JP2009275646A - Fuel injection nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射ノズルに関する。 The present invention relates to a fuel injection nozzle.
〔従来の技術〕
従来から、車両用内燃機関（以下、エンジンという）の排気ガスの清浄化に対して、特に、ディーゼルエンジンでは、エンジンの低回転域での噴霧微粒化や、高回転域での短期間多量噴射などに対応するため、可変噴孔式の燃料噴射ノズルが用いられている。可変噴孔式の燃料噴射ノズルとは、少なくとも先後２段階に分けて順次に開放される複数の噴孔を有し、噴射量に応じて開放する噴孔数を変えることができるものである。
[Conventional technology]
Conventionally, in the exhaust gas purification of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) for a vehicle, especially in a diesel engine, atomization in a low rotation range of the engine and a large amount of short-term injection in a high rotation range are performed. In order to cope with this, a variable injection type fuel injection nozzle is used. The variable nozzle type fuel injection nozzle has a plurality of nozzle holes that are sequentially opened at least in two stages, and the number of nozzle holes that can be opened can be changed according to the injection amount.
従来の同軸２重ニードルを有する可変噴孔式の燃料噴射ノズル（以下、単にノズルと呼ぶ）１１０は、図７に示すように、内部に案内孔１１３が形成されたノズルボディ１０３を有しており、この案内孔１１３の燃焼室側（図示下方側）の端部が一様な円錐斜面を形成する弁座１１２によって閉塞され、この弁座１１２には、少なくとも２式の噴孔群が形成され、１式の噴孔群は弁座１１２の外側に配置されてアウタ噴孔１０１を形成し、他の１式の噴孔群は弁座１１２の内側に配置されてインナ噴孔１０２を形成する。
A conventional variable injection hole type fuel injection nozzle (hereinafter simply referred to as a nozzle) 110 having a coaxial double needle has a
そして、これら２式の噴孔群をそれぞれ個別に、かつ、異なる開弁圧によって先後に開閉するアウタニードル１０４と、アウタニードル１０４に摺動自在に収容されるインナニードル１０５を有しており、このアウタニードル１０４が案内孔１１３内に収容されて、長手方向にリフト可能に配置されている。そして、各噴孔１０１、１０２から噴霧する燃料は、主として、燃料供給通路１０６を経由して、さらに、円環状の溝隙間１０７を経由して供給される。
Each of these two types of nozzle hole groups has an
アウタニードル１０４およびインナニードル１０５の弁座１１２に面した先端部（図示下端部）の円錐斜面状の外周面には、弁シート部が形成され、弁座１１２に着座して各噴孔１０１、１０２を閉弁する。また、弁座１１２と離座して各噴孔１０１、１０２を開弁する。この弁シート部は、各ニードル１０４、１０５の先端部の円錐斜面状の外周面を互いに異なる円錐角度に仕上げることによって形成され、この各円錐面の移行部が縁部となって弁座１１２と線接触を実現するものである。
A valve seat portion is formed on the outer circumferential surface of the conical inclined surface of the front end portion (lower end portion in the drawing) facing the
従って、インナ噴孔１０２を閉弁するインナニードル１０５の弁シート部１１６はインナ噴孔１０２の上流側に１箇所設置すれば事足りるが、アウタ噴孔１０１を閉弁するアウタニードル１０４の弁シート部１１４、１１５は、アウタ噴孔１０１の上流側および下流側にそれぞれ１箇所ずつ設置する必要がある。つまり、上側シート部１１４と下側シート部１１５の２点シール構造を構成する（例えば、特許文献１、２参照）。
Therefore, it is sufficient if the
特許文献１に開示される従来例１としてのノズル１１０では、図７に示すように、アウタニードル１０４に２点シール構造を形成するために、円錐斜面状の外周面をそれぞれ僅かに異なる円錐角度に仕上げるとともにグルーブと呼ばれる浅い凹溝を、各円錐面の移行部を基点として設けて、２点シール構造を形成し、下側シート部１１５を先に着座後、アウタニードル１０４の先端部を弾性変形させながら上側シート部１１４を着座する構成となっている。
In the
このとき、グルーブのＲ（アール）形状は、開弁初期等の微小リフト時にも、良好な噴霧微粒化を得るための高圧燃料の供給の確保と、２点シール構造のシール性の向上、およびＲ形状のくびれ付与によるアウタニードル１０４の先端部の弾性変形量の増加とをそれぞれ目的として適正に設定されるものである。
At this time, the R shape of the groove ensures the supply of high-pressure fuel to obtain good atomization of the atomization and improves the sealing performance of the two-point seal structure, even during a minute lift such as the initial stage of valve opening, and It is set appropriately for the purpose of increasing the amount of elastic deformation of the distal end portion of the
しかし、グルーブのＲ形状は、基点となる各シート部１１４、１１５のシート角およびシート逃し角の設定に関係し、各角度の設定次第ではシート磨耗が大きくなる懸念と、この磨耗を抑制するためのＲ形状の設定が、好適な弾性変形量の設定と一致せず、これにより２点シールの着座精度にばらつきが生じ、燃料が同時にカットされず後ダレが生じる懸念がある。
However, the R shape of the groove is related to the setting of the sheet angle and the sheet relief angle of each of the
特許文献２に開示される従来例２としての可変噴孔式の燃料噴射ノズル（以下、単にノズルと呼ぶ）１２０では、上記問題を解決するために、シート角等と弾性変形量を個別に設定できる構造が提案されている。ノズル１２０は、図８に示すように、特許文献１に開示されるノズル１１０と略同じ構造であり、大きく異なるのは、各ニードル１０４、１０５の先端部（図示下端部）に設けられる弁シート部の形状と弾性変形構造である。
In the variable injection hole type fuel injection nozzle (hereinafter simply referred to as a nozzle) 120 as Conventional Example 2 disclosed in
アウタ噴孔１０１を閉弁するアウタニードル１０４の先端部には、円錐面状の弁シート部を形成するとともに弾性変形を容易にするためのアウタニードル１０４の内周側に薄肉状に突き出したシールリップ部１２１が形成されている。
At the tip of the
そして、円錐面状のシールリップ部１２１の外周面には、外周側と内周側の２箇所に部分円弧状に突出する弁シート部となる上側シート部１１４と下側シート部１１５が形成され、上側シート部１１４と下側シート部１１５との間は、弁座１１２に対して所定の隙間を確保するように配置され、あたかもグルーブを形成して各弁シート部１１４、１１５が弁座１１２に対して２点シール構造を実現するようになっている。
On the outer peripheral surface of the conical seal-shaped
そして、さらに、シールリップ部１２１にはアウタニードル１０４の内周側に円環状に連続するリング室１２２が形成され、リング室１２２はアウタニードル１０４の周方向に沿って分配して配置される複数の接続穴１２３を介して燃料供給通路１０６に接続されており、これによりリング室１２２内に常に燃料供給通路１０６における同じ燃料圧力が作用する。そして、これにより、このシールリップ部１２１は、より弾性的な変形が可能となって、アウタニードル１０４が着座するとき、先ず、下側シート部１１５が弁座１１２に着座し、その後シールリップ１２１の弾性的な変形によって上側シート部１１４も着座するようになっている。
Further, the
また、インナニードル１０５の先端部には、弁座１１２に着座してインナ噴孔１０２を閉弁する弁シート部１１６が、１箇所だけ円錐面の移行部の縁部となって弁座１１２と線接触を実現するようになっている。そして、さらに、インナニードル１０５の先端部の弁シート部１１６が完全に着座したとき、同時に、アウタニードル１０４の先端部のシールリップ部１２１に当接して、シールリップ部１２１の内周側の下側シート部１１５を押し付けて、弁座１１２への着座をより確実なものとする第２円錐部１２４が形成されている。
In addition, a
〔従来技術の不具合〕
しかし、アウタニードル１０４の先端部に適度な弾性変形量を生じさせるために、アウタニードル１０４の先端部の内周側にリング室１２２が形成されるが、このリング室１２２は内周側であることと、微細に、かつ、高精度に加工するには放電加工等の高度な加工技術が必要となりコスト高となる懸念がある。さらに、全閉時にアウタニードル１０４のシールリップ部１２１をインナニードル１０５の第２円錐部１２４が押え付けつつインナニードル１０５の弁シート部１１６が着座してシールするが、この構造では、アウタニードル１０４のシールリップ部１２１に対しインナニードル１０５の弁シート部１１６が大幅に磨耗した際には、インナ噴孔１０２を完全にシールできず、インナ噴孔１０２から燃料がリークする可能性があり、燃料が瞬時にカットされず後ダレを生じる懸念がある。
However, in order to generate an appropriate amount of elastic deformation at the distal end portion of the
そこで、同軸２重ニードルを有する可変噴孔式の燃料噴射ノズルにあって、弁座に着座するアウタニードルの弁部に、異なる円錐角度の円錐面の移行部間にグルーブを形成し、このグルーブとの縁部を弁シート部としてアウタ噴孔の上流側と下流側をシールする２点シール構造のノズルにおいて、上側シート部および下側シート部それぞれに適正なシート角およびシート逃し角を設定して、シート磨耗を抑制するとともに、シール性を向上し、さらに、上側シート部が先に着座して、その後、下側シート部が適正な弾性変形量によって確実に着座して完全な全閉を高精度に可能とする弾性変形構造を提案し、しかも、個別に、かつ、安価に製造できる構造を設定し、この構造を採用した可変噴孔式の燃料噴射ノズルを提供することが重要な課題となる。 Therefore, in a variable injection hole type fuel injection nozzle having a coaxial double needle, a groove is formed in the valve portion of the outer needle seated on the valve seat between transition portions of conical surfaces having different cone angles. In the two-point seal nozzle that seals the upstream and downstream sides of the outer nozzle hole with the edge of the valve seat as the valve seat part, the appropriate seat angle and seat relief angle are set for the upper seat part and the lower seat part, respectively. In addition to suppressing seat wear, the sealing performance is improved.In addition, the upper seat is seated first, and then the lower seat is securely seated with an appropriate amount of elastic deformation to ensure complete closure. It is important to propose an elastically deformable structure that enables high accuracy, set a structure that can be manufactured individually and inexpensively, and provide a variable injection hole type fuel injection nozzle that employs this structure. To become.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、シート磨耗を悪化させることなく、開弁初期等の微小リフト時には、良好な噴霧微粒化を得るとともに、閉弁時には燃料を瞬時にカットして後ダレを防止でき、高シール性で安価な燃料噴射ノズルの提供を目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to obtain good atomization at the time of a minute lift such as the initial stage of valve opening without deteriorating seat wear, and at the same time, the fuel can be cut instantly when the valve is closed. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fuel injection nozzle that can prevent sag afterward and has high sealing performance and is inexpensive.
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の手段によれば、噴孔が形成されるノズルボディと、ノズルボディの内部に移動可能に収容される弁体を備え、弁体は、ノズルボディに着座または離座することにより、噴孔を開閉して高圧燃料が噴孔へ流入するのを遮断または許容する弁部を有し、弁部には、噴孔の開口部の上流側に着座する第１シート部と、開口部の下流側に着座する第２シート部が形成され、弁部の両シート部近傍に、弾性変形部を備える燃料噴射ノズルにおいて、第１シート部が第２シート部よりも先に着座し、その後、弾性変形部の弾性変形により、第２シート部が着座することを特徴としている。
[Means of Claim 1]
According to the first aspect of the present invention, the nozzle body is provided with the nozzle body in which the nozzle hole is formed, and the valve body is movably accommodated in the nozzle body, and the valve body is seated on or separated from the nozzle body. The valve portion has a valve portion that opens and closes the nozzle hole to block or allow high-pressure fuel to flow into the nozzle hole, and the valve portion includes a first seat portion seated on the upstream side of the nozzle hole opening, A second seat portion that is seated on the downstream side of the opening is formed, and in the fuel injection nozzle that includes an elastic deformation portion in the vicinity of both seat portions of the valve portion, the first seat portion is seated before the second seat portion. Then, the second seat portion is seated by elastic deformation of the elastic deformation portion.
これにより、弁体の各シート部のシート角およびシート逃し角の最適値の設定と、弾性変形部の弾性変形量の最適値の設定がそれぞれ別個に、かつ、容易にできるようになるので、シート面圧を大きく設定してもシート磨耗を抑制でき、良好なシール性を維持するとともに、開弁初期等の微小リフト時にも良好な噴霧微粒化を得ることができ、閉弁時にも燃料を瞬時にカットし後ダレを防止できる。 Thereby, since the setting of the optimum value of the seat angle and the seat relief angle of each seat part of the valve body and the setting of the optimum value of the elastic deformation amount of the elastic deformation part can be performed separately and easily, Even if the seat pressure is set to a large value, seat wear can be suppressed, good sealability can be maintained, good atomization can be achieved even during microlifts such as in the early stages of valve opening, and fuel can be supplied even when the valve is closed. Cuts instantly and prevents sagging afterwards.
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の手段によれば、弾性変形部は、弁部の外周部に形成されることを特徴としている。
[Means of claim 2]
According to the means described in
これにより、弾性変形部の形成を別個に製造でき、第１シート部に近づけることで高精度、かつ、高感度な配設が可能となって、最適な弾性変形量の設定が容易となる。従って、閉弁時にも燃料を瞬時にカットし後ダレを確実に防止できる。また、外周側に形成するので加工が簡単となり、製造コストのアップを抑えることが可能となる。 Thereby, formation of an elastic deformation part can be manufactured separately, arrangement | positioning with high precision and high sensitivity is attained by approaching a 1st sheet | seat part, and the setting of the optimal elastic deformation amount becomes easy. Therefore, even when the valve is closed, the fuel can be cut instantaneously, and post-sagging can be reliably prevented. Moreover, since it forms in the outer peripheral side, a process becomes easy and it becomes possible to suppress an increase in manufacturing cost.
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の手段によれば、弾性変形部は、弁部の第１シート部および第２シート部の間に形成されることを特徴としている。
これにより、弾性変形部の形成を別個に製造でき、第１シート部に近づけることで高精度、かつ、高感度な配設が可能となって、最適な弾性変形量の設定が容易となる。従って、閉弁時にも燃料を瞬時にカットし後ダレを確実に防止できる。また、弁部端面からの加工となるため、弁部の各シート部およびグルーブの加工と同時に加工が可能となり、加工および加工工程が簡単となって、製造コストのアップが抑制できる。
[Means of claim 3]
According to the means described in
Thereby, formation of an elastic deformation part can be manufactured separately, arrangement | positioning with high precision and high sensitivity is attained by approaching a 1st sheet | seat part, and the setting of the optimal elastic deformation amount becomes easy. Therefore, even when the valve is closed, the fuel can be cut instantaneously, and post-sagging can be reliably prevented. Further, since the processing is performed from the end surface of the valve portion, it is possible to perform processing simultaneously with the processing of each sheet portion and groove of the valve portion, the processing and processing steps are simplified, and an increase in manufacturing cost can be suppressed.
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の手段によれば、弾性変形部は、溝幅より大きな溝深さを有する凹溝によって形成されることを特徴としている。
これにより、弾性変形部の弾性変形量を大きくすることが容易となるので、さらに高精度に最適な弾性変形量の設定が可能となる。また、同じ弾性変形量で済む場合には、よりコンパクトな弾性変形部構造で済ませることが可能となり、加工が簡単となり、製造コストのアップが大幅に抑制できる。
[Means of claim 4]
According to the means described in claim 4, the elastically deformable portion is formed by a concave groove having a groove depth larger than the groove width.
As a result, it is easy to increase the amount of elastic deformation of the elastically deforming portion, so that it is possible to set the optimal amount of elastic deformation with higher accuracy. Further, when the same elastic deformation amount is sufficient, a more compact elastic deformation portion structure can be used, the processing becomes simple, and the increase in manufacturing cost can be significantly suppressed.
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の手段によれば、凹溝は、弁体の径方向または軸方向、もしくは径方向および軸方向の合成方向に向かい、かつ、周方向に渡って連続して形成されることを特徴としている。
[Means of claim 5]
According to the means of
これにより、弁体の着座時に作用する第１シート部の押圧が、弾性変形部に対して略直角に作用することが可能となり、大きな弾性変形量を得やすくなる。また、凹溝が周方向に渡って連続して形成されるので、弾性変形部の剛性が低下して、大きな弾性変形量を得やすくなる。従って、高精度に最適な弾性変形量の設定が可能となる。また、同じ弾性変形量で済む場合には、よりコンパクトな弾性変形部構造で済ませることが可能となり、加工が簡単となり、製造コストのアップが大幅に抑制できる。 As a result, the pressing of the first seat portion that acts when the valve body is seated can act at a substantially right angle with respect to the elastic deformation portion, and a large amount of elastic deformation can be easily obtained. Moreover, since the concave groove is continuously formed in the circumferential direction, the rigidity of the elastically deforming portion is lowered, and a large amount of elastic deformation is easily obtained. Accordingly, it is possible to set the optimal elastic deformation amount with high accuracy. Further, when the same elastic deformation amount is sufficient, a more compact elastic deformation portion structure can be used, the processing becomes simple, and the increase in manufacturing cost can be significantly suppressed.
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の手段によれば、弁体は、噴孔の中で先に開放される第１噴孔を開閉する第１弁体と、第１弁体に収容され、第１弁体と同軸方向に移動して、第１噴孔よりも後に開放される第２噴孔を開閉する第２弁体とからなり、第１弁体の弁部に第１シート部および第２シート部が形成され、第１弁体がノズルボディに着座するときに、第１シート部が第２シート部よりも先に着座し、その後、弾性変形部の弾性変形により、第２シート部が着座することを特徴としている。
[Means of claim 6]
According to the means of
これにより、所謂可変噴孔式ノズルにおいても、請求項１に記載の手段と同様な作用、効果を奏する。
As a result, the so-called variable nozzle nozzle also exhibits the same operations and effects as the means described in
この発明の最良の実施形態を、図に示す実施例１とともに説明する。 The best mode of the present invention will be described together with Example 1 shown in the drawings.
〔実施例１の構成〕
図１および図２は本発明の実施例１を示したもので、図１は、燃料噴射ノズルを示し、（ａ）は構成の模式断面図であり、（ｂ）は、弁部の拡大断面図であり、右半分は全閉弁時を、左半分は全開弁時を並立して示したものである。図２は、燃料噴射ノズルの弁部の構成を示し、（ａ）は第１弁体のみの開弁時における拡大半断面図であり、（ｂ）は第１弁体の弁部の拡大詳細説明図である。
[Configuration of Example 1]
FIG. 1 and FIG. 2 show Example 1 of the present invention, FIG. 1 shows a fuel injection nozzle, (a) is a schematic sectional view of the configuration, and (b) is an enlarged sectional view of a valve portion. The right half shows the time when the valve is fully closed, and the left half shows the time when the valve is fully opened. FIG. 2 shows the configuration of the valve portion of the fuel injection nozzle, (a) is an enlarged half sectional view when only the first valve body is opened, and (b) is an enlarged detail of the valve portion of the first valve body. It is explanatory drawing.
燃料噴射ノズル（以下、単にノズルと呼ぶ）１は、内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）、例えば、多気筒ディーゼルエンジンのような直噴型エンジン（図示せず）の各気筒に搭載され、燃焼室に燃料を噴射供給するものである。また、エンジンの低回転域における噴霧微粒化や、高回転域における短期間多量噴射に対応するため、噴射量に応じて開放する噴孔数を変えることができる可変噴孔式である。 A fuel injection nozzle (hereinafter simply referred to as a nozzle) 1 is mounted on each cylinder of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine), for example, a direct injection engine (not shown) such as a multi-cylinder diesel engine, and burns. The fuel is injected into the chamber. Further, in order to cope with atomization of the spray in the low rotation region of the engine and short-term large-quantity injection in the high rotation region, the variable injection hole type can change the number of injection holes to be opened according to the injection amount.
そして、ノズル１は図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）からの指令に応じて作動、作動停止を繰り返す電磁弁２とともに燃料噴射弁３を構成する。また、燃料噴射弁３から噴射される燃料は、周知の噴射ポンプ（図示せず）により高圧化して吐出された高圧燃料であり、周知のコモンレール４を介してノズル１に供給される。すなわち、燃料噴射弁３は、噴射ポンプやコモンレール４等とともに、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射装置を構成し、ノズル１は、噴射ポンプやコモンレール４等を所定の供給源として高圧燃料の供給を受ける。
The
ノズル１は、図１（ａ）に示すように、先後２段階に分けて開放される第１噴孔７および第２噴孔８を有するノズルボディ９、第１、第２噴孔７、８の中で先に開放される第１噴孔７を開閉する第１弁体１０、第１噴孔７よりも後に開放される第２噴孔８を開閉するとともに、第１弁体１０と同軸方向に移動する第２弁体１１とからなる同軸２重ニードル構造となっている。第１、第２弁体１０、１１の他方端が、ノズルボディ９の他方端に備えられた弁座２２に当接（着座）して第１、第２噴孔７、８へ燃料が流入するのを遮断し、また、弁座２２と離間（離座）して第１、第２噴孔７、８へ燃料が流入するのを許容する。
As shown in FIG. 1A, the
ノズルボディ９は、有底の略中空円筒状体であって、内部に第１弁体１０および第２弁体１１を往復移動可能に収容する案内孔１２と、弁座２２と、第１噴孔７および第２噴孔８とが形成されている。この案内孔１２は、ノズルボディ９の内部に軸方向に延びており、第１弁体１０および第２弁体１１を軸方向移動可能に収容している。また、案内孔１２は、一方の端部側が背圧室１７に接続し、他方の端部側が弁座２２に接続している。なお、弁座２２および案内孔１２は、ノズルボディ９の内周を構成している。
The
弁座２２は、図１（ｂ）に示すように、所定の円錐角度の一様な傾斜面を有する略円錐形に形成されており、弁座２２の燃料流れの下流側に向って、第１噴孔７、第２噴孔８の順に形成され、第１噴孔７が弁座２２の外側に位置するように、また、第２噴孔８が弁座２２の内側に位置するように設けられている。
As shown in FIG. 1B, the
第１弁体１０は、図１（ａ）に示すように、略中空円筒状に形成されており、所定の隙間を介して案内孔１２に遊嵌されている。第１弁体１０の反噴孔側には背圧室１７内の圧力を受ける第１上端面３１が形成され、第１弁体１０の噴孔側には、弁座２２に対向し、弁部となる略円錐形の第１下端面３２が形成されている。
As shown in FIG. 1A, the
第１下端面３２は、図１（ｂ）に示すように、弁座２２と略同様な円錐角度を有する略円錐形の傾斜面に形成され、この略円錐形の傾斜面の上流側および下流側には、互いに異なる円錐角度を有する略円錐形の傾斜面３３、３４が形成される。略円錐形の各傾斜面３３、３４の各移行部には縁部が構成されて、この縁部が弁座２２に当接する上側シート部３２ａおよび下側シート部３２ｂを形成する。
As shown in FIG. 1B, the first
そして、この各シート部３２ａ、３２ｂが弁座２２に当接して、燃料が第１噴孔７の上流側および下流側から流入するのを遮断する。つまり、第１噴孔７の上下流側の２点を同時にシールする２点シール構造を構成している。ここで、２点シール構造を設けるのは、第１噴孔７の下流側で、第１弁体１０と第２弁体１１との間に形成された所定の隙間の燃料通路１８から高圧燃料の供給が可能であり、この高圧燃料が第１噴孔７の下流側から流入するのを遮断するためである。なお、第１下端面３２と弁座２２の間には、着座または離座により拡縮する隙間（第１隙間）１６が形成され、この第１隙間１６が燃料を流通させる燃料流路を構成し、燃料通路２３から第１噴孔７および第２噴孔８への高圧燃料の燃料供給経路を構成する。
The
上記するように、第１弁体１０の弁部となる第１下端面３２に配置される略円錐形の各傾斜面３３、３４の移行部に縁部を形成し、この縁部を上側シート部３２ａ、および下側シート部３２ｂとなし、これら各シート部３２ａ、３２ｂを弁座２２に当接することで、第１噴孔７に燃料が流入するのを遮断または許容する２点シール構造を構成している。本実施例では、さらに、縁部となる上側シート部３２ａ、および下側シート部３２ｂに適度なシール面圧が生じるように、Ｒ形状のグルーブ３５を各シート部３２ａ、３２ｂ間に設けるとともに、各シート部３２ａ、３２ｂを含む第１下端面３２の外周側に、外周側に開口して周方向に連続するリング室３６を別個に備え、弾性変形部を構成したシールリップ部３７を形成したことが特徴である。
As described above, an edge portion is formed at the transition portion of each of the substantially conical
以下に、この構造を図２に従って詳しく説明する。
上側シート部３２ａおよび下側シート部３２ｂは、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、各シート部３２ａ、３２ｂを基点として異なる円錐角度にて形成される略円錐形の傾斜面３３、３４の移行部の縁部によって形成され、円錐面状の弁座２２に当接して理論的には円形状の線シール部を構成することはすでに説明した。このとき、異なる円錐角度にて形成される略円錐形の傾斜面３３、３４の傾斜角度が、それぞれ上側、および下側シート角θ１を決定し、この傾斜角度の大きさに依存して各シート部３２ａ、３２ｂのシート面圧が変化する。
Hereinafter, this structure will be described in detail with reference to FIG.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
そして、本実施例では、良好なシール性を確保するために、さらに、この各円形状の線シール部を基点（始点および終点）とする凹溝状のグルーブ３５が加工され、上側、および下側シート逃し角θ２を形成することによって、各シート部３２ａ、３２ｂのシート面圧をさらに高くしている。
In this embodiment, in order to ensure good sealing performance, the
各シート部３２ａ、３２ｂのシート面圧は、理論的には円形状の線シール部のシート面幅の大きさによって支配され、現実問題としてシート幅を限りなく小さくした線シール部のままＲ形状のグルーブ３５を加工することは極めて困難であり、限りなく小さくしたシート幅の線シール部のままではシート磨耗は顕著となる。従って、各シート部３２ａ、３２ｂが許容面幅以下（例えば、最大５０μｍ）となるまで凹溝加工の基点位置をずらせて加工するか、あるいは所定のＲ形状のグルーブ３５を弁部である第１下端面３２に先に加工し、その後、グルーブ３５が形成する縁部に許容面幅以下まで近接して円錐状の傾斜面３３、３４の移行部を形成するように異なる円錐角度の円錐面に加工するか、いずれかの実現性のある加工法が採用される。
The sheet surface pressure of each of the
このとき、上側シート部３２ａと下側シート部３２ｂとの内側には、グルーブ３５の始点および終点のＲ形状と後記する仮想円錐面Ｌ２との交差角が、それぞれシート逃し角θ２を形成し、適度なＲ形状を選択することにより所定のシート逃し角θ２、つまり、所定のシート面圧を設定することが可能となるとともに所定のシート磨耗の許容限界値に抑制できる。
At this time, on the inner side of the
そして、また、適度なＲ形状のグルーブ３５は、各シート部３２ａ、３２ｂが弁座２２に当接（着座）したとき、閉ざされた空間部を形成する。そして、この空間部は、各シート部３２ａ、３２ｂが弁座２２から離間（離座）したとき、その離間の初期の微小リフト時において、上流側の燃料流路からの高圧燃料の供給の確保が空間部を設けないときに比べ、燃料供給が容易となって、良好な噴霧微粒化が得られる。
Further, the appropriate R-shaped
従って、適度なＲ形状のグルーブ３５は、所定のシート逃し角θ２の設定による所定のシール圧の確保と、微小リフト時における高圧燃料の供給の確保を同時成立する構造ではあるが、適度なＲ形状のグルーブ３５の設定では、両シート逃し角θ２が共に最適値を確保しない場合には、例えば、Ｒ形状のグルーブ３５の始点および終点はＲ形状とするのではなく、直線状に最適なシート逃し角θ２を設定して、その上で、グルーブ３５内の空間部容積を最適値にするＲ形状を設定するようにしてもよい。つまり、いずれにしても、両者の設定は、互いに個別に、かつ、適正に設定可能な簡単な方法である。
Accordingly, the moderate R-shaped
また、第１弁体１０の弁部となる第１下端面３２の外周面に形成される各シート部３２ａ、３２ｂに同時に外接して形成する仮想円錐面Ｌ２の円錐角α２は、理論的には、弁座２２に形成される弁座円錐面Ｌ１の円錐角α１と一致させることは可能であるが、現実問題として加工誤差、精度不良により完全一致することは難しく、これにより、２点シート部の同時着座にばらつきが発生する。
Further, the cone angle α2 of the virtual conical surface L2 formed by circumscribing simultaneously with the
従って、この問題の回避のため、仮想円錐面Ｌ２の円錐角α２は、弁座円錐面Ｌ１の円錐角α１よりも僅かに大きく設定して、第１弁体１０がリフトして弁座２２に軽く当接（以下、初期当接と称する）するとき、第１弁体の外側に配置される上側シート部３２ａが僅かに先に弁座２２に当接するようになっている。そして、２点シールを実現するために、さらに、弁体１０がリフトして弁座２２に着実に当接（以下、安定当接と称する）するとき、上側シート部３２ａが弁座２２に着座したまま弾性変形して、下側シート部３２ｂも弁座２２に着座する。そして、ともに、噴孔７の上流側および下流側を２点シールして、高圧燃料が噴孔７に流入するのを完全に遮断する。
Therefore, in order to avoid this problem, the cone angle α2 of the virtual conical surface L2 is set to be slightly larger than the cone angle α1 of the valve seat conical surface L1, and the
このとき、第１弁体１０の弁部となる第１下端面３２の外周面に、リップ状に突き出すシールリップ部３７が形成され、このシールリップ部３７の先端外側に上側シート部３２ａと、先端内側に下側シート部３２ｂが位置するように配置されている。そして、シールリップ部３７は、第１弁体１０の弁部の外周側の、第１下端面３２から所定の距離だけ離れた位置に、求心方向であって、好ましくは、第１下端面３２の円錐面と略平行に、スリット状の座ぐり溝を加工することによって周方向に連続するリング室３６が形成され、弾性変形部を構成するようになっている。
At this time, a
ここで、本実施例で採用するスリット状の座ぐり溝の加工は、その溝幅は、第１弁体１０の先端外側に形成されるシールリップ部３７のリップ厚さと略同等であり、溝深さは、下側シート部３２ｂより外周側までが好ましく、また、溝加工方向は、シールリップ部３７の弾性変形量を勘案して第１弁体１０の求心方向（図示水平方向）から第１弁体１０の弁部となる第１下端部３２の円錐面と平行方向（図示仮想円錐面Ｌ２方向）までの任意の方向に加工されてもよい。これにより、適正な弾性変形量が外周側からの簡単な加工によって得やすくなり、製造コストのアップを抑えることが可能となる。
Here, the slit-shaped counterbore groove employed in the present embodiment has a groove width substantially equal to the lip thickness of the
従って、これにより、第１弁体１０の弁座２２に着座するリフト挙動は、図３に示すように、閉弁時において、第１弁体１０が弁座２２に初期当接したとき、先ず上側シート部３２ａが当接し、リフトがさらに進行して安定当接まで至ったときには、上側シート部３２ａは弁座２２に当接したままシールリップ部３７が弾性変形して、続いて下側シート部３２ｂが着実に着座し、第１噴孔７を全閉する（図示右下がり特性線参照）。また、開弁時においては、上記したリフト挙動と逆の挙動を呈して開弁する。つまり、第１弁体１０のリフトが開始すると、安定当接した下側シート部３２ｂが、先ず離間（初期離間）し、この下側シート部３２ｂの初期離間に対応して弾性変形部の弾性変形が復元して後、上側シート部３２ａが離間し始める。そして、さらにリフトが進行して上側シート部３２ａの離間とともに下側シート部３２ｂも完全離間となり、第１弁体１０は全開となる（図示右上がり特性線参照）。
Therefore, the lift behavior of the
また、第１弁体１０は、図１に示すように、第１弁体１０の第１上端面３１と背圧室１７との間に、背圧室１７を形成するスリーブ１９に嵌着されており、スリーブ１９と第１弁体１０の中間部に形成される鍔状座２０との間に、付勢手段としての第１スプリング５が配置されている。第１スプリング５は、弁座２２に着座する着座方向（閉弁方向）に第１弁体１０を付勢するように構成される。背圧室１７内の圧力を調整（減圧または増圧）することにより、第１弁体１０を軸方向に駆動するとともに第１スプリング５の付勢力によって往復移動される。なお、第１弁体１０の外周と、その外周に対向するノズルボディ９の案内孔１２の内周との間には、所定の隙間が形成され、この隙間による燃料通路２３が形成されている。この燃料通路２３は、燃料溜り室１４を介して供給された高圧の燃料を第１、第２噴孔７、８へ導く燃料経路を構成する。
Further, as shown in FIG. 1, the
次に、第２弁体１１は、略円柱状に形成されており、第１弁体１０の案内孔１３に往復移動可能に収容されている。第２弁体１１の噴孔側には、弁座２２に対向し、第２下端面４２が形成されている。第２下端面４２は、略円錐面状に形成され、弁座２２の円錐角α１に対して僅かに大きく設定されている。
Next, the
これにより、円錐面の移行部を縁部とする円形状の線シール部が形成され、弁シート部４２ａが第２弁体１１の外周側に形成される。この弁シート部４２ａが弁座２２に着座または離座することにより、第２噴孔８へ燃料が流入するのを遮断または許容する。このとき、弁座２２の第２噴孔８の外周側、つまり、燃料流れの上流側に形成され、第２弁体１１が弁座２２に着座することにより、上流側からの高圧燃料の第２噴孔８への燃料流れを遮断することができる。なお、第２下端面４２と弁座２２の間には、着座および離座により拡縮する隙間（第２隙間）２７が形成され、第２隙間２７が燃料を流通させる燃料流路を構成する（図１（ｂ）参照）。
Thereby, the circular line seal part which makes the transition part of a conical surface an edge is formed, and the valve seat part 42a is formed in the outer peripheral side of the
また、第２弁体１１の反噴孔側には、背圧室１７内の圧力を受ける第２上端面４１が形成され、第２上端面４１より所定の距離だけ離れた位置に、第２上端面４１より広面積の鍔部４３が設けられている。鍔部４３と背圧室１７との間には、付勢手段としての第２スプリング６が配置されている。第２スプリング６は、弁座２２に着座する着座方向（閉弁方向）に第２弁体１１を付勢するように構成されている。背圧室１７内の圧力を調整することにより、第２弁体１１を軸方向に往復移動させることが可能となる。
Further, a second
このとき、第２スプリング６と第１スプリング５との付勢力の大きさを変えることで開弁圧が変えられ、従って、第１弁体１０と第２弁体１１の開弁の先後を設定することが可能である。なお、第１弁体１０の案内孔１３の内周と第２弁体１１の外周との間には、所定の隙間が形成され、この隙間による燃料通路１８が形成されている。この燃料通路１８は、背圧室１７の比較的高圧の燃料を第１、第２噴孔７、８へ導く燃料経路を構成する。
At this time, the valve opening pressure is changed by changing the magnitude of the urging force of the
そして、背圧室１７は弁ボディ３０に備えられ、背圧室１７には、燃料供給通路２４とリターン通路２５とが接続されている。その燃料供給通路２４には入口絞り２８が、リターン通路２５には出口絞り２９が設けられている。なお、燃料供給通路２４は、背圧室１７と燃料溜り室１４とへ高圧燃料を供給するために高圧燃料通路１５から分岐されている。リターン通路２５は背圧室１７の余剰燃料を燃料タンク２６へ戻すリターン燃料経路と接続している。そして、弁ボディ３０にノズルボディ９がリテーニングナット４０によって螺合、締結され燃料噴射弁３が構成される。
The
なお、このリターン燃料経路の下流側には、リターン通路２５と燃料タンク２６側の低圧通路との連通、遮断を切替える電磁二方弁２１が設けられている。入口絞り２８と出口絞り２９の流路断面積の面積比を電磁弁２によって調整することによって、背圧室１７の高圧燃料の流入量と流出量のバランスが調整できる。従って、背圧室１７の燃料圧力の上昇、下降速度が調整できる。なお、背圧室１７は、第１弁体１０と第２弁体１１に着座方向（閉弁方向）の圧力を作用させる共用の圧力制御室である。
An electromagnetic two-
〔実施例１の作用〕
上記の構成を有するノズル１の作動について、図１、図２、および図４を参照して説明する。ここで、図４は、第１弁体の弁部と弁座との当接挙動の遷移を示した部分拡大断面図であり、（ａ）は閉弁開始時を、（ｂ）は初期当接時を、（ｃ）は安定当接時を示すものである。なお、図４（ａ）〜（ｃ）には、図１と実質的に同一構成部分に同一符号を付している。
[Operation of Example 1]
The operation of the
（噴射停止時）
図１（ａ）、および図１（ｂ）右半分に示すように、ＥＣＵからの作動指令は停止されるので、電磁弁２は通電されず、電磁二方弁２１は閉弁状態である。よって、コモンレール４に蓄圧された高圧燃料は、高圧燃料通路１５および燃料供給通路２４を通って、背圧室１７と燃料溜り室１４に供給される。このとき、第１、第２弁体１０、１１は、高圧燃料によるそれぞれの付勢力と第１スプリング５、および第２スプリング６によるそれぞれの付勢力により弁座２２に押圧されて着座する。よって、第１噴孔７は第１弁体１０の上側シート部３２ａ、および下側シート部３２ｂの２点シール部で塞がれるので、燃料は第１噴孔７より噴射されることはない。また、同様に、第２噴孔８は第２弁体１１の弁シート部４２ａで塞がれるので、燃料は第２噴孔８より噴射されることはない。
(When injection stops)
As shown in the right half of FIG. 1A and FIG. 1B, since the operation command from the ECU is stopped, the
（第１噴孔のみの開弁作動）
図１（ａ）、および図２に示すように、ＥＣＵからの指令に応じて電磁二方弁２１が作動し開弁すると、リターン通路２５を通じて背圧室１７から背圧燃料が排出され背圧が低下する。なお、この背圧の低下は、入口絞り２８と出口絞り２９の面積比に応じて所定の下降速度で低下する。背圧室１７内の燃料圧力が第１弁体１０の開弁圧まで低下すると、第１弁体１０がリフトされ、上側シート部３２ａ、および下側シート部３２ｂが弁座２２から離座し、第１噴孔７へ燃料が流入するのを許容（開弁）する。このため、第１噴孔７から噴射が開始され、第１弁体１０のリフトとともに第１噴孔７からの噴射量（第１噴射率と呼ぶ）は増加する。
(Valve opening only for the first nozzle hole)
As shown in FIGS. 1A and 2, when the electromagnetic two-
このとき、第１噴孔７の開弁直後は、第１噴孔７の有効断面積（第１噴孔有効面積）よりも弁体１０と弁座２２との第１隙間１６の有効面積（第１隙間有効面積）の方が小さいため、第１噴射率は第１隙間有効面積に支配される。従って、噴射初期時の微小リフトでは、第１隙間有効面積は僅かであり、この僅かな第１隙間１６を流通する燃料は極微量となるものの、上側シート部３２ａ、および下側シート部３２ｂとの間にグルーブ３５が備えられていることより、燃料供給が得やすくなり、微小リフトでありながら所定の第１噴射率を得ることができるとともに、良好な噴霧特性を発揮する。その後、この第１隙間有効面積は第１弁体１０のリフトとともに増加するので、第１噴射率は増加を続ける。
At this time, immediately after the opening of the
そして、第１隙間有効面積が第１噴孔７の第１噴孔有効面積よりも大きくなると、第１噴射率は、この第１噴孔有効面積に支配され、この第１噴孔有効面積は第１弁体１０のリフトにかかわらず一定であるため、第１噴射率は増加することなく一定となる。
When the first clearance effective area becomes larger than the first injection hole effective area of the
（第２噴孔の開弁作動）
図１（ａ）、および図１（ｂ）の左半分に示すように、さらに、背圧室１７内の燃料圧力が低下して第２弁体１１の開弁圧まで低下すると、第２弁体１１がリフトを開始し、弁シート部４２ａが弁座２２から離座して、第２弁体１１が開弁される。第２弁体１１が開弁されると、背圧室１７および燃料通路１８の燃料が第２噴孔８に流入し、燃料が第２噴孔８から噴射される。このとき、第２噴孔８の開弁直後は、第２噴孔８の有効断面積（第２噴孔有効面積）よりも第２弁体１１と弁座２２との第２隙間２７の有効面積（第２隙間有効面積）の方が小さいため、第２噴孔８から噴射量（第２噴射率と呼ぶ）はこの第２隙間有効面積に支配される。この第２隙間有効面積は第２弁体１１のリフトとともに増加するので、第２噴射率は増加を続ける。
(Valve opening operation of the second nozzle hole)
As shown in the left half of FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b), when the fuel pressure in the
そして、第２隙間有効面積が第２噴孔８の第２噴孔有効面積よりも大きくなると、第２噴射率は、第２噴孔有効面積に支配され、この第２噴孔有効面積は第２弁体１１のリフトにかかわらず一定であるため、第２噴射率は増加することなく一定となる。この第２噴射率の増加、一定特性は、第１噴射率と変わるところはないが、第２噴射率特性は、エンジンの高回転域での短期間多量噴射などに対応されて、結果、第１、第２噴射率特性の和がエンジンの各気筒内に噴射される。
When the second gap effective area becomes larger than the second nozzle hole effective area of the
（噴射終了時）
図１に示すように、ＥＣＵからの停止指令に応じて電磁二方弁２１が作動を停止し閉弁すると、リターン通路２５による背圧燃料の排出が停止し、燃料供給通路２４を通じて高圧燃料が背圧室１７に背圧燃料として供給され、背圧が増加する。この結果、まず、第１弁体１０において、閉弁方向に作用する付勢力が開弁方向に作用する付勢力よりも大きくなり、第１弁体１０が下降を開始する。次に、第２弁体１１において、閉弁方向に作用する付勢力が開弁方向に作用する付勢力よりも大きくなり、第２弁体１１が下降を開始する。
(At the end of injection)
As shown in FIG. 1, when the electromagnetic two-
このとき、第１隙間有効面積が第１噴孔有効面積よりも小さくなると、第１噴射率は、第１隙間有効面積に支配されるようになり、第１噴射率が減少を開始する。そして、第１隙間有効面積は第１弁体１０の下降とともに減少するので、第１噴射率は減少を続ける。そして、第１弁体１０が弁座２２に着座し第１噴孔７が閉鎖される。これにより、第１噴射率が０となる。
At this time, if the first gap effective area becomes smaller than the first nozzle hole effective area, the first injection rate is controlled by the first gap effective area, and the first injection rate starts to decrease. Since the first gap effective area decreases as the
また、第２隙間有効面積が第２噴孔有効面積よりも小さくなると、第２噴射率は、第２隙間有効面積に支配されるようになり、第２噴射率が減少を開始する。そして、第２隙間有効面積は第２弁体１１の下降とともに減少するので、第２噴射率は減少を続ける。そして、第２弁体１１が弁座２２に着座し第２噴孔８が閉鎖される。これにより、第２噴射率が０となり、全体の噴射率も０となる。
When the second gap effective area is smaller than the second nozzle hole effective area, the second injection rate is controlled by the second gap effective area, and the second injection rate starts to decrease. And since the 2nd clearance effective area reduces with the fall of the
このとき、第１弁体１０が弁座２２に着座し第１噴孔７が２点シール構造によって閉鎖される動作の遷移は、図４に示すように、閉弁開始状態（図４（ａ）参照）の第１弁体１０の外側シート部３２ａが、先ず、弁座２２に初期当接して（図４（ｂ）参照）、その後、リフトがさらに進行して安定当接まで至ったときには、上側シート部３２ａは弁座２２に当接したままシールリップ部３７が弾性変形して、つづいて下側シート部３２ｂが着実に着座する（図４（ｃ）参照）。これにより、確実に第１噴孔７の完全閉鎖が可能となる。
At this time, the transition of the operation in which the
〔実施例１の効果〕
本発明の燃料噴射ノズル１は、噴孔群が形成されるノズルボディ９と、ノズルボディ９の内部に移動可能に収容されるニードル状の弁体を備え、弁体は、噴孔群の中で先に開放される第１噴孔７を開閉する第１弁体１０と、第１弁体１０に収容され、第１弁体１０と同軸方向に移動して、第１噴孔７よりも後に開放される第２噴孔８を開閉する第２弁体１１とからなり、各弁体１０、１１は、ノズルボディ９の弁座２２に着座または離座することにより、噴孔７、８を開閉して高圧燃料が噴孔７、８へ流入するのを遮断または許容する弁部を有し、第１弁体１０の弁部には、第１噴孔７の上流側に着座する上側シート部３２ａと、下流側に着座する下側シート部３２ｂと、また、各シート部３２ａ、３２ｂを基点とするＲ形状のグルーブ３５を形成して２点シール構造となし、さらに、弁部の外周部に、座ぐり溝加工からなるリング室３６を形成することにより弾性変形部を具備したシールリップ部３７を設け、第１弁体１０が弁座２２に着座するときに、上側シート部３２ａが下側シート部３２ｂよりも先に着座し、その後、弾性変形部の弾性変形により、下側シート部３２ｂが着座するようにした。
[Effect of Example 1]
The
これにより、シート磨耗を抑制し、良好なシール性を維持するための好適なシート角θ１、およびシート逃し角θ２の設定と、好適な弾性変形量を維持する弾性変形部を具備したシールリップ部３７の設定が、それぞれ別個に設定可能となって、最適値の採用が容易にできるようになる。従って、シート磨耗を悪化させることなく良好なシール性が向上でき、さらに、開弁初期等の微小リフト時の微少量燃料の噴霧微粒化を得ることが可能となる。 Accordingly, the seat lip portion is provided with an elastic deformation portion that maintains a suitable amount of elastic deformation and a setting of a suitable seat angle θ1 and a seat relief angle θ2 for suppressing seat wear and maintaining good sealing performance. The setting of 37 can be set separately, and the optimum value can be easily adopted. Therefore, good sealing performance can be improved without deteriorating seat wear, and further, atomization of a small amount of fuel at the time of minute lift such as the initial stage of valve opening can be obtained.
また、第１弁体１０が弁座２２に着座するとき、先ず上側シート部３２ａが着座し、その後、弾性変形部の弾性変形により、下側シート部３２ｂが着座するので、確実、安定した着座が可能となり、従来のような精度不良から生じる２点シール部の適正弾性変形不足による第１噴孔７からの燃料の後ダレ不具合が解消できる。
In addition, when the
さらに、この弾性変形構造が、弁部の外周部からの座ぐり溝加工によって簡単に製造可能となるため、製造コストのアップが大幅に抑制できる。 Furthermore, since this elastic deformation structure can be easily manufactured by counterboring from the outer peripheral portion of the valve portion, an increase in manufacturing cost can be significantly suppressed.
〔実施例２の構成〕
本発明の実施例２を図５に示す。図５は、燃料噴射ノズルの弁部の構成を示し、（ａ）は第１弁体のみの開弁時における拡大半断面図であり、（ｂ)は第１弁体の弁部の拡大詳細説明図である。実施例１と実質的に同一構成部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
[Configuration of Example 2]
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 5 shows the configuration of the valve portion of the fuel injection nozzle, (a) is an enlarged half sectional view when only the first valve body is opened, and (b) is an enlarged detail of the valve portion of the first valve body. It is explanatory drawing. Components that are substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
実施例１では、同軸２重ニードルを有する可変噴孔式の燃料噴射ノズル１において、第１噴孔７の開口部の上流側および下流側に、２点シール構造の第１弁体１０と弁座２２との当接により、高圧燃料が第１噴孔７へ流入するのを同時に遮断する構成にあって、第１シート部３２ａと、第２シート部３２ｂとの間にグルーブ３５を形成して好適なシート角θ１、およびシート逃し角θ２を設定し、微小リフト時の噴霧微粒化を図ると共にシート磨耗を抑制してシール性を向上し、さらに、弁部の外周部に座ぐり溝加工からなるリング室３６を形成することにより弾性変形部を具備したシールリップ部３７を設け、第１弁体１０が弁座２２に着座するときに、上側シート部３２ａが下側シート部３２ｂよりも先に着座し、その後、弾性変形部の弾性変形により、下側シート部３２ｂが着座するようにした。
In the first embodiment, in the variable injection hole type
本実施例では、これに限ることなく、第１弁体１０の弁部の上側シート部３２ａと下側シート部３２ｂとの間のＲ形状のグルーブ３５の略中央部に座ぐり溝加工からなるリング室３８を形成したことが特徴である。
In the present embodiment, the present invention is not limited to this, but it is formed by countersinking at a substantially central portion of the R-shaped
図５(ｂ)に拡大して示すように、第１弁体１０の弁部を構成する略円錐形の第１下端面３２には、第１シート部３２ａ、３２ｂが、互いに異なる円錐角度にて形成される略円錐形の傾斜面３３、３４の移行部と、この移行部を基点として形成されるＲ形状のグルーブ３５との縁部によって形成されるのは実施例１と同様であって変わるところはない。従って、好適なシート角θ１、およびシート逃し角θ２が設定されて、シート磨耗を抑制するとともにシール性の向上が図れ、かつ、グルーブ３５によって形成される空間部に微小リフト時の燃料供給が容易となって、噴霧微粒化が得られ易くなることは同様である。
As shown in an enlarged view in FIG. 5 (b), the
異なるのは、第１弁体１０の第１下端面３２に、第１弁体１０の軸線方向に座ぐり溝が加工され、周方向に連続した円環状のリング室３８が形成される。このとき、座ぐり溝の溝加工の開始位置は、グルーブ３５の略中央部であるが上側シート部３２ａ側が好ましく、弾性変形量の大きい弾性変形部を構成するシールリップ部３９が弁部の外周側に形成される。従って、座ぐり溝の溝幅は、シールリップ部３９の幅と略同等であり、溝深さは溝幅より十分に深く、上側シート部３２ａがその移行部に形成される傾斜面３３の一方端となる位置よりも深く（つまり、図示上方側）なるまで座ぐり溝加工されることが好ましい。これにより、弾性変形量の大きい弾性変形構造が得られる。なお、座ぐり溝の加工方向は必ずしも第１弁体の軸線方向と一致することは必要ではなく、略軸線方向に向かっておればよく、このとき、軸線よりも外周側に向けて溝加工がされることが好ましい。
The difference is that a counterbore groove is formed in the first
また、第１下端面３２の外周面に形成される各シート部３２ａ、３２ｂに同時に外接して形成する仮想円錐面Ｌ２の円錐角α２は、弁座２２に形成される弁座円錐面Ｌ１の円錐角α１よりも僅かに大きく設定されて、第１弁体１０がリフトして弁座２２に初期当接するとき、第１弁体１０の外側に配置される上側シート部３２ａが僅かに先に弁座２２に当接し、そして、さらに、第１弁体１０がリフトして弁座２２に安定当接するとき、上側シート部３２ａが弁座２２に着座したまま弾性変形して、その後、下側シート部３２ｂも弁座２２に着座する。そして、ともに、噴孔７の上流側および下流側を２点シールして、高圧燃料が噴孔７に流入するのを完全に遮断する。
Further, the conical angle α2 of the virtual conical surface L2 formed by circumscribing the
ここで、第１弁体１０が閉弁方向にリフトして、弁座２２に初期当接の着座から安定当接の着座終了までの閉弁作動を、図６の動作遷移図に従って説明する。図６は、第１弁体１０の弁部と弁座２２との当接挙動の遷移を示した部分拡大断面図であり、（ａ）は閉弁開始時を、（ｂ）は初期当接時を、（ｃ）は安定当接時を示すものである。
Here, the valve closing operation from the time when the
閉弁開始状態（図６（ａ）参照）の第１弁体１０の外側シート部３２ａが、先ず、弁座２２に初期当接して（図６（ｂ）参照）、その後、リフトがさらに進行して安定当接まで至ったときには、上側シート部３２ａは弁座２２に当接したままシールリップ部３９が弾性変形して、つづいて下側シート部３２ｂが着実に着座する（図６（ｃ）参照）。これにより、確実に第１噴孔７の完全閉鎖が可能となる。
The
本実施例が実施例１と異なるのは主にこのリング室３８の配設位置の違いのみで、弾性変形部の構造や他の構造等は変わるところはなく、ノズル１としての作用も変わるところはない。従って、実施例１と同様の作用、効果を奏する。そして、実施例１同様に、第１弁体１０へのリング室３８の座ぐり溝加工が容易となり、弁部先端からの座ぐり溝加工となるため、弁部の各シート部３２ａ、３２ｂおよびグルーブ３５の加工と同時に加工が可能となり、加工および加工工程が簡単となって、製造コストのアップが大幅に抑制できる。
The difference between the present embodiment and the first embodiment is mainly the difference in the arrangement position of the
〔他の実施例〕
実施例１および実施例２のノズル１は、可変噴孔式ノズルの第１弁体１０による第１噴孔７を挟んで上下流側をシールする２点シール構造について適用したが、これに限らず、可変噴孔式ノズル以外の通常の２点シール構造にも適用してもよく、同様な作用効果を奏することができる。また、実施例１および実施例２のノズル１は、燃料を使用した場合について説明したが、燃料以外の他の流体についても適用可能なことはいうまでもない。
[Other Examples]
Although the
１ 燃料噴射ノズル（ノズル）
７ 第１噴孔
８ 第２噴孔
９ ノズルボディ
１０ 第１弁体
１１ 第２弁体
２２ 弁座
３２ａ 上側シート部（第１シート部）
３２ｂ 下側シート部（第２シート部）
３６、３８ リング室
３７、３９ シールリップ部（弾性変形部）
1 Fuel injection nozzle (nozzle)
7
32b Lower sheet part (second sheet part)
36, 38
Claims (6)
前記ノズルボディの内部に移動可能に収容される弁体を備え、
前記弁体は、前記ノズルボディに着座または離座することにより、前記噴孔を開閉して高圧燃料が前記噴孔へ流入するのを遮断または許容する弁部を有し、
前記弁部には、前記噴孔の開口部の上流側に着座する第１シート部と、前記開口部の下流側に着座する第２シート部とが形成され、
前記弁部の前記両シート部近傍に、弾性変形部を備える燃料噴射ノズルにおいて、
前記第１シート部が前記第２シート部よりも先に着座し、
その後、前記弾性変形部の弾性変形により、前記第２シート部が着座することを特徴とする燃料噴射ノズル。 A nozzle body in which a nozzle hole is formed;
A valve body movably accommodated inside the nozzle body;
The valve body has a valve portion that opens or closes the nozzle hole and blocks or allows high-pressure fuel to flow into the nozzle hole by being seated or separated from the nozzle body,
The valve portion is formed with a first seat portion seated on the upstream side of the opening of the nozzle hole and a second seat portion seated on the downstream side of the opening portion,
In the fuel injection nozzle provided with an elastic deformation portion in the vicinity of the both seat portions of the valve portion,
The first seat portion is seated before the second seat portion;
Thereafter, the second seat portion is seated by elastic deformation of the elastic deformation portion.
前記弾性変形部は、前記弁部の外周部に形成されることを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to claim 1,
The fuel injection nozzle, wherein the elastic deformation portion is formed on an outer peripheral portion of the valve portion.
前記弾性変形部は、前記弁部の前記第１シート部および前記第２シート部の間に形成されることを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to claim 1,
The fuel injection nozzle, wherein the elastic deformation portion is formed between the first seat portion and the second seat portion of the valve portion.
前記弾性変形部は、溝幅より大きな溝深さを有する凹溝によって形成されることを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to any one of claims 1 to 3,
The fuel injection nozzle according to claim 1, wherein the elastically deforming portion is formed by a concave groove having a groove depth larger than a groove width.
前記凹溝は、前記弁体の径方向または軸方向、もしくは径方向および軸方向の合成方向に向かい、かつ、周方向に渡って連続して形成されることを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to claim 4.
The fuel injection nozzle, wherein the concave groove is formed continuously in the radial direction or the axial direction of the valve body, or in the combined direction of the radial direction and the axial direction, and in the circumferential direction.
前記弁体は、前記噴孔の中で先に開放される第１噴孔を開閉する第１弁体と、
前記第１弁体に収容され、前記第１弁体と同軸方向に移動して、前記第１噴孔よりも後に開放される第２噴孔を開閉する第２弁体とからなり、
前記第１弁体の前記弁部に前記第１シート部および前記第２シート部が形成され、
前記第１弁体が前記ノズルボディに着座するときに、前記第１シート部が前記第２シート部よりも先に着座し、その後、前記弾性変形部の弾性変形により、前記第２シート部が着座することを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to claim 1,
The valve body includes a first valve body that opens and closes a first nozzle hole that is opened first in the nozzle hole;
The second valve body is accommodated in the first valve body, moves in the same direction as the first valve body, and opens and closes the second injection hole opened after the first injection hole.
The first seat portion and the second seat portion are formed on the valve portion of the first valve body,
When the first valve body is seated on the nozzle body, the first seat portion is seated before the second seat portion, and then the second seat portion is caused by elastic deformation of the elastic deforming portion. A fuel injection nozzle characterized by being seated.
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