(57)【要約】【課題】  シート部からの燃料の漏れの原因としてシート面に対して横力が働き、部分的にシート面の面圧が低下する箇所があることが挙げられる。【解決手段】  シート部が設けられた球体１１８を先端に有する弁体１１４と、弁体１１４を軸方向にガイドするガイド部１１５と、固定弁１１６に設けられたシート部とを備えた電磁式燃料噴射弁において、弁体１１４と球体１１８とは別体で構成され、弁体１１４は先端部に球体１１８の一部を収容する室１１４Ａを有し、室１１４Ａの内径は球体１１８の外径より大きく、室１１４Ａの開口部は球体１１８の外径よりも小さいことを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート部が設けられた球体を先端に有する弁体と、前記弁体を軸方向にガイドするガイド部と、固定弁に設けられたシート部とを備えた電磁式燃料噴射弁において、
前記弁体と前記球体とは別体で構成され、前記弁体は先端部に前記球体の一部を収容する室を有し、前記室の内径は前記球体の外径より大きく、前記室の開口部は前記球体の外径よりも小さいことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁式燃料噴射弁において、
前記弁体と前記球体との径方向のクリアランスは、前記弁体と前記ガイド部との対向面のクリアランスよりも大きいことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項２に記載の電磁式燃料噴射弁において、
前記弁体の下流側の先端の内径が円錐形状もしくは曲面形状であることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の電磁式燃料噴射弁において、前記弁体の先端より上流側に前記先端より肉厚の補強部を設け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に記載の電磁式燃料噴射弁において、前記補強部の内周側は上流側が肉厚となる円錐または曲面形状であることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関、特に自動車用筒内噴射エンジンにおける燃料噴射弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に筒内燃料噴射システムに用いられる電磁式燃料噴射弁においては、排気ガスに関する規制や要求を満足するため、閉弁時におけるシート部からエンジン筒内への漏れ量を低減する必要がある。閉弁時にシート部からの漏れ量が多いとエンジン停止中に燃料がシリンダ内にたまり始動時の燃焼性が損なわれて排気ガス中にすすが発生する原因となる。また、燃料噴射が不要な時にも燃料を消費して燃費が悪化する原因ともなる。近年では排気ガス規制や低燃費に対する市場ニーズが高く、シート部からの漏れ量の更なる低減が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007−218204号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シート部からの漏れ量の原因として、シート面に対して横力が働き、部分的にシート面の面圧が低下する箇所があることが挙げられる。
【０００５】
ここで、従来の技術では、特許文献１に示すように、弁体は上下２箇所のガイド部により軸方向に摺動する構造となっており、開閉弁中に横力が発生しても径方向への移動が制限されている。しかし、ガイド部と弁体の間には加工および組み立て精度によるずれ分を許容するためのクリアランスが設けられており、閉弁後にかかるシート部への横力を制限することは出来ない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、シート部と弁体とを別体とすることでシート部へかかる横力を抑制する構造とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、シート面への面圧を全周で均一化でき、部分的な面圧の低下を抑制することでシート部からの漏れ量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が実施される燃料噴射弁の全体を示す断面図
【図２】ノズル先端の部分断面図１
【図３】ノズル先端の部分断面図２
【図４】ノズル先端の部分断面図３
【図５】弁体先端の部分断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施例の全体構成について図１を用いて説明する。
【００１０】
図１の固定コア１０７上部には加圧して燃料を供給するための図示しない高圧ポンプと、前記高圧ポンプと固定コア１０７上部とを連結する配管が配置されており、固定コア１０７中心部の燃料通路である貫通孔へ加圧された状態で燃料が供給される。弁体１１４の上端面にはスプリング１１０の着座面が設けられている。
【００１１】
スプリング１１０の弁体１１４との逆側の上端面には調整子５４が当接している。調整子５４は固定コア１０７に固定されている。弁体１１４はガイド部材１１５と可動子ガイド１１３によって、上下に往復運動できるように保持されている。弁体１１４は電磁コイル１０５に通電していない閉弁状態においてはスプリング１１０の付勢力によってノズル１０１の先端に設けられた固定弁１１６と当接しており、前記高圧ポンプから供給された燃料の流れを燃料噴射孔１１６Ａから遮断している。
【００１２】
電磁コイル１０５は固定コア１０７の外周部に配置されており、ハウジング１０３、ノズル１０１、弁体１１４と一体構造である可動コア１０２を介して矢印１２２で示すトロイダル状の磁気通路が形成されている。また、導体１０９の先端部に形成されたコネクタ１２３にはバッテリ電圧より電力を供給するプラグが接続される。電磁コイル１０５は図示しないコントローラにより、導体１０９を通じて通電、非通電が制御される。
【００１３】
電磁コイル１０５に通電中は磁気通路１２２を通る磁束によって可動コア１０２と固定コア１０７との間に磁気吸引力が発生する。可動コア１０２が吸引されることで上方へ動き、固定コア１０７の下端面に衝突するまで移動する。
【００１４】
その結果、弁体１１４が固定弁１１６から離れて開弁状態となり，固定コア１０７中心部の燃料通路である貫通孔から供給された燃料を噴射孔１１６Ａから燃焼室内へ噴射する。
【００１５】
電磁コイル１０５への通電が断たれると磁気通路１２２の磁束が消滅し、磁気吸引力も消滅する。この状態では弁体１１４を閉弁方向に押すスプリング１１０のばね力が弁体１１４に作用する。その結果、弁体１１４は固定弁１１６に接触する閉弁位置に押し戻される。
【００１６】
閉弁状態でのシート面の構造について図２(a)(b)を用いて説明する。なお、図２以降の図は寸法や傾き量は説明のために誇張して示している。また、図２は弁体１１４とシート部１１４Aが一体である従来技術の構造で記載してある。
【００１７】
図２(b)に示すように弁体１１４の先端部に球面状の弁体側シート部１１４Aが形成されており、固定弁１１６側の円錐形状のシート部１１６Bと接触することで円形のシート面を形成する。閉弁時には前記シート面により上流から噴口部１１６Aへ流れる燃料を遮断する。
【００１８】
弁体１１４はスプリング１１０と燃料圧力により固定弁１１６へ軸方向に押し付けられている。ただし、弁体１１４には軸方向以外にもスプリングのたわみや弁体１１４自身の傾きにより径方向にも横力１１７がかかっている。
【００１９】
ここで、ガイド部１１５とシート部１１６Bには加工および組み立て精度により同軸度のずれが発生する。この同軸度のずれがあってもシート部１１４Aと１１６Bが接触してシート面を形成できるように、ガイド部１１５と弁体１１４の摺動部にはクリアランスが設けられている。
【００２０】
前記のクリアランスがあるために、図２(a)に示すように、閉弁時の弁体１１４は傾いた状態で、上流側はガイド部１１３に、下流側はシート部１１６Bに、弁体１１４の上流側と下流側でそれぞれ接触しており、弁体１１４とガイド部１１５とは接触しない。
【００２１】
そのため、弁体１１４にかかる横力１１７はシート部１１６Aにかかり、前記シート面の面圧は横力１１７のかかる方向が最も高くなり、中心軸に対して１８０度逆側が最も低くなる。上記のように従来の技術では横力１１７により面圧が低い箇所ができることで燃料のシート部からの漏れ量が増加する。
【００２２】
ここで、第１実施例について図３、４，５を用いて説明する。
【００２３】
第１実施例では図３に示すように、弁体１１４とシート面を構成する球体１１８が別体で構成される。弁体１１４の先端部には球体１１８の一部を収容する室１１４Ａが形成されている。弁体１１４の球体１１８と対向する室１１４Ａの内径は球体１１８の外径より広い。また、軸方向も球体１１８が移動可能となるようにクリアランスが設けてある。つまり、弁体１１４と球体１１８は軸方向・径方向それぞれにクリアランスが設けてあり、球体１１８は弁体１１４に対してクリアランスの分だけ自由に移動できる。
【００２４】
弁体１１４と球体１１８との径方向の前記クリアランスは、ガイド部１１５と弁体１１４の対向面のクリアランスより広く設けられている。閉弁時に球体１１８は固定弁１１６と接してシート面を形成すると同時に、弁体１１４と球体１１８は偏芯し、弁体１１４とガイド部１１５が接する。そのため、横力１１７はガイド部１１５にかかり、シート部へ伝わる横力が抑制できる。その結果、シート面において面圧が周方向で一定になり、シート性が向上する。
【００２５】
弁体１１４の下流側は先端が狭まり、球体１１８よりも小さい径を有する開口部を備えた円錐形状を設けている。開弁時には図４で示すように弁体１１４の下流側開口部（室１１４Ａの開口部）に球体１１８が接して球体１１８を上流側に持ち上げることで噴口部１１６aへ燃料を噴射できる。このとき、球体１１８は室１１４Ａの天井１１４Ｂから離れている。一方、閉弁時には、図３に示すように球体１１８が室１１４Ａの天井１１４Ｂに接触し、球体１１８は天井１１４Ｂによってシート部１１６Aに向けて閉弁方向に押し付けられる。このとき、室１１４Ａの開口部と球体１１８との間には隙間が生じている。
【００２６】
弁体１１４は図５(a)に示すような下流側の先端に内周を球体１１８より大きな径を有する円筒でくりぬいた部材に球体１１８を挿入し、先端１１９の外周側をプレスすることで図５(b)のように形成する。プレス中は先端１１９の内周と球体１１８とが接するが、プレス後は残留応力による外周側への変形を利用して先端１１９と球体１１８へクリアランスを設ける。
【００２７】
ここで、第２実施例について図５(c)〜(d)を用いて説明する。
【００２８】
第２実施例では第１実施例の場合の図５(b)と先端１１９の形状が異なる。先端１１９はプレスにより球体１１８に押し付けて形成するため、図５(c)に示すように先端１１９の内周側は球面となってもよい。また、先端１１９だけを変形させやすいように図５(d)に示すように先端１１９より肉厚の補強部１２１を設けてもよい。補強部１２１の内径は紙面上で上にいくほど肉厚が増すように内径に円錐形状もしくは曲面形状を有している。先端を細くすることで、先端１１９のみが変形しやすく、任意の形状を形成しやすい。
【００２９】
以上の構成をとることで、シート面における横力による面圧の低下を抑制し、シール部からの漏れ量を低減することが出来る。
【符号の説明】
【００３０】
５４…調整子、１０１…ノズル、１０２…可動コア、１０３…ハウジング、１０５…電磁コイル、１０７…固定コア、１１０…スプリング、１１３…可動子ガイド、１１４…弁体、１１５…ガイド部材、１１６…固定弁、１１７…横力、１１８…球体、１１９…可動子の先端、１２１…補強部、１２２…磁気通路、１２３…コネクタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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