(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の開閉着座音を低減し、着座面の高い耐磨耗性を得る。【解決手段】内燃機関の燃料噴射弁のアンカー（弁体上部部材）３１の上端面にゴム層５１を被膜し、該ゴム層５１の表面をフレキシブル性を有したＤＣＬ（ダイアモンド・ライク・カーボン）層５２で被膜する。これにより、開弁時に電磁コイルの筒状のコア部材４の下端面との着座時に発生する音が低減し、高い耐磨耗性を得られ、ゴム層の膨潤を防止できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体の弁開閉時における着座面にゴム層を被膜し、該ゴム層の表面をフレキシブル性を有したＤＬＣ（ダイアモンド・ライク・カーボン）層で被膜したことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
弁体の閉弁時における弁座部材との着座面に前記ゴム層及びＤＬＣ層を被膜したことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等の燃料噴射弁に関し、特に、弁体開閉時の衝突を緩和して外部への放射音を低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関等の燃料噴射弁では、リターンスプリングに付勢されて弁座に着座する弁体を電磁アクチュエータによりリフトして開弁するものが一般的である（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特表２００２−５３４６３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる燃料噴射弁では、弁体の開閉時の衝突音、具体的には閉弁時の弁座への衝突音及び開弁時の弁体（またはその連結体）のストッパへの衝突音を生じ、該衝突音さらには衝突による振動が、構成部材を伝播し、ケーシングを覆ってモールドされた硬質樹脂から放射され騒音源となっている。
【０００５】
また、閉弁時に金属製の弁体と弁座とが直接接触するので、シール性を確保するのが難しい。
そこで、弁体にゴム層を成形焼付け等によって被膜することも一般的に行われている。しかし、燃料噴射弁の弁体リフト量は、一般的に１００ミクロン前後であるが、ゴム層が厚い場合、ゴムが燃料によって膨潤し、弁体リフトが変化して燃料噴射量が変化してしまう。また、ゴム層を薄くすると、閉弁時の弁座との摩擦によって摩耗して直ぐに破損してしまう。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、弁体の開閉時の衝突を緩和して外部への放射音を効果的に低減でき、かつ、弁体リフト量を一定に維持して燃料噴射量を変化させず、かかる機能を衝突面の耐摩耗性によって長期的に確保できる燃料噴射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】
このため本発明は、内燃機関等の燃料噴射弁において、弁体の弁開閉時における着座面にゴム層を被膜し、該ゴム層の表面をフレキシブル性を有したＤＬＣ（ダイアモンド・ライク・カーボン）層で被膜した構成とする。
【０００８】
かかる構成とすれば、ゴム層により弁体着座時の衝突が緩和されて衝突音を低減できると共に、ＤＬＣ層は摩擦係数が小さく耐摩耗性を有しているので着座面の摩耗が抑制され、その結果、内側のゴム層を薄くできるので弁体リフト量を一定に維持して燃料噴射量を変化させず、かつ、ゴム層と燃料との接触を防止してゴム層の膨潤も防止できる。
【０００９】
また、弁体の閉弁時における弁座部材との着座面に前記ゴム層及びＤＬＣ層を被膜した構成とすることにより、ＤＬＣ層表面のフレキシブル性を有した滑らかさとゴム層の弾性とにより良好な閉弁シール機能が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、第１の実施形態に係る内燃機関（ガソリンエンジン）の燃料噴射弁に用いた例を示す。
【００１１】
磁性体（金属）で形成された筒状のケーシング１の外側に、電磁コイル２が固定され、ケーシング１の内側には、筒状のアンカー３１とボール３２とを溶接して一体化した弁体３が軸方向に摺動自由に嵌挿される。前記アンカー３１の下部周壁には、燃料通し孔３１ａが開口されている。ボール３２は、周側に複数の平面３２ａが切削されている。
【００１２】
前記弁体３（アンカー３１）の上方（図示状態の位置関係で説明する。以下同様）に所定のクリアランスを持たせて、筒状のコア部材４がケーシング１の内壁に固定されている。該コア部材４内には筒状のスプリングストッパ５が嵌挿して固定され、該スプリングストッパ５の下端と前記アンカー３１の段付部との間にリターンスプリング６が圧縮状態で嵌挿され、前記電磁コイル２の非通電時は、前記リターンスプリング６の弾性圧縮力によって弁体３が前記弁座部材７に着座して閉弁している。
【００１３】
前記ケーシング１の下端部内側には、弁体３のボール３２を着座し、中心部に噴口を開口した弁座部材７が溶接結合され、該弁座部材７の下端には、複数のノズル孔８ａ（図３参照）を開口したノズルプレート８が溶接結合されている。
【００１４】
前記ケーシング１の下端部外側には、キャップ部材９が固定され、前記電磁コイル２の外側を覆うコイルカバー１０の下端部がケーシング１に溶接結合されている。
【００１５】
前記ケーシング１の上端部には、燃料フィルタ１１が嵌挿して固定されている。
前記コイルカバー１０の上端部から前記ケーシング１の上端部に至る部分と前記電磁コイル２のリード２ａの端部を除く部分が、樹脂で射出成形によってモールドされて樹脂ケーシング１２が形成され、該樹脂ケーシング１２の上端面と前記金属製のケーシング１の上端フランジ面との間にシール部材１３が嵌挿されている。
【００１６】
前記樹脂ケーシング１２は、前記電磁コイル２のリード２ａの端部周囲を囲んでコネクタ部１２ａを形成している。
かかる基本的な構成を有した燃料噴射弁において、本発明では、弁体の開閉時における着座面に以下のような緩衝機構を設ける。
【００１７】
図２は、図１のＡ部を拡大して示す。
弁体３の上部を構成するアンカー３１の上端面、すなわち、コア部材４の下端面との着座面にゴム層５１を被膜し、該ゴム層５１の表面を、フレキシブル性を有したＤＬＣ層（以下フレキシブル性ＤＬＣ層という）５２で被膜する。
【００１８】
かかる構成とすれば、開弁時において、アンカー３１がコア部材４の下端面に着座する時の衝突がゴム層５１により緩和されて衝突音ひいては樹脂ケーシング１２から外部への放射騒音を低減できる。
【００１９】
また、前記フレキシブル性ＤＬＣ層は摩擦係数が小さく耐摩耗性を有しているので着座面の摩耗が抑制され、その結果、内側のゴム層を薄くできるので弁体３のリフト量を一定に維持して燃料噴射量を変化させずに済む。
【００２０】
図４は、前記フレキシブル性ＤＬＣ層をコーティングしたＰＴＦＥ基板のコーティングしたものを、所定の条件（ＰＴＦＥ基板にＳＵＪ２製のボール基材を所定圧力を加えて所定速度で所定距離滑らせる）で摩耗試験した結果を、非コーティング材と比較して示したものである。
【００２１】
さらに、ゴム層５１と燃料との接触を防止してゴム層５１の膨潤も防止できるので、耐久性を確保しながら、上記緩衝機能を長期に維持できる。
なお、前記フレキシブル性ＤＬＣ層を、ゴム層の弾性変形時にゴム層と一体に柔軟に変形できる。因みに、在来のＤＬＣ層では、フレキシブル性に乏しくゴム層が弾性変形すると割れを生じて耐久性を有しない。
【００２２】
また、前記ゴム層は、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムなどのいずれかで形成することができる。
図５は、各種ゴム材に前記フレキシブル性ＤＬＣ層をコーティング処理したものと未処理のものとの摩擦係数を比較して示す。図示のように、これらゴム材単独では摩擦係数が大きくともフレキシブル性ＤＬＣで表面をコーティングすることで摩擦係数を著しく低下させることができ、高い耐摩耗性を得ることができることが明らかである。
【００２３】
図３は、図１のＢ部を拡大して示す。
すなわち、弁体３を構成するボール３２の表面、少なくとも弁座部材７との着座面を含む部分を、ゴム層６１で被膜し、該ゴム層６１の表面を、フレキシブル性ＤＬＣ層６２で被膜する。
【００２４】
これにより、閉弁時において、ボール３２が弁座部材７に着座する時の衝突がゴム層６１により緩和されて衝突音ひいては外部への放射騒音を低減できる。また、フレキシブル性ＤＬＣ層６２により弁体リフト量を一定に維持して燃料噴射量を変化させず、ゴム層６１の膨潤を防止して、耐久性を確保しながら、上記緩衝機能を長期に維持できることも同様である。
【００２５】
また、フレキシブル性ＤＬＣ層６２のフレキシブル性を有した滑らかさとゴム層６１の弾性とにより、良好な閉弁シール機能が得られる。
なお、本実施形態では弁体の開弁時における着座面と閉弁時における着座面との両方にゴム層とフレキシブル性ＤＬＣ層を施したので、開弁時と閉弁時との着座音を低減でき騒音低減効果が大きいが、簡易的に一方のみにゴム層とフレキシブル性ＤＬＣ層を施す構成でもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、弁体の開閉時における着座面として弁体側の着座面にゴム層とフレキシブル性ＤＬＣ層を施したが、弁体が着座する相手側の着座面、具体的には、コア部材４の下端面あるいは弁座部材７の着座面にゴム層とフレキシブル性ＤＬＣ層を施す構成としてもよい。
【００２７】
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、前記弁体の、開弁時に電磁コイルにより磁化される筒状のコア部材端面に突き当たる円筒部端面に、前記ゴム層とＤＬＣ層で被膜したことを特徴とする。
【００２８】
かかる構成により、弁リフト量したがって燃料噴射量を変化させることなく、かつ、着座面の摩耗も抑制しつつ開弁時の着座音を低減できる。
（ロ）請求項１〜請求項３、上記（イ）のいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、前記ゴム層は、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムのいずれかで形成されることを特徴とする。
【００２９】
これにより、前記ゴム層は、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムのいずれかで形成することができ、これらゴム層単独では摩擦係数が大きくともフレキシブル性を有したＤＬＣで表面を被膜することで摩擦係数を著しく低下させることができ、高い耐摩耗性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る内燃機関の燃料噴射弁の構成を示す断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】図１のＢ部拡大図。
【図４】フレキシブル性ＤＬＣの摩耗特性試験結果を示す図。
【図５】フレキシブル性ＤＬＣを各種ゴム材にコーティングしたものの摩擦係数を示す図。
【符号の説明】
２…電磁コイル    ３…弁体    ４…コア部材    ６…リターンスプリング
７…弁座部材    ３１…アンカー    ３２…ボール    ５１，６１…ゴム層
５２，６２…フレキシブルＤＬＣ層
【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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