(57)【要約】【課題】燃料噴射弁を簡単な工程によって製造可能で、かつ、噴孔プレートの強度、燃料噴射の指向性を犠牲とすることなく燃料噴霧を微粒化できる燃料噴射弁を提供することを目的とする。【解決手段】燃料通路を形成するとともに下流側に向けて縮径する内周面を有し、上記内周面に弁座を有するバルブシートと、上記弁座の燃料通路下流側に配置され、上記燃料通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、上記弁座に着座することにより上記燃料通路を閉塞し、上記弁座から離座することにより上記燃料通路を開放する弁部材とを備える燃料噴射弁において、上記噴孔プレートの噴孔は、燃料噴射弁軸心に対して径方向内側の噴孔長さよりも径方向外側の噴孔長さが短いことを特徴とするものである。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料通路を形成するとともに下流側に向けて縮径する内周面を有し、上記内周面に弁座を有するバルブシートと、上記弁座の燃料通路下流側に配置され、上記燃料通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、上記弁座に着座することにより上記燃料通路を閉塞し、上記弁座から離座することにより上記燃料通路を開放する弁部材とを備える燃料噴射弁において、上記噴孔プレートの噴孔は、燃料噴射弁軸心に対して径方向内側の噴孔長さよりも径方向外側の噴孔長さが短いことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
噴孔プレートの板厚は、燃料噴射弁軸心近傍が厚く、外周側が薄くされており、この板厚が切り換わる段部を跨ぐように噴孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
噴孔プレートには燃料噴射弁軸心を中心とした円弧状の溝が形成され、この溝の径方向内側の壁を跨ぐように複数の噴孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
噴孔プレートには複数の噴孔が形成され、各噴孔の噴孔出口に対応してそれぞれ凹部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
噴孔は噴孔入口から噴孔出口まで同一径であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
噴孔プレートには複数の噴孔が形成され、この噴孔は燃料噴射弁軸心を中心とした円弧上に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
複数の噴孔は、円周方向に等ピッチで配置されていることを特徴とする請求項６記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
複数の噴孔は、全て円周方向に等ピッチで配置されていることを特徴とする請求項７記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁に係るものであり、特に、その噴孔プレートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、弁部材と弁座とが形成する弁部の燃料下流側に複数の分孔を形成した薄板の噴孔プレートを配設し、各噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁が知られている。このような燃料噴射弁においては、噴孔が噴孔入口から噴孔出口まで同一径であるのが一般的であり、このような同一径の噴孔に燃料が流入すると、燃料が噴孔内周面に沿って広がらず液柱となって噴射される。このような液柱となった燃料は微粒化されにくく、内燃機関での燃焼を悪化させてしまう。
【０００３】
これに対して、例えば特開２００１−３１７４３１号公報に示されるようなものがある。図７はその噴孔プレート２１の断面図である。図７に示すように、噴孔軸線（二点鎖線）を噴孔プレート中心軸（一点鎖線）に対して傾斜させ、さらに噴孔出口２２を噴孔入口２３より噴孔プレート中心軸に対して外側に拡径させる、すなわちテーパ状の噴孔を噴孔プレート中心軸に対して傾斜させて構成することによって、噴孔２４から噴射される燃料が液柱となることを防止し、燃料が広がって液膜となり微粒化しやすくすることが知られている。
【特許文献１】
特開２００１−３１７４３１号公報（図７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、噴孔プレートに上述のようなテーパ状の噴孔を形成する場合、その製造、および寸法管理上非常に煩雑な工程が必要となるため、燃料噴射弁の生産性の悪化、コストの増大を招くという問題があった。また、一般的に燃料の微粒化は噴孔プレートの板厚が薄いほど良好となることが知られているが、噴孔プレートの板厚を薄くすると、噴孔から噴射される燃料の噴霧角が大きくなることから燃料噴霧の指向性の面、および、プレートの強度面等の理由から噴孔プレートはある程度、例えば０．１ｍｍ以下の板厚とすることは難しく、燃料の微粒化をある程度犠牲とせざるを得なかった。
【０００５】
この発明は上記のような問題を解決するものであり、燃料噴射弁を簡単な工程によって製造可能で、かつ、噴孔プレートの強度、燃料噴射の指向性を犠牲とすることなく燃料噴霧を微粒化できる燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る燃料噴射弁は、燃料通路を形成するとともに下流側に向けて縮径する内周面を有し、上記内周面に弁座を有するバルブシートと、上記弁座の燃料通路下流側に配置され、上記燃料通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、上記弁座に着座することにより上記燃料通路を閉塞し、上記弁座から離座することにより上記燃料通路を開放する弁部材とを備える燃料噴射弁において、上記噴孔プレートの噴孔は、燃料噴射弁軸心に対して径方向内側の噴孔長さよりも径方向外側の噴孔長さが短いことを特徴とするものである。
【０００７】
また、噴孔プレートの板厚は、燃料噴射弁軸心近傍が厚く、外周側が薄くされており、この板厚が切り換わる段部を跨ぐように噴孔が形成されているものである。
【０００８】
また、噴孔プレートには燃料噴射弁軸心を中心とした円弧状の溝が形成され、この溝の径方向内側の壁を跨ぐように複数の噴孔が形成されているものである。
【０００９】
また、噴孔プレートには複数の噴孔が形成され、各噴孔の噴孔出口に対応してそれぞれ凹部が形成されているものである。
【００１０】
また、噴孔は噴孔入口から噴孔出口まで同一径とするものである。
【００１１】
また、噴孔プレートには複数の噴孔が形成され、この噴孔は燃料噴射弁軸心を中心とした円弧上に配置されているものである。
【００１２】
また、複数の噴孔は、円周方向に等ピッチで配置されているものである。
【００１３】
また、複数の噴孔は、全て円周方向に等ピッチで配置されているものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を説明する。図１はこの発明の一実施形態を示すもので、燃料噴射弁１の全体構成を示す側面断面図である。燃料噴射弁１は、樹脂製ハウジング２の内部に電磁コイル３、固定鉄心４および磁気通路を構成する金属プレート５が配置され一体成形されている。電磁コイル３は樹脂製のボビン３ａとその外側に巻装されているコイル３ｂおよび外部との接続のために設けられたターミナル６により構成され樹脂製ハウジング２に一体成形されている。
【００１５】
固定鉄心４の内部には圧縮ばね７の荷重を調整するアジャスタ８が固定されている。磁気通路を構成する二枚の金属プレート５は、一端を固定鉄心４に溶接により固定され、他端は磁気通路を構成する電磁パイプ９に溶接されている。固定鉄心４と磁気パイプ９の間には磁気パイプ９の内部に配置された可動鉄心１０を上下に摺動可能に非磁性パイプ１１が固定鉄心４と磁気パイプ９に固定、配置されている。
【００１６】
可動鉄心１０は一端にニードルパイプ１２が溶接固定されている。ニードルパイプ１２の可動鉄心１０側の一端は圧縮ばね７に当接しており、他端は弁としてのボール１３が溶接固定されている。このボール１３は磁気パイプ９の内部に配置されたバルブシート１４にガイドされ、バルブシート１４のシート部１４ａに着座および離座できるように配置されている。ボール１３のプレートに対向する面は平面部が設けられ、また、このボール１３の外周部は、五角形に加工され、バルブシート１４のガイド部１４ｂと共に燃料通路を構成している。さらに、この燃料通路を通過した燃料を、例えば内燃機関の吸気マニホールド（図示せず）に向けて噴射するために、複数の噴孔１８を備えた噴孔プレート１７が設けられて燃料噴射弁１が構成されている。また、燃料噴射弁１の上部にはデリバリパイプ（図示せず）から流入した燃料を濾過するフィルタ１６も設けられている。
【００１７】
次に燃料噴射弁の動作について説明する。外部より端子６を介してコイル３に通電すると、固定鉄心４、金属プレート５、磁気パイプ９、可動鉄心１０で構成される磁気通路に磁束が発生し、可動鉄心１０が固定鉄心４に電磁吸引力により引き付けられ、可動鉄心１０と接合され一体となっているニードルパイプ１２およびニードルパイプに溶接固定されているボール１３が動作し、バルブシート１４の弁座１４ａとボール１３の間に燃料通路が開口し、噴孔プレート１７に設けた噴孔１８より燃料が噴射される。
【００１８】
ここで図２は図１の円Ａで囲んだ部分の拡大図であり、図３は図２の円Ｂで囲んだ部分をさらに拡大した図である。図３において噴孔１８は、燃料噴射弁軸心に対して径方向内側の噴孔長さＬ１と径方向外側の噴孔長さＬ２とがＬ１＞Ｌ２となるように構成されている。弁座１４ａとボール１３の間の燃料通路を通った燃料は、実線で示すように、噴孔１８の径方向内側に沿って流れるので、この噴孔１８の径方向内側の噴孔長さＬ１が十分確保されているため、噴霧角が大きく広がることはない。一方、噴孔１８の径方向外側の噴孔長さＬ２が短いため、燃料を噴射する際に破線で示すように空気を巻き込み、噴孔１８から噴射する前に空気との混合が促進されることにより噴霧の微粒化を図ることができる。すなわち、噴孔１８の径方向内側の噴孔長さＬ１と径方向外側の噴孔長さＬ２の関係をＬ１＞Ｌ２として構成することによって、噴霧の指向性を犠牲にすることなく、微粒化が可能となる。
【００１９】
次に上述したＬ１＞Ｌ２の関係を構成する方法について説明する。図４は噴孔プレート１７のみを抜き出した図である。ここで、図２に示すように噴孔１８は燃料噴射弁軸心を中心とした直径φＰの円弧上に形成されている。この噴孔１８は、噴孔入口から噴項出口まで噴孔径が同一の、いわゆるストレート噴孔である。さらに、図４に示す通り、噴孔プレート１７は、燃料噴射弁軸心に対して内周側の板厚が、外周側の板圧よりも大きく形成されている。この板圧の切り換わる段部１９ａを跨ぐように噴孔１８を設けることによって、噴孔１８の径方向外側の一部が切り欠かれた状態となっている。このように噴孔１８の一部を切り欠くことによって、上述したＬ１＞Ｌ２の関係を構成することができる。
【００２０】
以上のような噴孔は、プレートの素材に対して、プレスによって外周部の板圧の薄い部分を構成した後、さらにプレスによってストレート噴孔を形成することで製造できるため、噴孔プレートの製造が簡単であり、生産性が良く、低コストを実現できる。
【００２１】
以上説明したように、噴孔プレートの内周側の板厚を、外周部の板厚より大きくし、その板厚が切り換わる段部を跨ぐように噴孔を構成することにより、簡単な工程によって製造可能で、かつ、燃料噴射の指向性を犠牲とすることなく燃料噴霧を微粒化できる電磁式燃料噴射弁を得ることができる。
【００２２】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、噴孔プレート１７の内周側の板厚を、外周部の板厚より大きくし、その板厚が切り換わる段部１９ａを跨ぐように噴孔を構成したが、燃料圧力が高く、噴孔プレート１７の強度を確保する必要がる場合には、図５に示すように噴孔プレート１７を構成することもできる。
【００２３】
図５に示すように、噴孔プレート１７には、燃料噴射弁軸心を中心とする円環状の溝１９ｂが形成され、さらに、この溝１９ｂの径方向内側の面を跨ぐように噴孔１８が形成されている。このように噴孔１８を設けることによって、噴孔１８の径方向外側の一部が切り欠かれた状態となっており、上述したＬ１＞Ｌ２の関係を構成することができる。
【００２４】
このような噴孔プレートは、上記実施の形態１の噴孔プレートと同様に、溝を形成する工程と、噴孔を形成する工程のように、簡単な工程によって製造可能で、かつ、燃料噴射の指向性を犠牲とすることなく燃料噴霧を微粒化できる電磁式燃料噴射弁を得ることができる。しかも、板厚が小さくなっているのが溝１９ｂの部分だけであり、十分か強度を確保することもできる。
【００２５】
なお、この実施の形態２では、溝１９ｂを円環状に形成したものについて説明したが、溝の形状は、この円環状に限ったものではなく、噴孔の配置に応じて、変更できることは言うまでもない。また、溝を環状に形成する必要もなく、噴孔の配置に応じて円弧の一部、あるいは直線状等のあらゆる形状の溝であっても、さらに、複数の噴孔全てに対して１つの溝を設けるのではなく、噴孔をいくつかのグループに分け（例えば、図５の噴孔においては、図の右半分の噴孔を第１グループ、左半分の噴孔を第２グループに分け）、グループ毎に溝を設けるようにしても、同様にＬ１＞Ｌ２の関係を構成することができ、同様の効果を奏することができる。
【００２６】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２では、複数の噴孔に対して、１つの段部あるいは１つの溝を設けていたが、図６に示すように１つの噴孔１８に対して１つの凹部１９ｃを設け、この各凹部１９ｃの径方向内側の面を跨ぐように各噴孔１８を形成するようにしてもよい。このように噴孔１８を設けることによって、噴孔１８の径方向外側の一部が切り欠かれた状態となっており、上述したＬ１＞Ｌ２の関係を構成することができる。
【００２７】
このような噴孔プレートは、上記実施の形態１の噴孔プレートと同様に、上記実施の形態１の噴孔プレートと同様に、プレス等により凹部を形成する工程と、プレス等により噴孔を形成する工程のように、簡単な工程によって製造可能で、かつ、噴孔プレートの強度、および、燃料噴射の指向性を犠牲とすることなく燃料噴霧を微粒化できる電磁式燃料噴射弁を得ることができる。しかも、板厚が小さくなっているのが溝１９ｂの部分だけであり、十分か強度を確保することもできる。さらに、各噴孔の指向性について最適な方向に凹部を形成することができるため、最適な噴霧形状を得ることができる。
【００２８】
なお、上記実施の形態ではいずれも、燃料噴射弁軸心を中心とした直径φＰの円弧上に噴孔を形成しており、噴項プレートに配列されたそれぞれの噴孔から噴射される燃料の微粒化度合が均一となり、全体として均一に微粒化された噴霧を得ることができる。
【００２９】
また、燃料噴射弁軸心を中心とした直径φＰの円弧上に形成された噴孔は、例えば、図４に示すように噴孔プレートに１０個の噴孔が設けられていた場合、紙面右側５個と、紙面左側５個の２グループに分け、そのグループ内で円周方向に等ピッチに配置することによって、噴霧の均一性をより向上することができる。さらに、噴孔プレートに形成された全ての噴孔を等ピッチに配置すれば、噴霧の均一性をより一層向上することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る燃料噴射弁は、燃料通路を形成するとともに下流側に向けて縮径する内周面を有し、上記内周面に弁座を有するバルブシートと、上記弁座の燃料通路下流側に配置され、上記燃料通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、上記弁座に着座することにより上記燃料通路を閉塞し、上記弁座から離座することにより上記燃料通路を開放する弁部材とを備える燃料噴射弁において、上記噴孔プレートの噴孔は、燃料噴射弁軸心に対して径方向内側の噴孔長さよりも径方向外側の噴孔長さが短いことを特徴とするものであり、燃料噴射の指向性を犠牲にすることなく、噴霧を微粒化することができるものである。
【００３１】
また、噴孔プレートの板厚は、燃料噴射弁軸心近傍が厚く、外周側が薄くされており、この板厚が切り換わる段部を跨ぐように噴孔が形成されているものであり、簡単な工程によって、燃料噴射の指向性を犠牲にすることなく、噴霧を微粒化できる燃料噴射弁を得ることができ、生産性を向上でき、生産コストを低減できるというものである。
【００３２】
また、噴孔プレートには燃料噴射弁軸心を中心とした円弧状の溝が形成され、この溝の径方向内側の壁を跨ぐように複数の噴孔が形成されているものであり、簡単な工程によって、噴孔プレートの強度、および、燃料噴射の指向性を犠牲にすることなく、噴霧を微粒化できる燃料噴射弁を得ることができ、生産性を向上でき、生産コストを低減できるというものである。
【００３３】
また、噴孔プレートには複数の噴孔が形成され、各噴孔の噴孔出口に対応してそれぞれ凹部が形成されているものであり、簡単な工程によって、噴孔プレートの強度、および、燃料噴射の指向性を犠牲にすることなく、噴霧を微粒化できる燃料噴射弁を得ることができ、かつ噴霧形状を最適に設定することができ、生産性を向上でき、生産コストを低減できるというものである。
【００３４】
また、噴孔は噴孔入口から噴孔出口まで同一径とするものであり、噴孔の形成工程がさらに簡単になり、さらに生産性を向上でき、生産コストをより低減できるというものである。
【００３５】
また、噴孔プレートには複数の噴孔が形成され、この噴孔は燃料噴射弁軸心を中心とした円弧上に配置されているものであり、噴項プレートに配列されたそれぞれの噴孔から噴射される燃料の微粒化度合が均一となり、全体として均一に微粒化された噴霧を得ることができる。
【００３６】
また、複数の噴孔は、円周方向に等ピッチで配置されているものであり、噴霧の均一性をより向上することができる。
【００３７】
また、複数の噴孔は、全て円周方向に等ピッチで配置されているものであり、噴霧の均一性をより一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る燃料噴射弁の全体構成図である。
【図２】実施の形態１に係る燃料噴射弁の要部拡大図である。
【図３】実施の形態１に係る燃料噴射弁の要部をさらに拡大した図である。
【図４】実施の形態２に係る燃料噴射弁の噴孔プレートを示す図である。
【図５】実施の形態２に係る燃料噴射弁の噴孔プレートを示す図である。
【図６】実施の形態３に係る燃料噴射弁の噴孔プレートを示す図である。
【図７】従来の燃料噴射弁の噴孔プレートを示す図である。
【符号の説明】
１　燃料噴射弁、１３　ボール、１４　バルブシート、１４ａ　弁座、１７　噴孔プレート、１８　噴孔、１９ａ　段部、１９ｂ　溝、１９ｃ　凹部
【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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