JPH11324851A

JPH11324851A - 燃料噴射弁及びその組立方法

Info

Publication number: JPH11324851A
Application number: JP12845198A
Authority: JP
Inventors: Hideto Takeda; 英人武田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1999-11-26
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: JP3922413B2

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料噴射弁のニードルバルブのリフト量調節
を行いやすくする。【解決手段】ニードルバルブ３０を収容したバルブ収
容部２３の全周にバルジ部４２を張り出すように形成す
る。ニードルバルブ３０のリフト量を調節する場合に
は、燃料噴射弁の組立後に、バルブ収容部２３のバルジ
部４２を複数の加圧ローラで挟み込んで加圧しながら、
ローラ掛けを行うことで、該バルジ部４２の外周を均等
に加圧して該バルジ部４２を軸方向（上下方向）に拡開
変形させる。この際、加圧ローラ４７の加圧力の調節又
はローラ掛け時間の調節によってバルジ部４２の拡開変
形量を調節することで、バルブ収容部２３の軸方向寸法
を調節してニードルバルブ３０のリフト量を調節する。
バルジ部４２は、バルブ収容部２３に装着したＯリング
３３の上限位置を規制するバックアップリングとしても
機能する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニードルバルブの
リフト量を調節するリフト量調節手段を備えた燃料噴射
弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関に燃料を噴射する燃
料噴射弁の噴射量を調節する場合、噴射口を開閉するニ
ードルバルブのリフト量を調節するようにしている。近
年、燃料噴射弁の組立後にニードルバルブのリフト量を
調節できるようにするために、特開昭６２−２２３４５
２号公報に示すように、ニードルバルブを収容するバル
ブ収容部の外周面全周に環状溝（薄肉部）を形成し、こ
の環状溝を複数の圧延ローラで挟み込んで圧延すること
で、該環状溝を軸方向（上下方向）に延ばし、それによ
って、バルブ収容部の軸方向寸法を調節してニードルバ
ルブのリフト量を調節するようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報のように、バルブ収容部の環状溝を圧延ローラで挟み
込んで圧延する方法では、環状溝（薄肉部）の延び量が
小さく、ニードルバルブのリフト量の調節範囲が小さい
という欠点がある。しかも、環状溝の延び量を大きくす
るために、環状溝を挟み込む圧延ローラの加圧力を大き
くし過ぎると、環状溝（薄肉部）が内方に変形してニー
ドルバルブが動作不良になるおそれがある。また、バル
ブ収容部の外周面に環状溝を切削加工で形成する必要が
あるため、バルブ収容部の加工性が悪く、加工コストが
高くなるという欠点もある。

【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、ニードルバルブのリ
フト量の調節範囲を大きくできると共に、リフト量調節
時のバルブ収容部の変形やニードルバルブの動作不良を
防止でき、しかもバルブ収容部の加工性を向上できる燃
料噴射弁及びその組立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】上記目的を達成するため
に、本発明の燃料噴射弁は、ニードルバルブを収容する
バルブ収容部の全周にバルジ部を張り出すように形成
し、このバルジ部をリフト量調節手段として用いるもの
である（請求項１）。このものでは、ニードルバルブの
リフト量を調節する際に、バルジ部の外周を例えば加圧
ローラ等により加圧して該バルジ部を軸方向に拡開変形
させることで、バルブ収容部の軸方向寸法を調節してニ
ードルバルブのリフト量を調節すれば良い（請求項
５）。

【０００６】この場合、バルジ部の拡開変形によるリフ
ト量の調節は、従来の圧延法（特開昭６２−２２３４５
２号公報）と比較して、バルブ収容部の軸方向寸法の調
節が容易で、且つその調節量を大きくすることができ、
ニードルバルブのリフト量の調節範囲を容易に大きくで
きる。しかも、バルジ部の拡開変形は、従来の圧延法で
用いる加圧力よりも小さい加圧力で行うことができるた
め、リフト量調節時にバルブ収容部が内方に変形するこ
とを防止できて、ニードルバルブの動作不良を防止でき
る。また、バルジ部の加工は、プレス成形法の一種であ
る管バルジ成形法によって行うことができるため、従来
の環状溝の切削加工と比較して、加工が簡単で、加工コ
ストを低減できる。

【０００７】本発明は、ニードルバルブの最大リフト量
を規制する手段として、バルブ収容部内にストッパを組
み付けたり、或は、バルブ収容部の内部にストッパを切
削加工により形成しても良いが、前者は、部品点数・組
立工数が増加し、後者は加工コストが増加する。

【０００８】そこで、請求項２のように、ニードルバル
ブの上端に連結された可動鉄心が、その上方に位置する
固定鉄心に当接することで、ニードルバルブの最大リフ
ト量を規制するようにしても良い。このようにすれば、
バルブ収容部内へのストッパの組付や切削加工が不要と
なり、低コスト化の要求を満たすことができる。

【０００９】更に、請求項３のように、１本の複合磁性
パイプの中間部を非磁性化して非磁性の中間パイプ部を
形成すると共に、前記複合磁性パイプのうちの前記中間
パイプ部より下側の部分を磁性化してバルブ収容部を形
成し、更に、前記複合磁性パイプのうちの前記中間パイ
プ部より上側の部分を磁性化して磁性パイプ部を形成
し、この磁性パイプ部内に固定鉄心をその下端が前記中
間パイプ部の途中に位置するように圧入した構成として
も良い。

【００１０】この構成では、１本の複合磁性パイプに形
成された磁性パイプ部とバルブ収容部とを固定鉄心と可
動鉄心に磁束を通す磁気回路の構成部品として用いるこ
とができると共に、磁性パイプ部とバルブ収容部との間
に非磁性の中間パイプ部を形成することで、磁性パイプ
部とバルブ収容部との間の磁束の短絡を防ぐことができ
る。しかも、磁性パイプ部、非磁性の中間パイプ部及び
磁性のバルブ収容部を一体に形成しているため、これら
三者をろう付けやレーザ溶接等で結合する面倒な工程が
不要となり、組立工数を削減できて、組立性向上による
コストダウンを期待できる。更に、磁性パイプ部、中間
パイプ部及びバルブ収容部を一体化することで、これら
三者間の組立時の位置ずれが全く無くなり、組立精度を
容易に向上できて、噴射量特性のばらつきを少なくする
ことができる。

【００１１】また、請求項４のように、バルブ収容部の
外周のうちのバルジ部の下側の部位に装着されたＯリン
グの上限位置をバルジ部によって規制するようにしても
良い。このようにすれば、Ｏリングの上限位置を規制す
るバックアップリングが不要となり、部品点数削減・組
立工数削減の要求を満たすことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
及び図２に基づいて説明する。複合磁性材料で形成した
１本の複合磁性パイプ２０を磁性化し、その中間部のみ
を非磁性化することで、磁性パイプ部２１、非磁性の中
間パイプ部２２及び磁性のバルブ収容部２３を一体に形
成している。ここで使用する複合磁性材料としては、例
えば本出願人が先に出願した特開平８−３６４３号公報
に示すものを使用すれば良い。この複合磁性材料の組成
は、重量基準でＣ：０．６％以下、Ｃｒ：１２〜１９
％、Ｎｉ：６〜１２％、Ｍｎ：２％以下、Ｎｂ：１％以
下で、その残部がＦｅ及び不可避不純物によって構成さ
れ、下記式で定義される平山の等量Ｈｅｑが２０〜２３
％、ニッケル等量Ｎｉｅｑが９〜１２％、クロム等量Ｃ
ｒｅｑが１６〜１９％である。

【００１３】平山の等量Ｈｅｑ＝〔Ｎｉ％〕＋１．０５
〔Ｍｎ％〕＋０．６５〔Ｃｒ％〕＋０．３５〔Ｓｉ％〕
＋１２．６〔Ｃ％〕ニッケル等量Ｎｉｅｑ＝〔Ｎｉ％〕＋３０〔Ｃ％〕＋
０．５〔Ｍｎ％〕クロム等量Ｃｒｅｑ＝〔Ｃｒ％〕＋〔Ｍｏ％〕＋１．５
〔Ｓｉ％〕＋０．５〔Ｎｂ％〕

【００１４】上記の組成の複合磁性材料で形成した１本
の複合磁性パイプ２０に対し、絞り加工、しごき加工等
の歪み付加加工を多段階に行うと共に、各加工工程の材
料温度を１００℃以下に制御することで、磁束密度Ｂ
₄₀₀₀（Ｈ＝４０００Ａ／ｍにおける磁束密度）が０．３
以上となるように複合磁性パイプ２０全体を磁性化（マ
ルテンサイト化）した後、この複合磁性パイプ２０の中
間部（中間パイプ部２２に相当する部分）を誘導加熱等
の手段によって１０秒以内で加熱溶体化することで、非
磁性化（オーステナイト化）し、結晶粒径を３０μｍ以
下とする。このような加工方法により、非磁性化部分
（中間パイプ部２２）の非磁性特性を極低温環境下でも
安定して保持することができ、極低温環境下で非磁性化
部分がマルテンサイト化（磁性化）することを防ぐこと
ができる。

【００１５】尚、極低温環境下で使用しない場合には、
複合磁性材料の組成や加工法を必ずしも上記のようにす
る必要はなく、上記以外の組成のオーステナイト系のス
テンレス鋼を用いて、適宜の加工法で磁性化と非磁性化
を行うようにしても良い。

【００１６】一方、磁性パイプ部２１の上部は、図示し
ないデリバリパイプ（燃料配管）と連結される燃料コネ
クタ部２１ａとなり、その外周には樹脂製のＯリング２
４が嵌合されている。磁性パイプ部２１の上部内周側に
は、デリバリパイプから送られてくる燃料を濾過する燃
料フィルタ２５が装着されている。更に、磁性パイプ部
２１内には、燃料フィルタ２５の下方に位置して円筒状
の固定鉄心２６が圧入により固定され、該固定鉄心２６
の下部が中間パイプ部２２のほぼ中間部分にまで圧入さ
れている。尚、固定鉄心２６には、圧入を容易にするた
めのすり割り（図示せず）が形成されている。

【００１７】本実施形態では、磁性パイプ部２１のうち
の燃料フィルタ２５の近傍部分を小径に形成すること
で、磁性パイプ部２１の内周部に段差部２７を形成して
いる。この段差部２７は、複合磁性パイプ２０内に下方
から圧入された固定鉄心２６の圧入位置を決める位置決
めストッパとして機能する。固定鉄心２６の内周側に
は、すり割り付きパイプ状のアジャスタ２８が圧入され
ると共に、その下方側にスプリング２９が装着されてい
る。組立時に、アジャスタ２８を圧入量を調節してスプ
リング２９によるニードルバルブ３０の付勢力を調整し
た後に、磁性パイプ部２１の外周部をかしめることで、
その内周側に固定鉄心２６とアジャスタ２８とをかしめ
固定する。尚、アジャスタ２８の内径部とスプリング２
９の内径部は、燃料フィルタ２５を通過した燃料が通る
流路となる。

【００１８】バルブ収容部２３の内部にはニードルバル
ブ３０が収納され、該バルブ収容部２３の下部にはバル
ブシート３１が溶接等により固定され、このバルブシー
ト３１に形成された噴射口３２がニードルバルブ３０の
下端部で開閉される。バルブ収容部２３の下部外周に
は、吸気マニホールド（図示せず）との連結部をシール
するＯリング３３が嵌着され、このＯリング３３の下方
には、バルブシート３１をカバーする保護カバー３４が
固定され、この保護カバー３４の上端鍔部３４ａによっ
てＯリング３３の脱落防止がなされている。そして、バ
ルブシート３１の下面と保護カバー３４との間には、噴
孔プレート４４が挟み込まれ、この噴孔プレート４４に
は、バルブシート３１の噴射口３２に対向する位置に１
個又は複数個の噴孔が形成され、この噴孔がスリーブ３
４の開口部４５から下方に露出している。

【００１９】ニードルバルブ３０の上端部には中空状の
可動鉄心３５が圧入等により固定され、この可動鉄心３
５がバルブ収容部２３の上部に摺動自在に嵌合されてい
る。この可動鉄心３５の上部は、中間パイプ部２２のほ
ぼ中間位置まで摺動自在に嵌合され、該可動鉄心３５の
上端面が固定鉄心２６の下端面と対向している。この可
動鉄心３５は、固定鉄心２６内に収納されたスプリング
２９によって閉弁方向（下方）に付勢されている。中間
パイプ部２２の内周部には、可動鉄心３５と固定鉄心２
６とのギャップ部に対応する位置に、可動鉄心３５の摺
動を円滑にするための逃げ溝部４３が形成されている。

【００２０】尚、固定鉄心２６の下端面と可動鉄心３５
の上端面との双方に非磁性の硬質クロムメッキが施さ
れ、そのメッキ被膜がソリッドギャップとして利用され
る。また、ニードルバルブ３０の上端大径部（可動鉄心
３５内に圧入された部分）には、複数の面取部３０ａが
形成され、固定鉄心２６の内部を流れる燃料が可動鉄心
３５と各面取部３０ａの間を通過してバルブ収容部２３
の内部に流入するようになっている。

【００２１】一方、複合磁性パイプ２０の外周部には、
モールドコイル３６が中間パイプ部２２を覆うように嵌
合装着されている。このモールドコイル３６は、樹脂製
のスプール３７にコイル３８を巻装し、これを絶縁性樹
脂４６で筒状にモールド成形したものである。このモー
ルドコイル３６にはコネクタハウジング３９が一体に成
形され、このコネクタハウジング３９の内部に、コイル
３７に接続されたターミナル４０がインサート成形され
ている。このモールドコイル３６の外周部には、磁性パ
イプ部２１とバルブ収容部２３との間の磁気回路を構成
する磁性材製のヨーク４１が宛がわれ、このヨーク４１
の上端部と下端部がそれぞれ磁性パイプ部２１とバルブ
収容部２３に溶接、かしめ等により固定されている。

【００２２】更に、バルブ収容部２３のうちのヨーク４
１とＯリング３３との間の部分には、管バルジ成形法に
よってバルジ部４２がバルブ収容部２３の全周に張り出
すように形成されている。このバルジ部４２は、ニード
ルバルブ３０のリフト量を調節するリフト量調節手段と
して機能すると共に、Ｏリング３３の上限位置を規制す
るバックアップリングとしても機能する。

【００２３】以上のように構成した燃料噴射弁におい
て、コイル３８への通電がオフされている時には、スプ
リング２９によって可動鉄心３５が閉弁方向（下方）に
移動され、ニードルバルブ３０の下端部がバルブシート
３１に当接して噴射口３２を閉鎖した状態に保持され
る。

【００２４】この後、コイル３８への通電が開始される
と、コイル３８の周囲に磁束が発生し、その磁束がコイ
ル３８の周囲を取り囲む磁気回路を流れる。この磁気回
路は、ヨーク４１…磁性パイプ部２１…固定鉄心２６…
可動鉄心３５…バルブ収容部２３…ヨーク４１の経路で
構成され、非磁性の中間パイプ部２２が磁性パイプ部２
１とバルブ収容部２３との間の磁束の短絡を防ぐ役割を
果たす。この磁気回路に磁束が流れると、固定鉄心２６
と可動鉄心３５との間に磁気吸引力が発生し、可動鉄心
３５が上方に吸引されて、ニードルバルブ３０がバルブ
シート３１から離れて噴射口３２を開放する。これによ
って、バルブ収容部２３内の燃料が噴孔プレート４４の
噴孔から噴射される。

【００２５】次に、ニードルバルブ３０のリフト量の調
節方法を説明する。燃料噴射弁の組立後に、図２に示す
ように、バルブ収容部２３のバルジ部４２を複数の加圧
ローラ４７で挟み込んで加圧しながら、各加圧ローラ４
７を回転させてバルジ部４２を回転させるローラ掛けを
行うことで、該バルジ部４２の外周を均等に加圧して該
バルジ部４２を図３（ｂ）に示すように軸方向（上下方
向）に拡開変形させる。この際、加圧ローラ４７の加圧
力の調節又はローラ掛け時間の調節によってバルジ部４
２の拡開変形量を調節することで、バルブ収容部２３の
軸方向寸法を調節してニードルバルブ３０のリフト量を
調節する。

【００２６】このように、バルジ部４２の拡開変形によ
るニードルバルブ３０のリフト量の調節は、従来の圧延
法（特開昭６２−２２３４５２号公報）と比較して、バ
ルブ収容部２３の軸方向寸法の調節が容易で、且つその
調節量を大きくすることができ、ニードルバルブ３０の
リフト量の調節範囲を容易に大きくできる。しかも、バ
ルジ部４２の拡開変形は、従来の圧延法で用いる加圧力
よりも小さい加圧力で行うことができるため、リフト量
調節時にバルブ収容部２３が内方に変形することを防止
できて、ニードルバルブ３０の動作不良を防止でき、品
質向上、信頼性向上の要求を満たすことができる。ま
た、バルジ部４２の加工は、プレス成形法の一種である
管バルジ成形法によって行うことができるため、従来の
環状溝の切削加工と比較して、加工が簡単で、加工コス
トを低減でき、低コスト化の要求を満たすことができ
る。

【００２７】また、バルブ収容部２３に形成したバルジ
部４２は、バルブ収容部２３に装着したＯリング３３の
上限位置を規制するバックアップリングとしても機能す
るので、Ｏリング３３の上限位置を規制するバックアッ
プリングが不要となり、その分、部品点数・組立工数を
削減することができる。

【００２８】更に、１本の複合磁性パイプ２０を用い
て、磁性パイプ部２１、非磁性の中間パイプ部２２及び
磁性のバルブ収容部２３を一体に形成しているため、こ
れら三者をろう付けやレーザ溶接等で結合する面倒な工
程が不要となり、部品点数削減・組立工数削減の要求を
満たすことができる。但し、本発明は、磁性パイプ部、
非磁性の中間パイプ部及び磁性のバルブ収容部をろう付
けやレーザ溶接等で結合する構成としても良く、この場
合でも、本発明の所期の目的は十分に達成することがで
きる。

【００２９】尚、本発明は、ニードルバルブ３０の最大
リフト量を規制する手段として、バルブ収容部２３内に
ストッパを組み付けたり、或は、バルブ収容部２３の内
部にストッパを切削加工により形成しても良いが、本実
施形態のように、ニードルバルブ３０の上端に連結され
た可動鉄心３５が固定鉄心２６に当接することで、ニー
ドルバルブ３０の最大リフト量を規制するようにすれ
ば、バルブ収容部２３内へのストッパの組付や切削加工
が不要となり、低コスト化の要求を満たすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す燃料噴射弁の縦断面
図

【図２】ニードルバルブのリフト量の調節方法（バルジ
部のローラ掛け方法）を説明する図

【図３】（ａ）はバルジ部のローラ掛け前の状態を示す
縦断面図、（ｂ）はバルジ部のローラ掛け後の状態を示
す縦断面図

【符号の説明】

２０…複合磁性パイプ、２１…磁性パイプ部、２１ａ…
燃料コネクタ部、２２…中間パイプ部、２３…バルブ収
容部、２５…燃料フィルタ、２６…固定鉄心、２７…段
差部、２８…アジャスタ、２９…スプリング、３０…ニ
ードルバルブ、３１…バルブシート、３２…噴射口、３
４…保護カバー、３５…可動鉄心、３６…モールドコイ
ル、３８…コイル、３９…コネクタハウジング、４１…
ヨーク、４２…バルジ部、４４…噴孔プレート、４７…
加圧ローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】噴射口を開閉するニードルバルブのリフ
ト量を調節するリフト量調節手段を備えた燃料噴射弁に
おいて、前記リフト量調節手段は、前記ニードルバルブを収容す
るバルブ収容部の全周に張り出すように形成されたバル
ジ部により構成されていることを特徴とする燃料噴射
弁。
【請求項２】前記ニードルバルブの最大リフト量は、
前記ニードルバルブの上端に連結された可動鉄心が、そ
の上方に位置する固定鉄心に当接することで規制される
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】１本の複合磁性パイプの中間部を非磁性
化して非磁性の中間パイプ部を形成すると共に、前記複
合磁性パイプのうちの前記中間パイプ部より下側の部分
を磁性化して前記バルブ収容部を形成し、更に、前記複
合磁性パイプのうちの前記中間パイプ部より上側の部分
を磁性化して磁性パイプ部を形成し、この磁性パイプ部
内に固定鉄心をその下端が前記中間パイプ部の途中に位
置するように圧入したことを特徴とする請求項１又は２
に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】前記バルブ収容部の外周のうちの前記バ
ルジ部の下側の部位にはＯリングが装着され、前記バル
ジ部は、前記Ｏリングの上限位置を規制することを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料噴射弁。
【請求項５】噴射口を開閉するニードルバルブを収容
するバルブ収容部の全周にバルジ部を張り出すように形
成し、このバルジ部の外周を加圧して該バルジ部を軸方
向に拡開変形させることで、前記バルブ収容部の軸方向
寸法を調節して前記ニードルバルブのリフト量を調節す
ることを特徴とする燃料噴射弁の組立方法。