(57)【要約】【課題】燃料噴射弁においてノズルケースとノズルチップとの接合部における耐久性の向上を図る。【解決手段】この燃料噴射弁１０は、弁本体１１と、同弁本体１１から延設されるノズルケース１３と、同ノズルケース１３にその基端側部分が接合されるとともに、先端側部分に燃料噴射孔１４が形成されるノズルチップ１５とを備える。それら弁本体１１、ノズルケース１３、及びノズルチップ１５の内部には、燃料噴射孔１４に至る燃料通路１７が形成されている。ノズルケース１３の外周面に、その周方向に延びる環状の溝１８を複数形成して、低剛性部１９が形成される。この低剛性部１９は、ノズルケース１３の、ノズルチップ１５との接合部１６、及び弁本体１１側の端部の間の部分にあって、その弁本体１１寄りの部分に形成される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体と、同弁本体から延設されるノズルケースと、同ノズルケースにその基端側部分が接合されるとともに、先端側部分に燃料噴射孔が形成されるノズルチップとを有し、それら弁本体、ノズルケース、及びノズルチップの内部に前記燃料噴射孔に至る燃料通路が形成される燃料噴射弁において、
前記ノズルケースは前記ノズルチップとの接合部と前記弁本体側の端部との間にあって前記弁本体側の端部寄りの部分が前記接合部側の部分よりも前記燃料通路内の燃圧により膨張しやすいようにその剛性が低く設定されてなる
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
弁本体と、同弁本体から延設されるノズルケースと、同ノズルケースにその基端側部分が接合されるとともに、先端側部分に燃料噴射孔が形成されるノズルチップとを有し、それら弁本体、ノズルケース、及びノズルチップの内部に前記燃料噴射孔に至る燃料通路が形成される燃料噴射弁において、
前記ノズルケースは前記ノズルチップとの接合部と前記弁本体側の端部との間にあって前記弁本体側の端部寄りの部分に他の部分よりも前記燃料通路内の燃圧により膨張しやすい低剛性部が形成されてなる
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
前記低剛性部は前記ノズルチップとの接合部と前記弁本体側の端部との間にあって最も前記弁本体に近接した位置に形成されてなる
請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記低剛性部はその肉厚が前記他の部分よりも薄く形成されてなる
請求項２または３に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記低剛性部はその外周面が他の部分よりも凹んだ形状に形成されてなる
請求項４に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記弁本体は筒内噴射式内燃機関の機関本体に設けられるものである
請求項１〜５の何れかに記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁本体から延設されるノズルケースと同ノズルケースに接合されるノズルチップとを有し、同ノズルチップに形成された燃料噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料噴射弁としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この燃料噴射弁は、図８に示すように、筒状の弁本体５１と、同弁本体５１よりその径が小さく、同本体５１から延設されるノズル部５２とを備えている。ノズル部５２は、ノズルケース５３と、同ノズルケース５３内に配設されるとともに燃料噴射孔５４が形成されるノズルチップ５５とにより構成されている。それらノズルケース５３とノズルチップ５５とは、接合部５６において、溶接などにより互いに接合されている。また、この燃料噴射弁５０の内部には、上記燃料噴射孔５４に至る燃料通路５７が形成されている。
【０００３】
この燃料噴射弁５０は、その燃料噴射孔５４が内燃機関の燃焼室内あるいは吸気通路内に露出するように、機関本体あるいは吸気マニホールドに取り付けられる。そして、外部から燃料通路５７内に供給される高圧燃料が、弁本体５１内、ノズルケース５３内、ノズルチップ５５内を経て、燃料噴射孔５４から噴射される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２７０４３９号公報（第４頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうした燃料噴射弁５０では、その設置スペース等の制約により、ノズルケース５３の肉厚を十分に厚く設定することができないことが多い。このため、燃料通路５７内に高圧燃料が供給されると、図９に示すように、上記ノズルケース５３の、特に上記接合部５６よりも弁本体５１側の部分が膨らむように変形する（なお、図９では、理解を容易にするために、ノズルケース５３の変形量を誇張している）。
【０００６】
このとき、ノズルケース５３の、特に接合部５６近傍の部分は、図１０に図９のＢ部を拡大して示すように、同接合部５６を起点として外方に向けて広がるように変形する。そして、これに起因して、接合部５６に歪み応力が発生する。
【０００７】
一方、燃料噴射弁５０内の燃料圧力は間欠的に実行される噴射動作に応じて変化するために、これに伴って上述したようなノズルケース５３の変形が周期的に繰り返されるようになる。その結果、上記接合部５６にはその大きさが常に変動する歪み応力が発生するようになり、同接合部５６の強度低下を招くこととなる。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記燃料噴射弁においてノズルケースとノズルチップとの接合部における耐久性の向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項１に記載の発明は、弁本体と、同弁本体から延設されるノズルケースと、同ノズルケースにその基端側部分が接合されるとともに、先端側部分に燃料噴射孔が形成されるノズルチップとを有し、それら弁本体、ノズルケース、及びノズルチップの内部に前記燃料噴射孔に至る燃料通路が形成される燃料噴射弁において、前記ノズルケースは前記ノズルチップとの接合部と前記弁本体側の端部との間にあって前記弁本体側の端部寄りの部分が前記接合部側の部分よりも前記燃料通路内の燃圧により膨張しやすいようにその剛性が低く設定されてなることをその要旨とする。
【００１０】
上記構成では、燃料通路内の燃料圧力の上昇に伴い、ノズルケースにあってその接合部と弁本体側の端部との間の部分が膨らむように変形する。この際、相対的に剛性が低く設定された部分、すなわち弁本体側の部分が、剛性が高く設定された部分、すなわち接合部側の部分よりも大きく変形する。そしてこれにより、接合部を起点として外方に膨張するノズルケースの変形が小さく抑えられるようになり、その変形に伴って接合部に生じる歪み応力についてもこれが低減されるようになる。従って、上記構成によれば、接合部の耐久性を向上させることができるようになる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、弁本体と、同弁本体から延設されるノズルケースと、同ノズルケースにその基端側部分が接合されるとともに、先端側部分に燃料噴射孔が形成されるノズルチップとを有し、それら弁本体、ノズルケース、及びノズルチップの内部に前記燃料噴射孔に至る燃料通路が形成される燃料噴射弁において、前記ノズルケースは前記ノズルチップとの接合部と前記弁本体側の端部との間にあって前記弁本体側の端部寄りの部分に他の部分よりも前記燃料通路内の燃圧により膨張しやすい低剛性部が形成されてなることをその要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、ノズルケースにおける接合部と弁本体側の端部との間の部分にあって、低剛性部近傍の部分、すなわち弁本体側の部分が、その他の部分、すなわち接合部側の部分よりも大きく変形する。そしてこれにより、接合部側の部分の変形量を小さく抑えることができるようになって、接合部を起点とするノズルケースの変形を抑えることができるようになり、ひいては接合部に生じる歪み応力を低減することができるようになる。従って、接合部の耐久性を向上させることができるようになる。
【００１３】
また、低剛性部を形成する位置としては、請求項３に記載の発明によるように、ノズルチップとの接合部と弁本体側の端部との間にあって最も弁本体に近接した位置を採用することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の燃料噴射弁において、前記低剛性部はその肉厚が前記他の部分よりも薄く形成されてなることをその要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、肉厚を薄く設定することにより、ノズルケースの所定部分が膨張しやすいようにその剛性を選択的に低く設定することができるようになる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の燃料噴射弁において、前記低剛性部はその外周面が他の部分よりも凹んだ形状に形成されてなることをその要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、例えばノズルケースの外周面を切削加工する等、内周面を加工する場合よりも容易な方法をもってノズルケースの所定部分における肉厚を薄く形成することができるようになる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の燃料噴射弁において、前記弁本体は筒内噴射式内燃機関の機関本体に設けられるものであることをその要旨とする。
【００１９】
筒内噴射式の内燃機関に適用される燃料噴射弁は、同内燃機関の気筒周辺の限られたスペースに設ける必要があり、そのノズルケースの外形寸法が厳しく規制されるために、前述した問題も生じ易い。これに対し、上記構成によれば、そうした燃料噴射弁にあって、接合部の耐久性を好適に向上させることができるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる燃料噴射弁を具体化した一実施の形態を、図１〜図４を参照して説明する。
【００２１】
なお、本実施の形態にかかる燃料噴射弁としては、筒内噴射式の内燃機関に設けられるものを想定している。また、本実施の形態にかかる燃料噴射弁において、ノズルケース以外の構成は、先の図７に示した従来の燃料噴射弁と同一の構成である。よって以下では、同一の構成についての重複する説明は割愛する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本実施の形態にかかる燃料噴射弁１０は、そのノズルケース１３の外周面に周方向に延びる３本の環状をなす溝１８が形成されている。なお、これら溝１８は、予め形成されたノズルケース１３に切削加工を施すなどして形成される。また、これら溝１８の幅や、深さ、各溝１８同士の間隔、等々の値は、ノズルケース１３において最低限必要とされる強度を維持できるように、それぞれ設定されている。
【００２３】
この燃料噴射弁１０では、各溝１８がノズルケース１３において接合部１６と弁本体１１側の端部との間にあって、同弁本体１１寄りの位置、具体的には最も弁本体１１寄りの位置に形成されている。これら溝１８は、他の部分よりもその剛性が相対的に低く、膨張しやすい低剛性部１９となっている。
【００２４】
以下、こうした低剛性部１９を設けたことによる作用について説明する。
図３に示すように、燃料通路１７内に高圧燃料が供給されると、ノズルケース１３の、ノズルチップ１５との接合部１６、及び弁本体１１側端部の間の部分が外方に向けて膨らむように変形する。なお、図３では、理解を容易にするために、ノズルケース１３の変形量を誇張している。
【００２５】
この際、その変形部分の中でも上記低剛性部１９が形成されている部分、すなわち弁本体１１側の部分は接合部１６側の部分よりもその剛性が低いために、特に大きく変形する。これにより、接合部１６を起点として外方に広がるように変形するノズルケース１３の変形量（図４に角度αで代表される量）が、上記低剛性部１９が形成されない従来の燃料噴射弁におけるノズルケースの変形量（図１０に角度βで代表される量）と比べて、小さく抑えられる。従って、本実施の形態の燃料噴射弁１０では、そのノズルケース１３の変形に伴って接合部１６に生じる歪み応力が、従来の燃料噴射弁と比べて低減されるようになる。
【００２６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）ノズルケース１３の、ノズルチップ１５との接合部１６と弁本体１１側の端部との間にあって、その弁本体１１側の端部寄りの部分に他の部分よりも膨張しやすい低剛性部１９を形成するようにした。このため、低剛性部１９近傍の部分、すなわち弁本体１１側の部分を、その他の部分、すなわち接合部１６側の部分よりも大きく変形させることができる。そしてこれにより、接合部１６側の部分の変形量を小さく抑えることができるようになって、接合部１６を起点とするノズルケース１３の変形を抑えることができるようになり、ひいては接合部１６に生じる歪み応力を低減することができるようになる。従って、接合部１６の接合強度の低下を抑制することができるようになり、その耐久性を向上させることができるようになる。
【００２７】
（２）ノズルケース１３の肉厚を他の部分よりも薄く形成することにより、低剛性部１９を形成するようにしたために、ノズルケース１３の所定部分が膨張しやすいようにその剛性を選択的に低く設定することができるようになる。
【００２８】
（３）ノズルケース１３の外周面に周方向に延びる環状の溝１８を形成することで低剛性部１９を形成するようにしたために、低剛性部１９を、ノズルケース１３の外周面を切削加工することによって形成することができるようになる。従って、ノズルケース１３の内周面を加工する場合よりも容易な方法をもってノズルケース１３の所定部分に低剛性部１９を形成することができるようになる。
【００２９】
（４）筒内噴射式の内燃機関に設けられる燃料噴射弁１０、すなわち設置スペースが限られるためにノズルケース１３の外形寸法が厳しく制限される燃料噴射弁１０にあって、その接合部１６の耐久性を好適に向上させることができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、ノズルケース１３の外周面にその周方向に環状に延びる３本の溝１８を形成するようにしたが、そうした溝の本数は、適宜変更可能である。また、溝の幅や、溝同士の間隔等についても、図１や図２に示した態様に限らず、適宜変更可能である。
【００３１】
・上記溝１８の変形例としては、例えば図５に示す燃料噴射弁２０のように、ノズルケース１３の外周面にその周方向に延びる１本の環状をなす溝２８（低剛性部２９）を形成することが挙げられる。
【００３２】
・また、図６に示す燃料噴射弁３０のように、ノズルケース１３に溝３８を断面湾曲形状となるように形成して、低剛性部３９を形成するようにしてもよい。また、そうした溝を断面波形状に形成すること等も可能である。ノズルケース１３の肉厚を薄く設定して低剛性部を形成する際には、上記例のように角部を有しない形状を選択するのが望ましい。そうした低剛性部を形成することで、角部に生じる応力集中、ひいては同角部からの亀裂等の発生を極力回避することができるようになる。
【００３３】
・また、ノズルケース１３の外周面に溝を形成する構成に限らず、図７に示す燃料噴射弁４０のように、ノズルケース１３の内周面に凹部４８を形成することで低剛性部４９を形成するようにしてもよい。
【００３４】
・また、ノズルケース１３の外周面に形成する溝の深さや、ノズルケース１３の内周面に形成する凹みの深さを、弁本体１１側に向かうほど深くなるように形成することで、低剛性部を形成することなども可能である。このように弁本体１１側ほどその剛性を低くしてより膨張しやすい構成を採用することにより、上述した変形量αを更に小さく抑えることができるようになる。
【００３５】
・また、ノズルケース１３の外周面に溝を形成する構成や、同ノズルケース１３の内周面に凹みを形成する構成に限らず、ノズルケース１３を形成する材料として、その剛性の異なる複数の材料を用い、所望の部位を剛性の低い材料で形成することによって低剛性部を形成するようにしてもよい。要は、ノズルケース１３の、ノズルチップ１５との接合部１６と弁本体１１側の端部との間にあって、その弁本体１１側の端部寄りの部分が接合部１６側の部分よりも燃料通路１７内の燃圧により膨張しやすいようにその剛性を低く設定することができればよい。
【００３６】
・上記実施の形態では、本発明にかかる燃料噴射弁を、筒内噴射式の内燃機関に設けられる燃料噴射弁に適用するようにしたが、例えば吸気ポート噴射式の内燃機関に設けられる燃料噴射弁などにも、本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料噴射弁の一実施の形態の正面構造を示す正面図。
【図２】同実施の形態の燃料噴射弁の正面断面構造を示す断面図。
【図３】同実施の形態のノズルケースの変形態様の一例を示す断面図。
【図４】図３のＡ部を拡大して示す拡大断面図。
【図５】本発明の燃料噴射弁の変形例の正面構造を示す正面図。
【図６】本発明の燃料噴射弁の変形例の正面断面構造を示す正面図。
【図７】本発明の燃料噴射弁の変形例の正面断面構造を示す正面図。
【図８】従来の燃料噴射弁の正面断面構造を示す断面図。
【図９】従来のノズルケースの変形態様の一例を示す断面図。
【図１０】図９のＢ部を拡大して示す拡大断面図。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０…燃料噴射弁、１１，５１…弁本体、１２，５２…ノズル部、１３，５３…ノズルケース、１４，５４…燃料噴射孔、１５，５５…ノズルチップ、１６，５６…接合部、１７，５７…燃料通路、１８，２８，３８，５８…溝、１９，２９，３９，４９，５９…低剛性部、４８…凹部。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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