JP3063170B2 - Method and apparatus for forming nozzle tip of injection nozzle and injection nozzle manufactured by the method - Google Patents

Method and apparatus for forming nozzle tip of injection nozzle and injection nozzle manufactured by the method

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JP3063170B2
JP3063170B2 JP2415086A JP41508690A JP3063170B2 JP 3063170 B2 JP3063170 B2 JP 3063170B2 JP 2415086 A JP2415086 A JP 2415086A JP 41508690 A JP41508690 A JP 41508690A JP 3063170 B2 JP3063170 B2 JP 3063170B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は,セラミック粒子
等を含むセラミック材料から噴射ノズルの先端チップ即
ちノズル先端部を製作する成形方法,その装置及びその
成形方法で製作された噴射ノズルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molding method for manufacturing a tip of an injection nozzle, that is, a nozzle tip from a ceramic material containing ceramic particles and the like, an apparatus therefor, and an injection nozzle manufactured by the molding method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来,セラミック粒子等を含むセラミッ
ク材料で噴射ノズルの先端チップ等の小形精密部品を製
作する成形方法として,射出成形法,又はワックス中子
を使用してスリップキャスティングで成形した後,ワッ
クス中子を加熱溶出する方法等が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a molding method for manufacturing a small precision part such as a tip of an injection nozzle using a ceramic material containing ceramic particles or the like, an injection molding method or a method of slip casting using a wax core is used. A method of heating and eluting a wax core is known.

【0003】また,窒化珪素質セラミックスの泥しょう
鋳込み成形方法として,特開昭64−5977号公報に
開示されたものがある。該成形方法は窒化珪素質セラミ
ックスの泥しょうに解膠剤としてポリアクリル酸のアン
モニウム塩を泥しょうの粉末に対し 0.1〜0.7 重量%添
加し,且つバインダとしてアクリルエマルジョンを泥し
ょう中に添加して鋳込み成形したものである。
Further, as a method of casting a slurry of silicon nitride ceramics, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-5977. The molding method comprises adding a polyacrylic acid ammonium salt as a deflocculant to a slurry of silicon nitride ceramics in an amount of 0.1 to 0.7% by weight based on the slurry powder, and adding an acrylic emulsion to the slurry as a binder. It was cast molded.

【0004】また,ディーゼルエンジン用燃料噴射ノズ
ルとして,実開昭59−21084号公報に開示された
ものがある。該燃料噴射ノズルは,ノズルホルダを円筒
状の金属製ホルダ部とその先端部に位置するセラミック
材から成るノズル部とで構成され,ノズル部とホルダ部
の外部を覆って締付金具を設け,更に針弁の弁体部とノ
ズル部の内面とは微小な間隙を持って接触しないように
構成されているものである。
A fuel injection nozzle for a diesel engine is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 59-21084. The fuel injection nozzle includes a nozzle holder formed of a cylindrical metal holder and a nozzle portion made of a ceramic material located at the tip of the nozzle holder. Further, the valve body portion of the needle valve and the inner surface of the nozzle portion are configured so as not to contact with a small gap.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,従来の
上記射出成形法では,高圧によって組成物を型内に充填
するため,例えば,ディーゼルエンジンの噴射ノズルの
噴孔成形用ピン(径:0.3mm)等は加圧時に破損す
る恐れがある。
However, in the conventional injection molding method described above, since the composition is filled into the mold by high pressure, for example, a pin (diameter: 0.3 mm) for forming the injection hole of the injection nozzle of a diesel engine is used. ) Etc. may be damaged when pressurized.

【0006】また,スリップキャスティングで成形した
後にワックス中子を加熱溶出する方法は,精度上問題が
あり,高精度の孔等を形成することができず,成形乾燥
時に着肉部の収縮に起因する割れが発生することがあ
る。また,前掲特開昭64−5977号公報に開示され
た成形方法も同様な問題を有している。
Further, the method of heating and eluting the wax core after molding by slip casting has a problem in accuracy, it is not possible to form a highly accurate hole, etc. Cracks may occur. Further, the molding method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-5977 has a similar problem.

【0007】この発明の目的は,上記の課題を解決する
ことであり,セラミック材料で噴射ノズルに形成された
多角形等の形状を有する孔やノズル先端部を高精度で形
成することができるものであり,ディーゼルエンジンに
使用される小さな径の噴孔を備えた燃料噴射ノズルのチ
ップ先端部即ちノズル先端部の高さ方向に対して使用目
的に応じてセラミック組成を変化させた成形体を製作
し,該成形体を焼成して焼結体を製作した場合に,該焼
結体がノズル本体等の金属製部材に強固に接合できるよ
うに接合面の部分をAl2 3 やY2 3 がリッチな組
成の材料で製作できる噴射ノズルのノズル先端部の成形
方法,その装置及びその成形方法で製作された噴射ノズ
ルを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is possible to form a nozzle having a polygonal shape or the like formed in a spray nozzle with a ceramic material with high precision. A fuel injection nozzle with a small diameter injection hole for use in diesel engines is manufactured by changing the ceramic composition in the height direction of the tip of the tip, that is, the nozzle tip, according to the intended use. When the molded body is fired to produce a sintered body, the joining surface portion is made of Al 2 O 3 or Y 2 O so that the sintered body can be firmly joined to a metal member such as a nozzle body. The third object of the present invention is to provide a method of forming a nozzle tip portion of an injection nozzle which can be made of a material having a rich composition, an apparatus therefor, and an injection nozzle manufactured by the method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明は,噴孔を備え
且つノズル本体に接合するための接合面を備えているノ
ズル先端部を形成する成形方法において,前記ノズル先
端部の外形形状を形成するキャビティを備えた金型の下
面に前記接合面を形成する多孔質型を配置すると共に,
前記キャビティに前記噴孔を形成する孔成形用ピンと前
記ノズル先端部の内面を形成する成形用ピンを配置して
前記キャビティにスラリーを注入する工程,前記スラリ
ーの水分を前記多孔質型に吸水させる工程,前記キャビ
ティ内で前記スラリーが着肉された着肉部に保形性が発
現した状態で前記着肉部から前記孔成形用ピンを抜き取
って前記着肉部に前記噴孔を形成する工程,次いで前記
着肉部の水分を前記多孔質型に吸水させて前記着肉部を
固化させる工程,から成ることを特徴とする噴射ノズル
のノズル先端部の成形方法に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method of forming a nozzle tip having an injection hole and a joining surface for joining to a nozzle body, wherein the outer shape of the nozzle tip is formed. A porous mold forming the joining surface is arranged on a lower surface of a mold having a cavity to be formed,
A step of arranging a hole forming pin for forming the injection hole and a forming pin for forming an inner surface of the tip of the nozzle in the cavity and injecting slurry into the cavity, and causing the porous mold to absorb moisture of the slurry. Forming the injection hole in the inlaid portion by removing the hole forming pin from the inlaid portion in a state where shape retention is developed in the inlaid portion where the slurry is inlaid in the cavity. And a step of causing the porous mold to absorb the moisture of the inlaid portion to solidify the inlaid portion, and a method of forming a nozzle tip of an injection nozzle.

【0009】また,この成形方法によって製作された噴
射ノズルのノズル先端部は,前記ノズル先端部に形成さ
れた前記噴孔の形状が多角形で且つ少なくともセラミッ
ク材料から構成されているものである。
The nozzle tip of the injection nozzle manufactured by this molding method is one in which the shape of the injection hole formed at the nozzle tip is polygonal and made of at least a ceramic material.

【0010】また,この噴射ノズルのノズル先端部の成
形方法は,前記スラリーが成分やその構成濃度が異なる
組成を有し,前記異なる組成の前記スラリーが前記キャ
ビティに順次に注入され,前記異なった組成の前記着肉
部が形成される工程を含んでいる。この成形方法によっ
て作製された噴射ノズルのノズル先端部は,前記ノズル
本体への前記ノズル先端部の前記接合面の近傍部分と,
それ以外の前記ノズル先端部の部分とが構成成分の種類
や組成比が異なる材料から構成されているものになる。
Further, in the method of forming a nozzle tip portion of the injection nozzle, the slurry has a composition in which components and constituent concentrations are different, and the slurries having the different compositions are sequentially injected into the cavity, and Forming the inlaid portion of the composition. The nozzle tip of the injection nozzle manufactured by this molding method includes a portion near the joining surface of the nozzle tip with the nozzle body,
The other portions of the nozzle tip are made of materials having different types of components and different composition ratios.

【0011】又は,この発明は,噴孔を備え且つノズル
本体に接合するための接合面を備えているノズル先端部
を形成する成形装置において,前記ノズル先端部の外形
形状を形成するキャビティと前記キャビティに通じるス
ラリー注入口を備えた金型,前記キャビティを備えた前
記金型の下面に配置され且つ前記接合面を形成する多孔
質型,前記ノズル先端部に前記噴孔を形成するため前記
金型に対して着脱可能で且つ前記キャビティ内へ突出可
能な孔成形用ピン,前記金型を支持し且つ前記キャビテ
ィの下面に位置決めされた前記多孔質型を支持する位置
決め台,及び前記位置決め台に対して前記キャビティへ
突出可能に着脱可能に配置され且つ前記ノズル先端部の
内面を形成する成形用ピンから成ることを特徴とする噴
射ノズルのノズル先端部の成形装置に関する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a molding apparatus for forming a nozzle tip having an injection hole and a joining surface for joining to a nozzle body, wherein a cavity for forming an outer shape of the nozzle tip is provided. A mold having a slurry injection port communicating with the cavity, a porous mold disposed on the lower surface of the mold having the cavity and forming the joining surface, and the mold for forming the injection hole at the tip of the nozzle; A hole forming pin detachable from the mold and protruding into the cavity, a positioning table supporting the mold and supporting the porous mold positioned on the lower surface of the cavity, and a positioning table. A nozzle for the injection nozzle, comprising a molding pin which is removably disposed so as to protrude into the cavity and forms an inner surface of the nozzle tip. It relates molding apparatus end.

【0012】この発明による噴射ノズルのノズル先端部
の成形方法は,上記のように構成されているので,保形
性が発現する状態では着肉部には収縮はほとんど発生し
ていない状態であるから,孔成形用ピンは着肉部に形成
する噴孔の所定の形状を維持した状態で抜き取ることが
でき,孔形状の破壊は発生しない。従って,小形で精度
を要求される孔で且つ複雑形状を有する孔を成形体に高
精度で製作することができる。
Since the method for forming the nozzle tip of the injection nozzle according to the present invention is configured as described above, in the state where shape retention is exhibited, shrinkage hardly occurs in the inlaid portion. Therefore, the hole forming pin can be extracted while maintaining the predetermined shape of the injection hole formed in the inlaid portion, and the hole shape is not broken. Therefore, it is possible to manufacture a small hole that requires precision and a hole having a complicated shape with high precision.

【0013】この噴射ノズルのノズル先端部の成形方法
によって,例えば,孔の形状が多角形で且つ少なくとも
ノズル先端部がセラミック材料から成る噴射ノズルを容
易に製作することができる。
According to the method of forming the nozzle tip of the injection nozzle, for example, an injection nozzle having a polygonal hole shape and at least a nozzle tip made of a ceramic material can be easily manufactured.

【0014】また,この噴射ノズルのノズル先端部の成
形方法において,成分やその構成濃度の異なる前記スラ
リーを前記キャビティに順次注入することによって,例
えば,ノズル本体へのノズル先端部の接合面の近傍部分
と,それ以外のノズル先端部の部分とで構成成分の種類
や組成比が異なる構造のものを容易に製作できる。
In the method of molding the nozzle tip of the injection nozzle, the slurries having different components and constituent concentrations are sequentially injected into the cavity, for example, in the vicinity of the joining surface of the nozzle tip to the nozzle body. A structure having different types and composition ratios of constituent components between the portion and the other portion of the nozzle tip can be easily manufactured.

【0015】更に,この発明による噴射ノズルのノズル
先端部の成形装置は,上記のように構成されているの
で,上記噴射ノズルのノズル先端部の成形方法を簡単に
実施することができる。
Furthermore, since the apparatus for forming a nozzle tip of an injection nozzle according to the present invention is configured as described above, the method for forming the nozzle tip of the injection nozzle can be easily implemented.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下,図面を参照して,この発明
による噴射ノズルのノズル先端部の成形方法,その装置
及びその成形方法で製作された噴射ノズルの実施例を説
明する。図1はこの発明による噴射ノズルのノズル先端
部の成形装置の一実施例を示す概略断面図,及び図2は
図1の要部の拡大断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to the drawings, a description will be given of an embodiment of a method for forming a nozzle tip portion of an injection nozzle according to the present invention, an apparatus therefor, and an injection nozzle manufactured by the method. FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a nozzle tip forming apparatus of an injection nozzle according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of FIG.

【0017】この噴射ノズルのノズル先端部の成形装置
は,ディーゼルエンジンに使用する燃料噴射ノズルの先
端部チップ即ちノズル先端部を製作するのに適用されて
いる。図1及び図2に示すように,金型1には,スラリ
ー注入口2とスラリー注入口2に通じるキャビティ3が
形成されていると共に,先端に多角形等の所定の形状を
有する金属製の孔成形用ピン5を備えたピン抜き差し治
具6を着脱可能に取り付けるための貫通孔4が形成され
ている。キャビティ3は,金型1の下面12に形成さ
れ,スラリー注入口2は金型1の上面からキャビティ3
へと通じている。キャビティ3の形状は,燃料噴射ノズ
ルの先端チップの外形形状を有している。
The injection tip forming apparatus of the injection nozzle is applied to manufacture a tip tip of a fuel injection nozzle used in a diesel engine, that is, a nozzle tip. As shown in FIGS. 1 and 2, a mold 1 is provided with a slurry injection port 2 and a cavity 3 communicating with the slurry injection port 2, and has a metal tip having a predetermined shape such as a polygon at the tip. A through hole 4 is formed for detachably attaching a pin removal jig 6 having a hole forming pin 5. The cavity 3 is formed in the lower surface 12 of the mold 1, and the slurry injection port 2 is formed in the cavity 3 from the upper surface of the mold 1.
Leads to. The shape of the cavity 3 has the outer shape of the tip of the fuel injection nozzle.

【0018】金型1は,位置決め台8上に設定される。
位置決め台8の上面11は,金型1の下面12に当接し
て配置されている。位置決め台8には,穴部13が形成
されると共に,成形用ピンを構成する中子14及び中子
14を取り付けた中子昇降治具10を昇降させるための
貫通孔15が形成されている。中子昇降治具10はねじ
等の適宜な固着手段で位置決め台8に着脱自在に固定さ
れ,キャビティ3内へ突出可能な成形用ピンの作用を果
たす。
The mold 1 is set on a positioning table 8.
The upper surface 11 of the positioning table 8 is arranged in contact with the lower surface 12 of the mold 1. A hole 13 is formed in the positioning table 8, and a through hole 15 for raising and lowering the core 14 constituting the molding pin and the core elevating jig 10 to which the core 14 is attached is formed. . The core lifting jig 10 is detachably fixed to the positioning table 8 by an appropriate fixing means such as a screw, and functions as a molding pin that can protrude into the cavity 3.

【0019】位置決め台8に形成した穴部13には,石
膏等から成る多孔質型9が配置される。多孔質型9は,
スラリー注入口2からキャビティ3に注入されたスラリ
ーSから水分を吸水してスラリー着肉部7を固化させる
作用を有している。多孔質型9にはキャビティ3に対向
する位置に貫通孔16が形成され,貫通孔16を中子1
4が昇降自在に移動できるように構成されている。中子
14は,貫通孔16を上昇して金型1に形成したキャビ
ティ3内へ突出できる状態に設定される。場合によって
は,中子14の外面に凹部18を形成し,凹部18に孔
成形用ピン5が嵌合するように構成することもできる。
或いは,孔成形用ピン5の先端面を中子14の外形に対
応する形状に形成することもできる。又は,中子14の
表面にワセリン等を塗布して孔成形用ピン5を中子14
に当接させて隙間を無くした状態に設定し,スラリーS
をスラリー注入口2からキャビティ3に注入すれば,成
形孔を正確に且つ精度良く形成することができる。中子
14は,キャビティ3内に突出した状態に設定されるこ
とによって,ノズル先端部22の内面,即ち,燃料噴射
ノズルのサック部を形成することになる。
In the hole 13 formed in the positioning table 8, a porous mold 9 made of gypsum or the like is arranged. The porous mold 9
It has an effect of absorbing water from the slurry S injected into the cavity 3 from the slurry injection port 2 to solidify the slurry inlaid portion 7. A through-hole 16 is formed in the porous mold 9 at a position facing the cavity 3, and the through-hole 16 is formed in the core 1.
4 is configured to be movable up and down. The core 14 is set so as to be able to rise up the through hole 16 and protrude into the cavity 3 formed in the mold 1. In some cases, a recess 18 may be formed on the outer surface of the core 14 so that the hole forming pin 5 is fitted into the recess 18.
Alternatively, the tip end surface of the hole forming pin 5 can be formed in a shape corresponding to the outer shape of the core 14. Alternatively, petroleum jelly or the like is applied to the surface of the core 14 so that the hole forming pin 5 is
Is set in a state where gaps are eliminated by contact with
Is injected into the cavity 3 from the slurry injection port 2, the forming hole can be formed accurately and accurately. The core 14 is set to protrude into the cavity 3, thereby forming the inner surface of the nozzle tip 22, that is, the sack portion of the fuel injection nozzle.

【0020】この噴射ノズルのノズル先端部の成形装置
は,上記のように構成されており,次のようにしてセラ
ミック部材を製作することができる。即ち,この噴射ノ
ズルのノズル先端部の成形方法は,孔成形用ピン5を配
置した金型1の上部に形成したスラリー注入口2からキ
ャビティ3にスラリーSを注入する工程,スラリーSの
水分を多孔質型9に吸水させる工程,着肉部7に保形性
が発現した状態で孔成形用ピン5を着肉部7から抜き取
って着肉部7に噴孔17を形成する工程,更にスラリー
Sの水分を多孔質型9に吸水させて着肉部7を固化させ
る工程から成るものである。キャビティ3に注入したス
ラリーSは,多孔質型9によって水分が吸水されると共
に,多孔質型9及び中子14上に着肉層を形成する。
The molding device for the nozzle tip of the injection nozzle is configured as described above, and a ceramic member can be manufactured as follows. That is, the method of forming the nozzle tip portion of the injection nozzle includes a step of injecting the slurry S into the cavity 3 from the slurry injection port 2 formed in the upper part of the mold 1 in which the hole forming pin 5 is disposed, A step of allowing the porous mold 9 to absorb water, a step of extracting the hole-forming pin 5 from the inlaid part 7 with the inlaid part 7 exhibiting shape retention, and forming an injection hole 17 in the inlaid part 7, and a slurry. The process comprises a step of absorbing the moisture of S into the porous mold 9 to solidify the inlaid portion 7. The slurry S injected into the cavity 3 absorbs water by the porous mold 9 and forms an inking layer on the porous mold 9 and the core 14.

【0021】この成形方法では,着肉層から適当量の水
分が吸水されて着肉層内に適当量の水分が残存している
状態では,着肉層には収縮が発生していない。着肉部7
に保形性が発現しているが,着肉層に収縮が発生してい
ない状態の時に,孔成形用ピン5を着肉部7から抜き取
ることで,着肉部7に強固な噴孔17を形成することが
できる。更に,着肉部7が完全に固化する前に,サック
部成形用ピンである中子14を位置決め台8から下降さ
せて着肉部7から抜き取る。次いで,孔成形用ピン5及
び中子14即ち成形用ピンを着肉部7から抜き取った後
に,更に多孔質型9によって着肉部7から水分を完全に
吸水し,この時,着肉部7には収縮が発生するが,既に
孔成形用ピン5は着肉部7から抜き取られているので,
着肉部7は破壊されることがなく,セラミック材料から
成る成形体が形成される。更に,金型1を位置決め台8
から取外し,着肉部7で形成された成形体を型から取り
外す。この成形体は焼成することによって焼結体とな
り,燃料噴射ノズルの先端チップが製作される。
In this molding method, no shrinkage occurs in the inlaid layer in a state where an appropriate amount of water is absorbed from the inlaid layer and an appropriate amount of water remains in the inlaid layer. Receiving part 7
Although the shape-retaining property is developed, but the contraction does not occur in the inlaid layer, the hole forming pin 5 is pulled out from the inlaid section 7 so that the solid injection hole 17 is formed in the inlaid section 7. Can be formed. Further, before the inlaid portion 7 is completely solidified, the core 14, which is a sack portion forming pin, is lowered from the positioning table 8 and removed from the inlaid portion 7. Next, after the hole forming pin 5 and the core 14, that is, the forming pin are removed from the inlaid portion 7, water is completely absorbed from the inlaid portion 7 by the porous mold 9. Shrinkage occurs, but since the hole forming pin 5 has already been removed from the inlaid portion 7,
The inlaid portion 7 is not broken, and a molded body made of a ceramic material is formed. Further, the mold 1 is moved to the positioning table 8.
, And the molded body formed by the inlaid portion 7 is removed from the mold. The molded body becomes a sintered body by firing, and the tip of the fuel injection nozzle is manufactured.

【0022】この噴射ノズルのノズル先端部の成形方法
において,成分やその構成濃度の異なる複数種類のスラ
リーSをキャビティ3に順次注入することによって,例
えば,図4に示すような成形体を製作することができ
る。即ち,成形体の高さ方向について目的に応じて成分
の異なったものに成形でき,該成形体を焼成することに
よって異なったセラミック材料から成る焼結体を製作す
ることができる。例えば,この成形体で噴射ノズルを製
作した場合に,該噴射ノズルのノズル先端部22につい
ては,ノズル本体との接合面近傍部分21,該接合面近
傍部分21に隣接する部分20及び該部分20に隣接し
且つ噴孔17を形成した先端部分19は,セラミック材
料の構成成分の種類や組成比が互いに異なっているもの
である。例えば,先端部分19を耐熱性で且つ高強度の
セラミック材料で製作し,また,金属製ノズル本体との
接合面近傍部分21はAl2 3 やY2 3 がリッチな
組成のセラミックス材料で製作でき,セラミックスに含
まれた金属とノズル本体に含まれた金属同志で,金属対
金属の接合部分を形成でき,先端部分19と金属製ノズ
ル本体との接合を強固にできる。
In the method of forming the nozzle tip of the injection nozzle, a plurality of types of slurries S having different components and constituent concentrations are sequentially injected into the cavity 3 to produce a formed body as shown in FIG. 4, for example. be able to. That is, the compact can be formed into components having different components in the height direction according to the purpose, and by firing the compact, sintered bodies made of different ceramic materials can be manufactured. For example, when an injection nozzle is manufactured from this molded body, the nozzle tip portion 22 of the injection nozzle has a portion 21 near the joining surface with the nozzle body, a portion 20 adjacent to the portion 21 near the joining surface, and the portion 20. The tip portion 19 which is adjacent to and has the injection hole 17 is different in the type and composition ratio of the constituent components of the ceramic material. For example, the tip portion 19 is made of a heat-resistant and high-strength ceramic material, and the portion 21 near the joint surface with the metal nozzle body is made of a ceramic material having a composition rich in Al 2 O 3 and Y 2 O 3. It can be manufactured and a metal-to-metal joint can be formed by the metal contained in the ceramic and the metal contained in the nozzle body, and the joining between the tip portion 19 and the metal nozzle body can be strengthened.

【0023】次に,この噴射ノズルのノズル先端部の成
形方法の具体的な例について説明する。まず,窒化珪素
(Si3 4 )のセラミック粉末,焼結助剤,解膠剤,
水及び有機バインダとしてポリビニルアルコールを所定
量配合した。次いで,ボールミルで混合してスラリーS
を得た。このようにして得たスラリーSを,図1及び図
2に示すディーゼルエンジンにおける燃料噴射ノズルの
ノズルチップ作製用の型に金型1に形成したスラリー注
入口2からキャビティ3内に流し込んだ。キャビティ3
に注入されたスラリーSは多孔質型9によって水分が吸
水され,キャビティ3内で着肉して着肉層を形成する
が,そこで所定時間経過後に,着肉層に保形性が発現し
た時点で,金型1に取付けた孔成形用ピン5を着肉部7
から抜き取ると共に,位置決め台8に取付けた成形用ピ
ンである中子14を着肉部7から抜き取る。この状態で
着肉部7を型内に放置し,多孔質型9によって着肉部7
から水分を更に吸水して排出し,着肉部7を固化させ
る。着肉部7が固化してセラミック部材の成形体を形成
させた後に,該成形体を型から外し,噴孔17を有する
ノズルチップの成形体を得た。このノズルチップの成形
体を焼成して焼結体を製作し,該焼結体をSEM(scan
ning electron microscope)観察したところ,噴孔部の
形状等は極めて良好に製作されていることを確認した。
Next, a specific example of a method of forming the nozzle tip of the injection nozzle will be described. First, a ceramic powder of silicon nitride (Si 3 N 4 ), a sintering aid, a deflocculant,
A predetermined amount of polyvinyl alcohol was blended as water and an organic binder. Then, the mixture is mixed with a ball mill to obtain slurry S
I got The slurry S thus obtained was poured into the cavity 3 from the slurry injection port 2 formed in the mold 1 into a die for producing a nozzle tip of a fuel injection nozzle in the diesel engine shown in FIGS. Cavity 3
The slurry S injected into the cavity 3 absorbs water by the porous mold 9 and deposits in the cavity 3 to form a deposit layer. After a predetermined time has passed, the slurry S has a shape retaining property. Then, the hole forming pin 5 attached to the mold 1 is
The core 14, which is a molding pin attached to the positioning table 8, is extracted from the inlaid portion 7. In this state, the inlaid portion 7 is left in the mold, and the inlaid portion 7 is
, The water is further absorbed and discharged, and the inlaid part 7 is solidified. After the inlaid portion 7 was solidified to form a molded body of the ceramic member, the molded body was removed from the mold to obtain a molded body of the nozzle tip having the injection hole 17. The molded body of the nozzle tip is fired to produce a sintered body, and the sintered body is subjected to SEM (scan).
Observation with a ning electron microscope) confirmed that the shape of the injection hole and the like were extremely excellent.

【0024】この噴射ノズルのノズル先端部の成形方法
において,上記セラミック粉末は,窒化珪素の他に,チ
タン酸アルミニウム,ムライト,ジルコニア,チタン酸
カリウム等を使用することができる。また,有機バイン
ダとしては,ポリビニルアルコールの他にセラミック部
材の製造工程における寸法収縮を抑制することができる
熱可塑性アクリル樹脂を使用することができる。
In the method for forming the nozzle tip of the injection nozzle, as the ceramic powder, aluminum titanate, mullite, zirconia, potassium titanate or the like can be used in addition to silicon nitride. Further, as the organic binder, a thermoplastic acrylic resin capable of suppressing dimensional shrinkage in a process of manufacturing a ceramic member can be used in addition to polyvinyl alcohol.

【0025】次に,図3を参照して,この発明によるセ
ラミック部材の成形装置の別の実施例を説明する。図3
に示す成形装置は,図1に示すものと比較して位置決め
台と中子について若干相違する以外は同一の部品から成
るものである。従って,図3に示す成形装置における部
品に付した符号は,図1に示す部品と同一のものには同
一の符号を付し,ここでは重複する説明を省略する。図
3において,位置決め台8は昇降治具台24に支持され
ており,昇降治具台24に取り付けられた昇降治具10
の作動によって成形用ピンである中子14をキャビティ
3に対して抜き差しすることができるものである。
Next, another embodiment of the apparatus for forming a ceramic member according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
The molding apparatus shown in Fig. 1 is composed of the same parts as those shown in Fig. 1 except that the positioning table and the core are slightly different. Therefore, the same reference numerals are given to the components in the molding apparatus shown in FIG. 3 that are the same as the components shown in FIG. 1, and the duplicate description is omitted here. In FIG. 3, the positioning table 8 is supported by the lifting jig table 24, and the lifting jig 10 attached to the lifting jig table 24 is used.
The core 14 as a molding pin can be inserted into and removed from the cavity 3 by the operation of.

【0026】[0026]

【発明の効果】この発明による噴射ノズルのノズル先端
部の成形方法は,上記のように構成されているので,噴
射ノズルのノズル先端部を構成する着肉部に形成される
噴孔は,その孔形状を維持した状態を保持でき,正確で
且つ確実に所望の噴孔を成形することができる。特に,
ノズル先端部の外面側には金型が位置しているので,小
形で複雑な形状を有する成形体即ち噴射ノズルのノズル
先端部を高精度で製作することができ,また,ノズル先
端部の接合面側には多孔質型が位置しているので,ノズ
ル先端部にはノズル本体への良好な接合面を提供でき
る。
The method for forming the nozzle tip of the injection nozzle according to the present invention is configured as described above, so that the injection hole formed in the inlaid portion forming the nozzle tip of the injection nozzle is formed by the method described above. The state in which the hole shape is maintained can be maintained, and a desired injection hole can be accurately and reliably formed. In particular,
Since the mold is located on the outer surface side of the nozzle tip, a compact having a small and complicated shape, that is, the nozzle tip of the injection nozzle can be manufactured with high precision. Since the porous mold is located on the surface side, a good joining surface to the nozzle body can be provided at the nozzle tip.

【0027】更に,この噴射ノズルのノズル先端部の成
形方法は,成分やその構成濃度の異なる組成の前記スラ
リーを前記キャビティに順次注入し,異なった組成の着
肉部を形成する工程を含むので,組成の異なった材料か
ら成るセラミック部材を製作でき,例えば,ノズル先端
部のノズル本体との接合面近傍部分とそれ以外の部分と
で構成成分の種類や組成比が異なる組成の噴射ノズルを
容易に製作できる。
Furthermore, the method of forming the nozzle tip of the injection nozzle includes a step of sequentially injecting the slurries having compositions having different components and their constituent concentrations into the cavities to form inlaid portions having different compositions. It is possible to manufacture ceramic members made of materials with different compositions. For example, it is possible to easily manufacture injection nozzles with different types of components and composition ratios between the vicinity of the joint surface of the nozzle tip with the nozzle body and the other parts. Can be manufactured.

【0028】また,この噴射ノズルのノズル先端部の成
形装置は,スラリー注入口と該スラリー注入口に通じる
キャビティを有する金型,該金型に対して着脱可能で且
つ前記キャビティ内へ突出可能な孔成形用ピン,前記金
型を支持する位置決め台,該位置決め台に配置されて前
記キャビティの底部に位置決めされる多孔質型,及び前
記位置決め台に対して着脱可能であり且つ前記キャビテ
ィ内へ突出可能な成形用ピンを有するので,キャビティ
内で成形用ピンに着肉した成形物から確実に且つ容易に
孔成形用ピンを抜き出すことができる。
Also, a molding device at the nozzle tip of the injection nozzle has a mold having a slurry inlet and a cavity communicating with the slurry inlet, and is detachable from the mold and can project into the cavity. A hole forming pin, a positioning table supporting the mold, a porous mold disposed on the positioning table and positioned at the bottom of the cavity, and detachable from the positioning table and protruding into the cavity. Since there is a possible forming pin, the hole forming pin can be reliably and easily extracted from the molded product attached to the forming pin in the cavity.

【0029】この噴射ノズルのノズル先端部の成形方法
によって,噴射ノズルのノズル先端部に形成された噴孔
の形状が多角形であり,少なくともノズル先端部がセラ
ミック材料から製作されているので,該ノズル先端部は
耐熱性に富み,しかも噴孔自体を四角形等の異形噴孔に
容易に形成でき,燃焼形態を改善できる良好な噴霧パタ
ーンに噴射させることができる噴孔を持つ燃料噴射ノズ
ルを提供できる。
According to this method of forming the nozzle tip of the injection nozzle, the shape of the injection hole formed at the nozzle tip of the injection nozzle is polygonal, and at least the nozzle tip is made of a ceramic material. A fuel injection nozzle with high heat resistance at the tip of the nozzle, and the injection hole itself can be easily formed into a square or other irregular shaped injection hole, and can be injected in a good spray pattern that can improve the combustion form it can.

【0030】この噴射ノズルのノズル先端部の成形方法
によって,噴射ノズルをノズル先端部のノズル本体との
接合面近傍部分とそれ以外の部分とで構成成分の種類や
組成比が異なる組成から構成したので,例えば,先端部
分を耐熱性で且つ高強度のセラミック材料で製作し,ま
た,金属製ノズル本体との接合面近傍部分はAl2 3
やY2 3 がリッチな組成の材料で製作でき,金属対金
属の接合部分を形成でき,先端部分と金属製ノズル本体
との接合を強固にできる。
According to the method for forming the nozzle tip of the injection nozzle, the injection nozzle is formed of a composition in which the types and composition ratios of the constituent components are different between the portion near the joint surface of the nozzle tip with the nozzle body and the other portion. Therefore, for example, the tip portion is made of a heat-resistant and high-strength ceramic material, and the portion near the joint surface with the metal nozzle body is Al 2 O 3.
Or a material having a rich composition of Y 2 O 3 , a metal-to-metal bonding portion can be formed, and the bonding between the tip portion and the metal nozzle body can be strengthened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明による噴射ノズルのノズル先端部の成
形方法を達成できる成形装置の一実施例を示す概略断面
図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a molding apparatus capable of achieving a method of molding a nozzle tip portion of an injection nozzle according to the present invention.

【図2】図1の要部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of FIG.

【図3】この発明による噴射ノズルのノズル先端部の成
形方法を達成できる成形装置の別の実施例を示す概略断
面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another embodiment of a molding apparatus capable of achieving a method of molding a nozzle tip portion of an injection nozzle according to the present invention.

【図4】この発明による噴射ノズルのノズル先端部の成
形方法で製作したセラミック部材の成形体の例を示す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a molded body of a ceramic member manufactured by a method of molding a nozzle tip of an injection nozzle according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 金型 2 スラリー注入口 3 キャビティ 4 貫通孔 5 孔成形用ピン 7 着肉部 8 位置決め台 9 多孔質型 12 下面 13 穴部 14 中子(成形用ピン) 17 噴孔 19 先端部分 20 先端部分に隣接する部分 21 接合面の近傍部分 22 ノズル先端部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold 2 Slurry injection port 3 Cavity 4 Through-hole 5 Hole forming pin 7 Filling part 8 Positioning stand 9 Porous mold 12 Lower surface 13 Hole 14 Core (forming pin) 17 Injection hole 19 Tip part 20 Tip part 21 Adjacent part of joining surface 22 Nozzle tip

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 噴孔を備え且つノズル本体に接合するた
めの接合面を備えているノズル先端部を形成する成形方
法において,前記ノズル先端部の外形形状を形成するキ
ャビティを備えた金型の下面に前記接合面を形成する多
孔質型を配置すると共に,前記キャビティに前記噴孔を
形成する孔成形用ピンと前記ノズル先端部の内面を形成
する成形用ピンを配置して前記キャビティにスラリーを
注入する工程,前記スラリーの水分を前記多孔質型に吸
水させる工程,前記キャビティ内で前記スラリーが着肉
された着肉部に保形性が発現した状態で前記着肉部から
前記孔成形用ピンを抜き取って前記着肉部に前記噴孔を
形成する工程,次いで前記着肉部の水分を前記多孔質型
に吸水させて前記着肉部を固化させる工程から成る
とを特徴とする噴射ノズルのノズル先端部の成形方法。
1. A nozzle having an injection hole and joined to a nozzle body.
Forming method to form the nozzle tip with a joint surface
A key for forming the outer shape of the nozzle tip
A mold for forming the joint surface on a lower surface of a mold having a cavity.
A porous mold is arranged, and the injection hole is inserted into the cavity.
Forming hole forming pin and inner surface of nozzle tip
Step of in the molding pin disposed injecting slurry into the cavities, the step of water absorption of the water of the slurry into the porous mold, the slurry in the cavity adheres
Have been forming the injection hole in the inking unit withdrawn <br/> said hole forming pin from the inking unit in a state where shape retention to the inking unit is expressed, then the inking unit solidifying the inking unit by water moisture to the porous type, this consisting
A method for forming a nozzle tip of an injection nozzle .
【請求項2】 前記スラリーは成分やその構成濃度が異
なる組成を有し,前記異なる組成の前記スラリー前記
キャビティに順次注入され前記異なった組成の前記
着肉部形成される工程を含んでいることを特徴とする
請求項1に記載の噴射ノズルのノズル先端部の成形方
法。
Wherein said slurry has a composition ingredients and its structure density different, the slurry of the different compositions are sequentially injected into said cavity, said <br/> inking unit of the different compositions are formed method of forming the nozzle tip of the injection nozzle according to <br/> claim 1, characterized in that that step contains Nde a which are Ru is.
【請求項3】 噴孔を備え且つノズル本体に接合するた
めの接合面を備えているノズル先端部を形成する成形装
置において,前記ノズル先端部の外形形状を形成するキ
ャビティと前記キャビティに通じるスラリー注入口を備
えた金型,前記キャビティを備えた前記金型の下面に配
置され且つ前記接合面を形成する多孔質型,前記ノズル
先端部に前記噴孔を形成するため前記金型に対して着脱
可能で且つ前記キャビティ内へ突出可能な孔成形用ピ
ン,前記金型を支持し且つ前記キャビティの面に位置
決めされた前記多孔質型を支持する位置決め台,及び前
記位置決め台に対して前記キャビティへ突出可能に着脱
可能に配置され且つ前記ノズル先端部の内面を形成する
成形用ピンから成ることを特徴とする噴射ノズルのノズ
ル先端部の成形装置。
3. A nozzle having an injection hole and joined to a nozzle body.
Forming device for forming a nozzle tip having a joining surface for
A key for forming the outer shape of the nozzle tip.
Cavity and a slurry inlet leading to the cavity
And a mold provided on the lower surface of the mold having the cavity.
A porous mold that is placed and forms the joining surface, the nozzle
Possible and hole molding pins can protrude into said cavity detachable from the mold to form the injection hole in the tip, the porous positioned the mold under surface of the support and the cavity positioning base you support the quality type, and can project removably to said cavity relative to said positioning mount
A nozzle for a spray nozzle, comprising a molding pin movably arranged and forming an inner surface of the nozzle tip.
Device at the tip of the tool.
【請求項4】 請求項1に記載の噴射ノズルのノズル先
端部の成形方法によって製作され,前記ノズル先端部に
形成された前記噴孔の形状多角形で且つ少なくとも前
記ノズル先端部がセラミック材料から構成されているこ
とを特徴とする噴射ノズル。
4. The nozzle tip of the injection nozzle according to claim 1.
Manufactured by the molding method of the end , the nozzle tip
This shape of the formed the injection hole and at least the nozzle tip with polygon is made of a ceramic material
And an injection nozzle characterized by the following .
【請求項5】 請求項2に記載の噴射ノズルのノズル先
端部の成形方法によって製作され,前記ノズル本体への
前記ノズル先端部の前記接合面の近傍部分とそれ以外
の前記ノズル先端部の部分とが構成成分の種類や組成比
が異なる材料から構成されていることを特徴とする噴射
ノズル。
5. The nozzle tip of the injection nozzle according to claim 2.
Manufactured by the molding method of the end ,
Injection nozzle and said the portion near the joint surface of the nozzle tip, and the other parts of the nozzle tip of the kind and composition ratio of the components are composed of different materials.
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