(57)【要約】【課題】金属部材の結合面に特別な前処理を施すことなく，金属部材の結合面に合成樹脂部材を強固に結合し得る，安価な複合部材を提供する。【解決手段】金属部材１７の結合面１７ａに合成樹脂部材１６を結合してなる複合部材において，前記結合面１７ａに多数の気孔４１が開口するように金属部材を金属焼結体１７で構成し，合成樹脂部材１６を，これが前記多数の気孔４１に食い込むように，結合面１７ａにモールド結合した。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材（１７，６２）の結合面（１７ａ，６２ａ）に合成樹脂部材（１６，６３）を結合してなる複合部材において，
前記金属部材を金属焼結体（１７，６２）で構成し，この金属焼結体（１７，６２）には，前記結合面（１７ａ，６２ａ）を含むと共に所定の気孔率を有する第１領域（Ａ１）と，この第１領域（Ａ１）に隣接すると共に前記所定の気孔率より小さい気孔率を有する第２領域（Ａ２）とを設け，前記合成樹脂部材（１６，６３）を，前記結合面（１７ａ，６２ａ）に開口する多数の気孔（４１，４１…）に食い込ませるよう前記結合面（１７ａ，６２ａ）にモールド結合したことを特徴とする複合部材。
【請求項２】
請求項１記載の複合部材を使用した電磁弁であって，
弁座（８）を有する弁ハウジング（１）と，この弁ハウジング（１）に連設される固定コア（５）と，この固定コア（５）を囲繞するよう弁ハウジング（１）に取り付けられるコイル（２７）と，前記複合部材としての弁組立体（１５）とよりなり，この弁組立体（１５）を，前記コイル（２７）への通電時，前記固定コア（５）に吸引される前記金属焼結体としての可動コア（１７）と，この可動コア（１７）に形成される結合面（１７ａ，６２ａ）にモールド結合され，前記弁座（８）と協働する前記合成樹脂部材としての弁体（１６）とで構成したことを特徴とする電磁弁。
【請求項３】
請求項１記載の複合部材を使用した電磁弁であって，
弁座（５６）を有する弁ハウジング（５７）と，この弁ハウジング（５７）にコイルハウジング５８を介して連設される固定コア（５９）と，この固定コア（５９）を囲繞するよう前記コイルハウジング５８に収容されるコイル（６０）と，前記複合部材としての弁組立体（６１）とよりなり，この弁組立体（６１）を，前記弁座（５６）と協働する前記金属焼結体としての弁体（６２）と，この弁体（６２）に形成される結合面（６２ａ）にモールド結合され，前記コイル（６０）への通電時，前記固定コア（５９）に吸引される磁性の前記合成樹脂部材としての可動コア（６３）とで構成したことを特徴とする電磁弁。
【請求項４】
請求項１記載の複合部材を製造するに当たり，
粉末状の金属原料（４５）より所定の気孔率を有する金属焼結体（１７）を成形する焼結体成形工程と，前記金属焼結体（１７）に，前記結合面（１７ａ）を含む前記第１領域（Ａ１）と，この第１領域（Ａ１）に隣接する前記第２領域（Ａ２）に設定して，その第２領域（Ａ２）を圧縮して該第２領域（Ａ２）の気孔率を前記所定の気孔率よりも小さくする圧縮工程と，前記金属焼結体（１７）を，樹脂部材成形金型（５３）にセットして，前記結合面（１７ａ）を樹脂部材成形金型（５３）のキャビティ（５３ａ）に臨ませ，このキャビティ（５３ａ）に合成樹脂を充填して前記合成樹脂部材（１６）を成形すると共に，その合成樹脂を前記結合面（１７ａ）に開口する多数の気孔（４１）に食い込ませる樹脂成形工程とを実行することを特徴とする複合部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，金属部材と合成樹脂部材とを相互に結合してなる複合部材及びそれを使用する電磁弁，並びに複合部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部材と合成樹脂部材とを相互に結合してなる複合部材は，特許文献１に開示されるように既に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４２８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された複合部材では，金属部材と合成樹脂部材との結合力を強化するために，金属部材の結合面に陽極酸化処理を施し，更に水溶液によるエッチング処理をして多数の凹部を形成し，合成樹脂部材の成形時，合成樹脂を前記多数の凹部に食い込ませることを行っている。
【０００５】
しかしながら，このように金属部材の結合面に，合成樹脂部材を充填する多数の凹部を形成するために，陽極酸化及びエッチングの処理を施すことは，製造工程を増やし，複合部材のコストの低減を困難にする。またエッチング処理後，処理液を結合面より完全に除去することは困難であり，結合後，残留液による腐蝕の懸念もある。
【０００６】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，金属部材の結合面に特別な前処理を施すことなく，金属部材の結合面に合成樹脂部材を強固に結合し得る，安価な複合部材及びそれを使用する電磁弁，並びに複合部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために，本発明は，金属部材の結合面に合成樹脂部材を結合してなる複合部材において，前記金属部材を金属焼結体で構成し，この金属焼結体には，前記結合面を含むと共に所定の気孔率を有する第１領域と，この第１領域に隣接すると共に前記所定の気孔率より小さい気孔率を有する第２領域とを設け，前記合成樹脂部材を，前記結合面に開口する多数の気孔に食い込ませるよう前記結合面にモールド結合したことを第１の特徴とする。
【０００８】
また本発明は，第１の特徴の複合部材を使用した電磁弁であって，弁座を有する弁ハウジングと，この弁ハウジングに連設される固定コアと，この固定コアを囲繞するよう弁ハウジングに取り付けられるコイルと，前記複合部材としての弁組立体とよりなり，この弁組立体を，前記コイルへの通電時，前記固定コアに吸引される前記金属焼結体としての可動コアと，この可動コアに形成される結合面にモールド結合され，前記弁座と協働する前記合成樹脂部材としての弁体とで構成したことを第２の特徴とする。
【０００９】
さらに本発明は，第１の特徴の複合部材を使用した電磁弁であって，弁座を有する弁ハウジングと，この弁ハウジングにコイルハウジングを介して連設される固定コアと，この固定コアを囲繞するよう前記コイルハウジングに収容されるコイルと，前記複合部材としての弁組立体とよりなり，この弁組立体を，前記弁座と協働する前記金属焼結体としての弁体と，この弁体に形成される結合面にモールド結合され，前記コイルへの通電時，前記固定コアに吸引される磁性の前記合成樹脂部材としての可動コアとで構成したことを第３の特徴とする。
【００１０】
さらにまた本発明は，第１の特徴の複合部材を製造するに当たり，粉末状の金属原料より所定の気孔率を有する金属焼結体を成形する焼結体成形工程と，前記金属焼結体に，前記結合面を含む前記第１領域と，この第１領域に隣接する前記第２領域に設定して，その第２領域を圧縮して該第２領域の気孔率を前記所定の気孔率よりも小さくする圧縮工程と，前記金属焼結体を，樹脂部材成形金型にセットして，前記結合面を樹脂部材成形金型のキャビティに臨ませ，このキャビティに合成樹脂を充填して前記合成樹脂部材を成形すると共に，その合成樹脂を前記結合面に開口する多数の気孔に食い込ませる樹脂成形工程とを実行することを第４の特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の特徴によれば，前記金属部材を金属焼結体で構成し，この金属焼結体には，前記結合面を含むと共に所定の気孔率を有する第１領域と，この第１領域に隣接すると共に前記所定の気孔率より小さい気孔率を有する第２領域とを設け，前記合成樹脂部材を，前記結合面に開口する多数の気孔に食い込ませるよう前記結合面にモールド結合したので，第１領域では，その結合面に開口する比較的大きな多数の気孔がアンカ効果を発揮して，モールド成形される合成樹脂部材との結合力を強化することができる。したがって金属焼結体の結合面に特別な前処理を施すことなく，金属部材及び合成樹脂部材よりなる複合部材を安価に提供することができる。しかも第２領域では，気孔率が比較的小さく，金属組織が稠密となることから，所望の機械的強度を確保することができる。
【００１２】
本発明の第２の特徴によれば，弁座を有する弁ハウジングと，この弁ハウジングに連設される固定コアと，この固定コアを囲繞するよう弁ハウジングに取り付けられるコイルと，前記複合部材としての弁組立体とよりなり，この弁組立体を，前記コイルへの通電時，前記固定コアに吸引される前記金属焼結体としての可動コアと，この可動コアに形成される結合面にモールド結合され，前記弁座と協働する前記合成樹脂部材としての弁体とで電磁弁を構成したので，可動コアの結合面に特別な前処理を施すことなく弁体を強固に結合してなる弁組立体を安価に提供することができる。しかも，可動コアと弁体との結合力を高めると共に，可動コアに所望の機械的強度を与え，固定コアとの吸引衝撃にも充分耐えることができる。
【００１３】
本発明の第３の特徴によれば，弁座を有する弁ハウジングと，この弁ハウジングにコイルハウジングを介して連設される固定コアと，この固定コアを囲繞するよう前記コイルハウジングに収容されるコイルと，前記複合部材としての弁組立体とよりなり，この弁組立体を，前記弁座と協働する前記金属焼結体としての弁体と，この弁体に形成される結合面にモールド結合され，前記コイルへの通電時，前記固定コアに吸引される磁性の前記合成樹脂部材としての可動コアとで電磁弁を構成したので，弁体の結合面に特別な前処理を施すことなく固定コアを強固に結合してなる弁組立体を安価に提供することができる。しかも弁体と可動コアとの結合力を高めると共に，弁体に所望の機械的強度を与えることができ，弁体は，弁座との着座衝撃にも充分耐えることができる。
【００１４】
本発明の第４の特徴によれば，複合部材を製造するに当たり，粉末状の金属原料より所定の気孔率を有する金属焼結体を成形する焼結体成形工程と，前記金属焼結体に，前記結合面を含む前記第１領域と，この第１領域に隣接する前記第２領域に設定して，その第２領域を圧縮して該第２領域の気孔率を前記所定の気孔率よりも小さくする圧縮工程と，前記金属焼結体を，樹脂部材成形金型にセットして，前記結合面を樹脂部材成形金型のキャビティに臨ませ，このキャビティに合成樹脂を充填して前記合成樹脂部材を成形すると共に，その合成樹脂を前記結合面に開口する多数の気孔に食い込ませる樹脂成形工程とを実行することで，金属焼結体，即ち金属部材の結合面に特別な前処理を施すことなく，その金属部材に合成樹脂部材を強固に結合してなる複合部材を能率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電磁式燃料噴射弁の縦断面図。
【図２】上記電磁式燃料噴射弁における弁組立体の製造工程説明図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電磁弁の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を，添付図面に基づいて以下に説明する。
【００１７】
先ず図１〜図３に示す本発明の第１実施形態より説明する。図１において，電磁式燃料噴射弁Ｉの弁ハウジング１は，円筒状の弁座部材２と，この弁座部材２の後端部にＣ字状のストッパ部材７を挟んで同軸状に結合される磁性円筒体３と，この磁性円筒体３の後端に同軸状に結合される非磁性円筒体４と，この非磁性円筒体４の後端に同軸状に結合される中空円筒状の固定コア５と，この固定コア５の後端に同軸状に連設される燃料入口筒６とで構成される。
【００１８】
固定コア５には，非磁性円筒体４内に向かって突出する吸引筒部５ａが形成されている。弁座部材２には，その前端面に下流端を開口する円錐状の弁座８と，この弁座８の上流端に連なる円筒状のガイド孔９と，弁座８の中心部を貫通する弁孔１０とが設けられている。弁座部材２の前端には，前記弁孔１０に連通する１又は複数の燃料噴孔１１を有するインジェクタプレート１２が液密に溶接される。
【００１９】
弁ハウジング１には弁組立体１５が収容される。この弁組立体１５は，本発明の複合部材で構成されるもので，前記ガイド孔９に軸方向摺動自在に収容される弁体１６と，この弁体１６の後端部に一体に結合され，磁性円筒体３及び非磁性円筒体４の内周に間隙を存して摺動可能に嵌合する可動コア１７とよりなっており，可動コア１７は，その後端が前記固定コア５の吸引筒部５ａの前端に対向するように配置される。
【００２０】
弁体１６は，弁座８に着座し得る球状の弁部１６ａと，ガイド孔９に摺動自在に支承される前後一対のジャーナル部１６ｂ，１６ｂと，前記ストッパ部材７に当接して弁体１６の開弁限界を規定するフランジ１６ｃとを一体に備えており，各ジャーナル部１６ｂには，燃料の流通を可能にする複数の面取り部１８が設けられる。
【００２１】
固定コア５の中空部２０には，可動コア１７を弁体１６の閉じ方向，即ち弁座８への着座方向に付勢するコイル状の弁ばね２２と，この弁ばね２２の後端を支承するパイプ状のリテーナ２３とが収容される。燃料入口筒６の入口には燃料フィルタ２４が装着される。
【００２２】
非磁性円筒体３及び固定コア５の外周にはコイル組立体２５が嵌装される。このコイル組立体２５は，非磁性円筒体３及び固定コア５に外周面に嵌合するボビン２６と，これに巻装されるコイル２７とからなっており，このコイル組立体２５を囲繞するコイルハウジング２８の一端部が磁性円筒体３の外周面に溶接により結合される。
【００２３】
コイルハウジング２８，コイル組立体２５及び固定コア５は合成樹脂製の被覆層３０内に埋封され，この被覆体３０の中間部には，前記コイル２７に連なる接続端子３３を収容する備えたカプラ３１が一体に連設される。
【００２４】
而して，コイル２７を消磁した状態では，弁ばね２２の付勢力で可動コア１７及び弁体１６が前方に押圧され，その弁部１６ａが弁座８に着座している。したがって，燃料入口筒６に供給された高圧燃料は，燃料入口筒６は勿論，固定コア５，非磁性円筒体４，磁性円筒体３及び弁座部材２の各内部を満たして待機する。
【００２５】
コイル２７に通電すると，それにより生ずる磁束が固定コア５，コイルハウジング２８，磁性円筒体３及び可動コア１７を順次走り，その磁力により可動コア１７が固定コア５の吸引筒部５ａに吸引され，この可動コア１７と一体に移動する弁体１６が弁座８から離座して弁孔１０を開放するので，弁座部材３内の高圧燃料が，弁体１６の面取り部１８を経て弁座８及び弁孔１０を通過した後，燃料噴孔１１から図示しない内燃機関の吸気ポートに向けて噴射される。その際，弁体１６は，そのフランジ１６ｃがストッパ部材７に受け止められることで開弁ストロークが一定に規制される。
【００２６】
さて，図１及び図２より，弁組立体１５の構成及びその製造方法について説明する。
【００２７】
図１において，弁組立体１５は，磁性焼結金属製の可動コア１７と，この可動コア１７の前端面１７ａに一体にモールド結合される合成樹脂製の弁体１６とよりなっている。可動コア７には，その前端面１７ａを含む円筒状の第１領域Ａ１と，この第１領域Ａ１に隣接すると共に固定コア５に対向する円筒状の第２領域Ａ２とが設けられ，第１領域Ａ１の軸方向長さは，第２領域Ａ２のそれよりも遥かに短い。第１領域Ａ１は所定の気孔率を有し，第２領域Ａ２は，前記所定の気孔率よりも小さい気孔率を有している。即ち，第１領域Ａ１では気孔４１，４１…が比較的大きく，第２領域Ａ２では，気孔４１，４１…が小さく，金属組織が稠密である。
【００２８】
結局，可動コア７の前端面１７ａには，比較的大きい気孔４１，４１…が多数開口することになり，その気孔４１，４１…に弁体１６の素材である合成樹脂が食い込むように弁体１６をモールド成形することで，可動コア１７及び弁体１６は相互に一体に結合される。
【００２９】
このように，弁体１６をモールド結合する第１領域Ａ１の気孔率は，比較的大きい所定の気孔率に設定され，固定コア５に対向する第２領域Ａ２の気孔率は，上記所定の気孔率よりも小さく設定されるので，第１領域Ａ１では，その前端面１７ａに開口する比較的大きな多数の気孔４１，４１…がアンカ効果を発揮して，モールド成形される弁体１６との結合力を強化する。したがって可動コア１７の前端面１７ａに特別な前処理を施すことなく，弁体１６を強固に結合してなる弁組立体１５を安価に提供することができる。
【００３０】
一方，第２領域Ａ２では，気孔率が比較的小さく，金属組織が稠密となることから，所望の機械的強度を確保することができ，固定コア５との吸引衝撃にも充分耐えることができる。
【００３１】
次に，上記弁組立体１５の製造方法について説明する。
【００３２】
先ず，図２（Ａ）に示すように，可動コア１７を構成する金属焼結体を通電焼結装置Ｓを用いて製造する。この通電焼結装置Ｓは，上下両端を開放したシリンダ状の固定ダイ４２と，この固定ダイ４２に上下から抜差し可能に嵌合される一対のピストン状パンチ４３ａ，４３ｂとを備えており，下部パンチ４３ｂを固定ダイ４２に嵌合した状態で，固定ダイ４２内に粉末状の磁性金属からなる原料４５を所定量装入する。
【００３３】
その後，固定ダイ４２に嵌入した上部パンチ４３ａと下部パンチ４３ｂとに加圧力を加え，前記原料４５を圧縮して圧粉体化させ，次いで，両パンチ４３ａ，４３ｂによる圧縮を継続しながら，通電加熱電源４４から両パンチ４３ａ，４３ｂを介して，圧粉体化した原料４５に通電，加熱することより，第１及び第２領域Ａ１，Ａ２共，比較的大きい所定の気孔率となる金属焼結体，即ち可動コア１７を得る。その際，第２領域Ａ２は，第１領域Ａ１よりも大径に形成される。したがって，通電焼結装置Ｓから取り出した可動コア１７では，前端面１７ａ，即ち前記弁体１６との結合面１７ａに比較的大きな気孔４１，４１…が多数開口することになる。
【００３４】
次に，図２（Ｂ）に示すように，通電焼結装置Ｓから取り出した可動コア１７を転造装置Ｒにかける。即ち，左右一対の回転軸４８，４８により可動コア７を軸方向に沿って挟み，可動コア７をその軸線周りに回転させながら，上下一対の転造ローラ４９，４９により，可動コア７の第２領域Ａ２に半径方向内向きの圧縮力を加えて，大径の第２領域Ａ２を，それが第１領域Ａ１と略同径となるまで圧縮する。これによって図２（Ｃ）に示すように，第２領域Ａ２の気孔率を，第１領域Ａ１の所定の気孔率よりも小さく制御した可動コア１７を得ることができる。
【００３５】
次に，この可動コア１７を，次に図２（Ｄ）に示すように，二つ割りの弁体成形金型５３，５３内にセットする。その際，可動コア１７は，その結合面１７ａが弁体成形金型５３，５３内の，弁体１６に対応するキャビティ５３ａに臨むように配置される。そこで，弁体成形金型５３，５３の合わせ面に形成されるゲート５４からキャビティ５３ａに，溶融した合成樹脂を加圧，充填して弁体１６を成形する。その際，溶融した合成樹脂は，可動コア１７の結合面１７ａに開口する前記多数の気孔４１，４１…に密に食い込むことになり，多数の気孔４１，４１…のアンカ効果により可動コア１７の結合面１７ａに弁体１６を強固に結合することができる。こうして弁組立体１５を製造する。そして弁体１６の固化を待って弁体成形金型５３，５３を開き，弁組立体１５を取り出す。
【００３６】
このように，可動コア１７の結合面１７ａに特別な前処理を施すことなく，合成樹脂製の弁体１６を強固に結合することができ，しかも可動コア１７の第２領域Ａ２は，気孔率が小さく金属組織が稠密であるので，所望の機械的強度を確保することができ，高性能の弁組立体１５を能率よく製造することができる。
【００３７】
次に，図３に示す本発明の第２実施形態について説明する。
【００３８】
この第２実施形態に係る電磁弁Ｖは，弁座部材５６を有する弁ハウジング５７と，この弁ハウジング５７に円筒状のコイルハウジング５８を介して連設される固定コア５９と，この固定コア５９を囲繞するようコイルハウジング５８に収容されるコイル６０と，複合部材としての弁組立体６１とを備える。弁組立体６１は，前記弁座部材５６と協働する金属焼結体よりなる弁体６２と，この弁体６２に形成される結合面６２ａにモールド結合され，前記コイル６０への通電時，前記固定コア５９に吸引される磁性の合成樹脂部材よりなる可動コア６３とで構成される。固定コア５９及び可動コア６３間には，可動コア６３を弁体６２の閉じ方向に付勢する弁ばね６４が縮設され，コイル６０への通電時，固定コア５９が可動コア６３を吸引して弁体６２を開くようになっている。
【００３９】
金属焼結体よりなる弁体６２には，可動コア６３との結合面６２ａを含む第１領域Ａ１と，この第１領域Ａ１に隣接すると共に弁座部材５６に対向する第２領域Ａ２とが設けられ，第１領域Ａ１では，比較的大きい所定の気孔率が設定され，第２領域Ａ２では，前記所定の気孔率より小さい気孔率が設定される。
【００４０】
而して，合成樹脂部材よりなる可動コア６３の成形時，可動コア６３の素材は，第１領域Ａ１の結合面６２ａに開口する比較的大きい多数の気孔４１，４１…に食い込むことによるアンカ効果により，可動コア６３及び弁体６２を相互に強固に結合することができる。一方，弁体６２の第２領域Ａ２では，気孔率が小さく金属組織が稠密であるので，機械的強度が高く，したがって弁座５６への着座衝撃にも充分耐えることができる。
【００４１】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ１・・・・第１領域
Ａ２・・・・第２領域
Ｉ・・・・・電磁弁（電磁式燃料噴射弁）
Ｖ・・・・・電磁弁
１・・・・・弁ハウジング
５・・・・・固定コア
８・・・・・弁座
１５・・・・複合部材（弁組立体）
１６・・・・合成樹脂部材（弁体）
１７・・・・金属焼結体（可動コア）
１７ａ・・・結合面，前端面
２７・・・・コイル
４１・・・・気孔
５３・・・・樹脂部材成形金型（弁体成形金型）
５６・・・・弁座
５７・・・・弁ハウジング
５９・・・・固定コア
６０・・・・コイル
６１・・・・複合部材（弁組立体）
６２・・・・金属焼結体（弁体）
６２ａ・・・結合面
６３・・・・合成樹脂部材（可動コア）
【図１】
2014226786.tif 000003
【図２】
2014226786.tif 000004
【図３】
2014226786.tif 000005