JP3790991B2 - Method for manufacturing armature in fuel injection valve - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射弁におけるアーマチュアおよびその製造方法にかかるもので、とくに蓄圧器(コモンレール)などから供給される高圧燃料を所定のタイミングで噴射する燃料噴射弁におけるアーマチュアおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の燃料噴射弁について図4および図5にもとづき概説する。
図4は、燃料噴射弁1の要部拡大断面図であって、燃料噴射弁1は、インジェクターハウジング2と、ノズルボディ3と、ノズルニードル4(弁体)と、バルブピストン5と、バルブボディ6と、背圧制御部7と、を有する。
【0003】
インジェクターハウジング2には、その先端部にノズルボディ3を取り付けるとともに、その上方部に高圧燃料導入部8を設ける。この高圧燃料導入部8よりさらに上方部に上記背圧制御部7を設けてある。
燃料タンク9からの燃料を燃料ポンプ10により高圧として、コモンレール11(蓄圧器)に蓄え、高圧燃料導入部8から燃料噴射弁1に高圧燃料を供給する。
すなわち、高圧燃料導入部8からインジェクターハウジング2およびノズルボディ3にかけて燃料通路12を形成し、ノズルニードル4の受圧部4Aに高圧燃料を供給可能とする。さらに、高圧燃料導入部8から燃料通路12の一部を図4中上方に延ばして背圧制御部7部分から燃料還流路13を形成し、燃料タンク9に燃料を還流可能とする。
【0004】
ノズルボディ3には、その先端部に燃料の噴射孔14を任意の数だけ形成し、噴射孔14につながるシート部15にノズルニードル4の先端部がシートして噴射孔14を閉鎖し、ノズルニードル4がシート部15からリフトすることにより噴射孔14を開放して燃料を噴射可能とする。
【0005】
ノズルニードル4の上方部には、ノズルニードル4をシート部15へのシート方向に付勢するノズルスプリング16を設け、ノズルニードル4に一体のバルブピストン5をさらに上方に延ばしてある。
【0006】
バルブボディ6は、その上方中央部に制御圧室17を形成し、バルブピストン5の先端部を下方側からこの制御圧室17に臨ませる。
制御圧室17は、バルブボディ6に形成した導入側オリフィス18に連通している。導入側オリフィス18は、燃料通路12に連通し、コモンレール11からの導入圧力を制御圧室17に供給している。
【0007】
制御圧室17は、開閉用オリフィス19にも連通し、開閉用オリフィス19は背圧制御部7のバルブボール20(制御弁体、弁体)がこれを開閉可能としている。
なお、制御圧室17におけるバルブピストン5の頂部5Aの受圧面積は、ノズルニードル4の受圧部4Aの受圧面積より大きくしてある。
【0008】
背圧制御部7は、制御圧室17内の圧力(すなわち、ノズルニードル4の背圧)を制御することによりノズルニードル4のリフト動作を制御するもので、上記バルブボール20と、バルブボール20に一体のアーマチュア21と、マグネット22と、マグネットコア23と、コア取付けボディ24と、バルブスプリング25と、上述の制御圧室17と、を有する。
【0009】
アーマチュア21は、磁性体材料からこれを構成しているとともに、バルブボール20を有するロッド部21Aと、このロッド部21Aに直交するプレート部21Bと、このプレート部21Bに直交する摺動被ガイド部21Cと、を有し、この摺動被ガイド部21Cをコア取付けボディ24のスカート部分としてのアーマチュアガイド部24A内で軸方向に摺動案内可能とする。
なおアーマチュアガイド部24Aは、マグネットコア23の中心孔23A内に圧入ではなく、単にはめ込むようにしている。
プレート部21Bは、アーマチュアガイド部24Aの先端部24Bとの間に所定の平行度を保って第1のギャップL1(リフト量)を形成し、マグネットコア23の吸引面23Bとの間に、所定の平行度を保って第2のギャップL2を形成している。
【0010】
マグネット22は、マグネットコア23のマグネット収容部23C内にこれを収容し、マグネットコア23に所定の磁束を発生させ、アーマチュア21(プレート部21B)を吸引可能とする。
【0011】
マグネットコア23は、磁性体材料からこれを構成するとともに、コア取付けボディ24の下部にこれをレーザー溶接などにより一体化している。
すなわち、コア取付けボディ24の下部円周部24Cにおいてマグネットコア23の上部円周部23D(固定端)を溶接することにより、コア取付けボディ24とマグネットコア23とを互いに一体化している。
【0012】
コア取付けボディ24は、その外方突出部24Dに係合するリテーニングナット26によりインジェクターハウジング2にこれを取り付けるもので、インジェクターハウジング2の上方突出部2Aとの間にOリング27を配置するとともに、インジェクターハウジング2本体部分との間にシム28を介在させている。
なお、コア取付けボディ24は、非磁性体からこれを構成し、その上部開放部分は、プラグ29により閉鎖する。
【0013】
マグネットコア23は、その上部円周部23Dにおいて片持ち式にコア取付けボディ24に一体化されており、上部円周部23Dとは反対側の吸引面23Bは自由端となっているとともに、この自由端(吸引面23B)に上記アーマチュア21(プレート部21B)が平行に対向している。
【0014】
マグネットコア23は、その外周側に位置するインジェクターハウジング2との間に第1の環状空隙30を形成してあり、インジェクターハウジング2の上方突出部2Aにコア取付けボディ24をはめ込んでマグネットコア23の中心軸を設定する際の径方向の調整代を確保可能としてある。
【0015】
アーマチュアガイド部24Aの外周面を一部径方向に削ることによりこの部分を薄肉とし、マグネットコア23の中心孔23Aとの間に第2の環状空隙31を形成してあり、アーマチュアガイド部24Aを介したマグネットコア23からの磁気漏れを低減可能としてあるとともに、アーマチュアガイド部24Aの加工熱による膨張の逃げ部を形成してある。
【0016】
マグネットコア23には、その半径方向に径方向スリット23Eを形成してあるとともに、コア取付けボディ24には、この径方向スリット23Eに連通する連通路32を形成する。
【0017】
したがって、制御圧室17から開閉用オリフィス19を経て、アーマチュア室33から燃料還流路13への通路とともに、径方向スリット23Eの形成により、アーマチュア室33から連通路32への通路を形成している。
【0018】
こうした構成の燃料噴射弁1において、コモンレール11からの高圧燃料は、高圧燃料導入部8から燃料通路12を介してノズルニードル4の受圧部4Aに供給されるとともに、導入側オリフィス18を介して制御圧室17におけるバルブピストン5の頂部5Aに供給される。
したがって、ノズルニードル4は、バルブピストン5を介して制御圧室17の背圧を受け、ノズルスプリング16の付勢力と併せて、ノズルボディ3のシート部15にシートし、噴射孔14を閉鎖している。
【0019】
マグネット22に所定タイミングで駆動信号を供給することにより、マグネット22はバルブスプリング25の付勢力に抗してアーマチュア21(プレート部21B)を吸引し、バルブボール20がリフトして開閉用オリフィス19を解放すると、制御圧室17の高圧が開閉用オリフィス19を介し燃料還流路13を通って燃料タンク9に還流するため、制御圧室17におけるバルブピストン5の頂部5Aに作用していた高圧が解放され、ノズルニードル4は受圧部4Aの高圧によりノズルスプリング16の付勢力に抗してシート部15からリフトし、噴射孔14を解放して燃料を噴射する。
マグネット22を消磁することにより、バルブボール20が開閉用オリフィス19を閉鎖すれば、制御圧室17内の圧力がバルブピストン5を介してノズルニードル4をそのシート位置(シート部15)にシートさせ、噴射孔14を閉鎖し、燃料噴射を終了させる。
【0020】
しかしながら、アーマチュア21に浸炭処理を行って、とくにコア取付けボディ24のアーマチュアガイド部24A内を軸方向にガイドされるその摺動被ガイド部21Cの耐久性を確保しようとしたところ、プレート部21B(吸引面)にも同様に浸炭されるため、プレート部21Bの表面に残留オーステナイトが析出した。
このオーステナイトは、非磁性の磁気特性を有しているために、マグネット22およびマグネットコア23との間の吸引特性に変化が生ずる結果、アーマチュア21としての性能のばらつき(固体差)を生じてしまうという問題がある。
【0021】
他方、とくに摺動被ガイド部21Cは、その磁化による吸引力の発生によりアーマチュアガイド部24Aとの間の接触面で摩耗を生じさせる点が懸念され、非磁性な磁気特性が要請されるものである。
【0022】
図5は、アーマチュア21の拡大側面図であって、アーマチュア21のロッド部21Aおよび摺動被ガイド部21C(図中実線の括弧で示す部分)は、非磁性および耐久性を必要とし、プレート部21B(図中点線の括弧で示す部分)は、磁性を必要とするものであって、互いに相反する磁気特性が要請されることになる。
【0023】
なお、ディスク型アーマチュアを用いた電磁弁としては、特開2000−46244などがある。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、摺動被ガイド部の耐久性およびプレート部の磁性をともに確保可能とした燃料噴射弁におけるアーマチュアおよびその製造方法を提供することを課題とする。
【0025】
また本発明は、プレート部の吸引特性の差による固体差を解消可能な燃料噴射弁におけるアーマチュアおよびその製造方法を提供することを課題とする。
【0026】
また本発明は、アーマチュアおよびマグネットやマグネットコアによる磁力の向上により燃料噴射弁としての性能を安定化可能な燃料噴射弁におけるアーマチュアおよびその製造方法を提供することを課題とする。
【0027】
また本発明は、摺動被ガイド部の耐久性を確保しつつ安価に製造可能で、プレート部の吸引特性の差をできるだけなくすことができる燃料噴射弁におけるアーマチュアおよびその製造方法を提供することを課題とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、少なくとも摺動被ガイド部には非磁性および耐久性を、プレート部には磁性を保有させること、および、少なくとも摺動被ガイド部への浸炭処理あるいは窒化処理をここに限定することに着目したもので、第一の発明は、燃料の噴射孔を開閉可能な弁体と、この弁体を駆動するためのロッド部、このロッド部に直交するプレート部、およびこのプレート部に直交する摺動被ガイド部を有するアーマチュアと、このアーマチュアの上記プレート部を吸引するためのマグネットコアおよびマグネットと、を有する燃料噴射弁におけるアーマチュアであって、上記アーマチュアの少なくとも上記摺動被ガイド部に耐久性のある非磁性面を形成するとともに、上記アーマチュアの上記プレート部に磁性面を形成したことを特徴とする燃料噴射弁におけるアーマチュアである。
【0029】
第二の発明は、燃料の噴射孔を開閉可能な弁体と、この弁体を駆動するためのロッド部、このロッド部に直交するプレート部、およびこのプレート部に直交する摺動被ガイド部を有するアーマチュアと、このアーマチュアの上記プレート部を吸引するためのマグネットコアおよびマグネットと、を有する燃料噴射弁におけるアーマチュアの製造方法であって、上記アーマチュアの少なくとも上記摺動被ガイド部に耐久性のある非磁性面を形成する非磁性面形成工程と、上記アーマチュアの上記プレート部に磁性面を形成する磁性面形成工程と、を有することを特徴とする燃料噴射弁におけるアーマチュアの製造方法である。
【0030】
上記非磁性面形成工程として、上記アーマチュアの上記プレート部を厚肉に形成しておくとともに、上記アーマチュア全体に浸炭処理あるいは窒化処理を施すことにより上記非磁性面を形成する非磁性処理工程を有し、上記磁性面形成工程として、この非磁性処理工程で形成した上記プレート部の上記非磁性面を削除するプレート部加工工程を有することができる。
【0031】
上記非磁性面形成工程として、上記アーマチュアの上記プレート部を被覆するプレート部用マスクを設けた上で、上記アーマチュア全体に浸炭処理あるいは窒化処理を施すことにより上記摺動被ガイド部に上記非磁性面を形成することができる。
【0032】
上記非磁性面形成工程として、上記アーマチュアの少なくとも上記摺動被ガイド部に非磁性体によるコーティングを行うことにより上記非磁性面を形成するコーティング工程を有することができる。
【0033】
上記アーマチュアによる弁体(ノズルニードル4)の制御構造は、図4に示した燃料噴射弁1のように背圧制御部7を介した間接的な構造に限定されず、アーマチュアが弁体を直接開閉制御するなど任意のタイプの構造に本発明を適用することができる。
【0034】
本発明による燃料噴射弁におけるアーマチュアおよびその製造方法においては、少なくとも摺動被ガイド部には非磁性および耐久性を、プレート部には磁性を保有させ、摺動被ガイド部への浸炭処理あるいは窒化処理をここに限定するようにしたので、アーマチュアを軸方向にガイドする摺動被ガイド部には非磁性かつ耐久性が確保され、そのガイド機能を強化することができるとともに、プレート部には吸引特性を安定して確保し、マグネットおよびマグネットコアとの間の吸引機能を強化することができる。
したがって、アーマチュアないし燃料噴射弁としての性能を安定化し、固体間のばらつきを解消するとともに、単純な製造方法により安価に製造することができる。
【0035】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施の形態による燃料噴射弁におけるアーマチュアおよびその製造方法を図1にもとづき説明する。ただし、図4および図5と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
図1は、アーマチュア21の製造方法の各工程を示す説明図であって、まず図1(1)に示すように、鉄材その他の磁性体からなるアーマチュア素材40を準備する。
【0036】
アーマチュア素材40は、最終製品としてのアーマチュア21とほぼ同様の大きさおよび形状を有しているが、プレート部21Bの部分を所定厚さで覆う肉厚部41を形成して、プレート部21B部分のみをやや肉厚としてある。
【0037】
図1(2)に示すように、加熱炉42内に炭素粉末43を充満させた状態で、所定温度たとえば700〜800℃に加熱し、アーマチュア素材40全体を浸炭(焼き入れ)することにより耐久性のある非磁性面44を形成する(非磁性面形成工程、非磁性処理工程)。
【0038】
なお、加熱炉42内に炭素粉末43の代わりに窒素ガスを充満させた状態で加熱することとすれば、アーマチュア素材40全体を窒化することができ、浸炭の場合と同様に、耐久性のある非磁性面を形成することができる。
【0039】
図1(3)は、浸炭された状態のアーマチュア素材40を示す側面図であって、非磁性面44の一部となっている肉厚部41部分を削除するように加工することにより(図中点線を参照)、プレート部21Bの部分をマグネット22およびマグネットコア23により吸引可能な磁性面45とする(磁性面形成工程、プレート部加工工程)。
この加工厚さは、0.3〜0.4mm程度である。
【0040】
かくして、図1(4)に示すように、摺動被ガイド部21Cおよびロッド部21Aが耐久性のある非磁性面44となり、プレート部21Bが浸炭処理ないし窒化処理を行っていない磁性面45となり、ついで摺動被ガイド部21Cおよびロッド部21A部分を研磨し、焼き鈍しを行って、最終製品とする。
【0041】
図2は、本発明によるアーマチュアの製造方法の他の例を示す説明図であって、アーマチュア21として磁性材料から製作したもののプレート部21B部分にプレート部用マスク50を被覆し、浸炭処理(図1(2)参照)あるいは窒化処理を行うものである(非磁性面形成工程)。
【0042】
このプレート部用マスク50としては、鋼材など浸炭処理あるいは窒化処理の影響が少ないものを選択するもので、任意の構成、たとえばプレート部用マスク50を上下に二分割して、プレート部21Bの上下からこれを被覆する。
【0043】
こうした製造方法によっても、プレート部21Bの部分を磁性面45に維持したままで、ロッド部21Aおよび摺動被ガイド部21Cを耐久性のある非磁性面44とすることができる。
【0044】
図3は、本発明によるアーマチュアの製造方法のさらに他の例を示す説明図であって、アーマチュア21として磁性材料から製作したもののロッド部21Aおよび摺動被ガイド部21C部分に耐久性のある非磁性のコーティング60を被覆するものである(非磁性面形成工程、コーティング工程)。
【0045】
このコーティング処理としては、メッキ処理、プラズマ蒸着法(PVD法)、化学蒸着法(CVD法)などを採用可能で、たとえばカーボンコーティング、セラミックコーティング、ダイヤモンドライクコーティング(DLC)などを被覆する。
【0046】
こうした製造方法によっても、プレート部21Bの部分を磁性面45に維持したままで、ロッド部21Aおよび摺動被ガイド部21Cを耐久性のある非磁性面44とすることができる。
【0047】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、プレート部の磁性機能を維持したまま、摺動被ガイド部を耐久性のある非磁性とすることができるので、アーマチュアの固体差をなくして、安定した磁気特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による燃料噴射弁におけるアーマチュア21の製造方法の各工程を示す説明図である。
【図2】本発明によるアーマチュアの製造方法の他の例を示す説明図である。
【図3】本発明によるアーマチュアの製造方法のさらに他の例を示す説明図である。
【図4】燃料噴射弁1の要部拡大断面図である。
【図5】同、アーマチュア21の拡大側面図である。
【符号の説明】
1 燃料噴射弁(図4)
2 インジェクターハウジング
2A インジェクターハウジング2の上方突出部
3 ノズルボディ
4 ノズルニードル(弁体)
4A ノズルニードル4の受圧部
5 バルブピストン
5A バルブピストン5の頂部
6 バルブボディ
7 背圧制御部
8 高圧燃料導入部
9 燃料タンク
10 燃料ポンプ
11 コモンレール(蓄圧器)
12 燃料通路
13 燃料還流路
14 噴射孔
15 シート部
16 ノズルスプリング
17 制御圧室
18 導入側オリフィス
19 開閉用オリフィス
20 バルブボール(制御弁体、弁体)
21 アーマチュア
21A アーマチュア21のロッド部
21B アーマチュア21のプレート部
21C アーマチュア21の摺動被ガイド部
21D アーマチュア21の径方向スリット
22 マグネット
23 マグネットコア
23A マグネットコア23の中心孔
23B マグネットコア23の吸引面
23C マグネットコア23のマグネット収容部
23D マグネットコア23の上部円周部
23E マグネットコア23の径方向スリット
24 コア取付けボディ
24A コア取付けボディ24のアーマチュアガイド部
24B アーマチュアガイド部24Aの先端部
24C コア取付けボディ24の下部円周部
24D コア取付けボディ24の外方突出部
25 バルブスプリング
26 リテーニングナット
27 Oリング
28 シム
29 プラグ
30 第1の環状空隙
31 第2の環状空隙
32 連通路
33 アーマチュア室
40 アーマチュア素材(図1)
41 プレート部21Bの肉厚部
42 加熱炉
43 炭素粉末
44 耐久性のある非磁性面
45 磁性面
50 プレート部用マスク(図2)
60 耐久性のある非磁性のコーティング(図3)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an armature in a fuel injection valve and a manufacturing method thereof, and more particularly to an armature in a fuel injection valve that injects high-pressure fuel supplied from a pressure accumulator (common rail) at a predetermined timing and a manufacturing method thereof. .
[0002]
[Prior art]
A conventional fuel injection valve will be outlined with reference to FIGS.
4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the fuel injection valve 1. The fuel injection valve 1 includes an injector housing 2, a nozzle body 3, a nozzle needle 4 (valve element), a valve piston 5, and a valve body. 6 and a back pressure control unit 7.
[0003]
The injector housing 2 is provided with a nozzle body 3 at its tip and a high-pressure fuel introduction part 8 at the upper part thereof. The back pressure control unit 7 is provided above the high pressure fuel introduction unit 8.
The fuel from the fuel tank 9 is made high pressure by the fuel pump 10 and stored in the common rail 11 (pressure accumulator), and the high pressure fuel is supplied from the high pressure fuel introduction part 8 to the fuel injection valve 1.
That is, a fuel passage 12 is formed from the high pressure fuel introduction part 8 to the injector housing 2 and the nozzle body 3 so that the high pressure fuel can be supplied to the pressure receiving part 4A of the nozzle needle 4. Further, a part of the fuel passage 12 is extended upward in FIG. 4 from the high-pressure fuel introduction part 8 to form a fuel return passage 13 from the back pressure control part 7 so that the fuel can be returned to the fuel tank 9.
[0004]
The nozzle body 3 is formed with an arbitrary number of fuel injection holes 14 at the tip thereof, and the tip of the nozzle needle 4 is seated on the sheet portion 15 connected to the injection hole 14 to close the injection hole 14. When the needle 4 is lifted from the seat portion 15, the injection hole 14 is opened and fuel can be injected.
[0005]
A nozzle spring 16 that urges the nozzle needle 4 in the seat direction toward the seat portion 15 is provided above the nozzle needle 4, and a valve piston 5 that is integral with the nozzle needle 4 extends further upward.
[0006]
The valve body 6 forms a control pressure chamber 17 at the upper center portion thereof, and the tip end portion of the valve piston 5 is made to face the control pressure chamber 17 from below.
The control pressure chamber 17 communicates with an introduction-side orifice 18 formed in the valve body 6. The introduction side orifice 18 communicates with the fuel passage 12 and supplies the introduction pressure from the common rail 11 to the control pressure chamber 17.
[0007]
The control pressure chamber 17 communicates with an opening / closing orifice 19, and the opening / closing orifice 19 can be opened and closed by a valve ball 20 (control valve body, valve body) of the back pressure control unit 7.
Note that the pressure receiving area of the top portion 5 </ b> A of the valve piston 5 in the control pressure chamber 17 is larger than the pressure receiving area of the pressure receiving portion 4 </ b> A of the nozzle needle 4.
[0008]
The back pressure control unit 7 controls the lift operation of the nozzle needle 4 by controlling the pressure in the control pressure chamber 17 (that is, the back pressure of the nozzle needle 4). , An armature 21, a magnet 22, a magnet core 23, a core mounting body 24, a valve spring 25, and the control pressure chamber 17 described above.
[0009]
The armature 21 is composed of a magnetic material, and includes a rod portion 21A having a valve ball 20, a plate portion 21B orthogonal to the rod portion 21A, and a sliding guided portion orthogonal to the plate portion 21B. 21C, and the sliding guided portion 21C can be slidably guided in the axial direction in the armature guide portion 24A as the skirt portion of the core mounting body 24.
Note that the armature guide portion 24A is not press-fitted into the center hole 23A of the magnet core 23 but simply fitted.
The plate portion 21B forms a first gap L1 (lift amount) while maintaining a predetermined parallelism with the distal end portion 24B of the armature guide portion 24A, and a predetermined gap between the plate portion 21B and the suction surface 23B of the magnet core 23. The second gap L2 is formed while maintaining the parallelism.
[0010]
The magnet 22 is housed in the magnet housing portion 23C of the magnet core 23, generates a predetermined magnetic flux in the magnet core 23, and can attract the armature 21 (plate portion 21B).
[0011]
The magnet core 23 is composed of a magnetic material, and is integrated with the lower portion of the core mounting body 24 by laser welding or the like.
That is, by welding the upper circumferential portion 23D (fixed end) of the magnet core 23 at the lower circumferential portion 24C of the core mounting body 24, the core mounting body 24 and the magnet core 23 are integrated with each other.
[0012]
The core mounting body 24 is attached to the injector housing 2 by a retaining nut 26 that engages with the outward projecting portion 24D, and an O-ring 27 is disposed between the upper projecting portion 2A of the injector housing 2 and the core mounting body 24. The shim 28 is interposed between the injector housing 2 and the main body.
The core mounting body 24 is made of a non-magnetic material, and the upper open portion thereof is closed by a plug 29.
[0013]
The magnet core 23 is cantilevered at its upper circumferential portion 23D and is integrated with the core mounting body 24. The suction surface 23B opposite to the upper circumferential portion 23D is a free end. The armature 21 (plate portion 21B) faces the free end (suction surface 23B) in parallel.
[0014]
The magnet core 23 has a first annular gap 30 formed between the magnet housing 23 and the injector housing 2 located on the outer peripheral side thereof. The core mounting body 24 is fitted into the upper projecting portion 2A of the injector housing 2 to It is possible to secure a radial adjustment margin when setting the central axis.
[0015]
A part of the outer peripheral surface of the armature guide portion 24A is cut in the radial direction to make this portion thin, and a second annular gap 31 is formed between the central hole 23A of the magnet core 23, and the armature guide portion 24A is In addition, it is possible to reduce magnetic leakage from the interposed magnet core 23, and an escape portion for expansion due to processing heat of the armature guide portion 24A is formed.
[0016]
A radial slit 23E is formed in the magnet core 23 in the radial direction, and a communication path 32 communicating with the radial slit 23E is formed in the core mounting body 24.
[0017]
Therefore, the passage from the armature chamber 33 to the communication passage 32 is formed by the formation of the radial slit 23E together with the passage from the armature chamber 33 to the fuel return passage 13 through the opening / closing orifice 19 from the control pressure chamber 17. .
[0018]
In the fuel injection valve 1 having such a configuration, the high-pressure fuel from the common rail 11 is supplied from the high-pressure fuel introduction portion 8 to the pressure receiving portion 4A of the nozzle needle 4 via the fuel passage 12 and is controlled via the introduction-side orifice 18. The pressure chamber 17 is supplied to the top 5 </ b> A of the valve piston 5.
Therefore, the nozzle needle 4 receives the back pressure of the control pressure chamber 17 via the valve piston 5, seats on the seat portion 15 of the nozzle body 3 together with the urging force of the nozzle spring 16, and closes the injection hole 14. ing.
[0019]
By supplying a drive signal to the magnet 22 at a predetermined timing, the magnet 22 attracts the armature 21 (plate part 21B) against the urging force of the valve spring 25, and the valve ball 20 lifts to open and close the opening / closing orifice 19. When released, the high pressure in the control pressure chamber 17 returns to the fuel tank 9 through the fuel return passage 13 via the opening / closing orifice 19, so that the high pressure acting on the top 5A of the valve piston 5 in the control pressure chamber 17 is released. The nozzle needle 4 is lifted from the seat portion 15 against the urging force of the nozzle spring 16 by the high pressure of the pressure receiving portion 4A, and the fuel is injected by releasing the injection hole 14.
If the valve ball 20 closes the opening / closing orifice 19 by demagnetizing the magnet 22, the pressure in the control pressure chamber 17 causes the nozzle needle 4 to seat at its seat position (seat portion 15) via the valve piston 5. Then, the injection hole 14 is closed and the fuel injection is terminated.
[0020]
However, when carburizing treatment is performed on the armature 21 and the durability of the sliding guided portion 21 </ b> C guided in the axial direction in the armature guide portion 24 </ b> A of the core mounting body 24 in particular, the plate portion 21 </ b> B ( Since the carburization is similarly performed on the suction surface, residual austenite is deposited on the surface of the plate portion 21B.
Since this austenite has non-magnetic magnetic characteristics, the attraction characteristics between the magnet 22 and the magnet core 23 change, resulting in a variation in performance (solid difference) as the armature 21. There is a problem.
[0021]
On the other hand, in particular, the sliding guided portion 21C is worried that it may cause wear on the contact surface with the armature guide portion 24A due to the generation of an attractive force due to its magnetization, and nonmagnetic magnetic characteristics are required. is there.
[0022]
FIG. 5 is an enlarged side view of the armature 21, and the rod portion 21 </ b> A and the sliding guided portion 21 </ b> C (portion indicated by a solid line in the drawing) require non-magnetic properties and durability. 21B (the part indicated by the dotted parentheses in the figure) requires magnetism and requires mutually opposite magnetic characteristics.
[0023]
As an electromagnetic valve using a disk-type armature, there is JP 2000-46244.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been considered in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an armature in a fuel injection valve and a method of manufacturing the same that can ensure both durability of a sliding guided portion and magnetism of a plate portion. And
[0025]
Moreover, this invention makes it a subject to provide the armature in the fuel injection valve which can eliminate the solid difference by the difference in the suction characteristic of a plate part, and its manufacturing method.
[0026]
Another object of the present invention is to provide an armature in a fuel injection valve capable of stabilizing the performance as a fuel injection valve by improving the magnetic force by the armature and the magnet or magnet core, and a manufacturing method thereof.
[0027]
The present invention also provides an armature in a fuel injection valve that can be manufactured at low cost while ensuring the durability of the sliding guided portion, and can eliminate the difference in suction characteristics of the plate portion as much as possible, and a method for manufacturing the same. Let it be an issue.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention restricts at least the sliding guided portion to be non-magnetic and durable, the plate portion to have magnetism, and at least carburizing treatment or nitriding treatment to the sliding guided portion. In the first invention, a valve body capable of opening and closing a fuel injection hole, a rod portion for driving the valve body, a plate portion orthogonal to the rod portion, and the plate portion An armature in a fuel injection valve having an armature having an orthogonal sliding guided portion and a magnet core and a magnet for attracting the plate portion of the armature, wherein at least the sliding guided portion of the armature In addition, a durable non-magnetic surface is formed and a magnetic surface is formed on the plate portion of the armature. Is an armature in the fuel injection valve.
[0029]
The second invention is a valve body capable of opening and closing a fuel injection hole, a rod portion for driving the valve body, a plate portion orthogonal to the rod portion, and a sliding guided portion orthogonal to the plate portion. And a magnet core and a magnet for attracting the plate portion of the armature, and a method for manufacturing the armature in the fuel injection valve, wherein at least the sliding guided portion of the armature is durable. A method for manufacturing an armature in a fuel injection valve, comprising: a nonmagnetic surface forming step for forming a certain nonmagnetic surface; and a magnetic surface forming step for forming a magnetic surface on the plate portion of the armature.
[0030]
The non-magnetic surface forming step includes a non-magnetic processing step of forming the non-magnetic surface by forming the plate portion of the armature thick and carburizing or nitriding the entire armature. In addition, the magnetic surface forming step can include a plate portion processing step of deleting the nonmagnetic surface of the plate portion formed in the nonmagnetic processing step.
[0031]
In the nonmagnetic surface forming step, a mask for the plate portion that covers the plate portion of the armature is provided, and then the entire armature is subjected to carburizing treatment or nitriding treatment to thereby form the nonmagnetic surface on the sliding guided portion. A surface can be formed.
[0032]
The non-magnetic surface forming step may include a coating step of forming the non-magnetic surface by coating at least the sliding guided portion of the armature with a non-magnetic material.
[0033]
The control structure of the valve body (nozzle needle 4) by the armature is not limited to the indirect structure via the back pressure control unit 7 as in the fuel injection valve 1 shown in FIG. 4, and the armature directly controls the valve body. The present invention can be applied to any type of structure such as opening / closing control.
[0034]
In the armature in the fuel injection valve according to the present invention and the manufacturing method thereof, at least the sliding guided portion is made non-magnetic and durable, and the plate portion is magnetized so that the sliding guided portion is carburized or nitrided. Since the processing is limited to this, the sliding guided part that guides the armature in the axial direction is non-magnetic and durable, and its guiding function can be strengthened, while the plate part is sucked. The characteristics can be stably secured and the attraction function between the magnet and the magnet core can be enhanced.
Therefore, the performance as an armature or a fuel injection valve can be stabilized, the variation between solids can be eliminated, and it can be manufactured at a low cost by a simple manufacturing method.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an armature in a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described with reference to FIG. However, the same parts as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
FIG. 1 is an explanatory view showing each step of the manufacturing method of the armature 21. First, as shown in FIG. 1 (1), an armature material 40 made of iron or other magnetic material is prepared.
[0036]
The armature material 40 has substantially the same size and shape as the armature 21 as the final product, but forms a thick portion 41 that covers the plate portion 21B with a predetermined thickness, and the plate portion 21B portion. Only a little thick.
[0037]
As shown in FIG. 1 (2), the heating furnace 42 is filled with the carbon powder 43 and heated to a predetermined temperature, for example, 700 to 800 ° C., and the entire armature material 40 is carburized (quenched) to be durable. A non-magnetic surface 44 having a characteristic is formed (a non-magnetic surface forming step, a non-magnetic treatment step).
[0038]
If heating is performed in a state where the heating furnace 42 is filled with nitrogen gas instead of the carbon powder 43, the entire armature material 40 can be nitrided, and is durable as in the case of carburizing. A nonmagnetic surface can be formed.
[0039]
FIG. 1 (3) is a side view showing the armature material 40 in a carburized state, and is processed by removing the thick portion 41 which is a part of the nonmagnetic surface 44 (FIG. 1). A portion of the plate portion 21B is a magnetic surface 45 that can be attracted by the magnet 22 and the magnet core 23 (magnetic surface forming step, plate portion processing step).
This processing thickness is about 0.3 to 0.4 mm.
[0040]
Thus, as shown in FIG. 1 (4), the sliding guided portion 21C and the rod portion 21A become a durable nonmagnetic surface 44, and the plate portion 21B becomes a magnetic surface 45 that has not been subjected to carburizing or nitriding treatment. Then, the sliding guided portion 21C and the rod portion 21A are polished and annealed to obtain a final product.
[0041]
FIG. 2 is an explanatory view showing another example of a method for manufacturing an armature according to the present invention, in which a plate portion mask 50 is coated on a plate portion 21B of an armature 21 made of a magnetic material, and carburizing treatment (FIG. 1 (2)) or nitriding treatment (non-magnetic surface forming step).
[0042]
As the plate portion mask 50, a material such as a steel material that is less affected by carburizing or nitriding treatment is selected. This is coated.
[0043]
Even with such a manufacturing method, the rod portion 21A and the sliding guided portion 21C can be made the durable nonmagnetic surface 44 while the plate portion 21B is maintained on the magnetic surface 45.
[0044]
FIG. 3 is an explanatory view showing still another example of the manufacturing method of the armature according to the present invention. The rod portion 21A and the sliding guided portion 21C of the armature 21 made of a magnetic material are durable. The magnetic coating 60 is coated (non-magnetic surface forming process, coating process).
[0045]
As this coating process, a plating process, a plasma vapor deposition method (PVD method), a chemical vapor deposition method (CVD method), or the like can be employed. For example, a carbon coating, a ceramic coating, a diamond-like coating (DLC), or the like is coated.
[0046]
Even with such a manufacturing method, the rod portion 21A and the sliding guided portion 21C can be made the durable nonmagnetic surface 44 while the plate portion 21B is maintained on the magnetic surface 45.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the sliding guided portion can be made durable and non-magnetic while maintaining the magnetic function of the plate portion. Characteristics can be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing each step of a method for manufacturing an armature 21 in a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing another example of a method for manufacturing an armature according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing still another example of a method for manufacturing an armature according to the present invention.
4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the fuel injection valve 1. FIG.
FIG. 5 is an enlarged side view of the armature 21. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Fuel injection valve (Fig. 4)
2 Injector housing 2A Upper protrusion 3 of the injector housing 2 Nozzle body 4 Nozzle needle (valve element)
4A Pressure receiving portion 5 of nozzle needle 4 Valve piston 5A Top portion 6 of valve piston 5 Valve body 7 Back pressure control portion 8 High pressure fuel introduction portion 9 Fuel tank 10 Fuel pump 11 Common rail (pressure accumulator)
12 Fuel passage 13 Fuel return passage 14 Injection hole 15 Seat portion 16 Nozzle spring 17 Control pressure chamber 18 Introducing orifice 19 Opening / closing orifice 20 Valve ball (control valve body, valve body)
21 Armature 21A Rod portion 21B of armature 21 Plate portion 21C of armature 21 Sliding guided portion 21D of armature 21 Radial slit 22 of armature 21 Magnet 23 Magnet core 23A Center hole 23B of magnet core 23 Attraction surface 23C of magnet core 23 Magnet housing portion 23D of magnet core 23 Upper circumferential portion 23E of magnet core 23 Radial slit 24 of magnet core 23 Core mounting body 24A Armature guide portion 24B of core mounting body 24 Tip portion 24C of armature guide portion 24A Core mounting body 24 Lower circumferential portion 24D of the core mounting body 24 outwardly projecting portion 25 valve spring 26 retaining nut 27 O-ring 28 shim 29 plug 30 first annular gap 31 2 of the annular space 32 communicating path 33 armature chamber 40 Armature material (Fig. 1)
41 Thick part 42 of plate part 21B Heating furnace 43 Carbon powder 44 Durable nonmagnetic surface 45 Magnetic surface 50 Plate part mask (FIG. 2)
60 Durable non-magnetic coating (Figure 3)

Claims (1)

燃料の噴射孔を開閉可能なノズルニードルの背圧を制御するための制御圧室を開閉する制御弁体と、
この制御弁体を駆動するためのロッド部、このロッド部に直交するプレート部、およびこのプレート部に直交する摺動被ガイド部を有するアーマチュアと、
このアーマチュアの前記プレート部を吸引するためのマグネットコアおよびマグネットと、を有し、
前記制御圧室の圧力を前記制御弁体により制御して、前記ノズルニードルによる前記噴射孔の開閉作用を可能とした燃料噴射弁におけるアーマチュアの製造方法であって、
前記アーマチュアの少なくとも前記摺動被ガイド部に耐久性のある非磁性面を形成する非磁性面形成工程と、
前記アーマチュアの前記プレート部に磁性面を形成する磁性面形成工程と、
を有するとともに、
前記非磁性面形成工程として、
前記アーマチュアの前記プレート部を厚肉に形成しておくとともに、前記アーマチュア全体に浸炭処理あるいは窒化処理を施すことにより前記非磁性面を形成する非磁性処理工程を有し、
前記磁性面形成工程として、
この非磁性処理工程で形成した前記プレート部の前記非磁性面を削除するプレート部加工工程を有することを特徴とする燃料噴射弁におけるアーマチュアの製造方法。
A control valve body for opening and closing a control pressure chamber for controlling a back pressure of a nozzle needle capable of opening and closing a fuel injection hole ;
An armature having a rod portion for driving the control valve body , a plate portion orthogonal to the rod portion, and a sliding guided portion orthogonal to the plate portion;
The magnet core and the magnet for attracting the plate portion of the armature, the possess,
A method for manufacturing an armature in a fuel injection valve , wherein the pressure in the control pressure chamber is controlled by the control valve body to enable the nozzle needle to open and close the injection hole ,
A nonmagnetic surface forming step of forming a durable nonmagnetic surface on at least the sliding guided portion of the armature;
Forming a magnetic surface on the plate portion of the armature; and
And it has a,
As the non-magnetic surface forming step,
The plate portion of the armature is formed thick and has a non-magnetic treatment step of forming the non-magnetic surface by carburizing or nitriding the entire armature,
As the magnetic surface forming step,
A method for manufacturing an armature in a fuel injection valve , comprising: a plate portion machining step for deleting the nonmagnetic surface of the plate portion formed in the nonmagnetic treatment step .
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