電磁式燃料噴射閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃料噴射閥，其用于內(nèi)燃機(jī)，特別是使用汽油的汽車用缸內(nèi)噴射發(fā)動機(jī)。
技術(shù)背景
[0002]關(guān)于用于內(nèi)燃機(jī)，特別是使用汽油的汽車用缸內(nèi)噴射發(fā)動機(jī)的電磁式燃料噴射閥，為滿足對排放氣體、燃費(fèi)的管制及要求，對于以比以往更高的壓力向發(fā)動機(jī)缸內(nèi)噴射燃料壓力的市場要求越來越高。這是因?yàn)?，燃料壓力越高，燃料噴射速度增大，與空氣的摩擦阻力變得越大，燃料更加微?；瘡亩紵阅芨?。
[0003]此時(shí)，以往的技術(shù)如日本特開2011-220259進(jìn)行了如下的揭示，燃料配管與電磁式燃料噴射閥之間的連接部采用0形環(huán)，但0形環(huán)在燃料壓力比以往市場要求遠(yuǎn)高的情況下會嚴(yán)重變形，密封性的確保變得困難。于是，為確保密封性，已知有將燃料配管與電磁式燃料噴射閥之間的連接部的密封結(jié)構(gòu)設(shè)為金屬密封結(jié)構(gòu)的手段，該金屬密封結(jié)構(gòu)采用了日本特開2008-303810所揭示的不銹鋼制的球(燃料配管側(cè))與具有與球相向的圓錐面的金屬接頭(電磁式燃料噴射閥側(cè))的接觸面。由于金屬接頭與電磁式噴射閥的接合部在要求密封性的同時(shí)要求較高的強(qiáng)度，如所述專利文獻(xiàn)揭示的通過螺紋連接的金屬接頭與電磁式燃料噴射閥之間的連接結(jié)構(gòu)一樣，一般而言比以往更加大型化。然而，發(fā)動機(jī)配置上，電磁式燃料噴射閥被要求小型化。又，電磁式燃料噴射閥，進(jìn)一步地，由于與燃料配管側(cè)相反側(cè)的噴嘴被安裝固定于發(fā)動機(jī)缸蓋，燃料配管與電磁式燃料噴射閥之間的位置偏移及直角度如果太大，電磁式燃料噴射閥自身被燃料配管與發(fā)動機(jī)缸蓋彎曲，而有可能出現(xiàn)燃料噴射量的偏差變大等性能惡化的惡劣影響。因此，燃料配管與電磁式燃料噴射閥之間的接合部需要很高的安裝精度。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-220259
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-303810
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本特開2006-200454
[0009]專利文獻(xiàn)4:日本特開2006-233886

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]關(guān)于金屬接頭與電磁式燃料噴射閥之間的接合部，為確保比以往更高的密封性與強(qiáng)度，采用如所述專利文獻(xiàn)2所揭示的螺紋構(gòu)造等，因此，一般而言，比以往的所述專利文獻(xiàn)1所揭示的0形環(huán)構(gòu)造更大型化。
[0012]又，在其它的現(xiàn)有例中，為了比螺紋構(gòu)造更小型化有如所述專利文獻(xiàn)3所揭示的電阻焊的例子。這種情況下，為使金屬接頭與電磁式燃料噴射閥之間的位置偏移及直角度變小，進(jìn)行電阻焊的平面尺寸精度有必要提高。又，為確保高強(qiáng)度而大幅增加焊接的融解量的話，由于焊接后發(fā)生的收縮引起的焊接變形，成為即使提高進(jìn)行電阻焊的平面的尺寸精度，位置偏移量也很大、或者直角度也很大的原因。
[0013]又，在同樣的專利文獻(xiàn)3中，也有在電阻焊部的內(nèi)徑側(cè)有別于電阻焊部地另外設(shè)置燃料密封部的實(shí)施例。然而，在這種情況下，有必要提高尺寸精度及用于密封的面粗糙精度。提高尺寸精度、面粗糙精度的話，則生產(chǎn)效率低下，設(shè)備成本也增大。又，在燃料密封部處有必要產(chǎn)生密封所需要的面壓，需要在加載必要之上的高負(fù)載的狀態(tài)下進(jìn)行接合，所以造成設(shè)備成本增大。
[0014]在其它實(shí)施例中，有采取如所述專利文獻(xiàn)4所揭示的采用激光焊接的接合的情形。在此實(shí)施例中，雖設(shè)置有用于定位的锪孔，但由于在激光焊接位置進(jìn)行燃料密封，承受燃料壓力的面積很大，負(fù)載變高。
[0015]因此，焊接部所需要的強(qiáng)度變高。在這種情況下，也和所述電阻焊情況一樣，為確保高強(qiáng)度而大幅增加焊接的融解量的話，由于焊接后發(fā)生的收縮引起的焊接變形，成為位置偏移量變大、或者直角度變大的原因。
[0016]解決問題的手段
[0017]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為:通過焊接將作為構(gòu)成電磁式燃料噴射閥的零件之一的閥芯與金屬接頭接合，使金屬接頭側(cè)的金屬接頭與閥芯之間的焊接部的融解量比閥芯側(cè)的金屬接頭與閥芯之間的焊接部的融解量大，進(jìn)一步地，具有:金屬接頭端面，截面積比所述金屬接頭端面的面積小的燃料密封部，以及面積比所述燃料密封部的截面積大的閥芯端面，金屬接頭端面與閥芯端面通過所述燃料密封部連通。
[0018]發(fā)明效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，在所述燃料密封部，通過密封燃料而使承受燃料壓力的面積減小，可以減小燃料壓力引起的負(fù)載。又，所述燃料密封部所需要的面壓通過用于金屬接頭與閥芯的接合的焊接變形而產(chǎn)生。其結(jié)果，可以降低金屬接頭與閥芯的之間接合部所需要的激光焊接強(qiáng)度，從而焊接變形減小，可以低成本、省空間地減小燃料配管與閥芯之間的位置偏移及直角度。
【附圖說明】
[0020]圖1是示出實(shí)施本發(fā)明的燃料噴射閥的整體的截面圖。
[0021]圖2是金屬接頭2與閥芯101的截面的放大圖1。
[0022]圖3是金屬接頭2與閥芯101的截面的放大圖2。
[0023]圖4是金屬接頭2與閥芯101的截面的放大圖3。
[0024]圖5是金屬接頭2與閥芯101的截面的放大圖4。
[0025]圖6是金屬接頭2與閥芯101的截面的放大圖5。
[0026]圖7是金屬接頭2與閥芯101的截面的放大圖6。
[0027]圖8是金屬接頭2與閥芯101的截面的放大圖7。
[0028]圖9是金屬接頭2與閥芯101的截面的放大圖8。
[0029]圖10是應(yīng)力分析的例子。
【具體實(shí)施方式】
[0030]利用圖1對實(shí)施例的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。之后的圖為方便說明放大尺寸而描畫，與實(shí)際的比例尺不同。
[0031]燃料通過未圖示的高壓栗被加壓于圖1中的圓筒形的燃料通路501，通過不銹鋼制的圓筒形構(gòu)件的閥芯101被供給于電磁式燃料噴射閥1。電磁式燃料噴射閥1的下端部具有圓筒形的不銹鋼制的噴嘴102，外周被發(fā)動機(jī)缸蓋6所約束。噴嘴102的下端設(shè)置有噴孔103，將被供給的燃料以由電磁式燃料噴射閥1所控制的量與時(shí)機(jī)，噴射入未圖示的發(fā)動機(jī)缸內(nèi)。
[0032]配管5是具有燃料通路5的不銹鋼制圓筒形構(gòu)件。內(nèi)徑側(cè)具有圓筒形的燃料通路的不銹鋼制的鋼球3通過焊接接合于下端。
[0033]鋼球3利用其下端面的球面301，與不銹鋼制的金屬接頭2的上端部的為90度的圓錐狀的圓錐面202接觸，構(gòu)成用于燃料密封的圓環(huán)形金屬密封部302。
[0034]蓋形螺母4是通過螺紋部401和金屬接頭2的螺紋部201來緊固鋼球3和金屬接頭2的構(gòu)成，通過該緊固力施加燃料密封所必需的面壓于金屬密封部302。另外，在金屬接頭2與閥芯101，設(shè)置有由燃料通路5連通的直徑5mm的燃料通路。
[0035]金屬接頭2的下端，設(shè)置有比閥芯101的外周部106的外徑約10mm略小的內(nèi)徑圓筒部204，內(nèi)徑圓筒部204與外周部106被壓入嵌合。
[0036]在此，利用圖2?4對第1實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0037]第1實(shí)施例中，如圖2的(a)所示在閥芯端面105設(shè)置有截面為三角形、且高X =1mm、寬Y = 1mm、直徑D = 6mm的圓環(huán)狀的突起107。閥芯101由屈服應(yīng)力比金屬接頭2的屈服應(yīng)力低的材料構(gòu)成。
[0038]圓環(huán)狀的突起107設(shè)置于與金屬接頭2的下端面203相向的面，將閥芯101壓入嵌合于金屬接頭2時(shí)突起頂端108與端面203接觸。通過進(jìn)一步地施加負(fù)載，如圖2所示那樣使突起頂端108發(fā)生塑性變形，壓入直至高X’ =0.5_左右。塑性變形的有無，雖然可以通過壓入負(fù)載及閥芯101的移動量判斷，也可以切開截面通過金屬顯微鏡等觀察圓環(huán)狀的突起107的金屬組織的狀態(tài)來確認(rèn)。由此，即使端面203的粗糙度及平面度較大，只要凹凸在0.5mm以下，則圓環(huán)狀的突起107沿著端面203的形狀變形，與端面203全周接觸。又，圓環(huán)狀的突起107以外的閥芯端面105與金屬接頭端面203之間的具有寬約0.5mm的間隙109。
[0039]接下來，閥芯101被壓入后，如圖3所示，在焊接部104，由金屬接頭2的外徑約12mm的外周側(cè)的、與金屬接頭端面相距約4_的位置開始通過激光焊接接合金屬接頭2與閥芯101。通過設(shè)定為焊接深度L= 1.5mm左右，達(dá)到與閥芯101的外周部106相比位于內(nèi)徑側(cè)的直徑約9mm的位置。此時(shí)，以金屬接頭2與閥芯101的焊接部104滿足以下條件式的方式設(shè)定包括焊接深度L的焊接條件。
[0040](金屬接頭側(cè)的截面積A1)> (閥芯側(cè)的截面積A2)
[0041]對由設(shè)置這樣的焊接部104的構(gòu)成所產(chǎn)生的負(fù)載，利用圖4進(jìn)行說明。眾所周知，作為焊接部的焊接變形，為通過激光融解材料，冷卻凝固時(shí)收縮。此時(shí)，材料融解量越大，焊接變形也越大，焊接變形所產(chǎn)生的負(fù)載也越大。
[0042]在此，材料融解/凝固的量，分別由以下公式求解:
[0043](金屬接頭側(cè)的溶解量(體積)=(金屬接頭側(cè)的截面積Al)X (A1的重心描畫的圓周周長C1)
[0044](閥芯側(cè)的溶解量(體積)=(閥芯側(cè)的截面積A2)X (A2的重心描畫的圓周周長C2)
[0045](Cl、C2未圖示)。截面積Al、A2可通過截開焊接部104并利用顯微鏡觀察很容易求出。因金屬接頭與閥芯之間的焊接部連續(xù)，且焊接深度小，因而C1與C2的直徑的差很小，因而可近似認(rèn)為Cl N C2。從而，各側(cè)溶解量與截面積A1、A2成比例關(guān)系。由上述可得出本實(shí)施例中焊接變形所產(chǎn)生的負(fù)載為:
[0046](金屬接頭側(cè)的負(fù)載F1)> (閥芯側(cè)的負(fù)載F2)
[0047]此時(shí)，向金屬接頭端面203與閥芯的圓環(huán)狀的突起107被壓縮的方向施加有焊接變形所產(chǎn)生的負(fù)載F3。
[0048]圖10示出了在