(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルボディの内壁で開口した入口部と前記ノズルボディの外壁で開口した出口部とを連通する噴孔が複数形成された燃料噴射ノズルの噴孔加工方法であって、
（ａ）前記燃料噴射ノズルの複数の噴孔内を一定圧力下で流れる燃料流量に対応し、且つ砥粒を含有した加工媒体を前記燃料噴射ノズルの複数の噴孔の入口部から出口部に向かって流す第１工程と、
（ｂ）前記燃料噴射ノズルの複数の噴孔内を流れる加工媒体の流量および温度を測定し、この測定した加工媒体の温度に基づいて加工媒体の目標流量を修正し、前記測定した測定流量が前記修正した目標流量に到達した時に、加工媒体の流れを停止する第２工程と
を備えたことを特徴とする燃料噴射ノズルの噴孔加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルの噴孔加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディーゼルエンジンの排出ガス低減の要望が高まり、法規制の上でもそれが強化されつつある。ディーゼルエンジンの排出ガス、特に黒煙を代表とするパティキュレートの低減には、噴射された噴霧の微粒化が有効であることが分かっている。微粒化を促進するためには、噴射ポンプによって圧力を高めることにより燃料に与えられたエネルギーをいかにロス無く噴孔の出口部まで導き流速を高めるか、つまり、いかに噴孔流量を高めるかがキーポイントであり、そのためには噴孔の入口部に面取り、特にＲ形状の面取りを実施することが有効である。従来、この燃料噴射ノズルの噴孔の入口部のＲ状の面取りは、噴孔の入口部近傍を電蝕させる方法が一般的に行なわれてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の方法においては、燃料噴射ノズルのノズルボディの個体差により噴孔の入口部近傍と電極のクリアランスがばらつくことにより電蝕度合がばらつき、電蝕により生じる噴孔の入口部のＲ面取りの大きさがばらつく、さらに電極軸心とボディの軸心との偏心により複数の噴孔がある場合、各噴孔と電極のクリアランスに差異が生じ、同一ボディでも噴孔間の噴孔の入口部のＲ面取りの大きさが異なる。結果として、燃料ノズルの個体間での燃料噴孔流量がばらつき、さらには１個のノズルボディの噴孔間で燃料流量がばらつくという問題が生じている。
【０００４】
【発明の目的】
この発明の目的は、上記問題点に鑑み、燃料噴射ノズルの個体間の燃料噴孔流量の差を縮小でき、且つ燃料噴射ノズルの噴孔間の燃料流量差を縮小することのできる燃料噴射ノズルの噴孔加工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】
この発明によれば、一定圧力下で燃料噴射ノズルの複数の噴孔内を流れる燃料流量と相関のとれた加工媒体の流量および温度を測定し、この測定した加工媒体の温度に基づいて加工媒体の目標流量を修正し、測定した測定流量が修正した目標流量に到達した時に、加工媒体の流れを停止することにより、燃料噴射ノズルの個体間の燃料の噴孔流量のばらつきを抑えることができる。また、加工媒体の圧力が同一燃料噴射ノズルの各噴孔に均一に印加することにより各噴孔での入口部の面取りが均一に付き、複数の噴孔間の燃料の噴孔流量のばらつきを抑えることができるという効果が得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
〔第１実施例の構成〕
図１および図２はこの発明の第１実施例を示したもので、図１は燃料噴射ノズル用噴孔加工装置を示した図である。この燃料噴射ノズル用噴孔加工装置１は、燃料噴射ノズル２の先端部に形成された複数の噴孔（噴射孔）３の入口部を面取り加工するノズル製造装置である。
【０００７】
先ず、加工対象となる燃料噴射ノズル２の構造を図２に基づいて簡単に説明する。ここで、図２は燃料噴射ノズルの噴孔付近を示した図である。燃料噴射ノズル２は、直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室内に燃料を噴射するホール型ノズルである。この燃料噴射ノズル２は、円管状に形成されたノズルボディ４と、このノズルボディ４内に摺動自在に収容されたニードル５とを備えている。
【０００８】
ノズルボディ４の内部には、ノズルボディ４の軸方向に穿設された内孔１１と、この内孔１１の先端に連接して形成された円錐台状シート部１２と、この円錐台状シート部１２の先端に連なる円筒内壁面１３、およびこの円筒内壁面１３を閉じる半球面１４からなるサックホール１５とが設けられている。なお、内孔１１、円錐台状シート部１２およびサックホール１５は、実質的に同軸とされている。
【０００９】
また、サックホール１５が設けられている半球状の凸角部１６には、入口部がサックホール１５の円筒内壁面１３で開口し出口部が凸角部１６の外壁面１７で開口する複数の噴孔３が同一円周上に穿設されている。複数の噴孔３は、ディーゼルエンジンの燃焼室内に燃料（軽油）を噴射する噴射通路（開口径が例えばφ０．２〜０．６）で、入口部に面取り部１８を有している。面取り部１８は、燃料噴射ノズル用噴孔加工装置１によって形成されるもので、この実施例ではＲ形状の面取り（Ｒ面取り）が施されている。なお、噴孔３の配列、個数、噴射通路の形成方向は任意で、図２の配置はあくまで一実施例である。例えば複数の噴孔３のうちの１つを凸角部１６の軸心に設けても良い。
【００１０】
一方、ニードル５は、ノズルボディ４の内孔１１との間に所定のクリアランス（ノズル室）１９を保って往復移動可能にノズルボディ４内に収容されている。そして、ニードル５は、ノズルボディ４の後端側に連結されるノズルホルダ（図示せず）内に収容される図示しないコイルスプリングによって複数の噴孔３を閉じる方向に常に付勢されている。このニードル５の先端部には、ノズルボディ４の円錐台状シート部１２に着座するテーパー状シート部２０が形成されている。
【００１１】
次に、この実施例の燃料噴射ノズル用噴孔加工装置１の構成を図１に基づいて簡単に説明する。この燃料噴射ノズル用噴孔加工装置１は、サージタンク６、フィルター７、加圧ポンプ８、キャッチタンク９、および加圧ポンプ８を通電制御するコンピュータ１０等から構成され、ノズルボディ４とニードル５を組み合わせた燃料噴射ノズル２を１個または複数個ずつ面取り加工する。
【００１２】
サージタンク６は、砥粒を含有する加工媒体（例えば軽油等の流体）を貯留するタンクである。なお、この実施例で用いられる加工媒体に含有される砥粒は、例えば♯１０００番のシリコンカーバイト等である。フィルター７は、燃料噴射ノズル２を加工する際に発生する研磨屑（スラッジ：例えば粒径φ０．０３ｍｍ）等を捕捉して加工媒体を濾過するものである。
【００１３】
加圧ポンプ８は、加工媒体の圧力を一定の圧力（例えば１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）にするポンプで、図示しない電動モータにより駆動される渦巻ポンプまたはピストンポンプ、あるいは油圧シリンダまたはエアシリンダにより駆動される増圧ポンプである。この加圧ポンプ８は、圧力調整が可能なもので、例えば電動モータの回転を制御する、あるいは油圧シリンダまたはエアシリンダの油圧、エア圧を制御することにより、燃料噴射ノズル２の加工中常に加工媒体の圧力が一定に保たれるようコンピュータ１０により制御される。
なお、加工媒体の圧力を制御するのに、２次側に調圧弁を設けても良い。
【００１４】
そして、加圧ポンプ８と加工対象である燃料噴射ノズル２とは供給配管２１により接続されている。キャッチタンク９は、燃料噴射ノズル２の複数の噴孔３より吐出された加工媒体を受けると共に、一時的に加工媒体を貯留するタンクである。このキャッチタンク９は、リターン配管２２を介してサージタンク６に接続している。
【００１５】
コンピュータ１０は、加工媒体の流量を測定する流量計３１、加工媒体の温度を測定する温度計３２、および加工媒体の圧力を測定する圧力計３３等からの電気信号に基づいて加圧ポンプ８の駆動部、すなわち、電動モータあるいは油圧シリンダまたはエアシリンダを制御して供給配管２１内の加工媒体の圧力が常に一定となるように加圧ポンプ８の圧送量をフィードバック制御する圧力制御手段である。
【００１６】
そして、コンピュータ１０は、流量計３１で測定した加工媒体の流量に基づいて、加工媒体の目標流量を設定する。例えば燃料噴射ノズル２の複数の噴孔３の総開口面積が０．２５ｍｍ2 の場合には目標流量を３０ｃｍ3 ／ｓｅｃに設定し、噴孔３の総開口面積が０．３０ｍｍ2 の場合には目標流量を３６ｃｍ3 ／ｓｅｃに設定し、噴孔３の総開口面積が０．４０ｍｍ2 の場合には目標流量を４８ｃｍ3 ／ｓｅｃに設定し、噴孔３の総開口面積が０．５０ｍｍ2 の場合には目標流量を６０ｃｍ3 ／ｓｅｃに設定する。
【００１７】
なお、上記設定は一例であり、燃料噴射ノズル２に設定される目標燃料噴孔流量の値により変更することができる。また、コンピュータ１０は、温度計３２で測定した加工媒体の温度に基づいて、加工媒体の温度変化による加工媒体の粘度・比重変化を補正することにより、上述の加工媒体の目標流量を修正する。
【００１８】
〔第１実施例の噴孔加工方法〕
次に、この実施例の燃料噴射ノズル用噴孔加工装置１による燃料噴射ノズルの噴孔加工方法を図１および図２に基づいて簡単に説明する。
【００１９】
先ず、複数の噴孔３をドリル等により孔開け加工を施し、それらの噴孔３の入口部に面取りを施していないノズルボディ４の内孔１１内にニードル５を組み込んだ燃料噴射ノズル２を、燃料噴射ノズル用噴孔加工装置１に組み入れる。なお、複数の噴孔３の各開口径を略同一にしておく。そして、電動モータを通電することにより加圧ポンプ８が作動を開始すると、供給配管２１内の加工媒体の圧力が常に一定の圧力（１００ｋｇ／ｃｍ2 ）に設定され、燃料噴射ノズル２のノズルボディ４内に初期流量（例えば噴孔３の総開口面積が０．２５ｍｍ2 の場合に１８ｃｍ3 ／ｓｅｃ）の加工媒体が流れる。
【００２０】
サージタンク６から加圧ポンプ８の作動により汲み上げられた、砥粒を含有した加工媒体は、フィルター７を通過する際に濾過された後に、ノズルボディ４内に流入し、図２に示したように、ニードル５を円錐台状シート部１２よりリフトさせる。これにより、クリアランス１９、サックホール１５を通って各入口部から複数の噴孔３内に流入し、複数の噴孔３により形成される複数の噴射通路を通って各出口部より吐出され、キャッチタンク９に流れ込む。このとき、加圧圧送された加工媒体中の砥粒により、特に噴孔３の入口部がＲ状に研磨される。また、各噴孔３に対して加わる加工媒体の圧力は一様であり、各噴孔３間の研磨量の差は生じない。
【００２１】
そして、加工媒体により各噴孔３の入口部が面取り加工されることによって、噴孔３の入口部の流れが改善され、噴孔３を流れる加工媒体の流速が速くなり、加工媒体の流量が増加していく。ノズルボディ４の噴孔３の面取り加工が進行し、加工媒体の流量が目標流量に到達すると、コンピュータ１０によって加圧ポンプ８の作動が停止されることにより、噴孔３の入口部の面取り加工が終了し、図２に示したように、均一な曲率面を有するＲ状の面取り部１８が各噴孔３の入口部に形成される。
【００２２】
〔第１実施例の効果〕
以上のように、燃料噴射ノズル用噴孔加工装置１は、一定圧力下での複数の噴孔３の流量、すなわち、燃料流量と相関のとれた加工媒体の流量を測定し、Ｒ状の面取り加工を終了する時の加工媒体の流量（目標流量）を管理することにより、各燃料噴射ノズル２のノズルボディ４の個体間の燃料流量差（噴孔流量差）を縮小することができる。したがって、各燃料噴射ノズル２の個体間の製品ばらつきを抑えることができる。
【００２３】
また、１本の燃料噴射ノズル２のノズルボディ４の中の複数の噴孔３に対して加わる加工媒体の圧力は一様であり、複数の噴孔３間の研磨量の差は生じない。すなわち、ノズルボディ４の複数の噴孔３間の燃料流量差（噴孔流量差）を縮小することができる。
【００２４】
〔第２実施例〕
図３はこの発明の第２実施例を示したもので、燃料噴射ノズル用噴孔加工装置を示した図である。
【００２５】
この実施例では、フィルター７を燃料噴射ノズル２の直後に設けると共に、供給配管２１の加圧ポンプ８と流量計３１との間に温度調節器３４を設けている。この温度調節器３４は、例えば通電量に応じて発熱量が変化する電気ヒータと、例えば水による冷却器とを組み合わせたもので、供給配管２１に接触または近傍に配したものである。この温度調節器３４を設けることにより、加工媒体の温度をコンピュータ１０で一定の温度（例えば２５℃）にコントロールすることによって、温度変化による加工媒体の粘度、比重変化を補正できるので、第１実施例のように加工媒体の温度変化に応じて目標流量を修正しなくても良くなる。
【００２６】
〔第３実施例〕
図４はこの発明の第３実施例を示したもので、燃料噴射ノズル用噴孔加工装置を示した図である。
【００２７】
この実施例では、供給配管２１の任意の場所に比重計３５を設けている。これにより、フィルタ７のメッシュを拡大、またはフィルタ７を廃止することにより、研磨屑が加工媒体内に蓄積することにより生じる加工媒体の比重変化（経時変化）を検知し、加工媒体の目標流量の修正を行う。また、この構成では、流量計３１としてより測定精度の高い質量流量計を利用することがきる。
【００２８】
〔変形例〕
各実施例では、本発明を多孔形のホール型ノズルの噴孔３の入口部の面取り加工に利用したが、本発明を単孔形のホール型ノズル、ピントル型ノズル、スロットル型ノズルの噴孔の入口部の面取り加工に利用しても良い。
【００２９】
各実施例では、加工媒体として燃料（軽油）を用い、加工媒体に含有する砥粒として♯１０００番のシリコンカーバイトを用いたが、加工媒体として機械油や水等、加工媒体に含有する砥粒としてより大きな番数の砥石等のように軽油の噴孔流量と相関のとれるものであれば良い。
【００３０】
各実施例では、ノズルボディ４内にニードル５を収容した燃料噴射ノズル２を燃料噴射ノズル用噴孔加工装置１に組み込んで各噴孔３の入口部にＲ状の面取り加工を施したが、噴孔３を孔開け加工したノズルボディ４単体を燃料噴射ノズル用噴孔加工装置１に組み込んで各噴孔３の入口部にＲ状の面取り加工を施しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料噴射ノズル用噴孔加工装置を示した構成図である（第１実施例）。
【図２】燃料噴射ノズルの噴孔付近を示した断面図である（第１実施例）。
【図３】燃料噴射ノズル用噴孔加工装置を示した構成図である（第２実施例）。
【図４】燃料噴射ノズル用噴孔加工装置を示した構成図である（第３実施例）。
【符号の説明】
１  燃料噴射ノズル用噴孔加工装置
２  燃料噴射ノズル
３  噴孔
４  ノズルボディ
５  ニードル
６  サージタンク
７  フィルター
８  加圧ポンプ
９  キャッチタンク
１０  コンピュータ
【図１】
0003757453.tif 000002
【図２】
0003757453.tif 000003
【図３】
0003757453.tif 000004
【図４】
0003757453.tif 000005