(57)【要約】　　　（修正有）【課題】オリフィスプレート上の複数の斜角オリフイス及び斜角オリフイスの形成方法を提供する。【解決手段】出口近くに位置するオリフィスプレート３００を有する燃料噴射器で、オリフィスプレートは互いに所定の距離だけ離隔した第１及び第２のプレート３０２ａ、３０２ｂと、縦方向軸に沿って延び、互いに離隔した第１及び第２の表面１４ａ，１４ｂを有するオリフィス１４とを備え、第１の表面１４ａは、縦方向軸に対して傾斜した第１の方向に向いた第１の方向特性を有する第１の領域３１０ａを含み、第２の表面１４ｂは、縦方向軸に対して傾斜した第２の方向に向いた第２の方向特性を有する第２の領域３１０ｂを含む。【選択図】図２Ｂ
2004036604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口、出口及び入口と出口の間の通路を有し、縦方向軸に沿って延びるハウジングを備えた燃料噴射器であって、
入口近くに位置し、アーマチャー及び電磁コイルを有する電磁アクチュエーターと、
電磁アクチュエーターにより作動可能であり、第１の位置で出口への燃料の流れを阻止し、第２の位置で出口への燃料の流れを許容する閉鎖部材と、
出口近くに位置し、縦方向軸に沿って互いに所定の距離だけ離隔した第１及び第２の表面と、それらの表面間を延びるオリフィスとを有するオリフィスプレートとより成り、
オリフィスは、第１のオリフィス表面と、その第１のオリフィス表面から離隔した第２のオリフィス表面とを有し、第１のオリフィス表面は、縦方向軸に対して傾斜した第１の方向に向いた第１の表面特性を有する第１の領域を含み、第２のオリフィス表面は、縦方向軸に対して傾斜した第２の方向に向いた第２の表面特性を有する第２の領域を含む燃料噴射器。
【請求項２】
所定の距離は約０．００１と０．０１０インチの間の距離である請求項１の燃料噴射器。
【請求項３】
所定の距離は約０．００６インチである請求項２の燃料噴射器。
【請求項４】
第１の領域と第２の領域とは、連続する移行ラインが第１の領域と第２の領域とを分離するようにする接触している請求項１の燃料噴射器。
【請求項５】
移行領域は、第１及び第２の領域の結晶構造とは異なる結晶構造を有する請求項４の燃料噴射器。
【請求項６】
第１及び第２のプレート表面の一方と、第１及び第２の領域の少なくとも一方に近い第１及び第２のオリフィス表面のうちの一方との交差部は、少なくとも隆起部分を含む請求項５の燃料噴射器。
【請求項７】
第１の領域と第２の領域とは移行領域により離隔している請求項１の燃料噴射器。
【請求項８】
移行領域は、第１及び第２の領域の結晶構造とは異なる結晶構造を有する請求項７の燃料噴射器。
【請求項９】
第１及び第２のプレート表面の一方と、第１及び第２の領域の少なくとも一方に近い第１及び第２のオリフィス表面のうちの一方との交差部は、少なくとも隆起部分を含む請求項８の燃料噴射器。
【請求項１０】
第１及び第２のプレート表面の一方と、第１及び第２の領域の少なくとも一方に近い第１及び第２のオリフィス表面のうちの一方との交差部は、少なくとも隆起部分を含む請求項１の燃料噴射器。
【請求項１１】
第１の領域は、第２の領域の結晶構造とは異なる結晶構造を有する請求項１０の燃料噴射器。
【請求項１２】
第１の方向は第２の方向とはほぼ反対の方向である請求項１１の燃料噴射器。
【請求項１３】
第１の方向は第２の方向に対してほぼ斜めである請求項１１の燃料噴射器。
【請求項１４】
第１の特性は、オリフィスの塑性変形材料が第１の方向に向いている特性である請求項１の燃料噴射器。
【請求項１５】
第２の特性は、オリフィスの塑性変形材料が第２の方向に向いている特性である請求項１の燃料噴射器。
【請求項１６】
流体の流れを制御する弁組立体であって、
第１及び第２の端部を有する本体と、
本体内で作動可能なアクチュエーターと、
アクチュエーターにより一方の位置で流体の流れを阻止し、別の位置で流体の流れを許容するように作動可能な閉鎖部材と、
一方の位置で閉鎖部材と接触して密封表面を形成する表面と、
第１及び第２の端部のうちの一方の近くに位置するオリフィスプレートとより成り、
オリフィスプレートは、
縦方向軸に沿って互いに所定の距離だけ離隔した第１及び第２のプレート表面と、
第１と第２のプレート表面間を延びるオリフィスとを有し、
オリフィスは、第１のオリフィス表面と、その第１のオリフィス表面から離隔した第２のオリフィス表面とを有し、第１のオリフィス表面は縦方向軸に対して傾斜した第１の方向に向いた第１の表面特性を有する第１の領域を含み、第２のオリフィス表面は縦方向軸に対して傾斜した第２の方向に向いた第２の表面特性を有する第２の領域を含む弁組立体。
【請求項１７】
所定の距離は約０．００１と０．０１０インチの間の距離である請求項１６の燃料噴射器。
【請求項１８】
所定の距離は約０．００６インチである請求項１７の燃料噴射器。
【請求項１９】
第１の領域と第２の領域とは、連続する移行ラインが第１の領域と第２の領域とを分離するようにする接触している請求項１６の燃料噴射器。
【請求項２０】
第１及び第２のプレート表面の一方と、第１及び第２の領域の少なくとも一方に近い第１及び第２のオリフィス表面のうちの一方との交差部は、少なくとも隆起部分を含む請求項１６の燃料噴射器。
【請求項２１】
移行領域は、第１及び第２の領域の結晶構造とは異なる結晶構造を有する請求項２０の燃料噴射器。
【請求項２２】
第１の領域と第２の領域とは移行領域により離隔している請求項１６の燃料噴射器。
【請求項２３】
第１及び第２のプレート表面の一方と、第１及び第２の領域の少なくとも一方に近い第１及び第２のオリフィス表面のうちの一方との交差部は、少なくとも隆起部分を含む請求項１６の燃料噴射器。
【請求項２４】
移行領域は、第１及び第２の領域の結晶構造とは異なる結晶構造を有する請求項２３の燃料噴射器。
【請求項２５】
第１の領域は、第２の領域の結晶構造とは異なる結晶構造を有する請求項１６の燃料噴射器。
【請求項２６】
第１及び第２のプレート表面の一方と、第１及び第２の領域の少なくとも一方に近い第１及び第２のオリフィス表面のうちの一方との交差部は、少なくとも隆起部分を含む請求項２５の燃料噴射器。
【請求項２７】
第１の方向は第２の方向とはほぼ反対の方向である請求項１６の燃料噴射器。
【請求項２８】
第１の方向は第２の方向に対してほぼ斜めである請求項１６の燃料噴射器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
現代の自動車用燃料系統は殆ど、燃料噴射器を用いて各燃焼室に注入される燃料を正確に計量している。燃料噴射器はさらに、注入時に燃料を霧化して多数の非常に細かい粒子にすることにより、注入される燃料の表面積を増加させ、通常は周囲空気である酸化剤と燃焼前にさらに完全に混合されるようにする。燃料を正確に計量して霧化すると、燃焼排出物が減少し、エンジンの燃料効率が増加する。
【０００２】
電磁式燃料噴射器は、通常はソレノイド組立体により燃料計量弁を作動する力を供給する。燃料計量弁はプランジャー型ニードル弁であるのが一般的であり、この弁は、ニードルが弁座に着座して計量オリフィスを介する燃料の燃料室への流入を阻止する閉位置と、ニードルが弁座から持ち上げられて計量オリフィスを介する燃料の燃焼室への流入を許容する開位置との間を往復運動する。
【０００３】
燃料は、燃料噴射器を通過した後、通常はその出口端部から流れ出る。この出口端部は、燃料噴射器を出る燃料のスプレーパターンと方向を部分的に制御するための少なくとも１つのオリフィスを有するディスクまたはプレートを備えている。
【０００４】
被加工物の表面に対して垂直な軸線に沿って延びるオリフィス（即ち、直角オリフィス）は、被加工物を穿孔または打抜きにより形成される。穿孔方法の１つとして、直径１５０乃至２００ミクロンのオリフィスを形成できる放電加工装置（ＥＤＭ）がある。ＥＤＭには多数の短所があるが、その１つは、形成される孔部のオリフィス入口または出口の形状が好ましいものでないためオリフィスを介する流れに影響が出ることである。別の方法として、レーザーにより被加工物またはプレートにオリフィスを加工するものがある。さらに別の方法として、オリフィスをスタンピングまたは打抜きにより形成した後、オリフィスの各端縁部を圧印加工するものである。しかしながら、これらの方法により形成されるオリフィスは、燃料が噴射器のオリフィスを出る時に燃料スプレーを目標に向けることができないと思われる。
【０００５】
燃料スプレーを目標に向けるためには、オリフィスを燃料噴射器の縦方向軸に対して所望の角度に傾斜させればよいと考えられる。このような斜角オリフィスは上記方法のうちの任意のもので形成することができるが、直角オリフィスに比べるとコストが著しく増加すると考えられる。別の方法として、被加工物の一部に形成した直角オリフィスを正円錐体によりディンプリングするものがある。しかしながら、ディンプリングにより形成したかかるオリフィスプレートは、燃料噴射器の閉鎖先端部とオリフィスプレートとの間の袋状空間の体積を増加させると考えられる。この袋状空間体積の増加により、非注入時にこの空間内に滞留する燃料が蒸発し、混合比の変化及び高温始動の問題を惹き起こすため望ましくない。
【０００６】
【発明の概要】
簡単に述べると、本発明は、オリフィスプレート上の複数の斜角オリフィス及びかかる斜角オリフィスの形成方法を提供する。本発明はまた、燃料噴射器を提供する。この燃料噴射器は、入口、出口及び入口と出口の間の通路を有し、縦方向軸に沿って延びるハウジングを備えている。燃料噴射器は、入口近くの電磁アクチュエーターと、出口近くのオリフィスプレートとを有する。電磁アクチュエーターは、アーマチャー及び電磁コイルを有する。閉鎖部材は、第１の位置で出口への燃料の流れを阻止し、第２の位置で出口への燃料の流れを許容するよう作動可能である。オリフィスプレートは、出口近くに位置し、縦方向軸に沿って互いに所定の距離だけ離隔した第１及び第２の表面と、それらの表面間を延びるオリフィスとを有する。オリフィスは、第１のオリフィス表面と、その第１のオリフィス表面から離隔した第２のオリフィス表面とを有し、第１のオリフィス表面は、縦方向軸に対して傾斜した第１の方向に向いた第１の表面特性を有する第１の領域を含み、第２のオリフィス表面は、縦方向軸に対して傾斜した第２の方向に向いた第２の表面特性を有する。
【０００７】
本発明はまた、流体の流れを制御する弁組立体を提供する。この弁組立体は、第１及び第２の端部を有する本体と、本体内で作動可能なアクチュエーターと、アクチュエーターにより一方の位置で流体の流れを阻止し、別の位置で流体の流れを許容するように作動可能な閉鎖部材と、一方の位置で閉鎖部材と接触して密封表面を形成する表面と、第１及び第２の端部のうちの一方の近くに位置するオリフィスプレートとより成る。オリフィスプレートは、縦方向軸に沿って互いに所定の距離だけ離隔した第１及び第２のプレート表面と、第１と第２のプレート表面間を延びるオリフィスとを有する。オリフィスは、第１のオリフィス表面と、その第１のオリフィス表面から離隔した第２のオリフィス表面とを有し、第１のオリフィス表面は縦方向軸に対して傾斜した第１の方向に向いた第１の表面特性を有する第１の領域を含み、第２のオリフィス表面は縦方向軸に対して傾斜した第２の方向に向いた第２の表面特性を有する第２の領域を含む。
【０００８】
【好ましい実施例の詳細な説明】
図１−５は好ましい実施例を示す。特に、図１は、好ましい実施例のオリフィスプレート１０を備えた燃料噴射器１００を示す。燃料噴射器１００は、燃料入口管１１０、調整管１１２、フィルター組立体１１４、コイル組立体１１８、コイルばね１１６、アーマチャー１２４、閉鎖部材１２６、非磁性外殻部１１０ａ、第１の成型保護膜１１８、弁本体１３２、弁本体外殻部１３２ａ、第２の成型保護膜１１９、コイル組立体ハウジング１２１、閉鎖部材１２６の案内部材１２７、弁座１３４、オリフィスプレート１０、バックアップ保持部材１３６及びＯリングシール１３７を有する。
【０００９】
案内部材１２７、弁座１３４、オリフィスプレート１０、バックアップ保持部材１３６及び小さなＯリングシール１３７は、米国特許第５，１４７，５０５号のような本出願人に譲渡された多数の特許に示すように、燃料噴射器１００の出口端部で積層されたものである。アーマチャー１２４及び閉鎖部材１２６は結合されて、アーマチャー／ニードル弁組立体を形成する。当業者は、この組立体を単一のコンポーネントとして形成できることに注意されたい。コイル組立体１２０は、電磁コイル１２２を巻いたプラスチック製ボビンを有する。
【００１０】
コイル１２２の各端部は端子１２２ａ、１２２ｂに接続されているが、これらの端子は、成型保護膜１１８と一体的に形成された周囲部１１８ａと協働して、燃料噴射器をこの噴射器を作動させる電子制御回路（図示せず）に接続する電気コネクターを形成する。
【００１１】
燃料入口管１１０は強磁性材でよく、露出した上端部において開いた燃料入口を形成する。フィルター組立体１１４は、調整管１１２の開いた上端部近くに嵌合しており、入口開口を介して流入する燃料が調整管１１２に流入する前にある特定サイズより大きい粒状物質を濾過する。
【００１２】
較正済み燃料噴射器において、調整管１１２は、閉鎖部材１２６の丸い先端部が弁座１３４上に着座して弁座の中央孔部を閉じるようにアーマチャー／ニードル弁を押圧する所望の付勢力が得られるように予荷重ばね１１６を圧縮する、燃料入口管１１０内の軸方向位置に位置決めされている。これらの管１１０、１１２は、調整目的の較正を行った後それらの間の相対的な軸方向位置を維持するようにクリンピングを施すのが好ましい。
【００１３】
燃料は、調整管１１２を通過した後、入口管１１０とアーマチャー１２４との対向端部により画定され、予荷重ばね１１６を収容する空間内に流入する。アーマチャー１２４は、空間１２５を弁本体１３０の通路１１３と連通される通路１２８を有し、案内部材１２７は燃料通路の孔部１２７ａ、１２７ｂを有する。これにより、燃料は空間１２５から通路１１３、１２８を通って弁座１３４へ流れることができる。
【００１４】
非強磁性外殻部１１０ａは、レーザーによる密封溶接によるなどして入口管１１０の下端部に入れ子式に嵌合され、接合することができる。外殻部１１０ａは、燃料入口管１１０の下端部において管状首部上に入れ子式に嵌合する管状首部を有する。外殻部１１０ａはまた、首部から半径方向外方に延びる肩部を有する。弁本体の外殻部１３２ａは強磁性材でよく、好ましくは、レーザーによる密封溶接によるなどして非強磁性外殻部１１０ａに流体が漏れないように結合することが可能である。
【００１５】
弁本体１３０の上端部は弁本体の外殻部１３２ａの下端部の内側に密着嵌合し、これら２つの部品は、好ましくは、レーザー溶接によるなどして流体が漏れないように結合される。アーマチャー１２４は、弁本体１３０の内壁により軸方向に往復運動自在に案内される。アーマチャー／ニードル弁組立体を軸方向にさらに案内するのは、閉鎖部材１２６が通過する部材１２７の中央案内孔である。
【００１６】
図１に示す閉位置では、燃料入口管１１０の環状端面１１０ｂと、アーマチャー１２４の対向する環状端面１２４ａとの間には作動ギャップが存在する。コイルハウジング１２１と管体１１２とは７４の所で接触し、コイル組立体１１８に連携するステーター構造を構成する。非強磁性外殻部１１０ａにより、電磁コイル１２２が作動されると磁束がアーマチャー１２４を含む経路を辿る。磁気回路は、レーザー密封溶接により弁本体外殻部１３２ａに結合されるハウジング１２１の軸方向下端部でスタートし、弁本体外殻部１３２ａ、弁本体１３０及びアイレットを介してアーマチャー１２４に至り、アーマチャー１２４から作動ギャップ７２を介して入口管１１０へ、そしてハウジング１２１へ戻る。磁気コイルが作動されると、アーマチャー１２４にかかるばね力が克服されるため、アーマチャーは入口管１１０の方へ誘引されて作動ギャップ７２が減少する。これにより、閉鎖部材１２６が弁座１３４から離脱して燃料噴射器を開き、弁本体１３２内にある加圧状態の燃料が弁座のオリフィス及びオリフィスプレート１０に形成された斜角オリフィス１４１及び１４２を介して流れる。ここで、アクチュエーターは、その一部が燃料噴射器内にあり、別の部分が燃料噴射器の外部にあるように取り付け可能であることに注意されたい。
【００１７】
コイルの非作動状態になると、予荷重ばね１１６はアーマチャー／ニードル弁を弁座１３４に対して押圧してこれを閉じる。燃料噴射器のさらなる動作については、全体を本願の一部として引用する１９９６年２月２７日発行の米国特許第５，４９４，２２５号に記載されている。
【００１８】
図２Ａ及び２Ｂはそれぞれ、被加工物のオリフィス１２及びオリフィス１２から転換された斜角オリフィス１４を側面図で示す。オリフィス１２は、図２Ａに示すように被加工物３００に形成される。オリフィス１２は、全体としてほぼ均一な表面特性を有するオリフィス表面１２ａ、１２ｂにより画定される。斜角オリフィス即ち、被加工物３００の表面に対して斜めの角度を有するオリフィスの形成に続いて、オリフィス表面１２ａ及び１２ｂ上の材料が除去され切取られると、図２Ｂに示すようにオリフィス１２の周面に均一に分布したほぼ平行なうねまたは領域３１０が残される。オリフィス１４を形成するにあたり、図２Ｂに示すように、壁部またはオリフィス表面の材料は、それぞれの工具ヘッドがオリフィスのオリフィス表面の結晶構造に切り込むにつれて塑性変形し冷間加工される（領域３１０ａ、３１０ｂとして示す）。工具ヘッドがオリフィス１２に関して互いに反対方向に移動するため（以下においてさらに説明する）、プレート表面３０２ａ、３０２ｂ及びライン３１６の一部と境界を接する第１の領域３１６ａと、表面３０２ａ、３０２ｂ及びライン３１８の一部と境界を接する第２の領域３１８ａとの間に移行領域３２０を形成される。第１の境界領域３１６ａは、オリフィスの材料の結晶構造を変化させる第１の工具ヘッドの移動により第１の方向に向いた表面特性を有する。斜角オリフィスの特性をよく示すために、オリフィスを図２Ｄ及び２Ｅに示すように展開する。即ち、図２Ｄ、２Ｅは、オリフィス内の縦方向軸Ａ−Ａを中心として回転すると見えるオリフィス表面の３６０度のパノラマである。図２Ｄ、２Ｅにおけるオリフィス１４の「バーチャルな」展開図から明らかなように、第２の境界領域３１８ａは、オリフィスプレートの結晶構造を変化させる第２の工具の移動により第１の方向とは異なる第２の方向に向いた表面特性を有する。移行領域の結晶構造は、第１及び第２の境界領域の結晶構造とは異なる可能性があることに注意されたい。同様に、第１の境界領域の結晶構造は第２の境界領域の結晶構造とは異なる可能性がある。第１及び第２の境界領域３１６ａ、３１８ａを表面３０２ａ、３０２ｂ及び２つのライン３１６及び３１８の一部と境界を接するものとして示すが、切断工具の幾何学的形状及びオリフィスの他の寸法パラメータにより、場合によっては、図２Ｅに示すように、移行領域３２０の代わりに、ライン３１６とライン３１８とが合流して、２つの接触する第１の領域と第２の領域との間に単一の連続するライン３２２を画定する場合がある。
【００１９】
図３Ａ−３Ｃは、図２Ａの直角オリフィス１２を図２Ｂの斜角オリフィス１４に転換する１つの方法を示す。図３Ａ−３Ｃを参照して、この方法は、直角オリフィス１２から斜角オリフィス１４をほぼ同時的に形成する。一方、図２Ａ−２Ｃは、オリフィスプレートの直角オリフィス１２から斜角オリフィス１４を逐次的に形成する別の方法を示す。本願明細書中の用語「オリフィス」は、好ましくはプレートである部材の第１の表面１０ａと第２の表面１０ｂとの間を延びる「開口」を意味する。この「開口」は、例えば円形、卵形、矩形、正方形または多角形のような適当な断面形状でよい。オリフィス１２は、好ましくは、直角のオリフィス表面１２ａ、１２ｂを有する円形の開口であり、オリフィス１４は、斜めのオリフィス表面１４ａ、１４ｂを有する卵形の開口である。
【００２０】
オリフィスプレート１０は、例えば、第１の表面１０ａが平坦で、好ましくは平坦な第２の表面１０ｂと平行なプレート、ほぼ平坦な第１の表面１０ａとこれもほぼ平坦な第２の表面１０ｂとが平行でないプレート、または第１の表面１０ａが曲面で、好ましくは曲面の第２の表面１０ｂと平行なプレートのような適当な断面形状の部材を含むことができる。プレート１０は、直角オリフィス１２を予め形成したものであるか、または直角オリフィス１２を斜角オリフィス１４の形成前に形成することができる。直角オリフィスの形成は、斜角オリフィスの形成前に行うのが好ましい。直角オリフィス１２は、例えば、放電加工（ＥＤＭ）、レーザー穿孔または機械式穿孔／打抜き加工のような適当な方法で形成できる。プレートまたは金属板は、厚さがほぼ０．００３乃至０．０１０インチでのものでよい。このプレートは、例えば金属、複合材、圧縮荷重により変形するモノマーまたはポリマーのような任意適当な材料でよい。オリフィスプレート１０は、好ましくは、平坦で平行な第１及び第２の表面１０ａ、１０ｂが約０．００６インチ離隔したもので、例えば、機械式穿孔、打抜き加工、レーザー穿孔または放電加工のような適当な方法によりオリフィス１２を予め形成したステンレス鋼のプレートまたはシートでよい。
【００２１】
図３Ａ−３Ｃを参照して、該図は、斜角オリフィス１４を形成するほぼ同時的な作業の態様を示す。さらに詳述すると、オリフィスプレート１０には、第１の所定の断面積Ａ１を有するオリフィス１２が予め形成されている。第１の断面積Ａ１は、表面３０２ａまたは３０２ｂ上において軸線Ａをほぼ横断する方向の面積である。第１の打抜き工具２０ａと第２の打抜き工具２０ｂとを、各工具に沿って延びる縦方向軸が縦方向軸Ａにほぼ平行になるように、プレート１０の両側に配置する。第１の打抜き工具２０ａには、例えば円錐形、正三角形、正方形、多角形または楔形のような適当な断面の第１の先端部２２を設けることができる。第２の打抜き工具２０ｂは、例えば、円錐体、正三角形、正方形、多角形または楔形のような適当な断面の第２の先端部２４を設けることができる。これらの先端部２２、２４は円錐形であるのが好ましい。また、オリフィス１４の形成は、プレスの速度及びダイのサイズ及び進行状況に応じて工具ヘッドにより逐次行えるのが望ましい。
【００２２】
各先端部２２、２４は、オリフィス１２の方へ移動すると、それぞれオリフィス１２の端縁の一部に接触できるように整列させることができる（図３Ａ及び４Ａ）。各先端部を軸線Ａに沿う方向にさらに移動させると（図３Ｂ）、オリフィス表面１２ａ及び１２ｂが塑性変形する結果、オリフィス表面１０ａ及び１０ｂが永久変形する（図２Ｂ及び３Ｃ）。壁面を別個の部分として説明したが、各表面はオリフィスを画定する領域の一部であることを理解されたい。各オリフィス表面１２ａ及び１２ｂをそれぞれ変形させて、縦方向軸に対して斜めのオリフィス表面１４ａ及び１４ｂにするか、または少なくとも１つのオリフィス表面を軸線Ａ及びもう一方のオリフィス表面の両方に対して斜めにすることができる（図２Ｂ）。さらに、打抜き工具により、壁面１４ａ、１４ｂが変形してオリフィス１４が第２の所定の断面積Ａ２（軸線Ａに対しほぼ横断する方向）になっている。ここで、Ａ２はオリフィス１２の断面積であるＡ１より大きい。さらに、オリフィス表面１０ａ、１０ｂから一部の材料が除去され、それと共に壁部またはオリフィス表面の他の材料が塑性変形している。
【００２３】
適当な大きさの力が一方の先端部に確実に伝達されて先端部がオリフィス１２の壁部またはオリフィス表面を塑性変形できるようにするためには、少なくとも一方の先端部を他方の先端部に対してほぼ同時に縦方向軸に沿って移動させることにより一方の先端部に伝達される力が他方の先端部により支持できるようにするのが好ましい。
【００２４】
図４Ａ−４Ｃに示す別の好ましい実施例では、斜角オリフィスの形成を逐次的に行うことができる。この実施例では再び、オリフィスプレート１０に表面が軸線Ａに沿って延びるオリフィスを形成するのが好ましい。第１及び第２の表面１０ａ、１０ｂのうち一方を第１のダイブッシング３０ａ上に配置できる。打抜き工具を使用し、軸線Ａに平行であるがそれからオフセットした第１の軸線Ｂに沿って移動させることにより、第１及び第２の表面１０ａ、１０ｂのうち他方のオリフィス表面１０ａまたは１０ｂを塑性変形させることができる（図４Ａ及び４Ａ）。これにより、軸線Ａに関して斜めに向いたオリフィス表面１４ａを有するオリフィスプレート１０が得られる。その後、このプレート１０を方向Ｘに沿って移動させる。第２のダイブッシング３０ｂを第１及び第２の表面１０ａ、１０ｂのうち他方の表面（即ち、表面１０ａ）上に配置すると共に、第２の打抜き工具２０ｂを軸Ａに平行であるがそれからオフセットした第２の軸Ｃに沿って移動させることができる。これにより、縦方向軸Ａに対して斜めに向いたオリフィス表面１４ｂを有するオリフィスプレートが得られる。
【００２５】
図５Ａ−Ｆに示す別の好ましい実施例では、第１の打抜き工具２００により、金属板２１０の第１の表面２１０ａに、金属板２１０の実質的に平坦な第１及び第２の表面２１０ａ、２１０ｂのうちの一方に垂直な壁部またはオリフィス表面２１２ａ、２１２ｂを有する第１のオリフィス２１２を打抜くことが可能である．この第１の打抜き工具は、第１の表面２１０ａを変形させてオリフィスの第１の傾斜したオリフィス表面２１１ａにするために、また第２の打抜き工具２０２は、第２のオリフィス表面２１０ｂを変形させて第２の傾斜したオリフィス表面２１１ｂにするために使用可能である。詳述すると、第１の打抜き工具２００を、第１及び第２の表面２１０ａ、２１０ｂの一方に垂直でありうる第１の軸線Ａに沿って移動させる（図５Ａ）。第１の打抜き工具を金属板２１０を介して移動させると、平行なオリフィス表面２１２ａ、２１２ｂを有するオリフィス２１２が形成される（図５Ｂ）。第１の打抜き工具を後退させて、好ましくは、軸線Ａから所定の距離だけオフセットさせることにより、先端部２００ａを表面２１０ａ、２１０ｂと、オリフィス表面２１２ａ、２１２ｂとの間に形成される端縁部２１２ｃまたは２１２ｄの一方にほぼ接触させることができる（図５Ｃ）。第１の打抜き工具２００を、好ましくは第１の軸線Ａに平行でありまた表面２１０ａ及び２１０ｂの一方に垂直である第２の軸線Ｂに沿って移動させることにより、第１のオリフィス表面２１２ａを第１の傾斜したオリフィス表面２１３ａに塑性変形することができる（図５Ｄ）。第１の打抜き工具２００と同一の打抜き工具でよい第２の打抜き工具２０２を、好ましくは、先端部２０２ａがオリフィス２１２の端縁部２１２ｄと接触するように第３の軸線Ｃに整列させることができる。第３の軸線Ｃは、好ましくは、第１の軸線Ａに平行であるがその第１の軸線から所定の距離だけオフセットさせることができる。打抜き工具２０２を軸線Ｃに沿って移動させると、先端部２０２ａはオリフィス２１２の壁面２１２ｂを塑性変形して、第２の傾斜したオリフィス表面２１３ｂにする。第１の傾斜したオリフィス表面２１３ａ及び第２の傾斜したオリフィス表面２１３ｂは、好ましくは、互いに平行であるが、第１の軸線Ａに関し傾斜している。ここでは、第２の打抜き工具の代わりに、被加工物を１８０度裏返しにして、第１の打抜き工具により表面２１０ｂを打抜くことが可能であることに注意されたい。また、傾斜したオリフィス２１３の開口により形成可能な領域は、オリフィス２１２の開口により形成可能な領域より大きくできることに注意されたい。斜角オリフィスを形成するプロセスのさらに詳細な説明は、全体を本願の一部として引用する本願と同日に出願された米国特許出願第１０／０９７，３８７号（弁護士整理番号第０５１２５２−５１９８号）に記載されている。
【００２６】
本明細書中の用語「塑性変形」は、オリフィスプレート１０の材料３００、詳しくはオリフィス１２が、弾性限界を超えて変形することにより周囲領域３１０の材料を永久変形させる（図１Ａ−１Ｃ）ことを示す。永久変形した材料は、塑性変形した材料がオリフィスとオリフィス１４または２１３の表面３０２ａまたは３０２ｂとの交差部近くにおいて平坦な表面から隆起している特徴的な膨れまたは隆起した部分３１２または３１４を与える。さらに、オリフィスプレートの好ましい材料（ステンレス鋼）によく見られる結晶構造の滑りにより、オリフィス１４または２１２の周囲領域３１０を冷間加工により硬化することができる。金属を冷間加工すると、金属が変形する時新しい転位が生じる。結晶中の転位の数が変化すると、それらの転位がもつれるかまたは釘付け状態となって移動できなくなる。これによりオリフィスプレートに近い、またはその周りの材料が強化され、プレート全体が冷間加工プロセスにより変形しにくくなる。斜角開口１４または２１３にとっては、圧縮応力は疲労破壊、腐食疲労、応力腐食割れ、水素の助けによる割れ、フレッチィング、摩損、及び流体流のキャビテーションによる侵食に対する耐性が増加するという利点がある。オリフィス１４または２１３にはまた、加工による硬化、耐粒界腐食性、表面組織及び金属の多数の孔の閉鎖による利点がある。また、オリフィス１４または２１３の冷間加工または膨張により、オリフィスの周りに圧縮性応力領域が生じる。オリフィス１４または２１３の周りのこれらの圧縮性応力領域は、オリフィスが作られる材料の硬度を増加させ、耐疲労性を向上させる。適当な用途では、（１）応力の除去、（２）柔らかさの導入、（３）延性、靭性、電気的または磁気的物理的性質の変更、（４）結晶構造の改善、（５）気体の除去、または（６）シート状金属またはプレートの所望の微細構造の生成のような１またはそれ以上の目的のため、オリフィスディスクの形成に用いる冷間加工済み金属板または金属シートに、例えば、焼きなまし、中間焼きなまし、焼きならし、パテンチング、球状化焼きなまし、または焼きもどしのような適当な熱処理を施すことができる。
【００２７】
本発明をある特定の実施例に関連して説明したが、図示説明した実施例に対する多数の変形例及び設計変更が頭書の特許請求の範囲に示される本発明の範囲から逸脱することなく可能である。従って、本発明は図示説明した実施例に限定されず、特許請求の範囲の文言及びその均等物により画定される全範囲を享受するものと意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、好ましい実施例のオリフィスを備えた燃料噴射器を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、斜角オリフィス形成前の図１のオリフィス及びオリフィスプレートの特性を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、斜角オリフィス形成後の図１のオリフィス及びオリフィスプレートの特性を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、斜角オリフィス形成後の図１のオリフィス及びオリフィスプレートの特性を示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、斜角オリフィス形成後の図１のオリフィス及びオリフィスプレートの特性を示す。
【図２Ｅ】図２Ｅは、斜角オリフィス形成後の図１のオリフィス及びオリフィスプレートの特性を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、さらに別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、さらに別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、さらに別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、さらに別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、さらに別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、さらに別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図５Ｄ】図５Ｄは、さらに別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図５Ｅ】図５Ｅは、さらに別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図５Ｆ】図５Ｆは、さらに別の好ましい実施例に従ってオリフィスプレートへ斜角オリフィスを形成する態様を示す。
【図１】
2004036604.tif 000003
【図２Ａ】
2004036604.tif 000004
【図２Ｂ】
2004036604.tif 000005
【図２Ｃ】
2004036604.tif 000006
【図２Ｄ】
2004036604.tif 000007
【図２Ｅ】
2004036604.tif 000008
【図３Ａ】
2004036604.tif 000009
【図３Ｂ】
2004036604.tif 000010
【図３Ｃ】
2004036604.tif 000011
【図４Ａ】
2004036604.tif 000012
【図４Ｂ】
2004036604.tif 000013
【図４Ｃ】
2004036604.tif 000014
【図５Ａ】
2004036604.tif 000015
【図５Ｂ】
2004036604.tif 000016
【図５Ｃ】
2004036604.tif 000017
【図５Ｄ】
2004036604.tif 000018
【図５Ｅ】
2004036604.tif 000019
【図５Ｆ】
2004036604.tif 000020
【外国語明細書】
2004036604.tif 000021
2004036604.tif 000022
2004036604.tif 000023
2004036604.tif 000024
2004036604.tif 000025
2004036604.tif 000026
2004036604.tif 000027
2004036604.tif 000028
2004036604.tif 000029
2004036604.tif 000030
2004036604.tif 000031
2004036604.tif 000032
2004036604.tif 000033
2004036604.tif 000034
2004036604.tif 000035
2004036604.tif 000036
2004036604.tif 000037
2004036604.tif 000038
2004036604.tif 000039
2004036604.tif 000040
2004036604.tif 000041
2004036604.tif 000042