(57)【要約】【課題】燃料噴射装置の先端に設けられた噴孔にデポジットを生成し難い燃料噴射装置を提供する。【解決手段】燃料流路１２５と弁座１３３とを有する筒状の弁ボディ１３０と、弁ボディ１３０の下流側に配置され、燃料流路１２５から流出する燃料を内燃機関内に噴射する噴孔１１１を有する噴孔プレート１１と、をその内側で保持する筒状のホルダ１４０と、弁座１３３への離着座により燃料流路１２５を開閉する弁体１２０と、を具備する燃料噴射装置１において、噴孔プレート１１を流入側から噴出側にかけて、流入側平面層１１０ａと噴出側平面層１１０ｂとを含む複数の平面層からなる板状部材１１０によって構成するとともに、流入側平面層１１０ａと噴出側平面層１１０ｂとを異なる線熱膨張係数を有する部材によって形成する。内燃機関から熱を受けた時には噴孔プレート１１が湾曲し、噴孔１１１内周壁表面に形成されたデポジットが剥離除去される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に装着され、内部に燃料流路が形成された筒状の弁ボディと、
上記弁ボディにおける上記燃料流路の下流側に配置され、上記燃料流路から流出する燃料を噴射する噴孔を有する噴孔プレートと、
上記弁ボディと上記噴孔プレートとをその内側で保持する筒状のホルダと、
弁体当接部を有し、上記弁体当接部が上記弁ボディの内周壁に形成された弁座に着座することにより上記燃料流路を閉塞し、上記弁体当接部が上記弁座から離座することにより上記燃料流路を開放する弁体と、
を具備する燃料噴射装置において、
上記噴孔プレートを、上記燃料の流入する流入側から上記燃料の噴出する噴出側にかけて、流入側平面層と噴出側平面層とを含む複数の平面層によって構成するとともに、
上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、異なる線熱膨張係数を有する部材によって形成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、異なる個別の板状部材を積層して構成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、その対向する両層表面が互いに全面に渡って固着するように接合されたことを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、２以上の異なる線熱膨張係数を有する粉末材料を用いて、その配合比を層により異なるように混合した傾斜材料によって形成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、その外周縁と上記ホルダの内周縁とを固着したことを特徴とする請求項３または４に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、上記ホルダより大きな線熱膨張係数を有する部材によって形成したことを特徴とする請求項５項に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
上記複数の平面層の内、線膨張係数の最も小さい平面層の外周縁のみと上記ホルダの内周縁とを固着し、かつ各平面層の表面において中心部のみを互いに固着したことを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、上記流入側から上記噴出側に向かって線熱膨張係数が大きくなるように構成したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
上記噴孔プレートには、仮想円上に複数の噴孔を配設する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に装着され燃料を噴射する燃料噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料噴射装置には、噴射される燃料の微粒化や極めて高い精度の燃料噴射制御が要求されている。
特許文献１には、この様な燃料噴射装置として、弁ボディと弁部材から構成される燃料流路を通過した燃料が噴孔プレートに形成されている噴孔を経由して噴射される燃料噴射装置において、噴孔プレートに段差部を設けて噴流を制御し、更なる噴射燃料の微粒化を図る技術が開示されている。
【０００３】
また、環境への負荷低減の観点から、燃費向上ならびに排ガス中の有害物質の低減等を図るために、圧縮高温化された排気ガスの還流された吸気ポート内で燃料噴射を行ったり、燃焼室に直接燃料噴射を行ったり、排気ポート内に極微量の燃料噴射を行って排ガス浄化触媒でＮＯｘの発生を抑えるリッチスパイクを行ったりしている。
【０００４】
ところが、これらの燃料噴射装置の使用環境では、吸気ポート内の圧縮高温化された混合気や、燃焼室内での燃焼爆発による発熱や、排気ポート内に高温の排気等の高温環境に燃料噴射装置の噴孔部分が長期間に渡って晒されることになる。
このため、燃料噴射後に噴孔表面に残留している微量の燃料が高温環境からの受熱によって炭化され、噴孔表面にデポジットとして徐々に蓄積される。
【０００５】
特許文献２には、燃料噴射弁の噴口の温度を燃料の９０％蒸留温度より低く維持し、燃料中のデポジット前駆物質を液相状態で分散保持させることにより、そのデポジット前駆物質を燃料の噴射流によりその噴口から効率良く的確に流出除去する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、燃料噴射ノズルの噴孔を形成する内壁ならびに該内壁に連続するノズル先端面に撥油性材料からなるコーティング層を形成し、ノズル先端部に燃料成分が付着し難くするとともに、付着した燃料成分が次回の燃料噴射により剥離し易くすることによりデポジットの形成を抑制する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２１１６８２号公報
【特許文献２】特開平９−２６４２３２号公報
【特許文献３】特開平１１−２３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年、更なる噴射精度の向上を図るべく、燃料噴射装置に用いられる噴孔プレートに形成される噴孔は極めて高い精度が要求され、噴孔内周壁表面に極僅かに残留した燃料によって不可避的に形成される微量なデポジットの除去が重要な課題となっている。
例えば、図９に示す噴孔プレート１１Ｘは、外径φＤ１Ｘをφ５ｍｍ、板厚Ｔを３００μｍの円盤状に形成した板部材からなり、この噴孔プレート１１Ｘの燃料流入側表面には、中心軸と同心の仮想円φＤ２Ｘ上に複数個の噴孔１１１Ｘが燃料流入側から燃料噴出側に向かって広がる角度θで穿設されている。
仮想円φＤ２Ｘは、３．０ｍｍで、噴孔穿設角度θは３０°、噴孔１１１Ｘの内径は、φ１００μｍに形成されている。
図中には、略等ピッチに８個穿設した噴孔１１１Ｘの内、２個の噴孔１１１Ｘの断面を図示している。
【０００８】
燃料噴射装置にこのような噴孔プレート１１Ｘを用いた場合、噴孔１１１内から噴射される燃料の内、極僅かな量が薄膜状に不可避的に残留する。
これが内燃機関からの熱を受けて、炭化し徐々に蓄積し、噴孔１１１Ｘの表面と噴孔プレート１１Ｘ噴出側の表面とには、デポジット４０が形成されている。
デポジット４０の厚みは、噴孔１１１Ｘ内周壁表面では、１〜１０μm程度、噴孔プレート１１Ｘの噴出側表面では、１〜３０μm程度である。
燃料噴射装置の噴孔内周壁表面にこのような極微量のデポジットであっても、一旦形成されると更なるデポジットの蓄積を引き起こし、燃料噴射量の低下や噴霧形状の異常を引き起こす虞がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記実情に鑑み、燃料噴射装置の先端に設けられた噴孔表面にデポジットが蓄積し難く、信頼性の高い燃料噴射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明では、内燃機関に装着され、内部に燃料流路が形成された筒状の弁ボディと、上記弁ボディの下流側に配置され、上記燃料流路から流出する燃料を噴射する噴孔を有する噴孔プレートと、上記弁ボディと上記噴孔プレートとをその内側で保持する筒状のホルダと、弁体当接部を有し、上記弁体当接部が弁ボディの内周壁に形成された弁座に着座することにより上記燃料流路を閉塞し、上記弁体当接部が上記弁座から離座することにより上記燃料流路を開放する弁体と、を具備する燃料噴射装置において、
上記噴孔プレートを、上記燃料の流入する流入側から上記燃料の噴出する噴出側にかけて、流入側平面層と噴出側平面層とを含む複数の平面層によって構成するとともに、上記流入側平面層と上記噴出側平面層とを異なる線熱膨張係数を有する部材によって形成する。
【００１１】
請求項１の発明によれば、噴孔プレートの受熱持には、各平面層の熱膨張係数の違いによって、各平面層が異なる大きさに膨張するので、平面層間に歪みが生じ、噴孔内周壁に湾曲若しくは内周壁表面の位置ずれが生じる。
この湾曲若しくは位置ずれは、噴孔表面に形成されたデポジットに噴孔表面に対して、デポジットを噴孔表面から剥離する方向に作用する剪断力を生む。
また、噴孔プレートの非受熱時には、噴孔内周壁の湾曲若しくは内周壁表面の位置ずれは元に戻る。
内燃機関の状態に応じた受熱と非受熱とによって噴孔プレートが伸縮を繰り返し、デポジットが剥離する方向への剪断力が噴孔内周壁表面に繰り返し作用する。
従って、噴孔内周壁表面に不可避的に形成されるデポジットを噴孔表面から剥離することができ、デポジットの蓄積を抑制し、燃料噴射量の低下や噴霧形状の異常を引き起こす虞のない燃料噴射装置を提供できる。
【００１２】
請求項２の発明では、上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、異なる個別の板状部材を積層して構成する。
【００１３】
請求項２の発明によれば、内燃機関からの受熱時に、線熱膨張係数の小さい板部材よりも線熱膨張係数の大きい板部材が伸びるので、両板部材の境界部において、噴孔内周壁表面の位置ずれが生じ、噴孔内周壁表面に形成されたデポジットが噴孔内周壁表面から剥離される。
従って、噴孔内周壁表面に不可避的に形成されるデポジットを噴孔表面から剥離することができ、デポジットの蓄積を抑制し、料噴射量の低下や噴霧形状の異常を引き起こす虞のない燃料噴射装置が実現できる。
【００１４】
請求項３の発明では、上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、その対向する両層表面が互いに全面に渡って固着するように接合する。
【００１５】
請求項３の発明では、内燃機関からの受熱持には、流入側平面層と噴出側平面層と内、いずれか線熱膨張係数の大きい側がよく伸びるので、線熱膨張係数の小さい側から線熱膨張係数の多き側に向かって凸となるように噴孔プレートが湾曲し、これに伴って噴孔内周壁も湾曲し、非受熱時には、板状に復元する。
噴孔プレートの受熱と非受熱との繰り返しによって、噴孔プレートが湾曲と復元を繰り返し、これに伴い噴孔内周壁も湾曲と復元を繰り返す。
従って、噴孔内周壁表面に形成されたデポジットを噴孔内周壁表面から剥離することができ、デポジットの蓄積を抑制し、燃料噴射量の低下や噴霧形状の異常を引き起こす虞のない燃料噴射装置が実現できる。
【００１６】
請求項４の発明では、上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、２以上の異なる線熱膨張係数を有する粉末材料を用いて、その配合比を層により異なるように混合した傾斜材料によって形成する。
【００１７】
請求項４の発明では、流入側平面層と噴出側平面層とが異なる線熱膨張係数を有しつつ、完全一体となった噴孔プレートを形成することができる。
内燃機関からの受熱持には、流入側平面層と噴出側平面層と内、いずれか線熱膨張係数の大きい側がよく伸びるので、線熱膨張係数の小さい側から線熱膨張係数の多き側に向かって凸となるように噴孔プレートが湾曲し、これに伴って噴孔内周壁も湾曲し、非受熱時には、板状に復元する。
従って、噴孔内周壁表面に形成されたデポジットを噴孔内周壁表面から剥離することができ、デポジットの蓄積を抑制し、燃料噴射量の低下や噴霧形状の異常を引き起こす虞のない燃料噴射装置が実現できる。
【００１８】
請求項５の発明では、上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、その外周縁と上記ホルダの内周縁とを固着する。
【００１９】
請求項５の発明によれば、デポジットの蓄積を抑制する効果に加え、受熱時と非受熱時との間で伸縮を繰り返す際に、各平面層に形成された噴孔の中心軸がずれることがないので、安定した燃料噴射が実現できる。
従って、燃料噴射装置としての信頼性が更に向上する。
【００２０】
請求項６の発明では、上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、上記ホルダより大きな線熱膨張係数を有する部材によって形成する。
【００２１】
受熱時には、噴孔プレートのみならずホルダも熱膨張し、ホルダの線熱膨張係数が噴孔プレートの線熱膨張係数より大きいと、ホルダが噴孔プレートよりも伸びるため、ホルダに噴孔プレートが引っ張られ、噴孔内周壁の湾曲を阻害し、本発明の効果が半減する。
請求項８の発明によれば、受熱時には、ホルダによって噴孔プレートの径方向の伸びが拘束され、噴孔プレートが確実に軸方向に湾曲する。
従って、噴孔内周壁表面に形成されたデポジットを噴孔内周壁表面から剥離することができ、デポジットの蓄積を抑制し、燃料噴射量の低下や噴霧形状の異常を引き起こす虞のない燃料噴射装置が実現できる。
【００２２】
請求項７の発明では、上記複数の平面層の内、線膨張係数の最も小さい平面層の外周縁のみと上記ホルダの内周縁とを固着し、かつ各平面層の表面において中心部のみを互いに固着する。
【００２３】
請求項７の発明によれば、線膨張係数の最も小さい平面層のみがホルダに拘束されており、線膨張係数の大きい平面層は自由に伸縮することができる。
従って、受熱時には線膨張係数の小さい平面層と線膨張係数の大きい平面層との界面において、噴孔内周壁のずれが生じ、噴孔内周壁表面に形成されたデポジットが噴孔内周壁表面から剥離される。
更に、デポジットの蓄積を抑制する効果に加え、各平面層の中心部が固着されているので、各平面層に形成された噴孔の中心軸がずれることがないので、安定した燃料噴射が実現できる。
【００２４】
請求項８の発明では、上記流入側平面層と上記噴出側平面層とは、上記流入側から上記噴出側に向かって線熱膨張係数が大きくなるように構成する。
【００２５】
請求項８の発明によれば、デポジットの蓄積を抑制する効果に加え、非受熱時に、流入側平面層表面と弁ボディ底面とが密接した状態となるように配設することができ、流入側平面層表面と弁ボディ底面との間隙に燃料が漏れること無く、安定した燃料噴射が実現できる。
従って、燃料噴射装置としての信頼性が更に向上する。
【００２６】
請求項９の発明では、上記噴孔プレートには、仮想円上に複数の噴孔を配設する。
【００２７】
請求項９の発明によれば、噴孔プレートに形成された複数の噴孔内周壁表面に形成されたデポジットを一度に噴孔表面から剥離することができ、デポジットの蓄積を更に抑制し、燃料噴射量の低下や噴霧形状の異常を引き起こす虞のない燃料噴射装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
先ず、本発明の基本となる燃料噴射装置としてインジェクタ１の構成について、図１を参照して説明する。
なお、以下の説明において図の上側を基端側、下側を先端側または噴射側とする。
インジェクタ１は、例えば、予混合式エンジン用の燃料噴射装置として用いられる場合には図略の吸気ポートに装着され、直噴エンジン用の燃料噴射装置として用いられる場合には図略のエンジンヘッドに装着され、リッチスパイク用の燃料噴射装置として用いられる場合には図略の排気ポートに搭載される。
【００２９】
インジェクタ１は、燃料噴射部１０と駆動部２０と燃料導入部３０とによって構成されている。
燃料噴射部１０は、筒状のホルダ１４０に収納固定された筒状の弁ボディ１３０と、弁ボディ１３０内で軸方向に移動可能に載置された弁体１２０と、弁ボディ１３０の先端とホルダ１４０の先端との間に挟持された噴孔プレート１１とによって構成されている。
本発明の要部である噴孔プレート１１は、基端側即ち燃料の流入する側から先端側即ち燃料の噴出する側にかけて、流入側平面層１１０ａと噴出側平面層１１０ｂとを含む複数層によって構成するとともに、流入側平面層１１０ａと噴出側平面層１１０ｂとを異なる線熱膨張係数を有する部材によって形成する。
【００３０】
ホルダ１４０は筒状に形成され、その先端側には、先端が開口しつつ軸中心に向かって屈曲するホルダ底部１４１が形成されている。
【００３１】
弁ボディ１３０の先端側は、先端が開口しつつ軸中心に向かって屈曲する弁ボディ底部１３１が形成され、その内周壁には、先端に向かって径小となる円錐状の弁座部１３２が形成されている。
【００３２】
弁体１２０と弁ボディ１３０内周壁との間隙には燃料が流れる燃料流路１２５が形成されている。
弁体１２０の先端側には、弁ボディ１３０内で弁体１２０を摺動可能に支持しつつ燃料流路１２５と弁ボディ１３０先端開口とを連通可能とする摺動部１２３が形成され、さらにその先端側の弁体先端部１２１には、弁ボディ１３０の弁座部１３２に着座可能な当接部１２２が形成されている。
弁体１２０の基端側には基端部１２４が形成され、可動コア２００に接続されている。
【００３３】
駆動部２０は、筒状のケーシング２４０と、ケーシング２４０内で基端側に固定される筒状の固定コア２１０と、ケーシング２４０内で摺動可能に収納される筒状の可動コア２００と、固定コア２１０内の基端側で固定される筒状のストッパ２２０と、可動コア２００とストッパ２２０との間に設けられ可動コア２００を反固定コア方向即ち閉弁方向に付勢するコイルばね２３０と、ケーシング２４０の周りに巻回されたソレノイド２６０と、ソレノイド２６０とケーシング２４０とを隔絶する筒状のスプール２５０と、ソレノイド２６０に導通するターミナル２６１と、スプール２５０とソレノイド２６０とを覆いつつコネクタ部２７１を形成するモールド２７０とによって構成されている。
ケーシング２４０の先端はホルダ１４０の基端側に形成された筒状のハウジング部１４２に挿着されている。
可動コア２００の内周側は燃料流路２０２を形成し、燃料流路２０２と外周とを連通する連通孔２０１が形成されている。
【００３４】
燃料導入部３０は、外部から高圧燃料を導入する燃料導入口３１１の形成された筒状のフィルタボディ３１０と、高圧燃料内の異物を除去するフィルタ３１２とからなり、ケーシング２４０の基端側に挿着されている。
【００３５】
燃料導入口３１１からフィルタ３１２を介して導入された高圧燃料は、固定コア２１０の内周側に形成された燃料流路２１１とストッパ２２０の内周側に形成された燃料流路２２１とを経由して、可動コア２００の内周側に形成された燃料流路２０２に流入する。
燃料流路２０２内の高圧燃料は、弁体１２０の基端部１２４の背面を着座方向に押圧すると共に、連通孔２０１を通って、ケーシング２４０の内周側に形成された燃料流路２４１とケーシング開口２４２とホルダ１４０の内周側に形成された燃料流路１４４とを経由して弁ボディ１３０の内周側に形成された燃料流路１２５に流入する。
【００３６】
ソレノイド２６０に通電されていない時には、弁体１２０は、高圧燃料によって基端部１２４の背面が押圧されると共に、コイルばね２３０によって付勢され、先端側即ち反固定コア方向に押し下げられ、当接部１２１が弁座１３２に着座し、燃料流路１２５に導入された燃料が燃料流路１２５からの流出を遮断する。
【００３７】
図略のＥＣＵによって制御されたパルス電圧を、ターミナル２６１を介してソレノイド２６０に通電すると、固定コア２１０が励磁され、可動コア２００が固定コア２１０側に吸引される。
これに伴い、弁体１２０が、基端側即ち固定コア方向に引き上げられ、当接部１２１が弁座１３２から離座する。
当接部１２１が弁財１３２から離れると、燃料流路１２５内の燃料は、弁ボディ１３０の開口を通過して、噴孔プレート１１に形成された複数の噴孔１１１から噴射される。
【００３８】
ソレノイド２６０への通電が停止されると、固定コア２１０が消磁され可動コア２００と弁体１２０とが、燃料流路２０２内の高圧燃料の圧力とコイルばね２３０によって先端側へ押し下げられ、再び当接部１２２が弁座１３２に着座し、燃料流路１２５から噴孔プレート１１への燃料の流入が遮断され燃料噴射が停止される。
【００３９】
以下に、本発明の複数の実施形態について図を参照して説明する。
なお、基本となる構成は上述したインジェクタ１と同様であり、実質的に同じ構成については同じ符号を付したので説明を省略し、各実施形態における特徴的な事項についてのみ詳述する。
【００４０】
図２を参照して、本発明の第１の実施形態について詳述する。
図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態における燃料噴射装置としてインジェクタ１の燃料噴射部１０を表す拡大断面図である。
燃料噴射部１０は、内部に燃料流路１２５が形成された筒状の弁ボディ１３０と、弁ボディ１３０の下流側に配置され、燃料流路１２５から流出する燃料を噴射する噴孔１１１を有する噴孔プレート１１と、弁ボディ１３０と噴孔プレート１１とをその内側で保持する筒状のホルダ１４０と、弁体当接部１２２が弁ボディ１３０の内周壁に形成された弁座１３３に着座することにより燃料流路１２５を閉塞し、弁体当接部１２２が弁座１３３から離座することにより燃料流路１２５を開放する弁体１２０と、を具備する。
【００４１】
本実施形態において、流入側平面層１１０ａと噴出側平面層１１０ｂとは、異なる線熱膨張係数を有する個別の板状部材からなり、流入側平面層１１０ａの先端側表面と噴出側平面層１１０ｂの基端側表面とが全面に渡って接合され一体の板状部材１１０を形成している。
なお、線熱膨張係数がホルダ１４０、流入側平面層１１０ａ、噴出側平面層１１０ｂの順に大きくなるよう、それぞれの材料が選定される。
【００４２】
板状部材１１０は、流入側平面増１１０ａの基端側平面と弁ボディ１３０の底部１３１の基端側表面とが当接する位置に配設され、板状部材１１０の外周縁においてホルダ１４０の内周壁に溶接等の方法により固着され、外周縁固着部１１２が形成されている。
【００４３】
板状部材１１０の流入側平面層１１０ａと噴出側平面層１１０ｂとには、噴孔１１１を構成する噴孔１１１ａと噴孔１１１ｂとが中心軸を揃えつつ、インジェクタ１の軸心Ｃ／Ｌに対して噴射方向が先端に向かって広がる噴孔穿設角度θを設けて穿設され、噴孔プレート１１を構成している。
更に、図２（ｂ）に示すように噴孔１１１は、インジェクタ１と同心の仮想円φＤ２上に複数個が等間隔で穿設されている。
【００４４】
本発明の第１の実施形態におけるインジェクタ１を図略の直噴エンジンのエンジンヘッドに装着した場合の効果について説明する。
停止時には、インジェクタ１の燃料噴射部１０は常温であるので、噴孔プレート１１は熱膨張しておらず、燃料噴射時においては、受熱する温度が低いのでインジェクタ１の燃料噴射部１０並びに噴孔プレート１１の熱膨張による変形は僅かである。
インジェクタ１から内燃機関内に燃料を噴射した後、点火により燃焼爆発が起きると燃料噴射部１０は、高い燃焼熱を受け、噴孔プレート１１は熱膨張によって大きく変形する。
【００４５】
この時、流入側平面層１１０ａの線熱膨張係数よりも噴出側平面層１１０ｂの線熱膨張係数が大きいので、図３（ａ）に示すように、噴孔プレート１１は先端に向かって凸型となるように、噴孔プレート撓み量Ｐ１だけ先端側へ湾曲し、噴孔プレート１１の湾曲に伴い、噴孔１１１も噴孔撓み量Ｐ２だけ湾曲する。
従って、図３（ｂ）に示すように、噴孔１１１の表面に体積したデポジット４０には、表面方向の剪断力Ｓ１に加え、剥離方向の剪断力Ｓ２が作用する。
特に、エンジンが長時間停止状態に置かれた後に始動した場合、インジェクタ１は完全に冷却されており、噴孔１１１表面に形成されたデポジット４０は、冷却により硬くなった状態で噴孔１１１の湾曲による剥離方向の剪断力を受けるので、噴孔１１１表面に形成されたデポジット４０を剥離する効果が最も大きくなる。
【００４６】
本実施例においては、流入側平面層１１０ａとして、ステンレス鋼ＳＵＳ３１６を用い板状に形成し、噴出側平面層１１０ｂとして、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４を用い板状に形成し、これらを重ね合わせ冷間圧延によって貼り合わせ一体の板状部材１１０とし、これに噴孔１１１を穿設して、噴孔プレート１１を形成し、ホルダ１４０は、ステンレス鋼ＳＵＳ４１０を用いて形成した。
【００４７】
流入側平面層１１０ａの熱膨張による伸びと噴出側平面層１１０ｂの熱膨張による伸びとが、ホルダ１４０の熱膨張による伸びよりも大きいので、噴孔プレート１１は先端側に向かって凸となるように噴孔プレート撓み量Ｐ１だけ撓む。
【００４８】
本実施例における、噴孔プレート撓み量Ｐ１と受熱温度との関係を図４（ａ）に示し、噴孔撓み量Ｐ２と受熱温度との関係を図４（ｂ）に示す。
ステンレス鋼ＳＵＳ４１０の０℃から２００℃における平均線膨張係数の特性値は、１０．０×１０−６／℃であり、ステンレス鋼ＳＵＳ３１６の０℃から２００℃における平均線膨張係数の特性値は、１６．１×１０−６／℃であり、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４の０℃から２００℃における平均線膨張係数の特性値は、１７．５×１０−６／℃である
従って、外径寸法φＤ１がφ５．０ｍｍの噴孔プレート１１の場合においては、０℃から２００℃に温度が変化した場合は、ステンレス鋼ＳＵＳ４１０では１０．０μｍ膨張し、ステンレス鋼ＳＵＳ３１６では１６．１μm膨張し、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４では１７．５μｍ膨張する。
流入側平面層１１０aと噴出側平面層１１０ｂとホルダ１４０とを上記のように組み合わせた場合には、０℃から２００℃に温度が変化したときに、噴孔プレート１１は、１３μｍ程度の噴孔プレート撓み量Ｐ１となって先端側に向かって湾曲し、これに伴い、噴孔１１１の内側表面は、１．５μｍ程度の噴孔撓み量Ｐ２となって湾曲して、デポジットが噴孔１１１の内側表面から剥離する方向への剪断力が発生する。
【００４９】
図５を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。
図５（ａ）に示すように、本実施形態は、本発明の第１の実施形態と噴孔プレート１１ｃのみを異にするものであり、その他の部分については第１の実施形態と同様である。
本実施形態においては、流入側から噴出側に向かって線熱膨張係数が徐々に高くなるように、２以上の異なる線熱膨張係数を有する粉末材料を用いて、その配合比を層により異なるように混合した傾斜材料によって、一体の板状部材１１０ｃを形成した後、噴孔１１１ｃを穿設して噴孔プレート１１ｃをなした。
板状部材１１０ｃは、粉末冶金、プラズマ焼結法等の製造方法により線熱膨張係数が徐々に変化するように形成できる。
【００５０】
なお、本実施形態においては、第１の実施形態と同様のステンレス等の金属のみならず、線熱膨張率の比較的小さいアルミナ、窒化硅素、ジルコニア等のセラミック材料やインバー等の合金材と線熱膨張係数の大きな金属材料とを傾斜配合して、一体の板状部材１１０ｃとすることも可能である。
【００５１】
本実施形態によれば、図５（ｂ）に示すように、受熱時には噴孔プレート１１ｃは先端に向かって凸型となるように、噴孔プレート撓み量Ｐ１ｃだけ先端側へ湾曲し、噴孔プレート１１ｃの湾曲に伴い、噴孔１１１ｃも噴孔撓み量Ｐ２ｃだけ湾曲する。
従って、本実施形態においては第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５２】
図６を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。
図６（ａ）に示すように、本実施形態は、本発明の第１の実施形態と噴孔プレート１１ｄのみを異にするものであり、その他の部分については第１の実施形態と同様である。
噴孔プレート１１ｄは、流入側平面層１１０ｄと噴出側平面層１１０ｅとを線熱膨張係数の異なる個別の板状部材によって形成し、軸中心Ｃ／Ｌを揃えて重ねあわせ、噴孔１１１ｄと噴孔１１１ｅとを中心軸が一致するように穿設してある。
【００５３】
流入側平面層１１０ｄと噴出側平面層１１０ｅとは、互いに対向する表面の中心部のみにおいて溶接等により互いに固着され平面層間固着部１１２ｅを形成している。
更に、流入側平面層１１０ｄは噴出側平面層１１０ｅよりも線膨張係数が小さく、流入側平面層１１０ｄの外周縁のみとホルダ１４０の内周縁とを溶接等により固着し外周縁固着部１１２ｄを形成している。
また、噴出側平面層１１０ｅの外周縁とホルダ１４０の内周縁との間には径方向膨張ギャップ１１５ｅが設けられ、噴出側平面層１１０ａの先端側表面とホルダ底部１４１の基端側表面との間には軸方向膨張ギャップ１１５ｄが設けられている。
【００５４】
従って、受熱時には、平面層間固着部１１２ｄを中心に各平面層が外側に向かって伸び、流入側平面層１１０ｄと噴出側平面層１１０ｅとの界面において、流入側噴孔１１１ｄの中心軸仮想円はφＤ３（１１１ｄ）となり、噴出側噴孔１１１ｅの中心軸仮想円はφＤ３（１１１e）となり、この差によって中心軸ずれ量Ｐ２ｄだけずれる。
流入側平面層１１０ｄの仮想円をφＤ３（１１０ｄ）、噴出側１１０ｅの仮想円をφＤ３（１１０ｅ）とすると、噴孔中心軸ずれ量Ｐ２ｄは、式（１）の関係を示す。
Ｐ２ｄ＝（φＤ３（１１０ｄ）−φＤ３（１１０ｅ））／２・・・式（１）
【００５５】
図７（ａ）に、発明の効果を模式的に表すように、本実施形態においては、受熱時にデポジット４０が軸方向の熱膨張により噴孔１１１ｄ、噴孔１１１ｅと平行な方向に引っ張られる上に、線熱膨張係数のより大きい噴出側平面層１１０ｅの伸びが流入側平面層１１０ｄより大きいので径方向即ち、デポジット４０の剥離方向に剪断力が働き、デポジット４０が噴孔１１１ｄ、１１１ｅ内周壁から剥離される。
【００５６】
図７（ｂ）に、具体例として、流入側平面層１１０ｄをステンレス鋼ＳＵＳ４１０により形成し、噴出側１１０ｅをステンレス鋼ＳＵＳ３０４により形成した時の、両平面層の界面における噴孔中心軸仮想円φＤ３から算出した膨張量と噴孔中心軸ずれ量Ｐ２ｄとを示す。
例えば０℃から２００℃まで温度が変化したときには、φＤ３（１１０ｄ）は、１１．１μｍ程度膨張し、φＤ３（１１０ｅ）は６．３μｍ程度膨張するので、両者の差によって、２．４μｍ程度の噴孔中心ずれ量Ｐ２ｄが生じる。
【００５７】
図８を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。
図８（ａ）に示すように、本実施形態においては、本発明の第１の実施形態と噴孔プレート１１ｆのみを異にするものであり、その他の部分については第１の実施形態と同様である。
噴孔プレート１１ｆは、３種類の異なる線熱膨張係数を有し、板厚Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の板状部材１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈを流入側から噴出側に向かって徐々に線熱膨張係数が大きくなるように重ね合わせ、最も線熱膨張係数の小さい流入側平面層を形成する板状部材１１０ｆの外周縁のみをホルダ１４０の内周縁に溶接等により固着する。
板状部材１１０ｆと、板状部材１１０ｇと、噴出側平面層を成す板状部材１１０ｈとは対向する表面の中心部のみを平面層間固着部１１２ｇ、１１２ｈによって互いに固着し、噴孔１１１ｆ、１１１ｇ、１１１ｈが中心軸を揃えて穿設され、噴孔プレート１１ｆを形成している。
板状部材１１０ｆの外周表面とホルダ１４０の内周表面との間には外周縁ギャップ１１５ｇが設けられ、板状部材１１０ｇの外周表面とホルダ１４０の内周表面との間には外周縁ギャップ１１５ｈが設けられ、噴出側平面層を成す板状部材１１０ｈの先端側表面とホルダ底部１４１の基端側表面との間には軸方向膨張ギャップ１１５ｆが設けられている。
【００５８】
受熱時には、図８（ｂ）に示すように、噴孔１１１ｆ、１１１ｇ、１１１ｈの中心軸が中心軸ずれ量Ｐ２ｆ、Ｐ２ｇだけずれる。
従って、各平面層間の界面でデポジットを剥離する方向の剪断力が生じる。
【００５９】
本発明の燃料噴射装置を、排気ポートに搭載する場合には、高温の排気ガスが排気ポート内に排出されたときに燃料噴射が行われる。
従って、受熱時に正確な燃料噴射を行うべく、受熱時に各平面層の噴孔の中心軸が一致するように熱膨張量を考慮してそれぞれの平面層を形成する板状部材に噴孔を穿設すれば、本発明の効果が期待できる。
また、本発明の燃料噴射装置を、吸気ポートに搭載する場合には、受熱温度が低いので、線熱膨張係数のより大きい材料を選択して噴孔プレートを形成すれば本発明の効果が期待できる。
【００６０】
本発明は、上記実施形態に限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、弁体の駆動源としてソレノイドを用いた場合について説明したが、通電により伸縮するピエゾスタックを弁体の駆動源として用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態における基本となる燃料噴射装置の全体構成を示す断面図。
【図２】（ａ）は、本発明の第１の実施形態における要部断面図、（ｂ）は、本図中矢視平面図。
【図３】（ａ）本発明の第１の実施形態における非受熱時と受熱時との変化を示す要部拡大断面図、（ｂ）はその効果を示す模式図。
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施形態における噴孔プレート撓み量と受熱温度との関係を示す特性図、（ｂ）は噴孔撓み量と受熱温度との関係を示す特性図。
【図５】（ａ）は、本発明の第２の実施形態における要部断面図、（ｂ）は、本実施形態における非受熱時と受熱時との変化を示す要部拡大断面図。
【図６】（ａ）は、本発明の第３の実施形態における要部断面図、（ｂ）は、本実施形態における非受熱時と受熱時との変化を示す要部拡大断面図
【図７】（ａ）は、本発明の第３の実施形態における効果を示す模式図、（ｂ）は、本実施形態の具体例における各平面層の熱膨張量を示す特性図。
【図８】（ａ）は、本発明の第３の実施形態における要部断面図、（ｂ）は、本実施形態の効果を示す模式図。
【図９】従来の燃料噴射装置におけるデポジットの蓄積された噴孔プレートの例を示す断面図。
【符号の説明】
【００６２】
１  インジェクタ（燃料噴射装置）
１０  燃料噴射部
１１  噴孔プレート
１１０  板状部材
１１０ａ  流入側平面層
１１０ｂ  噴出側平面層
１１１  噴孔
１１１ａ  流入側噴孔
１１１ｂ  噴出側噴孔
１１２  外周縁固着部
１２０  弁体
１２２  弁体当接部
１２５  燃料流路
１３１  弁ボディ
１３２  弁座
１４０  ホルダ
θ  噴孔穿設角度
φＤ２  仮想円
【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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