JPH0481569A - 燃料噴射ノズル - 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、燃焼室内に露出する噴孔から該燃焼室に燃
料を噴射するための燃料噴射ノズルに関する。

〔従来の技術〕

現在、量産されている燃料噴射ノズルは、例えば、第９
図（Ａ）及び第９図（Ｂ）に示す構造をしている。第９
ｉ　（Ａ）は従来の燃料噴射ノズルの一例を示す概略図
、及び第９図（Ｂ）は該燃料噴射ノズルの一部拡大概略
図である。該燃料噴射ノズルは、主として、ノズル本体
５０、該ノズル本体５０の先端部に形成された複数個の
噴孔５２、及び該噴孔５２を開閉するための針弁５１か
ら成る。ノズル本体５０は、金属材料で製作され、先端
部５４にはサックホール５５が形成されている。

ノズル本体５０の内周面と針弁５１の外周面との間には
、燃料供給通路５３が形成されている。また、先端部５
４には複数個の噴孔５２が形成されている。これらの噴
孔５２は、針弁５１が上下動することによって針弁５１
の先端のテーパ面５６が先端部５４のテーパ面５７に接
離することで開閉される。

しかしながら、上記燃料噴射ノズルについては、噴孔５
２の加工方向がノズル本体５０の外部からの一方向であ
るため、噴孔５２の加工方法としてはドリルで孔を穿孔
するか、又は放電加工で加工しているのが現状である。

そのため、例えば、ノズル本体５０の内側即ちサックホ
ール５５側に拡開状態のテーバ付き噴孔を形成するのが
困難であり、また、先端部５４はノズル本体５０と一体
構造であるため、ノズル本体５０と同一の材質になって
いる。

そこで、上記問題を解決するため１．ノズル本体と先端
部即ちノズルチップとを分割するノズルチップ分割型ノ
ズルが提供されている。例えば、第１０図（Ａ）、第１
０図（Ｂ）及び第１１図に示すような燃料噴射ノズルが
開示されている。第１０図（Ａ）は従来の燃料噴射ノズ
ルの別の例を示す概略図、第１０図（Ｂ）は該燃料噴射
ノズルの一部拡大概略図及び第１０図（Ｃ）は該燃料噴
射ノズルのノズルチップを示す概略図である。また、第
１１図は燃料噴射ノズルの更に別の例を示す一部拡大概
略図である。各図において、第９閲に示す部品と同一の
部品には、同一の符号を付す。これらのノズルチップ分
割型ノズルにおいて、ノズルチップ５８．６１をノズル
本体５０から分割することによって、噴孔５２の穿孔方
法としては、次のように加工することができる。

即ち、ノズルチップ５８．６１に対して単独で噴孔５２
を穿孔でき、ノズルチップ５８．６１の両側即ち外側と
内側からドリル加工及び放電加工以外にワイヤ放電加工
、レーザ加工、超音波加工等の突き抜は加工で噴孔５２
を加工することができる。また、ノズルチップ５８．６
１とノズル本体５０とを分割することによって、ノズル
チップ５８．６１に対して内側即ちザックホール５５側
に拡開状態のテーバ付き噴孔５２も容易に加工できるよ
うになった。また、第１０図（Ｂ）に示す燃料噴射ノズ
ルに場合には、ノズル本体５０に形成する燃料噴出用孔
６０は、噴孔５２より大きく形成するのみで、精度を要
求されるものでなない。

上記のようなノズルチップ分割型ノズルとして、実開昭
５８−１２０８７１号公報に開示されたものがある。該
公報に開示されたディーゼル機関の燃料噴射ノズルは、
ノズル本体の先端部を１乃至複数の噴孔を形成したセラ
ミック材で構成したものである。

〔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、先端部５４に形成
された噴孔５２については、噴孔径及び噴孔数は、燃焼
状態に大きな影響を及ぼす条件であり、噴孔に対するこ
れらの諸条件の決定は、エンジン性能とも関係してエン
ジン性能の向上に重要な要素となる。また、噴孔径及び
噴孔数についてのみでなく、形状、噴孔角度等の噴孔形
状も燃焼に大きな影響を及ぼすことは、従来からも分か
っている要素であるが、円板外の微細な形状、即ち異形
形状の噴孔を製造するのは困難であった。

例えば、燃料噴射ノズルの噴孔形状を従来の円形形状か
ら四角形状等の異形形状にすることによって、噴霧粒の
速度分布を変え、空気の取り込みを良くすることができ
るものである。

第１０図（Ａ）に示すような上記のノズルチップ分割型
ノズルは、ノズル本体５０内にノズルチノ１５８を固定
するため、ノズル本体５０にキャップポルト５９によっ
て締め上げることが必要であり、そのためにノズル本体
５０の径が大きくなり、燃料噴射ノズルが大きくなると
共に、構造が複雑になる問題を有しでいる。

また、第１１図に示すようなノズルチップ分割型ノズル
はミノズル本体５０にノズルチンプロ１を接合するもの
であるが、燃焼室が高温になり、ノズルチップ６１とノ
ズル本体５０との接合部６２の温度が上昇すると、接合
部６２に燃料圧がかかること等によってノズル本体５０
からノズルチンプロ１が動脱する可能性があり、接合材
の選定が困難である。この現象は、ノズル本体５０とノ
ズルチップ６１とが異種材料の場合には更に接合が困難
となる問題がある。

更に、前掲実開昭５８−１２０８７１号公報に開示され
たディーゼル機関の燃料噴射ノズルは、ノズル本体に対
するノズルチップの位置決めを、ノズルチップに突起を
設は且つノズル本体に溝を形成し、該突起を溝に嵌合さ
せることによって達成している。この場合、突起及び溝
は小さくなり、それらの加工が極めて困難になるという
問題がある。また、ノズルチップをノズル本体に焼嵌め
によって嵌着しているが、該焼嵌めで固定するには、ノ
ズルチップの寸法精度、耐熱衝撃性、ノズル本体側の嵌
合部の寸法精度の問題があり、製作、組み立てが困難と
なる。更に、ノズルチップが破壊された場合には、噴孔
面積が急激に大きくなり、エンジンの始動が困難になる
という問題がある。

この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
金属製ノズル本体の先端部の中空部内にセラミ、り製ノ
ズルチップを圧入、焼嵌め、接合等で簡単に配置できる
と共に、ノズル本体に形成した燃料噴出用孔とノズルチ
ップの噴孔を対向して整合させた状態で、ノズル本体に
形成した係止孔にノズルチップに設けた突出部を非回転
状態に嵌合するだけで、ノズル本体にノズルチップを簡
単に且つ正確に位置決めでき、ノズルチップが破壊され
たとしてもノズル本体の破壊が発注せず、噴孔面積がゑ
激に大きくなることを避けてエンジンの始動が困難にな
ることがない燃料噴射ノズルを提供することである。

（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。即ち、この発明は、中空部を形成する先端
部に燃料噴出用孔と係止孔とを形成した金属製ノズル本
体、及び該ノズル本体の前記中空部内に配置され且つ前
記係止孔に非回転状態に嵌合する突出部と前記燃料噴出
用孔に対向して開口する噴孔とを備えたセラミック製ノ
ズルチップ、を有する燃料噴射ノズルに関する。

また、この燃料噴射ノズルにおいて、前記ノズル本体に
形成した前記燃料噴出用孔の孔径は前記ノズルチップに
形成した前記噴孔の孔径より大きく形成されているもの
である。

更に、この燃料噴射ノズルにおいて、前記ノズル本体の
前記中空部に嵌合した前記ノズルチップは前記中空部に
嵌合した金属製ノズルチップ押さえ部材で固定されてい
るものである。

〔作用〕

この発明による燃料噴射ノズルは、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
、金属製ノズル本体の中空部にセラミック製ノズルチッ
プを配置し、ノズル本体の先端部の係止孔にノズルチッ
プの突出部を非回転状態に嵌合して位置決めし、ノズル
本体の燃料噴出用孔とノズルチップの噴孔とを整合状態
にしたので、ノズル本体とノズルチップとの位置決めが
容易であり且つノズルチップをノズル本体に確実に且つ
強固に固定でき、しかも、ノズルチップに形成する噴孔
は、円形形状は勿論のこと、楕円形、角形等の異形形状
に自由に選定して容易に且つ正確に形成することができ
、また、孔のサイズ、孔の数、孔に位置、位置段数を所
望に応して選択でき、異形形状の噴口を簡単に且つ能率
的に形成することができる。

〔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
の実施例を説明する。

この発明による燃料噴射ノズルの一実施例を、第１図及
び第２図を参照して説明する。第１図はこの燃料噴射ノ
ズルを示す部分断面図、及び第２図は第１図の平面図で
ある。

この燃料噴射ノズルは、主として、金属製ノズル本体１
、該ノズル本体１の先端部１１内に形成した中空部９内
に配置されるセラミック製ノズルチップ２、ノズル本体
１内に燃料通路３を形成した状態で上下動可能に配置さ
れた針弁１３、及び中空部９に圧入等で固定した金属製
ノズルチップ押さえ部材１０を有している。ノズル本体
１は、中空部９を形成する先端部に燃料噴出用孔７と係
止孔８とを形成している。また、ノズルチップ２は、内
側にサックホール５が形成され、ノズル本体１に形成さ
れた係止孔８に非回転状態に嵌合する突出部４を存して
いる。図では、ノズル本体１に形成した係止孔８の形状
は四角形孔であり、該係止孔８に嵌合する突出部４の形
状は四角形柱である。また、ノズル本体１とノズルチッ
プ２との位置決めは、ノズル本体１の燃料噴出用孔７と
ノズルチップ２の噴孔６とが対向状態に整合するように
設定されている。ノズルチ・７プ２を構成するセラミッ
ク材料としては、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素
、アルミナ等のセラミックスを選定することができる。

更に、ノズル本体ｌの中空部９内にノズルチップ２を配
置するには、中空部９内にノズルチップ２を圧入、焼嵌
め、接合等によって紐み込んで接合面１２で固定するこ
とができる。更に、ノズル本体１の中空部９内にノズル
チップ２を配置した後に、金属製ノズルチップ押さえ部
材１０をノズル本体１の中空部９に圧入、焼嵌め、接合
、融着等によって両者を結合することによって、ノズル
チップ２を中空部９内に強固に固定することができる。

また、ノズル本体１に形成した燃料噴出用孔７の孔径は
ノズルチップ２に形成した噴孔６の孔径より大きく形成
され、ノズルチップ２の噴孔６から噴射された燃料軌跡
に悪影響を及ぼさないように形成されている。即ち、ノ
ズル本体１に形成した燃料噴出用孔７は、精度を要求さ
れるものではなく、ノズル本体ｌの外側から孔径を太き
目にドリル、放電加工等で穿孔したものである。これに
対して、ノズルチップ２に形成された噴孔６は、ノズル
チップ単独の状態即ちノズル本体１に組み込む前に予め
ノズルチップ２の両側から穿孔、或いは成形することが
できるものであり、噴孔形成に自由度を有しているもの
である。

それ故、ノズルチップ２に形成した噴孔６の形状、サイ
ズ、孔角度等については、種々に形成することができる
ものである。例えば、噴孔６の形状を円形孔は勿論のこ
と、楕円孔、テーパ孔、角形孔等の異形形状に形成する
ことができる。しかも、ノズルチップ２に形成される噴
孔６は、ノズルチップ２に予め形成するので、極めて容
易に且つ正確に所定の形状、サイズ等のものに加工する
ことができる。

次に、この発明による燃料噴射ノズルの別の実施例を第
３図を＃照して説明する。この燃料噴射ノズルについて
は、ノズル本体１に形成された係止孔８Ａが盲孔ζこ形
成されている以外番二ついては、上記実施例のものと同
一の構成を有するものである。従って、この実施例の燃
料噴射ノズルの部品に付した符号は、上記実施例の部品
と同一の部品には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。

また、この発明による燃料噴射ノズルの更に別の実施例
を第４図及び第５図を参照して説明する。

この燃料噴射ノズル６二ついては、ノズル本体１に形成
された中空部９の形状がテーパ面９Ａの内面で形成され
、ノズルチップ２の外面２Ａがテーパ面９Ａに対応した
テーパ面に形成され、また噴孔の形状が相違する以外に
ついては、第１図に示す実施例のものと同一の構成を有
するものである。

従って、この実施例の燃料噴射ノズルの部品に付した符
号は、上記実施例の部品と同一の部品には同一の符号を
付し、重複する説明を省略する。この実施例の燃料噴射
ノズルにおける噴孔６Ａの形状は、針弁１３側のす、ク
ホール５に開口する側が拡開した異形形状に形成されて
いる。

次ムこ、この発明による燃料噴射ノズルの他の実施例を
第６図、第７図（Ａ）、第７図（Ｂ）、第７図（Ｃ）、
第８図（Ａ）、第８図（Ｂ）及び第８図（Ｃ）を参照し
て説明する。第６図はこの発明による燃料噴射ノズルの
他の実施例を示す部分断面図、第７図（Ａ）は第６図の
針弁ノート部材を示す上面図、第７図（Ｂ）は第６１の
針弁シート部材を示す断面図、第７図（Ｃ）は第６図の
針弁シート部材を示す下面図、第８図（Ａ）は第６図の
ノズルチップを示す上面図、第８図（Ｂ）は第６図のノ
ズルチップを示す断面図及び第８図（Ｃ）は第６図のノ
ズルチップを示す下面図である。

この燃料噴射ノズルについては、ノズル本体１に形成さ
れた中空部９の底面の球面９Ｂ４こ形成され、ノズルチ
ップ２の外面が球面９Ｂに対応した球面２Ｂに形成され
、ノズルチップ２に上方に針弁シート部材１４を配置し
ている以外については、第４図に示す実施例のものと同
一の構成を有するものである。従って、この実施例の燃
料噴射ノズルの部品に付した符号は、上記実施例の部品
と同一の部品には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。この実施例の燃料噴射ノズルにおける噴孔６Ａ
の形状は、針弁１３例のサックホール５に開口する側が
拡開した異形形状に形成されている。

この実施例の燃料噴射ノズルは、ノズルチップ２の上面
に当接して針弁シート部材１４がノズル本体１の中空部
９に圧入、焼嵌め、接合等で固定されている。この針弁
シート部材１４は、ノズルチップ２をノズル本体１に固
定する機能を補助するように構成することもできる。

［発明の効果］ この発明による燃料噴射ノズルは、上記のように構成さ
れており、次のような効果を有する。即ち、この燃料噴
射ノズルは、中空部を形成する先端部に燃料噴出用孔と
係止孔とを形成した金属製ノズル本体、及び該ノズル本
体の前記中空部内に配置され且つ前記係止孔に非回転状
態に嵌合する突出部と前記燃料噴出用孔に対向して開口
する噴孔とを備えたセラミック製ノズルチップを有する
ので、前記ノズル本体と前記ノズルチップとの位置決め
が容易であり且つ前記ノズルチップを前記ノズル本体に
確実に且つ強固に固定でき、しかも、前記ノズルチップ
に形成する前記噴孔は、円形の形状は勿論のこと、楕円
形、角形等の異形形状に自白に選定して容易に且つ正確
に形成することができ、また、孔のサイズ、孔の数、孔
に位置、位置段数を所望に応して選択でき、異形形状の
噴口を簡単に且つ能率的に所望に応して形成することが
できる。

また、前記ノズルチップの前記突出部を角形状に形成し
、且つ前記ノズル本体の前記係止孔を前記突出部に整合
する角形状に形成しておけば、いずれの加工も簡単で且
つ単純な形状であるにもかかわらず、前記ノズルチップ
を前記ノズル本体にＰｉｉ華に位置決めして確実に且つ
強固に固定できる。

しかも、前記ノズルチップに形成された前記噴孔は、極
めて容易に且つ正確に所定の形状、サイズ等のものに加
工することができる。例えば、前記噴孔の孔の形状を四
角形等の異形形状は、極めて容易に形成することができ
る。従って、この燃料噴射ノズルにおいて、前記ノズル
チップに形成する前記噴孔の形状は円形及び円形以外の
異形形状に形成できるので、燃焼室に最も適した形状の
前記噴孔を容易に形成することができ、エンジン性能を
向上できる。

また、前記ノズル本体に形成した前記燃料噴出用孔の孔
径を、前記ノズルチップ形成した前記噴孔の孔径より大
きく形成しているので、前記ノズルチップの前記噴孔か
ら噴射された燃料軌跡に悪影響を及ぼさないように形成
できる。即ち、前記ノズル本体に形成する前記燃料噴出
用孔は、精度を要求されないから前記ノズル本体の外側
から孔径を太き目にドリル、放電加工等で穿孔できるも
のであるが、前記ノズルチップに形成された前記噴孔は
、前記ノズル本体に組み込む前に予め前記ノズルチップ
の両側から穿孔或いは成形することができ、精度に富ん
だ噴孔形状に加工できる。

更に、前記ノズル本体の前記中空部に嵌合した前記ノズ
ルチップは前記中空部に嵌合した金属製のノズルチップ
押さえ部材で固定されているので、前記ノズルチップの
寸法精度を厳格にする必要がなく、前記ノズルチップ押
さえ部材を前記ノズル本体に圧入、焼嵌め、接着等で同
定することで、前記ノズルチップを前記ノズル本体に強
固に且つ容易に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による燃料噴射ノズルの一実施例を示
す部分断面図、第２図は第１図の平面図、第３図はこの
発明による燃料噴射ノズルの別の実施例を示す部分断面
図、第４図はこの発明による燃料噴射ノズルの更に別の
実施例を示す部分断面図、第５図は第４図の平面図、第
６図はこの発明による燃料噴射ノズルの他の実施例を示
す部分断面図、第７図（Ａ）は第６図のノズルチップ上
部を示す上面図、第７図（Ｂ）は第６図のノズルチップ
上部を示す断面図、第７図（Ｃ）は第６図のノズルチッ
プ上部を示す下面図、第８図（Ａ）は第６図のノズルチ
ップ下部を示す上面図、第８図（Ｂ）は第６図のノズル
チップ下部を示す断面図、第８図（Ｃ）は第６図のノズ
ルチップ下部を示す下面図、第９図（Ａ）は従来の燃料
噴射ノズルの一例を示す概略図、第９図（Ｂ）は該燃料
噴射ノズルの一部拡大概略図、第１Ｏ図（Ａ）は従来の
燃料噴射ノズルの別の例を示す概略図、第１Ｏ図（Ｂ）
は該燃料噴射ノズルの一部拡大概略図、第１０図（Ｃ）
は該燃料噴射ノズルのノズルチップを示す概略図及び第
１１図は燃料噴射ノズルの更に別の例を示す一部拡大概
略図である。 １−−−−−・−ノズル本体、２−−−−ノズルチップ
、４突出部、５−−−−サックホール、６．　６１−−
−−噴孔、７−−−−−燃料噴出用孔、８．８Ａ−・−
係止孔、９−−−−中空部、１０−−−−ノズルチップ
押さえ部材、１１−−一先端部。 出願人　　いすソ自動車株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空部を形成する先端部に燃料噴出用孔と係止孔
   とを形成した金属製ノズル本体、及び該ノズル本体の前
   記中空部内に配置され且つ前記係止孔に非回転状態に嵌
   合する突出部と前記燃料噴出用孔に対向して開口する噴
   孔とを備えたセラミック製ノズルチップ、を有する燃料
   噴射ノズル。
2. （２）前記ノズル本体に形成した前記燃料噴出用孔の孔
   径は前記ノズルチップに形成した前記噴孔の孔径より大
   きく形成されている請求項１に記載の燃料噴射ノズル。
3. （３）前記ノズル本体の前記中空部に嵌合した前記ノズ
   ルチップは前記中空部に嵌合した金属製ノズルチップ押
   さえ部材で固定されている請求項１に記載の燃料噴射ノ
   ズル。