(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を流す燃料通路を形成し、弁座を有する弁ボディと、
前記弁座に当接または離間することにより前記燃料通路を開閉する弁部材と、
有底筒形状であって、前記弁ボディの外壁で前記燃料通路の出口側に設けられ、前記燃料通路と連通する噴孔を有する底プレート部、前記底プレート部の外縁から立ち上がる筒部、および前記筒部の開口端から径外方向に拡がるフレア部からなるノズルプレートと、
筒形状を有し、内周壁に突起を有し、前記ノズルプレートの外側から嵌合し、前記突起と前記フレア部とが係合し、前記ノズルプレートを保護するスリーブと、
を備え、
前記フレア部は、径外方向に一様に拡がる拡大部と、この拡大部の径内方向への変形を抑制する補強部とを有し、
前記拡大部と前記補強部とは、周方向に波形状に形成される波形部を構成することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記拡大部と前記補強部とは、前記フレア部を曲げ加工することにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記補強部は、前記拡大部とともに、前記スリーブの前記突起が前記フレア部を乗り越えるとき、前記拡大部の径内方向への変形を抑制することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置に関し、特に内燃機関の吸気通路または燃焼室に燃料を供給する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の吸気管に燃料噴射装置を取付けるとき、吸気管の外壁に燃料噴射装置が干渉し接触することがある。この燃料噴射装置の先端に設けられるノズルプレートが破損することを防止するため、ノズルプレートの外側にスリーブを嵌合してノズルプレートを保護する燃料噴射装置が知られている。このような燃料噴射装置では、特許文献１〜４に示されるように、スリーブの内周壁に形成される突起とノズルプレートの外周壁の開口端とを係合させることで、スリーブがノズルプレートから脱落することを防止している。
【０００３】
しかし、燃料噴射装置の製造時、ノズルプレートの外周壁の開口端をスリーブの突起が乗り越えるようにして弁ボディにスリーブを取付けるため、ノズルプレートの開口端が突起により径内方向に押圧される。このため、ノズルプレートの開口端の外径が小さくなると、ノズルプレートのスリーブを保持する機能が低下する虞がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８０１９９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４２８８号公報
【特許文献３】特開２００３−２０６８２６号公報
【特許文献４】特開２００１−９０６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、弁ボディに取付けるノズルプレートを保護するスリーブを弁ボディに確実に保持することの可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明によると、弁ボディは、燃料を流す燃料通路を形成し、弁座を有する。弁部材は、弁座に当接または離間することにより燃料通路を開閉する。ノズルプレートは、有底筒形状であって、底プレート部、筒部およびフレア部からなる。底プレート部は、弁ボディの外壁で燃料通路の出口側に設けられ、燃料通路と連通する噴孔を有する。筒部は、底プレート部の外縁から立ち上がる。フレア部は、筒部の開口端から径外方向に拡がる。スリーブは、筒形状を有し、内周壁に突起を有し、ノズルプレートの外側から嵌合し、突起とフレア部とが係合し、ノズルプレートを保護する。フレア部は、径外方向に一様に拡がる拡大部とこの拡大部の径内方向への変形を抑制する補強部とを有する。
ノズルプレートは、補強部が拡大部の剛性を高めているため、スリーブがノズルプレートの外側から嵌合するとき、フレア部をスリーブの突起が押圧する際、拡大部の径内方向への変形を抑制するので、フレア部の外径が小さくなることが抑制される。これにより、燃料噴射装置は、スリーブを確実に弁ボディに保持することができる。
【０００７】
さらに、拡大部と補強部とは、周方向に波形状に形成され、波形部を構成する。波形部は周方向に所定の間隔で径内外方向かつ軸上下方向に曲折し、この波形状の構造により高剛性を確保することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によると、拡大部と補強部とは、フレア部を曲げ加工することにより形成される。補強部は塑性変形により加工硬化し、フレア部の径内方向への変形を抑制することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によると、補強部は、組付け時、ノズルプレートの外側からスリーブを嵌合するとき、スリーブの突起がフレア部を乗り越える際、拡大部の径内方向への変形を抑制する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料噴射装置を図１〜図６に示す。燃料噴射装置１は筒状部材１２、弁ボディ２０、ノズルプレート３０、スリーブ４０、弁部材５０、可動コア６０、固定コア７０、スプリング８０およびコイル９０等を備える。
【００１１】
筒状部材１２は円筒状に形成され、図２において下方の弁ボディ２０側から順に第１磁性部１３、非磁性部１４および第２磁性部１５を有する。第１磁性部１３および第２磁性部１５は磁性材料から形成され、非磁性部１４は非磁性材料から形成される。第１磁性部１３と非磁性部１４、並びに非磁性部１４と第２磁性部１５はレーザ溶接等により結合される。非磁性部１４は、第１磁性部１３と第２磁性部１５との間で磁束が短絡することを防ぐ。筒状部材１２は、燃料の流入する反弁ボディ側の端部に燃料フィルタ１８を収容する。
【００１２】
弁ボディ２０は円筒状に形成され、図１に示すように、第１磁性部１３のノズルプレート３０側端部の内周壁に溶接部８で固定される。弁ボディ２０は、ノズルプレート３０の噴孔３２に向かって燃料を流す燃料通路２１を内周壁の内側に有する。弁ボディ２０は、噴孔３２方向に向けて内径が小さくなる内周壁の傾斜面に弁座２２を有する。
【００１３】
ノズルプレート３０は、図３〜図５に示すように、底プレート部３１、筒部３７およびフレア部３９からなり、金属等で有底円筒状に一体に形成される。底プレート部３１は、薄肉の円盤状に形成され、中央部に燃料通路と連通する複数の噴孔３２を有する。底プレート部３１は、弁ボディ２０の燃料通路２１の出口側の底部外壁に溶接部９で固定される。
【００１４】
図５（Ａ）はノズルプレート３０の部分縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対応する拡大部３３および補強部３４の端面を周方向に展開した図を示す。
筒部３７は円筒状に形成され、底プレート部３１の外縁から垂直に立ち上がり、その内周壁を弁ボディ２０の外周壁に当接する。筒部３７の板厚と底プレート部３１の板厚とは略同じに形成される。
フレア部３９は、筒部３７の反底プレート部側の開口端３８から径外方向に拡がる。フレア部３９は、径外方向に一様に拡がる拡大部３３と、拡大部３３の剛性を高め、拡大部３３の変形を抑制する補強部３４とを有する。拡大部３３と補強部３４とは、全周に亘り周方向に所定の間隔をあけて径方向かつ軸方向へプレス等により曲げ加工され波形に形成される。拡大部３３と補強部３４は、軸方向に平行な断面が軸上下方向に振幅する波形状となり、かつ、軸方向に垂直な断面が径内外方向に振幅する波形状となる。補強部３４と拡大部３３とは特許請求の範囲の波形部に相当する。
【００１５】
補強部３４および拡大部３３の最外周の端面となる係止面３５は、図３に示すように、軸方向から見て円形に形成される。このため、係止面３５は、図５に示すように、端面が波形状となる。係止面３５は、その外径をスリーブ４０の内壁４５の径より僅かに小さく形成される。図５において、拡大部３３と補強部３４の引出線は、便宜上、図示の通りとした。これらの各機能を発揮する部位は重複する。
【００１６】
スリーブ４０は樹脂等で円筒形状に形成され、図１に示すように、ノズルプレート３０の外側に嵌合する。スリーブ４０は、ノズルプレート３０の外周側を囲む保持筒部４２を有する。保持筒部４２は、保持筒部４２の内周壁で径内方向へ向けて突出する突起４４を有する。突起４４は、軸方向の底プレート部側でフレア部３９の反底プレート部側と係合する。
スリーブ４０の底プレート部側の端部は、径内方向に屈曲して保持板部４１を形成する。保持板部４１は、ノズルプレート３０の底プレート部３１に反弁ボディ側から当接する。保持板部４１は、噴孔３２が形成される底プレート部３１の中央部の外周を囲む開口４３を有する。スリーブ４０は、ノズルプレート３０を保護している。スリーブ４０のノズルプレート３０への組み付け方法については後述する。
【００１７】
弁部材５０は有底円筒状に形成され、第１磁性部１３および弁ボディ２０の内周側に同軸に収容される。弁部材５０は、弁ボディ２０の内周部２３に案内されて軸方向に往復移動可能である。弁部材５０は、周壁の内壁面から外壁面へ通じる複数の燃料孔５２を有する。弁部材５０は、底壁に当接部５１を形成する。当接部５１は、弁ボディ２０の弁座２２に着座可能である。当接部５１が弁座２２に当接することにより燃料通路が閉じられる。当接部５１が弁座２２から離間することにより燃料通路が開かれる。
【００１８】
可動コア６０は磁性材料から円筒状に形成され、弁部材５０の当接部５１と反対側の端部の外壁に固定される。可動コア６０は、弁部材５０と一体となり往復移動可能である。
固定コア７０は磁性材料から円筒状に形成され、非磁性部１４および第２磁性部１５の内周壁に固定される。固定コア７０は、可動コア６０の弁部材５０と反対側で可動コア６０と向き合って設けられる。
【００１９】
スプリング８０は、一端が可動コア６０に係止され、他端が固定コア７０の内側に圧入されたアジャスティングパイプ８１に係止される。アジャスティングパイプ８１の固定コア７０への圧入量を調整することによりスプリング８０の付勢力が調整される。スプリング８０は、弾性変形により生じる復元力を可動コア６０に印加する。これにより、スプリング８０は、弁部材５０を弁座２２に着座する方向に付勢する。
【００２０】
コイル９０の巻回されるスプール９１は筒状部材１２の外周壁に固定される。コイル９０の外側には、磁性材料から形成され、磁気的に接続する磁性部材９４、９５が設けられる。磁性部材９４は第１磁性部１３と磁気的に接続し、磁性部材９５は第２磁性部１５と磁気的に接続する。ハウジング７５は、筒状部材１２および磁性部材９４、９５の外周側を覆う。可動コア６０、第１磁性部１３、磁性部材９４、９５、第２磁性部１５および固定コア７０は磁気回路を構成する。
ターミナル９２は、コイル９０と電気的に接続する。コイル９０には、ターミナル９２を通じて駆動電流が供給される。
【００２１】
筒状部材１２の反弁ボディ側の端部から流入した加圧燃料は、燃料フィルタ１８によって含有する異物を除去され、固定コア７０内の燃料通路、可動コア６０内の燃料通路、弁部材５０内の燃料通路、燃料孔５２を経由し、弁ボディ２０内の燃料通路２１に到達する。燃料通路２１に到達した燃料は、当接部５１が弁座２２から離座したとき、当接部５１と弁座２２との間に形成される隙間を抜けて噴孔３２から噴射する。
【００２２】
燃料噴射装置１において、コイル９０への通電をオフするとき、可動コア６０と固定コア７０との間に磁気吸引力は発生しない。弁部材５０は、スプリング８０の復元力により弁座２２の方向へ移動する。当接部５１が弁座２２に着座すると噴孔３２が閉塞し、燃料噴射は遮断する。
【００２３】
コイル９０への通電をオンするとき、可動コア６０、第１磁性部１３、磁性部材９４、９５、第２磁性部１５および固定コア７０からなる磁気回路に磁束が流れ、固定コア７０と可動コア６０との間に磁気吸引力が発生する。これにより可動コア６０が固定コア７０側へ吸引され、弁部材５０が可動コア６０と共にスプリング８０の復元力に抗し、固定コア７０の方向へ移動する。当接部５１が弁座２２から離座すると、燃料通路２１の燃料が噴孔３２から噴射する。この後、コイル９０への通電をオフすると、磁気回路を流れる磁束が消失し、固定コア７０と可動コア６０との間の磁気吸引力も消失し、当接部５１が弁座２２に着座する。以上により、一回の燃料噴射作動が終了する。
【００２４】
次に、スリーブ４０の組み付け方法について説明する。
燃料噴射装置１の製造過程において、弁ボディ２０にスリーブ４０を組み付けるには、図６に示すように、スリーブ４０の保持筒部４２を端部４６からノズルプレート３０の外側に嵌合する。このような嵌め込み操作を進めるに従い、保持筒部４２の突起４４は、ノズルプレート３０のフレア部３９の外壁面に案内され、係止面３５を乗り越える。このとき、スリーブ４０の突起４４は、フレア部３９を径内方向に押圧する。係止面３５を乗り越えた突起４４は、フレア部３９の反底プレート部側の端部と係合する。
【００２５】
本実施形態による燃料噴射装置１では、ノズルプレートは、底プレート部３１が溶接部ｂで弁ボディ２０の底プレート部に固定され、フレア部３９が径外方向に拡がる片持ち梁の構造となる。拡大部３３と補強部３４とは、波形状の構造により高剛性を確保する。このため、スリーブ４０をノズルプレート３０に組み付けるとき、スリーブ４０の突起４４が係止面３５を乗り越える際、フレア部３９の外形が径内方向に塑性変形することが抑制される。これにより、燃料噴射装置１は、スリーブ４０を弁ボディ２０に確実に保持することができる。
【００２６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による燃料噴射装置を図７および図８に示す。第１実施形態と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
第２実施形態による燃料噴射装置２のノズルプレート３０２は、底プレート部３１、筒部３７２およびフレア部３９２から一体に形成される。
筒部３７２は、円筒状に形成され、底プレート部３１の外縁から垂直に立ち上がる。
【００２７】
フレア部３９２は、筒部３７２の開口端から径外方向へ拡がり、拡大部３３２と補強部３４２とを有する。
拡大部３３３と補強部３４２とは、筒部３７２の開口端３８２から反底プレート部側へ延びる部材をプレス等により折り返し加工されることで形成される。拡大部３３３と補強部３４２とは、軸方向の反底プレート部側の端部で折り返され、さらに延びる部分が径方向で二層に重なる。この二層に重なる部分は、底プレート部３１の近傍まで延びる。拡大部３３２と補強部３４２とは特許請求の範囲の折曲部に相当する。
拡大部３３２と補強部３４２との最外周縁となる係止面３５２は、スリーブ４０の内壁４５より僅かに小さく形成される。
【００２８】
本実施形態による燃料噴射装置２では、拡大部３３２と補強部３４２とが二層の板厚構造を形成することで高剛性を確保する。このため、スリーブ４０をノズルプレート３０２に組み付けるとき、スリーブ４０の突起４４が係止面３５２を乗り越える際、フレア部３９２の外形が径内方向に塑性変形することが抑制される。これにより、燃料噴射装置２は、スリーブ４０を弁ボディ２０に確実に保持することができる。
【００２９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による燃料噴射装置を図９および図１０に示す。第１および第２実施形態と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
第３実施形態による燃料噴射装置３のノズルプレート３０３は、底プレート部３１、筒部３７３およびフレア部３９３から一体に形成される。筒部３７３は、円筒状に形成され、底プレート部３１の外縁から垂直に立ち上がる。
【００３０】
フレア部３９３は、筒部３７３からの開口端３８３から反底プレート部側へ延びる部材をプレス等により巻き返し加工することで形成される。フレア部３９３は、拡大部３３３と補強部３４３とを有する。拡大部３３３と補強部３４３とは、筒部３７３からの開口端３８２から反底プレート部側へ延びる部分が径外方向へ巻回され、さらに延びる部分が径内方向に回巻されて筒部３７３と当接する。拡大部３３３と補強部３４３とは特許請求の範囲の巻回部に相当する。
補強部３４３の最外周縁となる係止面３５３は、スリーブ４０の内壁４５より僅かに小さく形成される。
【００３１】
本実施形態による燃料噴射装置３では、拡大部３３３と補強部３４３とが周方向に延びるリング形状に形成されることで高剛性を確保する。このため、スリーブ４０をノズルプレート３０３に組み付けるとき、スリーブ４０の突起４４が係止面３５３を乗り越える際、フレア部３９３の外形が径内方向に塑性変形することが抑制される。これにより、燃料噴射装置３はスリーブ４０を弁ボディ２０に確実に保持することができる。
【００３２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による燃料噴射装置を図１１および図１２に示す。第１〜第３実施形態と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
第４実施形態による燃料噴射装置４のノズルプレート３０４は、底プレート部３１、筒部３７４およびフレア部３９４からなる。フレア部３９４は、筒部３７４の反底プレート部側の開口端３８４から径外方向に拡がり、拡大部３３４と補強部３４４とを有する。筒部３７４と拡大部３３４と補強部３４４とは、一体で形成される。
筒部３７４と拡大部３３４と補強部３４４とを合わせた板厚は、底プレート部３１の板厚より厚く形成される。拡大部３３４と補強部３４４とは特許請求の範囲の肉厚部に相当する。
拡大部３３４および補強部３４４の最外周縁となる係止面３５４は、スリーブ４０の内壁４５より僅かに小さく、軸方向と略平行に形成される。
【００３３】
本実施形態による燃料噴射装置４では、拡大部３３４と補強部３４４とは一体で肉厚に形成されることで高剛性を確保する。このため、スリーブ４０をノズルプレート３０２に組み付けるとき、スリーブ４０の突起４４が係止面３５４を乗り越える際、フレア部３９４の外形が径内方向に塑性変形することが抑制される。これにより、燃料噴射装置４はスリーブ４０を弁ボディ２０に確実に保持することができる。
【００３４】
ここで、燃料噴射装置における噴霧の微粒化特性および噴霧の角度は、ノズルプレートの噴孔部板厚ｔと噴孔径ｄの関係ｔ／ｄにより定められる。小噴射量の燃料噴射装置では噴孔径ｄを小さくするため、上記関係を満たすために噴孔部板厚ｔを小さくすることが求められる。第１〜第４実施形態による燃料噴射装置では、ノズルプレートの噴孔部板厚ｔを小さくした燃料噴射装置において、補強部が拡大部の剛性を高め、外力に対するフレア部の径内方向への変形を抑制することができる。このため、スリーブがノズルプレートの外側から嵌合するとき、フレア部をスリーブの突起が押圧する際、フレア部の外径が小さくなることが抑制される。この結果、スリーブを確実に弁ボディに保持することができる。
【００３５】
また、第１〜第４実施形態による燃料噴射装置では、ノズルプレートのフレア部は、フレア部の反底プレート部側で、底プレート部から離れた位置に設けられ、さらに係止面はスリーブの内壁と微小隙間を形成する。このため、係止面の押圧による底プレート部の歪みが抑制され、底プレート部と弁ボディとの間のシール性が低下するといった不具合が生じ難い。
さらに、突起がフレア部に係合された後、高温時にスリーブが熱膨張した場合、スリーブがノズルプレートから離脱する方向に移動しても、係止面の面積が広いので、スリーブが弁ボディから離脱するこを防止することができる。
【００３６】
（他の実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、ノズルプレートの拡大部および補強部を折り曲げ加工により形成した。これに対し、ノズルプレートの拡大部および補強部を別部材で形成し、レーザ溶接等で接続して一体に形成しても良い。
上記第１〜第４実施形態では、ノズルプレートの係止面を軸方向と平行に形成した。これに対し、ノズルプレートの係止面は、軸方向と傾斜を設けて形成しても良い。
このように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、上記複数の実施形態を組み合わせることに加え、他の種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料噴射装置の要部を示す断面図。
【図２】本発明の第１実施形態による燃料噴射装置を示す断面図。
【図３】本発明の第１実施形態の弁ボディおよびノズルプレートの平面図。
【図４】本発明の第１実施形態の弁ボディおよびノズルプレートの側面図。
【図５】本発明の第１実施形態のノズルプレートの模式図。
【図６】本発明の第１実施形態のスリーブの組付要領を示す図。
【図７】本発明の第２実施形態の弁ボディおよびノズルプレートの側面図。
【図８】本発明の第２実施形態による燃料噴射装置の要部を示す断面図。
【図９】本発明の第３実施形態弁ボディおよびノズルプレートの側面図。
【図１０】本発明の第３実施形態による燃料噴射装置の要部を示す断面図。
【図１１】本発明の第４実施形態の弁ボディおよびノズルプレートの側面図。
【図１２】本発明の第４実施形態による燃料噴射装置の要部を示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１：燃料噴射装置、１２：筒状部材、２０：弁ボディ、２１：燃料通路、２２：弁座、３０：ノズルプレート、３１：底プレート部、３２：噴孔、３３：拡大部、３４：補強部、３５：係止面、３７：筒部、３８：開口端、３９：フレア部、４０：スリーブ、４１：保持板部、４２：筒部、４４：突起、５０：弁部材、６０：可動コア、７０：固定コア、７５：ハウジング、８０：スプリング、９０：コイル
【図１】
0004853679.tif 000002
【図２】
0004853679.tif 000003
【図３】
0004853679.tif 000004
【図４】
0004853679.tif 000005
【図５】
0004853679.tif 000006
【図６】
0004853679.tif 000007
【図７】
0004853679.tif 000008
【図８】
0004853679.tif 000009
【図９】
0004853679.tif 000010
【図１０】
0004853679.tif 000011
【図１１】
0004853679.tif 000012
【図１２】
0004853679.tif 000013