JP2000145587A

JP2000145587A - 可変噴孔型燃料噴射ノズル

Info

Publication number: JP2000145587A
Application number: JP10328839A
Authority: JP
Inventors: Takao Iwasaki; 隆夫岩崎; Masahito Shimada; 正仁島田; Takashi Kobayashi; 小林　　孝; Masaya Nozaki; 真哉野崎; Jun Mizuno; 潤水野; Isato Maehara; 勇人前原; Toshiyuki Hasegawa; 敏之長谷川; Riyousuke Tanishige; 亮介谷重
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ロータリーバルブの回動位置を正確に制御す
ることができ、しかも燃料の漏れが生じることなく、針
弁を円滑に移動させることができる可変噴孔型燃料噴射
ノズルを提供する。【解決手段】ロータリーバルブたる制御部７１とロー
タリーシャフトたる軸部７２とを一体に形成する。針弁
６の貫通孔６１の上端部に、軸部７２が回動自在に、か
つ摺動自在に嵌合するガイド部６２を形成する。貫通孔
６１の他の部分を、軸部７２より大径の逃げ部６３とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、噴孔の内側の開
口部の開放面積を変化させることができる可変噴孔型燃
料噴射ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の燃料噴射ノズルにおい
ては、ノズル本体の内部に針弁（弁体）が摺動自在に設
けられており、針弁が弁座からリフトすると噴孔から燃
料が噴射され、弁座に着座すると燃料噴射が終了する。
また、ノズル本体の内部の下端部には、ロータリーバル
ブが噴孔と対向した状態で回転自在に嵌合されており、
ロータリーバルブには針弁の貫通孔を摺動自在に、かつ
回転自在に貫通するロータリーシャフトの下端部が連結
されている。そして、ロータリーシャフトによってロー
タリーバルブを回転変位させることにより、噴孔の内側
の開口部、つまりノズル本体の内面における開口部の開
放面積を変化させるようになっている（特開平１０−１
１０６６１号公報参照）。

【０００３】ところで、燃料噴射ノズルの各部には、不
可避の製造誤差があり、ノズル本体のロータリーバルブ
が嵌合する部分の軸線と針弁の貫通孔の軸線とは、互い
に偏心している。したがって、ノズル本体に嵌合したロ
ータリーバルブと貫通孔に嵌合したロータリーシャフト
も互いに偏心している。そこで、ロータリーバルブとロ
ータリーシャフトとについては、オルダム継手等を介し
て連結している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】オルダム継手は、互い
に偏心しているロータリーバルブとロータリーシャフト
とを連結することはできるが、ロータリーシャフトの回
転をロータリーバルブに同一の回転量で伝達することは
できない。このため、ロータリーシャフトとロータリー
バルブとの間に回転差が生じる。しかも、ロータリーバ
ルブおよびロータリーシャフトとオルダム継手との各連
結部には、不可避のガタがある。この結果、両者の回転
量の差がより一層大きくなる。このため、上記従来の燃
料噴射ノズルにおいては、ロータリーバルブの回転位置
を正確に制御することが困難であるという問題があっ
た。

【０００５】そこで、この出願の発明者は、ロータリー
シャフトとロータリーバルブとの回転量を正確に一致さ
せるために、両者を一体化することを考えた。しかし、
両者を単純に一体化すると、ノズル本体におけるロータ
リーバルブの嵌合部と針弁の貫通孔とが偏心しているた
め、針弁の上下方向の移動（リフト移動および着座移
動）時に、ロータリーシャフトの外周面と貫通孔の内周
面との間に多大の摩擦抵抗が発生し、針弁の円滑な移動
が阻害される。一体化に伴うこのような問題は、貫通孔
の内径をロータリーシャフトの外径より大きくすること
によって回避することができる。しかし、そのようにす
ると、貫通孔の内周面とロータリーシャフトの外周面と
の間に隙間が形成され、その隙間から燃料が漏れてしま
うという別の問題が発生する。

【０００６】この発明は、上記問題を一掃するためにな
されたものであり、ロータリーシャフトとロータリーバ
ルブとを一体化することにより、ロータリーバルブの回
転位置を正確に制御することができ、しかも一体化に伴
う針弁の円滑な移動の阻害または燃料漏れを同時に解決
することができる可変噴孔型燃料噴射ノズルを提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、先端側の内面に弁座および噴孔が形
成されたノズル本体と、このノズル本体に摺動自在に設
けられ、上記弁座に着座することによって上記噴孔を閉
じる弁体と、上記ノズル本体の内部に上記噴孔と対向し
て回転自在に嵌合されたロータリーバルブと、上記弁体
の中央部に形成された貫通孔に挿通され、弁体を貫通し
た先端部が上記ロータリーバルブに連結されたロータリ
ーシャフトとを備え、上記ロータリーシャフトを介して
上記ロータリーバルブを回転変位させることにより、上
記ノズル本体の内面における上記噴孔の開口部の開放面
積を変化させる可変噴孔型燃料噴射ノズルにおいて、上
記ロータリーシャフトと上記ロータリーバルブとを一体
に形成し、上記貫通孔の後端部に、上記ロータリーシャ
フトが回転自在に、かつ摺動自在に嵌合するガイド部を
形成し、上記貫通孔の他の部分を上記ロータリーシャフ
トより大径に形成したことを特徴としている。上記ノズ
ル本体の内面と上記ロータリーバルブの外周面との互い
の嵌合部をテーパ状に形成するのが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図１および図２を参照して説明する。図２に示す
ように、燃料噴射ノズル１は、上下に延びるノズルホル
ダ２を有している。このノズルホルダ２の下端面には、
ノズル本体３がノズルナット４によりスペーサ５を介し
て押圧固定されている。ノズルホルダ２とノズル本体３
とは、可能であるならば一体に形成してもよい。

【０００９】ノズル本体３には、その上端面（後端面）
から下端面（先端面）近傍まで延びる弁摺動孔３１と、
弁摺動孔３１に続く先細りのテーパ孔部３２とが同軸に
形成されている。テーパ孔部３２の内周面には、噴孔３
３が開口している。噴孔３３は、１つだけ形成してもよ
いが、ここでは複数形成されている。テーパ孔部３２の
内周面における各噴孔３３の内側の開口部は、ノズル本
体３の軸線方向には同一位置に、周方向には互いに同一
距離だけ離れて配置されている。各噴孔３３の傾斜角度
は、同一にしてもよく、互いに異なる角度にしてもよ
い。

【００１０】弁摺動孔３１には、針弁（弁体）６が挿入
されている。この針弁６の上端部は、スペーサ５を貫通
してノズルホルダ２の内部に突出しており、ノズルばね
１１によりばね受け１２を介して下方へ付勢されてい
る。これにより、針弁６がテーパ孔部３２の中間部に着
座するようになっている。針弁６の着座箇所は、噴孔３
３の内側の開口部より若干上側であり、針弁６の着座箇
所が弁座３４になっている。勿論、針弁６が弁座３４に
着座することによって噴孔３３が閉じられ、噴孔３３か
らの燃料の噴射が終了する。

【００１１】その一方、高圧通路１３を介して燃料溜ま
り３５に圧送された燃料の圧力が所定の開弁圧に達する
と、針弁６がノズルばね１１の付勢力に抗して弁座３４
から上方へリフトする。これによって、噴孔３３が開か
れ、そこから燃料が噴射される。

【００１２】上記ノズル本体３の内部には、バルブ部材
７が挿入されている。このバルブ部材７は、制御部（ロ
ータリーバルブ）７１と、この制御部７１の上端面に一
体に、かつ同軸に形成された軸部（ロータリーシャフ
ト）７２とから構成されている。

【００１３】制御部７１は、従来の燃料噴射ノズルのロ
ータリーバルブに相当するものであり、上記弁座３４よ
り下側のテーパ孔部３２の内周面に回転可能に嵌合し、
噴孔３３の内側の開口部を覆っている。制御部７１は、
弁座３４と同一のテーパ角を有しているが、異なる角度
にしてもよい。勿論、その場合には、制御部７１が嵌合
する部分のテーパ角度も弁座３４と異なるテーパ角にす
る。あるいは、制御部７１を一様な外径を有する円柱状
に形成してもよい。その場合には、ノズル本体３の内周
面も円筒面にする。ただし、制御部７１をテーパ状に形
成してテーパ孔部３２に嵌合させると、それらの間の密
封性を向上させることができる。したがって、テーパ状
に形成するのが望ましい。

【００１４】制御部７１の上端部外周面には、その上端
面から下方に延びる連通溝７３が噴孔３３と同数形成さ
れている。各連通溝７３は、噴孔３３の内径とほぼ同一
か若干広い幅を有している。しかも、各連通溝７３は、
上下方向には噴孔３３とほぼ同一位置に、周方向には等
間隔をもって配置されている。したがって、制御部７１
を回転させて各連通溝７３と各噴孔３３との周方向の位
置関係を調節することにより、連通溝７３が噴孔３３の
内側の開口部全体と対向して開放する状態から、制御部
７１の外周面が噴孔３３の内側の開口部全体を遮蔽した
状態まで変化させることができる。なお、燃料は、連通
溝７３を介して噴孔３３に流入する。

【００１５】上記軸部７２は、従来の燃料噴射ノズルの
ロータリーシャフトに相当するものであり、針弁６の軸
線上を上下に貫通する貫通孔６１に、上下方向へ移動自
在に、かつ回転自在に挿通されている。軸部７２の上端
部は、ばね受け１２およびノズルばね１１を貫通してノ
ズルホルダ２の上端部に達しており、ノズルホルダ２の
上端部に取り付けられたステッピングモータ等の回転駆
動手段１４の出力軸１４ａにこれと一体に回転するよう
に連結されている。したがって、回転駆動手段１４によ
って軸部７２を回転変位させることにより、制御部７１
を回転変位させることができる。また、軸部７２は、ば
ね１５によって下方に付勢されている。これにより、制
御部７１がテーパ孔部３２の内周面に押圧接触させられ
ている。これは、燃料噴射終了後のエンジンの燃焼室の
背圧により、制御部７１がテーパ孔部３２から上方へ移
動するのを防止するためである。

【００１６】上記貫通孔６１は、上端部のガイド部６２
と、それより下側の逃げ部６３とから構成されている。
ガイド部６２の内周面には、上記バルブ部材７の軸部７
２が回転自在にかつ摺動自在に嵌合されている。これに
より、軸部７２が貫通孔６１の軸線上に位置決めされる
とともに、針弁６に対して回転自在、かつ上下方向へ相
対移動可能になっている。しかも、ガイド部６２に軸部
７２が嵌合することにより、それらの間から燃料が上方
に漏れるのを防止されている。したがって、ガイド部６
２の内径は、軸部７２の摺動および回動を許容する範囲
においてできる限り軸部７２の外径に一致させるのが望
ましい。また、ガイド部６２は、制御部７１から上方へ
できる限り離れるよう、針弁６の上端部に形成するのが
望ましく、その長さは、軸部７２に対する位置決め、お
よび燃料漏れ防止をなし得る範囲においてできる限り短
くするのが望ましい。

【００１７】一方、逃げ部６３は、その内周面に軸部７
２が接触するのを防止するためのものである。したがっ
て、逃げ部６３の内径は、軸部７２の外径より大径にな
っている。ただし、逃げ部６３の内径は、針弁６の強度
低下を極力防止するために、軸部７２との接触を防止し
得る範囲においてできる限り小さくするのが望ましい。

【００１８】上記構成の燃料噴射ノズル１においては、
バルブ部材７の制御部７１と軸部７２とが一体に形成さ
れているので、回転駆動手段１４の回転量を制御部７１
に軸部７２を介して正しく伝達することができる。した
がって、制御部７１の回転位置を正確に制御することが
できる。また、ガイド部６２と軸部７２との嵌合によ
り、それらの間から燃料が漏れるのを防止することがで
きる。

【００１９】さらに、針弁６を上下方向へ円滑に移動さ
せることができる。すなわち、軸部７２は、その軸線と
直交する方向における位置が制御部７１とガイド部６２
とによって規制されているが、ガイド部６２が針弁６の
上端部に形成され、制御部７１から大きく離れている。
したがって、軸部７２の制御部７１とガイド部６２との
間に存する部分の長さが長くなり、その部分は容易に曲
げ弾性変形する。そして、その曲げ変形により、制御部
７１とガイド孔６２との間の偏心が吸収される。よっ
て、針弁６は、円滑に上下方向へ移動することができ
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ロータリーバルブたる制御部の回動位置を正確に制
御することができ、しかもロータリーシャフトたる軸部
と針弁の貫通孔との間から燃料が漏れるという事態を招
来することなく、針弁を円滑にリフトおよび着座移動さ
せることができるという効果が得られる。制御部とこれ
が嵌合するノズル本体の内面とをテーパ状に形成するこ
とにより、それらの間の密封性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の要部の一部を省略して示す拡大断面
図である。

【図２】この発明の一実施の形態を示す断面図である。

【符号の説明】

１燃料噴射ノズル３ノズル本体６針弁（弁体）７バルブ部材３２テーパ孔部３３噴孔３４弁座６１貫通孔６２ガイド部６３逃げ部７１制御部（ロータリーバルブ）７２軸部（ロータリーシャフト）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林孝埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号株式会社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者野崎真哉埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号株式会社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者水野潤埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号株式会社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者前原勇人埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号株式会社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者長谷川敏之埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号株式会社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者谷重亮介埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号株式会社ゼクセル東松山工場内Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AA07 AB02 AD12 BA36 CC05U CC06T CC14 CC23 CC26 CE13 CE21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端側の内面に弁座および噴孔が形成さ
れたノズル本体と、このノズル本体に摺動自在に設けら
れ、上記弁座に着座することによって上記噴孔を閉じる
弁体と、上記ノズル本体の内部に上記噴孔と対向して回
転自在に嵌合されたロータリーバルブと、上記弁体の中
央部に形成された貫通孔に挿通され、弁体を貫通した先
端部が上記ロータリーバルブに連結されたロータリーシ
ャフトとを備え、上記ロータリーシャフトを介して上記
ロータリーバルブを回転変位させることにより、上記ノ
ズル本体の内面における上記噴孔の開口部の開放面積を
変化させる可変噴孔型燃料噴射ノズルにおいて、上記ロータリーシャフトと上記ロータリーバルブとを一
体に形成し、上記貫通孔の後端部に、上記ロータリーシ
ャフトが回転自在に、かつ摺動自在に嵌合するガイド部
を形成し、上記貫通孔の他の部分を上記ロータリーシャ
フトより大径に形成したことを特徴とする可変噴孔型燃
料噴射ノズル。
【請求項２】上記ノズル本体の内面と上記ロータリー
バルブの外周面との互いの嵌合部をテーパ状に形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の可変噴孔型燃料噴射
ノズル。