JPH11294300A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁部材と弁座とが構成する弁部の偏摩耗を抑
制し、弁部材のリフト量を一定に保持する燃料噴射弁を
提供する。 【解決手段】 軸方向に離隔した第１摺動部２２および
第２摺動部２５においてニードル弁２０は弁ボディ１１
に往復移動可能および回転可能に支持されているので、
ニードル弁２０が往復移動する際に当接部２１が径方向
にずれにくい。第１摺動部２２の外周壁にニードル弁２
０の軸心と交差する方向に溝２３が複数形成されている
ので、燃料噴射時に溝２３を通過する燃料によりニード
ル弁２０が回転し、着座するときの当接部２１の周方向
位置が変化する。したがって、当接部２１および弁座１
１ａが偏摩耗することを防止できる。リフト時にニード
ル弁２０がスペーサ１２に係止されるので、ニードル弁
２０の回転により突部２６とスプリング座２７との摺動
箇所が摩耗しても、ニードル弁２０のリフト量は変化し
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射時に弁部
材が回転する燃料噴射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、弁ボディにニードル弁を往復
移動可能に収容し、ニードル弁の当接部が弁ボディに形
成した弁座に着座ならびに弁座から離座することによ
り、噴孔から噴射する燃料を断続する燃料噴射弁が知ら
れている。しかしながら、弁ボディによりニードル弁が
往復移動可能に支持される箇所がニードル弁の当接部か
ら反噴孔側に離れていると、ニードル弁が往復移動する
ときにニードル弁の先端部が振れることがある。する
と、着座時に当接部の一部が局所的に弁座に衝突し、当
接部および弁座の衝突箇所が偏摩耗することがある。ま
た、当接部と弁座との軸心がずれていると、当接部の一
部が局所的に弁座に衝突し、当接部および弁座の衝突箇
所が偏摩耗することがある。当接部および弁座が偏摩耗
すると、当接部および弁座で構成する弁部のシート面積
が変化し開弁圧が変動するとともに、弁部から燃料が漏
れる恐れがある。

【０００３】特公昭２６−６５５５号公報に開示されて
いる燃料噴射弁では、弁座に着座可能な針弁体内に調整
棒を嵌挿し、針弁体の外周壁に軸心と交差する斜め溝を
設けることにより、針弁体がリフトし燃料が溝を通過す
るときに針弁体が調整棒と摺動して回転する。針弁体と
弁座との軸心がずれていても弁座に着座する当接部の周
方向位置が変化するので当接部および弁座の偏摩耗を抑
制できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
２６−６５５５号公報に開示されている燃料噴射弁は、
針弁体および調整棒がリフトするときに針弁体が係止さ
れる構造ではないので、針弁体と調整棒との摺動部が摩
耗すると針弁体のリフト量が変化し、噴射特性が変化す
るという問題がある。

【０００５】また、針弁体に形成した筒状中心孔に調整
棒を嵌挿し、筒状中心孔の凹状円錐面および調整棒の凸
状円錐面を同軸に収容する必要があるので、構成が複雑
になり加工工数が増加する。本発明の目的は、弁部材と
弁座とが構成する弁部の偏摩耗を抑制し、弁部材のリフ
ト量を一定に保持する燃料噴射弁を提供することにあ
る。

【０００６】本発明の他の目的は、組付けの容易な燃料
噴射弁を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
燃料噴射弁によると、弁ボディに往復移動可能および回
転可能に支持される弁部材の摺動部が当接部の燃料上流
側近傍に形成されている。したがって、弁部材が往復
移動する際に弁部材の反噴孔側が振れても弁座に着座す
る弁部材の当接部の振れ量が小さいので、当接部が弁座
に着座するときに当接部の一部が弁座に局所的に衝突す
ることを防止する。さらに、弁部材の外周壁に軸心と
交差する方向に燃料が通過する溝が形成されているの
で、当接部が弁座から離座しているとき、溝を通過する
燃料により弁部材が回転する。したがって、当接部が弁
座に着座するときに当接部の一部が弁座に局所的に衝突
しても、弁部材の回転により衝突箇所が異なる。

【０００８】上記およびにより、当接部および弁座
の偏摩耗が抑制されるので、当接部と弁座により構成さ
れる弁部のシート面積の変動を防止し、一定の開弁圧を
保持できる。さらに、弁部からの燃料漏れを防止でき
る。さらに、弁部材がリフトするときに弁部材を係止し
弁部材のリフト量を規制するストッパを備えているの
で、弁部材と可動部材との回転摺動箇所が摩耗しても弁
部材のリフト量が変化せず、噴射特性が変化しない。

【０００９】本発明の請求項２記載の燃料噴射弁による
と、摺動部の外周壁に溝が形成されているので、当接部
が弁座から離座したときに燃料が確実に溝を通過する。
したがって、溝を通過する燃料により確実に弁部材が回
転する。本発明の請求項３記載の燃料噴射弁によると、
弁部材の反噴孔側に配設され弁部材と往復移動する可動
部材および弁部材の一方の部材は他方の部材側に突出す
る突部を有し、弁部材は突部において可動部材と回転摺
動する。したがって、弁部材と可動部材との接触面積を
減少し弁部材が回転するときの可動部材との抵抗を低減
することができるので、弁部材が確実に回転する。

【００１０】本発明の請求項４記載の燃料噴射弁による
と、突部は他方の部材に形成されている平面と接触して
いるので、弁部材と可動部材とを軸合わせする必要がな
く組付けが容易である。本発明の請求項５記載の燃料噴
射弁によると、突部は球状に形成されており、弁部材の
軸心上において突部は他方の部材と接触しているので、
弁部材と可動部材との接触面積が減少するとともに、弁
部材が回転するときの突部と可動部材との摺動位置が移
動しない。したがって、弁部材が回転する際の抵抗が低
減し、弁部材が確実に回転する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例について説明する。本発明の燃料噴射弁をディー
ゼルエンジン用燃料噴射弁に用いた一実施例を図１およ
び図２を用いて説明する。図２に示す燃料噴射弁１０
に、図示しないコモンレールで蓄圧された一定圧の高圧
燃料が図示しない燃料配管を介して燃料インレット３０
から供給されている。

【００１２】燃料噴射弁１０の噴孔側に設けられた弁ボ
ディ１１に、噴孔１１ｂを開閉する弁部材としてのニー
ドル弁２０が往復移動可能および回転可能に収容されて
いる。噴孔上流側の弁ボディ１１の内周壁１１ｃにニー
ドル弁２０の当接部２１が着座可能な弁座１１ａが形成
されている。弁ボディ１１と弁ハウジング１３との間に
スペーサ１２が挟持されており、弁ボディ１１と弁ハウ
ジング１３とをリテーニングナット１４がねじ結合して
いる。

【００１３】図１に示すように、ニードル弁２０の先端
部に当接部２１が形成されており、当接部２１が弁座１
１ａに着座することにより噴孔１１ｂからの燃料噴射が
遮断される。軸方向に離隔した第１摺動部２２および第
２摺動部２５がニードル弁２０の外周壁に設けられてお
り、両摺動部においてニードル弁２０は内周壁１１ｃと
摺動する。第１摺動部２２は特許請求の範囲に記載した
摺動部を表している。第２摺動部２５は第１摺動部２２
よりも燃料上流側に設けられており、第１摺動部２２と
第２摺動部２５との間に両摺動部よりも小径の小径部２
４が形成されている。小径部２４と内周壁１１ｃとの間
に燃料が通過可能な間隙３３が形成されている。

【００１４】溝２３は第１摺動部２２の外周壁にニード
ル弁２０の軸心と交差する方向に傾斜して複数形成され
ている。溝２３の傾斜方向はすべて同一である。ニード
ル弁２０の反噴孔側端部に球状の突部２６が形成されて
おり、突部２６は可動部材としてのスプリング座２７に
形成した接触面２７ａとニードル弁２０の軸心上で接触
している。接触面２７ａは特許請求の範囲に記載した平
面を表している。段部２５ａは突部２６よりも燃料下流
側に形成されており、ニードル弁２０のリフト時にスペ
ーサ１２の噴孔側に形成されているストッパ面１２ａに
段部２５ａが係止される。付勢手段としてのスプリング
２８はスプリング座２７を介して噴孔閉塞方向にニード
ル弁２０を付勢している。

【００１５】図２に示す電磁駆動部４０は、ニードル弁
２０の反噴孔側に配設された図示しない圧力制御室を有
し、圧力制御室の燃料圧力はニードル弁２０が噴孔１１
ｂを閉塞する方向に働く。圧力制御室は燃料インレット
３０から高圧燃料を導入する燃料入口と、低圧側と連通
する燃料出口とを有し、電磁駆動部４０への通電をオ
ン、オフすることにより図示しない電磁二方弁が圧力制
御室の燃料出口を開閉する。圧力制御室の燃料圧力が増
減することによりニードル弁２０は往復移動する。電磁
駆動部４０にはコネクタ４１から電力が供給される。

【００１６】次に、燃料噴射弁１０の作動を説明する。 (1) 電磁駆動部４０への通電オフ時、圧力制御室の燃料
出口が閉塞されるので、スプリング２８の付勢力と圧力
制御室の燃料圧力から受ける力との和からニードル弁２
０が噴孔閉塞方向に受ける力は、ニードル弁２０の周囲
に流入している燃料からニードル弁２０がリフト方向に
受ける力よりも大きい。したがって、当接部２１は弁座
１１ａに着座し噴孔１１ｂを閉塞するので、燃料噴射は
行われない。

【００１７】(2) 電磁駆動部４０への通電をオンする
と、圧力制御室の燃料出口が開放され圧力制御室の高圧
燃料が低圧側に流出するので、圧力制御室の燃料圧力が
低下する。すると、スプリング２８の付勢力と圧力制御
室の燃料圧力から受ける力との和からニードル弁２０が
噴孔閉塞方向に受ける力は、ニードル弁２０の周囲に流
入している燃料からニードル弁２０がリフト方向に受け
る力よりも小さくなるので、当接部２１が弁座１１ａか
ら離座する。

【００１８】当接部２１が弁座１１ａから離座すると、
燃料溜まり３２、間隙３３、溝２３が形成する溝通路２
３ａ、当接部２１と弁座１１ａとの開口部を通り噴孔１
１ｂから燃料が噴射される。ニードル弁２０の最大リフ
ト量は、段部２５ａがスペーサ１２のストッパ面１２ａ
に係止されることにより規制される。溝通路２３ａを燃
料が通過すると、軸心と交差した方向に溝２３が形成さ
れているので、ニードル弁２０に回転する力が加わりニ
ードル弁２０が回転する。

【００１９】(3) 電磁駆動部４０への通電をオフする
と、圧力制御室の燃料出口が閉塞され圧力制御室の燃料
圧力が上昇するので、当接部２１は弁座１１ａに着座し
噴孔１１ｂを閉塞する。これにより、燃料噴射が遮断さ
れる。回転していたニードル弁２０は当接部２１が弁座
１１ａに着座することにより回転を停止する。ニードル
弁２０は必ずしも３６０°の整数倍回転して弁座１１ａ
に着座しないので、当接部２１が弁座１１ａに着座する
回転方向位置は着座する度に異なる。

【００２０】以上説明した本発明の実施の形態を示す上
記実施例では、軸方向に離隔した第１摺動部２２およ
び第２摺動部２５の二箇所でニードル弁２０が弁ボディ
１１の内周壁１１ｃに往復移動可能かつ回転可能に支持
されているので、ニードル弁２０が往復移動する際にニ
ードル弁２０が径方向にずれにくい。さらに、当接部２
１の燃料上流側近傍に第１摺動部２２が形成されている
ので、ニードル弁２０が往復移動する際に第１摺動部２
２と内周壁１１ｃとの間に形成される摺動クリアランス
と同程度にしか当接部２１が振れない。したがって、当
接部２１が弁座１１ａに着座する際に、当接部２１が局
所的に弁座１１ａに衝突することを防止できる。

【００２１】また、第１摺動部２２に形成した溝２３
により燃料噴射中ニードル弁２０が回転するので、ニー
ドル弁２０が弁座１１ａに着座する回転方向位置が毎回
異なる。したがって、加工誤差等により当接部２１と弁
座１１ａとの軸心がずれていても、当接部２１が弁座１
１ａに衝突する箇所が変わる。上記およびにより、
当接部２１および弁座１１ａが偏摩耗することを防止す
るので、当接部２１と弁座１１ａとのシート面積をほぼ
一定に保持することができるとともに、当接部２１と弁
座１１ａとの当接箇所から燃料が漏れることを防止でき
る。

【００２２】さらに、球状に形成されている突部２６が
ニードル弁２０の軸心上でスプリング座２７と回転摺動
するので、突部２６とスプリング座２７との接触面積が
小さく、接触位置が移動しない。したがって、ニードル
弁２０が回転する際の抵抗が小さいので、ニードル弁２
０が確実に回転する。さらに、ニードル弁２０とスプリ
ング座２７とが球状の突部２６と平面である接触面２７
ａとにより接触するので、ニードル弁２０とスプリング
座２７とを軸合わせする必要がない。したがって、ニー
ドル弁２０とスプリング座２７との組付けが容易であ
る。

【００２３】さらに、ニードル弁２０の反噴孔側に配設
されている部材ではなくニードル弁２０自体がスペーサ
１２のストッパ面１２ａに係止されニードル弁２０のリ
フト量が規制されているので、ニードル弁２０の回転に
より突部２６とスプリング座２７との摺動箇所が摩耗し
ても、ニードル弁２０のリフト量は変化しない。上記実
施例では第１摺動部２２に直線状の溝２３を形成した
が、螺旋状の溝を形成してもよい。

【００２４】上記実施例では突部２６を球状に形成した
が、電磁駆動部側の可動部材との接触面積を小さくしニ
ードル弁の軸心上で電磁駆動部側の可動部材と摺動でき
るのであればどのような形状に突部を形成してもよく、
例えば円錐状に形成してもよい。また、ニードル弁に突
部を設けたが、ニードル弁の反噴孔側端面を平面状に
し、電磁駆動部側の部材に突部を設けてもよい。

【００２５】上記実施例では、ニードル弁の反噴孔側に
設けた圧力制御室の燃料圧力を調整することによりニー
ドル弁をリフトさせる燃料噴射弁について説明したが、
電磁駆動部に発生する磁力によりニードル弁を吸引しニ
ードル弁をリフトさせる燃料噴射弁に本発明の構成を適
用してもよい。また、ガソリンエンジン用の燃料噴射弁
に本発明の構成を適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による燃料噴射弁のニードル
弁周囲を示す断面図である。

【図２】本実施例による燃料噴射弁を示す部分断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 燃料噴射弁 １１ａ 弁座 １１ｂ 噴孔 １１ｃ 内周壁 ２０ ニードル弁（弁部材） ２１ 当接部 ２２ 第１摺動部 ２５ 第２摺動部 ２６ 突部 ２７ スプリング座（可動部材） ２８ スプリング（付勢手段） ４０ 電磁駆動部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴孔の燃料上流側に弁座を設けている弁
   ボディと、 前記弁座に着座可能な当接部を有し、前記当接部が前記
   弁座から離座ならびに前記弁座に着座することにより前
   記噴孔を開閉する弁部材であって、前記弁ボディに往復
   移動可能および回転可能に支持される摺動部を前記当接
   部の燃料上流側近傍に有し、外周壁に軸心と交差する方
   向に溝が形成されており、燃料が前記溝を通過すること
   により回転する弁部材と、 前記弁部材がリフトするときに前記弁部材を係止し、前
   記弁部材のリフト量を規制するストッパと、 を備えることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 前記溝は前記摺動部の外周壁に形成され
   ていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 【請求項３】 前記弁部材の反噴孔側に配設され前記弁
   部材と往復移動する可動部材を備え、前記弁部材および
   前記可動部材の一方の部材は他方の部材側に突出する突
   部を有し、前記弁部材は前記突部において前記可動部材
   と回転摺動することを特徴とする請求項１または２記載
   の燃料噴射弁。
4. 【請求項４】 前記一方の部材に形成されている前記突
   部は、前記他方の部材に形成されている平面と接触して
   いることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射弁。
5. 【請求項５】 前記突部は球状に形成されており、前記
   弁部材の軸心上において前記突部は前記他方の部材と接
   触していることを特徴とする請求項３または４記載の燃
   料噴射弁。