(57)【要約】【課題】エンジン用燃料系部品の製造コストを低減させ、その耐久性及び信頼性を向上させ、動作音を低減させること。【解決手段】エンジン用燃料系部品としてのインジェクタ１は、先端部にオリフィスを含み、内部に高圧燃料が供給されるノズルボディ７を備える。ノズルボディ７の内部には、オリフィスに対応して弁座７ａが設けられる。ノズルボディ８の内部には、弁座７ａに着座可能に設けられた弁部１９ｂを含む弁体９が設けられる。インジェクタ１は、弁座７ａに対する弁部１９ｂの開作動に伴い高圧燃料をオリフィスから噴射させるようになっている。ここで、ノズルボディ７、弁座７ａ及び弁体９の本体部１９は、それぞれ金属ガラスを素材として構成されると共に精密鋳造により成形される。【選択図】        図１
2004239245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に燃料出口を含み、内部に高圧燃料が供給されるボディと、
前記ボディの内部にて前記燃料出口に対応して設けられた弁座と、
前記ボディの内部にて前記弁座に着座可能に設けられた弁体と
を備え、前記弁座に対する前記弁体の開作動に伴い前記高圧燃料を前記燃料出口から導出するエンジン用燃料系部品において、
前記ボディ、前記弁座及び前記弁体の少なくとも一つが、金属ガラスを素材として構成されることを特徴とするエンジン用燃料系部品。
【請求項２】
先端部に燃料出口を含み、内部に高圧燃料が供給されるボディと、
前記ボディの内部にて前記燃料出口に対応して設けられた弁座と、
前記ボディの内部にて前記弁座に着座可能に設けられた弁体と
を備え、前記弁座に対する前記弁体の開作動に伴い前記高圧燃料を前記燃料出口から導出するエンジン用燃料系部品において、
前記弁座及び前記弁体の当接面の少なくとも一方に金属ガラスを素材とするライナを設けたことを特徴とするエンジン用燃料系部品。
【請求項３】
先端部にオリフィスを含み、内部に高圧燃料が供給されるノズルボディと、
前記ノズルボディの内部にて前記オリフィスに対応して設けられた弁座と、
前記ノズルボディの内部にて前記弁座に着座可能に設けられた弁体と
を備え、前記弁座に対する前記弁体の開作動に伴い前記高圧燃料を前記オリフィスから噴射するインジェクタにおいて、
前記ノズルボディ、前記弁座及び前記弁体の少なくとも一つが、金属ガラスを素材として構成されることを特徴とするインジェクタ。
【請求項４】
先端部にオリフィスを含み、内部に高圧燃料が供給されるノズルボディと、
前記ノズルボディの内部にて前記オリフィスに対応して設けられた弁座と、
前記ノズルボディの内部にて前記弁座に着座可能に設けられた弁体と
を備え、前記弁座に対する前記弁体の開作動に伴い前記高圧燃料を前記オリフィスから噴射するインジェクタにおいて、
前記弁座及び前記弁体の当接面の少なくとも一方に金属ガラスを素材とするライナを設けたことを特徴とするインジェクタ。
【請求項５】
先端部に燃料出口を含み、内部に高圧燃料が供給されるボディと、
前記ボディの内部にて前記燃料出口に対応して設けられた弁座と、
前記ボディの内部にて前記弁座に着座可能に設けられた弁体と、
前記弁体を前記弁座へ着座させる方向へ付勢するスプリングと
を備え、前記高圧燃料の圧力が前記スプリングの付勢力を越えたときに、前記弁体を前記弁座から押し離して前記高圧燃料を前記燃料出口から導出することにより前記高圧燃料の圧力を一定に保つリリーフバルブにおいて、
前記ボディ、前記弁座及び前記弁体の少なくとも一つが、金属ガラスを素材として構成されることを特徴とするリリーフバルブ。
【請求項６】
先端部に燃料出口を含み、内部に高圧燃料が供給されるボディと、
前記ボディの内部にて前記燃料出口に対応して設けられた弁座と、
前記ボディの内部にて前記弁座に着座可能に設けられた弁体と、
前記弁体を前記弁座へ着座させる方向へ付勢するスプリングと
を備え、前記高圧燃料の圧力が前記スプリングの付勢力を越えたときに、前記弁体を前記弁座から押し離して前記高圧燃料を前記燃料出口から導出することにより前記高圧燃料の圧力を一定に保つリリーフバルブにおいて、
前記弁座及び前記弁体の当接面の少なくとも一方に金属ガラスを素材とするライナを設けたことを特徴とするリリーフバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等のエンジンに使用され、弁座に対する弁体の開作動に伴い燃料出口から高圧燃料を導出するインジェクタ及びリリーフバルブ等のエンジン用燃料系部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のエンジン用燃料系部品として、エンジンの燃料供給装置に使用されるインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）及びリリーフバルブ等の部品がある。例えば、エンジンに設けられる燃料供給装置は、燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンクから燃料を汲み上げる燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出される高圧燃料をエンジン近傍に配置されたデリバリパイプへ送る燃料ラインとを備える。このデリバリパイプへ送られた高圧燃料を各気筒へ噴射供給するために、同パイプにインジェクタが設けられる。又、燃料ラインやデリバリパイプの中の燃料圧力を一定に保つために、燃料ライン等にリリーフバルブが設けられる。
【０００３】
ここで、インジェクタとして、例えば、下記の特許文献１に記載されるものがある。このインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）は、電磁石の吸引力により弁座に対して開閉作動する弁体（ニードルバルブ）を備え、その弁体（ニードルバルブ）の開作動に伴い、ノズル本体（ノズルボディ）の噴孔（オリフィス）から燃料を噴射するように構成される。一般に、この種のインジェクタは、ノズル本体、弁座及び弁体等がステンレス等の金属を精密加工することにより形成される。特許文献１では、ニードルバルブが、カーボン、ニッケル及び鉄を含む軟磁性材料により形成される。
【０００４】
一方、リリーフバルブとして、例えば、下記の特許文献２に記載されるものがある。このリリーフバルブは、弁座に当接する弁体と、一端で弁体を弁座方向に付勢するスプリングと、スプリングの他端を受け、弁本体にかしめ止めまたは圧入されるアジャスタと、弁体、スプリング、及びアジャスタを収納するパイプ材からなる弁本体と、弁本体を外部機器に取り付ける弁本体固定部材とから構成される。この種のリリーフバルブの弁本体（ボディ）弁体及び弁座は、一般に耐摩耗性の高いステンレス等の金属により形成される。特に、弁座は切削加工により形成されることが多い。この弁座に対し、弁体を当たり付けすることにより、弁座と弁体との間のシール性を確保している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１９３５９６号公報（第２〜５頁，図１，図２）
【特許文献２】
特開２００１−２７１９５０号公報（第２〜６頁，図１〜図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の特許文献１に記載されたインジェクタや上記のリリーフバルブでは、ノズル本体（弁本体）、弁座及び弁体等がステンレス等の金属により形成されることから、油密を保持するために非常に精密な加工が必要となり、製造コストが高騰する原因になっていた。又、ステンレス等の金属はヤング率が相対的に高いことから、硬質傾向にあり、油密保持が難しかった。更に、ノズル本体（弁本体）、弁座及び弁体等は加工が難しく、加工の際にバリが発生するおそれがあった。このため、これらの加工部品をインジェクタやリリーフバルブとして互いに組み付けた場合に、バリによる異物噛み込みのおそれがあり、燃料の噴射精度を低下させるおそれがあった。又、加工部品が硬質であることから、弁体と弁座との着座音が大きくなる傾向があり、インジェクタやリリーフバルブの動作音が大きくなる原因になっていた。
【０００７】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、製造コストの低減と、耐久性及び信頼性の向上と、動作音の低減とを図ることを可能としたエンジン用燃料系部品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、先端部に燃料出口を含み、内部に高圧燃料が供給されるボディと、そのボディの内部にて燃料出口に対応して設けられた弁座と、ボディの内部にて弁座に着座可能に設けられた弁体とを備え、弁座に対する弁体の開作動に伴い高圧燃料を燃料出口から導出するエンジン用燃料系部品において、ボディ、弁座及び弁体の少なくとも一つが、金属ガラスを素材として構成されることを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、ボディの内部に供給される高圧燃料は、弁座に対する弁体の開作動に伴い燃料出口から導出される。
ここで、ボディ、弁座及び弁体の少なくとも一つを構成する金属ガラスとは、金属でありながら、酸化物ガラスのように安定な非晶質（アモルファス）で、高温で容易に変形（粘性流動）するものである。変形特性については、金属ガラスは、原子配列がランダムであるため、結晶合金に存在する特定の滑り面が無く、機械的強度に優れる。材料特性については、金属ガラスは、引張強度が相対的に高く、ヤング率が相対的に低い。耐食性については、金属ガラスは、構造・組成が均質であるために表面に形成される不働態被膜も均質となり、粒界が無いため、耐食性に優れる。酸化処理することにより、表面にジルコニア膜が形成され、耐摩耗性が向上する。高密度性については、金属ガラスの鋳造では、金型の寸法に応じて、型の形状が鋳物に高精度に転写（再現）される。金属ガラスでは、過冷却液体領域があるため、凝固収縮を考慮する必要がなく、アモルファスのため、表面が滑らかになり、金型の表面状態が高精度に再現される。
従って、ボディ、弁座及び弁体の少なくとも一つが金属ガラスを素材として構成されることから、その成形部品の寸法精度が高くなり、後加工が不要となる。この成形部品は、ヤング率が相対的に低いことから、部品同士の密着性が良くなる。その成形部品は、機械的強度が大となり、表面が均質な不働態膜により耐食性が大となる。素材の金属ガラスは、一般的な結晶合金より比重が小さいことから、成形部品が軽量化する。
【００１０】
上記目的を達成するために請求項２に記載の発明は、先端部に燃料出口を含み、内部に高圧燃料が供給されるボディと、そのボディの内部にて燃料出口に対応して設けられた弁座と、ボディの内部にて弁座に着座可能に設けられた弁体とを備え、弁座に対する弁体の開作動に伴い高圧燃料を燃料出口から導出するエンジン用燃料系部品において、弁座及び弁体の当接面の少なくとも一方に金属ガラスを素材とするライナを設けたことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明と異なる作用は次の通りである。即ち、弁座及び弁体の少なくとも一方に金属ガラスを素材とするライナが設けられることから、弁座及び弁体の当接面の寸法精度が高くなり、後加工が不要となる。弁座及び弁体の当接面は、ヤング率が相対的に低いことから、その弁座と弁体との密着性が良くなる。弁座及び弁体の当接面は、機械的強度が大となり、表面が均質な不働態膜により耐食性が大となる。素材の金属ガラスは、一般的な結晶合金より比重が小さいことから、弁座や弁体が被覆層の分だけ軽量化する。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、先端部にオリフィスを含み、内部に高圧燃料が供給されるノズルボディと、ノズルボディの内部にてオリフィスに対応して設けられた弁座と、ノズルボディの内部にて弁座に着座可能に設けられた弁体とを備え、弁座に対する弁体の開作動に伴い高圧燃料をオリフィスから噴射するインジェクタにおいて、ノズルボディ、弁座及び弁体の少なくとも一つが、金属ガラスを素材として構成されることを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、エンジン用燃料系部品としてのインジェクタは、請求項１に記載の発明と同等の作用が得られる。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、先端部にオリフィスを含み、内部に高圧燃料が供給されるノズルボディと、ノズルボディの内部にてオリフィスに対応して設けられた弁座と、ノズルボディの内部にて弁座に着座可能に設けられた弁体とを備え、弁座に対する弁体の開作動に伴い高圧燃料をオリフィスから噴射するインジェクタにおいて、弁座及び弁体の当接面の少なくとも一方に金属ガラスを素材とするライナを設けたことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、エンジン用燃料系部品としてのインジェクタは、請求項２に記載の発明と同等の作用が得られる。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、先端部に燃料出口を含み、内部に高圧燃料が供給されるボディと、そのボディの内部にて燃料出口に対応して設けられた弁座と、ボディの内部にて弁座に着座可能に設けられた弁体と、弁体を弁座へ着座させる方向へ付勢するスプリングとを備え、高圧燃料の圧力がスプリングの付勢力を越えたときに、弁体を弁座から押し離して高圧燃料を燃料出口から導出することにより高圧燃料の圧力を一定に保つリリーフバルブにおいて、ボディ、弁座及び弁体の少なくとも一つが、金属ガラスを素材として構成されることを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、エンジン用燃料系部品としてのリリーフバルブは、請求項１に記載の発明と同等の作用が得られる。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、先端部に燃料出口を含み、内部に高圧燃料が供給されるボディと、そのボディの内部にて燃料出口に対応して設けられた弁座と、ボディの内部にて弁座に着座可能に設けられた弁体と、弁体を弁座へ着座させる方向へ付勢するスプリングとを備え、高圧燃料の圧力がスプリングの付勢力を越えたときに、弁体を弁座から押し離して高圧燃料を燃料出口から導出することにより高圧燃料の圧力を一定に保つリリーフバルブにおいて、弁座及び弁体の当接面の少なくとも一方に金属ガラスを素材とするライナを設けたことを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、エンジン用燃料系部品としてのリリーフバルブは、請求項２に記載の発明と同等の作用が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明のエンジン用燃料系部品としてのインジェクタを具体化した第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１に、この実施の形態のインジェクタ１を断面図に示す。このインジェクタ１は、ハウジング２の内部に設けられたコア３、コア３の内部に設けられた調整パイプ４と、ハウジング２とコア３の先端側に設けられたソレノイド５と、ハウジング２の先端側に設けられたロワボディ６と、ロワボディ６の内部に設けられたノズルボディ７、ストッパ８及び弁体９と、ノズルボディ７の先端に設けられたキャップ１０と、ノズルボディ７とキャップ１０との間に設けられたオリフィスプレート１１とを備える。この実施の形態では、互いに組み付けられたノズルボディ７、キャップ１０及びオリフィスプレート１１により噴射ノズルが構成される。
【００２２】
コア３の基端部は、デリバリパイプ（図示略）に接続される配管コネクタ１２となっている。配管コネクタ１２の周囲には、Ｏリング１３が装着される。配管コネクタ１２の内部には、異物を除去するためのストレーナ１４が設けられる。ハウジング２には、配線コネクタ１５が一体形成される。配線コネクタ１５には、ターミナル１６が設けられる。
【００２３】
ソレノイド５は、コイル１７とボビン１８から構成される。ボビン１８は、ターミナル１６に接続される。ノズルボディ７には、弁座７ａ及び噴孔７ｂが形成される。この噴孔７ｂに対応して、オリフィスプレート１１には、本発明の燃料出口としての燃料噴射用の複数のオリフィス（図示略）が設けられる。
【００２４】
図２に、弁体９の正面図を示す。この弁体９は、軸部１９ａと弁部１９ｂを含む本体部１９と、アーマチュア２０とから構成される。弁部１９ｂは軸部１９ａの先端に設けられ、円錐形状をなす。アーマチュア２０は、軸部１９ａの基端に設けられる。この実施の形態で、弁体９の本体部１９は、金属ガラスを素材として精密鋳造により一体成形される。この実施の形態では、比較的合金が作りやすい「Ｚｒ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ合金」からなる金属ガラスが素材として使用される。有底円筒状をなすアーマチャ２０は、「パーマロイ、電磁ステンレス」等の磁性材料から形成される。軸部１９ａと弁部１９ｂとから構成される本体部１９及びアーマチュア２０は、精密鋳造により一体成形される。
【００２５】
弁体９のアーマチュア２０は、ソレノイド５に隣接して配置される。アーマチュア２０は、磁性材料より形成されることから、ソレノイド５の磁力に吸引される。弁体９の弁部１９ｂは、ノズルボディ７の弁座７ａに整合して配置される。調整パイプ４とアーマチュア２０との間には、スプリング２１が設けられる。
【００２６】
図３に、ノズルボディ７の断面図を示す。ノズルボディ７は、カップ状をなし、その底壁に段部７ｃを含む。この段部７ｃの中央に、円錐形状の内面を弁座７ａとする凹部７ｄが形成される。この凹部７ｄの中央に、噴孔７ｂが形成される。この実施の形態で、ノズルボディ７は、弁座７ａ、噴孔７ｂ、段部７ｃ及び凹部７ｄと共に、金属ガラスを素材として精密鋳造により同時に一体成形される。金属ガラスの組成は、弁体９と同等のものである。
【００２７】
図４に、ストッパ８の断面図を示す。ストッパ８は、中心孔８ａを有するリング形状をなす。この実施の形態で、ストッパ８も、中心孔８ａと共に、金属ガラスを素材として精密鋳造により同時に一体成形される。金属ガラスの組成は、弁体９と同等のものである。
【００２８】
図５に、オリフィスプレート１１の断面図を示す。図６に、オリフィスプレート１１の平面図を示す。オリフィスプレート１１は、扁平なカップ状をなし、その中央に燃料出口としての複数のオリフィス１１ａを含む。図５に示すように、複数のオリフィス１１ａは、中心軸線Ｏに対して所定角度傾いて形成される。これらオリフィス１１ａの傾きにより、燃料の噴射方向に傾きが与えられる。図６に示すように、複数のオリフィス１１ａは、分散配置される。これにより、噴射燃料の霧化及び微粒化が図られる。この実施の形態で、オリフィスプレート１１は、各オリフィス１１ａと共に、金属ガラスを素材として精密鋳造により同時に一体成形される。金属ガラスの組成は、弁体９と同等のものである。
【００２９】
上記のようにこの実施の形態のインジェクタ１は、先端部に複数のオリフィス１１ａを含み、内部に高圧燃料が供給されるノズルボディ７を備える。ノズルボディ７の内部には、オリフィス１１ａに対応して弁座７ａが設けられる。又、ノズルボディ７の内部には、弁座７ａに着座可能な弁部１９ｂを含む弁体９が設けられる。
【００３０】
以上説明したこの実施の形態のインジェクタ１によれば、弁体９のアーマチュア２０にソレノイド５の磁力による吸引力が作用することにより、スプリング２１に抗して弁体９が移動し、その弁部１９ｂが弁座７ａから離れて開弁する。これにより、配管コネクタ１２からコア３の内部に供給される燃料が、ノズルボディ７の噴孔７ｂ及びオリフィスプレート１１の各オリフィス１１ａを通じて噴射される。一方、アーマチュア２０に対するソレノイド５の吸引力が消失することにより、弁体９がスプリング２１により押圧されて移動し、その弁部１９ｂが弁座７ａに密着して閉弁する。これにより、噴孔７ｂ及び各オリフィス１１ａからの燃料噴射が停止する。即ち、このインジェクタ１は、弁座７ａに対する弁体９の弁部１９ｂの開作動に伴い高圧燃料を各オリフィス１１ａから噴射するようになっている。
【００３１】
ここで、弁体９の本体部１９、ノズルボディ７、ストッパ８及びオリフィスプレート１１に素材として使用される金属ガラスとは、金属でありながら、酸化物ガラスのように安定な非晶質（アモルファス）であり、高温で容易に変形（粘性流動）するものである。
【００３２】
変形特性については、図７（ａ），（ｂ）に示す原子配列モデルから分かるように、金属ガラスは、結晶合金に比べ、原子配列がランダムであるため、結晶合金に存在する特定の滑り面が無く、機械的強度に優れる。このため、金属ガラスを使用して成形された本体部１９を含む弁体９、並びに、金属ガラスを使用して成形されたノズルボディ７、ストッパ８及びオリフィスプレート１１としては、それぞれ耐久性と信頼性を向上させることができる。この結果、インジェクタ１としての耐久性と信頼性を向上させることができる。
【００３３】
耐食性については、図８（ａ）（ｂ）の断面モデル図からも分かるように、金属ガラスは、結晶合金に比べ、構造・組成が均質であるため表面に形成される不働態被膜も均質となる。又、金属ガラスは、結晶粒界が無いため、耐食性に優れる。更に、Ｚｒ系の金属ガラスは、酸化処理することにより、表面にジルコニア膜が形成されるので、耐摩耗性が向上する。この意味で、金属ガラスを使用して成形された本体部１９を含む弁体９、並びに、金属ガラスを使用して成形されたノズルボディ７、ストッパ８及びオリフィスプレート１１としては、それぞれ耐食性を向上させることができる。この結果、インジェクタ１としての耐久性を向上させることができる。
【００３４】
材料特性については、図９の表からも分かるように、金属ガラス（Ｚｒ系）は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）に比べ、密度が低く、引張強度が高く、ヤング率が相対的に低く、硬質である。このため、金属ガラスを使用して成形された本体部１９を含む弁体９、並びに、金属ガラスを使用して成形されたノズルボディ７、ストッパ８及びオリフィスプレート１１としては、部品同士の密着性が良くなる。特に、弁体９の弁部１９ｂと、ノズルボディ７の弁座７ａとの間では、密着性が良くなり、両者１９ｂ，７ａの間の油密保持性を高めることができる。この結果、インジェクタ１としての信頼性を高めることができる。又、弁部１９ｂと弁座７ａとの間の着座音を低減させることができる。この結果、インジェクタ１の動作音を低減させることができる。
【００３５】
高密度性については、金属ガラスの鋳造では、金型の寸法に応じて、金型の形状が鋳物に高精度に転写（再現）される。金属ガラスでは、過冷却液体領域があるため、凝固収縮を考慮する必要がなく、アモルファスのため、表面が滑らかになり、金型の表面状態が高精度に再現される。この意味でも、金属ガラスを使用して成形された本体部１９を含む弁体９、並びに、金属ガラスを使用して成形されたノズルボディ７、ストッパ８及びオリフィスプレート１１としては、寸法精度が高く、それぞれ仕上加工等の後工程が不要となり、製造工数と製造コストを減らすことができる。この結果、インジェクタ１の製造コストを減らすことができる。
【００３６】
更に、この実施の形態のインジェクタ１では、上記各成形部品７〜９，１１に使用される金属ガラスが、一般的な結晶合金より比重が小さいことから、それら成形部品７〜９，１１が軽量化する。このため、特に弁体９については、軽量化により移動の応答性を向上させることができる。この結果、インジェクタ１の燃料噴射に係る動作応答性を向上させることができ、インジェクタ１の軽量化にも寄与する。
【００３７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明のエンジン用燃料系部品としてのインジェクタを具体化した第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
尚、この実施の形態と次の第３の各実施の形態において、第１の実施の形態と同等の構成部材については、同一の符号を付して説明を省略する。以下には、異なった点を中心に説明する。
【００３９】
この実施の形態では、オリフィスがノズルボディに直接形成されるタイプの噴射ノズルを備えた直噴用のインジェクタについて説明する。図１０に、そのインジェクタ３１の断面図を示す。インジェクタ３１は、噴射ノズル３２に関わる部品を除き、基本構成については、第１の実施の形態のインジェクタ１のそれと同じである。この実施の形態では、ノズルボディ３３に一つのオリフィス３４と弁座３５を一体成形した噴射ノズル３２を備えた点で、ノズルボディ７、キャップ１０及びオリフィスプレート１１を組み付けて噴射ノズルを構成した第１の実施の形態と構成が異なる。この噴射ノズル３２は、ハウジング２の先端部にロワボディ６及びキャップ３６を介して組み付けられる。ロワボディ６及び噴射ノズル３２の中には、ストッパ８及び弁体９が組み付けられる。
【００４０】
図１１に、この実施の形態の噴射ノズル３２を断面図に示す。図１２に、同噴射ノズル３２の先端を正面から見た図を示す。この噴射ノズル３２は、カップ状のノズルボディ３３の先端部に燃料出口としての一つのオリフィス３４を含む。図１１に示すように、オリフィス３４は、中心軸線Ｏに対して所定角度θだけ傾いて形成される。このオリフィス３４の傾きにより、燃料の噴射方向に傾きが与えられる。図１２に示すように、オリフィス３４は、扁平状に形成される。このオリフィス３４の形状により、噴射燃料の形状を扁平にしている。図１１に示すように、ノズルボディ３３の内部底壁にて、弁座３５がオリフィス３４に対応して形成される。図１０に示すように、この弁座３５には、弁体９の弁部１９ｂが着座可能に設けられる。
【００４１】
この実施の形態で、ノズルボディ３３は金属ガラスを素材として構成され、ノズルボディ３３及びオリフィス３４は、精密鋳造により同時に一体成形される。この実施の形態では、金属ガラスとして、比較的合金が作りやすい「Ｚｒ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ合金」が素材として使用される。
【００４２】
この実施の形態において、ストッパ８及び弁体９の構成は、第１の実施の形態のそれと同じである。
【００４３】
上記のようにこの実施の形態のインジェクタ３１は、先端部に一つのオリフィス３４を含み、内部に高圧燃料が供給されるノズルボディ３３を含む噴射ノズル３２を備える。ノズルボディ３３の内部には、オリフィス３４に対応して弁座３５が設けられる。又、ノズルボディ３３の内部には、弁座３５に着座可能な弁部１９ｂを含む弁体９が設けられる。
【００４４】
従って、この実施の形態のインジェクタ３１では、アーマチュア２０にソレノイド５の磁力による吸引力が作用することにより、スプリング２１に抗して弁体９が移動し、その弁部１９ｂが弁座３５から離れて開弁する。これにより、配管コネクタ１２からコア３の内部に供給される燃料が、噴射ノズル３２のオリフィス３４を通じて噴射される。一方、アーマチュア２０に対するソレノイド５の吸引力が消失することにより、スプリング２１により押圧されて弁体９が移動し、その弁部１９ｂが弁座３５に密着して閉弁する。これにより、オリフィス３４からの燃料噴射が停止する。即ち、このインジェクタ３１は、弁座３５に対する弁体９の弁部１９ｂの開作動に伴い高圧燃料をオリフィス３４ａから噴射するようになっている。
【００４５】
この実施の形態のインジェクタ３１では、オリフィス３４及び弁座３５を含むノズルボディ３３（噴射ノズル３２）、ストッパ８、並びに弁体９の本体部１９が、それぞれ金属ガラスを素材として精密鋳造により成形される。このため、それら成形部品８，９，３２の寸法精度が高くなり、仕上加工等の後工程が不要となり、製造工数と製造コストを減らすことができる。この結果、インジェクタ３１の製造コストを減らすことができる。
【００４６】
又、この実施の形態のインジェクタ３１では、金属ガラスよりなる上記各成形部品８，９，３２のヤング率が相対的に低い。このことから、それら成形部品８，９，３２同士の密着性が良くなる。特に、弁体９の弁部１９ｂと、ノズルボディ３３の弁座３５との間では、密着性が良くなり、両者１９ｂ，３５の間の油密保持性を高めることができる。この結果、インジェクタ３２としての信頼性を高めることができる。又、弁部１９ｂと弁座３５との間の着座音を低減させることができる。この結果、インジェクタ１の動作音を低減させることができる。
【００４７】
更に、この実施の形態のインジェクタ３１では、金属ガラスよりなる上記各成形部品８，９，３２の機械的強度が大きく、各成形部品８，９，３２の表面の耐食性が大きい。このため、各成形部品８，９，３２としての耐久性と信頼性を向上させることができる。この結果、インジェクタ３１としての耐久性と信頼性を向上させることができる。
【００４８】
加えて、この実施の形態のインジェクタ３１では、上記各成形部品８，９，３２に使用される金属ガラスが、一般的な結晶合金より比重が小さいことから、それら成形部品８，９，３２が軽量化することになる。このため、特に弁体９については、軽量化により移動の応答性を向上させることができる。この結果、インジェクタ３１の燃料噴射に係る動作応答性を向上させることができ、インジェクタ３１の軽量化にも寄与する。
【００４９】
［第３の実施の形態］
以下、本発明のエンジン用燃料系部品としてのインジェクタを具体化した第３の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００５０】
この実施の形態では、オリフィスを含むプレート（オリフィスプレート）がノズルボディに装着されるタイプの噴射ノズルを備えたインジェクタについて説明する。図１３に、このインジェクタ４１を断面図に示す。図１４に、噴射ノズル４２の断面図を示す。図１５に、インジェクタ４１の先端部を拡大断面図に示す。インジェクタ４１は、噴射ノズル４２に関わる部品を除き、基本構成については、第１の実施の形態のインジェクタ１のそれと同じである。この実施の形態では、ノズルボディ４２に複数のオリフィス１１ａを含むオリフィスプレート１１を組み付けてなる噴射ノズル４２を備えた点で、第１の実施の形態と構成が類似し、第２の実施の形態と構成が異なる。この噴射ノズル４２は、ハウジング２の先端部に直接組み付けられる。ノズルボディ４３は、チューブ４４とシートボディ４５によりカップ状に構成される。シートボディ４５は、弁座４５ａを含む。オリフィスプレート１１は、シートボディ４５の先端面に装着され、プレートホルダ４６によりチューブ４４に固定される。プレートホルダ４６の先端は、チューブ４４に対して溶接される。オリフィスプレート１１の構成は、第１の実施の形態におけるそれと同じである。
【００５１】
図１３，１５に示すように、このインジェクタ４１の弁体４７は、軸部４７ａと、その軸部４７ａの先端に設けられる球状の弁部４７ｂと、軸部４７ａの基端に設けられるアーマチュア部４７ｃとから構成される。この弁体４７は、磁性材料により一体成形される。
【００５２】
上記のようにこの実施の形態のインジェクタ４１は、先端部に複数のオリフィス１１ａを含み、内部に高圧燃料が供給されるノズルボディ４３を含む噴射ノズル４１を備える。ノズルボディ４３の内部には、オリフィス１１ａに対応してシートボディ４５に弁座４５ａが設けられる。又、ノズルボディ４３の内部には、弁座４５ａに着座可能な弁部４７ｂを含む弁体４７が設けられる。
【００５３】
この実施の形態で、図１５に示すように、シートボディ４５の弁座４５ａと、弁体４７の弁部４７ｂとの当接面の両方には、金属ガラスを素材とするライナ４８，４９がそれぞれ設けられる。この実施の形態では、金属ガラスとして、比較的合金が作りやすい「Ｚｒ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ合金」が素材として使用される。この金属ガラスが有する各種特性は、第１及び第２の実施の形態で説明したものと同じである。
【００５４】
従って、この実施の形態のインジェクタ４１では、アーマチュア部４７ｃにソレノイド５の磁力による吸引力が作用することにより、スプリング２１に抗して弁体４７が移動し、その弁部４７ｂが弁座４５ａから離れて開弁する。これにより、コア３の内部に供給された燃料が、オリフィスプレート１１の各オリフィス１１ａを通じて噴射される。一方、アーマチュア部４７ｃに対するソレノイド５の吸引力が消失することにより、弁体４７がスプリング２１により押圧され、弁部４７ｂが弁座４５ａに密着して閉弁する。これにより、各オリフィス１１ａからの燃料噴射が停止する。即ち、弁座４５ａに対する弁体４７の弁部４７ｂの開作動に伴い高圧燃料を各オリフィス１１ａから噴射するようになっている。
【００５５】
この実施の形態のインジェクタ４１では、弁座４５ａ及び弁部４７ｂの両方に金属ガラスを素材とするライナ４８，４９が設けられる。このことから、弁座４５ａ及び弁部４７ｂの当接面の寸法精度が高くなり、後加工が不要となる。このため、弁座４５ａ及び弁部４７ｂの製造工数と製造コストを減らすことができる。この結果、インジェクタ４１の製造コストを減らすことができる。
【００５６】
又、この実施の形態のインジェクタ４１では、弁座４５ａ及び弁部４７ｂの当接面は、金属ガラスよりなるライナ４８，４９によりヤング率が相対的に低い。このため、弁座４５ａと弁部４７ｂとの密着性が良くなり、両者４５ａ，４７ｂの間の油密保持性を高めることができる。この意味で、インジェクタ４１としての信頼性を高めることができる。又、弁座４５ａと弁部４７ｂとの間の着座音を低減させることができる。この結果、インジェクタ４１の動作音を低減させることができる。
【００５７】
更に、この実施の形態のインジェクタ３１では、弁座４５ａ及び弁部４７ｂの当接面は、金属ガラスよりなるライナ４８，４９により機械的強度が大きく、そのライナ４８，４９の表面の耐食性が大きい。このため、弁座４５ａ及び弁部４７ｂとしての耐久性と信頼性を向上させることができる。この結果、インジェクタ４１としての耐久性と信頼性を向上させることができる。
【００５８】
［第４の実施の形態］
次に、本発明のエンジン用燃料系部品としてのリリーフバルブを具体化した第４の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００５９】
図１６に、この実施の形態のリリーフバルブ５１を断面図に示す。このリリーフバルブ５１は、先端部に燃料出口５２ａを含み、内部の中空５２ｂに高圧燃料が供給される筒状のボディ５２と、そのボディ５２の中空５２ｂにて燃料出口５２ａに対応して設けられた筒状のシートボディ５３と、ボディ５２の中空５２ｂにてシートボディ５３の先端部に着座可能に設けられた球状の弁体５４と、その弁体５４をシートボディ５３へ着座させる方向へ付勢するスプリング５５と、ボディ５２の燃料入口５２ｃに組み付けられるストレーナ５６及びストッパ５７とを備える。
【００６０】
ボディ５２の内部には、その中空５２ｂと燃料出口５２ａとの間に段部５２ｄが形成される。シートボディ５３は、その内部の中空５３ａと、弁体５４を保持する先端袖部５３ｂと、その袖部５３ｂの中央に位置して中空５３ａに連通する弁孔５３ｃと、その弁孔５３ｃの周囲に位置して弁体５４が着座する弁座５３ｄとを含む。そして、先端袖部５３ｂに弁体５４が保持された状態で、シートボディ５３の中空５３ａを通じて弁体５４に高圧燃料が作用するようになっている。
【００６１】
このリリーフバルブ５１を製造するには、ボディ５２の中空５２ｂに、スプリング５５、弁体５４、シートボディ５３、ストレーナ５６及びストッパ５７を、その順序で組み入れる。このとき、シートボディ５３は、その外周面がボディ５２の中空５２ｂの内周面に係合して固定される。シートボディ５３の先端袖部５３ｂに保持された弁体５４とボディ５２の段部５２ｄとの間にスプリング５５が介在され、そのスプリング５５により弁体５４がシートボディ５３の弁座５３ｄに着座する方向へ付勢される。ストレーナ５６は、燃料入口５２ｃの近傍で中空５２ｂの内周面に係合してストッパ５７により抜け止めされる。
【００６２】
この実施の形態で、シートボディ５３は金属ガラスを素材として構成され、精密鋳造により成形される。この実施の形態では、金属ガラスとして、比較的合金が作りやすい「Ｚｒ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ合金」が素材として使用される。この金属ガラスが有する各種特性は、第１及び第２の実施の形態で説明したものと同じである。
【００６３】
従って、この実施の形態のリリーフバルブ５１では、ボディ５２の燃料入口５２ｃからその中空５２ｂに供給された高圧燃料の圧力がシートボディ５３の中空５３ａ及び弁孔５３ｃを通じて弁体５４に作用する。この高圧燃料の圧力がスプリング５５の付勢力を越えたときに、弁体５４を弁座５３ｄから押し離して、弁座５３ｄと弁体５４との隙間を高圧燃料が流れてその高圧燃料が燃料出口５２ａから導出される。これにより、リリーフバルブ５１に供給される高圧燃料の圧力が一定に保たれる。
【００６４】
この実施の形態のリリーフバルブ５１では、弁座５３ｄを含むシートボディ５３が金属ガラスを素材として精密鋳造により成形されることから、そのボディ５３の寸法精度が高くなり、仕上加工等の後工程が不要となり、製造工数と製造コストを減らすことができる。この結果、リリーフバルブ５１の製造コストを減らすことができる。
【００６５】
又、この実施の形態のリリーフバルブ５１では、金属ガラスよりなるシートボディ５３のヤング率が相対的に低いことから、弁座５３ｄと弁体５４との密着性が良くなり、両者５３ｄ，５４の間の油密保持性を高めることができる。この結果、リリーフバルブ５１としての信頼性を高めることができる。又、弁体５４と弁座５３ｄとの間の着座音を低減させることができる。この結果、リリーフバルブ５１の動作音を低減させることができる。
【００６６】
更に、この実施の形態のリリーフバルブ５１では、金属ガラスよりなるシートボディ５３の機械的強度が大きく、その弁座５３ｄの表面の耐食性が大きい。このため、弁座５３ｄを含むシートボディ５３としての耐久性と信頼性を向上させることができる。この結果、リリーフバルブ５１としての耐久性と信頼性を向上させることができる。
【００６７】
加えて、この実施の形態のリリーフバルブ５１では、シートボディ５３に使用される金属ガラスが、一般的な結晶合金より比重が小さいことから、シートボディ５３が軽量化することになる。この結果、リリーフバルブ５１の軽量化にも寄与する。
【００６８】
［第５の実施の形態］
以下、本発明のエンジン用燃料系部品としてのリリーフバルブを具体化した第５の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００６９】
尚、この実施の形態において、第４の実施の形態と同等の構成部材については、同一の符号を付して説明を省略する。以下には、異なった点を中心に説明する。
【００７０】
図１７に、この実施の形態のリリーフバルブ６１の主要部を拡大断面図に示す。このリリーフバルブ６１の基本構成は、第４の実施の形態のリリーフバルブ５１のそれと同じである。この実施の形態では、シートボディ５３の弁座５３ｄの部位と弁体５４との当接面の両方に、金属ガラスを素材とするライナ６２，６３がそれぞれ設けられる。即ち、シートボディ５３に設けられるライナ６２は、弁座５３ｄの部位において同ボディ５３に一体的に組み込まれる。弁体５４のライナ６３は、金属製の球体６４の表面を覆う層状に形成される。この実施の形態では、ライナ６２，６３を構成する金属ガラスとして、比較的合金が作りやすい「Ｚｒ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ合金」が素材として使用される。この金属ガラスが有する各種特性は、第１及び第２の実施の形態で説明したものと同じである。
【００７１】
従って、この実施の形態のリリーフバルブ６１では、弁座５３ｄの部位及び弁体５４の両方に金属ガラスを素材とするライナ６２，６３が設けられる。このことから、弁座５３ｄ及び弁体５４の当接面の寸法精度が高くなり、後加工が不要となる。このため、弁座５３ｄ及び弁部５４の製造工数と製造コストを減らすことができる。この結果、リリーフバルブ６１の製造コストを減らすことができる。
【００７２】
又、この実施の形態のリリーフバルブ６１では、弁座５３ｄ及び弁体５４の当接面は、金属ガラスよりなるライナ６２，６３によりヤング率が相対的に低い。このため、弁座５３ｄと弁体５４との密着性が良くなり、両者５３ｄ，５４の間の油密保持性を高めることができる。この意味で、リリーフバルブ６１としての信頼性を高めることができる。又、弁座５３ｄと弁体５４との間の着座音を低減させることができる。この結果、リリーフバルブ６１の動作音を低減させることができる。
【００７３】
更に、この実施の形態のリリーフバルブ６１では、弁座５３ｄ及び弁体５４の当接面は、金属ガラスよりなるライナ６２，６３により機械的強度が大きく、そのライナ６２，６３の表面の耐食性が大きい。このため、弁座５３ｄ及び弁体５４としての耐久性と信頼性を向上させることができる。この結果、リリーフバルブ６１としての耐久性と信頼性を向上させることができる。
【００７４】
尚、この発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００７５】
（１）前記第１の実施の形態では、弁体９の本体部１９、ノズルボディ７、ストッパ８及びオリフィスプレート１１のそれぞれが金属ガラスを素材として構成されたが、これら部材１９，７，８，１１のうちの一つだけ、二つ又は三つが金属ガラスを素材として構成されてもよい。
【００７６】
（２）前記第２の実施の形態では、オリフィス３４及び弁座３５を含むノズルボディ３３（噴射ノズル３２）、ストッパ８、並びに弁体９の本体部１９が、それぞれ金属ガラスを素材として構成されたが、これら部材３３，８，１９のうちの一つだけ又は二つが金属ガラスを素材として構成されてもよい。
【００７７】
（３）前記第３の実施の形態では、シートボディ４５の弁座４５ａと、弁体４７の弁部４７ｂとの当接面の両方に、金属ガラスを素材とするライナ４８，４９をそれぞれ設けたが、これら当接面の何れか一方のみに金属ガラスを素材とするライナを設けてもよい。
【００７８】
（４）前記第１及び第２の実施の形態では、円錐形の弁部１９ｂを含む弁体９を備えたインジェクタ１，３１に具体化したが、球状の弁部を含む弁体を備えたインジェクタに具体化することもできる。又、前記第１及び第２の実施の形態では、通直な軸部１９ａを含む弁体９に具体化したが、軸部にフランジ状の膨出部を有する弁体に具体化することもできる。即ち、アーマチュアや弁部を含む弁体の形状は特定のものには限定されない。
【００７９】
（５）前記各実施の形態では、金属ガラスとして、「Ｚｒ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ」からなるＺｒ系の金属ガラスを使用したが、金属ガラスの組成としてはこれに限られるものではない。例えば、「Ｔｉ系材料」からなる金属ガラスを使用することもできる。
【００８０】
（６）前記第１〜第３の実施の形態では、インジェクタとして、エンジンの燃料噴射に使用されるインジェクタ１，３１，４１に具体化した。これに対し、燃料噴射用のインジェクタ１，３１，４１に限られるものではなく、その他の高圧流体噴射のために使用されるインジェクタに具体化することもできる。
【００８１】
（７）前記第４の実施の形態では、ボディ５２、弁体５４及び弁座５３ｄを含むシートボディ５３のうち、シートボディ５３のみ金属ガラスを素材として構成した。これに対し、ボディ、弁体及び弁座のうち、ボディのみ又は弁体のみを金属ガラスを素材として構成したり、弁体及び弁座を金属ガラスを素材として構成したり、ボディ、弁体及び弁座の全てを金属ガラスを素材として構成したりしてもよい。
【００８２】
（８）前記第５の実施の形態では、弁座５３ｄ及び弁体５４の当接面の両方にに金属ガラスを素材とするライナ６２，６３を設けたが、弁座及び弁体の当接面の何れか一方のみに金属ガラスを素材とするライナを設けてもよい。
【００８３】
（９）前記各実施の形態では、ノズルボディ（ボディ）、弁座及び弁体の少なくとも一つを、金属ガラスを素材として鋳造により成形したが、これらの部材を鋳造以外に、鍛造で成形することもできる。金属ガラスの過冷却域体温度域では、金属ガラスが完全ニュートン粘性流動（流動性が高くなる。）を呈し、成形性が著しく向上することから、鍛造が可能となる。Ｚｒ系金属ガラスでは、「４００〜４８０℃」の温度範囲で、完全ニュートン粘性流動を示す。従って、この温度範囲において、上記各部材を、Ｚｒ系金属ガラスを素材として鍛造することにより、材料のミクロな等方性及び均質性により、ナノメートルオーダの良好な微細成形性を得ることができる。
【００８４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明の構成によれば、エンジン用燃料系部品の製造コストを低減させることができ、その燃料系部品の耐久性及び信頼性を向上させることができ、その燃料系部品の動作音を低減させることができる。
【００８５】
請求項２に記載の発明の構成によれば、エンジン用燃料系部品の製造コストを低減させることができ、その燃料系部品の耐久性及び信頼性を向上させることができ、その燃料系部品の動作音を低減させることができる。
【００８６】
請求項３に記載の発明の構成によれば、エンジン用燃料系部品としてのインジェクタにつきその製造コストを低減させることができ、インジェクタの耐久性及び信頼性を向上させることができ、インジェクタの動作音を低減させることができる。
【００８７】
請求項４に記載の発明の構成によれば、エンジン用燃料系部品としてのインジェクタにつきその製造コストを低減させることができ、インジェクタの耐久性及び信頼性を向上させることができ、インジェクタの動作音を低減させることができる。
【００８８】
請求項５に記載の発明の構成によれば、エンジン用燃料系部品としてのリリーフバルブにつきその製造コストを低減させることができ、リリーフバルブの耐久性及び信頼性を向上させることができ、リリーフバルブの動作音を低減させることができる。
【００８９】
請求項６に記載の発明の構成によれば、エンジン用燃料系部品としてのリリーフバルブにつきその製造コストを低減させることができ、リリーフバルブの耐久性及び信頼性を向上させることができ、リリーフバルブの動作音を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係り、インジェクタを示す断面図である。
【図２】弁体を示す正面図である。
【図３】ノズルボディを示す断面図である。
【図４】ストッパを示す断面図である。
【図５】オリフィスプレートを示す断面図である。
【図６】オリフィスプレートを示す平面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、原子配列モデルを示す模式図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、  断面モデルを示す模式図である。
【図９】材料特性を示す表である。
【図１０】第２の実施の形態に係り、インジェクタを示す断面図である。
【図１１】噴射ノズルを示す断面図である。
【図１２】噴射ノズルの先端を示す正面図である。
【図１３】第３の実施の形態に係り、インジェクタを示す断面図である。
【図１４】噴射ノズルを示す断面図である。
【図１５】インジェクタの先端部を示す拡大断面図である。
【図１６】第４の実施の形態に係り、リリーフバルブを示す断面図である。
【図１７】第５の実施の形態に係り、リリーフバルブの主要部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１      インジェクタ
７      ノズルボディ
７ａ    弁座
９      弁体
１１    オリフィスプレート
１１ａ  オリフィス（燃料出口）
１９ｂ  弁部
３１    インジェクタ
３３      ノズルボディ
３４    オリフィス（燃料出口）
３５    弁座
４１    インジェクタ
４３    ノズルボディ
４５ａ  弁座
４７    弁体
４７ｂ  弁部
４８    ライナ
４９    ライナ
５１    リリーフバルブ
５２    ボディ
５２ａ  燃料出口
５３    シートボディ
５３ｄ  弁座
５４    弁体
５５    スプリング
６１    リリーフバルブ
６２    ライナ
６３    ライナ
【図１】
2004239245.tif 000003
【図２】
2004239245.tif 000004
【図３】
2004239245.tif 000005
【図４】
2004239245.tif 000006
【図５】
2004239245.tif 000007
【図６】
2004239245.tif 000008
【図７】
2004239245.tif 000009
【図８】
2004239245.tif 000010
【図９】
2004239245.tif 000011
【図１０】
2004239245.tif 000012
【図１１】
2004239245.tif 000013
【図１２】
2004239245.tif 000014
【図１３】
2004239245.tif 000015
【図１４】
2004239245.tif 000016
【図１５】
2004239245.tif 000017
【図１６】
2004239245.tif 000018
【図１７】
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