JPS6354903B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関用の燃料噴射弁に関し、更に
特定して述べると、針弁とノズルボデイーとによ
つて電気的スイツチを構成するようにしたピン型
の燃料噴射弁に関する。

従来において、燃料噴射開始のタイミング及び
噴射終了のタイミングを示す電気信号を針弁の動
きに応じて取り出す目的で、ノズルボデイー及び
該ノズルボデイーの案内孔内で滑動する針弁を導
電性材料を用いて形成すると共に案内孔と針弁と
の間に絶縁層を設け、これにより針弁がノズルボ
デイーの弁座に着座した時にはノズルボデイーと
針弁とが電気的に接続され、燃料圧によつて針弁
が加圧ばねに抗して弁座から持上げられたときに
はノズルボデイーと針弁との電気的接続状態が解
除されるスイツチを形成したピン型の燃料噴射弁
が種々提案されている。

この種の燃料噴射弁における問題点は、針弁と
案内孔との間に設けられた絶縁層の耐摩耗性をい
かに確保するかという点にある。この問題を解決
するため、例えば、表面に陽極酸化処理（アルマ
イト処理）が施されたアルミニウムスリーブを針
弁に固定し、これにより針弁とノズルボデイーと
の間の絶縁性を保つようにした燃料噴射弁が提案
されている（特開昭57−52672号公報）。しかしな
がら、この提案された燃料噴射弁は、絶縁層を陽
極酸化処理によつて形成するものであるため、耐
摩耗性が充分でなく、酸化膜がアルミニウムスリ
ーブより剥離しやすいという欠点を有している。
更に、この提案された燃料噴射弁では、スリーブ
の母材がアルミニウムであるから、機械的強度も
充分でなく、耐久性にも問題があつた。

また、ピン型の燃料噴射弁では、針弁先端のピ
ンにカーボンが付着しこれにより針弁とノズルボ
デイーとの間の絶縁状態が損なわれるという問題
点も有している。

本発明の目的は、従つて、針弁とノズルボデイ
ーとの間の電気的絶縁状態を長期間に亘つて安定
に保持することができ、製造コストも安価で済
む、経済的で高性能のピン型の燃料噴射弁を提供
することにある。

本発明の構成は、ノズルボデイー及び該ノズル
ボデイー内に形成された案内孔内で滑動する針弁
を導電性材料を用いて形成すると共に案内孔に対
向する上記針弁の摺動面に第１の絶縁層を設け、
これにより針弁がノズルボデイの弁座に着座した
時にはノズルボデイと針弁とが電気的に接続さ
れ、燃料圧によつて針弁が加圧ばねに抗して弁座
から持上げられた時にはノズルボデイーと針弁と
の電気的接続状態が解除されるスイツチが構成さ
れるようにしたピン型の燃料噴射弁において、上
記第１の絶縁層が、イオンプレーテイング法によ
り形成されると共に、上記針弁の先端のピンの外
表面にもイオンプレーテイング法により形成され
る第２の絶縁層を設けた点に特徴を有する。

イオンプレーテイング法により針弁の摺動面及
びピンの外表面にSiO₂等の絶縁被膜を付着せし
めると、イオン化された絶縁材料が印加電圧によ
つて高い運動エネルギーで針弁に結合するため、
形成された絶縁層は緻密で母材との結合度が高
く、耐摩耗性に著しく優れた絶縁層を形成するこ
とができ、針弁とノズルボデイーとの間の電気的
絶縁状態を長期間に亘つて安定に保持することが
できる。また、イオンプレーテイング法による
と、印加電圧と時間とを調節することにより、形
成される絶縁層の厚さを比較的容易に制御するこ
とができるので、品質管理が比較的簡単かつ確実
に行なえる。

以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明
する。

図面には、本発明による燃料噴射弁の一実施例
が一部断面して示されている。内燃機関用の燃料
噴射弁１はノズルホルダ２、中間プレート３及び
ノズル４を備え、これ等はすべてスリーブナツト
５にねじ込まれている。ノズル４は、ノズルボデ
イー６と該ノズルボデイー６内に形成された案内
孔７に滑動自在に設けられた針弁８とから成つて
いる。針弁８の先端には弁体として働くバルブヘ
ツド９が形成されており、このバルブヘツド９に
対応した形状に形成された弁座１０がノズルボデ
イー６に形成されている。弁座１０の上側に形成
された油溜り１１は、燃料通路１２に連通してい
る。針弁８の上端に設けられている加圧ピン１３
は噴射弁の不作用状態でばね受け皿１４に接続し
て接触している。

ノズルホルダ２内のばね室１５内には加圧コイ
ルばね１６が収納されており、このコイルばね１
６は、一方で絶縁スリーブ１７に嵌め込まれた電
極１８の下端円板部１９を介して、ばね室１５の
肩部２０に支えられており、他方ではばね受け皿
１４に支えられている。絶縁スリーブ１７は、電
極１８と導電性材料から成るノズルホルダ２との
間の電気的絶縁を保つためのものであり、ノズル
ホルダ２の孔２１に圧入されていてもよいし、孔
２１内に遊嵌状態に挿入されていてもよい。符号
２２，２３で示されるのは液密状態を保つための
Ｏリングである。

加圧コイルばね１６、加圧ピン１３、ばね受け
皿１４及び針弁８は導電性材料から成つており、
従つて、電極１８と針弁８とは、加圧ピン１３、
ばね受け皿１４及び加圧コイルばね１６を介して
導電状態にある。尚、符号２４で示されるのは、
加圧コイルばね１６がノズルホルダ２と電気的接
触状態となるのを防止するための絶縁スリーブで
あり、特に小型の燃料噴射弁では加圧コイルばね
１６とばね室１５の壁面との間がせまいため必要
となる。一方、ノズルボデイー６、中間プレート
３、スリーブナツト５及びノズルホルダ２もまた
全て導電性材料から作られている。

案内孔７に対する摺動面が形成されている針弁
８の太径部８ａとノズルボデイー６の案内孔７と
の間の電気的絶縁性を保つために、その摺動面と
なる針弁８の太径部８ａの外周面には、絶縁層２
５が形成されている。この絶縁層は、イオンプレ
ーテイング法により、SiO₂を針弁８の太径部８
ａの外周面に被着せしめて形成したものである。
このように、絶縁物質をイオンプレーテイング法
により針弁８の外周面に被着せしめることにより
形成された絶縁層は、緻密で母材との結合度が高
いため、耐摩耗性に優れ、長期間の使用によつて
も絶縁性を保持することができる。

尚、絶縁層２５を形成する材料としては、
SiO₂のほかに、例えばAl₂O₃等、適宜の絶縁材料
を使用することができる。

この燃料噴射弁１を用いて噴射開始タイミング
を示す電気信号を得るためには、例えば、ノズル
ボデイー６をアースすると共に、電極１８を抵抗
器を介してバツテリの正極に接続することによ
り、針弁８のリフト動作に応じてレベル変化する
電圧信号を抵抗器の両端から得ることができる。
即ち、弁が閉じられている時には、針弁８とノズ
ルボデイ６とにより構成されるスイツチも閉じら
れており、従つて、抵抗器には所定の電流が流
れ、該抵抗器の両端に所定の電圧降下が生じる
が、燃料圧が油溜りに印加されて燃料噴射が開始
されると、針弁８とノズルボデイ６との電気的接
触状態が解除され、抵抗器に流れる電流が零とな
るため、抵抗器における電圧降下は零となる。従
つて、抵抗器の両端に生じる電圧レベルの変化状
態から燃料噴射開始のタイミング、及び噴射終了
のタイミングを検出することができる。

尚、針弁８が持上げられた時に、針弁８の上端
部が、中間プレート３に当接することにより、針
弁８とノズルボデイー６とが電気的に接続された
状態となるが、これをさけるために、針弁８の上
端部に絶縁カバーを設けてもよい。また、針弁８
の先端部がカーボンの付着等によりノズルボデイ
６と電気的に接触するのをさけるため、針弁８の
先端部のピン２６の外表面にもイオンプレーテイ
ング法による同様の絶縁層を形成してもよい。ピ
ン２６の外表面にイオンプレーテイング法により
絶縁層を形成すると、ピン２６の外表面に付着す
るカーボンによつて針弁８とノズルボデイー６と
の間の電気的絶縁性が損なわれることがなくなる
のは勿論のこと、ピン２６にカーボンが付着しに
くくなるという効果を生じるものである。

すなわち、針弁材料して通常用いられるスチー
ルは炭素との親和性が高いためカーボンが付着し
やすいものであるが、ピン２６の外表面にイオン
プレーテイング法により絶縁層を被着させると、
この絶縁層のためカーボンが付着しにくくなり、
カーボン付着による燃料噴射特性の変化が生じな
くなり、所要の燃料噴射動作が長期間に亘つて安
定に行なわれる。

また、イオンプレーテイング法によると耐剥離
性に優れた絶縁層を形成することができるので、
ピン２６のような小面積の部分にも絶縁層を強固
に被着形成することができ、耐久性も良いもので
ある。

更に、絶縁層２５を形成するためのイオンプレ
ーテイング法としては、例えば、高周波励起イオ
ンプレーテイング法、クラスタ−イオンビーム
法、電子ビーム溶解法、ホローカソード法など、
適宜の方法を用いることができる。

本発明によれば、上述の如く、イオンプレーテ
イング法により、イオン化された絶縁材料を高い
運動エネルギーをもつて針弁に被着せしめ絶縁層
を形成するようにしたので、形成された絶縁層は
緻密で母材との結合度が高く、耐摩耗性に著しく
優れた絶縁層を形成することができ、信頼性が高
く、寿命の長い燃料噴射弁を得ることができる。

この結果、針弁とノズルボデイーとの間及び針
弁の先端のピンと噴孔との間の各電気的絶縁状態
を長期に亘つて確保できるのは勿論のこと、針弁
の先端のピンにカーボンが付着するのを有効に抑
制し、その燃料噴射特性の変化を抑えるのに役立
つ等の効果を奏するものである。更に、絶縁層が
イオンプレーテイング法により形成されるので、
絶縁層の厚さを比較的容易に制御することが可能
であり、極めて精度の高いはめ合い寸法が要求さ
れるこの種の装置においては、品質管理が簡単か
つ確実に行なえるという利点をも有している。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の燃料噴射弁の一実施例を一部断
面して示す正面図である。 １……燃料噴射弁、２……ノズルホルダ、３…
…中間プレート、４……ノズル、６……ノズルボ
デイー、７……案内孔、８……針弁、１０……弁
座、１６……コイルばね、２５……絶縁層、２６
……ピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ノズルボデイー及びノズルボデイー内に形成
   された案内孔内で滑動する針弁を導電性材料を用
   いて形成すると共に前記案内孔に対向する前記針
   弁の摺動面に第１の絶縁層を設け、これにより前
   記針弁が前記ノズルボデイーの弁座に着座した時
   には前記ノズルボデイーと前記針弁とが電気的に
   接続され、燃料圧によつて前記針弁が加圧ばねに
   抗して前記弁座から持上げられた時には前記ノズ
   ルボデイーと前記針弁との電気的接続状態が解除
   されるスイツチが構成されるようにしたピン型の
   燃料噴射弁において、前記第１の絶縁層が、イオ
   ンプレーテイング法により形成されると共に、前
   記針弁の先端のピンの外表面にもイオンプレーテ
   イング法により形成される第２の絶縁層を設けた
   ことを特徴とするピン型の燃料噴射弁。