(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁シート部に対して着座又は離座する弁体と、
前記弁体を摺動可能に案内する複数のガイド部と、
前記ガイド部同士に周方向に挟まれる流路部と、を備えた燃料噴射装置において、
前記複数のガイド部のうちの１つのガイド部は、他のいずれのガイド部よりも周方向長さが最も長くなるように、形成され、
前記流路部を流れる流体によって、周方向長さが最も長い前記ガイド部側に前記弁体が引き寄せられる力が生じることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
弁シート部に対して着座又は離座する弁体と、
前記弁体を摺動可能に案内する複数のガイド部と、
前記ガイド部同士に周方向に挟まれる流路部と、を備えた燃料噴射装置において、
前記複数のガイド部のうちの１つのガイド部は、他のガイド部よりも周方向長さが長くなるように、形成され、
円周状に配置される複数の燃料噴射孔を有し、
前記複数の燃料噴射孔のうち、周方向長さが最も長い前記ガイド部とは反対側に配置される燃料噴射孔は、周方向長さが最も長い前記ガイド部側に配置される燃料噴射孔よりも、当該燃料噴射孔の中心軸と前記弁体の中心軸との間の角度が小さくなるように、形成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
弁シート部に対して着座又は離座する弁体と、
前記弁体を摺動可能に案内する複数のガイド部と、
前記ガイド部同士に周方向に挟まれる流路部と、を備えた燃料噴射装置において、
前記複数のガイド部のうちの１つのガイド部は、他のガイド部よりも周方向長さが長くなるように、形成され、
円周状に配置される複数の燃料噴射孔を有し、
前記複数の燃料噴射孔のうち、周方向長さが最も長い前記ガイド部とは反対側に配置される燃料噴射孔は、その他の燃料噴射孔よりも、当該燃料噴射孔の中心軸と前記弁体の中心軸との間の角度が小さくなるように、形成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
弁シート部に対して着座又は離座する弁体と、
前記弁体を摺動可能に案内する複数のガイド部と、
前記ガイド部同士に周方向に挟まれる流路部と、を備えた燃料噴射装置において、
前記複数のガイド部のうちの１つのガイド部は、他のガイド部よりも周方向長さが長くなるように、形成され、
円周状に配置される複数の燃料噴射孔を有し、
前記複数の燃料噴射孔は、周方向長さが最も長い前記ガイド部側に配置される前記燃料噴射孔の数が、周方向長さが最も長い前記ガイド部とは反対側に配置される前記燃料噴射孔の数よりも少なくなるように、配置されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】
弁シート部に対して着座又は離座する弁体と、
前記弁体を摺動可能に案内する複数のガイド部と、
前記ガイド部同士に周方向に挟まれる流路部と、を備えた燃料噴射装置において、
前記複数のガイド部のうちの１つのガイド部は、他のガイド部よりも周方向長さが長くなるように、形成され、
円周状に配置される複数の燃料噴射孔を有し、
前記複数の燃料噴射孔のうち、周方向長さが最も長い前記ガイド部とは反対側に配置される燃料噴射孔は、周方向長さが最も長い前記ガイド部側に配置される燃料噴射孔よりも、孔径が大きくなるように、形成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記ガイド部及び前記流路部は、前記弁体の中心軸を通る対称面を境界として、面対称に形成されていることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項７】
弁シート部に対して着座又は離座する弁体と、
前記弁体を摺動可能に案内する複数のガイド部と、
前記ガイド部同士に周方向に挟まれる流路部と、を備えた燃料噴射装置において、
前記複数のガイド部のうちの１つのガイド部は、他のガイド部よりも周方向長さが長くなるように、形成され、
前記ガイド部及び前記流路部は、前記弁体の中心軸を通る対称面を境界として、面対称に形成され、
円周状に配置される複数の燃料噴射孔を有し、
前記複数の燃料噴射孔は、前記対称面を境界として、面対称に形成されていることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項８】
弁シート部に対して着座又は離座する弁体と、
前記弁体を摺動可能に案内する複数のガイド部と、
前記ガイド部同士に周方向に挟まれる流路部と、を備えた燃料噴射装置において、
前記複数のガイド部のうちの１つのガイド部は、他のガイド部よりも周方向長さが長くなるように、形成され、
前記流路部は、前記弁体の中心軸に垂直な断面における形状が異なる複数の流路部により構成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置に関し、特に内燃機関に用いられる燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置においては、燃料噴霧形状の制御性を向上させる発明として、特許文献１が知られている。特許文献１には、弁体と、弁体周囲に形成される複数の燃料通路と、弁体の直交する方向に平行な複数の旋回通路と、弁体を案内する弁体案内孔を備えた燃料噴射装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３３１７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料噴射装置においては、内燃機関の燃焼安定性を向上させるために、燃料噴射装置の噴射毎の流量ばらつきを低減することが求められている。開弁時に弁体に作用する径方向の力が安定していない場合、弁体と弁体案内孔との間に存在する微小な隙間によって弁体が不特定の方向に動いてしまう。そのため、燃料噴射装置の噴射毎に、噴射孔へ流入する燃料の流れが変化し、噴射流量がばらつく虞がある。
【０００５】
上記課題に鑑み、本発明は、噴射毎の噴射流量のばらつきを抑制し、噴射量を安定化させた燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る燃料噴射装置は、一例として、開弁時に弁体に対して特定の径方向に圧力差を発生させるようにガイド部材を形成した。具体的には、弁シート部に対して着座又は離座する弁体と、前記弁体を摺動可能に案内する複数のガイド部と、前記ガイド部同士に周方向に挟まれる流路部と、を備えた燃料噴射装置において、前記複数のガイド部のうちの１つのガイド部は、他のいずれのガイド部よりも周方向長さが最も長くなるように、形成され、前記流路部を流れる流体によって、周方向長さが最も長い前記ガイド部側に前記弁体が引き寄せられる力が生じる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成によれば、噴射毎の噴射流量のばらつきを抑制し、噴射量を安定化させた燃料噴射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る燃料噴射装置の構造を示す断面図である。
【図２】実施例１に係る燃料噴射装置の噴射孔形成部材の拡大断面図である。
【図３】図１において符号3で示す燃料噴射孔周囲の流路の拡大断面図である。
【図４】図１において符号4で示す燃料噴射装置の電磁駆動部の拡大断面図である。
【図５】実施例１に係る燃料噴射装置の弁体の動作を説明する図である。
【図６】実施例１における燃料噴射孔及び流路部の配置を示す図である。
【図７】実施例１における燃料噴射孔により形成される噴霧形状を示す図である。
【図８】実施例２に係る燃料噴射装置の燃料噴射孔周囲の流路の拡大断面図である。
【図９】実施例２における燃料噴射孔及び流路部の配置を示す図である。
【図１０】実施例２における燃料噴射孔により形成される噴霧形状を示す図である。
【図１１】実施例３における燃料噴射孔及び流路部の配置を示す図である。
【図１２】実施例４における燃料噴射孔及び流路部の配置を示す図である。
【図１３】実施例４における燃料噴射孔により形成される噴霧形状を示す図である。
【図１４】実施例５における燃料噴射孔及び流路部の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明に係る燃料噴射装置の実施例について説明する。各図において同一要素については同一の符号を記し、重複する説明は省略する。なお、本発明は以下に説明する各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、以下に説明する実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【実施例１】
【００１０】
図１乃至図７を用いて、第１実施例に係る燃料噴射装置１００の構成について説明する。本実施例では、ガソリンを燃料とする内燃機関用の電磁式燃料噴射装置を例にとり、説明する。
【００１１】
図１は、第１実施例に係る燃料噴射装置１００の構造を示す断面図である。図１は、燃料噴射装置１００の中心軸線１００ａを通る断面における縦断面図である。
【００１２】
燃料噴射装置１００は、燃料を供給する燃料供給部２００と、ノズル部３００と、電磁駆動部４００と、を有する。ノズル部３００は、燃料の流通を許したり遮断したりする弁部３００ａが先端部に設けられる。電磁駆動部４００は、弁部３００ａを駆動する。本実施例では、図面の上端側に燃料供給部２００が配置され、図中の下端側にノズル部３００が配置される。電磁駆動部４００は、燃料供給部２００とノズル部３００との間に配置されている。すなわち、中心軸線１００ａ方向に沿って、燃料供給部２００、電磁駆動部４００及びノズル部３００がこの順に配置されている。以降、燃料の流れ方向に従い、ノズル部３００に対して燃料供給部２００が配置される側を上流側とし、燃料供給部２００に対してノズル部３００側が配置される側を下流側として説明する。なお、燃料供給部２００、弁部３００ａ、ノズル部３００及び電磁駆動部４００は、図１に記載した断面に対して該当する部分を指示しており、単一の部品を示すものではない。
【００１３】
燃料供給部２００は、図示しない燃料配管が当該燃料供給部２００の上流側に連結される。ノズル部３００は、図示しない吸気管或いは内燃機関の燃焼室形成部材（シリンダブロック、シリンダヘッド等）に形成された取付穴（挿入孔）に挿入される。電磁式燃料噴射装置１００は、燃料供給部２００を通じて燃料配管から燃料の供給を受け、ノズル部３００の先端部から吸気管或いは燃焼室内に燃料を噴射する。燃料噴射装置１００の内部には、燃料供給部２００の上流側からノズル部３００の下流側まで、燃料がほぼ電磁式燃料噴射装置１００の中心軸線１００ａ方向に沿って流れるように、燃料通路１０１（１０１ａ〜１０１ｆ）が構成されている。
【００１４】
以下の説明においては、燃料噴射装置１００の中心軸線１００ａに沿う方向の両端部について、上流側の端部側を基端側とし、下流側の端部側を先端側として説明する。燃料供給部２００の基端側の端部は基端部であり、ノズル部３００の先端側の端部は先端部である。また、以下の説明における「上」又は「下」は、図１における上下方向を基準として説明する。ただし、このような記載は、内燃機関に対する燃料噴射装置の実装形態までもこの上下方向に限定する意図ではない。
【００１５】
燃料供給部２００は、燃料パイプ２０１を含んで構成される。燃料パイプ２０１の上端部には、燃料供給口２０１ａが設けられる。燃料パイプ２０１の内周側には、燃料通路１０１ａが形成される。燃料通路１０１ａは、中心軸線１００ａに沿って、燃料パイプ２０１を貫通している。燃料パイプ２０１の下端部には、後述する固定鉄心４０１が接合されている。
【００１６】
燃料パイプ２０１の上端部の外周側には、Ｏリング２０２とバックアップリング２０３とが設けられている。Ｏリング２０２は、燃料供給口２０１ａが燃料配管に取り付けられた際に、燃料漏れを防止するシールとして機能する。バックアップリング２０３は、Ｏリング２０２をバックアップするためのものである。バックアップリング２０３は、複数のリング状部材が積層されていてもよい。燃料供給口２０１ａの内周側には、燃料に混入した異物を濾しとるフィルタ２０４が配設されている。
【００１７】
ノズル部３００は、弁部３００ａ及びノズル体３００ｂを含んで構成される。弁部３００ａは、ノズル体３００ｂの下端部に形成される。ノズル体３００ｂは、中空の筒状体である。ノズル体３００ｂの内周側には、燃料通路１０１ｆが形成される。燃料通路１０１ｆは、弁部３００ａの上流側に形成される。ノズル体３００ｂの外周面には、チップシール１０３が設けられる。チップシール１０３は、内燃機関に搭載される際に気密を維持するために設けられる。
【００１８】
弁部３００ａは、噴射孔形成部材３０１と、ガイド部３０２と、弁体３０３と、を備える。弁体３０３は、プランジャロッド１０２の先端側に設けられる。
【００１９】
噴射孔形成部材３０１は、ノズル体３００ｂの先端部に形成された凹部内周面３００ｂａに挿通されている。噴射孔形成部材３０１の先端面の外周とノズル体３００ｂの先端面の内周とは、溶接により固定される。これにより、噴射孔形成部材３０１とノズル体３００ｂとの間において燃料がシールされる。弁部３００ａの構成は、図２及び図３を用いて詳しく説明する。
【００２０】
電磁駆動部４００は、固定鉄心４０１と、コイル４０２と、ハウジング４０３と、可動鉄心４０４と、第１ばね部材４０５と、第３ばね部材４０６と、第２ばね部材４０７と、プランジャキャップ４１０と、中間部材４１４と、を有する。固定鉄心４０１は固定コアとも呼ばれる。可動鉄心４０４は可動コア、可動子やアマーチャと呼ばれる。電磁駆動部４００の構成は、図４を用いて詳しく説明する。
【００２１】
固定鉄心４０１は、中心部に燃料通路１０１ｃ、燃料パイプ２０１との接合部４０１ａを有する。固定鉄心４０１の内周側には、第１ばね部材４０５と当接するばね力調整部材１０６が配設される。また、ノズル体３００ｂは、可動鉄心４０４の下方において、可動鉄心受部３００ｅを有する。
【００２２】
図２は、噴射孔形成部材３０１の構成を示す拡大断面図である。噴射孔形成部材３０１は、弁体３０３と隙間をなして構成される流路部３０６と、弁体３０３と接して燃料を封止するシート部３０４と、燃料を噴射する燃料噴射孔３０５と、を有する。
【００２３】
本実施例では、シート面３０４と噴射孔開孔面３０４ａとは、同一面である。ただし、実施の形態としてはこれに限られることはない。例えば、噴射孔開孔面３０４ａが、シート面３０４よりも下流側にあってもよい。このようにすることにより、燃料噴射孔３０５の長さを変更することも可能になり、噴射孔形成部３０１の設計自由度が向上する。
【００２４】
図３は、図１において符号３で示す領域の部分拡大図である。図３においては、弁体３０３が開弁している状態の図が示されている。開弁状態においては、弁体３０３とシート部３０４の間に変位３０７が構成される。
【００２５】
ガイド部３０２は噴射孔形成部材３０１の内周側にあり、プランジャロッド１０２の先端側（下端側）とガイド面となりながら僅かな隙間を有し、中心軸線１００ａに沿う方向（開閉弁方向）にプランジャロッド１０２が移動する際の案内となる。なお、弁体３０３は、先端が先細り形状となっているが、球体形状のものを用いてもよい。
【００２６】
図４は、電磁駆動部４００の拡大断面図であり、図１において符号２で示す領域の拡大図である。
【００２７】
固定鉄心４０１は、外周面４０１ｂにおいて、ノズル体３００ｂの大径部３００ｃの内周と嵌合接合される。固定鉄心４０１は、外周面４０１ｂよりも大径となる外周面４０１ｅにおいて、外周側固定鉄心４０１ｄと嵌合接合される。
【００２８】
コイル４０２は、固定鉄心４０１及び筒状部材の大径部３００ｃの外周側に巻回される。コイル４０２は、ボビンに巻かれた状態で、固定鉄心４０１及び筒状部材大径部３００ｂの外周側に組み付けられる。その周囲には樹脂材がモールドされている。このモールドに使用される樹脂材により、コイル４０２から引き出されたターミナル１０４を有するコネクタ１０５が一体的に成形されている。
【００２９】
ハウジング４０３は、コイル４０２の外周側を囲むように設けられる。ハウジング４０３は、燃料噴射装置１００の外周を構成している。ハウジング４０３は、上端側内周面４０３ａにおいて、外周側固定鉄心４０１ｄの外周面４０１ｆに接続されている。
【００３０】
可動鉄心４０４は、固定鉄心４０１の下端面４０１ｇ側に配置される。可動鉄心４０４の上端面４０４ｃは、固定鉄心４０１の下端面４０１ｇと隙間ｇ２を介して対向している。可動鉄心４０４の外周面は、ノズル体３００ｂの大径部３００ｃの内周面と僅かな隙間を介して対向している。可動鉄心４０４は、筒状部材の大径部３００ｃの内側において、中心軸線１００ａに沿った方向に移動可能に設けられている。コイル４０２に電流が通電されると、磁束が固定鉄心４０１、可動鉄心４０４、筒状部材の大径部３００ｃ、及びハウジング４０３を周回するように磁路が形成される。固定鉄心４０１の下端面４０１ｇと可動鉄心４０４の上端面４０４ｃとの間を流れる磁束によって、磁気吸引力が発生する。可動鉄心４０４は、磁気吸引力によって、固定鉄心４０１方向へ吸引される。
【００３１】
可動鉄心４０４の中央部には、上端面４０４ｃ側から下端面４０４ａ側に窪んだ凹部４０４ｂが形成されている。可動鉄心４０４の凹部４０４ｂを設けることによって、中間部材４１４をより下側に配置することできるため、プランジャロッド１０２の上下方向の長さを短くすることできる。本実施例では、プランジャロッド１０２の精度を向上させるためにこのような構成としたが、凹部４０４ｂを設けずに、上端面４０４ｃと同一面にしてもよい。
【００３２】
可動鉄心４０４は、中心軸線１００ａに沿った方向に貫通する燃料通路孔４０４ｄ及び貫通孔４０４ｅが形成されている。燃料通路孔４０４ｄは、可動鉄心４０４の上端面４０４ｃから下端面４０４ａまで貫通するとともに、凹部４０４ｂの底面４０４ｂ’から下端面４０４ａまで貫通する。燃料通路孔４０４ｄは、燃料通路１０１ｄとして機能する。貫通孔４０４ｅは、凹部４０４ｂの底面４０４ｂ’から下端面４０４ａまで貫通する。貫通孔４０４ｅは、中心軸線１００ａを通る貫通孔である。貫通孔４０４ｅには、プランジャロッド１０２が挿通される。
【００３３】
可動鉄心４０４よりも下流側には、燃料通路部１０１ｅが形成される。可動鉄心４０４の下端面４０４ａは、ノズル体３００ｂの可動鉄心受部３００ｅと対向している。可動鉄心受部３００ｅは、直径３１１ａよりも外周側に形成される。ノズル体３００ｂは、直径３１１ａよりも内周側には、図示されるように空洞部が形成される。
【００３４】
可動鉄心受部３００ｅは、ノズル体３００ｂと一体に形成される。そのため、ノズル体３００ｂの加工によって、可動鉄心４０４の下面４０４ａと可動鉄心受部３００ｅとの間の隙間ｇ３を決定することができる。これにより、部品の追加等をすることなく、簡易な方法で性能を向上させる事が可能である。
【００３５】
第１ばね部材４０５、第３ばね部材４０６、及び第２ばね部材４０７は、上流側から下流側に向けて、この順番で配置されている。第１ばね部材４０５の下端部は、プランジャキャップ４１０を介し、プランジャロッド１０２を下方に付勢している。第３ばね部材４０６の下端部は、中間部材４１４の上面４１４ｃに当接し、中間部材４１４を下方向に付勢している。第２ばね４０７の下端部は、ノズル体３００ｂの段差部３００ｄと当接する。第２ばね部材４０７の上端部は、可動鉄心４０４の下面４０４ａに当接し、可動鉄心４０４を上方向に付勢している。
【００３６】
プランジャキャップ４１０は、プランジャロッド１０２の上流側先端に嵌合される。プランジャロッド１０２は、太径部１０２ａを有する。プランジャキャップ４１０は、上部ばね受け４１０ａと、下部ばね受け４１０ｂと、を有する。プランジャキャップ４１０の上部ばね受け４１０ａは、第１ばね部材４０５の下端部と当接する。プランジャキャップ４１０の下部ばね受け４１０ｂは、第３ばね部材４０６の上端部と当接する。プランジャキャップ４１０の下端部４１０ｄは、中間部材４１４の上面４１４ｃと対向している。
【００３７】
中間部材４１４は、凹部を有する筒状部材である。凹部の内周側の面４１４ａは、プランジャロッド１０２の太径部１０２ａの上面１０２ｂと当接する。凹部の外周側の面４１４ｂは、可動鉄心４０４の凹部４０４ｂの底面４０４ｂ’と当接する。プランジャロッド１０２の太径部１０２ａの下面１０２ｃと可動鉄心４０４の凹部４０４ｂの底面４０４ｂ’との間には、隙間ｇ１が形成されている。プランジャロッド１０２の太径部１０２ａの高さｈを、太径部１０２ａの上面１０２ｂから１０２ｃまでの高さで表すとする。隙間ｇ１は、中間部材４１４の凹部の段差の高さ４１４ｈから、プランジャロッド１０２の太径部１０２ａの高さｈを差し引いた長さである。
【００３８】
中間部材４１４の外径４１４Ｄは、固定鉄心４０１の内径４０１Ｄよりも小さく形成される。このように構成すると、中間部材４１４、第３ばね部材４０６、プランジャキャップ４１０が予め組み付けられた状態のプランジャロッド１０２を、固定鉄心４０１の内径４０１Ｄを通して挿入することができる。隙間ｇ１を中間部材の段差高さ４１４ｈとプランジャロッド太径部の高さｈとで決めた後に組付作業が行えるため、組立を容易にしながらも安定した隙間ｇ１の管理が可能となる。なお本実施例においては、中間部材４１４の外径４１４Ｄが固定鉄心４０１の内径４０１Ｄよりも小さくなるようにしたが、予め組立てる部材の最外径が小さくなっていればよい。例えば、プランジャキャップ４１０の外径が中間部材４１４の外径４１４Ｄよりも大きい場合は、プランジャキャップ４１０の外径を固定鉄心４０１の内径４０１Ｄよりも小さくすれば良い。
【００３９】
図５は、可動部の動作を説明した図である。図５における（ａ）は、噴射指令パルスのＯＮ−ＯＦＦ状態を示す。図５における（ｂ）は、プランジャロッド１０２の閉弁状態を変位０とした場合の、プランジャロッド１０２と可動鉄心４０４の変位を示している。
【００４０】
コイル４０２に通電されていない状態では、プランジャロッド１０２は、第２ばね部材４０７の開弁方向の付勢力に抗って、第１ばね部材４０５及び第３ばね部材４０６の閉弁方向の付勢力によって、シート部３０４と当接している。この状態を閉弁静止状態と呼ぶ。閉弁静止状態において、可動鉄心４０４は、中間部材４１４の外周側の面４１４ｂと当接している。
【００４１】
閉弁静止状態においては、可動鉄心４０４の凹部４０４ｂの底面４０４ｂ’と、プランジャロッド１０２の太径部１０２ａの下面１０２ｃと、の間には、隙間ｇ１が形成されている。固定鉄心４０１の下端面４０１ｇと、可動鉄心４０４の上端面４０４ｃと、の間には、隙間ｇ２が形成されている。隙間ｇ１とｇ２との関係は、ｇ２＞ｇ１となっている。可動鉄心４０４の下面４０４ａと、ノズル体３００ｂの可動鉄心受部３００ｅと、の間には、隙間ｇ３が形成されている。
【００４２】
コイル４０２に通電されると（図５（ａ）のＰ１）、固定鉄心４０１、コイル４０２及びハウジング４０３によって構成された電磁石により起磁力が発生する。この起磁力により、固定鉄心４０１、ハウジング４０３、ノズル体の大径部３００ｃ、可動鉄心４０４によって構成される磁路を周回する磁束が流れる。このとき、可動鉄心４０４の上端面４０４ｃと、固定鉄心４０１の下端面４０１ｇと、の間に、磁気吸引力が作用する。この磁気吸引力により、可動鉄心４０４と中間部材４１４が、固定鉄心４０１に向けて変位を開始する。その後、可動鉄心４０４は、プランジャロッド１０２の太径部１０２ａの下面１０２ｃに当接するまで、ｇ１だけ変位する（４０４Ｄ１）。可動鉄心４０４は、ｔ１のタイミングにおいて、プランジャロッド１０２の太径部１０２ａの下面１０２ｃに当接する。プランジャロッド１０２は、タイミングｔ１まで動かない（１０２Ｄ１）。
【００４３】
ｔ１のタイミングにおいて可動鉄心４０４がプランジャロッド１０２の太径部１０２ａの下面１０２ｃに当接した後は、プランジャロッド１０２は、可動鉄心４０４からの衝撃力によって引き上げられる。プランジャロッド１０２は、シート部３０４から離れて、開弁動作を開始する。プランジャロッド１０２の先端部に形成された弁体３０３と、シート部との間に隙間が構成されて燃料通路が開く。プランジャロッド１０２は、衝撃力を受けて開弁を開始するため、プランジャロッド１０２の立ち上がりが急峻になる（３Ａ）。その後、可動鉄心４０４は、ｇ２-ｇ１だけ変位し、ｔ２のタイミングで、固定鉄心４０１の下面４０１ｇと当接する。
【００４４】
ｔ２のタイミングにおいて可動鉄心４０４が固定鉄心４０１の下面４０１ｇと当接した後は、プランジャロッド１０２は、さらに上方へ変位する（３Ｂ）。一方で、可動鉄心４０４は、固定鉄心４０１の下面４０１ｇと衝突した反動で下方へ変位する（３Ｂ’）。その後、可動鉄心４０４は、磁気吸引力によって再度固定鉄心４０１と接触し、ｇ２−ｇ１の変位に安定する（３Ｃ）。
【００４５】
ｔ３のタイミングにおいて、コイル４０２への通電が遮断（Ｐ２）されると、磁気力が消失しはじめる。すると、下方向に向かうばねの付勢力により閉弁動作を開始する。
【００４６】
ｔ４のタイミングにおいてプランジャロッド１０２の変位が０になった後は、プランジャロッドはシート部３０４に当接し、閉弁を完了する（１０２Ｄ２）。可動鉄心４０４は、閉弁後に初期位置であるｇ１まで移動する（４０４Ｄ２）。可動鉄心４０４は、慣性でさらに下方向へ変位した後、ｇ１の位置に停止する（４０４Ｄ３）。
【００４７】
図６は、本実施例に係る燃料噴射装置１００の燃料噴射孔３０５及び流路部３０６の配置を示す図である。図６は、噴射孔形成部材３０１を上流側から中心軸線１００ａに沿った方向に見た場合の視点で描かれている。
【００４８】
燃料噴射孔３０５は、図２に示したように、噴射孔開孔面３０４ａに形成される。本実施例では、燃料噴射孔３０５は、６個形成される。燃料噴射孔３０５のそれぞれは、燃料噴射孔入口３０５ａ乃至３０５ｆと、燃料噴射孔出口３０５ａ’乃至３０５ｆ’と、を有する。燃料噴射孔入口３０５ａ乃至３０５ｆから、燃料噴射孔出口３０５ａ’乃至３０５ｆ’へと向かう方向はそれぞれ、噴射方向５０２ａ乃至５０２ｆとして定義される。
【００４９】
図７は、本実施例の燃料噴射孔３０５から噴射される燃料噴霧５０３の形状を模式的に図示したものである。燃料噴射孔出口３０５ａ’乃至３０５ｆ’から噴射される燃料噴霧をそれぞれ燃料噴霧５０３ａ乃至５０３ｆとする。燃料噴霧５０３ａ乃至５０３ｆは、噴霧対称面５０１に対して面対称な形状となっている。
【００５０】
図６に戻って説明する。本実施例においては、噴射孔形成部材３０１に形成されるガイド部３０２は、ガイド部３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃを含む。流路部３０６は、流路部３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃを含む。ガイド部３０２ａ乃至３０２ｃと、流路部３０６ａ乃至３０６ｃとは、周方向に交互に配置される。
【００５１】
本実施例に係る燃料噴射装置１００における特徴的な構成として、ガイド部３０２ａは、他のガイド部３０２ｂ、３０２ｃに比べて、周方向の長さが長い。すなわち、流路部３０６ａ乃至３０６ｃは、流路部３０６ｂと流路部３０６ｃの間隔がその他の流路部同士の間隔よりも大きくなるように、配置されている。複数の流路部３０６ａ乃至３０６ｃのそれぞれの中心が、周方向に不均等に配置されていると言い換えることもできる。
【００５２】
開弁動作の際に、燃料は、弁体３０３の側方におけるガイド部３０２や流路部３０６を流れる。弁体３０３の側方を流れる燃料の流速によって、弁体３０３には径方向の流体力が作用する。弁体３０３の側方を流れる流速が速い場合、側方を流れる燃料の圧力損失が大きくなる。これにより径方向の圧力差が発生し、弁体３０３が引き寄せられるような力が発生する。
【００５３】
比較例として、弁体の側方に形成される複数の流路部及びガイド部が、周方向に対称な配置となっている場合について説明する。このような構成の場合、弁体に作用する流体力は、ほぼ均衡状態となっている。すると、開弁動作方向とは直交する方向における弁体の動きが一定に定まらず、燃料噴射装置の噴射毎に、弁体は異なる方向に変位する虞がある。弁体と接触するシート部は、通常、円錐面により形成されているため、弁体の径方向の動きによっても、弁体とシート部との間の隙間は変動する。弁体とシート部との間の隙間は、燃料噴射孔より上流側に形成されており、燃料噴射孔へ流れ込む燃料の流量と関係する。そのため、噴射毎に隙間が一定となることが重要である。弁体の変位が不安定であると、燃料噴射孔へ流れ込む燃料の流量が、噴射毎にばらついてしまう。
【００５４】
本実施例の場合、複数のガイド部３０２のうち、流路部３０６ｂと流路部３０６ｃとの間に配置されるガイド部３０２ａが最も長く形成されている。ガイド部３０２ａと弁体３０３との間において発生する流体力は、相対的に大きくなる。そのため、弁体３０３は、図３や図６における右方向に引き寄せられる。つまり、弁体３０３は、ガイド部３０２ａ側に引き寄せられながら開弁する。
【００５５】
具体的に本実施例の燃料噴射装置１００において、ガイド部３０２ａと流路部３０６ａとは、燃料噴射装置１００の中心軸１００ａを挟んで直径方向に対向して配置される。また、流路部３０６ｂ及び流路部３０６ｃは、ガイド部３０２ａと流路部３０６ａとが配置される方向（噴霧対称面５０１に平行な方向）に直交する方向に沿って、弁体３０３を挟むように配置される。
【００５６】
このように、本実施例の燃料噴射装置１００では、意図的に、弁体３０３の側方に形成される流路部３０６の周方向配置を不均衡にしている。弁体３０３に作用する力は、開弁動作中において特定の方向に作用することとなる。その結果、シート部３０４と弁体３０３の間に形成される流体隙間は、開弁動作の度にばらつくことが抑制される。燃料噴射孔へ流入する燃料の流れは、噴射毎にばらつかないため、噴射流量のばらつきを低減することができる。
【００５７】
本実施例は、上述のように、開弁動作時における噴射流量のばらつきを低減することを主な目的の一つとしている。本実施例に係る燃料噴射装置は、図５において説明したように、可動鉄心４０４からの衝撃力によって、弁体３０３が急峻な開閉弁動作を行う。このような燃料噴射装置は、一回の開閉弁によって噴射する燃料の噴射量をより小さくすることができる。本実施例の燃料噴射装置は、このような微小噴射量制御を行う燃料噴射装置において、噴射流量のばらつきを低減することで、開弁初期におけるより良好な微小噴射特性を得ることができる。
【００５８】
本実施例では、流路部３０６ｂと３０６ｃとの周方向間隔が、他の間隔よりも広く形成されているため、ガイド部３０２ａ側（図中右側）よりも流路部３０６ａ側（図中左側）の方が燃料が流れやすい。つまり、燃料は、燃料噴射孔入口３０５ｄよりも燃料噴射孔入口３０５ａの方に流れ込みやすい。
【００５９】
図２に示されるように、燃料噴射孔入口３０５ａから燃料噴射孔出口３０５ａ’に穿孔される向きが燃料噴射弁１００の中心軸１００ａとの間でなす角度をθ１とし、燃料噴射孔入口３０５ｄから燃料噴射孔出口３０５ｄ’に穿孔される向きが燃料噴射弁１００の中心軸１００ａとの間でなす角度をθ２とすると、角度θ１＜角度θ２となっている。このような構成であるため、燃料噴射孔入口３０５ａへ流れ込む燃料の剥離領域は、燃料噴射孔入口３０５ｄへ流れ込む燃料の剥離領域より小さい。
【００６０】
このように、ガイド部３０２を不均衡に配置したことで燃料噴射孔入口３０５ａ側に燃料が流れ込みやすくなっているが、燃料噴射孔入口３０５ａから燃料噴射孔出口３０５ａ’に穿孔する向きを、燃料噴射装置１００の中心軸１００ａに近づけることにより、剥離領域が小さく抑えられ、燃料噴射量のばらつきを低減することができる。したがって、噴射量ばらつきの低減効果を更に向上することができる。
【００６１】
本実施例においては、燃料噴射孔３０５の孔径はすべて同一であるが、燃料噴射孔３０５の孔径をそれぞれ個別に変更してもよい。例えば、燃料の流量が相対的に大きい燃料噴射孔３０５ａ側の孔径を燃料噴射孔３０５ｄ側の孔径よりも大きくすることができる。その場合も、剥離領域を相対的に小さくすることができ、燃料噴射装置全体としての流量ばらつきを低減することができる。
【００６２】
本実施例においては、ガイド部３０２ｂと３０２ｃの周方向長さが同じにされている。しかし、ガイド部３０２ａの長さが最も長いのであれば、ガイド部３０２ｂ、３０２ｃの長さに差があっても、作用効果に特段の差異はない。
【実施例２】
【００６３】
図８乃至図１０を用いて、第２実施例に係る燃料噴射装置１００の構成について説明する。第１実施例との差異は、燃料噴射孔の数が異なる点である。本実施例における燃料噴射孔２３０５は、５個で構成される。噴霧対称面２５０１上に形成される燃料噴射孔は、符号２３０５ａで表される燃料噴射孔のみである。
【００６４】
ガイド部２３０２ａは、他のガイド部２３０２ｂ及び２３０２ｃよりも周方向長さが長いため、ガイド部２３０２ａの反対側に形成される燃料噴射孔２３０５ａに流入する燃料量が相対的に多くなる。逆に、ガイド部２３０２ａ側には燃料噴射孔を設けていない。
【００６５】
また、燃料噴射孔入口２３０５ａの中心と燃料噴射孔出口２３０５ａ’の中心とを結ぶ墳孔軸が燃料噴射装置１００の中心軸１００ａとの間になす角度θ１は、他の燃料噴射孔における角度よりも小さくなるように形成されている。
【００６６】
このような実施例においても、実施例１と同様、噴射毎の燃料噴射量のばらつきを低減することができる。
【実施例３】
【００６７】
図１１を用いて、第３実施例に係る燃料噴射装置１００の構成について説明する。第１実施例との差異は、流路部３３０６の形状が不均一な点である。噴霧対称面３５０１上に形成される流路部３３０６ａは、他の流路部３３０６ｂ乃至３３０６ｅよりも断面積が大きい。また、流路部３３０６ａと対向する位置に形成されるガイド部３３０２ａは、他のガイド部３３０２ｂ乃至３３３０ｅよりも周方向の長さが長い。本実施例においても、弁体３０３は、ガイド部３３０２ａ側（図中右方向）に動きながら開弁動作する。これにより、シート部３０４と弁体３０３の間に構成される流体隙間は弁動作の度に一定となるため、燃料噴射装置１００の噴射量の駆動毎のばらつきを低減することが可能となる。
【実施例４】
【００６８】
図１２及び図１３を用いて、第４実施例に係る燃料噴射装置の構成について説明する。第１実施例との差異は、燃料噴射孔の数が異なる点である。噴霧対称面４５０１上に形成される燃料噴射孔は、符号４３０５で表される燃料噴射孔のみであるが、燃料噴射孔４３０５ａと４３０５ｇが、噴霧対称軸４５０１に対して、近接し配置されている。
【００６９】
この場合でも、ガイド部４３０２ａが他のガイド部４３０２ｂ及び４３０２ｃよりも周方向に長く形成される。本実施例でも、実施例１と同様に、ガイド部４３０２ａにおいて発生する流体力が大きくなり、弁体３０３はガイド部４３０２ａ側（図中右方向）に動きながら、開弁動作をする。これにより、シート部３０４と弁体３０３の間に構成される流体隙間は弁動作の度に一定となるため、燃料噴射装置１００の噴射量の駆動毎のばらつきを低減することが可能である。
【００７０】
本実施例において、燃料は、燃料噴射孔４３０５ｄに比べて、燃料噴射孔４３０５ａ及び４３０５ｇに流れ込みやすい。燃料噴射孔４３０５ａ及び４３０５ｇを有するため、噴射量のばらつきの低減を向上するだけではなく噴霧形状制御性を向上することも可能となる。
【実施例５】
【００７１】
図１４を用いて、更に上記とは異なる実施例について説明する。第１実施例との差異は、第１実施例におけるガイド部３０２ａに相当する箇所に、微小な断面積の流路部５３０６ｃが形成されている点である。
【００７２】
上述した実施例１〜４はいずれも、複数のガイド部のうちの１つのガイド部が、他のガイド部よりも周方向長さが長くなるように形成することを特徴としている。ただし、このような構成は、弁体に作用する径方向の力が特定の方向となるようにするための構成としての一例である。上述した各実施例では、弁体の周囲には燃料によって流体力が作用しており、弁体周囲の圧力差が特定の方向に作用するように、燃料噴射装置を構成したものである。このような技術的思想を逸脱しない範囲で、様々な変形が可能であり、本実施例はその一例である。
【００７３】
本実施例のように、弁体３０３の周囲における一部の領域に微小な断面積の流路部を形成することによっても、弁体３０３に対して図中右方向に向かう力を作用させることができる。本実施例によれば、燃料噴射孔５３０５ｄにも必要最低限の燃料を供給しつつ、燃料噴射装置としての噴射量のばらつきを低減することができる。また、弁体とガイド部との間の磨耗を抑制することができる。その他、複数の流路部が弁体の側方において、周方向に不均等な間隔で配置される変形例も考えられる。
【００７４】
以上説明した各実施例１〜５はいずれも、燃料噴射孔が形成される噴射孔形成部材３０５と一体に、ガイド部及び流路部が形成されている。噴射孔形成部材３０５には、円周状に複数の燃料噴射孔が形成されている。しかしながら、本願における発明としてはこのような実施形態に限られるものではない。例えば、弁体３０３の径方向の動きを規制するガイド部と、弁体３０３が着座する弁シート部と、燃料噴射孔が形成される噴射孔形成部材とを別体に構成してもよい。もしくは、弁シート部を構成する円錐面の頂点に形成された単一の燃料流通開口から燃料を下流に流すような燃料噴射装置においても、本発明は適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１００      燃料噴射装置
１００ａ    中心軸線
１０１      燃料通路
１０２      プランジャロッド
１０２ａ    太径部
１０２ｂ    上面
１０２ｃ    下面
１０３      チップシール
１０４      ターミナル
１０５      コネクタ
１０６      ばね力調整部材
２００      燃料供給部
２０１      燃料パイプ
２０１ａ    燃料供給口
２０２      Ｏリング
２０３      バックアップリング
３００      ノズル部
３００ａ    弁部
３００ｂ    ノズル体
３００ｂａ  凹部内周面
３００ｃ    大径部
３００ｄ    段差部
３００ｅ    可動鉄心受部
３０１      噴射孔形成部材
３０２      ガイド部
３０３      弁体
３０４      シート部
３０４ａ    噴射孔開孔面
３０５      燃料噴射孔
３０６      流路部
４００      電磁駆動部
４０１      固定鉄心
４０１ａ    接合部
４０１ｂ    外周面
４０１ｄ    外周側固定鉄心
４０１Ｄ    内径
４０１ｅ    外周面
４０１ｆ    外周面
４０１ｇ    下端面
４０２      コイル
４０３      ハウジング
４０３ａ    上端側内周面
４０４      可動鉄心
４０４ａ    下面
４０４ｂ    凹部
４０４ｂ’  底面
４０４ｃ    上端面
４０４ｄ    燃料通路孔
４０４ｅ    貫通孔
４０５      第１ばね部材
４０６      第３ばね部材
４０７      第２ばね部材
４１０      プランジャキャップ
４１０ａ    上部ばね受け
４１０ｂ    下方ばね受け部
４１０ｄ    下端部
４１４      中間部材
４１４ａ    内周側の面
４１４ｂ    外周側の面
４１４ｃ    上面
４１４Ｄ    外径
４１４ｈ    凹部段差の高さ
５０１      噴霧対称面
５０２      噴射方向
５０３      燃料噴霧
２３０２      ガイド部
２３０５      燃料噴射孔
２３０６      流路部
２５０１      噴霧対称面
３３０２      ガイド部
３３０５      燃料噴射孔
３３０６      流路部
３５０１      噴霧対称面
４３０２      ガイド部
４３０５      燃料噴射孔
４３０６      流路部
４５０１      噴霧対称面
５３０２      ガイド部
５３０５      燃料噴射孔
５３０６      流路部
５５０１      噴霧対称面
【図１】
0006668079.tif 000002
【図２】
0006668079.tif 000003
【図３】
0006668079.tif 000004
【図４】
0006668079.tif 000005
【図５】
0006668079.tif 000006
【図６】
0006668079.tif 000007
【図７】
0006668079.tif 000008
【図８】
0006668079.tif 000009
【図９】
0006668079.tif 000010
【図１０】
0006668079.tif 000011
【図１１】
0006668079.tif 000012
【図１２】
0006668079.tif 000013
【図１３】
0006668079.tif 000014
【図１４】
0006668079.tif 000015