JPH09189276A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ガス中に排出される有害物質を低減する
燃料噴射装置を提供する。 【解決手段】 高圧燃料ポンプから送出される燃料は、
貫通孔４３から燃料通路５０に流入する。燃料通路５０
内の燃料圧力が第１圧力値Ｐ1 以上になると、小径筒部
２２が径外側に弾性変形して第１閉塞部５１に第１隙間
が形成され、この第１隙間からの燃料噴射が開始され
る。燃料通路５０内の燃料圧力が第１圧力値Ｐ1 よりも
大きい第２圧力値Ｐ2 以上になると、円筒部３２が径外
側に弾性変形して第２閉塞部５１に第２隙間が形成さ
れ、第１隙間からの燃料噴射に加えて第２隙間からの燃
料噴射が開始される。このように、第１隙間および第２
隙間からの二段階の噴射を行うことにより、初期噴射率
を抑えてＮＯ_X を低減することができる。燃料圧力が第
１圧力値Ｐ1 以上になったときのみ第１隙間からの燃料
噴射が行われるので、燃料を微粒化してスモークの発生
を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下、
「エンジン」という）の燃料噴射装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディーゼルエンジン等においては
厳しくなる排気ガス規制に対処する必要が生じている。
排気ガス中に含まれる有害成分、例えばＮＯ_X やスモー
クの低減、さらに燃費向上を達成するためには、燃料噴
射による噴霧を時間的、空間的および質的に最適化する
ことが望まれている。時間的には高精度な噴射率制御、
空間的には広範囲の噴霧分布、質的には噴射燃料の微粒
化がそれぞれ必要である。ここで、噴射率とは、単位時
間あたりの噴射量を示し、mm³/ms、g/ms等の単位で表さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料噴射装置の
一例を図８に示す。燃料噴射装置としてのインジェクタ
１１０の弁ボディ１１１には、その内部に噴孔１２２を
開閉するニードル弁１１６およびニードル弁１１６の反
噴孔側に連結されたプレッシャピン１１２が往復移動可
能に収容されている。プレッシャピン１１２の反噴孔側
には、プレッシャピン１１２を介してニードル弁１１６
を噴孔閉側に付勢するスプリング１１３と、このスプリ
ング１１３の付勢力を調節するアジャスティングスクリ
ュ１１４とが弁ボディ１１１の内部に組付けられてい
る。

【０００４】図示しない高圧燃料ポンプから送出される
高圧燃料は、インレット１１７から燃料フィルタ１１８
を通して弁ボディ１１１に形成された高圧燃料通路１２
０に流入し、ニードル弁１１６の外周に環状に形成され
た燃料溜まり１２１に供給される。燃料溜まり１２１内
の燃料圧力によるニードル弁１１６の開弁力がスプリン
グ１１３の付勢力などによるニードル弁１１６の閉弁力
に打ち勝つと、ニードル弁１１６がリフトして噴孔１２
２が開口する。このとき、ニードル弁１１６と弁ボディ
１１１との間の隙間を通って燃料溜まり１２１内の高圧
燃料が噴孔１２２から噴射される。インジェクタ１１０
に供給された燃料のうち余剰燃料はスクリュナット１１
５に設けられた燃料通路１１９から図示しない燃料タン
クにリターンされる。

【０００５】一般に、燃料の初期噴射率を抑えることに
よりＮＯ_X の発生を抑制できることが知られている。ま
た、噴霧された燃料を微粒子化することによりスモーク
の発生を抑えられることが知られている。初期噴射率を
抑えた燃料噴射ノズルとして、図９に示すように、ノズ
ル本体１３１先端のサック部１３２に設けた主噴孔１３
３に加えて、ニードル弁１３４のテーパ部１３５が着座
するノズル本体１３１のシート部１３６に主噴孔１３３
よりも小径の副噴孔１３７を形成したものが提案されて
いる。このものでは、主噴孔１３３よりも圧力降下の少
ない燃料流れ上流側に主噴孔１３３よりも小径の副噴孔
１３７を設け、ニードル弁１３４の低リフト時にはこの
副噴孔１３７から燃料を噴射させることにより、初期噴
射率を抑えてＮＯ_X の発生を抑制している。

【０００６】しかし、図９に示す従来の燃料噴射ノズル
によると、ニードル弁１３４の低リフト時に主噴孔１３
３および副噴孔１３７がともに燃料通路と連通するた
め、下流に位置する主噴孔１３３から噴射される燃料の
噴射圧は低くなる。したがって、この低噴射圧で噴射さ
れる燃料は十分に微粒化することができないので粗大粒
径噴霧が形成され、これにより排気ガス中のスモークが
増大するという問題がある。

【０００７】また、特開昭５３−７１７２１号公報に
は、図１０に示すように、ニードル弁１４１の低リフト
時には副噴孔１４２のみを燃料通路と連通させ、ニード
ル弁１４１がさらにリフトしたときには、副噴孔１４２
に加えて主噴孔１４３を燃料通路と連通させる噴射ノズ
ルが開示されている。このものでは、ニードル弁１４１
の低リフト時には副噴孔１４２のみから燃料噴射を行う
ことにより初期噴射率を抑えている。

【０００８】しかし、特開昭５３−７１７２１号公報の
構成によると、燃料通路と主噴孔１４３とを断続するシ
ール部１４５の長さはノズルニードルのリフト長よりも
短く、例えば数１００μｍ以下とする必要がある。した
がって、ニードル弁１４１が軸方向に摺動可能な範囲内
でニードル弁１４１と弁ボディ１４４との間のクリアラ
ンスを狭くしても、シール部１４５長さが十分長くとれ
ないため、ニードル弁１４１の低リフト時に主噴孔１４
３から燃料がリークしてしまう。このリークした燃料は
低圧であるため、十分に微粒化することができないので
粗大粒径噴霧が形成され、これにより排気ガス中のスモ
ークが増大する。

【０００９】本発明の目的は、排気ガス中に排出される
ＮＯ_X 、スモーク等の有害物質を低減する燃料噴射装置
を提供することにある。本発明の他の目的は、加工が容
易な噴射ノズルを備えた燃料噴射装置を提供することに
ある。本発明のさらに他の目的は、部品点数が少なく、
体格の小型化が可能な燃料噴射装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の燃料噴射
装置によると、燃料通路内の燃料圧力が所定値以上とな
ったときに、円筒部材が径外側に弾性変形することによ
り燃料通路と噴射ノズルの外部空間とを連通する隙間が
形成され、この隙間を通じて燃料が噴射される。すなわ
ち、燃料通路と噴射ノズル外部との断続は円筒部材の弾
性変形により行われる。したがって、例えば軸方向に摺
動するニードル弁とこのニードル弁を閉弁方向に付勢す
るスプリングなどを用いる従来の燃料噴射装置のインジ
ェクタに比べて、インジェクタの体格を軸方向に小さく
することが可能である。また、円筒部材の弾性変形によ
り形成されるこの隙間は円筒部材の周方向に沿って少な
くとも円弧状に形成されるので、点状の噴孔から燃料噴
射を行う従来の燃料噴射装置に比べて燃料を広範囲に噴
霧することができる。このように燃料を広範囲の空間に
噴霧することにより、この燃料を比較的均一に分布させ
ることができるので、燃焼空間の温度が部分的に過剰に
上昇することを防止し、ＮＯ_X の生成する化学反応を抑
えて排気ガス中のＮＯ_X を低減することができる。

【００１１】また、請求項２記載の燃料噴射装置による
と、燃料通路内の圧力が所定の第１圧力値以上となった
ときに、アウタ部材が径外側に弾性変形することにより
燃料通路と噴射ノズルの外部空間とを連通する第１隙間
が形成され、この第１隙間を通じて燃料噴射が行われ
る。そして、燃料通路内の圧力が第１圧力値よりも大き
い所定の第２圧力値以上となったときに、インナ部材が
径外側に弾性変形することにより燃料通路と噴射ノズル
の外部空間とを連通する第２隙間が形成され、第１隙間
からの燃料噴射に加えてこの第２隙間から燃料噴射が行
われる。このように、燃料ポンプの各燃料圧送行程にお
いて、第１隙間の燃料噴射を開始した後に第２隙間から
の燃料噴射を開始する二段階の噴射を行うことにより、
燃料圧力が第１圧力値から第２圧力値に至る燃料の初期
噴射時には第１隙間のみから燃料噴射が行われる。した
がって、初期噴射率が低くなるため、エンジンの点火直
前の時点で噴霧された燃料量を抑えて燃料を緩やかに燃
焼させることができる。これにより、燃焼空間の温度が
過剰に高くなることを防止し、ＮＯ_X の生成する化学反
応を抑えて排気ガス中のＮＯ_X を低減することができ
る。また、第１隙間からの燃料噴射を開始した後、この
第１隙間の径内側に形成された第２隙間からの燃料噴射
を開始する二段階の噴射を行うことにより、燃料を径方
向に広範囲に噴霧することができる。さらに、第１隙間
および第２隙間の形成はアウタ部材およびインナ部材が
径外側に弾性変形することにより行われる。すなわち、
燃料通路と噴射ノズル外部との断続はアウタ部材および
インナ部材の弾性変形により行われる。したがって、請
求項１記載の燃料噴射装置と同様に、インジェクタの体
格を軸方向に小さくすることが可能である。

【００１２】また、例えばニードル弁１３４がリフトす
ると主噴孔１３３と副噴孔１３７とがともに燃料通路と
連通する図９に示す従来の燃料噴射装置とは異なり、請
求項２記載の燃料噴射装置では、燃料圧力が第１圧力値
以上第２圧力値未満のときには第１隙間のみが形成され
ており第２隙間は形成されていない。すなわち、燃料通
路と噴射ノズル外部とを連通する第１隙間および第２隙
間は、燃料通路内の燃料圧力がそれぞれ第１所定値以上
および第２所定値となったときのみ形成され、それ以下
の圧力では閉じている。したがって、燃料は常に所定値
以上の噴射圧で噴射されるため、燃料噴霧を微粒化して
スモークの発生を抑制することができる。

【００１３】さらに、例えばニードル弁１４１の低リフ
ト時に燃料通路と主噴孔１４３とをシール部１４５によ
り遮断する図１０に示す従来例ではシール部１４５のシ
ール長はニードル弁１４１のリフト長の制約をうけるた
めシール性を向上させることは困難である。これに対し
て、請求項２記載の燃料噴射装置によると、第１閉塞部
および第２閉塞部の軸長やインジェクタを構成する材料
の弾性を調節することにより、インジェクタの体格を大
きくすることなくシール性を向上させることが可能であ
る。

【００１４】請求項３記載のように、第１隙間および第
２隙間を環状に形成することにより、この第１隙間およ
び第２隙間から噴霧された燃料を周方向に均一に分布さ
せることができる。したがって、この噴霧された燃料を
均一に燃焼させることができるので、燃焼空間の温度が
部分的に過剰に上昇することを防止し、ＮＯ_X の生成す
る化学反応を抑えて排気ガス中のＮＯ_X を低減すること
ができる。

【００１５】また、請求項４記載のように、第１閉塞部
を形成するアウタ部材の燃料噴射側端部および第２閉塞
部を形成するインナ部材の燃料噴射側端部の少なくとも
一方にテーパ面を設けることにより、第１隙間および第
２隙間から噴射される燃料の噴射方向を調節して最適な
燃料分布を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例による燃料噴射装置
を適用した燃料供給システムを図２に示す。

【００１７】高圧燃料ポンプ１から燃料配管２を通し
て、各気筒に配設された燃料噴射装置としてのインジェ
クタ１０にインレットコネクタ３から燃料が供給され
る。インジェクタ１０は、燃料通路５が形成されたノズ
ルホルダ４と、リテーニングナット６によりノズルホル
ダ４に連結された噴射ノズルとしてのノズルボディ７と
からなる。インジェクタ１０に供給された高圧燃料は、
ノズルボディ７の噴射側端部から燃焼室９に噴射され
る。

【００１８】図１を用いてノズルボディ７の構成をより
詳細に説明する。ノズルボディ７は、例えば炭素含有量
の少ない軟鋼材料から形成され、厚肉の大径筒部２１と
薄肉の小径筒部２２とからなる筒状のアウタボディ２０
と、フランジ部３１と円筒部３２とからなるインナボデ
ィ３０と、フランジ部４１と棒状部４２とからなる軸部
材４０とからなる。

【００１９】アウタボディ２０には、軸方向に貫通し燃
料噴射側端部に縮径部２３ａを有する貫通穴２３が形成
されている。インナボディ３０の円筒部３２は、この貫
通穴２３に挿入されて縮径部２３ａに圧入され、これに
より第１閉塞部としての第１圧入部５１が形成されてい
る。アウタボディ２０の燃料供給側端面２０ａにフラン
ジ部３１の燃料噴射側端面３１ａが当接することによ
り、アウタボディ２０とインナボディ３０との位置決め
が行われる。貫通穴２３を形成するアウタボディ２０の
内周壁面と円筒部３２の外周壁面との間には、燃料噴射
側端面３１ａから第１圧入部５１まで軸方向に延びる環
状の第１燃料通路５２が形成されている。

【００２０】また、インナボディ３０には、軸方向に貫
通し燃料噴射側端部に縮径部３３ａを有する貫通穴３３
が形成されている。軸部材４０の棒状部４２は、この貫
通穴３３に挿入されて縮径部３３ａに圧入され、これに
より第２閉塞部としての第２圧入部５３が形成されてい
る。フランジ部３１の燃料供給側端面３１ｂにはフラン
ジ部４１の燃料噴射側端面４１ａが当接することによ
り、インナボディ３０と軸部材４０との位置決めが行わ
れる。インナボディ３０は、燃料噴射側端部では棒状部
４２の外周壁面と縮径部２３ａとの間に挟持され、燃料
供給側端部ではフランジ部４１の燃料供給側端面４１ａ
とアウタボディ２０の燃料供給側端面２０ａとの間に挟
持されている。これにより、軸部材４０とアウタボディ
２０との間にインナボディ３０が固定されている。ま
た、貫通穴３３を形成するインナボディ３０の内周壁面
と棒状部４２の外周壁面との間には、燃料噴射側端面４
１ａから第２圧入部５３まで軸方向に延びる環状の第２
燃料通路５４が形成されている。

【００２１】第１燃料通路５２と第２燃料通路５４と
は、大径筒部２１の内側に位置する円筒部３２を貫通し
て９０°間隔で設けられた四つの連通孔３４により連通
している。これにより、第１燃料通路５２、第２燃料通
路５４および連通孔３４からなる燃料通路５０が形成さ
れている。また、フランジ部４１を貫通して９０°間隔
で設けられた四つの貫通孔４３により、第２燃料通路５
４は図２に示す燃料供給通路５と連通している。この貫
通孔４３を通して、高圧燃料ポンプ１から送出される燃
料が燃料通路５０に供給される。

【００２２】燃料通路５０内の燃料圧力が所定の第１圧
力値Ｐ1 以下のとき、第１燃料通路５２の燃料噴射側端
部は第１圧入部５１により閉塞され、第２燃料通路５４
の燃料噴射側端部は第２圧入部５３により閉塞されてい
る。また、燃料通路５０内の燃料圧力が第１圧力値Ｐ1
より大きい第２圧力値Ｐ2 以下のとき、第２燃料通路５
４の燃料噴射側端部は第２圧入部５３により閉塞されて
いる。

【００２３】このノズルボディ７は、図２に示すよう
に、大径筒部２１の燃料噴射側端面２１ｂがリテーニン
グナット６の底部６ａにより係止されている。そして、
フランジ部４１の燃料供給側端面４１ｂがノズルホルダ
４の燃料噴射側端面４ａに液密に当接するように、リテ
ーニングナット６によりノズルホルダ４に連結される。
さらに、リテーニングナット６の外周に形成された図示
しないねじにより、インジェクタ１０は図示しないエン
ジン本体に取付けられている。

【００２４】次に、このインジェクタ１０の作動につい
て図３〜図５を用いて説明する。図５は、本発明の第１
実施例の燃料噴射装置の作動を示すタイムチャートであ
る。図５において、Ａ点からＦ点までの期間が、特許請
求の範囲に記載の「各燃料圧送行程」に相当する。Ａ点
において燃料ポンプ１からの燃料送出が開始されると、
この燃料は燃料供給通路５から貫通孔４３を経由して第
２燃料通路５４に流入し、さらに連通孔３４を経由して
第１燃料通路５２に分配される。燃料供給圧力の上昇に
ともない、燃料通路５０内の燃料圧力も上昇する。

【００２５】Ｂ点において燃料通路５０内の燃料圧力が
第１圧力値Ｐ1 に達すると、第１燃料通路５２内の燃料
圧力により貫通孔２３を形成するアウタ部材２０の内周
壁面に働く力が第１圧入部５１を密閉しようとするアウ
タ部材２０の弾性力よりも大きくなる。このとき、アウ
タ部材２０の軸を含む断面において、薄肉の小径筒部２
２の燃料供給側端部２２ａを支点として縮径部２３ａに
向かってわずかに拡がるように、小径筒部２２が径外側
に弾性変形する。これにより、第１圧入部５１において
円筒部３２の外周壁面から縮径部２３ａが離反して、図
３に示すように、第１燃料通路５２と燃焼室９とを連通
する環状の第１隙間５５が形成される。そして、この第
１隙間５５を通して第１燃料通路５２から燃料室９への
燃料噴射が開始される。このとき、小径筒部２２は燃料
供給側端部２２ａを支点として拡径するので、第１隙間
５５に面する縮径部２３ａは燃料噴射側にわずかに拡径
したテーパ面となる。したがって、第１隙間５５から噴
射される燃料は、ノズルボディ７の軸方向からやや拡径
しつつ落下する「ドーム型」の噴霧を形成する。

【００２６】燃料通路５０内の燃料圧力がさらに上昇
し、Ｃ点において第１圧力値Ｐ1 よりも大きい第２圧力
値Ｐ2 に達すると、第２燃料通路５４内の燃料圧力によ
り貫通孔３３を形成するインナ部材３０の内周壁面に働
く力が、第２圧入部５３を密閉しようとする力よりも大
きくなる。ここで、「第２圧入部５３を密閉しようとす
る力」は、第２圧入部５３を密閉しようとするインナ部
材３０の弾性力、第１圧入部５１を密閉しようとするア
ウタ部材２０の弾性力、および第１燃料通路５２内の燃
料圧力により円筒部３２の外周壁面に働く力の和とな
る。このとき、インナ部材３０の軸を含む断面におい
て、円筒部３２の燃料供給側端部３２ａを支点として縮
径部３３ａに向かってわずかに拡がるように、円筒部３
２が径外側に弾性変形する。これにより、第２圧入部５
３において棒状部４２の外周壁面から縮径部３３ａが離
反して、図４に示すように、第２燃料通路５４と燃焼室
９とを連通する環状の第２隙間５６が形成され、この第
２隙間５６を通して第２燃料通路５４から燃料室９への
燃料噴射が開始される。前述した第１隙間５５からの燃
料噴射と同様に、第２隙間５６からの燃料噴射もまた
「ドーム型」の噴霧を形成する。ここで、図５に示す第
１隙間５５の開口面積の変化から判るように、円筒部３
２が径外側に弾性変形するとき、小径筒部２２も径外側
にさらに弾性変形する。したがって、第２隙間５６から
燃料噴射が行われている間も、第１隙間５５からの燃料
噴射は継続して行われる。

【００２７】そして、Ｄ点において燃料通路５０内の燃
料圧力が第２圧力値Ｐ2 未満まで低下すると第２隙間５
６が閉じ、これにより第２隙間５６からの燃料噴射が終
了する。燃料通路５０内の燃料圧力がさらに低下し、Ｅ
点において第１圧力値Ｐ2 未満になると、第１隙間５５
が閉じてこの第１隙間５５からの燃料噴射が終了する。
Ｅ点における燃料通路５０内の燃料の残圧は、燃料圧送
期間が終了するＦ点までの間に高圧燃料ポンプ１側へと
戻される。

【００２８】なお、図１に示すように、第１圧力値Ｐ1
は、アウタボディ２０を形成する材料の弾性Ｖ1 、小径
筒部２２の壁厚Ｖ2 、小径筒部２２の軸長Ｖ3 、およ
び、第１圧入部５１の圧入代Ｖ4 などにより所定の圧力
値に設定可能である。同様に、第２圧力値Ｐ2 は、イン
ナボディ３０を形成する材料の弾性Ｖ5 、円筒部３２の
壁厚Ｖ6 、円筒部３２の軸長Ｖ7 、および、第２圧入部
５３の圧入代Ｖ8 などにより所定の圧力値に設定可能で
ある。

【００２９】本発明の第１実施例の燃料噴射装置による
と、下記〜に示す効果が得られる。 燃料ポンプの単一の圧送行程期間において、第１隙間
５５からの燃料噴射を開始した後に第２隙間５６からの
燃料噴射を開始する二段階の噴射を行う。具体的には、
燃料通路５０内の燃料圧力が第１圧力値Ｐ1 から第２圧
力値Ｐ2 に至る燃料の初期噴射時には第１隙間５５のみ
から燃料噴射が行われる。したがって、図５の噴射率の
変化から判るように初期噴射率が低くなるので、エンジ
ンの点火直前の時点で燃焼室９内に噴霧された燃料量を
抑えることができる。これにより、燃料が緩やかに燃焼
するので燃焼室９内の温度が過剰に上昇することを防止
し、ＮＯ_X の生成する化学反応を抑えて排気ガス中のＮ
Ｏ_X を低減することができる。

【００３０】第１隙間５５からの燃料噴射を開始した
後、この第１隙間５５の径内側に形成された第２隙間５
６からの燃料噴射を開始する二段階の噴射を行うことに
より、燃焼室９内に噴霧された燃料を径方向に均一に分
布させることができる。さらに、第１隙間５５および第
２隙間５６は環状に形成されるため、燃焼室９内に噴霧
された燃料を周方向にも均一に分布させることができ
る。したがって、燃焼室９内の広範囲の空間に噴霧され
た燃料を均一に分布させることができるので、燃焼室９
内の温度が部分的に過剰に上昇することを防止し、ＮＯ
_X の生成する化学反応を抑えて排気ガス中のＮＯ_X を低
減することができる。

【００３１】ニードル弁などにより弁ボディに設けら
れた噴孔と燃料通路とを断続する従来の燃料噴射装置で
は、ニードル弁が着座して燃料噴射が終了した後に、噴
孔内部に付着した燃料や弁ボディに設けられ噴孔に連通
する燃料溜まりに残留した燃料が燃焼室内に滴下する、
いわゆる「燃料の後ダレ」が生じることがある。また、
ニードル弁と弁ボディとの間にはニードル弁を軸方向に
摺動させるために若干のクリアランスが必要なため、ニ
ードル弁と弁ボディとのシール長が不十分な場合には燃
料がリークして燃焼室内に低噴射圧で噴射されることが
ある。このような、後ダレした燃料および低噴射圧で噴
射された燃料は微粒化されていないため、スモーク増大
の原因となるという問題があった。

【００３２】これに対して、本発明の第１実施例の燃料
噴射装置では、燃料通路５０と燃焼室９との断続は、ニ
ードル弁が軸方向に摺動することによってではなく、ア
ウタ部材２０およびインナ部材３０の弾性変形により行
われる。このため、摺動クリアランスを設ける必要がな
いので、燃料の非噴射時における燃料通路５０と燃焼室
９との間のシール性がよく、非噴射時の燃料リークを防
止することができる。そして、従来の燃料噴射装置の
「噴孔」に相当する第１隙間５５および第２隙間５６は
燃料通路５０内の燃料圧力が所定の第１圧力値Ｐ1 およ
び第２圧力値Ｐ2以上になったときのみ形成され、この
圧力値以下では閉じている。したがって、燃料は常に第
１圧力値Ｐ1 以上の噴射圧で噴射されるため、燃料噴霧
を微粒化してスモークの発生を抑制することできる。ま
た、第１隙間５５および第２隙間５６からの燃料噴射が
終了するとともに第１隙間５５および第２隙間５６は消
滅するので、この第１隙間５５および第２隙間５６に付
着した燃料が後ダレすることはないため、後ダレした燃
料によるスモーク発生を防止できる。

【００３３】前述のように、第１隙間５５および第２
隙間５６は燃料通路５０内の燃料圧力によってアウタボ
ディ２０およびインナボディ３０が径外側に弾性変形す
ることにより形成される。また、第１隙間５５および第
２隙間５６を閉じる方向への付勢力は、アウタボディ２
０およびインナボディ３０を形成する材料の弾性力等に
より与えられる。したがって、本発明の第１実施例の燃
料噴射装置によると、例えばニードル弁等を使用した図
８に示す従来の燃料噴射装置に比べて、ニードル弁１１
６の開弁圧を閉弁側に付勢するスプリング１１３、スプ
リング１１３の付勢力をニードル弁１１６に伝達するプ
レッシャピン１１２、および、ニードル弁１１６の開弁
圧を設定するためにスプリング１１３の付勢力を調節す
るアジャスティングスクリュ１１４は不要となる。さら
に、燃料通路５０内の残圧は高圧燃料ポンプ１側へと戻
されるためノズルボディ７に燃料リターン通路を設ける
必要がないので、この燃料リターン通路を形成する図８
に示すスクリュナット１１５も不要である。

【００３４】このように、本発明の第１実施例の燃料噴
射装置によると、インジェクタ１０を構成する部品点数
を削減することができる。また、弁ボディの軸方向に連
結されていたプレッシャピン１１２、スプリング１１
３、アジャスティングスクリュ１１４およびスクリュナ
ット１１５を省略することにより、インジェクタ１０の
体格を軸方向に大幅に短くすることが可能である。

【００３５】さらに、アウタボディ２０、インナボディ
３０および軸部材４０はいずれも簡単な形状であるた
め、例えば燃料溜まりや噴孔などが形成された従来の燃
料噴射装置に比べて加工が容易である。このため、加工
コストおよび加工時間を低減することができる。 ニードル弁を用いた従来の燃料噴射装置によると、図
８に示すように、燃料の非噴射時における高圧燃料通路
１２０と噴孔１２２とのシールはニードル弁１１６を弁
ボディ１１１に当接させることにより行っている。この
高圧燃料通路１２０と噴孔１２２とのシール性を向上さ
せるためには、シール長を長くする、スプリング１１３
の付勢力を大きくするなどの方法が考えられるが、これ
らの方法によるとインジェクタ１１０の体格が大きくな
るという問題がある。

【００３６】本発明の第１実施例の燃料噴射装置による
と、前述したＶ1 〜Ｖ8 を調節することにより、インジ
ェクタ１０の体格を大きくすることなくシール性を向上
させることが可能である。なお、この第１実施例では、
燃料ポンプの単一の圧送行程期間において第１隙間５５
および第２隙間５６から二段階の噴射を行う燃料噴射装
置について説明したが、第１燃料通路および第１圧入部
を形成する軸部材と円筒部材とからなり、第１燃料通路
内の燃料圧力が所定値以上となったときに第１圧入部が
離反して形成された環状の第１隙間から一段階の噴射を
行う燃料噴射装置に適用することも可能である。この場
合にも、上記およびに記載の効果に加え、燃焼室内
に噴霧された燃料を周方向にも均一に分布させることが
できることにより、燃料を均一に分布させて排気ガス中
のＮＯ_X を低減することができる。

【００３７】また、エンジン本体へのインジェクタの取
付方法については、第１実施例で述べたようにリテーニ
ングナット６の外周に設けられた図示しないねじにより
固定する方法に替えて、図６に示すように、ノズルホル
ダ１０４の外周にフランジ部１０５を一体に形成し、こ
のフランジ部１０５に通したボルト１０６によりエンジ
ン本体に組付けてもよい。その他、インジェクタ１０を
構成する部材であってアウタボディ２０、インナボディ
３０および軸部材４０以外の部材に固定手段を設けてエ
ンジン本体に固定することができる。

【００３８】（第２実施例）本発明の第２実施例を図７
に示す。第１実施例と実質的に同一な構成部分には同一
符号を付す。アウタボディ２０の縮径部６１には、その
燃料噴射側端部に、ノズルボディ７の軸方向に対してテ
ーパ角α1 を有するテーパ面６１ａが形成されている。
また、インナボディ３０の縮径部６２には、その燃料噴
射側端部に、ノズルボディ７の軸方向に対してテーパ角
α2 を有するテーパ面６２ａが形成されている。このよ
うに、図示しない燃焼室の形状に応じたテーパ角α1 、
α2 を有するテーパ面６１ａ、６２ａを設けることによ
り、第１隙間および第２隙間から噴射される燃料の噴射
方向を調節して、最適な燃料分布を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置のノズ
ルボディを示す断面図である。

【図２】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を適用
した燃料供給システムを示す模式図である。

【図３】第１実施例の第１隙間からの燃料噴霧状態を示
す断面図である。

【図４】第１実施例の第１隙間および第２隙間からの燃
料噴霧状態を示す断面図である。

【図５】第１実施例の燃料噴射装置において、燃料供給
圧力、第１隙間の開口面積、第２隙間の開口面積および
噴射率の関係を示すタイムチャートである。

【図６】第１実施例のノズルボディをエンジン本体に取
付ける方法の変形例を示す断面図である。

【図７】本発明の第２実施例による燃料噴射装置のノズ
ルボディの要部を示す断面図である。

【図８】ニードル弁を用いた従来の燃料噴射装置を示す
断面図である。

【図９】主噴孔および副噴孔を有する従来の燃料噴射装
置の要部を示す断面図である。

【図１０】主噴孔および副噴孔を有する従来の他の燃料
噴射装置の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 高圧燃料ポンプ ４ ノズルホルダ ５ 燃料供給通路 ６ リテーニングナット ７ ノズルボディ（噴射ノズル） ９ 燃焼室 １０ インジェクタ ２０ アウタボディ（アウタ部材） ２２ 小径筒部 ２３ａ 縮径部 ３０ インナボディ（インナ部材） ３２ 円筒部 ３３ａ 縮径部 ３４ 連通孔 ４０ 軸部材 ４２ 棒状部 ４３ 貫通孔 ５０ 燃料通路 ５１ 第１圧入部（第１閉塞部） ５２ 第１燃料通路 ５３ 第２圧入部（第２閉塞部） ５４ 第２燃料通路 ５５ 第１隙間 ５６ 第２隙間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒部材と軸部材とからなる噴射ノズル
   を備えた燃料噴射装置であって、 燃料噴射側端部に形成された閉塞部において前記円筒部
   材の内周壁に前記軸部材の外周壁が密着されており、 前記円筒部材と前記軸部材との間には燃料供給側に開口
   する燃料通路が形成され、前記燃料通路の燃料噴射側端
   部は前記閉塞部により閉塞されており、 前記燃料通路内の燃料圧力が所定値以上になると、前記
   円筒部材が径外側に弾性変形することにより前記閉塞部
   において前記円筒部材と前記軸部材とが離反して前記円
   筒部材と前記軸部材との間に隙間を形成し、前記隙間を
   通して前記燃料通路の燃料が噴射されることを特徴とす
   る燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 アウタ部材と、 燃料噴射側端部に設けられた第１閉塞部において前記ア
   ウタ部材の内周壁に外周壁が密着され、前記アウタ部材
   との間に前記第１閉塞部により燃料噴射側端部が閉塞さ
   れた第１燃料通路を形成するインナ部材と、 燃料噴射側端部に設けられた第２閉塞部において前記イ
   ンナ部材の内周壁に外周壁が密着固定され、前記インナ
   部材との間に前記第２閉塞部により燃料噴射側端部が閉
   塞された第２燃料通路を形成する軸部材とからなる噴射
   ノズルを備えた燃料噴射装置であって、 燃料ポンプからの各燃料圧送行程において、 前記第１燃料通路と前記第２燃料通路とからなる高圧燃
   料通路内の燃料圧力が所定の第１圧力値以上になると、
   前記アウタ部材が径外側に弾性変形することにより前記
   第１閉塞部において前記アウタ部材と前記インナ部材と
   が離反して第１隙間を形成するとともに前記第１隙間か
   らの燃料噴射が開始され、 前記高圧燃料通路内の燃料圧力が前記第１圧力値より大
   きい所定の第２圧力値以上になると、前記アウタ部材お
   よび前記インナ部材が径外側に弾性変形することにより
   前記第２閉塞部において前記インナ部材と前記軸部材と
   が離反して第２隙間を形成するとともに前記第２隙間か
   らの燃料噴射が開始され、 前記高圧燃料通路内の燃料圧力が前記第２圧力値未満に
   なると、前記第２閉塞部が密着して前記第２隙間が閉じ
   ることにより前記第２隙間からの燃料噴射が終了し、 前記高圧燃料通路内の燃料圧力が前記第１圧力値未満に
   なると、前記第１閉塞部が密着して前記第１隙間が閉じ
   ることにより前記第１隙間からの燃料噴射が終了するこ
   とを特徴とする燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 前記第１隙間および前記第２隙間は環状
   に形成されることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射
   装置。
4. 【請求項４】 前記アウタ部材の前記第１閉塞部よりも
   燃料噴射側および前記インナ部材の前記第２閉塞部より
   も燃料噴射側の少なくとも一方の内壁には、燃料噴射側
   に拡径するテーパ面が設けられていることを特徴とする
   請求項２または３記載の燃料噴射装置。