(57)【要約】【課題】シート部からの距離が異なる位置に噴孔が形成されている場合であっても、燃料を均一に噴霧できるＶＣＯ型の燃料噴射弁を提供する。【解決手段】先端に複数の噴孔１１ａ，１１ｄが形成されているノズルボディ１０内に、軸ＮＡ方向に往復動するニードル弁２０を配置して、前記ニードル弁２０のシート部２１が前記ノズルボディ内に着座したときに前記噴孔を閉じるように形成してある燃料噴射弁１であって、複数形成されている前記噴孔は、前記シート部からの距離が異なる位置に配置されているものを含み、前記ノズルボディの内壁１３Ｂには、前記軸を中心として対称に配置した長溝１２ａ，１２ｄが設けられ、前記噴孔１１ａ，１１ｄは、前記長溝１２ａ，１２ｄ内に形成されている。【選択図】    図１
2008038716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に複数の噴孔が形成されているノズルボディ内に、軸方向に往復動するニードル弁を配置して、前記ニードル弁のシート部が前記ノズルボディ内に着座したときに前記噴孔を閉じるように形成してある燃料噴射弁であって、
複数形成されている前記噴孔は、前記シート部からの距離が異なる位置に配置されているものを含み、
前記ノズルボディの内壁には、前記軸を中心として対称に配置した長溝が設けられ、
前記噴孔は、前記長溝内に形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記長溝は、前記軸と平行で互いに同形に形成してある、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディーゼルエンジンなどの内燃機関に好適に採用できる燃料噴射弁に関する。より詳細には、いわゆるＶＣＯ（Valve  Covered  Orifice）タイプの燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関では、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁が採用されている。一般な燃料噴射弁は、噴孔を備えたノズルボディ及びこのノズルボディ内で中心軸方向に移動可能に配置したニードル弁を備えている。そして、ニードル弁を移動させることにより、噴孔の開度を調整して燃料が噴射される。このような燃料噴射弁は噴霧の形状や噴霧量を均一にして燃料噴射できるものが好ましいとされ、このように噴霧状態を均一化することで内燃機関のエミッションの改善や燃費の向上を図ることができる。
【０００３】
また、従来から、内部に配置したニードル弁を下限位置にまで下げたときに、先端に形成した円錐形状の一部で噴孔を閉じるように構成したＶＣＯ（バルブカバードオリフィス）型の燃料噴射弁（以下、ＶＣＯ型燃料噴射弁と称する）が知られている。ＶＣＯ型燃料噴射弁は、例えば特許文献１で開示されている。ＶＣＯ型燃料噴射弁はノズルボディ（弁本体）内の内壁定位置に、ニードル弁（針弁）のシート部が着座するように形成されている。そして、着座したときにシート部よりも先端側に形成してあるニードル弁の傾斜面で、ノズルボディの噴孔を塞ぐことで閉弁状態を形成する。ニードル弁がリフトアップされたときに離座して開弁状態となり、噴孔から燃料が噴射される。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３１２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ディーゼルエンジンの筒内（燃焼室内）に挿し込まれる燃料噴射弁の姿勢は、エンジン設計によって異なってくる。すなわち、燃料噴射弁が燃焼室側の基準軸（シリンダの中心軸）と平行に真っ直ぐに挿し込まれた姿勢となる場合もあれば、斜めに挿し込まれた姿勢となる場合もある。その一方で、燃料噴射弁の姿勢にかかわらず、筒内に同様の燃料噴霧を行うことが求められる。そのために、燃料噴射弁を斜めに挿し込んだ場合にあっては、燃料噴射弁を真っ直ぐに挿し込んだ場合と同様の燃料噴霧が得られるように噴孔の位置と向きが適宜に調整される。この点を図を参照して説明する。
【０００６】
図３は、斜めの姿勢で使用されるＶＣＯ型燃料噴射弁１００について示した図であり、（Ａ）は燃料噴射弁１００の先端部周辺を拡大して示した図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ矢視図であり噴孔配置の様子を模式的に示した図である。
【０００７】
燃料噴射弁１００は、ノズルボディ１１０とその内部に配置したニードル弁１２０とを備えている。この燃料噴射弁１００は図示しないエンジン筒内側の基準軸ＥＡに対して、中心軸ＮＡを傾斜させて配置してある。このように燃料噴射弁が傾いた姿勢となっている場合に、図示のように、筒内への噴霧が均一となるようにノズルボディ１００に形成される複数の噴孔１１１の位置や角度を適宜に調整することが必要となる。なお、真っ直ぐに挿し込むタイプの燃料噴射弁の場合には、エンジン側の基準軸ＥＡと中心軸ＮＡが一致する。よって、中心軸ＮＡを中心として放射状に噴孔を形成すればよい。真っ直ぐタイプの燃料噴射弁の方が製造が容易である。しかし、この真っ直ぐタイプの燃料噴射弁を斜めに差し込んで使用すると筒内での噴霧が不均一になってしまう。そこで、図３で示す様に、筒内の噴霧が均一となるように噴孔１１１の位置や角度が適宜に調整されている。
【０００８】
ところが、ＶＣＯ型の燃料噴射弁は斜めの姿勢で使用すると、次のような不都合を生じる場合がある。複数ある噴孔の位置は適宜に調整されているので、ニードル弁１２０のシート部１２１からの距離が噴孔により異なっている。（Ｂ）はノズルボディ１１０の内側から各噴孔の位置を模式的に示しているが、噴孔１１１ａはシート部１２１からの距離が短く、反対側の噴孔１１１ｄはシート部１２１からの距離が長い。その途中に位置する噴孔１１１ｂ、１１１ｃについてもシート部１２１からの距離が異なっている。
【０００９】
シート部１２１がノズルボディ１１０に着座したときに上流側から燃料が流れ込むのを堰き止めると共に、ニードル弁１２０の斜面で各噴孔を閉じることで閉弁状態が形成される。そして、シート部１２１が離座したときに開弁する。よって、シート部１２１からの距離が異なる位置に噴孔が形成されていると、各噴孔に流れ込む燃料の流入条件（流量や圧力）が異なるので、各噴孔からの燃料の噴霧状態が不均一なものとなる。すなわち、筒内への燃料噴射の均一化を図るために図３で示すように噴孔の位置と向きが変更されるのであるが、噴孔によってシート部からの距離が異なると燃料の流入条件が変化して噴霧状態が不均一となる場合がある。このような燃料噴射弁を採用する内燃機関は、エミッションや燃費の悪化が懸念される。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、シート部からの距離が異なる位置に噴孔が形成されている場合であっても、燃料を均一に噴霧できるＶＣＯ型の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】
【００１１】
上記目的は、先端に複数の噴孔が形成されているノズルボディ内に、軸方向に往復動するニードル弁を配置して、前記ニードル弁のシート部が前記ノズルボディ内に着座したときに前記噴孔を閉じるように形成してある燃料噴射弁であって、複数形成されている前記噴孔は、前記シート部からの距離が異なる位置に配置されているものを含み、前記ノズルボディの内壁には、前記軸を中心として対称に配置した長溝が設けられ、前記噴孔は、前記長溝内に形成されていることを特徴とする燃料噴射弁によって達成できる。
【００１２】
本発明によると、長溝はシート部から同じ位置に形成されているので燃料を同様に流れ込ませることができる。そして、各噴孔はこの長溝内に形成されている。よって、各噴孔への燃料の流入条件を同じにして燃料を均一に噴霧できる。このような燃料噴射弁を採用する内燃機関はエミッションや燃費の改善を図ることができる。
【００１３】
そして、前記長溝は、前記軸と平行で互いに同形に形成した構造を採用するのが望ましい。このような構造はノズルボディ内に簡単に形成できるので、製造コストを抑制できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、シート部からの距離が異なる位置に噴孔が形成されている場合であっても、燃料を均一に噴霧できるＶＣＯ型の燃料噴射弁を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るＶＣＯ型燃料噴射弁（以下、単に、燃料噴射弁という）について説明する。図１は、実施例に係る燃料噴射弁の先端部周辺を拡大して示した図である。
【００１６】
燃料噴射弁１は、内部に空間を有している円筒形状のノズルボディ１０と、このノズルボディ１０内に収納されて中心軸NA方向へ往復動可能に配置されているニードル弁２０とを含んでいる。この燃料噴射弁１の中心軸NAは、エンジン筒内側の基準軸ＥＡに対して傾斜している。
【００１７】
ノズルボディ１０の内壁１３は、上側が円筒形状の内壁１３Ａで、下側が円錐形状の内壁１３Ｂとなっている。ニードル弁２０が下降したときにシート部２１が内壁１３Ｂの一部に着座する。この位置がニードル弁２０の下限位置であり、これにより燃料噴射弁１は閉弁状態となる。
【００１８】
ノズルボディ１０の先端部には複数の噴孔１１が形成されている。この複数の噴孔１１には、従来のノズルボディの場合と同様に、ニードル弁２０のシート部２１からの距離が異なる位置となるものが含まれている。よって、本実施例の燃料噴射弁１の場合も、前述した従来の場合と同様に、燃料の流入条件が異なる位置に噴孔が形成されている。しかしながら、本実施例では噴孔１１が形成されているノズルボディ１０の内壁１３Ｂが、従来とは異なる新規な形状に形成されている。以下、この点について説明する。
【００１９】
なお、図２は、図１におけるＢ−Ｂ矢視図であり、噴孔配置の様子が確認できるように模式的に示した図である。この図２も参照して、噴孔１１の周囲の構造を説明する。
【００２０】
ノズルボディ１０の内壁１３Ｂには複数の長溝１２が形成されている。長溝１２は、噴孔数に応じて形成されている。すなわち、この実施例では図２で示すように６個の噴孔１１ａ〜１１ｆを形成した場合を例示しており、長溝１２もこれに応じて１２ａ〜１２ｆの６個形成されている。なお、図２で噴孔１１ｂと噴孔１１ｆ、また噴孔１１ｃと噴孔１１ｅは、線対称（噴孔ａと噴孔ｄとを結ぶ線に対称）な位置関係にある。
【００２１】
上記６個の長溝１２は、燃料噴射弁１の中心軸ＮＡを中心とした点対称性をもって内壁１３Ｂ上に形成してある。より具体的に説明すると、各長溝１２は中心軸ＮＡを中心にして、軸回りに同じ条件で形成した凹部である。すなわち、各長溝１２は中心軸ＮＡ方向での高さ位置や形状についても略同じに形成してある。そして、各長溝１２ａ〜１２ｆ内に噴孔１１ａ〜１１ｆがそれぞれ形成されている。
【００２２】
燃料噴射弁１を斜め姿勢の配置とした関係で、ニードル弁２０のシート部２１からの距離が異なる位置に噴孔１１が設定されてしまう。そのために、各噴孔１１に流込む燃料の流入条件が不安定となるので噴霧状態にバラツキが出る場合があった。
【００２３】
上記に対して、本実施例の燃料噴射弁１ではノズルボディ１０の内壁１３Ｂに長溝１２ａ〜１２ｆが形成されている。シート部２１から噴孔１１ａ〜１１ｆまでの距離は異なるが、各長溝１２ａ〜１２ｆとシート部２１との位置関係は同じである。よって、閉弁状態からニードル弁２０が離座したときには、ほぼ同じ条件で各長溝１２ａ〜１２ｆに燃料が流入して、内部を満たすことになる。そして、各長溝１２ａ〜１２ｆが燃料で満たされた状態になると、各噴孔１１ａ〜１１ｆから燃料が噴射される。このように、一定の容積（ボリューム）を有する長溝を設け、この長溝内に燃料を一旦、溜め込み、長溝から燃料を噴射するので噴霧形状及び噴射量を均一化できる。
【００２４】
すなわち、本実施例の構造ではノズルボディ１０の内壁１３Ｂに中心軸ＮＡを中心に噴孔１１の数に応じた長溝１２が点対称的に形成されている。各長溝１２ａ〜１２ｆはニードル弁２０のシート部２１から同じ位置に形成されている。よって、各長溝には燃料を同じ条件で流れ込ませることができる。各噴孔１１ａ〜１１ｆは長溝１２ａ〜１２ｆ内に形成されている。各噴孔１１ａ〜１１ｆへの燃料の流入条件を同じにできる。よって、各噴孔１１ａ〜１１ｆからの噴霧状態の均一化を図ることができる。
【００２５】
以上で説明した実施例の燃料噴射弁を適用したディーゼルエンジン等の内燃機関は、燃費の向上及びエミッションの改善を図ることができる。
【００２６】
なお、上記実施例では長溝１２を燃料噴射弁１の中心軸ＮＡと平行に配置する場合について説明した。すなわち、図２で示すように、各長溝１２が延在する方向を中心軸ＮＡと平行とする場合について説明した。このような構造は、内壁１３Ｂに中心軸ＮＡに沿って長溝（長い凹部）を形成するだけであるから、製造コストを上昇させることなく製造できる。ただし、本発明の長溝はこのような形態に限定されるものではない。図２で長溝１２ｆについて図示しているように、長溝が延在する方向ＳＡを中心軸ＮＡに対して所定角度α傾けてもよい。
【００２７】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の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された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例に係る燃料噴射弁について示した縦断面図である。
【図２】右側に図１で説明した実施例のノズルボディの構造を示し、左側に比較例として従来における一般的なノズルボディの構造を示している図である。
【図３】研磨流体を用いた燃料噴射弁の従来の加工法を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１                            燃料噴射弁
１０                          ノズルボディ
１１（１１ａ〜１１ｆ）        噴孔
１２（１２ａ〜１２ｆ）        長溝
１３（１３Ａ、１３Ｂ）        内壁
２０                          ニードル弁
２１                          シート部
ＦＥ                          燃料
ＮＡ                          中心軸
ＥＡ                          エンジン側の軸
【図１】
2008038716.tif 000003
【図２】
2008038716.tif 000004
【図３】
2008038716.tif 000005