JP2000515947A - 弁リフトの精密設定を可能にする方法および燃料噴射器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 弁体６０上に差込まれる弁体シェル４２を使用して、弁リフトを精密設定する方法および噴射器であって、シェル４２が、弁体シェル４２にまたソレノイド極片を備える流入管１６の端部に溶接される非磁性延長部８４を有し、弁体６０およびシェル４２は弁リフトを設定するため調節され、その後溶接される。締まり嵌め部分は溶接に先立ち各部材の調節された位置を安定化し、ロック溝１０２内に変位した材料は弁体６０および弁体シェル４２の間の機械的インターロックを形成し設定されたリフトが溶接収縮から最小の影響しかうけないように溶接後それらの調節された位置に各部材を安定化する。外部の半径方向溝１８は溶接部が冷却するとき半径方向の湾曲を可能にし各部分の軸線方向シフトしたがって設定された弁リフトへの影響を最小にする。

Description

【発明の詳細な説明】 弁リフトの精密設定を可能にする方法および燃料噴射器 発明の技術分野 本発明は内燃エンジンに使用する燃料噴射器、とくに噴射器からの適当な燃料 流量を簡単かつ信頼性をもって得るため燃料噴射器の弁要素のリフト(lift)の精 密設定を可能にする操作方法および噴射器に関するものである。 発明の背景 燃料噴射器のリフトは、弁要素が弁の閉鎖および開放位置間を移動する距離で ある。弁要素は、ソレノイド作動器が消勢されて閉鎖ばねが弁要素を弁座に移動 させるとき閉鎖位置となって、燃料ば噴射器チップから流出しない。弁要素は、 ソレノイドが付勢されて弁要素を弁座から流入管の端部に設けられた固定停止片 に磁気的に引張るとき開放位置をとり、ソレノイドが付勢される期間噴射器から 燃料が流出することを可能にする。 弁リフトの設定は、エンジンの設計が一層厳しい排出物減少基準(reduced emi ssions standards)が設定されるとき絶えず厳しくなる。これらの設計は燃料流 量に対するエンジン制御によって各エンジンシリンダにおける一層精密な制御を 必要とする。 弁リフトを大きい値に設定すると燃料流量に対するリフト変化の効果を減少す るが、大きい弁リフト設計の性能は、磁束に対する一層大きい抵抗によって影響 される。 小さい弁リフトは好適であるが、小さい値におけるリフト高さの変化は流量に 一層大きい効果を生じ、したがってリフト高さは許容しうるリフト高さの変化の 一層厳しい制限によって精密に設定されなければならない。 リフトを設定する一つの方法は、サブアッセンブリ(subassemblies)における 厳しい公差で機械加工された部品の長さへの適合を必要とする。リフトは弁が開 放されるときそれに向かって移動する適当な停止板によって設定される。これは 巧妙に実施される方法であったが、部品グループの適合または適合すべき加工 要素に加えて、厳しい公差を必要とし、厳しく制御された弁リフトを得る方法を 高価なものにする。 “燃料噴射器リフトを制御する方法”と称する１９８６年９月９日に特許され たヘンスレーの米国特許第４６１００８０号明細書には、頂部サブアッセンブリ の長さおよび底部サブアッセンブリの長さを測定すること、ついで所望のリフト に適合するリフトスペーサシムを変形し、サブアッセンブリの長さの変化を調節 することによりサブアッセンブリの長さの公差を甘くすることを可能にする別の 方法が記載されている。この方法は、シム変形の性質のため、安価であるが、所 望のリフト設定を必ずしも達成しないためスクラップを生ずる。 さらに、通常のシムに必要な空間が最少であるにしても、サブアッセンブリに おける公差の集積はシムの変形に対して考慮されなければならない。このことは 変形したシムの内径および外径に対して大きい広がり(population)をもたらす。 通常の噴射器の外形は、シムの内径および外径に対して適合可能であったが、最 近の噴射器外径の小形化において、このリフト設定プロセスは所要空間のため好 ましくないものとした。さらに、シムの高さは噴射器に使用されるシール用Ｏ− リングの高さの圧縮に関連し、あるサブアッセンブリの組合わせは推奨される安 全範囲外のＯ−リング圧縮をもたらし、スクラップを生ずる。 リフト設定の一層最近の方法は、オリフィスディスク(orifice desk)を座に溶 接し、ついでオリフィスを弁体に溶接することを含んでいる。ついでオリフィス ディスクは所望のリフトを得るため変形される。この方法は費用相当のもので、 サブアッセンブリに生ずる最終的公差を最終的リフト設定操作において取入れる ことを可能にするが、リフトを達成するためのオリフィスディスクの変形は、と くにもしかなりの変形が必要であるならば、噴射性能であるオリフィスの本来の 機能に負の影響を及ぼしかねない。 どのようなリフト設定方法が使用されるようとも、これらの面の整合状態から の逸脱が表面が摩耗するときリフトの変化をもたらすため、接触するアーマチュ アおよび極片面の整合(squareness)を維持しなければならない。 したがって、アンチロックブレーキ制御弁に関連した差込み式弁部分(telesco ped valve parts)によって弁開放位置を設定する方法が実施されて きたが、噴射リフト設定は一層精密で、したがってかかる方法論によっては設定 されなかった。 本発明の目的は、所定の噴射器生産工程においてリフト変化が最小の、比較的 安価な燃料噴射器における弁要素の正確なリフト設定方法を得ることにある。 本発明の別の目的は、シムを必要としない、コンパクトな噴射器外形に適合す る、噴射器噴霧パターンを阻害しない、信頼性のある正確な噴射器用弁リフト設 定方法を得ることにあり、しかも弁リフト距離は長いサービス期間に亘って維持 される。 下記の明細書および請求の範囲の一読によって明瞭になるであろう、本発明の これらのおよび他の目的は、弁体に差込むる弁体シェル部材の使用によって達成 される。弁体シェルは極片に固定され、弁体は弁体と弁体シェル部材との相対的 位置が弁リフトを決定するようにそれに固定された弁座を有する。これらの部材 は所望のリフトに対応する相対的位置に達するまで差込まれ、この測定装置によ って検出される。弁体および弁体シェル部材は、その後、相対的位置を永久的に 維持するため溶接される。 弁体シェルは、その上端にまたソレノイド極片として作用する流入管の一端に 溶接された非磁性シェル延長部を有し、延長部は極片上に案内される。シェル延 長部は弁体シェルの下端が弁体に気密溶接されるとき、流体を収容するため気密 溶接される。弁体は孔を有し、その中に弁要素をアーマチュア(armature)が通常 の噴射器のように噴射作用中摺動可能である。アーマチュアはシェル延長部の孔 内でも摺動可能である。非磁性弁体シェル延長部は、極片上で案内される内部孔 を有する。この剛性の溶接された組立体は、アーマチュアおよび流入管極片の端 面の正確さが、弁体と弁体シェルの抜差しがリフトを設定するため生ずるとき維 持されることを確実にする。 本発明方法を実施するとき、噴射器の二つの組立体、すなわち流入管および弁 体シェルを含む動力グループおよび弁体および弁座を含む弁グループは予め組立 てられる。 これらのサブアッセンブリ要素が最初に組立てられるとき、最終の所定のリフ トより大きいリフトが、リフトが弁体および弁体シェル部材をさらに前進せしめ ることにより調節可能とするように、形成される。 弁体および弁体シェルが、所望のリフトに対応する最終寸法位置に差込まれる とき締まり嵌めして機械的に相互にインタロックする直径をもつような大きさに され、そこで各部材は溶接に先立って設定位置に固定される。 部品上部のプレス嵌めも、隙間の可能性を除去することにより信頼性あるソレ ノイド作用に対する磁束通路を確保する。締まり嵌め(tight fit)は、不整合状 態によって弁リフトが徐々に変化することを回避するように、合致する管面に対 応するアーマチュア運動の整合を維持する。 締まり嵌めはまた、下記に記載するように、溶接収縮による溶接後シフト(pos t weld shifting)に抵抗するのを助ける。 測定装置から信号をうけ入れる閉回路制御装置が、燃料噴射器製造方法に適合 するためサーボモータを制御するために使用可能である。 弁体および弁体シェルは、それらを最終設定位置に一緒に固定するため、また シールを使用しないで流体を完全に収容するため気密溶接される。 この基本的方法の改良において、弁体および弁体シェルの直径の間の締まり嵌 め(interference fit)の局部的領域が、各部材がそれらの最終的設定位置に差込 まれるとき、局部的部分に隣接して位置する一層堅い材料の他方の部材の溝内へ の、一層可撓性の材料から構成されたこれらの材料の一方の部材の進入を生ずる 。この改良において、両部材は僅かにプレス嵌めされ溶接に先立って両部材を設 定位置に保持する部分をもちまたはもたないことができ、またはそうでなければ 、両部材は機械的インタロックによって組合わされるすきま嵌めとすることがで きる。 この作用は弁体および弁体シェルの間に機械的インタロックを生じ、弁の設定 リフトを減少する傾向のある溶接材料の収縮によって生ずる相対的シフトを最小 にするものである。 別の改良において、中間の弱体化溝が、溶接収縮が各部分の軸線方向シフトよ りむしろ半径方向の引張りを生ずるように設けることができ、弁の設定リフトを シフトする傾向のある溶接の冷却の収縮作用を最小にする。 図面の説明 図１は本発明による燃料噴射器の長手方向断面図。 図２は、締まり嵌めおよびリフトの設定に先立つ各部分の溶接後のリフトを安 定化する機械的インターロックを形成するため使用される隙間溝を示す、図１に 示された噴射弁の一部の拡大断面図。 図２Ａは、締まり嵌めによって形成された機械的インターロック、および弁体 およびシェル部材のシフトの際の隙間溝部分の拡大破断断面。 図３は、弁体およびシェル部材の交錯部分の別の形式の拡大破断断面。 図３Ａは、図３に示された部分の各部材のリフト設定および溶接後の図。 図４は、弁体およびシェル部材の交錯部分の別の形式の拡大破断断面。 図５は、弁体およびシェル部材の交錯部分のさらに別の形式の拡大破断断面。 図６は、噴射器の動力グループおよび弁グループのサブアッセンブリの予備組 立れたキー寸法の測定の簡単化された線図的表示。 図７は、動力グループおよび弁グループの要素の最初の組立体の線図的表示。 図８Ａ−図８Ｇは、弁リフトを設定するため使用されるリフト設定装置および 方法の線図的表示。 図９は設定された弁リフトを固定するため使用されるレーザ溶接工程の線図。 詳細な説明 下記の詳細な説明において、ある特殊な用語が明瞭のため使用され、また特殊 な実施例が３５ＵＳＣ１１２の要求に従って記載されるが、それは限定を意図す るものでなく、本発明が請求の範囲の記載内で多くの形式および変形をなし得る からそのように理解すべきでない。 図面とくに図１を参照すると、本発明による完全に組立てられた燃料噴射器１ ０が示され、噴射器１０は（図示しない）接続装置(Wiring harness)の電気コネ クタをうけ入れる一側から突出する電気コネクタ部分１４を含む長い、上部にモ ールドされた外側ハウジング１２を有する。燃料噴射器の一般的構造は、１９９ ６年２月２７日に発行された米国特許第５４９４２２３号、５４９４２２４号お よぴ５４９４２２５号各明細書に示されている。 流入管１６は外側ハウジング１２の上端から延長し、(図示しない)燃料レール 上に形成された対応するうけ入れカップ(mating receptacle cup)に設置さ れるように構成されている。適当なＯ−リングシール１８が設けられ、保持構造 (retention feature)１９が噴射器１０を燃料レール内の所定位置にロックする ため設けられている。 フィルタプラグ２０が、その中に噴射器１０が設置される、燃料レールから高 圧の燃料をうけ入れる流入管１６の孔２２の上端に挿入される。 孔２２の中間部分２４は、管２６の下方または下流端の下にある圧縮ばね２８ の力を調節するため長手方向に移動可能な調節管２６をうけ入れている。圧縮ば ね２８の他端はアーマチュア３２の孔３０の端壁に圧縮されている。図示しない 工具が、適当なばね力が設定されるとき、流入管１６を調節管２６に圧縮するた め側方から作用し、図示の外部リブは固定把持作用を確実にしている。 環状作動ソレノイドコイル組立体３４が外側ハウジング１２内に取付けられ、 流入管１６の下端を囲んでいる。コイルハウジング３６が溶接部３８において流 入管１６に溶接され、また溶接部４０において弁体シェル４２に溶接されている 。 ソレノイドコイル４４は電流を接点４６を通して供給する電気装置によって付 勢される。 アーマチュア３２は、長いニードル形弁要素５０の上端が固定するためそこに クリンブされた、縮小直径管状端部４８を有する。 弁要素５０の下方、自由端は、丸いチップ(rounded tip)５２を形成され、チ ップ５２はばね２０によって押されて弁座５６の円錐面５４に係合せしめられる 。 弁座５６は、弁チップ５２が面５４から上昇したとき、高圧燃料が噴射器の出 口端から噴射するため流出可能で、弁チップ５２が弁座６６に着座するとき燃料 流が停止するように、整合した流出孔５８を有する。 弁座５６は、全体的に管状の弁体６０の下端に、一端における堆積された案内 ディスク６４とフィルタスクリーン６６、および弁座の他端におけるオリフィス ディスク６８およびバックアップワッシャ７０の間に孔部分６２においてうけ入 れられることにより固定される。堆積された要素はすべて、流出端において弁体 ６０のクリンプされた端部７４によって、弁体の肩または段部７２に係合して保 持される。 燃料噴射器１０の流出端は、(図示されない)吸込みマニホルドまたはシリンダ ヘッドのポケットにうけ入れられ、適当なＯ−リングシール７４によりシールさ れる。 弁体６０は主要孔部分７６を有し、その中にアーマチュア３２および弁要素５ ０が配置されている。燃料はアーマチュア４８の横通路７７を通って主要孔に進 入する。 弁要素５０の下端は案内ディスク６４中央孔内で摺動可能に案内され、一方ア ーマチュア３２の上端は弁体主要孔部分７６の上端にうけ入れられた成形金属案 内アイレット(eyelet)７８に摺動可能に案内される。アイレット７８の案内孔は 、アイレット７８が弁体主要孔部分７６の上端にクリンプされた後、工具によっ て精密に成形することができる。 弁体シェル部材４２は組立て中、相対的に移動可能になるように弁体６０上に 差込まれる。 弁リフトまたはソレノイドコイル４４付勢の際弁要素が移動しうる距離は、ア ーマチュア３２の上流端面８０と流入管１６の下端部分よりなる、ソレノイド極 片の端面８２との間の距離によって画定される。 この距離は一方の部材を嵌合することにより、すなわち弁体シェル４２を他方 の部材すなわち弁体６０の外径に差込み、それらの部材を弁リフトを調節するた めシフトすることによって組立体において変化する。調節の可能性は、一方の部 材、すなわち弁体シェル４２が流入管１６の極片部分に対して、流入管１６の極 片部分上を案内される上方部分８６を有する、段付き直径の管状非磁性弁体シェ ル延長部９４によって固定されるために生ずる。弁体シェル延長部９４の下方部 分８８は弁体シェル４２の上端の端ぐり孔(counterbore)にうけ入れられる。 気密溶接部９０は上方部分８６を流入管１６に、気密溶接部９２は下方部分８ ８を弁体シェル４２の上端に固定し、両方の溶接部はＯ−リングなしで流体収容 部を形成する。上記のように、弁体シェル４２は非気密性溶接によってコイルハ ウジング３６に固定される。 弁体シェル延長部９４は、磁束の線が、アーマチュア３２を上方に引かせるた め、主としてアーマチュア３２を通過すべきであるので、磁界を転じてはならな い。 このため、下方部分延長部８８は、シリーズ３００ステンレス鋼(Series 300s tainless steel)のような非磁性材料から構成されなければならず、一方弁体シ ェル４２と弁体６０は、それらがソレノイド４４が付勢されるとき形成される磁 束の線に対する通路を提供しなければならないため、４１６および４３０ＦＲの ような一層磁気透過性の材料のものとすべきである。レーザ溶接工程はステンレ ス鋼材料に対する気密溶接の必要性のため使用される。 弁体６０および弁体シェル４２が組立てられるとき、直径部分９６，９７はプ レス嵌めされる。この嵌合は、下記に記載する溶接工程の完了の前後に所定のリ フトを設定するためシフトされるとき、これらの部材を設定位置に維持するのを 助ける傾向がある。プレス嵌めは、また隙間を回避する良好な磁束通路を確保し 、整合を維持するのを助ける。 プラスチックカバーシェル９８は溶接後設置される。 製造中、二つのサブアセンブリ、すなわち弁グループ１２８Ａおよび動力グル ープ１２８Ｂは、図７に示されたように、カバーシェル９８を除いて完全に組立 てられる。 弁体６０および弁体シェル４２は各サブアセンブリ１２８Ａ、１２８Ｂを含む が、これらのサブアセンブリが弁リフトを設定する工程の一部として一緒に組立 てられるとき、特殊な方法で嵌合される。 上記のように、弁体シェル４２および弁体６０の主要嵌合部分は、弁体６０の 外径９９を弁体シェル４２の内径１０４より大きいような寸法にすることにより プレス嵌めされる。たとえば、外径９９は９．２７５±０．０２５ｍｍの直径を 有し、内径１０４は９．２１２±０．０２ｍｍの直径を有する。上端の弁体６０ の小径の入口部分９５はプレス嵌め組立の開始を容易にする。 図２は、弁グループ１２８Ａおよび動力グループ１２８Ｂが組立てられかつ溶 接されるときの、弁体６０および弁体シェル４２の相対的位置を示す。弁体シェ ル４２の内径１０４は弁体６０の隣接する外径１０５より小さい。たとえば、直 径１０５は９．４５±０．０２５ｍｍとすることができる。弁体シェル４２はま たそれらの間の滑り嵌めによって直径１０５上に載置する、直径１０３を有する 小径の溶接スカート９７を有する。 弁体６０と弁体シェル４２との間の、一層実質的な締まり嵌めの局部的領域１ ００はロック溝１０２を備えており、それは下記に一層詳細に記載されるように 、リフト設定工程中形成される機械的インターロックを生ずる。 この最初の組立状態において、リフトは所望の設定リフトより大きくなるよう に設計される。 部材４２，６０は記載される弁リフト設定工程においてさらに差込まれる。弁 体シェル４２の材料（４３０ＦＲ）は弁体６０の材料（４１６）より一層可撓性 であり、そこで弁体シェル４２の張出し１０８は、リフトが設定されるとき溝１ ０２内に変位せしめられる(図２Ａ)。最終リフトが設定されると、弁体シェル４ ２の端部は、弁体６０の外径にフィレット溶接(fillet weld)１２２により気密 に溶接され、これらの垂直面によってフィレット溶接が可能になる。 ロック溝１０２内に変位した張出し１０８は機械的インターロックを形成し、 機械的インターロックは、フィレット溶接１２２が実施されそのご材料が冷却し た後、弁体シェル４２と弁体６０の相対的位置を安定化することが分かった。 本発明者等は弁リフトが溶接の冷却後に減少する傾向のあることを発見し、そ の傾向はこの改良によって最小にされることが分かった。すなわち、溶接された 材料が冷却するとき、材料の収縮は弁体６０および弁体シェル４２は以前に設定 されたリフトを減少するように引合う。 形成された張出し１０８とロック溝１０２の機械的インターロックは、この方 法を使用して多数の噴射器の最終的に得られたリフトにおける濃度(consistency )を一層大きくする。実際、このインターロックは、弁体６０および弁体シェル ４２のプレス嵌めの排除を可能にし、これらの部品を滑り嵌めすることはその設 定中に必要な最大力をいちじるしく低下する。 溶接されたスカート９７は、大きい直径の主要部分を備えた転移部の外側にＶ 溝１０７を形成される。Ｖ溝１０７はさらに溶接部が半径方向湾曲の導入によっ て冷却するとき溶接部の冷却の作用をさらに減少する。 図３および図３Ａは、別の弁体と弁体シェルの嵌合部分のそれ程好適でない形 ４状の別の形状を示す。この実施例において、差込み部材、すなわち弁体６０Ａ は、 外側部材すなわち弁体シェル４２Ａの直径部分内に、僅かにプレス嵌めまたは滑 り嵌めさえする直径部分１１０を有する。ロック溝１０２Ａは弁体６０Ａの第２ 直径部分１１６と締まり嵌めする隣接する直径１１４である。 さらに、部分薄肉化溝１１８もロック溝１０２Ａと溶接が実施される弁体シェ ル４２Ａの端部との間に外側弁体シェル４２Ａに設けられている。すきま嵌めが 弁体６０Ａの直径１１６と弁体シェル４２Ａの直径１２０との間に存在する。 上記のように、外側部材、すなわち弁体シェル４２Ａは、ロックウェル硬度の “Ｂ”ケールを有する、４３０ＦＲステンレス鋼のような軟質の一層可撓性の材 料のものであり、一方内部部材弁体６０Ａは、ロックウェル硬度の“Ｃ”スケー ルを有する、４１６ＦＲステンレス鋼のような硬く、可撓性の少ない材料のもの である。 しかして、図３Ａに示されたように、弁体シェル４２Ａの材料の張出し１０８ Ａはこれらの部材がリフト設定工程中一緒に押されるとき、ロック溝１０２Ａに 変位せしめられる。 一旦適当なリフトが下記に記載される方法によって設定されると、レーザ溶接 光線１２２Ａが弁体シェル４２Ａの端部と弁体６０Ａの外径１１６との間に照射 される。 溝１１８は弁体シェル４２Ａの厚さを薄くし、それにより溶接光線１２２Ａが 収縮が起こるとき弁体の直径１１６上に弁体シェル４２Ａを半径方向に引張るこ とを可能にする弱体化部分(weakening)を形成する。このことは弁リフト上にお ける溶接収縮作用をさらに減少するように収縮エネルギの一部を消費する。 図４は、弱体化溝１１８Ａが工具の機械加工のため一層容易に接近し得るため テーパ付きである別の変形を示す。 図５は、ロック溝１０２Ｂが弁体６０Ｂよりむしろ外側弁体シェル４２Ｂにあ る、それ程好適でない構造の反転したものである。この構造において、弁体シェ ル４２Ｂは、張出し１０８Ｂは弁体材料から形成されるように、弁体より硬い材 料のものである。 図６は、別々に組立られた二つのサブアッセンブリを有し、弁グループ１２８ Ａは弁座に固定された弁体６０、（見えない）案内、ワッシャ等を含み、かつア ー マチュア３２をうけ入れ、端面は図６から突出している。 動力グループ１２８Ｂは、ソレノイドを囲む外側ハウジング３６および図６に 示された他の内部要素、すなわち図６の頂部に突出して示された流入管１６、底 部の弁体シェル４２を含んでいる。 寸法“Ａ”は弁グループにおいて測定され、それは弁体６０上のフランジ１３ ２の底部からアーマチュア３２の端部間での距離である。寸法“Ｂ”は動力グル ープにおいて測定され、それは流入管１６の端面８２から弁体シェル４２の外部 溝１２６の下側側面１２５との間の距離である。 弁グループ１２８Ａおよび動力グループ１２８Ｂは、互いに整合した適当な固 定具１２９Ａ，１２９Ｂに設置されている。アーマチュア３２および弁体６０は 弁体シェル内にうけ入れられ、差込むため相対的に前進せしめられる。最初に組 立られた位置は、後で設定されるものより大きい弁リフトを設定する。 図７は弁グループ１２８Ａの動力グループ１２８Ｂへの最初の組立の実施を線 図的に示している。ホルダに固定された割りリング１２４は、予め組立られた動 力グループ１２８Ｂの弁体シェル４２の外部溝１２６に係合する。 ドライバ工具１３４は、予め組立てられた弁グループ１２８Ａに含まれた弁体 ６０のフランジ１３２に係合し、弁グループ１２８ＡはＯ−リング１８および非 金属製シェルカバー９８を除くすべての要素を含んでいる ドライバ工具１３４は、弁グループ１２８Ａを固定停止具１２７に達するまで 、弁体シェル４２内に弁体６０を差込むことによって動力グループ１２８Ｂ内に 弁グループ１２８Ａを押込む。この点において、大きい隙間、すなわち平均３０ ０ミクロンの隙間がアーマチュア３２の端面８０と流入管１６の端面８２との間 に存在する。 このとき、組立られた噴射器１０は、集中的に図８Ａ−図８Ｇに示されたよう な、リフト設定装置に輸送される。噴射器１０の重要な要素のみが、明瞭のため これらの図面に示されている。 図８Ａにおいて、ドライバ工具１３４は弁体６０のフランジ１３２の下面に係 合している。ドライバ工具１３４は（減速歯車を含み得る）サーボモータ１３６ によって工業的にプログラムし得る制御装置(industrial programmable controller)１３８の制御の下で駆動される。座に固定された割りリング１２４ は弁体シェル４２の外部溝１２６に係合する。 ドライバ工具１３４の最初の運動は、流入管端面８２とアーマチュア端面８０ との隙間が２００ミクロンに減少するように、実施される。この移動距離は既に 得られた測定値に対応して設定される。２００ミクロンの隙間は、ソレノイド４ ４がアーマチュア３２を容易に上昇して流入管１６に確実に係合せしめるように 設定される。図８Ａは明瞭のためいちじるしく拡大された実際の隙間を示す。 図８Ｂは弁リフトを設定する第１工程を示す。ソレノイド４４は付勢され、ア ーマチュア端面８０を引張って流入管端面８２と係合せしめ、弁要素５０のチッ プ５２を弁座５６の円錐面５４から上昇させる。 線形エンコーダ出力ロッド１４４のチップ１４２は、アーマチュア３２に係合 して流入管端面８２に接触するときその位置を測定するため、線形エンコーダ１ ４６によって駆動される。線形エンコーダ１４６は、ドイツ国、トラウンロイト のハイデンハイン社（Heidenhein GmbH of Traunreut，Germany）から市販され ている型のものとすることができる。線形エンコーダ１４６は、ロッドチップ１ ４２が接触する点の間の電子測定値を得ることができるように、出力ロッド１４ ４の各位置に対応する電気信号を発生する。ロッド１４４は、広い範囲に亘って 一定の接触をするように一定力モータによって制御可能に駆動される。最初の読 みは図８Ｂの状態においてなされる。 図８Ｃにおいて、ソレノイド４４は出力ロッド１４４が弁チップを弁座５６の 円錐面５４に向かって駆動するように消勢される。別の読みが正確なリフトと開 始距離を決定するためその点においてなされる。 これらの読みは、弁体６０を弁体シェル４２内に差込むため、サーボモータ１ ３６にドライバ工具１３４を駆動させる制御装置１３８に伝達され、図８Ｄに示 された所要の最終的リフト距離より僅かに短い計算された隙間が存在する位置に 交錯する張出し１０８を発生する。 ドライバ工具１３４はアーマチュア３２がはね戻ることを可能にするため釈放 され、そのはね戻りは、図８Ｅに示されたように、線形エンコーダ１４６によっ て測定される。 図８Ｆに示されたように、ドライバ工具１３４はサーボモータ１３６により、 はね戻りを考慮して、計算されたリフト位置に対応する位置にふたたび駆動され る。 最終工程において、図８Ｇに示されたように、ソレノイド４４は、線形エンコ ーダ１４６によって、得られた実際のリフトを測定するため再度付勢される。 図９に示されたように、リフト設定装置から除去された噴射器１０に、溶接部 １２２が、噴射器１０が回転されるとき、レーザ溶接装置１５０によって形成さ れる。好適には、レーザ光線は９０°で溶接スカート９７の外部に指向され、溶 接方向は溶接光線の軸線方向長さを最小にすることにより、弁リフトの溶接収縮 の効果を減少するのを助けることが分かった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィークゾレク，デビッド アメリカ合衆国23602 バージニア州ニュ ーポート ニューズ，ルベル ドライブ 181 (72)発明者 ワイアント，ゴードン アメリカ合衆国23666 バージニア州ハム プトン，ノーザンプトン ドライブ 101 (72)発明者 ハマン，クリストフ ドイツ連邦共和国 ディ―85551 キルヒ ハイム，エルレンヴェク ２ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃エンジン用燃料噴射器において所望の弁リフトを設定する方法であっ て、燃料噴射器が弁体部材内の孔において摺動可能なニードル弁アーマチュア組 立体、弁体部材の端部に固定されかつニードル弁のチップが係合する弁座を有し 、アーマチュアがソレノイド作動器の付勢の際移動してソレノイド作動器の極片 の端面に接触する端面を有し、ニードル弁を支持するアーマチュアの運動がニー ドル弁チップを弁座から離しかつ弁リフトを画定する前記方法において、前記方 法が 弁体シェル部材をそれらの間の差込み運動を可能にするように弁体部材上に嵌 装すること、 前記弁体シェル部材を極片に対して固定すること、 弁体部材を弁体シェル部材に差込みかつ所望の弁リフトに対応する設定位置に 達するときを決定するためそれらの相対位置を測定すること、および、ついで 前記各部材の部分を前記各部材が差込まれるとき一方の部材から材料を変位さ せるように締まり嵌めしてそれらの間に機械的インターロックを形成すること の各工程を含む内燃エンジン用燃料噴射器において所望の弁リフトを設定する 方法。 ２．前記弁体シェル部材を弁体部材に前記設定位置が確立された後溶接する工 程をさらに含む請求項１に記載された方法。 ３．弁体に取付けられた噴射器要素を含む弁グループおよび前記弁体シェルに 取付けられた噴射器要素を含む動力グループを、前記弁体および前記弁体シェル を差込む前に予め組立てる最初の工程を含む請求項１に記載された方法。 ４．弁体部材および弁体シェル部材が前記溶接工程が実施される間、前記部材 を前記設定位置に安定化するためプレス嵌めされる部分を有する請求項２に記載 された方法。 ５．溶接スカートに溝を形成することにより前記溶接部に隣接する前記弁体シ ェルの厚さを減少し溶接収縮が前記弁体シェル溶接スカートの部分を半径方向内 方に引張ることを可能にする工程をさらに含む請求項２に記載された方法。 ６．溶接の前記工程において、フィレット溶接が前記弁体シェルの端面と弁体 部材の周面との間に形成される請求項２に記載された方法。 ７．前記弁体シェルを弁体部材に溶接する前記工程において、前記部材の長手 軸線に対して９０°延長する方向に沿ってレーザ光線を指向する工程を含む請求 項２に記載された方法。 ８．前記部材の一方を他方の部材より変形強さを弱くすること、および前記他 方の部材に前記一方の部材の材料がその中に変位せしめられ前記機械的インター ロックを形成するように配置された溝を形成することを含む請求項１に記載され た方法。 ９．前記弁シェル部材を前記極片に、弁体シェル延長部材を前記弁座の反対側 で前記弁体シェル部材の端部に取付けることにより、固定する工程をさらに含む 請求項２に記載された方法。 １０．前記弁体シェル延長部材の孔を前記極片上に案内しまたアーマチュア端 面および極片端面の整合を維持するように前記端面を有するアーマチュアの端部 を前記弁体シェル延長孔内に案内する工程をさらに含む請求項９に記載された方 法。 １１．前記弁体シェル延長部材を極片部材にまた前記弁体シェル部材に溶接す る工程をさらに含む請求項１０に記載された方法。 １２．前記弁体シェル延長部材を極片および前記弁体シェル部材に溶接する工 程が前記弁体部材および延長部材内に流体収容部を形成するため気密溶接部を形 成する工程を含む請求項１１に記載された方法。 １３．前記溶接工程において気密溶接部が形成される請求項２に記載された方 法。 １４．非磁性材料の前記延長部材を構成する工程を含む請求項９に記載された 方法。 １５．アーマチュアに取付けられた長い弁要素を有する型のエンジン用燃料噴 射器において弁リフトを設定する方法であって、弁要素が燃料噴射器を開閉して 燃料流を始動又は停止するため弁座に接離するチップを有し、ソレノイド作動器 が付勢されたとき弁要素を弁座から離れて固定停止片に向かって移動させるよう にアーマチュアを移動せしめ、その運動が所望の弁リフトを構成する前記方法に おいて、前記方法が、 二つの部材を各部材の相対的位置が所望の弁リフトを確立するような方法で差 込み、それらの相対的位置を前記所望の弁リフトに対応する位置に達するまで測 定すること、 前記部材の一方の溝に隣接して前記各部材の間に局部的な締まり嵌め部分を形 成し前記部材の一方の材料を前記部材が差込まれるとき前記各部材間に機械的イ ンターロックを形成するように前記溝内に変位せしめること、および 前記部材を溶接して相対的差込み位置に永久的に固定し対応して弁リフトを決 定すること の各工程を含むアーマチュアに取付けられた長い弁要素を有する型のエンジン 用燃料噴射器において弁リフトを設定する方法。 １６．燃料レールの座に取付けるように構成された燃料噴射器において、 噴射器ハウジング、 前記ハウジング内のソレノイド作動コイル、 前記ソレノイドコイル内に位置する極片を有する流入管であって、前記流入管 が燃料レールから燃料流をうけ入れる内部孔を有し、前記極片部分が固定停止片 を画定する端面を有する前記流入管、 前記ソレノイドコイルが付勢されるとき前記極片の端面に向かって上昇するよ うに構成された端面を有するアーマチュアを含み、また取り付けられた細長い弁 要素とを含むアーマチュア／弁要素組立体、 弁体であって、前記弁体の一端に前記弁体を通って延長する孔と整合して固定 された弁座部材を有し、前記アーマチュア／弁要素組立体が前記孔に摺動可能に うけ入れられる、前記弁体、 を有し、 前記弁座が、開放するとき燃料が前記弁体の孔から流出するのを可能にする開 口を有し、 前記弁要素が、前記アーマチュアに係合すべく取付けられた圧縮ばねによって 押されて前記弁座に係合するチップを有し、前記チップは前記弁座と係合すると き燃料流を停止し、前記ソレノイドコイルは付勢されたとき前記弁チップを引い て前記弁座との係合から離し前記アーマチュアが前記極片部分端面に向かって引 張られるとき前記弁体の前記孔から燃料の流出を可能にし、また 前記弁体上に差込まれる弁体シェルであって、前記弁体シェルは前記弁体シェ ルと弁体の差込み運動により直径部分の一方から変位した材料によって締まり嵌 めして前記弁体シェルと弁体の間にインターロックを形成する部分を有する直径 部分を備えた前記弁体シェル、 を有し、 前記弁体シェルは、前記極片に隣接した上端における前記極片及び前記弁体に 対して固定され、それにより前記弁体および前記弁体シェルの相対的差込み運動 が所望の弁リフトを設定する、 燃料レールの座に取付けるように構成された燃料噴射器。 １７．前記弁体シェルの上端にまた前記極片に取付けられた非磁性弁体シェル 延長部をさらに有する請求項１６に記載された燃料噴射器。 １８．前記弁体シェルおよび弁体は一緒に固定されるべく溶接される請求項１ ６に記載された燃料噴射器。 １９．前記弁体および弁体シェルは相対的に調節された差込み位置に留まるた めプレス嵌めされる部分を有する請求項１６に記載された燃料噴射器。 ２０．前記変位される材料をうけ入れるため前記締まり嵌め部分に隣接して設 置された前記弁体および前記弁体シェルの一方に隙間溝をさらに有する請求項１ ６に記載された燃料噴射器。 ２１．前記弁体および前記弁体シェルの一方は変形強さが弱くそれにより前記 各部材の相対的変位によって前記隙間溝内に変位せしめられる請求項２０に記載 された燃料噴射器。 ２２．前記延長部が前記極片延長部にうけ入れられその上で案内される上方孔 を有する請求項１７に記載された燃料噴射器。 ２３．前記延長部の上方孔が前記アーマチュアの一端にもうけ入れられる請求 項２２に記載された燃料噴射器。 ２４．前記延長部が前記極片および前記弁体シェルに気密溶接され、前記弁体 シェルが流体を収容するため前記弁体に気密溶接された請求項２２に記載された 燃料噴射器。