JP2010025066A - Fuel injection valve and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、噴射孔及びその近傍の部材に撥油性の被膜層が成層されている燃料噴射弁とその製造方法に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve in which an oil-repellent coating layer is formed on an injection hole and a member in the vicinity thereof, and a manufacturing method thereof.
燃料噴射弁では、燃焼室から戻ってくる未燃焼成分や、カーボンを含んで戻ってくる燃料によって、噴射孔及びその近傍にデポジットが形成されることがある。そのデポジットが噴射孔を塞いでしまい、燃料噴射弁の噴射流量が低下してしまうことがある。
上記の問題に対して、例えば特許文献1には、噴射孔近傍に撥油性を有する被膜層を成層し、上記したデポジットの形成を低減する技術が開示されている。
In the fuel injection valve, deposits may be formed in the injection hole and in the vicinity thereof due to unburned components returning from the combustion chamber and fuel returning including carbon. The deposit may block the injection hole, and the injection flow rate of the fuel injection valve may decrease.
To solve the above problem, for example, Patent Document 1 discloses a technique for forming a film layer having oil repellency in the vicinity of an injection hole to reduce the above-described deposit formation.
噴射孔およびその近傍の部材に被膜層を成層する場合、その部材の表面に被膜層を単純に成層しても、部材と被膜層との結合が十分に得られず、燃料噴射弁の使用中に被膜層が剥がれてしまう虞がある。
本発明は、上記の課題を解決する。本発明は、燃料噴射弁の噴射孔周辺の部材との結合性に優れた撥油性被膜層を成層する技術を提供する。
When a coating layer is formed on the injection hole and the member in the vicinity thereof, even if the coating layer is simply formed on the surface of the member, sufficient bonding between the member and the coating layer cannot be obtained, and the fuel injection valve is being used. There is a possibility that the coating layer may be peeled off.
The present invention solves the above problems. The present invention provides a technique for forming an oil-repellent coating layer excellent in binding properties with members around the injection hole of a fuel injection valve.
上記課題を解決するために、本発明の燃料噴射弁は、燃料を噴射する噴射孔を有し、その噴射孔の噴射側開口端を構成する部材の表面に酸化シリコーン層が形成されている。さらにその酸化シリコーン層の表面に撥油性を有する被膜層が形成されている。 In order to solve the above problems, the fuel injection valve of the present invention has an injection hole for injecting fuel, and a silicon oxide layer is formed on the surface of a member constituting the injection side opening end of the injection hole. Furthermore, a coating layer having oil repellency is formed on the surface of the silicone oxide layer.
撥油性の被膜層は、OH基との反応性に富んでいるものが存在する。そこで本発明の燃料噴射弁は、部材と被膜層の間に酸化シリコーン層を有している。酸化シリコーンは、金属部材表面との化学的結合に加え、アンカー効果等で物理的にも結合することにより、部材表面との密着性が撥油性の被膜層よりも高い。その上、酸化シリコーンの表面(大気と接触している表面)には、OH基が多く存在する。そのため、酸化シリコーン層が金属部材と撥油性被膜を強固に結合する接着層として機能する。酸化シリコーン層を介在させることによって、剥離し難い撥油性被膜層を得ることができる。 Some oil-repellent coating layers are rich in reactivity with OH groups. Therefore, the fuel injection valve of the present invention has a silicone oxide layer between the member and the coating layer. In addition to chemical bonding with the metal member surface, the silicon oxide is also physically bonded by an anchor effect or the like, so that adhesion to the member surface is higher than that of the oil-repellent coating layer. In addition, there are many OH groups on the surface of the silicon oxide (the surface in contact with the atmosphere). Therefore, the silicon oxide layer functions as an adhesive layer that firmly bonds the metal member and the oil-repellent coating. By interposing the silicone oxide layer, an oil-repellent coating layer that is difficult to peel can be obtained.
酸化シリコーン層と撥油性の被膜層を形成する部材は、噴射孔の噴射側開口端を形成するオリフィスプレートだけでもよい。オリフィスプレートは、例えばステンレス製でよい。酸化シリコーン層の上に被膜層を形成する場合、オリフィスプレートを燃料噴射弁に組付ける前に被膜層を成層することが好ましいが、オリフィスプレートを燃料噴射弁に組付けた後に被膜層を成層してもよい。 The member that forms the silicone oxide layer and the oil-repellent coating layer may be only the orifice plate that forms the injection side opening end of the injection hole. The orifice plate may be made of stainless steel, for example. When forming the coating layer on the silicon oxide layer, it is preferable to form the coating layer before the orifice plate is assembled to the fuel injection valve. However, the coating layer is formed after the orifice plate is assembled to the fuel injection valve. May be.
前記した溌油性を有する被膜層は、末端にシラン基を有する50nm以下の単分子フッ素化合物が好ましい。特に、シラン変性パーフルオロポリエーテル化合物(シラン変性PFPE)が好ましい。シラン基は、大気中の水分による脱メタノール反応によってシラノール基に変化する。そのシラノール基は、特にOH基との反応性がよく、表面に緻密なOH基を形成する酸化シリコーン層との結合が強い。その上、シラノール基と酸化シリコーンはいずれも、シリコーンとOHが連なっている部分的な分子構造を有しているので相性がよい。具体的には、部材表面に緻密に存在する酸化シリコーンのOH基とシラン変性PFPEの末端基のOH基(脱メタノール反応により形成されたOH基)が脱水反応し、強固なシロキサン結合を形成する。このとき、シラン変性PFPEのシラン基側が部材側に位置し、撥油性を有するPFPE基側が表面外側に位置する。そのような結合によって、強固で緻密な被膜層が形成される。 The coating layer having the oil-repellent property described above is preferably a monomolecular fluorine compound of 50 nm or less having a silane group at the end. In particular, a silane-modified perfluoropolyether compound (silane-modified PFPE) is preferable. The silane group is changed to a silanol group by a demethanol reaction with moisture in the atmosphere. The silanol group is particularly reactive with the OH group and has a strong bond with the silicon oxide layer that forms a dense OH group on the surface. In addition, both the silanol group and the silicone oxide have good compatibility because they have a partial molecular structure in which silicone and OH are connected. Specifically, the OH group of silicone oxide densely present on the surface of the member and the OH group of the terminal group of silane-modified PFPE (OH group formed by demethanol reaction) undergo a dehydration reaction to form a strong siloxane bond. . At this time, the silane group side of the silane-modified PFPE is positioned on the member side, and the PFPE group side having oil repellency is positioned on the outer surface side. Such a bond forms a strong and dense coating layer.
PFPE化合物を含む被膜層では、フッ素分子が部材の表面に対して立設された状態で並んでいる。この構成では、エーテル結合(C−O−C)部分でフッ素分子の分子鎖が容易に回転する。また、部材との結合部が柔軟であるため、分子鎖自身が部材に対して容易に回動可能となっている。そのため、被膜層の表面に形成された油滴が移動することを妨げにくく、油滴が被膜層の表面から脱落しやすくなる。 In the coating layer containing the PFPE compound, fluorine molecules are arranged in a standing state with respect to the surface of the member. In this configuration, the molecular chain of the fluorine molecule easily rotates at the ether bond (C—O—C) portion. Moreover, since the coupling | bond part with a member is flexible, the molecular chain itself can be easily rotated with respect to a member. Therefore, it is difficult to prevent the oil droplets formed on the surface of the coating layer from moving, and the oil droplets easily fall off from the surface of the coating layer.
本発明では、上記した燃料噴射弁の製造方法も提供する。この燃料噴射弁の製造方法は、噴射孔の噴射側開口端を構成する部材の表面に酸化シリコーン層を成層する工程と、その酸化シリコーン層の表面に撥油性を有する被膜層を成層する工程を含んでいる。この製造方法によれば、部材との結合性に優れた撥油性被膜層を成層することができる。 The present invention also provides a method for manufacturing the above-described fuel injection valve. The fuel injection valve manufacturing method includes a step of forming a silicone oxide layer on the surface of a member constituting the injection side opening end of the injection hole, and a step of forming a coating layer having oil repellency on the surface of the silicone oxide layer. Contains. According to this manufacturing method, it is possible to form an oil-repellent coating layer having excellent bonding properties with a member.
本発明によれば、デポジットの形成を低減する被膜層が剥がれ難い燃料噴射弁を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fuel injection valve in which a coating layer that reduces the formation of deposits is difficult to peel off.
実施例の燃料噴射弁の主な技術的特徴を列記する。
(形態1)酸化シリコーン層の表面粗さが部材の表面粗さよりも小さい。そうすることによって、部材表面に直接に被膜層を形成する場合に比べて被膜層の表面粗さを小さくすることができる。被膜層の表面粗さを小さくすることによって、被膜層表面における油滴の滑落性を向上することができる。
(形態2)酸化シリコーン層が着色されている。工場において、酸化シリコーン層と被膜層の有無を目視で確認できると便利である。酸化シリコーンは、撥油性を損なわずに、撥油膜よりも低コストで着色できる。酸化シリコーン層を着色することによって、目視確認のための着色を低コストで実施できる。
(形態3)燃料噴射弁は、本体と本体に収容された弁体を備えている。本体は、ボディと、ボディ内に固定されているコアと、ボディの一端側に固定されているとともに燃料噴射孔が形成されている弁シートを備えている。本体内に収容された弁体は、コアと弁シートの間に位置している。弁体は、その一端が弁シートに当接して燃料噴射孔を閉塞する第1位置と、その一端が弁シートから離間するとともにその他端がコアに当接する第2位置との間を移動する。
(形態4)弁シートの一端には、燃料噴射孔を有するオリフィスプレートが設けられている。
(形態5)アクチュエータは、ソレノイドを備えている。コアと弁体は磁性材料を用いて形成されており、ソレノイドに通電するとコアと弁体が磁化するようになっている。
The main technical features of the fuel injection valve of the embodiment are listed.
(Mode 1) The surface roughness of the silicone oxide layer is smaller than the surface roughness of the member. By doing so, the surface roughness of the coating layer can be reduced compared to the case where the coating layer is formed directly on the member surface. By reducing the surface roughness of the coating layer, it is possible to improve the slidability of oil droplets on the surface of the coating layer.
(Mode 2) The silicone oxide layer is colored. It is convenient if the presence or absence of a silicon oxide layer and a coating layer can be visually confirmed in a factory. Silicone oxide can be colored at a lower cost than the oil repellent film without impairing the oil repellency. By coloring the silicone oxide layer, coloring for visual confirmation can be performed at low cost.
(Mode 3) The fuel injection valve includes a main body and a valve body accommodated in the main body. The main body includes a body, a core fixed in the body, and a valve seat fixed to one end of the body and having a fuel injection hole. The valve body accommodated in the main body is located between the core and the valve seat. The valve body moves between a first position where one end abuts the valve seat and closes the fuel injection hole, and a second position where one end is separated from the valve seat and the other end abuts the core.
(Mode 4) An orifice plate having a fuel injection hole is provided at one end of the valve seat.
(Mode 5) The actuator includes a solenoid. The core and the valve body are formed using a magnetic material, and when the solenoid is energized, the core and the valve body are magnetized.
本発明を実施した好ましい燃料噴射弁について図面を参照しながら説明する。図1は、実施例の燃料噴射弁10の縦断面図を示す。図2は、燃料噴射弁10の噴射孔42付近の拡大図である。図1に示すように、燃料噴射弁10は、本体12と、弁体30と、圧縮ばね24と、ソレノイド26を備えている。
A preferred fuel injection valve embodying the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a
本体12の内部に、燃料が通過する燃料流路20が形成されている。図1中の矢印Aは、燃料の通過方向を示している。本体12の下流端12dに、燃料噴射孔42が形成されている。本体12の上流端12cに、燃料タンク(図示省略)から伸びる燃料配管(図示省略)が接続される。燃料流路20は、本体12の上流端12cから燃料噴射孔42まで連通している。
本明細書において「上流」、「下流」という表現は、「燃料の通過方向Aに関して上流」、「燃料の通過方向Aに関して下流」をそれぞれ意味している。即ち、「上流側」、「下流側」という表現は、図1中の「上方」、「下方」にそれぞれ対応する。
A
In this specification, the expressions “upstream” and “downstream” mean “upstream with respect to the fuel passage direction A” and “downstream with respect to the fuel passage direction A”, respectively. That is, the expressions “upstream” and “downstream” correspond to “upper” and “lower” in FIG. 1, respectively.
本体12の構成についてさらに詳しく説明する。図1に示すように、本体12は、ボディ14と、コア16と、スプリングピン22と、弁シートホルダ32と、弁シート34を備えている。
The configuration of the
ボディ14は、本体12の外郭を構成する筒状の部材である。ボディ14は、樹脂で形成されている。ボディ14の外周面に、外部の制御ユニット(図示省略)に接続されるコネクタ48が形成されている。コネクタ48には、ソレノイド26と電気的に接続している複数の端子ピン49が設けられている。
The
コア16は、磁性材料によって形成された中空の筒状部材であり、ボディ14の貫通孔14aに固定されている。コア16の一部は、ボディ14の貫通孔14aから上流側に突出している。コア16の下流端16dは、ボディ14の貫通孔14a内に位置している。コア16の貫通孔16aは、燃料流路20の一部を構成している。コア16の貫通孔16aに、燃料から異物を除去するためのフィルタ18が設けられている。コア16は、弁体30の上流側に位置している。
The
スプリングピン22は、コア16の貫通孔16a内に圧入されている。スプリングピン22は、圧縮ばね24の上流側に位置しており、圧縮ばね24の上流端24cに当接している。スプリングピン22は、圧入する位置を調整することによって圧縮ばね24の圧縮量を調整するための部材である。スプリングピン22は、中空の筒状部材であり、その貫通孔22aは燃料流路20の一部を構成している。
The
弁シートホルダ32は、筒状の部材であり、ボディ14の貫通孔14aに固定されている。弁シートホルダ32は、コア16よりも下流側に位置しており、弁シートホルダ32の一部はボディ14の貫通孔14aから下流側に突出している。弁シートホルダ32の貫通孔32a内に、弁体30が収容されている。弁シートホルダ32の貫通孔32aと弁体30との間に、燃料流路20の一部を構成する隙間が形成されている。弁シートホルダ32の上流端に、非磁性材によって形成された筒状のスリーブ28が設けられている。スリーブ28の貫通孔28a内に、コア16の下流端16d及び弁体30の上流端30cが位置している。弁体30は、スリーブ28の貫通孔28aに対して摺動可能になっている。
The
弁シート34は、有底円筒形状の部材であり、弁シートホルダ32の貫通孔32aに固定されている。弁シート34の内穴34bに、弁体30の下流側部分が位置している。弁シート34の内穴34bと弁体30との間に、燃料流路20の一部を構成する隙間が形成されている。弁シート34の下流側端面に、オリフィスプレート38が設けられている。弁シート34及びオリフィスプレート38は、本体12の下流端12dに位置している。弁シート34とオリフィスプレート38のそれぞれには、燃料噴射孔42を構成する貫通孔34a、38aが形成されている。ここで、図1、2では、貫通孔38aが一つだけ図示されているが、貫通孔38aは、貫通孔34aに対応する領域に複数形成されていてもよい。オリフィスプレート38は、プレートフォルダ39によって弁シート34の下流側端面に固定されている。オリフィスプレート38の下流側端面と貫通孔38aの内面には酸化シリコーン層43と被膜層44が成層されている(図4参照)。オリフィスプレート38と酸化シリコーン層43と被膜層44については、後で詳細に説明する。
The
次に、弁体30の構成について説明する。弁体30は、有底円筒形状の部材であり、磁性材料によって形成されている。弁体30は、弁シートホルダ32の貫通孔32a内に収容されており、燃料の通過方向Aと平行な方向にスライド可能に支持されている。弁体30に、圧縮ばね24の下流端24dが当接している。
Next, the configuration of the
弁体30の上流端30cは、本体12の一部であるコア16の下流端16dに対向している。弁体30の下流端に、燃料噴射孔42を閉塞するための閉塞部36が設けられている。弁体30の内穴30aは、コア16の貫通孔16aと連通しており、燃料流路20の一部を構成している。弁体30の側壁には複数の貫通孔30bが形成されており、弁体30の内穴30aは弁シート34の内穴34bと弁体30との間隙に連通している。
The
弁体30は、図2によく示すように燃料噴射孔42を閉塞する第1位置と、燃料噴射孔42を開放する第2位置との間で移動可能となっている。なお、第1位置は弁体30の下流側(燃料噴射孔42側)の移動限界であり、第2位置は弁体30の上流側の移動限界である。弁体30が第1位置にある場合、弁体30の下流端である閉塞部36が弁シート34に当接し、燃料噴射孔42が閉塞される。このとき、弁体30の上流端30cは、コア16の下流端16dから離間している。一方、弁体30が第2位置にある場合、弁体30の下流端である閉塞部36は弁シート34から離間し、燃料噴射孔42が開放される。このとき、弁体30の上流端30cは、コア16の下流端16dに当接している。
As shown in FIG. 2, the
次に、圧縮ばね24及びソレノイド26について説明する。圧縮ばね24は、コア16の貫通孔16a内に収容されている。圧縮ばね24は、圧縮された状態でスプリングピン22と弁体30の間に位置している。圧縮ばね24の上流端24cはスプリングピン22に当接しており、圧縮ばね24の下流端24dは弁体30に当接している。圧縮ばね24は、その弾性力によって、弁体30を下流側の移動限界である第1位置に付勢している。
Next, the
ソレノイド26は、ボディ14の貫通孔14a内に固定されている。ソレノイド26は、コア16の下流端16cを含む一部を囲繞している。ソレノイド26には、コネクタ48の端子ピン49を介して、外部の制御ユニット(図示省略)から電流が通電される。ソレノイド26には、燃料を噴射すべきタイミングで電流が通電される。ソレノイド26は、電流が通電されることによって磁場を発生する。
The
次に、燃料噴射弁10の動作について説明する。燃料噴射弁10の本体12内には、その上流端12cに接続された燃料配管(図示省略)から燃料が流入する。流入した燃料は、燃料流路20を通り、本体12内の下流端12dに形成された燃料噴射孔42に到る。ソレノイド26に電流が通電されていない場合、圧縮ばね24の付勢力によって弁体30は第1位置に維持されている(図2参照)。この場合、燃料噴射孔42は弁体30の閉塞部36によって閉塞されているので、燃料噴射孔42から燃料は噴射されない。
Next, the operation of the
他方、ソレノイド26に電流が通電され、ソレノイド26が磁場を発生すると、コア16及び弁体30が磁気を帯びる。コア16と弁体30は互いに引き合い、弁体30が圧縮ばね24の付勢力に抗して上流側の第2位置へ移動する。弁体30の閉塞部36が弁シート34から離間し、燃料噴射孔42が開放される。このとき、燃料噴射孔42から燃料が噴射される。通常、ソレノイド26には電流が断続的に通電され、燃料噴射孔42から燃料が断続的に噴射される。
On the other hand, when a current is passed through the
以上、本実施例の燃料噴射弁10の全体の構造及び動作について説明した。続いて、オリフィスプレート38の製造方法について詳細に説明する。
図3は、オリフィスプレート38の製造手順を示すフローチャートである。まず、ステップS10の機械加工工程において、金属(例えばステンレス鋼)の母材を加工して、円板形状のプレートを作製する。プレートの中心付近に、貫通孔38aを形成する。次に、作製されたプレートをアセトン等の洗浄液に浸した状態で、超音波洗浄を実施する(ステップS12)。この洗浄工程は、例えば、常温で3分間実施される。次に、洗浄されたプレートの一方の表面に酸化シリコーン層を成層する(ステップS14)。酸化シリコーン層の成層は、良く知られた真空蒸着やディップなどの方法を用いればよい。酸化シリコーン層の厚みは、1.0μm以下、好ましくは0.5μm以下である。この厚みは、燃料の噴出を阻害しないように、噴射孔42の直径(約0.2mm)に比べて無視できる程度に小さい値に決められる。
また、蒸着される酸化シリコーンには僅かに着色剤を混入してある。即ち、ステップS14によって、着色された酸化シリコーン層が成層される。
The overall structure and operation of the
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for manufacturing the
Further, a slight amount of colorant is mixed in the deposited silicon oxide. That is, a colored silicone oxide layer is formed by step S14.
次に、酸化シリコーン層の表面に撥油性を有する被膜を成層する(ステップS16)。酸化シリコーン層が成層されたプレートは、被膜層の成分に調整された液剤に浸漬して被膜層を成層する。この液剤としては、例えば、撥油成分である(撥油基を含む)パーフルオロポリエーテル(PFPE)にシラン基が結合したシラン変性パーフルオロポリエーテル(シラン変性PFPE)を主剤として用いる。この液剤には、溶媒として、パーフルオロヘキサンが混合されている。
酸化シリコーン層のOH基とシラン変性PFPEのOH基が脱水反応によって結合し、PFPEの被膜層(撥油性被膜層)が形成される。なお、酸化シリコーン層のOH基は、シラン変性PFPEとの反応に先立って、酸化シリコーン(SiO2)が空気中の水分と反応して層表面に形成される。
Next, a film having oil repellency is formed on the surface of the silicone oxide layer (step S16). The plate on which the silicon oxide layer is formed is immersed in a solution adjusted to the components of the coating layer to form a coating layer. As this liquid agent, for example, silane-modified perfluoropolyether (silane-modified PFPE) in which a silane group is bonded to perfluoropolyether (PFPE) that is an oil-repellent component (including an oil-repellent group) is used as a main agent. In this liquid agent, perfluorohexane is mixed as a solvent.
The OH group of the silicone oxide layer and the OH group of the silane-modified PFPE are bonded together by a dehydration reaction to form a PFPE coating layer (oil repellent coating layer). The OH group of the silicone oxide layer is formed on the surface of the layer by the reaction of the silicon oxide (SiO 2 ) with moisture in the air prior to the reaction with the silane-modified PFPE.
次に、プレートを乾燥し(ステップS18)、オリフィスプレート38が完成する。図4に示すように、貫通孔38aの噴射側の開口端38bから伸びる貫通孔38aの内面とオリフィスプレート38の表面38cに、酸化シリコーン層43が成層され、その上に被膜層44が成層される。被膜層44は、略一定の膜厚で形成されており、その厚みは約5nmである。
Next, the plate is dried (step S18), and the
図5から図8に、オリフィスプレート38表面の酸化シリコーン層43とシラン変性PFPEが結合し、被膜層が形成されるプロセスを模式的に示す。図5から図8の順に反応が進む。
図5は、被膜層を成層前のオリフィスプレート38を示している。酸化シリコーンは金属との密着性がよく、オリフィスプレート38の表面全体に緻密に一様に形成されている。被膜層を成層前のオリフィスプレート38では、空気中の水分が吸着し、酸化シリコーン層43の表面にOH基が形成されている。OH基は、酸化シリコーン層43の表面全体に緻密に分布している。
図6は、液剤に浸されたオリフィスプレート38(シラン変性PFPEとの反応前のオリフィスプレート38)を示している。符号62がシラン変性PFPEを示している。シラン変性PFPEの分子構造中の「R」の文字は、CH3基を表している。
図7は、シラン変性PFPEの脱メタノール反応を示している。シラン変性PFPEは、大気中の水分と脱メタノール反応する。その結果、CH3基(図6の文字「R」)が水素に置き換わり、OH基が生成される。
図8は、シラン変性PFPEのOH基と酸化シリコーン層43のOH基による脱水反応を示している。脱水反応によりシラン変性PFPEと酸化シリコーン層がシロキサン結合し、PFPE被膜層44が形成される。シラン変性PFPEのシラン基側がオリフィスプレート38側に整列し、PFPE基側が外側に整列する。表面にPFPE基が緻密に整列した被膜層44が形成される。
5 to 8 schematically show a process in which the
FIG. 5 shows the
FIG. 6 shows the orifice plate 38 (
FIG. 7 shows the demethanol reaction of silane-modified PFPE. Silane-modified PFPE undergoes demethanol reaction with moisture in the atmosphere. As a result, the CH 3 group (letter “R” in FIG. 6) is replaced with hydrogen, and an OH group is generated.
FIG. 8 shows a dehydration reaction by the OH group of the silane-modified PFPE and the OH group of the
図9に、酸化シリコーン層43と被膜層44が形成されたオリフィスプレート38の模式的断面図を示す。符号Ra1は、オリフィスプレート38の金属表面の表面粗さを表している。符号Ra2は、酸化シリコーン層43の表面粗さを表している。符号Ra3は、被膜層44の表面粗さを表している。酸化シリコーン層43の表面粗さRa2は、オリフィスプレート38の金属表面の表面粗さRa1よりも小さい。被膜層44の表面粗さRa3は、酸化シリコーン層43の表面粗さRa2とほぼ同等になる。本実施例の燃料噴射弁では、オリフィスプレート38の金属表面に直接に被膜層を形成する場合と比較して、被膜層44の表面粗さRa3が小さい。これは以下の理由による。被膜層44は、比較的に分子量の揃った数nmの単分子で形成されている。従って、被膜層をオリフィスプレート38の金属表面に直接に形成すると、金属表面の表面粗さと同等の表面粗さを有する被膜層が形成される。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the
被膜層44が成層されたオリフィスプレート38は、弁シート34の下流側端面にプレートフォルダ39によって固定される。なお、オリフィスプレート38を予め弁シート34の下流側端面に固定し、固定後のオリフィスプレート38と弁シート34に対して上記した被膜層44の形成を行ってもよい。
The
本実施例の燃料噴射弁10は、次の利点を有している。
(1)酸化シリコーン層43が、シラン変性PFPEを含有する撥油性の被膜層44の密着性を高める。換言すれば、酸化シリコーン層43は、被膜層44の剥離を低減する。この利点は、被膜層44の成層に先立って酸化シリコーン層43をオリフィスプレート38の金属表面に一様に緻密に成層することによって得られる。この方法は、撥油成分(例えばPFPE化合物)と、OH基の供給成分(例えば、酸化シリコーン)を混合した溶剤にオリフィスプレートを浸すよりも効果的である。なぜならば、混合溶液を用いると、PFPEと酸化シリコーンが混在した層が形成されてしまうからである。また、混在溶液を用いると、被膜層の表面にPFPEとシリコーンが混在してしまう。本実施例の被膜層は、混在溶液を用いて成層された被膜層に比べて、剥離し難いだけでなく、撥油性能にも優れている。
なお、酸化シリコーンの代わりに、OH基を有する無機酸化物、無機ハロゲン化物、或いは、それらの複合物よりなる無機物を用いることによっても、被膜層と金属表面の間の密着性を高めることができる。そのような無機物には、例えば、ZrO2、Al2O3、Y2O3、TiO2などの無機酸化物、MgF2、BaF2、CaF2、LaF2、LiF、NaF、SrF2などの無機ハロゲン化物がある。しかしながら、シラン変性PFPEを含有する被膜層と金属表面の間の密着性を高めるには酸化シリコーン層が好ましい。これは次の2つの理由による。第一に、酸化シリコーンと、シラン変性PFPEのシラン基から変化したシラノール基はいずれも、シリコーンとOHが連なっている部分的な分子構造を有しているので相性がよい。第二に、酸化シリコーンのOH基の密度が他の無機化合物や無機ハロゲン化物が形成するOH基の密度よりも高い。
The
(1) The
In addition, the adhesiveness between the coating layer and the metal surface can also be improved by using an inorganic oxide comprising an OH group-containing inorganic oxide, inorganic halide, or a composite thereof instead of silicone oxide. . Examples of such inorganic materials include inorganic oxides such as ZrO 2 , Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , and TiO 2 , MgF 2 , BaF 2 , CaF 2 , LaF 2 , LiF, NaF, and SrF 2 . There are inorganic halides. However, a silicone oxide layer is preferred for enhancing the adhesion between the coating layer containing the silane-modified PFPE and the metal surface. This is due to the following two reasons. First, since both the silicon oxide and the silanol group changed from the silane group of the silane-modified PFPE have a partial molecular structure in which silicone and OH are connected, they are compatible. Second, the density of OH groups in silicone oxide is higher than the density of OH groups formed by other inorganic compounds and inorganic halides.
(2)酸化シリコーン層43を介在させることによって、被膜層44の表面粗さを小さくすることができる。これによって、被膜表面における油滴の滑落性を高めることができる。
(3)本実施例の燃料噴射弁10では、酸化シリコーン層が着色されている。従って、工場においてコーティング済みか否かを容易に目視確認することができる。被膜層の主成分であるPFPEは、数ナノメートルの透明な分子構造を有しており、それ自体を目視にて確認することができない。また、PFPEは着色することが極めて難しい。他方、酸化シリコーンは低コストで容易に着色することができる。本明細書における「着色」には、蛍光材料や染料で着色することだけでなく、例えば酸化シリコーンに鉄イオンやアルミニウムイオンを混入することによって、膜の光沢性を高めることを含む。
(2) By interposing the
(3) In the
上記した実施例では、オリフィスプレート38単体に被膜層44を成層してから弁シート34に固定している。しかしながら、オリフィスプレート38を予め弁シート34に組付けてから被膜層44を成層してもよい。この場合、オリフィスプレート38を弁シート34に固定した状態で液剤に浸漬して成層する。その後、乾燥して被膜層44を成層する。この方法は、オリフィスプレート38を有しない燃料噴射弁に対して特に有用である。
In the embodiment described above, the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
In addition, the technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
10:燃料噴射弁
12:本体
14:ボディ
16:コア
18:フィルタ
20:燃料流路
22:スプリングピン
24:圧縮ばね
26:ソレノイド
28:スリーブ
30:弁体
32:弁シートホルダ
34:弁シート
36:閉塞部
38:オリフィスプレート
39:プレートフォルダ
42:噴射孔
43:酸化シリコーン層
44:被膜層
102:被膜層
104:結合層
10: Fuel injection valve 12: Body 14: Body 16: Core 18: Filter 20: Fuel flow path 22: Spring pin 24: Compression spring 26: Solenoid 28: Sleeve 30: Valve body 32: Valve seat holder 34: Valve seat 36 : Blocking part 38: Orifice plate 39: Plate folder 42: Injection hole 43: Silicon oxide layer 44: Coating layer 102: Coating layer 104: Bonding layer
Claims (4)
噴射孔の噴射側開口端を構成する部材の表面に酸化シリコーン層を成層する工程と、
酸化シリコーン層の表面に撥油性を有する被膜層を成層する工程と、
を含むことを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。 A method of manufacturing a fuel injection valve having an injection hole for injecting fuel,
A step of stratifying a silicon oxide layer on the surface of the member constituting the injection side opening end of the injection hole;
Forming a film layer having oil repellency on the surface of the silicone oxide layer;
A fuel injection valve manufacturing method comprising:
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