(57)【要約】【課題】  噴霧の均質性を向上させた噴射弁を提供する。また、一方向または多方向に偏向したオリフィスを容易に加工する方法を提供する。【解決手段】  ノズルと、ノズルの内部に設けられた弁体と、弁体を駆動させるための駆動手段と、ノズルの先端に設けられ、弁体を収容するための弁座、及び、流体を噴射するためのオリフィス３２を備えたオリフィスプレート１５とを有する噴射弁であって、オリフィスプレート１５の一方の面には、凸状の球面部３０が設けられており、球面部３０には、平面部３３が形成されており、平面部３３には、オリフィス３２が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルと、
前記ノズルの内部に設けられた弁体と、
前記弁体を駆動させるための駆動手段と、
前記ノズルの先端に設けられ、前記弁体を収容するための弁座、及び、流体を噴射するためのオリフィスを備えたオリフィスプレートとを有する噴射弁であって、
前記オリフィスプレートの一方の面には、凸状の曲面部が設けられており、
前記曲面部には、平面部が形成されており、
前記平面部には、前記オリフィスが形成されていることを特徴とする噴射弁。
【請求項２】
請求項１記載の噴射弁において、
前記ノズルと前記オリフィスプレートとは、一体になって構成されていることを特徴とする噴射弁。
【請求項３】
請求項１記載の噴射弁において、
前記曲面部は、球面形状であることを特徴とする噴射弁。
【請求項４】
請求項１記載の噴射弁において、
前記平面部は、前記オリフィスの中心軸線と略垂直な面であることを特徴とする噴射弁。
【請求項５】
請求項１記載の噴射弁において、
前記平面部は、前記曲面部において凹状となって形成されていることを特徴とする噴射弁。
【請求項６】
請求項１記載の噴射弁において、
前記オリフィスプレートには、前記平面部及び前記オリフィスが複数形成されていることを特徴とする噴射弁。
【請求項７】
請求項１記載の噴射弁において、
前記オリフィスは、前記噴射弁の軸線に対して偏向した方向に形成されていることを特徴とする噴射弁。
【請求項８】
請求項５記載の噴射弁において、
前記オリフィスと、凹状となって形成された前記平面部とは、略同芯状に形成されていることを特徴とする噴射弁。
【請求項９】
請求項６記載の噴射弁において、
複数の前記オリフィスのうち少なくとも２つは、その長さが異なっていることを特徴とする噴射弁。
【請求項１０】
請求項１記載の噴射弁において、
前記オリフィスプレートには、位置決め穴が形成されていることを特徴とする噴射弁。
【請求項１１】
流体を噴射するためのオリフィスの加工方法であって、
前記オリフィスの下流側出口部において凸状の曲面部が形成されたブランクを準備する工程と、
前記曲面部の外周側に位置決め穴を加工する工程と、
前記曲面部に前記オリフィスの軸線と略直角面となる平面部を加工する工程と、
前記平面部に前記オリフィスを加工する工程とを有することを特徴とするオリフィスの加工方法。
【請求項１２】
請求項１１記載のオリフィスの加工方法において、
前記位置決め穴を加工する工程，前記平面部を加工する工程、及び、前記オリフィスを加工する工程は、プレス加工，旋削もしくは切削加工、または、放電加工により行われることを特徴とするオリフィスの加工方法。
【請求項１３】
請求項１１記載のオリフィスの加工方法において、
前記平面部は、前記曲面部に凹状となって形成されることを特徴とするオリフィスの加工方法。
【請求項１４】
請求項１３記載のオリフィスの加工方法において、
さらに、前記ブランクの上流側を旋削して弁座を加工する工程を有することを特徴とするオリフィスの加工方法。
【請求項１５】
請求項１４記載のオリフィスの加工方法において、
前記位置決め穴を加工する工程，前記平面部を加工する工程、及び、前記オリフィスを加工する工程は、前記ブランクをチャックしたまま行われ、
前記位置決め穴を加工する工程は、コイニング加工により行われ、
前記平面部を加工する工程は、コイニング加工するとともに表面を加工硬化することにより行われ、
前記オリフィスを加工する工程は、押出し加工，半抜き加工、または、打抜き加工により行われることを特徴とするオリフィスの加工方法。
【請求項１６】
請求項１４記載のオリフィスの加工方法において、
前記位置決め穴を加工する工程，前記平面部を加工する工程、及び、前記オリフィスを加工する工程は、前記ブランクをチャックしたまま行われ、
前記位置決め穴を加工する工程は、コイニング加工により行われ、
前記平面部を加工する工程は、旋削加工により行われ、
前記オリフィスを加工する工程は、押出し加工，半抜き加工、または、打抜き加工により行われることを特徴とするオリフィスの加工方法。
【請求項１７】
請求項１１記載のオリフィスの加工方法において、
前記ブランクは、炭素量が０.２５％ 以上のマルテンサイト系ステンレス鋼であり、焼入れ後の硬さがＨＲＣ５２以上であることを特徴とするオリフィスの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体を噴射する噴射弁に係り、特に流量を計量するオリフィス及びオリフィスの加工方法並びにこれを利用した噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、球面部にオリフィス（噴射孔）を設けたものは、特開平７−６３１４０号公報
（特許文献１）に開示されているようなプレス加工がある。特許文献１に開示されている噴射孔は、平板に噴射孔をプレス加工等で穿設し、その後噴射孔の回りをドーム状に絞り加工して形成される。
【０００３】
また、ノズルの製造における偏向したオリフィスの加工方法として、特開２００１−
９６１９６号公報（特許文献２）に開示されているプレス加工がある。特許文献２に開示されている偏向したオリフィスの加工方法では、予め、ブランクにオリフィスの軸線と垂直となる平面を設けておき、平面と直角になるように位置決めしてオリフィスを下流側から押出し加工する。次に、上流側を機械加工して全せん断面としている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６３１４０号公報
【特許文献２】特開２００１−９６１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特開平７−６３１４０号公報（特許文献１）に開示されている技術は、噴射孔プレスやドリル加工で穿孔した後、その回りを絞り加工するものである。このため、噴射孔がテーパ状になり、円筒状のオリフィスを得ることができない。また、絞り加工時において、オリフィスがテーパ状に変形するため、穿孔時の噴射孔精度を維持することが困難である。このため、μｍ単位の高精度な噴射孔を得ることは極めて困難となる。
【０００６】
また、特開２００１−９６１９６号公報（特許文献２）に開示されている技術では、噴射弁の軸線に対して偏向したオリフィスを加工する場合、予め、ブランクにオリフィスの加工軸線と垂直面となる平面を設ける必要がある。このため、オリフィス加工時には、オリフィスの加工軸と平面が直角になるように位置合せをする必要がある。この結果、位置決め用のマークを必要とし、位置決めするために画像認識等の高価な設備を必要とするばかりか、位置決め時間が多大にかかり、生産性を大幅に悪化させている。
【０００７】
また、互いに偏向方向の異なる複数個のオリフィスを加工することは不可能である。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するため、オリフィスの下流側となる球面部にオリフィスの軸線と直角となる平面部を設け、平面部にオリフィスを形成することより、噴霧の均質性を向上させた噴射弁を提供することを目的とする。また、一方向または多方向に偏向したオリフィスを容易に加工する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】
【０００９】
本発明に係る噴射弁のうち代表的な一つは、ノズルと、ノズルの内部に設けられた弁体と、弁体を駆動させるための駆動手段と、ノズルの先端に設けられ、弁体を収容するための弁座、及び、流体を噴射するためのオリフィスを備えたオリフィスプレートとを有し、オリフィスプレートの一方の面には、凸状の曲面部が設けられており、曲面部には、平面部が形成されており、平面部には、オリフィスが形成されたものである。
【００１０】
また、本発明に係るオリフィスの加工方法のうち代表的な一つは、オリフィスの下流側出口部において凸状の曲面部が形成されたブランクを準備する工程と、曲面部の外周側に位置決め穴を加工する工程と、曲面部にオリフィスの軸線と略直角面となる平面部を加工する工程と、平面部にオリフィスを加工する工程とを有するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、噴霧の均質性を向上させた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】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態による噴射弁の全体構成を示す縦断面図である。
【００１４】
噴射弁本体１は、コア２，ヨーク３，ハウジング４，可動子５からなる磁気回路，磁気回路を励磁するコイル６、及びコイル６に通電する端子ボビン７から構成されている。コア２とハウジング４の間にはシールリング８が結合され、コイル６に燃料等の流体が流入するのを防いでいる。
【００１５】
ハウジング４の内部にはバルブ部品が収納され、可動子５，ノズル９，可動子５のストローク量を調整するリング１０が配置されている。可動子５は、弁体１１と可動コア１２をジョイント１３で結合したものであり、可動コア１２とジョイント１３の間にはパイプ１８と共同して可動子５が閉弁した時のバウンドを抑えるプレート１４を備えている。
【００１６】
外套部材を構成するハウジング４とノズル９は、可動子５の周囲を覆っている。ノズル９には、先端にシート面１５ａ（弁座）及びオリフィス３２を有するオリフィスプレート１５と、ガイドプレート１６と共に可動子５を摺動可能にガイドし燃料に旋回力を与えるスワラー１７とが設けられている。ノズル９，オリフィスプレート１５、及び、スワラー１７は、それぞれ別体として構成されているものであってもよいし、これらを一体化して構成されているものでもよい。
【００１７】
コア２の内部には弁体１１をシート面１５ａにパイプ１８とプレート１４を介して押圧するスプリング１９，スプリング１９の押圧荷重を調整するアジャスタ２０，外部からのコンタミの進入を防ぐフィルター２１が配置されている。
【００１８】
次に、上記噴射弁本体１の動作について詳細に説明する。
【００１９】
コイル６に通電すると、可動子５がスプリング１９の付勢力に抗してコア２の方向に吸引され、可動子５の先端の弁シート部１１ａとシート面１５ａとの間に隙間ができる（開弁状態）。加圧されている燃料はまずコア２，アジャスタ２０，パイプ１８から可動子５内の燃料通路１３ａ経てノズル９内に入る。次にガイドプレート１６の燃料通路１６ａ，ノズルの通路９ａから、スワラー１７の通路１７ａ，１７ｂに入り、スワラー１７の旋回溝１７ｃによって旋回力を与えられる。旋回力を与えられた燃料は弁シート部１１ａとシート面１５ａの隙間からオリフィス３２を経て噴射される。
【００２０】
一方、コイル６の電流を遮断した場合には、可動子５の弁シート部１１ａがスプリング１９の力でシート面１５ａに当接し、閉弁状態となる。
【００２１】
次に、上記噴射弁本体１のオリフィスプレート１５及びオリフィス３２の製造方法について詳細に説明する。
【００２２】
図２，図３は本発明の第１実施例であって、図２は、オリフィスプレート１５の斜視図であり、図３は、図２をＹ軸で断面した縦断面図である。
【００２３】
オリフィスプレート１５は端面中央部に球面部３０を有し、位置決め穴３１の方に傾斜した平面部３３はオリフィス３２の軸線と垂直面をなしている。オリフィス３２は平面部３３に垂直に開口され、下流側端面は平面になる。また、オリフィス３２の上流側には略円錐状のシート面１５ａが配置されている。
【００２４】
図２のように、平面部３３上に垂直にオリフィス３２を設けた場合、オリフィス３２の位置は平面部３３内にあればよく、オリフィスプレート１５の中心線Ｘ，Ｙ軸に対して、オリフィス３２の中心線Ｘ１，Ｙ１軸が偏芯していても加工上の問題は無い。
【００２５】
以上のようにすることで、オリフィスの出口がオリフィスの軸線と直角面となるため、流体の噴射タイミングが全周同一になり、噴射弁の軸線に対して偏向したオリフィスでもペネトレーションの長さを均一に出来、噴霧の均質性を向上することができる。
【００２６】
図４，図５は、オリフィスプレート１５の加工工程を示したものである。図４は各工程の斜視図であり、図５は縦断面図である。
【００２７】
図４（Ｉ），図５（Ｉ）はオリフィスプレート１５の端面中央部に球面部３０を有したブランク図であり、切削加工やプレス加工，鍛造加工で製作する。
【００２８】
図４（II），図５（II）は位置決め穴３１を加工した図であり、プレス加工や旋削もしくは切削加工，放電加工で製作する。
【００２９】
図４（III），図５（III）は平面部３３を加工した図であり、オリフィス３２の軸線とほぼ垂直面になるように加工する。加工方法はプレス加工，旋削もしくは切削加工，放電加工である。
【００３０】
図４（IV），図５（IV）はオリフィス３２を加工した図であり、プレス加工の場合、袋穴状に加工することにより内面を全せん断面に加工でき、表面あらさを著しく向上できる。尚、押出し部１５ｂは、図３に示すようにシート面１５ａ（弁座）の加工とともに削除する。旋削，切削加工や放電加工の場合は、予めブランク状態でシート面１５ａを加工しておき、その後オリフィス３２を加工しても良い。
【００３１】
図６は、加工方法の一例としてプレス加工の状態を示したものである。
【００３２】
図６（Ｉ）は、位置決め穴３１の加工工程であり、オリフィスプレート１５をダイ４１の上面に設置し、外径をコレットチャック４２で強固に保持する。次にオリフィスプレート１５を保持したままパンチ４０の位置決め穴加工部４０ａで押圧し、位置決め穴３１を加工する。位置決め穴３１の加工は、コイニング加工によるものであってもよい。
【００３３】
図６（II）は、平面部３３の加工工程であり、オリフィスプレート１５をコレットチャック４２で保持したままの状態で、パンチ４３で平面部３３を押圧し、平面部３３を加工する。平面部の加工は、コイニング加工するとともに表面を加工硬化させるものであってもよい。
【００３４】
図６(III) は、オリフィス３２の加工工程であり、平面部３３に直角にパンチ４４の切刃部４４ａを押圧し、オリフィス３２を袋穴状に押出し加工する。このとき、オリフィスプレート１５はコレットチャック４２で保持された状態であるため、位置決め穴３１を基準として、平面部３３及びオリフィス３２が位置精度良く加工される。また、位置決めの必要がない。オリフィス３２の加工は、押出し加工，半抜き加工、または、打抜き加工によるものであってもよい。
【００３５】
以上のように、球面部にオリフィスの軸線と直角となる平面部を設け、平面部にオリフィスを直角にプレス加工することにより、パンチに曲げ力が加わらないためパンチが折損することなく、炭素量０.２５％ 以上のマルテンサイト系ステンレス鋼(例えばSUS420J2)でもアスペクト比２以上の深穴を容易に加工することができる。炭素量０.２５％ 以上のマルテンサイト系ステンレス鋼を用いた場合には、焼入れ後の硬さがＨＲＣ５２以上であることがより望ましい。
【００３６】
また、旋削加工，放電加工でもドリルや電極が加工面に対して直角に当るため、ドリルや電極が滑ったりして位置ずれすることなく、オリフィスを精度良く容易に加工できる。
【実施例２】
【００３７】
図７は複数個のオリフィスとして、オリフィスプレート５０に６ヶのオリフィス５４，５５，５６，５７，５８，５９を加工した例である。オリフィスプレート５０の下流側は凹状になっており、内壁面５２の底面となる内底面５３に球面部５１が形成されている。
【００３８】
各々のオリフィスはそれぞれ異なる方向に開口しており、球面部５１にはそれぞれのオリフィスの軸線と直角面を成す平面部５４ａ，５５ａ，５６ａ，５７ａ，５８ａ，５９ａが加工され、オリフィス５４，５５，５６，５７，５８，５９は各平面部に直角に加工されている。
【００３９】
平面部５４ａ，５５ａ，５６ａ，５７ａ，５８ａ，５９ａは、オリフィス５４，５５，５６，５７，５８，５９を開口する部分が必要最小限の平面になっていれば、オリフィス５４，５５，５６，５７，５８，５９を加工する上での問題は無い。
【００４０】
以上により、オリフィスの下流側となる球面部に、複数個のオリフィスの軸線とそれぞれ直角となる平面部を複数個設けることにより、それぞれ噴射方向の異なるオリフィスを特にプレス加工や旋削加工，放電加工等で精度良く容易に加工することができる。
【実施例３】
【００４１】
図８は複数個の長さの異なるオリフィスとして、オリフィスプレート６０に６ヶのオリフィス６４，６５，６６，６７，６８，６９を加工した例である。オリフィスプレート
６０の下流側は凹状になっており、内壁面６２の底面となる内底面６３に球面部６１が形成されている。
【００４２】
各々のオリフィスはそれぞれ異なる方向に開口しており、球面部６１にはそれぞれのオリフィスの軸線と直角面を成す凹状の平面部６４ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａ，６９ａが加工され、オリフィス６４，６５，６６，６７，６８，６９は各凹状の平面部に直角に加工されている。
【００４３】
ここで、噴霧形状，加工性を考えてオリフィス６４，６５，６６，６７，６８，６９の長さを最適に設定するためには、凹状の平面部６４ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａ，６９ａの深さを適時変更すればよい。
【００４４】
このように、オリフィスの下流側となる球面部にオリフィスの軸線と直角となる凹状の平面部を設け、凹状の平面部の深さを変えることによりオリフィスの長さを変えることができ、噴霧形状の最適化や、加工性を向上させることが可能となる。
【００４５】
本発明の各実施例によれば、オリフィスの下流側となる球面部にオリフィスの軸線と直角となる平面部を設け、平面部にオリフィスを形成することにより、オリフィスの出口がオリフィスの軸線と直角面となるため流体の噴射タイミングが全周同一になり、噴射弁の軸線に対して偏向したオリフィスでもペネトレーションの長さを均一にでき、噴霧の均質性を向上することができる。
【００４６】
また、オリフィスの下流側となる球面部にオリフィスの軸線と直角となる凹状の平面部を設け、凹状の平面部の深さを変えることによりオリフィスの長さを変えることができ、噴霧の形状を最適にすることができる。
【００４７】
また、オリフィスの下流側となる球面部にオリフィスの軸線と直角となる平面部を設け、平面部にオリフィスを形成することにより、オリフィスを特にプレス加工や旋削加工，放電加工等で精度良く容易に加工できる。
【００４８】
また、オリフィスの下流側となる球面部に、複数個のオリフィスの軸線とそれぞれ直角となる平面部を複数個設けることにより、それぞれ噴射方向の異なるオリフィスを特にプレス加工や旋削加工，放電加工等で精度良く容易に加工できる。
【００４９】
また、ブランクをチャックしたまま、位置決め、オリフィスの軸線と直角となる平面、及びオリフィス（特に噴射弁の軸線に対して偏向したオリフィスや複数個のオリフィス）を加工することにより、位置合せを必要とすること無く精度良く位置決めされたオリフィスを生産性良く加工することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施例を具体的に説明したが、本発明はこれに限られることなく、発明思想の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施例では、平面部３３が形成される領域を球面部３０として説明したが、球面以外の曲面状のもの（曲面部）であってもよい。
【００５１】
また、本発明の噴射弁は、燃料以外の流体、例えば、水，加工油，ペンキ，インク，気体等にも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施例を示す噴射弁の全体構成を示す縦断面図。
【図２】本発明の第１実施例を示すオリフィスプレートの斜視図。
【図３】本発明の第１実施例を示すオリフィスプレートの縦断面図。
【図４】本発明の第１実施例を示すオリフィスプレートの加工工程を示す斜視図。
【図５】本発明の第１実施例を示すオリフィスプレートの加工工程を示す縦断面図。
【図６】本発明の第１実施例を示すオリフィスプレートのプレス加工工程を示す縦断面図。
【図７】本発明の第２実施例を示す複数個のオリフィスを有するオリフィスプレートの斜視図。
【図８】本発明の第３実施例を示す複数個のオリフィスを有するオリフィスプレートの斜視図。
【符号の説明】
【００５３】
１…噴射弁本体、１５…オリフィスプレート、１５ａ…シート面、３０…球面部、
３１…位置決め穴、３２，５４〜５９，６４〜６９…オリフィス、３３，５４ａ〜５９ａ…平面部、４０，４３，４４…パンチ、４１…ダイ、４２…コレットチャック、６４ａ〜６９ａ…凹状の平面部。
【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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【図７】
2007077843.tif 000009
【図８】
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