(57)【要約】【課題】燃料噴射弁において、弁閉時における燃料の漏出を確実に防止しつつ製造時間の短縮を図る。【解決手段】燃料噴射弁１０を構成する弁座部材１６の凹部５２が、基端側に向かって徐々に縮径する略円錐状に形成され、該凹部５２にはインジェクタプレート５６が挿入され全周溶接によって固定される。このインジェクタプレート５６は略円錐状に形成され、その頂部には、弁座部材１６の弁孔５０に臨む連通部５８が形成され、該連通部５８には、円錐面６０に沿って放射状に延在する複数の流路６２が接続されると共に、前記流路６２の端部は前記インジェクタプレート５６の外縁部近傍において軸方向に貫通した噴孔６４と接続されている。【選択図】図２
2018087518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座及び該弁座の中心を貫通する弁孔を有した弁座部材と、前記弁座に対して着座・離間することで前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁座部材の端部に装着され燃料を噴射する噴孔を有したプレート部材とを有する燃料噴射弁において、
前記プレート部材は円錐状に形成され、その頂部に形成され前記弁孔と連通する連通部と、
前記連通部から円錐面に沿って延在し前記噴孔に接続される流路と、
を備え、
前記プレート部材において前記流路及び前記噴孔よりも外周側である外縁部近傍が前記弁座部材に対して全周溶接で固定されることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記プレート部材は、前記弁座部材の先端に形成され円錐状に窪んだ凹部に挿入されることを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルへの通電作用下に移動する弁体を有し、該弁体を開弁させることで内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ソレノイド部の励磁作用下に弁開状態とし、供給された燃料を内燃機関へと噴射する燃料噴射弁が知られている。このような燃料噴射弁は、例えば、特許文献１に開示されるように、筒状のノズルホルダの先端に対して噴孔形状部材が拡散接合やプラズマ接合等によって固定され、その周面に形成された噴孔形成溝を通じて前記ノズルホルダに供給された燃料が開口部まで流れて外部へと噴射される。
【０００３】
また、特許文献２に開示された燃料噴射弁では、筒状のバルブボディの先端に円環状のバルブシートが装着され、その中央には円錐状のスプレーチップが装着される。このスプレーチップの周面に沿って溝が形成され、バルブボディ内の燃料が溝を通じて先端から外部へと噴射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７４３９８号公報
【特許文献２】特許第３９０７６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の燃料噴射弁では、ノズルホルダの内周接合面に対して噴孔形状部材の周面を接触させ加熱することで、その接合面を拡散接合によって固定したりプラズマ接合等によって固定している。しかしながら、この内周接合面は、弁体となるニードルが着座する弁座に近接しているため、前記ノズルホルダと前記噴孔形状部材とを固定する際に生じる熱によって前記弁座に歪みが生じてしまい、弁閉時において弁体と弁座との間に生じた隙間から燃料が漏出してしまうことが懸念される。
【０００６】
一方、特許文献２の燃料噴射弁では、スプレーチップをバルブシートの円錐状内面部に挿入した状態で、前記スプレーチップの下面側からレーザ溶接によって前記バルブシートへと固定する構成としているが、その周面は複数の溝が所定間隔離間し、且つ、下面側まで延在しているため、前記スプレーチップの周方向に沿って全周溶接することが難しく、溝の形成されていない部位を選択的に溶接することとなるため、該全周溶接の場合と比較して溶接作業に要する時間が増加し、それに伴って製造時間が増加してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、弁閉時における燃料の漏出を確実に防止しつつ製造時間の短縮を図ることが可能な燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、弁座及び弁座の中心を貫通する弁孔を有した弁座部材と、弁座に対して着座・離間することで弁孔を開閉する弁体と、弁座部材の端部に装着され燃料を噴射する噴孔を有したプレート部材とを有する燃料噴射弁において、
プレート部材は円錐状に形成され、その頂部に形成され弁孔と連通する連通部と、
連通部から円錐面に沿って延在し噴孔に接続される流路と、
を備え、
プレート部材において流路及び噴孔よりも外周側である外縁部近傍が弁座部材に対して全周溶接で固定されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、燃料噴射弁には、円錐状に形成され、その頂部に形成され弁孔と連通する連通部と、連通部から円錐面に沿って延在し噴孔に接続される流路とを有したプレート部材が設けられ、このプレート部材において流路及び噴孔よりも外周側である外縁部近傍が、弁座部材に対して全周溶接されることで固定される。
【００１０】
従って、プレート部材を弁座部材に対して全周溶接することで、部分的に溶接している従来の燃料噴射弁と比較して製造時間の短縮化を図ることができる。また、弁座部材におけるプレート部材の溶接箇所（外縁部）と弁体の着座する弁座とが離間しているため、溶接による熱影響が弁座へと及ぶことがなく、弁座の歪み等が生じることが回避される。その結果、弁閉時において弁体を弁座へと確実に着座させ燃料の漏出を防止することができる。
【００１１】
さらに、プレート部材を、弁座部材の先端に形成され円錐状に窪んだ凹部に挿入するとよい。これにより、プレート部材を凹部に対して挿入するだけで容易且つ確実にプレート部材を弁座部材に対して同軸状に位置決めすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１３】
すなわち、円錐状に形成され、その頂部に形成され弁孔と連通する連通部と、連通部から円錐面に沿って延在し噴孔に接続される流路とを有したプレート部材を備え、このプレート部材において流路及び噴孔よりも外周側である外縁部近傍が、弁座及び弁孔を有した弁座部材に対して全周溶接されることで固定される。これにより、プレート部材を部分的に溶接している従来の燃料噴射弁と比較して一度に全周溶接することで製造時間の短縮化を図ることができると共に、プレート部材の溶接される外縁部と弁体の着座する弁座とが離間しているため、溶接による熱影響が弁座へと及ぶことがなく、該弁座の歪みを回避できるため、弁閉時において弁体を弁座へと確実に着座させ燃料の漏出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁の全体断面図である。
【図２】図１の燃料噴射弁における弁座部材の先端近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図１の燃料噴射弁を構成するインジェクタプレートの正面図である。
【図４】図４Ａは、インジェクタプレートが弁座部材に装着される前の状態を示す弁座部材の先端近傍を示す拡大断面図であり、図４Ｂは、図４Ａの前記インジェクタプレートが前記弁座部材に対して全周溶接され固定された状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る燃料噴射弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁を示す。
【００１６】
この燃料噴射弁１０は、図１に示されるように、軸方向に沿って円筒状に形成されたボディ１２と、該ボディ１２の先端に設けられるバルブハウジング１４と、前記バルブハウジング１４の先端に設けられる弁座部材１６と、前記弁座部材１６の弁座１８に着座する弁体２０と、前記ボディ１２及び前記バルブハウジング１４の外周側を覆う樹脂モールド部２２とを含む。
【００１７】
なお、以下、燃料噴射弁１０におけるボディ１２側を基端側（矢印Ａ方向）とし、弁座部材１６側を先端側（矢印Ｂ方向）として説明する。
【００１８】
ボディ１２は、例えば、磁性材料から形成され、その基端側（矢印Ａ方向）には燃料の供給される供給ポート２４が開口し、該供給ポート２４には燃料中に含まれる不純物等を除去するためのフィルタ部材２６が装着される。このフィルタ部材２６は、その基端が前記ボディ１２の基端に対して係合され、網目状のフィルタ２８の装着された円筒部位が供給ポート２４の内部に挿入されている。
【００１９】
また、ボディ１２の先端側（矢印Ｂ方向）には固定コア部３０が形成され、その内部には軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った貫通孔３２が形成される。この貫通孔３２は、供給ポート２４と連通し先端まで貫通すると共に、その内部には円筒状のリテーナ３４が設けられる。また、貫通孔３２の内部にはリテーナ３４の先端に当接するようにスプリング３６が収納される。
【００２０】
バルブハウジング１４は、例えば、磁性材料から円筒状に形成され、その内部に可動コア３８が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って移動自在に設けられると共に、基端側（矢印Ａ方向）には同じく円筒状に形成されたスペーサ４０が溶接等によって同軸となるように連結される。
【００２１】
このスペーサ４０は、例えば、非磁性材料から形成され、ボディ１２における固定コア部３０の外周面に形成された段付部４２に挿入されることでバルブハウジング１４と共に連結される。なお、バルブハウジング１４及びスペーサ４０の外周径はボディ１２の外周径と同一となるように形成されている。
【００２２】
一方、バルブハウジング１４の先端には、その内部に弁座部材１６の基端側が挿入され固定される。
【００２３】
可動コア３８は、例えば、磁性材料から形成され、基端側（矢印Ａ方向）に形成されバルブハウジング１４に摺接する大径部４４と、該大径部４４の先端側に形成された小径部４６とを有し、その内部には前記大径部４４の基端側に開口した連通孔４８が形成される。
【００２４】
この連通孔４８は、可動コア３８の基端から先端側（矢印Ｂ方向）に向かって延在し、小径部４６において径方向外側に向かって延在して外周面に開口している。そして、連通孔４８の基端には、ボディ１２の貫通孔３２に収納されたスプリング３６の一端部が係合されることで、該スプリング３６の弾発力が可動コア３８に対して付勢されボディ１２から離間する方向（矢印Ｂ方向）へと押圧する。
【００２５】
また、小径部４６の先端は、大径部４４側（矢印Ａ方向）に向かって略円錐状に窪み、後述する弁体２０が溶接等によって連結される。
【００２６】
そして、可動コア３８は、スプリング３６の弾発力が先端側（矢印Ｂ方向）に向かって付勢された状態で、その基端が固定コア部３０の先端との間に所定間隔を有した状態で配置される。
【００２７】
弁座部材１６は、図１及び図２に示されるように、燃料噴射弁１０において最も先端側（矢印Ｂ方向）に設けられ、その先端中央には弁孔５０が形成されると共に、該弁孔５０よりさらに先端側には基端側（矢印Ａ方向）に向かって窪んだ凹部５２が形成される。この凹部５２は、弁孔５０側に向かって徐々に縮径する略円錐状に形成されテーパ面５４を有し、その内部には後述するインジェクタプレート（プレート部材）５６が収納され全周溶接Ｗ（図４Ｂ参照、例えば、レーザ溶接）によって固定される。
【００２８】
インジェクタプレート５６は、図１〜図３に示されるように、略円錐状に形成され、その頂部には円形で平坦状の連通部５８が形成されると共に、該連通部５８から円錐面６０に沿って径方向外側へと放射状に複数の流路６２が形成される。
【００２９】
この流路６２は、図３に示されるように、連通部５８と接続される一端部が該連通孔４８の直径と略同一幅で形成され、該円錐面６０の外縁部側となる他端部に向かって徐々に幅寸法が小さくなるように形成される。
【００３０】
また、流路６２の他端部には、インジェクタプレート５６の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って前記流路６２の他端部から端面５６ａまで貫通している噴孔６４が形成されている。
【００３１】
そして、インジェクタプレート５６は凹部５２へと挿入された際、その連通部５８が弁孔５０に臨み、円錐面６０が凹部５２のテーパ面５４に当接することで複数の流路６２が覆われると共に、端面５６ａが弁座部材１６の先端と略同一平面となるように装着される。
【００３２】
一方、弁座部材１６の内部には、図１及び図２に示されるように、弁孔５０に連なるように先端側（矢印Ｂ方向）に向かって縮径する円錐状の弁座１８が形成されると共に、前記弁座１８から基端側（矢印Ａ方向）に向かってガイド孔６６が形成される。このガイド孔６６は、図１に示されるように、略同一直径で基端側に開口し、前記ガイド孔６６及び弁座１８の内部には、後述する弁体２０が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って移動自在に収納される。
【００３３】
また、ガイド孔６６の基端側には、該ガイド孔６６に対して徐々に拡径した後、略同一直径で延在する燃料集合室６８が形成される。この燃料集合室６８には、可動コア３８の小径部４６が収容され、バルブハウジング１４の内部と連通すると共に可動コア３８の連通孔４８とも連通している。
【００３４】
弁体２０は、例えば、金属製材料からなる球体であり、可動コア３８における小径部４６の先端に対して連結されると共に、その外周面にはガイド孔６６において燃料を流通可能とする複数の平坦部７０が形成される。この平坦部７０は、弁体２０の周方向に沿って互いに等間隔離間するように設けられ、弁体２０が可動コア３８の軸方向に沿った移動に伴って一体的に移動し開弁した際、ガイド孔６６と平坦部７０との間に燃料が流れる。
【００３５】
樹脂モールド部２２は、例えば、樹脂製材料から形成され、ボディ１２及びバルブハウジング１４の外周側を覆う本体部７２と、該本体部７２の側方から突出し接続端子７４の収納されるカプラ部７６とからなり、前記本体部７２の内部にはコイルハウジング７８が設けられると共に、該コイルハウジング７８のさらに内側にはコイル組立体８０が設けられる。
【００３６】
このコイル組立体８０は、通電作用下に励磁するソレノイド部として機能し、固定コア部３０及びスペーサ４０の外周面に当接するボビン８２と、該ボビン８２の外周側に巻回されるコイル８４とからなり、その外周側がコイルハウジング７８によって囲繞され、該コイルハウジング７８の先端がバルブハウジング１４の外周面に対して固定される。
【００３７】
また、本体部７２の基端には、ボディ１２の外周側となるように環状のОリング８６が設けられ、前記ボディ１２の基端に図示しない燃料供給配管が接続される際、前記Оリング８６が前記燃料供給配管の内周面に当接することで燃料の漏出が防止される。
【００３８】
カプラ部７６は、例えば、断面長方形状に形成され本体部７２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に対して所定角度だけ傾斜するように斜め上方に向かって突出し、その開口した端部には接続端子７４の一端部が露出するように設けられる。この接続端子７４は、他端部側がカプラ部７６の内部へと延在してコイル８４と電気的に接続されている。
【００３９】
そして、カプラ部７６には、図示しないコネクタが接続されることで図示しないコントローラからの制御信号が接続端子７４へと入力されコイル８４が通電される。
【００４０】
本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に弁座部材１６に対してインジェクタプレート５６を装着する場合について図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら説明する。
【００４１】
先ず、図４Ａに示されるように、インジェクタプレート５６と弁座部材１６とを同軸状にして凹部５２内へと挿入することで、図４Ｂに示されるように、円錐面６０がテーパ面５４へと当接し連通部５８が弁孔５０に臨み、且つ、端面５６ａが弁座部材１６の先端と略同一面となった状態で収納される。
【００４２】
次に、図４Ｂに示されるように、インジェクタプレート５６における端面５６ａの外縁部に対してレーザ溶接によって全周溶接Ｗを行うことで、前記外縁部と弁座部材１６の先端とが溶接され固定される。これにより、インジェクタプレート５６が凹部５２に収納された状態で弁座部材１６に対して強固に固定される。
【００４３】
この際、図示しないレーザ溶接機に対してインジェクタプレート５６の収納された弁座部材１６を回転させることで容易且つ効率的に全周溶接Ｗがなされる。
【００４４】
また、レーザ溶接時に生じる熱は、弁座部材１６の先端における外縁部近傍に生じ、弁体２０の着座する弁座１８とは径方向にも軸方向にも離れているため影響が生じることが回避される。そのため、溶接による熱影響によって弁座１８に歪み等が生じることがない。
【００４５】
次に、上述したようにインジェクタプレート５６が弁座部材１６へと固定された燃料噴射弁１０の動作について図１及び図２を参照しながら説明する。
【００４６】
先ず、図示しないコントローラからの制御信号がカプラ部７６の接続端子７４へと入力されることで、コイル８４が通電して励磁して磁束が生じる。この磁束は、固定コア部３０、コイルハウジング７８、バルブハウジング１４及び可動コア３８を回るように流れ、発生する磁力によって可動コア３８が弁体２０と共に固定コア部３０側（矢印Ａ方向）へと吸引され、それに伴って、弁座１８が開放される。
【００４７】
そして、このように弁座１８が開放されることで、ボディ１２の供給ポート２４から貫通孔３２を通じて可動コア３８の連通孔４８へと流れ、弁座部材１６の燃料集合室６８まで到達していた燃料が、弁体２０の平坦部７０とガイド孔６６との間から弁座１８を通過して弁孔５０へと流れる。この燃料は、弁孔５０からインジェクタプレート５６の連通部５８へ流れた後に、複数の流路６２を通じて放射状に流れて噴孔６４へと供給され、該噴孔６４を通じて先端側（矢印Ｂ方向）へと噴射される。
【００４８】
一方、コイル８４への通電を停止することで可動コア３８に対する固定コア部３０側（矢印Ａ方向）への吸引力が滅勢され、スプリング３６の弾発力によって前記可動コア３８が固定コア部３０から離間する方向（矢印Ｂ方向）に押圧され弁体２０が弁座１８へと着座することで燃料の弁孔５０への流通が遮断され噴射が停止する。
【００４９】
以上のように、本実施の形態では、燃料噴射弁１０を構成する弁座部材１６において、先端の凹部５２に略円錐状のインジェクタプレート５６を設け、その頂部に弁孔５０と連通する連通部５８を形成すると共に、前記連通部５８から円錐面６０に沿って放射状に延在する複数の流路６２を形成し、その端部にインジェクタプレート５６の端面５６ａまで貫通する複数の噴孔６４を設けている。これにより、インジェクタプレート５６を凹部５２へと挿入し、その外縁部近傍を全周溶接して固定する際、弁体２０の着座する弁座部材１６の弁座１８が溶接箇所と径方向及び軸方向に離間しているため、溶接による熱影響が弁座１８へと及ぶことがなく、該弁座１８の歪み等が生じることが回避される。そのため、弁閉時に弁体２０を弁座１８へと確実に着座させることができ燃料の漏出を確実に防止することができる。
【００５０】
また、インジェクタプレート５６を弁座部材１６に対して全周溶接できるため、部分的に溶接している従来の燃料噴射弁と比較し、製造時間の短縮を図ることができると共に接合強度を高めることが可能となる。
【００５１】
さらに、インジェクタプレート５６を略円錐状に形成し、該インジェクタプレート５６の挿入される弁座部材１６の凹部５２も略円錐状に窪ませることで、前記インジェクタプレート５６を前記凹部５２へと挿入するだけで容易且つ確実に前記インジェクタプレート５６を同軸状に位置決めすることができる。
【００５２】
なお、本発明に係る燃料噴射弁は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５３】
１０…燃料噴射弁                    １２…ボディ
１４…バルブハウジング              １６…弁座部材
１８…弁座                          ２０…弁体
５２…凹部                          ５６…インジェクタプレート
５８…連通部                        ６２…流路
６４…噴孔
【図１】
2018087518.tif 000003
【図２】
2018087518.tif 000004
【図３】
2018087518.tif 000005
【図４】
2018087518.tif 000006