(57)【要約】【課題】チップパッキンを用いずに弁ボディ３のノズル側にストッパ面７０を設け、ノズルフルリフト規制を行う構造を提供する。【解決手段】弁ボディ３の制御ピストン非摺動部３３に段差を設け、この段差をノズルリフトのストッパ面７０として使用する。ノズルニードル４２の上端はノズルボディ４１端面より高く設定してあり、ノズルニードル４２上端と制御ピストン２２下端との間には、このストッパ面７０に規制されるスペーサ７を設け、このスペーサ７の上面には溝等の燃料通路が設けられていて、制御ピストン２２の摺動部を漏れてきたリーク燃料を通過させるとともに、ノズルフルリフトを規制する。弁ボディ３の下端面は、ノズルボディ４１の上端面と直接接触して、リテーニングナット５により締結され燃料噴射弁１を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に噴孔および弁座が設けられたノズルボディと、
端面が前記ノズルボディの他端面と直接接触して締結される弁ボディと、
前記ノズルボディ内に設けられ、軸方向に変位することによって、一端が前記弁座と着座又は離座し、前記噴孔から燃料噴射を断続するノズルニードルと、
前記弁ボディ内に摺動可能な状態で設けられ、前記ノズルニードルの他端と当接することによって、前記ノズルニードルを閉弁方向に押し付ける制御ピストンとを備えた燃料噴射弁において、
前記弁ボディのうち前記制御ピストンの非摺動部に設けられ、前記ノズルニードルの開弁方向の変位を規制するストッパを備えたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記ストッパは、前記弁ボディのノズル側端部に設けられた段付部であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料噴射弁において、
前記制御ピストンと前記ノズルニードルとの間に前記ストッパに規制されるスペーサを設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料噴射弁において、
前記スペーサに燃料通路を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁に関し、特に、ディーゼルエンジンの蓄圧式燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
〔従来の技術〕
燃料噴射弁は、ディーゼルエンジンなどの蓄圧（コモンレール）式燃料噴射装置に用いられ、コモンレールから供給される高圧燃料をエンジンの燃焼室に噴射する。
燃料噴射弁は、先端に噴射ノズルを有し、後端に電磁弁等の駆動手段を有する噴射弁本体と、高圧燃料を供給するインレットパイプと、低圧燃料をドレインに戻すアウトレットパイプから構成されるものが知られている。
【０００３】
この噴射弁本体内には、噴孔を開閉するノズルニードルが摺動自在に配設されるとともに、このノズルニードルに作用する燃料圧を保持する背圧室を形成しており、この背圧室の圧力が電磁弁等の駆動手段によって高圧側の燃料圧と低圧側の燃料圧とに切替え制御されることによりノズルニードルの上下摺動動作、すなわち開弁、閉弁動作によって高圧燃料を墳孔から間欠的に噴射する。そして、エンジンの性能向上のため、噴射初期の噴射量は一定で、再び上昇した後噴射量は略一定になり噴射切れは瞬時に終了する噴射率特性であるブーツ型噴射を達成するよう、ノズルニードルのプレリフトやフルリフトが設定されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この種の構成をもつ従来の燃料噴射弁では、第２圧力制御室の内部には環状ばね材が収納され、環状ばね材の一端はディスタンスピースの底面に形成される環状溝に当接し、他端はノズルニードルの後端に形成される大径のばね座部に当接し、ノズルニードルの連結部は第２のピストンの先端に形成される小径中実円筒部に形成されるシリンダ穴部を上下に摺動可能に構成され、初期噴射率を決定するノズルニードルのプレリフト量は、ノズルニードルとその上部にあるピストンとのギャップにより設定され、また、フルリフト量は、ばね座部とディスタンスピースの底面とのギャップにより設定可能なように、厚みが調整可能なディスタンスピースを組み替え可能な構造とすることにより構成されている（特許文献１参照）。
【０００５】
従来技術の特徴は、ブーツ型噴射を可能とし、噴射率を決定するノズルニードルのプレリフト量およびフルリフト量を、ノズルニードルと一体に動く部品群の中間部で決定するため、リフト量の設定作業が容易になり、保守点検時の作業性も向上するという効果に加え、燃料噴射弁を構成する複数の部品の寸法管理が容易になるという効果がある。
【０００６】
〔従来技術の不具合〕
ディーゼル用電子制御燃料噴射弁は、噴射量の少ない乗用車向けではノズルのリフトを規制していないが、噴射量の多いトラック向けにおいては噴射量の精度向上およびノズルスプリング座屈防止のため、ノズルのフルリフトを規制することが必要となっている。
以下、図４により従来のノズルリフト規制について説明する。ノズルリフト規制はチップパッキン（ディスタンスピース）６を用いることが一般的となっている。この構造は、チップパッキン６にノズルニードル４２の端面を接触させることで、ノズルリフト（図中の寸法Ｃ）を規制できるため、ノズルリフト規制を設けない乗用車と類似の噴射弁本体構造においてもチップパッキン６を追加することで比較的容易に、噴射量の多い機種に対応ができるという特徴があった。
【０００７】
近年、燃料噴射制御の精密化、噴霧燃料の微粒化の要請と相まって、燃料圧力は高圧化に向かっている。燃料が高圧化すれば、チップパッキン６の両端面二箇所での高圧燃料のシール性確保が重要となる。このため非常に高い面圧が必要となり、リテーニングナット５の締め増しにより軸力をアップさせるものの、噴射ノズル４の変形を伴い、ノズルボディ４１の摺動部に歪が生じ、ノズルニードル４２の摺動性や偏磨耗に問題を生じる場合があった。また、ノズルリフトはノズルニードル４２とチップパッキン６接触面のギャップＣで決定されるため、ノズルボディ４１単品、ノズルニードル４２単品の２部品の精度に影響され、工程能力が不十分な場合、ノズルフルリフトの精度悪化により噴射量の精度悪化が生じることがあった。
【特許文献１】特開平６−６６２１９号公報（第１−７頁、図３、４、８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記問題点に鑑み、チップパッキンを用いずにノズルフルリフト規制を行う構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
一端に噴孔および弁座が設けられたノズルボディと、端面がノズルボディの他端面と直接接触して締結される弁ボディと、ノズルボディ内に設けられ、軸方向に変位することによって、一端が弁座と着座又は離座し、噴孔から燃料噴射を断続するノズルニードルと、
弁ボディ内に摺動可能な状態で設けられ、ノズルニードルの他端と当接することによって、ノズルニードルを閉弁方向に押し付ける制御ピストンとを備えた燃料噴射弁において、
弁ボディのうち制御ピストンの非摺動部に設けられ、ノズルニードルの開弁方向の変位を規制するストッパを備えたことを特徴とする構成を採用している。
【００１０】
この構成によれば、ノズルニードルは弁ボディのストッパにてリフト規制が行われ、チップパッキンを廃止することができる。これによりリフト規制が可能でありながらも、圧接シール面はノズルボディ端面と弁ボディ端面の一箇所になり、リテーニングナットの過度の締め増しなしに必要なシール面圧が確保できるため、ノズルボディに発生する歪を低減でき、ノズル摺動部の偏磨耗を抑えて、噴射弁本体の経時的性能低下を抑制することができる。
【００１１】
〔請求項２の手段〕
請求項１に記載の燃料噴射弁において、ストッパは、弁ボディのノズル側端部に設けられた段付部であることを特徴とする構成を採用している。
この構成によれば、請求項１記載の発明と同様に、ノズルボディに発生する歪を低減でき、ノズル摺動部の偏磨耗を抑えて、噴射弁本体の経時的性能低下を抑制できる。
【００１２】
〔請求項３の手段〕
請求項１または２に記載の燃料噴射弁において、制御ピストンとノズルニードルとの間にストッパに規制されるスペーサを設けたことを特徴とする構成を採用している。
この構成によれば、請求項１記載の発明と同様に、ノズルボディに発生する歪を低減でき、ノズル摺動部の偏磨耗を抑えて、噴射弁本体の経時的性能低下を抑制できる。また、スペーサの厚みを選定することで、ノズルニードル端面とノズルボディ端面の段差のばらつきをスペーサの一個の部品のみで吸収可能であり、ノズルフルリフト高さの精度を向上することができる。
【００１３】
〔請求項４の手段〕
請求項３に記載の燃料噴射弁において、スペーサに燃料通路を設けたことを特徴とする構成を採用している。
この構成によれば、ノズルフルリフト時においてもリーク燃料はドレイン（低圧）側に流れることができるので、スペーサとストッパ面との間で背圧が高まることなく、ストッパ面に密着するまでリフトが達成でき、噴射量の精度悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の最良の実施形態を、図に示す実施例１とともに説明する。
【実施例１】
【００１５】
〔実施例１の構成〕
図１は、本発明の実施例１における燃料噴射弁１要部の組付け構成を示す。
蓄圧式燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁１は、広く使用されており、良く知られた構成であるため、詳細な説明は省略し、基本構成とその作用について説明する。
【００１６】
燃料噴射弁１は、先端に燃料を噴射する噴射ノズル４を備えた噴射弁本体２と、噴射弁本体２の後端に配された図示しない圧力制御手段と、図示しない電磁弁などの駆動手段とからなる。電磁弁などの駆動手段はエンジン制御装置（ＥＣＵ）〈図示せず〉から制御信号を受け、噴射弁本体２に介装された圧力制御手段に作用し、噴射弁本体２に内装された制御ピストン２２、および噴射ノズル４に内装されたノズルニードル４２を変位させ、噴射ノズル４の図示しない墳孔を開閉させる。この開閉制御によりエンジンの運転状況に応じて噴射ノズル４から噴射される噴射燃料の量、タイミングなどが調整される。
【００１７】
噴射弁本体２は、棒状を呈し、軸心に貫通したシリンダ３０が設けられると共に、シリンダ３０に並行して高圧燃料通路３１が設けられた弁ボディ３を有する。弁ボディ３の内部には、圧力制御手段が設けられ、圧力制御手段は、軸心に貫通したシリンダ３０内に図示しないスプリングにより付勢された制御ピストン２２を上下に摺動させるとともに、軸心に並行した高圧燃料通路３１と連通している。弁ボディ３の先端には、噴射ノズル４がリテーニングナット５により同軸的に締結されている。
【００１８】
噴射ノズル４は、ノズルボディ４１と図示しないノズルからなり、ノズルには図示しない噴孔室が設けられ、噴孔室の先端には所定の大きさと数の噴孔があけられている。また、ノズルボディ４１の軸心には、ノズルニードル４２が内装され、そのノズルニードル４２の先端は図示しない噴孔室に当接し、中間部分は燃料溜り４５で受圧し、後端はスペーサ７を介して制御ピストン２２に接合するとともに、弁ボディ３の制御ピストン非摺動部３３に挟持されたノズルスプリング４３により下方に付勢され、燃料溜り４５の受圧とバランスしている。また、燃料溜り４５は傾斜する高圧燃料通路４４と交差し、高圧燃料通路３１と連通している。そして、リテーニングナット５により弁ボディ３と同軸的に連結され、弁ボディ３の下端面と噴射ノズル４の上端面で圧接シールを形成して噴射弁本体２が構成される。
【００１９】
しかるに、本発明の実施例１では、弁ボディ３の下端とノズルボディ４１の上端との間にスペーサ７を挟装させている。つまり、弁ボディ３下端の制御ピストン非摺動部３３にシリンダ３０と同軸で、シリンダ３０よりは内径が大きく、その底部に所定の面積を有するストッパ面７０を設けるように開孔されたスペーサ穴７１が設けられ、そのスペーサ穴７１内に滑らかな上下摺動を可能とする所定の厚さを有するスペーサ７が制御ピストン２２とノズルニードル４２との間に挟装して構成されている。
【００２０】
スペーサ穴７１の深さとスペーサ７の厚みは、あらかじめスペーサ７とストッパ面７０の隙間（リフト）が所定の大きさになるように決定されているので、圧力制御手段によって圧力が低圧に変わって圧力バランスがくずれ、制御ピストン２２が上方に移動するとともに、ノズルニードル４２も上方に移動し、開弁が始まって高圧燃料が噴孔から噴霧する。制御圧力の変化に応じ、ノズルニードル４２の移動、つまりリフトも増えて噴霧量も増えるが、スペーサ７がストッパ面７０に当接するまでのリフトしか許容されない。つまり、ノズルニードル４２のフルリフトはこのストッパ面７０で制限されることとなる。
【００２１】
また、スペーサ７のストッパ面７０と当接する上面には図２に示すように、適当な幅と深さをもつ溝状の燃料通路８が形成されており、制御ピストン２２の摺動部を漏れてきたリーク燃料が通過できるように構成されている。
【００２２】
実施例１では、弁ボディ３の下端にスペーサ穴７１とスペーサ７を挟装するように構成したが、ノズルニードル４２の径が制御ピストン非摺動部３３の径より大きい場合は、スペーサ７を挟装することは不要となり、ノズルニードル４２の上端面が直接ストッパ面７０に当接することで、リフト規制が可能である。
【００２３】
また、この場合スペーサ穴７１の段付部はあってもなくてもリフト規制は可能であるが、ノズルニードル４２上端面とノズルボディ４１上端面および制御ピストン２２下端面の組付けのばらつきを吸収（修正）するのに段付部があった方が好適である（段付部を設けない場合のばらつき吸収（修正）は、鏡面仕上げを要する圧接シール面の弁ボディ３下端とノズルボディ４１上端で修正せざるを得ず、精度上複雑となる懸念がある）。
【００２４】
また、実施例１では、弁ボディ３の下端にスペーサ穴７１とスペーサ７を挟装するように構成したが、これに限らずノズルボディ４１の上端にスペーサ穴７１とスペーサ７を挟装し、弁ボディ３の下端がストッパ面となるように構成しても構わない。また、スペーサ７の上面に燃料通路８を形成したが、スペーサ７に限らずストッパ面７０にリーク燃料の燃料通路８が構成されていても構わない。また、燃料通路８はスペーサ７の上面に形成されるに限らず、上面から下面に向かって切欠き溝形状が側面に、円孔形状が中心近傍に形成されていてもよい。
【００２５】
〔実施例１の効果〕
本実施例では、単に弁ボディ３の下端に所定の深さのスペース穴７１を設け、スペーサ穴７１内に所定の厚みのスペーサ７を制御ピストン２２とノズルニードル４２との間に挟装して、リテーニングナット５で締結する構成であるので、ノズルニードル４２は弁ボディ３のスペーサ穴７１のストッパ面７０にてリフト規制が行われ、チップパッキンを廃止することができる。
【００２６】
これによりリフト規制が可能でありながらも、圧接シール面はノズルボディ４１端面と弁ボディ３端面の一箇所になり、リテーニングナット５の過度の締め増しなしに必要なシール面圧が確保できるため、ノズルボディ４１に発生する歪を低減でき、ノズル摺動部の偏磨耗を抑えて、噴射弁本体２の経時的性能低下を抑制することができる。
【００２７】
また、スペーサ７の厚みを選定することで、ノズルニードル４２端面とノズルボディ４１端面の段差のばらつきをスペーサ７の一個の部品のみで吸収可能であり、ノズルフルリフト高さの精度を向上することができる。
【実施例２】
【００２８】
図３は、本発明の実施例２である燃料噴射弁１の要部の組付け構成を示す。
この実施例において、実施例１と異なるのは、スペーサ７を別体としてスペーサ穴７１に挟装するのではなく、ノズルニードル４２上端部を所定のスペーサ形状に一体化したことが特徴である。実施例２において、他の構成は実施例１と変わらない。
【００２９】
こうすることにより、ノズルニードル４２と同心にスペーサ７を一体加工することができ、よってスペーサ７の厚みを必要以上に厚くしなくても、スペーサ穴７１内での摺動は可能となり、スペーサ７が傾いたり、こじりを起こして摺動が不円滑になることはない。つまり、スペーサ７の厚みは、ストッパ面７０に当接して変形や破壊をしない程度の厚みで済ませることが可能で、軽量化や応答性向上に有利である特徴をもつ。
【００３０】
また、単にスペーサ７をノズルニードル４２と一体的に構成しているので、実施例１と同様に、ノズルニードル４２は弁ボディ３のスペーサ穴７１のストッパ面７０にてリフト規制が行われ、チップパッキンを廃止することができる。これによりリフト規制が可能でありながらも、圧接シール面はノズルボディ４１端面と弁ボディ３端面の一箇所になり、リテーニングナット５の過度の締め増しなしに必要なシール面圧が確保できるため、ノズルボディ４１に発生する歪を低減でき、ノズル摺動部の偏磨耗を抑えて、噴射弁本体２の経時的性能低下を抑制することができる。
【００３１】
また、スペーサ７の厚みは最低限薄くすることが可能で軽量化や高応答性に優れ、スペーサ７の厚みを選定することで、ノズルニードル４２上端面とノズルボディ４１上端面の段差のばらつきをスペーサ７を一体化したノズルニードル４２の一個の部品のみで吸収可能であり、ノズルフルリフト高さの精度を向上することができる。
【００３２】
この実施例では、ノズルニードル４２と同心に一体加工したスペーサ７を弁ボディ３の下端のスペーサ穴７１に装着するように構成したが、これに限らずノズルボディ４１の上端にスペーサ穴７１を設け、弁ボディ３の下端をストッパ面７０として、スペーサ７を装着するように構成しても構わない。また、スペーサ７の上面にリーク燃料の燃料通路８を形成したが、スペーサ７に限らずストッパ面７０にリーク燃料の燃料通路８が構成されていても構わない。また、燃料通路８はスペーサ７の上面に限らず、側面にあってもよいし、上下面を連通する円孔であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】燃料噴射弁要部の断面図である（実施例１）。
【図２】スペーサの平面図である（実施例１）。
【図３】燃料噴射弁要部の断面図である（実施例２）。
【図４】燃料噴射弁要部の断面図である（従来例）。
【符号の説明】
【００３４】
１      燃料噴射弁
２      噴射弁本体
２２    制御ピストン
３      弁ボディ
３０    シリンダ
３１    高圧燃料通路
３３    制御ピストン非摺動部
４      噴射ノズル
４１    ノズルボディ
４２    ノズルニードル
６      チップパッキン（ディスタンスピース）
７      スペーサ
７０    ストッパ面
８      燃料通路
【図１】
2006312892.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006312892.tif 000006