(57)【要約】【課題】  噴孔の内壁やニードルの噴孔側端面と噴孔との間のデッドボリュームに堆積する燃料やデポジットなどの付着物を低減する。【解決手段】  ニードルの噴孔側端面には、噴孔の出口まで入り込む燃料押出し部材が設けられ、前記ニードルと前記燃料押出し部材が協働し、前記ニードルが前記弁ボデーに着座する毎に、前記噴孔の内壁および前記噴孔近傍に存在する燃料やデポジットなどの付着物を外部へ押出すことを特徴とする燃料噴射弁を提供する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔を備えた弁ボデーと、
前記弁ボデーに着座および離座することで前記噴孔を開閉するニードルとを備える燃料噴射弁において、
前記ニードルの噴孔側端面には、前記噴孔の出口まで入り込む燃料押出し部材が設けられ、
前記ニードルと前記燃料押出し部材が協働し、前記ニードルが前記弁ボデーに着座する毎に、前記噴孔の内壁および前記噴孔近傍に存在する付着物を外部へ押出すことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記燃料押出し部材が、前記噴孔に沿って摺動可能なように、前記噴孔と同形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記噴孔が斜めに形成されている場合に、前記噴孔全体の体積に対する前記燃料押出し部材の体積が大きくなるように、前記燃料押出し部材が、楕円筒形状であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記ニードルが回転することにより、前記燃料押出し部材と前記噴孔との位置がずれるのを防止するために、前記ニードル上部に鍵溝を設けたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射弁に関し、例えば内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射弁としては内燃機関へ供給する燃料の流通および遮断を正確に行うために弁座に着座および離座するニードルを、ニードルに連結され協働する可動コアを介してコイルが発生する磁気吸引力によって固定コアに接離するものが知られている。（特許文献１参照）燃料噴射弁は、内燃機関における燃焼効率を向上する観点から、燃料の噴射量を調整する性能（調量性能）と燃料をシリンダ内に噴霧する性能（噴霧性能）とを高めることが要求される。
【特許文献１】特開２０００−８９９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の従来技術では、噴孔の内壁やニードルの噴孔側端面と噴孔との間のデッドボリュームに燃料が堆積し易く、堆積した燃料が内燃機関の燃焼室から伝達される燃焼熱や火炎により炭化することでカーボンデポジットが生成され、時間経過とともにカーボンデポジットが堆積し、燃料の調量性能や噴霧性能に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、噴孔の内壁やニードルの噴孔側端面と噴孔との間のデッドボリュームに堆積する燃料やデポジットなどの付着物を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明においては、噴孔を備えた弁ボデーと、前記弁ボデーに着座および離座することで前記噴孔を開閉するニードルとを備える燃料噴射弁において、前記ニードルの噴孔側端面には、前記噴孔の出口まで入り込む燃料押出し部材が設けられ、前記ニードルと前記燃料押出し部材が協働し、前記ニードルが前記弁ボデーに着座する毎に、前記噴孔の内壁および前記噴孔近傍に存在する付着物を外部へ押出すことを特徴とする燃料噴射弁を提供する。
【０００６】
これによると、燃料押出し部材がニードルと協働することで、ニードルが弁ボデーに着座する毎に噴孔近傍の燃料をエンジンの燃焼室へ押し出すため、燃料の遮断および燃料の押出しを同時に、且つ、確実に行なうことが出来る。
【０００７】
また、燃料押出し部材が噴孔の出口まで入り込むため、噴孔の内壁やニードルの噴孔側端面と噴孔との間のデッドボリュームを小さく出来、且つ、デポジットが堆積し易い噴孔出口付近に存在する燃料やデポジットなどの付着物を押出すことが出来る。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明のように、前記燃料押出し部材が、前記噴孔に沿って摺動可能なように、前記噴孔と同形状に形成されていると良い。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明のように、前記噴孔が斜めに形成されている場合に、前記噴孔全体の体積に対する前記燃料押出し部材の体積が大きくなるように、前記燃料押出し部材が、楕円筒形状であると良い。
【００１０】
これによると、噴孔が傾斜している場合に、燃料押出し部材を噴孔出口まで伸ばすことが出来るため、噴孔に堆積する燃料やデポジットなどの付着物を低減することが出来る。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明のように、前記ニードルが回転することにより、前記燃料押出し部材と前記噴孔との位置がずれるのを防止するために、前記ニードル上部に鍵溝を設けると良い。
【００１２】
これによると、噴孔に対する燃料押出し部材の位置を所望の位置に決定することが出来、燃料押出し部材は、ニードルの摺動によりその位置が変わることがなく、常に噴孔近傍に堆積する燃料やデポジットなどの付着物を押出すことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本実施形態では、燃料噴射弁（以下、インジェクタと呼ぶ）は内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）、特にガソリンエンジンに用いられる。インジェクタは、噴孔部分がエンジンの燃焼室に臨むように設けられる。インジェクタには、高圧燃料ポンプにより加圧された高圧燃料が、燃料分配管を介して供給される。
【００１４】
なお、インジェクタに供給される燃料はプレッシャーレギュレーターによって所定の圧力（例えば２〜１３ＭＰａ）に調圧されている。
【００１５】
本発明の実施形態の構成を図面に従って説明する。図１および図２は燃料噴射弁の構成を示す断面図である。図１は全体の構成を示し、図２は図１の噴孔２１部分をさらに拡大した図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、インジェクタは、略円筒形状であり、一端から燃料を受けインジェクタ内部の燃料通路を経由して他端から燃料を噴射する。インジェクタは燃料の噴射を遮断および許容する弁部Ｂと、弁部Ｂを駆動する電磁駆動部Ｓとを備えており、一端から燃料通路内に流入した燃料を弁部Ｂからエンジンの気筒に噴射供給する。
【００１７】
弁部Ｂは、図１および図２に示すように、弁ボデー１２と、多孔噴孔盤１０１と、ニードル３０とを含んで構成される。
【００１８】
弁ボデー１２は、段差付きの略円筒状に形成されている。前記弁ボデー１２の内側には、ニードル３０の端面が当接または離間する弁座１４が設けられている。弁座１４の内側には、燃焼室に連通する連通孔２２が設けられている。
【００１９】
なお、前記弁ボデー１２は、弁ハウジング１６の噴孔２１側端部の内周側に固定されている。ここで弁ボデー１２が燃料圧力により弁ハウジング１６から脱落するのを防止するため、前記弁ハウジング１６の噴孔２１側の内周側には段差が設けられ、この弁ハウジング１６に設けられた段差と前記弁ボデー１２の外周に設けられた段差とが当接されている。
【００２０】
多孔噴孔盤１０１は、板状に形成され、インジェクタ内側と外側（燃焼室側）の間を貫通する噴孔２１が複数設けられている。前記多孔噴孔盤１０１は、前記弁ボデー１２の燃焼室側端面に固定されている。
【００２１】
ニードル３０は、略円筒状に形成され、噴孔側端面に噴孔２１に入り込む燃料押出し部材１０２を備えている。前記燃料押出し部材１０２は、弁座１４から噴孔出口までのデッドボリュームを小さくするため、噴孔２１と同形状に形成されている。前記ニードル３０は、弁座１４にニードル３０の端面を着座および離座可能となるように、弁ボデー１２内に軸方向に摺動可能に収められている。
【００２２】
このように構成された弁部Ｂでは、ニードル３０の外周側を燃料が通っている。このニードル３０が弁ボデー１２に着座した状態のとき、燃料の噴射が遮断されると共に、ニードル３０に設けられた燃料押出し部材１０２が噴孔２１に沿って摺動することにより、噴孔２１近傍に堆積する燃料やデポジットなどの付着物がエンジンの燃焼室へ押出される。一方、離座した状態のとき弁座１４の内側に設けられた連通孔２２から噴孔２１を介して燃焼室へ燃料が噴射される。
【００２３】
電磁駆動部Ｓは、図１および図２に示すように、筒部材４０、可動コア５０、固定コア５４、アジャスティングパイプ５６、スプリング５８、コイル６０とを有する。
【００２４】
筒部材４０は、弁ハウジング１６の燃料入口側の内周壁に固定されている。
【００２５】
可動コア５０は、段差付きの略円筒状に磁性材料で形成されている。前記可動コア５０は、ニードル３０の燃料入口側の端部と溶接等により固定されており、ニードル３０と協働する。
【００２６】
固定コア５４は、磁性材料で略円筒状に形成される。前記固定コア５４は、筒部材４０の内周壁に挿入され、可動コア５０に対し燃料入口側方向かつ可動コア５０と向き合う位置に固定されている。
【００２７】
アジャスティングパイプ５６は、略円筒状に形成されている。前記アジャスティングパイプ５６は、固定コア５４の内周に固定され、内部に燃料通路を備えている。
【００２８】
スプリング５８は、一端部をアジャスティングパイプ５６に係止され、他端部を可動コア５０に係止されており、可動コア５０を噴孔２１側に付勢している。
【００２９】
コイル６０は、樹脂製などのスプール（図示せず）に巻回されている。前記スプールは筒部材４０の外周に固定されている。コイル６０の端部は、２つのターミナル（図示せず）として引き出されており、外部電源等からターミナルへ電流が供給される。
【００３０】
ここでコイル６０、スプール、ターミナルは駆動コイルを構成しており、コイル６０に通電し、磁気吸引力を発生することにより、可動コア５０を固定コア５４側に吸引する。
【００３１】
このように構成された電磁駆動部Ｓでは、コイル６０に通電し磁気吸引力が発生した状態のとき、固定コア５４は可動コア５０を磁気吸引する。前記可動コア５０は、ニードル３０と協働することで、ニードル３０を弁座１４から離間する。一方、コイル６０への通電を切断し磁気吸引力が消失した状態のとき、ニードル３０は、スプリング５８による弁座１４側への付勢力によって、弁座１４に着座する。
【００３２】
図３乃至５は、本発明の別の実施形態である。図３はインジェクタの噴孔部分の断面図であり、図４は図３の燃料押出し部材３０２部分をさらに拡大した図であり、図３の燃料押出し部材３０２の断面形状を説明する説明図である。
【００３３】
図３及び図４に示すように、多孔噴孔盤３０１に設けられた噴孔２１は、斜めに形成されている。
【００３４】
図５に示すように、燃料押出し部材３０２の断面形状は、噴孔２１の入口側断面積と出口側断面積の重なる部分に合うような略楕円状に形成されている。このため、燃料押出し部材３０２を噴孔２１の出口まで伸ばすことが可能となっている。よって、噴孔２１全体の体積に対する燃料押出し部材３０２の体積を大きくすることが出来る。
【００３５】
図４及び図５に示すように、燃料押出し部材３０２の噴孔２１に入り込んでいる部分の体積は次式（１）のようになる。そして噴孔２１に堆積し得る燃料量は次式（２）のようになる。（ここで、ｄ１は燃料押出し部材３０２の短いほうの軸の直径であり、ｄ３は燃料押出し部材３０２の長いほうの軸の直径であり、ｈは噴孔２１入口から燃料押出し部材３０２の端面までの高さであり、ｄ２は噴孔２１出口（及び入口）の短いほうの軸の直径であり、ｄ４は噴孔２１出口（及び入口）の長いほうの軸の直径であり、ｔは噴孔２１の高さである。）
【００３６】
（数１）
Ｖｐ＝×ｈ×噴孔数・・・（１）
【００３７】
（数２）
Ｖｄ＝×ｔ−×ｈ×噴孔数・・・（２）
このように構成されたインジェクタは、ニードルの外周を燃料が通っており、ニードル３０が弁ボデー１２に着座した状態のとき、燃料の噴射が遮断されると共に、ニードル３０に設けられた燃料押出し部材３０２により、噴孔２１近傍に堆積する燃料やデポジットなどの付着物がエンジンの燃焼室へ押出される。一方、離座した状態のとき弁座１４の内側に設けられた連通孔２２から噴孔２１を介して燃焼室へ燃料が噴射される。
【００３８】
図６は、本発明の別の実施形態であり、インジェクタの噴孔部分の断面図である。
【００３９】
図６に示すように、ニードル３０の噴孔２１側端面には、噴孔２１と同形状の燃料押出し部材６０１が設けられており、弁ボデー１２に設けられた噴孔２１近傍に堆積する燃料やデポジットなどの付着物をエンジンの燃焼室へ押出す。
【００４０】
図７は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００４１】
図７に示すように、ニードル３０および可動コア５４とからなる弁部材の上流側には、鍵溝凹部７０１が設けられており、筒部材４０には、鍵溝凸部７０２が設けられている。前記弁部材は、鍵溝凹部７０１と鍵溝凸部７０２とが当接するように筒部材４０に収容されている。このように構成されたインジェクタでは、噴孔２１に対する燃料押出し部材１０２の位置を所望の位置に決定することが出来る。このため燃料押出し部材１０２は、ニードル３０の摺動によりその位置が変わることがなく、常に噴孔２１近傍に堆積する燃料やデポジットなどの付着物を押出すことが出来る。
【００４２】
本発明によると、燃料押出し部材がニードルと協働することで、ニードルが弁ボデーに着座する毎に噴孔近傍の燃料をエンジンの燃焼室へ押し出すため、燃料の遮断および燃料の押出しを同時に、且つ、確実に行なうことが出来る。
【００４３】
また、燃料押出し部材が噴孔の出口まで入り込むため、噴孔の内壁やニードルの噴孔側端面と噴孔との間のデッドボリュームを小さく出来、且つ、デポジットが堆積し易い噴孔出口付近に存在する燃料やデポジットなどの付着物を押出すことが出来る。
【００４４】
さらにまた、ニードルが弁ボデーに着座し、燃料を遮断している間は、燃料押出し部材が噴孔出口まで入り込んだ状態が保持されているため、デポジットの付着を防止することが出来る。
【００４５】
なお、本発明に用いられる構成は本発明の課題を達成出来るものであれば、本実施形態の構成に限定されない。例えば圧電素子（ピエゾ素子など）によりニードルを変位させるようにした構造の燃料噴射弁に本発明を適用しても良く、本発明を適用したインジェクタをディーゼルエンジンに用いても良く、本発明を適用したインジェクタをエンジンの吸気管に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（１）である。
【図２】図１の噴孔２１部分の拡大図である。
【図３】本発明における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（２）である。
【図４】図３の噴孔２１部分の拡大図である。
【図５】図３の燃料押出し部材３０２の断面形状を説明する説明図である。
【図６】本発明における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（３）である。
【図７】図１のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１２  弁ボデー（弁本体）
１４  弁座
２１  噴孔
３０  ニードル
５０  可動コア
５４  固定コア
５８  スプリング（付勢部材）
６０  コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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