JP5072745B2 - 電磁式燃料噴射弁及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は，弁座を前端部に有する筒状の弁座部材と，この弁座部材の後端部に同軸状に結合される磁性円筒体と，この磁性円筒体の後端に同軸状且つ液密に溶接される非磁性円筒体と，非磁性円筒体の後端に同軸状且つ液密に溶接される中空円筒状の固定コアとで弁ハウジングを構成し，この弁ハウジング内に，前記弁座に着座し得る弁体と，この弁体の後端に結合される可動コアとで構成される弁組立体を収容し，固定コアの前端部には，非磁性円筒体内に向かって突出する吸引筒部を突設して，この吸引筒部の前端と可動コアの後端とを非磁性円筒体内で対向させた電磁式燃料噴射弁及びその製造方法の改良に関する。

かゝる電磁式燃料噴射弁は，特許文献１に開示されているように，既に知られている。
特許３８１９９０７号公報

かゝる電磁式燃料噴射弁は，固定コアの吸引筒部の前端と可動コアの後端とを非磁性円筒体内で対向させることにより，軸方向寸法の短縮化を図ることができる。

ところで，かゝる電磁式燃料噴射弁では，製造時，弁座部材，磁性円筒体，非磁性円筒体及び固定コアを順次同軸状に溶接して弁ハウジングを製作した後，各溶接部の液密状態の良否を検査する場合，弁ハウジング内に流体圧力を加え，各溶接部から圧力リークの有無により，各溶接部の液密状態の良否を判定している。

しかしながら，従来の電磁式燃料噴射弁では，特許文献１に開示されるように，非磁性円筒体及び固定コア相互の溶接の前工程で，固定コアの吸引筒部を非磁性円筒体の内周面に圧入して仮止めを行っていたので，液密検査の際，流体圧力が圧入部を通過して溶接部に到達するまでにかなりの時間がかかり，したがってその溶接部からの圧力のリーク判定までに長時間を要し，検査能率を著しく低下させていた。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，弁ハウジングの製作後，弁ハウジング内に流体圧力を加えて行う溶接部の液密検査の判定を短時間で能率よく行うことを可能にする電磁式燃料噴射弁及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，弁座を前端部に有する筒状の弁座部材と，この弁座部材の後端部に同軸状に結合される磁性円筒体と，この磁性円筒体の後端に同軸状且つ液密に溶接される非磁性円筒体と，非磁性円筒体の後端に同軸状且つ液密に溶接される中空円筒状の固定コアとで弁ハウジングを構成し，この弁ハウジング内に，前記弁座に着座し得る弁体と，この弁体の後端に結合される可動コアとで構成される弁組立体を収容し，固定コアの前端部には，非磁性円筒体内に向かって突出する吸引筒部を突設して，この吸引筒部の前端と可動コアの後端とを非磁性円筒体内で相互に対向させた電磁式燃料噴射弁において，前記吸引筒部の外周面と非磁性円筒体の内周面との間に，非磁性円筒体及び固定コア間の液密検査に使用する圧力流体の流入を許容する環状間隙を設けたことを第１の特徴とする。

また，本発明は，第１の特徴の電磁式燃料噴射弁における磁性円筒体，非磁性円筒体及び固定コアの三者を溶接する際には，磁性円筒体及び非磁性円筒体の両内周面に密合し得る大径軸部及び，固定コアの内周面に密合し得る小径軸部を相互に同軸状に結合してなる治具を用意し，この治具の大径軸部の外周面に磁性円筒体及び非磁性円筒体の両内周面を密合すると共に，小径軸部の外周面に固定コアの内周面を密合した状態で，磁性円筒体，非磁性円筒体及び固定コアの三者の突き当て端面相互を溶接することを第２の特徴とする。

さらに，本発明は，第１の特徴に加えて，非磁性円筒体の軸方向両端の内周縁部には，前記大径軸部の非磁性円筒体内への密合を誘導し得るテーパ面を形成しておくことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，弁ハウジングの製作後，弁ハウジングの各溶接部の液密を検査すべく，その内部に高圧流体を供給したとき，その流体が特に，固定コアの吸引筒部及び非磁性円筒体間の環状間隙にスムーズに進入して，非磁性円筒体及び固定コア間の溶接部に速やかに到達し，その溶接部からの流体のリークの有無を，流体の供給と殆ど同時に確認し，その有無により溶接部の液密状態の良否を判定することができ，その液密検査の迅速化を大いに図ることができる。しかも，固定コアの吸引筒部可動コアとは，非磁性円筒体内側で対向するように配置されることで，電磁式燃料噴射弁の軸方向の短縮化を図るという従前通りの利点を維持することができる。

本発明の第２の特徴によれば，磁性円筒体，非磁性円筒体及び固定コアを，高い同軸精度をもって液密に結合することができると共に，非磁性円筒体及び吸引筒部間に，全周均等間隙の前記環状間隙を形成することができる。

本発明の第３の特徴によれば，治具の大径軸部の非磁性円筒体内への密合を，非磁性円筒体の一端内周縁のテーパ面による誘導により，スムーズに行うことができて，治具への非磁性円筒体のセットを容易，迅速に行うことができる。しかも，上記テーパ面は，非磁性円筒体の両端部に設けられるので，非磁性円筒体の両端の向きに制約がなく，非磁性円筒体のセット性の一層の向上を図ることができるのみならず，他端内周縁のテーパ面は，その内側に前記吸引筒部の基端周りのフィレットを受容することができ，したがってそのフィレットを厚肉に形成して前記吸引筒部の基端強度の増強を図ることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の実施例に係る内燃機関用の電磁式燃料噴射弁の縦断面図，図２は図１の２部拡大図，図３は同電磁式燃料噴射弁における弁ハウジングの一部の溶接工程説明図である。

先ず，図１及び図２において，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字状のストッパプレート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。

図１及び図２に示すように，弁座部材２は，その後端部に縮径した連結筒部２ａを有し，また磁性円筒体３は，その前端部内周に環状凹部３ａを有しており，その環状凹部３ａに連結筒部２ａが圧入される。その際，環状凹部３ａの内端面と連結筒部２ａの端面との前記ストッパプレート７が挟持される。そして，磁性円筒体３は，その前端面で連結筒部２ａと全周に亙りレーザ溶接（その溶接部を符号Ｗ１で示す。）により結合される。こうして，弁座部材２及び磁性円筒体３は互いに同軸状に且つ液密に結合される。

また，磁性円筒体３及び非磁性円筒体４は，互いに突き合わせた対向端面で同じく全周に亙りレーザ溶接（その溶接部を符号Ｗ２で示す。）により互いに同軸状且つ液密に結合される。これら磁性円筒体３及び非磁性円筒体４は，互いに内径及び外径を等しくして，互いに内周面及び外周面を面一に連続させるように配置される。非磁性円筒体４の軸方向両端の内周縁部にはテーパ面４ａ，４ａが形成される。

さらに，非磁性円筒体４及び固定コア５は，互いに突き合わせた対向端面で同じく全周に亙りレーザ溶接（その溶接部を符号Ｗ３で示す。）により互いに同軸状且つ液密に結合される。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が形成されており，この吸引筒部５ａの外周面と非磁性円筒体４の内周面との間に環状間隙Ｇが設けられる。この環状間隙Ｇは，前記溶接部Ｗ３の液密検査に使用する圧力流体のスムーズな流入を許容しつゝ吸引筒部５ａの吸引能を満足させるように設定される。吸引筒部５ａの基端部にはフィレット５ｂが形成されており，このフィレット５ｂは，前記非磁性円筒体４の後端部内周縁の前記テーパ面４ａの内側に収められる。

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，即ち大径部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。

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の後端部にカシメにより一体に結合される可動コア１７とで構成されるもので，この弁組立体１５は，可動コア１７の後端と，前記固定コア５の吸引筒部５ａの前端とが非磁性円筒体４内で対向するように配置される。可動コア１７の後端には，固定コア５の中空部２０を磁性円筒体３及び非磁性円筒体４の両内側に連通させる複数の切欠き１７ａが設けられている。

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，前記ストッパプレート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。

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。

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。

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体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。

磁性円筒体３から弁座部材２にかけて，それらの外周に環状のシールホルダ３５が嵌合され，このシールホルダ３５と，弁座部材２の前端部に嵌着される合成樹脂製のキャップ３６との間に環状溝３７が画成され，この環状溝３７に，弁座部材２の外周面に密接するＯリング３８が装着される。このＯリング３８は，この電磁式燃料噴射弁Ｉを図示しないエンジンの燃料噴射弁取り付け孔に装着したとき，その取り付け孔の内周面に密接するようになっている。

また燃料入口筒６の入口部外周にはＯリング３９が装着され，このＯリング３９は，燃料入口筒６の外周に嵌装される燃料分配管（図示せず）の内周面に密接するようになっている。

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。

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がストッパプレート７に受け止められることで開弁ストロークが規制される。

次に，このような電磁式燃料噴射弁Ｉの製造工程における，特に弁ハウジング１の磁性円筒体３，非磁性円筒体４及び固定コア５の三者を同軸結合する工程について，図３により説明する。

先ず，治具Ｊを用意する。この治具Ｊは，ベース４５の上面に大径軸部４６及び小径軸部４７を順次同軸状に一体に連ねてなるもので，大径軸部４６は，磁性円筒体３及び非磁性円筒体４の両内周面に密合し得るように形成され，また小径軸部４７は，固定コア５の内周面に密合し得るように形成される。

この治具Ｊの使用に当たっては，大径軸部４６の外周面に磁性円筒体３及び非磁性円筒体４を順次密合して，磁性円筒体３をベース４５上面に載せると共に，磁性円筒体３の上端面に非磁性円筒体４を重ねる。その際，非磁性円筒体４の両端内周縁のテーパ面４ａ，４ａの一方は，大径軸部４６の非磁性円筒体４内への密合をスムーズに誘導する。次に小径軸部４７の外周面に固定コア５の内周面を密合して，この固定コア５を非磁性円筒体４の上端面に重ねる。

こうすることで，磁性円筒体３，非磁性円筒体４及び固定コア５の三者は，同軸状に位置決めされながら，軸方向に重ねられ，非磁性円筒体４の内周面と，その内側に配置される固定コア５の吸引筒部５ａの外周面との間には，全周均等間隙の環状間隙Ｇを形成することができる。

次に，磁性円筒体３及び非磁性円筒体４の突き当て部と，非磁性円筒体４及び固定コア５の突き当て部とに，第１及び第２レーザ溶接トーチＴ１，Ｔ２の各照射点を合わせた後，第１及び第２レーザ溶接トーチＴ１，Ｔ２を作動しつゝベース４５を，その軸線周りに回転して，上記各突き当て部をその全周に亙り溶接する。

かくして，磁性円筒体３，非磁性円筒体４及び固定コア５を，高い同軸精度をもって液密に結合することができると共に，非磁性円筒体４及び吸引筒部５ａ間に，全周均等間隙の環状間隙Ｇを形成することができる。

したがって，その後，磁性円筒体３を弁座部材２に液密に溶接して弁ハウジング１を製作した後，この弁ハウジング１の前記溶接部Ｗ，Ｗ２，Ｗ３の液密を検査すべく，その内部に高圧流体を供給したとき，その流体は，特に前記環状間隙Ｇにスムーズに進入して，非磁性円筒体４及び固定コア５の溶接部Ｗ３まで速やかに到達することができるので，その溶接部Ｗ３からの流体のリークの有無を，流体の供給と殆ど同時に確認できて，その有無により溶接部Ｗ３の液密状態の良否を判定することができ，その液密検査の迅速化を大いに図ることができる。しかも，固定コア５の吸引筒部５ａと可動コア１７とは，非磁性円筒体４内側で対向するように配置されることで，電磁式燃料噴射弁Ｉの軸方向の短縮化を図るという従前通りの利点を維持することができる。

ところで，上記のように，治具Ｊの大径軸部４６の非磁性円筒体４内への密合を，非磁性円筒体４の一端内周縁のテーパ面４ａにより誘導するようにしたので，治具Ｊへの非磁性円筒体４のセットを容易，迅速に行うことができる。しかも，上記テーパ面４ａは，非磁性円筒体４の両端部に設けられるので，非磁性円筒体４の両端の向きに制約がなく，非磁性円筒体４のセット性の一層の向上を図ることができるのみならず，他端内周縁のテーパ面は，その内側に前記吸引筒部５ａの基端周りのフィレット５ｂを受容することができ，したがってそのフィレット５ｂを厚肉に形成して前記吸引筒部５ａの基端強度の増強を図ることができる。

本発明は上記実施例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。例えば，弁体１６の開弁限界は，可動コア１７を固定コア５に直接的に当接させることで規制することもできる。

本発明の実施例に係る内燃機関用の電磁式燃料噴射弁の縦断面図。 図１の２部拡大図。 同電磁式燃料噴射弁における弁ハウジングの一部の溶接工程説明図。

符号の説明

Ｉ・・・・・燃料噴射弁
Ｇ・・・・・環状間隙
Ｊ・・・・・治具
１・・・・・弁ハウジング
２・・・・・弁座部材
３・・・・・磁性円筒体
４・・・・・非磁性円筒体
４ａ・・・・テーパ面
５・・・・・固定コア
５ａ・・・・吸引筒部
８・・・・・弁座
１５・・・・弁組立体
１６・・・・弁体
１７・・・・可動コア
４６・・・・大径軸部
４７・・・・小径軸部

Claims (3)

1. 弁座（８）を前端部に有する筒状の弁座部材（２）と，この弁座部材（２）の後端部に同軸状に結合される磁性円筒体（３）と，この磁性円筒体（３）の後端に同軸状且つ液密に溶接される非磁性円筒体（４）と，非磁性円筒体（４）の後端に同軸状且つ液密に溶接される中空円筒状の固定コア（５）とで弁ハウジング（１）を構成し，この弁ハウジング（１）内に，前記弁座（８）に着座し得る弁体（１６）と，この弁体（１６）の後端に結合される可動コア（１７）とで構成される弁組立体（１５）を収容し，固定コア（５）の前端部には，非磁性円筒体（４）内に向かって突出する吸引筒部（５ａ）を突設して，この吸引筒部（５ａ）の前端と可動コア（１７）の後端とを非磁性円筒体（４）内で相互に対向させた電磁式燃料噴射弁において，
   前記吸引筒部（５ａ）の外周面と非磁性円筒体（４）の内周面との間に，非磁性円筒体（４）及び固定コア（５）間の液密検査に使用する圧力流体の流入を許容する環状間隙Ｇを設けたことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
2. 請求項１記載の電磁式燃料噴射弁における磁性円筒体（３），非磁性円筒体（４）及び固定コア（５）の三者を溶接する際には，磁性円筒体（３）及び非磁性円筒体（４）の両内周面に密合し得る大径軸部（４６）及び，固定コア（５）の内周面に密合し得る小径軸部（４７）を相互に同軸状に結合してなる治具（Ｊ）を用意し，この治具（Ｊ）の大径軸部（４６）の外周面に磁性円筒体（３）及び非磁性円筒体（４）の両内周面を密合すると共に，小径軸部（４７）の外周面に固定コア（５）の内周面を密合した状態で，磁性円筒体（３），非磁性円筒体（４）及び固定コア（５）の三者の各軸方向突き当て部を溶接することを特徴とする，電磁式燃料噴射弁の製造方法。
3. 請求項２記載の電磁式燃料噴射弁の製造方法において，
   非磁性円筒体（４）の軸方向両端の内周縁部には，前記大径軸部（４６）の非磁性円筒体（４）内への密合を誘導し得るテーパ面（４ａ，４ａ）を形成しておくことを特徴とする，電磁式燃料噴射弁の製造方法。

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