(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
小径部と上記小径部に続く大径部とを有する筒状の弁本体、上記弁本体内に挿入設置される弁体、上記小径部の内径より大きく上記大径部の内径より僅かに小さい外径を有する弁座、および上記小径部の内径より大きく上記大径部の内径より小さい外径を有する旋回体を備えた燃料噴射弁の製造方法であって、上記旋回体として、当該旋回体の外壁と上記大径部の内壁との間に当該旋回体の外径のバラツキおよび上記大径部の内径のバラツキを吸収し得る大きさの隙間を生ぜしめ得る外径を有するものを用い、上記弁体が上記弁本体に挿入設置されていない状態において、上記弁座の燃料噴射路の中心軸に対して調軸するための調軸先端と、上記旋回体の弁体摺動孔内に挿通され、上記弁体の旋回体内摺動部の外径より大きい外径の旋回体内挿入部とを有するガイドピンを上記弁本体内に挿入設置する第一工程、上記弁体摺動孔内に上記旋回体内挿入部を挿通して上記ガイドピンに上記旋回体を設置する第二工程、上記ガイドピンの調軸先端を上記弁座の上記燃料噴射路の中心軸に対して調軸した状態で上記弁座を上記弁本体の上記大径部内に挿入して上記旋回体を上記小径部と上記大径部との境界における先端壁と上記弁座とで挟持した状態で固定する第三工程、および上記ガイドピンを上記弁本体から抜き去り、上記弁体をその旋回体内摺動部を上記弁体摺動孔内に挿入設置する第四工程を含むことを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
【請求項２】
ガイドピンの旋回体内挿入部の外径は、上記弁体の旋回体内摺動部のそれより弁体摺動孔内における旋回体と旋回体内摺動部との間のクリアランスの大きさの平均値の少なくとも１０％に相当する分程度だけ大きいことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁の製造方法。
【請求項３】
旋回体の外径は、当該旋回体が設置される箇所の上記弁本体の内径より少なくとも１０μｍ程度小さいことを特徴とする請求項１または２記載の燃料噴射弁の製造方法。
【請求項４】
弁座を上記弁本体の一端に隙間ばめにより固定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射弁の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エンジンなどの各種エンジンへの燃料供給に使用される燃料噴射弁の製造方法に関し、特に燃料を旋回させて弁座の燃料噴射路に供給する方式の燃料噴射弁の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より燃料噴射弁として、ニードル弁やボール弁などの弁体を有する筒状の弁本体の出口に燃料噴射路を有する弁座を設け、外部から供給される燃料を旋回体により旋回させて上記燃料噴射路に供給する型のものが知られている。図４はかかる燃料噴射弁を用いた従来の燃料噴射装置の断面図例であって、図５は当該燃料噴射装置の燃料噴射弁の拡大断面図であり、図６は当該燃料噴射装置の他の燃料噴射弁の拡大断面図である。
図４において、１は燃料噴射装置であり、２は燃料噴射装置１のハウジング本体であり、３は燃料噴射弁であって、燃料噴射弁３はかしめ等の結合方法によりハウジング本体２の下端に支持されている。４は燃料供給管、５はエンジンのシリンダーヘッド、６は電磁コイル６１その他を有し、後記するニードル弁１２を作動せしめる弁作動装置である。燃料噴射装置１の先端は、エンジンのシリンダーヘッド５の燃料噴射装置挿入孔５１に挿入設置されている。
【０００３】
図５において、９は燃料噴射弁３の弁本体、１１は弁座、１２はニードル弁、１３は旋回体である。弁本体９は円筒状を呈し、ニードル弁１２を挿入するための挿入口９１、それに続く小径部９２および大径部９３とからなっている。弁座１１および旋回体１３は、図示する通りの配列にて弁本体９の大径部９３に固定設置されている。弁座１１はその中央に燃料噴射路１０を有し、また旋回体１３はその中央に弁体摺動孔１３１を有している。ニードル弁１２は、アーマチュア１２１、大径部１２２、および小径の旋回体内摺動部１２３とからなり、旋回体内摺動部１２３に続く先端部は漸次外径が縮小してその最先端は燃料噴射路１０内に入り込んで燃料噴射路１０の入口開口部を閉鎖し得る構造となっている。また大径部１２２は、弁本体９の小径部９２の内壁面上を前後進して摺動し得るように、当該小径部９２の内径より僅かに小さい外径を有し、旋回体内摺動部１２３は旋回体１３の弁体摺動孔１３１を貫通してその内壁面上を前後進して摺動し得るように、当該弁体摺動孔１３１の内径より僅かに小さい外径を有している。よってニードル弁１２の全体は、図４に示す弁作動装置６とアーマチュア１２１とにより弁本体９内を前後進して弁座１１の燃料噴射路１０を開閉する機能をなす。
【０００４】
なお旋回体１３は、一般的に弁本体９の大径部９３の内側に、圧入力を要することなく挿入設置し得るが、大径部９３内に設置後においては旋回体１３の外壁と大径部９３の内壁との間に実質的に隙間を生じない外径を有する。これに対して弁座１１は、弁本体９の大径部９３の内側に挿入する際に圧入力を要する外径を有する。弁座１１は、この圧入により大径部９３の内側に固定され、その際同時に旋回体１３を当該大径部９３内に固定する機能もなす。
【０００５】
図５に示す燃料噴射弁３は、つぎの過程を経て製造される。先ず弁本体９の大径部９３の内側に旋回体１３を、その燃料導入口側面１３２を弁本体９の小径部９２の先端壁９２１に向けて挿入し、ついで弁座１１を大径部９３の内側に、旋回体１３の燃料導入口側面１３２が当該先端壁９２１面に当接するまで圧入する。かくすると、弁座１１は自体の圧入により大径部９３の内側に固定され、また旋回体１３も小径部９２の先端壁９２１面と弁座１１とに挟まれた状態で固定される。最後に、ニードル弁１２を弁本体９の挿入口９１から弁本体９内に挿入し、その最先端を旋回体１３の弁体摺動孔１３１を貫通して燃料噴射路１０の入口開口に至らしめる。
【０００６】
ところで燃料噴射弁３を上記の方法により製造する際に用いられる弁本体９、ニードル弁１２、旋回体１３および弁座１１の各部品は、燃料噴射弁３の形態にアセンブルされた状態において、図５に示す中心軸Ａを共有するように予め設計、製造されているが、実際上は製造ロット内やロット間での寸法や仕上げ精度のバラツキにより多くの場合、中心軸Ａに一致しない問題がある。中心軸Ａに一致しないと、旋回体１３とニードル弁１２との干渉などによりニードル弁１２の挿入自体が困難となったり、たとえ挿入することができてもニードル弁１２の旋回体内摺動部分１２３が旋回体１３の弁体摺動孔１３１内において図６に示すように旋回体１３の内壁に片当たり（図６のＢ部参照）して、後記する通り、製品の歩留りや性能に悪影響を及ぼす。
【０００７】
ニードル弁１２の旋回体内摺動部１２３が弁体摺動孔１３１内で片当たりすると、旋回体内摺動部１２３の外壁と旋回体１３の弁体摺動孔１３１における内壁との間のクリアランスに偏りが生じて燃料の噴霧が不均一となるのみならず、ニードル弁１２の最先端が燃料噴射路１０の入口開口部に良好に着座せず、ために燃料噴射路１０を良好に開閉できなくなって燃料噴射弁３の本来の機能が低下し、あるいは弁機能を喪失することになる。なおこの片当たり問題を解消するために上記のクリアランスを大きくすればよいが、クリアランス量の増大は、一般的に燃料噴霧の不均一化に繋がるので好ましくない。また上記各部品の寸法精度を高めることは、燃料噴射弁３の製造コストを高める問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術の諸問題に鑑み、本発明は通常の寸法精度を有する、換言すると製造ロット内やロット間での寸法や仕上げ精度にバラツキがある通常の弁本体９、ニードル弁１２、旋回体１３および弁座１１の各部品を使用して高性能の燃料噴射弁３を高歩留りで製造する方法を提供することを課題とする。
【０００９】
本発明による燃料噴射弁の製造方法は、(1)補正による請求項１に係る発明は、小径部と上記小径部に続く大径部とを有する筒状の弁本体、上記弁本体内に挿入設置される弁体、上記小径部の内径より大きく上記大径部の内径より僅かに小さい外径を有する弁座、および上記小径部の内径より大きく上記大径部の内径より小さい外径を有する旋回体を備えた燃料噴射弁の製造方法であって、上記旋回体として、当該旋回体の外壁と上記大径部の内壁との間に当該旋回体の外径のバラツキおよび上記大径部の内径のバラツキを吸収し得る大きさの隙間を生ぜしめ得る外径を有するものを用い、上記弁体が上記弁本体に挿入設置されていない状態において、上記弁座の燃料噴射路の中心軸に対して調軸するための調軸先端と、上記旋回体の弁体摺動孔内に挿通され、上記弁体の旋回体内摺動部の外径より大きい外径の旋回体内挿入部とを有するガイドピンを上記弁本体内に挿入設置する第一工程、上記弁体摺動孔内に上記旋回体内挿入部を挿通して上記ガイドピンに上記旋回体を設置する第二工程、上記ガイドピンの調軸先端を上記弁座の上記燃料噴射路の中心軸に対して調軸した状態で上記弁座を上記弁本体の上記大径部内に挿入して上記旋回体を上記小径部と上記大径部との境界における先端壁と上記弁座とで挟持した状態で固定する第三工程、および上記ガイドピンを上記弁本体から抜き去り、上記弁体をその旋回体内摺動部を上記弁体摺動孔内に挿入設置する第四工程を含むものである。
【００１０】
(2) 上記(1) において、ガイドピンの旋回体内挿通部の外径は、上記弁体の旋回体内摺動部のそれより弁体摺動孔内における旋回体と旋回体内摺動部との間のクリアランスの大きさの平均値の少なくとも１０％に相当する分程度だけ大きいものである。
(3) 上記(1) または(2) において、旋回体の外径は、当該旋回体が設置される箇所の上記弁本体の内径より少なくとも１０μｍ程度小さいものである。
(4) 上記(1) 〜(3) のいずれかにおいて、弁座を上記弁本体の一端に隙間ばめにより固定するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図３は、いずれも本発明の実施の形態１を説明するための断面図である。図１において、９は挿入口９１、小径部９２および大径部９３を有する弁本体、１１は燃料噴射路１０を有する弁座、１３は弁体摺動孔１３１を有する旋回体である。上記の各部品９、１１、および１３は、基本的に図５で用いられる対応部品と同じものである。
【００１２】
なお１００は、頭部１０２、大径部１０３、旋回体内挿入部１０４、および調軸先端１０１からなるガイドピンである。ガイドピン１００は、前記の図５および後記の図３に示すニードル弁１２と類似の外観形状並びに寸法を有し、その大径部１０３の外径はニードル弁１２の大径部１２２のそれと実質的に同じであって、弁本体９の小径部９２の内壁面上を前後に自在に摺動し得るように、小径部９２の内径より僅かに小さい外径を有する。一方その旋回体内挿入部１０４の外径は、旋回体１３の弁体摺動孔１３１を貫通し得るように当該弁体摺動孔１３１の内径より僅かに小さいが、後記する通りニードル弁１２の旋回体内摺動部１２３の外径より大きい。
【００１３】
まず、弁本体９内にガイドピン１００をその調軸先端１０１が弁本体９の大径部９３の開口端近くに達する程に挿入設置する。ついで旋回体１３の弁体摺動孔１３１内に上記ガイドピン１００の旋回体内挿入部１０４を挿通させてガイドピン１００に旋回体１３を設置する。さらにガイドピン１００の調軸先端１０１を弁座１１の燃料噴射路１０の中心軸に調軸した状態で弁座１１を弁本体９の大径部９３内に挿入する。図１は、弁座１１の約半分が弁本体９の大径部９３内に挿入された状態を示す。ついで弁座１１の残る半分も弁本体９の大径部９３内に入るようにそれを圧入する。図２は、上記の圧入により弁座１１の全体が弁本体９の大径部９３内に挿入設置された状態を示し、この状態において旋回体１３は、弁本体９の小径部９２の先端壁９２１面と弁座１１とに挟持された状態で固定される。最後にガイドピン１００を弁本体９から抜き去り、代わってニードル弁１２をその先端が上記弁座１１の燃料噴射路１０の入口開口部を閉じ得る状態に弁本体９内に挿入設置し、かくして図３に示す燃料噴射弁３を製造することができる。
【００１４】
一般的に燃料噴射弁３内でのニードル弁１２は、弁本体９の中心軸に対して同軸度が高い程好ましいのは勿論であるが、従来の方法で製造された燃料噴射弁３では、そのニードル弁１２の同軸度が低いと図６について前記した通り、燃料噴射路１０の入口開口部の開閉性能に問題があった。これに対して本発明で製造される燃料噴射弁３は、たとえニードル弁１２の上記同軸度が多少低くても当該入口開口部の開閉性能に優れている。その理由を以下に説明する。
図３においては、説明のためにそこでのニードル弁１２は弁本体９の中心軸に対して偏心した状態をやゝ誇張して図示するが（旋回体１３の弁体摺動孔１３１内におけるニードル弁１２の外壁と旋回体１３の内壁との間の左右のクリアランスＣ１、Ｃ１の状況参照）、ニードル弁１２はたとえ多少偏心していても、それの先端は燃料噴射路１０の入口開口部を閉じ得る状態にセットされたガイドピン１００に代わって挿入設置されているので、当該入口開口部は当該先端により確実に開閉することができる。
【００１５】
またさらに図２の状態（ガイドピン１００を弁本体９から抜き出す前の状態）において、ガイドピン１００の旋回体内挿入部１０４が弁体摺動孔１３１内で旋回体１３の内壁に片当たりしていても、ガイドピン１００に代わってニードル弁１２を挿入した場合、即ち図３の状態ではニードル弁１２の旋回体内摺動部１２３はガイドピン１００の旋回体内挿入部１０４より外径が小さいので旋回体内摺動部１２３と旋回体１３の内壁との間に隙間が生じ、而して上記の片当たりが無くなって弁座１１の燃料噴射路１０から噴射される燃料量の不均一の問題が解消する。
【００１６】
燃料噴射弁３において、弁体摺動孔１３１内における旋回体１３とニードル弁１２の旋回体内摺動部１２３との間のクリアランスＣ１の大きさの平均値をいまＡとすると、Ａの値は一般的に１０μｍ前後である。上記クリアランスＣ１の最狭箇所におけるクリアランスの大きさが０．１Ａ未満になると噴射される燃料量の不均一の問題が生じる。したがって本発明においては上記のクリアランス量を確保するために、弁体摺動孔１３１内における旋回体内挿入部１０４と旋回体内摺動部１２３との各外径を比較すると、旋回体内挿入部１０４の外径は旋回体内摺動部１２３のそれより上記Ａ値の少なくとも１０％に相当する分程度だけ大きいことが好ましい。
【００１７】
実施の形態１においては、ガイドピン１００としてその調軸先端１０１の断面形状がニードル弁１２のそれと同じであるもの、即ち最先端に進むにつれて外径が漸次縮小するものが用いられているが、それに限らず弁座１１の燃料噴射路１０の中心軸に対して調軸し得る限り、他の形状であってもよい。
【００１８】
また実施の形態１においては、旋回体１３としてその外径が弁本体９の大径部９３の内径より小さいものが使用されており、このために旋回体１３の外壁と当該大径部９３の内壁との間には隙間Ｃ２が存在する。本発明においては旋回体１３として、かかる隙間Ｃ２が実質的に生じない図５に示すようなもの即ち旋回体１３の外径が大径部９３の内径に略近いもの、を用いてもよいが、隙間Ｃ２があると旋回体１３の外径や弁本体９の大径部９３の内径に多少のバラツキがあっても、隙間Ｃ２がかかるバラツキを吸収して本発明の課題の達成を一層容易する顕著な作用をなす。また隙間Ｃ２が存在すると旋回体１３や弁本体９の寸法に多少のバラツキが許容されるのでそれらの部品の製造自体が容易となり、本発明の燃料噴射弁３の製造コストの低減に繋がる。その場合、旋回体１３の外径は、弁本体９の大径部９３の内径より十分小さい値、例えば少なくとも１０μｍ程度小さいことが、特に少なくとも前記したＡ値の２倍に相当する分程度だけ小さいことが好ましい。
【００１９】
実施の形態２．
実施の形態１の場合と同様にして、ガイドピン１００にその調軸先端１０１の側から旋回体１３を挿入した後、弁本体９、ガイドピン１００、および旋回体１３の弁体摺動孔１３１の各軸を弁本体９の軸に略一致するように調軸し、ついで予め冷却して熱収縮させておいた弁座１１を用いて、ガイドピン１００の調軸先端１０１が当該弁座１１の燃料噴射路１０の略中心に来るようにあてがった状態で弁座１１を弁本体９の大径部９３内に挿入して隙間ばめにより弁座１１を弁本体９の大径部９３端に固定する。最後にガイドピン１００を弁本体９から抜き去り、代わってニードル弁１２をその先端が上記弁座１１の燃料噴射路１０を閉じ得る状態に弁本体９内に挿入設置する。
【００２０】
実施の形態２は、実施の形態１とは弁本体９、ガイドピン１００、および旋回体１３の弁体摺動孔１３１の各軸を弁本体９の軸に略一致するように調軸する点、および弁座１１の弁本体９の大径部９３内での固定を隙間ばめにより行う点において異なる。その際の上記の調軸は周知の任意の方法で行ってよく、調軸を行うことによりガイドピン１００に代わって挿入されるニードル弁１２の弁本体９内での前後動が一層円滑となり、ニードル弁１２と旋回体１３との間のクリアランスも均一化して燃料噴霧も均一化する。
一方、弁座１１の固定を実施の形態１の場合のように圧入により行うと、バリが発生し、生じたバリが燃料噴射路１０に入り込んでそれを塞ぐなどの予期せぬトラブルを惹起する可能性があるが、隙間ばめであればかかる問題が生ぜず、しかも弁座１１は高強度で弁本体９内に固定することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した通り、小径部と上記小径部に続く大径部とを有する筒状の弁本体、上記弁本体内に挿入設置される弁体、上記小径部の内径より大きく上記大径部の内径より僅かに小さい外径を有する弁座、および上記小径部の内径より大きく上記大径部の内径より小さい外径を有する旋回体を備えた燃料噴射弁の製造方法であって、上記旋回体として、当該旋回体の外壁と上記大径部の内壁との間に当該旋回体の外径のバラツキおよび上記大径部の内径のバラツキを吸収し得る大きさの隙間を生ぜしめ得る外径を有するものを用い、上記弁体が上記弁本体に挿入設置されていない状態において、上記弁座の燃料噴射路の中心軸に対して調軸するための調軸先端と、上記旋回体の弁体摺動孔内に挿通され、上記弁体の旋回体内摺動部の外径より大きい外径の旋回体内挿入部とを有するガイドピンを上記弁本体内に挿入設置する第一工程、上記弁体摺動孔内に上記旋回体内挿入部を挿通して上記ガイドピンに上記旋回体を設置する第二工程、上記ガイドピンの調軸先端を上記弁座の上記燃料噴射路の中心軸に対して調軸した状態で上記弁座を上記弁本体の上記大径部内に挿入して上記旋回体を上記小径部と上記大径部との境界における先端壁と上記弁座とで挟持した状態で固定する第三工程、および上記ガイドピンを上記弁本体から抜き去り、上記弁体をその旋回体内摺動部を上記弁体摺動孔内に挿入設置する第四工程を含むことを特徴とする燃料噴射弁の製造方法であって、使用する弁本体、弁体、旋回体および弁座の各部品が通常程度の寸法精度を有するものであっても、換言すると寸法に多少のバラツキがあっても従来の方法で製造された燃料噴射弁に見られた弁体の弁体摺動孔内での片当たりの問題が解消し、この結果、燃料の噴霧が不均一となる問題が改善され、また弁体の最先端が燃料噴射路の入口に良好に着座するので燃料噴射路を開閉も良好となる。このために本発明は、安価な通常の部品を用いて歩留り良く、しかも高性能の燃料噴射弁を低コストで製造することができる。
【００２２】
さらにガイドピンとして、その旋回体内挿通部の外径が弁体の旋回体内摺動部のそれより弁体摺動孔内における旋回体と旋回体内摺動部との間のクリアランスの大きさの平均値の少なくとも１０％に相当する分程度だけ大きいものを用いることにより、弁体の弁体摺動孔内での片当たりの問題を一層確実に解消することができる。
【００２３】
さらに旋回体として、その外径が当該旋回体が設置される箇所の上記弁本体の内径より少なくとも１０μｍ程度小さいもの、特に少なくとも前記したＡ値の２倍に相当する分程度だけ小さいものを用いると、当該旋回体の外壁と当該大径部の内壁との間に隙間が生じ、旋回体の外径や弁本体の大径部の内径に多少のバラツキがあってもこの隙間がかかるバラツキを吸収して本発明の課題の達成を一層容易する顕著な作用をなす。かかる隙間が存在すると旋回体や弁本体の寸法に多少のバラツキが許容されるので、それらの部品の製造に高度の品質管理が不要となり、本発明の燃料噴射弁の製造コストの低減に繋がる。
【００２４】
またさらに弁座を弁本体の一端に隙間ばめにより固定すると、圧入による固定の場合に発生しがちなバリの発生がなく、しかも弁座は高強度で弁本体内に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１を説明するための断面図である。
【図２】  本発明の実施の形態１を説明するための断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態１を説明するための断面図である。
【図４】  従来の燃料噴射弁の断面図例である。
【図５】  図４における弁装置３の拡大断面図である。
【図６】  図４における弁装置３の他の拡大断面図である。
【符号の説明】
３  弁装置、９  弁本体、１０  燃料噴射路、１１  弁座、１２  弁体、
１２３  旋回体内摺動部、１３  旋回体、１３１  弁体摺動孔、
１００  ガイドピン、  １０４  旋回体内挿通部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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