JP2007278250A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射量の変動を抑制すること
【解決手段】ニードル１２の軸線方向Ａへの往復移動により燃料を噴孔１１ａから噴射又は停止させる弁本体１０と、燃料噴射弁取付孔１０１に挿入されて弁本体１０を内方で一体的に保持するホルダ２０と、噴孔１１ａ側の弁本体１０及びホルダ２０からなる燃料噴射ノズル部の先端に配置した先端シール３２と、燃料噴射弁取付孔１０１に挿入して固定され、燃料噴射ノズル部との間で先端シール３２を保持するシール保持部材４０と、を備え、燃料噴射ノズル部とシール保持部材４０との間のシール性能を保ちつつ、その燃料噴射ノズル部とシール保持部材４０とを少なくとも局部的に軸線方向Ａへと相対移動させ得るように先端シール３２を構成すること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料を噴射させる燃料噴射弁に係り、その燃料の噴射量の変化を抑えることが可能な燃料噴射弁に関する。

燃料噴射弁は、シリンダヘッドの燃料噴射弁取付孔からの受熱によって温度上昇する。また、特に、筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射弁は、その燃料噴射ノズルの先端部分が高温の燃焼ガスに曝されているので非常に温度上昇し易い。従って、その先端部分（特に、噴孔部の近傍）が所定の温度以上の高温状態のまま運転され続けた燃料噴射弁においては、その先端部分にデポジットが生成されてしまい、これが原因となって燃料の噴射量が低下してしまう。これが為、従来の燃料噴射弁においては、その燃料噴射ノズルの先端部分の温度上昇を抑制する様々な手法が採られている。

例えば、下記の特許文献１には、シール部が一体化された防熱キャップを燃料噴射ノズルの先端部分に嵌合させ、この先端部分における燃焼ガスとの接触面積を減少させた燃料噴射弁が開示されている。

更に、下記の特許文献２には、燃料噴射ノズルからシリンダヘッドへと放熱させて先端部分の温度上昇を抑制する為に、その先端部分とシリンダヘッドの間にガスケットを配設した燃料噴射弁が開示されている。また、下記の特許文献３には、燃料噴射ノズルとシリンダヘッドとの間に放熱性のある中間部材を配設し、その特許文献２と同様にシリンダヘッドへと放熱させる燃料噴射弁が開示されている。

尚、下記の特許文献４には、コアの下端部に設けられた環状の上突起部の内周面とスリーブの上端側の外周面とをコア側に向かって小径になるテーパ面で結合した燃料噴射弁について開示されている。また、下記の特許文献５には、燃焼室に設けられたインジェクタボアに嵌合されるノズル、このノズルの外周面に軸線方向に隣接した状態で嵌装されてノズルとインジェクタボアとの間をシールする２個のシールリングを備えた燃料噴射弁が開示されている。また、下記の特許文献６には、バルブボディの内周とアウタバルブの外周との間に、そのバルブボディよりも硬度の高い高速度工具鋼製の円筒形状のスリーブが圧入された燃料噴射弁について開示されている。また、下記の特許文献７には、金属内筒部材の外周段差面を覆って樹脂外套部材の先端部を囲包するエアアシストスリ−ブと、このエアアシストスリ−ブの内周面と樹脂外套部材の外周面との間の第一の隙間及びエアアシストスリ−ブの内周面と金属内筒部材の外周面との間の第二の隙間をシールするガスケットと、備えた燃料噴射弁について開示されている。

特開２０００−３４５９４０号公報 特開２００３−２２７４４１号公報 特開２００１−９０６３５号公報 特開２００４−６８６００号公報 特開２００４−１９６４２号公報 特開平１１−２２９９９８号公報 特開平１１−６２７６９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された燃料噴射弁においては、シール部が一体化されているので、例えば、そのシール部やノズル先端部の設計公差バラツキ、組み付け誤差等の関係によりノズル先端部への密着性（即ち、シール性能）が低く、そのシール部から流入した燃焼ガスによりノズル先端部の温度上昇を招いてしまう虞がある。これが為、この燃料噴射弁においては、ノズル先端部にデポジットが生成されてしまい燃料噴射量を低下させてしまう。

また、実際の運転状況においては燃焼室近傍にて燃料噴射ノズルよりもシリンダヘッドの方が高温になっており、上記特許文献２，３に開示された燃料噴射弁においては、そのシリンダヘッドの熱がガスケットや中間部材を介して燃料噴射ノズルに伝達されてしまい、ノズル先端部の温度上昇を招いてしまう虞がある。これが為、この燃料噴射弁においても、ノズル先端部にデポジットが生成されてしまい燃料噴射量を低下させてしまう。

更に、ノズル先端部は上記の設計公差バラツキ等に加えて熱膨張や熱収縮が起こり得るので、これらの変化量を特許文献１の一体化されたシール部や特許文献２，３のガスケット又は中間部材では吸収しきれない。そして、このことは弁体（ニードル）のリフト量に変化を及ぼしてしまうので、所定の噴射量で燃料を噴射させることができなくなる虞がある。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、燃料噴射量の変動を抑制することが可能な燃料噴射弁を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、ニードルの軸線方向への往復移動により燃料を噴孔から噴射又は停止させる弁本体と、燃料噴射弁取付孔に挿入されて弁本体を内方で一体的に保持するホルダと、を備えた燃料噴射弁において、その噴孔側の弁本体及びホルダからなる燃料噴射ノズル部の先端に配置した先端シールと、燃料噴射弁取付孔に挿入して固定され、燃料噴射ノズル部との間で先端シールを保持するシール保持部材と、を設ける。そして、その先端シールは、燃料噴射ノズル部とシール保持部材との間のシール性能を保ちつつ当該燃料噴射ノズル部とシール保持部材とを少なくとも局部的に軸線方向へと相対移動させ得るよう構成している。

これにより、この請求項１記載の燃料噴射弁においては、燃料噴射ノズル部とシール保持部材との間のシール性能が確保され、且つ、これらの間に先端シールを介して軸線方向の力が伝達されなくなる。

例えば、その先端シールは、請求項２記載の発明の如く、燃料噴射ノズル部とシール保持部材との間のシール性能を保ちつつ当該燃料噴射ノズル部とシール保持部材との間で軸線方向へと移動可能な先端シール部材を少なくとも１つ備えて構成することができる。

また、その先端シールは、請求項３記載の発明の如く、燃料噴射ノズル部又はシール保持部材の内の何れか一方に保持され、且つ、その燃料噴射ノズル部とシール保持部材との間のシール性能を保ちつつ他方に対して軸線方向にて当接することのない先端シール部材を備えて構成することができる。

また、その先端シールは、請求項４記載の発明の如く、燃料噴射ノズル部とシール保持部材とに少なくとも１つずつ保持され、互いの嵌合状態を保つことで当該燃料噴射ノズル部とシール保持部材との間のシール性能を確保しつつ軸線方向にて係止されずに当該軸線方向へと相対移動可能な先端シール部材を備えて構成することができる。

また、その先端シールは、請求項５記載の発明の如く、燃料噴射ノズル部とシール保持部材の一方又は双方に、前記先端シール部材が一体化された先端シール部を有することによって構成することができる。

本発明に係る燃料噴射弁は、先端シールによって燃料噴射ノズル部（特に、その先端）の温度上昇が抑制されるので、噴孔近傍でのデポジットの生成が抑えられ、燃料噴射量の低下を防ぐことができる。更に、この燃料噴射弁は、その先端シールを介して燃料噴射ノズル部とシール保持部材との間に軸線方向の力を伝達させないので、ニードルのリフト量変化が抑えられ、燃料噴射量の変動を抑制することができる。

以下に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本発明に係る燃料噴射弁の実施例１を図１から図３に基づいて説明する。図１の符号１は本発明に係る燃料噴射弁を示しており、この図１はその燃料噴射弁１の燃料噴射ノズル部側を図示したものである。

この燃料噴射弁１は、大別すると、燃料を噴射させる弁本体１０と、この弁本体１０を一体的に保持する筒状のホルダ２０と、によって構成されている。ここで、この燃料噴射弁１は、図示しない吸気ポート又は／及び燃焼室ＣＣに燃料を噴射させるよう、燃料噴射側における弁本体１０とホルダ２０とからなる燃料噴射ノズル部がシリンダヘッド１００の燃料噴射弁取付孔１０１に取り付けられる。本実施例１にあっては、燃焼室ＣＣに燃料を直接噴射させる筒内直接噴射式内燃機関用の燃料噴射弁１について例示する。

最初に、弁本体１０について詳述する。

この弁本体１０は、噴孔１１ａが形成された筒状のバルブボディ１１と、このバルブボディ１１の内方の中空部１１ｂに軸線方向Ａへと往復移動自在に配設されたニードル１２と、このニードル１２を軸線方向Ａに往復移動させる図示しない磁気回路及び弾性部材（スプリング）と、を備えている。

そのバルブボディ１１は、円筒における燃焼室ＣＣ側の一端を円錐形状に成形して他端を開口させた筒体であって、その内方における略円柱状の中空部１１ｂと連通させるべくその円錐部分に噴孔１１ａを形成したものである。

ここで、このバルブボディ１１は、噴孔１１ａが形成された円錐部分を燃焼室ＣＣ側に向けて後述するホルダ２０の中空部２１へと挿入し、弁本体１０の最も燃焼室ＣＣ側に位置するよう固定される。例えば、このバルブボディ１１は、その中空部２１の燃焼室ＣＣ側の先端部分に圧入や溶接等によって固定する。

また、この弁本体１０を構成するニードル１２は、基幹部分が円筒形状又は円柱形状に成形され、その燃焼室ＣＣ側の先端が円錐状に成形されている。このニードル１２は、軸線方向Ａへと往復移動することによりその先端がバルブボディ１１の円錐部分の内壁面との間で着座又は離座を繰り返し、着座することで噴孔１１ａを閉塞して燃料の噴射を停止させる一方、離座することで噴孔１１ａを開放して燃料を噴射させるものである。本実施例１にあっては、バルブボディ１１の中空部１１ｂの内壁面と上述した磁気回路とによってニードル１２が軸線方向Ａへと自在に摺動できるよう支持されている。

更に、この弁本体１０には、図示しない燃料ポンプによって加圧された燃料がデリバリパイプを介して供給される。これが為、この弁本体１０には、そのデリバリパイプを接続する為の接続部（図示略）も設けられている。

続いて、上記ホルダ２０について詳述する。

このホルダ２０は、燃料噴射ノズル部側が外径の異なる複数種類の円筒体を軸線方向Ａに積層させたが如き段付きの円筒形状に成形される。例えば、このホルダ２０の燃料噴射ノズル部側には、燃焼室ＣＣ側の先端から順に、バルブボディ１１を保持する第１円筒部２０ａと、この第１円筒部２０ａよりも外径の大きい第２円筒部２０ｂと、この第２円筒部２０ｂよりも外径の大きい第３円筒部２０ｃと、最も外径の大きい第４円筒部２０ｄと、が設けられている。

このホルダ２０においては、その燃料噴射ノズル部側の第１から第４の円筒部２０ａ〜２０ｄの内方と当該燃料噴射ノズル部側よりも上方（図１の紙面上方）の図示しない筒体の内方とによって円柱状の中空部２１が形成され、この中空部２１に上述した弁本体１０が挿入される。尚、ここで例示するホルダ２０は、図１に示す如く、第１から第３の円筒部２０ａ〜２０ｃの内径を略同等に成形し、その内径よりも第４円筒部２０ｄの内径を大きく成形している。

また、その燃料噴射ノズル部側よりも上方の筒体には、外部の電源供給装置と弁本体１０の磁気回路とを電気的に接続させるコネクタ部（図示略）が成形されている。従って、この燃料噴射弁１においては、そのコネクタ部を介して磁気回路に電源を供給させ、これにより、ニードル１２を軸線方向Ａへと往復移動させる。

ここで、このホルダ２０は、その燃料噴射ノズル部側が上記の燃料噴射弁取付孔１０１に挿入される。従って、ここでの燃料噴射弁取付孔１０１としては、ホルダ２０の外形に合わせて、燃焼室ＣＣ側から外部に向けて孔径が大きくなる段付きの円柱状のものを穿設する。具体的に、ここで例示する燃料噴射弁取付孔１０１は、図１に示す如く、燃焼室ＣＣ側から順に、ホルダ２０の第１円筒部２０ａが挿入される第１円形孔部１０１ａと、ホルダ２０の第２及び第３の円筒部２０ｂ，２０ｃが挿入される第２円形孔部１０１ｂと、ホルダ２０の第４円筒部２０ｄが挿入される第３円形孔部１０１ｃと、を備えている。

ところで、運転中の燃焼室ＣＣ内は高圧状態になっているので、ホルダ２０を燃料噴射弁取付孔１０１に挿入するのみでは、その隙間に燃焼ガスが入り込んでシリンダヘッド１００の外部へと漏れ出てしまう。これが為、かかる不都合を改善する為には、燃料噴射ノズル部（具体的には、ホルダ２０）と燃料噴射弁取付孔１０１との間に燃焼ガスを遮断させるガスシール部材を配設することが好ましい。

そこで、この燃料噴射弁１においては、そのホルダ２０の第４円筒部２０ｄにおける環状の下面とこれに対向する燃料噴射弁取付孔１０１の第３円形孔部１０１ｃにおける環状の底面との間に図１に示す環状のガスシール部材３０を配設する。これにより、燃焼ガスがホルダ２０と燃料噴射弁取付孔１０１の隙間から外部へと漏れるのを防ぐことができる。

ここで、例えば、そのガスシール部材３０には、シリンダヘッド１００よりも熱の伝導性が低い材料（低熱伝導率材料）を用いることが好ましい。これにより、その第３円形孔部１０１ｃの底面が第４円筒部２０ｄの下面よりも高温となった際に、その底面の熱がガスシール部材３０を介してホルダ２０に伝達されるのを抑制することができる。その逆に、第４円筒部２０ｄの下面が第３円形孔部１０１ｃの底面よりも高温になった場合には、その下面の熱がガスシール部材３０を介して第３円形孔部１０１ｃの底面に伝わる。従って、かかる材料でガスシール部材３０を成形することによって、この燃料噴射弁１においては、燃料噴射ノズル部の温度上昇を効果的に抑えることができる。

また、この燃料噴射弁１は、その燃料噴射ノズル部の燃料噴射側の先端（以下、「ノズル先端」という。）が高温状態の燃焼ガスに曝されて温度上昇するので、そのノズル先端にデポジットを生成させてしまう。更に、この燃料噴射弁１においては、燃料噴射ノズル部と燃料噴射弁取付孔１０１との間の隙間に燃焼ガスが入り込むと、そのノズル先端だけでなく燃料噴射ノズル部全体が温度上昇するので、デポジットの生成が促進されてしまう。これが為、ガスシール部材は、燃料噴射ノズル部と燃焼ガスとの接触面積が少なくなるように配設することが好ましい。

そこで、この燃料噴射弁１においては、図１に示す如く、燃料噴射ノズル部の燃焼室ＣＣ寄りの外周部分に各々間隔を空けて２つの環状のガスシール部材（以下、「軸シール部材」という。）３１，３１を配設すると共に、ノズル先端に環状のガスシール（以下、「先端シール」という。）３２を設ける。具体的に、ここでは、その軸シール部材３１，３１をホルダ２０の第１円筒部２０ａの外周面に形成された環状の溝に各々配置し、その先端シール３２をその第１円筒部２０ａの環状の先端に設ける。

ここで、その軸シール部材３１，３１についてはホルダ２０上の位置を夫々の溝で保持できるが、先端シール３２については例えば環状のガスシール部材（以下、「先端シール部材」という。）を単に配置したのみであると燃焼室ＣＣに落下してしまう。これが為、この燃料噴射弁１には、その先端シール３２のシール性能を確保しつつ先端シール部材を保持するシール保持部材４０を設ける。また、ここで例示するシール保持部材４０には、図１に示す如く、軸シール部材３１，３１についても保持させる。

従って、ここでは、ホルダ２０の第１円筒部２０ａの外径を燃料噴射弁取付孔１０１の第１円形孔部１０１ａの孔径よりも小さく成形し、その第１円筒部２０ａと第１円形孔部１０１ａの間にシール保持部材４０を介在させ、このシール保持部材４０を介して燃料噴射ノズル部の燃焼室ＣＣ側を燃料噴射弁取付孔１０１に固定させる。

具体的に、ここで例示するシール保持部材４０は、燃料噴射弁取付孔１０１の第１円形孔部１０１ａに圧入やねじ込み等で固定される円筒部４０ａと、この円筒部４０ａの燃焼室ＣＣ側の一端から内径側へと延設された第１環状部４０ｂと、その円筒部４０ａの他端から外径側へと延設された第２環状部４０ｃと、を備えている。

このシール保持部材４０には、その円筒部４０ａの内側の中空部４１に軸シール部材３１，３１及び先端シール３２を介して燃料噴射ノズル部の先端側を保持させる。これが為、ホルダ２０とシール保持部材４０については、ホルダ２０の第１円筒部２０ａの外径に対してシール保持部材４０の円筒部４０ａの内径が小さくなるように夫々成形する。ここで、その第１円筒部２０ａの外周面の溝には上述したが如く軸シール部材３１，３１が配設されるので、その外周面とシール保持部材４０の円筒部４０ａの内周面との間の隙間については、その軸シール部材３１，３１がホルダ２０とシール保持部材４０により径方向に押圧されてその間の気密性を保つことができるように設定する。

また、シール保持部材４０の第１環状部４０ｂは、ホルダ２０の先端との間で先端シール３２が形成されるような位置まで内方に延設させる。一方、シール保持部材４０の第２環状部４０ｃは、燃料噴射弁取付孔１０１における第２円形孔部１０１ｂの底面１０１ｂ₁と略同等の大きさとなるように成形される。従って、このシール保持部材４０は、燃料噴射弁取付孔１０１へと挿入された際に、その第２環状部４０ｃが第２円形孔部１０１ｂの底面１０１ｂ₁によって係止される。ここでは、その第２環状部４０ｃと底面１０１ｂ₁との間に環状のガスシール部材３３を配設して、シール保持部材４０と燃料噴射弁取付孔１０１との間のシール性能を確保している。

ところで、運転中の燃焼室ＣＣ内は前述したが如く高圧状態になっているので、ノズル先端には、その筒内圧によって軸線方向Ａに大きな押圧力が掛かっている。これが為、この先端シール３２が先端シール部材をホルダ２０の先端とシール保持部材４０の第１環状部４０ｂとで挟み込んで圧縮保持させる構造のものである場合には、その第１環状部４０ｂが先端シール部材を介してホルダ２０を燃焼室ＣＣとは反対の方向へと押圧してしまう。ここで、この燃料噴射弁１においては、ホルダ２０の第３円筒部２０ｃの外径と燃料噴射弁取付孔１０１の第２円形孔部１０１ｂの孔径とを同等の大きさにし、かかる部位にてホルダ２０を燃料噴射弁取付孔１０１に圧入等して固定させる。従って、この燃料噴射弁１においては、かかる部位での保持力と第１環状部４０ｂからのホルダ２０への押圧力との差によってニードル１２のリフト量（軸線方向Ａへの移動量）が変化してしまい、この燃料噴射弁１を設定燃料噴射量で噴射させることができなくなる虞がある。

また、運転中の燃焼室ＣＣ内は前述したが如く高温状態になっているので、特にノズル先端においては、ホルダ２０やバルブボディ１１、シール保持部材４０等が熱膨張して、ホルダ２０の先端とシール保持部材４０の第１環状部４０ｂとの間隔を変化させてしまう。これが為、この先端シール３２が上記の如き圧縮保持構造のものである場合には、ホルダ２０の先端とシール保持部材４０の第１環状部４０ｂとの間に軸線方向Ａの押圧力が働き、上記の高圧状態のときと同様にニードル１２のリフト量が変化してしまうので、この燃料噴射弁１を設定燃料噴射量で噴射させることができなくなる虞がある。

更に、この燃料噴射弁１を構成するホルダ２０やシール保持部材４０等の各種部品には設計寸法に対する公差バラツキがあるので、この先端シール３２が上記の如き圧縮保持構造のものである場合には、燃料噴射弁１を組み立てた際のホルダ２０の先端とシール保持部材４０の第１環状部４０ｂとの間の間隔が個々の燃料噴射弁１で異なってしまう。これが為、かかる構造からなる先端シール３２の場合には、その間に先端シール部材を圧縮保持させることができず、シール性能が確保されない虞がある。

一方、そのような各種不都合を解消する為には先端シール部材を上記の如く挟み込んで圧縮保持させなければ良いのだが、これでは、その先端シール部材のシール性能を発揮させることができず、燃料噴射ノズル部と燃焼ガスとの接触面積を減少させてノズル先端の温度低下を図るという先端シール部の存在意義が無くなってしまう。

そこで、本実施例１にあっては、筒内圧や熱膨張、部品の設計公差バラツキに影響されることなく燃料噴射ノズル部（ここでは、ホルダ２０）とシール保持部材４０との間のシール性能を確保することができ、且つ、これらを少なくとも局部的に軸線方向Ａへと相対移動させ得る構造の先端シール３２を構築する。即ち、ここでは、その燃料噴射ノズル部とシール保持部材４０との間における軸線方向Ａの間隔が変化しても、その間のシール性能を保ちつつ、これらの相互間で軸線方向Ａの力が互いに伝達させることのないように先端シール３２を構成する。

具体的に、本実施例１の先端シール３２は、図２及び図３に示す燃料噴射ノズル部（ホルダ２０）とシール保持部材４０における夫々の環状の溝２０ａ₂，４０ｂ₂及びこれら各溝２０ａ₂，４０ｂ₂により保持される環状の先端シール部材３２Ａで構成し、その先端シール部材３２Ａと各溝２０ａ₂，４０ｂ₂との間の密着性を保ちながら、その先端シール部材３２Ａが各溝２０ａ₂，４０ｂ₂の中で軸線方向Ａへと移動し得るように配置する。

先ず、そのホルダ２０の環状の溝２０ａ₂は第１円筒部２０ａにおける環状の先端面２０ａ₁に同心円上に形成する一方、そのシール保持部材４０の環状の溝４０ｂ₂はその先端面２０ａ₁と向き合わせた第１環状部４０ｂにおける環状の対向面４０ｂ₁に同心円上に形成し、その夫々の溝２０ａ₂，４０ｂ₂の環状の開口部分を対向させて配置したものである。ここでは、その夫々の環状の溝２０ａ₂，４０ｂ₂の外径と内径を同一の大きさに形成する。

ここで、ホルダ２０とシール保持部材４０との間で軸線方向Ａの力を互いに伝えさせない為には、これらの間に介在させる先端シール３２の構造も重要であるが、それ以前の根本的な問題としてその間に軸線方向Ａの力が直接掛からないようにすることが必要になる。これが為、本実施例１にあっては、ホルダ２０とシール保持部材４０との間に軸線方向Ａの隙間を設ける。従って、ホルダ２０の先端面２０ａ₁とシール保持部材４０の対向面４０ｂ₁との間にも間隔が設けられるので、その夫々には軸線方向Ａに間隔を空けて溝２０ａ₂，４０ｂ₂が形成される。尚、ここで言う間隔とは、ノズル先端が燃焼ガスの圧力や温度に曝されていない非運転状態での間隔のことを言う。

また、本実施例１の先端シール３２においては、その対向させて配置された内外径の同じ夫々の環状の溝２０ａ₂，４０ｂ₂に先端シール部材３２Ａの開口端を各々挿入して保持させる。本実施例１にあっては、その先端シール部材３２Ａの外径と夫々の溝２０ａ₂，４０ｂ₂の外径とを同一の大きさに形成にし、その先端シール部材３２Ａを各溝２０ａ₂，４０ｂ₂に嵌合させる。これにより、その先端シール部材３２Ａは、環状の溝２０ａ₂，４０ｂ₂との間のシール性能を確保した状態で保持される。

ここで、その先端シール部材３２Ａについては、その双方の開口端を溝２０ａ₂，４０ｂ₂に挿入させるべく、ホルダ２０の先端面２０ａ₁とシール保持部材４０の対向面４０ｂ₁との間の間隔よりも軸線方向Ａの高さを高くする。

更に、本実施例１においては、その間隔と夫々の溝２０ａ₂，４０ｂ₂の溝深さの総和よりも低くなるように先端シール部材３２Ａの高さを設定する。これにより、この先端シール部材３２Ａは、軸線方向Ａの力が掛かった際に、夫々の溝２０ａ₂，４０ｂ₂の中を荷重方向へと移動することができる。尚、その先端シール部材３２Ａの内径については、軸線方向Ａへの移動を滑らかにする為に夫々の環状の溝２０ａ₂，４０ｂ₂の内径よりも大きくする。

このように、本実施例１の先端シール部材３２Ａは、先端面２０ａ₁と対向面４０ｂ₁との間の間隔よりも高く、且つ、その間隔と夫々の溝２０ａ₂，４０ｂ₂の溝深さの総和よりも低くなるような高さに成形するが、その高さが低すぎれば軸線方向Ａへと移動した際に溝２０ａ₂，４０ｂ₂から脱落してしまう虞があり、その高さが高すぎれば、その間隔が狭まったときにホルダ２０とシール保持部材４０との間で軸線方向Ａの力を伝達させてしまう虞がある。これが為、その先端シール部材３２Ａの高さの最適化を図らなければ、シール性能の低下やニードル１２のリフト量変化を招く可能性がある。

従って、その先端シール部材３２Ａの高さは、筒内圧が最大のときの先端面２０ａ₁と対向面４０ｂ₁との間においての最大変化量、その間におけるシール保持部材４０等の熱膨張が最大のときの最大変化量を実験やシミュレーションから求めると共に、その間における各種部品の最大設計公差バラツキを求め、その各々の最大変化量や最大設計公差バラツキを加味した上で設定することが好ましい。例えば、この先端シール部材３２Ａの高さは、その間隔の離間方向と接近方向における夫々の最大変化量と最大設計公差バラツキを求め、その間隔の設計値にその離間方向の最大変化量と最大設計公差バラツキを加算した値よりも高く、且つ、その間隔の設計値と夫々の溝２０ａ₂，４０ｂ₂の溝深さの総和からその接近方向の最大変化量と最大設計公差バラツキを減算した値よりも低くなるように設定する。

これにより、高圧の燃焼ガスによってシール保持部材４０の第１環状部４０ｂに押圧力が掛かり、その対向面４０ｂ₁と先端面２０ａ₁との間隔が狭まってしまう場合であっても、その第１環状部４０ｂから先端シール部材３２Ａに軸線方向Ａの押圧力が働かないので、又はその押圧力が働いて先端シール部材３２Ａが軸線方向Ａに移動したとしても当該先端シール部材３２Ａが溝４０ｂ₂の溝底まで到達しないので、シール性能を確保しつつも、シール保持部材４０からホルダ２０へと軸線方向Ａの力が伝達されることを回避することができる。また、高温の燃焼ガスによりノズル先端のシール保持部材４０等が熱膨張してその間隔が狭まってしまう場合であっても、シール性能を確保しながら、先端シール部材３２Ａを介してシール保持部材４０とホルダ２０との間で相互に軸線方向Ａの力が伝達されてしまうことを防止できる。また、その間隔が設計公差バラツキによって拡大又は縮小しても、シール性能が確保され、且つ、先端シール部材３２Ａの溝２０ａ₂，４０ｂ₂からの脱落が防止されると共に、その先端シール部材３２Ａを介してのシール保持部材４０とホルダ２０との間における軸線方向Ａへの力の伝達を防ぐことができる。

以上示した先端シール３２を備える燃料噴射弁１においては、上述したガスシール部材３０，３３と軸シール部材３１，３１と先端シール３２とによって燃焼室ＣＣ内の燃焼ガスの外部への漏れを抑制することができる。

また、この燃料噴射弁１においては、軸シール部材３１，３１と先端シール３２によって、燃焼室ＣＣから燃料噴射ノズル部（具体的には、ホルダ２０）とシール保持部材４０との間への燃焼ガスの流入を抑えることができるので、燃料噴射ノズル部における高温の燃焼ガスとの接触面積が小さくなる。これが為、この燃料噴射弁１によれば、その燃料噴射ノズル部の温度上昇が抑えられるので、残存燃料等からなるデポジットの生成が抑制され、燃料噴射量の低下を防ぐことができる。特に、この燃料噴射弁１は、最も燃焼ガスに曝されるノズル先端に先端シール３２を配置してそのノズル先端の温度上昇を抑制しているので、ノズル先端においてのデポジットの生成に伴う噴孔１１ａの詰まりが回避され、燃料噴射量の低下を効果的に防ぐことができる。

更に、本実施例１の燃料噴射弁１においては、シール保持部材４０とホルダ２０との間で軸線方向Ａの力が相互に伝達されないので、そのホルダ２０のノズル先端に軸線方向Ａの圧縮荷重が働かずニードル１２のリフト量変化を抑えることができる。これが為、この燃料噴射弁１は、設定燃料噴射量からの燃料噴射量の変化が抑制され、運転中の筒内圧や熱膨張等に影響されることなく所望の設定燃料噴射量で燃料を噴射させることができる。

ここで、本実施例１の軸シール部材３１や先端シール部材３２Ａは、ホルダ２０よりも熱伝導率の低い低熱伝導率材料のセラミックスや有機材料、金属等を用いて成形することが好ましい。これにより、この燃料噴射弁１においては、その軸シール部材３１や先端シール部材３２Ａからホルダ２０への伝熱量が小さくなるので、燃料噴射ノズル部の温度上昇が効果的に抑制され、デポジットの生成を効果的に抑えることができる。

また、本実施例１にあっては、シール保持部材４０の燃焼室ＣＣ側の先端（即ち、第１環状部４０ｂ）で先端シール部材３２Ａを保持しているので、仮に、その先端が燃焼室ＣＣ内に突出していると、かかる突出部位が極端に温度上昇して、これと接している先端シール部材３２Ａが耐熱温度を超えてしまう虞がある。これが為、このシール保持部材４０は、その先端が燃焼室ＣＣ内に突出しないような位置関係に成形及び配置することが好ましい。そして、これにより、その先端シール部材３２Ａは、熱負荷が軽減されて耐久性が向上する。

次に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例２を図１，図４及び図５に基づいて説明する。本実施例２は、前述した実施例１の燃料噴射弁１において先端シール３２の構造を図４及び図５に示す如く変更し、それ以外については実施例１と同様に構成したものである。

本実施例２の先端シール３２は、図４及び図５に示す相互に対向するホルダ２０とシール保持部材４０の環状の溝２０ａ₂，４０ｂ₂及びこれら各溝２０ａ₂，４０ｂ₂に挿入される環状の第１及び第２の先端シール部材３２Ｂ₁，３２Ｂ₂で構成し、実施例１と同様に、その第１及び第２の先端シール部材３２Ｂ₁，３２Ｂ₂と各溝２０ａ₂，４０ｂ₂との間の密着性を保ちながら、その第１及び第２の先端シール部材３２Ｂ₁，３２Ｂ₂が各溝２０ａ₂，４０ｂ₂の中で軸線方向Ａへと移動し得るように配置したものである。

その夫々の環状の溝２０ａ₂，４０ｂ₂は、実施例１と同様に、内外径を同一にしてホルダ２０の第１円筒部２０ａの先端面２０ａ₁とシール保持部材４０の第１環状部４０ｂの対向面４０ｂ₁に形成したものであり、ここでは実施例１と同一のものを例示する。

また、第１及び第２の先端シール部材３２Ｂ₁，３２Ｂ₂は、実施例１と同様にその開口端を夫々の環状の溝２０ａ₂，４０ｂ₂に挿入して同心円上に配置する。ここでは、第１先端シール部材３２Ｂ₁を第２先端シール部材３２Ｂ₂よりも大きく成形する。

本実施例２の第１及び第２の先端シール部材３２Ｂ₁，３２Ｂ₂については、その夫々の高さを実施例１の先端シール部材３２Ａと同一の高さに成形し、夫々の溝２０ａ₂，４０ｂ₂からの脱落を防止すると共に、ホルダ２０とシール保持部材４０との間で軸線方向Ａの力を互いに伝達させないように設定する。これが為、本実施例２の先端シール３２おいても、ニードル１２のリフト量変化が抑制されるので、所望の設定燃料噴射量で燃料を噴射させることができる。

更に、本実施例２の第１及び第２の先端シール部材３２Ｂ₁，３２Ｂ₂は、径方向へと加圧等せずとも各溝２０ａ₂，４０ｂ₂へ挿入可能な内外径に成形し、その一部分に図５に示す軸線方向Ａの切り欠き３２Ｂ₁₁，３２Ｂ₂₁を形成する。また、その第１及び第２の先端シール部材３２Ｂ₁，３２Ｂ₂は、その内周面に筒内圧等の外径方向への圧力が掛かったときに、その圧力によって拡がるよう厚さを設定する。

ここで、そのような切り欠き３２Ｂ₁₁，３２Ｂ₂₁は燃焼室ＣＣの燃焼ガスを燃料噴射ノズル部（具体的には、ホルダ２０）とシール保持部材４０との間に流入させてしまうので、シール性能の観点からも燃料噴射ノズル部の温度上昇抑制の観点からも好ましくない。これが為、これら第１及び第２の先端シール部材３２Ｂ₁，３２Ｂ₂については、図５に示す如く、各々の切り欠き３２Ｂ₁₁，３２Ｂ₂₁が重ならないよう周方向にずらして配置する。尚、図５の切り欠き３２Ｂ₁₁，３２Ｂ₂₁は図４のＸ−Ｘ線から見た際の位置関係で示しているが、ここでは図示の簡略化を図る為にＹ−Ｙ線から見た際の図も図５で代用させるので、そのＹ−Ｙ線から見たときの切り欠き３２Ｂ₁₁，３２Ｂ₂₁の位置関係は実際には逆である。

これにより、内周面に筒内圧が働いている第２先端シール部材３２Ｂ₂は、外側の第１先端シール部材３２Ｂ₁に圧着しながら外径方向へと拡がり、その第１先端シール部材３２Ｂ₁を外径方向に押し広げる。これが為、本実施例２の先端シール３２においては、第１先端シール部材３２Ｂ₁の外周面と各溝２０ａ₂，４０ｂ₂との間の密着性が高まり、嵌合させたのみの実施例１よりもシール性能を向上させることができる。

ここで、一番外側の先端シール部材（第１先端シール部材３２Ｂ₁）の外径が各溝２０ａ₂，４０ｂ₂の外径に対して小さい場合、この先端シール部材は、外径方向へと押し広げられた際に大きく形状が変化して、その外周面と各溝２０ａ₂，４０ｂ₂との間に隙間を生じさせ、シール性能を悪化させてしまう可能性がある。これが為、その一番外側の先端シール部材（第１先端シール部材３２Ｂ₁）は、その外径を夫々の溝２０ａ₂，４０ｂ₂の外径と同等の大きさに成形することが好ましい。これにより、第２先端シール部材３２Ｂ₂によって押し広げられた際の一番外側の第１先端シール部材３２Ｂ₁の形状変化が小さくなるので、この先端シール３２は、各溝２０ａ₂，４０ｂ₂との間の密着性が良好になり、シール性能を更に向上させて燃料噴射ノズル部の温度上昇を抑制することができる。

従って、以上示した本実施例２の燃料噴射弁１は、実施例１と同様の効果を奏すると共に、その効果の中でもシール性能が更に向上されるので、その先端シール３２によって実施例１以上に効果的なデポジットの抑制が図れ、燃料噴射量の低下をより効果的に防ぐことができる。

ところで、本実施例２にあっては２つの先端シール部材（第１及び第２の先端シール部材３２Ｂ₁，３２Ｂ₂）を設けて先端シール３２を構成しているが、その先端シール３２は、３つ以上の先端シール部材とこれらが挿入される溝２０ａ₂，４０ｂ₂とで構成してもよく、上記と同等又はそれ以上のシール性能を確保することができる。

次に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例３を図１，図６から図９に基づいて説明する。

ここで、先端シール３２を構成するホルダ２０やシール保持部材４０、特に実施例１，２で説明した先端シール部材３２Ａ，３２Ｂ₁，３２Ｂ₂は小さな部品であり、これらを組み付けるのは容易なことではない。特に、その先端シール部材３２Ａ，３２Ｂ₁，３２Ｂ₂については、ホルダ２０とシール保持部材４０の間に挿入するので組み付け難い。従って、その組み付け性の悪さから先端シール３２を正確に組み付けることができなければ、この先端シール３２による良好なシール性能等の効果を確実なものとすることができなくなる。

そこで、本実施例３は、前述した実施例１の燃料噴射弁１において先端シール３２の組み付け性を向上させるべく変更し、それ以外については実施例１と同様に構成する。具体的に、本実施例３の先端シール３２は、ホルダ２０又はシール保持部材４０の何れか一方の環状の溝に先端シール部材を保持させ、その状態のままホルダ２０とシール保持部材４０とを組み付けることによって先端シール部材を他方の環状の溝に挿入できるよう構成する。

図６から図８には、相互に対向するホルダ２０とシール保持部材４０の環状の溝２０ａ₃，４０ｂ₂及びこれら各溝２０ａ₃，４０ｂ₂に挿入される環状の先端シール部材３２Ｃで構成した先端シール３２について例示している。この先端シール３２は、その先端シール部材３２Ｃをホルダ２０の溝２０ａ₃に保持させて組み付けを行うものであり、実施例１と同様に、その先端シール部材３２Ｃと各溝２０ａ₃，４０ｂ₂との間の密着性を保ちながら、その先端シール部材３２Ｃが各溝２０ａ₃，４０ｂ₂の中で軸線方向Ａへと移動できるように配置したものである。

先ず、実施例１と同様に、そのホルダ２０の環状の溝２０ａ₃は第１円筒部２０ａの環状の先端面２０ａ₁に形成し、そのシール保持部材４０の環状の溝４０ｂ₂は第１環状部４０ｂの環状の対向面４０ｂ₁に形成する。本実施例３にあっては、その夫々の溝２０ａ₃，４０ｂ₂の外径を同一の大きさに形成する一方、ホルダ２０の溝２０ａ₃の内径をシール保持部材４０の溝４０ｂ₂の内径よりも大きくして、そのシール保持部材４０の溝４０ｂ₂の溝幅をホルダ２０の溝２０ａ₃の溝幅よりも太くする。ここでは、そのシール保持部材４０の溝４０ｂ₂として実施例１と同一形状のものを例示する。

また、先端シール部材３２Ｃは、その内外径がホルダ２０の溝２０ａ₃の内外径と同等の大きさになるよう成形し、その溝２０ａ₃に保持されるようにする。従って、この先端シール３２においては、その先端シール部材３２Ｃの外径と夫々の溝２０ａ₃，４０ｂ₂の外径とが同じ大きさに形成され、これらの間のシール性能が実施例１と同様に確保される。

ここで、この本実施例３の先端シール部材３２Ｃは、ホルダ２０の溝２０ａ₃に嵌合固定可能な内外径に成形してもよく、その溝２０ａ₃に軸線方向Ａへと移動自在に保持可能な内外径に成形してもよい。

前者の嵌合固定される先端シール部材３２Ｃの場合には、組み付け後における先端シール部材３２Ｃの下端とシール保持部材４０の溝４０ｂ₂の溝底との間の間隔を次のように設定する。例えば、その間における筒内圧が最大のときの接近方向の最大変化量、その間におけるシール保持部材４０等の熱膨張が最大のときの接近方向の最大変化量、その間における各種部品の接近方向の最大設計公差バラツキを求める。そして、これらの加算値よりもその間隔が大きくなるように先端シール部材３２Ｃの高さや夫々の溝２０ａ₃，４０ｂ₂の溝深さを設定する。これにより、筒内圧や熱膨張、設計公差バラツキによって先端シール部材３２Ｃの下端と溝４０ｂ₂の溝底との間隔が狭まっても、シール性能が確保された状態のままこれらが当接することはない。従って、この先端シール３２においては、その先端シール部材３２Ｃを介してシール保持部材４０とホルダ２０の相互間に軸線方向Ａの力が伝達されないので、ニードル１２のリフト量変化を抑制することができ、設定燃料噴射量からの燃料噴射量の変化を抑えることができる。

一方、後者の軸線方向Ａへと移動自在な先端シール部材３２Ｃの場合には、その高さを実施例１の先端シール部材３２Ａと同様のものに設定する。これにより、筒内圧や熱膨張、設計公差バラツキによって先端シール部材３２Ｃの下端と溝４０ｂ₂の溝底との間隔が狭まっても、シール性能が確保された状態のままこれらが当接することなく又は当接しても互いに押圧力が働かず、その先端シール部材３２Ｃを介してシール保持部材４０とホルダ２０の相互間に軸線方向Ａの力が伝達されない。従って、この先端シール３２においても、ニードル１２のリフト量変化を抑制することができ、設定燃料噴射量からの燃料噴射量の変化を抑えることができる。

ここで、かかる構造の先端シール３２は、先端シール部材３２Ｃの一端をホルダ２０の溝２０ａ₃に保持させ、その保持状態のままホルダ２０とシール保持部材４０を組み付けることによって先端シール部材３２Ｃの他端をシール保持部材４０の溝４０ｂ₂に挿入することができる。従って、本実施例３にあっては、容易に先端シール３２を組み立てることができる。

以上示した本実施例３の燃料噴射弁１は、先端シール３２の組み付け性が向上しているので、その先端シール３２を正確に組み付けることができる。従って、この燃料噴射弁１は、その先端シール３２によるシール性能等のような実施例１と同様の効果を確実に得ることができる。

ところで、上述した先端シール３２は先端シール部材３２Ｃをホルダ２０の溝２０ａ₃に保持させる形態のものとして例示したが、その先端シール部材３２Ｃは、図９に示す如くシール保持部材４０の溝４０ｂ₃に保持させる構造を採ってもよい。

例えば、この図９に示す先端シール３２は、ホルダ２０の先端面２０ａ₁に形成した実施例１と同一形状の環状の溝２０ａ₂と、シール保持部材４０の対向面４０ｂ₁に形成した環状の溝４０ｂ₃と、これら各溝２０ａ₂，４０ｂ₃に挿入される上記と同様の環状の先端シール部材３２Ｃと、で構成する。ここで、そのシール保持部材４０の溝４０ｂ₃は、ホルダ２０の溝２０ａ₂に対して外径が同一で且つ内径が大きく、その溝幅をホルダ２０の溝２０ａ₂の溝幅よりも細くしたものである。また、この先端シール３２においては、その先端シール部材３２Ｃの外径と夫々の溝２０ａ₂，４０ｂ₃の外径を同一にする。

従って、この図９に示す先端シール３２においては、ホルダ２０とシール保持部材４０とを組み付ける際に、その先端シール部材３２Ｃをシール保持部材４０の溝４０ｂ₃に保持させた状態のままホルダ２０の溝２０ａ₂へと挿入することができ、組み付け性が向上するので、上記と同様の効果を奏することができる。

次に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例４を図１，図１０から図１３に基づいて説明する。本実施例４は、前述した実施例１の燃料噴射弁１において先端シール３２の構造を図１０から図１２に示す如く変更し、それ以外については実施例１と同様に構成したものである。

本実施例４の先端シール３２は、シール保持部材４０の対向面４０ｂ₁とホルダ２０の先端面２０ａ₁とに大きさの異なる環状の先端シール部材を少なくとも１つずつ保持させることによって組み付け性を向上させると共に、その夫々の内周面と外周面を嵌合させることによってシール性能を確保し、更に、その各先端シール部材の自由端とこれに対向する先端面２０ａ₁や対向面４０ｂ₁との間に隙間を設けることによってシール保持部材４０とホルダ２０との間で軸線方向Ａの力を伝達させないように構成したものである。

ここでは、図１０から図１２に示す如く、シール保持部材４０の環状の対向面４０ｂ₁に形成した環状の溝４０ｂ₄と、ホルダ２０の環状の先端面２０ａ₁に形成した環状の溝２０ａ₄と、そのシール保持部材４０の溝４０ｂ₄に開口端の一方が保持された環状の第１先端シール部材３２Ｄ₁と、そのホルダ２０の溝２０ａ₄に開口端の一方が保持された環状の第２先端シール部材３２Ｄ₂と、で構成した先端シール３２を例示する。

先ず、この先端シール３２においては、そのシール保持部材４０の溝４０ｂ₄と第１先端シール部材３２Ｄ₁の内外径を同じ大きさに形成し、且つ、そのホルダ２０の溝２０ａ₄と第２先端シール部材３２Ｄ₂の内外径を同じ大きさに形成する。これにより、その第１先端シール部材３２Ｄ₁はシール保持部材４０の溝４０ｂ₄に嵌合されて保持され、第２先端シール部材３２Ｄ₂はホルダ２０の溝２０ａ₄に嵌合されて保持されるので、先端シール３２の組み付け性を向上させることができる。

また、この先端シール３２においては、その第１先端シール部材３２Ｄ₁の内径と第２先端シール部材３２Ｄ₂の外径を同じ大きさに設定し、その夫々の自由端側の内周面と外周面とを嵌合させてシール性能を確保する。これが為、その第１及び第２の先端シール部材３２Ｄ₁，３２Ｄ₂の高さや夫々の溝２０ａ₄，４０ｂ₄の溝深さについては、ホルダ２０とシール保持部材４０とを組み付けた際に第１先端シール部材３２Ｄ₁と第２先端シール部材３２Ｄ₂とが嵌合されるよう設定する。

ここで、その第１先端シール部材３２Ｄ₁の自由端とホルダ２０の先端面２０ａ₁との間においての各種部品の離間方向の最大設計公差バラツキを求め、更に、その第２先端シール部材３２Ｄ₂の自由端とシール保持部材４０の対向面４０ｂ₁との間においての各種部品の離間方向の最大設計公差バラツキを求める。そして、その第１及び第２の先端シール部材３２Ｄ₁，３２Ｄ₂の高さや夫々の溝２０ａ₄，４０ｂ₄の溝深さは、その夫々が最大設計公差バラツキの場合においても第１先端シール部材３２Ｄ₁と第２先端シール部材３２Ｄ₂とが嵌合されるように設定する。これにより、この先端シール３２は、設計公差バラツキによって第１先端シール部材３２Ｄ₁と第２先端シール部材３２Ｄ₂との嵌合状態が解除されず、シール性能を保つことができる。

一方、この先端シール３２においては、ホルダ２０とシール保持部材４０とを組み付けた際に、第１先端シール部材３２Ｄ₁の自由端とホルダ２０の先端面２０ａ₁との間に所定の間隔ができ、且つ、第２先端シール部材３２Ｄ₂の自由端とシール保持部材４０の対向面４０ｂ₁との間にも所定の間隔ができるよう設定する。ここでは、その間における筒内圧が最大のときの接近方向の最大変化量、その間におけるシール保持部材４０等の熱膨張が最大のときの接近方向の最大変化量、その間における各種部品の接近方向の最大設計公差バラツキを求める。そして、これらの加算値よりもその夫々の間隔が大きくなるように第１及び第２の先端シール部材３２Ｄ₁，３２Ｄ₂の高さや夫々の溝２０ａ₄，４０ｂ₄の溝深さを設定する。これにより、筒内圧や熱膨張、設計公差バラツキによって夫々の間隔が狭まって、シール性能が確保された状態のまま第１及び第２の先端シール部材３２Ｄ₁，３２Ｄ₂が軸線方向Ａにて係止されずに相対移動しても、その夫々の間に隙間を空け続けることができる。従って、この先端シール３２においては、第１及び第２の先端シール部材３２Ｄ₁，３２Ｄ₂を介してシール保持部材４０とホルダ２０の相互間に軸線方向Ａの力が伝達されることはないので、ニードル１２のリフト量変化を抑制することができ、設定燃料噴射量からの燃料噴射量の変化を抑えることができる。

以上示した本実施例４の燃料噴射弁１は、実施例２と同様に先端シール３２の組み付け性が向上しているので、その先端シール３２を正確に組み付けることができる。従って、この燃料噴射弁１は、その先端シール３２によるシール性能等の実施例１と同様の効果を確実に得ることができる。

ところで、上述した先端シール３２においては、第１及び第２の先端シール部材３２Ｄ₁，３２Ｄ₂の夫々の内周面に筒内圧が掛かるので、その筒内圧の大きさや嵌合領域の大きさ、その夫々の厚さ等により嵌合部分に隙間ができ、そこでのシール性能が妨げられる虞がある。

そこで、本実施例４の先端シール３２は、例えば図１３に示す如く、更にもう１つ以上先端シール部材（ここでは、第３先端シール部材３２Ｄ₃）を設けることが好ましい。これにより、この先端シール３２は、ニードル１２のリフト量変化の抑制等の実施例１と同様の効果を奏しながら、確固たるシール性能を確保することができる。

この第３先端シール部材３２Ｄ₃は、その内径を第１先端シール部材３２Ｄ₁の外径と同じ大きさに成形し、同一の内外径に形成されたホルダ２０の溝２０ａ₅に嵌合させる。その第３先端シール部材３２Ｄ₃の高さと溝２０ａ₅の溝深さとの関係は、上述した第１先端シール部材３２Ｄ₁の高さと溝２０ａ₄の溝深さ、第２先端シール部材３２Ｄ₂の高さと溝４０ｂ₄の溝深さの関係と同等に設定する。

次に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例５を図１及び図１４に基づいて説明する。本実施例５は、前述した実施例４の燃料噴射弁１において先端シール３２の組み付け性を向上させつつその構成部品点数の削減を図り、それ以外については実施例４と同様に構成したものである。

具体的に、本実施例５は、実施例４の先端シール３２において、複数の先端シール部材の内の少なくとも１つをシール保持部材４０の対向面４０ｂ₁又はホルダ２０の先端面２０ａ₁に一体化させたものである。

例えば、ここで例示する先端シール３２においては、前述した図１３に示す実施例４と同様の溝２０ａ₄，２０ｂ₅をホルダ２０の先端面２０ａ₁に形成し、その夫々の溝２０ａ₄，２０ｂ₅に第２及び第３の先端シール部材３２Ｄ₂，３２Ｄ₃を嵌合して保持させる。その第２先端シール部材３２Ｄ₂の高さと溝４０ｂ₄の溝深さについては、実施例４と同様にして設定する。また、その第３先端シール部材３２Ｄ₃の高さと溝２０ａ₅の溝深さについても実施例４と同様にして設定する。

一方、シール保持部材４０の対向面４０ｂ₁には、これと同心円で且つ大きさの異なる環状の第１及び第２の先端シール部４２ａ，４２ｂが先端面２０ａ₁に向けて垂設する。その第１先端シール部４２ａは、図１３に示す実施例４の第１先端シール部材３２Ｄ₁を対向面４０ｂ₁に一体化させたものと同等であり、その自由端側を第２及び第３の先端シール部材３２Ｄ₂，３２Ｄ₃の間に嵌合させるべく成形する。また、その第２先端シール部４２ｂは、その自由端側の外周面を第２先端シール部材３２Ｄ₂の内周面に嵌合させるべく成形する。

ここで、その第１及び第２の先端シール部４２ａ，４２ｂについては、その自由端とホルダ２０の先端面２０ａ₁との間における各種部品の離間方向の最大設計公差バラツキを求め、この最大設計公差バラツキの場合でも第２先端シール部材３２Ｄ₂や第３先端シール部材３２Ｄ₃に嵌合されるような高さに成形する。これにより、この先端シール３２は、設計公差バラツキに拘わらずシール性能を保つことができる。

また、この先端シール３２においても、ホルダ２０とシール保持部材４０とを組み付けた際に、第１及び第２の先端シール部４２ａ，４２ｂの夫々の自由端とホルダ２０の先端面２０ａ₁との間に所定の間隔ができるよう設定する。従って、その間における筒内圧が最大のときの接近方向の最大変化量、その間におけるシール保持部材４０等の熱膨張が最大のときの接近方向の最大変化量、その間における各種部品の接近方向の最大設計公差バラツキを求める。そして、その夫々の間隔がこれらの加算値よりも大きくなるように第１及び第２の先端シール部４２ａ，４２ｂの高さを設定する。これにより、筒内圧や熱膨張、設計公差バラツキによって夫々の間隔が狭まってもシール性能が確保された状態のままその夫々の間に間隔を空け続けることができるので、第２及び第３の先端シール部材３２Ｄ₂，３２Ｄ₃並びに第１及び第２の先端シール部４２ａ，４２ｂを介したシール保持部材４０とホルダ２０の相互間の軸線方向Ａの力の伝達を回避できる。従って、この先端シール３２においては、ニードル１２のリフト量変化を抑制することができ、設定燃料噴射量からの燃料噴射量の変化を抑えることができる。

以上示した本実施例５の燃料噴射弁１においては、先端シール部材の一体化により部品点数を削減することができ、更に、実施例４よりも先端シール３２の組み付け性が向上される。従って、この燃料噴射弁１は、原価を抑えつつも、より正確に先端シール３２を組み付けることができ、シール性能等の実施例１で説明したものと同様の効果を確実に得ることができる。

ところで、ここではホルダ２０の先端面２０ａ₁に先端シール部材を一体化させたものを例示したが、これとは逆に先端シール部材をシール保持部材４０の対向面４０ｂ₁に一体化させてもよく、これにより、この先端シール３２は、その上述した例示形態と同様の効果を得ることができる。

また、シール保持部材４０の対向面４０ｂ₁とホルダ２０の先端面２０ａ₁の双方に先端シール部材を一体化させてもよい。例えば、図１５に示すように、シール保持部材４０の対向面４０ｂ₁には上記と同様の第１及び第２の先端シール部４２ａ，４２ｂを設け、ホルダ２０の先端面２０ａ₁には環状の第１及び第２の先端シール部２２ａ，２２ｂを対向面４０ｂ₁に向けて垂設する。

その第１先端シール部２２ａは、上記の第３先端シール部材３２Ｄ₃を先端面２０ａ₁に一体化させたものと同等であり、その自由端側の内周面を第１先端シール部４２ａの外周面に嵌合させるべく成形する。一方、その第２先端シール部２２ｂは、上記の第２先端シール部材３２Ｄ₂を先端面２０ａ₁に一体化させたものと同等であり、その自由端側を第１及び第２の先端シール部４２ａ，４２ｂの間に嵌合させるべく成形する。

ここで、その第１及び第２の先端シール部２２ａ，２２ｂについては、その自由端とシール保持部材４０の対向面４０ｂ₁との間における各種部品の離間方向の最大設計公差バラツキを求め、この最大設計公差バラツキの場合でもホルダ２０の第１先端シール部４２ａや第２先端シール部４２ｂに嵌合されるような高さに成形する。これにより、この先端シール３２は、設計公差バラツキに拘わらずシール性能を保つことができる。

更に、その第１及び第２の先端シール部２２ａ，２２ｂについても、その夫々の自由端とシール保持部材４０の対向面４０ｂ₁との間に所定の間隔を設ける。従って、ここでも、その間における筒内圧や熱膨張が最大のときの接近方向の夫々の最大変化量、その間における各種部品の接近方向の最大設計公差バラツキを求め、その夫々の間隔がこれらの加算値よりも大きくなるように第１及び第２の先端シール部２２ａ，２２ｂの高さを設定する。これにより、筒内圧や熱膨張、設計公差バラツキによって夫々の間隔が狭まってもシール性能が確保された状態のままその夫々の間に間隔を空け続けることができるので、夫々の先端シール部２２ａ，２２ｂ，４２ａ，４２ｂを介したシール保持部材４０とホルダ２０の相互間の軸線方向Ａの力の伝達を回避できる。従って、この先端シール３２においても、ニードル１２のリフト量変化を抑制することができ、設定燃料噴射量からの燃料噴射量の変化を抑えることができる。

このように、シール保持部材４０の対向面４０ｂ₁とホルダ２０の先端面２０ａ₁の双方に一体的な先端シール部４２ａ，４２ｂ，２２ａ，２２ｂを設けることによって、この先端シール３２においては、更なる部品点数の削減と組み付け性の向上が図れる。従って、この先端シール３２は、より原価を低減させることができ、且つ、より確実にシール性能等の実施例１で説明した効果を奏することができる。

次に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例６を図１６に基づいて説明する。本実施例６は、前述した各実施例１〜５の燃料噴射弁１においてシール保持部材４０を変更し、それ以外については各実施例１〜５と同様に構成したものである。

前述した各実施例１〜５の燃料噴射弁１は、既にホルダ２０が圧入等されたシール保持部材４０を燃料噴射弁取付孔１０１の第１円形孔部１０１ａに圧入やねじ込み等することによって固定する。または、先にシール保持部材４０を第１円形孔部１０１ａに圧入やねじ込み等しておき、そこにホルダ２０等を圧入等して燃料噴射弁１を燃料噴射弁取付孔１０１に固定する。しかしながら、この燃料噴射弁１においては、そのような取付順序で取り付ける際にシール保持部材４０とホルダ２０との間に軸線方向Ａの力が働くので、その軸線方向Ａにおける間隔、特にシール保持部材４０の対向面４０ｂ₁とホルダ２０の先端面２０ａ₁との間の間隔が設計範囲内に収まり難くなり、例えば、筒内圧によりシール保持部材４０から先端シール３２を介してホルダ２０に圧縮荷重が掛かってしまう虞がある。

そこで、本実施例６にあっては、シール保持部材４０の対向面４０ｂ₁とホルダ２０の先端面２０ａ₁の間隔を設計範囲内に収めるべく、前述した各実施例１〜５のシール保持部材４０を図１６に示すシール保持部材１４０に置き換える。この本実施例６のシール保持部材１４０は、燃焼室ＣＣ側から燃料噴射弁取付孔１０１へ挿入できるように、各実施例１〜５のシール保持部材４０から第２環状部４０ｃを除いたものと同等の形状に成形する。

この本実施例６の燃料噴射弁１においては、弁本体１０やホルダ２０等のシール保持部材１４０以外の部品を燃料噴射弁取付孔１０１に挿入し、これらをクランプ等でシリンダヘッド１００に固定しておく。そして、シール保持部材１４０を燃焼室ＣＣ側から燃料噴射弁取付孔１０１に圧入又はねじ込んで、このシール保持部材１４０に軸シール部材３１，３１や先端シール３２の構成部品等を介して弁本体１０等を保持させる。尚、先端シール３２の構造如何では、この先端シール３２を正しく組み立てる為に、シール保持部材１４０を圧入等する段階で取り付ける先端シール３２の構成部品もある。

このように、本実施例６の燃料噴射弁１は、先端シール３２が配置される燃焼室ＣＣ側からシール保持部材１４０を燃料噴射弁取付孔１０１に取り付ける構造を採っているので、シール保持部材４０とホルダ２０との間に大きな軸線方向Ａの力を掛けずとも組み立てることができる。これが為、この燃料噴射弁１においては、組み付け時におけるシール保持部材４０の対向面４０ｂ₁とホルダ２０の先端面２０ａ₁の間隔が管理し易くなり、その間隔を容易に設計範囲内に収めることができるようになる。その間隔は前述した各実施例１〜５の夫々の効果を得る為に設計範囲内に収めなければならないものであり、従って、本実施例６の燃料噴射弁１は、その各実施例１〜５の夫々の効果を確実なものとすることができる。

以上のように、本発明に係る燃料噴射弁は、安定した噴射量で燃料を噴射させる技術として有用である。

本発明に係る燃料噴射弁における実施例１〜５の燃料噴射ノズル部を示す部分断面図である。 本発明に係る燃料噴射弁の実施例１の構成を示す図であって、その燃料噴射ノズル部のノズル先端を拡大した部分断面図である。 図２のＸ−Ｘ線及びＹ−Ｙ線から見た実施例１のノズル先端の断面図である。 本発明に係る燃料噴射弁の実施例２の構成を示す図であって、その燃料噴射ノズル部のノズル先端を拡大した部分断面図である。 図４のＸ−Ｘ線及びＹ−Ｙ線から見た実施例２のノズル先端の断面図である。 本発明に係る燃料噴射弁の実施例３の構成を示す図であって、その燃料噴射ノズル部のノズル先端を拡大した部分断面図である。 図６のＸ−Ｘ線から見た実施例３のノズル先端の断面図である。 図６のＹ−Ｙ線から見た実施例３のノズル先端の断面図である。 実施例３の燃料噴射弁の他の構成を示す図であって、その燃料噴射ノズル部のノズル先端を拡大した部分断面図である。 本発明に係る燃料噴射弁の実施例４の構成を示す図であって、その燃料噴射ノズル部のノズル先端を拡大した部分断面図である。 図１０のＸ−Ｘ線から見た実施例４のノズル先端の断面図である。 図１０のＹ−Ｙ線から見た実施例４のノズル先端の断面図である。 実施例４の燃料噴射弁の他の構成を示す図であって、その燃料噴射ノズル部のノズル先端を拡大した部分断面図である。 本発明に係る燃料噴射弁の実施例５の構成を示す図であって、その燃料噴射ノズル部のノズル先端を拡大した部分断面図である。 実施例５の燃料噴射弁の他の構成を示す図であって、その燃料噴射ノズル部のノズル先端を拡大した部分断面図である。 本発明に係る燃料噴射弁における実施例６の燃料噴射ノズル部を示す部分断面図である。

符号の説明

１ 燃焼噴射弁
１０ 弁本体
１１ バルブボディ
１１ａ 噴孔
１２ ニードル
２０ ホルダ
２０ａ₁ 先端面
２０ａ₂，２０ａ₃，２０ａ₄，２０ａ₅ 溝
２２ａ 第１先端シール部
２２ｂ 第２先端シール部
３２ 先端シール
３２Ａ 先端シール部材
３２Ｂ₁ 第１先端シール部材
３２Ｂ₂ 第２先端シール部材
３２Ｃ 先端シール部材
３２Ｄ₁ 第１先端シール部材
３２Ｄ₂ 第２先端シール部材
３２Ｄ₃ 第３先端シール部材
４０，１４０ シール保持部材
４０ｂ 第１環状部
４０ｂ₁ 対向面
４０ｂ₂，４０ｂ₃，４０ｂ₄ 溝
４２ａ 第１先端シール部
４２ｂ 第２先端シール部
１０１ 燃料噴射弁取付孔
Ａ 軸線方向
ＣＣ 燃焼室

Claims (5)

1. ニードルの軸線方向への往復移動により燃料を噴孔から噴射又は停止させる弁本体と、燃料噴射弁取付孔に挿入されて前記弁本体を内方で一体的に保持するホルダと、を備えた燃料噴射弁において、
   前記噴孔側の前記弁本体及び前記ホルダからなる燃料噴射ノズル部の先端に配置した先端シールと、前記燃料噴射弁取付孔に挿入して固定され、前記燃料噴射ノズル部との間で前記先端シールを保持するシール保持部材と、を設け、
   前記先端シールは、前記燃料噴射ノズル部と前記シール保持部材との間のシール性能を保ちつつ当該燃料噴射ノズル部とシール保持部材とを少なくとも局部的に軸線方向へと相対移動させ得るよう構成したことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記先端シールは、前記燃料噴射ノズル部と前記シール保持部材との間のシール性能を保ちつつ当該燃料噴射ノズル部とシール保持部材との間で軸線方向へと移動可能な先端シール部材を少なくとも１つ備えることを特徴とした請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 前記先端シールは、前記燃料噴射ノズル部又は前記シール保持部材の内の何れか一方に保持され、且つ、該燃料噴射ノズル部とシール保持部材との間のシール性能を保ちつつ他方に対して軸線方向にて当接することのない先端シール部材を備えることを特徴とした請求項１記載の燃料噴射弁。
4. 前記先端シールは、前記燃料噴射ノズル部と前記シール保持部材とに少なくとも１つずつ保持され、互いの嵌合状態を保つことで当該燃料噴射ノズル部とシール保持部材との間のシール性能を確保しつつ軸線方向にて係止されずに当該軸線方向へと相対移動可能な先端シール部材を備えることを特徴とした請求項１記載の燃料噴射弁。
5. 前記先端シールは、前記燃料噴射ノズル部と前記シール保持部材の一方又は双方に、前記先端シール部材が一体化された先端シール部を有することを特徴とした請求項４記載の燃料噴射弁。

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