JP2003139016A - 燃料噴射弁における摺動部摩耗低減構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルニードル４およびバルブピストン
１５の軸方向から半径方向への倒れを防止して、とくに
ノズルボディ３などにおけるクリアランス孔１８内での
ノズルニードル４の摩耗を低減可能な燃料噴射量の経時
的な変化を減少させる燃料噴射弁における摺動部摩耗低
減構造を提供すること。 【解決手段】 バルブピストン１５およびノズルニード
ル４の接合部２２にバルブピストン１５およびノズルニ
ードル４を連結してガイドするスリーブ２４を設けるこ
とに着目したもので、ノズルニードル４とバルブピスト
ン１５との接合部２２にスリーブ２４を設け、ノズルニ
ードル４のリフトおよびシートにともなうノズルニード
ル４およびバルブピストン１５の軸方向からの倒れを防
止可能としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射弁における
摺動部摩耗低減構造にかかるもので、とくに蓄圧器（コ
モンレール）などから供給される高圧燃料を所定のタイ
ミングで噴射する燃料噴射弁における摺動部摩耗低減構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃料噴射弁について図３および図
４にもとづき概説する。図３は、燃料噴射弁１の縦断面
図、図４は、同、要部拡大断面図であって、燃料噴射弁
１は、インジェクターハウジング２と、ノズルボディ３
と、ノズルニードル４と、背圧制御部５と、を有する。

【０００３】インジェクターハウジング２の先端部にノ
ズルボディ３をノズルナット６により取り付けるととも
に、その上方部に背圧制御部５を設けている。高圧燃料
を蓄えたコモンレール７（蓄圧器）から燃料噴射弁１に
高圧燃料を供給する。すなわち、インジェクターハウジ
ング２およびノズルボディ３にわたって燃料通路８を形
成し、ノズルニードル４の受圧部４Ａ（図４）に対向し
て燃料溜まり室９を形成し、この燃料溜まり室９および
ノズルボディ３の先端部にコモンレール７からの高圧燃
料を常時供給可能とする。

【０００４】ノズルボディ３には、その先端部に燃料の
噴射孔１０を任意の数だけ形成し、噴射孔１０につなが
るシート部１１にノズルニードル４の先端部がシートし
て噴射孔１０を閉鎖し、ノズルニードル４がシート部１
１からリフトすることにより噴射孔１０を開放して燃料
を噴射可能とする。

【０００５】ノズルニードル４の上方部におけるインジ
ェクターハウジング２の中心部にはスプリング室１２
（第１の摺動孔）を形成して、スプリングシートとして
のインターミディエイト１３と、ノズルニードル４をシ
ート部１１へのシート方向に付勢するノズルスプリング
１４と、インターミディエイト１３に上方から当接する
バルブピストン１５と、を設けている。

【０００６】バルブピストン１５は、スプリング室１２
部分からインジェクターハウジング２の上部まで延びる
長尺のロッド状部材であって、インジェクターハウジン
グ２内の中心孔１６内にその内壁面との間に間隙をあけ
て挿入され、その最上部を背圧制御部５におけるバルブ
ボディ１７内にガイドされ、その最下部が上述のように
インターミディエイト１３に当接している。このバルブ
ピストン１５を背圧制御部５が制御して、すなわち、ノ
ズルニードル４の背圧を制御することにより、インター
ミディエイト１３を介してノズルニードル４のシートお
よびリフトを制御する。

【０００７】ノズルニードル４の上部は、ノズルボディ
３のクリアランスシール孔１８（第２の摺動孔）内を摺
動可能となっている。なお、ノズルボディ３はそのクリ
アランスシール孔１８において高圧側（燃料溜まり室
９）と低圧側（スプリング室１２）とを分離している。

【０００８】こうした構成の燃料噴射弁１において、背
圧制御部５に駆動制御されたバルブピストン１５が、イ
ンターミディエイト１３を介してノズルニードル４をリ
フトあるいはシートさせ、噴射孔１０からの燃料噴射量
および噴射タイミングを制御するようになっているが、
それぞれの噴射ごとに、インターミディエイト１３がイ
ンジェクターハウジング２のスプリング室１２内で軸方
向にわずかに倒れる結果、またノズルニードル４がノズ
ルボディ３のクリアランスシール孔１８内で軸方向にわ
ずかに倒れる結果、インジェクターハウジング２および
ノズルボディ３のそれぞれの内壁面との間で摩擦を起こ
し、それぞれの摺動部分が摩耗して燃料噴射弁１として
の経時的な噴射特性の変化を引き起こすという問題があ
る。図４において、インジェクターハウジング２内にお
けるスプリング室１２とインターミディエイト１３との
間、さらにノズルボディ３内におけるクリアランス孔１
８とノズルニードル４との間に図中点線で摩耗が発生す
る摺動部分（インターミディエイト１３のまわりの第１
の摺動部１９Ａ、ノズルニードル４のまわりの第２の摺
動部１９Ｂ）を示している。インターミディエイト１３
あるいはノズルニードル４がそれぞれの軸方向から倒れ
ると、第１の摺動部１９Ａおよび第２の摺動部１９Ｂは
スプリング室１２およびクリアランス孔１８の内壁面と
の間に圧力接触を起こし、それぞれの間で摩耗を生ずる
という問題がある。

【０００９】とくに、コモンレール７を有するタイプの
燃料噴射弁１は、従来のジャーク式燃料噴射弁ないしそ
のノズルボディとは異なって、その高圧部（燃料通路８
および燃料溜まり室９）にコモンレール７からのレール
圧が加圧されているため、高圧噴射に対応してノズルニ
ードル４およびインターミディエイト１３が摺動する際
の摩耗が従来より激しいという問題がある。

【００１０】この種の燃料噴射弁については、特開平９
−３２６８１号などがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、燃料噴射量の経時的
な変化を減少させることができる燃料噴射弁における摺
動部摩耗低減構造を提供することを課題とする。

【００１２】また本発明は、とくにノズルボディなどに
おけるクリアランス孔内でのノズルニードルの摩耗を低
減可能な燃料噴射弁における摺動部摩耗低減構造を提供
することを課題とする。

【００１３】また本発明は、ノズルニードルおよびバル
ブピストンの軸方向から半径方向への倒れを防止して、
ノズルニードルおよびインターミディエイトの摩耗を低
減することができる燃料噴射弁における摺動部摩耗低減
構造を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、バル
ブピストンおよびノズルニードルの接触部ないし接合部
にバルブピストンおよびノズルニードルを連結してガイ
ドするスリーブを設けること、このスリーブによりノズ
ルニードルの軸方向からの倒れを押さえて、摩耗を少な
くし、経時的な噴射性能の変化を抑制することに着目し
たもので、燃料通路につながる噴射孔を形成したノズル
ボディと、このノズルボディ内において軸方向にリフト
およびシートして上記噴射孔を開閉するノズルニードル
と、このノズルニードルと軸方向に一体的に移動可能な
バルブピストンと、を有し、上記ノズルニードルのリフ
トにともなって上記噴射孔から燃料を噴射可能とした燃
料噴射弁における摺動部摩耗低減構造であって、上記ノ
ズルニードルと上記バルブピストンとの接合部にスリー
ブを設け、上記ノズルニードルの上記リフトおよび上記
シートにともなう上記ノズルニードルおよび上記バルブ
ピストンの軸方向からの倒れを防止可能としたことを特
徴とする燃料噴射弁における摺動部摩耗低減構造であ
る。

【００１５】上記ノズルニードルと上記バルブピストン
との間に、上記ノズルニードルの上記リフトを調整可能
なインターミディエイトを介在させることができる。

【００１６】上記バルブピストンは、その長さ方向にお
いてその一部を細径部とすることができる。

【００１７】上記バルブピストンおよび上記ノズルニー
ドルの軸方向への駆動の制御手段としては、ノズルニー
ドルの背圧を制御可能な背圧制御部を採用することがで
きる。

【００１８】本発明による燃料噴射弁における摺動部摩
耗低減構造においては、バルブピストンおよびノズルニ
ードルの接触部にスリーブを設けたので、このスリーブ
によりバルブピストンおよび、とくに摺動部を有するノ
ズルニードルを半径方向に固定して半径方向へのずれを
防止し、その軸方向からの倒れを押さえて、当該摺動部
の摩耗を少なくし、経時的な噴射性能の変化を抑制する
ことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態によ
る摺動部摩耗低減構造を備えた燃料噴射弁２０を図１お
よび図２にもとづき説明する。ただし、図３および図４
と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省
略する。図１は、燃料噴射弁２０の縦断面図、図２は、
燃料噴射弁２０における摺動部摩耗低減構造２１部分の
要部拡大断面図であって、摺動部摩耗低減構造２１は、
ノズルニードル４とバルブピストン１５との接合部２２
において、両部材の間にインターミディエイト２３を介
在させるとともに、スリーブ２４を設けた構成としてい
る。

【００２０】接合部２２において、ノズルニードル４の
頭部４Ｂは、スリーブ２４の最下部に位置するスカート
部２４Ａ内に摺動クリアランスを残して嵌合し、ノズル
ニードル４の頂面４Ｃは、インターミディエイト２３の
底面２３Ａおよびスリーブ２４の内方段部２４Ｂに当接
している。インターミディエイト２３の頂面２３Ｂは、
バルブピストン１５の弧状底面１５Ａに当接している。
バルブピストン１５の最下部およびインターミディエイ
ト２３も、スリーブ２４内に摺動クリアランスを残して
嵌合している。インターミディエイト２３の厚さを選択
することにより、ノズルニードル４のリフト量を調節す
ることができる。

【００２１】スリーブ２４は、接合部２２におけるノズ
ルニードル４およびバルブピストン１５さらにはインタ
ーミディエイト２３を軸方向、すなわち、ノズルニード
ル４のリフトおよびシート方向に一体化してガイド可能
であり、半径方向でのずれを防止し、軸方向から半径方
向に向かう倒れに対して、これを抑制する長さを有して
いる。なお、スリーブ２４の外周面自体は、スプリング
室１２内を摺動せず、スプリング室１２の内壁面との間
に所定の間隔をあけてある。

【００２２】とくに図１に示すように、バルブピストン
１５は、その長さ方向の上部において、その一部を細径
部２５とし、その軸方向（上下方向）への移動時おける
半径方向のたわみをこの細径部２５において吸収可能と
している。

【００２３】こうした構成の燃料噴射弁２０およびその
摺動部摩耗低減構造２１において、背圧制御部５の制御
によるバルブピストン１５およびノズルニードル４の軸
方向へのノズルニードル４のリフトおよびシート動作に
ともなって噴射孔１０から燃料が噴射されるが、スリー
ブ２４がバルブピストン１５の下部、インターミディエ
イト２３およびノズルニードル４の頭部４Ｂを軸方向に
ガイドし、かつ軸方向から半径方向への倒れを防止する
ので、とくにノズルニードル４のクリアランス孔１８内
における摩耗を低減する。したがって、ノズルニードル
４の摩耗にともなう噴射量の変化を抑制し、燃料噴射量
の安定化および燃料噴射弁２０としての信頼性を向上さ
せることができる。また、ノズルニードル４部分への摩
耗対策用のコーティングを削除可能であるとともに、ク
リアランス孔１８の管理にあたってこれをラフな公差と
することができて、コストの低下を期待することができ
る。なお、インターミディエイト２３は、これと一体に
作動するスリーブ２４のスカート部２４Ａ内に配置され
ているので、従来の構成（図３、図４）に比較してこの
部分が摩耗する可能性は少ない。

【００２４】さらに、バルブピストン１５には、その長
さ方向の一部に細径部２５が形成されているので、半径
方向へのバルブピストン１５の倒れを細径部２５のしな
りによって吸収することが可能となり、ノズルニードル
４のクリアランス孔１８内における軸方向に沿ったリフ
トおよびシートを保証することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、バルブピ
ストンの下部とノズルニードルの上部の接合部にスリー
ブを設けてこれらをガイドすることができるようにした
ので、ノズルニードルの摩耗を低減し、燃料噴射弁の経
時的性能変化を抑制し、信頼性の向上およびコストの削
減に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による摺動部摩耗低減構造
２１を備えた燃料噴射弁２０の縦断面図である。

【図２】同、摺動部摩耗低減構造２１部分の要部拡大断
面図である。

【図３】従来の燃料噴射弁１の縦断面図である。

【図４】同、要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射弁（図３、図４） ２ インジェクターハウジング ３ ノズルボディ ４ ノズルニードル ４Ａ ノズルニードル４の受圧部（図２、図４） ４Ｂ ノズルニードル４の頭部（図２） ４Ｃ ノズルニードル４の頂面（図２） ５ 背圧制御部 ６ ノズルナット ７ コモンレール（蓄圧器） ８ 燃料通路 ９ 燃料溜まり室 １０ 噴射孔 １１ シート部 １２ スプリング室（第１の摺動孔） １３ インターミディエイト（スプリングシート） １４ ノズルスプリング １５ バルブピストン １５Ａ バルブピストン１５の弧状底面（図２） １６ インジェクターハウジング２の中心孔 １７ 背圧制御部５のバルブボディ １８ クリアランス孔（第２の摺動孔） １９Ａ インターミディエイト１３のまわりの第１の摺
動部（図４） １９Ｂ ノズルニードル４のまわりの第２の摺動部（図
４） ２０ 燃料噴射弁（図１） ２１ 燃料噴射弁２０における摺動部摩耗低減構造（実
施の形態、図２） ２２ ノズルニードル４とバルブピストン１５との接合
部 ２３ インターミディエイト ２３Ａ インターミディエイト２３の底面（図２） ２３Ｂ インターミディエイト２３の頂面（図２） ２４ スリーブ ２４Ａ スリーブ２４のスカート部（図２） ２４Ｂ スリーブ２４の内方段部（図２） ２５ バルブピストン１５の細径部（図１）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯岡 一孝 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ボッシュオートモーティブシステム 東松山工場内 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AD07 BA49 CC08T CC08U CC53 CE12 CE13 CE31 CE34 CE35 CE37

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料通路につながる噴射孔を形成した
   ノズルボディと、このノズルボディ内において軸方向に
   リフトおよびシートして前記噴射孔を開閉するノズルニ
   ードルと、 このノズルニードルと軸方向に一体的に移動可能なバル
   ブピストンと、を有し、 前記ノズルニードルのリフトにともなって前記噴射孔か
   ら燃料を噴射可能とした燃料噴射弁における摺動部摩耗
   低減構造であって、 前記ノズルニードルと前記バルブピストンとの接合部に
   スリーブを設け、 前記ノズルニードルの前記リフトおよび前記シートにと
   もなう前記ノズルニードルおよび前記バルブピストンの
   軸方向からの倒れを防止可能としたことを特徴とする燃
   料噴射弁における摺動部摩耗低減構造。
2. 【請求項２】 前記ノズルニードルと前記バルブピス
   トンとの間に、前記ノズルニードルの前記リフトを調整
   可能なインターミディエイトを介在させたことを特徴と
   する請求項１記載の燃料噴射弁における摺動部摩耗低減
   構造。
3. 【請求項３】 前記バルブピストンは、その長さ方向
   においてその一部を細径部としたことを特徴とする請求
   項１記載の燃料噴射弁における摺動部摩耗低減構造。