JP4211727B2 - Fuel injection valve - Google Patents

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JP4211727B2 JP2004319662A JP2004319662A JP4211727B2 JP 4211727 B2 JP4211727 B2 JP 4211727B2 JP 2004319662 A JP2004319662 A JP 2004319662A JP 2004319662 A JP2004319662 A JP 2004319662A JP 4211727 B2 JP4211727 B2 JP 4211727B2
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve.

従来、例えばディーゼル機関の筒内に燃料を噴射する燃料噴弁において、2つのニードルとを備え、ニードルリフトに応じて噴孔面積を変更する可変噴孔噴射するものがある(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a fuel injection valve that injects fuel into a cylinder of a diesel engine, there is one that includes two needles and performs variable injection injection that changes the injection hole area according to the needle lift (see Patent Document 1). .

特許文献1の開示する技術では、内外二重に配置された2つのニードルと、これらニードルが共用する円錐面状の弁座と、弁座に形成され、各ニードル(第1ニードル、第2ニードルと呼ぶ)に対応する第1噴孔および第2噴孔とを備え、ニードルリフトに応じて第1噴孔、第2噴孔を開閉することにより噴孔面積を可変にしている。なお詳しくは、これらニードルに閉弁(着座)方向の圧力を作用させる制御室は一つであり、ニードルは受圧面積により開、閉が制御される。また、ニードル間の燃料リークを抑えるため、内側のニードルは外側のニードルの内周に摺動可能に配置されている。ニードル間いわゆる各ニードルの当接部間と、弁座とで囲まれる容積が比較的小さく形成されている。
WO03/069151公報
In the technique disclosed in Patent Document 1, two needles arranged in an inner and outer double, a conical valve seat shared by these needles, and a valve seat are formed on each needle (first needle, second needle). And the first nozzle hole and the second nozzle hole corresponding to each other), and the nozzle hole area is made variable by opening and closing the first nozzle hole and the second nozzle hole according to the needle lift. More specifically, there is one control chamber for applying pressure in the valve closing (sitting) direction to these needles, and the needles are controlled to open and close by the pressure receiving area. In order to suppress fuel leakage between the needles, the inner needle is slidably disposed on the inner periphery of the outer needle. The volume surrounded by the so-called abutment between each needle and the valve seat is relatively small.
WO03 / 069511

上記特許文献1による従来技術では、各ニードルの当接部間と弁座とで囲まれる容積が比較的小さく形成されているため、第1ニードルの開弁とほぼ同時に第2ニードルにも、第2ニードルをリフトさせようとする受圧力が瞬時に加わるおそれがある。場合により第1ニードルの開弁と同時に第2ニードルが時間遅れなく開弁してしまうと、時差を持たせて第1噴孔、第2噴孔から噴射させることを狙っているにも係わらず、これでは狙いどおりの可変噴孔噴射を行なうことができない。   In the prior art disclosed in Patent Document 1, since the volume surrounded by the contact portions of the needles and the valve seat is formed to be relatively small, the second needle is also applied to the second needle almost simultaneously with the opening of the first needle. There is a possibility that the receiving pressure for lifting the two needles may be instantaneously applied. In some cases, if the second needle opens without time delay at the same time as the opening of the first needle, it is aimed to inject from the first nozzle hole and the second nozzle hole with a time difference. This makes it impossible to perform variable injection injection as intended.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、内外二重に配置されたニードルと、各ニードルに対応して開閉される噴孔を有するものにおいて、第1ニードルと第2ニードルが所定の時差を持たせて開弁可能な燃料噴射弁を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a needle having a double-arranged needle and an injection hole that is opened and closed corresponding to each needle. An object of the present invention is to provide a fuel injection valve that can be opened with a predetermined time difference between the needle and the second needle.

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。   In order to achieve the above object, the present invention comprises the following technical means.

即ち、請求項1乃至記載の発明では、内外に二重に配置された内側ニードルおよび外側ニードルと、内側ニードルおよび外側ニードルを往復移動可能に収容し、内側ニードル、外側ニードルが離座および着座する弁座、および弁座に形成された噴孔を有するノズルボディとを備え、内側ニードルが外側ニードルの内周に往復移動可能に収容されて、弁座に対して両ニードルが弁座側の端部より高圧燃料圧力を受圧し独立して離座する燃料噴射弁において、弁座側の端部には、外側ニードルの内周と内側ニードルの外周との間に設けられ、外側ニードルの開弁ののちに高圧燃料が流入して内側ニードルをリフトさせる際の燃料圧力の上昇を遅らせる容積部が形成されており、
内側ニードルは前記内周に摺動可能な大径軸部を有し、容積部は、大径軸部の弁座側に向けて延設され、大径軸部に対して径方向段差を有して前記内周との間に燃料充填されるように形成され、かつ内側ニードルの外径において大径軸部の外径(D)に対する径方向段差を有する部位での外径(d)の外径比(d/D)が、0.67〜0.93の範囲に設定されているとともに、
弁座は、内側ニードルに対応する略円錐状の内側弁座と、外側ニードルに対応する略円錐状の外側弁座を有しており、内側弁座と外側弁座は、内側弁座のシート角度と外側弁座のシート角度を変えて形成され、かつ外側弁座のシート角度(θb)と内側弁座のシート角度(θa)の角度差(θb−θa)が、30°〜80°の範囲に設定されていることを特徴としている。
That is, in the first and second aspects of the invention, the inner needle and the outer needle, which are doubly arranged inside and outside, and the inner needle and the outer needle are accommodated so as to reciprocate, and the inner needle and the outer needle are separated and seated. And a nozzle body having a nozzle hole formed in the valve seat, the inner needle is reciprocally accommodated on the inner periphery of the outer needle, and both needles are located on the valve seat side with respect to the valve seat. In a fuel injection valve that receives high-pressure fuel pressure from the end and separates independently, the end on the valve seat side is provided between the inner periphery of the outer needle and the outer periphery of the inner needle, and opens the outer needle. After the valve, a volume is formed that delays the increase in fuel pressure when high pressure fuel flows in and lifts the inner needle ,
The inner needle has a large-diameter shaft portion slidable on the inner periphery, and the volume portion extends toward the valve seat side of the large-diameter shaft portion and has a radial step with respect to the large-diameter shaft portion. Of the outer diameter (d) at a portion having a radial step with respect to the outer diameter (D) of the large-diameter shaft portion at the outer diameter of the inner needle. The outer diameter ratio (d / D) is set in the range of 0.67 to 0.93,
The valve seat has a substantially conical inner valve seat corresponding to the inner needle and a substantially conical outer valve seat corresponding to the outer needle. The inner valve seat and the outer valve seat are seats of the inner valve seat. The angle difference (θb−θa) between the seat angle (θb) of the outer valve seat and the seat angle (θa) of the inner valve seat is 30 ° to 80 °. It is characterized by being set to a range .

これによると、内側ニードルが外側ニードルの内周に往復移動可能に収容されて、弁座に対して両ニードルが弁座側の端部より高圧燃料圧力を受圧し独立して離座する燃料噴射弁において、弁座側の端部には、外側ニードルの内周と内側ニードルの外周との間に設けられ、外側ニードルの開弁ののちに高圧燃料が流入して内側ニードルをリフトさせる際の燃料圧力の上昇を遅らせる容積部が形成されるので、従来技術の各ニードルの当接部間と弁座とで囲まれる容積に比べて、外側ニードルの内周と内側ニードルの内周との間にその容積を比較的大きく形成することが可能である。したがって、その容積を比較的大きく形成することがことができるので、外側ニードルの開弁時期と内側ニードルの開弁時期に所定の時差を持たせることができる。   According to this, the fuel injection in which the inner needle is accommodated in the inner periphery of the outer needle so as to be able to reciprocate, and both needles receive high pressure fuel pressure from the valve seat side end to the valve seat and are separated independently. In the valve, the end on the valve seat side is provided between the inner periphery of the outer needle and the outer periphery of the inner needle, and when the high pressure fuel flows after the outer needle opens, the inner needle is lifted. Since a volume portion that delays the increase in fuel pressure is formed, it is between the inner circumference of the outer needle and the inner circumference of the inner needle as compared with the volume surrounded by the contact portion of each needle and the valve seat. It is possible to make the volume relatively large. Therefore, since the volume can be formed relatively large, a predetermined time difference can be provided between the valve opening timing of the outer needle and the valve opening timing of the inner needle.

上記請求項1に記載の発明では、内側ニードルは前記内周に摺動可能な大径軸部を有し、容積部は、大径軸部の弁座側に向けて延設され、大径軸部に対して径方向段差を有して内周との間に燃料充填されるよう形成されていることを特徴としている。 In the invention described in claim 1, the inner side needle has a slidable large diameter portion in a circumferential within said volume portion is extended toward the valve seat side of the large diameter portion, the large It is characterized in Tei Rukoto formed to be the fuel filled between the inner periphery having a radially stepped with respect to diameter shaft portion.

これにより、容積部は、外側ニードルの内周に摺動可能な、内側ニードルの大径軸部の弁座側に向けて延設され、大径軸部に対して径方向段差を有して外側ニードルの内周との間に燃料充填されるよう形成されるので、従来技術の各ニードルの当接部間と弁座とで囲まれる容積に比べて、外側ニードルの内周と内側ニードルの径方向段差とで形成される径方向段差の大きさに応じてその容積を比較的大きく形成することができる。   As a result, the volume portion extends toward the valve seat side of the large-diameter shaft portion of the inner needle that can slide on the inner periphery of the outer needle, and has a radial step with respect to the large-diameter shaft portion. Since the fuel is formed between the inner periphery of the outer needle and the inner periphery of the outer needle, the inner periphery of the outer needle and the inner needle of the inner needle are compared with the volume surrounded by the contact portion of each needle and the valve seat. The volume can be made relatively large according to the size of the radial step formed by the radial step.

上記請求項1に記載の発明では、弁座は、内側ニードルに対応する略円錐状の内側弁座と、外側ニードルに対応する略円錐状の外側弁座を有しており、内側弁座と外側弁座は、内側弁座のシート角度と外側弁座のシート角度を変えて形成されていることを特徴としている。 In the first aspect of the present invention, the valve seat has a substantially conical inner valve seat corresponding to the inner needle, and a substantially conical outer valve seat corresponding to the outer needle. The outer valve seat is formed by changing the seat angle of the inner valve seat and the seat angle of the outer valve seat.

これによると、各ニードルのいわゆる当接部間と弁座とで囲まれる容積の拡大を図る方法として、弁座を、内側ニードルに対応する略円錐状の内側弁座と、外側ニードルに対応する略円錐状の外側弁座とから構成するものとし、内側弁座と外側弁座は、内側弁座のシート角度と外側弁座のシート角度を変えて形成されるように構成されている。したがって、従来技術の各ニードルに共用される略円錐状の弁座に比べて、容積を形成する弁座側の形状を変えることで容積の拡大が図れる。   According to this, as a method of enlarging the volume surrounded by the so-called abutting portions of each needle and the valve seat, the valve seat corresponds to the substantially conical inner valve seat corresponding to the inner needle and the outer needle. The inner valve seat and the outer valve seat are formed by changing the seat angle of the inner valve seat and the seat angle of the outer valve seat. Therefore, the volume can be increased by changing the shape of the valve seat side that forms the volume, compared to the substantially conical valve seat shared by the needles of the prior art.

なお、シート角度は、弁座が例えば円錐状に形成されているものにおいて、円錐面に形成されるテーパ面同士の角度いわゆる弁座面の開度である。   Note that the seat angle is an angle between tapered surfaces formed on a conical surface when the valve seat is formed in a conical shape, for example, an opening degree of the valve seat surface.

また、請求項2に記載の発明では、弁座は、内側ニードルが離座および着座する内側シール部と、外側ニードルが離座および着座する外側シール部を有しており、弁座のうち、内側シール部と外側シール部との間の弁座部は、内側ニードルおよび外側ニードルから遠ざかる方向に向かって凹状に形成されていることを特徴としている。 In the invention according to claim 2 , the valve seat has an inner seal portion where the inner needle is separated and seated, and an outer seal portion where the outer needle is separated and seated. The valve seat part between the inner seal part and the outer seal part is characterized by being formed in a concave shape in a direction away from the inner needle and the outer needle.

これによると、弁座のうち、内側ニードルに対応する弁座側と、外側ニードルに対応する弁座側との間の弁座形状を、略円錐状以外の形状に形成する場合において、弁座のうち、内側シール部と外側シール部との間の弁座部は、内側ニードルおよび外側ニードルから遠ざかる方向に向かって凹状に形成されていることが好ましい。これにより、上記容積を効果的に拡大することが可能である。
また、請求項3に記載の発明では、前記噴孔のうち、容積部に常に連通する特定噴孔を有していることを特徴としている。
According to this, in the valve seat, when the valve seat shape between the valve seat side corresponding to the inner needle and the valve seat side corresponding to the outer needle is formed in a shape other than a substantially conical shape, Of these, the valve seat portion between the inner seal portion and the outer seal portion is preferably formed in a concave shape in the direction away from the inner needle and the outer needle. Thereby, it is possible to effectively expand the volume.
Moreover, in invention of Claim 3, it has the specific nozzle hole always connected to a volume part among the said nozzle holes, It is characterized by the above-mentioned.


以下、本発明の燃料噴射弁を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。

DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments in which a fuel injection valve of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の燃料噴射弁に係わる弁部の主要部を示す部分断面図である。図2は、本実施形態の燃料噴射弁の一実施例を示す模式的断面図である。なお、図3は、図1中の各ニードルの当接部間と弁座とで囲まれる容積部に加わる圧力とニードルの開弁時期との関係を示すグラフである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a main part of a valve portion related to the fuel injection valve of the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the fuel injection valve of the present embodiment. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the pressure applied to the volume portion surrounded by the contact portions of the needles and the valve seat in FIG. 1 and the valve opening timing of the needles.

図2に示す燃料噴射弁1は、図示しないエンジンのシリンダヘッドに挿入搭載され、エンジンの各気筒に直接噴射するように構成されている。詳しくは燃料噴射弁1は、略円筒形状であり、図示しない燃料導入部(図中の燃料流入を示す矢印方向)から燃料を受け、内部の燃料通路を経由して先端から燃料を噴射する。燃料噴射弁1は、燃料の噴射を遮断および許容する弁部と、弁部を駆動する電磁駆動部とを備えており、燃料導入部から燃料通路内に流入した燃料を弁部からエンジンの気筒に噴射供給する。   A fuel injection valve 1 shown in FIG. 2 is inserted and mounted in a cylinder head of an engine (not shown), and is configured to inject directly into each cylinder of the engine. Specifically, the fuel injection valve 1 has a substantially cylindrical shape, receives fuel from a fuel introduction portion (not shown) (in the direction of the arrow indicating fuel inflow in the figure), and injects fuel from the tip via an internal fuel passage. The fuel injection valve 1 includes a valve portion that blocks and allows fuel injection, and an electromagnetic drive portion that drives the valve portion. The fuel that flows into the fuel passage from the fuel introduction portion is supplied to the cylinder of the engine from the valve portion. Supply to the jet.

なお、図示しない燃料噴射ポンプから燃料配管を通って図示しないコモンレールに供給された高圧燃料は、コモンレール内で一定の高圧に蓄圧され、燃料配管を通って各気筒に配置された燃料噴射弁1の燃料導入部に導入される。導入された燃料のうち余剰燃料は図示しない燃料出口部(図中の燃料リターンを示す矢印方向)を経由して図示しない燃料タンクへ戻される。なお、図示しない燃料噴射ポンプは、エンジンの回転数、負荷、吸入燃料圧力、吸入空気量、冷却水の温度等に従って燃料吐出圧を調整するように設けられている。   Note that high-pressure fuel supplied from a fuel injection pump (not shown) through a fuel pipe to a common rail (not shown) is accumulated at a constant high pressure in the common rail, and passes through the fuel pipe to the fuel injection valve 1 disposed in each cylinder. It is introduced into the fuel introduction part. Of the introduced fuel, surplus fuel is returned to a fuel tank (not shown) via a fuel outlet (not shown) (in the direction of the arrow indicating fuel return in the figure). A fuel injection pump (not shown) is provided to adjust the fuel discharge pressure in accordance with the engine speed, load, intake fuel pressure, intake air amount, cooling water temperature, and the like.

燃料噴射弁1は、図1に示すように、ノズルボディ11、ノズルボディ11内に往復移動可能に収容されている第1ニードル50と第2ニードル60、および電磁弁90とから構成されている。なお、ノズルボディ11、第1ニードル50、および第2ニードル60は、燃料の噴射を遮断および許容する弁部を構成する。電磁弁90は、弁部を油圧により駆動する電磁駆動部を構成する。なお詳しくは、ノズルボディ11と第1ニードル50と第2ニードル60は、燃料の流通および遮断を行なう弁部の本体(以下、ノズル本体と呼ぶ)10を構成する。ノズル本体10は、上記燃料導入部を有する弁ハウジング20にリテーニングナット19などの締結部材によって結合されている。   As shown in FIG. 1, the fuel injection valve 1 includes a nozzle body 11, a first needle 50 and a second needle 60 that are accommodated in the nozzle body 11 so as to be reciprocally movable, and an electromagnetic valve 90. . The nozzle body 11, the first needle 50, and the second needle 60 constitute a valve portion that blocks and allows fuel injection. The electromagnetic valve 90 constitutes an electromagnetic drive unit that drives the valve unit by hydraulic pressure. More specifically, the nozzle body 11, the first needle 50, and the second needle 60 constitute a valve body (hereinafter referred to as a nozzle body) 10 that performs fuel flow and shut-off. The nozzle body 10 is coupled to the valve housing 20 having the fuel introduction portion by a fastening member such as a retaining nut 19.

ノズルボディ11は、図1に示すように、有底の略中空円筒状体であって、内部に第1ニードル50および第2ニードル60を往復移動可能に収容する案内孔11aと、弁座12(詳しくは第1弁座12b、第2弁座12a)と、噴孔30、40と、および容積部80とが形成されている。この案内孔11aは、ノズルボディ11の内部に軸方向に延びており、第1ニードル50および第2ニードル60を軸方向移動可能に収容している。また、案内孔11aは、一方の端部側が圧力制御室としての背圧室70に接続し、他方の端部側が弁座12(詳しくは第1弁座12b)に接続している。   As shown in FIG. 1, the nozzle body 11 is a bottomed, generally hollow cylindrical body, and includes a guide hole 11 a that accommodates the first needle 50 and the second needle 60 in a reciprocating manner therein, and a valve seat 12. (Specifically, the first valve seat 12b and the second valve seat 12a), the nozzle holes 30 and 40, and the volume portion 80 are formed. The guide hole 11a extends in the axial direction inside the nozzle body 11, and accommodates the first needle 50 and the second needle 60 so as to be movable in the axial direction. The guide hole 11a has one end connected to a back pressure chamber 70 as a pressure control chamber, and the other end connected to the valve seat 12 (specifically, the first valve seat 12b).

内側弁座としての第2弁座12a、および外側弁座としての第1弁座12bは、図1および図2に示すように、略円錐面状に形成されており、各弁座12b、12aの燃料流れの下流側には、それぞれ第1噴孔30、第2噴孔40が形成されている。詳しくは、第1弁座12bは略円錐台面を有しており、大径側の一端が案内孔11aに連続し、小径側の他端側が第2弁座12aに接続している。第1弁座12bは略円錐面を有しており、この第1弁座12bの第2噴孔40側には、第2ニードル60の第2下端面65と第1弁座12aとで区画されるサック部を有している。サック部は、ノズルボディの先端側に袋状に小空間の容積をもって形成されるサックホールである。なお、ここで、サック部は、袋状の所定の空間容積を有するサック室を構成する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the second valve seat 12a as the inner valve seat and the first valve seat 12b as the outer valve seat are formed in a substantially conical surface, and each of the valve seats 12b and 12a. A first injection hole 30 and a second injection hole 40 are formed on the downstream side of the fuel flow. Specifically, the first valve seat 12b has a substantially truncated cone surface, one end on the large diameter side is continuous with the guide hole 11a, and the other end on the small diameter side is connected to the second valve seat 12a. The first valve seat 12b has a substantially conical surface, and the first valve seat 12b is partitioned by the second lower end surface 65 of the second needle 60 and the first valve seat 12a on the second nozzle hole 40 side. Has a sack portion. The sac portion is a sack hole formed in a bag shape with a small space volume on the tip side of the nozzle body. Here, the sac portion constitutes a sac chamber having a bag-like predetermined space volume.

第1弁座12bには第1ニードル50の当接部(以下、第1当接部と呼ぶ)51が当接および離間可能に配置されている。第2弁座12aには第2ニードル60の第2当接部61が当接および離間可能に配置されている。これら当接部51、61は理論的には円の形状である。   An abutting portion (hereinafter referred to as a first abutting portion) 51 of the first needle 50 is disposed on the first valve seat 12b so as to be abutted and separated. A second contact portion 61 of the second needle 60 is disposed on the second valve seat 12a so as to be able to contact and separate. The contact portions 51 and 61 are theoretically circular.

なお、ここで、当接部51、61と、当接部51、61に対応する第1弁座12b、第2弁座12aは、当接部51、61がそれぞれ第1弁座12b、第2弁座12aに当接、離間することで、略円形状の、燃料の流れを遮断および許容する第1シール部S1、第2シール部S2を構成している。また、第1弁座12bおよび第2弁座12aは
容積部80は、第1ニードル50(詳しくは第1当接部51)と第2ニードル60(詳しくは第2当接部61)との間と弁座12とで囲まれ、所定の空間容積を有している。なお、ここで、容積部80の容積に後述の段差容積部86の容積を加えたものは、第1ニードル50の開弁ののちに高圧燃料が流入して内側ニードルをリフトさせる際の燃料圧力の上昇を遅らせる容積部を構成する。
Here, the contact portions 51 and 61, the first valve seat 12b and the second valve seat 12a corresponding to the contact portions 51 and 61, the contact portions 51 and 61 are the first valve seat 12b and the second valve seat 12b, respectively. The first seal portion S1 and the second seal portion S2 that are substantially circular and block and allow the flow of fuel are configured by contacting and separating from the two valve seats 12a. Further, the volume portion 80 of the first valve seat 12b and the second valve seat 12a is formed between the first needle 50 (specifically, the first contact portion 51) and the second needle 60 (specifically, the second contact portion 61). It is surrounded by the space and the valve seat 12 and has a predetermined space volume. In addition, what added the volume of the level | step-difference volume part 86 mentioned later here to the volume of the volume part 80 WHEREIN: The fuel pressure at the time of a high pressure fuel flowing in after the valve opening of the 1st needle 50 lifts an inner needle The volume part which delays the raise of is comprised.

噴孔30、40は、図1および図2に示すように、ノズルボディ11の内外を連通する通路として形成される。なお、ここで、噴孔(以下、第1噴孔と呼ぶ)30は、第1弁座12bつまり第1シール部S1の下流側に配置され、第1シール部S1により遮断および許容される燃料を噴射する第1の燃料噴射手段を構成する。また、噴孔(以下、第2噴孔と呼ぶ)40は、第2弁座12aつまり第2シール部S2の下流側に配置され、第2シール部S2により遮断および許容される燃料を噴射する第2の燃料噴射手段を構成する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the nozzle holes 30 and 40 are formed as passages that communicate between the inside and the outside of the nozzle body 11. Here, the nozzle hole (hereinafter referred to as the first nozzle hole) 30 is disposed on the downstream side of the first valve seat 12b, that is, the first seal portion S1, and is blocked and allowed by the first seal portion S1. Constitutes a first fuel injection means for injecting fuel. An injection hole (hereinafter referred to as a second injection hole) 40 is disposed downstream of the second valve seat 12a, that is, the second seal portion S2, and injects fuel that is blocked and allowed by the second seal portion S2. A second fuel injection means is configured.

油溜り室14は、図2に示すように、案内孔11aを形成する内壁中途部で、環状の凹部に形成されている。この油溜り室14には、燃料が供給される燃料供給通路23、13が接続されている。なお、油溜り室14は、案内孔11aを案内孔上部と案内孔下部に軸方向に分割している。   As shown in FIG. 2, the oil sump chamber 14 is formed in an annular recess in the middle portion of the inner wall that forms the guide hole 11 a. Fuel supply passages 23 and 13 for supplying fuel are connected to the oil reservoir chamber 14. The oil sump chamber 14 divides the guide hole 11a into an upper part of the guide hole and a lower part of the guide hole in the axial direction.

第1ニードル50は略円筒状に形成されており、所定の隙間を介して案内孔11aに遊嵌されている。第1ニードル50の反噴孔側には、背圧室70内の油圧を受ける第1上端面53が形成され、第1ニードル50の噴孔側には、第1弁座12bに対向し、略円錐状の第1下端面55が形成されている。第1下端面55は、第1当接部51に対して内周側に配置されている。第1当接部51が第1弁座12bに着座および離座することにより、第1ニードル50が閉弁および開弁され、従って第1噴孔30からの燃料の遮断および許容がなされる。なお、ここで、第1弁座12bおよび第2弁座12aに対して、第1ニードル50および第2ニードル60が第1弁座12bおよび第2弁座12a側の端部より高圧燃料圧力を受圧し独立して離座するように構成されている。   The first needle 50 is formed in a substantially cylindrical shape, and is loosely fitted in the guide hole 11a through a predetermined gap. A first upper end surface 53 that receives the hydraulic pressure in the back pressure chamber 70 is formed on the side opposite to the nozzle hole of the first needle 50, and on the nozzle hole side of the first needle 50, facing the first valve seat 12b, A substantially conical first lower end surface 55 is formed. The first lower end surface 55 is disposed on the inner peripheral side with respect to the first contact portion 51. When the first contact portion 51 is seated and separated from the first valve seat 12b, the first needle 50 is closed and opened, so that the fuel from the first injection hole 30 is blocked and allowed. Here, with respect to the first valve seat 12b and the second valve seat 12a, the first needle 50 and the second needle 60 apply high pressure fuel pressure from the end portions on the first valve seat 12b and the second valve seat 12a side. It is configured to receive pressure and be separated independently.

なお、本実施形態では、第1当接部51に対して外周側には、図2に示すように、円錐台面状に形成された第1受圧面54が第1ニードル50の軸方向略中間に設けられている。なお、第1当接部51に対して内外に第1下端面55、第1受圧面54を有する構成に限らず、第1下端面55が、第1当接部51に対して内周側に配置される、円錐台面状に形成された第1下端面内周部と、第1当接部51に対して外周側に配置される、円錐状に形成された第1下端面外周部とから構成されるようにしてもよい。   In the present embodiment, a first pressure receiving surface 54 formed in the shape of a truncated cone is provided in the middle of the first needle 50 in the axial direction, as shown in FIG. Is provided. Note that the first lower end surface 55 is not limited to the configuration having the first lower end surface 55 and the first pressure receiving surface 54 on the inner and outer sides with respect to the first contact portion 51, and the first lower end surface 55 is on the inner peripheral side with respect to the first contact portion 51. A first lower end surface inner peripheral portion formed in a truncated cone surface shape, and a first lower end surface outer peripheral portion formed in a conical shape disposed on the outer peripheral side with respect to the first contact portion 51; You may make it comprise.

第1上端面53と背圧室70との間には、付勢手段としての第1スプリング59が配置されており、第1スプリング59は、第1弁座12bに着座する着座方向に第1上端面53を付勢するように構成されている。背圧室70内の圧力を調整することにより、第1ニードル50を軸方向に往復移動される。なお、第1ニードル50の外周とその外周に対向するノズルボディ11の案内孔11aの内周との間には、燃料通路15が形成されている(図2参照)。燃料通路15は、油溜り室14を介して供給された高圧の燃料を第1噴射孔30側および第2噴孔40側へ導く燃料経路を構成する。   A first spring 59 as an urging means is disposed between the first upper end surface 53 and the back pressure chamber 70, and the first spring 59 is first in the seating direction for seating on the first valve seat 12b. The upper end surface 53 is configured to be biased. By adjusting the pressure in the back pressure chamber 70, the first needle 50 is reciprocated in the axial direction. A fuel passage 15 is formed between the outer periphery of the first needle 50 and the inner periphery of the guide hole 11a of the nozzle body 11 facing the outer periphery (see FIG. 2). The fuel passage 15 constitutes a fuel path that guides the high-pressure fuel supplied through the oil reservoir chamber 14 to the first injection hole 30 side and the second injection hole 40 side.

第2ニードル60は、略円柱状に形成されており、第1ニードル50の内部に往復移動可能に収容されている。詳しくは第1ニードル50の内周52に往復移動可能に収容されており、図1に示すように、第2ニードル60は、内周52に摺動可能な大径軸部60bと、大径軸部60bの外周の大きさを表す外径Dより小さい外径dを有する小径軸部60aとから構成されている。   The second needle 60 is formed in a substantially cylindrical shape, and is accommodated in the first needle 50 so as to be reciprocally movable. Specifically, the second needle 60 is accommodated in the inner periphery 52 of the first needle 50 so as to be reciprocally movable. As shown in FIG. A small-diameter shaft portion 60a having an outer diameter d smaller than an outer diameter D representing the size of the outer periphery of the shaft portion 60b.

第2ニードル60の反噴孔側には、背圧室70内の油圧を受ける第2上端面63が形成され(図2参照)、第2ニードル60の噴孔側には、第2弁座12aに対向し、第2下端面65が形成されている。第2下端面65は、第2当接部61に対して内周側に配置されている。なお、第2当接部61に対して外周側には、円錐台面状に形成された第2受圧面64が大径軸部60bに設けられている。第2当接部61が第2弁座12aに着座および離座することにより、第2ニードル60が閉弁および開弁され、従って第2噴孔40からの燃料の遮断および許容がなされる。   A second upper end face 63 that receives the hydraulic pressure in the back pressure chamber 70 is formed on the side opposite to the injection hole of the second needle 60 (see FIG. 2), and a second valve seat is provided on the injection hole side of the second needle 60. A second lower end surface 65 is formed opposite to 12a. The second lower end surface 65 is disposed on the inner peripheral side with respect to the second contact portion 61. A second pressure receiving surface 64 formed in a truncated cone shape is provided on the large diameter shaft portion 60b on the outer peripheral side with respect to the second contact portion 61. When the second abutment portion 61 is seated and separated from the second valve seat 12a, the second needle 60 is closed and opened, and accordingly, the fuel from the second injection hole 40 is shut off and allowed.

第2上端面63と背圧室70との間には、付勢手段としての第2スプリング69が配置されており、第2スプリング69は、第2弁座22に着座する着座方向に第2上端面63を付勢するように構成されている。背圧室70内の圧力を調整することにより、第2ニードル60を軸方向に往復移動される。   Between the second upper end surface 63 and the back pressure chamber 70, a second spring 69 is disposed as an urging means, and the second spring 69 is second in the seating direction in which the second valve seat 22 is seated. The upper end surface 63 is configured to be biased. By adjusting the pressure in the back pressure chamber 70, the second needle 60 is reciprocated in the axial direction.

なお、本実施形態では、小径軸部60aは、内周52に対して径方向の所定段差を有して対向配置されるようになっている。これにより、段差容積部86が形成される。段差容積部86は容積部80を構成しており、段差容積部86の空間容積分が容積部80の空間容積の拡大に寄与する。なお、所定段差の大きさは(D−d)/2で示される。所定段差の好ましい範囲を、外径比(以下、2段径比と呼ぶ)d/Dの範囲で表すと、d/Dの2段径比範囲が、0.67〜0.93にあることが好ましい。2段径比d/Dが0.67より小さい場合には、容積部80の空間容積つまり燃料が溜まる無駄容積が大きくなりすぎるため、第2ニードル60の第2弁座12aに着座後の第1噴孔30からの燃料(噴霧)のいわゆる後だれが許容値を越えるおそれがある。2段径比d/Dが0.93より大きい場合には、容積部80の無駄容積が少なすぎるため、必要とする第2ニードル60の目標開弁時期の前に、第2ニードル60が開弁するという問題が生じる。   In the present embodiment, the small-diameter shaft portion 60a is arranged to face the inner circumference 52 with a predetermined step in the radial direction. Thereby, the step volume part 86 is formed. The step volume portion 86 constitutes a volume portion 80, and the space volume of the step volume portion 86 contributes to the expansion of the space volume of the volume portion 80. The size of the predetermined step is indicated by (D−d) / 2. When a preferable range of the predetermined step is expressed by an outer diameter ratio (hereinafter referred to as a two-stage diameter ratio) d / D, the d / D two-stage diameter ratio range is 0.67 to 0.93. Is preferred. When the two-stage diameter ratio d / D is smaller than 0.67, the space volume of the volume portion 80, that is, the waste volume in which the fuel is accumulated, becomes too large, so that the second needle 60 after being seated on the second valve seat 12a. There is a risk that the so-called back of fuel (spray) from one nozzle hole 30 may exceed the allowable value. When the two-stage diameter ratio d / D is larger than 0.93, the waste volume of the volume portion 80 is too small, so that the second needle 60 is opened before the required target valve opening timing of the second needle 60. The problem arises.

なお、本実施形態では、図1に示すように、第2弁座12aのシート角度θaと第1弁座12bのシート角度θbの間に角度差が生じるように構成されている(本実施例では、θa<θb)。これにより、従来技術を適用する比較例(図5参照)の容積部980の空間容積に比べて容積部80の空間容積を大きく形成することが可能である。なお、ここで、シート角度θa、θbは、弁座12a、12bが例えば円錐状に形成されているものにおいて、円錐面に形成されるテーパ面同士の角度いわゆる弁座面の開度である。   In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 1, it is comprised so that an angle difference may arise between the seat angle (theta) a of the 2nd valve seat 12a, and the seat angle (theta) b of the 1st valve seat 12b (this example). Then, θa <θb). Thereby, it is possible to make the space volume of the volume part 80 large compared with the space volume of the volume part 980 of the comparative example (refer FIG. 5) to which a prior art is applied. Here, the seat angles θa and θb are the angles between the tapered surfaces formed on the conical surface when the valve seats 12a and 12b are formed in a conical shape, for example, the opening degree of the valve seat surface.

さらになお、シート角度θbとシート角度θaとの角度差は、30°〜80°の範囲にあることが好ましい。角度差が30°より小さい場合には、容積部80の無駄容積が少ないため、必要とする第2ニードル60の目標開弁時期の前に、第2ニードル60が開弁するという問題が生じる。角度差が80°より大きい場合には、容積部80の無駄容積が大きくなるため、第2ニードル60の第2弁座12aに着座後の第1噴孔30からの燃料(噴霧)のいわゆる後だれが許容値を越えるおそれがある。さらに、角度差が80°より大きいと、第2ニードルのリフトに対する開口面積が低勾配になるため第2シール部S2において燃料流れの圧力損失(以下、圧損と呼ぶ)が大となるので、第2噴孔40から噴射される燃料の噴霧が微粒化されないという問題が発生するおそれがある。   Furthermore, the angle difference between the seat angle θb and the seat angle θa is preferably in the range of 30 ° to 80 °. When the angle difference is smaller than 30 °, the waste volume of the volume portion 80 is small, which causes a problem that the second needle 60 opens before the required target valve opening timing of the second needle 60. When the angle difference is larger than 80 °, the waste volume of the volume portion 80 is increased, so that the fuel (spray) from the first nozzle hole 30 after seating on the second valve seat 12a of the second needle 60 is so-called after. Anyone may exceed the tolerance. Further, if the angle difference is greater than 80 °, the opening area with respect to the lift of the second needle becomes a low gradient, so that the pressure loss of the fuel flow (hereinafter referred to as pressure loss) increases in the second seal portion S2. There is a possibility that the problem that the spray of fuel injected from the two nozzle holes 40 is not atomized occurs.

背圧室70には、燃料供給通路23とリターン通路29とが接続されている。その入口には第1入口絞り71が、出口には第1出口絞り72が設けられている。なお、燃料供給通路23は、背圧室70と油溜り室24とへ高圧燃料を供給するために途中で分岐されている。リターン通路29は背圧室70内の余剰燃料を燃料タンクへ戻すリターン燃料経路と接続している。なお、このリターン燃料経路の下流側には、リターン通路29と燃料タンク側の低圧通路との連通、遮断を切換える電磁弁90が設けられている。第1入口絞り71と第1出口絞り72の流路断面積の面積比を電磁弁90によって調整することにより、背圧室70への高圧燃料の流入量と流出量のバランスが調整できる。従って、背圧室70の燃料圧力の上昇、下降速度が調整される。   A fuel supply passage 23 and a return passage 29 are connected to the back pressure chamber 70. A first inlet throttle 71 is provided at the inlet, and a first outlet throttle 72 is provided at the outlet. The fuel supply passage 23 is branched halfway in order to supply high-pressure fuel to the back pressure chamber 70 and the oil sump chamber 24. The return passage 29 is connected to a return fuel path for returning surplus fuel in the back pressure chamber 70 to the fuel tank. An electromagnetic valve 90 is provided on the downstream side of the return fuel path to switch communication between the return path 29 and the low pressure path on the fuel tank side. By adjusting the area ratio of the flow path cross-sectional area of the first inlet throttle 71 and the first outlet throttle 72 by the electromagnetic valve 90, the balance between the inflow amount and the outflow amount of the high-pressure fuel into the back pressure chamber 70 can be adjusted. Accordingly, the fuel pressure increase / decrease speed in the back pressure chamber 70 is adjusted.

なお、ここで、背圧室70は、第1ニードル50の第1上端面53と第2ニードル60の第1上端面63に着座方向の圧力を作用させる共用の圧力制御室を構成する。   Here, the back pressure chamber 70 constitutes a common pressure control chamber that applies a seating direction pressure to the first upper end surface 53 of the first needle 50 and the first upper end surface 63 of the second needle 60.

電磁弁90は、制御弁91を備え、その上部にソレノイド92と第3スプリング93とが設けられている。ソレノイド92に駆動電流が供給されていない場合、制御弁91は第3スプリング93の付勢力により図示しない弁座に着座し、リターン通路29を遮断する。駆動電流が供給される場合、制御弁91はソレノイド92に発生する励磁吸引力により弁座より離座し、リターン通路29を開放する。なお、駆動電流は、図示しないエンジン制御装置(ECU)によりエンジンの運転状態に応じて求められたタイミングでソレノイド92に供給される。   The electromagnetic valve 90 includes a control valve 91, and a solenoid 92 and a third spring 93 are provided above the control valve 91. When the drive current is not supplied to the solenoid 92, the control valve 91 is seated on a valve seat (not shown) by the urging force of the third spring 93 and the return passage 29 is blocked. When the drive current is supplied, the control valve 91 is separated from the valve seat by the exciting suction force generated in the solenoid 92 and opens the return passage 29. The drive current is supplied to the solenoid 92 at a timing determined according to the operating state of the engine by an engine control unit (ECU) (not shown).

なお、ここで、第1ニードル50、第2ニードル60の開弁、閉弁の条件について説明する。なお、第1ニードル50と第2ニードル60は構成が基本的にほぼ同じであるため、ここでは第1ニードル50で説明する。第1上端面53には、背圧室70の圧力Puと第1スプリング59の付勢力Fsが第1弁座12bの着座方向に作用する。一方、第1受圧面54もしくは第1下端面55には開弁、閉弁に応じてコモンレールから供給される高圧燃料の圧力(以下、コモンレール圧と呼ぶ)Pdが作用する。詳しくは開弁の条件においては、第1ニードル50は閉弁されておりすなわち当接部51が第1弁座12bに着座し第1シール部S1がシールされた状態であるため、コモンレール圧Pdは第1受圧面54に作用する。閉弁の条件においては、第1ニードル50は開弁されているため、コモンレール圧Pdは第1受圧面54および第1下端面55に作用する。   Here, the conditions for opening and closing the first needle 50 and the second needle 60 will be described. Since the first needle 50 and the second needle 60 are basically the same in configuration, only the first needle 50 will be described here. The pressure Pu of the back pressure chamber 70 and the urging force Fs of the first spring 59 act on the first upper end surface 53 in the seating direction of the first valve seat 12b. On the other hand, the pressure of high-pressure fuel (hereinafter referred to as common rail pressure) Pd supplied from the common rail acts on the first pressure receiving surface 54 or the first lower end surface 55 in response to opening and closing of the valve. Specifically, under the valve opening conditions, the first needle 50 is closed, that is, the contact portion 51 is seated on the first valve seat 12b and the first seal portion S1 is sealed, so the common rail pressure Pd Acts on the first pressure receiving surface 54. Under the valve closing condition, since the first needle 50 is opened, the common rail pressure Pd acts on the first pressure receiving surface 54 and the first lower end surface 55.

第1上端面53、第1受圧面54、第1下端面55の受圧面積を、それぞれA53、A54、A55とする。また第1ニードル51(詳しくは第1上端面53、第1受圧面54)の外径をD50、当接部51の径(以下、シール径と呼ぶ)をD50sとする。上述釣合い条件より、開弁の条件は、A54×Pd > A53×Pu+Fs、閉弁の条件は、(A54+A55)×Pd > A53×Pu+Fs となる。そのため、第1ニードル50の開弁圧、閉弁圧は、受圧面積A53、シール径D50sつまり受圧面積A54、第1スプリング59のスプリング寸法等による付勢力Fsによって変化する。   The pressure receiving areas of the first upper end surface 53, the first pressure receiving surface 54, and the first lower end surface 55 are A53, A54, and A55, respectively. The outer diameter of the first needle 51 (specifically, the first upper end surface 53 and the first pressure receiving surface 54) is D50, and the diameter of the contact portion 51 (hereinafter referred to as the seal diameter) is D50s. From the above balance condition, the valve opening condition is A54 × Pd> A53 × Pu + Fs, and the valve closing condition is (A54 + A55) × Pd> A53 × Pu + Fs. Therefore, the valve opening pressure and valve closing pressure of the first needle 50 vary depending on the pressure receiving area A53, the seal diameter D50s, that is, the pressure receiving area A54, the biasing force Fs due to the spring size of the first spring 59, and the like.

また、第2ニードル60についても、第2上端面63、第2受圧面64、第2下端面65の受圧面積を、それぞれA63、A64、A65とし、また第2ニードル60の外径をD60、当接部61のシール径D60sとする。そして、開弁の条件は、A64×Pd > A63×Pu+Fs、閉弁の条件は、(A64+A65)×Pd > A63×Pu+Fs となるので、第2ニードル60の開弁圧および閉弁圧は、受圧面積A63、シート径D60sつまり受圧面積A64、第2スプリング69のスプリング寸法等による付勢力Fsによって変化する。   For the second needle 60, the pressure receiving areas of the second upper end surface 63, the second pressure receiving surface 64, and the second lower end surface 65 are A63, A64, and A65, respectively, and the outer diameter of the second needle 60 is D60, The seal diameter D60s of the contact portion 61 is set. Since the opening condition is A64 × Pd> A63 × Pu + Fs and the closing condition is (A64 + A65) × Pd> A63 × Pu + Fs, the valve opening pressure and the valve closing pressure of the second needle 60 are It changes depending on the urging force Fs due to the area A63, the seat diameter D60s, that is, the pressure receiving area A64, the spring size of the second spring 69 and the like.

なお、上述の説明において、受圧面積は、各面の実際の表面積を示すものでなく、各ニードル50、60が軸方向移動するように、圧力Pu、コモンレール圧Pdの作用力を受けるための軸方向投影面積である。例えば第2ニードル60の第2上端面63の受圧面積A63と、第2受圧面64の受圧面積A64との面積比を調整することによっても、開弁圧を調整することができ、第1ニードル50、第2ニードル60を独立して開弁させたり、第1ニードル50、第2ニードル60をほぼ同時に開弁させることが可能である。なお、以下の第1ニードル50、第2ニードル60の開弁圧の説明では、開弁圧は異なり、第1ニードル50の開弁圧が第2ニードル60の開弁圧よりやや小さいもしくはほぼ同じであるものとする。   In the above description, the pressure receiving area does not indicate the actual surface area of each surface, but a shaft for receiving the acting force of the pressure Pu and the common rail pressure Pd so that the needles 50 and 60 move in the axial direction. Direction projected area. For example, the valve opening pressure can also be adjusted by adjusting the area ratio between the pressure receiving area A63 of the second upper end surface 63 of the second needle 60 and the pressure receiving area A64 of the second pressure receiving surface 64, and the first needle 50, the second needle 60 can be opened independently, and the first needle 50 and the second needle 60 can be opened almost simultaneously. In the following description of the valve opening pressures of the first needle 50 and the second needle 60, the valve opening pressures are different, and the valve opening pressure of the first needle 50 is slightly smaller or substantially the same as the valve opening pressure of the second needle 60. Suppose that

上述の構成を有する燃料噴射弁10の作動について以下説明する。なお、図1は燃料噴射停止時を示している。図3において、横軸は、第1ニードル50が開弁したの後、第2ニードル60が開弁するまでの経過時間Tを示し、縦軸は、容積部80内の燃料圧力Pを示すものである。   The operation of the fuel injection valve 10 having the above-described configuration will be described below. FIG. 1 shows when fuel injection is stopped. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the elapsed time T until the second needle 60 opens after the first needle 50 opens, and the vertical axis indicates the fuel pressure P in the volume portion 80. It is.

(噴射停止時)
コモンレール内に蓄積された比較的高圧の燃料は、燃料供給通路23を通って、図1に示すように背圧室70と燃料通路15に供給される。このとき、ソレノイド92へ駆動電流が供給されていないので、制御弁91は第3スプリング93の付勢力により弁座に着座され、リターン通路29を遮断している。供給された燃料は、背圧室70内にとどまるので、第1、第2圧力制御室70、80および燃料通路15の燃料圧力は、ほぼ等しくなっている。第1ニードル50を第1弁座12bに押し付けようとする付勢力が、リフトさせようとする付勢力よりも大きいので、当接部51が第1弁座12bに着座され、燃料通路15内の燃料は第1噴孔30より噴射されることはない。また、第2ニードル60を第2弁座12aに押し付けようとする付勢力が、リフトさせようとする付勢力よりも大きいので、当接部61が第2弁座12aに着座され、燃料通路15内の燃料は第2噴孔40より噴射されることはない。
(When injection stops)
The relatively high-pressure fuel accumulated in the common rail is supplied to the back pressure chamber 70 and the fuel passage 15 through the fuel supply passage 23 as shown in FIG. At this time, since the drive current is not supplied to the solenoid 92, the control valve 91 is seated on the valve seat by the urging force of the third spring 93 to block the return passage 29. Since the supplied fuel remains in the back pressure chamber 70, the fuel pressures in the first and second pressure control chambers 70, 80 and the fuel passage 15 are substantially equal. Since the urging force for pressing the first needle 50 against the first valve seat 12b is larger than the urging force for lifting, the contact portion 51 is seated on the first valve seat 12b, The fuel is not injected from the first injection hole 30. Further, since the urging force for pressing the second needle 60 against the second valve seat 12a is larger than the urging force for lifting, the contact portion 61 is seated on the second valve seat 12a and the fuel passage 15 The fuel inside is not injected from the second injection hole 40.

なお、このとき、第1シール部S1および第2シールS2はシールされているので、容積部80には、低圧(大気圧または燃焼室内圧力相当)の燃料が溜まっている。   At this time, since the first seal portion S1 and the second seal S2 are sealed, fuel of low pressure (equivalent to atmospheric pressure or pressure in the combustion chamber) is accumulated in the volume portion 80.

(第1噴孔の開口への作動)
制御弁91に駆動電流がソレノイド92に供給されると、制御弁91は、ソレノイド92の発生する磁気吸引力によってリフトされ、リターン通路23が開放される。リターン通路23が開放されると、背圧室70内の燃料圧力が低下する。なお、この圧力は、第1入口絞り71と第1出口絞り72の面積比に応じて所定の下降速度で低下する。背圧室70内の燃料圧力が第1ニードル50の開弁圧まで低下すると、第1ニードル50がリフトされ、第1当接部51が第1弁座12bから離座し、第1ニードル50が開弁される。第1ニードル50が開弁されると、燃料通路15の燃料が第1噴孔30に流入し、燃料が第1噴孔30から噴射される。
(Operation to the opening of the first nozzle hole)
When a drive current is supplied to the control valve 91 to the solenoid 92, the control valve 91 is lifted by the magnetic attractive force generated by the solenoid 92, and the return passage 23 is opened. When the return passage 23 is opened, the fuel pressure in the back pressure chamber 70 decreases. The pressure decreases at a predetermined lowering speed according to the area ratio of the first inlet throttle 71 and the first outlet throttle 72. When the fuel pressure in the back pressure chamber 70 decreases to the valve opening pressure of the first needle 50, the first needle 50 is lifted, the first contact portion 51 is separated from the first valve seat 12b, and the first needle 50 Is opened. When the first needle 50 is opened, the fuel in the fuel passage 15 flows into the first injection hole 30 and the fuel is injected from the first injection hole 30.

なお、第1ニードル50の開弁圧に比べて第2ニードル60の開弁圧が高いため、第2当接部61が第2弁座12aに着座し第2シール部S2はシールされている。その結果、第2ニードル60の開弁が維持され、第2噴孔40から燃料は流出しない。このとき、第1噴射孔30のみからしか燃料が噴射されないので、燃料噴射特性としての噴射率は比較的低い状態にある。   Since the valve opening pressure of the second needle 60 is higher than the valve opening pressure of the first needle 50, the second contact portion 61 is seated on the second valve seat 12a and the second seal portion S2 is sealed. . As a result, the valve opening of the second needle 60 is maintained, and the fuel does not flow out from the second nozzle hole 40. At this time, since the fuel is injected only from the first injection hole 30, the injection rate as the fuel injection characteristic is in a relatively low state.

(第1噴孔および第2噴孔の開口への作動)
上記の第1噴孔30の開口過程において、第1当接部51が第1弁座12bから離座すると、第1シール部S1のシール状態が解除され、燃料通路15からの高圧(コモンレール圧)Pdの燃料が容積部80へ流入する。このとき、容積部80内の燃料は低圧燃料のため、コモンレール圧Pdの燃料が瞬時に流入したとしても、低圧状態から高圧Pd状態に到達するまでには時間がかかる。なお、到達するまでの時間は、高圧Pd燃料の流入量ΔQで決まり、容積部80の容積をV、燃料の堆積弾性係数をEとすると、(高圧Pd−低圧)=ΔQ×E/Vとなる。
(Operation to the opening of the first nozzle hole and the second nozzle hole)
In the opening process of the first nozzle hole 30 described above, when the first contact portion 51 is separated from the first valve seat 12b, the seal state of the first seal portion S1 is released, and the high pressure (common rail pressure) from the fuel passage 15 is released. ) Pd fuel flows into the volume 80. At this time, since the fuel in the volume 80 is low-pressure fuel, it takes time to reach the high-pressure Pd state from the low-pressure state even if the fuel at the common rail pressure Pd flows in instantaneously. The time to reach is determined by the inflow amount ΔQ of the high-pressure Pd fuel. When the volume of the volume 80 is V and the fuel deposition elastic modulus is E, (high pressure Pd−low pressure) = ΔQ × E / V Become.

なお、ここで、高圧Pdの代わりに、第2ニードル60の開弁圧P2oとすると、P2o−低圧=ΔP(図3参照)=ΔQ×E/Vという関係式で表される。コモンレール圧Pd、第2開弁圧P2oは低圧に比べて極めて大きいため、関係式中の低圧はほぼ零である。本実施形態では、容積部80は段差容積部86により容積の増加が図られており、図3に示す実線のように、容積部80へ高圧Pdの燃料が流入しても、第2開弁圧に相当する圧力ΔPに達するまでの経過時間(以下、実際の第2ニードル60の開弁時間と呼ぶ)が比較的大きく形成される。実際の第2ニードル60の開弁時間は、図3に示すように、必要とする第2ニードル60の目標開弁時期ΔTaまで引き延ばせる。その結果、第1ニードル50と第2ニードル60の開弁時期に所定の時差を持たせられるので、第1噴孔30および第2噴孔40の可変噴孔噴射が可能となる。   Here, when the valve opening pressure P2o of the second needle 60 is used instead of the high pressure Pd, it is expressed by the following relational expression: P2o−low pressure = ΔP (see FIG. 3) = ΔQ × E / V. Since the common rail pressure Pd and the second valve opening pressure P2o are extremely large compared to the low pressure, the low pressure in the relational expression is almost zero. In the present embodiment, the volume of the volume 80 is increased by the step volume 86, and even if high-pressure Pd fuel flows into the volume 80 as shown by the solid line in FIG. The elapsed time until the pressure ΔP corresponding to the pressure is reached (hereinafter referred to as the actual valve opening time of the second needle 60) is formed relatively large. As shown in FIG. 3, the actual valve opening time of the second needle 60 can be extended to the required target valve opening time ΔTa of the second needle 60. As a result, a predetermined time difference is given to the valve opening timing of the first needle 50 and the second needle 60, so that the variable injection hole injection of the first injection hole 30 and the second injection hole 40 becomes possible.

なお、ここで、従来技術を適用した比較例(図5参照)を説明する。比較例では、図5に示すように、容積部80の容積が小さくなるように形成されている。そのため、実際の第2ニードル960の開弁(図中の開弁時間ΔTp)が、目標開弁時期ΔTaに比べて時間ΔToだけ早くなってしまうおそれがある。その結果、比較例では、第1噴孔30および第2噴孔40の可変噴孔噴射を狙っているにも係わらず、図3の二点鎖線のように、第1ニードル50の開弁と同時に第2ニードル960にも燃料通路15の高圧燃料による受圧力が瞬時に加わりほとんど時間遅れなく開弁してしまう。   Here, a comparative example (see FIG. 5) to which the conventional technique is applied will be described. In the comparative example, as shown in FIG. 5, the volume portion 80 is formed to have a small volume. Therefore, the actual opening of the second needle 960 (opening time ΔTp in the drawing) may be advanced by the time ΔTo compared to the target valve opening timing ΔTa. As a result, in the comparative example, although the first injection hole 30 and the second injection hole 40 are aimed at variable injection injection, the first needle 50 is opened as shown by the two-dot chain line in FIG. At the same time, the pressure received by the high-pressure fuel in the fuel passage 15 is instantaneously applied to the second needle 960 and the valve is opened with almost no time delay.

(噴射停止への作動)
エンジンの運転状態に応じた所定の開弁時間が経過すると、ソレノイド92への駆動電流の供給が停止される。駆動電流の供給が停止されると、ソレノイド92の磁気吸引力が失われ、制御弁91はリターン通路29を遮断する。すると、第1出口絞り72から下流への燃料流出が停止されるので、背圧室70内の圧力は再び上昇し始める。背圧室70内の圧力が第1ニードル50の閉弁圧まで上昇すると第1ニードル50が閉弁し、そして第2ニードル60の閉弁圧まで上昇すると第2ニードル60が閉弁する。その結果、第1噴孔30および第2噴孔40からの燃料噴射が停止される。
(Operation to stop injection)
When a predetermined valve opening time corresponding to the operating state of the engine has elapsed, the supply of drive current to the solenoid 92 is stopped. When the supply of the drive current is stopped, the magnetic attractive force of the solenoid 92 is lost, and the control valve 91 blocks the return passage 29. Then, since the fuel outflow from the first outlet throttle 72 to the downstream is stopped, the pressure in the back pressure chamber 70 starts to rise again. When the pressure in the back pressure chamber 70 rises to the valve closing pressure of the first needle 50, the first needle 50 closes. When the pressure in the back pressure chamber 70 rises to the valve closing pressure of the second needle 60, the second needle 60 closes. As a result, fuel injection from the first nozzle hole 30 and the second nozzle hole 40 is stopped.

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、(1)本実施形態では、第2ニードル60が第1ニードル50の内周に往復移動可能に収容されて、弁座12a、12bに対して両ニードル50、60が弁座側の端部より高圧燃料圧力を受圧し独立して離座する燃料噴射弁において、弁座側の端部には、第1ニードル50の内周と第2ニードル60の外周との間に設けられ、第1ニードル50の開弁ののちに高圧燃料が流入して第2ニードル60をリフトさせる際の燃料圧力の上昇を遅らせる容積部80(詳しくは段差容積86を含む容積部80)が形成される。これにより、従来技術を適用する比較例などの従来例の各ニードル960、50の当接部951、961間と弁座912とで囲まれる容積部980の容積に比べて、第1ニードル50の内周と第2ニードル60の内周との間にその容積を比較的大きく形成することが可能である。したがって、その容積を比較的大きく形成することがことができるので、第1ニードル50の開弁時期と第2ニードル60の開弁時期に所定の時差ΔTaを持たせることができる。   Next, the operation and effect of the present embodiment will be described. (1) In the present embodiment, the second needle 60 is accommodated in the inner periphery of the first needle 50 so as to be capable of reciprocating, so that the valve seats 12a and 12b can be moved. In the fuel injection valve in which both needles 50 and 60 receive high pressure fuel pressure from the valve seat side end and are separated independently, the inner periphery of the first needle 50 and the second needle are provided at the valve seat end. A volume portion 80 (in detail, a step volume 86 is provided between the outer circumference of the 60 and delays the rise in fuel pressure when the high pressure fuel flows in after the first needle 50 is opened and the second needle 60 is lifted). A volume 80) is formed. Thereby, compared with the volume of the volume part 980 enclosed between the contact parts 951 and 961 of each needle 960 and 50 of conventional examples, such as a comparative example to which a prior art is applied, and the valve seat 912, the 1st needle 50's. It is possible to form a relatively large volume between the inner periphery and the inner periphery of the second needle 60. Therefore, since the volume can be made relatively large, a predetermined time difference ΔTa can be given to the valve opening timing of the first needle 50 and the valve opening timing of the second needle 60.

(2)なお、本実施形態では、上記容積部80は、第1ニードル50の内周に摺動可能な、第2ニードル60の大径軸部60bの弁座側に向けて延設され、大径軸部60bに対して径方向段差を有して第1ニードル50の内周との間に燃料充填されるよう形成されている。したがって、従来技術を適用する比較例などの従来例の各ニードル960、50の当接部951、961間と弁座912とで囲まれる容積部980の容積に比べて、第1ニードル50の内周と第2ニードル60の径方向段差とで形成される段差容積部86の大きさに応じてその容積を比較的大きく形成することができる。   (2) In the present embodiment, the volume portion 80 is extended toward the valve seat side of the large-diameter shaft portion 60b of the second needle 60, which can slide on the inner periphery of the first needle 50, The large-diameter shaft portion 60b is formed so as to be filled with fuel between the inner periphery of the first needle 50 with a radial step. Therefore, in comparison with the volume of the volume portion 980 surrounded by the valve seat 912 between the contact portions 951 and 961 of the needles 960 and 50 of the conventional example such as the comparative example to which the conventional technology is applied, The volume can be made relatively large according to the size of the step volume portion 86 formed by the circumference and the radial step of the second needle 60.

(3)なお、容積部80、特に段差容積部86の最適化を図るために、第2ニードルにおける小径軸部60aと大径軸部60bの2段径比d/Dは、0.67〜0.93の範囲にあることが好ましい。2段径比d/Dが0.67より小さい場合には、容積部80の空間容積つまり燃料が溜まる無駄容積が大きくなりすぎるため、第2ニードル60の第2弁座12aに着座後の第1噴孔30からの燃料(噴霧)のいわゆる後だれが許容値を越えるおそれがある。2段径比d/Dが0.93より大きい場合には、容積部80の無駄容積が少なすぎるため、必要とする第2ニードル60の目標開弁時期の前に、第2ニードル60が開弁するという問題が生じる。   (3) In order to optimize the volume 80, particularly the step volume 86, the two-stage diameter ratio d / D of the small diameter shaft 60a and the large diameter shaft 60b in the second needle is 0.67 to It is preferably in the range of 0.93. When the two-stage diameter ratio d / D is smaller than 0.67, the space volume of the volume portion 80, that is, the waste volume in which the fuel is accumulated, becomes too large, so that the second needle 60 after being seated on the second valve seat 12a. There is a risk that the so-called back of fuel (spray) from one nozzle hole 30 may exceed the allowable value. When the two-stage diameter ratio d / D is larger than 0.93, the waste volume of the volume portion 80 is too small, so that the second needle 60 is opened before the required target valve opening timing of the second needle 60. The problem arises.

(4)本実施形態では、弁座を、第1ニードルに対応する略円錐状の第1弁座12bと、第2ニードル60に対応する略円錐状の第2弁座12aとから構成するものとし、第2弁座12aと第1弁座12bは、第2弁座12aのシート角度θaと第1弁座12bのシート角度θbを変えて形成されるように構成されている。したがって、比較例等の従来技術の各ニードルに共用される略円錐状の弁座912に比べて、容積部80の容積を形成する弁座12a、12b側の形状を変えることで容積の拡大が図れる。   (4) In this embodiment, the valve seat is composed of a substantially conical first valve seat 12b corresponding to the first needle and a substantially conical second valve seat 12a corresponding to the second needle 60. The second valve seat 12a and the first valve seat 12b are configured to be formed by changing the seat angle θa of the second valve seat 12a and the seat angle θb of the first valve seat 12b. Therefore, the volume can be increased by changing the shape of the valve seats 12a and 12b forming the volume of the volume portion 80 as compared with the substantially conical valve seat 912 shared by the conventional needles such as the comparative example. I can plan.

(5)なお、詳しくは第2弁座12aのシート角度θaと第1弁座12bのシート角度θbの間に角度差が生じるように構成されており、シート角度θbとシート角度θaとの角度差は、30°〜80°の範囲にあることが好ましい。角度差が30°より小さい場合には、容積部80の無駄容積が少ないため、必要とする第2ニードル60の目標開弁時期の前に、第2ニードル60が開弁するという問題が生じる。角度差が80°より大きい場合には、容積部80の無駄容積が大きくなるため、第2ニードル60の第2弁座12aに着座後の第1噴孔30からの燃料(噴霧)のいわゆる後だれが許容値を越えるおそれがある。   (5) In more detail, an angle difference is generated between the seat angle θa of the second valve seat 12a and the seat angle θb of the first valve seat 12b, and the angle between the seat angle θb and the seat angle θa. The difference is preferably in the range of 30 ° to 80 °. When the angle difference is smaller than 30 °, the waste volume of the volume portion 80 is small, which causes a problem that the second needle 60 opens before the required target valve opening timing of the second needle 60. When the angle difference is larger than 80 °, the waste volume of the volume portion 80 is increased, so that the fuel (spray) from the first nozzle hole 30 after seating on the second valve seat 12a of the second needle 60 is so-called after. Anyone may exceed the tolerance.

(6)なお、各ニードルのいわゆる当接部間と弁座とで囲まれる容積の拡大を図る方法としては、第2ニードル60の弁座12a側の端部に、第1ニードル50の内周52に対して所定径方向段差(詳しくは段差容積部86)を設けるように小径軸部60aを有するものに限らず、第2弁座12aのシート角度θaと第1弁座12bのシート角度θbの間に角度差が生じるように構成されているものであってもよい。いずれの方法であっても、容積部80の容積を比較的大きく形成することがことができるので、第1ニードル50の開弁時期と第2ニードル60の開弁時期に所定の時差ΔTaを持たせることができる。   (6) As a method of enlarging the volume surrounded by the so-called abutting portions of each needle and the valve seat, the inner periphery of the first needle 50 is provided at the end of the second needle 60 on the valve seat 12a side. The seat angle θa of the second valve seat 12a and the seat angle θb of the first valve seat 12b are not limited to those having the small diameter shaft portion 60a so as to provide a predetermined radial direction step (specifically, the step volume portion 86) with respect to 52. It may be configured such that an angle difference is generated between the two. In any method, since the volume of the volume portion 80 can be formed relatively large, the valve opening timing of the first needle 50 and the valve opening timing of the second needle 60 have a predetermined time difference ΔTa. Can be made.

(7)なお、各ニードルのいわゆる当接部間と弁座とで囲まれる容積の拡大を図る方法としては、第2ニードル60の弁座12a側の端部に、第1ニードル50の内周52に対して所定径方向段差(詳しくは段差容積部86)を設けるように小径軸部60aを有する特徴と、第2弁座12aのシート角度θaと第1弁座12bのシート角度θbの間に角度差が生じる特徴とをあわせ持つことが好ましい。これにより、第1ニードル50の開弁時期と第2ニードル60の開弁時期に所定の時差ΔTaを持たせるために、効果的に容積部80の容積を比較的大きし、その容積を必要とする目標時差ΔTaに適合する大きさに形成することがことができる。   (7) As a method of enlarging the volume surrounded by the so-called contact portions of each needle and the valve seat, the inner periphery of the first needle 50 is provided at the end of the second needle 60 on the valve seat 12a side. 52 between the seat angle θa of the second valve seat 12a and the seat angle θb of the first valve seat 12b, and a feature having a small-diameter shaft portion 60a so as to provide a predetermined radial step (specifically, a step volume portion 86). It is preferable to have a feature that causes an angle difference. Thereby, in order to give the predetermined time difference ΔTa between the valve opening timing of the first needle 50 and the valve opening timing of the second needle 60, the volume of the volume portion 80 is effectively made relatively large and the volume is required. The size can be adapted to the target time difference ΔTa.

(第2の実施形態)
第2の実施形態を、図4に従って説明する。なお、以下の説明では、第1の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。図4は、本実施形態に係わる弁部の主要部を示す部分断面図である。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the main part of the valve part according to this embodiment.

第2の実施形態では、図4に示すように、第2ニードル160を、第1ニードル150とノズルボディ部113とで軸支する構成とする。   In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the second needle 160 is pivotally supported by the first needle 150 and the nozzle body portion 113.

図4に示すように、第2ニードル60は、第1ニードル150の内周152に摺動可能な大径軸部160bと、大径軸部160bに比べて外周の大きさが小さい小径軸部160aとを有している。小径軸部160aは、ノズルボディ111の先端部111b側に配置されたノズルボディ部113に軸方向移動可能に収容されている。第1ニードル150はノズルボディ111の案内孔(図示せず)に往復移動可能に収容されている。第1ニードル150の第1当接部151は、第1弁座112に着座および離座する。第1当接部151は、第1噴孔30を挟んで、弁座112の燃料上流側に離座および着座する第1当接上側部151bと、弁座112の燃料下流側に離座および着座する第1当接下側部151aを有している。なお、ここで、第1当接部151(詳しくは第1当接上側部151b、第1当接下側部151a)と第1弁座112は、第1噴孔30を挟んでシールする第1シール部S1を構成する。   As shown in FIG. 4, the second needle 60 includes a large-diameter shaft portion 160b that can slide on the inner periphery 152 of the first needle 150, and a small-diameter shaft portion that has a smaller outer diameter than the large-diameter shaft portion 160b. 160a. The small diameter shaft portion 160a is accommodated in the nozzle body portion 113 disposed on the tip end portion 111b side of the nozzle body 111 so as to be movable in the axial direction. The first needle 150 is accommodated in a guide hole (not shown) of the nozzle body 111 so as to be reciprocally movable. The first contact portion 151 of the first needle 150 is seated on and separated from the first valve seat 112. The first abutting portion 151 has a first abutting upper portion 151b that is separated and seated on the fuel upstream side of the valve seat 112 across the first injection hole 30; It has the 1st contact lower side part 151a to seat. Here, the first contact portion 151 (specifically, the first contact upper portion 151b and the first contact lower portion 151a) and the first valve seat 112 are sealed with the first injection hole 30 interposed therebetween. 1 seal part S1 is comprised.

ノズルボディ113は、図4に示すように、ノズルボディ111の先端部111b側に別部材として形成され、圧入あるいは溶接等により接合固定されている。なお、ノズルボディ113は、ノズルボディ111に一体形成されるものであってもよい。ノズルボディ部113の案内孔113aには、内部に、第2ニードル160(詳しくは小径軸部160a)の第2当接部161が離座および着座する第2弁座113sが設けられている。   As shown in FIG. 4, the nozzle body 113 is formed as a separate member on the tip 111b side of the nozzle body 111, and is joined and fixed by press-fitting or welding. The nozzle body 113 may be integrally formed with the nozzle body 111. The guide hole 113a of the nozzle body portion 113 is provided with a second valve seat 113s in which the second contact portion 161 of the second needle 160 (specifically, the small diameter shaft portion 160a) is separated and seated.

なお、本実施形態では、図4に示すように、小径軸部160aは、内周152に対して所定の径方向段差(詳しくは段差容積部186)を設けるように配置されている。図4に示すように、容積部180は、第1ニードル150の第1下端面155と、ノズルボディ部111bの上端面と、これら第1ニードル150およびノズルボディ部111bの内部に配置される第2ニードル160とで囲まれる空間容積で形成されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the small-diameter shaft portion 160 a is disposed so as to provide a predetermined radial step (specifically, a step volume portion 186) with respect to the inner periphery 152. As shown in FIG. 4, the volume portion 180 includes a first lower end surface 155 of the first needle 150, an upper end surface of the nozzle body portion 111b, and the first needle 150 and the nozzle body portion 111b. A space volume surrounded by two needles 160 is formed.

以上説明した本実施形態では、容積部180を、第1ニードル150の第1下端面155と、ノズルボディ部111bの上端面と、これら第1ニードル150およびノズルボディ部111bの内部に配置される第2ニードル160とで囲まれる空間容積で形成するので、比較例等の従来技術の容積部980に比べて比較的大きく形成するこができる。したがって、容積部180の容積を比較的大きく形成することがことができるので、第1ニードル150の開弁時期と第2ニードル160の開弁時期に所定の時差ΔTaを持たせることができる。   In the present embodiment described above, the volume portion 180 is disposed in the first lower end surface 155 of the first needle 150, the upper end surface of the nozzle body portion 111b, and inside the first needle 150 and the nozzle body portion 111b. Since it is formed by the space volume surrounded by the second needle 160, it can be formed relatively larger than the volume part 980 of the prior art such as a comparative example. Therefore, since the volume of the volume part 180 can be formed relatively large, a predetermined time difference ΔTa can be provided between the valve opening timing of the first needle 150 and the valve opening timing of the second needle 160.

さらになお、本実施形態では、第2ニードル160(詳しくは第2上端面153、第1受圧面164)の外径(以下、大径軸部外径と呼ぶ)をdb、小径軸部の外径(以下、小径軸部外径と呼ぶ)をdaとすると、大径軸部外径dbと小径軸部外径daの大きさが異なる(本実施例ではdb>da)ように形成している。これにより、段差容積部986の容積を効果的に拡大することができる。   Furthermore, in this embodiment, the outer diameter of the second needle 160 (specifically, the second upper end surface 153, the first pressure receiving surface 164) (hereinafter referred to as the outer diameter of the large-diameter shaft portion) is db, the outer diameter of the small-diameter shaft portion. When the diameter (hereinafter referred to as the small-diameter shaft outer diameter) is da, the large-diameter shaft outer diameter db and the small-diameter shaft outer diameter da are different in size (db> da in this embodiment). Yes. Thereby, the volume of the step volume part 986 can be expanded effectively.

なお、大径軸部外径dbと小径軸部外径daは、ほぼ同じ大きさであってもよい。この様な構成であっても、容積部180の容積を、比較例等の従来技術の容積部980に比べて比較的大きく形成するこができる。   The large-diameter shaft outer diameter db and the small-diameter shaft outer diameter da may be approximately the same size. Even with such a configuration, the volume of the volume portion 180 can be made relatively large compared to the volume portion 980 of the prior art such as the comparative example.

なお、本実施形態では、ノズルボディ部113内に第2ニードル160の当接部161の第2弁座113sを配置する。第1ニードル150および第1弁座112は、第1噴孔30を挟んでシールする第1シール部Sを有しているので、図4に示す矢印ように、第1ニードル150と第2ニードル160の間の摺動部からりーくする燃料があったとしても、第1噴孔30からの燃料リークにより燃料洩れを効果的に抑制することができる。   In the present embodiment, the second valve seat 113s of the contact portion 161 of the second needle 160 is disposed in the nozzle body portion 113. Since the first needle 150 and the first valve seat 112 have the first seal portion S that seals with the first injection hole 30 in between, the first needle 150 and the second needle as shown by the arrows in FIG. Even if there is fuel leaking from the sliding portion between 160, fuel leakage can be effectively suppressed by the fuel leakage from the first injection hole 30.

以上説明した第1の実施形態において、第2弁座12aのシート角度θaと第1弁座12bのシート角度θbの間に角度差が生じる構成に代えて、弁座12a、12bのうち、第1シール部S1と第2シール部S2との間の弁座部は、第1ニードル50および第2ニードル60から遠ざかる方向に向かって凹状に形成されように構成されていてもよい。この様な構成にしても、容積部80の容積を効果的に拡大することが可能である。   In the first embodiment described above, instead of the configuration in which an angle difference occurs between the seat angle θa of the second valve seat 12a and the seat angle θb of the first valve seat 12b, the first of the valve seats 12a and 12b The valve seat part between 1 seal part S1 and 2nd seal part S2 may be comprised so that it may form in a concave shape toward the direction away from the 1st needle 50 and the 2nd needle 60. FIG. Even with such a configuration, it is possible to effectively expand the volume of the volume portion 80.

以上説明した第1および第2の実施形態において、容積部80、180の容積の大きさを拡大するだけで、従来技術に比べて第1ニードル150の開弁時期と第2ニードル160の開弁時期に所定の時差ΔTaを持たせることができる。   In the first and second embodiments described above, the valve opening timing of the first needle 150 and the valve opening of the second needle 160 are simply increased by increasing the volume of the volumes 80 and 180 as compared with the prior art. A predetermined time difference ΔTa can be given to the time.

なお、容積部80の容積を拡大する方法に代えて、第2ニードルを第1ニードル内に軸方向移動可能に支持し、第1ニードルの所定リフトの発生により第2ニードルが第1ニードルに係止される構成にすることも考えられる。この構成では、第1ニードルが例えば所定リフトh以上リフト時、第2ニードルを機械的に引く上げ、第1ニードルと第2ニードルの開弁時間差を設定することは可能である。しかしながら、第1ニードル内に第2ニードルを係止可能な構造を形成するために、係止部材となるスリーブを第1ニードルへ圧入して溶接等することが必要となる。圧入後、溶接等する接合工程が必要となるのと、溶接等の2つの部材を接合する接合工程があるため、所定のリフトhを精度よく調整することは難しいという問題がある。   Instead of expanding the volume of the volume portion 80, the second needle is supported in the first needle so as to be movable in the axial direction, and the second needle is engaged with the first needle by the occurrence of a predetermined lift of the first needle. It is also conceivable to use a configuration that is stopped. In this configuration, when the first needle is lifted for a predetermined lift h or more, for example, it is possible to mechanically pull up the second needle and set the valve opening time difference between the first needle and the second needle. However, in order to form a structure in which the second needle can be locked in the first needle, it is necessary to press-fit a sleeve serving as a locking member into the first needle and perform welding or the like. After the press-fitting, there is a problem that it is difficult to accurately adjust the predetermined lift h because a joining step for welding or the like is required and there is a joining step for joining two members such as welding.

本発明の第1の実施形態の燃料噴射弁に係わる弁部の主要部を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the principal part of the valve part concerning the fuel injection valve of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の燃料噴射弁の一実施例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows one Example of the fuel injection valve of the 1st Embodiment of this invention. 図1中の各ニードルの当接部間と弁座とで囲まれる容積部に加わる圧力とニードルの開弁時期との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pressure added to the volume part enclosed between the contact parts of each needle in FIG. 1, and a valve seat, and the valve opening time of a needle. 第2の実施形態に係わる弁部の主要部を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the principal part of the valve part concerning 2nd Embodiment. 比較例の弁部の主要部を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the principal part of the valve part of a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料噴射弁
10 ノズル本体
11 ノズルボディ
12 弁座
12a 第2弁座(内側弁座)
12b 第1弁座(外側弁座)
19 リテーニングナット
20 弁ハウジング
30 第1噴孔
40 第2噴孔
50 第1ニードル(外側ニードル)
51 第1当接部
53 第1上端面
54 第1受圧面
55 第1下端面
59 第1スプリング
60 第2ニードル(内側ニードル)
60a 小径軸部
60b 大径軸部
61 第2当接部
63 第2上端面
64 第2受圧面
65 第2下端面
69 第2スプリング
70 背圧室(圧力制御室)
71 第1入口絞り
72 第1出口絞り
S1 第1シール部(外側シール部)
S2 第2シール部(内側シール部)
80 容積部
86 段差容積部(容積部の一部)
θa (第2弁座の)シート角度
θb (第1弁座の)シート角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection valve 10 Nozzle body 11 Nozzle body 12 Valve seat 12a 2nd valve seat (inner valve seat)
12b First valve seat (outer valve seat)
19 Retaining nut 20 Valve housing 30 First nozzle hole 40 Second nozzle hole 50 First needle (outer needle)
51 1st contact part 53 1st upper end surface 54 1st pressure receiving surface 55 1st lower end surface 59 1st spring 60 2nd needle (inner needle)
60a small diameter shaft portion 60b large diameter shaft portion 61 second contact portion 63 second upper end surface 64 second pressure receiving surface 65 second lower end surface 69 second spring 70 back pressure chamber (pressure control chamber)
71 First inlet throttle 72 First outlet throttle S1 First seal part (outer seal part)
S2 Second seal part (inner seal part)
80 Volume part 86 Step volume part (part of volume part)
θa (the second valve seat) seat angle θb (the first valve seat) seat angle

Claims (3)

内外に二重に配置された内側ニードルおよび外側ニードルと、
前記内側ニードルおよび前記外側ニードルを往復移動可能に収容し、前記内側ニードル、前記外側ニードルが離座および着座する弁座、および前記弁座に形成された噴孔を有するノズルボディとを備え、
前記内側ニードルが前記外側ニードルの内周に往復移動可能に収容されて、前記弁座に対して該両ニードルが前記弁座側の端部より高圧燃料圧力を受圧し独立して離座する燃料噴射弁において、
前記弁座側の端部には、前記外側ニードルの内周と前記内側ニードルの外周との間に設けられ、前記外側ニードルの開弁ののちに高圧燃料が流入して前記内側ニードルをリフトさせる際の燃料圧力の上昇を遅らせる容積部が形成されており、
前記内側ニードルは前記内周に摺動可能な大径軸部を有し、
前記容積部は、前記大径軸部の前記弁座側に向けて延設され、前記大径軸部に対して径方向段差を有して前記内周との間に燃料充填されるように形成され、かつ前記内側ニードルの外径において前記大径軸部の外径(D)に対する前記径方向段差を有する部位での外径(d)の外径比(d/D)が、0.67〜0.93の範囲に設定されているとともに、
前記弁座は、前記内側ニードルに対応する略円錐状の内側弁座と、前記外側ニードルに対応する略円錐状の外側弁座を有しており、
前記内側弁座と前記外側弁座は、前記内側弁座のシート角度と前記外側弁座のシート角度を変えて形成され、かつ前記外側弁座のシート角度(θb)と前記内側弁座のシート角度(θa)の角度差(θb−θa)が、30°〜80°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。
An inner needle and an outer needle that are arranged in duplicate inside and outside;
The inner needle and the outer needle are slidably accommodated, and the inner needle, a valve seat from which the outer needle is separated and seated, and a nozzle body having a nozzle hole formed in the valve seat,
Fuel in which the inner needle is accommodated in the inner periphery of the outer needle so as to be reciprocally movable, and both the needles receive high-pressure fuel pressure from the end on the valve seat side and separate independently from the valve seat. In the injection valve,
The end on the valve seat side is provided between the inner circumference of the outer needle and the outer circumference of the inner needle, and high pressure fuel flows after the outer needle is opened to lift the inner needle. A volume that delays the rise in fuel pressure at the time is formed ,
The inner needle has a large-diameter shaft portion slidable on the inner periphery,
The volume portion extends toward the valve seat side of the large-diameter shaft portion, has a radial step with respect to the large-diameter shaft portion, and is filled with fuel between the inner periphery. The outer diameter ratio (d / D) of the outer diameter (d) at the portion having the radial step with respect to the outer diameter (D) of the large-diameter shaft portion in the outer diameter of the inner needle is 0. It is set in the range of 67 to 0.93,
The valve seat has a substantially conical inner valve seat corresponding to the inner needle and a substantially conical outer valve seat corresponding to the outer needle,
The inner valve seat and the outer valve seat are formed by changing the seat angle of the inner valve seat and the seat angle of the outer valve seat, and the seat angle (θb) of the outer valve seat and the seat of the inner valve seat 2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein an angle difference (θb−θa) of the angle (θa) is set in a range of 30 ° to 80 ° .
前記弁座は、前記内側ニードルが離座および着座する内側シール部と、前記外側ニードルが離座および着座する外側シール部を有しており、
前記弁座のうち、前記内側シール部と前記外側シール部との間の弁座部は、前記内側ニードルおよび前記外側ニードルから遠ざかる方向に向かって凹状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。
The valve seat has an inner seal portion where the inner needle is separated and seated, and an outer seal portion where the outer needle is separated and seated,
The valve seat portion between the inner seal portion and the outer seal portion of the valve seat is formed in a concave shape in a direction away from the inner needle and the outer needle. The fuel injection valve according to 1.
前記噴孔のうち、前記容積部に常に連通する特定噴孔を有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料噴射弁。 3. The fuel injection valve according to claim 1 , wherein, among the nozzle holes, a specific nozzle hole that always communicates with the volume portion is provided.
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