JPH04166662A - 燃料噴射ノズル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、燃焼室等に噴孔から燃料を噴射するための
燃料噴射ノズルの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、燃焼室に燃料を噴霧する燃料噴射ノズルは、例え
ば、第７図に示す構造をしている。この燃料噴射ノズル
は、主として、ノズル本体２０、該ノズル本体２０の筒
体先端部２７に形成された複数個の噴孔２２及び咳噴孔
２２を開閉するための針弁２１から成る。ノズル本体２
０は、金属材料或いはセラミックスで製作された筒体上
部２４と筒体下部２５から成り、筒体上部２４には燃料
道路２３が形成されている。また、筒体下部２５の穴部
の内周面２９と針弁２１の外周面３１との間には、環状
燃料道路２６が形成されている。噴孔２２は、針弁２１
の往復運動によって針弁２１の先端のテーバ面が筒体先
端部２７の弁座部３０に接離することで開閉される。

また、セラミック燃料噴射ノズルの製造方法として、特
開昭６１−５８９６７号公報に開示されたものがある。

該セラミック燃料噴射ノズルの製造方法は、窒化ケイ素
と焼結助荊とからなるセラミック材料粉末に有機バイン
ダを混合したものを射出成形によって弁穴部、燃料供給
穴部、燃料噴射穴部を有する成形体を一度に成形し、し
かる後常圧で焼結するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、燃料噴射ノズルにおいて、ノズル本体に形成
した燃料通路の形状を燃料供給口から噴孔に向かうに従
って通路面積を縮小させることが好ましいものである。

即ち、通路面積を漸次縮小させることによって該燃料通
路を通る燃料の燃料圧力を上昇させることができるから
である。燃料通路を上記形状に作製するには、窒化ケイ
素５ｉｓＮ４等のセラミック材料を縫込成形、射出成形
等によって成形体を作製して、該成形体を焼結すること
で製作することが好ましいものである。

また、第７図に示すような一般の燃料噴射ノズルについ
ては、針弁２１が摺動するノズル本体２０の摺動面２８
の径は、筒体下部２５に環状燃料通路２６を形成するノ
ズル本体２０の内周面２９の径より小さく形成されてい
ることが必要である。

このことは、弁座部３０のシート面と摺動面２８との同
軸加工が必要であり、摺動面２８の真円度、摺動面２８
の面粗さ及び摺動面２８と弁座部３０のシート面との同
軸度を考慮した場合に、弁座部３０のシート面を加工す
る時に先端止まりでは加工精度上不可能になるからであ
る。従って、ノズル本体２０の摺動面２８の径は、環状
燃料通路２６のノズル本体２０の内周面２９の径より小
さく形成されている。

ところが、ノズル本体２０をセラミック材料の鋳込成形
、射出成形等によって成形体を作製する場合には、上記
の穴径に形成すると、環状燃料通路２６のノズル本体２
０の内周面２９はアンダカット即ち逆テーパとなり、成
形体が形成できないことになる。このような現象は、前
掲特開昭６１−５８９６７号公報に開示されたセラミッ
ク燃料噴射ノズルの製造方法についても言えることであ
り、そこで、ノズル本体２０の摺動面２８の径を、環状
燃料通路２６のノズル本体２０の内周面２９の径と同一
の形状に形成しなければならないことになる。

そこで、この発明の目的は、上記の課題を解決すること
であり、環状燃料通路を構成するノズル本体下部とノズ
ル本体上部の針弁摺動部とを別体の構造に構成し、それ
ぞれをセラミック材料の鋳込成形、射出成形等によって
各成形体を成形し、該各成形体を焼成して各焼結体を製
作し、次いでノズル本体の焼結体に針弁摺動部を形成す
る焼結体を圧入、接合等で組み込んで固定することによ
り、ノズル本体の針弁摺動面の径を環状燃料通路の内周
面の径より小さく形成することを可能にし、燃料供給口
側端部から噴孔側端部に向かって通路面積が縮小する燃
料通路を容易に製作することができる燃料噴射ノズル及
びその製造方法を擾供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。ＩＩＴち、この発明は、針弁の摺動可能な
中空孔を備えたセラミック材から成るブシュ、及び該ブ
シュを嵌入固定した大径部と前記針弁が往復移動する小
径部を備えた中空穴と前記大径部形成面の一部に燃料供
給口側端部から噴孔側端部に向かって通路面積が縮小す
る溝を形成したセラミック材から成るノズル本体ををす
る燃料噴射ノズルに関する。

この燃料噴射ノズルにおいて、前記ブシュの前記中空孔
の径は前記大径部との境界部位の前記小径部の径より小
さいものである。

或いは、この発明は、針弁の摺動可能な中空孔を備えた
ブシュ成形体をセラミック材で成形する工程、該ブシュ
成形体を焼成してブシュを製作する工程、該ブシュを配
置する大径部と針弁が往復移動する小径部を備えた中空
穴と前記大径部形成面の一部に燃料供給口側端部から噴
孔側端部に向かって通路面積が縮小する燃料通路とを有
するノズル本体成形体をセラミック材で成形する工程、
該ノズル本体成形体を焼成してノズル本体を製作する工
程及び前記ブシュを前記ノズル本体の前記大径部に組付
は固定する工程から成る燃料噴射ノズルの製造方法に関
する。

〔作用〕

この発明による燃料噴射ノズル及びその製造方法は、上
記のように構成され、次のように作用する。即ち、この
燃料噴射ノズルは、針弁の摺動可能な中空孔を備えたセ
ラミック材から成るブシュと該ブシュを嵌入固定Ｌ７た
大径部を有するセラミック材から成るノズル本体とを別
体に構成したので、前記ブシュの前記中空孔の径は前記
大径部との境界部位の前記小径部の径より小さい形状の
アンダカットの部分があっても、窒化ケイ素（ＳｉＪい
、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミック材で鋳込み、射
出成形等により型で容易に製作することができ、しかも
前記ブシュの外周面さ前記溝との間に燃料供給［］側端
部から噴孔＠端部に向がって通路面積が縮小する燃料通
路を簡ｊ＄に形成できる。

或いは、この燃料噴射ノズルの製造方法は、環状燃料ｉ
ｌｌ路を構成する下部のノズル本体と針弁摺動部を構成
するノズル本体上部とを別体の構造に成形Ｌ７、次いで
該成形体を焼成してそれぞれ焼結体を製作してノズル本
体の焼結体に針弁摺動部を形成する焼結体を圧入、接合
等で組み込んで固定してノズル本体を製作したので、ノ
ズル本体の針弁摺動面の径を環状燃料通路の内周面の径
より小さく形成することを可能にし、燃料供給口側端部
から噴孔１１端部に向かって通路面積が縮小する燃料通
路を形成することができる。特に、燃料噴射ノズルにお
いて、ノズル本体に形成した燃料道路の形状を燃料供給
口から噴孔に向かうに従って通路面積を縮小させた形状
に極めて容易に製作することができ、該燃料通路を通る
燃料の燃料圧力を上昇させることができる。

（実施例〕 以下、図面を参照して、この発明による燃料噴射ノズル
の製造方法の実施例を説明する。

この発明による燃料噴射ノズルの製造方法の一実施例の
各工程を、第１図、第２図、第３図、第４図、第５図及
び第６図を参照して説明する。第１図は燃料噴射ノズル
のノズル本体を示す断面図、第２図は第１図の上面図、
第３図はこの燃料噴射ノ、ズルのブシュを示す断面図、
第４図はノズル本体にブシュを配置した状態を示す断面
図、第５図は第４図の上面図、及び第６図はこの発明に
よる燃料噴射ノズルの一実施例を示す断面図である。

この燃料噴射ノズルの製造方法によって製作して燃料噴
射ノズルの一実施例は、第６回に示されている。この発
明による燃料噴射ノズルは、主として、窒化ケイ素（Ｓ
ｉｓＮ＃）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミックスか
ら製作したノズル本体１、該ノズル本体１に形成された
複数個の噴孔４、ノズル本体１に形成した中空穴の大径
部１２に圧入固定したノズル本体１と同一材料から製作
したブシュ３及び該噴孔４を開閉するため燃料圧でノズ
ル本体１内を往復運動イる針弁２を有している。ノズル
本体１は、筒体上部５と筒体下部６から成る。

筒体上部５には大径の中空穴即ち大径部１２が形成され
ている。また、筒体下部６には針弁２の先端側の径より
大きい径の中空穴が形成され、該中空穴は筒体上部５に
形成した大径部１２の径より小さい径の小径の中空穴即
ち小径部１３が形成されている。しかも、大径部１２と
小径部１３との境界部位には、段部１０が形成されるこ
とＵなる。

この段部１０には、後述のブシ、２３の端面が当接する
ようになる。更に、筒体上部５には、該中空穴を形成す
る内周面即ち大径部形成面に長手方向に伸びる溝１９が
形成されている。

また、ブシュ３には、筒体下部６の中空穴より小さい径
の中空孔１４が形成されている。このブシュ３は、筒体
上部５の大径部１２の中空穴に配置されるが、ブシュ３
の端面１１がノズル本体１の段部１０に当接するまでブ
シュ３は中空穴に挿入され、該ブシ１３はノズル本体１
に対して圧入、接合等によって固定されている。従って
、ノズル本体１にブシュ３を嵌入した状態では、ブシュ
３の外周面３Ｓと筒体上部５に形成Ｌ７た溝１９とで燃
料通路７が形成されると共に、筒体下部６の中空穴はア
ンダカットをした構造に構成されることになる。

また、筒体下部６の端部には、針弁２の端部に形成され
たテーパ面１７のシート面である弁座部１６が形成され
ている。筒体下部６の先端部１８には、サックホール９
が形成されると共に、複数の噴孔４が形成されている。

ノズル本体ｌに針弁２が挿入されることによって、ノズ
ル本体ｌの筒体下部６の中空穴の内周面即ち小径部１３
と針弁２の外周面との間に環状燃料通路８が形成される
。

この環状燃料道路８は噴孔４側へ行くに従って通路面積
が小さくなるように構成されている。また、噴孔４は、
針弁２の往復運動によって針弁２の先端のテーパ面１７
が筒体下部６の弁座部１６に接離することで開閉される
。

次に、この発明による燃料噴射ノズルの製造方法を、第
１図、第２図、第３図、第４図及び第５図を参照して説
明する。第り図は燃料噴射ノズルのノズル本体杢示ず断
面図、第２図は第１図の上面図、第３図はこの燃料噴射
ノズルのブシュを示す断面図、第４図はノズル本体にブ
シュを配置した状態を示す断面図及び第５図は第４図の
上面図である。

この燃料噴射ノズルの製造方法は、主として、中空孔１
４を備えたセラミック材で成形する工程、該ブシュ成形
体を焼成してブシュ３を製作する工程、大径部１２の中
空穴と小径部１３の中空穴と大径部形成面の一部に燃料
供給口側端部から噴孔側端部に向かって断面積が縮小す
る溝１９とを有するノズル本体成形体をセラミック材で
成形する工程、誼ノズル本体成形体を焼成してノズル本
体１を製作する工程、及びブシュ３をノズル本体１０大
径の中空穴に組付は固定する工程から成るものである。

この燃料噴射ノズルの製造方法において、第３図に示す
ようなブシュ３を製作するには、まず、ブシュ成形体と
して窒化ケイ素（ＳｉｓＮ、）、Ｒ化ケイ素（ＳｉＣ）
等のセラミック材料で針弁２の摺動可能な中空孔１４を
備えた形状に成形し、次いで、該ブシュ成形体を窒素ガ
ス雰囲気で焼成して第３図に示すようなブシュ３を製作
する。一方、第１図及び第２図に示すようなノズル本体
１を製作するには、ノズル本体成形体として上記ブシュ
３と同一材料の窒化ケイ素（Ｓｉ、Ｎ、）　、炭化ケイ
素（ＳｔＣ）等のセラミック材料で、ブシュ３を配置す
る大径部１２１！１７ち大径の中空穴、針弁２が往復移
動する小径部１３即ち小径の中空穴、及び大径部１２形
成面の一部に燃料供給口側端部７Ａから噴孔側端部７Ｂ
に向かって通路面積が縮小する燃料通路即ち溝１９を有
する形状に成形する。しかも、大径部１２の中空穴と小
径部１３の中空穴との境界部位には、段部１０が形成さ
れる。また、小径部１３の中空穴は、＃１１９との接続
部からノズル本体ｌの先端部の針弁２の弁座部１６に向
かって径が小さくなるようにテーパ面に形成されている
。

次いで、咳ノズル本体成形体を窒素ガス雰囲気で焼成し
てノズル本体１を製作する。最後に、第４図及び第５図
に示すように、ブシ３３をノズル本体１の大径部１２の
中空穴に圧入、接合等で組付けて固定することによって
完成する。そして、ブシュ３の中空孔１４の径は、ノズ
ル本体１の小径部１３の中空穴の径より小さいものに形
成されている。

燃料噴射ノズルにおけるノズル本体１を上記のように製
作し７、第６図に示すように、このノズル本体１に針弁
２を挿入配置することによって、４計弁２の外周面１５
と小径部１３の中空穴の形成面との間に、環状燃料通路
８が形成され、該環状燃料通路８は噴孔４側へ行くに従
って通路面積が小さくなるように構成される。

〔発明の効果〕

この発明による燃料噴射ノズル及びその製造方法は、上
記のように構成されており、次のような効果を有する。

この燃料噴射ノズルは、針弁の摺動可能な中空孔を備え
たセラミック材から成るブシュ、及び該ブシュを嵌入固
定し、た大径部と前記針弁が往復移動する小径部を備え
た中空穴と前記大径部形成面の一部に燃料供給口側端部
から噴孔側端部に向かって通路面積が縮小する溝を形成
したセラミック材から成るノズル本体を有するので、窒
化ケイ素（Ｓ！Ｊ＊）　、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセ
ラミック材で鋳込み、射出成形等により型で容易に製作
することができる。

また、燃料供給口側端部から噴孔側端部に向かって通路
面積が縮小する溝を形成するだけで、前記ブシュの外周
面と前記溝との間に燃料供給口側端部から噴孔側端部に
向かって通路面積が縮小する燃料通路を簡単に形成でき
る。

更に、前記ブシュの前記中空孔の径は前記大径部との境
界部位の前記小径部の径より小さい形状のアンダカット
部分を有していても、セラミック材で鋳込み、射出成形
等により型によって簡単に製作することを可能にする。

或いは、この燃料噴射ノズルの製造方法は、中空孔を備
えたブシュ成形体をセラミック材で成形して該ブシュ成
形体を焼成してブシュを製作し、該ブシュを配置する大
径部と針弁が往復移動する小径部を備えた中空穴と前記
大径部形成面の一部に燃料供給口側端部から噴孔側端部
に向かって通路面積が縮小する燃料通路とを有するノズ
ル本体成形体をセラミック材で成形し、該ノズル本体成
形体を焼成してノズル本体を製作する。次いで、前記ブ
シュを前記ノズル本体の前記大径部に組付は固定するの
で、ノズル本体の針弁摺動面の径を環状燃料道路の内周
面の径より小さく形成することを可能にし、燃料供給口
側端部から噴孔側端部に向かって通路面積が縮小する燃
料通路を形成することができる。

特に、燃料噴射ノズルにおいて、ノズル本体に形成した
燃料通路及び環状燃料道路の形状を燃料供給口から噴孔
に向かうに従って通路面積を縮小させた形状に極めて容
易に製作することができ、該燃料通路を通る燃料の燃料
圧力を上昇させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料噴射ノズルのノズル本体を示す断面図、第
２図は第１図の上面図、第３図はこの燃料噴射ノズルの
ブシュを示す断面図、第４図はノズル本体にブシュを配
置した状態を示す断面図、第５図は第４図の上面図、第
６図はこの発明による燃料噴射ノズルに針弁を配置した
状態を示す断面図、及び第７図は従来の燃料噴射ノズル
の一例を示す断面図である。 １−−−−−ノズル本体、２・・−・−針弁、３−・−
−一一−ブシエ、４−・−噴孔、７・・−−−−一燃料
通路、８−・−環状燃料通路、１０・−・・段部、１１
・−・−・先端面、１２−一−−−−大径部、１３−・
−・・・−小径部、１４−・−中空孔、１９−・−・溝
。 出願人　　いす−′自動車株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　針弁の摺動可能な中空孔を備えたセラミック材
   から成るブシュ、及び該ブシュを嵌入固定した大径部と
   前記針弁が往復移動する小径部を備えた中空穴と前記大
   径部形成面の一部に燃料供給口側端部から噴孔側端部に
   向かって通路面積が縮小する溝を形成したセラミック材
   から成るノズル本体を有する燃料噴射ノズル。
2. （２）　前記ブシュの前記中空孔の径は前記大径部との
   境界部位の前記小径部の径より小さいものである請求項
   １に記載の燃料噴射ノズル。
3. （３）　針弁の摺動可能な中空孔を備えたブシュ成形体
   をセラミック材で成形する工程、該ブシュ成形体を焼成
   してブシュを製作する工程、該ブシュを配置する大径部
   と針弁が往復移動する小径部を備えた中空穴と前記大径
   部形成面の一部に燃料供給口側端部から噴孔側端部に向
   かって道路面積が縮小する燃料通路とを有するノズル本
   体成形体をセラミック材で成形する工程、該ノズル本体
   成形体を焼成してノズル本体を製作する工程及び前記ブ
   シュを前記ノズル本体の前記大径部に組付け固定する工
   程から成る燃料噴射ノズルの製造方法。