JP2007100690A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】可変噴孔式の燃料噴射ノズルにおいて、第１、第２ニードル５、６の同軸度を下げることなく、第１ニードル６の加工の煩雑さを低減することにある。
【解決手段】第１ニードル５の内径寸法および第２ニードル６の外径寸法を、先端に向かい漸減するように設け、第１ニードル５の内周面と第２ニードル６の外周面とが径方向に対向することで形成されるニードル間クリアランスを、先端部および後端部が中間部よりも狭くなるように形成する。これにより、第１ニードル５の下穴加工、研磨加工のいずれの加工も、後端側のみから施すことができるとともに、中間部で第１ニードル５の内周面と第２ニードル６の外周面との間で空間３２を形成しつつ、先端部および後端部で摺接部を形成することができる。以上により、第１、第２ニードル５、６の同軸度を下げることなく、第１ニードル５の加工の煩雑さを低減することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルに関する。

〔従来の技術〕
従来より、低回転域での噴霧微粒化や、高回転域での高噴射率化を促進するため、開放する噴孔数を噴射量に応じて変更することができる可変噴孔式の燃料噴射ノズルが考えられている。

従来の可変噴孔式の燃料噴射ノズル１００（以下、単にノズル１００と呼ぶ）は、例えば図４に示すように、前後２段階に分けて開放される第１、第２噴孔１０１、１０２を有するボディ１０３、第１、第２噴孔１０１、１０２の内で先に開放される第１噴孔１０１を開閉する筒状の第１ニードル１０４、第１ニードル１０４の内周側に収容され、第１噴孔１０１よりも後に開放される第２噴孔１０２を開閉する第２ニードル１０５、制御室１０６の燃料の圧力を受けて第１、第２ニードル１０４、１０５に当接し、第１、第２ニードル１０４、１０５を閉弁方向に付勢する筒状の第１ピストン１０７、第１ピストン１０７の内周側に収容されるとともに、制御室１０６の燃料の圧力を受けて第２ニードル１０５に当接し、第２ニードル１０５を閉弁方向に付勢する第２ピストン１０８、第１ピストン１０７とボディ１０３とにより軸方向に保持され、第１ピストン１０７を閉弁方向に付勢するスプリング１０９などから構成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ノズル１００では、高圧流路１１５、燃料溜まり１１６およびガイド孔１１７を通じて第１ニードル１０４の先端部まで高圧の燃料が供給され、制御室１０６には、高圧流路１１８および入側オリフィス１１９を通じて高圧の燃料が供給されている。これにより、第１ニードル１０４の後端には、制御室１０６の燃料およびスプリング１０９が閉弁方向に付勢力を及ぼし、先端には燃料溜まり１１６およびガイド孔１１７を通じて供給された燃料が開弁方向に付勢力を及ぼしている。また、第２ニードル１０５の後端側には、制御室１０６の燃料およびスプリング１０９が閉弁方向に付勢力を及ぼしている。このため、第１、第２ニードル１０４、１０５ともに、閉弁方向に作用する付勢力の方が開弁方向に作用する付勢力よりも強いので、第１、第２ニードル１０４、１０５はシート面１２０に当接して、各々、第１、第２噴孔１０１、１０２を閉鎖している。

そして、低圧流路１２５を開閉するアクチュエータ（図示せず）が作動して低圧流路１２５を開放すると、制御室１０６の燃料は、出側オリフィス１２７および低圧流路１２５を通じて排出される。ここで、出側オリフィス１２７は、入側オリフィス１１９よりも燃料の流量が大きくなるように設けられているため、制御室１０６の燃料の圧力は低下する。このため、第１ニードル１０４では、閉弁方向に作用する付勢力の方が開弁方向に作用する付勢力よりも弱くなるので、第１ニードル１０４はシート面１２０から離れて上昇し、第１噴孔１０１を開放する。この結果、第１噴孔１０１から燃料が噴射されるとともに、第２ニードル１０５の先端にも高圧の燃料が供給され開弁方向に付勢力を及ぼすようになる。また、第１ニードル１０４が上昇すると第１ピストン１０７も上昇するので、第１ピストン１０７は、第２ニードル１０５から離脱する。このため、第２ニードル１０５にはスプリング１０９による付勢力が作用しなくなる。

さらに、制御室１０６から燃料の排出が続き制御室１０６の燃料の圧力が低下すると、第２ニードル１０５でも、閉弁方向に作用する付勢力の方が開弁方向に作用する付勢力よりも弱くなるので、第２ニードル１０５はシート面１２０から離れて上昇し、第２噴孔１０２を開放する。この結果、第２噴孔１０２からも燃料が噴射される。

やがて、アクチュエータが作動を停止し低圧流路１２５を閉鎖すると、制御室１０６の燃料の圧力が上昇し、第１、第２ニードル１０４、１０５は、第２ニードル１０５、第１ニードル１０４の順にシート面１２０に当接し、第１、第２噴孔１０１、１０２は、第２噴孔１０２、第１噴孔１０１の順に閉鎖される。

そして、このような構成を有するノズル１００において、アクチュエータを作動する期間を変更することで、第１噴孔１０１のみを開放したり、第１、第２噴孔１０１、１０２を両方とも開放したりすることができるので、結果的に開放する噴孔数を変更することができる。

〔従来技術の不具合〕
ところで、第１ニードル１０４の内周面と第２ニードル１０５の外周面とは、図５に示すように、互いに対向することで径方向にクリアランスを形成する（以下、このクリアランスをニードル間クリアランスと呼ぶ）。そして、第１ニードル１０４と第２ニードル１０５との同軸度を保つため、ニードル間クリアランスは、先端部と後端部とで小さくなるように設定されている。つまり、第１、第２ニードル１０４、１０５は、先端部および後端部で互いに摺接することで同軸度が保たれている。

しかし、先端部および後端部の両方でニードル間クリアランスを縮小し、第１、第２ニードル１０４、１０５を摺接させるため、第１ニードル１０４の内周面および第２ニードル１０５の外周面は、両方とも中間部を凹状に加工する必要がある。このため、第１、第２ニードル１０４、１０５の加工が煩雑になってしまう。特に、第１ニードル１０４の加工は内周面に対して施されるため、単に凹状に形成するのに放電加工やホーニング加工等の特殊な加工を必要とし、煩雑さを増大させている。

また、先端部および後端部の両方で第１、第２ニードル１０４、１０５を摺接させるため、第１ニードル１０４の内周面および第２ニードル１０５の外周面は、先端部および後端部の両方を研磨加工する必要がある。このため、第１ニードル１０４の研磨加工では、先端および後端の両方向から研磨具を挿入して加工するため、先端部と後端部とで微小の軸ずれが発生する。

なお、筒状の外側ニードル（図４、５の第１ニードル１０４に相当）および外側ニードルの内周部に収容された内側ニードル（図４、５の第２ニードル１０５に相当）の組み合わせは、他にも種々の形態が考えられている。

例えば、後端部で外側、内側ニードルを摺接させ、外側ニードルの先端部でボディに設けられた噴孔を開閉するとともに内側ニードルの先端部で外側ニードルに設けられた噴孔を開閉するものが考えられている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この形態では、外側ニードルと内側ニードルとの間に燃料通路を形成するため、外側ニードルの内周面を凹状に加工する必要があり、加工の煩雑さを低減することができない。また、後端部のみが摺接部をなすためノズル１００に比べて外側、内側ニードルの同軸度が劣るものと考えられる。

また、先端部で外側ニードルと内側ニードルとの間に中間部材（「分割スリーブ」として記載されている）を介在させ、後端部で外側、内側ニードルを摺接させる形態も考えられている（例えば、特許文献３参照）。この形態によれば、分割スリーブの内周側に突出させたリブが内側ニードルに当接しており、先端部、後端部両方で内側ニードルを支持することができるため、片方のみで支持する場合よりも同軸度を改善することができる。しかし、新たに中間部材が必要となり、部品点数増加、コストアップ等につながる。

また、後端部で外側、内側ニードルを摺接させ、外側、内側ニードルの先端部でボディ等に設けられた噴孔を開閉するものが考えられている（例えば、特許文献４参照）。しかし、この形態でも、後端部のみが摺接部をなすためノズル１００に比べて外側、内側ニードルの同軸度が劣るものと考えられる。

また、後端部で外側、内側ニードルを摺接させ、外側、内側ニードルの先端部でボディに設けられた噴孔を開閉するとともに、後端部と先端部との間の中間部でも外側、内側ニードルを摺接させるものが考えられている（例えば、特許文献５参照）。しかし、この形態によれば、外側ニードルの内周部を中間部で縮小するため、下穴加工を先端、後端の両方向から行う必要があり、加工が煩雑になってしまう。さらに、後端部と中間部とで内側ニードルを支持するため、ノズル１００のように先端部と後端部とで内側ニードルを支持する場合に比べて同軸度が劣るものと考えられる。
国際公開第０３／０６９１５１号パンフレット 特開昭５９−１４７８６２号公報 特開平４−２３２３７５号公報 特開２００４−１８３６４７号公報 特開平８−３５４６７号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、可変噴孔式の燃料噴射ノズルにおいて、外側、内側ニードルの同軸度を下げることなく、外側ニードルの加工の煩雑さを低減することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の燃料噴射ノズルは、少なくとも前後２段階に分けて開放される複数の噴孔を先端部に有するボディと、ボディの内部に収容されるとともに、複数の噴孔の内で先に開放される第１噴孔を開閉する筒状の第１ニードルと、第１ニードルの内周側に収容されるとともに、第１ニードルと同軸方向に移動し、第１噴孔よりも後に開放される第２噴孔を開閉する第２ニードルとを備える。そして、第１ニードルの内径寸法および第２ニードルの外径寸法は、先端に向かい一方向に変化するように設けられている。

第１ニードルの内径寸法を先端に向かい一方向に変化するように（つまり、先端に向かい漸増または漸減するように）設けることにすれば、第１ニードルの下穴加工、研磨加工のいずれの加工も、先端、後端の片方向のみから施すことができる。これにより、先端部の摺接部と後端部の摺接部との軸ずれの発生を防止することができるとともに、加工の煩雑さを低減することができる。

このため、第１、第２ニードルの同軸度を下げることなく、第１ニードルの加工の煩雑さを低減することができる。なお、第１ニードルが外側ニードルに相当し、第２ニードルが内側ニードルに相当することは言うまでもない。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の燃料噴射ノズルによれば、第１ニードルは、軸方向に垂直な中空切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する環状部を、軸方向に異なる少なくとも２箇所で有し、第２ニードルは、軸方向に垂直な切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する柱状部を、軸方向に異なる少なくとも２箇所で有する。そして、第２ニードルの１つの柱状部が第１ニードルの１つの環状部に摺動自在に支持され、１つの柱状部と異なる他の柱状部が１つの環状部と異なる他の環状部に摺動自在に支持されている。

これにより、第２ニードルは、軸方向に異なる少なくとも２箇所で第１ニードルに摺動自在に支持される。このため、第１ニードルと第２ニードルとの同軸度を確実に保つことができる。なお、請求項２の手段によれば、第１、第２ニードルが互いに摺接している環状部、柱状部以外の部分は、「第１ニードルの内径寸法および第２ニードルの外径寸法が先端に向かい一方向に変化する」以外の条件が課されていない。したがって、環状部以外の部分の第１ニードルの内周面、および柱状部以外の部分の第２ニードルの外周面は、例えば、テーパ状に設けられていてもよい。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の燃料噴射ノズルによれば、第１ニードルの内周面と第２ニードルの外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランス（ニードル間クリアランス）は、先端部および後端部の方が中間部よりも狭くなるように形成されている。
これにより、中間部において、第１ニードルの内周面と第２ニードルの外周面との間で空間を形成しつつ、先端部および後端部において、摺接部を形成することができる。このため、放電加工やホーニング加工等の特殊な加工を施すことなく、先端部および後端部で摺接部を形成することができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の燃料噴射ノズルによれば、第１ニードルの内径寸法および第２ニードルの外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられている。
第１ニードルの内径寸法および第２ニードルの外径寸法を先端に向かい漸減するように設けると、第１ニードルにおいて、第２ニードルを収容する内径部を反先端側で大きく開口させることができ、さらに、この内径部を反先端側から先端側にかけて順次に縮径させることができる。このため、第１ニードルの内径部を容易に精度よく加工できる。

また、第２ニードルが下降する際に生じる径方向へ軸振れ量は、第１ニードルとボディとの間の摺動隙間に第１ニードルと第２ニードルとの間の摺動隙間を加算した値に相当する。このため、内外２重ニードル構造の第２ニードルは、単ニードル構造の単ニードルに比べて軸振れ量が大きい。この結果、第１ニードルの内周と第２ニードルの外周との当接により生じる径方向への振れ加重も大きくなる。

これに対し、請求項４の手段によれば、第２ニードルの外径寸法を先端に向かい漸減させることで、第２ニードルの重心を反先端側に移動させている。このため、軸振れ量の大きい内外２重ニードル構造の燃料噴射ノズルにおいて、第１、第２ニードル間に発生する径方向への振れ加重を抑制することができる。

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の燃料噴射ノズルによれば、第１ニードルの内径寸法および第２ニードルの外径寸法は、先端に向かい漸増するように設けられている。
第１ニードルの内径寸法および第２ニードルの外径寸法を先端に向かい漸増するように設けると、第１ニードルにおいて、第２ニードルを収容する内径部を先端側で大きく開口させることができ、さらに、この内径部を先端側から反先端側にかけて順次に縮径させることができる。このため、第１ニードルの内径部を容易に精度よく加工できる。

最良の形態１の燃料噴射ノズルは、少なくとも前後２段階に分けて開放される複数の噴孔を先端部に有するボディと、ボディの内部に収容されるとともに、複数の噴孔の内で先に開放される第１噴孔を開閉する筒状の第１ニードルと、第１ニードルの内周側に収容されるとともに、第１ニードルと同軸方向に移動し、第１噴孔よりも後に開放される第２噴孔を開閉する第２ニードルとを備える。そして、第１ニードルの内径寸法および第２ニードルの外径寸法は、先端に向かい一方向に変化するように設けられている。

また、この燃料噴射ノズルによれば、第１ニードルは、軸方向に垂直な中空切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する環状部を、軸方向に異なる少なくとも２箇所で有し、第２ニードルは、軸方向に垂直な切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する柱状部を、軸方向に異なる少なくとも２箇所で有する。そして、第２ニードルの１つの柱状部が第１ニードルの１つの環状部に摺動自在に支持され、１つの柱状部と異なる他の柱状部が１つの環状部と異なる他の環状部に摺動自在に支持されている。

また、この燃料噴射ノズルによれば、第１ニードルの内周面と第２ニードルの外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランスは、先端部および後端部の方が中間部よりも狭くなるように形成されている。
そして、この燃料噴射ノズルによれば、第１ニードルの内径寸法および第２ニードルの外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられている。

〔実施例１の構成〕
実施例１の燃料噴射ノズル１（以下、ノズル１と呼ぶ）の構成を図１および図２を用いて説明する。ノズル１は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射供給するインジェクタの先端部分をなし、例えば、燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレールから燃料の分配を受ける。また、ノズル１は、低回転域での噴霧微粒化や、高回転域での高噴射率化を促進するため、噴射量に応じて開放する噴孔数を変更することができる可変噴孔式である。

ノズル１は、図１（ａ）に示すように、前後２段階に分けて開放される複数の噴孔２、３を先端部に有するボディ４と、ボディ４の内部に収容されるとともに、複数の噴孔２、３の内で先に開放される第１噴孔２を開閉する筒状の第１ニードル５と、第１ニードル５の内周側に収容されるとともに、第１ニードル５と同軸方向に移動し、第１噴孔２よりも後に開放される第２噴孔３を開閉する第２ニードル６と、第１ニードル５を閉弁方向に付勢する第１スプリング７と、第２ニードル６を閉弁方向に付勢する第２スプリング８とを備える。

ボディ４は、第１、第２ニードル５、６や第１スプリング７等を収容するとともに、高圧流路１１から供給された高圧の燃料を第１、第２噴孔２、３まで導く燃料流路１２を形成する。そして、燃料流路１２の先端側はテーパ状に形成されて、第１、第２ニードル５、６が着座するシート面１３をなし、このシート面１３に、第１、第２噴孔２、３が開口する。

また、ボディ４は、後端部において、後記するシリンダ部材１４とともに制御室１５を形成し、第２スプリング８を収容する。そして、この制御室１５の燃料は、第１、第２ニードル５、６に対し閉弁方向に圧力を及ぼす。つまり、制御室１５の燃料は、第１、第２スプリング７、８とともに第１、第２ニードル５、６を閉弁方向に付勢する。また、制御室１５は、高圧の燃料が給排される給排室１６と連通しており、制御室１５の燃料の圧力は、給排室１６での燃料の給排に伴い増減する。なお、給排室１６における燃料の給排は、図示しない電磁弁等のアクチュエータにより行われる。

第１ニードル５は、図２に示すように、シート面１３との間で離着を繰り返すシート部１９、２０を先端に有する。そして、シート部１９、２０がシート面１３に着座することで第１噴孔２が閉鎖され、シート部１９、２０がシート面１３から離座することで第１噴孔２が開放される。

また、第１ニードル５は、後端部および中間部において、ボディ４に摺動自在に支持されている。すなわち、第１ニードル５の後端部は、円筒状に形成されシリンダ部材１４の内周に摺接し、中間部は、図１（ｂ）に示すように、ボディ４との間に３箇所の燃料流路１２を形成しながらボディ４に摺接する。また、第１ニードル５は、シリンダ部材１４に摺接することで制御室１５を先端側から封鎖している。

第２ニードル６は、シート面１３との間で離着を繰り返すシート部２１を先端に有する。そして、シート部２１がシート面１３に着座することで第２噴孔３が閉鎖され、シート部２１がシート面１３から離座することで第２噴孔３が開放される。また、第２ニードル６は、制御室１５の内部で移動する鍔部２３を後端に有する。この鍔部２３は、シリンダ部材１４の内周よりも小径に設けられているので、制御室１５の燃料は、鍔部２３の外周とシリンダ部材１４の内周との間を自在に流動する。このため、第１、第２ニードル５、６の後端には、制御室１５の燃料により略同一の圧力が及ぼされる。

第１スプリング７は、シリンダ部材１４および、中間部後方に配設された支持部材２５により軸方向に保持され、シリンダ部材１４を後端側に付勢してボディ４に圧接させるとともに、第１ニードル５を先端側（つまり、閉弁方向）に付勢する。
第２スプリング８は、鍔部２３およびボディ４により軸方向に保持されて制御室１５に収容され、第２ニードル６を閉弁方向に付勢する。

次に、ノズル１の作動を説明する。
まず、第１ニードル５には制御室１５の燃料が閉弁方向に圧力を及ぼすとともに、第１スプリング７が閉弁方向に第１ニードル５を付勢している。また、第１ニードル５には、高圧流路１１および燃料流路１２を通じて第１ニードル５の先端に供給された燃料が、開弁方向に圧力を及ぼしている。また、第２ニードル６には制御室１５の燃料が閉弁方向に圧力を及ぼすとともに、第２スプリング８が閉弁方向に第２ニードル６を付勢している。

そして、給排室１６で燃料の排出が始まると、制御室１５の燃料の圧力が低下するため、第１ニードル５において、閉弁方向に作用する付勢力（制御室１５の燃料による付勢力＋第１スプリング７による付勢力）が開弁方向に作用する付勢力（第１ニードル５の先端の燃料による付勢力）よりも弱くなる。これにより、シート部１９、２０がシート面１３から離座し第１噴孔２が開放されるとともに、第２ニードル６の先端にも燃料が供給される。このため、第１噴孔２から燃料が噴射されるとともに、第２ニードル６の先端に供給された燃料が、第２ニードル６に対し開弁方向に圧力を及ぼすようになる。

そして、制御室１５の燃料の圧力がさらに低下すると、第２ニードル６においても、閉弁方向に作用する付勢力（制御室１５の燃料による付勢力＋第２スプリング８による付勢力）が開弁方向に作用する付勢力（第２ニードル６の先端の燃料による付勢力）よりも弱くなる。これにより、シート部２１がシート面１３から離座し第２噴孔３が開放される。このため、第２噴孔３からも燃料が噴射される。

やがて、給排室１６で燃料の排出が終わると、制御室１５の燃料の圧力が上昇するため、まず、第２ニードル６において、閉弁方向に作用する付勢力が開弁方向に作用する付勢力よりも強くなる。これにより、シート部２１がシート面１３に着座し第２噴孔３が閉鎖され、第２噴孔３からの燃料の噴射が終了する。さらに制御室１５の燃料の圧力が上昇すると、第１ニードル５においても、閉弁方向に作用する付勢力が開弁方向に作用する付勢力よりも強くなる。これにより、シート部１９、２０がシート面１３に着座し第１噴孔２が閉鎖され、第１噴孔２からの燃料の噴射も終了する。

そして、給排室１６で燃料を排出する期間、つまりアクチュエータを作動させる期間を変更することで、第１噴孔２のみを開放したり、第１、第２噴孔２、３を両方とも開放したりすることができるので、結果的に噴射量に応じて開放する噴孔数を変更することができる。

〔実施例１の特徴〕
実施例１のノズル１の特徴を、図２を用いて説明する。ノズル１では、第１ニードル５の内径寸法および第２ニードル６の鍔部２３よりも先端側の部分の外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられ、第１ニードル５の内周面と第２ニードル６の外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランス（ニードル間クリアランス）は、先端部および後端部の方が中間部よりも狭くなるように形成されている。具体的には、第１ニードル５と第２ニードル６とが径方向に対向している部分において、第１ニードル５の内径寸法および第２ニードル６の外径寸法は、先端に向かい３段階に縮径するように設けられている。

ここで、内径寸法が最小となる第１ニードル５の先端部、および内径寸法が最大となる第１ニードル５の後端部は、各々、内周面に研磨加工が施され、第２ニードル６に摺接する第１先端、第１後端ガイド部２７、２８をなす。同様に、外径寸法が最小となる第２ニードル６の先端部、および外径寸法が最大となる第２ニードル６の後端部は、各々、外周面に研磨加工が施され、第１先端ガイド部２７、第１後端ガイド部２８に摺接する第２先端ガイド部２９、第２後端ガイド部３０をなす。

このように、第１ニードル５は、軸方向に垂直な中空切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する環状部を、軸方向に異なる３箇所で有する。また、第２ニードルは、軸方向に垂直な切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する柱状部を、軸方向に異なる３箇所で有する。そして、最先端の柱状部が最先端の環状部に摺動自在に支持され、最後端の柱状部が最後端の環状部に摺動自在に支持されている。

つまり、最先端の環状部が第１先端ガイド部２７をなし、最後端の環状部が第１後端ガイド部２８をなすとともに、最先端の柱状部が第２先端ガイド部２９をなし、最後端の柱状部が第２後端ガイド部３０をなす。

すなわち、第１ニードル５と第２ニードル６とは、先端部で第１先端ガイド部２７と第２先端ガイド部２９とが摺接し、後端部で第１後端ガイド部２８と第２後端ガイド部３０とが摺接する。そして、第１ニードル５と第２ニードル６とが先端部および後端部で摺接することで、ニードル間クリアランスは先端部および後端部で中間部よりも狭くなっている。

これにより、第１、第２ニードル５、６の先端部および後端部で摺接部が形成されるとともに、中間部で第１ニードル５の内周面と第２ニードル６の外周面との間で空間３２が形成される。そして、後端部の摺接部により、制御室１５と空間３２との間が遮断されるとともに、先端部と後端部とで第２ニードル６が摺動自在に支持されることで、第１、第２ニードル５、６の同軸度が保たれる。

〔実施例１の効果〕
実施例１のノズル１によれば、第１ニードル５の内径寸法および第２ニードル６の外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられている。
これにより、第１ニードル５の下穴加工、研磨加工のいずれの加工も、後端のみから施すことができる。これにより、第１先端ガイド部２７と第１後端ガイド部２８との軸ずれの発生を防止することができるとともに、加工の煩雑さを低減することができる。このため、第１、第２ニードル５、６の同軸度を下げることなく、第１ニードル５の加工の煩雑さを低減することができる。

また、第２先端ガイド部２９が第１先端ガイド部２７に摺動自在に支持され、第２後端ガイド部３０が第１後端ガイド部２８に摺動自在に支持されることで、第２ニードル６は、第１ニードル５に摺動自在に支持されている。
これにより、第２ニードル６は、軸方向に異なる２箇所で第１ニードル５に摺動自在に支持される。このため、第１ニードル５と第２ニードル６との同軸度を確実に保つことができる。

また、第１ニードル５の内径寸法および第２ニードル６の外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられている。
第１ニードル５の内径寸法および第２ニードル６の外径寸法を先端に向かい漸減するように設けると、第２ニードル６を収容する第１ニードル５の内周側の空間（内径部と呼ぶ）を反先端側で大きく開口させることができる。さらに、この内径部を反先端側から先端側にかけて順次に縮径させることができる。このため、第１ニードル５の内径部を容易に精度よく加工できる。

また、第２ニードル６が下降する際に生じる径方向へ軸振れ量は、第１ニードル５とボディ４との間の摺動隙間に、第１ニードル５と第２ニードル６との間の摺動隙間（つまり、第１後端ガイド部２８と第２後端ガイド部３０との間のニードル間クリアランス）を加算した値に相当する。このため、内外２重ニードル構造の第２ニードル６は、単ニードル構造の単ニードルに比べて軸振れ量が大きい。この結果、第１ニードル５の内周と第２ニードル６の外周との当接により生じる径方向への振れ加重も大きくなる。

これに対し、ノズル１では、第２ニードル６の外径寸法を先端に向かい漸減させることで、第２ニードル６の重心を反先端側に移動させている。このため、軸振れ量の大きい内外２重ニードル構造のノズル１において、第１、第２ニードル５、６間に発生する径方向への振れ加重を抑制することができる。

また、ニードル間クリアランスは、先端部および後端部の方が中間部よりも狭くなるように形成されている。
これにより、中間部で第１ニードル５の内周面と第２ニードル６の外周面との間で空間３２を形成しつつ、先端部および後端部で摺接部を形成することができる。このため、放電加工やホーニング加工等の特殊な加工を施すことなく、先端部および後端部で摺接部を形成することができる。

〔変形例〕
本実施例のノズル１では、第１ニードル５の内径寸法および第２ニードル６の外径寸法が、先端に向かい漸減するように設けられていたが、図３に示すように、先端に向かい漸増するように設けてもよい。

また、本実施例のノズル１では、第１ニードル５と第２ニードル６とが摺接する先端部と後端部との間の中間部にも環状部および柱状部が設けられ、環状部の内周面と柱状部の外周面とが対向することで空間３２が形成されていたが、このような形態に限定されない。例えば、空間３２を形成する第１ニードル５の内周面および第２ニードル６の外周面のいずれか一方がテーパ状に設けられていてもよく、空間３２を形成する第１ニードル５の内周面および第２ニードル６の外周面の両方がテーパ状に設けられていてもよい。

（ａ）は燃料噴射ノズルの構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例）。 燃料噴射ノズルの要部を示す説明図である（実施例）。 燃料噴射ノズルの要部を示す説明図である（変形例）。 燃料噴射ノズルの構成図である（従来例）。 燃料噴射ノズルの要部を示す説明図である（従来例）。

符号の説明

１ ノズル（燃料噴射ノズル）
２ 噴孔、第１噴孔
３ 噴孔、第２噴孔
４ ボディ
５ 第１ニードル
６ 第２ニードル
２７ 第１先端ガイド部（環状部）
２８ 第１後端ガイド部（環状部）
２９ 第２先端ガイド部（柱状部）
３０ 第２後端ガイド部（柱状部）

Claims (5)

1. 少なくとも前後２段階に分けて開放される複数の噴孔を先端部に有するボディと、
   このボディの内部に収容されるとともに、前記複数の噴孔の内で先に開放される第１噴孔を開閉する筒状の第１ニードルと、
   この第１ニードルの内周側に収容されるとともに、前記第１ニードルと同軸方向に移動し、前記第１噴孔よりも後に開放される第２噴孔を開閉する第２ニードルとを備えた燃料噴射ノズルにおいて、
   前記第１ニードルの内径寸法および前記第２ニードルの外径寸法は、先端に向かい一方向に変化するように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
2. 請求項１に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
   前記第１ニードルは、軸方向に垂直な中空切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する環状部を、軸方向に異なる少なくとも２箇所で有し、
   前記第２ニードルは、軸方向に垂直な切断面が軸方向の一定区間で略一定の形状を呈する柱状部を、軸方向に異なる少なくとも２箇所で有し、
   前記第２ニードルの１つの柱状部が、前記第１ニードルの１つの環状部に摺動自在に支持され、前記１つの柱状部と異なる他の柱状部が前記１つの環状部と異なる他の環状部に摺動自在に支持されていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
3. 請求項１および請求項２に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
   前記第１ニードルの内周面と前記第２ニードルの外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランスは、先端部および後端部の方が中間部よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
4. 請求項１ないし請求項３に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
   前記第１ニードルの内径寸法および前記第２ニードルの外径寸法は、先端に向かい漸減するように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
5. 請求項１ないし請求項３に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
   前記第１ニードルの内径寸法および前記第２ニードルの外径寸法は、先端に向かい漸増するように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。

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