JP6889330B2 - 流量制御装置の部品及び燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、流量を制御する流量制御装置に関する。

流量制御装置の従来技術の一例として、特開平１１−１９３７６２号公報（特許文献１）に記載された電磁式燃料噴射弁装置及び特開２０１３−１６００８３号公報（特許文献２）に記載された電磁式燃料噴射弁がある。

特許文献１の電磁式燃料噴射弁装置は、可動弁を素材組成の異なる電磁コアおよび可動ニードル部で形成し、両部材を溶接接合している。可動弁は電磁コア端面部と可動ニードル部とが突き合わせ溶接され、溶接溶込み深さが突き合わせ面の長さより大きな溶融部が形成されている（例えば、請求項１，２及び図２参照）。

特許文献２の燃料噴射弁は、先端に燃料を噴出する噴孔を有したノズル筒と、ノズル筒の内周部に圧入され、この内周部と嵌合部を形成する外周部を有する固定コアと、ノズル筒内に配置され、固定コアに対向すると共に前記ノズル筒内で往復動可能な可動コアと、可動コアによって駆動され噴孔を開閉する弁体と、ノズル筒の外周に配置され、可動コアを電磁的に駆動する電磁コイルと、を備えた電磁式燃料噴射弁において、嵌合部の一部に円環状の非嵌合部（円環状隙間）を形成し、この非嵌合部でノズル筒と固定コアとを溶接結合することにより、潤滑剤の蒸発による生じる溶接欠陥をなくしている（例えば、要約、請求項１及び図４，９参照）。円環状隙間はその容積によって蒸気圧力を緩和し、溶接欠陥の発生の抑制に寄与する（段落００５３参照）。なお特許文献２の燃料噴射弁では、ノズル筒の内周部に潤滑剤を塗布することにより、圧入時に嵌合部で潤滑剤をこそぎ落とし、潤滑剤が円環状隙間に浸入することを抑制する（段落００５５参照）。

特開平１１−１９３７６２号公報 特開２０１３−１６００８３号公報

特許文献１の電磁式燃料噴射弁装置及び特許文献２の電磁式燃料噴射弁は流量制御装置の一例である。以下、特許文献１の電磁式燃料噴射弁装置及び特許文献２の電磁式燃料噴射弁を単に燃料噴射弁と呼んで説明する。

特許文献１では、突き合わせ溶接部の突き合わせ面長さより溶接溶込み深さを大きくすることにより耐久性の向上に配慮しているが、溶接予定部に潤滑剤が付着または侵入することにより溶接時に潤滑剤が気化してブローホールが発生することについては配慮されていない。

特許文献２の燃料噴射弁では、溶接部の設けられる円環状隙間に潤滑剤が浸入するのを抑制することに配慮しているものの、潤滑剤の付着した嵌合部が溶接部の設けられるノズル筒の内周面に触れる構成であり、また突合せ溶接に対応可能な構成でもない。

突合せ溶接する２部品は溶接前に圧入嵌合されて固定される。圧入嵌合部位には圧入前に潤滑剤が塗布されるが、潤滑剤が溶接予定部に付着または浸入すると、特許文献２に記載されているように溶接時に潤滑剤が気化しブローホールが発生する。

特許文献２の燃料噴射弁では、溶接部の設けられる円環状隙間に潤滑剤が浸入するのを抑制することに配慮しているものの、潤滑剤の付着した嵌合部が溶接部の設けられるノズル筒の内周面に触れる構成であり、ブローホール発生の抑制効果をさらに向上する技術が望まれる。

本発明の目的は、ブローホール発生の抑制効果を高めた流体制御装置の部品を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は第１部品と、前記第１部品と圧入部により嵌合される第２部品と、前記第１部品の記一面と前記第２部品の対向面との間において互いに接触する突き当て面と、前記第１部品と前記第２部品との前記突き当て面において、前記突き当て面と沿うように形成された溶接部を備えた流量制御装置において、前記第１部品と第２部品の圧入嵌合部と、突き当て、溶接部の間に、前記第１部品と前記第２部品とで第１の空隙を形成し、前記第１の空隙と、前期突き当て、溶接部の間に、前記第１部品と前記第２部品とで第２の空隙を形成し、前記第１の空隙は圧入方向と交差する方向に形成され、前記第２の空隙は前記突き当て方向と交差する方向に形成され、前記第１の隙間は前記第２の隙間よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、ブローホール発生の抑制効果を高めた流体制御装置を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施例に係る燃料噴射弁１と燃料配管２１１の一部を示す断面図である。 本発明の実施例に係る燃料噴射弁１と燃料配管２１１との接続構造について、図１Ａとは異なる接続構造を示す断面図である。 燃料噴射弁内部の燃料圧力と燃料噴射弁１の中心軸線１ａ方向に作用する荷重（計算値）との関係を示すグラフである。 燃料噴射弁１を構成するアダプタ１４０と固定コア１０７との組体を示す断面図である。 本発明との比較例１に係る、固定コア４０７と噴孔カップ支持体４０１との溶接部の拡大断面図である。 本発明との比較例２に係る、第１部品Ａと第２部品Ｂとの溶接部の拡大断面図である。 本発明との比較例３に係る、第１部品Ａと第２部品Ｂとの溶接部の拡大断面図である。 本発明との比較例４に係る、第１部品Ａと第２部品Ｂとの溶接部の拡大断面図である。 本発明との比較例５に係る、固定コア６０７とアダプタ６４０との圧入前の状態を示す拡大断面図である。 本発明との比較例６に係る、第１部品Ａと第２部品Ｂとの溶接部の拡大断面図である。 本発明の実施例に係る、アダプタ１４０と固定コア１０７との溶接部の拡大断面図である。 本発明の実施例に係る、固定コア１０７とアダプタ１４０との圧入前の状態を示す拡大断面図である。 本発明の実施例に係る、アダプタ１４０と固定コア１０７との溶接部の拡大断面図である。 本発明との比較例７に係る、アダプタ１４０と固定コア１０７との溶接部の拡大断面図である。 本発明の変更例に係るアダプタ１４０と固定コア１０７との溶接部の拡大断面図である。 第１隙間１００１及び第２隙間１００２の構造を説明する概念図である。

以下、図面を用いて本発明を実施するための具体的な形態について説明する。

以下、図面を用いて、本発明の流量制御装置の実施例について、説明する。本実施例では流量制御装置の一例として、燃料噴射弁（燃料噴射装置）について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば流量制御装置は、高圧の燃料圧力によって溶接部に大きな応力が発生する高圧燃料ポンプであってもよい。なお、図面において、機能を分かり易くするために部品の大きさや隙間の大きさは実際の比率よりも誇張されている場合があり、機能を説明するために不要な部品は省略されている場合がある。以下で説明する実施例及び比較例において、同種の構成要素には同一の符号が与えられている。本発明に係る実施例及び比較例においては、相違する部分を重点的に説明し、重複する説明は省略する。

最初に、図１を用いて、本実施例に係る燃料噴射弁の構成の概要を説明する。図１Ａは本実施例に係る燃料噴射弁１と燃料配管２１１の一部を示す断面図である。

以下の説明では、図１Ａに基づいて上下方向を定義して説明するが、この上下方向は燃料噴射弁１の実装状態における上下方向を限定するものではない。燃料噴射弁１は、上端部に燃料供給口１１８が設けられ、下端部に燃料噴射孔１１７が設けられる。燃料供給口１１８が設けられる側を基端と呼び、燃料噴射孔１１７が設けられる側を先端と呼んで説明する場合がある。

図１に示すように、燃料噴射弁１では、例えば、可動子部１１４が円筒状の可動コア（可動子）１０２とこの可動コア１０２の中心部に位置する針弁１１４Ａ（弁体）とを含んで構成されている。中心部に燃料を導く燃料導入孔を有する固定コア（固定子）１０７の端面と可動コア１０２の端面との間に隙間が設けられている。この隙間を含む磁気通路に磁束を供給する電磁コイル１０５（ソレノイド）が備えられている。換言すれば、固定コア１０７は、図１に示すように、可動コア１０２に対向するように配置される。

隙間を通る磁束によって可動コア１０２の端面と固定コア１０７の端面との間に生起された磁気吸引力で可動コア１０２を固定コア１０７側に引き付けて可動コア１０２を駆動し、針弁１１４Ａを弁座シート部３９（弁座）から引き離して弁座シート部３９に設けた燃料通路を開くように構成されている。換言すれば、可動コア１０２は、針弁１１４Ａ（弁体）を駆動させる。

噴射される燃料量は、主に燃料の圧力と燃料噴射弁１の噴口部の雰囲気圧力との差圧、並びに針弁１１４Ａを開いた状態に維持して燃料が噴射されている時間により決定される。

電磁コイル１０５への通電を停止すると可動コア１０２に作用する磁気吸引力が消失し、針弁１１４Ａを閉鎖方向に付勢する弾性部材１１０の付勢力と、針弁１１４Ａと弁座シート部３９との間を流れる燃料の流速によって生じる圧力降下によって針弁１１４Ａ及び可動コア１０２は閉鎖方向へと移動し、針弁１１４Ａが弁座シート部３９に着座することで燃料通路が閉じられる。針弁１１４Ａと弁座シート部３９との当接により燃料がシールされ、意図しないタイミングで燃料が燃料噴射弁１から漏れ出ることを防いでいる。

内燃機関では、燃料の噴射圧力を従来の２０ＭＰａから例えば３５ＭＰａ程度まで増加させ、燃料噴射弁から噴射される燃料の液滴粒径を低減し、気化を促進させる試みが実施されている。

燃料圧力を増加させる場合、燃料噴射弁の内部の燃料圧力を保持する部材（燃料圧力保持部材）に発生する応力が増加する。高い燃料圧力で発生する応力に対して燃料圧力保持部材に強度の余裕を持たせるには、降伏応力及び引っ張り強さの大きい材料を選定することが有効である。

一方、燃料噴射弁１の固定コア１０７は電磁ソレノイドの一部を構成しているため、磁気特性に優れた材料が使用される。磁気特性に優れた材料は一般に降伏応力及び引っ張り強さが小さい。このため、固定コア１０７に使用される材料は、肉厚を小さくすることや、高い剛性が要求される燃料配管２１１との接続部に使用するには不向きである。

よって高燃圧に対応する燃料噴射弁１では、燃料配管２１１との接続部を、固定コア１０７とは別部品のアダプタ１４０で構成し、固定コア１０７とアダプタ１４０との２部品に分割する。アダプタ１４０の固定コア１０７側とは反対側の端部に燃料供給口１１８が形成されている。アダプタ１４０には固定コア１０７より降伏応力及び引っ張り強さの大きな材料が使用され、固定コア１０７には磁気特性の優れた材料が使用される。２部品は弁軸方向（中心軸線１ａに沿う方向）に圧入された後、４０３ａで全周溶接され、固定される。

したがって、燃料圧力の増加に対して強度を確保しながら、固定コア１０７の磁気特性を悪化させることのない燃料噴射弁を、コスト上昇を抑えて製作することができる。

同様の理由で固定コア１０７と噴孔カップ支持体（ノズルホルダ）１０１とは２部品に分割され、噴孔カップ支持体１０１には固定コア１０７より降伏応力及び引っ張り強さの大きな材料が使用され、固定コア１０７には磁気特性の優れた材料が使用される。２部品は径方向で圧接するように中心軸線１ａ方向に圧入された後、４０３ｂで全周溶接され、固定される。

図１Ａの上部には燃料圧力によって燃料噴射弁１の中心軸線１ａ方向に作用する荷重を矢印２１４により模式的に示している。燃料噴射弁１は燃料配管２１１と接続され、Ｏリング２１２によって燃料はシールされているため、燃料配管２１１の内部２１３と燃料噴射弁１の内部とは高圧の燃料で満たされている。燃料配管２１１の内径φＲによって燃料配管２１１の断面積が決まり、燃料配管２１１の断面積と燃料圧力との積を燃圧荷重と定義する。

燃料配管２１１は図示していないエンジンに固定されているため、燃料噴射弁１は矢印２１４の方向に燃圧荷重を受ける。燃料噴射弁１は例えばハウジング１０３のテーパ面２１５で図示していないエンジンと接触しているため、燃料噴射弁１を構成するアダプタ１４０、固定コア１０７、噴孔カップ支持体１０１、及びハウジング１０３を介して前述の燃圧荷重が伝達する。

図１Ｂは、本発明の実施例に係る燃料噴射弁１と燃料配管２１１との接続構造について、図１Ａとは異なる接続構造を示す断面図である。

図１Ｂに示す燃料噴射弁１では、図１Ａに示す燃料噴射弁１と燃料配管２１１との接続構造とは別の形態として、プレート２５１を介して燃料噴射弁１を燃料配管２１１に吊り下げられる形態を示している。

図２は、燃料噴射弁内部の燃料圧力と燃料噴射弁１の中心軸線１ａ方向に作用する荷重（計算値）との関係を示すグラフである。

従来、最高燃料圧力は例えば２０ＭＰａであり、２０ＭＰａの燃圧によって燃料噴射弁１の中心軸線１ａ方向に印加される荷重（軸方向荷重）は例えば１８００Ｎである。燃料圧力はさらに３５ＭＰａに高められる可能性があり、その場合の軸方向荷重はおよそ１．５倍の３２００Ｎとなる。また燃料圧力が３５ＭＰａのシステムでは安全の余裕度を考慮して、例えば燃料圧力５５ＭＰａまで構造強度を保つ必要があり、その場合の軸方向荷重はおおよそ７７００Ｎにも達する。燃料噴射弁１を構成する部品には、燃圧による軸方向荷重が伝達するため、燃圧の増加に伴い各部品に発生する応力は増加する。燃料噴射弁１を構成する部品の形状、材料、及び溶接形状を従来から変更しない場合、強度の余裕度が減少する。一方で強度の大きい材料や複雑な溶接方法を使用することはコストの増加につながる。 図３は、燃料噴射弁１を構成するアダプタ１４０と固定コア１０７との組体を示す断面図である。

アダプタ１４０はＯリング取付部２５０の厚さが小さいため、強度優先で材料を選定する。アダプタ１４０は、燃料圧力３５ＭＰａで発生する応力に耐えられる。固定コア１０７は磁気回路を構成する部品であり、Ｏリング取付部２５０ほどの薄肉部はない。よって固定コア１０７には磁性に優れる材料を選定する。固定コア１０７は肉厚が大きいため、強度の小さい材料を選定しても、燃料圧力３５ＭＰａで発生する応力に耐えられる。

換言すれば、固定コア１０７（固定子）の飽和磁束密度は、アダプタ１４０（パイプ）の飽和磁束密度よりも大きい。アダプタ１４０は固定コア１０７とは別体の部材で構成され、固定コア１０７に直接圧入されて固定される。これにより、例えば、固定コア１０７の磁気特性を確保しつつ、アダプタ１４０の製造コストを低減することができる。

ここで、固定コア１０７（固定子）の引っ張り強さは、アダプタ１４０（パイプ）の引っ張り強さよりも小さい。これにより、例えば、アダプタ１４０の強度を確保しつつ、固定コア１０７の形状が複雑になった場合でもその加工を容易に行うことが可能となる。

本実施例では、第１部品であるアダプタ１４０と第２部品である固定コア１０７との溶接部は突合せ継手構造を有する突合せ溶接部である。アダプタ１４０と固定コア１０７との突き合わせ部は、燃料噴射弁内部に満たされている高圧燃料の漏洩を防ぐ必要がある。

燃料噴射弁のアダプタ１４０の取付部３０１と固定コア１０７の取付部３０２とは径方向で接触するように圧入され、燃料を封止するために突合せ溶接部３０３で全周突合せ溶接されている。溶接前にアダプタ１４０の取付部３０１と固定コア１０７の取付部３０２とが圧入固定されているため、溶接時に生じるひずみによって生じるアダプタ１４０の倒れを抑制できる。

換言すれば、固定コア１０７（固定子）は燃料の流れる方向において上流側に取付部（固定子側取付部）３０２を有し、アダプタ１４０（パイプ）は下流側に取付部（アダプタ側取付部またはパイプ側取付部）３０１を有する。取付部３０２及び取付部３０１は径方向において直接接触して圧入される。取付部３０２及び取付部３０１は切削加工等により容易に製造することができ、また取付部３０２及び取付部３０１を圧入及び突合せ溶接により固定することにより高圧燃料のシール性が向上する。

また、取付部３０１の下流側先端部３０１ａが取付部３０２の上面（上流側の面）と接触するように突き合わされ、この接触部において突合せ溶接がなされる。詳細には、取付部３０１が取付部３０２よりも外周側（径方向外側）に位置し、取付部３０１の下流側先端部３０１ａが中心軸線１ａ方向に固定コア１０７に接触し、この接触部において突合せ溶接される。

これにより、取付部３０２及び取付部３０１突合せ溶接を可能とし、安価にかつ強固に双方を固定することができる。アダプタ１４０に使用する材料は固定コア１０７よりも強度が大きいので、応力の高い外周側に配置するのが理にかなっている。また強度が大きい材料の場合、肉厚を薄くでき、外周側からの溶接もし易い。

ここで、固定コア１０７は、取付部３０２よりも下流側（アダプタ１４０側とは反対側、反アダプタ１４０側）に外周側に突出する突出部１０７ａ（つば部）を有する。突出部１０７ａは固定コア１０７を構成する部材に一体に形成される。

突出部１０７ａ（つば部）は、対向するハウジング１０３の端部（上端）との間の磁路を構成し、磁気回路１４０Ｍ（図１Ａ参照）を構成する。

図１Ｂに示すように、燃料噴射弁が燃料配管２１１にプレート２５１を介して接続される場合、燃料噴射弁内部の燃料圧力による燃圧荷重によって、固定コア１０７はアダプタ１４０に対して下流側に引っ張られる。 図１Ａの場合も図１Ｂの場合も、燃料噴射弁１においてはアダプタ１４０及び固定コア１０７の２部品を径方向で圧入させた後、全周溶接して固定される。その溶接固定部に加わる荷重は燃料圧力と共に増加するため、高い燃料圧力に耐えられる溶接強度を、必要最小限の溶接で確保し、安価な燃料噴射弁１を提供する必要がある。

次に図１Ａを使用して燃料噴射弁の動作について説明する。

噴孔カップ支持体１０１は直径が小さい小径筒状部１０１Ａと直径が大きい大径筒状部１０１Ｂとを備えている。小径筒状部１０１Ａの先端部分の内部に、案内部１１５、燃料噴射孔１１７を備えた噴孔カップ（燃料噴射孔形成部材）１１６が挿入または圧入され、噴孔カップ１１６の先端面の外周の縁部が小径筒状部１０１Ａに全周溶接される。これにより、噴孔カップ１１６は、小径筒状部２２に固定される。案内部１１５は可動子部１１４を構成する針弁１１４Ａの先端に設けられた弁体先端部１１４Ｂが燃料噴射弁１の中心軸線１ａ方向に上下運動する際に、弁体先端部１１４Ｂの外周を案内する機能を有する。

噴孔カップ１１６には案内部１１５の下流側に円錐状の弁座シート部３９が形成されている。この弁座シート部３９には針弁１１４Ａの先端に設けた弁体先端部１１４Ｂが当接または離反することで、燃料の流れを遮断したり燃料噴射孔に導いたりする。噴孔カップ支持体１０１の外周には溝が形成されており、この溝に樹脂材製のチップシール１３１に代表される燃焼ガスのシール部材が嵌め込まれている。

固定コア１０７の内周下端部には可動子を構成する針弁１１４Ａをガイドする針弁案内部１１３が設けられている。針弁１１４Ａには案内部１２７が設けられており、図示されていないが案内部１２７には一部面取り部が設けられ、面取り部が燃料通路を形成している。細長い形状の針弁１１４Ａは針弁案内部１１３によって径方向の位置を規定され、かつ中心軸線１ａ方向にまっすぐに往復運動するようガイドされる。なお、開弁方向は中心軸線１ａ方向の上、閉弁方向は中心軸線１ａ方向の下に向かう方向である。

針弁１１４Ａの弁体先端部１１４Ｂが設けられている端部とは反対側の端部には針弁１１４Ａの直径より大きい外径を有する段付き部１２９を有する頭部１１４Ｃが設けられている。段付き部１２９の上端面には針弁１１４Ａを閉弁方向に付勢するスプリング（第１スプリング）１１０の着座面が設けられている。

可動子部１１４は針弁１１４Ａが貫通する貫通孔１０２Ａを中央に備えた可動コア１０２を有する。可動コア１０２と針弁案内部１１３との間に可動コア１０２を開弁方向に付勢するゼロスプリング（第２スプリング）１１２が保持されている。

頭部１１４Ｃの段付き部１２９の直径より貫通孔１０２Ａの直径の方が小さいので、針弁１１４Ａを噴孔カップ１１６の弁座シート部３９に向かって押付けるスプリング１１０の付勢力の作用下においては、ゼロスプリング１１２によって保持された可動コア１０２の上側面と針弁１１４Ａの段付き部１２９の下端面とが当接し、両者は係合している。

これによりゼロスプリング１１２の付勢力に逆らう上方への可動コア１０２の動きあるいは、ゼロスプリング１１２の付勢力に沿った下方への針弁１１４Ａの動きに対して、可動コア１０２及び針弁１１４Ａは協働して動くことになる。しかし、ゼロスプリング１１２の付勢力に関係なく針弁１１４Ａを上方へ動かす力、あるいは可動コア１０２を下方へ動かす力が独立して両者に作用したとき、両者は別々の方向に動くことができる。

噴孔カップ支持体１０１の大径筒状部１０１Ｂの内周部には固定コア１０７が圧入され、圧入接触位置で溶接接合されている。この溶接接合により噴孔カップ支持体１０１の大径筒状部１０１Ｂの内部と外気との間に形成される隙間が密閉される。固定コア１０７は中心に直径φＣｎの貫通孔１０７Ｄが燃料導入通路として設けられている。

換言すれば、アダプタ１４０の下面（下流側の面）と、固定コア１０７の上面（上流側の面）とが圧入により直接接触した状態で、アダプタ１４０と固定コア１０７がと固定される。

針弁１１４Ａの段付き部１２９の上端面に形成されたスプリング受け面にはスプリング１１０の下端が当接しており、スプリング１１０の他端は調整子５４で受け止められる。
これにより、スプリング１１０が頭部１１４Ｃと調整子５４との間に保持されている。中心軸線１ａ方向における調整子５４の固定位置を調整することでスプリング１１０が針弁１１４Ａを弁座シート部３９に押付ける初期荷重を調整することができる。

噴孔カップ支持体１０１の大径筒状部１０１Ｂの外周にはカップ状のハウジング１０３が固定されている。ハウジング１０３の底部には中央に貫通孔が設けられており、貫通孔には噴孔カップ支持体１０１の大径筒状部１０１Ｂが挿通されている。ハウジング１０３の外周壁の部分は噴孔カップ支持体１０１の大径筒状部１０１Ｂの外周面に対向する外周ヨーク部を形成している。

ハウジング１０３によって形成される筒状空間内には環状を成すように巻回された電磁コイル１０５が配置されている。電磁コイル１０５は環状のコイルボビン１０４と、コイルボビン１０４に巻きつけられた銅線で形成される。電磁コイル１０５の巻き始め、巻き終わり端部には剛性のある導体１０９が固定されており、固定コア１０７の突出部１０７ａに設けた貫通孔より引き出されている。

導体１０９と固定コア１０７と噴孔カップ支持体１０１の大径筒状部１０１Ｂの外周とは、ハウジング１０３の上端開口部内周から絶縁樹脂を注入してモールド成形され、樹脂成形体１２１で覆われる。

導体１０９の先端部に形成されたコネクタ４３Ａには高電圧電源、バッテリ電源より電力を供給するプラグが接続され、図示しないコントローラによって通電、非通電が制御される。電磁コイル１０５に通電中は、磁気回路１４０Ｍを通る磁束によって磁気吸引ギャップにおいて可動子部１１４の可動コア１０２と固定コア１０７との間に磁気吸引力が発生し、可動コア１０２がスプリング１１０の設定荷重を超える力で吸引されることで上方へ動く。

このとき可動コア１０２は針弁１１４Ａの頭部１１４Ｃと係合して、針弁１１４Ａと一緒に上方へ移動し、可動コア１０２の上端面が固定コア１０７の下端面に当接するまで移動する。その結果、針弁１１４Ａの弁体先端部１１４Ｂが弁座シート部３９より離間し、燃料が弁体先端部１１４Ｂと弁座シート部３９との間に形成された燃料通路を通り、噴孔カップ１１６の先端にある燃料噴射孔１１７から内燃機関の燃焼室内に噴出する。

針弁１１４Ａの弁体先端部１１４Ｂが弁座シート部３９より離間し、上方に引き上げられている間、細長い形状の針弁１１４Ａは針弁案内部１１３と、噴孔カップ１１６の案内部１１５との２箇所によって、中心軸線１ａ方向に沿ってまっすぐに往復動するようガイドされる。

電磁コイル１０５への通電が断たれると、磁束が消滅し、磁気吸引ギャップにおける磁気吸引力も消滅する。この状態では、スプリング１１０のばね力がゼロスプリング１１２の力に打ち勝って可動子部１１４全体（可動子１０２、針弁１１４Ａ）に作用する。その結果、可動子部１１４はスプリング１１０のばね力によって、弁体先端部１１４Ｂが弁座シート部３９に接触する閉弁位置に押し戻される。

弁体先端部１１４Ｂが弁座シート部３９に接触し閉弁位置にある間、針弁１１４Ａは針弁案内部１１３のみによりガイドされており、噴孔カップ１１６の案内部１１５とは接触していない。

このとき、頭部１１４Ｃの段付き部１２９が可動コア１０２の上面に当接して可動コア１０２を、ゼロスプリング１１２の力に打ち勝って下側（閉弁方向）へ移動させる。弁体先端部１１４Ｂが弁座シート部３９に衝突すると、可動コア１０２は針弁１１４Ａと別体であるため、慣性力によって下側（閉弁方向）への移動を継続する。このとき針弁１１４Ａの外周と可動コア１０２の内周との間に流体による摩擦が発生し、弁座シート部３９から再度開弁方向に跳ね返る針弁１１４Ａのエネルギが吸収される。

慣性質量の大きな可動コア１０２が針弁１１４Ａから切り離されているので、跳ね返りエネルギ自体も小さくなる。また、針弁１１４Ａの跳ね返りエネルギを吸収した可動コア１０２は自らの慣性力がその分だけ減少し、ゼロスプリング１１２を圧縮した後に受ける反発力も小さくなるため、可動コア１０２自体の跳ね返り現象によって針弁１１４Ａが開弁方向に再び動かされる現象は発生し難くなる。かくして、針弁１１４Ａの跳ね返りは最小限に抑えられ、電磁コイル１０５への通電が断たれた後に弁が開いて、燃料が不作為に噴射される、いわゆる二次噴射現象が抑制される。
（比較例）
次に、図４から図７を用いて、本発明との比較例における燃料噴射弁の課題を説明する。

図４は、本発明との比較例１に係る固定コア４０７と噴孔カップ支持体４０１との溶接部の拡大断面図である。なお、図４は図１ＡのIV部を拡大した図である。

固定コア４０７は噴孔カップ支持体４０１に圧入後、重ね溶接で噴孔カップ支持体４０１に接合されている。

燃料圧力によって噴孔カップ支持体４０１は径方向外側と燃料噴射弁１の中心軸線１ａ方向下向きとに荷重を受けるが、固定コア４０７は中心軸線１ａ方向に固定されているため、重ね溶接部４０２に対して主に作用する荷重は噴孔カップ支持体４０１が燃料噴射弁１の中心軸線１ａ方向下向きに受ける荷重４０４になる。

固定コア４０７と噴孔カップ支持体４０１との重ね溶接中の境界面を４０３とするとき、境界面４０３にはせん断荷重が生じる。せん断荷重により境界面４０３の上端４０３Ａには高い応力が発生する。重ね溶接中の境界面４０３の長さを大きくしても、噴孔カップ支持体４０１に燃料噴射弁１の中心軸線１ａ方向下向きの荷重が作用すると上端４０３Ａに応力が集中するためである。

燃料圧力が２０ＭＰａの場合、図２に示すとおり軸方向荷重は小さいため、境界面４０３の上端４０３Ａに発生する応力は比較的小さく、十分な強度を確保することができる。

一方、燃料圧力が従来より大きい、例えば３５ＭＰａで使用される際には、図２で示したように軸方向荷重は増加する。よって重ね溶接は荷重方向と母材境界が平行なためせん断力によって母材と溶接境界部に発生する応力も大きくなり、十分な強度を確保することができない可能性がある。 図５Ａは、本発明との比較例２に係る、固定コアＢとアダプタＡとの溶接部の拡大断面図である。図５Ａでは、固定コアＢとアダプタＡとの突合せ部を突合せ溶接した場合の、溶融して再凝固した部分（以下、溶融部と言う）の形状を示している。固定コアＢ及びアダプタＡの二部品の突合せでは突合せ面５０１が密着するように固定コアＢの隅部を図示のように掘り込む、もしくは図示しないがアダプタＡの角部に面取りを施すなどして隙間５０２を形成する。突合せ部を溶接する場合、隙間５０２を溶融金属で全て埋めるために、溶融部が５０３Ｂに示すような形状となるようにレーザ溶接を施す。

隙間５０２を溶融金属で全て埋めるのは、部品Ｂに図中矢印方向の荷重が作用した場合、隙間部の形状によっては応力が大きくなり、溶接部の強度を低下させる可能性があるからである。つまり、突合せ溶接でも突き当て隙間にはみ出た溶接部形状５０４が応力集中を引きこす虞がある。図５Ｂに例を示す。

図５Ｂは、本発明との比較例３に係る、第１部品Ａと第２部品Ｂとの溶接部の拡大断面図である。

図５Ｂのような溶接部形状の場合、溶融、再凝固後の金属５０３Ｅの一部５０４が局所的に膨らんで、第１部品Ａと第２部品Ｂとの隙間５０２にはみ出す可能性がある。この隙間形状は燃料圧力による軸方向荷重５１０に対して、溶接部形状５０４のなす角θ１が小さいため応力が集中して応力を高めることとなり、溶接部５０３Ｅの強度を低下させる。

これに対して、図５Ａの突合せ溶接部５０３Ｂ、５０３Ｃ、５０３Ｄのように、溶接方向（溶接深さ方向）の先端部（最奥部）が圧入部（第１部品Ａの圧入部内周面Ａ１と第２部品Ｂの圧入部外周面Ｂ１との境界部）に対して、更に溶接方向の奥側（図５Ａにおいて右方向側）に位置するように形成する。そして、溶接部５０３Ｂ、５０３Ｃ、５０３Ｄは溶接前に第１部品Ａと第２部品Ｂとの間に形成されていた隙間を全て埋めるように形成される。これにより隙間部５０２の形状により応力が大きくなり、溶接部５０３Ｂ、５０３Ｃ、５０３Ｄの強度が低下するのを抑制することができる。

なお、溶接の溶け込み深さＷＤ１は製造工程において、狙った目標に対してばらつきを有する。５０３Ｂの溶け込み形状を目標として溶接を行っても、実際には、それよりも小さな溶け込み形状５０３Ａとなり、溶接後に隙間５０２が残る可能性がある。よって隙間５０２を全て溶融金属で埋めるには溶接形状５０３Ｃを狙い、ばらつきが発生して溶け込み深さが小さくなっても溶け込み形状５０３Ｂを確保できるようにする。

一方で燃料噴射弁には同軸精度が要求されるため、溶接時の入熱量は出来るだけ小さくしたいという要望がある。図５Ａに示した溶接形状の場合、５０３Ｃの溶け込み形状を狙う場合でも上記したばらつきの発生を考慮して、溶け込みが大き目の６０８とすることが考えられる。しかし、部品Ｂの厚みＴ１の２／３以上を溶かし込むような場合、溶接時の変形量が大きくなり、燃料噴射弁の同軸精度が悪化する可能性がある。

図５Ｃは、本発明との比較例４に係る、第１部品Ａと第２部品Ｂとの溶接部の拡大断面図である。

図５Ｃは同軸精度の悪化を抑制するために、突合せ溶接の溶け込み深さをＷＤ２とした場合の溶接部形状ある。突き当て長さ以下の溶け込み深さＷＤ２となる場合、矢印で示す荷重方向に対して溶接部形状の端部５０５が応力集中を引きこすことは明白である。よって突合せ溶接において、突き合わせ長さに対し溶接溶け込み形状を短くした場合、高い燃料圧力によって生じる荷重に対して十分な剛性、強度を確保することができない可能性がある。

通常、２つの部品を圧入する際に、かじりを防止し、圧入時の荷重を低減させ、２部品の突き当て部が確実に接触するように潤滑剤を使用する。潤滑剤の影響について図６及び図５Ａを用いて説明する。

図６は、本発明との比較例５に係る、固定コア６０７とアダプタ６４０との圧入前の状態を示す拡大断面図である。

潤滑剤はアダプタ（第１部品）６４０の内径または固定コア（第２部品）６０７の外径のどちらかに塗布することが可能であるが、図６Ａ示すように工業的には潤滑剤を固定コア６０７の外径部の６０１で示す範囲に塗布する方が容易であり、安価である。アダプタ６４０と固定コア６０７とを圧入する前の両部品の軸ずれＥ１を可能な限り小さくするが、完全に０にすることは工業的に難しい。よって固定コア６０７の圧入部の上流側（上端側）に、圧入径Ｄ１よりもわずかに外径が小さい覗き部（小径部）６０２を設ける。この覗き部６０２は２部品の軸ずれＥ１がある場合でも、２部品がお互いにガイドされることで、軸ずれ量を圧入径Ｄ１と覗き径Ｄ２の差以下にすることができ、工業的に良く使用される。しかしながら覗き部６０２と圧入部６０３の段差は小さい（例えば０．０４ｍｍ程度）ため、圧入する前には両部品の軸ずれ量Ｅ１の方が大きい。この場合、覗き部６０２に付着した潤滑剤は突き当て後、溶接される部分６０４にまで付着する恐れがある。溶接時に溶融金属は、図５Ａの５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃ、５０３Ｄのような形状となるため、付着した潤滑剤がレーザによって直接加熱されると、加熱された潤滑剤は気体となってブローホールが発生する。

図６の固定コア６０７とアダプタ６４０とが圧入されると、図５Ａに示す状態となる。
なお、アダプタ６４０は図５Ａの第１部品Ａに相当し、固定コア６０７は図５Ａの第２部品Ｂに相当する。固定コア６０７とアダプタ６４０との圧入時に潤滑剤は図面下方向に押し下げられ、隙間５０２に溜まる。溶接時に溶融金属は５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃ、５０３Ｄのような形状となるため、隙間５０２に溜まった潤滑剤を直接加熱する。加熱された潤滑剤は気体となってブローホールが発生する。

図７は、本発明との比較例６に係る、第１部品Ａと第２部品Ｂとの溶接部の拡大断面図である。

図７に示すように、潤滑剤が溶接部へ侵入することを避けるために第一部品Ａに面取り７０１を設け、従来よりも大きな隙間７０２を設ける場合でも、溶接時に溶融金属は７０３のような形状となるため、隙間７０２に溜まった潤滑剤は直接加熱され、加熱された潤滑剤は気体となってブローホールが発生する可能性がある。また潤滑剤が溶接部７０３に接触せず、ブローホールが発生しない場合でも、母材と溶接部７０３とのなす角θ２が９０度よりも小さくなり、応力が増加して強度が低下する可能性がある。なお、７０４は突合せ面（突合せ溶接部）であり、７０５は突合せ溶接部７０４の溶接深さ方向（図７の右側方向）と直交する方向（図７の上下方向）における中心部である。

以上説明したように、比較例のような構造では、突合せ溶接部において、組み付け時の軸ずれを完全に０にすることが難しく、塗布された潤滑剤でブローホールが発生し易い構造であった。ブローホールが発生しない場合でも、母材と溶接部とのなす角が９０度よりも小さくなり、強度が低下し易い構造であった。本実施例では潤滑剤によるブローホールが発生し難く、また強度が低下し難い溶接部の構造（形状）を提案する。

図８は、本発明の実施例に係る、アダプタ１４０と固定コア１０７との溶接部の拡大断面図である。

本実施例では、アダプタ１４０と固定コア１０７とを突合せ、突合せ溶接を行う。

アダプタ１４０の下端部（固定コア１０７側の端部）には取付部３０１が形成されている。取付部３０１の外周面３０１Ａはアダプタ１４０の外周面１４０Ａと同径である。取付部３０１の第１内周面３０１Ｂは、アダプタ１４０の上流側の内径φＣｎよりも大きな内径を有するように、アダプタ１４０の上流側の内周面１４０Ｂに対して拡径されている。すなわち、取付部３０１の第１内周面３０１Ｂとアダプタ１４０の内周面１４０Ｂとの間に径方向の段差面３０１Ｇが形成されている。

さらに、取付部３０１の下端部には、第１内周面３０１Ｂよりも大径に形成された第２内周面３０１Ｃが形成されている。第２内周面３０１Ｃは第１内周面３０１Ｂに対して拡径され、第１内周面３０１Ｂと第２内周面３０１Ｃとの間に径方向の段差面３０１Ｄが形成されている。

固定コア１０７の上端部（アダプタ１４０側の端部）には取付部３０２が形成されている。取付部３０２の内周面３０２Ａは固定コア１０７の内周面１０７Ｆと同径である。取付部３０２の第１外周面３０２Ｂは、固定コア１０７の下流側の外径よりも小さな外径を有するように、固定コア１０７の下流側の外周面１０７Ｅに対して縮径されている。すなわち、取付部３０２の第１外周面３０２Ｂと固定コア１０７の外周面１０７Ｅとの間に径方向の段差面３０２Ｆ及び３０２Ｄが形成されている。

さらに、取付部３０２の下端部には、第１外周面３０２Ｂよりも大径に形成された第２外周面３０２Ｃが形成されている。第２外周面３０２Ｃは第１外周面３０２Ｂに対して拡径され、第１外周面３０２Ｂと第２外周面３０２Ｃとの間に径方向の段差面３０２Ｄが形成されている。

取付部３０１の下端面３０１Ｆと取付部３０２の段差面３０２Ｆとが対向し、取付部３０１の段差面３０１Ｇと取付部３０２の上端面３０２Ｇとが対向している。取付部３０１の下端面３０１Ｆと取付部３０２の段差面３０２Ｆとは当接しているが、取付部３０１の段差面３０１Ｇと取付部３０２の上端面３０２Ｇとの間には隙間が設けられている。さらに、取付部３０１の第１内周面３０１Ｂ、段差面３０１Ｄ、及び第２内周面３０１Ｃに対して、取付部３０２の第１外周面３０２Ｂ、段差面３０２Ｄ、及び第２外周面３０２Ｃがそれぞれ対向している。

なお、取付部３０１の第１内周面３０１Ｂと段差面３０１Ｄとの間には、面取り３０１Ｅが設けられている。また、取付部３０２の第１外周面３０２Ｂの上端部には覗き部３０２Ｅが設けられている。面取り３０１Ｅ及び覗き部３０２Ｅは比較例で説明した面取り７０１及び覗き部６０２と同様な機能を有する。

取付部３０１の面取り３０１Ｅと取付部３０２の第１外周面３０２Ｂとが径方向に対向する部位において、取付部３０１の面取り３０１Ｅの内径は、取付部３０２の第１外周面３０２Ｂの外径よりも大きく、下方に向かって拡径している。また、取付部３０１の第２内周面３０１Ｃと取付部３０２の第２外周面３０２Ｃとが径方向に対向する部位において、取付部３０１の第２内周面３０１Ｃの内径は、取付部３０２の第２外周面３０２Ｃの外径よりも大きい。

８０３は溶接により溶融した金属が再凝固した溶接部の形状を表している。つまり、本実施例の燃料噴射弁１は、互いに圧入されて突合せ溶接されるアダプタ（第１部品）１４０と固定コア（第２部品）１０７と、を備える。また、第１部品１４０の取付部３０１の下端面３０１Ｆと第２部品１０７の取付部３０２の段差面３０２Ｆとの間において互いに接触する突き当て面（突合せ面）８０１が形成され、この突き当て面８０１において、突き当て面と沿うように突合せ溶接部８０３が形成される。

アダプタ１４０の取付部３０１と固定コア１０７の取付部３０２とは径方向に圧接されるように圧入され、圧入嵌合部８０２が形成される。つまり、アダプタ１４０の取付部３０１と固定コア１０７の取付部３０２とは、この圧入部８０２に加え、突合せ溶接部８０３により強固に固定される。

図４に示した構造の場合、応力が集中することで、固定強度が足らなくなる虞があったが、本実施例では、アダプタ１４０と固定コア１０７との突合せ面８０１は矢印で示す主な荷重方向に対して直角となっている。よって荷重を突合せ面８０１全体でほぼ均等に受けるため、発生する最大応力は図４の重ね溶接に比べて小さくなる。このため、本実施例は固定強度を向上させることが可能である。

これにより、突合せ溶接部８０３は高い燃圧荷重にも耐えられる強度を有するように溶接される。突合せ溶接は従来の燃料噴射弁で実施されている重ね溶接に対し継ぎ手効率が高く、同じ溶け込み量に対して強度は向上する。

図９に本実施例における潤滑剤の塗布例を示す。図９は、本発明の実施例に係る、固定コア１０７とアダプタ１４０との圧入前の状態を示す拡大断面図である。

潤滑剤は第１部品１４０の内径（内周）または第２部品１０７の外径（外周）のどちらかに塗布することが可能であるが、工業的には潤滑剤を第２部品１０７の外径に塗布する方が容易であり、安価である。本実施例では、潤滑剤を９０１に示す部分に塗布している。すなわち、潤滑剤は第２部品１０７の取付部３０２の第１外周面３０２Ｂであって、覗き部３０２Ｅを含む上端部に塗布している。

第１部品１４０と第２部品１０７を圧入する前には両部品の軸ずれＥ１を可能な限り小さくするが、完全に０にすることは工業的に難しい。よって第２部品１０７の圧入部３０２の上端部に、圧入径よりもわずかに外径が小さい覗き部３０２Ｅを設ける。本実施例では圧入する前の両部品の軸ずれＥ１よりも大きい段差３０１Ｄ（例えば径方向に０．５ｍｍ程度）をアダプタ１４０の圧入嵌合部８０２と溶接部８０３との間に設けている。よって覗き部３０２Ｅに塗布した潤滑剤は突き当て後、溶接される部分８０３に付着することはない。よって潤滑剤がレーザにより熱せられる溶接時にブローホールが発生することを抑制することができる。

図９と共に図１０を参照して、説明する。図１０は、本発明の実施例に係る、アダプタ１４０と固定コア１０７との溶接部の拡大断面図である。なお、図１０は図８のＸ部を拡大した図である。

第１部品１４０と第２部品１０７との圧入嵌合部８０２と突合せ溶接部８０３との間に、第１部品１４０と第２部品１０７とで第１空隙１００１を形成し、第１空隙１００１と突合せ溶接部８０３との間に、第１部品１４０と第２部品１０７とで第２空隙１００２を形成する。すなわち、第１空隙１００１及び第２空隙１００２は、取付部３０１の面取り３０１Ｅ、段差面３０１Ｄ、及び第２内周面３０１Ｃと、取付部３０２の第１外周面３０２Ｂ、段差面３０２Ｄ、及び第２外周面３０２Ｃとの間に形成される。

なお、取付部３０１の第１内周面３０１Ｂと段差面３０１Ｄとの間には、面取り３０１Ｅが設けられている。

図１０では一例として、第１空隙１００１は圧入嵌合８０２の方向（中心軸線１ａ方向）と交差する方向（径方向）に形成され、第２空隙１００２は第１空隙１００１と交差する方向（中心軸線１ａ方向）に形成されている。また第１隙間１００１の体積は第２隙間１００２の体積よりも大きい。

アダプタ１４０と固定コア１０７との圧入時に潤滑剤が図面下方向に押し下げられるが、第一隙間４１１の体積は、覗き部５１２及び圧入嵌合部８０２に付着する潤滑剤の体積よりも大きいため、潤滑剤が第二隙間１００２に流れ込む可能性は低い。仮に流れ込もうとしても、第一隙間１００１に対して第二隙間１００２の間隔を小さくすることで流路抵抗を増加させているため、潤滑剤が第二隙間１００２を超えて、突き当て部８０１に浸入する可能性は非常に低い。覗き部３０２Ｅ及び圧入嵌合部８０２に付着する潤滑剤の体積は塗布面積に潤滑剤の膜厚を乗ずることで計算できる。潤滑剤の膜厚は予め実験的に計測可能である。この膜厚の具体的な数値は、例えば５μｍ程度である。

製造工程では図９に示す向きとは逆向き（天地逆）とすることで、潤滑剤が重力によって突き当て部８０１に侵入することを防止できる。本実施例では、潤滑剤はアダプタ１４０と固定コア１０７との圧入時に、突き当て部８０１にまで付着することはなく、溶接時のブローホール発生を抑制することができる。

次に図１０を用いて本実施例の溶接部８０３の強度が大きくなる理由を説明する。

本実施例では、高圧燃料と大気との境界を第１部品Ａ及び第２部品Ｂを含む２部品以上で構成する。第１部品Ａ及び第２部品Ｂは、外径側（外周側）に段付き部を設けた第２部品Ｂの小径側外径３０２Ｂと、内径側（内周側）に段付き部を設けた第１部品Ａの大径側内径３０１Ｂとで嵌合、圧入され、突き当て面８０１で接触させて位置決めされる。第１部品Ａの段付き部と第２部品Ｂの段付き部とは相互の間に間隔が設けられると共に、両段付き部を形成する面同士が沿うように形成される。第１部品Ａがアダプタ１４０またはアダプタ１４０の取付部４０１に対応し、第２部品Ｂが固定コア１０７または固定コア１０７の取付部４０２に対応する。第１部品Ａと第２部品Ｂとの間の突き当て面８０１と平行または平行に近い方向から突合せ溶接がなされ、突合せ溶接部８０３が形成される。

第１部品Ａと第２部品Ｂとの突き当て長さＬ１より溶接結合長さＬ２が大きくなるように突合せ溶接部８０３が形成される。また突合せ溶接部８０３の溶接溶け込み深さＬ４は、第２部品Ｂの段差部３０２Ｃに到達するよう、固定コア１０７の外周面から取付部３０２の第２外周面３０２Ｃまでの長さＬ３以上とする。溶接時の溶け込み深さにも工業的なばらつきが存在するため、実際にはＬ４の位置まで溶かす。溶接溶け込み中心８０３ａは、突き当て面５０７よりも、圧入部８０２において外周側に配置される部品側に位置させる。つまり、突合せ溶接部８０３の溶接方向（図１０の右側方向）と直交する方向（図６Aの上下方向）における中心部８０３ａが突き当て面８０１よりも第１部品Ａ側に位置する。

溶接中心位置８０３ａが狙った位置に対して図中の第２部品Ｂ側にずれた場合を、図１１を用いて説明する。図１１は、本発明との比較例７に係る、アダプタ１４０と固定コア１０７との溶接部の拡大断面図である。

比較例７では、溶接後の溶融、再凝固金属である突合せ溶接部１１０３と第１部品Ａのなす角θ４が小さい。このため溶接部１１０３に発生する応力が大きくなり、溶接部１１０３の強度を低下させる。以上より溶接溶け込み中心１１０３ａは突き当て面８０１よりも第１部品Ａ側に位置させる必要がある。

再び図１０に戻って説明する。溶融、再凝固した金属である突合せ溶接部８０３の表面８０３ｂと第１部材Ａとが交わる位置１００３、すなわち突合せ溶接部８０３の表面８０３ｂ上で、溶接結合長さＬ２の端部位置１００３において、或いは突合せ溶接部８０３の表面８０３ｂと第２空隙１００２を形成する第２内周面３０１Ｃとの交点１００３において、突合せ溶接部８０３の表面８０３ｂに接する接線１００４と、第２内周面３０１Ｃに引かれる接線１００５とがなす角をθ３とする。

図７に示した比較例６の角θ２に対して、本実施例の角θ３の方が大きいため、応力集中による応力の増加は低減され、溶接部８０３の強度を保つことが可能である。なお、この角θ３は例えば９０度以上であれば、燃料噴射弁１において所望の固定強度を保つことが可能であり、角θ３は９０度よりも大きい。 図１２を用いて、本実施例の変更例について説明する。図１２は、本発明の変更例に係るアダプタ１４０と固定コア１０７との溶接部の拡大断面図である。

突合せ溶接部８０３の上面部１２０１ｂの接線１２０２と第二隙間１００２を形成する第２内周面３０１Ｃまたは第２内周面３０１Ｃの接線１２０３とのなす角θ５を出来るだけ大きくするには、接線１２０３と突き当て面８０１とのなす角θ６は小さい方が好ましい。ただし第二の隙間１００２は溶接部１２０１への潤滑剤の侵入を抑制するために小さくする必要があり、また第１部品Ａと第２部品Ｂとを圧入嵌合するために相互の部品が干渉してはいけないため、θ５及びθ６は９０度程度とする。

図１３を用いて、第１隙間１００１及び第２隙間１００２について説明する。図１３は、第１隙間１００１及び第２隙間１００２の構造を説明する概念図である。なお、図１３は中心軸線１ａを含み、且つ中心軸線１ａに平行な平面図である。

図１３において、ｙ軸及びｘ軸を図中に記載した様に定義する。ｙ軸は中心軸線１ａと同一平面上にあり、中心軸線１ａに平行である。ｘ軸はｙ軸及び中心軸線１ａと同一平面上にあり、径方向に平行である。

本実施例の場合、図１３上において、第１隙間１００１を形成する段差面３０１Ｄ及び段差面３０２Ｄのそれぞれに直線部が構成されている。この場合、段差面３０２Ｄの直線部１３０３を延長した直線線分１３０１が第１隙間１００１と第２隙間１００２とを分ける境界になる。すなわち、直線線分１３０１から圧入部８０２側が第１隙間１００１であり、直線線分１３０１よりも突き当て部（突き当て面）８０１側或いは突合せ溶接部８０３側が第２隙間１００２である。

段差面３０２Ｄの直線部１３０３を特定できない場合、第１隙間１００１及び第２隙間１００２の中心を通る中心線３００に基づいて、第１隙間１００１と第２隙間１００２との境界を特定してもよい。中心線３００は、図１３上において、第１部品Ａであるアダプタ１４０と第２部品Ｂである固定コア１０７とを最短距離で結ぶ直線線分において、アダプタ１４０からの距離と固定コア１０７からの距離が等しくなる点を結ぶ線分であり、図１３に示すように曲折した線分になる。本実施例の場合、第１隙間１００１及び第２隙間１００２に曲折部が２カ所存在する。なお、突合せ溶接部８０３の内部にある第２隙間１００２は溶融した金属により埋められ、隙間として存在していない。中心線３００上の点Ｐ１〜Ｐ６において、中心線３００に接する単位ベクトルＶ１〜Ｖ６を設定する。各点Ｐ１〜Ｐ６のそれぞれにおいて、単位ベクトルＶ１〜Ｖ６のｘ軸成分とｙ軸成分とは大きさが変化する。点Ｐ３ではｙ軸成分はゼロとなりｘ軸成分の大きさが１になる。すなわち点Ｐ３では径方向の隙間が形成されていることが分かる。すなわち点Ｐ３では径方向の隙間が形成されていることが分かる。一方、点Ｐ６ではｘ軸成分はゼロとなりｙ軸成分の大きさが１になる。すなわち点Ｐ６では中心軸線１ａ方向の隙間が形成されていることが分かる。点Ｐ２及びＰ４ではｘ軸成分の大きさとｙ軸成分の大きさが等しくなる。この場合、径方向の隙間が中心軸線１ａ方向の隙間に変わるＰ４を基準にして、第１隙間１００１と第２隙間１００２との境界を特定してもよい。すなわち、Ｐ４を通りアダプタ１４０と固定コア１０７とを最短距離で結ぶ直線線分ＬｎＰ４を境界とする。直線線分ＬｎＰ４から圧入部８０２側が第１隙間１００１であり、直線線分ＬｎＰ４よりも突き当て部（突き当て面）８０１側或いは突合せ溶接部８０３側が第２隙間１００２である。

あるいは、本実施例では、第２隙間１００２を形成する第２内周面３０１Ｃ及び第２外周面３０２Ｃのそれぞれに直線部が構成されている。段差面３０２Ｄの直線部１３０３を特定できない場合、第２外周面３０２Ｃの直線部１３０４に基づいて、第１隙間１００１と第２隙間１００２との境界を特定してもよい。この場合、図１３上において、直線部１３０４を延長した直線線分１３０２と中心線３００との交点Ｐ５を定め、交点Ｐ５を通りアダプタ１４０と固定コア１０７とを最短距離で結ぶ直線線分ＬｎＰ５を、第１隙間１００１と第２隙間１００２とを分ける境界として定義する。直線線分ＬｎＰ５から圧入部８０２側が第１隙間１００１であり、直線線分ＬｎＰ５よりも突き当て部（突き当て面）８０１側或いは突合せ溶接部８０３側が第２隙間１００２である。

以上説明したように、本実施例の部品は、第１部品１４０（Ａ）と、第１部品１４０（Ａ）と圧入部８０２により固定される第２部品１０７（Ｂ）と、第１部品１４０（Ａ）と第２部品１０７（Ｂ）とを接続する溶接部８０３と、を備え、第１部品１４０（Ａ）と第２部品１０７（Ｂ）との相互の対向面間に形成される第１隙間１００１及び第２隙間１００２を備える。第１隙間１００１は、圧入部８０２と溶接部８０３との間において第２隙間１００２に対して圧入部８０２の側に設けられると共に、圧入方向と交差する方向に形成される。第２隙間１００２は、圧入部８０２と溶接部８０３との間において第１隙間１００１に対して溶接部８０３の側に設けられると共に、第１隙間１００１と交差する方向に形成される。

溶接部８０３は突合せ継手構造を有する突合せ溶接部であり、第１隙間１００１は圧入部８０２と繋がり、第２隙間１００２は突合せ溶接部８０３と繋がる。

第１部品１４０（Ａ）は、内周側に大径内周面３０１Ｃと小径内周面３０１Ｂとを有する第１部品側段付き部を備える。第２部品１０７（Ｂ）は、外周側に大径外周面１０７Ｅと中径外周面３０２Ｃと小径外周面３０２Ｂとを有する第２部品側段付き部を備える。圧入部８０２は、第１部品１４０（Ａ）の小径内周面３０１Ｂと第２部品１０７（Ｂ）の小径外周面３０２Ｂとの間に構成される。突合せ溶接部８０３は、第１部品１４０（Ａ）の外周面１４０Ａと大径内周面３０１Ｃとの間に形成される第１部品端面３０１Ｆと、第２部品１０７（Ｂ）の大径外周面１０７Ｅと中径外周面３０２Ｃとの間に形成される第２部品第１段差面３０２Ｆと、の間に構成される。

第１隙間１００１は、第１部品１４０（Ａ）の大径内周面３０１Ｃと小径内周面３０１Ｂとの間に形成される第１部品段差面３０１Ｄと、第２部品１０７（Ｂ）の中径外周面３０２Ｃと小径外周面３０２Ｂとの間に形成される第２部品第２段差面３０２Ｄと、の間に構成される。第２隙間１００２は、第１部品１４０（Ａ）の大径内周面３０１Ｃと第２部品１０７（Ｂ）の中径外周面３０２Ｃとの間に構成される。

第１隙間１００１の圧入方向（中心軸線１ａ方向）の最小間隔Ｌ５は、第２隙間１００２の圧入方向と交差する方向（径方向）の最小間隔Ｌ６に比べて大きくなるように構成される。第１隙間１００１の体積は、第２隙間１００２の体積に比べて大きくなるように構成される。突合せ溶接部の溶接深さ方向最深部Ｌ４は第２隙間１００２に対して溶接深さが深くなる側に位置するように構成される。

第１隙間１００１は、圧入方向と交差する方向（径方向）の長さが、第１部品１４０（Ａ）と第２部品１０７（Ｂ）との相互の対向面間に形成される間隔Ｌ５よりも長い、細長い形状となるように構成される。第２隙間１００２は、圧入方向（中心軸線１ａ方向）の長さが、第１部品１４０（Ａ）と第２部品１０７（Ｂ）との相互の対向面間に形成される間隔よりも長い、細長い形状となるように構成される。

本実施例の燃料噴射弁は、固定コア１０７と、固定コア１０７の磁気吸引力により駆動される可動コア１０２及び弁体１１４Ａと、弁体１１４Ａが弁座３９から離れることにより燃料を噴射する燃料噴射孔１１７と、固定コア１０７に接続されて燃料供給口１１８を構成するアダプタ１４０と、を備える。固定コア１０７は第２部品Ａにより、またアダプタ１４０は第１部品Ａにより構成する。

図１０に示す本実施例の溶接形状であれば、第１部品Ａ及び第２部品Ｂに複雑な形状を要求せず、部品の製造コストを上昇させないメリットがある。また溶け込み中心８０３ａの位置や角度をレーザ溶接中に変更する必要がないため、溶接設備のコストを上昇させないメリットがある。また溶け込み中心８０３ａの位置や角度をレーザ溶接中に変更しないので、溶接時間を短くできる。

以上より本発明の実施例によって、潤滑剤を使用して圧入する部位において、溶接時のブローホールの発生を抑制し、突合せ溶接部の溶け込み量を最小にすることができる。また本実施例では、溶接時間や溶接設備費用を低減することができる。さらに本実施例では、荷重に対して過度な応力集中を抑制することができる突合せ溶接構造を実現できる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部を削除したり他の構成に置き換えたりすることが可能であり、また、実施例の構成に他の構成を加えることも可能である。

３９…弁座、１０２…可動コア、１０７…固定コア、１０７Ｅ…大径外周面、１１４Ａ…弁体、１１７…燃料噴射孔、１１８…燃料供給口、１４０…アダプタ、３０１Ｂ…小径内周面、３０１Ｃ…大径内周面、３０１Ｂ，３０１Ｃ…第１部品側段付き部、３０１Ｄ…第１部品段差面、３０１Ｆ…第１部品端面、３０２Ｂ…小径外周面、３０２Ｃ…中径外周面、３０２Ｄ…第２部品第２段差面、３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｅ…第２部品側段付き部、３０２Ｆ…第２部品第１段差面、８０２…圧入部、８０３…突合せ溶接部、１００１…第１隙間、１００２…第２隙間、Ａ…第１部品、Ｂ…第２部品。

Claims (10)

1. 第１部品と、前記第１部品と圧入部により固定される第２部品と、前記第１部品と前記第２部品とを接続する溶接部と、を備えた流量制御装置の部品において、
   前記第１部品と前記第２部品との相互の対向面間に形成される第１隙間及び第２隙間を備え、
   前記第１隙間は、前記圧入部と前記溶接部との間において前記第２隙間に対して前記圧入部の側に設けられると共に、圧入方向と交差する方向に形成され、
   前記第２隙間は、前記圧入部と前記溶接部との間において前記第１隙間に対して前記溶接部の側に設けられると共に、前記第１隙間と交差する方向に形成される流量制御装置の部品。
2. 請求項１に記載された流量制御装置の部品において、
   前記溶接部は突合せ継手構造を有する突合せ溶接部であり、
   前記第１隙間は前記圧入部と繋がり、前記第２隙間は前記突合せ溶接部と繋がる流量制御装置の部品。
3. 請求項２に記載された流量制御装置の部品において、
   前記第１部品は、内周側に大径内周面と小径内周面とを有する第１部品側段付き部を備え、
   前記第２部品は、外周側に大径外周面と中径外周面と小径外周面とを有する第２部品側段付き部を備え、
   前記圧入部は、前記第１部品の前記小径内周面と前記第２部品の小径外周面との間に構成され、
   前記突合せ溶接部は、前記第１部品の外周面と前記大径内周面との間に形成される第１部品端面と、前記第２部品の大径外周面と中径外周面との間に形成される第２部品第１段差面と、の間に構成される流量制御装置の部品。
4. 請求項３に記載された流量制御装置の部品において、
   前記第１隙間は、前記第１部品の前記大径内周面と前記小径内周面との間に形成される第１部品段差面と、前記第２部品の前記中径外周面と前記小径外周面との間に形成される第２部品第２段差面と、の間に構成され、
   前記第２隙間は、前記第１部品の前記大径内周面と前記第２部品の前記中径外周面との間に構成される流量制御装置の部品。
5. 請求項１に記載の流量制御装置の部品において、
   前記第１隙間の圧入方向の最小間隔は、前記第２隙間の圧入方向と交差する方向の最小間隔に比べて大きくなるように構成された流量制御装置の部品。
6. 請求項１に記載の流量制御装置の部品において、
   前記第１隙間の体積は、前記第２隙間の体積に比べて大きくなるように構成された流量制御装置の部品。
7. 請求項２に記載の流量制御装置の部品において、
   前記突合せ溶接部の溶接深さ方向最深部は前記第２隙間に対して溶接深さが深くなる側に位置するように構成された流量制御装置の部品。
8. 請求項１に記載の流量制御装置の部品において、
   前記第１隙間は、圧入方向と交差する方向の長さが、前記第１部品と前記第２部品との相互の対向面間に形成される間隔よりも長い、細長い形状となるように構成された流量制御装置の部品。
9. 請求項１に記載の流量制御装置の部品において、
   前記第２隙間は、圧入方向の長さが、前記第１部品と前記第２部品との相互の対向面間に形成される間隔よりも長い、細長い形状となるように構成された流量制御装置の部品。
10. 固定コアと、
    前記固定コアの磁気吸引力により駆動される可動コア及び弁体と、
    前記弁体が弁座から離れることにより燃料を噴射する燃料噴射孔と、
    前記固定コアに接続されて燃料供給口を構成するアダプタと、を備え、
    前記固定コア及び前記アダプタを請求項１に記載の流量制御装置の部品で構成し、前記固定コアを前記第２部品として、また前記アダプタを前記第１部品として備える燃料噴射弁。

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