JP2007016774A - 燃料噴射弁およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構造で組み付けが容易な燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】円筒状の磁性材料からなるハウジング60の軸方向の両端部は、ニードル40を収容するホルダ30およびキャップ70で塞がれている。ホルダ30およびキャップ70は磁性材料から形成されている。ハウジング60は、ホルダ30側の端部とキャップ70側の端部とがほぼ同一径であり、かつ軸方向の中央を対称軸としたときホルダ30側とキャップ側70とが対称な円筒状である。そのため、ハウジング60の組み付けは、方向決めが不要である。また、インジェクタ10はハウジング60、コイルアセンブリ50およびキャップ70を一方向から組み付けることができ、ハウジング60の変形などは不要である。
【選択図】図1
【解決手段】円筒状の磁性材料からなるハウジング60の軸方向の両端部は、ニードル40を収容するホルダ30およびキャップ70で塞がれている。ホルダ30およびキャップ70は磁性材料から形成されている。ハウジング60は、ホルダ30側の端部とキャップ70側の端部とがほぼ同一径であり、かつ軸方向の中央を対称軸としたときホルダ30側とキャップ側70とが対称な円筒状である。そのため、ハウジング60の組み付けは、方向決めが不要である。また、インジェクタ10はハウジング60、コイルアセンブリ50およびキャップ70を一方向から組み付けることができ、ハウジング60の変形などは不要である。
【選択図】図1
Description
本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁およびその製造方法に関する。
燃料噴射弁の電磁駆動部は、コイルの外周側を覆う磁性材料からなるプレート部材を備えている。プレート部材は、例えば周方向へ二つ以上に分割することにより、コイルを外周側から挟み込む。このようなプレート部材を用いる場合、プレート部材はコイルの外周側を全周にわたって覆っていない。そのため、プレート部材における磁束の流れを十分に確保するには、肉厚を大きくする必要がある。その結果、体格の大型化および重量の増加を招く。また、プレート部材は、コイルおよびコイル周辺の形状にあわせて軸方向の両端部の形状が異なっている。そのため、プレート部材は、組み付け時に方向決めを必要とし、工数の増大を招く。さらに、プレート部材は、固定のために溶接あるいは接着などを必要とする。そのため、組み付け工数の増大を招く。
一方、ハウジングを磁性材料により一体の筒状に形成する技術が提案されている(特許文献1参照。)。特許文献1に開示されている発明では、ハウジングは概ね均一な肉厚で形成されている。
特開平3−31570号公報
しかしながら、特許文献1に開示されている発明の場合、筒状部材は径方向の長さが異なる凹凸を複数有している。そのため、筒状部材は、形状が複雑であり、加工時の工数が増大する。また、筒状部材は、例えば溶接やかしめなど固定のための工程を必要とする。これらの結果、構造の複雑化および組み付け工数の増大を招くという問題がある。
そこで、本発明の目的は、簡単な構造で組み付けが容易な燃料噴射弁を提供することにある。
本発明の他の目的は、組み付け工数が低減される燃料噴射弁の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、組み付け工数が低減される燃料噴射弁の製造方法を提供することにある。
請求項1から8のいずれか一項記載の発明では、コイルは軸方向の両端部がホルダまたはキャップによって覆われている。これにより、コイルは、磁性材料からなるハウジング、ホルダおよびキャップによって覆われる。そのため、筒状のハウジングは、コイルの両端部を覆うために例えば折り曲げや溶接などの工程が不要である。また、筒状のハウジングは、形状が簡単になる。さらに、ハウジングの形状をコイルにあわせて成形する必要がない。したがって、簡単な構造で組み付けを容易にすることができる。なお、本発明おける「筒状のハウジング」とは、後述の第1〜3実施形態のように、ハウジングがその全周に渡ってつながっているものだけでなく、図11にしめすようにハウジングの周方向の一部が寸断されているようなものをも含む。
また、固定コアとキャップとが別部材である。そのため、ホルダに対しコイル、固定コア、可動コア、弁部材、ハウジングおよびキャップを一方向から組み付け、組み付けを容易にすることもできる。
また、固定コアとキャップとが別部材である。そのため、ホルダに対しコイル、固定コア、可動コア、弁部材、ハウジングおよびキャップを一方向から組み付け、組み付けを容易にすることもできる。
請求項2記載の発明では、ハウジングはホルダとキャップとの間に挟み込まれている。そのため、ハウジングをホルダおよびキャップの端面で支持できるので、ハウジングの軸方向の位置決めを容易にすることができる。また、例えばハウジングの内周面にホルダおよびキャップを圧入する場合、ハウジングとホルダおよびキャップとの接触部分いわゆる圧入代において確保すべき強度は低減される。したがって、ハウジングの軸方向の位置決めを容易にすることができるとともに、組み付け時の寸法管理を容易にすることができる。さらに、例えば圧入したホルダおよびキャップとハウジングとの間を溶接する場合でも、ハウジングの位置はホルダおよびキャップと接することによって規定される。そのため、例えば溶接部の長さあるいは深さなどの管理は簡略化される。したがって、組み付け時の加工を容易にすることができる。
請求項3記載の発明では、キャップの段差部でハウジングの内周面を位置決めできる。また、ハウジングの内周面をキャップによって支持できるので、例えばキャップとハウジングとを溶接する場合においては、キャップとハウジングとの溶接部に加わる剪断力を低減し、この溶接部における強度を高めることもできる。また、例えばハウジングの内周面にホルダおよびキャップを圧入する場合においては、ハウジングとキャップとの接触部分いわゆる圧入代において確保すべき強度は低減される。したがって、ハウジングの軸方向の位置決めを容易にすることができるとともに、組み付け時の寸法管理を容易にすることができる。さらに、例えば圧入したキャップとハウジングとの間を溶接する場合でも、ハウジングの位置はキャップと接することによって規定される。そのため、例えば溶接部の長さあるいは深さなどの管理は簡略化される。したがって、組み付け時の加工を容易にすることができる。
請求項4記載の発明では、ホルダの段差部でハウジングの内周面を位置決めできる。また、例えばホルダとハウジングとを溶接する場合においては、ホルダとハウジングとの溶接部に加わる剪断力を低減し、この溶接部における強度を高めることもできる。また、例えばハウジングの内周面にホルダを圧入する場合においては、ハウジングとホルダとの接触部分いわゆる圧入代において確保すべき強度は低減される。したがって、ハウジングの軸方向の位置決めを容易にすることができるとともに、組み付け時の寸法管理を容易にすることができる。さらに、例えば圧入したホルダとハウジングとの間を溶接する場合でも、ハウジングの位置はホルダと接することによって規定される。そのため、例えば溶接部の長さあるいは深さなどの管理は簡略化される。したがって、組み付け時の加工を容易にすることができる。
請求項5記載の発明では、ハウジングはホルダと接する部分およびキャップと接する部分の径が概ね同一である。そのため、ハウジングは、軸方向の両端部、すなわちホルダ側の端部とキャップ側の端部との間で径が概ね同一になる。これにより、ハウジングは、軸方向の両端部の形状すなわち両端部の径を概ね同一とすることができる。したがって、ハウジングを組み付けるとき、ハウジングの軸方向の方向決めが不要となり、組み付けを容易にすることができる。
請求項6記載の発明では、ハウジングは中央を対称軸として対称な形状である。これにより、ハウジングは、軸方向の形状が上下対称となる。そのため、ハウジングを組み付けるとき、ホルダ側またはキャップ側に方向決めをする必要がない。したがって、組み付けを容易にすることができる。
請求項7記載の発明では、キャップは周方向の一部に開口部を有している。これにより、コイルから例えばコネクタのような成形体あるいは突起などが形成されているとき、キャップは開口部によってコイルの成形体や突起などを避けることができる。
請求項7記載の発明では、キャップは周方向の一部に開口部を有している。これにより、コイルから例えばコネクタのような成形体あるいは突起などが形成されているとき、キャップは開口部によってコイルの成形体や突起などを避けることができる。
請求項8記載の発明では、ハウジングは継ぎ目なく一体に形成されている。これにより、ハウジングは、単純な形状となり、例えばプレス加工などにより容易に形成することができる。
請求項9記載の発明では、ハウジングは周方向の一部にスリットを有している。これにより、ハウジングの周方向の渦電流の発生が抑制される。その結果、コイルへの通電の停止時における残留磁気が低減される。したがって、コイルへの通電を停止したとき、固定コアと可動コアとの間の磁気吸引力を速やかに消滅させることができ、弁部材の応答性を高めることができる。
請求項9記載の発明では、ハウジングは周方向の一部にスリットを有している。これにより、ハウジングの周方向の渦電流の発生が抑制される。その結果、コイルへの通電の停止時における残留磁気が低減される。したがって、コイルへの通電を停止したとき、固定コアと可動コアとの間の磁気吸引力を速やかに消滅させることができ、弁部材の応答性を高めることができる。
請求項10記載の発明では、スリットは、ハウジングに軸方向において両端部を連通している。これにより、ハウジングは、例えば板状の部材をプレス曲げ加工することにより、容易に円筒状に形成することができる。
請求項11記載の発明では、ハウジングは、ホルダに圧入された後、キャップが圧入される。また、コイルは、ハウジングの内周側において固定コアとの間に形成される空間に挿入される。これにより、コイルの外周側にハウジングを組み付ける場合、ハウジングを変形させる必要がない。また、ハウジングおよびコイルなどは、ホルダとは反対側から一方向に組み付けられる。そのため、組み付けの途中に組み付けられた各部材を反転させたり、回転したりする必要がない。したがって、組み付け工数を低減することができる。
請求項11記載の発明では、ハウジングは、ホルダに圧入された後、キャップが圧入される。また、コイルは、ハウジングの内周側において固定コアとの間に形成される空間に挿入される。これにより、コイルの外周側にハウジングを組み付ける場合、ハウジングを変形させる必要がない。また、ハウジングおよびコイルなどは、ホルダとは反対側から一方向に組み付けられる。そのため、組み付けの途中に組み付けられた各部材を反転させたり、回転したりする必要がない。したがって、組み付け工数を低減することができる。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による燃料噴射弁(以下、燃料噴射弁を「インジェクタ」という。)を図1および図2に示す。第1実施形態によるインジェクタ10は、例えば直噴式またはポート噴射式のガソリンエンジンに適用される。なお、インジェクタ10は、ディーゼルエンジンに適用してもよい。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による燃料噴射弁(以下、燃料噴射弁を「インジェクタ」という。)を図1および図2に示す。第1実施形態によるインジェクタ10は、例えば直噴式またはポート噴射式のガソリンエンジンに適用される。なお、インジェクタ10は、ディーゼルエンジンに適用してもよい。
インジェクタ10は、固定コア12を備えている。固定コア12は、筒状に形成され、内部に燃料通路14を形成している。固定コア12は、磁性材料により形成されている。固定コア12は、軸方向の一方の端部が燃料入口16を形成している。燃料入口16には、図示しない燃料ポンプにより燃料タンクから燃料が供給される。燃料入口16に供給された燃料は、フィルタ部材18を経由して固定コア12の内周側の燃料通路14に流入する。フィルタ部材18は、燃料に含まれる異物を除去する。
固定コア12は、燃料入口16とは反対側の端部が非磁性部材20に接している。非磁性部材20は、非磁性の材料により円筒状に形成されている。非磁性部材20の固定コア12と反対側には、ホルダ30が設置されている。ホルダ30は、磁性材料により、略円筒状に形成されている。ホルダ30は、固定コア12とは反対側の端部に弁ボディ31を収容している。固定コア12と非磁性部材20との間、および非磁性部材20とホルダ30との間は、例えば溶接などにより接続されている。非磁性部材20は、磁性材料で形成されている固定コア12とホルダ30との間の磁気的な短絡を防止している。
弁ボディ31は、筒状に形成され、例えば圧入あるいは溶接などによりホルダ30の内側に固定されている。弁ボディ31は、先端に近づくにつれて内径が小さくなる円錐状の内壁面に弁座32を有している。弁ボディ31の固定コア12とは反対側の端部には、噴孔プレート33が設置されている。噴孔プレート33は、板厚方向に貫く噴孔34を形成している。噴孔34は、弁ボディ31の内側と外側とを連通している。噴孔34は、単数または複数のいずれであってもよい。
ホルダ30の内部には、可動コア22および弁部材としてのニードル40が収容されている。可動コア22は、非磁性部材20およびホルダ30の内周側において軸方向へ往復移動可能である。可動コア22は、外周面が非磁性部材20およびホルダ30の内周面に接している。これにより、可動コア22の軸方向へ移動は、非磁性部材20およびホルダ30の内周面によって案内される。可動コア22は、例えば鉄などの磁性材料から筒状に形成されている。可動コア22は、固定コア12と反対側の端部がニードル40と一体に接続している。
ニードル40は、ホルダ30および弁ボディ31の内周側に収容されている。ニードル40は、弁ボディ31と概ね同軸上に配置されている。ニードル40は、燃料入口16と反対側の端部にシール部42を有している。シール部42は、弁ボディ31の弁座32に着座可能である。ニードル40は、筒状に形成されており、内部に燃料通路44を形成している。ニードル40の内部の燃料は、燃料通路44から燃料孔45、燃料孔46および燃料孔47を経由してニードル40の外側の燃料通路24へ流出する。ニードル40のシール部42とは反対側の端部は、可動コア22に固定されている。これにより、可動コア22およびニードル40は、一体に軸方向へ往復移動する。なお、可動コア22とニードル40とは、後述のように別体に構成してもよい。
可動コア22は、固定コア12側の端部において弾性部材であるスプリング26と接している。スプリング26は、一方の端部が可動コア22に接しており、他方の端部がアジャスティングパイプ28に接している。なお、弾性部材は、スプリング26に限らず、例えば板ばね、または気体もしくは液体のダンパなどを適用可能である。アジャスティングパイプ28は、固定コア12の内周側に圧入されている。アジャスティングパイプ28の圧入量を調整することにより、スプリング26の荷重は調整される。スプリング26は、軸方向へ伸びる力を有している。そのため、一体のニードル40および可動コア22は、スプリング26によりシール部42が弁座32に着座する方向へ押し付けられている。
固定コア12の外周側にはコイルアセンブリ50が設置されている。コイルアセンブリ50は、コイル51、モールド成形体52およびコネクタ53から一体に構成されている。コイル51は、樹脂で形成されているモールド成形体52によって被覆されている。コイル51は、モールド成形体52によって外周側および内周側が覆われた状態で円筒状に形成されている。コイル51は、固定コア12の外周側を周方向へ連続して覆っている。モールド成形体52およびコネクタ53は、樹脂により一体に形成されている。コイル51は、配線部材54によりコネクタ53のターミナル55と接続している。
コイル51の外周側には、ハウジング60が設置されている。ハウジング60は、円筒状に形成されている。ハウジング60は、例えば鉄などの磁性材料により周方向へ継ぎ目なく一体の円筒状に形成されている。これにより、ハウジング60は、モールド成形体52に覆われたコイル51の外周側を周方向へ連続して覆っている。ハウジング60がコイル51の外周側を周方向へ連続して覆うことにより、コイル51への通電時にコイル51の周囲には磁束の流れが十分に確保される。これにより、ハウジング60は、薄肉に形成することができ、小型化および軽量化を図ることができる。また、ハウジング60は円筒状に形成されている。そのため、ハウジング60は、軸方向の両端部間において凹凸が形成されない簡単な形状となる。したがって、ハウジング60を容易に加工することができ、ハウジング60の加工工数を低減することができる。なお、ハウジング60は、後述のように周方向に継ぎ目を有する形状であってもよい。
ハウジング60は、ホルダ30側の端部がホルダ30の段差部35に接している。ハウジング60がホルダ30の段差部35と接することにより、ホルダ30に対するハウジング60の位置が決定される。ホルダ30は、コイル51およびハウジング60の噴孔34側の端部を覆っている。ホルダ30は、段差部35の固定コア12側の外径がハウジング60の内径と概ね同一である。これにより、ハウジング60はホルダ30に圧入される。ハウジング60とホルダ30とを圧入することにより、ハウジング60はホルダ30に周方向へ連続して密に接する。そのため、互いに磁性材料からなるホルダ30とハウジング60とは磁気的に接続される。
ハウジング60のホルダ30と反対側の端部には、キャップ70が設置されている。キャップ70は、ハウジング60およびコイル51のホルダ30と反対側の端部を覆っている。キャップ70は、例えば鉄などの磁性材料により略円筒状に形成されている。キャップ70は、一体に形成された首部71と頭部72とを有している。首部71は、固定コア12の外周面とハウジング60の内周面との間に位置している。首部71は、内径が固定コア12の外径と概ね同一であり、外径がハウジング60の内径と概ね同一である。これにより、キャップ70は、首部71が固定コア12とハウジング60との間に圧入される。固定コア12とハウジング60との間にキャップ70を圧入することにより、キャップ70は内周側が固定コア12と外周側がハウジング60と密に接する。そのため、互いに磁性材料からなる固定コア12およびハウジング60はキャップ70を経由して磁気的に接続される。
ハウジング60は、ホルダ30に圧入される部分、およびキャップ70が圧入される部分において、内径および外径がほぼ同一である。これにより、第1実施形態の場合、ハウジング60はホルダ30側の端部からキャップ70側の端部まで内径が概ね同一な円筒状となる。その結果、ハウジング60は、軸方向の中央を対称軸としたとき、ホルダ30側およびキャップ70側の形状が概ね同一の対称な形状となる。
頭部72は、首部71よりも外径が大きく形成されている。これにより、頭部72と首部71との接続部分には段差が形成される。ハウジング60のホルダ30とは反対側の端部は頭部72の首部71側に形成される段差に接している。その結果、ハウジング60は、キャップ70と接することによりホルダ30の反対側の位置が決定される。頭部72は、ホルダ30との反対側が平坦な端面73に形成されている。そのため、例えばインジェクタ10をエンジン側に押し付けて取り付けるとき、インジェクタ10はスプリングのなどの弾性部材の押し付け力をキャップ70の頭部72で受けることができる。
キャップ70は、図2に示すように周方向の一部に開口部74を有している。これにより、キャップ70は、周方向の一部が不連続な略C字形状に形成されている。開口部74には、コイルアセンブリ50のコネクタ53が位置する。その結果、キャップ70は、コネクタ53を避けることができる。
ハウジング60の一方の端部にホルダ30を設置し他方の端部にキャップ70を設置することにより、ハウジング60はホルダ30とキャップ70との間に挟み込まれる。また、コイルアセンブリ50のコイル51も、ホルダ30とキャップ70との間に挟み込まれる。
ハウジング60の一方の端部にホルダ30を設置し他方の端部にキャップ70を設置することにより、ハウジング60はホルダ30とキャップ70との間に挟み込まれる。また、コイルアセンブリ50のコイル51も、ホルダ30とキャップ70との間に挟み込まれる。
次に、上記構成のインジェクタ10の組み付け手順について説明する。
図3に示すように、あらかじめ固定コア12、非磁性部材20およびホルダ30が組み付けられる。このとき、ホルダ30の内部には、弁ボディ31、噴孔プレート33、可動コア22およびニードル40が収容されている。可動コア22とニードル40とは、例えば圧入あるいは溶接などにより一体に接続されている。固定コア12と非磁性部材20、および非磁性部材20とホルダ30とは例えば溶接などにより固定される。
図3に示すように、あらかじめ固定コア12、非磁性部材20およびホルダ30が組み付けられる。このとき、ホルダ30の内部には、弁ボディ31、噴孔プレート33、可動コア22およびニードル40が収容されている。可動コア22とニードル40とは、例えば圧入あるいは溶接などにより一体に接続されている。固定コア12と非磁性部材20、および非磁性部材20とホルダ30とは例えば溶接などにより固定される。
固定コア12、非磁性部材20およびホルダ30の組み付けが完了すると、図4に示すようにハウジング60が設置される。ハウジング60は、ホルダ30の外周側に圧入される。このとき、ハウジング60は、固定コア12から径方向へ所定の長さ離れた位置に設置される。そのため、固定コア12とハウジング60との間には空間36が形成される。ハウジング60は、ホルダ30側の端部がホルダ30の段差部35に接するまで圧入される。ハウジング60は、上述のように軸方向の中央部を対称軸としたとき、上下すなわちホルダ30側とキャップ70側とが対称な形状である。そのため、ハウジング60は、いずれの端部側もホルダ30に圧入することができる。これにより、ハウジング60を圧入するとき、ホルダ30に対するハウジング60の方向を確認する必要はない。したがって、ハウジング60の組み付けを容易にすることができる。
ここで、ハウジング60は、ホルダ30の段差部35に接するまで圧入される。これにより、ハウジング60は、軸方向の端部すなわち噴孔プレート33側がホルダ30によって支持される。そして、ハウジング60は、噴孔プレート33側への移動がホルダ30の段差部35と接することによって規制される。そのため、ハウジング60にホルダ30を圧入する場合でも、圧入代であるハウジング60の内周面とホルダ30の外周面との間に要求される強度は低減される。その結果、ハウジング60とホルダ30との接触部分における軸方向の強度を高める必要はなく、ハウジング60およびホルダ30の寸法管理あるいは強度管理を簡易にすることができる。
また、ハウジング60とホルダ30とは、ハウジング60の外周側から溶接してもよい。上記のようにハウジング60はホルダ30によって支持されるため、ハウジング60とホルダ30とを溶接する場合でも、ハウジング60の内周面とホルダ30の外周面との間に軸方向に加わる力すなわち剪断力は低減される。そのため、ハウジング60の外周側から溶接を行う場合でも、溶接部の大きさおよび深さを精密に管理する必要はない。したがって、ハウジング60の組み付けを容易にすることができる。
ホルダ30にハウジング60が組み付けられると、図5に示すようにコイルアセンブリ50が取り付けられる。ホルダ30にハウジング60を組み付けることにより、固定コア12とハウジング60との間には、図4に示すように空間36が形成される。この空間36に、図5に示すようにコイルアセンブリ50のコイル51部分が挿入される。コイルアセンブリ50は、固定コア12の弁ボディ31とは反対側の端部から固定コア12の外周側に挿入される。固定コア12とハウジング60との間にコイルアセンブリ50のコイル51部分を挿入することにより、コイルアセンブリ50は固定コア12とハウジング60との間に保持される。また、コイルアセンブリ50のコイル51部分がホルダ30の固定コア12側の端部と接することにより、インジェクタ10の軸方向におけるコイルアセンブリ50の位置が決定する。
コイルアセンブリ50の取り付けが完了すると、図6に示すようにキャップ70が取り付けられる。キャップ70は、ハウジング60のホルダ30とは反対側の端部において固定コア12とハウジング60との間に圧入される。キャップ70は、頭部72がハウジング60のホルダ30とは反対側の端部と接するまで圧入される。これにより、ハウジング60は、軸方向の端部すなわち噴孔プレート33とは反対側の端部がキャップ70によって支持される。そして、ハウジング60は、噴孔プレート33とは反対側への移動がキャップ70の頭部72と接することによって規制される。
キャップ70を圧入することにより、ホルダ30にハウジング60を圧入する場合と同様に、圧入代となるハウジング60の内周面とキャップ70の外周面との間に加わる剪断力は低減される。その結果、ハウジング60とキャップ70との接触部分における軸方向の強度を高める必要はなく、ハウジング60およびキャップ70の寸法管理あるいは強度管理を簡易にすることができる。
また、ハウジング60とキャップ70とは、ハウジング60の外周側から溶接してもよい。上記のようにハウジング60はキャップ70によって支持されるため、ハウジング60とキャップ70とを溶接する場合でも、ハウジング60の内周面とキャップ70の外周面との間に軸方向に加わる力すなわち剪断力は低減される。そのため、ハウジング60の外周側から溶接を行う場合でも、溶接部の大きさおよび深さを精密に管理する必要はない。したがって、ハウジング60に対するキャップ70の組み付けを容易にすることができる。
キャップ70の取り付けが完了すると、図1に示すように固定コア12の内周側にスプリング26が挿入される。そして、スプリング26の可動コア22とは反対側にアジャスティングパイプ28が圧入される。これにより、スプリング26の押し付け力は調整される。スプリング26の押し付け力の調整が完了すると、固定コア12のホルダ30とは反対側の端部にフィルタ部材18が取り付けられる。上記の手順により、インジェクタ10の組み付けが完了する。上記の手順では、インジェクタ10の組み付け時に、ハウジング60、コイルアセンブリ50およびキャップ70などがいずれも固定コア12のホルダ30とは反対側から一方向へ組み付けることができる。そのため、インジェクタ10の組み付け時に、組み付けられる部材を軸方向へ反転させたり、傾斜させたりする必要はない。したがって、組み付けを容易にすることができ、組み付け工数を低減することができる。
なお、上記のインジェクタ10の組み付け手順において、ハウジング60をホルダ30に圧入した後、ハウジング60とホルダ30とは溶接してもよい。また、固定コア12とハウジング60との間にキャップ70を圧入した後、ハウジング60とキャップ70とは溶接してもよい。圧入した部分を溶接することにより、圧入部分における強度をより高めることができる。
次に、上記構成のインジェクタ10の作動について説明する。
図1に示すコイル51への通電が停止されているとき、固定コア12と可動コア22との間には磁気吸引力は発生しない。そのため、可動コア22はスプリング26の押し付け力により固定コア12から離れている。その結果、コイル51への通電が停止されているとき、可動コア22と一体のニードル40のシール部42は弁座32に着座している。したがって、燃料は噴孔34から噴射されない。
図1に示すコイル51への通電が停止されているとき、固定コア12と可動コア22との間には磁気吸引力は発生しない。そのため、可動コア22はスプリング26の押し付け力により固定コア12から離れている。その結果、コイル51への通電が停止されているとき、可動コア22と一体のニードル40のシール部42は弁座32に着座している。したがって、燃料は噴孔34から噴射されない。
コイル51に通電されると、コイル51に発生した磁界によりハウジング60、ホルダ30、可動コア22、固定コア12およびキャップ70に形成された磁気回路に磁束が流れる。これにより、互いに離れている固定コア12と可動コア22との間には磁気吸引力が発生する。固定コア12と可動コア22との間に発生する磁気吸引力がスプリング26の押し付け力よりも大きくなると、一体の可動コア22およびニードル40は固定コア12方向へ移動する。その結果、ニードル40のシール部42は弁座32から離座する。
燃料入口16から流入した燃料は、フィルタ部材18、固定コア12の内周側の燃料通路14、アジャスティングパイプ28の内周側、可動コア22の内周側およびニードル40の内周側の燃料通路44を経由して、燃料孔45、46、47からニードル40の外周側の燃料通路24へ流入する。燃料通路24に流入した燃料は、弁座32から離座したニードル40と弁ボディ31との間を経由して噴孔34から噴射される。
コイル51への通電を停止すると、固定コア12と可動コア22との間の磁気吸引力は消滅する。これにより、一体の可動コア22およびニードル40はスプリング26の押し付け力により固定コア12とは反対側へ移動する。これにより、ニードル40のシール部42は再び弁座32に着座する。したがって、噴孔34からの燃料の噴射は終了する。
(変形例)
第1実施形態によるインジェクタ10のハウジングの変形例を図7に示す。図7(A)から(F)に示すように、ハウジング61〜66は、例えばコイル51およびコイル51の周辺の形状、あるいは要求される磁気の強さなどに応じて形状を任意に変更することができる。図7(A)から(F)に示すハウジング61〜66は、ホルダ30が圧入される部分の内径および外径と、キャップ70が圧入される部分の内径および外径が概ね同一である。そのため、ハウジング61〜66は、いずれも軸方向の中央部を対称軸としたとき、ホルダ30側とキャップ70側が対称な形状となっている。これにより、ハウジング61〜66は、いずれもホルダ30への組み付け時に軸方向を定める必要がない。したがって、ハウジング61〜66の組み付けを容易にすることができる。
第1実施形態によるインジェクタ10のハウジングの変形例を図7に示す。図7(A)から(F)に示すように、ハウジング61〜66は、例えばコイル51およびコイル51の周辺の形状、あるいは要求される磁気の強さなどに応じて形状を任意に変更することができる。図7(A)から(F)に示すハウジング61〜66は、ホルダ30が圧入される部分の内径および外径と、キャップ70が圧入される部分の内径および外径が概ね同一である。そのため、ハウジング61〜66は、いずれも軸方向の中央部を対称軸としたとき、ホルダ30側とキャップ70側が対称な形状となっている。これにより、ハウジング61〜66は、いずれもホルダ30への組み付け時に軸方向を定める必要がない。したがって、ハウジング61〜66の組み付けを容易にすることができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態によるインジェクタを図8および図9に示す。なお、第1実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第2実施形態では、図8に示すようにコイルアセンブリ50のコネクタ53は第1実施形態よりもホルダ30側に位置している。そのため、コイルアセンブリ50のコネクタ53は、ハウジング60のキャップ70側の端部よりもホルダ30側に位置している。そのため、ハウジング60は、キャップ70側の端部にコネクタ53に対応する開口部68を有している。この開口部68は、ハウジング60のホルダ30とは反対側の端部からホルダ30側へハウジング60の一部を除去することにより形成されている。これにより、コイルアセンブリ50は、ホルダ30とは反対側からハウジング60の内周側へ容易に挿入することができる。なお、開口部68は、ハウジング60の軸方向の途中に開口する形状としてもよい。
本発明の第2実施形態によるインジェクタを図8および図9に示す。なお、第1実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第2実施形態では、図8に示すようにコイルアセンブリ50のコネクタ53は第1実施形態よりもホルダ30側に位置している。そのため、コイルアセンブリ50のコネクタ53は、ハウジング60のキャップ70側の端部よりもホルダ30側に位置している。そのため、ハウジング60は、キャップ70側の端部にコネクタ53に対応する開口部68を有している。この開口部68は、ハウジング60のホルダ30とは反対側の端部からホルダ30側へハウジング60の一部を除去することにより形成されている。これにより、コイルアセンブリ50は、ホルダ30とは反対側からハウジング60の内周側へ容易に挿入することができる。なお、開口部68は、ハウジング60の軸方向の途中に開口する形状としてもよい。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態によるインジェクタを図10に示す。なお、第1実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第3実施形態では、図10に示すようにハウジング60はホルダ30の径方向において最も外側の外周面よりも外側に位置している。すなわち、ホルダ30には第1実施形態における段差部35が形成されていない。また、ハウジング60の噴孔34側の端面はホルダ30と接していない。これにより、ハウジング60は、ホルダ30の外周側を完全に覆っている。また、ハウジング60のホルダ30とは反対側に設置されているキャップ75は、ホルダ30とは反対側の端面76がハウジング60のホルダ30とは反対側の端面と概ね同一の位置にある。すなわち、キャップ75は、全体が固定コア12とハウジング60との間に圧入されている。
第3実施形態では、ホルダ30およびキャップ70の凹凸が低減され、ホルダ30およびキャップ70の形状が簡略化される。したがって、ホルダ30およびキャップ70の加工を容易にすることができ、加工工数を低減することができる。
本発明の第3実施形態によるインジェクタを図10に示す。なお、第1実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第3実施形態では、図10に示すようにハウジング60はホルダ30の径方向において最も外側の外周面よりも外側に位置している。すなわち、ホルダ30には第1実施形態における段差部35が形成されていない。また、ハウジング60の噴孔34側の端面はホルダ30と接していない。これにより、ハウジング60は、ホルダ30の外周側を完全に覆っている。また、ハウジング60のホルダ30とは反対側に設置されているキャップ75は、ホルダ30とは反対側の端面76がハウジング60のホルダ30とは反対側の端面と概ね同一の位置にある。すなわち、キャップ75は、全体が固定コア12とハウジング60との間に圧入されている。
第3実施形態では、ホルダ30およびキャップ70の凹凸が低減され、ホルダ30およびキャップ70の形状が簡略化される。したがって、ホルダ30およびキャップ70の加工を容易にすることができ、加工工数を低減することができる。
(その他の実施形態)
以上説明した複数の実施形態では、ニードル40の噴孔34とは反対側の端部が可動コア22に固定され、可動コア22とニードル40とが一体に軸方向へ移動する例について説明した。しかし、可動コア22とニードル40とは、固定することなく、所定の範囲内で軸方向へ相対移動可能な構造としてもよい。所定の範囲内で可動コア22とニードル40とを軸方向へ相対移動可能とすることにより、コイル51への通電時における固定コア12と可動コア22との衝突による衝撃は可動コア22とニードル40との相対移動によって低減される。その結果、コイル51への通電時における可動コア22の固定コア12とは反対側へのバウンドが低減される。したがって、固定コア12と可動コア22との衝突にともなう燃料の不正な噴射を低減することができる。
以上説明した複数の実施形態では、ニードル40の噴孔34とは反対側の端部が可動コア22に固定され、可動コア22とニードル40とが一体に軸方向へ移動する例について説明した。しかし、可動コア22とニードル40とは、固定することなく、所定の範囲内で軸方向へ相対移動可能な構造としてもよい。所定の範囲内で可動コア22とニードル40とを軸方向へ相対移動可能とすることにより、コイル51への通電時における固定コア12と可動コア22との衝突による衝撃は可動コア22とニードル40との相対移動によって低減される。その結果、コイル51への通電時における可動コア22の固定コア12とは反対側へのバウンドが低減される。したがって、固定コア12と可動コア22との衝突にともなう燃料の不正な噴射を低減することができる。
また、上記実施形態では、ハウジング60を継ぎ目なく一体の筒状に形成する例について説明した。しかし、ハウジング60は、周方向の一部に継ぎ目を有する不連続な形状であってもよい。例えば、板状の部材を丸めて、周方向の端部同士を接続することにより、筒状のハウジング60に形成してもよい。
図11に示すように、ハウジング60は周方向の一部にスリット69を有していてもよい。スリット69は、ハウジング60の軸方向の両端部を連通している。ハウジング60の周方向の一部にスリット69を形成することにより、ハウジング60に形成される磁気回路はスリット69によって切断される。そのため、ハウジング60の周方向への渦電流の形成が抑制される。そのため、コイル51への通電を停止したとき、ハウジング60の磁気は迅速に消滅する。すなわち、残留磁気は、迅速に減少する。その結果、固定コア12と可動コア22との間に生じていた磁気吸引力も迅速に消滅する。したがって、コイル51への通電停止に対するニードル40の応答性を高めることができる。
この場合、ハウジング60の継ぎ目は、軸に平行な直線状である必要はなく、周方向の端部同士が噛み合いを形成するような凹凸形状の継ぎ目であってもよい。また、スリット部69は、ハウジング60の軸方向において一方の端部から途中まで形成してもよく、軸方向の両端部が閉塞された窓状に形成してもよい。
この場合、ハウジング60の継ぎ目は、軸に平行な直線状である必要はなく、周方向の端部同士が噛み合いを形成するような凹凸形状の継ぎ目であってもよい。また、スリット部69は、ハウジング60の軸方向において一方の端部から途中まで形成してもよく、軸方向の両端部が閉塞された窓状に形成してもよい。
さらに、上述の複数の実施形態では、燃料通路14は固定コア12によって形成される例について説明した。しかし、図12に示すように、燃料通路14を形成する燃料コネクタ19と固定コア12とを別体に形成してもよい。
以上のように、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実施形態に適用可能である。
以上のように、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実施形態に適用可能である。
10:インジェクタ(燃料噴射弁)、12:固定コア、22:可動コア、30:ホルダ、34:噴孔、40:ニードル(弁部材)、51:コイル、60、61、62、63、64、65、66:ハウジング、69:スリット、70、75:キャップ、74:開口部
Claims (11)
- 通電することにより磁界を発生するコイルと、
磁性材料で筒状に形成され前記コイルの外周側を覆うハウジングと、
前記コイルの内周側に設置されている固定コアと、
前記コイルの内周側で前記固定コアと対向して設置され、前記固定コアとの間に発生する磁気吸引力により前記固定コアに吸引される可動コアと、
前記可動コアとともに軸方向へ移動し、噴孔からの燃料の噴射を断続する弁部材と、
前記ハウジングと別体に磁性材料で形成され、前記コイルの軸方向の一方の端部を覆うホルダと、
前記ハウジングおよび前記固定コアと別体に磁性材料で形成され、前記コイルの軸方向の他方の端部を覆うキャップと、
を備える燃料噴射弁。 - 前記ホルダは、前記弁部材を軸方向へ往復移動可能に収容し、
前記ハウジングは、前記ホルダと前記キャップとの間に挟み込まれている請求項1記載の燃料噴射弁。 - 前記キャップには段差部が形成されており、
前記ハウジングの内周面が前記キャップの段差部で位置決めされていることを特徴とする請求項2記載の燃料噴射弁。 - 前記ホルダには段差部が形成されており、
前記ハウジングの内周面が前記ホルダの段差部で位置決めされていることを特徴とする請求項2または3記載の燃料噴射弁。 - 前記ホルダの外周面と前記ハウジングの内周面とが接する部分の径と、前記キャップの外周面と前記ハウジングの内周面とが接する部分の径とは、ほぼ同一である請求項1から4のいずれか一項記載の燃料噴射弁。
- 前記ハウジングは、軸方向の中央を対称軸として対称な形状である請求項1から5のいずれか一項記載の燃料噴射弁。
- 前記キャップは、周方向の一部に開口部を有する請求項1から6のいずれか一項記載の燃料噴射弁。
- 前記ハウジングは、継ぎ目なく一体に形成されている請求項1から7のいずれか一項記載の燃料噴射弁。
- 前記ハウジングは、周方向の一部にスリットを有する請求項1から8のいずれか一項記載の燃料噴射弁。
- 前記スリットは、前記ハウジングの軸方向一端から他端に渡って形成されていることを特徴とする請求項9記載の燃料噴射弁。
- 内周側に弁部材を軸方向へ移動可能に収容する磁性材料からなるホルダに、固定コアおよび前記弁部材とともに軸方向へ移動可能な可動コアを組み付ける工程と、
前記固定コアとの間に所定の空間を形成して前記固定コアの外周側を覆うハウジングを、前記ホルダに圧入する工程と、
前記固定コアと前記ハウジングとの間に筒状のコイルを挿入する工程と、
前記ハウジングの前記ホルダとは反対側の端部に磁性材料からなるキャップを圧入する工程と、
を含むことを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
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