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公開番号2025094774
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023210519
出願日2023-12-13
発明の名称燃料噴射装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人服部国際特許事務所
主分類F02M 51/06 20060101AFI20250618BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】フローティングプレートの径方向の位置のバラつきを抑制し、噴射量のバラつきを抑制可能な燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】フローティングプレート60は、シリンダ40のオリフィスプレート50側の端部の内側において往復移動しオリフィスプレート本体51から離間またはオリフィスプレート本体51に当接することでインオリフィス通路502と圧力制御室500との連通を許容または遮断する。シリンダ40は、オリフィスプレート50側の端部の内周壁から径方向外側に凹みフローティングプレート60の外周壁との間に環状の空間である環状空間420を形成する環状のグルーブ42、および、グルーブ42のオリフィスプレート50とは反対側においてフローティングプレート60の外周壁と摺動することでフローティングプレート60の往復移動を案内可能なガイド部43を有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
蓄圧配管（２）で蓄圧された高圧燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射装置であって、
前記高圧燃料が流入するノズル室（２００）、および、前記ノズル室に連通し前記高圧燃料を噴射する噴孔（２３）を有するノズルボデー（２０）と、
前記ノズル室内で往復移動可能に設けられ、前記ノズル室と前記噴孔との間を一方の端部により開閉し前記噴孔からの前記高圧燃料の噴射を断続するノズルニードル（３０）と、
前記ノズルボデーの前記噴孔とは反対側の端部の径方向内側において前記ノズルニードルに対し軸方向に相対移動可能に設けられた筒状のシリンダ（４０）と、
前記ノズルボデーの前記噴孔とは反対側に設けられ、前記シリンダの内側および前記ノズルニードルの他方の端部との間に圧力制御室（５００）を形成するオリフィスプレート本体（５１）、および、前記オリフィスプレート本体の前記圧力制御室側の面に開口し前記高圧燃料を前記圧力制御室に供給することが可能なインオリフィス通路（５０２）を有するオリフィスプレート（５０）と、
前記シリンダの前記オリフィスプレート側の端部の内側において往復移動し前記オリフィスプレート本体から離間または前記オリフィスプレート本体に当接することで前記インオリフィス通路と前記圧力制御室との連通を許容または遮断するフローティングプレート（６０）と、を備え、
前記シリンダは、前記オリフィスプレート側の端部の内周壁から径方向外側に凹み前記フローティングプレートの外周壁との間に環状の空間である環状空間（４２０）を形成する環状のグルーブ（４２）、および、前記グルーブの前記オリフィスプレートとは反対側において前記フローティングプレートの外周壁と摺動することで前記フローティングプレートの往復移動を案内可能なガイド部（４３）を有する燃料噴射装置。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記グルーブは、前記ガイド部の内周壁に対し平行な内周壁を形成するストレート部（４２１）を有する請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記グルーブは、前記ストレート部と前記ガイド部とを接続する接続部（４４）を有し、
前記シリンダの軸を含む平面による断面において、前記接続部は、直線状または曲線状となるよう形成されている請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記シリンダは、内周壁から径方向外側へ凹みつつ前記シリンダの軸方向に沿って延びる縦溝（４５）を有する請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記環状空間を前記シリンダの軸を含む平面で切断したときに形成される２つの断面のうち一方の面積（Ｓ１）は、前記インオリフィス通路の最小流路断面積（Ｓ２）の１／２以上である請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記フローティングプレートの前記オリフィスプレートとは反対側に設けられ、前記フローティングプレートを前記オリフィスプレート側に付勢するスプリング（３６）を備え、
前記スプリングが前記フローティングプレートの自重のみにより圧縮された状態において、前記フローティングプレートの最外径部の前記スプリング側の端部は、前記ガイド部の前記グルーブ側の端部よりも前記グルーブとは反対側に位置している請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記オリフィスプレートは、前記オリフィスプレート本体の前記シリンダ側の端面の前記環状空間に対向する部位から前記シリンダとは反対側へ凹む環状の溝である環状溝（５５）を有する請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、燃料規制の観点で、燃焼期間短縮を目的とした噴射率高さ増大の達成のために、ノズル噴孔における燃料流量の増大を図ることが必要となっている。ところが、例えば特許文献１に記載されているような燃料噴射装置において、ノズル噴孔における噴孔流量を増大させた場合、噴射量のバラつきが大きくなることが分かった。単位時間当たりの噴射量である噴射率特性を分析したところ、噴射の終了タイミング、すなわち、ノズルニードルの閉弁タイミングのバラつきが大きいことが原因であることが分かった。
【０００３】
ノズルニードルの閉弁タイミングを司るのは、圧力制御室への燃料流入タイミングと流入流量であり、燃料流入タイミングはフローティングプレートの開閉弁、すなわち、上昇下降動作によって、流入流量はインオリフィス通路によって制御される。フローティングプレートはシリンダ内に収容されているが、フローティングプレートの外周壁とシリンダの内周壁との間の隙間は燃料通路として用いられ、かつ、燃料圧に応じてシリンダの内径が縮小したとしてもフローティングプレートを渋りなく上昇下降動作させるため、径方向のクリアランスを大きく確保する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－１２６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の燃料噴射装置では、フローティングプレートの外周壁とシリンダの内周壁との間のクリアランスが大きいため、毎回の噴射毎のフローティングプレートの下降時に径方向の位置がバラつくおそれがある。構造上、インオリフィス通路の圧力制御室側の開口部は、圧力制御室の中心に対し偏心した位置に形成されているため、フローティングプレートの径方向の位置により絞りの影響で圧力制御室への流入流量が変化し、結果として噴射量のバラつきが大きくなるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、フローティングプレートの径方向の位置のバラつきを抑制し、噴射量のバラつきを抑制可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、蓄圧配管（２）で蓄圧された高圧燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射装置であって、ノズルボデー（２０）とノズルニードル（３０）とシリンダ（４０）とオリフィスプレート（５０）とフローティングプレート（６０）とを備える。ノズルボデーは、高圧燃料が流入するノズル室（２００）、および、ノズル室に連通し高圧燃料を噴射する噴孔（２３）を有する。ノズルニードルは、ノズル室内で往復移動可能に設けられ、ノズル室と噴孔との間を一方の端部により開閉し噴孔からの高圧燃料の噴射を断続する。
【０００８】
筒状のシリンダは、ノズルボデーの噴孔とは反対側の端部の径方向内側においてノズルニードルに対し軸方向に相対移動可能に設けられている。オリフィスプレートは、ノズルボデーの噴孔とは反対側に設けられ、シリンダの内側およびノズルニードルの他方の端部との間に圧力制御室（５００）を形成するオリフィスプレート本体（５１）、および、オリフィスプレート本体の圧力制御室側の面に開口し高圧燃料を圧力制御室に供給することが可能なインオリフィス通路（５０２）を有する。フローティングプレートは、シリンダのオリフィスプレート側の端部の内側において往復移動しオリフィスプレート本体から離間またはオリフィスプレート本体に当接することでインオリフィス通路と圧力制御室との連通を許容または遮断する。
【０００９】
シリンダは、オリフィスプレート側の端部の内周壁から径方向外側に凹みフローティングプレートの外周壁との間に環状の空間である環状空間（４２０）を形成する環状のグルーブ（４２）、および、グルーブのオリフィスプレートとは反対側においてフローティングプレートの外周壁と摺動することでフローティングプレートの往復移動を案内可能なガイド部（４３）を有する。グルーブにより形成される環状空間に燃料が回り込むことにより、フローティングプレートの下降時に仮に径方向の位置ズレが発生したとしても、フローティングプレートを調心する方向に流体作用力が働き、フローティングプレートの径方向の位置のバラつきを抑制できる。これにより、圧力制御室への流入流量が安定し、噴射量のバラつきを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態による燃料噴射装置を示す断面図。
第１実施形態による燃料噴射装置の一部を示す断面図。
図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図。
図２のＩＶ－ＩＶ線断面図。
図３のＶ－Ｖ線断面図。
図３のＶＩ－ＶＩ線断面図。
図５の別の状態を示す断面図。
第１実施形態による燃料噴射装置の組付け前の状態の一部を示す断面図。
比較形態による燃料噴射装置の一部を示す断面図。
図９の別の状態を示す断面図。
比較形態による燃料噴射装置の駆動信号および噴射率の時間の経過に伴う変化を示す図。
比較形態による燃料噴射装置の駆動電流、圧力制御室の圧力、ノズルニードルのリフト位置および噴射率の時間の経過に伴う変化を示す図。
（Ａ）、（Ｂ）は比較形態による燃料噴射装置のフローティングプレートが径方向の一方に位置ズレしている状態を示す図、（Ｃ）は比較形態による燃料噴射装置のノズルニードルのリフト位置の時間の経過に伴う変化を示す図。
（Ａ）、（Ｂ）は比較形態による燃料噴射装置のフローティングプレートが径方向の他方に位置ズレしている状態を示す図、（Ｃ）は比較形態による燃料噴射装置のノズルニードルのリフト位置の時間の経過に伴う変化を示す図。
（Ａ）、（Ｂ）は第１実施形態による燃料噴射装置のフローティングプレートが径方向に位置ズレしている状態を示す図。
第２実施形態による燃料噴射装置の一部を示す断面図。
第３実施形態による燃料噴射装置の一部を示す断面図。
第４実施形態による燃料噴射装置の一部を示す断面図。
第５実施形態による燃料噴射装置の一部を示す断面図。
第６実施形態による燃料噴射装置の一部を示す断面図。
第７実施形態による燃料噴射装置の一部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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