(57)【要約】【課題】インジェクタの燃料噴射孔などの極小孔から噴射される気体の分裂長さや噴霧角などの噴霧形状を評価することのできる、極小孔加工装置及び極小孔評価方法について提案する。【解決手段】極小孔加工装置１０に、被加工物に極小孔Ｈを形成するために加工用レーザ光を照射する加工用光照射装置１１と、前記被加工物の内部に測定用ガスを供給する流体供給装置１２と、前記被加工物に穿設された極小孔Ｈから噴出する測定用ガスを可視化し撮像する気流可視化装置１３と、撮像された測定用ガスの可視化像を画像として取り込み、該測定用ガスの噴霧形状を特定する画像処理手段と、特定された噴霧形状に基づいて、被加工物に穿設された極小孔の加工状況を評価する加工状況評価手段と備えた。【選択図】図２
2007113431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に極小孔を形成するために加工用レーザ光を照射する極小孔加工手段と、
前記被加工物の内部に測定用ガスを供給する流体供給手段と、
前記被加工物の内部から、該被加工物に穿設された極小孔を通じて噴出する、前記測定用ガスを可視化し撮像する気流可視化手段とを、
備えることを特徴とする極小孔加工装置。
【請求項２】
前記気流可視化手段は、
測定用光を発生する光源と、
前記極小孔より噴出する測定用ガスに前記光源により発生した測定用光を平行光として照射する第一のレンズと、
前記第一のレンズから前記測定用ガスに平行光として照射された測定用光を集束する第二のレンズと、
前記第二のレンズにより集束された測定用光により結像した前記測定用ガスを可視化像として投影するスクリーンと、
前記スクリーンに投影された前記測定用ガスの可視化像を撮像するカメラとを、
具備することを特徴とする、
請求項１に記載の極小孔加工装置。
【請求項３】
前記極小孔加工装置は、
撮像された測定用ガスの可視化像を画像データとして取り込み、該測定用ガスの噴霧形状を特定する画像処理手段と、
特定された噴霧形状に基づいて、被加工物に穿設された極小孔の加工状況を評価する加工状況評価手段とを、さらに備えることを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の極小孔加工装置。
【請求項４】
前記加工状況評価手段は、
前記噴霧形状より、極小孔より噴出して直進する測定用ガスが分裂するまでの分裂長さ、および極小孔より噴出した測定用ガスの前記分裂長さにおける拡がり角度である噴霧角のうち、いずれか一方又は両方の値を求め、
前記分裂長さ又は噴霧角の、いずれか一方又は両方の値と、予め設定されたこれらの値の基準値とを比較することにより、極小孔の加工状況を評価することを特徴とする、
請求項３に記載の極小孔加工装置。
【請求項５】
被加工物に加工用レーザ光を照射して穿設した極小孔より測定用ガスを噴出させ、該極小孔から噴出する測定用ガスに光を照射して、該測定用ガスを可視化像としてスクリーンに投影し、該可視化像をカメラにて撮像する可視化過程と、
撮像した測定用ガスの可視化像に基づいて、極小孔の開口状況を評価する評価過程とを、
備えることを特徴とする極小孔評価方法。
【請求項６】
前記評価過程は、
前記測定用ガスの可視化像の形状より、極小孔より噴出して直進する測定用ガスが分裂するまでの分裂長さ、および極小孔より噴出した測定用ガスの前記分裂長さにおける拡がり角度である噴霧角のうち、いずれか一方又は両方の値を求め、
前記分裂長さおよび噴霧角の、いずれか一方又は両方の値と、予め設定されたこれらの値の基準値とを比較することにより、極小孔の加工状況を評価することを特徴とする、
請求項５に記載の極小孔評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃料噴射装置に具備されるインジェクタの燃料噴射孔などの、極小孔の加工装置及び極小孔の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などのエンジンには燃料噴射装置が備えられ、燃料室内部の状況に応じて吸入空気と燃料との混合比が微細に制御されている。従って、吸入空気に向けて燃料を噴射するインジェクタには、要求される量の燃料を極めて正確に噴射する性能が求められる。
特許文献１では、インジェクタへの燃料噴射孔の加工方法として、インジェクタ内部に流体を導入するとともに該流体の流量を計測しながら、加工用レーザによりインジェクタの先端部に極小孔を穿設する技術が公開されている。この方法では、計測された流体の流量により、インジェクタに穿設された噴射孔の径（面積）を知ることができるので、噴射孔より噴出される燃料の量が保証されたインジェクタを製造することができる。
【特許文献１】特開２００３−３２６３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のようなインジェクタの燃料噴射孔の加工方法を採用することによって、該燃料噴射孔からの燃料の噴出量を加工段階で正確に制御することが可能となった。しかし、図６に示すように、燃料噴射孔から噴出される燃料の分裂長さＬ（孔から噴出した燃料が直進して分裂するまでの距離）や噴霧角θ（孔から噴出した燃料の拡がり角度）などを含めた噴霧形状を知ることはできなかった。
インジェクタの燃料噴射孔から噴出される燃料が吸入空気と良好に混合するためには、噴射（噴霧）された燃料が偏りなく燃料室内部に均一に拡散することが望ましい。従って、インジェクタの燃料噴射孔から噴出される燃料の量に加え、分裂長さＬや噴霧角θなどの噴霧形状も、インジェクタの燃料噴射孔加工時に制御できることが望まれる。
【０００４】
そこで本発明では、インジェクタの燃料噴射孔などの極小孔から噴射される流体（気体）の分裂長さＬや噴霧角θなどの噴霧形状を評価することのできる、極小孔加工装置及び極小孔評価方法について提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、被加工物に極小孔を形成するために加工用レーザ光を照射する極小孔加工手段と、前記被加工物の内部に測定用ガスを供給する流体供給手段と、前記被加工物の内部から、該被加工物に穿設された極小孔を通じて噴出する、前記測定用ガスを可視化し撮像する気流可視化手段とを、備える極小孔加工装置である。
【０００７】
請求項２においては、前記気流可視化手段は、測定用光を発生する光源と、前記極小孔より噴出する測定用ガスを被写体とし、該被写体に前記光源により発生した測定用光を平行光として照射する第一のレンズと、前記第一のレンズから前記被写体に平行光として照射された測定用光を集束する第二のレンズと、前記第二のレンズにより集束された測定用光により結像した前記被写体を可視化像として投影するスクリーンと、前記スクリーンに投影された前記被写体の可視化像を撮像するカメラとを、具備するものである。
【０００８】
請求項３においては、前記極小孔加工装置は、撮像された測定用ガスの可視化像を画像データとして取り込み、該測定用ガスの噴霧形状を特定する画像処理手段と、特定された噴霧形状に基づいて、被加工物に穿設された極小孔の加工状況を評価する加工状況評価手段とを、さらに備えるものである。
【０００９】
請求項４においては、前記加工状況評価手段は、前記噴霧形状より、極小孔より噴出して直進する測定用ガスが分裂するまでの分裂長さ、および極小孔より噴出した測定用ガスの前記分裂長さにおける拡がり角度である噴霧角のうち、いずれか一方又は両方の値を求め、前記分裂長さ又は噴霧角の、いずれか一方又は両方の値と、予め設定されたこれらの値の基準値とを比較することにより、極小孔の加工状況を評価するものである。
【００１０】
請求項５においては、被加工物に加工用レーザ光を照射して穿設した極小孔より測定用ガスを噴出させ、該極小孔から噴出する測定用ガスに光を照射して、該測定用ガスを可視化像としてスクリーンに投影し、該可視化像をカメラにて撮像する可視化過程と、撮像した測定用ガスの可視化像に基づいて、極小孔の開口状況を評価する評価過程とを、備えるものである。
【００１１】
請求項６においては、前記評価過程は、前記測定用ガスの可視化像の形状より、極小孔より噴出して直進する測定用ガスが分裂するまでの分裂長さ、および極小孔より噴出した測定用ガスの前記分裂長さにおける拡がり角度である噴霧角のうち、いずれか一方又は両方の値を求め、前記分裂長さおよび噴霧角の、いずれか一方又は両方の値と、予め設定されたこれらの値の基準値とを比較することにより、極小孔の加工状況を評価するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、穿設された極小孔から噴出する流体の噴霧形状を可視化して、評価することができる。極小孔から噴出する流体の噴霧形状を、穿設加工後だけでなく、加工段階において評価し、該極小孔から噴出する流体の噴霧形状を調製することができる。
【００１４】
請求項２においては、気流可視化手段では、光が被写体を通過するときに、密度の差に応じて平行光に乱れが生じて、それが不均一な像として、スクリーンに投影され、該スクリーンに投影された像が、カメラにて撮像され、被加工物に加工された極小孔から噴出した測定用ガスを可視化することができる。
【００１５】
請求項３においては、極小孔から噴出する流体の噴霧形状を、加工段階において評価し、極小孔の孔形状を調整していくことができるので、極小孔から噴出する流体の噴霧形状を確実に調製することができる。
【００１６】
請求項４においては、噴霧形状のうち分裂長さや噴霧角を評価対象とし、これらの値を調製・制御することで、極小孔から噴出する流体を所望の噴霧形状のものとすることができる。
【００１７】
請求項５においては、穿設加工後や加工段階において、穿設された極小孔から噴出する流体の噴霧形状を可視化して、評価することができる。この評価に基づいて、該極小孔の孔形状を調整しながら穿設加工することができるので、極小孔から噴出する流体の噴霧形状を確実に調製することができる。
【００１８】
請求項６においては、分裂長さや噴霧角を評価し、これを調製することで、極小孔から噴出する流体を所望の噴霧形状のものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の極小孔評価方法を説明する図、図２は本発明の実施例に係る極小孔加工装置の構成を示す図、図３は極小孔加工装置の制御ブロック図である。図４は極小孔加工装置における極小孔穿設加工時の制御の流れ図である。
図５は極小孔が穿設される様子を説明する図、図６は極小孔より噴出された流体の噴霧形状を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明に係る極小孔評価方法では、インジェクタ９の燃料噴射孔など、被加工物に極小孔Ｈを穿設する加工において、該極小孔Ｈから噴出する流体の噴霧形状をスクリーン４４に投影して可視化し、これをカメラ４６にて撮像して、この可視化像に基づいて極小孔Ｈの加工状況を評価することを特徴とするものである。
これによって、極小孔Ｈから噴出する流体の噴霧形状を、加工後や加工段階において評価することができる。特に、加工段階において流体の噴霧形状を評価しながら、極小孔の孔形状を調整していくことができるので、極小孔から噴出する流体の噴霧形状を確実に調製することができる。
【００２１】
図２に示すように、本発明の実施例に係る極小孔加工装置１０は、インジェクタ９に燃料噴射孔としての極小孔Ｈを穿設加工するための装置であって、主に、加工用光照射装置１１と、流体供給装置１２と、気流可視化装置１３とで構成される。
但し、本発明の極小孔加工装置及び極小孔評価方法を適用させる極小孔は、インジェクタの燃料噴射孔に限定されるものではなく、極小孔より噴出する流体の噴霧形状を調製することが必要な極小孔であれば、広く適用させることができる。
【００２２】
前記加工用光照射装置１１は、インジェクタ９の先端部に加工用レーザ光を照射して燃料噴射孔としての極小孔Ｈを形成する、極小孔加工手段である。
前記流体供給装置１２は、前記インジェクタ９の内部空間に測定用ガスとしての測定用ガスを供給する、ガス供給手段である。
前記気流可視化装置１３は、前記加工用レーザ光の照射方向と異なる方向から前記インジェクタ９の先端部に測定用光を照射することにより、該インジェクタ９に形成された極小孔Ｈから噴出する測定用ガスを可視化して撮像する、気流可視化手段である。
上記各装置について、以下に詳細に説明する。
【００２３】
前記加工用光照射装置１１は、被加工物であるインジェクタ９を保持する治具２１と、該治具２１にて保持されているインジェクタ９に燃料噴射孔としての極小孔Ｈを穿設する加工用レーザ光を発振する加工用レーザ発振器２２と、該加工用レーザ発振器２２から発振された加工用レーザ光を屈折させるミラー２３と、該ミラー２３で反射した加工用レーザ光を極小孔を加工するために適した状態まで集束する集光レンズ２４とで構成される。
前記集光レンズ２４は、レンズ駆動装置２４ａによって位置可変に支持され、該レンズ駆動装置２４ａにより集光レンズ２４の位置が変更されることによって、加工用レーザ光の焦点位置の調整が行われる。
なお、前記ミラー２３は、加工用光照射装置１１のレイアウトをコンパクトにするためのものであって、省略することもできる。
【００２４】
前記流体供給装置１２は、前記加工用光照射装置１１に備えられた治具２１に保持されたインジェクタ９の内部空間へ測定用ガスを圧送するポンプ３１と、該ポンプ３１と治具２１とを接続する導管３２と、該導管３２に設けられて測定用ガスの供給を制御するバルブ３３と、同じく導管３２に設けられて測定用ガスのインジェクタ９の内部空間への供給量を検出する流量センサ３４とで構成される。前記バルブ３３は、バルブ駆動装置３３ａにて開閉駆動される。
【００２５】
前記流量センサ３４は、その検出精度を向上させるために、導管３２において極めてインジェクタ９に近い位置に配置することが好ましい。流量センサ３４にて、インジェクタ９の内部空間への測定用ガスの供給量が検出されることによって、該インジェクタ９に形成される極小孔Ｈから噴出する測定用ガスの流量、すなわち、噴出量を知ることができる。
【００２６】
なお、前記測定用ガスとして、例えば、酸素を混入した気体を採用して、加工用レーザ光によるインジェクタ９の加工を促進するアシストガスとしての機能を備えることもできる。さらに、前記測定用ガスとして、窒素ガス等の加工用レーザ光やインジェクタ９と反応し難い気体を採用することもできる。
【００２７】
この測定用ガスは、前記流量センサ３４にてインジェクタ９に形成された極小孔Ｈの流体の噴出量を検出するための被検出体となる。また、この測定用ガスは、極小孔Ｈより噴射された流体の分裂長さＬや噴霧角θなどの噴霧形状を知るために該流体を可視化するための被写体となる。
なお、図６に示すように、前記分裂長さＬは、極小孔Ｈより噴射された流体が、該極小孔Ｈから直線的に進む距離であり、前記噴霧角θは、極小孔Ｈより噴射された流体が直線的に進む間の拡がり角度（前記分裂長さＬにおける拡がり角度）である。噴霧形状のうち分裂長さＬや噴霧角θを評価対象とし、これらの値を調製・制御することで、極小孔Ｈから噴出する流体を所望の噴霧形状のものとすることができる。
【００２８】
前記気流可視化装置１３は、点光源４１（例えば、レーザ発振器など）と、該点光源４１から発された光を平行光束とする第一コリメータレンズ４２と、該第一コリメータレンズ４２と被写体（インジェクタ９の極小孔Ｈから噴射した測定用ガス）を介して反対側に配置され、平行光束を集束させる第二コリメータレンズ４３と、該第二コリメータレンズ４３にて集束した光束が投影されるスクリーン４４と、該スクリーン４４への投影像を撮像するカメラ４６とで、構成される。
【００２９】
つまり、気流可視化装置１３は、点光源４１から発された光を第一コリメータレンズ４２で拡げて平行光束とした状態で被写体を通過させ、この平行光束を、再度第二コリメータレンズ４３にて集束させて、スクリーン４４に像を投影して可視化し、これをカメラ４６にて撮像する装置である。上記平行光束が被写体を通過するときに、密度の差に応じて平行光に乱れが生じて、それが不均一な像として、スクリーン４４に投影され、該スクリーン４４に投影された像が、カメラ４６にて撮像されることとなる。
この気流可視化装置１３により、インジェクタ９に加工された極小孔Ｈから噴出した測定用ガスを可視化することができる。
【００３０】
なお、上記構成の気流可視化装置１３は、いわゆる、シャドウグラフ撮影法を採用するものであるが、前記第二コリメータレンズ４３とスクリーン４４との間に、光束をカットするナイフエッジ４５を配設して、いわゆる、シュリーレン撮影法を採用する装置として気流可視化装置１３を構成することもできる。シュリーレン撮影法を採用する場合には、シャドウグラフ撮影法を採用する場合と比較して、より、微小な流体（気体）の密度ムラを敏感に可視化することができるので好ましい。
【００３１】
そして、図３に示すように、上記加工用光照射装置１１、流体供給装置１２及び気流可視化装置１３で成る極小孔加工装置１０では、前記加工用光照射装置１１の制御部１１ａと、流体供給装置１２のバルブ駆動装置３３ａ及び流量センサ３４と、気流可視化装置１３のカメラ４６とが、マイクロコンピュータから成る制御装置１４に電気的に接続されている。
なお、前記加工用光照射装置１１の制御部１１ａは、加工用レーザ発振器２２と、レンズ駆動装置２４ａとに電気的に接続され、加工用レーザ発振器２２及び集光レンズ２４は制御部１１ａにより制御される。
【００３２】
前記制御装置１４は、加工用光制御手段として機能する。
前記加工用光制御手段は、加工用光照射装置１１の制御部１１ａに、被加工物としてのインジェクタ９に燃料噴射孔としての極小孔Ｈを穿設する加工プログラムを実行させる制御信号を送信するものである。加工プログラムは、加工用レーザ発振器２２に加工用レーザ光を発振させたり、集光レンズ２４の位置角度を変更するようにレンズ駆動装置２４ａを駆動したりして、インジェクタ９に極小孔Ｈを穿設する。
【００３３】
前記制御装置１４は、バルブ制御手段として機能する。
前記バルブ制御手段は、前記流体供給装置１２を構成する導管３２に配置したバルブ３３を開閉して、測定用ガスをインジェクタ９の内部空間へ供給又は停止させるように、バルブ駆動装置３３ａに制御信号を送信するものである。
【００３４】
前記制御装置１４は、流量算出手段として機能する。
前記流量算出手段は、流体供給装置１２に具備される流量センサ３４からの検出信号を受けて、形成された極小孔Ｈを通過する測定用ガスの流量を算出するものである。
【００３５】
前記制御装置１４は、流量判定手段として機能する。
前記流量判定手段は、予め設定された目標流量と、前記流量算出手段にて算出された流量とを比較し、形成された極小孔Ｈを通過する測定用ガスの流量が、目標流量に到達したか否かを判定するものである。
【００３６】
さらに、前記制御装置１４は、前記制御装置１４は、画像処理手段及び加工状況評価手段として機能する。
前記画像処理手段は、気流可視化装置１３のカメラ４６からの撮像信号を受けて、これを画像データとして取り込み、極小孔Ｈより噴出された測定用ガスの輪郭形状（噴霧形状）を確定し、分裂長さＬや噴霧角θなどの所定の値を算出するものである。
前記加工状況評価手段は、予め設定された分裂長さＬや噴霧角θなどの基準値と、前記画像処理により得られた分裂長さＬや噴霧角θなどの値とを比較することにより、噴霧形状を定める分裂長さＬや噴霧角θが、目標値に到達したか否かによって、或いは、所定の値の範囲内にあるかによって、極小孔Ｈの加工状況を評価するものである。
【００３７】
前記加工用光照射装置１１の制御部１１ａには、インジェクタ９に極小孔を穿設加工するための加工プログラムが格納されている。
前記加工プログラムは、以下に示す第一メインプログラム５１、第一サブプログラム５２、第二メインプログラム５３、第二サブプログラム５４である。制御装置１４はこれらの加工プログラムを加工用光照射装置１１に実行させて、極小孔の穿設加工を行う。
【００３８】
第一メインプログラム５１は、孔径Ｄの極小孔を通過する測定用ガスの流量Ｕとし、極小孔を通過する測定用ガスの流量が目標流量Ｕである極小孔をインジェクタ９に穿設するプログラムである。
なお、極小孔を通過する測定用ガスの目標流量Ｕa（Ｕ＝Ｕa）に相当する孔径Ｄaを孔径Ｄの目標値とした場合（Ｄ＝Ｄa）、第一メインプログラム５１では、該孔径Ｄaよりも小さい孔径Ｄa0が孔径Ｄとして初期設定される（Ｄ＝Ｄa0、Ｄa0＜Ｄa）。
【００３９】
また、前記第一サブプログラム５２は、上記第一メインプログラム５１実行ののち、加工中の極小孔を通過する測定用ガスの流量が目標流量Ｕに到達していないと、制御装置１４にて判断された場合に作動するプログラムである。
当該第一サブプログラム５２は、第一メインプログラム５１に設定されている孔径Ｄの設定値（Ｄ＝Ｄa0）に、所定の補正値Δｄaを加えて、新たな孔径Ｄの設定値（Ｄ＝Ｄa0＋Δｄa）とし、第一メインプログラム５１を再度実行させる。
【００４０】
前記第二メインプログラム５３は、上記第一メインプログラム５１を終えて、最小孔径が孔径Ｄである極小孔が穿設されたのち作動するプログラムであって、極小孔から噴出する流体の形状（噴霧形状）を所望の形状とするために、極小孔の孔の形状を調製するためのプログラムである。
第二メインプログラム５３では、図５（ｄ）に示すように、極小孔を通過する流体の入口側の孔径が入口側孔径Ｄinであって、流体の出口側の孔径が出口側孔径Ｄoutとなるように、該極小孔の孔の形状を調製するために、加工用光照射装置１１を操作する。加工用光照射装置１１では、集光レンズ２４の位置や角度が変化するようにレンズ駆動装置２４ａを動作させ、加工用レーザ光の入射角度や焦点の調節が行われる。
なお、入口側孔径Ｄinと出口側孔径Ｄoutとの差が大きいほど、極小孔Ｈから噴射する燃料の直射到達距離が大きくなる。
【００４１】
本実施例では、出口側孔径Ｄoutの目標値を孔径Ｄaとし、入口側孔径Ｄinの目標値を該出口側孔径Ｄoutよりも大きい孔径Ｄbと設定するものとする。従って、第二メインプログラム５３の加工では、極小孔の出口側孔径Ｄoutを変化させずに、入口側孔径Ｄinが孔径Ｄbとなるように、極小孔の内部にテーパが形成される。
なお、孔径Ｄbを入口側孔径Ｄinの目標値とした場合に、第二メインプログラム５３では、該孔径Ｄbよりも小さい孔径Ｄb0が入口側孔径Ｄinとして初期設定される（Ｄin＝Ｄb0、Ｄb0＜Ｄb）。
【００４２】
また、前記第二サブプログラム５４は、上記第二サブプログラム５４実行ののち、加工中の極小孔からの測定用ガスの噴霧形状の分裂長さＬ及び噴霧角θが所定の値に到達していないと、制御装置１４にて判断された場合に作動するプログラムである。
当該第二サブプログラム５４は、第二メインプログラム５３に設定されている入口側孔径Ｄinの設定値（Ｄin＝Ｄb0）に、所定の補正値Δｄbを加えて、新たな孔径Ｄinの設定値（Ｄin＝Ｄb0＋Δｄb）とし、第二メインプログラム５３を再度実行させる。
【００４３】
続いて、上記極小孔加工装置１０を用い、本発明に係る極小孔評価方法を利用した、極小孔の穿設加工工程について説明する。
図４は、穿設加工工程における前記制御装置１４の制御の流れを示している。
【００４４】
極小孔加工装置１０における加工の１サイクルをスタートさせると、制御装置１４は、流体供給装置１２の導管３２に配置したバルブ３３を開いてガスをインジェクタ９の内部空間へ供給するように、バルブ駆動装置３３ａを作動させる（Ｓ１１）。同時に、制御装置１４は流体供給装置１２の流量センサ３４を作動させる（Ｓ１２）。
【００４５】
続いて、制御装置１４は、加工用光照射装置１１の制御部１１ａに第一メインプログラム５１を実行させる（Ｓ１３）。
加工用光照射装置１１では、第一メインプログラム５１が作動すると、加工用レーザ発振器２２や集光レンズ２４が作動し、加工用レーザ光が円軌道で走査されて、インジェクタ９には孔径Ｄの極小孔Ｈが穿設される。
【００４６】
図５では、極小孔Ｈが穿設される様子を示している。極小孔の穿設加工において、まず、加工用レーザ光が当たっているところに穴が形成され（図５ａ）、この穴が広がって貫通し、孔が形成される。この時点の孔は、加工用レーザ光が発されている側の孔径が大きく、奥部に行くほど孔径が小さい、テーパを備えた形状となる（図５ｂ）。加工が進むに連れて、孔の内径が略均一となり略円柱状の孔が形成される（図５ｃ）。この孔を通過する測定用ガスの流量は、孔の最小径により決定される。
【００４７】
そして、制御装置１４は、穿設された極小孔を通過する測定用ガスの流量が設定された目標流量Ｕに到達しているか否かを判断し（Ｓ１４）、到達していない場合には、加工用光照射装置１１の制御部１１ａに第一サブプログラム５２を作動させる信号を送信する（Ｓ１５）。
【００４８】
加工用光照射装置１１では、第一サブプログラム５２が作動すると、第一メインプログラム５１に設定されている孔径Ｄの設定値（現時点ではＤ＝Ｄa0）に、所定の補正値Δｄaを加えて、新たな孔径Ｄの設定値（Ｄ＝Ｄa0＋Δｄa）とし、第一メインプログラム５１が再度実行される。
【００４９】
上述のようにして、極小孔を通過する測定用ガスの流量が目標流量Ｕ（Ｕ=Ｕa）に到達するまで、Ｓ１３〜Ｓ１５が順次繰り返される。極小孔を通過する測定用ガスの流量が目標流量Ｕ（Ｕ=Ｕa）に到達した時点で、孔径調製の加工ステップは終了し、孔形状調製の加工ステップに移行する。
【００５０】
続いて、制御装置１４は、加工用光照射装置１１の制御部１１ａに第二メインプログラム５３を実行させる（Ｓ１６）。
第二メインプログラム５３では、加工用レーザ光により極小孔の内部が加工されて、加工用レーザ光が発されている側の孔径が小さく、奥部に行くほど孔径が大きい、テーパを備えた形状となる（図５ｄ）。
【００５１】
そして、気流可視化装置１３において、加工中の極小孔Ｈから噴出する測定用ガスが、スクリーン４４に投影されて可視化され、この投影された可視化像がカメラ４６で撮像される。
制御装置１４の画像処理手段では、カメラ４６にて撮像された像を、画像として取り込み（Ｓ１７）、取り込まれた画像に画像処理を施して、加工中の極小孔Ｈから噴出する測定用ガスの噴霧形状を特定する（Ｓ１８）。このとき、特定された噴霧形状のうち、分裂長さＬと、噴霧角θとが算出される。
【００５２】
そして、制御装置１４の加工状況評価手段は、画像処理手段にて特定されたガスの噴霧形状と、予め設定された基準値とを比較して、ガスの噴霧形状が基準値に到達しているか否かを判定し（Ｓ１９）、極小孔Ｈの加工状況を評価する。ここでは、予め設定された分裂長さＬと、噴霧角θのそれぞれの目標値と、算出された分裂長さＬと、噴霧角θとの値を比較演算し、算出された値が目標値に到達しているか否かが判断される。
【００５３】
算出された値が基準値に到達していない場合には、制御装置１４は、加工用光照射装置１１の制御部１１ａに第二サブプログラム５４を作動させる信号を送信する（Ｓ１５）。
第二サブプログラム５４が作動すると、第二メインプログラム５３に設定されている入口側孔径Ｄinの設定値（現時点ではＤin＝Ｄb0）に、所定の補正値Δｄbを加えて、新たな入口側孔径Ｄinの設定値（Ｄin＝Ｄb0＋Δｄb）とし、第二メインプログラム５３が再度実行される。
【００５４】
上述のようにして、極小孔Ｈより噴出する測定用ガスの噴霧形状を定める分裂長さＬと噴霧角θが、目標値に到達するまで、Ｓ１６〜Ｓ１９が順次繰り返される。極小孔Ｈより噴出する測定用ガスの噴霧形状を定める分裂長さＬと噴霧角θが、目標値に到達した時点で、穿設加工が終了する。
なお、極小孔Ｈの入口側孔径Ｄinと出口側孔径Ｄoutとが、第一メインプログラム５１にて設定される孔径Ｄと同値である場合、第二メインプログラムを実行する過程（Ｓ１６）を省略することができる。
【００５５】
上述のように、加工中の極小孔Ｈを通過する測定用ガスの流量、及び、極小孔Ｈから噴出する測定用ガスの噴霧形状の測定値を、穿設加工へフィードバックさせるので、極小孔Ｈに要求される噴出量と噴霧形状とを確保し、性能にばらつきのない極小孔Ｈを穿設することができる。
すなわち、極小孔加工装置１０を穿設加工に採用することによって、インジェクタ９の燃料噴射孔からの燃料の噴出量や、分裂長さＬや噴霧角θなどの噴霧形状を制御することが可能となる。
【００５６】
また、極小孔加工装置１０では、極小孔Ｈの穿設加工の過程において、該極小孔Ｈからの噴出量と噴霧形状の検査を行うことができるので、生産性の向上と、コストダウンに寄与することができる。
【００５７】
なお、上述の加工工程においては、加工用光照射装置１１にて極小孔Ｈを穿設したのち、該極小孔Ｈから噴出する測定用ガスを気流可視化装置１３にて可視化しているが、これらを同時に平行して行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の極小孔評価方法を説明する図。
【図２】本発明の実施例に係る極小孔加工装置の構成を示す図。
【図３】極小孔加工装置の制御ブロック図。
【図４】極小孔加工装置における極小孔穿設加工時の制御の流れ図。
【図５】極小孔が穿設される様子を説明する図。
【図６】極小孔より噴出された流体の噴霧形状を示す図。
【符号の説明】
【００５９】
９  インジェクタ
９ａ  極小孔
１０  極小孔加工装置
１１  加工用光照射装置
１１ａ  制御部
１２  流体供給装置
１３  気流可視化装置
１４  制御装置
２１  治具
２２  加工用レーザ発振器
４１  点光源
４２  第一コリメータレンズ
４３  第二コリメータレンズ
４４  スクリーン
４５  ナイフエッジ
４６  カメラ
【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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【図６】
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