JP2008202407A - インジェクタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リード線を成形型にインサートして保持部材を成形する際の型閉め時にリード線が挟まれることを防止する。
【解決手段】リード線２３を有するアクチュエータ２をインジェクタボデーの収納穴４１に収納するインジェクタの製造方法であって、リード線２３をインサートして樹脂製の保持部材を成形する成形型１００、２００を用意し、アクチュエータ２を固定型１００内に配置してリード線２３の一端側（すなわちアクチュエータ２側）を位置決め固定し、リード線２３の他端側に付けた重り３００によりリード線２３に張力を与えた状態で成形型１００、２００内に樹脂を注入して保持部材を成形する。
【選択図】図５

Description

本発明は、アクチュエータにてノズルの開閉作動を制御するインジェクタの製造方法に関するものである。

従来の燃料噴射装置は、コモンレール内に蓄えられた高圧燃料をインジェクタを介して内燃機関の各気筒の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。インジェクタは、噴孔をニードルにて開閉して開弁時に燃料を噴射するノズルや、ニードルにおける反噴孔側に作用する圧力を制御してノズルの開閉作動を制御するピエゾアクチュエータを備えている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２５７００２号公報

ところで、車輌に搭載される内燃機関に用いられる燃料噴射装置用インジェクタは、小型化要求等に対応して、インジェクタボデーにおけるノズル側からピエゾアクチュエータを組み付けるようにしたものがある。

具体的には、給電用の２本のリード線を予めピエゾアクチュエータに接合しておき、まずリード線をインジェクタボデーの収納孔に挿入し、続いてピエゾアクチュエータを収納孔に挿入することによって、リード線はピエゾアクチュエータに押されてインジェクタボデー内を進み、リード線の先端が収納孔の他端開口部に導かれるようになっている。

しかし、リード線は細長くて剛性が低いため、リード線およびアクチュエータをインジェクタボデーへ組み付ける際にリード線が収納孔内で折れ曲がりやすく、したがってリード線を収納孔の他端まで導くことは容易ではなく、リード線およびピエゾアクチュエータのインジェクタボデーへの組み付け作業性が悪いという問題があった。

そこで、本発明者は、特願２００６−５９６１６にて、リード線およびアクチュエータのインジェクタボデーへの組み付け作業性を向上させるために、樹脂製の保持部材によりリード線を保持してリード線の折れ曲がりを防止するようにしたインジェクタを提案した。

そして、そのインジェクタの製造方法としては、固定型とスライド型とからなる成形型にリード線をインサートして樹脂を注入することにより保持部材を成形する方法が考えられる。しかしながら、この場合は、リード線を固定型内の所定位置に位置決めするための凸部を固定型に多数設ける必要があり、固定型が高価になるという問題がある。また、自由に伸びようとするリード線は固定型からはみ出し易いため、型閉め時にリード線を挟み潰す虞がある。

本発明は上記点に鑑み、リード線を成形型にインサートして保持部材を成形する際の型閉め時にリード線が挟まれることを防止することを目的とする。

本発明は、リード線（２３）を有するアクチュエータ（２）をインジェクタボデーの収納穴（４１）に収納するインジェクタの製造方法であって、リード線（２３）をインサートして樹脂製の保持部材（８）を成形する成形型（１００、２００）を用意し、リード線（２３）を成形型（１００、２００）内に配置し、リード線（２３）の一端側を位置決め固定し、さらにリード線（２３）の他端側に付けた重り（２、３００）によりリード線（２３）に張力を与えた状態で成形型（１００、２００）内に樹脂を注入して保持部材（８）を成形することを特徴とするインジェクタの製造方法。

このようにすれば、リード線（２３）を成形型（１００、２００）内の所定位置に固定してリード線（２３）が成形型（１００、２００）からはみ出すことを防止できるため、型閉め時にリード線（２３）が挟まれることを防止することができる。

そして、本発明の方法にて製造されたインジェクタは、リード線（２３）の折れ曲がりが防止されるため、リード線（２３）およびアクチュエータ（２）のインジェクタボデー（４）への組み付け作業性が向上する。

この場合、アクチュエータ（２）を重りとして用いるようにすれば、別途重り（３００）を準備する必要がないため、容易に実施することができる。

また、アクチュエータ（２）の一端側をインサートして保持部材（８）を成形するようにすれば、保持部材（８）によりリード線（２３）の折れ曲がりが防止されるとともに、アクチュエータ（２）とリード線（２３）は保持部材（８）により一体化されるため、リード線（２３）およびアクチュエータ（２）のインジェクタボデー（４）への組み付け作業性が一層向上する。

また、リード線（２３）が貫通する２つのリード線貫通孔（４０１）を有するブッシュ（４００）を用意し、２つのリード線貫通孔（４０１）にリード線（２３）を貫通させたブッシュ（４００）を成形型（１００、２００）内に位置決め固定して保持部材（８）を成形することができる。

このようにすれば、２本のリード線（２３）の極性が決まっている場合、所定の極性のリード線（２３）を保持部材（８）の所定位置に位置決めすることが容易である。

また、成形型（１００、２００）内における反アクチュエータ側端部にブッシュ（４００）を位置決め固定するようにすれば、ブッシュ（４００）により、成形型（１００、２００）からの樹脂洩れをやバリの発生を防止することができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る方法にて製造した燃料噴射装置用インジェクタの部分断面図、図２は図１のインジェクタの概略内部構成を示す模式的な断面図である。

まず、図１および図２に基づいて、インジェクタの基本的な構成、作動について説明する。インジェクタは、コモンレール（図示せず）内に蓄えられた高圧燃料をディーゼル内燃機関（図示せず）の気筒内に噴射するものであり、開弁時に燃料を噴射するノズル１、電荷の充放電により伸縮するピエゾアクチュエータ２、ピエゾアクチュエータ２により駆動されてノズル１の背圧を制御する背圧制御機構３を備えている。

ノズル１は、噴孔１１が形成されたノズルボデー１２、ノズルボデー１２の弁座に接離して噴孔１１を開閉するニードル１３、ニードル１３を閉弁向きに付勢するスプリング１４を備えている。

ピエゾアクチュエータ２は、ステンレス製の円筒状のハウジング２１内に多数の圧電素子２２が積層して収納されている。この圧電素子２２は、２本のリード線２３を介して図示しない電源に接続されている。このリード線２３は、リード線２３よりも剛性が高い保持部材８により保持されている。この保持部材８の詳細については後述する。

背圧制御機構３のバルブボデー３１内には、ピエゾアクチュエータ２の伸縮に追従して移動するピストン３２、ピストン３２をピエゾアクチュエータ２側に向かって付勢する皿ばね３３、ピストン３２に駆動される球状の弁体３４が収納されている。因みに、図２ではバルブボデー３１を１つの部品として図示しているが、実際には複数に分割されている。

金属製の略円筒状のインジェクタボデー４は、インジェクタ軸線方向の一端側から他端側まで貫通した収納穴４１が形成されており、この収納孔４１にピエゾアクチュエータ２および背圧制御機構３が収納されている。また、略円筒状のリテーナ５をインジェクタボデー４に螺合させることにより、インジェクタボデー４の端部にノズル１が保持されている。

ノズルボデー１２、インジェクタボデー４、およびバルブボデー３１には、コモンレールから常に高圧燃料が供給される高圧通路６が形成され、インジェクタボデー４およびバルブボデー３１には、図示しない燃料タンクに接続される低圧通路７が形成されている。

ニードル１３における噴孔１１側の外周面とノズルボデー１２の内周面との間には、高圧室１５が形成されている。この高圧室１５は、ニードル１３が開弁方向に変位した際に噴孔１１と連通する。また、高圧室１５には、高圧通路６を介して常に高圧燃料が供給されている。ニードル１３における反噴孔側には背圧室１６が形成されている。この背圧室１６には前述したスプリング１４が配置されている。

バルブボデー３１には、バルブボデー３１内の高圧通路６とノズル１の背圧室１６とを連通させる経路中に高圧シート面３５が形成され、バルブボデー３１内の低圧通路７とノズル１の背圧室１６とを連通させる経路中に低圧シート面３６が形成されている。そして、高圧シート面３５と低圧シート面３６との間に前述した弁体３４が配置されている。

上記構成において、ピエゾアクチュエータ２が縮んだ状態では、図２に示すように弁体３４が低圧シート面３６に接して背圧室１６は高圧通路６と接続され、背圧室１６には高圧の燃料圧が導入される。そして、この背圧室１６内の燃料圧とスプリング１４とによってニードル１３が閉弁向きに付勢されて噴孔１１が閉じられている。

一方、ピエゾアクチュエータ２に電圧が印加されてピエゾアクチュエータ２が伸びた状態では、弁体３４が高圧シート面３５に接して背圧室１６は低圧通路７と接続され、背圧室１６内は低圧になる。そして、高圧室１５内の燃料圧によってニードル１３が開弁向きに付勢されて噴孔１１が開かれ、この噴孔１１から内燃機関の気筒内へ燃料が噴射される。

次に、保持部材８について説明する。図３は保持部材８およびピエゾアクチュエータ２を示す断面図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

ピエゾアクチュエータ２のハウジング２１は、リード線取り出し側の端部から反対側の端部に沿って順に、円筒状の第１鍔部２１ａ、この第１鍔部２１ａよりも小径の第１溝部２１ｂ、第１鍔部２１ａよりも大径の第２鍔部２１ｃ、第２鍔部２１ｃよりも小径の第２溝部２１ｄ、およびテーパ状の座面２１ｅを備えている。第２溝部２１ｄにはＯリング２１ｆが装着されている。

保持部材８は、例えばナイロン等の樹脂よりなり、インサート成形によって形成される。そして、第１鍔部２１ａ、第１溝部２１ｂ、およびリード線２３が、保持部材８にインサートされている。なお、リード線２３の先端は、保持部材８から１０ｍｍ程度露出させている。

保持部材８およびピエゾアクチュエータ２の、インジェクタボデー４への組み付け手順について、図１を参照して説明する。

まず、リード線２３および保持部材８の先端部を、収納穴４１におけるノズル側開口部から挿入する。続いてピエゾアクチュエータ２を収納孔４１に押し込むようにして挿入する。ここで、リード線２３はその先端部を除いて剛性が高い保持部材８により保持されており、また保持部材８により保持されないリード線２３の先端部は１０ｍｍ程度と短いため、このピエゾアクチュエータ２を収納孔４１に押し込む過程において、リード線２３の折れ曲がりが防止される。したがって、ピエゾアクチュエータ２が収納孔４１に押し込まれるのに伴って、リード線２３および保持部材８は収納穴４１内をスムーズに進むことができる。

続いて、ピエゾアクチュエータ２の座面２１ｅがインジェクタボデー４の座面に当接する位置までピエゾアクチュエータ２を押し込む。これにより、リード線２３の先端が収納穴４１における反ノズル側開口部の近傍まで進むようになっている。

このリード線２３の先端は、インジェクタボデー４における反ノズル側端部に装着されたターミナル９に接合される。その後、コネクタハウジング１０がモールド成形される。

次に、保持部材８の成形方法について説明する。図５は保持部材８をインサート成形する装置を示す正面図、図６は図５の固定型の平面図、図７は図６のＢ矢視図である。

成形装置は、固定型１００と、この固定型１００の上方に位置し、天地方向にスライド可能なスライド型２００とを備えている。

固定型１００には、ピエゾアクチュエータ２が挿入される凹部１０１と、樹脂が注入されるキャビティ１０２と、リード線２３の先端を型の外に取り出すための半円状の２つの溝部１０３が形成されている。また、キャビティ１０２には、リード線２３をキャビティ１０２内の所定の位置に位置決めするための凸部１０４が形成されている。なお、図示しないが、スライド型２００にも、固定型１００と同様に、凹部、キャビティ、溝部、および凸部が形成されている。

保持部材８を成形する際には、まず、スライド型２００を上昇させた状態で、ピエゾアクチュエータ２を固定型１００の凹部１０１に挿入する。これにより、ピエゾアクチュエータ２が位置決め固定され、ひいては、リード線２３におけるピエゾアクチュエータ側の端部が位置決め固定される。

続いて、リード線２３を固定型１００のキャビティ１０２および溝部１０３に挿入する。この際、正極のリード線２３および負極のリード線２３は、２つの溝部１０３のうち極性に応じて予め決められたそれぞれの位置の溝部１０３に挿入する。

続いて、型の外に取り出されているリード線２３の先端に重り３００を付けて、重り３００を固定型１００の側面に垂れるように配置する。これにより、リード線２３に張力が与えられるため、リード線２３は溝部１０３や凸部１０４によって所定位置に固定される。このように、リード線２３に張力を与えてリード線２３の位置決めを行うことにより、リード線２３の位置決め用の凸部１０４を削減でき、固定型１００を安価に製造することができる。

続いて、スライド型２００を下降させて固定型１００に密着させる。この際、上記のようにリード線２３は所定位置に固定されているため、リード線２３が固定型１００とスライド型２００との間に挟まれることを防止することができる。

続いて、固定型１００のキャビティ１０２およびスライド型２００のキャビティに樹脂を注入して保持部材８を成形する。以上により、図３に示す保持部材８およびピエゾアクチュエータ２が完成する。

なお、固定型１００のキャビティ１０２およびスライド型２００のキャビティとピエゾアクチュエータ２の第２鍔部２１ｃとの間の径方向のクリアランスは、０．０５〜０．１５ｍｍに設定されており、この部位で樹脂の洩れ止めがなされる。また、これにより、ピエゾアクチュエータ２の第１鍔部２１ａおよび第１溝部２１ｂが保持部材８にインサートされて、ピエゾアクチュエータ２と保持部材８が一体化されている。

さらに、固定型１００の溝部１０３およびスライド型２００の溝部とリード線２３との間の径方向のクリアランスは、０．０５〜０．１５ｍｍに設定されており、この部位で樹脂の洩れ止めがなされる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図８は本発明の第２実施形態に係る製造方法に用いる成形装置の要部を示す平面図、図９は図８に示すブッシュ単体のＣ矢視図である。

本実施形態は、第１実施形態に対し、ブッシュ４００を追加した点が相違する。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８、図９に示すように、樹脂製のブッシュ４００は、リード線２３が挿入される２つのリード線貫通孔４０１が形成されている。そして、保持部材８（図３参照）を成形する前に、リード線２３はリード線貫通孔４０１に挿入される。

保持部材８を成形する際には、まず、スライド型２００（図５参照）を上昇させた状態で、ピエゾアクチュエータ２を固定型１００の凹部１０１に挿入する。続いて、リード線２３を固定型１００のキャビティ１０２および溝部１０３に挿入するとともに、固定型１００のキャビティ１０２内における溝部１０３側の端部に、ブッシュ４００を挿入する。

続いて、型の外に取り出されているリード線２３の先端に重り３００（図５参照）を付けて、重り３００を固定型１００の側面に垂れるように配置する。これにより、リード線２３に張力が与えられる。この際、正極のリード線２３および負極のリード線２３の位置決めを行う。

続いて、スライド型２００（図５参照）を下降させて固定型１００に密着させた後、固定型１００のキャビティ１０２およびスライド型２００のキャビティに樹脂を注入して保持部材８を成形する。

本実施形態では、ブッシュ４００により、溝部１０３側の樹脂洩れやバリの発生を防止することができる。

また、ブッシュ４００により溝部１０３側の樹脂洩れを防止できるため、溝部１０３と２本のリード線２３とのクリアランスを大きくすることができる。したがって、溝部１０３は、例えば２本のリード線２３が通過可能でブッシュ４００の外径よりも小さい円弧にすることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図１０は本発明の第３実施形態に係る製造方法に用いる成形装置を示す正面図、図１１は図１０の固定型の右側面図、図１２は図１１のＤ矢視図である。

第１実施形態では、スライド型２００が天地方向にスライドする形式の成形装置を用いたのに対し、本実施形態は、スライド型が水平方向にスライドする形式の成形装置を用いている。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１０〜図１２に示すように、成形装置は、固定型１００と、この固定型１００の側方に位置し、水平方向にスライド可能なスライド型２００とを備えている。

固定型１００の上部壁面には、リード線２３の先端を保持するリード線保持部材５００が配置されている。このリード線保持部材５００は、固定型１００に固定された本体部５０１と、この本体部５０１に螺合されたボルト５０２とを備え、本体部５０１とボルト５０２との間にリード線２３を挟み込んでリード線２３を保持するようになっている。

保持部材８を成形する際には、まず、スライド型２００を固定型１００から離した状態で、ピエゾアクチュエータ２を固定型１００の凹部１０１に挿入し、リード線２３を固定型１００のキャビティ１０２および溝部１０３に挿入する。

続いて、型の外に取り出されているリード線２３の先端をリード線保持部材５００にて保持する。より詳細には、ピエゾアクチュエータ２の自重によりリード線２３に張力が与えられる状態で、リード線２３の先端をリード線保持部材５００にて保持する。これにより、リード線２３は溝部１０３や凸部１０４によって所定位置に固定される。

続いて、スライド型２００を移動させて固定型１００に密着させた後、固定型１００のキャビティ１０２およびスライド型２００のキャビティに樹脂を注入して保持部材８を成形する。以上により、図３に示す保持部材８およびピエゾアクチュエータ２が完成する。

本実施形態によれば、重り３００（図５参照）を準備する必要がないため、容易に実施することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図１３は本発明の第４実施形態に係る製造方法に用いる成形装置の要部を示す側面図である。

本実施形態は、第３実施形態に対し、ブッシュ４００を追加した点が相違する。第３実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１３に示すように、保持部材８を成形する際には、まず、スライド型２００（図１０参照）を固定型１００から離した状態で、ピエゾアクチュエータ２を固定型１００の凹部１０１に挿入する。

続いて、リード線２３を固定型１００のキャビティ１０２および溝部１０３に挿入するとともに、固定型１００のキャビティ１０２内における溝部１０３側の端部に、ブッシュ４００を挿入する。

続いて、ピエゾアクチュエータ２の自重によりリード線２３に張力が与えられる状態で、リード線２３の先端をリード線保持部材５００にて保持する。

続いて、スライド型２００を移動させて固定型１００に密着させた後、固定型１００のキャビティ１０２およびスライド型２００のキャビティに樹脂を注入して保持部材８を成形する。

本発明の第１実施形態に係る方法にて製造した燃料噴射装置用インジェクタの部分断面図である。 図１のインジェクタの概略内部構成を示す模式的な断面図である。 図１の保持部材８およびピエゾアクチュエータ２を示す断面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１の保持部材８をインサート成形する装置を示す正面図である。 図５の固定型１００の平面図である。 図６のＢ矢視図である。 本発明の第２実施形態に係る製造方法に用いる成形装置の要部を示す平面図である。 図８に示すブッシュ４００単体のＣ矢視図である。 本発明の第３実施形態に係る製造方法に用いる成形装置を示す正面図である。 図１０の固定型１００の右側面図である。 図１１のＤ矢視図である。 本発明の第４実施形態に係る製造方法に用いる成形装置の要部を示す側面図である。

符号の説明

１…ノズル、２…アクチュエータ、４…インジェクタボデー、８…保持部材、２３…リード線、４１…収納穴、１００、２００…成形型、３００…重り。

Claims (5)

1. 収納穴（４１）を有する筒状のインジェクタボデー（４）と、前記収納穴（４１）に収納されたアクチュエータ（２）と、前記アクチュエータ（２）に接合された給電用の２本のリード線（２３）と、前記アクチュエータ（２）への通電状態に応じて開弁または閉弁して開弁時に燃料を噴射するノズル（１）とを備えるインジェクタの製造方法であって、
   前記リード線（２３）をインサートして樹脂製の保持部材（８）を成形する成形型（１００、２００）を用意し、
   前記リード線（２３）を前記成形型（１００、２００）内に配置し、前記リード線（２３）の一端側を位置決め固定し、さらに前記リード線（２３）の他端側に付けた重り（２、３００）により前記リード線（２３）に張力を与えた状態で前記成形型（１００、２００）内に樹脂を注入して前記保持部材（８）を成形することを特徴とするインジェクタの製造方法。
2. 前記アクチュエータ（２）を前記重りとして用いることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタの製造方法。
3. 前記アクチュエータ（２）の一端側をインサートして前記保持部材（８）を成形することを特徴とする請求項１または２に記載のインジェクタの製造方法。
4. 前記リード線（２３）が貫通する２つのリード線貫通孔（４０１）を有するブッシュ（４００）を用意し、
   前記２つのリード線貫通孔（４０１）に前記リード線（２３）を貫通させた前記ブッシュ（４００）を前記成形型（１００、２００）内に位置決め固定して前記保持部材（８）を成形することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のインジェクタの製造方法。
5. 前記成形型（１００、２００）内における反アクチュエータ側端部に前記ブッシュ（４００）を位置決め固定することを特徴とする請求項４に記載のインジェクタの製造方法。

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