(57)【要約】【課題】噴孔部材の変形量の管理が容易であり、噴孔部材の割れが防止される燃料噴射装置を提供する。【解決手段】噴孔部材３０を弁ボディ２０に取り付ける場合、噴孔部材３０は筒部３１の反底部側端部３４が段差部２５に突き当たるまで弁ボディ２０に圧入される。噴孔部材３０の底部３２は弁ボディ２０側に突出しており、底部３２が弁ボディ２０に当接することにより、底部３２は変形する。弁ボディ２０の小径部２５の軸方向の長さ、噴孔部材３０の底部３２の突出量、ならびに筒部３１の軸方向の長さを規定することにより、噴孔部材３０を弁ボディ２０に取り付ける際の底部３２の変形量は一定となる。したがって、噴孔部材３０の底部３２の変形量の管理が容易である。また、互いに接している段差部２５と反底部側端部３４とを溶接することにより、溶接を容易に実施することができる。【選択図】    図１
2004263660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料通路を形成する内周面に弁部材が着座可能な弁座を有する弁ボディと、
前記弁座に対し燃料の流れの出口側に設置され、前記燃料通路を流れる燃料を噴射する複数の噴孔を形成している噴孔部材とを備え、
前記弁ボディは、外径の異なる大径部および小径部、ならびに前記大径部と前記小径部との間に形成される段差部を有し、
前記噴孔部材は、前記噴孔が形成される底部、ならびに前記小径部の外周側を覆う筒部を有する有底筒状に形成され、
前記筒部の反底部側端部は前記段差部に接していることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記段差部と前記反底部側端部とは溶接されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料を噴射する燃料噴射装置に関し、例えば筒内直噴用のインジェクタに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、有底筒状（カップ状）に形成した噴孔部材を、弁ボディの先端に設置する燃料噴射装置が知られている（特許文献１参照）。このような燃料噴射装置では、薄板状の噴孔部材に形成される噴孔の内径または傾斜角度を調整することにより、噴孔から噴射する燃料の噴射量および噴射方向を高精度に調整することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１１７８３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
噴孔部材は、例えばプレス加工などにより精密な噴孔が多数形成される。そのため、噴孔部材の板厚は小さい方が望ましい。一方、近年例えばエンジンの燃焼室に燃料を直接噴射する場合のように、燃料噴射装置から噴射される燃料は高圧化している。そのため、噴孔部材は、板厚を小さくすると、燃料の圧力によって生じる応力に対する強度が低下する。その結果、噴孔部材の割れなどを招くおそれがある。
【０００５】
そこで、噴孔が形成されている噴孔部材の底部をあらかじめ弁ボディ方向へ突出させておき、噴孔部材を弁ボディに取り付ける際に、噴孔部材の突出した底部を弁ボディに当接させることによって、上記底部を反突出側へと変形させることが考えられる。これにより、燃料の圧力によって生じる応力に対する抗力を、上記底部に生じさせ、噴孔部材の割れを防止する。しかし、底部の変形量に応じて燃料の圧力によって生じる応力に対する抗力が変化する。したがって、底部の取り付け時における噴孔部材の変形量を精密に管理する必要がある。
しかしながら、上記従来技術では、噴孔部材と弁ボディとの寸法交差によっては、噴孔部材を弁ボディに取り付けた際、噴孔部材の軸方向位置が所望の位置からずれてしまうため、上記変形量の管理が非常に困難であった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、噴孔部材の変形量の管理が容易であり、噴孔部材の割れが防止される燃料噴射装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によると、弁ボディは外径の異なる大径部と小径部との間に段差部を有している。この段差部には、筒部の反底部側端部が接している。段差部に反底部側端部が接することにより、噴孔部材は弁ボディの軸方向の位置が規定される。したがって、噴孔部材を弁ボディに取り付けた際の噴孔部材の変形量を容易に管理することができ、噴孔部材の割れを防止することができる。また、筒部は小径部の外周側を覆っている。そのため、筒部が内周側へ変形することを防止できる。
【０００８】
従来のように、弁ボディの径方向外側を覆って噴孔部材の筒部を取り付ける場合、弁ボディと噴孔部材とを固定するためには噴孔部材の筒部の外側から溶接を実施する必要がある。すなわち、弁ボディと噴孔部材との溶接時には筒部を経て溶接を実施する必要があり、溶接量が増大し大きなエネルギーを必要とする。一方、本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によると、段差部と反底部側端部とが接しており、この部分が溶接されている。そのため、噴孔部材の筒部を経て溶接を実施する必要がない。これにより、弁ボディと噴孔部材との溶接量は低減される。したがって、溶接時に必要なエネルギーを低減することができるとともに、溶接時の加工工数を低減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例による燃料噴射装置を適用したインジェクタを図２に示す。本実施例におけるインジェクタ１０は、ガソリンエンジンの燃焼室に燃料を直接噴射する、いわゆる筒内直噴用のインジェクタである。
弁ボディ２０は、金属から形成されており、弁ハウジング１１の燃料噴射側の端部の内周側に溶接により固定されている。弁ボディ２０は、燃料の流れ方向において噴孔部材３０側へ向けて内径が縮小する円錐面状の内周面を有している。図３に示すように、内周面には弁部材としてのニードル１２が着座可能な弁座２１が形成されている。弁ボディ２０の内周面とニードル１２との間には燃料通路２２が形成されている。弁ボディ２０は、筒状に形成されており、内周側にニードル１２を往復移動可能に収容している。
【００１０】
噴孔部材３０は、金属からなる板材状の母材を略コの字状に折り曲げることによって、有底筒状に形成されており、弁ボディ２０の端部に取り付けられている。噴孔部材３０は、弁ボディ２０の外側を周方向へ包囲する筒部３１、ならびに弁ボディ２０の先端側を包囲する底部３２を有している。底部３２には、噴孔３３が形成されている。噴孔３３は、底部３２を板厚方向へ貫いて形成されており、弁座２１の燃料出口側とインジェクタ１０の外部とを連通している。ニードル１２が弁座２１に着座すると、燃料通路２２と噴孔３３との連通は遮断され燃料は噴孔３３から噴射されない。一方、ニードル１２が弁座２１から離座すると、燃料通路２２と噴孔３３とが連通し、燃料は噴孔３３から噴射される。
【００１１】
図２に示す筒部材１３は、弁ハウジング１１の反噴孔側の内周側に挿入され、溶接により弁ハウジング１１に固定されている。筒部材１３は、噴孔部材３０側から第一磁性筒部１３１、非磁性筒部１３２および第二磁性筒部１３３により構成されている。非磁性筒部１３２は第一磁性筒部１３１と第二磁性筒部１３３との磁気的な短絡を防止している。
【００１２】
可動コア１４は、磁性材料で円筒状に形成されており、ニードル１２の反噴孔側の端部と溶接により固定されている。可動コア１４はニードル１２とともに往復移動する。可動コア１４の筒壁を貫く流出孔１４１は、可動コア１４の筒内外を連通する燃料通路を形成している。
固定コア１５は磁性材料で円筒状に形成されている。固定コア１５は、筒部材１３内に挿入されており、筒部材１３と溶接により固定されている。固定コア１５は可動コア１４に対し反噴孔側に設置され可動コア１４と向き合っている。
【００１３】
アジャスティングパイプ１６は固定コア１５に圧入され、内部に燃料通路を形成している。スプリング１７は一端部でアジャスティングパイプ１６に係止され、他端部で可動コア１４に係止されている。アジャスティングパイプ１６の圧入量を調整することにより、可動コア１４に加わるスプリング１７の荷重は変更される。スプリング１７の付勢力により可動コア１４およびニードル１２は弁座２１に向けて付勢されている。
【００１４】
コイル４１はスプール４２に巻回されている。ターミナル４３はコネクタ４４にインサート成形されており、コイル４１と電気的に接続している。コイル４１に通電すると、可動コア１４と固定コア１５との間に磁気吸引力が働き、スプリング１７の付勢力に抗して可動コア１４は固定コア１５側に吸引される。
【００１５】
フィルタ１８は、固定コア１５の燃料流れ上流側に設置されており、インジェクタ１０に供給される燃料中の異物を除去する。固定コア１５内にフィルタ１８を通して流入した燃料は、アジャスティングパイプ１６の内周側、可動コア１４の内周側、流出孔１４１、弁ハウジング１１とニードル１２との間を順次通過する。ニードル１２が弁座２１から離座すると、燃料はニードル１２と弁ボディ２０との間に形成される燃料通路２２を経由して噴孔３３へ導かれる。
【００１６】
次に、噴孔部材３０およびその近傍について詳細に説明する。
噴孔部材３０は、図１に示すように有底筒状に形成され、筒部３１および底部３２を有している。筒部３１は、円筒状に形成され、軸方向の一方の端部側に底部３２が接続されている。一方、弁ボディ２０は、図１に示すように外径が異なる大径部２３および小径部２４を有している。小径部２４は、大径部２３よりも噴孔部材３０が取り付けられる先端側すなわち反筒部材側に配置されている。弁ボディ２０に外径が異なる大径部２３および小径部２４を設置することにより、図４に示すように弁ボディ２０の大径部２３と小径部２４との接続部には段差部２５が形成される。
【００１７】
図１に示すように、噴孔部材３０の筒部３１は弁ボディ２０の小径部２４の外周側を包囲している。筒部３１の内径を小径部２４の外径と概ね同一に設定する場合、筒部３１は小径部２４に圧入される。また、このとき、筒部３１の底部３２とは反対側の端部すなわち反底部側端部３４は弁ボディ２０の段差部２５に突き当てられ、段差部２５と反底部側端部３４とは接している。段差部２５に筒部３１の反底部側端部３４が突き当てられることにより、弁ボディ２０の軸方向への噴孔部材３０の移動は規制される。筒部３１の反底部側端部３４と段差部２５とは、接している部分において溶接され、噴孔部材３０は弁ボディ２０に固定される。
【００１８】
筒部３１の外径は、大径部２３の外径と概ね同一である。すなわち、段差部２５の段差は、筒部３１の板厚と概ね同一である。そのため、弁ボディ２０に噴孔部材３０を取り付けたとき、弁ボディ２０の大径部２３の外壁面と筒部３１の外壁面とは概ね同一の円筒面を形成する。
【００１９】
噴孔部材３０の底部３２には複数の噴孔３３が形成されている。噴孔３３は、例えば底部３２と同心円周上に配置されている。なお、噴孔３３は、単一または二重の同心円周上に配置してもよく、同心円周上に限らず任意に配置してもよい。底部３２は、内壁面３２ａが弁ボディ２０の先端面２０ａと接している。噴孔部材３０は、図５に示すように弁ボディ２０に取り付けられていないとき、底部３２が外周側から中心側にかけて筒部３１側すなわち弁ボディ２０側へ突出している。すなわち、底部３２は中心側ほど弁ボディ２０方向へ突出する曲面状に形成されている。そのため、弁ボディ２０の反筒部材側の先端部に噴孔部材３０を取り付けたとき、突出した底部３２は反弁ボディ方向へ変形する。これにより、噴孔部材３０には元の形状に戻ろうとする応力が生じ、この応力は噴孔部材３０に燃料の圧力が加わったときに生じる応力を打ち消す抗力として作用する。
【００２０】
従来の場合、図６に示すように噴孔部材１００は弁ボディ１０１の先端部に取り付けられている。この場合、弁ボディ１０１に対する噴孔部材１００の圧入荷重を変更することにより、噴孔部材１００の底部１０２の変形量を調整している。そのため、弁ボディ１０１に対する噴孔部材１００の微妙な位置合わせ、ならびに底部１０２の変形量の調整は困難である。
【００２１】
一方、本実施例の場合、図１に示すように弁ボディ２０の段差部２５に筒部３１の反底部側端部３４が接することにより、弁ボディ２０の軸方向に対する噴孔部材３０の移動は規制される。そのため、図４に示すように、底部３２の突出量Ｄ、筒部３１の軸方向の長さＬ１、ならびに小径部２４の軸方向の長さＬ２を規定すると、噴孔部材３０の取り付け時における底部３２の変形量は一定となる。その結果、段差部２５に反底部側端部３４が接するまで噴孔部材３０を弁ボディ２０に圧入することにより、底部３２は所定の変形量となる。
【００２２】
次に、本実施例によるインジェクタ１０の製造方法について説明する。
弁ボディ２０および噴孔部材３０は、所定の工程により図４に示すような所定の形状に加工される。噴孔部材３０は、例えばプレス加工により図５に示すように筒部３１および底部３２を有する形状に成形されるとともに、底部３２に噴孔３３が形成される。また、このとき噴孔部材３０の底部３２は筒部３１側に突出した曲面状に形成される。弁ボディ２０および噴孔部材３０が所定の形状に成形されると、弁ボディ２０に噴孔部材３０が取り付けられる。
【００２３】
噴孔部材３０は、図４に示すように弁ボディ２０の小径部２４側すなわち先端面２０ａ側の端部から取り付けられる。小径部２４の外径は筒部３１の内径と概ね同一であるため、噴孔部材３０は弁ボディ２０に圧入される。噴孔部材３０は、筒部３１の反底部側端部３４が段差部２５に突き当たるまで圧入される。このとき、噴孔部材３０の底部３２は、筒部３１側に突出している内壁面３２ａが弁ボディ２０の先端面２０ａと当接することにより反弁ボディ方向へ変形する。
【００２４】
段差部２５に筒部３１の反底部側端部３４が突き当たることにより、噴孔部材３０の軸方向の移動は規制される。これにより、弁ボディ２０に対する噴孔部材３０の位置が規定されるとともに、底部３２の変形量が規定される。段差部２５に反底部側端部３４が突き当たると、噴孔部材３０の圧入は完了する。
【００２５】
噴孔部材３０の圧入が完了すると、互いに接している筒部３１の反底部側端部３４と段差部２５との間は溶接される。すなわち、図１の矢印Ｗに示す位置において溶接が実施される。反底部側端部３４と段差部２５とは、弁ボディ２０の周方向へ溶接される。反底部側端部３４と段差部２５とを溶接することにより、噴孔部材３０は弁ボディ２０に固定される。
【００２６】
従来の場合、図６に示すように弁ボディ１０１の先端部に噴孔部材１００を圧入した後、噴孔部材１００を弁ボディ１０１に重ね合わせて溶接されている。すなわち、図６の矢印ｗに示す位置において溶接が実施される。そのため、噴孔部材１００を弁ボディ１０１に固定する場合、噴孔部材１００の筒部１０３を介して溶接を実施する必要があり、溶接時における溶かし量が増大する。その結果、噴孔部材１００と弁ボディ１０１との溶接には大きなエネルギーを必要とするとともに、溶接に長時間を必要とする。
【００２７】
これに対し、本実施例の場合、図１に示すように筒部３１の反底部側端部３４と弁ボディ２０の段差部２５とを溶接することにより、部材が介在することなく溶接が実施される。そのため、溶接時における溶かし量、ならびに溶接に要する工数が低減される。
弁ボディ２０に噴孔部材３０が固定されると、一体となった弁ボディ２０および噴孔部材３０は弁ハウジング１１の内周側に挿入される。そして、一体の弁ボディ２０および噴孔部材３０は弁ハウジング１１に溶接される。これにより、噴孔部材３０が取り付けられた弁ボディ２０は弁ハウジング１１に固定される。
【００２８】
本発明の一実施例では、弁ボディ２０が段差部２５を有しており、この段差部２５に筒部３１の反底部側端部３４が突き当てられている。段差部２５に筒部３１が突き当てられることにより、弁ボディ２０に対する噴孔部材３０の移動が規制される。そのため、底部３２の突出量Ｄ、筒部３１の軸方向の長さＬ１、ならびに小径部２４の軸方向の長さＬ２を規定することにより、噴孔部材３０の底部３２の変形量が調整される。すなわち、噴孔部材３０の圧入荷重を管理することなく、噴孔部材３０の底部３２の変形量を調整することができる。したがって、噴孔部材３０の変形量を容易に管理することができる。また、噴孔部材３０を弁ボディ２０に圧入することにより、弁ボディ２０の先端面２０ａと底部３２の内壁面３２ａとが当接し底部３２は変形する。これにより、噴孔部材３０には燃料の圧力よって噴孔部材３０に生じる応力を打ち消す抗力が作用する。したがって、噴孔部材３０への応力の集中を低減し、噴孔部材３０の割れを防止することができる。
【００２９】
本発明の一実施例では、互いに接している段差部２５と反底部側端部３４との間が溶接され、噴孔部材３０は弁ボディ２０に固定されている。そのため、弁ボディ２０と噴孔部材３０との溶接時における溶かし量は低減される。したがって、溶接に必要なエネルギーを低減することができるとともに、溶接に要する工数を低減することができる。また、溶接時における噴孔部材３０の変形を低減することができる。
また、一実施例では、筒部３１は小径部２４の外周側を包囲している。そのため、噴孔部材３０の筒部３１は内側から小径部２４によって支持される。したがって、筒部３１の変形を低減することができる。
【００３０】
以上、説明した本発明の一実施例では、本発明をガソリンエンジン用のインジェクタに適用する例について説明したが、これに限らず、例えばディーゼルエンジン用のインジェクタに適用してもよい。
また、上記実施例では、本発明を筒内直噴用のインジェクタに適用する例について説明したが、これに限らず、例えば吸気管噴射用のインジェクタに適用してもよい。
また、上記実施例では、筒部３１の反底部側端部３４と段差部２５との接合部分において溶接されているが、これに限らず、例えば上記接合部（筒部３１の反底部側端部３４）で溶接せずに、筒部３１（反底部側端部３４と底部３２との間）で溶接するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるインジェクタの弁ボディおよび噴孔部材を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例によるインジェクタを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例によるインジェクタの要部を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例によるインジェクタの弁ボディおよび噴孔部材を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施例によるインジェクタの噴孔部材を示す断面図である。
【図６】従来のインジェクタの弁ボディおよび噴孔部材を示す断面図である。
【符号の説明】
１０    インジェクタ（燃料噴射装置）
１２    ニードル（弁部材）
２０    弁ボディ
２１    弁座
２２    燃料通路
２３    大径部
２４    小径部
２５    段差部
３０    噴孔部材
３１    筒部
３２    底部
３３    噴孔
３４    反底部側端部
【図１】
2004263660.tif 000003
【図２】
2004263660.tif 000004
【図３】
2004263660.tif 000005
【図４】
2004263660.tif 000006
【図５】
2004263660.tif 000007
【図６】
2004263660.tif 000008