(57)【要約】【課題】  燃料漏れがなく、噴射特性が良好で、熱処理時間を短縮し、部品数の少なくした燃料噴射弁を得ること。【解決手段】  本発明では、結合部のシール性を確保するために、ノズル結合溝の周辺とハウジングとの塑性変形圧を受ける面の硬度を異ならせることにある。さらに、ノズルの硬度をハウジングの硬度より高めることにある。【効果】  本発明によれば、燃料噴射弁において、ノズルの結合溝の周辺部の硬度を大とし、ハウジングと塑性結合することで、シール性，噴射特性の向上，コストの低減を図るものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の噴射量を調整する可動子、前記可動子の運動をガイドするノズルとを有し、前記ノズルを塑性結合してなるハウジングを有する燃料噴射弁であって、前記ノズルと前記ハウジングとの間の塑性変形圧を受ける面を表面硬化させることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１において、前記ノズルは塑性結合面に複数条形成された環状の溝を有し、前記溝から所定領域の硬度（Ｈｖ１）を前記ハウジングの硬度（Ｈｖ２）よりも大（Ｈｖ１＞Ｈｖ２）としていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれか１項において、前記ノズルの塑性変形圧を受ける面は高周波加熱焼入れ処理されていることを特徴とした燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記ノズルは、前記ノズル細長先端部をガイドして装着されることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記溝から所定領域のビッカース硬度をＨv1、前記ハウジングのビッカース硬度をＨｖ２とすると、Ｈｖ１−Ｈｖ２≧１５０との関係となることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項５において、前記所定領域のＨｖ１−Ｈｖ２≧１５０の範囲は、前記溝の表面位置から０.１mm 以上の領域であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項７】
請求項５において、前記所定領域のＨｖ１−Ｈｖ２≧１５０の範囲は、前記溝の表面位置から０.１mm 以上０.５mm 以下の領域であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項８】
請求項６乃至７項のいずれか１項において、前記所定領域のＨｖ１−Ｈｖ２≧１５０の範囲は、前記複数条の環状溝間に形成される突起部であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項９】
請求項８において、前記ノズルはマルテンサイト系ステンレス鋼を含んでなることを特徴とした燃料噴射弁。
【請求項１０】
請求項９において、前記ハウジングのビッカース硬度は２５０以下とであることを特徴とした燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁に係り、特に、ノズル先端が先細形状の燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射弁において、磁気回路を構成するヨークに円筒くぼみを設け、その内周縁部の材料をバルブガイドの外周面に設けた環状溝に局部的に塑性変形させて両者間を塑性結合すると共に、バルブガイドとノズル間を同様に塑性変形結合したものが例えば特許第
２５１５７５８号で知られている。
【０００３】
【特許文献１】特許第２５１５７５８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、特許文献１では、ヨークとノズル間を塑性結合させ、結合部に生じる自緊力により燃料シールを果たしている。しかし、一般的には、結合溝の硬度が低いと、材料が塑性流動する際に変形が生じるので、結合強度が低下したり、自緊力が小さくなることで流体の漏れ性が著しく悪化する。そのため、ノズルの全体には焼入れ処理を施している。このように焼入れ処理をしなくてはならないので、全体を熱処理する場合の時間が大であり、生産性低下の一因であった。
【０００５】
さらに、筒内噴射用の燃料噴射弁に用いられる様な細長ノズルを有する燃料噴射弁においては、熱処理時の変形が顕著に現れ、可動弁のガイド機能を有するノズルの場合、可動弁のスムーズな運動の妨げとなり、噴射特性の低下を招く問題がある。
【０００６】
図４にノズル６の材料硬度が低い場合の結合部の拡大断面図を示す。
【０００７】
本発明は、熱処理時間を短縮し、部品数の少ない、噴射特性が良好な燃料噴射弁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】
【０００８】
本発明は、燃料の噴射量を決定する可動子、その可動子の運動をガイドするノズルをハウジングに塑性結合してなる燃料噴射弁であって、ノズルとハウジング間において塑性変形圧を受ける面を表面硬化させることにより達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱処理時間を短縮し、部品数を少なくして、噴射特性が良好な燃料噴射弁を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施例では、燃料の噴射量を決定する可動子、その可動子の運動をガイドするノズルをハウジングに塑性結合してなる燃料噴射弁であって、ノズルとハウジング間において塑性変形圧を受ける面を表面硬化させることにある。
【００１１】
本発明の実施例では、好ましくは、ノズルは塑性結合面に環状の溝を複数条形成し、溝の周辺の硬度（Ｈｖ１）をハウジングの硬度（Ｈｖ２）よりも大（Ｈｖ１＞Ｈｖ２）としていることにある。
【００１２】
また、好ましくは、ノズルの塑性変形圧を受ける面は高周波加熱焼入れ処理されていることにある。
【００１３】
また、好ましくは、ノズルは内燃機関装置に取り付けられる際、ノズル細長先端部をガイドして装着されることにある。
【００１４】
好ましくは、溝の周辺のビッカース硬度をＨｖ１、ハウジングのビッカース硬度をＨv2とした時、Ｈｖ１−Ｈｖ２≧１５０である。
【００１５】
好ましくは、Ｈｖ１−Ｈｖ２≧１５０の範囲は、溝の表面位置から０.１mm 以上としたことにある。
【００１６】
好ましくは、Ｈｖ１−Ｈｖ２≧１５０の範囲は、溝の表面位置から０.１mm以上０.５以下としている。
【００１７】
好ましくは、Ｈｖ１−Ｈｖ２≧１５０の範囲は、前数条の環状溝間に形成される突起部又は突起部分のみとしたことにより達成される。
【００１８】
好ましくは、ノズルはマルテンサイト系ステンレス鋼としたことにより達成される。
【００１９】
好ましくは、ハウジングのビッカース硬度は２５０以下としたことにより達成される。
【００２０】
図１は、本発明の燃料噴射弁の構造を示す断面図である。本燃料噴射弁は細長ノズル
（ロングノズル）を有する筒内噴射用燃料噴射弁である。燃料噴射弁１は筒状部品の組み合わせからなり、磁性材からなるハウジング２，ヨーク３，コア４から固定子側磁性回路を形成している。可動弁５は前記磁性回路に覆われ、電磁ソレノイドコイル１７に通電されることにより軸移動し、その先端部は前記ハウジング２に結合されるノズル６より覆われている。
【００２１】
より具体的には、ノズル６はハウジング２の段付き内径面にリング１８を介して挿入され、結合部７においては、ハウジング２の内周縁部を局部的に押圧することで、塑性変形させ、ノズル６の外周に設けられた環状の結合溝８に材料を塑性流動させ結合させている。この結合溝は必要によっては粗面でもよいことがある。
【００２２】
図２にノズル６とハウジング２を結合するのに用いられる金型の構造を示す。ハウジング２は例えば軸方向に２分割されて円筒に組み付けられる受け台９に宙吊りにセットされ、軸方向から下降するパンチ１０でハウジング２の内周縁部が局部的に押圧される。
【００２３】
図３に結合部の拡大断面図を示す。ノズル６の外径部には第一結合溝１１，第二結合溝１２が環状に設けられ、溝の間には突起部１３が形成されている。溝の寸法Ｗ１は本実施例の場合０.３mm であり、角度θは９０°である。さらに、突起部１３の先端部の寸法
Ｗ２は０.１mm である。ハウジング２を局部的に押圧し塑性変形させることで、材料は第一結合溝１１，第二結合溝１２に塑性流動し自緊力を生じた状態で強固に固定される。ハウジング２の押圧部１４は、結合溝８に材料を塑性流動させ、自緊力を生じるだけの材料を塑性変形させる必要があり、変形させる体積は適切に設定される。
【００２４】
本実施例の場合、押圧部の幅寸法Ｗ３は０.４mm であり、深さＤは０.２〜０.３程度である。このような結合を行う場合、ハウジング２の材料が結合溝８に塑性流動する際、局部的に大きな自緊力が発生するため、結合溝８が変形しない様に、ハウジング２とノズル６の材料硬度との差（ノズル６の硬度が大）が必要である。本実施例のような筒内噴射用燃料噴射弁の場合、燃料圧力が１０ＭＰａ〜１５ＭＰａであり、材料硬度差が無いと、結合部からの燃料漏れを引起す場合がある。
【００２５】
図４に結合溝８の周辺の硬度（Ｈｖ１）と結合の際の変形を実験した結果を示す。ハウジング２の材料硬度（Ｈｖ２）はビッカース硬度で１８０である。実験結果によると、ノズル６の結合溝８の周辺硬度がビッカース硬度で３３０を超えると変形は起こらない。
【００２６】
すなわち、Ｈｖ１とＨｖ２の差が１５０以上あれば変形は生じない。これは、硬度を大にしたため、引張り強度が大になり変形抵抗が大になったため、結合時に大きな自緊力が発生しても、変形が防止できるためである。この変形をさらに検討するために、１５MPaの圧力を負荷した条件での燃料漏れおよび１２ＭＰａの圧力を負荷した条件での気密（窒素ガス）試験を行った。これによると、結合溝８の硬度が３３０を超えるとそれぞれシール性が確保できることを確認した。
【００２７】
図５に結合溝８の表面の硬度（Ｈｖ１）と結合の際の変形を実験した結果を示す。結合溝８のビッカース硬度（Ｈｖ１）の差が１５０以上の範囲を表面から０.１mm 以上とすると、結合溝８の変形が防止できる。０.１mm 未満の場合、表面の硬度が大であっても、結合時の応力の発生領域の範囲において、硬度小（変形抵抗小）の部分があるため、変形が生じるものである。この変形をさらに検討するために、１５ＭＰａの圧力を負荷した条件での燃料漏れおよび１２ＭＰａの圧力を負荷した条件での気密（窒素ガス）試験を行い、結合溝８の硬度大範囲が０.１mm を超えるとそれぞれシール性が確保できることを確認した。
【００２８】
また、結合部のシール性に最も影響があるのは、結合溝８の間の形成される突起部１３の変形である。すなわち、突起部１３のみ上記したような材料硬度を得ることでも、シール性は確保できる。
【００２９】
上記のような、結合溝８の周辺硬度を得るためには、高周波加熱焼入れが最適な手段のひとつである。結合溝８の周辺部のみ高周波コイルを配置し、瞬間的に加熱，冷却を行うことにより局部的な焼入れが可能である。この方式の場合、加熱時間，電圧などの設定により、任意に、焼入れ硬度，範囲の設定が可能である。
【００３０】
しかし、高周波加熱により、焼入れ処理を行う場合、局部的に熱応力が発生し、製品精度の悪化を引起す場合がある。特に，本実施例のような細長形状の場合、この熱変形により、焼入れ処理後に曲がりが生じる。
【００３１】
図７に焼入れ深さを変化させノズルの変形量を実験した結果を示す。焼入れ範囲が0.5
mmを超えると、先端部の曲がりが発生する。これは、高周波加熱の際の熱発生領域が大となるとその影響により変形が生じるものである。また、本ノズル６全体を焼入れ処理した場合の変形は５〜２０μｍ程度であり、全体焼入れに比べても変形は小にできる。
【００３２】
本実施例のような細長ノズルの場合、先端部に曲がりが生じると、可動弁のスムーズな運動の妨げとなり噴射特性が悪化する問題が生じるため、高周波加熱処理は有効な手段である。
【００３３】
さらに、燃料噴射弁においては耐食性が要求されるため、ノズル６においてはステンレス鋼が使用される。結合溝８の硬度を得るためには、マルテンサイト系のステンレス鋼を用いることが有効である。ノズル６にマルテンサイト系ステンレス鋼のＳＵＳ４２０Ｊ２を用いた場合、高周波加熱焼入れを実施することにより、結合溝８のビッカース硬度は、４００程度を得ることができる。この場合、ハウジング２の硬度は上記の実験結果からビッカース硬度で２５０以下であれば良いことが分かる。ハウジング２は磁気回路を形成する部品であり、磁気特性を有するステンレス鋼が採用されるが、この硬度を得ることは磁気焼鈍などを行うことにより非常に容易である。
【００３４】
また、燃料噴射弁においては、ノズル６の先端部には、オリフィスプレート１５が取り付けられる。オリフィスプレート１５はノズル６の内径に圧入された後レーザ溶接される。ノズル６の全体が焼入れされていると、圧入時、内径部の硬度が高いため変形抵抗が大きく圧入荷重が大きくなり組立て作業性が悪化する。また、焼入れの変形は圧入部内径
１６にも生じるため、内径寸法がばらつき組立て精度が悪化するなどの問題があるが、本実施例により組立て作業の作業性向上および、精度向上が図れる。
【００３５】
さらに、高周波加熱焼入れは、全体焼入れのための装置にくらべ安価であり、自動ライン化が可能であるため、製造コストの低減が図れる。
【００３６】
また、結合溝８の寸法は結合力，気密度などにより任意に決定されるものであり、本実施例の効果は、本実施例で述べた寸法関係に限ったものではない。
【００３７】
さらに、本実施例では、燃料噴射弁において述べたが、その他流体製品においての使用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】燃料噴射弁の構造。
【図２】結合用金型。
【図３】結合部の拡大図。
【図４】硬度と変形量を表したグラフ。
【図５】硬度大範囲と変形量を表したグラフ。
【図６】焼入れ深さと同軸度を表したグラフ。
【符号の説明】
【００３９】
１…燃料噴射弁、２…ハウジング、３…ヨーク、６…ノズル、８…結合溝、１１…第一結合溝、１２…第二結合溝、１３…突起部。
【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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