(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔に向かって径が縮小する内壁を有する噴射ノズルにおいて、噴射ノズル先端を液体に浸漬する工程と、毛細管現象により浸漬度に対する前記液体の前記噴射ノズル内部浸入度を重量変化の測定から検出する工程と、該検出値から液面上昇位置を求め前記噴出ノズルの加工不良箇所を判断する工程とを有することを特徴とする噴射ノズルの噴孔加工検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、噴射ノズルの噴孔加工検査方法に関し、特に細孔の加工時に発生する内壁の加工不良箇所を非破壊検査によって判断する加工検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関等の燃料噴射ノズル（以下、インジェクタノズルと呼称する）では、バルブの開閉によって、確実に燃料を遮断または適量の流量を流さなければならない。その障害としては、ノズル内壁に加工による加工不良および燃料中の添加物、水分等の異物の存在によるデポジットと称する堆積物がある。この内、デポジットの堆積に対しては、撥液膜（ＦＡＳ）等によって対策が取られている。一方、加工不良に対しては、インジェクタ構成部品が高精度に製作されている状況下にあるとは言え、これが存在すると燃料流の障害となり内燃機関では問題となってくる。この分野の公知技術として、例えば特開昭５４−６９６１５号公報には、噴射ノズルの噴孔加工検査方法として、噴射ノズルから液体を噴出させて、その流量により加工の良否を判別する方法が開示されている。しかし、この方法においても何処の部分に加工不良が存在するかを判断することは出来ないという問題がある。
【０００３】
従来、細孔内壁を有する部品の細孔内の検出には、現在の高精度検出方法として、マイクロフォーカス透過Ｘ線等によって行われていた。上記従来の方法は、専用の装置が必要なこと、また位置決めに時間がかかる。また、ノズル半割内壁は凹面であるため検出精度の面でかなり問題となっていた。そこで、簡便かつ迅速な非破壊評価方法が求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、噴孔内部やガイド部分に存在する機械加工のドリル加工等による加工不良箇所の検出方法を検討して、精密な噴射制御を支障なく行うために微細突起等の存在を判別するための噴射ノズルの噴孔加工検査方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記検出精度の向上に毛細管現象を利用することを検討し、ノズル先端部を液体に浸漬し、液体の上昇が前記加工不良箇所によって支障を受けることによる液面の高さの差異に基づいて判別する噴射ノズルの噴孔加工検査方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、前記加工不良箇所の位置と浸漬深さによる液面上昇変化を検出することによって、各々の不良箇所の位置を特定できる噴射ノズルの噴孔加工検査方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、噴射ノズル先端を液体に浸漬する工程と、毛細管現象により浸漬度に対する前記液体の前記噴射ノズル内部浸入度を重量変化の測定から検出する工程と、前記検出値から液面上昇位置を求め前記噴出ノズルの加工不良箇所を判断する工程とを有することを特徴とする噴射ノズルの噴孔加工検査方法によって達成される。
すなわち、本発明はインジェクタノズルの噴孔内部やガイド部分に加工不良による円環状の突起等が存在すると、精密な噴射制御を場合に支障が生ずる。この突起は微細であり、外部からは確認し難い場合が多いため、従来では透過Ｘ線等で測定していたものを、非破壊により簡便かつ迅速に加工不良の有無を判定することが出来る。例えば、加工ばりが存在する時には液体の浸入が滞るため、液体の浸入過程を観察することにより、その加工ばりがある箇所を特定することが出来る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、次の知見によって達成したものである。インジェクタノズルの先端部分を液体にノズル長さの途中まで浸漬した時の重量変化挙動を測定したところ、健全な部材でノズル内壁に全く加工不良箇所がない場合には液体の障害はなく、毛細管現象により液体は噴孔から内部に浸入し一定の高さに到達する。
この時、図２に示すように噴孔部或いはガイド部分に加工不良が存在すると、液体の浸入がその部分によって阻止される。図２で符号１はインジェクタノズル、符号２はガイド、符号３は噴孔を示し、符号６は不良箇所で円環状突起等を示している。この突起が存在すると液体の上昇に障害となってこれ以上上昇することなく止まってしまう。なお、今回のインジェクタノズルにはＦＡＳ処理が内壁全面に施されているが、本発明では液体にエチルアルコールまたは有機溶剤等を使用することによって、ＦＡＳが存在しても毛細管現象による液面の上昇が生じるようにしている。
【０００７】
一方、良好な加工状態のものでは液体がガイドを通って奥部にまで浸入することになり、前記加工不良の有無によって液体の浸入量に差異が生ずることになる。この状態を図解して図１（ａ）〜（ｄ）に示す。ここで、図１（ａ）では、加工不良が無い良品サンプルの状態を示し液体５の液面４はガイド２よりかなり上部まで上昇している。図１（ｂ）では、噴孔部に不良が存在するサンプルでの液面４は噴孔部に止まっている。図１（ｃ）では、ガイド下部に不良が存在するサンプルで液面４はガイド下部で止まっている。さらに、図１（ｄ）では、ガイド上部に不良が存在するため液面４はガイド上部で止まっていることがわかる。以上のことから、液体の浸入量をインジェクタノズルの重量変化等によって測定することによって、加工不良箇所が存在すると、液体の浸入が阻止されるため不良箇所と液体の浸入量の間に相関ができ、これによって加工不良の有無が判別できることになる。
【０００８】
以上の知見による本発明を実施するための装置の一例を図３に示す。この図で重量計８に一体的に載置されたノズルスタンド７にサンプルであるインジェクタノズル１をセットする。そのノズルスタンド７に近接してインジェクタノズル１を浸漬するための液体５を入れた容器を下方に設け、この容器は上下駆動装置９によって上下動自在で重量計からは離間して設けられる。この装置においては、好ましくはインジェクタノズル１を液体５に浸漬させ、重量変化を測定し不良部の検出までを完全に自動化が可能である。
なお、本発明の加工不良とは、インジェクタ等の孔あけ加工として、ドリルまたはリーマ等の機械加工であり、その直径はインジェクタ自体が内径約０．４〜０．５ｍｍであり、加工不良箇所の突起状のもので、前記内径の１／１０程度のものを意味する。
以下、本発明について実施例によってさらに詳述する。
【０００９】
【実施例】
実施例１
本実施例では、内壁にＦＡＳ処理膜を形成したインジェクタノズルを使用して、前記図３の装置によって先端部を、エチルアルコールに１ｍｍの深さに浸漬して、インジェクタノズルの浸漬前後の重量変化を測定した。液面の上昇した後の液面状態およびインジェクタノズルの重量変化の測定結果を、前記図１（ａ）〜（ｄ）および図４に、良品および不良箇所を有するものをそれぞれ対応させて示す。
【００１０】
これらの図で不良箇所のない良品（図１（ａ））では、図４に示されるインジェクタノズルの重量変化は、良品として実際に使用できる判定ライン（点線）以上の範囲にあり合格品とされるが、その他の加工不良箇所が存在する（図１（ｂ）〜（ｄ））ものでは、図４に示されるように判定ライン以下の不合格範囲にあることがわかる。このことから、液面の上昇によるインジェクタノズルの重量変化を測定することにより、不良箇所が存在することによって液面の上昇が阻止され液面が低位になるため、良品における重量変化として決定される合格判定ラインを判断基準として良否の判断が可能となることがわかる。
以上のことから、インジェクタノズルの浸漬前後の重量変化を測定することによって、不良の有無および不良箇所（インジェクタノズルの最下部に存在する）を判断することが可能となる。
【００１１】
実施例２
本実施例では、内壁にＦＡＳ処理膜を形成したインジェクタノズルを使用して、実施例１の噴孔部に不良箇所があるサンブルで、かつその不良箇所が複数あるサンプルを使用したものである。本実施例においても、実施例１と同様に前記図３の装置によって先端部を、エチルアルコールに１ｍｍの深さに浸漬し、かつ浸漬深さを増すことによって、インジェクタノズルの浸漬深さと重量変化の関係を調査した。その結果を図５に示す。
図５において、ガイド部に不良箇所はなく噴孔部のみに不良箇所のあるものでは、△印で示されるように、浸漬Ｌ＝１ｍｍでの噴孔部の不良箇所による上昇が停止した液面から、Ｌ＝３ｍｍに浸漬深さを増大した場合に、重量変化は判定ラインより上部範囲まで再び上昇する。
また、噴孔部とガイド上部にのみ不良箇所があるものについては、○印で示される様に、浸漬Ｌ＝１ｍｍでの停止していた液面から、Ｌ＝３ｍｍに変化した場合に、重量変化はガイド上部のみ不良の位置まで上昇して停止する。このことから、ガイド上部のみ不良の位置を特定することができる。
【００１２】
次に、噴孔部とガイド下部および上部に不良箇所があるものについては、●印で示される様に、浸漬Ｌ＝１ｍｍの時噴孔部不良箇所で停止していた液体が、Ｌ＝３ｍｍに増すとガイドまで上昇し、ガイド下部不良箇所で停止する。さらに、Ｌ＝５ｍｍにすると、ガイド上部不良箇所で停止するため、重量変化量が増すのである。
この様にして、複数の不良箇所が存在する場合においても、下方にある不良部から順次液面を停止させていくので、重量変化として液面の停止位置を検出することによって、不良箇所の位置を判断することが可能となる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、インジェクタノズル等の加工不良箇所を非破壊検査として、液体の毛細管現象を利用して、液体の浸漬による液面の上昇が不良箇所によって停止する位置を判断することによって、検出することを可能とする。
また、本発明ては、検査設備が簡素かつコンパクトであるため、設備コストが小さく、また場所をとらない。さらに、検査工程が簡単なため、熟練を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインジェクタノズルの検査方法を示す図で、（ａ）不良部のない良品、（ｂ）噴孔部不良サンプル、（ｃ）ガイド下部不良サンプル、（ｄ）ガイド上部不良サンプルでの液面状況を示す図である。
【図２】本発明の対象とするインジェクタノズルの環状不良箇所を示す図である。
【図３】本発明に係る液体への浸漬による重量変化の測定装置の概要を示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係る液体へのノズル浸漬深さ１ｍｍの時の重量変化を示す図である。
【図５】本発明の実施例２に係る液体へのノズル浸漬深さと重量変化の関係を示す図である。
【符号の説明】
１…インジェクタノズル
２…ガイド
３…噴孔
４…液面
５…液体
６…不良箇所
７…ノズルスタンド
８…重量計
９…上下駆動台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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