(57)【要約】      （修正有）【課題】噴射孔から噴射された燃料の微粒化の促進と噴射方向の定常化を図ることができる燃料噴射弁を提供する。【解決手段】中間プレート41の一端側には、弁座部材７の下流開口部４８の径よりも小径に形成されたオリフィス孔４２が形成され、オリフィス孔４２の他端側には、オリフィス孔４２と連続し、オリフィス孔４２よりも大径に形成された横通路孔（連通路）４５が形成されている。オリフィス孔４２は、ノズルプレート８の燃料噴射孔４４の一端側（中間プレート４１側）が開口する範囲よりも小径に形成され、弁座部材７の下流開口部４８とノズルプレート８の噴射孔４４との間を接続する連通路４５の噴射孔と対向する側面に、連通路内を通過する燃料に擾乱を発生させる擾乱発生部４９が形成されている。【選択図】図２
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【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と、該面座の下流側に開口する開口部とを有する弁座部材と、
前記開口部に連通するとともに、板厚方向に貫通する噴射孔を有するノズルプレートと、
前記開口部と前記噴射孔との間を接続する連通路と、
前記連通路の前記噴射孔と対向する側面に設けられ、前記連通路内を通過する燃料に擾乱を発生させる擾乱発生部と、
を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項1に記載された燃料噴射弁において、
前記開口部に接続し前記開口部よりも小径に形成されたオリフィス孔と、該オリフィス孔と連続して形成されるとともに前記オリフィス孔よりも大径に形成された横通路孔とを有する中間プレートを設け、
前記噴射孔の前記中間プレート側は、前記オリフィス孔よりも径方向外側であって、前記横通路孔よりも径方向内側の位置に開口し、
前記連通路は前記オリフィス孔と前記横通路孔とから構成され、
前記擾乱発生部は前記オリフィス孔と前記横通路孔との間の段部の前記噴射孔と対向する側面に設けられることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項1または請求項2に記載された燃料噴射弁において、
前記擾乱発生部は、ディンプル状に形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項1または請求項2に記載された燃料噴射弁において、
前記擾乱発生部は、円環溝状に形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項1または請求項2に記載された燃料噴射弁において、
前記擾乱発生部は、直線溝状に形成されている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、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。特許文献1には、燃料が噴射されるオリフィスが形成されたオリフィスプレートのニードル弁と対向する面に複数の突起物を形成しているものが開示されている。燃料が突起物に衝突する際にまたは燃料が突起物の間を通過する際に、燃料の流れに擾乱を発生させ、擾乱のエネルギによってオリフィスから噴射された燃料噴霧の微粒化を促進させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平11-093807号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献1に記載の技術では、オリフィスプレートのニードル弁と対向する面に複数の突起物が設けられているため、オリフィスを通過する燃料の流れは擾乱した流れのみとなり、燃料の噴射方向が一定とならないおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、噴射孔（オリフィス）から噴射された燃料の微粒化の促進と噴射方向の定常化を図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発明では、弁座部材の開口部とノズルプレートの噴射孔との間を接続する連通路の噴射孔の開口部と対向する側面に、連通路内を通過する燃料に擾乱を発生させる擾乱発生部を形成した。
【発明の効果】
【０００６】
よって本発明では、噴射孔から噴射された燃料の微粒化の促進と噴射方向の定常化を図ることができる。
【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の中間プレートを他端側から見た平面図である。
【図４】実施例1の中間プレートを軸方向に切断した状態の斜視図である。
【図５】実施例1の中間プレートの断面図である。
【図６】比較例の横通路孔内の燃料の流れを示したイメージ図である。
【図７】実施例1の横通路孔内の燃料の流れを示したイメージ図である。
【図８】実施例2の中間プレートの斜視図である。
【図９】実施例2の中間プレートを軸方向に切断した状態の斜視図である。
【図１０】実施例2の中間プレートの断面図である。
【図１１】実施例3の中間プレートを他端側から見た平面図である。
【図１２】実施例3の中間プレートを軸方向に切断した状態の斜視図である。
【図１３】実施例3の中間プレートの断面図である。
【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内に収容される固定コア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可動コア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44を有するノズルプレート8と、通電時に可動コア5および弁体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より一端側に固定コア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、可動コア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、後述する固定コア3と可動コア5が磁性筒体2に収容された状態で、固定コア3と可動コア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。大径部11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。
固定コア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。
可動コア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の一端側には、流体受部28とばね挿入孔24が穿設されている。
【００１０】
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、断面形状が約角度45°となるように、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。ノズルプレート8には複数の燃料噴射孔44が形成されている。燃料噴射孔44はノズルプレート8の軸方向に対して傾斜して形成されており、一端側開口部に対して他端側開口部がノズルプレート8の径方向外側に位置するようになっている。
【００１１】
可動コア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。可動コア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、可動コア5および弁体4を他端側に付勢している。すなわち、コイルバネ29は可動コア5および弁体4を閉弁方向に付勢している。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の固定コア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は固定コア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インシュレータに巻回されたコイル33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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
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および可動コア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および可動コア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。
【００１４】
［中間プレートの構成］
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は中間プレート41を他端側から見た平面図である。図4は中間プレート41を軸方向に切断した状態の斜視図である。図5は中間プレート41の断面図である。
中間プレート41の一端側には、弁座部材7の下流開口部48の径よりも小径に形成されたオリフィス孔42が形成されている。またオリフィス孔42の他端側には、オリフィス孔42と連続し、オリフィス孔42よりも大径に形成された横通路孔45が形成されている。オリフィス孔42は、ノズルプレート8の燃料噴射孔44の一端側（中間プレート41側）が開口する範囲よりも小径に形成されている。横通路孔45は、ノズルプレート8の燃料噴射孔44の一端側（中間プレート41側）が開口する範囲よりも大径に形成されている。言い換えると、ノズルプレート8の燃料噴射孔44の一端側（中間プレート41側）は、オリフィス孔42よりも径方向外側であって、横通路孔45よりも径方向内側の位置に開口している。
オリフィス孔42と横通路孔45との間の段部であって燃料噴射孔44に対向する面（以下、単に段部46と称する）には、略球面状に窪んで形成された多数のディンプル部49が形成されている。
中間プレート41はプレス加工により形成されており、前述のオリフィス孔42、横通路孔45、ディンプル部49は1つのプレス加工の工程で同時に形成される。
【００１５】
［作用］
（開閉弁時の燃料の流れ）
電磁コイル9への非通電時には、可動コア5はコイルばね14により固定コア3から離れる方向に付勢され、弁体4は弁座6に着座した状態となる。これにより、弁体4と弁座6との間の燃料の通過が遮断され、燃料噴射孔44からは燃料が噴射されない状態となる。
電磁コイル9への通電時には、電磁コイル9、固定コア3、可動コア5の間に磁界が発生し、可動コア5は固定コア3側に吸引され、コイルばね14の付勢力に抗して固定コア3側に移動する。これにより弁体4が弁座6から離れるため、弁体4と弁座6との間を燃料が通過する。弁体4と弁座6との間を通過した後の燃料は、下流開口部48を中央部に向かう流れとなり、流路の狭い中間プレート41のオリフィス孔42に流入するときに流速が増す。燃料がオリフィス孔42から横通路孔45に流入すると、中央部から径方向外側に広がる流れとなる。このとき、段部46に設けられたディンプル部49により燃料に擾乱を発生させる。擾乱した燃料の流れが燃料噴射孔44から噴射されるため、擾乱のエネルギにより燃料噴霧の微粒化を促進することができる。
【００１６】
（燃料噴射方向の定常化）
燃料噴射孔44に流入する燃料の流れが全て擾乱した流れであるときには、噴射された燃料噴霧の微粒化は促進されるものの、噴射方向が一定とならないおそれがある。図6は、ディンプル部49を横通路孔45の下面（燃料噴射孔44の開口部が形成される側の面）に形成したときの燃料の流れを示したイメージ図である。ディンプル部49を横通路孔45の下面に設けると、燃料噴射孔44には擾乱した燃料の流れしか流入しないこととなる。これにより、上述したように燃料の噴射方向が一定とならないおそれがある。
図7は、実施例1のようにディンプル部49を横通路孔の上面（燃料噴射孔44の開口部と対向する側面）に形成したときの燃料の流れを示したイメージ図である。ディンプル部49を上面に設けると、横通路孔45を流れる燃料の上層側には擾乱が発生するが、下層側は擾乱が発生せず整流となる。このため、燃料噴射孔44には擾乱した流れと整流とが流入し、擾乱のエネルギにより燃料噴霧の微粒化を図るとともに、整流による噴射方向の定常化を図ることができる。
【００１７】
［効果］
(1) 開閉弁可能に設けられた弁体4と、閉弁時に弁体4が座る弁座6と弁座6の下流側に開口する下流開口部48（開口部）を有する弁座部材7と、下流開口部48に連通するとともに、板厚方向に貫通する燃料噴射孔44（噴射孔）を有するノズルプレート8と、下流開口部48と燃料噴射孔44との間を接続するオリフィス孔42、横連通孔45（連通路）と、横連通孔45の燃料噴射孔44と対向する側面（段部46）に設けられ、横連通孔45内を通過する燃料に擾乱を発生させるディンプル部49（擾乱発生部）と、を設けた。
よって、燃料噴射孔44には擾乱した流れと整流とが流入し、擾乱のエネルギにより燃料噴霧の微粒化を図るとともに、整流による噴射方向の定常化を図ることができる。
(2) 下流開口部48に接続し下流開口部48よりも小径に形成されたオリフィス孔42と、オリフィス孔42と連続して形成されるとともにオリフィス孔42よりも大径に形成された横通路孔45とを有する中間プレート41を設け、燃料噴射孔44の中間プレート41側は、オリフィス孔42よりも径方向外側であって、横通路孔45よりも径方向内側の位置に開口し、ディンプル部49はオリフィス孔42と横通路孔45との間の段部46の燃料噴射孔44と対向する側面に設けられるようにした。
よって、中間プレート41のオリフィス孔42の径が、弁座部材7の下流開口部48の径よりも小径に形成されているため、オリフィス孔42に流入する燃料の流速を高めることができ、燃料噴射孔44から噴射される燃料噴霧の微粒化を図ることができる。
(3) 擾乱発生部として、ディンプル状に形成されたディンプル部49を設けた。
よって、擾乱発生部を容易に形成することができる。
【００１８】
〔実施例2〕
実施例2の燃料噴射弁1について説明する。実施例1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
［中間プレートの構成］
図8は中間プレート41の斜視図である。図9は中間プレート41を軸方向に切断した状態の斜視図である。図10は中間プレート41の断面図である。
中間プレート41の一端側には、弁座部材7の下流開口部48の径よりも小径に形成されたオリフィス孔42が形成されている。またオリフィス孔42の他端側には、オリフィス孔42と連続し、オリフィス孔42よりも大径に形成された横通路孔45が形成されている。オリフィス孔42は、ノズルプレート8の燃料噴射孔44の一端側（中間プレート41側）が開口する範囲よりも小径に形成されている。横通路孔45は、ノズルプレート8の燃料噴射孔44の一端側（中間プレート41側）が開口する範囲よりも大径に形成されている。言い換えると、ノズルプレート8の燃料噴射孔44の一端側（中間プレート41側）は、オリフィス孔42よりも径方向外側であって、横通路孔45よりも径方向内側の位置に開口している。
オリフィス孔42と横通路孔45との間の段部であって燃料噴射孔44に対向する面（以下、単に段部46と称する）には、同心円状に複数の溝が切られた円環溝部50が形成されている。
［効果］
(4) 擾乱発生部として、同心円状に複数の溝が切られて形成した円環溝部50を設けた。
よって、オリフィス孔42を通過した後に横通路孔45内を径方向に進む燃料の流れに対して、どの方向に流れる燃料に対しても等しく擾乱を発生させることができる。
【００１９】
〔実施例3〕
実施例3の燃料噴射弁1について説明する。実施例1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
［中間プレートの構成］
図11は中間プレート41を他端側から見た平面図である。図12は中間プレート41を軸方向に切断した状態の斜視図である。図13は中間プレート41の断面図である。
中間プレート41の一端側には、弁座部材7の下流開口部48の径よりも小径に形成されたオリフィス孔42が形成されている。またオリフィス孔42の他端側には、オリフィス孔42と連続し、オリフィス孔42よりも大径に形成された横通路孔45が形成されている。オリフィス孔42は、ノズルプレート8の燃料噴射孔44の一端側（中間プレート41側）が開口する範囲よりも小径に形成されている。横通路孔45は、ノズルプレート8の燃料噴射孔44の一端側（中間プレート41側）が開口する範囲よりも大径に形成されている。言い換えると、ノズルプレート8の燃料噴射孔44の一端側（中間プレート41側）は、オリフィス孔42よりも径方向外側であって、横通路孔45よりも径方向内側の位置に開口している。
オリフィス孔42と横通路孔45との間の段部であって燃料噴射孔44に対向する面（以下、単に段部46と称する）には、直線溝状に複数の溝が切られた直線溝部51が形成されている。
［効果］
(5) 擾乱発生部として、直線溝状に複数の溝が切られて形成した直線溝部51を設けた。
よって、擾乱発生部を容易に形成することができる。
【００２０】
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例1ないし実施例3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ないし実施例3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。
中間プレート41の段部46に形成する擾乱発生部として、ディンプル部49、円環溝部50、直線溝部51の例を示したが、他の形状のものであっても良い。
【符号の説明】
【００２１】
4     弁体
6     弁座
7     弁座部材
42    オリフィス孔（連通路）
44    燃料噴射孔（噴射孔）
45    横連通孔（連通路）
46    段部
48    下流開口部（開口部）
49    ディンプル部（擾乱発生部）
50    円環溝部
51    直線溝部
【図１】
2015063898.tif 000003
【図２】
2015063898.tif 000004
【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】
2015063898.tif 000011
【図１０】
2015063898.tif 000012
【図１１】
2015063898.tif 000013
【図１２】
2015063898.tif 000014
【図１３】
2015063898.tif 000015