JPS59162360A - 間欠式渦巻噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃料’に９粒化する装置、％に内燃機関に燃料
を噴霧供給するに適する噴射弁に関する。

・この種の噴射弁は、一般に噴射弁の一体内の賛通孔に
ニードル弁をその軸方向に摺動自在に設け。

このニードル弁によυ葭通孔の先端に形成したノズル孔
を閉塞し、ニードル升全開升方向に移動したとき圧力燃
料をノズル孔より＠霧させるものでめる。そして、この
噴射弁はニードル弁の先端に円錐形の弁体を形成してノ
ズル孔の上流側に形成した截頭円錐形の弁座に着座する
形式である。

しかし、この噴射弁にあっては、ニードル弁の形状のみ
では燃料の微粒化特性あるいは閉弁時の燃料のたれ等を
改善することは難しい。このため燃料の噴射時にニード
ル弁の弁体の周囲に燃料の強い渦流を生じさせる渦巻室
を形成することにより燃料の微粒化特注全改善した渦巻
噴射弁が多く提案されている。

ところで、この種噴射弁においては、ニードル弁が開弁
方向に移動して弁体が弁座から離れたとき、燃料を供給
源から燃料供給通路を経て渦巻室に１川給してニードル
弁の弁体周囲に渦流を形成させて燃料全ノズル孔より噴
霧するのである。しかしながら、かかる噴射弁によれば
ノズル孔を穿設した厘体先端部の小さい部位に燃料の供
給通路を形成させ、しかもニードル弁を摺動しなければ
ならないので、供給通路の面積や燃料供給量等に制約を
受けるとともに構造も複雑化し、加工も容易ではない。

さらに、エンジンの燃焼室に燃料全噴射する成／ｌ［ｉ
エンジンおよびディーゼルエンジンにおいて、良好な燃
焼を得るだめの噴射弁に対する要求性能の一つは噴射弁
から噴出する＠霧の拡９邑と噴霧の到達距離（又はぼ微
力）である。従ってエンジン全構成する場会定めら扛た
燃焼室に対して上記の性能が許容される範囲内になけれ
ば性能のよいエンジン全提供することは出来ない。

これらを解決するために本発明者らは、ニードル弁と筐
体の１通孔との間に、外周面に溝を施した隔壁部材を固
定的に埋設し、この溝により渦巻室内へ流入する燃料に
強い旋回流を生じさせて燃料の微粒化特性を改善した渦
巻噴射弁を案出した。

かかる噴射弁にあっては、理想的には噴霧の拡り角と到
達距離が渦巻室の旋回速度（隔壁部材に施した溝の断面
積）とノズル孔によって決る。この溝が小さい程、噴霧
の拡９角は大きくな９到達距離は小さくなり、またノズ
ル孔が大きい程拡９角は大きくなり到達距離は小さくな
る傾向がある。

しかしながら、この噴射弁は、実際の一作に当って１通
孔と弁座面とを同心的に同時に研削又はラッピングを行
うのである。しかし、貫通孔と弁座面と隔壁部材におけ
る内周面との王者全回心的に同時に加工することは現状
では極めて困難である。

また、′−前記に通孔とニードル弁との隙間は高圧燃料
の洩れを防ぐためきびしく管理されており通常は２〜５
μ程度である。従って９貫通孔と弁座面との加工工程後
に加工する隔壁部材の内周面とニードル弁との隙間はニ
ードル弁のスムーズな往復運動を保障するため貫通孔と
ニードル弁との隙間より小さくすることは出来ず１通常
５〜１０μは製作上やむ全得ない。しかもこの隙間をき
びしく管理し精度の均一化を図ることは容易ではない。

しかも、この噴射弁にあっては入口から入った燃料は、
噴射中、圧力室を通り隔壁部材の溝を経由して渦巻室に
至るものと、圧力室から隔壁部材の内周面とニードル弁
との隙間から洩れて渦巻室に至るものが実際には出来て
しまう。後者における燃料流は何ら旋回していないから
、ここを通る一方エンジン側から見れば噴射ポンプの駆
動損失を低減し、かつ同一噴射量のときその噴射期間を
出来るだけ短かくすることが要求されるので。

ノズル孔や燃料通路の流路抵抗は極力小さくしたいので
ある。しかし前述の通り、隔壁部材の内周面とニードル
弁との間に洩れがあると渦巻室の旋回速度が著しく低下
し噴霧の拡り角は小さくなり到達距離は大きくなって渦
巻噴射弁としての特徴が失なわれるので溝の断面を小さ
くして渦巻室の旋回速度を引き上げなくてはならない。

また、前記燃料の洩れがバラ付くと噴霧の拡り角、到達
距離がバラ付いてもはやエンジンより要求された性能の
燃料全安定して供給することが出来なくなる。隔壁部材
の内周面とニードル弁との間のもれ断面積は溝の断面積
に対して１５〜３０％になることが多く、バラ付を減ら
し安定化するには大略１０％以下又は両者の流量比を出
来るだけ大きくとることである。

本発明は、上記問題点を解消する間欠式渦巻噴射弁であ
って、構造簡単で、製作及び組付けが容易でろ９．精度
は高く均一で、かつ微粒化特性が良好で圧力損失の少な
い高性能なものを提供すること全目的とする。

すなわち２本発明の間欠式渦巻噴射弁は９体内に形成し
た貫通孔の下流側先端部にノズル孔を形成した筐体と。

この筐体の貫通孔内にその軸方向に摺動自在に挿置し先
端に前記ノズル孔全開閉する弁体を形成したニードル弁
と。

前記ノズル孔の上流側において外周面が前記薩通孔の内
壁に液密に嵌会し、かつ内周面により前記ニードル弁を
摺動自在に嵌挿する隔壁部材とより成り、この隔壁部材
により該部材と前記ノズル孔との間に形成した渦巻室と
該部材の上流側に前記区通孔の内壁に沿って形成した環
状の圧力室とを分離し。

前記圧力室を燃料供給源から燃料を供給すべき燃料通路
に連通し。

前記隔壁部材の外周面に所定の傾斜角を有する少くとも
１つの溝を刻設すると共に、当該溝を前記隔壁部材の下
流側端面に渦巻室に対し接線的に開口連通する少くとも
１つの溝に連通して、圧力室から渦巻室への連絡通路を
構成し、かつ前記隔壁部材とニードル弁との少くとも一
方に燃料漏洩抑止手段全配設して該隔壁部材とニードル
弁との間の燃料漏洩を低減するように構成したことを特
徴とするものである。

以下１図面に示す実施例に基ついて本発明の詳細な説明
する。

第１１１９’４図は本発明の実施例を示すものであって
、筺体１はその先端にノズル孔２を有する貫通孔６がそ
の体内に穿設されており、該訂通孔３の軸方向に摺動自
在にニードル弁４が挿置され、該ニードル弁４の先端部
に形成した円錐面を有する弁体５は前記ノズル孔２全開
放または閉塞すべく該ノズル孔２の上流側に形成した弁
座６にその円錐面で着座するように構成される。ニード
ル弁４の前記弁座６に当接する部位の上方にはレリーフ
面８が形成される。筐体１のに通孔３内には、中窒円筒
状の案内筒７が挿入され、前記区道孔６の下流側に案内
筒７の下流側端部を当接した位置で固定される。この案
内筒７の内腔壁１゜は前記ニードル弁４の摺動の案内面
全構成する。

前記案内筒７の外周面は１通孔３の内壁に液密に嵌合す
るように形成され、案内筒７の上面で燃料の供給源Ｆに
供給口１１および燃料供給用の燃料通路１２を介して連
通ずる環状の圧力室１５を形成する。また、案内筒７の
案内面１０．弁座るおよびニードル≧らレリーフ面８と
の間に渦巻室１４が形成される。かくして、案内筒７は
圧力室１３と渦巻室１４を分離するとともに、案内筒７
の外周面上方は第１図および第２図々示のように断面よ
シしてぼ通孔３より小径の段付に形成されには第１図々
示のようにに通孔３の中心軸に対し所定の傾斜角を有し
断面Ｕ字形状の４つの溝１７をそれぞれ刻設する。この
４つの溝１７は第１図々示のように燃料に旋回速度を与
えるものであるから、その長さが長くなると流路の抵抗
が増大するので短かくしてあり、案内筒７の下流側端面
に渦巻室１４に対しｉ線的に開口連通する断面凹状の４
つの溝１８に連通ずる。これら導入通路１１３゜溝１７
および１８によって前記圧力室１３および渦巻室１４と
１の間を連絡する。

ｌだ、ニードル弁４の外周面にはこれと案内筒７の案内
面との隙間からの燃料の漏洩全低減するために、ニード
ル弁軸方向に対し直角方向でかつ断面Ｕ字形状の環状ラ
ビリンス１１０全配設する。

この環状ラビリンス１１０はニードル弁４の軸方向に沿
い所定間隔を保持して連投さｎている。

上記実施例においては、第１図に示すように。

ニードル弁４の弁体５が弁座６に着座している状帳にお
いて、燃料供給源Ｆから供給される圧力燃料は供給口１
１．燃料通路１２を介して圧カ呈１３に導入される。し
かるのち、燃料は圧力室１３から導入通路１１６および
各溝１７を経出し該溝１７とほぼ直角関係にて連通ずる
溝１８全通って流れの方向が転向されて渦巻室１４内に
接線的に導入される。セしてニードル弁４が開弁方向に
移動すると、弁体５は弁座６から離脱してノズル孔２を
開放し、渦巻室１４内に前記各溝１７．１８を通して供
給される燃料が旋回流となって導入されかかる旋回流は
ノズル孔２から所定の噴霧用にて唱第４される。とこう
でこのとさ５本実施例にあっては、目ケ記谷溝１７の門
きを短か“くしてあり、かつニードル弁４と案内筒７の
案内筒との隙間を軸方向に后って長くしてあり、しかも
ニードル弁４の外周面に複数のラビリンス１１０を形成
しであるため、これら環状のラビリンスにより燃料の圧
力降下と、自己調芯作用とによりニードル弁４の外周面
と案内筒７の案内面との間からの燃料漏洩を激減するこ
とができる。従って１本実施例のｌ’ｔｔｌ入式渦巻噴
射升は噴射の流路抵抗を極小にでき、かつ目ｊＪ記燃料
の洩れを抑止できるので、燃料の渦巻冨における旋回速
度が著しく向上し噴緬の拡り角は大きくなり到達距離は
小さくなって、渦巻噴射弁としてのｗｍｉ士分十分揮す
ることかでさる。

しかも１本好王夾施例にあっては、従来のように圧力室
１６の俸槓が大きくなりニードル弁４の応答性が悪化す
るの全防止するためニードル弁に段付部を設けて前記圧
力室１６０体積を減少する必要はなく、ニードル升４全
軸いストレート形状の構成とすることができるので、ニ
ードル弁４の車量が軽減でき、ニードル弁のノズル孔に
対する開閉作動にエンジン等の振動が付加されてもこれ
にＶ響して誤動作を生ずることなく高速用エンジンに最
通でめる。よって、かかる本実施例の間欠式渦巻噴射弁
においては燃料の微粒化特性もよく。

しかも構造簡単で加工上の要求精度を得るのが容易であ
り製作９組付は等を簡便とし、各棟性能。

精度全高め、こｎらの均一化を図るといった実用上有惹
義な作用効果を奏する。

なお、上記実施例において、導入通路１１３はこれに限
らずこの他に第６図および第４図々示のように案内筒７
の外周面上方に横断面Ｌ９して２分割され、かつ軸方向
に沿う半円状の導入通路１２６とすることもでき上記実
施例とほぼ同様の作用効果を奏することができる。さら
に、上記実施例において燃料漏洩抑止手段はラビリンス
１１０に限らず、この他に第５図々示のように案内筒７
の案内面上方に軸方向に対し直角でかつ断面凹形状の凹
所１１１を設けこの凹所１１１内にゴムや樹脂等よりな
υ断面２円もしくは矩形状を程する環状シール１１２具
体的には０リングを配設することもでき上記実施例とほ
ぼ同様の作用効果合奏することができる。かかる環状シ
ール１１２は案内筒７の案内面にその軸方向に沿い所定
間隔を保持して複数連設してもよく、その他前記うビリ
ンヌ１１０とのｍ会せ配設をすることもでき、上記実施
例とほぼ同様の作用効果を奏する。

以上説明したように本発明の間欠式渦巻噴射弁は、渦巻
室に導入する燃料に旋回流全形成するための溝はに通孔
内壁に嵌合する大径の円筒面を有する隔壁部材の外周面
にその長さ金短かくして刻設されるため、当該溝の刻設
のための加工は極めて容易であり、かつ精度も高くその
均一化を図ることができるとともに９組付作業も使用後
の清掃作業も極めて簡単に行い得る等、多大の実用的効
果のあるものである。

また噴射弁において液体を通過させる溝断面を小とする
と該溝全通過する際の圧力損失が大となるが１本発明に
寂いては噴射弁全構成する部材としては大径部の部分に
溝全刻設するので十分に大面積の溝断面を得られるほか
、溝の刻設け１個に限らず複数個の溝を刻設する余裕は
十分にあるので、噴射弁の所望の性能に適合する断面積
の溝を刻設できる。さらに、隔壁部材とニードル弁との
少くとも一方に燃料漏洩抑止手段を配設し、かつニード
ル弁と隔壁部材の内周面との重合する間を軸方向に沿っ
て長くしであるため該ニードル弁と隔壁部材の内周面と
の間からの燃料の漏洩を激減できる。

従って９本発明の間欠式渦巻噴射弁は燃料の流路抵抗を
極小にでき、かつ前記燃料の洩れを抑止できるので、燃
料の渦巻室における旋回速度が箸しく向上し噴霧の拡り
角は大きくなり到達距離は小さくなって、渦巻噴射弁と
しての特徴を十分に発揮することができる。

よって、かかる不発明の間欠式渦巻噴射弁においては燃
料の微粒化特性もよく、シかも構造簡単で加工上の要求
精度を得るのが容易であり製作。

組付は等を簡便とし、各種性能、精度を高め、これらの
均一化を図るといった実用上有意義な作用効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施側音それぞれ示すも
ので第１図はその縦断面図、第２図は第１図中ｍ　’−
ｕ腺に沿う横断面図、第６図ないし第５図はその他の実
施側音それぞれ示す断面図である。 図中　１は筐体、２はノズル孔、３は１通孔。 ４はニードル升、５は弁体、１７．１８は溝。 １１０はラビリンス、１１１は凹所、１１２は環状シー
ルをそれぞれ示すものでめる。 ３６９− 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 体内に形成したに通孔の下流側先端部にノズル孔全形成
   した筐体と。 この筐体の１通孔内にその軸方向に摺動自在に挿置し先
   端に前記ノズル孔全開閉する弁体を形成したニードル弁
   と。 前記ノズル孔の上流側において外周面が前記貝通孔の内
   壁に液密に嵌合し、かつ内周面により前記ニードル弁ヲ
   摺動自在に嵌挿する隔壁部材とより成り。 この隔壁部材により、該部材とノズル孔との間に形成し
   た渦巻室と該部材の上流側に前記１通孔の内壁に沿って
   形成した圧力室とを分離し。 前記圧力室を燃料供給源から燃料を供給すべき燃料通路
   に連通し。 ロー、°１１．゛ 前記隔壁部材の外周面に所定の傾斜角を有する少くとも
   １つの溝を刻設すると共に、当該溝を前記隔壁部材の下
   流側端面に渦巻室に対し接線的に開口連通ずる少くとも
   １つの溝に連通して圧力室から渦巻室への連絡通路を構
   成し、かつ前記隔壁部材とニードル弁との少くとも一方
   に燃料漏洩抑止手段を配設して該隔壁部材とニードル弁
   との間の燃料漏洩全低減するように構成したことを特徴
   とする間欠式渦巻噴射弁。