JPH11230006A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摺動部に凹部を設けるという簡単な構成で弁
部材の焼きつきを防止する燃料噴射弁を提供する。 【解決手段】 弁ボディ１３に往復移動可能に支持され
るニードル弁の案内部２２に、弁ボディ１３の内周壁と
の間に燃料通路を形成するように面取り２３が形成され
ている。面取り２３と周方向に交互に形成されている摺
動部２４は弁ボディ１３と摺動する。案内部２２の摺動
部２４には球面状の凹み２５が全体に形成されている。
摺動部２４に形成した凹み２５に燃料が保持されるの
で、摺動部２４と弁ボディ１３との間に燃料の膜が形成
される。したがって、摺動部２４と弁ボディ１３との摺
動抵抗が低下するので、ニードル弁が焼きつくことを防
止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用の
内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）に燃
料を噴射する燃料噴射弁に開するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射弁のニードル弁は弁ボディに往
復移動可能に支持されており、ニードル弁の下流側に形
成された弁座から離座または弁座に着座することにより
噴孔を開閉している。ニードル弁が往復移動するとニー
ドル弁と弁ボディとが摺動する。ニードル弁の周囲を流
れる燃料は、ニードル弁と弁ボディとの摺動部の間に膜
を形成し摺動抵抗を低下させる働きをする。往復移動し
ながらニードル弁が偏心すると摺動部の間に燃料の膜が
形成されず摺動により生じる熱によりニードル弁が局部
的に焼きつく恐れがある。ニードル弁が焼きつくとニー
ドル弁の往復移動が妨げられ作動不良を生じることがあ
る。特に、粘性係数の小さいアルコール、液化ＣＮＧ等
の液体燃料を用いるエンジンでは、ニードル弁と弁ボデ
ィとの摺動部の間に形成される燃料の膜が切れ易いの
で、ニードル弁が焼きつき易くなっている。

【０００３】ＬＰＧ等の気体燃料を噴射する燃料噴射弁
ではニードル弁の摺動部にテフロン等のコーティングを
施し、ニードル弁と弁ボディとの摺動抵抗を低減しニー
ドル弁の焼きつきを防止しようとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テフロ
ンコーティングは製造コストが高いという問題がある。
さらに、弁ボディと摺動するニードル弁の摺動部に面取
りを設け、この面取りと弁ボディとの間に形成された燃
料通路を燃料が流れる構成にする場合、通常コーティン
グを施してから面取りが形成されるので、面取りとコー
ティング面との境界が弁ボディと摺動するとコーティン
グが剥がれやすいという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、摺動部に凹部を設けると
いう簡単な構成で弁部材の焼きつきを防止する燃料噴射
弁を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
燃料噴射弁によると、弁ボディと弁部材との摺動部の少
なくともいずれか一方に燃料を保持する凹部が形成され
ているので、往復移動する際に弁部材が偏心しても凹部
に燃料を保持することができる。したがって、弁部材と
弁ボディとの摺動部の間に潤滑材として燃料を保持でき
るので、弁部材と弁ボディとの間の摺動抵抗が低下し、
摺動による弁部材の焼きつきを防止することができる。

【０００７】本発明の請求項２記載の燃料噴射弁による
と、凹部が形成されている摺動部の摺動面が平坦である
から、摺動部における摺動面積が増加し摺動面における
摺動抵抗が低減するので、弁部材の焼きつきを防止でき
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例を図に基づいて説明する。本発明をガソリンエン
ジン用燃料供給装置の燃料噴射弁に適用した一実施例を
図１、図２および図３に示す。図３に示すように、燃料
噴射弁１０のハウジング１１は、一端で強磁性材料から
なる固定コア１２をかしめ、他端で弁ボディ１３をかし
めている。ハウジング１１と弁ボディ１３との間にスペ
ーサ１４が挟持されている。スペーサ１４の厚みは固定
コア１２と可動コア３０とのエアギャップを所定値にす
るように調節されている。

【０００９】ニードル弁２０は弁ボディ１３に往復移動
可能に支持されている。ニードル弁２０の先端に形成し
た円錐面を有する当接部２０ａは、弁ボディ１３の内周
壁に形成した弁座１３ａに着座可能である。当接部２０
ａが弁座１３ａに着座することにより噴孔１３ｂが閉塞
される。ニードル弁２０の他端に形成された接合部２１
は可動コア３０とレーザ溶接されており、ニードル弁２
０と可動コア３０とが一体に連結されている。接合部２
１の外周には可動コア３０の内周壁との間に燃料通路を
形成するように二箇所面取りが設けられている。

【００１０】可動コア３０は、固定コア１２と軸方向に
対向し、固定コア１２の下端面と所定の隙間を形成する
ように配設されている。スプリング３１は、ニードル弁
２０および可動コア３０を図３の下方、つまり当接部２
０ａが弁ボディ１３の弁座１３ａに着座する方向に付勢
している。アジャスティングパイプ３２は固定コア１２
の内周に圧入されている。組付け時にアジャスティング
パイプ３２の圧入位置を調整することによりスプリング
３１の付勢力を調整可能である。フィルタ３３はアジャ
スティングパイプ３２の上流側に配設されており、燃料
タンクから燃料ポンプ等によって圧送され、燃料噴射弁
１０内に流入する燃料中のゴミ等の異物を除去する。固
定コア１２内にフィルタ３３を通して流入した燃料は、
アジャスティングパイプ３２からニードル弁２０の接合
部２１に形成された二箇所の面取りとの隙間、さらに、
弁ボディ１３の内周壁とニードル弁２０の案内部２２、
２７にそれぞれ形成された四箇所の面取り２３、２８と
の隙間を通過し、当接部２０ａと弁座１３ａとよりなる
弁部に到る。

【００１１】電磁コイル４０は樹脂製のスプール４１の
外周に巻回されており、スプール４１は固定コア１２の
外周に配設されている。図示しない電子制御装置によっ
てコネクタ４２にインサート成形されているターミナル
４３からリード線を介して電磁コイル４０に励磁電流が
流れると、ニードル弁２０および可動コア３０がスプリ
ング３１の付勢力に抗して固定コア１２の方向へ吸引さ
れ、当接部２０ａが弁座１３ａから離座する。

【００１２】次にニードル弁２０の構造を詳細に説明す
る。ニードル弁２０は、軸方向に離れた二箇所の案内部
２２、２７で弁ボディ１３に往復移動可能に支持されて
いる。各案内部には弁ボディ１３の内周壁との間に燃料
通路を形成するように四箇所面取り２３、２８が形成さ
れており、面取り２３、２８と周方向に交互に形成され
ている摺動部２４、２９が弁ボディ１３と摺動する。

【００１３】図１および図２に示すように、案内部２２
の摺動部２４には球面状の凹み２５が全体に形成されて
いる。凹み２５はショットピーニングのように小さな鋼
球をぶつけたり、バレル研磨のように砥石の粒を衝突さ
せて凹ませることにより形成する。凹み２５を形成した
摺動部の表面をプラトーホーニング等により研磨し、摺
動部２４の摺動面２６を平坦に仕上げる。

【００１４】次に、燃料噴射弁１０の作動について説明
する。 (1) 電磁コイル４０への通電オフ時、ニードル弁２０お
よび可動コア３０はスプリング３１の付勢力により図３
の下方に付勢され、当接部２０ａが弁座１３ａに着座す
る。これにより、噴孔１３ｂからの燃料噴射が遮断され
る。 (2) 電磁コイル４０への通電をオンすると、スプリング
３１の付勢力に抗して可動コア３０が固定コア１２に吸
引されるので、当接部２０ａが弁座１３ａから離座す
る。これにより、当接部２０ａと弁座１３ａとの開口部
から噴孔１３ｂに燃料が流入し、噴孔１３ｂから燃料が
噴射される。

【００１５】電磁コイル４０への通電をオン、オフする
ことによりニードル弁２０は弁ボディ１３と摺動しなが
ら往復移動する。このとき、図１の（Ｂ）に示すように
ニードル弁２０が偏心しても、摺動部２４に形成した凹
み２５に燃料が保持されるので、摺動部２４と弁ボディ
１３との間に燃料の膜が形成される。したがって、摺動
部２４と弁ボディ１３との摺動抵抗が低下するので、ニ
ードル弁２０が焼きつくことを防止できる。

【００１６】本実施例では、鋼球等を摺動部２４に衝突
させて凹み２５を形成しているので、摺動部２４の摺動
面２６が硬化し焼きつきにくくなっている。さらに、鋼
球等を衝突させることにより、面取り前の研磨加工で生
じたバリを除去することができる。 （変形例）前述した実施例では摺動部２４に設ける凹部
として球面状の凹み２５を形成したが、燃料を保持でき
る形状であればどのような形状の凹部を形成してもよ
い。図４、図５および図６に示す変形例１、変形例２お
よび変形例３は凹部の形成例を示している。

【００１７】図４に示す変形例１は、凹部として摺動部
２４に縦溝５０を形成している。図５に示す変形例２は
凹部として摺動部２４に横溝５１を形成している。図６
に示す変形例３は凹部として摺動部２４に格子溝５２を
形成している。以上説明した本発明の実施の形態を示す
実施例およびその変形例では、弁ボディ１３と摺動する
ニードル弁２０の摺動部２４に燃料を保持する凹部を形
成している。したがって、往復移動する際にニードル弁
２０が偏心し、一部の摺動部に大きな摺動力が加わって
も、凹部に保持した燃料が摺動部２４と弁ボディ１３と
の間に膜を形成し摺動抵抗を低下させるので、ニードル
弁２０が焼きつくことを防止できる。上記実施例および
変形例では、ガソリンエンジンに本発明の燃料噴射弁を
適用したが、ガソリンよりも粘性係数の小さいアルコー
ル、液化ＣＮＧ等を燃料として用いる燃料噴射弁に適用
するとさらに効果的である。

【００１８】上記実施例および変形例では、上流側の摺
動部２４に凹部を形成したが、下流側の摺動部２９に凹
部を形成してもよいし、両方の摺動部に凹部を形成して
もよい。また、弁ボディ１３側の摺動部に凹部を形成し
てもよいし、弁ボディ１３とニードル弁２０との摺動部
の両方に凹部を形成してもよい。上記実施例および変形
例では、ニードル弁２０の上方から燃料が流入する構成
であるから、案内部２２に面取り２３を設け、案内部２
２の一部である摺動部２４に凹部を形成したが、弁ボデ
ィの周壁内に燃料通路を形成しニードル弁の側方から燃
料が流入する燃料噴射弁であれば、案内部に面取りを設
けず案内部の全周に凹部を形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ｂ）のＡ線部分の拡大図であり、（Ｂ）は本
発明の一実施例による燃料噴射弁を示す図３のＩ−Ｉ線
断面図である。

【図２】図１の（Ａ）のII方向模式的矢視図である。

【図３】本発明の一実施例による燃料噴射弁を示す断面
図である。

【図４】図２と同一方向からみた本実施例の変形例１を
示す模式図である。

【図５】図２と同一方向からみた本実施例の変形例２を
示す模式図である。

【図６】図２と同一方向からみた本実施例の変形例３を
示す模式図である。

【符号の説明】

１０ 燃料噴射弁 １２ 固定コア １３ 弁ボディ １３ａ 弁座 １３ｂ 噴孔 ２０ ニードル弁（弁部材） ２０ａ 当接部 ２２、２７ 案内部 ２４ 摺動部 ２５ 凹み（凹部） ２６ 摺動面 ５０ 縦溝（凹部） ５１ 横溝（凹部） ５２ 格子溝（凹部）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴孔の上流に弁座を設けた弁ボディと、 前記弁ボディに往復移動可能に支持され、前記弁座に着
   座可能な当接部を有し、前記当接部が前記弁座から離座
   ならびに前記弁座に着座することにより前記噴孔を開閉
   する弁部材とを備える燃料噴射弁であって、 前記弁ボディと前記弁部材との摺動部の少なくともいず
   れか一方に燃料を保持する凹部が形成されていることを
   特徴とする燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 前記凹部が形成されている前記摺動部の
   摺動面は平坦であることを特徴とする燃料噴射弁。