JP3811285B2 - 電磁式燃料噴射弁の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，コイルを収納するコイルハウジングと，このコイルハウジングに結合され，前記コイルの励磁により作動される弁体を収容すると共に該弁体により開閉される燃料吐出孔を一端面に開口する弁ハウジングと，この弁ハウジングの一端面に接合され，燃料吐出孔に連通する燃料噴射孔を有するインジェクタプレートとを備えた電磁式燃料噴射弁の製造方法に関し，特に，燃料吐出孔を出た燃料を燃料噴射孔から確実に噴射させるべく弁ハウジング及びインジェクタプレート間の液密を確保するために，燃料噴射孔を囲繞するようにしてインジェクタプレートを弁ハウジングに環状にレーザ溶接する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁式燃料噴射弁の製造に当たり，燃料噴射孔を囲繞するようにしてインジェクタプレートを弁ハウジングに環状にレーザ溶接することは，例えば特開平８−２１３３９号公報に開示されているように，既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，インジェクタプレートは非常に小さな部品である。従来では，このインジェクタプレートを弁ハウジングにレーザ溶接する際，該プレートを定位置に保持する保持具と，溶接時に発生するスパッタがインジェクタプレートの燃料噴射孔に侵入することを防ぐマスキング治具とを使用していたため，これらがインジェクタプレート上の大部分の領域を専有することになり，これらに邪魔されてレーザ溶接を能率良く行うことが困難であった。
【０００４】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，燃料噴射孔への溶接スパッタの侵入を防ぎつゝ，インジェクタプレートを弁ハウジングに容易，確実にレーザ溶接し得るような，前記電磁式燃料噴射弁の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，本発明は，コイルを収納するコイルハウジングと，このコイルハウジングに結合され，前記コイルの励磁により作動される弁体を収容すると共に該弁体により開閉される燃料吐出孔を一端面に開口する弁ハウジングと，この弁ハウジングの一端面に接合され，燃料吐出孔に連通する燃料噴射孔を有するインジェクタプレートとを備えた電磁式燃料噴射弁の製造に当たり，作業テーブル上に設置した弁ハウジングの外周に磁石を配置して弁ハウジングを磁化し，この弁ハウジングの一端面上に重ねたインジェクタプレート上に，磁性体からなるマスキング部材を重ねて，インジェクタプレートの燃料噴射孔を覆うと共に，マスキング部材を弁ハウジングに吸着せしめ，このマスキング部材の周囲においてインジェクタプレートを弁ハウジングに環状にレーザ溶接することを第１の特徴とする。
【０００６】
この第１の特徴によれば，マスキング部材は，インジェクタプレートの燃料噴射孔を覆って溶接スパッタの侵入を防ぐマスキング機能の外，インジェクタプレートを弁ハウジングに保持する保持機能をも発揮するので，インジェクタプレート端面におけるインジェクタプレートの専有面積は小さくて足りる。したがって，このマスキング部材に何等邪魔されることなく，レーザビームによるインジェクタの弁ハウジングへの環状溶接を容易，確実に行うことができる。
【０００７】
また本発明は，上記特徴に加えて，作業テーブルを回転テーブルとし，この回転テーブル上に，それと同軸に前記弁ハウジング，インジェクタプレート及びマスキング部材を配置し，回転テーブルを回転しながら，定位置に配設したレーザ溶接トーチから照射するレーザビームによりインジェクタプレートを弁ハウジングに環状に溶接することを第２の特徴とする。
【０００８】
この第２の特徴によれば，レーザ溶接トーチを作動しつゝ，回転テーブルを一回転させることにより，レーザビームによるインジェクタの弁ハウジングへの環状溶接を自動的且つ正確に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。
【００１０】
図１は，本発明方法により製造された内燃エンジン用電磁式燃料噴射弁の縦断側面図，図２は図１の２部の拡大図，図３は図２の３−３線断面図，図４は，インジェクタプレートの弁ハウジングへのレーザ溶接方法の第１実施例を示す側面図である。
【００１１】
先ず図１ないし図３により，本発明方法により製造された内燃エンジン用の電磁式燃料噴射弁Ｉの構成について説明する。この燃料噴射弁Ｉは，前端部内周面に弁座部材２を圧入して一体に結合した円筒状の弁ハウジング１と，この弁ハウジング１の後端部外周面に嵌合して溶接される小径部３ａを有する段付き円筒状のコイルハウジング３とを備えており，これらは何れも磁性材で構成されている。
【００１２】
弁座部材２も円筒状をなしていて，その前端面に開口する燃料吐出孔２ａと，その後縁に連なる円錐状の弁座２ｂとを有する。この弁座２ｂに着座し得る球状の弁部４ａと，この弁部４ａに溶接により前端が結合されて弁ハウジング１に収容される弁杆４ｂとで弁体４が構成され，その弁杆４ｂの後端には，弁ハウジング１の後端部内周面に軸方向移動自在に嵌合する可動コア５が固着される。また，この可動コア５の外周面は，弁ハウジング１の後端面に全周溶接される摺動案内筒６の内周面により摺動自在に嵌合される。この摺動案内筒６の後端には，可動コア５の後端面に前端面を対向して配置される固定コア７の前端部が溶接される。その際，固定コア７の前端面と可動コア５の後端面との間に，弁体４の開閉ストロークに対応する間隙が設けられる。したがって，可動コア５の後端面が固定コア７の前端面に当接することにより，弁体４の開弁限界が規定される。
【００１３】
摺動案内筒６及び固定コア７の外周には，それらを囲繞すると共に，前記コイルハウジング３に収容されるコイル組立体８が配設される。このコイル組立体８は，摺動案内筒６及び固定コア７の外周面に嵌合するボビン９と，このボビン９に巻装されるコイル１０とからなっている。
【００１４】
固定コア７の中心部は，可動コア５の通孔１１を介して弁ハウジング１内と連通する中空部１２となっており，その中空部１２に，可動コア５を弁体４の弁座２ｂへの着座方向に付勢するコイル状の弁ばね１３と，この弁ばね１３の後端を支承する栓体１４とが収容される。この栓体１４は，Ｏリング１５を介して中空部１２の内周面に圧入されるもので，その圧入深さを調節することにより，弁ばね１３のセット荷重が調整される。
【００１５】
弁ハウジング１及び弁座部材２の前端面には，弁座部材２の燃料吐出孔２ａと連通する複数，図示例では一対の燃料噴射孔１７ａ，１７ａを有する鋼板製のインジェクタプレート１７が，燃料噴射孔１７ａ，１７ａを囲繞するよう同心状に配置される内外二条の環状溶接部３０，３１により結合される。上記一対の燃料噴射孔１７ａ，１７ａは，例えばエンジンの一対の吸気弁に向かって燃料を噴射し得るように，互いに異なる所定の方向を指向する。また上記環状溶接部３０，３１は，後述の本発明方法により形成されるものである。
【００１６】
弁ハウジング１には，また，インジェクタプレート１７の外周部を覆うキャップ１８が装着される。
【００１７】
弁ハウジング１の中間部周壁には，複数の燃料入口孔２０，２０…が穿設されており，これら燃料入口孔２０，２０…を囲繞するように，環状の燃料フィルタ２１が弁ハウジング１の外周に装着される。弁ハウジング１の外周には，さらに，燃料フィルタ２１を前後に挟む一対のＯリング２２，２２が装着され，これらＯリング２２，２２を介して弁ハウジング１が内燃エンジンＥに嵌装されたとき，内燃エンジンＥの燃料供給通路２３が燃料フィルタ２１を介して燃料入口孔２０，２０…と連通する。
【００１８】
コイルハウジング３及び，その後端から露出した固定コア７は，合成樹脂製の絶縁被覆体２５に埋封される。この絶縁被覆体２５には，コイル１０に接続した接続端子２６を内蔵するカプラ２７が一体に形成される。
【００１９】
而して，コイル１０を消磁した状態では，弁ばね１３の付勢力で可動コア５及び弁体４が前方に押圧され，弁部４ａを弁座２ｂに着座させている。したがって，燃料供給通路２３から燃料フィルタ２１及び燃料入口孔２０，２０…を通して弁ハウジング１内に供給されるた高圧燃料は，弁ハウジング１及び固定コア７内に保持される。
【００２０】
コイル１０に通電すると，それにより生ずる磁束が固定コア，可動コア５，弁ハウジング１及びコイルハウジング３を順次走り，磁力により可動コア５が弁体４を伴って固定コア７に吸着され，弁座２ｂが開放されるので，弁ハウジング１内の高圧燃料が燃料噴射孔１７ａ，１７ａから噴射される。その際，弁ハウジング１及び弁座部材２の前端面にインジェクタプレート１７が，燃料噴射孔１７ａ，１７ａを囲繞する環状に溶接されているから，弁ハウジング１及び弁座部材２とインジェクタプレート１７との間の液密が保障され，その間からの燃料の漏出を確実に防ぐことができる。
【００２１】
さて，図４により，インジェクタプレート１７と弁ハウジング１及び弁座部材２との各間の前記環状溶接部３０，３１の形成方法の第１実施例について説明する。
【００２２】
作業テーブルとしての回転テーブル４０上面に磁性体からなる位置決め治具４１が同軸状に固着されており，この位置決め治具４１の上面中心部に開口する有底の位置決め孔４１ａに，弁座部材２を一体に備えた弁ハウジング１を，燃料吐出孔２ａを上方に向けて抜き差し可能に嵌合し，位置決め治具４２に設けられるチャック（図示せず）により上記弁ハウジング１を保持する。さらに，位置決め治具４２上には，弁ハウジング１の外周に抜き差し可能に嵌合する中空円筒状の永久磁石４２を載置する。こうして弁ハウジング１を回転テーブル４０と同軸に配置すると共に，永久磁石４２により弁ハウジング１を磁化する。
【００２３】
次いで，この弁ハウジング１の上面にインジェクタプレート１７を重ねた後，円形のマスキング部材４３をインジェクタプレート１７上に載せて，その一対の燃料噴射孔１７ａ，１７ａを覆うと共に，このマスキング部材４３をインジェクタプレート１７を介して弁ハウジング１に吸着させる。マスキング部材４３は，形成すべき前記環状溶接部３０，３１の内側に収まる大きさになっており，上面には，これを操作するノブ４３ａを備えている。
【００２４】
尚，インジェクタプレート１７は，磁性体，非磁性体の何れであってもよい。
【００２５】
インジェクタプレート１７の上方には，トーチ支持腕４４に支持されるレーザ溶接トーチ４５を下向きに配置する。トーチ支持腕４４は，図示しない固定構造体に取付けられ，上下方向Ａ及び水平方向Ｂに移動調節ができるようになっており，その移動調節により，レーザ溶接トーチ４５の焦点を，先ず内側の形成すべき環状溶接部３０の一点に合わせる。こうしてから，レーザ溶接トーチ４５を作動しながら，電動モータ等の駆動手段４６により回転テーブル４０を弁ハウジング１等と共に一回転させれば，該トーチ４５が照射するレーザビーム４７により，燃料噴射孔１７ａ，１７ａを取り囲むようにしてインジェクタプレート１７を弁座部材２の上面に溶接して，内側の環状溶接部３０を自動的且つ正確に形成することができる。
【００２６】
次に，トーチ支持腕４４を水平方向Ｂに移動調節して，レーザ溶接トーチ４５の焦点を次に形成すべき外側の環状溶接部３１の一点に合わせてから，先刻と同様にレーザ溶接トーチ４５を作動しながら回転テーブル４０を一回転させれば，該トーチ４５が照射するレーザビーム４７により，内側の環状溶接部３０を同心に囲繞するようにしてインジェクタプレート１７を弁座部材２の上面に溶接して，外側の環状溶接部３１を自動的且つ正確に形成することができる。
【００２７】
この間，マスキング部材４３は，インジェクタプレート１７の一対の燃料噴射孔１７ａ，１７ａを覆い続けて，溶接スパッタの侵入を防ぐので，溶接後，燃料噴射孔１７ａ，１７ａの清掃を行う必要はない。しかも，マスキング部材４３４３は，燃料噴射孔１７ａ，１７ａを覆うマスキング機能のみならず，永久磁石４２により磁化された弁ハウジング１の磁力をもってインジェクタプレート１７を弁ハウジング１に保持する保持機能をも発揮するので，インジェクタプレート１７上面におけるマスキング部材４３の専有面積は小さくて足りる。したがって，このマスキング部材４３に何等邪魔されることなく，レーザビーム４７によるインジェクタプレート１７の弁ハウジング１及び弁座部材２への環状溶接を容易，確実に行うことができる。
【００２８】
この溶接後，マスキング部材４３をインジェクタプレート１７から取り除いてから，永久磁石４２を弁ハウジング１と共に位置決め治具４１から引き上げ，永久磁石４２内の弁ハウジング１の一端を押圧すれば，永久磁石の磁力に抗して弁ハウジング１を永久磁石４２から容易に取り出すことができる。これをもって，インジェクタプレート１７の弁ハウジング１及び弁座部材２への溶接工程は終了する。
【００２９】
図５はインジェクタプレートの弁ハウジングへのレーザ溶接方法の第２実施例を示す側面図である。この第２実施例は，前実施例の永久磁石４２に代えて電磁石１４２を用いたもので，この電磁石１４２のコイル１４２ａには定電圧電源５０を開閉スイッチ５１を介して接続する。その他の構成は前記実施例と同様であり，前記実施例との対応部分には，同一の参照符号を付して，その説明の重複を避ける。
【００３０】
この第２実施例によれば，開閉スイッチ５１のオン，オフによる電磁石１４２の励磁，消磁によって，弁ハウジング１の磁力を制御し，インジェクタプレート１７及びマスキング部材４３に対する吸着力を制御することができるから，スイッチ５１をオンすることにより，マスキング部材４３をインジェクタプレート１７を介して弁ハウジング１の上端面に吸着させることができ，またスイッチ５１をオフすることにより，弁ハウジング１外周への電磁石１４２の装着や取外しを磁力に抵抗されることなく容易に行うことができる。
【００３１】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば，上記実施例の場合と反対に，外側の環状溶接部３１を先に形成することもできる。また，内外二条の溶接部３０，３１に対応して一対のレーザ溶接トーチを用意すれば，その二条の溶接部３０，３１を一挙に形成することができる。また弁ハウジング１及び弁座部材２を一体に形成して，弁ハウジング１自体に弁座２ｂ及び燃料吐出孔２ａを形成したものでは，弁ハウジング１及びインジェクタプレート１７間の環状溶接部は一条でよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の特徴によれば，作業テーブル上に設置した弁ハウジングの外周に磁石を配置して弁ハウジングを磁化し，この弁ハウジングの一端面上に重ねたインジェクタプレート上に，磁性体からなるマスキング部材を重ねて，インジェクタプレートの燃料噴射孔を覆うと共に，マスキング部材を弁ハウジングに吸着せしめ，このマスキング部材の周囲においてインジェクタプレートを弁ハウジングに環状にレーザ溶接するので，マスキング部材が，インジェクタプレートの燃料噴射孔を覆って溶接スパッタの侵入を防ぐマスキング機能の外，インジェクタプレートを弁ハウジングに保持する保持機能をも発揮することにより，インジェクタプレート端面におけるマスキング部材の専有面積は小さくて足り，このマスキング部材に何等邪魔されることなく，レーザビームによるインジェクタの弁ハウジングへの環状溶接を容易，確実に行うことができる。
【００３３】
また本発明の第２の特徴によれば，作業テーブルを回転テーブルとし，この回転テーブル上に，それと同軸に前記弁ハウジング，インジェクタプレート及びマスキング部材を配置し，回転テーブルを回転しながら，定位置に配設したレーザ溶接トーチから照射するレーザビームによりインジェクタプレートを弁ハウジングに環状に溶接するので，レーザビームによるインジェクタの弁ハウジングへの環状溶接を自動的且つ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法で製造された電磁式燃料噴射弁の縦断側面図。
【図２】図１の２部拡大図。
【図３】図２の３−３線断面図。
【図４】インジェクタプレートの弁ハウジングへのレーザ溶接方法の第１実施例を示す側面図。
【図５】インジェクタプレートの弁ハウジングへのレーザ溶接方法の第２実施例を示す側面図。
【符号の説明】
Ｉ・・・・・電磁式燃料噴射弁
１・・・・・弁ハウジング
２ａ・・・・燃料吐出孔
３・・・・・コイルハウジング
４・・・・・弁体
１０・・・・コイル
１７・・・・インジェクタプレート
１７ａ・・・燃料噴射孔
３０，３１・・・環状溶接部
４０・・・・回転テーブル（作業テーブル）
４２・・・・磁石（永久磁石）
１４２・・・磁石（電磁石）
４３・・・・マスキング部材
４５・・・・レーザ溶接トーチ
４７・・・・レーザビーム

Claims (2)

1. コイル（１０）を収納するコイルハウジング（３）と，このコイルハウジング（３）に結合され，前記コイル（１０）の励磁により作動される弁体（４）を収容すると共に該弁体（４）により開閉される燃料吐出孔（２ａ）を一端面に開口する弁ハウジング（１）と，この弁ハウジング（１）の一端面に接合され，燃料吐出孔（２ａ）に連通する燃料噴射孔（１７ａ）を有するインジェクタプレート（１７）とを備えた電磁式燃料噴射弁の製造に当たり，
   作業テーブル（４０）上に設置した弁ハウジング（１）の外周に磁石（４２，１４２）を配置して弁ハウジング（１）を磁化し，この弁ハウジング（１）の一端面上に重ねたインジェクタプレート（１７）上に，磁性体からなるマスキング部材（４３）を重ねて，インジェクタプレート（１７）の燃料噴射孔（１７ａ）を覆うと共に，マスキング部材（４３）をインジェクタプレート（１７）を介して弁ハウジング（１）に吸着せしめ，このマスキング部材（４３）の周囲においてインジェクタプレート（１７）を弁ハウジング（１）に環状にレーザ溶接することを特徴とする，電磁式燃料噴射弁の製造方法。
2. 請求項１記載の方法において，
   前記作業テーブルを回転テーブル（４０）とし，この回転テーブル（４０）上に，それと同軸に前記弁ハウジング（１），インジェクタプレート（１７）及びマスキング部材（４３）を配置し，回転テーブル（４０）を回転しながら，定位置に配設したレーザ溶接トーチ（４５）から照射するレーザビーム（４７）によりインジェクタプレート（１７）を弁ハウジング（１）に環状に溶接することを特徴とする，電磁式燃料噴射弁の製造方法。

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