WO2023248326A1

WO2023248326A1 - 燃料噴射弁及び燃料噴射弁の製造方法

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Publication number: WO2023248326A1
Application number: PCT/JP2022/024663
Authority: WO
Inventors: 泰久山本; 健一角田; 俊吾千葉
Original assignee: 日立Astemo株式会社
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2023-12-28

Abstract

燃料噴射弁であって、燃料噴射孔が形成された噴射孔形成部材を備える燃料噴射弁であって、前記燃料噴射孔の内壁面に対して気相成膜法により形成された保護被膜を備える。

Description

燃料噴射弁及び燃料噴射弁の製造方法

　本発明は、燃料噴射弁及び燃料噴射弁の製造方法に関するものである。

　特許文献１には、燃料噴射弁が開示されている。内燃機関の燃焼室へ燃料を直接噴射する燃料噴射弁が開示されている。特許文献１に開示された燃料噴射弁は、燃料を噴射する出口開口の周囲に設けられた被覆層を有している。このような特許文献１では、被覆層によって、燃料付着による弁端におけるコークス化もしくは被膜形成を抑制する。

日本国特表２００３－５０３６３７号公報

　ところで、特許文献１に開示された被覆層（保護被膜）は、例えば、液体状の被覆層形成材料をノズルプレート等に塗布し、塗布後に乾燥させることで形成される。また、特許文献１に開示された被覆層は、液体状の被覆層形成材料にノズルプレート等を浸漬し、浸漬後に乾燥させることで形成される。このように、デポジットの付着を抑制するための被覆層は、液相成膜法を用いて形成されている。

　一方で、近年においては、燃料噴射弁（燃料噴射弁）から噴射する燃料の噴射量の微小な調整が求められる。このため、噴射孔から噴射される燃料の噴射量を正確に管理する必要がある。しかしながら、上述のような液相成膜法を用いて形成された保護被膜の膜厚を均一化することは困難である。液体状の形成材料が表面張力等の要因により偏り、この結果、保護被膜の膜厚が不均一となる。このため、特許文献１のような液相成膜法を用いて噴射孔の内壁面に保護被膜を形成すると、保護被膜の膜厚の不均一となり、噴射孔から噴射される燃料の噴射状態を正確に管理することができない。

　本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、燃料噴射弁における燃料の噴射状態をより高精度に管理可能とすることを目的とする。

　本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

　本発明の第１の態様は、燃料噴射孔が形成された噴射孔形成部材を備える燃料噴射弁であって、上記燃料噴射孔の内壁面に対して気相成膜法により形成された保護被膜を備えるという構成を採用する。

　本発明の第２の態様は、燃料噴射孔が形成された噴射孔形成部材を備える燃料噴射弁の製造方法であって、上記燃料噴射孔の内壁面に対して気相成膜法により保護被膜を形成するという構成を採用する。

　本発明によれば、燃料噴射孔の内壁面に対して気相成膜法により形成された保護被膜が設けられる。このような気相成膜法により形成された保護被膜は、液相成膜法で形成された保護被膜と比較して、膜厚が均一化する。このため、保護被膜から噴射される燃料の噴射状態を正確に制御することが可能となる。したがって、本発明によれば、燃料噴射弁における燃料の噴射状態をより高精度に管理することが可能となる。

本発明の第１実施形態における燃料噴射弁の概略構成を示す模式図である。本発明の第１実施形態における燃料噴射弁が備える弁座部材を含む模式的な拡大断面図である。本発明の第１実施形態における燃料噴射弁が備える弁座部材を図１の下側から見た模式図である。本発明の第１実施形態における燃料噴射弁の製造方法にて、プラズマ誘起化学気相蒸着法によって保護被膜を形成する様子を示す模式図である。本発明の第２実施形態における燃料噴射弁が備える弁座部材を含む模式的な拡大断面図である。本発明の第３実施形態における燃料噴射弁が備える弁座部材を含む模式的な拡大断面図である。本発明の第４実施形態における燃料噴射弁の製造方法にて、プラズマ誘起化学気相蒸着法によって保護被膜を形成する様子を示す模式図である。本発明の第４実施形態における燃料噴射弁の製造方法にて、プラズマ誘起化学気相蒸着法によって保護被膜を形成する様子を示す模式図である。

　以下、図面を参照して、本発明に係る燃料噴射弁及び燃料噴射弁の製造方法の一実施形態について説明する。

（第１実施形態）
　図１は、本実施形態の燃料噴射弁１の概略構成を示す模式図である。本実施形態の燃料噴射弁１は、不図示の電磁弁駆動装置によって駆動され、内燃機関に燃料を噴射する。これらの燃料噴射弁１及び電磁弁駆動装置は、車両に搭載されている。

　燃料噴射弁１は、車両に搭載されたガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジン等の内燃機関に燃料を噴射する電磁弁（ソレノイド弁）である。図１は、燃料噴射弁１の概略構成図である。図１に示すように、燃料噴射弁１は、固定コア２と、弁座部材３（噴射孔形成部材）と、ソレノイドコイル４、ニードル５、弁体６、リテーナ７、ロアストッパ８、弁体付勢バネ９、可動コア１０、及び可動コア付勢バネ１１を備える。本実施形態では、固定コア２、弁座部材３、及びソレノイドコイル４は固定部材である。ニードル５、弁体６、リテーナ７、ロアストッパ８、弁体付勢バネ９、可動コア１０、及び可動コア付勢バネ１１は可動部材である。

　固定コア２は、円筒状の部材であり、燃料噴射弁１のハウジング（不図示）に固定されている。固定コア２は、磁性材料によって形成されている。弁座部材３は、燃料噴射弁１のハウジングに固定されている。弁座部材３は、複数の燃料噴射孔１２を有する。燃料噴射孔１２は、燃料が噴射される孔であって、弁座部材３に弁体６が着座した場合に閉鎖され、弁体６が弁座部材３から離間した場合に開放される。

　ソレノイドコイル４は、電線が環状に巻回されることにより形成されている。ソレノイドコイル４は、固定コア２と同心状に配置されている。ソレノイドコイル４は、電磁弁駆動装置と電気的に接続されている。ソレノイドコイル４は、電磁弁駆動装置から通電されることで、固定コア２及び可動コア１０を含む磁路を形成する。

　ニードル５は、固定コア２の中心軸に沿って延在する長尺状の棒部材である。ニードル５は、固定コア２及び可動コア１０を含む磁路により発生する吸引力によって、固定コア２の中心軸の軸方向（ニードル５の延在方向）に移動される。

　なお、燃料噴射弁１の設置姿勢は特に限定されるものではない。ただし、以下の説明において、固定コア２の中心軸の軸方向において、上記吸引力により可動コア１０が移動する方向を上方と称し、上記吸引力により可動コア１０が移動する方向と反対の方向を下方と称する。

　弁体６は、ニードル５における下方の先端に形成されている。弁体６は、弁座部材３に着座することによって燃料噴射孔１２を閉鎖し、弁座部材３から離間することによって燃料噴射孔１２を開放する。リテーナ７は、ガイド部材７ａ及びフランジ７ｂを備える。ガイド部材７ａは、ニードル５における上方の先端に固定された円筒状の部材である。フランジ７ｂは、上方におけるガイド部材７ａの端部において、ニードル５の径方向に突出するように形成されている。フランジ７ｂは、下方の端面が可動コア付勢バネ１１との当接面である。また、フランジ７ｂにおける上方の端面は、弁体付勢バネ９との当接面である。

　ロアストッパ８は、弁座部材３とガイド部材７ａとの間のニードル５に固定された円筒状の部材である。このロアストッパ８は、上方の端面が可動コア１０との当接面である。

　弁体付勢バネ９は、固定コア２の内部に収容された圧縮コイルバネであり、ハウジングの内壁面と、フランジ７ｂと間に介挿されている。弁体付勢バネ９は、弁体６を下方に付勢する。すなわち、ソレノイドコイル４に通電されてない場合には、弁体付勢バネ９の付勢力により、弁体６が弁座部材３に当接される。

　可動コア１０は、ガイド部材７ａとロアストッパ８との間に配置されている。可動コア１０は、円筒状の部材であり、ニードル５と同軸に設けられている。この可動コア１０は、中央にニードル５が挿通される貫通孔が形成されており、ニードル５の延在方向に沿って移動可能である。可動コア１０の上方の端面は、固定コア２及び可動コア付勢バネ１１との当接面である。一方、可動コア１０の下方の端面は、ロアストッパ８との当接面である。可動コア１０は、磁性材料によって形成されている。

　可動コア付勢バネ１１は、フランジ７ｂと可動コア１０との間に介挿されている圧縮コイルバネである。可動コア付勢バネ１１は、可動コア１０を下方に付勢する。すなわち、可動コア１０は、ソレノイドコイル４に給電されていない場合には、可動コア付勢バネ１１の付勢力により、ロアストッパ８に当接される。

　図２は、弁座部材３を含む模式的な拡大断面図である。また、図３は、弁座部材３を図１の下側から見た模式図である。これらの図に示すように、弁座部材３は、略円筒形状の部材である。この弁座部材３の内部には、弁体６が移動可能に収容されている。なお、外側に露出された弁座部材３の表面を外表面３ａと称する。また、弁座部材３の弁体６が収容される空間側の表面を内表面３ｂと称する。

　図２に示すように、本実施形態の燃料噴射弁１は、弁座部材３に対して、燃料を噴射するための複数の燃料噴射孔１２が形成されている。各々の燃料噴射孔１２は、弁座部材３の内表面３ｂから外表面３ａに貫通して形成されている。また、燃料は、弁座部材３の内表面３ｂ側から外表面３ａ側に向けて各々の燃料噴射孔１２を通過して、燃料噴射弁１の外部に噴射される。

　このような燃料噴射孔１２は、弁座部材３の外表面３ａに開口された出口開口１２ａと、弁座部材３の内表面３ｂに開口された入口開口１２ｂとを有している。つまり、燃料は、入口開口１２ｂから燃料噴射孔１２の内部に流れ込み、出口開口１２ａから燃料噴射孔１２の外部に噴射される。

　各々の燃料噴射孔１２は、図２に示すように、大径部１３と小径部１４とを有する。大径部１３と小径部１４とは、いずれも断面円形の円柱状に形成されており、互いの軸芯が直線状に接続されるように配列されている。

　大径部１３は、小径部１４よりも直径が大きく、小径部１４よりも弁座部材３の外表面３ａ側に配置されている。このような大径部１３の小径部１４との接続端面と反対側の端面は、弁座部材３の外表面３ａに開口されており、上述の出口開口１２ａを形成している。

　小径部１４は、大径部１３よりも直径が小さく、大径部１３よりも弁座部材３の内表面３ｂ側に配置されている。このような小径部１４の大径部１３との接続端面と反対側の端面は、弁座部材３の内表面３ｂに開口されており、上述の入口開口１２ｂを形成している。

　つまり、本実施形態において各々の燃料噴射孔１２は、弁座部材３の外表面３ａに開口する出口開口１２ａが設けられた断面円形状の大径部１３と、弁座部材３の内表面３ｂに開口する入口開口１２ｂが設けられた断面円形状の小径部１４とを有している。

　このような各々の燃料噴射孔１２の内壁面１５は、大径部１３の内壁面と小径部１４の内壁面とによって形成されている。また、各々の燃料噴射孔１２の内部には、大径部１３の内壁面と小径部１４の内壁面とが接続されることで形成される角部１６が形成されている。

　また、本実施形態の燃料噴射弁１は、保護被膜２０を備えている。この保護被膜２０は、図２に示すように、燃料噴射孔１２の内壁面１５と弁座部材３の外表面３ａとを覆うように設けられている。つまり、本実施形態の燃料噴射弁１は、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して形成された保護被膜２０を備えている。

　なお、本実施形態において保護被膜２０は、弁座部材３の内表面３ｂに対しては形成されていない。つまり、本実施形態において保護被膜２０は、弁座部材３の内表面３ｂを避けて形成されている。

　この保護被膜２０は、フッ素、炭素及びケイ素を含んでおり、燃料残渣であるデポジットの付着を抑制するための被膜である。本実施形態において保護被膜２０は、気相成膜法の一種であるプラズマ誘起化学気相蒸着法により形成されている。プラズマ誘起化学気相蒸着法は、原料をプラズマ化することで、フッ素がケイ素にも結合された炭素被膜を形成する。このような被膜は、ケイ素とフッ素とが強固な共有結合を形成し、燃料成分の結合を防止してデポジットの付着を抑止すると共に、被膜からのフッ素の脱離を防止する。被膜からフッ素の脱離が防止されることで、被膜表面におけるフッ素が燃料成分の置換反応を抑止する。この結果、被膜表面に燃料成分が結合して被膜と燃料成分の親和性が高まることを抑制できる。さらに、被膜と燃料成分の親和性が高まることが抑制されることで、被膜の撥油性の悪化が抑制されることとなり、デポジット付着の原因である燃料の残留を減少させる。このため、デポジット付着が抑制できる。

　プラズマ誘起化学気相蒸着法により形成された保護被膜２０は、μｍオーダで膜厚が制御可能である。本実施形態においては、保護被膜２０は、膜厚が１０μｍ以下で膜厚の面内バラツキが１μｍ以内となるように形成されている。液相の材料をスプレー噴射する方法や液相の材料に弁座部材３を浸漬する方法では、液体状の材料が表面張力等の影響によって燃料噴射孔１２の内壁面１５上において偏り、均一な膜厚の被膜を形成することができない。

　例えば、スプレー噴射する方法や浸漬する方法では、燃料噴射孔１２の内部に形成された角部１６における膜厚が他の部位の膜厚よりも大きくなりやすい。また、スプレー噴射する方法や浸漬する方法では、弁座部材３の外表面３ａと燃料噴射孔１２の内壁面１５との境界部に形成される角部における膜厚が、他の部位の膜厚よりも大きくなりやすい。これに対して、本実施形態の保護被膜２０は、気相の材料を付着形成する気相成膜法で形成されているため、液相成膜法で形成する場合よりも膜厚が均一化される。

　保護被膜２０の膜厚が不均一であると、成膜後の燃料噴射孔１２の開口の形状を制御することができず、燃料噴射孔１２から噴射される燃料の流量や噴霧形状（噴射された燃料が拡がる際の形状）を正確に制御することができない。一方で、保護被膜２０の膜厚が均一化されていると、成膜後の燃料噴射孔１２の開口の形状を正確に制御することが可能となる。このため、燃料噴射孔１２から噴射される燃料の流量や噴霧形状を正確に制御することが可能となる。本実施形態の保護被膜２０は、膜厚が均一化されているため、燃料噴射孔１２から噴射される燃料の流量や噴霧形状を正確に制御することが可能となる。

　また、上述のように、プラズマ誘起化学気相蒸着法により形成された保護被膜２０は、フッ素の脱離が防止される。このため、燃料噴射孔１２から噴射される燃料の流量や噴霧形状が長期に亘って変化することを抑制できる。

　このような燃料噴射弁１は、不図示の電磁弁駆動装置からソレノイドコイル４に通電されることで、燃料を噴射する。例えば、燃料噴射弁１は、フルリフト噴射やハーフリフト噴射を行う。

　フルリフト噴射は、１回の燃料噴射にあたり、燃料噴射弁１の可動コア１０を固定コア２に当接するまで移動させる燃料噴射である。つまり、フルリフト噴射では、可動コア１０が移動可能な範囲における最大位置まで移動される。

　ハーフリフト噴射は、１回の燃料噴射にあたり、燃料噴射弁１の可動コア１０を固定コア２に当接するまで移動させない燃料噴射である。つまり、ハーフリフト噴射では、可動コア１０が移動可能な範囲における最大位置まで移動されない。このようなハーフリフト噴射では、可動コア１０の位置が経時的に放物線を描くように変化するためバリスティック噴射とも呼ばれる。なお、ハーフリフト噴射において、可動コア１０の最大変位位置は、フルリフト噴射における可動コア１０の最大位置の半分に限定されるものではない。

　ソレノイドコイル４に通電されていない場合には、弁体付勢バネ９の付勢力によって弁体６が燃料噴射孔１２に至る流路を塞ぐ。このため、ソレノイドコイル４に通電されていない状態では、燃料は燃料噴射孔１２から噴射されない。

　一方、ソレノイドコイル４に通電されて、可動コア１０が固定コア２に向けて移動されると、弁体６によって塞がれていた流路が開放され、燃料噴射孔１２に燃料が供給される。この結果、燃料噴射孔１２から燃料が噴射される。燃料は、燃料噴射孔１２に至る流路が開放されている間、燃料噴射孔１２から噴射される。

　このような燃料噴射弁１の製造方法は、弁座部材３の外表面３ａと燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して保護被膜２０を成膜する工程を有する。保護被膜２０は、上述のようにプラズマ誘起化学気相蒸着法によって形成される。つまり、本実施形態においては、保護被膜２０は、気相成膜法により形成される。

　図４は、プラズマ誘起化学気相蒸着法によって保護被膜２０を形成する様子を示す模式図である。この図に示すように、弁座部材３をプラズマが形成される反応容器１００の内部に収容する。このとき、外表面３ａがプラズマ形成領域Ｒ側に向くように弁座部材３を配置する。弁座部材３は、例えば図４に示すように、台座１２０に載置される。

　反応容器１００の内部を真空引きして原料ガスを供給し、通電することで反応容器１００の内部にプラズマを生成する。これによって、原料ガスが分解されると共に活性化され、弁座部材３の外表面３ａと燃料噴射孔１２の内壁面１５にて化学反応が起こることで保護被膜２０が形成される。

　なお、本実施形態においては、保護被膜２０をプラズマ誘起化学気相蒸着法によって形成する方法について説明した。しかしながら、保護被膜の形成方法はこれに限定されるものではない。例えば、物理気相成長法（真空蒸着法やスパッタリング法）を用いて保護被膜を形成することも可能である。また、プラズマ誘起化学気相蒸着法以外の化学気相成長法を用いて、保護被膜２０を形成することもできる。例えば、プラズマ誘起化学気相蒸着法以外の化学気相成長法としては、熱化学気相法、光化学気相法、大気圧化学気相法、減圧化学気相法を用いることができる。

　以上のような本実施形態の燃料噴射弁１は、燃料噴射孔１２が形成された弁座部材３を備える。また、本実施形態の燃料噴射弁１は、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して気相成膜法により形成された保護被膜２０を備える。

　このような本実施形態の燃料噴射弁１では、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して気相成膜法により形成された保護被膜２０が設けられる。このような気相成膜法により形成された保護被膜２０は、液相成膜法で形成された保護被膜２０と比較して、膜厚が均一化する。このため、保護被膜２０から噴射される燃料の噴射状態を正確に制御することが可能となる。したがって、本実施形態の燃料噴射弁１によれば、燃料噴射弁１における燃料の噴射状態をより高精度に管理することが可能となる。

　また、本実施形態の燃料噴射弁１において保護被膜２０は、フッ素、炭素及びケイ素を含んでデポジットの付着を抑制するデポジット付着抑止被膜である。このため、本実施形態の燃料噴射弁１によれば、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対してデポジットが付着することを抑制できる。

　また、本実施形態の燃料噴射弁１において保護被膜２０は、プラズマ誘起化学気相蒸着法により形成され、膜厚が１０μｍ以下で膜厚の面内バラツキが１μｍ以内である。このような本実施形態の燃料噴射弁１によれば、保護被膜２０の膜厚が１０μｍ以下であることから、保護被膜２０を形成することによる燃料噴射孔１２の開口面積の減少を抑制することができる。さらに、保護被膜２０の面内バラツキが１μｍ以内であることから、保護被膜２０の膜厚が均一化されている。このため、燃料噴射孔１２から噴射される燃料の噴射量及び噴霧形状を正確に制御することが可能となる。

　また、本実施形態の燃料噴射弁１において保護被膜２０は、燃料噴射孔１２の出口開口１２ａが開口する弁座部材３の外表面３ａまで形成されている。このため、本実施形態の燃料噴射弁１によれば、弁座部材３の外表面３ａに対しても、保護被膜２０による機能を付与することができる。本実施形態の保護被膜２０は、上述のようにデポジットの付着を抑制する。したがって、本実施形態の燃料噴射弁１によれば、弁座部材３の外表面３ａにまで設けられた保護被膜２０によって、弁座部材３の外表面３ａに対してデポジットが付着することを抑止できる。

　また、本実施形態の燃料噴射弁１において燃料噴射孔１２は、大径部１３と、小径部１４とを有する。大径部１３は、弁座部材３の外表面に開口する出口開口１２ａが設けられた断面円形状の部位である。小径部１４は、弁座部材３の内表面に開口する入口開口１２ｂが設けられると共に大径部１３よりも直径が小さい断面円形状の部位である。

　このような燃料噴射孔１２によれば、断面形状が一定の燃料噴射孔と比較し、燃料の噴霧形状や燃料の噴射量を適切に調整することが可能となる。本実施形態の燃料噴射弁１では、保護被膜２０が気相成膜法により形成されているため、上述のように燃料噴射孔１２の内部に位置する角部１６に対して均一な膜厚で保護被膜２０が形成されている。つまり、本実施形態の燃料噴射弁１によれば、大径部１３や小径部１４を形成することで燃料噴射孔１２の内部に角部１６が設けられていても、角部１６にて保護被膜２０の膜厚が大きくなることを抑止できる。したがって、本実施形態の燃料噴射弁１によれば、燃料噴射孔１２の形状が複雑化しても、燃料噴射孔１２から予め定められた噴射量及び噴霧形状にて燃料を噴射することが可能となる。

　また、本実施形態の燃料噴射弁１において保護被膜２０は、弁座部材３の内表面３ｂを避けて形成されている。このような本実施形態の燃料噴射弁１によれば、弁座部材３の内表面３ｂに対して保護被膜２０を形成する必要がない。このため、保護被膜２０を形成する場合に、弁座部材３の姿勢を変更する必要がなく、保護被膜２０の形成を容易に行うことができる。

　また、本実施形態の燃料噴射弁１の製造方法は、燃料噴射孔１２が形成された弁座部材３を備える燃料噴射弁１の製造方法である。本実施形態の燃料噴射弁１の製造方法では、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して気相成膜法により保護被膜２０を形成する。

　本実施形態の燃料噴射弁１の製造方法によれば、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して気相成膜法により形成された保護被膜２０が設けられる。このような気相成膜法により形成された保護被膜２０は、液相成膜法で形成された保護被膜２０と比較して、膜厚が均一化する。このため、保護被膜２０から噴射される燃料の噴射状態を正確に制御することが可能となる。したがって、本実施形態の燃料噴射弁１の製造方法によれば、燃料噴射弁１における燃料の噴射状態をより高精度に管理することが可能となる。

　また、本実施形態の燃料噴射弁１の製造方法において気相成膜法は、プラズマ誘起化学気相蒸着法である。このような本実施形態の燃料噴射弁１によれば、保護被膜２０の膜厚を１０μｍ以下として、保護被膜２０の面内バラツキを１μｍ以内とすることができる。保護被膜２０の膜厚を１０μｍ以下とすることで、保護被膜２０を形成することによる燃料噴射孔１２の開口面積の減少を抑制することができる。さらに、保護被膜２０の面内バラツキが１μｍ以内とすることで、保護被膜２０の膜厚がより均一化される。このため、燃料噴射孔１２から噴射される燃料の噴射量及び噴霧形状を正確に制御することが可能となる。

　なお、本実施形態においては、保護被膜２０がデポジットの付着を抑制可能なデポジット付着抑止被膜である構成について説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、他の機能を有する保護被膜を形成してもよい。例えば、耐熱性の保護被膜や、耐傷性の保護被膜を形成することも可能である。このような機能の保護被膜を形成する場合であっても、気相成膜法により形成することで、保護被膜の膜厚を均一化することが可能となる。

（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について、図５を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

　図５は、本実施形態の燃料噴射弁１Ａが備える弁座部材３を含む模式的な拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態の燃料噴射弁１Ａは、保護被膜２０が、燃料噴射孔１２の内壁面１５のみに設けられている。つまり、本実施形態の燃料噴射弁１Ａにおいては、上記第１実施形態の燃料噴射弁１にて保護被膜２０が設けられた弁座部材３の外表面３ａに対して保護被膜２０が設けられていない。

　このような燃料噴射弁１Ａを製造する場合には、例えば弁座部材３の外表面３ａに対してマスクをした状態で、プラズマ誘起化学気相蒸着法によって保護被膜２０を形成する。その後、マスクを除去することで、燃料噴射孔１２の内壁面１５のみに保護被膜２０を形成することができる。

　以上のような本実施形態の燃料噴射弁１Ａも、上記第１実施形態の燃料噴射弁１と同様に、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して気相成膜法により形成された保護被膜２０を備える。このような気相成膜法により形成された保護被膜２０は、液相成膜法で形成された保護被膜２０と比較して、膜厚が均一化する。このため、保護被膜２０から噴射される燃料の噴射状態を正確に制御することが可能となる。したがって、本実施形態の燃料噴射弁１Ａによれば、燃料噴射弁１における燃料の噴射状態をより高精度に管理することが可能となる。

　また、本実施形態の燃料噴射弁１Ａの製造方法も、上記第１実施形態の燃料噴射弁１の製造方法と同様に、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して気相成膜法により形成された保護被膜２０が設けられる。このような気相成膜法により形成された保護被膜２０は、液相成膜法で形成された保護被膜２０と比較して、膜厚が均一化する。このため、保護被膜２０から噴射される燃料の噴射状態を正確に制御することが可能となる。したがって、本実施形態の燃料噴射弁１Ａの製造方法によれば、燃料噴射弁１における燃料の噴射状態をより高精度に管理することが可能となる。

（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態について、図６を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

　図６は、本実施形態の燃料噴射弁１Ｂが備える弁座部材３１とノズルプレート３２とを含む模式的な拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態の燃料噴射弁１Ｂは、上記第１実施形態の弁座部材３に換えて、弁座部材３１とノズルプレート３２（噴射孔形成部材）とを備えている。

　弁座部材３１は、燃料噴射弁１Ｂのハウジングに固定されている。弁座部材３１は、内部に弁体６（図６においては不図示）を収容している。弁座部材３１の内部には、弁体６によって開閉される内部流路３１ａが形成されている。なお、内部流路３１ａは、ノズルプレート３２側に開放されており、ノズルプレート３２によって開放端が閉じられている。

　ノズルプレート３２は、燃料噴射孔１２が設けられた板状の部材である。なお、外側に露出されたノズルプレート３２の表面を外表面３２ａと称する。また、ノズルプレート３２の弁体６が収容される空間側の表面を内表面３２ｂと称する。

　図６に示すように、本実施形態の燃料噴射弁１Ｂは、ノズルプレート３２に形成された複数の燃料噴射孔１２を有している。本実施形態において、各々の燃料噴射孔１２は、ノズルプレート３２の内表面３２ｂから外表面３２ａに貫通して形成されている。また、燃料は、弁座部材３の内表面３２ｂ側から外表面３２ａ側に向けて各々の燃料噴射孔１２を通過して、燃料噴射弁１の外部に噴射される。

　このような燃料噴射孔１２は、ノズルプレート３２の外表面３２ａに開口された出口開口１２ａと、ノズルプレート３２の内表面３２ｂに開口された入口開口１２ｂとを有している。

　保護被膜２０は、図６に示すように、燃料噴射孔１２の内壁面１５とノズルプレート３２の外表面３２ａとを覆うように設けられている。つまり、本実施形態の燃料噴射弁１Ｂは、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して形成された保護被膜２０を備えている。

　なお、本実施形態において保護被膜２０は、ノズルプレート３２の内表面３２ｂに対しては形成されていない。つまり、本実施形態において保護被膜２０は、ノズルプレート３２の内表面３２ｂを避けて形成されている。さらに、本実施形態においては、ノズルプレート３２の内表面３２ｂに加えて、弁座部材３１の内壁面（図６に示すテーパー面）にも保護被膜２０が設けられていない。弁座部材３１の内壁面は、弁体６の当接面となる。このような弁体６の当接面に保護被膜２０を形成しないことで、保護被膜２０によって弁体６と弁座部材３１との密閉性が低下することを抑止できる。

　このような燃料噴射弁１Ｂの製造方法は、ノズルプレート３２の外表面３２ａと燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して保護被膜２０を成膜する工程を有する。保護被膜２０を形成する場合には、ノズルプレート３２をプラズマが形成される反応容器１００の内部に収容する。このとき、ノズルプレート３２の外表面３２ａがプラズマ形成領域Ｒ側に向くようにノズルプレート３２を配置する。

　以上のような本実施形態の燃料噴射弁１Ｂは、燃料噴射孔１２が形成されたノズルプレート３２を備える。また、本実施形態の燃料噴射弁１Ｂは、上記第１実施形態の燃料噴射弁１と同様に、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して気相成膜法により形成された保護被膜２０を備える。

　このような本実施形態の燃料噴射弁１Ｂでは、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して気相成膜法により形成された保護被膜２０が設けられる。このような気相成膜法により形成された保護被膜２０は、液相成膜法で形成された保護被膜２０と比較して、膜厚が均一化する。このため、保護被膜２０から噴射される燃料の噴射状態を正確に制御することが可能となる。したがって、本実施形態の燃料噴射弁１Ｂによれば、燃料噴射弁１における燃料の噴射状態をより高精度に管理することが可能となる。

　また、本実施形態の燃料噴射弁１Ｂの製造方法によれば、燃料噴射孔１２の内壁面１５に対して気相成膜法により形成された保護被膜２０が設けられる。このような気相成膜法により形成された保護被膜２０は、液相成膜法で形成された保護被膜２０と比較して、膜厚が均一化する。このため、保護被膜２０から噴射される燃料の噴射状態を正確に制御することが可能となる。したがって、本実施形態の燃料噴射弁１Ｂの製造方法によれば、燃料噴射弁１における燃料の噴射状態をより高精度に管理することが可能となる。

　なお、本実施形態においては、保護被膜２０が燃料噴射孔１２の内壁面１５に加えて、ノズルプレート３２の外表面３２ａにも設けられた構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。保護被膜２０が燃料噴射孔１２の内壁面１５のみに設けられ、ノズルプレート３２の外表面３２ａに保護被膜２０が設けられていない構成を採用することも可能である。

（第４実施形態）
　次に、本発明の第４実施形態について、図７を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

　図７は、本実施形態の燃料噴射弁の製造方法を説明するための模式図である。この図に示すように、本実施形態においては、弁座部材３をプラズマが形成される反応容器１００の内部に収容する。このとき、外表面３ａがプラズマ形成領域Ｒ側に向くように弁座部材３を配置する。さらに、弁座部材３の内表面３ｂ側に絶縁体１１０を配置する。その後、反応容器１００の内部を真空引きして原料ガスを供給し、通電することで反応容器１００の内部にプラズマを生成する。このように、弁座部材３の内表面３ｂ側に絶縁体１１０を配置することで、保護被膜２０の膜厚を１０μｍ以下にすることが可能となる。

　なお、図８に示すように、絶縁体１１０を配置せずに、弁座部材３を支持する台座１２０に対して開口１２１を設け、弁座部材３の内部を密閉しないようにすることでも、保護被膜２０の膜厚を１０μｍ以下にすることが可能となる。

　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

　なお、上記実施形態については、例えば以下の付記のようにも記載できる。

（付記１）
　燃料噴射孔が形成された噴射孔形成部材を備える燃料噴射弁であって、
　上記燃料噴射孔の内壁面に対して気相成膜法により形成された保護被膜を備える燃料噴射弁。

（付記２）
　上記保護被膜は、
　フッ素、炭素及びケイ素を含んでデポジットの付着を抑制するデポジット付着抑止被膜である
　付記１記載の燃料噴射弁。

（付記３）
　上記保護被膜は、
　プラズマ誘起化学気相蒸着法により形成され、膜厚が１０μｍ以下で膜厚の面内バラツキが１μｍ以内である
　付記１または２記載の燃料噴射弁。

（付記４）
　上記保護被膜は、
　上記燃料噴射孔の出口開口が開口する上記噴射孔形成部材の外表面まで形成されている
　付記１～３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。

（付記５）
　上記燃料噴射孔は、
　上記噴射孔形成部材の外表面に開口する出口開口が設けられた断面円形状の大径部と、
　上記噴射孔形成部材の内表面に開口する入口端が設けられると共に上記大径部よりも直径が小さい断面円形状の小径部と
　を有する
　付記１～４のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。

（付記６）
　上記保護被膜は、
　上記噴射孔形成部材の内表面を避けて形成されている
　付記１～５のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。

（付記７）
　燃料噴射孔が形成された噴射孔形成部材を備える燃料噴射弁の製造方法であって、
　上記燃料噴射孔の内壁面に対して気相成膜法により保護被膜を形成する燃料噴射弁の製造方法。

（付記８）
　上記気相成膜法は、プラズマ誘起化学気相蒸着法である付記７記載の燃料噴射弁の製造方法。

（付記９）
　上記プラズマ誘起化学気相蒸着法は、
　上記燃料噴射孔の出口開口が開口された上記噴射孔形成部材の外表面をプラズマ形成領域側に向け、
　上記燃料噴射孔の入口端が開口された上記噴射孔形成部材の内表面側に絶縁体を配置して行う
　付記８記載の燃料噴射弁の製造方法。

（付記１０）
　上記プラズマ誘起化学気相蒸着法は、
　上記燃料噴射孔の出口開口が開口された上記噴射孔形成部材の外表面をプラズマ形成領域側に向け、
　上記噴射孔形成部材を開口が設けられた台座に配置して行う
　付記８記載の燃料噴射弁の製造方法。

１　燃料噴射弁
１Ａ　燃料噴射弁
１Ｂ　燃料噴射弁
２　固定コア
３　弁座部材
３ａ　外表面
３ｂ　内表面
４　ソレノイドコイル
５　ニードル
６　弁体
７　リテーナ
７ａ　ガイド部材
７ｂ　フランジ
８　ロアストッパ
９　弁体付勢バネ
１０　可動コア
１１　可動コア付勢バネ
１２　燃料噴射孔
１２ａ　出口開口
１２ｂ　入口開口
１３　大径部
１４　小径部
１５　内壁面
１６　角部
２０　保護被膜
３１　弁座部材
３１ａ　内部流路
３２　ノズルプレート
３２ａ　外表面
３２ｂ　内表面
１００　反応容器
１１０　絶縁体
１２０　台座
１２１　開口
Ｒ　プラズマ形成領域

Claims

　燃料噴射孔が形成された噴射孔形成部材を備える燃料噴射弁であって、
　前記燃料噴射孔の内壁面に対して気相成膜法により形成された保護被膜を備える燃料噴射弁。
　前記保護被膜は、
　フッ素、炭素及びケイ素を含んでデポジットの付着を抑制するデポジット付着抑止被膜である
　請求項１記載の燃料噴射弁。
　前記保護被膜は、
　プラズマ誘起化学気相蒸着法により形成され、膜厚が１０μｍ以下で膜厚の面内バラツキが１μｍ以内である
　請求項１または２記載の燃料噴射弁。
　前記保護被膜は、
　前記燃料噴射孔の出口開口が開口する前記噴射孔形成部材の外表面まで形成されている
　請求項１または２記載の燃料噴射弁。
　前記燃料噴射孔は、
　前記噴射孔形成部材の外表面に開口する出口開口が設けられた断面円形状の大径部と、
　前記噴射孔形成部材の内表面に開口する入口端が設けられると共に前記大径部よりも直径が小さい断面円形状の小径部と
　を有する
　請求項１または２記載の燃料噴射弁。
　前記保護被膜は、
　前記噴射孔形成部材の内表面を避けて形成されている
　請求項１または２記載の燃料噴射弁。
　燃料噴射孔が形成された噴射孔形成部材を備える燃料噴射弁の製造方法であって、
　前記燃料噴射孔の内壁面に対して気相成膜法により保護被膜を形成する燃料噴射弁の製造方法。
　前記気相成膜法は、プラズマ誘起化学気相蒸着法である請求項７記載の燃料噴射弁の製造方法。
　前記プラズマ誘起化学気相蒸着法は、
　前記燃料噴射孔の出口開口が開口された前記噴射孔形成部材の外表面をプラズマ形成領域側に向け、
　前記燃料噴射孔の入口端が開口された前記噴射孔形成部材の内表面側に絶縁体を配置して行う
　請求項８記載の燃料噴射弁の製造方法。
　前記プラズマ誘起化学気相蒸着法は、
　前記燃料噴射孔の出口開口が開口された前記噴射孔形成部材の外表面をプラズマ形成領域側に向け、
　前記噴射孔形成部材を開口が設けられた台座に配置して行う
　請求項８記載の燃料噴射弁の製造方法。