(57)【要約】【課題】ニードル３の低リフト時に第２噴孔８からの燃料リークを防止でき、且つサック室９内のデッドボリュームを低減できる燃料噴射ノズル１を提供する。【解決手段】ニードル３の先端部には、ノズルボディ２のサック室９に入り込む突出端部１４が設けられ、その突出端部１４の外周面に凹溝１４ａが形成されている。弁部材４は、サック室９の内周面と凹溝１４ａとの間に形成される空間に配設され、第２噴孔８の入口に近接して配置されている。  ニードル３の低リフト時には、弁部材４と第２噴孔８の入口との間（狭い隙間）を流速の大きい燃料が通過する際に負圧が発生し、この負圧が弁部材４を第２噴孔８の入口に引っ張る力として作用する。その結果、弁部材４が第２噴孔８の入口を塞ぐと、弁部材４に作用する圧力差によって弁部材４が第２噴孔８の入口に押し付けられるため、第２噴孔８の入口が弁部材４によって確実に閉じられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に第１噴孔と第２噴孔とを有すると共に、前記第１噴孔より上流側に円錐状のシート面が形成され、更に前記第１噴孔より下流側にサック室が凹設されて、このサック室の内周面に前記第２噴孔の入口が穿設されたノズルボディと、
このノズルボディの内部に往復動可能に収容され、閉弁時に前記シート面に着座するシートラインが設けられたニードルと、
前記第２噴孔の入口に近接して配置され、前記第２噴孔を開閉可能な弁部材とを備える燃料噴射ノズルであって、
前記ニードルの先端部には、前記サック室に入り込む突出端部が設けられると共に、この突出端部の外周面に凹溝が形成され、
前記弁部材は、前記サック室の内周面と前記凹溝との間に形成される空間に配設され、前記ニードルのリフト量が小さい低リフト時に、前記第２噴孔の内側（前記サック室側）と外側（前記ノズルボディの外側）との圧力差により前記第２噴孔の入口に押し付けられて前記第２噴孔を閉じ、前記ニードルのリフト量が大きい高リフト時に、前記ニードルに持ち上げられて前記第２噴孔を開くことを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項２】
先端部に第１噴孔と第２噴孔とを有すると共に、前記第１噴孔より上流側に円錐状のシート面が形成され、更に前記第１噴孔より下流側にサック室が凹設されて、このサック室の内周面に前記第２噴孔の入口が穿設されたノズルボディと、
このノズルボディの内部に往復動可能に収容され、閉弁時に前記シート面に着座するシートラインが設けられたニードルと、
前記第２噴孔の入口に近接して配置され、前記第２噴孔を開閉可能な弁部材とを備える燃料噴射ノズルであって、
前記ノズルボディは、少なくとも前記第２噴孔の入口周辺が磁化されており、
前記ニードルの先端部には、前記サック室に入り込む突出端部が設けられると共に、この突出端部の外周面に凹溝が形成され、
前記弁部材は、前記サック室の内周面と前記凹溝との間に形成される空間に配設され、前記ニードルのリフト量が小さい低リフト時に、磁化された前記第２噴孔の入口周辺に吸引されて前記第２噴孔を閉じ、前記ニードルのリフト量が大きい高リフト時に、前記ニードルに持ち上げられて前記第２噴孔を開く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に記載した燃料噴射ノズルにおいて、
前記ノズルボディのサック室には、前記ニードルの閉弁時に前記弁部材を下側から保持するホルダ部が設けられ、
前記弁部材は、前記ホルダ部に保持されることで、前記第２噴孔の入口近傍に配設されることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項４】
請求項１〜３に記載した何れかの燃料噴射ノズルにおいて、
前記弁部材は、球体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、ニードルのリフト量に応じて噴孔面積（噴孔数）が増大する燃料噴射ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１に開示された燃料噴射ノズルがある。
この燃料噴射ノズルは、図７に示す様に、第１噴孔１００と第２噴孔１１０とを有するノズルボディ１２０と、このノズルボディ１２０の内部を上下動可能に収容されたニードル１３０とを備える。
ノズルボディ１２０は、ニードル１３０を収容する縦孔の下端部が円錐状に凹設されると共に、その下流側にサック室１４０が形成されて、円錐状の内周面に第１噴孔１００の入口が開口し、サック室１４０の内周面に第２噴孔１１０の入口が開口している。
ニードル１３０は、ノズルボディ１２０のシート面１５０（第１噴孔１００より上流側の円錐内周面）に着座するシートライン１６０が設けられると共に、サック室１４０に摺動自在に嵌合する摺動軸部１７０が設けられ、この摺動軸部１７０の内部に燃料流路１８０が形成されている。
【０００３】
ニードル１３０の閉弁時には、シートライン１６０がシート面１５０に着座することで、ニードル１３０の周囲に形成される燃料通路１９０と第１噴孔１００及び第２噴孔１１０との間が遮断される。
ニードル１３０の低リフト時には、図７（ａ）に示す様に、シートライン１６０がシート面１５０から離れて燃料通路１９０と第１噴孔１００との間が連通することで、第１噴孔１００より噴射が行われる。このとき、ニードル１３０の摺動軸部１７０が第２噴孔１１０の入口を閉じているため、第２噴孔１１０から噴射されることはない。
ニードル１３０の高リフト時には、図７（ｂ）に示す様に、第１噴孔１００からの噴射（実線ａで示す）と共に、摺動軸部１７０に形成された燃料流路１８０を通ってサック室１４０に流れ込んだ燃料が第２噴孔１１０より噴射される（実線ｂで示す）。
【特許文献１】特開２００４−１１５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記の燃料噴射ノズルは、ニードル１３０の低リフト時に、摺動軸部１７０が第２噴孔１１０を閉じる役割を持っていると同時に、サック室１４０に摺動するために、サック室１４０の内周面と摺動軸部１７０の外周面との間に摺動隙間を確保する必要がある。つまり、摺動軸部１７０には、第２噴孔１１０を閉じると共に、サック室１４０に摺動するための相反する機能が要求される。このため、ニードル１３０の低リフト時には、前記摺動隙間に流れ込んだ燃料が第２噴孔１１０よりリークし、ＨＣとなって排出されるという問題が発生する。
【０００５】
また、摺動軸部１７０には、ニードル１３０の高リフト時に燃料通路１９０からサック室１４０へ高圧燃料を導くための燃料流路１８０を設けているため、その分、サック室１４０内のデッドボリュームが大きくなり、噴射後の液だれがＨＣ増加に繋がるという問題もある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、ニードルの低リフト時に第２噴孔からの燃料リークを防止でき、且つサック室内のデッドボリュームを低減できる燃料噴射ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（請求項１の発明）
本発明は、先端部に第１噴孔と第２噴孔とを有すると共に、第１噴孔より上流側に円錐状のシート面が形成され、更に第１噴孔より下流側にサック室が凹設されて、このサック室の内周面に第２噴孔の入口が穿設されたノズルボディと、このノズルボディの内部に往復動可能に収容され、閉弁時にシート面に着座するシートラインが設けられたニードルと、第２噴孔の入口に近接して配置され、第２噴孔を開閉可能な弁部材とを備える燃料噴射ノズルであって、ニードルの先端部には、サック室に入り込む突出端部が設けられると共に、この突出端部の外周面に凹溝が形成され、弁部材は、サック室の内周面と凹溝との間に形成される空間に配設され、ニードルのリフト量が小さい低リフト時に、第２噴孔の内側（サック室側）と外側（ノズルボディの外側）との圧力差により第２噴孔の入口に押し付けられて第２噴孔を閉じ、ニードルのリフト量が大きい高リフト時に、ニードルに持ち上げられて第２噴孔を開くことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、ニードルの閉弁時、つまりニードルのシートラインがノズルボディのシート面に着座している時は、第１噴孔の上流側でシールされるため、第１噴孔および第２噴孔より燃料が噴射されることはない。
ニードルの低リフト時には、シートラインがシート面から離れて第１噴孔より噴射が行われると共に、弁部材に作用する内外の圧力差によって弁部材が第２噴孔の入口に押し付けられ、第２噴孔を閉じることで、第２噴孔からの燃料リークを防止できる。
また、ニードルの高リフト時には、弁部材がニードルに持ち上げられて第２噴孔を開くことにより、第１噴孔と第２噴孔の両方から燃料が噴射される。この第２噴孔より噴射される燃料は、第１噴孔の上流側よりシート面上を流れてサック室に流れ込むので、ニードルの内部に燃料流路を設ける必要がなく、デッドボリュームを小さくできる。
【０００８】
（請求項２の発明）
本発明は、先端部に第１噴孔と第２噴孔とを有すると共に、第１噴孔より上流側に円錐状のシート面が形成され、更に第１噴孔より下流側にサック室が凹設されて、このサック室の内周面に第２噴孔の入口が穿設されたノズルボディと、このノズルボディの内部に往復動可能に収容され、閉弁時にシート面に着座するシートラインが設けられたニードルと、第２噴孔の入口に近接して配置され、第２噴孔を開閉可能な弁部材とを備える燃料噴射ノズルであって、ノズルボディは、少なくとも第２噴孔の入口周辺が磁化されており、ニードルの先端部には、サック室に入り込む突出端部が設けられると共に、この突出端部の外周面に凹溝が形成され、弁部材は、サック室の内周面と凹溝との間に形成される空間に配設され、ニードルのリフト量が小さい低リフト時に、磁化された第２噴孔の入口周辺に吸引されて第２噴孔を閉じ、ニードルのリフト量が大きい高リフト時に、ニードルに持ち上げられて第２噴孔を開くことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、ニードルの閉弁時、つまりニードルのシートラインがノズルボディのシート面に着座している時は、第１噴孔の上流側でシールされるため、第１噴孔および第２噴孔より燃料が噴射されることはない。
ニードルの低リフト時には、シートラインがシート面から離れて第１噴孔より噴射が行われると共に、弁部材が磁化された第２噴孔の入口周辺に吸引されて第２噴孔を閉じることで、第２噴孔からの燃料リークを防止できる。
また、ニードルの高リフト時には、弁部材がニードルに持ち上げられて第２噴孔を開くことにより、第１噴孔と第２噴孔の両方から燃料が噴射される。この第２噴孔より噴射される燃料は、第１噴孔の上流側よりシート面上を流れてサック室に流れ込むので、ニードルの内部に燃料流路を設ける必要がなく、デッドボリュームを小さくできる。
【００１０】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載した燃料噴射ノズルにおいて、ノズルボディのサック室には、ニードルの閉弁時に弁部材を下側から保持するホルダ部が設けられ、弁部材は、ホルダ部に保持されることで、第２噴孔の入口近傍に配設されることを特徴とする。
これにより、弁部材を第２噴孔の入口近傍に配設できるので、ニードルの低リフト時に、弁部材が速やかに第２噴孔の入口を閉じることが可能となる。
【００１１】
（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかの燃料噴射ノズルにおいて、弁部材は、球体であることを特徴とする。
この場合、弁部材の姿勢変化に係わりなく、ニードルの低リフト時に安定して第２噴孔の入口を閉じることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は実施例１に係るノズル先端部の断面図であり、図２は燃料噴射ノズルの全体断面図である。
実施例１に示す燃料噴射ノズル１は、例えば、ディーゼル機関用のインジェクタに用いることができ、図２に示す様に、ノズルボディ２とニードル３及び弁部材４（図１参照）とで構成される。
ノズルボディ２には、軸方向（図２の上下方向）に穿設された縦孔５と、この縦孔５に通じる燃料供給路６、及び燃料を噴射するための噴孔（第１噴孔７と第２噴孔８）等が設けられている。
【００１４】
縦孔５の下端部は、図１に示す様に、円錐状に凹設され、更にその先端側（下流側）が筒状に凹設されている。以下、筒状に凹設された空間をサック室９と呼ぶ。
また、縦孔５の途中には油溜まり１０（図２参照）が設けられて、この油溜まり１０に燃料供給路６が接続されている。
第１噴孔７と第２噴孔８は、それぞれノズルボディ２の先端壁部を貫通して設けられ、第１噴孔７の入口が前記円錐状の内周面に穿設され、第２噴孔８の入口がサック室９の内周面（側面）に穿設されている。ここで、円錐状の内周面のうち、第１噴孔７の入口より上流側をシート面１１（図１参照）と呼ぶ。
【００１５】
ニードル３は、図２に示す様に、油溜まり１０より上側の縦孔５に微小なクリアランスを有して摺動可能に嵌合する摺動部３ａを有し、この摺動部３ａを介して縦孔５の内部を上下動可能に設けられている。ニードル３の摺動部３ａより下側は、摺動部３ａより軸径が細く設けられて、縦孔５との間に環状の空間を有している。この環状の空間は、燃料通路１２を形成し、油溜まり１０を介して燃料供給路６に通じている。
ニードル３の先端部は、図１に示す様に、外径が次第に小さくなる円錐形状に設けられ、その円錐形状の外周面にシートライン３ｂを形成する稜線が設けられている。シートライン３ｂは、ニードル３の閉弁時にシート面１１に着座（当接）してシート部１３を形成し、このシート部１３によって燃料通路１２と第１噴孔７との間が遮断される。
【００１６】
前記円錐形状の先端側には、サック室９に入り込む突出端部１４が設けられている。この突出端部１４は、サック室９の内部に余裕を持って入り込むことができる様に、サック室９との間に所定の隙間が確保されている。つまり、突出端部１４がサック室９に摺動する構成ではなく、ニードル３のリフト時に、突出端部１４とサック室９との間に高圧燃料が流れ込むことができる隙間を有している。
突出端部１４の外周面には、図３に示す様に、第２噴孔８の入口に面して凹溝１４ａが形成されている。この凹溝１４ａは、突出端部１４の外周面から一定の深さと、突出端部１４の上下方向に所定の長さを有して断面矩形状に凹設されている。
【００１７】
弁部材４は、例えば、球体であり、第２噴孔８の入口を閉塞できるだけの直径を有している。この弁部材４は、サック室９の内周面と凹溝１４ａとの間に形成される空間に配設され、ノズルボディ２に設けられたホルダ部１５に保持されて、第２噴孔８の入口に近接して配置されている。なお、サック室９の内周面と凹溝１４ａの深さ方向の内面との間隔Ｌ（図３参照）は、弁部材４の直径Ｄより若干大きく設けられ、弁部材４の挙動（図示左右方向の動き）が抑制されている。
ホルダ部１５は、図３に示す様に、サック室９の底面から第２噴孔８の入口下端近くまで板状に立設され、サック室９の周方向に一定の間隔を開けて二個一組が設けられることにより、両者の間に弁部材４を保持している。
【００１８】
次に、燃料噴射ノズル１の作動を説明する。
ニードル３の閉弁時には、図４（ａ）に示す様に、シートライン３ｂ（図１参照）がシート面１１に着座して燃料通路１２と第１噴孔７との間が遮断されているので、第１噴孔７及び第２噴孔８から燃料が噴射されることはない。
ニードル３の低リフト時には、図４（ｂ）に示す様に、シートライン３ｂがシート面１１から離れて燃料通路１２と第１噴孔７との間が連通することで、第１噴孔７より噴射が行われる。この時、図５（ａ）に示す様に、弁部材４と第２噴孔８の入口との間（狭い隙間）を、図示矢印Ａで示す流速の大きい燃料が通過する際に負圧が発生し、この負圧が弁部材４を第２噴孔８の入口に引っ張る力として作用する。
【００１９】
負圧により引っ張られた弁部材４が第２噴孔８の入口を塞ぐと、球体である弁部材４に作用する圧力バランスが崩れる。つまり、第２噴孔８の入口を塞いでいる弁部材４には、第２噴孔８を通じてノズルボディ２の外側の圧力（低圧）が作用するため、図５（ｂ）に示す様に、弁部材４の中心より反第２噴孔側と第２噴孔８側とで圧力差が生じ、この圧力差が弁部材４を第２噴孔８の入口に押し付ける力となる。これにより、ニードル３の低リフト時には、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示す様に、第２噴孔８の入口が弁部材４によって確実に閉じられる。
【００２０】
ニードル３の高リフト時には、図３（ｃ）および図４（ｃ）に示す様に、弁部材４がニードル３に持ち上げられて、第２噴孔８の入口を開口することにより、第１噴孔７と第２噴孔８の両方から燃料が噴射される。つまり、ニードル３の高リフト時には、ニードル３の突出端部１４に設けられた凹溝１４ａの下端面が第２噴孔８の入口下端より図示上方へ移動するため、それに伴って、弁部材４が凹溝１４ａの下端面に支持されながら上方へ持ち上げられて、第２噴孔８の入口を開くことができる。その結果、シート面１１上から突出端部１４とサック室９との隙間に流れ込んだ高圧燃料が第２噴孔８より噴射される。
【００２１】
（実施例１の効果）
本実施例の燃料噴射ノズル１では、ニードル３の低リフト時に、弁部材４がサック室９内の燃料圧力（高圧）を受けて第２噴孔８の入口に押し付けられるため、弁部材４によって第２噴孔８を確実に閉じることができる。その結果、第２噴孔８からの燃料リークを防止でき、ＨＣの排出を低減できる。
また、ニードル３の高リフト時には、第１噴孔７の上流側よりシート面１１上を流れてサック室９に流れ込んだ燃料が第２噴孔８より噴射されるので、図７に示した従来技術の様に、ニードル３の内部に燃料流路を設ける必要がなく、サック室９内のデッドボリュームを小さくできる。
【実施例２】
【００２２】
この実施例２に示す燃料噴射ノズル１は、実施例１と同じく、突出端部１４に設けられた凹溝１４ａとサック室９の内周面との間に形成される空間に球体である弁部材４が配設されている。但し、ノズルボディ２は、少なくとも第２噴孔８の入口周辺が磁化されており、弁部材４は、強磁性体（例えば鉄）によって構成されている点が実施例１と異なる。  これにより、磁化された第２噴孔８の入口周辺と強磁性体である弁部材４との間に磁力が働くため、図６に示す様に、（ａ）ニードル３の閉弁時および（ｂ）低リフト時には、第２噴孔８の入口周辺に弁部材４が吸引されて、第２噴孔８の入口を弁部材４によって塞ぐことができる。
【００２３】
（ｃ）ニードル３の高リフト時には、実施例１と同様に、弁部材４がニードル３に持ち上げられることで、第２噴孔８の入口を開くことができ、図中矢印で示す様に、第２噴孔８より高圧燃料が噴射される。
この実施例２では、ニードル３の低リフト時だけでなく、閉弁時においても弁部材４が第２噴孔８の入口を閉じることができるので、ニードル３の閉弁時から低リフト時に移行する際に、第２噴孔８より燃料が漏れることはなく、第２噴孔８からの燃料リークを確実に防止できる。また、ニードル３の内部に燃料流路を設ける必要はなく、デッドボリュームを小さくできることは、実施例１と同じである。
なお、ノズルボディ２は、第２噴孔８の入口周辺だけでなく、ボディ全体が磁化されたものでも良い。
【００２４】
（変形例）
実施例１および実施例２では、弁部材４を球体として説明したが、必ずしも球体である必要はなく、ニードル３の低リフト時に第２噴孔８の入口を確実に閉じることができる形状であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ノズル先端部の断面図である（実施例１）。
【図２】燃料噴射ノズルの全体断面図である（実施例１）。
【図３】弁部材の作用を示す作動説明図である（実施例１）。
【図４】燃料噴射ノズルの作動説明図である（実施例１）。
【図５】弁部材が第２噴孔を閉じる様子を示す説明図である（実施例１）。
【図６】弁部材の作用を示す作動説明図である（実施例２）。
【図７】ノズル先端部の断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
【００２６】
１    燃料噴射ノズル
２    ノズルボディ
３    ニードル
３ｂ  シートライン
４    弁部材
７    第１噴孔
８    第２噴孔
９    サック室
１１    シート面
１４    突出端部
１４ａ  凹溝
１５    ホルダ部
【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】
2006070814.tif 000007
【図６】
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【図７】
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