JP6655568B2 - Fuel injection valve - Google Patents
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Description
本発明は、燃料噴射弁について特に可動弁体の接合構造に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve, and more particularly to a joint structure of a movable valve body.
特表2008−514858号公報(特許文献1)には、弁スリーブの先端部に固定された弁座体と、弁ニードルを介して可動子に結合された球状の弁閉鎖体と、磁石コイルとを備えた燃料噴射弁が記載されている。磁石コイルに電流が供給されて可動子が磁気吸引力により磁石コイル側に引き付けられると、弁閉鎖体が弁座体から持ち上げられ、燃料が噴射開口から噴射される。一方、磁石コイルへの電流が遮断されると、弁閉鎖体が弁座体に押し付けられ、燃料噴射弁は閉鎖状態に保持される(段落0015−0019参照)。 JP-T-2008-514858 (Patent Document 1) discloses a valve seat body fixed to a distal end portion of a valve sleeve, a spherical valve closing body coupled to a mover via a valve needle, and a magnet coil. A fuel injection valve comprising: When current is supplied to the magnet coil and the mover is attracted to the magnet coil side by magnetic attraction, the valve closing body is lifted from the valve seat body, and fuel is injected from the injection opening. On the other hand, when the current to the magnet coil is cut off, the valve closing body is pressed against the valve seat, and the fuel injection valve is held in the closed state (see paragraphs 0015-0019).
特許文献1の燃料噴射弁では、弁ニードルの先端部に先端に向かって外径が漸減する縮径部が形成され、この縮径部の先端部を溶融することにより、弁ニードルに球状の弁閉鎖体が固定されている。なお、弁ニードルの中心軸線に平行で且つ弁ニードルの中心軸線を含む断面図(特許文献1の図2)で見ると、弁ニードルの先端部に形成された縮径部は、可動子側(基端側)の端部から先端側の端部に向かって直線状を成している。すなわち、縮径部は頂点側がカットされた円錐面の底面側の一部で構成される。そして円錐面の母線は直線である。
In the fuel injection valve of
上記の特許文献においては、ロッド先端とボール弁(弁閉鎖体)が当接しており、ロッド先端とボール弁との交差部にレーザが当てられて溶接される。この際、レーザ照射部となる交差部のロッド先端形状が平面形状になっていると、溶接の際のスパッタがボール弁に向かって飛散しやすく、ボール弁にスパッタが溶着してボール弁の真円度が悪くなるというおそれがあった。また、スパッタが燃料噴射弁の動作中に取れることがあると、これが弁閉鎖体と弁座体の閉鎖部に詰まるなどの問題が生じるおそれもある。 In the above patent document, the rod tip and the ball valve (valve closing body) are in contact with each other, and a laser is applied to the intersection of the rod tip and the ball valve to be welded. At this time, if the rod tip shape at the crossing portion serving as the laser irradiation part has a planar shape, spatter during welding is easily scattered toward the ball valve, and the spatter is welded to the ball valve and the ball valve becomes true. There was a risk that the roundness would be worse. Further, if spatter is removed during the operation of the fuel injection valve, there is a possibility that a problem such as the clogging of the valve closing body and the closing portion of the valve seat body may occur.
更に、溶接後の溶接部がV型のくさび形状になっているため応力が集中しやすく、クラックなどが発生して耐久性が低下するおそれがある。そこで、本発明はクラックなどが発生して耐久性が低下する虞を抑制することを目的とする。 Furthermore, since the welded portion after welding has a V-shaped wedge shape, stress tends to concentrate, and cracks may occur, which may reduce durability. Therefore, an object of the present invention is to suppress the possibility that cracks or the like are generated and durability is reduced.
そこで本実施例の燃料噴射弁は、シート部材と接触して燃料をシールする弁閉鎖体と、前記弁閉鎖体と溶接部を介して一体に構成されるロッドを備え、前記ロッドの外周部は円筒形状から形成されており、ロッド先端にかけ外径が縮小していく縮径部を備えており、前記弁閉鎖体と前記ロッドの縮径部が凹み形状に溶接され、溶接部の形状が前記弁閉鎖体と前記ロッドとを滑らかに結ぶ形状であり、前記ロッドの先端部に上流側に向かって凹む有底の凹み部が設けられ、前記溶接部は前記ロッドの前記外周部から前記凹み部まで溶融するように形成されことを特徴とする。
Therefore, the fuel injection valve of the present embodiment includes a valve closing body that comes into contact with a seat member to seal fuel, and a rod that is integrally formed with the valve closing body via a welded portion. It is formed from a cylindrical shape, and has a reduced diameter portion whose outer diameter is reduced toward the tip of the rod.The reduced diameter portion of the valve closing body and the rod is welded to a concave shape, and the shape of the welded portion is Ri shape der connecting said rod with the valve closing body smoothly, recessed portion of the bottomed recessed toward the upstream side to the distal end of the rod is provided, the weld said recessed from the outer periphery of the rod It is characterized in that it is formed so as to melt to the part .
上記した本発明によれば、クラックなどが発生して耐久性が低下する虞を抑制することが可能となる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention described above, it is possible to suppress the possibility that cracks or the like occur and durability is reduced. Problems, configurations, and effects other than those described above will be apparent from the following description of the embodiments.
以下、本発明に係る実施例を説明する。本発明の詳細な内容は以下において詳述するが、シート部材と接触して燃料をシールする弁閉鎖体と、弁閉鎖体と溶接部を介して一体に構成されるロッドを備え、ロッドの外周部は円筒形状から形成されており、ロッド先端にかけて外径が縮小していく縮径部を備えており、かつ、ロッド先端部には、ロッド先端から上流側に向かって凹む凹み部を備えている。そして、縮径部とボール弁との交差部となる溶接部に、レーザを照射し両部材を溶接することで、溶接後に溶接部をボールと縮径部で滑らかに結ぶことができる凹み型のR形状で構成する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described. As will be described in detail below, the present invention includes a valve closing body that comes into contact with a seat member to seal fuel, and a rod that is integrally formed with the valve closing body via a weld. The portion is formed from a cylindrical shape, has a reduced diameter portion whose outer diameter decreases toward the rod tip, and has a concave portion that is recessed toward the upstream side from the rod tip at the rod tip. I have. Then, by irradiating the laser to the welded portion, which is the intersection between the reduced diameter portion and the ball valve, and welding the two members, the recessed portion is capable of smoothly connecting the welded portion with the ball with the reduced diameter portion after welding. It has an R shape.
このようにロッド側の溶接部となるところを縮径部として、かつ、上記の交差点となる溶接部をR形状にすることにより、溶接の際のスパッタがこの縮径部とボール弁との間に形成される空間内から外部に飛散するのを抑制することができ、かつ、溶接部にかかる応力を分散することができ、耐久性を向上させることができる。 In this manner, by reducing the diameter of the portion to be the welded portion on the rod side and by forming the welded portion at the crossing point into an R-shape, spatter during welding can be generated between the reduced-diameter portion and the ball valve. Can be prevented from scattering from the space formed outside to the outside, the stress applied to the welded portion can be dispersed, and the durability can be improved.
図1は、本発明が実施される燃料噴射弁の一実施例に係る全体構成を示す断面図である。 燃料噴射弁100は、中心軸線100a方向に貫通する貫通孔112が形成された固定コア107を有し、固定コア107の貫通孔112内にスプリング110Aおよび調整子111が配設されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration according to an embodiment of a fuel injection valve in which the present invention is implemented. The
固定コア107の上端部には燃料供給口112aが設けられ、燃料供給口112aに図示しない燃料配管(デリバリパイプ)が連結される。燃料配管には燃料を加圧して供給するための図示しない高圧ポンプが接続され、高圧ポンプにより加圧された燃料が燃料供給口112aを通じて燃料噴射弁100に供給される。貫通孔112は固定コア107の中心部に燃料通路を構成し、加圧燃料は貫通孔112を通じて燃料噴射装置100の先端部に設けられた燃料噴射孔102aに供給される。
A
燃料噴射弁100においては、燃料配管が連結される燃料供給口112a側の端部を基端(基端部)とし、基端側に対して反対側の端部、すなわち燃料噴射孔102aが設けられる側の端部を先端(先端部)とする。基端(基端部)は先端(先端部)に対して燃料の流れ方向において上流側にあり、先端(先端部)は基端(基端部)に対して燃料の流れ方向において下流側にある。燃料噴射弁100を構成する部品において、中心軸線100aに沿う方向における両端部を指定する場合、燃料噴射弁100における「基端」と「先端」とを用いて、燃料噴射弁100の基端側にある端部を「基端側端部」、燃料噴射弁100の先端側にある端部を「先端側端部」として指定する。
In the
固定コア107の燃料供給口112a側とは反対側の端部(先端側端部)には、中心軸線100a方向に中空部104aが形成されたノズル(バルブボディ)104が接続されている。すなわちノズル104は、中心軸線100a方向に延設された中空の筒状体で構成され、先端側端部に弁座102b(図2参照)および燃料噴射孔102aを有する弁座部材102が取り付けられている。ここで、弁座102b又は弁座部材102はシート部材と呼ぶ場合もある。
A nozzle (valve body) 104 having a
ノズル104は基端側端部の側に拡径部104Aが設けられ、拡径部(大径部)104Aから先端部の側に向かって段差部104Bが設けられている。段差部104Bからは、弁座部材102が設けられる先端部に向かって、直径が一定の円筒形状部104Cが設けられている。円筒形状部104Cの直径は拡径部104Aの直径よりも小さく、拡径部(大径部)104Aに対して小径部104Cを構成する。
The
弁座部材102はノズル104の先端側端部の内周に溶接により固定される。固定弁102には弁座102bが形成されると共に、燃料流れの方向において弁座102bの下流側に燃料噴射孔102aが形成されている。
The
ノズル104の内側の、固定コア107の先端部の側の端面と固定弁102の基端側端面との間の空間(中空部104a)に、弁体101および可動コア106で構成される可動子101、106が収容されている。弁体101はノズル104の内側で弁座102bに対して接離可能に設けられている。
A mover including the
弁体101は、ロッド101dと弁閉鎖体101bとを有する。弁閉鎖体101bは、ロッド101dの先端側端部に固定されている。
The
弁体101の基端側端部に設けられた拡径部101aの基端側端面は、スプリング(第1スプリング)110Aの着座面を構成する。スプリング110Aの弁体101側とは反対側の端部(基端側端部)は調整子111に当接している。調整子111は固定コア107に固定されている。これにより、スプリング110Aは弁体101を閉弁方向に付勢する付勢部材として機能する。また調整子111は貫通孔112内で中心軸線100aに沿う方向の位置が調整されることにより、弁体101の付勢力が調整される。
The proximal end surface of the enlarged
弁体101は、基端側の部位が可動コア106を介してノズル104の内周面に支持され、先端側の部位がノズル104の先端側の中空部104bに固定された、図示しないガイド部材に支持されている。これにより弁体101は、開閉弁方向の動きを、2つのガイド部によって案内される。なお、2つのガイド部の構成は、上述した構成に限らず、他の構成であってもよい。
The
ノズル104の基端側の中空部104aには可動コア106が設けられている。可動コア106の中央部には、中心軸線100aに沿う方向に貫通する貫通孔106aが形成されており、弁体101が貫通孔106aに挿通され、弁体101と可動コア106とが中心軸線100aに沿う方向に相対運動可能な状態で組み付けられている。
A
可動コア106の基端側端面は固定コア107の先端側端面と対向し、可動コア106の先端側端面には第2スプリング110Bの基端側端部が当接している。第2スプリング110Bの先端側端部は、ノズル104の段付き部104Dに当接している。これにより第2スプリング110Bは可動コア106を開弁方向(燃料噴射弁100の基端側)に向けて付勢する。
The proximal end surface of the
第2スプリング110Bにより開弁方向に付勢された可動コア106は、弁体101の拡径部101aに係合し、弁体101に対する相対運動が規制されている。第1スプリング110Aによる閉弁方向の付勢力は第2スプリング110Bによる開弁方向の付勢力よりも大きい。このため、コイル108に通電していない閉弁状態においては、弁体101は第1スプリング110Aの付勢力と第2スプリング110Bの付勢力との差分の付勢力によって閉弁方向に付勢されている。
The
その結果、弁体101はノズル104の先端に設けられた固定弁102の弁座102bと当接し、高圧ポンプから供給された燃料の流れを遮断している。
As a result, the
本実施例では、弁体101と可動コア106とが中心軸線100aに沿う方向に相対運動可能に構成されているが、弁体101と可動コア106とは固定されていてもよい。なお、弁体101と可動コア106とが固定されている場合は、第2スプリング110Bは不要である。
In this embodiment, the
ノズル104の基端側端部の外周には、コイル108が巻回されている。コイル108の外周はハウジング103で覆われている。コイル108は固定コア107の外周部に配置されており、ハウジング103、ノズル104および可動コア106の部分に、トロイダル状の磁気通路が形成されている。
A
ハウジング103の基端側端部から燃料噴射弁100の基端部近傍までは、樹脂109で被覆されている。樹脂109は、コネクタ114を形成する。コネクタ114の内側(プラグ挿入部)には、コイル108に電気的に接続された端子113が露出する。端子113には、図示しないコントローラからの配線が接続されたプラグ(図示せず)が接続される。これにより、図示しないコントローラ(エンジンコントロールユニット)により、端子113を通じてコイル108に通電が行われる。
The portion from the proximal end of the
ここで、弁体101の開閉弁動作について説明しておく。コイル108が通電されていない閉弁状態においては、弁体101は第1スプリング110Aの付勢力と第2スプリング110Bの付勢力との差分の付勢力により付勢され、これにより、弁体101の拡径部101aの先端側端面が可動コア106の基端側端面を閉弁方向に付勢する。したがって、可動コア106の基端側端面と固定コア107の先端側端面との間には設定リフト量の隙間が形成される。
Here, the opening / closing operation of the
コイル108が通電されると、ハウジング103、ノズル104および可動コア106により形成される磁気通路に磁束が発生し、この磁束によって可動コア106と固定コア107との間に磁気吸引力が発生する。可動コア106は固定コア107により吸引されることで開弁方向へ移動し、固定コア107の先端側端面に衝突する。
When the
その結果、弁体101が固定弁102の弁座102bから離れて弁体101と弁座102bとの間の燃料通路が開かれた状態(開弁状態)となり、固定コア107の貫通孔112から供給された燃料を燃料噴射孔102aから燃焼室内へ噴射する。なお、燃料噴射弁100は、燃焼室内に直接燃料を噴射するものに限らず、吸気管内に燃料を噴射するものであってもよい。
As a result, the
コイル108への通電が断たれると磁気通路の磁束が消滅し、磁気吸引力も消滅する。この状態では弁体101を閉弁方向に押すスプリング110Aのばね力が弁体101に作用する。その結果、弁体101は固定弁102の弁座102bに接触する閉弁位置に押し戻される。これにより、弁体101と弁座102bとの間の燃料通路は閉じられた状態(閉弁状態)となる。
When the energization of the
図2は、図1の燃料噴射弁のノズルの先端部を拡大して示す断面図である。ノズル104の先端側端部の内周に弁座部材102が溶接により固定されている。弁座部材102の内側には円錐面状に形成された弁座102bが設けられ、弁座102bの下流側に弁座部材102を貫通して外部に通じる複数の燃料噴射孔102aが形成されている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the tip of the nozzle of the fuel injection valve of FIG. The
弁閉鎖体101bは球状を成す部材である。弁閉鎖体101bとしては、例えば精密ベアリング球であるボール弁を用いることができる。ボール弁101bは弁座部材102の弁座102bと接触して燃料をシールする。精密ベアリング球は真球度が高い。従って、弁閉鎖体101bと弁座102bとが接するシール部101mの油密性能を向上することができる。
The
弁閉鎖体101bはロッド101dの先端側端部に溶接部105により接合されている。
図3は、本発明が実施される燃料噴射弁の、弁閉鎖体とロッドとの溶接部の一実施例に係る外観図である。図4は、本発明に係る、弁閉鎖体とロッドとの溶接部の一実施例について、溶接部における溶接前の状態を拡大して示す断面図である。
The
FIG. 3 is an external view of a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention, which is a welded portion between a valve closing body and a rod. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a welded portion between the valve closing body and the rod according to the present invention before welding at the welded portion.
本実施例では、弁体101及びロッド101dの中心軸線は燃料噴射弁100の中心軸線100aに一致している。従って、弁体101及びロッド101dの中心軸線と燃料噴射弁100の中心軸線とを特に区別することなく、中心軸線100aとして説明する。
In the present embodiment, the central axis of the
ロッド101dは、外周面が円筒形状を成す円筒部と、円筒部の先端側に形成された縮径部101eとを有する。縮径部101eには、弁閉鎖体101bが溶接により接合される接合部105を構成する。
The
縮径部101eは、円筒部の先端側端部からロッド101dの先端側端部に向かって外径が小さくなるように形成されており、頂点側がカットされた円錐面(円錐形状面)、すなわち円錐台の側面(以下、円錐面という)で構成される。縮径部101eは、中心軸線100aに平行で且つ中心軸線100aを含む断面(図4)で見ると、基端側から先端側の端部に向かって直線形状を成している。すなわち、縮径部101eの直線形状部は円錐面101eの母線S1によって構成される。
The reduced
円錐面101eの母線S1は、弁閉鎖体101bの表面(球面)と点P1で交わる。中心軸線100aに平行で且つ中心軸線100aを含む断面上において、母線S1が弁閉鎖体101bと交わる交点P1で、弁閉鎖体101bに接する接線S2を仮想する。接線S2は交点P1で弁閉鎖体101bに接する接平面を表す。
The generating line S1 of the
本実施例では、母線S1と接線S2との間の角度が90度よりも小さい鋭角を成すように構成する。なお、二点鎖線で示す直線状の線分S3は、弁閉鎖体101bの中心Xと交点P1とを結ぶ線分である。
In the present embodiment, the configuration is such that the angle between the generating line S1 and the tangent line S2 forms an acute angle smaller than 90 degrees. Note that a straight line segment S3 indicated by a two-dot chain line is a line segment connecting the center X of the
特に本実施例では、図4に示すように、ロッド101dの先端側端部101gが交点P1で弁閉鎖体101bの表面に当接する。溶接後の状態を示す図3では、溶接前のロッド101dの先端側端部101gの形状を破線101hで、溶接前の弁閉鎖体101bの表面の形状を破線101cで、溶接前の縮径部101eの形状を破線101fで示している。
In particular, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the
本実施例では、中心軸線100aに平行で且つ中心軸線100aを含む断面で見た場合に、ロッド101dの円筒状の外周面部によって構成される直線部と、円錐面101eによって構成される直線形状部(母線)とが接続される構成である。交点P1の位置は、円錐面101eによって構成される直線形状部を延長することにより、知ることができる。
In the present embodiment, when viewed in a cross section parallel to the
また、ロッド101dの先端(先端面)には基端側に向かって凹む凹み部101jが形成されている。凹み部101jはロッド101dの先端側に向かうに連れて外周側に広がる傾斜面(内周面)101kを有する。内周面101kは円錐台の側面によって構成される。従って、中心軸線100aに平行で且つ中心軸線100aを含む断面上で見た場合に、凹み部101jの内周面101kは直線形状を成すように形成されている。そして、凹み部101jの内周面101kと直線形状部101eの直線S1とが鈍角θ2で交わるように構成される。さらに、ロッド101dと弁閉鎖体(ボール弁)101bとを固定する溶接部105(図3参照)の溶融部はロッド101dの外周側から凹み部101jに届くように設けられる。
Further, a concave portion 101j that is recessed toward the base end side is formed at the distal end (the distal end surface) of the
溶接部105は、内周面101kを構成する傾斜面と縮径部101eを構成する傾斜面とにより、ロッド101dの先端に向かって、すなわち、弁閉鎖体101bに向かって肉厚が薄くなる。これにより、溶接部105に加える熱量(入熱量)を少なくして、弁閉鎖体101bをロッド101dに接合することができ、スパッタ等の発生を抑制することができる。
The thickness of the welded
本実施例では、弁閉鎖体101bとロッド101dとをレーザ溶接で接合する。レーザ溶接では、レーザビーム200(図6参照)を、交点P1を狙って照射する。以上の通り本実施例の燃料噴射弁100は、シート部材(弁座102b又は弁座部材102)と接触して燃料をシールする弁閉鎖体101bと、弁閉鎖体101bと溶接部105を介して一体に構成されるロッド101dを備えている。そして、ロッド101dの外周部は円筒形状から形成されており、ロッド先端にかけ外径が縮小していく縮径部101eを備えており、弁閉鎖体101bとロッド101dの縮径部101eが凹み形状に溶接され、溶接部105の形状が弁閉鎖体101bとロッド101dとを滑らかに結ぶ形状であるこの場合、弁閉鎖体101b及びロッド101dが溶融する範囲は、中心軸線100aに沿う方向において、レーザビーム200の照射位置である交点P1から両側にほぼ等しい距離の範囲200b、200cである。弁閉鎖体101b及びロッド101dが溶融した範囲では、弁閉鎖体101bを構成する金属とロッド101dを構成する金属との合金が形成される。弁閉鎖体101bとロッド101dとが同じ金属の場合は、入熱により溶融した両方の金属が一体となって冷えて固まる。
In this embodiment, the
加えて、本実地例では図3に示すレーザ溶接後の溶接部105の形状が溶融時の表面張力と濡れ性の関係からR形状となる。このとき図3に示すように溶接部105は内径側に凹む凹形のR形状で形成される。更に、溶接幅WとRとの関係は2R≧Wとなることから、応力集中が発生し難い形状とすることができる。よって、燃料噴射弁作動時の金属疲労によるクラックなどの発生を抑制することができるため、燃料噴射弁100の耐久性を向上させることができる。また同時に、溶接部105が滑らかなR形状となるため燃料噴射弁100の作動時に燃料の流れがスムーズになり、溶接部105周辺にキャビテージョンが発生するのを抑制することができる。
In addition, in this practical example, the shape of the welded
また弁閉鎖体101bは真円形状で形成されることが望ましい。また、ロッド101dの径は弁閉鎖体101bの径より細く構成していることが望ましい。さらに図3に示すように縮径部101eはロッド101dの中心軸に対して左右対称となるように構成されており、ロッド101dの外周から内周側にかけ直線形状の傾斜部を有するように構成されることが望ましい。
Further, it is desirable that the
溶接部105は、ロッド中心軸に対して左右対称となっており、外周側にかけ広がるように傾斜形状を有し、かつ、溶接部105の傾斜形状から弁閉鎖体101bの外周部に引いた接線S2と、縮径部101eの直線形状S1とが鋭角θをなすように構成された。
The welded
また101bと101dの外径は101bの方が大きく、後述する図6の説明で分かるようにスパッタの飛散方向・R形状をできるだけ大きくするためにも、101dの外径はやや小さい方が良く、望ましくは101bの外径の70〜95%が良い。 Also, the outer diameter of 101b and 101d is larger in 101b, and as can be seen from the description of FIG. 6 described later, the outer diameter of 101d is preferably slightly smaller in order to make the scattering direction and R shape of the sputter as large as possible. Desirably, the outer diameter of 101b is 70 to 95%.
図5は、図4の断面図において、弁閉鎖体の溶融部の断面積とロッドの溶融部の断面積との関係を示す模式図である。 FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the cross-sectional area of the fusion zone of the valve closing body and the cross-sectional area of the fusion zone of the rod in the cross-sectional view of FIG.
例えば特許文献1の溶接方法では、弁ニードルの先端側端面の位置よりも少し基端側の位置にレーザビームを照射して溶接をしていると考えられる。
For example, in the welding method of
一方本実施例の場合は、ロッド101dと弁閉鎖体101bとの境界を狙ってレーザビームを照射する。この場合、図5に示す断面上において、弁閉鎖体101bが溶融して凝固した面積SFbは、ロッド101dが溶融して凝固した面積SFaよりも大きくなる。また、面積SFbに相当する部分の体積は、面積SFaに相当する部分の体積よりも大きい。
図6は、本発明における弁閉鎖体とロッドとの溶接部の状態を説明するための模式図である。図7は、本発明との比較例における弁閉鎖体とロッドとの溶接部の状態を説明するための模式図である。
On the other hand, in the case of the present embodiment, the laser beam is irradiated aiming at the boundary between the
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a state of a welded portion between the valve closing body and the rod according to the present invention. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a state of a welded portion between a valve closing body and a rod in a comparative example of the present invention.
本実施例では、交点P1(図3、4参照)を狙って、中心軸線100aに垂直な方向から、レーザビーム200を照射する。この場合、溶融池201は矢印A1で示す方向に拡がろうとし、中心軸線100aに沿う方向への拡がりは抑制される。その代りに、溶融池201及びキーホール202は溶接部の表面から中心軸線100aに向かって深く形成される。すなわち本実施例では、円錐面101eと弁閉鎖体101bの球状面とで形成される凹部103(谷形状部)の底にレーザビーム200を照射することで、深い溶融池201を形成することができる。
In the present embodiment, the
このため本実施例では、レーザビーム200のパワーを小さくして溶接部への入熱量を少なくしても深い溶融池201及びキーホール202を形成することができる。そして、溶接部に加える熱量(入熱量)を少なくすることで、溶接時に発生するスパッタ等の量を抑制することができる。また本実施例では、キーホール202が深い位置にできるため、スパッタ等の発生を抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, the deep
さらに、本実施例ではスパッタ等の発生を抑制することができるため、スパッタ等を除去する作業工程にかかる時間を短縮することができ、燃料噴射弁100の生産効率を向上することができる。また、スパッタ等を除去するための設備を安価にすることができると共に、設備の小型化を図ることができる。
Further, in the present embodiment, since the generation of spatter and the like can be suppressed, the time required for the operation process for removing the spatter and the like can be reduced, and the production efficiency of the
また、発生したスパッタ等の飛散方向は矢印A2で示す方向になる。本実施例では、スパッタ等は円錐面101eと弁閉鎖体101bの球状面とで形成される凹部103の底で発生されるため、中心軸線100aに沿う方向に飛散し難い。このため、スパッタ等を除去する作業工程にかかる時間を短縮することができ、燃料噴射弁100の生産効率を向上することができる。
The scattering direction of the generated spatter and the like is the direction indicated by arrow A2. In the present embodiment, since spatter and the like are generated at the bottom of the
次に接合部の残留応力状態について説明する。 Next, a description will be given of the residual stress state of the joint.
溶接部の残留応力は図示するように、溶接部の中心部が残留引張応力となり、その周りは残留圧縮応力となって釣り合っている。燃料噴射弁100が作動して閉弁するときには弁閉鎖体101が固定弁102に衝突し、溶接部105には圧縮応力が加わる。圧縮応力が溶接部105に加わると残留引張応力が緩和されることから、溶接部105の残留引張応力が少なくなり、溶接部105の破損応力に対する余裕度が向上する。よって燃料噴射弁100の耐久性を向上させることができる。
As shown in the figure, the residual stress of the welded portion is balanced by the residual tensile stress at the center of the welded portion and the residual compressive stress around the central portion. When the
一方、図7に示す比較例では、溶融池201及びキーホール202は、矢印A3で示すように中心軸線100aに沿う方向に拡がり易い。このため、深い溶融池201を形成するためには、レーザビーム200のパワーを大きくする必要があり、スパッタ等の発生も増加する。
On the other hand, in the comparative example shown in FIG. 7, the
また、スパッタ等は、矢印A4で示すように、中心軸線100aに沿う方向に大きな速度成分を有して飛散するため、中心軸線100aに沿う方向に飛散し易い。
Further, as shown by the arrow A4, the spatter or the like has a large velocity component in the direction along the
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, but includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations. Further, for a part of the configuration of the embodiment, it is possible to add / delete / replace another configuration.
100…燃料噴射弁、 101…弁体、 101b…弁閉鎖体、 101c…溶接前の弁閉鎖体101bの表面の形状、 101d…弁体101のロッド、 101e…ロッド101dの縮径部(円錐面)、 101f…溶接前の縮径部101eの形状、 101g…ロッド101dの先端側端部、 101h…溶接前のロッド101dの先端側端部101gの形状、 102…弁座部材、 105…ロッド101dと弁閉鎖体101bとを固定する溶接部、 105a…円錐面101eと弁閉鎖体101bの球状面とで形成される凹部、P1…弁閉鎖体101bと円錐面101eの母線S1との交点、 X…弁閉鎖体101bの中心。
100: fuel injection valve, 101: valve body, 101b: valve closing body, 101c: surface shape of the
Claims (8)
前記弁閉鎖体と溶接部を介して一体に構成されるロッドを備え、
前記ロッドの外周部は円筒形状から形成されており、ロッド先端にかけ外径が縮小していく縮径部を備えており、前記弁閉鎖体と前記ロッドの縮径部が凹み形状に溶接され、溶接部の形状が前記弁閉鎖体と前記ロッドとを滑らかに結ぶ形状であり、
前記ロッドの先端部に上流側に向かって凹む有底の凹み部が設けられ、前記溶接部は前記ロッドの前記外周部から前記凹み部まで溶融するように形成されることを特徴とする燃料噴射弁。 A valve closing body that contacts the seat member to seal the fuel,
A rod integrally formed with the valve closing body via a weld portion,
The outer peripheral portion of the rod is formed from a cylindrical shape, and has a reduced diameter portion whose outer diameter decreases toward the rod tip, and the reduced diameter portion of the valve closing body and the rod is welded to a concave shape, Ri shape der the shape of the weld smoothly connecting the said rod and said valve closure member,
Recessed portion having a bottom recessed toward the upstream side is provided at the distal end portion of the rod, the weld fuel injection, characterized in Rukoto formed so as to melt to the recessed portion from the outer peripheral portion of the rod valve.
前記縮径部は、前記ロッドの中心軸に対して左右対称となるように構成されており、前記ロッドの外周から内周側にかけ直線形状の傾斜部を有する燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1,
The fuel injection valve, wherein the reduced diameter portion is configured to be symmetrical with respect to a center axis of the rod, and has a linearly inclined portion from the outer periphery to the inner periphery of the rod.
前記溶接部は、前記ロッド中心軸に対して左右対称となっており、外周側にかけ広がるように傾斜形状を有し、かつ、前記溶接部の前記傾斜形状から前記弁閉鎖体の外周部に引いた接線と、前記縮径部の直線形状とが鋭角をなすように構成された燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1,
The welded portion is bilaterally symmetric with respect to the rod center axis, has an inclined shape so as to spread toward the outer peripheral side, and is drawn from the inclined shape of the welded portion to the outer peripheral portion of the valve closing body. A fuel injection valve configured such that the tangent line and the linear shape of the reduced diameter portion form an acute angle.
前記凹み部は、前記ロッド先端に向かうに連れて外側に広がる内周面を有することを特徴とする燃料噴射弁。The fuel injection valve, wherein the concave portion has an inner peripheral surface that spreads outward toward the rod tip.
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