JPH03182681A - 燃料噴射ノズル - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射ノズルに関
する。

［従来の技術１ 燃料噴射ノズルは、燃料噴射ポンプより送られた高圧燃
料を、内燃機関（ディーゼルエンジン）の燃焼室に噴射
するもので、ノズルボディとニードル、およびシリンダ
ヘッドへの取付用ホルダを備える。

ニードルは、ノズルボディ内で摺動自在に収容されてお
り、ホルダに収容されたスゲリングによって弁座側に付
勢されている。そして、ニードルの先端面が、ノズルボ
ディの弁座に当接および離間を行うことで、ノズルボデ
ィの先端部に開口された噴孔より噴射される燃料の流出
が制御される。

なお、ニードルの摺動ストローク（ｆｉ大リフト量）は
、ノズルボディとホルダとの間に配設された中間板に、
ニードルの後端面が当接することで規制される。

［発明が解決しようとする課題］ 近午、エンジンの燃３ＡＭそのものが低減されてきてお
り、従って、エンジンに装着される機能部品自体の発生
する機械的な音の低減要求が高まっている。

ところが、従来の燃料噴射ノズルでは、ニードルの先端
面が弁座へ当接（着座〉した際、または、ニードルの後
端面が中間板に衝突した際に、それぞれ大きな衝突音を
発生する。このため、上記した機械的な音の低減要求に
反して、騒音源としての課題を有していた。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
は、機械騒音を低減させた燃料噴射ノズルを提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、第１の発明は、燃料を噴射す
る噴孔を備えるとともに、該噴孔に連なる弁座が形成さ
れたノズルボディと、該ノズルボディ内を活動自在に設
けられ、先端面が前記弁座に当接することにより前記噴
孔を閉じるニードルと、詠ニードルの先端面を前記弁座
側へ付勢する付勢手段を収容するホルダと、前記ノズル
ボディと前記ホルダとの間に配設されて、前記ニードル
の後端面が当接することで、前記ニードルの最大ストロ
ーク量を規制する中間板と、前記ノズルボディを前記ホ
ルダに固定する筒状のリテーニングナラＩ・とを備え、
前記ホルダを介して、内燃機関のシリンダヘッドに形成
された取付穴内に装着される燃料噴射ノズルにおいて、 前記ニードルの摺動方向における前記ホルダと前記中間
板との当接面あるいは前記中間板と前記ノズルボディと
の当接面、または、前記燃料噴射ノズルの外周面と前記
シリンダヘッドの取付穴の内周面との間あるいは前記ノ
ズルボディの外周面と前記リテーニングナツトの内周面
との間に、前記ニードルの作動に伴って生じる振動エネ
ルギを減衰させる制振鋼板を配設したことを技術的手段
とする。

また、第２の発明は、燃料を噴射する噴孔を備えるとと
もに、該噴孔に連なる弁座が形成されたノズルボディと
、該ノズルボディ内を摺動自在に設けられ、先端面が前
記弁座に当接することにより前記噴孔を閉じるニードル
と、該ニードルの先端面を前記弁座側へ付勢する付勢手
段を収容するホルダと、前記ノズルボディと前記ホルダ
との間に配設されて、前記ニードルの後端面が当接する
ことで、前記ニードルの最大ストローク量を規制する中
間板とを備えた燃料噴射ノズルにおいて、前記ニードル
の先端面と前記ノズルボディの弁座との間、あるいは前
記中間板と前記ニードルの後端面との間に、前記ニード
ルの作動に伴って生じる衝突音を減衰させる吸振合金を
配設したことを技術的手段とする。

［作用］ 上記第１の発明による燃料噴射ノズルは、制振鋼板を使
用することで、ニードルの先端面が弁座へ当接した際、
またはニードルの後端面が中間板に衝突した際に生じる
振動エネルギを、熱エネルギに変換して減衰させること
ができる。

これは、制振鋼板が、ポリオレフィン系の樹脂や軟金属
等を鋼板等の硬金属で挟み込んだサンドイッチ構造を有
するもので、振動に対して剪断変形を伴うことによって
振動エネルギ減衰させ、発生した音を抑制するためであ
る。

また、第２の発明による燃料噴射ノズルは、ニードルの
先端面と弁座との当接面、あるいは二ドルの後端面と中
間板との当接面に、直接、吸振合金を配設したことによ
り、吸振合金の有する防振能力によって、衝突音の発生
を抑えるものである。

なお、吸振合金としては、例えば、７０％以上の防振係
数を有する鉄系の１３Ｃｒ−３Ａｊ戒分を有する鋼材が
ある。

［発明の効果］ 上記作用を有する第１の発明によれば、制ｉＩＡ鋼板の
使用により、ニードルの作動によって牛じた衝突音が外
部へ放出されるのを抑制することができる。従って、燃
料噴射ノズルの作動時に発生する機械的な騒音を低減す
ることができる。

また、第２の発明によれば、吸振合金の使用により、ニ
ードルの作動に生じる衝突ａそのものを抑えることがで
きるため、上記第１の発明と同様に、燃料噴射ノズルの
作動時に発生ずる機械的な騒音を低減ケることができる
。

［実施例コ 次に、本発明の燃料噴射ノズルを図面に示す一実施例に
基づき説明する。

第１図は燃料噴射ノズルの断面図である。

燃料噴射ノズル１は、燃料噴射ボンダ（図示しない）よ
り送られた高圧燃料を、ディーゼルエンジンの燃焼室へ
噴射するもので、第１図には、直接噴射式エンジンに使
用されるホールノズルを示す。

以下に本実施例の燃料噴射ノズル１の構成を説明する。

燃料噴射ノズル１は、先端部（第１図下側）に噴孔２が
形成されたノズルボディ３と、該ノズルボディ３に収容
されて、噴孔２を開閉するニードル４と、シリンダヘッ
ド５への取付用ホルダ６とを備え、前記ノズルボディ３
が、後述する中間板７を挟んで、リテーニングナツト８
によってホルダ６に保持固定されている６ ノズルボディ３の先端内部には、噴孔２に連通ずるサッ
クホール９と、該サックホール９に燃料を導く燃料通路
１０が形成されており、その燃料通路１０の先端部が、
サックホール９に連なる円錐状の弁座１１として形成さ
れている。

また、ホルダ６および前記の中間板７には、燃料噴射ボ
ン１から供給された燃料を、ノズルボディ３の燃料通路
１０に導く燃料供給路１２．１３が形成されている。

ニードル４は、ノズルボディ３に対して軸方向（第１図
上下方向）に摺動自在に収容され、中間板７を貫通して
設けられたジャーナル部１４およびブレラシャピン１５
を介して、ホルダ６内に収容されたスプリング（本発明
の付勢手段）１６によって弁座１１側に付勢されている
。なお、スゲリング１６の付勢力は、スプリング１６の
後端部に配設されたシム１７によって調節される。

このニードル４は、先端面が円錐状に形成されて、ノズ
ルボディ３の弁８１１との間にシート部を構成している
。従って、ニードル４の先端面がノズルボディ３の弁座
１１から離間することて゛、燃料通路１０よりサックホ
ール９に導かれた燃料が噴孔２より噴射される。また、
ニードル４の先端面がノズルボディ３の弁座１１に当接
（着座）することにより、燃料通路１０とサックホール
９との連通が遮断されて、噴孔２からの燃料噴射が停止
する。

なお、ニードル４の開弁時（弁座１１から離間する時）
における摺動ストローク量（最大リフト、１）は、ノズ
ルボディ３とホルダ６との間に固定された中間板７に、
ニードル４の後端面が当接することで規制される。

筒状を呈するリテーニングナツト８は、先端部（第１図
下（！！ｌＩ）に、内周方向へ突出する肩部８ａが設け
られるとともに、後端部内周に雌ねじ８ｂが形成されて
いる。

そして、このリテーニングナッ１〜８番よ、ノズルボデ
ィ３の中程に形成された段１１き部３０を肩部８ａで押
さえながら、ホルダ６の先端部外周に形成された雄ｈヒ
６８と、雌ねじ８ｈとをわじ結合さぜることにより、中
間板７を挟んでホルダ６とノズルボディ３との固定を行
う。

ま／″よ、リテーニングナツト８の肩部８ａの外周角部
には、後述するスリーブ１８のつば部１８ａを、シリン
ダへ・ラド５の取付穴５ａとの間に挟み固定するノコめ
の段付き切欠部８Ｃが全周に亘−）で形成されている。

本実施例の燃料噴射ノズル１は、ノズルボディ３の先端
側小径部を除いて、大径部であるリテ一二〉・グナッｌ
〜８およびホルダ６の外周部が、制振鋼板製の筒状スリ
ーブ１８に覆われて、シリンダヘッド５の取イ・１穴５
ａ内に挿入されている。

従って、シリンダヘッド５の取付穴５ａは、ノズルボデ
ィ３の先端側小径部が挿入されて燃焼室内に開放する小
径嵌合部と、スリーブ１８に覆われた燃料噴射ノズル１
の大径部が挿入される大径嵌合部とからなる。

また、この燃料噴射ノズル１は、例えば、ホルダ６に形
成されたフランジ部（図示しない）を、シリンダヘッド
５にねじ締めすることにより、シリンダヘッド５の取付
穴５ａ内に装着固定される。

スリーブ１８は、第１図下端部（燃料噴射ノズル１の噴
孔２ＵＩ！Ｉ）において、内周に向かうフランジ状のつ
ば部１８ａが形成されており、ホルダ６をシリンダへラ
ド５に締め付は固定した際に、上記したように、つば部
１８ａが、リテーニングナツト８の段付き切欠部８Ｃと
、取付穴５ａの小径嵌合部と大径嵌合部とのＦｔ差部端
面５ｂとの間に挟み込まれて固定される。

このスリーブ１８を形成する制振鋼板は、プラスチック
や軟金属を硬金属で挟み込んだサンドイッチ構造をイｆ
するもので、例えば、ポリオレフィン系の樹脂を鋼板Ｃ
′挟み込んだものがあり、振動に対して樹脂にすり変形
（剪断変形）が働くため、振動エネルギを熱エネルギに
変換して減衰させる二とができる。

なｊ′、、スリーブ１８は、つば部１８ａを挟み固定す
るために、つば部＋８ａの厚みが、取付穴５ａの段差部
の深さ（取付穴５ａの段差部端面５ｂからリテ・−ニン
グナッ１へ８の段（・Ｙき切欠部８Ｃの内面までのｉＬ
［）より若干大きく設定しであるが、燃料噴射ノズル１
の取付時の力は、リテーニングナツト８の肩部８ａで受
けることができる。これは、スリーブ１８を形＋Ｉ；−
ｒる制振鋼板のヤング率が、通常鋼板より小さいく約１
／６）ため、つば部１８ａを挟み込んで締め付は固定し
、た場合でも、取付荷重のほとんどは、段差部の形成さ
れていないリテーニングナツト８の肩部８ａにかかるた
めである。ちなみに、制振鋼板は、鋼材のヤング率が通
常２．ｌＸ１０’　ｋｇｆ／ｌ１ｍ２程度であるのに対
して、樹脂のヤング率は、鋼材の約１７５０以下と小さ
い、従って、この樹脂材を全板厚の１０％の厚みで挟み
込んだ場合、制振鋼板としては、厚み方向に通常鋼板の
約１７６のヤング率を持つことになる。

次に、燃料噴射ノズル１の作動とともに、制振鋼板製の
スリーブ１８を使用したことによる作用および効果を説
明する。

まず、燃料を噴射する際には、燃料噴射ポンプより送ら
れた高圧燃料が、ホルダらおよび中間板７に形成された
燃料供給路１２．１３と、ノズルボディ３に形成された
燃料通路１０とを介して、シート部に供給される。この
結果、燃料の圧力によって、ニードル４がスプリング１
６の付勢力に打ち勝って１昇（第１図上方）し、ニード
ル４の先端面がノズルボディ３の弁座１１より離れるた
め、サックホール９に流入した高「燃料が噴孔２より燃
焼室内に噴射される。

その後、燃料噴射の後期には、燃料圧力が低下するため
、中間板７側へ］、昇していたニードル４は、スプリン
グ１６の付勢力によって再び弁座１１側へ押し戻される
。そ（７て、ニードル４の先端面が、ノズルボディ３の
弁座１１に当接（着座）することにより、燃料の噴射が
停止する。

」−記作動において、燃料噴射時に、スプリング１６の
付勢力に打ち勝って上昇したニードル４は、ニードル４
の後端面が中間板γに衝突することで急停止する。この
ため、ニードル４と中間板７との衝突時に大きな衝１を
発生する。

また、燃料噴射の後期に、ニードル４の先端面がノズル
ボディ３の弁座１１に６座する際にも、着座音と呼ばれ
る大きな衝撃ａを発生ずる。

ここで、本実施例では、シリンダヘッド５の取付穴５ａ
内に挿入される燃料噴射ノズル１の外周を制振鋼板製の
スリーブ１８で覆ったことにより、上記した衝撃音が外
部へ伝わるのを抑制して、燃料噴射ノズル１の作動時に
生じる機械騒音を低減することができる。

なお、スリーブ１８に使用する制振鋼板は、上記したよ
うに、燃料噴射ノズル１を取り付ける際の力を支える部
分へ用いることはなく、単純な筒形状で効果的に騒音を
遮断することができる。このため、制振鋼板製のスリー
ブ１８を使用することによるコストアップを低く抑える
ことができる。

なお、スリーブ１８を形成する制振鋼板として、ポリオ
レフィン系の樹脂を鋼板で挟み込んだものを示したが、
鋼板に挟み込む材料としては、樹脂の代わりに、ヤング
率が７．２ｘ１０’　ｋｇｆ／ｕ”と鉄鋼の約１／３の
アルミニウムなどの軟鋼を用いても同様の効果が得られ
る。

また１本実施例では、スリーブ１８を固定するために、
リテーニングナツト８にスリーブ１８のつば部１８ａを
挟み込む段付き切欠部８Ｃを設けたが、第２図に示すよ
うに、シリンダヘッド５側に、スリーブ１８のつば部１
８ａを挟み込む段付き凹部５Ｃを形成しても良い。

次に、第３図に本発明の第２実施例を示す。

本実施例では、制振鋼板製のスリーブ１８を、第３図に
示すように、リテーニングナツト８の内周側に配置し、
そのリテーニングナツト８とノズルボディ３および中間
板７との間に挟み込んだものである。

スリーブ１８は、先端部に形成されたつば部１８ａが、
リテーニングナツト８の肩部８ａ内面（肩部８ａの後端
四面）に形成された四部８ｄ４：嵌め込まれて、ノズル
ボディ３の段付き部３ａの端面との間に挟み込んで固定
される。なＪ３、スリーブ１８は、つば部１８ａの厚み
が、四部８ｄの深さより若干大きく形成されており、つ
ば部１８ａを挟み込んで固定する際に、つば部１８ａの
軸方向の変形によって、スリーブ１８を確実、か−）容
易に固定することができる。

また、本実施例の場合も第１実施例と同様に、燃料噴射
ノズル１の取付時の力は、リテーニングナツト８の肩部
８ａ（ノズルボディ３の段付き部３ａの端面と取付穴５
ａの段差部端面５ｂとに挟まれた部分〉で受けることが
できる。

また、本実施例では、弁９７１〜時にニードル４が第１
図の上方へ移動）に、中間板７との衝突面となるニード
ル４の後端面に、吸振合金製のシム１９が配設されてい
る。

シム１９は、ニードル４のノズルボディ３との摺動部径
とほぼ同径を有する円環状を呈し、ジャーナル部１４の
外周に嵌め合わされている。

このシム１９は、０．０２１１１ｍ程度毎に板ノブの異
なる数種類のものが用意されており、シム１９の厚みを
適当に選択（例えばＩＩｍ程度〉することにより、ニー
ドル４の最大リフト量を所望の値に設定することができ
る。

さらには、第４図（シート部の拡大図）に示すように、
シート部を構成するニードル４の先端面、あるいはノズ
ルボディ３の弁座１１の当接面にも、円錐状を呈する吸
振合金板２０が配設されている。

なお、吸振合金の一例としては、鉄系の１３Ｃｒ３八１
成分を含み、７０％以上の防振係数を看する鋼材等があ
る。

このように、ニードル４と中間板７との間、およびニー
ドル４の先端面とノズルボディ３の弁座１１と間に、吸
振合金製のシム１９および吸振合金板２０を配設したこ
とにより、弁リット時にニードル４が中間板１に衝突し
た隙、あるいは噴射後期にニードル４の先端面がノズル
ボディ３の弁座１１に着座した際に発生する衝突音を低
減させることができる。

また、吸振合金製のシム１９および吸振合金板２０によ
る衝突音の低減と、制振鋼板製のスリーブ１８による遮
音効果との相乗効果によって、燃料噴射ノズル１の作動
時に発生する機械騒音を一層低減することができる。

なお、一般に、吸振合金は、加二［によって、減衰能力
が低下する傾向があるため、衝撃に対する音の抑制効果
が低下する。従つ“Ｃ、ニードル４の先端面とノズルボ
ディ３の弁ｒｇ：１１との間に配設する場合に、吸振合
金の加工度合いが、吸振合金をニードル４の後端面に配
設する場合と比較して多少複雑となり、騒音の減衰効果
を期待できない場合には、ニードル４の後端面側のみに
吸振合金を配設しても良い。

なお、本実施例では、スリーブ１８を固定するために、
リテーニングナツト８の肩部８　ａ　ｌ’（面に、スリ
ーブ１８のつば部１８ａが嵌め込まれる四部８ｄを形成
したが、第５図に示すように、ノズルボディ３側にスリ
ーブ１８のつば部１８ａを嵌め込む段差部３ｂを形成し
ても良い。

次に、第６図に本発明の第３実施例を示す。

本実施例は、第６図に示すように、ノズルボディ３と中
間板７との間、あるいは中間板７とホルダ６との間のい
ずれか、または両方に制振鋼板製の環状プレート２１を
挟み込むことで騒身を低減させたものである。

ノズルボディ３、中間板７、あるいはホルダ６の環状グ
レート２１が挟み込まれる部分は、環状プレート２１の
固定を確実に行うために、環状ブレー〇・２１の厚みよ
り若干小さい段差を有する段付き形状に形成されている
。

なお、第１実施例および第２実施例と同様に、燃料噴射
ノズル１の取付時にかかる力は、ノズルボディ３、およ
びホルダ６で受けるため、制振鋼板製の環状プレート２
１にかかることはない。

（変形例） 第２実施例では、制振鋼板と吸振合金とを併用した例を
示したが、吸振合金を使用することなく、第１実施例と
同様に、制振鋼板製のスリーブ１８のみを使用して機械
騒音の低減を図っても良い。または、制振鋼板製のスリ
ーブ１８を使用しないで、吸振合金のみを使用しても良
い。

なお、第１実施例および第３実施例においても、第２実
施例と同様に、制ｒＲｆｊＡ板と吸振合金とを併用して
も良い。

上記実施例では、燃料噴射ノズル１として、直接噴射式
エンジンに使用されるホールノズルを示したが、予燃焼
室式または渦流室式エンジンなどに使用されるビン型ノ
ズルでもよいことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１１￥１および第２図は本発明の第１実施例を示ｒも
ので、第１図は燃料噴射ノズルの断面図、第２図はスリ
ーブの固定方法に関する変形例を示す断面図である。 第３図ないし第５図は本発明の第２実施例を示すもので
、第３図は燃料噴射ノズルの断面図、第４図はシート部
の拡大図、第５図はスリーブの固定方法に関する変形例
を示す断面図である。 第６図は本発明の第３実施例を示すもので、燃料噴射ノ
ズルの断面図である。 図中 １・・・燃料噴射ノズル　　　　　２・・・噴孔３・・
・ノズルボディ　　　　　　４・・・二ニードル５・・
・シリンダヘッド　　　　　５ａ・・・取付穴６・・・
ホルダ　　　　　　　　　７・・・中間板８・・・リテ
ーニングナツト　　　１１・・・弁座１６・・・スプリ
ング（付勢手段） １８・・・スリーブく制振鋼板） １９・・・シム（吸振合金） ２０・・・円錐状の吸振合金板（吸振合金）２１・・・
環状グレート〈制振鋼板）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃料を噴射する噴孔を備えるとともに、該噴孔に連
   なる弁座が形成されたノズルボディと、該ノズルボディ
   内を摺動自在に設けられ、先端面が前記弁座に当接する
   ことにより前記噴孔を閉じるニードルと、 該ニードルの先端面を前記弁座側へ付勢する付勢手段を
   収容するホルダと、 前記ノズルボディと前記ホルダとの間に配設されて、前
   記ニードルの後端面が当接することで、前記ニードルの
   最大ストローク量を規制する中間板と、 前記ノズルボディを前記ホルダに固定する筒状のリテー
   ニングナットとを備え、 前記ホルダを介して、内燃機関のシリンダヘッドに形成
   された取付穴内に装着される燃料噴射ノズルにおいて、 前記ニードルの摺動方向における前記ホルダと前記中間
   板との当接面あるいは前記中間板と前記ノズルボディと
   の当接面、または、前記燃料噴射ノズルの外周面と前記
   、シリンダヘッドの取付穴の内周面との間あるいは前記
   ノズルボディの外周面と前記リテーニングナットの内周
   面との間に、前記ニードルの作動に伴って生じる振動エ
   ネルギを減衰させる制振鋼板を配設したことを特徴とす
   る燃料噴射ノズル。 ２）燃料を噴射する噴孔を備えるとともに、該噴孔に連
   なる弁座が形成されたノズルボディと、該ノズルボディ
   内を摺動自在に設けられ、先端面が前記弁座に当接する
   ことにより前記噴孔を閉じるニードルと、 該ニードルの先端面を前記弁座側へ付勢する付勢手段を
   収容するホルダと、 前記ノズルボディと前記ホルダとの間に配設されて、前
   記ニードルの後端面が当接することで、前記ニードルの
   最大ストローク量を規制する中間板とを備えた燃料噴射
   ノズルにおいて、 前記ニードルの先端面と前記ノズルボディの弁座との間
   、あるいは前記中間板と前記ニードルの後端面との間に
   、前記ニードルの作動に伴って生じる衝突音を減衰させ
   る吸振合金を配設したことを特徴とする燃料噴射ノズル
   。