(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧燃料用噴孔（７）を備えたノズル（１０）、第一端（８）において前記加圧燃料用噴孔（７）を開閉する軸方向に前記ノズル（１０）の軸方向仕切室（１６）内で移動するニードル（９）、及び前記ニードル（９）を制御するためのロッド（２３）を取り付けた中空の外被（２）を備えた内燃機関用燃料噴射器であって、
前記ニードル（９）は、前記軸方向仕切室（１６）の円筒形の孔（１７）によって流体密封状態で軸方向にガイドされる部分（１８）を有し、
前記ロッド（２３）は前記ニードル（９）と概ね同軸であると共にその一端（３４）において前記ニードル（９）の第二端（３５）と係合し、
前記第二端（３５）は平面であり、
前記ニードル（９）は通常、圧縮ばね（３９）による補助のもと、前記ロッド（２３）に作用する加圧燃料により前記加圧燃料用噴孔（７）を閉止する位置に押圧されており、
前記燃料噴射器は、
前記ばね（３９）が前記ロッド（２３）の前記端部（３４）に隣接する部分（３８）と軸方向に係合する有孔の中間部材（４０、４０a、４０ｂ）を介して前記ニードル（９）に作用し、
前記中間部材（４０、４０a、４０ｂ）は、第１の領域（４４、４４ａ、４４ｂ）と第２の領域（４３、４３ａ、４３ｂ）を有し、
前記第１の領域（４４、４４ａ、４４ｂ）は、前記ニードル（９）の前記第二端（３５）の前部で直接係合するように設計され、
前記第２の領域（４３、４３ａ、４３ｂ）の外側の直径は、前記第１の領域（４４、４４ａ、４４ｂ）の外側の直径より大きく、
前記ばね（３９）は、前記第二の領域（４３、４３ａ、４３ｂ）に係合して、前記第１の領域（４４、４４ａ、４４ｂ）が、対応する作用を前記第二端（３５）に直接伝達し、
前記中間部材（４０、４０a、４０ｂ）の前記第１の領域（４４、４４ａ、４４ｂ）の外側の直径は、前記ニードル（９）の前記第二端（３５）の外側の直径以下である
ことを特徴とする、内燃機関用燃料噴射器。
【請求項２】
前記第１の領域（４４、４４ａ、４４ｂ）は、第１の表面（４８）により定義され、
前記第２の領域（４３、４３ａ、４３ｂ）は、第２の表面（４７）により定義され、
前記第１の表面（４８）及び前記第２の表面（４７）は、平面であり、平行に配置され、外面であり、あるいは視界に入ることを特徴とする、請求項１に記載の噴射器。
【請求項３】
前記中間部材（４０、４０a、４０ｂ）には、前記ロッド（２３）の前記部分（３８）の直径に対応する直径を有する軸方向の孔（４５）が設けられ、
前記中間部材（４０、４０a、４０ｂ）は、前記部分（３８）により軸方向にガイドされることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の噴射器。
【請求項４】
前記ロッド（２３）の前記部分（３８）の直径は、前記第二端（３５）の直径より小さいことを特徴とする、請求項３に記載の噴射器。
【請求項５】
前記ばね（３９）は、前記外被（２）の軸方向仕切室（２４）の部分（３６）に設けられ、
前記第２の領域は、前記軸方向仕切室（２４）の前記部分（３６）に沿って一定量の遊びを持って移動可能な円筒形要素（４３、４３a、４３ｂ）により定義される
ことを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の噴射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関用燃料噴射器に関する。より詳しくは、本発明は、外被を備え、該外被に加圧燃料用ノズルを有する加圧燃料用噴孔（以下、ネブライザという）、第一端においてノズルを開閉する軸方向に移動するニードル、及び圧縮ばねによる補助のもと、加圧燃料により制御されるニードル制御用ロッドを取り付けた噴射器に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、制御ロッドはニードルと概ね同軸であり、通常、計量電磁弁と関連付けられた制御チャンバ内の加圧燃料により押圧され、ノズルを閉じる位置に配置されている。圧縮ばねは外被のキャビティに設置され、通常、ニードルの上昇及び／又はばねの予負荷を調節するためにワッシャ又は他の要素を介してニードルに作用する。一般に、ロッドとニードルの間には中間要素が設置されている。中間要素は、例えばニードル、中間要素及びロッドで形成される集合体の軸方向の合計寸法を調節できるよう、階層的に設けられる。一般に、中間要素には、ニードルに対するロッドの作用に一定の横成分が発生し、不規則な摩耗や、ひいては噴射器の早期劣化を招くという欠点がある。この欠点を制限するには、一般に中間要素を著しく高精度とする必要があり、コストの上昇・製造工程の複雑化につながる。
【０００３】
公知の噴射器では、ニードルは、ロッドが作用する円錐型凹部を設けた第二端を有する。ニードルの第二端とロッドの相互作用の合力が完全に軸方向となることを保証するため、ニードルの円錐型凹部は中間ボールを介して係合される。この噴射器の変形態様では、相互作用の合力が完全に軸方向となることを保証する形状とされたロッドの一端が、ニードルの円錐型凹部に直接係合している。この公知の噴射器は２つの係合端の整合及びばねのシムが必要なことから製造コストが高くなる。
なお、先行技術文献（特許文献）としては、米国特許出願公開第２００２/００３３４２３号明細書（特許文献１）や独国特許第１０１４８８６１号明細書（特許文献２）がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、信頼性が高く、低コストで、公知技術の燃料噴射器がもつ欠点を克服した燃料噴射器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、上記目的は請求項１に記載の内燃機関用燃料噴射器により達せられる。
【０００６】
具体的には、ばねは、ロッド端部に隣接する部分に軸方向に係合した有孔中間手段を介してニードルに作用する。中間手段はニードルとの係合領域もしくは係合面を有するブッシングからなり、該係合領域もしくは係合面の外径はニードル外径以下に設定されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明をよりわかりやすくするため、添付の図面を参考に好適な実施形態を例示・説明する。
【０００８】
図１を参照すると、参照番号１は、特にディーゼルエンジン（図示せず）に用いられる内燃機関用燃料噴射器の全体を示している。噴射器１は、軸３に沿って延出すると共に、高圧燃料を供給するための側部導入口５を備えた中空外被２を有する。また、噴射器１は、対応するエンジンシリンダに燃料を注入するための先端ネブライザ７を有する。通常、ネブライザ７はシャッタニードル９の円錐型端部８により閉止されている。
【０００９】
具体的には、ネブライザ７は本体（以下ノズル１０と称する）により保持されている。ノズル１０は、外被２と同軸に構成されると共に公知の方法にて外被２の一部に取り付けられる。外被２のもう一つの部分１２はノズル１０と相対して設けられ、電磁制御式の計量弁１３を収容する。計量弁１３は公知のタイプの弁であり、説明は割愛する。弁１３は、弁１３から排出される燃料と、噴射器１の内部構成要素から漏洩する燃料の一部を一般的な燃料タンク（図示せず）に向けて送出する排出口１４を備える。
【００１０】
ノズル１０は、円筒形の孔１７を設けた円筒形の軸方向仕切室１６を保持する。ニードル９の部分１８が孔１７内を流体密封状態で軸方向にガイドされる。すなわち、ニードル９は軸３を共有する。仕切室１６にはニードル９の第二の部分１９が係合している。第二の部分１９の端部には端部８が形成されており、第二の部分１９の直径は部分１８の直径よりもやや小さくなっている。部分１９と軸方向仕切室１６の壁との間にチャネル２０が定義されている。チャネル２０の一端はネブライザ７内に入り、他端はパイプ２１及び環状噴射チャンバ２２を介して導入口５と連通する。
【００１１】
更に、噴射器１は、弁１３の制御下において外被２の部分１１の仕切室２４内で滑動すべく設計された軸方向制御ロッド２３を備える。ロッド２３も軸３を共有する。具体的には、弁１３は噴射器１の中空外被２に固定されると共に軸方向孔２６を設けた弁本体２５を有する。ロッド２３の部分２７が流体密封状態で弁本体２５内を軸方向にガイドされる。部分２７の頂端部には、制御チャンバ２９を定義する面２８が形成されている。チャンバ２９は較正された導入孔３０を介して側部導入口５と連通し、また較正された排出孔３１を介して燃料用排出口１４と連通している。通常、排出口１４は電磁石３３により公知の方法で制御されるシャッタ３２により閉止されている。
【００１２】
ロッド２３は面２８と反対側に端３４を有する。端３４は、ニードル９の円錐型端部８と反対側の第二の端３５に作用すべく設計されている。よって、ロッド２３はニードル９上の噴射チャンバ２２内に存在する燃料の圧力及び制御チャンバ２９に存在する燃料の圧力の、反対向きの軸方向推力の作用を受ける。通常は、弁１３の閉止状態においては、ロッド２３に作用する燃料圧力はニードル９に作用する圧力よりも大きいため、ネブライザ７は閉止状態に維持される。
【００１３】
更に、外被２の部分１１の仕切室２４は、環状肩部３７を形成する拡径された部分３６を含む。ロッド２３は端部３４に隣接する部分３８を有する。部分３８の周囲には、仕切室２４の部分３６内に収容されると共にニードル９を閉位置に移動させるべく設計された圧縮ばね３９が取り付けられている。これについての詳細は後述する。
【００１４】
本発明によると、ばね３９は全体を参照番号４０で示す有孔中間手段を介してニードル９に作用する。有孔中間手段４０は、ロッド２３の部分３８と軸方向に係合する。ロッド２３の端部３４は、部分１８に隣接するニードル９の第二端３５（図２参照）に直接、かつ前面に係合すべく設計されている。具体的には、ロッド２３の端部３４及びニードル９の端部３５は、相互に接触する２つの対応する前面として表示されている。ロッド２３の端部３４はアーチ型もしくは半球状のキャップ形状に形成されることが好ましく、ニードル９の端部３５は平面に構成されることが好ましい。
【００１５】
有孔中間手段４０は、仕切室２４の部分３６に、一定量の遊びを持って軸方向に滑動可能な領域４３を含む。更に、中間手段４０は、領域４３に比べて外径が小さく、ニードル９の部分１８に比べて外径が小さい領域４４を有する。このためニードル９の端部３５が孔１７の内側に配置され、ばね３９の負荷がニードル９にのみ伝達されノズル１０には作用しない場合に、ノズル１０の仕切室１６の孔１７において領域４３の移動が可能となる。
【００１６】
２つの領域４３、４４はそれぞれ軸方向の孔４５を有する。孔４５の直径はロッド２３の部分３８の直径に対応しており、これにより手段４０が前記孔４５を通じてロッド２３の部分３８により軸方向にガイドされる。部分３８の直径はニードル９の部分１８の直径よりも小さく、このためロッド２３の端部３４の直径はニードル９の端部３５の直径よりも小さい。図１及び図２に示す例によれば、２つの領域４３、４４は単一の部品からなり、単一のブッシング４０を形成する。２つの領域４３、４４は円筒形で、外側に２つの環状平面４７、４８を有する。表面４７、４８は対向し、相互に完全に平行である。２つの領域４３、４４の間には、外側に環状肩部４９が形成されている。圧縮ばね３９はブッシング４０の平面４７上に直接作用することができ、一方平面４８はニードル９の端部もしくは表面３５の環状部分に直接作用するよう設計されている。
【００１７】
使用にあたり、電磁石３３により計量弁１３が開放されると、制御チャンバ２９内の圧力が急速に低下してニードル９に作用している噴射チャンバ２２内の圧力が、ロッド２３に作用する減少された圧力とブッシング４０に作用するばね３９の合力を上回る。よってニードル９は上方向に移動し、ネブライザ７を開放し、仕切室１６の肩部３７に対しばね３９を圧縮する。電磁石３３への電圧印加が停止され、弾性接触手段の作用によりシャッタ３２が閉止されると、制御チャンバ２９内の燃料圧力が元の圧力に復帰し、他方でロッド２３の端部３４はニードル９をネブライザ７に対して押圧し、また、ばね３９はブッシング４０に作用する。これによりブッシング４０の表面４８がニードル９のネブライザ７の方向の推力に貢献する。
【００１８】
図３の変形例によると、２つの領域４３a、４４aは単一のブッシング４０aを形成するが、領域４４aは円筒形でなく円錐台形に形成されている。領域４４aの表面４８はニードル９の端部３５に対して作用するが（図２参照）、その外径及び円錐型領域４４aの開放角度は、ニードル９がネブライザ７を閉止する位置にある場合、領域４４aの円錐台形状の外面はノズル１０の円筒形孔１７のエッジに接触しないよう設定される。
【００１９】
図４の変更例によると、中間手段４０ｂは、共に円筒形の側面を有する２つの別体として形成されたブッシング４３ｂ、４４ｂからなる２つの領域を有する。この場合、２つのブッシング４３ｂ、４４ｂと接触する２つの平面は、２つの外平面４７、４８が確実に平行となるよう正確に加工されねばならない。
【００２０】
上記説明より、中間手段の全ての変更例４０、４０a、４０ｂにおいて、表面４７、４８は孔４５の外側にあり、従って視界に入ることが明らかである。具体的には、表面４７、４８の底部には突出部がないことから、容易に加工でき、高精度である。更に、ばね３９と中間手段４０、４０a、４０ｂとの間に調節可能な要素を設けたり、またばね３９と肩部３７との間に静止要素を設けたりする必要がない。但し、このような調節要素もしくは静止要素を設けても噴射器１の操作に変更はない。
【００２１】
本願明細書に記載した噴射器に関しては、特許請求の範囲を逸脱せずに各種変更や改良を加えることができる。例えば、接触するロッド２３の端部３４とニードル９の端部３５は平面もしくは相補的な曲面としてもよい。図２のブッシング４０は、肩部４９と領域４４の外側面との間に例えば要件を加工するための溝を設けてもよい。また、円筒形の領域４３、４４の間に円錐形以外の形状の移行用連結領域を設けてもよい。ブッシング４０の領域４４aの外面を別の形状としてもよいし、あるいは領域４３a及び４４aは表面４７と４８の間で単一の円錐形表面において球状に構成されてもよい。また、ブッシング４４ｂの外面は円錐形もしくは成型された輪郭であってもよい。最後に、ブッシング４０の直径を一定とし、ノズル９の部分１８に移動を可能とするための逃げ溝を設けてもよい。あるいは、部分１８の端部３５が常に孔１７の外部にあるよう部分１８の長さを設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の燃料噴射器の軸方向断面図
【図２】図１の部分拡大図
【図３】図２の細部の変更例を示す断面図
【図４】図２の細部の変更例を示す断面図
【図１】
0004686441.tif 000002
【図２】
0004686441.tif 000003
【図３】
0004686441.tif 000004
【図４】
0004686441.tif 000005