JP4004966B2 - 噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば硬質クロムメッキ等の電解メッキを燃料噴射弁のアンカ部に施すようにした噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジン等に用いられる燃料噴射弁は、ケーシング内に変位可能に設けられた弁体を、電磁コイル等のアクチュエータで開，閉弁させることにより、前記ケーシング内に供給される燃料をエンジンの燃焼室等に向けて噴射するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８９９０号公報
【０００４】
この種の従来技術による噴射弁は、電磁アクチュエータの作動によって開，閉される弁体が、ケーシング側の弁座に離着座する弁部と、一方の端部が該弁部に固着され他方の端部が噴射弁のコア筒に突当たる突当て面となった筒状のアンカ部とにより構成されている。
【０００５】
そして、弁体のアンカ部は、磁性材料からなる筒体を冷間鍛造、切削加工等の手段を用いて所要形状に成形した後に、アンカ部の前記突当て面から外周側にかけて硬質クロムメッキ等の電解メッキによるメッキ層を形成し、アンカ部の耐摩耗性等を高めるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による噴射弁用アンカ部は、電解メッキを行う場合に、例えば外径マスキング治具を用いてアンカ部を外側から部分的に覆い、この状態でアンカ部をメッキ浴槽内に浸漬して電気分解反応を生じさせることにより、当該アンカ部の前記突当て面から外周側にかけて硬質クロムメッキ等のメッキ層を形成する構成としている。
【０００７】
しかし、従来技術では、電解メッキ処理の段階でメッキ浴槽内の溶液中から電気分解による水素ガスが発生し、この水素ガスが筒状のアンカ部内を通過するときにアンカ部の端面（特に、前記突当て部の内周側部位）に流れる電流が部分的に遮蔽されることがあり、アンカ部の突当て面に形成されるメッキ層は、その膜厚が不均一となってしまう。
【０００８】
このため、従来技術によるアンカ部は、弁体の開，閉弁に伴ってその突当て面が噴射弁のコア筒に繰返し突当たる間に、早期摩耗等が発生し易く、例えば硬質クロムメッキ等によるアンカ部の耐摩耗性を十分には確保することができないという問題がある。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、弁体のアンカ部に均一なメッキ層を形成することができ、アンカ部の耐摩耗性を向上できるようにした噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明による噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法は、アンカ部の外周側に外径マスキング治具を取付け、該アンカ部の内周側には内径マスキング治具を取付ける治具取付工程と、前記各治具を取付けた状態で前記アンカ部をメッキ浴槽内に浸漬し、当該アンカ部に電解メッキを行う電解メッキ工程とを含み、前記内径マスキング治具は、前記メッキ浴槽内の溶液中から発生した水素ガスが前記アンカ部内を突当て面側に向けて通過するのを遮断するように、前記アンカ部内に嵌合して取付けている。
【００１１】
このようなメッキ処理方法を採用することにより、電解メッキ工程でメッキ浴槽内の溶液中から電気分解による水素ガスが発生しても、この水素ガスが筒状のアンカ部内に流通するのを、該アンカ部の内周側に嵌合して取付けた内径マスキング治具により抑えることができ、例えばアンカ部の突当て面に流れる電流が水素ガスの影響によって遮蔽されるのを防止できる。このため、アンカ部の突当て面に均一な膜厚のメッキ層を形成することができ、アンカ部の耐摩耗性を確実に向上することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明によると、内径マスキング治具は、少なくとも表面側が電気絶縁性材料により形成され、突当て面側からアンカ部内に嵌合して取付けられる栓状体からなる構成としている。
【００１３】
この場合には、栓状体からなる内径マスキング治具を突当て面側からアンカ部内に嵌合して取付けることにより、電解溶液中から発生した水素ガスがアンカ部内を突当て面側に向けて通過するのを遮断できる。また、内径マスキング治具は電気的に絶縁されているので、アンカ部の内径面に余分な電流が流れるのを遮蔽でき、突当て面側の電流密度を高めてメッキ層の密着性、耐摩耗性等を向上することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法を、自動車用エンジンの燃料噴射弁に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１７】
ここで、図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は燃料噴射弁の外殻をなす弁ケーシングで、該弁ケーシング１は、後述の磁性筒体２、ヨーク５、樹脂カバー８等を含んで構成されている。
【００１８】
２は弁ケーシング１の本体部分を構成する段付き筒状の磁性筒体で、該磁性筒体２は、例えば磁性を有するステンレス材料等の素材に例えば深絞り等のプレス加工を施すことにより、段付き形状をなす薄肉な金属パイプとして形成されている。
【００１９】
そして、磁性筒体２は、軸方向の一側が大径部２Ａとなり、軸方向の中間部が該大径部２Ａよりも小径な中径部２Ｂとなり、軸方向の他側は該中径部２Ｂよりも小径な小径部２Ｃとなる段付筒体として形成されている。また、磁性筒体２内は燃料通路３となり、該燃料通路３内を燃料は、大径部２Ａ側から小径部２Ｃ側に向けて流通するものである。
【００２０】
４は磁性筒体２の大径部２Ａ側に設けられた燃料フィルタで、該燃料フィルタ４は、大径部２Ａの流入口側に圧入等の手段を用いて挿嵌され、外部から燃料通路３内に供給される燃料を濾過して清浄化するものである。
【００２１】
５は磁性筒体２の中径部２Ｂ、小径部２Ｃの外周側に設けられたヨークで、該ヨーク５は、例えば磁性金属材料を用いて段付筒状に形成され、磁性筒体２等と共に弁ケーシング１を構成するものである。
【００２２】
６は磁性筒体２の中径部２Ｂとヨーク５との間に設けられた連結コアで、該連結コア６は、ヨーク５と同様の磁性金属材料等を用いて略Ｃ字状に形成され、磁性筒体２の中径部２Ｂを外側から取囲むように設けられている。
【００２３】
７は磁性筒体２とヨーク５との間に設けられた電磁コイルで、該電磁コイル７は、磁性筒体２、ヨーク５および後述のコア筒１０と共に電磁アクチュエータを構成するものである。そして、電磁コイル７は、後述のコネクタ９を用いて外部から通電されたときに励磁され、ヨーク５、連結コア６、磁性筒体２、コア筒１０および後述のアンカ部１５等を通じて閉磁路を形成するものである。
【００２４】
８は磁性筒体２の大径部２Ａ、中径部２Ｂの外周側に設けられた樹脂カバーを示し、該樹脂カバー８は、磁性筒体２の外周側にヨーク５、連結コア６、電磁コイル７等を組付けた状態で、金型（図示せず）内に絶縁性樹脂材料を射出成形することにより形成される。また、樹脂カバー８には、電磁コイル７に給電するコネクタ９等が一体に成形されている。
【００２５】
１０は磁性筒体２の内周側に圧入して設けられたコア筒で、該コア筒１０は、例えば磁性金属材料等により段付筒状に形成されている。そして、コア筒１０は電磁コイル７への通電により励磁されると、後述するアンカ部１５の吸着部１５Ｂを弁ばね１８のばね力に抗して磁気的に吸着するものである。
【００２６】
また、コア筒１０は、磁性筒体２の中径部２Ｂ内に圧入されることにより、その先端面が後述するアンカ部１５の突当て面１５Ｃに軸方向の隙間Ｓを挟んで対向している。そして、コア筒１０は、軸方向の隙間Ｓにより弁体１３のリフト量（弁開度）を規制するものである。
【００２７】
１１はコア筒１０の下流側に位置して磁性筒体２の小径部２Ｃ内に設けられた筒状の弁座部材で、該弁座部材１１には、図１に示す如く、燃料通路３内の燃料を外部に噴射する噴射口１１Ａと、該噴射口１１Ａを取囲んでロート状（テーパ状）に形成され燃料が流通する弁座１１Ｂとが設けられている。
【００２８】
１２は弁座部材１１の噴射口１１Ａを覆うように弁座部材１１に設けられたノズルプレートで、該ノズルプレート１２は、図１に示す如く弁座部材１１の先端面に溶接手段を用いて固着され、弁座部材１１の噴射口１１Ａと連通する複数のノズル孔１２Ａを有している。
【００２９】
１３はコア筒１０と弁座部材１１との間に位置して磁性筒体２の小径部２Ｃ内に変位可能に設けられた弁体で、該弁体１３は、後述のアンカ部１５と、アンカ部１５の下流側端部に設けられ弁座部材１１の弁座１１Ｂに離着座する球状の弁部１４とにより構成されている。
【００３０】
１５は弁部１４と共に弁体１３を構成する段付筒状のアンカ部で、該アンカ部１５は、図１、図２に示す如く一方の端部（燃料通路３の下流側端部）が弁部１４に溶接手段等を用いて固着された小径な筒状の軸部１５Ａと、該軸部１５Ａの上流側（軸方向一側）に位置してコア筒１０と軸方向で対向しコア筒１０側に吸着される大径な筒状の吸着部１５Ｂとにより大略構成されている。
【００３１】
また、吸着部１５Ｂの端面は、吸着時にコア筒１０に突当たる突当て面１５Ｃとなり、吸着部１５Ｂの外周面は、磁性筒体２の小径部２Ｃ内を軸方向に摺動する摺動面１５Ｄとなっている。そして、これらの突当て面１５Ｃおよび摺動面１５Ｄには、耐摩耗性を高めるために後述のメッキ層１６が形成されている。
【００３２】
また、吸着部１５Ｂの内側には、ばね収容部１５Ｅが形成され、該ばね収容部１５Ｅ内には後述の弁ばね１８が配設されている。一方、アンカ部１５の軸部１５Ａには、一対の通油孔１５Ｆ（一方のみ図示）が径方向に穿設され、該通油孔１５Ｆは、燃料通路３内の燃料を弁部１４側に向けて流通させるものである。
【００３３】
１６はアンカ部１５の吸着部１５Ｂに形成されたメッキ層で、該メッキ層１６は、例えば硬質クロムメッキ等の電解メッキ処理を後述の如く施すことにより形成され、図２、図３に示すように吸着部１５Ｂの突当て面１５Ｃから摺動面１５Ｄにわたる部位を外側から被覆しているものである。
【００３４】
そして、弁体１３が磁性筒体２内を軸方向に摺動変位して弁座１１Ｂに離着座するときに、メッキ層１６は、吸着部１５Ｂの突当て面１５Ｃ、摺動面１５Ｄに耐摩耗性を与え、突当て面１５Ｃがコア筒１０の端面に繰返し突当たる間に摩耗するのを防ぐと共に、摺動面１５Ｄが磁性筒体２内を摺動変位することによる摺動摩耗も抑えるものである。
【００３５】
１７はコア筒１０の内周側に圧入等の手段により固定された筒状のばね受、１８は該ばね受１７と共に磁性筒体２内に設けられた弁ばねで、該弁ばね１８は、図１に示すように弁体１３とばね受１７との間に圧縮状態で配設され、弁体１３を閉弁方向に常時付勢している。
【００３６】
次に、２１はアンカ部１５のメッキ処理に用いる外径マスキング治具で、該外径マスキング治具２１は、図４に示す如くアンカ部１５の軸部１５Ａが内周側に挿入される有底筒状体として形成され、上端側の段付開口部２１Ａ内にはアンカ部１５の吸着部１５Ｂ下端側が嵌合して取付けられるものである。
【００３７】
また、外径マスキング治具２１の底部２１Ｂには、後述するメッキ浴槽２３内の溶液２４が流出入する流出入穴２１Ｃが穿設されている。また、外径マスキング治具２１には、後述のカソード２５を挿入するための挿入穴２１Ｄが径方向に形成されている。
【００３８】
ここで、外径マスキング治具２１は、金属材料により形成され、図５に示す如くアンカ部１５等と共にメッキ浴槽２３の溶液２４中に沈漬されるものである。なお、外径マスキング治具２１は、全体を電気絶縁性材料等により形成してもよい。
【００３９】
２２はアンカ部１５のメッキ処理に用いる内径マスキング治具で、該内径マスキング治具２２は、図４に示す如くアンカ部１５の吸着部１５Ｂ内に嵌合して取付けられる栓状体として形成され、その上端側には内径マスキング治具２２を吸着部１５Ｂ内から脱着するための摘み部２２Ａが設けられている。
【００４０】
そして、内径マスキング治具２２は、表面側が電気絶縁性材料により被覆された金属材料により形成され、図５に示す如くアンカ部１５、外径マスキング治具２１等と共にメッキ浴槽２３の溶液２４中に沈漬されるものである。なお、内径マスキング治具２２は、溶液２４中から浮上がらない程度の重量が必要となるもので、重量を確保できる材料であれば全体を電気絶縁性材料により形成してもよい。
【００４１】
２３はアンカ部１５のメッキ処理に用いるメッキ浴槽で、該メッキ浴槽２３内には、例えば硬質クロムメッキを行うための電解液等からなる溶液２４が貯留されている。そして、メッキ浴槽２３の溶液２４中には、数十個（例えば、５０〜９０個）の単位でアンカ部１５がマスキング治具２１，２２と共に浸漬され、それぞれのアンカ部１５に対する電解メッキが一括して施されるものである。
【００４２】
２５は外径マスキング治具２１の挿入穴２１Ｄに差込まれる陰極部としてのカソードで、該カソード２５は、先端側がアンカ部１５に当接され、アンカ部１５全体を例えばアース電位に保つものである。
【００４３】
２６は陽極部となるアノードで、該アノード２６は、図５に示す如くカソード２５との間で直流電源２７に接続され、メッキ浴槽２３の溶液２４中に浸漬されるものである。そして、アノード２６は、カソード２５側のアンカ部１５との間に図５中に矢印Ｅで示すような電界を形成し、溶液２４内で電気分解反応を生じさせることにより、アンカ部１５（吸着部１５Ｂの突当て面１５Ｃから摺動面１５Ｄ）に図２に示すメッキ層１６を形成するものである。
【００４４】
本実施の形態による燃料噴射弁は、上述の如き構成を有するもので、次に、アンカ部１５のメッキ処理方法について図４、図５を参照して説明する。
【００４５】
まず、アンカ部１５の成形工程では、アンカ部１５の素材となる磁性材料製の筒体を、冷間鍛造、切削加工等の手段を用いて所要形状に成形し、図４に示す如く軸部１５Ａ、吸着部１５Ｂ、突当て面１５Ｃ、摺動面１５Ｄ、ばね収容部１５Ｅおよび一対の通油孔１５Ｆを有したアンカ部１５を形成する。
【００４６】
そして、治具取付工程では、アンカ部１５の軸部１５Ａを外径マスキング治具２１内に挿入し、吸着部１５Ｂの下端側を外径マスキング治具２１の段付開口部２１Ａ内に嵌合して取付ける。また、アンカ部１５の吸着部１５Ｂ内には、突当て面１５Ｃ側からばね収容部１５Ｅ内に向けて内径マスキング治具２２を押込むように嵌合して取付ける。
【００４７】
これにより、アンカ部１５の軸部１５Ａおよび吸着部１５Ｂの下端側を、外径マスキング治具２１により径方向外側からマスクすることができ、アンカ部１５の吸着部１５Ｂ内を、内径マスキング治具２２により内側からマスクすることができる。
【００４８】
このため、吸着部１５Ｂのばね収容部１５Ｅ内は、内径マスキング治具２２によって閉塞され、アンカ部１５の軸部１５Ａ側から吸着部１５Ｂ内に向けて、例えば図４中の矢示Ｈ方向に後述の水素ガス等が流通するのを遮断できるものである。
【００４９】
次に、電解メッキ工程では、マスキング治具２１，２２が取付けられたアンカ部１５を、図５に示すメッキ浴槽２３内の溶液２４中に浸漬し、カソード２５とアノード２６との間に直流電源２７による電界を、図５中に矢印Ｅで示すように形成する。
【００５０】
これにより、メッキ浴槽２３内の溶液２４中では、電気分解反応が生じて硬質クロムメッキからなるメッキ層１６が、アンカ部１５の突当て面１５Ｃから摺動面１５Ｄにかけて連続的に形成されている。そして、このメッキ層１６は、マスキング治具２１，２２ではマスクされず、溶液２４中に露出したアンカ部１５の突当て面１５Ｃから摺動面１５Ｄにわたり、均一な膜厚をもって形成されるものである。
【００５１】
また、電解メッキ処理が完了した後には、アンカ部１５をマスキング治具２１，２２と共にメッキ浴槽２３内から取出し、外径マスキング治具２１をカソード２５と共にアンカ部１５の軸部１５Ａから取外す。また、内径マスキング治具２２は、摘み部２２Ａを用いて吸着部１５Ｂ内から抜取るように取外す。
【００５２】
そして、このようにメッキ層１６が形成されたアンカ部１５には、図２に示すように軸部１５Ａの先端側に球形の弁部１４をレーザ溶接等の手段を用いて固着し、これによって弁体１３を完成させる。また、燃料噴射弁の組立工程では、磁性筒体２内に弁体１３を、コア筒１０、弁ばね１８および弁座部材１１等と共に組付けて噴射弁全体を図１に示す如く組立てる。
【００５３】
次に、本実施の形態による燃料噴射弁の作動について説明する。まず、コネクタ９側から電磁コイル７に通電すると、例えばコア筒１０等が励磁されることにより、弁体１３のアンカ部１５とコア筒１０との間の隙間Ｓを通過する閉磁路が形成される。
【００５４】
この結果、弁体１３は、コア筒１０によって磁気的に吸着され、弁ばね１８に抗して軸方向に変位し、その弁部１４が弁座部材１１の弁座１１Ｂから離座して開弁する。これにより、燃料通路３内に供給される燃料は、噴射口１１Ａからエンジンの吸気管、燃焼室（図示せず）等に向けて噴射される。
【００５５】
一方、電磁コイル７への通電を停止すると、弁体１３のアンカ部１５とコア筒１０との間の磁力が失われるので、弁体１３の弁部１４は、弁ばね１８の付勢力により弁座部材１１の弁座１１Ｂに着座し、噴射口１１Ａを閉塞（閉弁）する。
【００５６】
かくして、本実施の形態によれば、弁体１３のアンカ部１５に対しメッキ処理施す場合に、アンカ部１５の軸部１５Ａ外周側には外径マスキング治具２１を取付け、吸着部１５Ｂの内周側には内径マスキング治具２２を嵌合して取付ける治具取付工程を実行し、その後の電解メッキ工程で、アンカ部１５をメッキ浴槽２３の溶液２４中に浸漬し、アンカ部１５の突当て面１５Ｃから摺動面１５Ｄにかけてメッキ層１６を形成するようにしている。
【００５７】
これにより、電解メッキ工程でメッキ浴槽２３内の溶液２４中から電気分解による水素ガスが発生しても、この水素ガスが筒状のアンカ部１５内で図４中の矢示Ｈ方向に流通するのを内径マスキング治具２２によって抑えることができ、アンカ部１５の突当て面１５Ｃに流れる電流が水素ガスの影響等で遮蔽されるのを防止できる。
【００５８】
また、内径マスキング治具２２は、外径マスキング治具２１と同様に電気絶縁性材料を用いて形成しているので、アンカ部１５の内径面（例えば、ばね収容部１５Ｅ内）等に余分な電流が流れるのを遮蔽でき、アンカ部１５の突当て面１５Ｃおよび摺動面１５Ｄに均一な膜厚のメッキ層１６を形成できると共に、突当て面１５Ｃ側の電流密度を高めてメッキ層１６の密着性、耐摩耗性等を向上することができる。
【００５９】
従って、本実施の形態によれば、栓状体からなる内径マスキング治具２２を突当て面１５Ｃ側からアンカ部１５の吸着部１５Ｂ内に嵌合して取付けることにより、電解用の溶液２４中から発生した水素ガスがアンカ部１５の吸着部１５Ｂ内を突当て面１５Ｃ側に向けて通過するのを遮断でき、これによってアンカ部１５の突当て面１５Ｃに均一な膜厚のメッキ層１６を形成することができる。
【００６０】
そして、弁体１３が磁性筒体２内を軸方向に摺動変位して弁座１１Ｂに離着座するときには、メッキ層１６によりアンカ部１５の突当て面１５Ｃ、摺動面１５Ｄに十分な耐摩耗性を与えることができ、突当て面１５Ｃがコア筒１０の端面に繰返し突当たる間に摩耗、損傷されるのを長期にわたって防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態による燃料噴射弁を示す縦断面図である。
【図２】 図１中の弁体を拡大して示す縦断面図である。
【図３】 図２に示す弁体の要部拡大図である。
【図４】 外径マスキング治具と内径マスキング治具をアンカ部に取付けた状態を示す縦断面図である。
【図５】 メッキ浴槽内にアンカ部を浸漬して電解メッキを施している状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 弁ケーシング
２ 磁性筒体
３ 燃料通路
５ ヨーク
７ 電磁コイル
１０ コア筒
１１ 弁座部材
１１Ａ 噴射口
１１Ｂ 弁座
１３ 弁体
１４ 弁部
１５ アンカ部
１５Ａ 軸部
１５Ｂ 吸着部
１５Ｃ 突当て面
１５Ｄ 摺動面（外周側）
１６ メッキ層
１７ ばね受
１８ 弁ばね
２１ 外径マスキング治具
２２ 内径マスキング治具
２３ メッキ浴槽
２５ カソード（陰極部）
２６ アノード（陽極部）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば硬質クロムメッキ等の電解メッキを燃料噴射弁のアンカ部に施すようにした噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジン等に用いられる燃料噴射弁は、ケーシング内に変位可能に設けられた弁体を、電磁コイル等のアクチュエータで開，閉弁させることにより、前記ケーシング内に供給される燃料をエンジンの燃焼室等に向けて噴射するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８９９０号公報
【０００４】
この種の従来技術による噴射弁は、電磁アクチュエータの作動によって開，閉される弁体が、ケーシング側の弁座に離着座する弁部と、一方の端部が該弁部に固着され他方の端部が噴射弁のコア筒に突当たる突当て面となった筒状のアンカ部とにより構成されている。
【０００５】
そして、弁体のアンカ部は、磁性材料からなる筒体を冷間鍛造、切削加工等の手段を用いて所要形状に成形した後に、アンカ部の前記突当て面から外周側にかけて硬質クロムメッキ等の電解メッキによるメッキ層を形成し、アンカ部の耐摩耗性等を高めるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による噴射弁用アンカ部は、電解メッキを行う場合に、例えば外径マスキング治具を用いてアンカ部を外側から部分的に覆い、この状態でアンカ部をメッキ浴槽内に浸漬して電気分解反応を生じさせることにより、当該アンカ部の前記突当て面から外周側にかけて硬質クロムメッキ等のメッキ層を形成する構成としている。
【０００７】
しかし、従来技術では、電解メッキ処理の段階でメッキ浴槽内の溶液中から電気分解による水素ガスが発生し、この水素ガスが筒状のアンカ部内を通過するときにアンカ部の端面（特に、前記突当て部の内周側部位）に流れる電流が部分的に遮蔽されることがあり、アンカ部の突当て面に形成されるメッキ層は、その膜厚が不均一となってしまう。
【０００８】
このため、従来技術によるアンカ部は、弁体の開，閉弁に伴ってその突当て面が噴射弁のコア筒に繰返し突当たる間に、早期摩耗等が発生し易く、例えば硬質クロムメッキ等によるアンカ部の耐摩耗性を十分には確保することができないという問題がある。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、弁体のアンカ部に均一なメッキ層を形成することができ、アンカ部の耐摩耗性を向上できるようにした噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明による噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法は、アンカ部の外周側に外径マスキング治具を取付け、該アンカ部の内周側には内径マスキング治具を取付ける治具取付工程と、前記各治具を取付けた状態で前記アンカ部をメッキ浴槽内に浸漬し、当該アンカ部に電解メッキを行う電解メッキ工程とを含み、前記内径マスキング治具は、前記メッキ浴槽内の溶液中から発生した水素ガスが前記アンカ部内を突当て面側に向けて通過するのを遮断するように、前記アンカ部内に嵌合して取付けている。
【００１１】
このようなメッキ処理方法を採用することにより、電解メッキ工程でメッキ浴槽内の溶液中から電気分解による水素ガスが発生しても、この水素ガスが筒状のアンカ部内に流通するのを、該アンカ部の内周側に嵌合して取付けた内径マスキング治具により抑えることができ、例えばアンカ部の突当て面に流れる電流が水素ガスの影響によって遮蔽されるのを防止できる。このため、アンカ部の突当て面に均一な膜厚のメッキ層を形成することができ、アンカ部の耐摩耗性を確実に向上することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明によると、内径マスキング治具は、少なくとも表面側が電気絶縁性材料により形成され、突当て面側からアンカ部内に嵌合して取付けられる栓状体からなる構成としている。
【００１３】
この場合には、栓状体からなる内径マスキング治具を突当て面側からアンカ部内に嵌合して取付けることにより、電解溶液中から発生した水素ガスがアンカ部内を突当て面側に向けて通過するのを遮断できる。また、内径マスキング治具は電気的に絶縁されているので、アンカ部の内径面に余分な電流が流れるのを遮蔽でき、突当て面側の電流密度を高めてメッキ層の密着性、耐摩耗性等を向上することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法を、自動車用エンジンの燃料噴射弁に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１７】
ここで、図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は燃料噴射弁の外殻をなす弁ケーシングで、該弁ケーシング１は、後述の磁性筒体２、ヨーク５、樹脂カバー８等を含んで構成されている。
【００１８】
２は弁ケーシング１の本体部分を構成する段付き筒状の磁性筒体で、該磁性筒体２は、例えば磁性を有するステンレス材料等の素材に例えば深絞り等のプレス加工を施すことにより、段付き形状をなす薄肉な金属パイプとして形成されている。
【００１９】
そして、磁性筒体２は、軸方向の一側が大径部２Ａとなり、軸方向の中間部が該大径部２Ａよりも小径な中径部２Ｂとなり、軸方向の他側は該中径部２Ｂよりも小径な小径部２Ｃとなる段付筒体として形成されている。また、磁性筒体２内は燃料通路３となり、該燃料通路３内を燃料は、大径部２Ａ側から小径部２Ｃ側に向けて流通するものである。
【００２０】
４は磁性筒体２の大径部２Ａ側に設けられた燃料フィルタで、該燃料フィルタ４は、大径部２Ａの流入口側に圧入等の手段を用いて挿嵌され、外部から燃料通路３内に供給される燃料を濾過して清浄化するものである。
【００２１】
５は磁性筒体２の中径部２Ｂ、小径部２Ｃの外周側に設けられたヨークで、該ヨーク５は、例えば磁性金属材料を用いて段付筒状に形成され、磁性筒体２等と共に弁ケーシング１を構成するものである。
【００２２】
６は磁性筒体２の中径部２Ｂとヨーク５との間に設けられた連結コアで、該連結コア６は、ヨーク５と同様の磁性金属材料等を用いて略Ｃ字状に形成され、磁性筒体２の中径部２Ｂを外側から取囲むように設けられている。
【００２３】
７は磁性筒体２とヨーク５との間に設けられた電磁コイルで、該電磁コイル７は、磁性筒体２、ヨーク５および後述のコア筒１０と共に電磁アクチュエータを構成するものである。そして、電磁コイル７は、後述のコネクタ９を用いて外部から通電されたときに励磁され、ヨーク５、連結コア６、磁性筒体２、コア筒１０および後述のアンカ部１５等を通じて閉磁路を形成するものである。
【００２４】
８は磁性筒体２の大径部２Ａ、中径部２Ｂの外周側に設けられた樹脂カバーを示し、該樹脂カバー８は、磁性筒体２の外周側にヨーク５、連結コア６、電磁コイル７等を組付けた状態で、金型（図示せず）内に絶縁性樹脂材料を射出成形することにより形成される。また、樹脂カバー８には、電磁コイル７に給電するコネクタ９等が一体に成形されている。
【００２５】
１０は磁性筒体２の内周側に圧入して設けられたコア筒で、該コア筒１０は、例えば磁性金属材料等により段付筒状に形成されている。そして、コア筒１０は電磁コイル７への通電により励磁されると、後述するアンカ部１５の吸着部１５Ｂを弁ばね１８のばね力に抗して磁気的に吸着するものである。
【００２６】
また、コア筒１０は、磁性筒体２の中径部２Ｂ内に圧入されることにより、その先端面が後述するアンカ部１５の突当て面１５Ｃに軸方向の隙間Ｓを挟んで対向している。そして、コア筒１０は、軸方向の隙間Ｓにより弁体１３のリフト量（弁開度）を規制するものである。
【００２７】
１１はコア筒１０の下流側に位置して磁性筒体２の小径部２Ｃ内に設けられた筒状の弁座部材で、該弁座部材１１には、図１に示す如く、燃料通路３内の燃料を外部に噴射する噴射口１１Ａと、該噴射口１１Ａを取囲んでロート状（テーパ状）に形成され燃料が流通する弁座１１Ｂとが設けられている。
【００２８】
１２は弁座部材１１の噴射口１１Ａを覆うように弁座部材１１に設けられたノズルプレートで、該ノズルプレート１２は、図１に示す如く弁座部材１１の先端面に溶接手段を用いて固着され、弁座部材１１の噴射口１１Ａと連通する複数のノズル孔１２Ａを有している。
【００２９】
１３はコア筒１０と弁座部材１１との間に位置して磁性筒体２の小径部２Ｃ内に変位可能に設けられた弁体で、該弁体１３は、後述のアンカ部１５と、アンカ部１５の下流側端部に設けられ弁座部材１１の弁座１１Ｂに離着座する球状の弁部１４とにより構成されている。
【００３０】
１５は弁部１４と共に弁体１３を構成する段付筒状のアンカ部で、該アンカ部１５は、図１、図２に示す如く一方の端部（燃料通路３の下流側端部）が弁部１４に溶接手段等を用いて固着された小径な筒状の軸部１５Ａと、該軸部１５Ａの上流側（軸方向一側）に位置してコア筒１０と軸方向で対向しコア筒１０側に吸着される大径な筒状の吸着部１５Ｂとにより大略構成されている。
【００３１】
また、吸着部１５Ｂの端面は、吸着時にコア筒１０に突当たる突当て面１５Ｃとなり、吸着部１５Ｂの外周面は、磁性筒体２の小径部２Ｃ内を軸方向に摺動する摺動面１５Ｄとなっている。そして、これらの突当て面１５Ｃおよび摺動面１５Ｄには、耐摩耗性を高めるために後述のメッキ層１６が形成されている。
【００３２】
また、吸着部１５Ｂの内側には、ばね収容部１５Ｅが形成され、該ばね収容部１５Ｅ内には後述の弁ばね１８が配設されている。一方、アンカ部１５の軸部１５Ａには、一対の通油孔１５Ｆ（一方のみ図示）が径方向に穿設され、該通油孔１５Ｆは、燃料通路３内の燃料を弁部１４側に向けて流通させるものである。
【００３３】
１６はアンカ部１５の吸着部１５Ｂに形成されたメッキ層で、該メッキ層１６は、例えば硬質クロムメッキ等の電解メッキ処理を後述の如く施すことにより形成され、図２、図３に示すように吸着部１５Ｂの突当て面１５Ｃから摺動面１５Ｄにわたる部位を外側から被覆しているものである。
【００３４】
そして、弁体１３が磁性筒体２内を軸方向に摺動変位して弁座１１Ｂに離着座するときに、メッキ層１６は、吸着部１５Ｂの突当て面１５Ｃ、摺動面１５Ｄに耐摩耗性を与え、突当て面１５Ｃがコア筒１０の端面に繰返し突当たる間に摩耗するのを防ぐと共に、摺動面１５Ｄが磁性筒体２内を摺動変位することによる摺動摩耗も抑えるものである。
【００３５】
１７はコア筒１０の内周側に圧入等の手段により固定された筒状のばね受、１８は該ばね受１７と共に磁性筒体２内に設けられた弁ばねで、該弁ばね１８は、図１に示すように弁体１３とばね受１７との間に圧縮状態で配設され、弁体１３を閉弁方向に常時付勢している。
【００３６】
次に、２１はアンカ部１５のメッキ処理に用いる外径マスキング治具で、該外径マスキング治具２１は、図４に示す如くアンカ部１５の軸部１５Ａが内周側に挿入される有底筒状体として形成され、上端側の段付開口部２１Ａ内にはアンカ部１５の吸着部１５Ｂ下端側が嵌合して取付けられるものである。
【００３７】
また、外径マスキング治具２１の底部２１Ｂには、後述するメッキ浴槽２３内の溶液２４が流出入する流出入穴２１Ｃが穿設されている。また、外径マスキング治具２１には、後述のカソード２５を挿入するための挿入穴２１Ｄが径方向に形成されている。
【００３８】
ここで、外径マスキング治具２１は、金属材料により形成され、図５に示す如くアンカ部１５等と共にメッキ浴槽２３の溶液２４中に沈漬されるものである。なお、外径マスキング治具２１は、全体を電気絶縁性材料等により形成してもよい。
【００３９】
２２はアンカ部１５のメッキ処理に用いる内径マスキング治具で、該内径マスキング治具２２は、図４に示す如くアンカ部１５の吸着部１５Ｂ内に嵌合して取付けられる栓状体として形成され、その上端側には内径マスキング治具２２を吸着部１５Ｂ内から脱着するための摘み部２２Ａが設けられている。
【００４０】
そして、内径マスキング治具２２は、表面側が電気絶縁性材料により被覆された金属材料により形成され、図５に示す如くアンカ部１５、外径マスキング治具２１等と共にメッキ浴槽２３の溶液２４中に沈漬されるものである。なお、内径マスキング治具２２は、溶液２４中から浮上がらない程度の重量が必要となるもので、重量を確保できる材料であれば全体を電気絶縁性材料により形成してもよい。
【００４１】
２３はアンカ部１５のメッキ処理に用いるメッキ浴槽で、該メッキ浴槽２３内には、例えば硬質クロムメッキを行うための電解液等からなる溶液２４が貯留されている。そして、メッキ浴槽２３の溶液２４中には、数十個（例えば、５０〜９０個）の単位でアンカ部１５がマスキング治具２１，２２と共に浸漬され、それぞれのアンカ部１５に対する電解メッキが一括して施されるものである。
【００４２】
２５は外径マスキング治具２１の挿入穴２１Ｄに差込まれる陰極部としてのカソードで、該カソード２５は、先端側がアンカ部１５に当接され、アンカ部１５全体を例えばアース電位に保つものである。
【００４３】
２６は陽極部となるアノードで、該アノード２６は、図５に示す如くカソード２５との間で直流電源２７に接続され、メッキ浴槽２３の溶液２４中に浸漬されるものである。そして、アノード２６は、カソード２５側のアンカ部１５との間に図５中に矢印Ｅで示すような電界を形成し、溶液２４内で電気分解反応を生じさせることにより、アンカ部１５（吸着部１５Ｂの突当て面１５Ｃから摺動面１５Ｄ）に図２に示すメッキ層１６を形成するものである。
【００４４】
本実施の形態による燃料噴射弁は、上述の如き構成を有するもので、次に、アンカ部１５のメッキ処理方法について図４、図５を参照して説明する。
【００４５】
まず、アンカ部１５の成形工程では、アンカ部１５の素材となる磁性材料製の筒体を、冷間鍛造、切削加工等の手段を用いて所要形状に成形し、図４に示す如く軸部１５Ａ、吸着部１５Ｂ、突当て面１５Ｃ、摺動面１５Ｄ、ばね収容部１５Ｅおよび一対の通油孔１５Ｆを有したアンカ部１５を形成する。
【００４６】
そして、治具取付工程では、アンカ部１５の軸部１５Ａを外径マスキング治具２１内に挿入し、吸着部１５Ｂの下端側を外径マスキング治具２１の段付開口部２１Ａ内に嵌合して取付ける。また、アンカ部１５の吸着部１５Ｂ内には、突当て面１５Ｃ側からばね収容部１５Ｅ内に向けて内径マスキング治具２２を押込むように嵌合して取付ける。
【００４７】
これにより、アンカ部１５の軸部１５Ａおよび吸着部１５Ｂの下端側を、外径マスキング治具２１により径方向外側からマスクすることができ、アンカ部１５の吸着部１５Ｂ内を、内径マスキング治具２２により内側からマスクすることができる。
【００４８】
このため、吸着部１５Ｂのばね収容部１５Ｅ内は、内径マスキング治具２２によって閉塞され、アンカ部１５の軸部１５Ａ側から吸着部１５Ｂ内に向けて、例えば図４中の矢示Ｈ方向に後述の水素ガス等が流通するのを遮断できるものである。
【００４９】
次に、電解メッキ工程では、マスキング治具２１，２２が取付けられたアンカ部１５を、図５に示すメッキ浴槽２３内の溶液２４中に浸漬し、カソード２５とアノード２６との間に直流電源２７による電界を、図５中に矢印Ｅで示すように形成する。
【００５０】
これにより、メッキ浴槽２３内の溶液２４中では、電気分解反応が生じて硬質クロムメッキからなるメッキ層１６が、アンカ部１５の突当て面１５Ｃから摺動面１５Ｄにかけて連続的に形成されている。そして、このメッキ層１６は、マスキング治具２１，２２ではマスクされず、溶液２４中に露出したアンカ部１５の突当て面１５Ｃから摺動面１５Ｄにわたり、均一な膜厚をもって形成されるものである。
【００５１】
また、電解メッキ処理が完了した後には、アンカ部１５をマスキング治具２１，２２と共にメッキ浴槽２３内から取出し、外径マスキング治具２１をカソード２５と共にアンカ部１５の軸部１５Ａから取外す。また、内径マスキング治具２２は、摘み部２２Ａを用いて吸着部１５Ｂ内から抜取るように取外す。
【００５２】
そして、このようにメッキ層１６が形成されたアンカ部１５には、図２に示すように軸部１５Ａの先端側に球形の弁部１４をレーザ溶接等の手段を用いて固着し、これによって弁体１３を完成させる。また、燃料噴射弁の組立工程では、磁性筒体２内に弁体１３を、コア筒１０、弁ばね１８および弁座部材１１等と共に組付けて噴射弁全体を図１に示す如く組立てる。
【００５３】
次に、本実施の形態による燃料噴射弁の作動について説明する。まず、コネクタ９側から電磁コイル７に通電すると、例えばコア筒１０等が励磁されることにより、弁体１３のアンカ部１５とコア筒１０との間の隙間Ｓを通過する閉磁路が形成される。
【００５４】
この結果、弁体１３は、コア筒１０によって磁気的に吸着され、弁ばね１８に抗して軸方向に変位し、その弁部１４が弁座部材１１の弁座１１Ｂから離座して開弁する。これにより、燃料通路３内に供給される燃料は、噴射口１１Ａからエンジンの吸気管、燃焼室（図示せず）等に向けて噴射される。
【００５５】
一方、電磁コイル７への通電を停止すると、弁体１３のアンカ部１５とコア筒１０との間の磁力が失われるので、弁体１３の弁部１４は、弁ばね１８の付勢力により弁座部材１１の弁座１１Ｂに着座し、噴射口１１Ａを閉塞（閉弁）する。
【００５６】
かくして、本実施の形態によれば、弁体１３のアンカ部１５に対しメッキ処理施す場合に、アンカ部１５の軸部１５Ａ外周側には外径マスキング治具２１を取付け、吸着部１５Ｂの内周側には内径マスキング治具２２を嵌合して取付ける治具取付工程を実行し、その後の電解メッキ工程で、アンカ部１５をメッキ浴槽２３の溶液２４中に浸漬し、アンカ部１５の突当て面１５Ｃから摺動面１５Ｄにかけてメッキ層１６を形成するようにしている。
【００５７】
これにより、電解メッキ工程でメッキ浴槽２３内の溶液２４中から電気分解による水素ガスが発生しても、この水素ガスが筒状のアンカ部１５内で図４中の矢示Ｈ方向に流通するのを内径マスキング治具２２によって抑えることができ、アンカ部１５の突当て面１５Ｃに流れる電流が水素ガスの影響等で遮蔽されるのを防止できる。
【００５８】
また、内径マスキング治具２２は、外径マスキング治具２１と同様に電気絶縁性材料を用いて形成しているので、アンカ部１５の内径面（例えば、ばね収容部１５Ｅ内）等に余分な電流が流れるのを遮蔽でき、アンカ部１５の突当て面１５Ｃおよび摺動面１５Ｄに均一な膜厚のメッキ層１６を形成できると共に、突当て面１５Ｃ側の電流密度を高めてメッキ層１６の密着性、耐摩耗性等を向上することができる。
【００５９】
従って、本実施の形態によれば、栓状体からなる内径マスキング治具２２を突当て面１５Ｃ側からアンカ部１５の吸着部１５Ｂ内に嵌合して取付けることにより、電解用の溶液２４中から発生した水素ガスがアンカ部１５の吸着部１５Ｂ内を突当て面１５Ｃ側に向けて通過するのを遮断でき、これによってアンカ部１５の突当て面１５Ｃに均一な膜厚のメッキ層１６を形成することができる。
【００６０】
そして、弁体１３が磁性筒体２内を軸方向に摺動変位して弁座１１Ｂに離着座するときには、メッキ層１６によりアンカ部１５の突当て面１５Ｃ、摺動面１５Ｄに十分な耐摩耗性を与えることができ、突当て面１５Ｃがコア筒１０の端面に繰返し突当たる間に摩耗、損傷されるのを長期にわたって防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態による燃料噴射弁を示す縦断面図である。
【図２】 図１中の弁体を拡大して示す縦断面図である。
【図３】 図２に示す弁体の要部拡大図である。
【図４】 外径マスキング治具と内径マスキング治具をアンカ部に取付けた状態を示す縦断面図である。
【図５】 メッキ浴槽内にアンカ部を浸漬して電解メッキを施している状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 弁ケーシング
２ 磁性筒体
３ 燃料通路
５ ヨーク
７ 電磁コイル
１０ コア筒
１１ 弁座部材
１１Ａ 噴射口
１１Ｂ 弁座
１３ 弁体
１４ 弁部
１５ アンカ部
１５Ａ 軸部
１５Ｂ 吸着部
１５Ｃ 突当て面
１５Ｄ 摺動面（外周側）
１６ メッキ層
１７ ばね受
１８ 弁ばね
２１ 外径マスキング治具
２２ 内径マスキング治具
２３ メッキ浴槽
２５ カソード（陰極部）
２６ アノード（陽極部）
Claims (2)
- 一方の端部が弁座に離着座する弁部に固着され他方の端部が噴射弁のコア筒に突当たる突当て面となった筒状のアンカ部に対し、当該アンカ部の前記突当て面から外周側にかけて電解メッキを施してなる噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法であって、
前記アンカ部の外周側に外径マスキング治具を取付け、該アンカ部の内周側には内径マスキング治具を取付ける治具取付工程と、
前記各治具を取付けた状態で前記アンカ部をメッキ浴槽内に浸漬し、当該アンカ部に電解メッキを行う電解メッキ工程とを含み、
前記内径マスキング治具は、前記メッキ浴槽内の溶液中から発生した水素ガスが前記アンカ部内を突当て面側に向けて通過するのを遮断するように、前記アンカ部内に嵌合して取付けてなる噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法。 - 前記内径マスキング治具は、少なくとも表面側が電気絶縁性材料により形成され、前記突当て面側から前記アンカ部内に嵌合して取付けられる栓状体からなる請求項１に記載の噴射弁用アンカ部のメッキ処理方法。
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