JP2002310032A - モジューラ燃料インジェクタの組立て及び試験方法 - Google Patents

モジューラ燃料インジェクタの組立て及び試験方法

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JP2002310032A JP2002098882A JP2002098882A JP2002310032A JP 2002310032 A JP2002310032 A JP 2002310032A JP 2002098882 A JP2002098882 A JP 2002098882A JP 2002098882 A JP2002098882 A JP 2002098882A JP 2002310032 A JP2002310032 A JP 2002310032A
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ピー ダルマイアー マイケル
Mcfarland Robert
マックファーランド ロバート
Michael J Hornby
ジェイ ホーンビー マイケル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料インジェクタをモジュール構造にするこ
とにより、バルブグループとコイルグループとを別個に
組み立てかつ試験することができるようにする。 【解決手段】 クリーンルームを提供し、所定の回数の
作業を介して、シールされた燃料インジェクタを製造
し、この作業が、組立て、試験、実施、機械加工及び組
合せ作業を含んでおり、これらの各組立て、試験、実
施、機械加工及び組合せ作業が、所定の回数の作業の特
定の範囲をそれぞれ構成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料インジェクタに
関する。
【０００２】
【従来の技術】公知の燃料噴射システムの例は、内燃機
関において燃焼させたい所定量の燃料を供給するために
インジェクタを使用する。供給される燃料の量は、エン
ジン速度、エンジン負荷、エンジンエミッション等の多
数のエンジンパラメータに基づき変化される。
【０００３】公知の電子式燃料噴射システムの例は、エ
ンジンパラメータのうちの少なくとも１つを監視し、燃
料を供給するためにインジェクタを電気的に動作させ
る。公知のインジェクタの例は、バルブを作動させるた
めに、電磁コイル、圧電素子、又は磁歪材料を使用す
る。
【０００４】インジェクタのための公知のバルブの例
は、シートに対して可動な閉鎖部材を含んでいる。閉鎖
部材がシートにシールするように接触した時には、イン
ジェクタを流過する燃料流が遮断され、閉鎖部材がシー
トから離反させられた時には、燃料がインジェクタを流
過させられる。
【０００５】公知のインジェクタの例は、閉鎖部材をシ
ートに向かって付勢する力を提供するばねを含んでい
る。この付勢力は、シートに対する閉鎖部材の移動の動
的特性を設定するために調整可能である。
【０００６】公知のインジェクタの例は、燃料流から粒
子を分離するためのフィルタを有しており、燃料源への
インジェクタの接続部においてシールを有している。
【０００７】公知のインジェクタのこのような例は、多
数の欠点を有している。公知のインジェクタの例は、実
質的に汚染物質が存在しない環境において完全に組み立
てられなければならない。公知のインジェクタの例は、
最終的な組立てが完了した後に初めて試験することがで
きる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、燃料インジェクタをモジュール構造にすること
により、バルブグループとコイルグループとを別個に組
み立てかつ試験することができるようにすることであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、燃料イ
ンジェクタは複数のモジュールを有することができ、各
モジュールは、個別に組み立てかつ試験することができ
る。本発明の１つの実施例によれば、モジュールは、流
体取扱いサブアセンブリと、電気的サブアセンブリとを
含むことができる。これらのサブアセンブリは、本発明
による燃料インジェクタを提供するために、後で組み立
てられることができる。
【００１０】本発明はモジューラ燃料インジェクタを製
造する方法を提供する。この方法は、クリーンルームを
提供し、所定の回数の作業を介して、つまり、クリーン
ルーム内で燃料グループを組み立て；燃料グループとパ
ワーグループとを試験することを含んで燃料インジェク
タを試験し；燃料グループとパワーグループとのうちの
少なくとも一方に対して溶接作業を実施し；燃料グルー
プとパワーグループとのうちの少なくとも一方を機械加
工しかつ、燃料グループとパワーグループとのうちの少
なくとも一方に対してねじ加工作業を実施し；クリーン
ルームの外で燃料グループとパワーグループとを組み合
わせ、シールされたモジューラ燃料インジェクタユニッ
トを形成することによって、シールされたモジューラ燃
料インジェクタを製造することを含んでいる。これらの
各組立て、試験、実施、機械加工及び組合わせ作業は、
所定の回数の作業の特定の範囲をそれぞれ構成してい
る。
【００１１】本発明はさらにモジューラ燃料インジェク
タを組み立てる方法を提供する。この方法は、クリーン
ルームを提供し、所定の回数の組立て作業によって搬送
可能なモジューラ燃料インジェクタユニットを組み立て
ることを含んでいる。この組立て作業は、所定の回数の
作業の５２％〜６２％を構成する、クリーンルーム内で
の燃料グループの組立てと、所定の回数の作業の３％〜
１３％を構成する、燃料グループとパワーグループとを
試験することを含んだ燃料インジェクタの試験と、所定
の回数の作業の３％〜８％を構成する、燃料グループと
パワーグループとのうちの少なくとも一方に対する溶接
作業の実施と、所定の回数の作業の３％〜９％を構成す
る、燃料グループとパワーグループとのうちの少なくと
も一方の機械加工及び燃料グループとパワーグループと
のうちの少なくとも一方に対するねじ加工作業の実施
と、所定の回数の作業の１２％〜２２％を構成する、ク
リーンルームの外で燃料グループとパワーグループとを
組み合わせることによる搬送可能なモジューラ燃料イン
ジェクタユニットの形成とを含んでいる。
【００１２】
【発明の実施の形態】ここに組み込まれかつこの明細書
の一部を構成している添付の図面は、本発明の実施例を
示しており、前記の概略的な説明と以下の詳細な説明と
相俟って、本発明の特徴を説明するために働く。
【００１３】図１〜図４を参照すると、ソレノイド作動
式燃料インジェクタ１００は、内燃機関（図示せず）に
おいて燃焼させたい所定量の燃料を供給する。燃料イン
ジェクタ１００は、第１のインジェクタ端部２３８と第
２のインジェクタ端部２３９との間に長手方向軸線Ａ−
Ａに沿って延びており、バルブグループサブアセンブリ
２００とパワーグループサブアセンブリ３００とを有し
ている。バルブグループサブアセンブリ２００は、流体
取扱い機能を行い、例えば、燃料流路を画定しかつイン
ジェクタ１００を通る燃料流を遮断する。パワーグルー
プサブアセンブリ３００は、電気的機能を行い、例え
ば、電気信号を、インジェクタ１００に燃料を流過させ
るための駆動力に変換する。
【００１４】図１及び図２を参照すると、バルブグルー
プサブアセンブリ２００は、第１の管アセンブリ端部２
００Ａと第２の管アセンブリ端部２００Ｂとの間に長手
方向軸線Ａ−Ａに沿って延びた管アセンブリを有してい
る。管アセンブリは、少なくとも入口管と、非磁性シェ
ル２３０と、バルブボディ２４０とを有している。入口
管２１０は、第１の管アセンブリ端部２００Ａの近傍の
第１の入口管端部を有している。入口管２１０の第２の
端部は、非磁性シェル２３０の第１のシェル端部に接続
されている。非磁性シェル２３０の第２のシェル端部
は、バルブボディ２４０の第１のバルブボディ端部に接
続されている。バルブボディ２４０の第２のバルブボデ
ィ端部は、第２の管アセンブリ端部２００Ｂの近傍に設
けられている。入口管２１０は、深絞りプロセス又はロ
ール作業によって形成することができる。入口管２１０
の第２の入口管端部に磁極片を一体的に形成するか、又
は図示したように、入口管２１０の一部及び非磁性シェ
ル２３０の第１のシェル端部に別個の磁極片２２０を結
合することができる。非磁性シェル２３０は、反磁性ス
テンレス鋼４３０ＦＲか又は、ほぼ同様の構造的及び磁
気的特性を示すあらゆるその他の適切な材料から形成す
ることができる。
【００１５】可動子アセンブリ２６０が管アセンブリに
配置されている。可動子アセンブリ２６０は、強磁性を
有する第１の可動子アセンブリ端部、若しくは可動子部
分２６２と、シール部分を有する第２の可動子アセンブ
リ端部とを有している。可動子アセンブリ２６０は、磁
性部分若しくは“可動子”２６２が磁極片２２０に対向
するように管アセンブリに配置されている。シール部分
は、閉鎖部材２６４、例えば球形バルブエレメントを有
しており、この閉鎖部材は、シート２５０及びシール面
２５２に対して可動である。閉鎖部材２６４は、図１及
び図２に示したような閉鎖状態と、開放状態（図示せ
ず）との間を可動である。閉鎖状態においては、閉鎖部
材２６４は、流体が開口を流過しないようにするため
に、シール面２５２に接触する。開放状態においては、
閉鎖部材２６４は、開口に流体を流過させるようにシー
ト２５０から離反させられる。可動子アセンブリ２６０
は、強磁性部分又は可動子部分２６２を閉鎖部材２６４
に接続する別個の中間部分若しくは可動子管２６６を有
していてもよい。中間部分又は可動子管２６６は、様々
な技術によって製造することができ、例えば、プレート
を丸めて継目を溶接するか、ブランクを深絞りしてシー
ムレス管を形成することができる。中間部分２６６は、
有利には、その能力により、燃料インジェクタ１００の
磁気回路からの漏れ磁束を低減する。この能力は、中間
部分又は可動子管２６６が非磁性であることができ、こ
れにより磁性部分又は可動子２６２を強磁性の閉鎖部材
２６４から磁気的に切断することができることにより提
供される。強磁性の閉鎖部材２６４は、強磁性部分又は
可動子部分２６２から切断されているので、漏れ磁束が
低減され、これにより、磁気回路の効率を改善する。漏
れ磁束を低減させるために、非磁性の閉鎖部材２６４を
非磁性の可動子管２６６と共に使用することができる。
【００１６】シート２５０が管アセンブリの第２の端部
に取り付けられている。シート２５０は、燃料インジェ
クタの長手方向軸線Ａ−Ａ上にセンタリングされた開口
を画定しており、この開口を燃料が流過し、内燃機関
（図示せず）へ流入することができる。シート２５０
は、開口を包囲したシール面を有している。バルブボデ
ィ２４０の内部に面したシール面は、円錐台形又は凹面
形であることができ、仕上げ面を有することができる。
少なくとも１つの正確にサイズ決め及び向き付けされた
オリフィスを提供し、これにより、特定の燃料スプレー
パターンを得るために、オリフィスプレート若しくはオ
リフィスディスク２５４をシート２５０に関連して使用
することができる。
【００１７】図２Ｂを参照すると、入口管２１０又は管
アセンブリ内の可動子からの所定の軸方向距離において
シート２５０を設定するように、リフトスリーブ２５５
がバルブボディ２４０内にテレスコープ式に取り付けら
れる。この特徴は図２Ｂの組立分解図において理解する
ことができ、この図２Ｂでは、シート２５０と可動子と
の間の離隔距離を、リフトスリーブ２５５をバルブボデ
ィ２４０内にテレスコープ式に挿入することによって設
定することができる。リフトスリーブ２５５の使用によ
り、インジェクタリフトを設定しかつ、オプションとし
てインジェクタの最終的な組立て前に試験することがで
きる。さらに、リフトの調整は、完全に組み立てられた
インジェクタを廃棄するのではなく、リフトスリーブを
いずれかの軸方向に移動させることによって実施するこ
とができる。一旦インジェクタリフトが適正であると決
定されると、リフトスリーブ２５５はレーザ溶接によっ
てハウジング３３０に固定される。
【００１８】択一的に、図２Ｃに示したように、クラッ
シュリング２５６を、インジェクタリフト高さを設定す
るためにリフトスリーブ２５５の代わりに使用すること
ができる。クラッシュリングの使用は、入口管、非磁性
シェル２３０、バルブボディ２４０及び可動子の寸法が
大きな生産ラインに対して決定された場合のより迅速な
インジェクタ組立てを可能にする。
【００１９】少なくとも１つの軸方向に延びた貫通ボア
２６７と、可動子アセンブリ２６０の壁部を貫通した少
なくとも１つの開口とは、燃料を可動子アセンブリ２６
０に流過させることができる。開口２６８は、あらゆる
形状であることができるが、軸方向に細長いと有利であ
り、これにより、気泡の通過を容易にする。例えば、シ
ートを実質的に管に丸めることによって形成された別個
の中間部分２６６の場合、開口２６８は、丸められたシ
ートの突き当たってない縁部の間に画定された、軸方向
に延びたスリットであることができる。開口２６８によ
り、流体は、少なくとも１つの貫通ボア２６７とバルブ
ボディ２４０の内部との間を通流することができる。し
たがって、開放状態においては、燃料は、貫通ボア２６
７から、開口２６８、バルブボディ２４０の内部、閉鎖
部材２６４の周囲、及び開口を通って、エンジン（図示
せず）内へ通流させられることができる。
【００２０】閉鎖部材２６４を提供する球形バルブエレ
メントの場合、球形バルブエレメントは、球形バルブエ
レメントの直径よりも小さな直径において可動子アセン
ブリ２６０に接続されることができる。このような接続
は、球形バルブエレメントの、シートと接触する側とは
反対側において行われる。シートの近傍において管アセ
ンブリに下部可動子ガイド２５７を配置することがで
き、この下部可動子ガイドは、球形バルブエレメントの
直径に摺動可能に係合する。下部可動子ガイド２５７
は、軸線Ａ−Ａに沿った可動子アセンブリ２６０の整合
を容易にすることができ、また可動子管２６６は、閉鎖
部材２６４を可動子アセンブリ２６０の強磁性又は可動
子部分２６２から磁気的に切断することができる。
【００２１】管アセンブリには弾性部材２７０が配置さ
れており、この部材２７０は可動子アセンブリ２６０を
シートに向かって付勢している。フィルタアセンブリ２
８２は、フィルタ２８４Ａと、さらに管アセンブリに配
置される調整管２８０とを有している。フィルタアセン
ブリ２８２は、第１の端部と第２の端部とを有してい
る。フィルタ２８４Ａは、フィルタアセンブリ２８２の
一方の端部に配置されており、管アセンブリの第１の端
部の近傍に、弾性部材２７０から離れて配置されている
が、調整管２８０が、ほぼ、管アセンブリの第２の端部
の近傍に配置されている。調整管２８０は、弾性部材２
７０に係合し、管アセンブリに対する部材の付勢力を調
整する。特に、調整管２８０は反応部材を提供し、この
反応部材に対して弾性部材２７０が反応し、これによ
り、パワーグループサブアセンブリ３００への通電が遮
断されるとインジェクタバルブ１００を閉鎖する。調整
管２８０の位置は、調整管２８０の外面と管アセンブリ
の内面との間の締りばめによって入口管２１０に対して
保持することができる。したがって、入口管２１０に対
する調整管２８０の位置は、可動子アセンブリ２６０の
所定の動特性を設定するために使用することができる。
択一的に、図２Ａに示したように、調整管２８０Ａと逆
カップ状のフィルタリングエレメント２８４Ｂとを有す
るフィルタアセンブリ２８２′を、円錐タイプのフィル
タアセンブリ２８２の代わりに使用することができる。
【００２２】バルブグループサブアセンブリ２００は以
下のように組み立てることができる。非磁性シェル２３
０は、入口管２１０及びバルブボディ２４０に接続され
る。フィルタアセンブリ２８２又は２８２′は、軸線Ａ
−Ａに沿って入口管２１０の第１の入口管端部２００Ａ
から挿入される。次いで、弾性部材２７０及び可動子ア
センブリ２６０（前もって組み立てられている）が、軸
線Ａ−Ａに沿ってバルブボディ２４０の第２のバルブボ
ディ端部から挿入される。フィルタアセンブリ２８２又
は２８２′を、弾性部材に接するように所定の距離だけ
入口管２１０内へ挿入することができる。入口管２１０
に対するフィルタアセンブリ２８２又は２８２′の位置
は、弾性部材の動特性を調整するために、例えば、噴射
パルス中に可動子アセンブリ２６０が浮いたり弾んだり
しないことを保証するために使用することができる。次
いで、シート２５０及びオリフィスプレート２５４は、
軸線Ａ−Ａに沿ってバルブボディ２４０の第２のバルブ
ボディ端部から挿入される。この場合、インジェクタの
リフトを調査するために、入口管端部２００Ａ又はオリ
フィスからプローブを挿入することができる。インジェ
クタリフトが適正であれば、リフトスリーブ２５５及び
シート２５０がバルブボディ２４０に固定される。有利
には、インジェクタリフトを、非磁性シェル２３０と磁
極片２２０との相対的な軸方向位置をこれら２つの部材
が結合される前に調整することにより設定することもで
きる。使用される技術に拘わらずリフトスリーブ２５
５、シート２５０又は非磁性シェル２３０のそれぞれ
は、互いに又はバルブボディ２４０に、例えば接着、レ
ーザ溶接、圧着、摩擦溶接、慣用の溶接を含む公知の取
付け技術、有利にはレーザ溶接によって固定することが
できる。
【００２３】図１及び図３を参照すると、パワーグルー
プサブアセンブリ３００は、電磁コイル３１０と、少な
くとも１つの端子３２０（有利な実施例によれば２つ）
と、ハウジング３３０と、オーバモールド３４０とを有
している。電磁コイル３１０は、ワイヤ３１２を有して
おり、このワイヤ３１２は、ボビン３１４に巻き付ける
ことができ、ボビン３１４に設けられた電気接点３２２
に電気的に接続することができる。通電されると、コイ
ルは、可動子アセンブリ２６０を開放状態に向かって移
動させる磁束を生ぜしめ、これにより、燃料が開口を流
過することができる。電磁コイル３１０への通電を遮断
することにより、弾性部材２７０は可動子アセンブリ２
６０を閉鎖状態へ戻し、これにより、燃料流を遮断す
る。それぞれの電気端子３２０は軸方向に延びた接点部
分若しくはコネクタ部分３２４を介してコイル３１０の
電気接点３２２に通電する。磁束のための戻り経路を提
供するハウジング３３０は、主として、電磁コイル３１
０を包囲した強磁性の円筒体３３２と、この円筒体から
軸線Ａ−Ａに向かって延びたフラックスワッシャ３３４
とを有している。フラックスワッシャ３３４は、円筒体
と一体的に形成することも別個に取り付けることもでき
る。ハウジング３３０は、コイルが通電される時に生じ
る虞がある過電流を防止するために、孔、スロット又は
その他の形状的特徴を有することができる。付加的に、
ボビン３１４のためのマウンティングレリーフを提供す
るために、ハウジング３３０にはホタテ貝状の周縁部３
３１が設けられている。オーバモールド３４０は、電磁
コイル３１０と、少なくとも１つの電気端子３２０と、
ハウジング３３０との相対的な向き及び位置を維持す
る。オーバモールド３４０は、電気的なハーネスコネク
タ部分３２１を形成することもでき、このハーネスコネ
クタ部分３２１において、端子３２０の一部が露出され
ている。端子３２０及び電気的なハーネスコネクタ部分
３２１は、対応するコネクタ、例えば車両ワイヤリング
ハーネス（図示せず）の一部と係合することができ、こ
れにより、電磁コイル３１０に通電するためにインジェ
クタ１００を電源（図示せず）に容易に接続することが
できる。
【００２４】有利な実施例によれば、電磁コイル３１０
によって生ぜしめられた磁束は、磁極片２２０、磁極片
２２０と磁気的可動子部分２６２との間の作業エアギャ
ップ、磁気的可動子部分２６２とバルブボディ２４０と
の間の非励振エアギャップ、ハウジング３３０、及びフ
ラックスワッシャ３３４から成る回路内を流れる。
【００２５】コイルグループサブアセンブリ３００は以
下のように製作することができる。図３Ｂに示したよう
に、プラスチックボビン３１４は、電気接点３２２を備
えて成形することができる。電磁コイル３１０のための
ワイヤ３１２は、プラスチックボビン３１４に巻き付け
られかつ電気接点３２２に接続される。次いで、ハウジ
ング３３０が電磁コイル３１０及びボビン３１４ユニッ
トに被せられる。ボビン３１４には少なくとも１つの保
持プロング３１４Ａを形成することができ、この保持プ
ロング３１４は、オーバモールド３４０と共に、一旦オ
ーバモールドが形成されるとボビン３１４をオーバモー
ルド３４０に対して固定するために利用される。端子３
２０は適切な輪郭に予め曲げられているので、予め整合
させられた端子３２０は、電気的なサブアセンブリのた
めにポリマが型（図示せず）に注入又は噴射された場合
に、形成すべきハーネスコネクタ３２１と整合する。次
いで、端子３２０が、軸方向に延びた部分３２４を介し
て、個々の電気接点３２２に電気的に接続される。次い
で、完成したボビン３１４は、ホタテ貝状の縁部３３１
によって適切な向きでハウジング３３０内に配置され
る。次いで、コイル／ボビンユニットと、ハウジング３
３０と、端子３２０との相対的なアセンブリを維持する
ためにオーバモールド３４０が形成される。オーバモー
ルド３４０は、インジェクタのための構造上のケースを
も提供し、所定の電気的及び熱的な絶縁特性を提供す
る。別個のカラー（図示せず）を例えば接着によって接
続することができ、このカラーは、用途に応じた特性、
例えば、インジェクタ１００の向き付け特徴又は識別特
徴を提供することができる。したがって、オーバモール
ド３４０は、適切なカラーを付加することによって修正
することができるユニバーサル構造を提供する。製造コ
スト及び在庫管理コストを低減するために、コイル／ボ
ビンユニットは種々異なる用途に対して同じであること
ができる。特定の管アセンブリ長さ、取付け構成、電気
コネクタ等に適合するように、端子３２０及びオーバモ
ールド３４０（又は使用されているならばカラー）のサ
イズ及び形状を変更することができる。
【００２６】択一的に、図３Ａに示したように、２片オ
ーバモールドの場合、第１のオーバモールド３４１が、
用途に応じた特定のものであり、第２のオーバモールド
３４２が、全ての用途のためのものであることができ
る。第１のオーバモールド３４１は第２のオーバモール
ド３４２に接着されており、これらは、インジェクタの
ための電気的及び熱的な絶縁体として作用することがで
きる。付加的に、ハウジング３３０の一部は、インジェ
クタが種々異なるインジェクタ先端部長さを提供するこ
とができるように、オーバモールドを越えて突出してい
ることができる。特に図１及び図４に示したようにバル
ブグループサブアセンブリ２００は、コイルグループサ
ブアセンブリ３００に挿入されることができる。したが
って、インジェクタ１００は２つのモジューラサブアセ
ンブリから形成されており、これらのモジューラサブア
センブリは別個に組み立てられかつ試験され、次いで、
インジェクタ１００を形成するように結合することがで
きる。バルブグループサブアセンブリ２００及びコイル
グループサブアセンブリ３００は、接着剤、溶接、又は
別の同様の結合方法によって固定することができる。有
利な実施例によれば、オーバモールド３４０を貫通した
孔３６０は、ハウジング３３０を露出させ、ハウジング
３３０をバルブボディ２４０にレーザ溶接するためのア
クセスを提供する。Ｏリング２９０は、第１及び第２の
インジェクタ端部２３８，２３９のそれぞれに取り付け
ることができる。
【００２７】第１のインジェクタ端部２３８を、内燃機
関（図示せず）の燃料供給部に接続することができる。
Ｏリング２９０を、第１のインジェクタ端部２３８を燃
料供給部に対してシールするために使用することがで
き、これにより、インジェクタ１００と燃料レール（図
示せず）との結合部においてＯリング２９０が液密シー
ルを形成しながら、燃料レール（図示せず）からの燃料
が管アセンブリに供給される。
【００２８】動作時には、電磁コイル３１０が通電さ
れ、これにより、磁気回路に磁束が生ぜしめられる。磁
束は、可動子アセンブリ２６０を（有利な実施例によれ
ば軸線Ａ−Ａに沿って）一体的な磁極片２２０に向かっ
て移動させ、すなわち作業エアギャップを閉鎖する。可
動子アセンブリ２６０のこの移動は、閉鎖部材２６４を
シート２５０から離反させ、これにより、流体は、燃料
レール（図示せず）から、入口管２１０、貫通ボア２６
７、開口２６８及びバルブボディ２４０、シート２５０
と閉鎖部材２６４との間、開口、最後にオリフィスディ
スク２５４を通って、内燃機関（図示せず）内へ流れる
ことができる。電磁コイル３１０への通電が遮断される
と、可動子アセンブリ２６０は弾性部材２７０の付勢力
によって移動させられて閉鎖部材２６４をシートに継続
的に係合させ、これにより、燃料がインジェクタ１００
を流過することを妨げる。
【００２９】図５、図５Ａ〜図５Ｆを参照すると、有利
な組立てプロセスを以下のように行うことができる。
【００３０】１．クリーンルーム内で、予め組み立てら
れたバルブボディ及び非磁性スリーブがバルブボディを
上方に向けながら配置される。
【００３１】２．スクリーンリテーナ、例えばリフトス
リーブが、バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリ内
に装入される。
【００３２】３．下部スクリーンを、バルブボディ／非
磁性スリーブアセンブリ内に装入することができる。
【００３３】４．予め組み立てられたシート及びガイド
アセンブリが、バルブボディ／非磁性スリーブアセンブ
リ内に装入される。
【００３４】５．シート／ガイドアセンブリが、バルブ
ボディ／非磁性スリーブアセンブリ内の所望の位置にま
で押し込まれる。
【００３５】６．バルブボディが、例えばハーメチック
ラップシールを形成する連続波レーザによってシートに
溶接される。
【００３６】７．バルブボディ／非磁性スリーブアセン
ブリに対して第１の漏れ試験が行われる。この試験は、
ニューマチック式に行うことができる。
【００３７】８．非磁性スリーブが上方に位置するよう
にバルブボディ／非磁性スリーブアセンブリが反転され
る。
【００３８】９．可動子アセンブリが、バルブボディ／
非磁性スリーブアセンブリ内に装入される。
【００３９】１０．磁極片が、バルブボディ／非磁性ス
リーブアセンブリに装入され、リフト前位置にまで押し
込まれる。
【００４０】１１．バルブボディ／非磁性スリーブアセ
ンブリをダイナミックに、例えばニューマチック式にパ
ージする。
【００４１】１２．リフトを設定する。
【００４２】１３．非磁性スリーブが、例えば仮付け溶
接によって磁極片に溶接される。
【００４３】１４．非磁性スリーブが、例えばハーメチ
ックラップシールを形成する連続波レーザによって磁極
片に溶接される。
【００４４】１５．リフトを検証する。
【００４５】１６．バルブボディ／非磁性スリーブアセ
ンブリにばねが装入される。
【００４６】１７．バルブボディ／非磁性スリーブアセ
ンブリにフィルタ／調整管が装入され、プレ・キャリブ
レーション（予備校正）位置にまで押し込まれる。
【００４７】１８．燃料グループサブアセンブリをほぼ
確立するために、バルブボディ／非磁性スリーブアセン
ブリに入口管が接続される。
【００４８】１９．燃料グループサブアセンブリを所望
の全長にまで軸方向に押し込む。
【００４９】２０．入口管が、例えばハーメチックラッ
プシールを形成する連続波レーザによって磁極片に溶接
される。
【００５０】２１．燃料グループサブアセンブリに対し
て第２の漏れ試験が行われる。この試験はニューマチッ
ク式に行うことができる。
【００５１】２２．燃料グループサブアセンブリを、ク
リーンルームの外に移動させかつシートが上方に位置す
るように反転させることができる。
【００５２】２３．オリフィスが打ち抜かれ、シートに
装入される。
【００５３】２４．オリフィスが、例えばハーメチック
ラップシールを形成する連続波レーザによってシートに
溶接される。
【００５４】２５．燃料グループサブアセンブリ／オリ
フィスの周方向の向きが、“ルック／オリエント／ルッ
ク”手段によって確立することができる。
【００５５】２６．燃料グループサブアセンブリが、
（予め組み立てられた）パワーグループサブアセンブリ
に挿入される。
【００５６】２７．パワーグループサブアセンブリが、
燃料グループサブアセンブリに対して所望の軸方向位置
にまで押し込まれる。
【００５７】２８．燃料グループサブアセンブリ／オリ
フィス／パワーグループサブアセンブリの周方向の向き
が、検証されることができる。
【００５８】２９．パワーグループサブアセンブリが、
部分番号、連続番号、性能データ、ロゴ等の情報をレー
ザマークされることができる。
【００５９】３０．高圧電気試験を行う。
【００６０】３１．パワーグループサブアセンブリのハ
ウジングが、バルブボディに仮付け溶接される。
【００６１】３２．下部Ｏリングを装着することができ
る。択一的に、この下部Ｏリングを、試験後オペレーシ
ョンとして装着することができる。
【００６２】３３．上部Ｏリングが装着される。
【００６３】３４．完全に組み立てられた燃料インジェ
クタを反転する。
【００６４】３５．インジェクタを試験リグへ引き渡
す。
【００６５】例として、有利な実施例においては、ほぼ
４９回のクリーンルーム内作業、７回の試験プロセス、
クリーンルームの外で行われる３回のプロセス、５回の
溶接プロセス、１回の機械加工又は研削作業、５回のね
じ加工プロセスが実施され、これにより、シールされた
又は船積みされる準備が整ったモジューラ燃料インジェ
クタユニットが形成される。製造作業の合計回数は、例
えば、可動子アセンブリ２６０が予め組み立てられてい
るか又は一片構造であるか、下部ガイドとシートとが一
体的に形成されているか又は別個に構成されているか、
部材が完全に仕上がっているか又は仕上がっていないか
に応じて変化してよい。クリーンルーム内作業、試験、
溶接、ねじ加工、研削、機械加工、表面処理、及びクリ
ーンルーム外プロセスの実際の回数を調節するその他の
変数は当業者に知られておりかつ、本発明の範囲に含ま
れる。
【００６６】したがって、製造上の原価効率のために、
クリーンルーム内作業は包括的に全製造作業の４５％〜
５５％を構成することができ、これに対して試験プロセ
スは包括的に全製造作業の３％〜８％を構成することが
できる。同様に、溶接及びねじ加工作業は包括的に全作
業の３％〜９％を構成することができる。シールされた
燃料インジェクタユニットが形成される前の時点の全作
業は、包括的に全製造プロセスの１２％〜１９％を構成
することができる。
【００６７】製造環境から生じる微粒子物質が燃料グル
ープサブアセンブリを汚染しないことを保証するため
に、燃料グループサブアセンブリの組立てプロセスが
“クリーンルーム”内で行われると有利である。“クリ
ーンルーム”はここでは、製造環境に空気濾過システム
が設けられていることを意味しており、この空気濾過シ
ステムは微粒子物質及び環境汚染物質がクリーンルーム
から継続的に除去されることを保証する。
【００６８】しかしながら、クリーンルームの使用にも
拘わらず、ポリマばり(polymer flashing)及び金属ばり
(metal burr)等の微粒子物質が部分的に組み立てられた
インジェクタ内に存在したままの虞がある。このような
微粒子物質は、燃料インジェクタから除去されなけれ
ば、完全に組み立てられたインジェクタが開放したまま
になってしまい、エンジンの非効率又はエンジンの流体
固着現象さえも含む虞がある結果を生ぜしめる。このよ
うな事態を妨止するために、組立てプロセスは、インジ
ェクタの摺合わせ運転（又はバーンイン）中の第１の漏
れ試験後及び最終的な洗浄プロセス前に、少なくとも洗
浄プロセスを利用することができる。
【００６９】リフトを設定するために、すなわち適切な
インジェクタリフト距離を保証するために、少なくとも
４つの異なる技術を利用することができる。第１の技術
によれば、下部ガイド２５７とバルブボディ２４０との
間に挿入されたクラッシュリング２５６を変形させるこ
とができる。第２の技術によれば、バルブボディ２４０
と非磁性シェル２３０との相対的軸方向位置を、２つの
部材が互いに固定される前に調節することができる。第
３の技術によれば、非磁性シェル２３０と磁極片２２０
との相対的軸方向位置を、これら２つの部材が互いに固
定される前に調節することができる。第４の技術によれ
ば、リフトスリーブ２５５を、バルブボディ２４０内で
軸方向に移動させることができる。リフトスリーブ技術
が使用されるならば、リフトスリーブの位置を、リフト
スリーブを軸方向に移動させることによって調節するこ
とができる。リフト距離を、試験プローブを用いて測定
することができる。リフトが適正であれば、スリーブ
は、例えばレーザ溶接によってバルブボディ２４０に溶
接される。次いで、バルブボディ２４０は、溶接、有利
にはレーザ溶接によって入口管２１０アセンブリに取り
付けられる。組み立てられた燃料グループサブアセンブ
リ２００は次いで、例えば、漏れに関して試験される。
【００７０】図５、図５Ｂ及び図５Ｃに示したように、
リフト設定作業は、他の作業と同じ速度で進行すること
はできない。したがって、単一製造ラインを、複数（２
つが示されている）の平行リフト設定ステーションに分
割することができ、後で単一製造ラインに再合流される
ことができる。
【００７１】（ａ）ハウジング３３０、（ｂ）端子３２
０を備えたボビンアセンブリ、（ｃ）フラックスワッシ
ャ３３４及び（ｄ）オーバモールド３４０、を含むこと
ができるパワーグループサブアセンブリの製造は、燃料
グループサブアセンブリとは別個に行うことができる。
【００７２】有利な実施例によれば、ワイヤ３１２は少
なくとも１つの電気接点３２２を有する予め形成された
ボビン３１４に巻き付けられ、この電気接点はボビン上
に成形されている。ボビンアセンブリは、予め形成され
たハウジング３３０に挿入される。磁極片２２０とハウ
ジング３３０との間の磁束のための戻り経路を提供する
ために、フラックスワッシャ３３４がボビンアセンブリ
に取り付けられる。軸方向に延びたコネクタ部分３２４
を有する予め曲げられた端子３２０は、電気接点部分３
２２に接続され、ろう付け、はんだ付け、又は有利には
抵抗溶接される。ここで、部分的に組み立てられたパワ
ーグループアセンブリが型（図示せず）内に配置され
る。予め曲げられた形状により、端子は、ポリマが型内
に注入又は射出された場合に、ハーネスコネクタ３２１
に関して適切な向きに位置決めされる。択一的に、図３
Ａに関して説明した２片オーバモールドを形成するため
に、２つの別個の型（図示せず）を使用することができ
る。組み立てられたパワーグループサブアセンブリ３０
０は、ソレノイドの引張力、コイル抵抗、及びソレノイ
ドが飽和された場合の電圧降下を決定するために、試験
台に取り付けることができる。
【００７３】図５Eに示したように、パワーグループサ
ブアセンブリ３００への燃料グループサブアセンブリ２
００の挿入作業は、パワーグループサブアセンブリ３０
０に対する燃料グループサブアセンブリ２００の相対的
な周方向の向きを設定することを含むことができる。有
利な実施例によれば、燃料グループを、オリフィスプレ
ート２５４上の基準点とインジェクタのハーネスコネク
タ３２１上の基準点との間の角度が所定の角度の範囲内
であるように旋回させることができる。相対的な向き
は、ロボットカメラ又はコンピュータ化撮像装置を使用
してサブアセンブリ上の各所定の基準点を確認し、両基
準点間の角度差に関して必要とされる旋回度を計算し、
サブアセンブリを向き付けかつ、さらに、サブアセンブ
リが適切に向き付けられるまでもう一度目視などで確認
することにより設定することができる。一旦所望の向き
が達成されると、次いで、サブアセンブリが嵌合され
る。
【００７４】挿入作業は、“トップダウン”又は“ボト
ムアップ”の２つの方法のうちの一方によって行うこと
ができる。トップダウンによれば、パワーグループサブ
アセンブリ３００が燃料グループサブアセンブリ２００
の上部から下方へスライドされ、ボトムアップによれ
ば、パワーグループサブアセンブリ３００が燃料グルー
プサブアセンブリ２００の底部から上方へスライドされ
る。入口管２１０アセンブリが漏斗状に拡開した第１の
端部を有している場合には、ボトムアップ法が要求され
る。これらの状況においても、漏斗状に拡開した第１の
端部によって保持されたＯリング２９０は、燃料グルー
プサブアセンブリ２００をパワーグループサブアセンブ
リ３００に滑り込ませる前にパワーグループサブアセン
ブリ３００の周囲に位置決めすることができる。パワー
グループサブアセンブリ３００に燃料グループサブアセ
ンブリ２００を挿入した後、これらの２つのアセンブリ
は、例えばレーザ溶接等の溶接によって互いに固定され
る。有利な実施例によれば、オーバモールド３４０は、
ハウジング３３０の一部を露出させる開口３６０を有し
ている。この開口３６０は、バルブボディ２４０に対し
てハウジング３３０を溶接するために溶接を行うための
アクセスを提供する。もちろん、サブアセンブリを互い
に固定するために他の方法を使用することができる。最
後に、燃料インジェクタのそれぞれの端部にＯリング２
９０を装着することができる。
【００７５】有利な実施例を組み立てる方法及び有利な
実施例自体は製造上の利点及び利益を提供すると考えら
れる。例えば、モジューラ構造により、バルブグループ
サブアセンブリのみがクリーンルーム環境において組み
立てられればよい。パワーグループサブアセンブリ３０
０は、このような環境の外で別個に組み立てることがで
きるので、製造コストを低減する。また、サブアセンブ
リのモジュール性は、バルブアセンブリとコイルアセン
ブリとを別個に組立て前に試験することができる。完全
に組み立てられたインジェクタを廃棄するのではなく、
試験不合格の個々のサブアセンブリのみが廃棄されるの
で、製造コストが低減される。さらに、ユニバーサルコ
ンポーネント（例えば、コイル／ボビンユニット、非磁
性シェル２３０、シート２５０、閉鎖部材２６４、フィ
ルタ／リテーナアセンブリ２８２等）を使用することに
より在庫管理コストが低減され、用途に応じたインジェ
クタの適時組立て（just-in-time assembly）を可能に
する。特定の用途のために変更する必要があるコンポー
ネント、例えば端子３２０及び入口管２１０のみを別個
に貯蔵する必要がある。別の利点は、電磁コイル内に可
動子アセンブリ２６０と磁極片２２０との間に作業エア
ギャップを配置することによって、巻き数を低減するこ
とができる。使用されるワイヤ３１２の量におけるコス
ト節約に加え、所要の磁束を生ぜしめるために必要なエ
ネルギが少なくなり、コイルに蓄積する熱が少なくなる
（この熱は、インジェクタの一貫した動作を保証するた
めに散逸されなければならない）。さらに別の利点は、
モジューラ構造により、オリフィスディスク２５４を組
立てプロセスのより遅い段階において、組立てプロセス
の最終ステップとしてさえも、取り付けることができる
ことである。オリフィスディスク２５４のこの適時組立
てにより、動作要求に応じて広範囲なバルブボディの選
択が可能となる。モジュールアセンブリの別の利点は、
パワーグループサブアセンブリ３００のアウトソーシン
グ構造を含み、これは、クリーンルーム環境において生
じる必要はない。パワーグループサブアセンブリ３００
がアウトソーシングされなくとも、付加的なクリーンル
ーム空間を提供するコストが低減される。
【００７６】所定の実施例を引用して本発明を開示した
が、添付の請求項に定義したように本発明の範囲から逸
脱することなしに、記載された実施例に対する多数の修
正及び変更が可能である。すなわち、本発明は記載の実
施例に限定されず、請求項及び請求項の均等物の文言に
よって定義された完全な範囲を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料インジェクタの縦断面図であ
る。
【図２】図１に示した燃料インジェクタの流体取扱いサ
ブアセンブリを示す縦断面図である。
【図２Ａ】図２に示した流体取扱いサブアセンブリの変
化実施例を示す縦断面図である。
【図２Ｂ】本発明のリフト設定特徴に関するコンポーネ
ントを示す組立分解図である。
【図２Ｃ】本発明のリフト設定特徴に関するコンポーネ
ントを示す組立分解図である。
【図３】図１に示した燃料インジェクタの電気的なサブ
アセンブリを示す縦断面図である。
【図３Ａ】図１の電気的なサブアセンブリのための２つ
のオーバモールドを示す縦断面図である。
【図３Ｂ】図１の燃料インジェクタの電気的サブアセン
ブリを示す組立分解図である。
【図４】図２及び図３にそれぞれ示した流体取扱いサブ
アセンブリと電気的サブアセンブリとの組立てを示す等
角図である。
【図５】本発明によるモジューラ燃料インジェクタを組
み立てる方法を示すチャートである。
【図５Ａ】図５において要約された方法を示す図であ
る。
【図５Ｂ】図５において要約された方法を示す図であ
る。
【図５Ｃ】図５において要約された方法を示す図であ
る。
【図５Ｄ】図５において要約された方法を示す図であ
る。
【図５Ｅ】図５において要約された方法を示す図であ
る。
【図５Ｆ】図５において要約された方法を示す図であ
る。
【符号の説明】
１００ 燃料インジェクタ、 ２００ バルブグループ
サブアセンブリ、 ２００Ａ 第１の管アセンブリ端
部、 ２００Ｂ 第２の管アセンブリ端部、 ２１０
入口管、 ２２０ 磁極片、 ２３０ 非磁性シェル、
２３８ 第１のインジェクタ端部、 ２３９ 第２の
インジェクタ端部、 ２４０ バルブボディ、 ２５０
シート、 ２５２ シール面、 ２５４ オリフィス
ディスク若しくはオリフィスプレート、 ２５５ リフ
トスリーブ、 ２５６ クラッシュリング、 ２５７
下部ガイド、 ２６０ 可動子アセンブリ、 ２６２
強磁性部分又は可動子部分、 ２６４ 閉鎖部材、 ２
６６ 中間部分又は可動子管、 ２６７ 貫通ボア、
２６８ 開口、 ２７０ 弾性部材、 ２８０，２８０
Ａ 調整管、 ２８２，２８２′ フィルタアセンブ
リ、 ２８４Ａ フィルタ、 ２８４Ｂ フィルタリン
グエレメント、 ２９０ Ｏリング、 ３００パワーグ
ループサブアセンブリ、 ３１０ 電磁コイル、 ３１
２ ワイヤ、３１４ ボビン、 ３１４Ａ 保持プロン
グ、 ３２０ 端子、 ３２１ ハーネスコネクタ、
３２２ 電気接点、 ３２４ 接点部分若しくはコネク
タ部分、 ３３０ ハウジング、 ３３１ 周縁部、
３３２ 強磁性の円筒体、 ３３４ フラックスワッシ
ャ、 ３４０ オーバモールド、 ３４１ 第１のオー
バモールド、 ３４２ 第２のオーバモールド、 ３６
０ 孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート マックファーランド アメリカ合衆国 ヴァージニア ニューポ ート ニュース チスウィック サークル 958 (72)発明者 マイケル ジェイ ホーンビー アメリカ合衆国 ヴァージニア ウィリア ムズバーグ イースト ブリッティントン 3017 Ｆターム(参考） 3G066 AB02 BA55 BA56 BA69 CC01 CE22

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モジューラ燃料インジェクタを製造する
    方法において、 クリーンルームを提供し、 所定の回数の作業を介して、シールされた燃料インジェ
    クタを製造し、 この作業が、 前記クリーンルーム内で燃料グループを組み立て、 該燃料グループとパワーグループとを試験することを含
    んで前記燃料インジェクタを試験し、 前記燃料グループとパワーグループとのうちの少なくと
    も一方に対して溶接作業を実施し、 前記燃料グループとパワーグループとのうちの少なくと
    も一方を機械加工しかつ、前記燃料グループとパワーグ
    ループとのうちの少なくとも一方に対してねじ加工作業
    を実施し、 前記クリーンルームの外で前記燃料グループとパワーグ
    ループとを組み合せ、シールされたモジューラ燃料イン
    ジェクタユニットを形成することを含んでおり、 これらの各組立て、試験、実施、機械加工及び組合せ作
    業が、所定の回数の作業の特定の範囲をそれぞれ構成し
    ていることを特徴とする、モジューラ燃料インジェクタ
    ユニットを製造する方法。
  2. 【請求項２】 前記組立てが、前記所定の回数の作業の
    ５２％〜６２％を構成する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記試験が、前記所定の回数の作業の３
    ％〜１３％を構成する、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記クリーンルームの外で行われる組合
    せが、前記所定の回数の作業の１２％〜１９％を構成す
    る、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記機械加工及びねじ加工作業が、前記
    所定の回数の作業の３％〜９％を構成している、請求項
    １記載の方法。
  6. 【請求項６】 モジューラ燃料インジェクタを組み立て
    る方法において、 クリーンルームを提供し、 所定の回数の組立て作業によって、搬送可能なモジュー
    ラ燃料インジェクタを組み立て、この組立て作業が、 前記所定の回数の作業の５２％〜６２％を構成する、ク
    リーンルーム内での燃料グループの組立てと、 前記所定の回数の作業の３％〜１３％を構成する、前記
    燃料グループとパワーグループとを試験することを含ん
    だ前記燃料インジェクタの試験と、 前記所定の回数の作業の３％〜８％を構成する、前記燃
    料グループとパワーグループとのうちの少なくとも一方
    に対する溶接作業の実施と、 前記所定の回数の作業の３％〜９％を構成する、前記燃
    料グループとパワーグループとのうちの少なくとも一方
    の機械加工及び前記燃料グループとパワーグループとの
    うちの少なくとも一方に対するねじ加工作業の実施と、 前記所定の回数の作業の１２％〜２２％を構成する、前
    記クリーンルームの外で前記燃料グループとパワーグル
    ープとを組み合わせることによる搬送可能なモジューラ
    燃料インジェクタユニットの形成とを含んでいることを
    特徴とする、モジューラ燃料インジェクタを組み立てる
    方法。
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