燃料噴射閥的行程調整方法和燃料噴射閥的制作方法
【專利摘要】本發明的目的在于提供噴射量的偏差小的燃料噴射閥，因此其目的在于提供能夠對焊接所致的行程量的變化進行修正的行程的調整方法。其特征在于是燃料噴射閥的可動件的行程量調整方法，該燃料噴射閥包括具有座面的噴嘴部件、焊接接合有上述噴嘴部件的噴嘴保持部件和具有與上述座面抵接的閥座部的上述可動件，將上述噴嘴部件與上述噴嘴保持部件焊接接合后，使設置于上述噴嘴保持部件的脆弱部發生塑性變形，來調整上述可動件的行程量。
【專利說明】燃料噴射閥的行程調整方法和燃料噴射閥
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于內燃機的燃料噴射閥的行程調整方法。
【背景技術】
[0002]專利文獻I中公開了一種燃料噴射閥的行程調整方法，其構成為:噴嘴部件2的外周被壓至噴嘴保持部3內，設置于噴嘴部件2的端面的角部2a深入到設置于噴嘴保持部3的角部3a，角部3a發生塑性變形形成破損部，而且噴嘴部件2和噴嘴保持部3通過激光焊接法或電子束焊接法，經由以環狀連接的焊道(bead) 5a接合而密封。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2008-297966號公報
【發明內容】
[0006]發明想要解決的技術問題
[0007]專利文獻I的行程調整方法中，使噴嘴部件的局部和噴嘴保持部的局部中的任一方按可動件的行程方向深入到另一方來調整行程，進一步試圖機械地阻止在深入時發生塑性變形的部分由于作為后續工序而焊接噴嘴部件與噴嘴保持部時產生的形變而行程發生變化(特別是熔融部凝固時發生的收縮方向的變化)。
[0008]專利文獻I的行程調整方法中，能夠抑制收縮方向的數μ m至十幾μ m的大小的變形。但是，難以阻止熔融部凝固時產生的收縮應力的偏差所致的數μ m以下的行程變化、和由于焊接時的熱影響噴嘴部件和噴嘴保持部發生膨脹而導致行程變大的方向的數Pm以下的行程變化。焊接后的行程量與焊接前的行程調整時調整過的行程量相比有可能變化了 ±1?3μηι左右。行程量與燃料噴射量之間具有相關性,行程量的變化導致噴射量的變化，因此焊接后的行程量的變化有可能是燃料噴射閥的噴射量偏差的原因。
[0009]本發明的目的在于提供噴射量的偏差小的燃料噴射閥，因此其目的在于提供能夠對焊接所致的行程量的變化進行修正的行程的調整方法。
[0010]用于解決問題的技術方案
[0011]為了實現上述目的，本發明的行程量調整方法是燃料噴射閥的可動件的行程量調整方法，該燃料噴射閥包括具有座面的噴嘴部件、焊接接合有上述噴嘴部件的噴嘴保持部件和具有與上述座面抵接的閥座部的上述可動件，將上述噴嘴部件與上述噴嘴保持部件焊接接合后，使設置于上述噴嘴保持部件的脆弱部發生塑性變形，來調整上述可動件的行程量。
[0012]此時優選上述脆弱部設置于施加用于使該脆弱部發生塑性變形的負載的燃料噴射閥上的負載作用部與以承受上述負載的方式支承的燃料噴射閥上的支承部之間，并且上述脆弱部的對于上述負載的閥軸心方向的剛性比上述負載作用部與上述支承部之間的其他部分低。[0013]進一步優選在將上述噴嘴部件與上述噴嘴保持部件焊接接合之前執行第一行程調整，并且作為第二行程調整執行使上述脆弱部發生塑性變形的上述焊接接合后的行程調整。
[0014]進一步優選上述第一行程調整是對上述噴嘴部件與上述噴嘴保持部件的閥軸心方向上的相對位置進行調整。
[0015]進一步優選上述第一行程調整是通過支承上述噴嘴保持部件側并對上述噴嘴部件施加按壓負載將其壓向上述噴嘴保持部件的內側而執行的，上述第二行程調整是支承上述噴嘴保持部件側并對上述噴嘴部件施加按壓負載而執行的。
[0016]進一步優選上述第一行程調整中的燃料噴射閥上的支承部位于比上述第二行程調整中的支承部更靠近上述負載作用部的位置。或者優選上述脆弱部在進行上述第一行程調整后形成。
[0017]另外，為了實現上述目的，本發明的燃料噴射閥包括具有座面的噴嘴部件、焊接接合有上述噴嘴部件的噴嘴保持部件和具有與上述座面抵接的板部的可動件，其中，為了上述噴嘴部件與上述噴嘴保持部件焊接接合后的上述可動件的行程調整用，在上述噴嘴保持部件上設置有相對于上述噴嘴保持部件的其他部分容易發生塑性變形的脆弱部。
[0018]發明效果
[0019]根據本發明，能夠對行程調整后的焊接所致的行程量的變化進行修正，能夠使其高精度地調整為與目標行程量一致，能夠減少燃料噴射閥的噴射量的偏差。另外，通過設置第二行程調整用的脆弱部，能夠使第二行程調整負載低于第一行程調整負載，因此能夠提供不使接合部破損且高可靠性的燃料噴射閥。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的第一實施例的燃料噴射閥的縱截面圖。
[0021]圖2是表示圖1所示的燃料噴射閥的局部截面的圖。
[0022]圖3是放大表示圖2所示的燃料噴射閥的A部的截面圖。
[0023]圖4是加工脆弱部后的燃料噴射閥的前端縱截面圖。
[0024]圖5是加工脆弱部后的燃料噴射閥的前端縱截面圖。
[0025]圖6是表示調整行程量的裝置的結構的圖。
[0026]圖7表示流程圖。
[0027]圖8是表示調整行程量的裝置的結構的圖。
[0028]圖9表示流程圖。
【具體實施方式】
[0029]基于附圖，對本發明的實施例進行說明。
[0030]圖1是表示本發明的一個實施例的燃料噴射閥的整體結構的縱截面圖。
[0031]燃料噴射閥I主要由磁路部和閥部構成，磁路部包括固定磁芯2、磁軛3、噴嘴保持器4、可動件5、對磁路進行勵磁的線圈6、和對線圈6進行通電的連接器端子7。另外，閥部包括:具備收納于噴嘴保持器4內的閥體8和可動磁芯9的可動件5和具有孔口(orifice)10和座面11的噴嘴12。噴嘴保持器4和噴嘴12分別由一個部件構成。閥體8通過固定于噴嘴12內的引導(guide) 13和固定于噴嘴保持器4內的引導片(guide plate) 14以能夠滑動的方式被支承。可動磁芯9利用彈簧15的施加力被推壓至固定磁芯2偵U。
[0032]在固定磁芯2的內部配置有將閥體8壓向座面11的彈簧16、調整彈簧16的按壓負載的調節器17、和防止污染物從外部進入的過濾器18。
[0033]接著，對燃料噴射閥I的動作進行說明。
[0034]當對線圈6通電時，可動件5抵抗彈簧16的施加力而被吸引向固定磁芯2的方向，可動磁芯端面9a與固定磁芯端面2a抵接，可動件5的前端的閥座部8a與座面11之間產生間隙(開閥狀態)。被加壓的燃料首先從固定磁芯2、調節器17、彈簧16經由可動磁芯9內的燃料通路9b進入噴嘴保持器4內。接著，從引導片14的燃料通路14a、噴嘴保持器4的通路4a通過引導13的通路13a，從閥座部8a與座面11的間隙經由孔口 10被噴射。
[0035]另一方面，當切斷線圈6的電流時，可動件5的閥座部8a利用彈簧16的力與座面11抵接，成為關閥狀態。
[0036]如上所述，通過接通和斷開流向線圈6的電流，使可動件5開閥閉閥，通過對開閥時間進行控制，噴射所需的燃料。
[0037]利用圖1、圖2和圖3,對燃料噴射閥I的行程量和其調整進行說明。
[0038]行程量S定義為可動件5從閉閥時的閥板8a與座面11的抵接面開始，在開閥時的可動件5所移動的長度。另外，在本實施例中，可動磁芯9相對于閥體8以能夠相對移位的方式構成。因此，在開閥時可動磁芯端面9a與固定磁芯端面2a碰撞而被停止向開閥方向移動時，閥體8存在從可動磁芯9分離而單獨地繼續向開閥方向移動的情形。此時，閥座部8a與座面11之間的間隔大于行程量S。但是，繼續向開閥方向移動的閥體8由于彈簧16的施加力而被推回關閥方向，與被吸引到固定磁芯端面2a的可動磁芯9再次合為一體而靜止。如本實施例所示，在可動磁芯9相對于閥體8以能夠相對移位的方式構成的燃料噴射閥中，將開閥時閥體8與可動磁芯9合為一體而靜止的狀態下的閥座部8a與座面11之間的間隔(準確地說是此時的閥軸心方向21上的間隔)定義為行程量S。
[0039]另外，固定磁芯端面2a構成限制可動件5向開閥方向的移動的止動部。在本實施例中，如上所述，閥體8向開閥方向的移動未被固定磁芯端面2a限制。然而，作為可動件5的一部分的可動磁芯9向開閥方向的移動被固定磁芯端面2a限制。通過使座面11的閥座部8a所抵接的部分與由固定磁芯端面2a構成的止動部的閥軸心方向21上的間隔(距離)變化，能夠調整行程量S。
[0040]接著，對燃料噴射閥I的行程量的調整進行說明。
[0041]第一行程調整是為了調整將固定磁芯2、噴嘴保持器4、閥體8、可動磁芯9、噴嘴12組裝時的累積誤差(15?350 μ m)而進行的，其在將噴嘴12壓向噴嘴保持器4的位置調整行程量S。
[0042]該工序中，將噴嘴外周面12b壓入噴嘴保持器內周面4b，進一步使其深深地壓入，由此使噴嘴角部12c深入到噴嘴保持器角部4c，調整到規定的行程。接著，利用激光焊接，將符號20所示的位置沿著噴嘴12與噴嘴保持器4的邊界焊接一圈，使噴嘴12與噴嘴保持器4接合。此時的行程調整精度在噴嘴12深入噴嘴保持器4的時刻能夠調整至相對于目標值約± I μ m以下。但是，如果對噴嘴12與噴嘴保持器4進行激光焊接，則存在約±3 μ m的精度偏差。
[0043]通過使噴嘴角部12c深入到噴嘴保持器角部4c，防止由于焊接時的凝固、收縮而導致噴嘴12進入噴嘴保持器4內。但是，實際上現狀是:壓入負載(壓入裕度)或深入量、激光焊接條件有偏差，在焊接時的熔融、凝固工序所致的熱膨脹、收縮等的影響下，行程產生偏差，調整精度變差。另外，此時的行程調整負載設為施加于燃料噴射閥I的主體或結合部的應力落入彈性限度內的應力的范圍內的大小，并且以燃料噴射閥I的主體不發生變形或結合部不受損的范圍的負載下進行。
[0044]因此，在第一行程調整工序中調整為稍大于目標行程量，例如調整為稍大的5?10 μ m來將噴嘴12與噴嘴保持器4激光焊接。
[0045]接著，如圖4所示，為了在噴嘴保持器4上制作局部的脆弱部4d，使用高頻熱處理裝置局部地進行退火。這是為了使后面進行的第二行程調整能夠在比第一行程調整時的負載小的負載下進行。在該退火前，如果對噴嘴保持器4進行加工硬化或利用淬火進行硬化，就更加有效。例如，噴嘴保持器4通過鍛造加工等加工硬化為維氏硬度Hv300，但是在退火后軟化為Hv200。另外，如圖5所示，制作脆弱部4d的方法除了退火之外也可以是利用機械加工進行切削加工，使厚度d變小。S卩，對與圖4的脆弱部4d相同形狀的部分進行切削加工從而使該部分的厚度變薄，而不進行退火。此時重要的是在后面進行的第二行程調整中以比第一行程調整負載低的負載，使脆弱部4d能夠發生塑性變形。
[0046]接著，作為第二行程調整，對噴嘴12進行按壓而使噴嘴保持器4的脆弱部4d發生塑性變形，從而使行程量調整到目標值。此時，脆弱部4d因為進行加工硬化，所以恢復至接近退火前的強度。
[0047]另外，使第二行程調整負載低于第一行程調整負載的目的是為了防止焊接部或各部件的變形，是為了不使燃料噴射閥I主體的可靠性降低。
[0048]如上所述，通過進行第二行程調整，能夠修正激光焊接所致的行程偏差，因此在行程調整中以能夠實現的高精度維持行程量。通過實驗可知，使原來為±3 μ m的行程量的偏差成為±lym以下。另外，通過將行程量的偏差減少至1/3，能夠將源于燃料噴射閥的行程量偏差的噴射量偏差減少至1/3。
[0049]接著，利用圖6，對本實施例的燃料噴射閥的行程調整方法進行說明。
[0050]圖6表示測定可動件5的移動量而調整行程量的裝置的結構。
[0051]在該行程調整方法中以如下的方式實施，即:用按壓夾具51承受磁軛端面3a，用夾具(jig)52按壓噴嘴12的前端面。另外，此時，在可動件5的下端部Sb，通過芯孔2a碰觸測頭(gauge head) 53，使用電磁線圈6使可動件5上下移動，測定行程量S，將該數據反饋，對噴嘴12的壓入量進行控制。
[0052]具體而言，如下所述的那樣進行。經由測頭53，使用測定儀54測定可動件5的行程量。將該測定信息發送至控制裝置55。控制裝置55基于行程的測定信息對壓入量進行運算。控制裝置55基于運算得到的壓入量生成控制信號，控制壓入機構56。在壓入機構56中，接收來自控制裝置55的控制信號，使壓入夾具52將噴嘴12壓入。將這一連串的循環反復進行一次以上，將行程量調整至規定的尺寸。
[0053]在以上的行程調整方法中，使用與第一行程調整、第二行程調整相同的裝置。圖7的流程圖表示行程調整的工序。首先，進行第一行程調整(S701)。此時，如上所述，用按壓夾具51承受磁軛端面3a，用夾具52將噴嘴12的前端面壓入。在第一行程調整中，調整為使噴嘴12深入噴嘴保持器4。進行第一行程調整后，將噴嘴12與噴嘴保持器4激光焊接(S702 )。進行激光焊接后，加工脆弱部4d( S703 )。加工脆弱部4d后，調整第二行程(S704)。在第二行程調整中，使噴嘴保持器4的脆弱部4d發生塑性變形來進行調整。在第二行程調整中，也與第一行程調整一樣，能夠設定負載的承受部位。即，用按壓夾具51承受磁軛端面3a，用夾具52將噴嘴12的前端面壓入。進行第一行程調整后加工脆弱部4d，因此在第一行程調整中，不存在脆弱部4d，設置脆弱部4d的部分不發生變形。另外，在第二行程調整中，與第一行程調整一樣，用按壓夾具51承受磁軛端面3a，用夾具52將噴嘴12的前端面壓入，由此能夠使脆弱部4d發生塑性變形。
[0054]由此，能夠提供行程精度高且噴射量偏差小的高性能的燃料噴射閥。
[0055]圖8是改變第一行程調整和第二行程調整的負載的承受部位后的圖，它是在噴嘴保持器4預先加工出脆弱部4d的情況下的行程調整法。圖9表示該工序的流程圖。
[0056]首先，進行第一行程調整(S901)。在第一行程調整中以如下的方式實施，即:用按壓夾具60承受噴嘴保持器4的環狀槽4e，用夾具52將噴嘴12壓入，以免預設的脆弱部4d發生變形。壓入機構56的控制與上述的實施例一樣地進行即可。在本實施例中，利用了設置碎片封層(chip seal)的環狀槽4e，但是也可以另外設置用于此的環狀槽。但是，由于預先設置有脆弱部4d，因此用按壓夾具60承受的位置(環狀槽4e)需要設置于比脆弱部4d更加靠近用夾具52壓入的位置。在第一行程調整中以使噴嘴12深入到噴嘴保持器4的方式進行調整。進行第一行程調整后，將噴嘴12與噴嘴保持器4激光焊接(S902)。進行激光焊接后，進行第二行程調整(S903)。在第二行程調整中，使噴嘴保持器4的脆弱部4d發生塑性變形來進行調整。 第二行程調整能夠利用與圖6相同的裝置，與上述的實施例同樣地進行。即，用按壓夾具51承受磁軛端面3a，用夾具52將噴嘴12的前端面壓入即可。此時需要使脆弱部4d位于用按壓夾具51承受的位置與用夾具52按壓的位置之間。
[0057]本方式的情況下，能夠在噴嘴保持器4安裝到燃料噴射閥I的主體之前的部件時加工出脆弱部4d，因此能夠更廉價地制作燃料噴射閥。
[0058]在上述各實施例中，在第一和第二行程調整中，均對燃料噴射閥I施加有按壓(壓縮)負載。然而，至少在第二行程調整中，也能夠施加負載，從而使拉伸力作用于脆弱部4d。此時優選在第一行程調整中，將行程量S調整為稍小。
[0059]在本說明書中，有時也將行程調整時的負載的承受部位中，用負載夾具(特別在按壓負載時為按壓夾具)52施加負載的燃料噴射閥I上的位置區分為負載作用部(特別地在按壓負載時為按壓部)，將以承受負載夾具52所致的按壓負載的方式用支承夾具(特別在按壓負載時的按壓夾具)51,60支承的燃料噴射閥I上的位置區分為支承部(承受部)。
[0060]另外，脆弱部4d是設置于第二行程調整時的負載作用部與支承部之間，并且相對于閥軸心方向21上的負載的剛性比負載作用部與支承部之間的其他部分低的部分。
[0061]以上說明了一邊測定行程量一邊進行調整的方法，但是也可以例如對燃料噴射閥的流量進行測定，并且修正與目標流量相應的偏差量，由此調整行程量。
[0062]附圖符號
[0063]I……燃料噴射閥、2……固定磁芯、3……磁軛、4……噴嘴保持器、4c……噴嘴保持器角部、5……可動件、8……閥體、8a……閥座部、9……可動磁芯、11……座面、12……噴嘴、13……引導、51、60……按壓夾具、52……夾具、53……測頭、54……測定儀、55……控制裝置、56......壓入機構。
【權利要求】
1.一種行程量調整方法，其特征在于: 是燃料噴射閥的可動件的行程量調整方法， 所述燃料噴射閥包括: 具有座面的噴嘴部件； 焊接接合有所述噴嘴部件的噴嘴保持部件；和 具有與所述座面抵接的閥座部的所述可動件， 將所述噴嘴部件與所述噴嘴保持部件焊接接合后，使設置于所述噴嘴保持部件的脆弱部發生塑性變形，來調整所述可動件的行程量。
2.如權利要求1所述的行程量調整方法，其特征在于: 所述脆弱部設置于施加用于使該脆弱部發生塑性變形的負載的燃料噴射閥上的負載作用部與以承受所述負載的方式被支承的燃料噴射閥的支承部之間，并且所述脆弱部的對于所述負載的閥軸心方向的剛性比所述負載作用部與所述支承部之間的其他部分低。
3.如權利要求2所述的行程量調整方法，其特征在于: 在將所述噴嘴部件與所述噴嘴保持部件焊接接合之前執行第一行程調整，并且作為第二行程調整執行使所述脆弱部發生塑性變形的所述焊接接合后的行程調整。
4.如權利要求3所述的行程量調整方法，其特征在于: 所述第一行程調整是對所述噴嘴部件與所述噴嘴保持部件的閥軸心方向上的相對位置進行調整。
5.如權利要求4所述的行程量調整方法，其特征在于: 所述第一行程調整是通過支承所述噴嘴保持部件側并對所述噴嘴部件施加按壓負載將其壓向所述噴嘴保持部件的內側而執行的， 所述第二行程調整是支承所述噴嘴保持部件側并對所述噴嘴部件施加按壓負載而執行的。
6.如權利要求5所述的行程量調整方法，其特征在于: 所述第一行程調整中的燃料噴射閥上的支承部位于比所述第二行程調整中的支承部更靠近所述負載作用部的位置。
7.如權利要求5所述的行程量調整方法，其特征在于: 所述脆弱部在進行所述第一行程調整后形成。
8.一種燃料噴射閥，其特征在于，包括: 具有座面的噴嘴部件； 焊接接合有所述噴嘴部件的噴嘴保持部件；和 具有與所述座面抵接的板部的可動件， 為了所述噴嘴部件與所述噴嘴保持部件焊接接合后的所述可動件的行程量調整用，在所述噴嘴保持部件上設置有相對于所述噴嘴保持部件的其他部分容易發生塑性變形的脆弱部。
【文檔編號】F02M51/06GK103534475SQ201280022987
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年4月20日 優先權日:2011年5月13日
【發明者】郡司賢一, 小野瀬伸, 松丸武史, 大貫克哉, 松立誠 申請人:日立汽車系統株式會社