DE112015007125T5

DE112015007125T5 - Magnetventil und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE112015007125T5
Application number: DE112015007125.3T
Authority: DE
Inventors: Shinya Okamoto; Xudong Zhang; Nobuaki Kobayashi; Takahiro Saito; Akihiro Yamazaki
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2018-08-02
Also published as: US10883465B2; WO2017109886A1; US20180363612A1; CN108474494B; JP6656266B2; JPWO2017109886A1; CN108474494A

Abstract

Es wird ein Magnetventil geschaffen, das ein Rohr, das aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist, das 15 Masse-% öder mehr bis 18 Masse-% oder weniger Cr enthält, eine elektromagnetische Spule und einen Ventilkörper enthält. Ein Teil des Rohrs enthält einen Reformabschnitt und der Reformabschnitt weist eine Zusammensetzung auf, in der eine Komponente des ferromagnetischen Materials mit einer Komponente eines Ni-haltigen Materials gemischt ist. e/d, das ein Verhältnis eines maximalen Verformungsbetrags e einer Außenumfangsflächenseite des Reformabschnitts des Rohrs in Bezug auf eine Dicke d des Rohrs in der Nähe des Reformabschnitts ist, ist 0,5 oder kleiner und c/d, das ein Verhältnis eines maximalen Verformungsbetrags c einer Innenumfangsflächenseite des Reformabschnitts des Rohrs in Bezug auf eine Dicke d des Rohrs ist, ist 0,5 oder kleiner. Dementsprechend ist es möglich, ein lokal schwach magnetisiertes Rohr mit hoher Dimensionsgenauigkeit und das Magnetventil, das das Rohr verwendet, zu erhalten.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil, das ein Rohr verwendet, in dem auf das Rohr, das vor dem Prozess vollständig ferromagnetisch ist, ein lokaler schwacher Magnetisierungsprozess angewendet wird, und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Stand der Technik
In den letzten Jahren sind Regulierungen für die Kraftstoffeffizienz verschärft worden und wird für Kraftfahrzeugkraftmaschinen eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs gefordert. In Kraftfahrzeugkraftmaschinen wird als ein Typ eines Magnetventils ein Kraftstoffeinspritzventil verwendet. Zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs ist in Kraftstoffeinspritzventilen eine Mikroeinspritzsteuerungdes Kraftstoffs wesentlich. In einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen wird ein Kraftstoffeinspritzventil des elektromagnetischen Typs, das durch ein elektrisches Signal von einer Kraftmaschinensteuereinheit angesteuert wird, umfassend verwendet.
Auf der Außenseite des aus einem ferromagnetischen Material hergestellten Rohrs ist eine Solenoidspule vorgesehen. Innerhalb des Rohrs sind ein Rohrverbinder und ein an dem Ventilkörper angebrachter Anker vorgesehen. Wenn das Ventil geschlossen ist, empfängt der Ventilkörper eine Kraft von einer Feder und wird auf eine Ventilsitzseite gedrängt. Um die Solenoidspule wird durch eine elektromagnetische Kraft, die durch eine an die Solenoidspule angelegte Pulsspannung erzeugt wird, ein Magnetkreis gebildet und der Anker wird in den Rohrverbinder gezogen. Im Ergebnis wird das Ventil dadurch, dass der Ventilkörper von dem Ventilsitz getrennt wird, geöffnet und wird der Kraftstoff von einem vorderen Ende des Kraftstoffeinspritzventils eingespritzt.
Um einen Magnetfluss an einer Berührungsfläche des Ankers und des Rohrverbinders zu konzentrieren und um eine Saugkraft auf den Anker und den Rohrverbinder zu erzeugen, muss ein Abschnitt des Rohrs nichtmagnetisch oder schwach magnetisch sein, um einen Magnetflussleckverlust zu unterdrücken. Als ein Verfahren, um einen Abschnitt des Rohrs nichtmagnetisch oder schwach magnetisch zu machen, ist ein Verfahren zum Bestrahlen einer Außenumfangsfläche des Rohrs mit einem Strahl mit hoher Energiedichte wie etwa einem Laser umfassend bekannt.
Als ein Verfahren zum Bestrahlen der Außenumfangsfläche des Rohrs mit dem Strahl mit hoher Energiedichte offenbart PTL 1 ein Verfahren zum Ausführen der Strahlbestrahlung, während innerhalb eines hohlen Elements ein nicht oxidierendes Schutzgas zugeführt wird, um durch die Strahlbestrahlung einen nicht magnetisierten oder schwach magnetisierten Reformabschnitt zu bilden, während zu einem Teil der Außenumfangsfläche des hohlen Elements eines magnetischen Materials ein Reformierungsmaterial zugegeben wird.
Als ein anderes Verfahren zum Bestrahlen der Außenumfangsfläche des Rohrs mit dem Strahl mit hoher Energiedichte offenbart PTL 2 ein Verfahren zum Absorbieren von Wärme von einer Innenumfangsfläche einer Aluminiumlegierungsauskleidung mit einem Kupferkühler durch Einpassen des Kupferkühlers in die Auskleidung, um Silicium in einer Aluminiumlegierung gleichförmig zu verfeinern, während eine Verformung der Auskleidung beim Bestrahlen einer Außenumfangsfläche der Auskleidung mit dem Strahl unterdrückt wird.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

PTL 1: JP-A-2001-87875
PTL 2: JP-A-6-279965

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Da das Schutzgas in dem in PTL 1 offenbarten Verfahren das einzige Medium ist, um ein Prozessteil von der Innenoberfläche des hohlen Elements zu halten, gibt es ein Problem, dass es schwierig ist, einen Betrag der drückenden Verformung auf der Innenumfangsflächenseite und einen Betrag der vertieften Verformung auf der Außenumfangsflächenseite des Prozessabschnitts des hohlen Elements zu steuern, damit sie unter einen vorgegebenen Wert unterdrückt oder verringert werden.
Da in dem in PTL 2 offenbarten Verfahren nur die Bestrahlung mit dem Strahl mit hoher Energiedichte auf einer Außenumfangsfläche eines zylindrischen Elements ausgeführt wird und das Prozessteil nicht lokal schwach magnetisiert werden kann, kann das Verfahren nicht auf eine Herstellung des Magnetventils angewendet werden. Da das Prozessteil bei diesem Verfahren durch die Strahlbestrahlung oxidiert wird, gibt es ein Problem, dass die Festigkeit des Prozessteils abnimmt.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der bestehenden Probleme gemacht, wobei eine ihrer Aufgabe ist, ein lokal schwach magnetisiertes Rohr mit hoher Dimensionsgenauigkeit und ein Magnetventil, das das Rohr verwendet, zu erhalten. Darüber hinaus ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in dem Rohr, das vor dem Prozess vollständig ferromagnetisch ist und das nach dem Prozess lokal schwach magnetisiert ist, den Betrag der drückenden Verformung auf der Innenumfangsflächenseite und den Betrag der vertieften Verformung auf der Außenumfangsflächenseite des Prozessabschnitts (Reformabschnitts) mit weniger Mannstunden und leichterer Verarbeitung zu verringern.
Lösung des Problems
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Magnetventil geschaffen, das enthält: ein Rohr, das aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist, das 15 Masse-% oder mehr bis 18 Masse-% oder weniger Cr enthält; eine elektromagnetische Spule; und einen Ventilkörper. Ein Teil des Rohrs enthält einen Reformabschnitt und der Reformabschnitt weist eine Zusammensetzung auf, in der eine Komponente des ferromagnetischen Materials mit einer Komponente eines Ni-haltigen Materials gemischt ist. e/d, das ein Verhältnis eines maximalen Verformungsbetrags e einer Außenumfangsflächenseite des Reformabschnitts des Rohrs in Bezug auf eine Dicke d des Rohrs in der Nähe des Reformabschnitts des Rohrs ist, ist 0,5 oder kleiner und c/d, das ein Verhältnis eines maximalen Verformungsbetrags c einer Innenumfangsflächenseite des Reformabschnitts des Rohrs in Bezug auf die Dicke d des Rohrs ist, ist 0,5 oder kleiner.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils geschaffen, das ein Rohr, das aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist, das 15 Masse-% oder mehr bis 18 Masse-% oder weniger Cr enthält, eine elektromagnetische Spule und einen Ventilkörper enthält, in dem ein Teil des Rohrs einen Reformabschnitt enthält, wobei das Verfahren enthält: einen Schritt des Einpassens eines Verformungsunterdrückungselements mit einer Wärmeleitfähigkeit bei 100 °C von 30 W/m · K oder größer in eine Innenumfangsflächenseite des Rohrs; einen Schritt des Zuführens oder Anbringens eines Ni-haltigen Materials an einem Teil des Rohrs; und einen Schritt des Bildens des Reformabschnitts durch Anwenden von Wärme von einer Außenseite auf einen Abschnitt, wo das Ni-haltige Material zugeführt oder angebracht wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein lokal schwach magnetisiertes Rohr mit hoher Dimensionsgenauigkeit und ein Magnetventil, das das Rohr verwendet, zu erhalten.
Darüber hinaus ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Betrag der drückenden Verformung auf der Innenumfangsflächenseite und den Betrag der vertieften Verformung auf der Außenumfangsflächenseite des Prozessabschnitts (Reformabschnitts) in dem Rohr, das vor dem Prozess vollständig ferromagnetisch ist und nach dem Prozess lokal schwach magnetisch ist, zu verringern.
Dadurch, dass das Rohr in dem Magnetventil verwendet wird, ist es möglich, die Ansprechempfindlichkeit beim Öffnen und Schließen des Magnetventils in Bezug auf die an die elektromagnetische Spule angelegte Pulsspannung zu verbessern. Darüber hinaus kann das Magnetventil zu einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs des Kraftfahrzeugs beitragen, falls es als das Kraftstoffeinspritzventil in der Kraftfahrzeugkraftmaschine verwendet wird.
Figurenliste

1 ist eine Längsschnittansicht, die ein Kraftstoffeinspritzventil darstellt.
2A ist eine Längsschnittansicht, die einen Hauptabschnitt einer Reformierungsvorrichtung eines Rohrs eines Beispiels darstellt.
2B ist eine Querschnittsansicht, die den Hauptabschnitt der Reformierungsvorrichtung des Rohrs des Beispiels darstellt.
2C ist ein Ablaufplan, der ein Reformierungsverfahren des Rohrs des Beispiels darstellt.
3A ist eine Längsschnittansicht, die einen Hauptabschnitt einer Reformierungsvorrichtung eines Rohrs eines Vergleichsbeispiels darstellt.
3B ist eine Querschnittsansicht, die den Hauptabschnitt der Reformierungsvorrichtung des Rohrs des Vergleichsbeispiels darstellt.
4 ist eine schematische Darstellung, die einen Querschnitt eines Reformabschnitts darstellt.
5 ist ein Prinzipschaltbild eines beispielhaften Magnetometers vom Schwingungstyp.

Beschreibung von Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rohr, das vor dem Prozess vollständig ferromagnetisch ist und das einem lokal schwachen Magnetisierungsprozess ausgesetzt wird, und auf ein Magnetventil, das das Rohr verwendet. Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rohr, in dem ein Reformabschnitt durch Anwenden eines schwachen Magnetisierungsprozesses in einem Teil eines ferromagnetischen Rohrs gebildet wird, und auf das Magnetventil, das das Rohr verwendet.
In einem Rohr, das vor dem Prozess vollständig ferromagnetisch ist, steuert die vorliegende Erfindung einen Betrag der drückenden Verformung auf der Innenumfangsflächenseite und einen Betrag der vertieften Verformung auf der Außenumfangsflächenseite in der Weise, dass sie klein sind, und verbessert sie unter Verwendung des Rohrs, in dem ein Prozessabschnitt in dem Magnetventil lokal schwach magnetisiert ist, die Ansprechempfindlichkeit des Magnetventils.
Es ist erwünscht, dass a/b, das ein Verhältnis einer Breite a des Reformabschnitts einer Außenumfangsflächenseite des Rohrs in Bezug auf eine Breite b des Reformabschnitts der Innenumfangsflächenseite des Rohrs ist, 1,4 oder größer ist.
Es ist erwünscht, dass c/b, das ein Verhältnis eines maximalen Verformungsbetrags c auf der Innenumfangsflächenseite des Rohrs in Bezug auf die Breite b des Reformabschnitts der Innenumfangsflächenseite des Rohrs ist, 0,025 oder kleiner ist.
Es ist erwünscht, dass ein Sättigungsmagnetisierungswert des Reformabschnitts bei einem angelegten Magnetfeld von 1,6 · 10⁶ A/m kleiner als 0,6 T ist.
Es ist erwünscht, dass der Reformabschnitt in einem dünnen Abschnitt des Rohrs gebildet ist.
Es ist erwünscht, dass der Reformabschnitt in einer Ringform in dem Rohr gebildet ist.
In dem Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils der vorliegenden Erfindung ist es erwünscht, dass sich das Rohr um das Verformungsunterdrückungselement als eine Drehachse dreht.
Es ist erwünscht, dass das Schutzgas um das Rohr zugeführt wird.
Es ist erwünscht, dass ein Abschnitt, in dem das Ni-haltige Material zugeführt oder angebracht wird, ein Abschnitt in der Nähe einer Berührungsfläche zwischen einem Anker und einem Rohrverbinder in der Außenumfangsfläche des Rohrs ist.
Es ist erwünscht, dass das Ni-haltige Material ein Draht oder ein Pulver oder eine Beschichtung ist.
Es ist erwünscht, dass eine Querschnittsform des Drahts ein Kreis, eine Ellipse oder ein Rechteck ist und voll oder hohl ist.
Es ist erwünscht, dass der Draht dadurch, dass er um einen Teil der Außenumfangsfläche des Rohrs gewickelt wird, oder dadurch, dass er zu dem Teil der Außenumfangsfläche des Rohrs kontinuierlich vorgeschoben wird, zugeführt wird.
Es ist erwünscht, dass das Pulver Voll- oder Hohlteilchen enthält.
Es ist erwünscht, dass die Beschichtung wenigstens auf einem Teil der Außenumfangsfläche des Rohrs gebildet wird, bevor die Wärme angewendet wird.
Es ist erwünscht, dass die Wärme durch Laserbestrahlung, durch Elektronenstrahlbestrahlung oder durch Hochfrequenzinduktionserwärmung zugeführt wird.
Im Folgenden wird ein Kraftstoffeinspritzventil als ein typisches Beispiel des Magnetventils beispielhaft erläutert und wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Das Magnetventil der vorliegenden Erfindung kann in einer Kraftfahrzeugausrüstung wie etwa in einer Kraftstoffpumpe oder in einem flexiblen System mit einer Funktionseinheit, die eine Ein/Aus-Steuerung des Fluids wie etwa Kraftstoff, Öl, Wasser oder Luft erfordert, sowie allgemein in einer anderen Ein/Aus-Steuerausrüstung von Fluid als der Kraftfahrzeugausrüstung verwendet werden. Darüber hinaus ist das Magnetventil der vorliegenden Erfindung nicht auf die im Folgenden beschriebene Ausführungsform beschränkt.
[Konfiguration und Betriebsprinzip des Kraftstoffeinspritzventils]
1 ist eine Darstellung, die einen Schnitt parallel zu einer Axialrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils 1 darstellt.
In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 1 ein Ventil, das in einer Benzinkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs verwendet wird, und ist es ein Kraftstoffeinspritzventil vom Niederdrucktyp zum Einspritzen von Kraftstoff in das Innere des Einlasskrümmers. Im Folgenden ist in 1 eine Oberseite einer Papieroberfläche des Kraftstoffeinspritzventils 1 einlassseitig beschrieben und eine Unterseite der Papieroberfläche des Kraftstoffeinspritzventils auslassseitig beschrieben.
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist mit einem Rohr 2, das aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist, mit einem Rohrverbinder 3, der in einem Innenabschnitt des Rohrs 2 aufgenommen ist, mit einem Anker 4, mit einem Ventilkörper 5, der an dem Anker 4 befestigt ist, mit einem Ventilsitzelement 7, das einen Ventilsitz 6 enthält, der durch den Ventilkörper 5 geschlossen ist, wenn das Ventil geschlossen ist, mit einer Düsenplatte 8 mit einem Kraftstoffeinspritzloch zum Einspritzen des Kraftstoffs, wenn das Ventil geöffnet ist, mit einer elektromagnetischen Spule 9, die den Ventilkörper 5 in einer Ventilöffnungsrichtung betreibt, wenn sie unter Strom gesetzt ist, und mit einem Joch 10, um eine Magnetflusslinie zu führen, versehen.
Das Rohr 2 ist z. B. aus einem Metallrohr hergestellt, das mit einem magnetischen Metallmaterial wie etwa elektromagnetischem rostfreien Stahl gebildet ist, und bildet, wie in 1 beschrieben ist, unter Verwendung von Mitteln wie etwa einer Pressverarbeitung wie etwa Tiefziehen oder eines Schleifprozesses eine abgestufte Zylinderform. Das Rohr 2 weist einen Abschnitt 21 mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 22 mit kleinem Durchmesser, dessen Durchmesser kleiner als der des Abschnitts 21 mit großem Durchmesser ist, auf.
In dem Abschnitt 22 mit kleinem Durchmesser ist ein dünner Abschnitt 23 mit einem verdünnten Abschnitt gebildet. Der Abschnitt 22 mit kleinem Durchmesser ist mit einem Rohrverbinder, der den Abschnitt 24 aufnimmt, um den Rohrverbinder 3 auf der Einlassseite des dünnen Abschnitts 23 aufzunehmen, und mit einem Ventilelement-Aufnahmeabschnitt 25 zum Aufnehmen eines Ventilelements 11, das den Anker 4, den Ventilkörper 5, das Ventilsitzelement 7 auf der Auslassseite des dünnen Abschnitts 23 enthält, konfiguriert. Der dünne Abschnitt 23 ist in der Weise gebildet, dass er in einem Zustand, in dem der Rohrverbinder 3 und der Anker 4 in dem Rohr 2 aufgenommen sind, einen Zwischenraum zwischen dem Rohrverbinder 3 und dem Anker 4 umgibt. Der dünne Abschnitt 23 erhöht den magnetischen Widerstand zwischen dem Rohrverbinder-Aufnahmeabschnitt 24 und dem Ventilelement-Aufnahmeabschnitt 25 und sperrt den Rohrverbinder-Aufnahmeabschnitt 24 und den Ventilelement-Aufnahmeabschnitt 25 magnetisch gegeneinander.
Innerhalb des Abschnitts 21 mit großem Durchmesser ist ein Kraftstoffdurchlass 26 gebildet, um den Kraftstoff zu dem Ventilelement 11 zu schicken. Auf der Einlassseite des Abschnitts 21 mit großem Durchmesser ist ein Kraftstofffilter 12 zum Filtern von Kraftstoff vorgesehen.
Der Rohrverbinder 3 ist in einer Zylinderform mit einem hohlen Abschnitt 31 gebildet und ist in den Rohrverbinder-Aufnahmeabschnitt 24 des Rohrs 2 eingepresst. In dem hohlen Abschnitt 31 ist ein Federempfangselement 32 aufgenommen, das mittels Einpressen oder dergleichen befestigt ist. In einem Mittelabschnitt des Federempfangselements 32 ist ein Kraftstoffdurchlass 33 gebildet, der in der Axialrichtung durch es verläuft.
Der Anker 4 ist mit einem Magnetelement gebildet und ist durch Schweißen an die Auslassseite davon an dem Ventilkörper 5 befestigt. Der Anker 4 weist einen Abschnitt 41 mit großem Durchmesser mit einem geringfügig kleineren Außendurchmesser als ein Innenumfang des Abschnitts 22 mit kleinem Durchmesser des Rohrs 2 auf der Einlassseite und einen Abschnitt 42 mit kleinem Durchmesser mit einem kleineren Außendurchmesser als der Abschnitt 41 mit großem Durchmesser auf.
Innerhalb des Abschnitts 41 mit großem Durchmesser ist ein Federaufnahmeabschnitt 43 gebildet. Ein Innendurchmesser des Federaufnahmeabschnitts 43 ist im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser des hohlen Abschnitts 31 des Rohrverbinders 3 gebildet. In dem Bodenabschnitt des Federaufnahmeabschnitts 43 ist ein Kraftstoffdurchlassloch 44 gebildet, das ein Durchgangsloch mit einem kleineren Innendurchmesser als dem Innenumfang des Federaufnahmeabschnitts 43 ist. In dem Bodenabschnitt des Federaufnahmeabschnitts 43 ist ein Federaufnahmeabschnitt 45 vorgesehen.
Die Außenform des Ventilkörpers 5 ist im Wesentlichen sphärisch und der Ventilkörper 5 weist einen Kraftstoffdurchlass 51 auf, der parallel zu der Axialrichtung des Kraftstoffeinspritzventils 1 auf der Außenumfangsfläche geschnitten und durchlocht ist.
In dem Ventilsitzelement 7 sind der im Wesentlichen kegelförmige Ventilsitz 6, ein Ventilkörperhalteloch 71, das im Wesentlichen mit demselben Durchmesser wie der Ventilkörper 4 auf der Einlassseite des Ventilsitzes 6 gebildet ist, ein einlassseitiger Öffnungsabschnitt 72, der mit einem größeren Durchmesser in Richtung der Einlassseitenform des Ventilkörperhaltelochs 71 gebildet ist, und ein auslassseitiger Öffnungsabschnitt 73, der auf der Auslassseite des Ventilsitzes 6 geöffnet ist, gebildet. Der Ventilsitz 6 ist mit einem kleineren Durchmesser von dem Ventilkörperhalteloch 71 in Richtung des auslassseitigen Öffnungsabschnitts 73 gebildet, wobei der Ventilkörper 5 auf dem Ventilsitz 6 aufsitzt, wenn das Ventil geschlossen ist. Die Düsenplatte 8 ist auf die Auslassseite des Ventilsitzelements 7 geschweißt.
Der Anker 4 und der Ventilkörper 5 sind in dem Rohr 2 in der Weise angeordnet, dass sie in der Axialrichtung betätigt werden können. Zwischen dem Federaufnahmeabschnitt 45 des Ankers 4 und dem Federempfangselement 32 ist eine Schraubenfeder 13 gebildet, um den Anker 4 und den Ventilkörper 5 in Richtung der Auslassseite zu drängen. Das Ventilsitzelement 7 ist in das Rohr 2 eingeführt und durch Schweißen an dem Rohr 2 befestigt. An dem Außenumfang des einlassseitigen Abschnitts des Rohrs 2 ist ein O-Ring 14 zum Verbinden mit der Rohrleitung der Pumpe, um den Kraftstoff zu schicken, vorgesehen.
Die elektromagnetische Spule 9 ist an dem Außenumfangsabschnitt des Rohrverbinders 3 des Rohrs 2 vorgesehen. Die elektromagnetische Spule 9 ist mit einem Spulenkörper 91, der mit einem Harzmaterial gebildet ist, und mit einer Spule 92, die um den Spulenkörper 91 gewickelt ist, konfiguriert. Die Spule 92 ist über einen Verbinderstift 15 mit einer Steuervorrichtung der elektromagnetischen Spule verbunden.
Das Joch 10 weist ein hohles Durchgangsloch auf und ist mit einem Abschnitt 101 mit großem Durchmesser, der auf der Einlassseite gebildet ist, mit einem Abschnitt 102 mit mittlerem Durchmesser mit einem kleineren Durchmesser als der Abschnitt 101 mit großem Durchmesser und mit einem Abschnitt 103 mit kleinem Durchmesser mit einem kleineren Durchmesser als der Abschnitt 102 mit mittlerem Durchmesser auf der Auslassseite konfiguriert. Der Abschnitt 103 mit kleinem Durchmesser ist in den Außenumfangsabschnitt des Ventilelement-Aufnahmeabschnitts 25 eingepasst. Die elektromagnetische Spule 9 ist an dem Innenumfangsabschnitt des Abschnitts 102 mit mittlerem Durchmesser angeordnet. An dem Innenumfangsabschnitt des Abschnitts 101 mit großem Durchmesser ist ein Kopplungskern 16 angeordnet.
Der Kopplungskern 16 ist mit einem Magnetmetallmaterial oder dergleichen gebildet. Der Abschnitt 101 mit großem Durchmesser und das Rohr 2 sind durch den Kopplungskern 16 verbunden. Das heißt, das Joch 10 ist in dem Abschnitt 103 mit kleinem Durchmesser und in dem Abschnitt 101 mit großem Durchmesser mit dem Rohr 2 verbunden und ist an beiden Endabschnitten der elektromagnetischen Spule 9 mit dem Rohr 2 magnetisch verbunden. Auf der Auslassseite des Jochs 10 ist eine Schutzeinrichtung 17 angebracht, um das vordere Ende des Rohrs 2 zu schützen.
Wenn der elektromagnetischen Spule 9 über den Verbinderstift 15 Leistung zugeführt wird, wird ein Magnetfeld erzeugt und öffnet die Magnetkraft des Magnetfelds den Anker 4 und den Ventilkörper 5 gegen die drängende Kraft der Schraubenfeder 13. Im Ergebnis wird der von der Pumpe zugeführte Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Kraftmaschine eingespritzt.
[Reformierungsverfahren]
2A ist eine Längsschnittansicht, die einen Hauptabschnitt einer Reformierungsvorrichtung des Rohrs darstellt. 2B ist eine Querschnittsansicht, die den Hauptabschnitt der Reformierungsvorrichtung des Rohrs darstellt.
Es ist erwünscht, dass das Rohr 2 ein ferritischer rostfreier Stahl ist, der ein ferromagnetisches Material ist. Ein Beispiel enthält ein Material, das 16,49 Masse-% Cr, 0,44 Masse-% Si, 0,19 Masse-% Ni, 0,01 Masse-% C und 0,25 Masse-% Mn enthält. Die Zusammensetzung des Rohrs 2 ist darauf nicht beschränkt und es kann ein ferritischer rostfreier Stahl wie etwa SUS 430 verwendet werden.
Das Reformieren wird durch Zugeben eines Ni-haltigen Materials zu dem dünnen Abschnitt 23 (wie in 1 gezeigt) an der Außenumfangsfläche des Rohrs 2 ausgeführt. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Ni-haltige Material ein reines Ni-Material und ist es ein Draht 181 mit einer Vollkreis-Querschnittsform.
Die Wärmezufuhr von außen wird durch Laserbestrahlung (Faserlaser mit einer Wellenlänge von 1070 nm) ausgeführt. Die Außenumfangsfläche des Rohrs 2 wird mit einem Laserstrahl 184 als einem kreisförmigen Laserstrahl bestrahlt, der von einem Laseroszillator über eine Faser mit einem Faserkern mit einem Durchmesser von 0,1 mm über eine Kondensorlinse 183 übertragen wird. Für die Kondensorlinse 183 ist eine Zylinderlinse verwendet und der Laserstrahl 184 bei der Fokuslage wird in der Weise umgesetzt, dass die Form des Laserstrahls 184 linear ist (Breite 5 mm, Tiefe 0,2 mm). Die Entfernung des Laserstrahls 184 außerhalb des Brennpunkts in Bezug auf die Außenumfangsfläche (Reformabschnitt) des Rohrs 2 ist auf 0 mm eingestellt und die Außenumfangsfläche des Rohrs 2 wird in der Weise mit dem Strahl bestrahlt, dass die Breitenrichtung des Laserstrahls 184 bei der Fokuslage parallel zu der Längsrichtung des Rohrs 2 ist.
Wenn die Außenumfangsfläche des Rohrs 2 mit dem Laserstrahl 184 bestrahlt wird, wird das Verformungsunterdrückungselement 189 mit einer Voll- oder Hohlquerschnittsform in die Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2 eingepasst. Um einen Weg eines Rohrinnenumfangsflächen-Schutzgases 187 sicherzustellen, ist die Querschnittsform des Verformungsunterdrückungselements 189 vorzugsweise hohl. Der Außendurchmesser des Verformungsunterdrückungselements 189 muss kleiner als der Innendurchmesser des Rohrs 2 sein, um in das Verformungsunterdrückungselement 189 auf der Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2 eingepasst und von ihm entnommen zu werden. Da der Zweck des Einpassens des Verformungsunterdrückungselements 189 ist, den Verformungsbetrag an der Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2, wenn der Laserstrahl 184 angewendet wird, zu minimieren, ist es allerdings erwünscht, dass der Außendurchmesser des Verformungsunterdrückungselements 189 innerhalb eines Bereichs, in dem das Einpassen und Entnehmen des Verformungsunterdrückungselements 189 auf der Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2 möglich ist, erhöht ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Laserstrahlbestrahlung als die Wärmezufuhr von außen ausgeführt, wobei die vorliegende Erfindung aber darauf nicht beschränkt ist und die Elektronenstrahlbestrahlung und die Hochfrequenzinduktionserwärmung ebenfalls verwendet werden können.
Es ist bevorzugt, dass die Länge des Verformungsunterdrückungselements 189 größer als die Breite b der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 des Rohrs 2 ist und dass der gesamte Reformabschnitt 185 mit dem Verformungsunterdrückungselement 189 bedeckt ist. In dem Verformungsunterdrückungselement 189 wird ein Metallmaterial mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als der Wärmeleitfähigkeit des Rohrs 2 verwendet. Falls für das Rohr 2 der ferritische rostfreie Stahl verwendet wird, ist die Wärmeleitfähigkeit bei 100 °C kleiner als 30 W/m · K. Somit ist die Wärmeleitfähigkeit des Verformungsunterdrückungselements 189 vorzugsweise 30 W/m · K oder größer als 100 °C. Bevorzugter besteht das Verformungsunterdrückungselement 189 aus einem Material, in das Cr und Fe durch Wärmezufuhr nicht von außen eindringen. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Verformungsunterdrückungselement 189 aus Kupfer wie etwa aus sauerstofffreiem Kupfer hergestellt. Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer wie etwa sauerstofffreiem Kupfer bei 100 °C beträgt 300 W/m · K oder größer, was als das Verformungsunterdrückungselement 189 besonders erwünscht ist.
Während der Bestrahlung der Außenumfangsfläche des Rohrs 2 mit dem Laserstrahl 184 werden ein Rohr-Außenumfangsflächen-Schutzgas 186 und das Rohr-Innenumfangsflächen-Schutzgas 187 verwendet, um eine Oxidation des Reformabschnitts 185 zu verhindern. Die Schutzgastypen sind alle N₂. Da die Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 des Rohrs 2 mit dem Verformungsunterdrückungselement 189 bedeckt ist, wirkt das Rohr-Innenumfangsflächen-Schutzgas 187 nicht direkt auf die Innenumfangsfläche des Reformabschnitts 185, sondern bewirkt es, dass eine Oxidation in der Nähe der Innenumfangsfläche 202 des Reformabschnitts 185 verhindert wird. Um das Abschirmen beider Seiten auf der Außenumfangsflächenseite 201 und auf der Innenumfangsflächenseite 202 (in der Nähe) des Reformabschnitts 185 des Rohrs 2 zu ermöglichen, wird eine Prozessabschnittsabschirmungs-Spannvorrichtung 188 verwendet.
Um das Rohr 2 bei der Bildung des Reformabschnitts 185 nicht zu sehr zu schmelzen und nicht den rostfreien Stahl in diesem Gebiet verbleibend zu halten, wird das Rohr 2 mit einer vorgegebenen Drehzahl in einer Richtung p gedreht und wird der Draht 181 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit kontinuierlich zu der Außenumfangsfläche des Rohrs 2 vorgeschoben, wobei der Laserstrahl 184 auf den Draht 181 und auf die Außenumfangsfläche des Rohrs 2 angewendet wird, während das Rohr-Außenumfangsflächen-Schutzgas 186 und das Rohr-Innenumfangsflächen-Schutzgas 187 um einen vorgegebenen Betrag zirkulieren. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Draht (ein lineares Element) als das Ni-haltige Material verwendet, wobei die vorliegende Erfindung darauf aber nicht beschränkt ist. Als das Ni-haltige Material kann das Pulver zugeführt werden und die Beschichtung des Ni-haltigen Materials kann auf der Außenumfangsflächenseite 201 des Rohrs 2 zuvor gebildet werden. Das Pulver, das Voll- oder Hohlteilchen enthält, kann auf der Außenumfangsflächenseite 201 des Rohrs 2 dadurch, dass das Pulver in einem Lösungsmittel oder dergleichen suspendiert wird, um eine Paste zu bilden, immobilisiert werden. Die Beschichtung kann durch ein Vakuumbedampfungsverfahren wie etwa Zerstäuben oder durch ein Kaltsprühverfahren gebildet werden.
2C zeigt die Schritte des oben beschriebenen Reformierungsverfahrens, d. h. des Verfahrens zur Herstellung des Rohrs.
In 2C wird ein Verformungsunterdrückungselement in die Innenumfangsflächenseite des Rohrs eingepasst und an der Drehachse befestigt (S101). Danach wird das Schutzgas um das Rohr zugeführt (S102) und wird das Rohr um die Drehachse gedreht (S103). Daraufhin wird in einem Zustand, in dem das Rohr gedreht wird, dem dünnen Abschnitt des Rohrs ein Draht zugeführt und wird der Laserstrahl emittiert, um den Reformabschnitt zu bilden (S104).
[Konfiguration des Querschnitts des Reformabschnitts]
4 zeigt schematisch die Form des Reformabschnitts in dem Querschnitt, der die Drehachse des Rohrs enthält.
Wie in 1 gezeigt ist, wird der Reformabschnitt 185 in dem dünnen Abschnitt des Rohrs 2 gebildet. Außerdem wird der Reformabschnitt 185 in einer Ringform in dem Rohr 2 gebildet.
In 4 ist die Breite des Reformabschnitts 185 auf der Außenumfangsflächenseite 201 des Rohrs 2 a, ist die Breite des Reformabschnitts 185 auf der Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2 b, ist der maximale Verformungsbetrag auf der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 in dem Rohr 2 c, ist die Dicke in der Nähe des Reformabschnitts 185 des Rohrs 2 d und ist der maximale Verformungsbetrag auf der Außenumfangsflächenseite 201 des Rohrs 2 e.
Es ist bevorzugt, dass die Form des Reformabschnitts 185 des Rohrs 2, der für das Solenoidventil verwendet wird, ein e/d von 0,5 oder kleiner und ein c/d von 0,5 oder kleiner aufweist. Falls das Magnetventil der vorliegenden Erfindung als das Kraftstoffeinspritzventil genutzt ist, ist es bevorzugter, dass die Form des Reformabschnitts 185 des Rohrs 2 ein e/d von 0,25 oder kleiner aufweist, um eine Störung zwischen dem Rohrverbinder 3 und dem Anker 4 und dem Reformabschnitt 185 des Rohrs 2 zu verhindern. Ferner ist es bevorzugt, das Verformungsunterdrückungselement 189 (2A) mit einer Wärmeleitfähigkeit bei 100 °C von 30 W/m · K oder größer auf der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 des Rohrs 2 einzupassen. Dadurch wird der Reformabschnitt 185 in dem geschmolzenen Zustand durch das Verformungsunterdrückungselement 189 gestützt, um nicht in die Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2 zu fallen, und kann der Reformabschnitt 185 in dem geschmolzenen Zustand durch das Verformungsunterdrückungselement 189 mit hoher Wärmeleitfähigkeit schnell abgekühlt werden und erstarren, während c klein ist. Das heißt, um e/d 0,5 oder kleiner und c/d 0,5 oder kleiner zu machen, ist es notwendig, einen Prozess des Einpassens des Verformungsunterdrückungselements 189, dessen Wärmeleitfähigkeit bei 100 °C 30 W/m · K beträgt, in die Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 des Rohrs 2 anzunehmen.
Ferner weist die Form des Reformabschnitts 185 des für das Magnetventil verwendeten Rohrs 2 vorzugsweise ein a/b von 1,4 oder größer auf. Durch Einpassen eines Verformungsunterdrückungselements 189 mit einer Wärmeleitfähigkeit bei 100 °C von 30 W/m · K oder größer in die Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 des Rohrs 2 kann der Reformabschnitt 185 in dem geschmolzenen Zustand in dem Zustand, in dem b klein ist, schnell abgekühlt werden und erstarren. Die Breite a des Reformabschnitts 185 auf der Außenumfangsflächenseite 201 des Rohrs 2, die nicht schnell abgekühlt wird, wird durch das Einpassen des Verformungsunterdrückungselements 189 nicht beeinflusst. Das heißt, in dem Fall, dass das Verformungsunterdrückungselement 189 eingepasst wird, kann a/b im Vergleich zu dem Fall, dass das Verformungsunterdrückungselement 189 nicht eingepasst wird, erhöht werden, wobei genauer a/b auf 1,4 oder größer eingestellt werden kann.
Ferner kann durch Einpassen des Verformungsunterdrückungselements 189 mit einer Wärmeleitfähigkeit bei 100 °C von 30 W/m · K oder größer in die Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 des Rohrs 2 der Reformabschnitt 185 im geschmolzenen Zustand schnell abgekühlt werden und die Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 des Rohrs 2 glattgehalten werden. Die Glätte der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 ist als c/b definiert. Falls das Magnetventil der vorliegenden Erfindung als das Kraftstoffeinspritzventil angenommen wird und falls der zu betätigende Anker 4 mit dem Reformabschnitt 185 des Rohrs 2 in Kontakt gelangt, ist es dadurch, dass c/b auf 0,025 oder kleiner eingestellt wird, möglich, den Berührungsflächendruck zwischen dem Anker 4 und dem Reformabschnitt 185 des Rohrs 2 zu verringern, so dass die Betätigung des Ankers 4 nicht gestört wird. Somit ist es bevorzugt, dass die Form des Reformabschnitts 185 des für das Solenoidventil verwendeten Rohrs 2 ein c/b von 0,025 oder kleiner aufweist.
In dem fertigen Produkt des Rohrs 2 kann der Reformabschnitt 145 von anderen Gebieten durch Ätzen unterschieden sein.
[Bewertungsverfahren der Sättigungsmagnetisierung]
5 ist ein Prinzipschaltbild eines beispielhaften Magnetometers 150 vom Schwingungstyp (im Folgenden als Schwingungsprobenmagnetometer (VSM) bezeichnet), das in der vorliegenden Ausführungsform zum Bewerten der Sättigungsmagnetisierung verwendet wird.
In dem VSM wird unter Verwendung eines Schwingungserzeugers 191, um eine Probe 192 in Schwingung mit einer sehr kleinen Amplitude zu versetzen, die Zeitänderung des durch die Magnetisierung der Probe erzeugten Magnetflusses als die induzierte Quellenspannung durch eine Detektionsspule 193 in der Nähe der Probe detektiert und kann die Magnetisierung der Probe aus der induzierten Quellenspannung gemessen werden. Da die induzierte Quellenspannung schwach ist, kann die Magnetisierung durch Leiten über einen Lock-in-Verstärker 194 mit hoher Empfindlichkeit gemessen werden.
Das Bezugszeichen 195 bezeichnet einen Amplitudensensor, das Bezugszeichen 196 bezeichnet einen Magnetfeldsensor, das Bezugszeichen 197 bezeichnet eine Schwingungssteuereinheit, das Bezugszeichen 198 bezeichnet einen Vorverstärker und das Bezugszeichen 199 bezeichnet einen Magneten.
Der Sättigungsmagnetisierungswert wird durch Herausschneiden des Reformabschnitts 185 (4) des Rohrs 2, durch Messen der Magnetisierungskurve des Reformabschnitts 185 unter Verwendung des VSM und durch Erhalten des Magnetisierungswerts, wenn das Magnetfeld 1,6 · 10⁶ A/m beträgt, erhalten. Der Sättigungsmagnetisierungswert des Rohrs 2 vor der Reformierung ist 1,6 T.
Im Folgenden werden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben.
Beispiel 1
Wie in 2A und 2B gezeigt ist, wurde nach dem Einpassen des Verformungsunterdrückungselements 189 in die Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2 das Rohr 2 in der Richtung p gedreht und wurden die Außenumfangsfläche des Rohrs 2 und der Draht 181 mit dem Laserstrahl 184 bestrahlt, während der aus reinem Ni-Material hergestellte Draht 181 mit einer Vollkreis-Querschnittsform vorgeschoben und zu dem dünnen Abschnitt 23 des Rohrs 2 (in 1 gezeigt) hinzugefügt wurde, wodurch der Reformabschnitt 185 gebildet wurde. Die Ausgabe des Laserstrahls 184 wurde auf 1100 W eingestellt, die Drehzahl des Rohrs 2 wurde auf 1500 mm/min eingestellt, die Vorschubgeschwindigkeit des Drahts 181 wurde auf 700 mm/min eingestellt, die Vorschubzeit des Drahts 181 und die Bestrahlungszeit des Laserstrahls 184 wurden auf 1076 ms eingestellt, der Durchfluss des Rohr-Außenumfangsflächen-Schutzgases 186 wurde auf 10 l/min eingestellt und der Durchfluss des Rohr-Innenumfangsflächen-Schutzgases 187 wurde auf 20 l/min eingestellt, um die Reformierung auszuführen.
Das Verhältnis e/d des maximalen Verformungsbetrags e der Außenumfangsflächenseite 201 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 war 0,23, das Verhältnis c/d des Verformungsbetrags c zu der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 war 0,11, das Verhältnis a/b der Breite a der Außenumfangsflächenseite 201 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Breite b der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 war 1,74 und das Verhältnis c/b des maximalen Verformungsbetrags c zu der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Breite b der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 war 0,014. Außerdem wurde nur der Reformabschnitt 185 geschnitten und wurde der Sättigungsmagnetisierungswert gemessen, der 0,06 T betrug.
Gemäß Beispiel 1 war der Verformungsbetrag des Reformabschnitts 185 nach dem Prozess verringert und war der Sättigungsmagnetisierungswert um etwa 96 % von vor der Reformierung verringert. Das heißt, in dem Rohr, das vor dem Prozess vollständig ferromagnetisch ist, wurden der Betrag der drückenden Verformung auf der Innenumfangsflächenseite 202 und der Betrag der vertieften Verformung auf der Außenumfangsflächenseite 201 in der Weise gesteuert, dass sie klein sind, und wurde der Prozessabschnitt lokal schwach magnetisiert. Durch Verwendung des in Beispiel 1 erhaltenen Rohrs für das Magnetventil ist es möglich, ein Magnetventil mit niedrigen Herstellungskosten und hoher Ansprechempfindlichkeit zu schaffen. Ferner ist es durch Einbau des in Beispiel 1 erhaltenen Magnetventils als das Kraftstoffeinspritzventil 1 in ein Kraftfahrzeug möglich, zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs beizutragen.
Falls anstelle des Laserstrahls der Elektronenstrahl emittiert wird, so dass das Verhältnis e/d des maximalen Verformungsbetrags e der Außenumfangsflächenseite 201 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 und das Verhältnis c/d des Verformungsbetrags c zu der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 dieselben wie in Beispiel 1 sind, wird geprüft, dass der Verformungsbetrag des Reformabschnitts 185 nach dem Prozess verringert werden kann und dass der Sättigungsmagnetisierungswert auf denselben Grad von vor der Reformierung verringert werden kann.
Beispiel 2
Wie in 2A und 2B gezeigt ist, wurde das Rohr 2 nach Einpassen des Verformungsunterdrückungselements 189 in die Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2 in der Richtung p gedreht und wurden die Außenumfangsfläche des Rohrs 2 und der Draht 181 mit dem Laserstrahl 184 bestrahlt, während der Draht 181, der aus reinem Ni-Material hergestellt war und der eine Vollkreis-Querschnittsform aufwies, zu dem dünnen Abschnitt 23 des Rohrs 2 (in 1 gezeigt) vorgeschoben und hinzugefügt wurde, wodurch der Reformabschnitt 185 gebildet wurde. Die Ausgabe des Laserstrahls 184 wurde auf 1200 W eingestellt, die Drehzahl des Rohrs 2 wurde auf 1500 mm/min eingestellt, die Vorschubgeschwindigkeit des Drahts 181 wurde auf 700 mm/min eingestellt, die Vorschubzeit des Drahts 181 und die Bestrahlungszeit des Laserstrahls 184 wurden auf 1076 ms eingestellt, der Durchfluss des Rohr-Außenumfangsflächen-Schutzgases 186 wurde auf 10 l/min eingestellt und der Durchfluss des Rohr-Innenumfangsflächen-Schutzgases 187 wurde auf 20 l/min eingestellt, um die Reformierung auszuführen.
Das Verhältnis e/d des maximalen Verformungsbetrags e der Außenumfangsflächenseite 201 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 war 0,17, das Verhältnis c/d des Verformungsbetrags c zu der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 war 0,31, das Verhältnis a/b der Breite a der Außenumfangsflächenseite 201 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Breite b der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 war 1,49 und das Verhältnis c/b des maximalen Verformungsbetrags c zu der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Breite b der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 war 0,017. Außerdem wurde nur der Reformabschnitt 185 geschnitten und wurde der Sättigungsmagnetisierungswert gemessen, der 0,08 T war.
Gemäß Beispiel 2 wurde der Verformungsbetrag des Reformabschnitts 185 nach dem Prozess verringert und wurde der Sättigungsmagnetisierungswert um etwa 95 % von vor der Reformierung verringert. Das heißt, in dem Rohr, das vor dem Prozess vollständig ferromagnetisch ist, wurden der Betrag der drückenden Verformung auf der Innenumfangsflächenseite 202 und der Betrag der vertieften Verformung auf der Außenumfangsflächenseite 201 in der Weise gesteuert, dass sie klein sind, und wurde der Prozessabschnitt lokal schwach magnetisiert. Durch Verwendung des in Beispiel 2 erhaltenen Rohrs für das Magnetventil ist es möglich, ein Magnetventil mit niedrigen Verarbeitungskosten und hoher Ansprechempfindlichkeit zu schaffen. Ferner ist es durch Einbau des in Beispiel 2 erhaltenen Magnetventils als das Kraftstoffeinspritzventil 1 in ein Kraftfahrzeug möglich, zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz des Kraftfahrzeugs beizutragen.
Falls anstelle des Laserstrahls die Hochfrequenzerwärmung verwendet wird, so dass das Verhältnis e/d des maximalen Verformungsbetrags e der Außenumfangsflächenseite 201 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 und das Verhältnis c/d des Verformungsbetrags c zu der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 dieselben wie in Beispiel 2 sind, wird geprüft, dass der Verformungsbetrag des Reformabschnitts 185 nach dem Prozess verringert werden kann und dass der Sättigungsmagnetisierungswert auf denselben Grad
von vor der Reformierung verringert werden kann.
(Vergleichsbeispiel 1)
Wie in 3A und 3B gezeigt ist, wurde das Rohr 2 in der Richtung p gedreht und wurden die Außenumfangsfläche des Rohrs 2 und der Draht 181 mit dem Laserstrahl 184 bestrahlt, während der Draht 181, der aus reinem Ni-Nickelmaterial hergestellt war und der eine Vollkreis-Querschnittsform aufwies, zu dem dünnen Abschnitt 23 des Rohrs 2 (in 1 gezeigt) vorgeschoben und hinzugefügt wurde, ohne das Verformungsunterdrückungselement in die Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2 einzupassen, wodurch der Reformabschnitt 185 gebildet wurde. Die Ausgabe des Laserstrahls 184 wurde auf 850 W eingestellt, die Drehzahl des Rohrs 2 wurde auf 1500 mm/min eingestellt, die Vorschubgeschwindigkeit des Drahts 181 wurde auf 750 mm/min eingestellt, die Vorschubzeit des Drahts 181 und die Bestrahlungszeit des Laserstrahls 184 wurden auf 1076 ms eingestellt, der Durchfluss des Rohr-Außenumfangsflächen-Schutzgases 186 wurde auf 20 l/min eingestellt und der Durchfluss des Rohr-Innenumfangsflächen-Schutzgases 187 wurde auf 10 l/min eingestellt, um die Reformierung auszuführen.
Das Verhältnis e/d des maximalen Verformungsbetrags e der Außenumfangsflächenseite 201 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 war 1,61, das Verhältnis c/d des Verformungsbetrags c zu der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 war 1,48, das Verhältnis a/b der Breite a der Außenumfangsflächenseite 201 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Breite b der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 war 1,31 und das Verhältnis c/b des maximalen Verformungsbetrags c zu der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Breite b der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 war 0,12. Außerdem wurde nur der Reformabschnitt 185 geschnitten und wurde der Sättigungsmagnetisierungswert gemessen, der 0,12 T war.
Obwohl die Verringerungsrate des Sättigungsmagnetisierungswerts vor der Reformierung in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel 1 auf etwa 93 % stark verringert war, konnte der Verformungsbetrag des Reformabschnitts 185 nach dem Prozess (der Betrag der drückenden Verformung auf der Innenumfangsflächenseite 202 und der Betrag der vertieften Verformung auf der Außenumfangsflächenseite 201) nicht so gesteuert werden, dass er klein war. Somit ist es nicht möglich, ein hoch ansprechempfindliches Magnetventil zu schaffen, falls das in dem Vergleichsbeispiel 1 erhaltene Rohr direkt an dem Magnetventil angebracht wird. Da e/d 1 übersteigt, wird ferner in dem Reformabschnitt 185 durch Verarbeiten von der Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2 ein Loch erzeugt. Das heißt, selbst wenn die Verarbeitung von der Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2 ausgeführt wird, kann kein hoch ansprechempfindliches Magnetventil erhalten werden. Wenn das in dem Vergleichsbeispiel 1 erhaltene Magnetventil als das Kraftstoffeinspritzventil 1 in ein Kraftfahrzeug eingebaut wird, kann es nicht zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs beitragen.
(Vergleichsbeispiel 2)
Wie in 3A und 3B gezeigt ist, wurde das Rohr 2 in der Richtung p gedreht und wurden die Außenumfangsfläche des Rohrs 2 und der Draht 181 mit dem Laserstrahl 184 bestrahlt, während der Draht 181, der aus reinem Ni-Material hergestellt war und der eine Vollkreis-Querschnittsform aufweist, zu dem dünnen Abschnitt 23 des Rohrs 2 (in 1 gezeigt) vorgeschoben und hinzugefügt wurde, ohne das Verformungsunterdrückungselement in die Innenumfangsflächenseite 202 des Rohrs 2 einzupassen, wodurch der Reformabschnitt 185 gebildet wurde. Die Ausgabe des Laserstrahls 184 wurde auf 930 W eingestellt, die Drehzahl des Rohrs 2 wurde auf 1500 mm/min eingestellt, die Vorschubgeschwindigkeit des Drahts 181 wurde auf 700 mm/min eingestellt, die Vorschubzeit des Drahts 181 und die Bestrahlungszeit des Laserstrahls 184 wurden auf 1076 ms eingestellt, der Durchfluss des Rohr-Außenumfangsflächen-Schutzgases 186 wurde auf 20 l/min eingestellt und der Durchfluss des Rohr-Innenumfangsflächen-Schutzgases 187 wurde auf 10 l/min eingestellt, um die Reformierung auszuführen.
Das Verhältnis e/d des maximalen Verformungsbetrags e der Außenumfangsflächenseite 201 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 war 1,77, das Verhältnis c/d des Verformungsbetrags c zu der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Dicke d des Rohrs 2 war 1,73, das Verhältnis a/b der Breite a der Außenumfangsflächenseite 201 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Breite b der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 war 1,05 und das Verhältnis c/b des maximalen Verformungsbetrags c zu der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 in Bezug auf die Breite b der Innenumfangsflächenseite 202 des Reformabschnitts 185 war 0,14. Außerdem wurde nur der Reformabschnitt 185 geschnitten und der Sättigungsmagnetisierungswert gemessen, der 0,63 T war.
In Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel 2 war die Verringerungsrate des Sättigungsmagnetisierungswerts in Bezug auf vor der Reformierung nur etwa 60 % und konnte der Verformungsbetrag des Reformabschnitts 185 nach dem Prozess (der Betrag der drückenden Verformung c auf der Innenumfangsflächenseite 202 und der Betrag e der vertieften Verformung auf der Außenumfangsflächenseite 201) nicht so gesteuert werden, dass er klein war. Somit ist es sowohl unter dem Gesichtspunkt der magnetischen Eigenschaften als auch der Form des Reformabschnitts 185 nicht möglich, ein hoch ansprechempfindliches Magnetventil zu schaffen, falls das in dem Vergleichsbeispiel 2 erhaltene Rohr direkt an dem Magnetventil angebracht wird. Wenn das in dem Vergleichsbeispiel 2 erhaltene Magnetventil als das Kraftstoffeinspritzventil 1 in ein Kraftfahrzeug eingebaut wird, kann es nicht zu einer Verbesserung der Kraftstoffeffizienz des Kraftfahrzeugs beitragen.

Die Tabelle 1 fasst die Ergebnisse der obigen Beispiele und Vergleichsbeispiele zusammen. [Tabelle 1]

	Beispiel 1	Beispiel 2	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2
Sättigungsmagnetisierung (T)	0,06	0,08	0,12	0,63
e/d	0,23	0,17	1,61	1,77
c/d	0,11	0,31	1,48	1,73
a/b	1,74	1,49	1,31	1,05
c/b	0,014	0,017	0,12	0,14

Bezugszeichenliste

1:: Kraftstoffeinspritzventil

2:: Rohr
3:: Rohrverbinder
4:: Anker
5:: Ventilkörper
6:: Ventilsitz
7:: Ventilsitzelement
8:: Düsenplatte
9:: elektromagnetische Spule
10:: Joch
11:: Ventilelement
12:: Kraftstofffilter
13:: Spulenfeder
14:: O-Ring
15:: Verbinderstift
16:: Kopplungskern
17:: Schutzeinrichtung
21:: Abschnitt (des Rohrs) mit großem Durchmesser
22:: Abschnitt (des Rohrs) mit kleinem Durchmesser
23:: dünner Abschnitt
24:: Rohrverbinder-Aufnahmeabschnitt
25:: Ventilelement-Aufnahmeabschnitt
26:: Kraftstoffdurchlass (des Rohrs)
31:: hohler Abschnitt (des Rohrverbinders)
32:: Federempfangselement
33:: Kraftstoffdurchlass (des Rohrverbinders)
41:: Abschnitt (des Ankers) mit großem Durchmesser
42:: Abschnitt (des Ankers) mit kleinem Durchmesser
43:: Federaufnahmeabschnitt
44:: Kraftstoffdurchgangsloch (des Ankers)
45:: Federaufnahmeabschnitt (des Ankers)
51:: Kraftstoffdurchlass (des Ventilkörpers)
71:: Ventilkörperhalteloch
72:: einlassseitiger Öffnungsabschnitt
73:: auslassseitiger Öffnungsabschnitt
91:: Spulenkörper
92:: Spule
101:: Abschnitt (des Jochs) mit großem Durchmesser
102:: Abschnitt (des Jochs) mit mittlerem Durchmesser
103:: Abschnitt (des Jochs) mit kleinem Durchmesser
181:: Draht
183:: Kondensorlinse
184:: Laserstrahl
185:: Reformabschnitt
186:: Rohr-Außenumfangsflächen-Schutzgas
187:: Rohr-Innenumfangsflächen-Schutzgas
188:: Prozessabschnittsabschirmungs-Spannvorrichtung
189:: Verformungsunterdrückungselement
190:: Magnetometer vom Probenschwingungstyp
191:: Schwingungserzeuger
192:: Probe
193:: Detektionsspule
194:: Lock-in-Verstärker
195:: Amplitudensensor
196:: Magnetfeldsensor
197:: Schwingungssteuereinheit
198:: Vorverstärker
199:: Magnet
201:: Außenumfangsflächenseite (des Rohrs)
202:: Innenumfangsflächenseite (des Rohrs)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001087875 A [0006]
JP 6279965 A [0006]

Claims

Magnetventil, das Folgendes umfasst: ein Rohr, das aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist, das 15 Masse-% oder mehr bis 18 Masse-% oder weniger Cr enthält, eine elektromagnetische Spule; und einen Ventilkörper, wobei ein Teil des Rohrs einen Reformabschnitt enthält, wobei der Reformabschnitt eine Zusammensetzung aufweist, in der eine Komponente des ferromagnetischen Materials mit einer Komponente eines Ni-haltigen Materials gemischt ist, und wobei e/d, das ein Verhältnis eines maximalen Verformungsbetrags e einer Außenumfangsflächenseite des Reformabschnitts des Rohrs in Bezug auf eine Dicke d in der Nähe des Reformabschnitts des Rohrs ist, 0,5 oder kleiner ist und wobei c/d, das ein Verhältnis eines maximalen Verformungsbetrags c einer Innenumfangsflächenseite des Reformabschnitts des Rohrs in Bezug auf die Dicke d des Rohrs ist, 0,5 oder kleiner ist.
Magnetventil nach Anspruch 1, wobei a/b, das ein Verhältnis einer Breite a der Außenumfangsflächenseite des Reformabschnitts des Rohrs in Bezug auf eine Breite b der Innenumfangsflächenseite des Reformabschnitts des Rohrs ist, 1,4 oder größer ist.
Magnetventil nach Anspruch 1, wobei c/b, das ein Verhältnis des maximalen Verformungsbetrags c der Innenumfangsflächenseite des Reformabschnitts des Rohrs in Bezug auf die Breite b der Innenumfangsflächenseite des Reformabschnitts des Rohrs ist, 0,025 oder kleiner ist.
Magnetventil nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Sättigungsmagnetisierungswert des Reformabschnitts bei einem angelegten Magnetfeld von 1,6 ·10⁶ A/m kleiner als 0,6 T ist.
Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Reformabschnitt in einem dünnen Abschnitt des Rohrs gebildet ist.
Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Reformabschnitt in dem Rohr in einer Ringform gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils, das ein Rohr, das aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist, das 15 Masse-% oder mehr bis 18 Masse-% oder weniger Cr enthält, eine elektromagnetische Spule und einen Ventilkörper enthält, in dem ein Teil des Rohrs einen Reformabschnitt enthält, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Einpassens eines Verformungsunterdrückungselements mit einer Wärmeleitfähigkeit bei 100 °C von 30 W/m · K oder größer in die Innenumfangsflächenseite des Rohrs; einen Schritt des Zuführens oder Anbringens eines Ni-haltigen Materials an einem Teil des Rohrs; und einen Schritt des Bildens des Reformabschnitts durch Anwenden von Wärme von einer Außenseite auf einen Abschnitt, wo das Ni-haltige Material zugeführt oder angebracht wird.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils nach Anspruch 7, wobei sich das Rohr um das Verformungsunterdrückungselement als eine Drehachse dreht.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Schutzgas um das Rohr zugeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei ein Abschnitt, in dem das Ni-haltige Material zugeführt oder angebracht wird, ein Abschnitt in der Nähe einer Berührungsfläche zwischen einem Anker und einem Rohrverbinder in der Außenumfangsfläche des Rohrs ist.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Ni-haltige Material ein Draht oder ein Pulver oder eine Beschichtung ist.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils nach Anspruch 11, wobei eine Querschnittsform des Drahts ein Kreis, eine Ellipse oder ein Rechteck ist und voll oder hohl ist.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils nach Anspruch 11, wobei der Draht dadurch, dass er um einen Teil der Außenumfangsfläche des Rohrs gewickelt wird, oder dadurch, dass er zu dem Teil der Außenumfangsfläche des Rohrs kontinuierlich vorgeschoben wird, zugeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils nach Anspruch 11, wobei das Pulver Voll- oder Hohlteilchen enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils nach Anspruch 11, wobei die Beschichtung wenigstens an einem Teil der Außenumfangsfläche des Rohrs gebildet wird, bevor die Wärme angelegt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils nach einem der Ansprüche 7 bis 15, wobei die Wärme durch Laserbestrahlung, durch Elektronenstrahlbestrahlung oder durch Hochfrequenzinduktionserwärmung zugeführt wird.