(57)【要約】【課題】アーマチャの摩耗を防止するとともに、弁体の動作精度を長期間維持できることとした新規なインジェクタの電磁弁の構成を提案する。【解決手段】ソレノイドコア１４とバルブシート１３の間の低圧燃料室１８内でアーマチャ２２を移動させ、該アーマチャ２２と一体的に構成される弁体２１にて噴射制御用の燃料の流通を制御し、燃料噴射を制御する構成とするインジェクタの電磁弁であって、前記アーマチャ２２には、アーマチャ２２とソレノイドコア１４の間に配置され、アーマチャ２２の吸引時に前記ソレノイドコア１４に当接されるストッパ２４を設けた電磁弁３とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドコアとバルブシートの間の低圧燃料室内でアーマチャを移動させ、該アーマチャと一体的に構成される弁体にて噴射制御用の燃料の流通を制御し、燃料噴射を制御する構成のインジェクタの電磁弁であって、前記アーマチャには、該アーマチャと前記ソレノイドコアの間に配置され、アーマチャの吸引時に前記ソレノイドコアに当接されるストッパが設けられる構成とする、インジェクタの電磁弁。
【請求項２】
前記ストッパは、コーティング層にて構成されることを特徴とする、請求項１に記載のインジェクタの電磁弁。
【請求項３】
前記ストッパは、円環状に構成されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のインジェクタの電磁弁。
【請求項４】
前記ストッパの複数箇所に、該ストッパの内周側の空間と外周側の空間とを連通させる溝部を設けたことを特徴とする、請求項３に記載のインジェクタの電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンに備えられるコモンレール式の燃料噴射装置に関するものであり、より詳しくは、前記コモンレールより供給される燃料を噴射するインジェクタの電磁弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンに備えられるコモンレール式の燃料噴射装置は周知となっており、前記コモンレールより供給される燃料を噴射するインジェクタの具体的構造についても周知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
そして、このインジェクタの上部には、コマンドピストンの背圧を制御して噴口からの燃料の噴射を制御するための電磁弁が設けられている。
この電磁弁の従来の構成は、図６及び図７に示される例のごとくである。この電磁弁６０では、ソレノイドコイル５０に通電を行って、弁体５２と一体的に構成されるアーマチャ５３を上方へ吸引し、弁体５２にて閉じていた弁座５４を開放し、低圧燃料室５５へ高圧燃料を流出させる構成としている。また、ソレノイドコイル５０が通電されないときは、ソレノイドコア５１の内部に設けたスプリング５６にて前記弁体５２を下方へ付勢し、弁座５４が閉塞される構成としている。
【０００３】
そして、ソレノイドコア５１に内装されるスプリング５６の周囲に円筒状のストッパ５７を設け、該ストッパ５７にて前記弁体５２を受け止める構成とし、アーマチャ５３の上面とソレノイドコア５１の下面との間に数十ミクロンのエアギャップ５８を確保することとし、アーマチャ５３のソレノイドコア５１への密着を防ぎ、スプリング５６の付勢力による弁体５２の下方への戻し動作を円滑に行なえるようにしている。
また、前記アーマチャ５３には、上下方向に複数の貫通孔５３ａ・５３ａが設けられており、上下に移動する際には、この貫通孔５３ａ・５３ａ内を燃料が通過して、燃料から受ける流動抵抗が低減されるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−１３１８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の従来構成において、ストッパ５７をソレノイドコア５１内に設ける構成とすると、ソレノイドコア５１の内径が大きくなることになり、磁気特性上不利なことになる。つまり、ソレノイドコア５１に生じるアーマチャ５３の吸引力が弱まり、弁体５２の動作の精度を悪化させてしまうことになる。
さらに、上記の貫通孔５３ａ・５３ａの存在も、アーマチャ５３の吸引力の低下につながり、動作の精度を低下させることに関係している。
このようなアーマチャ５３の吸引力の問題については、ソレノイドコア５１やアーマチャ５３の大型化により対応することも可能であるが、電磁弁全体の大型化、重量増加といった新たな問題を形成してしまうことになる。
【０００５】
また、上記問題の解決を図る為、アーマチャ５３の上面に設けた突起部をソレノイドコア５１で受け止める構成とすると、アーマチャ５３がソレノイドコア５１の下面５１ａに衝突されることになり、ストッパ５７が不要となり、ソレノイドコア５１の内径を小さくすることが可能となる。しかしながら、アーマチャ５３は磁性材料で構成されていることもあり、この衝突によってアーマチャ５３が摩耗してしまい、弁体５２の動作の精度を悪化させてしまうことになる。
【０００６】
そこで、本発明は、アーマチャの摩耗が防止され、弁体の動作精度を長期間維持でき、さらに、装置の小型化を図ることができる新規な電磁弁の構成を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１に記載のごとく、ソレノイドコアとバルブシートの間の低圧燃料室内でアーマチャを移動させ、該アーマチャと一体的に構成される弁体にて噴射制御用の燃料の流通を制御し、燃料噴射を制御する構成のインジェクタの電磁弁であって、前記アーマチャには、該アーマチャと前記ソレノイドコアの間に配置され、アーマチャの吸引時に前記ソレノイドコアに当接されるストッパが設けられる構成とする。
【０００９】
また、請求項２に記載のごとく、前記ストッパは、コーティング層にて構成されることとする。
【００１０】
また、請求項３に記載のごとく、前記ストッパは、円環状に構成されることとする。
【００１１】
また、請求項４に記載のごとく、前記ストッパの複数箇所に、該ストッパの内周側の空間と外周側の空間とを連通させる溝部を設けた構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
即ち、請求項１に記載の発明では、アーマチャがソレノイドコアに直接衝突することがなく、アーマチャの摩耗を防止できる。このアーマチャの摩耗の防止により、弁体の耐久性を向上して動作精度を長期間維持できる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明では、機械加工を必要とすることなくストッパを構成でき、厚みの調節を機械加工に比べて容易に行うことができる。また、コーティング層の厚みによりエアギャップの寸法を設定することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明では、円環状に構成されたストッパが油室を形成し、弁体がソレノイド側に移動する場合に、この油室より流出する燃料の流動抵抗によりソレノイドコアに衝突する際の衝撃が緩和される、つまり、ダンパー効果を得ることができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明では、アーマチャとソレノイドコアとの間への燃料の流入を容易にし、スプリングの付勢力によって弁体を円滑に移動させることができる。また、燃料から受ける流動抵抗を低減し、吸引動作を円滑に行なわせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
尚、以下の説明においては、図１の紙面上側を上、下側を下として上下位置関係が定義されるものとする。
【実施例１】
【００１８】
図１に示すごとく、インジェクタ１は、インジェクタボディ２と、前記インジェクタボディ２の上部に付設され、コマンドピストン４の背圧を制御して燃料の噴射制御をする電磁弁３と、前記インジェクタボディ２の下部に付設され、内部に前記コマンドピストン４が摺動自在に設けられるコマンドピストンボディ５と、該コマンドピストンボディ５の下部に付設され、内部にニードル弁６が摺動自在に設けられるノズルボディ７とから構成されている。この構成で、図示せぬコモンレールから燃料供給路８へ供給された高圧燃料を、ノズルボディ７の先端に設けた噴口７ａ・７ａより噴射することとしている。
【００１９】
また、図１及び図２に示すごとく、前記電磁弁３において、オリフィスプレート１２及びバルブシート１３がバルブ押え部材１１にてインジェクタボディ２に一体化され、該バルブ押え１１にソレノイドコア１４を内装したキャップ１５が固定されている。
前記バルブシート１３には、軸形状の弁体２１が上下摺動自在に設けられている。該弁体２１は、ソレノイドコア１４のスプリング室１４ｓに内装されたスプリング１６の弾性力によって常時下方へ付勢されており、弁体シート面２１ａをバルブシート１３の弁座シート面１３ａに当着させることで、高圧油路１３ｂから低圧燃料室１８への燃料の流出を規制し、制御油路９を介して前記コマンドピストン４の背圧を確保するようにしている。そして、この背圧によってコマンドピストン４は下方に移動されてニードル弁６を下方へ押圧し、燃料の噴射が規制されるようになっている。
【００２０】
また、前記弁体２１の上部にはアーマチャ２２が固定されている。
該アーマチャ２２は、前記ソレノイドコア１４とバルブシート１３の間に形成される低圧燃料室１８内に上下移動自在に配置されている。
そして、ソレノイドコイル１７が通電されると、前記アーマチャ２２が弁体２１とともに上方へ移動され、弁体シート面２１ａが弁座シート面１３ａから離されて、高圧油路１３ｂ内の燃料が低圧燃料室１８へと流出される。これにより、制御油路９内の高圧燃料が、低圧燃料室１８へと流出し、前記コマンドピストン４の背圧が減少される。そして、前記ニードル弁６がノズル燃料室６ａに供給された高圧燃料によってリフトされ、燃料の噴射が行われる。
以上のように、ソレノイドコア１４とバルブシート１３の間の低圧燃料室１８内でアーマチャ２２を移動させ、該アーマチャ２２と一体的に構成される弁体２１にて噴射制御用の燃料の流通を制御し、燃料噴射を制御する構成となっている。
【００２１】
また、前記アーマチャ２２は、図２及び図３に示すごとく円盤状に構成されている。
そして、該アーマチャ２２には、アーマチャ２２とソレノイドコア１４の間に配置され、アーマチャ２２の吸引時に前記ソレノイドコア１４に当接されるストッパ２４が設けられている。
このストッパ２４の存在により、図４に示すごとく、アーマチャ２２の吸引時には、ストッパ２４の上面２４ｕがソレノイドコア１４の底面１４ａに当接するため、アーマチャ２２の上面２２ｕがソレノイドコア１４に直接衝突することがなく、アーマチャ２２の摩耗を防止できる。そして、このアーマチャ２２の摩耗の防止により、弁体２１の動作精度を長期間維持できる。
また、ストッパ２４の上面２４ｕがソレノイドコア１４の底面１４ａに当接するため、アーマチャ２２の上面２２ｕとソレノイドコア１４の底面１４ａとの間には、エアギャップ２５を確保することができる。このエアギャップ２５により、アーマチャ２２がソレノイドコア１４に密着されることがなく、スプリング１６の付勢力による弁体２１の下方への戻し動作が円滑に行なわれる。
また、図６の従来構成に示されるソレノイドコア５１側のストッパ５７が設けられないため、図２に示すごとく、スプリング室１４ｓの内径を小さくできる、つまりは、ソレノイドコア１４の体積を多く確保することができるようになる。これにより、良好な磁気特性を得ることができる。
また、この良好な磁気特性により、ソレノイドコア１４、アーマチャ２２の小型化、さらには、電磁弁３全体の小型化を図ることができる。そして、アーマチャ２２の小型化により、アーマチャ２２にかかる慣性力や燃料の抵抗を軽減できる。
【００２２】
また、図３に示すごとく、前記ストッパ２４は、円環状に構成されている。
この円環状の構成により、図４に示すごとく、アーマチャ２２がソレノイドコア１７に吸引される時には、ストッパ２４の内側面２４ｂ、アーマチャ２２の上面２２ｕ、ソレノイドコア１４の底面１４ａにて囲まれて形成される微小空間２８に、燃料が一時的に閉じ込められることになる。
そして、この微小空間２８に流入および流出する燃料の流動抵抗により、ストッパ２４がソレノイドコア１４に衝突する際の衝撃が緩和される、つまり、ダンパー効果を得ることができる。
【００２３】
また、図３及び図４に示すごとく、前記ストッパ２４の複数箇所に、該ストッパ２４の内周側の空間と外周側の空間を連通させる溝部２４ｃ・２４ｃを設けた構成としている。
この溝部２４ｃ・２４ｃの存在により、前記ストッパ２４によって閉じられた微小空間２８と、低圧燃料室１８との間の燃料の流通を可能としている。この溝部２４ｃにより微小空間２８に流入および流出する燃料の挙動を調節して、ソレノイドコア１４に吸引される際の緩衝特性を調節できる。そして、アーマチャ２２とソレノイドコア１４間に燃料を流入しやすくし、弁体２１の下方への戻し動作の応答性を向上できる。
【００２４】
以上の構成により、ソレノイドコイル１７の通電が行われ、アーマチャ２２が吸引される際には、この溝部２４ｃ・２４ｃからアーマチャ２２の上方に存在する燃料を溢流させることができ、燃料から受ける流動抵抗を低減し、吸引動作を円滑に行わせることができる。
また、ソレノイドコイル１７への通電が解除され、前記スプリング１６によって弁体２１が下方へ移動する際には、低圧燃料室１８から前記微小空間２８への燃料の流入が許容されることになり、弁体２１を円滑に下方へ移動させることができる。仮に、溝部２４ｃ・２４ｃを設けない場合には、アーマチャ２２が微小空間２８に閉じ込められた燃料を介してソレノイドコア１４に密着され、弁体２１の戻し動作の応答性が低下する可能性がある。このため、溝部２４ｃ・２４ｃを設けることにより、燃料噴射制御の精度が維持されるようにしている。
尚、上記の溝部２４ｃ・２４ｃの個数や、幅については、特に限定されるものではなく、弁体２１に要求される速度や、弁体２１やアーマチャ２２の大きさに応じて適宜設定される。
【実施例２】
【００２５】
本実施例２では、図５に示すごとく、前記アーマチャ２２のソレノイドコア１４と対向する表面（上面２２ｕ）に、窒化クロム（ＣｒＮ）等の耐摩耗性のコーティング層２９を形成し、該コーティング層２９にてストッパを構成するものとしている。
この耐摩耗性のコーティング層２９によれば、磁性材料で構成されるアーマチャ２２の上面２２ｕの摩耗を防止することができ、弁体２１の動作精度を長期間維持できる。
【００２６】
また、実施例２の構成によれば、機械加工を必要とすることなくストッパを構成でき、また、その厚みによりエアギャップの寸法を設定することができる。
また、その寸法設定を高精度で実現することができ、エアギャップを必要最小限に抑えることが可能となることから、良好な磁気特性を得ることができる。
また、この良好な磁気特性により、ソレノイドコア１４、アーマチャ２２の小型化、さらには、電磁弁３全体の小型化を図ることができる。
尚、本実施例２においても、溝部２９ｃ・２９ｃを設けることにより、実施例１の場合と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明にかかる電磁弁を備えたインジェクタの構成について示す図。
【図２】同じく電磁弁の構成について示す図。
【図３】実施例１のアーマチャの構成について示す図。
【図４】同じくアーマチャが吸引された状態について示す図。
【図５】実施例２のアーマチャの構成について示す図。
【図６】従来の電磁弁の構成について示す図。
【図７】従来の電磁弁のストッパの構成について示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１    インジェクタ
３    電磁弁
１３  バルブシート
１４  ソレノイドコア
１６  スプリング
１８  低圧燃料室
２１  弁体
２２  アーマチャ
２４  ストッパ
【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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【図６】
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【図７】
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