端面および外周面を有する環状の
   アーマチュアと、 該アーマチュアの軸方向一端の端面に対向する対向面を
   有し、該対向面から前記アーマチュアの外周面に沿って
   軸方向に延設された筒状の延設部を有し、該延設部の前
   記対向面の近傍部分に、前記延設部内周面と前記アーマ
   チュア外周面との間隔を拡げる溝が形成されることによ
   りくびれ部が形成され、該延設部のくびれ部はその全厚
   にわたって非磁性化されている、コアと、を備えたこと
   を特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。