JPH0823341B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用のエン
ジンに燃料を噴射供給するのに用いられる燃料噴射弁に
関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、実開昭６１−９７５８４号公報に
みられるように、燃料噴射弁の先端に、燃料を所望の方
向に案内する通路を形成したアダプタ（ノズル）を設
け、燃料噴射弁からの燃料噴射方向を所望の方向に調節
する技術が知られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料噴射弁
の先端にノズルを設ける場合、燃料噴射弁側に形成され
た燃料が導出される孔と、ノズルに形成された燃料噴射
孔との位置を正確に位置決めすることが、燃料の噴射方
向を正確に設定する上で重要である。 【０００４】ところが、上記従来技術のように円筒状の
燃料噴射弁のボディに、有底円筒状のアダプタ（ノズ
ル）を装着する場合、両者を径方向に正確に位置決めす
るためには、ボディの円筒状外周面と、アダプタ（ノズ
ル）の円筒状内周面とを高精度に加工する必要があっ
た。 【０００５】また、ボディの円筒状端面と、アダプタ
（ノズル）の円筒状内側底面とを当接させただけで、両
者を位置決めしようとすると、ボディ側の燃料通路孔
と、アダプタ（ノズル）側の燃料通路との正確な位置決
めが困難となるばかりか、位置決め後にアダプタ（ノズ
ル）が径方向へずれるといった恐れがあった。 【０００６】本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、燃
料噴射弁の円筒状のボディに対するノズルの位置決め
が、軸方向、径方向ともに確実にかつ安定して得られる
燃料噴射弁を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、燃料が導出される貫通孔が一端側に形成さ
れた円筒状のボディと、前記ボディの前記一端側から前
記ボディの外側に被さるように装着され、前記貫通孔か
ら導出された燃料を所定方向に案内する噴射孔が底部に
形成された有底円筒状のノズルとを備える燃料噴射弁に
おいて、前記ボディの前記一端側の外周に形成されたテ
ーパ状のテーパ部と、前記ノズルの円筒部内側に前記ボ
ディの前記テーパ部と対向するように形成された突起部
を前記テーパ部に当接させ塑性変形させて形成され、前
記テーパ部との当接によって前記ノズルを前記ボディに
対して径方向および軸方向に位置決めする当接部とを備
えることを特徴とする燃料噴射弁という技術的手段を採
用する。 【０００８】 【作用】以上に述べた本発明の構成によると、ノズルに
形成された当接部を、ボディに形成されたテーパ部に対
して当接させて、ノズルが軸方向および径方向に対して
位置決めされる。特に、ノズルの当接部は、ノズルの円
筒部内側に形成された突起部をボディのテーパ部に当接
させ塑性変形させて形成されるため、突起部の塑性変形
に伴ってノズルがボディのテーパ部の軸線上に自動的に
安定して位置決めされる。特に、ノズルはボディのテー
パ部に対して当接するため、軸方向、径方向ともにこの
テーパ部と当接部との当接によって位置決めされる。 【０００９】このように、本発明の構成によると、ノズ
ルはボディに対して軸方向、径方向の両方に関して確
実、かつ安定して位置決めされる。 【００１０】 【実施例】以下本発明に係る燃料噴射弁の一実施例につ
いて説明する。図１は本発明に係る燃料噴射弁の全体縦
断面図であり、ケース体１の図中下方端縁には筒状のボ
ディ５がかしめ固定してあり、ケース体１内には、ケー
ス体１の図中上方端縁にかしめ固定されたフランジ部２
ａを有する筒状の鉄心２，この鉄心２の外周でフランジ
部２ａの図中下方部に配された電磁コイル３，鉄心２の
下端部に配され軸方向に移動する可動コア４，可動コア
の下部に結合され、筒状のボディ５の内壁を摺動するニ
ードル状の弁体６が設けられている。 【００１１】図２はこの図１に示した燃料噴射弁の先端
部分の拡大図であり、弁体６の先端部６ａは、丸みを帯
びた略円錐形に形成してあり、この先端部６ａが収納さ
れた位置にあるボディ５の内周には円錐面５ａが形成し
てある。この円錐面５ａは弁体６の先端部６ａの曲面の
一部により全周にわって当接されており、この当接によ
り、弁体６とボディ５との間に油密に閉じられている。
ボディ５の先端面５ｂは円形の平面形状であり、この先
端面５ｂの中心には内部に連通する１つの貫通孔５ｃが
穿設され、この貫通孔５ｃの周壁は円錐面５ａに接続さ
れており、この連通孔５ｃは円錐面５ａ上を流れてきた
燃料流を絞り、調量してからボディ５の外部へと燃料を
噴射するものである。 【００１２】また、ボディ５の先端面５ｂを被うように
ボディ５には底付端部を有する筒状のノズル７が設けら
れている。ノズル７の内部には、ボディ５の先端面５ｂ
と対向する平面である対向面７ａが形成されている。対
向面７ａの中心には、ノズル７の端部壁を貫通する同径
の２つの噴射孔８ａ，８ｂが開口しており、その径は、
貫通孔５ｃより大径で、両孔８ａ，８ｂは燃料の流れる
下流側へ向かって２方向へ角度θだけ広がって形成され
ている。２つの噴射孔８ａ，８ｂは、貫通孔５ｃとの対
向部分においてそれぞれの入口開口が重なり合ってお
り、ノズル７先端の出口閉口方向へ向かう途中から完全
に２孔に分岐されている。この分岐点からノズル７の先
端に至るまでの両孔８ａ，８ｂ間には、両孔８ａ，８ｂ
を隔てる中央隔壁７ｂが形成される。なおノズル７およ
びボディ５の端部の外周には、断熱効果を有するスリー
ブ９に覆われている。 【００１３】このような構造を有する電磁弁の作動につ
いて簡単に説明する。図１および図２に示す燃料噴射弁
に、図示しないコンピュータから噴射信号が供給される
と、電磁コイル３が励磁されて電磁力を発生して可動コ
ア４を鉄心２方向へ吸引する。すると可動コア４に連結
された弁体６の先端部６ａがボディ５の先端面５ｂより
離れ、鉄心２の上端部開口部より供給され可動コア内を
経て弁体６とボディ５との間隙に至った燃料が、貫通孔
５ｃより噴霧状に導出され、２つの噴射孔８ａ，８ｂに
より角度θ方向に等しい流量比に二分されて外部の図示
しない吸気管内へと噴射される。 【００１４】次に図１および図２に示した燃料噴射弁の
細部構造および組立方法について説明する。図３はこの
燃料噴射弁の組立前のボディ５とノズル７のそれぞれの
単体を示している。ボディ５の貫通孔５ｃは、ボディ５
内部の燃料を実際に貫通孔５ｃから実際に噴射させて、
その流量が所定値となるような径（例えば約０．４１m
m）に穿設されている。またボディ５の端面５ｂのエッ
ジ部分には円錐面状のテーパ部５ｄが形成されている。 【００１５】一方、２つの噴射孔８ａ，８ｂ（直径０．
８mm）の穿設されたノズル７の内側の対向面７ａの端縁
には内側に突出する突起部７ｃが形成されている。この
突起部７ｃは組付時にはボディ５に形成されたテーパ部
５ｄに当接され、さらに加圧されてその先端のエッジ部
７ｄが塑性変形することによって当接部となり、図４中
の拡大図（ｂ）において符号７ｄで示すように円周方向
に拘束を受けた細い幅の面接触となるため、非常に安定
した組付状態が得られる。この時、ボディの端面５ｂと
ノズルの端面７ａとの間の間隙は非常に小さく（数μｍ
以下）、後述のボディとノズルとの固定時においてさら
に組付状態の安定化に有効に作用し、かつこの間隙間の
燃料溜りを少なくできる。 【００１６】この間隙は塑性変形時には一次的に０にな
るが、変形荷重除去時にスプリングバックによりごとく
わずかな微小間隙となって残るものである。なお、突起
部７ｃは円周上に一様に配置してもよいが、他の実施例
としては突起部を分散させて配置してもよい。 【００１７】図５はノズル突起部のこれらの各種の形状
の実施例を示す図である。図５中（ａ），（ｂ）はノズ
ル７の内周円周上に一様に配置した突起部７ｃ´を有す
る実施例に関するものであり、（ａ）は側面断面図、
（ｂ）は（ａ）の底面側から見た底面図を各々示す。７
ｄ´は突起部７ｃ´の先端のエッジ部を示す。 【００１８】図５中（ｃ），（ｄ）はノズル７の内周に
分散させて配置した突起部７ｃ”を有する実施例に関す
るものであり、（ｃ）は側面断面図、（ｄ）は（ｃ）の
底面側から見た底面図を各々示す。 【００１９】図５（ｃ），（ｄ）に示すように突起部７
ｃ”を分散させると、突起部７ｃ”の先端のエッジ部７
ｄ”が組立時に塑性変形する時の変形荷重を更に低減さ
せることができる。 【００２０】ボディとノズルとを円周方向に拘束して安
定的に接触させるには一般的にはボディの外径とノズル
の内径とを嵌合させる方法が使用されるが、この場合に
は内径，外径の精度を数ミクロン以下にする必要があ
り、加工コストが著しく上昇するため好ましい方法とは
言えない。本発明が提供する燃料噴射弁の組立方法では
粗加工精度のボディとノズルとを組付加圧するのみで容
易に安定的に接触させることが可能であり、本発明の燃
料噴射弁の組立方法は極めて有効な組立方法である。 【００２１】次にノズル７とボディ５との組立調整方法
について説明する。図６は組付時の位置調整方法の原理
を説明する図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）は各々
（ｄ）に示すように組立られたボディ５とノズル７との
組立体をボディ５の（ｄ）図中の矢印方向から見た貫通
孔５ｃと噴射孔８ａ，８ｂとの間の相対的な位置関係を
示す。 【００２２】ノズル７がボディ５に組付けられた状態が
図６中の（ａ），（ｂ）の様にボディ５の貫通孔５ｃと
ノズル７の中央隔壁７ｂとの位置関係がずれており、貫
通孔５ｃから噴射された燃料が２つの噴射孔８ａ，８ｂ
によって等しく二分割されないような組立状態であって
も、例えばノズル７側を固定した状態でボディ５をノズ
ル７内に嵌合された状態でボディ５のテーパ部５ｄとノ
ズル突起部７ｃの接触面を回転運動の基準面として回転
させると、ボディ５の貫通孔５ｃの軸心は基準面５の軸
心と一般的にごくわずかにずれているので、貫通孔５ｃ
がノズル７の中央隔壁７ｂによって噴射孔８ａ側と噴射
孔８ｂ側とに所望の面積比、すなわち所望する流量比に
分割する相対位置に調整することができ、従って貫通孔
５ｃの噴射孔８ａ側の面積を噴射孔８ｂ側の面積と等し
くする位置として図６（ｃ）の位置に調整することがで
きる。 【００２３】以上説明したように、この方法によればノ
ズルおよびボディ５の孔部の位置が加工誤差等により多
少ずれていたとしても、両噴射孔８ａ，８ｂの流量比を
目標値に設定できる。 【００２４】図７は本発明の組立調整方法による場合の
許容偏心量の領域を本発明によらない組立による場合の
許容偏心量の領域と比較して示したグラフである。図７
に示すように、本発明によらない組立による場合のノズ
ル７の中央隔壁７ｂについての基準面７ｃの中心軸との
偏心量Ｌと、ボディ５の貫通孔５ｃの軸心についての基
準面５の軸心との偏心量Ｍの許容領域は、回転させない
場合には斜線部となり、また、製作図面等の製作指示許
容誤差としては黒色部分となる。ここで本事例はノズル
７の中央隔壁７ｂについての基準面７ｃの中心軸との偏
心量Ｌとボディ５の貫通孔５ｃの軸心についての基準面
５ｄの軸心との偏心量Ｍについてのみ考慮した事例であ
るので、実際には噴射孔８ａ，８ｂの角度，噴孔径等他
の要因も考慮しなければならないためさらに狭い領域と
なり、この黒色部分は前述の様に数ミクロン以下とな
る。 【００２５】このように本発明によらない場合の許容誤
差は極めて限定された領域となる。この領域に加工する
ためには、極めて加工精度が高いことが要求されるため
コストアップの大きな要因になる。 【００２６】これに対して、本発明の組立調整方法を用
いて、ノズルとボディとを相対的に回転させることによ
り組立位置を調整する方法では許容誤差は図７中の点領
域の部分となり大幅に拡大される。このため、加工精度
を大幅に緩和でき、コストダウンを達成することができ
る。 【００２７】ここでノズル７とボディ５は非常に安定的
に接触しているため、回転した場合にもガタつくことな
く軸心間のずれを極めてスムーズに変化させて位置調整
することが出来る。 【００２８】次にこの位置調整方法の具体例について詳
細に説明する。これらのボディ５単体とノズル７単体と
は図８に示すような装置にセットされる。図８におい
て、１０ａはボディ５を固定して回転する回転治具であ
り、１１はボディ５内部を照らす光源である。 【００２９】ボディ５は貫通孔５ｃを上部にして回転治
具１０ａに固定され、ノズル７は噴射孔８ａ，８ｂの出
口がかくれないように固定具１０ｂにより固定された状
態でボディ５側のみが回転できるようにボディ５に対し
装着されている。ボディ５はノズル７の内部をワーク回
転機構１２により回転治具１０ａとともに回転されるも
のであり、ワーク回転機構１２は、画像処理および回転
制御様コンピュータ１３に接続されている。 【００３０】ノズル７の上方には２つの噴射孔８ａ，８
ｂを撮影するＴＶカメラ１４が設けられており、このＴ
Ｖカメラ１４はコンピュータ１３に接続されて、コンピ
ュータ１３によりＴＶカメラからの映像信号が作成され
てＣＲＴ画面１５にその画像が映し出される。 【００３１】光源１１を点灯すると、光源１１からの光
は貫通孔５ｃからさらに２つの噴射孔８ａ，８ｂを透過
してＴＶカメラ１４により撮影され、ＣＲＴ画面１５に
映し出される。 【００３２】ここで光が２つの噴射孔８ａ，８ｂを通過
する状態は燃料が流れる時の状態と同時であるから、画
面１５に映し出された映像において、光が通った２つの
白い部分の面積比と、実際に燃料を流した場合の流量比
との間にはほぼ比例する相関関係がある。この相関関係
は、ボディ５の貫通孔５ｃの形状や、２つの噴射孔８
ａ，８ｂのなす角θ等をもとに算出され、その演算はコ
ンピュータ１３によりなされる。 【００３３】ワーク回転機構１２によりボディ５側を回
転させると、コンピュータ１３は噴射孔８ａ，８ｂを出
た２つの透過光により、貫通孔５ｃと中央隔壁７ｂとの
位置関係を推定する。そしてコンピュータ１３によりこ
のときの画像が自動的に監視され、コンピュータ１３は
ノズル７とボディ５とが所望とする相対的な位置関係と
なったところでボディ５側の回転をストップさせる。 【００３４】具体的な調整手段を図９のフローチャート
を用いて説明する。図９において、ステップ６０にてこ
の組付工程が開始すると、まずカウンタＮ＝０とし（ス
テップ６１）、透過光の面積比を計測する（ステップ６
２）。次にステップ６３に進みボディ５を角度α（本例
ではα＝２０°）だけ回転して、再び透過光の面積比を
計測する（ステップ６４）。ステップ６３，ステップ６
４の回数はカウンタＮが１ずつ増えることによりカウン
トされ（ステップ６５），ステップ６６でＮが所定値Ｋ
（本例ではＫ＝１９）となれば、即ち、ボディ５はちょ
うど３６０°回転されたことにより、それぞれの角度で
の面積比から、目標とする面積比（本例では１）となる
最適角βを演算し（スデンプ６７），ボディ５をβの位
置まで回転させる（ステップ６８）。 【００３５】そして再び面積比を測定し（ステップ６
９）、面積比が規格範囲内にあるか否かを判定し（ステ
ップ７０）、規格内にあればステップ７１に進んでこの
位置にてノズル７はボディ５に対してかしめ固定され
る。 【００３６】そしてかしめ固定の際においてノズル７と
ボディ５との双方の間に位置ずれが生じていないことを
確認するため、ステップ７２で再び面積比を計測し、規
格内かどうかを判定し（ステップ７３）、規格内にあれ
ば良品とされる（ステップ７４）。 【００３７】一方、ステップ７０またはステップ７３に
て規格外と判定された場合は不良品とされる（ステップ
７５）。このように透過光の面積比と実際の燃料の流量
比とが相関関係にあることを利用して、燃料を実際に流
さずとも、光の透過量の測定によりノズル７とボディ５
とを所定の流量比を実現する相対位置に極めて簡単かつ
迅速に合せることができる。 【００３８】以上に説明したような方法により図３中の
ノズル単体７やボディ単体５に対して形成される孔部の
位置が加工誤差等により設計値からたとえずれていたと
しても、ノズル７とボディ５とを相対的に回転させて組
立路に調節することにより両噴射孔８ａ，８ｂの流量比
を目標値内に設定できる。 【００３９】なお、噴射孔８ａ，８ｂの流量比を測定す
るために上記実施例においては光源１１の光を利用した
が、光の代わりに空気を流しても良いし、実際に燃料を
流しても良い。 【００４０】また、このようにして位置決め調整した後
のノズル７とボディ５との固定としては、ノズル７とボ
ディ５とは極めて安定的に接触しているから、上記実施
例のようにかしめにより大変形させて固定させてもよい
が、レーザー溶接等によりかしめを用いないで接合して
もよい。 【００４１】図１０はボディ５とノズル７との相対的な
位置関係を空気等の気体の流量比測定により決定する実
施例を示すものである。図１０においては空気流量計２
１により測定される２つの孔８ａ，８ｂの流量比を検出
しつつワーク回転機構１２によりボディ５を回転させ、
所望の流量比となった位置においてワークの回転を停止
させる。 【００４２】図１１は、ボディ５とノズル７との相対的
な位置関係を燃料等の液体の流量比測定により決定する
実施例を示すものである。図１１においては燃料流量計
２２により測定された２つの孔８ａ，８ｂの流量比を検
出しつつワーク回転機構１２によりボディ５を回転さ
せ、所望の流量比となった位置においてワークの回転を
停止させる。 【００４３】 【発明の効果】以上述べた本発明の構成および作用によ
ると、燃料噴射弁のボディの外側に装着されるノズルの
位置決めを軸方向、径方向の両方向に関して、簡単な構
成で確実かつ安定して行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例に係る燃料噴射弁の縦断面
図。 【図２】図１の要部拡大断面図。 【図３】組付前のノズルおよびバルブの縦断面図。 【図４】ノズルをボディに組付固定した状態の本発明の
一実施例に係る燃料噴射弁の先端部の断面図であり、
（ａ）は組立後の組付状態を示す断面図、（ｂ）は突起
部７ｃの先端エッジ部７ｄがボディ５のテーパ部５ｄに
当接する部分である（ａ）図中のＢ部の拡大断面図。 【図５】各種の形状をしたノズル突起部の実施例を示
し、図５中（ａ），（ｂ）はノズル７の内周円周上に一
様に配置した突起部７ｃ´を有する実施例に関するもの
であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）の底面側
から見た底面図を各々示し、図５中（ｃ），（ｄ）はノ
ズル７の内面に分散させて配置した突起部７ｃ”を有す
る実施例に関するものであり、（ｃ）は側面断面図、
（ｄ）は（ｃ）の底面側から見た底面図を各々示す。 【図６】組付路の位置調整方法の原理を説明する図であ
り、（ａ），（ｂ），（ｃ）は各々（ｄ）に示すように
組立てられたボディ５とノズル７との組立体をボディ５
の（ｄ）図中の矢印方向から見た貫通孔５ｃと噴射孔８
ａ，８ｂとの間の相対的な位置関係を示す平面図。 【図７】実施例の組立調整方法による場合の許容偏心量
の領域を実施例によらない組立による場合の許容偏心量
の領域と比較して示したグラフである。 【図８】ボディとノズルの位置を光学的方法により決定
する装置の構成図。 【図９】図８のコンピュータ１３がなす制御を示したフ
ローチャート。 【図１０】ボディとノズルとの相対的な位置関係を空気
等の気体の流量で決定する装置の構成図。 【図１１】ボディとノズルとの相対的な位置関係を燃料
等の液体の流量比で決定する装置の構成図。 【符号の説明】 ５ ボディ ５ｃ 貫通孔 ５ｄ テーパ部 ６ 弁体 ７ ノズル ７ｃ，７ｃ´，７ｃ” 突起部 ７ｄ，７ｄ´，７ｄ” エッジ部 ８ａ，８ｂ 噴射孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角谷 貞夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 野間 巧 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 伊藤 新三 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 稗田 卓 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−87273（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料が導出される貫通孔が一端側に形成された円筒状の
   ボディと、前記ボディの前記一端側から前記ボディの外
   側に被さるように装着され、前記貫通孔から導出された
   燃料を所定方向に案内する噴射孔が底部に形成された有
   底円筒状のノズルとを備える燃料噴射弁において、 前記ボディの前記一端側の外周に形成されたテーパ状の
   テーパ部と、 前記ノズルの円筒部内側に前記ボディの前記テーパ部と
   対向するように形成された突起部を前記テーパ部に当接
   させ塑性変形させて形成され、前記テーパ部との当接に
   よって前記ノズルを前記ボディに対して径方向および軸
   方向に位置決めする当接部とを備えることを特徴とする
   燃料噴射弁。