(57)【要約】【課題】構成部品点数を減らし、フィルタのずれや脱落のおそれを解消できるとともに、弁部材の着座時の打音を低減できるようにした燃料噴射弁を提供する。【解決手段】先端に開口部を有するバルブボディと、バルブボディ内を摺動しバルブボディの開口部を開閉する弁部材と、弁部材が固定されたアーマチュアと、アーマチュアを開口部側へ付勢するスプリングと、スプリングの付勢力に抗してアーマチュアを開口部側とは反対側へ移動させる電磁ソレノイドと、を備え、電磁ソレノイドに電流を供給しアーマチュアを移動させることにより燃料を噴射する燃料噴射弁であって、アーマチュアは多孔質金属材料からなり、噴射孔側に供給される燃料がアーマチュアを透過するように構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に噴射孔を有するバルブボディと、前記噴射孔を開閉する弁部材と、前記弁部材が固定されたアーマチュアと、前記アーマチュアを前記噴射孔側へ付勢するスプリングと、前記スプリングの付勢力に抗して前記アーマチュアを前記噴射孔側とは反対側へ移動させる電磁ソレノイドと、を備え、前記電磁ソレノイドに電流を供給し前記アーマチュアを移動させることにより燃料を噴射する燃料噴射弁において、
前記アーマチュアは多孔質金属材料からなり、前記燃料は前記アーマチュアを透過して前記噴射孔側に供給されるように構成されてなることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記アーマチュアは軸方向に沿って設けられた内部通路を有し、前記燃料は前記内部通路を流れた後、前記アーマチュアを透過して前記アーマチュアの外部に流出することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記アーマチュアは前記噴射孔側の小径部と前記噴射孔側とは反対側の大径部とを有し、前記内部通路は前記小径部及び前記大径部にまたがって設けられ、前記燃料は前記内部通路を流れた後、前記小径部において前記アーマチュアを透過して前記アーマチュアの外部に流出することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてガソリンエンジンの燃料噴射に用いられる燃料噴射弁に関する。特に、燃料に含まれる異物を捕集するためのフィルタを備えた電磁制御式の燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガソリンエンジンの気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁として、電磁ソレノイドを備えた電磁制御式の燃料噴射弁が用いられている。図５は、電磁制御式の燃料噴射弁の一構成例を示す断面図である。
この燃料噴射弁１００は、磁性筒体２と、ヨーク１３と、樹脂カバー１６とを含んで構成されるケーシング１を備えている。磁性筒体２の内部は燃料通路３となっており、燃料をエンジンに向けて供給する燃料供給配管（図示せず）から燃料が送られるようになっている。この燃料通路３は、磁性筒体２の上端が流入口となり、この流入口からバルブボディ６の位置まで軸方向に延びている。
【０００３】
また、磁性筒体２内にはコア筒５が圧入されるとともに、コア筒５の下流側に位置するように、バルブボディ６が配設されている。このバルブボディ６は、燃料通路３内の燃料を外部に噴射する噴射孔６Ａと、この噴射孔６Ａを取囲むようにして設けられ弁体８の弁部材１０が着座する着座部６Ｂとを有している。また、バルブボディ６の先端面には、複数のノズル孔７Ａが穿設されたノズルプレート７が噴射孔６Ａを覆う位置に固着されている。
【０００４】
また、コア筒５とバルブボディ６との間に位置して、磁性筒体２内に軸方向に変位可能な弁体８が収容されている。この弁体８は、上流側の端部でコア筒５と対向するアーマチュア１０９と、当該アーマチュア１０９の下流側の端部に固着され、バルブボディ６の着座部６Ｂに離座及び着座する球状の弁部材１０とによって構成されている。
弁体８は、常時は弁部材１０がバルブスプリング１１の付勢力によってバルブボディ６の着座部６Ｂに着座した状態に保持されている。また、磁性筒体２内に設けられたバルブスプリング１１は、コア筒５の内周側に圧入等の手段によって一体的に固定された筒状のアジャスティングスリーブ１２と弁体８のアーマチュア１０９のばね支持段部１０９Ｄとの間に圧縮状態で配設され、弁体８を閉弁方向に常時付勢している。
【０００５】
また、磁性筒体２とヨーク１３との間には電磁コイル１５が備えられている。この電磁コイル１５は、コネクタ１７を用いて給電されることにより、磁性筒体２の小径部２Ｃ、コア筒５、弁体８のアーマチュア１０９、ヨーク１３、連結コア１４を通じて電磁回路を形成し、コア筒５によりアーマチュア１０９をバルブスプリング１１の付勢力に抗して磁気的に吸着し、弁部材１０をバルブボディ６の着座部６Ｂから離座させるようになっている。弁部材１０がバルブボディ６の着座部６Ｂから離座したときには燃料が噴射されることになる。
【０００６】
ところで、燃料噴射弁に送り込まれる燃料には、燃料噴射弁や高圧ポンプ等の製造段階で生じたバリや製造後に紛れ込んだ異物等が混合されている場合があるため、燃料噴射弁には燃料を濾過するためのフィルタが備えられている。例えば、上述の図５の燃料噴射弁１００においては、燃料入口部となる燃料通路３の後端部に流入側の燃料フィルタ４が備えられている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、燃料噴射弁の後端の燃料通路入口以外にも、燃料噴射弁のバルブボディ内にフィルタを配設した例も提案されている。例えば、図６に示すように、弁本体（バルブボディ）３５３の内周面とニードル弁３５６の外周面との間に形成された燃料の流路内に円筒状のフィルタ３５９を配置し、フィルタ３５９の上流側を弁本体３５３の内周面に固定し、下流側をガイド３５７の上流側の面の燃料通路３５７ｂより内側に設けた凹部３５７ｃに固定して構成した燃料噴射弁が開示されている（特許文献２参照）。かかるフィルタ３５９については、メッシュ以外にも、金属やプラスチック、セラミック等の多孔質部材を用いて構成できることが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１８４８２４号公報  （段落［０００９］〜［００１２］  図１）
【特許文献２】特開２００６−２９１９５号公報  （全文、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の燃料噴射弁は、フィルタの機能のみを有する独立したフィルタ部材を装着して構成されたものであり、構成部品点数が多くなるとともに、使用中にフィルタが脱落しないように磁性筒体やガイド等の設計を行う必要がある。
一方、上述したような電磁制御式の燃料噴射弁においては、アーマチュアはステンレス等の金属材料を用いて構成されており、比較的高い剛性を有しているために、弁部材がバルブボディの着座部に着座する際の打音が大きくなって運転者等に不快感を与えるおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、弁部材をリフトさせるためのアーマチュアを多孔質金属材料を用いて構成するとともに、燃料がアーマチュアを透過するように燃料通路を構成することにより、このような問題を同時に解決できることを見出し本発明を完成させたものである。すなわち、本発明の目的は、構成部品点数を減らし、フィルタのずれや脱落のおそれを解消できるとともに、弁部材が着座する際の打音を低減できるようにした燃料噴射弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、先端に開口部を有するバルブボディと、バルブボディ内を摺動しバルブボディの開口部を開閉する弁部材と、弁部材が固定されたアーマチュアと、アーマチュアを開口部側へ付勢するスプリングと、スプリングの付勢力に抗してアーマチュアを開口部側とは反対側へ移動させる電磁ソレノイドと、を備え、電磁ソレノイドに電流を供給しアーマチュアを移動させることにより燃料を噴射する燃料噴射弁であって、アーマチュアは多孔質金属材料からなり、噴射孔側に供給される燃料がアーマチュアを透過するように構成されることを特徴とする燃料噴射弁が提供され、上述した問題を解決することができる。
【００１２】
また、本発明の燃料噴射弁を構成するにあたり、アーマチュアは軸方向に沿って設けられた内部通路を有し、燃料は開口部側とは反対側から内部通路を流れた後、アーマチュアを透過してアーマチュアの外部に流出することが好ましい。
【００１３】
また、本発明の燃料噴射弁を構成するにあたり、アーマチュアは開口部側の小径部と開口部側とは反対側の大径部とを有し、内部通路は小径部及び大径部にまたがって設けられ、燃料は内部通路を流れた後、小径部においてアーマチュアを透過してアーマチュアの外部に流出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の燃料噴射弁によれば、多孔質金属材料からなるアーマチュアを備えているために、アーマチュアにフィルタ機能を持たせることができ、構成部品点数を減らすことができるとともに、フィルタを配置するための複雑な設計を省略することができる。また、多孔質金属材料からなるアーマチュアであれば、比較的目を細かくできるため、フィルタ機能を向上させることができる。
さらに、アーマチュアが多孔質金属材料を用いて構成されることにより、アーマチュアの剛性が低下し、受ける振動を減衰しやすくなるために、弁部材が着座する際の打音を低減させることができる。
【００１５】
また、本発明の燃料噴射弁において、燃料がアーマチュアの内部通路を通過した後、アーマチュアを透過して外部に流出するように構成することにより、異物等がアーマチュア内部に捕集されるため、アーマチュアと他の部材との接触部に異物が付着することを防ぐことができる。
【００１６】
また、本発明の燃料噴射弁において、アーマチュアに燃料を透過させる部位としての小径部を設けることにより、バルブボディの内周面との間に空間が形成され、効率的に燃料を透過させて噴射孔側へ流すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の燃料噴射弁に関する実施形態について具体的に説明する。ただし、この実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００１８】
１．燃料噴射弁
本発明の実施の形態にかかる燃料噴射弁を図１及び図２に示す。図１は、本発明にかかる燃料噴射弁５０の実施の形態の一例を示す断面図であり、図２は、図１の燃料噴射弁５０のアーマチュア９周辺部の拡大断面図である。なお、図中の符号については、図５と同様の部材を示すものについては同一の符号が付されている。
これらの図１及び図２に示すように、燃料噴射弁５０は、燃料をガソリンエンジン等の内燃機関に向けて噴射供給するために用いられるものである。この燃料噴射弁５０は、磁性筒体２と、ヨーク１３と、樹脂カバー１６とを含んで構成されるケーシング１を備えている。
【００１９】
このうち、磁性筒体２は、例えば、磁性を有するステンレス材料等を用いて形成され、ケーシング１の本体部分を構成する段付筒状となっている。この磁性筒体２は、噴射孔６Ａとは反対側に位置する軸方向の一方側が大径部２Ａとして構成され、軸方向の中間部位が大径部２Ａよりも小径な中径部２Ｂとして構成され、噴射孔６Ａ側に位置する軸方向の他方側が中径部２Ｂよりもさらに小径な小径部２Ｃとして構成されている。また、大径部２Ａの端部は径が拡げられてフランジ部２Ｄとして構成されている。
【００２０】
この磁性筒体２の内部は燃料通路３となっており、燃料をエンジンに向けて供給する燃料供給配管（図示せず）から燃料が送られるようになっている。この燃料通路３は、磁性筒体２の大径部２Ａの上端が流入口となり、この流入口からバルブボディ６の位置まで軸方向に延びている。
【００２１】
コア筒５は、例えば、磁性金属材料等により段付筒状に形成され、磁性筒体２の内側に設けられている。このコア筒５は、磁性筒体２の中径部２Ｂに圧入して固定され、これにより、弁体８の最大ストローク量を規定している。
また、コア筒５の下流側に位置するように、磁性筒体２の小径部２Ｃ内にはバルブボディ６が配設されている。このバルブボディ６は、筒状の弁座部材であって、燃料通路３内の燃料を外部に噴射する噴射孔６Ａと、この噴射孔６Ａを取囲むようにして設けられ弁体８の弁部材１０が着座する着座部６Ｂとを有している。また、バルブボディ６の先端面には、複数のノズル孔７Ａが穿設されたノズルプレート７が噴射孔６Ａを覆う位置に固着されている。
【００２２】
また、コア筒５とバルブボディ６との間に位置して、磁性筒体２の小径部２Ｃ内に軸方向に変位可能な弁体８が収容されている。この弁体８は、例えば、磁性金属材料等により軸方向に延びる段付筒状に形成され、上流側の端部でコア筒５と対向するアーマチュア９と、当該アーマチュア９の下流側の端部に固着され、バルブボディ６の着座部６Ｂに離座及び着座する球状の弁部材１０とによって構成されている。
また、アーマチュア９は、燃料通路３の上流側に位置してコア筒５に吸着される大径な大径部９Ａと、当該大径部９Ａから下流側に延び、その端部に弁体８の弁部材１０が固着された、大径部９Ａよりも小径な小径部９Ｂと、大径部９Ａ及び小径部９Ｂにわたって形成された内部通路９Ｃと、大径部９Ａ及び小径部９Ｂの間の内周側に形成されたばね支持部としてのばね支持段部９Ｄとによって構成されている。
【００２３】
ここで、ばね支持段部９Ｄは、内部通路９Ｃの途中を縮径することにより環状の段差部として形成され、後述のバルブスプリング１１を支持するものである。さらに、弁体８は、常時は弁部材１０が後述するバルブスプリング１１の付勢力によってバルブボディ６の着座部６Ｂに着座した状態に保持され、このときにはアーマチュア９とコア筒５との間には、軸方向の隙間Ｓ１が形成されている。
また、磁性筒体２内に設けられたバルブスプリング１１は、コア筒５の内周側に圧入等の手段によって一体的に固定された筒状のアジャスティングスリーブ１２と弁体８のアーマチュア９のばね支持段部９Ｄとの間に圧縮状態で配設され、弁体８を閉弁方向に常時付勢している。
【００２４】
また、磁性筒体２の外周側に設けられたヨーク１３は、例えば、磁性金属材料からなり、後述する電磁コイル１５の外周側を覆う拡径筒部１３Ａと、磁性筒体２の小径部２Ｃの外周側に圧入される縮径筒部１３Ｂとを有する段付筒体として構成されている。また、ヨーク１３の拡径筒部１３Ａと磁性筒体２の中径部２Ｂとの間には連結コア１４が設けられている。この連結コア１４は、磁性材料等からなり、中径部２Ｂを取囲むようにＣ字状に形成されている。
【００２５】
また、磁性筒体２とヨーク１３の拡径筒部１３Ａとの間には電磁コイル１５が備えられている。この電磁コイル１５は、後述のコネクタ１７を用いて給電されることにより、磁性筒体２の小径部２Ｃ、コア筒５、弁体８のアーマチュア９、ヨーク１３、連結コア１４を通じて電磁回路を形成し、コア筒５によりアーマチュア９の大径部９Ａをバルブスプリング１１の付勢力に抗して磁気的に吸着し、弁部材１０をバルブボディ６の着座部６Ｂから離座させる。
また、磁性筒体２の大径部２Ａの外周側には樹脂カバー１６が設けられている。この樹脂カバー１６は、磁性筒体２の外周側にヨーク１３、連結コア１４、電磁コイル１５等を組付けた状態で、射出成形等の手段を用いて形成されている。また、樹脂カバー１６には、電磁コイル１５に給電するコネクタ１７が一体に成形されている。
【００２６】
ここで、本実施形態の燃料噴射弁５０を構成する弁体８のアーマチュア９は、多孔質金属材料から構成されており、燃料噴射弁５０内に供給された燃料は、途中、アーマチュア９を透過して噴射孔６Ａ側に導かれるようになっている。
すなわち、アーマチュア９を多孔質金属材料から構成してフィルタ機能を持たせることによって、別部材としての独立したフィルタが省略されるようになっている。したがって、燃料噴射弁５０の構成部品点数を少なくできるとともに、フィルタを配置するための複雑な設計を行う必要がなくなり、生産コストの低減を図ることができる。また、別部材としてのフィルタがなくなるため、燃料噴射弁内部でフィルタの位置ずれや脱落のおそれがなくなる。
【００２７】
また、多孔質金属材料からなるアーマチュア９であれば、アーマチュアの製造段階で、形成される孔の大きさを、例えば、５０〜６００μｍの範囲内で容易に調整することができる。したがって、フィルタとしての捕集能力を適宜調整することができるため、焼結体等のように目が細かすぎて目詰まりが発生しやすくなることがない。
さらには、アーマチュア９を多孔質金属材料から構成することにより、アーマチュア９の剛性が低減されるため、受ける振動が減衰されやすくなる。したがって、構成部品点数を減らしてフィルタ機能を持たせられるだけでなく、弁体８の弁部材１０がバルブボディ６のシート部６Ｂに着座する際の打音が低減され、騒音が低減されるようになっている。
【００２８】
アーマチュア９を構成する多孔質金属材料は、磁性を有する金属材料であれば特に制限されるものではないが、防錆性を考慮してステンレス系の多孔質金属材料を用いることが好ましい。また、多孔質金属材料であれば、金属製の弁部材との溶接が可能であるとともに最低限の剛性も確保されるため、アーマチュアとしての機能が阻害されることもない。
このような多孔質金属材料を用いたアーマチュアは、従来公知の方法によって製造することができるものである。
【００２９】
本実施形態の燃料噴射弁５０では、上述のとおり、アーマチュア９は、バルブボディ６の噴射孔６Ａ側の小径部９Ｂと噴射孔６Ａ側とは反対側の大径部９Ａとを有し、内部に大径部９Ａ及び小径部９Ｂにわたって内部通路９Ｃが設けられている。このアーマチュア９が内部を摺動する磁性筒体２におけるアーマチュア９が摺動する領域の内面は軸方向に直線状に形成されており、アーマチュア９の大径部９Ａと磁性筒体２の内周面との間には間隙が設けられていない一方で、アーマチュア９の小径部９Ｂと磁性筒体２の内周面との間には間隙Ｓ２が形成されている。この間隙Ｓ２は、アーマチュア９を透過した燃料の通路となり、弁部材１０とバルブボディ６との間の間隙を介して、噴射孔６Ａ側に燃料が送られるようになっている。
【００３０】
このようなアーマチュア９を備えた燃料噴射弁５０では、磁性筒体２の大径部２Ａの一端側から燃料噴射弁５０内部に流入した燃料は、コア筒５内に送られ、アジャスティングスリーブ１２の通過路１２Ａを通過して、アーマチュア９内の内部通路９Ｃに流れ込むと、小径部９Ｂと磁性筒体２の内周面との間の間隙Ｓ２に向けて小径部９Ｂにおいてアーマチュア９を透過するようになる。したがって、燃料に異物が存在している場合には、アーマチュア９の内部通路９Ｃ内に捕集されることになる。
【００３１】
２．変形例
また、多孔質金属材料を用いてフィルタ機能を持たせたアーマチュアは、その全体を多孔質金属材料を用いて構成するだけでなく、部分的に多孔質金属材料を用いて構成されていても構わない。
図３は、そのようなアーマチュア９´の構成例であり、噴射孔６Ａ側とは反対側の大径部９Ａ´を多孔質でない磁性材料を用いて構成する一方、噴射孔６Ａ側の小径部９Ｂ´を多孔質金属材料を用いて構成した例である。
【００３２】
このように構成した場合であっても、大径部９Ａ´の端部から内部通路９Ｃ´を流れる燃料が、小径部９Ｂ´においてアーマチュア９´を透過し、アーマチュア９´の外部に流出するため、燃料に混じっていた異物がアーマチュア９´内部に捕集されるようになる。
したがって、別部材としてのフィルタが不要になり、生産コストの低減が図られるとともに、フィルタの位置ずれや脱落のおそれがなくなり、さらには、弁部材１０が着座するときの打音を低減することができる。
【００３３】
また、図４は、燃料噴射弁のさらに別の構成例を示している。この燃料噴射弁５０´は、磁性筒体２に設けられた燃料通路３の入口側と出口側（燃料噴射弁の上側と下側）にそれぞれフィルタを配置する構成の燃料噴射弁に本発明を適用した例である。
すなわち、この燃料噴射弁５０´は、磁性筒体２の燃料通路３の入口側にも上流側フィルタ２１が配置されている以外は第１の実施の形態の燃料噴射弁の構成と同様の構成となっている。図４に示す上流側フィルタ２１は、メッシュ材料を用いて構成されたバスケット型フィルタとなっているが、これに限られるものではなく、アーマチュア９と同様、多孔質金属材料を用いて構成したフィルタであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態にかかる燃料噴射弁を示す断面図である。
【図２】本実施形態の燃料噴射弁におけるアーマチュア周辺の拡大断面図である。
【図３】部分的に多孔質金属材料を用いて構成したアーマチュアを備えて構成した例を示す拡大断面図である。
【図４】上流側フィルタを備えた燃料噴射弁を示す断面図である。
【図５】上流側フィルタを備えた従来の燃料噴射弁の構成を説明するための図である。
【図６】下流側フィルタを備えた従来の燃料噴射弁の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３５】
１：ケーシング、２：磁性筒体、２Ａ：大径部、２Ｂ：中径部、２Ｃ：小径部、２Ｄ：フランジ部、３：燃料通路、５：コア筒、６：バルブボディ、６Ａ：噴射孔、６Ｂ：着座部、７：ノズルプレート、７Ａ：ノズル孔、８：弁体、９：アーマチュア、９Ａ：大径部、９Ｂ：小径部、９Ｃ：内部通路、９Ｄ：ばね支持段部、１０：弁部材、１１：バルブスプリング、１２：アジャスティングスリーブ、１３：ヨーク、１３Ａ：拡径筒部、１３Ｂ：縮径筒部、１４：連結コア、１６：樹脂カバー、１７：コネクタ、５０：燃料噴射弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009013917.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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