(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状の弁本体、この弁本体の一端側に位置し噴射孔を有する弁座、上記弁本体内を移動し上記弁座に離接して上記噴射孔を開閉する弁体、及び上記弁体の周囲に配置され上記噴射孔から流出する燃料に旋回を与える旋回体を有する弁装置を備え、
上記旋回体が、上記弁本体の内周面に接して弁本体に対する位置を規定する外周面部と、上記外周面部間に設けられて軸方向の流路を形成する流路部分と、一端が上記流路部分に接続され他端が旋回体の内径に向って接線方向に延びる旋回溝を有し、
上記旋回体の内径部に上記弁体が摺動するスリーブを固定し、このスリーブの弁座側端面と上記弁座の間に内周環状溝を形成する燃料噴射弁であって、
上記スリーブの上記旋回体に対する位置を調整することにより、燃料噴射量を調整することを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
【請求項２】
中空状の弁本体、この弁本体の一端側に位置し噴射孔を有する弁座、上記弁本体の小内径部を摺動し上記弁座に離接して上記噴射孔を開閉する弁体、上記弁本体の大内径部に配置され、その中心孔に上記弁体を配設し、上記噴射孔から流出する燃料に旋回を与える旋回体を有する弁装置を備え、
上記旋回体は、その外径部が上記弁本体の大内径部との間に軸方向の流路を形成すると共に、その一端が上記流路に接続され他端が旋回体の内径に向って接線方向に延びる旋回溝を有し、
上記旋回体の内径に上記弁体が摺動するスリーブを固定し、このスリーブに上記弁本体の小内径部に向って延びる延設部を配設し、この延設部を弁本体の小内径部に固定する燃料噴射弁であって、
上記スリーブの上記旋回体に対する位置を調整することにより、燃料噴射量を調整することを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
【請求項３】
上記スリーブの弁座側端面から上記弁座の上端面までの距離Ａを、上記旋回体の旋回溝の溝深さＢに対してＡ＜Ｂとなるように設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射弁の製造方法。
【請求項４】
上記スリーブの弁座側端面から上記弁座の上端面までの距離Ａと、上記旋回体の旋回溝の溝深さＢとの関係が、旋回溝の溝深さの最小値Ｂｍｉｎに対して、Ａ＜Ｂｍｉｎ＜Ａ＋０．０３ｍｍとなるように設定することを特徴とする請求項１又は請求項２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】
この発明は、燃料噴射弁、特に筒内噴射用の燃料噴射弁に適するものであって、燃料流に旋回手段により旋回エネルギーを与えて燃料噴射孔から噴射する形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】
従来の燃料噴射弁の弁装置の構造を図５に示す。図５において、旋回体１３は、中心に弁体であるニードル弁１２を囲んで軸方向に摺動可能に支持する中心孔１５を持つほぼ中空円筒形の部材であって、弁装置内に組み立てられた時、弁座１１に接する第１端面１６と、弁座１１と反対側の第２端面１７と、これらの端面間にあって中空のハウジングの一部である弁本体９の大内径部９ｂに接する部分を有する周面１９とを備えている。旋回体１３の第２端面１７は、その周辺部で弁本体９の肩部に当接して支持されており、また径方向に延びた通路溝２１が形成されていて、第２端面１７の内周部から外周部に燃料が流れることができるように構成されている。
【０００３】
旋回体１３の周面１９には、互いに等間隔に周方向に離間して軸方向に延びた多数の平坦面が形成されており、その結果、周面１９には弁体９の大内径部９ｂに当接して弁体９に対する位置を規定する複数の外周面部分と、これら外周面部分間に設けられた平坦面であって、大内径部９ｂと共に燃料の軸方向流路２２を形成する流路部分とが形成されている。
【０００４】
旋回体１３の弁座１１に面する軸方向端面即ち第１端面１６には、第１端面１６の中心孔１５に隣接する内周辺に形成された所定幅の内周環状溝２４と、一端で周面１９の流路部分に接続されて、そこからほぼ径方向内側に延びて、他端で内周環状溝２４に接線方向に接続された旋回溝２５（Ｍ１〜Ｍ６）とが設けられている。
【０００５】
次に、上記従来の燃料噴射弁の動作について説明する。ニードル弁１２が図示しないソレノイド装置により吸引されると、燃料は弁装置の上流側から径方向通路溝２１を通って軸方向通路溝２２に流れ、更に旋回溝２５（Ｍ１〜Ｍ６）に流入して内径方向に向って流れ込む。そして、燃料は旋回体１３の旋回溝２４に対して接線方向に流入し、旋回流となってニードル弁１２と弁座１１の間から噴射口１０内に入り、その先端出口から噴霧される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の燃料噴射弁において、旋回体１３は切削、金属粉末射出成形等により製作される（なお、仕上に研削加工する場合もある）。このように製作された旋回体１３の内周環状溝２４及び旋回溝２５の溝底面は研削することができない。つまり、内周環状溝２４及び旋回溝２５の溝底面は切削面若しくは射出成形面となるので、高い平面度に仕上げるのは困難となり、少なからず‘うねり’を生じる。例えば、図５のように１個の旋回体１３に６本の環状溝２５（Ｍ１〜Ｍ６）を有する場合、溝Ｍ１から溝Ｍ６の深さにそれぞれバラツキが生じることになる。この溝深さのバラツキは燃料噴射口から噴霧される燃料噴霧形状のバラツキや偏り、流量のバラツキにつながる問題があった。
【０００７】
また、従来の燃料噴射弁では、弁本体９、旋回体１３、弁座１１、ニードル弁１２を組み付けた状態から燃料噴射量を所定の値に調整することは不可能である。そこで、燃料噴射量を左右するパラメータである旋回体１３の溝形状、ニードル弁１２と弁座１１のシート部の開口面積、弁座１１の噴射孔１０の面積の全てを非常に高精度で寸法管理し、組み付け後の燃料噴射量が所定の値になるようにする必要があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、燃料噴射弁の旋回体の溝深さにバラツキが生じても燃料の噴霧形状のバラツキや偏り、流量のバラツキが生じない安定した噴霧性能を有する燃料噴射弁を提供することを目的とする。更に、燃料噴射量が所定の値になるように調整可能とした燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、中空状の弁本体、この弁本体の一端に設けられ噴射孔を有する弁座、弁本体内を移動し弁座に離接して噴射孔を開閉する弁体、及び弁体の周囲に配置され噴射孔から流出する燃料に旋回を与える旋回体を有する弁装置を備え、
旋回体が、弁本体の内周面に接して弁本体に対する位置を規定する外周面部と、外周面部間に設けられて軸方向の流路を形成する流路部分と、一端が流路部分に接続され他端が旋回体の内径に向って接線方向に延びる旋回溝を有し、
旋回体の内径部に弁体が摺動するスリーブを固定し、このスリーブの弁座側端面と弁座の間に内周環状溝を形成する燃料噴射弁であって、
スリーブの旋回体に対する位置を調整することにより、燃料噴射量を調整することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、中空状の弁本体、この弁本体の一端に設けられ噴射孔を有する弁座、弁本体の小内径部を摺動し弁座に離接して噴射孔を開閉する弁体、弁本体の大内径部に配置され、その中心孔に弁体を配設し、噴射孔から流出する燃料に旋回を与える旋回体を有する弁装置を備え、
旋回体は、その外径部が弁本体の大内径部との間に軸方向の流路を形成すると共に、その一端が上記流路に接続され他端が旋回体の内径に向って接線方向に延びる旋回溝を有し、
旋回体の内径に弁体が摺動するスリーブを固定し、このスリーブに弁本体の小内径部に向って延びる延設部を配設し、この延設部を弁本体の小内径部に固定する燃料噴射弁であって、
スリーブの旋回体に対する位置を調整することにより、燃料噴射量を調整することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、スリーブの弁座側端面から弁座の上端面までの距離Ａを、旋回体の旋回溝の溝深さＢに対してＡ＜Ｂとなるように設定することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、スリーブの弁座側端面から弁座の上端面までの距離Ａと、旋回体の旋回溝の溝深さＢとの関係が、旋回溝の溝深さの最小値Ｂｍｉｎに対して、Ａ＜Ｂｍｉｎ＜Ａ＋０．０３ｍｍとなるように設定することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明による燃料噴射弁の全体構成を示す側面断面図である。燃料噴射弁１は、ハウジング本体２と、このハウジング本体２の一端にかしめ等されホルダ３５によりカバーされた弁装置３により構成されている。ハウジング本体２の他端には燃料供給管４が接続され、この燃料供給管４から燃料フィルタ５７を介して燃料噴射弁１内に高圧の燃料が供給される。また、燃料噴射弁１の先端部は内燃機関のシリンダヘッド５の噴射弁挿入孔６に挿入され、ウエーブワッシャ８０等によりシールされて取り付けられている。
【００１４】
弁装置３は、小径円筒部７及び大径円筒部８を有する段付中空円筒形の弁本体９と、弁本体９内で中心孔先端に固着されて燃料噴射孔１０を有する弁座１１と、後述するソレノイド装置５０により弁座１１に離接して燃料噴射孔１０を開閉する弁体であるニードル弁１２と、燃料に旋回運動を与える旋回体１３Ａを備えている。弁装置３の弁本体９はハウジング本体２と共働して燃料噴射弁１のハウジングを構成している。
【００１５】
ハウジング本体２は、燃料噴射弁１をシリンダヘッド５に取り付けるためのフランジ７０ａを有する第１ハウジング７０と、ソレノイド装置５０を装着した第２ハウジング４０を備えている。ソレノイド装置５０は、コイル５１を巻回したボビン部５２と、このボビン部５２の内周部に設置されたコア５３とを備え、コイル５１の巻線は端子５６につながっている。コア５３はその内部が燃料通路となるように中空円筒形状になっており、その中空部には、スプリング５５が筒体５４及びニードル弁１２間に懸架されている。
【００１６】
ニードル弁１２の他端部には、上記コア５３の先端側に対向するように可動アマチュア３１が取り付けられ、また、ニードル弁１２の中間部には、ニードル弁１２を弁本体９の内周面に沿って摺動案内させるガイド１２ａと、第１ハウジング７０に設置されたスペーサ３２と当接するニードルフランジ１２ｂが設けられている。
【００１７】
図２はこの発明の実施の形態１による燃料噴射弁の弁座付近を示す側面図及び弁座側からの平面図である。図において、燃料噴射弁の旋回体１３Ａは、中心に弁体であるニードル弁１２が配設される中心孔１３０を有する中空部材であり、弁装置３内に組み立てられた時、弁座１１に接する第１端面１６と、弁座１１と反対側の第２端面１７と、これらの端面間にあって中空のハウジングの一部である弁本体９の大内径部９ｂに接する部分を有する周面１９とを備えている。
【００１８】
旋回体１３Ａの第２端面１７は、弁本体９の大内径部９ｂの肩部に当接して支持されており、また径方向に延びた通路溝２１が形成されていて、第２端面１７の内周部から外周部に燃料が流れることができるように構成されている。
【００１９】
旋回体１３Ａの周面１９には、互いに等間隔に周方向に離間して軸方向に延びた多数の平坦面が形成されており、その結果、周面１９には弁体９の大内径部９ｂに当接して弁体９に対する位置を規定する複数の外周面部分１９ａと、これら外周面部分間に設けられた平坦面であって、内周面１８と共に燃料の軸方向流路２２を形成する流路部分１９ｂとが形成されている。
【００２０】
旋回体１３Ａの弁座１１に面する軸方向端面即ち第１端面１６には、一端で周面１９の流路部分１９ｂに接続されてそこからほぼ径方向内側に延び、他端で後述する内周環状溝２４に接線方向に接続される旋回溝２５が設けられている。
【００２１】
更に、旋回体１３Ａの中心孔１３０にスリーブ６０を圧入・固定する。そして、このスリーブ６０はニードル弁１２の摺動部としての機能を果す。ここで、スリーブ６０の固定位置は、スリーブ６０の弁座側端面から弁座１１の上端面までの距離Ａが、旋回体１３Ａの旋回溝２５の溝深さＢに対してＡ＜Ｂとなるようにする。そして、旋回体１３Ａの第１端面１６には、旋回体１３Ａの中心孔１３０に隣接する内周辺に、上記スリーブ６０の弁座側端面と弁座１１の間に構成される内周環状溝２４を有する。
【００２２】
次に、上記燃料噴射弁の燃料噴射の動作について説明する。図１において、外部より端子５６を介してソレノイド装置５０のコイル５１に通電すると、可動アマチュア３１、コア５３、ハウジング本体２で構成される磁気通路に磁束が発生し、可動アマチュア３１はスプリング５５の弾性力に抗してコア５３側へ吸引される。そして、可動アマチュア３１と一体のニードル弁１２は、そのニードルフランジ１２ｂがスペーサ３２に当接するまで所定ストローク図示右側へ移動する。なお、ニードル弁１２はガイド１２ａにより弁本体９の内周面に案内保持される。
【００２３】
次に、図２において、ニードル弁１２の先端部が弁座１１から離れて間隙が形成されると、燃料供給管４から導入される高圧の燃料は、弁本体９とニードル弁１２間の通路から、まず旋回体１３Ａの第２端面１７の通路溝２１を通って周面の軸方向流路２２に流れ込む。そして、旋回体１３Ａの第１端面１６の旋回溝２５（Ｍ１〜Ｍ６）に流入して径方向内側に流れ、スリーブ６０の弁座側端面と弁座１１の間に形成される内周環状溝２４に対して接線方向に流れ込み、旋回流を形成して弁座１１の噴射孔１０内に入ってその先端出口から噴霧される。
【００２４】
ここで、スリーブ６０の弁座側端面から弁座１１の上端面までの距離Ａを、旋回体１３Ａの旋回溝２５の溝深さＢに対してＡ＜Ｂとなるように設定しているので、例えば旋回溝Ｍ１の溝の深さがＢ１の場合、旋回溝Ｍ１から内周環状溝２４への入口部の流路深さはＢ１より浅いＡとなるため、結果的に内周環状溝２４への入口部で深さＡに絞られてから内周環状溝２４に流入することになる。旋回溝Ｍ２〜Ｍ６についても同様であり、全ての旋回溝２５は内周環状溝２４の入口部で深さＡに絞られてから内周環状溝２４に流入する。スリーブ６０の弁座側端面の平面度は研削等により精度良く仕上げることが可能であり、これを高精度面に仕上げることで、各旋回溝２５から流入する燃料流を安定化させる。
【００２５】
なお、上記説明では、スリーブ６０の位置として、スリーブ６０の弁座側端面から弁座１１の上端面までの距離Ａが旋回溝２５の溝深さＢに対してＡ＜Ｂとなるようにすると記載したが、具体的には、ＡとＢとの寸法設定は以下の範囲に設定するのが望ましい。
【００２６】
距離Ａと溝深さＢの関係について、溝深さＢには生産時のバラツキがあるため、生産時バラツキを考慮した上でのＢの最小値Ｂｍｉｎに対して、Ａ＜Ｂｍｉｎとする。その結果、生産時の溝深さＢのバラツキが発生しても本実施の形態１の効果が得られる。ただし、Ａ＜＜Ｂの場合、旋回溝２５から内周環状溝２４への流入時の急な絞りによる乱れが発生し、安定した流量・噴霧が得られなくなる。この乱れの影響を抑えるためには、Ｂｍｉｎ＜Ａ＋０．０３ｍｍとすることが好ましい。
【００２７】
次に、実施の形態１によるスリーブの組付け工程について説明する、ここでは、スリーブ６０の位置を調整することにより、燃料噴射孔１０から噴射される燃料流量を所定の狙い値に調整することを可能とした。燃料流量の調整方法は以下の通りである。
【００２８】
（１）．適当なＡ１寸法（スリーブ６０の弁座側端面と弁座１１の上端面との距離）を設定し、そのＡ１寸法でスリーブ６０を旋回体１３Ａの中心孔１３０に圧入し、燃料流量を測定する。
（２）．（１）における燃料流量の測定値が所定の狙い値に対してどれくらい大きいかを計算する。
（３）．（２）における計算値に基づき燃料流量が所定の狙い値となるＡ寸法を計算する。
（４）．所定のＡ寸法となるようにスリーブ６０を旋回体１３Ａに押し込む。
【００２９】
実施の形態１では、スリーブ６０は旋回体１３Ａに対して押し込む方向にしか移動できないため、噴射燃料流量を減らす方向にしか調整できない。従って、上記（１）での適当なＡ１寸法として、流量が所定の狙い値より大きな値となるようなＡ１寸法としておく必要がある。具体的には上記（１）におけるＡ１寸法を大きく設定しておく。
【００３０】
以上のように実施の形態１によれば、燃料噴射弁の旋回体の溝深さにバラツキが生じても燃料の噴霧形状のバラツキや偏り、流量のバラツキが生じない安定した噴霧性能を奏することができ、かつ、燃料噴射量が所定の値になるように調整することができる。
【００３１】
実施の形態２．
実施の形態２では、旋回体の外径を略円筒面形状にすると共に、旋回体に固定するスリーブを弁体の小内径部に延設し、その延設部を弁体の小内径部に結合するようにした。
【００３２】
図３はこの発明の実施の形態２による燃料噴射弁の弁座付近を示す側面図及び弁座側からの平面図である。図において、旋回体１３Ｂは、その中心にスリーブ６１が圧入される内径部１３２と、弁本体９の大内径部９ｂとの間に軸方向流路２２を形成する外径部１３１とを有するほぼ中空円筒状の部材である。スリーブ６１には、旋回体１３Ｂの内径部１３２に貫通するように配設され、弁体であるニードル弁１２を摺動支持する基体部６１ａと、弁本体９の小内径部９ａ方向に延びた中空円筒状の延設部６１ａが設けられている。そして、この延設部６１ｂを弁本体９の小内径部９ａに圧入することにより旋回体１３Ｂを弁本体９に固定する。
【００３３】
スリーブ６１の延設部６１ｂには、燃料が弁本体９の小内径部９ａから大内径部９ｂに流れ込めるように複数の流通孔６１ｃが設けられており、旋回体１３Ｂと弁本体９の大内径部９ｂとの間に形成された通路溝２１を介して、弁本体９の小内径部９ａから流入する燃料を旋回体１３の外周部に流すように構成する。また、旋回体１３Ｂの外径部１３１は外周円筒形状となっており、この外径部１３１と弁本体９の大内径部９ｂの間に軸方向流路２２が形成される。更に、旋回体１３の弁座１１に面する第１端面１６には、一端で外径部の軸方向流路２２に接続されてそこからほぼ径方向内側に延びる複数個の旋回溝２５（Ｍ１〜Ｍ６）が設けられている。
【００３４】
実施の形態２では、実施の形態１と同様に、スリーブ６１の弁座側端面から弁座１１の上端面までの距離Ａが、旋回体１３の旋回溝２５の溝深さＢに対してＡ＜Ｂとなるように設定する。そして、旋回体１３の第１端面１６には、旋回体１３の中心孔に隣接する内周辺に、上記スリーブ６１の弁座側端面と弁座１１の間に形成される内周環状溝２４が構成される。
【００３５】
次に、実施の形態２によるスリーブの旋回体１３Ｂへの組付け工程について説明する。
【００３６】
（１）．適当なＡ１寸法（スリーブ６１の弁座側端面と弁座１１の上端面との距離）を設定し、そのＡ１寸法でスリーブ６１を旋回体１３Ｂの中心孔１３２に圧入し、燃料流量を測定する。
（２）．（１）における燃料流量の測定値が所定の狙い値に対してどれくらい大きいかを計算する。
（３）．（２）の計算値に基づき燃料流量が所定の狙い値となるＡ寸法を計算する。
（４）．所定のＡ寸法となるようにスリーブ６１を旋回体１３Ｂに押し込む。
【００３７】
以上のように実施の形態２によれば、燃料噴射弁の旋回体の溝深さにバラツキが生じても燃料の噴霧形状のバラツキや偏り、流量のバラツキが生じない安定した噴霧性能を奏することができ、燃料噴射量が所定の値になるように調整することができる。また、旋回体の外径を円筒状に形成することができ、旋回体の構造が単純となり製作が容易となる。
【００３８】
その他の実施の形態．
上記実施の形態１〜２では、弁本体９と弁座１１は別体にて構成した燃料噴射弁について説明したが、図４に示すように、弁本体９と弁座１１が一体の構造についても上記実施の形態を適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１、３、４の発明によれば、燃料噴射弁の旋回体の溝深さにバラツキが生じても燃料の噴霧形状のバラツキや偏り、流量のバラツキが生じない安定した噴霧性能を奏することができ、かつ、燃料噴射量が所定の値になるように調整することができる。
【００４０】
請求項２、３、４の発明によれば、燃料噴射弁の旋回体の溝深さにバラツキが生じても燃料の噴霧形状のバラツキや偏り、流量のバラツキが生じない安定した噴霧性能を奏することができ、燃料噴射量が所定の値になるように調整することができる。また、旋回体の外径を円筒状に形成することができ、旋回体の構造が単純となり製作が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による燃料噴射弁の全体構成を示す側面断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による燃料噴射弁の弁座付近を示す側面図及び弁座側からの平面図である。
【図３】  この発明の実施の形態２による燃料噴射弁の弁座付近を示す側面図及び弁座側からの平面図である。
【図４】  この発明のその他の実施の形態による燃料噴射弁の弁座付近を示す側面図である。
【図５】  従来の燃料噴射弁の弁座付近を示す側面図及び弁座側からの平面図である。
【符号の説明】
１  燃料噴射弁、３  弁装置、９  弁本体、１０  燃料噴射孔、１１  弁座、１２  ニードル弁（弁体）、１３Ａ，Ｂ  旋回体、２４  内周環状溝、２５  旋回溝、６０，６１  スリーブ。
【図１】
0003707602.tif 000002
【図２】
0003707602.tif 000003
【図３】
0003707602.tif 000004
【図４】
0003707602.tif 000005
【図５】
0003707602.tif 000006