JPH0828407A

JPH0828407A - フューエルインジェクタ

Info

Publication number: JPH0828407A
Application number: JP18190294A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Misawa; 智一三澤; Kazumitsu Kobayashi; 一光小林
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1994-07-11
Filing date: 1994-07-11
Publication date: 1996-01-30

Abstract

(57)【要約】【目的】弁体の開弁時に電磁アクチュエータで発生す
べき磁力を小さくし、消費電力を低減させると共に、開
弁時の応答性を向上させる。【構成】バルブシート２２の上面２２Ａ側に一定の傾
斜角θをもって斜めに傾斜する傾斜面部２２Ｂを形成す
ると共に、傾斜面部２２Ｂに対して垂直に凹設され円錐
形状なす弁座２２Ｃを形成し、弁座２２Ｃの軸線をケー
シング２１（噴射穴２２Ｅ）の軸線Ｏ−Ｏに対して傾斜
角θだけ斜めに傾斜させる。そして、ボール弁体３２を
ケーシング２１の軸線Ｏ−Ｏに沿って弁ばね３３で弁座
２２Ｃ上に押圧すると共に、コアロッド２４からの磁力
でボール弁体３２を駆動して弁座２２Ｃから離座させ
る。また、ボール弁体３２と弁座２２Ｃとの間に発生す
る密着力Ｆc の方向を、ボール弁体３２の駆動方向から
傾斜角θ分だけ異ならしめ、密着力Ｆc に対抗するボー
ル弁体３２の開弁力Ｆ1 を小さくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等の電子
制御式燃料噴射装置に用いて好適なフューエルインジェ
クタに関し、特に、開弁時の応答性を向上させるように
したフューエルインジェクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２ないし図１４に従来技術のフュー
エルインジェクタを示す。

【０００３】図において、１は電磁ステンレス鋼等の磁
性材料によって略筒状に形成されたインジェクタ本体を
示し、該インジェクタ本体１には燃料の流入口１Ａ，１
Ａおよび戻り口１Ｂ等がそれぞれ径方向に設けられ、該
各流入口１Ａおよび戻り口１Ｂはそれぞれ燃料配管等を
介して燃料ポンプおよびタンク（いずれも図示せず）に
接続される。そして、この燃料ポンプにより圧送される
燃料は、フィルタ２を介して各流入口１Ａからインジェ
クタ本体１内に流入し、その一部は戻り口１Ｂからタン
ク側へと戻される。また、該インジェクタ本体１の先端
側は所定の内径をもって筒状に形成され、その先端面に
は環状溝１Ｃの内周側に位置してリング状の当り面１Ｄ
が形成されている。

【０００４】３はインジェクタ本体１に内蔵された電磁
アクチュエータとしてのソレノイドを示し、該ソレノイ
ド３はインジェクタ本体１内を軸方向に伸長するコア筒
４の先端側外周に固着されている。そして、該ソレノイ
ド３は端子ピン５を介して外部から噴射信号が入力され
ると、これによって励磁されコア筒４の先端側から後述
のアンカプレート１１に向けて磁力を発生させる。

【０００５】６はインジェクタ本体１の先端側外周にカ
シメ等の手段を用いて固着され、インジェクタ本体１の
一部を構成したノズルホルダを示し、該ノズルホルダ６
は非磁性の金属材料等により段付き筒状に形成され、そ
の先端側内周には後述のシート部材７が固着されてい
る。

【０００６】７はインジェクタ本体１の先端側にノズル
ホルダ６を介して設けられたシート部材を示し、該シー
ト部材７は高強度の金属材料等により厚肉のリング状に
形成され、内周側は軸穴７Ａとなっている。そして、該
シート部材７の上面側（一側面）には軸穴７Ａと同一の
軸線上に位置して弁座７Ｂが凹湾曲状に形成され、該弁
座７Ｂには後述の弁体９が離，着座する。

【０００７】８はシート部材７の軸穴７Ａ内に固着され
た噴射ノズルで、該噴射ノズル８は金属材料等により有
蓋筒状に形成され、その蓋部８Ａ側には周方向に等間隔
をもって複数の噴射孔８Ｂが斜めに穿設されている。そ
して、該噴射ノズル８は弁体９の開弁時に、インジェク
タ本体１内の燃料を各噴射孔８Ｂを介して外部へと噴射
させる。

【０００８】９はインジェクタ本体１とノズルホルダ６
との間に皿ばね１０を介して配設された弁体を示し、該
弁体９は非磁性の金属材料により半球形状をなす弁体と
して形成され、インジェクタ本体１内のソレノイド３で
駆動されることによって、シート部材７の弁座７Ｂに
離，着座し軸穴７Ａを開閉する。また、該弁体９は皿ば
ね１０によってノズルホルダ６の径方向に位置決めさ
れ、ノズルホルダ６の軸方向には上，下に変位可能とな
っている。

【０００９】１１は弁体９の背面側に溶接等の手段を用
いて固着されたアンカプレートで、該アンカプレート１
１は電磁ステンレス鋼等の磁性材料によって略円皿状に
形成され、その径方向中間部は略く字形状に屈曲されて
いる。そして、該アンカプレート１１は、ソレノイド３
が励磁されることによってコア筒４の先端側に磁力が発
生したときに、該コア筒４の先端側に向けて弁体９と共
に吸引され、該弁体９を開弁方向に変位（駆動）させ
る。また、該アンカプレート１１の外周側は、その上面
が弁体９の開弁時にインジェクタ本体１の当り面１Ｄに
当接し、該弁体９の最大開度（リフト量）を規制する。

【００１０】１２は弁体９を常時閉弁方向に付勢した弁
ばね、１３は該弁ばね１２のばね荷重を調整すべく、コ
ア筒４内に挿嵌された調整ロッドを示し、該調整ロッド
１３の基端側外周には複数本の山溝部１３Ａが形成さ
れ、該山溝部１３Ａにはコア筒４のカシメ部４Ａが係合
するものである。そして、該調整ロッド１３はコア筒４
内でカシメ部４Ａにより軸方向に位置決めされ、これに
よって、弁ばね１２のばね荷重を所要の大きさに調整す
るようになっている。

【００１１】従来技術によるフューエルインジェクタは
上述の如き構成を有するもので、その噴射量の制御はコ
ントロールユニット（図示せず）からの噴射信号によっ
て行われる。

【００１２】まず、コントロールユニットから噴射信号
が出力されないときには、弁ばね１２のばね荷重によっ
て弁体９は弁座７Ｂ上に着座し、噴射ノズル８からの燃
料の噴射を停止させる。

【００１３】そして、噴射信号が出力される度毎にソレ
ノイド３が励磁され、コア筒４の先端側に弁体９をアン
カプレート１１を介して吸引することにより弁体９を開
弁させ、インジェクタ本体１内の燃料を噴射ノズル８か
ら外部に向けて噴射させる。このとき、アンカプレート
１１の外周側はインジェクタ本体１の当り面１Ｄに当接
し、弁体９の最大開度を規制する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、弁体９の開弁時にソレノイド３でコア筒４
の先端側に発生させる磁力を、図１３に示すように弁体
９の重心Ｇに吸引力Ｆaとして作用させ、この吸引力Ｆa
を弁ばね１２のばね荷重（以下、ばね力Ｆb という）
よりも大きくすることにより、弁体９を弁ばね１２に抗
して開弁させる構成としている。

【００１５】しかし、従来技術によるフューエルインジ
ェクタは、金属材料からなる弁体９をシート部材７の弁
座７Ｂに着座させることによって該弁座７Ｂと弁体９と
の間をシールしている上に、長期間に亘ってソレノイド
３の励磁を繰返すときには、弁体９がその度毎にシート
部材７の弁座７Ｂに離，着座して、該弁座７Ｂを叩き続
けるから、該弁座７Ｂと弁体９とのシール面は面粗度が
徐々に小さくなって鏡面状態となり、弁体９の外周面が
シート部材７の弁座７Ｂに密着する密着現象を起すこと
がある。さらに、この弁座７Ｂはシート部材７の軸穴７
Ａと同軸上に位置し、弁体９の駆動方向に対して同一方
向をなすように形成されている。

【００１６】このため、従来技術では、弁座７Ｂと弁体
９との間に発生する密着力Ｆc が、図１４に示す如く弁
ばね１２のばね力Ｆb と同一方向で加算されるようにな
り、ソレノイド３でコア筒４の先端側に発生させる磁力
（吸引力Ｆa ）をさらに大きくしない限り、弁体９の開
弁動作が遅れてしまい、開弁時の応答性が悪くなる上
に、噴射流量にバラツキが生じ、空燃比制御が難しくな
るという問題がある。

【００１７】さらに、ソレノイド３でコア筒４の先端側
に発生させる磁力（吸引力Ｆa ）を大きくするために
は、噴射パルスの電流値を大きくする必要があるから、
燃料噴射時の消費電力が余分に増大してしまい、これに
よっても燃料が消費され燃費性能が悪くなるという問題
がある。

【００１８】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は弁体の開弁時に電磁アクチュエ
ータによって発生させる磁力を小さくでき、消費電力を
低減できる上に、開弁時の応答性を向上でき、空燃比制
御を安定させて行い得るようにしたフューエルインジェ
クタを提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、電磁アクチュエータを内
蔵したインジェクタ本体と、該インジェクタ本体の先端
側に設けられ、一側面に弁座が形成されたシート部材
と、該シート部材の弁座に離，着座するように前記イン
ジェクタ本体内に設けられ、前記電磁アクチュエータに
よってインジェクタ本体の軸方向に駆動される弁体とか
らなるフューエルインジェクタにおいて、前記シート部
材の弁座は、前記弁体の駆動方向に対して斜めに傾斜す
るように一定の傾斜角をもって形成したことを特徴とし
てなる構成を採用している。

【００２０】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、前記シート部材の内周側には、前記弁体の開弁時に
インジェクタ本体内の燃料を外部に向けて噴射させる燃
料の噴射穴を穿設し、前記弁座はシート部材の一側面か
ら該噴射穴側に向けて漸次縮径する円錐形状をなし、か
つ該噴射穴の軸線に対して斜めに傾斜する構成とするの
が好ましい。

【００２１】また、請求項３に記載の発明のように、前
記弁座を、前記噴射穴の軸線に対し１〜１０度前，後の
傾斜角をもって前記シート部材の一側面に形成するのが
好ましい。

【００２２】さらに、請求項４に記載の発明のように、
前記弁体を、少なくとも前記シート部材の弁座に離，着
座する部位が球形状をなすように構成してもよい。

【００２３】

【作用】上記構成により、請求項１に記載の発明では、
シート部材の弁座を、弁体の駆動方向に対して斜めに傾
斜させているから、弁体と弁座との間に発生する密着力
の方向を、弁体の駆動方向とは異なる方向にずらすこと
ができ、この密着力による弁体の開弁遅れの影響を確実
に減じることができる。

【００２４】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、弁座をシート部材の一側面から噴射穴側に向けて漸
次縮径する円錐形状に形成し、かつ該噴射穴の軸線に対
して斜めに傾斜させることにより、弁体を弁座に対して
確実に離，着座させることができると共に、開弁時にお
ける前記密着力の影響をさらに確実に減じることができ
る。

【００２５】また、請求項３に記載の発明のように、噴
射穴の軸線に対し１〜１０度前，後の傾斜角をもって弁
座を傾斜させることにより、弁体の開，閉弁動作を安定
させることができる。

【００２６】さらに、請求項４に記載の発明のように、
少なくとも弁座に離，着座する弁体の部位を球形状に形
成することによって、該弁体を弁座に対して円滑に離，
着座させることができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図１１に
基づいて説明する。

【００２８】まず、図１ないし図３に本発明の第１の実
施例を示す。

【００２９】図中、２１はインジェクタ本体を構成する
筒状のケーシングを示し、該ケーシング２１は電磁ステ
ンレス鋼等の磁性材料により段付き円筒状に形成され、
先端側がカシメ部２１Ａとなった大径の筒状部２１Ｂ
と、該筒状部２１Ｂの基端側に環状段部２１Ｃを介して
一体形成され、該筒状部２１Ｂよりも小径となった筒状
ヘッド部２１Ｄとから構成されている。そして、該ケー
シング２１の筒状ヘッド部２１Ｄには燃料の流通穴２１
Ｅ，２１Ｅ，…が径方向に穿設され、該各流通穴２１Ｅ
は燃料配管等を介して燃料ポンプ（いずれも図示せず）
からの燃料をケーシング２１内に流通させるようになっ
ている。

【００３０】２２はケーシング２１の筒状部２１Ｂ先端
側にカシメ部２１Ａを介して設けられたシート部材とし
てのバルブシートを示し、該バルブシート２２は非磁性
の金属材料によって厚肉の円板状に形成され、ケーシン
グ２１の軸線Ｏ−Ｏに対して直交する一側面としての上
面２２Ａ側には図２に示すように、傾斜面部２２Ｂと円
錐形状なす弁座２２Ｃとが凹設されている。そして、該
傾斜面部２２Ｂは弁座２２Ｃと共に上面２２Ａに対して
一定の傾斜角θ（例えば１〜１０度前，後で、好ましく
は５度程度）をもって斜めに傾斜し、弁座２２Ｃは傾斜
面部２２Ｂから後述の噴射穴２２Ｅ側に向けて漸次縮径
する円錐形状の凹部として形成されている。

【００３１】また、バルブシート２２の下面側にはテー
パ状の拡開部２２Ｄが形成され、該拡開部２２Ｄと弁座
２２Ｃとの間には、ケーシング２１内の燃料を弁座２２
Ｃ側から拡開部２２Ｄ側に向けて外部へと噴射させる噴
射穴２２Ｅがバルブシート２２の軸方向に穿設されてい
る。そして、該噴射穴２２Ｅの軸線はケーシング２１の
軸線Ｏ−Ｏに一致し、弁座２２Ｃの軸線はこの軸線Ｏ−
Ｏに対して前記傾斜角θだけ斜めに傾斜している。

【００３２】２３はケーシング２１の筒状部２１Ｂ内に
設けられたコア筒を示し、該コア筒２３は電磁ステンレ
ス鋼等の磁性材料により段付き筒状に形成され、後述の
電磁コイル２５等と共に電磁アクチュエータを構成して
いる。また、該コア筒２３内にはコアロッド２４が挿嵌
され、該コアロッド２４の先端側は小径部２４Ａとなっ
て後述の弁ばね３３をコア筒２３内で径方向に位置決め
している。そして、該コアロッド２４も電磁ステンレス
鋼等の磁性材料からなり、小径部２４Ａの先端側で後述
のボール弁体３２に向けて磁力を発生させる。

【００３３】２５はケーシング２１とコア筒２３との間
にコイルボビン２６を介して設けられたソレノイドを構
成する電磁コイルを示し、該電磁コイル２５はコア筒２
３およびコアロッド２４等と共に電磁アクチュエータを
構成し、後述の各端子ピン２８を介して外部から噴射信
号が給電されることにより励磁される。そして、該電磁
コイル２５はコアロッド２４の小径部２４Ａ先端側に磁
力を発生させることによって、ボール弁体３２を弁ばね
９に抗して開弁方向に駆動する。

【００３４】２７はケーシング２１の環状段部２１Ｃと
コア筒２３の上端側との間に位置決めされた蓋体を示
し、該蓋体２７は非磁性の絶縁性材料により段付きの円
板状に形成され、ケーシング２１内で一対の端子ピン２
８，２８を位置決めしている。そして、該各端子ピン２
８は一端側が電磁コイル２５に接続され、他端側がケー
シング２１の筒状ヘッド部２１Ｄから外部に突出してい
る。また、コア筒２３，蓋体２７の外周側には切欠き２
３Ａ，２７Ａが形成され、該切欠き２３Ａ，２７Ａは前
記各流通穴２１Ｅからの燃料をケーシング２１の環状段
部２１Ｃとの間を介して筒状部２１Ｂ内に流通させるよ
うになっている。

【００３５】２９は蓋体２７との間でコア筒２３等をケ
ーシング２１の筒状部２１Ｂ内に位置決めするストッパ
を示し、該ストッパ２９は非磁性の金属材料により厚肉
の環状板として形成され、その内周側にはボール弁体３
２の最大開度を規制する環状の突起部２９Ａが形成され
ている。また、該ストッパ２９の外周側には燃料の流通
を許す切欠き２９Ｂが形成され、該切欠き２９Ｂはコイ
ルボビン２６の切欠き２６Ａと連通している。

【００３６】３０はバルブシート２２とストッパ２９と
の間に環状のスペーサ３１を介して配設された弁ガイド
を示し、該弁ガイド３０は非磁性の金属材料により厚肉
の環状板として形成され、その内周側でボール弁体３２
をケーシング２１の軸線Ｏ−Ｏに沿って軸方向に案内す
ると共に、該ボール弁体３２が径方向に位置ずれするの
を規制している。一方、スペーサ３１は磁性材料により
形成され、内周側にはボール弁体３２が軸方向に変位す
るのを許すようにテーパ穴３１Ａが形成されている。そ
して、該スペーサ３１はケーシング２１、コア筒２３お
よびコアロッド２４と共にボール弁体３２を介する磁路
を形成している。

【００３７】ここで、スペーサ３１の外周側にはストッ
パ２９の切欠き２９Ｂに連通する切欠き３１Ｂが形成さ
れ、弁ガイド３０の外周側には該切欠き３１Ｂをバルブ
シート２２の傾斜面部２２Ｂに連通させる他の切欠き３
０Ａが断面Ｌ字形状をなして形成されている。そして、
これらの切欠き２９Ｂ，３１Ｂ，３０Ａはケーシング２
１の筒状部２１Ｂ内に流入した燃料をバルブシート２２
の傾斜面部２２Ｂ内に導き、ボール弁体３２の開弁時に
噴射穴２２Ｅから外部に向けて噴射させるようになって
いる。

【００３８】３２はバルブシート２２とコアロッド２４
との間に位置して弁ガイド３０、スペーサ３１内等に軸
方向に変位可能に設けられた弁体としてのボール弁体
で、該ボール弁体３２は磁性を有する高強度の金属材料
により球形状に形成され、コアロッド２４の小径部２４
Ａ先端側からの磁力により、ケーシング２１の軸線Ｏ−
Ｏに沿って軸方向に駆動される。そして、該ボール弁体
３２はバルブシート２２の弁座２２Ｃから離座して噴射
穴２２Ｅを開くことにより、該噴射穴２２Ｅからケーシ
ング２１内の燃料を外部に噴射させ、このときにストッ
パ２９の突起部２９Ａに当接して最大開度が規制され
る。

【００３９】３３はボール弁体３２とコアロッド２４の
肩部２４Ｂとの間に環状のばね受３４を介して配設され
た弁ばねを示し、該弁ばね３３はボール弁体３２を常時
閉弁方向に付勢し、該ボール弁体３２をバルブシート２
２の弁座２２Ｃに着座させることにより両者の間をシー
ルする構成となっている。また、該弁ばね３３のばね荷
重はばね受３４の厚さや枚数を変えたり、またはコア筒
２３内でコアロッド２４を軸方向に位置決めするときの
位置調整等により可変に調整される。そして、該弁ばね
３３はボール弁体３２の重心Ｇに従来技術で述べた如
く、例えばばね力Ｆb を図１４に示すように下向きに作
用させるものである。

【００４０】３５，３５はケーシング２１の筒状ヘッド
部２１Ｄ内で各端子ピン２８の外周側に装着されたシー
ル部材としてのＯリング、３６は各端子ピン２８の周囲
で該各Ｏリング３５を位置決めしたシール押えを示し、
該シール押え３６は各Ｏリング３５の上側からケーシン
グ２１の筒状ヘッド部２１Ｄ内に嵌合されている。

【００４１】３７はシール押え３６の上側からケーシン
グ２１の筒状ヘッド部２１Ｄ内に螺着された筒状ナット
を示し、該筒状ナット３７はケーシング２１の前記各流
通穴２１Ｅよりも上側で筒状ヘッド部２１Ｄ内に各Ｏリ
ング３５およびシール押え３６を位置決めしている。さ
らに、３８はケーシング２１の筒状部２１Ｂとバルブシ
ート２２との間をシールした他のシール部材としてのＯ
リングである。

【００４２】本実施例によるフューエルインジェクタは
上述の如き構成を有するもので、次にその動作について
説明する。

【００４３】まず、燃料ポンプからの燃料はケーシング
２１の各流通穴２１Ｅ等を介して筒状部２１Ｂ内に流入
し、ストッパ２９，スペーサ３１および弁ガイド３０の
切欠き２９Ｂ，３１Ｂおよび３０Ａを介してバルブシー
ト２２の傾斜面部２２Ｂ内に導かれる。このとき、外部
のコントロールユニット（図示せず）から電磁コイル２
５に噴射信号が給電されるまでの間は、弁ばね３３のば
ね荷重によってボール弁体３２がバルブシート２２の弁
座２２Ｃ上に着座し、噴射穴２２Ｅからの燃料の噴射を
停止させる。

【００４４】そして、コントロールユニットから噴射信
号が出力されると、その度毎に電磁コイル２５が励磁さ
れてコアロッド２４の小径部２４Ａ先端側に磁力が発生
するから、このときの磁力でボール弁体３２を弁ばね３
３に抗してコアロッド２４の小径部２４Ａ先端側に向け
吸引し、ボール弁体３２をケーシング２１の軸線Ｏ−Ｏ
に沿って軸方向に駆動する。

【００４５】この結果、ボール弁体３２はバルブシート
２２の弁座２２Ｃから離座して開弁状態となり、ケーシ
ング２１内の燃料を噴射穴２２Ｅから外部に向けて噴射
させる。そして、このときにはストッパ２９の内周側に
位置する環状の突起部２９Ａがボール弁体３２の上端側
外周面に当接することにより、該ボール弁体３２の最大
開度を規制する。

【００４６】而して、本実施例によれば、バルブシート
２２の上面２２Ａ側に一定の傾斜角θ（例えば１〜１０
度前，後で、好ましくは５度程度）をもって斜めに傾斜
する傾斜面部２２Ｂを形成すると共に、該傾斜面部２２
Ｂに対して垂直に凹設され円錐形状なす弁座２２Ｃを形
成し、該弁座２２Ｃの軸線をケーシング２１（噴射穴２
２Ｅ）の軸線Ｏ−Ｏに対して傾斜角θだけ斜めに傾斜さ
せる構成としたから、下記のような作用効果を得ること
ができる。

【００４７】即ち、ボール弁体３２はケーシング２１の
軸線Ｏ−Ｏに沿って常時は弁ばね３３で弁座２２Ｃ上に
押圧（着座）され、コアロッド２４からの磁力で駆動さ
れるときに弁座２２Ｃから離座するのに対し、バルブシ
ート２２の弁座２２Ｃは軸線Ｏ−Ｏから傾斜角θ分だけ
斜めに傾いているから、ボール弁体３２と弁座２２Ｃと
の間に発生する密着力Ｆc の方向を図２、図３に示す如
く、ボール弁体３２の駆動方向（軸線Ｏ−Ｏ）から傾斜
角θ分だけ異なる方向にずらすことができ、この密着力
Ｆc に対抗するボール弁体３２の開弁力Ｆ1 を、

【００４８】

【数１】Ｆ1 ＝Ｆc1＝Ｆc ×ｃｏｓθ として、コアロッド２４からの磁力でボール弁体３２の
重心Ｇに加えるべき開弁力Ｆ1 を、ボール弁体３２と弁
座２２Ｃとの間の密着力Ｆc よりも確実に小さくするこ
とができる。

【００４９】この結果、電磁コイル２５を励磁してコア
ロッド２４の小径部２４Ａ先端側に発生させるべき磁力
を、弁ばね３３のばね荷重よりも僅かに大きくするだけ
で、高い応答性をもってボール弁体３２を開弁でき、密
着力Ｆc によるボール弁体３２の開弁遅れの影響を効果
的に減じることができる。そして、球形状をなすボール
弁体３２をケーシング２１内の弁ガイド３０等で軸方向
に案内することにより、ボール弁体３２を弁座２２Ｃに
対して円滑に離，着座させることができると共に、ボー
ル弁体３２の開弁，閉弁動作を確実に安定させることが
できる。

【００５０】従って、本実施例によれば、ボール弁体３
２の開弁時に電磁コイル２５等によって発生させるべき
磁力を効果的に小さくでき、消費電力を低減できる上
に、開弁時の応答性を確実に向上でき、空燃比制御を安
定させて行うことができる等、種々の効果を奏する。

【００５１】次に、図４および図５は本発明の第２の実
施例を示し、本実施例の特徴は、弁座上に離，着座する
弁体を、球形状のボール部と、一端側が該ボールに固着
され他端側が軸方向に延びた筒部とから構成し、該筒部
を磁性材料によって形成する構成としたことにある。な
お、本実施例では前記第１の実施例と同一の構成要素に
同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００５２】図中、４１はインジェクタ本体を構成する
筒状のケーシングを示し、該ケーシング４１は前記第１
の実施例で述べたケーシング２１と同様に電磁ステンレ
ス鋼等の磁性材料により段付き円筒状に形成され、先端
側がカシメ部４１Ａとなった大径の筒状部４１Ｂ等を有
しているものの、該ケーシング４１は筒状部４１Ｂの長
さ寸法を、後述する弁体４５の筒部４５Ｂ等に対応させ
て長くしている。

【００５３】４２はコア筒２３等をケーシング４１の筒
状部４１Ｂ内に位置決めするストッパを示し、該ストッ
パ４２は前記第１の実施例で述べたストッパ２９とほぼ
同様に非磁性の金属材料により厚肉の環状板として形成
され、その内周側には弁体４５の最大開度を規制する環
状の突起部４２Ａが形成されている。また、該ストッパ
４２の外周側には燃料の流通を許す切欠き４２Ｂが形成
され、該切欠き４２Ｂはコイルボビン２６の切欠き２６
Ａと連通している。

【００５４】４３はバルブシート２２とストッパ４２と
の間に環状のスペーサ４４を介して配設された弁ガイド
を示し、該弁ガイド４３は前記第１の実施例で述べた弁
ガイド３０と同様に非磁性の金属材料により形成されて
いるものの、該弁ガイド４３は弁体４５に対応して長さ
寸法が長くなっている。そして、該弁ガイド４３はその
内周側で弁体４５をケーシング４１の軸線Ｏ−Ｏに沿っ
て軸方向に案内すると共に、該弁体４５が径方向に位置
ずれするのを規制している。

【００５５】一方、スペーサ４４は磁性材料により環状
平板として形成され、その内周側で弁体４５を軸方向に
摺動変位させる。そして、該スペーサ４４はケーシング
４１、コア筒２３およびコアロッド２４と共に弁体４５
の筒部４５Ｂを介する磁路を形成している。ここで、ス
ペーサ４４の外周側にはストッパ４２の切欠き４２Ｂに
連通する切欠き４４Ａが形成され、弁ガイド４３の外周
側には該切欠き４４Ａをバルブシート２２の傾斜面部２
２Ｂに連通させる他の切欠き４３Ａが断面Ｌ字形状に形
成されている。そして、これらの切欠き４２Ｂ，４４
Ａ，４３Ａはケーシング４１の筒状部４１Ｂ内に流入し
た燃料をバルブシート２２の傾斜面部２２Ｂ内に導き、
弁体４５の開弁時に噴射穴２２Ｅから外部に向けて噴射
させる。

【００５６】４５はバルブシート２２とコアロッド２４
との間に位置して弁ガイド４３、スペーサ４４内等に軸
方向に変位可能に設けられた弁体を示し、該弁体４５は
図５に示す如く、高強度の非磁性材料により球形状に形
成されたボール部４５Ａと、電磁ステンレス鋼等の磁性
材料により円筒状に形成され、該ボール部４５Ａに対応
する外径を有した筒部４５Ｂとからなり、該筒部４５Ｂ
の下端（一端）側はボール部４５Ａに対応する曲率をも
って凹湾曲状に形成されている。そして、該筒部４５Ｂ
は下端側がボール部４５Ａの外周面に固着され、上端側
が弁ばね３３側に向けて軸方向に延びている。

【００５７】ここで、本実施例による弁体４５は、コア
ロッド２４の小径部２４Ａおよびコア筒２３の先端側か
ら筒部４５Ｂに磁力が作用することによって上向きに吸
引され、ケーシング４１の軸線Ｏ−Ｏに沿って軸方向に
駆動される。そして、該弁体４５はボール部４５Ａがバ
ルブシート２２の弁座２２Ｃから離座して噴射穴２２Ｅ
を開くことにより、該噴射穴２２Ｅからケーシング４１
内の燃料を外部に噴射させ、このときに筒部４５Ｂの上
端側に形成した環状段部４５Ｃがストッパ４２の突起部
４２Ａに当接して最大開度が規制される。

【００５８】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、弁体４５のボール部
４５Ａを高強度の非磁性材料で形成し、該ボール部４５
Ａに磁性材料を用いる必要がなくなるので、材料の選択
幅を広げることができ、ボール部４５Ａの耐久性を大幅
に向上させることができる。

【００５９】次に、図６は本発明の第３の実施例を示
し、本実施例では前記第２の実施例と同一の構成要素に
同一符号を付し、その説明を省略するものとする。しか
し、本実施例の特徴は、弁座２２Ｃ上に離，着座する弁
体５１を磁性材料によって、一端側（下端側）が球形部
５１Ａとなる砲弾形状に形成し、該弁体５１を前記第２
の実施例で述べた弁体４５に替えて用いるようにしたこ
とにある。

【００６０】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００６１】次に、図７は本発明の第４の実施例を示
し、本実施例の特徴は、弁体６１を磁性材料によって、
一端側（下端側）が球形部６１Ａとなる砲弾形状に形成
すると共に、球形部６１Ａの先端側端面を平坦面６１Ｂ
として形成し、該弁体６１を前記第２の実施例で述べた
弁体４５に替えて用いるようにしたことにある。

【００６２】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第３の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００６３】次に、図８は本発明の第５の実施例を示
し、本実施例の特徴は、弁体７１を磁性材料によって、
一端側（下端側）が球形部７１Ａとなる砲弾形状に形成
すると共に、球形部７１Ａの先端側には円錐状の突出部
７１Ｂを一体形成したことにある。

【００６４】ここで、本実施例による弁体７１は前記第
２の実施例で述べた弁体４５に替えて用いられるが、こ
の場合には、バルブシート２２の弁座２２Ｃを弁体７１
の突出部７１Ｂに対応させて深底で、突出部７１Ｂより
も大径の円錐形状に形成するようにすればよい。

【００６５】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第３の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００６６】次に、図９は本発明の第６の実施例を示
し、本実施例の特徴は、弁座上に離着座する弁体を、球
形状のボール部と、一端側が該ボールに固着され他端側
が軸方向に延びた短尺の小径筒部と、一端側が該小径筒
部の他端側外周に固着され他端側が軸方向に延びた短尺
の大径筒部とから構成し、該大径筒部を磁性材料によっ
て形成するようにしたことにある。なお、本実施例では
前記第１の実施例と同一の構成要素に同一符号を付し、
その説明を省略するものとする。

【００６７】図中、８１はインジェクタ本体を構成する
筒状のケーシングを示し、該ケーシング８１は前記第１
の実施例で述べたケーシング２１と同様に電磁ステンレ
ス鋼等の磁性材料により段付き円筒状に形成され、先端
側がカシメ部８１Ａとなった大径の筒状部８１Ｂ等を有
しているものの、該ケーシング８１は筒状部８１Ｂの長
さ寸法を、後述する弁体８８の小径筒部８８Ｂ、大径筒
部８８Ｃ等に対応させて長くしている。

【００６８】８２はケーシング８１の筒状部８１Ｂ先端
側にカシメ部８１Ａを介して設けられたシート部材とし
てのバルブシートを示し、該バルブシート８２は非磁性
の金属材料によって厚肉の円板状に形成され、ケーシン
グ８１の軸線Ｏ−Ｏに対して直交する一側面としての上
面８２Ａ側には図９に示すように、円錐形状なす弁座８
２Ｂが凹設されている。そして、該弁座８２Ｂは上面８
２Ａに対して一定の傾斜角θ（例えば１〜１０度前，後
で、好ましくは５度程度）をもって斜めに傾斜し、上面
８２Ａ側から後述の噴射穴８２Ｄ側に向けて漸次縮径す
る円錐形状の凹部として形成されている。

【００６９】また、バルブシート８２の下面側にはテー
パ状の拡開部８２Ｃが形成され、該拡開部８２Ｃと弁座
８２Ｂとの間には、ケーシング８１内の燃料を弁座８２
Ｂ側から拡開部８２Ｃ側に向けて外部へと噴射させる噴
射穴８２Ｄがバルブシート８２の軸方向に穿設されてい
る。そして、該噴射穴８２Ｄの軸線はケーシング８１の
軸線Ｏ−Ｏに一致し、弁座８２Ｂの軸線はこの軸線Ｏ−
Ｏに対して前記傾斜角θだけ斜めに傾斜している。

【００７０】８３はケーシング８１の筒状部８１Ｂ内に
設けられたコア筒を示し、該コア筒８３は前記第１の実
施例で述べたコア筒２３と同様に電磁ステンレス鋼等の
磁性材料により段付き筒状に形成され、電磁コイル２５
等と共に電磁アクチュエータを構成している。そして、
コア筒８３の先端（下端）側端面８３Ａは後述する大径
筒部８８Ｃの端面と軸方向で対向している。また、該コ
ア筒８３内にはコアロッド８４が挿嵌され、該コアロッ
ド８４の先端側は小径部８４Ａとなって後述の弁ばね８
９をコア筒８３内で径方向に位置決めしている。そし
て、該コアロッド８４も電磁ステンレス鋼等の磁性材料
からなり、小径部８４Ａの先端側で後述する弁体８８の
大径筒部８８Ｃに向けて磁力を発生させる。

【００７１】８５はコイルボビン２６等をケーシング８
１の筒状部８１Ｂ内に位置決めしたストッパを示し、該
ストッパ８５は前記第１の実施例で述べたストッパ２９
とほぼ同様に非磁性の金属材料により厚肉の環状板とし
て形成され、その内周側にはコア筒８３の先端側が嵌合
されている。また、該ストッパ８５の外周側には燃料の
流通を許す切欠き８５Ｂが形成され、該切欠き８５Ｂは
コイルボビン２６の切欠き２６Ａと連通している。

【００７２】８６はバルブシート８２とストッパ８５と
の間に環状のスペーサ８７を介して配設された弁ガイド
を示し、該弁ガイド８６は前記第１の実施例で述べた弁
ガイド３０と同様に非磁性の金属材料により形成されて
いるものの、該弁ガイド８６は弁体８８に対応して長さ
寸法が長くなっている。そして、該弁ガイド８６はその
内周側が段付き穴８６Ａとなり、該段付き穴８６Ａは弁
体８８の小径筒部８８Ｂおよび大径筒部８８Ｃをケーシ
ング８１の軸線Ｏ−Ｏに沿って軸方向に案内すると共
に、該弁体８８が径方向に位置ずれするのを規制してい
る。

【００７３】また、スペーサ８７は磁性材料により環状
平板として形成され、その内周側で弁体８８の大径筒部
８８Ｃを軸方向に摺動変位させる。そして、該スペーサ
８７はケーシング８１、コア筒８３およびコアロッド８
４と共に弁体８８の大径筒部８８Ｃを介する磁路を形成
している。さらに、スペーサ８７の外周側にはストッパ
８５の切欠き８５Ｂに連通する切欠き８７Ａが形成さ
れ、弁ガイド８６の外周側には該切欠き８７Ａをバルブ
シート８２の弁座８２Ｂ側に連通させる他の切欠き８６
Ｂが断面Ｌ字形状をなして形成されている。そして、こ
れらの切欠き８５Ｂ，８７Ａ，８６Ｂはケーシング８１
の筒状部８１Ｂ内に流入した燃料をバルブシート８２の
上面８２Ａ側に導き、弁体８８の開弁時に噴射穴８２Ｄ
から外部に向けて噴射させる。

【００７４】８８はバルブシート８２とコアロッド８４
との間に位置して弁ガイド８６、スペーサ８７内等に軸
方向に変位可能に設けられた弁体を示し、該弁体８８
は、高強度の非磁性材料により球形状に形成されたボー
ル部８８Ａと、該ボール部８８Ａと同様に非磁性材料に
より円筒状に形成され、該ボール部８８Ａに対応する外
径を有した短尺の小径筒部８８Ｂと、電磁ステンレス鋼
等の磁性材料によって短尺の段付き円筒状に形成され、
該小径筒部８８Ｂの外周側に嵌合して固着された大径筒
部８８Ｃとからなり、小径筒部８８Ｂの下端（一端）側
はボール部８８Ａに対応する曲率をもって凹湾曲状に形
成されている。そして、該小径筒部８８Ｂは下端側がボ
ール部８８Ａの外周面に固着され、大径筒部８８Ｃの上
端側はコア筒８３側に向けて軸方向に延びている。

【００７５】ここで、本実施例による弁体８８は、コア
ロッド８４の小径部８４Ａおよびコア筒８３の先端側か
ら大径筒部８８Ｃに磁力が作用することによって上向き
に吸引され、ケーシング８１の軸線Ｏ−Ｏに沿って軸方
向に駆動される。そして、該弁体８８はボール部８８Ａ
がバルブシート８２の弁座８２Ｂから離座して噴射穴８
２Ｄを開くことにより、該噴射穴８２Ｄからケーシング
８１内の燃料を外部に噴射させ、このときに大径筒部８
８Ｃの外周側に形成した環状段部８８Ｄがスペーサ８７
の下面側に当接して最大開度が規制される。

【００７６】８９は弁体８８の小径筒部８８Ｂ上端とコ
アロッド８４の肩部８４Ｂとの間に環状のばね受９０を
介して配設された弁ばねを示し、該弁ばね８９は弁体８
８を常時閉弁方向に付勢し、該弁体８８のボール部８８
Ａをバルブシート８２の弁座８２Ｂに着座させることに
より両者の間をシールする構成となっている。また、該
弁ばね８９のばね荷重は、ばね受９０の厚さや枚数を変
えたり、またはコア筒８３内でコアロッド８４を軸方向
に位置決めするときの位置調整等によって可変に調整さ
れる。

【００７７】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、弁体８８のボール部
８８Ａを高強度の非磁性材料で形成し、該ボール部８８
Ａおよび小径筒部８８Ｂには磁性材料を用いる必要がな
くなるので、材料の選択幅を広げることができ、ボール
部８８Ａ等の耐久性を大幅に向上させることができる。

【００７８】次に、図１０は本発明の第７の実施例を示
し、本実施例では前記第６の実施例と同一の構成要素に
同一符号を付し、その説明を省略するものとする。しか
し、本実施例の特徴は、バルブシート８２の弁座８２Ｂ
上に離，着座する弁体１０１を高強度を有する非磁性材
料によって半球形状に形成し、該弁体１０１には磁性材
料からなるアンカプレート１０２を固着して設けたこと
にある。

【００７９】ここで、該アンカプレート１０２には中央
部に大径の貫通穴１０２Ａが形成され、弁体１０１には
該貫通穴１０２Ａに対応する位置にばね受け用の凹部１
０１Ａが形成されている。そして、該凹部１０１Ａ内に
は弁ばね（図示せず）が配設され、この弁ばねにより弁
体１０１は弁座８２Ｂに向けて閉弁方向に付勢されるよ
うになる。一方、アンカプレート１０２はコア筒（図示
せず）からの磁力により軸線Ｏ−Ｏに沿って上向きに吸
引され、前記弁ばねに抗して弁体１０１を開弁方向に駆
動させる。

【００８０】かくして、このように構成される本実施例
では、例えば図１２に示す従来技術で述べた弁体９およ
びアンカプレート１１に替えて、弁体１０１およびアン
カプレート１０２を用いることができ、これによっても
前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることがで
きる。

【００８１】次に、図１１は本発明の第８の実施例を示
し、本実施例の特徴は、弁体１１１を磁性材料によって
半球形状に形成し、その上端側中央部にはばね受け用の
凹部１１１Ａを形成し、該弁体１１１を前記第１〜６の
実施例で述べた弁体３２（４５，５１，６１，７１，８
８）等に替えて用いるようにしたことにある。

【００８２】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記各実施例とほぼ同様の作用効果を得ることが
できる。

【００８３】なお、前記各実施例では、バルブシート２
２（８２）に一定の傾斜角θをもって弁座２２Ｃ（８２
Ｂ）を形成するものとして述べたが、本発明はこれに限
るものではなく、例えば図１２に示す従来技術で述べた
シート部材７に、軸穴７Ａの軸線に対し一定の傾斜角θ
をもって弁座を円錐状または凹湾曲状に形成するように
してもよい。

【００８４】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に記載の発
明によれば、シート部材の弁座を、弁体の駆動方向に対
して斜めに傾斜するように一定の傾斜角をもって形成す
る構成としたから、弁体と弁座との間に発生する密着力
の方向を、弁体の駆動方向とは異なる方向にずらすこと
ができ、この密着力による弁体の開弁遅れの影響を効果
的に減じることができる。従って、弁体の開弁時に電磁
アクチュエータによって発生すべき磁力を小さくでき、
消費電力を低減できる上に、開弁時の応答性を向上で
き、空燃比制御を安定させて行うことができる。

【００８５】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、弁座をシート部材の一側面から噴射穴側に向けて漸
次縮径する円錐形状に形成し、かつ該噴射穴の軸線に対
して斜めに傾斜させることにより、弁体を弁座に対して
確実に離，着座させることができると共に、開弁時にお
ける密着力の影響をさらに効果的に減じることができ、
開弁時の応答性をより確実に向上させることができる。

【００８６】また、請求項３に記載の発明のように、噴
射穴の軸線に対し１〜１０度前，後の傾斜角をもって弁
座を傾斜させることにより、弁体の開弁，閉弁動作を安
定させることができ、弁体の閉弁時に弁座との間を確実
にシールすることが可能となる。

【００８７】さらに、請求項４に記載の発明のように、
少なくとも弁座に離，着座する弁体の部位を球形状に形
成することによって、該弁体を弁座に対して円滑に離，
着座させることができ、開弁時の応答性をより効果的に
高めることができる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるフューエルインジ
ェクタを示す縦断面図である。

【図２】バルブシートおよびボール弁体等を拡大して示
す図１の要部拡大図である。

【図３】ボール弁体の開弁力と密着力との関係をベクト
ルとして示す説明図である。

【図４】第２の実施例によるフューエルインジェクタの
要部を拡大して示す縦断面図である。

【図５】図４に示す弁体の縦断面図である。

【図６】第３の実施例による弁体を示す縦断面図であ
る。

【図７】第４の実施例による弁体を示す縦断面図であ
る。

【図８】第５の実施例による弁体を示す縦断面図であ
る。

【図９】第６の実施例によるフューエルインジェクタの
要部を拡大して示す縦断面図である。

【図１０】第７の実施例によるフューエルインジェクタ
のバルブシートと弁体を開弁状態で示す縦断面図であ
る。

【図１１】第８の実施例による弁体を示す縦断面図であ
る。

【図１２】従来技術によるフューエルインジェクタを示
す縦断面図である。

【図１３】シート部材および弁体等を拡大して示す図１
２の要部拡大図である。

【図１４】弁体に作用する吸引力とばね力、密着力との
関係をベクトルとして示す説明図である。

【符号の説明】

２１，４１，８１ケーシング（インジェクタ本体）２２，８２バルブシート（シート部材）２２Ｃ，８２Ｂ弁座２２Ｅ，８２Ｄ噴射穴２３，８３コア筒２４，８４コアロッド２５電磁コイル（電磁アクチュエータ）２９，４２，８５ストッパ３０，４３，８６弁ガイド３１，４４，８７スペーサ３２ボール弁体３３，８９弁ばね４５，５１，６１，７１，８８，１０１，１１１弁体 θ 傾斜角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁アクチュエータを内蔵したインジェ
クタ本体と、該インジェクタ本体の先端側に設けられ、
一側面に弁座が形成されたシート部材と、該シート部材
の弁座に離，着座するように前記インジェクタ本体内に
設けられ、前記電磁アクチュエータによってインジェク
タ本体の軸方向に駆動される弁体とからなるフューエル
インジェクタにおいて、前記シート部材の弁座は、前記
弁体の駆動方向に対して斜めに傾斜するように一定の傾
斜角をもって形成したことを特徴とするフューエルイン
ジェクタ。
【請求項２】前記シート部材の内周側には、前記弁体
の開弁時にインジェクタ本体内の燃料を外部に向けて噴
射させる燃料の噴射穴を穿設し、前記弁座はシート部材
の一側面から該噴射穴側に向けて漸次縮径する円錐形状
をなし、かつ該噴射穴の軸線に対して斜めに傾斜する構
成としてなる請求項１に記載のフューエルインジェク
タ。
【請求項３】前記弁座は、前記噴射穴の軸線に対し１
〜１０度前，後の傾斜角をもって前記シート部材の一側
面に形成してなる請求項２に記載のフューエルインジェ
クタ。
【請求項４】前記弁体は、少なくとも前記シート部材
の弁座に離，着座する部位が球形状をなすように構成し
てなる請求項１，２または３に記載のフューエルインジ
ェクタ。