TW201615970A - 燃料噴射閥 - Google Patents

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Abstract

一種燃料噴射閥，包括：收納閥體(8)且具有與電樞(9)外周對應之磁性相對向面，並與鐵芯(3)接合之保持件(4)；被壓入於保持件(4)的外周並收納線圈之殼體(5)；以及以蓋狀覆蓋線圈的燃料上游側，並被壓入鐵芯(3)的外周之蓋體(6)；在以可往徑方向滑動之狀態使蓋體(6)的下面與殼體(5)的上端面接觸後，係藉由雷射熔接將蓋體(6)與殼體(5)的接觸面的外周部接合。

Description

燃料噴射閥
本發明主要關於內燃機的燃料供應系統所使用之電磁式燃料噴射閥。
第7圖係顯示以往的燃料噴射閥之一例之剖面圖。
如第7圖所示，以往的燃料噴射閥1中，作為形成閥機構的可動子的閥體8係由電樞(armature)9與閥部11所構成，並在閉閥時閥體8被彈簧13推壓於閥座10，而當電極端子7通電時，就由線圈2所產生之磁場來產生將電樞9往鐵芯3側吸引之磁吸力，藉此，閥體8往鐵芯3側移動，而在閥部11與閥座10產生間隙，亦即開閥從而流動燃料。
再者於第7圖所示之以往的燃料噴射閥1中，磁通路係由鐵芯3、電樞9、保持件4以及殼體5與蓋體6(cap)所構成。此時線圈2係被收納於殼體5內，且蓋體6以蓋狀覆蓋線圈2之型式被熔接固定於殼體5。蓋體6係押入鐵芯3而被熔接固定，並以傾斜面接觸殼體5而穩定地確保與殼體5的接觸面積。此時，由吸收軸偏移之觀點， 殼體5與保持件4係成為具有間隙之設定，並且為了彌補因間隙所造成之磁損，而構成為將保持件4與殼體5的相對向長度L1加成(請參閱專利文獻1)。
再者，第8圖係顯示其他的以往的例子，在第8圖所示之以往的燃料噴射閥1中，將鐵芯3與保持件4一體化，並如將第8圖之A部擴大顯示之第9圖所示，於保持件4之一部分設置薄層部15，從而將不通過吸引相對向面而是通過保持件4的該部分之磁漏予以限制，而相對於第7圖所示之燃料噴射閥使其磁功率上升。(請參閱專利文獻2)
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利第4130771號
專利文獻2：美國專利第5769391號
近年來，於小排氣量之二輪用內燃機中燃料噴射(Fuel Injection)化亦逐漸發展，燃料噴射閥的採用係逐漸擴大，因此，對於如第7圖及第8圖所示之以往的燃料噴射閥，係要求如裝設長度L2及外徑的縮小化之引擎配置性能的提升。並且要求必須具備與以往的燃料噴射閥同等之噴射性能。
在第7圖之燃料噴射閥1中，由於上述理由而必須將 保持件4與殼體5的軸方向的相對向長度L1設為較長，故會有裝設長度L2相對地變長之問題。並且在第7圖之燃料噴射閥1中，相較於第8圖之燃料噴射閥，由於未如前述在保持件4設置薄層部，故有磁效率較差之問題。
為了解決磁效率之課題，已考量以第7圖之構造為基礎，而於保持件4設置薄層部15之第10圖之構造。在第10圖中，為了解決裝設長度L2之課題，係將殼體5及保持件4壓入固定而減低磁損，並縮短保持件4與殼體5的相對向長度L1從而縮短裝設長度L2。
然而，在第10圖之構造中，蓋體6、將鐵芯3及保持件4一體化之鐵芯組合件(以下簡稱ASSY)、以及殼體5之三個零件係分別在三個處所被壓入，故在藉由較強壓入荷重強行地進行組裝時，由於會沒有用以吸收軸偏移之部分，故結果變得強度較弱，例如會在保持件薄層部15產生變形。並且，隨著薄層部15之變形而導致收納電樞9之部分的保持件內徑變形，而使屬於可動件之閥體變得滑動不良。
本發明係為解決如此以往的課題而研創者，目的在於提供一種燃料噴射閥，係防止屬於可動件之閥體的滑動不良，同時具有高磁效率，且裝設長度較短並具有良好噴射性能。
本發明之燃料噴射閥係包括：閥體，係由閥部以及與該閥部連接並成為前述閥部的電磁吸引部之電樞 所構成之可動子，並且由以線圈所產生之磁場所造成之磁吸力與彈簧的推壓力而被驅動，使前述閥部自閥座分離或抵接閥座而構成閥機構；鐵芯，係具有與前述電樞的燃料上游側端面對應之磁性相對向面；保持件，係收納前述閥體，且具有與前述電樞外周對應之磁性相對向面，並與前述鐵芯接合；殼體，係被壓入於前述保持件的外周並收納前述線圈；以及蓋體，係以蓋狀覆蓋前述線圈的燃料上游側，並被壓入前述鐵芯的外周；而且在以可往徑方向滑動之狀態使前述蓋體的下表面與前述殼體的上端面接觸後，藉由熔接將前述蓋體與前述殼體的接觸面的外周部接合。
依據本發明之燃料噴射閥，由於將蓋體下面與殼體上端面作為接觸面並使兩者設為可往徑方向滑動之狀態，故即便在將鐵芯與保持件一體化之鐵芯ASSY壓入殼體，且將蓋體壓入鐵芯ASSY之狀態下，在蓋體外徑與殼體外徑之間產生軸偏移，亦由於兩者並未於軸方向被拘束，故不會因組裝而對保持件的薄層部等施加壓力而可防止保持件的變形。再者，由於蓋體與殼體係以面互相接觸，故可確保磁性連接。結果，可防止可動件的滑動不良，並且不會使磁效率下降，而可得到安裝長度較短且噴射性能優良之燃料噴射閥。
由以下實施形態之詳細說明及圖式記載將可明瞭上述的或其他的本發明之目的、特徵、功效。
1‧‧‧燃料噴射閥
2‧‧‧線圈
3‧‧‧鐵芯
4‧‧‧保持件
5‧‧‧殼體
6‧‧‧蓋體
7‧‧‧電極端子
8‧‧‧閥體(可動子)
9‧‧‧電樞
10‧‧‧閥座
11‧‧‧閥部
12‧‧‧桿
13‧‧‧彈簧
15‧‧‧薄層部
16‧‧‧鐵芯ASSY(鐵芯組裝體)
18‧‧‧副組件
21‧‧‧管
L1‧‧‧相對向長度
L2‧‧‧裝設長度
第1圖係顯示本發明實施形態1之燃料噴射閥的構成之剖面圖。
第2圖係第1圖之B部的擴大圖，且係顯示熔接前的蓋體與殼體的接合面的段差之圖。
第3圖係第1圖之B部的擴大圖，且係顯示熔接前的蓋體與殼體的接合部之圖。
第4圖係用以說明本發明實施形態1之燃料噴射閥之蓋體與殼體的熔接方法之副組件(sub assembly)的剖面圖。
第5圖係用以說明第4圖所示之副組件的剖面圖。
第6圖係本發明實施形態1之蓋體及殼體的段差H、熔接寬B之比例、與熔接不良率之關係之相關圖。
第7圖係顯示以往的燃料噴射閥的一例之剖面圖。
第8圖係顯示以往的燃料噴射閥的另一例之剖面圖。
第9圖係第8圖之A部的擴大圖。
第10圖係顯示第7圖之變形例之剖面圖。
在以下，針對本發明之實施形態係參閱圖式進行說明。另外，在各圖中相同符號係顯示相同或相當之部分。
實施形態1
第1圖係顯示本發明實施形態1之燃料噴射閥的構成之剖面圖，第2圖係第1圖之B部的擴大圖，且係顯示熔 接前的蓋體與殼體的接合面的段差之圖，第3圖同樣為第1圖之B部的擴大圖，且係顯示熔接後的蓋體與殼體的接合部之圖。
於第1圖中，燃料噴射閥1的電磁閥部係構成為包含：與外部端子接觸而通電之電極端子7；與電極端子7連接並藉由通電而產生磁力之線圈2；屬於固定鐵芯之鐵芯3；具有與鐵芯3的下面對應之磁性相對向面且屬於閥體8的吸引部之電樞9；具有與電樞9的側面對應之磁性相對向面之保持件4；壓入保持件4的外周，並收納線圈2之殼體5；以及配置於殼體5內的上部並壓入鐵芯3的外周之蓋體6。另外，閥體8係與以往所公知者相同，亦即構成為由電樞9、閥部11及管21所構成，並在閉閥時閥體8被彈簧13推壓於閥座10，當電極端子7通電時藉由產生由線圈2所產生之磁場將電樞9往鐵芯3吸引之磁吸力而使閥體8往鐵芯3側移動，而在閥部11與閥座10產生間隙，亦即開閥而流動燃料。
在將鐵芯3的下游側外周部壓入保持件4的上游側內周部後，被熔接於保持件4而密封內部燃料，而予以一體化作為鐵芯ASSY16。於鐵芯ASSY16中，鐵芯3係經由保持件4的薄層部15而與保持件4磁性連接，而使磁漏最小化。
殼體5係藉由抽拉成形加工而製作成2段之中空圓筒形狀。電磁閥的組裝係首先將殼體5的下游側的內周部壓入鐵心ASSY16的保持件4的外周部而予以磁性 連接。藉由保持件4的外周部與殼體5的內周部之壓入而消除磁損，且保持件4與殼體5的壓入長度L1係以殼體5的板厚的0.5至2倍程度之較短的長度而確保磁通路。
接著在將線圈2收納至殼體5內之後，蓋體6係被一面壓入鐵芯3的外周，並一面其下面與殼體5的上端面接觸而予以定位。蓋體6係設定有作為電極端子7的出口之缺口，可不予電極端子7產生干涉而壓入鐵芯3的外周。(請參閱後述之第4圖)
然後，在電磁閥經過外裝模具成形後，於保持件4的內部收納由電樞9、閥部11及管21所構成之閥體8，藉由固定於鐵芯3的內部之桿12而使成為壓縮狀態之彈簧13接觸閥體8的管21的上端並朝閥體8的下游方向施加預定的荷重，藉此使閥體11成為推壓被收納於保持件4之閥座10之狀態。
另外，如上述之燃料噴射閥1本身的動作乃為與公知者相同，故於此係省略詳細說明。
於此，在實施形態1之燃料噴射閥中，蓋體6的下面及殼體5的上端面係成為平面彼此接觸狀態，而成為兩者可朝徑方向滑動之狀態。因此即便是在組裝有蓋體6時蓋體6的外周與殼體5的外周為軸偏移之狀態，亦不會對保持件薄層部15等強度較低之部分施加壓力而進行組裝，且可藉由平面彼此之接觸而確保磁性連接。因此可防止閥體的滑動不良，並且可不使磁效率下降而確保燃料噴射閥之良好的噴射性能。
再者，設有作為電極端子7的出口之缺口之蓋體6係藉由沖壓加工製作而成者，並如第2圖所示，將沖壓的沖切下側的面的外周角部之沒有圓角14的面側作為與殼體5接觸之面。因此，能夠以比切削加工更低成本之加工費來製作蓋體6，並且確保蓋體下面與殼體上端面之接觸面積，亦即可穩定地確保磁路面積，而能縮小燃料噴射閥的性能不均。
再者，如第3圖之擴大圖所示，在將蓋體6壓入鐵芯3而成為與殼體5的上面接觸之狀態之後，對蓋體6及殼體5的外周邊界面照射雷射以使兩者熔融而接合。此時，如第2圖所示，即便是在蓋體6與殼體5的外周存在有徑方向之段差H之情形，亦藉由接合部之熔融將兩者的外徑段差整平成而為連續形狀，以緩和蓋體下面與殼體上端面的接觸面積的不均，從而穩定地確保磁路面積，可縮小燃料噴射閥的性能不均。
再者，在本實施形態1之燃料噴射閥中，將使蓋體6的外徑相對於蓋體5的外徑之差，設為比兩者的偏心量更大。因此，如第2圖所示，成為蓋體6的外徑恆常比殼體5的外徑更朝外徑側突出之狀態，從而殼體5的上端面必定為整面與蓋體6的下面接觸。因此，蓋體6與殼體5的接觸面積不會依存於兩者的軸偏移量，而僅由殼體上端面的面積來決定，從而穩定地確保接觸面積，亦即穩定地確保磁路面積，俾可縮小燃料噴射閥的性能不均。
然而，如第2圖所示，在將蓋體6與殼體5 相接時，會於外周部產生因軸偏移而導致之段差H。此時，段差H之大小係由各零件之公差而決定者，由於為了縮小公差係會耗費成本，故較佳為在不會出現熔接不良之範圍內盡可能將公差設定成較大，亦即盡可能將段差H設定成較大，以期望降低成本。
據此觀點，針對段差H與熔接寬度B(參考第3圖)之比率(亦即，H/B)與熔接不良率之關係而實驗性地進行了確認之結果，係確認到第6圖所示之關係。
因此，藉由以在將蓋體6與殼體5相接時的段差H與熔接寬度B的關係會滿足H≦B/3之方式，亦即以段差H成為熔接寬度B的1/3以下之方式來設定各零件的公差，即可不發生熔接不良而實現降低零件成本。再者，只要可確定段差H的製程能力，則僅需在容易進行測量之熔接寬度B上進行熔接管理，故於製造方面亦有優異的成本性。
第4圖、第5圖係用以說明實施形態1之蓋體6與殼體5的熔接步驟之副組件18的俯視圖以及剖面圖。
在將蓋體6及殼體5的外周部熔接時若從單一方向來實施，則因熔接所導致之熱收縮的影響而於相反側的熔接部位會有段差H產生變化之情形。亦即，在將蓋體6壓入鐵芯3並與殼體5相接時即便段差H落在良好的可熔接範圍，亦可能會有在將單一側熔接時熔接部與相反側的段差H變大而產生熔接不良之情形。因此，在實施形態1中， 如第4圖所示，從180°相對向之二個方向同時地進行雷射熔接。藉由進行雷射熔接，可抑制因熱收縮而導致之段差H的變化，而可大幅減低熔接不良。
(產業上之可利用性)
本發明適合利用於小排氣量之二輪車的燃料噴射閥。
1‧‧‧燃料噴射閥
2‧‧‧線圈
3‧‧‧鐵芯
4‧‧‧保持件
5‧‧‧殼體
6‧‧‧蓋體
7‧‧‧電極端子
8‧‧‧閥體(可動子)
9‧‧‧電樞
10‧‧‧閥座
11‧‧‧閥部
12‧‧‧桿
13‧‧‧彈簧
15‧‧‧薄層部
16‧‧‧鐵芯ASSY(鐵芯組裝體)
21‧‧‧管
L1‧‧‧相對向長度
L2‧‧‧裝設長度

Claims (5)

  1. 一種燃料噴射閥，係包括：閥體，係由閥部以及與該閥部連接並成為前述閥部的電磁吸引部之電樞所構成之可動子，並且由以線圈所產生之磁場所造成之磁吸力與彈簧的推壓力而被驅動，使前述閥部自閥座分離或抵接閥座而構成閥機構；鐵芯，係具有與前述電樞的燃料上游側端面對應之磁性相對向面；保持件，係收納前述閥體，且具有與前述電樞外周對應之磁性相對向面，並與前述鐵芯接合；殼體，係被壓入於前述保持件的外周並收納前述線圈；以及蓋體，係以蓋狀覆蓋前述線圈的燃料上游側，並被壓入前述鐵芯的外周；而且在以可往徑方向滑動之狀態使前述蓋體的下表面與前述殼體的上端面接觸後，藉由熔接而接合了前述蓋體與前述殼體的接觸面的外周部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之燃料噴射閥，其中，前述蓋部係以沖壓加工製作者，於前述蓋體設有屬於電極端子的出口之缺口，並且構成為前述蓋體的沖壓加工之沖切下側之面與前述殼體接觸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之燃料噴射閥，其中，將前述蓋體的外徑設為：相對於前述殼體的外徑，係比 蓋體與殼體的徑方向的偏心量更大。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之燃料噴射閥，其中，以前述殼體與前述蓋體的熔接寬度B及因軸偏移而產生之前述殼體與前述蓋體的外周部的段差H會成為下述式(1)之關係之方式，針對燃料噴射閥各零件的尺寸進行了公差設定，H≦B/3．．．(1)。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之燃料噴射閥，其中，係以雷射熔接來接合前述蓋體與前述殼體的接觸面的外周部。
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