| 【発明の名称】 |
電磁式流体制御弁及びその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】武田 英人
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内部に流体の通路を形成するハウジングと、前記流体の通路内に設けられ、前記流体の通路を断続する弁と、前記ハウジングの一端に接続されるパイプと、該パイプに連結されるステータと、前記流体の通路内に設けられ、前記弁に当接して前記弁を閉じる方向へ付勢するスプリングと、前記スプリングによる前記弁への付勢力を調整するアジャスタと、前記弁を開く方向へ駆動させるとともにスプール、電磁コイル、ケース、コネクタを有するソレノイドとを備えたことを特徴とする電磁式流体制御弁において、前記ステータと前記パイプ、前記ハウジングで形成される燃料通路部を組み立てる工程と、前記ソレノイドを組み立てる工程と、前記燃料通路部に前記ソレノイドを組付ける工程とを有する電磁式流体制御弁の製造方法。
【請求項２】 上記製造方法により製造されたことを特徴とする電磁式流体制御弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電磁式流体制御弁に関し、その組付け方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特公昭５８─５４２６３号公報に開示される電磁式燃料噴射弁は、燃料のシールを確実にするためにバルブボディとハウジングとのかしめ部において、バルブボディに段部が形成されている。また、非磁性部材のパイプの一方がステータに、他方がハウジングに、溶接またはろう付され、燃料はシールされている。
【０００３】このパイプでステータとハウジングとが連結された後、ステータの外周には、電磁コイルと電磁コイルを巻装したスプール、弁ケーシング、プラスチックリング、電磁コイルに接続された差込み接続部とで形成されるソレノイドが設けられる。
【０００４】組付け方法としては、ステータ外周にスプールを設け、それに電磁コイルを巻き、電磁コイルに接続した差込み接続部をスプールから突出させた状態で、弁ケーシングを、ステータ軸方向の周りに挿入し、ハウジングにその先端をかしめて固定し、さらに差込み接続部を埋設するようにプラスチックリングを形成している。すなわち、ステータとパイプ、ハウジングで形成される燃料通路部に、スプール、電磁コイル、差込み接続部、プラスチックリングからなるソレノイドの各部品を順次組付ける方法としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特公昭５８─５４２６３号公報の組み立て方法では、ステータとパイプ、ハウジングで形成される燃料通路部にソレノイドの部品を順次組付ける方式であり、燃料噴射弁全体を組付けた後で性能チェックせざるを得ないもので、異常が見つかった場合にはせっかく組付けたもの全体を処分せざるを得ないという問題がある。
【０００６】本発明は、上記問題に鑑み、ソレノイド自体の性能をチェックしつつ燃料噴射弁を組み立てることができる電磁式流体制御弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するために、内部に流体の通路を形成するハウジングと、前記流体の通路内に設けられ、前記流体の通路を断続する弁と、前記ハウジングの一端に接続されるパイプと、該パイプに連結されるステータと、前記流体の通路内に設けられ、前記弁に当接して前記弁を閉じる方向へ付勢するスプリングと、前記スプリングによる前記弁への付勢力を調整するアジャスタと、前記弁を開く方向へ駆動させるとともにスプール、電磁コイル、ケース、コネクタを有するソレノイドとを備えたことを特徴とする電磁式流体制御弁において、前記ステータと前記パイプ、前記ハウジングで形成される燃料通路部を組み立てる工程と、前記ソレノイドを組み立てる工程と、前記燃料通路部に前記ソレノイドを組付ける工程とを有する電磁式流体制御弁の製造方法という技術的手段を採用する。
【０００８】
【作用】本発明の構成による作用を説明する。ステータとパイプ、ハウジングで形成される燃料通路部を組み立て、その一方で、スプール、電磁コイル、ケース、コネクタからなるソレノイドを組み立てるので両方の性能をそれぞれチェックしつつ、燃料通路部とソレノイドを組付けることができる。
【０００９】
【実施例】本発明を電磁式燃料噴射弁に適用した実施例の構成を説明する。図１は第１実施例の電磁式燃料噴射弁の縦断面図である。また、図５は第１実施例の電磁式燃料噴射弁の先端部の断面図である。
【００１０】この電磁式燃料噴射弁には、有底筒状で底部に孔１２が形成されたハウジング１が設けられている。図５に示す如く、燃料通路として作用するハウジング１内部には、その底部に、中央にオリフィス２１ａが形成された円板部材のオリフィスプレート２１が設けられている。さらに、ハウジング１内部には、燃料をシールするＯリング１６が設けられ、このＯリング１６を介して、バルブボディ３が設けられている。
【００１１】バルブボディ３の底部中央には、孔１３が形成されている。そして、ハウジング１の孔１２と、オリフィスプレート２１のオリフィス２１ａとで燃料の噴射孔を形成する。さらに、バルブボディ３の内周底部を円錐面状に形成した弁座１４が設けられている。
【００１２】バルブボディ３の内部には、ニードル弁４が移動可能に設けられている。このニードル弁４には、案内部４ａおよび４ｂが形成されている。この案内部４ａおよび４ｂによって、ニードル弁４は、バルブボディ３に支持されている。また、案内部４ａおよび４ｂには、切り欠きが形成されていて、燃料は、この切り欠きとバルブボディ３との間を通過できるようになっている。また、ニードル弁４の底部は円錐状に形成されている。ニードル弁４は、この底部とバルブボディ３の弁座１４と当接したり、離間することによって、ハウジング１内の燃料通路を断続する。
【００１３】ハウジング１内には、磁性材料でできた筒状の可動コア５が移動可能に設けれている。この可動コア５はニードル弁４の上部と一体に連結され、ともにハウジング１内を移動する。また、可動コア５には、切り欠き部５ａが形成されていて、燃料はこの切り欠き部５ａとニードル弁４との間を通過する。
【００１４】ハウジング１の上端は、非磁性部材で形成されたパイプ８と、シール部１５ａでろう付され、一体に接続される。さらに、パイプ８の上部には、磁性材料によって形成された筒状のステータ２が設けられている。
【００１５】このステータ２とパイプ８とは、ステータ２の一部をパイプ８内部に挿入した状態で、シール部１５ｂでろう付することにより一体に接続される。そして、パイプ８内部へ挿入されたステータ２の下端面は、上記の可動コア５の上端面と対向する。このステータ２の下端面と、これに対向する可動コア５の上端面とには、非磁性の硬質クロムメッキ等が施されることによりソリッドギャップが設けられている。このソリッドギャップを介して、ステータ２と可動コア５とは接触する。したがって、ステータ２と可動コア５との磁性材料部分が電磁力により直接接触することによって、これらを引き離すのに多大な力を要し、噴射弁の応答時間を悪化させるということを抑止できる。また、ニードル弁４が弁座１４と当接しているとき、このソリッドギャップ間の対向距離は所定距離に保たれる。
【００１６】また、可動コア５内のニードル弁４上端には、ニードル弁４をバルブボディ３の弁座１４に当接させるように付勢するスプリング６が設けられている。このスプリング６は可動コア５内から突出し、ステータ２まで及ぶ全長を有している。そして、スプリング６の上方には、筒状のアジャスタ７がかしめ固定部２７でかしめ固定されている。このアジャスタ７のかしめ固定部２７で、スプリング６によるニードル弁４への付勢力を調整する。さらに、アジャスタ７の上方には、燃料に含まれる異物を取り除くフィルタ１１が設けられている。
【００１７】上記の構成により燃料は、燃料通路として作用するステータ２内のフィルタ１１、アジャスタ７、可動コア５の切り欠き部５ａ、ニードル弁４とバルブボディ３との間を通る。
【００１８】ハウジング１の外周底部には筒状で合成樹脂製のスリーブ１７がはめ込まれている。このスリーブ１７の中央には孔が形成されていて、ニードル弁４と弁座１４との間から噴射される燃料がこの孔を通過する。そして、スリーブ１７の上方にはＯリング２２が設けられ、図示しない吸気マニホールドに噴射弁が取り付けられたとき、吸気マニホールドと噴射弁との間をシールする。さらに、合成樹脂製のリング２４がＯリング２２の上方に設けられている。このリング２４は、噴射弁が吸気マニホールドに取り付けられるとき、上記Ｏリング２２がずれ、シールを損なうことを防止する。
【００１９】ここで、ステータ２、パイプ８、ハウジング１の外周には、ソレノイド２８が設けられている。以下に、このソレノイド２８を構成する電磁コイル部２９、ケース１８、コネクタ２０を説明する。
【００２０】ステータ２、パイプ８、ハウジング１の外周には、合成樹脂によって形成されるスプール１０が設けられている。このスプール１０には、電磁コイル９が巻装される。このスプール１０と電磁コイル９とにより電磁コイル部２９が設けられる。
【００２１】この電磁コイル部２９の外周には、筒状のケース１８が設けられている。このケース１８は、磁性材料よりなる板材をプレス加工によって形成したものである。そして、ケース１８の下端部１８ａとハウジング１のつば部１ａとの間をスポット溶接することによって、ケース１８はハウジング１に固定される。
【００２２】ケース１８の上部には切り欠き部が設けられていて、この切り欠き部から電磁コイル９に接続されたターミナル１９が取り出されている。このターミナル１９へは、図示しない電子制御装置からワイヤーハーネスを介して噴射制御用の信号が供給される。この信号が電磁コイル９へ送られることによって、電磁コイル９は電磁力を発生する。また、ターミナル１９は、ハウジング１の上部に形成される合成樹脂製のコネクタ２０に埋設されている。
【００２３】さらに、ケース１８の上部には、Ｏリング２３が設けられている。このＯリング２３は、噴射弁の上部が図示しないパイプに連結されるとき、噴射弁とパイプとの間をシールする。また、Ｏリング２３の上方には、合成樹脂製のリング２５が設けられている。このリング２５は、噴射弁が図示しないパイプに連結されるときに、Ｏリング２３がずれて、シール性を損なうことを防止する。
【００２４】上記の構成を有する電磁式燃料噴射弁の作動を説明する。図示しない燃料ポンプと圧力調節レギュレータとにより一定圧力に加圧された燃料は、ステータ２上部からステータ２内のフィルタ１１、アジャスタ７、可動コア５の切り欠き部５ａを通り、ニードル弁４とバルブボディ３との間へ導入されている。このとき、図示しない電子制御装置から噴射制御用の信号が、コネクタ２０のターミナル１９へ供給される。この信号が電磁コイル９へ送られることによって、電磁コイル９は電磁力を発生する。この電磁力によって、可動コア５と可動コア５に連結されたニードル弁４とは、スプリング６の付勢力に抗して上昇し、可動コア５とステータ２とは衝突する。ニードル弁４と可動コア５とはこの衝突位置で、電磁コイル９の電磁力により停滞する。そして、電磁コイル９への噴射制御信号の供給が停止して電磁力が作用しなくなると、スプリング６の付勢力により、ニードル弁４は下降し、弁座１４と当接する。
【００２５】燃料は、ニードル弁４が上昇してから下降するまで、ニードル弁４と弁座１４との隙間から孔１３、オリフィスプレート２１、孔１２等を通過し、図示しない吸気マニホールドへ噴射される。
【００２６】次に、本実施例の電磁式燃料噴射弁の、組付け手順および燃料噴射量調整手順を図２、図３、図４によって説明する。図２において、まずバルブボディ３の外周部の底部にオリフィスプレート２１をレーザ溶接で固定する。そして、ハウジング１の上端とパイプ８とをろう付によって、シール部１５ａで固定する。その後、ハウジング１内へＯリング１６を挿入してから、バルブボディ３を挿入し、バルブボディ３を溶接部２６でスポット溶接によって固定する。このバルブボディ３内へ、可動コア５を連結したニードル弁４を挿入する。次に、ステータ２をパイプ８内へ挿入し、可動コア５へいったん当接させた後、所定距離上方へ引き上げる。そして、図示しない調整用装置の電磁コイルにより、ニードル弁４を上方へ引き上げる。この状態で、ステータ２から調整油を流入させ、ニードル弁４と弁座１４との隙間からオリフィスプレート２１のオリフィス２１ａを通過する流量、すなわち静的噴射量を測定する。静的噴射量が目標値からずれていればステータ２の位置を変化させることにより、ステータ２のソリッドギャップと、可動コア５のソリッドギャップとの対向距離、すなわちニードル弁４のリフト量を調整する。そして、目標噴射量が得られるステータ２の位置が決定すれば、シール部１５ｂで、ステータ２の下端とパイプ８とをろう付する。
【００２７】またステータ２、可動コア５といった磁性部材間の距離であるエアギャップは本実施例では、リフト量と、ステータ２と可動コア５とのソリッドギャップとを加えたものである。したがってリフト量、ソリッドギャップが決定されることにより、エアギャップも同時に決定される。
【００２８】以上の手順によりエアギャップ量、リフト量、静的噴射量の調整が完了する。次に、図３において、スプリング６をステータ２内へ挿入し、ニードル弁４の上方と当接した後、アジャスタ７をステータ２内に所定位置に取り付ける。そして、ステータ２の上方から調整油を流入させるとともに、図示しない調整用装置の電磁コイルにより、ニードル弁４を往復動させる。このニードル弁４の往復動によって噴射される噴射量、すなわち動的噴射量を測定する。そして、噴射量が目標値からずれていればアジャスタ７の位置を変化させることにより、スプリング６によるニードル弁４への付勢力を調整する。そして、目標噴射量が得られるアジャスタ７の位置が決定すれば、かしめ固定部２７でステータ２を外周からかしめ、アジャスタ７を固定する。
【００２９】以上の手順により、動的噴射量の調整が完了する。図４に示すように、フィルタ１１をステータ２に取り付けた後、電磁コイル部２９、ケース１８、コネクタ２０等よりなるソレノイド２８をステータ２の上方より挿入する。そして、ケース１８の下端部１８ａとハウジング１のつば部１ａとをスポット溶接することで、ソレノイド２８を固定する。さらに、Ｏリング２３を取り付け、リング２５をステータ２の上端部にはめ込む。また、ハウジング１の下端外周に、リング２４、Ｏリング２２を取り付け、スリーブ１７を固定する。
【００３０】以上の手順により、本実施例の電磁式燃料噴射弁の組付けが完了する。上記の手順に示したように、ステータ２とハウジング１とをパイプ８によって連結した後にソレノイド２８を取り付けることによって、アジャスタ７の位置決めを、ソレノイド２８の取り付け前にすることができる。このため、電磁コイル部２９はステータ２の外周にかしめ固定部２７を覆って設けられるようになり、アジャスタ７のかしめ固定位置を、電磁コイル部２９が位置するステータ２の内部とすることができる。したがって、噴射弁の全長を短縮させることができ、噴射弁の搭載スペースの小型化が可能となる。
【００３１】また、アジャスタ７をステータ２の外周からかしめ固定するため、簡単で確実にアジャスタを固定することができ、低コストの噴射弁を提供するこができる。さらに、従来の電磁式燃料噴射弁には、ニードル弁にフランジを設け、ニードル弁が開くときこのフランジと当接するストッパーをハウジング内に設けているものもある。そして、このニードル弁のフランジがストッパーと当接するまでの距離によってリフト量が決定されている。しかしながら、上記実施例の電磁式燃料噴射弁のニードル弁のリフト量は、ニードル弁と可動コアとの距離によって決定されるので、上記ストッパーやフランジを廃止することができ、ニードル弁等を短縮することができる。これによって、噴射弁の全長を短縮するという効果を得ることができる。
【００３２】なお、ニードル弁にフランジが形成され、ストッパーがハウジング内に設けられる従来の電磁式燃料噴射弁においても、アジャスタのかしめ固定部を覆うように、ステータの外周に電磁コイル部を設ける構成を適用することにより、噴射弁の全長を短縮することができる。
【００３３】また、電磁コイル部等が組付けられた後、アジャスタがかしめられる従来の電磁式燃料噴射弁では、アジャスタのかしめが万一失敗したとき、噴射弁を廃棄しなければならない場合があった。しかしながら上記実施例の場合、ソレノイド２８を組付ける前にアジャスタはかしめられるため、かしめが失敗しても、ソレノイド２８組付け前の噴射弁を交換すればよい。したがって、コストの低減を図ることができる。
【００３４】また、上記実施例の組付け手順により、ソレノイド２８を組付ける前に、静的噴射量、動的噴射量を決定できる。そこで、ソレノイド２８を組付ける前の噴射弁をそのままとし、ソレノイド２８の性能、体格等をすることで、種々の要求に見合った噴射弁を提供することができる。
【００３５】また上記実施例ではシール部１５ａ、１５ｂでろう付することによって、燃料はシールされ、部材間は連結されている。しかし、ろう付に限らずレーザ溶接や電気溶接等で行ってもよい。
【００３６】さらに、上記実施例におけるハウジング１とバルブボディ３とは一体に形成してもよい。あるいはバルブボディ３を直接パイプ８に接続できる構成としてもよい。
【００３７】なお上記実施例では、トップフィード形式の電磁式燃料噴射弁に本発明を適用しているが、ボトムフィード形式の電磁式燃料噴射弁に本発明を適用してもよい。この場合、アジャスタ７はパイプ形状でなく棒状部材としてもよい。
【００３８】また、上記実施例では電磁式燃料噴射弁に本発明を適用しているが、これに限るものではない。例えば、燃料噴射弁から噴射された燃料に空気を混合させてから吸気マニホールド内に噴射させる装置において、燃料に混合させる空気量を制御する空気制御弁に本発明を適用してもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、燃料通路部を組み立て、その一方で、スプール、電磁コイル、ケース、コネクタからなるソレノイドを組み立てるので両方の性能をそれぞれチェックしつつ、燃料通路部とソレノイドを組付けることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成４年４月８日（１９９２．４．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６９９８
【弁理士】
【氏名又は名称】碓氷 裕彦 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−８２６２７（Ｐ２００１−８２６２７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月３０日（２００１．３．３０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２３５８１７（Ｐ２０００−２３５８１７） |
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