WO2017006693A1 - 中空複合磁性部材の製造方法及び製造装置並びに燃料噴射弁 - Google Patents

中空複合磁性部材の製造方法及び製造装置並びに燃料噴射弁 Download PDF

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composite magnetic
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pipe
hollow composite
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旭東 張
岡本　晋哉
小林　信章
貴博 齋藤
昭宏 山崎
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a hollow composite magnetic member, and a fuel injection valve.
  • Laser welding is used in various directions because the welded joint can be obtained with low distortion, high speed and high accuracy because the energy density of the laser beam of the heat source is high.
  • a plurality of materials to be welded are stacked or butted against a steel material such as stainless steel or carbon steel, or a metal material such as aluminum alloy or nickel alloy.
  • a fuel pump, and an injector fuel injection valve
  • a welding process using a pulsed wave or continuous wave laser beam is used.
  • an additive (wire or powder) having a component different from that of the metal material is used, and the local structure or performance of the metal material is improved by laser beam irradiation. Improved surface modification has also been applied to a wide range of products.
  • a local non-magnetic or low-magnetization treatment is performed on the pipe-shaped magnetic material.
  • the reformed part falls on the inner surface of the pipe due to laser irradiation, and a shape adjustment step after the low magnetic treatment is necessary.
  • the cause of the above-mentioned drop is that when the laser beam is irradiated to a predetermined low-magnetization processing region, the width of the processing region required from the performance of the fuel injection valve can be obtained, so the laser beam spot diameter is set large. Alternatively, it is necessary to set a large heat input amount of the laser beam. In this case, the amount of heat input to the thin-walled pipe is large, so that it may be melted down or deformed greatly.
  • Patent Document 1 describes a method of performing laser irradiation while supplying a non-oxidizing shield gas to the inside of the pipe.
  • the laser reforming method described in Patent Document 1 has an effect of suppressing a drop by providing a shield gas inside the pipe, but since the heat input of the entire laser is still high, an effect of reducing deformation can be obtained. I can't.
  • the present invention has been made in view of the conventional problems, and reduces deformation of the low magnetic treatment region when welding with a laser beam in a state where pressure adjustment by a shield gas supplied to the inside of the hollow member is not performed. It is an object to provide a method and an apparatus therefor.
  • the method for producing a hollow composite magnetic member of the present invention is a method for producing a hollow composite magnetic member having weakened magnetism in a part of a hollow member formed of ferromagnetism, wherein a Ni-containing material is applied to a part of the hollow member.
  • the method includes a step of continuously feeding and heating a line-shaped irradiation region with a laser beam to melt and mix the Ni-containing material and the hollow member to form a weak magnetic region weakened in magnetism.
  • the present invention it is possible to prevent the local portion of the hollow ferromagnetic pipe from falling easily in the weak magnetizing process, greatly reduce deformation caused by laser irradiation, and adjust the shield gas pressure inside the pipe. Since it becomes unnecessary, it is possible to perform a weak magnetizing process with higher efficiency and higher quality.
  • the present invention relates to a laser processing method such as surface modification, overlaying or welding by laser heat treatment with wire addition using a linear heating method, and a laser processing apparatus for realizing the laser processing method.
  • a Ni-containing material is continuously fed to a part of the ferromagnetic pipe for a fuel injection valve. While feeding, a part of the ferromagnetic pipe for fuel injection valve is weakened by melting the Ni-containing material and the ferromagnetic pipe for fuel injection valve by a linear heating type laser beam.
  • the cross-sectional shape of the Ni-containing additive (Ni-containing material) that is continuously fed has a solid or hollow circular shape, elliptical shape, or rectangular shape, and is a single-core solid wire or a multi-core strand. It is preferable to use a wire.
  • the length of the irradiation range of the laser beam of the linear heating method is 1 to 2 times the width of the weak magnetized region, and the width of the irradiation range is 1.0 or less the diameter of the Ni additive. It is preferable that
  • linear heating type laser beam a linear beam formed from a cylindrical lens or a diffractive lens is used, or a high-speed beam scanner that reciprocates a circular beam at high speed is used, and a linear irradiation region is defined. Can be formed.
  • a laser processing apparatus for realizing the above-described laser weakening process is a beam conversion head capable of adjusting the length and width of a linear heating type laser irradiation range, or a beam scanner for rapidly reciprocating a circular beam. And a mechanism (material feeding unit) that can continuously feed Ni additive (Ni-containing material).
  • the welding method of the embodiment of the present invention is as follows using FIGS. 1 to 5B.
  • FIG. 1 is a diagram showing a process for weakening a ferromagnetic pipe (arrangement of a ferromagnetic pipe, a wire, and a laser beam irradiation unit used for manufacturing a hollow composite magnetic member (pipe)).
  • the hollow composite magnetic member refers to a hollow ferromagnetic member (ferromagnetic pipe) having a partially weakened magnetism.
  • the ferromagnetic pipe 1 is made of a metal pipe formed of a magnetic metal material such as electromagnetic stainless steel.
  • the shape of the metal pipe is not limited to a cylindrical shape, and may generally be a hollow member (hollow member).
  • ferromagnetic pipe 1 for example, a pipe material of ferritic stainless steel SUS430 having a thickness of 0.5 mm can be used.
  • the ferromagnetic pipe 1 has 15 mass% or more and 18 mass% or less of Cr. Examples of such a metal include 16.49% by mass of Cr, 0.44% by mass of Si, 0.19% by mass of Ni, 0.01% by mass of C, and 0.25% by mass of Mn. Is mentioned.
  • Laser light is generated from a laser transmitter (not shown), is converted into a linear beam by a linear beam conversion head 6 via a transfer path such as a transfer fiber 5, and the laser beam (linear beam) is formed on the surface of the ferromagnetic pipe 1. ).
  • Reference numeral 2 indicates the irradiation area.
  • the wire 4 (Ni-containing material) containing Ni is applied to the ferromagnetic pipe 1 and the ferromagnetic pipe 1 is demagnetized by laser heat from a laser transmitter. Ni is added to the ferromagnetic pipe 1 in the portion subjected to the demagnetization treatment.
  • a fiber laser having a wavelength of 1070 to 1080 nm can be used, but laser light of other wavelengths may be used.
  • the irradiation shape that becomes the irradiation range (irradiation region 2) of the laser beam of the linear heating method is a linear shape (line segment shape).
  • the ferromagnetic pipe 1 is installed in an irradiation target installation unit (not shown) so that the longitudinal direction of the irradiation region 2 is parallel to the rotation axis of the ferromagnetic pipe 1, and the laser is irradiated.
  • a wire 4 having a diameter of 0.6 mm is continuously provided on the pipe surface by a wire feeding device (not shown, also referred to as “material feeding unit”). Then, the wire 4 and the surface local area of the pipe 1 are simultaneously melted by the linear beam 2 to form the weak magnetized region 3.
  • the weak magnetized region 3 is formed in an annular shape on the side surface of the ferromagnetic pipe 1.
  • 2A to 2D show variations of the cross-sectional shape of the wire.
  • the wire 4a in FIG. 2A is a solid wire having a circular cross section, and has a diameter of 0.6 mm.
  • FIG. 2B in FIG. 2B is an elliptical solid wire.
  • the wire 4c in FIG. 2C is a rectangular solid wire.
  • it is necessary to secure the amount of wire added.
  • Compared with a circular wire when an elliptical or rectangular wire is used, the size in a narrow direction is reduced, so that there is an advantage that it is easily melted by a linear beam.
  • a circular wire is more advantageous in terms of cost than an elliptical or rectangular wire.
  • FIGS. 2A to 2C a single-core solid wire is shown, but a multi-core strand wire may be used.
  • the wire 4d in FIG. 2D is a multi-core strand wire.
  • Each wire 104 constituting the strand has a circular cross section.
  • FIG. 3 shows the cross-sectional shape and size of the single-core solid wire used in this example, and the shape and size of the laser beam irradiated to the pipe surface (linear beam), that is, the laser beam irradiation area on the pipe surface. It is shown.
  • reference numeral 4 denotes a cross section of the wire.
  • Reference numeral 2 denotes a laser beam shape (shape and size of an irradiation region) irradiated on the pipe surface.
  • d is the diameter of the wire 4.
  • b is the width (short side) of the irradiation region.
  • a is the length (long side) of the irradiation region.
  • the diameter d of the wire is 0.6 mm and the width b of the irradiation region is 0.5 mm.
  • the wire diameter and the width of the irradiation region can be changed as appropriate.
  • the diameter (width) of the cross section of the wire in the direction of laser irradiation is defined as d.
  • the diameter (d) in the narrow direction of the ellipse is obtained.
  • the width of the cross-section of the wire in the direction of laser irradiation is d.
  • the width direction of the linear beam so as not to irradiate the pipe region other than the wire.
  • the width b of the irradiation region becomes larger than the wire diameter d, the laser beam irradiation area a ⁇ b determined by the length a and the width b of the irradiation region also increases.
  • the laser irradiation is preferably linear, and the sizes b and d are more preferably adjusted to have the above relationship.
  • a wire having a diameter of 0.6 mm is used, and the range of the weakly magnetized region of the ferromagnetic pipe is 2.5 mm.
  • the size of the irradiated region is 0.6 mm ⁇ 2.5 mm.
  • FIG. 4 shows the irradiation region 2 of the linear beam and a part of the cross section of the ferromagnetic pipe 1.
  • the long side of the irradiation region 2 and the cross section of the ferromagnetic pipe 1 shown in this figure are parallel to the rotational axis of the ferromagnetic pipe 1.
  • the width w of the weak magnetic treatment region is set to an optimum range from the viewpoint of the responsiveness of the fuel injection valve.
  • the width w is 2.5 mm.
  • the range melted by laser irradiation is slightly narrower than the length a of the irradiation region due to the heat conduction of the pipe itself and the heat transfer of the environment, so if the length a of the irradiation region is set smaller than w
  • the weak magnetizing treatment area is narrowed, and the response performance is lowered. Therefore, it is important that 1.0 ⁇ a / w.
  • a / w is set to 2.0 or more, the laser irradiation range is too wide, and the width w of the weak magnetic treatment region is significantly larger than the required 2.5 mm. As a result, deformation increases and responsiveness also decreases.
  • the length a of the irradiation region of the linear beam of the laser and the required width w of the weakening treatment region are set to a in the width direction of the linear shape, and the weakness of the ferromagnetic pipe for the fuel injection valve.
  • a is preferably 1 to less than 2 times w, and preferably satisfies the following (formula 2).
  • the laser beam 111 from the transfer fiber is converted into a parallel beam 112 by the collimation lens 7. Thereafter, the beam is converted into a linear beam 113 using the two cylindrical lenses 8 and 9. These configurations are included in the laser beam forming unit.
  • FIG. 5A shows a surface corresponding to the length “a” of the irradiation region of the linear beam 113.
  • FIG. 5B shows a surface corresponding to the width b of the irradiation region of the linear beam 113.
  • the cylindrical lens 8 has a condensing effect in the length direction of the linear beam, but does not condense in the width direction.
  • the lens 9 does not collect light in the length direction of the linear beam.
  • a linear beam having a predetermined shape can be obtained by combining the lenses 8 and 9.
  • a mechanism is provided that can adjust the vertical positions of the cylindrical lenses 8 and 9 of the present invention.
  • the laser weak magnetizing treatment conditions used in this example are, for example, a laser output of 300 W to 1000 W, a linear beam length a of 2.5 mm to 5.0 mm, and a width b of 0.05 mm to 0.6 mm.
  • the processing speed can be appropriately set from 10 mm / s to 100 mm / s by rotating the pipe.
  • nitrogen gas is used as a shielding gas in order to prevent the molten metal from being oxidized during the laser irradiation period.
  • Example 2 of the present invention is as follows.
  • the ferromagnetic pipe used in this example is the same as that used in Example 1.
  • laser light and near infrared laser having a wavelength of 500 nm to 880 nm can be used, but laser light of other wavelengths may be used.
  • Other apparatus configurations are set in the same manner as in FIG. 1 of the first embodiment.
  • Laser light is generated from a laser transmitter (not shown), is transferred to a linear beam 2 by a linear beam conversion head 6 via a transfer path such as a transfer fiber 5, and the laser light is applied to the surface of the ferromagnetic pipe 1. Irradiate.
  • the weak magnetizing treatment method is performed by turning a Ni pipe 4 having a diameter of 0.6 mm on the pipe surface with a wire feeding device (not shown) while rotating the ferromagnetic pipe 1.
  • the wire 4 and the surface local area of the pipe 1 are simultaneously melted by a linear beam to form the weak magnetized region 3.
  • the Ni wire used in this example is a circular strand wire having a diameter of 0.8 mm, but an elliptical or rectangular solid wire shown in FIGS. 2B and 2C may be used.
  • FIG. 6 shows the configuration of the linear beam conversion head used in this example.
  • the laser beam 121 from the transfer fiber is converted into a parallel beam 122 by the collimation lens 7. Thereafter, the light is converted into a linear beam 123 by the diffractive conversion lens 10.
  • These configurations are included in the laser beam forming unit.
  • the beam shape converted by the diffractive conversion lens 10 is as follows.
  • the relationship between the length a of the linear beam irradiation region 2 and the width w of the weak magnetized region is 1.0 ⁇ a / w ⁇ 2.0, and the width b of the linear beam irradiation region 2 and the Ni wire
  • the relationship between the diameter d and the diameter d was set to b / d ⁇ 1.0.
  • the laser weak magnetizing treatment conditions used in this example are, for example, that the laser output is 600 W to 1200 W, the length a of the linear beam irradiation region 2 is 2.5 mm to 5.0 mm, and the width b is 0.1 mm.
  • the processing speed can be appropriately set from 10 mm / s to 100 mm / s by rotating the pipe to 0.8 mm.
  • argon gas was used as a shielding gas in order to prevent the molten metal from being oxidized during the laser irradiation period.
  • Example 3 of the present invention is as follows.
  • the conditions such as the ferromagnetic pipe used in the present embodiment, the laser wavelength, and the wire diameter are the same as those used in the first embodiment.
  • FIG. 7 shows the configuration of the linear beam conversion head used in this example.
  • the laser beam 131 transferred from the transfer fiber 5 is converted into a parallel beam 132 by the collimation lens 7, reflected by the reflection mirror 11, and becomes a beam 133. Thereafter, the beam 133 becomes a beam 134 by the galvanometer mirror 12.
  • the beam 134 is converted into a linear beam 135 by the lens 13.
  • the beams 134 and 135 are scanned at high speed by the galvanometer mirror 12.
  • the beam 135 is a point beam at the focal point, but acts as a linear beam by being scanned by the galvanometer mirror 12.
  • a broken line indicates a scanning range of the beams 134 and 135.
  • the relationship between the length a of the range scanned by the galvanometer mirror 12 and the width w of the weakly magnetized region is 1.0 ⁇ a / w ⁇ 2.0, and the width b of the scanned range and the Ni wire
  • the relationship between the diameter d and the diameter d was set to b / d ⁇ 1.0.
  • the laser weak magnetizing treatment conditions in this example are the same as those in Example 1. Specifically, the laser output is 600 W to 1200 W, the linear beam length a is 2.5 mm to 5.0 mm, the width b is 0.1 mm to 0.8 mm, and the processing speed is 10 mm / s to 100 mm by rotating the pipe. / S can be set as appropriate. Further, nitrogen gas was used as a shielding gas during the laser irradiation period.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a fuel injection valve using the pipe of the present invention.
  • a fuel injection valve 101 is used for an automobile gasoline engine, and is a low-pressure fuel injection valve that injects fuel into an intake manifold.
  • the upper side of the fuel injection valve 101 is referred to as upstream, and the lower side of the paper is referred to as downstream.
  • the fuel injection valve 101 includes a pipe 102 formed mostly of a ferromagnetic material, a core 103 accommodated in the pipe 102, an anchor 104, a valve body 105 fixed to the anchor 104, and a valve when the valve is closed.
  • a valve seat member 107 having a valve seat 106 closed by a body 105, a nozzle plate 108 having a fuel injection hole through which fuel is injected when the valve is opened, and an electromagnetic coil 109 that operates the valve body 105 in the valve opening direction when energized.
  • a yoke 1010 for guiding magnetic flux lines.
  • the pipe 102 is made of, for example, a metal pipe made of a magnetic metal material such as electromagnetic stainless steel, and is formed in a stepped cylindrical shape by using means such as press working such as deep drawing and grinding. ing.
  • the pipe 102 has a large diameter portion 1021 and a small diameter portion 1022 having a smaller diameter than the large diameter portion 1021.
  • the pipe 102 has a circular cross section.
  • the small diameter portion 1022 is formed with a thin portion 1023 that is partially thinned.
  • the small-diameter portion 1022 is a valve that houses a core housing portion 1024 that houses the core 103 upstream from the thin portion 1023 and a valve member 1011 that includes the anchor 104, the valve body 105, and the valve seat member 107 downstream from the thin portion 1023. And a member accommodating portion 1025.
  • the thin-walled portion 1023 is formed so as to surround a gap portion (a region where the core 103 and the anchor 104 face each other) between the core 103 and the anchor 104 in a state where the core 103 and the anchor 104 are accommodated in the pipe 102. Yes.
  • the core 103 and the anchor 104 are opposed to each other through a gap. Further, this portion and the inner wall of the pipe 102 are opposed to each other, and a thin portion 1023 is formed at this portion of the pipe 102, and a reforming portion is provided in this portion as described later.
  • the thin-walled portion 1023 increases the magnetic resistance between the core housing portion 1024 and the valve member housing portion 1025, and magnetically blocks between the core housing portion 1024 and the valve member housing portion 1025.
  • a fuel passage 1026 for sending fuel to the valve member 1011 is formed inside the large diameter portion 1021, and a fuel filter 1012 for filtering fuel is provided upstream of the large diameter portion 1021.
  • the core 103 is formed in a cylindrical shape having a hollow portion 1031 and is press-fitted into the core accommodating portion 1024 of the pipe 102.
  • the hollow portion 1031 accommodates a spring receiving member 1032 fixed by means such as press fitting.
  • a fuel passage 1033 penetrating in the axial direction is formed at the center of the spring receiving member 1032.
  • the anchor 104 is formed of a magnetic member, and is fixed to the valve body 105 by welding on the downstream side thereof.
  • the anchor 104 has a large diameter portion 1041 having an outer diameter slightly smaller than the inner circumference of the small diameter portion 1022 of the pipe 102 and a small diameter portion 1042 having an outer diameter smaller than that of the large diameter portion 1041 on the upstream side.
  • a spring accommodating portion 43 is formed inside the large diameter portion 1041.
  • the inner diameter of the spring accommodating portion 1043 is formed to be approximately the same as the inner diameter of the hollow portion 1031 of the core 103.
  • a fuel passage hole 1044 which is a through hole having a smaller diameter than the inner periphery of the spring housing portion 1043, is formed at the bottom of the spring housing portion 1043.
  • a spring receiving portion 1045 is provided at the bottom of the spring accommodating portion 1043.
  • the outer shape of the valve body 105 is a substantially spherical shape, and a fuel passage 1051 cut and drilled in parallel with the axial direction of the fuel injection valve 101 is provided on the outer peripheral surface.
  • the valve seat member 107 includes a substantially conical valve seat 106, a valve body holding hole 1071 formed on the upstream side of the valve seat 106 so as to be substantially the same as the diameter of the valve body 104, and an upstream side from the valve body holding hole 1071.
  • An upstream opening 1072 having a larger diameter as it goes toward the center and a downstream opening 1073 that opens downstream from the valve seat 106 are formed.
  • the valve seat 106 is formed so that the diameter decreases from the valve body holding hole 1071 toward the downstream opening 1073, and the valve body 105 is seated on the valve seat 106 when the valve is closed.
  • a nozzle plate 108 is welded to the downstream side of the valve seat member 107.
  • the anchor 104 and the valve body 105 are disposed in the pipe 102 so as to be able to operate in the axial direction.
  • a coil spring 1013 is provided between the spring receiving portion 1045 of the anchor 104 and the spring receiving member 1032 to urge the anchor 104 and the valve body 105 to the downstream side.
  • the valve seat member 107 is inserted into the pipe 102 and is fixed to the pipe 102 by welding.
  • An O-ring 1014 for connecting to the piping of a pump that sends fuel is provided on the outer periphery of the upstream portion of the pipe 102.
  • An electromagnetic coil 109 is disposed on the outer periphery of the core 103 of the pipe 102.
  • the electromagnetic coil 109 includes a bobbin 1091 formed of a resin material and a coil 1092 wound around the bobbin 1091.
  • the coil 1092 is connected to the electromagnetic coil control device via the connector pin 1015.
  • the yoke 1010 has a hollow through hole, and has a large-diameter portion 1101 formed on the upstream side, a medium-diameter portion 1102 formed with a smaller diameter than the large-diameter portion 1101, and a diameter smaller than the medium-diameter portion 1102 and downstream. And a small-diameter portion 1103 formed on the side.
  • the small diameter portion 1103 is fitted on the outer periphery of the valve member accommodating portion 1025.
  • An electromagnetic coil 109 is disposed on the inner peripheral portion of the medium diameter portion 1102.
  • a connecting core 1016 is disposed on the inner periphery of the large diameter portion 1101.
  • the connecting core 1016 is made of a magnetic metal material or the like.
  • the large-diameter portion 1101 and the pipe 102 are connected by the connecting core 1016. That is, the yoke 1010 is connected to the pipe 102 at the small diameter portion 1103 and the large diameter portion 1101, and is magnetically connected to the pipe 102 at both ends of the electromagnetic coil 109.
  • a protector 1017 for protecting the tip of the pipe 102 is attached to the downstream side of the yoke 1010.

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Abstract

強磁性で形成された中空部材の一部における磁性を弱めた中空複合磁性部材を製造する方法であって、中空部材の一部にＮｉ含有材料を連続的に送給するとともに、レーザビームにより線分状の照射領域の加熱をすることにより、Ｎｉ含有材料及び中空部材を溶融し混合し磁性を弱めた弱磁性領域を形成する工程を含む。これにより、中空の強磁性パイプの局部を弱磁性化処理に生じやすい落込みを防止でき、レーザ照射により生じた変形を大幅に低減でき、且つ、パイプ内部のシールドガス圧力の調整も不要になるため、より高能率、高品質な弱磁性化処理ができる。

Description

中空複合磁性部材の製造方法及び製造装置並びに燃料噴射弁
　本発明は、中空複合磁性部材の製造方法及び製造装置並びに燃料噴射弁に関するものである。
　レーザ溶接は、熱源のレーザビームのエネルギー密度が高いため、低歪み、高速度及び高精度で溶接継手が得られることから、各方面で使用されている。自動車分野においては、ステンレス鋼や炭素鋼などの鉄鋼材料や、アルミ合金や、ニッケル合金などの金属材料に対し、複数の被溶接材を重ね又は突合せて溶接した製品が多い。例えば、車体や、燃料ポンプ、インジェクタ（燃料噴射弁）の製造において、パルス波または連続波のレーザ光を用いた溶接プロセスが使われている。
　また、金属材料の表面又は一部の組織や性能を改善するために、金属材料と異なる成分を持つ添加材（ワイヤ又はパウダー）を使用し、レーザビームの照射により金属材料の局部組織や性能を向上する表面改質も幅広い製品に適用されている。
　例えば、自動車分野で使っている燃料噴射弁の応答性を向上するために、パイプ状の磁性材料に対し局部の非磁性又は低磁性化処理が行われている。
　しかし、薄肉のパイプに対し、レーザ照射により改質部がパイプ内側面に落ち込みが生じ、低磁性化処理後の形状調整工程が必要である。
　上記の落ち込みの発生原因は、レーザビームを所定の低磁性化処理領域に照射する際に、燃料噴射弁の性能から要求される処理領域の幅を得られるため、レーザビームスポット径を大きく設定するか、又は、レーザビームの入熱量を大きく設定する必要がある。この場合、薄肉パイプに対する入熱量が大きく、溶け落ちが生じる場合や、大きく変形する場合がある。
　上記の落ち込みの問題を解決するために、特許文献１には、上記パイプの内部に非酸化性のシールドガスを供給しながらレーザ照射を行う方法が記載されている。
特開２００１－８７８７５号公報
　しかしながら、特許文献１に記載されたレーザ改質方法は、パイプ内部にシールドガスの提供により落ち込みの抑制効果があるが、レーザ全体の入熱量が依然高いため、変形に対しての低減効果が得られない。また、パイプ肉厚や低磁性化処理幅等の寸法を変更する場合、シールドガスの圧力を調整する必要があるため、落ち込みが生じない安定なプロセスを実現することが簡単ではない。
　本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、中空部材の内部に供給するシールドガスによる圧力調整を行わない状態でレーザビームによる溶接をする際、低磁性化処理領域の変形を低減する方法及びそのための装置を提供することを目的とする。
　本発明の中空複合磁性部材の製造方法は、強磁性で形成された中空部材の一部における磁性を弱めた中空複合磁性部材を製造する方法であって、中空部材の一部にＮｉ含有材料を連続的に送給するとともに、レーザビームにより線分状の照射領域の加熱をすることにより、Ｎｉ含有材料及び中空部材を溶融し混合し磁性を弱めた弱磁性領域を形成する工程を含む。
　本発明によれば、中空の強磁性パイプの局部を弱磁性化処理に生じやすい落込みを防止でき、レーザ照射により生じた変形を大幅に低減でき、且つ、パイプ内部のシールドガス圧力の調整も不要になるため、より高能率、高品質な弱磁性化処理ができる。
本発明に係わるレーザ弱磁性化処理を模式的に示す斜視図である。 本発明に係わるレーザ弱磁性化処理に用いるＮｉ添加材の形状を示す断面図である。 本発明に係わるレーザ弱磁性化処理に用いるＮｉ添加材の形状を示す断面図である。 本発明に係わるレーザ弱磁性化処理に用いるＮｉ添加材の形状を示す断面図である。 本発明に係わるレーザ弱磁性化処理に用いるＮｉ添加材の形状を示す断面図である。 本発明のレーザ弱磁性化処理に使われているＮｉワイヤの径と線状レーザビームの形状とを示す図である。 本発明のレーザ弱磁性化処理に使われている線状レーザビームの形状と処理領域の幅とを示す図である。 本発明の装置に用いるシリンドリカルレンズを含む線状ビーム変換ヘッドの構成を示す模式側面図である。 本発明の装置に用いるシリンドリカルレンズを含む線状ビーム変換ヘッドの構成を示す模式側面図である。 本発明の装置に用いる回折型レンズを含む線状ビーム変換ヘッドの構成を示す模式側面図である。 本発明の装置に用いる高速スキャナーを含む線状ビーム変換ヘッドを示す概略構成図である。 本発明の中空複合磁性部材であるパイプを用いた燃料噴射弁を示す縦断面図である。
　本発明は、線状加熱方式を用いたワイヤ添加するレーザ熱処理により表面改質、肉盛又は溶接などのレーザ加工方法、およびそれを実現するためのレーザ加工装置に関するものである。
　燃料噴射弁用強磁性パイプの一部を弱磁性化する燃料噴射弁用強磁性パイプ弱磁性化処理方法においては、前記燃料噴射弁用強磁性パイプの一部にＮｉ含有材料を連続的に送給しながら、線状加熱方式のレーザビームにより、前記Ｎｉ含有材料及び前記燃料噴射弁用強磁性パイプを溶融させることで前記燃料噴射弁用強磁性パイプの一部を弱磁性化する。
　上記の連続送給されるＮｉ含有添加材（Ｎｉ含有材料）の断面形状は、中実又は中空の円状、楕円状又は矩形のいずれかを有し、単芯のソリッドワイヤ又は多芯のストランドワイヤを使用することが好ましい。
　また、上記線状加熱方式のレーザビームの照射範囲の長さは、弱磁性化処理領域の幅の１倍以上２倍未満とし、照射範囲の幅がＮｉ添加材の直径の１．０倍以下とすることが好ましい。
　上記線状加熱方式のレーザビームは、シリンドリカルレンズ、あるいは回折型レンズより形成した線状ビームを使用するか、又は円状ビームを高速往復走査させる高速ビームスキャナーを使用し、線状の照射領域を形成することができる。
　上記のレーザ弱磁性化処理プロセスを実現するための本発明のレーザ加工装置は、線状加熱方式のレーザ照射範囲の長さと幅を調整できるビーム変換ヘッド又は円状ビームを高速往復走査させるビームスキャナーのいずれか（レーザビーム形成ユニット）を有し、Ｎｉ添加材（Ｎｉ含有材料）を連続送給できる機構（材料送給ユニット）を組み合わせた装置である。
　以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。
　本発明の実施例の溶接方法は、図１～図５Ｂを用いて下記の通りである。
　図１は、強磁性パイプの弱磁性化処理（中空複合磁性部材（パイプ）の製造に用いる強磁性パイプ、ワイヤ及びレーザ光照射部の配置）を示す図である。ここで、中空複合磁性部材とは、部分的に磁性を弱めた部分を有する中空の強磁性部材（強磁性パイプ）をいう。
　強磁性パイプ１は、例えば電磁ステンレス鋼等の磁性金属材料により形成された金属パイプ等からなる。この金属パイプの形状は、円筒形状に限定されるものではなく、一般に、中空の部材（中空部材）であればよい。
　強磁性パイプ１は、例えば、肉厚０．５ｍｍのフェライト系ステンレス鋼ＳＵＳ４３０のパイプ材を用いることができる。強磁性パイプ１は、Ｃｒを１５質量％以上１８質量％以下有する。このような金属としては、例えばＣｒを１６．４９質量％、Ｓｉを０．４４質量％、Ｎｉを０．１９質量％、Ｃを０．０１質量％、Ｍｎを０．２５質量％含有するものが挙げられる。
　図示しないレーザ発信器からレーザ光を発生させ、転送ファイバー５等の転送経路を経由し、線状ビーム変換ヘッド６により線状ビームに変換し、強磁性パイプ１の表面にレーザ光（線状ビーム）を照射する。符号２は、その照射領域を示したものである。
　この強磁性パイプ１にＮｉを含むワイヤ４（Ｎｉ含有材料）を当て、レーザ発信器からのレーザ熱により強磁性パイプ１の非磁性化処理をする。非磁性化処理を施した部分では強磁性パイプ１にＮｉが添加される。
　図１に示す本実施例のレーザ弱磁性化処理では、例えば、波長が１０７０～１０８０ｎｍのファイバーレーザを用いることができるが、他の波長のレーザ光を使用してもよい。
　線状加熱方式のレーザビームの照射範囲（照射領域２）となる照射形状は、線状形状（線分状）である。図１のように照射領域２の長手方向を強磁性パイプ１の回転軸と平行になるように、照射対象設置ユニット（不図示）に強磁性パイプ１を設置し、レーザを照射する。
　強磁性パイプ１を照射対象回転ユニット（不図示）により回転させながら、ワイヤ送給装置（不図示、「材料送給ユニット」ともいう。）により、直径０．６ｍｍのワイヤ４をパイプ表面に連続的に供給し、線状ビーム２によりワイヤ４とパイプ１の表面局部とを同時に溶融し、弱磁性化処理領域３を形成する。弱磁性化処理領域３は、強磁性パイプ１の側面に環状に形成される。
　図２Ａ～２Ｄは、ワイヤの断面形状のバリエーションを示したものである。
　図２Ａのワイヤ４ａは、断面が円形状のソリッドワイヤであり、直径０．６ｍｍである。
　図２Ｂのワイヤ４ｂは、楕円形状のソリッドワイヤである。図２Ｃのワイヤ４ｃは、矩形状のソリッドワイヤである。弱磁性化の効果を得るためには、ワイヤの添加量を確保する必要がある。円状ワイヤに比べ、楕円状又は矩形状ワイヤを使用した場合、狭い方向の寸法が小さくなるため、線状ビームにより溶融し易いメリットがある。円状ワイヤは、楕円状や矩形状ワイヤよりコストの面で有利である。
　上記の図２Ａ～２Ｃにおいては、単芯のソリッドワイヤを示したが、多芯のストランドワイヤを使用しても良い。図２Ｄのワイヤ４ｄは、多芯のストランドワイヤである。ストランドを構成する１本１本のワイヤ１０４は、断面が円形状のものである。
　図３は、本実施例に使用した単芯ソリッドワイヤの断面形状及び寸法並びにパイプの表面に照射されるレーザビーム形状（線状ビーム）すなわちパイプの表面におけるレーザビームの照射領域の形状及び寸法を示したものである。
　図３において符号４は、ワイヤの断面である。符号２は、パイプ表面に照射されるレーザビーム形状（照射領域の形状及び寸法）である。ｄは、ワイヤ４の直径である。ｂは、照射領域の幅（短辺）である。ａは、照射領域の長さ（長辺）である。
　本実施例では、ワイヤの直径ｄを０．６ｍｍとし、照射領域の幅ｂを０．５ｍｍとしたが、ワイヤ径および照射領域の幅を適宜変更することが可能である。しかし、弱磁性化処理に伴う変形を最小化するためには、上記ワイヤ径ｄと照射領域の幅ｂとの関係は下記の（式１）に従うことが好ましい。
　ｂ／ｄ≦１．０　　　　…（式１）
　ここで、ワイヤの断面が楕円形状である場合には、ワイヤの断面のレーザ照射の進行方向における直径（幅）をｄとする。例えば、図３のような場合（レーザ照射の進行方向は図上の上または下）、楕円の幅狭方向の直径（ｄ）となる。一般に、ワイヤの断面形状がどのようなものであっても、ワイヤの断面のレーザ照射の進行方向における幅をｄとする。
　上記のｂ／ｄ≦１．０に満足する必要性を説明する。
　レーザ照射による変形の最小化するためには、線状ビームの幅方向をワイヤ以外のパイプ領域に照射しないように制御する必要がある。照射領域の幅ｂがワイヤ径ｄよりも大きくなると、照射領域の長さａ及び幅ｂにより決まるレーザビーム照射面積ａ×ｂも増加する。
　ワイヤとパイプ弱磁性化処理領域を同時に溶融させるためには、所定のレーザパワー密度（単位面積に当たるレーザ出力、Ｗ／ｍｍ２）がワイヤに当たる必要がある。照射範囲がワイヤに対して広すぎる場合、レーザ出力の密度が下がるため、十分な溶融ができず、弱磁性化処理の効果が低くなる。このため、同じレーザ出力をワイヤに照射させるためには全体の出力を上げる必要がある。しかし、全体の出力を上げるとワイヤに当たらない箇所での入熱量が増加するため、パイプの変形が大きくなる問題点がある。したがって、レーザ照射は線状であることが好ましく、そのサイズｂとｄは、上記のような関係となるように調節することが更に好ましい。
　例えば、本実施例では直径０．６ｍｍのワイヤを使用し、強磁性のパイプの弱磁性化処理領域の範囲を２．５ｍｍとしており、この場合、照射領域の寸法は０．６ｍｍ×２．５ｍｍを設定する。しかし、従来の円状ビームを使用した場合、同じ２．５ｍｍの弱磁性化処理領域を得られるために、ビームスポット径を２．５ｍｍ設定する必要がある。この結果、レーザ照射面積は線状ビームに比べ４倍以上大きくなる。同じ出力のレーザを用いた場合、円状ビームの場合、線状ビームよりも出力密度が下がるため、ワイヤに充分な出力を照射させるためには線状ビームよりも高い出力が必要となる。高い出力にした場合、広範囲に高出力のレーザが照射されることになるため、パイプの変形が大きくなる可能性がある。
　次に、本実施例に使用した線状ビームの照射領域の長さａについて図４を用いて詳細に説明する。
　図４は、線状ビームの照射領域２と、強磁性パイプ１の断面の一部と、を示したものである。本図に示す照射領域２の長辺及び強磁性パイプ１の断面は、強磁性パイプ１の回転軸に平行するものである。
　弱磁性化処理領域（弱磁性領域）の幅ｗは、燃料噴射弁の応答性の観点から、最適な範囲が設けられている。例えば、この幅ｗを２．５ｍｍとする。一般に、パイプ自身の熱伝導や環境の熱伝熱の影響で、レーザ照射により溶融する範囲は、上記照射領域の長さａより若干狭くなるため、照射領域の長さａをｗより小さく設定すると、弱磁性化処理領域が狭くなり、応答性能が低下する。したがって、１．０≦ａ／ｗとすることが重要となる。
　一方で、ａ／ｗを２．０以上に設定すると、レーザの照射範囲が広すぎ、弱磁性化処理領域の幅ｗが要求の２．５ｍｍより大幅に上回る。その結果、変形が大きくなり、応答性も低下する。
　したがって、レーザの線状ビームの照射領域の長さａと要求されている弱磁性化処理領域の幅ｗは、線状形状の幅広方向の長さをａ、燃料噴射弁用強磁性パイプの弱磁性化処理する幅をｗとした場合、ａはｗの１倍以上２倍未満とすることが好ましく、下記の（式２）を満たすことが好ましい。
　１．０≦ａ／ｗ＜２．０　　　…（式２）
　図５Ａ及び５Ｂは、本実施例で使用したビーム変換ヘッドを示したものである。これらの図は、上記の線状ビームの照射領域の形状を実現するためのレンズの配置を示したものである。
　具体的には、転送用ファイバーからのレーザビーム１１１は、コリメーションレンズ７により平行ビーム１１２に変換される。その後、２つのシリンドリカルレンズ８及び９を使用して線状ビーム１１３に変換する。これらの構成は、レーザビーム形成ユニットに含まれる。
　図５Ａは、線状ビーム１１３の照射領域の長さａに対応する面を示したものである。図５Ｂは、線状ビーム１１３の照射領域の幅ｂに対応する面を示したものである。
　シリンドリカルレンズ８は、線状ビームの長さ方向に集光効果あるが、幅方向に集光しない。これに対し、レンズ９は線状ビームの長さ方向に集光しない。レンズ８と９の組合せにより所定形状の線状ビームが得られる。
　また、弱磁性化処理パイプの形状や処理領域の寸法などが変更することを考慮し、本発明のシリンドリカルレンズ８と９の上下位置を調整できる機構を設けている。
　本実施例に使われたレーザ弱磁性化処理条件は、例えば、レーザ出力を３００Ｗ～１０００Ｗ、線状ビームの長さａを２．５ｍｍ～５．０ｍｍ、幅ｂを０．０５ｍｍ～０．６ｍｍ、パイプの回転により処理速度を１０ｍｍ／ｓ～１００ｍｍ／ｓで適宜設定することができる。また、レーザ照射期間において、溶融されている溶融金属の酸化を防止するために、窒素ガスをシールドガスとして使用する。
　上記の弱磁性化処理条件で強磁性パイプの処理を行った結果、磁性化処理部の寸法および磁性特性が要求値を満足し、パイプ全体の変形も小さいことを確認した。
　本発明の実施例２の溶接方法は、下記の通りである。本実施例において用いた強磁性パイプは、実施例１で用いたものと同じものである。
　本実施例のレーザ弱磁性化処理では、例えば、波長が５００ｎｍ～８８０ｎｍの可視光及び近赤外線のレーザを用いることができるが、他の波長のレーザ光を使用してもよい。それ以外の装置構成は、実施例１の図１と同じように設定されている。図示しないレーザ発信器からレーザ光を発生させ、転送ファイバー５等の転送経路を経由し、線状ビーム変換ヘッド６により線状ビーム２に変換し、上記の強磁性パイプ１の表面にレーザ光を照射する。
　弱磁性化処理方法は本発明の実施例１に示した方法と同様に、強磁性パイプ１を回転させながら、ワイヤ送給装置（不図示）により、直径０．６ｍｍのＮｉワイヤ４をパイプ表面に連続的に供給し、線状ビームにより上記ワイヤ４とパイプ１の表面局部とを同時に溶融し、弱磁性化処理領域３を形成する。
　本実施例に使用したＮｉワイヤは、直径０．８ｍｍの円状ストランドワイヤであるが、図２Ｂ及び２Ｃに示す楕円状や矩形状のソリッドワイヤを使用してもよい。
　図６は、本実施例で用いた線状ビーム変換ヘッドの構成を示したものである。
　具体的には、転送用ファイバーからのレーザビーム１２１は、コリメーションレンズ７により平行ビーム１２２に変換される。その後、回折型変換レンズ１０により線状ビーム１２３に変換される。これらの構成は、レーザビーム形成ユニットに含まれる。
　上記回折型変換レンズ１０により変換されたビーム形状は、下記の通りである。線状ビームの照射領域２の長さａと弱磁性化処理領域の幅ｗとの関係を１．０≦ａ／ｗ＜２．０とし、線状ビームの照射領域２の幅ｂとＮｉワイヤの径ｄとの関係をｂ／ｄ≦１．０とした。
　本実施例に使われたレーザ弱磁性化処理条件は、例えば、レーザ出力を６００Ｗ～１２００Ｗ、線状ビームの照射領域２の長さａを２．５ｍｍ～５．０ｍｍ、幅ｂを０．１ｍｍ～０．８ｍｍ、パイプの回転により処理速度を１０ｍｍ／ｓ～１００ｍｍ／ｓで適宜設定することができる。また、レーザ照射期間において、溶融されている溶融金属の酸化を防止するために、アルゴンガスをシールドガスとして使用した。
　上記の弱磁性化処理条件で強磁性パイプの処理を行った結果、磁性化処理部の寸法および磁性特性が要求値を満足し、パイプ全体の変形も小さい欠陥なしの弱磁性化部が得られた。
　本発明の実施例３の溶接方法は、下記の通りである。本実施例において用いた強磁性パイプや、レーザ波長、ワイヤ径等の条件は、実施例１で用いたものと同じである。
　図７は、本実施例で用いた線状ビーム変換ヘッドの構成を示したものである。
　具体的には、転送用ファイバー５からの転送されたレーザビーム１３１は、コリメーションレンズ７により平行ビーム１３２に変換され、反射ミラー１１により反射され、ビーム１３３となる。その後、ビーム１３３は、ガルバノミラー１２によりビーム１３４となる。ビーム１３４は、レンズ１３により線状ビーム１３５に変換される。ビーム１３４、１３５は、ガルバノミラー１２により高速で走査される。ビーム１３５は、焦点においては点状ビームとなるが、ガルバノミラー１２により走査されることにより、線状ビームとして作用する。破線は、ビーム１３４、１３５の走査範囲を示している。これらの構成は、レーザビーム形成ユニットに含まれる。
　上記のガルバノミラー１２により走査される範囲の長さａと弱磁性化処理領域の幅ｗとの関係を１．０≦ａ／ｗ≦２．０とし、走査される範囲の幅ｂとＮｉワイヤの径ｄとの関係をｂ／ｄ≦１．０とした。
　本実施例のレーザ弱磁性化処理条件は、実施例１と同じである。具体的には、レーザ出力を６００Ｗ～１２００Ｗ、線状ビーム長さａを２．５ｍｍ～５．０ｍｍ、幅ｂを０．１ｍｍ～０．８ｍｍ、パイプの回転により処理速度を１０ｍｍ／ｓ～１００ｍｍ／ｓで適宜設定することができる。また、レーザ照射期間において、窒素ガスをシールドガスとして使用した。
　上記の弱磁性化処理条件を用いて実施結果、磁性化処理部の寸法および磁性特性が要求値を満足し、パイプ全体の変形も小さい欠陥なしの弱磁性化部が得られた。
　最後に、本発明の中空複合磁性部材であるパイプを用いた燃料噴射弁の例を示す。
　図８は、本発明のパイプを用いた燃料噴射弁を示す縦断面図である。
　本図において燃料噴射弁１０１は、自動車用ガソリンエンジンに用いられるものであって、インテークマニホールド内に向けて燃料を噴射する、低圧用の燃料噴射弁である。以下では、図８において燃料噴射弁１０１の紙面上方を上流、紙面下方を下流と記す。
　燃料噴射弁１０１は、大部分が強磁性材料で形成されたパイプ１０２と、パイプ１０２内に収容されたコア１０３と、アンカ１０４と、アンカ１０４に固定された弁体１０５と、閉弁時に弁体１０５により閉鎖される弁座１０６を有する弁座部材１０７と、開弁時に燃料が噴射される燃料噴射孔を有するノズルプレート１０８と、通電時に弁体１０５を開弁方向に作動させる電磁コイル１０９と、磁束線を誘導するヨーク１０１０と、を有している。
　パイプ１０２は、例えば、電磁ステンレス鋼等の磁性金属材料により形成された金属パイプ等からなり、深絞り等のプレス加工、研削加工等の手段を用いることにより、段付き筒状をなして形成されている。パイプ１０２は、大径部１０２１と、大径部１０２１よりも径が小さい小径部１０２２と、を有している。なお、パイプ１０２は、横断面形状が円形である。
　小径部１０２２には、一部を薄肉化した薄肉部１０２３が形成されている。小径部１０２２は、薄肉部１０２３より上流側にコア１０３を収容するコア収容部１０２４と、薄肉部１０２３より下流側にアンカ１０４、弁体１０５及び弁座部材１０７からなる弁部材１０１１を収容する弁部材収容部１０２５と、に分けられている。薄肉部１０２３は、コア１０３及びアンカ１０４がパイプ１０２に収容された状態で、コア１０３とアンカ１０４との間の隙間部分（コア１０３とアンカ１０４とが対向する領域）を取り囲むように形成されている。コア１０３とアンカ１０４とは、隙間を介して対向している。さらに、この部分とパイプ１０２の内壁が対向しており、パイプ１０２のこの箇所に薄肉部１０２３が形成され、この部分には、後述するように改質部が設けられている。
　薄肉部１０２３は、コア収容部１０２４と弁部材収容部１０２５との間の磁気抵抗を増大させ、コア収容部１０２４と弁部材収容部１０２５との間を磁気的に遮断している。
　大径部１０２１の内側には弁部材１０１１に燃料を送る燃料通路１０２６が形成されており、大径部１０２１の上流側には燃料を濾過する燃料フィルタ１０１２が設けられている。
　コア１０３は、中空部１０３１を有する円筒形に形成されており、パイプ１０２のコア収容部１０２４に圧入されている。中空部１０３１には、圧入等の手段により固定されたばね受部材１０３２が収容されている。このばね受部材１０３２の中心には、軸方向に貫通した燃料通路１０３３が形成されている。
　アンカ１０４は、磁性部材によって形成され、その下流側で弁体１０５と溶接によって固定されている。アンカ１０４は、上流側にパイプ１０２の小径部１０２２の内周よりも若干小径な外径を有する大径部１０４１と、大径部１０４１より外径が小さい小径部１０４２と、を有する。
　大径部１０４１の内側には、ばね収容部４３が形成されている。ばね収容部１０４３の内径は、コア１０３の中空部１０３１の内径とほぼ同径に形成されている。ばね収容部１０４３の底部には、ばね収容部１０４３の内周よりも径が小さい貫通孔である燃料通路孔１０４４が形成されている。ばね収容部１０４３の底部には、ばね受部１０４５が設けられている。
　弁体１０５の外形状は略球体状であり、外周表面には燃料噴射弁１０１の軸方向に対して平行に削られ穿孔された燃料通路１０５１が設けられている。
　弁座部材１０７には、略円錐状の弁座１０６と、弁座１０６より上流側に弁体１０４の径とほぼ同一に形成された弁体保持孔１０７１と、弁体保持孔１０７１から上流側に向かうにつれて大径に形成された上流開口部１０７２と、弁座１０６の下流側に開口する下流開口部１０７３と、が形成されている。弁座１０６は、弁体保持孔１０７１から下流開口部１０７３へ向かって径が小さくなるように形成され、閉弁時には弁体１０５が弁座１０６に座るようになっている。弁座部材１０７の下流側には、ノズルプレート１０８が溶接されている。
　アンカ１０４及び弁体１０５は、パイプ１０２内に軸方向に動作できるように配設されている。アンカ１０４のばね受部１０４５とばね受部材１０３２との間には、コイルばね１０１３が設けられ、アンカ１０４および弁体１０５を下流側に付勢している。弁座部材１０７は、パイプ１０２に挿入され、溶接によりパイプ１０２に固定されている。パイプ１０２の上流部外周には、燃料を送るポンプの配管に接続するためのＯリング１０１４が設けられている。
　パイプ１０２のコア１０３の外周には、電磁コイル１０９が配設されている。電磁コイル１０９は、樹脂材料により形成されたボビン１０９１と、このボビン１０９１に巻回されたコイル１０９２と、から構成されている。コイル１０９２は、コネクタピン１０１５を介して電磁コイル制御装置に接続されている。
　ヨーク１０１０は、中空の貫通孔を有し、上流側に形成された大径部１１０１と、大径部１１０１より小径に形成された中径部１１０２と、中径部１１０２より小径に形成され下流側に形成された小径部１１０３と、から構成されている。小径部１１０３は、弁部材収容部１０２５の外周に嵌合されている。中径部１１０２の内周部には、電磁コイル１０９が配設されている。大径部１１０１の内周には、連結コア１０１６が配置されている。
　連結コア１０１６は、磁性金属材料等により形成されている。連結コア１０１６により大径部１１０１とパイプ１０２とが接続している。つまり、ヨーク１０１０は小径部１１０３と大径部１１０１においてパイプ１０２と接続しており、電磁コイル１０９の両端部でパイプ１０２と磁気的に接続されている。ヨーク１０１０の下流側には、パイプ１０２の先端を保護するためのプロテクタ１０１７が取り付けられている。
　コネクタピン１０１５を介して電磁コイル１０９に給電されると磁界が発生し、この磁界の磁力によって、アンカ１０４および弁体１０５をコイルばね１０１３の付勢力に抗して開弁する。これにより、ポンプから供給された燃料がエンジンの燃焼室に噴射される。
　１：強磁性パイプ、２：照射領域、３：弱磁性化処理領域、４：ワイヤ、５：転送ファイバー、６：ビーム変換ヘッド、７：コリメーションレンズ、８：シリンドリカルレンズ、９：シリンドリカルレンズ、１０：回折型レンズ、１１：反射ミラー、１２：ガルバノミラー、１３：集光レンズ、１０１：燃料噴射弁、１０２：パイプ、１０３：コア、１０４：アンカ、１０５：弁体、１０６：弁座、１０７：弁座部材、１０８：ノズルプレート、１０９：電磁コイル、１０１０：ヨーク、１０１１：弁部材、１０１２：燃料フィルタ、１０１３：コイルばね、１０１４：Ｏリング、１０１５：コネクタピン、１０１６：連結コア、１０１７：プロテクタ、１０２１：（パイプの）大径部、１０２２：（パイプの）小径部、１０２３：薄肉部、１０２４：コア収容部、１０２５：弁部材収容部、１０２６：（パイプの）燃料通路、１０３１：（コアの）中空部、１０３２：ばね受部材、１０３３：（コアの）燃料通路、１０４１：（アンカの）大径部、１０４２：（アンカの）小径部、１０４３：ばね収容部、１０４４：（アンカの）燃料通路孔、１０４５：（アンカの）ばね受部、１０５１：（弁体の）燃料通路、１０７１：弁体保持孔、１０７２：上流開口部、１０７３：下流開口部、１０９１：ボビン、１０９２：コイル、１１０１：（ヨークの）大径部、１１０２：（ヨークの）中径部、１１０３：（ヨークの）小径部。

Claims (10)

  1. 　強磁性で形成された中空部材の一部における磁性を弱めた中空複合磁性部材を製造する方法であって、
    　前記中空部材の一部にＮｉ含有材料を連続的に送給するとともに、レーザビームにより線分状の照射領域の加熱をすることにより、前記Ｎｉ含有材料及び前記中空部材を溶融し混合し磁性を弱めた弱磁性領域を形成する工程を含む、中空複合磁性部材の製造方法。
  2. 　前記照射領域の加熱をする際、前記中空部材を回転する、請求項１記載の中空複合磁性部材の製造方法。
  3. 　前記Ｎｉ含有材料は、その断面が中実若しくは中空の円形状、楕円形状若しくは矩形状を有する単芯のソリッドワイヤ、又は断面が中実若しくは中空の円形状、楕円形状若しくは矩形状を有する単芯のソリッドワイヤを複数撚り合わせたストランドワイヤである、請求項１又は２に記載の中空複合磁性部材の製造方法。
  4. 　前記照射領域の長辺の長さをａとし、前記照射領域の前記長辺に平行する断面における前記弱磁性領域の幅をｗとした場合に、ａはｗの１倍以上２倍未満である、請求項１～３のいずれか一項に記載の中空複合磁性部材の製造方法。
  5. 　前記照射領域の短辺の長さをｂとし、前記Ｎｉ含有材料の断面の直径をｄとした場合に、ｂ／ｄ≦１．０の関係を満たす、請求項３記載の中空複合磁性部材の製造方法。
  6. 　前記レーザビームは、シリンドリカルレンズより形成する、請求項５記載の中空複合磁性部材の製造方法。
  7. 　前記線分状の照射領域は、点状のレーザビームを走査することにより形成する、請求項１～５のいずれか一項記載の中空複合磁性部材の製造方法。
  8. 　強磁性の中空部材の一部における磁性を弱めた中空複合磁性部材を製造する装置であって、
    　前記中空部材の一部にＮｉ含有材料を連続的に送給する材料送給ユニットと、
    　線分状の照射領域を有するレーザビーム形成ユニットと、
    　前記Ｎｉ含有材料及び前記中空部材を溶融し混合するために前記中空部材を設置する照射対象設置ユニットと、を備えた、中空複合磁性部材の製造装置。
  9. 　さらに、前記中空部材を回転する照射対象回転ユニットを備えた、請求項８記載の中空複合磁性部材の製造装置。
  10. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の中空複合磁性部材の製造方法により製造された中空複合磁性部材であるパイプを有する、燃料噴射弁。
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