(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンのための燃料噴射器組立体であって、
燃料源に流体連通した制御弁と、燃料を噴射する燃料ノズル組立体とを有する噴射器本体と、
前記噴射器本体に形成され、前記制御弁と燃料ノズル組立体の間に流体連通を設定する燃料通路にして、該噴射器本体の外壁に開口し且つ前記流体通路の内径を有する少なくとも一つの開口端を有する燃料通路と、
該燃料通路の該開口端を密封するための形状記憶合金製プラグとから成り、
該形状記憶合金製プラグは、前記燃料通路の前記開口端に挿入されるときは、該燃料通路の該開口端の内径より小さい第１の直径を有するマルテンサイト相にあり、マルテンサイト相からオーステナイト相へ冶金学的相変化を受けると第２のより大きい直径に変化し、該第２のより大きい直径を有するオーステナイト相において該燃料通路の開口端の内径に密封係合する燃料噴射器組立体。
【請求項２】
前記燃料通路の前記開口端の内径は、前記プラグとの間に、該プラグの前記第１の直径の１．５％未満のクリアランスを設定するように該第１の直径より大きい請求項１に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項３】
前記プラグは、その第２のより大きい直径に変化したとき、前記燃料通路の開口端を完全に密封するように該燃料通路の開口端の形状に合致する形状を該プラグの長手軸線に沿って画定する請求項１に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項４】
前記プラグは、その第２のより大きい直径に変化したとき、前記燃料通路にフープ応力を及ぼす請求項１に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項５】
前記プラグは、その第１の直径から第２の直径へ、マルテンサイトからオーステナイトへの冶金学的相変化に対応する１回だけの形状変化をするニッケル−チタン−ニオブ合金で製造されている請求項１に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項６】
前記ニッケル−チタン−ニオブ合金は、ニッケル４８重量％と、チタン３８重量％と、ニオブ約１２重量％と、その他の元素２重量％の組成を有する請求項５に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項７】
前記噴射器本体は、円筒形の孔と、該孔に往復動自在に受容されたプランジャを有しており、前記燃料通路は、前記制御弁と該円筒形の孔との間に延長する燃料送出部分を有する請求項１に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項８】
前記燃料通路は、前記制御弁と前記開口端との間に延長する末端部分を有しており、前記プラグは、該末端部分に挿入されて該末端部分を密封する請求項１に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項９】
前記燃料通路は、前記制御弁と前記開口端との間に延長する末端部分を有しており、前記プラグは、該末端部分に挿入されて該末端部分を密封する請求項７に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項１０】
前記燃料通路は、前記開口端を形成するように前記噴射器本体の一側壁から穴を穿設し、前記燃料送出部分を形成するように該穴を前記制御弁と前記円筒形の孔との間に延長させることによって形成されたものである請求項７に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項１１】
前記燃料通路は、前記開口端を形成するように前記噴射器本体の一側壁から穴を穿設し、前記燃料送出部分を形成するように該穴を前記円筒形の孔を横断して該円筒形の孔と前記制御弁との間に延長させることによって形成されたものである請求項７に記載の燃料噴射器組立体。
【請求項１２】
燃料源に流体連通した制御弁及び燃料を噴射する燃料ノズル組立体を有する噴射器本体と、前記噴射器本体に形成されており、前記制御弁と燃料ノズル組立体の間に流体連通を設定し、少くとも一端において該噴射器本体の外壁に開口した燃料通路と、該燃料通路の内径を有する該開口端を密封するための形状記憶合金製プラグとから成る内燃エンジンのための燃料噴射器組立体を製造する方法であって、
前記形状記憶合金製プラグを、それがマルテンサイト相状態にあるときは前記燃料通路の前記開口端の内径より小さい第１の直径を有するように寸法決めする工程と、
該形状記憶合金製プラグを前記燃料通路の該開口端に挿入する工程と、
該形状記憶合金製プラグにマルテンサイト相からオーステナイト相への冶金学的相変化を誘起させて該形状記憶合金製プラグを前記第１の直径より大きい第２の直径に変化させ、該第１の直径より大きい第２の直径を有するオーステナイト相において該燃料通路の開口端の内径に密封係合させる工程と、
を含み、
前記形状記憶合金製プラグを寸法決めする工程が、
形状記憶合金のロッドを所定の長さに切断し、次いで、該ロッドを、その直径が前記燃料通路の開口端の内径より小さい第１の直径となるまで研削する操作、または、前記燃料通路の前記内径を測定し、予備歪みを与えられ、所定の長さに切断された、適合する形状記憶合金製プラグを選択することを含む方法。
【請求項１３】
形状記憶合金製プラグを寸法決めする工程の前に、該プラグにそれがマルテンサイト相状態にある間に予備歪みを与える工程を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
プラグに予備歪みを与える工程は、該プラグを−１００℃から−５５℃の範囲の温度にまで冷却する操作を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
プラグに予備歪みを与える工程は、該プラグを−１００℃から−８０℃の範囲の温度にまで冷却する操作を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
形状記憶合金製プラグを寸法決めする工程は、形状記憶合金のロッドを所定の長さに切断し、次いで、該ロッドを、その直径が燃料通路の開口端の内径より小さい第１の直径となるまで心なし研削盤で研削する操作を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
形状記憶合金製プラグを寸法決めする工程は、該プラグを５０℃より低い温度に維持する操作を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
形状記憶合金製プラグに冶金学的相変化を誘起させる工程は、該プラグが第２の直径に変化して燃料通路を密封するように該プラグをそのマルテンサイト相からオーステナイト相へ相変化させるために噴射器本体を６５℃から２００℃の範囲の温度で加熱する操作を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
形状記憶合金製プラグに冶金学的相変化を誘起させる工程は、該プラグをそのマルテンサイト相からオーステナイト相へ相変化させるために噴射器本体を１６０℃の温度で加熱する操作を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
形状記憶合金製プラグに冶金学的相変化を誘起させる工程が、噴射器本体を前記マルテンサイト層からオーステナイト相へ相変化させるための前記温度よりも低い温度に冷却し、前記形状記憶合金製プラグを、自発的な形状変化を該形状記憶合金製プラグに生じさせることなくマルテンサイト相に戻す操作を更に含む請求項１８又は１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、内燃エンジンのための高圧燃料噴射器に関し、特に、高圧燃料通路を閉鎖するために形状記憶合金プラグを用いる高圧燃料噴射器及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃エンジンには、所定の計量された量の燃料を所定の時間間隔で燃焼室へ送給するための燃料噴射器組立体が用いられる。圧縮点火の場合は、燃料は比較的高い圧力で燃焼室へ噴射される。現行の噴射域は、燃料を２，２５０Ｋｇ／ｃｍ2 （３２，０００ｐｓｉ）もの高い圧力で送給する。これは、かなり高い圧力であるため、噴射器の構造的保全性、良好な密封特性、及び燃焼室内での燃料の効率的な噴霧化を補償する上で相当な設計上の配慮を必要とする。しかるに、燃費のより一層の向上、よりきれいな燃焼、エンジン排出物の減少、ＮＯｘ制御等に対する要望が高まってきているため、噴射器内の燃料圧を一層高めることを含めてエンジンの燃料送給システムの改善を求める要求が益々高くなってきており、今後も高まり続けると思われる。
【０００３】
今日当該技術において用いられている燃料噴射器は、一般に、ソレノイド式制御弁と噴射器本体内のプランジャシリンダとの間に延長する高圧燃料通路を有している。比較的低圧の燃料が制御弁へ供給され、制御弁は、その燃料を所定の時間間隔で計量して高圧燃料通路を通してプランジャシリンダへ送る。燃料は、最終的に噴射器から燃料ノズルを通して噴射される。
【０００４】
高圧燃料通路は、多くの場合、制御弁とプランジャシリンダの間に噴射器本体の一側壁から制御弁を収容するために形成されたチャンバーを横断して穴を穿設することによって噴射器本体内に形成される。次いで、この穿設穴によって噴射器本体の側壁に形成された開口を、それにスチール製プラグを挿入してろう付けすることによって密封する。この構成の欠点の１つは、プラグを挿入してろう付けするために高価な工具を必要とし、製造工程においてテーパ穴を機械加工する必要があり、更に、高温でのろう付け及び焼入れ作業を終了した後、費用のかかる金属除去作業を必要とすることである。
【０００５】
更に、より高い燃料噴射圧を求める要望が益々高まってきている今日、この種のろう付けプラグの信頼性は、必ずしも、当該産業において求められている高度の製造品質基準に適合しなくなった。具体的にいえば、ろう付けプラグは、高い燃料噴射圧の下では漏れを生じることがあり、破損することさえある。その上、プラグ及び燃料通路が、０から燃料の圧力によって惹起されるピーク応力までの範囲の周期的圧力を受ける。この交互の応力の振幅が、噴射器本体の疲労寿命に悪影響を及ぼし、噴射器本体に早期に亀裂破断を起す原因となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、当該技術分野において、燃料噴射器の高圧燃料通路のための密封部材（プラグ）であって、現在用いられているろう付け法を排除することによってコストを削減し、高圧燃料通路の開口端にたとえ非常な高圧下であっても漏れを起さない、確実な緊密シールを設定することができる優れた密封部材を求める要望がある。
又、当該技術分野において、高圧燃料通路内に生じる燃料噴射器本体に対する応力振幅を減小することができる密封機構を求める要望がある。
本発明の課題は、これらの要望を充足することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
内燃エンジンのための燃料噴射器組立体の上述した欠点を克服するために、本発明は、燃料源に流体連通した制御弁と燃料を噴射する燃料ノズル組立体を有する噴射器本体と、該噴射器本体に形成されており、前記制御弁と燃料ノズル組立体の間に流体連通を設定し、少くとも一端において該噴射器本体の外壁に開口した燃料通路と、該燃料通路の該開口端を密封するための形状記憶合金製プラグとから成り、該形状記憶合金製プラグは、前記燃料通路の前記開口端に挿入されるときは、該燃料通路の該開口端の内径より小さい第１の直径を有しており、マルテンサイトからオーステナイトへ冶金学的相変化を受けて、膨脹すると、燃料通路の開口端の内径に密封係合して該燃料通路を密封する第２のより大きい直径に変化することを特徴とする燃料噴射器組立体を提供する。
【０００８】
又、本発明は、内燃エンジンのための燃料噴射器を製造する方法であって、前記形状記憶合金製プラグを、それがマルテンサイト状態にあるときは前記燃料通路の前記開口端の内径より小さい第１の直径を有するように寸法決めし、該形状記憶合金製プラグを燃料通路の該開口端に挿入し、該形状記憶合金製プラグが前記第１の直径より大きく、該燃料通路を密封する第２の直径に変化するように、該形状記憶合金製プラグにマルテンサイトからオーステナイトへの冶金学的相変化を誘起させることを特徴とする方法を提供する。
【０００９】
かくして、本発明は、燃料通路の開口端にスチール製プラグを挿入する場合に従来必要とされたろう付け作業を省除することができる。更に、本発明は、ろう付け部の点検も、プラグの焼入工程後のプラグ金属の除去も、プラグコアの焼入工程及び窒化処理工程も行う必要性を排除し、それらの多数の工程間の費用のかかる材料取扱い作業をも省除する。
【００１０】
従って、本発明の１つの利点は、燃料噴射器の高圧燃料通路の開口端のための密封部材を提供するとともに、従来技術のろう付けスチール製プラグに随伴するコストをなくすことである。
本発明の他の利点は、前記形状記憶合金製プラグが、高圧燃料通路の開口端にたとえ非常な高圧下であっても漏れを起さない、確実な緊密シールを設定することである。
本発明の更に他の利点は、前記形状記憶合金製プラグが、高圧燃料通路内に生じる燃料噴射器本体に対する応力振幅を減小する働きをする、安定したフープ引張応力（以下、単に「フープ応力」とも称する）を高圧燃料通路に及ぼすことである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜３を参照して説明すると、本発明に従って構成された電磁燃料噴射器（ポンプ）組立体（以下、「燃料噴射器組立体」又は単に「燃料噴射器」とも称する）１０は、この燃料噴射器組立体からの燃料噴射を後述する態様で制御するために組み込まれたソレノイド（電磁）圧力平衡制御弁５８を有する。図に示されるように、電磁燃料噴射器組立体１０は、垂直主本体部分１４と側方本体部分１６を有する噴射器本体１２を備えている。主本体部分１４は、貫通段付き円筒形孔２０を画定するブッシュ１８０を含む。段付き円筒形孔２０は、ポンププランジャ２４を摺動自在に受容する円筒形下方壁２２と、プランジャ作動用追従子２８を摺動自在に受容する径の大きい円筒形上方壁２６を有する。
【００１２】
プランジャ作動用追従子２８は、主本体部分１４の一端から突出しており、プランジャ作動用追従子２８及びそれに連結されたポンププランジャ２４は、当該技術において周知のように、エンジンにより駆動されるカム又は揺り軸によって往復動される。プランジャ戻しばね３４の付勢力によってもたらされるプランジャ作動用追従子２８の上昇行程を制限するためにストッパピン（図示せず）が主本体部分１４を貫通して追従子２８の軸方向の溝に係合されている。
【００１３】
主本体部分１４の下端にナット３６が螺着されており、主本体部分１４の延長部を構成している。ナット３６は、その下端に噴射器弁筺兼燃料ノズル組立体（以下、単に「ノズル組立体」とも称する）４０を突出させる開口３８を有している。ノズル組立体４０は、スプレーチップ４２を備えている。スプレーチップ４２は、ナット３６の貫通段付き孔によって画定された肩部４６に座置する肩部４４を形成するように上端において拡大されている。
【００１４】
スプレーチップ４２と主本体部分１４の下端の間のノズル組立体４０には、スプレーチップ４２から順に流量設定ばね収容かご４８、ばね受け５０及び指導子収容かご５２が配置されている。図に示されるように、これらの要素は、製造及び組立てを容易にするために別個の部品として形成されている。ナット３６は、主本体部分１４の下端の雄ねじ５６に螺合するための雌ねじ５４を有している。ナット３６を主本体部分１４に螺着することにより、スプレーチップ４２、流量設定ばね収容かご４８、ばね受け５０及び指導子収容かご５２が突合せ関係をなしてスプレーチップ４２の上面５７と主本体部分１４の下面５９の間に締め付けられた状態に保持される。これらの要素は、すべて、互いに圧力密封状態に保持されるようにラップ仕上された合致表面を有している。
【００１５】
燃料源、例えば燃料タンクからノズル組立体４０への燃料の送給は、側方本体部分１６に設けられたソレノイド圧力平衡制御弁５８によって制御される。側方本体部分１６は、燃料供給チャンバー６２と中間の弁棒案内部分６４を画定する段付き垂直孔６０を有する。制御弁５８は、この段付き垂直孔６０内に受容され、閉鎖キャップ６８に座着する弁頭６６と、弁頭６６から上方へ突出した弁棒７２を有する。閉鎖キャップ６８は、側方本体部分１６の下面に取り付けられており、該下面と協同してスピルチャンバーを形成する。
【００１６】
制御弁５８は、常態では、その弁棒７２を弛く囲繞し、一端においてワッシャー状ばね受け７６に当接し、他端においてばね受け７８の下面に当接したコイルばね７４によって弁開放方向（図１でみて下方）に付勢されている。ワッシャー状ばね受け７６も、弁棒７２を囲繞している。制御弁５８の弁閉鎖方向（図１でみて上方）への移動は、ソレノイド組立体８０によって行われる。
【００１７】
ソレノイド組立体８０は、中心から垂下したロッド８４を有する電機子８２を備えている。ソレノイド組立体８０のステータは、倒立コップ形ソレノイドケース８６と、その中に内に収容されたソレノイドコイル（図示せず）と、多数のセグメントから成る磁極片（図示せず）から成る。ソレノイドコイルは、当該技術において周知のようにコイルボビンの周りに巻装されている。ソレノイドコイルは、電気コネクタ（図示せず）により燃料噴射電子制御回路（図示せず）を介して適当な電源に接続されている。かくして、ソレノイドコイルは、当該技術において周知の態様でエンジンの作動条件の関数として付勢される。
【００１８】
高圧燃料通路９４は、制御弁５８と燃料ノズル組立体４０との間に流体連通を設定する。図１に示されるように、燃料通路９４は、噴射器本体１２の側方本体部分１６の一側壁から制御弁５８の段付き垂直孔６０を横断して貫通し制御弁５８と段付き円筒形孔２０の間に延長する穴を穿設することによって形成される。かくして、燃料通路９４は、制御弁５８と段付き円筒形孔２０の間に延長した燃料送出部分９６と、制御弁５８の段付き垂直孔６０の弁棒案内部分６４と側方本体部分１６の一側壁との間に延長した末端部分９８を画定する。
【００１９】
変型実施形態として図２に示されるように、燃料通路９４は、側方本体部分１６の一側壁から制御弁５８の段付き垂直孔６０を横断方向に貫通して末端部分９８を形成する第１穴と、主本体部分１４の下面５９から上向きに主本体部分を貫通して燃料送出部分９６を形成し屈曲部１０２において第１穴と整合する第２穴との１対の穴を穿設することによって形成することもできる。
【００２０】
あるいは、更に別の変型実施形態として図３に示されるように、高圧燃料通路９４は、噴射器本体１２の主本体部分１４の一側壁から制御弁５８の段付き垂直孔６０を横断して貫通し段付き円筒形孔２０と制御弁５８との間に穴を穿設することによって形成することもできる。かくして、高圧燃料通路９４は、制御弁５８と段付き円筒形孔２０の間に延長した燃料送出部分９６と、段付き円筒形孔２０と主本体部分１４の一側壁との間に延長した末端部分９８' を画定する。
【００２１】
図１〜３に示されたどの実施形態においても、上述の穴を穿設すると、側方本体部分１６の一側壁（図１、２の実施形態）か、主本体部分１４の一側壁（図３の実施形態）のどちらかに開口（「開口端」とも称する）１０４が形成される。この開口１０４を密封しなければならない。
【００２２】
この目的のために、本発明は、高圧燃料通路９４の末端部分９８又は９８' の開口端１０４を密封する形状記憶合金製プラグ（以下、単に「プラグ」とも称する）１０６を設ける。プラグ１０６は、開口端１０４を通して燃料通路９４の末端部分９８又は９８' に挿入されるときは、燃料通路の開口端１０４の内径より小さい第１の直径を有しているが、マルテンサイトからオーステナイトへ冶金学的相変化を受けて、膨脹すると、開口端１０４の内径に密封係合して燃料通路９４を密封する第２のより大きい直径に変化する。
【００２３】
ここでいう「形状記憶合金」とは、適当な熱作用を受けると、元の特定形状又はサイズに復帰することができる能力を有する金属材の群をいう。一般に、そのような金属材は、比較的低い温度で塑性変形させることができ、より高い温度に露呈されると、変形前の元の形状に戻る。加熱されたときにのみ形状記憶性を示す物質は、一方向形状記憶性を有する物質と称される。本発明は、一方向形状記憶合金を使用する。そのような形状記憶合金は、冷却されたときは、たとえその結晶構造がマルテンサイトに変化しても、形状変化を起こさない。しかしながら、そのマルテンサイトが数％までの歪みを受けると、その歪みは、合金が加熱されて形状復原が起るまで保持される。この合金は、再冷却されたとき、自発的には形状変化を生じないから、形状復原を再度必要とする場合は、合金に意図的に歪みを与えなければならない。
【００２４】
形状記憶合金とは、更に、熱弾性マルテンサイトを創出する物質と定義することもできる。この場合、形状記憶合金は、その変態（相変化）温度より低い温度下で双晶仕組みによってその合金を変形させることができるタイプのマルテンサイト変態を受ける。その変形は、その双晶構造が加熱されて元の相に復帰すると、元に戻される。
【００２５】
本発明は、好ましくは、ニッケル約４８重量％と、チタン約３８重量％と、ニオブ約１２重量％と、その他の微量元素約２重量％の組成を有するニッケル−チタン−ニオブ合金で製造された形状記憶合金製プラグを用いる。このニッケル−チタン−ニオブ合金は、その第１の小直径から第２の大直径へ、マルテンサイトからオーステナイトへの冶金学的相変化に対応する１回だけの形状変化をする。当業者には明らかなように、上記以外のいろいろな重量％の成分組成のニッケル−チタン−ニオブ合金を用いることができる。更に、形状記憶合金として、銅又は鉄系合金等の他のいろいろな形状記憶合金を用いることもできる。
【００２６】
燃料通路９４の開口端１０４の内径は、形状記憶合金製プラグ１０６との間にその上記第１の小直径の１．５％未満のクリアランス１０８（図４参照）を画定するように第１の小直径より大きい値とする。更に、プラグ１０６は、その長手軸線に沿って、燃料通路９４の末端部分９８又は９８' の開口端１０４の形状に合致する形状を有するものとし、それによって、プラグ１０６が、その第２の大直径に膨脹したとき、燃料通路９４の末端部分９８又は９８' の開口端１０４を完全に密封することができるようにする。この第２の大直径に膨脹した状態では、形状記憶合金製プラグ１０６は、−５０°Ｃにおけるほぼ１，８９１Ｋｇ／ｃｍ2 （２７０００ｐｓｉ）から１６０°Ｃにおけるほぼ４２１８Ｋｇ／ｃｍ2 （６０，０００ｐｓｉ）までの範囲のフープ引張応力を高圧燃料通路の末端部分９８又は９８' に及ぼす。高圧燃料通路の末端部分９８又は９８' に対するこの静的な安定したフープ引張応力は、低燃料圧のときでも及ぼされる。燃料圧が高くなると、燃料通路９４従ってその末端部分９８又は９８' の直径が弾性的に増大し、その結果、プラグ１０６によって及ぼされるフープ応力を減少させる。しかしながら、噴射器本体１２に及ぼされる総フープ応力は、プラグ１０６に惹起されるほぼ１，８９１Ｋｇ／ｃｍ2 （２７０００ｐｓｉ）（最低強制応力）から燃料圧によって惹起されるピーク応力にまで変化する。（これに対して、従来のろう付けプラグの場合には、噴射器本体１２に及ぼされる総フープ応力は、ゼロから燃料圧によって惹起されるピーク応力にまで変化する。）このように、高圧燃料通路９４の末端部分９８又は９８' における交互応力振幅が減少され、その結果として、噴射器本体１２に亀裂、従って破損が生じる可能性が少なくなる。
【００２７】
ここでいうプラグ１０６の「直径」とは、文字通りの直径（外径）だけでなく、説明の便宜上プラグの外周面をも意味するものとする。同様に、開口端１０４の「内径」とは、文字通りの内径だけでなく、説明の便宜上開口端の内周面をも意味するものとする。又、プラグ１０６及び開口端１０４は、正方形、長方形、六角形等の任意の幾何学的形状とすることができる。
【００２８】
本発明は、又、高圧燃料通路の開口端１０４を密封する形状記憶合金製プラグを有する、内燃エンジンのための燃料噴射器を製造する方法を提供する。本発明の方法は、焼きなましされた形状記憶合金（ニッケル−チタン−ニオブ合金）製プラグ１０６に、それがマルテンサイト状態にある間に予備歪みを与える工程を含む。この工程は、プラグ１０６を−１００°Ｃ〜−５５°Ｃの範囲、好ましくは−１００°Ｃ〜−８０°Ｃの範囲の温度にまで冷却する操作を含む。それによって、プラグ１０６は、４．５％〜６％の復帰可能な軸方向の歪みと、２．２５％〜３％の半径方向の歪みを受ける。この形状記憶合金製プラグは、熱ヒステリシス幅が広いので、相変化を誘発することなく室温で保管し、取扱うことができる。かくして、本発明の形状記憶合金製プラグは、その合金のマルテンサイト開始温度Ｍs が−８０°Ｃであり、オーステナイト開始温度Ａs が５５°Ｃであることを利用することができる。
【００２９】
本発明の方法は、更に、上記形状記憶合金製プラグ１０６を、それがマルテンサイト状態にある間燃料通路の開口端１０４の内径より小さい第１の直径を有するように寸法決めする工程を含む。この寸法決め工程は、形状記憶合金製プラグ１０６の素材ロッドを所定の長さに切断し、次いで、該プラグを、その直径が燃料通路の開口端１０４の内径より小さい第１の直径となるまで心なし研削盤で研削し、次いで、該プラグの温度を５０℃より低い温度に維持する操作を含む。プラグを心なし研削盤で研削する操作に代えて、プラグを挿入すべき燃料通路９４の末端部分９８又は９８'の内径を測定し、上述のように予備歪みを付与され所定の長さに切断されているいろいろな直径のプラグのうち当該末端部分９８又は９８'に適合するプラグを選択する方法をとってもよい。その場合、心なし研削工程が省除される。
【００３０】
このようにしてプラグが寸法決めされた、あるいは適合するプラグが選択されたならば、そのプラグ１０６を燃料通路９４の開口端１０４に挿入することができる。第１の直径を有しているときのプラグ１０６の外径と開口端１０４の内径との間のクリアランス１０８は、プラグの直径の１．５％未満とすべきである。プラグは、治具又はその他の適当な手段によって所定位置に保持することができる。
【００３１】
本発明の方法は、更に、上記形状記憶合金製プラグ１０６を、該プラグが前記第１の直径より大きく、開口端１０４及び末端部分９８又は９８' の内径に密封係合して燃料通路９４を密封する第２の直径に変化するように、該プラグにマルテンサイトからオーステナイトへの冶金学的相変化を誘発させる工程を含む。この工程は、形状記憶合金製プラグ１０６をそのマルテンサイトからオーステナイトへ相変化させるために噴射器本体１２を６５°Ｃから２００°Ｃの範囲の温度で加熱する操作を含む。
【００３２】
本発明の方法の重要な目的の１つは、形状記憶合金の自由復原（自由な半径方向の膨脹）と、強制復原接触応力（強制復原されたときの半径方向の接触応力）を制御することである。自由復原値は、形状記憶合金の種類と、その合金からプラグを製造する方法によって決まる。例えば、上述した焼きなまされたニッケル−チタン−ニオブ合金の場合、６５°Ｃ（Ａf ）での設計自由復原値（自由な半径方向の膨脹）は、プラグの直径の２．２５〜３％である。強制復原されたときの半径方向の接触応力は、そのプラグの未実現の歪み変化と、プラグの加熱温度と、加工温度条件によって決定される。未実現の歪み変化の大きさは、プラグと開口端の内径との間のクリアランスに関連する。通常、未実現の歪みが大きいほど（クリアランスが小さいほど）、半径方向の接触応力が高くなる。
【００３３】
噴射器本体に対する平均加熱温度を約１６０°Ｃとすると、焼入れした場合の合金に対する総応力は約４２１８Ｋｇ／ｃｍ2 （６０，０００ｐｓｉ）となり、冷間成形した場合の合金に対する総応力は約６３２７Ｋｇ／ｃｍ2 （９０，０００ｐｓｉ）となる。噴射器本体に対する加工温度が−５５°Ｃ〜２００°Ｃの範囲内である場合は、加工温度が高いほど、半径方向の接触応力が高くなる。
【００３４】
【発明の効果】
叙上のように、本発明は、高圧燃料通路を密封するために形状記憶合金製のプラグを用いた内燃エンジン用燃料噴射器組立体を提供することによって、高圧燃料通路にプラグを装着するために現行技術において用いられているろう付け法を排除し、コストを削減することができるばかりでなく、高圧燃料通路の開口端にたとえ非常な高圧下であっても漏れを起さない、確実な緊密シールを設定することができ、噴射性能を改善し、高圧燃料通路内に生じる燃料噴射器本体に対する応力振幅を減小することができる。
【００３５】
以上、本発明を実施形態に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形状に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の電磁燃料噴射器組立体の縦断面図であり、その噴射器本体内の高圧燃料通路の一実施形態を示す。
【図２】図２は、本発明の電磁燃料噴射器組立体の縦断面図であり、その噴射器本体内の高圧燃料通路の別の実施形態を示す。
【図３】図３は、本発明の電磁燃料噴射器組立体の縦断面図であり、その噴射器本体内の高圧燃料通路の更に別の実施形態を示す。
【図４】図４は、本発明の電磁燃料噴射器組立体の高圧燃料通路の開口端の端面図であり、形状記憶合金製プラグがその第１の小さい直径を有している状態を示す。
【図５】図５は、本発明の電磁燃料噴射器組立体の高圧燃料通路の開口端の端面図であり、形状記憶合金製プラグがその第２の大きい直径を有している状態を示す。
【符号の説明】
１０：燃料噴射器組立体
１２：噴射器本体
１４：主本体部分
１６：側方本体部分
２０：段付き円筒形孔２０
２４：ポンププランジャ
４０：ノズル組立体
５８：制御弁
６０：段付き垂直孔
９４：高圧燃料通路
９６：燃料送出部分
９８，９８' ：末端部分
１０４：開口端
１０６：形状記憶合金製プラグ
１０８：クリアランス
【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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