JPH09236066A - 燃料噴射弁 - Google Patents

燃料噴射弁

Info

Publication number
JPH09236066A
JPH09236066A JP9069557A JP6955797A JPH09236066A JP H09236066 A JPH09236066 A JP H09236066A JP 9069557 A JP9069557 A JP 9069557A JP 6955797 A JP6955797 A JP 6955797A JP H09236066 A JPH09236066 A JP H09236066A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hole
laser beam
nozzle port
length
hole diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9069557A
Other languages
English (en)
Inventor
Tokuo Kosuge
徳男 小菅
Eiichi Kubota
栄一 久保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9069557A priority Critical patent/JPH09236066A/ja
Publication of JPH09236066A publication Critical patent/JPH09236066A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】燃料噴射弁の噴孔の有効なオリフィス長を確保
して、噴射量の安定化,噴霧のばらつき等を防止する。 【解決手段】 弁シートの下流に燃料を噴射させるため
の噴孔7が形成され、弁シートの上流に燃料に旋回力を
付与するスワラー9が配置される。噴孔7の孔径Φd
は、その孔の長さをlとした場合、Φd/l≦1となる
ような関係に設定してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエンジンに
使用される燃料噴射弁に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、電磁式燃料噴射弁のノズル噴孔
のような微細孔を穿設する場合には、従来は、次のよう
にして行われていた。
【0003】先ず、ノズル本体となる被加工物に取り
しろを残して仕上り径Φdより小さい下孔(下穴)をド
リル等であける(下孔径をΦdoとする)。
【0004】次に、Φdoより小さい径の砥石を用
い、下孔がΦdになるまで研削加工する。
【0005】なお、このような電磁式燃料噴射弁の従来
技術としては、例えば、特開昭60−19957号公報
に開示されている。
【0006】また、その他の孔あけに関する従来技術と
しては、軟質性ワークに対しては、例えば特開昭62−
9790号公報に開示されるようにレーザビームを照射
して、その熱エネルギーによる加熱溶融を利用して、孔
あけを行うものがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術のう
ち、電磁式燃料噴射弁の孔あけ技術のように、下孔工程
と、研削による仕上げ工程を要するものは、焼き入れを
施した硬質の被加工物に適用されるが、仕上げ工程を機
械的な研削により行う場合には、さらに次のような作業
を必要とする。
【0008】すなわち、仕上げ工程では、砥石を回転と
同時に孔の軸方向に上下運動させるために、孔の入口側
と出口側に研削時のばりや、かえりが発生する。そし
て、このようなばり,かえりを除去するために、ノズル
本体の加工時に、成形砥石による機械加工や、テーパ状
の押しつけピンを使用しての剥離加工を行っていた。し
かし、これらのばり除去作業は、砥石の摩耗、ばり高さ
の不均一による剥離加工のばらつき等により、除去作業
を行った後でも、製品のばらつきが発生し、品質の均一
性を確保するのが難しかった。
【0009】このような品質のばらつきは、例えば、燃
料噴射弁のようなノズルを被加工物とした場合には、ノ
ズルをインジェクタに組み込むと、次のような現象が発
生する。
【0010】これを、第8図により説明する。第8図の
符号の5はボール弁、6はノズル本体、7は噴射孔で、
図示するように、ボール弁5とノズル本体6との間を流
れる燃料は、燃料入口部aにばり8が残留すると、通過
する燃料の一部が燃料入口部a付近にて渦巻流となって
ノズル本体6の壁面から剥離する。そのため、燃料噴射
量の安定性を損なうばかりか、噴霧のばらつき、微粒化
を低下させる原因となる。
【0011】以上の事情を配慮して、最近では、仕上げ
加工の取りしろ除去を、砥石のような機械研削方式にか
えて、レーザビームの熱エネルギーで除去することが提
案されている。
【0012】第2図及び第6図は、本発明者らが当初に
試みたレーザビームによる仕上げ工程を示し、第2図
(a),第6図(a)はレーザビーム照射状態を、第2
図(b),第6図(b)はその仕上げ後の状態を示すも
のである。この試みでは、第2図(a),第6図(a)
に示すように噴孔7仕上げ前の下孔cの中心軸に対して
レーザビーム10を平行にして、ノズル本体6を回転さ
せつつレーザ照射を行い〔レーザの焦点は、孔の入口側
(始端位置)aに合わせられる〕、このレーザビームの
熱エネルギーのよって取りしろ8を溶解,除去する方式
を採用した。
【0013】しかしながら、この方式によれば、第2図
(b)第6図(b)に示すように孔の入口側aに対して
出口側(終端位置)bの仕上げ孔径が小さくなり、孔が
片側θ´°のテーパ状の孔となる。これは、レーザビー
ムのエネルギーの方向性は孔と平行となる反面、入口側
aにレーザビーム10の焦点を合わせているために、レ
ーザビームが孔の出口側bに向かうにつれて、レーザエ
ネルギーが低減し、被加工物の取りしろ8の溶解量が徐
々に減少するので、入口側aと出口側bとの孔径Φd
a,Φdbとに差が生じるためと考えられる。
【0014】このようなテーパ形状の孔は、燃料噴射弁
のようなノズル噴孔7に適用した場合、その噴孔7の長
さlがどの製品にも均一に保たれれば、各製品同士の噴
孔のテーパ角θ´も同じ仕様とすることができ、問題は
ない。
【0015】しかし、実際には、噴孔7の長さlは、ノ
ズル本体(被加工物)の板厚のばらつきの影響によっ
て、どれもが均一性を確保することは困難である。その
ため、各製品同士の噴孔の入口側aの孔径Φda,出口
側bの孔径Φdbの仕様を同じくできても、lが変化す
ることでテーパ角θ´に変化が生じ、噴孔の形状の均一
性を保つことが難しい。
【0016】そして、噴孔の形状のばらつきによって、
それぞれの孔の流量係数がまちまちとなり、流量精度に
ばらつきが生じることになる。従って、量産される噴射
弁の場合には、噴孔の長さ全体にわたって均一な孔径で
あることが、上記問題を回避する上で望まれる。
【0017】本発明の目的は、上記のような諸事情を配
慮するほかに、噴孔の有効なオリフィス長を確保して、
噴射量の安定化,噴霧のばらつき等を防止できる燃料噴
射弁を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、弁シートの下流に燃料を噴射させるための噴孔が形
成され、弁シートの上流に燃料に旋回力を付与するスワ
ラーが配置される燃料噴射弁において、前記噴孔の孔径
Φdは、その孔の長さをlとした場合、Φd/l≦1と
なるような関係に設定してなる。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を第3図,第4
図,第5図,第7図に基づき説明する。
【0020】第3図は、本発明の適用対象となる電磁式
燃料噴射弁(以下、インジェクタと称する)の縦断面
図、第4図は、その要部断面図である。
【0021】第3図のインジェクタ1は、ヨーク1内
に、ボビン2に嵌装された電磁コイル4と、ボール弁5
付きのプランジャ3,戻しばね11、固定コア13を内
蔵し、インジェクタ1の下部にノズル本体6が装着され
ている。
【0022】ノズル本体6の内部には、弁シート12が
形成され、弁シート12の下流に噴孔7が形成され、弁
シート12の上流に燃料に旋回力を付与するスワラー9
が組み込まれる。スワラー9の内周には、ボール弁5を
案内するようにしてセットし、ボール弁5は、ばね11
の力により弁シート12に圧接している。
【0023】本実施例のインジェクタは、電磁コイル4
を通電すると、ヨーク1,固定コア13,プランジャ3
が磁気回路を形成して、プランジャ3が固定コア13側
に吸引されて、ボール弁5が弁シート12から離れる。
【0024】そして、インジェクタ1内に流入した燃料
は、スワラー9の燃料旋回溝9aを介してボール弁5と
弁シート12間の環状すき間を通り、噴孔7で計量され
つつ外部に噴射される。
【0025】このような計量を行う噴孔7は、加工に際
して、流量の再現性を図り得るよう精度が要求される。
【0026】ここで、本実施例で適用される噴孔7の加
工法の具体例を第5図により説明する。
【0027】第5図は、噴孔7の仕上げ段階の工程を示
すもので、その前提としては、取りしろ8(第1図参
照)を残してΦdoなる下孔cがドリル等の機械工作で
穿孔されている。
【0028】インジェクタの噴孔7の仕様は、例えば、
孔径がΦ0.35〜1.5mmで、長さが0.5〜1.
5mm程度の微細孔で、ノズルの材質は、鉄系のSUS
440を焼き入れ硬化したものが使用される。
【0029】そして、仕上げ工程を行う場合には、取り
しろ除去にレーザビームを照射して行うが、この場合、
レーザ照射の安定性を保つために、電力容量及び焦点を
一定にして行われる。この焦点は、取りしろの始端位
置、すなわち噴孔7の入口側a部に合わせてある。
【0030】また、レーザビーム10は、孔の中心軸に
対して傾けて行われるが、この場合の傾きは、基本的に
は、第1図に示す如くレーザビーム10の照射方向の延
長線10´が設定の取りしろ領域8よりも外側に次第に
それる方向に設定する。
【0031】この設定は、予めシミュレーションによ
り、下孔工程の済んだ取りしろに、第6図に示す如く、
孔の中心軸に対して平行なレーザビームを取りしろの始
端位置に焦点を合わせつつ照射し、この照射により仕上
げられた孔の始端の孔径Φdaと終端の孔径Φdb(第
6図の場合には、既述したようにΦdbとΦdaとは、
レーザビームエネルギーが孔の始端aより終端bに移行
するにつれて低減するため、その分、終端に進行するほ
ど単位時間当たりの取りしろ溶解量が減少し、Φdb<
Φdaの関係にある)との差で決まる孔の仕上げ精度誤
差角度θ´を求め、これと略等しい角度に設定してい
る。
【0032】そして、このような設定条件のもとでノズ
ル本体6を所定の回転速度で回転させつつ、レーザビー
ムの照射を行う。
【0033】このレーザビーム加工法によれば、仕上げ
工程後の噴孔7の孔径を測定した結果、噴孔7の入口側
a部と出口側b部との孔径ΦdaとΦdbとが、Φda
≒Φdbで、その入口a部から出口b部に至るまでの孔
の全長にわたり、孔径が均一な円筒状の噴孔を得ること
ができた。
【0034】円筒上の噴孔7が得られる理由は、発明の
作用の項でも述べたように、孔の中心軸に対するレーザ
ビームの照射方向が、孔の終端bに向かうにつれて、取
りしろよりも外側に徐々にそれるような傾き角θに設定
するため、レーザビーム10が、角度θにそって取りし
ろを溶解,除去しようとする反面、焦点を始端aの位置
に合わせてレーザ照射を行うので、終端bに至るにつれ
てレーザビームのエネルギーが低減し、その分、溶解量
が減少して、実際の取りしろの角度は、θよりも狭めら
れて、両者の相反する作用の結果、目標の取りしろ幅に
近づくためと考えられる。
【0035】特に、本実施例のように、中心軸に対する
レーザビームの傾き角θを、第6図のような平行レーザ
ビーム照射した時の仕上げの精度誤差角度θ´と同程度
にすれば、θ´とθとが打消しあって、孔径の均一化を
最も図ることができる。
【0036】本実施例では、レーザ照射により円筒状の
孔7を得た後に、その孔の入口側a部と出口側b部との
角部に、第5図(b)の如くアール面を形成するような
面取り加工を施す。
【0037】このアール面取りを施すために、噴孔7の
仕様は、孔径をΦdとし、長さをlとした場合、Φd/
l≦1なる関係に設定してある。
【0038】このような関係に設定する理由は、仮に逆
のΦd/l≧1なる関係にした場合には、Φdのlに対
する比率が大きくなり過ぎて、アールも大きくなり過
ぎ、その分、長さlが犠牲になって、有効オリフィス長
lを確保できなくなるためである。
【0039】本実施例によれば、次のような効果を奏す
る。
【0040】(イ)噴孔7の仕上げ工程をレーザビーム
照射で行うので、従来の機械式の研削加工のように、噴
孔の入口及び出口にばり,かえりが生ぜず、且つ、アー
ル面取りが同時に施すことができるので、第7図に示す
如く燃料の剥離現象がなく、噴射量の安定化,噴霧のば
らつき,微粒化の低下を防止できる。
【0041】(ロ)また、量産される製品間の噴孔7の
長さlがばらついても、噴孔7の孔径を長さ全体にわた
って均一化できるので、各製品の流量係数の均一化を図
ることができ、製品間の燃料噴射の再現性をも図ること
ができる。
【0042】(ハ)レーザビーム照射の仕上げ加工は、
機械研削によるものに較べて、短時間で行うことが可能
で、且つ従来のようなばり除去作業を必要としないの
で、仕上げ加工時間を従来の略1/40と短縮すること
ができ、生産性の面でも大幅な向上を図ることができ
る。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、噴孔の有効なオリフィ
ス長を確保して、噴射量の安定化,噴霧のばらつき等を
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃料噴射弁製造の一例を示す説明図。
【図2】ノズルに対するレーザビーム加工の説明図。
【図3】本発明の適用対象の一例たる電磁式燃料噴射弁
の縦断面図。
【図4】第3図の一部拡大断面図。
【図5】ノズルの孔あけ加工法を具体化した一例を示す
説明図。
【図6】第2図のレーザビーム加工法を具体化した説明
図。
【図7】本発明による電磁式燃料噴射弁の噴孔の燃料流
れ状態を示す説明図。
【図8】従来の機械式研削により噴孔を仕上げ加工した
場合の燃料の流れ状態を示す説明図。
【符号の説明】
1…ヨーク、4…電磁コイル、5…ボール弁、6…ノズ
ル本体、7…噴孔、8…取りしろ、10…レーザビー
ム、10´…ビーム延長線、a…孔(取りしろ)の始端
位置、b…孔(取りしろ)の終端位置、c…下孔。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年4月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】また、レーザビーム10は、孔の中心軸に
対して傾けて行われるが、この場合の傾きは、基本的に
は、第1図に示す如くレーザビーム10の照射方向の延
長線10´が設定の取りしろ領域8よりも外側にそれる
方向に設定する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】円筒上の噴孔7が得られる理由は、孔の中
心軸に対するレーザビームの照射方向が、孔の終端bに
向かうにつれて、取りしろよりも外側にそれるような傾
き角θに設定するため、レーザビーム10が、角度θに
そって取りしろを溶解,除去しようとする反面、焦点を
始端aの位置に合わせてレーザ照射を行うので、終端b
に至るにつれてレーザビームのエネルギーが低減し、そ
の分、溶解量が減少して、実際の取りしろの角度は、θ
よりも狭められて、両者の相反する作用の結果、目標の
取りしろ幅に近づくためと考えられる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】このような関係に設定する理由は、仮に逆
のΦd/l≧1なる関係にした場合には、Φdのlに対
する比率が大きくなり過ぎて、アールも大きくなり過
ぎ、その分、長さlが犠牲になって、有効オリフィス長
lを確保できなくなるためである。また、弁シート上流
のスワラー9により旋回力を付与された燃料は、上記噴
孔径Φd,噴孔長lとがd/l≦1の関係において噴射
量の安定化,噴霧のばらつき等を防止できる結果が得ら
れた。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】(イ)噴孔7の仕上げ工程をレーザビーム
照射で行うので、従来の機械式の研削加工のように、噴
孔の入口及び出口にばり,かえりが生ぜず、且つ、アー
ル面取りが同時に施すことができるので、第7図に示す
如く燃料の剥離現象がなく、しかも弁シート上流にスワ
ラーを設置した方式において、噴孔7の有効オリフィス
長を確保することで、噴射量の安定化,噴霧のばらつ
き,微粒化の低下を防止できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁シートの下流に燃料を噴射させるため
    の噴孔が形成され、弁シートの上流に燃料に旋回力を付
    与するスワラーが配置される燃料噴射弁において、 前記噴孔の孔径Φdは、その孔の長さをlとした場合、
    Φd/l≦1となるような関係に設定してなることを特
    徴とする燃料噴射弁。
JP9069557A 1997-03-24 1997-03-24 燃料噴射弁 Pending JPH09236066A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9069557A JPH09236066A (ja) 1997-03-24 1997-03-24 燃料噴射弁

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9069557A JPH09236066A (ja) 1997-03-24 1997-03-24 燃料噴射弁

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1196228A Division JP2662041B2 (ja) 1989-07-28 1989-07-28 レーザビームを用いた孔あけ加工法及びこれを利用した燃料噴射弁のノズルの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09236066A true JPH09236066A (ja) 1997-09-09

Family

ID=13406177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9069557A Pending JPH09236066A (ja) 1997-03-24 1997-03-24 燃料噴射弁

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09236066A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6635847B2 (en) 2001-07-31 2003-10-21 Siemens Automotive Corporation Method of forming orifices and chamfers by collimated and non-collimated light
US6740847B1 (en) 2003-03-10 2004-05-25 Siemens Vdo Automotive Corporation Method of forming multiple machining spots by a single laser
WO2019012855A1 (ja) * 2017-07-11 2019-01-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁及びその製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6635847B2 (en) 2001-07-31 2003-10-21 Siemens Automotive Corporation Method of forming orifices and chamfers by collimated and non-collimated light
US6740847B1 (en) 2003-03-10 2004-05-25 Siemens Vdo Automotive Corporation Method of forming multiple machining spots by a single laser
US7161113B2 (en) 2003-03-10 2007-01-09 Siemens Vdo Automotive Corporation Laser machining system for forming multiple machining spots by a single laser
WO2019012855A1 (ja) * 2017-07-11 2019-01-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁及びその製造方法
JPWO2019012855A1 (ja) * 2017-07-11 2020-03-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁及びその製造方法
DE112018002615T5 (de) 2017-07-11 2020-05-14 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Kraftstoffeinspritzventil und Verfahren zu seiner Herstellung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6991188B2 (en) Engine fuel injection valve and manufacturing method for nozzle plate used for the same injection valve
US5979801A (en) Fuel injection valve with swirler for imparting swirling motion to fuel
KR100497268B1 (ko) 연료 분사 밸브 및 연료 분사 밸브용 밸브시트 제조 방법
US6189816B1 (en) Method for producing a valve-seat body for a fuel injection valve, and corresponding fuel injection valve
JP6039492B2 (ja) 燃料噴射弁及びその製造方法
JP2662041B2 (ja) レーザビームを用いた孔あけ加工法及びこれを利用した燃料噴射弁のノズルの製造方法
US7003880B2 (en) Injector nozzle and method of manufacturing injector nozzle
CA2009127A1 (en) Laser welding apparatus and process
CN113235084B (zh) 一种实现环形中空偏焦激光的高速熔覆方法
CN112703078A (zh) 用于工件表面处理的同轴粉末喷嘴顶头模块
JPH09236066A (ja) 燃料噴射弁
JP2003181326A (ja) セラミック製ノズルおよびその製造方法
JPH08118063A (ja) レーザ加工装置
US4270257A (en) Method for manufacturing a fuel injection valve
US20050028365A1 (en) Method for producing a valve seat body of a fuel injection valve
US6919528B2 (en) Welding machine and welding method for energy welding of cylinder members
JP3557613B2 (ja) 光ファイバの被覆方法および被覆装置
US7202441B2 (en) Method for producing a hole in a body, specifically an injection hole in a fuel injector
EP1327771B1 (en) Fuel injection valve with a nozzle body
US6576058B2 (en) Optical fiber coating method and coating apparatus
JP2005220774A (ja) オリフィスを有する燃料噴射弁及びその製造方法
US20030066900A1 (en) Fuel injection valve
JP3324458B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射弁
CN216039822U (zh) 用于工件表面处理的同轴粉末喷嘴顶头模块
JP6749494B2 (ja) 燃料噴射弁及びその製造方法