JP2003013821A - 流体噴射弁の流量調整装置および流量調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 調整精度を向上するとともに、調整時間を短
縮することが可能な流体噴射弁の流量調整装置および流
量調整方法を提供する。 【解決手段】 流量調整装置１００は、ポンプ５０と、
流体供給手段５１と、流量計５２と、シリンダ１１１
と、加圧装置１２０と、圧入荷重に対する固定鉄心２６
および燃料コネクタ部２１の圧入方向への変形量または
歪み量の計測値または計算値、ならびに加圧装置１２０
の固定鉄心２６との当接部における圧入荷重Ｆに対する
圧入方向への変位量の計測値または計算値から固定鉄心
２６の移動目標値を補正し設定する補正量設定手段と、
固定鉄心２６の燃料コネクタ部２１に対する圧入荷重ま
たはその反力を検知する荷重計１１５と、基準位置に対
する固定鉄心２６の圧入方向への移動量を検知するリニ
アアクチュエータ１１６と、加圧装置１２０を操作する
コントローラ１３０とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体噴射弁の流量
調整装置および流量調整方法に関し、特に内燃機関（以
下、内燃機関」をエンジンという）に燃料を噴射する燃
料噴射弁の流量調整装置および流量調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載するエンジンの燃料噴射弁と
して、弁ボディの噴孔上流側に形成した弁座からノズル
ニードルの当接部が離座または弁座に当接部が着座する
ことにより、噴孔から流体を噴射または遮断するものが
知られている。

【０００３】このような燃料噴射弁においては、一般
に、ノズルニードルのリフト量を調整可能なリフト量調
整手段を備えており、燃料噴射弁の組付け時に上記のリ
フト量調整手段を調整することにより、エンジンの仕様
に応じたノズルニードルのリフト量の調整が行われ、燃
料噴射弁の流量が調整されている。リフト量調整手段と
しては、例えば圧入材を被圧入材に圧入してなる圧入連
結部材を有するリフト量調整手段が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の燃料
噴射弁の流量調整方法としては、燃料噴射弁の静的流量
（規定圧力下でノズルニードルを最大リフト位置に保持
したときに単位時間当たりに噴射される量）をノズルニ
ードルのリフト量に換算し、上記リフト量が所定の規格
内に収まるように、圧入材としての固定鉄心を被圧入材
としての燃料コネクタ部とは別体に形成し、燃料コネク
タ部に対して軸方向に固定鉄心を圧入することにより燃
料噴射弁の噴射量調整を行っている。この場合、例えば
荒圧入、リハーサル圧入および精密圧入と多段階に圧入
工程を分けて圧入位置を調整し、ニードルバルブを目標
リフト量に調整する方法が考えられる。

【０００５】ところが、上記の方法では、圧入荷重に対
する設備とワークとの圧入方向への変形量を固定値とし
ていたのでは、多段圧入時の圧入荷重にばらつきが生
じ、精密圧入後の精度が悪化するという問題があった。
以下、従来の流量調整方法の問題について詳細に説明す
る。 (1) 固定鉄心を燃料コネクタ部に荒圧入、リハーサル圧
入および精密圧入と多段階に圧入する方法では、リハー
サル圧入および精密圧入の条件を同一にし、リハーサル
圧入により精密圧入時のリハーサルを実施して精密圧入
における事前補正を実施することが考えられる。ところ
が、実際問題として圧入の設備条件を合わせたとして
も、部品精度を合わせて管理することは極めて困難であ
り、コスト高に繋がる。したがって、実際に部品のでき
ばえ等によるばらつきは避けられないため、精密圧入時
とリハーサル圧入時とで圧入荷重に差が生じると、その
分だけ精密圧入後の調整精度が悪化する。 (2) 多段階に圧入、リフト測定、圧入と繰り返すと、圧
入時に静止摩擦と動摩擦とを繰り返すこととなり、静止
摩擦から動摩擦に移行するエネルギ以下（設備側移動量
に対してワーク側移動量が追従しない領域）では、設備
的に圧入量を送ることは可能であるが、しかし、実際に
は固定鉄心は移動していないため、固定鉄心の移動量を
制御することは困難である。したがって、多段階に圧入
する方法では、再圧入等の微少な調整には不向きであ
る。

【０００６】(3) 燃料噴射弁の流量調整値をニードルバ
ルブのリフト量に換算するためにはリフト量と流量の相
関が必要となる。そもそも、燃料噴射弁の静的流量を構
成する要素に噴孔流量とシート流量とがあり、シート流
量を構成する要素にリフト量が挙げられる。そして、リ
フト量で静的流量を調整する場合、噴孔流量の下でリフ
ト量と流量の相関が必要であり、その相関にはデータの
信頼性が絡むために所定の管理幅（信頼区間）が必要と
なり、リフト量における管理値は製品特性上の許容値以
上に厳しく管理しなければならないという問題がある。

【０００７】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、容易に調整可能で、調整精度を
向上する流体噴射弁の流量調整装置および流量調整方法
を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、調
整時間を短縮することが可能な流体噴射弁の流量調整装
置および流量調整方法を提供することにある。本発明の
さらに他の目的は、部品精度のばらつきによる影響を防
止する流体噴射弁の流量調整装置および流量調整方法を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
流体噴射弁の流量調整装置によると、補正量設定手段に
より、圧入荷重に対する圧入連結部材の圧入方向への変
形量または歪み量の計測値または計算値と、圧入手段の
圧入材との当接部における圧入荷重に対する圧入方向へ
の変位量の計測値または計算値から圧入材の移動目標値
を補正し設定する。また、制御手段により、流体供給手
段内を通過する流体の流量、荷重検知手段および移動量
検知手段の出力信号、ならびに補正量設定手段の設定す
る補正量に応じて圧入材の被圧入材に対する圧入量を調
整する。このため、圧入の操作量は誤差要素を考慮した
移動目標値に設定されるので、圧入荷重を印加したこと
による変形誤差を除いた圧入量が得られる。したがっ
て、圧入工程の後で部材が変形誤差の分だけ弾性復元
し、圧入工程中の弾性変形による製造誤差を生じること
がなく、精度のよい調整を行うことができる。さらに、
静的流量を測定しながら圧入材の圧入量を調整するた
め、弁部材のリフト量への製品要求を換算させる必要が
なく、容易に調整可能であり、調整精度を向上するとと
もに、調整時間を短縮することができる。

【０００９】また、静的流量を測定しながら圧入材の圧
入量を調整することにより、静的流量と弁部材のリフト
量とを複合させることが可能となり、製造上の許容値で
管理できるようになるため、管理が容易になり部品精度
のばらつきによる影響を防止することができる。

【００１０】本発明の請求項２記載の流体噴射弁の流量
調整装置によると、制御手段は第１の圧入工程および第
２の圧入工程に分けて圧入手段を操作し、補正量設定手
段は、第１の圧入工程における圧入時の圧入荷重から第
２の圧入工程における圧入時の荷重を予測し、圧入材の
移動目標値を補正する。したがって、第１の圧入工程の
結果を第２の圧入工程に反映することができ、高精度な
圧入精度が得られ、調整精度の向上を図ることができ
る。

【００１１】本発明の請求項３記載の流体噴射弁の流量
調整装置によると、制御手段は連続的に圧入手段を操作
し、補正量設定手段は、圧入部が静止摩擦から動摩擦に
移行した状態の圧入荷重から圧入材の移動目標値を補正
する。したがって、微調整可能な連続圧入を実施するこ
とにより動摩擦域で調整可能となり、圧入部の静止摩擦
力と動摩擦力との変動等による誤差が生じることがな
く、極めて高精度の圧入調整を行うことができる。

【００１２】本発明の請求項４記載の流体噴射弁の流量
調整方法によると、圧入連結部材内に流体を供給する流
体供給手段に流体を圧送し、圧入荷重に対する圧入連結
部材の圧入方向への変形量または歪み量の計測値または
計算値と、圧入材を被圧入材に向けて押圧する圧入手段
の圧入材との当接部における圧入荷重に対する圧入方向
への変位量の計測値または計算値とから圧入材の移動目
標値を補正し設定し、流体供給手段内を通過する流体の
流量、圧入材の被圧入材に対する圧入荷重またはその反
力、基準位置に対する圧入材の圧入方向への移動量、な
らびに圧入材の移動目標値の補正量に応じて圧入材の被
圧入材に対する圧入量を調整する。このため、圧入の操
作量は誤差要素を考慮した移動目標値に設定されるの
で、圧入荷重を印加したことによる変形誤差を除いた圧
入量が得られる。したがって、圧入工程の後で部材が変
形誤差の分だけ弾性復元し、圧入工程中の弾性変形によ
る製造誤差を生じることがなく、精度のよい調整を行う
ことができる。さらに、静的流量を測定しながら圧入材
の圧入量を調整するため、弁部材のリフト量への製品要
求を換算させる必要がなく、容易に調整可能であり、調
整精度を向上するとともに、調整時間を短縮することが
できる。

【００１３】また、静的流量を測定しながら圧入材の圧
入量を調整することにより、静的流量と弁部材のリフト
量とを複合させることが可能となり、製造上の許容値で
管理できるようになるため、管理が容易になり部品精度
のばらつきによる影響を防止することができる。

【００１４】本発明の請求項５記載の流体噴射弁の流量
調整方法によると、第１の圧入工程および第２の圧入工
程に分けて圧入手段を操作し、第１の圧入工程における
圧入時の圧入荷重から第２の圧入工程における圧入時の
荷重を予測し、圧入材の移動目標値を補正する。したが
って、第１の圧入工程の結果を第２の圧入工程に反映す
ることができ、高精度な圧入精度が得られ、調整精度の
向上を図ることができる。

【００１５】本発明の請求項６記載の流体噴射弁の流量
調整方法によると、圧入部が静止摩擦から動摩擦に移行
した状態の圧入荷重から圧入材の移動目標値を補正す
る。したがって、微調整可能な連続圧入を実施すること
により動摩擦域で調整可能となり、圧入部の静止摩擦力
と動摩擦力との変動等による誤差が生じることがなく、
極めて高精度の圧入調整を行うことができる。

【００１６】本発明の請求項７記載の流体噴射弁の流量
調整方法によると、圧入材は被圧入材に複数回に分けて
圧入され、圧入材が被圧入材へ圧入されるごとに、流体
噴射弁の噴射量が計測される。そのため、圧入にともな
う変形の影響などが低減される。したがって、流体噴射
弁の流量を容易に容易に調整可能であり、調整精度を向
上することができる。

【００１７】本発明の請求項８記載の流体噴射弁の流量
調整方法によると、第一圧入工程、第二圧入工程および
第三圧入工程において、圧入荷重の安定値が計測され
る。これにより、圧入材が被圧入材に対し確実に移動し
ていることを確認可能となる。また、第二圧入工程の後
の加圧リフト量および無加圧リフト量を求めることによ
り、圧入荷重の有無による流体噴射弁の弾性変形にとも
なって生じるリフト量の誤差を含めて最終リフト量とす
るための目標移動量が計算される。そのため、圧入荷重
がない無加圧状態における弁部材の最終リフト量を目標
として、圧入材を圧入することができる。また、第二圧
入工程における圧入材の移動量、計算リフト量、加圧リ
フト量、無加圧リフト量および最終リフト量から、最終
リフト量とするための目標移動量を算出することによ
り、第三圧入工程における圧入材の移動量が低減され
る。そのため、第三圧入工程における圧入材の被圧入材
への圧入移動量は圧入の総量に比較して小さくなり、圧
入荷重の変化が低減される。したがって、流体噴射弁の
流量を容易に調整可能であり、調整精度を向上すること
ができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。本発明をガソリンエンジン用燃料供給
装置の燃料噴射弁に適用した第１実施例を図１〜図７に
示す。図２に示すように、流体噴射弁としての燃料噴射
弁１の燃料コネクタ部２１内に、弁ボディ２９、弁部材
としてのノズルニードル３６、可動鉄心２５、固定鉄心
２６、アジャスティングパイプ４１、スプリング２４お
よびフィルタ１１が収容されている。

【００１９】燃料コネクタ部２１は磁性部と非磁性部か
らなるパイプ材であり、例えば複合磁性材で形成されて
いる。燃料コネクタ部２１の一部を加熱して非磁性化す
ることにより、図２において下方の燃料噴射側から磁性
筒部２１ｃ、非磁性筒部２１ｂ、磁性筒部２１ａをこの
順で形成している。非磁性筒部２１ｂと磁性筒部２１ｃ
との境界近傍に可動鉄心２５が収納されている。燃料コ
ネクタ部２１の内部空間は可動鉄心収納孔を構成してい
る。磁性筒部２１ｃの燃料噴射側に弁ボディ２９および
噴孔プレート２８が収納されている。燃料コネクタ部２
１の図２において上方の燃料上流側に燃料中の異物を除
去するフィルタ１１が取付けられている。

【００２０】筒状の弁ボディ２９は磁性筒部２１ｃに圧
入されており、磁性筒部２１ｃの内壁にレーザ溶接によ
り固定されている。カップ状の噴孔プレート２８は磁性
筒部２１ｃに圧入されており、磁性筒部２１ｃの内壁に
レーザ溶接により固定され、弁ボディ２９の燃料噴射側
端面に当接している。噴孔プレート２８は薄板状に形成
されており、中央部に図示しない複数の噴孔が形成され
ている。ノズルニードル３６はステンレスからなる有底
筒状体である。ノズルニードル３６の燃料噴射側は燃料
上流側に比べて小径の円柱状に形成されている。可動鉄
心２５は磁性ステンレス等の強磁性材料からなる段付き
の筒状体である。

【００２１】固定鉄心２６は、磁性ステンレス等の強磁
性材料からなる円筒体である。固定鉄心２６の可動鉄心
２５との当接面には、めっきによりクロム薄膜を形成し
ている。固定鉄心２６の内壁にアジャスティングパイプ
４１が圧入固定されている。スプリング２４の一端は可
動鉄心２５に当接し、スプリング２４の他端はアジャス
ティングパイプ４１に当接している。アジャスティング
パイプ４１の圧入量によりスプリング２４の付勢力が調
整されている。圧入に替え、アジャスティングパイプ４
１を固定鉄心２６にねじ結合する構成でもよい。

【００２２】スプール３０は燃料コネクタ部２１の外周
に装着されており、スプール３０の外周にコイル３１が
巻回されている。燃料コネクタ部２１の外周に形成され
た樹脂モールド１３の外壁から突出するようにコネクタ
部１６が設けられており、コイル３１と電気的に接続し
ているターミナル１２がコネクタ部１６に埋設されてい
る。ターミナル１２は部分的に樹脂製のリブ１７により
覆われている。

【００２３】磁性部材２３はコイル３１の外周を覆って
いる。磁性部材１８はコイル３１の燃料上流側に中心角
約２５０度の扇状にリブ１７をさけるように設けられて
いる。樹脂モールド１５は磁性部材１８、２３の外周に
形成され樹脂モールド１３と結合している。ノズルニー
ドル３６、固定鉄心２６、磁性筒部２１ａ、２１ｃ、磁
性部材１８、２３は、コイル３１への通電オン中に発生
する磁束が通る磁気回路を構成する。

【００２４】フィルタ１１を通じて円筒部材１４内に流
入する燃料は、アジャスティングパイプ４１の内部空
間、アジャスティングパイプ４１の内部空間、固定鉄心
２６の内部空間、アーマチュア２５の内部空間、ノズル
ニードル３６の内部通路３６ａを経て出口孔３６ｂから
図示しない燃料溜まり孔に導かれ、ノズルニードル３６
の当接部と弁ボディ２９の弁座とのシート部位に到る。
ノズルニードル３６の当接部が弁ボディ２９の弁座に着
座すると燃料溜まり孔と噴孔との連通が遮断され、ノズ
ルニードル３６の当接部が弁ボディ２９の弁座から離座
すると燃料溜まり孔と噴孔との連通が開放される。

【００２５】上記構成の燃料噴射弁１においては、燃料
コネクタ部２１の内周に固定鉄心２６を圧入により固定
しているため、固定鉄心２６の圧入量を調整すること
で、ノズルニードル３６のリフト量（固定鉄心２６と可
動鉄心２５との間のギャップ量）を簡単に調整できる。
ここで、燃料コネクタ部２１および固定鉄心２６はリフ
ト量調整手段を構成している。

【００２６】次に、燃料噴射弁１の流量調整装置のシス
テム構成について、図１を用いて説明する。

【００２７】流量調整装置１００は、圧入材としての固
定鉄心２６を被圧入材としての燃料コネクタ部２１に所
定長さだけ圧入して圧入連結部材２０を形成し、燃料噴
射弁１０の流量を調整する装置であって、ポンプ５０
と、流体供給手段５１と、流量計測手段としての流量計
５２と、燃料コネクタ部２１をクランプし保持するシリ
ンダ１１１と、固定鉄心２６を燃料コネクタ部２１に向
けて押圧する圧入手段としての加圧装置１２０と、圧入
荷重Ｆに対する固定鉄心２６および燃料コネクタ部２１
の圧入方向への変形量または歪み量の計測値または計算
値Ｓ１（Ｆ）、ならびに加圧装置１２０の固定鉄心２６
との当接部における圧入荷重Ｆに対する圧入方向への変
位量の計測値または計算値Ｓ２（Ｆ）から固定鉄心２６
の移動目標値を補正し設定する図示しない補正量設定手
段と、固定鉄心２６の燃料コネクタ部２１に対する圧入
荷重Ｆまたはその反力−Ｆを検知する荷重検知手段とし
ての荷重計１１５と、基準位置に対する固定鉄心２６の
圧入方向への移動量(圧入量)を検知する移動量検知手段
としてのリニアアクチュエータ１１６と、流量計５２、
荷重計１１５およびリニアアクチュエータ１１６の出力
信号、ならびに上記補正量設定手段の設定する補正量を
入力し、加圧装置１２０を操作する制御手段としてのコ
ントローラ１３０とから構成される。

【００２８】流体供給手段５１は、ポンプ５０により燃
料タンク１５０から圧送される流体としての試験油を燃
料噴射弁１０に供給するための通路を有する流体供給手
段であり、ポンプ５０から後述する圧入パンチ１２２に
形成される供給口１２２ａまで延びている。

【００２９】流量計５２は、流体供給手段５１に設けら
れ、流体供給手段５１内を通過した試験油の流量を計測
してコントローラ１３０にパルス信号として発信するも
のであって、ギヤポンプ式（体積式）流量計である。流
量計測手段５２は、試験油の流量を正確に計測できるよ
うに、流量計測手段５２の出入口の圧力差を検出し、補
正可能な構成となっている。

【００３０】シリンダ１１１は、位置の基準となる安定
したテーブル１１９の下に設置されており、加圧装置１
２０は上記テーブル１１９の上に設置されている。圧入
連結部材２０を製造する際は、燃料コネクタ部２１をシ
リンダ１１１により保持するとともに、燃料コネクタ部
２１の圧入部に固定鉄心２６をセットして加圧装置１２
０により圧入する。加圧装置１２０は、フレーム１２１
を介してテーブル１１９に立設されており、固定鉄心２
６に当接する圧入パンチ１２２と、荷重計１１５および
リニアアクチュエータ１１６を介して圧入パンチ１２２
に当接する図示しない制御装置を有するサーボモータ１
２３とを備える。圧入パンチ１２２には、流体供給手段
５１と、固定鉄心２６および燃料コネクタ部２１の内部
とに連通する供給口１２２ａが形成されている。

【００３１】加圧装置１２０が固定鉄心２６を加圧する
加圧力（圧入荷重Ｆ）を検知する荷重計１１５の出力
は、図示しないオペアンプによって増巾された後、図示
しないＡ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換されて
コントローラ１３０に入力される。また固定鉄心２６の
圧入位置を計測するリニアアクチュエータ１１６は、サ
ーボモータ１２３の底面に接触し、基準位置からの距離
に比例した数のパルス信号を発信し、発信されたパルス
信号は図示しないパルスカウンターでカウント(積算)さ
れ、図示しないエンコーダでコード化されてコントロー
ラ１３０に入力される。

【００３２】コントローラ１３０は、ハードウェアとし
てのマイクロコンピュータと、ソフトウェアとしてのア
プリケーションプログラムとからなっている。そして、
圧入荷重Ｆに対する固定鉄心２６および燃料コネクタ部
２１の圧入方向への変形量または歪み量の計測値、ある
いは計算値Ｓ１（Ｆ）、加圧装置１２０の固定鉄心２６
との当接部における圧入荷重Ｆに対する圧入方向への変
位量の計測値または計算値Ｓ２（Ｆ）、圧入連結部材２
０の製造データ等はキーボード等の図示しない入力手段
から入力され、流量調整装置１００に関するデータは図
示しない表示装置や図示しない印字装置に出力すること
ができる。

【００３３】第１実施例の流量調整装置１００において
は、コントローラ１３０は、圧入荷重Ｆに対する補正量
Ｓ１（Ｆ）、Ｓ２（Ｆ）を考慮せずに目標圧入長さ（図
３に示すＬ１）の近傍にまで固定鉄心２６を圧入するよ
うに加圧装置１２０を操作する荒圧入制御と、荒圧入後
の目標圧入長さ（Ｌ１）までの残余の長さ分（図３に示
すＬ２）を２段階に分け、それぞれ圧入荷重Ｆに対する
補正量Ｓ１（Ｆ）、Ｓ２（Ｆ）を加味して圧入長を決め
て圧入を行う第１の圧入工程としてのリハーサル圧入工
程および第２の圧入工程としての精密圧入工程の本圧入
制御とを行うようにしている。なお、コントローラ１３
０は、上記荒圧入制御においても、圧入荷重Ｆに対する
Ｓ１（Ｆ）、Ｓ２（Ｆ）を考慮してこれを加味して圧入
制御を行うことも可能である。

【００３４】ここで、補正量Ｓ１（Ｆ）、Ｓ２（Ｆ）を
加味する理由について説明する。圧入荷重によって圧入
材及び被圧入材に生じる変形と、同じ圧入荷重によって
圧力装置に生じる変形とは、圧入量に対する誤差許容量
が小さくなると無視できなくなり、目標の精度が得られ
なくなる。すなわち、図４（Ａ）および（Ｂ）に示す圧
入パンチ１２２から圧入連結部材２０に加えられた圧力
荷重により圧入連結部材２０が弾性変形し、その変位の
圧入方向成分の加算値Ｓ１（Ｆ）（誤差要素）を含んだ
ものがリニアアクチュエータ１１６によって計測される
こととなる。なお、図４（Ａ）および（Ｂ）において、
ａは設備側移動量を示し、ｂは製品側移動量を示してい
る。

【００３５】同様に、固定鉄心２６に圧入荷重Ｆを加え
ることにより、圧入荷重Ｆとその反力−Ｆによって流量
調整装置１００が変形する。例えば圧入パンチ１２２
は、サーボモータ１２３による圧入方向への推力と、上
記反力−Ｆによる反対方向の力とを受けて弾性変形し、
フレーム１２１も僅かに弾性変形する。それらの変形の
加算値Ｓ２（Ｆ）は固定鉄心２６との当接点における圧
入方向の位置ずれとなって表れ、誤差要素Ｓ２（Ｆ）を
含んだものがリニアアクチュエータ１１６によって計測
されることとなる。

【００３６】このため、上記誤差要素Ｓ１（Ｆ）、Ｓ２
（Ｆ）を考慮することなく圧入操作量を目標圧入長さ
（Ｌ１）そのものとして制御すれば、図５（Ａ）および
（Ｂ）に示すように、工程終了後の弾性復元により上記
Ｓ１（Ｆ）、Ｓ２（Ｆ）が製造誤差となる。ここで、図
５（Ａ）は、図４（Ａ）および（Ｂ）における設備側移
動量（ａ）と製品側移動量（ｂ）との関係を示してお
り、図５（Ｂ）は時間に対する圧入方向の荷重および移
動量の変化量を示している。

【００３７】上記補正量（加算値）Ｓ１（Ｆ）、Ｓ２
（Ｆ）は、実測またはコンピュータシミュレーション等
の計算により定めることができ、通常の弾性変形の領域
では、圧入荷重Ｆに対する１次関数として設定すること
ができる。すなわち図３に示すように、圧入荷重なし時
のＣ（調整後目標値）はＡからＢの移動量と流量変化か
ら計算できる。そして、荷重あり時でのｃ（荷重あり時
調整目標値）も各圧入時のａ、ｂおよびｃに圧入荷重に
差がなければ、圧入方向の圧入荷重Ｆから計算できる。
よって、圧入方向の変形量を予め設定しておけば、問題
のないレベルで調整可能である。したがって、圧入荷重
差が発生した場合のａからｂ１よりｃ１を計算し、荷重
変化分を最終圧入時（精密圧入時）の補正を加えること
により、精度よく目標圧入長さに合致した圧入が行え
る。

【００３８】次に、上記の構成の流量調整装置１００の
作動について、図１および図６を用いて説明する。 (1) 図６のステップＳ１において、ポンプ５０から流体
供給手段５１に圧送される試験油を圧入連結部材２０に
送出し、流量計５２により試験油の流量を計測する。そ
して、図６のステップＳ２において、操作圧入量を目標
値(目標圧入長さ)Ｌ１の９０％程度の値、すなわち目標
圧入長さ（Ｌ１）から所定長（Ｌ２）を引いた長さ（Ｌ
１−Ｌ２）に設定し、サーボモータ１２３の制御装置に
指令する。これが荒圧入工程である。荒圧入工程でのモ
ータの最大回転数は、圧入距離が長く、圧入時間を稼ぐ
ため、これ以降の本圧入工程でのモータの回転数より高
く設定される。また、各圧入時における静的流量Ｑの値
を所定値となるように圧入量を調整する。

【００３９】(2) 次に、図６のステップＳ３において、
荒圧入後における固定鉄心２６の圧入量をリニアアクチ
ュエータ１１６により計測する。また、本圧入時の圧入
荷重Ｆ１を荷重計１１５で計測する。 (3) 次に、図６のステップＳ４において、荒圧入後の固
定鉄心２６の計測した圧入長さと目標圧入長さ（Ｌ１）
との差を求め、この差の所定長に圧入荷重Ｆ１に対する
補正量Ｓ１（Ｆ１）、Ｓ２（Ｆ２）を加えた圧入長さで
圧入操作量を決定する。次いで図６のステップＳ５にお
いて、リハーサル圧入工程を行う。

【００４０】(4) 次に、図６のステップＳ６において、
リハーサル圧入工程後における固定鉄心２６の圧入長を
リニアアクチュエータ１１６により計測する。またリハ
ーサル圧入時の圧入荷重Ｆ２を荷重計１１５で計測す
る。 (5) 次に、図６のステップＳ７において、リハーサル圧
入工程後の固定鉄心２６の計測した圧入長さと目標圧入
長さ（Ｌ１）との差（Ｌ３）を求め、この差（Ｌ３）に
圧入荷重Ｆ２に対する補正量Ｓ１（Ｆ２）、Ｓ２（Ｆ
２）を加えた長さで圧入操作量を決定する。 次いで図
６のステップＳ８において、精密圧入工程を行うことで
終了する。

【００４１】以上が連続的な流量調整方法の流れであ
る。第１実施例においては、流量計５２からのパルス信
号を入力し、そのパルス信号のパルス巾である時間を計
測することで流量として計測確認し、流量計測しながら
サーボモータ１２３に回転指令を与え、圧入パンチ１２
２により固定鉄心２６を押圧する一連の動作を多段階に
並行して行っている。

【００４２】以上説明したように、第１実施例の流量調
整装置１００を用いて圧入を行えば、各圧入時の圧入荷
重から精密圧入時の荷重を推測し移動目標値を補正す
る。このため、圧入の操作量は誤差要素を考慮した移動
目標値に設定されるので、圧入荷重を印加したことによ
る変形誤差を除いた圧入量が得られる。したがって、圧
入工程の後で部材が変形誤差の分だけ弾性復元し、圧入
工程中の弾性変形による製造誤差を生じることがなく、
精度のよい調整を行うことができる。さらに、静的流量
を測定しながら固定鉄心２６の圧入量を調整するため、
ニードルリフト量への製品要求を換算させる必要がな
く、容易に調整可能であり、調整精度を向上するととも
に、調整時間を短縮することができる。

【００４３】また、静的流量を構成する要素として噴孔
流量とシート流量があり、シート流量を構成する中にニ
ードルリフト量が挙げられる。従来のように、ニードル
流量で静的流量を調整する場合、噴孔流量下でニードル
リフトとの相関が必要である。そして、その相関には、
データの信頼性が絡むため、所定の管理幅（信頼区間）
が必要である。したがって、ニードルリフト量で調整す
る場合、製造上のリフト管理値は、製品特性上の許容値
より厳しい値となることが一般的である。一方、第１実
施例においては、図７に示すように、製造上の許容値で
管理できるため、部品精度のばらつきによる影響を防止
することができる。

【００４４】（第２実施例）第２実施例を図８に示す。
第２実施例においては、圧入材を被圧入材に連続的に圧
入調整するものであり、流量調整装置の構成については
図１に示す第１実施例と実質的に同一であるため、流量
調整装置の構成についての説明を省略する。

【００４５】図５に示す第１実施例では、多段階に圧入
工程を分けて圧入位置を調整し、静止摩擦と動摩擦とを
繰り返すため、設備側移動量（ａ）に対して製品側移動
量（ｂ）が追従しない領域（スティック領域）以上に移
動量を設定する必要がある。このことは、製品の変形分
と設備変形分とが考えられるが、このような領域では微
調整が不可能である。そこで、第２実施例においては、
図８に示すように、連続的に一旦静止摩擦から動摩擦に
移行したら、その状態を保ちながら圧入していき、その
状態毎の荷重から移動目標値をフィードバック補正して
調整することで、微小な流量調整が可能となり加工精度
の向上が図れる。ここで、図８（Ａ）は、設備側移動量
（ａ）と製品側移動量（ｂ）との関係を示しており、図
８（Ｂ）は時間に対する圧入方向の荷重および移動量の
変化量を示している。

【００４６】第２実施例においては、微調整可能な連続
式圧入を行うことにより動摩擦域で調整可能であるた
め、圧入部の静止摩擦力と動摩擦力との変動等による誤
差が生じることがなく、多段階の圧入調整に比べて極め
て高精度の圧入調整を実施することができる。

【００４７】（第３実施例）本発明の第３実施例につい
て説明する。第３実施例においては、圧入材を被圧入材
を段階的に圧入調整するものであり、流量調整装置の構
成については図１に示す第１実施例と実質的に同一であ
るため、流量調整装置の構成についての説明を省略す
る。

【００４８】第３実施例による燃料噴射弁１の流量調整
方法を図９に基づいて説明する。 (1) 図９のステップＳ１１において、燃料噴射弁１の
リフト量を計測する。ここで計測される燃料噴射弁１の
リフト量は、上述したようにノズルニードル３６のリフ
ト量（固定鉄心２６と可動鉄心２５との間のギャップ
量）であり、個々の燃料噴射弁１に固有のリフト量であ
る。また、燃料噴射弁１のリフト量とともに、このリフ
ト量に対応する個々の燃料噴射弁１に固有の噴射量を計
測する。噴射量の計測は、燃料噴射弁１に試験油を供給
することにより実施する。そして、ステップ１２におい
て、ステップＳ１１で計測された燃料噴射弁１に固有の
リフト量および噴射量から、その燃料噴射弁１に固有の
リフト量と噴射量との相関関係を算出する。算出される
リフト量と噴射量との相関関係は、例えば相関式あるい
はマップからなる相関データとして流量調整装置１００
の図示しない記憶部に記憶される。

【００４９】(2) 次に、ステップＳ１３において、固
定鉄心２６を燃料コネクタ部２１に第一所定リフト量ま
で圧入する（第一圧入工程）。このとき、圧入荷重の安
定値Ｐおよび圧入材である固定鉄心２６の移動量を計測
する。 (3) 第一圧入工程が完了すると、ステップＳ１４にお
いて、計測された圧入荷重の安定値Ｐを固定鉄心２６に
加えた状態で燃料噴射弁１へ試験油を供給し、燃料噴射
弁１の第一噴射量ａを計測する（第一計測工程）。そし
て、ステップＳ１５において、計測された燃料噴射弁１
の第一噴射量ａならびにステップＳ１２で算出した相関
データに基づいて、計測された第一噴射量ａに対応する
計算リフト量Ａを算出する。

【００５０】(4) 次に、ステップＳ１６において、固
定鉄心２６を燃料コネクタ部２１に第二所定リフト量ま
で圧入する（第二圧入工程）。このとき、圧入荷重の安
定値Ｑおよび固定鉄心２６の移動量Ｘを計測する。 (5) 第二圧入工程が完了すると、ステップＳ１７にお
いて、圧入荷重の安定値Ｑを維持した状態すなわち安定
値Ｑで固定鉄心２６を押圧しながら燃料噴射弁１へ試験
油を供給し、燃料噴射弁１の第二噴射量ｂを計測する
（第二計測工程）。

【００５１】(6) そして、ステップＳ１８において、
ステップＳ１７で計測された第二噴射量ｂならびにステ
ップ１２で算出された相関データに基づいて、計測され
た第二噴射量ｂに対応するリフト量を算出する。このと
き算出されるリフト量は、第二圧入工程完了後において
固定鉄心２６に安定値Ｑが加えられた加圧状態の加圧リ
フト量Ｂである。 (7) また、ステップＳ１９において、固定鉄心２６に
加えられる圧入荷重を完全に解除した状態で燃料噴射弁
１に試験油を供給し、燃料噴射弁１の第三噴射量ｃを計
測する（第三計測工程）。

【００５２】(8) そして、ステップＳ２０において、
ステップＳ１９で計測された第三噴射量ｃならびにステ
ップＳ１２で算出された相関データに基づいて、計測さ
れた第三噴射量ｃに対応するリフト量を算出する。この
とき算出されるリフト量は、第二圧入工程完了後におい
て固定鉄心２６に荷重が加えられていない無加圧状態の
無加圧リフト量Ｃである。 (9) 加圧状態の加圧リフト量Ｂおよび無加圧状態の無
加圧リフト量Ｃの算出が完了すると、ステップＳ２１に
おいて、ステップＳ１６で計測された第二圧入工程にお
ける固定鉄心２６の移動量Ｘ、ステップＳ１５で算出さ
れた計算リフト量Ａ、ステップＳ１８で算出された加圧
リフト量Ｂ、ステップＳ２０で算出された無加圧リフト
量Ｃ、ならびに最終リフト量から所定の相関式を用いて
固定鉄心２６の目標移動量Ｌを算出する。最終リフト量
とは、燃料噴射弁１に要求される噴射量に対応して設定
されるノズルニードル３６のリフト量であり、所定の噴
射量を達成するための各燃料噴射弁１に固有の値であ
る。

【００５３】(10) 次に、ステップＳ２２において、ス
テップＳ２１で算出された目標移動量Ｌに応じて固定鉄
心２６を燃料コネクタ部２１へ圧入する（第三圧入工
程）。 (11) 次に、ステップＳ２３において、第三圧入工程が
実施された燃料噴射弁１に試験油を供給し、噴射量ｄを
計測する（第四計測工程）。これにより、燃料噴射弁１
の最終的な噴射量が計測され、固定鉄心２６の圧入量の
調整が完了する。

【００５４】以上の手順により、燃料噴射弁１の流量す
なわち噴射量の調整が実施される。以上、第３実施例で
は、固定鉄心２６を燃料コネクタ部２１へ圧入すること
により、圧入時における圧入装置および燃料噴射弁１の
弾性変形による圧入精度の低下を抑制することができ
る。また、第一圧入工程、第二圧入工程および第三圧入
工程を実行するごとに、燃料噴射弁１からの噴射量に基
づいてリフト量を算出している。これにより、固定鉄心
２６の圧入量を正確に決定することができ、燃料噴射弁
１による燃料噴射量を正確に調整することができる。

【００５５】以上説明した本発明の複数の実施例では、
電磁式の燃料噴射弁の流量調整に本発明を適用したが、
本発明では、機械式あるいは磁力式の噴射弁の流量調整
に適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射弁の流量調
整装置を示すシステム構成図である。

【図２】本発明の第１実施例の燃料噴射弁を示す縦断面
図である。

【図３】本発明の第１実施例による燃料噴射弁の流量調
整方法を説明するためのグラフ図である。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の第１実施例に
よる燃料噴射弁の流量調整方法を説明するための模式図
である。

【図５】本発明の第１実施例による燃料噴射弁の流量調
整方法を説明するためのものであって、（Ａ）は設備側
移動量と製品側移動量との関係を示し、（Ｂ）は時間に
対する荷重および移動量の変化量を示す特性図である。

【図６】本発明の第１実施例による燃料噴射弁の流量調
整方法を説明するためのフロー図である。

【図７】本発明の第１実施例による燃料噴射弁の流量調
整方法を説明するためのものであって、ニードルリフト
量と静的流量との関係を示す特性図である。

【図８】本発明の第２実施例による燃料噴射弁の流量調
整方法を説明するためのものであって、（Ａ）は設備側
移動量と製品側移動量との関係を示し、（Ｂ）は時間に
対する荷重および移動量の変化量を示す特性図である。

【図９】本発明の第３実施例による燃料噴射弁の流量調
整方法を説明するためのフロー図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射弁（流体噴射弁） ２０ 圧入連結部材（リフト量調整手段） ２１ 燃料コネクタ部（被圧入部材） ２６ 固定鉄心（圧入部材） ２９ 弁ボディ ３６ ノズルニードル（弁部材） ５１ 流体供給手段 ５２ 流量計（流量計測手段） １００ 流量調整装置 １１５ 荷重計（荷重検知手段） １１６ リニアアクチュエータ（移動量検知手段） １２０ 加圧装置（圧入手段） １２３ サーボモータ １３０ コントローラ（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 問山 正儀 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 上野 義智 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3G066 AA01 AB02 BA51 BA54 BA58 BA69 CC56 CE22 DA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴孔の流体上流側に弁座を設けた弁ボデ
   ィと、前記弁ボディに往復移動可能に支持され、前記弁
   座に着座可能な当接部を有し、前記当接部が前記弁座か
   ら離座ならびに前記弁座に着座することにより前記噴孔
   から流体を噴射または遮断する弁部材と、圧入材を被圧
   入材に圧入してなる圧入連結部材を有し、前記弁部材の
   リフト量を調整可能なリフト量調整手段とを備えた流体
   噴射弁の流量を調整する装置であって、 前記圧入連結部材内に流体を供給する流体供給手段と、 前記圧入材を前記被圧入材に向けて押圧する圧入手段
   と、 前記圧入材の前記被圧入材に対する圧入荷重またはその
   反力を検知する荷重検知手段と、 基準位置に対する前記圧入材の圧入方向への移動量を検
   知する移動量検知手段と、 圧入荷重に対する前記圧入連結部材の圧入方向への変形
   量または歪み量の計測値または計算値、ならびに前記圧
   入手段の前記圧入材との当接部における圧入荷重に対す
   る圧入方向への変位量の計測値または計算値から前記圧
   入材の移動目標値を補正し設定する補正量設定手段と、 前記流体供給手段内を通過する流体の流量、前記荷重検
   知手段および前記移動量検知手段の出力信号、ならびに
   前記補正量設定手段の設定する補正量に応じて前記圧入
   材の前記被圧入材に対する圧入量を調整する制御手段
   と、 を備えることを特徴とする流体噴射弁の流量調整装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は第１の圧入工程および第
   ２の圧入工程に分けて前記圧入手段を操作し、前記補正
   量設定手段は、前記第１の圧入工程における圧入時の圧
   入荷重から前記第２の圧入工程における圧入時の荷重を
   予測し、前記圧入材の移動目標値を補正することを特徴
   とする請求項１記載の流体噴射弁の流量調整装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は連続的に前記圧入手段を
   操作し、前記補正量設定手段は、圧入部が静止摩擦から
   動摩擦に移行した状態の圧入荷重から前記圧入材の移動
   目標値を補正することを特徴とする請求項１記載の流体
   噴射弁の流量調整装置。
4. 【請求項４】 噴孔の流体上流側に弁座を設けた弁ボデ
   ィと、前記弁ボディに往復移動可能に支持され、前記弁
   座に着座可能な当接部を有し、前記当接部が前記弁座か
   ら離座ならびに前記弁座に着座することにより前記噴孔
   から流体を噴射または遮断する弁部材と、圧入材を被圧
   入材に圧入してなる圧入連結部材を有し、前記弁部材の
   リフト量を調整可能なリフト量調整手段とを備えた流体
   噴射弁の流量調整方法であって、 前記圧入連結部材内に流体を供給する流体供給手段に流
   体を圧送する工程と、 圧入荷重に対する前記圧入連結部材の圧入方向への変形
   量または歪み量の計測値または計算値、ならびに前記圧
   入材を前記被圧入材に向けて押圧する圧入手段の前記圧
   入材との当接部における圧入荷重に対する圧入方向への
   変位量の計測値または計算値から前記圧入材の移動目標
   値を補正し設定する工程と、 前記流体供給手段内を通過する流体の流量、前記圧入材
   の前記被圧入材に対する圧入荷重またはその反力、基準
   位置に対する前記圧入材の圧入方向への移動量、ならび
   に前記圧入材の移動目標値の補正量に応じて前記圧入材
   の前記被圧入材に対する圧入量を調整する工程と、 を含むことを特徴とする流体噴射弁の流量調整方法。
5. 【請求項５】 前記圧入材の前記被圧入材に対する圧入
   量を調整する工程は第１の圧入工程および第２の圧入工
   程を含み、前記圧入材の移動目標値を補正し設定する工
   程は、前記第１の圧入工程における圧入時の圧入荷重か
   ら前記第２の圧入工程における圧入時の荷重を予測し、
   前記圧入材の移動目標値を補正することを特徴とする請
   求項４記載の流体噴射弁の流量調整方法。
6. 【請求項６】 前記圧入材の移動目標値を補正し設定す
   る工程は、圧入部が静止摩擦から動摩擦に移行した状態
   の圧入荷重から前記圧入材の移動目標値を補正すること
   を特徴とする請求項４記載の流体噴射弁の流量調整方
   法。
7. 【請求項７】 噴孔の流体上流側に弁座を設けた弁ボデ
   ィと、前記弁ボディに往復移動可能に支持され、前記弁
   座に着座可能な当接部を有し、前記当接部が前記弁座か
   ら離座ならびに前記弁座に着座することにより前記噴孔
   から流体を噴射または遮断する弁部材と、圧入材を被圧
   入材に圧入してなる圧入連結部材を有し、前記弁部材の
   リフト量を調整可能なリフト量調整手段とを備えた流体
   噴射弁の流量調整方法であって、 前記リフト量調整手段により前記弁部材のリフト量を調
   整するとき、前記圧入材は前記被圧入材に複数回に分け
   て圧入され、前記圧入材が前記被圧入材に圧入されるご
   とに、前記流体噴射弁の噴射量を計測することを特徴と
   する流体噴射弁の流量調整方法。
8. 【請求項８】 噴孔の流体上流側に弁座を設けた弁ボデ
   ィと、前記弁ボディに往復移動可能に支持され、前記弁
   座に着座可能な当接部を有し、前記当接部が前記弁座か
   ら離座ならびに前記弁座に着座することにより前記噴孔
   から流体を噴射または遮断する弁部材と、圧入材を被圧
   入材に圧入してなる圧入連結部材を有し、前記弁部材の
   リフト量を調整可能なリフト量調整手段とを備えた流体
   噴射弁の流量調整方法であって、 あらかじめ設定されている前記弁部材のリフト量と、前
   記流体噴射弁に検査流体を供給することにより計測され
   る前記流体噴射弁の噴射量とから、リフト量と噴射量と
   の相関関係を予測する噴射量予測工程と、 前記圧入材を前記被圧入材に第一所定リフト量まで圧入
   し、圧入荷重の安定値ならびに前記圧入材の移動量を計
   測する第一圧入工程と、 前記第一圧入工程における圧入荷重の安定値で前記圧入
   材を押圧しながら、前記流体噴射弁に検査流体を供給
   し、前記第一所定リフト量における前記流体噴射弁の第
   一噴射量を計測する第一計測工程と、 前記第一噴射量から前記相関関係に基づいて前記弁部材
   の計算リフト量を算出する計算リフト量算出工程と、 前記圧入材を前記被圧入材に第二所定リフト量まで圧入
   し、圧入荷重の安定値ならびに前記圧入材の移動量を計
   測する第二圧入工程と、 前記第二圧入工程における圧入荷重の安定値で前記圧入
   材を押圧しながら、前記流体噴射弁に検査流体を供給
   し、前記第二所定リフト量における前記流体噴射弁の第
   二噴射量を計測する第二計測工程と、 前記第二噴射量から前記相関関係に基づいて前記第二圧
   入工程が完了した後の加圧リフト量を算出する加圧リフ
   ト量算出工程と、 前記圧入材を押圧する荷重を解除した後、前記流体噴射
   弁に検査流体を供給し、前記流体噴射弁の第三噴射量を
   計測する第三計測工程と、 前記第三噴射量から前記相関関係に基づいて前記第二圧
   入工程が完了した後の無加圧リフト量を算出する無加圧
   リフト量算出工程と、 前記第二圧入工程における前記圧入材の移動量、前記計
   算リフト量、前記加圧リフト量、前記無加圧リフト量、
   ならびに要求される噴射量に対応する最終リフト量か
   ら、前記弁部材のリフト量を前記最終リフト量にするた
   めの目標移動量を計算する目標算出工程と、 前記目標算出工程で計算された前記目標移動量に基づい
   て、前記圧入材を前記被圧入材に圧入する第三圧入工程
   と、 前記圧入材を押圧する荷重を解除した後、前記流体噴射
   弁に検査流体を供給し、噴射量を計測する第四計測工程
   と、 を含むことを特徴とする流体噴射弁の流量調整方法。