JPH0614080Y2

JPH0614080Y2 - 燃料噴射ノズル装置

Info

Publication number: JPH0614080Y2
Application number: JP1987121464U
Authority: JP
Inventors: 民敏前田
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1987-08-10
Filing date: 1987-08-10
Publication date: 1994-04-13
Anticipated expiration: 2002-08-10
Also published as: JPS6427471U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案はディーゼルエンジンに用いられる燃料噴射ノズ
ル装置に関し、更に詳しくは、キャビテーション・エロ
ージョンに対する耐久性に優れた燃料噴射ノズル装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来の燃料噴射ノズル装置として、例えば、実開昭60-1
80736号公報に提案されている装置が知られており、こ
れを、第２図〜第４図に基づいて説明する。

燃料噴射ノズル装置Ｎのニードル弁２は、その肩部20の
中心部に突出され中間板４の貫通孔８を貫通して伸びる
抑え軸６を介してスプリング室５内のスプリング5aによ
り付勢される燃料停止状態と、給油孔10aを通過する燃
料の圧力によりスプリング5aに抗し肩部20が中間板４に
当接する燃料噴射状態とに作動するように構成されてい
る。つまり、ニードル弁２は、袋ナット12によりホルダ
ー３に緊定されたボディ１内に摺動自在に嵌合され、ボ
ディ１とホルダー３との間に配設された中間板４により
リフト量が制限され、この中間板４には燃料の給油孔10
aに連通する通路10が設けられている。

このボディ１とニードル弁２との隙間を通って漏れ出た
燃料は中間板４の中央に開口された貫通孔８を通りノズ
ルホルダー３のスプリング室５に流入するようになって
いる。

そして、ボディ１、ニードル弁２及び中間板４で囲まれ
た部分には空間部13が形成され、この空間部13は、ニー
ドル弁２の抑え軸６が貫通する中間板４の貫通孔８のみ
を通じてスプリング室５に連通されているため、燃料噴
射が終わり、スプリング室５内に設けられたスプリング
5aの付勢力によってニードル弁２が下降する燃料停止
時、空間部13の容積が急激に増加するので、空間部13内
は負圧となり空間部13内の燃料に気泡が生ずることにな
る。

この気泡は、ニードル弁２が逆に上昇する燃料噴射状態
の際に空間部13の容積が急激に減少することにより生じ
る高い正圧によって押し潰され、更に高い圧力を発生さ
せる。この圧力が極めて高い場合には周囲壁面を腐食す
る。

この現象は、一般的にキャビテーション・エロージョン
と呼ばれるものであるが、特に抑え軸付根部７の極狭い
範囲に発生し易く、この腐食が激しい場合には抑え軸付
根部７がえぐり損傷により強度が低下し折損してしまう
事故が発生するという問題点がある。

そして、上述した実開昭60-180736号公報のものは、こ
の抑え軸付根部７のキャビテーション・エロージョンを
防止するために、中間板４のニードル弁肩部20の当接部
以外の部位に、空間部13とスプリング室５とを繋ぐ連通
孔９を設けることによって、ニードル弁２の燃料噴射状
態における上昇、又は燃料停止状態における下降時の急
激な容積変化に伴う圧力変化を、連通孔９を通して燃料
を取り入れるか、或いは逃がすことにより抑制しようと
したものである。

ところで、近年は燃費を向上させ、排気ガス特性を改善
するために、燃料噴射圧力を高める傾向があるため、こ
のような高圧燃料噴射を行うと、上述した連通孔９によ
る圧力調整作用だけでは、キャビテーションによる衝撃
力を減衰させる効果が不十分になり、キャビテーション
・エロージョンによるニードル弁２の抑え軸６の折損を
招く恐れがある。

これは、第３図に示すようにニードル弁肩部20と、この
ニードル弁肩部20が接触する中間板４の規制面21が共に
ニードル弁２の摺動軸芯に対し直交しているので、キャ
ビテーショャンによる衝撃力を受けるニードル弁肩部20
の受圧面積を十分に確保することができず、ニードル弁
２の抑え軸付根部７の部位に集中して発生するキャビテ
ーションの衝撃力を分散させることができないからであ
る。

また、ニードル弁２の閉弁時に中間板４の規制面21に衝
突するニードル弁肩部20の受圧面積が小さいため、閉弁
時に受ける単位面積当たりの衝撃力は大きく、摩耗によ
る損傷が発生するという問題があった。

〔考案が解決しようとする課題〕

そこで、上述した問題を解消する為に、ニードル弁肩部
20の形状を切頭円錐形状として、このニードル弁肩部20
と中間板４との接触面を傾斜面とすることにより、抑え
軸付け根部に集中して発生するキャビテーションの衝撃
力を分散させ、閉弁時に受ける単位面積当たりの衝撃力
も減少させようとするものが、実公昭37-8651号公報に
提案されている。

しかしながら、ニードル弁肩部20の形状を切頭円錐形状
とすることによって、このニードル弁肩部20にかかるキ
ャビテーションの衝撃力を多少は分散することができる
ものの、その傾斜面の断面形状は直線状となっているた
め、衝撃力の分散効果は未だ十分では無く、長期間にわ
たって使用していると、キャビテーション・エロージョ
ンによるニードル弁２の抑え軸６の折損を招く恐れがあ
るという問題があった。

また、このように、ニードル弁肩部20の形状を切頭円錐
形状としても、閉弁時に中間板４の規制面21に衝突する
ニードル弁肩部20の受圧面積は未だ十分に大きくは無い
ので、ニードル弁２の閉弁時に受ける単位面積当たりの
衝撃力は未だ大きく、摩耗による損傷が十分には抑えら
れないという問題があった。

更に、ニードル弁肩部20からニードル弁２の軸方向にか
けて、角部が形成されることになるため、この角部のと
ころでオイルに乱流が発生し、この乱流によってオイル
の流れが悪化するため、ニードル弁２の開閉の応答性が
低下するという問題があった。

本考案は以上の問題点に鑑みて、従来の燃料噴射ノズル
装置に比して、ニードル弁肩部にかかるキャビテーショ
ンの衝撃力を遥に効率良く分散することができ、以て、
長期間使用しても抑え軸の折損を招くことが無く、更
に、ニードル弁の閉弁時に、ニードル弁肩部と中間板の
規制面に掛かる衝撃力を減少させて、摩耗の発生を抑制
することができ、しかも、オイルの流れをスムーズにす
ることによって、ニードル弁の開閉の応答性を向上させ
ることができる燃料噴射ノズル装置を提供することを目
的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するための本考案の燃料噴射ノズル装置
は、ニードル弁の抑え軸が貫通する中間板と、この中間
板の一面に当接するボデーと、この中間板の他面に当接
するホルダーとを設け、このホルダーに形成したスプリ
ング室に、前記抑え軸をボデーの方向に付勢するスプリ
ングを収容し、前記中間板に対峙するニードル弁肩部の
接触面を球面状に形成すると共に、この接触面に面接触
するように、前記ニードル弁肩部に対峙する中間板の接
触面を球面状に形成したものである。

〔作用〕

本考案の燃料噴射ノズル装置は、相互に対峙するニード
ル弁肩部の接触面と、中間板の接触面を、それぞれ球面
状に形成したことにより、スプリングが弾圧された状態
では相互の接触面は面接触し、スプリングが自由長に伸
びた状態では、キャビテーションの衝撃力は、球面状に
形成されたニードル弁肩部の接触面にかかるので、この
衝撃力は衝撃力を受けた接触面から全方位に向かって極
めて効率良く分散することになり、従来の切頭円錐形状
に形成したものに比して、キャビテーションエロージョ
ンに対する耐久性が著しく高まる。

従って、長期間使用しても、ニードル弁の抑え軸が折損
するような腐食を確実に防止することができる。

また、ニードル弁の閉弁時に衝突するニードル弁肩部と
中間板の相互の接触面を球面形状に形成しているため、
ニードル弁の径を大きくすることなく、受圧面積を十分
に確保することができ、その結果、摩耗による損傷を著
しく減少させることができる。

更に、ニードル弁肩部を球面状に形成しているため、こ
のニードル弁肩部にはオイルの流れに乱流を発生させる
ような角部が形成されることが無いので、オイルの流れ
は球面に沿って極めてスムーズに流れることになり、ニ
ードル弁の開閉の応答性を著しく向上させることができ
る。

〔実施例〕

以下、本考案を第２図〜第４図に示す従来例との重複を
避け、本考案が特徴とする構造のみを第１図について説
明する。

中間板４下方にはボディ１とニードル弁２により囲まれ
る空間部13が形成されており、ニードル弁肩部20と、こ
のニードル弁肩部20が当接する中間板４の規制面21と
は、中間板４側の凹形に形成された球面状の傾斜面25
と、ニードル弁肩部20の凸形に形成された球面状の傾斜
面24とが、ニードル弁２の閉弁時に互いに面接触し得る
ように対向して形成され、ニードル弁肩部20側の球面状
の傾斜面24はニードル弁２の円柱状に形成された軸部分
の外周面に滑らかに連続して繋がるように形成されてい
る。

このように、ニードル弁肩部20の接触面24と中間板４の
規制面21との接触面25を、それぞれ球面状に形成するこ
とによって、給油孔10aを通る燃料の圧力によりニード
ル弁２が上動してニードル弁肩部20が中間板４に当接し
て規制される燃料噴射状態からスプリング室５のスプリ
ング5aにより、ニードル弁２が燃料停止状態に急激に下
降する際、抑え軸付根部７に集中して発生するキャビテ
ーションの衝撃力が、ニードル弁肩部20の球面状の接触
面24に掛かると、この衝撃力は接触面24に対して全方位
に分散されることになるので、キャビテーションによる
衝撃力を極めて効率良く分散させることができ、キャビ
テーション・エロージョンによる抑え軸６の折損を防止
することができる。

また、ニードル弁肩部20の接触面24と、ニードル弁２の
閉弁時にこの接触面24が衝突することになる中間板４の
規制面21の接触面25とは、相互に面接触し得るように球
面状に形成されているため、ニードル弁２の径を大きく
することなく、受圧面積を効率良く確保することがで
き、単位面積当たりの閉弁時における衝撃力を減少させ
ることができるので、衝撃による摩耗を抑制することが
でき、両接触面24,25の損傷を防止することができる。

更に、ニードル弁肩部20の傾斜面24を球面状に形成して
いるため、オイルはこの球面に沿ってスムーズに流れ、
乱流の発生が抑えられる。従って、ニードル弁２の開閉
動作の応答性は向上する。

〔考案の効果〕

本考案の燃料噴射ノズル装置は、ニードル弁の抑え軸が
貫通する中間板と、この中間板の一面に当接するボデー
と、この中間板の他面に当接するホルダーとを設け、こ
のホルダーに形成したスプリング室に、前記抑え軸をボ
デーの方向に付勢するスプリングを収容し、前記中間板
に対峙するニードル弁肩部の接触面を球面状に形成する
と共に、この接触面に面接触するように、前記ニードル
弁肩部に対峙する中間板の接触面を球面状に形成したの
で、以下の効果を奏することができる。

相互に対峙するニードル弁肩部の接触面と、中間板の接
触面を、それぞれ球面状に形成したことにより、スプリ
ングが弾圧された状態では相互の接触面は面接触し、ス
プリングが自由長に伸びた状態では、キャビテーション
の衝撃力は、球面状に形成されたニードル弁肩部の接触
面にかかるので、この衝撃力は衝撃力を受けた接触面か
ら全方位に向かって極めて効率良く分散することにな
り、従来の切頭円錐形状に形成したものに比して、キャ
ビテーションエロージョンに対する耐久性が著しく高ま
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における燃料噴射ノズル装置
の要部縦断面図、第２図は従来の燃料噴射ノズル装置の
縦断面図、第３図は従来の燃料ノズル装置の要部縦断面
図、第４図は第３図の燃料噴射ノズル装置の中間板の平
面図である。１……ボディ、２……ニードル弁、３……ホルダー、４
……中間板、５……スプリング室、5a……スプリング、
６……抑え軸、20……ニードル弁肩部、24……接触面、
25……接触面、Ｎ……燃料噴射ノズル装置。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ニードル弁(2)の抑え軸(6)が貫通する中間
板(4)と、この中間板(4)の一面に当接するボディ(1)
と、この中間板(4)の他面に当接するホルダー(3)とを設
け、このホルダー(3)に形成したスプリング室(5)に、前
記抑え軸(6)をボディ(1)の方向に付勢するスプリング(5
a)を収容し、前記中間板(4)に対峙するニードル弁肩部
(20)の接触面(24)を球面状に形成すると共に、この接触
面(24)に面接触するように、前記ニードル弁肩部(20)に
対峙する中間板(4)の接触面(25)を球面状に形成した燃
料噴射ノズル装置(N)。