JP2007205257A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】閉弁バネにコイルバネを用いた電磁駆動式の燃料噴射弁において閉弁バネによる部材間の干渉を最小限として正確な弁機能を長期間に亘って実現する。
【解決手段】コイルケース４の貫通孔４ａにストッパコア９が嵌挿配置され、ストッパコア９と同一の中心線上に摺動可能に配置されたプランジャ１１が基端面から穿設されたニードル挿入孔１１ａを有してこれにニードル１０が先端部を挿入しており、ニードル１０先端面に突設された略円柱状のバネ保持部１００Ａに基端側を装設して圧縮配置されたコイル状の閉弁バネ１５Ａが、プランジャ１１を先端方向に付勢して、コイル非通電時に閉弁しコイル通電時にプランジャ１１をストッパコア９に吸着して開弁する電磁駆動式の燃料噴射弁１Ａにおいて、閉弁バネ１５Ａを、弾性変形しない基端部１５０Ａが弾性変形する中央部１５１Ａよりも小径でバネ保持部１００Ａ外周面に密着巻きの状態となるものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンに供給する燃料を電子制御ユニットから送信される電気信号により制御して吸気管に噴射する電磁駆動式の燃料噴射弁（インジェクタ）に関するものである。

電子制御ユニットが出力する電気信号で開閉制御される電磁駆動式の燃料噴射弁は、例えば実開昭５５−１８００６６号公報に記載され、図２に示すもののようにコイル５に通電することで固定鉄心であるストッパコア９が励磁し可動鉄心であるプランジャ１１を吸引することで先端側に弁構造を有するニードル１０を後退させて開弁し、通電を停止することで閉弁バネ１５Ｂの付勢力によりプランジャ１１が戻って閉弁するようにした常閉式のものが汎用されている。

このような閉弁バネ１５Ｂを用いた電磁駆動式の燃料噴射弁１Ｂにおいては、電気信号に弁体が鋭敏に反応することに加え、正確な弁機能が長期間に亘って発揮されるものが望ましいとされている。

ところで、図２に示す燃料噴射弁１Ｂのように、閉弁バネ１５Ｂにコイルバネを用いたものは比較的簡易な構成で弁開閉動作を実現しているが、弁機能の正確性確保の観点からは、例えば特開平９−７９１０７号公報や特開２００４−２１１５６３号公報に記載されている燃料噴射弁のように、閉弁バネに円盤状の板バネを用いたものが優れている。

即ち、可動鉄心の往復動作に対して直角に配置される円盤状の板バネを用いることで、可動鉄心および弁体が摺動部分をもたずに浮遊状態で往復動することに加え、閉弁バネ外周部が周囲部材と当接・干渉することが回避されるため、可動鉄心の動作阻害および部材の摩耗を原因とする弁機能の正確性低下を最小限に抑えることができるからである。

しかしながら、円盤状の板バネを用いる燃料噴射弁においては、所定の弁ストロークを確保するために板バネに所定の大きさ（直径）が必要となって燃料噴射弁の外径（横幅）がある程度必要になることに加え、構成がやや複雑化してコスト高となりやすい面もある。従って、円盤状の板バネを用いる技術とは別に、コイルバネを用いたものでも簡易に弁機能の正確性を長期間に亘って実現できる技術の開発が望まれている。
実開昭５５−１８００６６号公報 特開平９−７９１０７号公報 特開２００４−２１１５６３号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、閉弁バネにコイルバネを用いた電磁駆動式の燃料噴射弁において、閉弁バネによる部材間の干渉を最小限として正確な弁機能を長期間に亘って実現できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、コイルケースの貫通孔に固定鉄心であるストッパコアが嵌挿配置され、ストッパコアの先端側でストッパコアと同一の中心線上に摺動可能に配置された可動鉄心であるプランジャが、基端面から先端方向に所定深さで穿設されたニードル挿入孔を有しこれにストッパコア先端側から先端方向に延設されたニードルが先端部を挿入しており、ニードル先端面に突設されニードルよりも小径で略円柱状のバネ保持部に基端側を装設し挿入孔の深さ方向に圧縮配置されたコイル状の閉弁バネが、プランジャを先端方向に付勢するものとして、コイル非通電時に閉弁しコイル通電時にプランジャをストッパコアに吸着して開弁する電磁駆動式の燃料噴射弁において、その閉弁バネを、弾性変形しない基端部が弾性変形する中央部よりも小径としてバネ保持部外周面に密着巻きの状態となるものとした。

このように、ニードルのバネ保持部において閉弁バネの基端部を密着巻きとし、その巻き径を中央部よりも小径としたことで、従来のプランジャ挿入孔内に閉弁バネを介装した電磁駆動式の燃料噴射弁においてプランジャ摺動時に閉弁バネの基端部外周側が挿入孔内周面と干渉し円滑な弁動作を妨げるとともに摩耗により耐久性が低下し易かったのに対し、挿入孔内周面との干渉を最小限に抑えることが可能となって、正確な弁機能を長期間に亘って実現しやすいものとなる。

また、この燃料噴射弁において、閉弁バネの基端部をニードルよりも小径として、少なくとも閉弁バネの基端部外周側がプランジャ挿入孔の内周面に接触することがないものとすれば、プランジャの摺動がより円滑となって弁機能を一層正確なものとすることができる。

さらに、上述した燃料噴射弁において、ニードルを、基端側に所定の位置調整手段を備えて挿入深さを変更可能なものとし、閉弁バネによる弁圧を調整可能とすれば、種々の原因による弁圧力の変化にも対応容易なものとなる。

プランジャ挿入孔内に配設する閉弁バネの基端部を、中央部よりも小径とした本発明によると、閉弁バネによる部材間の干渉を最小限として正確な弁機能を長期間に亘って実現できるものである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。尚、本発明において、閉弁バネの弾性変形しない部分とはコイル状のバネが長さ方向（中心線方向）に圧縮変形不能な角度（略周方向）で巻かれた部分であり、閉弁バネの弾性変形する部分とはコイル状のバネが長さ方向に圧縮変形可能な角度で巻かれた部分を指す。

図１の本実施の形態における燃料噴射弁１Ａの縦断面図を参照して、外ケースは円筒形で先端側に噴射孔７のある噴射部を備えたケース本体２の基端側に、エンドカバー３を嵌挿して形成されている。また、コイル５を保持して基端側に一対の導電用端子４３，４３を装着されたコイルケース４が、外ケース内に同心に内装されている。

コイルケース４は、中心線に一致して貫通孔４ａが穿設されており、その貫通孔４ａには筒状のストッパコア９が嵌挿配置されている。このストッパコア９は磁性体からなりコイル５に通電することにより励磁する固定鉄心となっている。そして、このストッパコア９の中心線を貫通して設けた貫通孔９ａを、基端側から先端側に貫通して棒状のニードル１０が配設されている。

ニードル１０は、ストッパコア９の基端側においてコイルケース４に固定された筒状の保持部材４１の保持孔４１ａに嵌挿配置された略円柱状の調整部材１０ｂの先端面から延設され、ストッパコア９の先端面から突出した先端部の端面に円柱状でニードル１０よりも小径のバネ保持部１００Ａを有しており、調整部材１０ｂを保持孔４１ａ開口部から操作して中心線上の位置を変更することにより、ニードル１０の挿入深さを変えて閉弁バネ１５Ａによる弁圧を調整できるようになっている。

ストッパコア９の先端側には、磁性体からなる略円柱状のプランジャ１１がコイルケース４の貫通孔４ａ先端側且つストッパコア９の中心線上で摺動可能に配置されており、先端部がコイルケース４の先端面から突出して先端に弁構造部１１ｂを形成している。また、プランジャ１１の基端面から先端に向かってニードル１０を挿入可能な径でニードル挿入孔１１ａが穿設されており、これに挿入するニードル１０の先端面に突設したバネ保持部１００Ａに、コイル状の閉弁バネ１５Ａが装設され、挿入孔１１ａ底面とニードル１０先端面との間で挿入孔１１ａ深さ方向に圧縮状態で介装され、プランジャ１１を先端に向かって押圧して弁構造部１１ｂを閉弁方向に付勢している。

尚、上述した構成、およびコイル５の非通電時に閉弁バネ１５Ａの付勢力で閉弁しコイル５に通電時にストッパコア９が励磁して閉弁バネ１５Ａの付勢力に抗してプランジャ１１を吸着することで開弁する弁機能については既に周知の技術である。

そして、本発明において、図１の拡大部分図に示すプランジャ１１のプランジャ挿入孔１１ａ内に挿入されたニードル１０先端側のバネ保持部１００Ａと、これに保持された閉弁バネ１５Ａの構成に特徴がある。

即ち、図２の燃料噴射弁１Ｂの拡大部分図に示すように、従来の燃料噴射弁におけるプランジャ１１を閉弁方向に付勢するための構造は、そのニードル挿入孔１１ａ内に挿入され位置固定されたニードル１０の先端側に圧縮状態で介装された閉弁バネ１５Ｂが、基端部１５０Ｂ〜中央部１５１Ｂ〜先端部にかけて巻き径が同径であり、弾性変形しない固定部である基端部１５０Ｂもニードル１０の外径とほぼ等しい外径となっており、プランジャ１１摺動時に基端部１５０Ｂがニードル挿入孔１１ａ内周面に干渉して、プランジャ１１の円滑な動きを阻害して弁機能の正確性を確保することが困難となる問題があった。そこで、このような問題点を以下に述べる構成の本発明が解決したものである。

図１の拡大部分図に示すように、ニードル１０先端側のバネ保持部１００Ａを従来のものよりもやや小径とするとともに、これに装設する閉弁バネ１５Ａについて、弾性変形しない基端部１５０Ａをバネ保持部１００Ａの基端側外周面に密着巻きとなるようにし、且つ、弾性変形する中央部１５１Ａをそれよりも大径となる構成とした。

このようにすることで、従来挿入孔１１ａ内周面に干渉してトラブルを生じていた閉弁バネの基端部外周側が静止時から摺動時に亘って挿入孔１１ａ内周面に全く接触しないものとなり、プランジャ１１の摺動を円滑に維持して正確な弁機能を確保しやすいものとなる。また、部材間の干渉による摩擦が生じにくいことから、摩耗による耐久性の低下も回避できるものである。

尚、閉弁バネ１５Ａの弾性変形する中央部１５１Ａの外径を、ニードル１０の外径と略同一としたことで閉弁バネ１５Ａが挿入孔１１ａ内で蛇行することがないため、付勢力を安定的に発揮することができる。また、調整部材１０ｂによるニードル１０の深さ方向の調整は、調整部材１０ｂの外周面にネジ山を設けネジ溝を切った保持部材４１の保持孔４１ａに螺入するようにして、基端側をネジ頭とした調整部材１０ｂを外部からドライバー等で回して行うようにしたり、或いは調整部材１０ｂに設けたシール部材としてのＯ―リング４２がストッパ部材として働くものとして、外部から所定以上の圧力をかけることで調整部材１０ｂを適宜移動するようにしたりしてもよい。

本発明の実施の形態を示す縦断面図。 従来例を示す縦断面図。

符号の説明

１Ａ 燃料噴射弁、２ ケース本体、４ コイルケース、７ 噴射孔、４ａ，９ａ 貫通孔、５ コイル、９ ストッパコア、１０ ニードル、１０ｂ 調整部材、１１ プランジャ、１１ａ ニードル挿入孔、１１ｂ 弁構造部、１５Ａ 閉弁バネ、４１ 保持部材、１００Ａ バネ保持部、１５０Ａ 基端部、１５１Ａ 中央部

Claims (3)

1. コイルケースの貫通孔に固定鉄心であるストッパコアが嵌挿配置され、前記ストッパコアの先端側で該ストッパコアと同一の中心線上に摺動可能に配置された可動鉄心であるプランジャが、基端面から先端方向に所定深さで穿設されたニードル挿入孔を有し該ニードル挿入孔に前記ストッパコア先端側から先端方向に延設されたニードルが先端部を挿入しており、前記ニードルの先端面に突設され該ニードルよりも小径で略円柱状のバネ保持部に基端側を装設し前記挿入孔の深さ方向に圧縮配置されたコイル状の閉弁バネが、前記プランジャを先端方向に付勢して、コイル非通電時に閉弁しコイル通電時に前記プランジャを前記ストッパコアに吸着して開弁するものとした、電磁駆動式の燃料噴射弁において、前記閉弁バネは、弾性変形しない基端部が弾性変形する中央部よりも小径で前記バネ保持部外周面に密着巻きの状態となっていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記閉弁バネの基端部は前記ニードルよりも小径とされ、少なくとも前記閉弁バネの基端部外周側が前記プランジャ挿入孔の内周面に接触しないことを特徴とする請求項１に記載した燃料噴射弁。
3. 前記ニードルは、基端側に所定の位置調整手段を有して挿入深さを変更可能とされ、閉弁バネによる弁圧が調整可能であることを特徴とする請求項１または２に記載した燃料噴射弁。
   

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