JPS63212763A - 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） 本発明は内燃機関に燃料を供給するための電磁式燃料噴
射弁に関する。

（従来の技術） 従来一般の電磁式燃料噴射弁は、噴射孔および弁座なら
びに案内孔が形成された弁本体と、当接部を備えて上記
弁本体内で移動される弁部材とを有している。該弁部材
はその当接部が弁座に当接して内燃機関への燃料の供給
を停止する閉位置と、その当接部が弁座から離隔されて
内燃機関への燃料の供給を許す開位置との間で上記弁本
体の案内孔内に移動可能に収容されている。そして、弁
部材は電磁アクチュエータによって駆轄されることによ
り開位置と閉位置との間で移動されるようになっている
。

上記のごとき電磁式燃料噴射弁は、内燃機関のシリンダ
または吸気管内に燃料を噴射するべく装着されており、
したがって弁本体及び弁部材の少なくとも先端部はシリ
ンダ内または吸気管内に露出した状態になっている。こ
のため、燃焼残漬または燃料中の気化残渣がその弁本体
及び弁部材の先端部表面に付着、堆積する。このような
残渣の付着、堆積は、燃料噴射時、つまり弁部材が開位
置を占めている時には起きにクク、燃料噴射休止時、つ
まり弁部材が閉位置を占めている時に生じ易い。

このため、残漬が燃料ＵＡｉＩ用の間隙を画定している
弁座の部分に付着、堆積し、その燃料Ｗ４Ｉ用の間隙の
有効開口面積を次第に減少して燃料流量の減少を来たし
、機関性能を低下させるという問題がある。

そこで従来、特開昭６０−２５６５５３号公報に示され
ているように、燃料１１ｅ用の隙間を弁部材の当接部よ
りも燃料の流れる方向に関して上流側に形成することで
残渣堆積に起因する噴射量の低下を防止する提案がなさ
れている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記公報に示された構造は、弁部材に形
成されこの弁部材を案内孔内で案内する摺動部に、軸方
向に沿う縦溝を形成することにより燃料ｍ１ｌｌ用の間
隙を構成するものである。

このものによると、周方向に圧力分布が一様な噴射流を
形成するためには上記摺動部に周方向に複数の調量用縦
溝を形成する必要があり、しかも燃料流量の調整は、噴
射量を測定してこれを修正するため上記調量用縦溝の幅
または深さを加工し、再び噴射ｌを測定して修正加工す
るなどの精密な修正加工を繰返して行う必要がある。

このため、周方向に複数のｒｓｍ用縦溝を形成した構造
では、各縦溝をそれぞれ修正加工しなければならず、加
工箇所が多くて作業がきわめて非能率となる不具合があ
った。

本発明の目的は、調量個所を単純な形状とし、加工、修
正作業が容易に行える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） 本発明においては、弁部材に、当接部よりも燃料の流れ
る方向に関して上流側に位置して円環状の張出部を形成
し、この張出部と弁本体の案内孔の内周面との間に燃料
調量用のオリフィスを形成したことを特徴とする。

（作　用） 本発明によると、燃料調量用のオリフィスが弁座に当接
して閉弁状態を保つ当接部よりも燃料の　　−流れ方向
上流側に位置しているので、このオリフィスに残渣が堆
積することはない。

しかも上記オリフィスは、弁部材に円環状の張出部を形
成することにより構成されるので、この張出部は弁部材
と工具との相対的な回転により加工することができ、加
工および燃料流量の調整加工をきわめて容易になし得る
。

（実施例） 以下本発明について、第１図ないし第８図に示す第１の
実施例にもとづき説明する。

第８図には本発明による内燃機関用電磁式燃料噴射弁１
が組み込まれた、車輌の燃料供給システムが示されてい
る。この燃料供給システムは燃料タンク２を有しており
、該燃料タンク２から電動ポンプ３により圧送される燃
料はフィルタ４を通過して供給路６に送られ、その供給
路６を通って圧力制御弁７に送られる。供給路６内の加
圧燃料は分岐管８を通って燃料噴射弁１に送られる。圧
力制御弁７は電動ポンプ３から圧力制御弁７までの間の
供給路６内の燃料圧力を一定に保ち、この結果燃料噴射
弁１にはその圧力制御弁７によって調圧された一定圧力
の燃料が送り込まれるようになっている。

本発明による電磁式燃料噴射弁１は、一般的には火花点
火式内燃機関の吸気管へ燃料を供給する。

燃料は比較的蒸気圧の低いガソリンが用いられる。

供給圧は２５０ｋｐａ程度の比較的低圧である。またこ
の供給圧は吸気管内の圧力に対して一定の差圧となるよ
うに上記圧力制御弁７によって調圧されている。

電磁式燃料噴射弁１は、弁本体１１と、弁ケース１２と
を有し、その弁ケース１２の先端部を折り曲げて弁本体
１１に押し付けることによってこれら弁本体１１と弁ケ
ース１２が一体に連結されている。そして、弁本体１１
にはケースカバー１３が圧入により取り付けられている
。

第１図にも詳細に示されているごとく、弁本体１１には
調量が完了した燃料を吸気管内に噴射供給するための噴
射孔１４と、截頭円錐面で形成された弁座１６とが形成
されている。また、弁本体１１には案内孔１７が形成さ
れ、その案内孔１７には細長いニードル形式の弁部材２
０が収容されている。

弁部材２０には上記噴射孔１４内に延在するビン１５が
一体に形成されているとともに、軸方向に互に離間して
２つの摺動部２１及び２２が備えられ、これら摺動部２
１および２２は第２図および第４図に示すように、４面
の平坦部分を有し、これら平坦部が案内孔１７の壁面に
対して数μｍの間隙が得られるようにして滑らかに摺動
可能に嵌合されている。また、弁部材２０には、上記ビ
ン１５の根元に位置して当接部２３が形成されており、
第５図ないし第７図に示されているごとく、この当接部
２３は、弁座１６に当接して噴射孔１４を閉じる第６図
に示された閉位置と、弁座１６からリフト量Ｈだけ離間
されて噴射弁１４を開ける第７図に示された開位置との
間で弁本体１１に対して移動可能となっている。

そして、弁部材２０には、この弁部材２０が第７図に示
された開位置を占める時、弁座１６と協働してこの弁座
１６との間に燃料ｌｉｌ用の第１の間隙２４を画定する
調量部画定部分２６が形成されており、この第１の間隙
２４は調量面積Ａ１を有しているとともに、その調量部
画定部分２６は截頭円錐面にて形成されている。また、
第７図から明らかなように、調量部画定部分２６は燃料
噴射弁１内を流れる燃料の流れに関して当接部２３の上
流側に位置している。

上記第１の間隙２４の上流側に位置して、弁部材２０に
は円環状の張出部２７が形成されている。

本実施例において張出部２７は下流側摺動部２１と上流
側摺動部２２との間に７ランジ形をなして形成されてお
り、この張出部２７は外周面と前記弁本体１１の案内孔
１７の内面との間で燃料調ｍ用の第２の間隙、すなわち
オリフィス２８を構成している。

この燃料調量用のオリフィス２８は、例えば上記張出部
２７と案内孔１７の内面との間の間隙が数１０μｍに設
定されて所定の調量面積Ａ２を有し、前記燃料調量用の
第１の間隙２４へ送られる燃料に対し、所定の圧力損失
のうちの５％ないし７０％の圧力損失をこの燃料調量用
のオリフィス２８が受け持ち、残りの圧力損失を上記燃
料調量用の第２の間隙２４および前記噴射孔１４とビン
１５との間に形成された隙間２５が受け持つように設定
されている。

なお、噴射孔１４と弁部材２０のビン１５との間の間隙
２５は全体の圧力損失の２０％以下、望ましくは５％以
下に設定されている。

一般に調量面積Ａと噴１）ｊｆｆｉＱとの間には次式の
関係がある。すなわち、 ここでＣは流ｌ係数、９は重力換算係数、Ｐｆは供給圧
、γは燃料の比重量である。

実施例のように多段の調量箇所Ａ１．Ａ２から構成され
るものでは、前記（１）式は次式のようにも表わせる。

流量係数はＣ−０，８〜０．９程度でそれほど大きな差
はない。

また、燃料噴射弁１内では燃料調量用のオリフィス２８
の面積Ａ２　、　ＩＩ量画定部の面積Ａ１にくらべ他の
部分の流路面積ＡｉはＡｔ＜Ａｉ。

Ａ２＜Ａｉとなるように設定しているため、（２１式は
次式のように表わしても実際に差し支えない。

“１０３０ また、Ｃ１さ０２と見なせば、 Ｐ、＋Ｐ２＝Ｐｆ （ここで、Ｐｌは調量画定部の面積Ａ１部分に対応する
損失圧力、Ｐｌは燃料ｖＡ！１用のオリフィス２８の面
積Ａ２部分に対応する損失圧力）である。

つまりオリフィス２Ｂで５％〜７０％の圧力損％であり
、ｔ４）式より 従って（５式から次のように設定すれば良い。

また噴射孔１４における間隔２５の面積Ａ３はＡ１．Ａ
２の相当面積Ａｓに対して（５）式を用いて計算できる
。

したがって とすることができる。

第８図に示すように、弁部材２０の後端と弁ケース１２
との間にはディスク状のストッパ３１が嵌挿固定され、
弁部材２０に備えられたフランジ３２がそのストッパ３
１に当接することによって弁部材２０の開位置が定まる
ようになっている。

そして、弁部材２０の後端部はそのストッパ３１を貫通
して弁ケース１２内に延び入っている。

弁ケース１２内には、弁部材２０を駆動してこの弁部材
２ｏを第６図に示された閉位置と、第７図に示された開
位置との間で移動させる電磁アクチュエータ３５が配備
されでいる。

電磁アクチュエータ３５は弁部材２０の後端部に連結さ
れたアーマチュア３６と、弁ケース１２に対して固定し
た関係をなして装備されたステータ３７と、そのステー
タ３７のまわりに巻装された電磁コイル３８とを有して
いる。

アーマチュア３６は復帰用コイルばね３９によって閉位
置へ向けて、すなわち第８図で見て下方に付勢されてお
り、電磁コイル３８に電流が供給されると電磁力が発生
し、この電磁力によってアーマチュア３６はコイルばね
３９の付勢力に抗してステータ３７へ向けて吸引され、
フランジ３２がストッパ３１に当接することにより弁部
材２０は第７図に示された開位置を占める。電磁コイル
３８への電流の供給が停止すると、弁部材２０は復帰用
コイルばね３９の付勢力によってステータ３７から離れ
る方向に移動し、弁部材２ｏの当接部２３が弁座１６に
当接することによってその弁部材２０は第６図に示され
た閉位置を占める。電磁コイル３８は端子４１を介して
マイクロコンピュータを含む電子制御回路４２に接続さ
れ、その電子制御回路４２が電磁コイル３８への電流の
供給及び停止を制御するようになっている。

ステータ３７にはフランジ４３が一体をなして備えられ
、このフランジ４３は弁ケース１２の後端に固定して取
り付けられている。ステータ３７に対し反対側のフラン
ジ４３の端面からは分岐管８に接続される継手部４４が
一体をなして延びており、その継手部４４内にはフィル
タ４６が配備されているとともに、復帰用コイルばね３
９の付勢力を調節するためのアジヤスティングバイブ４
７が配備されている。

アジヤスティングパイプ４７の内部通路４８の上流側端
部は継手部４４を介して分岐ＩＨ８に連通し、また、下
流側端部は、アーマチュア３６に形成された中心孔４９
及びそのアーマチュア３６の外周部、弁部材２０の平坦
面部５１、ストッパ３１の中心孔５２及び弁部材２０と
案内孔１７の壁面との間の燃料通路５３を介して上述し
た弁座１６に連通している。

弁部材２０が第７図に示された開位置を占めると、分岐
管８からの加圧燃料は弁座１６を通って噴射孔１４から
吸気管内へ噴射されるようになっている。

なお、前述のビン１５には、噴射する燃料を広げて良好
な噴霧を形成するために傘１５ａが設けられている。こ
こで良好な噴霧とは粒径数１００μ謡および適度な噴霧
角（吸気管噴射では２０°程度）をなす噴霧のことであ
る。本発明のように噴射孔１４の面積Ａ３を広げている
ものは噴霧を広げるため傘１５ａの有効面積ＡａをＡａ
　／Ａ３−０．５以上に設定する必要がある。

ただし φｄｐ：傘の外径 φｄｐ：ビンの外径 φｄｅ：噴孔径 である。

次に、以上説明した内燃機関用ｉ！磁式燃料噴射弁１の
作動について説明する。

電子制御回路４２から電磁アクチュエータ３５の電磁コ
イル３８に電流が供給されていない時、弁部材２０は復
帰用コイルばね３９の付勢力によって第６図に示された
閉位置を占め、その閉位置において、弁部材２０の当接
部２３は弁本体１１の弁座１６に当接し、内燃ｌ１ｍへ
の燃料の供給を停止している。このような閉位置を占め
ている時、シリンダ内または吸気管内の燃焼残渣または
燃料中の気化残渣Ｒが弁座１６の、当接部２３に対応し
た被当接部６１よりも下流側の部分の面上に、また、弁
部材２０の、当接部２３よりも下流側の部分の面上に付
着、堆積する。一般的にはビン１５のまわりに最も多く
堆積し他の部分にはあまり堆積しない。

しかしながら、本発明ではビン１５のまわり、すなわち
噴射孔の面積Ａ３は調量面積Ａｓ　、　Ａ２に対して大
きくしであるので堆積によっても噴射量そのものへの影
響は極めて少ない。また、閉位置を占めている時には、
弁部材２０及び弁座１６の、それぞれの当接部２３及び
被当接部６１よりも上流側の部分、すなわち調量部画定
部分２６は当接部２３によってシリンダ内または吸気管
内との直接の連通から断たれているので、ＩＩ部画定部
分２６の面上に残渣Ｒが付着、堆積することはない。

電子制御回路４２から電磁コイル３８に電流が供給され
ると、弁部材２０は復帰用コイルばね３９の付勢力に抗
してステータ３７に吸引され、７ランジ３２がストッパ
３１に当接するまでにリフト量Ｈだけ移動して弁部材２
０は第７図に示された開位置を占める。

分岐管８からの加圧燃料はフィルタ４６、アジヤスティ
ングパイプ４７の内部通路４８、アーマチュア３６の中
心孔４９、弁部材２０の頭部に形成した平坦部５１、ス
トッパ３１の中心孔５２、オリ（フィス２８、燃料通路
５３、燃料調量用の第１の間隙２４及び噴射孔１４を通
ってシリンダ内または吸気管内に噴射される。

第７図から明らかな通り、弁部材２０が開位置を占める
と、燃料はオリフィス２８及び調量用の第１の間隙２４
によって調量されるが、弁部材２０の調量部画定部分２
６上及びそれと協働して上記第１の間隙２４を画定する
弁座１６の部分上には残渣が付着、堆積していないので
、上記第１の間隙２４のＪｆｆｉ面積Ａ１はその残渣の
影響を受けることがなく、常に一定したｌｌｌ佳作用行
うことが可能である。

第１図ないし第８図に示された燃料噴射弁１の場合、上
流側のオリフィス２８でもって従来一般に用いられてい
る値である、所定の圧力損失の５％ないし７０％を受け
持たせ、残りの圧力損失を第１の間隙２４および噴射孔
１４の間ｗＡ２５が受け持つよう設定されているので、
下流側のＵＡｓ部、すなわち第１の間隙２４のところで
圧力が下がり過ぎることはなく、従って高温負圧時にそ
の圧力の下がり過ぎによって燃料が弁座１６のところで
蒸発して噴射量が急激に低下してしまうという不具合は
ない。

上記の構成による第１の実施例にあっては、弁部材２０
に、円環状の張出部２７を形成することにより円環状の
オリフィス２８を構成したので、燃料の流出が周方向に
均等な分布となるばかりでなく、上記張出部２７は、予
め弁部材２０に大径寸法として一体成形しておき、この
弁部材２０と工具との相対的な回転によりこの張出部２
７の加工をなすことができる。

そして、燃料噴射量を測定して張出部２７の径を修正す
る場合でも工具との相対的な回転加工により修正加工す
ることができる。

したがって張出部２７の加工が容易であり、精密加工が
簡単に行えるのでオリフィス２８を高精度に設定するこ
とができる。

なお、本発明は上記第１図ないし第８図に示した第１の
実施例に制約されるものではない。

すなわち、上記第１の実施例では、張出部２７を、上流
側摺動部２２と下流側摺動部２１との間に形成した場合
について説明したが、第９図に示す第２の実施例のよう
に、円環状張出部２７ａを弁部材２０における当接部２
３と下流側摺動部２１との間に形成して、ここに燃料調
量用オリフィス２８ａを構成するようにしてもよい。

また第１０図に示す第３の実施例のように、円環状張出
部２７ｂを弁部材２０における上流側摺動部２２とフラ
ンジ３２との間に形成してここに燃料調量用のオリフィ
ス２８ｂを設けるようにしてもよい。

さらに、第１１図に示す第４実施例のように、弁部材２
ｏに形成した閉位置規制用のフランジ３２を本発明の張
出部として兼用してもよく、この場合フランジ３２の外
周面と案内孔１７の内周面との間に燃料調量用オリフィ
ス２８ｃを形成するものとする。

また、上記各実施例に示された燃料噴射弁１は、電磁ア
クチュエータ３５によって弁部材２０が第６図に示され
た閉位置から第７図に示された開位置へ移動する場合に
、弁部材２０の当接部２３が弁本体１１の弁座１６から
内側に向かって離れる方向に移動する、いわゆる内聞弁
方式のものを示したが、本発明は、電磁アクチュエータ
によって弁部材が閉位置から開位置へ移動する際、弁部
材２０の当接部が弁本体の弁座から外方に向かって突出
する方向に移動する、いわゆる外聞弁方式の燃料噴射弁
にも適用することが可能である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると、燃料１ｉＩＩ用の
オリフィスが当接部よりも燃料の流れ方向に関連して上
流側に位置しているので、閉弁時においてシリンダ内ま
たは吸気管内の燃料残渣または燃料中の気化残渣が燃料
調量部分に付着、堆積することがなく、常に一定の燃料
重量を保つことができる。しかも上記オリフィスは、弁
部材に形成した円環状の張出部と弁本体の案内孔との間
に円環状に形成したので、燃料の流れが周方向に均等と
なるばかりでなく、張出部の加工が容易であり、高精度
なオリフィスを簡単な作業により得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は電磁式燃料噴射弁の弁本体および弁部材を示す断
面図、第２図、第３図および第４図はそれぞれ第１図中
■−■線、■−■線およびＴＶ−ＴＶ線の断面図、第５
図は弁座付近の拡大した断面図、第６図および第７図は
弁座付近の閉弁時および開弁時の状態を示す説明図、第
８図は燃料供給システムとともに示す電磁式燃料噴射弁
全体の断面図、第９凶、第１０図および第１１図はそれ
ぞれ本発明の第２、第３および第４の実施例を示す主要
部の断面図である。 １・・・電磁式燃料噴射弁、１１・・・弁本体、１２・
・・弁ケース、１４・・・噴射孔、１６・・・弁座、１
７・・・案内孔、２０・・・弁部材、２１．２２・・・
摺動部、２３・・・当接部、２４・・・第１の間隙、２
６・・・１１８１部画定部分、２７．２７ａ、２７ｂ−
・・張出部、２８゜２８ａ　、２８ｂ　、２８ｃｍ・・
燃料１１ｆｌｌ用オリフイス、３１・・・ストッパ、３
２・・・７ランジ、３５・・・電磁アクチュエータ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第４図 第５図 ４７図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）噴射孔およびこの噴射孔に連なる弁座ならびにこ
   の弁座に連通する案内孔を有する弁本体と、当接部を有
   しており、該当接部が前記弁座に当接して内燃機関への
   燃料の供給を停止する閉位置と該当接部が該弁座から離
   隔されて内燃機関への燃料の供給を許す開位置との間で
   前記弁本体の案内孔内に移動可能に収容された弁部材と
   、 前記弁部材を駆動して前記閉位置と前記開位置との間で
   移動させる電磁アクチュエータと、を有する電磁式燃料
   噴射弁において、 前記弁部材には燃料の流れる方向に関して上記当接部よ
   りも上流側に位置して円環状に張り出す張出部を設け、
   該張出部と上記弁本体の案内孔の内周面との間に燃料調
   量用のオリフィスを形成したことを特徴とする電磁式燃
   料噴射弁。
2. （２）上記張出部は、上記案内孔内における弁部材を外
   周によって案内する上流側摺動部と下流側摺動部との間
   に形成した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）上記張出部は、前記当接部と上記下流側摺動部と
   の間に形成した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。
4. （４）上記張出部は、該弁部材の閉位置を規制するフラ
   ンジと上記上流側摺動部との間に形成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項記載の電磁式燃料噴射弁
   。
5. （５）上記張出部はフランジと兼用されており、このフ
   ランジの外周面と前記案内孔の内周面との間に燃料調量
   用のオリフィスを形成した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。
6. （６）前記弁部材は、該弁部材が前記開位置を占める時
   前記当接部の上流側に位置して前記弁座との間に燃料調
   量用の間隙を画定する調量部確定部分を有しており、こ
   の調量部画定部分より上流側に位置して前記燃料調量用
   オリフィスを形成し、該燃料調量用のオリフィスは上記
   調量部画定部分の間隙に送られる燃料に関して所定の圧
   力損失の５％から７０％を受け持ち、前記調量部画定部
   分の間隙は残りの圧力損失を受け持つことを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項ないし第（５）項までのいず
   れか１つに記載された電磁式燃料噴射弁。