TWI231341B - Electromagnetic fuel injection valve - Google Patents

Description

1231341 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域] 本發明係關於使用於車輛用引擎等的電磁式燃料噴射 閥。 【先前技術】 圖2A顯示電磁式燃料噴射閥的第1習知例（參照日本專 利特開平U-2 009 7 9號公報）。電磁式燃料噴射閥的前端部 (圖2 A中爲下端部）具有強磁性且圓管狀的閥殻1，閥殼1 的後端部（圖2 A中爲上端部）內壓入環狀的非磁性的中間 構件2的則斗部後被焊接著。中間構件2的後半部內壓入 強磁性且中空軸狀的芯3的前端部後被焊接著，在芯3的 軸方向的大致中央部形成向半徑方向外側突出的凸緣 3 A。在中間構件2及芯3的連接部分的外周由樹脂成形合 成樹脂製的捲線軸4，捲線軸4繞捲著螺管線圈6。捲線軸 4的後端部形成電極安裝部4 A，電極安裝部4 A連接著電 極5的連接端部5 A。 螺管線圈6的外周部係藉由強磁性的外側磁路形成構件 7的延長片7 A而被局部圍繞著。外側磁路形成構件7係爲 於上端板部的中心部形成安裝孔8，且從上端板部形成向 著前方延長的剖面圓弧狀的2個一對的延長片7A的構 件。外側磁路形成構件7的安裝孔8係鄰接芯3的凸緣3 A 的後面而被嵌合，外側磁路形成構件7的延長片7 A的前 端部係藉由焊接而固定於閥殻1。在從閥殻1的後半部至 芯3的後端部的部分的外周形成樹脂模型成形部1 2，樹脂 6 312/發明說明書(補件)/92-06/92106013 1231341 模型成形部1 2含有同時成形的連接器9。 在閥殻1的後部及中間構件2的前半部分的內側可滑動 地嵌合著可動體2 0的後端部的電樞2 2。可動體2 0爲中空 體，在電樞2 2的前側鄰接形成小徑筒部2 0 A，小徑筒部 2〇A的前端固定著球閥（閥體）23。小徑筒部20A的前端部 側壁形成橫涧20B，藉由可動體20的中空部及橫洞20B 形成燃料通路2 4。閥殼1的前端部插入並固定著有底圓筒 狀的閥座1 3，閥座1 3的前端壁形成有噴射口 1 5。閥座1 3 的前端面焊接著小孔板1 4，小孔板1 4的中心部形成多個 噴射孔MA。藉由球閥23及閥座13構成噴射閥，藉由可 動體2 0的軸方向的移動，以開閉噴射閥。 電樞2 2的內面形成段差面2 5，此外，芯3內被壓入調 節器1 7，調節器1 7的前端部及電樞2 2的段差面2 5之間 安裝著閥彈簧1 6。藉由閥彈簧1 6向著閉閥方向對於可動 體2 0激勵。藉由從芯3的後端開口至閥座1 3的噴射口 1 5 之間的內部空間，形成一連串的燃料通路1 8 (包括燃料通 路2 4)。芯3的後端部嵌合著過濾器1 9，在被樹脂成型的 芯3的後端部的外周面的環狀溝1 〇嵌裝著Ο環1 1。 其次，說明第1習知例的作用。被加壓過的燃料在經過 過濾器1 9的過濾後，通過燃料通路1 8被供入閥座1 3的內 部。當通過電極5、連接端部5 A輸入電信號，而使螺管線 圈6開始通電時，在螺管線圈6的周圍產生磁通’該磁通 在圍繞著螺管線圈6的周圍的磁性電路內流動。該磁性電 路係由外側磁路形成構件7、芯3、電樞2 2及閥殻1所構 7 312/發明說明書(補件)/92-06/92〗06013 1231341 成’中間構件2用以發揮防止芯3及閥殼1之間的磁通短 路的功能。當磁通於磁性電路內流動時，在芯3及電樞2 2 之間產生磁性吸引力，電樞22被吸向芯3側，球閥23開 放噴射口 1 5。藉此，燃料從噴射口 1 5噴射，所噴射的燃 料通過小孔板1 4的噴射孔1 4 A噴射而出。於是，對於螺 管線圈6的通電被阻斷，當作用於電樞2 2的吸引力被解除 時’藉由閥彈簧1 6的激勵力，使可動體2 〇及球閥2 3前進， 球閥2 3關閉噴射口 1 5，於是停止從噴射口 1 $的噴射。 在電磁式燃料噴射閥中，爲了使球閥動作，有在中央的 管部設置非磁性部的必要。第1習知例中，將強磁性的芯 3、非磁性的中間構件2及強磁性的閥殼1焊接，用以作構 件的固定及燃料的洩漏防止。但是，焊接需要相當的勞力 及成本’此外，焊接還有產生熱變形的危險。在此，爲了 防止因焊接引起的缺點，考慮了第2習知例（參照日本專利 特表平11-500509號公報）。 圖2B顯示第2習知例的要部構成。第2習知例中，中 央的管部係由1根管2 7所構成，管2 7被區分爲壁厚互異 的芯3、磁性收縮部2 8及閥殼1。當噴射閥打開時，芯3 的下端面2 9抵接於電樞2 2的上端面3 0，當噴射閥關閉 時，在下端面2 9及上端面3 0之間可形成空氣間隙3 1 (例 如爲6 0 β m)。磁性收縮部2 8的壁厚非常地薄，例如，軸 方向的長度爲2mm的收縮部，其壁厚爲0.2 min。在電樞 22的上端部的外周，在收縮部28側形成引導面33，在引 導.面3 3的上下部分，於電樞2 2及收縮部2 8、閥殼1之間 8 1231341 設有半徑方向的空氣間隙3 2 (例如爲8 Ο // m)。 說明第2習知例的作用。當螺管線圈開始通電時 管線圈的周圍產生磁通。該磁通的大部分流入未圖 側磁路形成構件、芯3、電樞2 2及閥殻]，而在收 僅流過微弱的磁通。從收縮部2 8流入電樞2 2的引 的磁通流很少。與第1習知例相同，藉由對於螺管 電以打開噴射閥’而藉由該通電的阻斷，以關閉噴 【發明內容】 第2習知例因爲係一體形成中央的管部分，因此 1習知例相比，成本低且噴射性能佳。但是，第2 中也存在著如下的3個缺點。（1 )收縮部分（薄壁部 壁厚非常地薄而造成機械強度不夠。（2)中間部分因 分的原因，其磁氣特性不穩定，因此，噴射的回應 差大。（3 )在抵接於電樞的上端面的芯的下端面（電； 接面），爲了防止磨耗而需鍍鉻，但是，僅在芯的下 施行鍍鉻有困難。 本發明之目的在於，在一體形成中央的管部分的 燃料噴射閥中，充分增加薄壁部分的機械強度，確 間部分非磁性化，以提升噴射的回應性，並將電樞 部規定在適度的硬度。 本發明之電磁式燃料噴射閥之第1構成，係藉由 閉噴射口，在固定閥體的中空的可動體的後端形成 藉由螺管線圈圍繞著芯，在芯的前方配設管狀的閥 與閥殼介由薄壁部連接，薄壁部的壁厚較芯及閥殼 3 ] 2/發明說明書(補件)/92-06/92106013 k，在螺 丨示的外 縮部2 8 導面33 線圈通 射閥。 ，與第 習知例 ;分）的 收縮部 性的誤 樞的抵 端面要 電磁式 實將中 的抵接 閥體開 電樞* 殼，芯 的後半 9 1231341 部的壁厚薄，且芯、薄壁部及閥殼一體形成者，其特徵爲： 薄壁部的壁厚爲具有足夠之機械強度的大小’且藉由浸碳 處理將薄壁部改質爲高硬度非磁性部。 本發明之第2構成’係於第1構成中’藉由電槳浸碳處 理進行薄壁部的浸碳處理’藉由該電漿浸碳處理使芯下端 部的電樞的抵接部硬化。 本發明之第3構成，係於第2構成中，·薄壁部的壁厚爲 0.6mm以上，電樞抵接部的硬度爲HV4 5 0以上。 (發明效果） 本發明之電磁式燃料噴射閥，薄壁部的壁厚（例如，爲 0.6mm以上）具有足夠的機械強度，且藉由電漿浸碳處理等 的浸碳處理將薄壁部改質爲高硬度非磁性部，因此，噴射 的回應性良好。此外，藉由浸碳處理使芯下端部（電樞的抵 接部）成爲適度的硬度（例如爲Η V 4 5 0以上），因此，無在電 樞抵接面鍍鉻的必要，而可降低成本。 【實施方式】 圖1 Α及圖丨β顯示本發明之實施形態。針對圖1 a及圖 1B中與圖2A及圖2B相同的構件，則賦予與圖2A及圖 2B相同的元件符號，並省略或簡化該構件的說明。 如圖1 A及圖〗b所示，中央的管部係由1根管2 7所構 成’管2 7的材料係爲耐蝕性的軟磁性不鏽鋼或是強磁性不 11銅1 °管2 7被區分爲順序鄰接之芯3、薄壁部3 5及閥殻1。 薄壁部3 5的外徑與芯3的外徑相同，薄壁部3 5的內徑較 芯3的內徑大，薄壁部3 5與芯3的段差部4 0成爲芯3的 10 1231341 下端部。此外，薄壁部3 5的內徑與閥殻1的上半部的內徑 相同。薄壁部3 5的壁厚t具有足夠的機械強度（例如，壁 厚爲0.6mm以上），且藉由浸碳處理將薄壁部35改質爲高 硬度非磁性部。 、 浸碳處理係進行電漿浸碳處理。如圖1 B所示，由遮蔽 夾具3 6覆蓋管2 7的外周，而於薄壁部3 5的外面設置指定 寬度L(例如，爲2.6mm)的露出部分。露出部分的前端係 爲較薄壁部3 5的前端略微後方的位置，露出部分的後端係 爲較薄壁部3 5的後端略微後方的位置。將固定遮蔽夾具 3 6的管2 7放置於丙烷氣體室內，使在該室內輝光放電。 處理溫度爲10 〇〇〜1100 °C，處理時間爲例如2〜3小時。 藉由在丙烷氣體中的輝光放電產生活化碳離子，該活化碳 離子衝突於薄壁部3 5部分的表面，進行著電漿浸碳處理。 藉由該電漿浸碳處理，確實將圖1 B的X符號部分（例如' 寬度爲2.6mm以上、3.0mm以下。薄壁部35的全部）改 質爲高硬度非磁性部，且將圖1 B的圓形符號部分（爲芯3 的下端部且爲電樞22的抵接部等）硬化處理。改質部分從 磁性的鐵素體（ferrite)系不鏽鋼變態爲非磁性的奧氏體 (austenite)系不鏽鋼。此外，被硬化處理的電樞抵接部之 母材的硬度（維氏硬度）Η V 2 0 0在Η V 4 5 0以上變化，電樞抵 接面（芯及電樞22之間）的硬度差小，作爲抵接面成爲適度 的硬度。尙，不進行浸碳後的回火。 本發明之實施形態中，如圖1 Α所示，使用樹脂模型成 形部3 8，樹脂模型成形部3 8連結於樹脂模型成形部1 2的 1231341 後端部。樹脂模型成形部3 8上形成與燃料通路1 8連通的 燃料通路3 9，燃料通路3 9的上游沿與管2 7垂直的方向延 伸。此外，樹脂模型成形部3 8內插入連接具3 7，連接具 3 7的前部與電極5繫合並連接，連接具3 7的後部連接著 電線。本發明之實施形態的其他部分的構成與第1習知例 相同。 說明本發明之實施形態的作用。當對於螺管線圈6開始 通電時’在螺管線圈6的周圍產生磁通。該磁通流入圍繞 著螺管線圈6的周圍的磁性電路。該磁性電路係由外側磁 路形成構件7、芯3、電樞2 2及閥殼1所構成，被非磁性 化的薄壁部3 5用以發揮防止芯3及閥殻1之間的磁通短路 的功能。當磁通於磁性電路內流動時，在芯3及電樞2 2 之間產生磁性吸引力’電樞2 2被吸向芯3側而向後方移 動’球閥23開放噴射口 1 5，打開噴射閥。於是，對於螺 管線圈6的通電被阻斷’當作用於電樞22的吸引力被解除 時’藉由閥彈簧1 6的激勵力，使可動體2 〇及球閥2 3向前 方移動，關閉噴射閥，於是停止從噴射q 1 5的噴射。 【圖式簡單說明】 圖1 A爲本發明Z電磁式燃料噴射閥的剖面圖，圖1 b爲 圖]A的要部構成的說明圖。 圖2 A爲第1習知例的剖面圖，圖2 B爲第2習知例的要 部剖面圖。 (元件符號說明） ' 1 閥殼 312/發明說明書(補件)/92-06/92106013 12 1231341 2 中 間 構 件 3 中 空 軸 狀 的 -Μ- 心 3 A 凸 緣 4 捲 線 軸 4 A 電 極 安 裝 部 5 電 極 5 A 連 接 丄山 m 部 6 螺 管 線 圈 7 外 側 磁 路 形 成 構件 7 A 延 長 片 8 安 裝 孔 9 連 接 器 10 環 狀 溝 11 〇 環 12 樹 脂 模 型 成 形 部 13 閥 座 14 小 孔 板 1 4 A 噴 射 孔 15 噴 射 □ 16 閥 彈 簧 17 調 節 器 18 燃 料 通 路 19 過 濾 器 20 可 動 體 312/發明說明書(補件)/92-06/92106013

13 1231341 2 0 A 小 徑 /v/v- 同 部 2 0B 橫 洞 22 電 樞 23 球 閥 (閥體） 24 燃 料 通 路 2 5 段 差 面 2 7 管 2 8 te 性 收 縮部 2 9 •H-I- 心 3 的 下端面 3 0 電 樞 2 2的上端面 3 1 空 氣 間 隙 3 2 空 氣 間 隙 3 3 引 導 面 3 5 薄 壁 部 3 6 遮 蔽 夾 具 3 7 連 接 具 3 8 樹 脂 模 型成形部 3 9 燃 料 通 路 40 段 差 部 t 壁 厚 L 指 定 寬 度

312/發明說明書(補件)/92-06/92106013 14

Claims (1)

1231341 拾、申請專利範圍 1 . 一種電磁式燃料噴射閥，係藉由閥體開閉噴射口，在 固定閥體的中空可動體的後端形成電樞，藉由螺管線圈圍 繞著芯，在芯的前方配設管狀的閥殼，芯與閥殼介由薄壁 部連接，薄壁部的壁厚較芯及閥殼的後半部的壁厚薄，且 芯、薄壁部及閥殼一體形成者，其特徵爲： 薄壁部的壁厚爲具有足夠之機械強度的大小，且藉由浸 碳處理將薄壁部改質爲高硬度非磁性部。 2 .如申請專利範圍第1項之電磁式燃料噴射閥，其中， 藉由電漿浸碳處理進行薄壁部的浸碳處理，藉由該電漿浸 碳處理使芯下端部的電樞抵接部硬化。 3 .如申請專利範圍第2項之電磁式燃料噴射閥，其中， 薄壁部的壁厚爲〇.6mm以上，電樞抵接部的硬度爲HV4 50 以上。 15 312/發明說明書(補件)/92-06/92106013