(57)【要約】【課題】  ノズルボディ製造用中子について、製造がより安価に行えるとともに、生産性も良好であるようにすること。【解決手段】  ニードルを収容する中空孔部１３，１４，１５の先端部から外方に向けて延びる噴孔１６有したノズルボディ１１を製造すべく、原料粉体を成形するために用いられる合成樹脂製のノズルボディ製造用中子１７であって、上記中空孔部に対応する部分を形成する幹部１８と、該幹部１８から延びて、上記噴孔１６に対応する部分を形成する枝部１９と、該枝部１９の先端部を、支持する支持部２０とを設け、上記枝部１９を、線状体２２で形成するとともに、上記幹部１８支持部２０とに対して後付けにより接合したノズルボディ製造用中子１７。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードルを収容する中空孔部の先端部から外方に向けて延びる噴孔を有したノズルボディを製造すべく、原料粉体を成形するために用いられる合成樹脂製のノズルボディ製造用中子であって、
上記中空孔部に対応する部分を形成する幹部と、
該幹部から延びて、上記噴孔に対応する部分を形成する枝部と、
該枝部の先端部を、支持する支持部とを設け、
上記枝部を、線状体で形成するとともに、上記幹部と支持部とに対して後付けにより接合した
ノズルボディ製造用中子。
【請求項２】
前記枝部が、長尺の線状体を接合及び切断して設けられたものである
請求項１に記載のノズルボディ製造用中子。
【請求項３】
前記枝部が長さ方向において捻られて接合されたものである
請求項２に記載のノズルボディ製造用中子。
【請求項４】
前記枝部が、定形の線状体を接合して設けられたものである
請求項１に記載のノズルボディ製造用中子。
【請求項５】
ニードルを収容する中空孔部の先端部から外方に向けて延びる噴孔を有したノズルボディを製造すべく、原料粉体を成形するために用いられる合成樹脂製のノズルボディ造用中子の製造方法であって、
上記ノズルボディ製造用中子を、上記中空孔部に対応する部分を形成する幹部と、
該幹部から延びて、上記噴孔に対応する部分を形成する枝部と、
該枝部の先端部を、支持する支持部とで構成するとともに、
上記幹部と支持部とを成形した後に、別に設けた線状体からなる上記枝部を接合して、幹部と支持部と枝部を一体化する
ノズルボディ製造用中子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえばディーゼルエンジンに用いられるような燃料噴射ノズルのノズルボディを製造するための中子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルボディは、先端部に複数の噴孔を有しており、この噴孔の形成には、ドリルや放電加工、レーザ加工が用いられてきた。
【０００３】
しかし、微細な噴孔を形成することは難しいため、本願出願人は、合成樹脂製の中子を用いた、燃料噴射ノズルの製造方法を案出した（特願２００３−２８１０１５）。
【０００４】
中子を用いたこの製法は、主型と、該主型内に収納される合成樹脂製の中子を用いて、金属粉体からなる原料粉体を成形する。その後、成形体を中子ごと主型から外して、続いて成形体から中子を除去する中子除去処理を行って、最後に成形体を焼結する方法である。
【０００５】
この方法によれば、微細な噴孔を形成することができる利点がある。
【０００６】
しかし、中子には、微細な噴孔に対応する部分もその他の部分も形成しなければならないが、これらを一体成形するのには、複雑で細かな凹部を有する形状の金型が必要で、高価になってしまう。また、成形可能な形状も限定される。
【０００７】
さらに、中子の成形を注意深く上手に行わないと、噴孔に対応する部分への合成樹脂の充填に不良が発生することも考えられる。
【０００８】
なお、中子を用いて燃料噴射ノズルを製造する方法として、下記特許文献１の技術が提案されている。この方法は、黒鉛からなり、噴孔内周面に対応する面が鏡面仕上げされた中子を使用するものであって、中子は、噴孔内周面に対応する部分も一体に形成されている。このため、成形は容易ではなく、生産性が悪い。
【０００９】
【特許文献１】特開平３−２２５０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、この発明は、ノズルボディ製造用中子について、製造がより安価に行えるとともに、生産性も良好であるようにすることを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そのための手段は、ニードルを収容する中空孔部の先端部から外方に向けて延びる噴孔を有したノズルボディを製造すべく、原料粉体を成形するために用いられる合成樹脂製のノズルボディ製造用中子であって、上記中空孔部に対応する部分を形成する幹部と、該幹部から延びて、上記噴孔に対応する部分を形成する枝部と、該枝部の先端部を、支持する支持部とを設け、上記枝部を、線状体で形成するとともに、上記幹部と支持部とに対して後付けにより接合したノズルボディ製造用中子であることを特徴とする。
【００１２】
上記接合は、高周波、マイクロ波、超音波などを利用した溶着で行うとよい。溶着が瞬時に行えるうえに、精密さを要する溶着作業も可能である。
【００１３】
上記枝部は、長尺の線状体を接合及び切断して設けるとよく、この場合には、上記枝部を長さ方向において捻って接合することもできる。線状体の断面形状が円形以外の異形である場合に、噴孔の径方向での向きに捻りを加えることができ、噴射される燃料に回転力が付与されることになり、噴霧性能を高めることが可能になる。
【００１４】
また、上記枝部は、定形の線状体を接合して設けるもよい。「定形」とは、適宜のある一定形状のことであり、切断せずに接合だけで一体化できる。
【００１５】
別の手段は、ニードルを収容する中空孔部の先端部から外方に向けて延びる噴孔を有したノズルボディを製造すべく、原料粉体を成形するために用いられる合成樹脂製のノズルボディ製造用中子の製造方法であって、上記ノズルボディ製造用中子を、上記中空孔部に対応する部分を形成する幹部と、該幹部から延びて、上記噴孔に対応する部分を形成する枝部と、該枝部の先端部を、支持する支持部とで構成するとともに、上記幹部と支持部とを成形した後に、別に設けた線状体からなる上記枝部を接合して、幹部と支持部と枝部を一体化するノズルボディ製造用中子の製造方法であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、この発明によれば、ノズルボディ製造用中子は、別途に形成された幹部と支持部とに対して、線状体からなる枝部を接合して形成したものであるので、各部材を成形するための金型を小型化できるとともに、その形状も簡単化できる。このため、製造が安価に行える。しかも、枝部は線状体で構成するので、射出成形以外の金型費の安価な成形法などを採用して廉価で得ることができるため、さらなるコスト低下を図ることができる。
【００１７】
また、各部材を別々に形成してから組み付け一体化するので、ヒケの発生などを考慮して金型の構成を精密に設計せずとも、各部材をそれぞれ容易に、所望の形状に形成することができる。この結果、不良品の発生を抑制でき、生産効率を高めることができる。そのうえ、これまで不可能であった超微細な噴孔の形成も可能であるうえに、異形噴孔はもとより、長さ方向において複雑な形状を有する噴孔も形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。  
図１は、ディーゼルエンジン用燃料噴射ノズルのノズルボディ１１の正面図であり、この図に示すように、ノズルボディ１１は、略有底筒状で、下端部に半球状の突出部１２を有する形状である。
【００１９】
図２がその下端部を示す拡大断面図であり、この図に示すように、ニードル（図示せず）を収納する内孔と、この内孔１３の先端に設けられたテーパコーン状のシート部１４と、このシート部１４の先端に設けられたホール部１５とを有している。ホール部１５は、内筒内壁面１５ａおよび半球面１５ｂからなり、上記半球面１５ｂに、複数の噴孔１６を形成している。
【００２０】
このノズルボディ１１は、金属粉体を焼結して製造される。
【００２１】
すなわち、混合処理、成形処理、中焼結処理、本焼結処理を経て形成される。上記混合処理は、金属粉体等からなる原料粉体を、製造されるノズルボディ１１が所望の性状を示すように所定の割合で混合し、成形材料を得る処理である。上記成形処理は、成形材料を成形して成形体を得る処理である。上記中焼結処理は、成形体から余分なものを除去する処理である。上記本焼結処理は、余分なものが除去された成形体を焼結する処理である。
【００２２】
このような製造工程中、上記成形工程で、図３に示したような中子１７を使用する。
【００２３】
中子１７は、たとえばアクリルなどの合成樹脂製で、３つの部位からなる。すなわち、上記内孔１３とシート部１４とホール部１５とに対応する部位を形成する幹部１８と、該幹部１８の先端部から放射状に伸びて上記噴１６を形成する枝部１９と、これら枝部の先端側を支持する支持部２０とからなる。
【００２４】
上記支持部２０は、成形処理に際して、有底筒状の主型２１内に収納した時に主型２１の内底面に接触して定置され（図８参照）、枝部１９を安定して支持するものである。
【００２５】
図４は、中子１７の縦断面を示し、この図にも示したように、中子１７は、上記３つの部位を、一体に接合して構成されている。
【００２６】
すなわち、図５に示したように、幹部１８と枝部１９と支持部２０は予め別途形成される。各部材１８，１９，２０の形成は、それぞれ適宜の方法、たとえば射出成形法、押出成形法などにより形成される。
【００２７】
上記幹部１８は、下端部を丸めた丸棒状の形状であるので、射出成形法で容易に形成できる。
【００２８】
上記支持部２０も、リング状であるので、射出成形法で、小さく簡素な形状の金型で容易に形成できる。図中２０ａは、軽量化のためのぬすみである。
【００２９】
上記枝部１９は、線状体２２で構成する。この線状体２２は、押出成形や紡糸のような方法で長尺に形成することも、射出成形によって線状をなす一定の形状に成形することもできる［図５（ｂ）参照］。さらには、既存のモノフィラメントや糸などの線状体を使用することもできる。
【００３０】
長尺に形成した線状体２２ａを用いて枝部１９を形成する場合には、線状体２２の一端を、幹部１８又は支持部２０の接合対応部位に接合した後、他端相当部位を接合対応部位に接合し、その部位で切断する。この動作を繰り返して枝部１９を形成する。既存のモノフィラメントなどを使用する場合も同様である。
【００３１】
また、上記一定の形状とは、幹部１８と支持部２０との間を所定の角度で橋渡しする長さで、両端部に、各部材１８，２０に対して接合するための接合部２３が適宜の角度で形成された形である。一定形状に形成された線状体２２ｂを用いての枝部１９の形成に際しては、上記接合部２３を接合対応部位にそれぞれ接合して、枝部１９を形成する。接合部２３には、その接合面に、図示したように三角形のリブ、すなわちエネルギーダイレクタ（ＥＤ）を形成しておくのが好ましい。
【００３２】
中子１７の製造は、幹部１８と支持部２０とをそれぞれが所定の位置関係になるように配置する作業台２４上に配置［図５（ａ）参照］した後、所定位置に線状体２２を接合し、枝部１９を形成する［図５（ｂ）参照］。接合は、高周波、マイクロ波、または超音波による溶着で行う。
【００３３】
なお、線状体２２には、その縦断面形状が円形のものは勿論のこと、楕円形、長円形、方形のものも採用でき、さらには、図６に例示したような複合異形のものを使用することもできる。複合異形とは、長円形や方形のような単純な異形、すなわち単純異形を組み合わせた形状の異形である。複合異形の噴孔１６を形成することにより、噴孔１６を流れる燃料の最も流速の速い部分である噴流中心対応部の周囲に、流速を遅くする抵抗付与部が形成されることになり、噴流中心対応部を流れる燃料と、抵抗付与部流れる燃料との間で、流速に格差がつけられ、ひとつの噴孔から、遠距離噴霧と近距離噴霧が行える。しかも、噴霧される燃料には、噴霧方向において、引き（吹き）ちぎられるような力が良好に作用し、燃料の微細化が行われる。このため、燃焼室内に対してムラのない均一な噴霧が行えるようになる。
【００３４】
上述のような異形や図６のような複合異形の断面を有した長尺の線状２２ａで枝部１９を形成する場合には、たとえば図７に示したように、線状体２２ａを接合する時に一端を接合した後、先端に係止部を有するような適宜の治具２５を用いて、これを長さ方向にスライドさせながら回転させることにより、線状体２２ａを長さ方向において捻って、他端を接合すると、ねじれた状態の枝部１９を形成することができる。
【００３５】
上述のようにして製造された中子１７は、次のように使用し、ノズルボディ１１を製造する。
【００３６】
なお、上記成形処理は、射出成形や加圧鋳込み成形等で行うこともできるが、この例では、高速遠心成形で行う例を示す。このため、成形材料としては、粘度の低い水やエタノール等の有機溶媒を媒体として粉体を分散させた泥漿を使用する。
【００３７】
成形工程では、まず、主型２１内に中子１７を入れ［図８（ａ）参照］、中子１７の支持部２０が主型２１の内底面に設置した設置状態にする［図８（ｂ）参照］。図８中、２６は、中子保持部材で、中子１７は吊り下げられたように保持される。中子保持部材２６の上端縁部には、鍔状の位置決め部２６ａを有し、この位置決め部２６ａは、中子１７を主型２１内におろして支持部２０の下面を接地させた状態に位置決めするためのものである。
【００３８】
続いて、成形材料としての泥漿２７を、中子保持部材２６に設けられた貫通孔２６ｂを通して注入して［図９（ｃ）参照］、常温で高速回転する。すると、泥漿２７内の原料粉体が下方に移動して固まるので、成形体２８を得ることができる。なお、上記中子保持部材２６も、たとえばアクリルなどの合成樹脂で形成する。中子１７と一体に形成するもよい。
【００３９】
成形体２８は、中子１７ごと主型２１から外され［図９（ｄ）参照］、この状態で次の中焼結処理に移行して、中子１７と中子保持部材２６を乾留し、消失させる。すなわち、成形材料に混入したパラフィン等を溶かすとともに、中子を乾留することが可能な中温（本来の焼結温度よりも低い温度、たとえば７００度くらい）で加熱する中焼結処理を行い、不要部分のない成形体２８を得る［図９（ｅ）参照］。この後、中子１７の幹部１８対応部位と支持部２０対応部位とを含む不要部分を適宜切削して噴孔１６を露出させるとともに、所望の形状に形成する［図９（ｆ）参照］。上記中焼結処理に代えて、溶媒脱脂などその他の方法で中子１７等を除去するもよい。
【００４０】
そして最後に、本来の焼結温度（たとえば１３００〜１４００度くらい）で加熱する本焼結を行い、必要に応じて適宜の後処理、たとえば所望の形状になるように形を整える鍛造などの整形処理を行い、燃料噴射ノズルのノズルボディ１１を得る。  
なお、上記切削は、本焼結処理後に行うもよい。
【００４１】
このようにして製造されたノズルボディ１１は、所望の形状をなすとともに、中子１７の枝部１９の形態に対応した所望の噴孔を有する。このため、所望の噴霧特性を得られる１７は、別途に形成された幹部１８と支持部２０とに対して、線状体２２からなる枝部１９を接合して形成したものであるので、各部材１８，１９，２０を成形するための金型を小型化できるとともに、その形状も簡単化できる。このため、中子１７の製造が安価に行えることになり、ひいては、より廉価にノズルボディ１１を得ることができるようになる。
【００４２】
しかも、枝部１９は線状体２２で構成するので、射出成形以外の金型費の安価な成形法などを採用して廉価で得ることができるほか、既存の適宜の線状体を使用することもできる。このため、さらなるコスト低下を図ることが可能となる。
【００４３】
線状体２２接合は、高周波、マイクロ波、または超音波による溶着で行うので、瞬時に接合できるうえに、精密さが必要な微細な溶着作業も可能である。
【００４４】
また、各部材１８，１９，２０を別々に形成してから組み付け一体化するので、ヒケの発生などを考慮して金型の構造を精密に設計せずとも、各部材をそれぞれ容易に、所望の形状に形成することができる。この結果、不良品の発生を抑制でき、生産効率を高くすることができる。
【００４５】
そのうえ、枝部１９を別途に形成して接合一体化するので、枝部１９を構成する線状体に洗濯によっては、これまで不可能であった超微細な噴孔の形成も可能になる。しかも、異形噴孔はもとより、長さ方向において複雑な形状を有する噴孔も形成できる。この結果、黒煙・ＰＭの発生を抑制できる噴霧状態の良好な燃料噴射ノズルを得ることが可能となる。
【００４６】
この発明の構成と、上記構成との対応において、
この発明の中空孔部は、内孔１３、シート部１４及びホール部１５に対応し、  
ノズルボディ製造用中子は、中子１７に対応するも、  
この発明は、上記構成のみに限定されるものではなく、他の様々な形態を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ノズルボディの正面図。
【図２】ノズルボディ先端部の拡大断面図。
【図３】中子の斜視図。
【図４】中子の要部の断面図。
【図５】中子の製造方法を示す説明図。
【図６】線状体の縦断面形状の例を示す断面図。
【図７】線状体の取付け方の一例を示す説明図。
【図８】ノズルボディの製造工程を示す説明図。
【図９】ノズルボディの製造工程を示す説明図。
【符号の説明】
【００４８】
１１…ノズルボディ
１３…内孔
１４…シート部
１５…ホール部
１６…噴孔
１７…中子
１８…幹部
１９…枝部
２０…支持部
２２…線状体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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