(57)【要約】【課題】仕様の異なる噴孔からの燃料噴射を独立して制御出来るようにする。【解決手段】仕様の異なる複数種類の噴孔１２、１３をノズルボデー１の底部に形成し、回転バルブ３には第１噴孔１２と選択的に連通するバルブ第１連通孔３１および第２噴孔１３と選択的に連通するバルブ第２連通孔３２を設ける。そして、アクチュエータ４にて回転バルブ３を所定角度回転駆動することにより、第１噴孔１２とバルブ第１連通孔３１との連通状態、および、第２噴孔１３とバルブ第２連通孔３２との連通状態を、切り替える。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料が供給される高圧燃料供給空間（１１）を有する有底筒状のノズルボデー（１）と、
前記ノズルボデーの底部に形成され、内燃機関の燃焼室に前記高圧燃料を噴出させる仕様の異なる複数種類の噴孔（１２、１３）と、
前記高圧燃料供給空間と前記複数種類の噴孔とを連通させる連通路（３１、３２、４１）を有し、回転することにより前記高圧燃料供給空間と前記複数種類の噴孔との連通状態を切り替える連通切替手段（３、４）とを備えることを特徴とする内燃機関用インジェクタ。
【請求項２】
前記複数種類の噴孔における下流側開口部（１２１、１３１）の位置は、種類毎に前記ノズルボデーの径方向にずれていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用インジェクタ。
【請求項３】
前記複数種類の噴孔は、噴孔径が異なることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用インジェクタ。
【請求項４】
前記複数種類の噴孔における下流側開口部の位置は、相対的に噴孔径が小さい噴孔が、相対的に噴孔径が大きい噴孔よりも、前記ノズルボデーの径方向内側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用インジェクタ。
【請求項５】
前記複数種類の噴孔は、前記ノズルボデーの軸線に対する角度が異なることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の内燃機関用インジェクタ。
【請求項６】
前記複数種類の噴孔における下流側開口部の位置は、前記ノズルボデーの軸線に対する角度が相対的に小さい噴孔が、前記ノズルボデーの軸線に対する角度が相対的に大きい噴孔よりも、前記ノズルボデーの径方向内側に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関用インジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する内燃機関用インジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関用インジェクタとして、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された内燃機関用インジェクタは、有底筒状のノズルボデーの底部に複数の噴孔を設け、ノズルボデー内に往復動自在に配置された針弁をノズルボデーのシート部と接離させることにより噴孔を開閉するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６０１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の内燃機関用インジェクタにおいては、ノズルボデーのシート部の下流側にて全噴孔が連通し、針弁のノズルボデーのシート部との接離により全噴孔が同時に開閉されるため、各噴孔の噴射期間（時間軸）を独立で制御することは不可能であり、また、異なる噴射角度（噴孔配置）を持った噴孔の各々から独立に燃料を噴射させることも不可能である。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、仕様の異なる噴孔からの燃料噴射を独立して制御出来るようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、高圧燃料が供給される高圧燃料供給空間（１１）を有する有底筒状のノズルボデー（１）と、ノズルボデーの底部に形成され、内燃機関の燃焼室に高圧燃料を噴出させる仕様の異なる複数種類の噴孔（１２、１３）と、高圧燃料供給空間と複数種類の噴孔とを連通させる連通路（３１、３２、４１）を有し、回転することにより高圧燃料供給空間と複数種類の噴孔との連通状態を切り替える連通切替手段（３、４）とを備えることを特徴とする。
【０００７】
これによると、回転する連通切替手段により、仕様の異なる噴孔からの燃料噴射を独立して制御することができる。
【０００８】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関用インジェクタにおける無噴射時の正面断面図である。
【図２】一実施形態に係る内燃機関用インジェクタの下面図である。
【図３】一実施形態に係る内燃機関用インジェクタにおけるシート盤単体の平面図である。
【図４】一実施形態に係る内燃機関用インジェクタにおける回転バルブ単体のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】一実施形態に係る内燃機関用インジェクタにおける無噴射時のシート盤と回転バルブの相対位置を示す図である。
【図６】一実施形態に係る内燃機関用インジェクタにおける第１噴孔噴射時の正面断面図である。
【図７】一実施形態に係る内燃機関用インジェクタにおける第１噴孔噴射時のシート盤と回転バルブの相対位置を示す図である。
【図８】一実施形態に係る内燃機関用インジェクタにおける第２噴孔噴射時の正面断面図である。
【図９】一実施形態に係る内燃機関用インジェクタにおける第２噴孔噴射時のシート盤と回転バルブの相対位置を示す図である。
【図１０】一実施形態に係る内燃機関用インジェクタにおける全噴孔噴射時の正面断面図である。
【図１１】一実施形態に係る内燃機関用インジェクタにおける全噴孔噴射時のシート盤と回転バルブの相対位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態について説明する。
【００１１】
図１、図２に示すように、インジェクタは、コモンレール（図示せず）から高圧燃料が供給される高圧燃料供給空間１１を有する有底筒状のノズルボデー１を備えている。
【００１２】
このノズルボデー１の底部には、図示しない内燃機関（より詳細には、圧縮着火式内燃機関）の燃焼室に高圧燃料を噴出させる仕様の異なる複数種類の噴孔１２、１３が形成されている。
【００１３】
具体的には、第１噴孔１２の径が第２噴孔１３の径よりも小さく設定されている。また、ノズルボデー１の軸線Ａに対する第１噴孔１２の角度θ１は、ノズルボデー軸線Ａに対する第２噴孔１３２の角度θ２よりも小さく設定されている。
【００１４】
第１噴孔１２は、ノズルボデー１の周方向に沿って等間隔に６個設けられている。また、第２噴孔１３も、ノズルボデー１の周方向に沿って等間隔に６個設けられている。
【００１５】
そして、第１噴孔１２における下流側開口部（すなわち、燃焼室側の端部）１２１の位置と、第２噴孔１３における下流側開口部１３１の位置は、ノズルボデー１の径方向にずれている。
【００１６】
より詳細には、相対的に噴孔径および角度θ１が小さい第１噴孔１２の下流側開口部１２１の位置は、相対的に噴孔径および角度θ２が大きい第２噴孔１３の下流側開口部１３１の位置よりも、ノズルボデー１の径方向内側である。
【００１７】
図１、図３に示すように、高圧燃料供給空間１１内には、下流側端部にシート盤２が配置されている。このシート盤２には、第１噴孔１２と常時連通するシート第１連通孔２１、および、第２噴孔１３と常時連通するシート第２連通孔２２が設けられている。
【００１８】
シート第１連通孔２１は、ノズルボデー１の周方向に沿って等間隔に６個配置されている。また、シート第２連通孔２２は、シート第１連通孔２１よりもノズルボデー１の径方向外側に位置し、ノズルボデー１の周方向に沿って等間隔に６個配置されている。
【００１９】
図１、図４に示すように、高圧燃料供給空間１１内には、シート盤２よりも上流側に、ノズルボデー１に対して回転自在な回転バルブ３、および回転バルブ３を駆動するアクチュエータ４が配置されている。回転バルブ３およびアクチュエータ４は、本発明の連通切替手段を構成している。
【００２０】
回転バルブ３には、シート第１連通孔２１と選択的に連通可能な連通路としてのバルブ第１連通孔３１、および、シート第２連通孔２２と選択的に連通可能な連通路としてのバルブ第２連通孔３２が設けられている。
【００２１】
バルブ第１連通孔３１は、ノズルボデー１の周方向に沿って１２個配置されている。また、シート第２連通孔２２は、シート第１連通孔２１よりもノズルボデー１の径方向外側に位置し、ノズルボデー１の周方向に沿って１２個配置されている。
【００２２】
アクチュエータ４は、例えば電動機にて構成され、回転バルブ３を回転駆動する。また、アクチュエータ４は、回転バルブ３よりも上流側に配置されており、コモンレールから供給された高圧燃料をバルブ第１連通孔３１およびバルブ第２連通孔３２側に流通させる連通路としてのアクチュエータ連通孔４１が設けられている。
【００２３】
次に、作動を説明する。なお、図５、図７、図９、図１１では、シート第１連通孔２１およびシート第２連通孔２２と、バルブ第１連通孔３１およびバルブ第２連通孔３２とを、明瞭に区別するために、シート第１連通孔２１およびシート第２連通孔２２を破線で示し、バルブ第１連通孔３１およびバルブ第２連通孔３２を実線で示している。
【００２４】
図１、図５に示す状態では、シート第１連通孔２１とバルブ第１連通孔３１は連通しておらず、また、シート第２連通孔２２とバルブ第２連通孔３２も連通していない。すなわち、図１、図５は無噴射状態である。
【００２５】
この無噴射状態からアクチュエータ４にて回転バルブ３を所定角度回転駆動して、図６、図７に示す状態に移行させると、シート第２連通孔２２とバルブ第２連通孔３２は非連通状態のままで、シート第１連通孔２１とバルブ第１連通孔３１は連通状態に変化する。
【００２６】
したがって、この状態では、コモンレールから供給された高圧燃料が、アクチュエータ連通孔４１、バルブ第１連通孔３１、およびシート第１連通孔２１を介して、第１噴孔１２に供給され、第１噴孔１２から燃焼室に高圧燃料が噴射される。
【００２７】
そして、第１噴孔１２は角度θ１が小さいため、燃料は燃焼室の中央部付近に噴射され、燃焼室の中央部付近で燃焼が開始される。
【００２８】
この第１噴孔１２から燃料を噴射している状態から回転バルブ３を所定角度さらに回転駆動して、図８、図９に示す状態に移行させると、シート第１連通孔２１とバルブ第１連通孔３１は非連通状態に変化し、シート第２連通孔２２とバルブ第２連通孔３２は連通状態に変化する。
【００２９】
したがって、この状態では、コモンレールから供給された高圧燃料が、アクチュエータ連通孔４１、バルブ第２連通孔３２、およびシート第２連通孔２２を介して、第２噴孔１３に供給され、第２噴孔１３から燃焼室に高圧燃料が噴射される。
【００３０】
そして、第２噴孔１３は角度θ２が大きいため、燃料は燃焼室における外周側部位に噴射され、燃焼室における外周側に向かって燃焼が拡がる。
【００３１】
この第２噴孔１３から燃料を噴射している状態から回転バルブ３を所定角度さらに回転駆動して、図１０、図１１に示す状態に移行させると、シート第２連通孔２２とバルブ第２連通孔３２は連通状態のままで、シート第１連通孔２１とバルブ第１連通孔３１も連通状態に変化する。したがって、この状態では、第１噴孔１２および第２噴孔１３から燃焼室に高圧燃料が噴射され、燃焼室のほぼ全域で燃焼する。
【００３２】
この第１噴孔１２および第２噴孔１３から燃料を噴射している状態から回転バルブ３を所定角度さらに回転駆動すると、図１、図５に示す無噴射状態に移行し、噴射が終了する。
【００３３】
本実施形態によると、仕様の異なる第１噴孔１２および第２噴孔１３からの燃料噴射を独立して制御することができる。
【００３４】
また、第１噴孔１２から燃料を噴射する状態、第２噴孔１３から燃料を噴射する状態、第１噴孔１２および第２噴孔１３から燃料を噴射する状態に、順次移行させることにより、燃焼室の中央部付近から外周側に向かって燃焼が拡がり、燃焼室内空気の利用率が高くなり、燃焼効率が高くなる。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、第１噴孔１２から燃料を噴射する状態、第２噴孔１３から燃料を噴射する状態、第１噴孔１２および第２噴孔１３から燃料を噴射する状態に、順次移行させるようにしたが、例えば負荷に応じて噴射状態を選択してもよい。
【００３６】
例えば、低負荷時には第１噴孔１２から燃料を噴射する状態のみを選択し、中負荷時には第２噴孔１３から燃料を噴射する状態のみを選択し、高負荷時には第１噴孔１２および第２噴孔１３から燃料を噴射する状態のみを選択するようにしてもよい。
【００３７】
（他の実施形態）
上記実施形態では、本発明を圧縮着火式内燃機関の燃料噴射弁に適用したが、本発明は直噴ガソリン内燃機関の燃料噴射弁にも適用することができる。
【００３８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００３９】
また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００４０】
また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。
【００４１】
また、上記実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４２】
１    ノズルボデー
３    回転バルブ（連通切替手段）
４    アクチュエータ（連通切替手段）
１１  高圧燃料供給空間
１２  第１噴孔
１３  第２噴孔
３１  バルブ第１連通孔（連通路）
３２  バルブ第２連通孔（連通路）
４１  アクチュエータ連通孔（連通路）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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