(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒孔ならびにこの円筒孔の入口側に形成される円錐斜面を有する弁本体と、
前記円錐斜面の一部に当接可能な当接部を有し、前記円錐斜面の一部と当接および離間可能な弁部材と、
前記弁本体の円筒孔の出口面に溶接により接合され、前記円筒孔に連通し板厚方向に貫通するオリフィスを有するオリフィスプレートと、
前記オリフィスプレートと一体に形成され、前記オリフィスプレートの外周部から軸方向に延びて前記オリフィスプレートと共に略コの字状のカップ形状をなし、前記オリフィスを通じて燃料が噴射される空間に内周面が露出している冷却フィンと、
前記冷却フィンの外周側を覆うように一端が前記弁本体に固定され、他端出口側には前記オリフィスプレートを内部に包むよう径方向内側に折り曲げられた曲折部が形成されている樹脂スリーブとを備え、
前記冷却フィンは、その先端部が前記曲折部と対向するよう前記樹脂スリーブに沿って軸方向に延びていることを特徴とする内燃機関用燃料噴射ノズル。
【請求項２】
前記樹脂スリーブは、前記冷却フィンの外周に圧入または嵌合されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用燃料噴射ノズル。
【請求項３】
前記樹脂スリーブは、前記弁本体の外周に圧入または嵌合されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用燃料噴射ノズル。
【請求項４】
前記樹脂スリーブは、前記弁本体および前記冷却フィンに圧入または嵌合されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用燃料噴射ノズル。
【請求項５】
前記冷却フィンは、前記オリフィスから噴射される燃料の噴霧により冷却が促進されるように燃料噴霧との接触面積が大きくなるよう周方向に凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用燃料噴射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関用燃料噴射装置に関するもので、例えば自動車用の内燃機関へ燃料を噴射して供給する電磁式燃料噴射弁の噴射ノズル部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関（「以下、「エンジン」と称する）に用いられる燃料噴射弁は、弁本体の軸方向に形成される案内孔に弁部材を往復摺動可能に収納し、弁本体の先端部に開口する噴孔を弁部材の上下動により開閉する。このため、弁部材は、適正な燃料噴射量を確保するように開弁時のリフト量が精密に制御されている。
【０００３】
特開平６−５０１０８７号公報に開示される燃料噴射弁は、燃料噴射弁の噴射孔の出口に多孔オリフィスプレートを設けており、このオリフィスプレートのゆがみを防ぐための厚肉の支持板を燃料流れの下流側に設け、この支持板をオリフィスプレートと一体にバルブボディに溶接により固定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のオリフィスプレートの形状によると、燃料噴射弁の先端部に熱が保たれやすい構造になっているため、燃料噴射弁自体が高温環境に曝された場合、燃料噴射弁の内部に発生した燃料蒸気が燃料噴射弁内部の燃料通路の燃料の流通を妨げることとなり、エンジン高温再始動時に噴射量が極端に低下して、エンジンのラフアイドルやエンジンストールを引き起こし、また、エンジンの運転性が不安定となるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、高温環境時に燃料噴射弁の冷却効果を向上した内燃機関用燃料噴射ノズルを提供することにある。
本発明の別の目的は、エンジンの高温再始動時に燃料を安定して供給できるようにした内燃機関用燃料噴射ノズルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の内燃機関用燃料噴射ノズルは、請求項１では、円筒孔ならびにこの円筒孔の入口側に形成される円錐斜面を有する弁本体と、
前記円錐斜面の一部に当接可能な当接部を有し、前記円錐斜面の一部と当接および離間可能な弁部材と、
前記弁本体の円筒孔の出口面に溶接により接合され、前記円筒孔に連通し板厚方向に貫通するオリフィスを有するオリフィスプレートと、
前記オリフィスプレートと一体に形成され、前記オリフィスプレートの外周部から軸方向に延びて前記オリフィスプレートと共に略コの字状のカップ形状をなし、前記オリフィスを通じて燃料が噴射される空間に内周面が露出している冷却フィンと、
前記冷却フィンの外周側を覆うように一端が前記弁本体に固定され、他端出口側には前記オリフィスプレートを内部に包むよう径方向内側に折り曲げられた曲折部が形成されている樹脂スリーブとを備え、
前記冷却フィンは、その先端部が前記曲折部と対向するよう前記樹脂スリーブに沿って軸方向に延びていることを特徴とする構成を採用する。
【０００７】
請求項２記載の内燃機関用燃料噴射ノズルは、前記構成において、前記樹脂スリ−ブは、前記冷却フィンの外周に圧入または嵌合されていることを特徴とする。
請求項３記載の内燃機関用燃料噴射ノズルは、前記構成において、前記樹脂スリ−ブは、前記弁本体の外周に圧入または嵌合されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の内燃機関用燃料噴射ノズルは、前記構成において、前記樹脂スリ−ブは、前記弁本体および前記冷却フィンに圧入または嵌合されていることを特徴とする。
請求項５記載の内燃機関用燃料噴射ノズルは、前記構成において、前記冷却フィンは、前記オリフィスから噴射される燃料の噴霧により冷却が促進されるように燃料噴霧との接触面積が大きくなるよう周方向に凹凸状に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【作用および発明の効果】
本発明の請求項１記載の内燃機関用燃料噴射ノズルによると、燃料噴射弁の先端の噴射空間の空気との接触面積の大きな形状をもつ冷却フィンを設けているため、この冷却フィンによる冷却効果により燃料噴射弁の弁部の冷却が促進される。したがって、燃料噴射弁の内部通路に発生する燃料蒸気量が低減できるので高温再始動時などにエンジンが要求する燃料噴射量よりも実噴射量が低下するのを抑え、燃料噴射量を適正に始動できる程度に確保し、アイドリング状態の安定を保ち、ラフアイドルを防止し、さらにはエンジンストールを防止することができる。
【００１０】
従って、エンジンの高温始動時にとかく始動時初期に要求燃料量が不足する状態を少なくして燃料噴射量を確保して適正なエンジン始動ならびに始動直後のアイドリング状態を確保できる。
請求項２、３または４記載の内燃機関用燃料噴射ノズルによると、樹脂スリ−ブは、弁本体または冷却フィンの一方または両方の外周に圧入または嵌合されているため、簡単な方法により樹脂スリーブを弁本体に固定することができる。
【００１１】
請求項５記載の内燃機関用燃料噴射ノズルによると、冷却フィンは、オリフィスから噴射される燃料の噴霧により冷却が促進されるように燃料噴霧との接触面積が大きくなるよう周方向に凹凸状に形成されているため、冷却フィンの冷却が促進され、弁本体内部の弁部付近の燃料の冷却効率が向上するので、燃料ベーパの発生量を低減できる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明をガソリン機関用燃料供給装置の燃料噴射弁に適用した一実施例を図１〜図４に示す。
【００１３】
まず、内燃機関用燃料噴射装置としての燃料噴射弁を図２に基づいて説明する。図２に示すように、燃料噴射弁１０の樹脂製のハウジングモールド１１の内部に、固定鉄心２１とスプール９１と電磁コイル３２とコイルモールド３１と磁路としての金属プレート９３、９４とが一体成形されている。
固定鉄心２１は強磁性材料からなり、コイルモールド３１の上方から突出するようにハウジングモールド１１内に設けられている。固定鉄心２１の内壁にはアジャスティングパイプ２９が固定されている。
【００１４】
樹脂製のスプール９１の外周に電磁コイル３２が巻かれ、その後にスプール９１と電磁コイル３２との外周にコイルモールド３１が樹脂成形され、コイルモールド３１により電磁コイル３２が包囲されている。コイルモールド３１は、電磁コイル３２を保護する円筒状の筒状部３１ａと、電磁コイル３２から電気的に導出されるリード線を保護するとともに、後述するターミナル３４を保持するために筒状部３１ａから上方に突き出す突出部３１ｂとからなる。そして、コイルモールド３１により一体化された状態で固定鉄心２１の外周にスプール９１と電磁コイル３２とが装着される。
【００１５】
２枚の金属プレート９３と９４は上方の一端が固定鉄心２１の外周に接し、下方の他端が磁性パイプ２３の外周に接するように設けられ、電磁コイル３２への通電時の磁束を通す磁路を形成する部材であり、両側から筒状部３１ａを挟持するように筒状部３１ａの外周に被覆されている。この２枚の金属プレート９３と９４により電磁コイル３２が保護されている。
【００１６】
ハウジングモールド１１の上方にはハウジングモールド１１の外壁から突出するようにコネクタ部１１ａが設けられている。そして、電磁コイル３２に電気的に接続されるターミナル３４がコネクタ部１１ａおよびコイルモールド３１に埋設される。また、ターミナル３４は図示しない電子制御装置にワイヤーハーネスを介して接続されている。
【００１７】
圧縮コイルスプリング２８の一端は、可動鉄心２２に設けられたスプリング座面に当接し、圧縮コイルスプリング２８の他端は、アジャスティングパイプ２９の底部に当接している。圧縮コイルスプリング２８は、可動鉄心２２とニードル２５とを図２の下方へ付勢し、ニードル２５のシート部をバルブボディ２６の弁座２６３に着座させる。図示しない電子制御装置によってターミナル３４からリード線を介して電磁コイル３２に励磁電流が流れると、ニードル２５および可動鉄心２２が圧縮コイルスプリング２８の付勢力に抗して固定鉄心２１の方向へ吸引される。
【００１８】
非磁性パイプ２４は、固定鉄心２１の下部に接続されている。そして、固定鉄心２１の下部に、固定鉄心２１の下端から一部突出するように一方の端部２４ａが接続されている。さらに、非磁性パイプ２４の他方の端部２４ｂの下端には、磁性材料からなり段付きパイプ状に形成された磁性パイプ２３の小径部２３ｂが接続されている。なお、非磁性パイプ２４の他方の端部２４ｂは可動鉄心２２の案内部をなしている。
【００１９】
次に、非磁性パイプ２４および磁性パイプ２３の内部空間には、磁性材料からなり筒状に形成される可動鉄心２２が設けられている。この可動鉄心２２の外径は非磁性パイプ２４の他方の端部２４ｂの内径より僅かに小さく設定され、可動鉄心２２は非磁性パイプ２４に摺動可能に支持されている。また、可動鉄心２２の上端面は、固定鉄心２１の下端面と所定の隙間を介して対向するように設けられている。
【００２０】
ニードル２５の上部には接合部４３が形成されている。そして、接合部４３と可動鉄心２２とがレーザ溶接され、ニードル２５と可動鉄心２２とが一体に連結される。接合部４３の外周には燃料通路としての二面取りが設けられている。
固定鉄心２１の上方には、燃料タンクから燃料ポンプ等によって圧送され、燃料噴射弁１０内に流入する燃料中のゴミ等の異物を除去するフィルタ３３が設けられている。
【００２１】
固定鉄心２１内にフィルタ３３を通して流入した燃料は、アジャスティングパイプ２９からニードル２５の接合部４３に形成された二面取り部との隙間、さらには、バルブボディ２６の円筒面２６１とニードル２５の摺動部４１に形成された四面取り部との隙間を通過し、ニードル２５の先端の当接部２５１と弁座２６３とよりなる弁部に到り、この弁部から円筒孔８を形成する円筒面２６４に到る。
【００２２】
次に、燃料噴射弁１０の吐出部５０の構成について図１に基づいて説明する。
磁性パイプ２３の大径部２３ａの内部には、中空円盤状のスペーサ２７を介してバルブボディ２６が挿入されレーザ溶接されている。スペーサ２７の厚さは、図２に示す固定鉄心２１と可動鉄心２２との間のエアギャップを所定値に保持するように調節される。バルブボディ２６の内壁には、ニードル２５の摺動部４１が摺動する円筒面２６１と、ニードル２５の円錐状の当接部２５１が着座する弁座２６３とが形成されている。さらに、バルブボディ２６の底部中央には、円筒面２６４で形成される円筒孔８が設けられている。
【００２３】
ニードル２５には、磁性パイプ２３の大径部２３ａの内壁に収容されるスペーサ２７の下端面から所定の隙間を介して対向するようにフランジ３６が形成されている。このフランジ３６は、ニードル２５の全長のうちニードル２５の先端に形成される当接部２５１側に形成され、フランジ３６の下方にはバルブボディ２６に形成される円筒面２６１に摺動可能となる摺動部４１が形成されている。
【００２４】
そして、バルブボディ２６の円筒孔８の出口に流れ制御機構５１が設けられている。この流れ制御機構５１は、図１に示すように、ニードル２５、バルブボディ２６およびオリフィスプレート５２の形状、位置およびこれらの組合せ等より構成されている。これらの特徴をそれぞれ順次説明する。(1) ニードル２５は、図１に示すように、その先端部に球面２５５が形成されている。図１は閉弁状態を示しており、この閉弁状態で当接部２５１と弁座２６３とが接点となり、この接点の集合体が円環状線となっている。(2) バルブボディ２６は、図１に示す円筒面２６１、円錐斜面２６２および円筒孔８を形成する円筒面２６４からなり、これらの各面２６１、２６２、２６４の境界線は円状となっている。(3) オリフィスプレート５２は、例えばステンレス製で、流れ制御機構５１の一部を構成し、バルブボディ２６の先端に溶接例えば全周溶接により接合される。このオリフィスプレート５２には、４個のオリフィス５４、５５、５６、５７（５５、５７は図示せず）が板厚方向に貫通して形成されている。
【００２５】
次に、このオリフィスプレートの冷却機構８１について説明する。
冷却機構８１を構成するオリフィスプレート５２は、冷却フィンとして機能し、熱伝導性の良好な金属製例えばステンレス製で、プレート部６１と円筒部６２からなり、カップ状に一体成形されている。円筒部６２の最外径は、バルブボディ２６の外径と同等に設定されている。この円筒部６２は、冷却機の機能を有し、エンジン吸気通路に連通する通路の内気に接触し、燃料噴射弁１０のバルブボディ２６が高温環境に曝された場合の冷却効果を発揮する。
【００２６】
スリーブ７１は、樹脂製で、一端取付け側の内周壁に突き出す嵌合用の凸部７２が形成され、この凸部７２がバルブボディ２６の外周に形成される凹溝７３に圧入により嵌合結合している。スリーブ７１の他端出口側は径方向内側にＬ字状に折り曲げられる曲折部７４がスリーブ７１と一体に円環状に成形されている。この曲折部７４は、オリフィスプレート５２を内部に包む方向に折り曲げられているため、このオリフィスプレート５２を保護する役割がある。
【００２７】
組付け時、オリフィスプレート５２は、バルブボディ２６の先端に溶接、たとえば、全周溶接により接合される。次いで、スリーブ７１を図１で下から上方向に挿入し、凸部７２がバルブボディ２６の凹溝７３に嵌合するまで押し込む。この押し込み時、円筒部６２の外周またはバルブボディ２６の外周の一方、または円筒部６２の外周とバルブボディ２６の外周との両方に樹脂スリーブ７１を圧入する。
【００２８】
燃料噴射の作動時、バルブボディ２６の弁座２６３からニードル２５の当接部２５１が離間することにより弁開動作をするのであるが、この弁開動作時、バルブボディ２６の内部通路内の燃料が円筒面２６４で形成される円筒孔８に流入し、オリフィス５４、５５、５６、５７で方向制御され、このオリフィス５４、５５、５６、５７からこの場合２方向に扇状に噴射される。このとき、燃料の霧状の粒子の一部が冷却フィンとして機能する円筒部６２に付着し、また、燃料噴霧の気化熱によりこの円筒部６２及びプレート部６１が冷却される。これにより、円筒部６２及びプレート部６１からなる冷却機構の冷却フィンとしての機能によりバルブボディ２６ならびにニードル２５が冷却される。したがって、噴射後の冷却効果が発揮される。
【００２９】
例えば、エンジンが高温環境に曝された場合のエンジン再始動時、弁開時に円筒孔８、オリフィス５４、５５、５６、５７を通して噴出された燃料によって冷却された円筒部６２が相対的に周囲よりも低温となり、バルブボディ２６の熱を奪うことにより、バルブボディ２６内の燃料蒸気の発生を抑制し、燃料噴射量の極端な低下を防止し、エンジンが要求する燃料量の不足を回避して高温再始動時のエンジンの運転性能を良好に保つ。
【００３０】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図３および図４に示す。図３および図４に示す第２実施例は、前述のオリフィスプレート５２に代えて、形状の異なるオリフィスプレート１５２に変更した例である。
オリフィスプレート１５２は、プレート部６１とこのプレート部６１からＬ字状に湾曲するフィン部１５３とからなる。フィン部１５３は、周方向に凹凸状に環状に形成されており、図４に示すように、凹部１５４とスリーブ７１の内周壁面との間に空気層１５６が形成される。この空気層１５６は、フィン部１５３の周方向に４個形成されている。また、径外側から見て凸状の凸部１５５はスリーブ７１の内周壁に圧入されている。その他の構成部分については、図１に示す第１実施例と同様であるので、その他の部分の構成ならびに作用効果については説明を省略する。
【００３１】
この第２実施例によると、燃料噴射弁１０の開弁時、円筒孔８からオリフィス５４、５５、５６、５７を通して噴射される燃料は扇状に広がって、スリーブ７１の開口部から放射状に噴射される。このとき、オリフィス５４、、５５、５６、５７から噴射される霧状の燃料が円筒部１５３の凹部１５４または凸部１５５の内壁にあたり、このステンレス製のオリフィスプレート１５２の材質と相まって、このオリフィスプレート１５２から熱を奪う。したがって、このオリフィスプレート１５２は周囲の環境温度よりも相対的に低温となるため、このオリフィスプレート１５２が冷却作用を果たし、バルブボディ２６ならびにニードル２５を冷却する。
【００３２】
この第２実施例においては、特に、オリフィスプレート１５２の円筒部１５３がその周方向に凹凸状の形状をもち、燃料噴霧が接触する接触面積が相対的に大きく形成されていることから、環境温度よりも相対的に低温の燃料噴霧がオリフィスプレート１５２から熱を奪う量が相対的に大となるので、オリフィスプレート１５２が冷却フィンとして作用し、この冷却フィンによるバルブボディ２６ならびにニードル２５の冷却効果が大となる。
【００３３】
特に、エンジン高温再始動時などのように、図示しないエンジンヘッドからの伝熱によりバルブボディ２６ならびにニードル２５の温度が相対的に高温となることによって燃料噴射弁１０の内部通路内の燃料が高温となり燃料蒸気が発生するような時、オリフィスプレート１５２が冷却フィンとして機能し、この冷却作用により燃料噴射弁内部の燃料蒸気の発生を抑制する。したがって、燃料蒸気の発生量が相対的に燃料噴射弁１０の内部において抑制されることから、高温再始動直後の燃料の流通が確保され、この燃料噴射により噴射燃料による冷却効果がオリフィスプレート１５２に働き、このオリフィスプレート１５２の冷却によりバルブボディ２６ならびにニードル２５が冷却される。従って、高温再始動時などのようなエンジンが高温環境に曝された場合に噴射量の極端な低下を防止し、機関の運転性能の悪化を防止するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による内燃機関用燃料噴射ノズルの噴射ノズル部を示す断面図である。
【図２】本発明を適用した燃料噴射弁の縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施例による内燃機関用燃料噴射ノズルのノズル部を示す断面図である。
【図４】図３に示すIV−IV線断面図である。
【符号の説明】
８    噴孔（円筒孔）
１０    燃料噴射弁
２５    ニードル（弁部材）
２６    バルブボディ（弁本体）
４１    摺動部
５２    オリフィスプレート（冷却フィン）
５４、５６    オリフィス
６１    プレート部（冷却フィン）
６２    円筒部
７１    樹脂スリ−ブ
７２    凸部
７３    凹溝
７４    曲折部
８１    冷却機構
１５２    オリフィスプレート
１５３    フィン部（冷却フィン）
１５４    凹部
１５５    凸部
１５６    空気層
２６４    円筒面
【図１】
0003687125.tif 000002
【図２】
0003687125.tif 000003
【図３】
0003687125.tif 000004
【図４】
0003687125.tif 000005