JP2007100690A - Fuel injection nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルに関する。 The present invention relates to a fuel injection nozzle that injects fuel into a combustion chamber of an engine.
〔従来の技術〕
従来より、低回転域での噴霧微粒化や、高回転域での高噴射率化を促進するため、開放する噴孔数を噴射量に応じて変更することができる可変噴孔式の燃料噴射ノズルが考えられている。
[Conventional technology]
Conventionally, variable injection hole type fuel injection that can change the number of injection holes to be opened according to the injection amount in order to promote atomization in the low rotation range and high injection rate in the high rotation range. A nozzle is considered.
従来の可変噴孔式の燃料噴射ノズル100(以下、単にノズル100と呼ぶ)は、例えば図4に示すように、前後2段階に分けて開放される第1、第2噴孔101、102を有するボディ103、第1、第2噴孔101、102の内で先に開放される第1噴孔101を開閉する筒状の第1ニードル104、第1ニードル104の内周側に収容され、第1噴孔101よりも後に開放される第2噴孔102を開閉する第2ニードル105、制御室106の燃料の圧力を受けて第1、第2ニードル104、105に当接し、第1、第2ニードル104、105を閉弁方向に付勢する筒状の第1ピストン107、第1ピストン107の内周側に収容されるとともに、制御室106の燃料の圧力を受けて第2ニードル105に当接し、第2ニードル105を閉弁方向に付勢する第2ピストン108、第1ピストン107とボディ103とにより軸方向に保持され、第1ピストン107を閉弁方向に付勢するスプリング109などから構成されている(例えば、特許文献1参照)。
A conventional variable injection hole type fuel injection nozzle 100 (hereinafter simply referred to as a nozzle 100) has first and
また、ノズル100では、高圧流路115、燃料溜まり116およびガイド孔117を通じて第1ニードル104の先端部まで高圧の燃料が供給され、制御室106には、高圧流路118および入側オリフィス119を通じて高圧の燃料が供給されている。これにより、第1ニードル104の後端には、制御室106の燃料およびスプリング109が閉弁方向に付勢力を及ぼし、先端には燃料溜まり116およびガイド孔117を通じて供給された燃料が開弁方向に付勢力を及ぼしている。また、第2ニードル105の後端側には、制御室106の燃料およびスプリング109が閉弁方向に付勢力を及ぼしている。このため、第1、第2ニードル104、105ともに、閉弁方向に作用する付勢力の方が開弁方向に作用する付勢力よりも強いので、第1、第2ニードル104、105はシート面120に当接して、各々、第1、第2噴孔101、102を閉鎖している。
In the
そして、低圧流路125を開閉するアクチュエータ(図示せず)が作動して低圧流路125を開放すると、制御室106の燃料は、出側オリフィス127および低圧流路125を通じて排出される。ここで、出側オリフィス127は、入側オリフィス119よりも燃料の流量が大きくなるように設けられているため、制御室106の燃料の圧力は低下する。このため、第1ニードル104では、閉弁方向に作用する付勢力の方が開弁方向に作用する付勢力よりも弱くなるので、第1ニードル104はシート面120から離れて上昇し、第1噴孔101を開放する。この結果、第1噴孔101から燃料が噴射されるとともに、第2ニードル105の先端にも高圧の燃料が供給され開弁方向に付勢力を及ぼすようになる。また、第1ニードル104が上昇すると第1ピストン107も上昇するので、第1ピストン107は、第2ニードル105から離脱する。このため、第2ニードル105にはスプリング109による付勢力が作用しなくなる。
Then, when an actuator (not shown) that opens and closes the low
さらに、制御室106から燃料の排出が続き制御室106の燃料の圧力が低下すると、第2ニードル105でも、閉弁方向に作用する付勢力の方が開弁方向に作用する付勢力よりも弱くなるので、第2ニードル105はシート面120から離れて上昇し、第2噴孔102を開放する。この結果、第2噴孔102からも燃料が噴射される。
Further, when the fuel is continuously discharged from the
やがて、アクチュエータが作動を停止し低圧流路125を閉鎖すると、制御室106の燃料の圧力が上昇し、第1、第2ニードル104、105は、第2ニードル105、第1ニードル104の順にシート面120に当接し、第1、第2噴孔101、102は、第2噴孔102、第1噴孔101の順に閉鎖される。
Eventually, when the actuator stops operating and the low-
そして、このような構成を有するノズル100において、アクチュエータを作動する期間を変更することで、第1噴孔101のみを開放したり、第1、第2噴孔101、102を両方とも開放したりすることができるので、結果的に開放する噴孔数を変更することができる。
In the
〔従来技術の不具合〕
ところで、第1ニードル104の内周面と第2ニードル105の外周面とは、図5に示すように、互いに対向することで径方向にクリアランスを形成する(以下、このクリアランスをニードル間クリアランスと呼ぶ)。そして、第1ニードル104と第2ニードル105との同軸度を保つため、ニードル間クリアランスは、先端部と後端部とで小さくなるように設定されている。つまり、第1、第2ニードル104、105は、先端部および後端部で互いに摺接することで同軸度が保たれている。
[Problems with conventional technology]
By the way, as shown in FIG. 5, the inner peripheral surface of the
しかし、先端部および後端部の両方でニードル間クリアランスを縮小し、第1、第2ニードル104、105を摺接させるため、第1ニードル104の内周面および第2ニードル105の外周面は、両方とも中間部を凹状に加工する必要がある。このため、第1、第2ニードル104、105の加工が煩雑になってしまう。特に、第1ニードル104の加工は内周面に対して施されるため、単に凹状に形成するのに放電加工やホーニング加工等の特殊な加工を必要とし、煩雑さを増大させている。
However, in order to reduce the clearance between the needles at both the front end portion and the rear end portion and to bring the first and
また、先端部および後端部の両方で第1、第2ニードル104、105を摺接させるため、第1ニードル104の内周面および第2ニードル105の外周面は、先端部および後端部の両方を研磨加工する必要がある。このため、第1ニードル104の研磨加工では、先端および後端の両方向から研磨具を挿入して加工するため、先端部と後端部とで微小の軸ずれが発生する。
Further, since the first and
なお、筒状の外側ニードル(図4、5の第1ニードル104に相当)および外側ニードルの内周部に収容された内側ニードル(図4、5の第2ニードル105に相当)の組み合わせは、他にも種々の形態が考えられている。
The combination of the cylindrical outer needle (corresponding to the
例えば、後端部で外側、内側ニードルを摺接させ、外側ニードルの先端部でボディに設けられた噴孔を開閉するとともに内側ニードルの先端部で外側ニードルに設けられた噴孔を開閉するものが考えられている(例えば、特許文献2参照)。しかし、この形態では、外側ニードルと内側ニードルとの間に燃料通路を形成するため、外側ニードルの内周面を凹状に加工する必要があり、加工の煩雑さを低減することができない。また、後端部のみが摺接部をなすためノズル100に比べて外側、内側ニードルの同軸度が劣るものと考えられる。
For example, the outer and inner needles are slidably contacted at the rear end, and the nozzle hole provided in the body is opened and closed at the tip of the outer needle, and the nozzle hole provided in the outer needle is opened and closed at the tip of the inner needle. (For example, refer to Patent Document 2). However, in this embodiment, since the fuel passage is formed between the outer needle and the inner needle, it is necessary to process the inner peripheral surface of the outer needle into a concave shape, and the complexity of processing cannot be reduced. Further, since only the rear end portion forms a sliding contact portion, it is considered that the coaxiality of the outer and inner needles is inferior to that of the
また、先端部で外側ニードルと内側ニードルとの間に中間部材(「分割スリーブ」として記載されている)を介在させ、後端部で外側、内側ニードルを摺接させる形態も考えられている(例えば、特許文献3参照)。この形態によれば、分割スリーブの内周側に突出させたリブが内側ニードルに当接しており、先端部、後端部両方で内側ニードルを支持することができるため、片方のみで支持する場合よりも同軸度を改善することができる。しかし、新たに中間部材が必要となり、部品点数増加、コストアップ等につながる。 In addition, an intermediate member (described as “divided sleeve”) is interposed between the outer needle and the inner needle at the front end, and the outer and inner needles are slidably contacted at the rear end ( For example, see Patent Document 3). According to this embodiment, the rib protruded to the inner peripheral side of the split sleeve is in contact with the inner needle, and the inner needle can be supported by both the front end portion and the rear end portion. The coaxiality can be improved. However, a new intermediate member is required, leading to an increase in the number of parts and an increase in cost.
また、後端部で外側、内側ニードルを摺接させ、外側、内側ニードルの先端部でボディ等に設けられた噴孔を開閉するものが考えられている(例えば、特許文献4参照)。しかし、この形態でも、後端部のみが摺接部をなすためノズル100に比べて外側、内側ニードルの同軸度が劣るものと考えられる。
Further, it is considered that the outer and inner needles are slidably contacted at the rear end portion, and the nozzle hole provided in the body or the like is opened and closed at the distal end portion of the outer and inner needles (see, for example, Patent Document 4). However, even in this configuration, only the rear end portion forms a sliding contact portion, and therefore, it is considered that the coaxiality of the outer and inner needles is inferior to that of the
また、後端部で外側、内側ニードルを摺接させ、外側、内側ニードルの先端部でボディに設けられた噴孔を開閉するとともに、後端部と先端部との間の中間部でも外側、内側ニードルを摺接させるものが考えられている(例えば、特許文献5参照)。しかし、この形態によれば、外側ニードルの内周部を中間部で縮小するため、下穴加工を先端、後端の両方向から行う必要があり、加工が煩雑になってしまう。さらに、後端部と中間部とで内側ニードルを支持するため、ノズル100のように先端部と後端部とで内側ニードルを支持する場合に比べて同軸度が劣るものと考えられる。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、可変噴孔式の燃料噴射ノズルにおいて、外側、内側ニードルの同軸度を下げることなく、外側ニードルの加工の煩雑さを低減することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and in a variable injection hole type fuel injection nozzle, the complexity of processing the outer needle is reduced without lowering the coaxiality of the outer and inner needles. There is to do.
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の燃料噴射ノズルは、少なくとも前後2段階に分けて開放される複数の噴孔を先端部に有するボディと、ボディの内部に収容されるとともに、複数の噴孔の内で先に開放される第1噴孔を開閉する筒状の第1ニードルと、第1ニードルの内周側に収容されるとともに、第1ニードルと同軸方向に移動し、第1噴孔よりも後に開放される第2噴孔を開閉する第2ニードルとを備える。そして、第1ニードルの内径寸法および第2ニードルの外径寸法は、先端に向かい一方向に変化するように設けられている。
[Means of Claim 1]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection nozzle including a body having a plurality of injection holes that are opened at least in two stages, front and rear, at a tip portion thereof, housed inside the body, A cylindrical first needle that opens and closes the first nozzle hole that is opened to the inside, and is accommodated on the inner peripheral side of the first needle, moves in the same direction as the first needle, and opens after the first nozzle hole. And a second needle for opening and closing the second nozzle hole. The inner diameter of the first needle and the outer diameter of the second needle are provided so as to change in one direction toward the tip.
第1ニードルの内径寸法を先端に向かい一方向に変化するように(つまり、先端に向かい漸増または漸減するように)設けることにすれば、第1ニードルの下穴加工、研磨加工のいずれの加工も、先端、後端の片方向のみから施すことができる。これにより、先端部の摺接部と後端部の摺接部との軸ずれの発生を防止することができるとともに、加工の煩雑さを低減することができる。 If the inner diameter of the first needle is provided so as to change in one direction toward the tip (that is, so as to gradually increase or decrease toward the tip), either the prepared hole processing or polishing processing of the first needle is performed. Also, it can be applied only from one direction of the front end and the rear end. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of axial misalignment between the sliding contact portion at the front end portion and the sliding contact portion at the rear end portion, and it is possible to reduce the complexity of processing.
このため、第1、第2ニードルの同軸度を下げることなく、第1ニードルの加工の煩雑さを低減することができる。なお、第1ニードルが外側ニードルに相当し、第2ニードルが内側ニードルに相当することは言うまでもない。 For this reason, the complexity of processing the first needle can be reduced without lowering the coaxiality of the first and second needles. Needless to say, the first needle corresponds to the outer needle and the second needle corresponds to the inner needle.
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の燃料噴射ノズルによれば、第1ニードルは、軸方向に垂直な中空切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する環状部を、軸方向に異なる少なくとも2箇所で有し、第2ニードルは、軸方向に垂直な切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する柱状部を、軸方向に異なる少なくとも2箇所で有する。そして、第2ニードルの1つの柱状部が第1ニードルの1つの環状部に摺動自在に支持され、1つの柱状部と異なる他の柱状部が1つの環状部と異なる他の環状部に摺動自在に支持されている。
[Means of claim 2]
According to the fuel injection nozzle of
これにより、第2ニードルは、軸方向に異なる少なくとも2箇所で第1ニードルに摺動自在に支持される。このため、第1ニードルと第2ニードルとの同軸度を確実に保つことができる。なお、請求項2の手段によれば、第1、第2ニードルが互いに摺接している環状部、柱状部以外の部分は、「第1ニードルの内径寸法および第2ニードルの外径寸法が先端に向かい一方向に変化する」以外の条件が課されていない。したがって、環状部以外の部分の第1ニードルの内周面、および柱状部以外の部分の第2ニードルの外周面は、例えば、テーパ状に設けられていてもよい。 Thereby, the second needle is slidably supported by the first needle at at least two different locations in the axial direction. For this reason, the coaxiality of the first needle and the second needle can be reliably maintained. According to the second aspect of the present invention, the portions other than the annular portion and the columnar portion in which the first and second needles are in sliding contact with each other indicate that the inner diameter dimension of the first needle and the outer diameter dimension of the second needle are No conditions other than “change in one direction toward” are not imposed. Therefore, the inner peripheral surface of the first needle at a portion other than the annular portion and the outer peripheral surface of the second needle at a portion other than the columnar portion may be provided in a tapered shape, for example.
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載の燃料噴射ノズルによれば、第1ニードルの内周面と第2ニードルの外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランス(ニードル間クリアランス)は、先端部および後端部の方が中間部よりも狭くなるように形成されている。
これにより、中間部において、第1ニードルの内周面と第2ニードルの外周面との間で空間を形成しつつ、先端部および後端部において、摺接部を形成することができる。このため、放電加工やホーニング加工等の特殊な加工を施すことなく、先端部および後端部で摺接部を形成することができる。
[Means of claim 3]
According to the fuel injection nozzle of
Thereby, a sliding contact portion can be formed at the front end portion and the rear end portion while forming a space between the inner peripheral surface of the first needle and the outer peripheral surface of the second needle in the intermediate portion. Therefore, the sliding contact portion can be formed at the front end portion and the rear end portion without performing special processing such as electric discharge processing or honing processing.
〔請求項4の手段〕
請求項4に記載の燃料噴射ノズルによれば、第1ニードルの内径寸法および第2ニードルの外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられている。
第1ニードルの内径寸法および第2ニードルの外径寸法を先端に向かい漸減するように設けると、第1ニードルにおいて、第2ニードルを収容する内径部を反先端側で大きく開口させることができ、さらに、この内径部を反先端側から先端側にかけて順次に縮径させることができる。このため、第1ニードルの内径部を容易に精度よく加工できる。
[Means of claim 4]
According to the fuel injection nozzle of the fourth aspect, the inner diameter dimension of the first needle and the outer diameter dimension of the second needle are provided so as to gradually decrease toward the tip.
If the inner diameter dimension of the first needle and the outer diameter dimension of the second needle are provided so as to gradually decrease toward the tip, the inner diameter portion that accommodates the second needle can be greatly opened on the opposite tip side in the first needle, Further, the inner diameter portion can be sequentially reduced in diameter from the opposite tip side to the tip side. For this reason, the internal diameter part of a 1st needle can be processed easily and accurately.
また、第2ニードルが下降する際に生じる径方向へ軸振れ量は、第1ニードルとボディとの間の摺動隙間に第1ニードルと第2ニードルとの間の摺動隙間を加算した値に相当する。このため、内外2重ニードル構造の第2ニードルは、単ニードル構造の単ニードルに比べて軸振れ量が大きい。この結果、第1ニードルの内周と第2ニードルの外周との当接により生じる径方向への振れ加重も大きくなる。 Further, the amount of axial deflection generated when the second needle descends is a value obtained by adding the sliding gap between the first needle and the second needle to the sliding gap between the first needle and the body. It corresponds to. For this reason, the second needle having the inner / outer double needle structure has a larger shaft deflection than the single needle having the single needle structure. As a result, the radial deflection caused by the contact between the inner periphery of the first needle and the outer periphery of the second needle also increases.
これに対し、請求項4の手段によれば、第2ニードルの外径寸法を先端に向かい漸減させることで、第2ニードルの重心を反先端側に移動させている。このため、軸振れ量の大きい内外2重ニードル構造の燃料噴射ノズルにおいて、第1、第2ニードル間に発生する径方向への振れ加重を抑制することができる。
On the other hand, according to the means of
〔請求項5の手段〕
請求項5に記載の燃料噴射ノズルによれば、第1ニードルの内径寸法および第2ニードルの外径寸法は、先端に向かい漸増するように設けられている。
第1ニードルの内径寸法および第2ニードルの外径寸法を先端に向かい漸増するように設けると、第1ニードルにおいて、第2ニードルを収容する内径部を先端側で大きく開口させることができ、さらに、この内径部を先端側から反先端側にかけて順次に縮径させることができる。このため、第1ニードルの内径部を容易に精度よく加工できる。
[Means of claim 5]
According to the fuel injection nozzle of the fifth aspect, the inner diameter dimension of the first needle and the outer diameter dimension of the second needle are provided so as to gradually increase toward the tip.
By providing the inner diameter dimension of the first needle and the outer diameter dimension of the second needle so as to gradually increase toward the tip, the inner diameter portion accommodating the second needle can be greatly opened on the tip side in the first needle, The inner diameter portion can be sequentially reduced in diameter from the tip side to the opposite tip side. For this reason, the internal diameter part of a 1st needle can be processed easily and accurately.
最良の形態1の燃料噴射ノズルは、少なくとも前後2段階に分けて開放される複数の噴孔を先端部に有するボディと、ボディの内部に収容されるとともに、複数の噴孔の内で先に開放される第1噴孔を開閉する筒状の第1ニードルと、第1ニードルの内周側に収容されるとともに、第1ニードルと同軸方向に移動し、第1噴孔よりも後に開放される第2噴孔を開閉する第2ニードルとを備える。そして、第1ニードルの内径寸法および第2ニードルの外径寸法は、先端に向かい一方向に変化するように設けられている。
The fuel injection nozzle of the
また、この燃料噴射ノズルによれば、第1ニードルは、軸方向に垂直な中空切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する環状部を、軸方向に異なる少なくとも2箇所で有し、第2ニードルは、軸方向に垂直な切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する柱状部を、軸方向に異なる少なくとも2箇所で有する。そして、第2ニードルの1つの柱状部が第1ニードルの1つの環状部に摺動自在に支持され、1つの柱状部と異なる他の柱状部が1つの環状部と異なる他の環状部に摺動自在に支持されている。 Further, according to this fuel injection nozzle, the first needle has an annular portion in which a hollow cut surface perpendicular to the axial direction has a substantially constant shape in a constant section in the axial direction at at least two places different in the axial direction. The second needle has columnar portions having substantially constant shapes with a section perpendicular to the axial direction in a constant section in the axial direction, at least at two locations different in the axial direction. One columnar portion of the second needle is slidably supported by one annular portion of the first needle, and another columnar portion different from one columnar portion slides on another annular portion different from one annular portion. It is supported freely.
また、この燃料噴射ノズルによれば、第1ニードルの内周面と第2ニードルの外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランスは、先端部および後端部の方が中間部よりも狭くなるように形成されている。
そして、この燃料噴射ノズルによれば、第1ニードルの内径寸法および第2ニードルの外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられている。
Further, according to the fuel injection nozzle, the clearance formed by the radially inner surface of the first needle and the outer peripheral surface of the second needle is the intermediate portion at the front end portion and the rear end portion. It is formed to be narrower than that.
According to this fuel injection nozzle, the inner diameter dimension of the first needle and the outer diameter dimension of the second needle are provided so as to gradually decrease toward the tip.
〔実施例1の構成〕
実施例1の燃料噴射ノズル1(以下、ノズル1と呼ぶ)の構成を図1および図2を用いて説明する。ノズル1は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射供給するインジェクタの先端部分をなし、例えば、燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレールから燃料の分配を受ける。また、ノズル1は、低回転域での噴霧微粒化や、高回転域での高噴射率化を促進するため、噴射量に応じて開放する噴孔数を変更することができる可変噴孔式である。
[Configuration of Example 1]
The configuration of the fuel injection nozzle 1 (hereinafter referred to as nozzle 1) of the first embodiment will be described with reference to FIGS. The
ノズル1は、図1(a)に示すように、前後2段階に分けて開放される複数の噴孔2、3を先端部に有するボディ4と、ボディ4の内部に収容されるとともに、複数の噴孔2、3の内で先に開放される第1噴孔2を開閉する筒状の第1ニードル5と、第1ニードル5の内周側に収容されるとともに、第1ニードル5と同軸方向に移動し、第1噴孔2よりも後に開放される第2噴孔3を開閉する第2ニードル6と、第1ニードル5を閉弁方向に付勢する第1スプリング7と、第2ニードル6を閉弁方向に付勢する第2スプリング8とを備える。
As shown in FIG. 1 (a), the
ボディ4は、第1、第2ニードル5、6や第1スプリング7等を収容するとともに、高圧流路11から供給された高圧の燃料を第1、第2噴孔2、3まで導く燃料流路12を形成する。そして、燃料流路12の先端側はテーパ状に形成されて、第1、第2ニードル5、6が着座するシート面13をなし、このシート面13に、第1、第2噴孔2、3が開口する。
The
また、ボディ4は、後端部において、後記するシリンダ部材14とともに制御室15を形成し、第2スプリング8を収容する。そして、この制御室15の燃料は、第1、第2ニードル5、6に対し閉弁方向に圧力を及ぼす。つまり、制御室15の燃料は、第1、第2スプリング7、8とともに第1、第2ニードル5、6を閉弁方向に付勢する。また、制御室15は、高圧の燃料が給排される給排室16と連通しており、制御室15の燃料の圧力は、給排室16での燃料の給排に伴い増減する。なお、給排室16における燃料の給排は、図示しない電磁弁等のアクチュエータにより行われる。
The
第1ニードル5は、図2に示すように、シート面13との間で離着を繰り返すシート部19、20を先端に有する。そして、シート部19、20がシート面13に着座することで第1噴孔2が閉鎖され、シート部19、20がシート面13から離座することで第1噴孔2が開放される。
As shown in FIG. 2, the
また、第1ニードル5は、後端部および中間部において、ボディ4に摺動自在に支持されている。すなわち、第1ニードル5の後端部は、円筒状に形成されシリンダ部材14の内周に摺接し、中間部は、図1(b)に示すように、ボディ4との間に3箇所の燃料流路12を形成しながらボディ4に摺接する。また、第1ニードル5は、シリンダ部材14に摺接することで制御室15を先端側から封鎖している。
The
第2ニードル6は、シート面13との間で離着を繰り返すシート部21を先端に有する。そして、シート部21がシート面13に着座することで第2噴孔3が閉鎖され、シート部21がシート面13から離座することで第2噴孔3が開放される。また、第2ニードル6は、制御室15の内部で移動する鍔部23を後端に有する。この鍔部23は、シリンダ部材14の内周よりも小径に設けられているので、制御室15の燃料は、鍔部23の外周とシリンダ部材14の内周との間を自在に流動する。このため、第1、第2ニードル5、6の後端には、制御室15の燃料により略同一の圧力が及ぼされる。
The
第1スプリング7は、シリンダ部材14および、中間部後方に配設された支持部材25により軸方向に保持され、シリンダ部材14を後端側に付勢してボディ4に圧接させるとともに、第1ニードル5を先端側(つまり、閉弁方向)に付勢する。
第2スプリング8は、鍔部23およびボディ4により軸方向に保持されて制御室15に収容され、第2ニードル6を閉弁方向に付勢する。
The
The second spring 8 is held in the
次に、ノズル1の作動を説明する。
まず、第1ニードル5には制御室15の燃料が閉弁方向に圧力を及ぼすとともに、第1スプリング7が閉弁方向に第1ニードル5を付勢している。また、第1ニードル5には、高圧流路11および燃料流路12を通じて第1ニードル5の先端に供給された燃料が、開弁方向に圧力を及ぼしている。また、第2ニードル6には制御室15の燃料が閉弁方向に圧力を及ぼすとともに、第2スプリング8が閉弁方向に第2ニードル6を付勢している。
Next, the operation of the
First, the fuel in the
そして、給排室16で燃料の排出が始まると、制御室15の燃料の圧力が低下するため、第1ニードル5において、閉弁方向に作用する付勢力(制御室15の燃料による付勢力+第1スプリング7による付勢力)が開弁方向に作用する付勢力(第1ニードル5の先端の燃料による付勢力)よりも弱くなる。これにより、シート部19、20がシート面13から離座し第1噴孔2が開放されるとともに、第2ニードル6の先端にも燃料が供給される。このため、第1噴孔2から燃料が噴射されるとともに、第2ニードル6の先端に供給された燃料が、第2ニードル6に対し開弁方向に圧力を及ぼすようになる。
When the fuel discharge in the supply /
そして、制御室15の燃料の圧力がさらに低下すると、第2ニードル6においても、閉弁方向に作用する付勢力(制御室15の燃料による付勢力+第2スプリング8による付勢力)が開弁方向に作用する付勢力(第2ニードル6の先端の燃料による付勢力)よりも弱くなる。これにより、シート部21がシート面13から離座し第2噴孔3が開放される。このため、第2噴孔3からも燃料が噴射される。
When the fuel pressure in the
やがて、給排室16で燃料の排出が終わると、制御室15の燃料の圧力が上昇するため、まず、第2ニードル6において、閉弁方向に作用する付勢力が開弁方向に作用する付勢力よりも強くなる。これにより、シート部21がシート面13に着座し第2噴孔3が閉鎖され、第2噴孔3からの燃料の噴射が終了する。さらに制御室15の燃料の圧力が上昇すると、第1ニードル5においても、閉弁方向に作用する付勢力が開弁方向に作用する付勢力よりも強くなる。これにより、シート部19、20がシート面13に着座し第1噴孔2が閉鎖され、第1噴孔2からの燃料の噴射も終了する。
Eventually, when the fuel discharge in the supply /
そして、給排室16で燃料を排出する期間、つまりアクチュエータを作動させる期間を変更することで、第1噴孔2のみを開放したり、第1、第2噴孔2、3を両方とも開放したりすることができるので、結果的に噴射量に応じて開放する噴孔数を変更することができる。
Then, by changing the period during which fuel is discharged in the supply /
〔実施例1の特徴〕
実施例1のノズル1の特徴を、図2を用いて説明する。ノズル1では、第1ニードル5の内径寸法および第2ニードル6の鍔部23よりも先端側の部分の外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられ、第1ニードル5の内周面と第2ニードル6の外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランス(ニードル間クリアランス)は、先端部および後端部の方が中間部よりも狭くなるように形成されている。具体的には、第1ニードル5と第2ニードル6とが径方向に対向している部分において、第1ニードル5の内径寸法および第2ニードル6の外径寸法は、先端に向かい3段階に縮径するように設けられている。
[Features of Example 1]
The characteristics of the
ここで、内径寸法が最小となる第1ニードル5の先端部、および内径寸法が最大となる第1ニードル5の後端部は、各々、内周面に研磨加工が施され、第2ニードル6に摺接する第1先端、第1後端ガイド部27、28をなす。同様に、外径寸法が最小となる第2ニードル6の先端部、および外径寸法が最大となる第2ニードル6の後端部は、各々、外周面に研磨加工が施され、第1先端ガイド部27、第1後端ガイド部28に摺接する第2先端ガイド部29、第2後端ガイド部30をなす。
Here, the tip end portion of the
このように、第1ニードル5は、軸方向に垂直な中空切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する環状部を、軸方向に異なる3箇所で有する。また、第2ニードルは、軸方向に垂直な切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する柱状部を、軸方向に異なる3箇所で有する。そして、最先端の柱状部が最先端の環状部に摺動自在に支持され、最後端の柱状部が最後端の環状部に摺動自在に支持されている。
Thus, the
つまり、最先端の環状部が第1先端ガイド部27をなし、最後端の環状部が第1後端ガイド部28をなすとともに、最先端の柱状部が第2先端ガイド部29をなし、最後端の柱状部が第2後端ガイド部30をなす。
That is, the most advanced annular portion forms the first
すなわち、第1ニードル5と第2ニードル6とは、先端部で第1先端ガイド部27と第2先端ガイド部29とが摺接し、後端部で第1後端ガイド部28と第2後端ガイド部30とが摺接する。そして、第1ニードル5と第2ニードル6とが先端部および後端部で摺接することで、ニードル間クリアランスは先端部および後端部で中間部よりも狭くなっている。
That is, the
これにより、第1、第2ニードル5、6の先端部および後端部で摺接部が形成されるとともに、中間部で第1ニードル5の内周面と第2ニードル6の外周面との間で空間32が形成される。そして、後端部の摺接部により、制御室15と空間32との間が遮断されるとともに、先端部と後端部とで第2ニードル6が摺動自在に支持されることで、第1、第2ニードル5、6の同軸度が保たれる。
As a result, a sliding contact portion is formed at the front end portion and the rear end portion of the first and
〔実施例1の効果〕
実施例1のノズル1によれば、第1ニードル5の内径寸法および第2ニードル6の外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられている。
これにより、第1ニードル5の下穴加工、研磨加工のいずれの加工も、後端のみから施すことができる。これにより、第1先端ガイド部27と第1後端ガイド部28との軸ずれの発生を防止することができるとともに、加工の煩雑さを低減することができる。このため、第1、第2ニードル5、6の同軸度を下げることなく、第1ニードル5の加工の煩雑さを低減することができる。
[Effect of Example 1]
According to the
Thereby, both processing of the pilot hole processing of the
また、第2先端ガイド部29が第1先端ガイド部27に摺動自在に支持され、第2後端ガイド部30が第1後端ガイド部28に摺動自在に支持されることで、第2ニードル6は、第1ニードル5に摺動自在に支持されている。
これにより、第2ニードル6は、軸方向に異なる2箇所で第1ニードル5に摺動自在に支持される。このため、第1ニードル5と第2ニードル6との同軸度を確実に保つことができる。
Further, the second front
Thereby, the
また、第1ニードル5の内径寸法および第2ニードル6の外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられている。
第1ニードル5の内径寸法および第2ニードル6の外径寸法を先端に向かい漸減するように設けると、第2ニードル6を収容する第1ニードル5の内周側の空間(内径部と呼ぶ)を反先端側で大きく開口させることができる。さらに、この内径部を反先端側から先端側にかけて順次に縮径させることができる。このため、第1ニードル5の内径部を容易に精度よく加工できる。
The inner diameter dimension of the
When the inner diameter dimension of the
また、第2ニードル6が下降する際に生じる径方向へ軸振れ量は、第1ニードル5とボディ4との間の摺動隙間に、第1ニードル5と第2ニードル6との間の摺動隙間(つまり、第1後端ガイド部28と第2後端ガイド部30との間のニードル間クリアランス)を加算した値に相当する。このため、内外2重ニードル構造の第2ニードル6は、単ニードル構造の単ニードルに比べて軸振れ量が大きい。この結果、第1ニードル5の内周と第2ニードル6の外周との当接により生じる径方向への振れ加重も大きくなる。
Further, the amount of axial runout in the radial direction that occurs when the
これに対し、ノズル1では、第2ニードル6の外径寸法を先端に向かい漸減させることで、第2ニードル6の重心を反先端側に移動させている。このため、軸振れ量の大きい内外2重ニードル構造のノズル1において、第1、第2ニードル5、6間に発生する径方向への振れ加重を抑制することができる。
On the other hand, in the
また、ニードル間クリアランスは、先端部および後端部の方が中間部よりも狭くなるように形成されている。
これにより、中間部で第1ニードル5の内周面と第2ニードル6の外周面との間で空間32を形成しつつ、先端部および後端部で摺接部を形成することができる。このため、放電加工やホーニング加工等の特殊な加工を施すことなく、先端部および後端部で摺接部を形成することができる。
Further, the clearance between the needles is formed such that the front end portion and the rear end portion are narrower than the intermediate portion.
Thereby, a sliding contact portion can be formed at the front end portion and the rear end portion while forming the
〔変形例〕
本実施例のノズル1では、第1ニードル5の内径寸法および第2ニードル6の外径寸法が、先端に向かい漸減するように設けられていたが、図3に示すように、先端に向かい漸増するように設けてもよい。
[Modification]
In the
また、本実施例のノズル1では、第1ニードル5と第2ニードル6とが摺接する先端部と後端部との間の中間部にも環状部および柱状部が設けられ、環状部の内周面と柱状部の外周面とが対向することで空間32が形成されていたが、このような形態に限定されない。例えば、空間32を形成する第1ニードル5の内周面および第2ニードル6の外周面のいずれか一方がテーパ状に設けられていてもよく、空間32を形成する第1ニードル5の内周面および第2ニードル6の外周面の両方がテーパ状に設けられていてもよい。
Further, in the
1 ノズル(燃料噴射ノズル)
2 噴孔、第1噴孔
3 噴孔、第2噴孔
4 ボディ
5 第1ニードル
6 第2ニードル
27 第1先端ガイド部(環状部)
28 第1後端ガイド部(環状部)
29 第2先端ガイド部(柱状部)
30 第2後端ガイド部(柱状部)
1 Nozzle (fuel injection nozzle)
2 injection hole,
28 1st rear end guide part (annular part)
29 Second tip guide part (columnar part)
30 Second rear end guide portion (columnar portion)
Claims (5)
このボディの内部に収容されるとともに、前記複数の噴孔の内で先に開放される第1噴孔を開閉する筒状の第1ニードルと、
この第1ニードルの内周側に収容されるとともに、前記第1ニードルと同軸方向に移動し、前記第1噴孔よりも後に開放される第2噴孔を開閉する第2ニードルとを備えた燃料噴射ノズルにおいて、
前記第1ニードルの内径寸法および前記第2ニードルの外径寸法は、先端に向かい一方向に変化するように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。 A body having a plurality of nozzle holes opened at least in two stages, front and rear, at the tip,
A cylindrical first needle that is accommodated inside the body and opens and closes the first nozzle hole that is first opened in the plurality of nozzle holes;
The second needle is accommodated on the inner peripheral side of the first needle, moves in the same direction as the first needle, and opens and closes the second injection hole opened after the first injection hole. In the fuel injection nozzle,
An inner diameter dimension of the first needle and an outer diameter dimension of the second needle are provided so as to change in one direction toward the tip.
前記第1ニードルは、軸方向に垂直な中空切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する環状部を、軸方向に異なる少なくとも2箇所で有し、
前記第2ニードルは、軸方向に垂直な切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する柱状部を、軸方向に異なる少なくとも2箇所で有し、
前記第2ニードルの1つの柱状部が、前記第1ニードルの1つの環状部に摺動自在に支持され、前記1つの柱状部と異なる他の柱状部が前記1つの環状部と異なる他の環状部に摺動自在に支持されていることを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to claim 1,
The first needle has an annular portion in which a hollow cut surface perpendicular to the axial direction has a substantially constant shape in a constant section in the axial direction at at least two different locations in the axial direction,
The second needle has columnar portions whose cutting planes perpendicular to the axial direction have a substantially constant shape in a constant section in the axial direction at at least two different locations in the axial direction,
One columnar portion of the second needle is slidably supported by one annular portion of the first needle, and another columnar portion different from the one columnar portion is different from the one annular portion. A fuel injection nozzle that is slidably supported by the portion.
前記第1ニードルの内周面と前記第2ニードルの外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランスは、先端部および後端部の方が中間部よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to claim 1 and claim 2,
The clearance formed when the inner peripheral surface of the first needle and the outer peripheral surface of the second needle face each other in the radial direction is formed so that the front end portion and the rear end portion are narrower than the intermediate portion. A fuel injection nozzle.
前記第1ニードルの内径寸法および前記第2ニードルの外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to any one of claims 1 to 3,
The fuel injection nozzle according to claim 1, wherein an inner diameter dimension of the first needle and an outer diameter dimension of the second needle are provided so as to gradually decrease toward the tip.
前記第1ニードルの内径寸法および前記第2ニードルの外径寸法は、先端に向かい漸増するように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to any one of claims 1 to 3,
The fuel injection nozzle according to claim 1, wherein an inner diameter dimension of the first needle and an outer diameter dimension of the second needle are provided so as to gradually increase toward the tip.
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- 2006-04-06 JP JP2006105299A patent/JP2007100690A/en active Pending
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