WO2005124142A1

WO2005124142A1 - 電磁式燃料噴射弁

Info

Publication number: WO2005124142A1
Application number: PCT/JP2005/010651
Authority: WO
Inventors: Akira Akabane; Kenichi Sato
Original assignee: Keihin Corporation
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2005-12-29
Also published as: CN1969122A; CN100443712C; US20080251613A1; US7731108B2; EP1757800B1; JP2006002632A; EP1757800A4; JP4058024B2; EP1757800A1

Abstract

　磁性円筒体と、該磁性円筒体の前部に圧入される圧入筒部を後端に有する弁座部材とが溶接され、弁体が弁座に着座する方向にばね付勢されつつ弁座部材に収容され、固定コアに対向する可動コアが弁体に同軸に連接される電磁式燃料噴射弁において、弁座部材（１０）に、圧入筒部（１０ａ）と、磁性円筒体（９）の外径と略同一の外径を有する大径部（１０ｂ）と、圧入筒部（１０ａ）の外周面に対して直角な平坦面に形成されて圧入筒部（１０ａ）および大径部（１０ｂ）間を結ぶ環状肩部（１０ｃ）とが設けられ、磁性円筒体（９）の前端に、環状肩部（１０ｃ）をその略全面にわたって当接させる環状の当接受け面（９ａ）が、磁性円筒体（９）の内周面との間での直角度を規定するようにして形成され、磁性円筒体（９）の前端および弁座部材（１０）の突き当て部が全周にわたって溶接される。これにより磁性円筒体の薄肉化による小型化および応答性の向上が可能となる。

Description

明細書

電磁式燃料噴射弁

技術分野

[0001] 本発明は、円形の横断面を有する非磁性部材を介して固定コアに結合される磁性円筒体と、該磁性円筒体の前部に圧入される圧入筒部を後端に有する弁座部材とが溶接され、前記弁座部材に設けられる弁座に着座可能な弁体が該弁座に着座する方向にばね付勢されつつ前記弁座部材に収容され、前記固定コアの前端に後端を対向させる可動コアが前記弁体に同軸に連接される電磁式燃料噴射弁に関する。背景技術

[0002] 磁性円筒体の前部に、前方に臨む環状段部を形成して大径孔部が同軸に設けられ、弁座から離座する側の弁体の移動端を規制するためのリング状のストツバが前記環状段部に当接するようにして大径孔部に挿入され、弁座部材の後部がその後端を前記ストツバに突き当てるようにして大径孔部に圧入され、磁性円筒体の前端および弁座部材の外周で形成される隅部が全周にわたって溶接されるようにした電磁式燃料噴射弁が、たとえば特許文献 1により既に知られてレ、る。

特許文献 1 :日本特開 2002— 89400号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] ところが上記従来のものでは、ストッパを当接させる環状段部を形成するために磁性円筒体の肉厚を比較的大きく設定せざるを得ず、肉厚確保のために磁性円筒体の外径を大きくすると電磁式燃料噴射弁の大型化を招いてしまう。また電磁式燃料噴射弁の小型化を図るために磁性円筒体の外径を比較的小さく設定すると、磁性円筒体の前部肉厚が薄くなり、弁座部材との溶接に伴う溶接熱歪みが大きくなり、磁性円筒体の同軸精度が悪化してしまう。またストツバに弁座部材を突き当てる構造は、部品点数が多くなるので、各部品の単品精度を高めなければ同軸精度が悪化してしまい、コスト的にも不利となる。而して同軸精度が悪化すると、特に一体に連なる弁体および可動コアの移動を軸方向に離隔した 2箇所でガイドするようにした構成では、可動コア側のガイドクリアランスを大きく設定しなければならず、可動コアおよび磁性円筒体間の磁束を受け渡すサイドギャップが大きくなり、応答性の悪化を招くことになる。

[0004] 本発明は、力かる事情に鑑みてなされたものであり、磁性円筒体の薄肉化による小型化を可能とし、応答性の向上をも図り得るようにした電磁式燃料噴射弁を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0005] このような目的を達成するために、本発明は、円形の横断面を有する非磁性部材を介して固定コアに結合される磁性円筒体と、該磁性円筒体の前部に圧入される圧入筒部を後端に有する弁座部材とが溶接され、前記弁座部材に設けられる弁座に着座可能な弁体が該弁座に着座する方向にばね付勢されつつ前記弁座部材に収容され、前記固定コアの前端に後端を対向させる可動コアが前記弁体に同軸に連接される電磁式燃料噴射弁において、前記弁座部材には、前記圧入筒部と、前記磁性円筒体の外径と略同一の外径を有して前記圧入筒部よりも大径に形成される大径部と、前記圧入筒部の外周面に対して直角な平坦面に形成されて前記圧入筒部および前記大径部間を結ぶ環状肩部とが設けられ、前記磁性円筒体の前端に、前記圧入筒部を磁性円筒体の前部に圧入したときに前記環状肩部をその略全面にわたつて当接させる環状の当接受け面が、磁性円筒体の内周面との間での直角度を規定するようにして形成され、前記磁性円筒体の前端および前記弁座部材の突き当て部が全周にわたって溶接されることを第 1の特徴とする。

[0006] また本発明は、上記第 1の特徴の構成に加えて、前記弁座部材が前記磁性円筒体よりも高硬度の材料で形成され、レーザビームの照射点を前記磁性円筒体の前端および前記弁座部材の突き当て位置よりも磁性円筒体側にオフセットさせて、磁性円筒体の前端および前記弁座部材の突き当て部にレーザビームによる溶接が施されることを第 2の特徴とする。

発明の効果

[0007] 本発明の第 1の特徴の構成によれば、磁性円筒体の前端の当接受け面が弁座部材の環状肩部に略全面で当接するようにして、弁座部材の後端の圧入筒部が磁性円筒体の前部に圧入され、その状態で磁性円筒体の前端および弁座部材の突き当て部が全周にわたって溶接されるので、従来のように磁性円筒体の内部に環状段部を形成するものに比べると、磁性円筒体の肉厚を薄肉化することができ、磁性円筒体の外径が大きくなるのを回避して電磁式燃料噴射弁の小型化に寄与することができる。し力磁性円筒体の内周面との間での直角度を規定するようにして当接受け面が形成されるので、同軸度が飛躍的に向上することになり、弁体および可動コアと、弁座部材および磁性円筒体との間のガイドクリアランスを小さくすることを可能として磁気効率の向上を図り、応答性を高めることができる。また磁性円筒体の前端および弁座部材の略同一外径の突き当て部が全周にわたつて溶接されるので、磁性円筒体および弁座部材をその肉厚が比較的厚い部分で溶接することが可能となり、溶接熱歪みを小さく抑えることができる。

[0008] また本発明の第 2の特徴の構成によれば、比較的硬度の高い弁座部材へのレーザビームによる直接入熱を避け、弁座部材に溶接割れが生じることを防止することができる。

図面の簡単な説明

[0009] [図 1]図 1は電磁式燃料噴射弁の縦断面図である。（第 1実施例）

[図 2]図 2は磁性円筒体への弁座部材の圧入構造を示す分解拡大断面図である。 ( 第 1実施例）

[図 3]図 3は磁性円筒体および弁座部材の溶接部構造を示す拡大断面図である。 ( 第 1実施例）

符号の説明

[0010] 9···磁性円筒体

9a' ··当接受け面

10···弁座部材

10&···圧入筒部

10ぃ**大径部

10ο···環状肩部

13···弁座 18 ·• ·可動

20 · • ·弁体

22 · · ·固定コア

26 · · ·非磁性部材である非磁性円筒体

Β · · 'レーザビーム

p. . •照射点

発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

実施例 1

[0012] 図 1〜図 3を参照しつつ本発明の一実施例について説明すると、先ず図 1において、図示しないエンジンに燃料を噴射するための電磁式燃料噴射弁は、前端に弁座 1 3を有する弁ハウジング 8内に前記弁座 13に着座する方向にばね付勢される弁体 2 0が収容される弁部 5と、前記弁座 13から離座させる側に前記前記弁体 20を駆動する電磁力を発揮し得るコイル組立体 24が前記弁ハウジング 8に連設されるソレノイドハウジング 25内に収容されるソレノイド部 6と、前記コイル組立体 24のコイル 30に連なる接続端子 38…を臨ませる力ブラ 40を一体に有して少なくとも前記コイル組立体 2 4および前記ソレノイドハウジング 25を埋封せしめた合成樹脂製の被覆部 7とを備える。

[0013] 弁ハウジング 8は、磁性金属により形成される磁性円筒体 9と、該磁性円筒体 9の前部に圧入状態での溶接によって液密に結合される弁座部材 10とで構成される。弁座部材 10は、その後端部を磁性円筒体 9の前端部に嵌合した状態で、磁性円筒体 9 に溶接されるものであり、この弁座部材 10には、その前端面に開口する燃料出口孔 12と、該燃料出口孔 12の内端に連なるテーパ状の弁座 13と、前記弁体 20をガイドするようにして前記弁座 13の後端大径部に連なるガイド孔 14とが同軸に設けられる。また弁座部材 10の前端には、燃料出口孔 12に通じる複数の燃料噴孔 15…を有する鋼板製のインジヱクタプレート 16が液密に全周溶接される。

[0014] ソレノイド部 6は、可動コア 18と、該可動コア 18に対向する円筒状の固定コア 22と、可動コア 18を固定コア 22から離反させる側に付勢するばね力を発揮する戻しばね 2 3と、戻しばね 23のばね力に杭して可動コア 18を固定コア 22側に吸引する電磁力を発揮することを可能としつつ弁ハウジング 8の後部および固定コア 22を囲繞するように配置されるコイル組立体 24と、弁ハウジング 8に前端部が連設されるようにしてコィル組立体 24を囲むソレノイドハウジング 25とを備える。

[0015] 弁ハウジング 8内の後部には、前記可動コア 18が摺動可能に嵌合されており、前記弁座 13に着座して燃料出口孔 12を閉鎖し得る前記弁体 20に可動コア 18が同軸に連接されることによって弁組立体 17が構成される。この実施例では、前記可動コア 18と、該可動コア 18に一体に連なる弁軸 19と、該弁軸 19の前端に一体に形成される弁体 20とで弁組立体 17が構成され、この弁組立体 17には、弁ハウジング 8内に通じる通孔 21が前端を閉じた有底状にして同軸に形成され、弁組立体 17は弁体 20を弁座 13に着座させる側に戻しばね 23により付勢される。

[0016] 図 2を併せて参照して、弁ハウジング 8における磁性円筒体 9の後端は、ステンレス鋼等の非磁性金属により横断面円形に形成される非磁性部材としての非磁性円筒体 26を介して前記固定コア 22の前端に同軸に結合されるものであり、磁性円筒体 9 の後端は非磁性円筒体 26の前端に突き合わせ溶接され、非磁性円筒体 26の後端は、固定コア 22の前端部を非磁性円筒体 26に嵌合せしめた状態で固定コア 22に溶接される。

[0017] 固定コア 22には、軸方向に延びる一条のスリット 27aを有して略 C字状の横断面形状を有する筒状のリテーナ 27が同軸に圧入されており、前記戻しばね 23は、リテーナ 27および可動コア 18間に介装される。可動コア 18の後端部内周には、可動コア 1 8が固定コア 22に直接接触することを回避すベぐ非磁性材料から成るリング状のストツパ 28が可動コア 18の後端面から固定コア 22側にわずかに突出するようにして圧入される。またコイル組立体 24は、弁ハウジング 8の後部、非磁性円筒体 26および固定コア 22を囲繞するボビン 29にコイル 30が卷装されて成るものである。

[0018] ソレノイドハウジング 25は、コイル組立体 24の弁部 5側端部に対向する環状の端壁 31aを一端に有してコイル組立体 24を囲繞する円筒状にして磁性金属により形成される磁性枠 31と、前記固定コア 22の後端部から半径方向外方に張出してコイル組立体 24の弁部 5とは反対側の端部に対向するフランジ部 22aとから成るものであり、フランジ部 22aは磁性枠 31の他端部に磁気的に結合される。し力も磁性枠 31における端壁 31 aの内周には、前記弁ハウジング 8における磁性円筒体 9を嵌合せしめる嵌合筒部 31bが同軸に設けられており、ソレノイドハウジング 25は、その嵌合筒部 31 bに弁ハウジング 8を嵌合せしめることで弁ハウジング 8に連設される。

[0019] 固定コア 22の後端には、円筒状である入口筒 33がー体にかつ同軸に連設されており、その入口筒 33の後部に燃料フィルタ 34が装着される。し力も入口筒 33、リテーナ 23および固定コア 22には、可動コア 18の通孔 21に通じる燃料通路 35が同軸に設けられる。

[0020] 被覆部 7は、ソレノイドハウジング 25およびコイル組立体 24だけでなぐソレノィドハウジング 25およびコイル組立体 24間の間隙を満たしつつ、弁ハウジング 8の一部および入口筒 33の大部分を埋封せしめるように形成されるものであり、ソレノィドハウジング 25の磁性枠 31には、コイル組立体 24のボビン 29に一体に形成される腕部 29a をソレノイドハウジング 25外に配置するための切欠き部 36が設けられる。

[0021] 前記被覆部 7には、前記コイル組立体 24におけるコイル 30の両端に連なる接続端子 38…を臨ませる力ブラ 40がー体に設けられるものであり、前記接続端子 38の基端は前記腕部 29aに埋設されており、前記コイル 30のコイル端 30a' · ·が接続端子 38· · · に溶接される。

[0022] ところで、被覆部 7は、ソレノイドハウジング 25を覆うとともに前記カプラ 40の一部を構成する第 1樹脂成形層 7aと、第 1樹脂成形層 7aを覆う第 2樹脂成形層 7bとから成る。力ブラ 40の中間部から先端側で第 1樹脂成形層 7aは第 2樹脂成形層 7bによって覆われることはなく外部に露出されており、また入口筒 33の後部は第 2樹脂成形層 7 bで覆われることなく外部に露出されており、さらに弁ハウジング 8の後部に対応する部分で第 1樹脂成形層 7aの一部は第 2樹脂成形層 7bによって覆われることはなく外部に露出されている。而してカプラ 40の中間部および弁ハウジング 8の後部に対応する部分での第 1樹脂成形層 7aには、第 2樹脂成形層 7bの端部を係合せしめる無端状の係合溝 48， 49が形成され、入口筒 33の中間部外周には、第 2樹脂成形層 7 bの端部を係合せしめる無端状の係合溝 50が設けられる。すなわち第 2被覆部 7bの端部は第 1被覆部 7aおよび入口筒 33に凹凸係合されることになる。

[0023] 非磁性円筒体 26の前端は可動コア 18の一部を囲繞するようにして、弁ハウジング 8における磁性円筒体 9の後端に突き合わせ溶接により同軸に結合され、非磁性円筒体 26の後部には、前端を可動コア 18の後端に対向させる固定コア 22の前部が嵌合、固定される。

[0024] 固定コア 22の前部には、前方に臨む環状の段部 43を外周側に形成する小径嵌合部 22bが同軸に設けられており、この小径嵌合部 22bが、非磁性円筒体 26の中間部内面に密接するようにして、段部 43を非磁性円筒体 26の後端に当接させるまで非磁性円筒体 26の後部に嵌合され、その状態で、溶接により固定コア 22が非磁性円筒体 26に固定される。

[0025] 図 2を併せて参照して、可動コア 18の中間部には、磁性円筒体 9の後部内周面に摺接するガイド部 18aが設けられ、弁体 20には、弁座部材 10の内周面すなわちガイド孔 14に摺動可能に嵌合されるジャーナル部 20aが設けられている。

[0026] 弁座部材 10には、磁性円筒体 9の前部に圧入される圧入筒部 10aと、磁性円筒体 9の外径と略同一の外径を有して前記圧入筒部 10aよりも大径に形成される大径部 1 Obと、前記圧入筒部 1 Oaの外周面に対して直角な平坦面に形成されて前記圧入筒部 10aおよび前記大径部 10b間を結ぶ環状肩部 10cとが設けられる。

[0027] し力も前記圧入筒部 10aの外周には、その先端側から、磁性円筒体 9の前部への挿入を誘導するテーパ状の誘導面 51と、誘導面 51の大径部よりも大径の円筒状をなして磁性円筒体 9の前部内周面に適合し得る同軸の調整面 52と、調整面 52よりも大径の円筒状をなして磁性円筒体 9の前部内周面に圧入される圧入面 53とが順次形成されるとともに、誘導面 51および調整面 52間を結ぶ第 1円弧面 54と、調整面 52 および圧入面 53間を結ぶ第 2円弧面 55とが形成される。

[0028] このような圧入筒部 10aの外周形状によれば、圧入筒部 10aを磁性円筒体 9に圧入する際には、先ずテーパ状の誘導面 51で磁性円筒体 9への挿入が誘導され、次レ、で円筒状の調整面 52が磁性円筒体 9の前部内周に適合することで磁性円筒体 9 および圧入筒部 10aの同軸性が確保され、最後に円筒状の圧入面 53が磁性円筒体 9の前部内周に圧入されることにより、高い同軸性を確保しつつ圧入筒部 10aを磁性円筒体 9の前部に強固に圧入することが可能となる。

[0029] し力も誘導面 51および調整面 52間の段差部、ならびに調整面 52および圧入面 53 間の段差部が第 1および第 2円弧面 54, 55によって円弧状となっているので、第 1および第 2円弧面 54， 55が、後続の調整面 52や圧入面 53の磁性円筒体 9への嵌入を誘導する機能を発揮し、圧入筒部 10aの磁性円筒体 9への圧入を、両者 10a, 9の同軸性を正確に維持しつつスムーズに行うことができる。したがって切粉を発生させることもなぐ切粉による燃料通路の閉塞を未然に回避することができる。

[0030] 一方、磁性円筒体 9の前端には、圧入筒部 10aを磁性円筒体 9の前部に圧入したときに前記環状肩部 10cをその略全面にわたって当接させる環状の当接受け面 9a 力磁性円筒体 9の内周面との間での直角度を規定するようにして形成される。

[0031] し力、も弁座部材 10における圧入筒部 10aおよび環状肩部 10cの直角度は、弁座部材 10の研削加工時に同一の研削工具を用いた研削によって規定され、磁性円筒体 9の前部内周面および当接受け面 9aは、磁性円筒体 9のの研削加工時に同一の研削工具を用いた研削によって規定されるものであり、それにより圧入筒部 10aおよび環状肩部 10cの直角度、ならびに磁性円筒体 9の前部内周面および当接受け面 9a の直角度の精度向上を図ることが可能となる。

[0032] 図 3を併せて参照して、磁性円筒体 9の前端および弁座部材 10の突き当て部は、レーザビーム Bによって全周にわたって溶接される。し力も弁座部材 10は磁性円筒体 9よりも高硬度の材料、たとえば SUS440Cで形成されるものであり、レーザトーチ 56からのレーザビーム Bの照射点 Pを、磁性円筒体 9の前端および弁座部材 9の突き当て位置よりも磁性円筒体 9側にオフセットして、磁性円筒体 9の前端および弁座部材 10の突き当て部にレーザビーム Bによる溶接が施される。

[0033] 次にこの実施例の作用について説明すると、弁座部材 10には、磁性円筒体 9の前部に圧入される圧入筒部 10aと、磁性円筒体 9の外径と略同一の外径を有して圧入筒部 10aよりも大径に形成される大径部 10bと、圧入筒部 10aの外周面に対して直角な平坦面に形成されて圧入筒部 10aおよび大径部 1 Ob間を結ぶ環状肩部 10cとが設けられ、磁性円筒体 9の前端に、圧入筒部 10aを磁性円筒体 9の前部に圧入したときに環状肩部 10cをその略全面にわたって当接させる環状の当接受け面 9aが、磁性円筒体 9の内周面との間での直角度を規定するようにして形成され、磁性円筒体 9の前端および弁座部材 10の突き当て部が全周にわたって溶接される。

[0034] したがって、従来のように磁性円筒体の内部に環状段部を形成するものに比べると、磁性円筒体 9の肉厚を薄肉化することができ、磁性円筒体 9の外径が大きくなるのを回避して電磁式燃料噴射弁の小型化に寄与することができる。しかも磁性円筒体 9 の内周面との間での直角度を規定するようにして当接受け面 9aが形成されるので、同軸度が飛躍的に向上することになり、弁体 10および可動コア 18と、弁座部材 10および磁性円筒体 9との間のガイドクリアランスを小さくすることを可能として磁気効率の向上を図り、応答性を高めることができる。また磁性円筒体 9の前端および弁座部材 10の略同一外径の突き当て部が全周にわたって溶接されるので、磁性円筒体 9および弁座部材 10をその肉厚が比較的厚い部分で溶接することが可能となり、溶接熱歪みを小さく抑えることができる。

[0035] また弁座部材 10が磁性円筒体 9よりも高硬度の材料で形成され、レーザビーム Bの照射点 Pを磁性円筒体 9の前端および弁座部材 10の突き当て位置よりも磁性円筒体 9側にオフセットさせて、磁性円筒体 9の前端および弁座部材 10の突き当て部にレーザビーム Bによる溶接が施されるので、比較的硬度の高い弁座部材 10へのレーザビーム Bによる直接入熱を避け、弁座部材 10に溶接割れが生じることを防止することができる。

[0036] 以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなぐ特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 円形の横断面を有する非磁性部材 (26)を介して固定コア（22)に結合される磁性円筒体 (9)と、該磁性円筒体 (9)の前部に圧入される圧入筒部（10a)を後端に有する弁座部材（10)とが溶接され、前記弁座部材（10)に設けられる弁座（13)に着座可能な弁体（20)が該弁座（13)に着座する方向にばね付勢されつつ前記弁座部材（1 0)に収容され、前記固定コア（22)の前端に後端を対向させる可動コア（18)が前記弁体（20)に同軸に連接される電磁式燃料噴射弁において、前記弁座部材（10)には、前記圧入筒部（10a)と、前記磁性円筒体（9)の外径と略同一の外径を有して前記圧入筒部（10a)よりも大径に形成される大径部（10b)と、前記圧入筒部（10a)の外周面に対して直角な平坦面に形成されて前記圧入筒部（10a)および前記大径部 (10b)間を結ぶ環状肩部（10c)とが設けられ、前記磁性円筒体（9)の前端に、前記圧入筒部（10a)を磁性円筒体（9)の前部に圧入したときに前記環状肩部（10c)をその略全面にわたって当接させる環状の当接受け面（9a)力磁性円筒体（9)の内周面との間での直角度を規定するようにして形成され、前記磁性円筒体（9)の前端および前記弁座部材（10)の突き当て部が全周にわたって溶接されることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。

[2] 前記弁座部材（10)が前記磁性円筒体（9)よりも高硬度の材料で形成され、レーザビーム (B)の照射点（P)を前記磁性円筒体（9)の前端および前記弁座部材（10)の突き当て位置よりも磁性円筒体（9)側にオフセットさせて、磁性円筒体（9)の前端および前記弁座部材（10)の突き当て部にレーザビーム（B)による溶接が施されることを特徴とする請求項 1記載の電磁式燃料噴射弁。