(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔の上流側に弁座を形成している弁ボディと、
前記弁座から離座および前記弁座に着座することにより前記噴孔を開閉し、前記弁ボディに往復移動可能に収容されている弁部材と、
前記弁ボディの反噴孔側に配設されているハウジング部材と、
前記弁ボディと前記ハウジング部材とを互いの対向側に押しつけて結合する結合部材とを備える燃料噴射弁であって、
前記弁ボディは、前記弁座を形成している弁ボディ本体と、前記弁ボディ本体の内周側に配設され前記弁部材を往復移動可能に支持する案内部とを有し、
前記結合部材は、前記弁ボディ本体の肩部を係止する小径筒部を有し、前記小径筒部から前記噴孔に対して反対側に延びて前記弁ボディ本体の外周面および前記ハウジング部材の外周面を覆う雌ねじ部が前記ハウジング部材の前記外周面の雄ねじ部とねじ結合し、
前記案内部は、前記弁ボディ本体と別部材で形成されて前記弁ボディ本体と前記ハウジング部材との間に挟持されており、前記弁部材を往復移動可能に支持する前記案内部の筒部は、前記弁部材と摺動する摺動箇所のほぼ軸方向長さにおいて前記筒部の外周壁と前記弁ボディ本体の内周壁との間に環状の間隙を形成して前記弁ボディ本体と非接触であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
噴孔の上流側に弁座を形成している弁ボディと、
前記弁座から離座および前記弁座に着座することにより前記噴孔を開閉し、前記弁ボディに往復移動可能に収容されている弁部材と、
前記弁ボディの反噴孔側に配設されているハウジング部材と、
前記弁ボディと前記ハウジング部材とを互いの対向側に押しつけて結合する結合部材とを備える燃料噴射弁であって、
前記弁ボディは、前記弁座を形成している弁ボディ本体と、前記弁ボディ本体の内周側に配設され前記弁部材を往復移動可能に支持する案内部とを有し、前記弁部材と摺動する摺動箇所のほぼ軸方向長さにおいて前記案内部の外周壁は前記弁ボディ本体の内周壁と環状の間隙を形成しており、
前記結合部材は、前記弁ボディ本体の肩部を係止する小径筒部を有し、前記小径筒部から前記噴孔に対して反対側に延びて前記弁ボディ本体の外周面および前記ハウジング部材の外周面を覆う雌ねじ部が前記ハウジング部材の前記外周面の雄ねじ部とねじ結合し、
前記案内部は、前記弁ボディ本体と一体に形成され、前記ハウジング部材と非接触であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
前記弁ボディ本体に前記噴孔を形成していることを特徴とする請求項１または２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、燃料噴射弁に関し、特にディーゼルエンジン用の燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料噴射弁として、特開平４−３１１６７４号公報、特開平４−２５２８６１号公報および特開平７−１０３１０６号公報に開示されるものが知られている。
特開平４−３１１６７４号公報に開示される燃料噴射弁は、ニードル弁の振れを防止するガイドを設けている。特開平４−２５２８６１号公報に開示される燃料噴射弁は、ニードル弁と摺動するガイドを弁ボディと別体に設け、このガイドが径方向に移動することによりニードル弁の偏心を調整している。特開平７−１０３１０６号公報に開示される燃料噴射弁は、ニードル弁と弁ボディとの摺動抵抗を低減するために、弁ボディと摺動するニードル弁の外周壁に逃げを形成している。
【０００３】
一般に燃料噴射弁は噴孔に至る燃料通路を複数の部品で形成しており、リテーニングナットのねじ締め力により各部品を結合している。各部品間の燃料通路のシールは、部品同士が接触することにより行われる。リテーニングナットのねじ締め力により各部品に結合力としての軸力を加え、接触している部品同士に大きな面圧を加えることにより燃料をシールすることができる。
【０００４】
前述した各公報に記載された構成の燃料噴射弁をディーゼルエンジン用の燃料噴射弁として用いる場合、噴射燃料を高圧化することにより噴霧燃料を均一に微粒化し、排ガスを浄化することが望まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特開平４−３１１６７４号公報、特開平４−２５２８６１号公報および特開平７−１０３１０６号公報に開示される燃料噴射弁では、ニードル弁を往復移動可能に支持する弁ボディに外力、例えばリテーニングナットのねじ締め力により発生する軸力が加わると弁ボディが変形し、弁ボディの変形によりニードル弁と摺動する弁ボディの内周壁が変形することがある。すると、ニードル弁と弁ボディとの摺動クリアランスが小さくなり摺動抵抗が増加する箇所が生じ、ニードル弁の往復移動が妨げられることがある。さらに、弁ボディの内周壁の変形によりニードル弁の径方向位置がずれると、ニードル弁と弁座との軸心がずれ、ニードル弁が偏った位置で弁座に着座し、ニードル弁および弁座が偏摩耗する恐れがる。
【０００６】
さらに、外力により弁ボディが変形し、弁ボディの変形によりニードル弁と摺動する案内部の内周壁が変形する構成では、各部品に働く結合力を増加することが困難である。したがって、供給燃料の圧力を上昇し、噴霧燃料を微粒化することができない。
本発明の目的は、弁部材を支持する案内部の変形を防止し、弁部材の滑らかな往復移動を維持するとともに、弁部材の軸心ずれを防止し、弁部材と弁座との偏摩耗を防止する燃料噴射弁を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、燃料の噴射圧力を上昇し、噴霧燃料を微粒化可能な燃料噴射弁を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の燃料噴射弁によると、弁ボディは、弁ボディ本体と弁ボディ本体の内周側に配設され弁部材を往復移動可能に支持する案内部とを有し、弁部材と摺動する摺動箇所のほぼ軸方向長さにおいて案内部の外周壁は弁ボディ本体の内周壁と環状の間隙を形成している。外力が弁ボディ本体に加わり弁ボディ本体が変形しても、案内部の外周に形成されている間隙が弁ボディの変形を吸収するので、案内部が変形することを防止する。したがって、弁部材と案内部との摺動クリアランスを一定に保持し、弁部材が滑らかに往復移動する。さらに、弁座と弁部材との軸心ずれを防止するので、弁座および弁部材が偏摩耗することを防止できる。
【０００９】
また、結合部材が弁ボディとハウジング部材とを互いの対向側に押しつけ、弁ボディとハウジング部材とを結合している。弁ボディとハウジング部材とを結合する結合部材の結合力を増加することにより互いに接触する部品間の面圧が増加する。したがって、燃料噴射弁に供給される燃料圧力を上昇しても、各部品の接触箇所から燃料が漏れることを防止し、噴霧燃料を微粒化することができる。
【００１０】
また、本発明の請求項１記載の燃料噴射弁によると、案内部が弁ボディ本体と別部材で形成されているので、弁ボディ本体および案内部を容易に加工することができる。
本発明の請求項２記載の燃料噴射弁によると、案内部は弁ボディ本体と一体に形成されているので、部品点数を増加することなく弁部材の軸心ずれを防止できる。また、案内部がハウジング部材と非接触であるから、結合部材による結合力が案内部に加わらない。したがって、結合部材による結合力を増加しても案内部は変形しない。
【００１１】
請求項１および２記載の燃料噴射弁において弁部材の軸心ずれを防止できるので、本発明の請求項３記載の燃料噴射弁のように弁ボディ本体に噴孔を形成しても、各噴孔の入口周囲に形成される燃料空間の容積が変化しない。各噴孔から噴射される燃料量のばらつきを防止するので、噴霧燃料を均一に微粒化することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるディーゼルエンジン用の燃料噴射弁を図１に示す。燃料噴射弁１の弁ボディ１１は弁部材としてのニードル弁２０を往復移動可能に収容している。弁ボディ１１は弁ボディ本体１２と案内部としてのスリーブ１３とを有する。弁ボディ本体１２の先端に噴孔３０が形成されており、噴孔３０の上流側内周壁に弁座１２ａが形成されている。スリーブ１３は円筒部１３ａとフランジ部１３ｂとからなり、弁ボディ本体１２とスペーサ１５との間にフランジ部１３ｂの内周縁部を除く部分が挟持されている。ニードル弁２０と摺動する摺動箇所のほぼ軸方向長さにおいて円筒部１３ａの外周壁１３ｃと弁ボディ本体１２の内周壁１２ｃとの間に円筒状の間隙４０が形成されている。
【００１３】
弁ボディ１１と弁ハウジング１４との間にスペーサ１５が挟持されている。弁ハウジング１４およびスペーサ１５はハウジング部材を構成している。リテーニングナット１６の小径筒部１６ｂが弁ボディ本体１２の肩部１２ｂを係止し、リテーニングナット１６の雌ねじ部１６ａが弁ハウジング１４の雄ねじ部１４ａとねじ結合することにより、結合部材としてのリテーニングナット１６は弁ボディ本体１２、スリーブ１３、スペーサ１５、弁ハウジング１４の各部品同士の接触面に軸力を加え、各部品を結合している。
【００１４】
ニードル弁２０はスリーブ１３の円筒部１３ａの内周壁に往復移動可能に支持されている。ニードル弁２０の一方の端部に形成された当接部２０ａは弁座１２ａに着座可能である。ニードル弁２０の他方の端部はスプリング座２１と嵌合している。スプリング２２はスプリング座２１およびニードル弁２０を弁座１２ａに向け、つまり閉弁方向に付勢している。
【００１５】
高圧燃料通路４３、４４、４５、４６は、弁ハウジング１４、スペーサ１５、スリーブ１３、弁ボディ本体１２にそれぞれ形成されている。ニードル弁２０の外周壁と弁ボディ本体１２の内周壁１２ｃとの間に互いに連通している燃料溜まり４１、高圧燃料通路４２が形成されている。燃料溜まり４１は高圧燃料通路４６とも連通している。図示しない燃料ポンプから供給される高圧燃料は、高圧燃料通路４３、４４、４５、４６、燃料溜まり４１、高圧燃料通路４２を経て当接部２０ａと弁座１２ａとが構成する弁部にまで達している。燃料ポンプから燃料噴射弁１に供給される燃料の圧力は変動している。
【００１６】
リテーニングナット１６と弁ハウジング１４とをねじ結合することにより、弁ハウジング１４とスペーサ１５、スペーサ１５とフランジ部１３ｂ、フランジ部１３ｂと弁ボディ本体１２の各部品間に軸力が加わり、高圧燃料通路４３、４４、４５、４６から燃料が漏れることを防止している。
ニードル弁２０が燃料から開弁方向に受ける力がスプリング２２から閉弁方向に受ける力よりも小さいと、ニードル弁２０は弁座１２ａに着座し、噴孔３０から燃料は噴射されない。
【００１７】
燃料圧力が上昇し、ニードル弁２０が燃料から開弁方向に受ける力がスプリング２２から閉弁方向に受ける力よりも大きくなると、ニードル弁２０は弁座１２ａから離座し、噴孔３０から燃料が噴射される。
第１実施例では、弁ボディ１１を構成する弁ボディ本体１２とニードル弁２０を往復移動可能に支持するスリーブ１３とを別部材で形成している。そして、弁ボディ本体１２とスペーサ１５との間にスリーブ１３のフランジ部１３ｂを挟持し、ニードル弁２０と直接摺動する円筒部１３ａは挟持されていないので、リテーニングナット１６をねじ締めしても円筒部１３ａに軸力は加わらない。したがって、リテーニングナット１６をねじ締めしても円筒部１３ａは変形しない。
【００１８】
さらに、弁ボディ本体１２と円筒部１３ａとの間に円筒状の間隙４０が形成されているので、リテーニングナット１６をねじ締めすることにより発生する軸力により弁ボディ本体１２が変形しても、間隙４０がその変形を吸収し円筒部１３ａが変形しない。
また、弁ボディ本体１２とスリーブ１３とが別部材で形成されているので弁ボディ本体１２とスリーブ１３の加工が容易である。
【００１９】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図２に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し説明を省略する。
弁ボディ３１は弁ボディ本体３２と弁ボディ本体３２と一体に形成された案内部としての円筒部３３からなる。弁ボディ本体３２はニードル弁２０を往復移動可能に収容し、円筒部３３はニードル弁２０と直接摺動する。弁ボディ本体３２の内周壁３２ａと円筒部３３の外周壁３３ａとの間に円筒状の間隙５０が形成されている。円筒部３３とスペーサ１５との間に軸方向に間隙が形成されており、円筒部３３とスペーサ１５とは非接触である。
【００２０】
第２実施例では、ニードル弁２０と直接摺動する円筒部３３がスペーサ１５と非接触であるから、リテーニングナット１６をねじ締めしても円筒部３３に軸力は加わらない。したがって、リテーニングナット１６をねじ締めしても円筒部３３は変形しない。
さらに、弁ボディ本体３２と円筒部３３との間に円筒状の間隙５０が形成されているので、リテーニングナット１６をねじ締めすることにより発生する軸力により弁ボディ本体３２が変形しても、間隙５０がその変形を吸収し円筒部３３は変形しない。
【００２１】
また、弁ボディ本体３２と円筒部３３とが一つの部材で一体に形成されているので、部品点数の増加を防止し、組付け工数が減少する。
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例では、高圧燃料の漏れを防止するためリテーニングナット１６のねじ締め力を増加しても、ニードル弁２０を支持する円筒部に軸力が加わらない。さらに、弁ボディ本体と円筒部との間に間隙が形成されているので、弁ボディ本体の変形が円筒部に伝わらない。これにより円筒部の変形を防止できるので、円筒部とニードル弁２０との摺動クリアランスを周方向に一定に保持し、ニードル弁２０が滑らかに往復移動できる。さらに、ニードル弁２０の当接部２０ａと弁座１２ａとの軸心ずれを防止できるので、当接部２０ａと弁座１２ａの偏摩耗を防止できる。
【００２２】
さらに、当接部２０ａと弁座１２ａの軸心ずれを防止することにより、上記複数の実施例のように弁ボディ本体に直接噴孔を形成する構成であっても噴孔入口周囲の燃料空間の容積が各噴孔でほぼ等しくなるので、噴孔毎の噴射量のばらつきを防止し、均一に噴霧燃料を微粒化することができる。
上記複数の実施例では、弁ボディとハウジング部材とを結合する部材としてリテーニングナット１６を用いたが、他の結合部材を用いてもよい。また、ディーゼルエンジン用に限らずガソリンエンジン用の燃料噴射弁に本発明の構成を用いてもよい。
【００２３】
また上記複数の実施例では、燃料ポンプから供給される圧力変動のある燃料をそのまま燃料噴射弁に供給したが、燃料ポンプから供給される圧力変動のある燃料を一旦蓄圧室に蓄圧し、一定の圧力にしてから燃料噴射弁に供給してもよい。この場合、燃料噴射弁の噴射タイミングは、開弁方向にニードル弁を吸引する磁力を発生するソレノイドや、ニードル弁の反噴孔側に配設した背圧室の圧力を調整する電磁弁等の公知の電磁制御により行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射弁の燃料噴射側を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例による燃料噴射弁の燃料噴射側を示す断面図である。
【符号の説明】
１      燃料噴射弁
１１      弁ボディ
１２      弁ボディ本体
１２ａ    弁座
１３      スリーブ（案内部）
１３ａ    円筒部
１３ｂ    フランジ部
１４      弁ハウジング（ハウジング部材）
１５      スペーサ（ハウジング部材）
１６      リテーニングナット（結合部材）
２０      ニードル弁（弁部材）
３０      噴孔
３１      弁ボディ
３２      弁ボディ本体
３３      円筒部（案内部）
４０、５０      間隙
【図１】
0003959731.tif 000002
【図２】
0003959731.tif 000003