(57)【要約】【課題】噴孔構成面で一方向の燃料流れのみに対応した燃料の液膜の形成を図り、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。噴孔から噴射する燃料の微粒化を促進する燃料噴射弁を提供する。【解決手段】一以上の噴孔２２を有し、ニードル５が着座することで噴孔２２への燃料の流入を遮断する着座面２３と、ニードル５が着座面２３に着座した状態で、供給された燃料を保持する燃料充填空間部２１ａと噴孔２２が連通する連通空間部２１ｂとに分断される中空部２１とを有するバルブボディ２を備える燃料噴射弁１において、ニードル５と着座面２３とが離間した状態で、燃料充填空間部２１ａから連通空間部２１ｂに着座面２３に沿って流入する着座面燃料流れ方向のうち、着座面２３から任意の１つの噴孔２２に最短に燃料が流入する燃料流れＢ１の流れ方向である最短燃料流れ方向からみて、噴孔２２よりも奥側にガイド２４を設ける。【選択図】図２−１
2008111372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射する１以上の噴孔と、
周方向に連続するとともに径方向外側から径方向内側に向かうに伴い噴孔側に傾斜し、
かつニードルが着座することで前記噴孔への燃料の流入を遮断する着座面と、
前記ニードルが前記着座面に着座した状態で、供給された燃料を保持する燃料充填空間部と前記噴孔が連通する連通空間部とに分断される中空部と、
を有するバルブボディを備える燃料噴射弁において、
前記ニードルと前記着座面とが離間した状態で、前記燃料充填空間部から前記連通空間部に当該着座面に沿って流入する着座面燃料流れ方向のうち、当該着座面から任意の１つの噴孔に最短に燃料が流入する着座面燃料流れの流れ方向である最短燃料流れ方向からみて、前記噴孔よりも奥側にガイドを設けることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記ガイドは、任意の噴孔を挟んで配置される端部が、前記最短燃料流れ方向からみて前記任意の噴孔の入口側開口を覆わない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】
前記ガイドは、前記入口側開口に沿って形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記ガイドは、前記入口側開口の外周の１／２以上を囲うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記ガイドは、前記端部が前記最短燃料流れ方向の反対方向に延在していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記ガイドは、前記入口側開口に沿ったガイド面をさらに備え、
前記ガイド面は、少なくとも最短燃料流れ方向側の部分が前記任意の噴孔を構成する噴孔構成面をガイド側に延長することで形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記ガイドは、前記入口側開口に沿ったガイド面をさらに備え、
前記ガイド面は、少なくとも最短燃料流れ方向側の部分が前記入口側開口を覆う傾斜面より形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つ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、燃料噴射弁に関するものであり、さらに詳しくは、燃料の微粒化を促進する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関への燃料の供給は、燃料噴射弁に形成された噴孔から、例えば燃焼室に燃料を噴射することで行われる。従来の燃料噴射弁では、噴孔全体に燃料を流入させて燃料を燃焼室に噴射していた。しかしながら、近年、エンジンの動力性能及び燃費を高め、また排気ガス中の有毒成分を低減する方法の一つとして、噴孔から噴射される燃料を微粒化する技術が求められている。そこで、燃焼室へ噴孔から燃料を噴射する際に、噴孔を構成する噴孔構成面（噴孔を形成する際に、バルブボディに形成される内周面）の一部に噴孔に流入した燃料を沿わせ、噴孔全体に燃料を流入させずに、噴孔に液膜を形成する技術が提案されている。噴孔構成面の一部に液膜を形成すると、噴孔全体に燃料を流入させる場合と比較して、燃料が燃焼室へ噴射される際に拡散されやすくなるため、噴孔から噴射される燃料をより微粒化させることができる。
【０００３】
噴孔構成面の一部に液膜が形成されるためには、燃料噴射弁に充填された燃料を噴孔に向かわせる燃料流れを発生させることが必要である。燃料流れを発生させる燃料噴射弁は、主に、バルブボディとニードルとにより構成されている。バルブボディは、燃焼室に露出する部分に形成される噴孔と、噴孔と連通し燃料が充填される中空部と、ニードルが着座する着座面を有する。着座面は、周方向に連続するとともに径方向外側から径方向内側に向かうに伴い噴孔側に傾斜して形成されている。ニードルは、バルブボディの着座面に着座することで、中空部を分断し、噴孔への燃料の流入を遮断するものである。ニードルが着座面に着座している際、バルブボディの中空部は、燃料が充填されている燃料充填空間部と噴孔と連通している連通空間部とに分断される。燃料噴射弁から燃焼室への燃料を噴射する際には、着座面からニードルが離間し、燃料充填空間部と連通空間部とが連通することで、燃料充填空間部から燃料が連通空間部へ流入する。このとき、燃料充填空間部の燃料は、着座面に沿って流れる着座面燃料流れを形成する。着座面燃料流れが各噴孔に流入することで、各噴孔の噴孔構成面に液膜が形成される。
【０００４】
特許文献１にかかる従来の燃料噴射弁では、燃焼室側と反対側である着座面側に、噴孔プレートが形成されている。噴孔プレートには、バルブボディに形成された各噴孔にそれぞれ対応するガイド部が形成されている。ガイド部は、一方の端部が噴孔と連通し、他方の端部が連通空間部と連通している。ガイド部は、上記着座面燃料流れの燃料を噴孔構成面のうち、径方向内側の部分へ案内するものである。これにより、上記従来の燃料噴射弁は、ガイド部により、着座面燃料流れの燃料を噴孔に案内するので、噴孔構成面の径方向内側の部分に沿って液膜を形成することができ、燃料の微粒化の促進をすることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５―１２７１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の燃料噴射弁では、一方向の燃料流れだけでなく、一方向以外の他方向の燃料流れについても噴孔内に流入させてしまう。従って、一方向の燃料流れが噴孔に流入する際に、他方向の燃料流れが噴孔に流入することで、この他方向の燃料流れが一方向の燃料流れと衝突し、一方向の燃料流れを減衰させる虞があった。これにより、均一な液膜の形成が困難となり、燃料の微粒化の促進が十分に図れることができない虞があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてされたものであって、噴孔へ流入する一方向の燃料流れ以外の他方向の燃料流れが噴孔に流入することを抑制することにより、噴孔構成面で一方向の燃料流れのみに対応した燃料の液膜の形成を図り、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を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、発明にかかる燃料噴射弁は、燃料を噴射する１以上の噴孔と、周方向に連続するとともに径方向外側から径方向内側に向かうに伴い噴孔側に傾斜し、かつニードルが着座することで噴孔へ燃料の流入を遮断する着座面と、ニードルが着座面に着座した状態で、供給された燃料を保持する燃料充填空間部と噴孔が連通する連通空間部とに分断される中空部と、を有するバルブボディを備える燃料噴射弁において、ニードルと着座面とが離間した状態で、燃料充填空間部から連通空間部に着座面に沿って流入する着座面燃料流れのうち、着座面から任意の１つの噴孔に最短に燃料が流入する着座面燃料流れ（以降「最短燃料流れ」と称す。）の流れ方向である最短燃料流れ方向からみて、前記噴孔よりも奥側にガイドを設けることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、最短燃料流れ方向からみて、噴孔よりも奥側にガイドを設けることで、ニードルが着座面から離間した際における連通空間部の容積を減少することができる。従って、一方向の燃料流れである最短燃料流れ以外の他方向の燃料流れによって噴孔に流入する燃料の流入量を減少することができる。これにより、一方向の燃料流れである最短燃料流れ以外の他方向の燃料流れが噴孔に流入することを抑制し、噴孔構成面で一方向の燃料流れのみに対応した燃料の液膜を形成することができるので、燃料の微粒化を促進することができる。
【００１０】
また、この発明では、ガイドは、任意の噴孔を挟んで配置される端部が、前記最短燃料流れ方向からみて前記任意の噴孔の入口側開口を覆わないことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、設けられたガイドにより噴孔に流入する最短燃料流れを阻害することを抑制することができる。従って、噴孔構成面で一方向の燃料流れのみに対応した燃料の液膜を形成することができるので、燃料の微粒化を促進することができる。
【００１２】
また、この発明では、ガイドは、入口側開口に沿って形成されることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、入口側開口からガイドが離れないので、入口側開口とガイドとの間における他方向の燃料流れを抑制することができる。従って、噴孔構成面で一方向の燃料流れのみに対応した燃料の液膜を形成することができる。
【００１４】
また、この発明では、ガイドは、入口側開口の外周の１／２以上を囲うことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、入口側開口の外周の１／２以上をガイドで囲うことにより、一方向の燃料流れである最短燃料流れ以外の他方向の燃料流れが噴孔に流入することを抑制することができる。従って、一方向の燃料流れである最短燃料流れ以外の他方向の燃料流れが噴孔に流入することを抑制し、噴孔構成面で一方向の燃料流れのみに対応した燃料の液膜を形成することができるので、燃料の微粒化を促進することができる。
【００１６】
また、この発明では、ガイドは、端部が最短燃料流れ方向の反対方向に延在していることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、ガイドの最短燃料流れ方向の反対方向に延在する部分は、最短燃料流れ方向と平行に形成されるため、噴孔に流入する最短燃料流れを阻害することを抑制することができる。また、ガイドの最短燃料流れ方向の反対方向に延在する部分から最短燃料流れ方向以外の他方向の燃料流れが噴孔に流入することを抑制することができる。従って、噴孔構成面で一方向の燃料流れのみに対応した燃料の液膜を形成することができるので、燃料の微粒化を促進することができる。
【００１８】
また、この発明では、ガイドは、入口側開口に沿ったガイド面をさらに備え、このガイド面が、少なくとも最短燃料流れ方向側の部分が任意の噴孔を構成する噴孔構成面をガイド側に延長することで形成されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、ドリルなどの切削工具によりバルブボディに噴孔を加工する際に、噴孔構成面とガイド面とを１回の加工により同時に形成することができる。従って、噴孔構成面とガイド面とを別々に加工することがないので、加工が容易となる。これにより、低コスト化を図ることができる。
【００２０】
また、この発明では、ガイドは、入口側開口に沿ったガイド面をさらに備え、ガイド面は、少なくとも最短燃料流れ方向側の部分が入口側開口を覆う傾斜面より形成されていることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、最短燃料流れに対して少なくとも反対方向から噴孔に流入する他方向の燃料流れは、ガイド面に形成された最短燃料流れ方向側の部分により噴孔の入口側開口が覆われているので、噴孔に流入し難くなる。つまり、ガイド面は、他方向の燃料流れが噴孔に流入することを阻害することができる。これにより、噴孔構成面で一方向の燃料流れのみに対応した燃料の液膜を形成することができるので、燃料の微粒化を促進することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明にかかる燃料噴射弁は、噴孔から噴射される燃料の微粒化を促進することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる燃料噴射弁を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２４】
燃料噴射弁は、内燃機関に燃料を噴射するものである。実施例１では、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内直噴燃料噴射弁を本発明にかかる燃料噴射弁として説明する。なお、本発明にかかる燃料噴射弁は、筒内直噴燃料噴射弁に限定されるものではない。なお、他の燃料噴射弁の例としては、内燃機関に吸気経路に燃料を噴射するポート燃料噴射弁がある。内燃機関の具体例としてはガソリンエンジンやディーゼルエンジン等がある。
【００２５】
図１は、本発明にかかる燃料噴射弁の構成例を示す図である。図２−１は、実施例１にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大平断面図である。図２−２は、実施例１にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大側断面図である。図２−３は、実施例１にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の斜視図である。図２−４は、実施例１にかかる噴孔構成面に形成される液膜を示す図である。
【００２６】
図１に示すように、内燃機関の複数の気筒を有し、各気筒に燃焼室Ａが形成されている。各燃焼室Ａは、図示しないシリンダブロック、シリンダヘッド９、及び図示しないピストンにより囲まれた空間により構成されている。燃料噴射弁１は、各燃焼室Ａに燃料を直接噴射するために、シリンダヘッド９に装着される。燃料噴射弁１は、バルブボディ２と、ホルダ３と、弁本体４とにより構成される。
【００２７】
バルブボディ２は、図１に示すように、燃料噴射弁１がシリンダヘッド９に装着された際に、最も燃焼室Ａ側に配置されるものである。バルブボディ２は、略釣鐘状に形成されており、中空部２１と、噴孔２２と、着座面２３と、ガイド２４と、つば部２５とにより構成される。
【００２８】
中空部２１は、バルブボディ２の軸方向における両端部のうち、一方の端部、すなわち燃焼室Ａ側の端部が閉塞し、他方の端部、すなわち燃焼室Ａ側と反対の端部が開口して形成されている。
【００２９】
噴孔２２は、図１〜図２−４に示すように、燃料を噴射するものである。噴孔２２は、実施例１では、円周上に等間隔に１２個形成されている。バルブボディ２の内周面と外周面とを連通するように形成されている。つまり、噴孔２２は、中空部２１とバルブボディ２の外部とを連通するものである。したがって、中空部２１に燃料が充填されると、燃料が噴孔２２を介して、バルブボディ２の外部、すなわち燃料噴射弁１がシリンダヘッド９に装着された際における燃焼室Ａに噴射される。尚、噴孔２２は、例えば噴射方向に向かって中心軸線から離れる方向へ傾斜するように形成される。ここで、噴孔２２を形成する際に、バルブボディ２の内周面に形成される面を入口側開口２２ａ、外周面に形成される面を出口側開口２２ｂとする。噴孔２２に流入する燃料が燃焼室Ａに噴射される噴射方向Ｃ１は、入口側開口２２ａの中心点と出口側開口２２ｂの中心点を結ぶ線上における燃焼室Ａに向かう方向である。この実施例１では、噴孔２２は、噴射方向Ｃ１がバルブボディ２の軸方向からみて、各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れＢ１の流れ方向である最短燃料流れ方向と反対方向となるように形成されている。また、噴孔２２を形成する際に、バルブボディ２に形成される内周面を噴孔構成面２２ｃとする。なお、噴孔２２は、実施例１では上記１２個形成されているがこれに限定されるものではなく、１以上形成されていれば良い。また、噴孔２２が複数形成されている場合は、実施例１のように円周上に等間隔に形成されていなくても良い。
【００３０】
着座面２３は、弁本体４の後述するニードル５が着座することで、各噴孔２２への燃料の流入を遮断するものである。着座面２３は、バルブボディ２の中空部２１内に形成されている。着座面２３は、上記各噴孔２２の入口側開口２２ａが形成される面よりも、軸方向のうち他方（図１では上方）に向かって突出して形成されている。着座面２３は、周方向に連続して形成されている。この実施例１では、円環形状であり、上記すべての噴孔２２を囲うように形成されている。着座面２３は、径方向外側から径方向内側に向かうに伴い噴孔２２側、すなわち燃焼室Ａ側に傾斜して形成される。ここで、着座面２３にニードル５が着座した状態においては、中空部２１が燃料充填空間部２１ａと連通空間部２１ｂとに分断される。
【００３１】
燃料充填空間部２１ａは、ニードル５が着座面２３に着座した状態において、接触面５１のうち着座面２３と接触する部分よりも、軸方向のうち噴孔２２側と反対側に形成されている。また、燃料充填空間部２１ａは、連通空間部２１ｂと分断された状態においても燃料が充填されており、供給された燃料を保持する。連通空間部２１ｂは、ニードル５が着座面２３に着座した状態において、接触面５１のうち着座面２３と接触する部分よりも、軸方向のうち噴孔２２側に形成されている。連通空間部２１ｂは、各噴孔２２と各噴孔２２の入口側開口２２ａを介して連通している。
【００３２】
燃料噴射弁１から燃焼室Ａへ燃料が噴射される時には、着座面２３からニードル５が離間することにより、連通が遮断されていた燃料充填空間部２１ａと連通空間部２１ｂとが連通する。従って、燃料は、燃料充填空間部２１ａから着座面２３に沿って連通空間部２１ｂに流入する。この燃料の流れが着座面燃料流れ（図２−１に示すＢ１およびＢ２）となる。また、燃料充填空間部２１ａから着座面２３に沿って連通空間部２１ｂに燃料が流入する方向を着座面燃料流れ方向とする。連通空間部２１ｂに流入した燃料は、各噴孔２２に流入する。
【００３３】
ガイド２４は、バルブボディ２の中空部２１内に形成されている。ガイド２４は、上記各噴孔２２の入口側開口２２ａが形成される面よりも、軸方向のうち他方（図１では上方）に向かって突出して形成されている。ガイド２４は、最短燃料流れＢ１の流れ方向である最短燃料流れ方向からみて、各噴孔２２よりも奥側に形成されている。ガイド２４は、この実施例１では、略円板形状であり、上記すべての噴孔２２により囲われて形成されている。従って、ガイド２４のうち、各噴孔２２の周辺部分は、最短燃料流れＢ１の流れ方向である最短燃料流れ方向からみて、それぞれの噴孔２２よりも奥側が切り欠かれて形成されている。なお、このガイド２４のうち切り欠かれた部分にガイド面２４ａがそれぞれ形成されている。ガイド面２４ａは、噴孔２２側と反対側から噴孔２２側に向かい、径方向内側に傾斜する傾斜面により構成されている。
【００３４】
各ガイド面２４ａの両端部２４ｂ，２４ｂは、対向する噴孔２２を挟んで配置される。つまり、ガイド２４の端部は、各噴孔２２を挟んで配置される。ここで、最短燃料流れＢ１とは、一方向の燃料流れであり、上述した着座面燃料流れのうち、各噴孔２２のうち任意の１つの噴孔２２に着座面２３から最短に燃料が流入する着座面燃料流れである。また、最短燃料流れ方向とは、上述した着座面燃料流れ方向のうち、任意の１つの噴孔２２に着座面２３から最短に燃料が流入する燃料流れ、すなわち最短燃料流れＢ１の流れ方向である。
【００３５】
また、着座面燃料流れは、最短燃料流れＢ１と、最短燃料流れＢ１以外の他の着座面燃料流れ（以下、「他の着座面燃料流れＢ２」と称する。）とにより構成されている。ここで、最短燃料流れＢ１であっても、任意の１つの噴孔２２に対応した最短燃料流れＢ１以外の他の噴孔２２に対応した最短燃料流れＢ１は、他の着座面燃料流れＢ２に含まれる（図２−１の（Ｂ２）参照）。
【００３６】
各ガイド面２４ａは、本体部２４ｃと２つの平行部２４ｄ，２４ｄとにより構成されている。本体部２４ｃは、最短燃料流れ方向からみて、この最短燃料流れＢ１に対応した噴孔２２より奥側、すなわち噴孔２２よりも各噴孔２２が形成されている面の中心側に形成されている。つまり、ガイド２４は、各噴孔２２の入口側開口２２ａに沿って形成される。従って、ガイド２４は、入口側開口２２ａから離れないので、入口側開口２２ａとガイド２４、すなわちガイド面２４ａとの間から、他方向の燃料流れが最短燃料流れＢ１に対応した噴孔２２に流入することを抑制することができる。これにより、噴孔２２の噴孔構成面２２ｃで一方向の燃料流れである最短燃料流れＢ１のみに対応した燃料Ｄ１の液膜を形成することができる。
【００３７】
平行部２４ｄ，２４ｄは、本体部２４ｃの両端部からそれぞれ最短燃料流れ方向からみて反対方向に延在して形成されている。つまり、平行部２４ｄ，２４ｄは、最短燃料流れ方向に対して平行に形成されている。従って、平行部２４ｄ，２４ｄによって、各噴孔２２にそれぞれ流入する最短燃料流れＢ１が阻害されることを抑制することができる。また、平行部２４ｄ，２４ｄが形成されていることで、本体部２４ｃの両端部と平行部２４ｄ，２４ｄの先端部、すなわちガイド面２４ａの端部２４ｂ，２４ｂとの間から、最短燃料流れＢ１以外の燃料流れ、すなわち他方向の燃料流れが最短燃料流れＢ１に対応した噴孔２２に流入することを抑制することができる。これらにより、各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れＢ１の燃料を確実に噴孔２２に流入させることができ、噴孔２２の噴孔構成面２２ｃで一方向の燃料流れである最短燃料流れＢ１のみに対応した燃料Ｄ１の液膜を形成することができる。
【００３８】
また、ガイド面２４ａの端部２４ｂ，２４ｂ、すなわちガイド２４の各噴孔２２を挟んでそれぞれ配置される端部は、平行部２４ｄ，２４ｄが最短燃料流れ方向に対して平行に形成されているので、最短燃料流れ方向からみてこの端部２４ｂ，２４ｂが挟んでいる噴孔２２の入口側開口２２ａを覆わずに形成されている。従って、ガイド２４によって、各噴孔２２にそれぞれ流入する最短燃料流れＢ１が阻害されることを抑制することができる。これにより、各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れＢ１の燃料を確実に噴孔２２に流入させることができ、噴孔２２の噴孔構成面２２ｃで一方向の燃料流れである最短燃料流れＢ１のみに対応した燃料Ｄ１の液膜を形成することができる。
【００３９】
また、ガイド２４は、各噴孔２２の入口側開口２２ａの外周Ｌの１／２以上を囲って形成されている。この実施例１では、各ガイド面２４ａが各ガイド面２４ａにそれぞれ対向する噴孔２２の入口側開口２２ａの外周Ｌの１／２以上を囲って形成されている。従って、各噴孔２２にそれぞれ流入する燃料の流れのうち、他方向の燃料流れ、特に最短燃料流れＢ１と対向する他方向の燃料流れの大部分がガイド２４により、最短燃料流れＢ１に対応した噴孔２２に流入することを抑制することができる。これにより、噴孔２２の噴孔構成面２２ｃで一方向の燃料流れである最短燃料流れＢ１のみに対応した燃料Ｄ１の液膜を形成することができる。
【００４０】
つば部２５は、ホルダ３にバルブボディ２が挿入された際に、バルブボディ２のホルダ３に対する軸方向における位置決めを行うものである。つば部２５は、バルブボディ２の噴孔２２側と反対側の端部から径方向外側に突出して形成されている。
【００４１】
ホルダ３は、燃料噴射弁１がシリンダヘッド９に装着された際に、シリンダヘッド９に形成された取付穴９１の一部が挿入されるものである。ホルダ３は、円筒形状に形成されており、中空部３１と、段差部３２と、コネクタ部３３とにより構成される。
【００４２】
中空部３１は、ホルダ３の軸方向における両端部が開口して形成されている。段差部３２は、ホルダ３の中空部３１にバルブボディ２が挿入された際に、つば部２５が接触するものである。段差部３２は、中空部３１を構成するホルダ３の内壁面に形成されている。段差部３２は、中空部３１のうち、段差部３２よりも噴孔２２側の径が段差部３２よりも噴孔２２側と反対側の径よりも小さくなるように形成されている。コネクタ部３３は、弁本体４の後述する磁気回路６と電気的に接続されている。コネクタ部３３には、ＥＣＵ(Engine Control Unit)１０と電気的に接続されたコネクタが接続される。これにより、磁気回路６とＥＣＵ１０とが電気的に接続され、ＥＣＵ１０により磁気回路６を制御することができる。
【００４３】
燃料噴射弁１の組立時には、ホルダ３の中空部３１にバルブボディ２が挿入される。ホルダ３の中空部３１にバルブボディ２が挿入されると、ホルダ３の段差部３２につば部２５が接触する。これにより、バルブボディ２は、ホルダ３に対する軸方向における位置決めが行われる。このとき、バルブボディ２の中空部２１とホルダ３の中空部３１とが連通する。また、バルブボディ２の軸方向のうち噴孔２２側は、ホルダ３の外部に露出する。
【００４４】
弁本体４は、ニードル５と、磁気回路６と、スプリング７と、ジョイント部８とにより構成されている。
【００４５】
ニードル５は、棒状に形成され、ホルダ３の中空部３１内に配置されている。また、ニードル５の先端部は、バルブボディ２の中空部２１に配置されている。ニードル５の先端部には、接触面５１が形成されている。接触面５１は、ニードル５が軸方向のうち噴孔２２側に移動することで、着座面２３に周方向に連続して接触するものである。ニードル５は、軸方向に移動することで、接触面５１がバルブボディ２の着座面２３に接触することで各噴孔２２から燃焼室Ａへの燃料の噴射を停止する閉弁状態と、接触面５１がバルブボディ２の着座面２３から離間することで各噴孔２２から燃料室Ａへ燃料を噴射する開弁状態とを繰り返すものである。
【００４６】
磁気回路６は、ニードル５とジョイント部８との間に配置されるものである。磁気回路６は、ニードル５を軸方向に移動させるものである。つまり、ニードル５は、磁気回路６により開弁状態と閉弁状態とを繰り返すものである。磁気回路６は、ステータコア６１と、ムービングコア６２と、ヨーク６３と、コイル６４とスリーブ６５とにより構成される。
【００４７】
ステータコア６１およびムービングコア６２は、スリーブ６５の内部に配置されている。このステータコア６１は、ジョイント部８とムービングコア６２との間に配置され、その内部にスプリング７が配置されている。
【００４８】
ムービングコア６２は、スリーブ６５内を軸方向に摺動自在に支持されている。このムービングコア６２の軸方向のうち噴孔２２側の端部には、ニードル５の後端部が連結されている。また、このムービングコア６２の軸方向のうち噴孔２２側と反対側の端部には、スプリング７の一方の端部が接触している。ここで、スプリング７は、ニードル５が閉弁状態であっても、常に付勢力を発生するように、ステータコア６１の内部に配置されている。従って、ムービングコア６２は、スプリング７により、常に噴孔２２側の付勢力が作用している。これにより、磁気回路６が作動していなくても、スプリング７の付勢力により、ニードル５の接触面５１がバルブボディ２の着座面２３に接触し、閉弁状態を維持することができる。
【００４９】
コイル６４は、スリーブ６５の外周を覆うように配置されており、コネクタ部３３と電気的に接続されている。つまり、コイル６４は、コネクタ部３３を介して、制御部としてのＥＣＵ１０に駆動制御可能に接続されている。また、ヨーク６３は、このコイル６４の外周を覆うように配置されている。ここで、磁気回路６は、ＥＣＵ１０からコイル６４へ駆動電力が通電されると、磁気回路６に磁場が形成され、ムービングコア６２が軸方向のうち噴孔２２側と反対側の方向へ、スプリング７の付勢力に抗して移動される。
【００５０】
ジョイント部８は、燃料ポンプから加圧された燃料が供給されるデリバリパイプに接続されるものである。ジョイント部８は、磁気回路６のスリーブ６５を介してホルダ３の中空部３１に連通している。従って、燃料噴射弁１に供給された燃料は、ジョイント部８およびスリーブ６５を介して、ホルダ３の中空部３１に流入する。ホルダ３の中空部３１に流入した燃料は、中空部３１がバルブボディ２の中空部２１とは連結されているので、中空部２１に流入する。これにより、バルブボディ２の中空部２１内に燃料が充填され、燃料噴射弁１に燃料が供給される。
【００５１】
ＥＣＵ１０は、エンジンの運転状態に応じて、内燃機関に供給する燃料の燃料供給量、すなわち各燃料噴射弁１により各燃焼室Ａにそれぞれ噴射する燃料の燃料噴射量を決定する。このＥＣＵ１０は、決定された燃料噴射量に基づいて、磁気回路６のコイル６４への通電タイミングおよび通電時間を制御するものである。
【００５２】
次に、燃料噴射弁１のシリンダヘッド９への装着について説明する。シリンダヘッド９には、各燃焼室Ａまで貫通する取付穴９１が形成されている。バルブボディ２及び弁本体４が挿入固定されたホルダ３を、先端部から各取付穴９１に挿入し、取付穴端部９２においてボルト等による接合手段によりシリンダヘッド９と固定される。これにより、各燃料噴射弁１が各燃焼室Ａに対応して、シリンダヘッド９にそれぞれ装着される。
【００５３】
ここで、本発明による燃料噴射弁１の動作について説明する。ＥＣＵ１０は、エンジンの運転状態に応じて、燃料噴射弁１により内燃機関に燃料を供給する。燃料噴射弁１により燃焼室Ａへ燃料を噴射する際には、スプリング７の付勢力により閉弁状態であるニードル５を磁気回路６により開弁状態とする。ニードル５が閉弁状態から開弁状態となると、着座面２３と接触していた接触面５１が着座面２３から離れ、ニードル５が着座面２３から離間する。従って、連通が遮断されていた燃料充填空間部２１ａと連通空間部２１ｂとが連通する。これにより、燃料充填空間部２１ａに充填されていた燃料が着座面２３に沿って連通空間部２１ｂに流入する着座面燃料流れが発生する。
【００５４】
着座面燃料流れのうち、各噴孔２２にそれぞれ対応した最短燃料流れＢ１の燃料は、上述のように、ガイド２４によってその流れが阻害されることなく、噴孔２２の入口側開口２２ａから噴孔２２に流入する。つまり、各噴孔２２にそれぞれ対応した最短燃料流れＢ１の燃料を確実に噴孔２２に流入させることができる。
【００５５】
図３−１は、従来例にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大平断面図である。図３−２は、従来例にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大側断面図である。図３−３は、従来例にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の斜視図である。図３−４は、従来例にかかる噴孔構成面に形成される液膜を示す図である。
【００５６】
図３−１〜図３−４に示すように、従来技術の燃料噴射弁１０１の着座面１２３は、本発明にかかる燃料噴射弁１の着座面２３と同様に、径方向外側から径方向内側に向かうに伴いバルブボディ１０２に形成された噴孔１２２側、すなわち燃焼室Ａ側に傾斜して形成される。従って、ニードル１０５が着座面１２３に着座した状態である閉弁状態から、着座面１２３から離間した状態である開弁状態となると、遮断されていた燃料充填空間部１２１ａと連通空間部１２１ｂとが連通する。これにより、燃料充填空間部１２１ａに充填されていた燃料が着座面１２３に沿って連通空間部１２１ｂに流入する着座面燃料流れが本発明と同様に発生する。ここで、着座面燃料流れのうち、各噴孔１２２にそれぞれ対応した最短燃料流れＢ１の燃料は、噴孔１２２に流入する。
【００５７】
上記着座面燃料流れには、各噴孔２２にそれぞれ対応した最短燃料流れＢ１以外の燃料流れ、すなわち他の着座面燃料流れＢ２がある。従来の燃料噴射弁１０１では、本発明にかかる燃料噴射弁１が備えるガイド２４が備えられていない。従って、他の着座面燃料流れＢ２は、例えば隣り合う噴孔１２２の間から各噴孔１２２よりも内側、すなわち連通空間部１２１ｂのうち各噴孔１２２に囲まれた噴孔内側空間部に流入する。これにより、噴構内空間部に流入した他の着座面燃料流れＢ２が互いに衝突することで乱流が発生し、各噴孔１２２には、各噴孔１２２にそれぞれ対応した最短燃料流れＢ１以外の燃料流れ、すなわち他方向の燃料流れＢ３が流入する。
【００５８】
従って、この他方向の燃料流れＢ３は、最短燃料流れＢ１がそれぞれ対応した噴孔１２２に流入する際に、この最短燃料流れＢ１と衝突するので、噴孔１２２に流入する最短燃料流れＢ１を減衰させる。これにより、噴孔１２２を構成する噴孔構成面１２２ｃに液膜の形成が困難となり、図３−４に示すように、噴孔１２２内全体が燃料Ｄ２で満たされてしまうので、燃料室Ａに噴射される燃料の微粒化の促進が十分に図れない虞があった。
【００５９】
一方、本発明にかかる燃料噴射弁１は、最短燃料流れ方向からみて、各噴孔２２よりも奥側にガイド２４が設けられているので、ニードル５が着座面２３から離間した際における連通空間部２１ｂの容積を、ガイド２４を備えない上記従来の燃料噴射弁１０１と比較して減少させることができる。従って、着座面燃料流れのうち、他の着座面燃料流れＢ２が噴孔内側空間部に流入することを抑制することができるので、一方向の燃料流れである最短燃料流れＢ１以外の他方向の燃料流れＢ３の燃料が噴孔２２に流入する流入量を減少することができる。
【００６０】
つまり、本発明による燃料噴射弁１では、最短燃料流れＢ１以外の他方向の燃料流れＢ３の噴孔２２への流入を抑制することで、各噴孔２２にそれぞれ対応した最短燃料流れＢ１のみを選択的に各噴孔２２に流入させることができる。これにより、図２−４に示すように、噴孔構成面２２ｃに沿った燃料Ｄ１の液膜を形成することができるので、噴孔１２２内全体が燃料Ｄ２で満たされてしまう従来の燃料噴射弁１０１と比較して、燃料が燃焼室Ａへ噴射される際に拡散されやすくなり、噴射方向Ｃ１に噴射される燃料の微粒化を促進することができる。
【００６１】
また、ガイド２４は、ガイド面２４ａを最短燃料流れ方向からみて噴孔２２の奥側に形成されているので、最短燃料流れＢ１の燃料がガイド面２４ａよりも奥側、例えば噴孔内側空間部に流れることを抑制することができる。従って、各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れＢ１は、ガイド２４のガイド面２４ａに沿うこととなる。これにより、ガイド２４は、各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れＢ１のみ選択的に噴孔２２に案内することができるので、噴孔構成面２２ｃに沿った燃料Ｄ１の液膜を確実に形成することができるので、噴射される燃料の微粒化を促進することができる。
【００６２】
なお、上記実施例１では、噴孔構成面２２ｃとガイド面２４ａとが別体に形成されているが本発明はこれに限定されるものではない。図４−１は、実施例１にかかる燃料噴射弁の他の構成例の噴孔近傍の拡大平断面図である。図４−２は、実施例１にかかる燃料噴射弁の他の構成例の噴孔近傍の拡大側断面図である。図４−３は、実施例１にかかる燃料噴射弁の他の構成例の噴孔近傍の斜視図である。
【００６３】
図４−１〜図４−３に示す実施例１に係る燃料噴射弁１は、最短燃料流れ方向側の部分が噴孔２２を構成する噴孔構成面２２ｃをガイド２４側に延長することで形成されるガイド面２４ｅを備える。ガイド面２４ｅは、ドリルなどの切削工具によりバルブボディ２に各噴孔２２を加工する際に形成される。各噴孔２２は、切削工具により、バルブボディ２の出口側開口２２ｂが形成される外周面から入口側開口２２ａが形成される面に貫通するまで、噴射方向と反対方向にバルブボディ２を切削することで形成される。このとき、切削工具は、入口側開口２２ａが形成される面に噴孔２２側と反対側に突出して形成されているガイド２４を噴射方向と反対方向に切削する。これにより、ガイド面２４ｅは、最短燃料流れ方向側の部分が噴孔２２を構成する噴孔構成面２２ｃと一体に形成される。つまり、ガイド面２４ｅの最短燃料流れ方向側の部分は、噴孔構成面２２ｃの最短燃料流れ方向側の部分をガイド２４側に延長することで形成することができる。従って、ドリルなどの切削工具によりバルブボディ２に噴孔を加工する際に、噴孔構成面２２ｃとガイド面２４ｅとを１回の加工により同時に形成することができる。これにより、噴孔構成面２２ｃとガイド面２４ｅとを別々に加工することがないので、加工が容易となり、本発明にかかる燃料噴射弁１の低コスト化を図ることができる。
【００６４】
また、ガイド面２４ｅの最短燃料流れ方向側の部分と噴孔２２を構成する噴孔構成面２２ｃとが一体、すなわち段差が生じることなく形成されるので、噴孔構成面２２ｃとガイド面２２ｅとが別体の場合と比較して、ガイド面２４ｅに沿って噴孔２２に向かう燃料の噴孔２２への流入が阻害されることを抑制することができる。
【００６５】
また、上記実施例１では、各噴孔２２は、噴射方向Ｃ１が軸方向からみて、各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れ方向と反対方向となるように形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。図５は、実施例１にかかる燃料噴射弁１の他の構成例の噴孔近傍の拡大平断面図である。噴射方向は、各噴孔２２の燃焼室Ａにおける位置などで決定されるため、軸方向からみて、最短燃料流れ方向と反対方向となるとは限らない。例えば、同図に示すように、各噴孔２２は、入口側開口２２ａに対して出口側開口２２ｂを軸方向からみて、入口側開口２２ａよりも最短燃料流れ方向と反対方向に位置しないように形成することで、噴射方向Ｃ２が軸方向からみて最短燃料流れ方向と交差する方向、すなわち偏向して形成される場合がある。この場合は、ガイド２４は、ガイド面２４ｆの両端部２４ｇ，２４ｇ、すなわちガイド２４の各噴孔２２を挟んで配置される端部が最短燃料流れＢ１を阻害することのないように、各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れ方向からみて噴孔２２の入口側開口２２ａを覆わない位置となるように形成する。
【実施例２】
【００６６】
次に、実施例２にかかる燃料噴射弁１について説明する。図６−１は、実施例２にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大平断面図である。図６−２は、実施例２にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大側断面図である。図６−３は、実施例２にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の斜視図である。実施例２にかかる燃料噴射弁１が、実施例１にかかる燃料噴射弁１と異なる点は、ガイド面２２４ａの各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れ方向側の部分が噴孔２２の入口側開口２２ａを覆う傾斜面で形成されている点である。なお、実施例２にかかる燃料噴射弁１の基本的構成および動作は、実施例１にかかる燃料噴射弁１の基本的構成および動作とほぼ同一であるため、同一部分については省略あるいは簡略化して説明する。
【００６７】
ガイド面２２４ａの各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れ方向側の部分は、噴孔２２側と反対側から噴孔２２側に向かい、径方向外側に傾斜する傾斜面により構成されている。つまり、ガイド面２２４ａの各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れ方向側の部分は、噴孔２２の入口側開口２２ａに向かってせり出して形成されている。従って、各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れＢ１以外の他の燃料流れ、特に最短燃料流れＢ１に対して反対方向から噴孔２２に流入する他方向の燃料流れは、ガイド面２２４ａに形成された最短燃料流れ方向側の部分により入口側開口２２ａが覆われているので、噴孔２２に流入し難くなる。つまり、ガイド面２２４ａは、他方向の燃料流れが噴孔に流入することを阻害することができる。これにより、噴孔構成面２２ｃで最短燃料流れＢ１のみに対応した燃料Ｄ１の液膜を形成することができる。
【００６８】
また、ガイド面２２４ａの各噴孔２２にそれぞれ対応する最短燃料流れ方向側の部分は、各噴孔２２にそれぞれ対応した最短燃料流れＢ１の燃料を噴孔２２に向かう方向に確実に沿わせることができる。これにより、噴孔構成面２２ｃで最短燃料流れＢ１のみに対応した燃料Ｄ１の液膜を確実に形成することができる。従って、実施例１と同様の効果を奏する、特に燃料が燃焼室Ａへ噴射される際に、さらに拡散されやすくなり、噴射方向Ｃ１に噴射される燃料の微粒化をさらに促進することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかる燃料噴射弁は、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁に特に有用であり、特に噴射する燃料の微粒化を促進するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明にかかる燃料噴射弁の構成例を示す図である。
【図２−１】実施例１にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大平断面図である。
【図２−２】実施例１にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大側断面図である。
【図２−３】実施例１にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の斜視図である。
【図２−４】実施例１における噴孔構成面に形成される液膜を示す図である。
【図３−１】従来例における燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大平断面図である。
【図３−２】従来例における燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大側断面図である。
【図３−３】従来例における燃料噴射弁の噴孔近傍の斜視図である。
【図３−４】従来例における噴孔構成面に形成される液膜を示す図である。
【図４−１】実施例１にかかる燃料噴射弁の他の構成例の噴孔近傍の拡大平断面図である。
【図４−２】実施例１にかかる燃料噴射弁の他の構成例の噴孔近傍の拡大平側断面図である。
【図４−３】実施例１にかかる燃料噴射弁の他の構成例の噴孔近傍の斜視図である。
【図５】実施例１にかかる燃料噴射弁の他の構成例の噴孔近傍の拡大平断面図である。
【図６−１】実施例２にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大平断面図である。
【図６−２】実施例２にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の拡大平側断面図である。
【図６−３】実施例２にかかる燃料噴射弁の噴孔近傍の斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  燃料噴射弁
２  バルブボディ
２１  中空部
２１ａ  燃料充填空間部
２１ｂ  連通空間部
２２  噴孔
２２ａ  入口側開口
２２ｂ  出口側開口
２２ｃ  噴孔構成面
２３  着座面
２４  ガイド
２４ａ  ガイド面
２４ｂ  端部
２４ｃ  本体部
２４ｄ  平行部
２５  つば部
３  ホルダ
３１  中空部
３２  段差部
３３  コネクタ部
４  弁本体
５  ニードル
５１  接触面
６  磁気回路
７  スプリング
８  ジョイント部
９  シリンダヘッド
９１  取付穴
９２  取付穴端部
１０  ＥＣＵ
Ａ  燃焼室
Ｂ１  最短燃料流れ（一方向の燃料流れ）
Ｂ２  他の着座面燃料流れ
Ｂ３  他方向の燃料流れ
Ｃ１，Ｃ２  噴射方向
Ｄ１，Ｄ２  燃料
【図１】
2008111372.tif 000003
【図２−１】
2008111372.tif 000004
【図２−２】
2008111372.tif 000005
【図２−３】
2008111372.tif 000006
【図２−４】
2008111372.tif 000007
【図３−１】
2008111372.tif 000008
【図３−２】
2008111372.tif 000009
【図３−３】
2008111372.tif 000010
【図３−４】
2008111372.tif 000011
【図４−１】
2008111372.tif 000012
【図４−２】
2008111372.tif 000013
【図４−３】
2008111372.tif 000014
【図５】
2008111372.tif 000015
【図６−１】
2008111372.tif 000016
【図６−２】
2008111372.tif 000017
【図６−３】
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