(57)【要約】【課題】電磁式燃料噴射弁において、簡素な構成からなるストッパ部材を設けることで、可動コアと固定コアとの間のエアギャップを容易に調整できると共に前記固定コア及び可動コアの耐久性を向上させる。【解決手段】電磁式燃料噴射弁１０では、ボディ１２における固定コア部３０の先端に対してストッパ部材３８が設けられ、該ストッパ部材３８は圧延材からプレス成形によって形成され、その圧入部４０が貫通孔３２に対して圧入されると共に、該圧入部４０の先端から径方向外側へと延在した当接部４２が前記固定コア部３０の先端に当接している。そして、可動コア４８が固定コア部３０側へと吸引されて移動する際、ストッパ部材３８の当接部４２に当接することでエアギャップＳが維持された状態で弁体２０の最大開弁位置が規定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座を有したハウジングと、該ハウジングに連設する固定コアと、前記ハウジングに収容され前記弁座に対して着座・離間することで流路を開閉する弁体と、前記弁体に連結され前記固定コアと対向する可動コアと、前記弁体を前記弁座側に向かって付勢するスプリングと、前記可動コアを前記固定コア側へ吸引することで前記弁体を開弁させるソレノイド部とを有した電磁式燃料噴射弁において、
前記固定コア又は前記可動コアのいずれか一方には、前記ソレノイド部を励磁させた際、前記固定コアと前記可動コアとの吸引面間でエアギャップを保持しながら開弁時における前記弁体の位置を規定するストッパ部材が設けられ、
前記ストッパ部材はプレート材から形成され、前記固定コア又は前記可動コアのいずれか一方のコアの内周面に圧入される圧入部と、
前記一方のコアの吸引面に当接する当接部と、
を有し、
前記当接部における他方のコア側となる面の端部、前記圧入部における圧入されるコア側に対向する面の端部にそれぞれ曲面部が設けられ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、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電磁式燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、コイルの励磁作用下に可動コアを固定コア側へと吸引させることで弁体を開弁させ、燃料を内燃機関へと噴射可能な電磁式燃料噴射弁を提案している（特許文献１参照）。
【０００３】
この電磁式燃料噴射弁では、可動コアの上面に一体的に設けられたストッパ要素を有し、前記ストッパ要素が固定コアの端面に当接することで弁体を開弁する際のエアギャップを維持すると共に、ストッパ要素が弱磁性又は非磁性材料から形成されているため、残留磁気を速やかに消失させて閉弁動作を行う際の応答性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８５９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、簡素な構成からなるストッパ部材を設けることで、可動コアと固定コアとの間のエアギャップを容易に調整できると共に、前記固定コア及び可動コアの耐久性を向上させることが可能な電磁式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】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明は、弁座を有したハウジングと、該ハウジングに連設する固定コアと、ハウジングに収容され弁座に対して着座・離間することで流路を開閉する弁体と、弁体に連結され固定コアと対向する可動コアと、弁体を弁座側に向かって付勢するスプリングと、可動コアを固定コア側へ吸引することで弁体を開弁させるソレノイド部とを有した電磁式燃料噴射弁において、
固定コア又は可動コアのいずれか一方には、ソレノイド部を励磁させた際、固定コアと可動コアとの吸引面間でエアギャップを保持しながら開弁時における弁体の位置を規定するストッパ部材が設けられ、
ストッパ部材はプレート材から形成され、固定コア又は可動コアのいずれか一方のコアの内周面に圧入される圧入部と、
一方のコアの吸引面に当接する当接部と、
を有し、
当接部における他方のコア側となる面の端部、圧入部における圧入されるコア側に対向する面の端部にそれぞれ曲面部が設けられることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、電磁式燃料噴射弁を構成する固定コア又は弁体に連結される可動コアのいずれか一方に、ソレノイド部を励磁させた際に、固定コアと可動コアとの吸引面間でエアギャップを保持しながら開弁時における弁体の位置を規定可能なストッパ部材を設け、ストッパ部材が、プレート材から形成され、固定コア又は可動コアのいずれか一方のコアの内周面に圧入される圧入部と、一方のコアの吸引面に当接する当接部とを備えている。また、当接部における他方のコア側となる面の端部、圧入部における圧入されるコア側に対向する面の端部にそれぞれ曲面部が設けられている。
【０００８】
従って、ストッパ部材をプレート材から容易に形成することができ、しかも、ソレノイド部の励磁作用下に可動コアが固定コア側へと吸引され弁体が開弁された際、一方のコアの吸着面に設けられた当接部に対して他方のコアが当接することで可動コアと固定コアとの間のエアギャップを容易に調整しつつ、最大開弁位置を規定することができる。また、曲面部によって圧入部をコアの対向する面に対して円滑に組み付けることができると共に、他方のコアが当接部へ当接する際に生じる摩耗等が低減されるため、固定コア及び可動コアの耐久性向上を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１０】
すなわち、電磁式燃料噴射弁を構成する固定コア又は弁体に連結される可動コアのいずれか一方に、ソレノイド部を励磁させた際に、固定コアと可動コアとの吸引面間でエアギャップを保持しながら開弁時における弁体の位置を規定可能なストッパ部材を設け、ストッパ部材を、プレート材から形成し、固定コア又は可動コアのいずれか一方のコアに圧入される圧入部と、一方のコアの吸引面に当接する当接部とから構成することで、ソレノイド部の励磁作用下に可動コアが固定コア側へと吸引され弁体が開弁された際、一方のコアの吸着面に設けられた当接部に対して他方のコアが当接することで可動コアと固定コアとの間のエアギャップを容易に調整しつつ最大開弁位置を規定することができる。また、当接部における他方のコア側となる面の端部、圧入部における圧入されるコア側に対向する面の端部にそれぞれ曲面部を設けることで、圧入部をコアに対して円滑に組み付けることができると共に、当接部へ他方のコアが当接する際の摩耗等が低減されるため、固定コア及び可動コアの耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る電磁式燃料噴射弁の全体断面図である。
【図２】図１の電磁式燃料噴射弁における可動コア近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図２に示すストッパ部材近傍のさらなる拡大断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、電磁式燃料噴射弁に用いられるストッパ部材の製造工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る電磁式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電磁式燃料噴射弁を示す。
【００１３】
この電磁式燃料噴射弁１０（以下、単に燃料噴射弁１０という）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（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。
【００１４】
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。
【００１５】
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）には高圧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には高圧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。
【００１６】
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。
【００１７】
この固定コア部３０の先端には、図１〜図３に示されるように、環状のストッパ部材３８が設けられる。このストッパ部材３８は、例えば、圧延材等の板材をプレス成形することで形成され、貫通孔３２に圧入される筒状の圧入部４０と、該圧入部４０の先端に対して径方向外側に向かって延在し固定コア部３０の先端に当接する当接部４２とからなる。すなわち、ストッパ部材３８は、圧入部４０と当接部４２とが略直交するように形成されている。
【００１８】
また、圧入部４０の端部には、基端側（矢印Ａ方向）に向かって徐々に薄くなる断面円弧状の第１曲面部４４が形成され、一方、当接部４２の端部には、固定コア部３０とは反対側（先端側、矢印Ｂ方向）となる端面に径方向外側に向かって徐々に薄くなる断面円弧状の第２曲面部４６が形成される。
【００１９】
そして、ストッパ部材３８は、圧入部４０が固定コア部３０の先端側から貫通孔３２へと圧入されることで、第１曲面部４４が前記貫通孔３２の内周面に臨み、且つ、当接部４２が前記先端に当接した状態で固定される。この場合、第２曲面部４６は、固定コア部３０と対向する可動コア４８に臨むように配置されている。
【００２０】
バルブハウジング１４は、図１に示されるように、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４８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５０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５０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５２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５０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４８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に当接する大径部５４と、該大径部５４の先端側に形成された小径部５６とを有し、その内部には前記大径部５４の基端側に開口した連通孔５８が形成される。
【００２４】
この連通孔５８は、可動コア４８の基端から先端側（矢印Ｂ方向）に向かって延在し、小径部５６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５８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４８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５６の先端は、大径部５４側（矢印Ａ方向）に向かって円錐状に窪み、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４８は、スプリング３６の弾発力が先端側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、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（通路）６０が形成されると共に、該弁孔６０よりさらに先端側には基端側（矢印Ａ方向）に向かって窪んだ断面円形状の凹部６２が形成され、その内部には円盤状のインジェクタプレート６４が収納され溶接等によって固定される。インジェクタプレート６４は、弁孔６０を通過した高圧燃料を噴射するための複数の噴射孔（図示せず）を有している。
【００２８】
また、弁座部材１６の内部には、弁孔６０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から基端側に向かってガイド孔６６が形成される。このガイド孔６６は、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。
【００２９】
さらに、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４８の小径部５６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４８の連通孔５８とも連通している。
【００３０】
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４８における小径部５６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において高圧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る。そして、弁体２０は、可動コア４８の軸方向に沿った移動に伴って一体的に移動する。
【００３１】
樹脂モールド部２２は、図１に示されるように、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。
【００３２】
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５０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。
【００３３】
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８８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８８が前記燃料供給配管の内周面に当接することで高圧燃料の漏出が防止される。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
本発明の実施の形態に係る電磁式燃料噴射弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に燃料噴射弁１０に用いられるストッパ部材３８の製造方法（製造工程）について図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら説明する。
【００３７】
先ず、図４Ａに示されるように、中央に加工穴１００の開口したダイス１０２の上面にストッパ部材３８を形成するための板材Ｃ（ブランク）を載置し、前記板材Ｃの上方且つ加工穴１００の中心上となる位置にパンチ１０４をセットする。なお、板材Ｃの両端部は図示しない保持手段によって保持されている。
【００３８】
次に、図４Ｂに示されるように、図示しないプレス機械に取り付けられたパンチ１０４を板材Ｃに向けて下降させることで、前記パンチ１０４の先端によって板材Ｃが加工穴１００へと押し込まれ、前記パンチ１０４と前記加工穴１００との間に塑性変形した断面Ｕ字状の成形過程品Ｄができる。この成形過程品Ｄでは、側壁部１０６と底部１０８との間となる角部に底Ｒ部１１０が形成される。
【００３９】
最後に、この成形過程品Ｄの内側からパンチ１０４を取り出した後、図４Ｃに示されるように、側壁部１０６の内周面に沿って底部１０８をカッター１１２ａによって打ち抜くと共に、ダイス１０２の上面に残っているフランジ部１１４を所定直径となるように外縁部をカッター１１２ｂで打ち抜くことで、側壁部１０６が圧入部４０となりフランジ部１１４が当接部４２となるストッパ部材３８が形成される。
【００４０】
そして、このストッパ部材３８は、図１〜図３に示されるように、圧入部４０が基端側（矢印Ａ方向）、当接部４２が先端側（矢印Ｂ方向）となるようにボディ１２の固定コア部３０に対して装着される。
【００４１】
この際、図４Ｃに示されるように、底部１０８を打ち抜くことで側壁部１０６の外周面に形成された底Ｒ部１１０が第１曲面部４４となり、またフランジ部１１４は、カッター１１２ｂで打ち抜かれる切断端の上面にダイス１０２側に向かって断面円弧状のダレ１１６が生じ、このダレ１１６が当接部４２における第２曲面部４６となる。
【００４２】
このように、板材Ｃからプレス成形によってストッパ部材３８を容易に製造することができ、しかも、製造過程で形成される底Ｒ部１１０やダレ１１６を第１及び第２曲面部４４、４６として利用することができる。換言すれば、ストッパ部材３８を製造した後に第１及び第２曲面部４４、４６を追加工等によって形成する必要がなく、製造工程の短縮化並びに製造時間の削減を図ることができる。
【００４３】
なお、ストッパ部材３８を製造する方法は、上述した方法に限定されるものではなく、他の製造方法で製造するようにしてもよい。
【００４４】
次に、上述したように製造されたストッパ部材３８を含む燃料噴射弁１０の動作について説明する。
【００４５】
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４８を回るように流れ、発生する磁力によって可動コア４８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。
【００４６】
また、可動コア４８がスプリング３６の弾発力に抗して固定コア部３０側（矢印Ａ方向）へと移動する際、ストッパ部材３８の当接部４２へと当接することで、所定間隔のエアギャップＳが保持された状態で前記可動コア４８のさらなる移動が規制され、それにより弁体２０の最大開弁位置（開弁限界）が規定される。すなわち、当接部４２の厚さがエアギャップＳとなる。
【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４８の連通孔５８へと流れ、弁座部材１６の燃料集合室６８まで到達していた高圧燃料が、弁体２０の平坦部７０から円錐状の弁座１８を通過して弁孔６０及びインジェクタプレート６４の噴射孔（図示せず）を通じて噴射されることになる。
【００４８】
また、コイル８４への通電を停止することで可動コア４８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４８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高圧燃料の弁孔６０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、ボディ１２における固定コア部３０の先端に、板材Ｃをプレス成形することで形成されたストッパ部材３８を設け、筒状に形成された圧入部４０を前記固定コア部３０の貫通孔３２へ圧入すると共に、該圧入部４０の端部に対して径方向外側に拡がった当接部４２を該固定コア部３０の先端に当接するように設けている。
【００５０】
これにより、ストッパ部材３８を容易に製造することができ、しかも、可動コア４８が固定コア部３０側（矢印Ａ方向）へと移動した開弁時において、ストッパ部材３８の当接部４２に前記可動コア４８を当接させることで確実且つ高精度に移動を規制することができるため、開弁時におけるエアギャップＳを維持しつつ、前記可動コア４８に連結された弁体２０の最大開弁位置を容易に規定することができる。
【００５１】
また、弁体２０が開弁した際の可動コア４８と固定コア部３０との間のエアギャップＳは、当接部４２の厚さとなるため、前記可動コア４８を当接部４２に当接させることで容易且つ高精度に維持できると共に、当接部４２の厚さを変更した別のストッパ部材を用いることで容易にエアギャップＳを調整することが可能となる。
【００５２】
さらに、ストッパ部材３８をプレス成形で形成することで、当接部４２を含む板厚の変化が少ないため、該当接部４２によって高精度なエアギャップＳを維持することができる。
【００５３】
さらにまた、ストッパ部材３８を、残留磁気を考慮して比較的硬度の低い非磁性材料で構成した場合であっても、前記ストッパ部材３８を圧延材から形成して硬度を高めることで摩耗等が抑制され耐久性の向上を図ることができる。
【００５４】
またさらに、ストッパ部材３８は、貫通孔３２の内周面に臨む圧入部４０の端部に第１曲面部４４を設けているため、前記圧入部４０を貫通孔３２に対して容易且つ円滑に圧入することが可能となり、ストッパ部材３８の組み付け性を向上させることができる。換言すれば、圧入部４０を貫通孔３２へと圧入する際、該貫通孔３２の内周面に対する前記圧入部４０のカジリ等が生じることがなく、ボディ１２の損傷等を防止することで耐久性の向上を図ることができる。
【００５５】
また、ストッパ部材３８は、可動コア４８に臨む当接部４２の端部に第２曲面部４６を設けることで、該第２曲面部４６を設けずに前記端部を角状としていた場合と比較し、前記可動コア４８が当接した際の摩耗等を低減することができると共に、接触面積が低減されるため前記当接部４２に対する貼り付き等も抑制される。すなわち、ストッパ部材３８に第１及び第２曲面部４４、４６を設けることで、固定コア部３０及び可動コア４８の耐久性を向上させることができる。
【００５６】
さらに、ストッパ部材３８はボディ１２の固定コア部３０に設けられる場合に限定されるものではなく、固定コア部３０又は可動コア４８のいずれか一方に設けるようにすればよい。この場合、固定コア部３０を含むボディ１２と可動コア４８のうち、硬度の低い方にストッパ部材３８を設けることで、硬度の高い部材が当接する際の衝撃等をストッパ部材３８で受けることができるため、摩耗等を低減することが可能となる。
【００５７】
さらにまた、ストッパ部材３８の圧入部４０は、ボディ１２における貫通孔３２の内部に圧入され、その内側にスプリング３６が挿通されているため、前記スプリング３６が伸縮する際のガイドとしても機能し、前記スプリング３６の伸縮動作を好適に案内することができる。
【００５８】
なお、本発明に係る電磁式燃料噴射弁は、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】
【００５９】
１０…電磁式燃料噴射弁              １２…ボディ
１４…バルブハウジング              １６…弁座部材
１８…弁座                          ２０…弁体
２２…樹脂モールド部                ３０…固定コア部
３２…貫通孔                        ３８…ストッパ部材
４０…圧入部                        ４２…当接部
４４…第１曲面部                    ４６…第２曲面部
４８…可動コア                      ８０…コイル組立体
１００…加工穴                      １０２…ダイス
１０４…パンチ                      １１０…底Ｒ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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