JPH0643496Y2 - 燃料噴射ノズル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ディーゼル機関の燃料噴射ノズルにかかわる
もので、とくにホール型ノズルのうちサックレスタイプ
と言われる燃料噴射ノズルに関するものである。

［従来の技術］ 従来から、直接噴射式のディーゼル機関にはたとえば実
開昭54-112918号や実開昭57-150268号に開示されている
ようなホール型ノズルを装備した燃料噴射弁が主として
用いられている。このホール型ノズルにおいては噴口の
角度や数その他に応じて多様な噴霧性状を得ることがで
きる。このホール型ノズルには、いわゆるサックタイプ
とサックレスタイプとがあり、後者は燃料の後漏れが少
ないという長所がある反面、以下に述べるような問題が
ある。

こうした問題について第５図ないし第７図にもとづき以
下説明する。

第５図は従来からのサックレスタイプ（あるいはVCO（V
alve Covered Oriffice）型）の燃料噴射ノズルの断面
図で閉弁状態を示す。第６図は同、先端要部の拡大断面
図で閉弁状態を示す。第７図は同、先端要部の拡大断面
図で開弁時の状態を示す。

第５図に示す燃料噴射ノズル１は、そのノズルボディ２
に、燃料噴射ポンプからの噴射管（ともに図示略）に連
通する燃料通路３、およびこの燃料通路３に連通する燃
料溜り室４、ガイドホール５、先端部の噴口６を形成し
てある。このガイドホール５内にはニードル弁７を摺動
自在に収納し、プレッシャスプリング（図示略）の付勢
力によってニードル弁７を噴口６方向に付勢し、所定圧
力でこの噴口６を閉弁してある。そして、上記燃料通路
３を通って圧送されてきた高圧燃料の圧力がニードル弁
７のプレッシャステージ８に作用して、上記プレッシャ
スプリングの付勢力に抗してニードル弁７をリフトさせ
ることにより、噴口６から燃料を噴射するものである。

すなわち第６図に示すように、上記ノズルボディ２には
その先端部に、加工穴により形成した内径DSの開口部を
有するサック部９と、このサック部９から斜め上方部に
向って形成したボディシート面10とを設けてある。そし
て、上記噴口６はこのボディシート面10に開口するよう
に設けてあるものとする。

上記ボディシート面10に、ニードル弁７のニードルシー
ト面11が上記プレッシャスプリングの付勢力により所定
圧力でシートし、噴口６を開閉可能としてある。また、
このニードルシート面11から尖端12にかけてのニードル
弁７の外径DNを有する先端部分7Aは、ノズルボディ２の
サック部９に臨み、このサック部９の開口部の内径DS
を、ニードル弁７の先端部分7Aの外径DNより小さく形成
することにより、サック部９の内容積をできるだけ小さ
くして、燃料の後だれを防止するようになっている。

こうした構成の燃料噴射ノズル１においては第７図に示
すように、ニードル弁７のリフト量が小さいときには、
ニードルシート面11とボディシート面10との間の流路断
面積が噴口６の断面積より小さくここにシート絞り部が
形成され、しかも噴口６を閉鎖しているニードルシート
面11がボディシート面10に当接するこのシート絞り部の
長さL1が大きいため、以下のような問題があった。

すなわちまず第一に、上記ニードルシート面11とボディ
シート面10との間の必要な流路断面積を確保するあめ
に、ニードル弁７のリフト量をミニサックノズル（第８
図参照、ボディシート面10Aより下方に噴口６が開口位
置している）のそれより高く設定しなければならず、し
たがって閉弁時におけるニードル弁７のバウンシングが
大きく、したがって後噴射量が大きくなる問題がある。

第二に、ガイドホール５内の管内圧に比較して噴口６か
らの噴射圧が小さく、その圧力差が大きいことから、噴
霧粒径が大きくなることによりディーゼル機関の性能
（出力、燃費、スモークなど）が悪化するという問題が
ある。

第三に、ニードル弁７とノズルボディ２との互いの軸線
のずれ、あるいは互いに当接するシート面の周面の加工
ずれ等、いわゆる真円ずれの影響を受けやすく、各噴口
６間の噴霧性状がばらつくという問題がある。

これらの問題を解決するためには、上記シート絞り部の
長さL1を小さくすればよいが、噴口６の上側の開口縁部
6Aより上方側（上流側）のボディシート面10は、閉弁時
の油密を確保するためにこれを所定長さ以下に小さくす
ることができないものである。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案は以上のような諸問題にかんがみなされたもの
で、とくにホール型ノズルのうちサックレスタイプを採
用した燃料噴射弁の燃料噴射ノズルにおいて、とくにニ
ードル弁のリフト量が少ないときに、シート絞り部のう
ちの、噴口の下側の開口縁部より下方側（下流側）のシ
ート絞り部の長さを短くすることにより、噴口の開口縁
部から上方側での燃料の流れの抵抗は従来と同等として
も、当該噴口の開口縁部からサック部に向ったその下方
側での燃料の流れの抵抗を減少させることによって上述
のような諸問題を解決し、サックレスタイプの燃料噴射
ノズルの長所を最大限に引き出すことができるようにし
た燃料噴射ノズルを提供することを課題とする。

［課題を解決するための手段］ すなわち本考案は、上記ニードル弁の先端部分が臨むノ
ズルボディのサック部を形成する加工穴の開口部に、そ
の開口部が少なくとも噴口の下側の開口縁部より下方側
に位置させてチャンファ（面取り部）を形成する、ある
いはサック部の開口部をニードル弁の先端部に対して相
対的に大きく形成する等によって噴口の開口縁部より下
方側のシート絞り部の長さを短くし、ニードル弁とノズ
ルボディとの間のシート絞り期間を短縮したことを特徴
とする燃料噴射ノズルである。

［作用］ 本考案による燃料噴射ノズルにおいては、上記サック部
の開口部をニードル弁の先端部に対して相対的に大きく
形成してあるので、ニードル弁のニードルシート面およ
びノズルボディのボディシート面によるシート絞り部の
長さが、噴口の開口縁部の下方側において従来の燃料噴
射ノズルに比較して短く形成されることとなり、噴口の
開口縁部の上方側において閉弁時の油密を確保すること
ができるとともに、ニードル弁が少しでもリフトすれば
ただちに所定量の燃料用の流路を開放形成することがで
きる。

したがって、油圧流量特性におけるシート絞り期間をサ
ックノズルのそれに近づける、つまり短くすることがで
きるので、既述のような諸問題を解消し、サックノズル
の長所を最大限に引き出すことができる。

［実施例］ つぎに、本考案の一実施例を第１図ないし第３図にもと
づき説明する。ただし、第５図ないし第８図と同一の部
分には同一符号を付しその詳述は省略する。

第１図は、本考案による燃料噴射ノズルの先端部分を示
す拡大断面図で、噴口６から尖端12に向う方向のノズル
ボディ２のサック部９部分にチャンファ（面取り部）20
を形成したことが、従来の燃料噴射ノズル１と異なる点
である。このチャンファ20の開口部は、上記噴口６の下
側の開口縁部6Bとの間に間隔Ｄをへだてた位置から始ま
っている。なお、この間隔Ｄは、噴口６の下側の開口縁
部6Bの下方側においてニードル弁７のニードルシート面
11による噴口６の閉鎖性つまりシート性を確保するのに
必要最小限の長さとする。また、このチャンファ20の形
成によってサック部９の内容積は従来のものより若干増
加することとはなるが、その増加による燃料の後だれへ
の影響と、シート絞り部の短縮という効果とを許容でき
る範囲内で当該チャンファ20の大きさを決定するものと
する。

このチャンファ20の形成により、噴口６の下側の開口縁
部6Bより下方側のシート絞り長さは、間隔Ｄのみとなる
ので、シート絞り部の長さL2は従来のシート絞り部の長
さL1（第６図）に比較して短くなる、あるいはサック部
９の開口部9Aの内径DSはニードル弁７の先端部分7Aの外
径DNに対して相対的に大きく形成されたことになる。た
だし図示のように、サック部９はこれを、その深さ方向
における内径が上流側に向って漸次広がるようにニード
ル弁７の先端部に対して相対的に大きく形成するもので
ある。

こうした構成において、第２図に開弁状態を拡大して示
すように、ニードル弁７がリフトしたときに、噴口６の
開口縁部6Bより下方側におけるニードルシート面11とチ
ャンファ20との間に所定断面積の流路が形成され、しか
もこの流路は従来の燃料噴射ノズル１の場合に比較して
断面積が大きいこととなるので、ニードル弁７のリフト
後、ただちに必要な流路断面積を確保することができる
ものである。すなわち、ニードル弁７のリフトにともな
い、噴口６の開口縁部6Bより下方側におけるニードルシ
ート面11とチャンファ20との間の流路に燃料が流入し、
この部分のサック部９の圧力を高める時間が短縮れ、従
来に比較して短時間で圧力が上昇するので、すみやかに
燃料が噴口６部分から噴射されることになる。

この状態をニードル弁７のリフト量に対する油圧流量の
グラフ（第３図）で見ると、本考案による燃料噴射ノズ
ルのシート絞り期間Ｂが従来のサックレスノズルのシー
ト絞り期間Ｃからサックノズルのシート絞り期間Ａに近
づけていることがわかる。

つまり、シート絞り部の長さL2を短くすることによっ
て、ニードル弁７の最大リフト量を従来の燃料噴射ノズ
ル１のものより少なく設計することが可能となり、ニー
ドル弁７のバウンシングをより少なくし、したがって後
噴射をより小さくすることができる。さらにボディシー
ト面10の前後の差圧もより小さくすることができるの
で、噴霧粒径をより小さくし、ディーゼル機関のシリン
ダ内での燃焼による運動エネルギーをより大きくするこ
とができる。また、ニードル弁７とノズルボディ２との
間の真円度が多少ずれても、このずれの影響を受けにく
く、噴口６間の噴霧のばらつきをより少なくすることに
よって燃料のシリンダ内へのペネトレーションをより大
きくするとともに、粒径をより小さくすることができ
る。

なお本考案においては第４図に示すように、サック部９
を形成している加工穴の開口部を大きく形成するため
に、上述のようなチャンファ20を形成する以外にも、た
とえばその直径を大きく形成したサック部30を設けるよ
うにしても同様の効果を期待することが可能である。

［考案の効果］ 以上説明したごとく本考案によれば、ニードル弁がシー
トすることにより噴口を閉鎖する部分のサック部に向う
部分のシート長さを必要最小限にとどめ、この部分のサ
ック部の開口部を相対的により大きく形成するようにし
たので、ニードル弁のリフト後ただちに必要な断面積の
流路が形成されることとなり、シート絞り部が長いこと
による既述のような諸問題を解決することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による燃料噴射ノズルの噴口
６部分の閉弁状態を示す拡大断面図、第２図は同、噴口
６部分の開弁状態を示す拡大断面図、第３図は同、ニー
ドル弁７のリフト量に対する油圧流量の関係を示すグラ
フ、第４図は本考案の他の実施例による燃料噴射ノズル
の先端部を示す拡大断面図、第５図は従来の燃料噴射ノ
ズル１の縦断面図、第６図は同、噴口６部分の閉弁状態
を示す拡大断面図、第７図は同、噴口６部分の開弁状態
を示す拡大断面図、第８図は従来のサックノズルの先端
部の拡大断面図である。 １……燃料噴射ノズル ２……ノズルボディ ３……燃料通路 ４……燃料溜り室 ５……ガイドホール ６……噴口 6A……噴口６の上側の開口縁部 6B……噴口６の下側の開口縁部 ７……ニードル弁 7A……ニードル弁７の先端部分 ８……プレッシャステージ ９……サック部 9A……サック部９の開口部 10、10A……ボディシート面 11……ニードルシート面 12……尖端 20……チャンファ（面取り部） 30……サック部 L1、L2……シート絞り部の長さ Ｄ……サック部９の開口部9Aと噴口６の下側の開口縁部
6Bとの間の間隔 DN……ニードル弁７の先端部分7Aの外径 DS……サック部９の開口部9Aの内径 Ａ、Ｂ、Ｃ……シート絞り期間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 須田 哲也 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 ヂ ーゼル機器株式会社東松山工場内 (56)参考文献 実開 昭59−49774（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】所定深さのサック部と、このサック部の開
   口部から上流側に向って連続するボディシート面と、こ
   のボディシート面の途中に開口する噴口とをその先端部
   に形成したノズルボディと、 このノズルボディ内に摺動可能に収納するとともに、前
   記噴口を開閉可能に前記ボディシート面にシートするニ
   ードルシート面を形成したニードル弁と、 を有する燃料噴射ノズルであって、 前記ニードル弁の先端部が臨む前記サック部を、その前
   記深さ方向における内径が上流側に向って同一以上に漸
   次広がるように前記ニードル弁の先端部に対して相対的
   に大きく形成し、前記ニードル弁の前記ニードルシート
   面と前記ノズルボディの前記ボディシート面との間によ
   るシート絞り期間を短縮したことを特徴とする燃料噴射
   ノズル。
2. 【請求項２】前記サック部は、その開口部が前記ボディ
   シート面に形成した前記噴口の下側の開口縁部より前記
   ノズルボディの先端側に位置して形成したチャンファで
   あることを特徴とする請求項（１）記載の燃料噴射ノズ
   ル。