JPH0914087A - 燃料噴射ノズルのノズル特性調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 調整時間を短縮することができ、低コストで
かつ簡易な設備にておこなうことができる燃料噴射ノズ
ルのノズル特性調整方法を提供する。 【構成】 駆動ユニット２４のモータの回転駆動により
ピストンポンプ１５から一定の吐出圧で砥粒を含む加工
用油を燃料噴射ノズル１内に供給し、同ノズル１の噴口
２をその流路断面積Ｓが拡大するように加工する。ピス
トンロッド２３の位置を検出する位置検出用センサ２８
からの検出信号に基づいて、コントローラ２５のＣＰＵ
２６は加工用油の流量Ｑを算出する。流量Ｑが予めメモ
リ２７に記憶された目標流量Ｑ_T となると、ＣＰＵ２６
はモータの回転駆動を停止し、ピストンポンプ１５から
燃料噴射ノズル１への加工用油の供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射ノズルのノズ
ル特性調整方法に係り、詳しくは燃料噴射ノズルの先端
に設けられた噴口における流路断面積が所定値となるよ
うに調整する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃料噴射ノズルの先端に設けられ
る燃料を噴霧するための噴口は、例えば以下に示す〜
の工程を繰り返しておこない、所定のノズル特性を有
するように調整されている。

【０００３】研削加工あるいはラップ加工等により噴
口の流路断面積を拡大するように加工をおこなう。 噴口の加工を停止し、燃料噴射ノズルを洗浄する。

【０００４】上記により噴口が所定の流路断面積と
なったか否かを測定する。 ところが、上記従来技術は、噴口の加工を途中で中断し
て洗浄及び測定をおこない、再び加工をおこなうもので
あるから、噴口が所定の流路断面積を有するように調整
するには非常に多くの工数が必要となっていた。

【０００５】そこで、実開昭６３−１５００７８号公報
に開示される技術が提案されている。この従来技術で
は、レーザ加工機により噴口の加工をおこなう一方で、
燃料噴射ノズル内に空気等の気体を流通させ、噴口から
流出する気体の流量を流量計により計測することにより
噴口の流路断面積を測定している。そして、前記流量計
の計測信号に基づいてレーザ加工機がフィードバック制
御され、噴口が所定の流路断面積を有するように加工さ
れている。したがって、この従来技術では噴口の加工
と、その噴口の流路断面積の測定が同時におこなわれ、
ノズル特性の調整時間を短縮することが可能となってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
加工機によって噴口の加工をおこなう前記従来技術では
加工コストが増大し、また、流量計の計測信号に基づい
てレーザ加工機を制御する制御装置が別途必要となる等
の理由から複雑な設備が必要となることが避けられなか
った。

【０００７】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたものであって、その目的とするところ
は、燃料噴射ノズルにおけるノズル特性の調整時間を短
縮できるとともに、低コストでかつ簡易な設備にておこ
なうことができる燃料噴射ノズルのノズル特性調整方法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
燃料噴射ノズルの先端部に設けられた噴口が所定の流路
断面積を有するように調整する燃料噴射ノズルのノズル
特性調整方法であって、燃料噴射ノズルの内部に砥粒を
含む加工液を加圧して供給し、前記噴口より加工液を排
出することにより噴口における流路断面積を拡大するよ
うに加工するとともに、加工中における前記加工液の圧
力及び流量が所定の条件を満たしたときに、噴口が所定
の流路断面積になったとして前記加工液の供給を停止す
る燃料噴射ノズルのノズル特性調整方法を上記問題点を
解決するための技術的手段とするものである。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明では、燃料噴射ノズルの内
部に砥粒を含む加工液が加圧して供給される。そして、
燃料噴射ノズル内に供給された加工液は同ノズルに設け
られた噴口から排出される。噴口において加工液の流路
断面積は減少しているため、同噴口内を通過する加工液
の流速は増加する。この結果、噴口は加工液中の砥粒に
よりその流路断面積が拡大するように加工される。

【００１０】そして、その加工中において加工液の圧力
及び流量が所定の条件を満たすと、噴口が所定の流路断
面積になったとして前記加工液の供給が停止される。例
えば、燃料噴射ノズル内に一定の圧力で加工液を供給し
た場合、その加工液の流量は噴口の流路断面積に応じて
変化するため、前記流量を計測することにより噴口の流
路断面積が測定される。したがって、加工液の流量が所
定の条件を満たしたときに加工液の供給を停止すること
により、噴口は所定の流路断面積を有するように調整さ
れる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を具体化した実施例について
図１及び図２を参照して説明する。

【００１２】図１は、燃料噴射ノズル１の先端に設けら
れた噴口２が所定の流路断面積Ｓ_Tを有するように同ノ
ズルのノズル特性を調整するシステム全体を示してい
る。燃料噴射ノズル１は全体が略円筒状をなし、その内
部には軸心方向に延び、燃料噴射用バルブ（図示しな
い）が挿通して配置される挿通穴３が形成されている。
同挿通穴３は燃料噴射ノズル１の基端側（図１の上端
側）にて開口されるとともに、先端側（図１の下端側）
は円錐形状となった同ノズルの先端部１ａにて閉塞され
ている。

【００１３】燃料噴射ノズル１の先端部１ａには、前記
挿通穴３に開口する噴口２が設けられており、同噴口２
における流路断面積Ｓは設計寸法である流路断面積Ｓ_T
より小さくなるように予め穿設されている。

【００１４】燃料噴射ノズル１の基端側の一部は、先端
側より拡径された拡径部４となっている。同拡径部４の
外周壁には周方向に延びる周溝５が形成されており、同
周溝５の内部にはＯリング６が嵌入されている。

【００１５】前記燃料噴射ノズル１はその外周が覆われ
るようにして治具７により固定されている。同治具７は
円筒状をなしており、軸心方向に延びる取付孔８を有し
ている。また、同取付孔８の下端周縁部には内方に延出
した係止段部９が形成されている。そして、治具７の取
付孔８内には燃料噴射ノズル１が挿入され、前記拡径部
４は前記係止段部９にて係止されるとともに、同ノズル
１の先端側は取付孔８の下端側開口８ａより外方に突出
されている。さらに、拡径部４の外周面と取付孔８の内
周面とは前記Ｏリング６によってシールされている。

【００１６】前記取付孔８内において、上端側の内周壁
には螺子部１０が形成され、同螺子部１０には固定部材
１１が螺着されている。そして、前記燃料噴射ノズル１
は、拡径部４が固定部材１１と係止段部９との間にて挟
持されることにより、治具７に対して取り付けられてい
る。

【００１７】固定部材１１の内部には軸心方向に延びる
通路孔１２が形成されており、同固定部材１１が治具７
に螺着されると、通路孔１２は燃料噴射ノズル１の挿通
穴３に連通された状態となる。また、通路孔１２の上端
側は、固定部材１１の上端部に形成された接続部１３の
上端面にて開口されている。

【００１８】前記接続部１３は、連結ホース１４により
ピストンポンプ１５のシリンダ１６に形成された開口部
１７に接続されている。また、シリンダ１６には給油孔
１８が設けられ、同給油孔１８は供給パイプ１９を介し
て油タンク２０に接続されている。そして、油タンク２
０に貯溜されている加工液としての加工用油は、供給パ
イプ１９を介してシリンダ１６内に供給されるようにな
っている。前記供給パイプ１９には逆止弁２１が設けら
れており、同逆止弁２１によりシリンダ１６内の加工用
油は油タンク２０側へ逆流しないようになっている。

【００１９】前記加工用油は、動粘度が２２〜４０ｍｍ
² ／ｓ程度の作動油又は潤滑油に粒径が約４〜８μｍ
（メッシュサイズ約１５００番）の砥粒が重量比３０：
４となるように含有されてなるものである。また、砥粒
の材質としてはアルミナあるいはシリコンカーバイドが
好適である。

【００２０】前記ピストンポンプ１５のピストン２２を
駆動するピストンロッド２３は駆動ユニット２４内に設
けられたラック（図示しない）に対して駆動連結されて
いる。駆動ユニット２４はモータ、ピニオン、及びラッ
ク（いずれも図示しない）等を備えており、モータが回
転すると、その回転駆動力はピニオン及びラックによっ
て、前記ピストンロッド２３の駆動力に変換されるよう
になっている。

【００２１】ピストンポンプ１５の作動を制御するコン
トローラ２５はＣＰＵ２６、及びメモリ２７を備えてお
り、前記モータの回転数はこのＣＰＵ２６により制御さ
れている。また、ピストンロッド２３には、同ロッド２
３の位置を測定するための位置検出用センサ２８（例え
ば、マグネットスケール等により構成される）が設けら
れており、同センサ２８はコントローラ２５のＣＰＵ２
６に接続されている。そして、同センサ２８からの検出
信号により、ＣＰＵ２６はピストンロッド２３の移動速
度を算出し、さらにその移動速度とピストン２２の受圧
面積からピストンポンプ１５から吐出される加工用油の
流量Ｑを算出するようになっている。また、前記シリン
ダ１６には、その内部の油圧を検出する圧力センサ２９
が取着されており、同圧力センサ２９は前記コントロー
ラ２５のＣＰＵ２６に接続されている。ＣＰＵ２６はこ
の圧力センサ２９からの検出信号に基づいて、ピストン
ポンプ１５から吐出される加工用油の吐出圧が一定とな
るようにモータの回転数を制御するようになっている。

【００２２】また、本実施例では、ピストンポンプ１５
から一定圧力で加工用油が燃料噴射ノズル１内に供給さ
れた際における加工用油の流量Ｑと、その流量Ｑが流れ
るときの噴口２の流路断面積Ｓとの関係が図２に示すよ
うに予め実験等により求められている。そして、前記流
路断面積Ｓが所望の設定値Ｓ_T となった場合における前
記流量Ｑが目標流量Ｑ_T としてコントローラ２５のメモ
リ２７に格納されている。その結果、前記ＣＰＵ２６
は、位置検出用センサ２８の検出信号に基づいて算出さ
れた加工用油の実測流量Ｑと、メモリ２７に記憶された
目標流量Ｑ_T とを比較することにより、前記流路断面積
Ｓが所定値Ｓ_T となったか否かを判定することが可能と
なっている。

【００２３】以上のように構成された本実施例の作用に
ついて説明する。まず、コントローラ２５に制御されて
モータが回転すると、その回転数に応じた速度でピスト
ンポンプ１５のピストンはピストンロッド２３により駆
動され、前記開口部１７側へ摺動する。その結果、シリ
ンダ１６内の加工用油は開口部１７から一定の圧力で吐
出され、連結ホース１４及び固定部材１１の通路孔１２
を介して燃料噴射ノズル１の挿通穴３内に導入される。

【００２４】燃料噴射ノズル１の挿通穴３内に導入され
た加工用油は前記噴口２から外部に排出される。この
際、噴口２は流路断面積Ｓが急激に絞られているため、
同噴口２を通過する加工用油の流速は増加する。その結
果、噴口２は加工用油に含まれる砥粒によりその流路断
面積Ｓが拡大するように加工される。

【００２５】加工用油により噴口２の流路断面積Ｓが拡
大するように加工されると、燃料噴射ノズル１内を通過
する加工用油の流量Ｑは増加するように変化する。この
際、ＣＰＵ２６はピストンロッド２３の位置を所定のサ
ンプリング間隔で検出し、その検出信号に基づいてその
時々の加工用油の流量Ｑを測定している。そして、ＣＰ
Ｕ２６は、噴口２における流路断面積Ｓが目標値となる
所定値Ｓ_T に達しておらず、実測流量Ｑが前記メモリ２
７に格納されている目標流量Ｑ_T より小さい場合には、
加工用油による噴口２の加工を引き続きおこなう。

【００２６】これに対して、ＣＰＵ２６は実測流量Ｑが
目標流量Ｑ_T に達した場合には、モータの回転を停止
し、燃料噴射ノズル１への加工用油の供給を停止する。
その結果、噴口２は所望の流路断面積Ｓ_T に加工され
る。

【００２７】以上説明したように本実施例では、燃料噴
射ノズル１の噴口２の加工と加工用油の流量Ｑの測定を
同時におこなうことにより、噴口２の加工を途中で中断
することなく噴口２の流路断面積Ｓが設定値Ｓ_T となる
ま加工することができる。したがって、燃料噴射ノズル
におけるノズル特性の調整時間を大幅に短縮することが
できる。

【００２８】加えて、本実施例では、燃料噴射ノズル内
に加工用油を加圧して供給することにより噴口２を所望
の流路断面積Ｓ_T となるように加工している。したがっ
て、例えば、レーザ加工等による噴口２の加工と比較し
て低コストでその加工をおこなうことができ、加工のた
めの設備も簡易なものでおこなうことができる。

【００２９】さらに、本実施例においては、加工用油に
含まれる砥粒の粒径を更に小さくし（例えば、メッシュ
サイズ約２０００番〜１５００番、粒径約１〜８μ
ｍ）、あるいは、その砥粒の重量比を減少させる（例え
ば、砥粒の重量比を３０：１とする）ことにより加工用
油の加工能力を低下させ、より精密な噴口２の調整をお
こなうことができる。また、シリンダ１６の内径を小さ
くすることにより、噴口２の加工開始から完了までの間
におけるピストンロッド２３の移動距離を長くし、前記
位置検出センサ２８における検出精度を高めることによ
り、加工用油の流量Ｑの測定精度を向上させることもで
きる。

【００３０】尚、本発明は上記実施例に限定されること
なく、以下のようにして実施することができる。 （１）上記実施例は、ピストンポンプ１５から吐出され
る加工用油の吐出圧が一定となるように制御されるもの
であったが、これを加工用油の流量が一定となるように
制御する。この際、流量を一定として制御した場合にお
ける加工用油の吐出圧Ｐと噴口２の流路断面積Ｓとの関
係を実験等により予め求めておき、流路断面積Ｓが所望
の設定値Ｓ_T となったときの加工用油の吐出圧Ｐをコン
ローラのメモリ２７に目標吐出圧Ｐ_T として記憶してお
く。そして、加工中には加工用油の吐出圧Ｐを圧力セン
サ２９により計測し、吐出圧Ｐが目標吐出圧Ｐ_T と等し
くなった際に加工用油の供給を停止する。このようにし
ても上記実施例と略同様の作用効果を得ることができ
る。

【００３１】（２）ピストンポンプ１５からの吐出圧Ｐ
を、加工初期段階では大きくし、加工用油の流量Ｑと目
標流量Ｑ_T との差が小さくなり仕上げ加工段階となった
ときには小さくなるように変更する。これによりノズル
特性の調整時間を更に短縮することができ、また、精密
な調整が可能となる。尚、この場合には、噴口２の流路
断面積Ｓと、加工用油の吐出圧Ｐ及び流量Ｑとの関係を
予め求めておき、その関係をコントローラ２５のメモリ
２７にマップとして格納しておく。そして、噴口２の加
工中において、ＣＰＵ２６は吐出圧Ｐと流量Ｑに基づい
て噴口２の流路断面積Ｓを算出し、その流路断面積Ｓが
所望の設定値Ｓ_T と等しくなったときに加工用油の供給
を停止するようにする。

【００３２】（３）上記実施例では、ピストンロッド２
３の位置変化により同ロッドの移動速度を算出し、それ
によって加工用油の流量Ｑを測定する構成としたが、例
えば、モータの回転数よりその流量Ｑを算出するように
してもよいし、連結ホース１４に流量計を設け、同流量
計により直接加工用油の流量Ｑを計測するようにしても
よい。また、上記実施例では加工用油の流量Ｑが目標流
量値Ｑ_T となったとき、コントローラ２５のＣＰＵ２６
によりモータの回転が停止され、加工用油の供給が停止
される構成としたが、例えば連結ホース１４に設けられ
た流量計が表示する加工中の流量Ｑを作業者が監視し、
所定の流量Ｑ_T となった際に手動で加工用油の供給を停
止するようにしてもよい。

【００３３】上記実施例から把握される技術的思想につ
いてその効果とともに記載する。 （ａ）請求項１記載の燃料噴射ノズルのノズル特性調整
方法において、燃料噴射ノズル内に一定圧力で加工液を
供給するとともに、同加工液の流量が所定流量となった
ときに噴口が所定の流路断面積となったとして加工液の
供給を停止すること。

【００３４】このような構成よれば、請求項１に記載し
た燃料噴射ノズルのノズル特性調整方法における作用効
果に加え、一定圧力の加工液で加工するため噴口を安定
して加工することができ、さらに、加工液の供給を停止
すべき時期の判断が容易なものとなる。

【００３５】（ｂ）燃料噴射ノズルの先端部に設けられ
た噴口が所定の流路断面積を有するように調整する燃料
噴射ノズルのノズル特性調整装置であって、前記燃料噴
射ノズルの内部に砥粒を含む加工液を加圧して供給して
供給する加圧手段と、前記燃料噴射ノズル内における加
工液の圧力及び流量を検出する検出手段と、該検出手段
により検出された加工液の圧力及び流量が所定の条件を
満たしたときに前記加圧手段における加工液の供給を停
止する停止手段とを備えた燃料噴射ノズルのノズル特性
調整装置。

【００３６】このような構成によれば、加圧手段により
燃料噴射ノズル内に供給された加工液は、噴口から排出
される際に噴口２の流路断面積を拡大するように加工す
る。そして、検出手段により検出された燃料噴射ノズル
内における加工液の圧力あるいは流量が所定の条件とな
った場合には、噴口が所定の流路断面積になったとし
て、停止手段により加工液の供給が停止される。したが
って、噴口の加工を途中で中断することなく噴口を流路
断面積となるように調整することができ、燃料噴射ノズ
ルにおけるノズル特性の調整時間を大幅に短縮すること
ができる。

【００３７】尚、上記実施例において、前記加圧手段は
ピストンポンプ１５、駆動ユニット２４及びコントロー
ラ２５により、前記検出手段は位置検出用センサ２８、
圧力センサ２９、及びコントローラ２５により構成され
ている。また、前記停止手段はコントローラ２５により
構成されている。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
噴口の加工を途中で中断する必要がないため、ノズル特
性の調整時間が大幅に短縮される。さらに、噴口の加工
は燃料噴射ノズル内に加工液を加圧して供給することに
よりなされるものであるから、例えばレーザ加工に比較
してノズル特性の調整を低コストで、かつ、簡易な設備
でおこなうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例における燃料噴射ノズルのノズル特性
を調整するためのシステム全体を示すシステム概略図。

【図２】加工用油の流量と噴口の流路断面積との関係を
示す図。

【符号の説明】

１…燃料噴射ノズル、２…噴口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射ノズルの先端部に設けられた噴
   口が所定の流路断面積を有するように調整する燃料噴射
   ノズルのノズル特性調整方法であって、 燃料噴射ノズルの内部に砥粒を含む加工液を加圧して供
   給し、前記噴口より加工液を排出することにより噴口に
   おける流路断面積を拡大するように加工するとともに、 加工中における前記加工液の圧力及び流量が所定の条件
   を満たしたときに、噴口が所定の流路断面積になったと
   して前記加工液の供給を停止する燃料噴射ノズルのノズ
   ル特性調整方法。