JP3837774B2 - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。
- 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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