JPS5843582B2 - ナイネンキカンヨウネンリヨウフンシヤキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関用の燃料噴射器の製造方法に関す
るものである。

従来、燃料噴射器としては種々の形式のものが存在する
。

そして、燃料を噴射する燃料噴射装置と組合せて使用さ
れる噴射器は、噴射装置から燃料が圧送される開弁を開
いて燃料を微粒化し噴霧を形成し、燃料の圧送が停止し
ている開弁を閉じて燃料漏れを防止することが必要であ
る。

このためには、弁頭と弁座を特に高精度に仕上げる必要
があるが、自動車用部品の如き大量生産される部品に、
上記の如き高精度の加工を施すことは容易でなく、従っ
て製品が高価となる欠点があった。

即ち、従来においては、弁頭と軸部材とは同一物質で一
体に製作されていたものであり、そのような方法で製作
されたニードル弁の弁頭と弁座部分の密封性を向上させ
るには、弁頭側にあっては、研削仕上げを行うのが通常
であり、弁頭の摩耗を軽減するために焼入れ等を施こす
のが普通である。

ところ・が、研削仕上げによれば０．５μ程度の精度を
得るのが限度であり、それ以上の真円度及び表面の平滑
さを得ることはできない。

そして、このような研削仕上げは１個ずつ行う以外に方
法がないため、製作に非常な手数がかかり、コストアッ
プにつながる問題がある。

また、焼入れを行う場合、弁軸部の径が数ミリ程度の細
い棒状であるため、焼入れによって弁軸部が熱変形し、
従って、焼入れ後、上記熱変形を除去するための加工が
別途必要となるもので、これらの問題点があったため、
従来では燃料噴射器の製作に非常な困難が伴っていたも
ので、特に自動車用部品の如き大量生産される必要のあ
る部品にとってはその対策が要望されていた。

この発明は上記従来の問題点に鑑み、之を究明し開発し
たもので、即ち、本発明は第１に、弁頭に真円度が高く
且つ焼入れされた硬度の高いボールベアリング用の鋼球
を用いるものである。

このようにボールベアリング用の鋼球を使用する理由は
、次の通りである。

即ち前述したように、通常の研削仕上げでは０．５μ程
度の真円度を得るのが加工上の限度である。

ところが、ボールベアリング用の鋼球は、球状形状であ
るため、高精度のラッピング加工が可能であり、このラ
ッピング加工により０．１μ程度の真円度を得ることが
できる。

また、このパラピング加工は多量の鋼球素材を一度に加
工するものであるから、仕上げられた鋼球の１個ずつの
寸法相互差が極めて小さい。

従って、このような高精度の軸受用鋼球を弁頭として用
い弁座と当接させるようにすると、燃料の密封性が非常
によく、且つ表面仕上状態がよいので燃料の流れが極め
て良好となる。

一方、ボールベアリング用の鋼球は、ころがり摩耗に対
処するため、十分な硬度を得られるように焼入れされて
おり、燃料噴射器の弁頭と弁座のような頻繁に当接、離
隔運動をくり返す場合にも耐摩耗性が良好であり、且つ
弁頭の加工中等に弁頭に打痕等の傷が付かず、取り扱い
が容易である。

次に本発明は第２に、軸受用鋼球を弁の軸部材の一端に
電子ビーム溶接法或いは点溶接法等で溶接固定するもの
である。

このような溶接法は、必要最少限度の熱の発生により部
材を結合するものであるため、軸部材及び弁頭の熱変形
が少なく、且つ焼入れされた鋼球が焼戻されて硬度が低
下する恐れがない。

特にこの種燃料噴射器の弁頭及び軸部材は直径で数ミリ
程度であり、上記のような溶接法でなければ、熱変形又
は鋼球の硬度低下により実用に向かない。

第３に、軸受用鋼球を軸に溶接後、この鋼球による燃料
の噴霧が円錐フレア状に拡がる位置で環状縁を形成する
ため一部を切欠くものである。

弁頭として用いられた軸受用鋼球の弁座との当接部は、
軸受用鋼球の真円度及び表面精度をそのまま使用し、所
定の円錐状フレアを得るため環状縁を形成するため一部
を切欠いている。

この切欠加工の際、軸受用鋼球には十分な焼入れ硬度を
有しているので、弁頭に打痕等の傷が付かず取り扱いが
容易となる。

また、弁の軸部材と外筒或いは弁座との間には、摺動案
内部を設けず、上記のような高精度の軸受用鋼球の表面
と弁座との環状スキ間を通過する噴射燃料の圧力のバラ
ンスにより、自動調心させるものである。

本発明は以上のような主要技術手段を密接に結合したも
ので、作業性がよく、高能率でコスト的メリットが大き
い。

以下この発明の構成を第１図乃至第５図に示す実施例に
従って説明すると次の通りである。

第１図は、この発明を適用した燃料噴射器で、１は鋼球
の一部１ａをカットして形成した弁頭、２は弁頭１を軸
端に電子ビーム溶接法或は点溶接法等の適当な方法で固
着した左右に運動可能な軸部材、３は弁頭１との当接面
３ａがテーパ面を為す弁座、４はシール用のＯリング、
５は軸部材を右方に押し弁頭１を弁座３に当接させるた
めのバネ、６はナツト、７はフィルタ、８は外筒、９は
噴射器を燃料噴射装置に接続し燃料を供給するためのチ
ューブ、１０はチューブを噴射器に接続するための継手
である。

尚、弁頭１の突部１ｃはナツト６により、バネ圧を調節
する際に併用するための補助的役割を果すもので機能上
は無くても良い。

又、弁頭１は弁座３のテーパ面と線接触している。

そして＜ＢＯＢ＝βは鋼球中心Ｏを頂点とし接触線を含
む円錐形の頂角である。

弁座３と軸部材２との関係は、軸部材２が弁座の内周面
３ｂに接触することなく挿通ずる様に設計する。

更にバネ５の役割は、弁座３とナツト６の間に装着され
て、燃料の圧送が停止しているときは、弁頭１を弁座３
の当接面３ａに押し付けて密封し、燃料が圧送されて噴
射器内の圧力が予め設定された開弁圧に達するとバネ圧
に抗して弁が左方へ押し出されて噴射を行なわせるため
のものである。

開弁圧の調節はナツト６によりバネ５の撓み量即ちバネ
圧を調整することにより行なう。

第２図は、第１図に於いて、弁頭１の鋼球をカッティン
グしないで取付けた場合の燃料の噴流状態を示すもので
、この場合には、燃料は円錐カーテン状に拡がらないの
で好ましくない。

第３図及び第４図は、それぞれこの発明の要部を示し、
軸線に垂直な小円上でカッティングした鋼球の弁頭１と
、これと当接する弁座３のテーパ面３ａとの関係を示す
図面である。

第３図の場合は、弁頭１の縁１ｂが弁座３の縁３ｃより
外側にある場合で、流体は球面の縁１ｂにおける接線の
方向へ飛ぶので、縁１ｂの位置Ｘを適当に選ぶことによ
り噴流の拡がり角αを容易に調節することができる。

また、第４図の場合は、弁頭１の縁１ｂが弁座３の縁３
ｃより内側にある場合で、噴流は弁座３の当接面（テー
パ面）３ａの傾斜方向に飛ぶことになる。

第５図は、この発明の他の実施例を示すもので、弁座３
の当接面３ａを弁頭１とほぼ同じ半径の球面に仕上げ、
弁頭１と当接面３ａが面接触するように為したものであ
る。

この場合は、弁頭１が弁座３の当接面３ａと線接触する
場合に比べ、密封性が更に良くなる。

当接面３ａの成形はコールドフォーミング法により容易
に行うことができる。

以上説明したように、この発明は外筒と、弁座と、弁及
びバネを主要な構成部材とし、弁の軸部材と外筒或いは
弁座との間には摺動案内部を設けないタイプの内燃機関
用燃料噴射器において、弁頭として軸受用の焼入れされ
且つ表面仕上げされた鋼球を使用し、上記軸受用の焼入
れされた鋼球を弁の軸部材の一端に電子ビーム溶接法或
いは点溶接法等の熱影響の少ない方法で溶接固定し、次
に上記弁の軸部材の一端に溶接固定された軸受用の焼入
れされた鋼球を、弁座に対し、その開弁時、燃料の噴霧
が円錐フレームに拡がる位置で環状縁を形成する如く軸
部材の反対側で一部切欠き、前記軸受用の焼入れされた
鋼球の表面を後加工することなくそのまま弁座への当接
面としたから、燃料噴射弁に必須の弁頭と弁座間の良好
な密封性を極めて容易に得ることができる。

即ち、弁頭を通常の研削で仕上げると０．５μの真円度
を得るのに極めて高度の加工技術が必要であるが、現在
では軸受用鋼球は、０．１μ程度の真円度に仕上げるの
は容易で且つ量産も可能である。

従って、鋼球を弁頭に使用することによって極めて良好
な密封性が得られる。

また従来と同程度の密封性を得るのであれば、弁座の円
錐面各所面の真円度は、多少従来のものより劣っても良
いので、加工が楽である。

また、燃料は、鋼球の一部カットにより円錐状にフレア
に飛散する上、噴霧角は鋼球のカット位置によるためそ
の噴霧角の調節が極めて容易である。

更に、鋼球は大量生産が可能で相互差が小さく且つ良好
な真円度のものが市販されており容易に得られる。

また、鋼球を軸部材端面に溶接固着する作業自体も極め
て容易であるので、作業性が良く、高能率で、コスト的
メリットが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の代表的な実施例を示す全体の断面図
、第２図はこの発明に使用する鋼球をカッティングしな
いで適用した場合の燃料噴射流の状態を説明するための
要部部分拡大断面図、第３図及び第４図はそれぞれ第１
図の要部部分拡大断面図である。 第５図はこの発明に係る他の実施例を示す要部部分拡大
断面図である。 １・・・・・・弁頭、１ａ・・・・・・カット部、１ｂ
・・・・・・縁、１ｃ・・・・・・突部、２・・・・・
・軸部材、３・・・・・・弁座、３ａ・・・・・・当接
面（テーパ面）、３ｃ・・・・・・縁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外筒と、弁座と、弁及びバネを主要な構成部材とし
   、弁の軸部材と外筒或いは弁座との間には摺動案内部を
   設けないタイプの内燃機関用燃料噴射器において、弁頭
   として軸受用の焼入され且つ表面仕上された鋼球を使用
   し、上記鋼球を弁の軸部材の一端に電子ビーム溶接法或
   いは点溶接法等の熱影響の少ない方法で溶接固定し、次
   に上記弁の軸部材の一端に溶接固定された鋼球を、弁座
   に対し、その開弁時、燃料の噴霧が円錐フレア状に拡が
   る位置で環状縁を形成する如く軸部材の反対側で一部切
   欠き、前記鋼球の上記の一部切欠いた部分以外の表面を
   後加工することなくそのまま弁座への当接面としたこと
   を特徴とする内燃機関の燃料噴射器用弁部材の製造方法
   。