JPH1018942A - 噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構造で組み立て性が高く、また作動時
の応答特性や作動安定性を改善することにより性能の向
上を得られる噴射弁を提供する 【解決手段】 線材を巻いて成形したコイルスプリング
１０（付勢手段）の端末部に、連続して一体的に形成さ
れる弁棒９を備え、鋼球８（弁体）を閉弁方向に付勢す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、供給される流体の
圧力により開弁し、流体を噴射する噴射弁に関するもの
で、簡易な構造であり、噴射応答性を向上させると共に
安定した噴射を行い、組立や調整を容易とする技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種の噴射弁としては、例え
ばエンジンを駆動させるための混合気を生成するため
に、エンジンの吸気部に設けられ、燃料を噴射する燃料
噴射弁がある。

【０００３】図４は、この燃料噴射弁１０１の断面構成
を説明する図である。燃料噴射弁１０１は燃料供給管１
０２により所定の圧力で供給される燃料を接続室１０３
ａを介して取り込むものである。燃料供給管１０２は、
その先端部をＯリング１０２ａとプラグ１０２ｂにより
シリンダボディ１０３の一方の端部に密封性を保って接
続される。

【０００４】そして、シリンダボディ１０３の他方の端
部には、バルブ室１０３ｂ及びこのバルブ室１０３ｂに
接続されたバルブシート１０４を備えている。バルブシ
ート１０４には、バルブシート面１０４ａに当接する球
状の鋼球弁体１０５ａとこれに接続するロッド１０５ｂ
とを備えた弁体部１０５が挿通されている。そしてロッ
ド１０５ｂの鋼球弁体１０５ａの反対側には、円錐形に
拡がった嵌合部１０５ｃによりスプリングリテーナ１０
６が嵌合固定され、バルブシート１０４の内側端面を一
方の端部の固定台座部とし、他方の端部によりスプリン
グリテーナ１０６を図において上方に付勢するスプリン
グ１０７によって弁体部１０５が閉弁するように付勢さ
れている。

【０００５】この燃料噴射弁１０１の動作を簡単に説明
すると、燃料供給管１０２により所定の圧力で供給され
る燃料は、接続室１０３ａ、弁室１０３ｂを経て鋼球弁
体１０５ａまで導かれ、所定の圧力により鋼球弁体１０
５ａを開弁させるように作用する。

【０００６】尚、エンジンの状態に応じた噴射タイミン
グや噴射量は、不図示のコントロールユニットで決定さ
れる。そして燃料加圧ポンプ、加圧された燃料の圧力を
一定の範囲に調整するプレッシャレギュレータ及び流量
調節を行う電磁弁等を備えた分配装置により、エンジン
の型式や気筒数に応じた所定本数の燃料供給管１０２に
対して、燃料が断続的な圧力波を伴いながら供給され、
各燃料噴射弁から噴射される。

【０００７】従って、この燃料噴射弁１０１は供給され
る燃料の圧力により開弁するもので燃料が所定の圧力以
下の場合に弁を閉弁方向に保持して燃料の噴射を行わな
ず、供給される燃料の圧力が高い時のみ開弁して燃料噴
射を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の燃料噴射弁１０１では、弁体部１０５を付勢
する構造として、弁体部１０５及び嵌合部１０５ｃ，ス
プリングリテーナ１０６，スプリング１０７がそれぞれ
別体構成であるので、部品点数が多く構造が複雑であっ
た。

【０００９】従って、組み立て性が低く、またスプリン
グリテーナ１０６の重量により燃料噴射弁１０１の開閉
時の応答特性が低下する問題があった。また、作動時に
各構成部材のズレや摺接、傾きにより作動が不安定（例
えば、弁体部１０５が傾いた状態で付勢される現象、及
びまたは、スプリングリテーナ１０６とスプリング１０
７との当接部に発生する傷や削れによる不安定な接触）
となり、噴射形状が変形したり、開弁圧力が変化すると
いう問題もある。

【００１０】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
為になされたもので、その目的とするところは、簡易な
構造で組み立て性が高く、また作動時の応答特性や作動
安定性を改善することにより性能の向上を得られる噴射
弁を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、バルブシートと、このバルブシー
トに開口する流路に形成されたシート面に対して接離自
在に設けられた弁体と、この弁体に接続すると共に前記
流路に挿通される弁棒と、この弁棒を前記弁体の閉弁方
向に付勢し前記弁体をシート面に当接させる付勢手段と
を備え、前記バルブシートの流路に供給される流体の圧
力により、前記弁体が開弁して流体を噴射する噴射弁に
おいて、前記付勢手段は、線材を巻いて成形したコイル
スプリングであり、前記弁棒は、前記コイルスプリング
の端末部に連続する前記線材により形成されると共に、
前記端末部から折り曲げ部を介してコイルスプリングの
軸に略平行とする軸方向部を備える。

【００１２】これによると、弁棒がコイルスプリングの
素材である線材によりコイルスプリングと一体的に形成
される。従って、弁棒とコイルスプリングとの接続部に
リテーナ部材等を介在することがなく重量が低減して作
動時の応答特性や作動安定性が良くなる。

【００１３】また、前記コイルスプリングは、前記端末
部に向かってテーパ状に縮径することも良い。

【００１４】これによると、コイルスプリングの端末部
から軸方向部までの間の折り曲げ部の寸法が小さくな
り、折り曲げ部が撓みにくくなる。さらに弁体がコイル
スプリングの軸方向に沿って安定して付勢されるので、
ストローク時の弁棒の揺動が低減し一定の姿勢で往復移
動する。従って、弁体の作動時の応答特性や作動安定性
が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明を適用した噴射弁を
説明する。

【００１６】（実施の形態１）本発明を適用した第１の
実施の形態を図１に基づいて説明する。噴射弁１は、例
えばエンジンを駆動させるための混合気を作成するため
に、エンジンの吸気部に設けられ、不図示のコントロー
ルユニットで決定されるエンジンの状態に応じた噴射タ
イミングや噴射量となるように流体としての燃料を噴射
するものである。

【００１７】そして、このように使用される場合には噴
射弁１には、不図示の燃料加圧ポンプ及びプレッシャレ
ギュレータにより一定圧に加圧されると共に、所定のタ
イミングで開弁する電磁弁により、断続的な圧力波を伴
う燃料が供給される。そして、噴射弁１は燃料の圧力に
より開弁して燃料を噴射する。

【００１８】図１は本発明を適用した噴射弁１の断面構
成説明図である。噴射弁１は、筒状のシリンダボディ２
を備え、その内径部の一方の端部である燃料供給側Ｓ１
に接続室２ａを備え、この接続室２ａに燃料管３がプラ
グ４をねじ込むことにより接続されている。５は接続室
２ａと燃料管３との間を密封するＯリングである。

【００１９】噴射弁１の他方の端部は燃料噴射側Ｓ２と
なり、不図示のエンジンの吸気部に備えられた取付け孔
に嵌合され、外径側に凹溝部２ｂが形成されており、こ
の凹溝部２ｂにＯリング６が嵌め込まれ、取付け孔との
密封状態が形成される。

【００２０】そして、噴射弁１は燃料噴射側Ｓ２の内径
部に、筒状のバルブシート７を嵌合して同軸的に接続し
ている。バルブシート７は内径部が開口する流路７ｂと
なり、噴射される燃料が供給される。この流路７ｂの端
部にはシート面７ａが形成され、シート面７ａに対して
弁体としての鋼球８が接離自在に設けられている。

【００２１】鋼球８は、弁棒９に接続されている。接続
方法としては、従来技術と同じ溶接による方法を採用す
ることができるが、ねじ込み方式や圧入方式またはこれ
らの方式を組み合わせて接続することも可能である。

【００２２】１０は線材を巻いて成形したコイルスプリ
ングである。このコイルスプリング１０は、シリンダボ
ディ２の中央部に設けられたコイル室２ｃに伸縮可能に
挿入され、燃料噴射側Ｓ２の端末部が台座部となるコイ
ル室２ｃの底部２ｄに当接している。

【００２３】そして、コイルスプリング１０の他方の端
末部には、上記に説明した弁棒９を一体的に連続して備
えている。弁棒９は従って、コイルスプリング１０の成
形素材としての線材からなるものであり、コイルスプリ
ング１０外周環部から軸心までを接続する折り曲げ部９
ａと、折り曲げ部９ａの軸心側からコイルスプリング１
０の軸に略平行に延長される軸方向部９ｂとを備え、軸
方向部９ｂの燃料噴射側Ｓ２の端部に鋼球８が接続され
ている。

【００２４】噴射弁１は、このように図１のように組み
立てられた状態で、コイルスプリング１０が伸びる方向
に弁棒９を付勢するので、鋼球８がシート面７ａに当接
し、燃料管３により供給される燃料の圧力が所定値より
も低いときには、噴射弁１を燃料の噴射が行われない閉
弁状態としている。

【００２５】尚、噴射弁１の組立方法としては、バルブ
シート７をシリンダボディ２に仮固定した状態でシリン
ダボディ２の燃料供給側Ｓ１からコイル室２ｃにコイル
スプリング１０を装填し、コイルスプリング１０を圧縮
して弁棒９をバルブシート７の先端から突出させて鋼球
８を接合する。そしてバルブシート７のシリンダボディ
２に対する軸方向の相対位置を移動させて開弁圧力を調
整し、位置決めされた位置でバルブシート７をシリンダ
ボディ２に固定すれば良い。

【００２６】従って、弁棒９がコイルスプリング１０の
素材である線材によりコイルスプリング１０と一体的に
形成される。また、弁棒９とコイルスプリングとの接続
部にリテーナ部材等を介在することがなく重量が低減し
て作動時の応答特性や作動安定性が良くなる。

【００２７】尚、コイルスプリング１０の素材である線
材は、例えば金属であれば、ばね鋼やステンレス鋼が採
用され、また樹脂材料を用いることも可能である。

【００２８】また、当実施の形態では、燃料の噴射を行
う噴射弁に関して本発明を説明したが、このような噴射
弁に限らず、スプリングで弁体及び弁棒を付勢する構成
の各種の弁（一方向排出弁、圧力制御弁等）にも適用す
ることが可能である。

【００２９】（実施の形態２）図２は、本発明を適用し
た第２の実施の形態である噴射弁２１を説明する図であ
る。第１の実施の形態の噴射弁１と同一の構成部分につ
いては同一の符号を付してその説明を省略する。

【００３０】この噴射弁２１のシリンダボディ２は噴射
弁１と同一であり、接続室２ａの底部をコイルスプリン
グ２２の上端をうず巻き状に形成したフランジ部２２ａ
の当接部としている。

【００３１】コイルスプリング２２は、組み立てられた
状態で縮み方向に弁棒２３を付勢する。弁棒２３はコイ
ルスプリング２２の可動側の端部から折り曲げ部２２ｂ
を介してコイルスプリング２２の線材により一体的に形
成されている。

【００３２】この第２の実施の形態の噴射弁２１の作用
・効果は、第１の実施の形態の噴射弁１によるものと同
様である。

【００３３】（実施の形態３）図３は、本発明を適用し
た第３の実施の形態を説明する図である。図３（ａ）に
は本実施の形態の特徴となるコイルスプリング３１が示
されている。このコイルスプリング３１は図１の噴射弁
１に使用されたコイルスプリング１０に代用されるもの
である。

【００３４】コイルスプリング３１は、固定される端末
部３１ａから弁棒３２が一体的に接続される可動側の端
部３１ｂに向けてテーパ状に縮径している。弁棒３２
は、縮径側の端部３１ｂから短い折り曲げ部３１ｃを介
して接続されている。

【００３５】図３（ｂ）は、第１の実施の形態のコイル
スプリング１０を取り出して図示したものである。

【００３６】テーパ状のコイルスプリング３１を用いる
ことで、折り曲げ部３１ｃの長さ寸法が小さくなり、折
り曲げ部３１ｃが撓みにくくなる。これは、各折り曲げ
部３１ｃ及び９ａに弁棒３２及び９から加わる矢印Ａ１
とＡ２により示される曲げモーメントの大きさが異なる
からである。

【００３７】さらに鋼球８がコイルスプリング３１の軸
方向に沿って安定して付勢されるので、ストローク時の
弁棒３２の揺動が低減し一定の姿勢で往復移動する。従
って、安定した燃料噴射形状や噴射流量特性が得られ、
作動時の応答特性の向上と共に、作動安定性が向上す
る。

【００３８】

【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有する
もので、弁棒がコイルスプリングの素材である線材によ
りコイルスプリングと一体的に形成される。従って、弁
棒とコイルスプリングとの接続部にリテーナ部材等を介
在することがなく、簡単な構造であり、部品点数が少な
く組み立てが容易となる。

【００３９】弁の可動部の重量が低減して作動時の応答
特性や作動安定性が良くなる。

【００４０】テーパ状に縮径するコイルスプリングを備
えることで、ストローク時の弁棒の揺動が低減し、一定
の姿勢で往復移動するので、安定した燃料噴射形状や噴
射流量特性が得られ、作動時の応答特性の向上と共に、
作動安定性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による第１の実施の形態の噴射弁
の断面構成説明図。

【図２】図２は本発明による第２の実施の形態の噴射弁
の断面構成説明図。

【図３】図３は本発明によるコイルスプリングの図。

【図４】図４は従来の噴射弁の断面構成説明図。

【符号の説明】

１ 噴射弁 ２ シリンダボディ ２ａ 接続室 ２ｂ 凹溝部 ２ｃ コイル室 ２ｄ 底部 ３ 燃料管 ４ プラグ ５，６ Ｏリング ７ バルブシート ７ａ シート面 ８ 鋼球（弁体） ９ 弁棒 ９ａ 折り曲げ部 ９ｂ 軸方向部 １０ コイルスプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブシートと、このバルブシートに開
   口する流路に形成されたシート面に対して接離自在に設
   けられた弁体と、この弁体に接続すると共に前記流路に
   挿通される弁棒と、この弁棒を前記弁体の閉弁方向に付
   勢し前記弁体をシート面に当接させる付勢手段とを備
   え、 前記バルブシートの流路に供給される流体の圧力によ
   り、前記弁体が開弁して流体を噴射する噴射弁におい
   て、 前記付勢手段は、線材を巻いて成形したコイルスプリン
   グであり、 前記弁棒は、前記コイルスプリングの端末部に連続する
   前記線材により形成されると共に、前記端末部から折り
   曲げ部を介してコイルスプリングの軸に略平行とする軸
   方向部を備えることを特徴とする噴射弁。
2. 【請求項２】 前記コイルスプリングは、前記端末部に
   向かってテーパ状に縮径することを特徴とする請求項１
   に記載の噴射弁。