(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射口が弁体により開閉され、弁体を固定した中空の可動体の後端にアーマチュアが形成され、コアがソレノイドコイルにより取り囲まれ、コアの前方に管状のバルブハウジングが配設され、コアとバルブハウジングとが薄肉部を介して接続され、薄肉部の壁厚がコア及びバルブハウジングの後半部の壁厚よりも小さく、コアと薄肉部とバルブハウジングが一体に形成された電磁式燃料噴射弁において、薄肉部の外周とコアの外周が同一であり、薄肉部の壁厚は十分な機械的強度を有する大きさであり、薄肉部外周面並びに前記薄肉部外周面と接続するコア下端部より後方のコア外周面を露出させて浸炭処理を行うことにより、薄肉部が高硬度非磁性部に改質され、かつコア下端部が硬化された磁性部に変化されてい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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用エンジン等に使用される電磁式燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図2(a)には、電磁式燃料噴射弁の第１従来例（特開平11−200979号公報参照）が示されている。電磁式燃料噴射弁の前端部（図２(a)では下端部）には強磁性で円管状のバルブハウジング１があり、バルブハウジング１の後端部（図２(a)では上端部）内にはリング状で非磁性の中間部材２の前半部が圧入後溶接されている。中間部材２の後半部内には強磁性で中空軸状のコア３の前端部が圧入後溶接され、コア３の軸方向の略中央部には半径方向外方に突出するフランジ３Ａが形成されている。中間部材２とコア３との接続部分の外周には合成樹脂製のボビン４が樹脂成形され、ボビン４にはソレノイドコイル６が巻回されている。ボビン４の後端部にはターミナル取付部４Ａが形成され、ターミナル取付部４Ａにはターミナル５の接続端部５Ａが接続されている。
【０００３】
ソレノイドコイル６の外周部は、強磁性の外側磁路形成部材７の延長片７Ａによって部分的に取り囲まれている。外側磁路形成部材７は、上端板部の中心部に取付孔８が形成され、上端板部から前方に向けて延長された断面円弧状の２個一対の延長片７Ａが形成された部材である。外側磁路形成部材７の取付孔８はコア３のフランジ３Ａの後面に隣接して嵌合され、外側磁路形成部材７の延長片７Ａの前端部がバルブハウジング１に溶接により固定されている。バルブハウジング１の後半部からコア３の後端部に至る部分の外周には、樹脂モールド成形部12が形成され、樹脂モールド成形部12には同時に成形したコネクタ９が含まれている。
【０００４】
バルブハウジング１の後部と中間部材２との前半部分の内側に、可動体20の後端部のアーマチュア22が擢動可能に嵌合されている。可動体20は中空体であり、アーマチュア22の前側に小径筒部20Ａが隣接して形成され、小径筒部20Ａの先端に球弁（弁体）23が固定されている。小径筒部20Ａの前端部側壁に横穴20Ｂが形成され、可動体20の中空部と横穴20Ｂとにより燃料通路24が形成されている。バルブハウジング１の前端部には有底円筒状のバルブシート13が挿入されて固定され、バルブシート13の前端壁に噴射口15が形成されている。バルブシート13の前端面にオリフィスプレート14が溶接され、オリフィスプレート14の中心部に複数の噴射孔14Ａが形成されている。球弁23とバルブシート13とにより噴射弁が構成されており、可動体20の軸方向移動により、噴射弁が開閉される。
【０００５】
アーマチュア22の内面に段付面25が形成され、またコア３内にアジャスタ17が圧入され、アジャスタ17の前端部とアーマチュア22の段付面25との間にバルブスプリング16が装着されている。バルブスプリング16により可動体20は閉弁方向に付勢されている。コア３の後端開口からバルブシート13の噴射口15までの間の内部空間により、一連の燃料通路18（燃料通路24を含む）が形成されている。コア３の後端部にはストレーナ19が嵌合され、樹脂モールドされたコア３の後端部の外周面の環状溝10にＯリング11が嵌着されている。
【０００６】
次に第１従来例の作用について説明する。加圧された燃料は、ストレーナ19によってろ過された後、燃料通路18を通ってバルブシート13の内部に供給される。ターミナル５、接続端部５Ａを通して電気信号が入力され、ソレノイドコイル６への通電が開始されると、ソレノイドコイル６の周囲に磁束が発生し、その磁束がソレノイドコイル６の周囲を取り囲む磁気回路に流れる。この磁気回路は外側磁路形成部材７、コア３、アーマチュア22、バルブハウジング１で構成され、中間部材２がコア３とバルブハウジング１との間の磁束の短絡を防ぐ役割を果たしている。磁気回路に磁束が流れると、コア３とアーマチュア22との間に磁気吸引力が発生し、アーマチュア22がコア３側に吸引されて、球弁23が噴射口15を開放する。これによって、燃料が噴射口15から噴射され、噴射された燃料はオリフィスプレート14の噴射孔14Ａを通って噴出される。そして、ソレノイドコイル６への通電が遮断され、アーマチュア22に作用していた吸引力が解除されると、バルブスプリング16の付勢力によって可動体20・球弁23が前進し、球弁23が噴射口15を閉じ、噴射口15からの噴射が停止される。
【０００７】
電磁式燃料噴射弁では、球弁を作動させるため、中央のパイプ部に非磁性部を設ける必要がある。第１従来例では、強磁性のコア３と非磁性の中間部材２と強磁性のバルブハウジング１とを溶接して、部材の固定と燃料の漏洩防止を図っている。しかし、溶接には相当な労力とコストを要し、また溶接により熱変形が発生する危険がある。そこで、溶接による欠点を防ぐために、第２従来例（特表平
11−500509号公報参照）が考えられた。
【０００８】
図２(b)に第２従来例の要部が示されている。第２従来例では、中央のパイプ部が１本のパイプ27により構成されており、パイプ27は壁厚の異なるコア３、磁気的な絞り箇所28、バルブハウジング１に区分される。噴射弁が開く時、コア３の下端面29はアーマチュア22の上端面30に当接し、噴射弁が閉じる時、下端面29と上端面30との間にエアギャップ31（例えば60μｍ）ができる。磁気的な絞り箇所28の壁厚は非常に薄く、例えば軸方向長さ２ｍｍの絞り箇所は0．2ｍｍの壁厚となっている。アーマチュア22の上端部の外周で、絞り箇所28の側にガイド面33が形成され、ガイド面33の上下にアーマチュア22と絞り箇所28・バルブハウジング１との間に半径方向のエアギャップ32（例えば80μｍ）が設けられる。
【０００９】
第２従来例の作用について説明する。ソレノイドコイルへの通電が開始されると、ソレノイドコイルの周囲に磁束が発生する。その磁束の大部分は、不図示の外側磁路形成部材、コア３、アーマチュア22、バルブハウジング１に流れ、絞り箇所28には僅かな磁束が流れる。絞り箇所28からアーマチュア22のガイド面33に流れる磁束流は少ない。第１従来例と同様に、ソレノイドコイルへの通電により噴射弁が開き、この通電の遮断により噴射弁が閉じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
第２従来例は、中央のパイプ部分が一体に形成されたため、第１従来例に比べて、コストが低く、インジェクタ性能がよい。しかし、第２従来例には、次の３つの欠点がある。(1)絞り部分（薄肉部分）の壁厚が薄いため機械的強度が不足する。(2)中間部分が磁気絞りのため磁気特性が安定せず、インジェクタの応答性が大きくばらつく。(3)アーマチュアの上端面が当接するコアの下端面（アーマチュアの当接面）には、摩耗防止のためクロムメッキをすべきであるが、コアの下端面にのみクロムメッキを施すことは困難である。
本発明は、中央のパイプ部分が一体に形成された電磁式燃料噴射弁において、薄肉部分の機械的強度を十分なものとなし、中間部分の非磁性化を確実にしてインジェクタの応答性を向上させ、アーマチュアの当接部を適度な硬度とすることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、噴射口が弁体により開閉され、弁体を固定した中空の可動体の後端にアーマチュアが形成され、コアがソレノイドコイルにより取り囲まれ、コアの前方に管状のバルブハウジングが配設され、コアとバルブハウジングとが薄肉部を介して接続され、薄肉部の壁厚がコア及びバルブハウジングの後半部の壁厚よりも小さく、コアと薄肉部とバルブハウジングが一体に形成された電磁式燃料噴射弁において、薄肉部の外周とコアの外周が同一であり、薄肉部の壁厚は十分な機械的強度を有する大きさであり、薄肉部外周面並びに前記薄肉部外周面と接続するコア下端部より後方のコア外周面を露出させて浸炭処理を行うことにより、薄肉部が高硬度非磁性部に改質され、かつコア下端部が硬化された磁性部に変化されていることを特徴とする電磁式燃料噴射弁を第１構成とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態を示す。図１について図２と同一の部材には、図１と同一の符号を付し、その部材の説明は省略または簡略にする。
図１(a)(b)に示すように、中央のパイプ部が１本のパイプ27により構成され、パイプ27の材料は耐蝕性の軟磁性ステンレス鋼又は強磁性ステンレス鋼である。パイプ27は順次隣接するコア３、薄肉部35、バルブハウジング1に区分される。薄肉部35の外径はコア３の外径と同一であり、薄肉部35の内径はコア３の内径よりも大きく、薄肉部35とコア３との段差部40がコア３の下端部となっている。また、薄肉部35の内径はバルブハウジング1の上半分の内径と同一である。薄肉部35の壁厚tは機械的強度が十分な大きさ（壁厚tは例えば０．６ｍｍ以上）であり、薄肉部35は浸炭処理により高硬度非磁性部に改質される。
【００１３】
浸炭処理としてプラズマ浸炭処理が行われる。図１(b)に示されているように、パイプ27の外周をマスキング治具36で覆い、薄肉部35の外面に所定幅ｌ（例えば２．６ｍｍ）の露出部分を設ける。露出部分の前端は薄肉部35の前端より僅か後方位置であり、露出部分の後端は薄肉部35の後端より僅か後方の位置である。マスキング治具36を固定したパイプ27を、プロパンガス室に置き、この室内でグロー放電させる。処理温度は例えば1000〜1100℃であり、処理時間は例えば２〜３時間である。プロパンガス中でのグロー放電により活性化炭素イオンが発生し、この活性化炭素イオンが薄肉部35部分の表面に衝突して、プラズマ浸炭処理が行われる。このプラズマ浸炭処理により、図１(b)の×印の部分（例えば幅は２．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下。薄肉部35の全部。）が高硬度非磁性部に確実に改質され、図１(b)の丸印を付した部分（コア３の下端部でアーマチュア22の当接部など）が硬化処理される。改質部分は磁性のフェライト系ステンレス鋼から非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼に変態されている。また、硬化処理されたアーマチュア当接部は、母材の硬さ（ビッカース硬さ）ＨＶ２００がＨＶ４５０以上に変化しており、ア−マチュア当接面（コア３とア−マチュア22の間）の硬度差が小さく、当接面として適度な硬さとなっている。なお、浸炭後の焼戻しは行わない。
【００１４】
本発明の実施の形態では、図１(a)に示すように、樹脂モールド成形部38が用いられ、樹脂モールド成形部38が樹脂モールド成形部12の後端部に連結されている。樹脂モールド成形部38には燃料通路18と連通された燃料通路39が形成され、燃料通路39の上流はパイプ27に対して直角な方向に延びている。また、樹脂モールド成形部38には接続具37が挿入されており、接続具37の前部がターミナル５と係合して接続され、接続具37の後部にコードが接続されている。本発明の実施の形態のその他の部分の構成は、第1従来例と同様である。
【００１５】
本発明の実施の形態の作用について説明する。ソレノイドコイル６への通電が開始されると、ソレノイドコイル６の周囲に磁束が発生し、その磁束がソレノイドコイル６の周囲を取り囲む磁気回路に流れる。この磁気回路は外側磁路形成部材７、コア３、アーマチュア22、バルブハウジング1で構成され、非磁性化された薄肉部35がコア３とバルブハウジング1との間の磁束の短絡を防ぐ役割を果たしている。磁気回路に磁束が流れると、コア３とアーマチュア22との間に磁気吸引力が発生し、アーマチュア22がコア３側に吸引されて後方に移動し、球弁23が噴射口15を開放し、噴射弁が開く。そして、ソレノイドコイル６への通電が遮断され、アーマチュア22に作用していた吸引力が解除されると、バルブスプリング16の付勢力によって可動体20・球弁23が前方に移動し、噴射弁が閉じ、噴射口15からの噴射が停止される。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の電磁式燃料噴射弁は、薄肉部の壁厚（例えば０．６ｍｍ以上）が十分な機械的強度を有し、薄肉部がプラズマ浸炭処理などの浸炭処理によって高硬度非磁性部となっているので、インジェクタの応答性がよい。また、浸炭処理によってコアの下端部（アーマチュア当接部）が適度な硬さ（例えば、ＨＶ４５０以上）となっているので、アーマチュア当接面にクロムメッキをする必要がなく、コストが低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(a)は本発明の電磁式燃料噴射弁の断面図であり、図１(b)は図１(a)の要部の説明図である。
【図２】図２(a)は第１従来例の断面図であり、図２(b)は第２従来例の要部断面図である。
【符号の説明】
１  バルブハウジング
３  コア
６  ソレノイドコイル
15  噴射口
20  可動体
22  アーマチュア
23  球弁（弁体）
35  薄肉部
【図１】
0003884310.tif 000002
【図２】
0003884310.tif 000003