JP2013164027A - 燃料噴射弁 - Google Patents

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Abstract

【課題】溶接時の歪みを小さくして、ストローク量のばらつきを小さくでき、その結果、噴射する燃料の流量ばらつきを小さくできる燃料噴射弁を提供することにある。
【解決手段】燃料噴射弁は、ノズル101と、ノズル101の先端に圧入されるとともに、燃料が噴射される燃料噴射孔116Aを有する固定弁116と、固定弁116と当接することで燃料シール部を形成するとともに、燃料噴射孔116Aを開閉する可動子114とを有する。固定弁116とノズル116とは、圧入により隙間のない位置で溶接により固定される。溶接により固定弁116及びノズル101に形成される溶接部に続いて、空隙となる溝301を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、内燃機関に用いられる燃料噴射弁に係り、特に、自動車用筒内噴射エンジンに用いる燃料噴射弁に関する。
内燃機関、特に筒内燃料噴射システムに用いられる電磁式燃料噴射弁においては、排気ガス・燃費に対する規制や要求を満足するため、エンジン筒内に適切な量の燃料噴射量を供給する必要がある。このとき、噴射毎の流量ばらつきが大きいと各気筒間での燃焼状態が異なることでエンジンの振動や音が大きくなり、また、排気ガス中の未燃炭化水素やすすが発生する原因ともなる。近年では排気ガス規制や低燃費に対する市場ニーズが高く、流量ばらつきの更なる改善を求められている。
流量ばらつきの原因として可動子のストローク量のばらつきによる燃料通路の変化の影響が挙げられる。可動子のストローク量は、ノズルに接合される固定コアと固定弁の軸方向の距離と、可動コアを含む可動子全長により決定される。固定弁のノズルへの接合はレーザ溶接によって行われ、その際の歪みにより固定弁が軸方向に移動すると固定コアとの距離が変化し、ストローク量も変化する。このストローク変化が大きいほど、ストローク量のばらつきも大きくなる。
それに対して、従来、溶接部に隙間を設けることで溶接による溶け込み部の応力集中を緩和して溶接による歪みを低減する構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−120375号公報
しかし、特許文献1記載のように、溶接箇所に隙間を開けると、隙間を埋めるための溶け込み量が必要であり、特にレーザ溶接の場合は隙間があると光が分散してより大きなレーザ出力が必要となる。その結果、生産コストが増加するだけでなく、溶接による溶解部が増大して収縮量が増大することで、歪みが大きくなる原因となる。
本発明の目的は、溶接時の歪みを小さくして、ストローク量のばらつきを小さくでき、その結果、噴射する燃料の流量ばらつきを小さくできる燃料噴射弁を提供することにある。
(1)上記目的を達成するために、本発明は、ノズルと、該ノズルの先端に圧入されるとともに、燃料が噴射される燃料噴射孔を有する固定弁と、該固定弁と当接することで燃料シール部を形成するとともに、前記燃料噴射孔を開閉する可動子とを有し、前記固定弁と前記ノズルとは、圧入により隙間のない位置で溶接により固定される燃料噴射弁であって、前記溶接により前記固定弁及び前記ノズルに形成される溶接部に続いて、空隙を備えるようにしたものである。
かかる構成により、溶接時の歪みを小さくして、ストローク量のばらつきを小さくでき、その結果、噴射する燃料の流量ばらつきを小さくできるものとなる。
(2)上記(1)において、好ましくは、前記溶接部は、前記ノズルと前記固定弁の圧入部の下端面であり、前記空隙は、前記固定弁の外周と前記ノズルの内周との接触面において、前記固定弁に形成された溝により構成されるものである。
(3)上記(2)において、好ましくは、前記溝は、前記固定弁の上端まで達するものである。
(4)上記(1)において、好ましくは、前記溶接部は、前記ノズルと前記固定弁の圧入部であって、前記ノズルの外周部の位置であり、前記ノズルから前記固定弁に貫通するように溶け込み部が形成され、前記空隙は、前記固定弁に形成された溝により構成されるものである。
(5)上記(4)において、好ましくは、前記溝は、前記固定弁の上端まで達するものである。
(6)上記(2)若しくは(4)において、好ましくは、前記溶接による溶け込み部に続いて圧入部を設けたものである。
(7)上記(1)において、好ましくは、前記空隙は、前記ノズルに形成された溝である。
本発明によれば、溶接時の歪みを小さくして、ストローク量のばらつきを小さくでき、その結果、噴射する燃料の流量ばらつきを小さくできるものとなる。
本発明の一実施形態による燃料噴射弁の全体構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射弁の要部構成を示す拡大断面図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部の要部構成を示す拡大断面図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の説明図である。 比較説明のため、溝部がない場合の説明図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部におけるノズル変形の説明図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部におけるノズル変形の説明図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の第2の形状を示す断面図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の第3の形状を示す断面図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の第3の形状を示す断面図である。 本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の第4の形状を示す断面図である。 本発明の他の実施形態による燃料噴射弁の要部構成を示す拡大断面図である。 比較例の燃料噴射弁の要部構成を示す拡大断面図である。 本発明の他の実施形態による燃料噴射弁の第2の構成例の要部構成を示す拡大断面図である。 本発明の他の実施形態による燃料噴射弁の第3の構成例の要部構成を示す拡大断面図である。
以下、図1〜図10を用いて、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の構成について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の全体構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の全体構成を示す断面図である。
固定コア107の上部には、加圧して燃料を供給するための図示しない高圧ポンプと、この高圧ポンプと固定コア107の上部とを連結する配管が配置されている。高圧ポンプから供給される燃料は、固定コア107の中心部の燃料通路である貫通孔107Aに加圧された状態で供給される。燃料は、可動コア102に設けられた燃料通路、可動子ガイド113に設けられた燃料通路を経て、ノズル101の内部に供給される。
可動子114の上端面には、スプリング110の着座面が設けられている。スプリング110の可動子114との逆側の上端面には、調整子54が当接している。スプリング110による可動子114に対する付勢力は、調整子54を回転して、スプリング110を軸方向に圧縮する度合いを変えることで変えることができる。付勢力の調整後、調整子54は、固定コア107に固定される。
可動子114は、ガイド部材115と可動子ガイド113によって、上下に往復運動できるように保持されている。可動子114は、電磁コイル105に通電していない閉弁状態においては、スプリング110の付勢力によって固定弁116と当接している。ノズル101は円筒形状である。固定弁116は有底の円筒形状(カップ状)である。固定弁116は、ノズル101の開放端に圧入された後、溶接により固定されている。固定弁116の先端には、複数の燃料噴射孔116Aが形成されている。電磁コイル105に通電していない閉弁状態においては、可動子114の先端は、燃料噴射孔116Aに当接して、塞いでおり、高圧ポンプから供給された燃料の流れを遮断している。
電磁コイル105は、固定コア107の外周部に配置されており、ハウジング103、ノズル101、可動コア102を介して、矢印MPで示すトロイダル状の磁気通路が形成されている。可動コア102は、可動子114と一体構造である。
また、導体109の先端部に形成されたコネクタ121には、バッテリ電圧より電力を供給するプラグが接続される。導体109は、電磁コイル105に接続されている。電磁コイル105は、図示しないコントローラにより、導体109を通じて通電、非通電が制御される。
電磁コイル105に通電中は、磁気通路MPを通る磁束によって可動コア102と固定コア107との間に磁気吸引力が発生する。可動コア102が吸引されることで上方へ動き、固定コア107の下端面に衝突するまで移動する。その結果、可動子114が固定弁116から離れて開弁状態となり,固定コア107中心部の燃料通路である貫通孔から供給された燃料は、噴射孔116Aからエンジンの燃焼室内へ噴射される。
電磁コイル105への通電が断たれると磁気通路MPの磁束が消滅し、磁気吸引力も消滅する。この状態では可動子114を閉弁方向に押すスプリング110のばね力が可動子114に作用する。その結果、可動子114は固定弁116に接触する閉弁位置に押し戻される。すなわち、本実施形態の燃料噴射弁は、ノーマルクローズタイプの燃料噴射弁である。
次に、図2を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の要部構成について説明する。
図2は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の要部構成を示す拡大断面図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。また、寸法や変形量は説明のために誇張して示している。
ガイド部材115には、ガイド部材115の上流側と下流側の面を連通する図示しない燃料通路が設けられている。可動子114の下流側には、球面形状の可動子側シート面114Bが配置されている。また、固定弁116には、円錐形状の固定弁側シート面116Bが配置されている。このシート面116Bを形成するため、加工性と生産性から、固定弁116の全長である軸方向の長さは制限されている。
閉弁状態では、可動子側シート面114Bと固定弁側シート面116Bが接触して、上流側から噴射孔116Aへの燃料供給を停止するための円形のシート部を構成する。
前述のような閉弁状態から開弁して可動子114が固定コア107の下端面に衝突するまでの移動距離をストローク量とする。シート部付近の燃料通路は狭く流体抵抗が大きいため、ストローク量はフルストローク時の流量への影響が大きい。そのため、ストローク量はサブミクロンの精度で調整されている。ストローク量の調整は、ノズル101に固定弁116を圧入する際の圧入量を調整することで行われる。また、目標のストローク量は、使用されるエンジン仕様による所望の流量により設定される。
ここで、固定弁116と円筒形状のノズル101の材質にはステンレスを用いている。
固定弁116が目標のストローク量に調整された後、溶接部WPで全周溶接されて固定弁116とノズル101とが固定され、燃料シールされる。溶接による歪みを最小限に抑えるため、溶接にはレーザが用いられる。
固定弁116は、ノズル101に圧入される構成となっている。圧入時の組立を容易にするため、固定弁116の上端には固定弁116の最外径よりわずかに小径の固定子ガイド117が設けられている。また、固定弁116およびノズル101の溶接部WPの開口部にはR形状が設けられている。
溶接による溶け込み部の深さ(軸方向)が深いほど固定弁116とノズル101の接合強度が増す。一方、溶け込み部の幅(径方向)が広いと径方向の収縮量が増加して径方向の歪みが増大する。
ここで、図3を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の溶接部の要部構成について説明する。
図3は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部の要部構成を示す拡大断面図である。なお、図1,図2と同一符号は、同一部分を示している。また、寸法や変形量は説明のために誇張して示している。
図3(A)に示すように、溶接部WPの隙間がない圧入部で溶接することにより、溶接部WPの溶接後の断面は、図示のような溶け込み部210の深さDaで示されるワインカップ状の溶け込み形状となる。
レーザ溶接では出力や移動速度などの条件によりレーザを照射した部分が蒸発し、その蒸気圧が溶融部に加わることでくぼみができる。
また、図3(B)に示すように、前記くぼみの内部でレーザ光LLが反射と吸収を繰返すことで、幅が0.2〜0.4mm程度と狭く一定の幅を持つ深い溶け込み形状が得られる。このような、幅が狭く一定で深い溶け込み部を「キーホール」と称する。
本例では、キーホール型のレーザ溶接を行うため、溶接部WPは隙間のない圧入構造となる構成とし、図4の破線で示す溶け込み部210の上部の深さDbの範囲がキーホールとなっている。
ここで、本実施形態では、図2に示すように、固定弁116には、溶接部WPに続いて空隙となるように、溝301が設けられている。溝301は溶接による歪みを低減するために、本実施形態で新たに設けられている。従来、この溝301は設けられていないものである。溝301の溝幅Wgはノズル101の肉厚tの2倍程度,深さDgは肉厚tの20%程度とした。なお、固定弁116の全長および固定弁ガイド117により、溝301の溝幅Wgの最大値は肉厚tの2倍程度に制限されている。
ここで、図4及び図5を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の機能について説明する。
図4は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の説明図である。図5は、比較説明のため、溝部がない場合の説明図である。なお、図1〜図3と同一符号は、同一部分を示している。また、寸法や変形量は説明のために誇張して示している。
ここで、図4は、図2に示した溝301がある場合の溶接部の拡大図を示している。また、図5は、図2に示した溝301がない場合の溶接部の拡大図を示している。なお、溶け込み部210は、実線で直線に模擬されて表されている。
ここで、図4や図5で示した溶接後の径方向の収縮量yにより、ノズル101先端がxの範囲で変形する。
次に、図6及び図7を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の効果について説明する。
図6及び図7は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部におけるノズル変形の説明図である。
最初に、図6(A)を用いて、溶接時のノズル101の変形の様子について説明する。図6(A)のの太い実線がノズルを示し、図4と同様にノズル101の先端が長さxの範囲で収縮量yだけ変形している。このときノズル101の先端はΔxだけ上方に移動する。この移動によりノズル101に溶接により接合された固定弁116も上方にΔxだけ移動する。
移動量Δxは、幾何学的に長さxと収縮量yにより定まり、式(1)の関係となる。

Δx=x−(√(x−y)) …(1)

ここで、図6(B)は、溶接条件を一定とした場合、径方向の収縮量yが一定であるとみなした場合の、式(1)のxとΔxの関係を示している。長さxが増加すると、移動量Δxは急激に減少する。そのため、移動量Δxを減少させるには、長さxを増加させることが有効である。
本実施形態では、図4に示したように溝301が設けられているため、ノズル101は溝301の上端に変形の起点が移動し、範囲xは溝301がない場合に対して大きい。図4は、ノズル101の先端が変形した状態を模式的に示している。
図7は、溝301の効果および、溝301の溝幅と溝深さを変化させた場合の影響について有限要素法により計算した結果を示している。
図7の横軸は溝深さx、縦軸は収縮量Δxを示している。溝深さxは加工性の観点からノズル101の肉厚tの20%を最小となる。これは、ノズル101の肉厚tは、例えば、0.5mmであるため、20%以下,すなわち、0.1mm以下の溝は加工が難しいからである。但し、図7では、20%以下の浅い場合も計算結果を示している。また、溝幅は肉厚tの1倍、2倍の2水準とした。ここで、「倍」とは、ノズルの肉厚に対する倍率である。
図7の結果から、溝幅は大きい方が、溝深さは小さいほうがΔxを小さくできる傾向にある。本計算範囲において、溝深さが肉厚tの0〜60%の範囲ではΔxは溝なしに対して小さい。但し、20%以下は加工状の問題があり、その点を加味すると、20〜60%の範囲が適している。溝深さは溝幅1倍の場合、60%を超えると固定弁116再び変化量Δxが溝なしの場合に対して増加する傾向となる。これは固定弁116の強度低下により変形するためと推定する。
次に、図8を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の第2の形状について説明する。
図8は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の第2の形状を示す断面図である。なお、図1〜図5と同一符号は、同一部分を示している。
本例では、図8に示すように、溶け込み部210に続いて圧入部212を設ける。
溶接部の収縮による応力は、材料の降伏応力に対して非常に大きく、材料が塑性域に達して大きく変形する。そのため、溶接の収縮による高い応力の範囲内に圧入部212がある場合は、圧入部212全体が溶け込み部210の収縮と共に大きく変形する。すなわち、圧入部212が十分に短ければ、ノズル101は第1例の場合と同様に図4に示すように溝301の上端に変形の起点をとり、溝301がない場合に対して範囲xを大きくすることができる。
図6に示した計算結果では溶接の収縮により発生する応力が材料の降伏応力より高い範囲は溶け込み深さDaの80%に達した。そのため、本例の場合、圧入部212は溶け込み深さDaの80%以下であればよい。なお、図3(a)に示す場合は、圧入部212がなく、0%の場合に相当する。
次に、図9及び図10を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の第3の形状について説明する。
図9及び図10は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の第3の形状を示す断面図である。なお、図1〜図5と同一符号は、同一部分を示している。
本例では、図2に示した第1の例に対して、溝301Aが図9に示すように、固定弁116の上端面に達している。
この場合、図10に示すように、範囲xは第1の例の場合よりさらに大きくすることができる。
また、本例では溝301Aが第1の例の場合の固定弁ガイド117の機能も持ち、固定弁116のノズル101への組立の容易さが損なわれることがない。
次に、図11を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の第4の形状について説明する。
図11は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の溶接部に設ける溝部の第4の形状を示す断面図である。なお、図1〜図5と同一符号は、同一部分を示している。
図2に示した第1の例では、溝301を固定弁116に設けている。それに対し、本例では、固定弁116の外周面に対向するノズル101内周部に、溶接部に続いて空隙となるように、溝幅が肉厚tの2倍、溝深さが肉厚tの20%の溝302が設けられている。溶接部に続く空隙の効果は、第1の例の場合と同様である。また、前述した他の例においても、溶接部に続く空隙はノズル101側に設けても同様の効果を得ることができる。
さらに、溶接部に続く空隙は前述した溝301もしくは溝302を組み合わせて構成してもよい。
以上説明した本実施形態によれば、溶接時の歪みとその歪みによる固定弁の軸方向への移動量を低減することで、可動子のストローク量変化を小さくできる。その結果、前記ストローク量ばらつきが低減して流量ばらつきを低減できる。
次に、図12〜図15を用いて、本発明の他の実施形態による燃料噴射弁の構成について説明する。本実施形態による燃料噴射弁の全体構成は、図1に示したものと同様である。
次に、図12を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の要部構成について説明する。図13は、比較例の構成である。
図12は、本発明の他の実施形態による燃料噴射弁の要部構成を示す拡大断面図である。図12(B)は、ノズルの変形量を説明するための、図12(A)の要部拡大図である。図13は、比較例の燃料噴射弁の要部構成を示す拡大断面図である。図13(B)は、ノズルの変形量を説明するための、図13(A)の要部拡大図である。なお、図1や図2と同一符号は、同一部分を示している。また、寸法や変形量は説明のために誇張して示している。
本実施形態では、ノズル101に固定弁116が圧入された後、図12(A)や図12(B)に示すように、ノズル101の外周側の溶接部WPの位置から溶接するようにしている。溶接による溶け込みが、ノズル101から固定弁116に貫通することで、ノズル101と固定弁116を固定する。
図12(A)に示すように、本実施形態では、溶接部WPより上方向に続けて空隙となる溝301を設けている。溝301は、溝幅がノズル101の肉厚tの2倍、溝深さが肉厚tの20%としている。
図12(B)は、図12(A)に対応するノズル101の変形の範囲xと、径方向の収縮量yを示している。ストローク量の変化を示す変化量Δxと範囲x、収縮量yの関係は前述した例の場合と同様であり、範囲xは大きいほうが変化量Δxを小さくすることができる。
図13は、図12に示した溝301を設けない従来の構成を示している。この場合、図13(B)に示すように、範囲xは図12(B)に示す場合に比べて小さい。換言すると、図12(B)に示す本実施形態のように溝301を設けた場合は、図13(B)に示す従来の溝がない場合に比べて、範囲xを大きくすることができる。
次に、図14を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の第2の構成例の要部構成について説明する。
図14は、本発明の他の実施形態による燃料噴射弁の第2の構成例の要部構成を示す拡大断面図である。図14(B)は、ノズルの変形量を説明するための、図14(A)の要部拡大図である。
本例では、図14(A)に示すように、溝301Aは、溶接部WPより上方向に続けて空隙となるように、固定弁116の上端まで設けている。この場合、溝深さは、肉厚tの20%の溝301Aとしている。
また、図14(B)に示すように、ストローク量の変化を示す変化量Δxと範囲x、収縮量yの関係は前述した例の場合と同様であり、範囲xは大きいほうが変化量Δxを小さくすることができる。
次に、図15を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の第3の構成例の要部構成について説明する。
図15は、本発明の他の実施形態による燃料噴射弁の第3の構成例の要部構成を示す拡大断面図である。図15(B)は、ノズルの変形量を説明するための、図15(A)の要部拡大図である。
本例では、図15(A)に示すように、溝301Aと溝301Bとを備えている。溝301Aは、溶接部WPより上方向に続けて空隙となるように、固定弁116の上端まで設けている。溝301Bは、溶接部WPに下方向に続けて空隙となるように、固定弁116の下端まで設けている。この場合、溝深さは、肉厚tの20%の溝301Aとしている。
また、図15(B)に示すように、ストローク量の変化を示す変化量Δxと範囲x、収縮量yの関係は前述した例の場合と同様であり、範囲xは大きいほうが変化量Δxを小さくすることができる。
なお、図12,図14及び図15に示した例において、図8に示したように、溶接部WPによる溶け込み部に続いて圧入部を設けることもできる。
また、図11に示したように、溝をノズル101の側に設けることもできる。
以上説明した本実施形態によっても、溶接時の歪みとその歪みによる固定弁の軸方向への移動量を低減することで、可動子のストローク量変化を小さくできる。その結果、前記ストローク量ばらつきが低減して流量ばらつきを低減できる。
54…調整子
101…ノズル
102…可動コア
103…ハウジング
105…電磁コイル
107…固定コア
110…スプリング
113…可動子ガイド
114…可動子
114B…可動子側シート面
115…ガイド部材
116…固定弁
116A…燃料噴射孔
116B…固定弁側シート面
117…固定弁ガイド
121…コネクタ
MP…磁気通路
210…溶接による溶け込み部
WP…溶接部
301,302…溝

Claims (7)

  1. ノズルと、該ノズルの先端に圧入されるとともに、燃料が噴射される燃料噴射孔を有する固定弁と、該固定弁と当接することで燃料シール部を形成するとともに、前記燃料噴射孔を開閉する可動子とを有し、
    前記固定弁と前記ノズルとは、圧入により隙間のない位置で溶接により固定される燃料噴射弁であって、
    前記溶接により前記固定弁及び前記ノズルに形成される溶接部に続いて、空隙を備えることを特徴とする燃料噴射弁。
  2. 請求項1記載の燃料噴射弁において、
    前記溶接部は、前記ノズルと前記固定弁の圧入部の下端面であり、
    前記空隙は、前記固定弁の外周と前記ノズルの内周との接触面において、前記固定弁に形成された溝により構成されることを特徴とする燃料噴射弁。
  3. 請求項2記載の燃料噴射弁において、
    前記溝は、前記固定弁の上端まで達することを特徴とする燃料噴射弁。
  4. 請求項1記載の燃料噴射弁において、
    前記溶接部は、前記ノズルと前記固定弁の圧入部であって、前記ノズルの外周部の位置であり、前記ノズルから前記固定弁に貫通するように溶け込み部が形成され、
    前記空隙は、前記固定弁に形成された溝により構成されることを特徴とする燃料噴射弁。
  5. 請求項4記載の燃料噴射弁において、
    前記溝は、前記固定弁の上端まで達することを特徴とする燃料噴射弁。
  6. 請求項2若しくは請求項4のいずれかに記載の燃料噴射弁において、
    前記溶接による溶け込み部に続いて圧入部を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
  7. 請求項1記載の燃料噴射弁において、
    前記空隙は、前記ノズルに形成された溝であることを特徴とする燃料噴射弁。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017168975A1 (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量制御装置
WO2018066226A1 (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016017514A (ja) * 2014-07-11 2016-02-01 株式会社デンソー 燃料噴射装置
WO2016152429A1 (ja) * 2015-03-24 2016-09-29 シチズンファインデバイス株式会社 燃焼圧センサ
DE102015222091A1 (de) * 2015-11-10 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe, Hochdruckpumpe
DE102016222908A1 (de) * 2016-11-21 2018-05-24 Robert Bosch Gmbh Injektor mit dreiteiligem Ventilsitz
WO2019202829A1 (ja) * 2018-04-20 2019-10-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量制御装置の部品及び燃料噴射弁

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11512167A (ja) * 1996-07-05 1999-10-19 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 燃料噴射弁
JP2001507097A (ja) * 1996-12-21 2001-05-29 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 組合わされた弁座体と噴射穴あき円板を備えた弁
JP2007502935A (ja) * 2003-08-19 2007-02-15 シーメンス ヴィディーオー オートモティヴ コーポレイション 開口円板を有する燃料噴射装置とその製造方法
JP2008297966A (ja) * 2007-05-31 2008-12-11 Hitachi Ltd 燃料噴射弁及びそのストローク調整方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3750126B2 (ja) 1996-03-26 2006-03-01 株式会社デンソー 燃料噴射弁
DE102004030196A1 (de) 2004-06-22 2006-01-19 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Formkörpern
JP4077004B2 (ja) 2005-10-27 2008-04-16 三菱電機株式会社 燃料噴射弁装置
JP4160594B2 (ja) * 2005-12-02 2008-10-01 株式会社日立製作所 電磁式燃料噴射弁
DE102006040650A1 (de) * 2006-08-30 2008-03-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Fügen von Bauteilen mit geschlossenem Hohlquerschnitt
JP5063789B2 (ja) 2011-02-14 2012-10-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁燃料噴射弁及びその組立て方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11512167A (ja) * 1996-07-05 1999-10-19 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 燃料噴射弁
JP2001507097A (ja) * 1996-12-21 2001-05-29 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 組合わされた弁座体と噴射穴あき円板を備えた弁
JP2007502935A (ja) * 2003-08-19 2007-02-15 シーメンス ヴィディーオー オートモティヴ コーポレイション 開口円板を有する燃料噴射装置とその製造方法
JP2008297966A (ja) * 2007-05-31 2008-12-11 Hitachi Ltd 燃料噴射弁及びそのストローク調整方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017168975A1 (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量制御装置
JPWO2017168975A1 (ja) * 2016-03-28 2018-10-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量制御装置
US10890147B2 (en) 2016-03-28 2021-01-12 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Flow control device
WO2018066226A1 (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
JP2018059456A (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
US10794348B2 (en) 2016-10-06 2020-10-06 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Fuel injection valve

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