WO2011142258A1 - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

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WO2011142258A1
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valve
fuel injection
electromagnetic fuel
injection valve
guide bush
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PCT/JP2011/060244
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昌輝 森谷
知之 大村
茂 猪又
岡本 淳
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株式会社ケーヒン
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    • F02M51/0675Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the valve body having cylindrical guiding or metering portions, e.g. with fuel passages
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    • F02M2200/9053Metals
    • F02M2200/9069Non-magnetic metals

Definitions

  • the present invention includes a valve housing having a conical valve seat at one end, a fixed core having a hollow portion connected to the other end of the valve housing and serving as a fuel flow path, and a suction surface of the fixed core.
  • a movable core a valve body cooperating with the valve seat, a valve assembly including a stem integrally connecting the fixed core and the valve body, a valve spring for biasing the valve body in a valve closing direction,
  • a guide portion that is disposed on an outer periphery of the fixed core and includes a coil that attracts the movable core to the fixed core by excitation to open the valve body, and slidably supports a rear end portion of the valve assembly.
  • the present invention relates to an improvement in an electromagnetic fuel injection valve provided on the fixed core.
  • the support span of the valve assembly can be set longer than the distance between the valve seat and the fixed core, effectively preventing the valve assembly from falling down and opening and closing the valve body. There is an advantage that can be effectively stabilized.
  • the present invention provides an electromagnetic fuel injection valve having a simple structure that can improve the valve closing response by accelerating the elimination of the residual magnetism in the fixed core and the movable core when demagnetizing the coil while ensuring the above advantages.
  • the purpose is to do.
  • the present invention provides a valve housing having a conical valve seat at one end, a fixed core having a hollow portion connected to the other end of the valve housing and serving as a fuel flow path, A movable core opposed to the suction surface of the core, a valve body that cooperates with the valve seat, a valve assembly that integrally connects the fixed core and the valve body, and the valve body in the valve closing direction.
  • a valve spring for biasing, and a coil disposed on the outer periphery of the fixed core and attracting the movable core to the fixed core by excitation to open the valve body, and a rear end portion of the valve assembly is
  • an electromagnetic fuel injection valve in which a guide portion that is slidably supported is provided on the fixed core, a non-magnetic or weak magnetic guide bush is fixedly provided on the inner periphery of the fixed core as the guide portion.
  • the front end of the guide bush is the suction surface of the fixed core
  • the valve assembly is provided with a sliding member that is slidably supported on the inner peripheral surface of the guide bush.
  • the guide bush corresponds to a second guide bush 19 in an embodiment of the present invention described later.
  • the present invention has a second feature that the hardness of the guide bush is set higher than that of the fixed core.
  • the present invention has a third feature that the hardness of the guide bush and the sliding member is set to be substantially equal.
  • the present invention further comprises forming the outer peripheral surface of the sliding member as a spherical surface having a center on the central axis of the valve assembly,
  • a fourth feature is that the line is always in line contact with the inner peripheral surface of the bush.
  • the outer peripheral surface of the valve body is formed into a spherical surface having a center on the central axis of the valve assembly, and the guide for slidably supporting the valve body.
  • a portion is formed in the valve housing, and the outer peripheral surface of the valve body is always in line contact with the inner peripheral surface of the guide portion.
  • the guide portion corresponds to a first guide bush 18 in an embodiment of the present invention described later.
  • a flat surface which defines a fuel flow path between the guide bushes is formed on the outer peripheral surface of the sliding member. Is a sixth feature.
  • a seventh aspect is that the rear end surface of the sliding member is formed as a spring seat supporting the front end of the valve spring.
  • the sliding member is fitted and fixed to a support shaft protruding from the rear end surface of the movable core, and this support shaft is connected to the valve spring.
  • the eighth feature is that the sliding member protrudes from the spring seat so as to be fitted to the inner periphery.
  • the guide bush fixed to the inner periphery of the fixed core is made of a non-magnetic or weak magnetic material, and its front end protrudes from the suction surface of the fixed core, so that the coil
  • the valve opening limit of the valve body is defined by bringing the movable core into contact with the front end thereof, and an air gap is formed between the fixed core and the movable core. While ensuring a long support span of the valve assembly, it supports the sliding member to stabilize the opening and closing posture of the valve assembly, and closes the coil assembly by avoiding direct contact between the movable core and the fixed core during coil excitation. It also has a function of improving valve responsiveness, and it is possible to achieve both stabilization of the fuel injection flow characteristic of the electromagnetic fuel injection valve and simplification of the structure.
  • the guide bush since the guide bush has a high hardness of the fixed core, the wear resistance of the guide bush is improved, and the sliding friction coefficient is stabilized along with the opening / closing posture of the valve assembly over a long period of time. This can contribute to stabilization of the fuel injection flow rate characteristic of the electromagnetic fuel injection valve.
  • the hardness of the guide bush and the sliding member is set to be substantially equal, both wear resistance is improved, and the open / close posture of the valve assembly is more stable over a long period of time. Can be made.
  • the outer peripheral surface of the sliding member is formed into a spherical surface having a center on the central axis of the valve assembly, and the sliding member is always on the inner peripheral surface of the guide bush.
  • the outer peripheral surface of the valve body is formed into a spherical surface having a center on the central axis of the valve assembly, and the guide portion for slidably supporting the valve body is provided in the valve
  • the valve assembly is formed on the housing, and the outer peripheral surface of the valve body is always in line contact with the inner peripheral surface of the guide portion.
  • the solid body can be operated lightly, and the valve body can always be properly seated on the valve seat to reliably close the valve.
  • the fuel flow path can be easily formed around the sliding member by plane processing on the outer peripheral surface of the sliding member, and the fuel passing through the fuel flow path
  • the sliding surfaces of the sliding member and the guide bush can be effectively lubricated, which can contribute to the improvement of their wear resistance.
  • the sliding member having a higher hardness than the fixed core serves as a spring seat that supports the front end of the valve spring, so that a wear-resistant spring seat can be obtained.
  • the support shaft protruding from the rear end surface of the movable core plays a role of fixing the sliding member to the movable core and is fitted to the inner periphery of the front end of the valve spring. It plays the role of an expansion / contraction guide that prevents buckling of the valve spring, and can contribute to stabilization of the expansion / contraction operation of the valve spring, and further stabilization of the opening / closing operation of the valve assembly.
  • FIG. 1 is a vertical side view of an engine electromagnetic fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of part 2 of FIG.
  • First embodiment) 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.
  • First embodiment) 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.
  • First embodiment) 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 2, showing a second embodiment of the present invention.
  • valve assembly ...
  • Valve seat 15 ... Valve body 16.
  • Stem 18 ... Guide part (first guide bush) 19
  • Guide bush (second guide bush) 20
  • the cylinder head 1 of the engine is provided with a mounting hole 1b that opens into the combustion chamber 1a, and an electromagnetic fuel injection valve I is mounted in the mounting hole 1b.
  • the fuel injection valve I can inject fuel toward the combustion chamber 1a.
  • the valve housing 2 of the fuel injection valve I includes a valve seat member 3, a magnetic cylinder 4 coaxially coupled to the rear end of the valve seat member 3, and a coaxial coupling to the rear end of the magnetic cylinder 4.
  • the nonmagnetic cylindrical body 5 is made up of.
  • a fixed core 6 is coaxially coupled to the rear end of the nonmagnetic cylindrical body 5, and a fuel inlet cylinder 7 is coaxially connected to the rear end of the fixed core 6.
  • the fixed core 6 has a hollow portion 6 b communicating with the inside of the fuel inlet cylinder 7.
  • a fuel filter 14 is attached to the inlet of the fuel inlet cylinder 7.
  • the valve seat member 3 includes a small diameter cylindrical portion 3a having a front end wall and a flange portion 3b formed at the rear end of the small diameter cylindrical portion 3a.
  • the front end wall of the small diameter cylindrical portion 3a has a conical shape.
  • a valve seat 8, a valve hole 9 connected to the front end of the valve seat 8, and a fuel injection hole 10 connected to the valve hole 9 and opened at the front end surface of the small diameter cylindrical portion 3 a are formed.
  • the magnetic cylinder 4 includes a thin tube portion 4a and a thick tube portion 4b connected to the rear end of the thin tube portion 4a.
  • the thick tube portion 4b has an inner diameter of the thin tube portion 4a.
  • the outer diameter is smaller than that of the thin cylindrical portion 4a.
  • the shim 11 and the flange portion 3b of the valve seat member 3 are sequentially fitted to the inner peripheral surface of the thin-walled cylinder portion 4a, and the flange portion 3b is liquid-tightly welded to the thin-walled cylinder portion 4a.
  • the thick-walled cylindrical portion 4b has an annular protrusion 12 that protrudes from the rear end surface on the inner peripheral side, and the nonmagnetic cylindrical body 5 is abutted against the tip of the annular protrusion 12 and is liquid-tightly welded.
  • the thick cylindrical portion 4b and the nonmagnetic cylindrical body 5 are formed so that their inner peripheral surfaces are continuous with each other.
  • the collar fixing core 6 has an annular recess 13 on the outer periphery of the front end, and the rear end of the nonmagnetic cylindrical body 5 is fitted into the annular recess 13 and is welded in a liquid-tight manner.
  • the fixed core 6 and the nonmagnetic cylindrical body 5 are formed so that their outer peripheral surfaces are continuous.
  • the valve assembly V is accommodated in the valve housing 2 extending from the valve seat member 3 to the nonmagnetic cylindrical body 5.
  • the valve assembly V includes a valve body 15 that opens and closes the valve hole 9 in cooperation with the valve seat 8, and a magnetic cylinder body 4 and a nonmagnetic cylinder body 5 that face the suction surface 6 a at the front end of the fixed core 6.
  • the movable core 16 is arranged on the inner side of the valve body 15 and the stem 17 is integrally connected between the valve body 15 and the movable core 16.
  • the rod stem 17 is formed to have a smaller diameter than the valve body 15 and has a length protruding from the rear end surface of the movable core 16 through the central portion of the movable core 16.
  • the stem 17 has a connecting flange 17 a that contacts the front end of the movable core 16, and the connecting flange 17 a is abutted against the front end surface of the movable core 16.
  • the stem 17 is integrally connected to the valve body 15 by welding.
  • a cylindrical first guide bush 18 that slidably supports the valve body 15 is press-fitted into the inner peripheral surface of the front end portion of the small diameter cylindrical portion 3a.
  • the outer peripheral surface of the valve body 15 is formed in a spherical surface having a center on the central axis Y of the valve assembly V so as to always come into line contact with the inner peripheral surface of the first guide bush 18.
  • a cylindrical fuel flow path 21 is defined between the first guide bush 18 and the stem 17, and a fuel flow path 22 is defined between the first guide bush 18 and the outer peripheral surface of the valve body 15.
  • a plurality of flat surfaces 25 are formed. Therefore, the first guide bush 18 allows the passage of fuel while guiding the opening / closing operation of the valve body 15.
  • a fitting recess 28 that opens to the suction surface 6a is formed on the inner peripheral surface of the heel fixed core 6, and a cylindrical second guide bush 19 is fixed to the fitting recess 28 by press-fitting.
  • the second guide bush 19 is formed such that its inner peripheral surface is continuous with the inner peripheral surface of the fixed core 6.
  • a portion of the stem 17 protruding rearward of the movable core 16 is configured as a support shaft 29 that enters into the second guide bush 19, and the inner peripheral surface of the second guide bush 19 is formed on the support shaft 29.
  • a sliding member 20 that is slidably supported is fitted and fixed by welding, caulking, or the like. Therefore, the movable core 16 is sandwiched between the connecting flange 17a and the sliding member 20.
  • the outer peripheral surface of the sliding member 20 is formed in a spherical surface having a center on the central axis Y of the valve assembly V so as to be in line contact with the inner peripheral surface of the second guide bush 19.
  • the front end surface of the second guide bush 19 protrudes from the suction surface 6 a of the fixed core 6 by a predetermined length, and the rear end surface of the movable core 16 is brought into contact with the front end surface of the second guide bush 19.
  • the valve opening limit of the valve body 15 is regulated. Further, when the movable core 16 abuts against the second guide bush 19, an air gap g corresponding to the forward protruding length of the second guide bush 19 from the fixed core 6 is provided between the opposed surfaces of the movable core 16 and the fixed core 6. Is to be formed.
  • the second guide bush 19 and the sliding member 20 are made of a nonmagnetic or weak magnetic material having a higher hardness than the fixed core 6, for example, martensitic stainless steel. Accordingly, the hardness of the second guide bush 19 and the sliding member 20 are made substantially equal.
  • a plurality of flat surfaces 26 are formed on the outer peripheral surface of the sliding member 20 so as to define the fuel flow path 23 between the second guide bush 19.
  • the movable core 16 is provided with a plurality of through holes 24 penetrating vertically through the movable core 16.
  • the rear end surface of the sliding member 20 is an annular spring seat 31, and is fitted into the hollow portion 6b of the fixed core 6 and fixed by caulking from the side.
  • a valve spring 33 that biases the movable core 16 toward the valve closing side of the valve body 15 is contracted between the spring and the seat 31. Therefore, the spring seat 31 supports the front end of the valve spring 33.
  • the set load of the valve spring 33 is adjusted by the fitting depth of the retainer 32 to the fixed core 6. It is fixed to the fixed core 6. Since the sliding member 20 is harder than the fixed core 6 as described above, the spring seat 31 at the rear end can be made highly wear resistant.
  • the support shaft 29 protrudes from the spring seat 31 of the sliding member 20 and is fitted to the inner periphery of the front end portion of the valve spring 33 so that the protruding portion serves as an expansion / contraction guide for the valve spring 33.
  • a coil assembly 35 is fitted on the outer peripheral surface from the annular protrusion 12 of the magnetic cylindrical body 4 to the fixed core 6.
  • the coil assembly 35 includes a bobbin 36 fitted to the outer peripheral surface and a coil 37 wound around the bobbin 36, and a front end of a coil housing 38 surrounding the coil assembly 35 is a magnetic cylindrical body 4.
  • An annular yoke 39 is connected to the rear end surface of the fixed core 6 by welding or the like, and is connected to the outer peripheral surface of the fixed core 6 by welding or the like.
  • a synthetic resin coating layer 40 is molded on the outer peripheral surface from the rear end of the magnetic cylinder 4 to the middle of the fuel inlet cylinder 7.
  • a connector housing portion 41 is formed in a notch shape, and a connector 42 connected to the coil 37 is disposed in the connector housing portion 41, and a side opening portion of the connector housing portion 41 is opened.
  • the synthetic resin cover 43 to be closed is locked to the covering layer 40.
  • the connector 42 is connected to an external conducting wire 44 for power feeding.
  • valve assembly V In a state where the coil coil 37 is demagnetized, the valve assembly V is pressed forward by the urging force of the valve spring 33, the valve body 15 is seated on the valve seat 8, and the valve hole 9 is closed.
  • the magnetic flux generated by the coil 37 sequentially travels through the fixed core 6, the coil housing 38, the magnetic cylinder 4 and the movable core 16, and the movable core 16 of the valve assembly V is set to the valve spring 33 by the magnetic force.
  • the valve body 15 is separated from the valve seat 8 by being sucked by the fixed core 6 against the load, so that the valve hole 9 is opened. Therefore, the fuel pressure-fed from the fuel pump (not shown) to the fuel inlet cylinder 7 passes through the pipe-shaped retainer 32, the hollow portion 6b of the fixed core 6, the fuel flow path 23 around the sliding member 20, and the through hole of the movable core 16. 24, the inside of the valve housing 2, the fuel passage 21 inside the first guide bush 18, the fuel passage 22 around the valve body 15, the valve seat 8, and the valve hole 9 in this order from the fuel injection hole 10 to the combustion chamber of the engine Directly injected.
  • the valve assembly V includes a valve body 15 and a sliding member 20 provided at the front end portion and the rear end portion thereof, respectively, the first guide bush 18 of the valve seat member 3 and the second guide bush 19 of the fixed core 6. Therefore, the support span of the valve assembly V can be set longer than the distance between the valve seat 8 and the fixed core 6, and the opening and closing posture of the valve assembly V can be stabilized. Therefore, it is possible to prevent the fuel injection flow rate characteristic from being distorted.
  • the second guide bush 19 is made of a nonmagnetic or weak magnetic material having a hardness higher than that of the fixed core 6, the second guide bush 19 has high wear resistance, stabilizes the sliding friction coefficient of the valve assembly V for a long period of time, and The fuel injection flow rate characteristic of the injection valve I can be further stabilized.
  • the hardness of the second guide bush 19 and the sliding member 20 are set to be substantially equal, the wear resistance of both 19 and 20 is improved, and the open / close posture of the valve assembly V is further stabilized over a long period of time. be able to.
  • the outer peripheral surfaces of the valve body 15 and the sliding member 20 are spherical surfaces having a center on the central axis Y of the valve assembly V and in line contact with the inner peripheral surfaces of the first and second guide bushes 18 and 19, respectively. Since it is formed, the valve assembly V can be operated lightly without increasing the sliding resistance even if the valve assembly V is inclined due to manufacturing errors of each part, and the valve body 15 is appropriately fitted to the valve seat 8. The valve can be securely closed.
  • the movable core 16 of the valve assembly V abuts against the front end surface of the second guide bush 19 protruding from the suction surface of the fixed core 6, thereby defining the valve opening limit of the valve body 15.
  • the movable core 16 faces the suction surface 6a of the fixed core 6 with the air gap g interposed therebetween, so that direct contact with the fixed core 6 is avoided, so that the second guide bush 19 is nonmagnetic or weakly magnetic.
  • the coil 37 is demagnetized, the residual magnetism between the cores 6 and 16 disappears quickly, and the valve closing response of the valve body 15 can be enhanced.
  • the second guide bush 19 supports the sliding member 20 to stabilize the opening / closing posture of the valve assembly V, and avoids direct contact between the movable core 16 and the fixed core 6 when the coil 37 is excited. As a result, it also has the function of improving the valve closing response, and it is possible to achieve both stabilization of the fuel injection characteristics and simplification of the structure.
  • a plurality of flat surfaces 25 that define a fuel flow path 22 are formed between the valve body 15 and the first guide bush 18, and a second guide bush is formed on the outer periphery of the sliding member 20. Since a plurality of flat surfaces 26 that define the fuel flow path 23 are formed between the valve body 15 and the sliding member 20, the valve body 15 and the sliding member 20 are flattened on the outer peripheral surfaces of the valve body 15 and the sliding member 20.
  • the fuel flow paths 22 and 23 can be easily formed around the valve body 15, the first guide bush 18, the sliding member 20 and the second guide bush 19 by the fuel passing through the fuel flow paths 22 and 23.
  • Each sliding surface can be effectively lubricated and can contribute to improvement of their wear resistance.
  • the support shaft 29 protrudes from the spring seat 31 of the sliding member 20 and is fitted to the inner periphery of the front end portion of the valve spring 33 so that this becomes an expansion / contraction guide of the valve spring 33.
  • it also serves as an expansion / contraction guide for preventing the buckling of the valve spring 33, stabilizing the expansion / contraction operation of the valve spring 33, and thus stabilizing the opening / closing operation of the valve assembly V. Can contribute.
  • the stem 17 is integrally formed on the front end surface of the movable core 16 and the support shaft 29 is integrally formed on the rear end surface with the same material as the movable core 16.
  • the sliding member 20 is fitted and fixed, and the other configuration is the same as that of the previous embodiment. Therefore, in FIG. 6, parts corresponding to those of the previous embodiment are denoted by the same reference numerals and are duplicated. Description is omitted.
  • the fuel injection valve V can be configured to inject fuel into the engine intake system.
  • a guide hole may be formed in the valve seat member 3 in place of the first guide bush 18 that slidably supports the valve body 15.

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Abstract

電磁式燃料噴射弁において、固定コア(6)の内周に非磁性又は弱磁性のガイドブッシュ(19)を固設し,このガイドブッシュ(19)の前端を固定コア(6)の吸引面(6a)より突出させ,コイル(37)の励磁時には,ガイドブッシュ(19)の前端に可動コア(16)を当接させることにより,弁体(15)の開弁限界が規定されると共に,固定コア(6)及び可動コア(16)間にエアギャップ(g)が形成されるようにし,ガイドブッシュ(19)の内周面に摺動自在に支承される摺動部材(20)を弁組立体(V)に設けた。これにより、弁体の開閉姿勢を効果的安定させることができ,しかもコイルの消磁時には閉弁応答性を良好にし得る構造簡単な電磁式燃料噴射弁を提供する。

Description

電磁式燃料噴射弁
 本発明は,一端に円錐状の弁座を有する弁ハウジングと,この弁ハウジングの他端に連設され,燃料流路となる中空部を有する固定コアと,固定コアの吸引面に対置される可動コア,前記弁座と協働する弁体,並びにこれら固定コア及び弁体間を一体に連結するステムよりなる弁組立体と,前記弁体を閉弁方向に付勢する弁ばねと,前記固定コアの外周に配設され,励磁により前記可動コアを固定コアに吸引させて前記弁体を開弁させるコイルとを備え,前記弁組立体の後端部を摺動自在に支承するガイド部を前記固定コアに設けてなる電磁式燃料噴射弁の改良に関する。
 かゝる電磁式燃料噴射弁は,特許文献1に開示されるように,既に知られている。
日本特開2008-31853号公報
 かゝる電磁式燃料噴射弁では,弁組立体の支持スパンを,弁座及び固定コア間の距離以上に長く設定し得て,弁組立体の倒れを効果的に防ぎ,弁体の開閉姿勢を効果的安定させることができる利点がある。
 本発明は,上記のような利点を確保しつゝ,コイルの消磁時には固定コア及び可動コアにおける残留磁気の解消を早め,閉弁応答性を良好にし得る構造簡単な電磁式燃料噴射弁を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために,本発明は,一端に円錐状の弁座を有する弁ハウジングと,この弁ハウジングの他端に連設され,燃料流路となる中空部を有する固定コアと,固定コアの吸引面に対置される可動コア,前記弁座と協働する弁体,並びにこれら固定コア及び弁体間を一体に連結するステムよりなる弁組立体と,前記弁体を閉弁方向に付勢する弁ばねと,前記固定コアの外周に配設され,励磁により前記可動コアを固定コアに吸引させて前記弁体を開弁させるコイルとを備え,前記弁組立体の後端部を摺動自在に支承するガイド部を前記固定コアに設けてなる電磁式燃料噴射弁において,前記固定コアの内周に,前記ガイド部として,非磁性又は弱磁性のガイドブッシュを固設し,このガイドブッシュの前端を前記固定コアの吸引面より突出させ,前記コイルの励磁時には,前記ガイドブッシュの前端に前記可動コアを当接させることにより,前記弁体の開弁限界が規定されると共に,前記固定コア及び可動コア間にエアギャップが形成されるようにし,前記ガイドブッシュの内周面に摺動自在に支承される摺動部材を前記弁組立体に設けたことを第1の特徴とする。尚,前記ガイドブッシュは,後述する本発明の実施形態中の第2ガイドブッシュ19に対応する。
  また本発明は,第1の特徴に加えて,前記ガイドブッシュの硬度を前記固定コアのそれより高く設定したことを第2の特徴とする。
  さらに本発明は,第1の特徴に加えて,前記ガイドブッシュ及び前記摺動部材の硬度を略同等に設定したことを第3の特徴とする。
  さらにまた本発明は,第1又は第3の特徴に加えて,前記摺動部材の外周面を,前記弁組立体の中心軸線上に中心を持つ球面に形成し,この摺動部材を前記ガイドブッシュの内周面に常に線接触させることを第4の特徴とする。
  さらにまた本発明は,第1の特徴に加えて,前記弁体の外周面を,前記弁組立体の中心軸線上に中心を持つ球面に形成し,この弁体を摺動自在に支承するガイド部を前記弁ハウジングに形成し,前記弁体の外周面を前記ガイド部の内周面に常に線接触させることを第5の特徴とする。尚,前記ガイド部は,後述する本発明の実施形態中の第1ガイドブッシュ18に対応する。
  さらにまた本発明は,第1,第3及び第4の特徴の何れかに加えて,前記摺動部材の外周面に,前記ガイドブッシュ間に燃料流路を画成する平坦面を形成したことを第6の特徴とする。
  さらにまた本発明は,第1,第3~第6の特徴の何れかに加えて,前記摺動部材の後端面を,前記弁ばねの前端を支持するばね座に形成したことを第7の特徴とする。
  さらにまた本発明は,第7の特徴に加えて,前記摺動部材を,前記可動コアの後端面に突設される支軸に嵌合,固着し,この支軸を,これが前記弁ばねの内周に嵌合するように前記記摺動部材のばね座より突出させたことを第8の特徴とする。
  本発明の第1の特徴によれば,固定コアの内周に固設されるガイドブッシュを,非磁性又は弱磁性材料で構成すると共に,その前端を固定コアの吸引面より突出させ,コイルの励磁時には,その前端に可動コアを当接させることにより,前記弁体の開弁限界が規定されると共に,固定コア及び可動コア間にエアギャップが形成されるようにしたので,ガイドブッシュは,弁組立体の長い支持スパンを確保しつゝ,摺動部材を支持して弁組立体の開閉姿勢を安定させる機能と,コイルの励磁時,可動コア及び固定コアの直接接触を回避して閉弁応答性を高める機能とを兼有することになり,電磁式燃料噴射弁の燃料噴射流量特性の安定化と構造の簡素化とを両立させることができる。
  本発明の第2の特徴によれば,ガイドブッシュが固定コアの高い硬度を有することで,ガイドブッシュの耐摩耗性が向上し,長期間に亙り弁組立体の開閉姿勢と共に摺動摩擦係数を安定させ,電磁式燃料噴射弁の燃料噴射流量特性の安定化に寄与し得る。
  本発明の第3の特徴によれば,ガイドブッシュ及び摺動部材の硬度を略同等に設定したことで,両者の耐摩耗性を高め,長期間に亙り弁組立体の開閉姿勢を,より安定させることができる。
  本発明の第4の特徴によれば,摺動部材の外周面を,前記弁組立体の中心軸線上に中心を持つ球面に形成し,この摺動部材を前記ガイドブッシュの内周面に常に線接触させることで,各部の製作誤差による弁組立体の傾きによるも,摺動抵抗を増加させることなく弁組立体を軽快に作動させることができる。
  本発明の第5の特徴によれば,弁体の外周面を,前記弁組立体の中心軸線上に中心を持つ球面に形成し,この弁体を摺動自在に支承するガイド部を前記弁ハウジングに形成し,前記弁体の外周面を前記ガイド部の内周面に常に線接触させることで,各部の製作誤差による弁組立体の傾きによるも,摺動抵抗を増加させることなく弁組立体を軽快に作動させると共に,常に弁体を弁座に適正に着座させ,閉弁を確実に行うことができる。
  本発明の第6の特徴によれば,摺動部材の外周面への平面加工により,摺動部材周りに燃料流路を簡単に形成することができると共に,その燃料流路を通る燃料により,摺動部材とガイドブッシュの摺動面を効果的に潤滑することができ,それらの耐摩耗性の向上に寄与し得る。
  本発明の第7の特徴によれば,固定コアより硬度が高い摺動部材が弁ばねの前端を支持するばね座となることで,耐摩耗性のばね座を得ることができる。
  本発明の第8の特徴によれば,可動コアの後端面に突設される支軸は,摺動部材を可動コアに固定する役割を果たす他,弁ばねの前端部内周に嵌合して弁ばねの座屈を防ぐ伸縮ガイドの役割を果たし,弁ばねの伸縮作動の安定化,延いては弁組立体の開閉作動の安定化に寄与し得る。
図1は本発明の第1実施形態に係るエンジン用電磁式燃料噴射弁の縦断側面図である。(第1実施例) 図2は図1の2部拡大図である。(第1実施例) 図3は図1の3-3線断面図である。(第1実施例) 図4は図2の4-4線断面図である。(第1実施例) 図5は図2の5-5線断面図である。(第1実施例) 図6は本発明の第2実施形態を示す,図2との対応図である。(第2実施例)
I・・・・・・燃料噴射弁
V・・・・・・弁組立体
Y・・・・・・弁組立体の中心軸線
2・・・・・・弁ハウジング
6・・・・・・固定コア
6a・・・・・固定コアの吸引面
6b・・・・・固定コアの中空部
8・・・・・・弁座
15・・・・・弁体
16・・・・・可動コア
17・・・・・ステム
18・・・・・ガイド部(第1ガイドブッシュ)
19・・・・・ガイドブッシュ(第2ガイドブッシュ)
20・・・・・摺動部材
23・・・・・燃料流路
26・・・・・燃料流路
29・・・・・支軸
31・・・・・ばね座
33・・・・・弁ばね
 本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。
 先ず,図1~図5に示す本発明の第1実施形態より説明する。図1及び図2において,エンジンのシリンダヘッド1には,燃焼室1aに開口する装着孔1bが設けられており,この装着孔1bに電磁式の燃料噴射弁Iが装着される。この燃料噴射弁Iは,燃焼室1aに向かって燃料を噴射し得る。
  この燃料噴射弁Iの弁ハウジング2は,弁座部材3と,この弁座部材3の後端部に同軸に結合される磁性円筒体4と,この磁性円筒体4の後端に同軸に結合される非磁性円筒体5とで構成される。非磁性円筒体5の後端には固定コア6が同軸に結合され,この固定コア6の後端に燃料入口筒7が同軸に連設される。固定コア6は,燃料入口筒7の内部に連通する中空部6bを有する。燃料入口筒7の入口には燃料フィルター14が装着される。
 弁座部材3は,前端壁を有する小径筒部3aと,この小径筒部3aの後端に形成されるフランジ部3bとよりなっており,小径筒部3aの前端壁には,円錐状の弁座8と,この弁座8の前端に連なる弁孔9と,この弁孔9に連なり小径筒部3aの前端面に開口する燃料噴孔10とが形成される。
  磁性円筒体4は,薄肉筒部4aと,この薄肉筒部4aの後端に連設される厚肉筒部4bとよりなっており,厚肉筒部4bは,その内径が薄肉筒部4aより小さく,外径が薄肉筒部4aより大きくなっている。薄肉筒部4aの内周面にシム11と,弁座部材3のフランジ部3bが順次嵌合され,そのフランジ部3bが薄肉筒部4aに液密に溶接される。
  厚肉筒部4bは,その内周側の後端面より突出する環状突起12を有しており,この環状突起12の先端に非磁性円筒体5が突き当てられて液密に溶接される。これら厚肉筒部4b及び非磁性円筒体5は,互いに内周面を連続させるように形成される。
  固定コア6は,前端部外周に環状凹部13を有しており,この環状凹部13に非磁性円筒体5の後端部が嵌合され,液密に溶接される。固定コア6及び非磁性円筒体5は,それらの外周面を連続させるように形成される。
  弁座部材3から非磁性円筒体5に至る弁ハウジング2内に弁組立体Vが収容される。この弁組立体Vは,前記弁座8と協働して弁孔9を開閉する弁体15と,固定コア6の前端の吸引面6aに対向するよう磁性円筒体4及び非磁性円筒体5の内側に配置される可動コア16と,これら弁体15及び可動コア16間を一体に連結するステム17とより構成される。
  ステム17は,弁体15より小径に形成されると共に,可動コア16の中心部を貫通して可動コア16の後端面より突出する長さを有する。またステム17は,可動コア16の前端に当接する連結フランジ17aを有しており,この連結フランジ17aは可動コア16の前端面に突き当てられる。またステム17は,弁体15と溶接により一体に結合される。
  図2及び図3において,この弁体15を摺動自在に支承する円筒状の第1ガイドブッシュ18が小径筒部3aの前端部内周面に圧入される。弁体15の外周面は,第1ガイドブッシュ18の内周面に常に線接触するよう,弁組立体Vの中心軸線Y上に中心を持つ球面に形成される。第1ガイドブッシュ18とステム17との間には筒状の燃料流路21が画成され,弁体15の外周面には,第1ガイドブッシュ18との間に燃料流路22を画成する複数の平坦面25が形成される。したがって,第1ガイドブッシュ18は,弁体15の開閉動作を案内しながら燃料の通過を許容するようになっている。
  固定コア6の内周面には,吸引面6aに開口する嵌合凹部28が形成され,この嵌合凹部28に円筒状の第2ガイドブッシュ19が圧入により固設される。この第2ガイドブッシュ19は,その内周面が固定コア6の内周面に連続するように形成される。一方,前記ステム17の,可動コア16の後方に突出した部分は,第2ガイドブッシュ19内に突入する支軸29に構成され,この支軸29に,上記第2ガイドブッシュ19の内周面に摺動自在に支承される摺動部材20が嵌合され,溶接,かしめ等により固着される。したがって可動コア16は,連結フランジ17a及び摺動部材20により挟持されることになる。
  上記摺動部材20の外周面は,第2ガイドブッシュ19の内周面と線接触するよう,弁組立体Vの中心軸線Y上に中心を持つ球面に形成される。
  また第2ガイドブッシュ19は,その前端面を固定コア6の吸引面6aより所定長さ突出させており,この第2ガイドブッシュ19の前端面に可動コア16の後端面を当接させることにより,弁体15の開弁限界が規制されるようになっている。また可動コア16の第2ガイドブッシュ19への当接時には,可動コア16及び固定コア6の対向面間に,第2ガイドブッシュ19の固定コア6からの前方突出長さに対応するエアギャップgが形成されるようになっている。上記第2ガイドブッシュ19及び摺動部材20は,固定コア6より硬度が高い非磁性又は弱磁性材料,例えばマルテンサイト系のステンレス鋼で構成される。したがって第2ガイドブッシュ19及び摺動部材20の硬度は略同等にされる。
 上記第1及び第2ガイドブッシュ18,19による弁組立体Vの二点支持により,可動コア16の外周面と磁性円筒体4及び非磁性円筒体5の内周面との間には,それらの接触を防ぐ筒状の間隙30が確保される。
  図4に示すように,摺動部材20の外周面には,第2ガイドブッシュ19との間に燃料流路23を画成する複数の平坦面26が形成される。また可動コア16には,これを上下に貫通する複数の通孔24が設けられる。
  再び図1及び図2において,前記摺動部材20の後端面は環状のばね座31とされ,固定コア6の中空部6bに嵌合され側方からのかしめにより固定されるパイプ状のリテーナ32ばねと座31との間に可動コア16を弁体15の閉弁側に付勢する弁ばね33が縮設される。したがって,ばね座31は,弁ばね33の前端を支持することになる。その際,リテーナ32の固定コア6への嵌合深さにより弁ばね33のセット荷重が調整され,その調整後は固定コア6の外周壁を部分的に内方へかしめることでリテーナ32は固定コア6に固定される。摺動部材20は,前述のように固定コア6より硬度が高いので,その後端のばね座31は耐摩耗の高いものとすることができる。
  前記支軸29は,摺動部材20のばね座31より突出しており,その突出部分が弁ばね33の伸縮ガイドとなるように弁ばね33の前端部内周に嵌合される。
 磁性円筒体4の環状突起12から固定コア6に至る外周面にコイル組立体35が嵌装される。このコイル組立体35は,上記外周面に嵌合するボビン36と,これに巻装されるコイル37とからなっており,このコイル組立体35を囲繞するコイルハウジング38の前端が磁性円筒体4の後端面に溶接当接により結合され,コイルハウジング38の後端に接続される環状のヨーク39が固定コア6の外周面に溶接等により結合される。
  磁性円筒体4の後端部から燃料入口筒7の中間部に至る外周面には,合成樹脂製の被覆層40がモールド成形される。この被覆層40の後部外周には,コネクタ収容部41が切欠き状に形成され,前記コイル37に連なるコネクタ42がこのコネクタ収容部41に配置され,このコネクタ収容部41の側方開口部を閉鎖する合成樹脂製のカバー43が被覆層40に係止される。コネクタ42には,給電用の外部導線44が接続される。
  次に,この第1実施形態の作用について説明する。
  コイル37を消磁した状態では,弁ばね33の付勢力で弁組立体Vは前方に押圧され,弁体15を弁座8に着座させて,弁孔9を閉鎖する。
 コイル37を通電により励磁すると,それにより生ずる磁束が固定コア6,コイルハウジング38,磁性円筒体4及び可動コア16を順次走り,その磁力により弁組立体Vの可動コア16が弁ばね33のセット荷重に抗して固定コア6に吸引され,弁体15が弁座8から離座するので,弁孔9が開放される。したがって,図示しない燃料ポンプから燃料入口筒7に圧送された燃料は,パイプ状のリテーナ32内部,固定コア6の中空部6b,摺動部材20周りの燃料流路23,可動コア16の通孔24,弁ハウジング2の内部,第1ガイドブッシュ18内側の燃料流路21,弁体15周りの燃料流路22,弁座8,弁孔9を順次経て燃料噴孔10からエンジンの燃焼室に直接噴射される。
  ところで,弁組立体Vは,それの前端部及び後端部にそれぞれ設けられる弁体15及び摺動部材20が,弁座部材3の第1ガイドブッシュ18及び固定コア6の第2ガイドブッシュ19にそれぞれ摺動自在に支承されるので,弁組立体Vの支持スパンを,弁座8及び固定コア6間の距離以上に長く設定することが可能となり,弁組立体Vの開閉姿勢を安定させ,燃料噴射流量特性の狂いを防ぐことができる。しかも第2ガイドブッシュ19は,固定コア6より硬度が高い非磁性又は弱磁性材料で構成されるので,耐摩耗性が高く,長期間に亙り弁組立体Vの摺動摩擦係数を安定させ,燃料噴射弁Iの燃料噴射流量特性をより安定させることができる。
  また第2ガイドブッシュ19及び摺動部材20の硬度は,略同等に設定されるので,両者19,20の耐摩耗性を高め,長期間に亙り弁組立体Vの開閉姿勢を,より安定させることができる。
  さらに弁体15及び摺動部材20の外周面は,それぞれ弁組立体Vの中心軸線Y上に中心を持ち,且つ第1及び第2ガイドブッシュ18,19の内周面に線接触する球面に形成されるので,各部の製作誤差による弁組立体Vの傾きによるも,摺動抵抗を増加させることなく弁組立体Vを軽快に作動させることができると共に,弁体15を弁座8に適正に着座させ,閉弁を確実に行うことができる。
  またコイル37の励磁時には,弁組立体Vの可動コア16が,固定コア6の吸引面より突出した第2ガイドブッシュ19の前端面に当接することにより,弁体15の開弁限界が規定され,可動コア16は,エアギャップgを存して固定コア6の吸引面6aと対向し,固定コア6との直接接触が回避されるので,第2ガイドブッシュ19が非磁性又は弱磁性であることゝ相俟って,コイル37の消磁時には,両コア6,16間の残留磁気は速やかに消失して,弁体15の閉弁応答性を高めることができる。
  上記のように第2ガイドブッシュ19は,摺動部材20を支持して弁組立体Vの開閉姿勢を安定させる機能と,コイル37の励磁時,可動コア16及び固定コア6の直接接触を回避して閉弁応答性を高める機能とを兼有することになり,燃料噴射特性の安定化と構造の簡素化とを両立させることができる。
  また弁体15の外周面には,第1ガイドブッシュ18との間に燃料流路22を画成する複数の平坦面25が形成され,摺動部材20の外周面には,第2ガイドブッシュ19との間に燃料流路23を画成する複数の平坦面26が形成されるので,弁体15及び摺動部材20の各外周面への平面加工により,弁体15及び摺動部材20周りに燃料流路22,23を簡単に形成することができると共に,これら燃料流路22,23を通る燃料により,弁体15と第1ガイドブッシュ18,摺動部材20と第2ガイドブッシュ19の各摺動面を効果的に潤滑することができ,それらの耐摩耗性の向上に寄与し得る。
  また支軸29は,摺動部材20のばね座31より突出し延びていて,これが弁ばね33の伸縮ガイドとなるように弁ばね33の前端部内周に嵌合されるので,摺動部材20を可動コア16に固定する役割を果たす他,弁ばね33の座屈を防ぐ伸縮ガイドの役割を果たし,弁ばね33の伸縮作動の安定化,延いては弁組立体Vの開閉作動の安定化に寄与し得る。
  次に,図6に示す本発明の第2実施形態について説明する。
  この第2実施形態は,弁組立体Vにおいて,可動コア16の前端面にステム17を,また後端面に支軸29を可動コア16との同一材料により一体に形成し,その支軸29に摺動部材20を嵌合,固着したもので,その他の構成は前実施形態と同様であるので,図6中,前実施形態と対応する部分には同一の参照符号を付して,重複する説明を省略する。
  本発明は上記実施形態に限定されるものではなく,その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば,燃料噴射弁Vを,エンジンの吸気系に燃料を噴射する形式に構成することもできる。また弁体15を摺動自在に支承する第1ガイドブッシュ18に代えて弁座部材3にガイド孔を形成することもできる。

Claims (8)

  1. 一端に円錐状の弁座(8)を有する弁ハウジング(2)と,この弁ハウジング(2)の他端に連設され,燃料流路となる中空部(6b)を有する固定コア(6)と,固定コア(6)の吸引面(6a)に対置される可動コア(16),前記弁座(8)と協働する弁体(15),並びにこれら固定コア(6)及び弁体(15)間を一体に連結するステム(17)よりなる弁組立体(V)と,前記弁体(15)を閉弁方向に付勢する弁ばね(33)と,前記固定コア(6)の外周に配置され,励磁により前記可動コア(16)を固定コア(6)に吸引させて前記弁体(15)を開弁させるコイル(37)とを備え,前記弁組立体(V)の後端部を摺動自在に支承するガイド部を前記固定コア(6)に設けてなる電磁式燃料噴射弁において,
     前記固定コア(6)の内周に,前記ガイド部として,非磁性又は弱磁性のガイドブッシュ(19)を固設し,このガイドブッシュ(19)の前端を前記固定コア(6)の吸引面(6a)より突出させ,前記コイル(37)の励磁時には,前記ガイドブッシュ(19)の前端に前記可動コア(16)を当接させることにより,前記弁体(15)の開弁限界が規定されると共に,前記固定コア(6)及び可動コア(16)間にエアギャップ(g)が形成されるようにし,前記ガイドブッシュ(19)の内周面に摺動自在に支承される摺動部材(20)を前記弁組立体(V)に設けたことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  2. 請求項1記載の電磁式燃料噴射弁において,
      前記ガイドブッシュ(19)の硬度を前記固定コア(6)のそれより高く設定したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  3. 請求項1記載の電磁式燃料噴射弁において,
     前記ガイドブッシュ(19)及び前記摺動部材(20)の硬度を略同等に設定したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  4. 請求項1又は3記載の電磁式燃料噴射弁において,
     前記摺動部材(20)の外周面を,前記弁組立体(V)の中心軸線(Y)上に中心を持つ球面に形成し,この摺動部材(20)を前記ガイドブッシュ(19)の内周面に常に線接触させることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  5. 請求項1記載の電磁式燃料噴射弁において,
     前記弁体(15)の外周面を,前記弁組立体(V)の中心軸線(Y)上に中心を持つ球面に形成し,この弁体(15)を摺動自在に支承するガイド部(18)を前記弁ハウジング(2)に形成し,前記弁体(15)の外周面を前記ガイド部(18)の内周面に常に線接触させることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  6. 請求項1,3,4の何れかに記載の電磁式燃料噴射弁において,
     前記摺動部材(20)の外周面に,前記ガイドブッシュ(19)間に燃料流路(23)を画成する平坦面(26)を形成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  7. 請求項1,3~6の何れかに記載の電磁式燃料噴射弁において,
     前記摺動部材(20)の後端面を,前記弁ばね(33)の前端を支持するばね座(31)に形成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
  8. 請求項7記載の電磁式燃料噴射弁において,
     前記摺動部材(20)を,前記可動コア(16)の後端面に突設される支軸(29)に嵌合,固着し,この支軸(29)を,これが前記弁ばね(33)の内周に嵌合するように前記摺動部材(20)のばね座(31)より突出させたことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
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