JP2000320429A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストでバルブニードルのリフト量に応じ
た燃料の噴射量を確保することができ、かつ確実に燃料
の噴射を制御できるとともに燃料の微粒化を促進するこ
とができる燃料噴射ノズルを提供する。 【解決手段】 第１円錐台面５１には当接部６２が着座
可能な弁座５１ａが設けられている。バルブニードル６
０のリフト量が小さな低リフト時、燃料は弁座５１ａと
当接部６２の間の開口部を経由して第１噴孔５１１から
噴射され、第２円錐台面５２と第２テーパ面７２との間
のクリアランスを経由する第２噴孔５２１からはほとん
ど噴射されない。一方、バルブニードル６０のリフト量
が大きな高リフト時、燃料は第１噴孔５１１だけでな
く、第２噴孔５２１からも噴射される。そのため、噴孔
径を小さくしても、十分な燃料噴射量を確保することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下、
内燃機関を「エンジン」という。）特にディーゼルエン
ジンの燃料噴射ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ノズルボディにバルブニード
ルを往復移動可能に収容し、バルブニードルの当接部が
ノズルボディに形成した弁座に着座ならびに弁座から離
座することにより、噴孔から噴射する燃料を断続するエ
ンジン用燃料噴射弁の燃料噴射ノズルが知られている。

【０００３】このような燃料噴射ノズルにおいては、燃
料消費量の低減、排気ガスの浄化、エンジンの安定した
運転性などの観点から、噴孔から噴射される「燃料の微
粒化」が重要な要素である。特に、筒内直接噴射式エン
ジン用燃料噴射弁の燃料噴射ノズルの場合、噴霧を形成
する燃料微粒子の粒径がエンジンから排出される黒煙に
対し大きな影響をおよぼすため、「燃料の微粒化」は最
も重要な要素の１つである。微粒化を促進する方法とし
て、例えば噴孔径を小さくすることが考えられる。しか
し、噴孔径が小さくなると流路面積が小さくなり、同じ
噴射時間に噴射することができる燃料の噴射量が低下す
るため、所望の燃料噴射量を確保するために必要な噴射
期間が長くなり、逆に排出される黒煙が増加することが
懸念される。

【０００４】以上のような問題を解決するための方法と
して、実開平４−８２３６２号公報、および実開平
４−１６６７号公報に開示されているようにバルブニー
ドルのリフト量に応じて噴孔の開口面積を変化させるこ
とにより、バルブニードルのリフト量の大きな高リフト
時に噴孔の開口面積を増大させ、適切な燃料の噴射率を
確保することができる燃料噴射弁が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
実開平４−８２３６２号公報、および実開平４−１
６６７号公報に開示されているような燃料噴射弁につい
ては、以下のような問題がある。 実開平４−８２３６２号公報に開示されている燃料
噴射弁は、主噴孔と副噴孔とをそれぞれ主バルブニード
ルおよび副バルブニードルにより開閉している。そのた
め、同軸の２本のバルブニードルを必要とし、２本のバ
ルブニードルを収容するため燃料噴射ノズルが大型化す
るとともに、製造コストが増大する。

【０００６】 実開平４−１６６７号公報に開示され
ている燃料噴射弁は、ノズルボディの円柱部に外部へ連
通する第１噴孔および第２噴孔を形成し、円柱部の内部
を摺動するバルブニードルのリフト量に応じて低リフト
時は第１噴孔と燃料供給路、高リフト時は第１噴孔とと
もに第２噴孔と燃料供給路とを連通させることで、バル
ブニードルのリフト量に応じて燃料の噴射量を制御して
いる。ところが、ノズルボディの円柱部とバルブニード
ルの円柱部とは摺動しているため、ノズルボディの円柱
部とバルブニードルの円柱部との間には必ずわずかな隙
間が生じる。そのため燃料の噴射を行わない閉弁時に、
燃料が摺動部分を経由して噴孔から燃焼室内へ漏れ出す
おそれがある。

【０００７】また、バルブニードルのリフト量が最大に
なると、バルブニードルの円柱部はノズルボディの円柱
部から離間してしまうため、バルブニードルの円柱部を
案内する部分がなくなってしまう。そのため、燃料噴射
ノズルのゆれ、バルブニードルの偏心、またはバルブニ
ードルを閉弁方向に付勢する付勢力の偏荷重などにより
バルブニードルが容易に傾くおそれがある。バルブニー
ドルが傾くと、閉弁動作時にノズルボディの円柱部とバ
ルブニードルの円柱部とが摺動できず、燃料噴射弁が閉
弁しなかったり、破損するおそれがある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、低コストでバル
ブニードルのリフト量に応じた燃料の噴射量を確保する
ことができ、かつ確実に燃料の噴射を制御できるととも
に燃料の微粒化を促進することができる燃料噴射ノズル
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１、２ま
たは３記載の燃料噴射ノズルによると、複数の円錐台面
は燃料流通上流側ほどバルブニードルの軸線となす角度
が大きいため、円錐台面とテーパ部との間の開口面積は
燃料流通上流側ほど大きくなる。そのため、バルブニー
ドルのリフト量が所定値よりも小さいとき、ノズルボデ
ィの最上流側の円錐台面に形成されている噴孔から燃料
が噴射され、円錐台部とテーパ部との間の開口面積が小
さな下流側からはほとんど燃料は噴射されない。そし
て、バルブニードルのリフト量が所定値よりも大きくな
るにしたがってノズルボディの下流側の円錐台面に形成
されている噴孔から燃料が噴射される。そのため、噴孔
径を小さくしてもバルブニードルのリフト量に応じて所
望の燃料噴射量を確保することができるとともに、燃料
の微粒化を促進することができる。

【００１０】また、例えば主噴孔および副噴孔を開閉す
る主バルブニードルおよび副バルブニードルを備える燃
料噴射ノズルと比較して、構造が簡単であるので製造コ
ストを低減することができるとともに、燃料噴射ノズル
の体格を小型化することができる。

【００１１】さらに、バルブニードルはノズルボディの
複数の円錐台面によって案内されるので、例えばバルブ
ニードルが傾いた場合、バルブニードルは円錐台面によ
り案内され確実に弁座に着座する。また、バルブニード
ルの当接部がノズルボディの弁座に着座することで、燃
料の流通を遮断することができる。したがって、例えば
ノズルボディの円柱部とバルブボディの円柱部とが摺動
することでノズルボディの円柱部に形成された噴孔を開
閉する燃料噴射ノズルのように閉弁時における燃料の遮
断が不完全になることがなく、確実に燃料の噴射を制御
することができる。

【００１２】本発明の請求項４記載の燃料噴射ノズルに
よると、燃料バイパス通路を流通する燃料は、燃料自身
の圧力によりバルブニードル先端部を径方向外側へ押し
広げる。そして、燃料流通下流側に形成された円錐台面
の噴孔は押し広げられたバルブニードルにより閉塞さ
れ、燃料は燃料流通上流側の円錐台面に形成された噴孔
から噴射される。したがって、下流側の噴孔への燃料の
流通は確実に遮断されるので、より確実に燃料の噴射を
制御することができる。

【００１３】本発明の請求項５記載の燃料噴射ノズルに
よると、噴孔から噴射される燃料に旋回流を形成させる
ための旋回流形成手段を有している。したがって、燃料
の微粒化がより促進され、燃料消費量、ならびにエンジ
ンからの黒煙の排出を低減し、かつエンジンの安定した
運転性を確保するすることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図面に基づいて説明する。 （第１実施例）本発明をディーゼルエンジン用の燃料噴
射弁に適用した第１実施例を図１〜図３に示す。図３に
示す燃料噴射弁１は、図示しないディーゼルエンジンの
燃焼室内に段階的に燃料を噴射する燃料噴射弁である。
ノズルホルダ１０、リテーニングナット２０、ディスタ
ンスピース３０、燃料噴射ノズル４０からなる外郭形成
部材を備えている。燃料噴射弁１は、ノズルホルダ１
０、ディスタンスピース３０および燃料噴射ノズル４０
がリテーニングナット２０により固定されている。

【００１５】ノズルホルダ１０は、燃料インレット１１
を有しており、軸方向に貫通する第１スプリング収容室
１２および第２スプリング収容室１３が形成されてい
る。図示しない高圧ポンプから図示しない燃料配管が燃
料インレット１１に接続されており、高圧ポンプから燃
料噴射弁へ高圧燃料が供給されている。燃料インレット
１１の内部には燃料通路１４が形成されている。

【００１６】第１スプリング収容室１２内には、第１ス
プリング１２１、スペーサ１２２および後述するバルブ
ニードル６０のフランジ部６１が収容されている。第１
スプリング１２１は、一方の端部がバルブニードル６０
のフランジ部６１に当接し、他方の端部がスペーサ１２
２に当接している。第１スプリング１２１はバルブニー
ドル６０を図３に示す下方向、つまり閉弁方向に付勢し
ている。

【００１７】第２スプリング収容室１３内には、第２ス
プリング１３１、スペーサ１３２、スプリングキヤップ
１３３およびスプリング座１３４が収容されている。第
２スプリング１３１は、一方の端部がスプリング座１３
４に当接し、他方の端部がスペーサ１３２に当接してい
る。スペーサ１３２はスプリングキヤップ１３３に当接
し、スプリングキヤツプ１３３は第２スプリング収容室
１３の内壁に形成された段差部１３ａに当接しているの
で、第２スプリング１３１はスプリング座１３４をディ
スタンスピース３０に押付ける方向に付勢している。

【００１８】ディスタンスピース３０は縮径部３０ａを
有しており、ディスタンスピース３０内にはスペーサ３
１が設けられている。このスペーサ３１と縮径部３０ａ
との距離でバルブニードル６０の最大リフト量が規制さ
れる。また、スペーサ３１とスプリング座１３４との距
離で初期リフト量が規制されている。燃料噴射弁１の噴
孔側に燃料噴射ノズル４０が設けられている。燃料噴射
ノズル４０は、ノズルボディ５０と、このノズルボディ
５０の内部に軸方向に往復摺動可能に収容されるバルブ
ニードル６０とから構成されている。

【００１９】ノズルボディ５０は有底の中空円筒形状で
あって、内部に第１円錐台面５１、第２円錐台面５２、
案内孔５３、燃料通路孔５４、燃料溜まり５５、燃料供
給孔５６、拡径部５７が形成されている。案内孔５３は
ノズルボディ５０の内部に軸方向に延びており、一方の
端部側が拡径部５７に接続し、他方の端部側が燃料溜ま
り５５に接続している。案内孔５３の内壁は、ノズルボ
ディ５０の拡径部５７から燃料溜まり５５の近傍まで概
略同一内径に形成されている。

【００２０】図１に示すように、第１円錐台面５１は大
径側の端部が燃料通路孔５４に接続し、小径側の端部が
第２円錐台面５２に接続されている。第１円錐台面５１
は、大径側の端部近傍に弁座５１ａを有しており、この
弁座５１ａにバルブニードル６０の当接部６２が着座可
能である。第１円錐台面５１には外部へ連通する第１噴
孔５１１がノズルボディ５０の周方向に複数、例えば６
個あるいは８個形成されている。第１噴孔５１１は、ノ
ズルボディ５０の内外を連通するように一方の端部が第
１円錐台面５１に開口し、他方の端部がノズルボディ５
０の外周部に開口している。

【００２１】第２円錐台面５２は、大径側の端部が第１
円錐台面５１に接続されている。第１円錐台面５１と第
２円錐台面５２との接続部は、ノズルボディ５０の内側
へ突出するように形成されている。第２円錐台面５２に
は外部へ連通する第２噴孔５２１がノズルボディ５０の
周方向に複数、例えば６個あるいは８個形成されてい
る。第２噴孔５２１は、ノズルボディ５０の内外を連通
するように一方の端部が第２円錐台面５２に開口し、他
方の端部がノズルボディ５０の外周部に開口している。

【００２２】図１に示すように、第１円錐台面５１およ
び第２円錐台面５２とバルブニードル６０の中心軸Ｌと
がなす角度は異なっている。第１円錐台面５１と中心軸
Ｌとがなす角度αと、第２円錐台面５２と中心軸Ｌとが
なす角度βとを比較すると、α＞βとなるように第１円
錐台面５１および第２円錐台面５２は形成されている。
また本実施例では、αとβとの角度の差α−βが約６０
°になるように第１円錐台面５１および第２円錐台面５
２を形成している。

【００２３】α＞βとなるように第１円錐台面５１およ
び第２円錐台面５２を形成することにより、バルブニー
ドル６０が図３の上方にリフトすることでノズルボディ
５０の円錐台面とバルブニードル６０のテーパ部との間
に形成される開口部の面積は燃料流通方向上流側ほど大
きくなる。そのため、バルブニードル６０のリフト量が
小さい低リフト時、燃料の多くは第１円錐台面５１に開
口している第１噴孔５１１から噴射される。

【００２４】本実施例では、第１噴孔５１１および第２
噴孔５２１の噴孔径がほぼ同一の内径になるように形成
されているが、第１噴孔５１１および第２噴孔５２１の
噴孔径を異なる内径として形成してもよい。第１噴孔５
１１および第２噴孔５２１の噴孔径を異なる内径とする
場合、第１噴孔５１１の噴孔径よりも第２噴孔５２１の
噴孔径を大きくすることにより、燃料の噴射量が増加す
る噴射後期に効率よく燃料を噴射することが可能であ
る。

【００２５】図３に示すように、燃料通路孔５４はノズ
ルボディ５０の内部に軸方向に延びており、一方の端部
が第１円錐台面５１に接続しており、他方の端部側が燃
料溜まり５５に接続している。燃料溜まり５５は、案内
孔５３と燃料通路孔５４とを接続する内壁に環状に形成
されている。燃料溜まり５５には、外部から燃料を供給
する燃料供給孔５６が接続されている。燃料供給孔５６
は、ノズルボディ５０の軸方向に対し傾斜した状態で形
成されている。

【００２６】バルブニードル６０は、中実円柱形状であ
って、フランジ部６１、拡径部６３、首部６４、摺動部
６５、接続部６６、柱部６７、台部６８、第１テーパ面
７１、第２テーパ面７２および円錐部７４を有してい
る。ただし、フランジ部６１、拡径部６３のみは別部材
とすることも可能である。バルブニードル６０の反噴孔
側端部にフランジ部６１が形成されており、フランジ部
６１には第１スプリング１２１の一方の端部が当接して
いる。フランジ部６１が接続される拡径部６３は、外径
がスプリングキヤップ１３３およびスプリング座１３４
の内径よりもわずかに小さく、反フランジ側の端部が首
部６４に接続している。首部６４は、一端が拡径部６３
に接続し、他端が摺動部６５に接続しており、首部６４
の外径はスペーサ３１の内径よりもわずかに小さい。

【００２７】摺動部６５は外径が同一であり、クリアラ
ンスを介して案内孔５３に遊嵌合し、軸方向に往復摺動
可能である。摺動部６５は、一端が首都６４に接続し、
他端が接続部６６に接続している。接続部６６は円錐台
形状であり、大径側の一端が摺動部６５に接続し、小径
側の他端が柱部６７に接続している。柱部６７は外径が
概略同一径であり、軸方向に往復移動可能である。柱部
は一端が接続部６６に接続し、他端が台部６８に接続し
ている。台部６８は大径側の一端が柱部６７に接続し、
小径側の他端が第１テーパ面７１に接続している。第２
テーパ面は大径側の一端が台部６８に接続し、小径側の
一端が第２テーパ面７２に接続している。第２テーパ面
７２は大径側の一端が第１テーパ面７１に接続し、小径
側の一端が円錐部７４に接続している。

【００２８】台部６８と第１テーパ面７１との接続部分
は円形状であり、この円形状の部分が閉弁時にノズルボ
ディ５０の弁座５１ａと当接する当接部６２である。燃
料噴射弁１の閉弁時、当接部６２が弁座５１ａに着座す
ることにより、第１噴孔５１１および第２噴孔５２１か
らの燃料の噴射が遮断される。

【００２９】図１に示すように、バルブニードル６０の
第１テーパ面７１および第２テーパ面７２がバルブニー
ドル６０の中心軸Ｌとなす角度は、ノズルボディ５０の
第１円錐台面５１および第２円錐台面５２に対応するよ
うに、上流側の第１テーパ面７１と中心軸Ｌとがなす角
度が第２テーパ面７２と中心軸Ｌとがなす角度よりも大
きくなるように形成されている。

【００３０】バルブニードル６０に設けられた当接部６
２は、ノズルボディ５０の第１円錐台面５１に設けられ
た弁座５１ａと当接している。第２円錐台面５２と第２
テーパ面７２とは当接しておらず、第２円錐台面５２と
第２テーパ面７２との間にはわずかなクリアランスが設
けられている。

【００３１】次に、上記のような構成の燃料噴射弁１の
作動について説明する。 高圧ポンプから所定量の燃料が所定の時期に圧送さ
れ、高圧燃料が燃料配管を経由して燃料インレット２１
に供給される。この高圧燃料は、燃料通路１４、燃料供
給孔５６、燃料溜まり５５を経由して燃料通路孔５４に
蓄えられる。燃料通路孔５４内の燃料圧力が増大し、こ
の燃料圧力によりバルブニードル６０に作用する力が第
１スプリング１２１の付勢力よりも大きくなると、バル
ブニードル６０は図３の上方にリフトし、弁座５１ａか
ら当接部６２が離間して開弁する。

【００３２】 図１に示すように、バルブニードル６
０のリフト量が所定の値よりも小さな低リフト時、弁座
５１ａから当接部６２が離間し、第１円錐台面５１と第
１テーパ面７１との間にクリアランスが生じる。燃料は
弁座５１ａと当接部６２の間の開口部を通過し、第１円
錐台面５１と第１テーパ面７１との間のクリアランスを
経由して第１円錐台面５１に形成された第１噴孔５１１
からエンジンの燃焼室内へ噴射される。このとき、第２
円錐台面５２と第２テーパ面７２とは当接してはいない
ものの、第２円錐台面５２と第２テーパ面７２との間の
クリアランスはきわめて小さいため、燃料の多くは流通
抵抗の小さな第１噴孔５１１から噴射される。ただし、
第２噴孔５２１への燃料の流通は完全に遮断されてはい
ないので、燃料は第２噴孔５２１からもわずかに噴射さ
れる。

【００３３】 燃料通路孔５４内の燃料圧力がさらに
増大すると、バルブニードル６０のリフト量が増大し、
スペーサ３１がスプリング座１３４に当接する。この状
態がバルブニードル６０の初期リフト状態である。 燃料通路孔５４内の燃料の圧力によりバルブニード
ル６０に作用する力が第１スプリング１２１の付勢力と
第２スプリング１３１の付勢力との和よりも大きくなる
と、スペーサ３１がディスタンスピース３０の縮径部３
０ａに当接し、バルブニードル６０は図２に示すように
フルリフト状態となる。このようにバルブニードル６０
のリフト量が所定の値よりも大きい高リフト時、バルブ
ニードル６０はノズルボディ５０から完全に離間してい
る。そのため、燃料通路孔５４から供給された燃料は第
１噴孔５１１からだけでなく第２噴孔５２１からも噴射
される。

【００３４】 高圧ポンプによる燃料の圧送が終わり
に近づくと、燃料通路孔５４の燃料圧力が低下する。燃
料の圧力が低下すると、バルブニードル６０が図３の下
方に移動し、当接部６２が弁座５１ａに着座して燃料の
噴射を終了する。このとき、当接部６２は弁座５１ａに
着座しているので、当接部６２よりも下流へ燃料は流通
しない。

【００３５】第１実施例では、バルブニードル６０が低
リフトのとき、燃料は弁座５１ａと当接部６２の間の開
口部を経由して第１噴孔５１１から噴射され、第２噴孔
５２１から燃料はほとんど噴射されない。一方、バルブ
ニードル６０が高リフトのとき、燃料は第１噴孔５１１
だけでなく、第２噴孔５２１からも噴射される。そのた
め、噴孔径を小さくしても、十分な燃料噴射量を確保す
ることができる。したがって、低リフト時および高リフ
ト時ともに燃料を微粒化することができるので、燃料消
費量ならびにエンジンからの黒煙の排出を低減し、かつ
エンジンの安定した運転性を確保することができる。

【００３６】第１実施例では、ノズルボディ５０あるい
はバルブニードル６０の構造が簡単であり、かつ燃料噴
射ノズル４０の体格が大型化することがない。また、バ
ルブニードル６０はノズルボディ５０の複数の円錐台面
により案内されているので、燃料噴射ノズル４０のゆ
れ、バルブニードル６０の偏心、またはバルブニードル
６０を付勢する付勢力の偏荷重などによりバルブニード
ル６０が傾いても、閉弁時に弁座５１ａに当接部６２は
確実に着座するため、燃料の流通を確実に遮断すること
ができる。

【００３７】（第２実施例）本発明の第２実施例を図４
に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には、同
一の符号を付している。なお、図４はバルブニードル６
０のリフト量が小さな低リフト時を示している。図４に
示すように、第２実施例ではバルブニードル６０の第１
テーパ面７１と第２テーパ面７２との間に凹溝部７５が
形成されている。凹溝部７５は、バルブニードル６０の
外周部に環状に形成されている。

【００３８】バルブニードル６０に凹溝部７５を形成す
ると、凹溝部７５を流れる燃料によってバルブニードル
６０を調心させる力が生じる。そのため、当接部６２と
弁座５１ａとの間の開口部の面積が小さな低リフト時で
も、ノズルボディ５０の周方向に複数形成されている第
１噴孔５１１から噴射される燃料の噴射量が各噴孔ごと
にばらつくことがなく、燃料をエンジンの燃焼室内へ均
一に噴射することができる。

【００３９】さらに、バルブニードル６０が調心される
ことにより、バルブニードル６０が傾いた状態でノズル
ボディ５０に接触するのを防止することができる。した
がって、バルブニードル６０およびノズルボディ５０の
偏摩耗を防止し、バルブニードル６０およびノズルボデ
ィ５０の寿命を延ばすことができる。

【００４０】（第３実施例）本発明の第３実施例を図５
に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一
の符号を付している。なお、図５も第２実施例と同様に
バルブニードル６０が低リフト時の状態を示している。
図５に示すように第３実施例と第１実施例との違いは、
バルブニードル６０に設けられた当接部ならびにノズル
ボディ５０に設けられた弁座の位置である。

【００４１】図１に示すように第１実施例では、当接部
６２は台部６８と第１テーパ面７１との接続部に、弁座
５１ａは第１円錐台面５１に設けられている。第３実施
例では、図５に示すように当接部６９は第１テーパ面７
１と第２テーパ面７２との接続部に設けられている。ま
た、弁座５２ａは第２円錐台面５２に設けられている。

【００４２】燃料噴射弁１の閉弁時、バルブニードル６
０の当接部６９は第２円錐台面５２に設けられた弁座５
２ａに着座しているため、第２噴孔５２１への燃料の流
通を遮断している。このとき、バルブニードル６０を図
５の下方向に付勢する第１スプリング１２１の付勢力
は、バルブニードル６０を介してノズルボディ５０に対
し図５の下方向に弾性変形させる力として作用する。こ
のノズルボディ５０の弾性変形により、台部６８と第１
テーパ面７１との接続部７３が第１円錐台面５１に当接
するため、第１噴孔５１１への燃料の流通も遮断され
る。

【００４３】開弁時、燃料通路孔５４の燃料の圧力が増
大し、図５に示すようにバルブニードル６０がわずかに
リフトすると、変形していたノズルボディ５０が所定の
形状に復帰するため接続部７３が第１円錐台面５１から
離間する。燃料はこの接続部７３と第１円錐台面５１と
の間の開口部を経由して第１噴孔５１１から噴射され
る。このとき、当接部６９は弁座５２ａに着座したまま
であるので、第２噴孔５２１から燃料は噴射されない。

【００４４】さらに、燃料の圧力が増大しバルブニード
ル６０のリフト量が増大すると、当接部６９が弁座５２
ａから離間するため、燃料は第１噴孔５１１から噴射さ
れるとともに第２噴孔５２１からも噴射される。すなわ
ち、上述の第１実施例の図２と同様の状態となる。第３
実施例では、燃料流通下流側の当接部６９と弁座５２ａ
とが当接しているので、低リフト時に第２噴孔５２１へ
の燃料の流通を確実に遮断し、第２噴孔５２１からの燃
料の流出を防止することができる。

【００４５】（第４実施例）本発明の第４実施例を図６
に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一
の符号を付している。図６に示すように第４実施例の燃
料噴射ノズル４０は、バルブニードル８０の構成が第１
実施例と異なる。ノズルボディ５０の構成は第１実施例
と同一である。バルブニードル８０は、内部にバイパス
燃料通路８１を有している。バイパス燃料通路８１は、
一方の端部が台部８２よりも燃料流通上流側に開口し、
他方の端部がバルブニードル８０の先端部８０ａに開口
している。

【００４６】バルブニードル８０が低リフトのとき、供
給された燃料の一部は台部８２および第１テーパ面８３
の接続部である当接部８５と第１円錐台面５１に設けら
れている弁座５１ａとの間の開口部を通過し、第１噴孔
５１１から噴射される。残った燃料の一部はバイパス燃
料通路８１を経由してバルブニードル８０の先端部８０
ａに導かれる。バルブニードル８０の先端部８０ａに導
かれた燃料は、その燃料自身の圧力でバルブニードル８
０の先端部８０ａをバルブニードル８０の径方向外側へ
押し広げる。これにより、第２円錐台面５２に形成され
ている第２噴孔５２１の燃料入口側はバルブニードル８
０の第２テーパ面８４により閉塞されるため、第２噴孔
５２１から燃料は噴射されない。

【００４７】バルブニードル８０の高リフト時、第２テ
ーパ面８４により閉塞されていた第２噴孔５２１も開放
され、燃料は第１噴孔５１１だけでなく第２噴孔５２１
からも噴射される。このとき、燃料の一部はバイパス燃
料通路８１を通ってバルブニードル８０の先端部８０ａ
側から第２噴孔５２１へと流通する。第４実施例では、
燃料の圧力によってバルブニードル８０の第２テーパ面
８４は第２円錐台面５２に押付けられているので、低リ
フト時において第２噴孔５２１を確実に閉塞することが
できる。

【００４８】（第５実施例）本発明の第５実施例を図７
に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一
の符号を付している。図７に示すように、本発明の第５
実施例による燃料噴射ノズル４０は、バルブニードル６
０の外周部に旋回流形成手段としての旋回溝７６を有し
ている。旋回溝７６は、燃料噴射ノズル４０内を流通す
る燃料に旋回力を付与する。

【００４９】旋回溝７６は、バルブニードル６０の外周
部に台部６８の燃料流通上流側から台部６８にかけてバ
ルブニードル６０の中心軸に対し傾斜した状態で形成さ
れている。第５実施例では、燃料噴射ノズル４０内を流
通する燃料に旋回力を付与することができるので、第１
噴孔５１１および第２噴孔５２１から噴射される燃料の
噴霧が旋回流（スワール）となる。燃料をスワール噴霧
とすることで、燃料の微粒化がより促進され、エンジン
からの黒煙の排出を抑制することができる。

【００５０】第５実施例では、旋回流形成手段としてバ
ルブニードル６０の外周部に旋回溝７６を形成したが、
バルブボディ５０の内部に旋回溝を形成したり、バルブ
ニードル６０に旋回流を形成するための例えば板部材な
どを取り付けてもよい。

【００５１】以上、複数の実施例では、ノズルボディに
形成される円錐台面、ならびにバルブニードルに形成さ
れるテーパ面が２つの場合について説明したが、円錐台
面ならびにテーパ面を２つ以上形成し、各円錐台面に噴
孔を形成することも可能である。

【００５２】また複数の実施例では、供給される燃料の
圧力によりバルブニードルがリフトする形態の燃料噴射
弁に本発明の燃料噴射ノズルを適用したが、コモンレー
ル式の燃料噴射装置、あるいはバルブニードルを電磁力
により駆動する形態の燃料噴射弁などに本発明の燃料噴
射ノズルを適用することもできる。

【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ノズルの主
要部を示す図であって、低リフト時の状態を示す断面図
である。

【図２】本発明の第１実施例による燃料噴射ノズルの主
要部を示す図であって、高リフト時の状態を示す断面図
である。

【図３】本発明の第１実施例による燃料噴射ノズルを用
いた燃料噴射弁を示す断面図である。

【図４】本発明の第２実施例による燃料噴射ノズルを示
す断面図である。

【図５】本発明の第３実施例による燃料噴射ノズルを示
す断面図である。

【図６】本発明の第４実施例による燃料噴射ノズルを示
す断面図であって、バルブニードルの一部を切断した状
態を示す図である。

【図７】本発明の第５実施例による燃料噴射ノズルを示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射弁 ４０ 燃料噴射ノズル ５０ ノズルボディ ５１ 第１円錐台面 ５１ａ 弁座 ５２ 第２円錐台面 ５２ａ 弁座 ６０、８０ バルブニードル ６２、６９、８５ 当接部 ７１、８３ 第１テーパ面 ７２、８４ 第２テーパ面 ７６ 旋回溝（溝部） ８１ バイパス燃料通路 ５１１ 第１噴孔 ５２１ 第１噴孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA03 BA17 BA24 BA49 BA61 CC06T CC06U CC14 CC18 CC20 CC28 CC41 CC42 CC52 CE13 CE22 DB08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の円錐台面にそれぞれ開口している
   噴孔を有するノズルボデイと、 前記円錐台面のいずれかに設けられている弁座と、 前記ノズルボディに往復摺動可能に支持され、複数のテ
   ーパ面、ならびに前記複数のテーパ面が形成されている
   領域のいずれかの部位に設けられ前記弁座に着座可能な
   当接部を有し、前記弁座に前記当接部が着座、または前
   記弁座から前記当接部が離座することにより前記噴孔へ
   の燃料の流通を断続するバルブニードルとを備え、 複数の円錐台面ならびに複数のテーパ面は、燃料流通上
   流側ほど前記バルブニードルの中心軸となす角度が大き
   く、 前記バルブニードルのリフト量が所定値よりも小さいと
   き最上流側の円錐台面に形成されている噴孔から燃料が
   噴射され、前記バルブニードルのリフト量が所定値より
   も大きくなるにしたがってさらに下流側の円錐台面に形
   成されている噴孔から燃料が噴射されることを特徴とす
   る燃料噴射ノズル。
2. 【請求項２】 前記当接部は、最上流側の円錐台面に設
   けられている弁座に着座可能であることを特徴とする請
   求項１記載の燃料噴射ノズル。
3. 【請求項３】 前記当接部は、最下流側の円錐台面に設
   けられている弁座に着座可能であることを特徴とする請
   求項１記載の燃料噴射ノズル。
4. 【請求項４】 前記バルブニードルは、最上流側の前記
   円錐台面の燃料流通上流側から前記バルブニードルの先
   端部へ内部を貫通する燃料バイパス通路を有しているこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の燃料噴射
   ノズル。
5. 【請求項５】 前記噴孔に流入する燃料が旋回流を形成
   するように旋回流形成手段を有することを特徴とする請
   求項１〜４のいずれか記載の燃料噴射ノズル。