JPH11267955A - 流体噴射弁のニードルの研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成でストッパ部の磨耗を低減する。 【構成】 燃料噴射を断続するニードル１は、磁性パイ
プ8aとニードル１との間にできる空間、およびボディ４
の円筒面とニードル１のガイド部２に形成されたローレ
ット溝との隙間を通過して、弁座４ｂ上流に供給され
る。このローレット溝は、転造といった加工手段により
容易に形成することができる。そして、このように簡単
にローレット溝を形成した場合においても、ニードル１
に形成されたフランジ５、９を案内としてニードル１の
シート部１４を研削することができる。しかも、溝の形
成によりガイド部が変形したとしても、シート部研削の
案内にガイド部変形が与える影響を低減することがで
き、真円度を確実に維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用の内燃
機関へ燃料を噴射して供給する流体噴射弁のうち特にニ
ードルの研削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関に用いられる燃料噴射弁の従来
技術として、特開平３−３１５７０号公報に開示される
「電磁式燃料噴射弁」が知られている。

【０００３】この燃料噴射弁は、図８に示すように、ボ
ディ４内周にニードル１が移動可能に収納される。そし
て、電磁コイル３３が通電されるとボディ４底部の弁座
に着座していたニードル１は吸引される。すると、ニー
ドル１と弁座との間に隙間ができ、ここを燃料は通過
し、ボディ４底部に形成された燃料噴射孔３６から噴射
される。そして、電磁コイル３３への通電中は燃料は噴
射され続け、通電が終了するとニードル１は再び弁座に
着座し燃料噴射は終了する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記ニードル１には、
ボディ４の内周面と摺動可能で、ニードル１の軸方向移
動を案内する２つのガイド部２、３が形成されている。
また、ニードル１には、ガイド部２の上方に、中空円板
状のスペーサ６と所定の隙間を介して対向するフランジ
５が形成される。このフランジ５は、ニードル１の吸引
上昇時にスペーサ６に衝突して、ニードル１の上昇を規
制し、フランジ５およびスペーサ６によってストッパを
構成する。なお、ニードル１の吸引時の上昇量（フルリ
フト量）は、フランジ５とスペーサ６との所定隙間量で
決定される。

【０００５】ここで、ニードル１のガイド部２，３はボ
ディ４の内周面と摺動する摺動面とともに燃料通路を形
成する平面とが形成されている。この例のように外径が
大きい燃料噴射弁においてはこのような平面とボディ４
の内周面との間に形成される空間で十分燃料を通すこと
ができても、燃料噴射弁を小径にしようとすると摺動面
と燃料通路を形成する平面の両方を確保するだけの円周
長さが足りなくなる。そこでこの摺動部に溝を形成する
ことで燃料通路を確保することが考えられるが、この際
のニードルのシートの研削方法については従来何の提案
もなされていなかった。

【０００６】本発明は上記問題に鑑み、溝の形成された
摺動部を有するニードルのシート部を研削することがで
きる研削方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、内部を流体が通過するハウジングならび
にボディにより形成される空間内に移動可能に収納さ
れ、流体の噴射を断続するニードルの加工方法であっ
て、前記ニードルは、前記ボディに着座するシート部
と、前記シート部の研削を案内する研削案内部と、前記
シート部と前記研削案内部との間に設けられ、前記ハウ
ジングに対して摺動し前記ニードルの移動を案内すると
ともに、流体が通過する方向に溝の形成されたガイド部
とを備え、前記研削案内部を案内として前記シート部を
研削する研削方法という技術的手段を採用する。

【０００８】

【作用】以上に述べた本発明の研削方法によると、研削
案内部を案内としてニードルのシート部を研削すること
ができる。しかもガイド部がシート部と研削案内部との
間に設けられているので、ニードルの移動時の傾きを少
なくできるとともに、溝の形成によりガイド部が変形し
たとしても、シート部研削の案内にガイド部変形が与え
る影響を低減することができ、真円度を確実に維持でき
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を適用した流体噴射弁を説明す
る。これは、本発明で製作したニードルを有する流体噴
射弁を、ガソリン機関の燃料供給装置の燃料噴射弁に適
用したものである。

【００１０】図１に示すように、燃料噴射弁２０の板状
磁性材料からなる略円筒状のヨーク２６内には、軸方向
に固定鉄心２１、可動コア７、ニードル１、ボディ４、
磁性パイプ８ａ、非磁性パイプ８ｂ等が設けられる。

【００１１】ヨーク２６の内周には、樹脂製のスプール
３２が固定される。このスプール３２には、電磁コイル
３３が巻装される。さらに、スプール３２の内部には、
磁性材料からなり筒状に形成される固定鉄心２１が、ス
プール３２の上方から突出するように挿入される。そし
て、固定鉄心２１の下部には、非磁性パイプ８ｂが接続
される。

【００１２】この非磁性パイプ８ｂは、大径部８１、小
径部８２からなる段付きパイプ状に形成されたものであ
る。そして、上記固定鉄心２１の下部には大径部８１が
接続され、固定鉄心２１の下端から一部突出するように
設けられる。さらに、非磁性パイプ８ｂの小径部８２下
端には、磁性材料からなり段付きパイプ状に形成された
磁性パイプ８ａの小径部８４が接続される。なお、非磁
性パイプ８ｂの小径部８２の内径は、磁性パイプ８ａの
小径部８４の内径よりもやや小さく設定されている。ま
た、磁性パイプ８ａの大径部８３の内部には、中空円板
状のスペーサ６を介してボディ４が挿入される。このボ
ディ４の内部には、後述のニードル１のガイド部２が摺
動する円筒面４ａと、ニードル１の円錐状のシート部１
４が着座する弁座４ｂとが形成される。さらに、ボディ
４の底部中央には、燃料噴射孔３６が形成される。

【００１３】次に、非磁性パイプ８ｂおよび磁性パイプ
８ａの内部の空間には、磁性材料からなり筒状に形成さ
れる可動コア７が設けられる。この可動コア７の外径は
非磁性パイプ８ｂの小径部８２内径よりやや小さく設定
され、可動コア７は非磁性パイプ８ｂに摺動可能に設け
られる。また、可動コア７の上端面は、上記固定鉄心２
１の下端面と所定の隙間を介して対向するように設けら
れる。さらに、可動コア７の下端内周には、ニードル１
が連結される。

【００１４】このニードル１の上部には、鍔状の接合部
１０が形成される。そして、接合部１０と可動コア７の
内周面とがレーザ溶接されることによって、ニードル１
と可動コア７とは一体に連結される。さらに、ニードル
１には、この鍔状接合部１０の下方近傍に、フランジ９
が形成される。

【００１５】また、ニードル１には、磁性パイプ８ａの
大径部８３内に収容されるスペーサ６の下端面から所定
の隙間を介して対向するようにフランジ５が形成され
る。このフランジ５は、ニードル１先端に形成されるシ
ート部１４付近に形成され、このフランジ５下方には上
記ボディ４に形成される円筒面４ａに摺動可能となるガ
イド部２が形成される。

【００１６】なお、ニードル１に形成される上記接合部
１０およびガイド部２の外周には、ローレット溝が転造
等によって形成される。また、可動コア７に溶接固定さ
れるニードル１の上端面には、可動コア７を図中下方へ
付勢し、ニードル１のシート部１４をボディ４の弁座４
ｂに着座させるスプリング１３が設けられる。このスプ
リング１３は、可動コア７の内部から固定鉄心２１の内
部へ突出し、固定鉄心２１の内部に挿入固定されるアジ
ャスティングパイプ１１に支持される。そして、このア
ジャスティングパイプ１１の軸方向位置を調節すること
によって、このスプリング１３の付勢力は調節される。
さらに、アジャスティングパイプ１１の底部には、噴射
弁２０の静的噴射量を調節するオリフィス１２が形成さ
れる。

【００１７】また、固定鉄心２１の上方には、燃料タン
クから燃料ポンプ等によって圧送され、燃料噴射弁２０
内に流入する燃料中のゴミ等を除去するフィルタ２４が
設けられる。

【００１８】そして、固定鉄心２１内に流入する燃料
は、アジャスティングパイプ１１のオリフィス１２か
ら、可動コア７とニードル１の接合部１０に形成された
ローレット溝との隙間、さらには、ボディ４の円筒面と
ニードル１のガイド部２に形成されたローレット溝との
隙間を通過して、燃料噴射孔３６に到る。

【００１９】また、固定鉄心２１のスプール３２の上方
から突出した部分の外周には、合成樹脂からなるコネク
タ３５が設けられる。そして、上記電磁コイル３３に電
気的に接続されるターミナル３４が、このコネクタ３５
およびスプール３２に埋設される。また、ターミナル３
４は図示しない電子制御装置からワイヤーハーネスを介
して接続され、電子制御装置によってターミナル３４を
介して電磁コイル３３に励磁電流が流れる。すると、ニ
ードル１および可動コア７が、上記スプリング２８の付
勢力に抗して固定鉄心１１の方向へ吸引される。

【００２０】さらに、ボディ４の外周底部には有底筒状
で合成樹脂製のスリーブ１７がはめ込まれている。この
スリーブ１７の中央には孔が形成され、この孔には内燃
機関の吸気弁に向けて燃料が噴射されるように２方向に
燃料を分配させるセパレータ１７ａが設けられる。

【００２１】なお、この燃料噴射弁２０では、非磁性パ
イプ８ｂ、磁性パイプ８ａ、スペーサ６、およびボディ
４によって、本発明のハウジングを構成する。上記の構
成を有する電磁式燃料噴射弁の作動を説明する。

【００２２】図示しない燃料ポンプと圧力レギュレータ
とにより一定圧力に加圧された燃料は、固定鉄心２１上
部からフィルタ２４、アジャスティングパイプ１１、オ
リフィス１２、可動コア７と接合部１０に形成されるロ
ーレット溝との隙間を流入し、さらに磁性パイプ８ａと
ニードル１との間にできる空間、およびボディ４の円筒
面とニードル１のガイド部２に形成されたローレット溝
との隙間を通過して、弁座４ｂ上流に供給される。

【００２３】そして、図示しない電子制御装置によって
コネクタ３５のターミナル３４を介して電磁コイル３３
が通電されると、電磁コイル３３は電磁力を発生する。
この電磁力によって、可動コア７と可動コア７に連結さ
れたニードル１とは、スプリング１３の付勢力に抗し
て、フランジ５とスペーサ６とが衝突するまで上昇す
る。そして、ニードル１と可動コア７とはこの衝突位置
で、電磁コイル３３の電磁力により保持される。その
後、電磁コイル３３への噴射制御信号が出力されなくな
り、電磁力が作用しなくなると、スプリング１３の付勢
力により、ニードル１は下降し、ボディ４の弁座４ｂと
当接する。

【００２４】そして、燃料はニードル１が上昇してから
下降するまで、ニードル１のシート部１４と弁座４ｂと
の隙間から燃料噴射孔３６を通過し、スリーブ１７の孔
に形成されたセパレータ１７ａによって２方向へ分岐さ
れ、内燃機関の吸気弁へと向けて図示しない吸気マニホ
ールド壁面に燃料がなるべく付着しないように噴射され
る。なお、この内燃機関には吸気弁が２つ備えられてい
るため、これに対応するため噴射燃料を２方向へ分岐さ
せるようにしている。ここで、例えば吸気弁を３つ備え
る機関に対応するために、スリーブ１７の形状を変更し
噴射燃料が３方向となるようにしてもよい。

【００２５】上記のように、ニードル１は、可動コア７
およびガイド部２の２箇所でガイドされ、さらに２箇所
のガイド部の間に、ニードル１の移動を規制する規制部
であるスペーサ６と当接する当接部であるフランジ５が
形成される。

【００２６】ここで、図２（ｂ）に示すように、ニード
ル１が軸心に対して傾斜した状態で、吸引されると、ま
ずフランジ５がスペーサ６に片当たりする。なお、この
図２（ｂ）中の三角印は、ガイド部である可動コア７と
非磁性パイプ８ｂ、およびガイド部２とボディ４との接
触点をそれぞれ示している。そして、衝突後、ニードル
１が電磁力によってさらに吸引され、フランジ５の上面
全体がスペーサ６の下面に接触するようになる。このと
き、片当たり衝突部は、上記２箇所のガイド部の間に位
置するため、ニードル１はこの衝突部を支点として反時
計回りに回転するように移動できる。このため、図２
（ａ）のようにフランジ５とスペーサ６とがこじれるよ
うにニードル１は移動することが少なくなり、こじれに
よって両者が磨耗することを低減できる。したがって、
この磨耗から噴射量が不安定となったり、噴射弁の耐久
性が損なわれるといったことを防止できる。

【００２７】また、可動コア７と非磁性パイプ８ｂとの
間のクリアランスや、ガイド部２とボディ４の円筒面４
ａとの間のクリアランスをさほど高精度に加工しなくて
も、上記のように２箇所のガイド部の間にフランジ５と
スペーサ６とを形成することによって、両者のこじれを
少なくすることができる。したがって、容易に噴射弁２
０の加工を行うことができる。

【００２８】ここで、この第１実施例のニードル１に
は、ガイド部２および可動コアとの接合部１０にローレ
ット溝を形成し、これによって燃料の通過を図ってい
る。このローレット溝は、上述のように転造といった加
工手段により容易に形成することができる。そして、こ
のように簡単にローレット溝を形成した場合において
も、ニードル１に形成されたフランジ５、９によって、
図３に示すようにこのフランジ５、９を案内としてニー
ドル１のシート部１４を研削することができる。これに
より、真円度を確実に維持してシート部１４を形成する
ことができる。なお、図中の３７、３８はフランジ５、
９を支持するワークであり、３９はシート部１４を形成
する砥石である。

【００２９】さらに、図４に示す第２実施例のように上
記フランジ５、９がそれぞれガイド部２、接合部１０と
連続して形成された構成のニードルとしてもよい。

【００３０】フランジ５，９を案内としてニードルのシ
ート部を研削する方法は第１実施例と同じである。

【００３１】なお、上記ニードル１のリフト量や燃料噴
射孔３６の径等は、加工精度などによって噴射弁毎でば
らつくことがある。このばらつきによって、静的噴射量
が噴射弁毎でばらつくことがある。したがって、このば
らつきをなくし同一の静的噴射量を得るために、上記リ
フト量、噴孔径等の精度をより向上させると、噴射弁の
大量生産に適しなくなり、生産性が悪化してしまう。し
かしながら、上記の燃料噴射弁では、アジャスティング
パイプ１１に形成されるオリフィス１２によって、その
オリフィス径を選択することにより、噴射弁毎の静的噴
射量のばらつきを吸収することができる。したがって、
組み付け作業が終了したあとで、オリフィス１２の径を
調節することによって、所定の静的噴射量を得ることが
できる。このため、上述のように加工精度をより向上さ
せる必要もなく、加工を容易に行うことができる。

【００３２】また、上記の燃料噴射弁は単孔の燃料噴射
孔３６から燃料が噴射される単孔調量タイプのものであ
る。ここで、上記実施例のような静的噴射量の調整を図
５、図６に示すような４孔調量タイプの燃料噴射弁に適
用してもよい。

【００３３】この燃料噴射弁は、ボディ４の下端に図８
に示す４つのオリフィス４１、４２、４３、４４が形成
されたオリフィスプレート４０が溶接によって取り付け
られたものであり、他の構成は図１に示す単孔調量タイ
プのものとほぼ同一である。

【００３４】図５、図６に示す４孔調量タイプのものに
おいても、各オリフィス４１〜４４の径を設定、ニード
ル１のリフト量を設定したあとに、図示せぬアジャステ
ィングパイプに形成されるオリフィスの径を選択するこ
とにより、上記燃料噴射弁と同様に噴射弁毎の静的噴射
量のばらつきを吸収することができ、所望の静的噴射量
を簡単に得ることができる。

【００３５】さらに、アジャスティングパイプ１１の他
の例を説明する。図１のアジャスティングパイプ１１
は、固定鉄心２１の外周をかしめることによって固定さ
れている。しかし、図７に示すように固定鉄心２１の内
部に凹み部２１ａを形成し、薄肉に形成されたアジャス
ティングパイプ１１ａを固定鉄心２１内に挿入後、専用
治具によって外径方向へ上記凹み部２１ａ内へ張り出す
ことによって固定してもよい。なお、この図７に示す燃
料噴射弁は上記図５に示した４孔調量タイプであるが、
このようなアジャスティングパイプを図１の単孔調量タ
イプのものに適用してもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上に述べた本発明の流体噴射弁の研削
方法によると、研削案内部を案内としてニードルのシー
ト部を研削することができる。しかもガイド部がシート
部と研削案内部との間に設けられているので、ニードル
の移動時の傾きを少なくできるとともに、溝の形成によ
りガイド部が変形したとしても、シート部研削の案内に
ガイド部変形が与える影響を低減することができ、真円
度を確実に維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のニードルを収容した燃料噴射弁の
断面図である。

【図２】ニードルの挙動を示す図である。

【図３】第１実施例を示す図である。

【図４】第２実施例に適用するニードルを示す図であ
る。

【図５】第１実施例のニードルを収容した燃料噴射弁の
噴射孔付近の拡大図である。

【図６】図５の燃料噴射弁のオリフィスプレートを示す
図である。

【図７】第１実施例のニードルを収容した他の燃料噴射
弁の断面図である。

【図８】従来の燃料噴射弁の断面図である。

【符号の説明】

１ ニードル ２ ガイド部 ４ ボディ ５ フランジ ６ スペーサ ７ 可動コア ８ａ 磁性パイプ ８ｂ 非磁性パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 慎治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 太田 信男 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を流体が通過するハウジングならび
   にボディにより形成される空間内に移動可能に収納さ
   れ、流体の噴射を断続するニードルの加工方法であっ
   て、 前記ニードルは、前記ボディに着座するシート部と、 前記シート部の研削を案内する研削案内部と、 前記シート部と前記研削案内部との間に設けられ、前記
   ハウジングに対して摺動し前記ニードルの移動を案内す
   るとともに、流体が通過する方向に溝の形成されたガイ
   ド部とを備え、 前記研削案内部を案内として前記シート部を研削する研
   削方法。