| 【発明の名称】 |
電磁式燃料噴射弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】田原 敏広
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| 【要約】 |
【課題】電磁式燃料噴射弁において，簡単な構成により，コスト増を招くことなく弁体の閉弁応答性を高める。
【解決手段】コイル２４の励磁時，弁体１９の開弁限界を規定すべく互いに当接する固定ストッパ面４１及び可動ストッパ面４２を，非磁性体の摺動案内筒２０及び可動コア１６にそれぞれ設け，弁体１９の開弁限界時でも，固定コア１７及び可動コア１６の対向面４５，４６間に所定間隙Ｂ−Ａを残存させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 前端に燃料出口（１３）及びそれに連なる弁座（１２ａ）を有すると共に，内部を燃料入口（３４ａ）に連通する弁ハウジング（１０）と，この弁ハウジング（１０）に収容されて前記弁座（１２ａ）に着座する閉弁方向にばね付勢される弁体（１９）と，この弁体（１９）の後端に結合されて前記弁ハウジング（１０）に軸方向移動自在に収容される可動コア（１６）と，この可動コア（１６）の後端面（４６）に前端面（４５）を対向させて配置される固定コア（１７）と，この固定コア（１７）及び前記弁ハウジング（１０）間を連結して，内周面で前記可動コア（１６）を摺動自在に案内する非磁性体の摺動案内筒（２０）と，前記固定コア（１７）を囲繞するように配設されるコイル（２４）とを備え，前記コイル（２４）の励磁時，前記固定及び可動コア（１７，１６）間に生ずる吸引力より前記弁体（１９）を開弁するようにした電磁式燃料噴射弁において，前記コイル（２４）の励磁時，弁体（１９）の開弁限界を規定すべく互いに当接する固定ストッパ面（４１）及び可動ストッパ面（４２）を前記摺動案内筒（２０）及び可動コア（１６）にそれぞれ設け，前記弁体（１９）の開弁限界時でも，前記固定及び可動コア（１７，１６）の対向面（４５，４６）間に所定間隙（Ｂ−Ａ）が残存するようにしたことを特徴とする，電磁式燃料噴射弁。
【請求項２】 請求項１記載の電磁式燃料噴射弁において，前記摺動案内筒（２０）の前端面を前記弁ハウジング（１０）の内周面内方へ張り出して前記固定ストッパ面（４１）となす一方，前記可動コア（１６）を前記摺動案内筒（２０）の内周面に摺動可能に嵌合する小径部（１６ａ）と，前記弁ハウジング（１０）内に収容される大径部（１６ｂ）とで構成して，その小径部（１６ａ）及び大径部（１６ｂ）間の環状段部を前記可動ストッパ面（４２）としたことを特徴とする，電磁式燃料噴射弁。
【請求項３】 請求項１又は２記載の電磁式燃料噴射弁において，前記可動コア（１６）の小径部（１６ａ）及び可動ストッパ面（４２）間の隅に環状溝（４３）を形成したことを特徴とする，電磁式燃料噴射弁。
【請求項４】 請求項１〜３に何れかに記載の電磁式燃料噴射弁において，前記固定ストッパ面（４１）及び可動ストッパ面（４２）の少なくとも一方に硬化層（４４）を形成したことを特徴とする，電磁式燃料噴射弁。
【請求項５】 請求項４記載の電磁式燃料噴射弁において，前記硬化層（４４）をショットピーニング処理により形成したことを特徴とする，電磁式燃料噴射弁。
【請求項６】 請求項４記載の電磁式燃料噴射弁において，前記硬化層（４４）をクロムメッキ処理により形成したことを特徴とする，電磁式燃料噴射弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，主として内燃機関の燃料供給系に使用される電磁式燃料噴射弁に関し，特に，前端に燃料出口及びそれに連なる弁座を有すると共に，内部を燃料入口に連通する弁ハウジングと，この弁ハウジングに収容されて前記弁座に着座する閉弁方向にばね付勢される弁体と，この弁体の後端に結合されて前記弁ハウジングに軸方向移動自在に収容される可動コアと，この可動コアの後端面に前端面を対向させて配置される固定コアと，この固定コア及び前記弁ハウジング間を連結して，内周面で前記可動コアを摺動自在に案内する非磁性体の摺動案内筒と，前記固定コアを囲繞するように配設されるコイルとを備え，前記コイルの励磁時，前記固定及び可動コア間に生ずる吸引力より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。
【０００２】
【従来の技術】かゝる電磁式燃料噴射弁は，例えば特開平１０−２９９６０３号公報に開示されているように，既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のものでは，コイルを励磁したとき，弁体の開弁限界を，可動コアの後端面を固定コアの前端面に当接させることにより規定している。こうしたものでは，コイルを励磁状態から消磁したとき，固定及び可動コア間の大きな残留磁気により可動コアの戻り，即ち弁体の閉弁に多少とも遅れが生ずる。従来，この遅れを極力回避するために，固定及び可動コアの両当接面の少なくとも一方に，非磁性のクロムメッキを施してマグネットキラー層を形成することが行われている。
【０００４】しかしながら，このマグネットキラー層の厚さは，弁体の閉弁応答性に大きく影響するものであるから，常に高精度をもって均一に形成しなければならないが，そのための工程管理を厳しく行い，また管理し切れない場合には，マグネットキラー層の厚みを調整するための後加工を行う必要があり，これらによってコスト増を招くことになる。
【０００５】本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，簡単な構成により，コスト増を招くことなく，弁体に良好な閉弁応答性を付与し得るようにした，前記電磁式燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために，本発明は，前端に燃料出口及びそれに連なる弁座を有すると共に，内部を燃料入口に連通する弁ハウジングと，この弁ハウジングに収容されて前記弁座に着座する閉弁方向にばね付勢される弁体と，この弁体の後端に結合されて前記弁ハウジングに軸方向移動自在に収容される可動コアと，この可動コアの後端面に前端面を対向させて配置される固定コアと，この固定コア及び前記弁ハウジング間を連結して，内周面で前記可動コアを摺動自在に案内する非磁性体の摺動案内筒と，前記固定コアを囲繞するように配設されるコイルとを備え，前記コイルの励磁時，前記固定及び可動コア間に生ずる吸引力より前記弁体を開弁するようにした電磁式燃料噴射弁において，前記コイルの励磁時，弁体の開弁限界を規定すべく互いに当接する固定ストッパ面及び可動ストッパ面を前記摺動案内筒及び可動コアにそれぞれ設け，前記弁体の開弁限界時でも，前記固定及び可動コアの対向面間に所定間隙が残存するようにしたことを第１の特徴とする。
【０００７】この第１の特徴によれば，コイルの励磁時，弁体の開弁限界が可動コアの可動ストッパ面と摺動案内筒の固定ストッパ面との当接により規定されると共に，固定及び可動コアの対向面間には所定間隙が残存するので，その状態からコイルを消磁したときは，固定及び可動コア間の残留磁気は極めて少なく，閉弁方向にばね付勢される弁体の閉弁応答性を高めることができる。しかも，弁体の開弁時，固定及び可動コア間に残存させる間隙は，摺動案内筒の軸方向寸法を管理することにより，量産時，常に容易に一定値とすることができるから，弁体の閉弁応答性の安定化とコストの低減を共に図ることができる。
【０００８】また本発明は，上記特徴に加えて，前記摺動案内筒の前端面を前記弁ハウジングの内周面内方へ張り出して前記固定ストッパ面となす一方，前記可動コアを前記摺動案内筒の内周面に摺動可能に嵌合する小径部と，前記弁ハウジング内に収容される大径部とで構成して，その小径部及び大径部間の環状段部を前記可動ストッパ面としたことを第２の特徴とする。
【０００９】この第２の特徴によれば，極めて簡単な構成により固定及び可動ストッパ面を得ることができて，コストの低減を更に図ることができる。
【００１０】さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，前記可動コアの小径部及び可動ストッパ面間の隅に環状溝を形成したことを第３の特徴とする。
【００１１】この第３の特徴によれば，可動コアの小径部及び可動ストッパ面間の隅に干渉されることなく，可動ストッパ面を固定ストッパ面に的確に当接させて，弁体の開弁限界を正確に規定することができる。
【００１２】さらにまた本発明は，第１〜第３の何れかの特徴に加えて，前記固定ストッパ面及び可動ストッパ面の少なくとも一方に硬化層を形成したことを第４の特徴とする。
【００１３】この第４の特徴によれば，ストッパ面の耐摩耗性を向上させることができ，しかもその硬化層の厚さは，固定及び可動コア間の残留磁気に影響しないので，厳しい寸法管理や後加工が不要であり，コスト増を招くこともない。
【００１４】さらにまた本発明は，第４の特徴に加えて，前記硬化層をショットピーニング処理により形成したことを第５の特徴とする。
【００１５】この第５の特徴によれば，前記硬化層を比較的安価に得ることができる。
【００１６】さらにまた本発明は，第４の特徴に加えて，前記硬化層をクロムメッキ処理により形成したことを第６の特徴とする。
【００１７】この第６の特徴によれば，比較的硬度の高い硬化層を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【００１９】図１は本発明に係る内燃機関用電磁式燃料噴射弁の縦断面図，図２は図１の要部拡大図（閉弁状態），図３は図２に対応した開弁作用説明図である。
【００２０】先ず，図１及び図２において，内燃機関用電磁式燃料噴射弁Ｉの弁ハウジング１０は，円筒状の弁ハウジング本体１１（磁性体）と，この弁ハウジング本体１１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１２とから構成され，弁座部材１２は，その前端面に開口する燃料出口１３と，その後縁に連なる円錐状の弁座１２ａとを有する。弁座部材１２の前端面には，上記燃料出口１３と連通する複数（図示例では一対）の燃料噴孔１４を有する鋼板製のインジェクタプレート１５が全周溶接される。
【００２１】弁ハウジング本体１１には可動コア１６が収容され，その前端に一体に突設された弁杆１８に上記弁座１２ａに着座し得る球状の弁体１９が溶接される。
【００２２】弁ハウジング本体１１の後端面には摺動案内筒２０が突き当てゝ全周溶接され，この摺動案内筒２０の内周面に形成された環状突起２０ａによって上記可動コア１６が摺動自在に支承される。摺動案内筒２０は非磁性金属，例えばステンレス鋼製である。
【００２３】また摺動案内筒２０の後端面には，固定コア１７が突き当てゝ全周溶接され，この固定コア１７の前端面４５に対して，可動コア１６は，その後端面４６を対向させている。
【００２４】弁ハウジング本体１１の後端部外周面には，段付き円筒状のコイルハウジング２１（磁性体）の小径部２１ａが嵌合して溶接される。このコイルハウジング２１には，弁ハウジング１０の後端部，摺動案内筒２０及び可動コア１６を囲繞するコイル組立体２２が収納される。コイル組立体２２は，ボビン２３と，これに巻装されるコイル２４とからなっている。コイルハウジング２１，コイル組立体２２及び固定コア１７は合成樹脂製の被覆体２５内に埋封され，この被覆体２５の前端には，前記弁ハウジング本体１１の外周から半径方向に立ち上がる段部２６と，この段部２６の外周縁から後方に向かって大径となるテーパ面２７が形成される。またこの被覆体２５の中間部には，前記コイル２４に連なる接続端子２８を備えたカプラ２９が一体に連設される。
【００２５】固定コア１７は，可動コア１６の通孔３０を介して弁ハウジング１０内と連通する中空部３１を有しており，その中空部３１に，可動コア１６を閉弁方向，即ち弁座１２ａへの着座方向に付勢するコイル状の弁ばね３２と，この弁ばね３２の後端を支承するパイプ状のリテーナ３３とが収容される。
【００２６】その際，可動コア１６の後端面には，弁ばね３２の前端部を受容する位置決め凹部１６ｃが形成される。また弁ばね３２のセット荷重は，リテーナ３３の中空部３１への圧入深さによって調整される。
【００２７】固定コア１７の後端には，パイプ状のリテーナ３３を介して固定コア１７の中空部３１に連通する燃料入口３４ａを持つ入口筒３４が一体に連設され，その燃料入口３４ａに燃料フィルタ３５が装着される。
【００２８】前記摺動案内筒２０の内径Ｄ１は，弁ハウジング本体１１の内径Ｄ２より小さく設定され，これによって摺動案内筒２０の下端面には，弁ハウジング本体１１の内周面より内方へ張り出した環状の固定ストッパ面４１は形成される。
【００２９】一方，可動コア１６は，摺動案内筒２０内周面の環状突起２０ａに摺動自在に嵌合する小径部１６ａと，弁ハウジング本体１１の内周に緩く嵌合する大径部１６ｂとで構成され，その小径部１６ａ及び大径部１６ｂ間の環状段部は，弁体１９の開弁限界を規定すべく上記固定ストッパ面４１に当接する可動ストッパ面４２に形成される。その際，固定及び可動ストッパ面４１，４２の何れか一方又は両方に，ショットピーニングやクロムメッキ処理による硬化層４４が形成される。
【００３０】さらに，この可動ストッパ面４２及び小径部１６ａ間の隅には環状溝４３が設けられる。
【００３１】弁体１９が弁座１２ａに着座した閉弁状態において，固定及び可動ストッパ面４１，４２間の間隙Ａは，固定コア１７の前端面４５と可動コア１６の後端面４６との間隙Ｂより小さく設定される。したがって，固定及び可動ストッパ面４１，４２相互の当接により弁体１９の開弁限界が規定されたときでも，固定コア１７の前端面４５と可動コア１６の後端面４６との間には，Ｂ−Ａの所定間隙（図３参照）が残存するようになっている。
【００３２】前記被覆体２５の段部２６から前方に露出した弁ハウジング本体１１の外周には，上記段部２６に当接する合成樹脂製のシール位置決め環３７が嵌合される。また前記弁座部材１２の前端部に合成樹脂製のキャップ３９が弾力的に嵌着され，このキャップ３９とシール位置決め環３７との間においてＯリング３８が弁座部材１２の外周に装着され，このＯリング３８は，図示しない吸気マニホールドの燃料噴射弁取付け孔の内周面に密接するようになっている。
【００３３】キャップ３９は，前記燃料噴孔１４からの燃料噴射を妨げないように開口部３９ａを前面に有する。
【００３４】電磁式燃料噴射弁Ｉの入口筒３４の外周には，図示しない燃料分配管の内周面に密接するＯリング４０が装着される。
【００３５】次に，この実施例の作用について説明する。
【００３６】図２に示すように，コイル２４を消磁した状態では，弁ばね３２の付勢力で可動コア１６及び弁体１９が前方に押圧され，弁体１９を弁座１２ａに着座させている。したがって，燃料フィルタ３５及び入口筒３４を通して弁ハウジング１内に供給された高圧燃料は，弁ハウジング１内に保持される。
【００３７】コイル２４を通電により励磁すると，それにより生ずる磁束が固定コア１７，コイルハウジング２１，弁ハウジング１０及び可動コア１６を順次走り，その磁力により可動コア１６が弁体１９を伴って固定コア１７に吸引され，弁座１２ａが開放されるので，弁ハウジング１０内の高圧燃料が燃料出口１３を出て，燃料噴孔１４から吸気弁６に向かって噴射される。
【００３８】このとき，図３に示すように，弁体１９の開弁限界は，可動コア１６の可動ストッパ面４２が，固定コア１７及び弁ハウジング本体１１間を連結する非磁性体の摺動案内筒２０の固定ストッパ面４１に当接することにより規定され，固定及び可動コア１６の対向面４５，４６間には，所定間隙Ｂ−Ａが残存する。
【００３９】したがって，コイル２４を再び消磁したときには，固定及び可動コア１７，１６間の残留磁気は極めて少なくなり，可動コア１６は弁ばね３２の付勢力をもって即座に前進して，弁体１９を当初の閉弁状態に復帰させることができ，閉弁応答性の向上に寄与し得る。しかも，弁体１９の開弁時，固定及び可動コア１７，１６間に残存させる所定間隙Ｂ−Ａは，摺動案内筒２０の軸方向寸法を管理することにより，量産時，常に容易に一定値とすることができ，弁体１９の閉弁応答性の安定化とコストの低減を同時に図ることができる。
【００４０】また，前記固定ストッパ面４１は，摺動案内筒２０の内径Ｄ１を弁ハウジング本体１１の内径Ｄ２より小さく設定して，弁ハウジング本体１１の内周面より内方へ張り出した摺動案内筒２０の下端面により構成され，可動ストッパ面４２は，可動コア１６を構成する小径部１６ａ及び大径部１６ｂ間の環状段部により構成されるので，それらの構成が極めて簡単であり，コストの低減を更に図ることができる。
【００４１】さらに，可動コア１６の小径部１６ａ及び可動ストッパ面４２間の隅には環状溝４３が設けられるので，可動コア１６の小径部１６ａ及び可動ストッパ面４２間の隅に干渉されることなく，可動ストッパ面４２を固定ストッパ面４１に的確に当接させて，弁体１９の開弁限界を正確に規定することができる。
【００４２】さらにまた，固定及び可動ストッパ面４１，４２の何れか一方又は両方に硬化層４４が形成されるので，該ストッパ面の耐摩耗性を向上させることができ，しかもその硬化層４４の厚さは，固定及び可動コア１７，１６間の残留磁気に影響しないので，厳しい寸法管理や後加工が不要であり，コスト増を招くこともない。
【００４３】前記硬化層４４がショットピーニング処理により形成される場合には，その処理コストを比較的低く抑えることができ，またクロムメッキ処理により形成される場合には，比較的硬度の高い硬化層４４を得ることができる。
【００４４】尚，固定及び可動ストッパ面４１，４２の一方に硬化層４４を形成する場合には，可動ストッパ面４２，即ち磁性体の可動コア１６側に形成する方が耐久上有効である。また硬化層４４の厚さは１５μｍ程度とすることが，コスト及び耐久性の両方を満足する上で有効である。
【００４５】本発明は上記実施例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。
【００４６】
【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれば，前端に燃料出口及びそれに連なる弁座を有すると共に，内部を燃料入口に連通する弁ハウジングと，この弁ハウジングに収容されて前記弁座に着座する閉弁方向にばね付勢される弁体と，この弁体の後端に結合されて前記弁ハウジングに軸方向移動自在に収容される可動コアと，この可動コアの後端面に前端面を対向させて配置される固定コアと，この固定コア及び前記弁ハウジング間を連結して，内周面で前記可動コアを摺動自在に案内する非磁性体の摺動案内筒と，前記固定コアを囲繞するように配設されるコイルとを備え，前記コイルの励磁時，前記固定及び可動コア間に生ずる吸引力より前記弁体を開弁するようにした電磁式燃料噴射弁において，前記コイルの励磁時，弁体の開弁限界を規定すべく互いに当接する固定ストッパ面及び可動ストッパ面を前記摺動案内筒及び可動コアにそれぞれ設け，前記弁体の開弁限界時でも，前記固定及び可動コアの対向面間に所定間隙が残存するようにしたので，コイルを励磁状態から消磁したとき，固定及び可動コア間の残留磁気を減少させ得て，閉弁方向にばね付勢される弁体の閉弁応答性を高めることができる。しかも，弁体の開弁時，固定及び可動コア間に残存させる間隙は，摺動案内筒の軸方向寸法を管理することにより，量産時，常に容易に一定値とすることができるから，弁体の閉弁応答性の安定化とコストの低減を共に図ることができる。
【００４７】また本発明の第２の特徴によれば，前記摺動案内筒の前端面を前記弁ハウジングの内周面内方へ張り出して前記固定ストッパ面となす一方，前記可動コアを前記摺動案内筒の内周面に摺動可能に嵌合する小径部と，前記弁ハウジング内に収容される大径部とで構成して，その小径部及び大径部間の環状段部を前記可動ストッパ面としたので，極めて簡単な構成により固定及び可動ストッパ面を得ることができて，コストの低減を更に図ることができる。
【００４８】さらに本発明の第３の特徴によれば，前記可動コアの小径部及び可動ストッパ面間の隅に環状溝を形成したので，可動コアの小径部及び可動ストッパ面間の隅に干渉されることなく，可動ストッパ面を固定ストッパ面に的確に当接させて，弁体の開弁限界を正確に規定することができる。
【００４９】さらにまた本発明の第４の特徴によれば，前記固定ストッパ面及び可動ストッパ面の少なくとも一方に硬化層を形成したので，ストッパ面の耐摩耗性を向上させることができ，しかもその硬化層の厚さは，固定及び可動コア間の残留磁気に影響しないので，厳しい寸法管理や後加工の必要がないから，コスト増を招くこともない。
【００５０】さらにまた本発明の第５の特徴によれば，前記硬化層をショットピーニング処理により形成したので，硬化層を比較的安価に得ることができる。
【００５１】さらにまた本発明の第６の特徴によれば，前記硬化層をクロムメッキ処理により形成したので，比較的硬度の高い硬化層を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１４１９０１
【氏名又は名称】株式会社ケーヒン
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月１３日（１９９９．１０．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７１８７０
【弁理士】
【氏名又は名称】落合 健 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１１５９２３（Ｐ２００１−１１５９２３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２７日（２００１．４．２７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９１５１８ |
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