JPH11241662A - 筒内噴射用燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明の筒内噴射用燃料噴射弁は、剥離し
た断熱体がシリンダ内に落下してシリンダが破損するこ
とを防止し、またシリンダヘッドの取付作業時に断熱体
が衝突破損することを防止する。 【解決手段】 この発明は、中空状の弁本体９と、弁本
体９内の先端部に固定された燃料噴射孔１０を有する弁
座１１と、この弁座１１に離接して燃料噴射孔１０を開
閉するニードルバルブ１２と、弁座１１の外側端面を覆
って設けられ弁座１１の温度上昇を抑えるとともに燃料
噴射孔１０に対向して第１の孔４４が形成された断熱プ
レート４２と、この断熱プレート４２を被覆していると
ともに燃料噴射孔１０に対向して第２の孔４５が形成さ
れた金属キャップ４３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シリンダヘッド
の噴射弁挿入口に挿着され、燃料噴射孔からシリンダ内
に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の筒内噴射用燃料噴射弁１
(以下、燃料噴射弁と略称する。)の全体構成を示す側断面
図、図７は図６の要部拡大図、図８の図７のＶＩＩＩ−
ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。この燃料噴射弁１は、
ハウジング本体２と、このハウジング本体２の内部に設
けられている弁装置３と、ハウジング本体２の内部に設
けられたソレノイド装置４とを備えている。この燃料噴
射弁１は、その先端部が内燃機関のシリンダヘッド（図
示せず）の燃料噴射弁挿入孔（図示せず）に挿入され
る。そして、ハウジング本体２の先端部に接続された燃
料供給管５から燃料フィルタ６を介して内部に高圧燃料
が供給される。

【０００３】前記弁装置３は、小径円筒部７及び大径円
筒部８からなる段付き円筒形の弁本体９と、この弁本体
９内の一端部に固着され燃料噴射孔１０を有する弁座１
１と、弁座１１に離接して燃料噴射孔１０を開閉する弁
体であるニードルバルブ１２と、ニードルバルブ１２を
軸線方向に案内すると共に、燃料噴射孔１０に向けて流
れ込もうとする燃料に旋回運動を与える旋回体１３と、
ニードルバルブ１２の他端部に固定された可動アマチュ
ア１４と、弁本体９の小径円筒部７の一部及び弁座１１
の表面に接着剤で固着されセラミックで構成されたキャ
ップ状の断熱体１５とを備えている。前記ニードルバル
ブ１２は、その中間部にニードルバルブ１２を弁本体９
の内周面に沿って摺動案内するガイド部１６及びハウジ
ング本体２内のスペーサ１７と当接するフランジ部１８
が形成されている。

【０００４】前記ハウジング本体２は、燃料噴射弁１を
シリンダヘッドに取り付けるためのフランジ２１を有す
る第１のハウジング１９と、第１のハウジング１９に連
結された第２のハウジング２０とを備えている。前記ソ
レノイド装置４は、導線が巻回されたコイル２２と、こ
のコイル２２が装着されたボビン２３と、このボビン２
３の内周部に取り付けられた円筒形状のコア２４と、こ
のコア２４の内部に固定されたスリーブ２５と、このス
リーブ２５の端部とニードルバルブ１２の端部との間に
縮設されニードルバルブ１２を弁座１１に付勢したスプ
リング２６と、コイル２２の導線が接続された端子２７
とを備えている。

【０００５】弁装置４の一部を構成する前記旋回体１３
は、中心にニードルバルブ１２を軸線方向に摺動可能に
支持する中心孔２８を有する中空円筒形の部材であっ
て、弁装置４内に組み付けられたとき弁座１１に接触す
る第１の端面２９と、弁座１１と反対側の第２の端面３
０と、これらの端面２９、３０間にあって弁本体９の内
周面３１に接する周面３２とを有している。

【０００６】旋回体１３の第２の端面３０には、径方向
に延びた第１の通路３３が形成されており、この第１の
通路３３を通じて第２の端面３０の内周部から外周部に
向けて燃料が流れるようになっている。旋回体１３の周
面３２には第１の通路３３と連通しているとともに軸線
方向に延びた第２の通路３４が形成されている。旋回体
１３の第１の端面２９には、中心孔２８の周辺に形成さ
れた内周環状溝３５と、第２の通路３４と内周環状溝３
５との間に形成された旋回溝３６とがそれぞれ形成され
ている。

【０００７】次に、前記構成の燃料噴射弁１の動作につ
いて説明する。外部から端子２７を通じてソレノイド装
置４のコイル２２に通電すると、可動アマチュア１４、
コア２４及びハウジング本体２で形成された磁気通路に
磁束が発生し、可動アマチュア１４はスプリング２６の
弾性力に抗してコア２４側に吸引される。そして、可動
アマチュア１４と一体のニードルバルブ１２は、そのニ
ードルバルブ１２のフランジ部１８がスペーサ１７に当
接する位置まで上動する。この場合、ガイド部１６が弁
本体９の内周面で軸線方向に案内されながらニードルバ
ルブ１２は上動する

【０００８】ニードルバルブ１２の上動に伴い、ニード
ルバルブ１２の先端部が弁座１１から離れてその先端部
と弁座１１との間には間隙が形成される。その結果、燃
料供給管５から導入された高圧の燃料は、燃料フィルタ
６、スリーブ２５内の燃料通路３７、弁本体９とニード
ルバルブ１２との間に形成された空隙、第２の端面３０
の第１の通路３３を通じて周面３２の第２の通路３４に
流れ込み、引き続き高圧の燃料は、第１の端面２９の旋
回溝３６に流入する。旋回溝３６内の燃料は、内周環状
溝３５内へその接線方向に流れ込み、旋回流が形成され
て燃料噴射孔１０に入り、その燃料噴射孔１０からシリ
ンダ（図示せず）内に噴霧される。

【０００９】ところで、弁本体９の小径円筒部７の一部
及び弁座１１の表面に接着剤で固着されセラミック製の
断熱体１５は下記の理由により設けられている。即ち、
燃料噴射弁１は、その先端部がシリンダ内の燃焼の火炎
やガスに直接晒されて使用されており、その熱によりデ
ポジット（燃料、オイル及びそれらの添加物の炭化物や
酸化物）が弁座１１及びその周辺に付着して燃料噴射孔
１０を塞ぎ、燃料噴射性能の低下を招く虞れがある。こ
の性能低下を防止するために断熱体１５が設けられてお
り、燃料噴射弁１の先端部の温度上昇が抑えられ、デポ
ジットが燃料噴射孔１０を塞ぐのを抑えている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の燃料噴射弁
１では、弁座１１の温度上昇を抑えるために先端部に断
熱体１５が設けられているが、燃料噴射弁１の振動、断
熱体１５の接着不良、接着剤の熱劣化等により、断熱体
１５が剥離してシリンダ内に落下し、シリンダが破損す
る虞れがあるという問題点があった。また、燃料噴射弁
１をシリンダヘッドの噴射弁挿入口に挿入してシリンダ
ヘッドに取り付ける際に、セラミックで構成された断熱
体１５が噴射弁挿入口の周辺部に衝突し、断熱体１５が
破損する虞れがあるという問題点もあった。

【００１１】この発明は、かかる問題点を解決すること
を課題とするものであって、剥離した断熱体がシリンダ
内に落下してシリンダが破損することを防止し、またシ
リンダヘッドの取付作業時に断熱体が衝突破損すること
を防止することができる筒内噴射用燃料噴射弁を得るこ
とを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る筒内噴射用燃料噴射弁は、中空状の弁本体と、この弁
本体内の一端に固定された燃料噴射孔を有する弁座と、
この弁座に離接して前記燃料噴射孔を開閉する弁体と、
前記弁座の外側端面を覆って設けられ弁座の温度上昇を
抑えるとともに前記燃料噴射孔に対向して第１の孔が形
成された断熱体と、前記断熱体を被覆しているとともに
前記燃料噴射孔に対向して第２の孔が形成された被覆体
とを備えたものである。

【００１３】また、請求項２に係る筒内噴射用燃料噴射
弁では、断熱体はプレート状の断熱プレートである。

【００１４】また、請求項３に係る筒内噴射用燃料噴射
弁では、断熱体は弁本体の先端部を覆ったキャップ状の
断熱キャップである。

【００１５】また、請求項４に係る筒内噴射用燃料噴射
弁では、断熱体はセラミックで構成されている。

【００１６】また、請求項５に係る筒内噴射用燃料噴射
弁では、被覆体は弁本体の先端部を覆った金属で構成さ
れたキャップ状の金属キャップである。

【００１７】また、請求項６に係る筒内噴射用燃料噴射
弁では、被覆体の第２の孔の内径部に折曲された折曲部
が形成され、この折曲部が断熱体の第１の孔の内径端面
を覆っている。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１の筒内噴射用燃料噴射弁（以下、燃料噴射
弁と略称する。）４０の全体構成を示す側断面図、図２
は図１の燃料噴射弁４０の要部拡大図である。この燃料
噴射弁４０は、ハウジング本体２と、このハウジング本
体２の内部に設けられている弁装置４１と、ハウジング
本体２の内部に設けられたソレノイド装置４とを備えて
いる。この燃料噴射弁４０は、その先端部が内燃機関の
シリンダヘッド（図示せず）の燃料噴射弁挿入孔（図示
せず）に挿入される。そして、ハウジング本体２の先端
部に接続された燃料供給管５から燃料フィルタ６を介し
て内部に高圧燃料が供給される。

【００１９】前記弁装置４１は、小径円筒部７及び大径
円筒部８からなる段付き円筒形の弁本体９と、この弁本
体９内の一端部に固着され燃料噴射孔１０を有する弁座
１１と、弁座１１に離接して燃料噴射孔１０を開閉する
弁体であるニードルバルブ１２と、ニードルバルブ１２
を軸線方向に案内すると共に、燃料噴射孔１０に向けて
流れ込もうとする燃料に旋回運動を与える旋回体１３
と、ニードルバルブ１２の他端部に固定された可動アマ
チュア１４と、弁座１１の外側表面に当接したプレート
状の断熱プレート４２と、弁本体９の小径円筒部７に溶
接され断熱プレート４２を覆ったキャップ状の金属キャ
ップ４３を備えている。

【００２０】前記ニードルバルブ１２は、その中間部に
ニードルバルブ１２を弁本体９の内周面に沿って摺動案
内するガイド部１６及びハウジング本体２内のスペーサ
１７と当接するフランジ部１８が形成されている。断熱
体としての断熱プレート４２はプレート状のセラミック
で構成されており、またその中央部には燃料噴射孔１０
に対向して第１の孔４４が形成されている。金属キャッ
プ４３は弁本体９と同様にステンレス鋼で構成されてお
り、またその中央部には燃料噴射孔１０に対向して第２
の孔４５が形成されている。

【００２１】前記ハウジング本体２は、燃料噴射弁１を
シリンダヘッドに取り付けるためのフランジ２１を有す
る第１のハウジング１９と、第１のハウジング１９に連
結された第２のハウジング２０とを備えている。前記ソ
レノイド装置４は、導線が巻回されたコイル２２と、こ
のコイル２２が装着されたボビン２３と、このボビン２
３の内周部に取り付けられた円筒形状のコア２４と、こ
のコア２４の内部に固定されたスリーブ２５と、このス
リーブ２５の端部とニードルバルブ１２の端部との間に
縮設されニードルバルブ１２を弁座１１に付勢したスプ
リング２６と、コイル２２の導線が接続された端子２７
とを備えている。

【００２２】弁装置４の一部を構成する前記旋回体１３
は、中心にニードルバルブ１２を軸線方向に摺動可能に
支持する中心孔２８を有する中空円筒形の部材であっ
て、弁装置４内に組み付けられたとき弁座１１に接触す
る第１の端面２９と、弁座１１と反対側の第２の端面３
０と、これらの端面２９、３０間にあって弁本体９の内
周面３１に接する周面３２とを有している。

【００２３】旋回体１３の第２の端面３０には、径方向
に延びた第１の通路３３が形成されており、この第１の
通路３３を通じて第２の端面３０の内周部から外周部に
向けて燃料が流れるようになっている。旋回体１３の周
面３２には第１の通路３３と連通しているとともに軸線
方向に延びた第２の通路３４が形成されている。旋回体
１３の第１の端面２９には、中心孔２８の周辺の内周環
状溝３５と、この内周環状溝３５と第２の通路３４とを
接続した旋回溝３６とがそれぞれ形成されている。

【００２４】次に、上記構成の燃料噴射弁４０の動作に
ついて説明する。外部から端子２７を通じてソレノイド
装置４のコイル２２に通電すると、可動アマチュア１
４、コア２４及びハウジング本体２で形成された磁気通
路に磁束が発生し、可動アマチュア１４はスプリング２
６の弾性力に抗してコア２４側に吸引される。そして、
可動アマチュア１４と一体のニードルバルブ１２は、そ
のニードルバルブ１２のフランジ部１８がスペーサ１７
に当接する位置まで上動する。この場合、ガイド部１６
が弁本体９の内周面で軸線方向に案内されながらニード
ルバルブ１２は上動する

【００２５】ニードルバルブ１２の上動に伴い、ニード
ルバルブ１２の先端部が弁座１１から離れてその先端部
と弁座１１との間には間隙が形成される。その結果、燃
料供給管５から導入された高圧の燃料は、燃料フィルタ
６、スリーブ２５内の燃料通路３７、弁本体９とニード
ルバルブ１２との間に形成された空隙、第２の端面３０
の第１の通路３３を通じて周面３２の第２の通路３４に
流れ込み、引き続き、第１の端面２９の旋回溝３６に流
入する。旋回溝３６内では、燃料は、内周環状溝３５内
へその接線方向に流れ込み、旋回流が形成されて燃料噴
射孔１０に入り、燃料噴射孔１０、第１の孔４４及び第
２の孔４５を通じてシリンダ（図示せず）内に噴霧され
る。

【００２６】上記のように構成された燃料噴射弁４０で
は、断熱プレート４２が弁座１１の外側表面に当接して
いるので、燃料噴射弁４０の先端部がシリンダ内の燃焼
の火炎やガスによる熱で加熱されても、弁座１１の温度
上昇は抑えられ、燃料噴射孔１０に付着するデポジット
の付着量が抑えられ、燃料の噴射性能を安定化させるこ
とができる。また、断熱プレート４２は弁本体９に溶接
により固着された金属キャップ４３で覆われているの
で、断熱プレート４２がシリンダ内に落下することを防
止することができる。また、燃料噴射弁４０をシリンダ
ヘッドの噴射弁挿入口に挿入してシリンダヘッドに取り
付ける際に、先端部が噴射弁挿入口の周辺部に衝突した
場合でも、先端部は金属キャップ４３で保護されてお
り、衝突により断熱プレート４２が破損するようなこと
を防止することができる。

【００２７】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２の燃料噴射弁５０の弁装置５１の要部断面図であ
る。この実施の形態では、断熱プレート４２の代わりに
キャップ状の断熱キャップ５２を用いた点が実施の形態
１と異なる。この断熱キャップ５２はセラミックで構成
されているとともに、燃料噴射孔１０に対向して形成さ
れた第１の孔５３を有している。この実施の形態では、
断熱キャップ５２は弁座１１の表面とともに弁本体９の
小径円筒部７の周側面も覆っており、実施の形態１と比
較して断熱キャップ５２で覆われた弁本体９の面積は増
大しているので、弁座１１の温度上昇をより抑えること
ができる。

【００２８】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３の燃料噴射弁６０の弁装置６１の要部断面図であ
る。この実施の形態では、金属キャップ４３の代わり
に、第２の孔６２の内径部に折曲部６３が形成された金
属キャップ６４を用いた点が実施の形態１と異なる。実
施の形態１の燃料噴射弁４０では第１の孔４４の内周端
面が外部に露出しており、断熱プレート４２の剥離した
一部がその露出箇所からシリンダ内に落下する虞れがあ
るが、この実施の形態では、折曲部６３により断熱プレ
ート４２の第１の孔４４の内周端面４４ａがカバーされ
ており、このような虞れはない。

【００２９】実施の形態４．図５はこの発明の実施の形
態４の燃料噴射弁７０の弁装置７１の要部断面図であ
る。この実施の形態では、実施の形態２の金属キャップ
４３の代わりに、第２の孔７２の内径部に折曲部７３が
形成された金属キャップ７４を用いた点が実施の形態２
と異なる。実施の形態２の燃料噴射弁５０では第１の孔
５３の内周端面が外部に露出しており、断熱キャップ５
２の剥離した一部がその露出箇所からシリンダ内に落下
する虞れがあるが、この実施の形態では、折曲部７３に
より第１の孔５３の内周端面５３ａがカバーされてお
り、このような虞れはない。

【００３０】なお、前記各実施の形態では断熱体をセラ
ミックで構成したが、勿論このものに限定されるもので
はなく、例えば黒鉛であってもよい。また、被覆体を弁
本体と同一の材料であるステンレス鋼で構成し、被覆体
を弁本体に溶接接合したが、接着剤を用いて接合しても
よい。また、加工性が優れ、安価なアルミニウムでキャ
ップ状の被覆体を構成し、この被覆体を弁本体に嵌着す
るようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１に係る筒内噴射用燃料噴射弁によれば、中空状の弁本
体と、この弁本体内の一端に固定された燃料噴射孔を有
する弁座と、この弁座に離接して前記燃料噴射孔を開閉
する弁体と、前記弁座の外側端面を覆って設けられ弁座
の温度上昇を抑えるとともに前記燃料噴射孔に対向して
第１の孔が形成された断熱体と、前記断熱体を被覆して
いるとともに前記燃料噴射孔に対向して第２の孔が形成
された被覆体とを備えたので、剥離した断熱体がシリン
ダ内に落下してシリンダが破損するのを防止することが
できる。また、筒内噴射用燃料噴射弁をシリンダヘッド
に取り付ける際に、先端部がシリンダヘッドに衝突して
も断熱体は被覆体で保護されているので、断熱体が衝突
破損するようなことはなく、筒内噴射用燃料噴射弁をシ
リンダヘッドに取り付ける取付け作業性が向上する。

【００３２】また、請求項２に係る筒内噴射用燃料噴射
弁によれば、断熱体はプレート状の断熱プレートである
ので、簡単な構成で弁座の加熱を抑えることができ、燃
料噴射孔に付着するデポジットの付着量が抑えられ、燃
料の噴射性能を安定化させることができる。

【００３３】また、請求項３に係る筒内噴射用燃料噴射
弁によれば、断熱体は弁本体の先端部を覆ったキャップ
状の断熱キャップであるので、断熱キャップで覆われる
面積が増大し、弁座の加熱をより防止でき、燃料噴射孔
に付着するデポジットの付着量がより抑えられ、燃料の
噴射性能をより安定化させることができる。

【００３４】また、請求項４に係る筒内噴射用燃料噴射
弁によれば、断熱体はセラミックで構成されているの
で、安価で断熱性の優れた断熱体を簡単に得ることがで
きる。

【００３５】また、請求項５に係る筒内噴射用燃料噴射
弁によれば、被覆体は弁本体の先端部を覆ったキャップ
状の金属キャップであるので、断熱体は確実に被覆され
る。また、金属キャップは金属で構成されているので、
金属キャップは容易に加工されるとともに、溶接接合に
より弁本体に強固に固着される。

【００３６】また、請求項６に係る筒内噴射用燃料噴射
弁によれば、被覆体の第２の孔の内径部に折曲された折
曲部を形成して断熱体の第１の孔の内径端面を覆ったの
で、第１の孔の内周端面が外部に露出するようなことは
なく、断熱体が剥離して第２の孔を通じてシリンダ内に
落下するようなことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の筒内噴射用燃料噴
射弁の側断面図である。

【図２】 図１の筒内噴射用燃料噴射弁の要部拡大図で
ある。

【図３】 この発明の実施の形態２の筒内噴射用燃料噴
射弁の弁装置の部分側断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態３の筒内噴射用燃料噴
射弁の弁装置の部分側断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態４の筒内噴射用燃料噴
射弁の弁装置の部分側断面図である。

【図６】 従来の筒内噴射用燃料噴射弁の側断面図であ
る。

【図７】 図６の筒内噴射用燃料噴射弁の部分拡大図で
ある。

【図８】 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図で
ある。

【符号の説明】

９ 弁本体、１０ 燃料噴射孔、１１ 弁座、１２ ニ
ードルバルブ（弁体）、４０，５０，６０，７０ 筒内
噴射用燃料噴射弁、４２ 断熱プレート（断熱体）、４
３，６４，７４ 金属キャップ（被覆体）、４４ａ 内
周端面、４４，５３ 第１の孔、４５，６２，７２ 第
２の孔、５２ 断熱キャップ、６３，７３ 折曲部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 61/18 ３４０ Ｆ０２Ｍ 61/18 ３４０Ｚ ３６０ ３６０Ｂ (72)発明者 細山 慶太 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空状の弁本体と、 この弁本体内の先端部に固定された燃料噴射孔を有する
   弁座と、 この弁座に離接して前記燃料噴射孔を開閉する弁体と、 前記弁座の外側端面を覆って設けられ弁座の温度上昇を
   抑えるとともに前記燃料噴射孔に対向して第１の孔が形
   成された断熱体と、 この断熱体を被覆しているとともに前記燃料噴射孔に対
   向して第２の孔が形成された被覆体と、 を備えた筒内噴射用燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 断熱体はプレート状の断熱プレートであ
   る請求項１記載の筒内噴射用燃料噴射弁。
3. 【請求項３】 断熱体は弁本体の先端部を覆ったキャッ
   プ状の断熱キャップである請求項１記載の筒内噴射用燃
   料噴射弁。
4. 【請求項４】 断熱体はセラミックで構成された請求項
   １ないし請求項３の何れかに記載の筒内噴射用燃料噴射
   弁。
5. 【請求項５】 被覆体は弁本体の先端部を覆った金属で
   構成されたキャップ状の金属キャップである請求項１な
   いし請求項４の何れかに記載の筒内噴射用燃料噴射弁。
6. 【請求項６】 被覆体の第２の孔の内径部には折曲され
   た折曲部が形成され、この折曲部が断熱体の第１の孔の
   内径端面を覆っている請求項１ないし請求項５の何れか
   に記載の筒内噴射用燃料噴射弁。