JPS62298657A - 燃料噴射弁 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、内燃機関用の燃料噴射弁に関するもので、よ
り詳細には、燃料を微粒化するノズルを備えた燃料噴射
弁に関する。

（従来技術） 従来、ノズルボディの案内孔内を針弁が摺動するように
設けられ、燃料圧によって前記針弁がノズルばねな押し
縮めて弁座から持上げられ、これにより油溜りから燃料
が圧送されて燃料噴射がなされる形式の燃料噴射弁が知
られており、−例として特開昭Ｈ−８５２４８号公報に
記載されている燃料噴射弁を挙げることができる。尚、
この燃料噴射弁は特にスイッチ構成を備えたものである
が、その基本的な構造は第３図に示すように、燃料噴射
弁１は、各々導電性材料からなるノズルホルダ２、中間
プレート３及びノズル４を順次備えるとともに、これら
はリテイニングナット５にねじ込まれている。ノズル４
は、ノズルボディ６と、該ノズルボディ６内に形成され
た案内孔７に滑動自在に設けられた針弁８とからなり、
針弁８の先端には弁体として働く円錐体９が形成され、
該円錐体９に対応した形状の弁座１０がノズルボディ６
に形成されている。弁座１０の上側に形成された油溜り
１１は燃料通路１２に連通し、又、針弁８の一ヒ端に設
けられている加圧ピン１３は、ばね受け１４に接触して
いる。

ノズルホルダ２内のばね収納室１５内には加圧コイルば
ねからなるノズルばね１６が収納され、このノズルばね
１６の一端は、絶縁スリーブ１７に嵌め込まれた電極１
８の下端円板部１９を介してばね収納室１５の肩部２０
に支えられており、その他端は、ばね受け１４に支えら
れている。絶縁スリーブ１７は、電極１８と導電性材料
からなるノズルホルダ２どの間の電気的絶縁を保つため
のもので、ノズルホルダ２の孔２１に圧入され、もしく
は孔２１内に遊嵌状態に挿入される。尚、２２．２３は
液密状態を保つための０リングである。

針弁８、加圧ピン１３、ばね受け１４及びノズルばね１
６は導電性材料からなり、電極１８と針弁８は、加圧ビ
ン１３、ばね受け１４及びノズルばね１６を介して導電
状態にあるので、ノズルばね１６がノズルホルダ２と電
気的接触状態となるのを防止するために絶縁スリーブ２
４を配設している。尚、針弁８の太径部外周面とノズル
ボディ６の案内孔７の内周面との間の電気的絶縁性を保
つため、針弁８の外周面には、酸化シリコンからなる絶
縁層２５が形成されている。

（発明が解決しようとする問題点） ヂーゼルエンジンの燃焼はいう迄もなく、圧縮された高
温、高圧の空気に燃料油を霧状にして噴射し、空気と燃
料油の混合による自然着火によって行われる。これを完
全燃焼化させるためには、■：燃料油の気化を速く行え
るように、燃料を微細な粒子にすること（霧化）が必要
とされ、■：燃料粒子が燃焼室内の隅々まで到達するだ
けの貫徹力が必要とされ、 ■：さらに十分な分散、分布を必要とする。

前記スイッチ構成を備えた燃料噴射弁は、そのＯＮ　Ｏ
ＦＦ信号を機関に送出して例えば開弁圧を制御し、又ノ
ズルばねにソレノイドを用いたりして前記貫徹力を発揮
させるように構成し、さらに分散、分布に関しては、ノ
ズル孔の形状を種々検討することにより一応の解決が図
られている。しかしながら現時点において、燃料油の霧
化に関しては、これといった方途がとられていないのが
実情である。

この点、ガソリンエンジン用の燃料噴射弁であるが、特
開昭５６−１４８０５４号公報の発明において、燃料油
を微粒化するための超音波振動子を用いたものが提案さ
れている。この発明は、ノズルを超音波振動子で共振さ
せるものであるが、この場合、ノズルの先端よりもさら
に前方に電球形のノズル針突起を設け、振動しているノ
ズル針突起に燃料油を衝突させて霧化を促進させるもの
であった。

ところが、上記の発明をヂーゼル機関に実施しようとす
ると、第一に、燃料室内に挿入されるノズル針突起が、
燃焼熱によって溶解する危険があり、第二に、ヂーゼル
用燃料噴射弁に必須の油溜りを、どの箇所に設けた場合
に効率的な霧化がなされるかを解明しなければならない
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、超音波振動
子を用いて燃料油を微粒化するにあたり、従来のような
ノズル針突起を設けることなく、しかも効率的な霧化が
行える箇所に油溜りを位置させてなる燃料噴射弁を得る
ことを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、ノズルボディの案
内孔内を針弁が摺動するように設けられ、燃料圧によっ
て前記針弁がノズルばねを押し縮めて弁座から持上げら
れ、これにより油溜りから燃料が圧送されて燃料噴射が
なされる形式の燃料噴射弁において、超音波加工の分野
で振動子の変位を増大するホーンなる部材に着目し、前
記ノズルボディに、細径部及び太径部を備えた単純段付
ホーンを用いることに着想を得てなされた。すなわち、
ホーンの前記太径部の背後に超音波振動子を設けるとと
もに、前記油溜りを、最大応力位置とされる前記細径部
の段部の近傍に位置させたものである。

（作用） 噴射ポンプより圧送された燃料油によりノズルばねが押
し縮められ、針弁がリフトする。このすフトにより、例
えば前記従来例で示したスイッチ構成のスイッチが作動
し、超音波振動子の駆動回路を作動させる。これにより
振動子力５励振し、この前部に配置しであるノズルボデ
ィを共振させる。ノズル噴孔部では振幅が増大され、噴
孔から噴出する燃料油は、高振幅、高周波数の振動によ
り、微粒化が促進される。尚、このときの針弁は、針弁
回りの燃料油膜によってノズルホーンから黍離している
ので、ホーン振動の影響を受けることはない、燃料油の
圧力が下がり、これがノズルばねに打ち負けると、針弁
は着座し、スイッチの作用により振動子の駆動回路をＯ
ＦＦとなし、振動子の振動を停止させる。

（実施例） 以下に本発明を図面に基いて説明する。尚、従来の燃料
噴射弁と共通の構成要素には同一の符号付している。

本発明の燃料噴射弁は、第３図に示す燃料噴射弁と共通
の構成を有している。すなわち、燃料噴射弁１は、案内
孔７を備えたノズルボディ６と、前記案内孔７内で摺動
する針弁８を導電性材料で形成し、前記案内孔７と針弁
８との間には絶縁層を設け、前記針弁８がノズルボディ
６の弁座に着座したときは電気的接続がなされ、燃料圧
によって針弁８がノズルばね１６を押し縮めて弁座から
持上げられたときには電気的接続が解除される構成のス
イーチを備えている。

ノズルボディ６には、細径部６１及び太径部６２を備え
た単純段付ホーンを用い、太径部６２の背後に超音波振
動子３２を設け、この太径部６２と超音波振動子３２の
回りに燃料通路１２を設けてノズルケース３１で覆い、
燃料通路１２に連通ずる油溜り１１を前記細径部６１の
段部６３近傍のホーン内部に位置させている。前記超音
波振動子３２は振動子用電極３３に接続し、この電極３
３はアダプタ３４で絶縁されている。

ノズルケース３１と、太径部６２及び超音波振動子３２
とで構成される燃料通路１２は、その前後に配設される
ガスケット３５で油密が図られる一方、燃料通路１２へ
の燃料油は、燃料パイプ１２ａを経由して供給される。

このような燃料通路１２を設けた場合は、燃料油を超音
波振動子３２の冷却剤として用いることができて好都合
である。又、前後のガスケット３５は、超音波振動子３
２が作動する際のクッション材としても機能する。尚、
符号３６はストッパーで、針弁リフト時にばね受けが当
接する。

第２図ににおいて、ノズルボディ６として用いる単純段
付ホーンは、前述のように細径部６１と太径部６２を備
え、この細径部６１の長さをρ２、太径部６２の長さを
Ω１とすると、Ω１は振動子共振周波数ｆ及びホーンの
材質によって決定され、ρ２は周波数方程式にΩ２＝π
／２で決定される。

尚、ｋ＝２πｆ／ｃ　　　ｃ：ホーン中の音速ρ１＝入
／４　　　　　（入＝　ｃ　／　ｆ　）ノズルボディ６
には通常クロムモリブデン鋼を用いており、この場合、
クロムモリブデン鋼に８０Ｍ４２０を使用すると、ｃ　
＝　５．Ｉ　Ｘ　１０５ｃｍ／　ｓｅｅ　となり、共振
周波数ｆを例えば１００ｋＨｚとすると、上記の式から
、ｋ　：　１．２３２　、Ω２＝１．２７５ｃ工となり
、したがって、Ω１＝　１．２７５ｃ＋ａとなる。すな
わち、本発明を実施する通常の場合は、Ω１：Ω２＝１
のホーンを用いることとなる。

尚、上述した本発明は、微細粒を必要とする塗装用ノズ
ルなどにも利用することができる。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように、ノズルボディの案内孔内
を針弁が摺動するように設けられ、燃料圧によって前記
針弁がノズルばねを押し縮めて弁座から持上げられ、こ
れにより油溜りから燃料が圧送されて燃料噴射がなされ
る形式の燃料噴射弁において、前記ノズルボディに、細
径部及び太径部を備えた単純段付ホーンを用い、前記太
径部の背後に超音波振動子を設けるとともに、前記油溜
りを前記細径部の段部近傍のホーン内部に位置させたの
で、ガソリンエンジンのみならずヂーゼル機関にも超音
波振動子を組込んだ燃料噴射弁を実施することができ、
しかも効率的な霧化が行える箇所に油溜りを位置させで
あるので、これにより霧化を促進することができて機関
性悌を向上させることが可能となる。さらに本発明によ
れば、従来のようなノズル針突起を設けていないので不
具合を生じることがなく、又、仮に振動子が何らかの原
因により作動不能となっても、単にノズルが振動しない
ということに止まり、通常のノズルの機能は従来のもの
と同様に奏するので、燃料噴射弁としての信頼性を損な
うことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る燃料噴射弁を示す一部破断正面図
、第２図はノズルボディとして用いる単純段付ホーンを
示す図、第３図は従来の燃料噴射弁を示す一部破断正面
図である。 １・・・燃料噴射弁　　　　　２・・・ノズルホルダ４
・・・ノズル　　　　　　　６・・・ノズルボディ７・
・・案内孔　　　　　　　８・・・針弁１１・・・油溜
り　　　　　　３２・・・超音波振動子６１・・・細径
部　　　　　　６２・・・太径部６３・・・段部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ノズルボディの案内孔内を針弁が摺動するように設け
   られ、燃料圧によって前記針弁がノズルばねを押し縮め
   て弁座から持上げられ、これにより油溜りから燃料が圧
   送されて燃料噴射がなされる形式の燃料噴射弁において
   、前記ノズルボディに、細径部及び太径部を備えた単純
   段付ホーンを用い、前記太径部の背後に超音波振動子を
   設けるとともに、前記油溜りを前記細径部の段部近傍の
   ホーン内部に位置させたことを特徴とする燃料噴射弁。