(57)【要約】【課題】  燃料を精度良く安定して噴射でき、しかも耐久性の良い安価な燃料噴射弁を提供する。【解決手段】  弁体１１と、弁体を駆動させるための駆動手段と、弁体を収容する弁座１５ａと、弁座の上流側に設けられたガイド部材１７と、弁座の下流側に設けられたノズル９と、ノズルの先端に設けられ、燃料を噴射するためのオリフィス２２を備えた燃料噴射弁であって、ガイド部材のガイド孔には円筒状のガイド部４２と導入部４３を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動する弁体と、前記弁体を駆動させるための駆動手段と、前記弁体を収容する弁座と、前記弁座の上流側に位置し、前記弁体を摺動可能に保持するガイド部材と、
前記弁座の下流側に設けられたノズルと、前記ノズルの先端に設けられ、燃料を噴射するためのオリフィスを備えた燃料噴射弁であって、
前記ガイド部材のガイド孔は円筒状のガイド部と、前記ガイド部材の端面側に向かって末広がりとなる導入部で形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記導入部は、曲面形状またはテーパ形状であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記導入部は、前記ガイド部材の片側、または両側に形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記導入部と前記ガイド部は、滑らかにつながっていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
燃料噴射弁の弁体をガイドするためのガイド部材の加工方法であって、
前記ガイド部材のガイド孔が円筒状に加工されたブランクを準備する工程と、前記ガイド孔の端面側を曲面形状またはテーパ形状にプレス成形する工程と、前記ガイド孔をしごいて仕上げ加工する工程とを有することを特徴とする燃料噴射弁のガイド部材の加工方法。
【請求項６】
請求項５記載の燃料噴射弁のガイド部材の加工方法において、
前記ガイド孔の端面側を曲面形状またはテーパ形状にプレス成形する工程と、前記ガイド孔をしごいて仕上げ加工する工程とを一つのパンチで１工程で加工することを特徴とする燃料噴射弁のガイド部材の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体を噴射する燃料噴射弁に係り、特に弁体を摺動可能に保持ガイド部材及びガイド部材の加工方法並びにこれを利用した燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弁座の上流側に弁体のガイド部材を設けたものは、特開平１１−２００９９３号公報（特許文献１）に開示されているような例がある。特許文献１に開示されているガイド部材（旋回体）は、弁座と共に収容体に圧入固定され、弁座と収容体が溶接された後に、中心孔を研削加工で仕上げ加工されるものであった。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２００９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特開平１１−２００９９３号公報（特許文献１）に開示されているような技術では、旋回体の中心孔が円筒状であり、また中心孔の長さが径の約２倍あるため（収容体と旋回体との圧入強度を確保するために、ある程度の厚み（長さ）が必要なため）、弁体に必要以上の摺動抵抗が発生したり、弁体や中心孔が傾くと弁座と弁体の油密性を確保しにくいなど、ガイド構造に課題を有していた。
【０００５】
また、組立て後旋回体の中心孔を研削加工で仕上げているため、加工時間が長いばかりか研削バリが発生し、バリ取りが困難という課題がある。
【０００６】
更に、研削加工のため中心孔の表面状態は円周方向のツールマークになり、弁体の作動方向と直角になるため、摺動抵抗の増加や摩耗し易い等の原因になる。
【０００７】
本発明の目的は、以上のような課題を解決するため、ガイド部材のガイド孔に弁体の導入部を設け、ガイド部の長さを最小限にすることにある。
【０００８】
また、ガイド孔を軸方向にしごいて仕上げ加工することにより、生産性を向上させ、ガイド部の表面状態を軸方向のツールマークにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る燃料噴射弁のうち代表的な一つは、弁体と、弁体を駆動させるための駆動手段と、弁体を収容する弁座と、弁座の上流側に設けられたガイド部材と、弁座の下流側に設けられたノズルと、ノズルの先端に設けられ、燃料を噴射するためのオリフィスを備えた燃料噴射弁であって、ガイド部材のガイド孔には円筒状のガイド部と導入部が形成されたものである。
【００１０】
また、本発明に係るガイド孔の仕上げ加工方法のうち代表的な一つは、ガイド部材のガイド孔が円筒状に加工されたブランクを準備する工程と、ガイド孔の端面側をテーパ形状または曲面形状にプレス成形する工程と、ガイド孔をしごいて仕上げ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、弁体が滑らかに作動するため、応答性が良く燃料を精度良く安定して噴射する燃料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燃料噴射弁の全体構成を示す縦断面図である。
【００１４】
燃料噴射弁本体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の周囲を覆ってなり、ノズル９は、先端にシート面１５ａ，オリフィス２２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を備えている。
【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、上記燃料噴射弁本体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を経てノズル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２２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、上記燃料噴射弁本体１のスワラー（ガイド部材）１７ついて詳細に説明する。
【００２２】
図２は本発明の第１実施例であって、スワラー１７の断面図である。
【００２３】
スワラー１７は中心に弁体１１を摺動可能に保持するガイド孔４１のガイド部４２を有し、その上流側は曲面状の導入部４３が形成されている。スワラー１７はガイド部材を兼ねる。また、上流側端面には燃料の通路１７ａが形成されており、下流側端面には、燃料を微粒化するために燃料に旋回力を与える旋回溝１７ｃが形成されている。
【００２４】
ここで、可動子５はガイドプレート１６とスワラー１７の２点で摺動可能に保持されているため、ガイド部４２の軸方向の長さは異常摩耗しない程度に短い方が良い。例えば本実施例ではガイド孔４１がφ２mmなので、ガイド部４２の長さは最大でもガイド孔４１以下の２mm以下が好ましい。また、異常摩耗を考慮すると最低長さは０.５mm以上が好ましく、ガイド部４２の長さは０.５〜２mmの間で設定すべきである。
【００２５】
一方、スワラー１７をノズル９に強固に固定するためには、厚みが大きい方が有利である。また、スワラー１７のガイド部材としての機能を果たすためにもある程度の剛性が必要であり、厚みは大きい方が有利になる。
【００２６】
以上の相反する要求を満足させるためには、内径に段差を設ける手段も考えられるが、以下の点で滑らかな曲面状，テーパ状の導入部がより好適となる。
【００２７】
つまり、導入部のくさび効果で摺動部に燃料が強制的に流れ込み、液膜ができて耐摩耗性が向上するばかりか、弁体１１が液膜分フローティングするので、シート面１５ａに対する同軸度も良くなり噴霧の均質性が向上する。
【００２８】
図３は本発明の第２実施例であって、スワラー５０の断面図である。図３のスワラー５０では、ガイド孔５１の中心部にガイド部５２が位置し、その上流側に導入部５３、下流側に導入部５４が設けられている。本スワラー５０の効果は図２のスワラー１７と同等の耐磨耗性、同軸度向上の機能を有する。また、図示しないが、下流側だけに導入部を設けても同じ効果がある。
【００２９】
次にガイド孔４１の製造方法について説明する。
【００３０】
図４はガイド孔４１を仕上げ加工前のブランク形状であり、図５は仕上げ加工の工程図を示すものである。
【００３１】
まず、円筒ガイド孔４１ａ以外を切削加工等の機械加工や焼結加工，プレス加工等で所定の寸法に仕上げたスワラーブランク１７ａを準備する。
【００３２】
次に図５の右側に示すように、のぞき部３２ａ，ガイド部３２ｂ，しごき部３２ｃ，成形部３３を備えたパンチ３１で、スワラーブランク１７ａの軸方向に加圧して、図５の左側に示すようにパンチ３１で所定の位置まで加工する。
【００３３】
このように加工することで、ガイド部４２，導入部４３を一回の成形で仕上げ加工することができる。
【００３４】
図６はガイド部４２を数μｍの精度で仕上げ加工するために、しごき量の最適値を実験した結果である。
【００３５】
しごき量が約０.０１迄の間は、しごき量に相関してスプリングバック量（スプリングバック量＝パンチ径−しごき後の内径）は増加する。しかし約０.０２（加工率で１％）以上になるとほぼ一定の値になる。つまりパンチ３１のしごき部３２ｃの寸法に倣って内径が一定になる。
【００３６】
一方、しごき量が０.０４（加工率で２％）を超えると外径（φ６.５）の変形が大きくなるため（約０.００５）、しごき量は０.０４（加工率で２％）以下が望ましい。
【００３７】
尚、外径の精度が必要とされない部品については２％以上の加工率でも内径精度は変わらない。
【００３８】
図７にガイド孔４１のしごき前後の内径寸法の関係を示す。しごき前の寸法φｄ１寸法に関係なくしごき後の寸法φｄ０は一定になり、ガイド部４２のばらつきは０.００１以下と高精度に仕上げ加工することが出来る。
【００３９】
また、しごき加工により内径表面あらさを向上できるばかりか、軸方向のツールマークに出来るため、摺動抵抗や摩耗を低減できる。更に生材においては内径の表面を加工硬化させることが出来るため、摺動部の寿命向上が図れる。
【００４０】
以上のように本発明の各実施例によれば、燃料を精度良く安定して噴射でき、しかも耐久性の良い安価な燃料噴射弁を提供することができる。
【００４１】
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、導入部４３を曲面形状としたがテーパ形状でも良く、曲面とテーパの複合形状でも良い。
【００４２】
また、上記実施例ではガイド孔４２と導入部４３を一回の工程で成形したが、別々に分けても良い。
【００４３】
更にスワラー１７について説明したが、スワラーに限ったことではなくどのようなガイド部品にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施例を示す燃料噴射弁の全体構成を示す縦断面図。
【図２】本発明の第１実施例を示すスワラーの縦断面図。
【図３】本発明の第２実施例を示すスワラーの縦断面図。
【図４】本発明の第１実施例を示すスワラーブランクの縦断面図。
【図５】本発明の第１実施例を示すスワラーのプレス加工工程を示す縦断面図。
【図６】しごき量とスプリングバック量の関係を示すグラフ。
【図７】しごき前の内径としごき後の内径寸法の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４５】
１  燃料噴射弁本体
１７  スワラー
３１  パンチ
３２ｃ  しごき部
３３  成形部
４１  ガイド孔
４２  ガイド部
４３  導入部
【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】
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