(57)【要約】【課題】弁体、弁ボディおよび噴孔プレートによって区画されるデッドボリュームを可能な限り小さくすることができる燃料噴射弁の製造方法を提供する。【解決手段】弁体１２と、弁体１２が離着座する弁座部６１と、噴孔７１を有する噴孔プレート７０を支持するプレート支持部６３と、該弁座部６１と該プレート支持部６３との間に設けられている開口部６２とを有する弁ボディ６０とを備えている燃料噴射弁１の製造方法において、弁ボディ６０の弁座部６１に弁体１２を着座させたまま、プレート支持部６３および弁体１２の先端部１４、またはいずれか一方を削ることにより燃料噴射弁１を製造する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体と、
前記弁体が離着座する弁座部、噴孔を有する噴孔プレートを支持するプレート支持部および該弁座部と該プレート支持部との間に設けられている開口部を有する弁ボディとを備える燃料噴射弁の製造方法において、
前記弁ボディの前記弁座部に前記弁体を着座させたまま、前記プレート支持部および前記弁体の先端部、またはいずれか一方を削ることを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射弁の製造方法において、
前記弁ボディの前記プレート支持部と前記弁体の前記先端部とを軸方向位置で一致させることを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料噴射弁の製造方法において、
前記弁ボディの前記プレート支持部と前記弁体の前記先端部の両方を削って前記プレート支持部と前記先端部とを軸方向位置を一致させることを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料噴射弁の製造方法において、
前記弁ボディの前記プレート支持部を前記弁体の前記先端部よりも燃料下流側に位置させることを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料噴射弁の製造方法において、
前記弁ボディの前記プレート支持部または前記弁体の前記先端部のいずれか一方を削って前記プレート支持部を前記先端部よりも燃料下流側に位置させることを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弁体と、前記弁体が離着座する弁座部と、噴孔を有する噴孔プレートを支持するプレート支持部と、該弁座部と該プレート支持部との間に設けられている開口部とを有する弁ボディとを備えている燃料噴射弁が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１９６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常、燃料噴射弁は、弁ボディや弁体を単品で加工し、その後、各部品同士を組み付けることにより製造されている。このように燃料噴射弁を製造すると、各部品の加工誤差が積算されるなどして、弁ボディに弁体を着座させたとき、弁体の先端部が噴孔プレートに接触してしまう。これを防止するため、弁体や弁ボディの寸法は、各部品の加工誤差を加味して決定されている。その結果、おのずと弁体の表面、弁ボディの内壁、噴孔プレートの表面で区画される空間（以下、デッドボリュームともいう）が大きくなってしまう。
【０００４】
一方、デッドボリュームを有する燃料噴射弁が吸気管に取り付けられた内燃機関の場合、噴射終了後、噴射弁が閉弁しているにもかかわらず、吸気負圧によりデッドボリューム内の燃料が吸い出され、噴射量が予定の噴射量よりも増加してしまうという問題が起こる。この問題は、デッドボリュームが大きければ大きいほど顕著となり、燃焼に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は、弁体、弁ボディおよび噴孔プレートによって区画されるデッドボリュームを可能な限り小さくすることができる燃料噴射弁の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明によると、弁体と、弁体が離着座する弁座部、噴孔を有する噴孔プレートを支持するプレート支持部および該弁座部と該プレート支持部との間に設けられている開口部を有する弁ボディとを備える燃料噴射弁の製造方法において、弁ボディの弁座部に弁体を着座させたまま、プレート支持部および弁体の先端部、またはいずれか一方を削ることを特徴としている。
【０００７】
従来の燃料噴射弁の製造方法では、弁体と弁ボディとを別々に加工しているので、その後、各部品を組み付けると、各部品の加工誤差が積算され、場合によっては上記デッドボリュームが大きくなることがあった。
【０００８】
これに対し、この発明によれば、弁ボディの弁座部に弁体を着座させたまま、プレート支持部および弁体の先端部、またはいずれか一方を削っているので、従来技術のように加工誤差が積算されることがなくなる。このため、プレート支持部と弁体の先端部との軸方向の相対位置の精度を向上させることができる。結果、プレート支持部に噴孔プレートを取り付けたときのデッドボリュームを可能な限り小さくすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、請求項１に記載の燃料噴射弁の製造方法において、弁ボディのプレート支持部と弁体の先端部とを軸方向位置で一致させることを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、噴孔プレートとプレート支持部との間にシムなどの弁ボディや弁体に比べ形状が単純で比較的加工精度を向上させやすい部品によって噴孔プレートを支持しているので、デッドボリュームを可能な限り小さくすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によると、請求項２に記載の燃料噴射弁の製造方法において、弁ボディのプレート支持部と弁体の先端部の両方を削ってプレート支持部と先端部とを軸方向位置を一致させることを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、弁ボディのプレート支持部と弁体の先端部の両方を同時に削るようにしているので、この工程に至るまでの弁ボディのプレート支持部および弁体の先端部の加工精度を高めておく必要がなくなるため、製造コストの上昇を抑えることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によると、請求項４に記載の燃料噴射弁の製造方法において、弁ボディのプレート支持部または弁体の先端部のいずれか一方を削ってプレート支持部を先端部よりも燃料下流側に位置させることを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、平板状の簡素な構造を有する噴孔プレートを弁ボディに取り付けることができるので、燃料噴射弁の製造コストの上昇を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
最初に、本実施形態の製造方法で製造された燃料噴射弁の構造およびその動作について図１、図２に基づいて説明する。図１は、本実施形態の燃料噴射弁の縦断面図であり、図２は、図１の燃料噴射弁の噴孔付近の要部断面図である。
【００１７】
本実施形態の燃料噴射弁１は、例えば、内燃機関の吸気管（図示しない）に取り付けられ、ＥＣＵ（図示しない）からの指令信号に基づいて、燃料タンク（図示しない）から燃料ポンプ（図示しない）により汲み上げられた燃料を調量する噴射弁である。図１に示すように、燃料噴射弁１は、弁部１０、弁部１０を収容するノズル部２０、および弁部１０を駆動するアクチュエータ部３０からなっている。弁部１０は、ノズル部２０内を往復移動可能に収容されており、アクチュエータ部３０が弁部１０を駆動することにより、ノズル部２０先端から噴射される燃料量が調量され、適切な燃料が燃焼室に供給される。
【００１８】
ノズル部２０は、磁性パイプ２１とハウジング２５とからなっている。ハウジング２５の一端部には、吸気管に臨む弁ボディ６０および噴孔プレート７０が取り付けられ、その反対側の端部には、アクチュエータ部３０を保持する磁性パイプ２１が取り付けられている。磁性パイプ２１は、磁性部材と非磁性部材とからなり、略円筒状に形成され、図１において下方のハウジング２５側から第１磁性部材２２、非磁性部材２４および第２磁性部材２３をこの順序で有している。第１磁性部材２２と非磁性部材２４ならびに非磁性部材２４と第２磁性部材２３とは溶接により結合されている。溶接は、例えばレーザ溶接などにより行われている。非磁性部材２４は、第１磁性部材２２と、第２磁性部材２３との間で磁束が短絡することを防止するためのものである。
【００１９】
略円筒状の磁性パイプ２１の内側は、燃料通路８０となっている。そして、磁性パイプ２１の内壁には、図１において上方から固定子３４、可動子３５が収容され、固定子３４および可動子３５の内壁には、コイルスプリング４０およびアジャスティングパイプ５０が収容されている。固定子３４、可動子３５、コイルスプリング４０およびアジャスティングパイプ５０は、いずれも略円筒状に形成されており、磁性パイプ２１の上方の燃料通路８０から流入する燃料を磁性パイプ２１の下方に通すようになっている。図１に示すように、固定子３４は、非磁性部材２４および第２磁性部材２３の内壁に挿入後、溶接によって、磁性パイプ２１に固定されている。磁性パイプ２１の外側には、アクチュエータ部３０の一部としての電磁コイル３１が保持されている。
【００２０】
ハウジング２５は、磁性材料よりなり、略円筒状に形成されている。ハウジング２５の上方には、第１磁性部材２２が溶接により固定されている。ハウジング２５の内側は、燃料通路８０と連通しており、燃料通路８０から流入した燃料がハウジング２５の先端まで流れるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、ハウジング２５の下方には、有底円筒状の弁ボディ６０が取り付けられている。そして、その下方には、複数の噴孔７１が形成されている噴孔プレート７０が、弁ボディ６０の先端面にシム７２を介して取り付けられている。この先端面をプレート支持部６３と呼ぶ。弁ボディ６０の内側には、弁部１０の先端が着座可能な弁座部６１が形成され、更にその下方には開口部６２が形成されている。
【００２２】
弁部１０は、ニードル１１と弁体１２とからなっている。弁体１２は、ニードル１１の下方に形成されており、上記弁座部６１と離着座する当接部１３が形成されている。ニードル１１の上方には、上記可動子３５が溶接により固定されている。当接部１３が弁座部６１に着座すると、噴孔７１への燃料の供給が停止し噴孔７１からは燃料が噴射されなくなる。
【００２３】
ここで、弁体１２と弁ボディ６０は、当接部１３が弁座部６１に着座した状態で弁体１２の先端部１４が噴孔プレート７０に接触しないような寸法となっている。本実施形態の場合は、前記先端部１４とプレート支持部６３の軸方向位置を一致させ、プレート支持部６３と噴孔プレート７０との間に所定の厚さを有したシム７２を介在させることにより、噴孔プレート７０を弁ボディ６０に取り付けている。これにより、弁体１２の当接部１３が弁座部６１に着座したとき、前記先端部１４が噴孔プレート７０に接触して噴孔プレート７０が変形することを防止することができる。このとき、弁体１２、弁ボディ６０、および噴孔プレート７０によって、所定の体積を有した空間８１（以下、デッドボリュームという）が区画される。
【００２４】
アジャスティングパイプ５０は、固定子３４の内壁に圧入されている。コイルスプリング４０は、一方の端部がアジャスティングパイプ５０に当接し、他方の端部が可動子３５に当接している。コイルスプリング４０は、常に可動子３５を下方に付勢するものであり、アジャスティングパイプ５０の圧入量を調整することにより、可動子３５に対する付勢力を調整することができる。
【００２５】
磁性部材２６は、ハウジング２５と磁気的に接続され、電磁コイル３１の外周側に設けられている。これにより、固定子３４、可動子３５、第１磁性部材２２、ハウジング２５、磁性部材２６および第２磁性部材２３は、磁気回路を構成することとなる。
【００２６】
電磁コイル３１が巻回されているスプール３２は、磁性パイプ２１の外周に取り付けられている。端子３３は、電磁コイル３１と電気的に接続されており、ＥＣＵからの指令信号に基づき、電磁コイル３１に駆動電流が供給される。樹脂ハウジング９０は、磁性パイプ２１および電磁コイル３１の外側を覆っている。
【００２７】
電磁コイル３１に駆動電流が供給されていない時、固定子３４と可動子３５との間には磁気吸引力が生じていない。そのため、可動子３５は、コイルスプリング４０の付勢力により固定子３４から離間する方向、すなわち下方へ移動している。これにより、可動子３５と一体の弁体１２の当接部１３は、弁座部６１に着座しており、噴孔７１からの燃料の噴射は停止する。
【００２８】
電磁コイル３１に駆動電流が供給されると、電磁コイル３１が励磁され、固定子３４、可動子３５、第１磁性部材２２、ハウジング２５、磁性部材２６、および第２磁性部材２３には、磁気回路が形成される。これにより、固定子３４と可動子３５との間には磁気吸引力が発生する。そして、固定子３４と可動子３５との間に発生した磁気吸引力がコイルスプリング４０の付勢力よりも大きくなると、可動子３５は、固定子３４に向かって移動する。可動子３５は、固定子３４と衝突するまで移動する。そのため、可動子３４と一体の弁部１０は、図１の上方へ移動し、当接部１３が弁座部６１から離座する。当接部１３が弁座部６１から離座すると、燃料は弁体１２と弁座部６１との間に形成される通路を通り噴孔７１へ流れ、噴孔７１から燃料が噴射される。
【００２９】
再び電磁コイル３１への駆動電流の供給が停止されると、固定子３４と可動子３５との間の磁気吸引力は消滅する。そのため、可動子３５は、コイルスプリング４０の付勢力によって再び固定子３４から離間する方向へ移動する。これにより、当接部１３は、弁座部６１に着座し、噴孔７１からの燃料の噴射が停止される。
【００３０】
次に、本実施形態の燃料噴射弁の弁ボディおよび弁体部分を加工する加工装置および製造方法について説明する。図３は、第１実施形態の燃料噴射弁の弁ボディおよび弁体部分を加工する加工装置である。図４は、図３の加工装置にて加工する弁ボディおよび弁体の製造過程を示す図である。
【００３１】
図３に示すように、加工装置１００は、主にニードル１１および弁体１２を下方に加圧する加圧部１１０、弁ボディ６０およびニードル１１を弁体１２の当接部１３が弁ボディ６０の弁座部６１に着座した状態で支持し、かつニードル１１を軸方向に移動可能に案内するガイド部１２０、弁ボディ６０のプレート支持部６３および弁体１２の先端部１４を同時に削る円盤状の砥石１３０、および砥石１３０を回転させるモータ１４０からなっている。
【００３２】
加圧部１１０は、ニードル１１の上方に位置し、ニードル１１を下方に加圧しながら移動させるような位置に設けられている。一方、ニードル１１の下方には、弁ボディ６０のプレート支持部６３と弁体１２の先端部１４を削ることができるよう砥石１３０が設けられている。砥石１３０の下方には、砥石１３０を回転させるモータ１４０が設けられ、砥石１３０と加圧部１１０との間には、ガイド部１２０が設けられている。
【００３３】
ここで、本実施形態の製造方法を説明する前に、従来行われていた弁ボディおよび弁体の製造過程について説明する。従来の燃料噴射弁の製造方法では、弁ボディや弁体や噴孔プレートなどは、別々の加工工程で加工され、加工された後、各部品を組み付けるという方法を採用していた。
【００３４】
上記従来のような製造方法だと、各加工行程で加工されたときに生じる加工誤差が非常に小さいものであったとしても、各部品を組み付け燃料噴射弁とし、弁ボディに弁体を着座させたとき、弁ボディのプレート支持部と弁体の先端部との軸方向位置がそれぞれの加工誤差が積算されることにより、弁体の先端部が噴孔プレートと接触してしまう恐れがある。このため、通常、各部品の寸法は、各部品を組み付けたときに各部品の加工誤差が積算され、上記不具合を起こすことがないよう、ある程度の余裕をもって定められている。
【００３５】
しかしながら、上記のような考え方で各部品の寸法を定めると、弁ボディ、弁体、噴孔プレートで区画されるいわゆるデッドボリュームが大きくなる傾向となってしまう。
【００３６】
ところで、デッドボリュームを有する燃料噴射弁が吸気管に取り付けられた内燃機関の場合、噴射終了後、噴射弁が閉弁しているにもかかわらず、吸気負圧によりデッドボリューム内の燃料が吸い出され、噴射量が予定の噴射量よりも増加してしまうという問題が起こる。この問題は、デッドボリュームが大きければ大きいほど顕著となり、燃焼に悪影響を及ぼしてしまう。また、このデッドボリュームが大きければ大きいほど、噴射弁が開弁したときの燃料の微粒化が阻害されてしまう。しかしながら、上記製造上の理由によりデッドボリュームを小さくするには限界があった。
【００３７】
次に、本実施形態の燃料噴射弁の製造過程について説明する。図４（ａ）は図３に示す加工装置で加工する前の弁ボディと弁体の断面図であり、図４（ｂ）は図３に示す加工装置による加工終了後の弁ボディと弁体の断面図であり、図４（ｃ）は加工終了後に噴孔プレートと取り付けた状態の弁ボディと弁体の断面図である。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、別々の製造工程で加工された弁ボディ６０と弁体１２を、上記加工装置１００に設置する。このとき、弁ボディ６０の弁座部６１に弁体１２の当接部１３を着座させるように上記加工装置１００に設置する。この時点では、図４（ａ）に示すように、プレート支持部６３と弁体１２の先端部１４の軸方向位置は、まだ一致していない。
【００３９】
続いて、加工装置１００の加圧部１１０を作動させ、弁ボディ６０と弁体１２を下方に移動させる。それと同時に、モータ１４０を作動させ、１つの砥石１３０を回転させ、プレート支持部６３と弁体１２の先端部１４を同時に削る。前記プレート支持部６３と前記先端部１４が図４（ｂ）の状態となるまで、すなわち、プレート支持部６３と先端部１４とが軸方向位置で一致するまで削る。その後、加工装置１００から弁ボディ６０と弁体１２とを取り出し、プレート支持部６３にシム７２を介して噴孔プレート７０を取り付ける（図４（ｃ）参照）。
【００４０】
本実施形態では、加工装置１００によってプレート支持部６３と先端部１４との軸方向位置を一致させ、シム７２を介して噴孔プレート７０を取り付けている。シム７２は、弁ボディ６０や弁体１２に比べ形状が単純で比較的加工精度を向上させやすい部品である。このため、デッドボリューム８１を可能な限り小さくすることが可能となる。
【００４１】
本実施形態の製造方法によれば、１つの工具（本実施形態では、砥石１３０）で弁ボディ６０と弁体１２とを同時に加工している、具体的には、弁ボディ６０の弁座部６１に弁体１２の当接部１３を着座させた状態で、プレート支持部６３と先端部１４とを同時に加工し、プレート支持部６３と先端部１４の軸方向位置を一致させるようにしている。このため、従来の製造方法とは違い、弁ボディ６０や弁体１２の加工誤差の積算を考慮することがなくなるため、容易にプレート支持部６３と先端部１４との軸方向位置を精度良く一致させることができる。その結果、プレート支持部６３と噴孔プレート７０との間に介在させるシム７２の厚さを可能な限り薄くすることができ、その結果、デッドボリューム８１を可能な限り小さくすることができる。
【００４２】
なお、本実施形態によれば、噴孔プレート７０はシム７２を介して弁ボディ６０に取り付けられている。シム７２の厚さは、弁ボディ６０と弁体１２が経時変化により、弁体１２の先端部１４がプレート支持部６３よりも下方に突き出たとしても先端部１４が噴孔プレート７０に接触しない程度に定められている。シム７２の形状は弁ボディ６０や弁体１２に比べ非常に単純な形状であるため、シム７２の加工精度を弁ボディ６０や弁体１２に比べ高めやすい。以上の理由により、シム７２の厚さは可能な限り薄くすることができる。
【００４３】
また、本実施形態の製造方法によれば、デッドボリューム８１そのもの大きさを小さくすることができると共に、そのばらつきも小さくすることができる。結果、燃料噴射弁１の噴射特性のばらつきも小さくすることができる。
【００４４】
また、本実施形態の製造方法では、同時にプレート支持部６３と先端部１４とを加工しているので、この工程に至るまでの弁ボディ６０および弁体１２の加工時にプレート支持部６３および先端部１４の加工精度を高めておく必要がないため、燃料噴射弁１の製造コストの上昇を抑えることができる。
【００４５】
また、弁ボディ６０に取り付けられる噴孔プレート７０としては、図５に示すような噴孔プレート７０ａとしても良い。この噴孔プレート７０ａは、弁ボディ６０の開口部６２に対向する部分がプレート支持部６３に対向に比べ若干凹んだ構造となっている。すなわち、この噴孔プレート７０ａは、噴孔プレート７０ａをプレート支持部６３に取り付け、当接部１３を弁座部６１に着座させたとき、弁体１２の先端部１４と噴孔プレート７０ａとの間に隙間が形成されるような構造となっている。この噴孔プレート７０ａによれば、シム７２を介して噴孔プレートを取り付ける必要がなくなるため、部品点数を減らせるという効果がある。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態による製造方法について説明する。図６は、第２実施形態の燃料噴射弁の弁ボディおよび弁体部分を加工する加工装置である。図７は、図６の加工装置にて加工する弁ボディおよび弁体の製造過程を示す図である。
【００４７】
図６に示すように、加工装置１００ａは、弁体１２の先端部１４を削る部位が第１実施形態の製造方法に使用する加工装置１００と異なっている。
【００４８】
モータ１４０には、砥石１３０ａが設けられている。この砥石１３０ａは、略円柱状であり、その外径は、弁ボディ６０の開口部６２よりも小さく、当接部１３を弁座部６１に着座させた状態で、弁体１２の先端部１４のみを削ることができる（図７（ａ）参照）。
【００４９】
モータ１４０の外壁には、ストッパ１５０が設けられている。このストッパ１５０は、砥石１３０ａの進行を停止するものである。ストッパ１５０の先端は、砥石１３０ａの端部よりも若干低くなっているので、プレート支持部６３の軸方向位置を、先端部１４よりも下方、すなわち、燃料下流側とすることができる（図７（ｂ）参照）。
【００５０】
この加工装置１００ａによれば、プレート支持部６３の軸方向位置を、先端部１４よりも燃料下流側とすることができるので、シムを介して噴孔プレートを取り付けたり、凹みを設けた噴孔プレートを取り付けたりする必要がなく、平板状の噴孔プレート７０ｂのみを弁ボディ６０に取り付けるだけで、先端部１４と噴孔プレート７０ｂとの間に適度な隙間を設けることができ、燃料噴射弁１の製造コストの上昇を抑制することができる。
【００５１】
なお、本実施形態における加工装置１００ａは、弁体１２の先端部１４のみを削る装置であったが、弁ボディ６０のプレート支持部６３のみを削るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態による製造方法で製造された燃料噴射弁の縦断面図である。本発明の第１実施形態による製造方法で製造された燃料噴射弁の要部断面図である。
【図２】図１の燃料噴射弁の噴孔付近の要部断面図である。
【図３】図１の燃料噴射弁の弁ボディおよび弁体を加工する加工装置である。
【図４】図３の加工装置にて加工する弁ボディおよび弁体の製造過程を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態による製造方法で製造された燃料噴射弁の変形例である。
【図６】本発明の第２実施形態による製造方法で製造された燃料噴射弁の弁ボディおよび弁体を加工する加工装置である。
【図７】図６の加工装置にて加工する弁ボディおよび弁体の製造過程を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１            燃料噴射弁
１０          弁部
１１          ニードル
１２          弁体
１３          当接部
１４          先端部
２０          ノズル部
２１          磁性パイプ
２２          第１磁性部材
２３          第２磁性部材
２４          非磁性部材
２５          ハウジング
２６          磁性部材
３０          アクチュエータ部
３１          電磁コイル
３２          スプール
３３          端子
３４          固定子
３５          可動子
４０          コイルスプリング
５０          アジャスティングパイプ
６０          弁ボディ
６１          弁座部
６２          開口部
６３          プレート支持部
７０          噴孔プレート
７１          噴孔
７２          シム
８０          燃料通路
８１          空間（デッドボリューム）
９０          樹脂ハウジング
１００        加工装置
１１０        加圧部
１２０        ガイド部
１３０        砥石
１４０        モータ
１５０        ストッパ
【図１】
2007247423.tif 000003
【図２】
2007247423.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007247423.tif 000006
【図５】
2007247423.tif 000007
【図６】
2007247423.tif 000008
【図７】
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