KR102709516B1 - 연료 분사 밸브 및 선박용 내연 기관 - Google Patents

Abstract

(과제) 연료 분사 밸브의 내구성을 향상시킨다.
(해결 수단) 연료 분사 밸브 (3) 는, 노즐 보디 (30) 에 바늘 밸브 (34) 를 수용하여 이루어진다. 여기서, 노즐 보디 (30) 는, 바늘 밸브 (34) 를 수용하는 제 1 및 제 2 내벽부 (31b, 32a) 와, 제 2 내벽부 (32a) 의 선단부를 테이퍼 형상으로 축경시켜 이루어지는 원추 형상의 제 1 시일부 (32b), 를 갖고, 바늘 밸브 (34) 는, 기단측으로부터 선단측을 향하여 차례로, 제 1 내벽부 (31b) 에 내접하는 슬라이딩부 (34a) 와, 제 2 내벽부 (32a) 에 간격을 띄우고 마주 대하는 비슬라이딩부 (34c) 와, 비슬라이딩부 (34c) 의 선단부를 제 1 시일부 (32b) 보다 완만하게 축경시켜 이루어지고, 그 제 1 시일부 (32b) 에 맞닿는 원추 형상의 제 2 시일부 (34d), 를 가지며, 비슬라이딩부 (34c) 의 외면에는 둘레 방향을 따라서 홈부 (34e) 가 오목하게 형성된다. 이 홈부 (34e) 는, 바늘 밸브 (34) 의 축 방향에 있어서, 슬라이딩부 (34a) 에 비해서 제 2 시일부 (34d) 에 근접하도록 배치된다.

Description

연료 분사 밸브 및 선박용 내연 기관{FUEL INJECTION VALVE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE FOR SHIP}

본 개시는 연료 분사 밸브 및 그 연료 분사 밸브를 구비하는 선박용 내연 기관에 관한 것이다.

예를 들어 특허문헌 1 에는, 노즐 보디에 바늘 밸브를 수용하여 이루어지는 연료 분사 밸브가 개시되어 있다. 구체적으로, 특허문헌 1 에 관련된 노즐 보디는, 그 선단에 원추 형상의 제 1 시일부 (제 1 시일면) 를 갖는 한편, 동 (同) 문헌에 관련된 바늘 밸브는, 그 선단에 동일하게 원추 형상의 제 2 시일부 (제 2 시일면) 를 갖고 이루어진다. 상기 특허문헌 1 에 의하면, 제 1 시일부와 제 2 시일부를 접리 (接離) 시킴으로써, 연료의 흐름을 제어할 수 있다.

일본 공개특허공보 평9-32696호

그런데, 일반적인 연료 분사 밸브의 경우, 상기 특허문헌 1 에 기재되어 있는 제 2 시일부의 외주면은, 제 1 시일부의 내주면에 비해서 완만하게 경사지게 된다. 그와 같이 경사각을 다르게 했을 경우, 제 1 시일부와 제 2 시일부는, 통상적으로, 면 접촉이 아니라 선 접촉 (선 닿음) 으로 된다. 이 경우, 제 2 시일부에 있어서의 특정한 부위가, 제 1 시일부와 집중적으로 접촉하게 된다.

그 때문에, 제 1 시일부와 제 2 시일부의 접촉 면압 (특히, 접촉 면압의 최대값) 이 과도하게 높아지면, 접촉부 (에지) 에 닳음, 마모 등이 발생하여, 전술한 바와 같은 선 접촉에서 면 접촉으로 불가역적으로 변화해 버릴 가능성이 있었다. 면 접촉으로 변화한 경우, 접촉 면적이 넓어지기 때문에, 접촉 면압이 항상 저하되어 버려, 개변압의 영속적인 저하, 연료의 분사 부족의 악화 등의 문제를 초래하게 된다. 이것은, 연료 분사 밸브의 내구성을 향상시키고, 그 장수명화를 도모하는 데 있어서는 문제이다.

여기에 개시하는 기술은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 노즐 보디측의 제 1 시일부와, 바늘 밸브측의 제 2 시일부와의 경사각을 다르게 했을 경우에 있어서, 연료 분사 밸브의 내구성을 향상시키는 것에 있다.

본 개시의 제 1 양태는, 노즐 보디에 바늘 밸브를 수용해서 이루어지고, 그 바늘 밸브를 스프링력에 저항하여 개변시킴으로써 연료를 선단으로부터 분사하도록 구성된 연료 분사 밸브에 관한 것이다. 이 연료 분사 밸브에 있어서, 상기 노즐 보디는, 상기 바늘 밸브의 수용 공간을 구획하는 내벽부와, 상기 내벽부의 선단부를 테이퍼 형상으로 축경 (縮徑) 시켜 이루어지는 원추 형상의 제 1 시일부, 를 갖고, 상기 바늘 밸브는, 기단측으로부터 선단측을 향하여 차례로, 상기 내벽부에 내접하는 슬라이딩부와, 상기 바늘 밸브의 축 방향으로 연장되고, 상기 내벽부에 대하여 간격을 띄우고 마주 대하는 비슬라이딩부와, 상기 비슬라이딩부의 선단부를 상기 제 1 시일부보다 완만하게 축경시켜 이루어지고, 그 제 1 시일부에 맞닿는 원추 형상의 제 2 시일부, 를 갖고, 상기 비슬라이딩부의 외면에는, 그 비슬라이딩부의 둘레 방향을 따라서 홈부가 오목하게 형성된다.

그리고, 상기 제 1 양태에 의하면, 상기 홈부는, 상기 바늘 밸브의 축 방향에 있어서, 상기 슬라이딩부에 비해서 상기 제 2 시일부에 근접하도록 배치된다.

본원 발명자들은, 비슬라이딩부에 홈부를 형성함으로써, 제 2 시일부 부근의 강성을 저하시켜, 제 1 시일부와 제 2 시일부의 접촉 면압이 과도하게 높아지지 않도록 하는 것을 검토하였다.

그러나, 홈부를 형성하는 장소에 따라서는, 제 2 시일부 부근의 강성이 양호하게 저하되지 않을 가능성이 있다. 그래서, 상기 제 1 양태와 같이, 단순히 홈부를 형성하는 데에 그치지 않고, 그 홈부를 제 2 시일부에 대하여 상대적으로 근접시킴으로써, 제 2 시일부 부근의 강성을 양호하게 저하시킬 수 있다.

또, 상기 홈부를 제 2 시일부에 근접시킨 경우, 그 홈부는, 축 방향으로 길게 신장되는 비슬라이딩부의 선단에 배치되게 된다. 비슬라이딩부의 선단에 홈부를 배치함으로써, 홈부 및 제 2 시일부 부근의 부위는, 지름 방향 등에 있어서 플렉시블하게 움직이게 된다.

이와 같이, 제 2 시일부 부근의 강성을 양호하게 저하시킨 것과, 그 부근의 부위를 플렉시블하게 동작 가능하게 구성한 것, 과 함께, 제 1 시일부와 제 2 시일부를 둘레 방향에 있어서 균일하게 맞닿게 할 수 있도록 된다. 그 결과, 제 1 시일부와 제 2 시일부의 접촉 면압이 과도하게 높아지는 것을 효과적으로 억제하고, 나아가서는, 연료 분사 밸브의 내구성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또, 본 개시의 제 2 양태에 의하면, 상기 바늘 밸브의 지름 방향에 있어서의 상기 홈부의 깊이는, 상기 바늘 밸브의 축 방향에 있어서의 상기 홈부와 상기 제 2 시일부의 간격보다 큰, 것으로 해도 된다.

본원 발명자들이 예의 검토를 거듭한 결과, 얻어진 지견에 의하면, 상기 제 2 양태와 같이, 홈부와 제 2 시일부의 간격보다 커지도록 홈부의 깊이를 설정함으로써, 제 1 시일부와 제 2 시일부의 접촉 면압을 효과적으로 억제하는 데 있어서 유리해진다.

또, 본 개시의 제 3 양태에 의하면, 상기 홈부는, 상기 바늘 밸브의 중심축에 직교하는 방향에서 보았을 경우에, 원호상의 종단면을 가지며, 상기 바늘 밸브의 지름 방향에 있어서의 상기 홈부의 깊이는, 상기 종단면의 반경보다 큰, 것으로 해도 된다.

본원 발명자들이 예의 검토를 거듭한 결과, 얻어진 지견에 의하면, 상기 제 3 양태와 같이, 홈부를 단면 (斷面) 원호상으로 형성함과 함께, 그 원호의 반경보다 커지도록 홈부의 깊이를 설정함으로써, 제 1 시일부와 제 2 시일부의 접촉 면압을 효과적으로 억제하는 데 있어서 유리해진다.

또, 본 개시의 제 4 양태는, 상기 연료 분사 밸브를 구비하는 선박용 내연 기관에 관련된 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 연료 분사 밸브의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1 은, 선박용 내연 기관의 구성을 예시하는 모식도이다.
도 2 는, 연료 분사 밸브의 구조를 예시하는 종단면도이다.
도 3 은, 바늘 밸브의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4 는, 연료 분사 밸브의 선단을 확대하여 예시하는 종단면도이다.
도 5 는, 연료 분사 밸브의 실시예의 성능을 나타내는 그래프이다.
도 6 은, 연료 분사 밸브의 종래예를 나타내는 도 2 대응도이다.
도 7A 는, 홈부의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 7B 는, 홈부의 별례를 나타내는 종단면도이다.

이하, 본 개시의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 이하의 설명은 예시이다. 도 1 은, 선박용 내연 기관 (이하, 간단히 「엔진 (1)」 이라고 한다) 의 구성을 예시하는 모식도이다.

엔진 (1) 은, 복수의 실린더 (16) 를 구비한 직렬 다기통식 디젤 엔진이다. 이 엔진 (1) 은, 유니플로 소기 방식의 2 스트로크 1 사이클 기관으로서 구성되어 있으며, 탱커, 콘테이너선, 자동차 운반선 등, 대형 선박에 탑재된다.

선박에 탑재된 엔진 (1) 은, 그 선박을 추진시키기 위한 주기관으로서 사용된다. 그를 위해서, 엔진 (1) 의 출력 축은, 프로펠러 축 (도시하지 않음) 을 개재하여 선박의 프로펠러 (도시하지 않음) 에 연결되어 있다. 엔진 (1) 이 운전함으로써, 그 출력이 프로펠러에 전달되어, 선박이 추진하도록 구성되어 있다.

특히, 본 개시에 관련된 엔진 (1) 은, 그 롱 스트로크화를 실현하기 위해서, 이른바 크로스 헤드식 내연 기관으로서 구성되어 있다. 즉, 이 엔진 (1) 에 있어서는, 하방으로부터 피스톤 (21) 을 지지하는 피스톤봉 (22) 과, 크랭크 샤프트 (23) 에 연접되는 연접봉 (24) 이, 크로스 헤드 (25) 에 의해 연결되어 있다.

(1) 주요 구성

이하, 엔진 (1) 의 주요부에 대해서 설명한다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 엔진 (1) 은, 하방에 위치하는 대판 (臺板) (11) 과, 대판 (11) 상에 형성되는 가구 (架構) (12) 와, 가구 (12) 상에 형성되는 실린더 재킷 (13) 을 구비하고 있다. 대판 (11), 가구 (12) 및 실린더 재킷 (13) 은, 상하 방향으로 연장되는 복수의 타이 볼트 및 너트에 의해 체결되어 있다. 엔진 (1) 은 또한, 실린더 재킷 (13) 내에 형성되는 실린더 (16) 와, 실린더 (16) 내에 형성되는 피스톤 (21) 과, 피스톤 (21) 의 왕복 이동에 연동하여 회전하는 출력 축 (예를 들어 크랭크 샤프트 (23)) 을 구비하고 있다.

대판 (11) 은, 엔진 (1) 의 크랭크 케이스를 구성하는 것이며, 크랭크 샤프트 (23) 와, 크랭크 샤프트 (23) 를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링 (26) 을 수용하고 있다. 크랭크 샤프트 (23) 에는, 크랭크 (27) 를 개재하여 연접봉 (24) 의 하단부가 연결되어 있다.

가구 (12) 는, 1 쌍의 가이드판 (28) 과, 연접봉 (24) 과, 크로스 헤드 (25) 를 수용하고 있다. 이 중, 1 쌍의 가이드판 (28) 은, 피스톤 축 방향을 따라서 형성된 1 쌍의 판상 부재로 이루어지고, 엔진 (1) 의 폭 방향 (도 1 의 지면 좌우 방향) 으로 간격을 띄우고 배치되어 있다. 연접봉 (24) 은, 그 하단부가 크랭크 샤프트 (23) 에 연결된 상태로, 1 쌍의 가이드판 (28) 의 사이에 배치되어 있다. 연접봉 (24) 의 상단부는, 크로스 헤드 (25) 를 개재하여 피스톤봉 (22) 의 하단부에 연결되어 있다.

구체적으로, 크로스 헤드 (25) 는, 1 쌍의 가이드판 (28) 의 사이에 배치되어 있으며, 각 가이드판 (28) 을 따라서 상하 방향으로 슬라이딩한다. 즉, 1 쌍의 가이드판 (28) 은, 크로스 헤드 (25) 의 슬라이딩을 안내하도록 구성되어 있다. 크로스 헤드 (25) 는, 크로스 헤드 핀 (29) 을 개재하여 피스톤봉 (22) 및 연접봉 (24) 과 접속되어 있다. 크로스 헤드 핀 (29) 은, 피스톤봉 (22) 에 대해서는 일체적으로 상하동하도록 접속되어 있는 한편, 연접봉 (24) 에 대해서는, 연접봉 (24) 의 상단부를 지점으로 하여, 연접봉 (24) 을 회동시키도록 접속되어 있다.

실린더 재킷 (13) 은, 내통으로서의 실린더 라이너 (14) 를 지지한다. 실린더 라이너 (14) 는, 원통상으로 형성되어 있고, 실린더 재킷 (13) 에 삽입된다. 실린더 재킷 (13) 의 내부 공간은, 실린더 라이너 (14) 의 내부 공간과 연통한다. 실린더 라이너 (14) 의 내부에는, 전술한 피스톤 (21) 이 배치되어 있다. 이 피스톤 (21) 은, 실린더 라이너 (14) 의 내벽을 따라서 상하 방향으로 왕복 이동한다. 또, 실린더 라이너 (14) 의 상부에는 실린더 커버 (15) 가 고정되어 있다. 실린더 커버 (15) 는, 실린더 라이너 (14) 와 함께 실린더 (16) 를 구성하고 있다.

또, 실린더 커버 (15) 에는, 도시하지 않는 동(動) 밸브 장치에 의해 작동되는 배기 밸브 (18) 가 형성되어 있다. 배기 밸브 (18) 는, 실린더 라이너 (14) 및 실린더 커버 (15) 로 구성되는 실린더 (16), 그리고, 피스톤 (21) 의 정면 (頂面) 과 함께 연소실 (17) 을 구획하고 있다. 배기 밸브 (18) 는, 그 연소실 (17) 과 배기관 (19) 의 사이를 개폐하는 것이다. 배기관 (19) 은, 연소실 (17) 로 통하는 배기구를 갖고 있으며, 배기 밸브 (18) 는, 그 배기구를 개폐하도록 구성되어 있다.

또, 실린더 커버 (15) 에는, 연소실 (17) 에 연료를 공급하기 위한 연료 분사 밸브 (3) 가 형성되어 있다. 연료 분사 밸브 (3) 는, 연소실 (17) 의 실내에 디젤 연료를 분사한다.

또한, 본 실시형태에 관련된 엔진 (1) 은, 연료 분사 밸브 (3) 에 디젤 연료를 압송하는 연료 펌프 (39) 를 구비하고 있다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 연료 펌프 (39) 는, 실린더 (16) 의 근방에 레이아웃 되어 있고, 도시하지 않는 연료 분사관을 개재하여 연료 분사 밸브 (3) 와 유체적으로 접속되어 있다.

실린더 (16) 의 근방에는, 배기 매니폴드 (41) 도 배치된다. 이 배기 매니폴드 (41) 는, 배기관 (19) 을 개재하여 연소실 (17) 과 접속된다. 배기 매니폴드 (41) 는, 연소실 (17) 로부터 배기관 (19) 을 통해서 배기 가스를 받아 들이고, 받아 들인 배기 가스를 일시 저류하여, 이 배기 가스의 동압을 정압으로 바꾼다.

엔진 (1) 은, 공기 등의 연소용 기체를 과급하는 과급기 (42) 와, 과급기 (42) 에 의해 압축된 연소용 기체를 일시적으로 저류하는 소기 트렁크 (43) 를 추가로 구비하고 있다. 과급기 (42) 는, 배기 가스의 압력을 이용하여 터빈 (도시하지 않음) 과 함께 컴프레서 (도시하지 않음) 를 회전시키고, 이 컴프레서에 의해 연소용 기체를 압축한다. 소기 트렁크 (43) 는, 실린더 재킷 (13) 의 내부 공간과 연통하도록 형성된다. 과급기 (42) 에 의해 압축된 연소용 기체 (이하, 「압축 기체」 라고도 한다) 는, 소기 트렁크 (43) 로부터 실린더 재킷 (13) 의 내부 공간에 유입하고, 그 내부 공간으로부터 소기 포트 (14a) 를 통해서 실린더 라이너 (14) 의 내부 공간 (실린더 라이너 (14) 의 내벽부 (14b) 에 의해 포위된 공간) 으로 송급된다.

엔진 (1) 의 운전 시에는, 연소실 (17) 의 실내에, 연료 분사 밸브 (3) 로부터 디젤 연료가 공급됨과 함께, 소기 트렁크 (43) 로부터 실린더 재킷 (13) 등을 통해서 압축 기체가 공급된다. 이에 따라, 연소실 (17) 내에 있어서는, 디젤 연료가 압축 기체에 의해 연소한다.

그리고, 디젤 연료에 의해 발생한 에너지에 의해, 피스톤 (21) 은, 실린더 라이너 (14) 를 따라서 상하 방향으로 왕복 이동한다. 이 때, 배기 밸브 (18) 가 작동하여 연소실 (17) 이 개방되면, 연소에 의해 생긴 배기 가스가 배기관 (19) 으로 밀려 나온다. 또, 실린더 라이너 (14) 를 따라서 피스톤 (21) 이 왕복 이동함으로써, 실린더 재킷 (13) 으로부터 실린더 라이너 (14) 내로 압축 기체 (공기) 가 빨아내어지고, 이것을 피스톤 (21) 이 밀어 넣음으로써, 연소실 (17) 내에 압축 기체가 새롭게 도입된다. 이와 같은 행정을 반복함으로써, 디젤 연료의 연소와, 실린더 (16) 내의 소기가 반복 실행된다.

또, 연소에 의해 피스톤 (21) 이 왕복 이동을 하면, 피스톤 (21) 과 함께 피스톤봉 (22) 이 상하 방향으로 왕복 이동을 한다. 이에 따라, 피스톤봉 (22) 에 연결된 크로스 헤드 (25) 가, 상하 방향으로 왕복 이동을 한다. 이 크로스 헤드 (25) 는, 연접봉 (24) 의 회동을 허용하도록 되어 있어, 크로스 헤드 (25) 와의 접속 부위를 지점으로 하여, 연접봉 (24) 을 회동시킨다. 그리고, 연접봉 (24) 의 하단부에 접속되는 크랭크 (27) 가 크랭크 운동하고, 그 크랭크 운동에 따라 크랭크 샤프트 (23) 가 회전한다. 이렇게 하여, 크랭크 샤프트 (23) 는, 피스톤 (21) 의 왕복 이동을 회전 운동으로 변환하고, 프로펠러 축과 함께 선박의 프로펠러를 회전시킨다. 이에 따라, 선박이 추진한다.

그런데, 본 실시형태에 관련된 연료 분사 밸브 (3) 는, 후술하는 바와 같이, 그 노즐 보디 (30) 에 바늘 밸브 (34) 를 수용해서 이루어지고, 그 바늘 밸브 (34) 를 스프링력에 저항하여 개변시킴으로써, 그 연료 분사 밸브 (3) 의 선단으로부터 연료를 분사시키도록 구성되어 있다.

본원 발명자들은, 예의 검토를 거듭한 결과, 바늘 밸브 (34) 의 구조를 골똘히 궁리함으로써, 연료 분사 밸브 (3) 의 장수명화를 실현하기에 이르렀다.

이하, 연료 분사 밸브 (3) 의 구성 중, 바늘 밸브 (34) 에 관련된 구성에 대해서 상세하게 설명한다.

(2) 연료 분사 밸브의 구성

도 2 는, 연료 분사 밸브 (3) 의 구조를 예시하는 종단면도이다. 도 3 은, 바늘 밸브 (34) 의 구조를 예시하는 도면이다. 도 4 는, 연료 분사 밸브 (3) 의 선단을 확대하여 예시하는 종단면도이다. 도 4 에 있어서는, 후술하는 제 2 보디부 (32) 와, 바늘 밸브 (34) 중 깊이 (B) 및 곡률 반경 (R) 을 나타낸 일부의 부위가 단면시 (斷面視) 되어 있다.

또한, 이하의 설명에 있어서는, 도 2 에 예시되는 바늘 밸브 (34) 의 중심축 (C) 을 따르는 방향을 「축 방향」 이라고 정의하고, 이 중심축 (C) 으로부터 방사상으로 연장되는 방향을 「지름 방향」 이라고 정의한다. 또, 이 중심축 (C) 을 중심으로 한 시계 회전 방향 및 반시계 회전 방향을 「둘레 방향」 이라고 정의한다.

축 방향은, 「상하 방향」 으로 바꿔 말할 수도 있다. 또, 축 방향을 따라서 바늘 밸브 (34) 의 기단 (슬라이딩부 (34a)) 측으로부터 선단 (제 2 시일부 (34d)) 측을 향하는 방향을 「하방향」 이라고 호칭하고, 그 반대 방향을 「상방향」 이라고 호칭하는 경우도 있다.

지름 방향은, 전술한 상하 방향과 직교한다. 또, 지름 방향에 있어서 중심축 (C) 에 근접하는 일측을 「내측」 이라고 호칭하고, 중심축 (C) 으로부터 이간하는 타측을 「외측」 이라고 호칭하는 경우도 있다.

구체적으로, 본 실시형태에 관련된 연료 분사 밸브 (3) 는, 노즐 보디 (30) 와, 노즐 보디 (30) 에 수용되는 바늘 밸브 (34) 와, 바늘 밸브 (34) 의 기단부에 스프링력을 작용시키는 탄성 지지 기구 (도시하지 않음) 를 구비하고 있다.

이 중, 노즐 보디 (30) 는, 바늘 밸브 (34) 의 기단측 부분 (슬라이딩부 (34a)) 을 수용하기 위한 제 1 보디부 (31) 와, 바늘 밸브 (34) 의 선단측 부분 (연결부 (34b), 비슬라이딩부 (34c), 홈부 (34e) 및 제 2 시일부 (34d)) 을 수용하기 위한 제 2 보디부 (32) 와, 연료의 분사구 (33a) 가 형성된 제 3 보디부 (33) 를 갖는다.

이 중, 제 1 보디부 (31) 는, 상하 양단을 개방시킨 대략 원통상의 부재에 의해 구성된다. 그리고, 제 1 보디부 (31) 에 있어서의 상측의 개구부로부터는 바늘 밸브 (34) 의 상단부가 돌출하는 한편, 하측의 개구부에는 제 2 보디부 (32) 가 끼워 맞춰지도록 되어 있다.

상세하게는, 제 1 보디부 (31) 에는, 외부로부터 연료를 도입하기 위한 도입로 (31a) 와, 제 2 보디부 (32) 에 있어서의 제 2 내벽부 (32a) 와 함께 바늘 밸브 (34) 의 수용 공간 (S) 을 구획하는 제 1 내벽부 (31b) 를 갖는다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 내벽부 (31b) 의 내경은, 바늘 밸브 (34) 의 슬라이딩부 (34a) 의 외경과 실질적으로 일치한다. 그 때문에, 이 제 1 내벽부 (31b) 는, 바늘 밸브 (34) 의 슬라이딩부 (34a) 와 내접하고, 그 슬라이딩부 (34a) 의 축 방향에 있어서의 슬라이딩을 안내하게 된다. 또, 제 1 내벽부 (31b) 의 하단부는, 도입로 (31a) 의 하단부와 연통하고 있고, 제 2 보디부 (32) 의 상단부와 함께 대략 돔 형상의 공간을 구획하도록 되어 있다. 이 공간은, 이른바 오일 저류부로서 기능한다.

한편, 제 2 보디부 (32) 는, 상하 양단을 개방시키고 또한 제 1 보디부 (31) 보다 소경으로 형성된, 대략 원통상의 부재에 의해 구성된다. 그리고, 제 2 보디부 (32) 에 있어서의 상측의 개구부에는 바늘 밸브 (34) 의 하반부가 삽입되는 한편, 하측의 개구부에는 제 3 보디부 (33) 가 장착되도록 되어 있다.

상세하게는, 제 2 보디부 (32) 에는, 전술한 제 1 내벽부 (31b) 와 함께 바늘 밸브 (34) 의 수용 공간을 구획하는 제 2 내벽부 (32a) 와, 바늘 밸브 (34) 의 선단 (제 2 시일부 (34d)) 과 맞닿는 원추 형상의 제 1 시일부 (32b) 가 형성되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 2 내벽부 (32a) 의 내경은, 바늘 밸브 (34) 의 비슬라이딩부 (34c) 의 외경보다 대경이다. 그 때문에, 이 제 2 내벽부 (32a) 는, 바늘 밸브 (34) 의 비슬라이딩부 (34c) 와 내접하지 않고, 간격을 띄우고 마주 대하게 된다. 제 2 내벽부 (32a) 는, 전술한 제 1 내벽부 (31b) 와 함께, 본 실시형태에 있어서의 「노즐 보디의 내벽부」 를 구성하고 있다.

또, 제 1 시일부 (32b) 는, 제 2 내벽부 (32a) 의 선단부를 테이퍼 형상으로 축경시켜 이루어지는 원추 형상으로 구성되어 있다. 제 1 시일부 (32b) 의 내주면이 이루는 제 1 경사각 (θ1) 은, 후술하는 제 2 시일부 (34d) 의 외주면이 이루는 제 2 경사각 (θ2) 에 비해 가파르다 (θ1 ＜ θ2). 또한, 이 제 1 경사각 (θ1) 은, 제 1 시일부 (32b) 에 대응한 원추의 사변 (斜邊) 과, 중심축 (C) 이 이루는 각도 중, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기단측을 향하여 부채꼴 형상으로 열린 각도를 가리킨다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 2 경사각 (θ2) 에 대해서도, 제 1 경사각 (θ1) 과 동일하게 정의된다.

또, 제 1 시일부 (32b) 에 대응한 원추의 정부 (頂部) 에는, 상하 방향으로 연장되는 급유구멍 (32c) 이 형성되어 있다. 이 급유구멍 (32c) 은, 제 3 보디부 (33) 에 있어서의 상단측의 개구에 접속되어 있다.

제 3 보디부 (33) 는, 상단부를 개방시키고 또한 제 2 보디부 (32) 보다 소경으로 형성된, 바닥이 있는 원통상의 부재에 의해 구성된다. 제 3 보디부 (33) 에 있어서의 상단측의 개구부에는, 제 2 보디부 (32) 의 급유구멍 (32c) 이 접속되어 있다. 또, 제 3 보디부 (33) 의 하단부에는, 비스듬한 하방향으로 연장되는 분사구 (33a) 가 형성되어 있다.

한편, 본 실시형태에 관련된 바늘 밸브 (34) 는, 상단 (기단) 측으로부터 하단 (선단) 측을 향하여 차례로, 슬라이딩부 (34a) 와, 연결부 (34b) 와, 비슬라이딩부 (34c) 와. 홈부 (34e) 와, 제 2 시일부 (34d) 를 갖는다.

이 중, 슬라이딩부 (34a) 는, 노즐 보디 (30) 의 내벽부 (구체적으로는 제 1 보디부 (31) 에 있어서의 제 1 내벽부 (31b)) 에 내접하도록 구성되어 있다. 구체적으로, 본 실시형태에 관련된 슬라이딩부 (34a) 는, 제 1 내벽부 (31b) 의 내경과 대략 동(同) 지름의 외경을 갖는 원기둥 형상으로 형성되어 있고, 그 제 1 내벽부 (31b) 에 슬라이딩 접촉한 상태로 배치되어 있다.

연결부 (34b) 는, 슬라이딩부 (34a) 의 하단부와, 비슬라이딩부 (34c) 의 상단부를 접속하도록 구성되어 있다. 구체적으로, 본 실시형태에 관련된 연결부 (34b) 는, 하방을 향하여 완만하게 축경한 원추대 형상으로 형성되어 있다. 연결부 (34b) 의 외주면은, 비슬라이딩부 (34c) 의 외주면과 마찬가지로, 축 방향 및 둘레 방향에 있어서의 전역이, 노즐 보디 (30) 의 내벽부 (제 2 내벽부 (32a)) 에 대하여 간격을 띄우고 마주 대하도록 되어 있다. 연결부 (34b) 는, 스프링력에 의해 바늘 밸브 (34) 가 상하로 이동한 경우에 있어도 또한, 노즐 보디 (30) 의 내벽부 (제 2 내벽부 (32a)) 에 대하여 비접촉 상태를 유지하도록 되어 있다.

비슬라이딩부 (34c) 는, 상하 방향 (바늘 밸브 (34) 의 축 방향) 으로 연장되고, 또한, 노즐 보디 (30) 의 내벽부 (구체적으로는, 제 2 보디부 (32) 에 있어서의 제 2 내벽부 (32a)) 에 대하여 간격을 띄우고 마주 대하도록 구성되어 있다. 구체적으로, 본 실시형태에 관련된 비슬라이딩부 (34c) 는, 상하 방향을 따라서 연장되는 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 비슬라이딩부 (34c) 의 외주면은, 축 방향 및 둘레 방향에 있어서의 전역이, 노즐 보디 (30) 의 내벽부 (제 2 내벽부 (32a)) 에 대하여 간격을 띄우고 마주 대하도록 되어 있다. 비슬라이딩부 (34c) 는, 스프링력에 의해 바늘 밸브 (34) 가 상하로 이동한 경우에 있어도 또한, 노즐 보디 (30) 의 내벽부 (제 2 내벽부 (32a)) 에 대하여 비접촉 상태를 유지하도록 되어 있다.

요컨대, 본 실시형태에 관련된 비슬라이딩부 (34c) 는, 축 방향에 있어서의 특정한 부위를 노즐 보디 (30) 의 내벽부에 내접시키는 일 없이, 모든 부위를 당해 내벽부로부터 이간시키도록 구성되어 있다.

제 2 시일부 (34d) 는, 비슬라이딩부 (34c) 의 선단부를 제 1 시일부 (32b) 보다 완만하게 축경시켜 이루어지는 원추 형상으로 구성되어 있고, 그 제 1 시일부 (32b) 의 내주면에 맞닿도록 구성되어 있다.

전술한 바와 같이, 제 2 시일부 (34d) 의 외주면이 이루는 제 2 경사각 (θ2) 은, 제 1 시일부 (32b) 의 내주면이 이루는 제 1 경사각 (θ1) 에 비해서 완만하다 (θ1 ＜ θ2). 이 제 2 경사각 (θ2) 은, 제 2 시일부 (34d) 에 대응한 원추의 사변과, 중심축 (C) 이 이루는 각도 중, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 기단측을 향하여 부채꼴 형상으로 열린 각도를 가리킨다.

도 4 의 포위부 (I) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 시일부 (34d) 를 상대적으로 완만하게 경사지게 함으로써, 제 2 시일부 (34d) 의 외주면과 제 1 시일부 (32b) 의 내주면은, 면 접촉이 아니라 선 접촉하게 된다. 요컨대, 제 2 시일부 (34d) 와 제 1 시일부 (32b) 의 접촉면은, 삼차원적으로 보았을 경우, 중심축 (C) 둘레에 링상의 곡선을 그리게 된다.

홈부 (34e) 는, 비슬라이딩부 (34c) 의 외면에 형성된다. 이 홈부 (34e) 는, 그 비슬라이딩부 (34c) 의 둘레 방향을 따라서 오목하게 형성된다. 그리고, 본 실시형태에 관련된 홈부 (34e) 는, 바늘 밸브 (34) 의 축 방향 (상하 방향) 에 있어서, 슬라이딩부 (34a) 에 비해서 제 2 시일부 (34d) 에 근접하도록 배치된다. 바꾸어 말하면, 바늘 밸브 (34) 의 축 방향에 있어서, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) 은, 적어도, 홈부 (34e) 와 슬라이딩부 (34a) 의 간격보다 좁다.

구체적으로, 본 실시형태에 관련된 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 사이에는, 대략 원기둥 형상의 개재부 (34f) 가 개재한다. 축 방향에 있어서의 개재부 (34f) 의 치수는, 전술한 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) 과 동일하다. 이 간격 (A) 은, 본 실시형태에서는, 도 3 으로부터 분명한 바와 같이, 홈부 (34e) 와 슬라이딩부 (34a) 의 간격보다 짧아진다.

또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 홈부 (34e) 는, 바늘 밸브 (34) 의 중심축 (C) 에 직교하는 방향에서 보았을 경우 (바꾸어 말하면, 중심축 (C) 을 따라서 연장되고 또한 그 중심축 (C) 을 통과하는 종단면을 정면에서 보았을 경우) 에, 원호상의 종단면을 갖는다. 특히, 본 실시형태에 관련된 홈부 (34e) 는, 대략 반원상의 종단면을 갖고 있다.

여기서, 바늘 밸브 (34) 의 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 상기 종단면에서 보았을 경우에 있어서의 홈부 (34e) 의 치수 (특히, 지름 방향에 있어서의 치수) 라고 정의할 수 있다. 예를 들어, 깊이 (B) 와, 상기 종단면에서 보았을 경우에 있어서의 홈부 (34e) 의 반경 (이하, 이것을 「곡률 반경」 이라고도 한다) (R) 이 일치하는 경우 (B = R), 홈부 (34e) 의 종단면은, 반원상 (중심각이 180° 인 부채꼴 형상) 으로 된다. 한편, 깊이 (B) 가 곡률 반경 (R) 보다 작은 경우 (B ＜ R), 홈부 (34e) 의 종단면은, 180° 미만의 중심각을 갖는 부채꼴 형상으로 된다.

특히 본 실시형태에서는, 깊이 (B) 는 곡률 반경 (R) 과 거의 동일하고, 보다 상세하게는, 곡률 반경 (R) 보다 약간 크다 (B ＞ R). 이 경우, 홈부 (34e) 의 종단면은, 180° 를 초과하는 중심각을 갖는 부채꼴 형상으로 된다.

도 7A 에, 깊이 (B) 가 곡률 반경 (R) 보다 충분히 큰 경우에 있어서의, 홈부 (34e) 의 단면 형상을 예시한다. 또한, 홈부 (34e) 의 단면 형상은, 부채꼴 형상으로는 한정되지 않는다. 도 7B 에 나타내는 바와 같이, U 자형의 노치 형상으로 해도 된다. 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) 는, 바늘 밸브 (34) 의 축 방향에 있어서의 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) 보다 크다 (B ＞ A).

(3) 실시예

이하에 나타내는 실시예 1 ∼ 9 및 비교예 1 의 연료 분사 밸브 (3) 를 준비하였다. 각각의 구성은, 표 1 에도 나타낸다. 그리고, 본원 발명자들은, 실시예 1 ∼ 9 및 비교예 1 에 있어서 실현되는 성능을 검증하고, 각 연료 분사 밸브 (3) 에 있어서 제 1 시일부 (32b) 와 제 2 시일부 (34d) 의 사이의 접촉 면압의 최대값 (시트 최대 면압) 을 산출하였다.

또한, 이하의 실시예 1 ∼ 9 및 비교예 1 에 있어서, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A), 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) 이외의 치수는, 홈부 (34e) 의 곡률 반경 (R) 을 포함하여 공통이다. 예를 들어, 비슬라이딩부 (34c) 의 직경 (R') 의 크기는, 이하에 나타내는 실시예 1 ∼ 9 및 비교예 1 모두에 있어서 공통 값으로 고정되어 있다.

그리고, 비슬라이딩부 (34c) 의 직경 (R') 에 대한 곡률 반경 (R) 의 비 (= R/R') 는, 실시예 1 ∼ 9 및 비교예 1 모두에 있어서 0.105 로 설정되어 있다. 마찬가지로, 실시예 1 ∼ 9 및 비교예 1 에 있어서, 간격 (A) 및 깊이 (B) 는, 비슬라이딩부 (34c) 의 직경 (R') 으로 나눗셈한 값으로서 예시한다.

또, 이하의 실시예 1 ∼ 9 는, 전술한 홈부 (34e) 를 구비한 구성예에 상당하고, 비교예 1 은, 홈부 (34e) 를 구비하지 않은 구성예에 상당한다. 구체적으로, 도 6 에 나타내는 연료 분사 밸브 (103) 가, 비교예 1 에 관련된 연료 분사 밸브 (3) 에 상당한다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 비교예 1 에 관련된 연료 분사 밸브 (103) 는, 상기 실시형태와 마찬가지로, 노즐 보디 (130) 에 바늘 밸브 (134) 를 수용하여 이루어진다. 노즐 보디 (130) 는, 상기 실시형태와 마찬가지로 구성된 제 1 보디부 (131) 및 제 2 보디부 (132) 를 갖고 있으며, 바늘 밸브 (134) 의 수용 공간 (S) 을 구획하고 있다. 한편, 비교예 1 에 있어서의 바늘 밸브 (134) 는, 제 1 보디부 (131) 의 내벽부에 내접하는 슬라이딩부 (134a) 와, 제 2 보디부 (132) 의 내벽부 (132a) 에 간격을 띄우고 마주 대하는 비슬라이딩부 (134c) 와, 비슬라이딩부 (134c) 의 선단에 형성되고, 제 2 보디부 (132) 에 형성한 제 1 시일부 (132b) 보다 완만하게 경사지는 제 2 시일부 (134d) 를 갖고 있다.

또, 이하의 실시예 1 ∼ 9 중, 실시예 1 ∼ 3 은 깊이 (B) (보다 정확하게는, 비슬라이딩부 (34c) 의 직경 (R') 으로 나눗셈한 「B/R'」 에 상당한다. 이하, 동일하다.) 가 0.105 이고, 실시예 4 ∼ 6 은 깊이 (B) (B/R') 가 0.140 이고, 실시예 7 ∼ 9 는 깊이 (B) (B/R') 가 0.070 이다.

- 실시예 1 -

실시예 1 에 있어서는, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) (보다 정확하게는, 비슬라이딩부 (34c) 의 직경 (R') 으로 나눗셈한 「A/R'」 에 상당한다. 이하, 동일하다.) 은 0.070 이고, 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) (B/R') 는 0.105 이고, 홈부 (34e) 의 곡률 반경 (R) (보다 정확하게는, 비슬라이딩부 (34c) 의 직경 (R') 으로 나눗셈한 「R/R'」 에 상당한다. 이하, 동일하다.) 은, 0.105 이다.

- 실시예 2 -

실시예 2 에 있어서는, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) (A/R') 은 0.105 이고, 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) (B/R') 는 0.105 이고, 홈부 (34e) 의 곡률 반경 (R) (R/R') 은, 0.105 이다.

- 실시예 3 -

실시예 3 에 있어서는, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) (A/R') 은 0.140 이고, 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) (B/R') 는 0.105 이고, 홈부 (34e) 의 곡률 반경 (R) (R/R') 은, 0.105 이다.

- 실시예 4 -

실시예 4 에 있어서는, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) (A/R') 은 0.070 이고, 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) (B/R') 는 0.140 이고, 홈부 (34e) 의 곡률 반경 (R) (R/R') 은, 0.105 이다.

- 실시예 5 -

실시예 5 에 있어서는, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) (A/R') 은 0.105 이고, 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) (B/R') 는 0.140 이고, 홈부 (34e) 의 곡률 반경 (R) (R/R') 은, 0.105 이다.

- 실시예 6 -

실시예 6 에 있어서는, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) (A/R') 은 0.140 이고, 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) (B/R') 는 0.140 이고, 홈부 (34e) 의 곡률 반경 (R) (R/R') 은, 0.105 이다.

- 실시예 7 -

실시예 7 에 있어서는, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) (A/R') 은 0.070 이고, 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) (B/R') 는 0.070 이고, 홈부 (34e) 의 곡률 반경 (R) (R/R') 은, 0.105 이다.

- 실시예 8 -

실시예 8 에 있어서는, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) (A/R') 은 0.105 이고, 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) (B/R') 는 0.070 이고, 홈부 (34e) 의 곡률 반경 (R) (R/R') 은, 0.105 이다.

- 실시예 9 -

실시예 9 에 있어서는, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) (A/R') 은 0.140 이고, 지름 방향에 있어서의 홈부 (34e) 의 깊이 (B) (B/R') 는 0.070 이고, 홈부 (34e) 의 곡률 반경 (R) (R/R') 은, 0.105 이다.

- 비교예 1 -

비교예 1 에 있어서는, 홈부 (34e) 는 구비되어 있지 않다. 그 때문에, 간격 (A), 깊이 (B) 등의 파라미터는, 특별히 설정되어 있지 않다. 비슬라이딩부 (34c) 의 직경 (R') 의 크기는, 실시예 1 ∼ 9 와 동일하다.

(평가 방법)

전술한 바와 같이 하여 구성된 각 연료 분사 밸브 (3) 에 있어서, 그 바늘 밸브 (34) 에 0.03 J 의 운동 에너지를 부여하고, 바늘 밸브 (34) 와 노즐 보디 (30) 를 충돌시켰다. 그리고, 비교예에 있어서의 시트 최대 면압을 100 ％ 로 했을 때의, 각 실시예에 있어서의 시트 최대 면압의 비율을 백분율로 나타내고, 그 대소 관계를 그래프화하여 가시화하였다.

(평가 결과)

평가 결과는, 도 5 에 나타내는 그래프 (G) 와 같다. 이 그래프 (G) 에 있어서, 가로축은 간격 (A) 이며, 세로축은 시트 최대 면압이다. 또, 가로축에 평행한 직선 (L0) 은 비교예 1 에 있어서의 시트 최대 면압 (= 100 ％) 을 나타내고, 꺾은선 L1 은 실시예 1 ∼ 3 에 있어서의 시트 최대 면압을 이은 꺾은선 그래프 (요컨대, B/R' = 0.105 의 경우의 그래프) 를 나타내고, 꺾은선 L2 는 실시예 7 ∼ 9 에 있어서의 시트 최대 면압을 이은 꺾은선 그래프 (요컨대, B/R' = 0.070 의 경우의 그래프) 를 나타내고, 꺾은선 L3 은 실시예 4 ∼ 6 에 있어서의 시트 최대 면압을 이은 꺾은선 그래프 (요컨대, B/R' = 0.140 의 경우의 그래프) 를 나타낸다.

그래프 (G) 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 9 모두에 있어서, 시트 최대 면압이 양호하게 저하되어 있다. 또, 시트 최대 면압의 저하량은, 깊이 (B) 가 보다 커짐 (보다 깊어진다) 에 따라, 보다 크게 저하되도록 되어 있다.

또, 꺾은선 L1 에 있어서의 좌단의 플롯 (실시예 1 의 평가 결과를 나타내는 플롯) 과, 중앙의 플롯 (실시예 2 의 평가 결과를 나타내는 플롯) 의 비교로부터 나타내는 바와 같이, 깊이 (B) 가 간격 (A) 보다 큰 경우에는, 그것이 작은 경우에 비해서, 시트 최대 면압은 보다 크게 저하된다. 동일한 경향은, 꺾은선 L3 에 있어서의 우단의 플롯 (실시예 6 의 평가 결과를 나타내는 플롯) 과, 중앙 및 좌단의 플롯 (실시예 4 및 5 의 평가 결과를 나타내는 플롯) 과 비교로부터도 나타나 있다. 한편, 꺾은선 L2 에서는, 간격 (A) 과 깊이 (B) 의 대소 관계가 역전하는 일은 없고, 다른 꺾은선 L1, L3 만큼 시트 최대 면압은 현저하게 변화하고 있지 않은 것을 간파할 수 있다.

또, 그래프 (G) 에 있어서, 꺾은선 L2 는 깊이 (B) 가 곡률 반경 (R) 보다 작은 경우 (B ＜ R) 를 나타내고, 꺾은선 L1 은 깊이 (B) 가 곡률 반경 (R) 에 일치하는 경우 (B = R) 를 나타내고, 꺾은선 L3 은 깊이 (B) 가 곡률 반경 (R) 보다 큰 경우 (B ＞ R) 를 나타낸다. 꺾은선 L1 ∼ L3 의 비교로부터 나타내는 바와 같이, 깊이 (B) 가 커짐에 따라서, 시트 최대 면압은 서서히 저하되도록 되어 있다. 특히 꺾은선 L3 과, 꺾은선 L1 및 꺾은선 L2 와의 비교로부터 나타내는 바와 같이, 깊이 (B) 가 곡률 반경 (R) 보다 큰 경우에는, 곡률 반경 (R) 이하인 경우에 비해서, 시트 최대 면압은 현저하게 저하되도록 되어 있다. 이와 같은 경향은, 모든 간격 (A) 에 있어서 공통이다.

(4) 연료 분사 밸브의 내구성에 대해서

이상 설명한 바와 같이, 상기 실시형태 및 그 실시예에 의하면, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 단순히 홈부 (34e) 를 형성하는 데에 그치지 않고, 그 홈부 (34e) 를 제 2 시일부 (34d) 에 대하여 상대적으로 근접시킴으로써, 제 2 시일부 (34d) 부근의 강성을 양호하게 저하시킬 수 있다.

또, 홈부 (34e) 를 제 2 시일부 (34d) 에 근접시켰을 경우, 그 홈부 (34e) 는, 축 방향으로 길게 신장되는 비슬라이딩부 (34c) 의 선단에 배치되게 된다. 비슬라이딩부 (34c) 의 선단에 홈부 (34e) 를 배치함으로써, 홈부 (34e) 및 제 2 시일부 (34d) 부근의 부위는, 지름 방향 등에 있어서 플렉시블하게 움직이게 된다.

이와 같이, 제 2 시일부 (34d) 부근의 강성을 양호하게 저하시킨 것과, 그 부근의 부위를 플렉시블하게 동작 가능하게 구성한 것, 이 함께, 제 1 시일부 (32b) 와 제 2 시일부 (34d) 를 둘레 방향에 있어서 균일하게 맞닿게 할 수 있도록 된다. 그 결과, 제 1 시일부 (32b) 와 제 2 시일부 (34d) 의 접촉 면압이 과도하게 높아지는 것을 효과적으로 억제하고, 나아가서는, 연료 분사 밸브 (3) 의 내구성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또, 도 5 의 그래프 (G) 를 사용하여 설명한 바와 같이, 홈부 (34e) 와 제 2 시일부 (34d) 의 간격 (A) 보다 커지도록 홈부 (34e) 의 깊이 (B) 를 설정함으로써, 제 1 시일부 (32b) 와 제 2 시일부 (34d) 의 접촉 면압을 효과적으로 억제하는 데 있어서 유리해진다.

또, 도 5 의 그래프 (G) 를 사용하여 설명한 바와 같이, 홈부 (34e) 의 곡률 반경 (R) 보다 커지도록 홈부 (34e) 의 깊이 (B) 를 설정함으로써, 제 1 시일부 (32b) 와 제 2 시일부 (34d) 의 접촉 면압을 효과적으로 억제하는 데 있어서 유리해진다.

1 : 엔진 (선박용 내연 기관)
3 : 연료 분사 밸브
30 : 노즐 보디
31 : 제 1 보디부
31b : 제 1 내벽부 (내벽부)
32 : 제 2 보디부
32a : 제 2 내벽부 (내벽부)
32b : 제 1 시일부
34 : 바늘 밸브
34a : 슬라이딩부
34c : 비슬라이딩부
34d: 제 2 시일부
A : 홈부와 제 2 시일부의 간격
B : 홈부의 깊이
R : 홈부의 곡률 반경
C : 중심축
S : 수용 공간

Claims (4)

1. 노즐 보디에 바늘 밸브를 수용해서 이루어지고, 그 바늘 밸브를 스프링력에 저항하여 개변시킴으로써 연료를 선단으로부터 분사하도록 구성된 연료 분사 밸브로서,
   상기 노즐 보디는,
   상기 바늘 밸브의 수용 공간을 구획하는 내벽부와,
   상기 내벽부의 선단부를 테이퍼 형상으로 축경 (縮徑) 시켜 이루어지는 원추 형상의 제 1 시일부를 갖고,
   상기 바늘 밸브는, 기단측으로부터 선단측을 향하여 차례로,
   상기 내벽부에 내접하는 슬라이딩부와,
   상기 바늘 밸브의 축 방향으로 연장되고, 상기 내벽부에 대하여 간격을 띄우고 마주 대하는 비슬라이딩부와,
   상기 비슬라이딩부의 선단부를 상기 제 1 시일부보다 완만하게 축경시켜 이루어지고, 그 제 1 시일부에 맞닿는 원추 형상의 제 2 시일부를 가지며,
   상기 비슬라이딩부는, 상기 축 방향의 각 부에 있어서 공통의 직경을 갖는 원기둥 형상을 구비하고,
   상기 비슬라이딩부의 외면에는, 그 비슬라이딩부의 강성을 저하시키도록, 그 비슬라이딩부의 둘레 방향을 따라서 상기 원기둥 형상을 축경시키는 홈부가 오목하게 형성되고,
   상기 홈부는, 상기 바늘 밸브의 축 방향에 있어서, 상기 슬라이딩부에 비해서 상기 제 2 시일부에 근접하도록 배치되는
   것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 바늘 밸브의 지름 방향에 있어서의 상기 홈부의 깊이는, 상기 바늘 밸브의 축 방향에 있어서의 상기 홈부와 상기 제 2 시일부의 간격보다 큰
   것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 홈부는, 상기 바늘 밸브의 중심축에 직교하는 방향에서 보았을 경우에, 원호상의 종단면을 가지며,
   상기 바늘 밸브의 지름 방향에 있어서의 상기 홈부의 깊이는, 상기 종단면에서 보았을 경우에 있어서의 상기 홈부의 반경보다 큰
   것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 연료 분사 밸브를 구비하는
   것을 특징으로 하는 선박용 내연 기관.

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