(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が燃料通路となっており、一端に噴射ノズルが取り付けられ、他端に燃料導入管が連結され、外側が燃料通路ではない筒状のケーシングと、該ケーシング内に同軸的に挿設されるとともに一端が係止端、他端が自由端となっている磁歪素子管と、該磁歪素子管内に同軸的に挿設されるとともに、一端が前記噴射ノズル内に配された弁体に連結され、他端が前記磁歪素子管の自由端に係止したロッドと、燃料通路ではない前記ケーシングの外周に設置し前記磁歪素子管に磁場を印加する電磁コイルとからなる磁歪式燃料噴射弁であって、
前記磁歪素子管の自由端には可動ブッシュが連結され、前記ロッドの他端には該可動ブッシュの端面に係合する鍔が設けられ、該鍔はスプリングにより一端方向に付勢され、
前記燃料導入管に前記スプリングの付勢力を調節するアジャスティングパイプを螺合したことを特徴とする磁歪式燃料噴射弁。
【請求項２】
内部が燃料通路となっており、一端に噴射ノズルが取り付けられ、他端に燃料導入管が連結され、外側が燃料通路ではない筒状のケーシングと、該ケーシング内に同軸的に挿設されるとともに一端が係止端、他端が自由端となっている磁歪素子管と、該磁歪素子管内に同軸的に挿設されるとともに、一端が前記噴射ノズル内に配された弁体に連結され、他端が前記磁歪素子管の自由端に係止したロッドと、燃料通路ではない前記ケーシングの外周に設置し前記磁歪素子管に磁場を印加する電磁コイルとからなる磁歪式燃料噴射弁であって、
前記ロッドの線熱膨張を前記磁歪素子管の線熱膨張に近似させたことを特徴とする磁歪式燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項２に記載の磁歪式燃料噴射弁において、前記磁歪素子管の自由端には可動ブッシュが連結され、前記ロッドの他端には該可動ブッシュの端面に係合する鍔が設けられ、該鍔はスプリングにより一端方向に付勢されていることを特徴とする磁歪式燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項３に記載の磁歪式燃料噴射弁において、前記燃料導入管に前記スプリングの付勢力を調節するアジャスティングパイプを螺合したことを特徴とする磁歪式燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁歪素子管と電磁コイルとを用いた燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気筒内への直接噴射式ガソリンエンジン（直噴機関）の燃料噴射弁として、電磁コイル内に棒状の超磁歪素子を配するとともに該超磁歪素子にニードル（弁体）を連結し、電磁コイルへの通電により該超磁歪素子に磁場を印加して伸縮させ、噴射ノズルの噴射孔を開閉する磁歪式燃料噴射弁が検討されている（特開平４−８１５６５号公報）。また、特開平９−３１０６５４号公報には、超磁歪素子管内に棒状の弁体を配して噴射孔の内開きを可能にし、デポジットの弊害を防止した磁歪式燃料噴射弁が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の磁歪式燃料噴射弁は、燃料の流路が組み込まれた磁歪式燃料噴射弁のケーシング内に電磁コイルを収容しているため、燃料内に混入する微量の水分など腐食性物質が電磁コイルに浸透する問題が生じる。このため、電磁コイルが経時的に腐食し、長期間の使用に耐えられず実用性が低い欠点が存在する。
この発明の目的は、燃料内の腐食性物質が電磁コイルを腐食する不具合を確実に防止でき、長期間の使用が可能な磁歪式燃料噴射弁の提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の内燃機関の磁歪式燃料噴射弁は、内部が燃料通路となっており、一端に噴射ノズルが取り付けられ、他端に燃料導入管が連結され、外側が燃料通路ではない筒状のケーシングと、該ケーシング内に同軸的に挿設されるとともに一端が係止端、他端が自由端となっている磁歪素子管と、該磁歪素子管内に同軸的に挿設されるとともに、一端が前記噴射ノズル内に配された弁体に連結され、他端が前記磁歪素子管の自由端に係止したロッドと、燃料通路ではない前記ケーシングの外周に設置し前記磁歪素子管に磁場を印加する電磁コイルとから構成されている。
【０００５】
【発明の効果】
この発明では、燃料通路の外側である筒状のケーシングの外周に、磁歪素子に磁場を印加する電磁コイルを設置している。このため、燃料内の腐食性物質が電磁コイルを腐食する不具合を防止でき長期間の使用が可能である。この場合に、電磁コイルの磁場を磁歪素子に効率的に印加させるために、ケーシングはステンレスパイプなど非磁性体の使用が望ましい。
【０００６】
請求項１、３に記載の構成では、磁歪素子管の自由端には可動ブッシュが連結され、ロッドの他端には該可動ブッシュの端面に係合する鍔が設けられ、該鍔はスプリングにより一端方向に付勢されている。この構成により、噴射ノズルの弁口の内開きが容易に実現でき、外開きの場合の如く、デポジットが弁体に付着して噴射率が不正確になる不具合が確実に防止できる。
【０００７】
請求項１、４に記載の構成では、燃料導入管内に、内部が燃料通路となっており、前記スプリングの付勢力を調節する調整（アジャスティング）パイプを螺合している。この調整パイプを回すことにより、バネ荷重の調整が簡単にできる。このため、簡単な作業で弁の開閉時間を揃えることが可能であり、噴射率を正確に調整できる。なお、調整パイプに振動による回動防止手段を付設しておくことが望ましい。
【０００８】
請求項２に記載の構成では、前記磁歪素子と前記ロッドとの熱膨張を近似させているので、簡単な構成で正確な燃料の温度上昇等による温度変化の補償を行うことができる。このため、広範囲な運転条件に応じて適正な噴射率制御を行うことが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる直噴ガソリンエンジンの磁歪式燃料噴射弁１０を示し、内部が燃料通路１１となっている円筒状のケーシング１を備えている。ケーシング１の上端には燃料導入管２が連結され、下端には噴射ノズル３が取り付けられている。燃料導入管２は、コモンレール等の高圧燃料供給源に連結され、噴射ノズル３はエンジンの気筒内に燃料の噴射を行う。
【００１０】
ケーシング１は、非磁性体金属で形成され下端に内周縁１２が設けられ、内部に円筒状の磁歪素子管４が挿設されている。磁歪素子管４は、下端４１が内周縁１２に係止され、上端４２は自由端となっており、上方に伸長可能となっている。ケーシング１には、燃料導入管２の下端部がねじ込まれ、燃料導入管２の下端面２１と磁歪素子管４の上端面４３との間には、隙間２２が設けられている。
【００１１】
隙間２２には、磁歪素子管４の上端４２に接触して可動ブッシュ４５が設置されており、該可動ブッシュ４５の上面の外側部と燃料導入管２の下端面２１との間に皿バネ４４が介装されている。磁歪素子管４内には、可動ブッシュ４５に上端部が位置決めされてロッド５が同軸的に挿通して配されている。ロッド５の線膨張は、磁歪素子管４の線膨張と一致させてあり、燃料の温度上昇による磁歪素子管４の伸びは、ロッド５の伸びで相殺されるようになっている。
【００１２】
可動ブッシュ４５には、ロッド５の上端部外周との間に燃料通路を確保するスリット４６が形成されている。ロッド５の上端には燃料通路穴５１を有する鍔部５２が設けられており、鍔部５２は、可動ブッシュ４３の上面の内側部に係合しており、ロッド本体５３は、可動ブッシュ４５の内側および磁歪素子管４の中心を通じて下端が噴射ノズル３内に伸びている。
【００１３】
燃料導入管２内には内部が燃料通路となっている調整パイプ２３が螺合されており、調節パイプ２３と、鍔部５２との間にはスプリング２４が介装されてロッド５を下方（閉弁側）に押圧している。調整パイプ２３の回動によりスプリング２４のバネ荷重が調節でき、開弁に要する作用力を増減できる。この結果、開弁時間を正確に調整でき、噴射率の適正制御に有効である。
【００１４】
噴射ノズル３は、ケーシング１の下端に外嵌めされた円筒状のバルブボディ３１と、該バルブボディ３１の下端に嵌め込まれた強磁性体製ノズルボディ３２とを備える。ノズルボディ３２内には、ロッド本体５３の下端５４に連結された弁体としてのニードル６が挿入されている。ノズルボディ３２の先端には噴射孔３３が開けられており、内周にはシート面３４が設けられている。
【００１５】
ニードル６の上端は凹所６１付き径大部６２となっており、ロッド本体５３の下端５４が嵌着されている。ニードル６の下部には、径大部６２と略同一直径の鍔６３が設けられており、鍔６３には燃料通路孔６４が開けられている。鍔６３は、ノズルボディ３２の内周に摺動自在であるとともに、ニードル６を中心位置に保持する作用を有する。
【００１６】
ケーシング１の外周には、磁歪素子管４に磁場を印加するための電磁コイル７が外嵌めされ、強磁性体製の外套管７１で包囲されている。この実施例では、電磁コイル７は、ケーシング１に外嵌めされたボビン７２と、該ボビン７２に巻設した導電線７３とからなる。なお、ケーシング１の外周に被覆導線を直接に巻き付けて電磁コイルを形成してもよいことは当然である。
【００１７】
この発明では、制御回路８で電磁コイル７に通電すると、磁歪素子管４に磁場が印加され、磁歪素子管４が伸長し、自由端である上端４２は上方に変位する。これにより、可動ブッシュ４５は、皿バネ４４を圧縮して上方に変位し、該可動ブッシュ４５に係合した鍔部５２を介してロッド５が上方に移動する。この結果、ロッド５に連結したニードル６が上方に移動し、噴射孔３３が内開きして燃料の噴射がなされる。
【００１８】
この実施例の構成によれば、電磁コイル７が、ケーシングの外（燃料通路の外に）配されているので、燃料に含まれる水など腐食性の液体により腐食することが確実に防止でき、耐久性に優れ、長期間の使用が可能な磁歪式燃料噴射弁が製造できる。また、燃料の温度上昇やデポジットによる噴射率の変化も有効に防止でき、噴射率の調整をすることが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる内燃機関の燃料噴射弁の断面図である。
【符号の説明】
１    ケーシング
１０  磁歪式燃料噴射弁
１１  燃料通路
２    燃料導入管
２３  調整パイプ（アジャスティング）
２４  スプリング
３    噴射ノズル
４    磁歪素子管
４１  下端（係止端）
４２  上端（自由端）
４５  可動ブッシュ
５    ロッド
６    ニードル（弁体）
６３  鍔
７    電磁コイル
【図１】
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