JPS63295855A - 耐衝撃性・耐摩耗性に優れた電磁式燃料噴射弁 - 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］ 本発明は内燃機関用電磁式燃料噴射弁に係り、特にその
耐久性の向上のための改良に関する。

［従来の技術］ 電磁式燃料噴射弁の可動子と磁気回路構成部材とが直接
衝突するようにし、その衝突面に表面処理を施して、耐
摩耗性を向上させたものが特開昭５９−５０２８６号公
報に記載されている。これは表面処理としてニッケル被
膜および窒化処理によって表面を硬くして耐摩耗性を保
有させたものである。

（発明か解決しようとする問題点コ 上記従来技術においては衝突面に施されている表面処理
層に加わる衝撃力の吸収について十分配慮されておらず
、耐久性（Ｓ％ｉＪ　ｔＩ！ｌｔ、割れの防止）におい
て問題かあった。

本発明の目的は、耐摩耗性と耐衝撃性を兼ね備えた耐久
性の優れた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］ 本発明の電磁式燃料噴射弁の特徴は、可動子と石ｎ気回
路構成部材（コア）との衝突面のいずれか一方又は両方
を、Ｎｉ−Ｐめっき、Ｎｉ−Ｂめっき、ＳｉＣ分散Ｎｉ
基複合めっき、又はＣｒめっきよりなる下層めっき層と
、この下層めっき層上に形成されたＴｉＮコーティング
よりなる表面層とからなる二層構造としたことにある。

すなわち、衝突面は、母材上の下層めっき層、その上の
ＴｉＮコーティング層よりなり、ＴｉＮコーティング層
か衝突面の表面となっている。

［作　用コ 表面層であるＴｉＮコーティング層は、硬さが高く、ち
密であるため、衝突面及び／又はＨｇ　ｉ１３面の耐摩
耗性を向上させる。そして、下層めっき層は比較約款か
く、弾性変形するため、衝突荷重を下層めっぎ層の弾性
変形により緩和し、ＴｉＮコーティング層の割れを防止
する。二層構造とすることにより、上記の作用が相乗的
に発揮され、耐摩耗性及び耐衝撃性が向上する。

［実施例］ まず、本発明の実施例に係る噴射弁の構造、動作につい
て第４図を用いて説明する。噴射弁１はコントロールユ
ニット（図示せず）により演算決定されたデユーティの
０Ｎ−ＯＦＦ信号により弁シート部７の開閉を行なうこ
とにより燃料の噴射を行なうものである。該０Ｎ−ＯＦ
Ｆ信号により、コネクタ４０を介して電磁コイル３への
ｗＪ磁電流は断続される。電磁コイル３が励磁されると
、コア５、ヨ一り４、プランジャ２で形成される磁気回
路に磁束が通り、プランジャ２が図中上方へ吸引される
。

プランジャ２は塑性流動を利用した結合、溶接又は全油
結合等によりリング６及びロッド８と一体化され、ざら
にロッド８はボール９と溶接により一体化されている。

これら結合体をプランジャロッド３０と称する。このプ
ランジャロッド３゜は可動子を構成している。

プランジャ２に図中上方への吸引力が作用すると、リン
グ６はコア５の内面を摺動し、ボール９はバルブガイド
１０のボア部１１を摺動してプランジャロッド３０か図
中上方へ移動し、ホール９は図中上方へ移動する。する
と、シート部７に隙間が生しる。燃料は、ヨーク４の外
周からフィルタ１２を］Ｍ過して、電磁コイル３とヨー
ク４とにより形成される燃料通路１３、プランジャ２の
りを周とヨーク４の内周とにより形成される燃料通路１
４、バルブガイド１０のボア部１１及びシート部７の上
記隙間を通り、そして、釘然料は、スクーラ・オリフィ
ス１５によフて計量され旋回力を与えられ、所定噴霧角
度及び所定粒子径となって内燃機関（図示せず）に噴射
される。上記の噴射弁１の燃料計量方式は、スクーラ・
オリフィス１５に備わる複数個のオリフィス１６により
行うものである。噴射弁の開弁時のシート部７とボール
９の隙間ヱ（図中上下方向の距１ｌｌｌｉ）は噴射弁１
のストローク量すなわちプランジャ・ロッド３０のスト
ローク量に等しい。第５図に示すようにこのストローク
量は、コア５の下端面１７とプランジャ２の上端面１８
のギャップ１９により決定される。

上記の如く、噴射弁１の開弁時には、コア５とプランジ
ャ２か衝突する。衝突を繰返すことにより、これら衝突
面を成すコア５の下端面１７及びプランジャ２の上端面
１８は摩耗等により変化しやすく、結果的に燃料の噴射
量の経時変化が進み、内燃機関の運転性能の悪化等を招
きやすい。

よって、これを防止するため、本発明では該衝突面シこ
二層ン皮奮処■里をＬ五す。

次に、この二層被膜処理について説明する。第１図はコ
ア５の下端面及び内周にのみ二重被覆処理を施した場合
、第２図はリング６の外周面プランジャ２の上端面のみ
二重被覆処理を施した場合、′ｆＪ３図はこれら画部分
に二重被覆処理を施した場合を夫々示している。

下層としてＮｉ−Ｐめっき、Ｎｉ−８めっき、ＳｉＣを
分散させたＮｉ基複合めっき又は硬質Ｃｒめっぎを行な
った。このめっき層中には通常水素が含まれ、被膜の脆
性の原因となるが、表面層であるＴｉＮのコーティング
処理を４００℃前後で行ないながら、該めっき層中の水
素の放出と硬化を行なった（Ｎｉ−ＰめっきではＰが、
Ｎｆ−ＢめつぎではＢが、ＳｉＣを分散させたＮ＋基複
合めっきではＳｉＣが約４００℃で析出し、めっき層を
硬化する）。表面のＴｉＮコーティングはＣＶＤ法、Ｐ
ＶＤ法又はイオン注入法により形成することができる。

このようにして、耐衝撃性と耐摩耗性とを兼ね備えた二
層構造が得られる。

第６図〜第９図は、夫々の図に示した各々の種類の下層
めっき処理後、４００℃でＴｉＮコーティング処理を行
なった場合の硬さ分布を示す。析出硬化により、下層の
硬さは高くなっている。また、表面部のＴｉＮ　Ｆｉ！
の硬さは２０００Ｈｖと極めて高く、表面の耐摩耗性の
向上に寄与し、下層の硬さはおよそ６００〜１０００Ｈ
ｖてあり弾性変形しやすく、街磐力を緩和する。したが
って、従来のＮｉ又はＣ「の一層めっきに比べ、特性が
向上する。

第１０図は、Ｎｉ−Ｐめっき、Ｎｉ−８めっき、ＳｉＣ
を分散させたＮｉ基めっき、又はＣｒめフきよりなる夫
々の下層の上に水素放出と硬化をしながらＴｉＮコーテ
ィングを行なったコア及びプランジャと比較例について
の実機寿命試験の結果である。この結果から、硬質クロ
ムめっき一層（試料番号１）、Ｎｉ−Ｐめっき一層（試
料番号２）の場合は衝撃が８〜９億回で変形してしまう
のに対し、木実施例の二層構造被膜では１２億回以上で
も変形せす、耐久性が非常に優れていることがわかる。

［発明の効果〕 本発明の電磁式燃料噴射弁は、プランジャおよび磁気回
路構成部材の一方又は両方に施した表面処理層のうち、
表面のＴｉＮコーティング層は硬さが高く、またその下
の下層は、それより軟かくて弾性効果を発揮して衝撃荷
重を緩和するので、それらの効果が相俟って耐摩耗性・
耐衝撃性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は夫々本発明の実施例における
プランジャ付近の拡大断面図、第４図は電磁式燃料噴射
弁の全体断面図、第５図はその要部の拡大断面図、第６
図ないし第９図は本発明の各実施例における硬さの分布
図、第１０図は実機で行った寿命試験の結果を示す図で
ある。 ２・・・プランジャ　　　　３・・・電磁コイル４・・
・ヨーク　　　　　　　５・・・コア６・・・リング　
　　　　　７・・・弁シート８・・・ロッド　　　　　
　９・・・ボール１０・・・バルブガイド　　　２２．
２３・・・メッキ層第４図 第６図 表面力）らの距割　（Ｉｌｍ） 第７図 表面からの距離　（ＰｒＬ） 第８図 表面からの距離　（μｍ） 第９図 表面からの距ａ　　＜ｐ罹） 第１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．　電磁コイル、磁気回路構成部材および弁座に対し
   て弁本体の軸方向に摺動自在に配置されたプランジャを
   具備し、電磁コイルが励磁されたときプランジャが磁気
   回路構成部材と衝突するように吸引されて弁座とプラン
   ジャとの間に微小隙間を形成し、該微小隙間を通して内
   燃機関に対して燃料を噴射する電磁式燃料噴射弁におい
   て、プランジャと磁気回路構成部材との衝突面の一方又
   は両方が、Ｎｉ−Ｐめっき、Ｎｉ−Ｂめっき、ＳｉＣ分
   散Ｎｉ基複合めっき又はＣｒめっき層である下層めっき
   層と該下層めっき層上に形成されたＴｉＮコーティング
   である表面層とからなることを特徴とする耐衝撃性・耐
   摩耗性に優れた電磁式燃料噴射弁。
2. ２．　表面層が、下層めっき層形成後に、当下層めっき
   層中の水素放出及び下層めっき層の硬度向上を行ないな
   がら４００℃前後で形成したＴｉＮコーティング層であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の耐衝撃
   性・耐摩耗性に優れた電磁式燃料噴射弁。
3. ３．　表面層がＣＶＤ法、ＰＶＤ法又はイオン注入法に
   より形成したＴｉＮコーティング層であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の耐衝撃性・
   耐摩耗性の優れた電磁式燃料噴射弁。