JP2560308Y2 - 噴射弁用ノズルプレートの噴射孔打抜き装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、例えば自動車用エンジ
ン等に設けられる噴射弁のノズルプレートに噴射孔を打
抜きにより穿設するのに好適に用いられる噴射弁用ノズ
ルプレートの噴射孔打抜き装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４ないし図１２に従来技術の噴射弁お
よびノズルプレートの噴射孔打抜き装置を示す。

【０００３】図において、１は噴射弁本体を示し、該噴
射弁本体１は電磁アクチュエータ（図示せず）を内蔵
し、後述のニードル弁５を開，閉弁させるようになって
いる。そして、該噴射弁本体１の基端側にはコネクタ２
が設けられ、該コネクタ２は外部からの噴射信号を電磁
アクチュエータに印加させるようになっている。また、
該噴射弁本体１の外周側にはフィルタ３が設けられ、該
フィルタ３は燃料配管（図示せず）を介して噴射弁本体
１内に供給される燃料を清浄化するようになっている。

【０００４】４は噴射弁本体１の先端側に設けられた筒
状のバルブボディを示し、該バルブボディ４の先端には
弁座４Ａと噴射口４Ｂとが形成され、その先端面４Ｃは
噴射口４Ｂに対して垂直な平坦面となっている。５はバ
ルブボディ４と噴射弁本体１との間に配設された弁体と
してのニードル弁を示し、該ニードル弁５はバルブボデ
ィ４内に摺動可能に挿嵌され、バルブボディ４の弁座４
Ａに離着座するように前記電磁アクチュエータにより駆
動される。そして、該ニードル弁５は噴射口４Ｂを開，
閉し、噴射弁本体１内の燃料を噴射口４Ｂを介して後述
の各噴射孔６Ａから噴射させる。

【０００５】６はバルブボディ４の先端面４Ｃに固着さ
れたノズルプレートを示し、該ノズルプレート６の中央
部には噴射口４Ｂと連通する、例えば４個の噴射孔６
Ａ，６Ａ，…が所定間隔をもって穿設され、該各噴射孔
６Ａは燃料を互いに異なる方向に向けて噴射させるよう
になっている。ここで、該ノズルプレート６は巻取り装
置（図示せず）から繰出される素材としての所定板厚の
フープ材７を図５中に二点鎖線で示す仮想円８，８，…
に沿ってプレス機等で打抜くことによって成型される。

【０００６】この場合、フープ材７には図６に示す如く
パンチ９等の工具で、例えば４個の噴射孔６Ａ，６Ａ，
…がフープ材７の板厚方向に対し所定の傾斜角θだけ傾
斜して打抜きにより穿設され、その後プレス機等で図５
中の仮想円８に沿って円板状に打抜き、プレス成形する
ことによりノズルプレート６が図７に示す如く形成され
るようになっている。そして、該ノズルプレート６はバ
ルブボディ４の先端面４Ｃに当接され、レーザ溶接等の
手段により図４に示す如くバルブボディ４に固着され
る。

【０００７】従来技術の噴射弁は上述の如き構成を有す
るもので、噴射弁本体１に内蔵した電磁アクチュエータ
によりニードル弁５を開，閉弁させるとき、噴射弁本体
１内の燃料がバルブボディ４の噴射口４Ｂを介してノズ
ルプレート６の各噴射孔６Ａから、例えば互いに異なる
４方向に向けて噴射され、所望の噴射パターンを得るこ
とができる。

【０００８】次に、図９を参照して前記フープ材７に各
噴射孔６Ａをパンチ９により打抜く打抜き装置としての
プレス機１０について述べる。

【０００９】図中、１１はプレス機１０の本体部となる
プレス機本体を示し、該プレス機本体１１はフープ材７
等を支持するためのテーブル１２を備え、該テーブル１
２上には前記パンチ９によりフープ材７に各噴射孔６Ａ
を打抜かせるための型台（図示せず）等が配置される。
そして、該プレス機本体１１のテーブル１２上にはラム
１３が昇降可能に設けられ、該ラム１３とテーブル１２
との間には前記型台上で各パンチ９を可動に支持するパ
ンチガイド（図示せず）が配設される。

【００１０】ここで、このパンチガイドは例えば４本の
パンチ９を図６に例示した如く所定の傾斜角θだけ傾斜
させた状態で摺動可能に支持し、ラム１３が図９中の矢
示Ａ方向に降下されるときに、該ラム１３により各パン
チ９をフープ材７に向けて図６に示す如く駆動させる。

【００１１】１４はプレス機本体１１の上端側に設けら
れた駆動源となる電動モータを示し、該電動モータ１４
は交流または直流電動機等によって構成され、外部から
電圧が印加されることにより所定の回転数で回転する。
そして、該電動モータ１４の出力軸はプレス機本体１１
内の動力伝達機構（図示せず）等を介してラム１３に連
結され、該ラム１３を各パンチ９と共に所定のストロー
ク数（ｓｐｍ）で駆動させる。

【００１２】これにより、各パンチ９はストローク数が
６０ｓｐｍの場合、フープ材７に１分間当り６０回（６
０ショット）の速さで噴射孔６Ａを打抜き、この間フー
プ材７はテーブル１２上で１ショット毎に所定寸法だけ
移送され、図５に示す如く各ノズルプレート６の中心位
置に各噴射孔６Ａを穿設させる。

【００１３】このように構成される従来技術では、まず
各パンチ９の刃先に研削加工を施し、条件出しのために
プレス機１０で各パンチ９によりフープ材７に４本の噴
射孔６Ａを打抜く予備打ちを行う。そして、この予備打
ちを行ったフープ材７の位置から他のプレス機により仮
想円８に沿ってノズルプレート６を打抜き、条件出しの
ためのノズルプレート６をプレス成形する。

【００１４】次に、このノズルプレート６をバルブボデ
ィ４の先端面４Ｃ側にレーザ溶接等の手段を用いて固着
し、このバルブボディ４を噴射弁本体１に組込んだ状態
で、例えば擬似燃料等をノズルプレート６の各噴射孔６
Ａから噴射させ、噴射流量の測定を行うことにより、例
えば１分間当りの噴射流量が２９０〜３００cc/min程度
の規格内にあるか否かを試験する。

【００１５】そして、この条件出し時の噴射流量が規格
範囲内にあるときには、このときの各パンチ９を用いて
所定のストローク数でフープ材７に各噴射孔６Ａを順次
打抜き、このフープ材７から製造ライン上で製品となる
ノズルプレート６を成形してゆく。また、噴射流量が規
格範囲外にあるときには、各パンチ９の径を変えたり、
各パンチ９の刃先を再研削したりして、再び条件出しを
行い、噴射流量が規格範囲内となるまで条件出しを繰返
すようにしており、この条件出しに２〜３時間程度の作
業時間を費している。

【００１６】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、プレス機１０により各パンチ９を用いてフ
ープ材７に噴射孔６Ａを打抜いたときに、該噴射孔６Ａ
の周囲には図８に示す如く、それぞれダレ面ｔ１、せん
断面ｔ２および破断面ｔ３が形成される。そして、各パ
ンチ９はフープ材７に順次噴射孔６Ａを打抜いてゆくと
き、ショット数が増大するに応じて刃先が摩耗するた
め、噴射孔６Ａのダレ面ｔ１等が徐々に大きくなり、図
８中の矢示Ｂ方向に燃料を噴射させるタイプの場合、ダ
レ面ｔ１等が大きくなるに応じて噴射流量が増大してし
まう。

【００１７】このため、従来技術では、図１０に実線で
示す特性線１５の如く、初期の条件出しのときには噴射
流量が、例えば２９２cc/min程度であっても、パンチ９
による噴射孔６Ａの打抜き回数であるショット数が４０
００〜５０００回程度に達すると、パンチ９の刃先が大
きく摩耗して噴射流量が規格の上限値（３００cc/min程
度）を越えるようになり、この場合にはパンチ９の刃先
を再研削して再び前述の条件出し作業を行わなければな
らず、パンチ９により噴射孔６Ａを４０００〜５０００
回程度打抜く稼働時間が１．５時間程度であるのに対
し、その後の条件出し作業に２〜３時間を費すことにな
り、全体の作業性が非常に悪いという問題がある。

【００１８】また、噴射孔６Ａから矢示Ｂ方向に燃料を
噴射させる図８に示すタイプのノズルプレート６に対し
て、図１１に示す如く逆向き（矢示Ｃ方向）に燃料噴射
させるタイプのノズルプレート１６も実際には採用され
ている。そして、このタイプのものではパンチ９のショ
ット数が増大するに応じて、図１０に実線で示す特性線
１７の如くパンチ９の刃先が摩耗して逆に噴射流量が減
少してしまい、噴射孔１６Ａを４０００〜５０００回程
度打抜くと、噴射流量が規格の下限値（例えば２９０cc
/min程度）よりも低下してパンチ９の刃先を同様に再研
削する必要が生じ、全体の作業性が同様に悪くなってし
まう。

【００１９】一方、本考案者等はプレス機１０の駆動源
となる電動モータ１４の回転数を変え、パンチ９のスト
ローク数（ｓｐｍ）、即ち１分間当りのショット数を１
０〜１００ｓｐｍの範囲で変化させてそれぞれフープ材
７に噴射孔６Ａを打抜き、それぞれの場合の噴射流量を
図１２に示す特性線１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，…の如く
測定した。この結果、パンチ９のストローク数を速くす
れば、これに応じて噴射流量が徐々に減少するようにな
り、パンチ９の径を小さくするに応じて特性線１８Ａ，
１８Ｂ，１８Ｃの如く噴射流量が順次低下することが確
認された。

【００２０】本考案は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本考案はパンチのストローク数をショッ
ト数に応じて可変に制御することより、パンチの刃先を
再研削するまでのショット数を大幅に増やすことがで
き、条件出し作業を含めた全体の作業性を確実に向上で
きるようにした噴射弁用ノズルプレートの噴射孔打抜き
装置を提供することを目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本考案が採用する構成の特徴は、プレス機本体
と、該プレス機本体に設けられ、制御信号に基づき回転
数が可変に制御される電動モータと、前記プレス機本体
に昇降可能に設けられ、該電動モータで駆動されること
により、該電動モータの回転数に応じたストローク数を
もってパンチを作動させるラムと、該ラムによって作動
されるパンチがノズルプレートの素材に噴射孔を打抜い
た回数をショット数として検出するショット数検出手段
と、該ショット数検出手段で検出したショット数に基づ
き前記電動モータの回転数を可変に制御すべく、前記電
動モータに制御信号を出力する制御信号出力手段とから
なる。

【００２２】

【作用】上記構成により、例えば噴射流量はパンチのス
トローク数を速くするに応じて図１２に示す特性線の如
く減少してゆくので、ショット数に応じてパンチの刃先
が徐々に摩耗しても、これに対応させて電動モータの回
転数を低回転数から高回転数に徐々に増大させれば、パ
ンチのストローク数を徐々に速くすることができ、噴射
流量が規格の上限値を越えるまでのショット数を大幅に
増やすことができる。また、ショット数に応じて噴射流
量が減少してゆくタイプの場合には、逆にパンチのスト
ローク数を遅くしてゆくことにより、噴射流量が大きく
減少するのを抑えることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本考案の実施例を図１ないし図３に基
づき説明する。なお、実施例では前述した図４ないし図
１２に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【００２４】図中、２１はプレス機本体１１に設けられ
る駆動源としての電動モータを示し、該電動モータ２１
は従来技術で述べた電動モータ１４に替えて図９に例示
したプレス機本体１１の上端側に設けられる。そして、
該電動モータ２１は回転数可変式の電動機により構成さ
れ、後述の制御信号に基づき回転数が可変に制御される
ことによって、プレス機１０のラム１３および各パンチ
９のストローク数を、例えば２０〜１００ｓｐｍの範囲
で変化させる。

【００２５】２２はプレス機１０のラム１３近傍等に設
けられるショット数検出手段としてのショット数センサ
を示し、該ショット数センサ２２はプレス機本体１１の
テーブル１２上でラム１３が昇降し、ノズルプレート６
等の素材となるフープ材７に噴射孔６Ａがパンチ９によ
り打抜かれるときの回数をショット数Ｓとして検出し、
その検出信号を後述の制御装置２３に出力する。

【００２６】２３はマイクロコンピュータ等によって構
成され、電動モータ２１の回転数等を制御する制御装置
を示し、該制御装置２３はその入力側がキーボード２
４、ショット数センサ２２等に接続され、出力側が電動
モータ２１等に接続されている。そして、該制御装置２
３はその記憶回路内に図３に示すプログラム等を格納
し、電動モータ２１の回転数を制御することによるパン
チ９のストローク数制御処理等を行うようになってい
る。

【００２７】また、該制御装置２３の記憶回路にはその
記憶エリア２３Ａ内に、パンチ９のストローク数をショ
ット数Ｓに基づいて可変に制御する図２に例示したスト
ローク制御マップと、例えば１００００回程度のショッ
ト数Ｓに該当する判定値Ｋ等とが格納され、これらはキ
ーボード２４の操作により適宜に可変設定される。ここ
で、図２に示すストローク制御マップは、例えばショッ
ト数Ｓが１２５回程度増加する度毎にストローク数を１
ｓｐｍだけ増加させ、ショット数Ｓが２５００回程度の
ときにストローク数が４０ｓｐｍとなり、ショット数Ｓ
が１００００回程度のときにはストローク数が１００ｓ
ｐｍとなるように設定されている。

【００２８】なお、このストローク制御マップにおける
ショット数に対するストローク数の増減率等はキーボー
ド２４の操作により適宜に可変設定される。また、パン
チ９のストローク数は電動モータ２１の回転数に比例し
て増減するので、電動モータ２１の回転数を可変に制御
することにより、ストローク数は自動的に可変に制御さ
れるものである。

【００２９】本実施例によるノズルプレート６の噴射孔
打抜き装置は上述の如き構成を有するもので、次に図３
を参照して制御装置２３によるパンチ９のストローク制
御処理について説明する。

【００３０】まず、電動モータ２１を起動して回転させ
ることにより処理動作がスタートすると、ステップ１で
電動モータ２１によりラム１３と共に駆動されるパンチ
９のショット数Ｓをショット数センサ２２から読込む。
そして、ステップ２に移ってショット数Ｓが、例えば１
００００回程度の判定値Ｋより小さいか否かを判定し、
「ＹＥＳ」と判定したときにはステップ３に移って図２
に例示したストローク制御マップに基づき、ショット数
Ｓに応じてパンチ９のストローク数を可変に制御する。

【００３１】この場合、パンチ９のストローク数は電動
モータ２１の回転数に比例して変化するので、例えばシ
ョット数Ｓが１２５回程度となるまではストローク数が
２１ｓｐｍとなるように、電動モータ２１の回転数を比
較的低い回転数に制御し、ショット数Ｓが１２５〜２５
０回程度のときにはストローク数が２２ｓｐｍとなるよ
うに、電動モータ２１の回転数を所定回転数だけ増大さ
せる。そして、ショット数Ｓがその後１２５回程度増大
する毎にストローク数を２２ｓｐｍから１ｓｐｍだけ増
大させるように、電動モータ２１の回転数を所定回転数
だけ漸増させる制御を行う。

【００３２】また、ステップ２で「ＮＯ」と判定したと
きにはショット数Ｓが、例えば１００００回程度の判定
値Ｋに達し、パンチ９の刃先はショット数Ｓの増大によ
り急激に摩耗が進む恐れがあるので、ステップ４に移っ
て電動モータ２１を停止させ、パンチ９の刃先を再研削
すべきことを警報器（図示せず）等でオペレータに知ら
せ、処理動作を終了する。

【００３３】かくして、本実施例によれば、ノズルプレ
ート６の素材となるフープ材７に噴射孔６Ａをパンチ９
により順次打抜き、このときのショット数Ｓが所定回数
だけ増大する度毎にパンチ９のストローク数を２０〜１
００ｓｐｍの範囲で１ｓｐｍ毎に増やすように、電動モ
ータ２１の回転数を漸増させる構成としたから、従来技
術で述べた図１０に示す特性線１５のようにショット数
に応じて噴射流量が大きく増大してしまうのを防止で
き、図１０に二点鎖線で示す特性線２５の如く噴射流量
の増大を低く抑えることができる。

【００３４】即ち、パンチ９の刃先はフープ材７に噴射
孔６Ａを打抜く回数（ショット数）に応じて徐々に摩耗
し、図８に示した噴射孔６Ａではパンチ９の摩耗に応じ
てダレ面ｔ１が大きくなり、矢示Ｂ方向に噴射される燃
料の噴射流量が増大してしまう。しかし、この噴射流量
は図１２に示した特性線１８Ｃ等の如く、パンチ９のス
トローク数を速くするに応じて逆に減少するようになる
から、ショット数に応じてパンチ９が徐々に摩耗して
も、パンチ９のストローク数を増大させることにより、
噴射流量がショット数に応じて大きく増大してしまうの
を図１０に示す特性線２５の如く抑えることができる。

【００３５】従って、本実施例によれば、パンチ９のス
トローク数をショット数に応じて可変に制御することに
より、ショット数が８０００〜１００００回程度に達し
たときでも噴射流量を２９３cc/min程度に低く抑えるこ
とができ、パンチ９の刃先を再研削すべき時期を、例え
ば１００００回程度のショット数まで大幅に増やすこと
ができる。そして、パンチ９の稼働時間を確実に増大で
きるので、条件出し作業に２〜３時間を費したとして
も、この条件出しの作業時間に対する稼働時間の割合を
大幅に増大でき、全体の作業性を向上させて生産性を高
めうる等、種々の効果を奏する。

【００３６】なお、前記実施例では、図３に示すプラグ
ラムのうち、ステップ３が本考案の構成要件である制御
信号出力手段の具体例を示している。

【００３７】また、前記実施例では、図８に示すノズル
プレート６に噴射孔６Ａを打抜く場合を例に挙げて説明
したが、本考案はこれに限らず、図１１に示したノズル
プレート１６に噴射孔１６Ａを打抜く場合にも適用で
き、この場合には図２に例示したストローク制御マップ
とは逆に、例えばパンチ９のストローク数を１００ｓｐ
ｍから２０ｓｐｍへとショット数に応じて漸減させるよ
うにすれば、図１０に二点鎖線に例示した特性線２６の
ようにショット数が８０００〜１００００ｓｐｍ程度に
達したときでも、噴射流量が例えば２９４cc/min以下ま
で低下するのを防止することが可能となる。

【００３８】さらに、前記実施例では、図２に示すスト
ローク制御マップの如くストローク数を一定比率でステ
ップ状に漸増させるものとして述べたが、これに替え
て、例えばストローク数をショット数に応じて異なる比
率で増減させるようにしてもよく、直線状または曲線状
にストローク数を変化させるようにしてもよい。

【００３９】

【考案の効果】以上詳述した通り本考案によれば、プレ
ス機によりパンチを用いてノズルプレートの素材に噴射
孔を打抜くときに、打抜き回数となるショット数に基づ
き電動モータの回転数を変えることによって、パンチの
ストローク数を変化させる構成としたから、ノズルプレ
ートを噴射弁に組付けた場合の噴射流量がショット数に
応じて大きく増減するのを防止でき、パンチの刃先を再
研削するまでのショット数を大幅に増やすことができる
と共に、条件出しに必要な時間に対するパンチの稼働時
間の割合を増大でき、全体の作業性を向上させて生産性
を高めることができる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるプレス機の制御ブロック
図である。

【図２】図１に示す制御装置の記憶エリア内に格納され
たストローク制御マップの説明図である。

【図３】ストローク制御処理を示す流れ図である。

【図４】従来技術による噴射弁を示す要部破断の外観図
である。

【図５】ノズルプレートの素材となるフープ材に各噴射
孔を穿設した状態を示す平面図である。

【図６】パンチにより噴射孔を穿設した状態を示す図５
中の矢示VI-VI 方向拡大断面図である。

【図７】ノズルプレートの拡大縦断面図である。

【図８】図７中の要部拡大図である。

【図９】プレス機を示す外観図である。

【図１０】ショット数に対する噴射流量の特性線図であ
る。

【図１１】図８のノズルプレートとは異なるタイプのノ
ズルプレートを示す要部拡大断面図である。

【図１２】ストローク数に対する噴射流量の特性線図で
ある。

【符号の説明】

１ 噴射弁本体 ４ バルブボディ ５ ニードル弁 ６，１６ ノズルプレート ６Ａ，１６Ａ 噴射孔 ７ フープ材（素材） ９ パンチ １１ プレス機本体 １２ テーブル １３ ラム ２１ 電動モータ ２２ ショット数センサ（ショット数検出手段） ２３ 制御装置

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴射弁のバルブボディに設けられるノズ
   ルプレートに噴射孔をパンチにより打抜く噴射弁用ノズ
   ルプレートの噴射孔打抜き装置であって、プレス機本体
   と、該プレス機本体に設けられ、制御信号に基づき回転
   数が可変に制御される電動モータと、前記プレス機本体
   に昇降可能に設けられ、該電動モータで駆動されること
   により、該電動モータの回転数に応じたストローク数を
   もって前記パンチを作動させるラムと、該ラムによって
   作動されるパンチが前記ノズルプレートの素材に前記噴
   射孔を打抜いた回数をショット数として検出するショッ
   ト数検出手段と、該ショット数検出手段で検出したショ
   ット数に基づき前記電動モータの回転数を可変に制御す
   べく、前記電動モータに制御信号を出力する制御信号出
   力手段とから構成してなる噴射弁用ノズルプレートの噴
   射孔打抜き装置。