JPS61268863A - 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、自動車用のエンジン等に設けられる燃料供給
装置の一構成部品として用いられ、エンジンに供給され
る燃料の噴射量を制御する電磁式燃料噴射弁に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来より、自動車用エンジン等に設けられる燃料供給装
置の一構成部品として、エンジンに供給される燃料の噴
射量を制御する電磁式燃料噴射弁が採用されてきた。

従来の電磁式燃料噴射弁は特公昭５６−１１０７１号公
報に見られるような構成をしており、従来の電磁式燃料
噴射弁の構成を第７図に示す。

図において略円筒状をしたハウジング１１の内部には、
その中心軸部に中心軸線に沿って空洞の固定鉄心１）が
設けられている。この固定鉄心１）の図中下端面には、
隙間を介して対向して可動コア１４が設けられており、
固定鉄心１）の空洞部分に挿入されたバイブ１２と可動
コア１４との間に配設されたスプリング１５により、常
時、可動コア１４は固定鉄心１）から離間する方向に付
勢されている。固定鉄心１）の周囲、ハウジング１１の
内部には電磁コイル１９が設けられており、この電磁コ
イル１９には端子線２２を介して励磁電流が供給される
。

可動コア１４は例えばステンレス製のニードル弁３０と
一体的に連結されており、このニードル弁３０はボディ
３２内に摺動自在に配設され、このニードル弁３０の軸
部３９の上部、下部には各々ニードル弁３０が摺動する
ボディ３２の内径部３６と微少なりリアランスが設定さ
れて、そのニードル弁３０の動きをガイドするガイド部
３７が設けられている。ボディ３２の一端にはニードル
弁３０の弁部３１が着座する弁座３３が形成されており
、弁部３１が弁座３３に着座することで、弁座３３の図
中下方に形成された外部空間に通じる燃料噴射孔３４は
閉じられている。ニードル弁３０の弁部３１の先端には
傘状の頭部４１を有するピン４０が設けられ、このピン
４０は燃料噴射孔３４内に位置し、燃料噴射孔３４の内
周とわずかな隙間を介している。

上記固定鉄心１）の一端は燃料の導入管１６を形成して
おり、フィルタ１７が装着されている。

燃料は加圧されて導入管１６から入り、固定鉄心１）の
パイプ１２中を通り可動コア１４内にニードル弁３０と
の連結部分に形成された燃料流通用の隙間２４、ニード
ル弁３０とボディ３２との摺動隙間３Ｂを介して弁部３
１近傍にまで達している。

該構成を備えた電磁式燃料噴射弁は、電磁コイル１９に
励磁電流が供給されることにより、固定鉄心１）と可動
コア１４との間に電磁吸引力が発生し、スプリング１５
の押圧力に抗して可動コア１４が固定鉄心１）側に吸引
駆動される。これに応じてニードル弁３０もボディ３２
内を図中上方に移動し、弁部３１は弁座３３から離座し
、燃料噴射孔３４を開く。そして弁部３１の近傍にまで
達していた加圧燃料は弁部３１と弁座３３との間の隙間
を通り、燃料噴射孔３４より噴射される。

そして、燃料噴射孔３４から噴射された燃料は燃料噴射
孔３４内に位置するピン４０に沿って噴射され、このピ
ン４０の頭部４１の傘状に広がった部分に噴粒が衝突す
ることで、噴粒を広角度に広がうた微粒化された噴霧と
していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記に示した従来の電磁式燃料噴射弁においては、ニー
ドル弁３０の軸部３９に設けられたガイド部３７とボデ
ィ３２の内径部３６との間に設定されるクリアランスが
数μｍと究めて微少なものであって、加工精度が非常に
厳しいものであって、またこのクリアランスのばらつき
が毎回の弁作動に対する燃料噴射量の安定性に悪影響を
及ぼす等の問題点があった。

従って、本発明の目的は上記問題点に鑑み、ニードル弁
の変位の安定性が向上した電磁式燃料噴射弁を提供する
ことである。

〔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、 中空円筒状のハウジングと、前記ハウジングの内部に設
定された固定鉄心と、前記固定鉄心の外周部分に配置さ
れた電磁コイルと、前記固定鉄心と対向設定される可動
コアと、前記ハウジングと連結され軸方向に円筒状の空
間部分を有しその先端に噴射孔が形成されたボディと、
前記可動コアの端部より突出し前記ボディの空間部分に
設定され前記噴射孔をその先端にて開閉するニードル弁
とを備えた電磁式燃料噴射弁において、前記ニードル弁
の前記ボディの空間部分に位置する部分は前記ボディの
空間部分の内径より充分に小さい径の棒状の軸部をなし
、また前記ボディの空間部分には前記軸部の前記ボディ
の空間部分内での軸方向の変動をガイドする樹脂材料か
らなる支持部材が前記ボディの空間部分の内周壁面に接
触して配設され、前記ニードル弁の軸部は前記支持部材
により軸方向にその変動がガイドされていることを特徴
とする電磁式燃料噴射弁としている。

〔実施例〕

以下、本発明の第１実施例を第１図乃至第３図に基づき
説明する。

図において、１１は中空の略円筒状のハウジングであり
、このハウジング１１内の中心軸部には、中心軸線に沿
って空洞の固定鉄心１）が設けられている。この可動鉄
心１）の一端には、間隔を設定して磁性材料による焼結
金属からなる可動コア１４が対向して設置されるもので
、この可動コア１４と固定鉄心１）との間に配設された
スプリング１５により、可動コア１４は常時固定鉄心１
）から離間する方向に付勢されている。

上記固定鉄心１）の他端は、図示しない燃料供給管に連
結された燃料の導入管１６が形成されており、この導入
管１６内には供給燃料中に混在する異物を捕獲するため
のフィルタ１７が装着されている。

固定鉄心１）の周囲には、スプール１８が設けられ、こ
のスプール１８上には電磁コイル１９が設けられている
。この電磁コイル１９を設けたス・プール１８は、オイ
ルシール用の０リング２０および２１を介して、固定鉄
心１）とハウジング１１との間の環状空間内に固定設定
されている。そして、上記電磁コイル１９には、端字線
２２が接続され、図示しない電子制御装置からワイヤー
ハーネスを介して励磁電流が供給される。この端子線２
２は、ハウジング１１と一体にされる合成樹脂製のコネ
クタ２３内に埋設固定されている。

また可動コア１４の一端からはニードル弁３０が突出し
ており、このニードル弁３０は可動コア１４と同様に焼
結金属により構成されており、可動コア１４とニードル
弁３０は一体成形されている。なおこの一体成形された
可動コア１４とニードル弁３０は一体成形した後に切削
等の加工を行ない、熱処理を加えて表面硬化させたもの
である。

ニードル弁３０はハウジング１１の一端に絞め保持され
た中心軸方向に沿って円筒状の空間部分を有するボディ
３２の内径部３６内に移動自在に配設されている。この
ニードル弁３０の内径部３６内に位置する軸部３９は内
径部３６の径よりも充分に小さい径（例えば１／３乃至
１／４程度）の棒状のものであり、ニードル弁３０の先
端にはボディ３２の内径部３６側の一端に形成された弁
座３３に対応した球面状の弁部３１が形成されており、
ニードル弁３０の弁部３１が弁座３３に着座している時
はボディ３２に形成された外部空間に通じる噴射孔３４
は閉じられている。なお弁部３１には樹脂等の非磁性材
料がコーティングされており、この部分の弁部が保持さ
れている。また軸部３９と弁部３１との接続部分には弁
部３１の端部により段部４４が形成されている。さらに
ニードル弁３０の軸部３９の端部にはハウジング１１と
ボディ３２との間に固定されたストッパ１０と対向する
鍔３５が設けられており、この鍔３５がストッパ１０に
当接することでニードル弁３０のリフト量が規制される
。

ボディ３２の内径部３６内であって・、ニードル弁３０
の軸部３９に沿って段部４４と鍔３５との間にはニード
ル弁３０の軸部３９の軸方向への変位をガイドする支持
部材４０とスプリング４１とが設けられている。この支
持部材は第３図に示すように、両端に馬蹄形状のガイド
部材４２と、このガイド部材４２を連結する三本の支持
棒４３とから構成されており、軸部３９は、ガイド部材
４２の馬蹄形状の中心の孔を貫通しており、この孔は軸
部３９の径と略同径であり、支持棒４３はガイド部材４
２に対して等間隔に配置されている。

この支持部材４０は、例えば耐油性に優れ、柔軟性の高
いいポリアミド樹脂、あるいは摺動性の高いポリアセタ
ール等から構成されている。そしてニードル弁３０と共
にボディ３２に装着された状態では、鍔３５とカイト部
４２の一端との間に配置されたスプリング４１により支
持部材４０は弁部３１側へと押し付けられ、ガイド部材
４２の一端が弁部３１の段部４４に当接し、支持棒４３
が外側にスプリング４１のスプリング力によりたわんだ
状態でボディ３２の内径部３６に接触する。

従って、この支持部材４０が額部３９とボディ３２の内
径部３６との間に介在することで、この間のクリアラン
スは、実質上、零となり、支持棒４３の内径部３６との
接触部分がニードル弁３０を案内し、内径部３６に沿っ
てニードル弁３０は軸方向に変位する。

また上記固定鉄心１）の空洞部分にはバイブ１２が設け
られており、このバイブ１２の一端はスプリング１５の
端部と当接している。このバイブ１２はスプリング１５
の設定荷重が可動コア１４に加わるように固定鉄心１）
の空洞部分内で位置調整した後、絞め係合して取り付け
られている。

上記バイブ１２は導入管１６と連通しており、導入管１
６より供給される加圧燃料は、バイブ１２中を通り、可
動コア１４のコア孔２５、ニードル弁３０の軸部３９と
ボディ３２の内径部３６との間に配設されている支持部
材４０の隙間３８を介して弁部３１の近傍にまで達して
いる。

次に、上記構成においてその作動を説明する。

端子線２２を介して電磁コイル１９内に励磁電流が供給
されると、固定鉄心１）が磁化し、スプリング１５の押
圧力に抗して可動コア１４が吸引される。すなわち、ニ
ードル弁３０が第１図において支持部材４０と伴に上方
に移動し、ニードル弁３０の弁部３１が弁座３３から離
れて燃料噴射弁３４が開かれる。従って、弁部３１の近
傍にまで達した加圧燃料は、燃料噴射孔３４から噴射さ
れるようになる。このように図示せぬ制御位置から励磁
電流が端子線２２に供給されると、この電流に対応して
電磁コイル１９が励磁され、ニードル弁３０の弁部３１
が燃料噴射孔３４を開いて電流の印加時間に対応した燃
料噴射がなされるようになる。

しかして、本実施例においては、ニードル弁３０の軸部
３９に設けられた柔軟性、または摺動性の高い樹脂材料
からなる支持部材４０がその両端のガイド部材４２にて
軸部３９に沿うように装着され、支持棒４３にてスプリ
ング４１のスプリング力により外側にたわんでボディ３
２の内径部３６に接しており、この間のクリアランスを
実質上零としており、ニードル弁３０が変位する時、支
持部材４０が同径部３９に対してニードル弁３０と同様
に摺動しながら変位し、この摺動による軸方向に対する
垂直方向の力が支持棒４３を等間隔に設けることで、軸
部３９に均一に加えられるため、ニードル弁３０の動き
は軸方向のみに規制され、従来の構成のようにクリアラ
ンスのばらつきによる毎回の弁作動に対する噴射量の安
定性が欠けるという点が解消される。また支持部材４０
の二端がスプリング４１によるスプリング力を受けてい
るので、支持部材４０が熱等により膨張、収縮した場合
でも、クリアランス零の状態を保持できるものである。

また、支持部材４０は内径部３６に接触するように装着
すればよいだけなので、従来構成のように厳密なりリア
ランス管理が不要となり、従って製作し易くなる。さら
に軸部３９は充分に細く、また焼結金属で構成し、また
支持部材４０は樹脂材料で構成していることから、ニー
ドル弁３０は極めて軽量のものとすることが可能となり
、従って、可動コア１４とニードル弁３０からなる一体
の可動部材は軽量なものとできることから、可動部材の
移動する時間は短縮でき、応答性を向上できるようにな
る。

次に、本発明の第２実施例について、第４図乃至第６図
に基づき説明する。

本実施例においては、支持部材として第５図（ａｌに示
すような円板部材４５をボディ３２の内径部３６内に複
数個圧入固定する。この円板部材４５には、その中心か
ら放射状に切込み４６が施されている。なお円板部材の
中央部分の肉厚は薄（でもかまわない。

このように内径部３６内に固定された状態で、ニードル
弁３０の弁部３１ならびに軸部３９が第６図に示すごと
（円板部材４５の切込み４６を貫通し、第４図に示すご
とくボディ３２内に配置される。

なお他の構成ならびにその作動は上記第１実施例と同様
であるのでその説明は省略する。

この構成によれば、ニードル弁３０の軸部３９は円板部
材４５の切込み４６の舌状部分に接触しながら変位する
。つまり円板部材４５の中心を摺動する。従って本実施
例構成においても、実質上のクリアランスを零としてお
り、また切込み４６の舌状部分の弾性力が軸部３９の径
方向にのみ作用するので、ニードル弁３０の動きは軸方
向にのみ規制され、上記第１実施例と同様、毎回の弁作
動に対する噴射量は安定する。また熱等により切込み４
６の舌状部分が寸法変位しても、その先端４７が自由端
であるので、常にクリアランス零の状態を保持できる。

またクリアランス管理についても上記第１実施例と同じ
く厳密な管理は全く不要となる。さらに軽量化の点でも
充分に得られる構成となっているので、第１実施例と同
様、応答性を向上できるようになる。

なお第５図世）は軸部３９と切込み４６の舌状部材との
摺動抵抗を減らすために、軸部３９より小さい径の孔４
８を円板部材４５の中心に設けたものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、 中空円筒状のハウジングと、前記ハウジングの内部に設
定された固定鉄心と、前記固定鉄心の外周部分に配置さ
れた電磁コイルと、前記固定鉄心と対向設定される可動
コアと、前記ハウジングと連結され軸方向に円筒状の空
間部分を有しその先端に噴射孔が形成されたボディと、
前記可動コアの端部より突出し前記ボディの空間部分に
設定され前記噴射孔をその先端にて開閉するニードル弁
とを備えた電磁式燃料噴射弁において、前記ニードル弁
の前記ボディの空間部分に位置する部分は前記ボディの
空間部分の内径より充分に小さい径の棒状の軸部をなし
、また前記ボディの空間部分には前記軸部の前記ボディ
の空間部分内での軸方向の変動をガイドする樹脂材料か
らなる支持部材が前記ボディの空間部分の内周壁面に接
触して配設され、前記ニードル弁の軸部は前記支持部材
により軸方向にその変動がガイドされていることを特徴
とする電磁式燃料噴射弁としたことから、 支持部材がニードル弁の軸部とボディの内周壁面との間
のクリアランスを、実質上、零にしており、弁の作動は
軸方向にのみ規制されるようになって従って毎回の弁作
動に対する燃料噴射量は充分に安定すると共に、ニード
ル弁等の可動部材の軽量化が可能となるので、応答性の
点でも向上するという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す電磁式燃料噴
射弁の断面図、第２図、および第３図は本発明の第１実
施例の要部構成を示す部分断面図、および斜視図、第４
図、第５図および第６図は本発明の第２実施例の要部構
成を示す部分断面図、および斜視図、第７図は従来の電
磁式燃料噴射弁の断面図である。 １１・・・ハウジング、１）・・・固定鉄心、１４・・
・可動コア、１５・・・スプリング、１９・・・電磁コ
イル。 ３０・・・ニードル弁、３１・・・弁部、３２・・・ボ
ディ。 ３４・・・噴射孔、３６・・・内径部、３９・・・軸部
、４０・・・支持部材、４１・・・スプリング、４２・
・・ガイド部材、４３・・・支持棒、４４・・・段部、
４５・・・円板部材。 ４６・・・切込み。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空円筒状のハウジングと、前記ハウジングの内
   部に設定された固定鉄心と、前記固定鉄心の外周部分に
   配置された電磁コイルと、前記固定鉄心と対向設定され
   る可動コアと、前記ハウジングと連結され軸方向に円筒
   状の空間部分を有しその先端に噴射孔が形成されたボデ
   ィと、前記可動コアの端部より突出し前記ボディの空間
   部分に設定され前記噴射孔をその先端にて開閉するニー
   ドル弁とを備えた電磁式燃料噴射弁において、 前記ニードル弁の前記ボディの空間部分に位置する部分
   は前記ボディの空間部分の内径より充分に小さい径の棒
   状の軸部をなし、また前記ボディの空間部分には前記軸
   部の前記ボディの空間部分内での軸方向の変動をガイド
   する樹脂材料からなる支持部材が前記ボディの空間部分
   の内周壁面に接触して配設され、前記ニードル弁の軸部
   は前記支持部材により軸方向にその変動がガイドされて
   いることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
2. （２）前記支持部材は複数の馬蹄形状のガイド部材と、
   各ガイド部材を連結する複数の支持棒とから構成され、
   前記支持部材は前記支持棒が前記ボディの空間部分の内
   周壁に接触して配設され、前記ニードル弁の前記軸部は
   前記ガイド部材の中心部分を貫通していることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の電磁式燃料噴射弁。
3. （３）前記支持部材はその中心より放射状に切込みの入
   った円板部材であって、前記円板部材が前記ボディの空
   間部分に固定され、前記ニードル弁の前記軸部が前記円
   板部材を貫通していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の電磁式燃料噴射弁。