(57)【要約】【課題】金属部材の結合面に特別な前処理を施すことなく，金属部材の結合面に合成樹脂部材を強固に結合し得る，安価な複合部材を提供する。【解決手段】金属部材１７の結合面１７ａに合成樹脂部材１６を結合してなる複合部材において，前記結合面１７ａに多数の気孔４１が開口するように金属部材を金属焼結体１７で構成し，合成樹脂部材１６を，これが前記多数の気孔４１に食い込むように，結合面１７ａにモールド結合した。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材（１７）の結合面（１７ａ）に合成樹脂部材（１６）を結合してなる複合部材において，
前記結合面（１７ａ）に多数の気孔（４１）が開口するように前記金属部材を金属焼結体（１７）で構成し，前記合成樹脂部材（１６）を，これが前記多数の気孔（４１）に食い込むように，前記結合面（１７ａ）にモールド結合したことを特徴とする複合部材。
【請求項２】
請求項１記載の複合部材において，
前記金属焼結体（４８）中，前記結合面（１７ａ）近傍の気孔率を，他の部分の気孔率より大きく設定したことを特徴とする複合部材。
【請求項３】
請求項１又は２記載の複合部材を使用した電磁弁であって，
弁座（８）を有する弁ハウジング（１）と，この弁ハウジング（１）に連設される固定コア（５）と，この固定コア（５）を囲繞するよう弁ハウジング（１）に取り付けられるコイル（２７）と，前記複合部材としての弁組立体（１５）とよりなり，この弁組立体（１５）を，前記コイル（２７）への通電時，前記固定コア（５）に吸引される前記金属焼結体としての可動コア（１７）と，この可動コア（１７）に形成される結合面（１７ａ）にモールド結合され，前記弁座（８）と協働する前記合成樹脂部材としての弁体（１６）とで構成したことを特徴とする電磁弁。
【請求項４】
金属部材（１７）の結合面（１７ａ）に合成樹脂部材（１６）を結合してなる複合部材の製造方法において，
前記金属部材として，粉末状の金属原料（４５）を圧粉体化しながら，それを通電，加熱することにより，一端の結合面（１７ａ）に多数の気孔（４１）が開口する金属焼結体（１７）を製造する第１工程と，前記金属焼結体（１７）を，樹脂部材成形金型（５３）にセットして，該金属焼結体（１７）の前記結合面（１７ａ）を樹脂部材成形金型（５３）のキャビティ（５３ａ）に臨ませ，このキャビティ（５３ａ）に合成樹脂を充填して前記合成樹脂部材（１６）を成形すると共に，その合成樹脂を前記結合面（１７ａ）に開口する多数の前記気孔（４１）に食い込ませる第２工程とを有することを特徴とする複合部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，金属部材と合成樹脂部材とを相互に結合してなる複合部材及びそれを使用する電磁弁，並びに複合部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部材と合成樹脂部材とを相互に結合してなる複合部材は，特許文献１に開示されるように既に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４２８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された複合部材では，金属部材と合成樹脂部材との結合力を強化するために，金属部材の結合面に陽極酸化処理を施し，更に水溶液によるエッチング処理をして多数の凹部を形成し，合成樹脂部材の成形時，合成樹脂を前記多数の凹部に食い込ませることを行っている。
【０００５】
しかしながら，このように金属部材の結合面に，合成樹脂部材を充填する多数の凹部を形成するのに，陽極酸化及びエッチングの処理を施すことは，製造工程を増やし，複合部材のコストの低減を困難にする。またエッチング処理後，処理液を結合面より完全に除去することは困難であり，結合後，残留液による腐蝕の懸念もある。
【０００６】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，金属部材の結合面に特別な前処理を施すことなく，金属部材の結合面に合成樹脂部材を強固に結合し得る，安価な複合部材及びそれを使用する電磁弁，並びに複合部材の製造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】
【０００７】
上記目的を達成するために，本発明は，金属部材の結合面に合成樹脂部材を結合してなる複合部材において，前記結合面に多数の気孔が開口するように前記金属部材を金属焼結体で構成し，前記合成樹脂部材を，これが前記多数の気孔に食い込むように，前記結合面にモールド結合したことを第１の特徴とする。
【０００８】
また本発明は，第１の特徴に加えて，前記金属焼結体中，前記結合面近傍の気孔率を，他の部分の気孔率より大きく設定したことを第２の特徴とする。
【０００９】
さらに本発明は，第１又は第２の特徴の複合部材を使用した電磁弁であって，弁座を有する弁ハウジングと，この弁ハウジングに連設される固定コアと，この固定コアを囲繞するよう弁ハウジングに取り付けられるコイルと，前記複合部材としての弁組立体とよりなり，この弁組立体を，前記コイルへの通電時，前記固定コアに吸引される前記金属焼結体としての可動コアと，この可動コアに形成される結合面にモールド結合され，前記弁座と協働する前記合成樹脂部材としての弁体とで構成したことを第３の特徴とする。
【００１０】
さらにまた本発明は，金属部材の結合面に合成樹脂部材を結合してなる複合部材の製造方法において，前記金属部材として，粉末状の金属原料を圧粉体化しながら，それを通電，加熱することにより，一端の結合面に多数の気孔が開口する金属焼結体を製造する第１工程と，前記金属焼結体を，樹脂部材成形金型にセットして，該金属焼結体の前記結合面を樹脂部材成形金型のキャビティに臨ませ，このキャビティに合成樹脂を充填して前記合成樹脂部材を成形すると共に，その合成樹脂を前記結合面に開口する多数の前記気孔に食い込ませる第２工程とを有することを第４の特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の特徴によれば，金属部材の結合面に合成樹脂部材を結合してなる複合部材において，前記結合面に多数の気孔が開口するように前記金属部材を金属焼結体で構成し，合成樹脂部材を，これが前記多数の気孔に食い込むように，前記結合面にモールド結合したので，焼結体よりなる金属部材の結合面に開口する多数の気孔に合成樹脂部材が食い込むことによるアンカ効果により，金属部材の結合面に特別な前処理を施すことなく，合成樹脂部材を強固に結合してなる複合部材を安価に提供することができる。
【００１２】
本発明の第２の特徴によれば，金属焼結体中，前記結合面近傍の気孔率を，他の部分の気孔率より大きく設定したことで，金属焼結体の結合面に，充分大きなの多数の気孔を開口させることができ，これら気孔に合成樹脂部材を充填させることによって，より良好なアンカ効果を得て，金属部材及び合成樹脂部材の結合力をより強化することができると共に，気孔率の小さい他の部分では金属組織が稠密となって所望の強度及び硬度を確保することができる。
【００１３】
本発明の第３の特徴によれば，弁座を有する弁ハウジングと，この弁ハウジングに連設される固定コアと，この固定コアを囲繞するよう弁ハウジングに取り付けられるコイルと，複合部材としての弁組立体とよりなり，この弁組立体を，コイルへの通電時，固定コアに吸引される金属焼結体としての可動コアと，この可動コアに形成される結合面にモールド結合され，弁座と協働する合成樹脂部材としての弁体とで構成したので，可動コアの結合面に特別な前処理を施すことなく弁体を強固に結合してなる弁組立体を安価に提供することができる。
【００１４】
本発明の第４の特徴によれば，金属部材の結合面に合成樹脂部材を結合してなる複合部材の製造方法において，金属部材として，粉末状の金属原料を圧粉体化しながら，それを通電，加熱することにより，一端の結合面に多数の気孔が開口する金属焼結体を製造する第１工程と，金属焼結体を，樹脂部材成形金型にセットして，金属焼結体の結合面を樹脂部材成形金型のキャビティに臨ませ，このキャビティに合成樹脂を充填して合成樹脂部材を成形すると共に，その合成樹脂を前記結合面に開口する多数の前記気孔に食い込ませる第２工程とを順次実行することにより，焼結体，即ち金属部材の結合面に特別な前処理を施すことなく，その金属部材に合成樹脂部材を強固に結合してなる複合部材を能率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る複合部材を弁組立体として用いた電磁式燃料噴射弁の縦断面図。
【図２】上記弁組立体の製造方法の工程説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を，添付図面に基づいて以下に説明する。
【００１７】
先ず図１において，本発明の複合部材をエンジン用の電磁式燃料噴射弁の弁組立体に適用した例より説明する。電磁式燃料噴射弁Ｉの弁ハウジング１は，円筒状の弁座部材２と，この弁座部材２の後端部にＣ字状のストッパ部材７を挟んで同軸状に結合される磁性円筒体３と，この磁性円筒体３の後端に同軸状に結合される非磁性円筒体４と，この非磁性円筒体４の後端に同軸状に結合される中空円筒状の固定コア５と，この固定コア５の後端に同軸状に連設される燃料入口筒６とで構成される。
【００１８】
固定コア５には，非磁性円筒体４内に向かって突出する吸引筒部５ａが形成されている。弁座部材２には，その前端面に下流端を開口する円錐状の弁座８と，この弁座８の上流端に連なる円筒状のガイド孔９と，弁座８の中心部を貫通する弁孔１０とが設けられている。弁座部材２の前端には，前記弁孔１０に連通する１又は複数の燃料噴孔１１を有するインジェクタプレート１２が液密に溶接される。
【００１９】
弁ハウジング１には弁組立体１５が収容される。この弁組立体１５は，前記ガイド孔９に軸方向摺動自在に収容される弁体１６と，この弁体１６の後端部に一体に結合され，磁性円筒体３及び非磁性円筒体４の内周に間隙を存して摺動可能に嵌合する可動コア１７とで構成されるもので，可動コア１７は，その後端が前記固定コア５の吸引筒部５ａの前端に対向するように配置される。
【００２０】
弁体１６は，弁座８に着座し得る球状の弁部１６ａと，ガイド孔９に摺動自在に支承される前後一対のジャーナル部１６ｂ，１６ｂと，前記ストッパ部材７に当接して弁体１６の開弁限界を規定するフランジ１６ｃとを一体に備えており，各ジャーナル部１６ｂには，燃料の流通を可能にする複数の面取り部１８が設けられる。
【００２１】
固定コア５の中空部２０には，可動コア１７を弁体１６の閉じ方向，即ち弁座８への着座方向に付勢するコイル状の弁ばね２２と，この弁ばね２２の後端を支承するパイプ状のリテーナ２３とが収容される。燃料入口筒６の入口には燃料フィルタ２４が装着される。
【００２２】
非磁性円筒体３及び固定コア５の外周にはコイル組立体２５が嵌装される。このコイル組立体２５は，非磁性円筒体３及び固定コア５に外周面に嵌合するボビン２６と，これに巻装されるコイル２７とからなっており，このコイル組立体２５を囲繞するコイルハウジング２８の一端部が磁性円筒体３の外周面に溶接により結合される。
【００２３】
コイルハウジング２８，コイル組立体２５及び固定コア５は合成樹脂製の被覆層３０内に埋封され，この被覆体３０の中間部には，前記コイル２７に連なる接続端子３３を収容する備えたカプラ３１が一体に連設される。
【００２４】
而して，コイル２７を消磁した状態では，弁ばね２２の付勢力で可動コア１７及び弁体１６が前方に押圧され，その弁部１６ａが弁座８に着座している。したがって，燃料入口筒６に供給された高圧燃料は，燃料入口筒６は勿論，固定コア５，非磁性円筒体４，磁性円筒体３及び弁座部材２の各内部を満たして待機する。
【００２５】
コイル２７に通電すると，それにより生ずる磁束が固定コア５，コイルハウジング２８，磁性円筒体３及び可動コア１７を順次走り，その磁力により可動コア１７が固定コア５の吸引筒部５ａに吸引され，この可動コア１７と一体に移動する弁体１６が弁座８から離座して弁孔１０を開放するので，弁座部材３内の高圧燃料が，弁体１６の面取り部１８を経て弁座８及び弁孔１０を通過した後，燃料噴孔１１から図示しない内燃機関の吸気ポートに向けて噴射される。その際，弁体１６は，そのフランジ１６ｃがストッパ部材７に受け止められることで開弁ストロークが一定に規制される。
【００２６】
さて，図１及び図２より，弁組立体１５の構成及びその製造方法について説明する。
【００２７】
図１において，弁組立体１５は，磁性焼結金属製の可動コア１７と，この可動コア１７の前端に一体にモールド結合される合成樹脂製の弁体１６とよりなっており，可動コア１７前端の弁体１６との結合面１７ａには，多数の気孔４１，４１…が開口しており，その気孔４１，４１…に弁体１６の素材が食い込むように弁体１６を成形することで，可動コア１７及び弁体１６は相互に一体に結合される。
【００２８】
このように，弁組立体１５において，焼結体よりなる可動コア１７は，弁体１６との結合面１７ａに多数の気孔４１，４１…を開口するものであり，弁体１６は，これが前記多数の気孔４１，４１…に食い込むように，可動コア１７の結合面１７ａにモールド結合されるので，多数の気孔４１，４１…のへ弁体１６の食い込みによるアンカ効果により，可動コア１７の結合面１７ａに特別な前処理を施すことなく，弁体１６を強固に結合してなる弁組立体１５を安価に提供することができる。
【００２９】
上記弁組立体１５の製造に当たっては，先ず，図２（Ａ）に示すように，可動コア１７を構成する金属焼結体を通電焼結装置Ｓを用いて製造する。即ち，通電焼結装置Ｓは，上下両端を開放したシリンダ状の固定ダイ４２と，この固定ダイ４２に上下から抜差し可能に嵌合される一対のピストン状パンチ４３ａ，４３ｂとを備えており，下部パンチ４３ｂを固定ダイ４２に嵌合した状態で，固定ダイ４２内に粉末状の磁性金属からなる原料４５を所定量装入する。その際，固定ダイ４２内の原料４５において，可動コア１７の，前記固定コア５に対向する前端側の大半に対応する部分を，小粒子の磁性金属粉よりなる小粒子層４５ａに形成し，可動コア１７の後端側の残部に対応する部分を，大粒子の磁性金属粉よりなる大粒子層４５ｂに形成する。
【００３０】
その後，固定ダイ４２に嵌入した上部パンチ４３ａと下部パンチ４３ｂとに加圧力を加え，前記原料４５を圧縮して圧粉体化させ，次いで，両パンチ４３ａ，４３ｂによる圧縮を継続させながら，通電加熱電源４４から両パンチ４３ａ，４３ｂを介して，圧粉体化した原料４５に通電，加熱することより，金属焼結体よりなる可動コア１７を得る。
【００３１】
その結果，この可動コア１７中，前記大粒子層４５ｂに対応する部分は，前記小粒子層４５ａに対応する部分よりも気孔率が大となる。
【００３２】
したがって，図２（Ｂ）に示すように，通電焼結装置Ｓから取り出した可動コア１７では，前記弁体１６との結合面１７ａには，比較的大きな気孔４１，４１…が多数開口することになる一方，気孔率が小さい他の主要部では金属組織が稠密となる。
【００３３】
この可動コア１７を，次に図２（Ｃ）に示すように，二つ割りの弁体成形金型５３，５３内にセットする。その際，可動コア１７は，その結合面１７ａが弁体成形金型５３，５３内の，弁体１６に対応するキャビティ５３ａに臨むように配置される。そこで，弁体成形金型５３，５３の合わせ面に形成されるゲート５４からキャビティ５３ａに，溶融した合成樹脂を加圧，充填して弁体１６を成形する。その際，溶融した合成樹脂は，可動コア１７の結合面１７ａに開口する前記多数の気孔４１，４１…に密に食い込むことになり，そのアンカ効果により可動コア１７の結合面１７ａに弁体１６を強固に結合することができる。こうして弁組立体１５を製造する。そして弁体１６の固化を待って弁体成形金型５３，５３を開き，弁組立体１５を取り出す。
【００３４】
このように，可動コア１７の結合面１７ａに特別な前処理を施すことなく，合成樹脂製の弁体１６を強固に結合することができ，しかも可動コア１７の主要部は，気孔率が小さく金属組織が稠密であるので，所望の強度，硬度及び磁気特性を確保することができ，高性能の弁組立体１５を能率よく製造することができる。
【００３５】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｉ・・・・・電磁弁（電磁式燃料噴射弁）
１・・・・・弁ハウジング
５・・・・・固定コア
８・・・・・弁座
１５・・・・複合部材（弁組立体）
１６・・・・合成樹脂部材（弁体）
１７・・・・金属焼結体（可動コア）
１７ａ・・・結合面
２７・・・・コイル
４１・・・・気孔
５３・・・・樹脂部材成形金型（弁体成形金型）
【図１】
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【図２】
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