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CN100443712C - 电磁式燃料喷射阀 - Google Patents

电磁式燃料喷射阀 Download PDF

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CN100443712C
CN100443712C CNB2005800197930A CN200580019793A CN100443712C CN 100443712 C CN100443712 C CN 100443712C CN B2005800197930 A CNB2005800197930 A CN B2005800197930A CN 200580019793 A CN200580019793 A CN 200580019793A CN 100443712 C CN100443712 C CN 100443712C
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Abstract

本发明提供一种电磁式燃料喷射阀，在该电磁式燃料喷射阀中，磁性圆筒体和阀座部件焊接在一起，上述阀座部件在后端具有压入在该磁性圆筒体的前部的压入筒部，阀体收纳在阀座部件中，与固定铁芯对置的可动铁芯与阀体同轴地连接，回复弹簧(23)对可动铁芯沿使阀体落位于阀座的方向施加弹力，在该电磁式燃料喷射阀中，在阀座部件(10)上设有：压入筒部(10a)；大径部(10b)，其具有与磁性圆筒体(9)的外径大致相同的外径；和环状肩部(10c)，其形成为与压入筒部(10a)的外周面垂直的平坦面，并且将压入筒部(10a)和大径部(10b)之间连接起来，在磁性圆筒体(9)的前端形成有环状的承接面(9a)，该承接面(9a)规定其与磁性圆筒体(9)的内周面之间的垂直度，并在环状肩部(10c)的大致整个面上与环状肩部(10c)抵接，磁性圆筒体(9)的前端及阀座部件(10)的与磁性圆筒体的前端对顶的对顶部在整周上焊接在一起。由此可以通过磁性圆筒体的薄壁化来实现小型化和提高响应性。

Description

电磁式燃料喷射阀
技术领域
本发明涉及一种电磁式燃料喷射阀，在该电磁式燃料喷射阀中，磁性圆筒体通过具有圆形横截面的非磁性部件与固定铁芯结合，阀座部件在后端具有压入该磁性圆筒体的前部的压入筒部，上述磁性圆筒体和上述阀座部件焊接在一起，阀座设在上述阀座部件上，可落位于该阀座的阀体收纳在上述阀座部件中，并且被向落位于该阀座的方向施加弹力，可动铁芯的后端与上述固定铁芯的前端对置，该可动铁芯与上述阀体同轴地连接。
背景技术
例如在专利文献1中已知这样的一种电磁式燃料喷射阀：在磁性圆筒体的前部形成有面向前方的环状阶梯部，并同轴地设有大径孔部，环状的止挡件以与上述环状阶梯部抵接的方式插入在大径孔部中，其中上述止挡件用于限制阀体的远离阀座侧的移动端，阀座部件的后部以使其后端与上述止挡件对顶的方式压入在大径孔部中，通过磁性圆筒体的前端和阀座部件的外周形成的角部在整周上焊接在一起。
专利文献1：日本专利公报特开2002-89400号
然而，在上述现有的电磁式燃料喷射阀中，为了形成与止挡件抵接的环状阶梯部，必须把磁性圆筒体的壁厚设定得比较厚，如果为了确保壁厚而增大磁性圆筒体的外径，则会导致电磁式燃料喷射阀的大型化。另外，如果为了实现电磁式燃料喷射阀的小型化，而将磁性圆筒体的外径设定得比较小，则磁性圆筒体的前部壁厚变薄，伴随该磁性圆筒体与阀座部件的焊接而产生的焊接热变形变大，从而使磁性圆筒体的同轴精度恶化。另外，使阀座部件与止挡件对顶的结构的部件个数较多，所以如果不提高各部件的单体精度，则会使同轴精度恶化，对降低成本也不利。这样，如果同轴精度恶化，则特别是在通过沿轴向分离的两个部位引导连为一体的阀体和可动铁芯的移动的结构中，必须将可动铁芯侧的导承间隙设定得较大，这样，传递可动铁芯和磁性圆筒体之间的磁通的侧隙增大，从而导致响应性恶化。
发明内容
本发明是鉴于该状况而完成的，其目的在于提供一种能够通过磁性圆筒体的薄壁化来实现小型化、并能够提高响应性的电磁式燃料喷射阀。
为了达成这样的目的，在本发明的电磁式燃料喷射阀中，磁性圆筒体通过具有圆形横截面的非磁性部件与固定铁芯结合，阀座部件在后端具有压入于该磁性圆筒体的前部的压入筒部，上述磁性圆筒体和上述阀座部件焊接在一起，阀座设在上述阀座部件上，可落位于该阀座的阀体收纳在上述阀座部件中，可动铁芯的后端与上述固定铁芯的前端对置，该可动铁芯与上述阀体同轴地连接，回复弹簧对上述可动铁芯沿使得上述阀体落位于上述阀座的方向施加弹力，本发明的电磁式燃料喷射阀的第一特征在于，在上述阀座部件上设有：上述压入筒部；大径部，其具有与上述磁性圆筒体的外径大致相同的外径，并且形成为直径大于上述压入筒部的直径；和环状肩部，其形成为与上述压入筒部的外周面垂直的平坦面，并且将上述压入筒部和上述大径部之间连接起来，在上述磁性圆筒体的前端形成有环状的承接面，该承接面规定其与磁性圆筒体的内周面之间的垂直度，当上述压入筒部压入在磁性圆筒体的前部时，该承接面在上述环状肩部的大致整个面上与上述环状肩部抵接，上述磁性圆筒体的前端以及上述阀座部件的与上述磁性圆筒体前端对顶的对顶部在整周上焊接在一起。
另外，在上述第一特征的结构的基础上，本发明的第二特征在于，上述阀座部件由硬度高于上述磁性圆筒体的材料形成，利用激光束对磁性圆筒体的前端以及上述阀座部件的对顶部实施焊接，并且使激光束的照射点与上述磁性圆筒体的前端和上述阀座部件相对顶的对顶位置相比向磁性圆筒体侧偏移。
根据本发明的第一特征的结构，阀座部件的后端的压入筒部压入在磁性圆筒体的前部，并使磁性圆筒体的前端的承接面与阀座部件的环状肩部在大致整个面上抵接，在该状态下，磁性圆筒体的前端与阀座部件的对顶部在整周上焊接在一起，所以与像现有那样的在磁性圆筒体的内部形成环状阶梯部的电磁式燃料喷射阀相比，能够使磁性圆筒体的壁厚实现薄壁化，避免了磁性圆筒体的外径增大，从而能够有助于电磁式燃料喷射阀的小型化。而且，由于形成承接面以规定该承接面与磁性圆筒体的内周面之间的垂直度，所以同轴度大幅度提高，从而能够减小阀体和可动铁芯与阀座部件和磁性圆筒体之间的导承间隙，从而能够实现磁效率的提高，并提高响应性。另外，由于磁性圆筒体的前端与阀座部件的、外径与该磁性圆筒体的前端的大致相同的对顶部在整周上焊接在一起，所以可以将磁性圆筒体和阀座部件在其壁厚比较厚的部分进行焊接，从而能够将焊接热变形抑制得较小。
另外，根据本发明的第二特征的结构，能够避免激光束直接向硬度比较高的阀座部件输入热量，从而防止阀座部件出现焊接裂纹。
附图说明
图1是电磁式燃料喷射阀的纵剖面图。(第一实施例)
图2是表示阀座部件压入到磁性圆筒体中的压入结构的分解放大剖面图。(第一实施例)
图3是表示磁性圆筒体和阀座部件的焊接部结构的放大剖面图。(第一实施例)
标号说明
9：磁性圆筒体；9a：承接面；10；阀座部件；10a：压入筒部；10b：大径部；10c：环状肩部；13：阀座；18：可动铁芯；20：阀体；22：固定铁芯；26：作为非磁性部件的非磁性圆筒体；B：激光束；P：照射点。
具体实施方式
以下根据附图中所示的本发明的一个实施例来说明本发明的实施方式。
实施例1
参照图1～图3说明本发明的一个实施例，首先在图1中，用于向未图示的发动机喷射燃料的电磁式燃料喷射阀包括：阀部5，其构成为在阀壳体8内容纳有阀体20，上述阀壳体8在前端具有阀座13，上述阀体20被向落位于上述阀座13的方向施加弹力；电磁铁部6，其构成为在与上述阀壳体8连着设置的电磁铁壳体25内容纳有线圈组装体24，该线圈组装体24能够产生向离开上述阀座13的一侧驱动上述阀体20的电磁力；以及合成树脂制成的包覆部7，其一体地具有连接器40，并至少封埋上述线圈组装体24和上述电磁铁壳体25，其中上述连接器40面向与上述线圈组装体24的线圈30相连的连接端子38…。
阀壳体8由磁性圆筒体9和阀座部件10构成，上述磁性圆筒体9由磁性金属形成；上述阀座部件10通过在压入状态下进行焊接而与该磁性圆筒体9的前部液密地结合。阀座部件10以使其后端部与磁性圆筒体9的前端部配合的状态焊接在磁性圆筒体9上，在该阀座部件10上同轴地设置有：在其前端面开口的燃料出口孔12；与该燃料出口孔12的内端相连的锥状的阀座13；以及与上述阀座13的后端大径部相连、并且引导上述阀体20的导孔14。另外，在阀座部件10的前端整周液密地焊接有钢板制成的喷射板16，该喷射板16具有与燃料出口孔12连通的多个燃料喷孔15…。
电磁铁部6包括：可动铁芯18；与该可动铁芯18对置的圆筒状的固定铁芯22；回复弹簧23，其产生对可动铁芯18向使其离开固定铁芯22的一侧施力的弹力；线圈组装体24，其配置成围绕阀壳体8的后部和固定铁芯22，并且能够产生这样的电磁力：即，克服回复弹簧23的弹力向固定铁芯22侧吸引可动铁芯18；以及电磁铁壳体25，其包围线圈组装体24，并且其前端部与阀壳体8连着设置。
上述可动铁芯18可滑动地配合于阀壳体8内的后部，上述阀体20能够落位于上述阀座13从而封闭燃料出口孔12，可动铁芯18与上述阀体20同轴地连接，由此构成了阀组装体17。在本实施例中，由上述可动铁芯18、与该可动铁芯18连为一体的阀轴19、和一体形成在该阀轴19的前端的阀体20构成阀组装体17，在该阀组装体17上同轴地形成有通孔21，该通孔21为前端封闭的有底形状，且与阀壳体8内连通，阀组装体17被回复弹簧23向使阀体20落位于阀座13的一侧施力。
一并参照图2进行说明，阀壳体8中的磁性圆筒体9的后端通过作为非磁性部件的非磁性圆筒体26同轴地结合在上述固定铁芯22的前端，上述非磁性圆筒体26由不锈钢等非磁性金属形成为横截面是圆形的形状，磁性圆筒体9的后端对接焊接在非磁性圆筒体26的前端，非磁性圆筒体26的后端以固定铁芯22的前端部配合在非磁性圆筒体26中的状态焊接在固定铁芯22上。
在固定铁芯22中同轴地压入有筒状的保持器27，该保持器27具有沿轴向延伸的一条狭缝27a，且具有大致C字形的横截面形状，上述回复弹簧23夹装在保持器27和可动铁芯18之间。为了避免可动铁芯18与固定铁芯22直接接触，在可动铁芯18的后端部内周压入有由非磁性材料构成的环状的止挡件28，并且该止挡件28从可动铁芯18的后端面向固定铁芯22侧略微突出。另外，线圈组装体24是通过在绕线管29上卷绕线圈30而构成的，该绕线管29围绕阀壳体8的后部、非磁性圆筒体26和固定铁芯22。
电磁铁壳体25由磁性框31和凸缘部22a构成，上述磁性框31由磁性金属形成为围绕线圈组装体24的圆筒状，并且在一端具有环状的端壁31a，该端壁31a与线圈组装体24的阀部5侧的端部对置；上述凸缘部22a从上述固定铁芯22的后端部向半径方向外侧突出，并且与线圈组装体24的位于阀部5相反侧的端部对置，凸缘部22a与磁性框31的另一端部磁性地结合。而且，在磁性框31的端壁31a的内周同轴地设置有配合筒部31b，该配合筒部31b中配合有上述阀壳体8的磁性圆筒体9，通过使阀壳体8配合于该配合筒部31b中，电磁铁壳体25与阀壳体8连着设置。
在固定铁芯22的后端一体且同轴地连着设置有圆筒状的入口筒33，在该入口筒33的后部安装有燃料过滤器34。而且在入口筒33、保持器27和固定铁芯22上同轴地设置有与可动铁芯18的通孔21连通的燃料通道35。
包覆部7形成为：不仅封埋电磁铁壳体25和线圈组装体24，而且在填满电磁铁壳体25与线圈组装体24之间的间隙的同时，还封埋阀壳体8的一部分和入口筒33的大部分，在电磁铁壳体25的磁性框31上设有切口部36，该切口部36用于把臂部29a配置到电磁铁壳体25之外，该臂部29a一体地形成在线圈组装体24的绕线管29上。
在上述包覆部7上一体地设置有连接器40，该连接器40面向连接端子38…，上述连接端子38…与上述线圈组装体24中的线圈30的两端相连，上述连接端子38的基端埋设于上述臂部29a中，上述线圈30的线圈端30a…焊接在连接端子38…上。
另外，包覆部7由第一树脂成形层7a和第二树脂成形层7b构成，上述第一树脂成形层7a覆盖电磁铁壳体25，并且构成上述连接器40的一部分；上述第二树脂成形层7b覆盖第一树脂成形层7a。第一树脂成形层7a从连接器40的中间部到前端侧没有被第二树脂成形层7b覆盖，而是露出于外部，另外，入口筒33的后部没有被第二树脂成形层7b覆盖，而是露出于外部，并且，在与阀壳体8的后部对应的部分，第一树脂成形层7a的一部分没有被第二树脂成形层7b覆盖，而是露出于外部。另外，在第一树脂成形层7a的与连接器40的中间部和阀壳体8的后部对应的部分，形成有与第二树脂成形层7b的端部卡合的环状的卡合槽48、49，在入口筒33的中间部外周设有与第二树脂成形层7b的端部卡合的环状的卡合槽50。即，第二包覆部7b的端部与第一包覆部7a和入口筒33凹凸卡合。
非磁性圆筒体26的前端通过对接焊接而与阀壳体8中的磁性圆筒体9的后端同轴地结合，并且该非磁性圆筒体26的前端围绕可动铁芯18的一部分，在非磁性圆筒体26的后部配合固定有固定铁芯22的前部，该固体铁芯22的前端与可动铁芯18的后端对置。
在固定铁芯22的前部同轴地设置有小径配合部22b，该小径配合部22b在外周侧形成有面向前方的环状的阶梯部43，并且该小径配合部22b以与非磁性圆筒体26的中间部内表面紧密接触的方式配合在非磁性圆筒体26的后部中，直至阶梯部43与非磁性圆筒体26的后端抵接，在该状态下，通过焊接将固定铁芯22固定于非磁性圆筒体26。
一并参照图2进行说明，在可动铁芯18的中间部设有与磁性圆筒体9的后部内周面滑动接触的引导部18a，在阀体20上设有可滑动地与阀座部件10的内周面即导孔14配合的轴颈部20a。
在阀座部件10上设有：压入筒部10a，其压入在磁性圆筒体9的前部；大径部10b，其具有与磁性圆筒体9的外径大致相同的外径，且形成为直径大于上述压入筒部10a的直径；和环状肩部10c，其形成为与上述压入筒部10a的外周面垂直的平坦面，并且将上述压入筒部10a和上述大径部10b之间连接起来。
而且在上述压入筒部10a的外周，从其前端侧依次形成有：锥状的引导面51，其引导向磁性圆筒体9的前部的插入；调整面52，其能够与磁性圆筒体9的前部内周面相适合地同轴，且形成为直径大于引导面51的大径部的圆筒状；和压入面53，其压入于磁性圆筒体9的前部内周面，且形成为直径大于调整面52的圆筒状，并且在上述压入筒部10a的外周还形成有：将引导面51和调整面52之间连接起来的第一圆弧面54；和将调整面52和压入面53之间连接起来的第二圆弧面55。
根据这样的压入筒部10a的外周形状，在将压入筒部10a压入到磁性圆筒体9中时，首先通过锥状的引导面51来引导向磁性圆筒体9中的插入，然后通过使圆筒状的调整面52与磁性圆筒体9的前部内周相适合来确保磁性圆筒体9和压入筒部10a的同轴性，最后把圆筒状的压入面53压入到磁性圆筒体9的前部内周，由此，能够在确保高的同轴性的同时将压入筒部10a牢固地压入磁性圆筒体9的前部。
而且引导面51和调整面52之间的阶梯差部、以及调整面52和压入面53之间的阶梯差部通过第一和第二圆弧面54、55而形成为圆弧状，因此第一和第二圆弧面54、55发挥引导后续的调整面52和压入面53嵌入到磁性圆筒体9中的作用，从而能够在正确地维持压入筒部10a和磁性圆筒体9的同轴性的同时，顺利地进行压入筒部10a向磁性圆筒体9中的压入。因此，不会产生切屑，从而能够避免因切屑引起的燃料通道的堵塞于未然。
另一方面，在磁性圆筒体9的前端形成有环状的承接面9a，该承接面9a规定其与磁性圆筒体9的内周面之间的垂直度，当将压入筒部10a压入到磁性圆筒体9的前部时，该承接面9a在上述环状肩部10c的大致整个面上与其抵接。
而且，阀座部件10中的压入筒部10a和环状肩部10c的垂直度在阀座部件10的磨削加工时通过使用同一磨削工具的磨削被规定，磁性圆筒体9的前部内周面和承接面9a在磁性圆筒体9的磨削加工时通过使用同一磨削工具的磨削而被规定，由此，可以提高压入筒部10a和环状肩部10c的垂直度、以及磁性圆筒体9的前部内周面和承接面9a的垂直度的精度。
一并参照图3进行说明，磁性圆筒体9的前端和阀座部件10的对顶部通过激光束B在整周上焊接在一起。而且阀座部件10由硬度高于磁性圆筒体9的材料、例如SUS440C形成，利用激光束B对磁性圆筒体9的前端与阀座部件10的对顶部实施焊接，并且使来自激光枪(レ一ザト一チ)56的激光束B的照射点P与磁性圆筒体9的前端和阀座部件10的对顶位置相比向磁性圆筒体9侧偏移。
接下来说明本实施例的作用，在阀座部件10上设有：压入筒部10a，其被压入磁性圆筒体9的前部；大径部10b，其具有与磁性圆筒体9的外径大致相同的外径，并且形成为直径大于压入筒部10a的直径；和环状肩部10c，其形成为与压入筒部10a的外周面垂直的平坦面，并且将压入筒部10a和大径部10b之间连接起来，在磁性圆筒体9的前端形成有环状的承接面9a，该承接面9a规定其与磁性圆筒体9的内周面之间的垂直度，当将压入筒部10a压入到磁性圆筒体9的前部时，该承接面9a在环状肩部10c的大致整个面上与该环状肩部10c抵接，磁性圆筒体9的前端和阀座部件10的对顶部在整周上焊接在一起。
因此，与像现有那样的在磁性圆筒体的内部形成环状阶梯部的电磁式燃料喷射阀相比，能够使磁性圆筒体9的壁厚实现薄壁化，避免了磁性圆筒体9的外径增大，从而能够有助于电磁式燃料喷射阀的小型化。而且，由于形成承接面9a以规定其与磁性圆筒体9的内周面之间的垂直度，所以同轴度大幅度提高，从而能够减小阀体20和可动铁芯18与阀座部件10和磁性圆筒体9之间的导承间隙，从而能够实现磁效率的提高，并提高响应性。另外，由于磁性圆筒体9的前端与阀座部件10的、外径与磁性圆筒体9的前端大致相等的对顶部在整周上焊接在一起，所以可以将磁性圆筒体9和阀座部件10在壁厚比较厚的部分进行焊接，从而能够将焊接热变形抑制得较小。
另外，阀座部件10由硬度高于磁性圆筒体9的材料形成，并且利用激光束B对磁性圆筒体9的前端与阀座部件10的对顶部实施焊接，并使激光束B的照射点P与磁性圆筒体9的前端和阀座部件10的对顶位置相比向磁性圆筒体9侧偏移，所以能够避免激光束B直接向硬度比较高的阀座部件10输入热量，从而能够防止阀座部件10出现焊接裂纹。
以上说明了本发明的实施例，但是本发明并不限于上述实施例，可以在不脱离权利要求书所记载的本发明的范围内进行各种设计变更。

Claims (2)

1、一种电磁式燃料喷射阀，在该电磁式燃料喷射阀中，磁性圆筒体(9)通过具有圆形横截面的非磁性部件(26)与固定铁芯(22)结合，阀座部件(10)在后端具有压入于该磁性圆筒体(9)的前部的压入筒部(10a)，上述磁性圆筒体(9)和上述阀座部件(10)焊接在一起，阀座(13)设在上述阀座部件(10)上，可落位于该阀座(13)的阀体(20)收纳在上述阀座部件(10)中，可动铁芯(18)的后端与上述固定铁芯(22)的前端对置，上述可动铁芯(18)与上述阀体(20)同轴地连接，回复弹簧(23)对上述可动铁芯(18)沿使得上述阀体(20)落位于上述阀座(13)的方向施加弹力，其特征在于，
在上述阀座部件(10)上设有：上述压入筒部(10a)；大径部(10b)，其具有与上述磁性圆筒体(9)的外径大致相同的外径，并且形成为直径大于上述压入筒部(10a)的直径；和环状肩部(10c)，其形成为与上述压入筒部(10a)的外周面垂直的平坦面，并且将上述压入筒部(10a)和上述大径部(10b)之间连接起来，在上述磁性圆筒体(9)的前端形成有环状的承接面(9a)，该承接面(9a)规定其与磁性圆筒体(9)的内周面之间的垂直度，当上述压入筒部(10a)压入在磁性圆筒体(9)的前部时，该承接面(9a)在上述环状肩部(10c)的大致整个面上与上述环状肩部(10c)抵接，上述磁性圆筒体(9)的前端以及上述阀座部件(10)的与上述磁性圆筒体(9)前端对顶的对顶部在整周上焊接在一起。
2、根据权利要求1所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，
上述阀座部件(10)由硬度高于上述磁性圆筒体(9)的材料形成，利用激光束(B)对磁性圆筒体(9)的前端以及上述阀座部件(10)的对顶部实施焊接，并使激光束(B)的照射点(P)与上述磁性圆筒体(9)的前端和上述阀座部件(10)相对顶的对顶位置相比向磁性圆筒体(9)侧偏移。
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