JPH09170515A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁体戻しばねに板ばねを用いた電磁駆動の燃
料噴射弁の磁気特性を向上させる。 【解決手段】 弁体３９と一体で固定鉄心４に吸着する
可動鉄心３７をスペーサプレート１８の両側で板ばね２
５と補助板ばね３５に支持させ、中心孔２１を浮遊状態
で貫通している可動鉄心３７が磁力で吸引されて傾き中
心孔２１の孔壁に接触しないようにした。その結果中心
孔２１と可動鉄心３７との隙間を小さくでき、磁気漏れ
が減少して高効率の磁気回路が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンに供給する
燃料を電気信号により制御して吸気管に噴射する燃料噴
射弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの運転状態に応じて電子式制御
装置から送られる電気信号の通電時に電磁力で弁体に開
き動作を行なわせ、非通電時に戻しばねのばね力で弁体
に閉じ動作を行なわせることを繰返すことによって所要
量の燃料を吸気管に噴射する燃料噴射弁においては、電
気信号による作動時間が０．００１〜０．０１秒の単位
に設定されており、このようにきわめて短かい作動時間
の繰返しによって燃料を正確に制御する、という目的を
達成させるために、燃料噴射弁自身に高度の応答性が要
求されることは周知の通りである。

【０００３】ここで、閉弁のための戻しばねとして、固
定鉄心と可動鉄心との間に装入したコイルばねを用いた
ものと、外側周縁部を固定して変位可能な中心に可動鉄
心と弁体とを固着させた燃料通過可能な薄肉板状の板ば
ねを用いたものとがある。

【０００４】コイルばねを用いたものは、可動鉄心およ
びこれと一体の弁体を直線動させるために、ハウジング
を構成する部品に摺動可能に支持させており、従ってそ
の摩擦抵抗が応答性を妨げる原因となっている。これに
対して、板ばねを用いたものは、可動鉄心および弁体を
摺動部分なしで浮遊状態に支持し直線動させることが可
能であるため、応答性の点で有利であるとされている。

【０００５】図４は板ばねを使用した燃料噴射弁の一例
を示しており、中心に燃料通路５１を有し先端に固定鉄
心５２を装着した燃料管５３とコイル５４を保持したコ
イルホルダ５５とを同心に支持させた外ケース５６に、
その突き当て端面にスペーサプレート５７，板ばね５
８，シート体５９を順に重ねて嵌装し外ケース５６の先
端をかしめることにより固定し、板ばね５８の中心に可
動鉄心６０と弁体６１とを一体に固着した構成である。
燃料通路５１の燃料は燃料管５３の先端部から外側方へ
流出し、スペーサプレート５７の通孔６２，板ばね５８
の孔を経て弁室６３に流入充満し、シート体５９の中心
の弁通路６４から噴射口６５に送出される。そして、可
動鉄心６０はスペーサプレート５７の中心孔６６を非接
触状態で貫通しており、板ばね５８のみによって支持さ
れる。

【０００６】可動鉄心６０が固定鉄心５２に吸引されて
それらの端面が互いに吸着したとき、弁体６１は弁通路
６４の入口のシート面６７から最も大きく離れ、可動鉄
心６０が板ばね５８のばね力で戻されると弁体６１はシ
ート面６７に密着する。従って、閉弁時における可動鉄
心６０と固定鉄心５２との間隙の大きさ、即ち開弁時に
おけるシート面６７と弁体６１との間隙の大きさを適正
な一定寸法とすることにより燃料を正確に制御すること
が可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記構成の燃料噴射弁
において、コイル５４に通電すると磁気は外ケース５６
からスペーサプレート５７を通って可動鉄心６０に入
る。このとき、可動鉄心６０が貫通している中心孔６６
の周方向隙間が小さいほど、磁気漏洩が少なくすぐれた
磁気特性が得られる。

【０００８】しかし、この隙間は各部品の寸法ばらつき
や組付け誤差により周方向均一にすることが困難である
こと、および板ばね５８の保持力が周方向不均一である
ことによって間隙が小さい部分やばね力の小さい部分、
即ち磁気が通りやすい方向へ可動鉄心６０が吸引されて
傾き、中心孔６６の孔壁に接触して作動不良を生じる心
配がある。従って、隙間を小さくするのに限度があり、
作動不良を避けるために磁気特性を犠牲にして隙間を大
きく設定している。

【０００９】本発明は閉弁ばねに板ばねを用い可動鉄心
および弁体を浮遊状態に支持させて応答性の向上を計っ
た燃料噴射弁、より具体的には燃料管と固定鉄心とコイ
ルホルダとを支持した支持ケースの突き当て端面にスペ
ーサプレート，板ばね，シート体を順に重ねて配置する
とともにスペーサプレートとシート体との間に弁室を形
成し、燃料管から流出した燃料はスペーサプレートの通
孔を通って弁室に流入させるようにし、また板ばねは燃
料通過可能な薄円板状であり中心に可動鉄心と弁体とを
一体に固着していてシート体の弁通路入口のシート面に
弁体を密着するように働き、可動鉄心はスペーサプレー
トを非接触状態で貫通していて固定鉄心に磁力で吸引さ
れたとき弁体をシート面から離すように働く燃料噴射弁
がもっている、磁気漏洩が多く効率がよくない、という
点を解消し、可動鉄心のスペーサプレート貫通隙間を小
さくして高い磁気回路効率の燃料噴射弁とすることを課
題としてなされたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は燃料通過
可能な薄円板状の補助板ばねをスペーサプレートを挟ん
で板ばねと反対側に配置し、その中心に可動鉄心を固着
するものとした。可動鉄心はスペーサプレートを挟んだ
両側において板ばねおよび補助板ばねに支持され、一側
のみにおいて支持された従来のものに比べて傾きにくく
なり、その結果隙間を小さくしても作動不良の発生が回
避され、且つ高い効率の磁気回路を形成することができ
るものである。

【００１１】尚、板ばねと補助板ばねとは板厚や直径が
異なるもの、即ち共振周波数が異なるものを用い、共振
による開弁や過大応力の負荷という不都合を生じさせな
いようにすることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１，図２および図３を参照して
本発明の実施の形態を説明すると、中心に基端面から先
端近くまで延び先端部で送出口２によって外側周面へ開
口した燃料通路３を有し、先端に固定鉄心４を装着して
いるとともに中央部分に後述する外ケース９のエンドカ
バー１０となるフランジを有する燃料管１と、コイル６
を保持したコイルホルダ７とが同心に配置されて外ケー
ス９に支持されている。

【００１３】即ち、外ケース９は円筒形であって基端に
エンドカバー１０の外側周縁部を重ねてかしめ部１１に
より固結するとともに、コイルホルダ７を燃料管１と外
ケース９との間に嵌装しその基端面をエンドカバー１０
に重ねることにより、燃料管１と固定鉄心４とコイルホ
ルダ７とを同心に支持するものである。

【００１４】外ケース９の先端面は突き当て端面１２と
して働くものであり、燃料管１およびその先端部に嵌込
み固定された固定鉄心４の先端面は突き当て端面１２と
同一の平面上に位置している。

【００１５】そして、外ケース９の外径と等しい外径に
作られたスペーサプレート１８，板ばね２５，シート体
２８がこの順に突き当て端面１２に重ねて燃料管１と同
一の中心軸線上に配置され、これらと外ケース９とはカ
バー体１４に嵌込んでその基端に底板１５にエンドカバ
ー１０を重ねるとともに先端のかしめ部１６をシート体
２８の先端側外側周縁部に圧着させることにより互いに
固定される。この場合、外ケース９を突き当て端面１２
よりも先端方向へ延長し、スペーサプレート１８などを
カバー体１４を用いることなく図４の従来品のように外
ケース９に内装させてもよい。

【００１６】スペーサプレート１８は両面にくぼみ１
９，２０を有するとともに中心孔２１およびその周面に
複数の通孔２２を有する円板からなり、基端側のくぼみ
１９にその底面に沿って補助板ばね３５が嵌込まれ、外
側周縁部を押えリング２３によってスペーサプレート１
８に挟み固定している。

【００１７】外側周面をスペーサプレート１８とシート
体２８とに挟み固定した板ばね２５は薄円板状であり、
図３に示すようにうず巻き弧状であってほぼ四分の三円
周長の溝孔からなる燃料通過孔２６の三個を互いに１２
０度の位相で形成してなるものである。補助板ばね３５
はこの板ばね２５よりも少し薄肉であるが、同じ燃料通
過孔を有している。従って、これらの板ばね２５，補助
板ばね３５はいずれも中心に１２０度の位相をもつ三方
向から荷重が作用する構造であるので、互いの燃料通過
孔が互い違いとなるように位相を６０度ずらして配置
し、それらの中心に固着した後述する可動鉄心３７を６
０度の位相をもつ六方向で支持して安定した動作が行な
われるように配慮した。

【００１８】シート体２８は基端側の表面にくぼみ２９
を有するとともに中心に弁通路３０を有し、その入口の
シート面３１はシート体２８の基端面３２と同一の平面
上に位置している。また、弁通路３０の先端部に噴射口
３３が嵌装固着されている。

【００１９】板ばね２５の中心にはその基端側表面に先
端面を重ねて可動鉄心３７が配置されているとともに先
端側表面に重ねて弁体３９が配置されており、弁体３９
は板ばね２５を挟んで可動鉄心３７に嵌込み固定される
ことにより互いに一体に固着されている。可動鉄心３７
は中心孔２１を僅かな隙間を有して貫通しており、くぼ
み１９に突出して固定鉄心４に向かい合った基端部に補
助板ばね３５の中心が嵌装固定されている。

【００２０】補助板ばね３５の変位可能な有効径範囲は
板ばね２５のそれよりも小さく、且つこれらの肉厚が異
なることにより共振周波数が異なる値となり、可動鉄心
３７が共振して閉弁位置の弁体３９が動き開弁したり、
板ばね２５および補助板ばね３５自身に共振による過大
な応力が負荷される、という不都合が生じないものとな
る。

【００２１】スペーサプレート１８とシート体２８の互
いに向かい合ったくぼみ２０，２９は板ばね２５が変位
可能に配置された弁室４１を形成しており、所定圧力に
調整された燃料が燃料通路３の送出口２から補板ばね３
５の燃料通過孔，通孔２２を経て送入され充満してい
る。

【００２２】そして、エンジンの運転状態に応じて電子
式制御装置からコイル６に駆動信号が送られ、その通電
時に外ケース９，スペーサプレート１８，可動鉄心３
７，固定鉄心４を経路とする磁気の流れによって可動鉄
心３７が固定鉄心４に吸引され、それらの端面が互いに
吸着する。弁体３９は可動鉄心３７と一体に動いてシー
ト面３１から離れ、弁室４１の燃料を弁通路３０，噴射
口３３よりエンジンの吸気管路に噴射させる。非通電時
には板ばね２５および補助板ばね３５のばね力で可動鉄
心３７が固定鉄心４から離れるとともに弁体３９がシー
ト面３１に密着して燃料の噴射を停止し、この間板ばね
２５および補助板ばね３５はくぼみ１９，２０の内部で
変位する。

【００２３】以上の動作を電気信号のパルス毎に繰返
し、通電時間即ち開弁時間によって燃料噴射量を制御す
ることは従来のものと同じである。

【００２４】ここで、各部品の寸法ばらつきや組付け誤
差によって中心孔２１と可動鉄心３７とが完全な同心と
されておらず、これらの隙間が周方向不均一であって
も、可動鉄心３７はスペーサプレート１８を挟んだ両側
において板ばね２５と補助板ばね３５とに支持されてい
るため開弁動作時に隙間が小さい方へ吸引されて傾くこ
とが防止される。殊に、板ばね２５と補助板ばね３５と
は先に説明したように同じ通過孔を有するものを位相を
ずらして可動鉄心３７を固着させ多方向で支持した構成
とされているので、傾きを更に確実に防止することがで
きる。

【００２５】従って、各部品の寸法ばらつきや組付け誤
差による中心孔２１と可動鉄心３７との偏心のみを考慮
してそれらの隙間を設定すればよいこととなり、隙間を
充分小さくして磁気漏洩を少なくし、高い効率の磁気回
路を形成させるとともに接触による作動不良を生じさせ
ないようにすることが可能となる。

【００２６】尚、補助板ばね３５は可動鉄心３７を傾か
ないように支持しながら案内することを目的としている
ので、閉弁方向荷重が小さいものを用いている。

【００２７】更に、板ばね２５と補助板ばね３５とは先
に説明したように変位可能な有効径範囲および肉厚が異
なるものとされている。これらにより、或いはこれらに
代えまたはこれらに加えて燃料通過孔のパターンを異な
るものとすることにより、共振周波数が互いに異なる値
となり、可動鉄心３７を共振させて閉弁位置の弁体３９
を動かし開弁させたり、板ばね２５および補助板ばね３
５自身に共振による過大応力が負荷されたりする、とい
う不都合が回避される。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、可動鉄心に補助板ばねを
追加固着させる、というきわめて簡単な手段で接触によ
る作動不良を生じさせる心配なく高効率の磁気回路を形
成し、安定よく正確な開弁動作を行なわせることができ
る。また、板ばねと補助板ばねとの共振周波数を異なら
せることにより更に安定性が向上するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図。

【図２】図１の分解縦断面図。

【図３】図１，図２における板ばねの正面図。

【図４】従来品の一例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 燃料管， ４ 固定鉄心， ７ コイルホルダ，
９ 外ケース， １２突き当て端面， １８スペーサプ
レート， ２１ 中心孔， ２２ 通孔，２５ 板ば
ね， ２８ シート体， ３０ 弁通路， ３１ シー
ト面， ３５補助板ばね， ３７ 可動鉄心， ３９
弁体， ４１ 弁室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料管と固定鉄心とコイルホルダとを支
   持した外ケースの突き当て端面にスペーサプレート，板
   ばね，シート体が順に重ねて配置されているとともに前
   記スペーサプレートとシート体との間に弁室が形成され
   ており、前記スペーサプレートは前記燃料管から流出し
   た燃料を前記弁室に流入させる通孔を有し、前記板ばね
   は燃料通過可能な薄肉円板状であって中心に可動鉄心と
   弁体とを一体に固着していて前記シート体の弁通路入口
   のシート面に前記弁体を密着させるように働き、前記可
   動鉄心は前記スペーサプレートを非接触状態で貫通して
   いて前記固定鉄心に磁力により吸引されたとき前記弁体
   を前記シート面から離すように働く燃料噴射弁におい
   て；燃料通過可能な薄円板状の補助板ばねが前記スペー
   サプレートを挟んで前記板ばねの反対側に配置され、そ
   の中心に前記可動鉄心が固着されている；ことを特徴と
   する燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 前記板ばねと補助板ばねとは共振周波数
   が異なるものとされている請求項１に記載した燃料噴射
   弁。