(57)【要約】【課題】弁座を一層効果的に冷却可能な燃料噴射装置を開発することを課題とするものである。【解決手段】弁座１１は、シート面１１ａ、燃料噴射口１１ｂ、シート面１１ａ側に設けられた小径部１１ｃ、燃料噴射口１１ｂの出口側に設けられた大径部１１ｄ、および小径部１１ｃと大径部１１ｄとの間においてその内部に設けられたドーナツ状の燃料溜室１６を含む。大径部１１ｄは、弁本体９の内部に圧入される径を有するが、小径部１１ｃは弁本体９の内径より小さい径を有し、そのために小径部１１ｃの側壁と弁本体９の内壁との間にリング状の空間が生じて、それが燃料溜室１６と燃料通路の一部たる燃料旋回路１３とを連通する連通路１５となっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射孔を有する弁座、燃料に旋回エネルギ−を与えて上記燃料噴射孔に上記燃料を供給する旋回体、上記燃料噴射孔を開閉する弁体、および上記旋回体を経由して上記燃料噴射孔に至る燃料通路を備えた燃料噴射装置であって、上記弁座内に設けられて上記弁座を冷却するための上記燃料の一部を溜める燃料溜室、上記燃料溜室と上記燃料通路とを連通して上記燃料溜室に上記燃料を供給する連通路を備えたことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
上記連通路は、上記燃料溜室内の温度上昇した燃料と上記燃料通路内の低温の燃料とが対流により入れ替わり可能な流路断面積を有することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
燃料噴射孔を有する弁座、燃料に旋回エネルギ−を与えて上記燃料噴射孔に上記燃料を供給する旋回体、上記燃料噴射孔を開閉する弁体、および上記旋回体を経由して上記燃料噴射孔に至る燃料通路を備えた燃料噴射装置であって、上記燃料通路は、上記旋回体を経由して上記燃料噴射孔に至る間に、上記弁座内に設けられた弁座内燃料通路、次いで上記旋回体と上記弁座との間の燃料旋回路を経由するものであることを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料に旋回エネルギ−を与えてそれを自動車用エンジンなどの内燃機関の燃焼室内に供給するための燃料噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射装置として、後記の特許文献１から、中空状弁本体、この弁本体内の一端に固定され燃料噴射孔を有する弁座、弁座に離接して前記燃料噴射孔を開閉する弁体、および前記弁本体内に前記弁座に当接して固定され前記弁体を軸線方向に案内すると共に外周部から前記燃料噴射孔に向けて流れ込もうとする燃料に旋回運動を与える旋回溝が形成された旋回体を有する弁装置を備え、前記旋回体と前記弁座との間には前記燃料を滞留させて燃料との熱交換により弁座を冷却する弁座冷却手段が設けられた燃料噴射弁が従来公知である。
【０００３】
また後記の特許文献２から、燃料噴射口を有する弁座、この弁座に当接する弁座側面と燃料受け入れ側面との間において貫通する複数の燃料通路を有し、且つ燃料に旋回エネルギーを与えて上記燃料噴射口に供給する旋回体、上記燃料噴射口を開閉するための弁体、上記弁座と上記旋回体と上記弁体とを収容するハウジング、上記弁体を作動する弁作動装置とを備えた燃料噴射装置において、上記旋回体と上記弁座とが当接する個所に複数のスワール通路を設けると共に、上記複数の燃料通路の弁座側面の開口端とこの開口端に最寄のスワール通路の燃料流始端との間に燃料溜室を設けたことを特徴とする燃料噴射装置も従来公知である。
【０００４】
ところで、特許文献１の技術では、上記弁座冷却手段が旋回体と弁座との間に設けられ、しかして弁座を冷却するための燃料は、弁座の旋回体と対向する外面と接するのみであるので、弁座を冷却する効果が低い問題がある。一方、特許文献２の技術では、燃料は、旋回体内部の燃料通路から旋回体と弁座との間の燃料旋回路に流れ込ませてハウジングを冷却しようとするものであって、弁座を直接冷却する手段を備えていない。以上のように特許文献１および特許文献２の両技術とも、実際に高温となる弁座をその内部から冷却しようとするものでないので、エンジンの燃焼熱を直接受ける弁座の燃料噴射口並びに燃料噴射口の出口近傍の弁座外面が高温となってカーボンデポジットが生じて、燃料の流量が低下する問題がある。
【特許文献１】特開平１１−２３０００９号公報（請求項１）
【特許文献２】特開２００１−１４０７３０号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来技術における如上の問題に鑑みて、弁座を一層効果的に冷却可能な燃料噴射装置を開発することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る発明は、上記課題に対して、燃料噴射孔を有する弁座、燃料に旋回エネルギ−を与えて上記燃料噴射孔に上記燃料を供給する旋回体、上記燃料噴射孔を開閉する弁体、および上記旋回体を経由して上記燃料噴射孔に至る燃料通路を備えた燃料噴射装置であって、上記弁座内に設けられて上記弁座を冷却するための上記燃料の一部を溜める燃料溜室、上記燃料溜室と上記燃料通路とを連通して上記燃料溜室に上記燃料を供給する連通路を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項３に係る発明は、上記課題に対して、燃料噴射孔を有する弁座、燃料に旋回エネルギ−を与えて上記燃料噴射孔に上記燃料を供給する旋回体、上記燃料噴射孔を開閉する弁体、および上記旋回体を経由して上記燃料噴射孔に至る燃料通路を備えた燃料噴射装置であって、上記燃料通路は、上記旋回体を経由して上記燃料噴射孔に至る間に、上記弁座内に設けられた弁座内燃料通路、次いで上記旋回体と上記弁座との間の燃料旋回路を経由するものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、弁座を冷却するための燃料の一部を溜める燃料溜室を弁座の内部に設け、且つ上記燃料溜室は、前記連通路を介して上記燃料通路と連通しているので、燃料溜室内は常に低温の燃料の流入が可能であるので、弁座はその内部から効果的に冷却され、その結果、エンジンの燃焼熱を直接受ける弁座の燃料噴射口並びにその近傍の弁座外面も低温度に保持されてカーボンデポジットの発生を抑制する効果がある。一方、請求項３に係る発明によれば、弁座の内部に弁座内燃料通路が設けられ、燃料は、当該弁座内燃料通路を経由し、上記燃料旋回路を経て燃料噴射口から噴射される。その結果、エンジンの燃焼熱を直接受ける弁座の燃料噴射口並びにその近傍の弁座外面も低温度に保持されてカーボンデポジットの発生を抑制する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１〜図４は、本発明の燃料噴射装置における実施の形態１を説明するものであって、図１は、実施の形態１の全体構造を示す断面図であり、図２は図１のＡ部の拡大図であり、図３は図２のB−B線に沿った断面図であり、図４は図３のC−C線に沿った断面図である。
【００１０】
図１〜図４において、燃料噴射装置１は、ソレノイド装置２、磁気回路のヨーク部分であるハウジング３、磁気回路の固定鉄心部分であるコア４、コイル５、磁気回路の可動鉄心部分であるアマチュア６、および弁装置７を含んでいる。また弁装置７は、弁体８、弁本体９、旋回体１０、弁座１１、およびストッパ１２を含んでいる。旋回体１０は、図３に示すように、その軸に直交する方向の断面が擬似五角形状の旋回体本体１０ａと、図４に示すように、旋回体本体１０ａの弁座１１と対向する面に設けられた擬似三角状の５個の突起１０ｂを含み、隣接する突起１０ｂ同士の間が旋回溝１０ｃとなっている。これらの旋回溝１０ｃと弁座１１の旋回体本体１０ａとの対向面とで５個の燃料旋回路１３が形成されている。また弁本体９の内壁と旋回体１０の側壁との間には、図３に示すように５箇所の間隙が生じ、当該間隙が燃料通路となっていて、それらは燃料旋回路１３に連通している。
【００１１】
弁座１１は、図２および図３に示すように、シート面１１ａ、燃料噴射口１１ｂ、シート面１１ａ側に設けられた小径部１１ｃ、燃料噴射口１１ｂの出口側に設けられた大径部１１ｄ、および小径部１１ｃと大径部１１ｄとの間においてその内部に設けられたドーナツ状の燃料溜室１６を含む。大径部１１ｄは、弁本体９の内部に圧入される径を有するが、小径部１１ｃは弁本体９の内径より小さい径を有し、そのために小径部１１ｃの側壁と弁本体９の内壁との間にリング状の空間が生じて、それが燃料溜室１６と燃料通路の一部たる燃料旋回路１３とを連通する連通路１５となっている。
【００１２】
弁本体９は、ホルダ１４の内部に圧入後、溶接で結合されており、アマチュア６は、弁体８に溶接部６ａで結合されている。旋回体１０は、弁本体９の内部に圧入され、さらに弁座１１は弁本体９の内部に圧入された後、溶接部１１ｅで弁本体９に結合されている。
【００１３】
次に実施の形態１の動作に就いて説明する。エンジンのマイコンより燃料噴射装置１の駆動回路に動作信号が送られると、コイル５に電流が通電され、アマチュア６、コア４、ハウジング３、ホルダ１４で構成される磁気回路に磁束が発生し、アマチュア６はコア４側へ吸引されてアマチュア６と一体構造である弁体８がシート面１１ａから離れて弁体８とシート面１１ａとの間に隙間が生る。そうすると高圧の燃料は、弁本体９内の燃料通路から矢印Dの方向に、即ち弁本体９と旋回体１０の間を流れ、燃料旋回路１３の入り口辺りで矢印D１と矢印D２との２方向に分かれ、矢印D１方向の流れは燃料旋回路１３を経由して燃料噴射口１１ｂに流入する。一方、矢印D２方向の流れは、燃料溜室１６内に流入する。
【００１４】
燃料溜室１６内に流入し滞留した燃料は、弁座全体を冷却するので、この冷却により燃料噴射口１１ｂおよび当該噴射口１１ｂの出口近傍の、エンジンの燃料燃焼室に対向する外面をも冷却する。なおかかる冷却により高温となった燃料溜室１６内の燃料は、その比重の低下により連通路１５内を通じて上昇し、この上昇に伴って新たに常温の燃料が上記燃料通路から燃料溜室１６に流入する。換言すると、連通路１５内で燃料の対流Eが生じる。なお、燃料溜室１６を設けることにより、上記矢印Dの方向の燃料流れは矢印D１と矢印D２と２方向に分かれること上記の通りであるが、矢印D２の流路は矢印D１の流路と比較して曲がりが少ないため、矢印D２の流路へ流れ込む燃料の割合が高く、このために上記した温度差に基づく燃料の対流は、矢印D２の流路の低流動抵抗により促進される。かくして燃料溜室１６と燃料通路の間で熱交換が行われて、効果的な弁座１１の冷却が達成され、前記弁座外壁および燃料噴射口１１ｂを冷却し、カーボンデポジットの生成、成長が抑制できる。
【００１５】
本発明において燃料溜室１６や連通路１５の大きさは、上記した効果を達成できる限り特に制限はないが、例えば弁座１１が、直噴用燃料噴射装置の通常の寸法と形状を有する場合、燃料溜室１６の全容積は６〜１２ミリリットル程度が適当であり、連通路１５の流路断面積は、上記対流Eが生じ易いように１．５〜４平方ミリメータ程度が適当である。
【００１６】
実施の形態２．
図５〜図８は、本発明の燃料噴射装置における実施の形態２を説明するものであって、図５は、前記実施の形態１での図１のＡ部に対応するが前記図２とは異なる拡大図であり、図６は図５のF−F線に沿った断面図であり、図７は図５のG−G線に沿った断面図であり、図８は図５のH−H線に沿った断面図である。図５〜図８では、前記図１〜図４に示された部位と同じ部位については同符号を付し、各内容および動作について同じものは実施の形態１での説明を参照することとして、以下ではそれらの説明を一部省略する。
【００１７】
図５〜図８において、旋回体１０は、図６に示すように、その軸に直交する方向の断面が円形の旋回体本体１０ａと、図７に示すように、旋回体本体１０ａの弁座１１と対向する面に設けられた擬似三角状の３個の突起１０ｂとＶ字状の３個の突起１０ｄを含む。突起１０ｂと突起１０ｄの間が旋回溝１０ｃとなっていて、これらの旋回溝１０ｃと弁座１１の旋回体本体１０ａとの対向面とで５個の燃料旋回路１３が形成されている。弁座１１は、図５および図８に示すように、前記実施の形態１におけるそれと異なって径が一様なものであるが、その内部に燃料通路の一部となる弁座内燃料通路１７を有する。弁座内燃料通路１７は、その形状並びに設置位置は実施の形態１におけるの燃料溜室１６と同様にドーナツ状を呈するが、その開口端は弁本体９の内壁にて封止されている。
【００１８】
旋回体本体１０ａ、突起１０ｂ、および弁座１１の一部を貫通して弁座内燃料通路１７内に通じる３個の燃料通路部分１８が穿孔されており、さらに弁座１１には、弁座内燃料通路１７から燃料旋回路１３に達する３個の燃料通路部分１９が穿孔されている。したがって高圧の燃料は、弁本体９内の燃料通路から矢印Jの方向に流れ、燃料通路部分１８により旋回体本体１０ａ、突起１０ｂ、弁座１１の一部を経て弁座内燃料通路１７に至り、ついで内燃料通路１７内および燃料通路部分１９を経て燃料旋回路１３内に至り、そこで旋回エネルギーを得て燃料噴射口１１ｂから噴射される。
【００１９】
実施の形態２では、以上のように弁座１１内に燃料通路の一部となる弁座内燃料通路１７が設けられているので、弁座１１は、連続して流れ来る燃料にてその内部から効果的に冷却され、前記弁座外壁および燃料噴射口１１ｂも冷却されて、カーボンデポジットの生成、成長が抑制できる。
【００２０】
以上、本発明を実施の形態1およびに実施の形態２により詳細に説明したが、本発明はそれら実施の形態に制限されるものではなく、本発明の課題並びにその解決手段の精神に則った種々の変形形態を包含する。例えば実施の形態1では断面が擬似５角形の旋回体１０が、一方、実施の形態２では断面が円形の旋回体１０がそれぞれ用いられたが、各実施の形態ともそれら以外の形状の旋回体を用いてもよい。また実施の形態1における燃料溜室１６および実施の形態２における弁座内燃料通路１７の構造は、要は弁座１１を内部から燃料にて効果的に冷却できる限り特に制限はない。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明によれば前記弁座外壁および燃料噴射口１１ｂが冷却されて、カーボンデポジットの生成、成長が抑制できるので、旋回体１０の寄与に基づいて微細粒化された燃料の十分量を燃料噴射口１１ｂから噴射可能であるので、高性能の内燃機関の実用化に利用の可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の態様１の全体構造を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図である。
【図３】図２のB−B線に沿った断面図である。
【図４】図３のC−C線に沿った断面図である。
【図５】実施の態様２の部分拡大断面図である。
【図６】図５のF−F線に沿った断面図である。
【図７】図５のG−G線に沿った断面図である。
【図８】図５のH−H線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  燃料噴射装置１、２  ソレノイド装置、３  ハウジング、４  コア、５  コイル、
６  アマチュア６、７  弁装置、８  弁体、９  弁本体、１０  旋回体、
１０ａ  旋回体本体、１０ｂ  突起、１０ｃ、旋回溝、１０ｄ  突起、１１  弁座、
１１ａ  シート面、１１ｂ  燃料噴射口、１１ｃ  小径部、１１ｄ  大径部、
１１ｅ  溶接部、１２  ストッパ、１３  燃料旋回路、１４  ホルダ、１５  連通路、
１６  燃料溜室、１７  弁座内燃料通路、１８  燃料通路部分、１９  燃料通路部分。
【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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【図８】
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