JP3837774B2 - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車等の内燃機関用の燃料噴射装置に用いられる電磁式燃料噴射弁に関し、そのうち特にバルブシートの弁座より下流側に計量孔を備え、この計量孔によって噴出される燃料量が計量制御される電磁式燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁式燃料噴射弁は、特開昭６４−３６９７３号公報に示される。これによると、以下が示される。バルブシートの内方に形成された弁座の下流側に袋孔が形成され、この袋孔は底部によって閉塞される。この底部は、ニードル弁に面した内側の壁と、ニードル弁とは逆の側の外側の壁とを備えるとともに内側の壁と外側の壁とはともに平らに形成される。従ってこの底部は小さな板小片の形状をなす。この底部には、上流から下流に向かう噴孔が穿設されるもので、この噴孔の長手軸心線は、燃料噴射弁の長手軸心線に傾斜して配置される。一方、バルブシートの外周及び先端の外側の壁には筒状のスリーブが一体的に配置されるもので、このスリーブには噴孔に臨む流路が穿設され、この流路の下方はスリーブの先端に開口する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の電磁式燃料噴射弁によると次の問題を有する。（１）バルブシートの先端部にスリーブを配置する必要があり、これによると部品点数の増加と組みつけ工数が増加し、製造コストを効果的に低減できない。このスリーブは、バルブシートの先端の外側の壁に開口する噴孔の燃料流出側の開口端が障害物に衝突して変形することを防止する為に必要となるものである。仮に、このスリーブを廃止すると、噴孔の燃料流出側の開口端は、直接バルブシートの先端の外側の壁に開口するもので、電磁式燃料噴射弁の搬送時、あるいは機関への組みつけ時において、この開口端に障害物が衝突すると、開口端は変形する。そして、この開口端の変形によると、噴孔から噴出される燃料フォームは乱れ、正確な流量精度を得ることができない。更に、噴孔の燃料流出側の開口端がバルブシートの先端の外側の壁に直接開口することによると、カーボン等のデポジットが開口端に付着し易いもので長期に渡って安定した流量精度を得ることが困難なものである。
【０００４】
（２）平らに形成される内側の壁と外側の壁とによって板小片の底部が形成され、この平らな壁に向けて傾斜して噴孔を穿設することによると、次の問題を有する。一般的に噴孔の直径は０．３ミリメートル程度の極めて小径に形成される。そして、壁に対して極めて小径のドリルを用いて噴孔の加工を行なうと、ドリルの先端が壁に斜め方向から当接した際、ドリルは芯振れを生じる。これによると、噴孔の加工はじめ部分の孔形状にバラツキを生じ、正確な燃料フォームと流量精度を保持することが困難である。又、壁に開口する噴孔の横断面形状は、ドリルが壁を斜め方向から貫通するので楕円形状となり、これによると燃料フォームが不均一となって好ましいものでない。更に、ドリル径が小径であって且つ斜め方向からの加工を行なうことによると、刃具の寿命が著しく短くなり、生産効率が著しく阻害される。特に噴孔の傾斜角度が壁に沿って小さく傾斜すると、その加工は不能となる恐れがある。
【０００５】
本発明になる電磁式燃料噴射弁は、上記不具合に鑑み成されたもので、スリーブを廃止したことによっても、正確な燃料フォームと流量精度を得ることができ、更にデポジットが噴孔（計量孔）に付着することがなく長期に渡って安定した燃料フォームと流量精度を維持しうる電磁式燃料噴射弁を提供することを第１の目的とする。
【０００６】
又、本発明は、傾斜して穿設される噴孔（計量孔）の加工を、高精度にして且つ均一に安定して加工形成し、もって正確な燃料フォームと流量精度を得ることのできる電磁式燃料噴射弁を提供することを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁式燃料噴射弁は、前記目的達成の為に、ハウジング内に配置された電磁コイルへの通電によって可動コアが駆動され、可動コアと一体的に移動する弁体の弁部によりハウジングの先端部に配置されたバルブシートの弁座を開閉制御し、弁座の下流側にある計量孔より燃料を噴射する電磁式燃料噴射弁において、バルブシートの内方には、弁部によって開閉される弁座と、弁座に連設されて先端Ａ側に向かい、その先端に底部を有する袋孔状の弁座孔と、弁座に連設され、バルブシートの後端に向かって開口するガイド孔と、バルブシートの先端から後端側に向かい、その後端に少なくとも弁座孔の底部とともに薄肉部を形成する底部を備えた流路凹部と、流路凹部の底部から弁座孔の底部に向かい薄肉部を貫通して穿設される計量孔とを備え、前記計量孔の長手軸心線Ｙ−Ｙは、バルブシートの長手軸心線Ｘ−Ｘに対して傾斜Ｅ度して配置され、前記座部は計量孔の長手軸心線Ｙ−Ｙに直交する傾斜面として形成され、前記計量孔を傾斜面に直交して弁座孔の底部に向けて貫通したことを第1の特徴とする。
【０００８】
又、本発明は、ハウジング内に配置された電磁コイルへの通電によって可動コアが駆動され、可動コアと一体的に移動する弁体の弁部によりハウジングの先端部に配置されたバルブシートの弁座を開閉制御し、弁座の下流側にある計量孔より燃料を噴射する電磁式燃料噴射弁において、バルブシートは、その先端面がバルブシートの長手軸心線Ｘ−Ｘに直交する平坦状に形成され、バルブシートの内方には、弁部によって開閉される弁座と、弁座に連設されて先端側に向かいその底部が先端面の近傍に達する袋孔状の弁座孔と、弁座に連設され、バルブシートの後端に向かって開口するガイド孔と、バルブシートの先端面から弁座孔の底部に向かう薄肉部に、バルブシートの長手軸心線Ｘ−Ｘに対して傾斜Ｅ度して配置される計量孔とを備え、
前記、先端面には、計量孔の長手軸心線Ｙ−Ｙに直交し後端側に向かって傾斜面が形成され、前記座部には、計量孔の長手軸心線Ｙ−Ｙに直交する傾斜面が形成され、前記計量孔を傾斜面より薄肉部を介して傾斜面に貫通して穿設したことを第２の特徴とする。
【０００９】
第１の特徴によると、計量孔の燃料流出側の開口端は、流路凹部の底部に形成される傾斜面に開口し、計量孔の燃料流出側の開口端とバルブシートの先端との距離を充分にとることができる。これによると、計量孔の燃料流出側の開口端におけるデポジットの付着を効果的に抑止できる。
又、計量孔は傾斜面に対して直交して穿設されるので、正確にして且つ均一な計量孔を加工形成できる。
【００１０】
又、第２の特徴によると、計量孔のドリル加工時において、ドリルはバルブシートの先端面側に形成される傾斜面に当接し、薄肉部を加工した後に座部に形成される傾斜面を貫通するので、計量孔の芯振れを更に減少することができ、計量孔をさらに高精度に加工することができる。これによると、より一層正確にして且つ均一なる燃料フォームと流量精度を得ることができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明になる電磁式燃料噴射弁の一実施例について図により説明する。図１は電磁式燃料噴射弁の縦断面図、図２は、図１中のバルブシートの先端部分の要部拡大図である。尚、説明を容易にする為に、先端Ａとは図において下方をいい、後端Ｂとは、図において上方をいう。１は、後端Ｂ側に底部１Ａを有し、先端１Ｂが開口する磁性材料によって有底筒状に形成されたハウジングであり、底部１Ａの中心から固定コアとしての第１筒部１Ｃが先端Ａ側に向かって突出するとともに底部１Ａの中心から流路部材としての第２筒部１Ｄが後端Ｂ側に向かって突出する。第２筒部１Ｄの後端１Ｅから第１筒部１Ｃの先端１Ｆに向けて流路１Ｇが貫通して穿設される。第１筒部１Ｃ内の流路１Ｇにはインナーカラー２が挿入配置され、第２筒部１Ｄ内の流路１Ｇにはストレーナ３が配置される。流路１Ｇにあっては先端Ａ側にインナーカラー２が配置され、後端Ｂ側にストレーナ３が配置される。
【００１２】
４は、絶縁材料によって形成されたコイルボビンであり、その周囲に電磁コイル５が巻回され、その後端の鍔部より後端Ｂ側に向かって電磁コイル５に接続されたターミナル６が突出する。７は磁性材料によって形成され、磁極片をなすドーナツ状のセットカラーである。８は、後述する弁体の小径部に挿入されるバルブストッパーであり外周から中心に向かって前記小径部の直径よりやや大径を有する長溝８Ａが穿設される。
【００１３】
９は、バルブシートであり、バルブシート９の内方には、後述する弁体の弁部によって開閉される弁座９Ｂと、弁座９Ｂに連設されて先端Ａ側に向かいその底部９Ｃがバルブシート９の先端面９Ａの近傍に達する袋孔状の弁座孔９Ｄと、弁座９Ｂに連設され、バルブシート９の後端９Ｅに向かって開口するガイド孔９Ｆとにより形成される。
９Ｐは、バルブシート９の先端であり、この先端９Ｐから後端Ｂ側に向かって流路凹部９Ｑが凹設され、この流路凹部９Ｑの底部９Ｒは弁座孔９Ｄの底部９Ｃの近傍に達し、少なくとも流路凹部９Ｑの底部９Ｒと、弁座孔９Ｄの底部９Ｃとによって薄肉部９Ｓを形成する。計量孔９Ｊは、流路凹部９Ｑの底部９Ｒから弁座孔９Ｄの底部９Ｃに向かって薄肉部９Ｓを貫通して穿設され、この計量孔９Ｊの長手軸心線Ｙ−Ｙは、バルブシート９の長手軸心線Ｘ−ＸにＥ度傾斜して形成される。そして、流路凹部９Ｑの底部９Ｒに開口する計量孔９Ｊの燃料流出側の開口端９Ｌは、計量孔９Ｊの長手軸心線Ｙ−Ｙに直交する直交面としての傾斜面９Ｔに開口する。本例では、流路凹部９Ｑの底部９Ｒを、計量孔９Ｊの長手軸心線Ｙ−Ｙに直交する直交面としての円錐状の傾斜面９Ｔとした。いいかえると、計量孔９Ｊは、流路凹部９Ｑの底部９Ｒの傾斜面９Ｔに直交し、薄肉部９Ｓを通って弁座孔９Ｄの底部９Ｃに開口する。本例における計量孔９Ｊは２個穿設されたが、その数は適宜選定される。又、バルブシート９に形成されるガイド孔９Ｆ、弁座９Ｂ、弁座孔９Ｄは同芯に形成され、バルブシート９の後端側は拡大されて鍔部をなす。
【００１４】
１０は、バルブシート９内に移動自在に配置される弁体である。弁体１０は、弁座９Ｂを開閉する弁部１０Ａと、弁部１０Ａより後端Ｂ側にあって、ガイド孔９Ｆの横断面と同一形状をなすとともに外周に複数の切欠き面が形成され、ガイド孔９Ｆ内に摺動自在に配置されるガイド部１０Ｂと、ガイド部１０Ｂより後端Ｂ側に形成される係止鍔部１０Ｃと、更に後端に形成される嵌合突部１０Ｄと、嵌合突部１０Ｄと係止鍔部１０Ｃとの間に形成される小径部１０Ｅとより形成される。そして、前記弁体１０の後端に形成される嵌合突部１０Ｄには円柱状をなす可動コア１１が一体的に嵌合配置される。
そして、電磁式燃料噴射弁は以下の如く組みつけられる。ハウジング１の先端１Ｂの開口から底部１Ａに向けてコイルボビン４を挿入配置し、このときターミナル６は底部１Ａに穿設せる孔を介して後端Ｂ側に突出する。次いで、コイルボビン４の先端にセットカラー７を配置する。
【００１５】
一方、バルブシート９のガイド孔９Ｅ内には、弁体１０のガイド部１０Ｂが移動自在に配置され、可動コア１１と係止鍔部１０Ｃとの間の小径部１０Ｅに向けてバルブストッパー８の長溝８Ａが挿入配置される。このように、弁体１０を備えたバルブシート９がセットカラー７の先端上に配置される。このとき、可動コア１１の後端とインナーカラー２の先端との間には、スプリング１４が縮設される。又、可動コア１１の後端は、第１筒部１Ｃの先端１Ｆに対向して配置され、係止鍔部１０Ｃの後端は、バルブストッパー８の先端に対向して配置される。
【００１６】
以上によると、ハウジング１内の中間部に設けた係止段部１Ｊ上に、セットカラー７、バルブストッパー８、弁体１０を備えたバルブシート９が積層されて配置されたもので、かかる状態において、ハウジング１の先端１Ｂを、バルブシート９の後端部の鍔部上に向けて内方へカシメることによってその組みつけが完了する。
【００１７】
尚、電磁コイル５への非通電時において、可動コア１１の後端と第１筒部１Ｃの先端１Ｆとの間及び係止鍔部１０Ｃの後端とバルブストッパー８の先端との間には作動ストロークに相当する微少なる間隙が存在するが図示されない。
【００１８】
次にその作用について説明する。電磁コイル５に通電されると、可動コア１１はスプリング１４のバネ力に抗して第１筒部１Ｃの先端１Ｆに向けて吸引され、弁体１０の係止鍔部１０Ｄの後端がバルブストッパー８の先端に当接する迄移動し、これによって弁体１０の弁部１０Ａがバルブシート９の弁座９Ｂを開放する。これによると、流路１Ｇ内へ図示せぬ燃料ポンプによって給送される燃料は、可動コア１１、小径部１０Ｅ、係止鍔部１０Ｃ、ガイド部１０Ｂの外周を通って弁座９Ｂに達する。弁座９Ｂに流入する燃料は、弁座孔９Ｄより計量孔９Ｊに達し、計量孔９Ｊにてその量が制御されて機関に向け噴出される。
【００１９】
かかる本発明になる電磁式燃料噴射弁によると、計量孔９Ｊの燃料流出側の開口端９Ｌが開口する傾斜面９Ｔと、バルブシート９の先端９Ｐとの距離Ｈを充分にとることができ、計量孔９Ｊをバルブシート９の先端９Ｐに対して充分に離れた流路凹部９Ｑ内に開口することができた。以上によると、バルブシート９の先端部分に格別にスリーブ、キャップ等を配置することなく、計量孔９Ｊの燃料流出側の開口端９Ｌの変形を防止することができて正確な燃料フォームの形成と流量精度の向上を達成できる。更には、開口端９Ｌにカーボン等のデポジットが付着することを一層効果的に抑止でき、長期に渡って安定した燃料流量を維持できる。
【００２０】
又、計量孔９Ｊは、計量孔９Ｊの長手軸心線Ｙ−Ｙに直交する直交面として形成される傾斜面９Ｔから弁座孔９Ｄの底部９Ｃに向けて貫通して穿設される。すなわち、計量孔９Ｊを加工するドリルは、傾斜面９Ｔに対して直交して当接して計量孔９Ｊを加工する。以上によると、ドリルの芯振れを大きく抑止できたもので、特に計量孔９Ｊの燃料流出側の開口端９Ｌの孔形状を正確にして且つ均一に形成することができる。これによると、正確にして且つ均一な燃料フォームと流量精度を得ることができる。
【００２１】
又、計量孔９Ｊの燃料流出側の開口端９Ｌの孔形状を真円形状とすることができるので、円錐状をなす均一な燃料フォームを得ることができる。又、計量孔９Ｊの燃料流出側の開口端９Ｌが直交面としての傾斜面９Ｈに開口したことによって、吐出される燃料切れが向上するので、機関運転性の向上を図ることができる。
【００２２】
更には、計量孔９Ｊを加工するドリルの長手軸心線が傾斜面９Ｔに対して直交して進入するので、刃具の寿命を延ばすことができ、生産効率の向上を達成できるとともに計量孔９Ｊの傾斜角度Ｅ度が大きくなっても、その加工が可能となったもので計量孔９Ｊの傾斜角度選定の自由度を高めることができた。
【００２３】
又、計量孔９Ｊの傾斜角度Ｅ度は、機関への適合の為に、種々変更される場合があるが、本発明にあっては、傾斜面加工ドリル及び計量孔加工ドリルを支持する支持軸の角度を単に変更すればよいので、計量孔９Ｊの傾斜角度の変更に対して製造コストを上昇させることなく極めて容易に対応しうる。又、傾斜面９Ｔの加工及び計量孔９Ｊの加工は、加工方向及び加工方法が同一とすることができるので、同一加工機械、同一治具を使用することができ、製造コストの低減を図ることができるとともに生産効率の向上を達成できる。
図３には、バルブシート９の他の実施例を示すもので、これは計量孔９Ｊの燃料流入側の開口端９Ｋを計量孔９Ｊの長手軸心線Ｙ−Ｙに直交する傾斜面９Ｖに開口させたものである。いいかえると、弁座孔９Ｄの底部９Ｃを、計量孔９Ｊの長手軸心線Ｙ−Ｙに直交する傾斜面９Ｖとし、この傾斜面９Ｖとしての底部９Ｃに計量孔９Ｊの燃料流入側の開口端９Ｋを開口した。以上によると、計量孔９Ｊの加工時において、ドリルがこの底部９Ｃを突き抜けた際において、ドリルの芯振れが防止でき、これによって計量孔９Ｊの加工精度を一層向上することができ、燃料フォームの安定と流量精度の更なる向上を達成することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明になる電磁式燃料噴射弁の第１の特徴によると、バルブシートの先端部分にスリーブ、キャップ等を配置することなく、正確な燃料フォームと正確な流量精度を得ることができるとともに、計量孔の燃料流出側の開口端をバルブシートの先端から比較的に離れた流路凹部の底部に開口したので、計量孔の燃料流出側の開口端の変形防止及びデポジットの付着防止をより一層効果的に行うことができる。又、キャップを廃止できたことによってその製造コストを低減できた。又、計量孔を傾斜面に対して直交させて加工するので、ドリルの寿命を延ばすことができるとともに生産効率を向上できた。
【００２５】
又、本発明の第２の特徴によると、計量孔をドリル加工する際、ドリルの芯振れをより減少できて計量孔の加工精度を向上できるもので、より正確な燃料フォームの形成と流量精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明になる電磁式燃料噴射弁の第１の実施例を示す縦断面図。
【図２】 図１のバルブシート先端部分の要部拡大縦断面図。
【図３】 バルブシート先端部分の他の実施例を示す要部拡大縦断面図。
【符号の説明】
９ バルブシート
９Ｂ 弁座
９Ｃ 底部
９Ｄ 弁座孔
９Ｅ 後端
９Ｆ ガイド孔
９Ｊ 計量孔
９Ｌ 燃料流出側の開口端
９Ｈ 傾斜面
９Ｐ 先端
９Ｑ 流路凹部
９Ｒ 底部
９Ｓ 薄肉部
９Ｔ 傾斜面
９Ｋ 燃料流入側の開口端

Claims (2)

1. ハウジング内に配置された電磁コイルへの通電によって可動コアが駆動され、可動コアと一体的に移動する弁体の弁部によりハウジングの先端部に配置されたバルブシートの弁座を開閉制御し、弁座の下流側にある計量孔より燃料を噴射する電磁式燃料噴射弁において、バルブシート９の内方には、弁部１０Ａによって開閉される弁座９Ｂと、弁座９Ｂに連設されて先端Ａ側に向かい、その先端に底部９Ｃを有する袋孔状の弁座孔９Ｄと、弁座９Ｂに連設され、バルブシート９の後端９Ｅに向かって開口するガイド孔９Ｆと、バルブシート９の先端９Ｐから後端Ｂ側に向かい、その後端に少なくとも弁座孔９Ｄの底部９Ｃとともに薄肉部９Ｓを形成する底部９Ｒを備えた流路凹部９Ｑと、流路凹部９Ｑの底部９Ｒから弁座孔９Ｄの底部９Ｃに向かい薄肉部９Ｓを貫通して穿設される計量孔９Ｊとを備え、前記計量孔の長手軸心線Ｙ−Ｙは、バルブシート９の長手軸心線Ｘ−Ｘに対して傾斜Ｅ度して配置され、前記座部は計量孔９Ｊの長手軸心線Ｙ−Ｙに直交する傾斜面９Ｔとして形成され、前記計量孔９Ｊを傾斜面９Ｔに直交して弁座孔９Ｄの底部９Ｃに向けて貫通したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
2. ハウジング内に配置された電磁コイルへの通電によって可動コアが駆動され、可動コアと一体的に移動する弁体の弁部によりハウジングの先端部に配置されたバルブシートの弁座を開閉制御し、弁座の下流側にある計量孔より燃料を噴射する電磁式燃料噴射弁において、バルブシート９は、その先端面９Ａがバルブシート９の長手軸心線Ｘ−Ｘに直交する平坦状に形成され、バルブシート９の内方には、弁部１０Ａによって開閉される弁座９Ｂと、弁座９Ｂに連設されて先端Ａ側に向かいその底部９Ｃが先端面９Ａの近傍に達する袋孔状の弁座孔９Ｄと、弁座９Ｂに連設され、バルブシート９の後端９Ｅに向かって開口するガイド孔９Ｆと、バルブシート９の先端面９Ａから弁座孔９Ｄの底部９Ｃに向かう薄肉部９Ｓに、バルブシート９の長手軸心線Ｘ−Ｘに対して傾斜Ｅ度して配置される計量孔９Ｊとを備え、
   前記、先端面には、計量孔９Ｊの長手軸心線Ｙ−Ｙに直交し後端９Ｅ側に向かって傾斜面９Ｈが形成され、前記座部には、計量孔９Ｊの長手軸心線Ｙ−Ｙに直交する傾斜面９Ｖが形成され、前記計量孔を傾斜面９Ｈより薄肉部９Ｓを介して傾斜面９Ｖに貫通して穿設したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。

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