(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料の微粒化を促進することができる燃料噴射弁を提供する。【解決手段】ノズルプレート８は、中心部が燃料噴射弁の外部側（エンジンの燃焼室側）に向かって球面状に凸となる凸部45が形成されている。この凸部４５には、ノズルプレート８の中心とする同心円上にほぼ均等な位置に4つの燃料噴射孔４４が形成されている。燃料噴射孔４４は凸部４５を球面の一部とする球体の中心方向からの径方向を軸とする円筒状に形成されている。【選択図】図２
2014066186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉弁可能に設けられた弁体と、
閉弁時に前記弁体が座る弁座が形成されるとともに、下流側に開口部を有する弁座部材と、
前記弁座部材の下流も設けられ、中心部が外部に向かって球面状に凸となる凸部を有するノズルプレートと、
前記ノズルプレートの凸部に形成され、外部に貫通する噴射孔と、
を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃料噴射に用いられる燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、燃料噴射弁の噴射口に設けられた放出オリフィスディスクの中心部分を、燃料噴射弁の軸方向に円錐状に突出させ、その辺の部分に燃料を噴射する円形開口部を設けたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５３８３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術では、燃料を噴射する円形開口部が円錐状に突出させた辺の部分に設けられているため、放出オリフィスディスクの軸方向断面形状において、直線形状の部分に円形開口部が設けられていることとなる。そのため、円形開口部の壁面に沿った流れが生じないため、噴射後の噴霧拡散が促進させず、燃料の微粒化が促進されないおそれがあった。
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、燃料の微粒化を促進することができる燃料噴射弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本願発明では、弁座部材の下流も設けられたノズルプレートの中心部に外部に向かって球面状に凸となる凸部を設け、ノズルプレートの凸部に外部に貫通する噴射孔を設けた。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、燃料の微粒化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の燃料噴射弁の軸方向断面図である。
【図２】実施例１の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。
【図３】実施例１のノズルプレートを他端側から見た平面図である。
【図４】実施例１の燃料噴射弁の開弁時の燃料の流れを示す図である。
【図５】比較例のノズルプレートの燃料噴射孔付近の断面模式図である。
【図６】実施例１のノズルプレートの燃料噴射孔付近の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
実施例１の燃料噴射弁1について説明する。
［燃料噴射弁の構成］
図１は燃料噴射弁1の軸方向断面図である。この燃料噴射弁1は、自動車用ガソリンエンジンに用いられるものであって、インテークマニホールド内に向けて燃料を噴射する、所謂低圧用の燃料噴射弁である。以下では、図１において燃料噴射弁1の紙面上方を一端、紙面下方を他端と記す。
燃料噴射弁1は、磁性筒体2と、磁性筒体2内に収容されるコア筒体3と、軸方向に摺動可能な弁体4と、弁体4と一体に形成された弁軸5と、閉弁時に弁体4により閉鎖される弁座6を有する弁座部材7と、開弁時に燃料が噴射される燃料噴射孔を有するノズルプレート8と、通電時に弁体4を開弁方向に摺動させる電磁コイル9と、磁束線を誘導するヨーク10とを有している。
【０００９】
磁性筒体2は、例えば電磁ステンレス鋼等の磁性金属材料により形成された金属パイプ等からなり、深絞り等のプレス加工、研削加工等の手段を用いることにより、図１に示すように段付き筒状をなして一体に形成されている。磁性筒体2は、一端側に形成された大径部11と、大径部11よりも小径であって他端側に形成された小径部12とを有している。
小径部12には、一部を薄肉化した薄肉部13が形成されている。小径部12は、薄肉部13より一端側にコア筒体3を収容するコア筒体収容部14と、薄肉部13より他端側に弁部材15（弁体4、弁軸5、弁座部材7）を収容する弁部材収容部16とに分けられている。薄肉部13は、後述するコア筒体3と弁軸5が磁性筒体2に収容された状態で、コア筒体3と弁軸5との間の隙間部分を取り囲むように形成されている。薄肉部13は、コア筒体収容部14と弁部材収容部16との間の磁気抵抗を増大させ、コア筒体収容部14と弁部材収容部16間を磁気的に遮断している。
大径部11の内径は弁部材15に燃料を送る燃料通路17を構成しており、大径部11の一端部には燃料を濾過する燃料フィルタ18が設けられている。燃料通路17にはポンプ47が接続されている。このポンプ47は、ポンプ制御装置54により制御されている。
【００１０】
コア筒体3は中空部19を有する円筒形に形成されており、磁性筒体2のコア筒体収容部14に圧入されている。中空部19には、圧入等の手段により固定されたばね受部材20が収容されている。このばね受部材20の中心には軸方向に貫通した燃料通路43が形成されている。
弁軸5は大径部22と、外形が大径部22より小径に形成された小径部23とを有している。大径部22の端部にはばね挿入孔24が穿設されている。このばね挿入孔24の底部は、ばね挿入孔24よりも小径に形成されたばね座り部25が形成されるとともに、段部のばね受部26が形成されている。小径部23の端部には燃料通路孔27が形成されている。この燃料通路孔27はばね挿入孔24と連通している。小径部23の外周と燃料通路孔27とは貫通した燃料流出孔28が形成されている。
【００１１】
小径部23の先端には弁体4が溶接により一体に固定されている。なお図中の黒半円や黒三角は溶接箇所を示している。弁体4の外形は略球体状に形成されており、周上に燃料噴射弁1の軸方向に対して並行に削られた燃料通路面21を有している。
弁座部材7は、略円錐状の弁座6と、弁座6より一端側に弁体4の径とほぼ同型に形成された弁体保持孔30と、弁体保持孔30から一端開口側に向かうにつれて大径に形成された上流開口部31と、弁座6の他端側に開口する下流開口部48とが形成されている。弁座6は、約角度45°で弁体保持孔30から下流開口部48へ向かって径が小さくなるように形成され、閉弁時には弁体4が弁座6に座るようになっている。弁座部材7の他端側には、中間プレート41およびノズルプレート8が溶接されている。中間プレート41の中心には軸方向に貫通するオリフィス孔42が形成されている。このオリフィス孔42は、弁座部材7の下流開口部48より小径に形成されている。ノズルプレート8には中心部分に4つの燃料噴射孔44が形成されている。
【００１２】
弁軸5および弁体4は、磁性筒体2に軸方向摺動可能に収装されている。弁軸5のばね受部26とばね受部材20との間にコイルバネ29が設けられ、弁軸5および弁体4を他端側に付勢している。弁座部材7は磁性筒体2に挿入され、溶接により磁性筒体2に固定されている。磁性筒体2の一端部外周には、燃料を送るポンプの配管に接続するためのOリング39が設けられている。
磁性筒体2のコア筒体3の外周には電磁コイル9が挿嵌されている。すなわち、電磁コイル9はコア筒体3の外周に配置されることとなる。電磁コイル9は、樹脂材料により形成されたボビン32と、このボビン32に巻回されたコイル33とから構成されている。コイル33は、コネクタピン34を介して電磁コイル制御装置55に接続されている。
【００１３】
ヨーク10は中空の貫通孔を有し、一端開口側に形成された大径部35と、大径部35より小径に形成された中径部36と、中径部36より小径に形成され他端開口側に形成された小径部37から構成されている。小径部37は、弁部材収容部16の外周に嵌合されている。中径部36の内周には電磁コイル9が収装されている。大径部35の内周には連結コア38が配置されている。
連結コア38は磁性金属材料等により略Ｃ字状に形成されている。連結コア38により大径部35と磁性筒体2とが接続している。つまり、ヨーク10は小径部37と大径部35において磁性筒体2と接続しており、電磁コイル9の両端部で磁性筒体2と磁気的に接続されていることとなる。ヨーク10の他端側先端には、燃料噴射弁1をエンジンの吸気ポートと接続するためのOリング40を保持し、かつ磁性筒体先端を保護するためのプロテクタ52が取り付けられている。
燃料噴射弁1の図１に示すように、大部分が樹脂カバー53により被覆されている。樹脂カバー53に被覆されている部分は、磁性筒体2の大径部11の一端部を除いた部分から小径部12の電磁コイル9設置位置まで、電磁コイル9とヨーク10の中径部36との間、連結コア38の外周と大径部35との間、大径部35の外周、中径部36の外周、およびコネクタピン34の外周である。コネクタピン34の先端部分は樹脂カバー53が開口して形成されており、コントロールユニットのコネクタが差し込まれるようになっている。
【００１４】
コネクタピン34を介して電磁コイル9に給電されると磁界が発生し、この磁界の磁力によって、弁体4および弁軸5をコイルばね29の付勢力に抗して開弁させる。これによりポンプから供給された燃料がエンジンの燃焼室に噴射される。
コネクタピン34を介して電磁コイル9に給電されると磁界が発生し、この磁界の磁力によって、弁体4および弁軸5をコイルばね29の付勢力に抗して開弁させる。
電磁コイル制御装置55は、クランク角を検出するクランク角センサからの情報に基づいて計算した燃焼室側に燃料を噴射するタイミングに応じて、電磁コイル9のコイル33に通電して燃料噴射弁1を開弁させる。
【００１５】
［ノズルプレートの構成］
図２は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。図３はノズルプレート8を他端側から見た平面図である。
ノズルプレート8は、中心部が燃料噴射弁1の外部側（エンジンの燃焼室側）に向かって球面状に凸となる凸部45が形成されている。この凸部45には、ノズルプレート8の中心とする同心円上にほぼ均等な位置に4つの燃料噴射孔44が形成されている。燃料噴射孔44は凸部45を球面の一部とする球体の中心方向からの径方向を軸とする円筒状に形成されている。燃料噴射孔44は、軸方向において中間プレート41のオリフィス孔42を重ならない位置に形成されている。
【００１６】
［作用］
図４は燃料噴射弁1の開弁時の燃料の流れを示す図である。開弁すると弁体4と弁座6との間を燃料が通過し、弁座部材7の下流開口部48を供給される。実施例１では、下流開口部48と連通する中間プレート41のオリフィス孔42の径は下流開口部48の径よりも小さく形成されているため、オリフィス孔42を燃料が通過するときに燃料の流速が増加する。これにより、燃料噴射孔44から噴射する燃料の微粒化を促進することができる。
オリフィス孔42を通過した燃料はノズルプレート8の凸部45の中心部に衝突し、ノズルプレート8の中心部から外側に向かう流れが生じる。実施例１では、ノズルプレート8の凸部45と中間プレート41とにより成す空間の体積は、中心部から外側に行くほど小さくなっている。そのため、燃料は外側に向かうに連れて流速が増加する。また実施例１では燃料噴射孔44は、ノズルプレート8の凸部45の中心部よりも外側に形成されているため、流速の速い燃料が燃料噴射孔44から噴射されることとなるため、燃料噴射孔44の下流での噴霧の広がりが大きくなり、燃料の微細化を促進することができる。
【００１７】
また、実施例１ではノズルプレート8の凸部45を球面状に形成し、その凸部45に燃料噴射孔44を形成した。図５は比較例のノズルプレート8の燃料噴射孔44付近の断面模式図である。図６は実施例１のノズルプレート8の燃料噴射孔44付近の断面模式図である。比較例ではノズルプレート8の凸部45を直線状に形成している。
ノズルプレート8の面に沿って流れる燃料はノズルプレート8の接線方向に流れる。そのため、ノズルプレート8の凸部45を直線状に形成すると、ノズルプレート8の面に沿って流れる燃料は燃料噴射孔44の上を通過することとなる。最終的に燃料は燃料噴射孔44から噴射されることとなるが、噴射される燃料は燃料噴射孔44の軸心部分を通過するため、噴射後の燃料噴霧の広がりが小さく、燃料の微粒化を促進することができない。
実施例１では、ノズルプレート8の凸部45を球面状に形成したため、この凸部45に形成した燃料噴射孔44のノズルプレート8中心側の縁の位置の接線方向に対して、外側の縁の高さが高くなる。そのため、ノズルプレート8の面に沿って流れる燃料は、燃料噴射孔44のノズルプレート8の外側の縁に衝突し、燃料噴射孔44の壁面に沿った流れが生じる。そのため、噴射後の燃料噴霧の広がりが大きく、燃料の微粒化を促進することができる。
【００１８】
［効果］
開閉弁可能に設けられた弁体4と、閉弁時に前記弁体が座る弁座6が形成されるとともに、下流側に下流開口部48（開口部）を有する弁座部材7と、弁座部材7の下流も設けられ、中心部が外部に向かって球面状に凸となる凸部45を有するノズルプレート8と、ノズルプレート8の凸部45に形成され、外部に貫通する燃料噴射孔44（噴射孔）と、を設けた。
これにより、噴射後の燃料噴霧の広がりが大きく、燃料の微粒化を促進することができる。
【００１９】
〔他の実施例〕
以上、本願発明を実施例１に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
また、中間プレート41のオリフィス孔42の径は、燃料噴射孔44の開口面積の総和よりオリフィス42の開口面積が大きくなるように形成されている。これにより、中間プレート41とノズルプレート8の凸部45から成す空間の圧力を確保することが可能となり、オリフィス孔42を燃料が通過するときの燃料流速を確保することができる。
（燃料噴射孔の数の変更）
実施例１の燃料噴射弁1では、燃料噴射孔4を４つ形成したが、燃料噴射孔4の個数は燃料噴射量の設計に応じて適宜変更しても良い。
【符号の説明】
【００２０】
1    燃料噴射弁
4    弁体
6    弁座
7    弁座部材
8    ノズルプレート
44    燃料噴射孔（噴射孔）
45    凸部
48    下流開口部（開口部）
【図１】
2014066186.tif 000003
【図２】
2014066186.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014066186.tif 000006
【図５】
2014066186.tif 000007
【図６】
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