JP2010185318A - Lift amount adjusting device for fuel injection valve and lift amount adjusting method to be used for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射弁のリフト量調整方法、およびその方法に用いるリフト量調整装置に関する。 The present invention relates to a lift amount adjusting method for a fuel injection valve and a lift amount adjusting device used in the method.
内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁として特許文献1に開示されているような燃料噴射弁が知られている。 A fuel injection valve as disclosed in Patent Document 1 is known as a fuel injection valve for supplying fuel to an internal combustion engine.
この燃料噴射弁は、筒状に形成されており、内部に基端側から先端に向けて燃料を流す燃料通路が形成されており、先端に燃料通路と連通する噴孔が形成されているボデーと、燃料通路内を往復移動可能に収容されている可動コアと、可動部材に取付けられ、燃料通路の内壁に離着座することにより、噴孔からの燃料の噴射を制御するニードルと、ニードルが燃料通路の内壁に着座している状態で可動コアとの間に所定の隙間を有するように可動コアよりも基端側の燃料通路の内壁に固定され、可動コアの基端側への移動を制限してニードルのリフト量を決定する固定コアと、を備えている。 This fuel injection valve is formed in a cylindrical shape, a fuel passage through which fuel flows from the base end to the tip is formed inside, and a body hole in which a nozzle hole communicating with the fuel passage is formed at the tip. A movable core that is accommodated in the fuel passage so as to be reciprocally movable; a needle that is attached to the movable member and is seated on the inner wall of the fuel passage so as to control fuel injection from the nozzle hole; While being seated on the inner wall of the fuel passage, it is fixed to the inner wall of the fuel passage closer to the proximal end than the movable core so as to have a predetermined gap between the movable core and the movable core is moved toward the proximal end. A fixed core that limits and determines the lift amount of the needle.
この特許文献1によれば、固定コアのボデーに対する固定位置を調整することにより、可動コアと固定コアとの隙間を調整し、弁部材のリフト量を調整するという方法を採用している。固定コアはボデーに圧入した後、溶接することにより固定されている。 According to this Patent Document 1, a method of adjusting the clearance between the movable core and the fixed core and adjusting the lift amount of the valve member by adjusting the fixed position of the fixed core with respect to the body is adopted. The fixed core is fixed by welding after being press-fitted into the body.
しかしながら、上述のような調整方法にてリフト量を調整すると、噴射量特性がばらつき燃料噴射弁の品質を低下させてしまう。ボデーや固定コアは、燃料噴射弁を構成する部品の中でも比較的体格の大きい構成部品である。このため、これらの部品を製造する際、これらの部品よりも体格の小さい構成部品よりも製造ばらつきが大きい。このため、製造ばらつきの大きい構成部品同士を圧入する際の圧入荷重も大きくばらついてしまう。ここで、圧入荷重とは圧入物品を被圧入物品に圧入させる際に圧入物品に加える荷重である。 However, when the lift amount is adjusted by the adjustment method as described above, the injection amount characteristic varies and the quality of the fuel injection valve is deteriorated. The body and the fixed core are relatively large components among the components constituting the fuel injection valve. For this reason, when these parts are manufactured, the manufacturing variation is larger than components having a smaller physique than these parts. For this reason, the press-fit load at the time of press-fitting components having large manufacturing variations greatly varies. Here, the press-fitting load is a load applied to the press-fitted article when the press-fitted article is press-fitted into the press-fitted article.
燃料噴射弁は製造効率を高めるため、固定コアを圧入する際に加える荷重と、その荷重を加える時間により固定コアのボデーに対する圧入固定位置を調整している。このようにすることにより、圧入装置の移動量を測定装置にて逐一測定する必要がなくなり、固定コアの固定工程に費やされる時間を短くすることができる。 In order to increase the manufacturing efficiency of the fuel injection valve, the press-fitting and fixing position of the fixed core with respect to the body is adjusted by the load applied when the fixed core is press-fitted and the time to apply the load. By doing so, it is not necessary to measure the moving amount of the press-fitting device one by one with the measuring device, and the time spent for the fixing process of the fixed core can be shortened.
しかしながら、上述したように圧入荷重がばらついてしまうため、固定コアの圧入固定位置を調整することにより、弁部材のリフト量を調整する方法では、リフト量の調整精度を高めるのに限度がある。また、上述の燃料噴射弁では固定コアをボデーに圧入固定した後、溶接にて強固に固定している。固定コアをボデーに溶接することにより固定すると、溶接した周囲に熱歪みが発生し、リフト量が変化してしまい、製品ごとの噴射量特性がばらついてしまう。 However, since the press-fit load varies as described above, the method of adjusting the lift amount of the valve member by adjusting the press-fit fixing position of the fixed core has a limit in increasing the adjustment accuracy of the lift amount. In the fuel injection valve described above, the fixed core is press-fitted and fixed to the body and then firmly fixed by welding. If the fixed core is fixed to the body by welding, thermal distortion occurs around the welded area, the lift amount changes, and the injection amount characteristics of each product vary.
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、製品ごとの噴射量特性のばらつきが抑えられた品質の良い燃料噴射弁を得ることができる燃料噴射弁のリフト量調整方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to lift a fuel injection valve capable of obtaining a high-quality fuel injection valve in which variation in injection quantity characteristics among products is suppressed. It is to provide a quantity adjustment method.
また、他の目的は、製品ごとの噴射量特性のばらつきが抑えられた品質の良い燃料噴射弁を得ることができる燃料噴射弁のリフト量調整方法に用いるリフト量調整装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a lift amount adjusting device used in a lift amount adjusting method for a fuel injection valve, which can obtain a high quality fuel injection valve in which variations in injection amount characteristics among products are suppressed. .
請求項1に記載の発明は、筒状に形成されており、内部に基端側から先端に向けて燃料を流す燃料通路が形成され、先端に燃料通路と連通する噴孔が形成されるとともに、燃料通路内を往復移動することにより燃料通路と離着座し、噴孔の開閉制御を行う弁部材と、弁部材よりも基端側に設けられ、弁部材の基端側への移動を規制するストッパ部を収容するボデーと、筒状に形成され、ボデーの外周壁を囲むように設けられ、ボデーに溶接にて固定される環状部材と、を備える燃料噴射弁の弁部材のリフト量を調整するリフト量調整方法であって、
ストッパ部をボデーに収容した後の調整前の弁部材のリフト量と予め定められている弁部材のリフト量の規格値とを比較し、調整すべきリフト量の目標調整量を定める目標調整量設定工程と、ボデーと環状部材とを溶接する際の溶接条件を定める溶接条件設定工程であって、定められた目標調整量と、溶接条件と溶接条件を変化させて溶接したときの弁部材のリフト変化量との関係と基づいて目標調整量に応じた溶接条件を設定する溶接条件設定工程と、定められた溶接条件に応じた溶接部を形成するように、ボデーと環状部材とを溶接する溶接工程と、を有することを特徴としている。
The invention according to claim 1 is formed in a cylindrical shape, and a fuel passage for flowing fuel from the base end side toward the tip is formed inside, and an injection hole communicating with the fuel passage is formed at the tip. A valve member that moves back and forth in the fuel passage so as to be separated from the fuel passage and controls the opening and closing of the nozzle hole, and is provided on the base end side of the valve member, and restricts the movement of the valve member to the base end side. A lift member of a valve member of a fuel injection valve, comprising: a body that accommodates a stopper portion; and an annular member that is formed in a cylindrical shape and is provided so as to surround an outer peripheral wall of the body and is fixed to the body by welding. A lift amount adjustment method to be adjusted,
The target adjustment amount that determines the target adjustment amount of the lift amount to be adjusted by comparing the lift amount of the valve member before adjustment after the stopper portion is accommodated in the body with the predetermined standard value of the lift amount of the valve member. A setting step and a welding condition setting step for determining a welding condition for welding the body and the annular member, and the valve member when welding is performed by changing the predetermined target adjustment amount and the welding condition and the welding condition. Welding the body and the annular member so as to form a welding condition setting step for setting a welding condition according to the target adjustment amount based on the relationship with the amount of change in lift and a weld according to the determined welding condition And a welding process.
この発明は、溶接工程を経た後に発生する溶接部の収縮を、部材を変形させる原動力として利用することを技術的な特徴とした発明である。 This invention is an invention characterized in that the shrinkage of the welded portion that occurs after the welding process is used as a driving force for deforming the member.
この発明よれば、溶接条件設定工程では、目標調整量設定工程にて定められた目標調整量と、溶接条件と溶接条件を変化させて溶接したときの弁部材のリフト変化量との関係と、に基づいて目標調整量に応じた溶接条件を定める。そして、溶接工程では、その定められた溶接条件に応じた溶接部を形成するようにボデーと環状部材とを溶接する。 According to this invention, in the welding condition setting step, the relationship between the target adjustment amount determined in the target adjustment amount setting step and the lift change amount of the valve member when welding is performed by changing the welding condition and the welding condition; Based on the above, the welding conditions corresponding to the target adjustment amount are determined. And in a welding process, a body and an annular member are welded so that the welding part according to the determined welding conditions may be formed.
このような工程を経てボデーと環状部材のとの溶接が終了すると、溶融していた溶接部が冷却され、自ら収縮を始める。この溶接部の収縮により、環状部材の内径が縮小する。ここで、溶接部の収縮は、溶接部の大きさや付与された熱量などの溶接条件によって変化することが知られている。したがって、環状部材の内径の縮小量は、溶接条件に応じた変化することとなる。 When the welding of the body and the annular member is completed through such a process, the welded portion that has been melted is cooled and starts to contract by itself. Due to the shrinkage of the welded portion, the inner diameter of the annular member is reduced. Here, it is known that the shrinkage of the welded portion changes depending on welding conditions such as the size of the welded portion and the amount of heat applied. Therefore, the reduction amount of the inner diameter of the annular member changes according to the welding conditions.
ボデーは、環状部材の内径が縮小するため、縮小量に応じた圧縮荷重を受ける。上記縮小量に応じた圧縮荷重を受けたボデーは、自身の体積を保とうとするため、軸方向に伸長することとなる。この伸長量は圧縮荷重に応じた量となる。 Since the inner diameter of the annular member is reduced, the body receives a compression load corresponding to the reduction amount. The body that has received the compressive load corresponding to the reduction amount tends to maintain its own volume, and thus extends in the axial direction. This extension amount is an amount corresponding to the compression load.
ボデーが上記圧縮荷重に応じた分だけ伸長すると、弁部材が燃料通路に着座した状態でのストッパ部と弁部材との間に形成される隙間がボデーの伸長量に応じた分だけ変化する。これに伴って、弁部材のリフト量も変化する。 When the body extends by an amount corresponding to the compression load, a gap formed between the stopper portion and the valve member in a state where the valve member is seated in the fuel passage changes by an amount corresponding to the amount of expansion of the body. Along with this, the lift amount of the valve member also changes.
ボデーと環状部材とを溶接すると弁部材のリフト量が上述したような過程を経て変化するので、溶接条件を調整することにより、弁部材のリフト量を自由に調整することができる。 When the body and the annular member are welded, the lift amount of the valve member changes through the above-described process. Therefore, the lift amount of the valve member can be freely adjusted by adjusting the welding conditions.
この発明よれば、目標調整量に応じた溶接条件を定めているため、この溶接条件にてボデーと環状部材とを溶接することにより弁部材のリフト量を規格値に極力近づけることができる。 According to this invention, since the welding conditions corresponding to the target adjustment amount are determined, the lift amount of the valve member can be brought as close as possible to the standard value by welding the body and the annular member under the welding conditions.
また、この発明では、ストッパ部をボデーに収容した後に溶接条件を定め、その溶接条件に基づきボデーと環状部材との溶接を行い弁部材のリフト量を調整しているため、ストッパ部の製造ばらつきやストッパ部の取り付け精度、またはストッパ部をボデーに取り付ける際の熱歪みの影響が調整後の弁部材のリフト量に及ばない。つまり、ストッパ部の状態に関係なく弁部材のリフト量を精度良く調整することができるのである。 Further, in the present invention, since the welding condition is determined after the stopper portion is accommodated in the body, and the lift amount of the valve member is adjusted by welding the body and the annular member based on the welding condition, the manufacturing variation of the stopper portion. In addition, the mounting accuracy of the stopper portion, or the influence of thermal distortion when the stopper portion is attached to the body does not reach the lift amount of the adjusted valve member. That is, the lift amount of the valve member can be accurately adjusted regardless of the state of the stopper portion.
したがって、このようにして弁部材のリフト量を調整すれば、製品ごとのリフト量のばらつきを抑えることができ、製品ごとの噴射量特性のばらつきが抑えられた燃料噴射弁を提供することができるのである。 Therefore, by adjusting the lift amount of the valve member in this way, it is possible to suppress the variation in the lift amount for each product, and provide a fuel injection valve in which the variation in the injection amount characteristic for each product is suppressed. It is.
溶接技術において、定める溶接条件の一つに溶接する箇所への入熱量がある。この入熱量を変化させることにより、溶接後の溶接部の収縮量が変化することが知られている。ここで、入熱量とは溶接部に付与される単位長さ当たりの熱量である。 In welding technology, one of the welding conditions to be defined is the amount of heat input to the welding location. It is known that the amount of shrinkage of the weld after welding is changed by changing the amount of heat input. Here, the heat input is the amount of heat per unit length given to the weld.
請求項2に記載の発明は、溶接条件は、溶接部を形成する際の入熱量であることを特徴としている。この発明によれば、入熱量を溶接条件としている。このため、入熱量を制御することにより、溶接後の溶接部の収縮量を制御することができる。 The invention according to claim 2 is characterized in that the welding condition is an amount of heat input when the welded portion is formed. According to the present invention, the heat input is set as a welding condition. For this reason, the shrinkage amount of the welded portion after welding can be controlled by controlling the heat input amount.
これにより、環状部材の内径の縮小量を制御できるため、ボデーへの圧縮荷重を制御することができ、ボデーの軸方向への伸長量を制御することができる。よって、入熱量を溶接条件とすることにより、弁部材のリフト量を調整することができる。 Thereby, since the reduction amount of the internal diameter of an annular member can be controlled, the compression load to a body can be controlled and the expansion amount to the axial direction of a body can be controlled. Therefore, the lift amount of the valve member can be adjusted by setting the heat input amount as a welding condition.
溶接技術において、定める溶接条件の一つに溶接部を形成する際の溶接速度がある。この溶接速度を変化させることにより、溶接部に付与する入熱量が変化し、溶接後の溶接部の収縮量が変化することが知られている。 In the welding technology, one of the welding conditions to be determined is a welding speed when forming a welded portion. It is known that by changing the welding speed, the amount of heat input applied to the welded portion changes, and the shrinkage amount of the welded portion after welding changes.
請求項3に記載の発明は、溶接条件は、溶接部を形成する際の溶接速度であることを特徴としている。この発明によれば、溶接速度を溶接条件としている。このため、溶接速度を制御することにより、溶接後の溶接部の収縮量を制御することができる。 The invention according to claim 3 is characterized in that the welding condition is a welding speed at the time of forming the welded portion. According to this invention, the welding speed is the welding condition. For this reason, the shrinkage amount of the welded portion after welding can be controlled by controlling the welding speed.
これにより、環状部材の内径の縮小量を制御できるため、ボデーへの圧縮荷重を制御することができ、ボデーの軸方向への伸長量を制御することができる。よって、溶接時間を溶接条件とすることにより、弁部材のリフト量を調整することができる。 Thereby, since the reduction amount of the internal diameter of an annular member can be controlled, the compression load to a body can be controlled and the expansion amount to the axial direction of a body can be controlled. Therefore, the lift amount of the valve member can be adjusted by setting the welding time as a welding condition.
溶接技術において、定める溶接条件の一つに溶接部を形成する際の熱源の出力がある。この熱源の出力を変化させることにより、溶接部に付与される入熱量が変化し、溶接後の溶接部の収縮量が変化することが知られている。 In welding technology, one of the welding conditions to be determined is the output of a heat source when forming a weld. It is known that by changing the output of this heat source, the amount of heat input applied to the welded portion changes, and the amount of shrinkage of the welded portion after welding changes.
請求項4に記載の発明は、溶接条件は、溶接部を形成する際の熱源の出力であることを特徴としている。この発明によれば、溶接する際の熱源の出力を溶接条件としている。このため、熱源の出力を制御することにより、溶接後の溶接部の収縮量を制御することができる。 The invention described in claim 4 is characterized in that the welding condition is an output of a heat source when forming the welded portion. According to this invention, the output of the heat source when welding is used as the welding condition. For this reason, the shrinkage amount of the welded portion after welding can be controlled by controlling the output of the heat source.
これにより、環状部材の内径の縮小量を制御できるため、ボデーへの圧縮荷重を制御することができ、ボデーの軸方向への伸長量を制御することができる。よって、熱源の出力を溶接条件とすることにより、弁部材のリフト量を調整することができる。 Thereby, since the reduction amount of the internal diameter of an annular member can be controlled, the compression load to a body can be controlled and the expansion amount to the axial direction of a body can be controlled. Therefore, the lift amount of the valve member can be adjusted by setting the output of the heat source as a welding condition.
溶接技術において、定める溶接条件の一つに形成する溶接部の長さがある。この溶接部長さを変化させることにより、溶接後の溶接部の収縮量が変化することが知られている。 In the welding technique, there is a length of a welded portion to be formed as one of welding conditions to be determined. It is known that the amount of shrinkage of the welded portion after welding changes by changing the length of the welded portion.
請求項5に記載の発明は、溶接条件は、溶接部の周方向長さであることを特徴としている。この発明によれば、溶接部の周方向長さを溶接条件としている。このため、溶接部の周方向長さを制御することにより、溶接後の溶接部の収縮量を制御することができる。 The invention according to claim 5 is characterized in that the welding condition is a circumferential length of the welded portion. According to this invention, the circumferential length of the welded portion is used as a welding condition. For this reason, the shrinkage amount of the welded part after welding can be controlled by controlling the circumferential length of the welded part.
これにより、環状部材の内径の縮小量を制御できるため、ボデーに対する圧縮荷重を制御することができ、ボデーの軸方向への伸長量を制御することができる。よって、溶接部の周方向長さを溶接条件とすることにより、弁部材のリフト量を調整することができる。 Thereby, since the amount of reduction of the inner diameter of the annular member can be controlled, the compression load on the body can be controlled, and the amount of expansion of the body in the axial direction can be controlled. Therefore, the lift amount of the valve member can be adjusted by setting the circumferential length of the welded portion as a welding condition.
請求項6に記載の発明は、溶接工程では、溶接部を、環状部材の外周壁において全周に亘って連続して形成することを特徴としている。 The invention described in claim 6 is characterized in that, in the welding step, the welded portion is continuously formed over the entire circumference in the outer peripheral wall of the annular member.
この発明によれば、溶接部を環状部材の外周壁において全周に亘って連続して形成しているので、溶接工程終了後、環状部材の内周壁が当該環状部材の軸線に向かって一様に移動させることができる。このため、環状部材がボデーに付与する圧縮荷重の偏りを抑えることができ、リフト量調整の精度を向上させることができる。 According to this invention, since the welded portion is continuously formed over the entire circumference of the outer peripheral wall of the annular member, the inner peripheral wall of the annular member is uniform toward the axis of the annular member after the welding process is completed. Can be moved to. For this reason, the bias of the compressive load which an annular member gives to a body can be suppressed, and the precision of lift amount adjustment can be improved.
請求項7に記載の発明は、溶接工程では、ほぼ同じ周方向長さである溶接部を、環状部材の外周壁において、ほぼ同じ間隔で複数個形成することを特徴としている。 The invention described in claim 7 is characterized in that, in the welding process, a plurality of weld portions having substantially the same circumferential length are formed at substantially the same interval on the outer peripheral wall of the annular member.
この発明によれば、溶接部は環状部材の外周壁において複数個所形成されているが、各溶接部は、ほぼ等間隔に形成されているため、溶接部が複数個所形成されている場合であっても、溶接部が収縮する際、環状部材がボデーに付与する圧縮荷重の偏りを抑えることができ、リフト量調整の精度を向上させることができる。 According to the present invention, a plurality of welds are formed on the outer peripheral wall of the annular member. However, since the welds are formed at substantially equal intervals, a plurality of welds are formed. However, when the welded portion contracts, the bias of the compressive load imparted to the body by the annular member can be suppressed, and the accuracy of lift amount adjustment can be improved.
請求項8に記載の発明は、溶接部をストッパ部よりも先端側に形成することを特徴としている。この発明によれば、溶接部をストッパ部よりも先端側に形成しているので、ストッパ部と弁座部との間のボデーを軸方向に伸長させることができ、ストッパ部と弁部材との隙間を確実に変化させることができる。 The invention according to claim 8 is characterized in that the welded portion is formed on the tip side of the stopper portion. According to this invention, since the welded portion is formed on the tip side of the stopper portion, the body between the stopper portion and the valve seat portion can be extended in the axial direction, and the stopper portion and the valve member The gap can be changed reliably.
請求項9に記載の発明は、燃料通路の内壁に、弁部材の外周壁が摺動する摺動部が形成されており、溶接部を摺動部以外の場所に形成することを特徴としている。 The invention according to claim 9 is characterized in that a sliding portion on which the outer peripheral wall of the valve member slides is formed on the inner wall of the fuel passage, and the welded portion is formed at a place other than the sliding portion. .
この発明によれば、溶接部は、ストッパ部よりも先端側であり、かつ摺動部以外の場所に形成しているため、環状部材よりの圧縮荷重がボデーに作用し、ボデーが内周側に歪んだとしても、弁部材の軸方向の移動を妨げない。これにより、弁部材の軸方向の移動を確保することができる。 According to this invention, since the welded portion is formed on the tip side of the stopper portion and at a place other than the sliding portion, the compression load from the annular member acts on the body, and the body is on the inner peripheral side. Even if it is distorted, the movement of the valve member in the axial direction is not hindered. Thereby, the movement of the axial direction of a valve member is securable.
請求項10に記載の発明は、請求項1に記載した燃料噴射弁のリフト量調整方法に用いるリフト量調整装置であって、
ストッパ部がボデーに収容された後の調整前の弁部材のリフト量を測定する測定装置と、所定の溶接条件に応じた溶接部を形成するように、ボデーと環状部材とを溶接する溶接装置と、溶接条件と溶接条件を変えてボデーと環状部材とを溶接したときの弁部材のリフト変化量との関係、および弁部材のリフト量の規格値を記憶している記憶手段と、測定装置にて測定した調整前の弁部材のリフト量と規格値とを比較し、調整すべきリフト量の目標調整量を定める目標調整量設定手段と、ボデーと環状部材とを溶接する際の溶接条件を設定する溶接条件設定手段であって、目標調整量と、記憶手段に記憶されている溶接条件と溶接条件を変えてボデーと環状部材とを溶接したときの弁部材のリフト変化量との関係と、に基づいて目標調整量に応じた溶接条件を定める溶接条件設定手段と、を有し、溶接条件設定手段にて定められた溶接条件に応じた指令信号を生成し、その指令信号を溶接装置に送る制御部と、を備えることを特徴としている。
The invention described in
A measuring device that measures the lift amount of the valve member before adjustment after the stopper portion is accommodated in the body, and a welding device that welds the body and the annular member so as to form a weld according to a predetermined welding condition. Storing means for storing the relationship between the lift change amount of the valve member when the body and the annular member are welded under different welding conditions and welding conditions, and the standard value of the lift amount of the valve member, and the measuring device Welding conditions for welding the target adjustment amount setting means for determining the target adjustment amount of the lift amount to be adjusted, and the body and the annular member, by comparing the lift amount of the valve member before adjustment measured in step 1 and the standard value The relationship between the target adjustment amount and the amount of change in lift of the valve member when the body and the annular member are welded while changing the welding conditions stored in the storage means and the welding conditions. Based on the target adjustment amount. A welding condition setting means for determining the welding conditions, and a control unit that generates a command signal according to the welding conditions determined by the welding condition setting means and sends the command signal to the welding apparatus. It is characterized by.
この発明によれば、制御部は、目標調整量設定手段にて、記憶手段に記憶されている弁部材のリフト量の規格値と測定手段にて測定した調整前のリフト量とを比較し、目標調整量を定める。そして、制御部は、溶接条件設定手段にて、目標調整量と、記憶手段に記憶されている溶接条件と溶接条件を変えて前記ボデーと環状部材とを溶接したときの弁部材のリフト変化量との関係と、に基づいて目標調整量に応じた溶接条件を定める。そして、制御部は、この定めた溶接条件に応じた指令信号を生成し、その指令信号を溶接装置に送る。その指令信号を受けた溶接装置は、制御部にて定めた溶接条件を満たすような溶接部を形成するように作動し、ボデーと環状部材とを溶接する。 According to the present invention, the control unit compares the standard value of the lift amount of the valve member stored in the storage unit with the lift amount before adjustment measured by the measurement unit in the target adjustment amount setting unit, Define the target adjustment amount. Then, the control unit changes the lift adjustment amount of the valve member when the body and the annular member are welded by changing the welding condition and the welding condition stored in the storage means by the welding condition setting means. The welding conditions corresponding to the target adjustment amount are determined based on And a control part produces | generates the command signal according to this defined welding conditions, and sends the command signal to a welding apparatus. The welding apparatus that has received the command signal operates to form a welded part that satisfies the welding condition defined by the control part, and welds the body and the annular member.
このように、目標調整量に応じた溶接条件にてボデーと環状部材とを溶接しているので、請求項1の作用効果で説明したように、ボデーの軸方向への伸長量を任意に調整することができ、弁部材のリフト量を規定値に極力近づけることができる。 As described above, since the body and the annular member are welded under the welding conditions corresponding to the target adjustment amount, as described in the operation effect of claim 1, the amount of expansion in the axial direction of the body is arbitrarily adjusted. The lift amount of the valve member can be as close as possible to the specified value.
溶接技術において、定める溶接条件の一つに溶接する箇所への入熱量がある。この入熱量を変化させることにより、溶接後の溶接部の収縮量が変化することが知られている。 In welding technology, one of the welding conditions to be defined is the amount of heat input to the welding location. It is known that the amount of shrinkage of the weld after welding is changed by changing the amount of heat input.
ここで、入熱量とは溶接部に付与される単位長さ当たりの熱量である。 Here, the heat input is the amount of heat per unit length given to the weld.
請求項11に記載の発明は、溶接条件は、溶接部を形成する際の入熱量であることを特徴としている。この発明によれば、入熱量を溶接条件としている。このため、入熱量を制御することにより、溶接後の溶接部の収縮量を制御することができる。
The invention according to
これにより、環状部材の内径の縮小量を制御できるため、ボデーへの圧縮荷重を制御することができ、ボデーの軸方向への伸長量を制御することができる。よって、入熱量を溶接条件とすることにより、弁部材のリフト量を調整することができる。 Thereby, since the reduction amount of the internal diameter of an annular member can be controlled, the compression load to a body can be controlled and the expansion amount to the axial direction of a body can be controlled. Therefore, the lift amount of the valve member can be adjusted by setting the heat input amount as a welding condition.
溶接技術において、定める溶接条件の一つに溶接部を形成する際の溶接速度がある。この溶接速度を変化させることにより、溶接部に付与する入熱量が変化し、溶接後の溶接部の収縮量が変化することが知られている。 In the welding technology, one of the welding conditions to be determined is a welding speed when forming a welded portion. It is known that by changing the welding speed, the amount of heat input applied to the welded portion changes, and the shrinkage amount of the welded portion after welding changes.
請求項12に記載の発明は、溶接条件は、溶接部を形成する際の溶接速度であることを特徴としている。この発明によれば、溶接速度を溶接条件としている。このため、溶接速度を制御することにより、溶接後の溶接部の収縮量を制御することができる。 The invention according to claim 12 is characterized in that the welding condition is a welding speed when forming the welded portion. According to this invention, the welding speed is the welding condition. For this reason, the shrinkage amount of the welded portion after welding can be controlled by controlling the welding speed.
これにより、環状部材の内径の縮小量を制御できるため、ボデーへの圧縮荷重を制御することができ、ボデーの軸方向への伸長量を制御することができる。よって、溶接時間を溶接条件とすることにより、弁部材のリフト量を調整することができる。 Thereby, since the reduction amount of the internal diameter of an annular member can be controlled, the compression load to a body can be controlled and the expansion amount to the axial direction of a body can be controlled. Therefore, the lift amount of the valve member can be adjusted by setting the welding time as a welding condition.
溶接技術において、定める溶接条件の一つに溶接部を形成する際の熱源の出力がある。この熱源の出力を変化させることにより、溶接部に付与される入熱量が変化し、溶接後の溶接部の収縮量が変化することが知られている。 In welding technology, one of the welding conditions to be determined is the output of a heat source when forming a weld. It is known that by changing the output of this heat source, the amount of heat input applied to the welded portion changes, and the amount of shrinkage of the welded portion after welding changes.
請求項13に記載の発明は、溶接条件は、溶接部を形成する際の熱源の出力であることを特徴としている。この発明によれば、溶接する際の熱源の出力を溶接条件としている。このため、熱源の出力を制御することにより、溶接後の溶接部の収縮量を制御することができる。 The invention as set forth in claim 13 is characterized in that the welding condition is an output of a heat source when forming the welded portion. According to this invention, the output of the heat source when welding is used as the welding condition. For this reason, the shrinkage amount of the welded portion after welding can be controlled by controlling the output of the heat source.
これにより、環状部材の内径の縮小量を制御できるため、ボデーへの圧縮荷重を制御することができ、ボデーの軸方向への伸長量を制御することができる。よって、熱源の出力を溶接条件とすることにより、弁部材のリフト量を調整することができる。 Thereby, since the reduction amount of the internal diameter of an annular member can be controlled, the compression load to a body can be controlled and the expansion amount to the axial direction of a body can be controlled. Therefore, the lift amount of the valve member can be adjusted by setting the output of the heat source as a welding condition.
溶接技術において、定める溶接条件の一つに形成する溶接部の長さがある。この溶接部長さを変化させることにより、溶接後の溶接部の収縮量が変化することが知られている。 In the welding technique, there is a length of a welded portion to be formed as one of welding conditions to be determined. It is known that the amount of shrinkage of the welded portion after welding changes by changing the length of the welded portion.
請求項14に記載の発明は、溶接条件は、溶接部の周方向長さであることを特徴としている。この発明によれば、溶接部の周方向長さを溶接条件としている。このため、溶接部の周方向長さを制御することにより、溶接後の溶接部の収縮量を制御することができる。 The invention according to claim 14 is characterized in that the welding condition is a circumferential length of the welded portion. According to this invention, the circumferential length of the welded portion is used as a welding condition. For this reason, the shrinkage amount of the welded part after welding can be controlled by controlling the circumferential length of the welded part.
これにより、環状部材の内径の縮小量を制御できるため、ボデーに対する圧縮荷重を制御することができ、ボデーの軸方向への伸長量を制御することができる。よって、溶接部の周方向長さを溶接条件とすることにより、弁部材のリフト量を調整することができる。 Thereby, since the amount of reduction of the inner diameter of the annular member can be controlled, the compression load on the body can be controlled, and the amount of expansion of the body in the axial direction can be controlled. Therefore, the lift amount of the valve member can be adjusted by setting the circumferential length of the welded portion as a welding condition.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the component corresponding in each embodiment.
(第1実施形態)
まず始めに、図1を用いてリフト量調整の対象となる燃料噴射弁10の構造を説明する。
(First embodiment)
First, the structure of the
(基本構成)
図1は、燃料噴射弁10の全体構造を示す断面図である。図1に示す燃料噴射弁10は、直噴式ガソリンエンジンに搭載される噴射弁である。なお、燃料噴射弁10は、直噴式ガソリンエンジンに限らず、ポート噴射式ガソリンエンジン、またはディーゼルエンジンなどに搭載させても良い。直噴式ガソリンエンジンに搭載させる場合、燃料噴射弁10は図示しないシリンダヘッドに搭載される。燃料噴射弁10は、ボデー20、ニードル70および電磁アクチュエータ80などから構成されている。
(Basic configuration)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall structure of the
ボデー20は、棒状に形成され、燃料噴射制御に必要な機能部品を保持する。ボデー20の内部に基端側から先端に向かって燃料が流れる燃料通路21が形成されている。そして、ボデー20の先端に燃料通路21と連通する噴孔22が形成されている。
The
ニードル70は、ボデー20の燃料通路21内に往復移動可能に設置されており、燃料通路21を断続することにより、噴孔22の開閉を制御し、噴孔22からの燃料の噴射を制御する。ニードル70が燃料通路21の内壁から離座すると、燃料通路21が開通し、噴孔22から燃料が噴射される。ニードル70が燃料通路21の内壁に着座すると、燃料通路21が遮断され、噴孔22からの燃料の噴射は停止する。
The
電磁アクチュエータ80は、ボデー20に装着され、通電・非通電を切替えることにより動力を発生し、発生したその動力にてニードル70を往復移動させるアクチュエータである。電磁アクチュエータ80に通電されることにより、電磁アクチュエータ80はニードル70を基端側に移動させ、ニードル70を燃料通路21の内壁から離座させる。電磁アクチュエータ80への通電を停止することにより、電磁アクチュエータ80はニードル70を先端側に移動させ、ニードル70を燃料通路21の内壁に着座させる。
The
以下、各要素を詳細に説明する。 Hereinafter, each element will be described in detail.
ボデー20は、パイプ30、ノズルホルダ40およびノズルボデー50などから構成されている。パイプ30、ノズルホルダ40およびノズルボデー50はいずれも筒状に形成されており、各要素の軸心が一つの軸上に配置されるように組み付けられている。
The
パイプ30は軸方向へ概ね内径が同一に形成された金属製の筒状部材である。パイプ30は内側に燃料通路21の一部を形成する。パイプ30は、基端側より先端側に向かって、磁性部31および非磁性部32を有している。磁性部31および非磁性部32は、例えばレーザ溶接などにより一体に接続されている。なお、パイプ30は、筒状の一体物を熱加工などにより、筒状物の一部を磁性化または非磁性化させることにより形成しても良い。また、パイプ30を磁性材料のみで形成し、上記非磁性部32に相当する位置の断面積を他の部分よりも小さくするような構造としても良い。
The
パイプ30の基端側の端部に入口部材100が設置されている。入口部材100は図示しない燃料配管に接続され、燃料を燃料通路21に導入する。本実施形態では、4MPa〜20MPaに圧力が高められた燃料が燃料配管を介して入口部材100に導入される。入口部材100はパイプ30の内壁に圧入され、その後、溶接されることによりパイプ30に固定されている。入口部材100は燃料中に含まれる異物を捕らえるフィルタ101を有している。また、入口部材100の外周側に燃料配管と隙間を埋めるOリング102が設けられている。
An
パイプ30の先端側の端部にノズルホルダ40が設置されている。ノズルホルダ40は磁性材料にて筒状に形成されている。ノズルホルダ40の基端側の内径はパイプ30の内径とほぼ同じである。ノズルホルダ40は溶接などによりパイプ30に固定されている。
A
ノズルホルダ40の先端側の内径は基端側の内径よりも小さくなっている。ノズルホルダ40の先端側の端部にノズルボデー50が設置されている。ノズルホルダ40およびノズルボデー50は内側に燃料通路21の一部を形成する。パイプ30にて形成される燃料通路21と、ノズルホルダ40およびノズルボデー50にて形成される燃料通路21とは連通している。
The inner diameter on the distal end side of the
ノズルボデー50は、底部を有する筒状部材であり、圧入または溶接のいずれか、または圧入後に溶接することによりノズルホルダ40の内壁に固定されている。ノズルボデー50の底部は先端に向かうほど内径が小さくなるような円錐面を形成している。円錐面にニードル70が着座する弁座51が形成されている。また、円錐面には弁座51よりも先端側に噴孔22が形成されている。噴孔22は燃料通路21と連通している。
The
ニードル70は、本体部71、弁部72および規制部73から構成されている。ニードル70は金属材料より棒状に形成されており、パイプ30、ノズルホルダ40およびノズルボデー50の軸心上に往復移動可能に設置されている。
The
弁部72は本体部71の先端側の端部に設けられ、基端側から弁座51に着座可能な形状となっている。弁部72が弁座51から離座すると、燃料通路21が開通され、燃料通路21と噴孔22とが連通し、噴孔22より燃料が噴射される。弁部72が弁座51に着座すると、燃料通路21が遮断され、燃料通路21と噴孔22との連通が断たれ、噴孔22からの燃料の噴射が停止する。
The
規制部73は本体部71の基端側の端部に設けられ、本体部71より径方向外側に突出する部位である。規制部73は、後述する可動コア81の接触部83と接触可能となっており、可動コア81とニードル70との相対移動を規制する部位である。
The
本体部71および規制部73にパイプ30部分に形成されている燃料通路21とノズルホルダ40部分に形成されている燃料通路21とを連通する連通路74が形成されている。連通路74は、規制部73の基端側の端部より本体部71の途中までニードル70の軸心線に沿って延びる第一連通路75と、第一連通路75から径方向に延び、第一連通路75と本体部71の外壁とを連通する第二連通路76とを有している。これにより、入口部材100からパイプ30部分の燃料通路21に導入された燃料は、この連通路74を介して、ノズルホルダ40部分の燃料通路21に流れる。
A
電磁アクチュエータ80は、可動コア81、コイル87、固定コア88、第一スプリング91、第二スプリング92、ハウジング90およびアッパハウジング95などから構成されている。
The
可動コア81は、磁性材料にて筒状に形成され、パイプ30およびノズルホルダ40の内側に往復移動可能に、かつニードル70の規制部73と弁部72との間に設置されている。可動コア81は、可動コア81の外壁がパイプ30およびノズルホルダ40の内壁と摺動可能に接している。これにより、可動コア81はパイプ30およびノズルホルダ40内で軸方向に往復移動可能となる。パイプ30およびノズルホルダ40の内壁には、可動コア81が軸方向に往復移動する際にその外壁が摺動する摺動部43が形成されている。
The
可動コア81は、中央部に相対移動可能にニードル70を支持する支持孔82を有している。支持孔82の内径は、ニードル70の本体部71の外径よりも大きく、規制部73の外径よりも小さい。これにより、ニードル70は、可動コア81内で軸方向に往復移動可能となる。
The
また、可動コア81は基端側の端部に、規制部73と接触することにより、ニードル70と可動コア81とが互いに離れる方向の相対移動を規制する接触部83を有している。ニードル70の弁部72が弁座51に着座している状態では、可動コア81は規制部73よりも先端側で相対移動可能となっている。可動コア81の接触部83にニードル70の規制部73が接触してもなお、可動コア81が基端側に移動すると、ニードル70は可動コア81とともに基端側に移動する。これにより、ニードル70の弁部72が弁座51から離座する。
In addition, the
コイル87は、樹脂製の筒状部材であるボビンの外周に電線をボビンの軸心を中心に周回させることにより形成され、この電線に通電することにより磁界を発生する。コイル87は、パイプ30の外側に設置されている。電線の端部は、コイル87の基端側に設けられたコネクタ110のターミナル111に接続されている。ターミナル111は、外部の制御装置と電気的に接続されており、コイル87への通電は、このターミナル111を介して行われる。
The
固定コア88は、磁性材料にて筒状に形成され、可動コア81の基端側に設置されている。固定コア88は、パイプ30の内壁に圧入などにより固定されている。本実施形態では、固定コア88は、パイプ30の内壁に圧入された後、溶接によって強固に固定されている。固定コア88の中央部には、軸方向に延びる縦孔89が形成されている。この縦孔89は入口部材100から導入された燃料が流れるようになっている。
The fixed
本実施形態では、図1に示すように、入口部材100、固定コア88の縦孔89、およびニードル70は、パイプ30、ノズルホルダ40およびノズルボデー50の軸心上に配置されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
ニードル70の規制部73よりも基端側に第一スプリング91が設置されている。第一スプリング91は、線状の弾性材料を周回させて螺旋状に巻いたスプリングであり、固定コア88の縦孔89内に収容されている。第一スプリング91の先端側の端部は、規制部73の基端側の端部に形成されている座部77に支持されている。
A
第一スプリング91の基端側の端部は、縦孔89内に圧入されている筒状のアジャスタパイプ113に支持されている。第一スプリング91は軸方向に圧縮された状態で規制部73とアジャスタパイプ113との間に設置されており、ニードル70および可動コア81を、可動コア81が固定コア88から離れる方向、つまり弁部72が弁座51に着座する方向へ押し付けている。以下、弁部72が弁座51に着座する方向を閉弁方向といい、その反対の方向を開弁方向と規定する。
The proximal end of the
可動コア81よりも先端側に第二スプリング92が設置されている。第二スプリング92は、線状の弾性材料を周回させて螺旋状に巻いたスプリングであり、ノズルホルダ40内に収容されている。
A
ノズルホルダ40は、ノズルホルダ40の内壁に、先端側に向かって凹むように形成され、底部に第二スプリング92の先端側の端部を支持する座部42を有している収容凹部41を備えている。収容凹部41は筒状に形成され、その収容凹部41の内径は第二スプリング92の外径とほぼ同じかそれよりも大きく形成されている。このため、第二スプリング92は収容凹部41の側壁にて径方向への移動が規制される。第二スプリング92の基端側の端部は、可動コア81に形成されている凹部84の底部に形成されている座部85にて支持されている。
The
この凹部84は、可動コア81の先端側の端部より固定コア88に向かって凹むように形成されている。凹部84は筒状に形成されており、その内径は収容凹部41の内径よりも大きく形成されている。第二スプリング92は軸方向に圧縮された状態で可動コア81の凹部84とノズルホルダ40の収容凹部41との間に設置されており、可動コア81を固定コア88側へ押し付けている。
The recessed
ここで、第一スプリング91の押し付け力は第二スプリング92の押し付け力よりも大きい。このため、コイル87に通電されていない状態では、第一スプリング91により、ニードル70および可動コア81は閉弁方向に常時、押し付けられる。このとき、第二スプリング92の押し付け力により可動コア81の接触部83は、ニードル70の規制部73に接触している。
Here, the pressing force of the
入口部材100に流入した燃料は、固定コア88の縦孔89およびアジャスタパイプ113を経由してニードル70の連通路74に流入する。そして、連通路74に流入した燃料は、第二連通路76よりニードル70の外部にあるノズルホルダ40部分の燃料通路21に排出され、噴孔22に至る。
The fuel that has flowed into the
ハウジング90は磁性材料にて筒状に形成され、パイプ30およびノズルホルダ40の外側に設置されている。ハウジング90の内径は、パイプ30およびノズルホルダ40の外径よりも大きく、ハウジング90とパイプ30およびノズルホルダ40との間に隙間が形成されるほどの大きさとなっている。形成される隙間には、コイル87が設置される。
The
ハウジング90の軸方向の長さは、パイプ30の非磁性部32を跨げる程度の大きさとなっている。ハウジング90の先端側の端部は、レーザ溶接などによりノズルホルダ40に固定されている。
The length of the
図2に図1に図示した燃料噴射弁10の要部を示す。図2に示すように、ハウジング90の先端側の端部は、筒状に形成され、ノズルホルダ40の外周壁を囲むように設置される環状部90aとなっている。
FIG. 2 shows a main part of the
環状部90aの内周壁には、ノズルホルダ40の外周壁が圧入される圧入部90cが形成されている。さらに、環状部90aの中間部に圧入部90cをノズルホルダ40の外周壁に圧入固定した後、レーザ溶接にて溶接することによって形成される溶接部90dを有する。
A press-
この溶接部90dは、後述する溶接装置140にて環状部90aの外周壁90bにおいて全周に亘って連続して形成されている。この溶接部90dは、溶接装置140にて環状部90aの外周壁90bより入熱され、環状部90aおよびノズルホルダ40の一部を溶融させることにより形成される。
The welded
図1および図2に示すように、溶接部90dは、固定コア88よりも先端側であり、かつ、ノズルホルダ40またはパイプ30の内周壁に形成されている摺動部43以外の場所に形成されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the welded
図1に示すように、アッパハウジング95は磁性材料にて円盤状に形成されている。アッパハウジング95の一部は切欠かれており、その切欠かれている部分にコネクタ110の一部が配置される。アッパハウジング95はコイル87の基端側に設置されており、外周側がハウジング90に接し、内周側がパイプ30の磁性部31に接している。
As shown in FIG. 1, the
ここで、コイル87に通電されると、コイル87の内部および外部には、コイル87の電線に流れる電流の向きに応じた磁界が発生する。コイル87の周囲に磁界が発生すると、固定コア88、可動コア81、ノズルホルダ40、ハウジング90、アッパハウジング95、および磁性部31に磁束が流れ、磁気回路が形成される。磁気回路が形成されると、固定コア88と可動コア81との間に、固定コア88が可動コア81を引き付ける力である磁気吸引力が発生する。
Here, when the
以上、燃料噴射弁10の構成について説明した。次に、燃料噴射弁10の作動について説明する。
The configuration of the
コイル87が通電されると、固定コア88と可動コア81との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力と第二スプリング92の押し付け力との和が、第一スプリング91の押し付け力、燃料圧力による先端側へのニードル押し付け力、可動コア81の自重、および可動コア81とパイプ30との摺動抵抗力の和よりも大きくなると、可動コア81が固定コア88に向かって移動する。このとき、可動コア81の接触部83がニードル70の規制部73に接触しているため、ニードル70も可動コア81とともに固定コア88に向かって、つまり開弁方向に移動する。
When the
その結果、ニードル70の弁部72が弁座51から離座する。開弁方向への移動は、可動コア81が固定コア88に接するまで移動する。このとき、ニードル70は最大リフト位置まで移動している。本実施形態では、弁部72が弁座51から離座し、可動コア81が固定コア88に接するまでのニードル70の移動量をニードル70のリフト量と定義している。
As a result, the
可動コア81が固定コア88に引き付けられ、ニードル70の弁部72が弁座51から離座すると、燃料通路21と噴孔22とが連通し、燃料通路21内の燃料が噴孔22より噴射される。
When the
コイル87へ通電状態から通電しない状態にすると、固定コア88と可動コア81との間には磁気吸引力が発生していない。このため、ニードル70は第一スプリング91の押し付け力によって閉弁方向に移動する。このとき、可動コア81の接触部83はニードル70の規制部73に接触している。そのため、可動コア81も閉弁方向に移動する。ニードル70が閉弁方向に移動するため、弁部72は弁座51に着座し、燃料通路21が遮断され、噴孔22から燃料が噴射されない。
When the
次に、燃料噴射弁10におけるニードル70のリフト量を調整する方法について説明する。本実施形態では、固定コア88のパイプ30に対する圧入固定位置を調整することにより、ニードル70のリフト量を調整するのではなく、ハウジング90をノズルホルダ40に溶接して固定する際の溶接部90dの収縮を利用してニードル70のリフト量を調整する。本実施形態では、このリフト量の調整を図3に示すリフト量調整装置120にて行う。
Next, a method for adjusting the lift amount of the
図3は、図1および図2に示す燃料噴射弁10におけるニードル70のリフト量を調整するリフト量調整装置120の概略を示す構成図である。図3は、上で説明した燃料噴射弁10の構成部品のほとんどを組立てた状態の組立体11をリフト量調整装置120に設置した状態を示している。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a lift
ここで、組立体11は、第一スプリング91、アジャスタパイプ113、入口部材100およびフィルタ101以外の構成部品が組立てられたものである。
Here, the
リフト量調整装置120は、測定装置130、レーザ溶接装置140および制御部150などから構成されている。
The lift
測定装置130は、組立体11におけるニードル70のリフト量を測定する装置である。測定装置130は、測定ピン131、測定部133および通電部134などから構成されている。
The measuring
測定ピン131は、棒状に形成されており、入口部材100、固定コア88の縦孔89およびニードル70の第一連通路75内に設置される。当該ピン131の先端部132は、第一連通路75の底部に当接している。
The
測定部133は、測定ピン131の軸方向の移動量をニードル70のリフト量として測定し、測定部133と電気的に接続されている制御部150にその結果を送る測定手段である。測定部133は、測定ピン131の基端側の端部に設置されている。
The measuring
通電部134はコイル87への通電・非通電を行う手段である。通電部134はターミナル111と電気的に接続されている。通電部134は制御部150と電気的に接続されており、制御部150からの指令により、コイル87への通電・非通電を行う。
The
溶接装置140は、ノズルホルダ40とハウジング90とを溶接する装置である。本実施形態で採用する溶接装置140は、YAGレーザ光線を使用するレーザ溶接装置140(以下、単に溶接装置140という)である。
The
溶接装置140は、治具141、レーザ発振器142、伝送部143、集光部144、ガス噴出部145、駆動部146などから構成されている。
The
治具141は、リフト量調整を行う際に組立体11を支える。治具141は、中央部に組立体11の先端側を挿入可能な挿入孔141aおよび挿入孔141aの周縁部にハウジング90を支える支持部141bを有している。
The
レーザ発振器142は、溶接する際の熱源となるYAGレーザ光線Lを発振する。レーザ発振器142は、制御部150により制御され、溶接条件に応じた所定の出力が得られるようなYAGレーザ光線Lを発振する。
The
伝送部143は、レーザ発振器142にて発振されたYAGレーザ光線Lを集光部144へ伝送する。伝送部143としては、様々な方式を使用することができる。光ファイバを利用して伝送する方式や、ミラーを利用して伝送する方式などがある。
The
集光部144は、伝送部143と光学的に接続されており、伝送部143より伝送されてきたYAGレーザ光線Lを内蔵されているレンズにて適切な大きさとなるように集光し、溶接部90dに向けて照射する(図2および図3を参照)。
The condensing
ガス噴出部145は、溶接時に溶接部90dが酸化するのを抑制するためのシールドガスGを溶接部90dに向けて吹き付ける。使用するシールドガスGは、例えば、アルゴン、ヘリウム、窒素などである。
The
駆動部146は、所定の溶接部90dが形成されるよう、治具141を駆動する手段である。駆動部146は、治具141に設置された組立体11の軸心が中心軸となるように治具141を回転させる。駆動部146は、制御部150により制御され、治具141を所定の回転速度で回転させる。本実施形態では、駆動部146は治具141を駆動する構成となっているが、集光部144を組立体11の周りを周回するように駆動するような構成であっても良い。
The
制御部150は、測定装置130からの測定結果を得て、その結果に基づき溶接装置140を制御する手段である。制御部150は、マイクロコンピュータとして構成されており、中央処理装置151、メモリ152、入出力装置153などを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成されている。
The
中央処理装置151は、測定装置130からの測定結果およびメモリ152に記憶されている処理プログラムに基づき溶接装置140を制御するための指令信号を生成し、溶接装置140に生成した指令信号を送るべく入出力装置153を制御する。
The
以上、ニードル70のリフト量を調整するリフト量調整装置120について説明した。次に、ニードル70のリフト量を調整する工程について、図3および図4に示すフローチャートを用いて説明する。図4は、図3に示すリフト量調整装置120を使用してリフト量調整を行う手順を示すフローチャートである。
The lift
リフト量調整の工程は、三つの工程からなっている。 The lift amount adjustment process consists of three steps.
第一の工程は、目標調整量設定工程である。この工程では、固定コア88をパイプ30に固定し、収容した後、調整前のニードル70のリフト量を測定するとともに、その測定したリフト量と、予め定められているニードル70のリフト量の規格値とを比較し、調整すべきリフト量の目標調整量を定める。
The first step is a target adjustment amount setting step. In this step, after the fixed
第二の工程は、溶接条件設定工程である。この工程では、ノズルホルダ40とハウジング90の環状部90aとを溶接する際の溶接条件を上記目標調整量に応じた溶接条件として定める。
The second step is a welding condition setting step. In this step, a welding condition for welding the
第三の工程は、溶接工程である。この工程では、定められた上記溶接条件に応じた溶接部90dを形成するように、ノズルホルダ40と環状部90aとを溶接する。
The third process is a welding process. In this step, the
上記目標調整量設定工程に入る前に、リフト量調整装置120の治具141に設置する組立体11を用意する(図3を参照)。
Before entering the target adjustment amount setting step, the
本実施形態では、パイプ30、ノズルホルダ40およびノズルボデー50を接合したものに、可動コア81、ニードル70、第二スプリング92を収容する。さらに、可動コア81と所定距離隔てて固定コア88をパイプ30に圧入し、溶接する。このとき、可動コア81と固定コア88との間に形成される隙間は、ニードル70のリフト量の規格値よりも小さい。
In this embodiment, the
そして、Oリング102を装着した入口部材100をパイプ30に圧入し、溶接する。その後、コイル87をパイプ30およびノズルホルダ40の外周側に嵌め込む。次に、ハウジング90を、コイル87をパイプ30およびノズルホルダ40に嵌め込んだものの先端側から挿入し、先端側の端部にある環状部90aの圧入部90cをノズルホルダ40の外周壁に圧入する。基端側からは、アッパハウジング95をハウジング90とパイプ30との間の隙間に嵌め込む(図1および図2を参照)。
Then, the
最後に、ターミナル111をコイル87と電気的に接続した後、樹脂材料にてインサート成型することによりコネクタ110を形成する。上記のような工程を経て組立体11は作成される。なお、上記した工程は一例であり、他の手順で組立体11を作成しても良い。
Finally, after the terminal 111 is electrically connected to the
(目標調整量設定工程)
図4に示すようにステップS10(以下、単に「S10」という。他のステップについても同様とする。)では、図3に示すように用意した組立体11を治具141に設置する。そして、入口部材100および固定コア88の縦孔89を介して、測定ピン131の先端部132をニードル70における第一連通路75の底部に付き当てる。
(Target adjustment amount setting process)
As shown in FIG. 4, in step S <b> 10 (hereinafter simply referred to as “S <b> 10”, the same applies to other steps), the
通電部134をターミナル111に接続する。このとき、通電部134からコイル87への通電は行っていない。
The
S20では、制御部150は、コイル87への通電・非通電を行うべく通電部134を制御する。そして、測定部133は、測定されるニードル70のリフト量を制御部150に送る。制御部150は、測定部133よりニードル70のリフト量の情報を受け取る。
In S <b> 20, the
S30では、制御部150は、受け取ったリフト量の情報と、予め設定されているリフト量の規格値とを比較し、調整すべきリフト量の目標調整量を定める。
In S30, the
(溶接条件設定工程)
その後、制御部150は、S40にて、S30の処理にて定めた目標調整量と、予め実験などで求められた図5、図6に示すような溶接条件とリフト変化量との関係を示すグラフと、基づいて目標調整量に応じた溶接条件を設定する。
(Welding condition setting process)
After that, in S40, the
本実施形態では、溶接条件は、溶接部90dに入熱する入熱量、形成する溶接部90dの周方向長さのいずれかである。ここで、入熱量とは、溶接部90dの単位長さ当たりの熱量である。これらの溶接条件は、一方の条件を固定値とし、他方の条件を変更するようにしても良いし、両方の条件を変更するようにしても良い。
In the present embodiment, the welding condition is either the amount of heat input to the welded
ここで、溶接条件とニードル70のリフト変化量について詳細に説明する。
Here, the welding conditions and the amount of change in lift of the
環状部90aと内側に設置されているノズルホルダ40とを重ねて、環状部90aの外周壁90b側より溶接部90dを形成する箇所にレーザ光線Lを照射してレーザ光線Lが有する光エネルギーを環状部90aに付与すると、レーザ光線Lが照射された箇所が発熱する。すると、レーザ光線Lが照射された箇所が溶融する。溶融領域は、内側に設置されているノズルホルダ40にまで達する。
The
そして、レーザ光線Lを、環状部90aの外周壁90bに沿って周方向に所定の速度で移動させると、溶融領域は、周方向にも広がる。
Then, when the laser beam L is moved at a predetermined speed in the circumferential direction along the outer
溶融後、レーザ光線Lの照射を停止すると、溶融部分が冷却され、溶接部90dとなる。溶接部90dが冷却されると、溶接部90dの周囲の温度差との関係で、溶接部90dに引張残留応力が発生する。なお、この引張残留応力は、溶接部90dとその周囲にも発生する。溶接部90dの領域が大きければ大きいほどこの残留応力は大きくなる傾向にある。溶接部90dの領域は、レーザ光線Lより付与される入熱量および溶接部90dの周方向長さに依存する。
When the irradiation of the laser beam L is stopped after melting, the melted portion is cooled and becomes a welded
環状部90aの内径は、溶接部90dの残留応力に応じて縮小する(図2に図示する破線の矢印を参照)。このため、内周側に設置されているノズルホルダ40は、環状部90aより圧縮荷重を受けることとなる。圧縮荷重は、環状部90aの縮小量に応じた値となる。
The inner diameter of the
圧縮荷重を受けたノズルホルダ40は、径方向への変形が妨げられるため、自身の体積を保つべく、軸方向に伸長する(図2に図示する実線の矢印を参照)。軸方向への伸長量は、ノズルホルダ40が受けた圧縮荷重量に応じた値となる。
The
ノズルホルダ40が軸方向へ伸長すると、固定コア88の先端側の端部と弁座51との距離が伸び、ニードル70が弁座51に着座している状態での固定コア88と可動コア81との隙間が伸長量に応じた分だけ広がる。その結果、ニードル70のリフト量が伸長量に応じた分だけ増加する。
When the
ニードル70のリフト量は、上述したような過程を経て変化する。上述したような過程を経てリフト量は変化しているので、溶接部90dを形成する際の入熱量または溶接部90dの周方向長さを調整することにより、ニードル70のリフト量を規格値に極力近づけることができるのである。
The lift amount of the
図5および図6は、入熱量とニードル70のリフト変化量との関係、および溶接部90dの周方向長さとニードル70のリフト変化量との関係を示したグラフである。各図に示すように、これらの溶接条件とニードル70のリフト変化量との関係は比例の関係となっている。各図に示すような関係は、実験などによって求められ、制御部150のメモリ152に記憶されている。
5 and 6 are graphs showing the relationship between the heat input and the lift change amount of the
図5および図6に示すように、入熱量または溶接部90dの周方向長さが増せば増すほど、環状部90aの内径の縮小量が増し、ニードル70のリフト変化量が増大する。
As shown in FIGS. 5 and 6, as the heat input or the circumferential length of the welded
また、図5に示すように入熱量は、溶接部90dを形成する際の溶接速度およびレーザ光線Lの出力と密接に関係している。レーザ光線Lの出力を一定とし、溶接速度を調整することにより入熱量を調整することができる。この場合、溶接速度を遅くすればするほど、入熱量は多くなる。
Further, as shown in FIG. 5, the amount of heat input is closely related to the welding speed and the output of the laser beam L when forming the welded
また、溶接速度を一定とし、レーザ光線Lの出力を調整することによっても入熱量を調整することができる。この場合、レーザ光線Lの出力を高くすればするほど、入熱量は多くなる。 The amount of heat input can also be adjusted by adjusting the output of the laser beam L while keeping the welding speed constant. In this case, the higher the output of the laser beam L, the greater the amount of heat input.
したがって、図5に示すように、溶接速度やレーザ光線Lの出力や溶接速度を調整することにより、ニードル70のリフト量を調整することができる。よって、溶接速度やレーザ光線Lの出力なども溶接条件として加えることができる。
Therefore, as shown in FIG. 5, the lift amount of the
本実施形態では、図5および図6に示すように、定める溶接条件を、溶接することにより調整できるリフト量が所定の範囲内に収まるような溶接条件としている。 In this embodiment, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, the welding conditions to be determined are such that the lift amount that can be adjusted by welding falls within a predetermined range.
図5に示すように、入熱量が少なすぎたり、溶接速度が速すぎたり、レーザ光線Lの出力が低すぎたりすると、ハウジング90の環状部90aとノズルホルダ40との接合強度が必要強度を下回ってしまう。また、図6に示すように、溶接部90dの周方向長さが短すぎても、ハウジング90の環状部90aとノズルホルダ40との接合強度が必要強度を下回ってしまう。
As shown in FIG. 5, if the heat input is too low, the welding speed is too fast, or the output of the laser beam L is too low, the bonding strength between the
一方、図5に示すように、入熱量が多すぎたり、溶接速度が遅すぎたり、レーザ光線Lの出力が高すぎたりすると、溶接部90dを形成する際、ノズルホルダ40の内部に溶接金属が溶け落ちてしまう。また、図6に示すように、溶接部90dの周方向長さは、環状部90aの外周壁90bの周方向長さが限度であり、これ以上リフト量を変化させることができない。これらのことも考慮に入れて溶接条件を定めなければならない。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the heat input is too high, the welding speed is too slow, or the output of the laser beam L is too high, the weld metal is formed inside the
(溶接工程)
S50では、制御部150は、制御部150にて定めた溶接条件を満たすように溶接装置140を作動させる指令信号を生成し、その信号を溶接装置140に送るべく入出力装置を制御する。
(Welding process)
In S <b> 50, the
この信号は、制御部150の入出力装置より、レーザ発振器142、集光部144および駆動部146に送られる。レーザ発振器142は、制御部150からの指令信号に応じて発振されるレーザ光線Lの出力を制御する。集光部144は、制御部150からの指令信号に応じて集光径などを制御する。そして、駆動部146は、制御部150からの指令信号に応じて治具141を所定の回転速度にて回転させる。
This signal is sent from the input / output device of the
制御部150にて定められた入熱量、溶接速度、および溶接部90dの周方向長さからなる溶接条件に基づき生成された指令信号に応じて各要素142、144、145、146が協働して作動することにより、当該溶接条件を満たす溶接部90dがノズルホルダ40およびハウジング90の環状部90aに形成される。
Each
このようにして、溶接工程後のニードル70のリフト量が所定の規格値に調整され、リフト量調整が終了する。
In this way, the lift amount of the
また、本実施形態では、上述したリフト量調整を固定コア88をパイプ30に固定した後に行っている。このため、固定コア88の製造ばらつき、固定コア88をパイプ30に圧入させる際の取り付け精度、および固定コア88とパイプ30とを溶接することによる熱歪みの影響が調整後のニードル70のリフト量に及ばない。つまり、本実施形態によれば、固定コア88の状態に関係なく、ニードル70のリフト量を精度良く調整することが可能となるのである。
In the present embodiment, the lift amount adjustment described above is performed after the fixed
したがって、本実施形態のような調整方法によりニードル70のリフト量を調整すれば、製品ごとのリフト量のばらつきを抑えることができ、製品ごとの噴射量特性のばらつきが抑えられた燃料噴射弁を得ることができる。
Therefore, if the lift amount of the
また、本実施形態によれば、形成する溶接部90dの場所を固定コア88の先端側の端部よりも先端側としている。この構成によれば、溶接した後、固定コア88よりも先端側にあるノズルボデー50を軸方向に伸長させることができ、固定コア88と可動コア81との隙間を確実に変化させることができる。
In addition, according to the present embodiment, the location of the welded
加えて、本実施形態では、形成する溶接部90dの場所を摺動部43以外の場所としているので、溶接後に環状部90aがノズルボデー50を圧縮し、ノズルボデー50が内周側に歪んだとしても、可動コア81の軸方向の移動を妨げない。これにより、可動コア81軸方向の移動を確保することができる。
In addition, in this embodiment, since the place of the welded
また、本実施形態によれば、溶接工程にて溶接部90dを、環状部90aの外周壁90bにおいて全周に亘って連続して形成している。これによれば、溶接工程終了後、環状部90aの内周壁を環状部90aの軸心に向かって一様に移動させることができる。溶接後の環状部90aがノズルホルダ40に付与する圧縮荷重の偏りを抑えることができ、リフト量調整の精度を向上させることができる。
Moreover, according to this embodiment, the
なお、本実施形態では、可動コア81およびニードル70が特許請求の範囲に記載の弁部材に相当し、固定コア88が特許請求の範囲に記載のストッパ部に相当する。また、ハウジング90の環状部90aが特許請求の範囲に記載の環状部材に相当する。さらに、レーザ光線Lが特許請求の範囲に記載の熱源に相当する。また、メモリ152が特許請求の範囲に記載の記憶手段に相当する。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、フローチャートのS30における処理が特許請求の範囲に記載の目標調整量設定工程および目標調整量設定手段に相当する。そして、フローチャートのS40における処理が特許請求の範囲に記載の溶接条件設定工程および溶接条件設定手段に相当する。さらに、フローチャートのS50における処理が特許請求の範囲に記載の溶接工程に相当する。 In the present embodiment, the process in S30 of the flowchart corresponds to the target adjustment amount setting step and the target adjustment amount setting means described in the claims. And the process in S40 of a flowchart corresponds to the welding condition setting step and the welding condition setting means described in the claims. Furthermore, the process in S50 of the flowchart corresponds to the welding process described in the claims.
(第2実施形態)
第2実施形態は、第1実施形態の変形例である。第2実施形態は、組立体11が有しているコイル87を利用してニードル70を作動させ、ニードル70のリフト量を測定するのではなく、リフト量調整装置120aが備えている測定用コイル135を利用してニードル70を作動させるという点が第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
The second embodiment is a modification of the first embodiment. The second embodiment does not measure the lift amount of the
図7は、第2実施形態によるリフト量調整装置120aの概略を示す構成図である。この実施形態での組立体11は、第1実施形態の組立体11と同じである。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an outline of a lift
以下、第1実施形態と異なる部分のみを説明する。 Only the parts different from the first embodiment will be described below.
本実施形態のリフト量調整装置120aは、測定装置130の通電部134に替えて、制御部150にて制御される測定用コイル135を有する。
The lift
この測定用コイル135は、組立体11のハウジング90の外周側に設置される。測定用コイル135は、制御部150にて制御され、通電されることにより、固定コア88と可動コア81との間に磁気吸引力を発生するような磁界を発生する。これにより、組立体11のコイル87に通電せずとも、測定用コイル135を作動させることにより、ニードル70を作動させることができ、ニードル70のリフト量を測定することができる。
The
リフト量の測定手順および調整手順については、図4にて説明したフローと同じであるため、説明を省略する。 The lift amount measurement procedure and the adjustment procedure are the same as the flow described in FIG.
(その他の実施形態)
以上、本発明の第1、第2実施形態について説明した。本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
(Other embodiments)
The first and second embodiments of the present invention have been described above. The present invention is not construed as being limited to the above embodiment. The present invention can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.
例えば、溶接部90dは、環状部90aの外周壁90bにおいて全周に亘って連続して形成されていなくとも良く、環状部90aの外周壁90bにおいて、ほぼ同じ周方向長さとなっている複数の溶接部90dがほぼ等間隔で形成されていても良い。
For example, the welded
このような溶接部90dであっても、ニードル70のリフト量の調整は可能である。
Even in such a welded
また、複数の溶接部90dがほぼ等間隔で形成されているため、環状部90aよりノズルホルダ40に付与される圧縮荷重の偏りも抑えることができる。
Further, since the plurality of welded
10 燃料噴射弁、11 組立体、20 ボデー、21 燃料通路、22 噴孔、30 パイプ、40 ノズルホルダ、43 摺動部、50 ノズルボデー、51 弁座、70 ニードル(弁部材)、71 本体部、72 弁部、73 規制部、74 連通路、75 第一連通路、76 第二連通路、80 電磁アクチュエータ、81 可動コア(弁部材)、87 コイル、88 固定コア、89 縦孔、90 ハウジング、90a 環状部(環状部材)、90b 外周壁、90c 圧入部、90d 溶接部、91 第一スプリング、92 第二スプリング、95 アッパハウジング、100 入口部材、110 コネクタ、111 ターミナル、113 アジャスタパイプ、120 リフト量調整装置、130 測定装置、131 測定ピン、133 測定部、134 通電部、140 レーザ溶接装置、141 治具、142 レーザ発振器、143 伝送部、144 集光部、145 ガス噴出部、146 駆動部、150 制御部、151 中央処理装置、152 メモリ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
筒状に形成され、前記ボデーの外周壁を囲むように設けられ、前記ボデーに溶接にて固定される環状部材と、を備える燃料噴射弁の前記弁部材のリフト量を調整するリフト量調整方法であって、
前記ストッパ部を前記ボデーに収容した後の調整前の前記弁部材のリフト量と予め定められている前記弁部材のリフト量の規格値とを比較し、調整すべきリフト量の目標調整量を定める目標調整量設定工程と、
前記ボデーと前記環状部材とを溶接する際の溶接条件を定める溶接条件設定工程であって、定められた前記目標調整量と、溶接条件と溶接条件を変化させて溶接したときの前記弁部材のリフト変化量との関係と基づいて前記目標調整量に応じた溶接条件を設定する溶接条件設定工程と、
定められた前記溶接条件に応じた溶接部を形成するように、前記ボデーと前記環状部材とを溶接する溶接工程と、を有することを特徴とする燃料噴射弁のリフト量調整方法。 It is formed in a cylindrical shape, a fuel passage for flowing fuel from the base end side toward the tip is formed inside, an injection hole communicating with the fuel passage is formed at the tip, and reciprocating movement in the fuel passage And a stopper member that is seated on and off the fuel passage and controls the opening and closing of the nozzle hole, and a stopper portion that is provided on the base end side of the valve member and restricts the movement of the valve member to the base end side. A body that houses
A lift amount adjusting method for adjusting a lift amount of the valve member of the fuel injection valve, comprising: an annular member formed in a cylindrical shape and surrounding the outer peripheral wall of the body and fixed to the body by welding Because
The lift amount of the valve member before adjustment after the stopper portion is accommodated in the body is compared with a predetermined standard value of the lift amount of the valve member, and a target adjustment amount of the lift amount to be adjusted is determined. A target adjustment amount setting step to be determined;
A welding condition setting step for determining a welding condition for welding the body and the annular member, wherein the valve member when welding is performed by changing the determined target adjustment amount, the welding condition and the welding condition. A welding condition setting step for setting a welding condition according to the target adjustment amount based on the relationship with the lift change amount;
A method for adjusting a lift amount of a fuel injection valve, comprising: a welding step of welding the body and the annular member so as to form a weld according to the determined welding conditions.
前記溶接部を前記摺動部以外の場所に形成することを特徴とする請求項8に記載の燃料噴射弁のリフト量調整方法。 A sliding portion on which an outer peripheral wall of the valve member slides is formed on the inner wall of the fuel passage,
9. The lift amount adjustment method for a fuel injection valve according to claim 8, wherein the welded portion is formed at a place other than the sliding portion.
前記ストッパ部が前記ボデーに収容された後の調整前の前記弁部材のリフト量を測定する測定装置と、
所定の溶接条件に応じた溶接部を形成するように、前記ボデーと前記環状部材とを溶接する溶接装置と、
溶接条件と溶接条件を変えて前記ボデーと前記環状部材とを溶接したときの前記弁部材のリフト変化量との関係、および前記弁部材のリフト量の規格値を記憶している記憶手段と、前記測定装置にて測定した調整前の前記弁部材のリフト量と前記規格値とを比較し、調整すべきリフト量の目標調整量を定める目標調整量設定手段と、前記ボデーと前記環状部材とを溶接する際の溶接条件を設定する溶接条件設定手段であって、前記目標調整量と、前記記憶手段に記憶されている溶接条件と溶接条件を変えて前記ボデーと前記環状部材とを溶接したときの前記弁部材のリフト変化量との関係と、に基づいて前記目標調整量に応じた溶接条件を定める溶接条件設定手段と、を有し、前記溶接条件設定手段にて定められた前記溶接条件に応じた指令信号を生成し、その指令信号を前記溶接装置に送る制御部と、を備えることを特徴とする燃料噴射弁のリフト量調整装置。 A lift amount adjusting device used in the lift amount adjusting method for a fuel injection valve according to claim 1,
A measuring device for measuring a lift amount of the valve member before adjustment after the stopper portion is accommodated in the body;
A welding apparatus for welding the body and the annular member so as to form a weld according to predetermined welding conditions;
Storage means for storing a relationship between a lift change amount of the valve member when welding the body and the annular member under different welding conditions and welding conditions, and a standard value of the lift amount of the valve member; A target adjustment amount setting means for determining a target adjustment amount of the lift amount to be adjusted by comparing the lift amount of the valve member before adjustment measured by the measuring device with the standard value, the body and the annular member, Welding condition setting means for setting welding conditions when welding the body, and welding the body and the annular member while changing the target adjustment amount, the welding conditions and welding conditions stored in the storage means Welding condition setting means for determining a welding condition according to the target adjustment amount based on the relationship with the lift change amount of the valve member at the time, and the welding determined by the welding condition setting means Directive according to conditions No. generate lift amount adjusting device of the fuel injection valve, characterized in that it comprises a control unit to send to the welding device and the command signal.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120327 |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20120724 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |