JP3971297B2

JP3971297B2 - 噴孔部材の製造方法

Info

Publication number: JP3971297B2
Application number: JP2002381687A
Authority: JP
Inventors: 正則宮川; 恒浩上原
Original assignee: Denso Corp; Komatsu Seiki Kosakusho Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Komatsu Seiki Kosakusho Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004211592A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を噴射する噴孔を備えた噴孔部材の製造方法に関し、例えば燃料噴射装置の噴孔部材の製造に好適な方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃料噴射装置では例えば特許文献１に開示されているように、上流側から下流側に向かって拡径すると共に噴孔部材の厚さ方向の軸線に対し中心軸線が傾斜するテーパ孔を噴孔に用いたものが知られている。
特許文献１では、上記噴孔として用いられるテーパ孔をパンチプレスにより形成している。具体的には、先端部に向かって縮径するテーパパンチを使用し、そのパンチを母材に打ち付ける。それにより、パンチの外周面に沿ってテーパ孔を形成する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１０２９７７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パンチプレスによってテーパ孔を母材に形成する場合、テーパ孔の開口部の開口面積はパンチのプレス方向へのストロークに依存するのであるが、テーパ孔からなる噴孔の流量は特にテーパ孔の小径側開口部の開口面積に左右されるため、パンチストロークに起因する開口面積のばらつきによって噴孔流量に違いが生じ、ひいては流体噴射量に違いが生じてしまう。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、噴孔流量の製品ばらつきを抑制する噴孔部材の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１、２及び１０に記載の噴孔部材の製造方法によると、母材の一端面から他端面に向かって拡径するテーパ孔をパンチプレスにより形成した後、テーパ孔の小径側開口部をパンチプレスにより押し広げてストレート孔を形成し、テーパ孔の残部の内周面にストレート孔の内周面を連接する。これにより、パンチストロークに起因して開口面積がばらつき易いテーパ孔の小径側開口部を、開口面積がパンチストロークに依存し難いストレート孔へと変えることができる。したがって、テーパ孔とストレート孔とにより構成される噴孔の流量について、さらにはその噴孔からの流体噴射量について製品ばらつきを抑制することができる。
一回のパンチプレスによりテーパ孔を形成するには、テーパパンチの先端部により母材を押圧する。この場合、テーパパンチにおける母材押圧箇所と支持箇所との距離が長くなるため、テーパパンチに作用する曲げモーメントが大きくなり、テーパパンチが折損し易くなる。
これに対し、本発明の請求項１に記載の噴孔部材の製造方法によると、下孔をパンチプレスにより形成した後、下孔をテーパパンチで押し広げることによりテーパ孔を形成する。このようにテーパ孔を形成する場合、テーパパンチの先端部を下孔に挿入する際に、テーパパンチの先端部より支持箇所側で母材を押圧することができる。これにより、テーパパンチにおける母材押圧箇所と支持箇所との距離を短くできるため、テーパパンチに作用する曲げモーメントが小さくなり、テーパパンチが折損し難くなる。
【０００６】
本発明の請求項３に記載の噴孔部材の製造方法によると、ストレート孔形成工程において、テーパ孔の大径側開口部よりも小径のストレートパンチを使用する。さらにストレート孔形成工程において、テーパ孔の大径側開口部から小径側開口部に向かう方向にプレス方向を設定する。これにより、パンチプレスに伴って余剰となる肉の一部がばりを形成することがあっても、そのばりはストレート孔から外側へ飛び出すので除去し易い。
【０００７】
本発明の請求項４に記載の噴孔部材の製造方法によると、ストレート孔により噴孔の上流側開口部を構成する。これによりテーパ孔は、噴孔の上流側から下流側に向かって拡径する部分を構成するため、噴霧の微粒化を図ることができる。
【０００８】
本発明の請求項５に記載の噴孔部材の製造方法によると、ストレート孔形成工程において、中心軸線に直交する断面の輪郭形状が楕円形又は小判形であるストレートパンチを使用する。さらにストレート孔形成工程において、テーパ孔の中心軸線に対し傾斜させたストレートパンチの中心軸線に沿ってプレス方向を設定する。これにより、ストレートパンチで押し広げる部分の大きさを縮小して、ストレート孔を中心軸線の延伸方向に短く形成することができる。このようにストレート孔の長さが短縮されれば、テーパ孔の長さは逆に延長されるので、ストレート孔の形成による噴霧微粒化効果の低下を充分に抑制できる。
【０００９】
本発明の請求項６に記載の噴孔部材の製造方法によると、テーパ孔形成工程において、テーパパンチを母材の厚さ方向の軸線に対して傾斜させた状態で母材に打ち込む。これにより、母材の厚さ方向の軸線に対し中心軸線が傾斜するテーパ孔を形成することができ、例えば上述した噴霧の微粒化効果を高めることができる。
【００１０】
本発明の請求項７に記載の噴孔部材の製造方法によると、テーパ孔形成工程において、母材の厚さ方向の軸線に対し中心軸線が傾斜するテーパパンチと、テーパパンチの反母材側の外周面に摺接することでテーパパンチをプレス方向に案内するガイドとを使用する。これにより、テーパパンチが母材との当接によって母材から受ける反力を、テーパパンチがガイドから受ける反力により相殺できる。そのため、母材の厚さ方向の軸線に対し中心軸線が傾斜するテーパ孔の形成において、テーパパンチの折損を生むような大きな曲げモーメントの発生を防止できる。
【００１２】
一般にパンチプレスによって新の母材に孔を形成する場合、その孔のプレス方向前側開口部にばりが生じ易い。
本発明の請求項９に記載の噴孔部材の製造方法によると、テーパ孔形成工程において、下孔形成工程のプレス方向とは逆方向にプレス方向を設定する。そのため、新の母材に下孔を形成した場合に下孔のプレス方向前側開口部にばりが生じても、そのばりの生じた下孔開口部をテーパパンチの大径側端部によって綺麗に成形できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第一実施例）
図２は、本発明の第一実施例により製造される噴孔部材をガソリンエンジン用の燃料噴射装置に用いた例を示している。以下、燃料噴射装置１００について詳細に説明する。
【００１４】
ケーシング１１１は、磁性パイプ１１２、固定コア１４０、スプール１５０に巻回したコイル１５２等を覆うモールド樹脂である。弁ボディ１１４は磁性パイプ１１２とレーザ溶接等により結合されている。弁部材としてのノズルニードル１２０は、弁ボディ１１４の内周面に形成された弁座１１４ａに着座可能である。噴孔部材１０は、弁ボディ１１４の底部外壁にレーザ溶接等により固定されている。噴孔部材１１０には、複数の噴孔１２が形成されている。ノズルニードル１２０が弁座１４ａから離座すると各噴孔１２から燃料が噴射され、ノズルニードル１２０が弁座１１４ａに着座すると各噴孔１２からの燃料噴射が遮断される。ノズルニードル１２０の弁座１１４ａと反対側に設けられた接合部１２２は可動コア１４２と結合されている。ノズルニードル１２０は可動コア１４２と一体に往復移動する。固定コア１４０と非磁性パイプ１４４、非磁性パイプ１４４と磁性パイプ１１２とはそれぞれレーザ溶接等により結合されている。アジャスティングパイプ１４６の燃料噴射側には、可動コア１４２及びノズルニードル１２０を弁座１１４ａ方向に付勢するスプリング１４８が設置されている。アジャスティングパイプ１４６の軸方向位置を変更することにより、ノズルニードル１２０を付勢するスプリング１４８の付勢力を調整することができる。スプール１５０に巻回されたコイル１５２は、非磁性パイプ１４４を挟むように位置する固定コア１４０及び磁性パイプ１１２の各端部並びに非磁性パイプ１４４の周囲を覆うようにケーシング１１１内に位置している。コイル１５２はターミナル１５４と電気的に接続されており、ターミナル１５４に印加される電圧がコイル１５２に加わる。コイル１５２への通電をオンすると、可動コア１４２はスプリング１４８の付勢力に抗して磁力により固定コア１４０に吸引され、ノズルニードル１２０は弁座１１４ａから離座する。コイル１５２への通電をオフすると、可動コア１４２はスプリング１４８の付勢力により固定コア１４０から離れ、ノズルニードル１２０は弁座１１４ａに着座する。
【００１５】
図３は、本発明の第一実施例により製造される噴孔部材１０を示している。以下、噴孔部材１０について詳細に説明する。
噴孔部材１０は、ステンレス材等の金属材からなる平板状母材１１に上述の噴孔１２が形成されたものである。噴孔１２の上流側開口部はストレート孔１４で構成され、噴孔１２の上流側開口部を除く大半部分はテーパ孔１６で構成されている。すなわち噴孔１２は、母材１１の上流側端面１１ａに開口するストレート孔１４と、母材１１の下流側端面１１ｂに開口するテーパ孔１６とで構成されている。
【００１６】
ストレート孔１４は、中心軸線Ｏ_sの延伸方向において実質的に径変化しない円筒孔状であって、中心軸線Ｏ_sに直交する仮想平面と内周面１４ａとの交線のうち閉曲線となる部分が真円形となる円筒孔状に形成されている。ストレート孔１４の中心軸線Ｏ_sは母材１１の厚さ方向の軸線Ｔに対して傾斜している。
【００１７】
テーパ孔１６は、中心軸線Ｏ_tの延伸方向において上流側から下流側に向かって拡径する円錐孔状であって、中心軸線Ｏ_tに直交する仮想平面と内周面１６ａとの交線のうち閉曲線となる部分が真円形となる円錐孔状に形成されている。テーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tは母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対して、ストレート孔１４の中心軸線Ｏ_sの場合と同じ側に中心軸線Ｏ_sの場合とは異なる角度で傾斜している。このように上流側から下流側に向かって拡径するテーパ孔１６の採用により、燃料噴霧の微粒化が図られている。本実施例では、テーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tを含み母材１１の端面１１ａ，１１ｂに直交する仮想平面で切った断面、すなわち図３にハッチングで示す母材１１の厚さ方向の断面とテーパ孔１６の内周面１６ａとの二本の交線Ｃ₁，Ｃ₂が母材１１の厚さ方向の軸線Ｔに対して互いに同じ側に傾斜している。そして、テーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tと母材１１の下流側端面１１ｂとが形成する鋭角側にある一方の交線Ｃ₁が母材１１の厚さ方向軸線Ｔと形成する傾斜角をθ₁、中心軸線Ｏ_tと下流側端面１１ｂとが形成する鈍角側にある他方の交線Ｃ₂が厚さ方向軸線Ｔと形成する傾斜角をθ₂とすると、θ₁＜θ₂の関係が成立している。また、テーパ孔１６の内周面１６ａは、周方向に連続する境界線Ｂ上においてストレート孔１４の内周面１４ａに連接しており、交線Ｃ₁，Ｃ₂をテーパ孔１６の内周面１６ａと形成する上記仮想平面の両側において境界線Ｂは、交線Ｃ₁と交線Ｃ₂との間をテーパ孔１６側に膨出する山形となっている。
【００１８】
図１及び図４は、本発明の第一実施例による噴孔部材１０の製造方法の各工程Ｓ１〜Ｓ３を模式図及びフローチャートでそれぞれ示している。以下、噴孔部材１０の製造方法について図１及び図４に従って詳細に説明する。
【００１９】
まず工程Ｓ１では、図１（ａ）に示すように、平板状の母材１１に下孔１８をパンチプレスによって形成する。
具体的に下孔１８の形成には、図５に示すパンチ２１、ダイス２４及びガイド２６を備えた下孔形成装置２０を使用する。
【００２０】
下孔形成装置２０において、ダイス２４とガイド２６とは母材１１を挟持し、母材１１の端面１１ｂと端面１１ａとにそれぞれ当接する。パンチ２１は、先端部に向かって実質的に径変化しない円柱状であって、中心軸線Ｘ_fに直交する断面の輪郭形状が真円形の円柱状に形成されている。パンチ２１の先端部側には加工部２２が設けられ、パンチ２１の反加工部側には支持部２３が設けられている。パンチ２１はガイド２６のガイド孔２７に挿通され、少なくとも支持部２３の外周面２３ａに全周において摺接するガイド孔２７の内周面２７ａにより支持される。この支持によりパンチ２１の中心軸線Ｘ_fは、ダイス２４とガイド２６に挟持される母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対して傾斜し、パンチ２１はかかる中心軸線Ｘ_fの延伸方向に案内される。ダイス２４の抜き孔２５には、ガイド２６により案内されたパンチ２１が摺動可能に挿通される。
【００２１】
下孔形成装置２０を用いて下孔１８を形成するには、図１（ａ）及び図５に示す如くパンチ２１の中心軸線Ｘ_fに沿って母材端面１１ａ側から端面１１ｂ側に向かうプレス方向にパンチ２１を変位させ、加工部２２により母材１１を打ち抜く。その結果、加工部２２の外周面２２ａの形状を補完する形状に下孔１８が形成される。すなわち、下孔１８は図６に示すように、母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対し傾斜した中心軸線Ｏ_fに直交する仮想平面と内周面１８ａとの交線のうち閉曲線となる部分が真円形であり且つ中心軸線Ｏ_fの延伸方向において実質的に径変化しない円柱孔状に形成される。
以上説明した工程Ｓ１が特許請求の範囲に記載の「下孔形成工程」に相当する。
【００２２】
次に工程Ｓ２では、図１（ｂ）に示すように、母材１１においてテーパ孔１６をパンチプレスによって形成する。
具体的にテーパ孔１６の形成には、図７に示すパンチ３１、ダイス３４及びガイド３６を備えたテーパ孔形成装置３０を使用する。
【００２３】
テーパ孔形成装置３０において、ダイス３４とガイド３６とは母材１１を挟持し、母材１１の端面１１ａと端面１１ｂとにそれぞれ当接する。パンチ３１の先端部側には加工部３２が設けられ、パンチ３１の反加工部側には支持部３３が設けられている。加工部３２は、先端部に向かって縮径する円錐台状であって、中心軸線Ｘ_tに直交する断面の輪郭形状が真円形の円錐台状に形成されている。中心軸線Ｘ_tに直交する断面において、加工部３２の先端部の外径は下孔１８の内径よりも小径に、加工部３２の支持部側端部の外径は下孔１８の内径よりも大径に設定されている。支持部３３は、中心軸線Ｙ_tの延伸方向において実質的に径変化しない円柱状に形成されている。
【００２４】
加工部３２及び支持部３３はガイド３６のガイド孔３７に挿通されている。支持部３３は、それの外周面３３ａに全周において摺接するガイド孔３７の内周面３７ａによって支持されている。支持部３３の中心軸線Ｙ_tは、ダイス３４とガイド３６に挟持される母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対して傾斜し、且つその母材１１に形成されている下孔１８の中心軸線Ｏ_fに対して平行となる。また、加工部３２の中心軸線Ｘ_tは母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対して、支持部３３の中心軸線Ｙ_tの場合と同じ側に中心軸線Ｙ_tの場合とは異なる角度で傾斜し、それにより加工部３２は、母材１１とは反対側の外周面３２ａでガイド孔３７の内周面３７ａに摺接する。この摺接箇所において加工部３２の外周面３２ａは支持部３３の中心軸線Ｙ_tと平行に延伸し、且つ支持部３３の外周面３３ａに面一に繋がっているため、パンチ３１はガイド３６によって支持部３３の中心軸線Ｙ_tの延伸方向に案内される。尚、本実施例において、ダイス３４とガイド３６に挟持される母材１１の端面１１ａ，１１ｂに直交し加工部３２の中心軸線Ｘ_tを含む仮想平面で切った断面、すなわち図７にハッチングで示す母材１１の厚さ方向の断面と加工部３２の外周面３２ａとの二本の交線Ｄ₁，Ｄ₂は、母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対し互いに同じ側に傾斜する。そして、加工部３２の外周面３２ａとガイド孔３７の内周面３７ａとの摺接箇所を通る一方の交線Ｄ₁、及び加工部３２の中心軸線Ｘ_tを挟んで交線Ｄ₁とは反対側にある他方の交線Ｄ₂はそれぞれ、上記と同じ傾斜角θ₁及びθ₂を母材１１の厚さ方向軸線Ｔとの間に形成する。ダイス３４の抜き孔３５には、ガイド３６により案内されたパンチ３１が摺動可能に挿通される。
パンチ３１の加工部３２が特許請求の範囲に記載の「テーパパンチ」を構成する。
【００２５】
テーパ孔形成装置３０を用いてテーパ孔１６を形成するには、図１（ｂ）及び図７に示す如く支持部３３の中心軸線Ｙ_tに沿って加工部３２の先端部側に向かうプレス方向にパンチ３１を変位させる。すなわち本実施例では、工程Ｓ１のプレス方向とは逆となる母材端面１１ｂ側から端面１１ａ側に向かう方向にパンチ３１を変位させる。パンチ３１の変位に伴い加工部３２は母材１１に打ち込まれる。具体的には、加工部３２は先端部を下孔１８に挿入されると共に、ガイド孔３７と摺接する上記交線Ｄ₁近傍の外周面３２ａで下孔１８の内周面１８ａに摺接し、その摺接箇所を除く外周面３２ａで下孔１８を押し広げる。このとき、加工部３２の先端部が下孔１８内に挿入されることによって、加工部３２の母材１１を押圧する箇所がガイド３６に支持される支持部３３に近づく。またこのとき、中心軸線Ｘ_tを挟んで下孔１８への摺接箇所とは反対側において加工部３２が母材１１より受ける反力については、ガイド孔３７への摺接箇所において加工部３２がガイド３６より受ける反力によって相殺される。以上により、パンチ３１に作用する曲げモーメントが小さくなり、パンチ３１の折損が防止される。
【００２６】
パンチ３１の加工部３２が母材１１を打ち抜くまで下孔１８を押し広げることで、加工部３２の外周面３２ａの形状を補完する形状にテーパ孔１６が形成される。すなわち、テーパ孔１６は図８に示すように、母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対し傾斜した中心軸線Ｏ_tに直交する仮想平面と内周面１６ａとの交線のうち閉曲線となる部分が真円形であり且つ中心軸線Ｏ_tの延伸方向において母材１１の端面１１ａから端面１１ｂに向かって拡径する円錐孔状に形成される。本実施例では、形成されたテーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tを含み母材端面１１ａ，１１ｂに直交する仮想平面で切った断面、すなわち図８にハッチングで示す母材１１の厚さ方向の断面とテーパ孔１６の内周面１６ａとの二本の交線Ｃ₁、Ｃ₂が母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対して互いに同じ側に傾斜し、テーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tと母材１１の端面１１ｂとが形成する鋭角側にある交線Ｃ₁、及び中心軸線Ｏ_tと端面１１ｂとが形成する鈍角側にある交線Ｃ₂がそれぞれ、傾斜角θ₁及びθ₂を母材１１の厚さ方向軸線Ｔとの間に形成する。
以上説明した工程Ｓ２が特許請求の範囲に記載の「テーパ孔形成工程」に相当する。
【００２７】
次に工程Ｓ３では、図１（ｃ）に示すように、母材１１においてストレート孔１４をパンチプレスによって形成する。
具体的にストレート孔１４の形成には、図９に示すパンチ４１、ダイス４４及びガイド４６を備えたストレート孔形成装置４０を使用する。
【００２８】
ストレート孔形成装置４０において、ダイス４４とガイド４６とは母材１１を挟持し、母材１１の端面１１ａと端面１１ｂとにそれぞれ当接する。パンチ４１は、先端部に向かって実質的に径変化しない円柱状であって、中心軸線Ｘ_sに直交する断面（例えば図９（ｂ）に示す断面）の輪郭形状が真円形の円柱状に形成されている。中心軸線Ｘ_sに直交する断面においてパンチ４１の外径は、工程Ｓ２で形成されたテーパ孔１６の大径側開口部より小径且つテーパ孔１６の小径側開口部より大径に設定されている。パンチ４１の先端部側には加工部４２が設けられ、パンチ４１の反加工部側には支持部４３が設けられている。パンチ４１はガイド４６のガイド孔４７に挿通され、少なくとも支持部４３の外周面４３ａに全周において摺接するガイド孔４７の内周面４７ａにより支持される。この支持によりパンチ４１の中心軸線Ｘ_sは、ダイス４４とガイド４６に挟持される母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対し、その母材１１に形成されているテーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tの場合と同じ側に中心軸線Ｏ_tの場合とは異なる角度で傾斜し、パンチ４１はかかる中心軸線Ｘ_sの延伸方向に案内される。ダイス４４の抜き孔４５には、ガイド４６により案内されたパンチ４１が摺動可能に挿通される。
パンチ４１の加工部４２が特許請求の範囲に記載の「ストレートパンチ」を構成する。
【００２９】
ストレート孔形成装置４０を用いてストレート孔１４を形成するには、図１（ｃ）及び図９（ａ）に示す如くパンチ４１の中心軸線Ｘ_sに沿ってテーパ孔１６の大径側開口部から小径側開口部に向かうプレス方向にパンチ４１を変位させる。パンチ４１の変位に伴い加工部４２は、テーパ孔１６の大径側開口部からテーパ孔１６に挿入される。さらに加工部４２は、テーパ孔１６の内周面１６ａにおいて上記工程Ｓ２で説明した交線Ｃ₁の近傍となる箇所に外周面４２ａを摺接させ、その摺接箇所を除く外周面４２ａでテーパ孔１６の小径側開口部を押し広げる。そして、パンチ４１の加工部４２が母材１１を打ち抜くまでテーパ孔１６を押し広げることで、加工部４２の外周面４２ａの形状を補完する形状にストレート孔１４が形成される。すなわち、ストレート孔１４は図３に示すように、母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対し傾斜した中心軸線Ｏ_sに直交する仮想平面と内周面１４ａとの交線のうち閉曲線となる部分が真円形であり且つ中心軸線Ｏ_sの延伸方向において実質的に径変化しない円柱孔状に形成される。このようにして形成されるストレート孔１４の内周面１４ａは、テーパ孔１６においてストレート孔１４の形成されていない残部の内周面１６ａに境界線Ｂ上で連接し、それらストレート孔１４とテーパ孔１６とで噴孔１２が作られる。
以上説明した工程Ｓ３が特許請求の範囲に記載の「ストレート孔形成工程」に相当する。
【００３０】
工程Ｓ３が実施される前の図８に示すテーパ孔１６において母材１１の端面１１ａに開口する小径側開口部１７は、テーパパンチたる加工部３２のストロークに起因して開口面積がばらつき易い。しかし、本実施例では工程Ｓ３を実施することで、テーパ孔１６の小径側開口部１７を図３に示す如きストレート孔１４へと変えることができる。このストレート孔１４の開口面積はストレートパンチとしての加工部４２のストロークに依存し難いため、各孔１４，１６からなる噴孔１２の燃料流量について、ひいてはその噴孔１２からの燃料噴射量について製品ばらつきを抑えることができる。
【００３１】
また、工程Ｓ１では新の母材１１に下孔１８を形成するため、図６に示す下孔１８のプレス方向前側開口部１９にばりが生じ易い。しかし、本実施例では工程Ｓ２のプレス方向を工程Ｓ１のプレスとは逆方向に設定するので、ばりが生じた下孔１８の開口部１９をテーパパンチたる加工部３２の大径側端部により綺麗に成形できる。
【００３２】
さらに、工程Ｓ３ではテーパ孔１６の大径側開口部から小径側開口部に向かう方向にプレス方向を設定するので、パンチプレスに伴って余剰となる肉の一部がばりを形成することがあっても、そのばりはストレート孔１４から外側へ飛び出す。この飛び出したばりついては、例えば工程Ｓ３後の研削等により容易に除去することができる。
【００３３】
（第二実施例）
図１０は、本発明の第二実施例において使用するストレート孔形成装置を示している。尚、第一実施例と実質的に同一の構成については、第一実施例と同一符号を付すことで説明を省略する。
【００３４】
第二実施例の製造方法では、第一実施例の工程Ｓ３に相当する工程において、第一実施例のパンチ４１の代わりにパンチ５１を備えたストレート孔形成装置４０によりストレート孔１４を形成する。パンチ５１は、第一実施例のパンチ４１と同様に先端部に向かって実質的に径変化しない円柱状であるが、中心軸線Ｘ_sに直交する断面（例えば図１０（ｂ）に示す断面）においてパンチ５１の輪郭形状は第一実施例のパンチ４１と異なり楕円形である。但し、中心軸線Ｘ_sに直交する断面においてパンチ５１の輪郭形状の長軸は、中心軸線Ｘ_sを含む仮想平面であってダイス４４とガイド４６に挟持される母材１１の端面１１ａ，１１ｂに直交する仮想平面（すなわち図１０（ａ）にハッチングで示す断面を切る仮想平面）上に設定されている。また、中心軸線Ｘ_sに直交する断面においてパンチ５１の短軸方向及び長軸方向の外径は共に、第一実施例の工程Ｓ２に相当する工程で形成されたテーパ孔１６の大径側開口部より小径且つテーパ孔１６の小径側開口部より大径に設定されている。
【００３５】
パンチ５１には、第一実施例の各部４２，４３に相当する加工部５２及び支持部５３が設けられている。パンチ５１はガイド孔４７に挿通され、少なくとも支持部５３の外周面５３ａに全周において摺接するガイド孔４７の内周面４７ａによって支持される。この支持によりパンチ５１の中心軸線Ｘ_sは、ダイス４４とガイド４６に挟持される母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対し、その母材１１に形成されているテーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tの場合と同じ側に中心軸線Ｏ_tの場合とは異なる角度で傾斜し、パンチ５１はかかる中心軸線Ｘ_sの延伸方向に案内される。ダイス４４の抜き孔４５には、ガイド４６により案内されたパンチ５１が摺動可能に挿通される。
本実施例では、パンチ５１の加工部５２が特許請求の範囲に記載の「ストレートパンチ」を構成する。
【００３６】
パンチ５１を備えたストレート孔形成装置４０を用いてストレート孔１４を形成するには、図１０（ａ）に示す如くパンチ５１の中心軸線Ｘ_sに沿ってテーパ孔１６の大径側開口部から小径側開口部に向かうプレス方向にパンチ５１を変位させる。パンチ５１の変位に伴い加工部５２は、テーパ孔１６の大径側開口部からテーパ孔１６に挿入される。さらに加工部５２は、中心軸線Ｘ_sに直交する断面において長軸上の変曲点近傍を形成する外周面５２ａを、テーパ孔１６の内周面１６ａにおいて第一実施例と同じ交線Ｃ₁の近傍となる箇所に摺接させ、その摺接箇所を除く外周面５２ａでテーパ孔１６の小径側開口部を押し広げる。そして、パンチ５１の加工部５２が母材１１を打ち抜くまでテーパ孔１６を押し広げることで、加工部５２の外周面５２ａの形状を補完する形状にストレート孔１４が形成される。すなわち、ストレート孔１４は図１１に示すように、母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対し傾斜した中心軸線Ｏ_sに直交する仮想平面と内周面１４ａとの交線のうち閉曲線となる部分が楕円形であり且つ中心軸線Ｏ_sの延伸方向において実質的に径変化しない円柱孔状に形成される。このようにして形成されるストレート孔１４の内周面１４ａは、テーパ孔１６の残部の内周面１６ａに境界線Ｂ上で連接し、それらストレート孔１４とテーパ孔１６とで噴孔１２が作られる。
以上説明した工程が特許請求の範囲に記載の「ストレート孔形成工程」に相当する。
【００３７】
ここで、第一実施例と第二実施例とを比較する。第二実施例では断面楕円形のパンチ５１を用いたことにより、各孔１４，１６の内周面１４ａ，１６ａが成す境界線Ｂのテーパ孔１６側への膨出量（図１１参照）を、第一実施例の断面円形のパンチ４１を用いた場合（図３参照）よりも小さくできる。すなわち、中心軸線Ｏ_sの延伸方向においてストレート孔１４の長さを短縮できる。これは、プレス方向の軸線に一致するパンチ５１の中心軸線Ｘ_sをテーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tに対して傾けているため、パンチプレスにより押し広げられる部分Ｅの大きさが断面円形パンチ４１の場合（図９（ｂ）参照）よりも断面楕円形パンチ５１の場合（図１０（ｂ）参照）で縮小されるからである。ストレート孔１４の長さが短縮されれば、テーパ孔１６の長さは逆に延長されるので、ストレート孔１４の形成による噴霧微粒化効果の低下を充分に抑制できる。
【００３８】
尚、図１２に示す第二実施例の変形例のように、先端部に向かって径変化が実施的にない円柱状パンチ５１’であって、中心軸線Ｘ_sに直交する断面の輪郭形状が小判形である円柱状パンチ５１’をストレート孔１４の形成に使用してもよい。但し、この場合、中心軸線Ｘ_sに直交する断面においてパンチ５１’の輪郭形状の長軸は、中心軸線Ｘ_sを含む仮想平面であってダイス４４とガイド４６に挟持される母材１１の端面１１ａ，１１ｂに直交する仮想平面（すなわち図１２（ａ）にハッチングで示す断面を切る仮想平面）上に設定される。
【００３９】
ところで、上記複数の実施例では、燃料を噴射する燃料噴射装置に使用される噴孔部材の製造に本発明を適用した例について説明したが、燃料以外の流体を噴射する噴射装置用の噴孔部材の製造に本発明を適用することも可能である。
また、上記複数の実施例ではストレート孔１４とテーパ孔１６の二孔で噴孔１２を構成したが、テーパ孔１６の反ストレート孔側にテーパ孔１６とは異なる形状の孔を追加して噴孔１２を構成してもよい。
【００４０】
さらにテーパ孔形成時のプレス方向について、上記複数の実施例では下孔形成時のプレス方向と逆方向に設定したが、下孔形成時のプレス方向に対して同一方向に設定してもよい。またさらにテーパ孔１６の形成に用いるパンチ３１について、上記複数の実施例ではプレス方向の軸線に一致する支持部３３の中心軸線Ｙ_tを母材１１の厚さ方向の軸線Ｔに対して傾斜させ、さらにその軸線Ｙ_tに対してテーパパンチたる加工部３２の中心軸線Ｘ_tを反母材側に傾斜させた。これに対し、プレス方向の軸線Ｙ_tを母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対して傾斜させ、且つプレス方向軸線Ｙ_tを加工部３２の中心軸線Ｘ_tと一致するように又は中心軸線Ｘ_tと平行に設定してもよい。あるいはプレス方向の軸線Ｙ_tを母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対して平行とし、且つ加工部３２の中心軸線Ｘ_tをプレス方向軸線Ｙ_tに対して傾斜させてもよい。これらの場合、形成されるテーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tが母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対して傾斜することとなる。また一方、プレス方向軸線Ｙ_t及び加工部３２の中心軸線Ｘ_tを共に母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対して平行としてもよい。この場合、形成されるテーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tも母材１１の厚さ方向軸線Ｔに対して平行となる。
【００４１】
さらに上記複数の実施例では、ストレートパンチたる加工部４２，５２の中心軸線Ｘ_sをテーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tに対して傾斜させ、その中心軸線Ｏ_sに沿ってストレート孔形成時のプレス方向を設定した。これに対し、加工部４２，５２の中心軸線Ｘ_sをテーパ孔１６の中心軸線Ｏ_tと一致するように又は中心軸線Ｏ_tと平行に設定してもよい。この場合、形成されるテーパ孔１６及びストレート孔１４の各中心軸線Ｏ_t，Ｏ_sが互いに一致又は平行となる。またさらにストレート孔形成時のプレス方向について、上記複数の実施例ではテーパ孔１６の大径側開口部から小径側開口部に向かう方向に設定したが、それとは逆方向、すなわちテーパ孔１６の小径側開口部から大径側開口部に向かう方向に設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例による噴孔部材の製造方法を示す模式図である。
【図２】本発明の第一実施例により製造される噴孔部材を用いた燃料噴射装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施例により製造される噴孔部材を示す断面図である。
【図４】本発明の第一実施例による噴孔部材の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第一実施例において使用される下孔形成装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第一実施例により下孔が形成された母材を示す断面図である。
【図７】本発明の第一実施例において使用されるテーパ孔形成装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第一実施例によりテーパ孔が形成された母材を示す断面図である。
【図９】本発明の第一実施例において使用されるストレート孔形成装置を示す断面図（ａ）及び（ａ）におけるIX−IX線断面図（ｂ）である。
【図１０】本発明の第二実施例において使用されるストレート孔形成装置を示す断面図（ａ）及び（ａ）におけるX−X線断面図（ｂ）である。
【図１１】本発明の第二実施例により製造される噴孔部材を示す断面図である。
【図１２】本発明の第二実施例の変形例において使用されるストレート孔形成装置を示す断面図（ａ）及び（ａ）におけるXII−XII線断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１０噴孔部材
１１母材
１１ａ上流側端面
１１ｂ下流側端面
１２噴孔
１４ストレート孔
１４ａ内周面
１６テーパ孔
１６ａ内周面
１７小径側開口部
１８下孔
１８ａ内周面
２０下孔形成装置
２１パンチ
２２加工部
２３支持部
３０テーパ孔形成装置
３１パンチ
３２加工部（テーパパンチ）
３３支持部
３６ガイド
３７ガイド孔
４０ストレート孔形成装置
４１パンチ
４２加工部（ストレートパンチ）
４３支持部
５１，５１’ パンチ
５２加工部（ストレートパンチ）
５３支持部

Claims

流体を噴射する噴孔を備えた噴孔部材を製造する方法であって、
母材に下孔をパンチプレスにより形成する下孔形成工程と、
前記母材に形成された前記下孔の内周面に、先端部に向かって縮径するテーパパンチを摺接させつつパンチプレスして、前記下孔を押し広げることにより前記母材の一端面から他端面に向かって拡径するテーパ孔を前記母材に形成するテーパ孔形成工程と、
前記母材に形成された前記テーパ孔の内周面のうち前記テーパパンチが摺接する摺接面に、先端部に向かって実質的に径変化しないストレートパンチを摺接させつつパンチプレスして、前記テーパ孔の小径側開口部を押し広げてストレート孔を前記母材に形成し、前記テーパ孔の残部の内周面に前記ストレート孔の内周面を連接するストレート孔形成工程とを含み、
前記テーパ孔と前記ストレート孔とにより前記噴孔を構成することを特徴とする噴孔部材の製造方法。
前記ストレートパンチの中心軸線に沿ってプレス方向を設定することを特徴とする請求項１に記載の噴孔部材の製造方法。
前記ストレート孔形成工程において、前記テーパ孔の大径側開口部よりも小径の前記ストレートパンチを使用すると共に、前記テーパ孔の大径側開口部から小径側開口部に向かう方向にプレス方向を設定することを特徴とする請求項２に記載の噴孔部材の製造方法。
前記ストレート孔により前記噴孔の上流側開口部を構成することを特徴とする請求項２又は３に記載の噴孔部材の製造方法。
前記ストレート孔形成工程において、中心軸線に直交する断面の輪郭形状が楕円形又は小判形である前記ストレートパンチを使用すると共に、前記テーパ孔の中心軸線に対し傾斜させた前記ストレートパンチの中心軸線に沿ってプレス方向を設定することを特徴とする請求項４に記載の噴孔部材の製造方法。
前記テーパ孔形成工程において、先端部に向かって縮径するテーパパンチを使用すると共に、前記テーパパンチの先端部側に向かう方向にプレス方向を設定し、前記テーパパンチを前記母材の厚さ方向の軸線に対して傾斜させた状態で前記母材に打ち込むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の噴孔部材の製造方法。
前記テーパ孔形成工程において、前記母材の厚さ方向の軸線に対し中心軸線が傾斜する前記テーパパンチと、前記テーパパンチの反母材側の外周面に摺接することで前記テーパパンチをプレス方向に案内するガイドとを使用することを特徴とする請求項６に記載の噴孔部材の製造方法。
前記テーパパンチの先端部側に向かう方向にプレス方向を設定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の噴孔部材の製造方法。
前記テーパ孔形成工程において、前記下孔形成工程のプレス方向とは逆方向にプレス方向を設定することを特徴とする請求項８に記載の噴孔部材の製造方法。
前記母材の厚さ方向の断面と前記テーパ孔の内周面との二本の交線が前記母材の厚さ方向の軸線に対して互いに同じ側に傾斜しており、
一方の前記交線が前記母材の厚さ方向の軸線と形成する傾斜角θ₁は、他方の前記交線が前記母材の厚さ方向の軸線と形成する傾斜角θ₂よりも小さいことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の噴孔部材の製造方法。