(57)【要約】【課題】必要な箇所のみ効率的に被膜を実施できる燃料噴射弁の製造装置を提供する。【解決手段】内部に弁装置３のノズルプレート６、バルブハウジング５を収容可能であり、被膜処理装置のアノード電極２３に対面して開口する複数の保持穴３５、３７を整列させて備える保持装置１６を設け、前記保持装置１６の複数の保持穴３５、３７に、弁装置３の燃焼室へ露出するノズルプレート６の表面６Ｃを、前記複数の保持穴３５、３７の開口から夫々露出させて、多数の弁装置３を保持装置１６により位置決めし、前記位置決めした多数の弁装置３とその保持装置１６とを被膜処理装置のカソード電極２５上に配置して、アノード電極２３に対面するノズルプレート６の表面６Ｃおよび噴射孔６Ａ内面にデポジット付着防止の被膜を形成するようにした。【選択図】図１９
2008069647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被膜処理装置により弁装置の燃焼室に露出するノズルプレートの表面および噴射孔内面にデポジット付着防止の被膜を形成する内燃機関用の燃料噴射弁の製造装置であり、
前記被膜処理装置のカソード電極上に配置可能であり、被膜処理装置のアノード電極に対面する表面に開口する複数の保持穴を備え、内部に弁装置の少なくともノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を収容可能であり、前記燃料噴射弁の弁装置の燃焼室へ露出するノズルプレートの表面を、前記複数の保持穴の開口面から被膜処理装置のアノード電極に夫々対面するよう夫々露出させて、複数の弁装置のノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を位置決め可能な保持装置を備えることを特徴とする燃料噴射弁の製造装置。
【請求項２】
前記保持装置は、カソード電極側の保持部材とアノード電極側の保持部材とより構成され、カソード電極側の保持部材上に弁装置の少なくともノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を配列した状態でアノード電極側の保持部材を積層して、これらの部品を保持穴により位置決め保持することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁の製造装置。
【請求項３】
前記保持装置のカソード電極側保持部材は、弁体をアノード側電極に向けた状態でニードルを保持穴に軸心を合わせて配列可能となっており、前記各ニードルの各弁体を弁座に着座させてノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を配列し、その状態でアノード電極側保持部材を積層して、これらの部品を保持穴により位置決め保持することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁の製造装置。
【請求項４】
前記保持装置のカソード電極側保持部材は、弁体を備えたニードルをノズルプレートの弁座に着座させるよう付勢する弾性手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射弁の製造装置。
【請求項５】
前記保持装置は、前記被膜処理装置のカソード電極との間に配置する断熱材を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の燃料噴射弁の製造装置。
【請求項６】
前記保持装置は、位置決め手段により前記被膜処理装置のカソード電極の中央に位置決めされるものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の燃料噴射弁の製造装置。
【請求項７】
被膜処理装置により弁装置の燃焼室に露出するノズルプレートの表面および噴射孔内面にデポジット付着防止の被膜を形成する内燃機関用の燃料噴射弁の製造方法であり、
前記被膜処理装置のカソード電極上に配置可能であり、被膜処理装置のアノード電極に対面する表面に開口する複数の保持穴を備え、内部に弁装置の少なくともノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を収容可能な保持装置を設け、
前記保持装置の複数の保持穴に、燃料噴射弁の弁装置の燃焼室へ露出するノズルプレートの表面を、前記複数の保持穴の開口面から被膜処理装置のアノード電極に夫々対面するよう夫々露出させて、複数の弁装置のノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を保持装置に位置決めし、
前記位置決めした複数の弁装置のノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品とその保持装置とを被膜処理装置のカソード電極上に配置して、アノード電極に対面するノズルプレートの表面、ニードル先端表面および噴射孔内面にデポジット付着防止の被膜を形成することを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
【請求項８】
前記保持装置は、カソード電極側の保持部材とアノード電極側の保持部材とより構成し、
前記カソード電極側保持部材上に弁装置の少なくともノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を配列し、
前記カソード電極側保持部材および前記配列状態のノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品にアノード電極側の保持部材を積層して、これらの部品を保持穴により位置決め保持することを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射弁の製造方法。
【請求項９】
前記保持装置のカソード電極側保持部材は、弁体をアノード側電極に向けた状態でニードルを保持穴に軸心を合わせて配列可能となっており、
前記カソード電極側保持部材に弁体を備えたニードルを弁体をアノード側電極に向けた状態で保持穴に軸心を合わせて配列し、
前記配列したニードルの各弁体を弁座に着座させてノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を配列し、
これらの上からアノード電極側保持部材を積層して、弁装置の部品を保持穴により位置決め保持することを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射弁の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関における燃料噴射弁の製造装置および製造方法に関し、特に、直噴エンジンに好適な燃料噴射弁の製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から直噴エンジンの燃料噴射弁においては、燃料の不完全燃焼時に「デポジット」と称する生成物が、燃焼室に露出している弁先端部に付着し、ノズル細孔の目詰まり等の不具合を生じ易い。このため、燃焼室で生じる生成物の、燃料噴射弁の先端部への付着を最小限に抑える燃料噴射弁の製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、燃料噴射弁の先端のオリフィス内側壁へのデポドット付着防止のための被膜を施工するに際して、先ず弁座への被膜付着を避けるためのマスキング治具を設置し、被膜施工後に前記マスキング治具を外し、次いで弁座を再研磨し、別に形成したニードルと組合わせて燃料噴射弁を組立てる方法が記載されている。
【特許文献１】特表２００２−５４３３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、被膜実施後にマスキング治具を取除き、弁座の密封度向上のために再研磨作業を実施しており、マスキング治具を取除く作業および精密再研磨作業が必要であり作業効率を低下させると共に、弁座再研磨の際に折角オリフィス内の側壁に施した被膜が再研磨の削り屑で傷つく虞があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、必要な箇所のみ効率的に被膜を実施できる燃料噴射弁の製造装置および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】
【０００６】
本発明は、被膜処理装置により弁装置の燃焼室に露出するノズルプレートの表面、ニードル先端表面および噴射孔内面にデポジット付着防止の被膜を形成する内燃機関用の燃料噴射弁の製造装置および製造方法であり、前記被膜処理装置のカソード電極上に配置可能であり、被膜処理装置のアノード電極に対面する表面に開口する複数の保持穴を整列させて備え、内部に弁装置の少なくともノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を収容可能であり、前記燃料噴射弁の弁装置の燃焼室へ露出するノズルプレートの表面を、前記複数の保持穴の開口面から被膜処理装置のアノード電極に夫々対面するよう夫々露出させて、複数の弁装置のノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を位置決め可能な保持装置を備えるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、被膜処理装置のカソード電極上に配置可能であり、被膜処理装置のアノード電極に対面する表面に開口する複数の保持穴を整列させて備え、内部に弁装置の少なくともノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を収容可能であり、前記燃料噴射弁の弁装置の燃焼室へ露出するノズルプレートの表面を、前記複数の保持穴の開口面から被膜処理装置のアノード電極に夫々対面するよう夫々露出させて、複数の弁装置のノズルプレート若しくはノズルプレートと一体的となった部品を位置決め可能な保持装置を用いることにより、被膜処理装置内で大量のワークが被膜を必要とするノズルプレート表面、ニードル先端表面および噴射孔内面をアノード電極に対面させて保持されるので、被膜を必要とするノズルプレート表面、ニードル先端表面および噴射孔内面に一括して被膜でき、コスト低減が図れる。同時に、大量のワークが凹凸なく安定して保持されるので、得られる被膜の膜厚を一定に保つことができ、被膜品質を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の燃料噴射弁の製造装置および製造方法の一実施形態を図１〜図２４に基づいて説明する。図１〜４は本発明の製造装置および製造方法を適用しようとする燃料噴射弁の構造を説明するための断面図、図５〜図６は本実施形態の燃料噴射弁の製造装置である被膜処理装置の概略説明図、図７〜図２０は本実施形態の燃料噴射弁の製造装置である保持装置を説明するための説明図および工程図、図２１は被膜処理装置による被膜工程を示す工程図、図２２〜図２４は保持装置の第２、３実施例を示す断面図である。
【０００９】
先ず、燃料噴射弁１の構造について、図１〜図４に基づいて説明する。この燃料噴射弁１は、主にエンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料供給方式のエンジンに利用されるものであり、図１に示すように、ハウジング２と、ハウジング２の先端側に設けられる弁装置３と、弁装置３を駆動するソレノイド装置４とを備えている。この燃料噴射弁１は、図示しないが、燃料を噴射する先端部が内燃機関の燃焼室に開口させて設けた噴射弁挿入孔に挿入した状態でシリンダヘッドに固定される。そして、図示しない燃料供給管から内部に高圧の燃料が供給される。
【００１０】
前記弁装置３は、図２に示すように、ハウジング２の先端側に固定される筒状のノズルハウジング５を備え、このノズルハウジング５の先端側に固定されたノズルプレート６と、このノズルプレート６に着座する弁体７と、弁体７を先端に備え、後述するソレノイド装置４のアーマチュア１０に基部８Ａを連結するプランジャロッド８とを備える。前記弁体７とプランジャロッド８とは一体となっており、ニードル１３と総称する場合がある。前記筒状のノズルハウジング５は、先端側の小径部５Ａと後端側の大径部５Ｂとにより構成され、小径部５Ａの先端にノズルプレート６を備え、大径部５Ｂの内周に設けたスペーサ５Ｃによりプランジャロッド８を摺動自在に保持している。
【００１１】
前記ノズルプレート６は、外周面が密にノズルハウジング５の小径部５Ａに嵌合された状態で小径部５Ａ内面に固定され、内周側には、先端側から小径の噴射孔（ノズル）６Ａと、この噴射孔６Ａに連ねて徐々に内径が拡大されて弁体７が着座するテーパ状の弁座６Ｂとを備える。前記ノズルプレート６の背面には、ノズルハウジング５の小径部５Ａの内周面に外周を固定した環状の過流発生器９が配置され、この過流発生器９により燃料噴射時における噴霧にスプレーパターンを付与する。前記弁体７は、図３に示すように、プランジャロッド８の先端において、テーパ状に尖らせて形成され、前記ノズルプレート６の弁座６Ｂに着座可能に構成されている。なお、前記弁体７は、図４に示すように、プランジャロッド８の先端において、概略球形体として、前記ノズルプレート６の弁座６Ｂに着座可能に構成される場合もある。
【００１２】
前記ソレノイド装置４は、図１に示すように、前記弁装置３のプランジャロッド８基部８Ａに連結され、前記ハウジング２内を摺動移動可能に挿入されたアーマチュア１０と、前記ハウジング２内に固定された中空のコア１１と、前記コア１１外周に嵌合され且つハウジング２内に挿入されたコイル１２と、を備える。前記ハウジング２は、前記コイル１２を取囲み、アーマチュア１０およびコア１１外周に接触することにより、これらにより磁気回路を構成する。
【００１３】
前記アーマチュア１０は、図示しないスプリングにより弁装置３に向かって付勢され、プランジャロッド８を介して弁体７をノズルプレート６の弁座６Ｂに着座させる。また、コイル１２に駆動電流が供給された際には、前記磁気回路が形成されて、アーマチュア１０は図示しないスプリングに抗してコア１１側に駆動されてコア１１に接触されることにより、弁装置３の弁体７をノズルプレート６の弁座６Ｂから離間させて弁装置３を開放するよう機能する。
【００１４】
以上の構成の燃料噴射弁１の弁装置３のノズルプレート６の燃焼室側端面６Ｃ、および燃料噴射孔６Ａ（オリフィス）内面と、弁体７の先端表面には、燃料の不完全燃焼時に「デポジット」と称する生成物が付着するため、これらの面には、図３に示すように、デポジット付着防止のための被膜１５を施工している。この被膜１５は、炭素被膜より構成される。更に、この炭素薄膜１５は、フッ素（Ｆ）を含み膜厚を１０μｍ以下とする。このように、燃料接触部位に炭素薄膜１５を備えることで、カーボン分（劣化したガソリンやエンジンオイルなどの燃焼時に生成される煤など）や、これらにしみ込んだ燃料等がデポジットとして付着するのが抑制されるため、良い燃料噴霧特性の長期継続が可能となる。また、炭素被膜１５がフッ素を含有することにより、デポジットの積層がより抑制される。
【００１５】
前記被膜１５は、ノズルプレート６に炭素被膜を気相成膜法により被覆して形成する。これより、均一で薄い被膜を形成でき、また、めっき法のように細孔やシール面の腐食が懸念されることはない。しかも、噴射孔６Ａ内部への回り込み付着が液相法と比較して少ないため、液相成膜では必要とされる弁座６Ｂへのマスキングが不要となる。前記気相成膜法としては、例えば、プラズマＣＶＤ法を採用することが好適である。このときは炭素被膜中に多くのフッ素原子を取り込むことができる。また、より低温条件で成膜できる。また、前記プラズマＣＶＤ法を採用するときは、炭素被膜用ガスとして炭化水素ガス及びフッ素系ガスを用いることが好適である。
【００１６】
前記炭化水素ガスとしては、メタン（ＣＨ4）、エタン（Ｃ2Ｈ6）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）、ブタン（Ｃ4Ｈ10）、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、ベンゼン（Ｃ6Ｈ6）、シクロヘキサン（Ｃ6Ｈ12）等を使用することができる。また、前記フッ素系ガスとしては、フッ素（Ｆ2）、３フッ化窒素（ＮＦ3）、６フッ化硫黄（ＳＦ6）、４フッ化炭素（ＣＦ4）、６フッ化２炭素（Ｃ2Ｆ6）、８フッ化４炭素（Ｃ4Ｆ8）、４フッ化ケイ素（ＳｉＦ4）、６フッ化ケイ素（Ｓｉ2Ｆ6）、３フッ化塩素（ＣｌＦ3）、フッ化水素（ＨＦ）等を使用することができる。
【００１７】
図５は、プラズマＣＶＤ法による被膜処理を施す被膜処理装置を示す。真空排気チャンバー２０には、真空に排気するための排気ポンプ２１とガスを供給するボンベ２８が接続されている。排気ポンプ２１とチャンバー２０間には、圧力調整弁２２が設置され、チャンバー２０内が所定圧力に調整可能とされている。ボンベ２８とチャンバー２０間には、ＭＦＣ（流量調節器）２７が設置され、所定のガス流量がコントロールされる。チャンバー２０内には、接地電極２３と高周波電極２５が設置され、弁装置３は、高周波電極２５上に、後述するように、専用の保持装置１６に保持されて多数が配列・設置される。そして、高周波電極２５には、高周波電源３０からマッチングボックス２９を介して高周波電力が供給される。このことにより、設置電極２３と高周波電極２５間にプラズマが生成される。高周波電極２５は、温度上昇を抑えるため、水冷することが望ましい。
【００１８】
図６は、プラズマＣＶＤ装置（被膜処理装置）内への弁装置３の配置レイアウトの概略を示し、ノズルプレート６の燃焼室への露出面６Ｃがアノード電極２３に対面するようノズルプレート６付きのノズルハウジング５を倒立させた状態で配置する。ノズルハウジング５内には、弁体７をノズルプレート６の弁座６Ｂに着座させた状態でプランジャロッド８を同じく倒立させて配置してもよい。
【００１９】
図７は、カソード電極２５に載置した状態の弁装置３の保持装置１６（第１実施例）の斜視図を示している。カソード電極２５は、被膜処理装置であるプラズマＣＶＤ装置のアノード電極２３に対応して装置内の下方に配置され、図示例のような、円板状に形成され、図示しないが水冷等の冷却手段が設置されている。弁装置３の保持装置１６は、先ず、前記カソード電極２５上に位置決めしてワーク（弁装置３）の下部からカソード電極２５側に熱が逃げないよう断熱層１７を配置し、断熱層１７の上に、ニードル保持具１８を積層し、ニードル保持具１８に複数のニードル１３を配列して保持させ、保持されたニードル１３に夫々被せてノズルプレート６付きのバルブハウジング５をその弁座６Ｂを前記弁体７に着座させて配置し、これらのバルブハウジング５を位置決めするようニードル保持具１８の上方にハウジング保持具１９を積層して構成している。
【００２０】
前記保持装置１６の断熱層１７、ニードル保持具１８およびハウジング保持具１９の構成および設置手順を、弁装置３の設置手順も含めて、図８〜図１９に基づいて、以下に説明する。なお、説明の便宜上、カソード電極２５上に順に組立てるよう説明しているが、前記カソード電極２５は、プラズマＣＶＤ装置の中に設置されているものであり、断熱層１７、ニードル保持具１８およびハウジング保持具１９を組合せて構成する保持装置１６にワーク３を保持させた後に、これらがプラズマＣＶＤ装置の中に設置されているカソード電極２５上に設置されるものである。
【００２１】
前記断熱層１７は、図８に示すように、円筒形の枠体１７Ａと、この枠体１７Ａの上側の蓋体１７Ｂとを一体に固定して備え、内部空間には断熱材からなる樹脂スペーサ１７Ｃを充填して備える。枠体１７Ａの下端面には、円周方向等間隔に配置した位置決め突起１７Ｄを備え、この位置決め突起１７Ｄをカソード電極２５に設けた位置決め孔２５Ａに係合させることにより、カソード電極２５の中央に位置するように配置される。また、蓋体１７Ｂの外周側上面にも、円周方向等間隔に配置した位置決めピン３３を嵌合させる位置決め穴１７Ｅを備えている。
【００２２】
前記断熱層１７の蓋体１７Ｂに設けた位置決め穴１７Ｅには、図９に示すように、位置決めピン３３を係合させる。前記位置決めピン３３は、円柱状をなし、上端にはテーパ部を形成して、ニードル保持具１８およびハウジング保持具１９の位置決め穴と係合させての位置決め作業を容易にしている。
【００２３】
次いで、前記断熱層１７の上に、前記位置決めピン３３に位置決め穴３４を係合させて、ニードル保持具１８が積層される。前記ニードル保持具１８は、図１０に示すように、ニードル１３のプランジャロッド８のアーマチュア１０への連結用の基部８Ａを周囲に微小な隙間（例えば、０．２〜０．５ｍｍ）をもって収容可能な寸法の内径を備えた窪み３５を千鳥配置させて多数配列して備える。図示例では、２５３個の窪み３５を形成している。最外周に形成した４個の貫通孔は、位置決めピン３３への位置決め穴３４である。
【００２４】
次いで、図１１および図１２に示すように、ニードル保持具１８の各窪み３５に、ニードル１３のプランジャロッド８の基部８Ａを夫々挿入し、弁体７を上方にして位置決めする。そして、図１３および図１４に示すように、立設された各ニードル１３にノズルプレート６付きのバルブハウジング５を被せて配置する。各ニードル１３の弁体７にノズルプレート６の弁座６Ｂを当接して着座状態とすることにより、バルブハウジング５の大径側５Ｂ端部はニードル保持具１８の各窪み３５の縁から僅か（例えば、０．２〜０．５ｍｍ）に浮かせて載置されることとなる。
【００２５】
図１５および図１６は、ハウジング保持具１９の断面図および底面図を示す。前記ハウジング保持具１９は、最外周に４個の貫通孔で形成した位置決め穴３６を備え、バルブハウジング５の大径部５Ｂおよび小径部５Ａと微小な隙間（例えば、０．２〜０．５ｍｍ）をもって嵌合する段付き貫通孔３７を、前記ニードル保持具１８の窪み３５と同じ位置・配列により備える。段付貫通孔３７の大径側穴３７Ｂの深さは、バルブハウジング５の大径部５Ｂの軸方向寸法より僅かに大きい寸法（例えば、０．３〜０．５ｍｍ程度）に形成し、同じく小径側孔３７Ａの軸方向寸法は、バルブハウジング５の小径部５Ａの軸方向寸法より若干（例えば、０．３〜０．５ｍｍ程度）短く形成している。
【００２６】
次いで、図１７および図１８に示すように、各プランジャロッド８毎にノズルプレート６付きのバルブハウジング５を倒立させて組合せたニードル保持具１８の上に、ハウジング保持具１９を、段付貫通孔３７の大径穴３７Ｂを下に且つ小径穴３７Ａを上にして、位置決めピン３３と位置決め穴３６とを係合させて、積層する。バルブハウジング５の大径部５Ｂは、ニードル保持具１８の上面から僅かに浮いている一方、ハウジング保持具１９の段付貫通孔３７の大径穴３７Ｂの底部である段付部分に接触して軸方向に拘束されて位置決めされる。
【００２７】
次いで、断熱層１７、ニードル保持具１８およびハウジング保持具１９とを、図示しない固定手段により固定し、図１９に示すように、上方に突出する位置決めピン３３を取外すことで、弁装置３の位置決めが完了する。
【００２８】
図２０は、保持装置１６による位置決め完了状態を示したものであり、ニードル１３はプランジャロッド８の基部８Ａをニードル保持具１８に設けた窪み３５の底部に接触させ且つ先端の弁体７をバルブハウジング５に一体のノズルプレート６の弁座６Ｂに着座させて軸方向に位置決め保持されている。また、バルブハウジング５の大径部５Ｂはニードル保持具１８の上面から僅かに浮いている一方、ハウジング保持具１９の段付貫通孔３７の段付面に当接させて軸方向に位置決め保持されている。バルブハウジング５のノズルプレート６の燃焼室側の端面６Ｃは、ハウジング支持具１９の表面から僅かに突出した状態で保持される。
【００２９】
また、ハウジング保持具１９の段付貫通孔３７の内面とバルブハウジング５の外周面との間には僅かな隙間が形成される。ニードル１３のプランジャロッド８の基部８Ａの外周面とニードル保持具１８の窪み３５の内周面との間にも僅かな隙間が形成される。これらの隙間は、バルブハウジング５およびニードル１３の組付作業性、安定した保持性の向上や加熱時の熱膨張量を吸収するために、寸法が選定されて形成される。
【００３０】
以上の手順でワーク３を保持するように組立てられた保持装置１６によれば、大量のノズルハウジング５とニードル１３との組合せ部品（ワーク）を保持装置１６により整然と密に並べる構造であるので、ロット単位で準備することができ、サプライヤ間のワーク搬送も効率的であり、被膜処理装置（プラズマＣＶＤ装置）への部品セッティング時間や梱包作業短縮に効果的であり、量産タクトを向上させることができ、かつ大量のワーク表面に一括して被膜を形成でき、製造コストの低減を図ることができる。
【００３１】
以上に説明した手順でワークを保持させて組立てられた保持装置１６を、被膜処理装置であるプラズマＣＶＤ装置のカソード電極２５上に設置し、図２１に示す手順により、プラズマＣＶＤ装置内での被膜形成処理を実行する。
【００３２】
即ち、第１工程Ｓ１に示すように、プラズマＣＶＤ装置内にワーク３をセットした保持装置１６をカソード電極２５上にセットする。次いで、第２工程Ｓ２に示すように、真空ポンプ３１により装置内の空気を排出する。次に、第３工程Ｓ３の被膜前処理作業としての昇温を行なう。この昇温は、装置内に不活性のアルゴンガスを導入し、高周波電源からマッチングボックスを介して高周波電極２５に（周波数１３．５６［ＭＨｚ］、３００［Ｗ］程度の）第１段階の高周波電力を供給してガスをプラズマ状態としてワーク３および保持装置１６の温度上昇を行う。
【００３３】
次いで、第４工程Ｓ４に示すように、被膜処理を実行する。この被膜処理は、装置内に、例えば、メタンガス（ＣＨ4）と６フッ化２炭素ガス（Ｃ2Ｆ6）との混合ガスを供給し、高周波電源３０からマッチングボックス２９を介して高周波電極２５に（周波数１３．５６［ＭＨｚ］、３００［Ｗ］程度の）第２段階の高周波電力を供給してガスをプラズマ状態とし、ワーク表面であるノズルプレート６表面６Ｃおよびノズルプレート６に形成した燃料噴射孔６Ａの内面および弁体７の先端表面にフッ素原子が取り込まれた炭素被膜１５を形成する。このノズルプレート６の表面６Ｃは、ハウジング保持具１９の表面から僅かに突出す程度として多数が配列されているため、プラズマが一部のノズルプレート６の表面６Ｃに集中して放電されることがなく、各ノズルプレート６表面６Ｃは一様に被膜１５される。
【００３４】
そして、上記被膜処理が終了した段階で、第５工程Ｓ５により装置内より処理ガスを排出し、第６工程Ｓ６により装置内より処理が終了したワーク３を保持している保持装置１６を取り出し、保持装置１６を分解することにより、被膜処理された複数のワーク３を得ることができる。
【００３５】
以上のように、多数のノズルハウジング５とニードル１３との組合せ部品（ワーク）を保持装置１６により整然と配列する構造であるので、大量のワーク表面に一括して被膜を形成でき、製造コストの低減を図ることができる。
【００３６】
また、部品である弁装置３を埋め込む構造の保持装置１６を使用するため、被膜処理装置内での被膜施工表面の凹凸を抑えることができ、凹凸ができることによるプラズマ放電時の局所集中放電による被覆膜厚を一定とならない不具合が解消され、被覆膜厚を一定に保ち、品質が安定する。
【００３７】
しかも、プラズマＣＶＤ法では、プラズマ放電でワーク３の温度が上昇するが、保持装置１６の下部に断熱材を備える断熱層１７を配置しているため、保持装置１６の下部からの放熱を最小限に抑えることができ、下部からその熱が逃げてワーク３が規定温度まで上昇せずに被覆密着性が悪化することがなく、ワーク３の温度を安定して規定温度に保持でき、被膜密着性を向上させることができる。
【００３８】
さらに、保持装置１６は位置決めピン３３により精度よく組立てられており、しかも断熱層１７の位置決め突起１７Ｄによりカソード電極２５上に精度よく位置決めして配置されていることにより、被膜処理装置内でのワーク設置位置が高精度になされることにより、被覆の歩留まりが改善できる。
【００３９】
また、ノズルプレート６が溶接されたノズルハウジング５加工完了部品と、ニードル１３の加工完了部品とを組合せて保持装置１６に保持させているため、ノズルプレート６表面６Ｃおよび燃料噴射孔６Ａ内の表面のみならず、弁座６Ｂに着座しているニードル１３の弁体７の先端表面にも皮膜を形成することができ、弁体７の先端表面へのデポジットの付着も抑制でき、燃料噴射量の低下を更に抑制することもできる。
【００４０】
図２２に示す保持装置１６Ａは、保持装置１６の第２実施例であり、ニードル保持具１８のプランジャ８基部８Ａを保持する各窪み３５の底部に耐熱性のあるシリコンゴム、ウレタンゴム若しくは金属スプリング等の弾性体３８を収容配置した構成のみが第１実施例の保持装置１６と相違し、その他の構成は第１実施例の保持装置１６と同様に構成している。
【００４１】
この保持装置１６Ａにおいては、ニードル１３がその基部８Ａ側から弾性体３８により付勢されることにより、先端の弁体７をバルブハウジング５のノズルプレート６の弁座６Ｂに弾接させた状態とでき、搬送時等においてバルブハウジング５とニードル１３との間にガタツキを生ずることがない。また、プラズマＣＶＤ法による被膜処理では、プラズマ放電で発生する熱によりワーク３が熱伸びを発生するが、こり熱伸びを前記弾性体３８により吸収することができる。また、弾性体３８によりノズルハウジング５とニードル１３に一定荷重を均一にかけることができるので、被覆作業時のワーク３のガタつきを排除でき、ニードル１３先端への被覆ムラを排除することができる。
【００４２】
図２３に示す保持装置１６Ｂは、保持装置１６の第３実施例であり、第１実施例の保持装置１６よりニードル１３を取除いてノズルプレート６付のバルブハウジング５のみを保持するようにしたものである。この実施例においては、断熱層１７に積層される中間保持具１８Ａの上面にバルブハウジング５の大径部５Ｂの下部を収容する多数の窪み４０を形成して構成している。したがって、中間保持具１８Ａの上面の窪み４０に大径部５Ｂを挿入して多数のバルブハウジング５を整列させて配列し、位置決めピン３３と位置決め穴３６とを係合させて、これらバルブハウジング５に、段付貫通孔３７の大径穴３７Ｂを下に且つ小径穴３７Ａを上にしてハウジング保持具１９を被せて積層する。なお、前記大径穴３７Ｂの軸方向寸法は、第１、２実施例のハウジング保持具１９における軸方向寸法より短く形成され、前記中間保持具１８Ａの窪み４０の軸方向寸法との合計寸法が前記大径部５Ｂの軸方向寸法と同等となるように設定している。バルブハウジング５は、その大径部５Ｂをハウジング保持具１９の段付貫通孔３７の大径穴３７Ｂの底部である段付部分に接触して軸方向に拘束されて位置決めされる。
【００４３】
この保持装置１６Ｂにおいては、ノズルプレート６付きのバルブハウジング５のみが位置決め保持されるものであるため、図２４に示すように、被膜はノズルプレート６の燃焼室側の表面６Ｃと噴射孔６Ａの内面とに施される。プラズマＣＶＤによる被膜では、プラズマ放電の直進性が高いため、被膜がノズルプレート６の弁座６Ｂに廻りこんで付着することがなく、ノズルプレート６の弁座６Ｂを再度研磨する必要がない。
【００４４】
この実施例においても、多数のノズルハウジング５（ワーク）を保持装置１６Ｂにより整然と配列する構造であるので、大量のワーク表面に一括して被膜を形成でき、製造コストの低減を図ることができる。
【００４５】
また、部品であるバルブハウジング５を埋め込む構造の保持装置１６Ｂを使用するため、被膜処理装置内での被膜施工表面の凹凸を抑えることができ、凹凸ができることによるプラズマ放電時の局所集中放電による被覆膜厚を一定とならない不具合が解消され、被覆膜厚を一定に保ち、品質が安定する。
【００４６】
しかも、プラズマＣＶＤ法では、プラズマ放電でワークの温度が上昇するが、保持装置１６Ｂの下部に断熱材を備える断熱層１７を配置しているため、保持装置１６Ｂの下部からの放熱を最小限に抑えることができ、下部からその熱が逃げてワークが規定温度まで上昇せずに被覆密着性が悪化することがなく、被膜密着性を向上させることができる。
【００４７】
さらに、保持装置１６Ｂは位置決めピン３３により精度よく組立てられており、しかも断熱層１７の位置決め突起１７Ｄによりカソード電極２５上に精度よく位置決めして配置されていることにより、被膜処理装置内でのワーク設置位置が高精度になされることにより、被覆によるの歩留まりが改善できる。
【００４８】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００４９】
（ア）被膜処理装置であるプラズマＣＶＤ装置により弁装置３の燃焼室に露出するノズルプレート６の表面６Ｃおよび噴射孔６Ａ内面にデポジット付着防止の被膜を形成する内燃機関用の燃料噴射弁１の製造装置および製造方法であり、被膜処理装置のカソード電極２５上に配置可能であり、内部に弁装置３の少なくともノズルプレート６若しくはノズルプレート６と一体的となった部品５を収容可能であり、プラズマＣＶＤ装置のアノード電極２３に対面する表面に開口する複数の保持穴３５、３７を整列させて備える保持装置１６を設け、前記保持装置１６の複数の保持穴３５、３７に、燃料噴射弁１の弁装置３の燃焼室へ露出するノズルプレート６の表面６Ｃを、前記複数の保持穴３５、３７の開口面からプラズマＣＶＤ装置のアノード電極２３に夫々対面するよう夫々露出させて、複数の弁装置３のノズルプレート６若しくはノズルプレート６と一体的となった部品５を保持装置１６により位置決めし、前記位置決めした複数の弁装置３のノズルプレート６若しくはノズルプレート６と一体的となった部品５とその保持装置１６とをプラズマＣＶＤ装置のカソード電極２５上に配置して、アノード電極２３に対面するノズルプレート６の表面６Ｃおよび噴射孔６Ａ内面にデポジット付着防止の被膜を形成するようにしている。
【００５０】
したがって、前記保持装置１６により、プラズマＣＶＤ装置内で大量のワーク３が被膜を必要とするノズルプレート６表面６Ｃおよび噴射孔６Ａ内面をアノード電極２３に対面させて保持されるので、被膜を必要とするノズルプレート６表面６Ｃおよび噴射孔６Ａ内面に一括して被膜でき、コスト低減が図れる。同時に、大量のワーク３が凹凸なく安定して保持されるので、得られる被膜の膜厚を一定に保つことができ、被膜品質を向上できる。また、保持装置１６により大量のワーク３を保持するものであるため、プラズマＣＶＤ装置へワークセッティング時間やワーク梱包作業も保持装置１６と共に実施すれば、効果的に時間短縮でき、サプライヤ間の部品搬送も容易となり、量産タクトを向上できる。
【００５１】
（イ）保持装置１６は、カソード電極２５側の保持部材１８とアノード電極側の保持部材１９とより構成され、カソード電極２５側の保持部材１８上に弁装置３の少なくともノズルプレート６若しくはノズルプレート６と一体的となった部品５を配列した状態でアノード電極２３側の保持部材１９を積層して、これらの部品を保持穴３７により位置決め保持するようにしている。即ち、保持装置１６は、カソード電極２５側の保持部材１８とアノード電極２３側の保持部材１９とより構成され、前記カソード電極２５側保持部材１８上に弁装置３の少なくともノズルプレート６若しくはノズルプレート６と一体的となった部品５を配列し、前記カソード電極２５側保持部材１８および前記配列状態のノズルプレート６若しくはノズルプレート６と一体的となった部品５にアノード電極２３側の保持部材１９を積層して、これらの部品を保持穴３７により位置決め保持するようにしている。このため、ワーク３の被膜が必要な部分のみが保持装置１６から露出させて位置決めされており、プラズマＣＶＤ装置内でワーク表面同士に凹凸が生ずることによるプラズマ放電の局所集中を防止でき、ワーク表面同士の凹凸を抑えて、夫々のワーク３に得られる被覆の膜厚を一定に保つことができ、被膜品質を向上できる。
【００５２】
（ウ）保持装置１６のカソード電極２５側保持部材１８は、弁体７をアノード側電極２３に向けた状態でニードル１３を保持穴３５に軸心を合わせて配列可能となっており、前記各ニードル１３の各弁体７を弁座６Ｂに着座させてノズルプレート６若しくはノズルプレート６と一体的となった部品５を配列し、その状態でアノード電極２３側保持部材１９を積層して、これらの部品を保持穴３７により位置決め保持する。即ち、前記カソード電極２５側保持部材１８に弁体７を備えたニードル１３を弁体７をアノード側電極２３に向けた状態で保持穴３５に軸心を合わせて配列し、前記配列したニードル１３の各弁体７を弁座６Ｂに着座させてノズルプレート６若しくはノズルプレート６と一体的となった部品５を配列し、これらの上からアノード電極２３側保持部材１９を積層して、弁装置３の部品を保持穴３７により位置決め保持するようにしている。
【００５３】
このため、従来技術のように弁座６Ｂを保護するマスキング治具を使用せずに、研削加工等の完了したニードル１３を直接組合せて被覆させるので、噴射孔６Ａ内壁と同時に、従来技術では被膜施工が困難だったニードル１３（弁体７）先端への局所的な被膜も容易となり、ニードル１３（弁体７）先端へのデポジット付着による内燃機関の燃料噴射量の低下を更に抑制できる。しかも、部品として完成したニードル１３を、部品として完成したノズルハウジング５に組合せるので、密封度向上のための弁座６Ｂの再研磨加工を不要とでき、研磨屑による噴射孔６Ａ内面の被覆の損傷が発生しない。
【００５４】
（エ）図２２に示すように、保持装置６Ａのカソード電極２５側保持部材１８は、弁体７を備えたニードル１３をノズルプレート６の弁座６Ｂに着座させるよう付勢する弾性手段３８を備えていることにより、先端の弁体７をバルブハウジング５のノズルプレート６の弁座６Ｂに弾接させた状態とでき、搬送時等においてバルブハウジング５とニードル１３との間にガタツキを生ずることがない。また、プラズマＣＶＤ法による被膜処理では、プラズマ放電で発生する熱によりワーク３が熱伸びを発生するが、この熱伸びを前記弾性体３８により吸収することができる。また、弾性体３８によりノズルハウジング５とニードル１３に一定荷重を均一にかけることができるので、被覆作業時のワーク３のガタツキを排除でき、ニードル１３先端への被覆ムラを排除することができる。
【００５５】
（オ）保持装置１６は、前記プラズマＣＶＤ装置のカソード電極２５との間に配置する断熱材（１７）を備えることにより、保持装置１６の下部からの放熱を最小限に抑えることができ、下部からその熱が逃げてワーク３が規定温度まで上昇せずに被覆密着性が悪化することがなく、ワーク３の温度を安定して規定温度に保持でき、被膜密着性を向上させることができる。
【００５６】
（カ）プラズマＣＶＤ装置内でもワーク３の設置位置により被覆の品質が異なるものであるが、保持装置１６は、位置決め手段１７Ｄ、２５Ａにより前記プラズマＣＶＤ装置のカソード電極２５の中央に位置決めされるものであることにより、保持装置１６は位置決めピン３３により精度よく組立てられていることと相俟って、被膜処理装置内でのワーク設置位置が高精度になされることにより、被覆の歩留まりが改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態の製造装置および製造方法を適用しようとする燃料噴射弁の概略断面図。
【図２】同じく燃料噴射弁の弁装置を示す概略断面図。
【図３】弁装置の要部拡大断面図。
【図４】弁装置の類例を示す要部拡大断面図。
【図５】燃料噴射弁の製造装置であるプラズマＣＶＤ装置の概略説明図。
【図６】図５に示すプラズマＣＶＤ装置へのワークの配置レイアウト図。
【図７】本実施形態の燃料噴射弁の製造装置である保持装置の斜視図。
【図８】保持装置における断熱層の断面図。
【図９】図８の断熱層を含む保持装置のワーク保持具の断面図。
【図１０】ワーク保持具の平面図。
【図１１】図９に示すワーク保持具へのニードルの配列状態を示す説明図。
【図１２】図１１の要部拡大図。
【図１３】図１１の保持装置へのバルブハウジングの装着状態を示す説明図。
【図１４】図１３の要部拡大図。
【図１５】ハウジング保持具の断面図。
【図１６】ハウジング保持具の底面図。
【図１７】ハウジング保持具を積層した状態の保持装置の断面図。
【図１８】図１７の要部拡大図。
【図１９】組み上がった保持装置の断面図。
【図２０】保持装置によるワーク保持状態を示す断面図。
【図２１】プラズマＣＶＤ装置による被膜の処理工程を示す工程図。
【図２２】保持装置の第２実施例を示す要部断面図。
【図２３】保持装置の第３実施例を示す要部断面図。
【図２４】第３実施例の保持装置によるワークへの被膜状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００５８】
１  燃料噴射弁
２  ハウジング
３  弁装置
４  ソレノイド装置
５  バルブハウジング
６  ノズルプレート
７  弁体
８  プランジャロッド
９  過流発生器
１０  アーマチュア
１１  コア
１２  コイル
１３  ニードル
１５  被膜
１６  保持装置
１７  断熱層
１８  ニードル保持具
１９  ハウジング保持具
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図２２】
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【図２３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２４】
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