專利名稱：電磁式燃料噴射閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要在內(nèi)燃機(jī)的燃料供給系統(tǒng)中使用的電磁式燃料噴射閥，特別涉及具有下列部件的電磁式燃料噴射閥的改進(jìn)，該電磁式燃料噴射閥具有中空的固定鐵芯；與固定鐵芯外端連接的燃料入口筒；具有與固定鐵芯對置的可動鐵芯的閥組件；被容置在固定鐵芯的中空部中、并向閉閥方向?qū)﹂y組件施力的閥簧；止擋管(retainer pipe)，從燃料入口筒插入到固定鐵芯的中空部中、并支承閥簧的固定端。
背景技術(shù)：
以往，在這種電磁式燃料噴射閥中，閥簧的設(shè)定荷重的調(diào)整是通過增減止擋管向燃料入口筒的插入深度來進(jìn)行的。并且，作為用于固定該調(diào)整后的止擋管的單元，已經(jīng)公知的有把止擋管壓入燃料入口筒中的單元(參照專利文獻(xiàn)1)，以及對燃料入口筒的外周面施加斂縫力來賦予塑性變形的單元。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開2002-4013號公報(bào)但是，由于前者的單元，對于把止擋管壓入燃料入口筒的深度的微妙調(diào)節(jié)，需要熟練度，因此生產(chǎn)效率低。后者的單元，由于通過止動管與燃料入口筒間隙配合，因此容易調(diào)節(jié)其插入深度，在調(diào)整完閥簧的設(shè)定荷重之后，對燃料入口筒也比較容易進(jìn)行斂縫，因此生產(chǎn)效率高，但局限于燃料入口筒具有可以塑性變形的性質(zhì)的情況。從而，在利用高硬度磁性材料，使燃料入口筒與固定鐵芯和軛鐵等磁路形成部件體成形時(shí)，后者的單元則不適合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，提供一種生產(chǎn)效率高的電磁式燃料噴射閥，即使在用高硬度磁性材料構(gòu)成燃料入口筒的情況下，也能夠通過斂縫將止擋管固定在燃料入口筒中。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一方面，一種電磁式燃料噴射閥，其具有中空的固定鐵芯；與該固定鐵芯的外端連接的燃料入口筒；具有與固定鐵芯對置的可動鐵芯的閥組件；被容置在固定鐵芯的中空部中、并向閉閥方向?qū)﹂y組件施力的閥簧；止擋管，從燃料入口筒插入到固定鐵芯的中空部中、并支承閥簧的固定端，其特征在于，利用高硬度磁性材料構(gòu)成所述燃料入口筒，并且對該燃料入口筒的與所述止擋管相對的部分加熱而形成軟化區(qū)域，通過使該燃料入口筒的軟化區(qū)域朝向止擋管并對其進(jìn)行斂縫，把止擋管固定在燃料入口筒中。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，盡管燃料入口筒是高硬度磁性材料制品，但是在上述軟化區(qū)域也能夠進(jìn)行斂縫加工。因此，通過止擋管在燃料入口筒中的間隙配合，對其插入深度的調(diào)節(jié)變得容易，并且能夠容易地調(diào)整閥簧的設(shè)定載荷，在調(diào)整完之后，對上述軟化區(qū)域進(jìn)行斂縫，由此可以把止擋管固定在燃料入口筒中，并能夠提高生產(chǎn)效率。
并且，本發(fā)明第二方面在本發(fā)明第一方面的基礎(chǔ)上，電磁式燃料噴射閥的特征在于，使所述軟化區(qū)域的硬度小于等于HRC20。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，可以對所述軟化區(qū)域賦予大致大于等于60％的拉深度，通過斂縫能夠容易且可靠地將止擋管固定在燃料入口筒中。
另外，本發(fā)明的第三方面在本發(fā)明第一或第二方面的基礎(chǔ)上，電磁式燃料噴射閥的特征在于，利用高硬度磁性材料一體成形燃料入口筒和與其連接的磁路形成部件，該高硬度磁性材料是這樣的一種合金包含10～20wt％的Cr；0.1wt％的Si；Al和Ni，Al和Ni中的至少一方大于等于1wt％；其余為鐵氧體類Fe、Mn、C、P、S；而且Al和Ni的總和為1.15～6wt％。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，能夠以較低的成本同時(shí)獲得磁路形成部件和燃料入口筒，上述磁路形成部件磁性特性良好，而且即使不實(shí)施表面硬化處理，其硬度也高達(dá)HRC20～40，耐磨性也良好。
本發(fā)明的上述內(nèi)容及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)以下按照附圖詳細(xì)敘述的優(yōu)選實(shí)施例將更加明確。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的內(nèi)燃機(jī)用電磁式燃料噴射閥的縱剖面圖；圖2是沿圖1中的2-2線的剖面圖；圖3是表示上述電磁式燃料噴射閥的燃料入口筒的軟化區(qū)域的硬度、拉深度、斂縫接合良好與否的關(guān)系的曲線圖；圖4是該燃料入口筒的高硬度區(qū)域和軟化區(qū)域的邊界周邊部的顯微組織圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
首先，在圖1中，內(nèi)燃機(jī)用電磁式燃料噴射閥I的閥殼2由以下部分構(gòu)成前端具有閥座8的圓筒狀閥座部件3；與該閥座部件3的后端部同軸接合的磁性筒體4；與該磁性筒體4的后端同軸接合的非磁性筒體6。
閥座部件3在外圓周面具有環(huán)狀臺肩部3b，并且在其后端部具有向磁性筒體4側(cè)突出的連接筒部3a，通過把該連接筒部3a配合在磁性筒體4的前端部內(nèi)圓周面上，磁性筒體4的前端面抵接在環(huán)狀臺肩部3b上，由此閥座部件3和磁性筒體4相互同軸且液密地接合。磁性筒體4和非磁性筒體6通過使相對端面對接并沿整個(gè)圓周進(jìn)行激光焊接，從而相互同軸且液密地接合在一起。
閥座部件3具有在閥座部件3的前端面上開口的閥孔7；與該閥孔7的內(nèi)端連接的圓錐狀閥座8；與該閥座8的大直徑部連接的圓筒狀導(dǎo)向孔9。在閥座部件3的前端面的整個(gè)圓周上，液密地焊接有鋼板制噴射板10，該噴射板10具有與上述閥孔7連通的多個(gè)燃料噴孔11。
在非磁性筒體6的內(nèi)周面，從其后端側(cè)液密地壓配合并固定有中空圓筒狀的固定鐵芯5。此時(shí)，在非磁性筒體6的前端部，留有未與固定鐵芯5嵌合的部分，在從該部分至閥座部件3的閥殼2內(nèi)容置著閥組件V。
閥組件V由閥體18和可動鐵芯12構(gòu)成，閥體18由與所述閥座8共同作用來開閉閥孔7的半球狀閥部16、和支承閥部16的閥桿部17構(gòu)成，可動鐵芯12與閥桿部17連接、并插入在從磁性筒體4到非磁性筒體6的內(nèi)部，并且與固定鐵芯5同軸地相對設(shè)置。閥桿部17形成為其直徑小于所述導(dǎo)向孔9，在閥桿部17外周，一體地形成有前后一對軸頸部17a、17a，這些軸頸部向半徑方向外方突出，并能夠滑動地支承在所述導(dǎo)向孔9的內(nèi)圓周面上。此時(shí)，兩個(gè)軸頸部17a、17a在兩者的軸向上盡量隔開間隔配置。
在閥組件V上設(shè)有從可動鐵芯12的后端面開始超過半球狀閥部16的球面中心0而終止的縱孔19；使該縱孔19與可動鐵芯12的外圓周面連通的多個(gè)第1橫孔20a；使該縱孔19與兩個(gè)軸頸部17a、17a之間的閥桿部17的外周面連通的多個(gè)第2橫孔20b；使該縱孔19從前側(cè)的軸頸部17a靠近閥部18與閥桿部17的外周面連通的多個(gè)第3橫孔20c。此時(shí)，第3橫孔20c優(yōu)選比閥部18的球面中心O更靠近前方配置，前側(cè)軸頸部17a優(yōu)選盡量接近閥部16的球面中心O配置。
在縱孔19的中途，形成有朝向固定鐵芯5側(cè)的環(huán)狀彈簧座24。
固定鐵芯5具有與可動鐵芯12的縱孔19連通的中空部21，其內(nèi)部與該中空部21連接的燃料入口筒26一體地連接設(shè)置在固定鐵芯5的后端。燃料入口筒26由與固定鐵芯5的后端連接的縮徑部26a和與該縮頸部連接的擴(kuò)徑部26b構(gòu)成，在從該縮徑部26a插入中空部21而被固定的止擋管23和所述彈簧座24之間，壓縮設(shè)置有對可動鐵芯12施加朝向閥體18的閉閥側(cè)作用力的閥簧22。此時(shí)，通過止擋管23在中空部21中的插入深度，來調(diào)整閥簧22的設(shè)定載荷。關(guān)于該設(shè)定載荷的調(diào)整，將在后面敘述。
在燃料入口筒26的擴(kuò)徑部26b上，安裝有燃料過濾器27。
在閥組件V中，在可動鐵芯12與固定鐵芯5的吸引面5a對置的吸引面12a上，形成有嵌合凹部13，圍繞所述閥簧22的套管狀止動部件14被壓配合并固定在該嵌合凹部13中，或者在嵌合之后，通過焊接或斂縫進(jìn)行固定。止動部件14利用非磁性材料，例如JIS SUS304材料構(gòu)成。
上述止動部件14從可動鐵芯12的吸引面12a突出，通常上述止動部件14與固定鐵芯5的吸引面5a相對置，并在其間有相當(dāng)于閥體18的開閥行程的間隙s。止動部件14從吸引面12a突出的量g相當(dāng)于下述氣隙，即，該氣隙是，在可動鐵芯12由線圈30的勵磁而向固定鐵芯5吸引，并且可動鐵芯12的止動部件14抵接在固定鐵芯5的吸引面5a上時(shí)，在兩個(gè)鐵芯5、12的吸引面5a、12a之間形成的氣隙。
在閥殼2的外周，對應(yīng)于固定鐵芯5和可動鐵芯12嵌合安裝有線圈組件28。該線圈組件28由繞線管29和卷繞在繞線管29上的線圈30構(gòu)成，上述繞線管29嵌合在從磁性筒體4的后端部到整個(gè)非磁性體6的外周面上，圍繞該線圈組件28的線圈殼體31的前端焊接在磁性筒體4的外周面上，其后端焊接在從固定鐵芯5的后端部外周呈凸緣狀突出的軛鐵5b的外周面上。線圈殼體31呈圓筒狀，而且在其一側(cè)形成有軸向延伸的切槽31a。
上述線圈殼體31、線圈組件28、固定鐵芯5和燃料入口筒26的前半部，被埋在利用注塑成形得到的合成樹脂制被覆體32中。此時(shí)，被覆體32是通過切槽31a填充到線圈殼體31內(nèi)的。并且，在被覆體32的中間部，一體地連接設(shè)置有聯(lián)接器34，上述聯(lián)接器34用于收容與所述線圈30連接的連接端子33。
所述燃料入口筒26與固定鐵芯5和軛鐵5b一起由非鐵氧體類高硬度磁性材料形成，具體講，通過切削具有如下組成的合金而形成。
Cr…10～20wt％Si…0.1wt％Al和Ni…，所述Al和Ni，其中的至少一方大于等于1wt％，而且雙方總和為1.15～6wt％，余量…鐵氧體類Fe、不純物的Mn、C、P、S，而且，上述合金中，特別是Al和Ni的總和為1.15～6wt％，將大大有助于提高固定鐵芯5和軛鐵5b的耐磨性、磁力和響應(yīng)性。即，Al和Ni的總含有率的約95％為析出物，這對固定鐵芯5和軛鐵5b的硬度、磁通密度和體積電阻帶來很大影響，優(yōu)選硬度在能夠獲得耐磨性的基礎(chǔ)上盡可能大，優(yōu)選磁通密度在增強(qiáng)磁力的基礎(chǔ)上盡可能大，優(yōu)選體積電阻在提高響應(yīng)性的基礎(chǔ)上盡可能小。
只要Al和Ni的總含有率為1.15～6wt％，則合金的硬度為HRC20～40。即使在對合金進(jìn)行切削加工后，不實(shí)施電鍍等特殊的耐磨處理，該范圍的硬度也足以賦予固定鐵芯5充分的耐磨性。因此，固定鐵芯5不需要特殊的耐磨處理。
并且，如果Al和Ni的總含有率超過6wt％，則固定鐵芯5和軛鐵5b的磁通密度降低，不僅不能獲得充足的磁力，而且由于體積電阻的降低，磁通的流動產(chǎn)生滯后，閥組件V的響應(yīng)性降低。
因此，通過使Al和Ni的總含有率為1.15～6wt％，可以在實(shí)際應(yīng)用上滿足固定鐵芯5和軛鐵5b的耐磨性、磁力和閥組件V的響應(yīng)性。
另外，所述合金中的Cr10～20wt％、Si0.1wt％、余量鐵氧體類Fe、不純物Mn、C、P、S是現(xiàn)有鐵芯體中普遍含有的物質(zhì)。
下面，參照圖1和圖2，說明閥簧22的設(shè)定荷重的調(diào)整要領(lǐng)、止擋管23固定在燃料入口筒26中的固定結(jié)構(gòu)。
首先，通過間隙配合將止擋管23從燃料入口筒26的縮徑部26a插入到固定鐵芯5的中空部21中，通過增減其插入深度，來調(diào)整閥簧22的設(shè)定載荷。在經(jīng)過該調(diào)整之后，通過對縮徑部26a進(jìn)行向半徑方向內(nèi)方的斂縫，把止擋管23固定在燃料入口筒26中，但是由于燃料入口筒26是由所述高硬度磁性材料制成的，所以如果直接進(jìn)行斂縫，將在斂縫部產(chǎn)生龜裂，形成不良斂縫。
因此，預(yù)先在縮徑部26a的與止擋管23相對的部分，通過加熱形成軟化區(qū)域A。并且，如圖2所示，將斂縫工具T、T插入到形成于合成樹脂制被覆體32的、從其外周面到達(dá)縮徑部26a外周面上的一對同軸的工具孔40、40中，對這些斂縫工具T、T施加斂縫力，如果向半徑方向內(nèi)方對縮徑部26a進(jìn)行斂縫，則軟化區(qū)域A和止擋管23同時(shí)容易地進(jìn)行塑性變形，可以把止擋管23固定在燃料入口筒26中。
這樣，可以容易地調(diào)整閥簧22的設(shè)定載荷，而不需要特殊的熟練度，而且在進(jìn)行該調(diào)整之后，可以通過進(jìn)行斂縫，把止擋管23固定在高硬度磁性材料制的燃料入口筒26中，能夠提高生產(chǎn)率。
在該情況下，調(diào)查軟化區(qū)域A的硬度和拉深度，與斂縫接合良好與否的關(guān)系，獲得了如圖3所示的結(jié)果。即，如果軟化區(qū)域A的硬度小于等于HRC20，則可以獲得大于等于50％的拉深度，能夠可靠地進(jìn)行斂縫接合，但如果其硬度超過HRC20，則在軟化區(qū)域A因斂縫力而產(chǎn)生龜裂，形成接合不良。因此，為了獲得良好的斂縫接合，需要使軟化區(qū)域A的硬度小于等于HRC20。
并且，在形成軟化區(qū)域A時(shí)，高頻加熱或激光加熱比較適合。通過采用高頻加熱或激光加熱，如圖4所示，可以明確高硬度磁性材料原有的高硬度區(qū)域和軟化區(qū)域A之間的邊界。因此，使進(jìn)行斂縫加工的規(guī)定部位僅形成于軟化區(qū)域A，可以防止塑性加工部位以外部分的原有高硬度磁性材料的特性受到破壞。
在這樣構(gòu)成的電磁式燃料噴射閥I中，通過通電，使線圈30勵磁時(shí)，由此產(chǎn)生的磁通依次通過固定鐵芯5、線圈殼體31、磁性筒體4和可動鐵芯12，借助該磁力，閥組件V的可動鐵芯12克服閥簧22的設(shè)定載荷被固定鐵芯5吸引，閥體18從閥座8離開，所以閥孔7被打開，閥座部件3內(nèi)的高壓燃料在閥孔7涌出，從燃料噴孔11朝向發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣閥噴射。
此時(shí)，嵌合固定在閥組件V的可動鐵芯12上的止動部件14抵接在固定鐵芯5的吸引面5上，從而限定閥體18的開閥限度，可動鐵芯12的吸引面12a保持氣隙g與固定鐵芯5的吸引面5a相對，避免了與固定鐵芯5的直接接觸。特別是，通過對止動部件14的從可動鐵芯12的吸引面12a突出的量進(jìn)行尺寸控制，能夠容易地獲得精密的所述氣隙g，與止動部件14為非磁性相結(jié)合，在線圈30消磁時(shí)，兩個(gè)鐵芯5、12之間的剩余磁性迅速消失，可以提高閥體18的閉閥響應(yīng)性。
閥組件V在開閉動作中，由于閥桿部17上的前后一對軸頸部17a、17a在閥座部件3的內(nèi)周面上滑動，由此上述閥組件V始終保持不傾倒的合適狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)燃料噴射特性的穩(wěn)定。
并且，在閥組件V的外周面上，開設(shè)有與縱孔19連通的第1～第3橫孔20a～20c，所以從縱孔19流入的燃料通過第1～第3橫孔20a～20c供給軸頸部17a、17a的滑動面、以及可動鐵芯12與磁性筒體4之間的間隙，可以有效潤滑軸頸部17a、17a的滑動面及冷卻可動鐵芯12和磁性筒體4，能夠提高閥組件V的響應(yīng)性和耐磨性。
而且，固定鐵芯5是前述的鐵氧體類高硬度磁性材料制品，其自身即可發(fā)揮良好的磁性特性和較高的耐磨性，所以有助于提高可動鐵芯12的耐磨性和閥組件V的響應(yīng)性，可以使燃料噴射特性長期穩(wěn)定。并且，由于不需要對鐵氧體類高硬度磁性材料制的固定鐵芯5實(shí)施特殊的耐磨處理，所以能夠削減制造工時(shí)，能夠以較低的成本同時(shí)獲得帶高硬度軛鐵5A的固定鐵芯5和燃料入口筒26。
并且，橫穿可動鐵芯12的第1橫孔20a抑制在線圈30勵磁、消磁時(shí)在可動鐵芯12產(chǎn)生渦流，可以防止由于渦流而引起的可動鐵芯12被加熱。
另外，延伸到半球狀閥部16的球面附近的較深的縱孔19，與第1～第3橫孔20a～20c一起，除了發(fā)揮燃料通道的作用之外，還發(fā)揮去除閥組件V的多余部分的作用，有助于提高閥組件V的輕量化，進(jìn)而能夠提高響應(yīng)性。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，可以在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更。
權(quán)利要求
1.一種電磁式燃料噴射閥，具有中空的固定鐵芯(5)；與該固定鐵芯(5)的外端連接的燃料入口筒(26)；閥組件(V)，具有與固定鐵芯(5)對置的可動鐵芯(12)；閥簧(22)，容置在固定鐵芯(5)的中空部(21)中、并向閉閥方向?qū)﹂y組件(V)施力；止擋管(23)，從燃料入口筒(26)插入到固定鐵芯(5)的中空部(21)中、并支承閥簧(22)的固定端，其特征在于，利用高硬度磁性材料構(gòu)成所述燃料入口筒(26)，并且對該燃料入口筒(26)的與所述止擋管(23)相對的部分進(jìn)行加熱而形成軟化區(qū)域(A)，通過使該燃料入口筒(26)的軟化區(qū)域(A)朝向止擋管(23)并對其進(jìn)行斂縫，把止擋管(23)固定在燃料入口筒(26)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁式燃料噴射閥，其特征在于，使所述軟化區(qū)域(A)的硬度小于等于HRC20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電磁式燃料噴射閥，其特征在于，利用高硬度磁性材料一體成形燃料入口筒(26)和與其連接的磁路形成部件(5)，該高硬度磁性材料是這樣的一種合金，包括10～20wt％的Cr、0.1wt％的Si、Al和Ni中的至少一方大于等于1wt％、其余為鐵氧體類Fe、Mn、C、P、S，而且Al和Ni的總和為1.15～6wt％。
全文摘要
一種電磁式燃料噴射閥，具有與中空的固定鐵芯(5)的外端連接的燃料入口筒(26)；從燃料入口筒(26)插入到固定鐵芯(5)的中空部(21)中、并支承閥簧(22)的固定端的止擋管(23)，利用高硬度磁性材料構(gòu)成燃料入口筒(26)，并且在該燃料入口筒(26)的與止擋管(23)相對的部分，通過加熱形成軟化區(qū)域(A)，使該燃料入口筒(26)的軟化區(qū)域(A)朝向止擋管(23)，通過斂縫把止擋管(23)固定在燃料入口筒(26)中。這樣，即使在利用高硬度磁性材料構(gòu)成燃料入口筒時(shí)，也能夠通過斂縫把止擋管可靠地固定在燃料入口筒中。
文檔編號F02M51/06GK1768201SQ20048000898
公開日2006年5月3日 申請日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者長岡隆弘 申請人:株式會社京浜