JP4315896B2

JP4315896B2 - 燃料噴射ノズルの噴口研磨方法

Info

Publication number: JP4315896B2
Application number: JP2004360324A
Authority: JP
Inventors: 将小林
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2024-12-13
Also published as: JP2006167819A

Description

本発明は、上下２段の噴口を具備する燃料噴射ノズルの噴口研磨方法に関する。

燃料噴射ノズルの先端に設けられる噴口は、ドリルあるいは放電加工装置によって加工されるが、この加工時に、噴口の内側開口部にエッジが発生してしまう。このエッジは、噴射量や、噴霧の拡散状態等に悪影響を及ぼすことから、従来、砥粒を含んだ加工媒体により噴口を流体研磨することにより、エッジを除去しつつ、噴口の内側開口部のＲ加工を施すこととしている（例えば、特許文献１参照。）。また、前記噴口を上下２段に千鳥状に配置した構成とするものもあり（例えば、特許文献２参照。）、この千鳥状に配置された噴口のエッジの除去においては、図４に示すごとく、上側噴口５１ａ・５１ｂと下側噴口５２ａ・５２ｂを加工したノズル６１を、その先端部を下にしてホルダ６２にセットするとともに、ノズル６１内に砥粒を流し込んで、各噴口５１ａ・５１ｂ・５２ａ・５２ｂより流出させることで流体研磨を行っていた。
特開２００１−３４７４５８号公報特開２０００−１３０１７０号公報

図４に示す方法の場合、上側噴口５１ａ・５１ｂと下側噴口５２ａ・５２ｂの流体研磨は同時に行われるため、実際の流体研磨においては、上側噴口と下側噴口の砥粒の流量にバラツキが生じることがある。ところが、図４に示す方法では、上段噴口と下段噴口の砥粒の流量を任意の値に設定できないことから、上下の砥粒の流量バランスを調整することができない。このため、エッジを確実に除去しつつ、所望のＲ加工を施すことができない場合が生じ、この結果、各噴口間における燃料噴射状態にバラツキが生じ、エンジン性能に影響をあたえる場合がある。他方、特許文献１に開示される文献の方法では、装置構成が複雑で高額な設備投資が必要となることもあり、既存の装置を有効利用できないといった問題も生じる。そこで、本発明は、上下２段の噴口を具備する燃料噴射ノズルの噴口の流体研磨の新規な方法を提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

上下２段に噴口を具備する燃料噴射ノズルの噴口研磨方法であって、前記燃料噴射ノズルを、該燃料噴射ノズルの上側噴口をシール部材で塞ぎ、下側噴口を砥粒排出空間に開放する構成とした下側噴口研磨用ホルダにセットし、前記燃料噴射ノズルに砥粒を供給して前記下側噴口を研磨する工程と、前記燃料噴射ノズルを、該燃料噴射ノズルの下側噴口をシール部材で塞ぎ、上側噴口を砥粒排出空間に開放する構成とした上側噴口研磨用ホルダにセットし、前記燃料噴射ノズルに砥粒を供給して前記上側噴口を研磨する工程と、を有するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に記載の如く、上下２段に噴口を具備する燃料噴射ノズルの噴口研磨方法であって、前記燃料噴射ノズルを、該燃料噴射ノズルの上側噴口をシール部材で塞ぎ、下側噴口を砥粒排出空間に開放する構成とした下側噴口研磨用ホルダにセットし、前記燃料噴射ノズルに砥粒を供給して前記下側噴口を研磨する工程と、前記燃料噴射ノズルを、該燃料噴射ノズルの下側噴口をシール部材で塞ぎ、上側噴口を砥粒排出空間に開放する構成とした上側噴口研磨用ホルダにセットし、前記燃料噴射ノズルに砥粒を供給して前記上側噴口を研磨する工程と、を有するので、下側噴口を研磨するときと、上側噴口を研磨するときの、それぞれの砥粒の流量（流量バランス）や、研磨時間を個別に設定することができるため、噴口の内側開口部のエッジを確実に除去しつつ、所望のＲ加工を施すことが可能となり、エンジン性能のバラツキを低減することができる。

また、エンジンのシリンダ内での混合気形成の適正化を図ることができ、エンジン性能を向上させることができる。

また、必要とされる装置構成が単純であり、既存の装置構成を流用することも可能であることから、設備投資を低く抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。尚、以下の説明においては、図１の紙面上側を上、下側を下として上下位置関係が定義されるものとする。

本実施例は、二つの異なる噴口研磨用ホルダを用いて、上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂの流体研磨を個別に行う構成とするものである。図１に示すごとく、上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂが加工された燃料噴射ノズル１０を下側噴口研磨用ホルダ１１にセットし、まず、下側噴口２ａ・２ｂの流体研磨を行う。下側噴口研磨用ホルダ１１には、ロート形状の設置斜面１１ａが形成さており、該設置斜面１１ａに燃料噴射ノズル１０の下部の円錐台形状の表面１０ａが当接されるようにして、燃料噴射ノズル１０が下側噴口研磨用ホルダ１１にセットされる。また、下側噴口研磨用ホルダ１１には、燃料噴射ノズル１０の軸方向に貫通する砥粒排出空間１１ｂが形成されており、該砥粒排出空間１１ｂに燃料噴射ノズル１０の先端部１０ｂが挿入された状態とされる。また、下側噴口研磨用ホルダ１１において、前記設置斜面１１ａと砥粒排出空間１１ｂとの間には、砥粒排出空間１１ｂの内径よりも大きな内径で構成されるシール部材収容部１１ｃが設けられており、該シール部材収容部１１ｃに環状のシール部材１２が内装されている。該シール部材１２は、ゴムや樹脂等の弾性体や、金属等で構成される。

また、前記上側噴口１ａ・１ｂの外側開口部は、シール部材１２の内側面に当接するようになっており、これにより、上側噴口１ａ・１ｂの外側開口部がシール部材１２によって閉じられる。一方、前記下側噴口２ａ・２ｂの外側開口部は、砥粒排出空間１１ｂ内に配置されるようになっており、これにより、下側噴口２ａ・２ｂの外側開口部が砥粒排出空間１１ｂ内に開放される。

以上のように燃料噴射ノズル１０を下側噴口研磨用ホルダ１１にセットした状態で、図示せぬ砥粒供給装置より砥粒を燃料噴射ノズル１０内へ供給すると、下側噴口２ａ・２ｂに砥粒が流入され、内側開口部のエッジが研磨され、Ｒ加工が行われることになる。他方、上側噴口１ａ・１ｂの外側開口部は前記シール部材１２によって閉じられているため、上側噴口１ａ・１ｂへは砥粒が流入されず、内側開口部のエッジが研磨されることがない。このようにして、下側噴口２ａ・２ｂだけの流体研磨が行われ、下側噴口２ａ・２ｂの内側開口部のエッジの除去と、Ｒ加工が行われる。

次に、図１に示すごとく、上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂが加工された燃料噴射ノズル１０を上側噴口研磨用ホルダ１３にセットし、上側噴口１ａ・１ｂの流体研磨が行われる。上側噴口研磨用ホルダ１３には、ロート形状の設置斜面１３ａが形成されており、該設置斜面１３ａに、燃料噴射ノズル１０の下部の円錐台形状の表面１０ａが当接されるようにして、燃料噴射ノズル１０が上側噴口研磨用ホルダ１３にセットされる。また、上側噴口研磨用ホルダ１３には、燃料噴射ノズル１０の先端部１０ｂを収容する先端部収容室１３ｂが設けられている。該先端部収容室１３ｂは、燃料噴射ノズル１０によって蓋をされた状態となって閉じられた空間とされている。また、該先端部収容室１３ｂの上下中途部には、環状の壁部１３ｃが設けられており、該壁部１３ｃの下側の空間をシール部材収容室１３ｄとしている。該シール部材収容室１３ｄには、環状のシール部材１４が収容されている。該シール部材１４は、ゴムや樹脂等の弾性体や、金属等で構成される。また、壁部１３ｃの上側の空間は、シール部材１４と燃料噴射ノズル１０の下部の表面によって閉じられた砥粒排出空間１３ｅとして構成される。該砥粒排出空間１３ｅは、上側噴口研磨用ホルダ１３に構成された排出通路１６を介して上側噴口研磨用ホルダ１３の外部空間と連通されており、後述する流体研磨の際には、砥粒排出空間１３ｅに流出した砥粒は、排出通路１６を通過して上側噴口研磨用ホルダ１３の外部へ排出される。

また、前記上側噴口１ａ・１ｂの外側開口部は、壁部１３ｃの上側の砥粒排出空間１３ｅ内に配置されるようになっており、これにより、上側噴口１ａ・１ｂの外側開口部が砥粒排出空間１３ｅに開放される。一方、前記下側噴口２ａ・２ｂの外側開口部は、シール部材１４の内側面に当接するようになっており、これにより、上側噴口１ａ・１ｂの外側開口部がシール部材１４によって閉じられる。

以上のように燃料噴射ノズル１０を上側噴口研磨用ホルダ１３にセットした状態で、図示せぬ砥粒供給装置より砥粒を燃料噴射ノズル１０内へ供給すると、上側噴口１ａ・１ｂに砥粒が流入され、この際に、外側開口部のエッジが研磨され、Ｒ加工が行われる。他方、下側噴口２ａ・２ｂの外側開口部は前記シール部材１４によって閉じられているため、下側噴口２ａ・２ｂへは砥粒が流入されず、内側開口部のエッジが研磨されることがない。このようにして、上側噴口１ａ・１ｂだけの流体研磨が行われ、上側噴口１ａ・１ｂの内側開口部のエッジの除去と、Ｒ加工が行われる。

以上が実施例の構成である。即ち、上下２段に噴口を具備する燃料噴射ノズル１０の噴口研磨方法であって、前記燃料噴射ノズル１０を、該燃料噴射ノズル１０の上側噴口１ａ・１ｂをシール部材１２で塞ぎ、下側噴口２ａ・２ｂを砥粒排出空間１１ｂに開放する構成とした下側噴口研磨用ホルダ１１にセットし、前記燃料噴射ノズル１０に砥粒を供給して前記下側噴口２ａ・２ｂを研磨する工程と、前記燃料噴射ノズル１０を、該燃料噴射ノズル１０の下側噴口２ａ・２ｂをシール部材１４で塞ぎ、上側噴口１ａ・１ｂを砥粒排出空間１３ｅに開放する構成とした上側噴口研磨用ホルダ１３にセットし、前記燃料噴射ノズル１０に砥粒を供給して前記上側噴口１ａ・１ｂを研磨する工程と、を有する噴口研磨方法とするものである。尚、上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂの研磨の順序については、とくに限定されるものではない。

そして、この噴口研磨方法においては、下側噴口２ａ・２ｂを研磨するときと、上側噴口１ａ・１ｂを研磨するときの、それぞれの砥粒の流量（流量バランス）や、研磨時間を個別に設定することができるようになる。これにより、下側噴口２ａ・２ｂと上側噴口１ａ・１ｂの内側開口部のエッジを確実に除去しつつ、所望のＲ加工を施すことが可能となり、エンジン性能のバラツキを低減することができる。また、エンジンのシリンダ内での混合気形成の適正化を図ることができ、エンジン性能を向上させることができる。また、必要とされる装置構成が単純であり、既存の装置構成を流用することも可能であることから、設備投資を低く抑えることができる。

本構成例１は、一つの噴口研磨用ホルダを用いて、上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂの流体研磨を個別に行う構成とするものである。図２に示すごとく、噴口研磨用ホルダ２１には、ロート形状の設置斜面２１ａが形成されており、該設置斜面２１ａに、燃料噴射ノズル１０の下部の円錐台形状の表面１０ａを当接させるようにして、燃料噴射ノズル１０が噴口研磨用ホルダ２１にセットされる。また、噴口研磨用ホルダ２１には、上下方向に貫通する砥粒排出空間２１ｂが形成されており、該砥粒排出空間２１ｂに、燃料噴射ノズル１０の先端部１０ｂが収容される。また、砥粒排出空間２１ｂには、環状の壁部２１ｃが設けられており、燃料噴射ノズル１０がセットされた状態では、砥粒排出空間２１ｂが上部空間２１ｍと下部空間２１ｎに区画される。また、壁部２１ｃの先端部は、燃料噴射ノズル１０の先端部１０ｂの上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂの間の箇所に対向しており、これにより、上側噴口１ａ・１ｂの外側開口部が上部空間２１ｍに開放され、下側噴口２ａ・２ｂの外側開口部が下側空間２１ｎに開放されるようになっている。また、前記壁部２１ｃと、燃料噴射ノズル１０の先端部１０ｂの間には、環状のシール部材２３が挟装されており、これにより、前記上部空間２１ｍと下部空間２１ｎが隔離されるようになっている。該シール部材２３は、ゴムや樹脂等の弾性体や、金属等で構成される。

また、前記砥粒排出空間２１ｂにおいて、上部空間２１ｍは、壁部２１ｃと燃料噴射ノズル１０の表面１０ａによって閉じられた空間とされる。また、上部空間２１ｍは、噴口研磨用ホルダ２１に形成した排出通路２４、及び、第一排出管２５を介して、噴口研磨用ホルダ２１の外部に設けた開閉弁２６に連通されている。このように、排出通路２４、及び第一排出管２５によって、排出経路を形成し、該排出経路に開閉弁２６を設けた構成としている。尚、開閉弁２６は、噴口研磨用ホルダ２１内に設ける構成としてもよい。また、下部空間２１ｎは、第二排出管２７を介して、噴口研磨用ホルダ２１の外部に設けた開閉弁２８に連通されている。このように、第二排出管２７によって、排出経路を形成し、該排出経路に開閉弁２７を設けた構成としている。尚、開閉弁２８は、噴口研磨用ホルダ２１内に設ける構成としてもよい。そして、前記第一・第二排出管２５・２７は砥粒回収器２９に連通されており、噴口研磨用ホルダ２１より排出される砥粒が、砥粒回収器２９にて回収されるようになっている。該砥粒回収器２９によって回収された砥粒は、供給装置３０へと戻され、再利用される。

以上のように構成し、開閉弁２６と開閉弁２８の開閉を制御することにより、上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂの流体研磨を個別に行うことができるようにしている。例えば、上側噴口１ａ・１ｂの流体研磨の際には、開閉弁２６を「開」、開閉弁２８を「閉」に設定した状態で、砥粒を燃料噴射ノズル１０内に供給する。開閉弁２６が「開」であるため、上側噴口１ａ・１ｂから流出した砥粒は、上側噴口１ａ・１ｂへ排出された後、第一排出管２５を介して砥粒回収器２９へ回収される。この砥粒の流れにより、上側噴口１ａ・１ｂの外側開口部の研磨が行われる。一方、開閉弁２８は「閉」であるため、下側噴口２ａ・２ｂから下部空間２１ｎへの流出された砥粒は、第二排出管２７内で詰まることになる。これにより、下側噴口２ａ・２ｂでの砥粒の流出が制限され、下側噴口２ａ・２ｂの外側開口部の研磨は行われないこととなる。また、これとは逆に、開閉弁２６を「閉」、開閉弁２８を「開」とすることによれば、下側噴口２ａ・２ｂの外側開口部の研磨だけを行うことができる。

以上が構成例１の構成である。即ち、上下２段に噴口を具備する燃料噴射ノズル１０の噴口研磨装置であって、前記燃料噴射ノズル１０の内部に砥粒を供給する供給装置３０と、前記燃料噴射ノズル１０の上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂの間の箇所を、環状のシール部材２３に当着させ、燃料噴射ノズル１０の先端部１０ｂが挿入される空間を、上側噴口１ａ・１ｂが開放される上部空間２１ｍと、下側噴口２ａ・２ｂが開放される下部空間２１ｎとに区画形成する噴口研磨用ホルダ２１と、前記上部空間２１ｍと連通され、開閉弁２６が設けられる排出経路（排出通路２４、及び、第一排出管２５）と、前記下部空間２１ｎと連通され、開閉弁２８が設けられる排出経路（第二排出管２７）と、前記両排出経路（第一排出管２５、第二排出管２７）と連通され、該両排出経路より排出される砥粒を回収し、前記供給装置３０に還流させるための砥粒回収器２９と、を具備する構成とするものである。

そして、この噴口研磨装置では、上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂを個別に流体研磨することが可能となり、それぞれの砥粒の流量（流量バランス）や、研磨時間を個別に設定することができるようになる。これにより、下側噴口２ａ・２ｂと上側噴口１ａ・１ｂの内側開口部のエッジを確実に除去しつつ、所望のＲ加工を施すことが可能となり、エンジン性能のバラツキを低減することができる。また、開閉弁２６と開閉弁２８の両方を「開」とすることによれば、上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂの流体研磨を同時に行うことができる。これにより、例えば、研磨開始の段階においては、上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂを同時に行い、後に個別に流体研磨して調整するといったことが可能となる。また、上記の構成では、燃料噴射ノズル１０をセットするホルダは、噴口研磨用ホルダ２１の一つであることから、実施例と比較するとホルダの交換が不要となり、加工効率の向上が図られる。

本構成例２は、図３に示すごとく、上記構成例１における開閉弁２６、開閉弁２８の替わりに、絞り３６、絞り３８を設けることにより、前記上部空間２１ｍと前記下部空間２１ｎからの砥粒の排出量を制御して、上側噴口１ａ・１ｂと下側噴口２ａ・２ｂを流体研磨する砥粒の流量（流量バランス）を設定することとするものである。この構成では、絞り３６、絞り３８によるシンプルな装置構成が実現され、設備費を安価に抑えることができる。尚、これらの絞り３６、絞り３８は、可変式の絞り弁で構成してもよい。

実施例の噴口研磨方法について示す図。構成例１の噴口研磨装置について示す図。構成例２の噴口研磨装置について示す図。従来の噴口研磨方法について示す図。

１ａ・１ｂ上側噴口
２ａ・２ｂ下側噴口
１０燃料噴射ノズル
１１下側噴口研磨用ホルダ
１２シール部材
１３上側噴口研磨用ホルダ
１４シール部材

Claims

上下２段に噴口を具備する燃料噴射ノズルの噴口研磨方法であって、前記燃料噴射ノズルを、該燃料噴射ノズルの上側噴口をシール部材で塞ぎ、下側噴口を砥粒排出空間に開放する構成とした下側噴口研磨用ホルダにセットし、前記燃料噴射ノズルに砥粒を供給して前記下側噴口を研磨する工程と、前記燃料噴射ノズルを、該燃料噴射ノズルの下側噴口をシール部材で塞ぎ、上側噴口を砥粒排出空間に開放する構成とした上側噴口研磨用ホルダにセットし、前記燃料噴射ノズルに砥粒を供給して前記上側噴口を研磨する工程と、を有する燃料噴射ノズルの噴口研磨方法。