(57)【要約】【課題】ノズル孔７に高圧燃料が供給される燃料噴射ノズル１において、ノズルニードル３の動きを安定させるのに必要な絞り２６を、容易で安価な加工により確保する。【解決手段】ノズルニードル３は、所定の軸方向位置に、ノズル孔７との摺動部をなすとともにノズル孔内周面２２との間に燃料通路２３を形成するための平面削部２４を有し、平面削部２４とは異なる軸方向位置に円筒部２５を有する。そして、ノズル孔内周面２２と円筒部２５との間で燃料通路２３に連通する絞り２６を形成する。これによれば、噴射特性に影響を与える絞り機能を円筒部２５が担うので、平面削部２４は燃料流路形成及び摺動部としての機能を果たすのに必要な加工精度で形成すればよく、加工コストが低減できる。また、円筒面は、研削面２９に比べて容易且つ安価に高精度に加工できるため、ノズル１の絞り２６を容易で安価な加工により確保することができる。【選択図】図１
2010116801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に噴孔を有するとともに、前記噴孔に通じるノズル孔を有するノズルボディと、
前記ノズル孔に摺動自在に収容されて、前記噴孔を開閉するノズルニードルとを備える燃料噴射ノズルであって、
前記ノズルニードルは、
所定の軸方向位置に、前記ノズル孔との摺動部をなすとともに前記ノズル孔内周面との間に燃料通路を形成するための平面削部を有し、
前記平面削部とは異なる軸方向位置に円筒部を有するとともに、前記ノズル孔内周面と前記円筒部との間で前記燃料通路に連通する絞りを形成することを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記平面削部は、前記ノズルニードルの２つの所定の軸方向位置に形成され、
前記円筒部は、前記２つの平面削部の間に挟まれた軸方向位置に形成されていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記ノズルニードルは、筒状のアウターニードルと前記アウターニードルの内側に摺動自在に挿入されたインナーニードルにより構成され、
前記平面削部及び前記円筒部は、前記アウターニードル及び前記インナーニードルの少なくとも一方に形成されていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項４】
請求項１または２に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記ノズルニードルは、単ニードルであることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用の燃料噴射ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料噴射ノズルとして、ノズルニードルの後端部に圧力制御室を有し、ノズルニードルがノズルボディに穿設されたノズル孔内に摺動自在に保持されて、ノズル孔に高圧燃料が供給されるものがある。
【０００３】
そして、図５に示すように、このような燃料噴射ノズル１００では、ノズルニードル１０１の外周面の周方向の数箇所を切削・研削して平面凹部１０２を設けて燃料流路１０３を確保するとともに、その平面凹部１０２に絞り１０５としての機能を果たさせ、さらに、平面凹部１０２と平面凹部１０２との間の円弧面１０６をノズルニードル１０１とノズルボディ１０７との摺動面として機能させている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
ここで、絞り１０５は、ノズルニードル１０１の上方側と下方側との間で圧力差を生じさせることで、噴孔開弁に伴う圧力変動によるノズルニードル１０１の挙動異常を防ぐために設けられているものであり、この絞り１０５があることにより、噴射期間・噴射量特性の線形性を確保し、所望の噴射量で噴射できるようになる。このため、絞り１０５の流路形状が噴射特性に与える影響は大きいので、高精度に形成する必要がある。
【０００５】
しかし、従来の燃料噴射ノズル１００では、平面凹部１０２に絞り機能を兼ねさせているため、絞り１０５を高精度に形成するためには、平面凹部１０２の平面研削面を高精度に管理する必要がある。
しかし、平面研削面の研削深さ、平面度、対称度を高精度に管理するためには、加工コストが増加するという問題がある。
【特許文献１】特開２００７−２９７９６２号公報
【特許文献２】特開２００８−２１５３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ノズルニードルの動きを安定させるのに必要な絞りを、容易で安価な加工により確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の燃料噴射ノズルは、先端部に噴孔を有するとともに、噴孔に通じるノズル孔を有するノズルボディと、ノズル孔に摺動自在に収容されて、噴孔を開閉するノズルニードルとを備える。
そして、ノズルニードルは、所定の軸方向位置に、ノズル孔との摺動部をなすとともにノズル孔内周面との間に燃料通路を形成するための平面削部を有する。また、ノズルニードルは、平面削部とは異なる軸方向位置に円筒部を有するとともに、ノズル孔内周面と円筒部との間で燃料通路に連通する絞りを形成する。
【０００８】
これによれば、絞り機能を、平面削部ではなく円筒部が担うので、平面削部は燃料流路形成及び摺動部としての機能を果たすのに必要な加工精度（絞り機能を果たす場合よりも低い加工精度）で形成すればよく、加工コストが低減できる。また、円筒面は、平面削面に比べて容易且つ安価に高精度に加工できるため、絞り機能を円筒部に担わせることにより、絞りを容易で安価な加工により確保することができる。
【０００９】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の燃料噴射ノズルによれば、平面削部は、ノズルニードルの２つの所定の軸方向位置に形成され、円筒部は、２つの平面削部の間に挟まれた軸方向位置に形成されている。
【００１０】
円筒部にはノズルボディとの摺動部としての機能はないため、摺動部を有する平面削部で軸方向に円筒部を挟むことで、より安定した摺動特性を得ることができる。
【００１１】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の燃料噴射ノズルによれば、ノズルニードルは、筒状のアウターニードルとアウターニードルの内側に摺動自在に挿入されたインナーニードルにより構成され、平面削部及び円筒部は、アウターニードル及びインナーニードルの少なくとも一方に形成されている。すなわち、アウターニードル及びインナーニードルを有する可変噴孔タイプの燃料噴射ノズルに適用可能である。
【００１２】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の燃料噴射ノズルによれば、ノズルニードルは、単ニードルである。すなわち、単ニードルタイプの燃料噴射ノズルに適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
最良の形態１の燃料噴射ノズルは、先端部に噴孔を有するとともに、噴孔に通じるノズル孔を有するノズルボディと、ノズル孔に摺動自在に収容されて、噴孔を開閉するノズルニードルとを備える。
そして、ノズルニードルは、所定の軸方向位置に、ノズル孔との摺動部をなすとともにノズル孔内周面との間に燃料通路を形成するための平面削部を有する。また、ノズルニードルは、平面削部とは異なる軸方向位置に円筒部を有するとともに、ノズル孔内周面と円筒部との間で燃料通路に連通する絞りを形成する。
【００１４】
また、平面削部は、ノズルニードルの２つの所定の軸方向位置に形成され、円筒部は、２つの平面削部の間に挟まれた軸方向位置に形成されている。
また、ノズルニードルは、筒状のアウターニードルとアウターニードルの内側に摺動自在に挿入されたインナーニードルにより構成され、平面削部及び円筒部は、アウターニードル及びインナーニードルの少なくとも一方に形成されている。
【００１５】
最良の形態２の燃料噴射ノズルは、ノズルニードルが単ニードルである。
【実施例１】
【００１６】
〔実施例１の構成〕
実施例１の燃料噴射ノズル（以下、ノズルとする）１を、図１〜３を用いて説明する。
ノズル１は、例えば、周知の電磁弁とともに、ディーゼル機関のコモンレール式燃料噴射システムにおいてコモンレールから分配された燃料をエンジン（図示せず）の気筒内に噴射供給するインジェクタを構成するものである。
【００１７】
ノズル１は、図１に示す様に、ノズルボディ２、ノズルニードル３、スプリング４等により構成される。
【００１８】
ノズルボディ２は、先端部に噴孔６を有するとともに、噴孔６に通じるノズル孔７を有する。ノズル孔７には、ノズルニードル３、スプリング４等を収納されるとともに、コモンレールからの高圧燃料が供給される。また、ノズル孔７の先端部には円錐状の弁座８、弁座８の下流に凹設されて噴孔６に連通するサック室９が形成されている。
【００１９】
ノズルニードル３は、ノズル孔７に摺動自在に収容されて、図示しない電磁アクチュエータ（例えばソレノイド、ピエゾ素子）により駆動されて、噴孔６を開閉するものである。
ノズルニードル３は、上端側に圧力制御室１２を有しており、圧力制御室１２は、コモンレールからの高圧燃料が供給される高圧流路（図示せず）および低圧側へ連通する低圧流路（図示せず）と接続している。そして、電磁アクチュエータによって圧力制御室１２と低圧流路及び高圧流路との間の連通を開閉することで、圧力制御室１２の圧力が増減されて、ノズルニードル３が変位する。
【００２０】
尚、本実施例では、ノズルニードル３は、筒状のアウターニードル１３とアウターニードル１３の内側に摺動自在に挿入されインナーニードル１４により構成されている。そして、噴孔６は、アウターニードル１３により開閉される上流側の第１噴孔１５と、インナーニードル１４により開閉される下流側の第２噴孔１６とからなる。
【００２１】
スプリング４は、ノズルニードル３の段差に係止されるばね座１９と、ノズル孔７の上端部内周に配されたシリンダ２０の下端面との間に配設され、ノズルニードル３を閉弁方向（図示下方）に付勢している。
【００２２】
〔実施例１の特徴〕
ノズルニードル３は、所定の軸方向位置に、ノズル孔７との摺動部をなすとともにノズル孔内周面２２との間に燃料通路２３を形成するための平面削部２４を有し、平面削部２４とは異なる軸方向位置に円筒部２５を有する。そして、ノズル孔内周面２２と円筒部２５との間で燃料通路２３に連通する絞り２６を形成する。また、平面削部２４は、ノズルニードル３の２つの所定の軸方向位置に形成され、円筒部２５は、２つの平面削部２４の間に挟まれた軸方向位置に形成されている。
【００２３】
すなわち、アウターニードル１３は、図１（ｂ）、図２に示すように、外周を平面研削した研削面２９が周方向に３か所形成された平面削部２４を有し、研削面２９とノズル孔内周面２２との間に形成される隙間が燃料通路２３として機能し、研削面２９と研削面２９との間の円弧面３０がノズル孔内周面２２との摺動部として機能する。研削面２９は、３か所に限定されるものではなく、２か所、あるいは４か所以上でもよい。尚、摺動性能と加工コストとのバランスの観点からは、２〜５か所が好ましい。
【００２４】
平面削部２４は、軸方向の異なる位置に２箇所設けられており、円筒部２５は、２つの平面削部２４の間に挟まれた軸方向位置に設けられている。そして、円筒部２５とノズル孔内周面２２との間の環状の隙間が絞り２６となる。
【００２５】
そして、インナーニードル１４は、図３に示すように、例えば、軸方向においてアウターニードル１３の平面削部２４形成位置よりも先端側に、２箇所の平面削部３２、及び２つの平面削部３２の間に挟まれた円筒部３３を有する。平面削部３２の形状は、平面削部２４と同様に研削面２９が３か所に形成されている。尚、平面削部２４と平面削部３２の研削面の数は、異なっていてもよい。
【００２６】
尚、本実施例では、例えば、ノズル孔７の孔径Ｄが４ｍｍとすると、平面削部２４の深さｈは０．６ｍｍであり、円筒部２５の外径ｄは３．７５ｍｍである。そして、アウターニードル１３の軸方向長さＬが１０．５ｍｍとすると、円筒部２５の軸方向長さｌは６．５ｍｍである。
【００２７】
〔実施例１のノズル１の作動〕
次に、ノズル１の作動を説明する。
コモンレールからの高圧燃料は、ノズル１の圧力制御室１２とノズル孔７に導入される。これにより、圧力制御室１２の圧力が高圧に保たれ、圧力制御室１２の高圧圧力が、ノズルニードル３に作用して、ノズルニードル３を閉弁方向（図示下方）へ付勢する。また、ノズル孔７に導入された高圧燃料は、ノズルニードル３の受圧面に作用して、ノズルニードル３を開弁方向（図示上方）に付勢する。
【００２８】
圧力制御室１２が低圧流路に対して閉じられ、高圧流路と連通しているときには、圧力制御室１２の圧力及びスプリング４の付勢力によるノズルニードル３を閉弁方向へ押し付ける圧力が、ノズルニードル３を開弁方向に押し上げる圧力よりも大きいため、ノズルニードル３が弁座８に着座し、噴孔６は閉じられている。
【００２９】
そして、電磁アクチュエータにより圧力制御室１２が低圧流路に対して開放されると、圧力制御室１２の圧力が低下し、ノズルニードル３を開弁方向に押し上げる圧力の方が大きくなるため、まず、アウターニードル１３がリフトし第１噴孔１５を開き、次いで、インナーニードル１４がリフトし第２噴孔１６を開き、燃料が噴射される。
【００３０】
このとき、絞り２６により、ノズルニードル３の上方側と下方側の圧力に圧力差を生じさせ、上方側の圧力を高めにして、ノズルニードル３が勢いよくリフトし過ぎてしまわないよう押さえつけている。これにより、噴射期間・噴射量特性の線形性を確保でき、所望の噴射特性を得ることができる。
【００３１】
〔実施例１の効果〕
本実施例では、ノズル孔７との摺動部をなすとともにノズル孔内周面２２との間に燃料通路２３を形成するための平面削部２４を有し、平面削部２４とは異なる軸方向位置に円筒部２５を有する。そして、ノズル孔内周面２２と円筒部２５との間で燃料通路２３に連通する絞り２６を形成する。
【００３２】
これによれば、噴射特性に影響を与える絞り機能を、平面削部２４ではなく円筒部２５が担うので、平面削部２４は燃料流路形成及び摺動部としての機能を果たすのに必要な加工精度（絞り機能を果たす場合よりも低い加工精度）で形成すればよく、加工コストが低減できる。また、円筒面は、研削面２９に比べて容易且つ安価に高精度に加工できるため、絞り機能を円筒部２５に担わせることにより、絞り２６を容易で安価な加工により確保することができる。
【００３３】
また、円筒部２５は、２つの平面削部２４の間に挟まれた軸方向位置に形成されている。
円筒部２５の外周面はノズル孔内周面２２に摺接せず、円筒部２５には摺動部としての機能がないため、摺動部としての機能を有する２つの平面削部２４で軸方向に円筒部２５を挟むことで、より安定したノズルニードル３の摺動特性を得ることができる。
【実施例２】
【００３４】
〔実施例２の構成〕
実施例２のノズル１を、実施例１とは異なる点を中心に図４を用いて説明する。
実施例１のノズル１は、アウターニードル１３及びインナーニードル１４を有する可変噴孔ノズルであったが、実施例２のノズル１は、単ニードルノズルであり、ノズルニードル３に平面削部３４及び円筒部３５が形成されている。
【００３５】
〔変形例〕
実施例１では、アウターニードル１３及びインナーニードル１４の両方に、それぞれ、平面削部２４、３２及び円筒部２５、３３が設けられていたが、平面削部および円筒部をアウターニードル１３及びインナーニードル１４のいずれか一方に設けてもよい。すなわち、平面削部２４及び円筒部２５のみを設け、インナーニードル１４には平面削部及び円筒部を設けない態様、平面削部３２及び円筒部３３のみを設け、アウターニードル１３には平面削部及び円筒部を設けない態様としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）は燃料噴射ノズルの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（実施例１）。
【図２】アウターニードルの構成図である（実施例１）。
【図３】（ａ）はノズルニードルの構成図であり、（ｂ）はインナニードルの構成図である（実施例１）。
【図４】燃料噴射ノズルの断面図である（実施例２）。
【図５】（ａ）は燃料噴射ノズルの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である（従来例）。
【符号の説明】
【００３７】
１  ノズル（燃料噴射ノズル）
２  ノズルボディ
３  ノズルニードル
６  噴孔
７  ノズル孔
１３  アウターニードル
１４  インナーニードル
２２  ノズル孔内周面
２３  燃料通路
２４、３２、３４  平面削部
２５、３３、３５  円筒部
２６  絞り
２９  研削面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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