JPH031507B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えばエンジンの燃焼室内で霧化
されるように、高圧の燃料を供給する燃料噴射ノ
ズルに関する。

この種燃料噴射ノズルにおいては、燃料ポンプ
からの燃料の圧力の増加に対応して、噴出口の所
の弁部材に作用する圧力（ノズル開口圧力）が所
定の値になるまで増加し、弁が開き、この後は一
定になることが望まれている。

このようなノズルとして、特開昭55−46086号
公開にて開示されたものが知られている。

この公知の技術は、上記ピーク圧力値を一定に
保つために、内孔と弁部材との間に漏洩経路を形
成し、ポンプからの燃料をこの漏洩経路を介して
シリンダ内に導くようにしている。

しかし、上記の従来技術においては、シリンダ
内の圧力が一定値より高くなると、この圧力燃料
を逃し弁を介して外部に吐出し、ポンプに再度供
給するようにしている。このために、ポンプに圧
力燃料を戻すための系が必要となり、構成が複雑
となる。さらに、ポンプの能力は、漏洩燃料の分
も必要であるので、大きなものが必要となる。

従つて、本発明の目的は、構成が簡単で、ポン
プも強力なものを必要とせず、ピーク圧力値が一
定となるように、ノズル開口圧力を設定すること
の可能な燃料噴射ノズルを提供することである。

この発明によれば、上述した種類の燃料噴射ノ
ズルは、弁が注入口とチエンバとを連結する第１
通路の中に位置しており、第２の弁座と上記注入
口からの燃料の圧力によつて上記第２の弁座から
離されて燃料を上記チエンバ内に流入させる第２
の弁部材と、一端が上記チエンバ内の圧力に支配
される第１のピストンと、上記第１のピストンよ
り大きな直径を有し、一端が上記第１のピストン
の他端に係合する第２のピストンと、上記第２の
ピストンの他端を上記チエンバ内の圧力に支配さ
れるように仲介する第２通路と、上記複数のピス
トンの異なる面積の面に作用する上記チエンバ内
の圧力の作用による上記複数のピストンの動きに
反する弾性手段とを備えており、上記複数のピス
トンが上記弾性手段の作用に逆らつて動くとき、
上記第２の弁部材が上記第２の弁座に保持されて
上記チエンバ内の燃料の圧力がさらに増加するこ
とを防止するように位置していることを特徴とし
ている。

この発明のさらに進んだ特徴によれば、前記第
２通路は、前記第２のピストンを有するシリンダ
の端から前記チエンバへ燃料が流れることを防ぐ
ように働く戻止弁と一体化している。

以下に、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

第１図に示すように、燃料噴射ノズルはノズル
ホルダーすなわちボデイ１０と、袋ナツト１１に
よつてボデイ１０に固着されたノズルヘツド１２
とを具備する。ノズルヘツド１２にはボア１３が
形成されており、ボア１３の中には第１の弁部材
１４が摺動可能に設けられている。ボデイ１０に
隣接するボア１３の一端は、ボデイ１０の内部を
貫いて延びる通路１５によつてドレインに連通さ
れ、ボア１３の他端側は環状チエンバ１６に連な
り、そこからボア１３の細くなつた部分が延出し
ている。ボア１３の細くなつた部分は、弁部材１
４の細くなつた部分に係合可能な第１の弁座を形
成する。噴出口１７がボア１３の細くなつた部分
の最も狭い端から延出している。燃料は燃料注入
口１８からボデイ１０及びノズルヘツド１２の内
部の通路を通つて環状チエンバ１６に供給され
る。燃料注入口１８は、使用中は結合しているエ
ンジンにタイミングよく燃料を供給する燃料噴出
ポンプに結合されている。

ボデイ１０にはさらにボア１９が形成されてお
り、ボア１９の中には弁部材１４の延長部分に係
合する押し部材２０が摺動可能に据え付けられて
いる。ボア１９は圧縮コイルばね（第１の弾性部
材）２２を収容するチエンバ２１に連通してい
る。圧縮コイルばね２２は作用面を有する押し部
材２０に係合して、作用面を有する押し部材２０
を押圧し、従つて弁部材１４をも押圧するので、
弁部材１４は第１の弁座に係合する。燃料は、戻
止弁２３の働きによつて燃料注入口１８からチエ
ンバ２１へも第１の流路を介して流入する。チエ
ンバ２１内で燃料による圧力を受ける押し部材２
０の作用面の面積は、使用中に燃料注入口１８か
ら流入してくる燃料の圧力を受けるように環状チ
エンバ１６内に位置する弁部材１４の作用面の面
積よりも小さくなるように構成されている。この
形式のノズルは英国特許1412413に開示されてお
り、操作中は燃料注入口１８からの燃料の圧力は
弁部材１４の作用面に作用し、圧縮コイルばね２
２の付勢力と、押し部材２０の作用面に作用する
チエンバ２１内の燃料の圧力とに反して弁部材１
４を上昇させる。使用中にチエンバ２１内の圧力
は、燃料噴出ポンプの出力圧力（アウトプツトプ
レツシヤー）の最高値に達し、この最高圧力値は
戻止弁２３の作用によつて維持される。燃料漏れ
は当然起きるので、燃料噴出ポンプによつて供給
される燃料の圧力が下がると、チエンバ２１内の
圧力もまた、漏れにより下がる。しかしながら先
にも述べたように、ノズル開口圧力は燃料噴出ポ
ンプによつて供給される燃料の圧力が増大するの
に従つて増大し続ける。このために、以下に説明
する戻止弁が付加されている。

次に第２図を参照して戻止弁２３を説明する。

一対のピストン２４，２５が設けられており、
同軸的に配置された一対のシリンダ内に夫々位置
している。第１のピストン２４は、第２のピスト
ン２５より少し小さい直径を有し、圧縮コイルば
ね（第２の弾性手段）２７に係合するフランジ２
６を備えており、さらに戻止弁２３の弁部材、こ
こではボール２９（第２の弁部材）に係合可能に
位置する突出部２８を備えている。上記両ピスト
ン２４，２５の隣接面は部分球面になつており、
このためにできた空間がドレインに連通してい
る。第２のピストン２５を収容してるシリンダの
他端は、第２の通路によつてチエンバ２１に連通
されている。この通路にはばね付き戻止弁３０が
設けられており、このばね付き戻止弁３０は燃料
がチエンバ２１からピストン２５を有するシリン
ダの端へと一方向のみに流れるように配置されて
いる。

第１のピストン２４はチエンバ２１内の燃料の
圧力を受けているが、２つのピストン２４，２５
は異なつた直径を有しているので、チエンバ２１
内の圧力によつて上記両ピストンの異なつた面積
に作用する燃料の圧力は圧縮コイルばね２７の付
勢力に反する力を生み出す。使用中、チエンバ２
１内の燃料圧力が増大するのに従つて、２つのピ
ストン２４，２５が圧縮コイルばね２７の付勢力
に抗して移動する。この結果、ピストン２４によ
り、ボール２９は弁座に接近し、弁座と係合する
ので、燃料注入口１８からチエンバ２１の中へ燃
料がさらに流入することを防止する。従つて、チ
エンバ２１内の燃料の圧力は、燃料注入口１８か
ら注入される燃料の圧力が増大し続けても、ほぼ
一定に維持される。

燃料の漏れは当然チエンバ２１から起きるし、
ピストン２４及び２５とそれぞれのシリンダとの
間に形成された遊隙に沿つても起きる。燃料注入
口１８から注入される燃料の圧力が下がつたとき
に、チエンバ２１内の圧力もまた下がるようにす
るためある程度の漏れは必要である。燃料注入口
１８から注入される燃料の圧力が高いときは、チ
エンバ２１からの漏れ及び先に述べた遊隙に沿つ
た漏れによりチエンバ２１内の圧力が少し低下す
ると、ピストン２４がボール２９からほんの少し
だけ離れ、この結果、チエンバ２１内には再び燃
料が供給されるのでチエンバ２１内の圧力は回復
される。

上記ノズル開口圧力とチエンバ２１内の圧力と
の関係を第５図に示す。

第５図にて横軸はエンジン回転数（燃料注入口
１８での圧力に比例する）を、また縦軸は圧力を
夫々示す。

この図にて明らかなように弁が開成された後
は、この弁の所の圧力は一定に保たれ、一定圧の
燃料が吐出される。

次に第３図を参照して他の実施例を説明する。
第１図に示した部品と同じ機能を有するノズル部
品には第１図につけた参照符号と同じ符号が付け
てある。

第３図に示す噴射ノズルにおいては、圧縮コイ
ルばね２２の一端を支持する支持部材３１が第１
の弁部材１４の突出部分に取り付けられているの
で、圧縮コイルばね２２は弁部材１４に直接作用
する。さらに、弁部材１４の上端は第１図に示し
た実施例のようにドレインの圧力を受けるのでは
なくて、チエンバ２１内の圧力を受ける。弁手段
３２は、燃料注入口１８からチエンバ２１へ燃料
を送るために例示されている。しかしながら、チ
エンバ２１内の燃料の圧力は第１図に示した実施
例のチエンバ２１内の圧力よりも小さくなければ
ならない。というのは、チエンバ２１内の燃料の
圧力は、弁部材１４に作用してこれを弁座から離
れさせるように働く燃料の圧力に反して作用する
からである。第３図に示したノズルは英国特許
1472401に開示されており、弁手段３２は調整弁
を具備している。第３図のノズルを改良するため
に、第４図に示された構成要素が弁手段３２に替
わつて用いられる。これら構成要素で第２図に示
した構成要素と同じものは同じ参照符号が用いて
ある。唯一の重要な違いは、符号３３で示す弁の
形態であり、この弁によつて燃料は燃料注入口１
８からチエンバ２１へ流入する。第４図に示した
実施例では、弁部材３３はボアの中で摺動可能な
心棒３４と、この心棒３４に結合されて弁座と作
用し合う弁ヘツド３５とを具備している。燃料注
入口１８からの燃料の圧力を受ける弁部材の有効
面積（弁ヘツドの底面によつて規定される環状面
の面積）はチエンバ２１内の圧力にさらされる弁
部材の有効面積（弁ヘツドの端表面の面積）より
も小さい。従つて弁が閉じた後も弁が閉じる前
も、チエンバ２１内の圧力は燃料注入口１８の圧
力よりも小さい。弁ヘツド３５に作用してこれを
弁座に当接させるためにばね２７が設けられてい
るが、これは必らずしも必要ではない。

第４図に示した装置の作動は、第２図に示した
装置の作用と全く同一である。ただ先に述べた弁
の面積が違うためにチエンバ２１内の圧力が第２
図の装置の圧力よりも小さいだけである。

上記両実施例における戻止弁３０はピストン２
５に加わる圧力を塞き止めるように働くので、ボ
ール（弁部材）２９及び弁ヘツド３５がピストン
の作用によつて一度それぞれの弁座に当接される
と、燃料注入口１８からの圧力が増大しても弁を
弁座から引き離すことはない。

上記本発明の燃料噴射ノズルにおいては、チエ
ンバ内の圧力が、ピーク値を越えると、径の異な
る１対のピストンにより第２の弁部材が制御さ
れ、チエンバ内の圧力の増加を防止しているの
で、ピーク値をエンジンの回転数（ポンプからの
燃料圧力）の増加にもかかわらず、一定にするこ
とができる。また、このチエンバ内の燃料は、第
２の弁部材を制御するために使用され、外部に吐
出されることがないので、全体の構成が複雑とな
らず、ポンプ能力もほどんどノズル開口圧力にの
み対応して設定することができる。

上述した実施例はこの発明を説明するためのも
のであり、この発明を何んら限定するものでな
く、この発明の技術範囲内で変形、改造等の施さ
れたものも全てこの発明に包含されることはいう
までもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による燃料噴射ノ
ズルの断面図、第２図は第１図の戻止弁を拡大し
て示す断面図、第３図はこの発明の他の実施例に
よる燃料噴射ノズルの断面図、第４図は第３図の
弁手段を拡大して示す略図である。そして第５図
はノズル開口圧力とチエンバ内の圧力とを示す図
である。 １０……ボデイ（ノズルホルダー）、１２……
ノズルヘツド、１３……ボア、１４……弁部材、
１５……通路、１６……環状チヤンバ、１７……
噴出口、１８……燃料注入口、１９……ボア、２
０……押し部材、２１……チエンバ、２２……圧
縮コイルばね、２３……戻止弁（弁）、２４……
第１のピストン、２５……第２のピストン、２７
……圧縮コイルばね、２８……突出部、２９……
ボール（弁部材）、３０……ばね付き戻止弁、３
１……アバツトメント、３２……弁手段、３３…
…弁部材（弁）、３４……心棒、３５……弁ヘツ
ド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料の圧力で第１ボア１３中を摺動可能な第
   １の弁部材１４と、上記ボア１３の一端に位置
   し、上記第１の弁部材と係合して、燃料が注入口
   １８から噴出口１７へ流れることを防止可能な第
   １の弁座と、上記第１の弁座部材１４を付勢し
   て、これを上記第１の弁座に係合させる第１の弾
   性手段２２と、チエンバ２１と、上記チエンバ内
   に位置する作用面と、上記作用面に作用して上記
   弾性手段の作用を助ける力となるように圧力燃料
   を上記チエンバ内へ流す弁２３，３３とを具備す
   る燃料噴射ノズルにおいて、上記弁２３，３３は
   上記注入口と上記チエンバ２１とを連結する第１
   通路の中に位置しており、第２の弁座と上記注入
   口からの燃料の圧力によつて上記第２の弁座から
   離されて燃料を上記チエンバ内に流入可能な第２
   の弁部材２９と、一端が上記チエンバ内の圧力を
   受ける第１のピストン２４と、上記第１のピスト
   ンより大きな直径を有し、一端が上記第１のピス
   トンの他端に係合する第２のピストン２５と、上
   記第２のピストンの他端を上記チエンバ内の圧力
   にさらすように仲介する第２通路と、上記両ピス
   トンの異なる面積の作用面に作用する上記チエン
   バ内の圧力の作用による上記両ピストンの動きに
   反する力を両ピストンに付与する第２の弾性手段
   ２７とを備えており、上記両ピストンが上記第２
   の弾性手段２７の作用力に抗して動かされたと
   き、上記第２の弁部材が上記第２の弁座に保持さ
   れて上記チエンバ内の燃料の圧力がさらに増加す
   ることを防止するように位置していることを特徴
   とする燃料噴射ノズル。 ２ 前記第２通路は、前記第２のピストン２５を
   有するシリンダの端から前記チエンバ２１へ燃料
   が流れることを防ぐように働く戻止弁３０を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   燃料噴射ノズル。 ３ 前記弁の第２の弁部材２９がボールを具備す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第２項のいずれかに記載の燃料噴射ノズル。 ４ 前記弁２３，３３は前記チエンバ内の圧力に
   さらされる面の方が前記注入口からの圧力にさら
   される面よりも大きい差動弁であり、それによつ
   て前記両ピストンの作用によつて上記弁が止じら
   れる前及び後のどちらかにおいても上記チエンバ
   内の圧力は上記注入口の圧力よりも小さくなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第２
   項のいずれかに記載の燃料噴射ノズル。 ５ 前記弁３３は第２のボア中を摺動可能な心棒
   ３４と、前記第２の弁座と協動するように上記心
   棒に取り付けられた弁ヘツド３５とを具備し、上
   記弁ヘツドから離れている方の上記心棒の端はド
   レインの圧力にさらされており、上記弁ヘツドの
   端表面は前記チエンバ内の圧力にさらされてお
   り、上記弁ヘツドの底面によつて規定される環状
   面は前記注入口１８からの圧力にさらされること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の燃料噴
   射ノズル。