JPH0521162U - 内燃機関用インジエクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工が容易で耐摩耗性があり、燃料シート性
が良好で疲れ破壊に対しても強く、弁の作動安定性が良
く、燃料の吐出フォームも良い内燃料機関用インジェク
タを提供する。 【構成】 ボール弁を有する電磁燃料インジェクタにお
いて、ボール弁９及び弁座面１１、固定コアの当り面１
９ａの表面を非磁性高硬度処理し、弁座面１１に燃料シ
ート突起部１３を設け、戻しばね８を鼓形状とする。ま
た、弁孔１４の前方には吐出燃料を最適位置で２方向吐
出させるための吐出空間部１５及び２ホールプレート１
６を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 Ａ．考案の目的 (1) 産業上の利用分野 この考案は、自動車等における内燃機関に適用される電磁式燃料噴射弁いわゆ るインジェクタに関する。

【０００２】 (2) 従来の技術 この種のインジェクタとして、例えば、特開昭５５−１００１６号公報あるい は実開昭５８−６７９６８号に開示されているものが知られている。 この公知のインジェクタの構成を図８に基づき説明すると、１００はハウジン グ１０２に形成された孔１０４の一端を閉止するオリフィスプレートであり、こ のオリフィスプレート１００に形成されるオリフィス１０６は球状の弁体（ボー ル弁）１０８により開閉可能である。孔１０４の他端は固定コア１１０により閉 止されており、ハウジング１０２と固定コア１１０とはそれぞれに形成された段 差部において当接し固定されている。固定コア１１０の先端は弁体１０８の近傍 まで突出しており、ボール弁１０８のリフトを規制している。孔１０４内には電 磁コイル１１２が巻回されてなるボビン１１４が収容されており、電磁コイル１ １２が励磁されると固定コア１１０にボール弁１０８が吸収されてオリフィス１ ０６は開状態となる。

【０００３】 このようなボール弁を用いたインジェクタは、例えば実開昭５８−９０３６５ 号公報に開示されているようなニードルバルブとプランジャーを組み合わせたイ ンジェクタに比べ、部品点数が少く、また、形状が簡単である等の利点をもつが 、従来のボール弁を用いたインジェクタはボール弁が高サイクルで開閉し、かつ 衝突するため、ボール弁や弁座が摩耗したり、繰返し応力による疲れ破壊が生じ る、といった問題がある。そこでボール弁や弁座に硬材質のものを用いると、ボ ール弁や弁座の加工が困難になるととともに衝撃にも弱いという問題がある。ま た、従来のボール弁を用いたインジェクタではボール弁の燃料シート性が十分で はなく、ボール弁を弁座に着座させる際のボール弁の安定性も十分とはいえない 。更にまた、従来のボール弁を用いたインジェクタではニードルバルブとプラン ジャーを組み合わせたインジェクタに比べ燃料の吐出フォームが十分とはいえな かった。

【０００４】 (3) 考案が解決しようとする問題点 本考案は上記実情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、上記 従来技術のもつ問題点を解決し、構造が簡単で製作費用の低減を図りうる内燃機 関用インジェクタを提供しようとするものである。

【０００５】 Ｂ．考案の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本考案の内燃機関用インジェクタは、上記目的を達成するため次の構成を採る 。 すなわち、実質的に円筒状をなすハウジング１と；このハウジング１内に収容 され、中心部に軸心方向に貫通する内孔２を有するとともに電磁コイル３が巻回 されてなるボビン４と；前記内孔２内に挿入され、その軸心方向に穿設された軸 孔５を有するとともに前記ハウジング１によって固定保持される固定コア６と； 前記固定コア６に対向して戻しばね８を介して配される磁性材よりなるボール弁 ９と；を有する内燃機関用インジェクタにおいて、前記ボール弁９は表面が非磁 性高硬度処理され、前記ハウジング１は、前記ボール弁９を着座させる弁座面１ １及び弁孔１４を有し、この弁座面１１は円錐面状をなし、前記ボール弁９の燃 料シート性を高めるための燃料シート突起部１３を有しており、前記戻しばね８ は鼓形状としたことを特徴とする。

【０００６】 (2) 作用 電磁コイル３が消磁の状態では戻しばね８によりボール弁９が押し戻され弁座 面１１に着座し閉弁状態となるが、電磁コイル３が励磁されると固定コア６にボ ール弁９が吸引され開弁し、加圧燃料が弁孔１４から吐出空間部１５に吐出され る。吐出空間部１５は吐出燃料を最適位置で２方向吐出させるための空間であり 、吐出空間部１５に吐出された加圧燃料は霧化されて２ホールプレート１６から ２方向に噴霧される。 ボール弁９はコントロールユニットからの信号（パスル電流）により高サイク ルで往復動するが、該ボール弁９は表面が非磁性高硬度処理されているため耐摩 耗性を有するとともに、衝撃や繰返し応力による疲れ破壊に対しても強い。 また、円錐面状の弁座面１１には燃料シート突起部１３を設けてあるので、ボ ール弁９の往復動に対し燃料シート性が良好である。また、戻しばね８は鼓形状 をしているのでボール弁９の作動安定性が向上する。

【０００７】 (3) 実施例 本考案の内燃機関用インジェンタの実施例を図面に基づいて説明する。 図１〜図６は本考案の内燃機関用インジェクタの一実施例を示す。すなわち、 図１はその全体構成を示し、図２〜図６はこのインジェクタの各部分構造を示す 。 この説明において、「前方」「後方」は燃料の流れに従って定義される。すな わち、その上流側を「後方」とし、下流側を「前方」とする。

【０００８】 図１に示されるように、このインジェクタＩは、実質的に円筒状をなすハウジ ング１と；このハウジング１内に収容され、中心部に軸心方向に貫通する内孔２ を有するとともに電磁コイル３が捲回されてなる合成樹脂製ボビン４と；前記内 孔２内に挿入されその軸心部を貫通する燃料通路５を有する固定コア６と；この 固定コア６の中間部に固定コア６と一体に設けられ、前記ボビン４を挟みこんで ハウジング１によってかしめ固定されるヨーク７と；前記固定コア６に対向して 戻しばね８を介して配される磁性材よりなるボール弁９と；を含む。１０は該ボ ール弁９を移動域を存して収容するボール弁収容空間である。しかして、前記ハ ウジング１・ヨーク７・固定コア６・ボール弁９は電磁コイル３回りに磁路を形 成する。すなわち、ボール弁９は可動コア（アーマチュアともいう）の機能を有 する。

【０００９】 更に、ハウジング１の前方側は縮径され、その内部にボール弁９が着座する円 錐面状の弁座面１１が設けられるとともに、前端に延びるノズル部１２が形成さ れる。燃料はこの弁座面１１にまで常時満たされている。該弁座面１１にはボー ル弁９の燃料シート性を高める燃料シート突条部１３が環状に形成され、また、 弁座面１１に連なって中心部においてノズル部１２内に貫通する弁孔１４が穿設 されている。

【００１０】 該弁孔１４の前方部分のノズル部１２の内部には、吐出燃料を最適位置で２方 向吐出させるための吐出空間部１５が形成され、該吐出空間部１５の前方側端面 にはノズル部１２の先端をかしめることにより２ホールプレート１６が固着され ている。１６ａはその燃料吐出用のホールである。 １２ａはノズル部１２の側部に吐出空間部１５に連通して開設されたアシスト エア導入孔である。該アシストエア導入孔１２ａにより吐出燃料の微細化を図る 。 なお、吐出空間部１５の後方側端部は円錐面状に形成され、その中心部に前記 弁孔１４が設けられている。

【００１１】 ボビン４の後部には、該ボビン４に捲回された磁気コイル３に電流を供給する 端子１７が埋め込まれるとともに、ヨーク７を貫通して外部に取り出される。該 端子１７は樹脂ソケット１８により保護される。

【００１２】 固定コア６は長尺の円筒体をなし、ヨーク７の前後で前部６ａと後部６ｂとに 区画され、後部６ｂはその外径を拡径されるとともにハウジング１外へ突出して いわゆる燃料入口部を形成する。前部６ａは前記したように、ボビン４の内孔２ 内に挿入される。１９は該固定コア６の前部６ａの更に先端部を示す。

【００１３】 燃料通路５の中間部には中空スリーブ２０が押込み挿入され、該中空スリーブ ２０とボール弁９との間に戻しばね８が介装され、ボール弁９の後端面を前方に 押してボール弁９を常時閉弁位置に保持している。 また、燃料通路５の後端にはフランジ２１を有する燃料フィルタ２２が装着さ れ、固定コア６の後端の外周に装着されたＯリング２３は該フランジ２１により 落下が防止される。

【００１４】 図２は２ホールプレート１６の前面部を示す。 図示されるように、２つのホール１６ａが互いに相並んで設けられる。

【００１５】 図３は、ハウジング１を単独に取り出した断面を示す。 図示されるように、弁座面１１において、突条部１３が環状に連続して形成さ れる。図において、１ａ，１ｂはそれぞれハウジング１の前端部及び後端部の薄 肉に形成されたかしめ部である。

【００１６】 図４は拡大された戻しばね８を示す。 該戻しばね８は鼓形状とされ、これによってボール弁９の作動安定性を向上さ せている。

【００１７】 図５は固定コア６を単独に取り出した断面を示し、図６は該固定コア６の先端 面を側面からみたものである。 図示されるように、固定コア６の先端部１９は内周側がボール弁９を吸引した 時の当たり面１９ａとなっており、該当たり面１９ａはボール弁９の形状にあっ た球面又は円錐面（テーパー面）となっている。 また、該先端部１９の外周側は凸状の円錐面（テーパー面）１９ｂとなってい る。 更に、固定コア６の先端部１９には燃料通路のためのスリ割り加工による溝１ ９ｃが施されており、ボール弁９の吸引時にあっても燃料は燃料通路５から該溝 １９ｃを通ってボール弁９の収納空間１０に流れて行く。

【００１８】 更に、本実施例においては、ボール弁９は鋳鉄、あるいは鋼等の磁性材料で作 られ、その表面を窒化処理することにより、ボール弁９の表面は非磁性高硬度処 理されている。該ボール弁９は表面層のみ非磁性高硬度処理され、内部はじん性 のある組織がそのまま残るので、耐摩耗性を有するとともに衝撃や繰返し応力に よる疲れ破壊に対しても強い。また、前記弁座面１１や固定コア６の当たり面１ ９ａの表面も必要に応じ非磁性高硬度処理される。 このようにボール弁９の表面や弁座面１１や固定コア６の当たり面１９ａを非 磁性高硬度処理すると、ボール弁９や固定コア６等の材料として難削材でないも のを選定でき、表面処理前の切削や研削等の加工が容易であるにかかわらず、耐 摩耗性があり、衝撃や繰返し応力による疲れ破壊に対しても強いインジェクタを 製作することができる。なお、非磁性高硬度処理としては窒化処理のほかに浸炭 処理やハードクロム処理、Ｎｉ−Ｐ処理等の他の非磁性高硬度処理を用いてもよ い。

【００１９】 このように構成された本実施例のインジェクタＩは、機関の吸気管にそのノズ ル１２を臨ませて取り付けられ、端子１７を介してコントロールユニットからの 信号（パルス電流）が入力され、ボール弁９を往復動させ加圧燃料を噴射する。 電磁コイル３が消磁の状態では戻しばね８によりボール弁９が押し戻され弁座 １１に着座し閉弁状態となるが、電磁コイル３が励磁されると固定コア６にボー ル弁９が吸引され開弁し、加圧燃料が弁孔１４から吐出空間部１５に吐出される 。吐出空間部１５は吐出燃料を最適位置で２方向吐出させるための空間であり、 吐出空間部１５に吐出された加圧燃料は霧化されて２ホールプレート１６から２ 方向に噴霧される。このとき、アシストエア導入孔１２ａにより導入される空気 により吐出燃料の微細化が促進される。

【００２０】 ボール弁９はコントロールユニットからの信号（パルス電流）により高サイク ルで往復動するが、該ボール弁９は表面が非磁性高硬度処理されているため耐摩 耗性を有するとともに、衝撃や繰返し応力による疲れ破壊に対しても強い。 更にまた、円錐面状の弁座面１１には燃料シート突起部１３を設けてあるので 、ボール弁９の往復動に対し燃料シート性が良好である。また、戻しばね８は鼓 形状をしているのでボール弁９の作動安定性が向上する。 ノズル部１２において、吐出空間部１５に連通するアシストエア導入孔１２ａ を形成したので、従来燃料噴射後になされていた混合のためのアシストエア通路 の設計が容易となる。

【００２１】 図７は本考案の他の実施例であり、ノズル部１２に形成されたアシストエア導 入孔の他の態様を示す。 この実施例の４つのアシストエア導入孔１２ｂは、互いに直交する直径線から 偏心させて形成され、その偏心作用から生ずるスワール効果により、噴出燃料の 微粒化の促進をなす。 なお、先の実施例及びこの実施例でのアシストエア導入孔１２ａ，１２ｂは、 その個数及び径の大きさに限定されるものでなく、また、その配置についても吐 出空間部１５の中央に限定されるものではない。

【００２２】 図８は本考案の更に他の実施例であり、固定コア６の先端部の別の態様を示す 。 この実施例では図５・図６の溝１９ｃにかえて固定コア６の先端部に横穴加工 による横穴３０を設けている。 燃料通路５からの燃料は、該横穴３０を通って空間１０に流れていくが、燃料 が円滑に空間１０に流れていくように横穴３０より前方の固定コア６の外径はボ ビン４の内孔２の内径より小さくなるように縮径されるのが望ましい。

【００２３】 Ｃ．考案の効果 本考案の内燃機関用インジェクタによれば、ボール弁の表面層だけが非磁性高 硬度処理され、内部はじん性のある組織がそのまま残るので、表面処理前の切削 や研削等の加工が容易であるのに加え、耐摩耗性があり、衝撃や繰返し応力によ る疲れ破壊に対して強い。また、単体のボール弁を使用したことにより、自動的 に求心作用が発揮され芯ずれがなく、シール性が向上する。また、円錐面状の弁 座面には燃料シート突起部を設けてあるので、ボール弁の往復動に対し、燃料シ ート性が良好である。また、戻しばねは鼓形状をしているので、ボール弁の作動 安定性が向上する。また、固定コアのボール弁吸引時の当たり面をボール形状に 合った球面または円錐面としているのでボール弁の作動が安定している。

【００２４】 更にまた、弁座面及びまたは固定コアの当たり面の表面を非磁性高硬度処理す ることによりボール弁の作動は更に安定する。また、固定コアの先端部に燃料通 路のスリ割り加工による溝を設けたり、固定コアの先端部に横穴燃料通路を設け ることにより、燃料通路内の加圧燃料はボール弁の吸引を妨げることなく円滑に 空間へ流れていく。また、吐出燃料を最適位置で２方向吐出させるための吐出空 間部及び２ホールプレートを設けることにより、弁孔から吐出空間部へ吐出され た加圧燃料は最適位置で２方向に噴霧される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である内燃機関用インジェク
タの縦断面図。

【図２】本考案の一実施例である内燃機関用インジェク
タの２ホールプレートの前面図。

【図３】本インジェクタの構成部品であるハウジングの
断面図。

【図４】本インジェクタの構成部品である戻しばねの断
面図。

【図５】本インジェクタの構成部品である固定コアの断
面図。

【図６】図５のIV線方向矢視図。

【図７】本考案の他の実施例であり、アシストエア導入
孔の他の態様を示すノズル部の断面図。

【図８】本考案の他の実施例であり、固定コアの先端部
だけを示した断面拡大図。

【図９】従来のボール弁を用いた内燃機関用インジェク
タの縦断面図である。

【符号の説明】

１…ハウジング、２…内孔、３…電磁コイル、４…ボビ
ン、５…軸孔（燃料通路）、６…固定コア、８…戻しば
ね、９…ボール弁、１１…弁座面、１３…燃料シート突
起部、１４…弁孔、１５…吐出空間部、１６…２ホール
プレート、１９ｃ…溝、２１…燃料フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 笹尾 勇 宮城県角田市角田字牛館２−110

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的に円筒状をなすハウジング１と；こ
   のハウジング１内に収容され、中心部に軸心方向に貫通
   する内孔２を有するとともに電磁コイル３が巻回されて
   なるボビン４と；前記内孔２内に挿入され、その軸心方
   向に穿設された軸孔５を有するとともに前記ハウジング
   １によって固定保持される固定コア６と；前記固定コア
   ６に対向して戻しばね８を介して配される磁性材よりな
   るボール弁９と；を有する内燃機関用インジェクタにお
   いて、 前記ボール弁９は表面が非磁性高硬度処理され、 前記ハウジング１は、前記ボール弁９を着座させる弁座
   面１１及び弁孔１４を有し、この弁座面１１は円錐面状
   をなし、前記ボール弁９の燃料シート性を高めるための
   燃料シート突起部１３を有しており、 前記戻しばね８は鼓形状とした、 ことを特徴とする内燃機関用インジェクタ。
2. 【請求項２】固定コア６のボール弁吸引時の当たり面１
   ９ａをボール弁形状に合った球面または円錐面としたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用インジェク
   タ。
3. 【請求項３】弁座面１１及び又は固定コア６の当たり面
   １９ａの表面が非磁性高硬度処理されていることを特徴
   とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用インジ
   ェクタ。
4. 【請求項４】ハウジング１は弁孔１４より前方部分に吐
   出燃料を最適位置で２方向吐出させるための吐出空間部
   １５を有し、該吐出空間部１５の端部には２ホールプレ
   ート１６が固着されていることを特徴とする請求項１な
   いし請求項３のいずれかに記載の内燃機関用インジェク
   タ。
5. 【請求項５】吐出空間部１５のハウジング１において、
   該ハウジング１外と該吐出空間部１５とを連通するアシ
   ストエア導入孔１２ａを形成してなる請求項４に記載の
   内燃機関用インジェクタ。