WO2018131198A1 - 燃料噴射弁及び燃料噴射弁の製造方法 - Google Patents

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valve
rod
fuel injection
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昭宏 山崎
貴博 齋藤
小林 信章
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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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    • F02M51/08Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle specially for low-pressure fuel-injection

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injection valve that injects fuel and a method of manufacturing the fuel injection valve.
  • Patent Document 1 As a background art in this technical field, a fuel injection valve described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-087882 (Patent Document 1) is known.
  • Patent Document 1 in order to avoid welding defects that cause cracks on the high hardness member side when two members having different hardnesses are welded with a laser beam or an electron beam, the irradiation point of the laser beam or the electron beam is set to a high hardness.
  • a technique is disclosed in which a predetermined distance is offset from the joining surface side of the member and the low-hardness member to the low-hardness member side so that the penetration by the beam extends from the low-hardness member side to the high-hardness member side (see summary).
  • Patent Document 1 applies the above-described welding technique to welding of a valve body and a valve rod having a spherical joint surface (see paragraph 0029).
  • FIG. The structure by which the melt
  • the joint surface between the valve body and the valve rod is a spherical surface, and the valve body and the valve rod are in surface contact with each other with a wide spherical surface.
  • the processing accuracy of the joint surface between the valve body and the valve rod is limited, it is impossible to bring the joint surface on the valve body side and the joint surface of the valve rod into contact with each other as a whole.
  • the valve body and valve rod are in contact with each other at a part of the joint surface, if a melted part is formed in the contacted part, the relative positional relationship between the valve body and valve rod is not guaranteed, The total length of the valve rod changes, or the coaxial accuracy between the valve body and the valve rod deteriorates.
  • the portion corresponding to the valve rod of Patent Document 1 will be described below as a rod portion.
  • An object of the present invention is to make it possible to satisfactorily maintain the positional relationship between a valve element and a rod part in a fuel injection valve in which the valve element and a rod part are joined by welding.
  • the fuel injection valve of the present invention comprises: A movable iron core, a valve body, and a rod having one end welded to the valve body and connecting the movable iron core and the valve body;
  • the contact portion between the rod portion and the valve body is arranged closer to the valve shaft center side than the penetration portion by welding and joining the rod portion and the valve body,
  • a non-welded part is provided between the contact part and the penetration part.
  • the method for manufacturing the fuel injection valve of the present invention includes: A movable iron core, a valve body, and a rod having one end weld-joined to the valve body and connecting the movable iron core and the valve body, the valve body being one end of the rod section.
  • a welded penetration portion is formed on the outer peripheral side of the contact position between the rod portion facing surface and the valve element facing surface, and a non-welded portion is provided between the contact position and the penetration portion.
  • the valve body and the rod portion are welded together.
  • the two can be welded together while maintaining a good positional relationship between the valve body and the rod portion.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of a mover 27 shown in FIG. 1. It is sectional drawing which expands and shows the vicinity of the nozzle part 8 shown in FIG. It is sectional drawing which shows the example of a change of a needle
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention passing through the valve axis and along the valve axis (center axis).
  • the upper end (upper end side) of the fuel injection valve 1 may be referred to as a base end (base end side), and the lower end (lower end side) may be referred to as a front end (front end side).
  • proximal end portion (proximal end side)” and “distal end portion (distal end side)” are based on the fuel flow direction or the structure of the fuel injection valve 1 attached to the fuel pipe. Further, the vertical relationship described in this specification is based on FIG. 1 and is not related to the vertical direction in the form in which the fuel injection valve 1 is mounted on the internal combustion engine.
  • the center axis 1x of the fuel injection valve 1 coincides with the axis (valve axis) 27x of the mover 27 and coincides with the center axis of the cylindrical body 5 and the valve seat member 15.
  • the fuel injection valve 1 is constituted by a cylindrical body (tubular member) 5 made of a metal material so that a fuel flow path (fuel passage) 3 is substantially along the central axis 1x.
  • the cylindrical body 5 is formed in a stepped shape in the direction along the central axis 1x by press working such as deep drawing using a metal material such as stainless steel having magnetism. Thereby, as for the cylindrical body 5, the diameter of the one end side (large diameter part 5a) is large with respect to the diameter of the other end side (small diameter part 5b).
  • a fuel supply port 2 is provided at the base end of the cylindrical body 5, and a fuel filter 13 for removing foreign matters mixed in the fuel is attached to the fuel supply port 2.
  • the base end portion of the cylindrical body 5 is formed with a flange portion (expanded diameter portion) 5d that is bent so as to expand toward the radially outer side, and the flange portion 5d and the base end side end portion 47a of the resin cover 47 are formed.
  • An O-ring 11 is disposed in an annular recess (annular groove) 4 formed by
  • a valve portion 7 composed of a valve body 27 c and a valve seat member 15 is configured at the tip of the cylindrical body 5.
  • the valve seat member 15 is inserted inside the front end side of the cylindrical body 5 and is fixed to the cylindrical body 5 by laser welding. Laser welding is performed from the outer peripheral side of the cylindrical body 5 over the entire periphery.
  • the valve seat member 15 may be fixed to the tubular body 5 by laser welding after the valve seat member 15 is press-fitted inside the distal end side of the tubular body 5.
  • a nozzle plate 21n is fixed to the valve seat member 15, and constitutes the nozzle portion 8 of the valve seat member 15 and the nozzle plate 21n.
  • the valve seat member 15 and the nozzle plate 21 n are assembled to the distal end side of the tubular body 5 by inserting the valve seat member 15 into the inner peripheral surface of the tubular body 5 and fixing it.
  • the cylindrical body 5 of this embodiment is composed of a single member from the portion where the fuel supply port 2 is provided to the portion where the valve seat member 15 and the nozzle plate 21n are fixed, but the fuel supply port 2 is provided. You may comprise a part (base end side part) and the part (front end side part) to which the valve seat member 15 and the nozzle plate 21n are fixed by another member.
  • the front end portion of the cylindrical body 5 constitutes a nozzle holder that holds the nozzle portion 8.
  • the nozzle holder is configured as a single member together with the proximal end portion of the cylindrical body 5.
  • a driving unit 9 for driving the valve body 27c is disposed in the middle part of the cylindrical body 5.
  • the drive unit 9 is composed of an electromagnetic actuator (electromagnetic drive unit). Specifically, the drive unit 9 is disposed on the front end side with respect to the fixed iron core 25 inside the cylindrical body 5 and the fixed iron core 25 fixed inside (inner peripheral side) of the cylindrical body 5.
  • the electromagnetic coil 29 extrapolated to the side and a yoke 33 that covers the electromagnetic coil 29 on the outer peripheral side of the electromagnetic coil 29 are provided.
  • a movable element 27 is accommodated inside the cylindrical body 5, and the cylindrical body 5 constitutes a housing that surrounds the movable core 27 a so as to face the outer peripheral surface of the movable core 27 a.
  • the movable iron core 27a, the fixed iron core 25, and the yoke 33 constitute a closed magnetic circuit through which a magnetic flux generated by energizing the electromagnetic coil 29 flows.
  • the magnetic flux passes through the minute gap ⁇ 1, but in order to reduce the leakage magnetic flux flowing through the cylindrical body 5 at the portion of the minute gap ⁇ 1, the non-magnetic portion or the cylindrical body is located at a position corresponding to the minute gap ⁇ 1 of the cylindrical body 5.
  • 5 is provided with a weak magnetic part that is weaker than other parts.
  • this non-magnetic part or weak magnetic part will be described simply as non-magnetic part 5c.
  • the nonmagnetic portion 5 c can be formed by performing a demagnetization process on the cylindrical body 5 having magnetism with respect to the cylindrical body 5.
  • Such demagnetization treatment can be performed by, for example, heat treatment.
  • the portion corresponding to the non-magnetic portion 5c can be made thinner.
  • the electromagnetic coil 29 is wound around a bobbin 31 formed in a cylindrical shape with a resin material and is extrapolated to the outer peripheral side of the cylindrical body 5.
  • the electromagnetic coil 29 is electrically connected to a terminal 43 provided on the connector 41.
  • An external drive circuit (not shown) is connected to the connector 41, and a drive current is passed through the electromagnetic coil 29 via the terminal 43.
  • the fixed iron core 25 is made of a magnetic metal material.
  • the fixed iron core 25 is formed in a cylindrical shape, and has a through hole 25a that penetrates the central portion in a direction along the central axis 1x.
  • the through hole 25a constitutes a fuel passage (upstream fuel passage) 3 on the upstream side of the movable iron core 27a.
  • the fixed iron core 25 is press-fitted and fixed to the proximal end side of the small-diameter portion 5 b of the cylindrical body 5, and is positioned at the intermediate portion of the cylindrical body 5. Since the large diameter portion 5a is provided on the base end side of the small diameter portion 5b, the fixed iron core 25 can be easily assembled.
  • the fixed iron core 25 may be fixed to the cylindrical body 5 by welding, or may be fixed to the cylindrical body 5 by using welding and press fitting together.
  • the mover 27 includes a movable iron core 27a, a rod portion 27b, and a valve body 27c.
  • the rod portion 27b and the movable iron core 27a are integrally formed, and the valve body 27c is joined by welding to the tip of the rod portion 27b extending downward from the movable iron core 27a.
  • the rod portion 27b and the movable iron core 27a may be configured by integrally assembling members formed of different members.
  • the movable iron core 27a is an annular member.
  • the valve body 27c is a member that contacts the valve seat 15b (see FIG. 3).
  • the valve seat 15b and the valve body 27c cooperate to open and close the fuel passage.
  • the rod portion 27b has an elongated cylindrical shape, and is a connection portion that connects the movable iron core 27a and the valve body 27c.
  • the movable iron core 27 a is a member that is connected to the valve body 27 c and drives the valve body 27 c in the direction of the on-off valve by a magnetic attraction acting between the fixed iron core 25.
  • the movable iron core 27a and the rod portion 27b are fixed, but the movable iron core 27a and the rod portion 27b may be connected so as to be capable of relative displacement.
  • the rod portion 27b and the valve body 27c are formed of separate members, and the valve body 27c is fixed to the rod portion 27b.
  • the rod part 27b and the valve body 27c are fixed by welding.
  • the rod portion 27b has a solid rod shape, and a concave portion 27ba that opens at the lower end portion of the movable iron core 27a and is recessed in the axial direction is formed at the upper end portion of the rod portion 27b.
  • a fuel chamber 37 is formed between the outer peripheral surface of the rod portion 27 b and the inner peripheral surface of the cylindrical body 5.
  • solid is not hollow and is a state where the contents are clogged.
  • a coil spring 39 is provided in the through hole 25 a of the fixed iron core 25.
  • One end of the coil spring 39 is in contact with a spring seat 27ag provided inside the movable iron core 27a.
  • the other end of the coil spring 39 is in contact with an adjuster (adjuster) 35 disposed inside the through hole 25 a of the fixed iron core 25.
  • the coil spring 39 is disposed in a compressed state between a spring seat 27ag provided on the movable iron core 27a and a lower end (front end side end face) of an adjuster (adjuster) 35.
  • the coil spring 39 functions as an urging member that urges the mover 27 in a direction (valve closing direction) in which the valve element 27c contacts the valve seat 15b (see FIG. 2).
  • the adjuster 35 has a fuel flow path 3 that penetrates the central portion in a direction along the central axis 1x.
  • the fuel supplied from the fuel supply port 2 flows through the fuel flow path 3 of the adjuster 35, then flows into the fuel flow path 3 of the through hole 25a of the fixed iron core 25, and flows into the recess 27ba of the mover 27.
  • the yoke 33 is made of a magnetic metal material and also serves as a housing for the fuel injection valve 1.
  • the yoke 33 is formed in a stepped cylindrical shape having a large diameter portion 33a and a small diameter portion 33b.
  • the large diameter portion 33a has a cylindrical shape covering the outer periphery of the electromagnetic coil 29, and a small diameter portion 33b having a smaller diameter than the large diameter portion 33a is formed on the distal end side of the large diameter portion 33a.
  • the small diameter part 5b of the cylindrical body 5 is press-fitted or inserted into the inner periphery of the small diameter part 33b. Thereby, the inner peripheral surface of the small diameter portion 33 b is in close contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body 5.
  • An annular recess 33c is formed along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the end portion on the front end side of the yoke 33.
  • the yoke 33 and the cylindrical body 5 are joined over the entire circumference by laser welding.
  • a cylindrical protector 49 having a flange portion 49 a is extrapolated to the distal end portion of the cylindrical body 5, and the distal end portion of the cylindrical body 5 is protected by the protector 49.
  • the protector 49 covers the top of the laser welding portion 24 of the yoke 33.
  • An annular groove 34 is formed by the flange portion 49a of the protector 49, the small diameter portion 33b of the yoke 33, and the step surface of the large diameter portion 33a and the small diameter portion 33b of the yoke 33, and an O-ring 46 is extrapolated to the annular groove 34.
  • the O-ring 46 is liquid-tight and air-tight between the inner peripheral surface of the insertion port formed on the internal combustion engine side and the outer peripheral surface of the small-diameter portion 33b of the yoke 33. Acts as a seal to ensure.
  • the resin cover 47 is molded in the range from the middle part of the fuel injection valve 1 to the vicinity of the proximal end part.
  • the end portion on the front end side of the resin cover 47 covers a part of the base end side of the large diameter portion 33 a of the yoke 33.
  • the connector 41 is integrally formed of a resin that forms the resin cover 47.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the mover 27 shown in FIG.
  • the movable iron core 27a and the rod portion 27b are integrally formed as one member.
  • a concave portion 27aa recessed toward the lower end side is formed in the central portion of the upper end surface (upper end portion) 27ab of the movable iron core 27a.
  • a spring seat 27ag is formed at the bottom of the recess 27aa, and one end of the coil spring 39 is supported by the spring seat 27ag. Further, an opening 27af that communicates with the inside of the recess 27ba of the rod portion 27b is formed in the spring seat 27ag of the recess 27aa.
  • the opening 27af constitutes a fuel passage through which the fuel that has flowed into the space 27ai in the recess 27aa from the through hole 25a of the fixed iron core 25 flows into the space 27bi inside the recess 27ba of the rod portion 27b.
  • the upper end surface 27ab of the movable iron core 27a is an end surface located on the fixed iron core 25 side, and faces the lower end surface 25b of the fixed iron core 25.
  • the end surface of the movable iron core 27a opposite to the upper end surface 27ab is an end surface located on the front end side (nozzle side) of the fuel injection valve 1, and is hereinafter referred to as a lower end surface (lower end portion) 27ak.
  • the upper end surface 27ab of the movable iron core 27a and the lower end surface 25b of the fixed iron core 25 constitute a magnetic attraction surface on which a magnetic attraction force acts.
  • the outer peripheral surface 27ac of the movable iron core 27a is configured to slide on the inner peripheral surface 5e of the cylindrical body 5, and the movable iron core 27a is guided by the inner peripheral surface 5e in the direction of the valve shaft 27x.
  • the inner peripheral surface 5e constitutes an upstream guide surface with which the outer peripheral surface 27ac of the movable iron core 27a comes into sliding contact.
  • the inner peripheral surface 5e and the outer peripheral surface 27ac of the movable iron core 27a (more precisely, the convex portion formed on the outer peripheral surface 27ac) constitute an upstream guide portion 50B that guides the displacement of the movable element 27.
  • a downstream guide portion 50A which will be described in detail later, is configured between the valve body 27c and the valve seat member 15, and the mover 27 is composed of two points, an upstream guide portion 50B and a downstream guide portion 50A. Guided and reciprocates in the direction along the central axis 1x (open / close valve direction).
  • the rod portion 27b is formed with a communication hole (opening portion) 27bo that communicates the inside (inner peripheral side) and the outer side (outer peripheral side) of the recess 27ba.
  • the communication hole 27bo constitutes a fuel passage that communicates the inside and the outside of the recess 27ba. The fuel that has flowed into the recess 27ba through the through hole 25a of the fixed iron core 25 flows into the fuel chamber 37 through the communication hole 27bo.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the nozzle portion 8 shown in FIG.
  • the valve seat member 15 is formed with through holes 15d, 15c, 15v, and 15e penetrating in a direction along the central axis 1x.
  • a conical surface (through hole 15v) having a diameter decreasing toward the downstream side is formed in the middle of the through hole.
  • the conical surface 15v is exactly the shape of the side surface of the truncated cone.
  • the valve seat 15b is formed on the conical surface 15v, and the fuel passage is opened and closed by the valve body 27c coming into contact with the valve seat 15b.
  • the conical surface 15v on which the valve seat 15b is formed may be referred to as a valve seat surface.
  • the valve seat 15b is referred to as a seat portion
  • the portion of the valve body 27c that contacts the valve seat 15b is referred to as a seat portion
  • the portion of the valve seat 15b and valve body 27c that contacts each other is referred to as a seat portion.
  • the seat portion on the valve seat member 15 side is called a valve seat side seat portion
  • the seat portion on the valve body 27c side is called a valve body side seat portion
  • the valve seat 15b and the valve body 27c are mutually connected.
  • the part that comes into contact with is simply referred to as a sheet portion.
  • the contact portion where the valve seat 15b and the valve body 27c contact each other constitutes a seal portion that seals fuel when the valve is closed.
  • hole portions on the upper side from the conical surface (through hole 15v) constitute a valve body housing hole that houses the valve body 27c.
  • Guide surfaces for guiding the valve body 27c in the direction along the central axis 1x are formed on the inner peripheral surfaces of the through holes 15d, 15c, and 15v.
  • the guide surface constitutes the guide surface of the downstream guide portion 50A located on the downstream side of the two guide portions 50A and 50B for guiding the movable element 27.
  • the downstream guide surface and the sliding contact surface (sliding surface) 27cb of the valve element 27c that is in sliding contact with the downstream guide surface constitute a downstream guide portion 50A that guides the displacement of the mover 27.
  • the lower end portions of the through holes 15d, 15c and 15v are connected to the through hole 15e which is a fuel introduction hole, and the lower end surface of the through hole 15e opens to the front end surface 15t of the valve seat member 15.
  • a nozzle plate 21 n is attached to the tip surface 15 t of the valve seat member 15.
  • the nozzle plate 21n is fixed to the valve seat member 15 by laser welding.
  • the laser welding part 23 goes around the injection hole forming region so as to surround the injection hole forming region where the fuel injection hole 110 is formed.
  • the nozzle plate 21n is composed of a plate-like member (flat plate) having a uniform plate thickness, and a protruding portion 21na is formed at the center portion so as to protrude outward.
  • the protruding portion 21na is formed of a curved surface (for example, a spherical surface).
  • a fuel chamber 21a is formed inside the protruding portion 21na.
  • the fuel chamber 21a communicates with a through hole 15e that is a fuel introduction hole formed in the valve seat member 15, and fuel is supplied to the fuel chamber 21a through the through hole 15e.
  • a plurality of fuel injection holes 110 are formed in the protruding portion 21na.
  • the form of the fuel injection hole 110 is not particularly limited.
  • a swirl chamber that imparts a swirling force to the fuel may be provided upstream of the fuel injection hole 110.
  • the central axis 110a of the fuel injection hole may be parallel to or inclined with respect to the central axis 1x of the fuel injection valve.
  • the structure which does not have the protruding part 21na may be sufficient.
  • the fuel injection part 21 that determines the form of fuel spray is constituted by a nozzle plate 21n.
  • the valve seat member 15 and the fuel injection part 21 constitute a nozzle part 8 for performing fuel injection.
  • the valve body 27 c may be regarded as a part of the constituent elements constituting the nozzle portion 8.
  • the valve element 27c is a ball valve having a spherical shape. Therefore, the outer surface of the valve body (ball valve) 27c is a spherical surface. A plurality of notch surfaces 27ca are provided at intervals in the circumferential direction in a portion of the valve body 27c facing the through hole 15c, and a fuel passage for supplying fuel to the seat portion is configured by the notch surfaces 27ca. Yes.
  • the valve body 27c can be configured by a valve body other than the ball valve.
  • valve seat member 15 is press-fitted into the inner peripheral surface 5f of the tip portion of the cylindrical body 5
  • the valve seat member 15 and the cylindrical body 5 are fixed by the welded portion 19.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the mover in one embodiment of the fuel injection valve according to the present invention.
  • the rod portion 27b of the mover 27 is formed in a solid rod shape, but it may be formed in a hollow cylindrical shape as shown in FIG.
  • the concave portion 27ba constitutes a through hole that penetrates the cylindrical rod portion 27b in the direction of the valve shaft center 27x.
  • the communication hole 27bo is formed so as to communicate the inner side and the outer side of the recess 27ba.
  • the valve body 27c is joined to the front-end
  • this welding joint will be described in detail later, in the welding joint according to the present invention, it is preferable that a large facing surface of the rod portion 27b with the valve body 27c can be secured. For this reason, it is more advantageous that the rod portion 27b is constituted by a solid rod-like portion or rod-like member than a hollow rod-like portion or rod-like member.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a problem in the welding joint between the valve body and the rod portion.
  • FIG. 5 shows a state in which the rod portion 27b is welded in a state where it is abutted against the spherical surface of the valve body 27c.
  • an end surface (opposing surface) 27bs facing the valve body 27c is configured as a tapered surface (conical surface) whose diameter decreases from bottom to top.
  • the opposing surface 27cs facing the rod portion 27b of the valve body 27c is a spherical surface.
  • the rod portion 27b is abutted against the valve body 27c so that the outer periphery (outer edge) 81 of the tapered surface of the facing surface 27bs comes into contact with the facing surface 27cs.
  • the contact portion 81 between the valve body 27c and the rod portion 27b is included in the melted portion 80, so that the relative relationship between the valve body 27c and the rod portion 27b is It becomes impossible to maintain a specific positional relationship.
  • the penetration part 80 is formed when the member melt
  • valve shaft center is in a state where the relative positional relationship between the valve element 27c and the rod part 27b is not fixed.
  • the total length of the rod portion 27b in the 27x direction changes. For this reason, the valve body 27c is displaced with respect to the rod portion 27b.
  • the valve element 27 c ′ in which the positional deviation has occurred is indicated by a two-dot chain line.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a change (positional deviation) in the positional relationship between the valve body and the rod portion that occurs during welding joining between the valve body and the rod portion.
  • the welding connection between the valve body 27c and the rod portion 27b is performed using a laser beam or an electron beam.
  • welding is performed by forming the penetration portion 80 on the entire circumference of the rod portion 27b while changing the irradiation point of the beam in the circumferential direction of the rod portion 27b.
  • the temperature of the rod portion 27b changes while the beam irradiation point is changed in the circumferential direction of the rod portion 27b.
  • the change in the length dimension in the valve shaft center 27x direction that occurs in the rod portion 27b due to expansion and contraction changes in the circumferential direction of the rod portion 27b.
  • the center of the valve body 27c is displaced from the axis of the rod portion 27b, and a coaxial change amount ⁇ C is generated. Further, when the welding deformation amount ⁇ D is generated, the center of the valve body 27c ′ that has been displaced is displaced from the center of the valve body 27c before welding, and a dimensional change amount ⁇ L in the valve shaft direction is generated.
  • the dimensional change amount ⁇ L in the valve shaft center 27x direction is the change amount of the entire length of the movable element 27 in the valve shaft center 27x direction.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the internal state of the welded joint between the valve body and the rod portion with a broken line.
  • FIG. 7 shows the appearance of the welded joint between the valve element 27c and the rod part 27b.
  • the opposing surface 27cs of the valve body 27c and the opposing surface 27cs of the valve body 27c with the rod portion 27b are indicated by broken lines.
  • a portion indicated by a broken line illustrates a configuration of a first embodiment described later.
  • the penetration part 80 is formed ranging over both the valve body 27c and the rod part 27b.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cross section along the valve axis (center axis) passing through the valve axis about the welded joint between the valve body and the rod part in the first embodiment.
  • 8 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged cross section of the ED portion of FIG.
  • the rod portion 27b of the present embodiment has a facing surface portion (first facing surface portion) 27bs1 in which a facing surface 27bs, which is an end surface facing the valve body 27c, is tapered so that the diameter decreases from the bottom to the top. It consists of
  • the first facing surface portion 27bs1 is a surface that forms a straight line on a cross section that passes through the valve shaft center 27x and is parallel to the valve shaft center 27x, and is a conical surface that is inclined with respect to the valve shaft center 27x on the cross section.
  • the opposing surface 27cs facing the rod portion 27b of the valve body 27c is a spherical surface.
  • the rod portion 27b is located between the inner periphery (inner periphery) and the outer periphery (outer periphery) of the first facing surface portion 27bs1, and away from the inner periphery (inner periphery) and the outer periphery (outer periphery).
  • a contact portion (contact portion) 81 that contacts the opposing surface 27cs of the valve body 27c is provided.
  • the contact portion 81 is formed in an annular shape. That is, the rod portion 27b is abutted against the valve body 27c with the annular contact portion 81 being in contact with the opposing surface 27cs of the valve body 27c.
  • the first opposing surface portion 27bs1 is inclined at an angle of ⁇ 1 with respect to a horizontal plane perpendicular to the valve shaft center 27x so that the outer peripheral side is located below the inner peripheral side in the cross section of FIG.
  • a first facing surface portion 27bs1 that is one tapered surface is formed on the facing surface (end surface) 27bs.
  • the first facing surface portion 27bs1 is a region R1 between a relief portion (recessed portion) 27bq formed for processing at the center of the facing surface 27bs and an annular flat surface portion 27bp formed on the outer peripheral portion of the facing surface 27bs. Is formed.
  • the welded portion 80 is formed so as to straddle the valve body 27c and the rod portion 27b by welding and joining the valve body 27c and the rod portion 27b.
  • the shape of the valve body 27c and the rod portion 27b (the shape before welding) before the penetration portion 80 is formed is indicated by a broken line.
  • valve body 27c and the rod portion 27b are in contact with each other at the contact portion 81.
  • the opposing surface 27cs of the valve body 27c and the opposing surface 27bs of the rod portion 27b There is a gap between the valve body 27c and the rod portion 27b so that they do not contact each other.
  • the contact portion 81 is disposed at a position (outside) away from the melted portion 80. That is, the contact portion 81 is arranged on the valve shaft center 27x side with a radial interval from the penetration portion 80, and a non-welded portion in which no penetration due to welding occurs between the contact portion 81 and the penetration portion 80. Exists. In the non-welded portion, the opposing surface 27cs of the valve body 27c and the opposing surface 27bs of the rod portion 27b remain without melting.
  • the tapered first opposing surface portion 27bs1 and the spherical surface are in contact with each other. Accordingly, a gap exists between the valve element 27c and the rod part 27b on the inner peripheral side of the contact part 81. Although it is difficult to realize line contact due to the processing limit, the contact portion 81 is in a state close to line contact.
  • a gap portion (gap forming portion) 82 is provided between the contact portion 81 and the melted portion 80 in the radial direction of the facing surface 27bs.
  • the gap part (gap forming part) 82 is a part (separation part) that separates the contact part 81 from the melted part 80, and the contact part 81 and the melted part 80 described above also constitute a non-welded part.
  • the contact portion 81 is formed on the inner peripheral side of the melted portion 80, so that the contact portion 81 maintains a solid state without being melted by heat input by welding. For this reason, even at the time of welding joining, the relative positional relationship between the valve body 27c and the rod part 27b can be maintained, and the displacement of the valve body 27c with respect to the rod part 27b can be prevented or suppressed.
  • the contact portion 81 can be prevented from being melted by separating the contact portion 81 from the melted portion 80.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing a cross section passing through the valve axis and along the valve axis (center axis) with respect to the welded joint between the valve body and the rod part in the second embodiment.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view (upper side) and a plan view (lower side) showing a joint portion with the valve body in the rod portion of the second embodiment.
  • FIG. 9A and 9B are enlarged sectional views showing the section of the ED portion in FIG. 7 in an enlarged manner.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • a different part from 1st Example is demonstrated suitably.
  • FIG. 9A the shape (shape before welding) of the valve body 27c and the rod part 27b before the penetration part 80 is formed is shown with the broken line.
  • an end surface (opposing surface) 27bs that opposes the valve element 27c is composed of a first opposing surface portion 27bs1 and a tapered second opposing surface portion 27bs2.
  • the second opposing surface portion 27bs2 is configured by a conical surface whose diameter decreases from bottom to top, and is linear on a cross section passing through the valve shaft center 27x and parallel to the valve shaft center 27x. It is the surface that forms.
  • the region R1 in which the first facing surface portion 27bs1 is configured in the first embodiment is compared with the inner peripheral region R2 and the outer periphery.
  • the first facing surface portion 27bs1 is formed in the region R2, and the second facing surface portion 27bs2 is formed in the region R3.
  • the contact portion 81 between the valve body 27c and the rod portion 27b is located on the first facing surface portion 27bs1, and the contact portion 81 is outside the range (melting portion 80) that is melted by heat input by welding. Be placed. Further, a gap portion 82 is provided between the contact portion 81 and the melted portion 80 in the radial direction of the facing surface 27bs.
  • the inclination angle ⁇ 2 of the second opposing surface portion 27bs2 is larger than the inclination angle ⁇ 1 of the first opposing surface portion 27bs1. For this reason, although the second opposing surface portion 27bs2 is on the outer peripheral side of the first opposing surface portion 27bs1, the outer peripheral side of the opposing surface 27bs is valved compared to the case where the region R2 and the region R3 are configured only by the first opposing surface portion 27bs1.
  • the body 27c can be brought close to the surface 27cs facing the rod portion 27b. That is, the gap dimension (interval) between the opposing surface 27bs and the opposing surface 27cs can be reduced as compared with the case where the second opposing surface portion 27bs2 is configured by the first opposing surface portion 27bs1.
  • the gap size (interval) between the facing surface 27bs and the facing surface 27cs is reduced, so that the facing surface 27bs and the facing surface 27cs formed in the melted portion 80 are reduced. It is possible to reduce the gap size (interval). Thereby, generation
  • FIG. 10A is a cross-sectional view showing a cross section along the valve axis (center axis) passing through the valve axis about the welded joint between the valve body and the rod part in the third embodiment.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view (upper side) and a plan view (lower side) showing a joint portion with the valve body in the rod portion of the third embodiment.
  • 10A and 10B are enlarged cross-sectional views showing an enlarged cross section of the ED portion in FIG.
  • the rod portion 27b of the present embodiment has a first facing surface portion 27bs4 at the radial center of an end surface (facing surface) 27bs facing the valve body 27c, and a second facing surface portion 27bs5 on the outer peripheral side of the first facing surface portion 27bs4.
  • the third facing surface portion 27bs3 is provided on the inner peripheral side of the first facing surface portion 27bs4.
  • the first facing surface portion 27bs4 is formed of an annular flat surface portion.
  • the second facing surface portion 27bs5 and the third facing surface portion 27bs3 are configured by tapered surfaces (conical surfaces) whose diameter decreases from bottom to top.
  • the first facing surface portion 27bs4 is a surface that forms a straight line on a cross section that passes through the valve shaft center 27x and is parallel to the valve shaft center 27x, and may be configured by a tapered surface (conical surface).
  • the second opposing surface portion 27bs5 and the third opposing surface portion 27bs3 are also surfaces that form a straight line on a cross section that passes through the valve axis 27x and is parallel to the valve axis 27x.
  • the relationship between the inclination angles of the first opposing surface portion 27bs4 and the second opposing surface portion 27bs5 with respect to the horizontal plane is the first opposing surface portion 27bs1 and the second opposing surface portion 27bs2 of the second embodiment.
  • the inclination angle is related to each other. That is, the inclination angle of the first opposing surface portion 27bs4 with respect to the horizontal plane is set to be smaller than the inclination angle of the second opposing surface portion 27bs5 with respect to the horizontal plane.
  • the inclination angle of the first opposing surface portion 27bs4 with respect to the horizontal plane is set to be smaller than the inclination angle of the third opposing surface portion 27bs3 with respect to the horizontal plane.
  • the region R1 of the first embodiment is divided into an innermost region R4, an outermost region R6, and an intermediate region R5, and a tapered surface (third opposing surface portion) 27bs3 is formed in the region R4. Then, an annular flat surface portion (first opposing surface portion) 27bs4 is formed in the intermediate region R5, and a tapered surface (second opposing surface portion) 27bs5 is formed in the region R6.
  • the intermediate region R5 is a region that is interposed between the region R4 and the region R6 and connects the region R4 and the region R6.
  • An annular edge portion 27bv is formed at the connection portion between the third facing surface portion 27bs3 and the first facing surface portion 27bs4.
  • the annular edge portion 27bv is in line contact with the spherical surface of the valve body 27c at the contact portion 81. That is, in this embodiment, the contact portion 81 is configured at the inner peripheral side end (inner peripheral side peripheral portion) of the first facing surface portion 27bs4. From another point of view, the contact portion 81 is configured at the outer peripheral side end (outer peripheral edge) of the third facing surface portion 27bs3. Although it is difficult to achieve line contact at the contact portion 81 due to processing limitations, the contact portion 81 is in a state close to line contact.
  • the contact width between the valve body 27c and the rod portion 27b can be made narrower than in the first embodiment and the second embodiment. it can.
  • a gap exists between the valve body 27c and the rod portion 27b on the inner peripheral side and the outer peripheral side from the contact portion 81.
  • the second facing surface portion 27bs5 has the same effect as the second facing surface portion 27bs2 of the second embodiment, and the gap size (interval) between the facing surface 27bs of the rod portion 27b and the facing surface 27cs of the valve element 27c is increased. Reduced to suppress spatter during welding.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an internal combustion engine equipped with a fuel injection valve.
  • a cylinder 102 is formed in the engine block 101 of the internal combustion engine 100, and an intake port 103 and an exhaust port 104 are provided at the top of the cylinder 102.
  • the intake port 103 is provided with an intake valve 105 that opens and closes the intake port 103
  • the exhaust port 104 is provided with an exhaust valve 106 that opens and closes the exhaust port 104.
  • An intake pipe 108 is connected to an inlet side end 107 a of an intake passage 107 formed in the engine block 101 and communicating with the intake port 103.
  • a fuel pipe is connected to the fuel supply port 2 (see FIG. 1) of the fuel injection valve 1.
  • the intake pipe 108 is formed with an attachment portion 109 for the fuel injection valve 1, and an insertion port 109 a for inserting the fuel injection valve 1 is formed in the attachment portion 109.
  • the insertion port 109a penetrates to the inner wall surface (intake passage) of the intake pipe 108, and the fuel injected from the fuel injection valve 1 inserted into the insertion port 109a is injected into the intake passage.
  • intake passage the inner wall surface of the intake pipe 108
  • each fuel spray is injected toward each intake port 103 (intake valve 105) for an internal combustion engine in which two intake ports 103 are provided in the engine block 101.
  • the edge portion 27bv, and the contact portion 81 form an annular shape
  • the contact portion 81 is configured as a part of the first facing surface portions 27bs1 and 27bs4 in the radial direction so that the rod portion 27b and the valve body 27c are in contact with each other at the contact portion 81.
  • the rod portion 27b and the valve body 27c are welded and joined in a state in which the contact portion 81 between the rod portion 27b and the valve body 27c is formed on the inner peripheral side of the welded penetration portion 80. .
  • the relative positional relationship between the rod portion 27b and the valve body 27c is maintained by the abutment portion 81. Therefore, the valve body 27c with respect to the rod portion 27b. Can prevent or suppress the occurrence of displacement.
  • the fuel injection valve includes a movable iron core, a valve body, and a rod having one end welded to the valve body and connecting the movable iron core and the valve body.
  • the contact portion between the rod portion and the valve body is disposed closer to the valve shaft center side than the penetration portion formed by welding and joining the rod portion and the valve body, and between the contact portion and the penetration portion. A non-welded part is provided.
  • a gap is formed between a rod portion side facing surface of the rod portion facing the valve body and a valve body side facing surface of the valve body facing the rod portion. Is formed.
  • valve body side facing surface is a spherical surface
  • rod portion side facing surface is a straight line on a cross section passing through the valve axis and parallel to the valve axis.
  • the abutting portion is configured at a position where the first facing surface portion and the spherical surface abut.
  • the rod portion side facing surface is formed in a tapered shape so that the inner peripheral side is positioned on the base end side of the fuel injection valve with respect to the outer peripheral side.
  • the first opposing surface portion, and a second opposing surface portion formed in a tapered shape on the outer peripheral side of the first opposing surface portion so that the inner peripheral side is located on the proximal end side of the fuel injection valve with respect to the outer peripheral side,
  • the second opposing surface portion has an inclination angle formed with respect to a horizontal plane perpendicular to the valve shaft center greater than an inclination angle of the first opposing surface portion.
  • the rod portion side facing surface is provided on an inner peripheral side of the first facing surface portion, and an inner peripheral side of the fuel injection valve with respect to the outer peripheral side is provided.
  • An annular edge formed at a connecting portion between a third opposing surface portion formed in a tapered shape so as to be positioned on the proximal end side, and an inner peripheral edge portion of the first opposing surface portion and an outer peripheral edge portion of the third opposing surface portion.
  • the contact portion is configured at a position where the edge portion contacts the spherical surface.
  • the rod-side facing surface includes an annular edge portion formed at an inner peripheral edge of the first facing surface portion, and the edge portion and the The contact portion is configured at a position where the spherical surface contacts.
  • a fuel injection valve manufacturing method comprising a child and welding the valve body to one end of the rod part, the rod part side facing surface of the rod part facing the valve body and the rod of the valve body
  • the valve body side facing surface facing the portion is brought into contact with the intermediate portion in the radial direction, and a penetration portion by welding is formed on the outer peripheral side of the contact position between the rod portion side facing surface and the valve body side facing surface,
  • the valve body and the rod portion are welded and joined so that a non-welded portion is provided between the contact position and the penetration portion.

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Abstract

弁体(27c)と一端部が弁体(27c)に溶接接合されたロッド部(27b)とを有する可動子を備え、ロッド部(27b)と弁体(27c)との当接部(81)をロッド部(27b)と弁体(27c)との溶接接合による溶け込み部(80)よりも弁軸心(27x)側に配置し、当接部(81)と溶け込み部(80)との間に非溶接部(82)を設ける。

Description

燃料噴射弁及び燃料噴射弁の製造方法
 本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁及び燃料噴射弁の製造方法に関する。
 本技術分野の背景技術として、特開2001-087882号公報(特許文献1)に記載された燃料噴射弁が知られている。特許文献1では、硬度が異なる二部材をレーザビーム又は電子ビームにより溶接する際の、高硬度部材側に割れを生じるような溶接不良を回避するため、レーザビーム又は電子ビームの照射点を高硬度部材及び低硬度部材の接合面側より低硬度部材側に所定距離オフセットし、ビームによる溶け込みが低硬度部材側から高硬度部材側に拡がるようにする技術を開示している(要約参照)。
 特許文献1の燃料噴射弁は、上記の溶接技術を接合面が球面で構成された弁体及び弁杆の溶接に適用しており(段落0029参照)、特許文献1の図2には接合面の外周側部分に溶け込み部が形成された構成が開示されている。
特開2001-087882号公報
 特許文献1の燃料噴射弁では、弁体と弁杆との接合面が球面で構成され、弁体と弁杆とが広い球面同士で面接触する。この場合、弁体と弁杆との接合面の加工精度には限界があるため、弁体側の接合面と弁杆の接合面とをこれらの面全体で接触させることは不可能である。弁体と弁杆とが接合面の一部で接触している場合、接触している部分に溶け込み部が形成されると、弁体と弁杆との相対的な位置関係が保障されなくなり、弁杆の全長が変化したり、弁体と弁杆との同軸精度が悪化したりする。特許文献1の弁杆に対応する部分を、以下、ロッド部と呼んで説明する。
 本発明の目的は、弁体とロッド部とを溶接接合する燃料噴射弁において、弁体とロッド部との位置関係を良好に維持できるようにすることにある。
 上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射弁は、
 可動鉄心と、弁体と、一端部が前記弁体に溶接接合され前記可動鉄心と前記弁体とを接続するロッド部と、を有する可動子を備え、
 前記ロッド部と前記弁体との当接部を前記ロッド部と前記弁体との溶接接合による溶け込み部よりも弁軸心側に配置し、
 前記当接部と前記溶け込み部との間に非溶接部を設ける。
 また、本発明の燃料噴射弁の製造方法は、
 可動鉄心と、弁体と、一端部が前記弁体に溶接接合され前記可動鉄心と前記弁体とを接続するロッド部と、を有する可動子を備え、前記弁体を前記ロッド部の一端部に溶接接合する燃料噴射弁の製造方法において、
 前記ロッド部の前記弁体に対向するロッド部側対向面と前記弁体の前記ロッド部に対向する弁体側対向面とを径方向中間部で当接させ、
 前記ロッド部側対向面と前記弁体側対向面との当接位置よりも外周側に溶接による溶け込み部を形成し、前記当接位置と前記溶け込み部との間に非溶接部を設けるようにして、前記弁体と前記ロッド部とを溶接接合する。
 本発明によれば、弁体とロッド部との位置関係を良好に維持した状態で、両者を溶接合することができる。
本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、弁軸心を通り弁軸心(中心軸線)に沿う断面を示す断面図である。 図1に示す可動子27の近傍を拡大して示す断面図である。 図2に示すノズル部8の近傍を拡大して示す断面図である。 本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、可動子の変更例を示す断面図である。 弁体とロッド部との溶接接合における課題を説明する概念図である。 弁体とロッド部との溶接接合時に生じる弁体とロッド部との位置関係の変化(位置ずれ)を説明する概念図である。 弁体とロッド部との溶接接合部について、内部の状態を破線で示す模式図である。 第一実施例における弁体とロッド部との溶接接合部について、弁軸心を通り弁軸心(中心軸線)に沿う断面を示す断面図である。 第二実施例における弁体とロッド部との溶接接合部について、弁軸心を通り弁軸心(中心軸線)に沿う断面を示す断面図である。 第二実施例のロッド部における弁体との接合部を示す断面図(上側)及び平面図(下側)である。 第三実施例における弁体とロッド部との溶接接合部について、弁軸心を通り弁軸心(中心軸線)に沿う断面を示す断面図である。 第三実施例のロッド部における弁体との接合部を示す断面図(上側)及び平面図(下側)である。 燃料噴射弁が搭載された内燃機関の断面図である。
 本発明に係る燃料噴射弁の実施例について、図1乃至図3を用いて説明する。
 図1を参照して、燃料噴射弁1の全体構成について説明する。図1は、本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、弁軸心を通り弁軸心(中心軸線)に沿う断面を示す断面図である。
 図1において、燃料噴射弁1の上端部(上端側)を基端部(基端側)と呼び、下端部(下端側)を先端部(先端側)と呼ぶ場合がある。基端部(基端側)及び先端部(先端側)という呼び方は、燃料の流れ方向或いは燃料配管に対する燃料噴射弁1の取り付け構造に基づいている。また、本明細書において説明される上下関係は図1を基準とするもので、燃料噴射弁1を内燃機関に搭載した形態における上下方向とは関係がない。なお、燃料噴射弁1の中心軸線1xは、可動子27の軸心(弁軸心)27xに一致し、筒状体5及び弁座部材15の中心軸線に一致している。
 燃料噴射弁1には、金属材製の筒状体(筒状部材)5によって、その内側に燃料流路(燃料通路)3がほぼ中心軸線1xに沿うように構成されている。筒状体5は、磁性を有するステンレス等の金属素材を用い、深絞り加工等のプレス加工により中心軸線1xに沿う方向に段付きの形状に形成されている。これにより、筒状体5は、一端側(大径部5a)の径が他端側(小径部5b)の径に対して大きくなっている。
 筒状体5の基端部には燃料供給口2が設けられ、この燃料供給口2に、燃料に混入した異物を取り除くための燃料フィルタ13が取り付けられている。
 筒状体5の基端部は径方向外側に向けて拡径するように曲げられた鍔部(拡径部)5dが形成され、鍔部5dと樹脂カバー47の基端側端部47aとで形成される環状凹部(環状溝部)4にOリング11が配設されている。
 筒状体5の先端部には、弁体27cと弁座部材15とからなる弁部7が構成されている。弁座部材15は、筒状体5の先端側内側に挿入され、レーザ溶接により筒状体5に固定されている。レーザ溶接は、筒状体5の外周側から全周に亘って実施されている。この場合、弁座部材15を筒状体5の先端側内側に圧入した上で、弁座部材15をレーザ溶接により筒状体5に固定してもよい。
 弁座部材15にはノズルプレート21nが固定され、弁座部材15及びノズルプレート21nのノズル部8を構成する。弁座部材15及びノズルプレート21nは、弁座部材15が筒状体5の内周面に挿入されて固定されることにより、筒状体5の先端側に組み付けられている。
 本実施例の筒状体5は、燃料供給口2が設けられる部分から弁座部材15及びノズルプレート21nが固定される部分までが一部材で構成されているが、燃料供給口2が設けられる部分(基端側部分)と、弁座部材15及びノズルプレート21nが固定される部分(先端側部分)とを、別部材で構成してもよい。筒状体5の先端側部分はノズル部8を保持するノズルホルダを構成する。本実施例では、ノズルホルダが筒状体5の基端側部分と共に一部材で構成されている。
 筒状体5の中間部には弁体27cを駆動するための駆動部9が配置されている。駆動部9は電磁アクチュエータ(電磁駆動部)で構成されている。具体的には、駆動部9は、筒状体5の内部(内周側)に固定された固定鉄心25と、筒状体5の内部において固定鉄心25に対して先端側に配置され、中心軸線1xに沿う方向に移動可能な可動子(可動部材)27と、固定鉄心25と可動子27に構成された可動鉄心27aとが微小ギャップδ1を介して対向する位置で筒状体5の外周側に外挿された電磁コイル29と、電磁コイル29の外周側で電磁コイル29を覆うヨーク33とを備える。
 筒状体5の内側には可動子27が収容されており、筒状体5は可動鉄心27aの外周面と対向して可動鉄心27aを囲繞するハウジングを構成している。
 可動鉄心27aと固定鉄心25とヨーク33とは、電磁コイル29に通電することにより生じる磁束が流れる閉磁路を構成する。磁束は微小ギャップδ1を通過するが、微小ギャップδ1の部分で筒状体5を流れる漏れ磁束を低減するため、筒状体5の微小ギャップδ1に対応する位置に、非磁性部或いは筒状体5の他の部分よりも弱磁性の弱磁性部が設けられている。以下、この非磁性部或いは弱磁性部は、単に非磁性部5cと呼んで説明する。非磁性部5cは、筒状体5に対する磁性を有する筒状体5に非磁性化処理を行うことにより形成することができる。このような非磁性化処理は、例えば熱処理によって行うことができる。或いは、筒状体5の外周面に環状凹部を形成することにより非磁性部5cに相当する部分を薄肉化して構成することができる。
 電磁コイル29は、樹脂材料で筒状に形成されたボビン31に巻回され、筒状体5の外周側に外挿されている。電磁コイル29はコネクタ41に設けられたターミナル43に電気的に接続されている。コネクタ41には図示しない外部の駆動回路が接続され、ターミナル43を介して、電磁コイル29に駆動電流が通電される。
 固定鉄心25は、磁性金属材料からなる。固定鉄心25は筒状に形成され、中心部を中心軸線1xに沿う方向に貫通する貫通孔25aを有する。貫通孔25aは、可動鉄心27aの上流側の燃料通路(上流側燃料通路)3を構成する。固定鉄心25は、筒状体5の小径部5bの基端側に圧入固定され、筒状体5の中間部に位置している。小径部5bの基端側に大径部5aが設けられていることにより、固定鉄心25の組付けが容易になる。固定鉄心25は溶接により筒状体5に固定してもよいし、溶接と圧入を併用して筒状体5に固定してもよい。
 可動子27は、可動鉄心27aとロッド部27bと弁体27cとで構成される。本実施例では、ロッド部27b及び可動鉄心27aが一体に形成され、可動鉄心27aから下方に延設されたロッド部27bの先端部に、弁体27cが溶接により接合されている。ロッド部27bと可動鉄心27aとは別部材で構成されたものが一体に組み付けられて構成されたものであってもよい。
 可動鉄心27aは円環状の部材である。弁体27cは弁座15b(図3参照)と当接する部材である。弁座15b及び弁体27cは協働して燃料通路を開閉する。ロッド部27bは細長い円筒形状であり、可動鉄心27aと弁体27cとを接続する接続部である。可動鉄心27aは、弁体27cと連結され、固定鉄心25との間に作用する磁気吸引力によって、弁体27cを開閉弁方向に駆動するための部材である。
 本実施例では、可動鉄心27aとロッド部27bとが固定されているが、可動鉄心27aとロッド部27bとが相対変位可能に連結された構成であってもよい。
 本実施例では、ロッド部27bと弁体27cとを別部材で構成し、ロッド部27bに弁体27cを固定している。ロッド部27bと弁体27cとの固定は、溶接により行われる。
 ロッド部27bは中実の棒状であり、ロッド部27bの上端部には、可動鉄心27aの下端部に開口し、軸方向に窪んだ凹部27baが形成されている。ロッド部27bの外周面と筒状体5の内周面との間には燃料室37が形成されている。なお、中実とは中空でなく、中身が詰まった状態である。
 固定鉄心25の貫通孔25aにはコイルばね39が設けられている。コイルばね39の一端は、可動鉄心27aの内側に設けられたばね座27agに当接している。コイルばね39の他端部は、固定鉄心25の貫通孔25aの内側に配設されたアジャスタ(調整子)35に当接している。コイルばね39は、可動鉄心27aに設けられたばね座27agとアジャスタ(調整子)35の下端(先端側端面)との間に、圧縮状態で配設されている。
 コイルばね39は、弁体27cが弁座15b(図2参照)に当接する方向(閉弁方向)に可動子27を付勢する付勢部材として機能している。中心軸線1xに沿う方向におけるアジャスタ35の位置を貫通孔25a内で調整することにより、コイルばね39による可動子27(すなわち弁体27c)の付勢力が調整される。
 アジャスタ35は、中心部を中心軸線1xに沿う方向に貫通する燃料流路3を有する。
 燃料供給口2から供給された燃料は、アジャスタ35の燃料流路3を流れた後、固定鉄心25の貫通孔25aの燃料流路3に流れ、可動子27の凹部27baに流入する。
 ヨーク33は、磁性を有する金属材料でできており、燃料噴射弁1のハウジングを兼ねている。ヨーク33は大径部33aと小径部33bとを有する段付きの筒状に形成されている。大径部33aは電磁コイル29の外周を覆って円筒形状を成しており、大径部33aの先端側に大径部33aよりも小径の小径部33bが形成されている。小径部33bの内周には、筒状体5の小径部5bが圧入又は挿入されている。これにより、小径部33bの内周面は筒状体5の外周面に緊密に接触している。このとき、小径部33bの内周面の少なくとも一部は、可動鉄心27aの外周面と筒状体5を介して対向しており、この対向部分に形成される磁路の磁気抵抗を小さくしている。
 ヨーク33の先端側端部の外周面には周方向に沿って環状凹部33cが形成されている。環状凹部33cの底面に形成された薄肉部において、ヨーク33と筒状体5とがレーザ溶接により全周に亘って接合されている。
 筒状体5の先端部にはフランジ部49aを有する円筒状のプロテクタ49が外挿され、筒状体5の先端部がプロテクタ49によって保護されている。プロテクタ49はヨーク33のレーザ溶接部24の上を覆っている。
 プロテクタ49のフランジ部49aと、ヨーク33の小径部33bと、ヨーク33の大径部33aと小径部33bとの段差面とによって環状溝34が形成され、環状溝34にOリング46が外挿されている。Oリング46は、燃料噴射弁1が内燃機関に取り付けられる際に、内燃機関側に形成された挿入口の内周面とヨーク33における小径部33bの外周面との間で液密及び気密を確保するシールとして機能する。
 燃料噴射弁1の中間部から基端側端部の近傍までの範囲に、樹脂カバー47がモールドされている。樹脂カバー47の先端側端部はヨーク33の大径部33aの基端側の一部を被覆している。また、樹脂カバー47を形成する樹脂によりコネクタ41が一体的に形成されている。
 図2を参照して、可動子27近傍の構成について、詳細に説明する。図2は、図1に示す可動子27の近傍を拡大して示す断面図である。
 本実施例では、可動鉄心27aとロッド部27bとが一部材で一体に形成されている。
 可動鉄心27aの上端面(上端部)27abの中央部には、下端側に向けて窪んだ凹部27aaが形成されている。凹部27aaの底部にはばね座27agが形成され、コイルばね39の一端がばね座27agに支持されている。さらに、凹部27aaのばね座27agには、ロッド部27bの凹部27baの内側に連通する開口部27afが形成されている。
 開口部27afは、固定鉄心25の貫通孔25aから凹部27aa内の空間27aiに流入した燃料を、ロッド部27bの凹部27baの内側の空間27biに流す燃料通路を構成する。
 可動鉄心27aの上端面27abは、固定鉄心25側に位置する端面であり、固定鉄心25の下端面25bと対向する。上端面27abに対して反対側の可動鉄心27aの端面は、燃料噴射弁1の先端側(ノズル側)に位置する端面であり、以下、下端面(下端部)27akと呼ぶ。
 可動鉄心27aの上端面27abと固定鉄心25の下端面25bとは、相互に磁気吸引力が作用する磁気吸引面を構成する。
 本実施例では、可動鉄心27aの外周面27acが筒状体5の内周面5eに摺動するように構成され、可動鉄心27aは内周面5eによって弁軸心27x方向の動きを案内される。内周面5eに摺動する摺動部として、外周面27acには径方向外方に向かって突出する凸部(図示せず)が設けられる。内周面5eは、可動鉄心27aの外周面27acが摺接する上流側ガイド面を構成する。内周面5eと可動鉄心27aの外周面27ac(正確には外周面27acに形成した凸部)とは、可動子27の変位を案内する上流側ガイド部50Bを構成する。
 一方、弁体27cと弁座部材15との間に、後で詳細に説明する下流側ガイド部50Aが構成され、可動子27は上流側ガイド部50Bと下流側ガイド部50Aとの二点で案内されて、中心軸線1xに沿う方向(開閉弁方向)に往復動作する。
 ロッド部27bには、凹部27baの内側(内周側)と外側(外周側)とを連通する連通孔(開口部)27boが形成されている。連通孔27boは、凹部27baの内側と外側とを連通する燃料通路を構成する。固定鉄心25の貫通孔25aを通って凹部27baに流入した燃料は、連通孔27boを通じて燃料室37に流れる。
 次に、図3を参照して、ノズル部8の構成ついて、詳細に説明する。図3は、図2に示すノズル部8の近傍を拡大して示す断面図である。
 弁座部材15には、中心軸線1xに沿う方向に貫通する貫通孔15d,15c,15v,15eが形成されている。この貫通孔の途中には下流側に向かって縮径する円錐面(貫通孔15v)が形成されている。なお円錐面15vは、正確には円錐台の側面の形状を成している。
 円錐面15v上には弁座15bが構成され、弁体27cが弁座15bに離接することにより、燃料通路の開閉が行われる。なお、弁座15bが形成された円錐面15vを弁座面と呼ぶ場合もある。
 なお、弁座15bをシート部と呼んだり、弁体27cの弁座15bと当接する部位をシート部と呼んだり、弁座15b及び弁体27cの相互に当接する部位をシート部と呼んだ入りする場合がある。そこで、シート部を用いる場合は、弁座部材15側のシート部は弁座側シート部と呼び、弁体27c側のシート部は弁体側シート部と呼び、弁座15b及び弁体27cの相互に当接する部位は単にシート部と呼ぶことにする。また、弁座15bと弁体27cとの相互に当接する当接部は、閉弁時に燃料をシールするシール部を構成する。
 貫通孔15d,15c,15v,15eにおける、円錐面(貫通孔15v)から上側の孔部分(貫通孔15d,15c,15v)は、弁体27cを収容する弁体収容孔を構成する。貫通孔15d,15c,15vの内周面に、弁体27cを中心軸線1xに沿う方向に案内するガイド面が形成されている。ガイド面は可動子27を案内する二つのガイド部50A,50Bのうち、下流側に位置する下流側ガイド部50Aのガイド面を構成する。下流側ガイド面とこの下流側ガイド面に摺接する弁体27cの摺接面(摺動面)27cbとは、可動子27の変位を案内する下流側ガイド部50Aを構成する。
 ガイド面の上流側には、ガイド面を構成する貫通孔15cの内径(直径)よりも大きな寸法の内径(直径)を有し、下から上に向かうほど内径が大きくなる拡径部(貫通孔15d)が形成されている。
 貫通孔15d,15c,15vの下端部は燃料導入孔である貫通孔15eに接続され、貫通孔15eの下端面が弁座部材15の先端面15tに開口している。
 弁座部材15の先端面15tには、ノズルプレート21nが取り付けられている。ノズルプレート21nは弁座部材15にレーザ溶接により固定されている。レーザ溶接部23は、燃料噴射孔110が形成された噴射孔形成領域を取り囲むようにして、この噴射孔形成領域の周囲を一周している。
 また、ノズルプレート21nは板厚が均一な板状部材(平板)で構成されており、中央部に外方に向けて突き出すように突状部21naが形成されている。突状部21naは曲面(例えば球状面)で形成されている。突状部21naの内側には燃料室21aが形成されている。この燃料室21aは弁座部材15に形成された燃料導入孔である貫通孔15eに連通しており、貫通孔15eを通じて燃料室21aに燃料が供給される。
 突状部21naには複数の燃料噴射孔110が形成されている。燃料噴射孔110の形態は特に問わない。燃料噴射孔110の上流側に燃料に旋回力を付与する旋回室を有するものであってもよい。燃料噴射孔の中心軸線110aは燃料噴射弁の中心軸線1xに対して平行であってもよいし、傾斜していてもよい。また、突状部21naが無い構成であってもよい。
 燃料噴霧の形態を決定する燃料噴射部21はノズルプレート21nによって構成される。弁座部材15と燃料噴射部21とは、燃料噴射を行うためのノズル部8を構成している。弁体27cはノズル部8を構成する構成要素の一部とみなしてもよい。
 また本実施例では、弁体27cは、球状を成すボール弁を用いている。従って、弁体(ボール弁)27cの外面は球状面である。弁体27cにおける貫通孔15cと対向する部位には、周方向に間隔を置いて複数の切欠き面27caが設けられ、この切欠き面27caによってシート部に燃料を供給する燃料通路が構成されている。弁体27cはボール弁以外の弁体で構成することも可能である。
 本実施例では、弁座部材15を筒状体5の先端部の内周面5fに圧入した後、弁座部材15と筒状体5とを溶接部19により固定する。
 図4は、本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、可動子の変更例を示す断面図である。上述した実施例では、可動子27のロッド部27bを中実の棒状にしているが、図4に示すような中空の筒状にしてもよい。この場合、凹部27baは筒状のロッド部27bを弁軸心27x方向に貫通する貫通孔を構成する。また、連通孔27boは凹部27baの内側と外側とを連通するように形成される。
 なお、図4に示す可動子27においても、ロッド部27bの先端部(下端部)に弁体27cが溶接により接合される。この溶接接合については後で詳細に説明するが、本発明に係る溶接接合においては、ロッド部27bにおける弁体27cとの対向面を大きく確保できることが好ましい。このためロッド部27bは、中空の棒状部或いは棒状部材で構成するよりも、中実の棒状部或いは棒状部材で構成する方が有利である。
 以下、ロッド部(接続部)27bと弁体27cとの溶接接合について説明する。
 最初に、図5を用いて、ロッド部27bと弁体27cと溶接接合の課題について説明する。図5は、弁体とロッド部との溶接接合における課題を説明する概念図である。
 図5では、ロッド部27bが弁体27cの球状面に突き当てられた状態で、溶接される様子を示している。ロッド部27bは、弁体27cと対向する端面(対向面)27bsが、下から上に向かって直径が小さくなるテーパー面(円錐面)で構成されている。一方、弁体27cのロッド部27bと対向する対向面27csは球状面である。そしてロッド部27bは、対向面27bsのテーパー面の外周(外縁)81が対向面27csに当接するように、弁体27cに突き当てられる。
 溶接により符号80で示す領域に溶け込み部が形成されると、弁体27cとロッド部27bとの当接部81が溶け込み部80に含まれているため、弁体27cとロッド部27bとの相対的な位置関係を維持することができなくなる。なお溶け込み部80は、溶接による入熱により溶けた部材が冷えて固まることにより形成される。溶接時には、溶接部への入熱により弁体27c及びロッド部27bは熱膨張し、その後、熱収縮する。溶け込み部80が溶けた状態で弁体27c及びロッド部27bが熱膨張及び熱収縮を起こすと、弁体27cとロッド部27bとの相対的な位置関係が固定されていない状態で、弁軸心27x方向におけるロッド部27bの全長が変化することになる。このため、弁体27cはロッド部27bに対して位置ずれを生じる。図5では、位置ずれが生じた弁体27c’を二点鎖線で示す。
 以下、図6を用いて、溶接時における弁体27cとロッド部27bとの位置ずれについて説明する。図6は、弁体とロッド部との溶接接合時に生じる弁体とロッド部との位置関係の変化(位置ずれ)を説明する概念図である。
 通常、弁体27cとロッド部27bとの溶接接合は、レーザビーム又は電子ビームを用いて行われる。これらの溶接技術では、ビームの照射点をロッド27部bの周方向に変化させながら、ロッド部27bの全周において溶け込み部80を形成して溶接を行う。この場合、ロッド部27bの周方向においてビームの照射点を変化させる間に、ロッド部27bの温度が変化する。その結果、膨張及び収縮によってロッド部27bに生じる弁軸心27x方向における長さ寸法の変化は、ロッド部27bの周方向において変化する。
 図6では、ロッド部27bの長さ寸法の変化がロッド部27bの周方向において変化する場合に、その最大変形位置における変形寸法と最小変形位置における変形寸法との差によって、ロッド部27bに溶接時の変形量である溶接変形量δDが生じる概念を示している。
 図6の溶接変形量δDが生じることにより、弁体27cの中心がロッド部27bの軸心からずれ、同軸変化量δCが発生する。また、溶接変形量δDが生じることにより、位置ずれを生じた弁体27c’の中心が溶接前の弁体27cの中心からずれ、弁軸方向の寸法変化量δLが発生する。なお、弁軸心27x方向における寸法変化量δLは、弁軸心27x方向における可動子27の全長の変化量となる。
 上述したように、溶接変形量δDが生じることにより、可動子27の全長が変化し、弁体27cとロッド部27bとの同軸度が悪化する。
 図7は、弁体とロッド部との溶接接合部について、内部の状態を破線で示す模式図である。
 図7では、弁体27cとロッド部27bとの溶接接合部の外観を示しており、弁軸心27xを通り弁軸心27xに平行な断面における、溶け込み部80、ロッド部27bにおける弁体27cとの対向面27bs及び弁体27cにおけるロッド部27bとの対向面27csを、破線で示している。なお破線で示した部分は、後述する第一実施例の構成を図示している。図7に示すように、溶け込み部80は弁体27c及びロッド部27bの両方に跨って形成される。
 以下、弁体27cとロッド部27bとの溶接接合部の実施例を、第一実施例、第二実施例及び第三実施例に分けて説明する。上述した実施例の構成は、第一実施例、第二実施例及び第三実施例に共通する。
 [実施例1]
 以下、図8を用いて、弁体27cとロッド部27bとの溶接接合部の第一実施例を説明する。図8は、第一実施例における弁体とロッド部との溶接接合部について、弁軸心を通り弁軸心(中心軸線)に沿う断面を示す断面図である。なお図8は、図7のED部の断面を拡大して示す拡大断面図である。
 本実施例のロッド部27bは、弁体27cと対向する端面である対向面27bsが、下から上に向かって直径が小さくなるようにテーパー状に形成された対向面部(第一対向面部)27bs1で構成されている。第一対向面部27bs1は、弁軸心27xを通り弁軸心27xに平行な断面上で直線を成す面であり、前記断面上において弁軸心27xに対して傾斜した円錐面である。
 一方、弁体27cのロッド部27bと対向する対向面27csは球状面である。そしてロッド部27bは、第一対向面部27bs1の内周(内側の周縁)と外周(外側の周縁)との間で、かつ内周(内側の周縁)および外周(外側の周縁)から離れた位置に、弁体27cの対向面27csと当接する当接部(接触部)81を有する。この場合、当接部81は円環状に構成される。すなわちロッド部27bは、円環状の当接部81を弁体27cの対向面27csに当接させて、弁体27cに突き当てられる。
 第一対向面部27bs1は、図8の断面上において、外周側が内周側に対して下方に位置するように、弁軸心27xに垂直な水平面に対してθ1の角度で傾斜している。本実施例では、対向面(端面)27bsに一つのテーパー面である第一対向面部27bs1が形成されている。第一対向面部27bs1は、対向面27bsの中心部に加工のために形成された逃げ部(凹部)27bqと対向面27bsの外周部に形成された円環状の平面部27bpとの間の領域R1に形成されている。
 弁体27cとロッド部27bとを溶接接合することにより、弁体27cとロッド部27bとに跨るように溶け込み部80が形成される。図8では、溶け込み部80が形成される前の弁体27c及びロッド部27bの形状(溶接前の形状)を破線で示している。
 溶接接合を行う前の状態では、弁体27cとロッド部27bとは当接部81で当接し、当接部81より外周側では弁体27cの対向面27csとロッド部27bの対向面27bsとの間に隙間が存在して弁体27cとロッド部27bとが接触しないように構成されている。
 溶接接合が行われると、溶接による入熱により弁体27cの対向面27csの一部とロッド部27bの対向面27bsの一部とが溶け、溶け込み部80が形成される。当接部81は溶け込み部80から外れた位置(外側)に配置される。すなわち、当接部81は溶け込み部80から径方向に間隔を空けて弁軸心27x側に配置され、当接部81と溶け込み部80との間に溶接による溶け込みが生じていない非溶接部が存在する。非溶接部では、弁体27cの対向面27csとロッド部27bの対向面27bsとが溶けることなく、残存している。
 当接部81ではテーパー状の第一対向面部27bs1と球状面とが当接するため、理想的な状態では線接触となる。従って、当接部81より内周側においても、弁体27cとロッド部27bとの間に隙間が存在する。加工限界により線接触を実現することは難しいが、当接部81では線接触に近い状態となる。
 さらに本実施例では、対向面27bsの径方向において、当接部81と溶け込み部80との間に隙間部(隙間形成部)82を設けている。隙間部82では、ロッド部27bの対向面27bsと弁体27cの対向面27csとが接触していない状態で、対向面27bsと対向面27csとの間に隙間が存在している。隙間部(隙間形成部)82は、当接部81を溶け込み部80から引き離す部分(離間部)であり、上述した当接部81と溶け込み部80との間も非溶接部を構成する。
 本実施例では、溶け込み部80よりも内周側に当接部81を構成していることにより、当接部81は溶接による入熱により溶けることなく固体の状態を維持する。このため、溶接接合時においても、弁体27cとロッド部27bとの相対的な位置関係を維持することができ、ロッド部27bに対する弁体27cの位置ずれを防止又は抑制することができる。
 特に、当接部81と溶け込み部80との間に隙間部82を設けることにより、当接部81を溶け込み部80から離すことで、当接部81の溶け込みを確実に防止することができる。
 本実施例では、溶接接合時に、当接部81の溶け込みを防止し、弁体27cとロッド部27bとの相対的な位置関係を維持することができる。これにより、可動子27の全長の変化及び弁体27cとロッド部27bとの同軸度の悪化を防止又は抑制することができる。その結果として、可動子27の寸法精度の向上及び溶接品質の向上を図ることができる。
 [実施例2]
 以下、図9A及び図9Bを用いて、弁体27cとロッド部27bとの溶接接合部の第一実施例を説明する。図9Aは、第二実施例における弁体とロッド部との溶接接合部について、弁軸心を通り弁軸心(中心軸線)に沿う断面を示す断面図である。図9Bは、第二実施例のロッド部における弁体との接合部を示す断面図(上側)及び平面図(下側)である。
 なお図9A及び図9Bは、図7のED部の断面を拡大して示す拡大断面図である。第一実施例と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。また、同じ符号を付した構成について第一実施例と異なる部分については、適宜説明する。また図9Aでは、溶け込み部80が形成される前の弁体27c及びロッド部27bの形状(溶接前の形状)を破線で示している。
 本実施例のロッド部27bは、弁体27cと対向する端面(対向面)27bsが、第一対向面部27bs1とテーパー状の第二対向面部27bs2とで構成されている。第二対向面部27bs2も第一対向面部27bs1と同様に、下から上に向かって直径が小さくなる円錐面で構成されており、弁軸心27xを通り弁軸心27xに平行な断面上で直線を成す面である。
 本実施例では、第一対向面部27bs1の外周側に第二対向面部27bs2が構成されるため、第一実施例において第一対向面部27bs1が構成される領域R1が内周側の領域R2と外周側の領域R3とに分けられ、領域R2に第一対向面部27bs1が形成され、領域R3に第二対向面部27bs2が形成されている。
 本実施例においても、弁体27cとロッド部27bとの当接部81は第一対向面部27bs1上に位置し、当接部81は溶接による入熱により溶ける範囲(溶け込み部80)の外側に配置される。また、対向面27bsの径方向において、当接部81と溶け込み部80との間に隙間部82が設けられている。
 第二対向面部27bs2の傾斜角度θ2は第一対向面部27bs1の傾斜角度θ1よりも大きい。このため、第二対向面部27bs2は第一対向面部27bs1の外周側にありながら、領域R2及び領域R3が第一対向面部27bs1のみで構成される場合と比べて、対向面27bsの外周側を弁体27cにおけるロッド部27bとの対向面27csに近づけることができる。すなわち、第二対向面部27bs2の部分を第一対向面部27bs1で構成した場合と比べて、対向面27bsと対向面27csとの間の隙間寸法(間隔)を小さくできる。
 本実施例では、対向面27bsの外周部において、対向面27bsと対向面27csとの間の隙間寸法(間隔)を小さくすることにより、溶け込み部80に形成される対向面27bsと対向面27csとの間の隙間寸法(間隔)を小さくすることができる。これにより、溶接接合時のスパッタの発生を抑制することができる。
 上述した以外の構成は、第一実施例と同様であり、第一実施例において得られる効果は本実施例においても得られる。
 [実施例3]
 以下、図10A及び図10Bを用いて、弁体27cとロッド部27bとの溶接接合部の第一実施例を説明する。図10Aは、第三実施例における弁体とロッド部との溶接接合部について、弁軸心を通り弁軸心(中心軸線)に沿う断面を示す断面図である。図10Bは、第三実施例のロッド部における弁体との接合部を示す断面図(上側)及び平面図(下側)である。なお図10A及び図10Bは、図7のED部の断面を拡大して示す拡大断面図である。第一実施例及び第二実施例と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。また、同じ符号を付した構成について第一実施例及び第二実施例と異なる部分については、適宜説明する。また図10Aでは、溶け込み部80が形成される前の弁体27c及びロッド部27bの形状(溶接前の形状)を破線で示している。
 本実施例のロッド部27bは、弁体27cと対向する端面(対向面)27bsの径方向中央部に第一対向面部27bs4を有し、第一対向面部27bs4の外周側に第二対向面部27bs5、第一対向面部27bs4の内周側に第三対向面部27bs3を備えている。
 第一対向面部27bs4は円環状の平面部で構成される。第二対向面部27bs5及び第三対向面部27bs3は、下から上に向かって直径が小さくなるテーパー面(円錐面)で構成されている。
 第一対向面部27bs4は、弁軸心27xを通り弁軸心27xに平行な断面上で直線を成す面であり、テーパー面(円錐面)で構成することもできる。また、第二対向面部27bs5及び第三対向面部27bs3も、弁軸心27xを通り弁軸心27xに平行な断面上で直線を成す面である。第一対向面部27bs4をテーパー面で構成する場合は、第一対向面部27bs4及び第二対向面部27bs5の水平面に対する傾斜角度の関係が、第二実施例の第一対向面部27bs1及び第二対向面部27bs2における傾斜角度の関係を有するようにする。すなわち、第一対向面部27bs4の水平面に対する傾斜角度は、第二対向面部27bs5の水平面に対する傾斜角度よりも小さくなるようにする。また、第一対向面部27bs4の水平面に対する傾斜角度は、第三対向面部27bs3の水平面に対する傾斜角度よりも小さくなるようにする。
 本実施例では、第一実施例の領域R1が最内周側の領域R4、最外周側の領域R6、及び中間領域R5に分けられ、領域R4にテーパー面(第三対向面部)27bs3が形成され、中間領域R5に円環状平面部(第一対向面部)27bs4が形成され、領域R6にテーパー面(第二対向面部)27bs5が形成されている。中間領域R5は、領域R4と領域R6との間に介在して、領域R4と領域R6とを接続する領域である。
 本実施例で特に重要な構成は、第三対向面部27bs3及び第一対向面部27bs4である。第三対向面部27bs3と第一対向面部27bs4との接続部に円環状のエッジ部27bvが形成される。円環状のエッジ部27bvは当接部81において弁体27cの球状面と線接触する。すなわち本実施例では、当接部81は第一対向面部27bs4の内周側端部(内周側周縁部)に構成される。また別の見方をすれば、当接部81は第三対向面部27bs3の外周側端部(外周側周縁部)に構成される。当接部81では加工限界により線接触を実現することは難しいが、当接部81は線接触に近い状態となる。
 本実施例では、当接部81にエッジ部27bvを形成しているため、第一実施例及び第二実施例と比べて、弁体27cとロッド部27bとの接触幅をより狭くすることができる。
 本実施例では、当接部81より内周側及び外周側において、弁体27cとロッド部27bとの間に隙間が存在する。第二対向面部27bs5は、第二実施例の第二対向面部27bs2と同様な効果を有し、ロッド部27bの対向面27bsと弁体27cの対向面27csとの間の隙間寸法(間隔)を小さくし、溶接時におけるスパッタの発生を抑制する。
 上述した以外の構成は、第一実施例と同様であり、第一実施例において得られる効果は本実施例においても得られる。
 図11を参照して、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関について説明する。図11は、燃料噴射弁が搭載された内燃機関の断面図である。
 内燃機関100のエンジンブロック101にはシリンダ102が形成されおり、シリンダ102の頂部に吸気口103と排気口104とが設けられている。吸気口103には、吸気口103を開閉する吸気弁105が、また排気口104には排気口104を開閉する排気弁106が設けられている。エンジンブロック101に形成され、吸気口103に連通する吸気流路107の入口側端部107aには吸気管108が接続されている。
 燃料噴射弁1の燃料供給口2(図1参照)には燃料配管が接続される。
 吸気管108には燃料噴射弁1の取付け部109が形成されており、取付け部109に燃料噴射弁1を挿入する挿入口109aが形成されている。挿入口109aは吸気管108の内壁面(吸気流路)まで貫通しており、挿入口109aに挿入された燃料噴射弁1から噴射された燃料は吸気流路内に噴射される。二方向噴霧の場合、エンジンブロック101に吸気口103が二つ設けられた形態の内燃機関を対象として、それぞれの燃料噴霧が各吸気口103(吸気弁105)を指向して噴射される。
 上述した各実施例において、第一対向面部27bs1,27bs4、エッジ部27bv及び当接部81が円環状を成す場合、周方向に連続した円環状である必要はなく、周方向に複数に分割されていてもよい。
 上述した各実施例において、当接部81は第一対向面部27bs1,27bs4の径方向における一部分に構成されることにより、当接部81においてロッド部27bと弁体27cとが確実に当接するようにする。
 上述した各実施例では、溶接による溶け込み部80よりも内周側に、ロッド部27bと弁体27cとの当接部81を構成した状態で、ロッド部27bと弁体27cとを溶接接合する。溶接による入熱により溶け込み部80が溶けている状態では、当接部81によりロッド部27bと弁体27cとの相対的な位置関係が維持されているため、ロッド部27bに対して弁体27cが位置ずれを起こすのを防止又は抑制することができる。
 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、一部の構成の削除や、記載されていない他の構成の追加が可能である。また、各実施例に記載された構成は、技術的な矛盾が生じない限り、他の実施例に組み合わせて用いることができる。
 以上説明した実施例に基づく燃料噴射弁としては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
 燃料噴射弁は、その一つの態様において、可動鉄心と、弁体と、一端部が前記弁体に溶接接合され前記可動鉄心と前記弁体とを接続するロッド部と、を有する可動子を備え、前記ロッド部と前記弁体との当接部を前記ロッド部と前記弁体との溶接接合による溶け込み部よりも弁軸心側に配置し、前記当接部と前記溶け込み部との間に非溶接部が設けられている。
 前記燃料噴射弁の好ましい態様において、前記非溶接部では、前記ロッド部の前記弁体に対向するロッド部側対向面と前記弁体の前記ロッド部に対向する弁体側対向面との間に隙間が形成されている。
 別の好ましい態様では、前記燃料噴射弁の態様のいずれかにおいて、前記弁体側対向面は球面であり、前記ロッド部側対向面は、弁軸心を通り弁軸心に平行な断面上で直線を成す第一対向面部を有し、前記第一対向面部と前記球面とが当接する位置に前記当接部が構成されている。
 別の好ましい態様では、前記燃料噴射弁の態様のいずれかにおいて、前記ロッド部側対向面は、内周側が外周側に対して燃料噴射弁の基端側に位置するようにテーパー状に形成された前記第一対向面部と、前記第一対向面部の外周側に内周側が外周側に対して燃料噴射弁の基端側に位置するようにテーパー状に形成された第二対向面部と、を有し、前記第二対向面部は、弁軸心に垂直な水平面に対して成す傾斜角度が前記第一対向面部の傾斜角度よりも大きい。
 別の好ましい態様では、前記燃料噴射弁の態様のいずれかにおいて、前記ロッド部側対向面は、前記第一対向面部の内周側に設けられ、内周側が外周側に対して燃料噴射弁の基端側に位置するようにテーパー状に形成された第三対向面部と、前記第一対向面部の内周縁部と前記第三対向面部の外周縁部との接続部に形成された環状のエッジ部と、を備え、前記エッジ部と前記球面とが当接する位置に前記当接部が構成されている。
 別の好ましい態様では、前記燃料噴射弁の態様のいずれかにおいて、前記ロッド部側対向面は、前記第一対向面部の内周縁部に形成された環状のエッジ部を備え、前記エッジ部と前記球面とが当接する位置に前記当接部が構成されている。
 また、以上説明した実施例に基づく燃料噴射弁の製造方法としては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
 燃料噴射弁の製造方法は、その一つの態様において、可動鉄心と、弁体と、一端部が前記弁体に溶接接合され前記可動鉄心と前記弁体とを接続するロッド部と、を有する可動子を備え、前記弁体を前記ロッド部の一端部に溶接接合する燃料噴射弁の製造方法であって、前記ロッド部の前記弁体に対向するロッド部側対向面と前記弁体の前記ロッド部に対向する弁体側対向面とを径方向中間部で当接させ、前記ロッド部側対向面と前記弁体側対向面との当接位置よりも外周側に溶接による溶け込み部を形成し、前記当接位置と前記溶け込み部との間に非溶接部を設けるようにして、前記弁体と前記ロッド部とを溶接接合する。

Claims (7)

  1.  可動鉄心と、弁体と、一端部が前記弁体に溶接接合され前記可動鉄心と前記弁体とを接続するロッド部と、を有する可動子を備え、
     前記ロッド部と前記弁体との当接部を前記ロッド部と前記弁体との溶接接合による溶け込み部よりも弁軸心側に配置し、
     前記当接部と前記溶け込み部との間に非溶接部を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
  2.  請求項1に記載の燃料噴射弁において、
     前記非溶接部では、前記ロッド部の前記弁体に対向するロッド部側対向面と前記弁体の前記ロッド部に対向する弁体側対向面との間に隙間が形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
  3.  請求項2に記載の燃料噴射弁において、
     前記弁体側対向面は球面であり、
     前記ロッド部側対向面は、弁軸心を通り前記弁軸心に平行な断面上で直線を成す第一対向面部を有し、
     前記第一対向面部と前記球面とが当接する位置に前記当接部が構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
  4.  請求項3に記載の燃料噴射弁において、
     前記ロッド部側対向面は、内周側が外周側に対して燃料噴射弁の基端側に位置するようにテーパー状に形成された前記第一対向面部と、前記第一対向面部の外周側に内周側が外周側に対して燃料噴射弁の基端側に位置するようにテーパー状に形成された第二対向面部と、を有し、
     前記第二対向面部は、前記弁軸心に垂直な水平面に対して成す傾斜角度が前記第一対向面部の傾斜角度よりも大きいことを特徴とする燃料噴射弁。
  5.  請求項4に記載の燃料噴射弁において、
     前記ロッド部側対向面は、
     前記第一対向面部の内周側に設けられ、内周側が外周側に対して燃料噴射弁の基端側に位置するようにテーパー状に形成された第三対向面部と、
     前記第一対向面部の内周縁部と前記第三対向面部の外周縁部との接続部に形成された環状のエッジ部と、
     を備え、
     前記エッジ部と前記球面とが当接する位置に前記当接部が構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
  6.  請求項3に記載の燃料噴射弁において、
     前記ロッド部側対向面は、前記第一対向面部の内周縁部に形成された環状のエッジ部を備え、
     前記エッジ部と前記球面とが当接する位置に前記当接部が構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
  7.  可動鉄心と、弁体と、一端部が前記弁体に溶接接合され前記可動鉄心と前記弁体とを接続するロッド部と、を有する可動子を備え、前記弁体を前記ロッド部の一端部に溶接接合する燃料噴射弁の製造方法において、
     前記ロッド部の前記弁体に対向するロッド部側対向面と前記弁体の前記ロッド部に対向する弁体側対向面とを径方向中間部で当接させ、
     前記ロッド部側対向面と前記弁体側対向面との当接位置よりも外周側に溶接による溶け込み部を形成し、前記当接位置と前記溶け込み部との間に非溶接部を設けるようにして、前記弁体と前記ロッド部とを溶接接合することを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
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