(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の噴射孔を開閉可能なノズルニードルの背圧を制御するための制御圧室を開閉する制御弁体を有し、
この制御圧室に連通する環状の圧力導入室を形成し、
この制御圧室に高圧燃料を供給するためのひとつの送油路が、高圧送油路交差部を介してこの圧力導入室に連通されるとともに、
前記制御圧室の圧力を前記制御弁体により制御して、前記ノズルニードルによる前記噴射孔の開閉作用を可能とした燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造であって、
前記ひとつの送油路は、前記圧力導入室の中心線に向かう方向からずれた方向にこれを位置させ、さらに、
前記高圧送油路交差部の前記圧力導入室に、その外周方向に曲面状に突出する膨出部を形成するとともに、
この膨出部に前記送油路が交差することを特徴とする燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造。
【請求項２】
前記送油路が、前記圧力導入室の前記中心線に向かう方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造。
【請求項３】
前記送油路が、前記圧力導入室の前記中心線に向かう方向に対して
偏心していることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造。
【請求項４】
燃料の噴射孔を開閉可能なノズルニードルの背圧を制御するための制御圧室を開閉する制御弁体を有し、
この制御圧室に連通する環状の圧力導入室を形成し、
この制御圧室に高圧燃料を供給するためのひとつの送油路が、高圧送油路交差部を介してこの圧力導入室に連通されるとともに、
前記制御圧室の圧力を前記制御弁体により制御して、前記ノズルニードルによる前記噴射孔の開閉作用を可能とした燃料噴射弁であって、
前記ひとつの送油路は、前記圧力導入室の中心線に向かう方向からずれた方向にこれを位置させ、さらに、
前記高圧送油路交差部の前記圧力導入室に、その外周方向に曲面状に突出する膨出部を形成するとともに、
この膨出部に前記送油路が交差することを特徴とする高圧送油路交差部の応力低減構造を備えた燃料噴射弁。
【請求項５】
前記送油路が、前記圧力導入室の前記中心線に向かう方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項４記載の高圧送油路交差部の応力低減構造を備えた燃料噴射弁。
【請求項６】
前記送油路が、前記圧力導入室の前記中心線に向かう方向に対して偏心していることを特徴とする請求項４記載の高圧送油路交差部の応力低減構造を備えた燃料噴射弁。
【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おける高圧送油路交差部の応力低減構造にかかるもので、とくに蓄圧器（コモンレール）などから供給される高圧燃料を所定のタイミングで噴射する燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料噴射弁について図７にもとづき概説する。
図７は、燃料噴射弁１の要部拡大断面図であって、燃料噴射弁１は、インジェクターハウジング２と、ノズルボディ３と、ノズルニードル４と、バルブピストン５と、バルブボディ６と、背圧制御部７と、を有する。
【０００３】
インジェクターハウジング２には、その先端部にノズルボディ３を取り付けるとともに、その上方部に高圧燃料導入部８を設ける。この高圧燃料導入部８よりさらに上方部に上記背圧制御部７を設けてある。
燃料タンク９からの燃料を燃料ポンプ１０により高圧として、コモンレール１１（蓄圧器）に蓄え、高圧燃料導入部８から燃料噴射弁１に高圧燃料を供給する。
すなわち、高圧燃料導入部８からインジェクターハウジング２およびノズルボディ３にかけて燃料通路１２を形成し、ノズルニードル４の受圧部４Ａに高圧燃料を供給可能とする。さらに、高圧燃料導入部８から燃料通路１２の一部を図７中上方に延ばして背圧制御部７部分から燃料還流路１３を形成し、燃料タンク９に燃料を還流可能とする。
【０００４】
ノズルボディ３には、その先端部に燃料の噴射孔１４を任意の数だけ形成し、噴射孔１４につながるシート部１５にノズルニードル４の先端部がシートして噴射孔１４を閉鎖し、ノズルニードル４がシート部１５からリフトすることにより噴射孔１４を開放して燃料を噴射可能とする。
【０００５】
ノズルニードル４の上方部には、ノズルニードル４をシート部１５へのシート方向に付勢するノズルスプリング１６を設け、ノズルニードル４に一体のバルブピストン５をさらに上方に延ばしてある。
【０００６】
バルブボディ６は、その摺動孔６Ａにおける上方中央部に制御圧室１７を形成し、バルブピストン５の先端部を下方側からこの制御圧室１７に臨ませる。
制御圧室１７は、バルブボディ６に形成した燃料通路１２からの直線的な送油路１８、および送油路１８につながる環状の圧力導入室１９、さらに導入側オリフィス２０に連通している。
したがって、導入側オリフィス２０は、燃料通路１２に連通し、コモンレール１１からの導入圧力を制御圧室１７に供給している。ただし、導入側オリフィス２０は、送油路１８と環状の圧力導入室１９とが合流ないし交差する高圧送油路交差部２１とは半径方向反対側にこれを位置させ、制御圧室１７に供給する高圧の均一化を図り、燃料噴射特性の変化を防止可能としている。
【０００７】
制御圧室１７は、開閉用オリフィス２２にも連通し、開閉用オリフィス２２は背圧制御部７のバルブボール２３（制御弁体）がこれを開閉可能としている。
なお、制御圧室１７におけるバルブピストン５の頂部５Ａの受圧面積は、ノズルニードル４の受圧部４Ａの受圧面積より大きくしてある。
【０００８】
背圧制御部７は、制御圧室１７内の圧力（すなわち、ノズルニードル４の背圧）を制御することによりノズルニードル４のリフト動作を制御するもので、上記バルブボール２３と、バルブボール２３に一体のアーマチュア２４と、アーマチュアガイド２５と、マグネット２６と、バルブスプリング２７と、上述の制御圧室１７と、を有する。
【０００９】
アーマチュア２４は、アーマチュアガイド２５により軸方向にガイドされるとともに、マグネット２６により吸引されて、ノズルニードル４のリフト量Ｌ１分の距離だけ上昇する。
なお、バルブピストン５は、間隙Ｌ２の分だけ上昇可能としてあって、ノズルニードル４のリフトを可能としている。
【００１０】
こうした構成の燃料噴射弁１において、コモンレール１１からの高圧燃料は、高圧燃料導入部８から燃料通路１２を介してノズルニードル４の受圧部４Ａに供給されるとともに、燃料通路１２から送油路１８、環状の圧力導入室１９および導入側オリフィス２０を介して制御圧室１７におけるバルブピストン５の頂部５Ａに供給される。
したがって、ノズルニードル４は、バルブピストン５を介して制御圧室１７の背圧を受け、ノズルスプリング１６の付勢力と併せて、ノズルボディ３のシート部１５にシートし、噴射孔１４を閉鎖している。
【００１１】
マグネット２６に所定タイミングで駆動信号を供給することにより、マグネット２６はバルブスプリング２７の付勢力に抗してアーマチュア２４を吸引しバルブボール２３がリフトして開閉用オリフィス２２を解放すると、制御圧室１７の高圧が開閉用オリフィス２２を介し燃料還流路１３を通って燃料タンク９に還流するため、制御圧室１７におけるバルブピストン５の頂部５Ａに作用していた高圧が解放され、ノズルニードル４は受圧部４Ａの高圧によりノズルスプリング１６の付勢力に抗してシート部１５からリフトし、噴射孔１４を解放して燃料を噴射する。
マグネット２６を消磁することにより、バルブボール２３が開閉用オリフィス２２を閉鎖すれば、制御圧室１７内の圧力がバルブピストン５を介してノズルニードル４をそのシート位置（シート部１５）にシートさせ、噴射孔１４を閉鎖し、燃料噴射を終了させる。
【００１２】
しかして、直線状の送油路１８と環状の圧力導入室１９とが合流する高圧送油路交差部２１において、燃料圧力による応力の発生の問題がある。
すなわち、図８は、高圧燃料導入部８部分から高圧送油路交差部２１部分の横拡大断面図、図９は、同、高圧送油路交差部２１部分の横拡大断面図であって、高圧燃料導入部８（その中心線８Ｃ）から直線的につながる送油路１８（その中心線１８Ｃ）が圧力導入室１９の中心線１９Ｃの方向に向かっていて、バルブボディ６の外周壁面６Ｂの法線に直交ないし直接対向しているため、高圧送油路交差部２１に高圧が集中しやすくなり、とくにその隅部２８に応力集中が発生しやすいという問題がある。
【００１３】
この高圧送油路交差部２１ないし隅部２８に過度の応力が発生した場合には、インジェクターハウジング２のこの部分に亀裂２９が発生し、外部への燃料漏れはもちろん、燃料噴射弁１としての性能低下という問題がある。
また、この亀裂２９の発生を防止するためには、炭素鋼などから構成しているインジェクターハウジング２の材料をさらに高強度のものとする必要があって、コストアップにもつながるという問題がある。
さらに、最近の燃料噴射の高圧化にともなって、高圧送油路交差部２１部分におけるこのような問題の解決が望まれるもので、高圧化対策はその重要性を増してきている。
もちろん、燃料の噴射にともなって、高圧送油路交差部２１部分にも燃料圧力の高低による圧力振動が発生し、この圧力振動ないし圧力振幅に対する耐久性も要求される。
【００１４】
なお、この種の燃料噴射弁については、特開平７−３１０６２２号、特開平１１−２１８０６２号などがある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、高圧燃料を供給する送油路から環状の圧力導入室への高圧送油路交差部において発生する応力を低減可能とした燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造を提供することを課題とする。
【００１６】
また本発明は、高圧燃料の供給部分（高圧送油路交差部）における燃料漏れを防止可能とした燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造を提供することを課題とする。
【００１７】
また本発明は、燃料の噴射にともなって発生する高圧送油路交差部部分における圧力振動ないし圧力振幅に対する耐久性を確保可能とした燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造を提供することを課題とする。
【００１８】
また本発明は、従来と同様の強度の材料をインジェクターハウジングに使用可能であって、コストの上昇を抑制可能な燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造を提供することを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、高圧送油路交差部における送油路と環状の圧力導入室との相対的な位置について偏心構造とすることに着目したもので、燃料の噴射孔を開閉可能なノズルニードルの背圧を制御するための制御圧室を開閉する制御弁体を有し、この制御圧室に連通する環状の圧力導入室を形成し、この制御圧室に高圧燃料を供給するための送油路が、高圧送油路交差部を介してこの圧力導入室に連通されるとともに、上記制御圧室の圧力を上記制御弁体により制御して、上記ノズルニードルによる上記噴射孔の開閉作用を可能とした燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造であって、上記送油路は、上記圧力導入室の中心線に向かう方向からずれた方向にこれを位置させたことを特徴とする燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造である。
【００２０】
上記送油路が、上記圧力導入室の上記中心線に向かう方向に対して傾斜していることができる。
【００２１】
上記送油路が、上記圧力導入室の上記中心線に向かう方向に対して偏心していることができる。
【００２２】
上記高圧送油路交差部の上記圧力導入室に、その外周方向に曲面状に突出する膨出部を形成することができる。
【００２３】
本発明による燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造においては、高圧送油路交差部における送油路と環状の圧力導入室との相対的な位置を偏心的な状態とするなど、送油路を圧力導入室の中心線に向かう方向からずれた方向に位置させたので、この部分で発生する応力を低減させ（約２０％の低減が可能となった）、亀裂が発生するなどの不具合を解消し、燃料噴射弁としての製品寿命を延長するとともに信頼性を向上させることができる。
さらに、インジェクターハウジングの材料の強度をより高強度とする必要がないので、従来通りの材料を採用可能であって、コストの上昇を回避することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の第１の実施の形態による燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造３０を図１ないし図４にもとづき説明する。ただし、図７ないし図９と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
図１は、高圧送油路交差部の応力低減構造３０を採用した燃料噴射弁１の要部拡大断面図、図２は、図８と同様の、高圧燃料導入部８部分から高圧送油路交差部３１部分の横拡大断面図、図３は、図９と同様の、高圧送油路交差部３１部分の横拡大断面図であって、この応力低減構造３０は、図７に示した燃料噴射弁１とは、その高圧送油路交差部３１の部分における構造のみが異なる。
【００２５】
とくに図２および図３に示すように、前記送油路１８を高圧燃料導入部８から傾斜させ、前記環状の圧力導入室１９の中心線１９Ｃに向かう方向からずれた方向にこれを位置させてある。
すなわち、圧力導入室１９の中心線１９Ｃに向かう高圧燃料導入部８の中心線８Ｃの途中（折曲げ部８Ｄ）から送油路１８を折り曲げ、圧力導入室１９に対して（高圧燃料導入部８の中心線８Ｃに対して）斜めに傾斜角度θをもって交差するようにする。
したがって、高圧送油路交差部３１においては、送油路１８が環状の圧力導入室１９に対して直角に進入ないし位置するのではなく、所定の傾斜角θをもって交差することになる。
【００２６】
図４は、高圧送油路交差部３１における送油路１８が臨む環状の圧力導入室１９の縦（軸方向）拡大断面図であって、圧力導入室１９には高圧送油路交差部３１の部分のみ、その外周方向に曲面状に突出する膨出部３２を形成し、この膨出部３２に送油路１８が交差するようにしている。
【００２７】
こうした構成の高圧送油路交差部３１の応力低減構造３０において、送油路１８から環状の圧力導入室１９に進入する高圧燃料は、とくにその圧力振動を高圧送油路交差部３１におけるバルブボディ６の外周壁面６Ｂに直接、最大の圧力で作用させることなく、環状の圧力導入室１９の円周方向に迂回するようにして導入側オリフィス２０から制御圧室１７に高圧燃料を供給する。
【００２８】
したがって、とくに図３に示すように、高圧送油路交差部３１においては、その鋭角側隅部３３では、送油路１８および圧力導入室１９側からの燃料圧力によりインジェクターハウジング２の壁面に発生する応力が相殺されやすいとともに、その鈍角側隅部３４では応力集中が発生しにくく、いずれにしても過度の応力の発生を抑えることができるため、従来のような亀裂２９（図９）が発生するおそれが低減する。
【００２９】
さらに図４に示すように、環状の圧力導入室１９には高圧送油路交差部３１において外周方向への膨出部３２を形成しているので、高圧送油路交差部３１において容積に余裕をもたせることできるとともに、膨出部３２の形状および送油路１８との相対位置関係を適宜調整することにより、送油路１８の上方隅部３５および下方隅部３６においてともに、送油路１８と圧力導入室１９とを従来より鈍角をもって、ないしはより鋭角度を少なくして交差させることが可能となり、さらに応力集中の発生を抑制することができる。
【００３０】
本発明においては、送油路１８と圧力導入室１９との相対的なずれ構造ないし偏心形態は任意である。
たとえば、図５は、本発明の第２の実施の形態による高圧送油路交差部の応力低減構造４０の、図３と同様の、高圧送油路交差部３１部分の横拡大断面図であって、この応力低減構造４０においては、送油路１８の中心線１８Ｃが高圧燃料導入部８の中心線８Ｃに対して平行であるとともに、第１の偏心値Ｅ１をもって環状の圧力導入室１９の中心線１９Ｃからずれている。
【００３１】
こうした構成の高圧送油路交差部３１の応力低減構造４０においては、直線状の送油路１８が第１の偏心値Ｅ１分だけずれた位置において環状の圧力導入室１９に連通することになり、高圧燃料導入部８さらに送油路１８からの高圧燃料は、その圧力振動をバルブボディ６の外周壁面６Ｂに圧力作用として近接した位置からその中心方向に向かって直接及ぼすものではなく、図１、図２および図３に示した応力低減構造３０と同様に、圧力導入室１９内に面するとくにインジェクターハウジング２おける応力の集中を低減することができる。
したがって、亀裂２９の発生を抑えて、寿命が長く信頼性のある燃料噴射弁１とすることができる。
【００３２】
図６は、本発明の第３の実施の形態による高圧送油路交差部の応力低減構造５０の、図３と同様の、高圧送油路交差部３１部分の横拡大断面図であって、この応力低減構造５０においては、高圧燃料導入部８の前記折曲げ部８Ｄ（図２、図３参照）自体を第２の偏心値Ｅ２をもって圧力導入室１９の中心線１９Ｃからずらせるとともに、送油路１８が圧力導入室１９に対して（高圧燃料導入部８の中心線８Ｃに対して）斜めに傾斜角度θをもって交差するようになっている。
なお第２の偏心値Ｅ２は、第１の偏心値Ｅ１と同じ値でも異なっていてもよい。
【００３３】
こうした構成の高圧送油路交差部３１の応力低減構造５０においても、送油路１８は第２の偏心値Ｅ２および傾斜角度θ分だけずれた位置から環状の圧力導入室１９に交差するように連通することになり、高圧燃料導入部８さらに送油路１８からの高圧燃料は、その圧力振動をバルブボディ６の外周壁面６Ｂに圧力作用として近接した位置からその中心方向に向かって直接及ぼすものではなく、図１、図２および図３に示した応力低減構造３０と同様に、圧力導入室１９内に面するとくにインジェクターハウジング２おける応力の集中を低減することができる。
したがって、亀裂２９の発生を抑えて、寿命が長く信頼性のある燃料噴射弁１とすることができる。
【００３４】
なお、上述の応力低減構造４０（図５）および応力低減構造５０（図６）においては、図４に示した膨出部３２を環状の圧力導入室１９に形成することにより、さらに応力集中の回避を行うこともできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高圧送油路交差部において環状の圧力導入室に対し送油路を偏心した状態で交差するようにしたので、この部分における高圧燃料による応力の集中を避け、亀裂の発生を抑制し、信頼性のある寿命の長い燃料噴射弁とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の第１の実施の形態による燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造３０を採用した燃料噴射弁１の要部拡大断面図である。
【図２】    同、高圧燃料導入部８部分から高圧送油路交差部３１部分の横拡大断面図である。
【図３】    同、高圧送油路交差部３１部分の横拡大断面図である。
【図４】    同、高圧送油路交差部３１における送油路１８が臨む環状の圧力導入室１９の縦（軸方向）拡大断面図である。
【図５】    本発明の第２の実施の形態による高圧送油路交差部の応力低減構造４０の、高圧送油路交差部３１部分の横拡大断面図である。
【図６】    本発明の第３の実施の形態による高圧送油路交差部の応力低減構造５０の、高圧送油路交差部３１部分の横拡大断面図である。
【図７】    燃料噴射弁１の要部拡大断面図である。
【図８】    同、高圧燃料導入部８部分から高圧送油路交差部２１部分の横拡大断面図である。
【図９】    同、高圧送油路交差部２１部分の横拡大断面図である。
【符号の説明】
１  燃料噴射弁（図１、図７）
２  インジェクターハウジング
３  ノズルボディ
４  ノズルニードル
４Ａ  ノズルニードル４の受圧部
５  バルブピストン
５Ａ  バルブピストン５の頂部
６  バルブボディ
６Ａ  バルブボディ６の摺動孔
６Ｂ  バルブボディ６の外周壁面
７  背圧制御部
８  高圧燃料導入部
８Ｃ  高圧燃料導入部８の中心線
８Ｄ  高圧燃料導入部８の折曲げ部（図２、図３、図６）
９  燃料タンク
１０  燃料ポンプ
１１  コモンレール（蓄圧器）
１２  燃料通路
１３  燃料還流路
１４  噴射孔
１５  シート部
１６  ノズルスプリング
１７  制御圧室
１８  送油路
１８Ｃ  送油路１８の中心線
１９  環状の圧力導入室
１９Ｃ  圧力導入室１９の中心線
２０  導入側オリフィス
２１  高圧送油路交差部（図７、図８、図９）
２２  開閉用オリフィス
２３  バルブボール（制御弁体）
２４  アーマチュア
２５  アーマチュアガイド
２６  マグネット
２７  バルブスプリング
２８  高圧送油路交差部２１における隅部（図８、図９）
２９  亀裂（図９）
３０  燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造（第１の実施の形態、図１）
３１  高圧送油路交差部
３２  膨出部（図４）
３３  高圧送油路交差部３１における鋭角側隅部（図３）
３４  高圧送油路交差部３１における鈍角側隅部（図３）
３５  送油路１８の上方隅部（図４）
３６  送油路１８の下方隅部（図４）
４０  燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造（第２の実施の形態、図５）
５０  燃料噴射弁における高圧送油路交差部の応力低減構造（第３の実施の形態、図６）
Ｌ１  ノズルニードル４のリフト量（図１、図７）
Ｌ２  バルブピストン５が上昇可能な間隙（図１、図７）
θ    送油路１８の中心線１８Ｃに対する傾斜角度（図３、図６）
Ｅ１    第１の偏心値（図５）
Ｅ２    第２の偏心値（図６）
【図１】
0004035809.tif 000002
【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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