JPH0685957B2 - インジェクタ用ボデー基体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はインジェクタに用いられるボデー（又はハウジ
ングとも称される。）の基体を製造する方法に関するも
のである。

［従来の技術］ インジェクタは、第４図に示されるように、ボデー41の
コアー取付用座面42を基準にしてコアー43を取付け、コ
アー43にはコイル44が巻かれ、コアー43内に設けたスリ
ーブ45とバルブアセンブリ46との間にバネ47を張設し、
ボデー41のストッパープレート取付用座面48にストッパ
ープレート49を当接し、バルブアセンブリ46のアマチヤ
ー50とコアー43との間に隙間51を設けてバルブアセンブ
リ46を作動させる。そして、コイル44に流れる電流によ
りコアー43を励磁してバルブアセンブリ46をバネ47に抗
して作動し、バルブアセンブリ46のフランジ52がストッ
パープレート49に当るまで吸引されてバルブアセンブリ
46が全開し、コイル44の通電時間によって燃料噴射を制
御する。

ここで重要なことは、ボデー41の前記座面42,48の精
度、とりわけ両座面42,48間の平行度である。即ち、両
座面42、48間の平行度の不良はバルブアセンブリ46とコ
アー43間に傾きを生じ、これが前記隙間51の不均一とな
ってバルブアセンブリ46の作動を不安定化する。

又、アマチヤー挿通用孔55の精度、とりわけバルブボデ
ー取付用孔との同心度、面粗度の精度の良否はバルブア
センブリのアマチヤー50の円滑な作動に影響し、上記座
面41、48の精度と共にインジェクタの性能を大きく左右
する。

そして、上記ボデー41は、従来では低炭素鋼材又は電磁
快削ステンレス系の棒状素材を冷間鍛造して得たワーク
の内、外径を自動施盤などの工作機で切削加工して製作
していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の従来技術においては、ボデー41は
切削加工によるため、製作に時間を要すると共に切削し
ろを要して材料費が嵩むだけでなく、相互に逆向きの座
面42、48間の平行度などの精度を出し難く、且つ螺旋状
の傷を生じて面粗度の精度向上を困難化している。そし
て、上記平行度などの精度不良は前述のように隙間51の
精度不良となってバルブアセンブリ46の作動不良を生
じ、螺旋状の傷はその一部の脱落によりインジェクタの
燃料噴射の不具合を生じ、面粗度の精度不良はＯリング
53、54の密着不良による燃料漏れの虞れを生じ、インジ
ェクタの性能に悪影響を及ぼすものであった。

また、冷間鍛造によりボデー41基体を製造しようとして
も、従来の冷間鍛造では、アマチヤー挿通用孔55に破断
面等の不具合を生じてアマチヤー50の円滑な作動に支障
を来したり、上記切削加工による場合と同様に座面42、
48間の平行度などに規定の精度が出し難く、このため、
冷間鍛造によるボデー41基体の製造は実施困難な状況に
あった。すなわち、本発明における工程にて製作された
中間ワークＷ（第１図ｊ）までの工程でアマチヤー挿通
用孔６の同軸度、面粗度等は従来より優れている。座面
42、48の平行度については残留応力が残り、歪発生によ
り傾き、精度確保ができていない。これを解決するため
ワークを焼鈍して残留応力を除去し、軟化させて充分な
精度の確保された金型により矯正を目的に圧縮成形する
ことで歪みを修正して座面42、48間の平行度など規定の
精度を確保した。

そこで、本発明は前記アマチヤー挿通用孔や座面を含む
内径部の精度及び面粗度の精度の向上したボデー基体を
容易に製作し、以て上記従来技術の問題点を解決しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ すなわち、第１の発明は、ワークを冷間鍛造して一端に
バルブボデー取付用孔を、他端にコアー等取付用孔を、
中底に小径なアマチヤー挿通用孔を有するインジェクタ
用ボデー基体を製造する方法において、前記アマチヤー
挿通用孔の形成に際しては該アマチヤー挿通用孔よりも
少し小径な孔を有するインサートを穿孔ポンチに対向し
て配設状態下にアマチヤー挿通用孔を穿孔ポンチにより
貫通直前まで穿孔し、次いで前記インサートを取脱状態
下に前記アマチヤー挿通用孔を打抜ポンチで貫通さすこ
とを特徴とするインジェクタ用ボデー基体の製造方法を
要旨とするものである。第２の発明は、この第１の発明
において、冷間鍛造に先立ちワークの両端面を削成によ
り端面加工することを付加したことを要旨とするもので
ある。これらの場合、インサートはバルブボデー取付用
孔又はコアー等取付用孔の何れの側に配設しても差支え
はない。又、第２の発明における削成は切削、研削のい
ずれでも差支えはない。

第３の発明は、ワークを冷間鍛造して一端にバルブボデ
ー取付用孔を、他端にコアー等取付用孔を、中央に小径
なアマチヤー挿通用孔を有するインジェクタ用ボデー基
体を製造する方法において、ワークを焼鈍してから該ワ
ークにショットブラストを行い、次いで該ワークを矯正
冷間鍛造することを特徴とするインジェクタ用ボデー基
体の製造方法を要旨とするものである。

［作 用］ 第１の発明にあっては、アマチヤー挿通用孔の形成時
に、穿孔ポンチにより押された材料殆どがインサートの
孔に前方押出されることとなって、穿孔ポンチの負荷が
軽減され、アマチヤー挿通用孔が破断を防止されつつ貫
通直前まで穿孔される。又、この前方押出によりワーク
の穿孔部分以外の形態に殆ど変化がなく、次の成形を容
易化し、又、この貫通直前までの穿孔によりアマチヤー
挿通用孔の底部が薄くなると共に硬度を増しているた
め、次工程での該底部の打ち抜きがバリの発生の防止下
に円滑に行われる。

第２の発明にあっては、更に、冷間鍛造に先立ちワーク
の両端を削成により端面加工することにより、ワークが
切断時の破断層を取除かれて前記アマチヤー挿通用孔な
どの内径部の面粗度の精度を向上させている。

第３の発明にあっては、矯正冷間鍛造に先立って焼鈍に
より残留応力を除かれたワークにショットブラストを行
うことにより、ワークの全表面が僅かな表面硬化と無数
の微細な凹部を生じることとなるため次工程の矯正冷間
鍛造において金型に対するワークの接触表面積が少なく
なり、該矯正冷間鍛造を無潤滑に近い状態で行うことが
できた。この無潤滑に近い状態での矯正冷間鍛造は金型
とワークとの間に潤滑油の厚い被膜が存在しないためワ
ークが金型に沿って精度よく成形されることとなる。

［実施例］ 次に本発明の実施例を第１図乃至第３図を参照して説明
する。

本例は素材として電磁ステンレス鋼又は低炭素鋼のコイ
ル材を用い、該コイル材を冷間鍛造用ヘッダーで所要長
に切断して棒状ワークＷとなし（第１図ａ）、該棒状ワ
ークＷを成形して鍛造用ワークＷを作る（第１図ｂ）。

次にこのワークの両端面１、２を研削するか又は切削す
る（第１図ｃ）。この削成により両端面１、２が切断時
の破断層を取除かれて面粗度の精度を向上し、後工程の
冷間鍛造における穿孔時の孔の面粗度の精度を向上さ
せ、破断層からする孔面の剥離現象を防止する。

次にこのワークＷは洗浄後、残留応力の除去と軟化を目
的に中間焼鈍を行い、ショット酸洗いを経て被膜加工を
してトランスファー冷間鍛造用プレスによる成形（第１
図ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ）を順次行う。この場
合、成形（第１図ｈ）までに一端にコアー等取付用孔
３、他端にバルブボデー取付用孔４を有するワークＷと
し、成形（第１図ｉ、ｊ）において、このワークＷの残
留応力の大きな加工硬化された中底５の中心にアマチヤ
ー挿通用孔６を押出し穿孔する。

この成形（第１図ｉ、ｊ）の工程を第３図により詳しく
説明すると、同図において、21、22は可動するポンチホ
ルダー、23は穿孔ポンチ、24、25はダイス、26は孔27を
有するインサートであって、穿孔ポンチ23に対向してダ
イス24に設けられ、孔27は穿孔ポンチ23よりも少し小
径、例えば直径比約０、８としてある。28、29はノック
アウトカラー、30は孔31を有する第２インサート、32は
打ち抜きポンチである。冷間鍛造においては一般的に窪
み７を設けるが、その理由は主に要求される製品のコー
ナーにＲ又はＣが指示されているのが一般的であり、本
願のボデーはR0.3になっているので最初の窪み７はR0.3
で深さ0.5程付けている。内径のＲ又はＣについては打
抜寸法より0.1〜0.3程度大きくしているのが一般的であ
る。

しかして、ワークＷは、ポンチホルダー21にてダイス24
に据込まれ、インサート26にワークＷの窪み７を有する
中底５が臨む（第3a）。この状態下に穿孔ポンチ23によ
りアマチヤー挿通用孔６を貫通直前まで穿孔する（第３
図ｂ）。この穿孔によりワークＷの穿孔ポンチ23に押さ
れたほとんどの材料８はインサート26の孔27内に押出さ
れてくる。この場合、インサート26の孔27が穿孔ポンチ
23の径よりも少し小さいため、穿孔しつつあるアマチヤ
ー挿通用孔６の破断を防ぎ、該アマチヤー挿通用孔６の
底９が極限に近く薄い状態まで穿孔される。又、この材
料８の前方押出により、穿孔ポンチ23に加わる圧力が穿
孔深さの増大により過大とならず、求心作用を生じて穿
孔ポンチ23の押出面33が大きくても穿孔ポンチ23、従っ
てアマチヤー挿通用孔６の偏心を防ぎ、穿孔ポンチ23の
損傷も生じ難い状態にある。

次に、アマチヤー挿通用孔６よりも少し大径な孔31を有
する第２インサート30にワークＷのバルブボデー取付用
孔４を挿嵌した状態下に打抜ポンチ32でアマチヤー挿通
用孔６の底９を打抜く（第３図ｃ）。この場合、該孔の
底９は前工程により硬度が上昇しているため、打抜き易
く、アマチヤー挿通用孔６の打抜部にはバリの発生が殆
ど見られない。

なお、このアマチヤー挿通用孔６の成形は、上記成形
（第１図ｉ、ｊ）に替えて、第２図ａ、ｂに示すよう
に、逆方向から行っても良い。即ち、ワークＷのコアー
等取付用孔３に上記同様の孔を有するインサートを配設
状態下にバルブボデー取付用孔４の側から上記同様の穿
孔ポンチでアマチヤー挿通用孔６を上記同様に貫通直前
まで穿孔し（第２図ａ）、次いでコアー等取付用孔３に
第２インサートを配設状態下にバルブボデー取付用孔４
の側から打抜きポンチでアマチヤー挿通用孔６を貫通す
る（第２図ｂ）。

上記の冷間鍛造においてワークＷはアマチヤー挿通用孔
６、コアー等取付用孔３、バルブボデー取付用孔４に大
きな残留応力を残すので、次にワークＷを洗浄後、残留
応力除去の焼鈍を行う。なお、本例ワークＷの場合、こ
の焼鈍温度は600〜800℃が適当である。

次に、この焼鈍されたワークＷはショットブラストを行
い、前面に僅かな表面硬化と無数の微細な凹部10を有す
る凹凸面を形成し、金型接触面積を少なくしたワークＷ
を得る（第１図Ｋ）。このショットブラスト処理の具体
例として、粒径約０、2mmの鋼球製ショット玉を用い、
該ショット玉を噴射速度約60m/s、噴射量120kg/分でワ
ークＷ約1600個、重量換算60kgに10分間吹付け、ショッ
トブラスト前に面粗度が外径面11で１、５〜３μｍ、内
径面12で０、７〜０、８μｍのワークＷにおいて、ショ
ットブラスト後に微細な凹部10深さが外径面11で約５〜
８μｍ、内径面12で約３〜４μｍの凹凸面のワークＷが
形成された。又、このショットブラスト処理において、
ワークＷの表面硬度が処理前に平均値で145HmVであった
ものが処理後には158HmVとなった。なお、上記ショット
玉は粒径が余り小さくなるとショットブラスト処理の作
業能率が低下し、大きくなりすぎるとワークＷの上記凹
部10の凹凸面の面粗度の精度が低下して許容値以内に納
まらなくなってしまう。

次に、冷間鍛造用プレスにより上記のワークＷを無潤滑
に近い極く僅かな潤滑油付着の下に矯正冷間鍛造を行
い、精度を十分に保証された金型に沿ったボデー基体Ｙ
を得る（第１図１）。この場合、ワークＷは矯正冷間鍛
造に先立って硬度を増すと共に前記凹凸面が形成され
て、金型との接触面積を少なくしているため、無潤滑に
近く極く僅かな潤滑油の付着の下においても金型にワー
クＷが熔着などの不具合を生ずることなく矯正冷間鍛造
が可能となり、潤滑油がワークＷと金型との間に被膜を
形成することによるワークＷの精度低下の弊害が解消さ
れた。

このようにして得られたボデー基体Ｙにあっては、アマ
チヤー挿通用孔６が貫通孔であるに拘らずバリの発生が
殆ど見られず、冷間鍛造による穿孔によっているため、
同心度等の製作精度を向上している。又、矯正冷間鍛造
を無潤滑に近い状態で行うことができたため、潤滑油が
ワークＷと矯正冷間鍛造の金型との間に被膜を形成する
ことを防止して、バルブボデー取付用孔４、コアー等取
付用孔３などの内径部の製作精度、並びに面粗度の精度
の良好な製品のボデー基体Ｙが得られた。

なお、このボデー基体Ｙは溝部56（第４図参照）等の外
径部の必要個所の切削加工を経てインジェクタ用ボデー
とする。

［発明の効果］ 上記のように、第１の発明においては、アマチヤー挿通
用孔が破断やバリの発生の防止に形成されるので、該ア
マチヤー挿通用孔の製作精度、面粗度の精度を向上で
き、第２の発明においては、更に、端面加工によりワー
クの切断時の破断層を取除かれているので、アマチヤー
挿通用孔などの内径部の面粗度の精度を向上させ、破断
層からする孔面の剥離現象を防止でき、第３の発明にお
いては、矯正冷間鍛造を無潤滑に近い状態で行うことが
でき、このため矯正冷間鍛造時の金型とワークとの間に
潤滑油の厚い被膜が存在しないため、上記金型に沿った
精度の良い製品のボデー基体が得られる。又、これら発
明においては切削加工と異なり冷間鍛造によりボデー基
体が能率良く得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｌは本発明の実施例の工程順に示したワーク
の側断面図、第２図ａ、ｂは同上例の一部工程の変形例
の工程順に示したワークの側断面図、第３図ａ〜ｃは同
上例の冷間鍛造工程の一部を工程順に示した縦断面図、
第４図はインジェクタの説明用縦断面図である。 １……端面、２……端面、３……コアー等取付用孔、４
……バルブボデー取付用孔、６……アマチヤー挿通用
孔、23……穿孔ポンチ、26……インサート、27……孔、
32……打抜きポンチ、Ｗ……ワーク、Ｙ……ボデー基体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークＷを冷間鍛造して一端にバルブボデ
   ー取付用孔４を、他端にコアー等取付用孔３を、中底５
   に小径なアマチヤー挿通用孔６を有するインジェクタ用
   ボデー基体を製造する方法において、前記アマチヤー挿
   通用孔６の形成に際しては該アマチヤー挿通用孔６より
   も少し小径な孔27を有するインサート26を穿孔ポンチ23
   に対向して配設状態下にアマチヤー挿通用孔６を穿孔ポ
   ンチ23により貫通直前まで穿孔し、次いで前記インサー
   ト26を取脱状態下に前記アマチヤー挿通用孔を打抜ポン
   チ32で貫通さすことを特徴とするインジェクタ用ボデー
   基体の製造方法。
2. 【請求項２】ワークＷを冷間鍛造して一端にバルブボデ
   ー取付用孔４を、他端にコアー等取付用孔３を、中底５
   に小径なアマチヤー挿通用孔６を有するインジェクタ用
   ボデー基体を製造する方法において、前記冷間鍛造に先
   立ち前記ワークの両端面１、２を削成により端面加工
   し、前記アマチヤー挿通用孔６の形成に際しては該アマ
   チヤー挿通用孔６よりも少し小径な孔27を有するインサ
   ート26を穿孔ポンチ23に対向して配設状態下にアマチヤ
   ー挿通用孔６を穿孔ポンチ23により貫通直前まで穿孔
   し、次いで前記インサート26を取脱状態下に前記アマチ
   ヤー挿通用孔６を打抜ポンチ32で貫通さすことを特徴と
   するインジェクタ用ボデー基体の製造方法。
3. 【請求項３】ワークＷを冷間鍛造して一端にバルブボデ
   ー取付用孔４を、他端にコアー等取付用孔３を、中底５
   に小径なアマチヤー挿通用孔６を有するインジェクタ用
   ボデー基体を製造する方法において、ワークＷを焼鈍し
   てから該ワークＷにショットブラストを行い、次いで該
   ワークＷを矯正令間鍛造することを特徴とするインジェ
   クタ用ボデー基体の製造方法。