JP2002004979A - 作動機構とこれを用いた弁装置 - Google Patents

作動機構とこれを用いた弁装置

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JP2002004979A
JP2002004979A JP2000185278A JP2000185278A JP2002004979A JP 2002004979 A JP2002004979 A JP 2002004979A JP 2000185278 A JP2000185278 A JP 2000185278A JP 2000185278 A JP2000185278 A JP 2000185278A JP 2002004979 A JP2002004979 A JP 2002004979A
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valve
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Yoshimoto Matsuda
義基 松田
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動部材とリテーナ間の溶接部の応力集中を
緩和できる作動機構、およびこれを用いた弁装置を提供
する。 【解決手段】 作動機構16は、棒状の作動部材20を
板状のリテーナ21の貫通孔23に貫通して接合してな
り、リテーナ21に付加される外力により作動部材20
の軸方向に往復動する。前記作動部材20と貫通孔23
とのすきま25に連通する環状溝26を、作動部材20
とリテーナ21の少なくとも一方に形成し、リテーナ2
1の一端面から環状溝26の入口26aまで溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、棒状の作動部材を
板状のリテーナの貫通孔に貫通して接合してなり、リテ
ーナに付加される外力により作動部材の軸方向に往復動
する作動機構と、これを用いた弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は、直噴式エンジンの燃料噴射装置
に用いられる従来のインジェクターノズル(弁装置の一
例)の構造を示す断面図である。このインジェクターノ
ズルは、作動部材であるニードル42とリテーナ43と
からなる作動機構41と、弁孔45および弁座46を有
する弁座部材44とを備えている。ニードル42は、前
記弁孔45に挿通されて、一端部の弁体部42aが前記
弁座46に着座する。リテーナ43は、ニードル42の
他端部が貫通して固定される貫通孔47を有する板状の
部材である。弁座部材44とリテーナ43との間にはス
プリング48が介在し、リテーナ43に上方から付加さ
れる液体の圧力とスプリング48の弾性復帰力とによ
り、ニードル42がその軸方向に往復動する。ニードル
42の他端部のリテーナ43への固定は、電子ビームや
レーザービーム等を用いた溶接により行われている。な
お、ビーム溶接部に連ねて凹所を形成する技術を示すも
のとして、特開平7−32179号公報に示されたもの
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記インジェクターノ
ズルにおける作動機構41では、液体の圧力Pとスプリ
ング48の付勢力fとでニードル41が往復動を繰り返
すと、リテーナ43とニードル42の溶接部49に繰り
返し荷重が働いて、溶接部を支点としてリテーナ43
に、これを上方に曲げようとするモーメントMが作用す
る。このとき、溶接部49の下部に連らなる貫通孔47
の狭いすきまが、そのノッチ効果により、溶接部49の
応力集中を招く。
【0004】そこで本発明は、作動部材とリテーナ間の
溶接部の疲労を防止できる作動機構、およびこれを用い
た弁装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達するた
めに、本発明の作動機構は、棒状の作動部材を板状のリ
テーナの貫通孔に貫通して接合してなり、リテーナに付
加される外力により作動部材の軸方向に往復動する機構
であって、前記作動部材と貫通孔とのすきまに連通する
環状溝が、作動部材とリテーナの少なくとも一方に形成
され、リテーナの一端面から環状溝の入口まで溶接され
て作動部材とリテーナとが接合されている。
【0006】前記作動機構によれば、作動部材をリテー
ナに接合する溶接部が環状溝の入口まで及ぶので、作動
部材と貫通孔とのすきまが溶接部につながるのを阻止で
きる。これにより、すきまの持つノッチ効果が減殺され
て、溶接部の応力集中が緩和される。
【0007】また、前記構成において、前記環状溝に連
通する空気逃がし溝が、作動部材とリテーナの少なくと
も一方に形成されているものとしてもよい。この場合に
は、溶接時に熱した空気が溶接ビード内を通って外部に
排出されずに、この空気を空気逃がし溝に逃がすことが
できるので、溶接部の高い品質を維持できる
【0008】さらに、本発明の弁装置は、弁孔および弁
座を有する弁座部材と、前記弁孔に挿通されて一端部の
弁体部が前記弁座に着座する棒状の作動部材と、この作
動部材の他端部が貫通して接合される貫通孔を有する板
状のリテーナとを備え、リテーナに付加される液体の圧
力により作動部材がその軸方向に往復動する弁装置であ
って、前記作動部材と貫通孔とのすきまに連通する環状
溝が、作動部材とリテーナの少なくとも一方に形成さ
れ、リテーナの一端面から環状溝の入口まで溶接されて
作動部材とリテーナとが接合されている。
【0009】前記弁装置によれば、やはり作動部材をリ
テーナに接合する溶接部が環状溝まで及ぶので、作動部
材と貫通孔とのすきまが溶接部につながるのを阻止でき
る。これによりすきまの持つノッチ効果が減殺されて、
溶接部の応力集中が緩和される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の
一実施形態に係る弁装置を備えた燃料噴射装置の縦断面
図を示す。この燃料噴射装置1は、直噴式エンジンEの
燃焼室2に燃料Fを噴射するものであって、ほぼ筒形の
装置本体3内には、軸心方向に延びる燃料通路6が形成
され、この燃料通路6の先端部には弁装置であるインジ
ェクタノズル4が設けられ、このインジェクタノズル4
が燃焼室2に臨むように、燃料噴射装置1は直噴式エン
ジンEのシリンダヘッド5に取り付けられる。
【0011】前記燃料通路6内には、スプリング9によ
り前記インジェクタノズル4の設置部から離反する側
(図1の上方)に付勢されたボール10が燃料通路6の
軸方向に往復動自在に設けられており、燃料通路6の基
端部は圧力発生部11に接続されている。圧力発生部1
1は、図示しない噴射制御装置からの制御信号(パルス
信号)を受けて作動し、燃料室2内での点火タイミング
に先立ち、圧力発生部11のロッド14でボール10を
押し下げることにより燃料Fを加圧し、高圧の燃料F
を、前記制御信号に応じた量だけ燃料通路6に供給し、
後述するように、インジェクタノズル4を通して燃焼室
2内に噴射する。
【0012】前記インジェクタノズル4は、図2(A)
に示すように、弁座部材15と、作動機構16と、スプ
リング17を備えている。弁座部材15は、その一端部
(図2(A)における下端部)から他端部(図2(A)
における上端部)に向けて貫通する弁孔18と、この弁
孔18における弁座部材15の一端部側の開口縁に形成
されたテーパ状の弁座19とを有する。作動機構16
は、棒状の作動部材20と、板状のリテーナ21とから
なる。
【0013】作動部材20は一端部(図2(A)におけ
る下端部)に弁体部20aを有し、前記弁座部材15の
弁孔18に挿入されて作動部材20の軸方向に往復動自
在とされ、弁体部20aは弁座部材15の弁座19に着
座する。弁孔18と作動部材20との間には噴出路22
が形成されている。図2(B)に明示するように、リテ
ーナ21は貫通孔23を有し、この貫通孔23に前記作
動部材20の他端部(図2(B)における上端部)に膨
出して設けた固定部20bが貫通して、電子ビームまた
はレーザービームなどを用いた溶接により、リテーナ2
1に固定されている。前記作動部材20は、図2(A)
の弁孔18に、その下方から挿入してリテーナ21に固
定されるので、弁孔18の内径D1よりも図2(B)の
固定部20bの外径D2の方が小さく設定されている。
ただし、固定部20bは、膨出させずに、作動部材20
の弁体部20aを除いた主部と同一外径としてもよい。
【0014】図2(A)に示すスプリング17は、弁座
部材15の他端部とリテーナ21との間に介装される。
このスプリング17により、作動部材20は、その弁体
部20aが弁座部材15の弁座19に着座する方向に付
勢される。この付勢状態において、弁座部材15におけ
る他端部の端面とこれに対向するリテーナ21の一端面
との間には、間隙24が形成されており、この間隙24
を通ってインジェクタノズル4の周囲空間から前記噴出
路22内に燃料Fが導入される。
【0015】前記インジェクタノズル4は、図1の燃料
噴射装置1における装置本体3の一端部に設けられた状
態で、そのリテーナ21が燃料通路6の上流側に向けて
配置される。前記ボール10の下降によって加圧される
燃料通路6内の燃料Fの圧力Pが、図2(A)のリテー
ナ21に加わると、作動部材20が弁座部材15の一端
部側(下側)に押し出されて、弁体部20aが弁座19
から離れることで、弁孔18が開き、噴出路22内の燃
料Fが燃焼室2に噴出される。
【0016】前記リテーナ21の貫通孔23と、この貫
通孔23に貫通してリテーナ21に溶接される作動部材
20との間には、図3に示すように、作動部材20と貫
通孔23とのすきま25に連通する環状溝26が形成さ
れている。すなわち、図2(B)に示すように、リテー
ナ21の貫通孔23には断面が半円形の環状溝26Aが
形成され、作動部材20における他端部の外周面の前記
環状溝26Aに対向する位置にも、断面が半円形の環状
溝26Bが形成され、両環状溝26A,26Bにより、
図3に示すように、断面がほぼ円形の環状溝26が形成
される。環状溝26の溝幅W1は、すきま25の幅W2
よりも大きく、好ましくはW2の2倍以上、より好まし
くは4倍以上である。作動部材20をリテーナ21に固
定する溶接は、作動部材20の他端部が貫通孔23を貫
通して露出するリテーナ21の一端面から、前記環状溝
26の入口26a、つまり、溶接が環状溝26に進入す
る進入口まで行われる。ただし、溶接は入口26aより
も若干環状溝26の内方へ進入してもよく、ここでは、
その場合も、「入口まで溶接されている」状態とみな
す。
【0017】前記インジェクタノズル4では、作動部材
20とリテーナ21の貫通孔23との間で、弁座部材1
5に対向する側においてすきま25があるので、リテー
ナ21に付加される燃料Fの圧力Pとスプリング17の
付勢力とによる作動部材20およびリテーナ21の軸心
方向への往復動の繰り返しにより、溶接部27に、この
溶接部27を支点としてリテーナ21を上方へ曲げよう
とするモーメントMが繰り返し作用する。しかし、この
実施形態では、断面が円形の前記環状溝26の入口26
aまで溶接部27が達しているので、作動部材20と貫
通孔21とのすきま25が溶接部27につながるのが阻
止される。これにより、すきま25の持つノッチ効果が
減殺されて、溶接部27の応力集中が緩和される。ま
た、溶接部27の深さは、前記環状溝26の入口26a
までに制限されるので、溶接部26の深さを一定に設定
でき、品質管理も容易になる。
【0018】図4は、本発明の他の実施形態の要部拡大
断面図を示す。この実施形態では、リテーナ21の貫通
孔23と作動部材20との間に、先の実施形態における
環状溝26に連通する空気逃がし溝28が形成されてい
る。その他の構成は先の実施形態の場合と同様である。
この空気逃がし溝28は、作動部材20側またはリテー
ナ21側にのみ設けてもよい。
【0019】このインジェクタノズル4では、溶接によ
り作動部材20をリテーナ21に接合する時に、溶接で
熱した空気が溶接ビード内を通って外部に排出されず
に、この空気を空気逃がし溝28に逃がすことができ
る。したがって、溶接部27の品質が高く維持される。
【0020】なお、溶接で熱した空気が溶接ビードを通
って外部に排出するのを防止するために、上記したよう
に空気逃がし溝28を形成することなく、溶接時に、リ
テーナ21の他端面(図4の下面)側から、作動部材2
0とリテーナ21の貫通孔23との間のすきま25を介
して、前記環状溝26内を真空引きするようにしてもよ
い。
【0021】また、先の実施形態では、リテーナ21の
貫通孔23と作動部材20の両方に形成した断面が半円
形の環状溝26A,26Bで、断面形がほぼ円形の環状
溝26を構成しているが、図5に示すように、リテーナ
21の貫通孔23側に設けた環状溝26Aのみであって
も、図6に示すように、作動部材20の外周面側に設け
た環状溝26Bのみであっても、溶接部27の応力集中
を緩和できる。
【0022】また、先の実施形態では、リテーナ21の
貫通孔23と作動部材20との間のすきま25に連通す
る環状溝26を断面形がほぼ円形のものとしたが、例え
ば図7に示すように、溶接部27側に一辺が対向する断
面が三角形状のものとしてもよい。この場合、リテーナ
21の貫通孔23および作動部材20の外周面に形成す
る各環状溝26A,26Bは、断面が環状溝26を形成
する三角形をほぼ二等分した三角形状としている。この
ように構成した場合にも、溶接部27の応力集中を緩和
できる。
【0023】図4〜7の実施形態においても、環状溝2
6の幅はすきま25の幅よりも大きく、好ましくは2倍
以上、より好ましくは4倍以上である。
【0024】また、前記各実施形態では、前記構成の作
動機構16を用いたインジェクタノズル4の例について
示したが、他の装置に前記構成の作動機構16を用いて
もよい。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明の作動機構および
弁装置によれば、作動部材と貫通孔とのすきまに連通す
る環状溝が、作動部材とリテーナの少なくとも一方に形
成され、リテーナの一端面から環状溝の入口まで溶接さ
れて作動部材とリテーナとが接合されているので、作動
部材と貫通孔とのすきまが溶接部につながるのを阻止で
きる。これによりすきまの持つノッチ効果が減殺され
て、溶接部の応力集中が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る弁装置を備えた燃料
噴射装置の縦断面図である。
【図2】(A)は同弁装置の拡大縦断面図、(B)はそ
の弁装置における作動機構を構成するリテーナと作動部
材の分解図である。
【図3】同弁装置における作動機構の要部拡大断面図で
ある。
【図4】同作動機構の他の実施形態を示す要部拡大断面
図である。
【図5】同作動機構のさらに他の実施形態を示す要部拡
大断面図である。
【図6】同作動機構のさらに他の実施形態を示す要部拡
大断面図である。
【図7】同作動機構のさらに他の実施形態を示す要部拡
大断面図である。
【図8】従来例の縦断面図である。
【符号の説明】
4…インジェクタノズル(弁装置)、15…弁座部材、
16…作動機構、18…弁孔、19…弁座、20…作動
部材、20a…弁体部、21…リテーナ、23…貫通
孔、25…すきま、26,26A,26B…環状溝、2
6a…入口、27…溶接部、28…空気逃がし溝

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 棒状の作動部材を板状のリテーナの貫通
    孔に貫通して接合してなり、リテーナに付加される外力
    により作動部材の軸方向に往復動する作動機構におい
    て、 前記作動部材と貫通孔とのすきまに連通する環状溝が、
    作動部材とリテーナの少なくとも一方に形成され、リテ
    ーナの一端面から環状溝の入口まで溶接されて作動部材
    とリテーナとが接合されていることを特徴とする作動機
    構。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記環状溝に連通す
    る空気逃がし溝が、作動部材とリテーナの少なくとも一
    方に形成されている作動機構。
  3. 【請求項3】 弁孔および弁座を有する弁座部材と、 前記弁孔に挿通されて一端部の弁体部が前記弁座に着座
    する棒状の作動部材と、 この作動部材の他端部が貫通して接合される貫通孔を有
    する板状のリテーナとを備え、リテーナに付加される液
    体の圧力により作動部材がその軸方向に往復動する弁装
    置において、 前記作動部材と貫通孔とのすきまに連通する環状溝が、
    作動部材とリテーナの少なくとも一方に形成され、リテ
    ーナの一端面から環状溝の入口まで溶接されて作動部材
    とリテーナとが接合されていることを特徴とする弁装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016151185A (ja) * 2015-02-16 2016-08-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 接合体および燃料供給ポンプ
WO2018142930A1 (ja) * 2017-01-31 2018-08-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 高圧燃料供給ポンプ

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