JP4038636B2 - Method for manufacturing electromagnetic valve seating plate and fuel injection valve using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関(以下、内燃機関を「エンジン」という。)の燃料噴射弁に設けられる電磁弁着座用プレートの製造方法およびそれを用いた燃料噴射弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、高圧燃料供給ポンプから供給される高圧の燃料をコモンレールなどで蓄圧し一定圧にしてから燃料噴射弁に供給し、燃料噴射弁の噴孔を開閉する弁部材の反噴孔側に設けた圧力制御室内の燃料圧力を電磁弁を制御することにより調整し、燃料噴射時期および燃料噴射量を調整する燃料噴射装置が知られている。このような燃料噴射装置としては、特開平9−42106号公報に開示されているものが公知である。
【0003】
特開平9−42106号公報に開示されている蓄圧式燃料噴射装置の電磁弁着座用プレートは、燃料が流通する流通路の周囲にテーパ部が設けられ、テーパ部の上端部には流通路を開閉する電磁弁の弁部材が着座可能な座面が形成されている。電磁弁の弁部材の先端には座面側が平面になっている球状部材が設けられており、球状部材と座面とを平面同士で密着させることで、球状部材と座面との間からの燃料の漏出を防止する構造となっている。
【0004】
上記のような平面の座面が形成されている電磁弁着座用プレートは、以下のような工程で製造することができる。
▲1▼ 切削などにより成形されたプレート素材の上面にテーパ部、テーパ部の周囲に形成されている環状溝、ならびにテーパ部を中心に放射状に形成されている燃料溝などを形成する。
▲2▼ テーパ部の中心に流通路を形成する。
▲3▼ ▲1▼、▲2▼の工程を完了したプレート素材を熱処理する。
▲4▼ 熱処理したプレート素材の上面および下面を荒研削する。
▲5▼ 荒研削したプレート素材の座面を仕上げ研削する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特開平9−42106号公報に開示されているような燃料噴射装置の電磁弁は、燃料の噴射量、噴射時期を精密に制御し球状部材と座面との間から燃料の漏出を防止するため、各部材を高精度に加工する必要がある。そして、流通路およびテーパ部の寸法精度を高め、流通路とテーパ部との同軸度を確保する必要がある。
【0006】
プレート素材の上面に形成されているテーパ部、環状溝、および燃料溝などの微細形状は、切削あるいは型彫り放電加工などにより成形されている。しかし、切削および型彫り放電加工はともに加工精度が高いものの、加工に要する時間が長く、生産効率が低いという問題がある。
【0007】
また、流通路の形成方法としては、ドリルあるいは放電加工による孔開けなどを利用することができる。しかし、流通路を形成するためにプレート素材を加工台に固定する場合、プレート素材そのものの外形、あるいはプレート素材の加工台への固定位置などがわずかに異なるため、プレート素材の加工台への固定位置を厳密に一定にすることは困難である。そのため、流通路の形成位置を要求される精度に維持するのは困難である。
【0008】
流通路とテーパ部との同軸度を確保するためには、テーパ部、環状溝、および燃料溝などの微細形状の成形と流通路の孔開けとを複合化した専用の加工装置を利用し、プレート素材を一つの加工台で加工することが望ましい。しかし、専用の加工装置を開発し利用すると、電磁弁着座用プレートの製造コストが増大するという問題がある。
【0009】
さらに、座面を形成する場合、流通路の周囲はテーパ部が設けられているため、テーパ部の上端部を研削することにより座面の外径を拡大し、所定の外径とすることが可能である。そこで、従来はテーパ部の上端部側にテーパ部軸方向の研削領域を設定しテーパ部上端部を所定の領域分だけ研削することで、座面の外径を調整し所望の外径を確保していた。ところが、プレート素材の加工基準面を設定するために前処理工程においてプレート素材の上面および下面を荒研削すると、プレート素材毎に上面および下面の研削範囲がわずかに異なるため、予め設定した領域分だけ研削しても座面の外径がばらつき、所望の寸法精度を確保することが困難であるという問題がある。
【0010】
上記のように寸法精度の確保が困難である場合、加工部分を画像計測することにより寸法精度を向上させることも可能である。例えば画像計測により円形状部位の外径を算出する方法としては、カメラなどから入力された円形状部の画像の境界部を3点あるいは4点など複数点計測し、計測した複数点の座標から径を算出する方法がある。ところが、上記のような電磁弁着座用プレートの場合、計測する部位がテーパ部上端部であるため、境界部の凹凸が激しい。そのため、数点の計測では測定誤差が大きくなり、計測精度の確保が困難であるという問題がある。
【0011】
そこで、本発明の目的は、製造コストが増大することなく所望の寸法精度、ならびに流通路およびテーパ部の同軸度を確保することができ、生産効率を向上することができる電磁弁着座用プレートの製造方法およびそれを用いた燃料噴射弁を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1または2記載の電磁弁着座用プレートの製造方法によると、画像計測を利用してテーパ部上端部が所定の外径となるようにテーパ部軸方向に研削、ならびに画像計測を利用してテーパ部上端部の中心の位置を計測し中心の位置にプレート素材を貫通する流通路を形成する。切削および流通路の形成に画像計測を利用することでテーパ部上端部の研削と流通路との形成を異なる加工装置で実施する場合でも、所望の寸法精度、ならびに流通路および座面の同軸度を確保することができる。また、テーパ部の切削および流通路の形成に例えば既存の切削装置あるいは孔開け装置などを利用することができるので、切削および孔開けを複合化した専用の加工装置を開発し利用する必要がなく、電磁弁着座用プレートの製造コストが増大することがない。
【0013】
また、テーパ部、環状溝、および燃料溝はプレス成形により成形されているので、例えば切削あるいは型彫り放電加工などと比較して短時間で加工することができ生産効率を向上することができるとともに、座面や流通路などは画像計測を利用して加工するので、所望の寸法精度を確保することができる。
【0014】
本発明の請求項1記載の電磁弁着座用プレートの製造方法によると、画像計測を利用してテーパ部上端部のテーパ部軸方向の研削領域を決定する。そして決定した研削領域までテーパ部上端部を研削し座面を形成する。テーパ部上端面の研削を完了した後、画像計測を利用して座面の中心の位置を計測し、計測した中心の位置に基づいてプレート素材を貫通する流通路を形成する。テーパ部上端部を所定の外径になるように研削し座面を形成した後、座面の中心の位置を画像計測すると、テーパ部上端部の座面の平面形状がほぼ円形となるため、座面の中心の位置をより正確に決定することができる。したがって、流通路および座面の同軸度を確保することができる。
【0015】
本発明の請求項3または4記載の電磁弁着座用プレートの製造方法によると、画像計測により入力された画像を2値化する。入力された画像を2値化することにより画像計測をするための手段として例えばCCD(Charge Coupled Device)などを用いると、CCDの画素数が計測点数となる。そのため、計測点数が増加し、数値の平均化が可能となるので、テーパ部上端部の外径および中心座標を高精度で計測することができる。したがって、所望の寸法精度、ならびに流通路およびテーパ部の同軸度を確保することができる。
【0016】
本発明の請求項5記載の燃料噴射弁によると、電磁弁が着座する電磁弁着座用プレートとして請求項1〜4のいずれかに記載の電磁弁着座用プレートの製造方法により製造された電磁弁着座用プレートを備えている。したがって、製造コストが増大することなく所望の寸法精度、ならびに流通路および座面の同軸度を確保することができ、生産効率を向上することができる。
【0017】
【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を図面に基づいて説明する。
図2〜図5に本発明の電磁弁着座用プレートおよびそれを用いた燃料噴射弁を示している。
図2に示す燃料噴射弁1は、図示しないコモンレールから図示しない燃料配管を介して蓄圧された一定圧の高圧燃料が燃料フィルタ60を通って供給されている。
【0018】
燃料噴射弁1の噴射側端部に設けられた噴射ノズル10のノズルボディ11にはノズルニードル12が往復移動可能に収容されており、噴孔13を開閉する。ノズルボディ11および弁ボディ14はディスタンスピース15を挟んでリテーニングナット16で結合されている。ノズルニードル12の反噴孔側にはプレッシャピン17、プレッシャピン17の反噴孔側に接触あるいは連結されている制御ピストン18が配設されている。プレッシャピン17はスプリング19内に貫挿されており、スプリング19はプレッシャピン17を図2の下方に付勢している。制御ピストン18の反噴孔側には圧力制御室20が設けられている。
【0019】
燃料フィルタ60から高圧燃料通路61に導入された高圧燃料は、ノズルニードル12の周囲に環状に形成された燃料溜り21と圧力制御室20とに供給される。燃料溜り21内の高圧燃料の圧力はノズルニードル12をリフト方向に付勢し、圧力制御室20内の高圧燃料の圧力は制御ピストン18を図2の下方に付勢する。
【0020】
電磁弁30は、圧力制御室20と低圧側とを断続する電磁二方弁である。弁ボディ14には、電磁弁着座用プレートとしてのプレート50およびシリンダ22がリテーニングナット23で連結され、電磁弁30のコア31がリテーニングナット23の端部にかしめられている。
【0021】
電磁コイル32はコア31内に巻装されており、コネクタ24から電力が供給される。また、ナット25には燃料通路26が形成されており、低圧の燃料通路64、65、66を通して燃料噴射弁1内の余剰燃料を排出する。
燃料通路62は制御ピストン18およびノズルニードル12の摺動クリアランスからのリーク燃料を回収するための低圧燃料通路であり、低圧燃料通路26に連通している。
【0022】
図3に示すように、電磁弁30の弁部材34はシャフト341および球状部材342からなる。シャフト341はシリンダ22の内壁に往復移動可能に支持されている。球状部材342はシャフト341の先端に摺動自在に支持されている。シャフト341の電磁コイル32側にはアーマチャ35が固定されている。電磁コイル32への非通電時、球状部材342はスプリング36の付勢力によりプレート50の平面弁座51に着座している。スプリング36の一端はアーマチャ35に係止されている。電磁コイル32への通電時、電磁コイル32に発生する磁力によりアーマチャ35が電磁コイル32に吸引されシャフト341が図3の上方にリフトすることにより球状部材342が平面弁座51から離座する。
【0023】
高圧燃料通路61と圧力制御室20とは高圧燃料通路61から圧力制御室20への流入燃料量を規制する絞り孔63で連通されている。プレート50には絞り孔63よりも流通抵抗の小さい流通路52がプレート50を軸方向に貫通して形成されている。シャフト341および球状部材342からなる弁部材34が平面弁座51から離座すると、流通路52と低圧燃料通路64とが連通し、流通路52、低圧燃料通路64、低圧燃料室65、低圧燃料通路66、67、68、26を経て圧力制御室20内の高圧燃料が燃料噴射弁1から排出される。
【0024】
図3に示すように、シャフト341の先端部に支持部341aが設けられ、支持部341aの先端部をかしめることにより球状部材342はシャフト341からの脱落を防止されている。支持部341aと球状部材342の間には数μmのクリアランスが設けられているので、球状部材342はシャフト341に対し摺動自在に組み付けられている。
【0025】
次に、プレート50について詳細に説明する。
図2および図3に示すようにプレート50は、シリンダ22と弁ボディ14の間に挟持されている。プレート50にはプレート50を軸方向に貫通する流通路52が形成されており、圧力制御室20と低圧燃料通路64とを連通可能である。
【0026】
図4に示すように、プレート50の中央部には円錐台部50aが形成され、円錐台部50aの中央部に微細形状部が設けられている。微細形状部は、テーパ部53、環状溝54、および燃料溝55から構成されている。テーパ部53は、図5に示すように弁部材34の球状部材342側すなわち上端部531から反球状部材側にかけて外径が大きくなるように流通路52の周囲に設けられている。
【0027】
図4および図5に示すように環状溝54は、テーパ部53の外周側に流通路52と同心円状となるように形成されている。また、燃料溝55は環状溝54からテーパ部53を中心に径方向外側に向けて放射状に複数形成されている。本実施例では、燃料溝55を十字型に4本形成している。燃料溝55の一端は環状溝54と連通し、燃料溝55の他端は外周溝56に連通している。外周溝56は、円錐台部50aの周囲に形成されている。
【0028】
図5に示すように平面弁座51は、テーパ部53の上端部531に形成された座面511および環状溝54の周囲の座面512からなる。座面511の中央に流通路52の低圧側の端部が開口している。
球状部材342の平面部342aは座面511および座面512からなる平面弁座51に着座可能であり、球状部材342が平面弁座51に着座することで流通路52の燃料の流通が遮断される。
【0029】
次に、プレート50の製造方法について図1のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
▲1▼ 素材切削(S101)
プレート50の材料となる素材を切削、あるいは切り落とし加工などによりプレート50の外形および外周溝56などを成形し、図6に示すようなプレート素材70とする。
【0030】
▲2▼ プレス工程(S102)
成形したプレート素材70の上面71に図4に示すような微細形状部となるテーパ部53、環状溝54、および燃料溝55をプレス加工により成形する。
【0031】
▲3▼ 熱処理工程(S103)
微細形状部をプレス成形したプレート素材70を熱処理する。
▲4▼ 荒研削工程(S104)
熱処理したプレート素材70の上面71および下面72を荒研削し、プレート素材70の下面72を加工基準面として確保するとともに、テーパ部53の上端部531を仮成形する。テーパ部53の上端部531を仮成形することにより、テーパ部531の平面形状がほぼ円形となり真円性が確保されるため、次の画像計測を正確に実施することが可能である。
【0032】
▲5▼ テーパ部径画像計測工程(S105)
図7に示すように仮成形したプレート素材70を固定器具811により加工台81に固定し、テーパ部53の上端部531をCCDカメラ91により画像計測する。
この画像計測により、図8に示すように荒研削工程完了後のテーパ部53上端部531の外径dを算出する。外径dを算出するための工程を図9に示す。
【0033】
ステップS501(以下、簡単のため単に「S501」とする。)では、CCDカメラ91の画像が入力される。画像の入力は、図示しない光源からプレート素材70に向けて照射された光がテーパ部53上端部531で反射し、反射した光をCCDカメラ91で撮像することによって実施される。
【0034】
S502では、S501で入力された画像のデータを2値化する。S503では、2値化したデータに基づいてテーパ部53上端部531に対応する画素数を計数する。そして、計数した画素数から予め定めた変換係数によりテーパ部53上端部531の面積Sを算出する。
【0035】
S504では、S503で算出した面積Sに基づいてテーパ部53上端部531の外径dを算出する。外径dは面積Sより、
d=2×(S/π)1/2
として算出する。
【0036】
そして、図8に示すように計測した上端部531の外径dが予め設定していた上端部外径Dとなるようにテーパ部軸方向の研削領域である加工代hを設定する。加工代hは、テーパ部の傾斜角度をθ°とすると、
h=tanθ×(D−d)/2
より求めることができる。
【0037】
▲6▼ 上端部仕上げ研削工程(S106)
上記の▲5▼で設定した加工代に基づいて、図10に示すように図示しないNC工作機に接続された砥石92を制御することによりテーパ部53を仕上げ研削し、座面511、512を形成する。
【0038】
▲7▼ 流通路位置決定工程(S107)
仕上げ研削を完了したプレート素材70を図11に示すように▲5▼とは異なる加工台82に固定器具821により固定し、形成した座面511をCCDカメラ93により画像計測する。この画像計測により、図12に示す座面511の中心位置pを算出する算出工程を図13に示す。
【0039】
ステップS701(以下、単に「S701」とする。)からS704までは、図9に示すフローチャートと同様であるので説明を省略する。上記の▲5▼テーパ部径画像計測工程および▲6▼上端部仕上げ研削工程でテーパ部53上端部531すなわち座面511の所望の外径Dを確保したにもかかわらずS703およびS704において再び座面511の外径Dを計測するのは、一連の加工工程によって形成された座面511の外径が所望の寸法となっているかをチェックし、精度をさらに向上させるためである。計測した外径Dが所望の寸法でないプレート素材70が発生した場合、前工程の検査、例えば画像計測を行なうCCDカメラ91のチェックあるいは砥石92の研磨性能のチェックなどを実施する。
【0040】
S705では、座面511の中心位置pを計測し決定する。ここで、図12に示すようにCCDカメラ93は、プレート素材70中央部の座面511の近傍を撮影する。しかし、CCDカメラ93の撮影中心である仮想中心Pから座面511の中心位置pまでには、X軸方向のずれLxおよびY軸方向のずれLyが存在する場合がある。このようなずれが存在する場合、このずれを排除し正確な座面の中心位置p、すなわち流通路52の形成位置を特定する必要がある。上記の仮想中心Pは、次工程で使用する電極94の初期位置でもある。
【0041】
座面511の中心位置pの特定は、以下のように算出して行なう。
図12に示すようにCCDカメラ93によって撮影された画像は、図14に示すような画像情報として認識され、画像情報から座面511に対応する総画素数Nを計数する。そして、座面511に対応する位置に属する画素の座標をX座標毎、およびY座標毎にそれぞれすべて加算し、X座標およびY座標の加算値を上記の総画素数Nで除する。すなわち、座面511に対応する位置に属する画素のX座標およびY座標の平均値を算出することにより、座面511の中心位置pを算出することができる。
【0042】
上記のようにして算出した中心位置pと仮想中心Pとのずれ、LxおよびLyを算出し、流通路52の形成位置(すなわち座面511の中心位置p)を決定する。また、上記のように座面511の中心位置pをCCDカメラ93の画素数と等しい計測点数から求めているので、中心位置pの座標を高精度で算出可能である。
【0043】
▲8▼ 流通路形成工程(S108)
図15に示すように▲7▼で計測した仮想中心からのずれLxおよびLyに基づいて図示しないNC工作機に接続された電極94を移動し、座面511の中心に流通路52を放電加工により形成する。
【0044】
▲9▼ 下面仕上げ研削工程(S109)
流通路52を形成したプレート素材70の下面72をプレート素材70が所定の厚さになるように研削する。
【0045】
以上、本実施例ではテーパ部53を画像計測してからテーパ部53上端部531を研削し、研削したテーパ部53上端部531の座面511を画像計測することにより流通路52の位置を決定して流通路52を形成した。しかし、テーパ部53上端部531を研削する前にテーパ部53上端部531の中心を画像計測することにより流通路52の位置を決定し流通路52を形成した後、テーパ部53上端部531を研削して座面511を形成しプレート50を製造することも可能である。ただし、テーパ部53を研削した後に流通路52を形成する場合、研削後のテーパ部53上端部531は上述のようにテーパ部53の平面形状がほぼ円形となり真円性が確保されるため、画像計測により流通路52の位置をより正確に決定できることはいうまでもない。
【0046】
以上説明したように本実施例では、カメラ91による画像計測を利用してテーパ部53上端部531のテーパ部軸方向の研削領域となる研削代を決定している。同様にカメラ93による画像計測を利用して座面511の中心の位置を計測し、計測した中心の位置に流通路52を形成している。したがって、テーパ部53上端部531の研削および流通路52の形成を異なる加工装置で実施することができる。また、上端部531の研削および流通路52の形成を複合した新たな加工装置を開発することなく既存の切削装置および孔開け装置で加工を実施することができるので、設備投資、あるいはプレート50および燃料噴射弁1の製造コストを低減することができる。
【0047】
また、テーパ部53上端部531の研削および流通路52の形成を異なる加工装置で実施しても、画像計測により研削代あるいは流通路52の形成位置を決定しているので、所望の寸法精度で流通路52、テーパ部53、および座面511などを成形することができ、かつ流通路52および座面511の同軸度を確保することができる。
【0048】
さらに、画像計測をCCDカメラ91、93によって実施するため、テーパ部53の上端部531の外径ならびに座面511の中心位置はCCDカメラ91、93の画素数と同一の計測点数により算出することができる。したがって、計測点数が増大するため、画像計測によるテーパ部53上端部531ならびに座面511の中心位置の算出精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による電磁弁着座用プレートの製造方法を示すフローチャートである。
【図2】本発明の一実施例による燃料噴射弁を示す断面図である。
【図3】本発明の一実施例による燃料噴射弁の主要部を示す断面図である。
【図4】本発明の一実施例による電磁弁着座用プレートを示す(A)は平面図、(B)は(A)のB−B線で切断した断面図である。
【図5】本発明の一実施例による電磁弁着座用プレートの主要部を示す(A)は平面図、(B)は(A)のB−B線で切断した断面図である。
【図6】本発明の一実施例による電磁弁着座用プレートに微細形状部を形成する前の状態のプレート素材を示す(A)は平面図、(B)は(A)のB−B線で切断した断面図である。
【図7】本発明の一実施例による電磁弁着座用プレートのテーパ部径画像計測を示す模式図である。
【図8】本発明の一実施例による電磁弁着座用プレートの研削代となる研削領域を説明図である。
【図9】テーパ部径画像計測工程においてテーパ部上端部の外径を算出する工程を示すフローチャートである。
【図10】本発明の一実施例による電磁弁着座用プレートの上端部仕上げ研削を示す模式図である。
【図11】本発明の一実施例による電磁弁着座用プレートの流通路位置の画像計測を示す模式図である。
【図12】流通路位置決定工程においてカメラによって撮影した電磁弁着座用プレートの座面近傍の画像を示し、カメラの撮影中心と座面の中心とを示す図である。
【図13】流通路位置決定工程において座面の中心位置を算出する算出工程を示すフローチャートである。
【図14】流通路位置決定工程において座面の中心位置を算出する方法を説明するための図である。
【図15】本発明の一実施例による電磁弁着座用プレートの流通路形成を示す模式図である。
【符号の説明】
1 燃料噴射弁
10 噴射ノズル
12 ノズルニードル
13 噴孔
18 制御ピストン
20 圧力制御室
30 電磁弁
32 電磁コイル
34 弁部材
50 プレート(電磁弁着座用プレート)
51 平面弁座
52 流通路
53 テーパ部
54 環状溝
55 燃料溝
64、66、67、68 低圧燃料通路
65 低圧燃料室
70 プレート素材
511 座面
512 座面
531 上端部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing an electromagnetic valve seating plate provided in a fuel injection valve of an internal combustion engine (hereinafter, the internal combustion engine is referred to as an “engine”), and a fuel injection valve using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, high-pressure fuel supplied from a high-pressure fuel supply pump is accumulated on a common rail, etc., and is supplied to the fuel injection valve after being stored at a constant pressure, and is provided on the opposite injection hole side of the valve member that opens and closes the injection hole of the fuel injection valve There is known a fuel injection device that adjusts the fuel pressure in the pressure control chamber by controlling a solenoid valve to adjust the fuel injection timing and the fuel injection amount. As such a fuel injection device, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-42106 is known.
[0003]
The electromagnetic valve seating plate of the accumulator fuel injector disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-42106 is provided with a tapered portion around the flow passage through which the fuel flows, and a flow passage is provided at the upper end of the tapered portion. A seat surface is formed on which a valve member of the electromagnetic valve to be opened and closed can be seated. A spherical member whose seating surface side is flat is provided at the tip of the valve member of the electromagnetic valve, and the spherical member and the seating surface are brought into close contact with each other so that the space between the spherical member and the seating surface can be reduced. It has a structure that prevents fuel leakage.
[0004]
The electromagnetic valve seating plate on which the flat seating surface as described above is formed can be manufactured by the following process.
(1) A tapered portion, an annular groove formed around the tapered portion, and a fuel groove formed radially around the tapered portion are formed on the upper surface of the plate material formed by cutting or the like.
(2) A flow passage is formed at the center of the tapered portion.
(3) The plate material that has completed the steps (1) and (2) is heat-treated.
(4) Roughly grind the upper and lower surfaces of the heat-treated plate material.
(5) Finish grinding the roughened ground surface of the plate material.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A solenoid valve of a fuel injection device as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-42106 is for precisely controlling the fuel injection amount and injection timing to prevent fuel leakage from between the spherical member and the seat surface. It is necessary to process each member with high accuracy. And it is necessary to improve the dimensional accuracy of a flow path and a taper part, and to ensure the coaxiality of a flow path and a taper part.
[0006]
Fine shapes such as a tapered portion, an annular groove, and a fuel groove formed on the upper surface of the plate material are formed by cutting or die-sinking electric discharge machining or the like. However, although both cutting and die-sinking electric discharge machining have high machining accuracy, there are problems that the time required for machining is long and the production efficiency is low.
[0007]
Further, as a method for forming the flow passage, drilling or drilling by electric discharge machining can be used. However, when the plate material is fixed to the work table to form a flow path, the plate material itself is fixed to the work table because the outer shape of the plate material itself or the fixing position of the plate material to the work table is slightly different. It is difficult to keep the position strictly constant. Therefore, it is difficult to maintain the flow passage formation position with the required accuracy.
[0008]
In order to ensure the coaxiality between the flow passage and the tapered portion, a dedicated processing device that combines the formation of a fine shape such as the tapered portion, the annular groove, and the fuel groove and the perforation of the flow passage is utilized, It is desirable to process the plate material on a single processing table. However, if a dedicated processing device is developed and used, there is a problem that the manufacturing cost of the electromagnetic valve seat plate increases.
[0009]
Furthermore, when forming the seat surface, since the taper portion is provided around the flow passage, the outer diameter of the seat surface can be enlarged by grinding the upper end portion of the taper portion to have a predetermined outer diameter. Is possible. Therefore, conventionally, by setting a grinding area in the taper part axial direction on the upper end part side of the taper part and grinding the upper end part of the taper part by a predetermined area, the outer diameter of the seating surface is adjusted and the desired outer diameter is secured. Was. However, if rough grinding is performed on the upper and lower surfaces of the plate material in the pretreatment process to set the processing reference surface of the plate material, the grinding range of the upper and lower surfaces differs slightly for each plate material. Even if it grinds, the outer diameter of a seat surface varies and there is a problem that it is difficult to secure desired dimensional accuracy.
[0010]
As described above, when it is difficult to ensure the dimensional accuracy, it is possible to improve the dimensional accuracy by measuring the image of the processed portion. For example, as a method of calculating the outer diameter of a circular portion by image measurement, a boundary portion of an image of a circular portion input from a camera or the like is measured at a plurality of points such as three or four points, and the coordinates of the measured plurality of points There is a method for calculating the diameter. However, in the case of the electromagnetic valve seating plate as described above, the measurement site is the upper end portion of the tapered portion, and therefore the unevenness of the boundary portion is severe. For this reason, there is a problem that measurement error increases in several points of measurement and it is difficult to ensure measurement accuracy.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electromagnetic valve seating plate that can ensure desired dimensional accuracy and coaxiality of a flow passage and a tapered portion without increasing manufacturing costs, and can improve production efficiency. A manufacturing method and a fuel injection valve using the same are provided.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the method for manufacturing a solenoid valve seating plate according to
[0013]
Further, since the taper portion, the annular groove, and the fuel groove are formed by press molding, for example, machining can be performed in a short time as compared with cutting or die-sinking electric discharge machining, and the production efficiency can be improved. Since the seating surface and the flow passage are processed using image measurement, a desired dimensional accuracy can be ensured.
[0014]
According to the method for manufacturing the electromagnetic valve seating plate of the first aspect of the present invention, the grinding region in the taper portion axial direction of the upper end portion of the taper portion is determined using image measurement. Then, the upper end portion of the tapered portion is ground to the determined grinding region to form a seating surface. After the grinding of the upper end surface of the tapered portion is completed, the position of the center of the seating surface is measured using image measurement, and a flow passage that penetrates the plate material is formed based on the measured position of the center. After grinding the upper end of the tapered portion to a predetermined outer diameter and forming the seating surface, when the image of the position of the center of the seating surface is measured, the planar shape of the seating surface of the upper end of the tapered portion is almost circular, The position of the center of the seating surface can be determined more accurately. Therefore, the coaxiality of the flow path and the seating surface can be ensured.
[0015]
According to the method for manufacturing a solenoid valve seating plate according to claim 3 or 4 of the present invention, an image input by image measurement is binarized. If, for example, a CCD (Charge Coupled Device) is used as a means for measuring an image by binarizing the input image, the number of pixels of the CCD becomes the number of measurement points. As a result, the number of measurement points increases and the numerical values can be averaged, so that the outer diameter and center coordinates of the upper end of the tapered portion can be measured with high accuracy. Therefore, desired dimensional accuracy and coaxiality of the flow passage and the tapered portion can be ensured.
[0016]
According to the fuel injection valve of the fifth aspect of the present invention, the electromagnetic valve manufactured by the method for manufacturing the electromagnetic valve seating plate according to any one of
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example showing an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
2 to 5 show a solenoid valve seating plate and a fuel injection valve using the same according to the present invention.
The
[0018]
The
[0019]
The high-pressure fuel introduced from the
[0020]
The
[0021]
The
The
[0022]
As shown in FIG. 3, the
[0023]
The high
[0024]
As shown in FIG. 3, a support portion 341 a is provided at the tip portion of the
[0025]
Next, the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0026]
As shown in FIG. 4, a
[0027]
As shown in FIGS. 4 and 5, the
[0028]
As shown in FIG. 5, the
The planar portion 342a of the
[0029]
Next, the manufacturing method of the
(1) Material cutting (S101)
The outer shape of the
[0030]
(2) Pressing process (S102)
A tapered
[0031]
(3) Heat treatment process (S103)
The
(4) Rough grinding process (S104)
The
[0032]
(5) Taper diameter image measurement process (S105)
As shown in FIG. 7, the temporarily formed
By this image measurement, the outer diameter d of the
[0033]
In step S501 (hereinafter simply “S501” for simplicity), an image of the
[0034]
In S502, the image data input in S501 is binarized. In S503, the number of pixels corresponding to the
[0035]
In S504, the outer diameter d of the
d = 2 × (S / π) 1/2
Calculate as
[0036]
Then, the machining allowance h, which is a grinding region in the taper portion axial direction, is set so that the outer diameter d of the
h = tan θ × (D−d) / 2
It can be obtained more.
[0037]
(6) Upper end finish grinding process (S106)
Based on the machining allowance set in (5) above, the tapered
[0038]
(7) Flow path position determining step (S107)
As shown in FIG. 11, the
[0039]
Steps S701 (hereinafter simply referred to as “S701”) to S704 are the same as those in the flowchart shown in FIG. Although the desired outer diameter D of the
[0040]
In S705, the center position p of the
[0041]
The center position p of the
As shown in FIG. 12, the image photographed by the
[0042]
The deviation between the center position p calculated as described above and the virtual center P, Lx and Ly are calculated, and the formation position of the flow passage 52 (that is, the center position p of the seating surface 511) is determined. Since the center position p of the
[0043]
(8) Flow path forming step (S108)
As shown in FIG. 15, the
[0044]
▲ 9 ▼ Bottom finish grinding process (S109)
The
[0045]
As described above, in the present embodiment, after measuring the image of the
[0046]
As described above, in this embodiment, the grinding allowance to be a grinding region in the taper portion axial direction of the
[0047]
Even if grinding of the
[0048]
Further, since the image measurement is performed by the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing a solenoid valve seating plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention.
4A is a plan view showing a solenoid valve seating plate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4A.
5A is a plan view showing the main part of a solenoid valve seating plate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 5A.
FIGS. 6A and 6B are plan views, and FIG. 6B is a BB line of FIG. 6A, showing a plate material in a state before a finely shaped portion is formed on a solenoid valve seating plate according to an embodiment of the present invention; It is sectional drawing cut | disconnected by.
FIG. 7 is a schematic diagram showing taper diameter image measurement of a solenoid valve seating plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory view of a grinding region as a grinding allowance for a solenoid valve seating plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing a step of calculating an outer diameter of the upper end portion of the tapered portion in the tapered portion diameter image measuring step.
FIG. 10 is a schematic view showing upper end finish grinding of a solenoid valve seating plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic view showing image measurement of the flow path position of the electromagnetic valve seating plate according to one embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a view showing an image of the vicinity of the seating surface of the electromagnetic valve seating plate photographed by the camera in the flow path position determining step, and showing the photographing center of the camera and the center of the seating surface.
FIG. 13 is a flowchart showing a calculation step of calculating the center position of the seating surface in the flow path position determination step.
FIG. 14 is a diagram for explaining a method of calculating the center position of the seating surface in the flow path position determining step.
FIG. 15 is a schematic view showing the formation of a flow path of a solenoid valve seating plate according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
51
Claims (5)
所定の外形に成形されたプレート素材の上面にテーパ部、環状溝、および燃料溝をプレス成形するプレス工程と、
プレス工程を完了した前記プレート素材を熱処理する熱処理工程と、
熱処理した前記プレート素材の上面および下面を荒研削する荒研削工程と、
前記荒研削工程を完了した前記プレート素材の前記テーパ部上端部の外径を画像計測し、計測した外径に基づいて前記テーパ部軸方向の研削領域を決定し、前記テーパ部上端部の外径が所定の外径の座面となるように決定した研削領域まで前記テーパ部上端面を前記テーパ部軸方向に研削して座面を形成し、前記プレート素材に座面を形成した後、該座面の外径から該座面の中心を画像計測し前記中心に流通路の位置を決定し、該位置に基づいて前記プレート素材を貫通する流通路を形成する画像計測加工工程と、
流通路が形成された前記プレート素材が所定の厚さになるようにプレート素材の下面を研削する下面仕上げ研削工程と、
を含むことを特徴とする電磁弁着座用プレートの製造方法。A flow passage through which the fuel can flow, a tapered portion provided around the flow passage, a seating surface on which a valve member formed at an upper end portion of the tapered portion for opening or closing the flow passage can be seated, and a concentric circle with the flow passage An annular groove formed around the tapered portion and a plurality of fuel grooves formed radially around the tapered portion, and provided in a fuel injection valve of a pressure accumulating fuel injection device A method of manufacturing a seating plate,
A pressing step of press-molding the taper portion, the annular groove, and the fuel groove on the upper surface of the plate material molded into a predetermined outer shape;
A heat treatment step of heat-treating the plate material that has completed the pressing step;
A rough grinding step of rough grinding the upper and lower surfaces of the heat-treated plate material;
The outer diameter of the upper end of the tapered portion of the plate material that has completed the rough grinding process is image-measured , and a grinding region in the taper portion axial direction is determined based on the measured outer diameter, and the outer periphery of the upper end of the tapered portion is determined. After forming the seat surface by grinding the taper portion upper end surface in the taper portion axial direction to a grinding region determined to be a seat surface of a predetermined outer diameter, after forming the seat surface on the plate material, An image measurement processing step of measuring the center of the seating surface from the outer diameter of the seating surface, determining a position of the flow passage at the center, and forming a flow passage penetrating the plate material based on the position ;
A bottom surface finishing grinding step of grinding the bottom surface of the plate material so that the plate material in which the flow path is formed has a predetermined thickness;
The manufacturing method of the plate for electromagnetic valve seating characterized by including.
D=2×(S/π)D = 2 × (S / π) 1/21/2
により算出することを特徴とする請求項1または2記載の電磁弁着座プレートの製造方法。The method for manufacturing a solenoid valve seating plate according to claim 1, wherein the calculation is performed by:
噴孔を断続するノズルニードルと、 A nozzle needle that interrupts the nozzle hole;
前記ノズルニードルの反噴孔側に前記ノズルニードルとともに往復移動可能に設けられた制御ピストンと、 A control piston provided on the side opposite to the nozzle hole of the nozzle needle so as to be capable of reciprocating with the nozzle needle;
通電されることにより磁力を発生するコイルならびに前記コイルが発生した磁力により吸引される弁部材を有し、前記制御ピストンの反噴孔側に設けられ供給される燃料圧力により前記制御ピストンを前記噴孔閉塞方向に付勢する圧力制御室と低圧燃料通路または低圧燃料室とを断続する電磁弁と、 A coil that generates a magnetic force when energized, and a valve member that is attracted by the magnetic force generated by the coil; and the control piston is injected by the fuel pressure provided on the side opposite to the injection hole of the control piston. A solenoid valve for intermittently connecting the pressure control chamber energized in the hole closing direction and the low pressure fuel passage or the low pressure fuel chamber;
前記弁部材が着座可能な請求項1〜4のいずれか記載の電磁弁着座用プレートの製造方法により製造された電磁弁着座用プレートと、 The electromagnetic valve seating plate manufactured by the method for manufacturing the electromagnetic valve seating plate according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve member can be seated;
を備えることを特徴とする燃料噴射弁。 A fuel injection valve comprising:
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