JP6035648B2 - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、前端に弁座を有する弁ハウジングと、この弁ハウジングの後端に連設される中空の固定コアと、固定コアの吸引面に対置される可動コアと、前記固定コアの外周に配設されるコイルと、前記可動コアに連結されて前記弁座と協働する弁体と、前記弁体を閉弁方向に付勢する弁ばねとを備え、前記コイルの通電により前記固定コアが前記可動コアを吸引することで前記弁体を開弁するようにした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。

特開２０１０−１８０７８５号公報

従来、かゝる電磁式燃料噴射弁において、弁体の開閉姿勢を安定させるために、弁体の弁杆の後端部を固定コアの中空部内まで延ばして、その後端部に摺動部材を固着し、これを固定コアの内周面に摺動自在に支承させることが知られている。ところで、各部の製作誤差や、固定及び可動コア間に発生する斜め方向の吸引力等に起因して、摺動部材及び固定コア間に偏荷重（サイドスラスト）が作用することがあり、その作用によれば、摺動部材及び固定コア間に発生する大きな摩擦抵抗により、弁体の開閉応答性が低下したり、摺動部の摩耗を早めたりする不都合を招く。

本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、製作誤差等による固定コア及び弁杆間の摺動部への偏荷重を吸収して、その摺動部の摩擦抵抗を減少させ得るようにした前記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、前端に弁座を有する弁ハウジングと、この弁ハウジングの後端に連設される中空の固定コアと、固定コアの吸引面に対置される可動コアと、前記固定コアの外周に配設されるコイルと、前記可動コアに連結されて前記弁座と協働する弁体と、前記弁体を閉弁方向に付勢する弁ばねとを備え、前記コイルの通電により前記固定コアが前記可動コアを吸引することで前記弁体を開弁するようにし、前記固定コアの内周面にガイドブッシュを圧入する一方、前記弁体を、前記弁座と協働する弁部と、この弁部に連設されて前記ガイドブッシュに向かって延びる弁杆とで構成し、この弁杆に、前記ガイドブッシュの内周面に摺動自在に嵌合する摺動部材を圧入した電磁式燃料噴射弁であって、前記ガイドブッシュは、その前部の前記固定コアの内周面に圧入する圧入部と、後部の前記固定コアとの間で環状間隙を有する非圧入部とからなり、前記非圧入部の範囲において、前記ガイドブッシュには環状に隆起した摺動面が形成され、前記摺動部材は、前記弁杆に圧入する圧入部と、前記弁杆との間で環状間隙を有する非圧入部とからなり、前記非圧入部の範囲において、前記摺動部材には半径方向に張り出した鍔部が形成され、前記摺動面に前記鍔部が摺動自在に嵌合していることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴に加えて、前記摺動部材の外周面に、前記固定コアの中空部を前記弁ハウジング内に連通する切欠きを設けたことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、ガイドブッシュ及び摺動部材の摺動領域で前記固定コア及びガイドブッシュ間、並びに弁杆及び摺動部材間にそれぞれ環状間隙を設けたので、製作誤差や、固定及び可動コア間に発生する斜め方向の吸引力等に起因して、ガイドブッシュ及び摺動部材間に偏荷重が作用した場合には、ガイドブッシュ及び摺動部材の両方の、前記環状間隙に対応する部分で弾性変形が生じて、その偏荷重を効果的に吸収することができ、これによりガイドブッシュ及び摺動部材相互の、より円滑な摺動を確保し、弁体の開閉応答性を一層高めることができる。

しかも、燃料噴射弁の組立時、ガイドブッシュを固定コアの内周面に圧入するときには、ガイドブッシュの、その外周の環状間隙に対応する部分は非圧入部となるので、ガイドブッシュの固定コアへの圧入荷重によるガイドブッシュの摺動面の変形を防ぐことができ、また摺動部材を弁杆の外周面に圧入するときには、摺動部材の、その内周の環状間隙に対応する部分は非圧入部となるので、摺動部材の弁杆への圧入荷重による摺動部材の摺動部の変形を防ぐことができる。

本発明の第２の特徴によれば、摺動部材の外周面に、固定コアの中空部を前記弁ハウジング内に連通する切欠きを設けたので、摺動部材に邪魔されることなく、固定コアの中空部から弁ハウジング側へ前記切欠きを通して燃料を流通させることができる。

本発明の実施形態に係る電磁式燃料噴射弁をエンジンに装着した状態で示す正面図。 図１の２−２線断面図。 図２の３部拡大図。

本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

図１及び図２において、エンジンのシリンダヘッドＥには、燃焼室Ｅａに開口する装着孔Ｅｂが設けられており、この装着孔Ｅｂ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Ｅａに向かって燃料を噴射し得る。尚、燃料噴射弁Ｉにおいて、燃料の噴射側を前方、燃料の流入側を後方とする。

この燃料噴射弁Ｉの弁ハウジング１は、中空円筒状の弁ハウジングボディ２と、この弁ハウジングボディ２の前端部内周面に嵌合して溶接される有底円筒状の弁座部材３と、弁ハウジングボディ２後端の大径部２ａの外周に嵌合して溶接される磁性円筒体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が同軸に一体に連設される。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。

磁性円筒体４は、軸方向中間部にフランジ状のヨーク部４ａを一体に有しており、このヨーク部４ａが、シリンダヘッドＥの前記装着孔Ｅｂの上端開口部を囲繞する荷重受け孔Ｅｃにクッション部材１１を介して支承される。而して、ヨーク部４ａは、燃料噴射弁Ｉの軸方向においてシリンダヘッドＥに支持される第１荷重受け部を構成する。

燃料入口筒７の入口には燃料フィルタ１４が装着され、燃料入口筒７の外周には、高圧力の燃料を分配する燃料分配管Ｄがシール部材９を介して嵌装される。この燃料分配管Ｄと固定コア６の後端面６ｃとの間には、板ばねよりなる弾性保持部材１３が介装され、この弾性保持部材１３に所定のセット荷重（圧縮荷重）を付与するようにして、燃料分配管ＤのブラケットＤａが、シリンダヘッドＥに設けられる支柱Ｅｄにボルト１２で固着される。而して、固定コア６の後端面６ｃは、燃料噴射弁Ｉの軸方向において弾性保持部材１３に支持される第２荷重受け部を構成する。こうして、燃料噴射弁Ｉは、弾性保持部材１３のセット荷重をもって、シリンダヘッドＥ及び弾性保持部材１３間で挟持され、エンジンの燃焼室Ｅａの高圧力に抗するようになっている。

弁座部材３は、その前端壁に円錐状の弁座８と、この弁座８の中心近傍に開口する複数の燃料噴孔１０とが設けられる。

弁座部材３から非磁性円筒体５に至る弁ハウジング１内には弁体１５及び可動コア１６よりなる弁組立体１７が収容される。弁体１５は、前記弁座８と協働して燃料噴孔１０を開閉する球状の弁部１５ａと、この弁部１５ａを支持して固定コア６の中空部６ｂまで延出する弁杆１５ｂとで構成される。その弁部１５ａは、弁座部材３の内周面に摺動自在に支承されるよう球状に形成され、その外周面には、燃料の流通を可能にする複数の平坦部が設けられる。

図３に示すように、固定コア６の内周面には、その前端の吸引面６ａに開口する嵌合凹部１９が形成され、この嵌合凹部１９に円筒状のガイドブッシュ１８が圧入され、その際、ガイドブッシュ１８は、その前端部が固定コア６の前端面、即ち吸引面６ａより僅かに突出するように配置される。

ガイドブッシュ１８の外周面には、その前部に圧入部１８ａが、また残余の後部に圧入部１８ａより小径の非圧入部１８ｂがそれぞれ形成され、その圧入部１８ａが前記嵌合凹部１９の内周面に圧入され、非圧入部１８ｂと嵌合凹部１９の内周面との間には環状間隙ｓ１が画成される。またガイドブッシュ１８の内周面には、非圧入部１８ｂの範囲内で環状に隆起した摺動面１８ｃが形成される。

可動コア１６は、弁杆１５ｂに溶接ビード２１を介して固着される。そして可動コア１６は、ガイドブッシュ１８の前端との間に弁体１５の開弁ストロークに対応するギャップｇを形成するようにして、固定コア６の吸引面６ａに対置される。

弁杆１５ｂには、可動コア１６の後端面に当接して前記ガイドブッシュ１８の内周面に摺動自在に嵌合する摺動部材２０が圧入される。この摺動部材２０は、弁杆１５ｂに圧入される円筒軸部２０ａと、この円筒軸部２０ａの後端部外周より半径方向に張り出してガイドブッシュ１８の摺動面１８ｃに摺動自在に嵌合する鍔部２０ｂとより構成され、その鍔部２０ｂには、その前後間での燃料の流通を可能にする切欠き２５が設けられる。

摺動部材２０の円筒軸部２０ａの内周面には、その前部に圧入部２０ｃが、また残余の後部に圧入部２０ｃより大径の非圧入部２０ｄがそれぞれ形成され、その圧入部２０ｃが前記弁杆１５ｂの外周面に圧入され、非圧入部２０ｄと弁杆１５ｂの外周面との間には環状間隙ｓ２が画成される。円筒軸部２０ａの上端内周縁は、溶接ビード２３により弁杆１５ｂに結合される。

而して、弁組立体１７は、弁座部材３とガイドブッシュ１８の二点で軸方向摺動自在に支持され、その二点間の距離は、弁組立体１７の略最長の距離であり、弁組立体１７の安定支持に有効となる。

可動コア１６には、固定コア６の中空部６ｂを弁ハウジング１内に連通する複数の通孔２２が設けられる。摺動部材２０の、弁杆１５ｂ周りの後端面はばね座３１とされ、固定コア６の中空部６ｂに圧入されるパイプ状のリテーナ３２と上記ばね座３１との間に摺動部材２０を弁体１５の閉弁側に付勢する弁ばね３３が縮設される。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る。

再び図２において、磁性円筒体４の後端部から固定コア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を収容するコイルハウジング３８の前端部が磁性円筒体４の前記ヨーク４ａ上に載置され、溶接される。

コイルハウジング３８の後端部から固定コア６の後端部にわたりそれらの外周面を被覆する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には、固定コア６の一側方に張り出すカプラ４１が一体に連設され、このカプラ４１により、前記コイル３７に連なる端子４２が保持される。

次に、この実施形態の作用について説明する。

コイル３７の非通電状態では、弁体１５は、弁ばね３３のセット荷重により前方に押圧され、弁座８に着座して燃料噴孔１０を閉鎖する。即ち閉弁状態にあり、可動コア１６は、固定コア６の吸引面より突出したガイドブッシュ１８の前端との間に所定のギャップｇを保っている。

コイル３７に通電すると、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、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の吸引面６ａに吸引され、弁杆１５ｂを引き上げることで弁部１５ａを弁座８から離座させるので、弁体１５は開弁状態となる。その際、可動コア１６が、ガイドブッシュ１８の前端に当接することで弁体１５の開弁位置が規制される。

弁体１５が開弁すると、燃料分配管Ｄから燃料入口筒７に圧送された高圧の燃料は、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の切欠き２５、可動コア１６の通孔２２、弁ハウジング１の内部、弁座８を順次経て燃料噴孔１０からエンジンの燃焼室Ｅａに直接噴射される。

弁体１５が開弁する過程において、弁部１５ａが弁座部材３の内周面を、また弁杆１５ｂ上の摺動部材２０の鍔部２０ｂが、固定コア６内のガイドブッシュ１８の摺動面１８ｃをそれぞれ摺動することで、弁体１５の開弁姿勢は安定する。

ところで、ガイドブッシュ１８の摺動面１８ｃの範囲で固定コア６及びガイドブッシュ１８間、並びに弁杆１５ｂ及び摺動部材２０間には、それぞれ環状間隙ｓ１、ｓ２が設けられるので、製作誤差や固定及び可動コア６、１６間に屡々発生する斜め方向の吸引力等に起因して、ガイドブッシュ１８及び摺動部材２０間に偏荷重が作用した場合には、ガイドブッシュ１８及び摺動部材２０の、上記環状間隙ｓ１、ｓ２に対応する部分で僅かな弾性変形が生じて、その偏荷重を吸収することができ、これによりガイドブッシュ１８及び摺動部材２０相互の円滑な摺動を確保し、弁体１５の開閉応答性を高めることができる。

また燃料噴射弁Ｉの組立時、ガイドブッシュ１８を固定コア６の内周面に圧入するときには、ガイドブッシュ１８の前部の圧入部１８ａが圧入され、その後部の非圧入部１８ｂと固定コア６との間には環状間隙ｓ１が形成され、その環状間隙ｓ１に対応するガイドブッシュ１８の内周に摺動面１８ｃが存在するので、圧入部１８ａの固定コア６への圧入荷重による摺動面１８ｃの変形を防ぐことができる。

一方、摺動部材２０を弁杆１５ｂの外周面に圧入するときには、摺動部材２０の前部の圧入部２０ｃが圧入され、その後部の非圧入部２０ｄと弁杆１５ｂとの間には環状間隙ｓ２が形成され、その環状間隙ｓ２に対応する摺動部材２０の摺動部、即ち鍔部２０ｂが存在するので、圧入部２０ｃの弁杆１５ｂへの圧入荷重による鍔部２０ｂの変形を防ぐことができる。

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、本発明は、燃料噴射弁Ｉをエンジンの吸気系に取り付ける形式のものにも適用可能である。

Ｉ・・・・・・燃料噴射弁
ｓ１、ｓ２・・・・環状間隙
１・・・・・・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
１５ａ・・・・弁部
１５ｂ・・・・弁杆
１６・・・・・可動コア
１８・・・・・ガイドブッシュ
２０・・・・・摺動部材
２５・・・・・切欠き
３３・・・・・弁ばね
３７・・・・・コイル

Claims (2)

1. 前端に弁座（８）を有する弁ハウジング（１）と、この弁ハウジング（１）の後端に連設される中空の固定コア（６）と、固定コア（６）の吸引面（６ａ）に対置される可動コア（１６）と、前記固定コア（６）の外周に配設されるコイル（３７）と、前記可動コア（１６）に連結されて前記弁座（８）と協働する弁体（１５）と、前記弁体（１５）を閉弁方向に付勢する弁ばね（３３）とを備え、前記コイル（３７）の通電により前記固定コア（６）が前記可動コア（１６）を吸引することで前記弁体（１５）を開弁するようにし、前記固定コア（６）の内周面にガイドブッシュ（１８）を圧入する一方、前記弁体（１５）を、前記弁座（８）と協働する弁部（１５ａ）と、この弁部（１５ａ）に連設されて前記ガイドブッシュ（１８）に向かって延びる弁杆（１５ｂ）とで構成し、この弁杆（１５ｂ）に、前記ガイドブッシュ（１８）の内周面に摺動自在に嵌合する摺動部材（２０）を圧入した電磁式燃料噴射弁であって、
   前記ガイドブッシュ（１８）は、その前部の前記固定コア（６）の内周面に圧入する圧入部（１８ａ）と、後部の前記固定コア（６）との間で環状間隙（ｓ１）を有する非圧入部（１８ｂ）とからなり、前記非圧入部（１８ｂ）の範囲において、前記ガイドブッシュ（１８）には環状に隆起した摺動面（１８ｃ）が形成され、
   前記摺動部材（２０）は、前記弁杆（１５ｂ）に圧入する圧入部（２０ｃ）と、前記弁杆（１５ｂ）との間で環状間隙（ｓ２）を有する非圧入部（２０ｄ）とからなり、前記非圧入部（２０ｄ）の範囲において、前記摺動部材（２０）には半径方向に張り出した鍔部（２０ｂ）が形成され、
   前記摺動面（１８ｃ）に前記鍔部（２０ｂ）が摺動自在に嵌合している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、
   前記摺動部材（２０）の外周面に、前記固定コア（６）の中空部（６ｂ）を前記弁ハウジング（１）内に連通する切欠き（２５）を設けたことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
   

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