JP2008031909A - Fuel injection nozzle and fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料を噴射させる噴射孔を有する燃料噴射ノズル、及び、このような燃料噴射ノズルを備える燃料噴射装置に関し、特に、セラミックからなる燃料噴射ノズル、及び、このような燃料噴射ノズルを備える燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection nozzle having an injection hole for injecting fuel, and a fuel injection device including such a fuel injection nozzle, and more particularly, to a fuel injection nozzle made of ceramic and such a fuel injection nozzle. The present invention relates to a fuel injection device.
従来より、セラミックからなり、燃料を噴射させる噴射孔を有する燃料噴射ノズルが知られている。この噴射孔の形状としては、その孔径が一方の開口端から他方の開口端まで一定なストレート形状が一般的である。しかしながら、このようなストレート形状の噴射孔は、狭い流路が長く続くため、燃料噴射に係る圧力損失が大きくなる。このような問題を解決するために、特許文献1や特許文献2では、噴射孔の形状を改良している。具体的には、噴射孔の形状を、ノズルの先端側に向かって孔径が小さくなる形状としている。このような形状とすることで、ノズル先端側の開口部を小さくしつつ、流路を広くすることができる。従って、燃料噴射に係る圧力損失を低減できる。 Conventionally, a fuel injection nozzle made of ceramic and having an injection hole for injecting fuel is known. As the shape of the injection hole, a straight shape in which the hole diameter is constant from one opening end to the other opening end is common. However, such a straight injection hole has a long narrow passage, and therefore the pressure loss associated with fuel injection increases. In order to solve such a problem, Patent Document 1 and Patent Document 2 improve the shape of the injection hole. Specifically, the shape of the injection hole is a shape in which the hole diameter decreases toward the tip side of the nozzle. By adopting such a shape, it is possible to widen the flow path while reducing the opening on the nozzle tip side. Therefore, the pressure loss related to fuel injection can be reduced.
しかしながら、特許文献1,2のようにノズル先端側の開口部の孔径を小さくすると、その角部のなす角が鋭角な形態となる。このため、使用時に高圧で燃料を噴射すると、鋭角な角部周囲に大きな応力が掛かり、開口部が欠けるなど噴射孔に破損が生じるおそれがある。 However, when the hole diameter of the opening on the nozzle tip side is reduced as in Patent Documents 1 and 2, the angle formed by the corner becomes an acute angle. For this reason, when fuel is injected at a high pressure during use, a large stress is applied around sharp corners, and there is a risk that the injection hole may be damaged, such as a lack of an opening.
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、燃料噴射に係る圧力損失を低減できると共に、噴射孔に破損が生じにくく信頼性の高い燃料噴射ノズル、及び、このような燃料噴射ノズルを備える燃料噴射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the present situation, and is capable of reducing pressure loss related to fuel injection and is highly reliable in that the injection hole is not easily damaged, and such fuel injection nozzle. It aims at providing a fuel-injection apparatus provided with.
その解決手段は、セラミックからなり、噴射孔を備える燃料噴射ノズルであって、前記噴射孔は、自身の内部に、両端の孔径よりも孔径が小さい細径部を有し、前記噴射孔は、この噴射孔の縦断面において、前記細径部に、前記噴射孔の中心軸側に突出する1又は複数の角部を有し、前記細径部の前記角部のなす角が、いずれも鈍角とされてなる燃料噴射ノズルである。 The solution is a fuel injection nozzle made of ceramic and provided with an injection hole, wherein the injection hole has a small-diameter portion having a hole diameter smaller than the hole diameters at both ends, and the injection hole includes: In the longitudinal cross section of the injection hole, the narrow diameter portion has one or a plurality of corners protruding toward the central axis of the spray hole, and the angles formed by the corners of the narrow diameter portion are all obtuse angles. This is a fuel injection nozzle.
本発明によれば、噴射孔は、その中心軸側に突出する角部を有する形態の細径部を孔自身の内部に有する。このような噴射孔は、細径部を狭くしつつ、両端側の流路をそれよりも広くできる。従って、燃料噴射に係る圧力損失を低減できる。その上、この燃料噴射ノズルはセラミック製であるので、噴射孔の強度が高い。しかも、噴射孔の細径部は、その角部のなす角が噴射孔の縦断面で見たときに鈍角とされているので、使用時に角部に高い応力が掛かっても、角部が強固で破損しにくく、上述の従来技術に係る噴射孔(角部のなす角が鋭角である噴射孔)に比して、噴射孔に破損が生じにくい。よって、燃料噴射に係る圧力損失を低減できると共に、噴射孔に破損が生じにくく信頼性の高い燃料噴射ノズルとすることができる。 According to the present invention, the injection hole has a small-diameter portion having a corner portion protruding toward the central axis side in the hole itself. Such an injection hole can make the flow path on both ends wider than that while narrowing the narrow diameter portion. Therefore, the pressure loss related to fuel injection can be reduced. In addition, since the fuel injection nozzle is made of ceramic, the strength of the injection hole is high. In addition, since the small-diameter portion of the injection hole has an obtuse angle when viewed from the longitudinal section of the injection hole, the corner portion is strong even when high stress is applied to the corner during use. Therefore, it is difficult to break the injection hole as compared with the injection hole according to the above-described prior art (an injection hole having a corner formed by an acute angle). Therefore, it is possible to reduce the pressure loss related to fuel injection, and it is possible to provide a highly reliable fuel injection nozzle that is less likely to be damaged in the injection hole.
なお、本発明における「燃料噴射ノズル」は、上記の要件を満たすものであればよく、その形状等は適宜変更できる。
「噴射孔」は、上記の要件を満たすものであればよく、その数や形成位置などは、噴霧量や噴霧方向などを考慮して適宜変更すればよい。
また、両端の孔径や細径部の孔径も、噴霧量や噴霧されてできる液滴の大きさなどを考慮して適宜変更できる。なお、両端の孔径は、一方の端と他方の端とで異なる大きさとしてもよい。その場合、細径部は、いずれの端よりも孔径が小さい部分である。また、細径部の角部のなす角度は、鈍角である範囲内において、噴霧時の液滴微細化や噴霧圧に対する強度などを考慮して適宜変更できる。
In addition, the “fuel injection nozzle” in the present invention only needs to satisfy the above requirements, and the shape and the like can be changed as appropriate.
The “injection holes” only need to satisfy the above requirements, and the number and formation position thereof may be appropriately changed in consideration of the spray amount, the spray direction, and the like.
Moreover, the hole diameter of both ends and the hole diameter of the small diameter part can be appropriately changed in consideration of the spray amount, the size of the droplets formed by spraying, and the like. It should be noted that the hole diameters at both ends may be different sizes at one end and the other end. In that case, the narrow-diameter portion is a portion having a smaller hole diameter than either end. In addition, the angle formed by the corners of the small diameter portion can be changed as appropriate within the range of an obtuse angle in consideration of droplet refinement during spraying, strength against spray pressure, and the like.
更に、上記の燃料噴射ノズルであって、前記細径部の最小孔径が100μm以下である燃料噴射ノズルとすると良い。 Furthermore, the fuel injection nozzle may be a fuel injection nozzle having a minimum hole diameter of 100 μm or less.
燃料噴射ノズルが金属製の場合、レーザ加工や放電加工、LIGAプロセスなどの手法で噴射孔を形成する場合、孔径を100μm以下とすることは困難である。
これに対し、本発明では、燃料噴射ノズルをセラミック製としている。セラミックは、焼成時に収縮するので、未焼成時に形成した貫通孔に対して、焼成後の噴射孔も孔径が小さくなる。従って、未焼成時に比較的大きい貫通孔を穿孔すれば足りるから、100μm以下の孔径の噴射孔も形成できる。そして、このように孔径の小さい噴射孔を形成すれば、噴霧時の液滴微細化を図ることができるので、PMの排出を大幅に低減できる。
When the fuel injection nozzle is made of metal, it is difficult to set the hole diameter to 100 μm or less when forming the injection hole by a technique such as laser processing, electric discharge processing, or LIGA process.
On the other hand, in the present invention, the fuel injection nozzle is made of ceramic. Since ceramic shrinks when fired, the diameter of the fired injection holes is smaller than that of the through holes formed when fired. Therefore, since it is sufficient to drill a relatively large through hole when not fired, an injection hole having a hole diameter of 100 μm or less can be formed. And if the injection hole with such a small hole diameter is formed in this way, it is possible to make the droplets finer during spraying, so that PM discharge can be greatly reduced.
また、他の解決手段は、上記のいずれかに記載の燃料噴射ノズルを備える燃料噴射装置である。 Another solution is a fuel injection device including any one of the fuel injection nozzles described above.
このような燃料噴射装置は、燃料噴射に係る圧力損失を低減できると共に、噴射孔に破損が生じにくく信頼性の高いなどの作用、効果を有する上述の燃料噴射ノズルを備えるので、燃料噴射に係る圧力損失を低減できると共に、噴射孔に破損が生じにくく信頼性を高くすることができるなどの作用、効果を有する。 Such a fuel injection device includes the above-described fuel injection nozzle that can reduce the pressure loss associated with fuel injection and that has high reliability and the like such that the injection hole is less likely to be damaged. The pressure loss can be reduced, and the operation and effect can be achieved such that the injection hole is hardly damaged and the reliability can be increased.
(実施形態1)
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図1に本実施形態1に係る燃料噴射装置110の縦断面図を示す。また、図2に本実施形態1に係る燃料噴射ノズル100の縦断面図を示し、更に、図3にそのうちの噴射孔101付近の部分拡大断面図を示す。なお、図1は、下方が先端側、上方が基端側であり、一方、図2及び図3は、上方が先端側、下方が基端側である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fuel injection device 110 according to the first embodiment. 2 shows a longitudinal sectional view of the
燃料噴射装置110は、図示しない内燃機関の燃焼室内に高圧の燃料を噴射するための装置である。この燃料噴射装置110は、積層型圧電素子(モールド済ユニット積層体)111を内部に有し、これにより駆動する。モールド済ユニット積層体111は、3つの積層型圧電ユニット113,113,113と、隣り合う積層型圧電ユニット113,113,113同士の境界の周囲に配置されたスペーサ115,115とを有する。
The fuel injection device 110 is a device for injecting high-pressure fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine (not shown). This fuel injection device 110 has a laminated piezoelectric element (molded unit laminated body) 111 inside, and is driven by this. The molded unit laminated
燃料噴射装置110は、軸線AXに沿って延びる筒状の本体部材120を有する。この本体部材120は、その先端側(図1中、下方)に位置するノズル保持部120nにおいて、ノズル部材130を保持している。また、本体部材120のうち、円筒状の圧電素子包囲部120p内には、上記のモールド済ユニット積層体111が挿入され、保持されている。更に詳細には、圧電素子包囲部120p内のうち、先端部分(図1中、下方)には、径大なベース部141bと径小なロッド部141rとからなるピストン141、及び、ロッド部141rに挿通された皿バネ143を有しており、ベース部141bより先端側(図1中、下方)に、シリンダ室120cが構成されている。
The fuel injection device 110 includes a cylindrical
ピストン141には、モールド済ユニット積層体111の先端面111t1が当接している。一方、モールド済ユニット積層体111の基端面111t2は、圧電素子包囲部120pの基端部分(図1中、上方)に溶接、固定された封口板145に当接している。このため、モールド済ユニット積層体111は、皿バネ143の弾性力により、常時、圧縮応力が掛かるように付勢されている。また、ピストン141のベース部141bの周囲には、シール溝141mが凹設されており、この中にOリング147が嵌め込まれてシリンダ室120cのシールを行っている。
The front end surface 111t1 of the molded
ノズル部材130は、先端部分をなす燃料噴射ノズル100と、その基端側に位置するノズル基端部材131とから構成されている。燃料噴射ノズル100は、セラミック(具体的にはアルミナ)から形成されている。この燃料噴射ノズル100は、半球面状の外面100aと半球面状の内面100bとを有し、肉厚が1mmのドーム状をなす(図2及び図3も参照)。
The
この燃料噴射ノズル100には、外面100aと内面100bとの間を貫通する噴射孔101,101,…が複数穿設されている。なお、図2及び図3には、噴射孔101の縦断面図が示されている。各々の噴射孔101は、外面100a側の端に位置する外側開口端102と、内面100b側の端に位置する内側開口端103eを含む内側ストレート部103と、外側開口端102と内側ストレート部103との間に位置し、これらよりも孔径が小さい細径部104とから構成されている。
The
外側開口端102は、その孔径が100μmである。
内側開口端103eを含む内側開口部103は、孔径が一様に100μmで、長さ(中心軸BX方向の長さ)が900μmのストレート形状(円筒状)をなす。
細径部104は、外側開口端102から内面100b側に向かうにつれて徐々に孔径が小さくなる外側テーパ部104fと、内側開口部103から外面100a側に向かうにつれて徐々に孔径が小さくなる内側テーパ部104gとを有し、これらの境界部分において(中心軸BX方向おける自身の中央において)最も孔径が小さくなる形状をなす。細径部104のうち最も孔径が小さい中央部分、即ち、次述する角部104cの孔径(最小孔径)は、100μm以下(本例では75μm)である。細径部104は、中心軸BX方向における自身の中央に、中心軸BX側に突出する1つの角部104cを有する。この角部104cは、噴射孔101の縦断面において、そのなす角αが鈍角(本例では150度)とされている。
The
The
The
このように、本実施形態1に係る噴射孔101は、中心軸BX側に突出する角部104cを有する形態の細径部104を備える。この噴射孔101は、細径部104を狭く、詳細には、細径部104のうち角部104cの孔径を小さくしつつ、両端側(外面100a側及び内面100b側)の流路を細径部104よりも広くされている。従って、燃料噴射に係る圧力損失を低減できる。その上、この燃料噴射ノズル100はセラミック製であるので、噴射孔101の強度が高い。しかも、噴射孔101の細径部104は、その角部104cのなす角αが鈍角とされているので、使用時に角部104cに高い応力が掛かっても、角部104cが強固で破損しにくく、噴射孔101に破損が生じにくい。よって、燃料噴射に係る圧力損失を低減できると共に、噴射孔101に破損が生じにくく信頼性の高い燃料噴射ノズル100とすることができる。
As described above, the
また、後述するように、セラミックは、焼成時に収縮するので、未焼成時に形成した貫通孔に対して、焼成後の噴射孔101も孔径が小さくなる。従って、未焼成時に比較的大きい貫通孔を穿孔すれば足りるから、100μm以下の孔径の噴射孔101も形成できる。そして、このように孔径の小さい噴射孔101を形成すれば、噴霧時の液滴微細化を図ることができるので、PMの排出を大幅に低減できる。
Further, as will be described later, since ceramic shrinks during firing, the diameter of the fired
図1に戻り、ノズル部材130の内側には、ニードル149が摺動可能に収容されている。このニードル149の先端部149sにより、燃料噴射ノズル110の各噴射孔101,101,…が開閉可能とされている。また、ノズル部材130の基端部分(図1中、上方)には、環状室130pが形成されている。この環状室130pには、ニードル149のピストン部149pが、その周囲と環状室130pの壁面との間にオリフィス151を形成して配置されている。ニードル149のピストン部149p内にはバネ保持孔149pnが形成されている。このバネ保持孔149pn内には、コイルバネ153が挿入保持されて、本体部材120のノズル保持部120nと圧電素子包囲部120pとを区画する仕切壁部120wに当接しており、ニードル149を先端側(図1中、下方)に付勢している。
Returning to FIG. 1, a
また、本体部材120及びノズル部材130には、外部と環状室130pとを結ぶ燃料供給口120f,130fが形成されており、この燃料供給口120f,130fを通じて、高圧に加圧された燃料が、環状室130pに供給される。更に、本体部材120の仕切壁部120wには、バネ保持孔149pnと圧電素子包囲部120pとを連通する連通孔120tが形成されている。従って、環状室130pに供給された燃料は、オリフィス151を通じて、バネ保持孔149pn、連通孔120t、圧電素子包囲部120pのシリンダ室120cにも充填される。
The
モールド済ユニット積層体111の複数の外部リード線117は、本体部材120のリード挿通孔120mを介して外部に取り出されている。これらの外部リード線117に電圧を印加すると、モールド済ユニット積層体111が軸線AX方向に伸長し、シリンダー室120cの圧力が高まる。すると、ニードル149が先端側に移動して閉弁する(噴射孔101,101,…が塞がる)。一方、モールド済ユニット積層体111の印加電圧を低下させて収縮させると、シリンダー室120cの圧力が低下し、燃料供給口120f,130fから供給された燃料の圧力により、ニードル149のピストン部149pが基端側にコイルバネ153を圧縮しながら移動する。そうすると、開弁して、噴射孔101,101,…から燃料が噴射される。
The plurality of external
次に、本実施形態1に係る燃料噴射ノズル100の製造方法について説明する。
まず、公知の手法により、未焼成セラミックからなるスラリを作成する。
次に、図4及び図5に示すように、上型UGと下型SGとを有する成形用治具GGを用意する。上型UGには、後述する未焼成体210を形成するための半球状の凹部UGKが形成されている。また、上型UGには、上記スラリSRを凹部UGKに注入するための注入口UGTが上方から下方に向けて形成されている。一方、下型SGの先端部SGBは、上記凹部UGKに対応して、半球状に形成されている。これにより、上型UGの凹部UGKと下型SGの先端部SGBとの間に、後述する未焼成体210に対応した形状のキャビティKBが形成される。また、上型UGと下型SGとの間には、注入された余分なスラリSRをキャビティKB内から外部に排出するための排出路HSTが形成されている。
Next, a method for manufacturing the
First, a slurry made of an unfired ceramic is prepared by a known method.
Next, as shown in FIGS. 4 and 5, a forming jig GG having an upper die UG and a lower die SG is prepared. The upper mold UG is formed with a hemispherical recess UGK for forming an
また、成形用治具GGは、後述する未焼成体210に噴射孔101,101,…に対応した貫通孔211,211,…を形成するための上側ピンPG1と下側ピンPG2とをそれぞれ複数備える。これら上側ピンPG1及び下側ピンPG2は、それぞれ自身の軸線方向に進退可能に配設されている。各々の上側ピンPG1は、円柱状をなす円柱部PG1Dと、その先端に位置し円錐台状をなす円錐台部PG1Eとを有する。同様に、下側ピンPG2も、円柱状をなす円柱部PG2Dと、その先端に位置し円錐台状をなす円錐台部PG2Eとを有する。後述する未焼成体210の成形時には、上側ピンPG1のうち円錐台部PG1Eのみを、キャビティKB内に突出させると共に、下側ピンPG2のうち円錐台部PG2Eと円柱部PG2Dの先端側の一部分とを、キャビティKB内に突出させる。そして、このとき、上側ピンPG1と下側ピンPG2とを、先端同士で互いに当接させる。
Further, the forming jig GG includes a plurality of upper pins PG1 and lower pins PG2 for forming through
このような成形用治具GGを用いて、燃料噴射ノズル100に対応した形態の未焼成体210を形成する。具体的には、図4中、上方に矢印で示すように、成形用治具GGの注入口UGTから上記の未焼成セラミックのスラリSRを注入する。そうすると、スラリSRは、キャビティKB内に充填される。また、余分なスラリSRは、図4中に矢印で示すように、排出路HSTを通じて外部に排出される。そして、乾燥処理等を経た後、上側ピンPG1及び下側ピンPG2をそれぞれ後退させる。これにより、図6に示すように、半球面状の外面210aと半球面状の内面210bとを有するドーム状をなし、噴射孔101に対応した貫通孔211を有する未焼成体210ができる。
Using such a forming jig GG, an
次に、この未焼成体210を公知の手法により焼成する。これにより、貫通孔211から噴射孔101が形成され、図2及び図3に示した燃料噴射ノズル100が完成する。
なお、燃料噴射装置110は、この燃料噴射ノズル110を用いて、公知の手法により形成することができる。
Next, the
The fuel injection device 110 can be formed by a known method using the fuel injection nozzle 110.
(実施形態2)
次いで、第2の実施形態について説明する。なお、上記実施形態1と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。本実施形態2の燃料噴射装置310は、燃料噴射ノズル300を除き、上記実施形態1の燃料噴射装置100と同様である(図1参照)。本実施形態2では、燃料噴射ノズル300の噴射孔301の形状が、上記実施形態1の燃料噴射ノズル100の噴射孔101の形状と異なる。図7に本実施形態2に係る噴射孔301付近の部分拡大断面図を示す。なお、図7は、実施形態1の図3に対応した図面であり、噴射孔301の縦断面図を示している。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment will be described. Note that the description of the same parts as those in the first embodiment is omitted or simplified. The fuel injection device 310 of the second embodiment is the same as the
本実施形態2に係る燃料噴射ノズル300も、半球面状の外面300aと半球面状の内面300bとを有するドーム状をなし、複数の噴射孔301,301,…が穿設されている。本実施形態2では、各々の噴射孔301は、外面300a側の端に位置する外側開口端302と、内面300b側の端に位置する内側開口端303と、外側開口端302と内側開口端303との間に位置し、これらよりも孔径が小さい細径部304とから構成されている。
The
外側開口端302及び内側開口端303は、共に孔径が100μmである。
細径部304は、外側開口端302から内面300b側に向かうにつれて徐々に孔径が小さくなる外側テーパ部304fと、内側開口端303から外面300a側に向かうにつれて徐々に孔径が小さくなる内側テーパ部304gと、中心軸BX方向おける自身の中央部分をなし、孔径が一定のストレート部304hとを有する。
Both the outer opening
The small-
細径部304のうち最も孔径が小さいストレート部304hの孔径(最小孔径)は、100μm以下(本例では75μm)である。細径部304は、ストレート部304hの両端に、中心軸BX側に突出する2つの角部(外側角部304c1及び内側角部304c2)を有する。外側角部304c1は、噴射孔301の縦断面において、そのなす角αが鈍角(本例では150度)とされている。同様に、内側角部304c2も、噴射孔301の縦断面において、そのなす角βが鈍角(本例では角αと同じく150度)とされている。
The hole diameter (minimum hole diameter) of the
このように、本実施形態2に係る噴射孔301は、中心軸BX側に突出する2つの角部(外側角部304c1及び内側角部304c2)を有する形態の細径部304を備える。この噴射孔301は、細径部304を狭く、詳細には、細径部304のうちストレート部304hの孔径を小さくしつつ、両端側(外面300a側及び内面300b側)の流路を細径部304よりも広くされている。従って、燃料噴射に係る圧力損失を低減できる。その上、この燃料噴射ノズル300もセラミック製であるので、噴射孔301の強度が高い。しかも、噴射孔301の細径部304は、外側角部304c1及び内側角部304c2のなす角α,βがそれぞれ鈍角とされているので、使用時に外側角部304c1及び内側角部304c2に高い応力が掛かっても、外側角部304c1及び内側角部304c2が強固で破損しにくく、噴射孔301に破損が生じにくい。よって、燃料噴射に係る圧力損失を低減できると共に、噴射孔301に破損が生じにくく信頼性の高い燃料噴射ノズル300とすることができる。
その他、上記実施形態1と同様な部分は、上記実施形態1と同様な作用、効果を奏する。
As described above, the
In addition, the same parts as those of the first embodiment have the same operations and effects as those of the first embodiment.
(実施形態3)
次いで、第3の実施形態について説明する。なお、上記実施形態1または2と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。本実施形態3の燃料噴射装置410は、燃料噴射ノズル400を除き、上記実施形態1,2の燃料噴射装置100,300と同様である(図1参照)。本実施形態3では、燃料噴射ノズル400の噴射孔401の形状が、上記実施形態1,2の燃料噴射ノズル100,300の噴射孔101,301の形状と異なる。図8に本実施形態3に係る噴射孔401付近の部分拡大断面図を示す。なお、図8は、上記実施形態1,2の図3,図7に対応した図面であり、噴射孔401の縦断面図を示している。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment will be described. Note that description of the same parts as those in the first or second embodiment is omitted or simplified. The fuel injection device 410 of the third embodiment is the same as the
本実施形態3の燃料噴射ノズル400も、半球面状の外面400aと半球面状の内面400bとを有するドーム状をなし、複数の噴射孔401,401,…が穿設されている。各々の噴射孔401は、外面400a側の端に位置する外側開口端402と、内面400b側の端部に位置する内側開口端403と、外側開口端402と内側開口端403との間に位置し、これらよりも孔径が小さい細径部404とから構成されている。
The
外側開口端302及び内側開口端303は、共に孔径が100μmである。
細径部404は、外側開口端402から内面400b側に向かうにつれて徐々に孔径が小さくなる外側テーパ部404fと、内側開口部403から外面400a側に向かうにつれて徐々に孔径が小さくなる内側テーパ部404gとを有し、これらの境界部分において最も孔径が小さくなる形状をなす。
Both the outer opening
The narrow-
本実施形態3では、上記実施形態2とは異なり、外側テーパ部404fの長さ(中心軸BX方向の長さ)が、内側テーパ部404gの長さ(中心軸BX方向の長さ)よりも短くされている。細径部404のうち最も孔径が小さい部分、即ち、次述する角部404cの孔径(最小孔径)は、100μm以下(本例では75μm)である。細径部404は、外側テーパ部404fと内側テーパ部404gとの境界部分に、中心軸BX側に突出する1つの角部404cを有する。この角部404cは、噴射孔401の縦断面において、そのなす角αが鈍角(本例では150度)とされている。
In the third embodiment, unlike the second embodiment, the length of the outer tapered
このように、本実施形態3に係る噴射孔401も、中心軸BX側に突出する角部404cを有する形態の細径部404を備える。この噴射孔401は、細径部404を狭く、詳細には、細径部404のうち角部404cの孔径を小さくしつつ、両端側(外面400a側及び内面400b側)の流路を細径部404よりも広くされている。従って、燃料噴射に係る圧力損失を低減できる。その上、この燃料噴射ノズル400はセラミック製であるので、噴射孔401の強度が高い。しかも、噴射孔401の細径部404は、その角部404cのなす角αが鈍角とされているので、使用時に角部404cに高い応力が掛かっても、角部404cが強固で破損しにくく、噴射孔401に破損が生じにくい。よって、燃料噴射に係る圧力損失を低減できると共に、噴射孔401に破損が生じにくく信頼性の高い燃料噴射ノズル400とすることができる。
その他、上記実施形態1または2と同様な部分は、上記実施形態1または2と同様な作用、効果を奏する。
As described above, the
In addition, the same parts as those in the first or second embodiment have the same functions and effects as those in the first or second embodiment.
(実施形態4)
次いで、第4の実施形態について説明する。なお、上記実施形態1〜3のいずれかと同様な部分の説明は、省略または簡略化する。本実施形態4の燃料噴射装置510は、燃料噴射ノズル500を除き、上記実施形態1〜3の燃料噴射装置100,300,400,500と同様である(図1参照)。本実施形態4では、燃料噴射ノズル500の噴射孔501の形状が、上記実施形態1〜3の燃料噴射ノズル100,300,400の噴射孔101,301,401の形状と異なる。図9に本実施形態4に係る噴射孔501付近の部分拡大断面図を示す。なお、図9は、上記実施形態1〜3の図3,図7,図8に対応した図面であり、噴射孔501の縦断面図を示している。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment will be described. In addition, description of the part similar to either of the said Embodiments 1-3 is abbreviate | omitted or simplified. The fuel injection device 510 of the fourth embodiment is the same as the
本実施形態4の燃料噴射ノズル500も、半球面状の外面500aと半球面状の内面500bとを有するドーム状をなし、複数の噴射孔501,501,…が穿設されている。本実施形態4では、各々の噴射孔501は、外面500a側の端に位置する外側開口端502と、内面500b側の端に位置する内側開口端503eを含む内側開口部503と、外側開口端502と内側開口部503との間に位置し、これらよりも孔径が小さい細径部504とから構成されている。
The
外側開口端502の孔径は、上記実施形態3と同様に100μmである。
一方、内側開口端503eの孔径は、上記実施形態3とは異なり、外側開口端502の孔径よりも大きく、200μmである。そして、この内側開口端503eを含む内側開口部503は、内側開口端503から外面500a側に向かうにつれて徐々に孔径が小さくなるテーパ状をなす。内側開口部503の最小孔径は、外側開口端502の孔径と同様に100μmである。
The hole diameter of the outer opening
On the other hand, unlike the third embodiment, the hole diameter of the
細径部504は、外側開口端502から内面500b側に向かうにつれて徐々に孔径が小さくなる外側テーパ部504fと、内側テーパ部503から外面500a側に向かうにつれて徐々に孔径が小さくなる内側テーパ部504gとを有し、これらの境界部分において(中心軸BX方向おける自身の中央において)最も孔径が小さくなる形状をなす。細径部504のうち最も孔径が小さい中央部分、即ち、次述する角部504cの孔径(最小孔径)は、100μm以下(本例では75μm)である。細径部504は、中心軸BX方向における自身の中央に、中心軸BX側に突出する1つの角部504cを有する。この角部504cは、噴射孔501の縦断面において、そのなす角αが鈍角(本例では150度)とされている。
The
このように、本実施形態4に係る噴射孔501も、中心軸BX側に突出する角部504cを有する形態の細径部504を備える。この噴射孔501は、細径部504を狭く、詳細には、細径部504のうち角部504cの孔径を小さくしつつ、両端側(外面500a側及び内面500b側)の流路を細径部504よりも広くされている。従って、燃料噴射に係る圧力損失を低減できる。その上、この燃料噴射ノズル500はセラミック製であるので、噴射孔501の強度が高い。しかも、噴射孔501の細径部504は、その角部504cのなす角αが鈍角とされているので、使用時に角部504cに高い応力が掛かっても、角部504cが強固で破損しにくく、噴射孔501に破損が生じにくい。よって、燃料噴射に係る圧力損失を低減できると共に、噴射孔501に破損が生じにくく信頼性の高い燃料噴射ノズル500とすることができる。
その他、上記実施形態1〜3のいずれかと同様な部分は、上記実施形態1〜3と同様な作用、効果を奏する。
As described above, the
In addition, the same part as any one of the first to third embodiments has the same actions and effects as the first to third embodiments.
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態1〜4に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上述の実施形態1〜4では、燃料噴射ノズル100等をアルミナにより構成したが、窒化珪素やジルコニア等を用いて燃料噴射ノズル100等を構成してもよい。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described first to fourth embodiments, and can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. Not too long.
For example, in Embodiments 1 to 4 described above, the
100,300,400,500 燃料噴射ノズル
100a,300a,400a,500a 外面
100b,300b,400b,500b 内面
101,301,401,501 噴射孔
102,302,402,502 外側開口端
103e,303,403,503e 内側開口端
103,503 内側開口部
104,304,404,504 細径部
104f,304f,404f,504f 外側テーパ部
104g,304g,404g,504g 内側テーパ部
304h ストレート部
104c,404c,504c 角部
304c1 外側角部(角部)
304c2 内側角部(角部)
110,310,410,510 燃料噴射装置
111 積層型圧電素子(モールド済ユニット積層体)
120 本体部材
130 ノズル部材
131 ノズル基端部材
BX 中心軸
α 角
β 角
100, 300, 400, 500
304c2 Inner corner (corner)
110, 310, 410, 510
120
Claims (3)
前記噴射孔は、自身の内部に、両端の孔径よりも孔径が小さい細径部を有し、
前記噴射孔は、この噴射孔の縦断面において、前記細径部に、前記噴射孔の中心軸側に突出する1又は複数の角部を有し、
前記細径部の前記角部のなす角が、いずれも鈍角とされてなる
燃料噴射ノズル。 A fuel injection nozzle made of ceramic and provided with injection holes,
The injection hole has a small-diameter portion having a hole diameter smaller than the hole diameters at both ends inside itself,
The injection hole has, in the longitudinal section of the injection hole, one or a plurality of corners protruding toward the central axis of the injection hole in the small diameter portion.
A fuel injection nozzle in which the angles formed by the corners of the narrow diameter part are all obtuse.
前記細径部の最小孔径が100μm以下である
燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to claim 1,
A fuel injection nozzle having a minimum hole diameter of 100 μm or less in the small diameter portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006205791A JP2008031909A (en) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | Fuel injection nozzle and fuel injection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008031909A true JP2008031909A (en) | 2008-02-14 |
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ID=39121613
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101198805B1 (en) | 2010-12-02 | 2012-11-07 | 현대자동차주식회사 | Injector for vehicle |
| WO2014021467A1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-06 | 日本碍子株式会社 | Method for manufacturing spray nozzle |
| WO2019107126A1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Fuel injection device |
-
2006
- 2006-07-28 JP JP2006205791A patent/JP2008031909A/en not_active Withdrawn
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| WO2014021467A1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-06 | 日本碍子株式会社 | Method for manufacturing spray nozzle |
| WO2019107126A1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Fuel injection device |
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