JP2003090276A - 流体噴射ノズルの噴孔加工装置、および流体噴射ノズルの噴孔加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パンチ４１を用いた押し出し成形を採用して
も、パンチ折損が生じることのない電磁式燃料噴射弁の
噴孔加工方法を提供する。 【解決手段】 電磁式燃料噴射弁の噴孔中心軸線が板状
材料面に直交する垂線に対して傾斜している場合でも、
パンチ４１の先端部（テーパ部４６）をパンチ４１の中
心軸線に対して板状材料４０と反対方向に傾斜させるよ
うにして、パンチホルダ４２の摺動面（内面）に沿った
形状とする。これにより、製造コストの低減を図りなが
らも板状材料４０に末拡がり形状の噴孔が精度良く形成
されると共に、パンチ４１の先端部が板状材料４０に当
たった時に生じる側方力（Ｆｓ）を板状材料４０と反対
側のパンチホルダ４２の支持孔４７の摺動面（内面）で
受けることができ、その反力（Ｆｒ）で側方力は相殺さ
れ、パンチ４１の折損を生じさせるような曲げモーメン
トが発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体入口から流体
出口に向けて径が広がる末広がり形状の噴孔を有する噴
孔付きプレートを備えた流体噴射ノズルの噴孔加工方法
に関するもので、例えば内燃機関に燃料を噴射する燃料
噴射弁の燃料噴射ノズルの噴孔加工方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばノズルニードルとバル
ブボディの弁座とが形成する弁部の燃料下流側に複数個
の噴孔を形成した薄板の噴孔付きプレートを配設し、各
噴孔から燃料を噴射する電磁式燃料噴射弁が知られてい
る。噴孔付きプレートに形成される噴孔は、燃料入口か
ら燃料出口まで同一径であることが一般的であったが、
米国特許第４９０７７８４号では、燃料入口から燃料出
口に向けて径が広がる末広がり形状の噴孔を形成した噴
孔付きプレートが示されている。

【０００３】近年、電磁式燃料噴射弁における噴霧燃料
の高微粒化に対するニーズが高まっており、バルブボデ
ィの先端部に形成される開口部を閉塞するようにバルブ
ボディの先端面に組み付けられる噴孔付きプレートに形
成される噴孔の高精度加工が求められている。これま
で、電磁式燃料噴射弁における噴霧燃料の微粒化に対し
ては噴孔の微細化、大角度化によって対応してきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の噴孔
付きプレートの噴孔加工前の板状材料に末広がり形状の
噴孔を形成する噴孔加工方法としては、これまで加工時
間が数十秒間かかる放電加工等の除去加工しか実施され
ておらず、寸法精度が悪く、噴霧燃料の流量精度が悪い
という問題が生じると同時に、市場ニーズに対応できる
だけの数量を生産する目的で、放電加工機の台数を多く
すると、設備投資費用が非常に多くかかり、製造コスト
が上昇するという問題が生じている。

【０００５】そこで、上述の問題を解決することが可能
な噴孔加工方法として、パンチを用いた押し出し成形が
考えられるが、噴孔中心軸線が噴孔付きプレートの噴孔
加工前の板状材料（素材）面の法線、つまり板状材料面
に直交する垂線に対して傾斜している（テーパ斜め孔）
の場合には、パンチ先端が板状材料に当たった時に生じ
る側方力（パンチの中心軸線に対して垂直方向の力）に
よりパンチ折損が生じる可能性がある。このため、上記
の噴孔加工方法として、パンチを用いた押し出し成形を
採用することが困難であった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、製造コストを低減することが
でき、且つ生産性を向上することのできる流体噴射ノズ
ルの噴孔加工方法を実現することを目的とする。また、
放電加工等の除去加工やプレス孔抜き加工では得られな
かった寸法精度や流量精度を得ることを目的とする。さ
らに、パンチを用いた押し出し成形を採用しても、パン
チ折損が生じることのない流体噴射ノズルの噴孔加工装
置およびその噴孔加工方法を実現することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１〜１０に記載の
発明によれば、パンチガイドは、噴孔中心軸線が板状材
料面に直交する垂線に対して傾斜している場合に、噴孔
加工時に生じるパンチの先端部の側方力を内面で受ける
ことが可能な型構造を用いたことにより、噴孔内面はプ
レス孔抜き加工のような破断面が生じることはなく、噴
孔内面全域に渡って均一な面性状を得ることができる。
これにより、製造コストを低減することができ、且つ生
産性を向上できる流体噴射ノズルの噴孔加工方法を実現
することができる。

【０００８】また、パンチを用いた押し出し成形を採用
することにより、放電加工等の除去加工やプレス孔抜き
加工では得られなかった寸法精度や流量精度を得ること
ができる。さらに、パンチの先端部が噴孔加工時に生じ
る側方力（パンチの中心軸線に対して垂直方向の力）を
板状材料と反対側のパンチガイドの摺動面で受けること
ができ、その反力で側方力は相殺され、パンチの折損を
生じさせるような曲げモーメントが発生しない。したが
って、パンチの先端部が噴孔加工時に生じる側方力によ
りパンチ折損が生じることはない。

【０００９】請求項９に記載の発明によれば、パンチの
先端部とダイスとのクリアランスを、板状材料の板厚に
対して所定範囲内に設定したプレス成形型を備えてい
る。そして、前記押し出し成形の後に、パンチの先端部
が押し退けたボリューム分の押し出し部を、板状材料面
の高さ位置で切断または切削または研削することにより
取り除く除去工程を行うことにより、板状材料に所望の
噴孔形状を形成することができる。

【００１０】請求項１０に記載の発明によれば、パンチ
の先端部とダイスとのクリアランスを所定値以下に設定
したプレス成形型を備えている。そして、前記押し出し
成形時に、パンチの先端部が押し退けたボリューム分の
押し出し部が板状材料から離脱するまでパンチを押し込
むことにより、板状材料に所望の噴孔形状を形成するこ
とができる。これにより、除去工程を廃止できるので、
製造コストを低減することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。

【００１２】〔第１実施例の構成〕図１ないし図９は本
発明の第１実施例を示したもので、図２は流体噴射ノズ
ルをガソリンエンジンの電磁式燃料噴射弁に適用した例
を示した図で、図３（ａ）は電磁式燃料噴射弁の燃料噴
射ノズルを示した図で、図３（ｂ）は燃料入口側から見
た噴孔付きプレートを示した図である。

【００１３】本実施例の電子制御燃料噴射装置は、燃料
供給系統、吸気系統、内燃機関の稼働状態を検出するセ
ンサ、およびそれらを統合制御する電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）等から構成されている。これらのうち、燃料供給系
統は、電動式のフューエルポンプ（図示せず）により燃
料を一定の圧力に加圧してデリバリパイプ（図示せず）
を経て電磁式燃料噴射弁１へ送り、最適なタイミングで
燃料を噴射できるようにしたシステムである。

【００１４】その電磁式燃料噴射弁１は、ガソリンエン
ジン等の内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）のインテーク
バルブ（吸入弁）近く（インテークポート）へタイミン
グ良く噴射する噴霧燃料の微粒化を促進させる機能（噴
孔付きプレート）を備えたフューエルインジェクタであ
る。そして、電磁式燃料噴射弁１は、エンジンの気筒数
に応じた本数が燃焼用の空気を供給するインテークマニ
ホールド（吸気管）に組み付けられている。

【００１５】電磁式燃料噴射弁１は、デリバリパイプの
各ホルダーに組み付けられるハウジングモールド２と、
このハウジングモールド２内に配設された樹脂製のコイ
ルボビン３の外周に巻装された電磁コイル（ソレノイド
コイル）４と、ハウジングモールド２内に固定された略
円筒状の固定鉄心（ステータ）５と、軸方向に移動可能
な可動鉄心（アーマチュア）６と、ハウジングモールド
２の先端側に設けられたバルブボディ７と、このバルブ
ボディ７内に収容されたノズルニードル８と、このノズ
ルニードル８の軸方向の一端面（先端面）との間に燃料
通路９を形成する噴孔付きプレート（オリフィスプレー
ト）１０とから構成されている。

【００１６】ハウジングモールド２は、樹脂材料により
一体成形されている。このハウジングモールド２の内部
には、コイルボビン３と固定鉄心５と外部接続端子（タ
ーミナル）１１とが一体成形されている。そして、コイ
ルボビン３および電磁コイル４の外周には、電磁コイル
４を包囲する樹脂モールド５５が一体成形されている。
また、ハウジングモールド２の図示上方には、ハウジン
グモールド２の外壁から所定の傾斜角度で斜めに突出す
るようにコネクタ部１２が設けられている。そして、電
磁コイル４に電気的に接続される外部接続端子（ターミ
ナル）１１は、コネクタ部１２および樹脂モールド５６
に埋設されている。また、外部接続端子１１は、図示し
ないＥＣＵにワイヤーハーネスを介して接続されてい
る。

【００１７】固定鉄心５は、強磁性材料よりなり、ハウ
ジングモールド２の図示上端面より上方に突出するよう
に樹脂ハウジングモールド２内に設けられている。そし
て、固定鉄心５の内部には、軸方向の燃料通路１３が形
成されている。この固定鉄心５の内周面には、内部に軸
方向孔１４を有する略円筒形状のアジャスティングパイ
プ１５が設けられている。アジャスティングパイプ１５
は、固定鉄心５内を軸方向に変位させることで、コイル
スプリング１６のセット荷重（開弁圧）を設定するもの
で、設定後は、固定鉄心５の内周面に固定される。

【００１８】そして、アジャスティングパイプ１５の先
端面には、コイルスプリング１６の一端が当接してい
る。このコイルスプリング１６の他端は、可動鉄心６に
溶接固定されるノズルニードル８の図示上端面に当接し
ている。そのコイルスプリング１６は、可動鉄心６およ
びノズルニードル８を図示下方に付勢することで、ノズ
ルニードル８のシート部２２をバルブボディ７の弁座２
１に着座させる。そして、ＥＣＵによって外部接続端子
１１から電磁コイル４に励磁電流が流れると、可動鉄心
６およびノズルニードル８がコイルスプリング１６の付
勢力（スプリング力）に抗して固定鉄心５の方向へ吸引
される。

【００１９】また、固定鉄心５の軸方向の一方側には、
非磁性パイプ１７および磁性パイプ１８が配設されてい
る。非磁性パイプ１７は、非磁性材料よりなり、略円筒
状に形成されている。この非磁性パイプ１７は、固定鉄
心５の図示下端に接続されている。また、磁性パイプ１
８は、磁性材料よりなり、段付きパイプ状に形成されて
いる。この磁性パイプ１８は、非磁性パイプ１７の図示
下端に接続されている。これらの非磁性パイプ１７およ
び磁性パイプ１８の内部空間には、磁性材料よりなり円
筒状に形成される可動鉄心６が設けられている。

【００２０】そして、磁性パイプ１８の内部には、中空
円盤状のスペーサ１９を介してバルブボディ７が挿入さ
れレーザ溶接されている。そのスペーサ１９の厚さは、
固定鉄心５と可動鉄心６との間のエアギャップを所定値
に保持するように調節されている。ここで、ハウジング
モールド２、電磁コイル４、固定鉄心５、可動鉄心６、
非磁性パイプ１７および磁性パイプ１８等によって電磁
式アクチュエータが構成される。

【００２１】次に、本実施例のバルブボディ７およびノ
ズルニードル８の構造を図２および図３に基づいて簡単
に説明する。これらのバルブボディ７およびノズルニー
ドル８は、ＳＵＳ等の金属材料により所定の形状に形成
されている。そして、バルブボディ７の内部には、流体
通路としての燃料通路２０が形成されている。バルブボ
ディ７の円筒面２３とノズルニードル８の摺動部２４に
形成された四面取り部との間には、燃料が通過する隙間
が形成される。そして、バルブボディ７の弁座２１とノ
ズルニードル８の先端のシート部２２とで弁部が構成さ
れている。

【００２２】ノズルニードル８は、バルブボディ７の弁
座２１に着座することにより燃料通路２０を閉塞し、弁
座２１から離座することにより燃料通路２０を開放する
弁体である。このノズルニードル８の図示上部には、接
合部２５が形成されている。そして、この接合部２５と
可動鉄心６とがレーザ溶接されることにより、可動鉄心
６とノズルニードル８とが一体的に連結されている。そ
の接合部２５の外周には、燃料通路としての面取りが設
けられている。また、ノズルニードル８は、電磁コイル
４に起磁力が発生することで可動鉄心６が固定鉄心５に
吸引されると、スペーサ１９にフランジ部２６が当接す
るまでリフトする。

【００２３】ここで、バルブボディ７および噴孔付きプ
レート１０によって電磁式燃料噴射弁１の弁本体が構成
され、ノズルニードル８によって電磁式燃料噴射弁１の
弁体が構成される。一方、固定鉄心５内に形成される燃
料通路１３の図示上方には、フィルタ５７が装着されて
いる。このフィルタ５７は、燃料タンクからフューエル
ポンプ等によって圧送されて、電磁式燃料噴射弁１内に
流入する燃料中のゴミ等の異物を除去する異物除去手段
である。なお、固定鉄心５の図示上端部には、Ｏリング
５４の抜け止め部材５８が装着されている。

【００２４】次に、本実施例の噴孔付きプレート１０の
構造を図２ないし図４に基づいて簡単に説明する。ここ
で、図４（ａ）、（ｂ）は噴孔付きプレートの噴孔形状
を示した図である。

【００２５】噴孔付きプレート１０は、バルブボディ７
の図示下端面（先端面）に形成された丸穴状の開口部２
９を塞ぐように、バルブボディ７の先端面にレーザ溶接
等の溶接手段を用いて固定されている。この噴孔付きプ
レート１０は、ＳＵＳ等の金属材料よりなる。そして、
噴孔付きプレート１０には、噴霧燃料の方向を制御する
と共に、噴霧燃料の微粒化を促進させる複数個の噴孔
（オリフィス）３０ａ〜３０ｄが形成されている。これ
らの噴孔３０ａ〜３０ｄは、本発明に係るプレス１工程
でのテーパ形状成形加工（噴孔加工）にて開けられ、そ
の電磁式燃料噴射弁１（噴孔付きプレート１０）の中心
軸線を中心とした一重円の想像線上に４個配置されてい
る。

【００２６】複数個の噴孔３０ａ〜３０ｄは、それぞれ
燃料入口３１から燃料出口３２に向かって、電磁式燃料
噴射弁１の中心軸線が燃料通路９の燃料流れ方向に対し
て上流側に戻る方向に所定の傾斜角度だけ傾斜し、且つ
燃料入口３１から燃料出口３２に向けて徐々に広がるよ
うに噴孔付きプレート１０に貫通形成されている。すな
わち、各噴孔３０ａ〜３０ｄは、燃料入口３１から燃料
出口３２に向けて徐々に広がる末広がり形状（テーパ形
状）の断面を有する。

【００２７】そして、各噴孔３０ａ〜３０ｄは、燃料噴
射方向に向け噴孔付きプレート１０面に直交する垂線
（中心軸線）３３から離れるように形成されている。各
噴孔３０ａ〜３０ｄの形状および大きさは同一であり、
後述するθ１、θ２およびθ３の大きさは等しい。噴孔
３０ａと噴孔３０ｂ、並びに噴孔３０ｃと噴孔３０ｄ
は、噴孔付きプレート１０の中心軸線３３に対しそれぞ
れ同じ方向に形成されている。噴孔３０ａ、３０ｂより
燃料が噴射する方向と、噴孔３０ｃ、３０ｄより燃料が
噴射する方向とは１８０°反対を向いており、電磁式燃
料噴射弁１は２方向噴射を行う。

【００２８】ここで、図３および図４に示したように、
噴孔中心軸線３４を含み噴孔付きプレート１０と直交す
る仮想面と、各噴孔３０ａ〜３０ｄを形成する噴孔付き
プレート１０の噴孔内周面３５との交線のうち、噴孔中
心軸線３４と噴孔付きプレート１０の燃料入口側端面３
８とが形成する鈍角側にある第１の交線３６と中心軸線
３３と形成する第１の傾斜角をθ１、噴孔中心軸線３４
と噴孔付きプレート１０の燃料入口側端面３８とが形成
する鋭角側にある第２の交線３７と中心軸線３３と形成
する第２の傾斜角をθ２とすると、θ１＜θ２の関係を
有している。つまり各噴孔３０ａ〜３０ｄにおいて、噴
孔中心軸線３４に対し噴孔付きプレート１０の中心軸線
３３から遠い噴孔内周面３５は、噴孔中心軸線３４に対
し噴孔付きプレート１０の中心軸線３３から近い噴孔内
周面３５よりも中心軸線３３に対し傾斜している。

【００２９】なお、第１の傾斜角をθ１とすると、θ１
＝１５°〜４５°またはθ１は１５°以上とされてい
る。また、θ３はθ２−θ１としたとき、θ３＝１５°
〜３０°またはθ３は１５°以上とされている。さら
に、噴孔付きプレート１０の板厚をｔとすると、ｔ＝
０．０５〜０．１５ｍｍまたはｔは０．０５ｍｍ以上で
ある。

【００３０】〔第１実施例の作用〕次に、本実施例の電
磁式燃料噴射弁１の作用を図２ないし図４に基づいて簡
単に説明する。

【００３１】ＥＣＵによって電磁式燃料噴射弁１の電磁
コイル４が通電されると、可動鉄心６がコイルスプリン
グ１６の付勢力に抗して固定鉄心５に吸引されて、可動
鉄心６に接合部２５がレーザ溶接されたノズルニードル
８が、そのフランジ部２６がスペーサ１９に当接するま
でリフトする。すると、バルブボディ７の弁座２１とノ
ズルニードル８のシート部２２よりなる弁部が開かれ
る。これにより、フューエルポンプにより燃料を一定の
圧力に加圧してデリバリパイプを経て電磁式燃料噴射弁
１の固定鉄心５内に形成される燃料通路１３にフィルタ
５７を通して流入した燃料は、アジャスティングパイプ
１５内に形成される軸方向孔１４からノズルニードル８
の接合部２５に形成された二面取り部との隙間を通過す
る。

【００３２】そして、燃料は、バルブボディ７の円筒面
２３とノズルニードル８の摺動部２４に形成された四面
取り部との隙間を通過し、バルブボディ７の弁座２１と
ノズルニードル８のシート部２２との間から燃料通路９
内に到る。そして、弁座２１とシート部２２との間を通
過した燃料は、燃料通路９内において噴孔付きプレート
１０の通路壁面に衝突して、噴孔付きプレート１０の通
路壁面に沿うように流れる。そして、燃料通路９から噴
孔３０ａ〜３０ｄの燃料入口３１に流入した燃料は、噴
孔３０ａ〜３０ｄの燃料入口３１の回りで渦を作ること
なく、燃料通路９内から噴孔３０ａ〜３０ｄの通路壁面
に向かって曲がりながら流入し、噴孔３０ａ〜３０ｄの
燃料出口３２からエンジンのインテークバルブ近くにタ
イミング良く噴射される。

【００３３】〔第１実施例の噴孔加工方法〕次に、本実
施例の電磁式燃料噴射弁の噴孔加工方法を図１ないし図
９に基づいて簡単に説明する。ここで、図５（ａ）〜図
５（ｃ）は電磁式燃料噴射弁の噴孔加工方法を示した工
程図（比較例）である。

【００３４】ここで、噴孔付きプレート１０の噴孔加工
装置は、噴孔加工前の噴孔付きプレート１０であるＳＵ
Ｓ等の金属材料よりなるロール状で、且つ板厚がｔの板
状材料４０を順次送る順送り装置と、上型と下型よりな
るプレス金型と、上型を駆動する上型駆動装置（図示せ
ず）とを備えている。

【００３５】プレス金型の上型は、中心軸線が板状部材
面に直交する垂線（中心軸線３３）に対して傾斜したパ
ンチ４１、およびこのパンチ４１を中心軸線方向に往復
移動可能に支持するためのパンチホルダ（本発明のパン
チガイドに相当する）４２を有し、プレス金型の下型
は、端面上に板状部材４０が送り込まれた後に、パンチ
ホルダ４２との間に板状部材４０を挟み込んで保持する
ダイス４３を有する。なお、パンチ４１の先端部には、
所定の噴孔形状を転写するため、噴孔３０と同じ形状で
ある末広がり（テーパ）形状にしたテーパ部４４が形成
されている。

【００３６】先ず、プレス金型において、パンチ４１の
中心軸線が板状材料４０の板厚方向に対して所定の傾斜
角度を持つようにパンチ駆動装置（パンチ駆動手段）に
よってパンチ４１を軸線方向に移動するように駆動する
ことにより、順送り装置より送り込まれた板状材料４０
にパンチ４１のテーパ部４４を押し当て、パンチ４１の
先端部形状を板状材料４０に転写する（図５（ａ）参
照）。

【００３７】すると、板状材料４０のパンチ４１のテー
パ部４４を押し当てた反対面にパンチ４１のテーパ部４
４が押し退けたボリューム分の不要部４５が残存する。
次に、その不要部４５を、板状材料４０の高さ位置で取
り除く（図５（ｂ）参照）。これにより、所望の噴孔形
状、すなわち、燃料入口３１から燃料出口３２に向けて
径が広がる末広がり（テーパ）形状の噴孔３０を形成す
ることができる（図５（ｃ）参照）。

【００３８】この噴孔加工方法によれば、噴孔３０の内
面はプレス孔抜き加工のような破断面が生じることがな
く、噴孔３０の内面全域に渡って均一な面性状を得るこ
とができる。これにより、低コストで、且つ高生産性の
噴孔加工方法を実現することができると共に、放電加工
等の除去加工やプレス孔抜き加工では得られなかった寸
法精度や流量精度を得ることができる。

【００３９】そして、上記の噴孔加工を噴孔付きプレー
ト１０に配置する個数分だけ開けるように板状材料４０
を下型上で回転させるか、あるいはプレス成形機をずら
す。このような噴孔加工を繰り返すことで、多大な設備
投資をすることなく、燃料入口３１から燃料出口３２に
向けて徐々に広がるテーパ形状の噴孔３０を有する噴孔
付きプレートを市場ニーズに対応できるだけの数量を生
産することができる。

【００４０】ここで、電磁式燃料噴射弁１の噴孔３０の
中心軸線（噴孔中心軸線３４）が板状材料面に直交する
垂線に対して傾斜している（テーパ斜め孔）場合には、
図６（ａ）、（ｂ）に示したように、パンチ４１の先端
部が板状材料４０に当たった時、つまり噴孔加工時に生
じる側方力（パンチ４１の中心軸線に対して垂直方向の
力：Ｆｓ）によりパンチ４１の折損が生じる可能性があ
る。この場合には、図１および図７に示すプレス金型構
造を採用することにより、パンチ４１の折損が生じるこ
とはなく、プレス１工程でテーパ斜め孔を板状材料４０
に貫通形成することができる。つまり、パンチ４１の先
端部（テーパ部４６）をパンチ４１の中心軸線５１に対
して板状材料４０と反対方向に傾斜させるようにしてパ
ンチホルダ４２の摺動面（内面）に沿った形状としてい
る。

【００４１】このパンチ４１のテーパ部４６は、板状材
料面に直交する垂線（中心軸線３３）に対して第１の傾
斜角θ１および第２の傾斜角θ２を持つテーパ斜め形状
（略楕円錐形状）を有している。また、パンチホルダ４
２には、パンチ４１の全周を覆うと共に、パンチ４１を
中心軸線５１が傾斜するようにパンチ４１を摺動自在に
支持するための支持孔４７がパンチホルダ４２の中心軸
線５２方向に形成されている。そして、パンチホルダ４
２の内面のうちパンチ４１のテーパ部４６が摺動する摺
動面は、板状材料面に直交する垂線（噴孔付きプレート
１０の中心軸線３３）に対して第１の傾斜角θ１を有し
ている。なお、上端面に板状材料４０が載置されるダイ
ス４３には、不要部４５を排出することが可能な排出孔
４８がダイス４３の中心軸線５３方向に形成されてい
る。

【００４２】また、図８（ａ）、（ｂ）に示したよう
に、パンチ４１のテーパ部４６が押し退けたボリューム
分の不要部（押し出し部）４５を押し出し成形する噴孔
加工時に、パンチ４１のテーパ斜め形状のテーパ部４６
とダイス４３の上端面とのクリアランスをＣｒ１、Ｃｒ
２としたとき、Ｃｒ１は板状材料４０の板厚（ｔ）の０
〜４０％とされ、Ｃｒ２は板状材料４０の板厚（ｔ）の
０〜１２０％とされている。なお、図８（ｂ）において
Ｂはパンチ４１の断面形状を示し、Ｃはダイス４３の断
面形状（パンチ４１の断面形状と相似の楕円形状）を示
す。

【００４３】この噴孔付きプレート１０の噴孔加工方法
によれば、噴孔加工時に、図１、図７および図８
（ａ）、（ｂ）に示したように、ダイス４３の上端面と
パンチホルダ４２の下端面との間に板状材料４０を挟み
込んで保持した状態で、パンチホルダ４２の中心軸線方
向にパンチ４１を前進させてパンチ４１のテーパ部４６
を板状材料４０に押し当て、パンチ４１のテーパ部４６
が押し退けたボリューム分の不要部４５を板状材料面よ
り前方に押し出すことで、パンチ４１のテーパ部４６形
状を板状材料４０に転写して板状材料４０に所望の形状
の噴孔３０を高精度に形成することが可能な押し出し成
形を行う（図９（ａ）参照）。次に、この押し出し成形
の後に、その不要部４５を、板状材料４０の高さ位置で
取り除く（図９（ｂ）参照）。

【００４４】これにより、電磁式燃料噴射弁１の噴孔３
０の中心軸線（噴孔中心軸線３４）が板状材料面に直交
する垂線に対して傾斜している（テーパ斜め孔）場合で
も、図１（ｂ）に示したように、パンチ４１の先端部が
板状材料４０に当たった時、つまり噴孔加工時に生じる
側方力（Ｆｓ）を板状材料４０と反対側のパンチホルダ
４２の支持孔４７の摺動面（内面）で受けることがで
き、その反力（Ｆｒ）で側方力は相殺され、パンチ４１
の折損を生じさせるような曲げモーメントが発生しな
い。なお、パンチ４１の材料としては、噴孔加工時に生
じる側方力（Ｆｓ）よりもパンチ４１の強度が大きくな
るような材料（例えば超硬材）を用いることが望まし
い。また、パンチホルダ４２の材料としては、側方力
（Ｆｓ）を受けることが可能な材料を用いることが望ま
しい。本実施例では、パンチ４１の全周囲をパンチホル
ダ４２で覆うようにしているが、側方力（Ｆｓ）方向の
みにパンチホルダが存在するようにしても良い。例えば
部分円弧形状のパンチホルダを用いる。

【００４５】〔第１実施例の効果〕以上のように、プレ
ス１工程でテーパ形状の噴孔成形を行う噴孔加工方法を
採用することによって、内燃機関へタイミング良く噴射
する噴霧燃料の高微粒化を促進させる機構、すなわち、
噴孔付きプレート１０による製品特性上での付加価値を
向上するだけでなく、低サイクルタイムな高生産性の加
工、且つ高寸法精度の加工が可能となるため、設備投資
費用を軽減でき、大きなコストダウン効果をもたらすこ
とができる。

【００４６】また、電磁式燃料噴射弁１の噴孔３０の中
心軸線（噴孔中心軸線３４）が板状材料面に直交する垂
線に対して傾斜している（テーパ斜め孔）場合でも、パ
ンチ４１のテーパ部４６が噴孔加工時に生じる側方力を
板状材料４０と反対側のパンチホルダ４２の摺動面で受
けることができ、その反力で側方力は相殺され、パンチ
４１のテーパ部４６の折損を生じさせるような曲げモー
メントが発生しない。したがって、パンチ４１のテーパ
部４６が板状材料４０に当たった時、つまり噴孔加工時
に生じる側方力によりパンチ４１の折損が生じることは
ない。さらに、パンチホルダ４２の支持孔４７の中心軸
線５２に平行で、且つ同一軸線上にダイス４３の排出孔
４８の中心軸線５３を配しているので、パンチ４１とダ
イス４３の芯合わせを作業者が目で見ながら調整するこ
とができるので、高寸法精度の加工が可能となる。

【００４７】〔第２実施例〕図１０は本発明の第２実施
例を示したもので、噴孔付きプレートの噴孔加工方法を
示した図である。

【００４８】本実施例では、パンチ４１のテーパ部４６
とダイス４３の上端面とのクリアランスをＣｒ１、Ｃｒ
２としたとき、Ｃｒ１＝２〜２０％、Ｃｒ２＝２〜２０
％としている。このように、パンチ４１のテーパ部４６
とダイス４３の上端面とのクリアランスを所定値以下に
小さくすることで、押し出し成形時に、板状材料４０の
パンチ４１のテーパ部４６を押し当てた反対面に押し出
される、パンチ４１のテーパ部４６が押し退けたボリュ
ーム分の不要部（押し出し部）４５が板状材料４０の反
対面から離脱するまでパンチ４１を押し込むことで、排
出孔４８より不要部４５が第１実施例のような除去工程
を実施しなくても自動的に排出される。

【００４９】〔第３実施例〕図１１は本発明の第３実施
例を示したもので、噴孔付きプレートの噴孔加工方法を
示した図である。

【００５０】本実施例では、板状材料面に直交する垂線
上に、ダイス４３の排出孔４８の中心軸線５３を配して
いるので、板状材料４０を次工程に送る際に、図９
（ａ）に示した不要部４５がダイス４３に引っ掛かり送
り不良を起こす可能性が少ない。これにより、板状材料
４０を次工程に送る際のリフトアップが容易となる。

【００５１】〔第４実施例〕図１２は本発明の第４実施
例を示したもので、図１２（ａ）は電磁式燃料噴射弁の
燃料噴射ノズルを示した図で、図１２（ｂ）は燃料入口
側から見た噴孔付きプレートを示した図である。

【００５２】本実施例の噴孔付きプレート１０には、１
２個の噴孔３０ａ〜３０ｌが形成されている。噴孔３０
ａ〜３０ｄは、内周側の円周上に燃料入口３１が配置さ
れており、噴孔３０ｅ〜３０ｌは外周側の円周上に燃料
入口３１が配置されている。また、噴孔３０ａ、３０
ｂ、３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ、３０ｈより燃料が噴射す
る方向と、噴孔３０ｃ、３０ｄ、３０ｉ、３０ｊ、３０
ｋ、３０ｌより燃料が噴射する方向とは１８０°反対を
向いており、２方向噴射を実現している。なお、各噴孔
３０ａ〜３０ｌにおいてθ１とθ２とθ３との関係は第
１実施例と同一である。

【００５３】本実施例では、第１実施例と同量の燃料噴
射量であれば、噴孔１個当たりの噴射量は減少し、噴孔
径を小さくできるので、燃料噴霧の微粒化が促進され
る。なお、複数個の噴孔３０の配置は、噴霧燃料の微粒
化を促進させる効果を低下させない範囲内で自由に配置
できる。

【００５４】〔変形例〕本実施例では、電磁式燃料噴射
弁（フューエルインジェクタ）１等の内燃機関用燃料噴
射弁をガソリンエンジンのインテークマニホールドに取
り付けた例を説明したが、内燃機関用燃料噴射弁をエン
ジンの気筒に取り付けても良く、また、燃料噴射弁を湯
沸器、石油ストーブ等の燃焼装置に取り付けても良い。
なお、電磁式燃料噴射弁１では、ある一定の微粒化促進
性能を維持する目的で、噴孔付きプレート１０の板厚ｔ
（ｍｍ）と噴孔３０の噴孔径（燃料入口径または燃料出
口径）との比をある特定の範囲内に設定することが望ま
しい。

【００５５】本実施例では、燃料噴射ノズルの弁体を構
成するノズルニードル８を電磁式アクチュエータにより
軸方向に往復変移させる電磁式燃料噴射弁１に適用した
例を説明したが、弁体を機械的に軸方向に往復変移させ
る燃料噴射弁に適用しても良い。例えばバルブボディ内
に燃料が供給されて所定の油圧力に達すると、弁体が開
弁する燃料噴射ノズルに本発明を適用しても良い。これ
以外にも、流体を微粒化して噴射したいのであれば、そ
のような用途に本発明の流体噴射ノズルを用いても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）は電磁式燃料噴射弁の噴孔加工
方法を示した模式図である（第１実施例）。

【図２】電磁式燃料噴射弁の全体構成を示した断面図で
ある（第１実施例）。

【図３】（ａ）は電磁式燃料噴射弁の燃料噴射ノズルを
示した拡大断面図で、（ｂ）は燃料入口側から見た噴孔
付きプレートを示した平面図である（第１実施例）。

【図４】（ａ）は噴孔付きプレートの噴孔形状を示した
平面図で、（ｂ）は噴孔付きプレートの噴孔形状を示し
た断面図である（第１実施例）。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は電磁式燃料噴射弁の噴孔加工
方法を示した模式図である（比較例）。

【図６】（ａ）、（ｂ）はパンチが折損する例を示した
模式図である（比較例）。

【図７】電磁式燃料噴射弁の噴孔加工方法を示した模式
図である（第１実施例）。

【図８】（ａ）は電磁式燃料噴射弁の噴孔加工方法を示
した模式図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である
（第１実施例）。

【図９】（ａ）、（ｂ）電磁式燃料噴射弁の噴孔加工方
法を示した模式図である（第１実施例）。

【図１０】電磁式燃料噴射弁の噴孔加工方法を示した模
式図である（第２実施例）。

【図１１】電磁式燃料噴射弁の噴孔加工方法を示した模
式図である（第３実施例）。

【図１２】（ａ）は電磁式燃料噴射弁の燃料噴射ノズル
を示した拡大断面図で、（ｂ）は燃料入口側から見た噴
孔付きプレートを示した平面図である（第４実施例）。

【符号の説明】

１ 電磁式燃料噴射弁 ７ バルブボディ ８ ノズルニードル（弁体） ９ 燃料通路 １０ 噴孔付きプレート ２０ 燃料通路（流体通路） ２１ 弁座 ２２ シート部 ２９ バルブボディの開口部 ３０ 噴孔 ３１ 燃料入口（流体入口） ３２ 燃料出口（流体出口） ３３ 中心軸線（噴孔付きプレート面に直交する垂
線、板状材料面に直交する垂線） ３４ 噴孔中心軸線 ４０ 板状材料 ４１ パンチ ４２ パンチホルダ（パンチガイド） ４３ ダイス ４７ 支持孔 ４８ 排出孔 ５１ 中心軸線 ５２ 中心軸線 ５３ 中心軸線 ３０ａ 噴孔 ３０ｂ 噴孔 ３０ｃ 噴孔 ３０ｄ 噴孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗田 幹哉 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 原田 明典 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3G066 AA01 AB02 BA55 CC24 CC37 CE22

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体入口から流体出口に向けて径が広が
   る末広がり形状の噴孔を有した噴孔付きプレートを備
   え、噴孔中心軸線が前記噴孔付きプレートに直交する垂
   線に対して傾斜している流体噴射ノズルの噴孔加工装置
   であって、 前記噴孔付きプレートの噴孔加工前の板状材料が載置さ
   れるダイスと、 先端部にテーパ部が形成されたパンチと、 このパンチの中心軸線が前記板状材料面に直交する垂線
   に対して傾斜するように前記パンチを摺動自在に支持す
   る支持孔を有するパンチガイドと、 前記パンチをその中心軸線方向に前進させるパンチ駆動
   手段とを備え、 前記パンチガイドは、前記パンチの先端部が前記板状材
   料に当たった時に生じる側方力を、前記支持孔の摺動面
   で受けることを特徴とする流体噴射ノズルの噴孔加工装
   置。
2. 【請求項２】 前記パンチのテーパ部を、前記摺動面に
   沿う形状としたことを特徴とする請求項１に記載の流体
   噴射ノズルの噴孔加工装置。
3. 【請求項３】 前記ダイスには、前記パンチが押し退け
   た不要部を排出する排出孔が形成されたことを特徴とす
   る請求項１または２に記載の流体噴射ノズルの噴孔加工
   装置。
4. 【請求項４】 前記噴孔中心軸線を含み前記噴孔付きプ
   レートと直交する仮想面と前記噴孔付きプレートの噴孔
   内周面との２本の交線は、前記噴孔付きプレート面に直
   交する垂線に対して前記噴孔中心軸線と同じ方向に傾斜
   しており、 前記噴孔中心軸線と前記流体入口側端面とが形成する鈍
   角側にある第１の交線が前記噴孔付きプレート面に直交
   する垂線と形成する第１の傾斜角をθ１、前記噴孔中心
   軸線と前記流体入口側端面とが形成する鋭角側にある第
   ２の交線が前記噴孔付きプレート面に直交する垂線と形
   成する第２の傾斜角をθ２としたとき、 θ１＜θ２ の関係を満足することを特徴とする請求項１ないし３い
   ずれか１つに記載の流体噴射ノズルの噴孔加工装置。
5. 【請求項５】 θ１≧１５°の関係を満足することを特
   徴とする請求項４に記載の流体噴射ノズルの噴孔加工装
   置。
6. 【請求項６】 前記パンチガイドの内面のうち前記パン
   チの先端部が摺動する摺動面は、前記板状材料面に直交
   する垂線に対して前記第１の傾斜角を有し、 前記パンチの先端部形状を、前記パンチの中心軸線に対
   して前記板状材料と反対方向に傾斜させて前記パンチガ
   イドの摺動面に沿う形状としたことを特徴とする請求項
   ４または５に記載の流体噴射ノズルの噴孔加工装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１つに記載
   の噴孔加工装置を用いた流体噴射ノズルの噴孔加工方
   法。
8. 【請求項８】 噴孔加工時に、前記ダイスと前記パンチ
   ガイドとの間に前記板状材料を保持した状態で、前記パ
   ンチガイドの中心軸線方向に前記パンチを前進させて前
   記パンチの先端部を前記板状材料に押し当て、前記パン
   チの先端部が押し退けたボリューム分の押し出し部を前
   記板状材料面より前方に押し出すことで、前記パンチの
   先端部形状を前記板状材料に転写して前記板状材料に前
   記所望の形状の噴孔を形成する押し出し成形を行うこと
   を特徴とする請求項７に記載の流体噴射ノズルの噴孔加
   工方法。
9. 【請求項９】 前記パンチの先端部と前記ダイスとのク
   リアランスを、前記板状材料の板厚に対して所定範囲内
   に設定したプレス成形型を備え、 前記押し出し成形の後に、前記押し出し部を、前記板状
   材料面の高さ位置で切断または切削または研削すること
   により取り除く除去工程を行うことを特徴とする請求項
   ８に記載の流体噴射ノズルの噴孔加工方法。
10. 【請求項１０】 前記パンチの先端部と前記ダイスとの
    クリアランスを所定値以下に設定したプレス成形型を備
    え、 前記押し出し成形時に、前記押し出し部が前記板状材料
    から離脱するまで前記パンチを押し込むことを特徴とす
    る請求項８に記載の流体噴射ノズルの噴孔加工方法。