JPH0826828B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば内燃機関に燃料を供給する燃料噴射
弁に関する。

〔従来の技術〕

従来周知のこの種の燃料噴射弁のうち、電磁力により
作動するものの構成が第３図に示されている。

第３図に示された燃料噴射弁１において、電磁コイル
５に電流を流すと発生する電磁力により、アーマチュア
９はステータ８方向へリフトされる。アーマチュア９と
一体に結合されたニードル弁11に設けられたつば状の可
動側ストッパ21が固定側ストッパ22に当接することによ
り、ニードル弁11のリフト量が決まる。また、ニードル
弁11がボディ３の案内孔3a内を摺動可能なように、ニー
ドル弁11に形成された摺動部11a,11bとボディ３との間
に隙間が設けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記構成の従来の燃料噴射弁は、つば
状の可動側ストッパがニードル弁の軸方向に対して完全
に垂直でなかったり、可動側ストッパおよび固定側スト
ッパの当接面が平坦でなかったり等の加工あるいは組付
誤差により、可動側ストッパは固定側ストッパと完全に
平行とはならず、角部による当接となり、即ちニードル
弁の跳ね返りが大きかった。このとき、ボディ内壁と、
ニードル弁との間に設けられた隙間が大きいと両ストッ
パ当接の際の角部を支点として、ニードル弁はボディ内
壁との隙間分だけ大きくこじられることになる。よっ
て、この隙間が大きいと、両ストッパの当接および離間
の際の抵抗力が大きく開弁及び閉弁に要する時間がかか
る為、ニードル弁の摺動部およびボディ内壁を精密加工
して前記隙間を数ミクロン単位にまで狭めることによ
り、ボディ内でのニードル弁の案内を正確にしたり、前
記両ストッパの加工および組付けそのものを精巧に行
い、両ストッパの当接を完全平行にさせる必要があっ
た。しかし、このような高精度な加工を実施するにはコ
スト及び手間がかかる等の欠点がある。また、特公昭58
−70049号に示されたように可動側ストッパと可動構成
部材との間にばね部材を介装させたことにより、可動側
ストッパを固定側ストッパに平行に当接させるようにし
たものもあるが、複雑な構造であった。

また、実開昭57−172166号公報に示されたようにボー
ル弁を用いた燃料噴射弁の弁座部及び固定側ストッパ
を、どちらもボール弁の形状に合わせて円錐面とするも
のもある。

ところが、このものでは、ボール弁の形状に合わせて
単純に弁座部及びストッパを円錐面としたのみのもので
あって、ニードル弁を用いた燃料噴射弁とは弁構造が根
本的に相違するものであるので、ボール弁構造をニード
ル弁構造にそのまま適用することは困難であり、ニード
ル弁での具体的構造についてまでの開示はされていな
い。またボール弁は弁体そのものが電磁コイルにより励
磁され、作動するので磁気回路を構成するケースとステ
ータとの間のギャップに対し、ケースとボール弁、ボー
ル弁とステータのギャップを微小とすることが困難であ
り、ケースとステータ間に洩れ磁束が生じる。この為実
用に充分な吸引力を発生させることが困難であった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、加
工精度を高めなくてもニードル弁の作動が規制される際
の跳ね返りおよびボディ内でのこじりを小さくすること
の可能な燃料噴射弁を提供することを目的とする。

さらにまた、本発明は、簡単な構造で実用上充分な吸
引力を発生させることを別の目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決する為に、本発明では燃料噴射弁
を、 内部の燃料を外部に導通する為の噴射孔が穿設され、
該噴射孔より上流に弁座部が形成されたボディと、前記
弁座部に接離して前記噴射孔からの燃料を断続する弁部
が設けられたニードル弁と、 前記ニードル弁を移動させる駆動手段と、 前記ボディに対し固定され、前記ニードル弁に設けら
れた可動側ストッパが当接することにより前記ニードル
弁のリフト量を規制する固定側ストッパとを有する燃料
噴射弁において、 前記ニードル弁の一端と他端とに前記弁部と前記可動
側ストッパとが球面をもって形成されるとともに、前記
弁座部がその上流側に前記ニードル弁の移動範囲全域で
前記弁部と当接可能な円錐面をもって形成され、かつ前
記固定側ストッパが前記ニードル弁の移動範囲全域で前
記可動側ストッパと当接可能な円錐面をもって形成され
ており、 前記駆動手段を、前記ニードル弁の前記弁部と前記可
動側ストッパとの間に前記ニードル弁と一体的に結合さ
れて設けられたアーマチュアと、該アーマチュアと対向
するステータと、電磁コイルとを有する電磁アクチュエ
ータとし、前記ニードル弁の軸方向長さは前記アーマチ
ュアの軸方向より長いとともに前記固定側ストッパは前
記ステータ内に挿入されていることを特徴とした構成と
している。

〔作用〕

上記構成による作用を説明する。

ニードル弁の弁部が弁座部に着座しているときにはニ
ードル弁の一端が可動側ストッパの球面と固定側ストッ
パの円錐面との当接により案内されている。ここからニ
ードル弁が駆動手段により駆動され、弁部が弁座部から
離座するとき、ニードル弁の一端が可動側ストッパの球
面と固定側ストッパの円錐面との当接により案内されな
がらニードル弁が移動する。そして、可動側ストッパの
球面は固定側ストッパの円錐面に進入してゆき、やがて
ニードル弁の移動が規制される。このとき、球面が円錐
面に案内されながら進入してゆくことでニードル弁の跳
ね返りが抑えられる。こうしてニードル弁の移動が規制
されたとき、ニードル弁の他端が弁部の球面と弁座部の
円錐面との当接により案内されている。再びニードル弁
が駆動手段により駆動され、弁部を弁座部に着座させる
とき、ニードル弁の他端が弁部の球面と弁座部の円錐面
との当接により案内されながらニードル弁が移動する。
そして、弁部の球面は弁座部の円錐面に進入してゆき、
やがて弁部が弁座部に着座してニードル弁の移動が規制
される。

また、ニードル弁と別部材のアーマチャが一体的に結
合されているのでアーマチャ長を磁気回路中適切な長さ
に設定することができる。

さらに、弁部と可動側ストッパとの間にアーマチャが
設けられているとともに、ニードルの軸方向長さがアー
マチャの軸方向長さより長く、固定側ストッパがステー
タ内に挿入されているので簡単な構造でニードル弁の傾
きを小さくできる。

〔実施例〕

第１図に本発明による一実施例を示す。

燃料噴射弁１において、ケース本体２およびボディ３
をケース本体２の端部を折曲げ加工によって一体に連結
して構成してある。またボディ３にはケースカバー４が
圧入により取付けられている。ケース本体２内の電磁コ
イル５には端子６を介してコンピュータ７から電気信号
が与えられ、電磁力を発生する。この電磁力により燃料
孔8aが穿設された軟磁性材料からなるステータ８とアー
マチュア９の間に吸引力が発生し、アーマチュア９は復
帰用コイルばね10の押圧力に抗して図示上方にリフトさ
れる。上記アーマチュア９にはニードル弁11が貫挿状態
で一体的に結合されており、該ニードル弁11もアーマチ
ュア９と一体的に図示上方へリフトされる。

一方、燃料タンク12から電磁ポンプ13によって圧送さ
れた燃料はフィルター14を通り本燃料噴射弁１および圧
力制御弁15に送られる。圧力制御弁15は電磁ポンプ13か
ら圧力制御弁15の間に亘る供給路の燃料圧力を一定に保
ち、この結果燃料噴射弁１には上記圧力制御弁15によっ
て調圧された一定圧力の燃料が送り込まれている。本燃
料噴射弁１に加えられている一定圧力の燃料は継手部16
およびフィルタ17を介して、ステータ８の内部から燃料
孔8aを通り外周部へ至り、アーマチュア９の外周部、ニ
ードル弁11の外周部に形成された燃料通路18を通ってニ
ードル弁11下端へ至っている。

ボディ３の内壁には、直線的に上方へ広がる形状であ
る円錐面からなる弁座部19が形成され、ニードル弁11の
下端に形成された球面からなる弁部20が当接して、ボデ
ィ３下端部に穿設された噴射孔3bを閉止している。また
ボディ３の上端部3cとケース本体２との間にはスペーサ
22が挟着されている。

また、アーマチュア９を貫通したニードル弁11の上端
に形成された球面からなる可動側ストッパ23はステータ
８内に挿入され、ステータ８内壁に圧入固定されたステ
ンレス製略円筒状の固定側ストッパ24と対向しており、
可動側ストッパ23の先端は、固定側ストッパ24を貫挿す
る復帰用コイルばね10により押圧されている。固定側ス
トッパ24の可動側ストッパ23との対向面には、直線的に
下方へ広がる円錐面が形成されている。

上記構成の燃料噴射弁１において、通常はニードル弁
11の弁部20が弁座部19に当接して噴射孔3bを閉止してい
るが、前述のごとく電磁コイル５へ通電した場合の電磁
作用によりアーマチュー９およびニードル弁11が上方へ
移動されるとニードル弁11の弁部20は弁座部19を解放
し、燃料通路18内の燃料を噴射孔3bから噴出させる。コ
ンピュータ７からの信号が停止されると、アーマチュア
９およびニードル弁11はコイルばね10の押圧力により復
帰下動され、ニードル弁11の弁部20が弁座部19に着座し
て噴射孔3bを閉じる。よって燃料の噴出を停止する。

次に上述した作動をするニードル弁11の動きを第２図
により説明する。

第２図（ａ）および第２図（ｂ）において、110はニ
ードル弁11をモデル化した弁モデルであり、ニードル弁
11と同様、その上端および下端には、それぞれ可動側ス
トッパ23および弁部20としての球面が形成されている。

第２図（ａ）は、弁モデル110の閉弁時を示してい
る。弁部20が弁座部19に嵌合されている。Ｇは弁モデル
110の重心である。弁モデル110はこの燃料噴射弁の軸線
Ｆよりθだけ傾いており、可動側ストッパ23が固定側ス
トッパ24の円錐面の一部に接している。この弁モデル11
0が軸線Ｆ方向にリフトされると、可動側ストッパ23は
固定側ストッパ24の円錐面上を矢印Ａ方向に摺動し、弁
部20は弁座部19の円錐面上を矢印Ｂ方向に摺動し噴射孔
3bを開口する。弁モデル110のリフト後の状態を第２図
（ｂ）に示す。

第２図（ｂ）は弁モデル110の重心Ｇがｌだけリフト
された図である。可動側ストッパ23の球面が固定側スト
ッパ24の円錐面に嵌合され、弁部20は弁座部19の円錐面
の一部に接している。

上記モデルによる説明から明らかなとおり、再び第１
図において、ニードル弁11は、開弁時および閉弁時とも
球面が円錐面に挟まれた形でストッパ状態が実現される
ことから、その当接は、常に円周線によりなされ、その
案内は円錐面上を摺動することによりなされることが可
能である。よってニードル弁11とボディ３内壁との間に
高精度の隙間を設けたり、当接部材を高精度に加工せず
ともニードル弁11は跳ね返りがほとんどなく、弁の応答
性および噴射量特性が良くなる。

また、この燃料噴射弁１のニードル弁11のリフト量
は、厚みの違う種類のスペーサ22を用意し、組付時にお
いて最良のスペーサ22を選択し、ボディ３とケース本体
２との間に挟着することにより調整することができる。

また、このリフト量の調整は、ボディ３の上端部3cを
削ることにより行っても良い。

なお、固定側ストッパ24とステータ８とを別部材によ
り構成したが、ステータ８の下端面を円錐形状に加工
し、その円錐面を硬化し、固定側ストッパしても良い。

〔発明の効果〕

以上述べたとおり本発明による燃料噴射弁は、ニード
ル弁がその両端で案内され、高価で手間のかかる精密加
工を加える必要がない。すなわち、弁座部がその上流側
にニードル弁の移動範囲全域で弁部と当接可能な円錐面
をもって形成されることで、ニードル弁がその移動範囲
全域に駆動されてもニードル弁の一端を固定側ストッパ
の円錐面によって案内することができ、かつ固定側スト
ッパがニードル弁の移動範囲全域で可動側ストッパと当
接可能な円錐面をもって形成されることで、ニードル弁
がその移動範囲全域に駆動されてもニードル弁の他端を
弁座部の円錐面によって案内することができ、ニードル
弁をその移動範囲全域にわたってその両端部に設けられ
た球面と円錐面とで案内することができる。これによ
り、ニードル弁をその移動方向に沿って案内する移動方
向に沿った長い円筒面を必要とせず、ニードル弁の移動
を規制する部材である可動側ストッパと固定側ストッパ
とによってニードル弁を案内することができる。しかも
ニードル弁の移動規制が円錐面と球面とでなされるた
め、球面が円錐面に進入することで跳ね返りが小さくさ
れる。

従って、簡単な構造でニードル弁の開弁、閉弁時間を
短縮することができ、また、実用上充分な吸引力を発生
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成により一実施例の燃料噴射弁の断
面図、第２図（ａ）および第２図（ｂ）はともに第１図
におけるニードル弁をモデル化した要部断面図であり、
第２図（ａ）は閉弁時におけるニードル弁をモデル化し
た要部断面図、第２図（ｂ）は開弁時におけるニードル
弁をモデル化した要部断面図である。第３図は従来の構
成の燃料噴射弁の断面図である。 ３……ボディ,3b……噴射孔,5……駆動手段としての電
磁コイル,11……ニードル弁,19……弁座部,20……弁部,
21,23……可動側ストッパ,24……固定側ストッパ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部の燃料を外部に導通する為の噴射孔が
   穿設され、該噴射孔より上流に弁座部が形成されたボデ
   ィと、 一端に可動側ストッパ、他端に前記弁座部に接離して前
   記噴射孔からの燃料を断続する弁部が設けられたニード
   ル弁と、 前記ニードル弁を移動させる駆動手段と、 前記ボディに対し固定され、前記可動側ストッパが当接
   することにより前記ニードル弁のリフト量を規制する固
   定側ストッパとを有する燃料噴射弁において、 前記弁部と前記可動側ストッパとが球面をもって形成さ
   れるとともに、前記弁座部がその上流側に前記ニードル
   弁の移動範囲全域で前記弁部と当接可能な円錐面をもっ
   て形成され、かつ前記固定側ストッパが前記ニードル弁
   の移動範囲全域で前記可動側ストッパと当接可能な円錐
   面をもって形成されており、 前記駆動手段を、前記ニードル弁の前記弁部と前記可動
   側ストッパとの間に前記ニードル弁に貫挿状態で一体的
   に結合されて設けられたアーマチュアと、該アーマチュ
   アと対向するステータと、電磁コイルとを有する電磁ア
   クチュエータとし、 前記ニードルの軸方向長さは、前記アーマチュアの軸方
   向長さより長いとともに前記固定側ストッパは前記ステ
   ータ内に挿入されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 【請求項２】前記固定側ストッパと前記弁座部とに形成
   された円錐面は、双方とも直線的に変化する形状である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の燃料噴
   射弁。