(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）燃料を噴射する燃料噴射口を有するノズルボディと、
（ｂ）このノズルボディの内部で移動可能に保持され、燃料の供給圧力によって前記燃料噴射口を開く方向に移動するニードルと、
（ｃ）前記ノズルボディの反燃料噴射口側に密着して配置されたノズルホルダと、
（ｄ）このノズルホルダのノズルボディ側に形成された大径穴内に収容され、この大径穴による規制段によって、最大リフト量からプレリフト量を差し引いた量に移動距離が規制されるとともに、外周に両端面を連通する連通路が形成されたスリーブと、
（ｅ）前記ニードルの反燃料噴射口側に設けられるとともに、前記スリーブ内の小径穴内に収容され、この小径穴の規制段によって、前記プレリフト量に移動距離が規制されたピストンと、
（ｆ）前記ノズルホルダ内に収容され、前記ピストンを前記燃料噴射口側に付勢する第１付勢手段と、
（ｇ）前記ノズルホルダ内に収容され、前記スリーブを前記燃料噴射口側に付勢する第２付勢手段と、を備え、
前記小径穴内における前記ピストンの前記燃料噴射口側にダンパ室が形成され、
前記連通路は、軸方向に亘って前記スリーブの軸方向両端面を連通するように形成されており、前記スリーブの軸方向における前記ノズルボディ側の端面が、前記ノズルボディの軸方向における前記スリーブ側の端面に当接することで閉じられることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ポンプより圧送された燃料を内燃機関へ噴射する燃料噴射ノズルに関するもので、特にニードルが燃料噴射口を閉じる着座時に発生するニードルのジャンピングを抑える技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ニードルが燃料噴射口を閉じるべく、ニードルがノズルボディに着座する際に発生するニードルのジャンピングを抑える技術として、特開昭５９−１９０４７２号公報に開示された技術が知られている。
この技術は、図５に示すように、ニードルＪ1 の上端（燃料噴射口とは異なった側の端部）に大径のピストンＪ2 を設けるとともに、ノズルボディＪ3 にピストンＪ2 の外径とほぼ同寸の摺動壁Ｊ4 を設け、ピストンＪ2 の下側（燃料噴射側）の摺動壁Ｊ4 内にピストンＪ2 の動きをダンプするダンパ室Ｊ5 （燃料が充填された室）を設けたものである。そして、ピストンＪ2 の側面の下側に、ダンパ室Ｊ5 に連通する切欠Ｊ6 が設けられ、また摺動壁Ｊ4 の上側に、ピストンＪ2 との間に空隙を形成するための径大部Ｊ7 が設けられたものである。
【０００３】
上記のごとく設けられた従来の燃料噴射ノズルは、ニードルＪ1 とともにピストンＪ2 が上側（燃料噴射口を開く方向）に所定量以上に移動すると、ピストンＪ2 の外周の切欠Ｊ6 の上端が径大部Ｊ7 の空隙に連通して、ダンパ室Ｊ5 が開放されてピストンＪ2 のダンプが解除されるもので、逆に、ニードルＪ1 が下側（燃料噴射口を閉じる方向）に移動する際は、ピストンＪ2 の移動途中でピストンＪ2 の切欠Ｊ6 と、径大部Ｊ7 による空隙との連通が遮断されることとなり、ニードルＪ1 およびピストンＪ2 の動きがダンプされるものである。
この結果、ニードルＪ1 が燃料噴射口を閉じる際、ニードルＪ1 がノズルボディＪ3 に着座する寸前からニードルＪ1 の動きがダンプされるため、ニードルＪ1 の着座時に生じるジャンピングが抑えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示された燃料噴射ノズルでは、ダンプの解除位置および開始位置は、切欠Ｊ6 の上端位置と、径大部Ｊ7 の下端位置とによって設定される。このため、ダンプ距離を調節する際は、ニードルＪ1 の着座部分を基準として、切欠Ｊ6 の上端までの距離と、径大部Ｊ7 の下端までの距離とを測定して、その距離差を調節する必要がある。
しかし、ニードルＪ1 の着座部分を基準として、切欠Ｊ6 の上端までの距離と、径大部Ｊ7 の下端までの距離とを、容易に且つ高い精度で測定するのは困難であり、ダンプ距離の調節が困難であった。
【０００５】
また、燃料噴射ノズルには、高い精度の弁性能が要求される。
しかし、上記公報に開示された燃料噴射ノズルでは、ニードルＪ1 のダンパ効果が常に弁性能に付加されることとなるため、燃料噴射ノズルに求められる弁性能のチェックが困難となり、弁性能にバラツキが生じやすい。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ニードルが燃料噴射口を閉じる着座時におけるニードルのジャンピングを抑えるとともに、ノズル体格に制限されることなくダンプ距離の調節と弁性能のチェックが容易な燃料噴射ノズルの提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１を採用することにより、次の作用と効果を奏する。
（燃料の供給圧力の上昇時の作用）
燃料噴射ノズルに噴射燃料が供給されると、燃料の供給圧力によってニードルへ燃料噴射口が開く方向の力が発生する。供給圧力の上昇に伴い、ニードルおよびピストンに加わる供給圧力の力が、第１付勢手段の付勢力よりも大きくなると、第１付勢手段の付勢力に打ち勝ってニードルおよびピストンが燃料噴射口を開く方向へ移動する。
【０００８】
この移動量がプレリフト量に達すると、ニードルおよびピストンには、第１付勢手段の付勢力の他に、第２付勢手段の付勢力が、スリーブを介して加えられる。そして、供給圧力がさらに上昇し、ニードルおよびピストンに加わる供給圧力の力が、第１付勢手段と第２付勢手段との付勢力よりも大きくなると、ニードルおよびピストンが、さらに燃料噴射口を開く方向へ移動する。
【０００９】
ここで、ニードルおよびピストンが燃料噴射口を開く方向へ移動する際、その移動量がプレリフト量に達するまでの間は、スリーブがノズルボディに押し付けられて連通路が閉じられた状態となるため、ダンパ室が外部と閉塞状態となってピストンおよびニードルの動きをダンプする。なお、ダンパ効果を発生する範囲がニードルおよびピストンの立ち上がり部分であるため、ピストンおよびニードルに与えるダンパ効果は小さい。そして、ニードルおよびピストンの移動量がプレリフト量よりも大きくなると、ピストンがスリーブを押圧して、スリーブがノズルボディから離れ、連通路が開かれる。この結果、ダンパ室が開放されて、ダンパ室によるピストンのダンパ効果がなくなる。
【００１０】
（燃料の供給圧力の下降時の作用）
燃料の供給圧力が下降し、ニードルおよびピストンが燃料噴射口を閉じる方向へ移動する際、ニードルおよびピストンの移動量がプレリフト量まで低下するまでの間は、第１、第２付勢手段の付勢力によって、ニードルおよびピストンが燃料噴射口を閉じる方向へ移動する。この時、スリーブがノズルボディから離されて連通路が開かれた状態となる。このため、ダンパ室は開放された状態であり、ニードルおよびピストンは、ダンパ効果を受けることなく、燃料噴射口を閉じる方向へ移動する。
【００１１】
ニードルおよびピストンの移動量がプレリフト量に達すると、スリーブがノズルボディに当接して第２付勢手段の付勢力がなくなる。また、スリーブがノズルボディに当接することによって、連通路が閉じられた状態となる。このため、ダンパ室がダンパ効果を発生して、移動速度ののったピストンおよびニードルの動きをダンプする。この結果、ニードルがノズルボディに着座する際の速度が抑えられて、ニードルのジャンピングが抑えられる。
【００１２】
（請求項１の効果）
上記の作用で示したように、ニードルがノズルボディに着座する際のジャンピングが抑えられる。
スリーブ内の小径穴の深さ（小径穴の規制段までの距離）から、ノズルボディから突出したピストンの高さを、差し引いた長さでプレリフト量を測定できる。つまり、従来に比較して容易にプレリフト量（ダンプ距離）を測定できる。
また、スリーブの厚みを調節することによって小径穴の深さ（小径穴の規制段までの距離）を調節したり、あるいはピストンの厚み（軸方向の高さ）を調節することで、ダンプ距離が調節できるため、従来に比較してダンプ距離の調節を容易に行うことができる。
【００１３】
弁性能のチェック時に、容易にダンパ効果が発生しないようにできる。具体的な一例を示すと、ノズルボディ単品とニードル単品とでは、ダンパ効果が発生しない。このように、ダンパ効果の影響を受けることなく弁性能をチェックできるため、高い精度で弁性能をチェックでき、弁性能に優れ、且つ弁性能のバラツキの少ない燃料噴射ノズルを作成できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、実施例と変形例に基づき説明する。
（実施例）
本実施例の燃料噴射ノズル１を図１ないし図４を用いて説明する。
燃料噴射ノズル１は、図示しないディーゼルエンジンの各気筒毎に取り付けられ、図示しない燃料ポンプから圧送された燃料を、直接燃焼室内に霧状に噴射する直接噴射タイプのものであり、図２の断面図に示すように、ニードル２を収容するノズルボディ３、第１、第２付勢手段４、５を収容するノズルホルダ６、ノズルボディ３とノズルホルダ６とを固定するリテーニングナット７から構成される。
【００１５】
ノズルボディ３は、先端部（図示下側）に、燃料を噴射するための燃料噴射口（図示しない）を１つまたは複数備える。このノズルボディ３の内部には、棒状のニードル２を摺動自在に保持するための摺動孔１１が形成されている。この摺動孔１１の中間部位には、孔径が広げられた油だまり（図示しない）が設けられている。また、ノズルボディ３には、図示上端面（ノズルホルダ６との密着面）から油だまりへ延びる燃料送出路１２が設けられている。なお、この燃料送出路１２は、ノズルホルダ６の燃料供給路１３（後述する）と連通して燃料通路を構成する。
【００１６】
ニードル２は、ノズルボディ３の摺動孔１１内において摺動自在に保持される棒状のもので、先端部（図示下側）がノズルボディ３内に着座、離脱して、燃料噴射口を閉塞、開放するものである。ニードル２は、油だまりの図示下側（燃料噴射口側）が小径に設けられ、油だまりの図示上側（ノズルホルダ６側）が大径に設けられている。また、油だまりの図示上側部分には、段差による受圧部（図示しない）が形成されている。そして、油だまりに供給される燃料の圧力が上昇すると、上昇圧力を受圧部で受けて、ニードル２を図示上側へ移動する力に変換する。
【００１７】
ニードル２の小径部（受圧部より図示下側）の外径寸法は、ノズルボディ３の摺動孔１１の内径寸法より小さく設けられ、摺動孔１１と小径部との間で供給燃料が容易に流れるように設けられている。
また、ニードル２の大径部（受圧部より図示上側）の外径寸法は、摺動孔１１の内径寸法より僅かに小さく設けられ、摺動孔１１内でニードル２がふらつくことなく摺動するように設けられている。
【００１８】
ニードル２の反燃料噴射口側（図示上側端部）には、ニードル２の外径寸法よりも大径で円盤状のピストン１４が配置されている。このピストン１４は、ノズルホルダ６の大径穴１５（後述する）の内部に収容されるもので、第１、第２付勢手段４、５の付勢力をニードル２へ伝えるとともに、ダンパ室１６（後述する）のダンパ効果を受けてニードル２の動きを抑制するものである。
【００１９】
ノズルホルダ６の内部には、第１付勢手段４および第２付勢手段５を収容するバネ室１７が設けられている。このバネ室１７は、中間の段差１８より図示下側の内径寸法が、図示上側の内径寸法よりも大きく設けられている。また、ノズルホルダ６には、燃料ポンプから圧送された燃料の供給を受ける接続部１９が設けられている。この接続部１９の内部、およびバネ室１７の周囲には、供給された燃料を、ノズルボディ３の燃料送出路１２へ送るための燃料供給路１３が設けられている。さらに、ノズルホルダ６の図示上側には、バネ室１７に導かれた燃料を燃料タンク（図示しない）へ戻すための燃料逃がし通路２０が設けられている。
【００２０】
第１付勢手段４は、燃料噴射口が閉じる方向にニードル２を常に付勢するもので、第１バネ２１とプレッシャピン２２とから構成される。
第１バネ２１は、バネ室１７の段差１８より図示上側に配置される圧縮コイルバネで、その付勢力は、図示上側に配置された第１シム２３の厚みで調節される。
プレッシャピン２２は、第１バネ２１の付勢力をピストン１４を介してニードル２に伝えるロッドで、図示上端に第１バネ２１の付勢力を受けるフランジ２２ａを備える。このプレッシャピン２２は、図示上側がバネ室１７内に設けられたスペーサ２４によって摺動自在に保持されるとともに、図示下端がスリーブ２５（後述する）の貫通穴内で摺動自在に保持される。なお、スペーサ２４は、第２付勢手段５の第２バネ２６（後述する）の作用で、段差１８に押し付けられた状態でバネ室１７内に配置されるものである。
【００２１】
第２付勢手段５は、ニードル２が燃料噴射口を開く方向への移動量が、あらかじめ設定されたプレリフト量ＰＬ（後述する）より多い場合に燃料噴射口を閉じる方向にニードル２を付勢するもので、第２バネ２６とスリーブ２５から構成される。
第２バネ２６は、バネ室１７の段差１８より図示下側に配置される圧縮コイルバネで、その付勢力は、第２バネ２６の図示上側に配置された第２シム２７の厚みで調節される。
【００２２】
スリーブ２５は、内径が段付きの略円筒形状を呈し、ノズルホルダ６のノズルボディ密着面（図示下側）に形成された大径穴１５内に収容され、第２バネ２６の図示下側において第２バネ２６の付勢力を受ける。また、スリーブ２５は、中央小径の貫通穴内にプレッシャピン２２が挿通されるものである。さらに、スリーブ２５は、外周の複数箇所に両端面（図中の上下面）を連通する連通路２８が形成されている。
この連通路２８は、図３に示すように、例えばフラットカット状に設けられたものである。また、連通路２８は、スリーブ２５の図示下面がノズルボディ３の図示上面に当接することで閉じられるものである。
【００２３】
スリーブ２５を収容する大径穴１５の深さ（図示下端面からスリーブ２５が当接する規制面までの長さ）から、スリーブ２５の厚み（軸方向長）を差し引いた長さが、（ニードル２の最大リフト量ＭＬ）−（プレリフト量ＰＬ）となる。
スリーブ２５のノズルボディ密着面（図示下側）に形成された小径穴２９内には、ピストン１４が収容される。そして小径穴２９の深さ（図示下端面からピストン１４が当接する規制面までの長さ）から、ピストン１４の高さ（ノズルボディ３からピストン１４が突出する高さ）を差し引いた長さが、プレリフト量ＰＬとなる。
このプレリフト量ＰＬは、ニードル２およびピストン１４が図示上側に移動を開始してから、第２バネ２６の付勢力を受けるまでの長さである。
【００２４】
小径穴２９の内径寸法は、ピストン１４の外径寸法よりも、僅かに大径に設けられ、小径穴２９とピストン１４との間から、燃料が容易に通過しないように設けられている。このため、小径穴２９内においてピストン１４の図示下方に形成されるダンパ室１６内の体積は、連通路２８が閉じられた状態では、容易に体積変化ができなくなり、結果的にピストン１４の動きをダンプするように作用する。
ダンパ室１６内には燃料が充填される。これは、油だまりの燃料圧力が、燃料逃がし通路２０側の圧力よりも高いためで、油だまりの燃料が、ニードル２と摺動孔１１との間を通って、小径穴２９、連通路２８、バネ室１７を介して燃料逃がし通路２０に伝えられる。この結果、ダンパ室１６内には常に燃料が充填された状態となる。
【００２５】
（燃料の供給圧力の上昇時の作用）
燃料ポンプが燃料噴射のために燃料を圧送すると、圧送された燃料が、燃料供給路１３、燃料送出路１２を介して油だまりに供給される。すると、油だまりに供給される燃料の圧力をニードル２の受圧部が受け、ニードル２に燃料噴射口が開く方向の力が発生する。供給圧力の上昇に伴い、ニードル２およびピストン１４に加わる力が、第１付勢手段４の付勢力よりも大きくなると（図４のａ参照）、第１付勢手段４の付勢力に打ち勝ってニードル２およびピストン１４が燃料噴射口を開く方向へ移動する（図４のａからｂ参照）。この結果、燃料噴射口が開き始め、油だまりに圧送された燃料が燃料噴射口より燃焼室内へ噴射される。
【００２６】
ニードル２の移動量がプレリフト量ＰＬに達すると（図４のｂ参照）、ニードル２およびピストン１４には、第１付勢手段４の付勢力の他に、第２付勢手段５の付勢力が、スリーブ２５を介して加えられる。そして、供給圧力がさらに上昇し、ニードル２およびピストン１４に加わる供給圧力の力が、第１付勢手段４と第２付勢手段５との付勢力よりも大きくなると（図４のｃ参照）、ニードル２およびピストン１４が、さらに燃料噴射口を開く方向へ移動する（図４のｃからｄ参照）。この結果、燃料噴射口が更に開き、燃料噴射口より燃焼室内へ噴射される燃料噴射量が増加する。
ニードル２の移動量が最大リフト量ＭＬに達すると（図４のｄ参照）、ニードル２の上昇が停止するため、燃料噴射口の開度は一定となり、一定（最大）の燃料が、燃料噴射口より燃焼室内へ噴射される（図４のｄからｅ参照）。
【００２７】
ここで、ニードル２およびピストン１４の移動量がプレリフト量ＰＬに達するまでの間は（図４のａからｂ参照）、連通路２８がスリーブ２５の当接によって閉じられた状態であるため、ダンパ室１６が閉塞状態となってピストン１４の動きをダンプする。しかし、ダンパ効果を発生する範囲がニードル２およびピストン１４の立ち上がり部分であるため、ピストン１４およびニードル２に与えるダンパ効果は小さい。
そして、ニードル２およびピストン１４の移動量がプレリフト量ＰＬよりも大きくなると（図４のｂ以降参照）、ピストン１４がスリーブ２５を押し上げ、スリーブ２５がノズルボディ３から離れて、連通路２８が開かれる。この結果、ダンパ室１６が開放され、ダンパ室１６によるピストン１４のダンパ効果がなくなり、ニードル２およびピストン１４は素早く最大リフト量ＭＬに移動できる。
【００２８】
（燃料の供給圧力の下降時の作用）
油だまりに供給される燃料の圧力が下降し、ニードル２およびピストン１４が燃料噴射口を閉じる方向へ移動する際、ニードル２およびピストン１４は、移動量がプレリフト量ＰＬまで低下するまでの間（図４のｅからｆ参照）、第１、第２付勢手段４、５の付勢力によって、燃料噴射口を閉じる方向へ移動する。この下降初期では、スリーブ２５がノズルボディ３から離れて連通路２８が開かれた状態である。つまり、ダンパ室１６は開放された状態であるため、ダンパ室１６によるピストン１４へのダンパ効果は発生せず、ニードル２およびピストン１４は、第１、第２付勢手段４、５の付勢力によって燃料噴射口が閉じる方向へ素早く移動する。
【００２９】
ニードル２およびピストン１４の移動量がプレリフト量ＰＬよりも小さくなると（図４のｆからｇ参照）、第２付勢手段５の付勢力がなくなる。また、リーブ２５がノズルボディ３に当接して、連通路２８が閉じられる。このため、ダンパ室１６がダンパ効果を発生して、図４のｆ〜ｅの間で移動速度の速くなったピストン１４の動きをダンプする。このため、ピストン１４とともにニードル２がノズルボディ３に着座する際の速度が抑えられる（図４の破線α参照）。この結果、ニードル２がノズルボディ３に着座して、ニードル２が燃料噴射口を閉じる際（図４のｇ参照）、参照例の実線βに示すようにニードル２がジャンピングすることがない。
【００３０】
（実施例の効果）
燃料噴射ノズル１は、上記の作用で示したように、ニードル２が燃料噴射口を閉じる方向へ移動する際、移動量がプレリフト量ＰＬよりも小さくなるとダンパ室１６がダンパ効果を発生してピストン１４の動きをダンプし、ニードル２の着座速度を減速する。この結果、ニードル２がノズルボディ３に着座する際のジャンピングをほぼゼロに抑えることができる。
【００３１】
プレリフト量ＰＬを容易に測定することができる。つまり、スリーブ２５内の小径穴２９の深さ（小径穴２９の規制段までの距離）Ａから、ノズルボディ３から突出したピストン１４の高さＢを、差し引いた長さでプレリフト量ＰＬを測定できる（ＰＬ＝Ａ−Ｂ）。
また、プレリフト量ＰＬ（すなわちダンプ距離）を容易に調節できる。つまり、スリーブ２５の厚みを調節することによって小径穴２９の深さＡ（小径穴２９の規制段までの距離）を調節したり、あるいはピストン１４の厚み（軸方向の高さ）を調節することによってノズルボディ３から突出するピストン１４の高さＢを調節できる。
【００３２】
ダンパ効果の発生する部分を、ノズル部（ニードル２とノズルボディ３）とは別のピストン１４とスリーブ２５で設けたため、ノズル部のみで弁性能をチェックできる。つまり、容易にダンパ効果が発生しないようにして、弁性能をチェックできるため、高い精度で弁性能をチェックでき、弁性能に優れ、且つ弁性能のバラツキの少ない燃料噴射ノズル１を作成できる。
【００３３】
さらに、燃料噴射ノズル１は、上記の作用で示したように、２段開弁圧構造を採用しているが、２段開弁圧構造で問題となるエンジンへの取付軸力によるプレリフト変化量についても、プレリフト変化に関与するスリーブ２５をノズルボディ３で支持しているため、エンジン取付軸力によるプレリフト変化量に関与する部位をノズルボディ３のみにでき、結果的にエンジン取付軸力によるプレリフト変化量を最小に抑えることができる。
【００３４】
（変形例）
上記の実施例では、ニードル２とピストン１４とを別部品で設けた例を示したが、１個の部品で構成しても良い。また、ピストン１４をプレッシャピン２２と１部品で構成しても良い。
上記の実施例では、直接噴射タイプの燃料噴射ノズルに本発明を適用した例を示したが、副燃焼室タイプの燃料噴射ノズルに本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料噴射ノズルの要部断面図である（実施例）。
【図２】燃料噴射ノズルの断面図である（実施例）。
【図３】スリーブの斜視図である（実施例）。
【図４】ニードルのリフト量を説明するタイムチャートである（実施例）。
【図５】燃料噴射ノズルの要部断面図である（従来例）。
【符号の説明】
１    燃料噴射ノズル
２    ニードル
３    ノズルボディ
４    第１付勢手段
５    第２付勢手段
６    ノズルホルダ
１４    ピストン
１５    大径穴
１６    ダンパ室
２５    スリーブ
２８    連通路
２９    小径穴
ＰＬ    プレリフト量
ＭＬ    最大リフト量
【図１】
0003924923.tif 000002
【図２】
0003924923.tif 000003
【図３】
0003924923.tif 000004
【図４】
0003924923.tif 000005
【図５】
0003924923.tif 000006