(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔プレート（１）の平面に対して可動部材（２、３）を傾斜した状態で入射することによって、前記噴孔プレート（１）の板厚方向に対して所定角度傾斜した噴孔（４）を前記噴孔プレート（１）に形成する噴孔プレートの噴孔加工方法において、
前記可動部材（２、３）として、前記噴孔プレート（１）に孔（１０）を形成する第１可動部材（２）と、先端に向かって径が小さくなるテーパ部（７）を有した第２可動部材（３）とを備え、
前記噴孔（４）の加工工程として、前記第１可動部材（２）が前記噴孔プレート（１）に孔（１０）を形成する第１加工工程と、前記第２可動部材（３）を前記第１加工工程で形成された孔（１０）に入射することによって、前記噴孔プレート（１）の一端から他端に向かって径が小さくなる孔（４）を形成する第２加工工程とを有し、
前記第２可動部材（３）は、前記第２加工工程において、前記第１加工工程で形成された孔（１０）の軸線に対して、前記第２可動部材（３）が前記第１加工工程で形成された孔（１０）の縁部に最初に接触する接触部とは反対側に、前記第２可動部材（３）の軸線がずれた状態で入射されることを特徴とする噴孔プレートの噴孔加工方法。
【請求項２】
前記第１可動部材（２）は、前記第１加工工程で形成される孔径が前記第２可動部材（３）の先端径よりも大きくなるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の噴孔プレートの噴孔加工方法。
【請求項３】
前記第１可動部材（２）は、略円筒形状であるとともに、前記第１加工工程において、前記噴孔プレート（１）の一端から他端に渡って同一径の孔（１０）を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の噴孔プレートの噴孔加工方法。
【請求項４】
前記噴孔プレート（１）を支持する支持部材（５、６）を備えたことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項に記載の噴孔プレートの噴孔加工方法。
【請求項５】
前記支持部材（５、６）は、前記第２可動部材（３）を前記噴孔プレート（１）へとガイドするガイド部材（５）を有し、
前記第２可動部材（３）は、前記第２加工工程において、前記第２可動部材（３）が前記第１加工工程で形成された孔（１０）の縁部に接触した後、この接触部に対して前記第２可動部材（３）をはさんで反対側の前記テーパ部（７）の少なくとも一部（１１）が前記ガイド部材（５）にほぼ沿って入射するよう構成されたことを特徴とする請求項４に記載の噴孔プレートの噴孔加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、噴孔プレートの噴孔加工方法に関するもので、例えば、自動車用の内燃機関へ燃料を噴射する燃料噴射弁に用いられる噴孔プレートの噴孔加工方法に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃料噴射弁における燃料噴霧の微粒化に対するニーズが高まっており、噴孔プレートに形成される噴孔の高精度加工が求められている。
【０００３】
従来の燃料噴射弁においては、微粒化に対して噴孔の微細化等により対応していたが、噴孔は上流から下流に向かって同一径となっていた。従って、噴孔加工方法としては、低コストで生産性の高いプレス孔抜き加工が採用されていた。
【０００４】
ところで、本出願人は、更なる微粒化を達成するために、噴孔を噴孔プレートの板厚方向に対して傾斜させると共に、上流から下流に向かって径が広がる形状（テーパ形状）とすることを検討している（図３参照）。
【０００５】
このような傾斜したテーパ噴孔をプレスで加工する場合には、図８に示すようにパンチ１００を先端に向かって径が小さくなるテーパ部１１０が形成されるテーパ形状とし、１回のプレス加工で噴孔を形成することが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８のようにパンチ１００をテーパ形状とし、１回のプレス加工でテーパ噴孔を形成しようとすると、パンチ１００先端部が材料１２０に直接接触した時にパンチ１００の支点と力点とが離れているため、パンチ１００の曲げモーメントが大きく、最悪の場合、図９のようにパンチ１００が折れる恐れがあった。なお、図８のＦｓは、上記曲げモーメントによりパンチ１００に作用する応力を示したものである。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、傾斜したテーパ噴孔をプレス加工する時において、パンチの曲げモーメントをできるだけ低減することを目的としたものである。
【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、本発明では、以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
すなわち、請求項１〜５に記載の発明では、噴孔プレート（１）に孔を形成する第１可動部材（２）と、先端に向かって径が小さくなるテーパ部（７）を有した第２可動部材（３）とを備え、第１可動部材（２）が噴孔プレート（１）に孔（１０）を形成する第１加工工程と、第２可動部材（３）を第１加工工程で形成された孔（１０）に入射することによって、前記噴孔プレート（１）の一端から他端に向かって径が小さくなる孔（４）を形成する第２加工工程とを有したことを特徴としている。
【００１０】
なお、本発明の「第１加工工程で形成された孔」とは、噴孔プレートの一端から他端に渡って打ち抜かれた孔はもちろんのこと、噴孔プレートの一端から途中まで掘られた穴をも含むものと定義する。
【００１１】
上記技術的手段によると、第２加工工程において、第２可動部材（３）のテーパ部（７）が、第１加工工程で形成された孔（１０）の縁部に接触するので、図８のようにパンチ先端部が材料に直接接触する場合と比べると、第２可動部材（３）の支点と力点が近くなり、第２可動部材（３）の曲げモーメントをできるだけ小さくすることができる。
【００１２】
また、第２可動部材（３）は、第２加工工程において、第１加工工程で形成された孔（１０）の軸線に対して、第２可動部材（３）が第１加工工程で形成された孔（１０）の縁部に最初に接触する接触部とは反対側に、第２可動部材（３）の軸線がずれた状態で入射されることを特徴としている。
【００１３】
これにより、第２加工工程において、第２可動部材（３）が第１加工工程で形成された孔（１０）の縁部に接触した後、この接触部に対して第２可動部材（３）をはさんで反対側で、第２可動部材（３）と孔（１０）の縁部とができるだけ速く接触して、上記曲げモーメントに対する反力が第２可動部材（３）に作用するようにでき、その結果として第２可動部材（３）の曲げモーメントをより一層低減できる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明では、第１可動部材（２）は、第１加工工程で形成される孔径が第２可動部材（３）の先端径よりも大きくなるように構成されたことを特徴としている。
【００１５】
これにより、第２可動部材（３）のテーパ部（７）を、より確実に第１加工工程で形成された孔（１０）の縁部に接触させることができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明では、第１可動部材（２）は、略円筒形状であるとともに、第１加工工程において、噴孔プレート（１）の一端から他端に渡って同一径の孔（１０）を形成することを特徴としている。
【００１７】
これにより、第１加工工程で孔（１０）を形成するにあたり、噴孔プレート（１）が歪むことを防止できる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明では、噴孔プレート（１）を支持する支持部材（５、６）を備えたことを特徴としているので、噴孔プレート（１）の歪みや脱落を防止できる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明では、支持部材（５、６）は、第２可動部材（３）を噴孔プレート（１）へとガイドするガイド部材（５）を有し、第２可動部材（３）は、第２加工工程において、第２可動部材（３）が第１加工工程で形成された孔（１０）の縁部に接触した後、この接触部に対して第２可動部材（３）をはさんで反対側のテーパ部（７）の少なくとも一部（１１）がガイド部材（５）にほぼ沿って入射するよう構成されたことを特徴としている。
【００２０】
これにより、第２可動部材（３）が第１加工工程で形成された孔（１０）の縁部に接触し、曲げモーメントが作用した時において、第２可動部材（３）をガイド部材（５）にて受けとめ、上記曲げモーメントに対する反力を第２可動部材（３）に作用させることができる。
【００２１】
なお、上記括弧内の符号は、後述する実施形態との対応を示すものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明による流体噴射弁の噴孔加工方法を、自動車用の内燃機関へ燃料を噴射する燃料噴射弁の噴孔加工方法に適用した第１実施形態について図１〜５を用いて説明する。
【００２３】
図１は本実施形態の噴孔加工方法を示す図であり、図２は本実施形態の第２加工工程を示す図である。図３は本実施形態の噴孔加工方法によって成形された噴孔４の形状を示す図、図４は第２パンチ２の先端径φｄおよびテーパ部７の軸方向長さＬを示す図、図５は第１加工工程により成形した孔１０および第２加工工程により成形した噴孔４の形状を示す図である。
【００２４】
本実施形態では、噴孔プレート１は、板状のＳＵＳ材にて構成されている。この噴孔プレート１には、第１パンチ２、第２パンチ３によるプレス加工により、噴孔プレート１の板厚方向に対して所定角度傾斜したテーパ状の噴孔４が形成される。なお、プレス加工時においては、本発明の支持部材であるパンチガイド５とダイ６とが上下から噴孔プレート１を挟むことにより、噴孔プレート１が支持される。
【００２５】
第１パンチ２は、本発明の第１可動部材であり、略円筒状の超硬材にて構成され、噴孔プレート１に対して１０°〜６０°傾斜して入射するようになっている。
【００２６】
第２パンチは、本発明の第２可動部材であり、先端に向かって径が小さくなるテーパ部７を有した超硬材にて構成されている。
【００２７】
噴孔４は、燃料流入側から燃料流出側に渡って径が広がるようになっており、内径側の傾斜角度θ１が例えば５°〜５５°に設定され、外径側の傾斜角度θ２が例えば１０°〜７０°に設定される。
【００２８】
パンチガイド５は、本発明のガイド部材であり、本実施形態では鋼で構成され、各パンチ２、３の外径よりも若干内径の大きいガイド孔８が形成されている。このガイド孔８は、各パンチ２、３が噴射プレート１に入射されるときの傾斜角度（本実施形態では１０°〜６０°）に沿って傾斜しており、このガイド孔８内を各パンチ２、３が作動するようになっている。本実施形態では、ガイド孔８によって、各パンチが２、３噴孔プレート１へとガイドされている。
【００２９】
ダイ６は、本実施形態では鋼で構成され、パンチガイド５のガイド孔８と略同一径の抜き孔９が形成されている。この抜き孔９についても各パンチ２、３の傾斜角度に沿って傾斜している。
【００３０】
ところで、本実施形態では、噴孔プレート１に対して燃料流出側から燃料流入側に向かって各パンチ２、３が打ち抜かれることによって、燃料流入側から燃料流出側に向かって径が広がる（燃料流出側から燃料流入側に向かって径が小さくなる）テーパ状の噴孔４が形成される。
【００３１】
そして、本実施形態の噴孔加工方法は、第１〜３加工工程からなり、以下、図１を用いて順に説明する。
【００３２】
（第１加工工程）
第１加工工程では、まず、軸方向に渡って略同一径である第１パンチ２が、板状の噴孔プレート１を打ち抜くことによって、燃料流出側（一端側）から燃料流入側（他端側）に渡って略同一径の孔を形成する。
【００３３】
その後、第１パンチ２が抜き孔９およびガイド孔８から燃料流出側に向かって引き抜かれ、第１加工工程は完了する。
【００３４】
なお、第１パンチ２の径は、この第１加工工程で形成された孔１０の径が、第２パンチ３の先端径よりも大きくなるよう設定されている。
【００３５】
また、図１では図面の都合上、パンチガイド５とダイ６を省略しているが、実際は、パンチガイド５とダイ６とが噴孔プレート１を紙面の上下から挟み、噴孔プレート１を支持している。これにより、第１、２加工工程において噴孔プレート１における噴孔４の位置決めを行い、また、各パンチ２、３が噴孔プレート１を打ち抜く時において、噴孔プレート１の歪みや脱落を防止している。
【００３６】
また、ガイド孔８に沿って各パンチ２、３が作動するので、各パンチ２、３が所望の傾斜角度をもって孔を打ち抜くようになっている。これにより、図３のように所望の傾斜角度をもった噴孔４を形成している。
【００３７】
なお、第１、２加工工程において、第１パンチ２、第２パンチ３、ガイド孔８、抜き孔９、および孔１０の各軸線は、それぞれほぼ一致するように設定されている。
【００３８】
（第２加工工程）
第２加工工程では、テーパ部７を有した第２パンチ３が上記第１加工工程で形成された孔１０に向かって入射し、所望のテーパ形状で噴孔４を形成するよう噴孔プレート１を打ち抜く。
【００３９】
すなわち、上記第１加工工程で形成された孔１０の径が、第２パンチ３の先端径よりも大きいので、第２パンチ３の先端部が孔１０に入り込み、その後、第２パンチ３のテーパ部７側面が孔１０の縁部に接触する（図２参照）。さらに第２パンチ３が燃料流入側に向かって作動すると、上記縁部の材料はテーパ部７に押され、上記接触部から燃料流入側へとテーパ部７の外周面に沿って送り込まれる。
【００４０】
そして、第２パンチ３が抜き孔９およびガイド孔８から燃料流出側に向かって引き抜かれ、第２加工工程は完了する。
【００４１】
（第３加工工程）
第３加工工程では、図示しない工具を用いて、第１、２加工工程による材料の余肉やバリを除去する。
【００４２】
以上説明した噴孔加工方法により、図３に示すように所望角度傾斜し、燃料流入側から燃料流出側に向かって径が広がるテーパ状の噴孔４を形成できる。
【００４３】
なお、本実施形態では、図４、５に示すように、第１加工工程で形成した孔１０の径φＤが第２パンチの先端径φｄよりも大きくなり、さらに孔１０の容積Ｑ１と第２加工工程で形成したテーパ状の孔の容積Ｑ２とが略同一となるように、第１パンチ２の径、第２パンチの先端径φｄ、およびテーパ部７の軸方向長さＬが設定されている。
【００４４】
本実施形態の噴孔加工方法によると、まず第１加工工程で略同一径の孔１０を形成しておき、その後、第２加工工程でテーパ部７を有した第２パンチ３が孔１０に向かって入射される。
【００４５】
これにより、テーパ状の噴孔４を成形するにあたり、第２パンチ３の先端部よりも先にテーパ部７側面が噴孔プレート１（孔１０の縁部）に接触するので、第２パンチ３に作用する曲げモーメントをできるだけ低減でき、第２パンチ３が折れることを防止できる。
【００４６】
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態について図６を用いて説明する。
【００４７】
なお、上述した第１実施形態では、第１パンチ２、第２パンチ３、ガイド孔８、抜き孔９、および孔１０の各軸線が、それぞれほぼ一致しているが、本実施形態はこの点を一部変形したものであるので、この変更点についてのみ説明する。
【００４８】
すなわち、図６に示すように、第２加工工程において、ガイド孔８、抜き孔９、および孔１０の各軸線Ｂに対して、第２パンチ３の軸線Ｃが紙面左上にずれている。
【００４９】
これにより、第２パンチ３が孔１０に入り込み、テーパ部７側面が孔１０の縁部に接触した後、孔１０の縁部のうち燃料流出側かつ内周側にテーパ部７側面が接触するタイミングをできるだけ速くできる。
【００５０】
これにより、上記曲げモーメントに対する反力をできるだけ速く作用させることができ、その結果として、曲げモーメントをより一層低減でき、第２パンチ３が折れることをより確実に防止できる。
【００５１】
（第３実施形態）
以下、本発明の第３実施形態について図７を用いて説明する。
【００５２】
なお、本実施形態は、上述の各実施形態に対してテーパ部７の形状を若干変更したものであるので、この変更点についてのみ説明する。
【００５３】
図７に示すように、本実施形態のテーパ部７は、ガイド孔８内周面にほぼ沿った面部１１を有している。第２加工工程において、ガイド孔８内周面と面部１１との隙間は、テーパ部７のうち面部１１以外の部位との隙間よりも小さくなっている。
【００５４】
これにより、テーパ部７が第１加工工程で形成された孔１０の縁部に接触し、曲げモーメントが作用した時においても、面部１１をガイド孔８内周面で受けとめ、上記曲げモーメントに対する反力を第２パンチ３に作用させることができる。
【００５５】
（他の実施形態）
上述した各実施形態では、第１加工工程で形成する孔１０を完全に打ち抜いているが、手段の欄でも述べたように、途中まで掘った穴としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の噴孔加工方法を示す図である。
【図２】上記第１実施形態の第２加工工程を示す図である。
【図３】（ａ）は噴孔４の形状を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】第２パンチ２の先端径φｄおよびテーパ部７の軸方向長さＬを示す図である。
【図５】（ａ）は第１加工工程により成形した孔１０の形状を示す図、（ｂ）は第２加工工程により成形した噴孔４の形状を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態の図２相当図である。
【図７】本発明の第３実施形態の図２相当図である。
【図８】本発明等の検討した噴孔加工方法の図２相当図である。
【図９】本発明の課題を示す図である。
【符号の説明】
１    噴孔プレート
２    第１パンチ（第１可動部材）
３    第２パンチ（第２可動部材）
４    噴孔
５    パンチガイド（支持部材、ガイド部材）
６    ダイ（支持部材）
７    テーパ部
１０    第１加工工程で形成した孔
１１    面部（テーパ部の少なくとも一部）
【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】
0003912138.tif 000008
【図８】
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【図９】
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