JP2001503496A - 燃料噴射器のニードルチップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 燃料噴射器ニードル１０が、ニードルチップ内の軸方向孔４８内に固定された別個のピン部材４６を有し、前記軸方向孔が、弁座３４に密封係合する部分球形の環状区域３２によって取囲まれている。前記ピン部材は、別個に製造され、ニードルチップから突出する一端に円錐形の噴霧パターン形成部４４を有している。環状区域３２は、ピン部材４６の取付け前に精密に成形され、仕上げられる。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料噴射器のニードルチップ 発明の背景 本発明は、内燃機関用の燃料噴射器に関するものである。燃料噴射は、自動車 やトラックで使用されるエンジンのシリンダへ燃料混合気を送込む好ましい方式 である。 燃料噴射器は、通常、弁「ニードル」と通称される細長の弁部材を含み、該弁 ニードルは、部分球形のチップを有し、噴射器が閉じると、このチップが円錐形 の弁座に係合し、噴射器が開くまで、噴射器からエンジンへの燃料噴射が防止さ れる。噴射器電磁弁作動素子(operator)の励起によって、ニードルが燃料噴射時 に弁座から持上げられ、燃料が圧力を受けて弁座内の整合された開口を通過し、 弁座下のプレートのオリフィスを通過して噴射される。オリフィスは、圧縮燃料 が噴射器チップから噴射されるさいの噴射パターンの形状に影響を与える。 ニードルチップの形状および表面仕上げは、噴射器の適正な作動にとって決定 的に重要である。これは主として、電磁弁が切られた場合、ニードルチップは、 いつでも極めて高い信頼性をもって弁座と密封係合せねばならないからである。 ニードルチップの端部は、先ず部分球形に研摩される。次いで、「超仕上げ」 処理により、弁座に燃料噴射器の各ニードルチップが適正に信頼性をもって密着 するようにされる。超仕上げは、極めて微細な粒度の天然砥石を用い、かつニー ドルの可とう的な取付けによって行われ、サブミクロンの表面仕上げが達成され る。 現在のマルチバルブエンジンに採用されている噴射器では、噴射燃料が２つの 異なる噴霧パターンに分けられ、それぞれが所定のエンジンシリンダと関連する 各吸気弁に向けられる。この２重噴射パターンは、２個のオリフィス開口を有す るオリフィスディスクと、ニードルチップ中央から延びる円錐形噴霧パターン形 成部から成る、部分球形ニードルチップの変更態様とによって達せられる。他の 噴霧パターンを生じさせる形成部も可能である。 噴霧パターン形成部を形成する一方、円錐形弁座に係合する部分球形のニード ルチップ環状区域の成形と超仕上げを行うことは、これまで困難だった。 本発明の目的は、ニードルチップの中央に噴霧パターン形成部を有する一方、 ニードルチップに弁座と係合する環状区域が適正に仕上げられた燃料噴射器ニー ドルチップを得ることにある。 発明の要約 本発明によれば、燃料噴射器ニードルチップ端部が、まず部分球形に研摩され る。 ニードルチップには、部分球形の面の中央に軸方向孔が機械加工され、孔の周 囲には部分球形の環状区域が残される。この環状区域は弁座と密封係合するよう に構成されている。また、この環状区域は、確実に弁座にぴったり密封係合する ように超仕上げされる。 別個のピン部材が、別個に製造されて、その一方の端部に所望の噴霧パターン 形成部を有するように構成される。 ピン部材は、軸方向孔に挿入され、前記一方の端部がニードルチップ中央から 、それも環状区域内から突出するように軸方向孔内に永久固定される。 この製造方法により、決定的に重要な、弁座との係合面が、極めて精密に成形 され、かつ適正に仕上げられる一方、ニードルチップ中央から突出する噴霧パタ ーン形成部が得られる。 図面の説明 図１は、燃料噴射器端部の拡大部分断面図で、本発明の方法により製造された 燃料噴射器端部分を詳細に示した図。 図２Ａは、部分球形を有するように成形された後の噴射器ニードルチップの部 分側面図。 図２Ｂは、軸方向孔が機械加工された噴射器ニードルチップの部分断面図。 図２Ｃは、図２Ｂに示した機械加工された軸方向孔を有する燃料噴射器ニード ルチップと、噴霧パターン形成部の形状に一方の端部が構成された別個の機械加 工されたピン部材との部分側面図。 図２Ｄは、軸方向孔にピン部材が装着された燃料噴射器ニードルチップの部分 側面図。 詳細な説明 以下の詳細な説明では、理解を明瞭にし、かつ実施例を35 USC 112の要求にし たがって説明するために、特定の用語が用いられているが、それらの用語は、本 発明を限定するものでも、そのように構成することを義務づけるものでもない。 本発明は、請求の範囲の枠内で多くの形式および変化形が可能だからである。 図１には、燃料噴射器１０の端部分が示されている。本発明が使用される型式 の燃料噴射器の全体は、1996年2月27日付で本出願の譲受人に対し発行された米 国特許第5,494,225号「噴射器の腐食防止用シェル構成部材」に示されている。 噴射器１０は、内部の燃料通路１４を有する概して管状の弁体１２を含んでい る。該燃料通路は、噴射器１０を途中に配置した燃料分配管路（図示せず）から 圧力下の燃料を受取る。弁座部材１６は、弁体１２の先端部のかしめ部１８によ り弁体１２内に保持されている。 フィルタスクリーン２０、弁案内２２、弁座１６、オリフィスディスク２４、 バックアップワッシャ２６が、一緒に積重ねられ、弁体１２の燃料通路１４に形 成された肩２８に対して、かしめ部１８によって押圧保持されている。Ｏリング シール１９は、弁座１６の外径と弁体１２の内側との間をシールしている。 細長の燃料噴射器弁ニードル３０が、長手方向に燃料通路１４を貫通して延び ており、チップ３２を有している。チップ３２は、図示のように、弁座１６の部 材に形成された円錐形弁座３４と強制係合せしめられるようばね付勢されている 。 ニードル３０の上端３６は、クリンプされて接極子３６となっており、ソレノ イド作動素子が励起されると、該接極子が上方へ移動し、ばね圧が克服されて、 ニードルチップ３２が弁座１６から持上げられる。これにより、弁座孔４０と、 オリフィスディスク２４内の１つ以上のオリフィス４２とを通過して圧縮燃料が 噴射される。 噴射器１０のこのほかの詳細は、ここでは説明しない。なぜなら、この種の噴 射器は、よく知られており、既出の米国特許第5,494,225号に詳細に説明されて いるからである。 ニードルチップ３２の表面は部分球形であり、その表面の環状区域が、円錐形 弁座３４と密封接触する。チップ３２の表面の形状と仕上げは、チップ３２が弁 座に座着した場合に、燃料漏れの発生を確実に防止するために決定的に重要であ る。 円錐形の燃料噴霧パターン形成部４４は、燃料がチップ３２の表面を通過して 孔４０とオリフィス４２とから噴出することで噴霧パターンが形成されるように 、ニードルチップ３２の表面の環状区域から軸方向に突出した位置に位置決めさ れている。 本発明の構想によれば、噴霧パターン形成部４４は別個のピン部材４６により 得られ、該ピン部材は、チップ３２に機械加工された軸方向孔４８内に固定され ることでニードル３０に組付けられる。 図２Ａ〜図２Ｄに見られるように、ニードル３０のチップは、先ずはじめに部 分球形に形成される。次に、軸方向孔４８が、部分球形の環状区域３２を残して チップ内に機械加工され、該部分球面が円錐形の弁座面３４に係合する。 この環状区域は、次いで公知の技術によってサブミクロン表面に仕上げられる 。この技術は、ニードル３０の可とう的な取付けを含む一方、微粒度の天然砥石 での研摩を含んでいる。この「超仕上げ」は、軸方向孔４８が機械加工された後 で行うのがよく、そうすることで孔４８の機械加工によって生じる恐れがある表 面３２の歪みが避けられる。 ピン部材４６は、図２Ｃに見られる通り、一方の端部に円錐形部４４を有する ように別個に製造され、この円錐形部が噴霧パターン形成部の一形式をなしてい る。 最後に、ニードルの軸方向孔４８には、ピン部材４６のシャンクがかん合して おり、例えばレーザ溶接により軸方向孔４８内に永久固定されている。円錐形の 噴霧パターン形成部４４は、環状区域から軸方向に突出し、噴射される燃料が当 たるようにされている。 噴霧パターン形成部４４は、ニードルチップの成形および超仕上げ工程の妨げ となることなしに、特定の所望噴霧パターンを作り出すいくつかの形状のいずれ にも形成できる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１２月２１日（１９９８．１２．２１） 【補正内容】 噴霧パターン形成部を形成する一方、円錐形弁座に係合する部分球形のニード ルチップ環状区域の成形と超仕上げを行うことは、これまで困難だった。 本発明の目的は、ニードルチップの中央に噴霧パターン形成部を有する一方、 ニードルチップに弁座と係合する環状区域が適正に仕上げられた燃料噴射器ニー ドルチップを得ることにある。 発明の要約 本発明によれば、燃料噴射器ニードルチップ端部が、まず部分球形に研摩され る。 ニードルチップには、部分球形の面の中央に軸方向孔が機械加工され、孔の周 囲には部分球形の環状区域が残される。この環状区域は弁座と密封係合するよう に構成されている。また、この環状区域は、確実に弁座にぴったり密封係合する ように超仕上げされる。 別個のピン部材が、別個に製造されて、その一方の端部に所望の噴霧パターン 形成部を有するように構成される。 ピン部材は、軸方向孔に挿入され、前記一方の端部がニードルチップ中央から 、それも環状区域内から突出するように軸方向孔内に永久固定され、オリフィス ディスクが所望の噴霧パターン形成部の下流に設けられる。 この製造方法により、決定的に重要な、弁座との係合面が、極めて精密に成形 され、かつ適正に仕上げられる一方、ニードルチップ中央から突出する噴霧パタ ーン形成部が得られる。 図面の説明 図１は、燃料噴射器端部の拡大部分断面図で、本発明の方法により製造された 燃料噴射器端部分を詳細に示した図。 図２Ａは、部分球形を有するように成形された後の噴射器ニードルチップの部 分側面図。 図２Ｂは、軸方向孔が機械加工された噴射器ニードルチップの部分断面図。 図２Ｃは、図２Ｂに示した機械加工された軸方向孔を有する燃料噴射器ニード ルチップと、噴霧パターン形成部の形状に一方の端部が構成された別個の機械加 工されたピン部材との部分側面図。 図２Ｄは、軸方向孔にピン部材が装着された燃料噴射器ニードルチップの部分 請求の範囲 1. 燃料噴射器ニードル（１０）を製造する方法において、該方法が、 前記ニードル（１０）の一端のチップ（３２）に部分球形の表面を形成する段 階と、 前記部分球形のチップ表面に環状区域が残るように前記チップ（３２）内に軸 方向孔（４８）を形成する段階と、 前記軸方向孔（４８）の形成後に前記環状区域を超仕上げする段階と、 一方の端部に噴霧パターン形成部（４４）を有し、他方の端部に前記軸方向孔 （４８）にかん合するようにされたシャンクを有するピン部材（４６）を別個に 形成する段階と、 前記ピン部材（４６）のシャンクを前記孔（４８）にかん合させ、前記噴霧パ ターン形成部（４４）が前記チップ表面の環状区域内から突出するように軸方向 孔内にシャンクを永久固定する段階と、 オリフィスディスク（２４）を前記噴霧パターン形成部（４４）の下流に設け る段階と、を含む燃料噴射器ニードルを製造する方法。 2. 前記噴霧パターン成形部（４４）が、前記ピン部材（４６）の前記一方の 端部に円錐面を有している、請求項１に記載された方法。 3. 弁座を通過する燃料流を制御するための燃料噴射器ニードル（１０）であ って、前記弁座が前記噴射器ニードル（１０）の一方の端部のチップ（３２）と 密封係合するための円錐形座面（４０）を有する形式のものにおいて、前記ニー ドル（１０）が、 前記ニードルチップ（３２）に形成された部分球形の超仕上げされた環状区域 と、 前記部分球形の環状区域から内方へ前記チップ（３２）内へ延びる軸方向孔（ ４８）と、 前記孔内に固定されたシャンク端と噴霧パターン形成部（４４）として働くよ うに前記孔から突出するチップとを備えた別個のピン部材と、 前記噴霧パターン形成部（４４）の下流に配置されるオリフィスディスク（２ ４）と、を有している、弁座を通過する燃料流を制御するための燃料噴射器ニー ドル。 4. 前記ピン部材（４６）の前記チップが円錐形を有している、請求項３に記 載された燃料噴射器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 燃料噴射器ニードルを製造する方法において、該方法が、 前記ニードルの一端のチップに部分球形の表面を形成する段階と、 前記部分球形のチップ表面に環状区域が残るように前記チップ内に軸方向孔を 形成する段階と、 前記軸方向孔の形成後に前記環状区域を超仕上げする段階と、 一方の端部に噴霧パターン形成部を有し、他方の端部に前記軸方向孔にかん合 するようにされたシャンクを有するピン部材を別個に形成する段階と、 前記ピン部材のシャンクを前記孔にかん合させ、前記噴霧パターン形成部が前 記チップ表面の環状区域内から突出するように軸方向孔内にシャンクを永久固定 する段階とを含む、燃料噴射器ニードルを製造する方法。 2. 前記噴霧パターン成形部が、前記ピン部材の一方の端部に円錐面を有して いる、請求項１に記載された方法。 3. 弁座を通過する燃料流を制御するための燃料噴射器ニードルであって、前 記弁座が前記噴射器ニードルの一方の端部のチップと密封係合するための円錐形 座面を有する形式のものにおいて、前記ニードルが、 前記ニードルチップに形成された部分球形の環状区域と、 前記部分球形の環状区域から内方へ前記チップ内へ延びる軸方向孔と、 前記孔内に固定されたシャンク端と噴霧パターン形成部として働くように前記 孔から突出する先端とを備えた別個のピン部材とを有している、弁座を通過する 燃料流を制御するための燃料噴射器ニードル。 4. 前記ピン部材の先端が円錐形を有している、請求項３に記載された燃料噴 射器。