JP3559734B2

JP3559734B2 - ノズルの製造方法及びノズル並びに燃料噴射弁

Info

Publication number: JP3559734B2
Application number: JP27816399A
Authority: JP
Inventors: 賢一郡司; 敬二河原; 瑞穂横山
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: JP2001096196A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体を噴射するノズルに係わり、特に流量を計量するオリフィスを有するノズルの製造方法及びノズル並びにこれを利用した燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ノズルの製造におけるオリフィスの加工方法としては、特開平６− １５９１９９号に記載されたようなプレス加工の例がある。この従来例のオリフィスの加工方法では、オリフィスの下流側から打抜き加工し、打抜きの際発生する破断面を成形するためオリフィス入口部をＲ状に曲面成形していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料に強力な旋回力を与える上流旋回式燃料噴射弁の場合（特に筒内噴射燃料噴射弁）、オリフィスの入口部を曲面とすると流量がばらつきやすいという問題が考えられる。またノズルの軸線に対して傾いたオリフィス（以下偏向オリフィス）の場合、オリフィス入口部を均一に曲面成形できないという問題が考えられ、このため破断面のままでは計量精度や噴霧の均質性に大きな問題が発生するおそれがある。
【０００４】
特に近年増加しているガソリン筒内噴射用燃料噴射弁は、噴射量や噴霧の均質性に高性能化が要求され、燃料噴射弁の各部品、特にノズルの高精度化が重要なポイントとなっている。このためオリフィスの高精度加工方法として研削加工等の精密加工もあるが、加工時間が長くコスト高と、生産性の面でネック工程となっている。
【０００５】
本発明の目的は、高精度なノズルオリフィスの生産性の高い加工方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明ではまず、ノズルブランクに、オリフィスの下流側からオリフィスと略同径のパンチでオリフィスより長く押出し加工（ないしは半抜き加工）を行ことにより、オリフィスの下流側端面がエッジ形状で、内面が全せん断面となるオリフィスを成形する。
【０００７】
次にオリフィスを貫通させるために、押出し加工（ないしは半抜き加工）により生じた押出し部を、オリフィスの上流側から削除するための機械加工を行う。また弁座付きノズルの場合は、弁座部の機械加工と同時に前記オリフィスを貫通させるような寸法関係・作業方法とすることが作業効率の点でより好ましい。
【０００８】
以上により塑性加工で成形した全せん断面のオリフィスを得ることができる。更にノズルの耐久性が必要な場合は、上記作業後焼入れを行い、焼入れ後ノズルの仕上げ加工を行う。特に弁座を研削加工すると、オリフィスの入口部はより安定したシャープエッジとなり、流量係数の極めて安定した形状が得られる。
【０００９】
上記解決手段は、ノズルの軸線に対してオリフィスが傾いても同様に適用できるため、加工が困難とされている偏向オリフィスもプレス加工で容易に安価に高精度に生産性を上げて製作できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づき説明する。
【００１１】
図３に本発明が実施される自動車のガソリンエンジン用電磁式燃料噴射弁の縦断面図を示す。
【００１２】
磁気回路はコア４１，ヨーク４２，可動弁４３からなり、コア４１の内部には先端にバルブシート４３ａを備えた可動弁４３を、ノズル１０のシート部１０ｃに押圧するスプリング４４，スプリング４４の荷重を調整するアジャスタ４５，可動弁４３のストロークエンドとなるストッパ４６，燃料に旋回力を与えるスワラー１２，スワラー１２をノズル１０に固定しているプレート１３，コア４１とヨーク４２との間から燃料が漏洩するのを防ぎドライコイル構造を支えるリング４７，磁気回路を励磁するコイル４８、及びコイル４８に通電する端子ボビン
４９から構成されている。
【００１３】
本噴射弁はコイル４８に通電されると可動弁４３がスプリング４４の付勢力に抗してコア４１の方向に移動し、燃料はコア４１，アジャスタ４５，リング４７，可動弁内４３ｂ，４３ｃ，ノズル１０ｂ，プレートの通路１３ｂを通り、スワラー溝１２ｂによって旋回力を与えられオリフィス１１から噴射される。一方、コイル４８の電流を遮断した場合には、可動弁４３がスプリング４４の力で弁シート１０ｃに当接し、閉弁状態となる。
【００１４】
以上述べたような構成からなる燃料噴射弁本体１のノズル１０及びオリフィス１１が特に本発明の適用対象となる。以下その製造方法について説明する。
【００１５】
図１は本発明の第一実施例であって、図３に示した燃料噴射弁のノズル１０の製造工程を示す部分縦断面図、図２は本発明の第二実施例を示す製造工程の部分縦断面図である。
【００１６】
図１はノズル１０の軸線と同じ方向にオリフィス１１を加工する例である。
【００１７】
（Ｉ）はノズル１０のオリフィス１１加工前のブランク形状を示しており、（ＩＩ）のようにダイス１３上にノズル１０をセットした状態で、プレス装置によりノズル１０の下流側からパンチ１２の切り刃部１２ａでオリフィス１１を長めに押出し加工し、最終的にオリフィス１１となる面を全せん断面で高精度に形成する。
【００１８】
次に（ＩＩ）の押出し加工で押出された凸部１０ａを、（ＩＩＩ）に示すように弁シート１０ｃの機械加工（旋削加工等）と同時に削除し、オリフィス１１を貫通させ、全せん断面のオリフィス１１を得る。
【００１９】
更にノズル１０の耐久性を向上させるため、ノズル１０に焼入れを施し、弁シート１０ｃは焼入れ後研削加工により仕上げ加工される。
【００２０】
以上の工程により、オリフィス１１は全せん断面となり、オリフィス１１の上流側入口部は機械加工によるシャープエッジ形状になる。また下流側出口部形状は、押出し加工時の微少だれを伴うエッジ形状となる。
【００２１】
また、打ち抜きのようにパンチとダイのクリアランス設定、かみ合わせを厳密に行う必要がないため、金型の調整が非常に楽になる。
【００２２】
図２はノズル２０の軸線に対して傾いた偏向オリフィス２１を加工する例である。
【００２３】
（Ｉ）はノズル２０の偏向オリフィス２１加工前のブランク形状を示しており、偏向オリフィス２１加工部には予め２０ｂのような偏向オリフィス２１加工軸に対してほぼ９０°となる面を加工しておく。面２０ｂは偏向オリフィス２１の軸線に対して９０°が理想的ではあるが、パンチ２２の剛性が許せる範囲で９０°に固執する必要はない。このノズルブランク２０を（ＩＩ）のようにダイス２３上にセットした状態で、プレス装置によりノズル２０の下流側からパンチ２２の切り刃部２２ａで偏向オリフィス２１を長めに押出し加工し、最終的に偏向オリフィス２１となる面を全せん断面とする。
【００２４】
次に（ＩＩ）の押出し加工で押出された凸部２０ａを、（ＩＩＩ）に示すように弁シート２０ｃの機械加工（旋削加工等）と同時に削除し、偏向オリフィス２１を貫通させ、全せん断面の偏向オリフィス２１を得る。
【００２５】
更にノズル２０の耐久性を向上させるため、ノズル２０に焼入れを施し、弁シート２０ｃは焼入れ後研削加工により仕上げ加工される。
【００２６】
以上の工程により、偏向オリフィス２１は全せん断面となり、偏向オリフィス２１の上流側入口部は機械加工によるシャープエッジ形状になる。また下流側出口部形状は、押出し加工時の微少だれを伴うエッジ形状となる。
【００２７】
また、打ち抜きのようにパンチとダイのクリアランス設定、かみ合わせを厳密に行う必要がないため、金型の調整が非常に楽になる。更にパンチの軸線と同じ方向にダイスを加工する必要がなく、第一実施例と同じダイスの使用が可能となり、金型部品の加工が容易になる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、生産性を上げて、オリフィスを全せん断面で加工でき、更にオリフィスの上流側・下流側形状も安定して加工できる。このため形状精度の安定した高精度オリフィスを生産性を上げて得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のノズルの第一実施例を示す部分縦断面図。
【図２】本発明のノズルの第二実施例を示す部分縦断面図。
【図３】本発明の適用対象となる電磁式燃料噴射弁の縦断面図。
【符号の説明】
１０，２０…ノズル、１０ａ，２０ａ…凸部、１０ｃ，２０ｃ…弁シート、
１１…オリフィス、１２…パンチ、１２ａ…切り刃部、１３…ダイス、２１…偏向オリフィス。

Claims

オリフィスを有するノズルの製造方法において、
ノズルブランクに、前記オリフィスの下流側から前記オリフィスと略同径のパンチで前記オリフィスより長く押出し加工、半抜き加工または打抜き加工のいずれかを行う第一のステップと、
前記オリフィスの上流側から、前記押出し加工又は半抜き加工により生じた押出し部を削除するための旋削加工、または、前記打抜き加工により生じた破断面を削除するための旋削加工を行い、前記オリフィスを貫通させる第二のステップからなるノズルの製造方法。
オリフィスを有するノズルの製造法において、
ノズルブランクに、前記オリフィスの下流側から前記オリフィスと略同径のパンチで前記オリフィスより長く押出し加工（ないしは半抜き加工）、または打抜き加工を行う第一のステップと、
前記オリフィスの上流側から、前記押出し加工（ないしは半抜き加工）により生じた押出し部を削除するための旋削加工、または、前記打抜き加工により生じた破断面を削除するための旋削加工を行う際に、略円錐状の凹形弁座を旋削加工しながら前記オリフィスを貫通させる第二のステップからなるノズルの製造方法。
請求項１または請求項２において、前記オリフィスは前記ノズルの軸線に対して傾いた方向に加工されているノズルの製造方法。
請求項１〜請求項３の何れか１項において、前記ノズルは前記オリフィスを前記機械加工で貫通させた後、焼入れを施し、更に前記オリフィスの上流側を機械加工するノズルの製造方法。
請求項４において、前記機械加工は研削加工であるノズルの製造方法。
オリフィスを有するノズルであって、前記オリフィスは、オリフィス下流側からパンチによる塑性加工が施されて全せん断面に加工され、かつオリフィスの下流側端面が微少だれ面となっており、オリフィス上流側から機械加工が施されてオリフィス上流側入口部がシャープエッジに形成されているノズル。
電磁石により作動する弁体と、前記弁体を収容しバルブを構成する弁座と、前記弁座の下流側にオリフィスを設けたノズルとを有し、前記電磁石の作用により前記バルブを開閉させて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、前記ノズルとして、請求項１〜５の何れかに記載のノズルの製造方法により製造されたノズル又は請求項６に記載のノズルを用いることを特徴とする燃料噴射弁。
請求項６において、前記オリフィスは前記ノズルの軸線に対して傾いた方向に加工されており、且つ前記オリフィス下流側端面は、前記オリフィス軸線に対して垂直である燃料噴射弁。