トップ :: F 機械工学 照明 加熱 武器 爆破 :: F02 燃焼機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの




【発明の名称】 燃料噴射装置及びその噴射特性調整方法
【発明者】 【氏名】東條 千太

【氏名】鳥谷尾 哲也

【氏名】山口 晃章

【氏名】村上 元一
【要約】 【課題】生産性が高く噴射量のばらつきが小さい燃料噴射装置及びその噴射特性調整方法を提供する【解決手段】 エアギャップ調整部材３１は、ハウジング１１にねじ止められ、ねじ込み量によってハウジング１１の軸方向に位置決めされる。アクチュエータ３０は、ハウジング１１の軸方向に往復移動可能にエアギャップ調整部材３１によって係止され、皿バネ１８によって弁口６４から離間する方向に付勢されるため、エアギャップ調整部材３１がハウジング１１の軸方向に位置決めされることによってエアギャップＨが決まる。エアギャップ調整部材３１のねじ込み量により噴射量を調整する。

【解決手段】エアギャップ調整部材３１は、ハウジング１１にねじ止められ、ねじ込み量によってハウジング１１の軸方向に位置決めされる。アクチュエータ３０は、ハウジング１１の軸方向に往復移動可能にエアギャップ調整部材３１によって係止され、皿バネ１８によって弁口６４から離間する方向に付勢されるため、エアギャップ調整部材３１がハウジング１１の軸方向に位置決めされることによってエアギャップＨが決まる。エアギャップ調整部材３１のねじ込み量により噴射量を調整する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 噴孔を開閉するノズル弁部材と、前記ノズル弁部材に噴孔開放方向に燃料圧力を加える燃料溜まりと前記ノズル弁部材に噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える圧力室と前記圧力室から燃料を導出する弁口とを有し、前記ノズル弁部材を往復移動自在に支持するノズル本体と、前記弁口を開閉する制御弁部材と、前記制御弁部材と同方向に移動するアーマチュアと、前記制御弁部材を弁口閉塞方向に付勢する第一付勢手段と、前記アーマチュアを弁口開放方向に吸引するステータと前記ステータに巻回されるコイルとを有する制御手段と、前記制御手段を前記弁口から離間する方向に付勢する第二付勢手段と、前記制御手段の周囲に設けられ、前記ノズル本体の軸方向に位置決めして前記ノズル本体に係止され、前記ノズル本体の軸方向に往復移動可能に前記制御手段を係止するエアギャップ調整部材と、を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】 前記エアギャップ調整部材は、前記ノズル本体にねじ止められることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】 前記ノズル本体の制御手段側の端部に雄ねじを形成し、前記エアギャップ調整部材は、ノズル本体側の端部に前記雄ねじとねじ合う雌ねじを形成し、前記制御手段と滑り対偶をなすことを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置。
【請求項４】 前記エアギャップ調整部材は、前記ノズル本体に嵌装されることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項５】 前記第二付勢手段は、板バネであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】 噴孔を開閉するノズル弁部材と、前記ノズル弁部材に噴孔開放方向に燃料圧力を加える燃料溜まりと前記ノズル弁部材に噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える圧力室と前記圧力室から燃料を導出する弁口とを有し、前記ノズル弁部材を往復移動自在に支持するノズル本体と、前記弁口の下流側に形成される弁室と、前記弁室に往復移動自在に収納され、前記弁室から燃料を導出する第一逃がし通路を有し、前記弁口を開閉する制御弁部材と、前記制御弁部材と同方向に移動するアーマチュアと、前記制御弁部材を弁口閉塞方向に付勢する第一付勢手段と、前記第一付勢手段を収納し前記第一逃がし通路から燃料を導出する第一付勢手段収納孔と前記アーマチュアを弁口開放方向に吸引するステータと前記ステータに巻回されるコイルとを有する制御手段と、前記第一付勢手段の反制御弁部材側に当接し、前記第一付勢手段収納孔から燃料を導出する第二逃がし通路を有し、前記第一付勢手段収納孔の軸方向に位置決めして前記第一付勢手段収納孔の内壁に係止され前記第一付勢手段収納孔の外から係止位置を調整可能に組み付けられる開弁圧調整部材と、を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項７】 前記開弁圧調整部材は、前記第一付勢手段収納孔にねじ止められることを特徴とする請求項６記載の燃料噴射装置。
【請求項８】 前記開弁圧調整部材は、前記第一付勢手段収納孔に圧入されることを特徴とする請求項６記載の燃料噴射装置。
【請求項９】 噴孔を開閉するノズル弁部材と、前記ノズル弁部材に噴孔開放方向に燃料圧力を加える燃料溜まりと前記ノズル弁部材に噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える圧力室と前記圧力室から燃料を導出する弁口とを有し、前記ノズル弁部材を往復移動自在に支持するノズル本体と、前記弁口の下流側に形成される弁室と、前記弁室に往復移動自在に収納され、前記弁室から燃料を導出する第一逃がし通路を有し、前記弁口を開閉する制御弁部材と、前記制御弁部材と同方向に移動するアーマチュアと、前記制御弁部材を弁口閉塞方向に付勢する第一付勢手段と、前記第一付勢手段を収納し前記第一逃がし通路から燃料を導出する第一付勢手段収納孔と前記アーマチュアを弁口開放方向に吸引するステータと前記ステータに巻回されるコイルとを有する制御手段と、前記第一付勢手段の反制御弁部材側に当接し前記第一付勢手段収納孔から燃料を導出する第二逃がし通路を有し、前記第一付勢手段収納孔の軸方向に位置決めして前記第一付勢手段収納孔の内壁に係止され前記第一付勢手段収納孔の外から係止位置を調整可能に組み付けられる開弁圧調整部材と、前記制御手段を前記弁口から離間する方向に付勢する第二付勢手段と、前記制御手段の周囲に設けられ、前記ノズル本体の軸方向に位置決めして前記ノズル本体に係止され、前記ノズル本体の軸方向に往復移動可能に前記制御手段を係止するエアギャップ調整部材と、を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１０】 前記エアギャップ調整部材は、前記ノズル本体にねじ止められることを特徴とする請求項９記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】 前記ノズル本体の制御手段側の端部に雄ねじを形成し、前記エアギャップ調整部材は、ノズル本体側の端部に前記雄ねじとねじ合う雌ねじを形成し、前記制御手段と滑り対偶をなすことを特徴とする請求項１０記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】 前記エアギャップ調整部材は、前記ノズル本体に嵌装されることを特徴とする請求項９記載の燃料噴射装置。
【請求項１３】 前記第二付勢手段は、板バネであることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１４】 前記開弁圧調整部材は、前記第一付勢手段収納孔にねじ止められることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１５】 前記開弁圧調整部材は、前記第一付勢手段収納孔に圧入されることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１６】 噴孔を開閉するノズル弁部材と、前記ノズル弁部材に噴孔開放方向に燃料圧力を加える燃料溜まりと前記ノズル弁部材に噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える圧力室と前記圧力室から燃料を導出する弁口とを有し、前記ノズル弁部材を往復移動自在に支持するノズル本体と、前記弁口を開閉する制御弁部材と、前記制御弁部材と同方向に移動するアーマチュアと、前記アーマチュアを弁口開放方向に吸引するステータと前記ステータに巻回されるコイルとを有する制御手段とを備え、前記制御手段により前記制御弁部材を駆動して、前記弁口を開閉させて前記燃料室の圧力を変化させることで、前記ノズル弁部材を移動させ、燃料を前記噴孔から噴射させる燃料噴射装置の噴射特性調整方法であって、エンジン搭載時に前記燃料溜まり及び圧力室に供給される燃料の最大圧力の１／２以上の所定圧力で前記燃料溜まり及び圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記ノズル本体の軸方向に前記アーマチュアと前記ステータとのエアギャップを変更させることにより、噴射量を調整することを特徴とする燃料噴射装置の噴射特性調整方法。
【請求項１７】 請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置の噴射特性調整方法であって、エンジン搭載時に前記燃料溜まり及び圧力室に供給される燃料の最大圧力の１／２以上の所定圧力で前記燃料溜まり及び圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記ノズル本体の軸方向に前記エアギャップ調整部材を移動させ、噴射量を調整することを特徴とする噴射特性調整方法。
【請求項１８】 パルス幅が互いに異なる２つの駆動パルスを前記コイルに与えつつ噴射量を調整することを特徴とする請求項１６又は１７記載の噴射特性調整方法。
【請求項１９】 前記２つの駆動パルスのうち少なくともいずれか一方のパルス幅は、最大噴射率が得られるまで前記ノズル弁部材をリフトさせるパルス幅より長いことを特徴とする請求項１８記載の噴射特性調整方法。
【請求項２０】 前記２つの駆動パルスの一方を与えたときに得られる噴射量と第一目標値との偏差をδ１、前記２つの駆動パルスの他方を与えたときに得られる噴射量と第二目標値との偏差をδ２、並びにｋ１、ｋ２及びｋ３を所定値としたとき、δ１2＋δ２2≦ｋ１、若しくは、δ１×δ２＜０、δ１≦ｋ２及びδ２≦ｋ３、を満たすように噴射量を調整することを特徴とする請求項１８又は１９記載の噴射特性調整方法。
【請求項２１】 噴孔を開閉するノズル弁部材と、前記ノズル弁部材に噴孔開放方向に燃料圧力を加える燃料溜まりと前記ノズル弁部材に噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える圧力室と前記圧力室から燃料を導出する弁口とを有し、前記ノズル弁部材を往復移動自在に支持するノズル本体と、前記弁口を閉塞する制御弁部材と、前記制御弁部材と同方向に移動するアーマチュアと、前記制御弁部材を弁口閉塞方向に付勢する第一付勢手段と、前記第一付勢手段を収納する第一付勢手段収納孔と前記アーマチュアを弁口開放方向に吸引するステータと前記ステータに巻回されるコイルとを有する制御手段とを備え、前記制御手段により前記制御弁部材を駆動して、前記弁口を開閉させて前記燃料室の圧力を変化させることで、前記ノズル弁部材を移動させ、燃料を前記噴孔から噴射させる燃料噴射装置の噴射特性調整方法であって、エンジン搭載時に前記圧力室に供給される燃料の最大圧力の１／２以上の所定圧力で前記圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記第一付勢手段収納孔内の前記第一付勢手段の付勢力を変更させて、前記制御弁部材の開弁圧を調整することにより、噴射量を調整することを特徴とする燃料噴射装置の噴射特性調整方法。
【請求項２２】 請求項６〜８のいずれか一項に記載の燃料噴射装置の噴射特性調整方法であって、エンジン搭載時に前記圧力室に供給される燃料の最大圧力の１／２以上の所定圧力で前記圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記第一付勢手段収納孔の軸方向に前記開弁圧調整部材を移動させ、噴射量を調整することを特徴とする噴射特性調整方法。
【請求項２３】 パルス幅が互いに異なる２つの駆動パルスを前記コイルに与えつつ噴射量を調整することを特徴とする請求項２１又は２２記載の噴射特性調整方法。
【請求項２４】 前記２つの駆動パルスのうち少なくともいずれか一方のパルス幅は、最大噴射率が得られるまで前記ノズル弁部材をリフトさせるパルス幅より長いことを特徴とする請求項２３記載の噴射特性調整方法。
【請求項２５】 前記２つの駆動パルスの一方を与えたときに得られる噴射量と第一目標値との偏差をδ１、前記２つの駆動パルスの他方を与えたときに得られる噴射量と第二目標値との偏差をδ２、並びにｋ１、ｋ２及びｋ３を所定値としたとき、δ１2＋δ２2≦ｋ１、若しくは、δ１×δ２＜０、δ１≦ｋ２及びδ２≦ｋ３、を満たすように噴射量を調整することを特徴とする請求項２３又は２４記載の噴射特性調整方法。
【請求項２６】 噴孔を開閉するノズル弁部材と、前記ノズル弁部材に噴孔開放方向に燃料圧力を加える燃料溜まりと前記ノズル弁部材に噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える圧力室と前記圧力室から燃料を導出する弁口とを有し、前記ノズル弁部材を往復移動自在に支持するノズル本体と、前記弁口を開閉する制御弁部材と、前記制御弁部材と同方向に移動するアーマチュアと、前記制御弁部材を弁口閉塞方向に付勢する第一付勢手段と、前記第一付勢手段を収納する第一付勢手段収納孔と前記アーマチュアを弁口開放方向に吸引するステータと前記ステータに巻回されるコイルとを有する制御手段とを備え、前記制御手段により前記制御弁部材を駆動して、前記弁口を開閉させて前記燃料室の圧力を変化させることで、前記ノズル弁部材を移動させ、燃料を前記噴孔から噴射させる燃料噴射装置の噴射特性調整方法であって、前記圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記第一付勢手段収納孔内の前記第一付勢手段の付勢力を変更させて、前記制御弁部材の開弁圧を調整することにより、噴射開始遅れ期間を調整する第一段階と、前記圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記第一段階後、前記ノズル本体の軸方向に前記アーマチュアと前記ステータとのエアギャップを変更させることにより、噴射量を調整する第二段階と、を含むことを特徴とする燃料噴射装置の噴射特性調整方法。
【請求項２７】 請求項９〜１５記載のいずれか一項に記載の燃料噴射装置の噴射特性調整方法であって、前記圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記第一付勢手段収納孔の軸方向に前記開弁圧調整部材を移動させ、噴射開始遅れ期間を調整する第一段階と、前記圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記第一段階後、前記ノズル本体の軸方向に前記エアギャップ調整部材を移動させ、噴射量を調整する第二段階と、を含むことを特徴とする噴射特性調整方法。
【請求項２８】 前記第一段階において、エンジン搭載時に前記圧力室に供給される燃料の最大圧力の１／２以下の所定圧力で前記圧力室に試験液を供給することを特徴とする請求項２６又は２７記載の噴射特性調整方法。
【請求項２９】 前記第二段階において、エンジン搭載時に前記圧力室に供給される燃料の最大圧力の１／２以上の所定圧力で前記圧力室に試験液を供給することを特徴とする請求項２６、２７又は２８記載の噴射特性調整方法。
【請求項３０】 前記第二段階において、パルス幅が互いに異なる２つの駆動パルスを前記コイルに与えつつ、前記燃料噴射装置の噴射量を調整することを特徴とする請求項２６〜２９のいずれか一項に記載の噴射特性調整方法。
【請求項３１】 前記第二段階において、前記２つの駆動パルスのうち少なくともいずれか一方のパルス幅は、最大噴射率が得られるまで前記ノズル弁部材をリフトさせるパルス幅より長いことを特徴とする請求項３０記載の噴射特性調整方法。
【請求項３２】 前記第二段階において、前記２つの駆動パルスの一方を与えたときに得られる噴射量と第一目標値との偏差をδ１、前記２つの駆動パルスの他方を与えたときに得られる噴射量と第二目標値との偏差をδ２、並びにｋ１、ｋ２及びｋ３を所定値としたとき、δ１2＋δ２2≦ｋ１、若しくは、δ１×δ２＜０、δ１≦ｋ２及びδ２≦ｋ３、を満たすように噴射量を調整することを特徴とする請求項３０又は３１記載の噴射特性調整方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射装置及びその噴射特性調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ノズル弁部材に噴孔閉塞方向の燃料圧力を加える圧力室を設け、この燃料圧力を利用してノズル弁部材の作動を制御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では、ノズル弁部材が燃料溜まりに供給される燃料圧力により噴孔開放方向に受ける力と、制御圧力室の燃料圧力から噴孔閉塞方向に受ける力と、スプリングから噴孔閉塞方向に受ける力との大小関係によりノズル弁部材の作動を制御する。制御圧力室には、燃料を逃がす弁口が設けられており、この弁口の開閉により制御圧力室の燃料圧力を制御する。このような燃料噴射装置は、例えば特許第２５９９２８１号に開示されるている。以下、図８に基づき、特許第２５９９２８１号に開示されている燃料噴射装置の作動を説明する。
【０００３】制御圧力室２１１及び燃料溜まり２１６には定圧燃料が供給されている。制御圧力室２１１の弁口２０７は制御弁部材２０６によって開閉される。制御圧力室２１１の燃料圧力によって弁口開放方向に受ける力及び電磁石２１３がアーマチュア２０５を吸引する力の合力がスプリング２０３によって弁口閉塞方向に受ける力を上回ると制御弁部材２０６はリフトする。弁口２０７が開放されると、弁口２０７から弁室２１７及びヨーク２１２に設けられた孔を通じて電磁石２１３の外周空間２１５に燃料が導出され、制御圧力室２１１の燃料圧力が低下する。制御圧力室２１１の燃料圧力が低下すると、ノズル弁部材２００が燃料溜まり２１６に供給される燃料圧力により噴孔開放方向に受ける力及びスプリング２１８から噴孔閉塞方向に受ける力の合力が制御圧力室２１１の燃料圧力から噴孔閉塞方向に受ける力を上回り、ノズル弁部材２００はリフトする。電磁石２１３への通電が遮断されると、制御弁部材２０６が弁口２０７を閉塞することによって制御圧力室の燃料圧力が上がり、制御圧力室２１１の燃料圧力から噴孔閉塞方向に受ける力が大きくなることによって、ノズル弁部材２００は噴孔閉塞方向に移動して噴孔を閉塞する。したがって、噴射開始時期は制御弁部材２０６のリフト開始時期と相関関係を持ち、噴射量は弁口２０７の開口期間と相関関係を持つ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第２５９９２８１号に開示されている燃料噴射装置の構成によると、以下に述べる理由により、組み付け後において燃料噴射特性の調整ができないという問題がある。
【０００５】制御弁部材２０６のリフト開始時期は、電磁石２１３に駆動パルスを与えてから制御弁部材２０６がリフト開始するまでの遅れ期間によって決まり、この噴射開始遅れ期間は制御弁部材２０６を弁口閉塞方向に付勢するスプリング２０３の付勢荷重によって決まる。一方、スプリング２０３の付勢荷重はアジャスティングスクリュー２０２のねじ込み量によって決まる。しかし、燃料噴射装置を組み付けた後にアジャスティングスクリュー２０２のねじ込み量を変えることができないため、組み付け後においては、電磁石２１３に駆動パルスを与えてから制御弁部材２０６がリフト開始するまでの遅れ期間を調整することができない。したがって、組み付け後においては、電磁石２１３に駆動パルスを与えてからノズル弁部材２００がリフト開始するまでの噴射開始遅れ期間を調整することができない。
【０００６】駆動パルスのパルス幅が一定で燃料噴射装置に供給される燃料圧力が一定である場合、弁口２０７の開口期間は、駆動パルスが立ち上がってから制御弁部材２０６がリフト開始するまでの遅れ期間と、駆動パルスが立ち下がってから制御弁部材２０６が弁口を閉塞するまでの遅れ期間とによって決まる。リフト開始するまでの遅れ期間は、スプリング２０３の付勢荷重によって決まるため、上述の理由と同じ理由により、組み付け後において調整することができない。また、弁口を閉塞するまでの遅れ期間は、制御弁部材２０６のリフト量及びスプリング２０３の付勢荷重によって決まり、制御弁部材２０６の最大リフト量は電磁石２１３のステータ２０４とアーマチュア２０５とのエアギャップによって決まる。しかし、スプリング２０３の付勢荷重は上述の理由と同じ理由により組み付け後において調整することができない。また、電磁石２１３及び弁口２０７はともにガイド部材２０８に固定され、ガイド部材２０８はノズル部ボディ２０９に制御部ボディ２１４がねじ込まれることによってノズル部ボディ２０９と制御部ボディ２１４によって挟持される。ステータ２０４とアーマチュア２０５とのエアギャップは、弁口２０７からステータ２０４までの距離によって決まるため、組み付け後においては、制御弁部材２０６のリフト量を調整することができない。以上より、組み付け後においては、弁口２０７の開口期間、延いては燃料噴射装置の噴射量を調整することができない。
【０００７】上述したように組み付け後において燃料噴射特性の調整ができない場合、燃料噴射特性の検査と燃料噴射装置の分解、アジャスティングスクリュー２０２の調整及びガイド部材２０８等の部品交換を繰り返して燃料噴射特性を調整する必要がある。このような場合、生産性が著しく低下するとともに噴孔絞り等の個体差によって生ずる燃料噴射特性のばらつきを調整することがほとんど不可能となる。
【０００８】また、制御圧力室２１１の燃料を弁口２０７から軸線に沿って導出しドレーン通路２０１から排出することができず、弁口２０７から電磁石２１３の外周空間２１５を経由してドレーン通路２０１に導出するため、燃料噴射装置が径方向に大きくなるという問題がある。
【０００９】本発明は、上述した従来の課題を解決するために創作されたものであって、生産性が高く噴射量のばらつきが小さい燃料噴射装置を提供することを目的とする。また、本発明は小型の燃料噴射装置を提供することを目的とする。さらに、本発明の別の目的は、燃料噴射装置の噴射開始遅れ期間及び噴射量のばらつきを小さくする噴射特性調整方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１又は９記載の燃料噴射装置によると、エアギャップ調整部材はノズル本体の軸方向に往復移動可能に制御手段を係止し、制御手段は第一付勢手段又は第二付勢手段によって弁口から離間する方向に付勢される。
【００１１】また、エアギャップ調整部材は、ノズル本体の軸方向に位置決めしてノズル本体に係止される。エアギャップ調整部材は、例えばノズル本体にねじ止められることによって係止される場合、ねじ込み量によってノズル本体の軸方向に位置決めされ、ノズル本体に嵌装されることによって係止される場合、圧入深さによってノズル本体の軸方向に位置決めされる。また、エアギャップ調整部材は、制御手段の外周に設けられているため、噴射作動に必要な部材の組み付け後にノズル本体の軸方向に位置決めしてノズル本体に係止することができる。
【００１２】また、制御手段は、ノズル本体の軸方向に往復移動可能にエアギャップ調整部材によって係止されるところ、第一付勢手段又は第二付勢手段によって弁口から離間する方向に付勢されるため、エアギャップ調整部材がノズル本体の軸方向に位置決めされることによって、ノズル本体の軸方向に位置決めされる。また、圧力室から燃料を導出する弁口はノズル本体に設けられているため、制御手段がノズル本体の軸方向に位置決めされることによって、制御手段に設けられたステータと制御弁部材と同方向（一体）に移動するアーマチュアとのエアギャップが決まる。
【００１３】したがって、本発明の請求項１又は９記載の燃料噴射装置によると、噴射作動に必要な部材の組み付け後にエアギャップ調整部材を位置決めしてステータとアーマチュアのエアギャップを調整することができるため、生産性を高めるとともに噴射量のばらつきを小さくすることができる。尚、ステータとアーマチュアのエアギャップと噴射量との相関関係については後に詳述する。
【００１４】本発明の請求項２又は１０記載の燃料噴射装置によると、エアギャップ調整部材は、ノズル本体にねじ止められるため、ねじ込み量によって噴射量を調整することができる。また、ねじ込み量は締め付け方向及び弛緩方向に調整することができるため、噴射作動に必要な部材の組み付け後にステータとアーマチュアのエアギャップを調整するにあたって、噴射量を計測し、計測結果をねじ込み量にフィードバックすることができる。
【００１５】尚、ノズル本体にねじ止めされるエアギャップ調整部材は、制御手段と一体に設けられる部材であってもよい。エアギャップ調整部材が制御手段と一体に設けられる部材である場合には、エアギャップ調整部材を円筒状の雌ねじ又は雄ねじとし、ノズル本体の端部に雌ねじ又は雄ねじを形成し、エアギャップ調整部材とノズル本体とをねじ合わせることによって、ノズル本体に対して往復移動可能に制御手段を係止することができる。
【００１６】また、ノズル本体にねじ止めされるエアギャップ調整部材は、棒状のねじ自体であってもよい。エアギャップ調整部材が棒状のねじである場合には、制御手段に形成されたフランジ等にねじ孔を形成し、そのねじ孔からノズル本体にねじをねじ込むことによって、ノズル本体に対して往復移動可能に制御手段を係止することができる。
【００１７】本発明の請求項３又は１１記載の燃料噴射装置によると、ノズル本体の制御手段側の端部に雄ねじを形成し、エアギャップ調整部材のノズル本体側の端部に雄ねじとねじ合う雌ねじを形成しているため、径方向の体格を小さくすることができる。また、制御手段とエアギャップ調整部材とは滑り対偶をなすため、制御手段は、リフト量調整部材の回転にともなってノズル本体に対して回転することがない。したがって、エアギャップ調整部材の組み付け及び調整が容易である。
【００１８】本発明の請求項４又は１２記載の燃料噴射装置によると、エアギャップ調整部材は、ノズル本体に嵌装されるため、圧入深さを調整することによって噴射量を調整することができる。本発明の請求項５又は１３記載の燃料噴射装置によると、第二付勢手段は板バネであるため、軸方向の体格を小さくすることができる。
【００１９】本発明の請求項６又は９記載の燃料噴射装置によると、制御弁部材は、圧力室から燃料を導出する弁口の下流側に形成される弁室から燃料を導出する第一逃がし通路を有する。また、制御手段は、第一逃がし通路から燃料を導出する第一付勢手段収納孔を有する。また、開弁圧調整部材は、第一付勢手段収納孔から燃料を導出する第二逃がし通路を有し、第一付勢手段収納孔の内壁に係止される。したがって、本発明の請求項６又は９記載の燃料噴射装置によると、圧力室の燃料を弁口から軸線に沿って導出し燃料噴射装置から排出することができるため、径方向の体格を小さくすることができる。
【００２０】また、第一付勢手段収納孔に収納される第一付勢手段は、その反制御弁部材側で開弁圧調整部材に当接している。開弁圧調整部材は、第一付勢手段収納孔の軸方向に位置決めして第一付勢手段収納孔の内壁に係止され第一付勢手段収納孔の外から係止位置を調整可能に組み付けられる。開弁圧調整部材は、例えば、ねじ止められることによって第一付勢手段収納孔に係止される場合、ねじ込み量によって第一付勢手段収納孔の軸方向に位置決めされ、圧入されることによって第一付勢手段収納孔に係止される場合、圧入深さによって第一付勢手段収納孔の軸方向に位置決めされる。尚、第一付勢手段収納孔の外から開弁圧調整部材の係止位置を調整可能に組み付けられるとは、第一付勢手段収納孔の反制御弁部材側を閉塞する部位に噴射作動に必要な構成部品を配置しない構成であることを意味する。したがって、本発明の請求項６又は９記載の燃料噴射装置によると、噴射作動に必要な部材の組み付け後に開弁圧調整部材を位置決めして第一付勢手段が制御弁部材を弁口閉塞方向に付勢する付勢荷重を調整することができるため、噴射開始遅れ期間及び噴射量を調整するに当たって分解することを要しない。したがって、生産性を高めるとともに製造公差による噴射開始遅れ期間及び噴射量のばらつきをも小さくすることができる。尚、第一付勢手段の付勢荷重と噴射開始遅れ期間及び噴射量との相関関係については、後に詳述する。また、本明細書において噴射開始遅れ期間とは駆動パルスが立ち上がってから燃料が噴孔から噴射されるまでの期間をいう。
【００２１】本発明の請求項７又は１４記載の燃料噴射装置によると、開弁圧調整部材は、付勢手段収納孔にねじ止められるため、ねじ込み量によって噴射開始遅れ期間及び噴射量を調整することができる。また、ねじ込み量は締め付け方向及び弛緩方向に調整することができるため、噴射作動に必要な部材の組み付け後に第一付勢手段の付勢荷重を調整するにあたって、噴射開始遅れ期間及び噴射量を計測し、計測結果をねじ込み量にフィードバックすることができる。
【００２２】本発明の請求項８又は１５記載の燃料噴射装置によると、開弁圧調整部材は、第一付勢手段収納孔に圧入されるため、圧入深さを調整することによって噴射開始遅れ期間及び噴射量を調整することができる。
【００２３】本発明の請求項１６記載の噴射特性調整方法によると、エンジン搭載時に燃料溜まり及び圧力室に供給される燃料の最大圧力の１／２以上の所定圧力で燃料溜まり及び圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記ノズル本体の軸方向に前記アーマチュアと前記ステータとのエアギャップを変更させることにより、噴射量を調整する。燃料溜まりと圧力室に供給される燃料の圧力が高ければ高いほどノズル弁部材の所定リフト量における噴射率が大きくなる。一方、ステータとアーマチュアのエアギャップが大きくなると、駆動パルスが立ち下がってから制御弁部材が弁口を閉塞するまでに要する期間が長くなることから、駆動パルスが立ち下がってからノズル弁部材が噴孔を閉塞するまでの期間が長くなる。したがって、本発明の請求項１６記載の噴射特性調整方法によると、アーマチュアと前記ステータとのエアギャップの変更量が噴射量の変化に大きく影響するため、噴射量を精度よく調整することができる。このため、燃料噴射装置の噴射量のばらつきを小さくすることができる。
【００２４】本発明の請求項１７または２９記載の噴射特性調整方法によると、エンジン搭載時に燃料溜まり及び圧力室に供給される燃料の最大圧力の１／２以上の所定圧力で圧力室に試験液を供給しコイルに所定駆動パルスを与えつつ、ノズル本体の軸方向にエアギャップ調整部材を移動させ、噴射量を調整する。
【００２５】燃料溜まりと圧力室に供給される燃料の圧力が高ければ高いほどノズル弁部材の所定リフト量における噴射率が大きくなる。一方、エアギャップ調整部材が移動することによってステータとアーマチュアのエアギャップが大きくなると、駆動パルスが立ち下がってから制御弁部材が弁口を閉塞するまでに要する期間が長くなることから、駆動パルスが立ち下がってからノズル弁部材が噴孔を閉塞するまでの期間が長くなる。したがって、本発明の請求項１７又は２９記載の噴射特性調整方法によると、エアギャップ調整部材の移動量が噴射量の変化に大きく影響するため、噴射量を精度よく調整することができる。このため、燃料噴射装置の噴射量のばらつきを小さくすることができる。
【００２６】本発明の請求項１８、２３又は３０記載の噴射特性調整方法によると、パルス幅が互いに異なる２つの駆動パルスをコイルに与えつつ噴射量を調整する。一般に燃料噴射装置に方形駆動パルスを与えるときのリフト量、噴射率及び噴射量の時間変化は図２に示すようになる。区間ｂは、駆動パルスが立ち上がってから制御弁部材がリフト開始するまでの遅れ、区間ｄは制御弁部材がリフトしノズル弁部材がリフト開始するのに十分に圧力室の燃料圧力が低下するまでの遅れである。区間ｃは制御弁部材がフルリフトした状態から弁口閉塞方向に移動し弁口を閉塞するまでに要する期間である。区間ｅは、制御弁部材が弁口を閉塞しノズル弁部材（図２において「ノズル弁部材」は「ニードル」と記載されている。）が噴孔閉塞方向に移動開始するのに十分に圧力室の燃料圧力が高くなるまでの遅れである。区間ｈ及びｋにおいては、噴射率がノズル弁部材のシート絞りに支配されているため、噴射率がノズル弁部材のリフト量に伴って増減する。区間ｉ〜ｊにおいては、噴射率が噴孔流路面積に支配されているため噴射率が一定となる。すなわち、区間ｉ〜ｊにおける噴射率は最大噴射率であって噴孔流路面積によって決まるものである。したがって駆動パルスのパルス幅がβより長い範囲において駆動パルスのパルス幅の増大に伴う噴射量の変化の割合は一定であって最大噴射率によって決まる。尚、噴孔流路面積とは噴孔流路の最小断面積をいう。
【００２７】したがって、噴孔流路面積にばらつきがある場合、１つのパルス幅の駆動パルスをコイルに与えつつ目標値に対して噴射量を調整した場合、図３の曲線Ａ又はＣに示すように調整後に得られる噴射量特性曲線が目標とする噴射量特性曲線Ｄから大きくずれ、実用パルス幅全体における噴射量特性が大きくばらつくおそれがある。尚、本明細書において噴射量特性とは、駆動パルスのパルス幅に対する噴射量の増減を示すものであって、駆動パルスの立ち上がり時刻からの経過時間をｔとしたとき、時刻０からｔまで噴射率を積分して得られるｔの関数によって表されるものとする。
【００２８】一方、パルス幅が互いに異なる２つの駆動パルスを与え、それぞれの駆動パルスにおいて目標値を設定して調整した場合、２つの駆動パルスのパルス幅を適切に設定することにより、図３の曲線Ｂに示すように実用パルス幅全体において噴射量特性が目標とする噴射量特性に近似する。したがって、本発明の請求項１８、２３又は３０記載の噴射特性調整方法によると、実用パルス幅全体において燃料噴射装置の噴射量のばらつきを小さくすることができる。
【００２９】本発明の請求項１９、２４又は３１記載の噴射特性調整方法によると、２つの駆動パルスのうち少なくともいずれか一方のパルス幅を最大噴射率が得られるまでノズル弁部材をリフトさせるパルス幅より長くしてパルス幅が互いに異なる２つの駆動パルスを与えて噴射量を調整する。実用パルスにおいてノズル弁部材がフルリフトしないフライングニードルを採用した場合、パルス幅による噴射量特性の変化の割合は、図３の曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに示すように、最大噴射率が得られるパルス幅まで増加しそれより長いパルス幅においては一定である。２つの駆動パルスの両方を最大噴射量が得られるパルス幅より短くする場合、最大噴射率が得られるパルス幅より長いパルス幅の範囲における噴射量特性はパルス幅が長くなるほど目標とする噴射量特性から乖離する。これに対し、２つの駆動パルスのいずれか一方のパルス幅を最大噴射率が得られるパルス幅より長くする場合、最大噴射率が得られるパルス幅より長いパルス幅の範囲における噴射量特性を目標とする噴射量特性に近似させることができる。
【００３０】本発明の請求項１９、２４又は３１記載の噴射特性調整方法によると、最大噴射率が得られるパルス幅より長いパルス幅の駆動パルスを与えて噴射量を調整するため、実用パルス幅全体において燃料噴射装置の噴射量のばらつきを小さくすることができる。尚、エンジン低速回転時の噴射量特性を重視する場合、２つの駆動パルスの一方のパルス幅を最大噴射率が得られるパルス幅より短くすることが望ましく、エンジン高速回転時の噴射量特性を重視する場合、２つの駆動パルスの両方のパルス幅を最大噴射率が得られるパルス幅より長くすることが望ましい。
【００３１】本発明の請求項２０、２５又は３２記載の噴射特性調整方法によると、２つの駆動パルスの一方を与えたときに得られる噴射量と第一目標値との偏差をδ１、２つの駆動パルスの他方を与えたときに得られる噴射量と第二目標値との偏差をδ２、並びにｋ１、ｋ２及びｋ３を所定値としたとき、δ１2＋δ２2≦ｋ１、若しくは、δ１×δ２＜０、δ１≦ｋ２及びδ２≦ｋ３、を満たすように噴射量を調整する。
【００３２】δ１2＋δ２2≦ｋ１を満たすように噴射量を調整した場合、一方の駆動パルスのパルス幅から他方の駆動パルスのパルス幅までのパルス幅をもつ駆動パルスが与えられる範囲において、調整後の噴射量特性を目標とする噴射量特性に最も近似させることができる。尚、δ１2＋δ２2の値が最小値になるときδ１＝δ２を満たす。一方、δ１2＋δ２2≦ｋ１を満たさない場合であっても、δ１×δ２＜０を満たすように調整することによって、一方の駆動パルスのパルス幅から他方の駆動パルスのパルス幅までのパルス幅をもつ駆動パルスが与えられる範囲内において目標とする噴射量特性に一致する噴射量が必ず得られる。したがって、インジェクタの噴射量特性が一方の駆動パルスのパルス幅から他方の駆動パルスのパルス幅までのパルス幅をもつ駆動パルスが与えられる範囲において目標とする噴射量特性と大きく乖離することはない。したがって、本発明の請求項２０、２５又は３２記載の噴射特性調整方法によると、個々の燃料噴射装置において得られる噴射量特性曲線を理想的な噴射量特性曲線に最も近似させることができる。
【００３３】本発明の請求項２１記載の噴射特性調整方法によると、エンジン搭載時に前記圧力室に供給される燃料の最大圧力の１／２以上の所定圧力で前記圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記第一付勢手段収納孔内の前記第一付勢手段の付勢力を変更させて、前記制御弁部材の開弁圧を調整することにより、噴射量を調整する。
【００３４】前述したとおり、圧力室に供給される燃料の圧力が高ければ高いほど、駆動パルスが立ち上がってからのノズル弁部材のリフト量の推移が噴射量の変化に大きく影響する。一方、付勢手段の付勢力が大きくなると、駆動パルスが立ち上がってから制御弁部材がリフト開始するまでの期間が長くなることから、駆動パルスが立ち上がってからノズル弁部材がリフト開始するまでの期間が長くなり、また、駆動パルスが立ち下がってから制御弁部材が弁口を閉塞するまでの期間が短くなることから、駆動パルスが立ち下がってからノズル弁部材が噴孔を閉塞するまでの期間が短くなる。すなわち、付勢手段の付勢力が大きくなると噴射期間が短くなり噴射量が小さくなる。逆に、付勢手段の付勢力が小さくなると、駆動パルスが立ち上がってからノズル弁部材がリフト開始するまでの期間が短くなり、また、駆動パルスが立ち下がってからノズル弁部材が噴孔を閉塞するまでの期間が長くなる。すなわち、付勢手段の付勢力が小さくなると噴射期間が長くなり噴射量が大きくなる。この噴射量の変化は、ノズル弁部材の所定リフト量における噴射率が大きいほど、つまり燃料溜まりと圧力室に供給される燃料の圧力が高いほど大きい。
【００３５】したがって、本発明の請求項２１記載の噴射特性調整方法によると、第一付勢手段の付勢力の変化が噴射量の変化に大きく影響するため、噴射量を精度よく調整することができる。このため、燃料噴射装置の噴射量のばらつきを小さくすることができる。
【００３６】本発明の請求項２２記載の噴射特性調整方法によると、エンジン搭載時に圧力室に供給される燃料の最大圧力の１／２以上の所定圧力で圧力室に試験液を供給しコイルに所定駆動パルスを与えつつ、第一付勢手段収納孔の軸方向に開弁圧調整部材を移動させることによって、噴射量を調整する。
【００３７】前述したとおり、圧力室に供給される燃料の圧力が高ければ高いほど、駆動パルスが立ち上がってからのノズル弁部材のリフト量の推移が噴射量の変化に大きく影響する。一方、開弁圧調整部材が移動することによって付勢手段の付勢荷重が大きくなると、駆動パルスが立ち上がってから制御弁部材がリフト開始するまでの期間が長くなることから、駆動パルスが立ち上がってからノズル弁部材がリフト開始するまでの期間が長くなり、また、駆動パルスが立ち下がってから制御弁部材が弁口を閉塞するまでの期間が短くなることから、駆動パルスが立ち下がってからノズル弁部材が噴孔を閉塞するまでの期間が短くなる。すなわち、付勢手段の付勢荷重が大きくなると噴射期間が短くなり噴射量が小さくなる。逆に、開弁圧調整部材が移動することによって付勢手段の付勢荷重が小さくなると、駆動パルスが立ち上がってからノズル弁部材がリフト開始するまでの期間が短くなり、また、駆動パルスが立ち下がってからノズル弁部材が噴孔を閉塞するまでの期間が長くなる。すなわち、付勢手段の付勢荷重が小さくなると噴射期間が長くなり噴射量が大きくなる。この噴射量の変化は、ノズル弁部材の所定リフト量における噴射率が大きいほど、つまり燃料溜まりと圧力室に供給される燃料の圧力が高いほど大きい。
【００３８】したがって、本発明の請求項２２記載の噴射特性調整方法によると、開弁圧調整部材の移動量が噴射量の変化に大きく影響するため、噴射量を精度よく調整することができる。このため、燃料噴射装置の噴射量のばらつきを小さくすることができる。
【００３９】本発明の請求項２６記載の噴射特性調整方法によると、前記圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記第一付勢手段収納孔内の前記第一付勢手段の付勢力を変更させて、前記制御弁部材の開弁圧を調整することにより、噴射開始遅れ期間を調整する第一段階と、前記圧力室に試験液を供給し前記コイルに所定駆動パルスを与えつつ、前記第一段階後、前記ノズル本体の軸方向に前記アーマチュアと前記ステータとのエアギャップを変更させることにより、噴射量を調整する第二段階とを含む。前述したとおり、第一付勢手段の付勢力に伴って噴射開始遅れ期間が変化し、アーマチュアとステートとのエアギャップの大きさにともなって噴射量が変化する。一方、アーマチュアとステータとのエアギャップの変化によって噴射開始遅れ期間は変化しない。このため、第一付勢手段の付勢力を調整して噴射開始遅れ期間を設定し、アーマチュアとステータとのエアギャップの大きさを調整して噴射量を設定することができる。したがって、本発明の請求項２６記載の噴射特性調整方法によると、燃料噴射装置の噴射開始遅れ期間及び噴射量のばらつきを小さくすることができる。
【００４０】本発明の請求項２７記載の噴射特性調整方法によると、第１段階において開弁圧調整部材を移動させ噴射開始遅れ期間を調整した後、第２段階においてエアギャップ調整部材を移動させ噴射量を調整する。前述したとおり、開弁圧調整手段の移動に伴って噴射開始遅れ期間が変化し、リフト量調整部材の移動にともなって噴射量が変化する。一方、リフト量調整部材の移動によって噴射開始遅れ期間は変化しない。このため、開弁圧調整部材を位置決めして噴射開始遅れ期間を設定し、リフト量調整部材を位置決めして噴射量を設定することができる。したがって、本発明の請求項２７記載の噴射特性調整方法によると、燃料噴射装置の噴射開始遅れ期間及び噴射量のばらつきを小さくすることができる。
【００４１】本発明の請求項２８記載の噴射特性調整方法によると、エンジン搭載時に圧力室に供給される燃料の最大圧力の１／２以下の所定圧力で圧力室に試験液を供給する。圧力室及び燃料溜まりに供給される燃料の圧力が低ければ低いほど、第一付勢手段の付勢荷重が噴射遅れに及ぼす影響が強くなる。したがって、本発明の請求項２８記載の噴射特性調整方法によると、開弁圧調整部材の移動量が噴射開始遅れ期間の変化に大きく影響するため、噴射開始遅れ期間を精度よく調整することができる。このため、燃料噴射装置の噴射開始遅れ期間のばらつきを小さくすることができる。
【発明の実施の形態】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）本発明の第１実施例による燃料噴射装置としてのインジェクタ１を図５に示す。インジェクタ１は図示しないエンジンのエンジンヘッドに挿入搭載され、エンジンの各気筒内に燃料を直接噴射するように構成されている。燃料噴射ポンプ１０４から吐出された高圧燃料は蓄圧管１０３の蓄圧室で所定圧に蓄圧され、配管１０２を通じてインジェクタ１に供給される。燃料噴射ポンプ１０４は、エンジンの回転数、負荷、あるいは吸入燃料圧力、吸入空気量、冷却水の温度にしたがい吐出圧を調整する。インジェクタ１及び燃料噴射ポンプ１０４はエンジン制御装置（ＥＣＵ）１０６によって制御される。
【００４２】図４に示すように、インジェクタ１のハウジング１１とノズルボディ１２とはリテーニングナット１４で締結されている。ハウジング１１にはニードル収納孔１１ｄ、燃料流入通路１１ａ、燃料通路１１ｂ及びリーク通路１１ｃが形成されている。リーク通路１１ｃはニードル収納孔１１ｄと連通している。燃料流入通路１１ａにはコネクタ１１ｆに設けられているバーフィルタ１３を通じて高圧燃料が供給される。ノズルボディ１２には燃料通路１２ｄ、燃料溜まり１２ｃ、ニードル収納孔１２ｅ、噴孔１２ｂ、弁座１２ａが形成されている。燃料通路１２ｄ、燃料溜まり１２ｃ、ニードル収納孔１２ｅ、噴孔１２ｂは相互に連通している。また、燃料通路１２ｄは燃料通路１１ｂに連通している。
【００４３】ノズル弁部材２０は、噴孔１２ｂ側からニードル２０ｂ、ロッド２３及び制御ピストン２０ｃにより構成されている。ニードル２０ｂはニードル収納孔１２ｅの内壁に往復移動自在に支持されている。ニードル２０ｂのシート部２０ａが弁座１２ａに着座する。制御ピストン２０ｃはニードル収納孔１１ｄの内壁に往復移動自在に支持されている。ノズル弁部材２０は、第１スプリング１５により弁座１２ａに付勢されている。
【００４４】図１に示すように、圧力室６０は、ニードル収納孔１１ｄの内壁面、制御ピストン２０ｃの端面及びプレート６５の端面に囲まれている。圧力室６０は入口絞り６１及び出口絞り６２に連通している。出口絞り６２の流路面積は入口絞り６１の流路面積より大きく設定されている。入口絞り６１はノズル弁部材２０の制御ピストン２０ｃに形成され燃料流入通路１１ａと連通している。燃料流入通路１１ａから入口絞り６１を通じて圧力室６０に高圧燃料が供給される。出口絞り６２はプレート６５に形成されており、低圧側の弁室６３に連通している。出口絞り６２の弁室側開口部は弁口６４を形成している。プレート６５の外壁とハウジング１１の内壁の間には周方向に隙間が形成され、この隙間はリーク通路１１ｃと連通している。特許請求の範囲に記載されたノズル本体は、ノズルボディ１２、ハウジング１１、リテーニングナット１４及びプレート６５によって構成されている。
【００４５】弁室６３は、釣鐘状のガイド部材１７の内壁面及びプレート６５の端面に囲まれている。ガイド部材１７は大径円筒部１７ａ及び小径円筒部１７ｂから構成されている。大径円筒部１７ａのプレート６５側端面に図示しない溝が形成され、この溝はプレート６５の外周隙間を通じてリーク通路１１ｃと弁室６３とを連通させている。小径円筒部１７ｂに逃がし通路１７ｃが形成されている。プレート６５及びガイド部材１７は円筒状スクリュー１６がハウジング１１にねじ込まれることによって円筒状スクリュー１６及びハウジング１１の端面に挟持されている。円筒状スクリュー１６の内壁と小径円筒部１７ｂの外壁との間には周方向に隙間１６ａが形成されている。
【００４６】制御弁部材４０はガイド部材１７の内壁に往復移動自在に支持されている。制御弁部材４０は弁口６４側から球状部材４０ａ、管状部材４０ｂ、小径円柱部４０ｃ、大径円柱部４０ｄ及び枕状部材４０ｅにより構成されている。球状部材４０ａは弁口６４を閉塞可能に形成されている。球状部材４０ａは管状部材４０ｂによって小径円柱部４０ｃに締結されている。大径円柱部４０ｄはガイド部材１７の内壁面に往復移動自在に支持されている。枕状部材４０ｅは円筒状のアーマチュア３２の貫通孔３２ａに圧入固定されている。このため、アーマチュア３２と制御弁部材４０はハウジング１１の軸方向に一体に往復移動する。枕状部材４０ｅが圧入固定されている貫通孔３２ａは正円孔であるのに対し、枕状部材４０ｅは非円柱状であるため、枕状部材４０ｅの外周壁面と貫通孔３２ａの内周壁面との間には周方向に隙間３２ｂが形成されている。隙間３２ｂは隙間１６ａ、逃がし通路１７ｃを通じて弁室６３に連通し、第一逃し通路を構成している。
【００４７】制御手段としてのアクチュエータ３０はハウジング１１の端部に形成された円筒部１１ｄの内壁面に支持され、ワッシャ１９を介して第二付勢手段としての皿バネ１８によって弁口６４から離間する方向すなわち図１の上方向に付勢されている。アクチュエータ３０は、ケース３３、ステータ３４、コイル３５、コネクタ５０等から構成されている。
【００４８】ケース３３は釣鐘状の部材であって円筒部１１ｄの内壁に往復移動自在に支持されている。ケース３３はコイル３５が巻回されたボビン３６を収納している。コイル３５はコネクタ５０に設けられたターミナル５１と電気的に接続されている。コイル３５が通電されるとステータ３４、ケース３３及びアーマチュア３２によって磁気回路が構成される。ステータ３４に付勢手段収納孔３４ｃが形成されている。付勢手段収納孔３４ｃは隙間３２ｂと連通している。付勢手段収納孔３４ｃは第一付勢手段としての第２スプリング３８を収納している。付勢手段収納孔３４ｃには反弁口側から開弁圧調整部材としてのアジャスティングスクリュー３７がねじ込まれている。アジャスティングスクリュー３７は円筒状であって、その内部空間は隙間３２ｂと連通し第二逃し通路を構成している。付勢手段収納孔３４ｃの反弁口側は拡径されており、配管１０２が接続される。また、アジャスティングスクリュー３７の反弁口側端部には、インジェクタ１の外部からアジャスティングスクリュー３７を回転させることができるように例えば径方向に溝が形成されている。
【００４９】エアギャップ調整部材３１は、円筒部１１ｄに形成された雄ねじ１１ｅにねじ合う雌ねじである。エアギャップ調整部材３１の反ハウジング側内縁部に環状の突部３１ｂが形成されている。突部３１ｂの端面はステータ３４に形成されたフランジ３４ｂに当接している。ステータ３４はワッシャ１９を介して皿バネ１８によって図１の上方向に付勢され、フランジ３４ｂが突部３１ｂによって係止されているため、エアギャップ調整部材３１のねじ込み量によって、ハウジング１１に軸方向に位置決めされて係止されている。また、インジェクタ１の内外及びアクチュエータ３０の内外で十分なシール性を確保するための環状シール部材３９が複数備えられている。
【００５０】以上、インジェクタ１の構成を説明した。以下、インジェクタ１の燃料噴射作動を説明する。図５に示す燃料噴射ポンプ１０４から燃料が吐出され、蓄圧管１０３に送出される。蓄圧管１０３の蓄圧室で所定の一定圧に蓄圧された高圧燃料は配管１０２を通じてインジェクタ１に供給される。また、ＥＣＵ１０６により、エンジンの運転条件に応じた制御弁駆動電流が生成され、アクチュエータ３０のコイル３５に供給される。コイル３５に駆動電流が供給されるとステータ３４に励起吸引力が発生する。この励起吸引力及び圧力室６０の燃料圧力から受ける力の合力である弁口開放方向の力が第２スプリング３８の付勢力を上回るとステータ３４にアーマチュア３２が吸引される。アーマチュア３２がステータ３４に吸引されるとアーマチュア３２とともに制御弁部材４０は弁口開放方向すなわち図１の上方に移動する。球状部材４０ａが弁口６４を開放すると出口絞り６２が開放され、圧力室６０が出口絞り６２を通じて低圧側の弁室６３に連通し、圧力室６０から弁室６３に燃料が導出される。弁室６３に導出された燃料は、逃がし通路１７ｃ、隙間１６ａ、隙間３２ｂ、付勢手段収納孔３４ｃ及びアジャスティングスクリュー３７の内部空間を通じて配管１０２から燃料タンク１０５に環流する。
【００５１】圧力室６０が弁室６３に連通すると、圧力室６０は、流入燃料量より流出燃料量が多く、燃料圧力が低下し始める。この圧力低下速度は、入口絞り６１と出口絞り６２との流路面積の差と圧力室６０の容積によって決まる。圧力室６０の燃料圧力が低下し、第１スプリング１５の付勢荷重及び圧力室６０の燃料圧力から受ける力の合力である噴孔閉塞方向の力が燃料溜まり１２ｃの燃料圧力から受ける噴孔開放方向の力より小さくなるとニードル２０ｂは噴孔開放方向すなわち図１の上方に移動しはじめ弁座１２ａから離座する。ニードル２０ｂのシート部２０ａが弁座１２ａから離座すると噴孔１２ｂが開放され噴孔１２ｂから燃料が噴射される。
【００５２】コイル３５への駆動電流の供給が遮断されると、ステータの励起吸引力が消滅するため第２スプリング３８は圧力室６０の燃料圧力から受ける力に抗って制御弁部材４０を弁口閉塞方向に移動させる。球状部材４０ａによって弁口６４が閉塞された後にも圧力室６０に入り口絞り６１から燃料が流入し続けるため、圧力室６０の燃料圧力は上昇し始める。圧力室６０の燃料圧力が上昇し、第１スプリング１５の付勢荷重及び圧力室６０の燃料圧力から受ける力の合力である噴孔閉塞方向の力が燃料溜まり１２ｃの燃料圧力から受ける噴孔開放方向の力より大きくなるとニードル２０ｂは噴孔閉塞方向すなわち図１の下方に移動しはじめる。ニードル２０ｂのシート部２０ａが弁座１２ａに着座すると噴孔１２ｂが閉塞され燃料噴射が終了する。
【００５３】以上、インジェクタ１の燃料噴射作動を説明した。次にコイル３５に与えられる駆動パルスと燃料噴射との相関関係について図２に基づき詳細に説明する。図２はインジェクタ１に方形の駆動パルスを与えたときの電流波形変化と制御弁部材４０及びノズル弁部材２０の作動と噴射率の変化とを示すタイムチャートである。このタイムチャートはインジェクタ１に固有のものではなく所謂蓄圧式インジェクタに共通するものである。
【００５４】（１）駆動パルスが立ち上がってから制御弁部材４０が弁口開放方向に移動開始するまでには、制御弁部材４０が第２スプリング３８の付勢力及び圧力室６０の燃料圧力の合力に抗って弁口開放方向に移動開始するために必要な励起吸引力がステータ３４に発生するまでの期間ｂを要する。したがって、第２スプリング３８の付勢荷重が小さいほどｂは短くなり、付勢力が大きいほどｂは長くなる。
【００５５】（２）制御弁部材４０が弁口６４を開放すると、圧力室６０の燃料圧力は出口絞り６２からの燃料流出量と入り口絞り６１からの燃料流入量との差分に応じて徐々に低下する。ノズル弁部材２０が弁座１２ａから離座し噴孔１２ｂから燃料噴射が開始されるまでには、圧力室６０の燃料圧力によりノズル弁部材２０に及ぼす力が燃料溜まり１２ｃの燃料圧力による力と第１スプリング１５による付勢力との合力である噴孔開放方向の力を下回るまでの期間ｄを要する。
【００５６】（３）駆動パルスが立ち上がってから燃料噴射が開始されるまでの噴射開始遅れ期間Ｌ2 は、期間ｂと期間ｄとの和であるため、第２スプリング３８の付勢荷重によって調整することができる。
【００５７】（４）ノズル弁部材２０が弁座１２ａから離座しリフト量がＰになるまでの期間ｈでは、噴孔流路面積より弁座１２ａとシート部２１ａのシート流路面積が小さいため、噴射率がシート流路面積によって支配される。したがって、期間ｈではリフト量が大きくなるにしたがって噴射率が大きくなる。尚、ノズル弁部材２０のリフト量がＰであるとき、噴孔流路面積とシート流路面積とが等しいものとする。また、シート流路面積とは、弁座と弁部材のシート面の隙間の最小断面積をいうものとする。
【００５８】（５）リフト量がＰの状態からフルリフトするまでの期間ｉでは、シート流路面積より噴孔流路面積が小さいため、噴射量が噴孔流路開口面積によって支配される。したがって、期間ｉでは、リフト量が時間とともに大きくなる一方、噴射率は一定である。
【００５９】（６）駆動パルスが立ち下がると制御弁部材４０は弁口閉塞方向に移動開始する。制御弁部材４０は、フルリフトした状態から弁口閉塞方向に移動して弁口閉塞するまでの期間ｃにエアギャップＨと等しい距離を移動する。したがって、第２スプリングの付勢荷重が一定である場合、エアギャップＨが大きければ制御弁部材４０の移動距離が長くなるため区間ｃが長くなり、エアギャップＨが小さければ制御弁部材４０の移動距離が短くなるため区間ｃが短くなる。また、エアギャップＨが一定である場合、第２スプリング３８の付勢荷重が大きければ制御弁部材４０の移動が速くなるため区間ｃが短くなり、付勢荷重が小さければ制御弁部材４０の移動が遅くなるため区間ｃが長くなる。
【００６０】（７）制御弁部材４０が弁口６４を閉塞すると、圧力室６０の燃料圧力は入り口絞り６１からの燃料流入により徐々に上昇する。ノズル弁部材２０がフルリフトした状態から噴孔閉塞方向に移動開始するまでには、圧力室６０の燃料圧力によりノズル弁部材２０に及ぼす力が燃料溜まり１２ｃの燃料圧力による力と第１スプリング１５による付勢力との合力である噴孔開放方向の力を上回るまでの期間ｅを要する。
【００６１】（８）ノズル弁部材２０がフルリフトした状態から噴孔閉塞方向に移動開始し、リフト量がＰになるまでの期間ｊでは、シート流路面積より噴孔流路面積が小さいため、噴射率が噴孔流路面積によって支配される。したがって、期間ｊでは、リフト量が時間とともに小さくなる一方、噴射率は一定である。
【００６２】（９）リフト量がＰの状態からノズル弁部材２０が弁座１２ａに着座し噴孔１２ｂを閉塞するまでの期間ｋでは、噴孔流路面積よりシート流路面積が小さいため、噴射率がシート絞りによって支配される。したがって、期間ｋではリフト量が小さくなるにしたがって噴射率が小さくなる。
【００６３】（１０）駆動パルスが立ち下がってから燃料噴射が終了するまでの噴射終了遅れ期間Ｌ1 は、期間ｃ、ｅ、ｊ及びｋの和である。噴射終了遅れ期間Ｌ1 が長い場合、噴射量が大きくなる。このため、エアギャップＨまたは第２スプリング３８の付勢荷重によって噴射量を調整することができる。
【００６４】以上、コイル３５に与えられる駆動パルスと燃料噴射との相関関係について説明した。次にインジェクタ１の噴射特性の調整について説明する。第２スプリング３８は一端が制御弁部材４０に当接し他端がアジャスティングスクリュー３７に当接している。このため、付勢手段収納孔３４ｃへのねじ込み量を変えると、アジャスティングスクリュー３７が付勢手段収納孔３４ｃの軸方向に移動し、第２スプリング３８の付勢荷重が変化する。
【００６５】付勢手段収納孔３４ｃは閉塞されておらず、また、インジェクタ１に噴射作動させるにあたって、アジャスティングスクリュー３７の反スプリング側に何ら部品を組み付ける必要がない。このため、コネクタ１１ｆに配管を接続しインジェクタ１に燃料を供給し、ターミナル５１からコイル３５に駆動パルスを与え、インジェクタ１が燃料噴射可能な状態において、アジャスティングスクリュー３７のねじ込み量を調整することができる。
【００６６】ステータ３４はワッシャ１９を介して皿バネ１８によって図１の上方向に付勢され、フランジ３４ｂが突部３１ｂによって係止されているため、エアギャップ調整部材３１のねじ込み量によって、ハウジング１１の軸方向に位置決めされる。したがって、エアギャップ調整部材３１のねじ込み量を変えると、ステータ３４がハウジング１１の軸方向に移動し、エアギャップＨが変化する。
【００６７】エアギャップ調整部材３１はインジェクタ１の外周部位に設けられているため、コネクタ１１ｆに配管を接続しインジェクタ１に燃料を供給し、ターミナル５１からコイル３５に駆動パルスを与え、インジェクタ１が燃料噴射可能な状態において、エアギャップ調整部材３１のねじ込み量を調整することができる。
【００６８】以上のことから、インジェクタ１によると、噴射作動に必要な部材の組み付け後にアジャスティングスクリュー３７をねじ回すことにより第２スプリング３８が制御弁部材４０を弁口閉塞方向に付勢する付勢荷重を調整し、噴射開始遅れ期間及び噴射量を調整することができる。さらに、インジェクタ１によると、噴射作動に必要な部材の組み付け後にエアギャップ調整部材３１をねじ回すことによりエアギャップＨを調整し、噴射量を調整することができる。したがって、インジェクタ１によると、生産性を高めるとともに噴射開始遅れ期間及び噴射量のばらつきを小さくすることができる。また、アジャスティングスクリュー３７及びエアギャップ調整部材３１のねじ込み量は締め付け方向及び弛緩方向に調整することができるため、噴射作動に必要な部材の組み付け後に第２スプリング３８の付勢荷重及びエアギャップＨを調整するにあたって、噴射開始遅れ期間及び噴射量を計測し、計測結果をねじ込み量にフィードバックすることができる。また、ステータ３４とエアギャップ調整部材３１とは滑り対偶をなすため、アクチュエータ３０は、エアギャップ調整部材３１の回転にともなってハウジング１１に対して回転することがない。したがって、リテーニングナットの組み付け及びねじ込み量の調整が容易である。
【００６９】また、インジェクタ１によると、圧力室６０から弁室６３に導出された燃料は、逃がし通路１７ｃ、隙間１６ａ、隙間３２ｂ、付勢手段収納孔３４ｃ及びアジャスティングスクリュー３７の内部空間を通じてインジェクタ１から導出される。すなわち、圧力室６０の燃料をコイル３５及びボビン３６の内側を通じてインジェクタ１の外部に排出することができる。さらに、ハウジング１１、アクチュエータ３０及びエアギャップ調整部材３１を同軸上に配列しており、ねじ棒等によってアクチュエータ３０をハウジング１１に係止していない。したがって、本発明の第１実施例のインジェクタ１によると、径方向の体格を小さくすることができる。また、アクチュエータ３０をハウジング１１に対して軸方向に位置決めするにあたって皿バネ１８を用いているため、軸方向の体格を小さくすることができる。
【００７０】尚、調整によって所望の噴射特性が得られた場合、ハウジング１１に対して軸方向にアクチュエータを位置決めして固定するため、エアギャップ調整部材３１とハウジング１１の円筒部１１ｄとをかしめることが望ましい。
【００７１】上記第１実施例において、特許請求の範囲に記載されたエアギャップ調整部材として雌ねじを用いているが、ケース３３を雄ねじとし円筒部１１ｄを雌ねじとする構成としてもよい。また、エアギャップ調整部材として円筒部１１ｄに圧入される部材を用いてもよい。また、開弁圧調整部材としてアジャスティングパイプを用い、付勢手段収納孔３４ｃに圧入する構成としてもよい。また、第二付勢手段として皿バネを用いているが、第二付勢手段としてコイルスプリングを用いてもよい。入り口絞り６１はノズル弁部材２０の制御ピストン２０ｃに形成されているが、制御ピストン２０ｃの内部を経由せず、燃料流入通路１１ａから直接圧力室６０に燃料を供給してもよい。
【００７２】（第２実施例）本発明の第２実施例としてインジェクタ１の噴射特性調整方法を説明する。第２実施例による噴射特性調整方法は、パルス幅αの第１パルス及びパルス幅γの第２パルスをコイル３５に与えつつ、アジャスティングスクリュー３７のねじ込み量を調整することによって、インジェクタ１の噴射量を調整する方法である。
【００７３】無限大の幅を持つ駆動パルスをコイル３５に与えたとき、駆動パルスの立ち上がりから最大噴射率が得られるまでに要する期間をβとする。エンジン搭載時にインジェクタ１に供給される最大燃料圧力をＰｍとし、調整時にインジェクタ１に供給される液体圧力をＰｔとする。
【００７４】第１パルスを与えてインジェクタ１を調整する調整点１における目標噴射量を第１目標値Ｖ１ｄ、調整点１において計測される噴射量をＶ１ｔ、第２パルスを与えてインジェクタ１を調整する調整点２における目標噴射量を第１目標値Ｖ２ｄ、調整点２において計測される噴射量をＶ２ｔとする。また、調整点１において算出される偏差をδ１ｔ、調整点２において算出される偏差をδ２ｔとし、調整点１の許容偏差をδ１ｍ、調整点２の許容偏差をδ２ｍとする。δ１ｔとδ２ｔの積をＰＮとする。δ１ｔ及びδ２ｔの二乗和をＸｔ、Ｘｔの目標値をＸｄとする。ＸｄとＸｔから算出される偏差をδＸｔ、ＸｄとＸｔの許容偏差をδＸｍとする。
【００７５】図６に示すように、一定圧で試験液を圧送可能なポンプ３０３とインジェクタ１とを試験液供給用の配管３０４で接続し、タンク３０２とインジェクタ１の燃料流入通路１１ａとを連通させる。ポンプ３０３は制御部３０５によって制御される。噴孔１２ｂの下流側に計測部３０７を設置する。制御部３０５はターミナル５１を介してインジェクタ１のコイル３５と電気的に接続され、任意のパルス幅をもつ駆動パルスを生成しコイル３５に与えることができる。計測部３０７は噴射開始時及び噴射量を検出可能なセンサを備えている。計測部３０７は制御部３０５に制御される。アジャスティングスクリュー３７の端部にアジャスティングパイプ３０８を係止し、アジャスティングスクリュー３７内の通路とアジャスティングパイプ３０８内の通路を連通させる。アジャスティングパイプ３０８はアジャスティングスクリュー３７をねじ回すことができるものである。支持部材３０９でアジャスティングパイプ３０８を回転自在に支持する。支持部材３０９はアジャスティングパイプ３０８内の通路から試験液を配管３０１に導出可能なものである。配管３０１はタンク３０２にインジェクタ１から排出される試験液を排出する。アジャスティングロッド３１０はアジャスティングパイプ３０８と同軸上に設けられ、アジャスティングスクリュー３７及びアジャスティングパイプ３０８とともに回転する。
【００７６】ポンプ３０３を駆動しＰｔ＝Ｐｍを満たす一定圧Ｐｔでインジェクタ１に試験液を圧送し、制御部３０５にα＜βを満たす第１パルス及びγ＞βを満たす第２パルスを生成させ、コイル３５に第１パルス及び第２パルスを交互に与え、インジェクタ１に噴孔１２ｂから試験液を噴射させる。インジェクタ１に圧送された試験液は噴孔１２ｂから噴射されるとともにアジャスティングパイプ３０８によってインジェクタ１から導出される。
【００７７】噴孔１２ｂから噴射された試験液の噴射量Ｖ１ｔ及びＶ２ｔを計測部３０７で検出する。制御部３０５は計測部３０７で検出された噴射量をデータ信号として受信し、下式を用いてδ１ｔ、δ２ｔ、Ｘｔ及びδＸｔを算出し、δ１ｔ、δ２ｔ、Ｘｔ、δＸｔの値を表示部３０６に表示する。
δ１ｔ＝Ｖ１ｄ−Ｖ１ｔδ２＝Ｖ２ｄ−Ｖ２ｔＰＮ＝δ１ｔ×δ２ｔＸｔ＝δ１ｔ2＋δ２ｔ2δＸｔ＝Ｘｄ−Ｘｔ【００７８】オペレータは図７に示す手順によってインジェクタ１の噴射量を調整する。表示部３０６に表示されるＸｔの値が目標値Ｘｄに近づくようにアジャスティングロッド３１０を回転させ、アジャスティングパイプ３０８を介してアジャスティングスクリュー３７をねじ回し、Ｘｔ＝Ｘｄとなればインジェクタ１を合格とし調整を終了する（ＳＴＥＰ１０）。勿論、初期値がＸｔ≦Ｘｄであれば調整は不要である。Ｘｔ＝Ｘｄとならない場合、アジャスティングスクリュー３７をねじ回すことによりδＸｔがδＸｍ以下の最小値になったときにインジェクタ１を合格とし調整を終了する（ＳＴＥＰ２０）。δＸｔがδＸｍ以下とならない場合、アジャスティングスクリュー３７をねじ回すことによりδ１ｔ＜δ１ｍ、δ２ｔ＜δ２ｍ、かつＰＮ＜０となったときにインジェクタ１を合格とし調整を終了する（ＳＴＥＰ３０）。δ１ｔ＜δ１ｍ、δ２ｔ＜δ２ｍ、かつＰＮ＜０とならない場合、インジェクタ１を不合格として調整を終了する。
【００７９】アジャスティングスクリュー３７は、ねじ回されると付勢手段収納孔３４ｃに対して軸方向に移動する。アジャスティングスクリュー３７が付勢手段収納孔３４ｃに対して軸方向に移動すると第２スプリング３８の付勢荷重が変化する。第２スプリング３８の付勢荷重が変化すると、所定のパルス幅に対する噴射期間が変化する。噴射期間が同じである場合、インジェクタ１に供給される試験液の圧力が高ければ高いほど噴射量は大きくなる。このため、インジェクタ１に供給される試験液の圧力が高ければ高いほど、アジャスティングスクリュー３７のねじ込み量の変化に対する噴射量の変化が顕著に現れる。
【００８０】一定圧Ｐｔでインジェクタ１に試験液を圧送し、所定幅の駆動パルスをコイル３５に与えつつ噴射量を調整する場合、Ｐｔが高圧であるほど、アジャスティングスクリュー３７のねじ込み量の変化が噴射量の変化に顕著に現れる。噴射量の増減に応じてδ１ｔ、δ２ｔ、Ｘｔ、δＸｔが増減するため、噴射量の変化が顕著であればδ１ｔ、δ２ｔ、Ｘｔ、δＸｔの変化も顕著になる。したがって、Ｐｔが高圧であるほど、アジャスティングスクリュー３７のねじ込み量の変化に対してδ１ｔ、δ２ｔ、Ｘｔ、δＸｔが敏感に増減する。
【００８１】本発明の第２実施例による噴射特性調整方法によると、エンジン搭載時にインジェクタ１に供給される最大燃料圧力でインジェクタ１に試験液を供給しつつアジャスティングスクリュー３７のねじ込み量を調整するため、噴射量を精度よく調整することができる。このため、インジェクタ１の噴射量のばらつきを小さくすることができる。
【００８２】インジェクタ１は、燃料流入通路１１ａ、燃料通路１１ｂ、燃料溜まり１２ｃ、噴孔１２ｂ等の製造公差による最大噴射率のばらつきがある。したがって、第２スプリングの付勢荷重を完全に揃えた場合であっても、インジェクタ１の噴射量特性にばらつきが生じる。したがって、所定パルス幅をもつ一種類の駆動パルスに対して計測される噴射量を目標値に合わせた場合、そのパルス幅の駆動パルスが与えられたときのインジェクタの噴射量を揃えることはできても、エンジン搭載時にインジェクタに与えられるあらゆる幅の駆動パルスに対して噴射量を揃えたことにはならない。以下、この点について図３に基づき詳細に説明する。
【００８３】図３において曲線Ａは調整点１のみにおいて目標値を設定し、その目標値が計測されるようにアジャスティングスクリュー３７のねじ込み量を調整した場合に得られるインジェクタ１の噴射量特性を示している。図３において曲線Ｂは第２実施例の噴射特性調整方法により調整点１及び２において目標値を設定した場合に得られるインジェクタ１の噴射量特性を示している。図３において曲線Ｃは、調整点２のみにおいて目標値を設定し、その目標値が計測されるようにアジャスティングスクリュー３７のねじ込み量を調整した場合に得られるインジェクタ１の噴射量特性を示している。図３において曲線Ｄは、燃料流入通路１１ａ、燃料通路１１ｂ、燃料溜まり１２ｃ、噴孔１２ｂ等の製造公差が０であるとしたときのインジェクタ１の噴射量特性を示している。
【００８４】曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはいずれも最大噴射率が得られるパルス幅βにおいて特異点をもつ。特異点より短いパルス幅において、曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはいずれも放物線に近似し、特異点より長いパルス幅において曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは特異点における放物線の接線に一致する直線に近似する。特異点より短いパルス幅において曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが放物線となるのは、そのパルス幅の範囲においてインジェクタの噴射率はノズル弁部材２０のシート流路面積によって決まるため、噴射率がノズル弁部材２０のリフト量に比例して増加するからである。特異点より短いパルス幅において曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが直線となるのは、そのパルス幅の範囲においてインジェクタの噴射率は噴孔流路面積によって決まるため、噴射率が一定だからである。したがって、特異点より長いパルス幅においては、インジェクタ１の噴射量をどのように調整したとしても、調整後の噴射特性を表す曲線はほぼ平行になる。
【００８５】調整点１のみにおいて目標値を設定し、噴射量がその目標値に一致するようにインジェクタ１を調整した場合、曲線Ａが示すとおり、調整点１よりパルス幅が長くなるにつれ、インジェクタ１の噴射量特性は曲線Ｄによって表される理想的な噴射量特性と大きく乖離したものとなる。
【００８６】調整点２のみにおいて目標値を設定し、噴射量がその目標値に一致するようにインジェクタ１を調整した場合、曲線Ｃが示すとおり、調整点１とパルス幅が異なる広い範囲にわたって、インジェクタ１の噴射量特性は曲線Ｄによって表される理想的な噴射量特性と大きく乖離したものとなる。
【００８７】本発明の第２実施例のように、調整点１及び２において目標値を設定し、噴射量を調整した場合、検査対象のインジェクタ１が物理的に完全に同一でない限り、調整点１及び２の目標値に対する偏差がともに０になることはない。第２実施例では、調整点１及び２における偏差の二乗和に目標値Ｘｄを設定し、その目標値Ｘｄとの偏差δＸｔが最小になるようにアジャスティングスクリュー３７のねじ込み量を調整する。したがって、調整点１及び調整点２の間のパルス幅において調整後のインジェクタ１の噴射量特性を製造公差０である理想的なインジェクタの噴射量特性に最も近似させることができる。
【００８８】また、偏差δＸｔが所定の許容偏差以下とならず、δ１ｔ＜δ１ｍ、δ２ｔ＜δ２ｍ、かつＰＮ＜０を満たすようにアジャスティングスクリュー３７のねじ込み量を調整する場合であっても、調整点１及び２に偏差を加味し、また、調整点１と調整点２との間のパルス幅において理想的な噴射量特性に一致する噴射量が得られるため（ＰＮ＜０であるため）、インジェクタ１の噴射量特性が調整点１と調整点２との間のパルス幅において理想的な噴射量特性と大きくずれることはない。
【００８９】したがって、本発明の第２実施例による噴射特性調整方法によると、調整点１及び２を適切に設定することによってインジェクタ１の噴射量特性を実用パルス幅全般において理想的な噴射量特性に近似させることができる。したがって、インジェクタ１の噴射量のばらつきを実用パルス幅全般において小さくすることができる。
【００９０】（第３実施例）本発明の第３実施例としてインジェクタ１の噴射特性調整方法を説明する。第３実施例による噴射特性調整方法は、上述の第２実施例においてアジャスティングスクリュー３７のねじ込み量を調整するのにかえて、第２実施例と同一の条件を設定しエアギャップ調整部材３１のねじ込み量を調整するものである。また、第３実施例におけるエアギャップ調整部材３１の調整手順は、上記第２実施例において説明したＳＴＥＰ１０〜４０の手順においてアジャスティングスクリュー３７をねじ回すことをせず、かわりにエアギャップ調整部材３１をねじ回して噴射量を調整するものである。
【００９１】エアギャップ調整部材３１は、ねじ回されるとハウジング１１に対して軸方向に移動する。エアギャップ調整部材３１がハウジング１１に対して軸方向に移動すると、それにともなってステータ３４がハウジング１１に対して軸方向に移動する。ステータ３４がハウジング１１に対して軸方向に移動するとエアギャップＨが増減し、それにともなって、所定のパルス幅に対する噴射期間が変化する。噴射期間が同じである場合、インジェクタ１に供給される試験液の圧力が高ければ高いほど噴射量は大きくなる。このため、インジェクタ１に供給される試験液の圧力が高ければ高いほど、エアギャップ調整部材３１のねじ込み量の変化に対する噴射量の変化が顕著に現れる。
【００９２】一定圧Ｐｔでインジェクタ１に試験液を圧送し、所定幅の駆動パルスをコイル３５に与えつつ噴射量を調整する場合、Ｐｔが高圧であるほど、エアギャップ調整部材３１のねじ込み量の変化が噴射量の変化に顕著に現れる。噴射量の増減に応じてδ１ｔ、δ２ｔ、Ｘｔ、δＸｔが増減するため、噴射量の変化が顕著であればδ１ｔ、δ２ｔ、Ｘｔ、δＸｔの変化も顕著になる。したがって、Ｐｔが高圧であるほど、エアギャップ調整部材３１のねじ込み量の変化に対してδ１ｔ、δ２ｔ、Ｘｔ、δＸｔが敏感に増減する。
【００９３】本発明の第３実施例による噴射特性調整方法によると、エンジン搭載時にインジェクタ１に供給される最大燃料圧力でインジェクタ１に試験液を供給しつつエアギャップ調整部材３１のねじ込み量を調整するため、噴射量を噴射量を精度よく調整することができる。このため、燃料噴射装置の噴射量のばらつきを小さくすることができる。
【００９４】調整点１及び２における偏差の二乗和に目標値Ｘｄを設定し、その目標値Ｘｄとの偏差δＸｔが最小になるようにエアギャップ調整部材３１のねじ込み量を調整するため、調整点１及び調整点２の間のパルス幅において調整後のインジェクタ１の噴射量特性を製造公差０である理想的なインジェクタの噴射量特性に最も近似させることができる。
【００９５】また、偏差δＸｔが所定の許容偏差以下とならず、δ１ｔ＜δ１ｍ、δ２ｔ＜δ２ｍ、かつＰＮ＜０を満たすようにエアギャップ調整部材３１のねじ込み量を調整する場合であっても、調整点１及び２における偏差を加味し、また、調整点１と調整点２との間のパルス幅において理想的な噴射量特性に一致する噴射量が得られるため（ＰＮ＜０であるため）、インジェクタ１の噴射量特性が調整点１と調整点２との間のパルス幅において理想的な噴射量特性と大きくずれることはない。
【００９６】したがって、本発明の第３実施例による噴射特性調整方法によると、調整点１及び２を適切に設定することによってインジェクタ１の噴射量特性を実用パルス幅全般において理想的な噴射量特性に近似させることができる。また、インジェクタ１の噴射量のばらつきを実用パルス幅全般において小さくすることができる。
【００９７】（第４実施例）本発明の第４実施例としてインジェクタ１の噴射特性調整方法を説明する。第４実施例による噴射特性調整方法は、パルス幅αの第１パルス及びパルス幅γの第２パルスをコイル３５に与えつつ、アジャスティングスクリュー３７のねじ込み量を調整することによってインジェクタ１の噴射開始遅れ期間を調整した後、エアギャップ調整部材３１のねじ込み量を調整することによって噴射量を調整する方法である。パルス幅α、γは第１実施例及び第２実施例と同様にα＜β＜γを満たすものである。
【００９８】（１）噴射遅れ期間の調整はじめにインジェクタ１の噴射開始遅れ期間を調整する。噴射遅れ期間を調整する場合、第１パルス又は第２パルスのいずれか一方をコイル３５に与えれば足り、第１パルス及び第２パルスの両方をコイル３５に与える必要はない。以下の説明では第１パルスを与えつつインジェクタ１の噴射遅れ期間を調整するものとする。
【００９９】ポンプ３０３を駆動しＰｔ＜０．５Ｐｍを満たす一定圧Ｐｔでインジェクタ１に試験液を圧送し、制御部３０５にα＜βを満たす第１パルスを生成させ、コイル３５に第１パルスを与え、インジェクタ１に噴孔１２ｂから試験液を噴射させる。インジェクタ１に圧送された試験液は噴孔１２ｂから噴射されるとともにアジャスティングパイプ３０８によってインジェクタ１から導出される。
【０１００】噴孔１２ｂから噴射された試験液の噴射量Ｖ１ｔを計測部３０７で検出する。計測部３０７は噴孔１２ｂから燃料が噴射開始されるとそれを検知し制御部３０５に通知する。制御部３０５は計測部３０７から噴射開始の通知を受けると、駆動パルスの送信時期から通知受け取り時期までの期間を算出し、この期間を噴射開始遅れ期間として表示部３０６に表示する。
【０１０１】オペレータは表示部３０６に表示される噴射開始遅れ期間が目標値に一致するようにアジャスティングロッド３１０を回転させ、アジャスティングパイプ３０８を介してアジャスティングスクリュー３７をねじ回す。アジャスティングスクリュー３７をねじ回し、噴射遅れ期間と目標値との偏差が許容偏差以内に収まれば噴射遅れ期間の調整を終了する。
【０１０２】制御弁部材４０が弁口６４を閉塞している場合、ポンプ３０３からインジェクタ１に供給される試験液の圧力は圧力室６０の試験液圧力と等しい。制御弁部材４０は、圧力室６０の試験液圧力から受ける力とステータ３４の励起吸引力との合力である弁口開放方向の力が第２スプリング３８の付勢力を上回ったときにリフト開始する。圧力室６０の試験液圧力から受ける力が小さい場合、弁口開放方向の力に対する第２スプリング３８の付勢力の割合が大きくなる。したがって、ポンプ３０３からインジェクタ１に供給される燃料の圧力が低い場合、第２スプリング３８の付勢力の変化に対して噴射開始遅れ期間が敏感に変化する。
【０１０３】したがって、インジェクタ１に供給する試験液の圧力を下げるほど、噴射遅れ期間を精度よく調整することができる。本発明の第４実施例による噴射特性調整方法によると、Ｐｔ＜０．５Ｐｍを満たす一定圧Ｐｔでインジェクタ１に試験液を圧送しているため、インジェクタ１の噴射開始遅れ期間を精度よく調整することができる。このため、インジェクタ１の噴射開始遅れ期間のばらつきを小さくすることができる。
【０１０４】（噴射量の調整）上述のように噴射開始遅れ期間を調整した後噴射量を調整する。噴射量の調整手順は第３実施例に述べたとおりである。すなわち、ポンプ３０３を駆動しＰｔ＝Ｐｍを満たす一定圧Ｐｔでインジェクタ１に試験液を圧送し、制御部３０５にα＜βを満たす第１パルス及びγ＞βを満たす第２パルスを生成させ、コイル３５に第１パルス及び第２パルスを交互に与えつつ、エアギャップ調整部材３１をねじ回してインジェクタ１の噴射量を調整する。
【０１０５】ステータ３４の励起吸引力は第２スプリング３８の付勢力より十分大きく設定されているため、エアギャップ調整部材３１をねじ回すとエアギャップＨが変化するところ、このエアギャップＨの大きさは制御弁部材４０がリフト開始するときの作動に何ら影響を及ぼさない。したがって、エアギャップ調整部材３１をねじ回して噴射量を調整したとしても噴射開始遅れ期間は変化しない。
【０１０６】本発明の第４実施例による噴射特性調整方法によると、はじめにアジャスティングスクリュー３７のねじ回し量を調整することによって噴射開始遅れ期間を調整し、その後、エアギャップ調整部材３１のねじ回し量を調整することによって噴射量を調整しているため、インジェクタ１の噴射開始遅れ期間及び噴射量のばらつきの両方を調整することができる。したがって、インジェクタ１の噴射開始遅れ期間及び噴射量のばらつきの両方を小さくすることができる。
【０１０７】尚、上述の第２、３、４実施例において第１パルス及び第２パルスはコイル３５に交互に与えるものとしたが、第１パルス及び第２パルスを与えたときの噴射量が計測または予測できるのであれば、第１パルス及び第２パルスを交互にコイル３５に与える必要はない。また、第１パルス及び第２パルスのパルス幅がα＜β＜γを満たさない場合であっても、少なくとも２種類のパルス幅をもつ駆動パルスを与えることによってインジェクタ１の噴射量のばらつきを小さくすることができる。第１パルス及び第２パルスのパルス幅がα＜β＜γを満たす場合には、インジェクタ１の噴射量のばらつきを実用パルス幅全般において小さくすることができ、α＜γ＜βを満たす場合には、エンジンの低速回転域におけるインジェクタ１の噴射量のばらつきを小さくすることができ、β＜α＜γを満たす場合には、エンジンの高速回転域におけるインジェクタ１の噴射量のばらつきを小さくすることができる。また、噴射開始遅れ期間及び噴射量の調整はオペレータによる手動制御としたが、ステップモータ等を用いてエアギャップ調整部材３１及びアジャスティングロッド３１０を回転させ、その回転を制御部３０５に制御させる自動制御としてもよい。調整を自動制御とする場合、制御部３０７の検出結果をフィードバックしてより正確な調整が可能となる。
【出願人】 【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】 平成１２年３月１３日（２０００．３．１３）
【代理人】 【識別番号】１０００９３７７９
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 雅紀
【公開番号】 特開２００１−２５４６５７（Ｐ２００１−２５４６５７Ａ）
【公開日】 平成１３年９月２１日（２００１．９．２１）
【出願番号】 特願２０００−６８７５４（Ｐ２０００−６８７５４）