JPH05195902A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ノズルホルダに圧縮歪によるばらつきが生じて
も初期リフト量を高精度に保つことができる燃料噴射弁
を提供する。 【構成】第１のスプリング１０および第２のスプリング
１１を収容したノズルホルダ１の端部にストッパ壁２を
設け、このストッパ壁に上記第２のスプリングの押圧力
を受けて衝止されるプレッシャピン１８を支持させ、上
記ストッパ壁にニードル弁２５を収容したノズルボディ
３を連設し、上記ストッパ壁に衝止されるプレッシャピ
ン１８と、上記ニードル弁との間に初期リフト量に相当
する間隔を形成したことを特徴とする。 【作用】初期リフト量はニードル弁の上端とストッパ壁
に衝止されたプレッシャピンとの間の離間寸法により設
定されるようになり、従来のようにノズルホルダの寸法
変動の影響を受けなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射初期の噴射率
を抑えて初期噴射とし、引続いて噴射率を高めて主噴射
を行うようにした２段噴射式の燃料噴射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関における燃料噴射弁にあって
は、燃料の着火性、騒音の低減、有害成分の排出防止な
どを図るため、噴射特性を噴射経過時間に応じて可変と
したもの、すなわち噴射初期において噴射率を小さく
し、かつ主噴射に至ると噴射率を大きくしたものが知ら
れている。このような２段噴射式燃料噴射弁として、実
公昭５３−２３８５５号公報に開示されたものが提案さ
れている。

【０００３】このものは、噴射の初期に第１のスプリン
グでニードル弁のリフト量を押えて小量の初期噴射を行
わせ、引続き燃料圧力が高くなると上記第１のスプリン
グおよび第２のスプリングに抗してニードル弁を大きく
リフトさせ、大量の主噴射を行わせるようになってい
る。

【０００４】上記公報に開示された従来の２段噴射式燃
料噴射弁は、図５に示すように、ノズル部９１とホルダ
部９２とからなり、上記ホルダ部９２は、ノズルホルダ
９２０と、初期噴射時におけるノズルニードル９１１の
リフトを制御する第１のスプリング９２１と、主噴射時
におけるノズルニードル９１１のリフトを制御する第２
のスプリング９２２とを有している。初期噴射時におけ
る初期リフトｓを設定する間隙９２５は、第１のスプリ
ング９２１の付勢力を受けるプッシュロッド９２３と、
第２のスプリング９２２の付勢力を受ける受け皿９２４
の端面との間に形成してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の燃料噴射弁をエンジンに取付ける場合にはノズルホル
ダをエンジンに押し当てて固定することが多い。

【０００６】この場合、ノズルホルダに軸方向の荷重が
加えられてエンジンに押し付けられるため、このノズル
ホルダに軸方向の圧縮荷重が加えられ、よってノズルホ
ルダは軸方向への圧縮による弾性歪を発生する。この点
について図５を用いてさらに詳しく説明する。同図に示
す通り、間隙９２５を構成しているプッシュロッド９２
３および受け皿９２４は、それぞれノズルニードル９１
１およびノズルホルダ９２０によって支承されている。

【０００７】そして、このような燃料噴射弁をエンジン
に取り付けるにあたっては、上記ノズルホルダ９２０を
エンジンに押し当て固定する。このとき、ノズルホルダ
９２０に大きな荷重が加えられ、このためこのノズルホ
ルダ９２０に弾性歪が発生し、その歪分だけ上記間隙９
２５、つまり初期リフトｓが減少する。

【０００８】上記初期リフト量ｓは、前記した燃料の着
火性、騒音の低減、有害成分の排出防止などのようなエ
ンジン性能を良好に保つために、例えば０．０８〜０．
１mm程度の微小なかつ高精度な寸法に管理されなければ
ならず、このため燃料噴射弁を組み立てる段階では上記
初期リフト量ｓを高精度に調整しているが、エンジンに
取着する時の上記押圧力のばらつきのために、上記した
ような歪のばらつきが発生する。このため初期リフト量
が例えば０．０８〜０．０３mm程度にばらつき、エンジ
ン毎に燃料の着火性、騒音の発生、有害成分の排出など
の特性がばらつく不具合がある。

【０００９】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、ノズルホルダに圧
縮歪によるばらつきが生じても初期リフト量を高精度に
保つことができ、エンジン性能を良好に保つことができ
る燃料噴射弁を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、初期噴射時における開弁圧を規制する第１の
スプリングおよび全噴射時に上記第１のスプリングと協
同して開弁圧を規制する第２のスプリングを収容したノ
ズルホルダの端部にストッパ壁を設け、このストッパ壁
にノズルボディを連設し、このノズルボディには燃料供
給通路を通じて供給された燃料の圧力が開弁圧以上に達
した場合にリフトされて噴射孔を開くニードル弁を収容
し、上記第１のスプリングの押圧力を上記ニードル弁に
伝えるプッシュロッドを備えるとともに、上記第２のス
プリングの押圧力を受けてストッパ壁に衝止され、上記
ニードル弁の上端との間に所定の初期リフト量に相当す
る間隙を存して対向するプレッシャピンを設けたことを
特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明の構成によると、初期リフト量はニード
ル弁の上端とストッパ壁に衝止されたプレッシャピンと
の間の離間寸法により設定されるようになり、従来のよ
うにノズルホルダの寸法変動の影響を受けなくなる。こ
のため、燃料噴射弁をエンジンに取付ける場合にノズル
ホルダに軸方向の圧縮荷重が加えられることによってノ
ズルホルダに弾性歪が生じても、初期リフト量が変化す
る心配はない。

【００１２】

【実施例】以下本発明の詳細を、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。

【００１３】図において１はノズルホルダであり、この
ノズルホルダ１にはスペーサ兼用のストッパ壁２および
ノズルボディー３がリティーニングナット４を介して軸
方向に連結されている。

【００１４】ノズルホルダ１の一端には燃料供給通路５
が開口されており、この燃料供給通路５は図示しない燃
料供給ポンプに連結されているとともに、ノズルホルダ
１の側壁内部を通って上記ストッパ壁２からノズルボデ
ィー３に通じている。

【００１５】ノズルホルダ１内には、第１のスプリング
室６と第２のスプリング室７が設けられており、これら
第１のスプリング室６と第２のスプリング室７は、仕切
り壁を兼ねるロッドホルダ８により軸方向に区分されて
いる。上記仕切り壁を兼ねるロッドホルダ８には中央に
案内孔９が形成されている。

【００１６】上記第１のスプリング室６には初期噴射の
開弁圧を設定する第１のスプリング１０が収容されてお
り、また第２のスプリング室７には上記第１のスプリン
グ１０と協同して全噴射の開弁圧を設定する第２のスプ
リング１１が収容されている。なお、第１のスプリング
室６の天井部には第１のスプリング１０のセット荷重を
調整するシム１２が設けられているとともに、第２のス
プリング室７の天井部、つまり上記ロッドホルダ８の下
面には第２のスプリング１１のセット荷重を調整するシ
ム１３が設けられている。

【００１７】上記ロッドホルダ８に形成した案内孔９に
はプッシュロッド１４が摺動自在に挿通されており、こ
のプッシュロッド１４の上端は上記第１のスプリング室
６に導入されている。プッシュロッド１４の上端部には
バネ受け部１５が形成されており、このバネ受け部１５
は上記第１のスプリング１０に押されている。

【００１８】このプッシュロッド１４の下端は第２のス
プリング室７を貫通して下方に伸びている。

【００１９】このようなノズルホルダ１に連結される上
記ストッパ壁２には、図２にも示すように、中央部に貫
通孔１６が形成されているとともに、下面に凹部１７が
形成されている。

【００２０】上記貫通孔１６にはばね受けを兼ねるプレ
ッシャピン１８が摺動自在に挿入されている。このプレ
ッシャピン１８は上記第２のスプリング１１により押さ
れるようになっており、この第２のスプリング１１の押
圧によりプレッシャピン１８に形成したフランジ部１８
ａがストッパ壁２に当接するようになっている。このプ
レッシャピン１８の中央には摺動孔１９が形成されてお
り、この摺動孔１９には前記プッシュロッド１４の下端
部が摺動自在に挿入されている。

【００２１】そして、上記ストッパ壁２に連なる前記ノ
ズルボディ３には、中央部に収容孔２０が設けられてい
るとともに、この収容孔２０に通じる燃料溜り部２１な
らびに下端に位置して上記燃料溜り部２１に連なる噴射
孔２２が形成されている。上記燃料溜り部２１は前記燃
料供給通路５に連通しており、したがって上記燃料溜り
部２１には燃料供給ポンプから燃料供給通路５を通じて
燃料が送られるようになっている。

【００２２】上記収容孔２０にはニードル弁２５が摺動
自在に嵌挿されている。ニードル弁２５は、下端に形成
した弁部２６がノズルボディ３の下端に形成した弁座に
接離して噴射孔２２を開閉するようになっており、上下
方向の途中に上記燃料溜り部２１に臨んで傾斜形状の受
圧面２７を備えている。

【００２３】このニードル弁２５の上端には小径な押圧
ロッド２８が一体に突出されている。この押圧ロッド２
８の上端は、前記プレッシャピン１８に形成した摺動孔
１９に摺動自在に挿入されており、前記プッシュロッド
１４の下端面に当接している。

【００２４】したがって、ニードル弁２５には第１のス
プリング１０の荷重がプッシュロッド１４および押圧ロ
ッド２８を介して伝えられ、ニードル弁２５は第１のス
プリング１０の押圧力により押し下げられて弁部２６が
弁座に接離可能に当接しているものである。

【００２５】上記ニードル弁２５の上端には押圧ロッド
２８を囲んで、この押圧ロッド２８よりも高さの低いブ
ッシュ３０が取着されている。このブッシュ３０は上記
ストッパ壁２の下面に形成した凹部１７に収容されるよ
うになっており、このブッシュ３０の上面３０ａは凹部
１７に臨まされた前記プレッシャピン１８の下面１８ｂ
に対向している。ニードル弁２５の弁部２６が弁座に当
接した閉弁状態でかつプレッシャピン１８のフランジ部
１８ａがストッパ壁２に当接している場合に、これらブ
ッシュ３０の上面３０ａとプレッシャピン１８の下面１
８ｂとは離間しており、この離間寸法ｓが初期噴射のリ
フト、つまり初期リフトをなしている。

【００２６】そして、ニードル弁２５の弁部２６が弁座
に当接した閉弁状態の場合、ブッシュ３０の上面３０ａ
はストッパ壁２の凹部１７の天井面に対して寸法Ｌを存
して離間しており、この離間寸法Ｌが全噴射のリフトと
なるように設定されている。

【００２７】このような構成による実施例の作用につい
て説明する。図示しない燃料供給ポンプから燃料供給通
路５を通じて燃料溜り部２１に燃料が供給され、この燃
料溜り部２１の燃料圧力が初期開弁圧に達すると、ニー
ドル弁２５に形成した受圧面２７が燃料溜り部２１の燃
料圧力を受けるのでニードル弁２５が押上げられ、この
ため押圧ロッド２８、プッシュロッド１４を通じて第１
のスプリング１０を圧縮するのでニードル弁２５がリフ
トする。よって、弁部２６が弁座から離れ、噴射孔２２
が開かれ、燃料溜り部２１の燃料が噴射孔２２より図示
しないエンジンへ噴射される。

【００２８】上記ニードル弁２５のリフトは、このニー
ドル弁２５の上端に設けたブッシュ３０がプレッシャピ
ン１８に当たる位置まで上昇し、ブッシュ３０の上面３
０ａがプレッシャピン１８の下面１８ｂに当接すると、
プレッシャピン１８は第２のスプリング１１に押されて
いるのでニードル弁２５の上昇が一旦停止する。

【００２９】この状態がプレリフトであり、初期噴射が
なされる。そして、この初期噴射のリフト量は前記ブッ
シュ３０の上面３０ａとプレッシャピン１８の下面１８
ｂとの初期離間寸法ｓに相当する。

【００３０】上記のような初期噴射の後、さらに燃料溜
り部２１の燃料圧力が高くなって全噴射の開弁圧を越え
ると、押圧ロッド２８がプッシュロッド１４を介して第
１のスプリング１０を押し、これと同時にブッシュ３０
がプレッシャピン１８を押し上げるから、プレッシャピ
ン１８が第２のスプリング１１を押す。したがって、こ
れら第１および第２のスプリング１０および１１の押圧
力に抗してニードル弁２５が上昇し、これにより噴射孔
２２はさらに開かれ、燃料溜り部２１の燃料が噴射孔２
２から噴射される。この状態が全噴射である。

【００３１】そして、この全噴射においてはブッシュ３
０の上面３０ａがストッパ壁２の凹部１７の天井面に当
接するまでニードル弁２５が上昇し、つまり全リフトＬ
に達するとニードル弁２５は停止する。

【００３２】上記のような構成においては、初期リフト
ｓを設定する部材はブッシュ３０とプレッシャピン１８
とであり、上記ブッシュ３０はニードル弁２５の上端に
設けられているとともに、ブッシュ３０はストッパ壁２
に位置決めされて停止されている。したがって、上記初
期リフトｓはノズルホルダ１における軸方向の寸法変化
の影響を受けなくなる。

【００３３】つまり、本実施例の燃料噴射弁を図示しな
いエンジンに取着する場合、ノズルホルダ１をエンジン
に押し付けようとし、このためノズルホルダ１に軸方向
の圧縮荷重が加えられ、軸方向の圧縮による弾性歪を発
生することがあるが、このようなノズルホルダ１の圧縮
歪はストッパ壁２に影響を及ぼすことはない。よってプ
レッシャピン１８の支持位置が変動することがなく、こ
の結果ブッシュ３０の上面３０ａとプレッシャピン１８
の下面１８ｂとの離間寸法が狂うことはなく、この初期
リフト量ｓを高精度に維持することができる。

【００３４】このため、各エンジンごとに初期リフト量
ｓがばらつくことがなく、例えば０．０８〜０．１mm程
度の高精度な寸法を維持することができ、各エンジン毎
に燃料の着火性、騒音の低減、有害成分の排出防止など
の特性を均一かつ良好な状態に保つことができる。

【００３５】また、本実施例の場合、ブッシュ３０を用
いたのでこのブッシュ３０の上端面の径ｄ2 をニードル
弁２５の上端面の径ｄ1 より大きく設定することが容易
となり、プレッシャピン１８の下面１８ｂおよび凹部１
７の天井面に接離する当接面積を大きくすることがで
き、このため耐摩耗性が向上し寿命特性が向上する。こ
のことは、ニードル弁２５の径が細い小型燃料噴射弁に
適用して一層有利である。

【００３６】さらにまた、初期リフト量ｓを例えば０．
０８〜０．１mm程度の高精度な寸法に調整するため、図
３ないし図４に示す手段を採用することもできる。つま
り、プレッシャピン１８のフランジ部１８ａがストッパ
壁２に当接している場合に、プレッシャピン１８の下面
１８ｂとブッシュ３０の上面３０ａとの間の離間寸法が
所定の初期リフトに達しない場合は、図３に示す通り、
プレッシャピン１８のフランジ部１８ａとストッパ壁２
との間にシム４０を介在させるようにすれば、プレッシ
ャピン１８の下面１８ｂとブッシュ３０の上面３０ａと
の離間寸法を所定の初期リフトｓに調整することができ
る。

【００３７】この場合、例えば図４に示すような方法を
採用することにより調整が可能である。

【００３８】つまり、最初に初期噴射の開弁圧を測定す
る。この場合、ノズルホルダ１の第１のスプリング室６
にシム１２と第１のスプリング１０を収容し、プッシュ
ロッド１４およびストッパ壁２ならびにノズルボディー
３を組み付け、リティーニングナット４により締結す
る。この状態で、図示しない市販のもので可能なノズル
テスターにより初期噴射の開弁圧を測定する。初期噴射
の開弁圧が所定の値でない場合はシム１２を交換して所
定の開弁圧に調整する。

【００３９】次に全噴射の開弁圧を測定する。この場合
は、リティーニングナット４を取り外して上記の組み付
けを分解し、上記ノズルホルダ１の第１のスプリング室
６にシム１２と第１のスプリング１０を収容し、第２の
スプリング室７にロッドホルダ８およびシム１３ならび
に第２のスプリング１１をセットし、プレッシャピン１
８およびブッシュ３０を追加して組み付け、リティーニ
ングナット４で再び締結する。この状態で、ノズルテス
ターにより全噴射の開弁圧を測定する。全噴射の開弁圧
が所定の値でない場合はシム１３を交換して所定の開弁
圧に調整する。次に初期リフトｓの調整を行う。この場
合は、ノズルホルダ１とは分解されたストッパ壁２なら
びにノズルボディー３を用い、ストッパ壁２にプレッシ
ャピン１８を取付けるとともに、ニードル弁２１にブッ
シュ３０を取着し、上記ストッパ壁２とノズルボディー
３を専用治具５０上に組み付ける。

【００４０】この状態で図４の（ａ）図に示すように、
プレッシャピン１８とブッシュ３０を直接接触させて０
点合わせをし、これにより初期リフトを測定する。この
測定値が所定の初期リフトｓに一致していない場合は、
図４の（ｂ）図に示すようにプレッシャピン１８のフラ
ンジ部１８ａとストッパ壁２との間にシム４０を介在さ
せることにより初期リフトｓを設定することができる。

【００４１】なお、上記のようなシム４０を用いる代わ
りに、プレッシャピン１８またはブッシュ３０を寸法の
異なるものと交換することによって初期リフトｓの調整
を行うことも可能である。

【００４２】なお、上記実施例の場合、ニードル弁２５
の上端に押圧ロッド２８を一体に形成したが、プッシュ
ロッド１４の下端によってニードル弁２５の上端面を直
接押圧するようにすれば、格別な部材としての押圧ロッ
ド２８を省略することができる。

【００４３】また、ブッシュ３０の場合も、ニードル弁
２５の上端面が直接プレッシャピン１８の下面１８ａに
接離するようにすれば、格別な部品としてのブッシュ３
０を省略することができる。

【００４４】そして、ストッパ壁２はノズルホルダ１の
端部に一体に形成するようにしてもよく、この場合は第
１のスプリング１０および第２のスプリング１１をノズ
ルホルダ１の上端部から挿入するようにすればよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、初
期リフト量ｓはニードル弁の上端とストッパ壁に衝止さ
れるプレッシャピンとの間の離間寸法により設定される
から、従来のようにノズルホルダの寸法変動の影響を受
けなくなる。このため、燃料噴射弁をエンジンに取付け
る場合にノズルホルダに圧縮荷重が加えられることでノ
ズルホルダに弾性歪が生じても、初期リフト量ｓが変化
することがなくなる。よって、初期リフト量を高精度に
維持することができ、各エンジン毎に燃料の着火性、騒
音の低減、有害成分の排出防止などの特性を均一かつ良
好な状態に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す燃料噴射弁の断面図。

【図２】同実施例のニードル弁とストッパ壁に衝止され
たプレッシャピンとの関係を示す分解した断面図。

【図３】初期リフト量を調整した場合の主要部を示す断
面図。

【図４】（ａ）図および（ｂ）図は、初期リフト量を調
整する場合の手順を示す説明図。

【図５】従来の燃料噴射弁を示す断面図。

【符号の説明】

１…ノズルホルダ、２…ストッパ壁、３…ノズルボデ
ィ、５…燃料供給通路、６…第１のスプリング室、７…
第２のスプリング室、８…ロッドホルダ、１０…第１の
スプリング、１１…第２のスプリング、１４…プッシュ
ロッド、１８…プレッシャピン、２１…燃料溜り部、２
２…噴射孔、２５…ニードル弁、２８…押圧ロッド、３
０…ブッシュ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルホルダと、 このノズルホルダに収容され初期噴射時における開弁圧
   を規制する第１のスプリングおよび全噴射時に上記第１
   のスプリングと協同して開弁圧を規制する第２のスプリ
   ングと、 上記ノズルホルダの端部に設けられたストッパ壁と、 このストッパ壁に連設され燃料供給通路に連なる噴孔を
   設けたノズルボディと、 このノズルボディに収容され上記燃料供給通路を通じて
   供給された燃料の圧力が上記各開弁圧以上に達した場合
   にリフトされて上記噴孔を開くニードル弁と、 上記ノズルホルダに設けられ前記第１のスプリングの押
   圧力を上記ニードル弁に伝えるプッシュロッドと、 上記ストッパ壁に摺動自在に支持されるとともに、前記
   第２のスプリングの押圧力を受けてストッパ壁に衝止さ
   れ、上記ニードル弁の上端との間に所定の初期リフト量
   に相当する間隙を存して対向するプレッシャピンと、 を具備したことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 ニードル弁の上端には、ニードル弁の径
   より大きな径を有してプレッシャピンと接離可能に対向
   するブッシュを設けたことを特徴とする請求項１に記載
   の燃料噴射弁。