JPH0722064U - 燃料噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴射口の通路面積を絞るためのスリーブの回
転が滑らかできめ細かな制御が可能であり、燃料漏れの
危険性がない燃料噴射ノズルを提供する。 【構成】 ニードル弁７が上下動可能に収容されたノズ
ルシート６をノズルボデー３内に備え、ノズルボデー３
とノズルシート６との間に制御孔４１を有するロータリ
スリーブ５を備え、ノズルボデー３およびノズルシート
６には整合位置に噴射口３１，５１が形成され、ロータ
リスリーブ５を回転することにより、制御孔４１を通じ
て、噴射口の通路面積を絞るようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主としてディーゼルエンジンに用いられる燃料噴射ノズルに係り、 特に噴射口の面積を変えることが可能な燃料噴射ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ディーゼルエンジン等の内燃機関に用いられる燃料噴射ノズルでは、噴射ポン プから供給された燃料が通路を経由してノズルボデー内に入り、この燃料の圧力 に応じてニードル弁がノズルボデー内で上昇して開弁し、燃料噴射が行われる。

【０００３】 しかし、機関の速度が低くなると、噴射ポンプ駆動のカム速度が低下し、これ にともなって燃料噴射ノズルから噴射される燃料の噴射圧力が低下する。そして 、この噴射圧力の低下によって良好な微粒化および噴霧パターンの形成が阻害さ れ、燃費が低下したり煙り濃度が増大するという問題が生じる。

【０００４】 このため、機関の回転数が小さい場合であっても、噴射口の大きさを変えて噴 射圧を高い状態に維持できるようにした燃料噴射ノズルが開発されている。従来 の噴射口可変の燃料噴射ノズルとしては、ノズルボデーとニードル弁との間にス リーブを設け、ノズルボデーに形成された噴射口とスリーブに形成された噴射口 との整合状態を、スリーブを回動させることにより変化させて、噴射口の通路面 積を絞るようにしたものがある（特公平４−２５４３２号公報）。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述のようなスリーブを備えた燃料噴射ノズルでは、スリーブ は常にニードル弁により押さえ付けられているため、スリーブのスムーズな回動 が困難であるという問題があった。また、ノズルボデーとスリーブとの接触によ る燃料のシートと、スリーブとニードル弁との接触による燃料のシートとの、二 重シートになっているため、燃料漏れが発生する危険性があり、実用的ではなか った。さらに、ニードル弁と接触した状態でスリーブを回動させるため、ニード ル弁に摩耗が生じるという問題もあった。

【０００６】 本考案は上記に鑑みてなされたものであり、噴射口の通路面積を絞るためのス リーブの回転が滑らかできめ細かな制御が可能であり、燃料漏れの危険性がない 燃料噴射ノズルを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は上述の問題点を解決するために、内燃機関の燃料噴射ノズルにおいて 、ニードル弁とノズルボデーとの間にノズルシートを備え、このノズルシートと ノズルボデーとの間に制御孔を有するロータリスリーブを備え、ノズルボデーお よびノズルシートには整合位置に噴射口が形成され、ロータリスリーブを回転す ることにより、制御孔を通じて、噴射口の通路面積を絞るようにした。

【０００８】

【作用】

このように構成したため、ニードル弁による押圧力はノズルシートによって吸 収されてロータリスリーブには及ばないため、ノズルボデーとノズルシートとの 間でロータリスリーブは容易に回転することができ、また、ニードル弁とノズル シートとの接触による燃料のシートになり、シートが確実となる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照しながら説明する。

【００１０】 図１は本考案の燃料噴射ノズルの一例を示す縦断面図である。図１において、 燃料噴射ノズル１はノズルホルダ２を備えており、このノズルホルダ２の下端に はリテーニングナット４を介してノズルボデー３が接続されている。

【００１１】 ノズルボデー３にはノズルシート６がその上端をノズルホルダ２に固着されて 備えられ、このノズルシート６内にはニードル弁７が上下動可能に収容されてい る。また、ノズルボデー３とノズルシート６との間にはロータリスリーブ５が回 転可能に配設されている。

【００１２】 ニードル弁７は、その上端が突棒８に当接され、この突棒８の上端にはリフト ピース９が嵌め込まれている。そして、このリフトピース９には、ニードル弁７ を付勢するためのばね１０が支持されている。

【００１３】 一方、ロータリスリーブ５の上端は、係合部１３を介してロータリシャフト１ ２に接続され、このロータリシャフト１２の上端部にはギア部１２ａが形成され ており、駆動装置１４によりギア部１２ａを介してロータリシャフト１２が回転 されるように構成されている。

【００１４】 図２は図１に示される燃料噴射ノズルの先端部の拡大断面図である。図２にお いて、ノズルボデー３の先端部には噴射口３１が９０度の間隔をおいて四方に向 けて形成されている。また、ノズルシート６にはシート６ａが設けられており、 ニードル弁７が着座する。さらに、このノズルシート６にも噴射口５１が９０度 の間隔をおいて四方に向けて形成されており、ノズルボデー３の噴射口３１とノ ズルシート６の噴射口５１は、その開口形状が同一であり、完全に整合（噴射口 ３１の中心線と噴射口５１の中心線が一致）して最大通路面積を形成するように 構成されている。

【００１５】 また、ロータリスリーブ５はノズルボデー３とノズルシート６との間の間隙に 相当した形状をなしている。そして、このロータリスリーブ５の先端近傍のうち 、ロータリスリーブ５が回転した際に噴射口３１と噴射口５１との間を通過する 位置には、９０度の間隔をおいて４か所に制御孔４１が設けられている。この制 御孔４１の開口形状は、上記の噴射口３１および噴射口５１の開口形状と同一で ある。

【００１６】 上記のような燃料噴射ノズル１では、図示を省略した燃料噴射ポンプから、９ ００kg／cmに近い圧力の燃料が、通路２１を通じて燃料溜り２２に供給される。 このように燃料が供給されると、ばね１０の力に抗してニードル弁７が上方にリ フトし、制御孔４１により通路面積が最適に絞り込まれた噴射口５１および噴射 口３１を通過して燃料が噴射される。そして、噴射が終われば、ばね１０の力に より付勢されて、その次の燃料の供給があるまで、ニードル弁７はノズルシート ６のシート面６ａに着座する。

【００１７】 ここで、図３乃至図５を参照して、本実施例における噴射口の通路面積の制御 について説明する。図３は、図２におけるノズルボデー３の噴射口３１とノズル シート６の噴射口５１とを結ぶ線III を燃料噴射ノズル１の軸方向を中心に回転 させて得られる円錐面における断面図である。図３において、四方に向けて形成 されたノズルボデー３の噴射口３１とノズルシート６の噴射口５１は、完全に整 合して最大通路面積を形成している。そして、ロータリスリーブ５に設けられた 制御孔４１は、噴射口３１および噴射口５１と完全に整合する位置にある。この 状態では噴射口の通路面積は最大であり、機関が最高回転速度で作動している場 合において維持される状態である。

【００１８】 そして、機関が低速で作動する場合には、駆動装置１４によりロータリシャフ ト１２を回転させ、ロータリスリーブ５を矢印方向に回転し、図４に示されるよ うに制御孔４１を噴射口３１および噴射口５１からずらすことができる。図５は 図４の矢印Ａ方向からみた噴射口３１と制御孔４１とのずれの状態を示す図であ り、制御孔４１が矢印方向に移動して図３に示される状態から図４に示される状 態に移ることにより、噴射口の通路面積は、図５に示されるように絞られた状態 となる。

【００１９】 本実施例では、ニードル弁７による押圧力はノズルシート６によって吸収され 、ロータリスリーブ５には及ばないため、ノズルボデー３とノズルシート６との 間でロータリスリーブ５は容易に回転することができ、ロータリスリーブ５の回 転を駆動装置１４、例えば、マイクロモータ等の駆動装置により行うことにより 、きめ細かなロータリスリーブの制御が可能となる。

【００２０】 上記の燃料噴射ノズル１では、ロータリスリーブ５に形成された制御孔４１は 同一開口形状の４つの制御孔からなっているが、本考案の燃料噴射ノズルはこれ に限定されるものではない。図６は、本考案の燃料噴射ノズルの他の例を示す燃 料噴射ノズル先端部の拡大断面図である。図６に示される燃料噴射ノズル１´は 、ロータリスリーブに形成された制御孔の形状および数が図２に示された燃料噴 射ノズル１と異なるものであり、制御孔、噴射口を除く他の部材は図１および図 ２に示された燃料噴射ノズル１と同じものであり、同一部材には同一の番号を付 して説明は省略する。

【００２１】 図６において、ノズルボデー３の先端部には、噴射口３２が９０度の間隔をお いて四方に向け、外側に開放するよなテーパーを設けて形成されている。また、 ノズルシート６にも噴射口５２が９０度の間隔をおいて四方に向けて形成されて おり、ノズルボデー３の噴射口３２とノズルシート６の噴射口５２は、完全に整 合（噴射口３２の中心線と噴射口５２の中心線が一致）して最大通路面積を形成 するように構成されている。

【００２２】 また、ロータリスリーブ５の先端近傍のうち、ロータリスリーブ５が回転した 際に噴射口３２と噴射口５２との間を通過する位置には、開口面積が異なる複数 の制御孔４２を同一順序で形成して構成された４つの組が、９０度の間隔をおい て４か所に設けられている。

【００２３】 図７は、図６におけるノズルボデー３の噴射口３２とノズルシート６の噴射口 ５２とを結ぶ線VII を燃料噴射ノズル１の軸方向を中心に回転させて得られる円 錐面における断面図である。図７において、四方に向けて形成されたノズルボデ ー３の噴射口３２とノズルシート６の噴射口５２は、完全に整合して最大通路面 積を形成している。一方、ロータリスリーブ５に設けられた制御孔４２は、開口 面積が異なる複数の制御孔４２を同一順序、図示例では、最大開口面積の制御孔 ４２ａから最小開口面積の制御孔４２ｄまでを、この順序（４２ａ，４２ｂ，４ ２ｃ，４２ｄ）で一組とした４つの組が、９０度の間隔をおいて４か所に設けら れている。なお、図示例では、制御孔４２ｃが噴射口３１および噴射口５１と完 全に整合する位置にある。

【００２４】 そして、駆動装置１４によりロータリシャフト１２を回転させ、ロータリスリ ーブ５を矢印方向に回転させることで、噴射口３２と噴射口５２の間に位置する 制御孔４２を４２ａ→４２ｂ→４２ｃ→４２ｄの順に切り替えることができる。 図８は図７の矢印Ｂ方向からみた噴射口３２と制御孔４２の位置関係を示す図で あり、制御孔４２ａが噴射口３２と噴射口５２の間に位置する状態（図８（Ａ） ）では噴射口の通路面積は最大であり、機関が最高回転速度で作動している場合 において維持される状態である。そして、噴射口３２と噴射口５２との間に制御 孔４２ｂが位置する状態（図８（Ｂ））、制御孔４２ｃが位置する状態（図８（ Ｃ））に移るにしたがって順次噴射口の通路面積は絞られ、制御孔４２ｄが位置 する状態（図８（Ｄ））では、噴射口の通路面積は最小であり、機関が低速で作 動している場合において維持される状態である。

【００２５】 本実施例では、上述の実施例同様、ニードル弁７による押圧力はノズルシート ６によって吸収され、ロータリスリーブ５には及ばないため、ノズルボデー３と ノズルシート６との間でロータリスリーブ５は容易に回転することができ、ロー タリスリーブ５を回転させる駆動装置１４として、例えば、ステップモータ等の 駆動装置により行うことにより、開口面積の異なる制御孔を適宜噴射口３２と噴 射口５２との間にもってくることができ、最適な噴射圧を得ることができる。

【００２６】 尚、上述の実施例においては、制御孔および噴射口の開口は楕円であるが、本 考案はこれに限定されるものではなく、円形等の他の開口であってもよい。

【００２７】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案によればロータリスリーブはニードル弁に接触す ることなく、ノズルボデーとノズルシートとの間で容易に回転することができ、 このロータリスリーブに形成された制御孔により、ノズルボデーとノズルシート の整合位置に形成された噴射口の通路面積の絞りをきめ細かに行うことができる ので、排気ガスの改善とニードル弁の摩耗防止が可能となり、またニードル弁と ノズルシートとの接触による燃料のシートになり燃費が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の燃料噴射ノズルの一例を示す縦断面図
である。

【図２】図１に示される燃料噴射ノズルの先端部の拡大
断面図である。

【図３】図２における III−III 線の回転円錐面におけ
る断面図である。

【図４】ロータリスリーブの回転後の状態を示す図３相
当図である。

【図５】図４の矢印Ａ方向からみた噴射口と制御孔との
ずれの状態を示す図である。

【図６】本考案の燃料噴射ノズルの他の例を示す燃料噴
射ノズル先端部の拡大断面図である。

【図７】図６における VII−VII 線の回転円錐面におけ
る断面図である。

【図８】図７の矢印Ｂ方向からみた噴射口と制御孔の位
置関係を示す図である。 １，１´ 燃料噴射ノズル ２ ノズルホルダ ３ ノズルボデー ５ ロータリスリーブ ６ ノズルシート ７ ニードル弁 １０ ばね １２ ロータリシャフト １４ 駆動装置 ３１，３２ 噴射口 ４１，４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ 制御孔 ５１，５２ 噴射口

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃料噴射ノズルにおいて、 ニードル弁とノズルボデーとの間にノズルシートを備
   え、このノズルシートと前記ノズルボデーとの間に制御
   孔を有するロータリスリーブを備え、 前記ノズルボデーおよび前記ノズルシートには整合位置
   に噴射口が形成され、前記ロータリスリーブを回転する
   ことにより、前記制御孔を通じて、前記噴射口の通路面
   積を絞ることを特徴とする燃料噴射ノズル。