JP2007211735A - Fuel injection valve and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弁座に対する弁体の開動作によって高圧燃料を噴射する燃料噴射弁およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve that injects high-pressure fuel by opening a valve body with respect to a valve seat, and a method for manufacturing the same.
燃料噴射弁は、エンジンに燃料を供給するための燃料供給装置に使用されている。エンジンに設けられる燃料供給装置は、燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンクから燃料を汲み上げる燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出される高圧燃料をエンジン近傍に配置されたデリバリパイプへ送る燃料ラインとを備えている。このデリバリパイプへ送られた高圧燃料を各気筒へ噴射供給するために、デリバリパイプに燃料噴射弁(インジェクタ)が設けられている。そして、インジェクタには、閉弁時(弁体が弁座に当接している状態)における液密性の向上が要求されている。なぜなら、液密性が悪いと、エンジン停止後においても少量の燃料が供給されてしまうため、エンジンの再始動時にHC(ハイドロカーボン)が多く排出されてしまうからである。 The fuel injection valve is used in a fuel supply device for supplying fuel to an engine. A fuel supply device provided in an engine includes a fuel tank that stores fuel, a fuel pump that pumps fuel from the fuel tank, and a fuel line that sends high-pressure fuel discharged from the fuel pump to a delivery pipe disposed near the engine. I have. In order to inject and supply the high pressure fuel sent to the delivery pipe to each cylinder, a fuel injection valve (injector) is provided in the delivery pipe. The injector is required to improve liquid tightness when the valve is closed (a state in which the valve element is in contact with the valve seat). This is because if the liquid tightness is poor, a small amount of fuel is supplied even after the engine is stopped, so that a large amount of HC (hydrocarbon) is discharged when the engine is restarted.
このようなインジェクタとして、例えば、特開2004−239245号公報に開示されたものがある。ここに開示されたインジェクタは、先端部にオリフィスを含み、内部に高圧燃料が供給されるノズルボディと、ノズルボディの内部にてオリフィスに対応して設けられた弁座と、ノズルボディの内部にて弁座に着座可能に設けられた弁体とを備えており、弁座に対する弁体の開作動に伴って高圧燃料をオリフィスから噴射するようになっている。そして、このインジェクタでは、ノズルボディ(弁座を含む)および弁体が、金属ガラス(非晶質合金)を素材として構成されている。これにより、このインジェクタでは、液密性、耐久性および信頼性の向上を図っている。 An example of such an injector is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-239245. The injector disclosed here includes an orifice at the tip, a nozzle body to which high-pressure fuel is supplied, a valve seat provided in the nozzle body corresponding to the orifice, and an interior of the nozzle body. The valve body is provided so as to be seated on the valve seat, and high-pressure fuel is injected from the orifice when the valve body is opened relative to the valve seat. In this injector, the nozzle body (including the valve seat) and the valve body are made of metal glass (amorphous alloy). Thereby, in this injector, the improvement of liquid-tightness, durability, and reliability is aimed at.
しかしながら、上記したインジェクタでは、ノズルボディ(弁座)および弁体が非晶質合金(アモルファス)で構成されているため、弁体が摺動することにより、ノズルボディと弁体との接触部分が摩耗しやすいという問題があった。そして、ノズルボディと弁体との接触部分が摩耗してしまうと、ノズルボディが弁体の軸方向への移動をしっかりとガイドすることができなくなり、弁体が正常に作動しなくなって燃料の噴射精度を低下させるおそれがある。このように、上記したインジェクタには、耐久性および信頼性が低下するおそれがあるという問題があった。 However, in the above-described injector, since the nozzle body (valve seat) and the valve body are made of an amorphous alloy (amorphous), the sliding portion of the valve body causes a contact portion between the nozzle body and the valve body. There was a problem of being easy to wear. If the contact portion between the nozzle body and the valve body is worn, the nozzle body cannot firmly guide the movement of the valve body in the axial direction, the valve body does not operate normally, and the fuel There is a risk of lowering the injection accuracy. Thus, the above-described injector has a problem that durability and reliability may be reduced.
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、耐久性および信頼性を低下させることなく液密性を向上させることができる燃料噴射弁およびその製造方法を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a fuel injection valve capable of improving liquid tightness without reducing durability and reliability, and a method for manufacturing the same. Is an issue.
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る燃料噴射弁は、ボディの先端内部に圧入され、内部に高圧燃料が供給されるノズルボディと、前記ノズルボディの先端部に設けられ、噴孔部および弁座面を備える弁座部と、前記ボディの内部にて前記弁座部の弁座面に着座可能に設けられた弁体と、前記噴孔部に対応してオリフィスが形成されたオリフィスプレートとを備え、前記弁座面から前記弁体が離間することにより高圧燃料を前記オリフィスから噴射する燃料噴射弁において、前記弁座部が非晶質合金で形成され、前記ノズルボディが硬質ステンレス鋼で形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a fuel injection valve according to the present invention includes a nozzle body that is press-fitted into the front end of the body and is supplied with high-pressure fuel therein, and is provided at the front end of the nozzle body. A valve seat portion having a hole portion and a valve seat surface, a valve body provided to be seated on the valve seat surface of the valve seat portion inside the body, and an orifice corresponding to the injection hole portion are formed. A fuel injection valve that injects high-pressure fuel from the orifice by separating the valve body from the valve seat surface, the valve seat portion is formed of an amorphous alloy, and the nozzle body It is formed of hard stainless steel.
この燃料噴射弁では、弁座面から弁体が離間する(開弁する)ことにより、ノズルボディの内部に供給された高圧燃料が噴孔部を介してオリフィスから噴射される。
そして、この燃料噴射弁では、弁座部が非晶質合金で形成されている。ここで、非晶質合金とは、酸化物ガラスのように安定な非晶質(アモルファス)を含む金属であり、高温で容易に変形(塑性流動)するものである。このような非晶質合金の変形特性は、原子配列がランダムであるため、結晶合金に存在する特定の滑り面が無く、機械的強度に優れている。非晶質合金の材料特性は、引張強度が相対的に高く、ヤング率が相対的に低い。非晶質合金の耐食性は、構造・組成が均質であるために表面に形成される不働態被膜も均質となり、粒界が無いため、耐食性に優れている。そして、酸化処理することにより、表面にジルコニア膜が形成され、耐摩耗性が向上する。非晶質合金の高密度性は、金型の寸法に応じて、金型の形状が鋳物に高精度に転写(再現)されるため、高密度性が高い。このように金型の形状が鋳物に高精度に転写(再現)されるのは、非晶質合金では、過冷却液体領域があるため、凝固収縮を考慮する必要がなく、アモルファスのため、表面が滑らかになり、金型の表面状態が高精度に再現されるからである。
In this fuel injection valve, when the valve element is separated (opened) from the valve seat surface, the high-pressure fuel supplied to the inside of the nozzle body is injected from the orifice through the injection hole portion.
And in this fuel injection valve, the valve seat part is formed with the amorphous alloy. Here, the amorphous alloy is a metal including a stable amorphous material such as oxide glass, and easily deforms (plastic flow) at a high temperature. The deformation characteristics of such an amorphous alloy are excellent in mechanical strength because there is no specific sliding surface present in the crystal alloy because the atomic arrangement is random. The material properties of the amorphous alloy are relatively high tensile strength and relatively low Young's modulus. As for the corrosion resistance of the amorphous alloy, since the structure and composition are homogeneous, the passive film formed on the surface is uniform and there is no grain boundary, so the corrosion resistance is excellent. And by performing an oxidation process, a zirconia film | membrane is formed in the surface and abrasion resistance improves. The high density of the amorphous alloy is high because the shape of the mold is transferred (reproduced) to the casting with high accuracy according to the dimensions of the mold. In this way, the shape of the mold is transferred (reproduced) to the casting with high accuracy because the amorphous alloy has a supercooled liquid region, so there is no need to consider solidification shrinkage. This is because the surface of the mold is reproduced with high accuracy.
従って、弁座部を非晶質合金で形成することにより、弁座の寸法精度が高くなり、後加工が不要となる。また、非晶質合金はヤング率が相対的に低いことから、弁座と弁体との密着性が良くなるので液密性が向上する。また、弁座部の機械的強度が向上するとともに、表面が均質な不働態膜により耐食性も向上する。さらに、ノズルボディ全体を非晶質合金で形成する場合に比べてコスト面で有利になる。 Therefore, by forming the valve seat portion from an amorphous alloy, the dimensional accuracy of the valve seat is increased, and post-processing is not required. Further, since the Young's modulus of the amorphous alloy is relatively low, the adhesion between the valve seat and the valve body is improved, so that the liquid tightness is improved. Further, the mechanical strength of the valve seat portion is improved, and the corrosion resistance is also improved by the passive film having a uniform surface. Furthermore, it is advantageous in terms of cost compared to the case where the entire nozzle body is formed of an amorphous alloy.
そして、この燃料噴射弁では、ノズルボディが硬質ステンレス鋼で形成されている。硬質ステンレス鋼は耐摩耗性が高いため、弁体が摺動することによって発生するノズルボディと弁体との接触部分における摩耗を防止することができる。ここで、ノズルボディは弁体の軸方向への移動をガイドしている。そして、ノズルボディと弁体との接触部分が摩耗しないことから弁体の正確な動作を保証することができ、燃料の噴射精度を低下させることがない。
このように、本発明の燃料噴射弁によれば、耐久性および信頼性を低下させることなく液密性を向上させることができる。
In this fuel injection valve, the nozzle body is made of hard stainless steel. Since hard stainless steel has high wear resistance, it is possible to prevent wear at the contact portion between the nozzle body and the valve body, which is generated when the valve body slides. Here, the nozzle body guides the movement of the valve body in the axial direction. And since the contact part of a nozzle body and a valve body does not wear, the exact operation | movement of a valve body can be ensured, and the injection precision of a fuel is not reduced.
Thus, according to the fuel injection valve of the present invention, liquid tightness can be improved without reducing durability and reliability.
また、このように弁座部が非晶質合金で形成され、ノズルボディが硬質ステンレス鋼で形成されていることから、噴孔部に対応してオリフィスが形成されたオリフィスプレートを、ノズルボディの先端部に簡単に溶接して固定することができる。つまり、従来の燃料噴射弁のように、ノズルボディ全体が非晶質合金で形成されている場合に比べて、オリフィスプレートのノズルボディへの溶接固定を良好に行うことができる。また、オリフィスプレートをノズルボディに良好に溶接固定することができるため、その部分の液密性も高めることができる。 Further, since the valve seat portion is formed of an amorphous alloy and the nozzle body is formed of hard stainless steel in this way, an orifice plate having an orifice formed corresponding to the nozzle hole portion is attached to the nozzle body. It can be easily welded and fixed to the tip. That is, the orifice plate can be welded and fixed to the nozzle body better than in the case where the entire nozzle body is made of an amorphous alloy as in the conventional fuel injection valve. Further, since the orifice plate can be satisfactorily fixed to the nozzle body by welding, the liquid tightness of the portion can also be improved.
本発明に係る燃料噴射弁においては、前記弁座部のうち前記弁体が当接する弁座面は、押圧形成されていることが望ましい。 In the fuel injection valve according to the present invention, it is preferable that a valve seat surface with which the valve body abuts is pressed to form the valve seat portion.
非晶質合金は、上記したように、金型の寸法に応じて、金型の形状が鋳物に高精度に転写(再現)されるが、非晶質合金の過冷却液体領域での粘性流動を利用して押圧成形することにより、弁座面の形状精度および面粗度をさらに向上させることができる。従って、弁座面が押圧形成されていると、弁座と弁体との液密性をより一層高めることができる。 As described above, in the amorphous alloy, the shape of the mold is transferred (reproduced) to the casting with high accuracy according to the dimensions of the mold, but the viscous flow in the supercooled liquid region of the amorphous alloy By using the pressure molding, the shape accuracy and surface roughness of the valve seat surface can be further improved. Therefore, when the valve seat surface is pressed, the liquid tightness between the valve seat and the valve body can be further enhanced.
また、本発明に係る燃料噴射弁においては、前記弁座部は、前記ノズルボディに対して塑性流動結合されていることが望ましい。 In the fuel injection valve according to the present invention, it is preferable that the valve seat portion is plastically flow-coupled to the nozzle body.
非晶質合金は溶接性が悪いため、弁座部をノズルボディに溶接すると液密性が悪くなってしまう。このため、弁座部をノズルボディに対して塑性流動結合することにより、弁座部をノズルボディに液密に結合することができる。 Since the amorphous alloy has poor weldability, liquid-tightness is deteriorated when the valve seat is welded to the nozzle body. For this reason, the valve seat portion can be liquid-tightly coupled to the nozzle body by plastic flow coupling of the valve seat portion to the nozzle body.
また、本発明に係る燃料噴射弁においては、前記ノズルボディには、前記弁座部との結合面に少なくとも1つの円周溝が形成されていることが望ましい。 In the fuel injection valve according to the present invention, it is preferable that at least one circumferential groove is formed in the nozzle body on a coupling surface with the valve seat portion.
このような円周溝をノズルボディに形成することにより、弁座部を形成する非晶質合金を塑性流動させて円周溝に充填して、ノズルボディと弁座部とを液密に結合することができる。
ここで、弁座部のうち塑性流動させる体積と円周溝の体積が同じであれば、理論上は円周溝を1つ設ければよいことになる。しかしながら、実際には、製品誤差や製造条件などによって、弁座部の非晶質合金の塑性流動量がばらつくため、好ましくは、ノズルボディに上記した円周溝が2つ以上形成されているのがよい。
By forming such a circumferential groove in the nozzle body, the amorphous alloy forming the valve seat portion is plastically flowed to fill the circumferential groove, and the nozzle body and the valve seat portion are liquid-tightly connected. can do.
Here, if the volume of the plastic seat in the valve seat portion and the volume of the circumferential groove are the same, theoretically, it is sufficient to provide one circumferential groove. However, in practice, the plastic flow amount of the amorphous alloy in the valve seat varies depending on product errors, manufacturing conditions, and the like. Preferably, two or more circumferential grooves are formed in the nozzle body. Is good.
また、本発明に係る燃料噴射弁においては、前記弁座部の先端面の外周部に円周状のポンチ痕が形成されていることが望ましい。 In the fuel injection valve according to the present invention, it is desirable that a circumferential punch mark is formed on the outer peripheral portion of the distal end surface of the valve seat portion.
このようなポンチ痕を形成することにより、弁座部の先端面の外周部を押圧して非晶質合金を塑性流動させることになる。つまり、弁座部の先端面において円周溝に最も近い部分を押圧して非晶質合金を塑性流動させることができる。これにより、円周溝内に非晶質合金を確実に充填することができ、弁座部のノズルボディへの塑性流動結合を高い液密性を確保して行うことが可能になる。 By forming such punch marks, the outer peripheral portion of the tip surface of the valve seat portion is pressed to cause the amorphous alloy to plastically flow. That is, the amorphous alloy can be plastically flowed by pressing the portion closest to the circumferential groove on the distal end surface of the valve seat portion. As a result, the circumferential groove can be reliably filled with the amorphous alloy, and the plastic flow coupling of the valve seat portion to the nozzle body can be performed while ensuring high liquid tightness.
さらに、本発明に係る燃料噴射弁においては、前記ノズルボディの外周における一部が、円周状に非晶質合金で形成されていることが望ましい。 Furthermore, in the fuel injection valve according to the present invention, it is desirable that a part of the outer periphery of the nozzle body is formed of an amorphous alloy in a circumferential shape.
ノズルボディの外周(つまりボディに対する圧入部)おける一部が、円周状に非晶質合金で形成されていることにより、ボディとノズルボディとの間においても液密性を高めることができるからである。 Since a part of the outer periphery of the nozzle body (that is, the press-fitted portion with respect to the body) is formed of an amorphous alloy in a circumferential shape, liquid-tightness can be improved between the body and the nozzle body. It is.
ここで、上記した燃料噴射弁の製造方法は、ボディの先端内部に圧入され、内部に高圧燃料が供給されるノズルボディと、前記ノズルボディの先端部に設けられ、噴孔部および弁座面を備える弁座部と、前記ボディの内部にて前記弁座部の弁座面に着座可能に設けられた弁体と、前記噴孔部に対応してオリフィスが形成されたオリフィスプレートとを備え、前記弁座面から前記弁体が離間することにより高圧燃料を前記オリフィスから噴射する燃料噴射弁の製造方法において、前記弁座部を非晶質合金から金型鋳造法により成型する工程と、金型鋳造法により成型された弁座部を前記弁体の配置位置とは逆の方向から前記ノズルボディの内部に配置する工程と、金型鋳造法により成型された弁座部の弁座面を押圧部材により押圧成形する工程と、金型鋳造法により成型された弁座部を塑性流動結合治具により前記ノズルボディに塑性流動結合する工程と、を含むことを特徴とする。 Here, the fuel injection valve manufacturing method described above includes a nozzle body that is press-fitted into the tip of the body and is supplied with high-pressure fuel therein, and is provided at the tip of the nozzle body. A valve seat provided inside the body so as to be seated on a valve seat surface of the valve seat, and an orifice plate in which an orifice is formed corresponding to the injection hole. In the method of manufacturing a fuel injection valve in which high pressure fuel is injected from the orifice by separating the valve body from the valve seat surface, the valve seat portion is molded from an amorphous alloy by a die casting method, A step of disposing a valve seat molded by a mold casting method in the nozzle body from a direction opposite to the position of the valve body, and a valve seat surface of the valve seat molded by the mold casting method. The step of press-molding with a pressing member Characterized in that it comprises a step of plastic flow coupling the valve seat portion which is molded by a die casting method to the nozzle body by plastic flow coupling fixture, a.
このような製造方法により、上記した耐久性および信頼性を低下させることなく液密性を向上させることができる燃料噴射弁を製造することができる。 With such a manufacturing method, it is possible to manufacture a fuel injection valve capable of improving liquid tightness without deteriorating the durability and reliability described above.
そして、本発明に係る燃料噴射弁の製造方法においては、金型鋳造法により成型された弁座部の押圧成形と前記ノズルボディへの塑性流動結合とを同時に行うことが望ましい。
具体的には、押圧部材を弁座面に押圧するとともに、塑性流動結合治具(ポンチ)を弁座面の反対面に押圧すればよい。これにより、弁座部における弁座面の押圧成形と、弁座部のノズルボディへの塑性流動結合とを同時に行うことができる。従って、弁座部のみを非晶質合金で形成してノズルボディに結合するようにしても、生産効率を低下させることがない。
In the method for manufacturing a fuel injection valve according to the present invention, it is desirable to simultaneously perform the pressure molding of the valve seat portion molded by the die casting method and the plastic flow coupling to the nozzle body.
Specifically, the pressing member may be pressed against the valve seat surface and the plastic flow coupling jig (punch) may be pressed against the opposite surface of the valve seat surface. Thereby, the pressure molding of the valve seat surface in the valve seat portion and the plastic flow coupling of the valve seat portion to the nozzle body can be performed simultaneously. Therefore, even if only the valve seat portion is formed of an amorphous alloy and joined to the nozzle body, the production efficiency is not lowered.
本発明に係る燃料噴射弁によれば、上記した通り、耐久性および信頼性を低下させることなく液密性を向上させることができる。また、本発明に係る燃料噴射弁の製造方法によれば、生産効率を低下させずに、耐久性および信頼性を低下させることなく液密性を向上させることができる燃料噴射弁を製造することができる。 According to the fuel injection valve of the present invention, as described above, liquid tightness can be improved without reducing durability and reliability. In addition, according to the method for manufacturing a fuel injection valve according to the present invention, a fuel injection valve capable of improving liquid tightness without reducing production efficiency and without reducing durability and reliability is manufactured. Can do.
以下、本発明の燃料噴射弁を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態では、本発明の料噴射弁として、自動車のエンジンに燃料を供給するための燃料供給装置に使用されるインジェクタを例示する。 Hereinafter, a most preferred embodiment in which the fuel injection valve of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, an injector used in a fuel supply device for supplying fuel to an automobile engine is exemplified as the fuel injection valve of the present invention.
そこで、実施の形態に係るインジェクタについて、図1〜図6を参照しながら説明する。図1は、実施の形態に係るインジェクタの概略構成を示す断面図である。図2は、図1に示すインジェクタにおけるノズル部付近の拡大断面図である。図3は、弁座部が非装着の状態におけるノズルボディの先端部の概略構成を示す断面図である。図4は、弁座部が装着された状態におけるノズルボディの先端部の概略構成を示す断面図である。図5は、オリフィスプレートの断面図である。図6は、オリフィスプレートの平面図である。 Therefore, an injector according to an embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an injector according to an embodiment. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the nozzle portion in the injector shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the tip portion of the nozzle body in a state where the valve seat portion is not attached. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a tip portion of the nozzle body in a state where the valve seat portion is mounted. FIG. 5 is a cross-sectional view of the orifice plate. FIG. 6 is a plan view of the orifice plate.
このインジェクタ1には、図1に示すように、ハウジング2の内部に設けられたボディ3と、ボディ3の内部に設けられた調整パイプ4と、ハウジング2とボディ3のほぼ中央に設けられたソレノイド5と、ボディ3の先端内部に圧入されたノズルボディ7と、弁体9と、ノズルボディ7の先端に設けられたオリフィスプレート11とが備わっている。この実施の形態では、互いに組み付けられたノズルボディ7およびオリフィスプレート11により噴射ノズルが構成されている。
As shown in FIG. 1, the injector 1 is provided with a
ボディ3の基端部は、デリバリパイプ(図示略)に接続される配管コネクタ12となっている。配管コネクタ12の周囲には、Oリング13が装着されている。そして、配管コネクタ12の内部には、異物を除去するためのストレーナ14が設けられている。
ハウジング2には、配線コネクタ15が一体形成されている。この配線コネクタ15には、ターミナル16が設けられている。ソレノイド5は、コイル17とボビン18から構成されている。そして、コイル17は、ターミナル16に接続されている。
The base end portion of the
A
一方、ボディ3の先端内部に圧入されたノズルボディ7は、カップ状に構成されている。このノズルボディ7は、マルテンサイト系ステンレス鋼で形成されている。ノズルボディ7の外周の一部には、円周状の非晶質合金部7bが形成されている。なお、非晶質合金部7bの素材として本実施の形態では、「Zr−Al−Ni−Cu合金」)でを使用している。このような非晶質合金部7bを設けることにより、ノズルボディ7をボディ3の先端内部に圧入したときに、ボディ3とノズルボディ7との間における液密性を高めることができる。
On the other hand, the
そして、ノズルボディ7の先端内部に、図2に示すように、非晶質合金で形成された弁座部10が結合されている。ノズルボディ7と弁座部10との結合は塑性流動結合(メタルフロー)により行われている。このため、ノズルボディ7の結合部には、図3に示すように、2つのメタルフロー用円周溝7aが形成されている。これらの円周溝7aに弁座部10の一部を塑性流動させることにより、ノズルボディ7と弁座部10とを結合することができるようになっている。なお、メタルフローにて両者を結合する方法については後述する。
Then, as shown in FIG. 2, a
ノズルボディ7の内部に結合された弁座部10には、図4に示すように、噴孔部10aおよび弁座面10bが形成されている。この実施の形態では、弁座部10の素材として、比較的合金が作りやすい「Zr−Al−Ni−Cu合金」を使用している。このような弁座部10は、精密鋳造により成型した後に、弁座面10bを押圧成形することにより、弁座面10bが弁体9の断面形状の同じ形状(弁体9に倣った形状)に成形されている。また、弁座部10の先端外周部には、円周状のポンチ痕10cが形成されている。
なお、弁座面10bの押圧成形方法については、メタルフローの方法とともに後述する。
As shown in FIG. 4, the
In addition, the press molding method of the
ノズルボディ10の先端には、オリフィスプレート11が溶接により固定されている。このオリフィスプレート11は、図5に示すように、扁平なカップ状をなし、その中央に燃料出口としての複数のオリフィス11aが形成されている。そして、複数のオリフィス11aは、中心軸線Oに対して所定角度傾いて形成されている。これらオリフィス11aの傾きにより、燃料の噴射方向に傾きが与えられるようになっている。また、複数のオリフィス11aは、図6に示すように、分散配置されている。これにより、噴射燃料の霧化及び微粒化が図られるようになっている。
An
本実施の形態では、ノズルボディ7はマルテンサイト系ステンレス鋼で形成され、オリフィスプレート11はオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。このため、ノズルボディ7とオリフィスプレート11との溶接固定を良好に行うことができ、ノズルボディ7とオリフィスプレート11と間の液密性を高めることができる。
In the present embodiment, the
図1に戻って、弁体9は、軸部9aと、その軸部9aの先端に設けられる球状の弁部9bと、軸部9aの基端に設けられるアーマチュア部9cとから構成される。この弁体9の軸部9aとアーマチャア部9cは、「パーマロイ、電磁ステンレス」等の磁性材料により一体成形されている。また、弁部9bは、マルテンサイト系ステンレス鋼からなり、軸部9aとは溶接等により一体に形成されている。そして、弁体9の弁部9bは、弁座部10の弁座面10bに整合して配置されている。また、弁体9のアーマチュア部9cは、ソレノイド5に隣接して配置されている。アーマチュア部9cは、磁性材料より形成されていることから、ソレノイド5の磁力に吸引されるようになっている。なお、ソレノイド5とアーマチュア部9cとの間に位置する部分は、浸炭処理がなされており非磁性化されている。
また、調整パイプ4とアーマチュア部9cとの間には、スプリング21が設けられている。このスプリング21は、弁体9の弁部9bを弁座部10の弁座面10bに当接させる方向に、弁体9を付勢している。このため、ソレノイド5に通電されていないときは、弁体9の弁部9bは、弁座部10の弁座面10bに当接している。
Returning to FIG. 1, the
A
次に、上記したインジェクタ1の製造方法について、図7および図8を参照しながら説明する。図7は、ノズルボディに弁座部を装着する前の状態を示す説明図である。図8は、弁座面の押圧成形と弁座部をノズルボディへメタルフロー結合する方法を説明するための説明図である。なお、ここでは、従来と同様の製造工程については省略し、本発明における特徴的な工程(ノズル部の製造工程)についてのみ説明する。 Next, a method for manufacturing the injector 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is an explanatory view showing a state before the valve seat is mounted on the nozzle body. FIG. 8 is an explanatory view for explaining a method of pressing the valve seat surface and a metal flow coupling of the valve seat portion to the nozzle body. Here, the manufacturing process similar to the conventional one is omitted, and only the characteristic process (manufacturing process of the nozzle portion) in the present invention is described.
まず、図7に示すように、精密鋳造により成型された弁座部10が、弁体部9bの配置位置とは逆の方向(図7においては上方向)から、ノズルボディ7の先端内部に装着される。このとき、弁座部10は、図7に示す状態のままである。つまり、弁座部10の非晶質合金を塑性流動させていない状態である。
そして、弁座部10がノズルボディ7の先端内部に装着されると、図8に示すように、押圧部材30が弁体部10の弁座面10bに押し当てられる。押圧部材30の弁座面10bへの当接面は、高精度な円錐形状をなしている。
First, as shown in FIG. 7, the
When the
その後、押圧部材30が弁体部10の弁座面10bに押し当てられた状態で、メタルフロー用ポンチ31が弁座面10bの反対側から弁座部10に押し当てられる。このメタルフロー用ポンチ31の先端部の径は、弁座部10の径とほぼ同じである。また、メタルフロー用ポンチ31の先端面外周には、環状凸部31aが形成されている。そして、環状凸部31aが弁座部10の外周部に当接させた状態で、押圧部材30とメタルフロー用ポンチ31とによって、弁座部10が両側から押圧される。
Thereafter, in a state where the pressing
これにより、弁座面10bが押圧成形されるとともに、弁座部10の一部をノズルボディ7の円周溝7aに塑性流動させてメタルフローにより弁座部10をノズルボディ7に結合させる。その結果、弁座部10が図4に示すように変形し、弁座部10の先端外周部に円周状のポンチ痕10cが形成されて、弁座部10がノズルボディ7の先端内部に結合される。
このように、弁座部10の先端外周部に円周状のポンチ痕10cが形成されるように、メタルフローを行うことにより、弁座部10の先端面において円周溝7aに最も近い部分を押圧して弁座部10の一部を塑性流動させることができる。これにより、円周溝7a内に弁座部10の一部を確実に充填することができる。従って、弁座部10をノズルボディ7の先端内部に高い液密性を確保して結合することができる。
As a result, the
Thus, by performing the metal flow so that the
ここで、ノズルボディ7の結合部には、2つの円周溝7aが形成されている。このため、製品誤差や製造条件などによって、弁座部10における非晶質合金の塑性流動量がばらついたとしても、そのばらつきを一方(ポンチ痕10cから遠い方)の円周溝7aで吸収するとともに、他方(ポンチ痕10cに近い方)の円周溝7aの全体に非晶質合金を充填することができる。これにより、製品誤差や製造条件などにかかわらず、弁座部10をノズルボディ7の先端内部に高い液密性を確保して結合することができる。
Here, two
また、弁座部10の弁座面10bに当接する部分が、高精度な円錐形状に形成された押圧部材30によって、弁座面10bが押圧成形されるため、弁座部10を構成する非晶質合金の粘性流動により、弁座面10bの形状精度および面粗度をさらに向上させることができる。従って、弁座面10bと弁部9bとの液密性をより一層高めることができる。
In addition, the portion of the
続いて、上記した構成を有するインジェクタ1の動作について説明する。インジェクタ1において、ソレノイド5に通電されると、弁体9のアーマチュア部9cにソレノイド5の磁力による吸引力が作用する。この吸引力により、スプリング21に抗して弁体9が移動し、その弁部9bが弁座面10bから離れて開弁する。これにより、配管コネクタ12からボディ3の内部に供給される燃料が、弁座部10の噴孔部10aおよびオリフィスプレート11の各オリフィス11aを通じて噴射される。
Next, the operation of the injector 1 having the above configuration will be described. When the
一方、ソレノイド5への通電が停止されると、アーマチュア部9cに対するソレノイド5の吸引力が消失する。そうすると、スプリング21の付勢力により弁体9が移動させられ、その弁部9bが弁座面10bに密着して閉弁する。これにより、噴孔部10aおよび各オリフィス11aからの燃料噴射が停止する。
On the other hand, when the energization to the
そして、ノズルボディ7が耐摩耗性に優れたマルテンサイト系のステンレス鋼で形成されるため、弁体9が移動することによって発生するノズルボディ7と弁部9bとの接触(摺動)部分における摩耗を防止することができる。これにより、ノズルボディ7の内周面が弁部9bを常にガイドすることができるため、弁体9の正確な動作を保証することができる。その結果、インジェクタ1における燃料の噴射精度を低下させることがなく、インジェクタ1としての信頼性を高めることができる。
Since the
以上説明したように、本実施の形態に係るインジェクタ1によれば、弁座部10を非晶質合金で形成して弁座面10bを押圧成形しているため、弁座面10bの形状精度および面粗度が向上させることができる。従って、弁座面10bと弁部9bとの液密性を高めることができる。また、本実施の形態に係るインジェクタ1によれば、ノズルボディ7をマルテンサイト系ステンレス鋼で形成しているため、弁体9が移動することによって発生するノズルボディ7と弁部9bとの接触(摺動)部分における摩耗を防止することができる。従って、インジェクタ1における燃料の噴射精度を低下させることがなく、インジェクタ1としての信頼性および耐久性を高めることができる。
このように、本実施の形態に係るインジェクタ1によれば、耐久性および信頼性を低下させることなく液密性を向上させることができる。
As described above, according to the injector 1 according to the present embodiment, since the
Thus, according to the injector 1 which concerns on this Embodiment, liquid-tightness can be improved, without reducing durability and reliability.
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態におけるインジェクタ1は、球状の弁部9bを備える弁体9を有するものであったが、これ以外の形状をなす弁体部を有するインジェクタ(例えば、ニードル形状の弁体部を有するものなど)にも、本発明を適用することができる。
It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the injector 1 in the above-described embodiment has the
1 インジェクタ
2 ハウジング
3 ボディ
5 ソレノイド
7 ノズルボディ
7a 円周溝
7b 非晶質合金部
9 弁体
10 弁座部
10a 噴孔部
10b 弁座面
10c ポンチ痕
11 オリフィスプレート
11a オリフィス
12 配管コネクタ
21 スプリング
30 押圧部材
31 メタルフロー用ポンチ
31a 環状凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injector 2
Claims (9)
前記弁座部が非晶質合金で形成され、前記ノズルボディが硬質ステンレス鋼で形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。 A nozzle body that is press-fitted into the tip of the body and is supplied with high-pressure fuel; a valve seat that is provided at the tip of the nozzle body and includes a nozzle hole part and a valve seat surface; A valve body provided so as to be seated on a valve seat surface of the valve seat portion; and an orifice plate in which an orifice is formed corresponding to the nozzle hole portion, and the valve body is separated from the valve seat surface. In the fuel injection valve for injecting high-pressure fuel from the orifice by
The fuel injection valve, wherein the valve seat portion is made of an amorphous alloy, and the nozzle body is made of hard stainless steel.
前記弁座部のうち前記弁体が当接する弁座面は、押圧形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1, wherein
The fuel injection valve according to claim 1, wherein a valve seat surface with which the valve element abuts is pressed.
前記弁座部は、前記ノズルボディに対して塑性流動結合されていることを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1 or 2,
The fuel injection valve, wherein the valve seat portion is plastically flow-coupled to the nozzle body.
前記ノズルボディには、前記弁座部との結合面に少なくとも1つの円周溝が形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 3, wherein
The fuel injection valve according to claim 1, wherein at least one circumferential groove is formed in a coupling surface with the valve seat portion in the nozzle body.
前記弁座部の先端面の外周部に円周状のポンチ痕が形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。 In the fuel injection valve according to claim 3 or claim 4,
A fuel injection valve characterized in that a circumferential punch mark is formed on an outer peripheral portion of a tip surface of the valve seat portion.
前記オリフィスプレートは、前記ノズルボディの先端部に溶接にて固定されていることを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 5,
The fuel injection valve, wherein the orifice plate is fixed to a tip portion of the nozzle body by welding.
前記ノズルボディの外周の一部は、円周状に非晶質合金で形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 6,
A part of the outer periphery of the nozzle body is formed of an amorphous alloy in a circumferential shape.
前記弁座部を非晶質合金から金型鋳造法により成型する工程と、
金型鋳造法により成型された弁座部を前記弁体の配置位置とは逆の方向から前記ノズルボディの内部に配置する工程と、
金型鋳造法により成型された弁座部の弁座面を押圧部材により押圧成形する工程と、
金型鋳造法により成型された弁座部を塑性流動結合治具により前記ノズルボディに塑性流動結合する工程と、
を含むことを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。 A nozzle body that is press-fitted into the tip of the body and is supplied with high-pressure fuel; a valve seat that is provided at the tip of the nozzle body and includes a nozzle hole part and a valve seat surface; A valve body provided so as to be seated on a valve seat surface of the valve seat portion; and an orifice plate in which an orifice is formed corresponding to the nozzle hole portion, and the valve body is separated from the valve seat surface. In the method of manufacturing a fuel injection valve for injecting high-pressure fuel from the orifice by
Molding the valve seat from an amorphous alloy by a mold casting method;
A step of disposing a valve seat molded by a die casting method in the nozzle body from a direction opposite to the disposition position of the valve body;
A step of pressing and molding the valve seat surface of the valve seat portion molded by the die casting method with a pressing member;
A step of plastic flow coupling the valve seat molded by the die casting method to the nozzle body by a plastic flow coupling jig;
A fuel injection valve manufacturing method comprising:
金型鋳造法により成型された弁座部における弁座面の押圧成形と、前記ノズルボディへの塑性流動結合とを同時に行うことを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。 In the manufacturing method of the fuel injection valve according to claim 8,
A method of manufacturing a fuel injection valve, comprising simultaneously performing pressure molding of a valve seat surface in a valve seat portion molded by a die casting method and plastic flow coupling to the nozzle body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006034937A JP2007211735A (en) | 2006-02-13 | 2006-02-13 | Fuel injection valve and method for manufacturing same |
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KR20140032950A (en) * | 2010-11-05 | 2014-03-17 | 고꾸리쯔다이가꾸호오진 구마모또 다이가꾸 | Injection nozzle |
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2006
- 2006-02-13 JP JP2006034937A patent/JP2007211735A/en not_active Withdrawn
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