(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路、弁座、及びストッパを有するボディと、ソレノイドと、前記ソレノイドの駆動電流に応じて前記弁座と前記ストッパとの間を往復移動し前記弁座に着座し又は前記弁座から離座することによって前記流体通路を開閉する弁部材とを有する電磁弁の応答特性を検査する装置であって、
前記ボディの上流側の端部に脱着自在に連結され前記上流側流体通路に流体を供給する配管と、
振動に応じて電気信号を発信する振動検出手段と、
前記ボディに当接し前記ボディの振動を前記振動検出手段に伝搬する振動伝搬部材と、
前記ソレノイドの通電を制御する駆動パルスを発信する制御手段と、
前記制御手段の駆動パルスと前記振動検出手段から発信される電気信号とを用いて前記駆動パルスのオン動作又はオフ動作から前記ボディの振動が検出されるまでの期間を算出する演算手段と、を備え、
エアシリンダの上方に前記電磁弁を移動させた後、前記エアシリンダを駆動して当接部材及び支持部材を前記電磁弁側に移動させ、前記電磁弁の先端部を前記当接部材及び前記支持部材に挿入し、前記当接部材の上端面とシール部材の下端面とで前記電磁弁をクランプし、
このとき、前記電磁弁が前記シール部材側の方向に移動することによって、取り付け孔の段付き部と前記電磁弁のフランジ部が離間し、前記シール部材の下端面を前記電磁弁の上端面が押圧し、
次に、駆動手段によって振動棒を移動し、前記当接部材に契合して該当接部材を押圧し、
前記電磁弁を軸方向にクランプし前記振動棒で前記当接部材を押圧することを特徴とする電磁弁検査装置。
【請求項２】
流体通路、弁座、及びストッパを有するボディと、ソレノイドと、前記ソレノイドの駆動電流に応じて前記弁座と前記ストッパとの間を往復移動し前記弁座に着座し又は前記弁座から離座することによって前記流体通路を開閉する弁部材とを有する電磁弁の応答特性を検査する方法であって、
前記上流側流体通路に流体を供給する流体供給工程と、
駆動パルスによって前記ソレノイドの通電を制御し前記弁部材を開弁又は閉弁させる開閉駆動工程と、
前記ボディの振動を計測することによって前記弁部材と前記弁座との衝突又は前記弁部材と前記ストッパとの衝突を検知する衝突検知工程と、
前記駆動パルスのオン動作又はオフ動作から前記衝突までの期間を算出する算出工程とを、含み、
エアシリンダの上方に前記電磁弁を移動させた後、前記エアシリンダを駆動して当接部材及び支持部材を前記電磁弁側に移動させ、前記電磁弁の先端部を前記当接部材及び前記支持部材に挿入し、前記当接部材の上端面とシール部材の下端面とで前記電磁弁をクランプし、
このとき、前記電磁弁が前記シール部材側の方向に移動することによって、取り付け孔の段付き部と前記電磁弁のフランジ部が離間し、シール部材の下端面を前記電磁弁の上端面が押圧し、
次に、駆動手段によって振動棒を移動し、当接部材に契合して該当接部材を押圧することを特徴とする電磁弁検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁弁の応答特性を検査する電磁弁検査装置及び電磁弁検査方法に関し、特に弁部材が往復移動することによって流体の流通を制御する電磁弁に対し、駆動パルスのオン動作又はオフ動作から弁部材が全開状態に移行するのに要する期間着しくは駆動パルスのオン動作又はオフ動作から弁部材が全開状態に移行するのに要する期間（以下「駆動パルスのオン動作又はオフ動作から弁部材が全開状態に移行するのに要する期間者しくは駆動パルスのオン動作又はオフ動作から弁部材が全開状態に移行するのに要する期間」を応答期間という。）を検査する電磁弁検査装置及び電磁弁検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、弁部材が往復移動することによって流体の流通を制御する電磁弁として、内燃機関（以下「内燃機関」をエンジンという。）の燃焼室に燃料を噴射するインジェクタ等が知られている。一般に、ガソリンエンジン用インジェクタは、ソレノイドに駆動パルスが与えられるとソレノイドが可動鉄心を吸引し可動鉄心とともに往復移動する弁部材が弁座から離座して燃料が流通し、噴口から燃料を噴射する。
【０００３】
このようなインジェクタの応答期間を検査する方法として、ソレノイドに流れる駆動電流の波形変化を計測することによって応答期間を検査する方法が知られている。
一般にインジェクタを駆動するとき、図４に示すように、駆動パルスのオン動作によってソレノイドに駆動電流が流れ始め、時間の経過とともに駆動電流が増大する。ソレノイドの吸引力によって弁部材がリフトし始め、弁部材の端部がインジェクタの内部でストッパに衝突すると弁部材は全開状態になる。弁部材がフルリフトして停止することによって駆動電流の波形変化に変曲点が現れる。上述の検査方法によると、駆動パルスのオン動作からこの変曲点が計測されるまでの期間を求めて開弁時の応答期間Ｔｏを検査する。
【０００４】
また、応答期間を検査する他の方法として、弁部材の移動変位を計測することによって応答期間を検査する方法が知られている。この方法によると、検査対象のインジェクタに穿孔加工した後、その孔から弁部材の移動変位を計測し駆動パルスのオン動作又はオフ動作と移動変位との相関関係から応答期間を求める。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インジェクタによっては弁部材がフルリフトしたときにソレノイドに流れる駆動電流の波形変化に変曲点が現れないものがある。このようなインジェクタの場合、駆動電流の波形変化を計測することによって応答期間を検査する方法では開弁時の応答期間を検査することができないという問題があった。また、駆動パルスをオフして閉弁するとき、駆動パルスのオフ動作とほぼ同時にソレノイドに流れる駆動電流がゼロになる。ソレノイドに流れる駆動電流が減衰し弁部材が弁座方向に移動を開始した後、弁部材が全開するまでの期間に駆動電流の波形に変化がないため、駆動電流の波形変化を計測することによって応答期間を検査する方法では閉弁時の応答期間Ｔｃを検査することができないという問題があった。
【０００６】
一方、弁部材の移動変位を計測することによって応答期間を検査する場合、検査対象のインジェクタに穿孔加工が必要になるため、全個数のインジェクタを検査できないという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するために創作されたものであって、電磁弁の開閉弁時の応答期間を確実に全個数について検査することができる電磁弁検査装置及び電磁弁検査方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の電磁弁検査装置によると、電磁弁のボディの端部に脱着自在に連結される配管はボディに形成されている流体通路に流体を供給する。電磁弁のソレノイドの通電は、制御手段が発信する駆動パルスによって制御される。ソレノイドに通電すると弁部材が弁座に着座し又は弁座から離座する。弁部材が弁座に着座すると流体通路が遮断され、弁部材が弁座から離座すると流体通路が開通する。
【０００９】
電磁弁は弁部材が閉弁状態からリフトして弁部材がストッパに衝突することによって全開状態になるため、弁部材がリフトして全開状態になると同時にボディが振動する。また、弁部材が開弁状態から弁座方向に移動し弁座に衝突することによって全開状態になるため、弁部材が全開状態になると同時にボディが振動する。ボディに当接する振動伝搬部材はボディの振動を振動検出手段に伝搬する。振動検出手段に振動が伝搬すると振動検出手段は振動に応じた電気信号を発信する、したがって、演算手段によって制御手段の駆動パルスと振動検出手段から発信される電気信号とを用いて駆動パルスのオン動作又はオフ動作から前記ボディの振動が検出されるまでの期間を算出することにより、確実に開閉弁時の応答期間を検査することができる。また、検査対象の電磁弁に穿孔加工を施す必要がないため全個数の電磁弁を検査することができる。
【００１０】
本発明の請求項２記載の電磁弁検査方法によると、電磁弁の流体通路に流体を供給し、駆動パルスによってソレノイドの通電を制御して弁部材を開弁又は閉弁させ、ボディの振動を検知することによって弁部材と弁座との衝突又は弁部材とストッパとの衝突を検知し、駆動パルスのオン動作又はオフ動作から衝突までの期間を算出するため、確実に開閉弁時の応答時間を検査することができる。また、検査対象の電磁弁に穿孔加工を施す必要がないため全個数の電磁弁を検査することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例について説明する。
図１は本発明の一実施例による電磁弁検査装置１を示す。電磁弁検査装置１は、検査対象としてのインジェクタ９０の開閉弁時の応答特性を検査する装置である。
【００１２】
回転テーブル７０は図示しない駆動装置によって回転する円盤状の部材であって、外周近傍にワーク取り付け孔７３が形成されている。ワーク取り付け孔７３の内壁に投付き部７２が設けられ、投付き部７２はインジェクタ９０のフランジ部と当接しインジェクタ９０をワーク取り付け孔７３に係上する。回転テーブル７０は作業効率を向上させるためのものであって本発明において必ずしも備える必要はない。
【００１３】
取り付け孔７３の上方には、ガソリンの代わりに検査用のオイルをインジェクタ９０に供給するための配管１０が設けられている。配管１０にはオイルをタンク１１からインジェクタ９０に圧送するためのポンプ１２が設けられている。配管１０は、一端が検査用オイルを貯蔵するタンク１１に設けられ他端にインジェクタ９０と配管１０を結合するための配管結合手段１３を設けている。配管結合手段１３の一端に往復移動可能なシール部材１４が設けられる。シール部材１４は図示しない圧縮コイルスプリングによってインジェクタ９０側に付勢されている。
【００１４】
取り付け孔９６の下方には、エアシリンダ６０が設けられている。エアシリンダ６０の上端には、インジェクタ９０の先端部が挿入される孔６２が形成されている支持部材６１が設けられている。孔６２の内壁とインジェクタ９０の外壁との間には微小隙間があるため、インジェクタ９０は孔６２の内壁に沿って往復移動可能である。
【００１５】
支持部材６１の上面には、取り付け孔３４が形成されている金属製の当接部材３１が設けられている。当接部材３１は支持部材６１に対しインジェクタ９０の軸と垂直な方向に移動可能に係止されている。当接部材３１はインジェクタ９０の軸に垂直な端面に下方から当接する。
【００１６】
インジェクタ９０の軸と垂直な方向に当接部材３１を押圧可能な金属製の振動棒３２が設けちれている。振動棒３２は、図１の左右の方向に振動棒３２を往復移動させる駆動手段３３によって支持されている。振動棒３２の一端部と当接部材３１の一端部はインジェクタ９０の軸方向の変位が互いに等しくなるように契合する形状である。当接部材３１及び振動棒３２は、本発明における振動伝搬部材を構成するものであり、当接部材３１及び振動棒３２は一体に形成されるものであってもよい。
【００１７】
振動棒３２には振動検出手段としての加速度計２０が設けられている。加速度計２０は、内部に設けられるコイル内を往復移動自在の振動体を有し、振動体がコイル内を移動することによるインピーダンスの変化によって振動に応じた電気信号を演算手段５０に発信する。
【００１８】
制御手段４０は、駆動パルスを発信し電圧駆動方式でソレノイド９６に駆動電流を与えインジェクタ９０を駆動する。演算手段としてのマイクロコンピュータ５０は、制御手段４０の駆動パルスと加速度計２０の出力とを用いて、駆動パルスのオン動作又はオフ動作に対してインジェクタ９０に発生する振動の遅れを算出する。
【００１９】
電磁弁検査装置１の検査対象として、例えば、ガソリンエンジンの燃焼室に燃料を噴射するインジェクタ９０の応答期間を検査することができる。インジェクタ９０のボディ９３には燃料通路９１、９２、弁座９９、及びストッパ９４が形成されている。弁座９９の上流側に弁部材としてのニードル弁９５及び可動鉄心９８が往復移動自在に収容されている。ニードル弁９５は、弁座９９に着座することによって燃料通路９１と燃料通路９２とを遮断し、弁座９９から離座することによって燃料通路９１と燃料通路９２とを連通する。ニードル弁９５と可動鉄心９８とは一体に固定され、圧縮コイルスプリング９７によって弁座９９側に付勢されている。可動鉄心９８の上流側に可動鉄心９８を吸引するためのソレノイド９６が設けられている。ストッパ９４はニードル弁９５のリフト量を制限するために形成されており、ストッパ９４に可動鉄心９８が当接した位置でニードル弁９５の最大リフト量が得られる。本発明において、ストッパは上流側から可動鉄心又はニードル弁に当接するものであればよい。
【００２０】
以下、電磁弁検査装置１の作動について説明する。
図２に示すように、回転テーブル７０の取り付け孔７３にインジェクタ９０を取り付けて回転テーブル７０を回転させ、エアシリンダ６０の上方にインジェクタ９０を移動させる。このようにインジェクタ９０を検査位置に移動させるとき、エアシリンダ６０は下死点位置にあり、シール部材１４は上死点位置にあり、振動棒３２は図２の右方向に移動した位置にある。
【００２１】
エアシリンダ６０の上方にインジェクタ９０を移動させた後、エアシリンダ６０を駆動して当接部材３１及び支持部材６１をインジェクタ９０側に移動させ、インジェクタ９０の先端部を当接部材３１及び支持部材６１に挿入し、当接部材３１の上端面とシール部材１４の下端面とでインジェクタ９０をクランプする。このとき、インジェクタ９０が図２の上方に移動することによって、取り付け孔７３の段付き部７２とインジェクタ９０のフランジ部が離間し、シール部材１４の下端面をインジェクタ９０の上端面が押圧する。次に、駆動手段３３によって振動棒３２を図２の左方向に移動させ、当接部材３１と振動棒３２を契合させて振動棒３２で当接部材３１を押圧する。このようにインジェクタ９０を軸方向にクランプし振動棒３２で当接部材３１を押圧することによって、インジェクタ９０の外壁に取り付け孔３４の内壁が押圧され、インジェクタ９０の軸方向の振動が振動棒３２に伝搬しやすくなる。
【００２２】
上述の工程を経て、図１に示すようにインジェクタ９０をセットした後、ポンプ１２を駆動してタンク１１からインジェクタ９０に検査用オイルを圧送する。制御手段４０の駆動パルスをオンにしてソレノイド９６に駆動電流を流すと、固定鉄心９８がソレノイド９６に吸引されてニードル弁９５が弁座９９から離座する。ニードル弁９５が弁座９９から離座すると検査用オイルが燃料通路９２を通ってインジェクタ９０の噴孔から噴射される。制御手段４０の駆動パルスをオフにすると、ソレノイド９６に流れる駆動電流が遮断され、固定鉄心９８が圧縮コイルスプリング９７に付勢されて弁座９９例に移動し、ニードル弁９５が弁座９９に着座する。ニードル弁９５が弁座９９に着座すると、燃料通路９２への検査用オイルの流通が遮断されてインジェクタ９０の噴射が停止する。
【００２３】
制御手段４０の駆動パルスをオンにしてニードル弁９５を全開するとき、ニードル弁９５がリフトしてストッパ９４に可動鉄心９８が衝突する。また、制御手段４０の駆動パルスをオフにしてニードル弁９５を全開するとき、ニードル弁９５が弁座９９に衝突して着座する。可動鉄心９８とストッパ９４との衝突及びニードル弁９５と弁座９９との衝突はボディ９３から当接部材３１に伝搬し、振動棒３２を通じて加速度計２０に伝搬する。
【００２４】
加速度計２０に振動が伝搬すると、加速度計２０から演算手段５０に振動に応じた電気信号が送信される。演算手段５０は制御手段４０の駆動パルスのオンとオフを監視し、加速度計２０によって計測される振動が発生する時刻と、駆動パルスのオン動作又はオフ動作の時刻との時間差を算出することによってインジェクタ９０の応答期間を検査する。
【００２５】
応答期間の検査が終了した後、ポンプ１２を停止させ、振動棒３２を図１の右方向に移動させ、当接部材３１及び支持部材６１を下方に移動させる。次に、回転テーブル７０を回転させて後続の検査対象のインジェクタをエアシリンダ６０の上方に移動させる。
【００２６】
電磁弁検査装置１によると、図３に示すように、ニードル弁９５が全開する時刻とストッパ９４に可動鉄心９８が衝突する時刻は完全に一致するため、駆動パルスのオン動作の時刻と加速度計２０によって振動が計測される時刻との時間差からインジェクタ９０の開弁時の応答時間Ｔｏを正確に検査することができる。また、ニードル弁９５が全開する時刻と弁座９９にニードル弁９５が衝突する時刻は完全に一致するため、駆動パルスのオフ動作の時刻と加速度計２０によって振動が計測される時刻との時間差からインジェクタ９０の閉弁時の応答期間Ｔｃを正確に検査することができる。また、インジェクタ９０に何ら加工を施さずに検査するため全数検査が可能である。
【００２７】
本実施例において、電磁弁検査装置１の検査対象はインジェクタに限って説明されたが、弁部材が開閉弁時にストッパ又は弁座に衝突する構造を有し弁部材の往復運動をソレノイドの駆動パルスによって制御する電磁弁であれば本発明の電磁弁検査装置を用いて応答期間を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による電磁弁検査装置を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施例による電磁弁検査装置を示す模式図である。
【図３】本発明による電磁弁検査装置の作動を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】従来の電磁弁検査装置の作動を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１    電磁弁検査装置
１０    配管
２０    加速度計（振動検出手段）
３１    当接部材（振動伝搬部材）
３２    振動棒（振動伝搬部材）
４０    制御手段
５０    演算手段
９０    インジェクタ（電磁弁）
９１、９２    燃料通路（流体通路）
９３    ボディ
９４    ストッパ
９５    ニードル弁（弁部材）
９６    ソレノイド
９８    可動鉄心（弁部材）
９９    弁座
【図１】
0004003028.tif 000002
【図２】
0004003028.tif 000003
【図３】
0004003028.tif 000004
【図４】
0004003028.tif 000005