JPS61101667A - 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、例えば自動車用のエンジンへ燃料を噴射して
供給する電磁式燃料噴射弁に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のボール弁式電磁弁燃料噴射弁は、特開昭５９−７
７６９号公報に示されるような構成をしており、円形平
板状の可動鉄心と一体的に結合されたボール弁体がハウ
ジング内部に設けられた電磁コイルに励磁電流が供給さ
れて固定鉄心が磁化されることにより、可動鉄心がスプ
リングの押圧力に抗して固定鉄心側に吸引され、ボール
弁体がリフトする。そしてそれまでボール弁体により閉
じられていたボディの噴孔が開き、燃料が開いた噴孔よ
り噴射される。その後、励磁電流の供給が終了すると、
固定鉄心と可動鉄心との間の吸引力は消滅し、スプリン
グの押圧力を可動鉄心が受けてボール弁体はボディの噴
孔を閉じて燃料の噴射を遮断する。

上記の作動を繰り返すことにより電磁式燃料噴射弁から
エンジンに燃料が供給される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記公報に示される電磁式燃料噴射弁には、可動鉄心に
一体に結合されたボール弁体を案内するガイド部材が設
けられているが、このガイド部材のガイド部分はボール
弁体の球状面と接触して、案内しているために、ガイド
部分にてボール弁体が回転変動し、可動鉄心がボール弁
体を中心に傾斜し、この傾斜した常態にて可動鉄心が固
定鉄心側に吸引されるために、毎回の作動行程が安定し
ない状態で可動鉄心、および弁体の動作が繰り返された
。このために安定した噴射量計量精度が得られないとか
、噴霧の毎回安定性が損なわれるという問題点があった
。

また、上記問題点を解決するための構成として、特開昭
５６−４４４５０号公報に示されるような案内ダイヤフ
ラムを可動鉄心とハウジングとの間に固定した構成ある
いは特開昭５９−５６７号公報に示されるような平板状
スプリングを球状形体の最大径位置外周面に連結した構
成が有るが、特開昭５６−４４４５０号公報では案内ダ
イヤフラムをゆるみなく、極めて精度よく、可動鉄心と
ハウジングとの間に固定する必要があり、かつ、可動鉄
心の厚さ、ハウジングの固定部分の平行度を極めて厳密
に設定する必要があり、また特開昭５９−５６７号公報
では平板状スプリングが球状弁体に連結されているので
、平板状スプリング平面度、及び周方向におけるバネ特
性の不均一さが直接可動鉄心の動きに影響し、両公報と
も可動鉄心の動作中の姿勢を平行に保持することが困難
であり、共に各部品の寸法精度、形状精度を厳密にしな
ければならないものであった。これにより加工コストが
著しく高（なってしまうという問題点があった。

従って、本発明の目的とするところは、製作し易く、か
つ可動鉄心、つまり弁体の動作が常に安定したものであ
って、安定した噴射量計量精度が　　　　−得られ、か
つ噴霧の毎回安定性が良好な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〕

上記の問題点を解決するために、本発明においては、ハ
ウジングと、ハウジングの内部に固定された電磁コイル
および固定鉄心と、ハウジング内に形成された燃料の流
入供給される弁室と、この室から燃料を噴射するための
噴射用通路及び弁座が形成されたボディと、前記弁座を
開閉するボール弁体と、ボール弁体を弁座に押圧するス
プリングと、このボール弁体に一体的に設けられ、上記
固定鉄心に励磁状態で吸引駆動され、上記弁体を弁座か
ら引き離す平板状の可動鉄心とを具備する電磁式燃料噴
射弁において、前記ボール弁体の外周に沿って、その内
周部に当接する板バネ部材が設けられ、この板状バネ部
材の内径はボール弁体の径よりも小さく、かつ板状バネ
部材のボール弁体との当接位置は、ボール弁体の移動方
向に対し垂直方向での最大位置よりポール弁体移動方向
に沿ってずれている電磁式燃料噴射弁としている。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図、第２図および第３図に
もとづき説明する。

図において１はハウジングであり、このハウジング１の
一端開口部にはボディ２およびスリーブ３が取り付けら
れている。ハウジング１内にはその内部が中心軸に沿っ
て空洞の固定鉄心４および電磁コイル５が設けられてお
り、電磁コイル５の下方、ハウジング１の内周面に形成
された段部１０の下側には、固定鉄心４の外周と隙間を
介して円環状のスペーサ９が設けられ、このスペーサ９
とボディ２との間にはガイド部材７が設けられ、このガ
イド部材７はボディ２と溶接等により一体的に結合して
いる。従って、スペーサ９、ガイド部材７、ボディ２、
およびスリーブ３は軸方向に沿ってこの順に・配置され
、ハウジング１の開口縁部１ａを絞ることにより、ハウ
ジング１の開口縁部１ａと段部１０との間に挟持されて
いる。なおボディ２の外周とハウジングｌの内周との間
にはこの間の液密を保持するための０リング６が設けら
れている。電磁コイル５は樹脂製の枠体５ａに銅等の金
属線を巻いたものであって、ハウジング１の内部空間の
固定鉄心４の外周部分に設けられており、コネクタ８を
介して図示しない制御装置から励磁電流の供給を受ける
。

固定鉄心４の電磁コイル５の下端側には、複数の孔から
なる燃料流通用の通路４８が形成されており、またこの
固定鉄心４の他端には燃料の導入口１１が開口されてお
り、この導入口１１はストレーナ１２を備えている。固
定鉄心４の中心軸空洞部分には、パイプ１３が設けられ
ており、固定鉄心４に対して位置調整後かしめ係合され
ている。

上記パイプ１３は弁室１４に連通されている。すなわち
固定鉄心４およびスペーサ９とガイド部材７との間には
上記弁室１４が形成されており、この弁室１４内には、
磁気特性の良好なパーマロイ等からなる円板状の可動鉄
心１５とこの可動鉄心１５に一体的に結合されたボール
弁体１６が変位可能に収容されている。

可動鉄心１５はスペーサ９の端面に接触自在に対向して
とり、上記パイプ１３との間に架は渡されたスプリング
１７によって常に固定鉄心４がら離れる方向、つまりボ
ディ２側に向がって押圧付勢されている。なお、スプリ
ング１７の押圧力はパイプ１３の取着位置を変更するこ
とにより調整される。また、可動鉄心１５の周端部には
複数の孔からなる燃料の通路１９が設けられ、この通路
１９は可動鉄心１５が弁室１４内で円滑に動き得るよう
に燃料逃しの機能も備えている。

ガイド部材７には上記ボール弁体１６が挿脱され、ボー
ル弁体２０の動きを軸方向に案内する挿通孔２０が形成
されているとともに、弁室１４内の燃料を導く導通孔２
１が形成されている。そしてボディ２には上記ボール弁
体１６が接離される円錐状の弁座２２が形成されている
とともに、この弁座２２の中央部には噴孔２３が開設さ
れている。噴孔２３はスリーブ３の通孔２４に連なり、
この通孔２４は噴孔２３の開口径よりも充分に大きい開
口径をなしている。

上記ガイド部材７とボディ２との間には、弁室１４内の
燃料が導通孔２１により導びがれる燃料室１８が形成さ
れており、この燃料室１８には板状バネ部材４０が設け
られている。

板状バネ部材４０は金属製の薄い円形平板状のものであ
って、その中央には孔が設けられている。

この板状バネ部材４０の外周端部４４は、ガイド部材７
とボディ２とにより板状バネ部材４ｏの孔が中心軸上に
配置されるように挟持、固定されており、ガイド部材７
とボディ２との結合時に同時に固定されるものである。

また板状バネ部材４０の内周部４１の中央の孔の内周端
面４２は前記ボール弁体１６の外周面と当接しており、
この内周端面４２には、面取りが施されている。さらに
この板状バネ部材４０の内周部４１の内径はボール弁体
１６の径よりも小さいものであって、板状バネ部材４０
の内周端面４２とボール弁体１６の外周面とが当接する
位置は、ボール弁体１６、ならびに可動鉄心１５の移動
方向に対し垂直方向であってボール弁体１６の最大径位
置より、ボール弁体１６、ならびに可動鉄心１５の移動
方向に沿ってボディ２側にずれており、このずれはボー
ル弁体１６、ならびに可動鉄心１５のリフト量と同等も
しくはそれより少し大きいものである。

なお、板状バネ部材４０には燃料室１８内の燃料の流れ
を妨げないように燃料が流通する流通孔４３が複数ケ所
に設けられている。

そして、上記電磁コイル５に励磁電流が供給されると電
磁吸引力によって可動鉄心１５がスプリング１７の押圧
力に抗して固定鉄心４側に吸引され、一体に設けられた
ボール弁体１６が弁座２２から離れて噴孔２３を開くよ
うになっており、また励磁電流の供給がない場合にはス
プリング１７の押圧力により可動鉄心１５がボディ２側
に押圧され、ボール弁体１６が弁座２２に着座して噴孔
２３を蘭じるようになっている。そして、上記燃料噴射
弁は、電磁式燃料噴射弁のスリーブ３を図示しないゴム
ブツシュを介して図示しない吸気管に取り付けられてい
る。

このように構成された燃料噴射弁の作動について説明す
れば、図示しない燃料ポンプによって送られてくる燃料
は、予め図示しない圧力調整弁により大気圧に対して２
〜３ｋｇ／ｃｔＡ程度の低圧に調圧されて導入口１１に
導かれる。導入口１１に供給された燃料は、ストレーナ
１２、パイプ１３、固定鉄心４の通路４８、固定鉄心４
とスペーサ９との間の隙間、可動鉄心１５の通路１９等
を介して弁室１４へ導かれ、さらに導通孔２１を介して
燃料室１８に導かれる。すなわち燃料室１８には常に燃
料が充満されている。電磁コイル５が励磁されて可動鉄
心１５が固定鉄心４に吸引されてリフトされるとボール
弁体１６が弁座２２から離されるので、燃料室１８内の
燃料はボール弁体１６と弁座２２との隙間を介して噴孔
２３から図示しないエンジンへ噴射される。したがって
電磁コイル５へ通電する時間をエンジンの運転状況に応
じて制御すれば、燃料の噴射量をエンジンの運転条件に
対応する量に調整することができる。

しかして本実施例においては、燃料室１８内に配設され
た板状バネ部材４０の内周端面４２がボール弁体Ｉ６の
その移動方向に対し垂直方向の最大径位置よりボディ２
側にボール弁体１６のリフト量と同等、もしくはそれよ
り少し大きい位置で当接することから、ボール弁体１６
の弁座２２への着座時には確実に板状バネ部材４０の内
周部４１の中央の孔により位置決めされる構成となって
おり、ボール弁板１６と可動鉄心１５からなる組立体は
、ボール弁体１６がボディ２の弁座２２に着座した状態
において、スペーサ９に対して平行な姿勢から、可動鉄
心１５の周端部の一部がスペーサ９に接触する姿勢まで
、任意の傾斜した姿勢にて静止することが可能であるが
、電磁コイル５に励磁電流が供給されて、固定鉄心４側
に可動鉄心１５、ならびにボール弁体１６が電磁吸引力
により吸引されると、スペーサ９の端面と可動鉄心１５
の周端部上面とが接触し、平行な姿勢となり、その後、
電磁コイル５への励磁電流の供給が切れると、スプリン
グ１７の押圧力によりボディ２側へと可動鉄心１５なら
びにボール弁体１６が押し戻され、この時、平行な状態
で板状バネ部材４０の内周端面４２が当接しており、こ
の内周端面４　　　′２とボール弁体１６の外周との間
に生じる摩擦力ＦＦにより、この平行な姿勢を保持しな
がらボール弁体１６は弁室２２に着座されるようになる
。

ここで上記摩擦力ＦＦについて述べる。第３図にボール
弁体１６と板状バネ部材４０との当接部分を示す。図に
おいて、摩擦力ＦＦは板状バネ部材４０の図中上方への
押圧力ＦＰの分力ＦＲ（＝Ｆｐ／ｓｉｎθ）により、 ＦＦ−μＦＲ（μは摩擦係数） で表わせ、この摩擦力ＦＦはボール弁体１６が、図中、
時間回りに回転しようとする場合、図示方向に作用し、
またボール弁体１６が反時計回りに回転しようとする場
合は、図示の逆方向作用する。

従って、ボール弁体１６は上記摩擦力により回転が抑止
され、ボール弁体１６と一体に自足された可動鉄心１５
も一定の姿勢を保持する。

このことから、初めに（頃斜した姿勢の可動鉄心１５で
あっても、一度リフトされると、可動鉄心１５は常にス
ペーサ９に対して平行な姿勢保持されるようになって、
このため、毎回の弁作動は安定し、安定した噴射量計量
精度が得られると共に、噴霧の毎回安定性が良好なもの
となる。

上記実施例では、ボール弁体の軸方向の動きを案内する
ために、ガイド部材７を用いていたが、第４図に示すと
と（、ガイド部材７を板状バネ部材４０の外周端部４４
のボディ２に対する固定部材の機能のみ持たせて、板状
バネ部材４０の内周端面４２とボール弁体１６との当接
位置を最大位置より可動鉄心１５のリフト量だけずれた
位置として、常時、ボール弁体１６の外周と板状バネ部
材４０の内周端面４２とを当接させて、ボール弁体１６
を板状バネ部材４０により軸方向に案内させる構成とし
てもよく、また、第５図に示すごと板状バネ部材４０の
押圧力Ｆｐの方向を上記実施例とは逆にボディ２側に作
用させてもかまわない。

なお、この場合、弁室１４は燃料室１８を兼用したもの
となる。

次に板状バネ部材４０の内周端面４２の形状について、
他の実施例を述べる。

第６図においては、板状バネ部材４０の内周端面４２を
テーパー状に形成しており、第７図においては、内周端
面４２をボール弁体１６の外周形状と一致する球面状に
形成し、この内周端面４２にてボール弁体１６と当接さ
せている。本構成をとることで、板状バネ部材４０の内
周端面４２とボール弁体１６の外周との互いの当接部の
摩耗は低減される。また、第１０図においては、板状バ
ネ部材４０の内周部４１の片面に円錐面４５を形成する
ように内周部４１を延出させ、この円錐面４５にてボー
ル弁体１６の外周と当接させる構成としてもよく、第１
１図に示すごとく、板状バネ部材４０の内周４１にボー
ル弁体１６の外周と当接する部材６０を、この内周部４
１に絞め、圧入、あるいは溶接等により固定し、この当
接部材６゜のボール弁体１６の外周との当接面６１を円
錐面（または球面）として、この円錐面（または球面）
の当接面６１にてボール弁体１６の外周と当接させる構
成してもかまわない。

第１０図にはボール弁体１６の上下より板状バネ部材４
０がボール弁体に当接する他の実施例を示す。図中、板
状バネ部材４０の内周部４１は第１１図に示す様にその
内側に６枚もしくはそれ以上の舌状部７２．７３を有し
、該舌状部７２は、ボール弁体１６の可動鉄心１５側に
て、舌状部７３は、ボディ２側にて、つまり、ボール弁
体１６の最大径位置よりずれた位置にて、各々当接する
様、交互に板状バネ部材４０の内周部４１の内側に配置
される。上記構造を有する板状バネ部材４０は、上記舌
状部７２を弾性的に変形させてボール弁体１６に組付ら
れる。

なお、上記の各実施例において、ボール弁体１６は板状
バネ部材４０との当接部分での摩擦力Ｆによりその回転
を抑止されているので、可動鉄心１５の精密加工は必要
なく、板状バネ部材４０の形状等も厳密な加工が不要で
ある。

〔発明の効果〕

以上、述べたように本発明において、ハウジン　　　グ
と、ハウジングの内部に固定された電磁コイルおよび固
定鉄心と、ハウジング内に形成された燃料の流入供給さ
れる弁室と、この室から燃料を噴射するための噴射用通
路及び弁座が形成されたボディと、前記弁座を開閉する
ボール弁体と、ボール弁体を弁座に押圧するスプリング
と、このボール弁体に一体的に設けられ、上記固定鉄心
に励磁状態で吸引駆動され、上記弁体を弁座がら引き離
す平板状の可動鉄心とを具備する電磁式燃料噴射弁にお
いて、前記ボール弁体の外周に沿って、その内周部にて
当接する板状バネ部材が設けられ、この板状バス部材の
内径はボール弁体の径よりも小さく、かつ板状バネ部材
のボール弁体との当接位置は、ボール弁体の移動方向に
対し垂直方向での最大径位置よりボール弁体移動方向に
沿ってずれている電磁式燃料噴射弁としたことから、板
バネ部材とボール弁体との当接部分にてボール弁体の回
転を妨げる摩擦力が生じ、この摩擦力によりボール弁体
の回転が抑止されることで、ボール弁体と一体的に設け
られた可動鉄心も一定の姿勢を保持し、かつ、吸引され
ている間は平行な姿勢となっているので、常に可動鉄心
は平行な姿勢を保持しており、この結果、毎回の弁作動
が安定して良好な噴射量計量精度、噴霧の毎回安定性が
大幅に向上し、このため、エンジンのアイドル時の回転
変動の軽減、空燃比の気筒間のバラツキ低減が可能とな
るという優れた効果があるとともに、当接部分の摩擦力
ＦＦのみにより可動鉄心の姿勢矯正を行っているので、
各部品等には厳密な加工は不要となり、このことから製
作の簡単化が可能となって、従ってコスト低減も可能と
なるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電磁式燃料噴射弁の断
面図、第２図及び第３図は第１図構成の要部を示す部分
断面図、第４図及び第５図は本発明の他の実施例を示す
部分断面図、第６図、第７図、第８図及び第９図は本１
発明の板状バネ部材とボール弁体との当接に関する他の
実施例を示す図、第１０図及び第１１図は本発明の板状
バネ部材の形状に関する他の実施例を示す図である。 １・・・ハウジング、２・・・ボディ、４・・・固定鉄
心。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ハウジングと、ハウジングの内部に固定された電磁コ
   イルおよび固定鉄心と、ハウジング内に形成された燃料
   の流入供給される弁室と、この室から燃料を噴射するた
   めの噴射用通路及び弁座が形成されたボディと、前記弁
   座を開閉するボール弁体と、ボール弁体を弁座に押圧す
   るスプリングと、このボール弁体に一体的に設けられ、
   上記固定鉄心に励磁状態で吸引駆動され、上記弁体を弁
   座から引き離す平板状の可動鉄心とを具備する電磁式燃
   料噴射弁において、前記ボール弁体の外周に沿って、そ
   の内周部にて当接する板状バネ部材が設けられ、この板
   状バネ部材の内径はボール弁体の径よりも小さく、かつ
   板状バネ部材のボール弁体との当接位置は、ボール弁体
   の移動方向に対し垂直方向での最大径位置よりボール弁
   体移動方向に沿ってずれていることを特徴とする電磁式
   燃料噴射弁。