JPH11336642A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、着座に伴う弁体及び弁座の摩耗を抑
制できると共に、各噴孔からの噴霧のばらつきを抑制で
きるＶＣＯ型燃料噴射弁を得ることにある。 【解決手段】ノズルボディ５３内にこのボディの円錐状
弁座６１に接離して噴孔６３を開閉する円錐状弁体８５
を有するノズルニードル５５を収容して、ボディ５３の
ボア６４とニードルとの間に噴孔への燃料供給通路８６
を形成する。高圧燃料が導入されるスプリング室７２を
通路８６に連通して設け、この室にニードルを閉弁方向
に付勢するスプリング５６を収容する。スプリング室７
２を間に置いてボディ５３と反対側に設けたシリンダ７
３に、ニードルと一体のピストン８２を摺動自在に挿入
する。ニードル５５にくびれ部８３を設ける。それによ
り、から弁座６１までの距離Ｌを長くしたことと、着座
時にくびれ部８３で閉弁力を緩衝することを特徴として
いる。

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、特に、
ディーゼルエンジン用の燃料噴射装置に備えられる燃料
噴射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】サックホールを有した燃料噴射弁の中に
は、排出ガス中のＨＣの低減に効果があるＶＣＯ（Ｖａ
ｌｖｅ Ｃｏｖｅｒｅｄ Ｏｒｉｆｉｃｅ）型燃料噴射
弁がある。この種の燃料噴射弁は、特開平９−４５４３
号公報の図１、図３、図４に例示されるように、ノズル
ニードルが有した円錐状の弁体が接離自在に着座するノ
ズルボディの円錐状弁座に複数の噴孔を設けており、前
記弁体の着座により各噴孔が閉じるとともに、離座によ
って各噴孔を開いて燃料を噴射する。

【０００３】こうした燃料噴射を可能にするために、前
記公報に記載のようにノズルボディには弁座の上側に油
溜りを設けるとともに、この油溜りに連通するフィード
ホールをノズルニードルをガイドするガイドホールに沿
って設けている。更に、前記ガイドホールを摺動自在に
貫通したノズルニードルの前記油溜り内に位置される弁
体の上部にプレッシャステージを設けて、このステージ
に作用する高圧燃料の圧力がノズルニードルを閉弁方向
に押付けるスプリングの付勢力より大きくなった時に、
開弁動作が行われるように構成されている。

【０００４】又、前記公報に記載のＶＣＯ型燃料噴射弁
と同様な構成を、直噴式ディーゼルエンジンに適するロ
ングステム型ホールノズルとして適用した従来例を図４
（Ａ）（Ｂ）に示す。

【０００５】この図中１はノズルボディ、２はノズルホ
ルダ、３はリティニングナット、４はノズルニードル、
５は弁座、６は複数の噴孔、７はサックホール、８は油
溜り、９はフィードホール、１０はガイドホール、１１
は油溜り８から弁座５へと至る燃料供給通路である。１
２は弁座５に接離する弁体、１３は弁体１２の上部に設
けた第１プレッシャステージ、１４は油溜り８に臨んで
ノズルニードル４に形成した第２プレッシャステージ、
１５はガイドホール１０に摺動自在に挿入されたノズル
ニードル４の大径部からなるピストンである。又、１６
はガイドホール１０の上端に連通してノズルホルダ２に
形成されたスプリング室、１７はスプリング室１６に収
容されてノズルニードル４と一体のプレッシャピン１８
に取付けらたばね座１９を介してノズルニードル４を閉
弁方向に付勢するスプリング、２０はスプリング室１６
に連通するドレーンポート、２１はフィードホール９に
連通する高圧燃料導入用の高圧ポートである。

【０００６】この燃料噴射弁において、高圧ポート２１
に高圧燃料が圧送されると、その燃料圧が第１、第２の
プレッシャステージ１３、１４に夫々作用して、スプリ
ング１７の閉弁力（スプリングの付勢力）に抗してノズ
ルニードル４をリフトさせるので、油溜り８と各噴孔６
とが燃料供給通路１１を介して連通されて、各噴孔６か
ら燃料噴射が行われる。

【０００７】こうした燃料噴射の際に、油溜り８は（２
０〜１５０）ＭＰａの高圧となるが、スプリング室１６
は１ＭＰａ以下の低いドレーン圧であるので、これらの
間の燃料のリークを抑制するために、ノズルボディ１の
ガイドホール１０とノズルニードル４のピストン１５と
の間のクリアランスは直径で５μｍ以下に加工されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、既述のよう
に燃料噴射時の燃料のリークを抑制するためにガイドホ
ールとピストンとの間のクリアランスを極小とした構成
では、ガイドホールによってノズルニードルの姿勢が拘
束される。そして、前記のように弁座とスプリング室と
の間にガイドホールを設けて、そこにノズルニードルの
ピストンを摺動自在に嵌合させた従来の構成では、前記
公報に記載のものはもちろんのこと、図４に示した前記
ロングステム型のものであっても、弁座からガイドホー
ルまでの距離ｌが短い。

【０００９】このように弁座に近い位置でノズルニード
ルの姿勢が拘束されるため、その拘束作用は大きい。し
たがって、従来においては、ノズルボディ及びノズルニ
ードルの加工公差内でのガイドホールと弁座との軸心の
ずれ、ピストンと弁体との軸心のずれ、及び前記極小ク
リアランス内での圧力分布に起因するガイドホールとノ
ズルニードルとの軸心のずれ等が影響して、互いに円錐
状をなした弁座と弁体との軸心のずれが発生し易い。

【００１０】そのため、弁体の弁座への着座時には、円
錐面により弁座と弁体との軸心のずれが矯正されるの
で、それに伴う擦れ合いにより、これら弁座及び弁体の
摩耗が促進され易いという問題がある。しかも、前記公
報及び図４に示した従来構造では、フィードホールを設
けるための大きさをノズルボディに必要とするので、こ
のボディの小径化を図る場合の障害となり易い。更に、
このようなフィードホール及びこれが連通する油溜りを
ノズルボディに形成する必要であるので、加工コストが
高いという問題もある。

【００１１】又、前記公報及び図４に示したＶＣＯ型燃
料噴射弁においては、既述の弁座と弁体との軸心のずれ
に起因して、図４（Ｂ）で代表して示すようにノズルニ
ードル４の低リフト時に、弁体１２の円錐面と各噴孔６
との間の隙間（流路面積）の大きさに不均一が発生し
て、各噴孔６間での噴射圧力にばらつきを生じるため、
各噴孔６ごとの噴霧Ａ、Ｂの形状に大きなばらつきを生
じ易いという問題がある。

【００１２】本発明が解決しようとする第１の課題は、
着座に伴う弁体及び弁座の摩耗を抑制できると共に、小
形化を図るのに適し、かつ、加工も容易な燃料噴射弁を
得ることにある。本発明が解決しようとする第２の課題
は、前記第１の課題を解決しつつ、各噴孔からの噴霧形
状のばらつきを抑制できる燃料噴射弁を得ることにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記第１の課題を解決す
るために、請求項１の発明は、軸方向に延びるボアとこ
のボアに連続する円錐状弁座と噴孔とを有したノズルボ
ディをノズルホルダの先端部に固定し、前記ノズルボデ
ィ内に前記弁座に接離して前記噴孔を開閉する弁体を有
したノズルニードルを挿入して、このニードルと前記ボ
アとの間のクリアランスで前記噴孔への燃料供給通路を
形成し、高圧燃料が導入されるとともに前記ノズルニー
ドルを付勢するスプリングを収容するスプリング室を前
記燃料供給通路に連通して前記ノズルホルダに設け、前
記ノズルボディとの間に前記スプリング室を間に置いて
前記ノズルホルダにシリンダを設け、このシリンダに前
記ノズルニードルとともに軸方向に動かされるピストン
を摺動自在に挿入したことを特徴とするものである。

【００１４】請求項１の発明に係る燃料噴射弁において
は、ピストンを摺動自在に案内するシリンダと弁座との
間に燃料供給通路があるだけではなくスプリング室が設
けられているから、ノズルニードルの撓み変形を容易に
できるように前記シリンダと弁座との間の距離を長く確
保して、シリンダがノズルニードルの姿勢に与える影響
を少なくできる。そのため、ノズルニードルの着座時
に、このニードルの撓み変形によって弁体が弁座上を擦
れ動くことを少なくできる。又、シリンダをノズルボデ
ィに設けないから、スプリング室に導入された高圧燃料
をノズルボディのボアとノズルニードルとの間の燃料供
給通路を通して噴孔に導くことができ、そのため、スプ
リング室を油溜りとして利用できるとともに、ボアをフ
ィードホールとして利用できるから、油溜り及びフィー
ドホールをノズルボディに加工する必要がない。

【００１５】この請求項１の発明を実施するにあたり、
請求項２の発明のように、前記クリアランスを直径で１
０μｍ以上にするとよい。この構成においては、ボアと
ノズルニードルとが互いに遊嵌するので、これらの加工
精度を緩くして加工性を向上できる。

【００１６】又、請求項１又は２の発明を実施するにあ
たり、請求項３の発明のように、前記ノズルニードルと
前記ピストンとが一体であって、このノズルニードルを
前記スプリング室を貫通して設けるとよい。この構成に
おいては、部品点数を少なくできる。

【００１７】又、前記請求項１又は２の発明を実施する
にあたり、請求項７の発明のように、前記ノズルニード
ルのニードル部と前記ピストンとを別体として、これら
を互いに当接して配設し、前記ニードル部を前記スプリ
ング室に収容された開弁スプリングで開弁方向に付勢
し、前記ピストンを前記開弁スプリングより強いばね力
を有して前記シリンダに収容された閉弁スプリングで閉
弁方向に付勢して実施することもできる。

【００１８】前記請求項３の発明を実施するにあたり、
請求項４の発明のように、前記ノズルニードルに低剛性
部を設けるとよい。この構成において低剛性部は、着座
時にノズルニードルの撓み変形を容易に起こさせて、ノ
ズルニードルを弁座に着座させる付勢力を与えるスプリ
ングの力の一部を吸収して、着座の際に弁体を弁座に対
して摺り動かそうとする作用を弱めるのに有効に使用さ
れる。

【００１９】この請求項４の発明を実施するにあたり、
請求項５の発明のように、前記低剛性部を前記ノズルニ
ードルの前記シリンダより突出した部分に設けるとよ
い。この構成においては、低剛性部がシリンダ内に位置
されることがなく、この低剛性部の機能を発揮できる。
又、請求項６の発明のように、前記低剛性部をくびれ部
で形成するとよい。この構成においては、低剛性部を簡
単に加工できるとともに、そこでの撓み変形の方向性を
なくすことができる。

【００２０】又、前記第２の課題を解決するために、請
求項１〜７のいずれかの発明に従属する請求項８の発明
に係る燃料噴射弁は、前記噴孔を前記弁座に複数設ける
とともに、前記ノズルニードルが前記弁座に着座する円
錐状の着座面を有しており、このノズルニードルの前記
弁座への着座により前記各噴孔を閉じることを特徴とす
るものである。

【００２１】この請求項８の発明は請求項１〜７の発明
のいずれかに従属するので、これら請求項１〜７のいず
れかの発明の作用に加えて、次の作用がある。すなわ
ち、既述のようにノズルニードルのその撓み変形が容易
であることに伴い、低リフト時において弁座とノズルニ
ードルとの間の油圧分布が各部等しくなるようにノズル
ニードルを撓み変形させることができ、それにより、弁
座とノズルニードルとの同軸度を自然に出すことができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して本発明の第
１の実施の形態を説明する。第１の実施の形態に係るＶ
ＣＯ型燃料噴射弁５１はディーゼルエンジンに備えられ
るものであって、図１（Ａ）に示されるようにノズルホ
ルダ５２と、ノズルボディ５３と、リティニングナット
５４と、ノズルニードル５５と、スプリング５６とを備
えている。

【００２３】ノズルホルダ５２の先端部にはノズルボデ
ィ５３が配置されて、このボディ５３はノズルホルダ５
２に螺合されたリティニングナット５４によりノズルホ
ルダ５２に固定されている。ノズルボディ５３は、前記
ナット５４内に収容される大径部５３ａと、この大径部
５３ａの先端面中央部に一体に設けられて前記ナット５
４の外部に突出された小径部５３ｂとから形成され、段
付き円柱状をなしている。

【００２４】ノズルボディ５３の小径部５３ｂの先端部
は内外両面とも円錐形状をなした弁座６１を形成してお
り、この弁座６１により小径部５３ｂの先端部は閉じら
れている。弁座６１の先端部内面にはサックホール６２
が形成されている。弁座６１にはサックホール６２より
図１において上側に位置して複数の噴孔６３が開けられ
ている。これら噴孔６３の入口は弁座６１の内面、つま
り、サックホール６２に向けて収束する円錐状のボディ
シート面６１ａに開口され、出口はエンジンの燃焼室等
に臨んだ弁座６１の外面に開口されている。ノズルボデ
ィ５３の径方向中央部には径方向の断面が円形のボア６
４が軸方向に延びて設けられている。このボア６４は、
ボディシート面６１ａにつながっているとともに、前記
大径部５３ａのノズルホルダ５２との接触面に開口され
ている。

【００２５】ノズルホルダ５２には、ボア６４よりも大
径な穴７１がノズルボディ５３との接合面に開口して設
けられている。この穴７１と前記大径部５３ａのノズル
ホルダ５２との接触面とでボア６４と連通するスプリン
グ室７２が区画されている。ノズルホルダ５２にはスプ
リング室７２を間に置いてボア６４と反対側にガイドホ
ールとして用いられるシリンダ７３が設けられている。
このシリンダ７３はスプリング室７２に臨んでいる。こ
れらシリンダ７３と、スプリング室７２と、ボア６４と
は同一軸線上に直列的に並んで配設されている。

【００２６】ノズルホルダ５２には高圧ポート７４とド
レーンポート７５とが夫々設けられている。高圧ポート
７４はスプリング室７２に連通して形成されているとと
もに、図示しない燃料供給源例えば燃料噴射ポンプに高
圧パイプを介して接続されており、このポンプから間欠
的に高圧燃料が圧送される。したがって、高圧燃料は、
スプリング室７２内に溜められてここからボア６４内に
導かれるようになっている。ドレーンポート７５はシリ
ンダ７３のスプリング室７２とは反対側の端部、言い換
えれば、図１において上端部に連通して形成されてい
る。このポート７５は図示しないドレーンパイプを介し
て燃料タンクに接続されている。

【００２７】前記ノズルニードル５５は、ボア６４より
も小径なニードル部８１と、このニードル部８１より大
径なピストン８２と、このピスン８２に設けられた低剛
性部としてのくびれ部８３と、ニードル部８１とピスト
ン８２との境界をなして設けた環形鍔状のばね座８４と
から形成されている。ニードル部８１とピストン８２と
ばね座８４とは一体である。このノズルニードル５５の
外径は、ばね座８４、ピストン８２、ニードル部８１、
くびれ部８３の順に小さい。ニードル部８１はその先端
部に円錐状の弁体８５を一体に有している。この弁体８
５は前記弁座６１のボディシート面６１ａに接離される
ニードルシート部８５ａを有している。ニードルシート
部８５ａは例えば弁体８５を周方向に一回りする稜線で
形成されているが、ボディシート面６１ａに面接触する
円錐面であってもよい。このシート部８５ａがボディシ
ート面６１ａに接離することにより、弁体８５が前記各
噴孔６３を開閉するようになっている。

【００２８】ノズルニードル５５は、そのニードル部８
１をスプリング室７２側からボア６３に遊挿するととも
に、ピストン８２をスプリング室７２側からシリンダ７
３に摺動自在に挿入し、かつ、くびれ部８３及びばね座
８４をスプリング室７２内に配して、ノズルホルダ５２
とノズルボディ５３とにわたって軸方向に移動自在に収
容されている。

【００２９】ピストン８２とシリンダ７３との間のクリ
アランスは、スプリング室７２からシリンダ７３への燃
料のリークを抑制するために、直径で、言い換えればシ
リンダ７３の内径寸法からピストン８２の外径寸法を差
し引いた値が（１〜１．５）μｍ程度となるように極め
て小さくしてある。このシリンダ７３へのピストン８２
の嵌合によりノズルニードル５５の姿勢が拘束される。
又、ニードル部８１の外周面とボア６４の内周面との間
に形成されたクリアランスは、スプリング室７２に常に
連通する燃料供給通路８６として用いられている。この
通路８６をなすクリアランスの大きさは直径で、言い換
えれば、ボア６４の内径寸法からニードル部８１の外径
寸法を差し引いた値が１０μｍ以上となるように例え
ば、（０．２〜２．００）ｍｍに設定されている。

【００３０】なお、燃料供給通路８６は、ボア６４内に
収容されるニードル部８１の外周部にその軸方向に延び
るフラット面を作り、このフラット面とこれに対向する
ボア６４の内周面との間に径方向断面が弦月形をなすク
リアランスを設けて、これを燃料供給通路８６として用
いることもでき、この場合にもニードル部８１の外周面
とボア６４の内周面とのクリアランスの大きさは直径に
して１０μｍ以上とすればよい。

【００３１】しかし、第１の実施の形態のようにニード
ル部８１及びボア６４が共に断面円形をなす構造におい
ては、前記のようなフラット面を設ける加工が不要であ
るとともに、前記クリアランスの大きさが従来に比較し
て少なくとも２倍以上と大きいので、クリアランスを大
きく設定するほど加工精度を下げることができる。した
がって、ニードル部８１及びボア６４が比較的長いにも
拘わらず、これらの加工を容易に行える点で優れてい
る。

【００３２】前記スプリング室７２には、ばね座８４と
スプリング室７２のシリンダ７３側の壁面（図１におい
て上側の壁面）とに両端を支持されて前記スプリング５
６が収容されている。このスプリング５６は前記ピスト
ン８２のスプリング室７２に突出された部分を巻装して
いるとともに、そのばね力でノズルニードル５５を図１
中下方に常に付勢し、言い換えれば、弁体８５が着座す
る方向に付勢して、燃料供給通路８６と前記各噴孔６３
との連通を断つようになっている。

【００３３】前記構成の燃料噴射弁５１の作動を説明す
る。燃料噴射ポンプから高圧燃料が圧送されると、その
たびに互いに連通している高圧ポート７４、スプリング
室７２、及び燃料供給通路８６内の燃料が（２０〜１５
０）ＭＰａ程度の高圧となる。こうして高まる燃料の圧
力はノズルニードル５５の弁体８５及びピストン８２に
作用して、ノズルニードル５５を上向きつまりノズルホ
ルダ５２方向に作用して、スプリング５６の付勢力に抗
してノズルニードル５５をリフトさせる。そのため、そ
れまで弁座６１に着座していた弁体８５が離座して、燃
料供給通路８６と各噴孔６３とが連通されるので、各噴
孔６３から燃料噴射が開始される。

【００３４】ところで、この燃料噴射弁５１においても
ノズルボディ５３及びノズルニードル５５の加工公差内
でのシリンダ７３と弁座６１との軸心のずれ、ピストン
８２と弁体８５との軸心のずれ等が影響して、弁座６１
と弁体８５との軸心にずれを生じることは妨げられな
い。

【００３５】しかし、この燃料噴射弁５１では、ピスト
ン８２を摺動自在に案内するシリンダ７３と弁座６１と
の間に燃料供給通路８６があるだけではなくスプリング
室７２が直列に連なって設けられているから、ピストン
８２との嵌め合い隙間が極小である故にノズルニードル
５５の姿勢を拘束するシリンダ７３と弁座６１との間の
距離Ｌを長く確保できる。それにより、ノズルニードル
５５のシリンダ７３より突出した部分の撓み変形が容易
となり、シリンダ７３がノズルニードル５５の姿勢に与
える影響を少なくできる。すなわち、既述のようにノズ
ルニードル５５がリフトした際には、ニードル部８１の
周囲の燃料供給通路８６には高圧燃料が通るが、この通
路８６の通路断面積は少なくとも従来の２倍以上あっ
て、この通路８６内での圧力分布が均一化し易いので、
こうした油圧分布に伴いノズルニードル５５が容易に撓
み変形することによって、弁座６１と弁体８５との軸心
をずらす作用が弱められる。そのため、前記軸心のずれ
が矯正されて、弁座６１と弁体８５との軸心が自然に一
致化される。

【００３６】しかも、こうした軸心の同軸化において、
ノズルニードル５５はこのニードル５５の中で最も剛性
が弱く、それ故により容易に撓むことができるくびれ部
８３を有しているので、既述の矯正においてくびれ部８
３での撓みを伴って弁座６１と弁体８５との軸心を容易
に同軸化できる。

【００３７】したがって、ノズルニードル５５の低リフ
ト時においても、図１（Ｂ）に示すように弁座６１と弁
体８５との同軸度が自然に確保されて、弁体８５の円錐
面と各噴孔６３との間の隙間（流路面積）の大きさが不
均一となることが少なくなって、各噴孔６３での噴射圧
力のばらつきを抑制できる。そのため、各噴孔６３ごと
の噴霧Ｃの形状のばらつきを抑制して燃料噴射を行うこ
とができる。

【００３８】そして、前記燃料噴射ポンプからの燃料の
圧送が停止すると、スプリング室７２等に充填された燃
料の圧力が低下するので、燃料圧がスプリング５６の付
勢力よりも小さくなった時点で、前記付勢力によりノズ
ルニードル５５が押し下げられるから、その弁体８５が
弁座６１に着座して燃料供給通路８６と各噴孔６３との
連通が断たれて、各噴孔６３からの燃料噴射が停止され
る。

【００３９】又、既述のようにノズルニードル５５のシ
リンダ７３と弁座６１との間の距離Ｌが長いことに加え
て、その撓み変形をより容易にするくびれ部８３を有し
ているから、前記着座の際に加わるスプリング５６の付
勢力に基づいてノズルニードル５５のシリンダ７３から
の突出部分を容易に撓み変形させて、言い換えれば、ス
プリング５６による閉弁力をくびれ部８３で緩衝して弁
体８５が着座位置から動かないようにできる。それによ
り、互いに円錐状をなした弁体８５が弁座６１上を擦れ
動くことを少なくして、これら両者の擦れ合による摩耗
の促進を抑制でき、耐久性を向上できる。

【００４０】又、前記構成の燃料噴射弁５１の構成にお
いては、ノズルニードル５５の姿勢を拘束するシリンダ
７３をノズルボディ５３に設けていないから、スプリン
グ室７２に導入された高圧燃料をノズルボディ５３のボ
ア６４とノズルニードル５５との間のクリアランスで形
成した燃料供給通路８６を通して各噴孔６３に導くこと
ができる。したがって、スプリング室７２を油溜りとし
て利用できるとともに、ボア６４をフィードホールとし
て利用できるから、これら油溜り及びフィードホールを
ノズルボディ５３に加工する必要がない。

【００４１】そのため、フィードホールを設けるための
大きさをノズルボディ５３に必要とすることがないの
で、このボディ５３の小径化を図り易くなり、ひいて
は、同様のフィードホールをノズルホルダ５２にも設け
る必要がないので、燃料噴射弁５１全体を小形化するの
に適している。しかも、既述のようにフィードホールを
特別に必要としないことに伴って、これが連通する油溜
りをノズルボディ５３に形成する必要もない。したがっ
て、ノズルボディ５３に対する加工が容易になるととも
に、ノズルボディ５３等の加工コストを低減できる。

【００４２】又、前記構成のようにノズルニードル５５
の低剛性部をくびれ部８３で形成した第１の実施の形態
においては、このくびれ部８３での撓み変形に方向性が
なく前記軸心のずれがいかなる方向であっても、それに
対して容易に対応できるとともに、その加工も容易に行
える点で優れている。しかし、本発明において低剛性部
はくびれ部に代えて、当該個所に孔を開けたり、周方向
に間隔的に凹みを設けること等によって形成してもよ
い。

【００４３】図２は本発明の第２の実施の形態を示して
いる。この実施形態は基本的には前記第１の実施の形態
と同様な構成であるので、その同様構成部分には前記第
１の実施の形態と同じ符号を付して、その構成および作
用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。
この実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる部分
は、ＶＣＯ型燃料噴射弁５１をコモンレールシステムの
インジェクタとして使用した点である。

【００４４】すなわち、この第２の実施の形態におい
て、高圧ポート７４には、燃料噴射ポンプ９１から高圧
燃料が供給され、その高圧燃料を蓄える高圧燃料供給源
としてのコモンレール９２が接続されている。一方、ド
レーンポート７５には電磁開閉弁９３が接続されてい
る。又、図２中９４は電子制御ユニット（ＥＣＵ）であ
り、燃料噴射ポンプ９１及び電磁開閉弁９３等の動作を
制御する。更に、図２中９５はドレーンポート７５とコ
モンレール９２との連通路に設けられたオリフィスであ
って、電磁開閉弁９３が閉じた後にノズルニードル５５
にコモンレール９２の高圧を与えるために用いられてい
る。なお、以上の点以外の構成は前記第１の実施の形態
と同じである。

【００４５】この第２の実施の形態の構成においては、
高圧ポート７４が常にコモンレール９２に連通されてい
るので、電磁開閉弁９３を閉じてドレーンポート７５を
高圧に維持した時には燃料噴射が停止され、電磁開閉弁
９３を開いてドレーンポート７５を低圧とした時にだけ
燃料噴射を行わせることができる。そして、この実施の
形態における燃料噴射弁５１は第１の実施の形態のもの
と同じであるから、この弁５１においても本発明の第
１、第２の課題を解決することができる。

【００４６】図３は本発明の第３の実施の形態を示して
いる。この実施形態は基本的には前記第１の実施の形態
と同様な構成であるので、その同様構成部分には前記第
１の実施の形態と同じ符号を付して、その構成および作
用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。
この実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる部分
は、ノズルニードルを２部材とした点と、これらに対す
る付勢構造の点である。

【００４７】すなわち、この第３の実施の形態におい
て、ノズルニードル１５６は、ニードル部１５７とこれ
とは別に作られたピストン１５８とから形成されてい
る。ニードル部１５７は、ニードル部８１とばね座８４
とを有している。ピストン１５８はシリンダ７３から突
出した部分にプレッシャステージ１５９を有していると
ともに、このピストン１５８の凸曲面状の先端はスプリ
ング室７２内においてニードル部１５７の上端面に点接
触されている。そして、スプリング室７２には、ノズル
ボディ５３の上端面とばね座８４との間に挟まれて開弁
スプリング１５１が収容されている。このスプリング１
５１はニードル部１５７を離座する方向に付勢してい
る。又、シリンダ７３には閉弁スプリング１５２が収容
されている。このスプリング１５２はピストン１５８を
ニードル部１５７に押付ける方向に付勢しており、その
付勢力は前記開弁スプリング１５１の付勢力より大き
い。そのため、無噴射時には閉弁スプリング１５２によ
ってノズルニードル１５６の弁体８５が弁座６１に押付
けられて、各噴孔６３は閉じられている。なお、以上の
点以外の構成は前記第１の実施の形態と同じである。

【００４８】この第３の実施の形態に係るＶＣＯ型燃料
噴射弁５１の構成において、高圧燃料が高圧ポート７４
を導入されると、その燃料圧がピストン１５８に作用す
るから、このピストン１５８が閉弁スプリング１５２に
抗して押し上げられると同時に、開弁スプリング１５１
の付勢力でニードル部１５７が押し上げられる。つま
り、ノズルニードル１５６がリフトして、その弁体８５
が弁座６１から離座するので、各噴孔６３から燃料噴射
が開始される。そして、高圧燃料に供給が停止される
と、閉弁スプリング１５２の付勢力で開弁スプリング１
５１の付勢力に抗して互いに軸方向に当接しているピス
トン１５８とともにニードル部１５７が押し下げられ
て、その弁体８５が弁座６１に着座するので、各噴孔６
３からの燃料噴射が停止される。

【００４９】このように動作する燃料噴射弁５１によれ
ば、ノズルニードルのピストン１５８はノズルホルダ５
２のシリンダ７３に姿勢を拘束されるが、このピストン
１５８とニードル部１５７とは別体であって、互いに点
接触しているから、シリンダ３により姿勢拘束力をニー
ドル部１５７には波及しないようにできる。そのため、
この燃料噴射弁５１の構成においても、本発明の第１の
課題を解決できるとともに、この弁５１はＶＣＯ型であ
るので本発明の第２の課題も解決できるものである。

【００５０】なお、本発明は前記各実施の形態には制約
されない。例えば、本発明はＶＣＯ型以外の燃料噴射弁
に適用でき、それによっても前記第１の課題を解決でき
る燃料噴射弁を提供できる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。請求項
１〜７に記載の発明に係る燃料噴射弁によれば、弁座へ
のノズルニードルの着座の際にノズルニードルの撓み変
形が容易となるようにシリンダと弁座との間の距離を長
く確保して、着座の際に弁体が弁座上を擦れ動くことを
少なくしたから、着座に伴う弁体及び弁座の摩耗を抑制
できる。しかも、前記距離を確保するためのスプリング
室を油溜りとして利用するとともにノズルボディのボア
をフィードホールとして利用したから、従来のノズルボ
ディに必要とされていた油溜り及びフィードホールをノ
ズルボディに加工する必要がなくなって、ノズルボディ
を容易に加工できるとともに、前記フィードホールの省
略に伴いノズルボディ、ひいては噴射弁全体の小形化を
図るのに適する。

【００５２】請求項１〜７の発明に従属する請求項８に
記載の発明に係る燃料噴射弁によれば、請求項１〜７の
発明の効果に加えて、ノズルニードルの低リフト時に弁
座とノズルニードルとの間の油圧分布が各部等しくなる
ようにノズルニードルが撓み変形して、弁座とノズルニ
ードルとの同軸度が自然に出るので、各噴孔からの噴霧
形状のばらつきを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係るＶＣ
Ｏ型燃料噴射弁の構成を示す概略的断面図。（Ｂ）は図
１（Ａ）の燃料噴射弁の先端部の構成を燃料噴射の状態
で示す拡大断面図。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係るＶＣＯ型燃料
噴射弁の構成を示す概略的断面図。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係るＶＣＯ型燃料
噴射弁の構成を示す概略的断面図。

【図４】（Ａ）は従来例に係るＶＣＯ型燃料噴射弁の構
成を示す概略的断面図。（Ｂ）は図１（Ａ）の燃料噴射
弁の先端部の構成を燃料噴射の状態で示す拡大断面図。

【符号の説明】

５１…燃料噴射弁、 ５２…ノズルホルダ、 ５３…ノズルボディ、 ５５…ノズルニードル、 ５６…閉弁スプリング、 ６１…弁座、 ６１ａ…ボディシート面、 ６３…噴孔、 ６４…ボア、 ７２…スプリング室、 ７３…シリンダ、 ７４…高圧ポート、 ７５…ドレーンポート、 ８１…ニードル部、 ８２…ピストン、 ８３…くびれ部（低剛性部）、 ８５…弁体、 ８５ａ…ニードルシート部、 ８６…燃料供給通路、 １５１…開弁スプリング、 １５２…閉弁スプリング、 １５６…ノズルニードル、 １５７…ニードル部、 １５８…ピストン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 昭和 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 竹本 英嗣 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 斎藤 昭則 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 河村 清美 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に延びるボアとこのボアに連続する
   円錐状弁座と噴孔とを有したノズルボディをノズルホル
   ダの先端部に固定し、 前記ノズルボディ内に前記弁座に接離して前記噴孔を開
   閉する弁体を有したノズルニードルを挿入して、このニ
   ードルと前記ボアとの間のクリアランスで前記噴孔への
   燃料供給通路を形成し、 高圧燃料が導入されるとともに前記ノズルニードルを付
   勢するスプリングを収容するスプリング室を前記燃料供
   給通路に連通して前記ノズルホルダに設け、 前記ノズルボディとの間に前記スプリング室を間に置い
   て前記ノズルホルダにシリンダを設け、 このシリンダに前記ノズルニードルとともに軸方向に動
   かされるピストンを摺動自在に挿入したことを特徴とす
   る燃料噴射弁。
2. 【請求項２】前記クリアランスを直径で１０μｍ以上と
   したことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 【請求項３】前記ノズルニードルと前記ピストンとが一
   体であって、このノズルニードルを前記スプリング室を
   貫通して設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載
   の燃料噴射弁。
4. 【請求項４】前記ノズルニードルに低剛性部を設けたこ
   とを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射弁。
5. 【請求項５】前記低剛性部を前記ノズルニードルの前記
   シリンダより突出した部分に設けたことを特徴とする請
   求項４に記載の燃料噴射弁。
6. 【請求項６】前記低剛性部をくびれ部で形成したことを
   特徴とする請求項４又は５に記載の燃料噴射弁。
7. 【請求項７】前記ノズルニードルのニードル部と前記ピ
   ストンとを別体として、これらを互いに当接して配設
   し、前記ニードル部を前記スプリング室に収容された開
   弁スプリングで開弁方向に付勢し、前記ピストンを前記
   開弁スプリングより強いばね力を有して前記シリンダに
   収容された閉弁スプリングで閉弁方向に付勢したことを
   特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
8. 【請求項８】前記噴孔を前記弁座に複数設けるととも
   に、前記ノズルニードルが前記弁座に着座する円錐状の
   着座面を有しており、このノズルニードルの前記弁座へ
   の着座により前記各噴孔を閉じることを特徴とする請求
   項１〜７のうちのいずれか１項に記載の燃料噴射弁。