流量控制装置的制作方法

文档序号:15882765发布日期:2018-11-09 18:16阅读:152来源:国知局
流量控制装置的制作方法

本发明涉及流量控制装置。

背景技术

作为现有技术的一例,已公开了一种电磁式燃料喷射阀装置,其中,可动阀由原材料组成不同的电磁铁芯以及可动针部形成,在将该两部件焊接接合而成的上述可动阀中,对电磁铁芯端面部与可动针部进行对接焊接,在可动针部具有凸缘部,并且形成有熔融部,该熔融部由使该凸缘部以及电磁铁芯端面部的对接面局部地熔融凝固的焊接接头结构体构成,且焊接熔深大于上述对接面的长度(例如,参照专利文献1的图2)。

使可动针部与电磁铁芯至少一部分对接,向对接部照射yag激光,焊接比对接面长的距离,从而能够通过大量生产方式来提供耐久性优异的燃料喷射阀。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平11-193762号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

在专利文献1记载的实施方式的燃料喷射阀中,记载了焊接熔深大于对接焊接部的对接面长度的情况,但是没有记载与对接部的拐角部、角部的形状和熔融、再凝固后的金属的形状有关的研究。

按照近几年的废气规定,需要减少包含于废气中的粒状物质的量、数量,在使用汽油的燃料喷射阀中常用的最高燃料压力也有可能变大至35mp左右。在常用的最高燃料压力为35mpa的情况下,要求燃料喷射阀将燃料保持至例如55mpa。

于是,通过燃料压力而在焊接部产生比以往更大的应力,有可能降低对强度的余量度。

本发明的目的在于,降低能够确保可承受高燃料压力的焊接部强度的燃料喷射装置的制造成本,提供廉价的燃料喷射装置。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的,本发明的流量控制装置,具备第一部件和具有与上述第一部件的一面对置的对置面的第二部件,其特征在于,上述流量控制装置具备:在上述第一部件的上述一面与上述第二部件的上述对置面之间相互接触的抵接面;以及焊接部,其在上述第一部件和上述第二部件的上述抵接面,以沿着上述抵接面的方式形成,由上述焊接部、上述第一部件以及上述第二部件形成空隙,且上述焊接部的焊接方向前端部相对于抵接面的焊接方向前端部,位于焊接方向侧。

发明的效果

根据本发明,能够通过必要最小限度的焊接来确保可承受高燃料压力的焊接强度,提供廉价的燃料喷射装置。上述以外的问题、结构以及效果,通过以下的实施方式的说明而变得更加明确。

附图说明

图1a是根据本发明的实施方式的燃料喷射装置和燃料配管的局部剖视图。

图1b是根据本发明的实施方式的燃料喷射装置和燃料配管的另一个局部剖视图。

图2是表示燃料喷射阀内部的燃料压力与沿燃料喷射阀轴向施加的负载的关系的曲线图。

图3a是根据比较例的燃料喷射装置的整体剖视图。

图3b是根据比较例的燃料喷射装置的焊接部的放大剖视图。

图4a是根据本发明的实施例的燃料喷射装置的结构部件的剖视图。

图4b是根据本发明的实施例的燃料喷射装置的焊接部的放大剖视图。

图4c是根据本发明的实施例的燃料喷射装置的焊接部的放大剖视图。

图4d是根据比较例的燃料喷射装置的焊接部的放大剖视图。

图5a是根据本发明的实施例的燃料喷射装置的焊接部的放大剖视图。

图5b是根据本发明的实施例的燃料喷射装置的焊接部的放大剖视图。

图6a是根据比较例的燃料喷射装置的焊接部的放大剖视图。

图6b是根据比较例的燃料喷射装置的焊接部的放大剖视图。

具体实施方式

以下,使用附图对用于实施本发明的具体方式进行说明。

实施例

以下,使用附图,对本发明的流量控制装置的实施例,尤其对其结构以及作用效果进行说明。在本实施例中,作为流量控制装置的一例,对燃料喷射阀(燃料喷射装置)进行说明,但本发明不限于此。例如,在通过高压的燃料压力而在焊接部产生较大的应力、从而焊接部的强度有可能不足的高压燃料泵中,还能够适用于用焊接部接合的2个部件。此外,在附图中,为了便于理解功能,部件的大小和间隙的大小有时比实际比例夸张表示,而且有时省略了对说明功能不需要的部件。在各实施例中对相同的结构要素标注了相同的附图标记,并省略了重复的说明。

首先,使用图1a以及图1b,对本实施例的燃料喷射阀的结构概要进行说明。图1a、图1b是本实施例的燃料喷射阀的纵向剖视图。

内燃机具备燃料喷射控制装置(未图示),该燃料喷射控制装置进行将与运转状态对应的适当的燃料量转换为燃料喷射阀的喷射时间的运算,并驱动供给燃料的燃料喷射阀。

如图1a所示,在燃料喷射阀中,例如,可动部114包括圆筒状的可动体102和位于该可动体102的中心部的针阀114a(阀芯)而构成。在中心部具有引导燃料的燃料导入孔的固定铁芯107(定子)的端面与可动体102的端面之间设有间隙。在包括该间隙的磁通路中具备供给磁通的电磁线圈105(螺线管)。换言之,如图1a所示,固定铁芯107(定子)与可动体102对置而配置。

利用根据经过间隙的磁通而在可动体102的端面与固定铁芯107的端面之间产生的磁吸引力,将可动体102向固定铁芯107侧拉近而驱动可动体102,将针阀114a从阀座部39(阀座)拉开而打开设置于阀座部39的燃料通路。换言之,可动体102驱动针阀114a(阀芯)。

喷射的燃料量,主要由燃料的压力与燃料喷射阀的喷口部的大气压力的压差、以及维持打开针阀114a的状态且喷射燃料的时间来确定。

若停止对电磁线圈105的通电,则作用于可动体102的磁吸引力消失,通过由将针阀114a向关闭方向施力的弹性部件的力、和在针阀114a与固定铁芯107之间流动的燃料的流速产生的压力下降,针阀114a以及可动体102向关闭方向移动,针阀114a落座在阀座部39,从而关闭燃料通路。通过针阀114a与阀座部39的抵接而密封燃料,从而防止燃料在意外的时刻从燃料喷射阀漏出。

近几年,根据减少燃料消耗量的观点,尝试着与增压器组合而减少内燃机的排气量,使用热效率良好的运转区域,从而减少搭载车辆时的燃料消耗量。该尝试尤其与筒内直接喷射式的内燃机组合时更加有效,该筒内直接喷射式的内燃机能够期待基于燃料气化的吸入空气填充量的提高、以及耐敲击特性的提高。

另外,广泛的车型要求大幅度减少燃料消耗量,因此筒内直接喷射式的内燃机的需要正在增加,并且需要将回收再生能量之类的其他的有效地减少燃料消耗量的器件搭载在汽车。另外,根据降低总成本的观点,要求降低各种器件的成本,对筒内直接喷射用的燃料喷射阀的成本降低要求也同样提高。

另一方面,还要求进一步减少包含于内燃机的废气中的成分,尤其是根据减少粒状物质的量、数量的观点,将燃料的喷射压力从现有的20mpa增加至例如35mpa左右,从而尝试着减小所喷射的燃料的液滴粒径,并促进气化。

若增加燃料压力,则沿轴向施加的负载也以与燃料配管211、燃料喷射阀的燃料通路面积成正比的方式增加。因此,要做成承受高燃料压力的燃料喷射阀,则需要减小与燃料配管211的连接部的燃料通路直径来降低轴向的负载。

同样地在增加燃料压力的情况下,在相对于燃料喷射阀的外部而保持内部的燃料压力的部件上所产生的应力增加。若相对于由高燃料压力产生的应力而具有强度的余量,则需要增加厚度来确保刚性,或者使用强度大的材料。

然而,如上所述,若要降低沿轴向施加的负载,则需要减小与燃料配管211的连接部的燃料通路直径来降低轴向的负载,并且需要确保在燃料喷射阀内部容纳针阀114a、弹簧110、调整元件54的内径,因此难以增大厚度。若在高应力下也要维持针对强度的余量度,则有效的方法是选择屈服应力、抗拉强度大的材料。

燃料喷射阀的固定铁芯107构成电磁螺线管的一部分,因此使用磁特性优异的材料。磁特性优异的材料一般而言屈服应力、抗拉强度小,因此不适合用于如上所述厚度小且要求高刚性的与燃料配管211的连接部。因此,在对应高燃料压力的燃料喷射阀中,有时分割成固定铁芯107和适配器140这2个部件,适配器140使用屈服应力、抗拉强度比固定铁芯107大的材料,固定铁芯107使用磁特性优异的材料,沿径向压入2个部件,之后用403a整周焊接而固定。

从而,能够抑制成本上升来制作燃料喷射阀,该燃料喷射阀针对燃料压力的增加,能够减小与燃料配管211的燃料通路直径来降低轴向的负载,并且不会使固定铁芯107的磁特性恶化。

以同样的理由,有时分割成固定铁芯107和喷嘴支架23这2个部件,喷嘴支架23使用屈服应力、抗拉强度比固定铁芯107大的材料,固定铁芯107使用磁特性优异的材料,沿径向压入2个部件,之后用403b整周焊接而固定。

在图1a的上部,模式地表示了通过燃料压力沿燃料喷射阀的轴向施加的负载。燃料喷射阀与燃料配管211连接,利用o形圈212对燃料进行密封,因此燃料配管内部213和燃料喷射阀内部被高压的燃料充满。根据燃料配管内径来确定燃料配管截面积,将燃料配管截面积与燃料压力之积定义为燃料压力负载。

燃料配管211固定在未图示的发动机,因此燃料喷射阀向箭头214的方向受到燃料压力负载。燃料喷射阀例如以壳体103的锥形面215与未图示的发动机接触,因此经由构成燃料喷射阀的适配器140、固定铁芯107、喷孔杯支撑体101、壳体103而传递上述的燃料压力负载。

在图1b所示的燃料喷射阀中,经由板251悬挂在燃料配管211,并进行定位。

图2是计算出针对施加于燃料喷射阀内部的燃料压力的燃料喷射装置轴向的负载的曲线图。以往,最高燃料压力例如使用20mpa,通过此时的燃料压力而沿燃料喷射阀的轴向施加的负载例如是1800n。若将燃料压力设为35mpa,则燃料压力负载成为大致1.5倍的3200n。另外,在燃料压力为35mpa的系统中,考虑到安全的余量度,需要将结构强度保持至例如燃料压力55mpa,此时的轴向负载竟然达到大致7700n。如上所述,基于燃料压力的轴向负载传递到构成燃料喷射阀的部件,因此随着燃料压力的增加,在各部件产生的应力增加。在构成燃料喷射阀的部件的形状、材料、焊接形状保持现有状态而不变更的情况下,强度的余量度减少。另一方面,若使用强度大大材料、复杂的焊接方法,则导致成本增加。

无论在哪种情况下,在燃料喷射阀中沿径向压入2个部件,之后整周焊接而固定。施加于该焊接固定部的负载与燃料压力一起增加,因此需要以必要最小限度的焊接来确保可承受高燃料压力的焊接强度,并提供廉价的燃料喷射装置。

(详细结构)

接着,使用图1a至图6b,详细说明本发明的实施例的燃料喷射阀的结构。

首先,使用图1a对燃料喷射阀的动作进行说明。

喷孔杯支撑体101具备直径小的小径筒状部22和直径大的大径筒状部23。在小径筒状部22的前端部分的内部,插入或压入具备引导部115、燃料喷射孔117的喷孔杯116(燃料喷射孔形成部件),对喷孔杯116的前端面的外周的边缘部进行整周焊接。由此,喷孔杯116被固定在小径筒状部22。引导部115具有如下功能:在设置于构成可动部114的针阀114a的前端的阀芯前端部114b沿燃料喷射阀的轴向进行上下运动时,对外周进行引导。

喷孔杯116在引导部115的下游侧形成有圆锥状的阀座部39。通过设置于针阀114a的前端的阀芯前端部114b与该阀座部39抵接或者背离,切断燃料的流动或者引导至燃料喷射孔。在喷孔杯支撑体101的外周形成有槽,在该槽中嵌入有树脂材料制的以叶端密封件131为代表的燃烧气体的密封部件。

在固定铁芯107的内周下端部设有对构成可动体的针阀114a进行引导的针阀引导部113(针阀引导部件)。在针阀114a设有引导部127,未图示的引导部127形成局部设有倒角部的燃料通路。细长形状的针阀114a由针阀引导部113规定径向的位置,且以沿轴向笔直地进行往复运动的方式被引导。此外,开阀方向是朝向阀轴方向的上方的方向,闭阀方向是朝向阀轴方向的下方的方向。

在针阀114a的与设有阀芯前端部114b的端部相反的端部,设有具有阶梯部129的头部114c,该阶梯部129具有比针阀114a的直径大的外径。在阶梯部129的上端面设有对针阀114a向闭阀方向施力的弹簧110的落座面,与头部114c一起保持弹簧110。

可动部114具有可动体102,该可动体102在中央具备供针阀114a贯通的贯通孔128。在可动体102与针阀引导部113之间,保持有对可动体102向开阀方向施力的零弹簧112。

由于贯通孔128的直径小于头部114c的阶梯部129的直径,因此在将针阀114a朝向喷孔杯116的阀座推压的弹簧110的作用力或者重力的作用下,由零弹簧112保持的可动体102的上侧面与针阀114a的阶梯部129的下端面抵接,两者卡合。

由此,针对朝向抗拒零弹簧112的作用力或者重力的上方的可动体102移动,或者针对朝向沿着零弹簧112的作用力或者重力的下方的针阀114a的移动,两者协作移动。但是,在与零弹簧112的作用力或者重力无关而使针阀114a向上方移动的力、或者使可动体102向下方移动的力独立地作用于两者时,两者能够向不同的方向移动。

在喷孔杯支撑体101的大径筒状部23的内周部压入固定铁芯107,在压入接触位置进行焊接接合。通过该焊接接合,形成于喷孔杯支撑体101的大径筒状部23的内部与外部气体之间的间隙被封闭。固定铁芯107在中心设有直径的贯通孔107d并作为燃料导入通路。

换言之,通过适配器140(管)的下表面(下游侧的面)与固定铁芯107(定子)的上表面(上游侧的面)直接接触,从而通过压入来固定适配器140与固定铁芯107。

有时对固定铁芯107的下端面、可动体102的上端面以及碰撞端面实施镀敷来提高耐久性。在可动体102使用了比较软的软磁性不锈钢的情况下,也通过使用硬质镀铬或非电解镀镍,能够确保耐久可靠性。

在设置于针阀114a的头部114c的阶梯部129的上端面所形成的弹簧支撑面,抵接有初始负载设定用的弹簧110的下端,弹簧110的另一端被调整元件54支撑。由此,弹簧110被保持在头部114c与调整元件54之间。通过对调整元件54的固定位置进行调整,能够调整弹簧110将针阀114a向阀座部39推压的初始负载。

在喷孔杯支撑体101的大径筒状部23的外周固定有杯状的壳体103。在壳体103的底部的中央设有贯通孔,在贯通孔中插通有喷孔杯支撑体101的大径筒状部23。壳体103的外周壁的部分形成与喷孔杯支撑体101的大径筒状部23的外周面面对的外周磁轭部。

在由壳体103形成的筒状空间内,配置有以环状卷绕的电磁线圈105。电磁线圈105由具有朝向半径方向外侧开口的截面为u字形的槽的环状的线圈骨架104、以及卷绕在该槽中的铜线形成。在电磁线圈105的卷绕起始端部、卷绕结束端部固定有具备刚性的导体109,并且从设置于固定铁芯107的贯通孔引出。

该导体109和固定铁芯107、喷孔杯支撑体101的大径筒状部23的外周,从壳体103的上端开口部内周注入绝缘树脂而进行模制成型,用树脂成型体121覆盖。如此,在电磁线圈(104、105)的周围形成环形的磁通路。

在形成于导体109的前端部的连接器43a连接有从高压电源、电池电源供电的插头,利用未图示的控制器控制通电、非通电。在对电磁线圈105通电的过程中,利用经过磁回路140m的磁通而在磁吸引间隙中在可动部114的可动体102与固定铁芯107之间产生磁吸引力,可动体102被超过弹簧110的设定负载的力吸引而向上方移动。

此时可动体102与针阀的头部114c卡合,与针阀114a一起向上方移动,并且移动至可动体102的上端面与固定铁芯107的下端面碰撞为止。其结果,针阀114a的前端的阀芯前端部114b从阀座部39分离,燃料经过燃料通路,从位于喷孔杯116前端的燃料喷射孔117向内燃机的燃焼室内喷出。

在针阀114a的前端的阀芯前端部114b从阀座部39分离,并向上方被提升的期间,细长形状的针阀114a由针阀引导部113和喷孔杯116的引导部115这两个部位以沿阀轴方向笔直地返回移动的方式被引导。

若切断对电磁线圈105的通电,则磁通消失,磁吸引间隙中的磁吸引力也消失。在该状态下,向相反方向推压针阀114a的头部114c的初始负载设定用的弹簧110的弹力克服零弹簧112的力而作用于整个可动部114(可动体102、针阀114a)。其结果,可动体102通过弹簧110的弹力而推回到阀芯前端部114b与阀座部39接触的闭阀位置。

在针阀114a的前端的阀芯前端部114b与阀座部39接触而处于闭阀位置的期间,细长形状的针阀114a仅由针阀引导部113进行引导,不与喷孔杯116的引导部115接触。

此时,头部114c的阶梯部129与可动体102的上表面抵接,使可动体102克服零弹簧112的力而向针阀引导部113侧移动。若阀芯前端部114b与阀座部39碰撞,则由于可动体102与针阀114a是分体结构,因此通过惯性力向针阀引导部113方向继续移动。此时,在针阀114a的外周与可动体102的内周之间产生基于流体的摩擦,从阀座部39再次向开阀方向弹回的针阀114a的能量被吸收。

由于惯性质量大的可动体102从针阀114a分开,因此弹回能量自身也减小。另外,吸收了针阀114a的弹回能量的可动体102的自身的惯性力相应地减小,对零弹簧112进行压缩后受到的斥力也减小,因此难以发生通过可动体102自身的弹回现象而针阀114a再次向开阀方向移动的现象。如此,针阀114a的弹回被抑制到最小限度,能够抑制在对电磁线圈105的通电切断之后阀打开而燃料不作为地喷射的所谓二次喷射现象。

图3a表示比较例的燃料喷射阀的剖视图。固定铁芯407在压入喷嘴支架23之后,通过搭接焊进行接合。图3b是图3记载的燃料喷射阀的搭接焊部分的近旁460的放大图。通过燃料压力,喷嘴支架23向外径方向、燃料喷射阀轴向下方受到负载305,但由于固定铁芯407沿轴向固定,因此主要作用于搭接焊部301的负载通过燃料压力使喷嘴支架23朝向燃料喷射阀轴向下方。

在将固定铁芯407与喷嘴支架23的搭接焊中的边界面设为302时,在边界面302产生剪切负载。通过剪切负载而在边界面302的上端303产生高应力。这是因为,即使增大搭接焊中的边界面302的长度,若对喷嘴支架23施加燃料喷射阀轴向下方的负载,则在上端303集中应力。

在燃料压力为20mpa的情况下,如图2所示轴向负载较小,因此在边界面302的上端303产生的应力较小,能够确保足够的强度。

另一方面,在燃料压力比以往大、例如使用35mpa时,如图2所示轴向负载增加。由此,搭接焊由于负载方向与母材边界平行,因此通过剪切力在母材和焊接边界部产生的应力也变大,有可能无法确保足够的强度。

图4a是仅表示本发明的实施例的构成燃料喷射阀的适配器140和固定铁芯107的剖视图。适配器140由于o形圈安装部250的厚度小,因此选择强度优先的材料。由于是以强度优先而选择的材料,因此能够承受由燃料压力35mpa产生的应力。固定铁芯107构成磁回路,因此没有薄壁部。由此,固定铁芯107选择磁性优异的材料。由于厚度大,因此即使选择强度小的材料,也能承受由燃料压力35mpa产生的应力。

换言之,固定铁芯107(定子)的饱和磁通密度大于适配器140(管)的饱和磁通密度,适配器140由与固定铁芯107分体的部件构成,且通过压入而直接固定在固定铁芯107。由此,例如,能够确保固定铁芯107的磁特性,并且降低适配器140的制造成本。

在此,固定铁芯107(定子)的抗拉强度,小于通过压入而直接固定在固定铁芯107的适配器140(管)的抗拉强度。由此,例如,能够确保适配器140的强度,并且即使固定铁芯107的形状变得复杂,也能容易进行其加工。

对接部由部件a和部件b构成,需要保持充满于燃料喷射阀内部601的高压燃料。燃料喷射阀的适配器140的安装部401与固定铁芯107的安装部402沿径向接触并压入,为了对燃料进行密封,在对接焊接部403进行整周对接焊接。在焊接前适配器140的安装部401和固定铁芯107的安装部402部压入固定,因此能够抑制在焊接时产生的变形所引起的适配器140的倒塌。

换言之,固定铁芯107(定子)在上游侧具有安装部402(定子侧安装部),并且适配器140(管)在下游侧具有安装部401(管侧安装部)。安装部402以及安装部401在径向上直接接触而压入。由此,安装部402以及安装部401能够容易制造,并且能够利用安装部402以及安装部401进行压入固定。

另外,安装部401(管侧安装部)的下游侧前端部401a与安装部402(定子侧安装部)的上表面(上游侧的面)接触,在该接触部进行对接焊接。详细而言,安装部401(管侧安装部)位于比安装部402(定子侧安装部)更靠外周侧的位置,安装部401的下游侧前端部401a沿轴向与固定铁芯107接触,在该接触部进行对接焊接。

由此,能够进行安装部402以及安装部401的对接焊接,能够廉价且牢固地制造和固定双方。用于适配器140的材料比固定铁芯107强度大,因此配置在应力高的外周侧合乎道理。另外,强度大的材料能够容易做薄,也容易进行焊接。

在此,固定铁芯107(定子)在比安装部402(定子侧安装部)更靠下游侧的位置形成有向外周侧突出的突出部107a(凸缘部),突出部107a和固定铁芯107由一体部件形成。另外,固定铁芯107通过冷锻而形成。由此,即使具有突出部107a,也能减少材料的浪费而廉价地制造。

此外,假设由于是更硬的部件而无法采用冷锻的部件用于固定铁芯107,则包括突出部107a(凸缘部)的结构需要通过机械加工进行切削。该方法部件的浪费大,成本的缺点大。另外,还考虑将突出部107a作为分体结构进行焊接,但该方法导致很难进行定位,并且通过焊接而增加生产成本。

顺便提一下,利用突出部107a(凸缘部),在突出部107a和与其对置的壳体103的端部(上端)之间形成良好的磁路,能切实地构成磁回路140m(参照图1a)。

在如图1b所示燃料喷射阀经由板251与燃料配管211连接的情况下,由于燃料喷射阀内部的燃料压力所引起的燃料压力负载,固定铁芯107相对于适配器140向下游侧被拉拽。

图4b表示对燃料喷射阀的适配器140与固定铁芯107进行了对接焊接的情况下的对接焊接部的放大剖视图。通过焊接而熔融的金属再次凝固的形状用403表示。适配器140与固定铁芯107的对接面609相对于主要的负载方向510成直角。由此,在对接面609大致均等地受到负载510,因此所产生的最大应力与图3b的搭接焊相比而减小。

即,本实施例的燃料喷射阀具备:适配器140的安装部401(第一部件)、以及具有与该第一部件的一面(下游面)对置的对置面(上游面)的固定铁芯107的安装部402(第二部件)。另外,在第一部件的一面(下游面)与上述第二部件的对置面(上游面)之间形成相互接触的抵接面,在该抵接面,以沿着抵接面的方式形成对接焊接部403。而且,由对接焊接部403、第一部件和第二部件形成空隙,且对接焊接部403的焊接方向前端部相对于抵接面的焊接方向前端部,以位于焊接方向侧(在图4b中为右方向侧)的方式形成。

此外,在空隙的上侧,形成适配器140的安装部401(第一部件)和固定铁芯107的安装部402(第二部件)在径向上压入的压入部。即,适配器140的安装部401(第一部件)和固定铁芯107的安装部402(第二部件)利用该压入部和上述的对接焊接部403而牢固地固定。而且,此时的焊接部根据图3b所示的方法,通过应力集中,固定强度有可能不足,但是根据图4b的方法,能够提高固定强度。

由此,对接焊接部403焊接成具有还能承受其燃料压力负载的强度。对接焊接与在以往的燃料喷射阀中实施的搭接焊相比,接头效率高,并且针对相同的熔深量而强度提高。

图4c进一步放大表示对接部和焊接引起的熔融、再凝固的形状。在2个部件的对接中,以对接面609贴紧的方式将部件b的拐角侧如图所示挖掘,或者虽然未图示但在部件a的角部施加倒角等而形成间隙605。在焊接对接部的情况下,为了将上述的间隙605用熔融金属全部填埋,以606所示的形状实施激光焊接。用熔融金属全部填埋是因为,在对2个部件施加了图中箭头方向的负载的情况下,根据间隙部的形状而应力变大,有可能使焊接部的强度降低。即,在对接焊接中也有可能由向抵接间隙露出的焊接部形状引起应力集中。

对此,如图4c的对接焊接部606、607、608那样,焊接方向前端部相对于在适配器140的安装部401(第一部件)与固定铁芯107的安装部402(第二部件)之间在径向上压入的压入部,以位于更靠焊接方向侧(在图4c中为右方向侧)的位置的方式形成。而且,焊接部606、607、608以将焊接前形成于第一部件401与第二部件402之间的间隙全部填埋的方式形成。由此,根据间隙部的形状而应力变大,能够抑制使焊接部的强度降低的可能性。

此外,焊接的熔深610在制造工序中,相对于所需的目标具有偏差,即使以606的熔深形状作为目标进行焊接,实际上也成为比它小的熔深形状611,在焊接后有可能残留间隙。因此,想要将图4c的间隙605全部用熔融金属填埋,则以焊接形状607作为目标,即使产生偏差而熔深变小,也能做成熔深形状606。

另一方面,燃料喷射阀要求同轴精度,因此希望焊接时的线能量尽量小。在图4c所示的焊接形状的情况下,即使在以607的熔深形状作为目标的情况下也考虑上述的偏差的产生,考虑将熔深设为较大的608。但是,在如此熔化部件b的厚度612的2/3以上的情况下,焊接时的变形量大,燃料喷射阀的同轴精度有可能恶化。

图4d是为了抑制同轴的恶化而将对接焊接的熔深设为614的情况下的焊接部形状。在设为抵接长度以下的熔深的情况下,很明显针对负载方向600,焊接部形状的端部615引起应力集中。因此在对接焊接中,相对于对接长度而缩短焊接熔深形状的情况下,针对由高燃料压力产生的负载,有可能无法确保足够的刚性、强度。

图5a是本发明的燃料喷射装置的实施例的构成燃料边界的部件及其焊接形状。高压燃料与大气的边界由部件a、b这2个部件以上构成,在设有阶梯部的部件的小径侧外径和另一个部件的内径侧进行嵌合和压入,在抵接面接触而进行定位。部件a对应于图4的焊接方向前端部的适配器140的安装部401(第一部件),部件b对应于固定铁芯107的安装部402(第二部件)。从接近于与第一部件a和第二部件b之间的抵接面平行的方向进行对接焊接,从而形成对接焊接部509。

在内径侧进行嵌合或者压入的第一部件a中,抵接面的内径侧角部设有沿着与抵接面正交的方向较长的倒角501。另外,以焊接结合长度503大于第一部件a与第二部件b的抵接长度502的方式形成对接焊接部509。即,对接焊接部509的焊接方向前端部相对于由第一部件a、第二部件b以及对接焊接部509形成的空隙的焊接方向前端部,位于焊接方向侧(图5a的右侧方向)。

另外,对接焊接部509的焊接熔深505设为压入深度504以上。压入深度是指对接焊接部509的压入方向上的长度。焊接熔深中心506位于比抵接面507更靠外径侧嵌合、压入的部件侧。即,对接焊接部509的与焊接方向(图5a的右侧方向)正交的方向(图5a的上下方向)上的中心部506位于比抵接面507更靠抵接方向侧(图5a的下侧方向)的位置。

对接焊接部509表示通过焊接而熔融、再凝固的形状。在作为熔融、再凝固后的金属的对接焊接部509与第一部件a相交的位置、即对接焊接部509之中通过焊接与第一部件a固定的部分的焊接结合长度503的端部,由熔融、再凝固后的对接焊接部509之形成空隙的部分所引出的切线和第一部件a中与对接焊接部509形成空隙的面501所引出的切线形成的夹角设为508。此外,如上所述在本实施例中,第一部件a中由与接焊接部509形成空隙的面501通过倒角而形成。

另外,第一部件a和第二部件b在与对置面(抵接面507)大致正交的侧面上通过压入而固定,相对于固定第二部件b和第一部件a的压入面(压入部),在压入方向侧(图5a的下方向侧)形成空隙。上述倒角部501如图5a所示,在第一部件a的压入方向端部,向随着朝向压入方向(图5a的下方向)而与压入面(压入部)分离的方向形成。另外,倒角部501以压入方向上的长度大于与压入方向正交的方向(图5a的左右方向)上的长度的方式形成。而且,该空隙优选以抵接方向(图5a的下方向侧)上的长度大于与抵接方向正交的方向(图5a的左右方向)上的长度的方式形成。

与图4d所示的比较例相比,相对于负载方向510的焊接部形状的端部的夹角508较大,因此应力集中引起的应力的增加减少,能够确保焊接部的强度。此外,该角508优选为180度左右,如果是45度以上,则在燃料喷射阀中能够确保所需的固定强度。

使用图5b对倒角部501和熔融、再凝固后的对接焊接部509的形状的详细内容进行说明。如上所述,在焊接结合长度503的长度相等的情况下,对接焊接部509与倒角部501的夹角508越大越能缓解应力的集中。由于激光焊接的特性,对接焊接部509的上面部512与抵接面507的夹角513最大也是平行的程度。因此,若要尽量增大对接焊接部509的上面部512与倒角501的夹角508,优选第一部件a的倒角501的夹角511较小。但是若过小,则无法确保部件a与部件b的压入距离,因此例如设为30度左右(20度≤角511≤40度)。

如上所述,根据本实施例的燃料喷射装置,高压燃料与大气的边界由2个部件以上构成,在设有阶梯部的部件的小径侧外径和另一个部件的内径侧进行嵌合、压入,在抵接面接触而进行定位。包括从接近于与该抵接面平行的方向进行对接焊接的部位。另外,在内径侧嵌合、压入的第一部件a,抵接面的内径侧角部具有沿着与抵接面正交的方向较长的倒角。另外,焊接熔深设为在内径侧嵌合、压入的第一部件a的压入部的厚度以上,焊接的压入方向上的中心位于在比抵接面更靠外径侧嵌合、压入的第二部件b侧。

使用图6a、图6b,对于本实施例在各种情况下能够确保可承受高燃料压力的强度的情况,使用反例进行说明。图6a表示焊接中心位置相对于目标向图中的第一部件a侧偏离的情况。在作为焊接后的熔融、再凝固金属的对接焊接部509和第二部件b的拐角部残留极小的间隙702。该间隙形状相对于由燃料压力引起的轴向负载600,焊接部形状的端部的夹角701较小,因此应力集中而提高应力,使焊接部的强度降低。根据以上情况,焊接熔深中心506需要位于在比抵接面507更靠外径侧嵌合、压入的部件侧。

图6b表示熔深505比压入深度504浅的情况。在这种焊接形状的情况下,熔融、再凝固后的金属509的一部分704局部膨胀,有可能向与第一部件a、第二部件b之间的间隙705露出。该间隙形状相对于由燃料压力引起的轴向负载600,焊接部形状的端部的夹角703较小,因此应力集中而提高应力,使焊接部的强度降低。根据以上情况,焊接熔深505需要设为比压入深度504深。

焊接中心位置相对于目标向第二部件b侧偏离的情况如图5所示。相对于负载方向600,焊接部形状的端部的夹角508较大,因此由应力集中引起的应力的增加减少,能够以最小限度确保焊接部的强度。

另外,如果是图5所示的本发明的实施例的焊接形状,则对于第一部件a、第二部件b不要求复杂的形状,具有部件的制造成本不上升的优点。另外,不需要在激光焊接过程中变更熔深中心506位置、角度,因此具有焊接设备的成本不上升的优点。而且,由于在激光焊接过程中不变更熔深中心506位置、角度,因此不会增加焊接所需的时间,能够抑制焊接设备的成本上升。

以上根据图5所示的本发明的实施例,能够实现对接焊接结构,该对接焊接结构能够使对接焊接部的熔深量最小,且能够减少焊接所需时间和设备费用,并且抑制针对负载产生过度的应力集中的情况。

此外,本发明并不限于上述的实施例,包括各种变形例。例如,上述的实施例是为了清楚地说明本发明而进行的详细说明,并不限定必须具备所说明的所有的结构。另外,能够将某一实施例的一部分结构替换成其他实施例的结构,而且,也可以在某一实施例的结构中追加其他实施例的结构。另外,对于各实施例的一部分结构,能够进行其他结构的追加、删除、替换。

附图标记说明

22…喷孔杯支撑体的小径筒状部

23…喷孔杯支撑体的大径筒状部

39…阀座部(座部件的座部)

43a…连接器

101…喷孔杯支撑体

102…可动体

103…壳体

104…线圈骨架

105…电磁线圈(螺线管)

107、407…固定铁芯(定子)

107d…定子贯通孔(燃料通路)

109…导体

110…弹簧

112…零弹簧

113…针阀引导部(肩部)

114…可动部

114a…针阀

114b…阀芯前端部

114c…针阀的头部(弹簧导向用突起)

115…引导部

116…喷孔杯

117…燃料喷射孔

121…树脂成型体

126…燃料通路

127…引导部

128…贯通孔

136…间隙

140…适配器(管)

201…阀芯前端的被引导部

202…喷孔杯的引导部

203…阀芯前端的阀芯座部

215…壳体的锥形面

251…板

301…搭接焊部

302…搭接焊中的边界面

303…边界面302的上端

304…边界面302的下端

305、510…负载方向

401…适配器140的安装部

402…固定铁芯107的安装部

403…对接焊接部

501…倒角

502…抵接长度

503…焊接结合长度

504…压入深度

505…焊接熔深

506…焊接熔深中心

507…抵接面

508、701、703…夹角

509…熔融、再凝固金属(对接焊接部)

601…燃料喷射阀内部

605、702、705…间隙

606、607、608、611、613…焊接形状

609…对接面

610、614…熔深

612…部件b的厚度

615…焊接部形状的端部

704…熔融、再凝固后的金属的一部分

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