(57)【要約】【課題】弁開閉のための弁体の進退をガイドする摺動ガイドを備えた燃料噴射弁について、その摺動ガイドの影響が噴射孔からの燃料の噴射におよぶのを効果的に避けることができるようにする。【解決手段】燃料噴射弁は、弁体１５の側面に沿った弁体側面流れＦとして流下する燃料が弁体の進退動で開閉される燃料通路２０を通って噴孔プレート１９に向けて流下し、噴射孔３５から噴霧となって噴射するようにされている。また弁体は、弁体囲繞部１７に対する摺動により進退動をなすようにされるとともに、その弁体の摺動は、弁体と弁体囲繞部の間に複数の摺動ガイド４１を配列して形成されるガイド部１８を介してなすようにされている。このような燃料噴射弁について、弁体の側から弁体囲繞部の側に向けて徐々に先細りになる形状を摺動ガイドに与えることで、ガイド部を通過した弁体側面流れに、弁体囲繞部の側に偏る状態の偏倚流速分布ＰＤを生じさせるようにしている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体の側面に沿った弁体側面流れとして流下する燃料が前記弁体の進退動で開閉される燃料通路を通って噴孔プレートに向けてさらに流下し、そして前記噴孔プレートに形成の噴射孔から前記燃料が噴霧となって噴射するようにされ、また前記弁体は、当該弁体の周囲を囲むようにして設けられている弁体囲繞部に対する摺動により前記進退動をなすようにされるとともに、前記弁体の摺動は、前記弁体と前記弁体囲繞部の間に複数の摺動ガイドを配列して形成されるガイド部を介してなすようにされている燃料噴射弁において、
前記ガイド部を通過した前記弁体側面流れに、前記弁体囲繞部の側に偏った流速分布を生じるようにされていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記偏った流速分布は、前記摺動ガイドに偏った流速分布を形成する形状を与えることで生じるようにされている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】
前記形状は、前記弁体側面流れの流れ方向における前記摺動ガイドの長さが前記弁体側から前記弁体囲繞部側に向けて徐々に短くなる形状であることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
弁体の側面に沿った弁体側面流れとして流下する燃料が前記弁体の進退動で開閉される燃料通路を通って噴孔プレートに向けてさらに流下し、そして前記噴孔プレートに形成の噴射孔から前記燃料が噴霧となって噴射するようにされ、また前記弁体は、当該弁体の周囲を囲むようにして設けられている弁体囲繞部に対する摺動により前記進退動をなすようにされるとともに、前記弁体の摺動は、前記弁体と前記弁体囲繞部の間に複数の摺動ガイドを配列して形成されるガイド部を介してなすようにされている燃料噴射弁において、
前記摺動ガイドは、前記弁体の側から前記弁体囲繞部の側に向けて徐々に先細りになる形状で形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
前記先細り形状における先細り傾斜の角度が前記弁体側面流れの上流側よりも下流側が鋭角になるようにされていることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記先細り形状における前記下流側の先細り傾斜ラインが前記上流側に向けて凸である曲線となるようにされていることを特徴とする請求項５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、内燃機関に燃料を供給するための燃料噴射弁に係り、特に噴孔プレートに形成の噴射孔から燃料を噴射する噴射孔方式の燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の排ガス規制が強化されてきており、内燃機関から排出される排ガス中の有害な炭化水素成分を低減することが要求されている。排ガス中の炭化水素成分の低減には、自動車の内燃機関に搭載される燃料噴射弁から噴霧状態で噴射される燃料の微粒化を促進することが有効であり、また燃料噴射弁から燃料を狙い通りの位置（吸気弁の位置）へ正確に指向させて噴射することで吸気管などへの燃料の壁面付着を抑制することが有効である。
【０００３】
噴射燃料の微粒化を促進し、また燃料噴射の指向性を高める燃料噴射弁として、噴射孔方式の燃料噴射弁がある。噴射孔方式の燃料噴射弁は、噴射孔が形成された板状の噴孔プレートを備え、その噴孔プレートに沿う流れである横流れを燃料に生じさせ、この横流れを経た燃料を噴射孔に流入させて噴出させるようにしており、これにより噴射燃料の微粒化促進と燃料噴射の高い指向性を得ている（例えば特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
こうした噴射孔方式の燃料噴射弁については、噴孔プレートに複数で設けられる噴射孔それぞれからの燃料の噴射状態や微粒化状態にばらつき、つまり不均一性を生じるという問題がある。この不均一性問題は、噴孔プレートからの燃料の噴射を制御する弁体の進退動をガイドするガイド部に起因している。
【０００５】
噴孔プレートの噴射孔から噴射する燃料は、弁体の側面に沿った流れである弁体側面流れとして供給される。そしてこの弁体側面流れの燃料は、弁体の進退動によるノズル体などへの離接で開閉する燃料通路を通って噴孔プレートに流下して噴射孔から噴射される。このような燃料供給構造にあって、弁体は、その周囲を囲むようにして設けられている弁体囲繞部に対する摺動により弁開閉のための進退動をなすようにされ、またその弁体の摺動は、弁体と弁体囲繞部の間に複数の摺動ガイドを配列して形成されるガイド部を介してなすようにされている。
【０００６】
このため、弁体側面流れとして弁体の側面に沿って流下する燃料はその流下途中でガイド部を通過することになるが、その際に摺動ガイドの影響を受けることで、ガイド部の下側における燃料流れに渦を発生し、この渦の影響を受けることで噴孔プレートに向けて流下する燃料流れの流速に弁体周方向で不均一性を生じる。そしてこの弁体周方向での不均一な流速のために噴孔プレートの各噴射孔から噴射する燃料の流速が噴射孔ごとに異なるなどすると、噴射状態や微粒化状態に不均一性を生じてしまう。
【０００７】
ただ、摺動ガイドに起因する流速の弁体周方向不均一性は、摺動ガイドの配列と対応して流速の速い部分と遅い部分が分布するという固定的な流速分布として生じるのが通常である。したがってこの固定的流速分布に応じた構造とすることで、流速の弁体周方向不均一性による影響を抑えることが可能である。このような関係に着目して噴射孔からの燃料の噴射状態や微粒化状態を均一化する技術が特許文献３に開示されている。
【０００８】
特許文献３の技術では、弁体にガイド部（摺動ガイド）を設けるという従来の構造に代えて弁シート部にガイド部を設けるようにし、また噴流調整板（噴孔プレート）における複数の噴孔（噴射孔）を弁シート部におけるガイド部の配列と対応させた配置で設けるようにしている。すなわち噴流調整板に対して固定的な状態にある弁シート部にガイド部を設けることで、ガイド部と噴流調整板における噴孔の位置関係を固定化することにより、上記の固定的流速分布に応じた構造の１つを与え、またこの位置関係固定化の下で、ガイド部の配列と対応する配置で噴孔を設けることにより、上記の固定的流速分布に応じた構造の他の１つを与え、これらにより流速の弁体周方向不均一性による影響を抑制できるようにしている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２００９９８号公報
【特許文献２】特表２００６−５１３３７１号公報
【特許文献３】特許第３１３４８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
摺動ガイドに起因する燃料流れの流速の弁体周方向不均一性を噴射孔からの燃料噴射に影響させないようにするために、流速の弁体周方向不均一性における流速分布の固定性を利用するという特許文献３の技術は、それなりに有効である。しかしこの技術は、噴射孔に向けて流下する燃料の流れに流速の弁体周方向不均一性があることを前提にしていることから、その影響をある程度受けるのを避け難く、燃料の噴射状態や微粒化状態の均一化について十全とはいえない。
【００１１】
また特許文献３のような従来技術では、摺動ガイド（ガイド部）を弁体囲繞部（弁シート部）に設けなければならず、このことが燃料噴射弁の製作上での制約となる。すなわち肉薄となるのが通常である弁体囲繞部に摺動ガイドを設けるのは、十分に肉厚な弁体に摺動ガイドを設けるのに比べて加工が難しく、その難しい加工によらざるを得なくなるということである。そして加工が難しい場合には加工誤差も生じ易く、そのことが燃料の噴射状態や微粒化状態の均一化の低下をもたらす結果になることもある。
【００１２】
さらに特許文献３のような従来技術では、摺動ガイドの配置に対応させて噴射孔を配置する必要があり、噴射孔の配置について自由度が制限される。
【００１３】
本発明は以上のような事情を背景になされたものであり、その課題は、摺動ガイドを備えた燃料噴射弁について、その摺動ガイドの影響が噴射孔からの燃料の噴射におよぶのをより効果的に避けることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述のように動ガイド体に起因する流速の弁体周方向不均一性は、ガイド部の下側における燃料流れに渦を発生することで生じる。本願発明の発明者等は、この燃料流れの渦について様々な解析や実験を繰り返してきた。その結果、上述の弁体側面流れにガイド部の下側において特定の流速分布、具体的には弁体を囲むようにして設けられている弁体囲繞部の側に偏った流速分布を生じさせることで、ガイド部の下側における燃料流れの渦の発生を効果的に抑制できることが明らかになった。
【００１５】
本発明は、こうした知見に基づいており、燃料流れへの渦の発生を抑制することで流速に不均一性が発生すること自体を防ぎ、その結果として摺動ガイドの影響が噴射孔における燃料の噴射におよぶことがないようにする。具体的には、弁体の側面に沿った弁体側面流れとして流下する燃料が前記弁体の進退動で開閉される燃料通路を通って噴孔プレートに向けてさらに流下し、そして前記噴孔プレートに形成の噴射孔から前記燃料が噴霧となって噴射するようにされ、また前記弁体は、当該弁体の周囲を囲むようにして設けられている弁体囲繞部に対する摺動により前記進退動をなすようにされるとともに、前記弁体の摺動は、前記弁体と前記弁体囲繞部の間に複数の摺動ガイドを配列して形成されるガイド部を介してなすようにされている燃料噴射弁において、前記ガイド部を通過した前記弁体側面流れに、前記弁体囲繞部の側に偏った偏倚流速分布を生じるようにされていることを特徴としている。
【００１６】
上記のような燃料噴射弁における前記偏倚流速分布は、前記摺動ガイドに偏倚流速分布形成形状を与えることで生じさせることができる。またそのような偏倚流速分布形成形状としては、前記弁体側面流れの流れ方向における前記摺動ガイドの長さが前記弁体側から前記弁体囲繞部側に向けて徐々に短くなる形状でとするのが特に有効である。
【００１７】
上記のような知見に基づく燃料噴射弁は、以下のように特徴付けることもできる。すなわち弁体の側面に沿った弁体側面流れとして流下する燃料が前記弁体の進退動で開閉される燃料通路を通って噴孔プレートに向けてさらに流下し、そして前記噴孔プレートに形成の噴射孔から前記燃料が噴霧となって噴射するようにされ、また前記弁体は、当該弁体の周囲を囲むようにして設けられている弁体囲繞部に対する摺動により前記進退動をなすようにされるとともに、前記弁体の摺動は、前記弁体と前記弁体囲繞部の間に複数の摺動ガイドを配列して形成されるガイド部を介してなすようにされている燃料噴射弁において、前記摺動ガイドは、前記弁体の側から前記弁体囲繞部の側に向けて徐々に先細りになる形状で形成されていることを特徴とする燃料噴射弁である。
【００１８】
このような燃料噴射弁については、前記先細り形状における先細り傾斜の角度を前記弁体側面流れの上流側よりも下流側が鋭角になるようにするのが好ましく、さらに好ましくは、前記先細り形状における前記下流側の先細り傾斜ラインが前記上流側に向けて凸である曲線となるようにされ、このようにすることで、渦発生の抑制能をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のような本発明によれば、摺動ガイドを備えた燃料噴射弁について、その摺動ガイドの影響が噴射孔からの燃料の噴射におよぶのをより効果的に避けることができるようになり、燃料の噴射状態や微粒化状態の均一性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１に第１の実施形態による燃料噴射弁の全体構成を部分的に断面した状態で示し、図２にその先端部分を拡大して示す。図１における燃料噴射弁１は、通常状態で閉じているマルチホールインジェクタであり、例えば自動車のエンジンとして利用される内燃機関に燃料を供給するのに用いられるもので、ケーシング２を備えている。ケーシング２は、プレス加工や切削加工などにより全体として細長い円筒状に形成されており、その素材には例えばフェライト系ステンレス材料にチタンのような柔軟性のある材料を加えたものが用いられ、磁性を有している。
【００２１】
ケーシング２には、基端側において燃料供給部３が設けられ、先端側において燃料噴射部４が設けられている。そして燃料噴射部４において、ケーシング２の先端部分が後述のような弁体囲繞部１７として機能するようにされている。またケーシング２には、燃料供給部３から燃料噴射部４の間を樹脂カバー５で覆われている。
【００２２】
燃料供給部３は、外部から供給される燃料を流入させるためにケーシング２の基端部に設けられた燃料供給口１１、燃料に含まれる異物を除去するために燃料供給口１１の下流に設けられたフィルタ１２、および燃料供給口１１に流入する燃料をシールするために燃料供給口１１の周囲に取り付けられたＯリング１３を含んでいる。
【００２３】
燃料噴射部４は、駆動機構１４、弁体１５、ノズル体１６、弁体囲繞部１７、ガイド部１８、および噴孔プレート１９を含んでおり、樹脂材などで筒状に形成されたプロテクタ４ｐでその周囲を覆うことで保護されている。
【００２４】
駆動機構１４は、弁体１５とノズル体１６の間に形成される燃料通路２０（図２）の開閉のためにノズル体１６に対して行う弁体１５の進退動を電磁的に駆動するものであり、ケーシング２の外周に取り付けられた電磁コイル２１、電磁コイル２１を囲むヨーク２２、電磁コイル２１に位置対応させてケーシング２の内部に設けられた円筒状のコア２３、弁体１５を先端方向に押圧付勢するようにしてコア２３の内部に設けられたスプリング２４、スプリング２４の弁体１５に対する押圧力を調整するスプリングアジャスタ２５、および燃料噴射弁１を内燃機関に取り付ける際にその取付け位置でのシールに機能するＯリング２６を含んでいる。
【００２５】
弁体１５は、ボール弁タイプであり、本体部２７の先端にボール部２８を溶接で固着した構造とされている。その本体部２７は、全体として細長い中空棒状に形成され、基端部にアンカ部２９が設けられ、中間部に燃料通孔３０が設けられている。この弁体１５は、電磁コイル２１が非通電である状態、つまりスプリング２４の付勢力で押圧されてボール部２８をノズル体１６にシート（接触）させている弁閉状態ではアンカ部２９の基端面とコア２３の先端面の間に一定の隙間が空く状態になるようにしてケーシング２の内部に組み込まれている。
【００２６】
アンカ部２９は、磁性金属粉末をＭＩＭ（Metal Injection Molding）法などの加工法により形成されるもので、電磁コイル２１に噴射パルスとしての電流が印加された際にヨーク２２やコア２３とともに磁気回路を形成し、それによりコア２３から吸引力を受けてアンカ部２９がコア２３に押接するまで弁体１５を後退させるのに機能する。
【００２７】
ボール部２８は、実質的な弁として作用する弁作用部であり、金属球を用いて形成されている。その金属球には、例えばＪＩＳ規格品の玉軸受用鋼球を用いることができる。ＪＩＳ規格品の玉軸受用鋼球は、真円度が高くて鏡面仕上げが施されている。このためＪＩＳ規格品の玉軸受用鋼球を用いることにより、ノズル体１６に対するシート性を高めるための特別な加工を不要にできるという利点が得られる。またＪＩＳ規格品の玉軸受用鋼球は、大量生産品であることから低コストでもあり、ボール部２８用の金属球として特に適している。こうしたボール部２８の直径、つまり金属球の直径は３〜４ｍｍ程度とするのが弁体１５の軽量化を図る上で好ましい。
【００２８】
燃料通孔３０は、コア２３の中空内部を通って弁体１５の中空内部に流入した燃料を弁体１５の周囲空間に流出させ、その弁体周囲空間において弁体１５の側面に沿って流れる流れである弁体側面流れＦとしてノズル体１６に向けて流下させるのに機能する。
【００２９】
ノズル体１６は、焼入れによって硬度を高めるとともに脱磁処理された金属材で形成されており、図２に示すように、シート面（座面）３１とノズル孔３２が設けられている。
【００３０】
シート面３１は、弁体１５のボール部２８を離接（シートと非シート）させることで、燃料通路２０が開く弁開状態と燃料通路２０が閉じる弁閉状態を得るために機能するもので、所定の傾斜角を有し、ノズル体１６の先端側に先細りとなる円錐面として形成されている。その傾斜角は、円錐面における円錐の頂角が８０〜１００度となる範囲とするのが好ましく、特に９０度程度とするのが好ましい。この傾斜角は、シート面３１におけるシート位置（弁座位置）３３の付近を研磨したりシート位置３３の真円度を高くしたりする加工のために最適な角度、つまり研削装置をベストコンディションで使用するのに適した角度である。したがってこのような傾斜角とすることにより、ボール部２８のシート性を大幅に高めることができる。
【００３１】
ノズル孔３２は、弁体側面流れＦを経た後に燃料通路２０を通って流下する燃料を噴孔プレート１９に向けて流下させるとともに、その流下燃料に噴孔プレート１９に沿った横流れを形成させるのに機能するもので、シート面３１から連続する状態で燃料噴射弁１の中心軸に平行になるようにされた内壁面３４を有する円孔状に形成されている。
【００３２】
弁体囲繞部１７は、弁体１５の周囲を囲うことで弁体側面流れＦのための流路を弁体周囲空間として形成するのに機能し、また上述のような弁体１５の進退動をガイド部１８がガイドする際の摺動を受けるのに機能するもので、上述のようにケーシング２の先端部分を利用して設けられている。
【００３３】
ガイド部１８は、弁体囲繞部１７に対して摺動しながらなされる弁体１５の進退動をガイドするのに機能する。このガイド部１８の詳細については後述する。
【００３４】
噴孔プレート１９は、図２に示すように、ノズル体１６の円形の先端面４１に対応した円板状に形成され、例えば断面形状が円形であるノズル孔３２と同心の円形配列で複数の噴射孔３５が設けられており、ノズル体１６の先端面に溶接などにより固着するようにして取り付けられている。
【００３５】
樹脂カバー５は、例えば樹脂モールド法などによりケーシング２とヨーク２２の一部を覆うように設けられるものであり、コネクタ部３６が突設され、このコネクタ部３６に電磁コイル２１へ電力を供給するためのコネクタ３７が設けられている。
【００３６】
以上は燃料噴射弁１における一般的な構造である。燃料噴射弁１は、そのガイド部１８に特徴的な構造を有している。以下では、そのガイド部１８の詳細について説明する。
【００３７】
ガイド部１８は、弁体１５と弁体囲繞部１７の間に複数の摺動ガイド４１を配列して形成されている。より具体的にいうと、ガイド部１８は、図３の（ｂ）に示すように、薄くて平たい翼状に形成した摺動ガイド４１を一定の間隔で配列するようにして側面から突設させた筒状のガイド部用部材４２を弁体１５の本体部２７に被せるようにして取り付けることで形成され、その摺動ガイド４１が先端を弁体囲繞部１７に摺接させるようにされている。こうしたガイド部１８では、隣接する摺動ガイド４１同士の間が弁体側面流れＦのためのガイド体部流路４３（図３の（ｂ））となる。なお、この例のガイド部用部材４２は、上述の弁体１５のアンカ部２９が一体的に形成されている。
【００３８】
以上のようなガイド部１８における摺動ガイド４１は、弁体側面流れＦがガイド部１８を通過する際、つまりガイド体部流路４３を流下する際に弁体側面流れＦに影響を与える。すなわち弁体側面流れＦは、ガイド体部流路４３を流下する際に摺動ガイド４１に対する摩擦を伴い、これにより流速を減じる。そのためガイド部１８の下側では弁体側面流れＦに渦を発生しやすい。そして渦が発生すると、上述のように噴孔プレート１９に向けて流下する燃料流れの流速に弁体周方向で不均一性を生じ、そのために噴孔プレート１９において噴射孔３５から噴射する燃料の噴射状態や微粒化状態に不均一性を生じてしまう。
【００３９】
こうした不均一性問題は、摺動ガイド４１に特定の形状を与えることで解消されている。具体的には、摺動ガイド４１に偏倚流速分布形成形状を与える。偏倚流速分布形成形状は、弁体側面流れＦの流れ方向における摺動ガイド４１の長さを弁体１５の側から弁体囲繞部１７の側に向けて徐々に短くする形状とされる。つまり偏倚流速分布形成形状は、弁体１５の側から弁体囲繞部１７の側に向けて徐々に先細りになる形状とされ、より好ましくは、先細り傾斜の角度が弁体側面流れＦの上流側よりも下流側が鋭角になるような先細りになる形状とされ、さらに好ましくは、下流側の先細り傾斜ラインが上流側に向けて凸である曲線となるようにされる。ここで、先細り傾斜角度とは、先細り傾斜ラインの接線が弁体１５の中心軸に直交する線分となす角度のことである。
【００４０】
このような偏倚流速分布形成形状を摺動ガイド４１に与えたことにより、図２に示すような偏倚流速分布ＰＤが弁体側面流れＦに生じる。偏倚流速分布ＰＤは、弁体１５と弁体囲繞部１７の間の隙間を横断する方向、つまり弁体周方向に直交する方向での流速分布であり、流下方向に凸となる分布曲線となり、その極大部が弁体囲繞部１７の側に偏った状態の流速分布で、先細りの偏倚流速分布形成形状により、摺動ガイド４１との摩擦による弁体側面流れＦの減速率が弁体１５の側から弁体囲繞部１７の側に向けて徐々に小さくなることで生じる。
【００４１】
このような偏倚流速分布ＰＤは、ガイド部１８の下側における燃料流れに摺動ガイド４１の影響で渦が発生するのを効果的に抑制する。このため前記渦に起因する流速の弁体周方向不均一性の発生を効果的に抑制することができる。つまり摺動ガイド４１が噴射孔３５における燃料の噴射に悪影響をおよぼすのを効果的に避けることができ、したがって噴射孔３５からの燃料の噴射状態や微粒化状態の均一性を高めることができる。
【００４２】
ここで、摺動ガイド４１の下端からシート位置３３までは、ガイド部１８を通過した燃料が噴孔プレート１９に向けてノズル孔３２に流入する助走区間であるといえる。この助走区間の長さ、つまり助走距離は、噴射孔３５から噴射される燃料の微粒化レベルに影響し、助走距離が長くなるほど微粒化レベルが向上する。その一方で、助走距離は、摺動ガイド４１の設置高さＨ（図３）を規定する。そして設置高さＨは、弁体１５の進退動作の安定性に影響し、設置高さＨが高くなるほど進退動作の安定性が低下して、横振れなどを生じ易くなる。また微粒化レベルは、摺動ガイド４１の設置個数にも影響され、摺動ガイド４１の設置個数が増えるほど微粒化レベルが低下し、したがって目標粒径を実現するのに必要な助走距離が長くなる。その一方で、摺動ガイド４１の設置個数は、弁体１５の進退動作の安定性に影響し、設置個数が増えるほど進退動作の安定性が高くなる。
【００４３】
こうした助走距離と設置個数の関係を実験的に求めた結果を図４に示す。実験では、複数の摺動ガイドそれぞれの設置高さＨを同一にしている。つまり、例えば摺動ガイドの設置個数が６個の場合、その６個の摺動ガイドを同じ設置高さとしているということである。また弁体のサイズなどは標準的な燃料噴射弁のそれとし、摺動ガイドの厚さ（図３に示す厚さｔ）は０．６８ｍｍとしている。
【００４４】
この結果に見られるように、例えば目標粒径を５０μｍとし、これを実現するには、設置個数が３個の場合であれば、約１，５ｍｍ以上の助走距離を必要とし、設置個数が６個の場合であれば、約２，１ｍｍ以上の助走距離を必要としている。また他の実験から、弁体の安定的な進退動作のためには摺動ガイドの設置個数として３個以上を必要とし、特に好ましいのは６個程度であることが分かっている。これらの結果から、燃料流れにおける流速の弁体周方向不均一性の発生に影響する摺動ガイドの厚さｔとの関係で助走距離Ｌの好ましい範囲を規定すると、Ｌ／ｔ＝２〜２０となる。
【００４５】
以上が第１の実施形態における燃料噴射弁１の構成である。以下ではこうした燃料噴射弁１の動作について説明する。電磁コイル２１が非通電である状態にあっては、スプリング２４の付勢を受けて弁体１５がそのボール部２８をノズル体１６のシート面３１にシート位置３３でシート（密接）させて弁閉となっている。この弁閉状態では、弁体１５とノズル体１６のボール部２８の間の燃料通路２０が開いておらず、燃料供給口１１から流入した燃料はケーシング２の内部に留まっている。
【００４６】
この状態で電磁コイル２１に噴射パルスとして電流が印加されると、ヨーク２２やコア２３とともに弁体１５のアンカ部２９が磁気回路を形成し、これによりアンカ部２９がコア２３から吸引力を受けて弁体１５がアンカ部２９をコア２３に押接させるまで後退し、弁体１５がノズル体１６に対して非シート状態となって弁開となる。弁開状態になると燃料通路２０が開く。すると、燃料が燃料通孔３０から弁体１５の周囲空間に流入して弁体側面流れＦとして流下してガイド部１８を通過し、ガイド部１８を通過後は偏倚流速分布ＰＤでの流れとなってさらに流下し、それから燃料通路２０を通って燃料が噴孔プレート１９に向けて流下する。噴孔プレート１９に流下した燃料は、噴孔プレート１９に沿う上述のような横流れとなって噴射孔３５から噴霧として噴射される。そしてその噴射孔３５からの燃料噴射には、上述のようにして噴射状態や微粒化状態の均一性に高いものが得られる。以上のような燃料噴射における噴射量の制御は、電磁コイル２１に間欠的に印加する噴射パルスの印加タイミング、つまり開弁と閉弁の切替えタイミングを調整することで行われる。
【００４７】
次に、第２の実施形態について説明する。図５に、第２の実施形態による燃料噴射弁の主要部の構成を部分的に断面した状態で示す。本実施形態の燃料噴射弁５１は、ガイド部５２の設置構造で第１の実施形態における燃料噴射弁１と相違している。第１の実施形態では、別体で形成したガイド部用部材４２を弁体１５の本体部２７に取り付けることでガイド部１８を形成していたが、本実施形態では、摺動ガイド５３を弁体１５の本体部２７に一体的に設けるようにしている。摺動ガイド５３を本体部２７に一体的に設けるについては、摺動ガイド５３を弁体用材料に削り出すなどといったような一体的な加工法を用いることができ、また摺動ガイド５３の形に形成した部材を溶接などにより一体的に固着させる方式を用いることができる。この他の構成は第１の実施形態における構成と基本的に同様なので共通する要素には図１と同一の符号で示し、それらについての説明は省略する。
【００４８】
次に、第３の実施形態について説明する。図６に、第３の実施形態による燃料噴射弁の主要部の構成を部分的に断面した状態で示す。本実施形態の燃料噴射弁６１は、弁体６２の構造で第１の実施形態における燃料噴射弁１と相違している。弁体６２は、非ボール弁タイプであり、第１の実施形態における弁体１５からボール部２８を省いた構造とされている。このような構造は、部品点数を減らせるという利点がある。以上の他の構成などは第１の実施形態における構成と基本的に同様なので共通する要素には図１と同一の符号で示し、それらについての説明は省略する。
【００４９】
次に、第４の実施形態について説明する。図７に、第４の実施形態による燃料噴射弁の主要部の構成を部分的に断面した状態で示す。本実施形態の燃料噴射弁７１は、非ボール弁タイプの弁体７２が噴孔プレート７３に対して直接的に離接することで弁開状態と弁閉状態を得られるようにされている。具体的にいうと、噴孔プレート７３には、図７の（ｂ）に主要部を拡大して示すように、部分球面の凸面として形成したシート受け面部７４が設けられ、このシート受け面部７４に噴射孔７５が複数設けられている。一方、弁体７２には、シート受け面部７４の凸な表面形状に相補的に対応する凹な表面形状とされたシート面部７６が先端に設けられている。より具体的には、第１の実施形態におけるガイド部用部材４２に対応するガイド部用部材７７にシート面部７６を形成し、このガイド部用部材７７を弁体７２の本体部７８に被せることで弁体７２にシート面部７６を設けている。
【００５０】
これらの弁体７２と噴孔プレート７３による弁開閉は、弁体７２の前進でシート面部７６がシート受け面部７４に密接することにより弁閉状態（図７の（ａ）状態）となり、弁体７２の後退でシート面部７６がシート受け面部７４から離れることにより弁開状態（図７の（ｂ）状態）となる、というようにしてなされる。
【００５１】
このように噴孔プレート７３に弁開閉用のシート機能を兼ねさせることには、部品点数を減らせるという利点がある。また第１の実施形態におけるノズル体１６を省略できることから、噴孔プレート７３に沿う燃料流れである横流れの流下距離を長くすることができ、それだけ噴射燃料の微粒化を促進できるという利点もある。以上の他の構成などは第１の実施形態における構成と基本的に同様なので共通する要素には図１と同一の符号で示し、それらについての説明は省略する。
【００５２】
以上、本発明を実施するための形態のいくつかについて説明したが、これらは代表的な例に過ぎず、本発明は、その趣旨を逸脱することのない範囲で様々な形態で実施することができる。例えば第１〜第４の各実施形態では摺動ガイドを弁体に設けるようにしていたが、これに代えて弁体囲繞部に摺動ガイドを設ける構造とすることも可能である。また以上の各実施形態では複数の摺動ガイドを同じ高さ位置で配列するようにしていたが、これに限られない。例えば摺動ガイドを６個設ける場合であれば、そのうちの３個を設置高さＨａで設け、残りの３個を設置高さＨｂで設けるというように、設置高さの異なる摺動ガイドの組合せでガイド部を構成する形態とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１の実施形態による燃料噴射弁の全体構成を示す図である。
【図２】図１の燃料噴射弁の先端部分を拡大して示す図である。
【図３】図１の燃料噴射弁における弁体の構成を示す図である。
【図４】摺動ガイドの設置個数と助走距離の関係を示す図である。
【図５】第２の実施形態による燃料噴射弁の主要部の構成を示す図である。
【図６】第３の実施形態による燃料噴射弁の主要部の構成を示す図である。
【図７】第４の実施形態による燃料噴射弁の主要部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    燃料噴射弁
１５    弁体
１７    弁体囲繞部
１８    ガイド部
１９    噴孔プレート
２０    燃料通路
３５    噴射孔
４１    摺動ガイド
Ｆ    弁体側面流れ
ＰＤ    偏倚流速分布
【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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