(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料噴射弁のノズルチップボディのシート部温度を低く保つことにより、シート部の変形又は摩耗等を防止して、燃焼室への燃料噴霧を良好に保ち、機関性能の維持・信頼性を確保することを目的とする。【解決手段】燃料噴射ノズル１のノズルチップボディ３の燃料噴射ポンプからの燃料受入通路３３に連通して、且つ前記ノズルチップボディ３の軸心に沿い燃料によって冷却する冷却通路３２を配置したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁の冷却構造において、燃料噴射弁を構成するノズルチップボディの燃料噴射ポンプからの燃料受入通路に連通して、且つ、前記燃料受入通路とは別の冷却通路を前記ノズルチップボディの軸線に沿って設け、燃料によって前記ノズルチップボディを冷却することを特徴とする燃料噴射弁の冷却構造。
【請求項２】
前記冷却通路は前記燃料噴射弁の軸線に対し前記燃料受入通路の略反対側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁の冷却構造。
【請求項３】
前記冷却通路は針弁シート部近傍の前記針弁シート部にかかる手前部分にノズルチップ針弁側に開口した開口孔を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の燃料噴射弁の冷却構造。
【請求項４】
燃料噴射弁の冷却構造において、燃料噴射弁を構成するノズルチップボディの燃料噴射ポンプからの燃料受入通路に連続して前記ノズルチップボディの軸線に沿って、前記ノズルチップボディの針弁シート部近傍まで延出し、且つ、前記針弁シート部にかかる手前部分にノズルチップ針弁側へ開口した開口孔を有し、燃料によって前記ノズルチップボディを冷却する冷却通路を配置したことを特徴とする燃料噴射弁の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接噴射式ディーゼルエンジン等に用いられる燃料噴射弁のノズルチップボディの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの燃焼は燃料の燃焼室への噴射状況により大きく左右される。燃焼室に燃料噴射弁のノズルチップボディの先端部が露出しており、燃焼室の燃焼熱に曝されている。
また、近年の高出力化に伴い、運転時の燃焼室内の温度が上昇している。当然、ノズルチップボディの先端部が受ける温度も上昇する。
従って、燃料噴射弁のノズルチップボディシート部は温度上昇に伴い、シート部の変形又は摩耗等が発生する。シート部の変形又は摩耗等はシール性の不良をまねき燃焼室への燃料噴霧不良を生じて、エンジン性能の悪化につながる。
【０００３】
これを解決するための技術として、シリンダヘッドに形成された燃料噴射弁の挿入孔と、燃料噴射弁との間に燃料噴射弁用防熱スリーブを介装して、該燃料噴射弁用防熱スリーブに燃料噴射弁の半径方向外側に向かって延出するガスケット部と、燃料噴射弁の軸方向に伸びるスリーブ部を設け、スリーブ部を蛇腹状に形成する構造が知られている。  
これにより、シリンダヘッドへの燃料噴射弁の組付け容易化と、燃料噴射弁からシリンダヘッドへの放熱性を高くすることにより、燃料噴射弁の耐久信頼性を確保する用にしている。
【０００４】
その、先行技術文献として、特開２００７−１０７４５６号公報（特許文献１）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】公報特開２００７−１０７４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、燃料噴射弁のノズルチップボディが燃焼室から受けた燃焼熱をスリーブ部とノズルチップボディ及び、スリーブ部とシリンダヘッドとを接触させて、シリンダヘッドにノズルチップボディの熱を放熱させている。
ところが、前述の通り、エンジンの高出力化が要求されるようになり、エンジン稼働時の燃焼室温度が高くなり、従来の冷却方法では不十分となった。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、燃料噴射弁のノズルチップボディのシート部温度を低く保つことにより、シート部の変形又は摩耗を防止して、
燃焼室への燃料噴霧を良好に保ち、エンジン性能の維持及び、信頼性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はかかる目的を達成するもので、燃料噴射弁の冷却構造において、燃料噴射弁を構成するノズルチップボディの燃料噴射ポンプからの燃料受入通路に連通して、且つ、前記燃料受入通路とは別の冷却通路を前記ノズルチップボディの軸線に沿って設け、燃料によって前記ノズルチップボディを冷却することを特徴とする。
【０００９】
このような構成により、ノズルチップボディに燃料によって冷却する冷却通路を設けることにより、ノズルチップボディの先端部の温度上昇を効果的に抑制できるので、ノズルチップボディの針弁シート部のシール性不良及び、シール性不良による燃料噴霧不良に伴う内燃機関の性能悪化を防止できる。
【００１０】
また、本願発明において好ましくは、前記冷却通路は前記燃料噴射弁の軸線に対し前記燃料受入通路の略反対側に配置されているとよい。
【００１１】
このような構成により、ノズルチップボディの燃料受入通路の略反対側に燃料によって冷却する冷却通路を設けたので、燃料受入通路側と合わせてノズルチップボディを冷却できるので、ノズルチップボディ全体を効果的に冷却でき、ノズルチップボディの針弁シート部のシール性不良及び、シール性不良による燃料噴霧不良に伴う内燃機関の性能悪化を防止できる。
【００１２】
また、本願発明において好ましくは、前記冷却通路は針弁シート部近傍の前記針弁シート部にかかる手前部分にノズルチップ針弁側に開口した開口孔を配設するとよい。
【００１３】
このような構成により、ノズルチップボディの燃料受入通路の略反対側に燃料によって冷却する冷却通路を設け、更に、針弁シート部にかかる手前部分にノズルチップ針弁側に開口した開口孔を配設したので、燃料受入通路の略反対側の冷却通路内の燃料が内燃機関の燃料として噴射され、入替わるので、燃料受入通路側と合わせてノズルチップボディをより効果的に冷却できるので、ノズルチップボディ全体を効果的に冷却でき、ノズルチップボディの針弁シート部のシール性不良及び、シール性不良による燃料噴霧不良に伴う内燃機関の性能悪化を防止できる。
【００１４】
また、本願発明において好ましくは、燃料噴射弁の冷却構造において、燃料噴射弁を構成するノズルチップボディの燃料噴射ポンプからの燃料受入通路に連続して前記ノズルチップボディの軸線に沿って、前記ノズルチップボディの針弁シート部近傍まで延出し、且つ、前記針弁シート部にかかる手前部分にノズルチップ針弁側へ開口した開口孔を有し、燃料によって前記ノズルチップボディを冷却する冷却通路を配置するとよい。
【００１５】
このような構成により、冷却通路を燃料受入通路からノズルチップボディの針弁シート部近傍まで延出した構造なので、燃料によるノズルチップボディを冷却する冷却通路の容積が少なくなるので、燃料の噴射性能低下が最小限に抑制でき、内燃機関の性能を維持できる。更に、燃料の受入部を噴口側に移しただけなので、加工工数が低減できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、燃料噴射弁のノズルチップボディの針弁シート部温度を低く保つことにより、燃料噴射弁のノズルチップボディのシート部温度を低く保つことにより、シート部の変形又は摩耗を防止して、燃焼室への燃料噴霧を良好に保ち、エンジン性能の維持・信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁の概略構成図を示す。
【図２】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁の概略構成図を示す。
【図３】本発明の第３実施形態に係る燃料噴射弁の概略構成図を示す。
【図４】ノズルチップボディ先端部の温度比較で、（Ａ）は図１の（Ａ）部の中心軸線上側半分の拡大図で温度測定部位を示し、（Ｂ）は温度の計測値表を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態における燃料噴射弁１の概略構成図を示す。
燃料噴射弁１は次の構成部品からなり、ノズルボディ２は中空円筒状の空間部を有し該空間部にはスプリング受け２２を介してノズルチップ針弁４を押圧するスプリング２３が収納されている。ノズルボディ２のエンジンの燃焼室側には燃焼室に臨み燃焼室内に燃料を噴霧する複数の噴口３５を有し、且つ筒状の空間部を有したノズルチップボディ３が固着されている。ノズルチップディ３の空間部にはノズルチップ針弁４がノズルチップボディ３の軸心方向に摺動可能に嵌着されている。
ノズルチップ針弁４はノズルボディ２側が太い第１胴部４３と、該第１胴部４３より細い第２胴部４４と、該第２胴部４４に連続して、ノズルチップボディ３に形成された針弁シート部３６にスプリング２３によって押圧され、燃料を燃料噴射弁１内にシールする円錐部４５とから構成されている。また、第１胴部４３と第２胴部４４との段差部である第１肩部４１、第２胴部４４と円錐部４５との段差部である第２肩部４２を有している。
第２肩部４２は針弁シート部３６にかかる手前部分に位置している。
そして、第２胴部４４とノズルチップボディ３との間には燃焼室へ噴霧される燃料が通過できる隙間を有している。
【００２０】
また、ノズルボディ２には燃料が燃料パイプ２２を介して、燃料噴射装置（図示省略）からノズルボディ２内に配置された燃料通路２１内に圧送される。
ノズルチップボディ３内には燃料通路２１に連通して、且つ、ノズルチップボディ３の軸線に沿って配置された管状の燃料受入通路である燃料受入通路３３を通り、ノズルチップ針弁４の第１肩部４１とノズルチップボディ３に形成された凹部３７とに囲まれた燃料溜り部３１に溜まる。
凹部３７はノズルチップボディ３の内周面を断面が半円形状で且つ、円環状に形成されている。
【００２１】
更に、ノズルチップボディ３にはノズルチップボディ３の軸線に対し燃料受入通路３３と反対の位置に、該軸線と略平行で第２肩部４２近傍まで延出した冷却通路３２が形成されている。冷却通路３２はノズルチップボディ３の軸線方向の中間部で凹部３７と連結しており、燃料噴射装置からの燃料が充満するようになっている。
【００２２】
燃料噴射弁１の作動は、燃料噴射装置から圧送された燃料の圧力が第１肩部４１に作用して、スプリング２３の押圧力に抗して図１においてノズルチップ針弁４が左側に移動する。ノズルチップ針弁４が左側に移動すると、針弁シート部３６と円錐部４５とに隙間が生じ、燃料噴射装置から圧送された燃料の圧力が円錐部４５に作用して、ノズルチップ針弁４はさらに左側に移動すると共に、燃料はサックボリューム３４を介して噴口３５から燃焼室へ噴霧される。燃料噴射装置からの燃料圧送がなくなると、スプリング２３の押圧力が燃料圧力に打勝って、針弁シート部３６と円錐部４５との隙間を閉塞して、燃料の噴射が停止される。
【００２３】
燃料噴射装置から圧送された燃料がノズルチップボディ３の内周面に形成された円環状の凹部３７を介して冷却通路３２に達し、ノズルチップボディ３を冷却通路３２と燃料受入通路３３側とで併せて燃料によって直接冷却するので、ノズルチップボディ３全体を効果的に冷却でき、ノズルチップボディ３の針弁シート部３６のシール性不良及び、シール性不良による燃料噴霧不良に伴うエンジンの性能悪化を防止できる。
【００２４】
（第２実施形態）
基本的な構造は第１実施形態と同じなので、第１実施形態と異なる部分について説明する。また、同じ部品は同一の符号を付し、説明は省略する。
図２は第２実施形態における燃料噴射弁５の概略構成図を示す。
ノズルボディ２のエンジンの燃焼室側には燃焼室に臨み燃焼室内に燃料を噴霧する複数の噴口６５を有し、且つ筒状の空間部を有したノズルチップボディ６が固着されている。ノズルチップボディ６内にはノズルチップ針弁４がノズルチップボディ６の軸心方向に摺動可能に嵌着されている。
ノズルチップボディ６内には燃料通路２１に連通して、且つ、ノズルチップボディ３の軸線に沿って配置された管状の燃料受入通路である燃料受入通路６４を通り、ノズルチップ針弁４の第１肩部４１とノズルチップボディ３に形成された凹部６５とに囲まれた燃料溜り部６１に溜まる。
凹部６５はノズルチップボディ３の内周面を断面が半円形状で且つ、円環状に形成されている。
【００２５】
更に、ノズルチップボディ６にはノズルチップボディ６の軸線に対し燃料受入通路６４と反対の位置に、該軸線と略平行で第２肩部４２近傍まで延出した冷却通路６２が形成されている。冷却通路６２は中間部で凹部６５と連結しており、燃料が充満している。
第２肩部４２は針弁シート部６６にかかる手前部分に位置している。
更に、冷却通路６２の端部で、ノズルチップ針弁４の第２肩部４２の近傍にはノズルチップ針弁４側に開口した開口部６３が配置されている。
【００２６】
燃料噴射装置から圧送された燃料がノズルチップボディ６の内周面に形成された円環状の凹部６５を介して冷却通路６２に達し、燃料噴射時には冷却通路６２に充満していた燃料も噴射されるので、冷却通路６２内の燃料が常に入替わり、ノズルチップボディ３を冷却通路３２と燃料受入通路３３側とで併せて燃料によって直接冷却するので、ノズルチップボディ６全体を効果的に冷却でき、ノズルチップボディ６の針弁シート部６６のシール性不良及び、シール性不良による燃料噴霧不良に伴うエンジンの性能悪化を防止できる。
【００２７】
（第３実施形態）
基本的な構造は第１実施形態と同じなので、第１実施形態と異なる部分について説明する。また、同じ部品は同一の符号を付し、説明は省略する。
図３は第３実施形態における燃料噴射弁７の概略構成図を示す。
ノズルチップボディ８内には燃料通路２１に連通した燃料受入通路を兼ねた冷却通路８１がノズルチップ針弁８の第２肩部４２近傍でノズルチップ針弁４側に開口している。
第２肩部４２は針弁シート部８２にかかる手前部分に位置している。
燃料噴射装置から圧送された燃料は、ノズルチップ針弁４の第２肩部４２近傍でノズルチップ針弁４側に開口した冷却通路８１に流れ、噴口８３から燃焼室に噴射される。
従って、燃料がノズルチップボディ８内を通過する部分が長いので、長くなった分だけノズルチップボディ８の燃料による冷却が増加する。ノズルチップボディ８を常に入替わる冷却通路８１の燃料によって直接冷却するので、ノズルチップボディ８全体を効果的に冷却でき、ノズルチップボディ８の針弁シート部８２のシール性不良及び、シール性不良による燃料噴霧不良に伴うエンジンの性能悪化を防止できる。
【００２８】
図４は本実施形態による、エンジン稼動中の温度測定結果を示すもので、（Ａ）は図１の（Ａ）部の中心軸線上側半分の拡大図で温度測定部位を示し、（Ｂ）は温度の計測値を表に示す。
尚、本実験では燃料の温度が約８０℃の場合で実施した。エンジンの仕様、負荷状態により異なるので、ある実験条件として実施した値である。
計測の結果は従来の燃料噴射弁に対し、本願の第１実施形態とを比較してある。
本願で温度を最も下げたいとしているノズルチップボディ３の針弁シート部３６の温度は従来に比べ、５０℃の温度低減効果があることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
エンジンの燃料噴射弁の噴口付近の温度上昇を抑制して、シート部の変形又は摩耗を防止して、燃焼室への燃料噴霧を良好に保ち、機関性能の維持・信頼性を確保することを目的とする燃料噴射弁
【符号の説明】
【００３０】
１、５、７、９    燃料噴射弁
２    ノズルボディ
３、６、８、１０    ノズルチップボディ
４    ノズルチップ針弁
６    コントロール装置
９    噴射管
１２  負荷センサ
２１  燃料通路
３２、６２、８１  冷却通路
３３、６４、８１  燃料受入通路
３５、６５、８３  噴口
３６、６６、８２、１０６  針弁シート部
４１  第１肩部
４２  第２肩部
４５  円錐部
１０１  セラミック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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