KR100495171B1 - 연료 분사 밸브 - Google Patents

Abstract

비용을 상승시키는 일 없이, 가공 공정이나 조립 공정 등에 있어서의 외력(外力)의 영향을 극력 저감하고, 자석 코어(magnet core)(24)에 자기(磁氣) 왜곡(歪曲)을 일으키게 하는 일 없이, 고체 간의 차이를 작게 하고, 아마추어(armature)(45) 및 자석 코어(core)(24) 간에 있어서의 평행도 및 정밀도의 향상이 가능하여, 저렴하고 성능 변동이 적은 연료 분사 밸브를 제공하는 것이다. 자석 코어(24)와 코어 부착 본체(41)를 용접 등에 의해 상호 일체화시키고, 자석 코어(24)의 한쪽을 자유단(自由端)으로 하는 것에 착안한 것이므로, 자석 코어(24)를 부착하기 위한 코어 부착 본체(41)와 자석 코어(24)를 자석 코어(24)의 고정단(固定端)[상부 원주부(24D)]에 있어서 일체로 고정시키는 동시에, 고정단과는 반대측의 자석 코어(24)의 단부(端部)[흡인면(24A)]를 자유단으로 한 것을 특징으로 한다.

Description

연료 분사 밸브{FUEL INJECTION VALVE}

본 발명은 연료 분사 밸브에 관한 것으로, 특히 축압기(蓄壓器)(common rail)등으로부터 공급되는 고압 연료를 소정의 타이밍으로 분사하는 연료 분사 밸브에 관한 것이다.

종래의 연료 분사 밸브에 대해서 도 4에 근거하여 개략적으로 설명한다.

도 4는, 연료 분사 밸브(1)의 주요부 확대 단면도로서, 연료 분사 밸브(1)는, 인젝터 하우징(2)과, 노즐 본체(3)와, 노즐 니들(4)과, 밸브 피스톤(5)과, 밸브 본체(6), 및 배압 제어부(7)를 구비한다.

인젝터 하우징(2)에는, 그 선단부에 노즐 본체(3)를 부착하는 동시에, 그 위쪽 방향부에 고압 연료 도입부(8)를 마련하고, 이 고압 연료 도입부(8)보다 더욱 위쪽 방향부에 상기 배압 제어부(7)를 설치하고 있다.

연료 탱크(9)로부터의 연료를 연료 펌프(10)에 의해 고압으로 하여서, 커먼 레일(11)(축압기)에 축적하고, 고압 연료 도입부(8)로부터 연료 분사 밸브(1)에 고압 연료를 공급한다.

즉, 고압 연료 도입부(8)로부터 인젝터 하우징(2) 및 노즐 본체(3)에 걸쳐서 연료 통로(12)를 형성하고, 노즐 니들(4)의 수압부(受壓部; 4A)에 고압 연료를 공급 가능하게 한다. 또한, 고압 연료 도입부(8)로부터 연료 통로(12)의 일부를 도 4 중 위쪽 방향으로 연장시켜서 배압 제어부(7) 부분으로부터 연료 환류로(13)를 형성하고, 연료 탱크(9)에 연료를 환류 가능하게 한다.

노즐 본체(3)에는, 그 선단부에 연료의 분사 구멍(14)을 임의의 수만큼 형성하고, 분사 구멍(14)에 연결되는 시트부(15)에 노즐 니들(4)의 선단부가 착좌(着座; seat)되어서 분사 구멍(14)을 폐쇄하고, 노즐 니들(4)이 시트부(15)로부터 리프트(lift)됨으로써, 분사 구멍(14)을 개방하여 연료를 분사 가능하게 한다.

노즐 니들(4)의 위쪽 방향부에는, 노즐 니들(4)을 시트부(15)에의 시트 방향으로 힘을 가하는 노즐 스프링(16)을 설치하고, 노즐 니들(4)과 일체의 밸브 피스톤(5)을 더욱 위쪽 방향으로 연장시키고 있다.

밸브 본체(6)는, 그 위쪽 방향 중앙부에 제어 압력실(17)을 형성하고, 밸브 피스톤(5)의 선단부를 아래쪽 방향 측으로부터 이 제어 압력실(17)을 머무르게 한다.

제어 압력실(17)은, 밸브 본체(6)에 형성한 도입측 오리피스(18)에 연통하고 있다. 도입측 오리피스(18)는, 연료 통로(12)에 연통하고, 커먼 레일(11)로부터의 도입 압력을 제어 압력실(17)에 공급하고 있다.

제어 압력실(17)은, 개폐용 오리피스(19)에도 연통하고, 개폐용 오리피스(19)는 배압 제어부(7)의 밸브 볼(20)(제어 밸브체)이 이것을 개폐 가능하게 하고 있다.

또한, 제어 압력실(17)에 있어서의 밸브 피스톤(5)의 정점부(5A)의 수압(受壓) 면적은, 노즐 니들(4)의 수압부(4A)의 수압 면적보다 크게 하고 있다.

배압 제어부(7)는, 제어 압력실(17) 내의 압력[즉, 노즐 니들(4)의 배압]을 제어함으로써, 노즐 니들(4)의 리프트 동작을 제어하는 것으로, 상기 밸브 볼(20)과, 밸브 볼(20)과 일체인 아마추어(21)와, 아마추어 가이드(22)와, 자석(23)과, 자석 코어(24)와, 코어 부착 본체(25)와, 밸브 스프링(26)과, 갭 조정 칼라(collar; 27)와, 커넥터(28), 및 상술한 제어 압력실(17)을 구비한다.

아마추어(21)는, 그 로드부(21A)를 아마추어 가이드(22)에 의해 축 방향으로 안내하는 동시에, 로드부(21A)에 직교하고 있는 그 플레이트부(21B)가 갭 조정 칼라(27)의 선단부(27A)와의 사이에 소정의 평행도를 유지하여 제1의 갭 L1(리프트량)을 두고, 자석 코어(24)의 흡인면(24A)과의 사이에 소정의 평행도를 유지하여 제2의 갭 L2를 두고 있다.

자석(23)은, 자석 코어(24)의 자석 수용부(24B) 내에 수용되고, 자석 코어(24)에 소정의 자속(磁束)을 발생시켜, 아마추어(21)[플레이트부(21B)]를 흡인 가능하게 한다.

자석 코어(24)는, 자성체 재료로서 구성된다.

강재(鋼材) 등으로 구성된 고정용 본체(29)의 내부 방향 단부(段部)(29A)에 자석 코어(24)의 흡인면(24A)의 외부 가장자리부를 맞닿게 하고, 자석 코어(24)의 상부에 코어 부착 본체(25)를 배치하여서, 내부 방향 단부(29A)와 고정용 본체(29)의 코킹부(29B)와의 사이에서 자석 코어(24) 및 코어 부착 본체(25)를 압입(壓入) 접합시켜서 일체화시키는 동시에, 고정용 본체(29)의 외부 방향 돌출부(29C)에 걸리게 하는 리테이닝 너트(retainning nut; 30)를 인젝터 하우징(2)에 조임으로써, 코어 부착 본체(25) 및 자석 코어(24)를 부착시킨다.

또한, 코어 부착 본체(25)는, 비자성체로서 구성하고, 그 상부 개방 부분은, 플러그(31)로써 폐쇄한다.

갭 조정 칼라(27)는, 자석 코어(24)의 중심 구멍(24C) 내에 삽입하고 있다.

갭 조정 칼라(27) 및 밸브 스프링(26)과, 코어 부착 본체(25)와의 사이에 심(shim; 32)을 설치하여, 제1의 갭 L1(리프트량) 및 제2의 갭 L2의 조정을 가능하게 하고 있다.

커넥터(28)는, 외부의 제어 회로(도시하지 않음)에 접속되어, 자석(23)에 소정의 타이밍으로 구동 신호를 공급한다.

이러한 구성의 연료 분사 밸브(1)에 있어서, 커먼 레일(11)로부터의 고압 연료는, 고압 연료 도입부(8)로부터 연료 통로(12)를 통해서 노즐 니들(4)의 수압부(4A)에 공급되는 동시에, 도입측 오리피스(18)를 통해서 제어 압력실(17)에 있어서의 밸브 피스톤(5)의 정점부(5A)에 공급된다.

따라서, 노즐 니들(4)은, 밸브 피스톤(5)을 통해서 제어 압력실(17)의 배압을 받고, 노즐 스프링(16)의 스프링 힘과 합쳐져, 노즐 본체(3)의 시트부(15)에 착좌되어, 분사 구멍(14)을 폐쇄하고 있다.

커넥터(28)로부터 자석(23)에 소정의 타이밍으로 구동 신호를 공급함으로써, 자석(23)은 밸브 스프링(26)의 스프링 힘에 저항해서 아마추어(21)를 흡인하고, 밸브 볼(20)이 리프트 되어 개폐용 오리피스(19)를 개방시키면, 제어 압력실(17)의 고압이 개폐용 오리피스(19)를 통하고 연료 환류로(13)를 통해서 연료 탱크(9)에 환류되기 때문에, 제어 압력실(17)에 있어서의 밸브 피스톤(5)의 정점부(5A)에 작용하고 있던 고압이 해방되고, 노즐 니들(4)은 수압부(4A)의 고압에 의해 노즐 스프링(16)의 스프링 힘에 저항해서 시트부(15)로부터 리프트 되고, 분사 구멍(14)을 개방해서 연료를 분사한다.

자석(23)을 소자(消磁)함으로써, 밸브 볼(20)이 개폐용 오리피스(19)를 폐쇄시키면, 제어 압력실(17) 내의 압력이 밸브 피스톤(5)을 통해서 노즐 니들(4)을 그 시트 위치[시트부(15)]에 착좌시켜, 분사 구멍(14)을 폐쇄시키고, 연료 분사를 종료시킨다.

그러나, 자석 코어(24)에 대해서는, 그 자기(磁氣) 특성을 안정화시키기 위해서 그 조립 전에, 절삭, 기타 기계적 가공 등에 의해 발생한 내부의 자기를 소둔(燒鈍)(자기 소둔)에 의해 제거하고, 그 후는 기계적으로 힘을 가하는 일 없이, 제품으로서 사용하는 것이 이상적이다.

그러나, 실제로는 그 조립시(時)에, 고정용 본체(29)에 의한 코킹 조작, 리테이닝 너트(30)에 의한 조임 조작 등에 의해 자석 코어(24)에 외부로부터 조임 힘내지는 압축력이 작용하기 때문에, 그 내부에 왜곡(압축 왜곡)이 발생하여, 자기 특성의 악화 및 고체 차이(固體差)가 발생하고 만다고 하는 문제가 있다.

즉, 자석 코어(24)의 부착 구조로서, 자석 코어(24) 전체를 코어 부착 본체(25)를 통해서 고정용 본체(29)(제품의 케이스)에 일체화시키고 있기 때문에, 그 후의 가공 및 부착 조작 등에 의한 자기의 변화는 피할 수 없다. 또한, 도시는 생략하나, 자석 코어(24)를 별개체(別個體)로는 하지만, 조립시에 코킹 공정 등을 갖는 경우에는, 자석 코어(24) 내에 내부 응력이 발생하고, 자기적으로 변화되는 경우가 대부분이었다.

또한, 어떠한 경우에도, 아마추어(21)[플레이트부(21B)]에 대향하는 자석 코어(24)가, 예를 들면, 고정용 본체(29)의 내부 방향 단부(29A)에 맞닿고 있기 때문에, 이 내부 방향 단부(29A)를 통한 자석 코어(24)로부터의 자기 누설 및 자기 손실을 피할 수 없는 동시에, 이 자기 누설 자체에 대해서도 변동이 발생하기 쉬운 문제가 있다.

또한, 자석 코어(24)의 자성체 재료로서, 소결 재료는, 그 내부에 미세 공극이 있기 때문에, 와전류(渦電流)의 발생을 방지하기 쉽다고 하는 이점이 있는 반면, 비용이 높은 동시에, 고압 및 고정밀도의 연료 분사 밸브에 있어서, 외력의 작용에 의한 상술한 바와 같은 자기 왜곡의 발생을 무시할 수 없다.

또한 순철(純鐵) 재료는, 저 비용으로 가공하기 쉽고, 열적으로 강해서 자력(磁力) 성능을 확보할 수 있는 반면, 소결 재료와 같이 그 내부에 미세 공극이 없기 때문에, 와전류의 방지 구조가 필요한 동시에, 외력의 작용에 의한 자기 왜곡을 발생하기 쉬워서, 효율이 떨어지기 쉬운 문제가 있어, 어떤 재료에 있어서도 가공시 및 조립시 등에 있어서의 외력의 영향을 감소시키는 것이 크게 요구된다.

또한, 커먼 레일(11)에 접속한 연료 분사 밸브(1)에 있어서는, 단일 스트로크 당 연료 분사량을 상당한 고정밀도로 제어 할 필요와 더불어, 이것을 저가로 실현할 수 있도록 하는 요구도 있다.

또한, 연료 분사 시스템의 필요 사항으로 고압 연료를 분사하는 것은 물론, 파일럿(pilot) 분사[전(前) 분사]나 메인(main) 분사에 추가해서 후(後) 분사를 필요로 하는 경우도 있어, 짧은 시간 내에 초(超) 고속으로 자석의 여자(勵磁) 및 소자를 실행하면, 발생하는 열 및 자기 변화에 의한 왜곡을 무시할 수 없다고 하는 문제도 있다.

다음에, 아마추어(21)와, 갭 조정 칼라(27) 및 자석 코어(24)와의 사이의 평행도에 대해서 기술하면, 아마추어(21)의 플레이트부(21B)와 갭 조정 칼라(27)의 선단부(27A) 사이의 제1의 갭 L1, 및 자석 코어(24)의 흡인면(24A)과의 사이의 제2의 갭 L2에 있어서의 각각의 평행도는, 자석 코어(24), 코어 부착 본체(25), 고정용 본체(29), 심(32), 갭 조정 칼라(27), 아마추어 가이드(22), 더불어 아마추어(21) 등, 각각의 부품 정밀도를 중첩한 것으로 이루어지는데, 복수의 부품이 관련되고 있기 때문에, 갭의 정밀도를 향상시키는 것이 곤란하고, 또한 높은 정밀도를 필요로 하는 부품이 많아, 고 비용으로 된다고 하는 문제가 있다.

특히 자석(23)의 특성을 안정시키는 동시에 그 고체 차이를 작게 하기 위해서는, 아마추어(21)와 자석 코어(24)와의 사이의 에어갭(air gap)(제2의 갭 L2)을 극소화 혹은 최적화하는 것, 평행도의 정밀도를 향상시키는 것, 및 이들에 대해서 변동을 작게 하는 것이 필요하지만, 상술한 바와 같이 복수의 부품 조립에 의한 배압 제어부(7) 부분의 비용 상승이 수반되는 문제가 있다.

또한 아마추어(21)는, 제1의 갭 L1 및 제2의 갭 L2 등과는 반대측에 위치하고 있는 그것의 로드부(21A)에 있어서 아마추어 가이드(22)에 의해 안내되고 있기 때문에, 갭의 평행도 및 정밀도를 향상시키는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있다.

또한, 이러한 종류의 연료 분사 밸브에 대해서는, 일본국 특개평8-165965호, 특개평11-82228호 등에 개시되어 있다.

본 발명은 이상과 같은 제반 문제를 고려한 것으로, 자석 코어 부착 구조를 개선한 연료 분사 밸브를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은, 비용을 상승시키는 일 없이, 자석 코어의 자기 특성을 개선 가능한 연료 분사 밸브를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은, 가공 공정 혹은 조립 공정 등에 있어서의 외력의 영향을 극력 저감하고, 자석 코어에 자기 왜곡을 일으키게 하는 일 없이, 고체 간의 차이를 작게 할 수 있는 연료 분사 밸브를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은, 자석 코어로부터의 자기 누설 또는 자기 손실을 저감시킬 수 있는 연료 분사 밸브를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은, 자석 코어의 소결 재료 혹은 순철 재료 등의 자성체 재료에 대해서 필요에 따라서 임의의 재료를 선택 가능한 연료 분사 밸브를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은, 아마추어 미끄럼 운동 지지 구조를 개선한 연료 분사 밸브를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은, 아마추어 및 자석 코어 사이에 있어서의 상호 평행도 및 정밀도의 향상이 가능한 연료 분사 밸브를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은, 저렴하고 성능의 변동이 적은 아마추어 및 자석 코어를 구비한 연료 분사 밸브를 제공하는 것을 과제로 한다.

즉, 본 발명은, 자석 코어와 코어 부착 본체를, 고정용 본체 이외의 부재를 사용하는 일 없이, 용접, 용착 혹은 접착 등에 의해 상호 일체화시키는 동시에, 자석 코어의 한쪽을 자유단 내지 개방 상태(외팔보 상태)로 하는 것, 및 자석 코어의 내부에 아마추어의 미끄럼 운동부를 설치하는 것에 착안하였다.

즉, 제1의 발명은, 자석 코어의 부착 구조를 개선한 것으로, 연료의 분사 구멍을 개폐 가능한 노즐 니들의 배압을 제어하기 위한 제어 압력실을 개폐하는 제어 밸브체와, 이 제어 밸브체를 구동하기 위한 아마추어와, 이 아마추어를 흡인하기 위한 자석 코어 및 자석을 구비하고, 상기 제어 압력실의 압력을 상기 제어 밸브체에 의해 제어하여서, 상기 노즐 니들에 의한 상기 분사 구멍의 개폐 작용을 가능하게 한 연료 분사 밸브로서, 상기 자석 코어를 부착하기 위한 코어 부착 본체와, 상기 자석 코어를 상기 자석 코어의 고정단(固定端)에 있어서 일체로 고정하는 동시에, 이 고정단과는 반대측의 상기 자석 코어의 단부를 자유단으로 한 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브이다.

상기 자석 코어와 상기 코어 부착 본체와는, 상기 고정단에 있어서의 용접, 용착 혹은 접착 등에 의해, 이것을 상호 일체화시킬 수 있다.

제2의 발명은, 아마추어의 미끄럼 운동 지지 구조를 개선한 것으로, 연료의 분사 구멍을 개폐 가능한 노즐 니들의 배압을 제어하기 위한 제어 압력실을 개폐하는 제어 밸브체와, 이 제어 밸브체를 구동하기 위한 아마추어와, 이 아마추어를 흡인하기 위한 자석 코어 및 자석을 구비하고, 상기 제어 압력실의 압력을 상기 제어 밸브체에 의해 제어하여, 상기 노즐 니들에 의한 상기 분사 구멍의 개폐 작용을 가능하게 한 연료 분사 밸브로서, 상기 자석 코어 측에 연장되는 미끄럼 운동 피안내부를 상기 아마추어에 형성하는 동시에, 이 미끄럼 운동 피안내부를 상기 자석 코어의 내주(內周) 측에 있어서 안내 가능하게 한 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브이다.

상기 미끄럼 운동 피안내부는, 상기 자석 코어의 흡인면에 평행하게 대향하는 플레이트부에 직교하도록 이것을 형성할 수 있다.

상기 자석 코어는, 코어 부착 본체에 이것을 고정하는 동시에, 상기 미끄럼 운동 피안내부는, 상기 자석 코어의 내주 측에 있어서 이 코어 부착 본체에 형성한 아마추어 안내부에 의해 이것을 안내 가능하게 할 수 있다.

상기 자석 코어는, 그 외주(外周) 측에 위치하는 부재, 예를 들면 상기 코어 부착 본체를 부착하는 인젝터 하우징 등과의 사이에 약간의 환상(環狀) 공극을 설치하고 있을 수 있다.

상기 자석 코어는, 그 내주 측에 위치하는 상기 코어 부착 본체(예를 들면, 이 코어 부착 본체에 형성한 아마추어 안내부)와의 사이에 약간의 환상 공극을 설치하고 있을 수 있다.

상기 자석 코어에는, 그 반경 방향으로 직경 방향 홈부를 형성하고 있을 수 있다.

본 발명에 의한 연료 분사 밸브에 있어서는, 자석 코어의 부착 구조 및 아마추어의 미끄럼 운동 지지 구조를 개선함으로써, 자석 코어의 자기 특성을 안정시키는 동시에, 자석 코어 및 아마추어의 평행도 내지 정밀도를 소정의 레벨로 유지함으로써, 저 비용의 신뢰성이 있는 성능을 확보할 수 있다.

특히 제1의 발명에 의하면, 용접, 용착 혹은 접착 등에 의해 자석 코어를 그 고정단인, 일체부에 있어서만 코어 부착 본체와 일체화시키는 고정 상태를 채용하는 동시에, 상기 고정단과는 반대측의 자석 코어의 한쪽을 자유단으로 하여서, 자석 코어를 이 자유단 측에 있어서 개방 상태(외팔보 상태)로 함으로써, 이른바 상기 고정단에서 자석 코어를 공중에 매달리게 하도록 한 구성을 실현하고, 자석 코어 자체에 그 조립시 및 조립 후에도 직접 외력이 작용하지 않도록 할 수 있다. 따라서, 자석 코어에 왜곡을 주는 일 없이, 또한 자기 누설을 작게 하고, 최적의 자기 특성 상태에서 사용 가능하게 하여, 안정된 성능을 확보할 수 있다.

또한, 자석 코어와, 그 외주 측의 부재, 예를 들면, 인젝터 하우징과의 사이에 일정한 환상 공극을 설치함으로써, 인젝터 하우징 측을 기준으로 하여 이 환상 공극의 범위 내에서 자석 코어 및 이것에 대향하는 아마추어의 중심 구하기 조정을 실행할 수 있도록 하여, 조립 정밀도의 향상에도 기여할 수 있다.

또한, 부품 점수의 삭감으로 인해 비용의 저감도 가능하다.

따라서, 가장 효율이 좋은 상태에서, 안정된 자력의 상승 및 강하 특성을 얻을 수 있는 동시에, 제품의 변동을 적게 하여, 종래와 동등한 비용으로, 필요한 성능을 얻을 수 있다.

특히, 제2의 발명에 의하면, 종래와는 반대로 자석 코어 측으로 연장되는 미끄럼 운동 피안내부를 아마추어에 형성하고, 이 미끄럼 운동 피안내부를 자석 코어 내부에 있어서 안내하도록 하였기 때문에, 상호 평행도를 더욱 가까운 위치에서, 또한 보다 직접 조합시키는 부재 사이에서 얻을 수 있다.

이렇게 하여, 아마추어와 자석 코어 사이의 평행도 및 정밀도를 향상시켜 성능의 향상을 도모하는 동시에, 부품 점수를 절감하고, 비용 및 성능의 고체 차이 내지 변동을 저감하고, 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이어서 본 발명의 제1실시형태에 의한 연료 분사 밸브(40)를 도 1 및 도 2에 근거하여 설명한다. 단, 도 4와 마찬가지의 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은, 연료 분사 밸브(40)의 주요부 확대 단면도, 도 2는, 도 1의 Ⅱ - Ⅱ 선에 있어서의 자석 코어(24) 부분의 단면도로서, 연료 분사 밸브(40)에 있어서는, 상기 코어 부착 본체(25)에 상당하는 코어 부착 본체(41)의 하부에 자석 코어(24)를 레이저 용접 등에 의해 일체화시키고 있다.

즉, 코어 부착 본체(41)의 하부 원주부(41A)에 있어서 자석 코어(24)의 상부 원주부(24D)(고정단)를 용접함으로써, 코어 부착 본체(41)와 자석 코어(24)를 상호 일체화시키고 있다. 또한, 이 일체화 수단으로서는, 마찰 작용 등을 이용한 용착, 혹은 접착 등의 수법도 채용할 수 있다.

코어 부착 본체(41)는, 그 외부 방향 돌출부(41B)에 걸리는 리테이닝 너트(42)에 의해 인젝터 하우징(2)에 이것을 부착하는 것으로, 인젝터 하우징(2)의 상부 방향 돌출부(2A)와의 사이에 O-링(43)을 배치하는 동시에, 인젝터 하우징(2) 본체 부분과의 사이에 심(44)을 개재시키고 있다.

또한 코어 부착 본체(41)는, 아마추어(45)의 스토퍼(stopper)부로서의 상기 갭 조정 칼라(27)에 상당하는 부위에 스커트 부분으로서 아마추어 안내부(41C)를 일체로 구비한다.

아마추어(45)는, 상기 밸브 볼(20)을 갖는 로드부(45A)와, 이 로드부(45A)에 직교하는 플레이트부(45B)와, 이 플레이트부(45B)에 직교하는 미끄럼 운동 피안내부(45C)를 구비하고, 이 미끄럼 운동 피안내부(45C)를 코어 부착 본체(41)의 아마추어 안내부(41C) 내에서 축 방향으로 미끄럼 운동 안내 가능하게 한다.

또한 아마추어 안내부(41C)는, 자석 코어(24)의 중심 구멍(24C) 내에 압입이 아니라, 단지 끼워 넣도록 하고 있다.

자석 코어(24)는, 상술한 바와 같이 그 상부 원주부(24D)에 있어서 외팔보식으로 코어 부착 본체(41)에 일체화 되어 있고, 상부 원주부(24D)와는 반대측의 흡인면(24A)은 자유단으로 되어 있는 동시에, 이 자유단[흡인면(24A)]에 아마추어(45)[플레이트부(45B)]가 평행으로 대향하고 있다.

자석 코어(24)는, 그 외주 측에 위치하는 인젝터 하우징(2)과의 사이에 제1의 환상 공극(46)을 형성하고 있고, 인젝터 하우징(2)의 상부 방향 돌출부(2A)에 코어 부착 본체(41)를 끼워 넣어서 자석 코어(24)의 중심축을 설정할 때의 직경 방향의 조정 값을 확보 가능하게 하고 있다.

아마추어 안내부(41C)의 외주면(外周面)을 일부 직경 방향으로 절삭함으로써, 이 부분을 살이 얇게 하고, 자석 코어(24)의 중심 구멍(24C)과의 사이에 제2의 환상 공극(47)을 형성하고 있어, 아마추어 안내부(41C)를 통한 자석 코어(24)로부터의 자기 누설을 저감 가능하게 하고 있는 동시에, 아마추어 안내부(41C)의 가공 열에 의한 팽창 회피부를 형성하고 있다.

또한, 상기 제2의 갭 L2는, 자석 코어(24)의 흡인면(24A)과, 아마추어(45)의 플레이트부(45B)와의 사이에 형성하고, 상기 제1의 갭 L1(리프트량)은, 아마추어 안내부(41C)의 선단부(41D)와, 플레이트부(45B)와의 사이에 형성하고 있다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 자석 코어(24)에는, 그 반경 방향으로 직경 방향 홈부(24E)를 형성하고 있는 동시에, 코어 부착 본체(41)에는, 이 직경 방향 홈부(24E)에 연통하는 연통로(48)를 형성한다.

이러한 구성의 연료 분사 밸브(40)에 있어서, 자석 코어(24)는, 그 상부 원주부(24D)에 있어서 코어 부착 본체(41)의 하부 원주부(41A) 부분에만 고정되어 있는 것만으로서, 아마추어(45)의 플레이트부(45B)에 대향하는 그 흡인면(24A)이 어느 부재에도 접하지 않고 있는 개방 상태의 자유단으로 되어 있으며, 더욱이 인젝터 하우징(2)과의 사이에 제1의 환상 공극(46)이, 아마추어 안내부(41C)와의 사이에는 제2의 환상 공극(47)이 형성되어 있으므로, 자석 코어(24)는 외팔보식으로 공중에 매달리는 상태로 부착되어 있는 것으로 되어, 자석 코어(24)에 외력이 작용하는 일은 없다.

따라서, 가공 내지 조립시는 물론, 조립 후에 연료 분사 밸브(40) 내지 인젝터 하우징(2)에 외력이 작용해도, 자석 코어(24)에는 응력 왜곡이 발생하는 일이 없어, 그 자기 특성이 변화되는 일이 없는 동시에, 고체 간에서의 특성에 차이가 발생할 가능성이 적다.

또한, 아마추어(45)는, 그 자석 코어(24) 측의 미끄럼 운동 피안내부(45C)에 있어서 코어 부착 본체(41)의 아마추어 안내부(41C)에 의해 축 방향으로 안내되어, 아마추어(45)와 자석 코어(24)의 흡인면(24A) 사이의 평행도를 더욱 정밀도 좋게, 또한 비교적 용이하게 확보할 수 있고, 성능의 향상 및 부품 점수의 삭감과 동시에, 비용의 저감이 가능하다.

또한, 자석 코어(24)에 형성한 직경 방향 홈부(24E) 및 코어 부착 본체(41)에 형성한 연통로(48)가 상호 연통하고 있으므로, 아마추어(45)의 축 방향 왕복 동작에 따르는 아마추어(45)의 상하류 방향으로의 연료의 이동을 용이하게 하여, 아마추어(45)의 응답 속도를 소정의 레벨로 유지 가능하다.

자석 코어(24)는, 순철 재료를 채용하였을 경우에도 그 직경 방향 홈부(24E)의 존재에 의해 그 원주 방향에 있어서의 와전류의 발생을 방지할 수 있다.

도 3은, 본 발명의 제2실시형태에 의한 연료 분사 밸브(50)의 주요부 확대 단면도로서, 연료 분사 밸브(50)는, 연료 분사 밸브(40)(도 1)와 마찬가기로, 코어 부착 본체(41)에 상당하는 상기 코어 부착 본체(25)(도 4)와 자석 코어(24)와의 일체화 구조(자석 코어 부착 구조)는, 자석 코어(24)의 상부 원주부(24D)(고정단)와 코어 부착 본체(25)의 하부 원주부(25A)를 용접 등에 의해 상호 일체화시키고, 또한, 아마추어 미끄럼 운동 지지 구조로서도, 코어 부착 본체(25)의 아마추어 안내부(25B)에 의해 아마추어(45)의 미끄럼 운동 피안내부(45C)를 축 방향으로 안내하고 있다.

단, 상기 연료 분사 밸브(50)에 있어서는, 코어 부착 본체(25)를 인젝터 하우징(2)에 부착하는 것에 있어서, 코킹 구조를 갖는 상기 고정용 본체(29) 및 리테이닝 너트(30)를 사용하고 있다.

자석 코어(24)는, 그 외주 측에 위치하는 고정용 본체(29)와의 사이에 상기 제1의 환상 공극(46)을 형성하고 있다.

또한 제2의 갭 L2는, 아마추어 안내부(25B)의 선단부(25C)와, 플레이트부(45B)와의 사이에 형성하고 있다.

이러한 구성의 연료 분사 밸브(50)에 있어서도, 자석 코어(24)를 코어 부착 본체(25)에 대하여 이미 설명한 바와 같은 외팔보식으로 함으로써, 자석 코어(24)에 왜곡을 주는 일 없이, 양호한 자기 특성을 얻을 수 있다.

또한, 아마추어(45)의 안내를 코어 부착 본체(25)의 아마추어 안내부(25B)로 실행함으로써, 아마추어(45) 및 자석 코어(24)의 상호 간의 평행도 및 정밀도를 소정의 레벨로 얻을 수 있는 동시에, 안정된 성능을 확보할 수 있다.

또한, 종래의 연료 분사 밸브(1)(도 4)의 부품 대부분을 그대로 유용(流用) 가능하므로, 비용 상승을 억제할 수 있다..

이상과 같이 본 발명에 의하면, 자석 코어를 코어 부착 본체와 일체화시키고, 아마추어를 자석 코어 측에서 안내하도록 하였으므로, 자석 코어에 자기 왜곡을 발생시키는 일도 없이, 각각의 부품 간의 평행도 및 정밀도를 확보하면서 비용을 저감하여 제조 가능한 동시에, 안정성 및 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 의한 연료 분사 밸브(40)의 주요부 확대 단면도.

도 2는 도 1의 Ⅱ - Ⅱ 선에 있어서의 자석 코어(24) 부분의 단면도.

도 3은 본 발명의 제2실시형태에 의한 연료 분사 밸브(50)의 주요부 확대 단면도.

도 4는 종래의 연료 분사 밸브의 주요부 확대 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료 분사 밸브(도 4)

2 : 인젝터 하우징(injector housing)

2A : 인젝터 하우징(2)의 상부 방향 돌출부(도 1)

3 : 노즐 본체

4 : 노즐 니들(nozzle needle)

4A : 노즐 니들(4)의 수압부(受壓部)

5 : 밸브 피스톤

5A : 밸브 피스톤(5)의 정점부

6 : 밸브 본체

7 : 배압(背壓) 제어부

8 : 고압 연료 도입부

9 : 연료 탱크

10 : 연료 펌프

11 : 커먼 레일(common rail)(축압기)

12 : 연료 통로

13 : 연료 환류로(還流路)

14 : 분사 구멍

15 : 시트(seat)부

16 : 노즐 스프링

17 : 제어 압력실(壓力室)

18 : 도입측 오리피스(orifice)

19 : 개폐용 오리피스

20 : 밸브 볼(ball)(제어 밸브체)

21 : 아마추어

21A : 아마추어(21)의 로드(rod)부

21B : 아마추어(21)의 플레이트(plate)부

22 : 아마추어 가이드(guide)

23 : 자석

24 : 자석 코어

24A : 자석 코어(24)의 흡인면(吸引面)(자유단)

24B : 자석 코어(24)의 자석 수용부

24C : 자석 코어(24)의 중심 구멍

24D : 자석 코어(24)의 상부 원주부(고정단, 도 1)

24E : 자석 코어(24)의 직경 방향 홈부(도 2)

25 : 코어 부착 본체(도 3, 도 4)

25A : 코어 부착 본체(25)의 하부 원주부(도 3)

25B : 코어 부착 본체(25)의 아마추어 안내부(도 3)

25C : 아마추어 안내부(25B)의 선단부(도 3)

26 : 밸브 스프링

27 : 갭(gap) 조정 칼라(collar)

27A : 갭 조정 칼라(27)의 선단부(先端部)

28 : 커넥터(connector)

29 : 고정용 본체

29A : 고정용 본체(29)의 내부 방향 단부(端部)

29B : 고정용 본체(29)의 코킹부

29C : 고정용 본체(29)의 외부 방향 돌출부

30 : 리테이닝 너트(retaining nut)

31 : 플러그(plug)

32 : 심(shim)

40 : 연료 분사 밸브(제1실시형태, 도 1)

41 : 코어 부착 본체

41A : 코어 부착 본체(41)의 하부 원주부

41B : 코어 부착 본체(41)의 외부 방향 돌출부

41C : 코어 부착 본체(41)의 아마추어 안내부

41D : 아마추어 안내부(41C)의 선단부

42 : 리테이닝 너트

43 : O-링(ring)

44 : 심

45 : 아마추어

45A : 아마추어(45)의 로드부

45B : 아마추어(45)의 플레이트부

45C : 아마추어(45)의 미끄럼 운동 피안내부(被案內部)

46 : 제1 환상 공극(空隙)

47 : 제2 환상 공극

48 : 연통로

50 : 연료 분사 밸브(제2실시형태, 도 3)

L1 : 제1의 갭[리프트(lift)량]

L2 : 제2의 갭

Claims (8)

1. 연료의 분사 구멍을 개폐 가능한 노즐 니들의 배압을 제어하기 위한 제어 압력실을 개폐하는 제어 밸브체와,

   이 제어 밸브체를 구동하기 위한 아마추어와,

   이 아마추어를 흡인하기 위한 자석 코어 및 자석을 구비하고,

   상기 제어 압력실의 압력을 상기 제어 밸브체에 의해 제어하여서, 상기 노즐 니들에 의한 상기 분사 구멍의 개폐 작용을 가능하게 한 연료 분사 밸브로서,

   상기 자석 코어를 부착하기 위한 코어 부착 본체와, 당해 자석 코어를 그 자석 코어의 고정단(固定端)에 있어서 용접, 용착 또는 접착 등에 의해 일체로 고정시키는 동시에,

   이 고정단과는 반대측의 상기 자석 코어의 단부(端部)를 자유단(自由端)으로 한 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
2. 삭제
3. 연료의 분사 구멍을 개폐 가능한 노즐 니들의 배압을 제어하기 위한 제어 압력실을 개폐하는 제어 밸브체와,

   이 제어 밸브체를 구동하기 위한 아마추어와,

   이 아마추어를 흡인하기 위한 자석 코어 및 자석을 구비하고,

   상기 제어 압력실의 압력을 상기 제어 밸브체에 의해 제어하여서, 상기 노즐 니들에 의한 상기 분사 구멍의 개폐 작용을 가능하게 한 연료 분사 밸브로서,

   상기 아마추어는 상기 자석 코어의 흡인면에 평행하게 대향하는 플레이트부를 구비하고,

   상기 자석 코어 측으로 연장되는 미끄럼 운동 피안내부를 상기 플레이트부에 직교하도록 상기 아마추어에 형성하는 동시에,

   이 미끄럼 운동 피안내부를 상기 자석 코어의 내주(內周) 측에 있어서 안내 가능하게 한 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
4. 삭제
5. 제3항에 있어서, 상기 자석 코어는, 코어 부착 본체에 이것을 고정하는 동시에,

   상기 미끄럼 운동 피안내부는, 상기 자석 코어의 내주 측에 있어서 이 코어 부착 본체에 형성한 아마추어 안내부에 의해 안내 가능하게 된 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 자석 코어는, 그 외주(外周) 측에 위치하는 부재와의 사이에 약간의 환상 공극(空隙)을 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
7. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 자석 코어는, 그 내주 측에 위치하는 상기 코어 부착 본체와의 사이에 약간의 환상 공극을 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 자석 코어에는, 그 반경 방향으로 직경 방향 홈부를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.