CN101331313A - 环状部件的制造方法、承托环、以及燃料喷射阀的密封结构 - Google Patents

环状部件的制造方法、承托环、以及燃料喷射阀的密封结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能高效率地制造承托环的环状部件的制造方法、上述承托环、以及具有该承托环的燃料喷射阀的密封结构，所述承托环对装备于燃料喷射阀的压力导入室中的密封部件进行加强，具有较高的强度。作为对具有刚性的平板状的基材实施冲缘加工法而制造的环状部件的制造方法，包括下述工序：对基材形成预制孔的工序；对预制孔使用具有比预制孔的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件，按压预制孔的缘部，从而对该缘部进行弯曲处理的工序；通过对缘部被弯曲处理后的预制孔压入具有比第一冲头部件的直径小的直径且朝向前端部呈锥形的第二冲头部件，而形成凸缘部的工序。

Description

环状部件的制造方法、承托环、以及燃料喷射阀的密封结构
技术领域
本发明涉及环状部件的制造方法、承托环、以及燃料喷射阀的密封结构。特别是涉及适于制造下述承托环的环状部件的制造方法、由该环状部件的制造方法制造的承托环、以及使用这样的承托环的燃料喷射阀的密封结构，所述承托环用于以既定的时机喷射从蓄压器(共轨)等供给的高压燃料的燃料喷射阀。
背景技术
以往，在内燃机的燃料喷射系统中，用于向内燃机的汽缸内供给燃料的燃料喷射阀主要包括：喷射器壳体、喷嘴体、喷嘴针、阀活塞、阀体、背压控制部、连结杆。而且，在燃料喷射系统中具有蓄压器(共轨)的情况下，从燃料箱由燃料泵以高压压送来的高压燃料被蓄积于共轨(蓄压器)中，从连结杆被供给至燃料喷射阀，在喷嘴体的前端部形成的燃料喷射孔敞开时，能够喷射。
图9表示这样的燃料喷射阀中的阀体及背压控制部的要部放大剖视图。如该图9所示，在阀体306的上方中央部形成有控制压力室319，阀活塞305的前端部从下方侧面对控制压力室319。控制压力室319与阀体306上形成的导入侧节流孔320连通。导入侧节流孔320经由阀体306和喷射器壳体302之间形成的压力导入室321与燃料通路313连通，向控制压力室319供给来自共轨312的导入压力。在压力导入室321的下端部，设置有由树脂材料、橡胶材料、铜材料或其他软质材料形成的密封部件322，压力导入室321的高压侧和喷射器壳体302及阀体306之间的低压侧(间隙328)被隔断。
在这样的燃料喷射阀中，压力导入室321的燃料压力存在于向控制压力室319进入的入口部，所述控制压力室319对来自喷射孔(未图示)的燃料喷射量及喷射时间进行控制，所以压力导入室321的燃料压力与喷射压力相等，故而对密封部件322施加与喷射压力同样的高压力。另一方面，在阀活塞305和阀体306之间，需要有容许与喷嘴针(未图示)一体移动的阀活塞305进行轴向滑动的空隙。若采用将该阀体306压入喷射器壳体302内的结构，则有阀体306向内稍稍变形而妨碍阀活塞305滑动的可能性，所以在喷射器壳体302和阀体306之间也设置有微小的间隙328。因此，密封部件322可能因压力导入室321的高压力而使其一部分被挤出到喷射器壳体302和阀体306之间的间隙328(低压侧)中。
进而，在存在部件精度差或偏芯等问题、或有组装时的恶劣条件同时发生时，密封部件322可能被向间隙328方向挤出，而不能保持其密封功能。由于这样的密封功能的降低，背压控制部(未图示)的喷射时机偏差或响应性降低自不必说，还有燃料喷射阀(未图示)的寿命降低的可能性。
鉴于此，公开了一种燃料喷射阀的密封结构，该密封结构使燃料喷射阀的压力导入室处的密封功能提高，实现了密封部件及燃料喷射阀耐久性和寿命的提高，并且使密封功能稳定化，且不过多要求部件精度，能廉价地制造。更具体地说，如图6所示，是如下所述的燃料喷射阀1的密封结构：在喷射器壳体2和可滑动地插入阀活塞5的阀体6之间的高压的压力导入室21中，设置密封部件22，对压力导入室21和低压侧(间隙28)之间进行密封，其特征在于，在密封部件22的低压侧设置支承环(承托环)31(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2003-28021号(图1及图2)
但是，近年来，由共轨系统供给的燃料更加高压化，并且随着燃料的喷射等，内部压力会发生变动，所以根据专利文献1所述的燃料喷射阀中装备的承托环，有因承托环和密封环之间形成的燃料室的高压力，而导致承托环破损的可能性。对此有下述考虑：为了提高承托环的强度，增加承托环的厚度是有效的，但是若要确保厚度，则不能确保承托环的凸缘部的高度，所以会产生密封环被挤出的问题。即，燃料喷射阀中使用的承托环极小，是通过所谓的冲缘(burring)加工制造的，若厚度厚，则弯曲应力变大，所以实施冲缘加工时难以变形，故难以确保高度。另一方面，还存在下述问题：在过度挤压而使材料减薄同时确保高度的情况下，形成的凸缘部的厚度变薄而导致强度降低，在极端的情况下会导致凸缘部断裂。
发明内容
鉴于此，本发明的发明人进行努力研究发现，通过在进行作为精加工处理的冲缘加工的前一阶段，预先实施既定程度的弯曲处理，即使在基材的厚度较厚的情况下，也能同时确保凸缘部的厚度及高度，从而找出了能解决上述问题的方法，完成了本发明。
即，本发明的目的在于提供一种承托环等环状部件的制造方法，能同时确保凸缘部的厚度及高度在既定值以上，提高强度。此外，本发明同时提供通过这样的制造方法得到的承托环、及使用该承托环而实现了密封性的提高的燃料喷射阀的密封结构。
根据本发明，提供下述环状部件的制造方法，所述环状部件是对具有刚性的平板状的基材实施冲缘加工法而制造的，包括：中央的开口部；平板部，配置在该开口部的周围；凸缘部，配置在开口部与平板部之间，与平板部相连并且相对于该平板部向垂直方向竖起，该环状部件的制造方法包括下述工序：对基材形成预制孔的工序；对预制孔使用具有比预制孔的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件，按压预制孔的缘部，从而对该缘部进行弯曲处理的工序；通过对缘部被弯曲处理后的预制孔压入具有比第一冲头部件的直径小的直径且朝向前端部呈锥形的第二冲头部件，形成凸缘部的工序；从而可解决上述的问题。
此外，在实施本发明的环状部件的制造方法时，优选将第一冲头部件的呈锥形的部分相对于第一冲头部件的轴线方向所成的倾斜角θ1设定得比第二冲头部件的呈锥形的部分相对于第二冲头部件的轴线方向所成的倾斜角θ2大。
此外，在实施本发明的环状部件的制造方法时，优选在将基材的厚度设为t(mm)时，将得到的环状部件的凸缘部的高度设为1.5t～2.5t(mm)范围内的值，将凸缘部的厚度设为0.7t～0.9t(mm)范围内的值。
此外，本发明的另一方案是一种承托环，被用在燃料通路的密封结构中，所述燃料通路的密封结构具有设置于压力导入室中的环状的密封部件，该密封部件用于进行密封，以使压力导入室内的高压燃料不会从喷射器壳体和可滑动地插入有阀活塞的阀体之间形成的间隙向低压侧逃逸，该承托环配置于间隙和密封部件之间，用于对密封部件进行加强，该承托环的特征在于，具有：中央的开口部；平板部，配置在该开口部的周围；凸缘部，配置在开口部与平板部之间，与平板部相连并且相对于该平板部向垂直方向竖起；该凸缘部如下形成：在对具有刚性的基材形成预制孔后，对预制孔使用具有比预制孔的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件，按压预制孔的缘部，从而对该缘部进行弯曲处理，进而，对缘部被弯曲处理后的预制孔，压入具有比第一冲头部件的直径小的直径且朝向前端部呈锥形的第二冲头部件，从而形成该凸缘部。
此外，构成本发明的承托环时，优选在将基材的厚度设为t(mm)时，将凸缘部的高度设为1.5t～2.5t(mm)范围内的值，将凸缘部的厚度设为0.7t～0.9t(mm)范围内的值。
此外，构成本发明的承托环时，优选基材的厚度为0.2～0.4mm范围内的值，凸缘部的高度为0.4～0.6mm范围内的值，凸缘部的厚度为0.15～0.35mm范围内的值。
此外，本发明的再一方案是一种燃料喷射阀的密封结构，具有设置于压力导入室中的环状的密封部件，该密封部件用于进行密封，以使压力导入室内的高压燃料不会从喷射器壳体和可滑动地插入有阀活塞的阀体之间形成的间隙向低压侧逃逸，其特征在于，具有承托环，所述承托环用于在间隙和密封部件之间对密封部件进行加强，该承托环具有：中央的开口部；平板部，配置在该开口部的周围；凸缘部，配置在开口部与平板部之间，与平板部相连并且相对于该平板部向垂直方向竖起；该凸缘部如下形成：在对具有刚性的基材形成预制孔后，对预制孔使用具有比预制孔的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件，按压预制孔的缘部，从而对该缘部进行弯曲处理，进而，对缘部被弯曲处理后的预制孔，压入具有比第一冲头部件的直径小的直径且朝向前端部呈锥形的第二冲头部件，从而形成凸缘部。
此外，在构成本发明的燃料喷射阀的密封结构时，优选在将基材的厚度设为t(mm)时，将凸缘部的高度设为1.5t～2.5t(mm)范围内的值，将凸缘部的厚度设为0.7t～0.9t(mm)范围内的值。
此外，在构成本发明的燃料喷射阀的密封结构时，优选基材的厚度为0.2～0.4mm范围内的值，凸缘部的高度为0.4～0.6mm范围内的值，凸缘部的厚度为0.15～0.35mm范围内的值。
另外，在本说明书中，所谓“凸缘部的高度”如图4(b)所示是指，在以凸缘部32为上方而放置环状部件31的状态下，从平板部33的底面、到与曲面部34连续的凸缘部32的内周面的最上部32A的垂直距离(H)。
根据本发明的环状部件的制造方法，通过在预先对预制孔的缘部进行既定程度的弯曲处理后，进行作为精加工处理的冲缘加工，即使在使用较厚的基材制造环状部件的情况下，也能同时确保所形成的凸缘部的厚度及高度。因而可高效率地制造耐压性及耐冲击性优良的环状部件。另外，与由锻造制造的情况相比，可更经济且高效率地制造既定形状的环状部件。
此外，根据本发明的承托环及使用该承托环的燃料喷射阀的密封结构，平板部的厚度较厚，可同时确保凸缘部的厚度及高度，实现强度的提高，所以即使在燃料的压力较高的情况下，也可有效地防止密封部件的挤出、和随之引起的内燃机的停止。
附图说明
图1是用于说明第一实施方式的环状部件的制造方法的图(之一)。
图2是用于说明第一实施方式的环状部件的制造方法的图(之二)。
图3是第二实施方式的承托环的立体图及俯视图。
图4是承托环的剖视图及局部放大剖视图。
图5是燃料喷射阀的剖视图。
图6是燃料喷射阀的阀体及背压控制部的要部放大剖视图。
图7是燃料喷射阀的密封结构的局部放大剖视图。
图8是表示正常地进行燃料喷射阀的密封结构组装的状态的放大剖视图。
图9是以往的燃料喷射阀的阀体及背压控制部的要部放大剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图，具体说明涉及本发明的环状部件的制造方法、承托环、以及燃料喷射阀的密封结构的实施方式。但是，该实施方式只是表示本发明的一种形式，并不是限定本发明，可在本发明的范围内任意地进行变更。
[第一实施方式]
本发明的第一实施方式是一种环状部件的制造方法，所述环状部件是对具有刚性的平板状的基材实施冲缘加工法而制造的，包括：中央的开口部；平板部，配置在该开口部的周围；凸缘部，配置在开口部与平板部之间，与平板部相连并且相对于该平板部向垂直方向竖起。
该环状部件的制造方法特征在于包括下述工序：对基材形成预制孔的工序；对预制孔，通过使用具有比预制孔的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件按压预制孔的缘部，从而对该缘部进行弯曲处理的工序；通过对缘部被弯曲处理后的预制孔、压入具有比第一冲头部件的直径小的直径且朝向前端部呈锥形的第二冲头部件，形成凸缘部的工序。
下面，作为环状部件的制造方法，以燃料喷射阀的密封结构中使用的承托环的制造方法为例进行详细说明。
1.准备工序
首先，如图1(a)所示，准备制作承托环的环状部件的基材51。该基材51由铁等具有刚性的材料形成，是具有既定厚度的平板状的基材，若是如本实施方式这样是承托环的制造所用的基材，可采用例如0.2～0.4mm范围内的厚度。
此外，为了能连续加工制造多个承托环，基材优选为具有既定长度的板状基材。通过这样地实施，一边依次将基材错开，一边分别进行后述的开槽加工、冲预制孔、弯曲处理、冲缘加工，由此，可对基材的不同区域同时实施多个工序，所以可高效地制造多个承托环。
2、开槽加工工序
接着，如图1(b)所示，对基材51进行开槽加工。由该开槽加工工序形成的槽42，是所要制造的承托环中的、与有凸缘部竖起的面相反侧的面上形成的径向槽42。该径向槽42如图6所示配置成，在承托环31被用于燃料喷射阀时，在承托环31设置于压力导入室21内的状态下，径向槽42面对低压侧的间隙28。于是，该径向槽42具有下述功能：使越过密封部件22向低压侧泄漏并且进一步经由厚度方向切口部向该径向槽42流入的燃料迅速向间隙28流入。
这里，对基材51进行开槽加工的方法并没有特别限制，例如如图1(b)所示，可利用前端部被加工成与槽形状一致的形状的冲头部件(有时称为槽用冲头部件)53按压基材50，从而形成槽。
此外，可以在最终工序中以环形落料时的圆周部中，将形成的槽42以沿着圆周方向的形状形成在多个部位，例如3～4个部位。此外，槽42被加工成使得燃料能够向间隙方向流动的最小限度的深度H1，例如0.5mm以下，以便不会因为槽的形成而显著降低基材的强度。
3.预制孔形成工序
接着，如图1(c)所示，对开槽加工后的基材51形成预制孔55。在该预制孔形成工序中形成的预制孔55，是作为所要制造的承托环的开口部的基础的孔。此外，预制孔55形成在前一工序中形成了多个槽42的区域的中心部分。
形成该预制孔的方法没有特别的限制，例如可如图1(c)所示，利用被加工为既定直径的冲头部件(有时称为预制孔用冲头部件)57进行按压，将基材51的一部分冲掉，而形成预制孔。
这里，所形成的预制孔55的直径(预制孔用冲头部件的直径)可考虑所要制造的承托环的开口部的大小及凸缘部的高度来确定。即，必须比承托环的开口部的直径小，而另一方面，在太小的情况下，有时实施冲缘加工时会导致预制孔的缘部被过度地延展，从而产生裂纹。因此，优选将形成的预制孔的直径相对于所要制造的承托环的开口部的直径(r)设为0.90r以上。
4.弯曲处理工序
接着，如图2(a)所示，对所形成的预制孔55，使用具有比预制孔55的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件(有时称为弯曲处理用冲头部件)59，按压预制孔55的缘部61，对该缘部61进行弯曲处理。这样，在实施作为精加工处理的冲缘加工的前一阶段，预先对预制孔55的缘部61实施既定程度的弯曲处理，从而即使在基材的厚度较厚的情况下，也能在冲缘加工时容易地变形。
更具体地说，以往，在基材的厚度较厚的情况下，对预制孔直接实施冲缘加工时，基材的应力较大，所以难以变形。因此，为了确保一定程度的凸缘部高度，需要在将基材减薄的同时(在使基材较薄地延展的同时)实施加工。即，冲缘加工中使用的冲头部件是直径与所要形成的开口部的直径一致的冲头部件，而且是想要用其一次形成凸缘部的冲头部件，所以为了确保凸缘部的高度，需要在缓缓地使预制孔的缘部较薄地延展的同时插通冲头部件。这样，导致所形成的凸缘部的厚度变薄，所以难以确保承托环的强度。进而，在极端的情况下，在凸缘部的上部附近会产生裂纹。
鉴于此，在本发明的环状部件的制造方法中，在冲缘加工工序之前实施既定的弯曲处理工序，从而可使基材容易变形，能够确保由作为后续工序的冲缘加工形成的凸缘部的高度及厚度。
这里，在弯曲处理工序中，如图2(a)所示，利用具有比预制孔55的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件(弯曲处理用冲头部件)59的锥形部分，按压预制孔55的缘部61。通过这样实施，第一冲头部件59难以进入预制孔55，预制孔55的缘部61不会被减薄。另一方面，可利用第一冲头部件59的前端部分的锥角限定被弯曲处理的预制孔55的缘部61的角度。
此外，关于第一冲头部件的前端部分的锥形，优选为相对于第一冲头部件的轴线方向(X方向)所成的角度较大的锥形。其理由在于，能够在尽量使形成凸缘部的部分不变形(不被较薄地延展)的情况下进行弯曲。即，若相对于冲头部件的轴线方向所成的角度较小，则冲头部件容易被压入到预制孔中，结果，导致预制孔的缘部减薄，所以将该角度设置得较大。
因此，优选将第一冲头部件59的前端部分的锥形部相对于第一冲头部件59的轴线方向(X方向)所成的角度(θ1)设为25～65度的范围内的值，更优选设为30～50度的范围内的值。
另外，在本实施方式的承托环的制造方法中，预制孔55的缘部61中被弯曲处理的部位设计成，在前一工序的开槽加工工序中形成的槽42对应于被弯曲处理的部分。由此，在装备于燃料喷射阀时，可使从高压侧泄漏来的燃料迅速地流入到低压侧。
5.冲缘加工工序
接着，如图2(b)所示，对缘部61被弯曲处理后的预制孔55，压入具有比第一冲头部件(弯曲处理用冲头部件)59的直径小的直径且朝向前端部呈锥形的第二冲头部件(有时称为冲缘加工用冲头部件)63，从而形成凸缘部32。此时，根据本发明的环状部件的制造方法，由于预先将预制孔55的缘部61弯曲处理，所以容易使该缘部61变形，可容易地进行冲缘加工。因此，能在不使已经被弯曲处理的预制孔55的缘部61减薄(较薄地延展)的情况下形成凸缘部32，所以即使在基材的厚度较厚的情况下，也可确保凸缘部32的高度，同时维持凸缘部32的厚度。
这里，第二冲头部件(冲缘加工用冲头部件)63的直径与所要形成的承托环的开口部的直径相等。即，通过将第二冲头部件63压入并插通，形成凸缘部32，并且形成希望大小的开口部39。
此外，作为图2(b)所示的第二冲头部件(冲缘加工用冲头部件)63的呈锥形的部分相对于第二冲头部件的轴线方向(X方向)所成的倾斜角(θ2)，优选设定得比图2(a)所示的第一冲头部件(弯曲处理用冲头部件)59的呈锥形的部分相对于第一冲头部件59的轴线方向(X方向)所成的倾斜角(θ1)小。其理由在于，可一边按压预先弯曲处理过的预制孔55的缘部61，一边容易地将第二冲头部件63压入。
因此，优选将第二冲头部件63的前端部分的锥形部相对于第二冲头部件63的轴线方向(X方向)所成的角度设为5～20度的范围内的值，更优选设为10～15度的范围内的值。
此外，冲缘加工工序中形成的凸缘部32例如如图4(b)所示，在设基材的厚度(T1)为t(mm)时，优选凸缘部的高度(H)为1.5t～2.5t(mm)范围内的值，凸缘部的厚度(T2)为0.7t～0.9t(mm)范围内的值。相反地说，在基材的厚度较薄的情况下、或凸缘部的高度较低的情况下、或凸缘部的厚度较薄的情况下，即便直接对基材实施冲缘加工，也能制造既定形状的环状部件，但是在基材的厚度较厚的情况下、或基材的厚度和凸缘部的高度或厚度之间的关系存在上述那样的关系的情况下，则难以使基材变形，所以通过在进行冲缘加工之前，预先进行弯曲处理，可高效率地形成既定的凸缘部。
6.落料工序
接着，如图2(c)所示，对形成有同时确保了既定尺寸以上的厚度及高度的凸缘部32的基材51，使用形状与承托环31的外形一致的冲头部件(有时称为落料用冲头部件)65，进行落料。例如，将该承托环31的外形(落料用冲头部件的冲头形状)大小设定为基本上与所要配置的燃料喷射阀的喷射器壳体的内周的大小相等。
由此，如图3(a)～(c)所示，可制造出承托环31，所述承托环31具有：中央的开口部39；平板部33，配置在该开口部39的周围；凸缘部32，配置在开口部39及平板部33之间，与平板部33相连并且相对于该平板部33向垂直方向竖起。
此外，在本实施方式的承托环的制造方法中，在落料时，如图3(c)所示，优选以外形包含多个凹部43的方式落料。由此形成的凹部43成为上述厚度方向切口部43，与径向槽42相配合，在装备于燃料喷射阀时，可使从高压侧泄漏来的燃料迅速地流入到低压侧。
如果是上述那样制造成的承托环，则即使在平板部的厚度较厚的情况下，也能确保凸缘部的高度，并且能将凸缘部的厚度维持为较厚状态，所以能承受高压燃料的压力，做成强度优良的承托环。
[第二实施方式]
本发明的第二实施方式是一种燃料喷射阀的密封结构，具有设置于压力导入室中的环状的密封部件，该密封部件进行密封，以使压力导入室内的高压燃料不会从喷射器壳体和可滑动地插入有阀活塞的阀体之间形成的间隙向低压侧逃逸。
该燃料喷射阀的密封结构的特征在于，具有承托环，所述承托环用于在间隙和密封部件之间对密封部件进行加强，该承托环具有：中央的开口部；平板部，配置在该开口部的周围；凸缘部，配置在开口部与平板部之间，与平板部相连并且相对于该平板部向垂直方向竖起；该凸缘部如下形成：在对具有刚性的基材形成预制孔后，对预制孔使用具有比预制孔的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件，按压预制孔的缘部，从而对该缘部进行弯曲处理，进而，对缘部被弯曲处理后的预制孔，压入具有比第一冲头部件的直径小的直径且朝向前端部呈锥形的第二冲头部件，从而形成凸缘部。
1.燃料喷射阀及密封结构
首先，基于图5～图7对本实施方式的燃料喷射阀的密封结构30进行说明。图5是燃料喷射阀1的剖视图，图6是燃料喷射阀1中的阀体6及背压控制部7的要部放大剖视图，表示燃料喷射阀1的密封结构30，此外，图7表示图6的I部放大图。其中，各图中，对同一部分标注相同的附图标记，适当省略说明。
如图5所示，燃料喷射阀1例如可包括：喷射器壳体2、喷嘴体3、喷嘴针4、阀活塞5、阀体6、背压控制部7、连结杆8。
喷射器壳体2在前端部借助喷嘴螺母9安装喷嘴体3，在喷嘴体3更上方部安装连结杆8。于是，由燃料泵11从燃料泵10以高压状态压送过来并蓄积在共轨12(蓄压器)中的高压燃料从连结杆8被供给到燃料喷射阀1。即，从连结杆8到喷射器壳体2及喷嘴体3形成燃料通路13，与喷嘴针4的受压部4A对置地形成燃料贮留室14。进而，通过将燃料通路13的一部分从连结杆8向图5中上方延伸，从背压控制部7部分形成燃料回流通路(未图示)，可使燃料向燃料箱10回流。
此外，喷嘴体3在其前端部具有任意个数的燃料的喷射孔16，将喷嘴针4的前端部座于与喷射孔16相连的座部17上，而将喷嘴孔16封闭。而且，通过将喷嘴针4从座部17升起，将喷射孔16打开而能喷射燃料。
此外，在喷嘴针4的上方部，设置对喷嘴针4向使其朝座部17落座的落座方向施力的喷嘴弹簧18，并且，与喷嘴针4一体的阀活塞5进一步向上方延伸。该阀活塞5被可滑动地插入到喷射器壳体2的滑动孔2A及阀体6的滑动孔6A内。
此外，如图6所示，在阀体6的上方中央部，形成有控制压力室19，阀活塞5的前端部从下方侧面对该控制压力室19。控制压力室19与阀体6上形成的导入侧节流孔20连通。导入侧节流孔20经由阀体6和喷射器壳体2之间形成的压力导入室21与燃料通路13连通，向控制压力室19供给来自共轨12的导入压力。在压力导入室21的下端部，设置有由树脂材料、橡胶材料、铜材料或其他软质材料形成的密封部件22。
控制压力室19还与开闭用节流孔23连通，开闭用节流孔23可被背压控制部7的阀珠24开闭。另外，控制压力室19中的阀活塞5的顶部5A的受压面积设计得比喷嘴针4的受压部4A(图5)的受压面积大。
此外，如图5所示，背压控制部7具有：磁铁25、阀弹簧26、衔铁27、与该衔铁27一体的上述阀珠24、上述控制压力室19。通过向磁铁25提供驱动信号，磁铁25克服阀弹簧26的作用力吸引衔铁27，使阀珠24从开闭用节流孔23升起，能将控制压力室19的压力释放到燃料回流通路(未图示)一侧。因此，借助阀珠24的动作，控制控制压力室19的压力，经由阀活塞5控制喷嘴针4的背压，操作喷嘴针4的落座及上升。
在这样构成的燃料喷射阀1中，来自共轨12的高压燃料从连结杆8经由燃料通路13供给到燃料贮留室14中的喷嘴针4的受压部4A，并且经由压力导入室21及导入侧节流孔20供给到控制压力室19中的阀活塞5的顶部5A。因此，喷嘴针4经由阀活塞5承受控制压力室19的背压，并在喷嘴弹簧18的作用力下，落座于喷嘴体3的座部17，封闭喷射孔16。
在这样的状态下，若通过对磁铁25以既定的时机供给驱动信号，吸引衔铁27，阀珠24打开开闭用节流孔23，则控制压力室19的高压经由开闭用节流孔23通过燃料回流通路(未图示)回流到燃料箱10。于是，作用于控制压力室19中的阀活塞5的顶部5A的高压被释放，喷嘴针4在受压部4A的高压作用下，克服喷嘴弹簧18的作用力从座部17上升，打开喷射孔16而喷射燃料。
另一方面，若通过将磁铁25消磁，则阀珠24封闭开闭用节流孔23，则控制压力室19内的压力经由阀活塞5使喷嘴针4向其落座位置(座部17)落座，封闭喷射孔16，结束燃料喷射。
这里，压力导入室21中的燃料压力位于向控制压力室19进入的入口部，所述控制压力室19对来自喷射孔16的燃料喷射量及喷射时间进行控制，所以压力导入室21的燃料压力与喷射压力相等，对密封部件22施加与喷射压力同样的高压力。但是，如图6所示，在阀活塞5和阀体6之间，需要有容许与喷嘴针4一体移动的阀活塞5的轴向滑动的空隙。若采用将该阀体6压入喷射器壳体2内的结构，则有阀体6向内稍稍变形而妨碍阀活塞5滑动的可能性，所以在喷射器壳体2和阀体6之间设置有微小的空隙(间隙)28。因此，在本发明的燃料喷射阀的密封结构30中，在配置于压力导入室21的底部的密封部件22的下部侧(低压部侧)，面对间隙28设置承托环31。由此，可防止密封部件22因压力导入室21内的高压力而使其一部分被挤出到喷射器壳体2和阀体6之间的间隙28(低压侧)中。
在这样构成的燃料喷射阀的密封结构30中，承托环31具有保持密封部件22的低压侧(间隙28侧)部而阻止密封部件22向间隙28的方向挤出的止挡功能，能够长期保持密封部件22的密封功能，提高耐久性及寿命。因此，可将喷射器壳体2与阀体6之间的间隙28的公差等级比以往设计得低，并且也没有必要严格要求密封部件22、承托环31、喷射器壳体2及阀体6等的部件精度及组装精度，与以往相比能廉价地制造。
2.承托环
接着，详细说明本实施方式的燃料喷射阀的密封结构中使用的承托环。
承托环31如图7所示，包括：中央的开口部，在压力导入室21中被阀体插通；平板部33，配置在该开口部的周围，顺沿于喷射器壳体2的内壁阶梯部2B；凸缘部32，配置在开口部与平板部之间，与平板部33相连并且相对于该平板部33垂直地向直径方向延伸，顺沿于阀体6的外周面6B。即，凸缘部32与阀体6的外周面6B抵接，平板部33与压力导入室21处的喷射器壳体2的内周面(内壁阶梯部2B)抵接，辅助密封功能，并且对密封部件22进行保持以使其不会被挤出到间隙28侧。
这里，本实施方式的燃料喷射阀的密封结构30中使用的承托环31特征在于，是通过上述第一实施方式的环状部件的制造方法制造的承托环31。即，该承托环的凸缘部如下形成：在对具有刚性的基材形成预制孔后，对预制孔使用具有比预制孔的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件，按压预制孔的缘部，从而对该缘部进行弯曲处理，进而，对缘部被弯曲处理后的预制孔，压入具有比第一冲头部件的直径小的直径且朝向前端部呈锥形的第二冲头部件，从而形成凸缘部。
因此，与以往相比能够增加平板部33的厚度，并且能确保凸缘部32的高度及厚度都在既定值以上，所以得到了强度优良的承托环31。因此，即使在从共轨等送来的燃料的压力较高的情况下，也难以破损，密封部件22不会被挤出到间隙中。
图3(a)表示承托环31的立体图，图3(b)表示从背面观察承托环31的立体图，图3(c)表示承托环31的俯视图。此外，图4(a)表示承托环31的剖视图，图4(b)表示图4(a)的II部放大剖视图。
如这些图所示，承托环31具有凸缘部32及平板部33，并且从平板部33到凸缘部32在几处形成有(在图示的例子中，在间隔120度的三处)形成有径向槽42。特别地如图3(b)所示，径向槽42形成在从平板部33的底面到曲面部34的底面的范围，在凸缘部32的上端部，留有与阀体6的外周面6B抵接的平面抵接部44。此外，在平板部33的周缘部，也留有平坦部分。此外，在平板部33的外周部中与径向槽42不重叠的位置上，形成有弧状的厚度方向切口部43。
在该承托环31中，在将承托环31设置在压力导入室21内时，径向槽42面对低压侧的间隙28，并且该径向槽42设计成能使燃料向间隙28方向流动的最小限度的深度H1，例如为0.5mm以下。厚度方向切口部43使越过密封部件22而泄漏到低压侧的燃料经由该厚度方向切口43渗入到承托环31的底面侧，并使其流向径向槽42，该厚度方向切口部43的径向上的切口长度H2设为必要的最小限度。平面抵接部44与使承托环31自身具有密封功能，以使燃料不会从承托环31和阀体6之间的接触部漏出，确保了必要的轴向长度(凸缘部的高度)。通过设置平坦部分45并使厚度方向切口部43和径向槽42不重叠，使燃料不会过度地流过。
例如，该承托环31设计为，在设平板部(基材)33的厚度(T1)为t(mm)时，优选凸缘部32的高度(H)为1.5t～2.5t(mm)范围内的值，凸缘部32的厚度(T2)为0.7t～0.9t(mm)范围内的值。若为这样的承托环31，则即使在平板部33的厚度较厚的情况下，也能确保凸缘部32的高度(H)较高，而且确保凸缘部32的厚度(T2)较厚，所以能实现密封部件的加强性能。
更具体地说，本发明的承托环31优选基材的厚度为0.2～0.4mm范围内的值，凸缘部的高度为0.4～0.6mm范围内的值，凸缘部的厚度为0.15～0.35mm范围内的值。若是这样的承托环，则不必较大地变更燃料喷射阀的内部结构，便可作为具有高强度的承托环而用于燃料喷射阀中。
另外，承托环31从平板部33到凸缘部32形成有曲面部34，所以受到压力导入室21的高压挤压并在承托环31的作用下弹性变形了的密封部件22将产生弹斥力，该弹斥力对承托环31的凸缘部32向阀体6的外周面6B施力，可进一步提高密封功能。
进而，由于可采用上述那样的密封结构30，所以可增加喷射器壳体2和阀体6之间的间隙28的空隙，即使因外力使喷射器壳体2稍微变形，该变形的影响也难以到达阀体6，可如设计的那样维持阀体6和阀活塞5之间的空隙，而不会阀妨碍活塞5的滑动。
接着，图8(a)～(c)表示正常进行燃料喷射阀的密封结构30(图5或图6)的组装的情况下的密封部件22及承托环31部分的要部放大剖视图。
如图8(a)所示，将承托环31设置在喷射器壳体2的内壁阶梯部2B上，进而在其上侧设置密封部件22，在该状态下将阀体6从中央上方插入。接着，如图8(b)所示，通过阀体6的插入设置，在阀体6和密封部件22及承托环31之间的摩擦作用下，承托环31塑性变形，使得其平板部33的圆周侧部分从内壁阶梯部2B浮起。接着，如图8(c)所示，在通常的燃料喷射阀1的运转状态下，压力导入室21中充满高压燃料，在高压燃料的压力作用下，密封部件22及承托环31被推压到阀体6的外周面6B侧、以及喷射器壳体2的内壁阶梯部2B及压力导入室侧内壁面2C侧，从而保持在实现了其密封功能的设置状态下。
在该设置状态下，承托环31的凸缘部32抵接到阀体6的外周面6B上，平板部33抵接到喷射器壳体2的内壁阶梯部2B上，并且喷射器壳体2的压力导入室侧内壁面2C和平板部33的端部之间，稍稍空出空隙部37，不会对燃料喷射阀1的正常运转有任何妨害。
在这样构成的燃料喷射阀的密封机构30中，虽然通过密封部件22及承托环31将高压侧的压力导入室21和低压侧的间隙28彼此密封，但是难以完全防止压力导入室21的燃料越过密封部件22而稍稍泄漏到承托环31侧。但是，从压力导入室21泄漏的燃料可通过厚度方向切口部43及径向槽42向间隙28侧流出，在密封部件22和承托环31之间不会形成燃料贮留部。
这样，通过在承托环31上形成厚度方向切口部43及径向槽42，而使承托环31具有可主动使燃料一点点向低压侧流动的排放功能。因此，可稳定密封部件22的密封功能及承托环31的支承功能而延长寿命。

Claims (9)

1.一种环状部件的制造方法，所述环状部件是对具有刚性的平板状的基材实施冲缘加工法而制造的，包括：中央的开口部；平板部，配置在该开口部的周围；凸缘部，配置在上述开口部与平板部之间，与上述平板部相连并且相对于该平板部向垂直方向竖起，该环状部件的制造方法的特征在于，包括下述工序：
对上述基材形成预制孔的工序；
通过对上述预制孔使用具有比上述预制孔的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件，按压上述预制孔的缘部，从而对该缘部进行弯曲处理的工序；
通过对上述缘部被弯曲处理后的预制孔、压入具有比上述第一冲头部件的直径小的直径且朝向前端部呈锥形的第二冲头部件，而形成上述凸缘部的工序。
2.如权利要求1所述的环状部件的制造方法，其特征在于，将上述第一冲头部件的呈上述锥形的部分相对于上述第一冲头部件的轴线方向所成的倾斜角θ1设定得比上述第二冲头部件的呈上述锥形的部分相对于上述第二冲头部件的轴线方向所成的倾斜角θ2大。
3.如权利要求1或2所述的环状部件的制造方法，其特征在于，在将上述基材的厚度设为tmm时，将得到的环状部件的上述凸缘部的高度设为1.5t～2.5tmm范围内的值，将上述凸缘部的厚度设为0.7t～0.9tmm范围内的值。
4.一种承托环，被用在燃料通路的密封结构中，所述燃料通路的密封结构具有设置于压力导入室中的环状的密封部件，该密封部件用于进行密封，以使上述压力导入室内的高压燃料不会从喷射器壳体和可滑动地插入有阀活塞的阀体之间形成的间隙向低压侧逃逸，该承托环配置于上述间隙和上述密封部件之间，用于对上述密封部件进行加强，其特征在于，
具有：中央的开口部；平板部，配置在该开口部的周围；凸缘部，配置在上述开口部与平板部之间，与上述平板部相连并且相对于该平板部向垂直方向竖起；
在对具有刚性的基材形成预制孔后，对上述预制孔使用具有比上述预制孔的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件，按压上述预制孔的缘部，从而对该缘部进行弯曲处理，进而，对上述缘部被弯曲处理后的预制孔，压入具有比上述第一冲头部件的直径小的直径且朝向前端部呈锥形的第二冲头部件，从而形成上述凸缘部。
5.如权利要求4所述的承托环，其特征在于，在将上述基材的厚度设为tmm时，将上述凸缘部的高度设为1.5t～2.5tmm范围内的值，将上述凸缘部的厚度设为0.7t～0.9tmm范围内的值。
6.如权利要求4或5所述的承托环，其特征在于，上述基材的厚度为0.2～0.4mm范围内的值，上述凸缘部的高度为0.4～0.6mm范围内的值，上述凸缘部的厚度为0.15～0.35mm范围内的值。
7.一种燃料喷射阀的密封结构，具有设置于压力导入室中的环状的密封部件，该密封部件用于进行密封，以使压力导入室内的高压燃料不会从喷射器壳体和可滑动地插入有阀活塞的阀体之间形成的间隙向低压侧逃逸，其特征在于，
具有承托环，所述承托环用于在上述间隙和上述密封部件之间对上述密封部件进行加强，
该承托环具有：中央的开口部；平板部，配置在该开口部的周围；凸缘部，配置在上述开口部与平板部之间，与上述平板部相连并且相对于该平板部向垂直方向竖起；
该承托环的凸缘部如下形成：在对具有刚性的基材形成预制孔后，对上述预制孔使用具有比上述预制孔的直径大的直径且朝向前端部呈锥形的第一冲头部件，按压上述预制孔的缘部，从而对该缘部进行弯曲处理，进而，对上述缘部被弯曲处理后的预制孔，压入具有比上述第一冲头部件的直径小的直径且朝向前端部呈锥形的第二冲头部件，从而形成上述凸缘部。
8.如权利要求7所述的燃料喷射阀的密封结构，其特征在于，在将上述基材的厚度设为tmm时，上述凸缘部的高度为1.5t～2.5tmm范围内的值，上述凸缘部的厚度为0.7t～0.9tmm范围内的值。
9.如权利要求7或8所述的燃料喷射阀的密封结构，其特征在于，上述基材的厚度为0.2～0.4mm范围内的值，上述凸缘部的高度为0.4～0.6mm范围内的值，上述凸缘部的厚度为0.15～0.35mm范围内的值。
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