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Title:
FUEL INJECTION VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/008255
Kind Code:
A1
Abstract:
A fuel injection valve that uses a reduced number of structuring parts, in which a filter is not displaced or dislodged, and in which striking noise occurring when a vale member is seated is reduced. The fuel injection valve includes a valve body having an opening at its head, the valve member sliding in the valve body and opening and closing the opening in the valve body, an armature to which the valve member is fixed, a spring for urging the armature to the opening side, and an electromagnetic solenoid for moving the armature against urging force of the spring into the direction opposite the opening. The fuel injection valve injects fuel when an electric current is supplied to the electromagnetic solenoid to move the armature. The armature is made of a porous metal material to allow fuel supplied to the injection nozzle side to pass through the armature.

Inventors:
KASAYA MASASHI (JP)
KUBOTA OSAMU (JP)
YUI TAKAYUKI (JP)
SUGANUMA MASAKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/061299
Publication Date:
January 15, 2009
Filing Date:
June 20, 2008
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH CORP (JP)
KASAYA MASASHI (JP)
KUBOTA OSAMU (JP)
YUI TAKAYUKI (JP)
SUGANUMA MASAKI (JP)
International Classes:
F02M51/06; F02M61/16
Foreign References:
JP2003322071A2003-11-14
JP2003113760A2003-04-18
JP2004076700A2004-03-11
Attorney, Agent or Firm:
EMORI, Kenji (11-3 Shinjuku 1-chome, Shinjuku-k, Tokyo 22, JP)
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Claims:
 先端に噴射孔を有するバルブボディと、前記噴射孔を開閉する弁部材と、前記弁部材が固定されたアーマチュアと、前記アーマチュアを前記噴射孔側へ付勢するスプリングと、前記スプリングの付勢力に抗して前記アーマチュアを前記噴射孔側とは反対側へ移動させる電磁ソレノイドと、を備え、前記電磁ソレノイドに電流を供給し前記アーマチュアを移動させることにより燃料を噴射する燃料噴射弁において、
 前記アーマチュアは多孔質金属材料からなり、前記燃料は前記アーマチュアを透過して前記噴射孔側に供給されるように構成されてなることを特徴とする燃料噴射弁。
 前記アーマチュアは軸方向に沿って設けられた内部通路を有し、前記燃料は前記内部通路を流れた後、前記アーマチュアを透過して前記アーマチュアの外部に流出することを特徴とする請求の範囲の第1項に記載の燃料噴射弁。
 前記アーマチュアは前記噴射孔側の小径部と前記噴射孔側とは反対側の大径部とを有し、前記内部通路は前記小径部及び前記大径部にまたがって設けられ、前記燃料は前記内部通路を流れた後、前記小径部において前記アーマチュアを透過して前記アーマチュアの外部に流出することを特徴とする請求の範囲の第2項に記載の燃料噴射弁。
Description:
燃料噴射弁

 本発明は、主としてガソリンエンジンの 料噴射に用いられる燃料噴射弁に関する。 に、燃料に含まれる異物を捕集するための ィルタを備えた電磁制御式の燃料噴射弁に する。

 従来、ガソリンエンジンの気筒内に燃料を 射する燃料噴射弁として、電磁ソレノイド 備えた電磁制御式の燃料噴射弁が用いられ いる。図5は、電磁制御式の燃料噴射弁の一 構成例を示す断面図である。
 この燃料噴射弁100は、磁性筒体2と、ヨーク 13と、樹脂カバー16とを含んで構成されるケ シング1を備えている。磁性筒体2の内部は燃 料通路3となっており、燃料をエンジンに向 て供給する燃料供給配管(図示せず)から燃料 が送られるようになっている。この燃料通路 3は、磁性筒体2の上端が流入口となり、この 入口からバルブボディ6の位置まで軸方向に 延びている。

 また、磁性筒体2内にはコア筒5が圧入さ るとともに、コア筒5の下流側に位置するよ に、バルブボディ6が配設されている。この バルブボディ6は、燃料通路3内の燃料を外部 噴射する噴射孔6Aと、この噴射孔6Aを取囲む ようにして設けられ弁体8の弁部材10が着座す る着座部6Bとを有している。また、バルブボ ィ6の先端面には、複数のノズル孔7Aが穿設 れたノズルプレート7が噴射孔6Aを覆う位置 固着されている。

 また、コア筒5とバルブボディ6との間に位 して、磁性筒体2内に軸方向に変位可能な弁 8が収容されている。この弁体8は、上流側 端部でコア筒5と対向するアーマチュア109と 当該アーマチュア109の下流側の端部に固着 れ、バルブボディ6の着座部6Bに離座及び着 する球状の弁部材10とによって構成されて る。
 弁体8は、常時は弁部材10がバルブスプリン 11の付勢力によってバルブボディ6の着座部6 Bに着座した状態に保持されている。また、 性筒体2内に設けられたバルブスプリング11 、コア筒5の内周側に圧入等の手段によって 体的に固定された筒状のアジャスティング リーブ12と弁体8のアーマチュア109のばね支 段部109Dとの間に圧縮状態で配設され、弁体 8を閉弁方向に常時付勢している。

 また、磁性筒体2とヨーク13との間には電 コイル15が備えられている。この電磁コイ 15は、コネクタ17を用いて給電されることに り、磁性筒体2の小径部2C、コア筒5、弁体8 アーマチュア109、ヨーク13、連結コア14を通 て電磁回路を形成し、コア筒5によりアーマ チュア109をバルブスプリング11の付勢力に抗 て磁気的に吸着し、弁部材10をバルブボデ 6の着座部6Bから離座させるようになってい 。弁部材10がバルブボディ6の着座部6Bから離 座したときには燃料が噴射されることになる 。

 ところで、燃料噴射弁に送り込まれる燃 には、燃料噴射弁や高圧ポンプ等の製造段 で生じたバリや製造後に紛れ込んだ異物等 混合されている場合があるため、燃料噴射 には燃料を濾過するためのフィルタが備え れている。例えば、上述の図5の燃料噴射弁 100においては、燃料入口部となる燃料通路3 後端部に流入側の燃料フィルタ4が備えられ いる(特許文献1参照)。

 また、燃料噴射弁の後端の燃料通路入口 外にも、燃料噴射弁のバルブボディ内にフ ルタを配設した例も提案されている。例え 、図6に示すように、弁本体(バルブボディ)3 53の内周面とニードル弁356の外周面との間に 成された燃料の流路内に円筒状のフィルタ3 59を配置し、フィルタ359の上流側を弁本体353 内周面に固定し、下流側をガイド357の上流 の面の燃料通路357bより内側に設けた凹部357 cに固定して構成した燃料噴射弁が開示され いる(特許文献2参照)。かかるフィルタ359に いては、メッシュ以外にも、金属やプラス ック、セラミック等の多孔質部材を用いて 成できることが記載されている。

特開平5-184824号公報 (段落[0009]~[0012] 図1 )

特開2006-29195号公報 (全文、全図)

 しかしながら、特許文献1や特許文献2に記 の燃料噴射弁は、フィルタの機能のみを有 る独立したフィルタ部材を装着して構成さ たものであり、構成部品点数が多くなると もに、使用中にフィルタが脱落しないよう 磁性筒体やガイド等の設計を行う必要があ 。
 一方、上述したような電磁制御式の燃料噴 弁においては、アーマチュアはステンレス の金属材料を用いて構成されており、比較 高い剛性を有しているために、弁部材がバ ブボディの着座部に着座する際の打音が大 くなって運転者等に不快感を与えるおそれ ある。

 そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し 弁部材をリフトさせるためのアーマチュア 多孔質金属材料を用いて構成するとともに 燃料がアーマチュアを透過するように燃料 路を構成することにより、このような問題 同時に解決できることを見出し本発明を完 させたものである。すなわち、本発明の目 は、構成部品点数を減らし、フィルタのず や脱落のおそれを解消できるとともに、弁 材が着座する際の打音を低減できるように た燃料噴射弁を提供することである。

 本発明によれば、先端に開口部を有する ルブボディと、バルブボディ内を摺動しバ ブボディの開口部を開閉する弁部材と、弁 材が固定されたアーマチュアと、アーマチ アを開口部側へ付勢するスプリングと、ス リングの付勢力に抗してアーマチュアを開 部側とは反対側へ移動させる電磁ソレノイ と、を備え、電磁ソレノイドに電流を供給 アーマチュアを移動させることにより燃料 噴射する燃料噴射弁であって、アーマチュ は多孔質金属材料からなり、噴射孔側に供 される燃料がアーマチュアを透過するよう 構成されることを特徴とする燃料噴射弁が 供され、上述した問題を解決することがで る。

 また、本発明の燃料噴射弁を構成するに たり、アーマチュアは軸方向に沿って設け れた内部通路を有し、燃料は開口部側とは 対側から内部通路を流れた後、アーマチュ を透過してアーマチュアの外部に流出する とが好ましい。

 また、本発明の燃料噴射弁を構成するに たり、アーマチュアは開口部側の小径部と 口部側とは反対側の大径部とを有し、内部 路は小径部及び大径部にまたがって設けら 、燃料は内部通路を流れた後、小径部にお てアーマチュアを透過してアーマチュアの 部に流出することが好ましい。

 本発明の燃料噴射弁によれば、多孔質金属 料からなるアーマチュアを備えているため 、アーマチュアにフィルタ機能を持たせる とができ、構成部品点数を減らすことがで るとともに、フィルタを配置するための複 な設計を省略することができる。また、多 質金属材料からなるアーマチュアであれば 比較的目を細かくできるため、フィルタ機 を向上させることができる。
 さらに、アーマチュアが多孔質金属材料を いて構成されることにより、アーマチュア 剛性が低下し、受ける振動を減衰しやすく るために、弁部材が着座する際の打音を低 させることができる。

 また、本発明の燃料噴射弁において、燃 がアーマチュアの内部通路を通過した後、 ーマチュアを透過して外部に流出するよう 構成することにより、異物等がアーマチュ 内部に捕集されるため、アーマチュアと他 部材との接触部に異物が付着することを防 ことができる。

 また、本発明の燃料噴射弁において、ア マチュアに燃料を透過させる部位としての 径部を設けることにより、バルブボディの 周面との間に空間が形成され、効率的に燃 を透過させて噴射孔側へ流すことができる

本発明の実施の形態にかかる燃料噴射 を示す断面図である。 本実施形態の燃料噴射弁におけるアー チュア周辺の拡大断面図である。 部分的に多孔質金属材料を用いて構成 たアーマチュアを備えて構成した例を示す 大断面図である。 上流側フィルタを備えた燃料噴射弁を す断面図である。 上流側フィルタを備えた従来の燃料噴 弁の構成を説明するための図である。 下流側フィルタを備えた従来の燃料噴 弁の構成を説明するための図である。

 以下、本発明の燃料噴射弁に関する実施形 について具体的に説明する。ただし、この 施形態は、本発明の一態様を示すものであ 、この発明を限定するものではなく、本発 の範囲内で任意に変更することが可能であ 。
 なお、それぞれの図中、同じ符号を付して るものについては同一の部材を示しており 適宜説明が省略されている。

1.燃料噴射弁
 本発明の実施の形態にかかる燃料噴射弁を 1及び図2に示す。図1は、本発明にかかる燃 噴射弁50の実施の形態の一例を示す断面図 あり、図2は、図1の燃料噴射弁50のアーマチ ア9周辺部の拡大断面図である。なお、図中 の符号については、図5と同様の部材を示す のについては同一の符号が付されている。
 これらの図1及び図2に示すように、燃料噴 弁50は、燃料をガソリンエンジン等の内燃機 関に向けて噴射供給するために用いられるも のである。この燃料噴射弁50は、磁性筒体2と 、ヨーク13と、樹脂カバー16とを含んで構成 れるケーシング1を備えている。

 このうち、磁性筒体2は、例えば、磁性を 有するステンレス材料等を用いて形成され、 ケーシング1の本体部分を構成する段付筒状 なっている。この磁性筒体2は、噴射孔6Aと 反対側に位置する軸方向の一方側が大径部2A として構成され、軸方向の中間部位が大径部 2Aよりも小径な中径部2Bとして構成され、噴 孔6A側に位置する軸方向の他方側が中径部2B りもさらに小径な小径部2Cとして構成され いる。また、大径部2Aの端部は径が拡げられ てフランジ部2Dとして構成されている。

 この磁性筒体2の内部は燃料通路3となっ おり、燃料をエンジンに向けて供給する燃 供給配管(図示せず)から燃料が送られるよう になっている。この燃料通路3は、磁性筒体2 大径部2Aの上端が流入口となり、この流入 からバルブボディ6の位置まで軸方向に延び いる。

 コア筒5は、例えば、磁性金属材料等により 段付筒状に形成され、磁性筒体2の内側に設 られている。このコア筒5は、磁性筒体2の中 径部2Bに圧入して固定され、これにより、弁 8の最大ストローク量を規定している。
 また、コア筒5の下流側に位置するように、 磁性筒体2の小径部2C内にはバルブボディ6が 設されている。このバルブボディ6は、筒状 弁座部材であって、燃料通路3内の燃料を外 部に噴射する噴射孔6Aと、この噴射孔6Aを取 むようにして設けられ弁体8の弁部材10が着 する着座部6Bとを有している。また、バルブ ボディ6の先端面には、複数のノズル孔7Aが穿 設されたノズルプレート7が噴射孔6Aを覆う位 置に固着されている。

 また、コア筒5とバルブボディ6との間に位 して、磁性筒体2の小径部2C内に軸方向に変 可能な弁体8が収容されている。この弁体8は 、例えば、磁性金属材料等により軸方向に延 びる段付筒状に形成され、上流側の端部でコ ア筒5と対向するアーマチュア9と、当該アー チュア9の下流側の端部に固着され、バルブ ボディ6の着座部6Bに離座及び着座する球状の 弁部材10とによって構成されている。
 また、アーマチュア9は、燃料通路3の上流 に位置してコア筒5に吸着される大径な大径 9Aと、当該大径部9Aから下流側に延び、その 端部に弁体8の弁部材10が固着された、大径部 9Aよりも小径な小径部9Bと、大径部9A及び小径 部9Bにわたって形成された内部通路9Cと、大 部9A及び小径部9Bの間の内周側に形成された ね支持部としてのばね支持段部9Dとによっ 構成されている。

 ここで、ばね支持段部9Dは、内部通路9Cの途 中を縮径することにより環状の段差部として 形成され、後述のバルブスプリング11を支持 るものである。さらに、弁体8は、常時は弁 部材10が後述するバルブスプリング11の付勢 によってバルブボディ6の着座部6Bに着座し 状態に保持され、このときにはアーマチュ 9とコア筒5との間には、軸方向の隙間S1が形 されている。
 また、磁性筒体2内に設けられたバルブスプ リング11は、コア筒5の内周側に圧入等の手段 によって一体的に固定された筒状のアジャス ティングスリーブ12と弁体8のアーマチュア9 ばね支持段部9Dとの間に圧縮状態で配設され 、弁体8を閉弁方向に常時付勢している。

 また、磁性筒体2の外周側に設けられたヨ ーク13は、例えば、磁性金属材料からなり、 述する電磁コイル15の外周側を覆う拡径筒 13Aと、磁性筒体2の小径部2Cの外周側に圧入 れる縮径筒部13Bとを有する段付筒体として 成されている。また、ヨーク13の拡径筒部13A と磁性筒体2の中径部2Bとの間には連結コア14 設けられている。この連結コア14は、磁性 料等からなり、中径部2Bを取囲むようにC字 に形成されている。

 また、磁性筒体2とヨーク13の拡径筒部13Aと 間には電磁コイル15が備えられている。こ 電磁コイル15は、後述のコネクタ17を用いて 電されることにより、磁性筒体2の小径部2C コア筒5、弁体8のアーマチュア9、ヨーク13 連結コア14を通じて電磁回路を形成し、コア 筒5によりアーマチュア9の大径部9Aをバルブ プリング11の付勢力に抗して磁気的に吸着し 、弁部材10をバルブボディ6の着座部6Bから離 させる。
 また、磁性筒体2の大径部2Aの外周側には樹 カバー16が設けられている。この樹脂カバ 16は、磁性筒体2の外周側にヨーク13、連結コ ア14、電磁コイル15等を組付けた状態で、射 成形等の手段を用いて形成されている。ま 、樹脂カバー16には、電磁コイル15に給電す コネクタ17が一体に成形されている。

 ここで、本実施形態の燃料噴射弁50を構成 る弁体8のアーマチュア9は、多孔質金属材料 から構成されており、燃料噴射弁50内に供給 れた燃料は、途中、アーマチュア9を透過し て噴射孔6A側に導かれるようになっている。
 すなわち、アーマチュア9を多孔質金属材料 から構成してフィルタ機能を持たせることに よって、別部材としての独立したフィルタが 省略されるようになっている。したがって、 燃料噴射弁50の構成部品点数を少なくできる ともに、フィルタを配置するための複雑な 計を行う必要がなくなり、生産コストの低 を図ることができる。また、別部材として フィルタがなくなるため、燃料噴射弁内部 フィルタの位置ずれや脱落のおそれがなく る。

 また、多孔質金属材料からなるアーマチュ 9であれば、アーマチュアの製造段階で、形 成される孔の大きさを、例えば、50~600μmの範 囲内で容易に調整することができる。したが って、フィルタとしての捕集能力を適宜調整 することができるため、焼結体等のように目 が細かすぎて目詰まりが発生しやすくなるこ とがない。
 さらには、アーマチュア9を多孔質金属材料 から構成することにより、アーマチュア9の 性が低減されるため、受ける振動が減衰さ やすくなる。したがって、構成部品点数を らしてフィルタ機能を持たせられるだけで く、弁体8の弁部材10がバルブボディ6のシー 部6Bに着座する際の打音が低減され、騒音 低減されるようになっている。

 アーマチュア9を構成する多孔質金属材料は 、磁性を有する金属材料であれば特に制限さ れるものではないが、防錆性を考慮してステ ンレス系の多孔質金属材料を用いることが好 ましい。また、多孔質金属材料であれば、金 属製の弁部材との溶接が可能であるとともに 最低限の剛性も確保されるため、アーマチュ アとしての機能が阻害されることもない。
 このような多孔質金属材料を用いたアーマ ュアは、従来公知の方法によって製造する とができるものである。

 本実施形態の燃料噴射弁50では、上述の おり、アーマチュア9は、バルブボディ6の噴 射孔6A側の小径部9Bと噴射孔6A側とは反対側の 大径部9Aとを有し、内部に大径部9A及び小径 9Bにわたって内部通路9Cが設けられている。 のアーマチュア9が内部を摺動する磁性筒体 2におけるアーマチュア9が摺動する領域の内 は軸方向に直線状に形成されており、アー チュア9の大径部9Aと磁性筒体2の内周面との 間には間隙が設けられていない一方で、アー マチュア9の小径部9Bと磁性筒体2の内周面と 間には間隙S2が形成されている。この間隙S2 、アーマチュア9を透過した燃料の通路とな り、弁部材10とバルブボディ6との間の間隙を 介して、噴射孔6A側に燃料が送られるように っている。

 このようなアーマチュア9を備えた燃料噴 射弁50では、磁性筒体2の大径部2Aの一端側か 燃料噴射弁50内部に流入した燃料は、コア 5内に送られ、アジャスティングスリーブ12 通過路12Aを通過して、アーマチュア9内の内 通路9Cに流れ込むと、小径部9Bと磁性筒体2 内周面との間の間隙S2に向けて小径部9Bにお てアーマチュア9を透過するようになる。し たがって、燃料に異物が存在している場合に は、アーマチュア9の内部通路9C内に捕集され ることになる。

2.変形例
 また、多孔質金属材料を用いてフィルタ機 を持たせたアーマチュアは、その全体を多 質金属材料を用いて構成するだけでなく、 分的に多孔質金属材料を用いて構成されて ても構わない。
 図3は、そのようなアーマチュア9´の構成例 であり、噴射孔6A側とは反対側の大径部9A´を 多孔質でない磁性材料を用いて構成する一方 、噴射孔6A側の小径部9B´を多孔質金属材料を 用いて構成した例である。

 このように構成した場合であっても、大径 9A´の端部から内部通路9C´を流れる燃料が 小径部9B´においてアーマチュア9´を透過し アーマチュア9´の外部に流出するため、燃 に混じっていた異物がアーマチュア9´内部 捕集されるようになる。
 したがって、別部材としてのフィルタが不 になり、生産コストの低減が図られるとと に、フィルタの位置ずれや脱落のおそれが くなり、さらには、弁部材10が着座すると の打音を低減することができる。

 また、図4は、燃料噴射弁のさらに別の構成 例を示している。この燃料噴射弁50´は、磁 筒体2に設けられた燃料通路3の入口側と出口 側(燃料噴射弁の上側と下側)にそれぞれフィ タを配置する構成の燃料噴射弁に本発明を 用した例である。
 すなわち、この燃料噴射弁50´は、磁性筒体 2の燃料通路3の入口側にも上流側フィルタ21 配置されている以外は第1の実施の形態の燃 噴射弁の構成と同様の構成となっている。 4に示す上流側フィルタ21は、メッシュ材料 用いて構成されたバスケット型フィルタと っているが、これに限られるものではなく アーマチュア9と同様、多孔質金属材料を用 いて構成したフィルタであってもよい。