CN111065813A - 流量控制装置以及流量控制装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够确保可承受高燃料压力的强度的流量控制装置以及流量控制装置的制造方法。本发明的燃料喷射阀(1)具备可动件(102)和位于可动件(102)的外周侧、在径向内侧保持可动件(102)的喷嘴架(101),喷嘴架(101)是以沉淀硬化不锈钢为材料成型得到的。此外,关于其制造方法,就喷嘴架(101)而言,具有如下工序:使用沉淀硬化不锈钢、通过锻造对原材料加以成型;对锻造成型工序后的原材料实施固溶化热处理;对固溶化热处理后的原材料实施沉淀硬化热处理;以及通过精加工对沉淀硬化热处理后的原材料加以成型。
Description
技术领域
本发明涉及流量控制装置以及流量控制装置的制造方法。
背景技术
专利文献1记载了一种阀门,其特别用于内燃机的燃料喷射装置,能以电磁式进行操作,该阀门具有被磁铁线圈环绕的铁心、对与定置的阀座协作的阀闭锁体进行操作的可动件、以及配置在铁心下游的管状的闭锁部,闭锁部在半径方向上部分环绕可动件,铁心与闭锁部以隔着磁性颈缩部位直接穿过磁铁的方式相互连接在一起,形成了铁心、颈缩部位以及闭锁部由1个部分构成的整体结构,能以电磁铁式进行操作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特表平11-500509号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年来,根据尾气排放规定,用于内燃机的燃料喷射阀、向配备有燃料喷射阀的内燃机供给加压燃料的高压燃料泵等流量控制装置要求应对燃料的高压化。
尤其是在近年来的尾气排放规定下,必须减少废气中包含的粒子状物质的量、数量,在使用汽油的流量控制装置中,常用的最高燃料压力也可能增大到35MPa左右。在常用的最高燃料压力为35MPa的情况下,要求燃料喷射阀保持燃料到例如55MPa。
当燃料压力升高时,其压力使得流量控制装置产生比以往大的应力,强度上的富余度有可能降低。
尤其是在通过以电磁方式驱动的可动件来开闭燃料通道的类型的、内置有螺线管的流量控制装置中,需要承受高燃料压力,而且需要较大的磁吸引力以对抗该高燃料压力来进行工作。
针对这种要求,业界期望专利文献1记载那样的技术有进一步提高的流量控制装置。
本发明的目的在于提供一种能够确保可承受高燃料压力的强度的流量控制装置以及流量控制装置的制造方法。
解决问题的技术手段
本发明包括多种解决上述问题的技术手段,举其一例,一种流量控制装置,其特征在于,具备:可动件;以及金属构件,其位于所述可动件的外周侧,在径向内侧保持所述可动件,所述金属构件是以沉淀硬化不锈钢为材料成型得到的。
发明的效果
根据本发明,能够确保可承受高燃料压力的强度。上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明来加以明确。
附图说明
图1为本发明流量控制装置的实施方式的燃料喷射阀和燃料管道的一部分的截面图。
图2为本实施方式的燃料喷射阀的可动件周围的放大截面图。
图3为表示本实施方式的燃料喷射阀的喷嘴架的制造工序的流程图。
图4为表示本实施方式的燃料喷射阀的喷嘴架的制造过程中的截面图和锻造流线的图。
图5为表示本实施方式的燃料喷射阀的喷嘴架的制造过程中的截面图和锻造流线的图。
图6为表示本实施方式的燃料喷射阀的喷嘴架的制造过程中的截面图和锻造流线的图。
图7为本实施方式的燃料喷射阀的喷嘴架的磁性颈缩部的放大截面图。
图8为表示本实施方式的另一形态的燃料喷射阀的喷嘴架的制造过程中的截面图和锻造流线的图。
图9为表示本实施方式的另一形态的燃料喷射阀的喷嘴架的制造过程中的截面图和锻造流线的图。
图10为本实施方式的另一形态的燃料喷射阀的喷嘴架的磁性颈缩部的放大截面图。
具体实施方式
使用图1至图10,对本发明的流量控制装置以及流量控制装置的制造方法的实施方式的构成及作用效果进行说明。
再者,在本实施方式中,作为流量控制装置的一例,是对燃料喷射阀(燃料喷射装置)进行说明,但本发明的流量控制装置并不限定于此,例如也能运用于高压燃料泵。
再者,附图中,为了使得功能易于理解,零件的大小、间隙的大小相较于实际的比率而言存在夸大的情况,而且有时省略了不需要的零件以对功能进行说明。
首先,使用图1及图2,对本实施方式的燃料喷射阀的构成的概要进行说明。图1为本实施方式的燃料喷射阀及其周边结构的纵截面图。图2为燃料喷射阀的可动件周围的放大截面图。
对内燃机配备有燃料喷射控制装置2,所述燃料喷射控制装置2进行将与驾驶状态相应的恰当的燃料量转换为燃料喷射阀的喷射时间的运算而使供给燃料的燃料喷射阀驱动。
如图1所示,燃料喷射阀1中,可动件部114是包含圆筒状的可动件102和位于该可动件102的中心部的针阀(阀芯)114A而构成。在中心部具有引导燃料的燃料导入孔的固定铁心107的端面与可动件102的端面之间和这些固定铁心107及可动件102的外周侧设置有间隙。配备有对包含该间隙的磁性通道部分供给磁通的电磁线圈105(螺线管)。换句话说,固定铁心107像图1所示那样以面对可动件102的上端部的方式加以配置。
构成为借助因通过间隙的磁通而在可动件102的端面与固定铁心107的端面之间产生的磁吸引力朝固定铁心107侧吸引可动件102来驱动可动件102,将针阀114A从阀座部39上拉开而打开阀座部39中设置的燃料通道。换句话说,可动件102使针阀114A驱动。
燃料喷射阀1的铁心部分由固定铁心107和喷嘴架(金属构件)101这2个零件构成。喷嘴架101使用的是屈服应力、拉伸强度比固定铁心107大的材料,固定铁心107使用的是磁特性优异的材料。这2个零件在径向上相压入后,在对焊部403通过全周焊接加以固定。通过像这样以2个零件来形成铁心部分,能够容易地满足铁心部分所要求的各种特性。
如图2所示,磁通151在电磁线圈105周围形成闭回路。其路径为固定铁心107、可动件102、喷嘴架101的可动件收纳部23、壳体103。
磁性颈缩部150形成于喷嘴架101的可动件收纳部23的外周侧,壁厚比周围小。这种磁性颈缩部150减少不通过可动件102的磁通152、增加通过可动件102的磁通,由此,增大作用于固定铁心107、可动件102之间的磁吸引力。
要喷射的燃料量主要由燃料的压力与燃料喷射阀1的喷口部的环境压力的差压以及维持在针阀114A打开的状态而喷射燃料的时间决定。
当停止对电磁线圈105的通电时,作用于可动件102的磁吸引力消失,朝闭锁方向对针阀114A施力的弹簧110的力和因在针阀114A与固定铁心107之间流动的燃料的流速而产生的压降使得针阀114A及可动件102朝闭锁方向移动,针阀114A落座于阀座部39上,由此将燃料通道关闭。通过针阀114A与阀座部39的抵接将燃料密封,防止燃料在意外的时刻从燃料喷射阀1漏出。
近年来,出于降低燃料消耗量这一观点,实施有与增压器组合来减小内燃机的排气量、使用热效率高的运转区域、由此降低车辆搭载时的燃料消耗量的尝试。该尝试在与预料燃料的气化带来的吸入空气填充量的提高、耐爆震特性的提高的缸内直喷式内燃机组合时尤为有效。
此外,由于广大车型要求大幅降低燃料消耗量,因此缸内直喷式内燃机的需求增加,另一方面,需要将再生能量的回收等其他对于燃料消耗量降低有效的装置搭载于汽车中。此外,出于降低总成本的观点,要求降低各种装置的成本,对于缸内直喷用燃料喷射阀1的成本降低要求也同样在提高。
另一方面,还要求进一步减少内燃机的废气中包含的成分,尤其是出于减少粒子状物质的量、数量这一观点,实施有使燃料的喷射压力从以往的20MPa增加至例如35MPa左右、降低所喷射的燃料的液滴粒径而促进气化的尝试。
图1上部示意性地展示了因燃料压力而在燃料喷射阀1的轴向上施加的负荷。燃料喷射阀1与燃料管道211相连,通过O形圈212对燃料进行密封,因此,燃料管道内部213和燃料喷射阀1内部被高压燃料填满。
在增加燃料压力的情况下,相对于燃料喷射阀1外部而保持内部的燃料压力的构件上产生的应力增加。为了对高燃料压力下产生的应力具有强度的富余,需增加厚度来确保刚性或者使用强度大的材料。
然而,如前文所述,磁性颈缩部150具有减小壁厚而减少不通过可动件102的磁通152、增加通过可动件102的磁通、由此增大作用于固定铁心107与可动件102之间的磁吸引力的功能,因此难以增大壁厚。因此,为了在高应力下也维持对强度的富余度,选定屈服应力、拉伸强度大的材料比较有效。
另一方面,可以将磁性颈缩部150设为独立构件而仅对磁性颈缩部150使用强度大的材料,但在该情况下,需将磁性颈缩部150与喷嘴架101的可动件收纳部23相接合。因此,有接合部位的强度降低的风险,而且有导致成本增加之虞。
同样地,可以将磁性颈缩部150设为独立构件而仅对磁性颈缩部150使用非磁性材料、由此来增大壁厚,但在该情况下,需将磁性颈缩部150与喷嘴架101的可动件收纳部23相接合。因此,有接合部位的强度降低的风险,而且有导致成本增加之虞。
在利用棒材而完全通过削出来制作喷嘴架101的情况下,加工量大,而且会出现材料的浪费、加工时间的浪费,从而难以降低成本。此外,强度高的材料通常难以加工、加工时间变长,因此难以降低成本。
因此,在本发明中,通过对棒状的不锈钢进行锻造尤其是冷锻来制作与最终的喷嘴架101的形状相近的、称为坯材的零件。其后,对坯材实施各种热处理和精加工,由此,通过必要最小限度的加工来制作喷嘴架101。此外,通过在喷嘴架101上使可动件收纳部23、磁性颈缩部150成为一体,使得无用的接合部位减少,可以维持强度。
如前文所述,喷嘴架101包含可动件收纳部23,如图2所示,需要向可动件102通入磁通,材料需要磁性。如前文所述,要使可动件102和固定铁心107产生高磁吸引力,就需要减小不通过可动件102而从固定铁心107流至可动件收纳部23的磁通152,为此,需要减薄磁性颈缩部150。
此处,当减薄磁性颈缩部150时,因通常存在于不锈钢材料内部的夹杂物(不锈钢以外的成分)而导致强度降低的概率增加。
因此,在本实施方式中,作为形成有磁性颈缩部150的喷嘴架101的原材料,使用磁性、高强度、高耐蚀的沉淀硬化不锈钢尤其较佳为JIS-SUS630(17-4PH等)相当的不锈钢构成的棒材、JIS-SUS631(17-7PH等)相当的不锈钢构成的棒材。
于是,在对该沉淀硬化不锈钢进行退火后,按照可动件收纳部23及磁性颈缩部150的形状来进行冷锻而制作坯材。其中,磁性颈缩部150成型于可动件102与固定铁心107的中间部分的外周侧。
其后实施固溶化热处理,由此去除冷锻时的金属组织的形变,尤其改善可动件收纳部23的磁特性。其后实施沉淀硬化热处理而提高强度。
最后,通过切削喷嘴架101的整个内周(使弹簧收纳部112A等成型,而且使***针阀114A和喷孔杯116用的空间等成型)和整个外周(磁性颈缩部150、保持末端封件131的槽等)进行精加工。关于磁性颈缩部150,通过设为能充分减小从固定铁心107漏至可动件收纳部23的磁通152的厚度来提高磁吸引力。
通过以上工序,可以提供能以低成本实现高强度和高磁吸引力的燃料喷射阀1。
接着,使用图1至图5,对本发明的实施方式的燃料喷射阀1的构成进行详细说明。
首先,使用图1及图2,对燃料喷射阀1的动作进行说明。喷嘴架101具备直径较小的小径筒状部22和直径较大的可动件收纳部23。具备引导部115、燃料喷射孔117的喷孔杯116***或压入在小径筒状部22的顶端部分的内部,喷孔杯116的顶端面的外周的缘部作全周焊接。由此,喷孔杯116固定在小径筒状部22中。引导部115具有在阀芯顶端部114B沿燃料喷射阀1的轴向上下运动时对外周进行引导的功能,阀芯顶端部114B设置于构成可动件部114的针阀114A的顶端的。
喷孔杯116上,在引导部115的下游侧形成有圆锥状的阀座部39。设置于针阀114A顶端的阀芯顶端部114B在该阀座部39上抵接或离开,由此将燃料的流动切断或者引导至燃料喷射孔。在喷嘴架101外周形成有槽,该槽内嵌套有以树脂材料制末端封件131为代表的燃烧气体的密封构件。
在固定铁心107的内周下端部设置有对构成可动件102的针阀114A进行引导的针阀引导部113。针阀114A上设置有引导部127,引导部127设置有部分倒角部,形成了燃料通道。细长形状的针阀114A通过针阀引导部113来规定径向的位置,而且以在轴向上笔直地往复运动的方式受到引导。再者,开阀方向是去往阀轴方向上方的方向,闭阀方向是去往阀轴方向下方的方向。
在针阀114A的与设置有阀芯顶端部114B的端部相反的端部设置有头部114C,所述头部114C具有阶梯部129,所述阶梯部129具有比针阀114A的直径大的外径。在阶梯部129的上端面设置有朝闭阀方向对针阀114A施力的弹簧110的落座面,与头部114C一同保持弹簧110。
可动件部114具有在中央配备有供针阀114A贯通的通孔128的可动件102。沿开阀方向朝可动件102与针阀引导部113之间对可动件102施力的调零弹簧(可动件弹簧)112保持在弹簧收纳部112A中。
通孔128的直径比头部114C的阶梯部129的直径小,因此,在朝喷孔杯116的阀座推压针阀114A的弹簧110的作用力或者重力的作用下,由调零弹簧112保持的可动件102的上侧面与针阀114A的阶梯部129的下端面抵接,两者卡合在一起。
由此,对于调零弹簧112的作用力或抵抗重力的朝上方的可动件102的运动或者调零弹簧112的作用力或沿着重力的朝下方的针阀114A的运动,两者协作运动。但是,在与调零弹簧112的作用力或重力无关地使针阀114A朝上方运动的力或者使可动件102朝下方运动的力独立地作用于两者时,两者可以朝各自的方向运动。
固定铁心107压入在喷嘴架101的可动件收纳部23的内周部,在压入接触位置上进行了焊接接合(对焊部403部分)。通过该焊接接合,形成于喷嘴架101的可动件收纳部23的内部与外部空气之间的间隙得以密闭。固定铁心107在中心设置有直径φCn的通孔107D作为燃料导入通道。
换句话说,固定铁心107的下表面(下游侧那一面)与喷嘴架101的安装部401的上表面(上游侧那一面)直接接触,由此,通过压入将固定铁心107与喷嘴架101固定。
有时会对固定铁心107的下端面、可动件102的上端面及碰撞端面实施镀敷来提高耐久性。即便在可动件102使用相对较软的软磁性不锈钢的情况下,通过使用硬质镀铬或无电解镀镍,也能确保耐久可靠性。
初始负荷设定用的弹簧110的下端抵接在设置于针阀114A的头部114C的阶梯部129的上端面上形成的弹簧承接面上,弹簧110的另一端被调整件54挡住。由此,弹簧110保持在头部114C与调整件54之间。通过对调整件54的固定位置进行调整,可以调整弹簧110将针阀114A推压至阀座部39的初始负荷。
在喷嘴架101的可动件收纳部23外周固定有杯状的壳体103。在壳体103底部于中央设置有通孔,喷嘴架101的可动件收纳部23插通在通孔中。
在由壳体103形成的筒状空间内配置有以呈环状的方式缠绕的电磁线圈105。电磁线圈105由具有朝半径方向外侧开口的截面为U字形的槽的环状的线圈架104和卷绕在该槽中的铜线形成。电磁线圈105的卷绕开始、卷绕结束端部上固定有具有刚性的导体109,从固定铁心107上设置的通孔引出。
从壳体103的上端开口部内周注入绝缘树脂加以模塑成型而利用树脂成型体121将该导体109和固定铁心107、喷嘴架101的可动件收纳部23的外周覆盖。如此,在电磁线圈105周围形成环状的磁性通道。
在形成于导体109顶端部的连接器43A上连接从高电压电源、电池电源供给电力的插头,通过燃料喷射控制装置2来控制通电、不通电。电磁线圈105通电时,通过磁路140M的磁通使得磁吸引缝隙中在可动件部114的可动件102与固定铁心107之间产生磁吸引力,可动件102被超过弹簧110的设定负荷的力吸引,由此朝上方运动。
此时,可动件102与针阀114A的头部114C卡合,与针阀114A一起朝上方移动直至可动件102的上端面碰撞至固定铁心107的下端面为止。结果,针阀114A顶端的阀芯顶端部114B离开阀座部39,燃料通过燃料通道而从处于喷孔杯116顶端的燃料喷射孔117喷出至内燃机的燃烧室内。
在针阀114A顶端的阀芯顶端部114B离开阀座部39而被提到上方的期间内,细长形状的针阀114A通过针阀引导部113和喷孔杯116的引导部115这2个部位以沿阀轴方向笔直地往复运动的方式受到引导。
当对电磁线圈105的通电断开时,磁通消失,磁吸引缝隙中的磁吸引力也消失。在该状态下,朝反方向推压针阀114A的头部114C的初始负荷设定用的弹簧110的弹簧力胜过调零弹簧112的力而作用于整个可动件部114(可动件102、针阀114A)。结果,可动件102被弹簧110的弹簧力回推至阀芯顶端部114B接触阀座部39的闭阀位置。
在针阀114A顶端的阀芯顶端部114B接触阀座部39而处于闭阀位置的期间内,细长形状的针阀114A仅受到针阀引导部113的引导,与喷孔杯116的引导部115不接触。
此时,头部114C的阶梯部129抵接至可动件102的上表面,使可动件102胜过调零弹簧112的力而朝针阀引导部113侧移动。当阀芯顶端部114B碰撞至阀座部39时,由于可动件102与针阀114A为不同个体,因此可动件102在惯性力下继续朝针阀引导部113方向移动。此时,在针阀114A外周与可动件102内周之间产生流体带来的摩擦,将从阀座部39再次朝开阀方向回跳的针阀114A的能量吸收。
由于惯性质量较大的可动件102与针阀114A割离,所以返跳能量自身也减小。此外,吸收了针阀114A的返跳能量的可动件102自身的惯性力相应地减少,将调零弹簧112压缩后受到的斥力也减小,所以,不易发生因可动件102自身的返跳现象而导致针阀114A再次朝开阀方向运动的现象。如此,针阀114A的返跳被抑制在最小限度,对电磁线圈105的通电断开后阀打开而随意地喷射燃料的、所谓的二次喷射现象得到抑制。
如图2所示,磁性颈缩部150厚度比其周边部分薄,因此,喷嘴架101选定沉淀硬化不锈钢作为强度优先的材料。由于是以强度为优先来选择的材料,因此能够承受燃料压力35MPa下产生的应力。固定铁心107构成磁路,因此没有薄壁部。因此,固定铁心107选定磁性优异的材料。由于壁厚较大,所以即便选定强度小的材料也能承受燃料压力35MPa下产生的应力。
燃料喷射阀1的喷嘴架101的安装部401与固定铁心107的安装部402在径向上接触而相压入,在对焊部403进行了全周对焊,以密封燃料。由于焊接前喷嘴架101的安装部401与固定铁心107的安装部402部已压入固定在一起,所以能抑制因焊接时产生的形变而产生的喷嘴架101的倒斜。
由此,能进行安装部402及安装部401的对焊,从而能廉价且牢固地进行两者的制造、固定。用于喷嘴架101的材料的强度比固定铁心107大,因此配置在应力高的外周侧是合理的。此外,若是强度大的材料,则有能够减薄、焊接也容易的优点。
接着,对本实施方式的燃料喷射阀1的制造方法进行说明。
首先,准备构成燃料喷射阀1的、包括使用上述图1及图2说明过的喷嘴架101在内的各零件(面对可动件102的上端部的固定铁心107、配置在固定铁心107的外周侧的电磁线圈105、卡合在可动件102上的针阀114A等)。构成燃料喷射阀1的各零件中的喷嘴架101以外的各零件可以通过公知的各种方法来准备与其规格相应的零件。喷嘴架101则通过后文叙述的图3所示的制造方法来制造。其详情于后文叙述。
然后,对准备好的包括喷嘴架101在内的各零件进行组装,并作为成品酌情实施检查,之后转移至装入到使用燃料喷射阀1的零件的工序。
接着,参考图3至图10,对本实施方式的喷嘴架101的制造方法进行说明。
图3为表示本实施方式中的燃料喷射阀1的制造方法当中喷嘴架101的制造工序的一例的流程图。图4至图6为表示本实施方式的燃料喷射阀1的喷嘴架的制造过程中的截面图和锻造流线的图。图7为本实施方式的燃料喷射阀1的喷嘴架的磁性颈缩部150的放大截面图。图8及图9为表示本实施方式的另一形态的燃料喷射阀1的喷嘴架的制造过程中的截面图和锻造流线的图。图10为本实施方式的另一形态的燃料喷射阀1的喷嘴架的磁性颈缩部150的放大截面图。
如图3所示,首先准备作为沉淀硬化不锈钢的JIS-SUS630(17-4PH等)相当的不锈钢构成的棒材、JIS-SUS631(17-7PH等)相当的不锈钢构成的棒材作为喷嘴架101的材料(工序S259)。下面,以使用SUS630的情况为例来进行说明。
如此,通过使用SUS630、SUS631、17-4PH、17-7PH中的任一种材料作为沉淀硬化不锈钢,能够抑制喷嘴架101的材料费的高涨,从而能提供更低成本的燃料喷射阀1。
然后,如图4所示,将以棒材加以供给的原材料切割为规定长度(工序S260)。图4中,虚线表示锻造流线410,在棒材的制造工序中,不锈钢块沿棒材长边方向被逐渐拉伸,因此具有图4所示方向的锻造流线410。众所周知,金属中通常含有的极微量的夹杂物也沿该锻造流线410而存在。
接着,实施退火(工序S261)。退火的条件例如为830℃×90分钟、骤冷等,但这取决于材料,所以是一例。
其后,对退火后的沉淀硬化不锈钢棒材实施冷锻(工序S262)而塑性加工为图5所示那样的毛坯形状。此时的形状的特征在于,以与可动件收纳部23、磁性颈缩部150的形状一致的方式进行冷锻。通过以该与可动件收纳部23、磁性颈缩部150一致的形状对原材料进行冷锻,如图5所示,材料内的锻造流线411也变得与可动件收纳部23、磁性颈缩部150的外径形状一致。
其后,实施固溶化热处理(例如1020±-5℃-骤冷)(工序S263),使因冷锻前的退火而析出的元素(例如铜元素)再次固溶化。进而,由于该固溶化热处理中会加热至例如1020℃左右,因此还有缓和冷锻时的金属组织的形变的效果。尤其是可动件收纳部23,它会成为壳体103与可动件102之间的磁路,因此,通过该固溶化热处理,可以改善磁特性。
其后,实施沉淀硬化热处理(例如580±10℃-风冷)(工序S264),使元素析出而提高强度。
最后,对包括磁性颈缩部150在内的喷嘴架101的所有部位进行精加工(工序S265)。在该精加工中,最终通过切削加工使磁性颈缩部150成型。此外,使喷嘴架101的弹簧收纳部112A等成型,而且通过切削使用于***针阀114A、喷孔杯116的空间等成型。进而,通过切削使保持末端封件131的槽等成型。
如此,通过在所有热处理后实施精加工,可以避免热处理造成的形变的影响而对要求高精度尺寸的与其他零件的压入部、磁性颈缩部150的形状、壁厚高精度地进行精加工。
此外,在该精加工成型工序中,通过借助切削加工使磁性颈缩部150成型,能以更高精度使磁性颈缩部150成型。
进而,在精加工成型工序中,通过在原材料上使收纳朝固定铁心107的方向对可动件102施力的调零弹簧112的弹簧收纳部112A成型,能够高精度地朝固定铁心107的方向对可动件102施力,从而可以谋求开阀精度的进一步提高。
通过工序S262的锻造和工序S265的精加工,如图6所示,喷嘴架101在构成保持可动件102的可动件收纳部23的底面的部分以沿着底面的方式在径向上形成有锻造流线412。此外,有可能沿着该锻造流线412而存在的夹杂物也与锻造流线412同样地封闭在喷嘴架101成品内部的可能性升高,从而能极大地减小存在高压燃料的内部与外部连通的风险。
进而,有可能存在于磁性颈缩部150的夹杂物像图7的夹杂物420所示那样因锻造而沿喷嘴架101的长边方向被碾碎,能够降低精加工后夹杂物420出现在表面的风险。
通过以上效果,可以提供能以低成本实现高强度和高磁吸引力的燃料喷射阀1用的喷嘴架101。
作为不靠锻造尤其是冷锻而仅靠例如切削加工的情况下的对比例,将通过切削从棒材削出喷嘴架101的情况下的工序示于图8及图9。在直接通过切削从棒材削出喷嘴架101的成品的情况下,图8所示的以棒材供给时的锻造流线310成为像图9所示那样内外贯通的锻造流线311。此外,如图10所示,夹杂物421没有被碾碎,因此,露出于可动件收纳部23A或磁性颈缩部150A的表面的可能性有可能比图4至图7所示的情况高。因此,需要通过各种检查来确认不存在这种夹杂物这一情况,比以往降低检查成本的效果有可能小于图4至图7所示的情况。
<其他>
再者,本发明不限于上述实施方式,可以进行各种变形、应用。上述实施方式是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明,并非一定限定于具备说明过的所有构成。
例如,在上述实施方式中,对将图3的工序S262的锻造设为冷锻的情况进行了说明,但图3的工序S262的锻造可以设为热锻来代替冷锻。但是,通过设为冷锻,与热锻相比能以更低成本实施锻造,从而获得能以更低成本提供燃料喷射阀1这一优点,因此较理想设为冷锻。
此外,虽然是以借助以电磁方式驱动的可动件102来开闭燃料通道的类型的燃料喷射阀1为例来进行的说明,但是,作为燃料喷射阀,对使用压电元件(piezo element)的类型的燃料喷射阀也能运用本发明。在用于这种压电元件类型的燃料喷射阀的喷嘴架的情况下,不需要磁性颈缩部150。
符号说明
1 燃料喷射阀
23、23A 可动件收纳部
101 喷嘴架(金属构件)
102 可动件
105 电磁线圈
107 固定铁心
107D 通孔(燃料通道)
110 弹簧
112 调零弹簧
112A 弹簧收纳部
114A 针阀
140M 磁路
150、150A 磁性颈缩部
403 对焊部
310、311、410、411、412 锻造流线
420、421 夹杂物。
Claims (15)
1.一种流量控制装置,其特征在于,具备:
可动件;以及
金属构件,其位于所述可动件的外周侧,在径向内侧保持所述可动件,
所述金属构件是以沉淀硬化不锈钢为材料成型得到的。
2.根据权利要求1所述的流量控制装置,其特征在于,
进而具备与所述可动件相对配置的固定铁心,
所述金属构件在所述可动件与所述固定铁心的中间部分的外周侧形成有磁性颈缩部。
3.根据权利要求1所述的流量控制装置,其特征在于,
所述金属构件使用SUS630、SUS631、17-4PH、17-7PH中的任一种材料作为所述沉淀硬化不锈钢。
4.根据权利要求1所述的流量控制装置,其特征在于,
所述金属构件在构成保持所述可动件的可动件收纳部的底面的部分以沿着所述底面的方式在径向上形成有锻造流线。
5.根据权利要求1所述的流量控制装置,其特征在于,进而具备:
固定铁心,其面对所述可动件的上端部;
螺线管,其配置在所述固定铁心的外周侧;以及
阀芯,其卡合在所述可动件上,
所述流量控制装置构成为,通过对所述螺线管通电来产生磁吸引力而朝所述固定铁心吸引所述可动件,从而打开所述阀芯。
6.一种流量控制装置的制造方法,所述流量控制装置具备可动件和位于所述可动件的外周侧、在径向内侧保持所述可动件的金属构件,该流量控制装置的制造方法的特征在于,具有如下工序:
使用沉淀硬化不锈钢作为所述金属构件的原材料,通过锻造对所述原材料加以成型的锻造成型工序;
对所述锻造成型工序后的所述原材料实施固溶化热处理的工序;
对所述固溶化热处理后的所述原材料实施沉淀硬化热处理的工序;以及
通过精加工对所述沉淀硬化热处理后的所述原材料加以成型而制成所述金属构件的精加工成型工序。
7.根据权利要求6所述的流量控制装置的制造方法,其特征在于,
所述流量控制装置进而具备与所述可动件相对配置的固定铁心,
在所述锻造成型工序中,在所述原材料的所述可动件与所述固定铁心的中间部分的外周侧进行用于形成磁性颈缩部的颈缩部的成型。
8.根据权利要求7所述的流量控制装置的制造方法,其特征在于,
在所述精加工成型工序中,最终使所述磁性颈缩部成型。
9.根据权利要求6所述的流量控制装置的制造方法,其特征在于,
所述锻造成型工序设为冷锻。
10.根据权利要求6所述的流量控制装置的制造方法,其特征在于,
使用SUS630、SUS631、17-4PH、17-7PH中的任一种作为所述原材料。
11.根据权利要求8所述的流量控制装置的制造方法,其特征在于,
在所述精加工成型工序中,通过切削加工使所述磁性颈缩部成型。
12.根据权利要求6所述的流量控制装置的制造方法,其特征在于,
所述金属构件在构成保持所述可动件的可动件收纳部的底面的部分以沿着所述底面的方式在径向上形成有锻造流线。
13.根据权利要求6所述的流量控制装置的制造方法,其特征在于,
所述流量控制装置进而具备面对所述可动件的上端部的固定铁心、配置在所述固定铁心的外周侧的螺线管以及卡合在所述可动件上的阀芯,所述流量控制装置构成为,通过对所述螺线管通电来产生磁吸引力而朝所述固定铁心吸引所述可动件,从而打开所述阀芯。
14.根据权利要求13所述的流量控制装置的制造方法,其特征在于,
在所述精加工成型工序中,在所述原材料上进行收纳可动件弹簧的收纳部的成型,所述可动件弹簧朝所述固定铁心的方向对所述可动件施力。
15.根据权利要求13所述的流量控制装置的制造方法,其特征在于,
在所述精加工成型工序后,将所述固定铁心的外周部与所述金属构件的筒状部的内周部接合。
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