JP4866336B2 - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は，主として内燃機関の燃料供給系に使用される電磁式燃料噴射弁に関し，特に，前端部内側に弁座を有する弁ハウジングの後部に固定コアを連設し，さらにこの固定コアの後部に燃料入口筒を連設してなる弁ボディと，前記弁座に着座可能な弁体に，前記固定コア前端の固定側吸引作用面に後端の可動側吸引作用面を対向させる可動コアを同軸状に連設してなり，前記弁ハウジングに収容される弁組立体と，この弁組立体を弁体の前記弁座への着座方向へ付勢する弁ばねと，前記固定コアを囲繞するように配設され，励磁されると前記固定及び可動側吸引作用面間に吸引力を発生させるコイル組立体と，前記弁ボディ及びコイル組立体を被覆する合成樹脂製の被覆層と，この被覆層に一体に連設され，前記コイル組立体に連なる接続端子を保持するカプラとを備えるものゝ改良に関する。

かゝる電磁式燃料噴射弁は，例えば特許文献１に開示されるように知られている。
特開２００５−２４０７３１号公報

電磁式燃料噴射弁の作動騒音の発生メカニズムは次の通りでる。コイル組立体の励磁及び消磁に伴ない，弁組立体の開弁限界を規定する可動側及び固定側ストッパ部が相互に衝撃的に当接したり，弁組立体の弁部が弁座に衝撃的に着座することにより発生した振動が弁ボディ及び被覆層を経てカプラに伝達し，カプラがその振動に共鳴して騒音を発する。そこで，特許文献１に記載のものでは，被覆層の主要部を二層に構成して，被覆層の振動に対する減衰機能を高め，カプラへの振動伝達を極力抑え，防音を図るようにしている。

しかしながら，上記のように被覆層を二層に構成することは，被覆層全体の肉厚が厚くなり，高価な合成樹脂の使用量を増すのみならず，電磁式燃料噴射弁の大型化を招くことになって好ましくない。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，作動騒音の発生メカニズムを詳細に究明し，それにも基づいて得た簡単な手法により，合成樹脂製の被覆層を二層に構成せずに，もしくはその合成樹脂の使用量を少なくしながら，作動騒音の効果的に発生を抑え得るようにした電磁式燃料噴射弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，前端部内側に弁座を有する弁ハウジングの後部に固定コアを連設し，さらにこの固定コアの後部に燃料入口筒を連設してなる弁ボディと，前記弁座に着座可能な弁体に，前記固定コア前端の固定側吸引作用面に後端の可動側吸引作用面を対向させる可動コアを同軸状に連設してなり，前記弁ハウジングに収容される弁組立体と，この弁組立体を弁体の前記弁座への着座方向へ付勢する弁ばねと，前記固定コアを囲繞するように配設され，励磁されると前記固定及び可動側吸引作用面間に吸引力を発生させるコイル組立体と，前記弁ボディ及びコイル組立体を被覆する合成樹脂製の被覆層と，この被覆層に一体に連設され，前記コイル組立体に連なる接続端子を保持するカプラとを備える電磁式燃料噴射弁において，前記弁ボディの外周面に，その全周に亙って延びる凹溝及び突条を交互に配列してなる凹凸面を形成したことを第１特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記弁ハウジングを，前記弁座を有する弁座部材と，この弁座部材の後端部に液密に結合される磁性円筒体と，この磁性円筒体の後端部及び前記固定コアの前端部間を液密に連結する非磁性円筒体とで構成し，前記弁座部材の外周面に前記凹凸面を形成したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前記固定コアに前記燃料入口筒を一体に連設し，これら固定コア及び燃料入口筒の少なくとも一部の外周面に前記凹凸面を形成したことを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１〜第３の何れかに加えて，前記凹凸面を，多数の環状の凹溝と多数の環状の突条とを交互に配列して構成したことを第４の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１〜第３の何れかに加えて，前記凹凸面を，螺旋状の凹溝と，それに隣接する螺旋状の突条とで構成したことを第５の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，コイルの励磁及び消磁に伴ない，可動コア及び固定コア間の当接と，弁体の弁座への着座とがそれぞれ衝撃的に行われると，その衝撃により超音波が発生し，この超音波は，弁ボディの内部を伝達して弁ボディの外周面に到達して表面波となって弁ボディの外周面を軸方向に往復する。このとき，弁ボディの外周面には，その全周に亙って延びる環状の凹溝及び突条を交互に配列してなる凹凸面が形成されているので，この凹凸面が弁ボディの外周面における表面波の伝達経路を大幅に延長させることになり，その延長した分，上記表面波に対する減衰効果が向上し，これにより，表面波に起因する被覆層及びカプラへの伝達振動が減少し，カプラからの騒音発生を効果的に低減することができる。かくして，合成樹脂製の被覆層を二層に構成せずに済み，もしくはその合成樹脂の使用量を少なくすることが可能となる。

本発明の第２の特徴によれば，弁座部材の外周面に凹凸面を形成したので，その凹凸面が弁座に比較的近い位置を占めることになり，弁座部材の弁座で発生した衝撃力に起因する表面波を上記凹凸面により早期に減衰して，カプラからの騒音発生を，より効果的に低減することができる。

本発明の第３の特徴によれば，一体の固定コア及び燃料入口筒の少なくとも一方の外周面に凹凸面を形成したので，固定コアで発生した衝撃力に起因する表面波を上記凹凸面により早期に減衰して，カプラからの騒音発生を，より効果的に低減することができる。

本発明の第４の特徴によれば，凹凸面の形状に対応した総型バイト用いることにより，その凹凸面を能率よく切削加工することができる。

本発明の第５の特徴によれば，凹凸面を弁ボディの外周面の所望箇所にねじ加工により容易に形成することができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の第１実施例に係る内燃機関用の電磁式燃料噴射弁の縦断面図，図２は図１中の弁ボディの側面図，図３は図２中の凹凸面の断面形状の変形例を示す拡大図，図４は本発明の第２実施例を示す，図２との対応図，図５は本発明の第３実施例を示す，図２との対応図，図６は前記凹凸面の変形例を示す，弁ボディの一部側面図である。

先ず，図１及び図２に示す本発明の第１実施例の説明より始める。

図１において，内燃機関用の電磁式燃料噴射弁Ｉの弁ハウジング２は，円筒状の弁座部材３と，この弁座部材３の後端部に同軸に結合される磁性円筒体４と，この磁性円筒体４の後端に同軸に結合される非磁性円筒体６とで構成される。

弁座部材３は，その外周面から環状肩部３ｂを存して磁性円筒体４側に突出する連結筒部３ａを後端部に有しており，この連結筒部３ａを磁性円筒体４の前端部内周面に圧入して，磁性円筒体４の前端面を環状肩部３ｂに当接させ，その当接部をレーザビーム溶接することにより，弁座部材３及び磁性円筒体４は互いに同軸且つ液密に結合される。また磁性円筒体４及び非磁性円筒体６は，対向端面を突き合わせて全周に亙りレーザビーム溶接により互いに同軸且つ液密に結合される。

弁座部材３は，その前端面に開口する弁孔７と，この弁孔７の内端に連なる円錐状の弁座８と，この弁座８の大径部に連なる円筒状の第１ガイド孔９とを備えている。弁座部材３の前端面には，上記弁孔７と連通する複数の燃料噴孔１１を有する鋼板製のインジェクタプレート１０が液密に全周溶接される。

非磁性円筒体６の内周面には，その後端側から円筒状の固定コア５が液密に圧入固定される。その際，非磁性円筒体６の前端部には，固定コア５と嵌合しない部分が残され，その部分から弁座部材３に至る弁ハウジング２内に弁組立体Ｖが収容される。

弁組立体Ｖは，前記弁座８と協働して弁孔７を開閉する半球状の弁部１６及びそれを支持する弁杆部１７からなる弁体１８と，弁杆部１７に連結される可動コア１２とで構成されるもので，その可動コア１２は，磁性円筒体４から非磁性円筒体６に跨がって，それらに挿入されて固定コア５に同軸で対置される。弁杆部１７は，前記第１ガイド孔９より小径に形成されており，その外周には，半径方向外方に突出して，前記ガイド孔９の内周面に摺動可能に支承される第１ジャーナル部１７ａが一体に形成され，この第１ジャーナル部１７ａには，その前後間を連通する複数の切欠きが設けられる。

弁組立体Ｖには，可動コア１２の後端面から始まり弁部１６の手前で終わる縦孔１９と，この縦孔１９を，第１ジャーナル部１７ａ及び弁部１６間の弁杆部１７外周面に開放する横孔２０とが設けられる。縦孔１９の途中には，固定コア５側を向いた環状のばね座２４が形成される。

固定コア５は，可動コア１２の縦孔１９と連通する縦孔２１を有し，この縦孔２１に内部が連通する燃料入口筒２６が固定コア５の後端に一体に連設される。燃料入口筒２６は，固定コア５の後端に連なる縮径部２６ａと，それに続く拡径部２６ｂとからなっており，その縮径部２６ａから縦孔２１に弾発嵌合して固定されるすり割り付きパイプ状のリテーナ２３と前記ばね座２４との間に可動コア１２を弁体１８の閉弁側に付勢する弁ばね２２が縮設される。その際，リテーナ２３の縦孔２１への嵌合深さにより弁ばね２２のセット荷重が調整される。拡径部２６ｂには燃料フィルタ２７が装着される。

図１の一部拡大図において，固定コア５及び可動コア１２の互いに対向する端面を固定側吸引作用面３５及び可動側吸引作用面３６と呼ぶことにし，固定コア５は，固定側吸引作用面３５を持った小径部５ａと，この小径部５ａに環状段部５ｃを介して同軸状に連なる，小径部５ａより大径の主要部５ｂとを備えており，その小径部５ａの前端部外周面に非磁性円筒体６の内周面が密接するように，小径部５ａに非磁性円筒体６の後半部が圧入されると共に，環状段部５ｃに小径部５ａの後端面が突き当てられる。その突き当て部をレーザビーム溶接することにより，非磁性円筒体６及び固定コア５は相互に液密に結合される。

また可動コア１２の後端面には，可動側吸引作用面３６より所定量突出する非磁性材製でリング状のストッパ部材３７が埋設される。このストッパ部材３７は，固定及び可動コア５，１２相互の吸引時，ストッパ部材３７が固定側吸引作用面３５に当接することで，可動側吸引作用面３６及び固定側吸引作用面３５間に所定のエアギャップｇを残存させるものである。

一方，非磁性円筒体６の内周面には，前記固定側吸引作用面３５に連なる平坦面を有する環状凹部４０が形成され，この環状凹部４０は，可動コア１２の後端部を囲む環状室４２を形成する。また非磁性円筒体６及び磁性円筒体４の内周面には上記環状凹部４０の前端に連なる一連の第２ガイド孔４１が設けられ，この第２ガイド孔４１により，可動コア１２の外周面より僅かに隆起した環状の第２ジャーナル部１２ａが摺動自在に支承される。

弁ハウジング２の外周には，固定コア５及び可動コア１２に対応してコイル組立体２８が嵌装される。このコイル組立体２８は，磁性円筒体４の後端部から固定コア５の主要部５ｂにかけてそれらの外周面に嵌合するボビン２９と，これに巻装されるコイル３０とからなっており，このコイル組立体２８を囲繞するコイルハウジング３１の前端が磁性円筒体４の外周面に溶接され，その後端部は，固定コア５の後端部外周からフランジ状に突出するヨーク５ｄの外周面に嵌合される。コイルハウジング３１は円筒状をなしており，その周壁には軸方向に延びるスリット３１ａが形成されている。

上記コイルハウジング３１，コイル組立体２８，固定コア５及び燃料入口筒２６の前半部は，射出成形による合成樹脂製の被覆層３２に埋封される。その際，コイルハウジング３１内への被覆層３２の充填はスリット３１ａを通して行われる。また被覆層３２の中間部には接続端子３３を保持するカプラ３４が一体に連設される。接続端子３３は，ボビン２９の後端部にも保持されながら前記コイル３０に接続される。

而して，コイル３０を消磁した状態では，弁ばね２２の付勢力で弁組立体Ｖは前方に押圧され，弁体１８を弁座８に着座させている。したがって，図示しない燃料ポンプから燃料入口筒２６に圧送された燃料は，パイプ状のリテーナ２３内部，弁組立体Ｖの縦孔１９及び横孔２０を通して弁ハウジング２内に待機させられる。

コイル３０を通電により励磁すると，それにより生ずる磁束がコイルハウジング３１，磁性円筒体４，可動コア１２，固定コア５を順次走り，可動側吸引作用面３６及び固定側吸引作用面３５間に発生する磁力による吸引力により可動コア１２が弁ばね２２のセット荷重に抗して固定コア５に吸引され，弁体１８が弁座８から離座するので，弁孔７が開放され，弁座部材３内の高圧燃料が弁孔７を出て，インジェクタプレート１０の燃料噴孔１１からエンジンの吸気弁に向かって噴射される。

このとき，可動コア１２の可動側吸引作用面３６に埋設される非磁性体のストッパ部材３７が，固定コア５の固定側吸引作用面３５に当接することにより，弁体１８の開弁限界が規定され，可動側吸引作用面３６と固定側吸引作用面３５との間には所定のエアギャップｇが残存することになる。したがって，可動側吸引作用面３６及び固定側吸引作用面３５の直接接触が回避されるので，コイル３０の消磁時には，両コア５，１２間の残留磁気を速やかに消失して，弁体１８の閉弁応答性を高めることができる。

以上において，弁座部材３，磁性円筒体４及び非磁性円筒体６よりなる弁ハウジング２，固定コア５並びに燃料入口筒２６は，電磁式燃料噴射弁Ｉの弁ボディＢを構成するもので，その側面図を図２に示す。この図２より明らかなように，弁ボディＢの外周面には，その全周に亙って延びる環状の凹溝４６及び突条４７を交互に配列してなる凹凸面４８が形成される。具体的には，弁座部材３，燃料入口筒２６の縮径部２６ａ及び拡径部２６ｂの各前半部の外周面に凹凸面４８が形成される。

上記凹溝４６の断面形状は，図２及び図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように，半円状，Ｖ字状，Ｕ字状など自由である。

次に，この第１実施例の作用について説明する。

コイル３０の励磁により弁組立体Ｖが開弁動作をするときは，可動コア１２のストッパ部材３７が固定コア５の固定側吸引作用面３５に衝撃的に当接することで，その当接部に衝撃力が発生し，またコイル３０の消磁により弁組立体Ｖが弁ばね２４の付勢力をもって閉弁動作をするときは，弁体１８が弁座８に衝撃的に着座することで，その着座部に衝撃力が発生する。これら衝撃力は超音波を発生し，この超音波は，弁ボディＢの内部を伝達して弁ボディＢの外周面に到達すると，表面波となって弁ボディＢの外周面を軸方向に往復しながら合成樹脂製の被覆層３２を振動させ，これがカプラ３４に共鳴して，騒音を発生することになる。

しかしながら，弁ボディＢの外周面には，前述のように，その全周に亙って延びる環状の凹溝４６及び突条４７を交互に配列してなる凹凸面４８が形成されているので，この凹凸面４８が弁ボディＢの外周面における表面波の伝達経路を大幅に延長させることになり，その延長した分，表面波に対する減衰効果が向上する。これにより，表面波に起因する被覆層３２及びカプラ３４への伝達振動が減少し，カプラ３４からの騒音発生を効果的に低減することができる。かくして，合成樹脂製の被覆層３２を従来のように二層に構成せずに済み，もしくはその合成樹脂の使用量を少なくすることが可能となる。

特に，弁座部材３の外周面に凹凸面４８を形成した場合には，その凹凸面４８が弁座８に比較的近い位置を占めることになるから，弁座部材３の弁座８で発生した衝撃力に起因する表面波を上記凹凸面４８により早期に減衰して，カプラ３４からの騒音発生を，より効果的に低減することができる。

また固定コア５に一体に連設される燃料入口筒２６の外周面に凹凸面４８を形成した場合には，その凹凸面４８が固定側吸引作用面３５に比較的近い位置を占めることになるから，固定側吸引作用面３５で発生した衝撃力に起因する表面波を上記凹凸面４８により早期に減衰して，カプラ３４からの騒音発生を，より効果的に低減することができる。しかも，上記凹凸面４８の凹溝４６には，燃料入口筒２６を覆う合成樹脂製の被覆層３２が食い込むことになるから，被覆層３２の弁ボディＢへの結合力を高めることができる。

また凹凸面４８を構成する突条４７及び凹溝４６を環状に形成する場合には，その凹凸面４８の形状に対応した総型バイト用いることにより，その凹凸面４８を能率よく切削加工することができる。

次に，図４に示す本発明の第２実施例について説明する。

この第２実施例は，弁ボディＢの外周面全体に凹凸面４８を形成した点を除けば，前実施例と同様の構成であり，図４中，前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。

この第２実施例によれば，表面波の伝達経路を最長にして，その減衰効果を最大に上げることができ，カプラ３４からの騒音発生を，より効果的に低減することができる。

次に，図５に示す本発明の第３実施例について説明する。

この第３実施例は，弁ボディＢの外周面の凹凸面４８を，互いに隣接する凹溝１４６及び突条１４７を螺旋状に形成して構成した点を除けば，前記第１又は第２実施例と同様の構成であり，図５中，前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。

この第３実施例によれば，上記凹凸面４８を弁ボディＢの外周面の所望箇所にねじ加工により容易に形成することができる。

図６（Ａ）及び（Ｂ）は前記凹凸面４８の変形例を示すもので，環状又は螺旋状の凹溝４６，１４６及び突条４７，１４７よりなる凹凸面４８を，複数群に分けて不等間隔に配列することもできる。

以上，本発明の実施例について説明したが，本発明はそれに限定されることなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明の第１実施例においては固定コア５の外周面に凹凸面４８を形成し，もしくは固定コア５及び燃料入口筒２６の両方の外周面に凹凸面４８を形成することもできる。

本発明の第１実施例に係る内燃機関用の電磁式燃料噴射弁の縦断面図。 図１中の弁ボディの側面図。 図２中の凹凸面の断面形状の変形例を示す拡大図。 本発明の第２実施例を示す，図２との対応図。 本発明の第３実施例を示す，図２との対応図。 前記凹凸面の変形例を示す，弁ボディの一部側面図。

符号の説明

Ｂ・・・・・弁ボディ
Ｉ・・・・・電磁式燃料噴射弁
Ｖ・・・・・弁組立体
２・・・・・弁ハウジング
３・・・・・弁座部材
４・・・・・磁性円筒体
５・・・・・固定コア
６・・・・・非磁性円筒体
８・・・・・弁座
１２・・・・可動コア
１８・・・・弁体
２２・・・・弁ばね
２６・・・・燃料入口筒
２８・・・・コイル組立体
３２・・・・被覆層
３３・・・・接続端子
３４・・・・カプラ
３５・・・・固定側吸引作用面
３６・・・・可動側吸引作用面
４６，１４６・・・・凹溝
４７，１４７・・・・突条
４８・・・・凹凸面

Claims (5)

1. 前端部内側に弁座（８）を有する弁ハウジング（２）の後部に固定コア（５）を連設し，さらにこの固定コア（５）の後部に燃料入口筒（２６）を連設してなる弁ボディ（Ｂ）と，前記弁座（８）に着座可能な弁体（１８）に，前記固定コア（５）前端の固定側吸引作用面（３５）に後端の可動側吸引作用面（３６）を対向させる可動コア（１２）を同軸状に連設してなり，前記弁ハウジング（２）に収容される弁組立体（Ｖ）と，この弁組立体（Ｖ）を弁体（１８）の前記弁座（８）への着座方向へ付勢する弁ばね（２２）と，前記固定コア（５）を囲繞するように配設され，励磁されると前記固定及び可動側吸引作用面（３５，３６）間に吸引力を発生させるコイル組立体（２８）と，前記弁ボディ（Ｂ）及びコイル組立体（２８）を被覆する合成樹脂製の被覆層（３２）と，この被覆層（３２）に一体に連設され，前記コイル組立体（２８）に連なる接続端子（３３）を保持するカプラ（３４）とを備える電磁式燃料噴射弁において，
   前記弁ボディ（Ｂ）の外周面に，その全周に亙って延びる凹溝（４６，１４６）及び突条（４７，１４７）を交互に配列してなる凹凸面（４８）を形成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
2. 請求項１記載の電磁式燃料噴射弁において，
   前記弁ハウジング（２）を，前記弁座（８）を有する弁座部材（３）と，この弁座部材（３）の後端部に液密に結合される磁性円筒体（４）と，この磁性円筒体（４）の後端部及び前記固定コア（５）の前端部間を液密に連結する非磁性円筒体（６）とで構成し，前記弁座部材（３）の外周面に前記凹凸面（４８）を形成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
3. 請求項１記載の電磁式燃料噴射弁において，
   前記固定コア（５）に前記燃料入口筒（２６）を一体に連設し，これら固定コア（５）及び燃料入口筒（２６）の少なくとも一部の周面に前記凹凸面（４８）を形成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の電磁式燃料噴射弁において，
   前記凹凸面（４８）を，多数の環状の凹溝（４６）と多数の環状の突条（４７）とを交互に配列して構成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
5. 請求項１〜３の何れかに記載の電磁式燃料噴射弁において，
   前記凹凸面（４８）を，螺旋状の凹溝（１４６）と，それに隣接する螺旋状の突条（１４７）とで構成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。

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