CN110192022B - 燃料喷射阀以及燃料喷射阀的制造方法 - Google Patents

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Abstract

具备可动子，该具备可动子具有阀芯(27c)和一端部焊接接合于阀芯(27c)的杆部(27b)，将杆部(27b)与阀芯(27c)的抵接部(81)比杆部(27b)与阀芯(27c)的由焊接接合形成的熔化层部(80)配置在阀轴心(27x)侧，在抵接部(81)与熔化层部(80)之间设置非焊接部(82)。

Description

燃料喷射阀以及燃料喷射阀的制造方法
技术领域
本发明涉及对燃料进行喷射的燃料喷射阀以及燃料喷射阀的制造方法。
背景技术
作为本技术领域的背景技术，已知(日本)特开2001－087882号公报(专利文献1)所记载的燃料喷射阀。在专利文献1中，公开了为了避免在通过激光束或电子束对硬度不同的两个部件进行焊接时在高硬度部件侧产生裂纹这样的焊接不良，使激光束或电子束的照射点从高硬度部件与低硬度部件的接合面侧向低硬度部件侧偏移规定距离，使由束造成的熔化层从低硬度部件侧向高硬度部件侧扩张的技术(参照摘要)。
专利文献1的燃料喷射阀适用于将上述焊接技术适用于接合面以球面构成的阀芯和阀杆的焊接(参照0029段)，在专利文献1的图2中公开了在接合面的外周侧部分形成有熔化层部的内容。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2001-087882号公报
发明内容
在专利文献1的燃料喷射阀中，阀芯与阀杆的接合面以球面构成，阀芯与阀杆通过大的球面彼此面接触。在这种情况下，阀芯与阀杆的接合面的加工精度存在极限，因此不能使阀芯侧的接合面与阀杆的接合面在它们的整个面接触。在阀芯与阀杆在接合面的一部分接触的情况下，如果在所接触的部分形成熔化层部，则不能保证阀芯与阀杆的相对的位置关系，阀杆的全长会发生变化，阀芯与阀杆的同轴精度恶化。以下，将与专利文献1的阀杆对应的部分称为杆部而进行说明。
本发明的目的在于，在将阀芯与杆部焊接接合的燃料喷射阀中，能够良好地维持阀芯与杆部的位置关系。
为达成上述目的，在本发明的燃料喷射阀中，
具备可动子，该具备可动子具有可动铁芯、阀芯以及一端部焊接接合于所述阀芯并且将所述可动铁芯与所述阀芯连接的杆部，
所述杆部与所述阀芯的抵接部比所述杆部与所述阀芯的通过焊接接合形成的熔化层部配置在阀轴心侧，
在所述抵接部与所述熔化层部之间设置非焊接部。
并且，在本发明的燃料喷射阀的制造方法中，该燃料喷射阀具备可动子，该可动子具有可动铁芯、阀芯以及一端部焊接接合于所述阀芯且将所述可动铁芯与所述阀芯连接的杆部，所述阀芯焊接接合在所述杆部的一端部，在该燃料喷射阀的制造方法中，
使所述杆部的与所述阀芯对置的杆部侧对置面和所述阀芯的与所述杆部对置的阀芯侧对置面在径向中间部抵接，
在比所述杆部侧对置面与所述阀芯侧对置面的抵接位置位于外周侧的位置通过焊接形成熔化层部，在所述抵接位置与所述熔化层部之间设置非焊接部，对所述阀芯和所述杆部进行焊接接合。
根据本发明，能够在良好地维持阀芯与杆部的位置关系的状态下对两者进行焊接接合。
附图说明
图1是针对本发明的燃料喷射阀的一个实施例，表示通过阀轴心且沿着阀轴心(中心轴线)的剖面的剖视图。
图2是放大表示图1所示的可动子27附近的剖视图。
图3是放大表示图2所示的喷嘴部8附近的剖视图。
图4是针对本发明的燃料喷射阀的一个实施例，表示可动子的变形例的剖视图。
图5是对阀芯与杆部的焊接接合中的问题进行说明的示意图。
图6是对在阀芯与杆部的焊接接合时产生的阀芯与杆部的位置关系的变化(位置偏差)进行说明的示意图。
图7是针对阀芯与杆部的焊接接合部，以虚线表示内部的状态的示意图。
图8是针对第一实施例中的阀芯与杆部的焊接接合部，表示通过阀轴心且沿着阀轴心(中心轴线)的剖面的剖视图。
图9A是针对第二实施例中的阀芯与杆部的焊接接合部，表示通过阀轴心且沿着阀轴心(中心轴线)的剖面的剖视图。
图9B是表示第二实施例的杆部中的与阀芯的接合部的剖面图(上侧)和俯视图(下侧)。
图10A是针对第三实施例中的阀芯与杆部的焊接接合部，表示通过阀轴心且沿着阀轴心(中心轴线)的剖面的剖视图。
图10B是表示第三实施例的杆部中的与阀芯的接合部的剖面图(上侧)和俯视图(下侧)。
图11是搭载有燃料喷射阀的内燃机的剖视图。
具体实施方式
使用图1至图3对本发明的燃料喷射阀的实施例进行说明。
参照图1，对燃料喷射阀1的整体构成进行说明。图1是针对本发明的燃料喷射阀的一个实施例，表示通过阀轴心且沿着阀轴心(中心轴线)的剖面的剖视图。
在图1中，存在将燃料喷射阀1的上端部(上端侧)称为基端部(基端侧)，将下端部(下端侧)称为前端部(前端侧)的情况。基端部(基端侧)和前端部(前端侧)这样的称呼，基于燃料的流动方向或燃料喷射阀1相对于燃料配管的安装构造。并且，在本说明书中进行说明的上下关系以图1为基准，与将燃料喷射阀1搭载于内燃机的形态下的上下方向无关。需要说明的是，燃料喷射阀1的中心轴线1x与可动子27的轴心(阀轴心)27x一致，与筒状体5和阀座部件15的中心轴线一致。
在燃料喷射阀1，通过金属材质的筒状体(筒状部件)5在其内侧以大致沿着中心轴线1x的方式构成燃料流路(燃料通路)3。筒状体5使用具有磁性的不锈钢等金属素材通过拉深加工等压力加工在沿着中心轴线1x的方向上形成为阶梯形状。由此，筒状体5的一端侧(大径部5a)的径相对于另一端侧(小径部5b)的径变大。
在筒状体5的基端部设有燃料供给口2，在该燃料供给口2安装有用于将混入燃料的异物除去的燃料过滤器13。
在筒状体5的基端部形成有以朝向径向外侧扩径的方式被弯折的凸缘部(扩径部)5d，在通过凸缘部5d和树脂罩47的基端侧端部47a形成的环状凹部(环状槽部)4配设有O型环11。
在筒状体5的前端部，由阀芯27c和阀座部件15构成阀部7。阀座部件15插入到筒状体5的前端侧内侧，通过激光焊接固定于筒状体5。激光焊接从筒状体5的外周侧遍及全周地实施。在这种情况下，可以在将阀座部件15压入到筒状体5的前端侧内侧的基础上通过激光焊接将阀座部件15固定于筒状体5。
在阀座部件15固定有喷嘴板21n，构成阀座部件15和喷嘴板21n的喷嘴部8。阀座部件15和喷嘴板21n通过阀座部件15插入并固定于筒状体5的内周面而组装在筒状体5的前端侧。
在本实施例的筒状体5中，从设有燃料供给口2的部分到固定有阀座部件15和喷嘴板21n的部分通过一个部件构成，但设有燃料供给口2的部分(基端侧部分)和固定阀座部件15和喷嘴板21n的部分(先端侧部分)也可以通过不同部件构成。筒状体5的前端侧部分构成对喷嘴部8进行保持的喷嘴保持部。在本实施例中，喷嘴保持部和筒状体5的基端侧部分由一个部件构成。
在筒状体5的中间部设有用于驱动阀芯27c的驱动部9。驱动部9通过电磁执行机构(电磁驱动部)构成。具体地说，驱动部9具备：固定铁芯25，其固定在筒状体5的内部(内周侧)；可动子(可动部件)27，其在筒状体5的内部相对于固定铁芯25配置在前端侧，并且能够在沿着中心轴线1x的方向上移动；电磁线圈29，其在固定铁芯25与在可动子27构成的可动铁芯27a经由微小空隙δ1对置的位置外插在筒状体5的外周侧；磁轭33，其在电磁线圈29的外周侧覆盖电磁线圈29。
在筒状体5的内侧收纳有可动子27，筒状体5与可动铁芯27a的外周面对置而构成围绕可动铁芯27a的壳体。
可动铁芯27a、固定铁芯25以及磁轭33构成供通过向电磁线圈29通电而产生的磁束流通的闭磁路。磁束通过微小空隙δ1，但为了减少在微小空隙δ1的部分在筒状体5中流通的漏磁束，在与筒状体5的微小空隙δ1对应的位置，设有非磁性部或比筒状体5的其他部分磁性弱的弱磁性部。以下，将该非磁性部或弱磁性部简称为非磁性部5c而进行说明。非磁性部5c能够通过对相对于具有磁性的筒状体5进行非磁性化处理而形成。这样的非磁性化处理例如通过热处理来进行。或者，通过在筒状体5的外周面形成环状凹部来使与非磁性部5c对应的部分薄壁化而构成。
电磁线圈29卷绕于通过树脂材料形成为筒状的筒管31，并且外插在筒状体5的外周侧。电磁线圈29与设置于连接器41的端子43电连接。在连接器41连接有未图示的外部的驱动电路，经由端子43向电磁线圈29通以驱动电流。
固定铁芯25由磁性金属材料构成。固定铁芯25形成为筒状，并且具有在沿着中心轴线1x的方向上贯通中心部的贯通孔25a。贯通孔25a构成可动铁芯27a的上游侧的燃料通路(上游侧燃料通路)3。固定铁芯25压入固定在筒状体5的小径部5b的基端侧，并且位于筒状体5的中间部。在小径部5b的基端侧设有大径部5a，固定铁芯25的组装变得容易。固定铁芯25可以通过焊接固定于筒状体5，也可以并用焊接和压入而固定于筒状体5。
可动子27通过可动铁芯27a、杆部27b以及阀芯27c构成。在本实施例中，杆部27b和可动铁芯27a一体地形成，在从可动铁芯27a向下方延伸设置的杆部27b的前端部通过焊接接合有阀芯27c。杆部27b与可动铁芯27a通过不同的部件构成，但也可以是一体组装的结构。
可动铁芯27a为圆环状的部件。阀芯27c是与阀座15b(参照图3)抵接的部件。阀座15b与阀芯27c协同动作而开闭燃料通路。杆部27b是细长的圆筒形状，是将可动铁芯27a与阀芯27c连接的连接部。可动铁芯27a是与阀芯27c连结，并且用于通过在与固定铁芯25之间作用的磁吸力对阀芯27c向开闭阀方向进行驱动的部件。
在本实施例中，可动铁芯27a与杆部27b是固定的，但也可以是可动铁芯27a与杆部27b能够相对位移地连结的结构。
在本实施例中，通过不同部件来构成杆部27b和阀芯27c，将阀芯27c固定于杆部27b。杆部27b与阀芯27c的固定通过焊接进行。
杆部27b为实心的棒状，在杆部27b的上端部形成有向可动铁芯27a的下端部开口并且在轴向上凹的凹部27ba。在杆部27b的外周面与筒状体5的内周面之间形成有燃料室37。需要说明的是，实心并不是中空，是内部紧密的状态。
在固定铁芯25的贯通孔25a设有线圈弹簧39。线圈弹簧39的一端与在可动铁芯27a的内侧设置的弹簧座27ag抵接。线圈弹簧39的另一端部与在固定铁芯25的贯通孔25a的内侧配设的调节器(调整件)35抵接。线圈弹簧39在设置于可动铁芯27a的弹簧座27ag与调节器(调整件)35的下端(先端侧端面)之间以压缩的状态配设。
线圈弹簧39作为对可动子27向阀芯27c与阀座15b(参照图2)抵接的方向(闭阀方向)施力的施力部件发挥作用。通过在贯通孔25a内对沿着中心轴线1x的方向上的调节器35的位置进行调节，对线圈弹簧39作用于可动子27(即阀芯27c)的作用力进行调节。
调节器35具有在沿着中心轴线1x的方向上贯穿中心部的燃料流路3。
从燃料供给口2供给的燃料在流经调节器35的燃料流路3后，流入固定铁芯25的贯通孔25a的燃料流路3，并且流入可动子27的凹部27ba。
磁轭33通过具有磁性的金属材料形成，并且兼具燃料喷射阀1的壳体的作用。磁轭33形成为具有大径部33a和小径部33b的阶梯筒状。大径部33a覆盖电磁线圈29的外周而成为圆筒形状，在大径部33a的前端侧形成有比大径部33a小径的小径部33b。在小径部33b的内周压入或插入有筒状体5的小径部5b。由此，小径部33b的内周面与筒状体5的外周面紧密地接触。此时，小径部33b的内周面的至少一部分与可动铁芯27a的外周面经由筒状体5对置，从而减小在该对置部分形成的磁路的磁阻。
在磁轭33的前端侧端部的外周面沿周向形成有环状凹部33c。在形成于环状凹部33c的底面的薄壁部，磁轭33与筒状体5通过激光焊接遍及整周地接合。
在筒状体5的前端部外插有具有突边部49a的圆筒状的保护套49，筒状体5的前端部被保护套49保护。保护套49覆盖在磁轭33的激光焊接部24上。
通过保护套49的突边部49a、磁轭33的小径部33b、磁轭33的大径部33a与小径部33b的阶梯面来形成环状槽34，在环状槽34外插有O型环46。O型环46在燃料喷射阀1安装于内燃机时，作为在形成于内燃机侧的插入口的内周面与磁轭33上的小径部33b的外周面之间确保液密性和气密性的密封件发挥作用。
在从燃料喷射阀1的中间部到基端侧端部的附近的范围模塑有树脂罩47。树脂罩47的前端侧端部覆盖磁轭33的大径部33a的基端侧的一部分。并且，连接器41通过形成树脂罩47的树脂一体地形成。
参照图2，对可动子27附近的结构详细地进行说明。图2是放大表示图1所述可动子27附近的剖视图。
在本实施例中，可动铁芯27a与杆部27b通过一个部件一体地形成。
在可动铁芯27a的上端面(上端部)27ab的中央部形成有朝向下端侧凹的凹部27aa。在凹部27aa的底部形成有弹簧座27ag，线圈弹簧39的一端支承于弹簧座27ag。另外，在凹部27aa的弹簧座27ag形成有与杆部27b的凹部27ba的内侧连通的开口部27af。
开口部27af构成使从固定铁芯25的贯通孔25a流入凹部27aa内的空间27ai的燃料流向杆部27b的凹部27ba的内侧的空间27bi的燃料通路。
可动铁芯27a的上端面27ab是位于固定铁芯25侧的端面，与固定铁芯25的下端面25b对置。相对于上端面27ab位于相反侧的可动铁芯27a的端面是位于燃料喷射阀1的前端侧(喷嘴侧)的端面，以下，称之为下端面(下端部)27ak。
可动铁芯27a的上端面27ab与固定铁芯25的下端面25b构成相互作用磁吸力的磁吸引面。
在本实施例中，可动铁芯27a的外周面27ac构成为在筒状体5的内周面5e上滑动，可动铁芯27a的阀轴心27x方向上的动作被内周面5e引导。作为在内周面5e上滑动的滑动部，在外周面27ac设有向径向外方突出的凸部(未图示)。内周面5e构成供可动铁芯27a的外周面27ac滑动接触的上游侧引导面。内周面5e和可动铁芯27a的外周面27ac(准确地说是在外周面27ac形成的凸部)构成对可动子27的位移进行引导的上游侧引导部50B。
另一方面，在阀芯27c与阀座部件15之间，构成在后文详细说明的下游侧引导部50A，可动子27在上游侧引导部50B和下游侧引导部50A这两点被引导而在沿着中心轴线1x的方向(开闭阀方向)上往复动作。
在杆部27b形成有将凹部27ba的内侧(内周侧)与外侧(外周侧)连通的连通孔(开口部)27bo。连通孔27bo构成将凹部27ba的内侧与外侧连通的燃料通路。穿过固定铁芯25的贯通孔25a而流入凹部27ba的燃料穿过连通孔27bo而流入燃料室37。
接着，参照图3，对喷嘴部8的结构详细地进行说明。图3是放大表示图2所示的喷嘴部8附近的剖视图。
在阀座部件15形成有在沿着中心轴线1x的方向上贯通的贯通孔15d,15c,15v,15e。在该贯通孔的中途形成有朝向下游侧缩径的圆锥面(贯通孔15v)。需要说明的是，圆锥面15v准确地说成为圆锥台的侧面的形状。
在圆锥面15v上构成阀座15b，通过阀芯27c与阀座15b接触或分离，进行燃料通路的开闭。需要说明的是，存在将形成有阀座15b的圆锥面15v称作阀座面的情况。
此外，存在将阀座15b称作座部，将阀芯27c的与阀座15b抵接的部位称作座部，将阀座15b与阀芯27c相互抵接的部位称作座部的情况。于是，在使用座部的情况下，将阀座部件15侧的座部称作阀座侧座部，将阀芯27c侧的座部称作阀芯侧座部，将阀座15b和阀芯27c的相互抵接的部位简称为座部。并且，阀座15b与阀芯27c的相互抵接的抵接部构成在闭阀时对燃料进行密封的密封部。
贯通孔15d,15c,15v,15e中的从圆锥面(贯通孔15v)起位于上侧的孔部分(贯通孔15d,15c,15v)构成对阀芯27c进行收纳的阀芯收纳孔。在贯通孔15d,15c,15v的内周面形成有在沿着中心轴线1x的方向上对阀芯27c进行引导的引导面。引导面构成对可动子27进行引导的两个引导部50A,50B中位于下游侧的下游侧引导部50A的引导面。下游侧引导面和与该下游侧引导面滑动接触的阀芯27c的滑动接触面(滑动面)27cb构成对可动子27的位移进行引导的下游侧引导部50A。
在引导面的上游侧形成有扩径部(贯通孔15d)，该扩径部(贯通孔15d)具有比构成引导面的贯通孔15c的内径(直径)大的尺寸的内径(直径)，并且形成为内径从下向上逐渐变大。
贯通孔15d,15c,15v的下端部与燃料导入孔即贯通孔15e连接，贯通孔15e的下端面在阀座部件15的前端面15t开口。
在阀座部件15的前端面15t安装有喷嘴板21n。在喷嘴板21n通过激光焊接固定有阀座部件15。激光焊接部23以包围形成有燃料喷射孔110的喷射孔形成区域的方式在该喷射孔形成区域的周围环绕一周。
并且，喷嘴板21n通过板厚均一的板状部件(平板)构成，在中央部以朝向外方突出的方式形成有突状部21na。突状部21na通过曲面(例如球状面)形成。在突状部21na的内侧形成有燃料室21a。该燃料室21a与在阀座部件15形成的燃料导入孔即贯通孔15e连通，穿过贯通孔15e而向燃料室21a供给燃料。
在突状部21na形成有多个燃料喷射孔110。燃料喷射孔110的形态没有特别的限制。在燃料喷射孔110的上游侧可以具有对燃料施加旋转力的旋转室。燃料喷射孔的中心轴线110a可以相对于燃料喷射阀的中心轴线1x平行或倾斜。并且，可以采用不具有突状部21na的结构。
决定燃料喷雾的形态的燃料喷射部21通过喷嘴板21n构成。阀座部件15和燃料喷射部21构成用于进行燃料喷射的喷嘴部8。阀芯27c可以视为是构成喷嘴部8的构成要素的一部分。
并且，在本实施例中，阀芯27c使用成为球状的球形阀。因此，阀芯(球形阀)27c的外表面为球状面。在阀芯27c中的与贯通孔15c对置的部位在周向上空出间隔而设有多个缺口面27ca，通过该缺口面27ca构成向座部供给燃料的燃料通路。阀芯27c也能够通过球形阀之外的阀芯构成。
在本实施例中，在将阀座部件15压入筒状体5的前端部的内周面5f之后，通过焊接部19对阀座部件15和筒状体5进行固定。
图4是针对本发明的燃料喷射阀的一个实施例，表示可动子的变形例的剖视图。在上述实施例中，使可动子27的杆部27b成为实心的棒状，但也可以成为图4所示的中空的筒状。在这种情况下，凹部27ba构成在阀轴心27x方向上贯穿筒状的杆部27b的贯通孔。并且，连通孔27bo形成为将凹部27ba的内侧与外侧连通。
需要说明的是，在图4所示的可动子27中，阀芯27c通过焊接与杆部27b的前端部(下端部)接合。后文将对焊接接合详细地进行说明，但在本发明的焊接接合中，优选能够较大地确保杆部27b中的与阀芯27c的对置面。因此与杆部27b通过中空的棒状部或棒状部件构成相比，通过实心棒状部或棒状部件构成更为有利。
以下，对杆部(连接部)27b与阀芯27c的焊接接合进行说明。
最初，使用图5，对杆部27b与阀芯27c的焊接接合的问题进行说明。图5是对阀芯与杆部的焊接接合中的问题进行说明的示意图。
在图5中，表示的是在杆部27b与阀芯27c的球状面触碰的状态下进行焊接的情形。在杆部27b中，与阀芯27c对置的端面(对置面)27bs通过直径从下向上逐渐变小的锤状面(圆锥面)构成。另一方面，与阀芯27c的杆部27b对置的对置面27cs为球状面。而且杆部27b以对置面27bs的锥状面的外周(外缘)81与对置面27cs抵接的方式与阀芯27c触碰。
在通过焊接而在附图标记80所示的区域形成熔化层部时，阀芯27c与杆部27b的抵接部81包含于熔化层部80，因此难以维持阀芯27c与杆部27b的相对的位置关系。需要说明的是，熔化层部80通过由焊接带来的热输入而熔化的部件冷却凝固而形成。在焊接时，由于向焊接部的热输入而在阀芯27c和杆部27b发生热膨胀，之后发生热收缩。如果阀芯27c和杆部27b在熔化层部80熔化的状态下发生热膨胀和热收缩，则在阀芯27c与杆部27b的相对的位置关系不固定的状态下，阀轴心27x方向上的杆部27b的全长发生变化。因此，阀芯27c相对于杆部27b发生位置偏差。在图5中，发生了位置偏差的阀芯27c’以双点划线表示。
以下，使用图6对焊接时中的阀芯27c与杆部27b的位置偏差进行说明。图6是对在阀芯与杆部的焊接接合时产生的阀芯与杆部的位置关系的变化(位置偏差)进行说明的示意图。
通常，阀芯27c与杆部27b的焊接接合通过使用激光束或电子束进行。在这些焊接技术中，一边使束的照射点在杆27部b的周向上发生变化，一边在杆部27b的整周形成熔化层部80地进行焊接。在这种情况下，在使束的照射点在杆部27b的周向上发生变化时，杆部27b的温度发生变化。其结果是，通过膨胀和收缩而在杆部27b产生的阀轴心27x方向上的长度尺寸的变化在杆部27b的周向上也发生变化。
在图6中，表示的是在杆部27b的周向上也发生杆部27b的长度尺寸的变化的情况下，由于其最大变形位置处的变形尺寸与最小变形位置处的变形尺寸的差，在杆部27b产生焊接时的变形量即焊接变形量δD的概念。
由于产生图6的焊接变形量δD，产生阀芯27c的中心与杆部27b的轴心的偏差、即同轴变化量δC。并且，由于产生焊接变形量δD，产生发生了位置偏差的阀芯27c’的中心与焊接前的阀芯27c的中心的偏差、即阀轴向的尺寸变化量δL。需要说明的是，阀轴心27x方向上的尺寸变化量δL成为阀轴心27x方向上的可动子27的全长的变化量。
如上所述，由于焊接变形量δD的产生，可动子27的全长发生变化，阀芯27c与杆部27b的同轴度恶化。
图7是针对阀芯与杆部的焊接接合部，以虚线表示内部的状态的示意图。
在图7中，表示的是阀芯27c与杆部27b的焊接接合部的外观，通过阀轴心27x且与阀轴心27x平行的剖面中的熔化层部80、杆部27b中的与阀芯27c的对置面27bs以及阀芯27c中的与杆部27b的对置面27cs以虚线表示。需要说明的是，虚线所示的部分图示的是后述第一实施例的结构。如图7所示，熔化层部80遍及阀芯27c和杆部27b双方地形成。
以下，将阀芯27c与杆部27b的焊接接合部的实施例分为第一实施例、第二实施例以及第三实施例进行说明。上述实施例的结构在第一实施例、第二实施例以及第三实施例中是共通的。
[实施例1]
以下，使用图8对阀芯27c与杆部27b的焊接接合部的第一实施例进行说明。图8是针对第一实施例中的阀芯与杆部的焊接接合部，表示通过阀轴心且沿着阀轴心(中心轴线)的剖面的剖视图。需要说明的是，图8是放大表示图7的ED部分的剖面的放大剖面图。
在本实施例的杆部27b中，与阀芯27c对置的端面即对置面27bs通过以直径从下向上变小的方式形成为锥状的对置面部(第一对置面部)27bs1构成。第一对置面部27bs1是在通过阀轴心27x且与阀轴心27x平行的剖面中成为直线的面，是在所述剖面中相对于阀轴心27x倾斜的圆锥面。
另一方面，阀芯27c的与杆部27b对置的对置面27cs为球状面。而且杆部27b在第一对置面部27bs1的内周(内侧的周缘)与外周(外侧的周缘)之间，并且在离开内周(内侧的周缘)和外周(外侧的周缘)的位置具有与阀芯27c的对置面27cs抵接的抵接部(接触部)81。在这种情况下，抵接部81以圆环状构成。即杆部27b使圆环状的抵接部81与阀芯27c的相对面27cs抵接而与阀芯27c触碰。
在图8的剖面中，第一对置面部27bs1以外周侧相对于内周侧位于下方的方式相对于与阀轴心27x垂直的水平面以θ1的角度倾斜。在本实施例中，在对置面(端面)27bs形成有一个锥状面即第一对置面部27bs1。第一对置面部27bs1形成于在对置面27bs的中心部为了进行加工而形成的退出部(凹部)27bq与在对置面27bs的外周部形成的圆环状的平面部27bp之间的区域R1。
通过对阀芯27c和杆部27b进行焊接接合，在阀芯27c和杆部27b形成熔化层部80。在图8中，以虚线表示形成熔化层部80前的阀芯27c和杆部27b的形状(焊接前的形状)。
在进行焊接接合前的状态下，阀芯27c与杆部27b在抵接部81抵接，在比抵接部81位于外周侧的位置，在阀芯27c的对置面27cs与杆部27b的对置面27bs之间存在间隙而不使阀芯27c与杆部27b接触。
在进行焊接接合时，通过由焊接带来的热输入，阀芯27c的对置面27cs的一部分与杆部27b的对置面27bs的一部分熔化而形成熔化层部80。抵接部81配置在从熔化层部80离开的位置(外侧)。即，抵接部81与熔化层部80在径向上空出间隔地配置在阀轴心27x侧，在抵接部81与熔化层部80之间存在不产生由焊接造成的熔化层的非焊接部。在非焊接部，阀芯27c的对置面27cs与杆部27b的对置面27bs不相熔地残存。
在抵接部81，由于锥状的第一对置面部27bs1与球状面抵接，在理想的状态下线接触。因此，在比抵接部81位于内周侧的位置，在阀芯27c与杆部27b之间存在间隙。由于加工限制难以实现线接触，但在抵接部81成为接近线接触的状态。
另外，在本实施例中，在对置面27bs的径向上，在抵接部81与熔化层部80之间设有间隙部(间隙形成部)82。在间隙部82，在杆部27b的对置面27bs与阀芯27c的对置面27cs不接触的状态下，在对置面27bs与对置面27cs之间存在间隙。间隙部(间隙形成部)82是使抵接部81从熔化层部80离开的部分(分离部)，在上述抵接部81与熔化层部80之间构成非焊接部。
在本实施例中，在比熔化层部80位于内周侧的位置构成抵接部81，抵接部81不会由于焊接所带来的热输入而熔化地维持固体的状态。因此，在焊接接合时，能够维持阀芯27c与杆部27b的相对的位置关系，防止或抑制阀芯27c相对于杆部27b的位置偏差。
尤其是通过在抵接部81与熔化层部80之间设置间隙部82，使抵接部81从熔化层部80离开，由此能够可靠地防止抵接部81的熔化。
在本实施例中，在焊接接合时，能够防止抵接部81的熔化，维持阀芯27c与杆部27b的相对的位置关系。由此，能够防止或抑制可动子27的全长的变化和阀芯27c与杆部27b的同轴度的恶化。其结果是，能够实现可动子27的尺寸精度的提高和焊接品质的提高。
[实施例2]
以下，使用图9A和图9B对阀芯27c与杆部27b的焊接接合部的第一实施例进行说明。图9A是针对第二实施例中的阀芯与杆部的焊接接合部，表示通过阀轴心且沿着阀轴心(中心轴线)的剖面的剖视图。图9B是表示第二实施例的杆部中的与阀芯的接合部的剖面图(上侧)和俯视图(下侧)。
需要说明的是，图9A和图9B是放大表示图7的ED部分的剖面的放大剖面图。对于与第一实施例同样的结构，标注相同的附图标记而省略说明。并且，对于标注了相同的附图标记的结构，对与第一实施例不同的部分适当地进行说明。并且，在图9A中，以虚线表示形成熔化层部80前的阀芯27c和杆部27b的形状(焊接前的形状)。
在本实施例的杆部27b中，与阀芯27c对置的端面(对置面)27bs通过第一对置面部27bs1和锥状的第二对置面部27bs2构成。第二对置面部27bs2与第一对置面部27bs1同样地由直径从下向上变小的圆锥面构成，是在通过阀轴心27x且与阀轴心27x平行的剖面中成为直线的面。
在本实施例中，在第一对置面部27bs1的外周侧构成第二对置面部27bs2，因此将在第一实施例中构成第一对置面部27bs1的区域R1分为内周侧的区域R2和外周侧的区域R3，在区域R2形成第一对置面部27bs1，在区域R3形成第二对置面部27bs2。
在本实施例中，阀芯27c与杆部27b的抵接部81位于第一对置面部27bs1，抵接部81配置在通过焊接所打来的热输入而熔化的范围(熔化层部80)的外侧。并且，在对置面27bs的径向上，在抵接部81与熔化层部80之间设有间隙部82。
第二对置面部27bs2的倾斜角度θ2比第一对置面部27bs1的倾斜角度θ1大。因此，第二对置面部27bs2处于第一对置面部27bs1的外周侧，并且与区域R2和区域R3仅通过第一对置面部27bs1构成的情况相比，能够使对置面27bs的外周侧接近阀芯27c中的与杆部27b的对置面27cs。即，与通过第一对置面部27bs1来构成第二对置面部27bs2的部分的情况相比，能够减小对置面27bs与对置面27cs之间的间隙尺寸(间隔)。
在本实施例中，在对置面27bs的外周部，通过减小对置面27bs与对置面27cs之间的间隙尺寸(间隔)，能够减小在熔化层部80的对置面27bs与对置面27cs之间形成的间隙尺寸(间隔)。由此，能够抑制焊接接合时的飞溅的发生。
上述之外的结构与第一实施例相同，在第一实施例中得到的效果在本实施例中也能够得到。
[实施例3]
以下，使用图10A和图10B对阀芯27c与杆部27b的焊接接合部的第一实施例进行说明。图10A是针对第三实施例中的阀芯与杆部的焊接接合部，表示通过阀轴心且沿着阀轴心(中心轴线)的剖面的剖视图。图10B是表示第三实施例的杆部中的与阀芯的接合部的剖面图(上侧)和俯视图(下侧)。需要说明的是，图10A和图10B是放大表示图7的ED部分的剖面的放大剖视图。对于与第一实施例和第二实施例同样的结构，标注相同的附图标记而省略说明。并且，对于标注了相同附图标记的结构，对与第一实施例和第二实施例不同的部分适当地进行说明。并且，在图10A中，以虚线表示形成熔化层部80前的阀芯27c和杆部27b的形状(焊接前的形状)。
在本实施例的杆部27b中，在与阀芯27c对置的端面(对置面)27bs的径向中央部具有第一对置面部27bs4，在第一对置面部27bs4的外周侧具备第二对置面部27bs5，在第一对置面部27bs4的内周侧具备第三对置面部27bs3。
第一对置面部27bs4通过圆环状的平面部构成。第二对置面部27bs5和第三对置面部27bs3通过直径从下向上变小的锥面(圆锥面)构成。
第一对置面部27bs4是在通过阀轴心27x且与阀轴心27x平行的剖面中成为直线的面，也能够通过锥面(圆锥面)构成。并且，第二对置面部27bs5和第三对置面部27bs3也是在通过阀轴心27x且与阀轴心27x平行的剖面中成为直线的面。在通过锥面来构成第一对置面部27bs4的情况下，第一对置面部27bs4和第二对置面部27bs5相对于水平面的倾斜角度的关系具有第二实施例的第一对置面部27bs1和第二对置面部27bs2中的倾斜角度的关系。即，第一对置面部27bs4相对于水平面的倾斜角度比第二对置面部27bs5相对于水平面的倾斜角度小。并且，第一对置面部27bs4相对于水平面的倾斜角度比第三对置面部27bs3相对于水平面的倾斜角度小。
在本实施例中，将第一实施例的区域R1分为最内周侧的区域R4、最外周侧的区域R6以及中间区域R5，在区域R4形成锥状面(第三对置面部)27bs3，在中间区域R5形成圆环状平面部(第一对置面部)27bs4，在区域R6形成锥状面(第二对置面部)27bs5。中间区域R5介于区域R4与区域R6之间，是将区域R4与区域R6连接的区域。
在本实施例中尤为重要的结构在于第三对置面部27bs3和第一对置面部27bs4。在第三对置面部27bs3与第一对置面部27bs4的连接部形成有圆环状的尖缘部27bv。圆环状的尖缘部27bv在抵接部81与阀芯27c的球状面线接触。即，在本实施例中，抵接部81在第一对置面部27bs4的内周侧端部(内周侧周缘部)构成。并且，从另一角度来看，抵接部81在第三对置面部27bs3的外周侧端部(外周侧周缘部)构成。在抵接部81，由于加工限制难以实现线接触，但抵接部81成为接近线接触的状态。
在本实施例中，由于在抵接部81形成尖缘部27bv，因此与第一实施例和第二实施例相比，能够使阀芯27c与杆部27b的接触宽度更窄。
在本实施例中，在比抵接部81位于内周侧和外周侧的位置，在阀芯27c与杆部27b之间存在间隙。第二对置面部27bs5具有与第二实施例的第二对置面部27bs2同样的效果，能够减小杆部27b的对置面27bs与阀芯27c的对置面27cs之间的间隙尺寸(间隔)，抑制焊接时飞溅的发生。
上述之外的结构与第一实施例相同，在第一实施例中得到的效果在本实施例中也能够得到。
参照图11，对搭载了本发明的燃料喷射阀的内燃机进行说明。图11是搭载有燃料喷射阀的内燃机的剖视图。
在内燃机100的发动机缸体101形成有气缸102，在气缸102的顶部设有进气口103和排气口104。在进气口103设有对进气口103进行开闭的进气阀105，并且在排气口104设有对排气口104进行开闭的排气阀106。在形成于发动机缸体101且与进气口103连通的进气流路107的入口侧端部107a连接有进气管108。
在燃料喷射阀1的燃料供给口2(参照图1)连接有燃料配管。
在进气管108形成有燃料喷射阀1的安装部109，在安装部109形成有将燃料喷射阀1插入的插入口109a。插入口109a贯穿到进气管108的内壁面(进气流路)，从插入到插入口109a的燃料喷射阀1喷射的燃料喷射到进气流路内。在双向喷雾的情况下，以在发动机缸体101设有两个进气口103的形态的内燃机为对象，各个燃料喷雾指向各进气口103(进气阀105)地进行喷射。
在上述各实施例中，在第一对置面部27bs1,27bs4,尖缘部27bv以及抵接部81成为圆环状的情况下，不需要是在周向上连续的圆环状，可以在周向上分割为多个。
在上述各实施例中，抵接部81在第一对置面部27bs1,27bs4的径向上的一部分构成，由此在抵接部81，杆部27b与阀芯27c切实地抵接。
在上述各实施例中，在比由焊接造成的熔化层部80位于内周侧的位置，在构成杆部27b与阀芯27c的抵接部81的状态下，对杆部27b与阀芯27c进行焊接接合。在通过由焊接带来的热输入使熔化层部80熔化的状态下，通过抵接部81来维持杆部27b与阀芯27c的相对的位置关系，因此能够防止或抑制阀芯27c相对于杆部27b发生位置偏差。
需要说明的是，本发明不限于上述实施例，能够删除一部构成或追加未记载的其他构成。并且，各实施例所记载的结构只要不产生技术上的矛盾，能够与其他实施例组合使用。
作为基于以上所说明的实施例的燃料喷射阀，例如考虑以下所述的形态。
燃料喷射阀在其一个形态中，具备可动子，该可动子具有可动铁芯、阀芯以及一端部焊接接合于所述阀芯并且将所述可动铁芯与所述阀芯连接的杆部，所述杆部与所述阀芯的抵接部比所述杆部与所述阀芯的通过焊接接合形成的熔化层部配置在阀轴心侧，在所述抵接部与所述熔化层部之间设有非焊接部。
在所述燃料喷射阀的优选的形态中，在所述非焊接部，在所述杆部的与所述阀芯对置的杆部侧对置面和所述阀芯的与所述杆部对置的阀芯侧对置面之间形成有间隙。
在另一优选的形态中，在所述燃料喷射阀的任一形态的基础上，所述阀芯侧对置面为球面，所述杆部侧对置面具有在通过阀轴心且与所述阀轴心平行的剖面中成为直线的第一对置面部，在所述第一对置面部与所述球面抵接的位置构成所述抵接部。
在另一优选的形态中，在所述燃料喷射阀的任一形态的基础上，所述杆部侧对置面具有：所述第一对置面部，其以内周侧相对于外周侧位于燃料喷射阀的基端侧的方式形成为锥状；第二对置面部，其在所述第一对置面部的外周侧以内周侧相对于外周侧位于燃料喷射阀的基端侧的方式形成为锥状；所述第二对置面部相对于与所述阀轴心垂直的水平面所成的倾斜角度比所述第一对置面部的倾斜角度大。
在另一优选的形态中，在所述燃料喷射阀的任一形态的基础上，所述杆部侧对置面具备：第三对置面部，其设置在所述第一对置面部的内周侧，并且以内周侧相对于外周侧位于燃料喷射阀的基端侧的方式形成为锥状；环状的尖缘部，其形成在所述第一对置面部的内周缘部与所述第三对置面部的外周缘部的连接部，在所述尖缘部与所述球面抵接的位置构成所述抵接部。
在另一优选的形态中，在所述燃料喷射阀的任一形态的基础上，所述杆部侧对置面具备在所述第一对置面部的内周缘部形成的环状的尖缘部，在所述尖缘部与所述球面抵接的位置构成所述抵接部。
并且，作为基于以上说明的实施例的燃料喷射阀的制造方法，例如考虑以下所述的形态。
燃料喷射阀的制造方法在其一个形态中，该燃料喷射阀具备可动子，该可动子具有可动铁芯、阀芯以及一端部焊接接合于所述阀芯且将所述可动铁芯与所述阀芯连接的杆部，所述阀芯焊接接合在所述杆部的一端部，在该燃料喷射阀的制造方法中，
使所述杆部的与所述阀芯对置的杆部侧对置面和所述阀芯的与所述杆部对置的阀芯侧对置面在径向中间部抵接，
在比所述杆部侧对置面与所述阀芯侧对置面的抵接位置位于外周侧的位置通过焊接形成熔化层部，在所述抵接位置与所述熔化层部之间设置非焊接部，对所述阀芯和所述杆部进行焊接接合。

Claims (3)

1.一种燃料喷射阀，其特征在于，具备可动子，该可动子具有可动铁芯、阀芯以及一端部焊接接合于所述阀芯并且将所述可动铁芯与所述阀芯的连接的杆部，
所述杆部的与所述阀芯对置的杆部侧对置面具有第一对置面部，该第一对置面部通过从燃料喷射阀的前端侧朝向基端侧以直径变小的锥面构成，在通过阀轴心且与阀轴心平行的剖面中成为直线，
所述阀芯的与所述杆部对置的阀芯侧对置面由球面构成，
在所述第一对置面部与所述球面抵接的位置，构成所述杆部与所述阀芯的抵接部，并且所述抵接部比所述杆部与所述阀芯的通过焊接接合形成的熔化层部位于阀轴心侧，
在所述抵接部与所述熔化层部之间设有非焊接部，
在所述非焊接部，在所述杆部侧对置面的所述锥面与所述阀芯侧对置面的所述球面之间形成有间隙。
2.一种燃料喷射阀，其特征在于，具备可动子，该可动子具有可动铁芯、阀芯以及一端部焊接接合于所述阀芯并且将所述可动铁芯与所述阀芯的连接的杆部，
所述杆部与所述阀芯的抵接部比所述杆部与所述阀芯的通过焊接接合形成的熔化层部位于阀轴心侧，
在所述抵接部与所述熔化层部之间设有非焊接部，
在所述非焊接部，在所述杆部的与所述阀芯对置的杆部侧对置面和所述阀芯的与所述杆部对置的阀芯侧对置面之间形成间隙，
所述阀芯侧对置面为球面，
所述杆部侧对置面具备：
第一对置面部，其以内周侧相对于外周侧位于燃料喷射阀的基端侧的方式形成为锥状，并且在通过阀轴心且与阀轴心平行的剖面中成为直线；
第二对置面部，其在所述第一对置面部的外周侧以内周侧相对于外周侧位于燃料喷射阀的基端侧的方式形成为锥状；
第三对置面部，其设置在所述第一对置面部的内周侧，并且以内周侧相对于外周侧位于燃料喷射阀的基端侧的方式形成为锥状；
环状的尖缘部，其形成在所述第一对置面部的内周缘部与所述第三对置面部的外周缘部的连接部，
所述第二对置面部相对于与所述阀轴心垂直的水平面所成的倾斜角度比所述第一对置面部的倾斜角度大，
在所述尖缘部与所述球面抵接的位置构成所述抵接部。
3.一种燃料喷射阀的制造方法，该燃料喷射阀具备可动子，该可动子具有可动铁芯、阀芯以及一端部焊接接合于所述阀芯且将所述可动铁芯与所述阀芯连接的杆部，所述阀芯焊接接合在所述杆部的一端部，在该燃料喷射阀的制造方法中，
所述杆部的与所述阀芯对置的杆部侧对置面形成第一对置面部，该第一对置面部从燃料喷射阀的前端侧朝向基端侧以直径变小的锥面构成，在通过阀轴心且与阀轴心平行的剖面中成为直线，
所述阀芯的与所述杆部对置的阀芯侧对置面由球面构成，
使所述杆部侧对置面的所述第一对置面部和所述阀芯侧对置面的所述球面在径向中间部抵接，构成所述杆部与所述阀芯的抵接部，
在比所述抵接部位于外周侧的位置通过焊接形成熔化层部，在所述抵接部与所述熔化层部之间设置非焊接部，并且在所述非焊接部，在所述杆部侧对置面的所述锥面与所述阀芯侧对置面的所述球面之间形成间隙，对所述阀芯和所述杆部进行焊接接合。
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