JPH0481570A - 燃料噴射ノズルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば、燃焼室内に露出する噴孔から該燃
焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルの製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、燃焼室に燃料を噴霧する燃料噴射ノズルは、例え
ば、第８図に示す構造をしている。この燃料噴射ノズル
は、主として、ノズル本体２０、該ノズル本体２０の先
端部に形成された複数個の噴孔２２、及び該噴孔２２を
開閉するための針弁２１から成る。ノズル本体２０は、
金属材料で製作され、筒体上部２４と先端が封止した筒
体先端部２５とから成る。筒体上部２４の内周面と針弁
２１の外周面との間には、燃料供給通路２３が形成され
ている。また、筒体先端部２５には複数個の噴孔２２が
形成されている。これらの噴孔２２は、針弁２１が上下
動することによって針弁２１の先端のテーパ面２６が筒
体先端部２５のテーパ面２７に接離することで開閉され
る。

また、内燃機関の燃料噴射ノズルとして、実開昭５Ｅｋ
１２２７７８号公報に開示されたものがある。該内燃機
関の燃料噴射ノズルは、ノズルボデイにその内部に配置
される針弁の先端の円錐面が着座する弁座部を有し、咳
弁座部に複数の噴孔を形成し、該噴孔をそれぞれセラミ
ンク材で構成し、これらのセラミック材をノズルボディ
の弁座部に焼ばめにより嵌着したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、燃料噴射ノズルにおいて、筒体先端部２５に
形成された噴孔２２については、噴口径及び噴口数は、
燃焼状態に大きな影響を及ぼす条件であり、噴口に対す
るこれらの諸条件の決定は、エンジン性能とも関係して
エンジン性能の向上ζこ重要な要素となる。また、噴口
径及び噴口数についてのみでなく、形状、噴口角度等の
噴口形状も燃焼に大きな影響を及ぼすことは、従来から
も分かっている要素である。従来、燃料噴射ノズルの噴
口を円板外異形形状に形成する場合には、レーザ加工機
や放電加工機を用いてノズル本体に孔加工を施している
。

しかしながら、レーザ加工機によるレーザ加工の場合に
は、レーザ照射面では適正な形状がえられるが、レーザ
照射面とは反対側の面では、所定の噴口の形状に加工し
難いという問題を有している。特に、噴孔を円板外の微
細な形状、即ち異形形状の噴孔を形成するには、従来の
噴孔形成方法では極めて困難であった０例えば、燃料噴
射ノズルの噴孔形状を従来の円形形状から四角形状等の
異形形状にすることによって、噴霧粒の速度分布を変え
、空気の取り込みを良（することができるものである。

更に、噴孔の形状が複雑な形状である場合、例えば、針
弁ソート部側のアール即ち拡開形状である場合には、製
作が極めて困難である。

また、前掲実開昭５８−１２２７７８号公報に開示され
た燃料噴射ノズルについては、ノズル本体とセラミック
製のパイプとの固定は熱膨張差による焼嵌めで固定した
ものである。ところが、燃焼室内に位置するノズル先端
部は高温に曝されるため、使用時に噴出圧によってノズ
ル本体からパイプのみが外れる危険性が大きいという問
題を有している。また、セラミック製パイプをノズル本
体と同等の熱膨張率の材料で製作し、ノズル本体のみを
加熱して焼嵌めする場合に、焼嵌め時の温度差によって
セラミック製パイプがサーマルショックにで破損するか
、セラミック製パイプの重量が非常に小さいため、焼嵌
め時にノズル本体に少しでも触れると、セラミック製パ
イプは瞬時に温度が上昇し、ノズル本体に噛み込む恐れ
があり、また、噴孔が小さいため、焼嵌めにより嵌着す
るには、噴孔を形成するパイプとノズル本体の孔との寸
法精度が厳しくなり、加工が困難であり、更に、パイプ
とノズル本体とを化学的に接合することはできないこと
であり、問題を有している。

この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
噴孔の形状を円形形状は勿論のこと、楕円形状、角形状
等の異形形状を極めて容易に形成するものであり、セラ
ミックス又は金属粉体の組成物を押出し成形法、プレス
成形法等によって噴孔を形成するパイプを成形し、該成
形パイプを仮焼成した後、該仮焼成したパイプをノズル
本体の成形型内に配置し、成形型内にセラミックス又は
金属粉体の組成物を流し込んで硬化させ、ノズル本体成
形体を成形し、該ノズル本体成形体と仮焼成したパイプ
とを一体焼成する燃料噴射ノズルの製造方法を提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。即ち、この発明は、セラミックス又は金属
粉体の組成物を所定の形状の噴孔を備えたパイプに成形
して仮焼成する工程、隔置状態に配置した外側成形型と
内側成形型との間の隙間に跨がって所定の位置に前記パ
イプを配置する工程、前記外側成形型と前記内側成形型
との間の隙間にセラミックス又は金属粉体の組成物を流
し込んで硬化させてノズル本体成形体を成形する工程、
次いで該ノズル本体成形体と仮焼成の前記パイプとを一
体焼成する工程から成る燃料噴射ノズルの製造方法に関
する。

また、この燃料噴射ノズルの製造方法において、前記パ
イプに形成する前記孔の形状及び／又は大きさが外側と
内側で異なるものである。

〔作用） この発明による燃料噴射ノズルの製造方法は、上記のよ
うに構成され、次のように作用する。即ち、この燃料噴
射ノズルの製造方法は、噴孔を構成するパイプを予め成
形して仮焼成し、該パイプをノズル本体の成形型内の所
定の位置に配置し、該成形型に組成物を流し込んでノズ
ル本体を成形し、次いで該ノズル本体成形体と仮焼成の
前記パイプとを一体焼成するので、前記パイプは前記ノ
ズル本体に噛み込むことなく、また前記パイプはサーマ
ルショックで破損することもなく、前記パイプが前記ノ
ズル本体に確実に且つ強固に固定され、使用時に噴出圧
によって前記ノズル本体から前記パイプが外れるような
現象は発生しない。

更に、前記パイプは前記ノズル本体とは別に予め製作す
るものであるので、前記パイプそのものに形成されてい
る孔の形状乙こついては、円形の形状は勿論のこと、楕
円形、角形等の異形形状に自由に選定して容易に且つ正
確に製作することができ、また、孔のサイズ、数、孔の
位置、位置段数を所望に応じて選択でき、異形形状の噴
孔を簡単に且つ能率的に形成することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による燃料噴射ノズル
の製造方法の実施例を説明する。

この発明による燃料噴射ノズルの製造方法の実施例を、
第１図、第２図及び第３図を参照して説明する。第１図
はこの燃料噴射ノズルの製造方法を達成するための工程
の途中を示す説明図、第２図はこの燃料噴射ノズルの製
造方法の工程の途中を示す説明図、及び第３図は燃料噴
射ノズルの製造方法で形成した噴孔の一例を示す第２図
の線ｍ■における断面図である。

この発明による燃料噴射ノズルの製造方法は、主として
、セラミ、クス又は金属粉体の組成物を所定の形状の噴
孔４を備えたパイプ３に成形して脱脂、仮焼成する工程
、隔置状態に配置した外側成形型２人と内側成形型２Ｂ
との間の隙間５に跨がって所定の位置に仮焼成したパイ
プ３を配置する工程、外側成形型２人と内側成形型２Ｂ
との間の隙間５にセラミックス又は金属粉体の組成物６
を流し込んで硬化させてノズル本体成形体１を成形する
工程、次いで該ノズル本体成形体１と仮焼成のパイプ３
とを一体焼成する工程から成るものである。ここで、パ
イプ３を形成するセラミック材料については、ジルコニ
アの他に、窒化ケイ素、炭化ケイ素又はアルミナの粉体
を選定することもできる。

この燃料噴射ノズルの製造方法は、上記のように、パイ
プ３自体は予め仮焼成して形成されているので、パイプ
３に形成した噴孔４の孔径、孔の形状、配置角度、サイ
ズは所望に応して予め選定して形成することができるも
のである。しかも、パイプ３に形成された噴孔４は、極
めて容易に且つ正確に所定の形状、サイズ等のものに加
工することができる。例えば、例えば、この燃料噴射ノ
ズルの製造方法において、パイプ３に形成する噴孔４の
形状及び／又は大きさは、針弁シート部である内側と燃
焼室に曝される外側とで異なる形状に製作できる。また
、噴孔４の孔の形状を円形形状は勿論のこと、四角形等
の異形形状は、極めて容易に形成することができる。

また、この燃料噴射ノズルの製造方法において、ノズル
本体成形体１と仮焼成したセラミック製パイプ３とを一
体焼成するので、噴孔部を形成するパイプ３をノズル本
体に極めて強固に且つ容易に固定することができる。

場合によっては、この燃料噴射ノズルの製造方法におい
て、ノズル本体とパイプとの接合力が不足する場合には
、パイプの外面に凹凸部或いはテーパ面を形成し、仮焼
成のパイプをノズル本体成形体とを一体焼成することに
よって、ノズル本体とパイプとを化学的な結合のみなら
ず機械的な結合で強固に固定することができる。

以下、この発明による燃料噴射ノズルの製造方法につい
て、具体的に説明する。

実施例１ この燃料噴射ノズルの製造方法において、第１工程とし
てセラミックス又は金属粉体の組成物を押出し成形法に
よって、第３図に示すように、円形の所定の形状の噴孔
４を備えたパイプ３に押出し成形し、該パイプ３の成形
体を脱脂、仮焼成する。次いで、この仮焼成したパイプ
３を、第１図に示すように、隔置状態に配置した外側成
形型２Ａと内側成形型２Ｂとの間の隙間５に跨がって所
定の位置で且つ所定の角度で配置する。仮焼成したパイ
プ３を外側成形型２Ａと内側成形型２Ｂとの間の隙間５
に配置した後、外側成形型２Ａと内側成形型２Ｂとの間
の隙間５に、第１図に示すように、セラミックス又は金
属粉体の組成物６を流し込み、該組成物６を硬化させる
。組成物６が硬化することによって、第２図に示すよう
に、所定の位置にパイプ３を配置した状態のノズル本体
成形体１が成形される。次いで、該ノズル本体成形体１
と仮焼成のパイプ３とを一体焼成し、噴孔４を備えた燃
料噴射ノズルのノズル本体を形成する。

この際、噴孔部を形成するパイプ３の収縮率を１０％、
且つノズル本体を形成するノズル本体成形体１の収縮率
を１６％に調整し、この収縮率の差を利用して焼成時に
、ノズル本体に対するパイプ３の嵌着及び接合を行った
。

この燃料噴射ノズルの製造方法によって製作した燃料噴
射ノズルを用いて噴霧テストを行った。

噴霧テストにおける噴射圧力は１０００　ｋｇｆ／ｃＭ
ｚであったが、噴孔部を形成するパイプ３がノズル本体
から抜ける現象、ノズル本体とパイプとの境界面からの
燃料漏れの現象は発生しなかった。

一実施例２ この発明による燃料噴射ノズルの製造方法の別の実施例
を第４図及び第５図を参照して説明する。

第４図はこの燃料噴射ノズルの製造方法の工程の途中を
示す説明図、及び第５図は燃料噴射ノズルの製造方法で
形成した噴孔の別の例を示す第４図の線■−■における
断面図である。

この実施例において、上記工程と同様に、セラミックス
又は金属粉体の組成物を押出し成形法によって、第５図
に示すように、円形の所定の形状の噴孔４を備えたパイ
プ３に押出し成形し、該パイプ３の成形体を脱脂、仮焼
成する。次いで、第４図に示すように、この仮焼成した
パイプ３の一端側の噴孔４をラッパ状の拡がりを有する
形状、即ち拡開状態のテーバ状の噴孔４Ｔの形状に加工
を施す。即ち、パイプ３に形成する噴孔４の孔径の大き
さが針弁シート部側となる内側と燃焼室側となる外側と
で異なるように加工する。次いで、上記実施例と同様の
工程によって燃料噴射ノズルを製作した。

実施例３ この発明による燃料噴射ノズルの製造方法の更に別の実
施例を第６図及び第７図を参照して説明する。第６図は
この燃料噴射ノズルの製造方法の工程の途中を示す説明
図、及び第７図は燃料噴射ノズルの製造方法で形成した
噴孔の更に別の例を示す第６図の線■−■における断面
図である。

この実施例において、第１工程としてセラミックス又は
金属粉体の組成物をプレス成形法によって、第７図に示
すように、四角形状の噴孔４Ｓを備えたパイプ３にプレ
ス成形し、該パイプ３の成形体を脱脂、仮焼成する。次
いで、上記第１実施例と同様の工程によって燃料噴射ノ
ズルを製作した。この実施例では、パイプ３に形成され
た噴孔４Ｓの形状は、四角形状等の種々の形状の異形形
状に予め成形されるものである。

〔発明の効果〕

この発明による燃料噴射ノズルの製造方法は、上記のよ
うに構成されており、次のような効果を有する。即ち、
この燃料噴射ノズルの製造方法は、セラミックス又は金
属粉体の組成物を所定の形状の噴孔を備えたパイプに成
形して仮焼成する工程、隔置状態に配置した外側成形型
と内側成形型との間の隙間に跨がって所定の位置に前記
パイプを配置する工程、前記外側成形型と前記内側成形
型との間の隙間にセラミックス又は金属粉体の組成物を
流し込んで硬化させてノズル本体成形体を成形する工程
、次いで該ノズル本体成形体と仮焼成の前記パイプとを
一体焼成する工程から成るので、パイプ自体に予め任意
の形状の噴孔を形成することができ、従って、噴孔が燃
焼室側と針弁ンート部側で噴孔の大きさや形状が異なる
もの、噴孔が円形以外の異形形状を有するもの等の複雑
形状の噴孔を有する燃料噴射ノズルを容易に製造するこ
とができる。

また、噴孔部を形成する前記パイプと前記ノズル本体の
一体化は、仮焼成したパイプとノズル本体を構成するノ
ズル本体成形体の焼成時の収縮率を調整し、適正な収縮
率の差をもたせ、その差を利用して一体焼成時に同時に
両者の嵌着を行うことができ、極めて強固に両者を固定
することができるる。更に、この際に、パイプの仮焼成
体とセラミックス組成物との間に生じる加圧力と、焼成
時の温度を利用して両者の接合を行うことができる。従
って、噴孔部のパイプとノズル本体を化学的にも機械的
にも強固に且つ確実に接合させることができ、燃料圧で
ノズル本体から噴孔を形成するパイプが抜は出るような
ことがない。

また、仮焼成した噴孔部のパイプは、機械加工を施すこ
とができるため、一般の成形方法では困難な形状が必要
な場合、この時点で新たに加工を施してその後、前記パ
イプとノズル本体成形体との一体焼成を行うことも可能
である。即ち、前記パイプは前記ノズル本体とは別に予
め製作するものであるので、前記パイプそのものに形成
されている孔の形状については、円形の形状は勿論のこ
と、楕円形、角形等の異形形状乙こ自由に選定して容易
に且つ正［４こ製作することができる。また、孔のサイ
ズ、数、孔の位置、位置段数を所望に応して選択でき、
四角形等の異形形状の噴孔を簡単に且つ能率的に形成す
ることができ、燃焼室での良好な燃焼状態を得ることが
でき、エンジン性能を向上できる。

また、この燃料噴射ノズルの製造方法において、前記パ
イプは前記ノズル本体に噛み込むことなく、前記パイプ
はサーマルソヨ、りで破損することもなく、前記パイプ
が前記ノズル本体に確実に且つ強固に固定され、また、
使用時に噴出圧によって前記ノズル本体から前記パイプ
が外れるような現象は発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの燃料噴射ノズルの製造方法を達成するため
の工程の途中を示す説明図、第２図はこの燃料噴射ノズ
ルの製造方法の工程の途中を示す説明図、第３図は燃料
噴射ノズルの製造方法で形成した噴孔の一例を示す第２
図の線■−■における断面図、第４閏はこのセラミック
ノズルの製造方法の工程の途中を示す説明図、第５図は
第４図の燃料噴射ノズルに形成した噴孔の別の例を示す
第４図の線■−■における断面図、第６図はこのセラミ
ックノズルの製造方法の工程の途中を示す説明図、第７
図は第６図の燃料噴射ノズルに形成した噴孔の更に別の
例を示す第６図の線■−■における断面図、及び第８図
は従来の燃料噴射ノズルの一例を示す概略図である。 １−−−ノズル本体成形体、２　Ａ−一−−−〜−外側
成形型、２　Ｂ−一−−−−−内側成形型、３−一一一
一仮焼成のパイプ、４噴孔、４　Ｔ−・テーパ状の噴孔
、４５−−−−−−四角形状の噴孔、５−　隙間、６−
−−−組成物。 第　　１ 図 ↓ 第　　２　　図 出願人　　いす−自動車株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス又は金属粉体の組成物を所定の形状
   の噴孔を備えたパイプに成形して仮焼成する工程、隔置
   状態に配置した外側成形型と内側成形型との間の隙間に
   跨がって所定の位置に前記パイプを配置する工程、前記
   外側成形型と前記内側成形型との間の隙間にセラミック
   ス又は金属粉体の組成物を流し込んで硬化させてノズル
   本体成形体を成形する工程、次いで該ノズル本体成形体
   と仮焼成の前記パイプとを一体焼成する工程から成る燃
   料噴射ノズルの製造方法。
2. （２）前記パイプに形成する前記噴孔の形状及び／又は
   大きさが外側と内側で異なる請求項１に記載の燃料噴射
   ノズルの製造方法。