JP2006063951A - 流体噴射ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】 固体毎で、流量特性のバラつきの発生を極力抑えることのできる流体噴射ノズルを提供することを目的とする。
【解決手段】 流体噴射ノズル(1)は、ノズルボディ(2)と、ニードル（3)とを備え、ニードル(3)がノズルボディ(2）内を昇降することにより噴孔面積が変化する。ノズルボディ(2)は、軸方向と平行な摺動シール面（10)、この摺動シール面(10)の上流側に軸方向との角度を有するように形成されると共に第一噴孔(6)が開口した第一シート面(8)と、摺動シール面(10)の下流側に軸方向との角度を有するように形成されると共に第二噴孔（7）が開口した第二シート面(11)とを有する。ニードル(3)は、少なくとも第一シート面(8)に着座して第一噴孔(6)を閉塞する第一シート部(3a)と、摺動シール面(10)の軸方向高さよりも低くなるように第一シート部(3a)の下流側に形成され摺動シール面(10)に摺接する摺動シール部(3c)とを有する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、車両に搭載する内燃機関の燃料等の流体を噴射する流体噴射ノズル、特に、ノズルボディと当該ノズルボディの内部に収容されて昇降するニードルとを備え、当該ニードルの昇降量に応じて流体を噴射する噴孔面積が変化する流体噴射ノズルの改良に関する。

従来から、車両に搭載するエンジンには燃料噴射ノズルが装備されているが、例えば、直接噴射式エンジンにおいて、燃料噴射ノズルから噴射される燃料噴霧の形状及び噴射量の最適な状態は、エンジンの運転状態によって異なり、また、噴射初期と後期とでも異なるものである。エンジンの燃料噴射におけるこのような要請に応えるものとして、例えば、特許文献１に開示されたものがある。

図１乃至図３は、特許文献１に記載された燃料噴射ノズル５１の先端部の拡大断面図である。燃料噴射ノズル５１は、ノズルボディ５２とニードル５３とで構成されており、ノズルボディ５２内でニードル５３が昇降することにより、第一噴孔５６、第二噴孔５７が開閉するようになっている。図１は第一噴孔５６と第二噴孔５７のいずれもが閉じた状態、図２は第一噴孔５６が開き、第二噴孔５７は未だ閉じた状態、図３は第一噴孔５６と第二噴孔５７のいずれもが開いた状態を示している。

このような動作をする燃料噴射ノズル５１のノズルボディ５２には、軸方向に穿設されたガイド孔５４と、このガイド孔５４の下端部に内径が次第に小さくなる円錐状のシート面５８が設けられ、更にシート面５８の下流側に円筒内周面を有するサック室５９が凹設されている。このような形状のノズルボディ５２に穿設される噴孔は、第一噴孔５６がシート面５８に開口するように穿設され、第二噴孔５７がサック室５９の内周面に開口するように穿設されている。

一方、ニードル５３は、その先端部にノズルボディ５２に形成したシート面５８に着座して第一噴孔５６を閉じるシート部５３ａが設けられると共に、このシート部５３ａより先端側に第二噴孔５７を開閉する摺動軸部６２が設けられている。また、ニードル５３には、燃料通路６１からサック室５９内へ燃料を供給するバイパス通路が、図に示すように設けられた円周溝部６３、縦孔６４、横孔６５によって形成されている。

以上のような構成の燃料噴射ノズル５１は、図１に示した第一噴孔５６、第二噴孔５７のいずれも閉じた状態からニードル５３を徐々に上昇させると、図２に示すように第一噴孔５６のみが開いた状態、図３に示すように第一噴孔５６、第二噴孔５７のいずれもが開いた状態となる。

ここで、ニードル５３が上昇し、ニードル５３のシート部５３ａがシート面５８から離隔することによって第一噴孔５６が開く。これは、ニードル５３の移動方向に対してシート面５８が角度を有する円錐状をなしているからであり、ニードル５３が上昇してニードル５３のシート部５３ａがシート面５８から離隔すると、シート面５８に位置する第一噴孔５６の開口は、即座に全面に亘って開放される。

一方、第二噴孔５７は、ニードル５３の上昇に伴って、サック室５９の内周面に位置する第二噴孔５７の開口が徐々に開放される。すなわち、ニードル５３の摺動軸部６２の先端部６２ａがニードル５３の上昇に伴って第二噴孔５７の開口の下縁まで来ると第二の噴孔５７は徐々に開き始め、第二噴孔５７の開口の上縁まで移動すると第二噴孔５７は完全に開く。

特開２００４−１１５２６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような燃料噴射ノズル５１は、以下のような問題点を有していた。

図４は、燃料噴射ノズル５１の先端部をさらに拡大した断面図であるが、ノズルボディ５２の内側に位置する第一噴孔５６の開口、第二噴孔５７の開口にはそれぞれＲ部５６ａ、５７ａが形成されている。このようなＲ部５６ａ、５７ａが形成されるのは以下の理由による。

燃料噴射ノズル５１の製造工程において、第一噴孔５６、第二噴孔５７は、ノズルボディ５２の内外に通じるように穿設した後、固体毎、すなわち燃料噴射ノズル５１毎の最大流量（最大噴射量）のバラつきを無くすべく、流体研磨加工が行われる。この流体研磨加工は、予め穿設した噴孔に砥粒を混入した流体を流通させて行うが、この流体が噴孔の開口を通過するときに、開口の角部を切削してＲ部５６ａ、５７ａが形成される。

このような流体研磨加工を行うことにより、燃料噴射ノズル５１毎の最大流量は最小限のバラつきの範囲内とすることができる。ところが、第一噴孔５６のＲ部５６ａ、第二噴孔５７のＲ部５７ａの大きさ、形状は、燃料噴射ノズル５１毎に異なっている。
図５は、燃料噴射ノズル５１の流量特性、すなわちニードルリフト量と流量との関係を示したグラフである。グラフ中、ａ点は、ニードル５３が上昇を開始し、第一噴孔５６が開く時点を示している。ここで、第一噴孔５６は、前記のように、ニードル５３が上昇してニードル５３のシート部５３ａがシート面５８から離隔すると、シート面５８に位置する第一噴孔５６の開口は、即座に全面に亘って開放される。従って、流量がＲ部５６ａの大きさ、形状の影響を受けにくく、この時点における流量特性に大きなバラつきは見られない。その後、ニードル５３が上昇し、シート部５３ａとシート面５８との距離が開くにつれて、第一噴孔５６から噴出する流量は増加し、ｂ点まで到達する。ｂ点まで到達すると、流量はシート部５３ａとシート面５８との距離の影響をあまり受けることがなくなり、ｂ点〜ｃ点間では、流量の増加は緩やかになる。このとき、ｂ点も、ａ点の場合と同様にＲ部５６ａの大きさ、形状の影響を受けにくく、この時点における流量特性に大きなバラつきは見られない。

ニードル５３が更に上昇し、ｃ点（ｃ１点、ｃ２点、ｃ３点）まで到達すると、第二噴孔５７の開口が開き始め、流量が増加し始める。ここで、第二噴孔５７の開口が開くのは、ニードル５３の摺動軸部６２の先端部６２ａが第二噴孔５７の開口の下縁から徐々に上昇することによる。従って、第二噴孔５７の開口が開き始めた当初は、サック室９内の燃料はＲ部５７ａに沿って第二噴孔５７内に流出し、噴射されることになる。このため、燃料噴射ノズル５１の流量特性はＲ部５７ａの大きさ、形状の影響を受け易く、図５に示すように、切替え位置がｃ１点であったり、ｃ２点であったり、また、ｃ３点であったりすることがある。

その後、ニードル５３がさらに上昇し、第二噴孔５７の開口の開放部分が広くなるのに伴って流量は増加し続け、最大流量にまで到達する。このとき、前記の流体研磨加工を行っていることから、最大流量自体は、ほぼバラつきが生じることはないが、最大流量に到達するまでのニードル５３のリフト量がｄ１であったり、ｄ２であったり、ｄ３であったりして燃料噴射ノズル５１毎に流量特性が異なることがある。

以上、説明したように特許文献１に記載された構成の燃料噴射ノズル５１は、実際に製品とした際に、流体研磨加工による固体毎、燃料噴射ノズル５１毎の最大流量の一致を図った場合、燃料の流量特性にバラつきが生じることがある。
このような流量特性のバラつきは、緻密な燃料噴射制御を行おうとする際に問題となる。

そこで、本発明は、固体毎で、最大流量のみならず、流量特性のバラつきの発生を極力抑えることのできる流体噴射ノズルを提供することを目的とする。なお、本発明の流体噴射ノズルは、種々の流体の噴射に用いることができるが、主として、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンといった内燃機関の燃料のシリンダ内への噴射に用いる燃料噴射ノズルである。

かかる目的を達成するための本発明の第一の流体噴射ノズルは、軸方向の異なる位置に開口する複数の噴孔が穿設されたノズルボディと、当該ノズルボディの内部に収容されて昇降するニードルとを備え、当該ニードルが昇降することにより流体を噴射する噴孔面積が変化する流体噴射ノズルであって、前記ノズルボディは、軸方向と平行な摺動シール面と、当該摺動シール面の上流側に軸方向との角度を有するように形成されると共に第一噴孔が開口した第一シート面と、前記摺動シール面の下流側に軸方向との角度を有するように形成されると共に第二噴孔が開口した第二シート面とを有し、前記ニードルは、少なくとも前記第一シート面に着座して前記第一噴孔を閉塞する第一シート部と、前記摺動シール面の軸方向高さよりも低くなるように前記第一シート部の下流側に形成され前記摺動シール面に摺接する摺動シール部と、を有することを特徴とする。

また、本発明の第二の流体噴射ノズルは、軸方向の異なる位置に開口する複数の噴孔が穿設されたノズルボディと、当該ノズルボディの内部に収容されて昇降するニードルとを備え、当該ニードルが昇降することにより流体を噴射する噴孔面積が変化する流体噴射ノズルであって、前記ノズルボディは、軸方向と平行な摺動シール面と、当該摺動シール面の上流側に軸方向との角度を有するように形成されると共に第一噴孔が開口した第一シート面とを有し、前記摺動シール面に凹部が形成されると共に当該凹部に第二噴孔が開口され、前記ニードルは、少なくとも前記第一シート面に着座して前記第一噴孔を閉塞する第一シート部と、当該第一シート部の下流側に形成され前記摺動シール面に摺接する摺動シール部と、を有することを特徴としている。

さらに、このような本発明の第二の流体噴射ノズルにおいて、前記ニードルが前記摺動シール部の内部を通って前記ニードルの下流側先端部に通路出口が開口するバイパス通路を備えた構成とすることができ、又は、前記ニードルが前記摺動シール面の軸方向高さよりも低くなるように前記第一シート部の下流側に形成され前記摺動シール面に摺接する摺動シール部を有する構成とすることもできる。このような本発明の第二の流体噴射ノズルでは、前記凹部が、前記ノズルボディの内部に嵌め込まれる嵌込部材に形成された構成とすることができ、さらに、このような嵌込部材は複数の部材から構成できる。すなわち、いくつかの部材に分割した構成とすることができる。

以上のような本発明の第一の流体噴射ノズル及び第二の流体噴射ノズルでは、前記第一シート面及び前記第一シート部の形状を円錐形状とした構成とすることができる。

本発明によれば、ノズルボディが有する軸方向と平行な摺動シール面の下流側に軸方向との角度を有するように形成される第二シート面に第二噴孔を開口させる構成、又は、ノズルボディが有する軸方向と平行な摺動シール面に凹部を形成し、当該凹部に第二噴孔を開口させる構成としたので、固体毎の最大流量のバラつきのみならず、流体噴射時の流量特性のバラつきをも低減することのできる流体噴射ノズルとすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図６乃至図８は、それぞれ本実施例の流体噴射ノズル１の先端部の拡大断面図である。流体噴射ノズル１は、ノズルボディ２とニードル３とで構成されており、ノズルボディ２内でニードル３が昇降することにより、軸方向の異なる位置に開口するようにノズルボディ２に穿設された第一噴孔６、第二噴孔７が開閉するようになっている。図６は第一噴孔６と第二噴孔７のいずれもが閉じた状態、図７は第一噴孔６が開き、第二噴孔７も開いているが、未だ第二噴孔７からは流体が噴射されない状態、図８は第一噴孔６と第二噴孔７のいずれもが開き、双方の噴孔から流体が噴射される状態を示している。

このような動作をする流体噴射ノズル１のノズルボディ２には、サック室９が凹設され、このサック室９の円筒内周壁であり軸方向と平行な摺動シール面１０と、この摺動シール面１０の上流側に軸方向との角度を有するように形成される第一シート面８と、摺動シール面１０の下流側に軸方向との角度を有するように形成される第二シート面１１とを備えている。

より具体的には、ノズルボディ２は、ニードル３の案内の役割を果たすと共に燃料通路を形成する図示しないガイド孔が軸方向に穿設され、このガイド孔の下端部に内径が次第に小さくなる円錐状の第一シート面８が設けられ、更に第一シート面８の下流側にサック室９が凹設されている。このサック室９には、円筒内周面をなす軸方向と平行な摺動シール面１０と、この摺動シール面１０の下流側に第一シート面８と同様に内径が次第に小さくなる円錐状の第二シート面１１が形成されている。

さらに、ノズルボディ２には、第一シート面８に開口する第一噴孔６と、第二シート面１１に開口する第二噴孔７が穿設されている。これらの第一噴孔６、第二噴孔７の開口には、最大流量を統一するための流体研磨加工が施されており、その結果、開口にＲ部６ａ、７ａが形成されている。

一方、ニードル３は、自身の上部がノズルボディ２に穿設したガイド孔に摺動自在に嵌合するものであり、図６に示すように、第一シート面８に着座して第一噴孔６を閉塞する第一シート部３ａ、第二シート面１１に着座して第二噴孔７を閉塞する第二シート部３ｂが形成されている。さらに、図６、図７に示すように第二噴孔７から流体が噴射されない状態のときにノズルボディ２の摺動シール面１０に摺接する摺動シール部３ｃが形成されている。ここで、この摺動シール部３ｃは、その高さが摺動シール面１０の軸方向高さよりも低くなるように形成されており、この摺動シール部３ｃの下流側には、縮径部３ｄが形成されている。すなわち、摺動シール部３ｃは、図６に示すようにニードル３が最下流にまで下降しているときであっても、摺動シール面１０の全面に亘って接触しているのではない。図９は、図６におけるＡ−Ａ線断面図であるが、縮径部３ｄと摺動シール面１０とは、縮径部３ｄの隅部３ｄ１が摺動シール面１０（ノズルボディ２）に接触し、他の部分には両者間に隙間１２が形成されている。

以下、このように構成される流体噴射ノズル１の動作につき、各部の特徴と共に説明する。

〔第一噴孔６と第二噴孔７のいずれもが閉じた状態〕
図６に示すようにニードル３が完全に下降している場合は、第一シート部３ａが第一シート面８に着座しており、第一噴孔６は閉塞されている。また、摺動シール部３ｃは、摺動シール面１０と当接しており、第二噴孔７側へ流体が流入しないように該部を閉塞している。また、ニードル３の第二シート部３ｂも第二シート面１１に着座している。ここで、第二シート部３ｂは、第二シート面１１に着座することによって第二噴孔７を完全に閉塞する必要はない。これは、第二噴孔７から流体が噴射されないようにするためのシールは、第一シート部３ａが第一シール面８に着座していること、摺動シール部３ｃが摺動シール面１０に当接していることによって実現されているからである。但し、例えば、流体噴射ノズル１の外部の気圧が低下する等すると、サック室９内に残留している流体が第二噴孔７を通じて外部へ吸い出されること等も考えられるので、第二噴孔７はこのようなことを回避できる程度に閉塞されていることが望ましい。

〔第一噴孔６が開き、第二噴孔７も開いているが、未だ第二噴射孔からは流体が噴射されない状態〕
次に、図７に示すように、図６に示す状態からニードル３がわずかに上昇した状態について説明する。図７に示すようにニードル３が上昇すると、第一シート面８に着座していた第一シート部３ａが第一シート面８から離れ、第一シート面８に位置する第一噴孔６の開口は、即座に全面に亘って開放される。このため、第一噴孔６における流量特性が、ノズルボディ２の内側に位置する第一噴孔６の開口に形成されたＲ部６ａの大きさ、形状の影響を受けることがない。
一方、第二シート部１１に着座していた第二シート部３ｂも第二シート面１１から離れ、この時点で、第二噴孔７の開口も、全面に亘って開放される。但し、この時点で、摺動シール部３ｃが摺動シール面１０へ当接した状態は解消されていないので、流体は、第二噴孔７側へ流入しておらず、従って、第二噴孔７からは流体は噴射されない。

〔第一噴孔６と第二噴孔７のいずれもが開き、双方の噴孔から流体が噴射される状態〕
次に、図８に示すように、図７に示す状態からさらにニードル３が上昇した状態について説明する。図８に示すようにニードル３が上昇すると、摺動シール部３ｃが摺動シール面１０から外れ、流体が隙間１２を通じて第二噴孔７側に流入できるようになる。第二噴孔７側に流入した流体は、第二噴孔７を通じて外部へ噴出される。このとき、第二噴孔７の開口は、図７に示した状態のときに既に全面に亘って開放されており、第二噴孔７側へ流入して行く流体は、このように全面に亘って開放されている開口から第二噴孔７内へ流入し、外部へ噴射されることとなる。このため、第二噴孔７の開口に形成されたＲ部７ａの大きさ、形状の相違による流量特性のバラつきが生じにくい。すなわち、Ｒ部７ａが形成された開口が徐々に開放され、徐々に開放されるその開口に流体が徐々に流入すると流体特性はＲ部７ａの大きさ、形状の影響を受け易いが、本実施例のＲ部７ａでは、そのような影響は少ない。
なお、摺動シール部３ｃが摺動シール部１０から外れたときであっても、縮径部３ｄの隅部３ｄ１は摺動シール面１０に摺接しているので安定した状態でニードル３を昇降させることができる。すなわち、縮径部３ｄの断面形状は、摺動シール部３ｃが摺動シール面１０から外れたときに流体を流通させる隙間１２が形成される形状であればどのような形状であってもよいが（例えば、円柱状）、隅部３ｄ１のように摺動シール面１０に摺接でできる部分が形成されていることが望ましい。

次に、本発明の実施例２の流体噴射ノズル２１について図１０乃至図１２に基づいて説明する。図１０乃至図１２は、それぞれ実施例２の流体噴射ノズル２１の先端部の拡大断面図である。流体噴射ノズル２１は、ノズルボディ２２とニードル２３とで構成されており、ノズルボディ２２内でニードル２３が昇降することにより、軸方向の異なる位置に開口するようにノズルボディ２２に穿設された第一噴孔２６、第二噴孔２７が開閉するようになっている。図１０は第一噴孔２６と第二噴孔２７のいずれもが閉じた状態、図１１は第一噴孔２６が開き、第二噴孔２７が閉じた状態、図１２は第一噴孔２６と第二噴孔２７のいずれもが開き、双方の噴孔から流体が噴射される状態を示している。

このような動作をする流体噴射ノズル２１のノズルボディ２２には、サック室２９が凹設され、このサック室２９の円筒内周壁であり軸方向と平行な摺動シール面３０と、この摺動シール面３０の上流側に軸方向との角度を有するように形成される第一シート面２８とを有している。また、摺動シール面３０には、凹部３０ａが形成されている。

より具体的には、ノズルボディ２２は、ニードル２３の案内の役割を果たすと共に燃料通路を形成する図示しないガイド孔が軸方向に穿設され、このガイド孔の下端部に内径が次第に小さくなる円錐状の第一シート面２８が設けられ、更に第一シート面２８の下流側にサック室２９が凹設されている。このサック室２９は、円筒内周面をなす軸方向と平行な摺動シール面３０を有しており、この摺動シール面３０に図に示すような凹部３０ａが形成されている。

さらに、ノズルボディ２２には、第一シート面２８に開口する第一噴孔２６と、凹部３０ａに開口する第二噴孔２７が穿設されている。これらの第一噴孔２６、第二噴孔２７の開口には、最大流量を統一するための流体研磨加工が施されており、その結果、開口にＲ部２６ａ、２７ａが形成されている。

ここで、製造工程において、第二噴孔２７に対する流体研磨加工は、凹部３０ａを形成した後に行うが、砥粒を含んだ流体は、流速が速くなるところにより効果的に作用するので、凹部３０ａのエッジ部３０ａ１ではなく、第二噴孔２７の開口にＲ部２７ａが形成される。また、凹部３０ａ自体は、機械加工により形成するので、機械加工における誤差は生じるものの、流体研磨加工と比較するとほぼ目標とする形状のエッジ部３０ａ１を形成することができる。

一方、ニードル２３は、自身の上部がノズルボディ２２に穿設したガイド孔に摺動自在に嵌合するものであり、図１０に示すように、第一シート面２８に着座して第一噴孔２６を閉塞する第一シート部２３ａが形成されている。さらに、図１０、図１１に示すように第二噴孔２７から流体が噴射されない状態のときにノズルボディ２２の摺動シール面３０に摺接する摺動シール部２３ｃが形成されている。ここで、この摺動シール部２３ｃは、図１１に示すように第一噴孔２６のみが開いた状態のときに、凹部３０ａを閉塞することができる程度の高さとなっている。

さらに、ニードル２３は、摺動シール部２３ｃの内部を通ってニードル２３の下流側先端部２３ｄに通路出口３１ｃが開口するバイパス路３１を備えている。このバイパス路３１は、第一シート部２３ａの下側に形成された横孔３１ａとこの横孔３１ａと連通する縦孔３１ｂとからなる。このようなバイパス路３１は、図１０に示すように第一噴孔２７を閉じた状態で横孔３１ａが摺動シール面３０に閉塞され、ニードル２３が上昇し、図１１に示すように第一噴孔２６が開くと、時期をほぼ同じくして横孔３１ａが上流側の流体通路と連通するように形成されている。

以下、このように構成される流体噴射ノズル２１の動作につき、各部の特徴と共に説明する。

〔第一噴孔２６と第二噴孔２７のいずれもが閉じた状態〕
図１０に示すようにニードル２３が完全に下降している場合は、第一シート部２３ａが第一シート面２８に着座しており、第一噴孔２６は閉塞されている。また、横孔３１ａは摺動シール面３０によって閉塞されている。このため、サック室２９内へ新たに流体が流入することはない。さらに、凹部３０ａは、摺動シール部２３ｃによって閉塞されている。これにより、例えば、流体噴出ノズル２１の外部の気圧が低下する等しても、サック室２９内に残留している流体が第二噴孔２７から吸い出されることはない。但し、摺動シール部２３ｃによる凹部３０ａ、すなわち、第二噴孔２７の閉塞は、実施例１における第二シート面１１と第二シート部３ｂとの関係とは異なり、確実に流体の流出を防止できるものとしている。これは、実施例２の流体噴射ノズル２１では、摺動シール部２３ｃによる凹部３０ａの開閉状態が、即、流量特性に影響を及ぼすものであり、わずかな漏れも防止すべきだからである。

〔第一噴孔２６が開き、第二噴孔２７が閉じた状態〕
次に、図１１に示すように、図１０に示す状態からニードル２３がわずかに上昇した状態について説明する。図１１に示すようにニードル２３が上昇すると、第一シート面２８に着座していた第一シート部２３ａが第一シート面２８から離れ、第一シート面２８に位置する第一噴孔２６の開口は、即座に全面に亘って開放される。このため、第一噴孔２６における流量特性が、ノズルボディ２２の内側に位置する第一噴孔２６の開口に形成されたＲ部２６ａの大きさ、形状の影響を受けることがない。
一方、第二噴孔２７が開口する凹部３０ａは、未だ摺動シール部２３ｃによって閉塞されているため、第二噴孔２７からは流体が噴射されることはない。但し、図１０に示す状態で摺動シール面３０によって閉塞されていたバイパス路３１の横孔３１ａは、ニードル２３が上昇したことにより開放され、横孔３１ａ内に上流側の流体が流入する。横孔３１ａに流入した流体は、横孔３１ａと連通する縦孔３１ｂを通じ、通路出口３１ｃからサック室２９内に流入し、サック室２９内に充満する。

〔第一噴孔２６と第二噴孔２７のいずれもが開き、双方の噴孔から流体が噴射される状態〕
次に、図１２に示すように、図１１に示す状態からさらにニードル３が上昇した状態について説明する。図１１に示すようにニードル３が上昇し、摺動シール部２３ｃの下端部２３ｃ１が凹部３０ａの下端に位置するエッジ部３０ａ１よりも上側に移動すると、図１１に示す状態でサック室２９内に充満していた流体が先ず凹部３０ａ内に流入する。このとき、流体は、摺動シール２３ｃの下端部２３ｃ１と凹部３０ａの下端に位置するエッジ部３０ａ１との間を流れることとなるが、エッジ部３０ａ１は機械加工されたものであり、個体間（流体噴射ノズル２１間）のバラつきが少なく、従って、個体間の流量特性のバラつきも少ない。
凹部３０内に流入した流体は、第二噴孔２７内へ流入し、外部へ噴射される。このとき、第二噴孔２７の開口にはＲ部２７ａが形成されているが、第二噴孔２７内に流入する流体は、上昇するニードル２３の摺動シール部２３ｃの下端部２３ｃとＲ部２７ａとの間を流通するものではなく、一旦、凹部３０ａ内を通過、又は、凹部３０ａ内に貯留されたものであるから、流体特性はＲ部２７ａの大きさ、形状の影響を受けにくい。

実施例２の流体噴射ノズル２１は、前記のように、摺動シール部２３ｃの内部を通ってニードル２３の下流側先端部２３ｄに通路出口３１ｃが開口するバイパス路３１を備えた構成となっている。本発明の流体噴射ノズルは、このような構成に代えて実施例１に用いたニードル３の形状を応用した構成とすることもできる。すなわち、摺動シール面３０の軸方向高さよりも低くなるように第一シート部２８の下流側に形成され、摺動シール面３０に摺接する摺動シール部２３ｃを有する構成とすることもできる。このような構成とする場合、摺動シール部２３ｃを凹部３０の上側に位置させて、ニードル２３を上昇させることにより、サック室２９側へ流入する流体を一旦凹部３０ａを通過させ、又は、凹部３０ａに貯留させた後に第二噴孔２７へ流入させ、外部へ噴射させることができる。これにより、Ｒ部２７ａに大きさ、形状の影響を少なくし、個体間での流量特性のバラつきを少なくすることができる。

次に本発明の実施例３について説明する。図１３は、実施例３の流体噴射ノズル４０の先端部を拡大した一部拡大断面図である。実施例３の流体噴射ノズル４０が実施例２の流体噴射ノズル２１と異なる点は、実施例２の流体噴射ノズル２１のノズルボディ２２は、一の材料から各部の形状を機械加工により各部の形状を所望の形状に仕上げているのに対し、実施例３の流体噴射ノズル４０では、嵌込部材３５を準備し、この嵌込部材３５に凹部３５ａを形成し、これをノズルボディ４１に嵌め込んでいる点である。

このように、嵌込部材３５に凹部３５ａを形成し、これをノズルボディ４１に嵌め込むようにしたのは、凹部３５ａを加工する際の作業性を考慮したものである。凹部はノズルボディの先端に形成されるものであり、さらに、ノズルボディの長さに対して凹部の径は非常に小さいものである。このような状況であるにも拘らず、例えば、実施例２の流体噴射ノズル２１では、ノズルボディ２２の基端側（図示しないガイド孔側）からノズルボディ２２の先端側内側に凹部３０ａを形成しなければならない。このような作業は、困難を伴うものである。

そこで、本実施例では、凹部３５ａを形成する部分をノズルボディ４１とは別体の嵌込部材３５とし、この嵌込部材３５に凹部３５ａを形成した後、ノズルボディ４１に嵌め込むようにした。本実施例では、このようなノズルボディ４１とは別体の嵌込部材３５をさらに、３つの部分に分解した状態のものにそれぞれ凹部３５ａを形成する加工を施し、図１４に示すようにこれらを組み合わせてノズルボディ４１内に嵌め込むようにしている。凹部３５ａ以外の形状、例えば、第一噴孔、第二噴孔、第一シート面については、ノズルボディ４１に嵌め込んだ後に加工することができる。

ここで、凹部の形状としては、どのような形状であっても良く、例えば、図１５に示したように断面形状が矩形となるように成形してもよいし、図１６に示した嵌込部材３６に施した凹部３６ａのように断面形状が三角形状となるように成形してもよい。さらに、図１７に示した嵌込部材３７に施した凹部３７ａのように断面形状が半円形となるように成形してもよい。
なお、このような凹部の形状は、ノズルボディに直接加工を施した実施例２の流体噴射ノズル１における凹部３０ａにも適用することができる。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
例えば、前記実施例では、第一シート面８（２８）及び第一シート部３ａ（２３ａ）の形状を円錐形状としたが、軸方向との角度を有する第一シート面を形成し、その第一シート面に第一噴孔を開口させ、その開口をニードルに形成した第一シート部で閉塞する構成となっていれば、どのような形状であってもよい。すなわち、ニードルが上昇することによって即座に開口が全面に亘って開放されるような形状であればよい。これは、実施例１における第二シート面１１と第二シート部３ｂについても同様である。

従来の燃料噴射ノズルの先端部の拡大断面図であり、第一噴孔と第二噴孔のいずれもが閉じた状態を示すものである。 同じく、従来の燃料噴射ノズルの先端部の拡大断面図であり、第一噴孔が開き、第二噴孔５７は未だ閉じた状態を示すものである。 同じく、従来の燃料噴射ノズルの先端部の拡大断面図であり、第一噴孔と第二噴孔のいずれもが開いた状態を示すものである。 図１乃至図３に示した燃料噴射ノズルの先端部をさらに拡大した断面図である。 従来の燃料噴射ノズルにおけるニードルリフト量と流量との関係（流量特性）を表したグラフである。 実施例１の流体噴射ノズルの先端部の拡大断面図であり、第一噴孔と第二噴孔のいずれもが閉じた状態を示すものである。 同じく、実施例１の流体噴射ノズルの先端部の拡大断面図であり、第一噴孔が開き、第二噴孔も開いているが、未だ第二噴孔からは流体が噴射されない状態を示すものである。 同じく、実施例１の流体噴射ノズルの先端部の拡大断面図であり、第一噴孔と第二噴孔のいずれもが開き、双方の噴孔から流体が噴射される状態を示すものである。 図６における、Ａ−Ａ線断面図である。 実施例２の流体噴射ノズルの先端部の拡大断面図であり、第一噴孔と第二噴孔のいずれもが閉じた状態を示すものである。 同じく、実施例２の流体噴射ノズルの先端部の拡大断面図であり、第一噴孔が開き、第二噴孔が閉じた状態を示すものである。 同じく、実施例２の流体噴射ノズルの先端部の拡大断面図であり、第一噴孔と第二噴孔のいずれもが開き、双方の噴孔から流体が噴射される状態を示すものである。 実施例３の流体噴射ノズルの先端部の拡大断面図である。 分割された嵌込部材を組み合わせる様子を説明する説明図である。 実施例３の流体噴射ノズルに用いられる嵌込部材の一例を示す断面図である。 同じく、実施例３の流体噴射ノズルに用いられる嵌込部材の一例を示す断面図である。 同じく、実施例３の流体噴射ノズルに用いられる嵌込部材の一例を示す断面図である。

符号の説明

１、２１、４０、５１ 流体噴射ノズル
２、２２、５２ ノズルボディ
３、２３、５３ ニードル
３ａ、２３ａ 第一シート部
３ｂ 第二シート部
３ｃ、２３ｃ 摺動シール部
６、２６、５６ 第一噴孔
６ａ、２６ａ Ｒ部
７、２７、５７ 第二噴孔
７ａ、２７ａ Ｒ部
８、２８ 第一シート面
９、２９、５９ サック室
１０、３０ 摺動シール面
１１ 第二シール面
１２ 隙間
３０ａ 凹部
３０ａ１ エッジ部
３１ バイパス路
３５、３６、３７ 嵌込部材
３５ａ、３６ａ、３７ａ 凹部

Claims (7)

1. 軸方向の異なる位置に開口する複数の噴孔が穿設されたノズルボディと、当該ノズルボディの内部に収容されて昇降するニードルとを備え、当該ニードルが昇降することにより流体を噴射する噴孔面積が変化する流体噴射ノズルであって、
   前記ノズルボディは、軸方向と平行な摺動シール面と、当該摺動シール面の上流側に軸方向との角度を有するように形成されると共に第一噴孔が開口した第一シート面と、前記摺動シール面の下流側に軸方向との角度を有するように形成されると共に第二噴孔が開口した第二シート面とを有し、
   前記ニードルは、少なくとも前記第一シート面に着座して前記第一噴孔を閉塞する第一シート部と、
   前記摺動シール面の軸方向高さよりも低くなるように前記第一シート部の下流側に形成され前記摺動シール面に摺接する摺動シール部と、
   を有することを特徴とした流体噴射ノズル。
2. 軸方向の異なる位置に開口する複数の噴孔が穿設されたノズルボディと、当該ノズルボディの内部に収容されて昇降するニードルとを備え、当該ニードルが昇降することにより流体を噴射する噴孔面積が変化する流体噴射ノズルであって、
   前記ノズルボディは、軸方向と平行な摺動シール面と、当該摺動シール面の上流側に軸方向との角度を有するように形成されると共に第一噴孔が開口した第一シート面とを有し、前記摺動シール面に凹部が形成されると共に当該凹部に第二噴孔が開口され、
   前記ニードルは、少なくとも前記第一シート面に着座して前記第一噴孔を閉塞する第一シート部と、
   当該第一シート部の下流側に形成され前記摺動シール面に摺接する摺動シール部と、
   を有することを特徴とした流体噴射ノズル。
3. 請求項２記載の流体噴射ノズルにおいて、前記ニードルは前記摺動シール部の内部を通って前記ニードルの下流側先端部に通路出口が開口するバイパス通路を備えたことを特徴とする流体噴射ノズル。
4. 請求項２記載の流体噴射ノズルにおいて、前記ニードルは前記摺動シール面の軸方向高さよりも低くなるように前記第一シート部の下流側に形成され前記摺動シール面に摺接する摺動シール部を有することを特徴とした流体噴射ノズル。
5. 請求項２乃至４のいずれか一項記載の流体噴射ノズルにおいて、前記凹部は、前記ノズルボディの内部に嵌め込まれる嵌込部材に形成されたことを特徴とする流体噴射ノズル。
6. 請求項５記載の流体噴射ノズルにおいて、前記嵌込部材を複数の部材から構成したことを特徴とする流体噴射ノズル。
7. 前記第一シート面及び前記第一シート部の形状を円錐形状としたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の流体噴射ノズル。
   

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