(57)【要約】【課題】内燃機関へ燃料を噴射供給する噴孔などの噴孔部を有するものにおいて、燃焼中の火炎もしくは燃焼ガスの影響による噴孔部へのデポジット付着を抑制することができる燃料噴射装置を提供する。【解決手段】燃料の流れを許容および遮断する弁部Ｂと、弁部Ｂの先端側に設けられ、弁部Ｂの遮断および許容動作により開閉される噴孔２１とを備え、噴孔２１から内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射する燃料噴射弁１０において、弁部Ｂの先端側に設けられ、噴孔２１の出口２１２側の縁部に臨む部位に、燃料を吸着できる燃料吸着部材８０を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の流れを許容および遮断する弁部と、前記弁部の先端側に設けられ、前記弁部の遮断および許容動作により開閉される噴孔とを備え、前記噴孔から内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射する燃料噴射弁において、
前記弁部の先端側に設けられ、前記噴孔の出口側の縁部に臨む部位に、燃料を吸着できる燃料吸着部材を備えていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記燃料吸着部材は、無機材料からなり、繊維状に形成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】
前記燃料吸着部材は、酸炭化系繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維、およびガラス繊維のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記燃料吸着部材は、無機材料からなり、多孔質体に形成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５】
前記噴孔は複数個設けられ、前記弁部の先端側の所定の仮想円上に配置されており、
前記燃料吸着部材は、前記複数の噴孔の内側領域であって、各噴孔の周縁部にかからない領域に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記燃料吸着部材は、前記噴孔の前記縁部の全周にわたって配置される開口部を有しており、
前記開口部は、前記噴孔の前記縁部のうち、内側縁部からの離間距離に比べて外側縁部からの離間距離が大きくなっていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
燃料の流れを許容および遮断する弁部と、前記弁部の先端側に設けられ、前記弁部の遮断および許容動作により開閉される噴孔とを備え、前記噴孔から内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射する燃料噴射弁において、
前記弁部の先端側に設けられ、前記噴孔内部に滞留する燃料を前記噴孔の出口側の縁部に臨む部位へ吸い出す燃料吸収手段が設けられていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項８】
前記燃料吸収手段は、前記燃焼室内に生じる燃焼ガスに被曝されるときに、前記噴孔内部より吸い出し溜めていた燃料を前記燃焼室内へ放出することを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁は、前記噴孔の軸が前記燃料噴射弁の軸に対して傾斜していることを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁に関し、例えば内燃機関の燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射弁としては、例えば内燃機関の燃焼室に直接あるいは間接的に燃料噴射するものが知られている。燃料噴射弁から供給された燃料は、吸気管あるいは燃焼室において空気と混合され、燃焼室内に可燃混合気を形成する。燃焼室内の可燃混合気はピストン運動により圧縮された後、点火装置により着火燃焼し、内燃機関の動力として利用されている。特に、燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁では、燃料を噴射する噴孔などの噴孔部を有するノズルが筒内に設置されているため、高温の燃焼ガスやすすなどの燃焼生成物に被曝されることになる。
【０００３】
このような環境では、ノズルにデポジットが堆積し易く、燃料噴射弁の燃料噴射量低下に係わる流量低下、および燃料噴射弁より噴射される燃料の噴霧形状の変化が生じる場合がある。そのような燃料噴射弁で内燃機関を長時間運転すると、燃料噴射量低下や噴霧形状変化による影響が大きくなり、狙いとするエンジン性能を維持することが困難となるおそれがある
特許文献１では、噴孔部周りにフルオロアルキル基などを含む撥液膜を形成し、デポジットの付着を抑制する技術が開示されている。なお、撥液膜を噴孔の表面に形成する方法としては、例えばゾル−ゲル方法により撥液膜を焼成してその表面に撥液性を持たせており、撥液性のコーティング材料は一般に樹脂材料からなる。
【特許文献１】特開平１０−１５９６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、発液膜は樹脂製であるため、撥液膜が形成された噴孔部であったとしても、長期間の運転あるいは比較的高温な燃焼ガス等に繰り返し被曝されることで、撥液膜の劣化を生じてこの劣化により付着抑制の効果が薄れるおそれがある。
【０００５】
また、燃料噴射弁に設けられた噴孔プレートなどの噴孔部において、デポジットが付着する部位としては、噴孔プレートにおける噴孔入口側の上面（ニードルが着座および離座するシート下流側）Ａ、噴孔入口に対向配置されるニードル先端面Ｂ、噴孔内部Ｃ、および噴孔プレートにおける噴孔出口側の下面Ｄの４箇所が考えられる。本出願の発明者は、実験等の鋭意研究により、噴射量および噴霧形状への影響度が最も大きいのは、これら４箇所のうち、噴孔内部Ｃに溜まった燃料によるデポジットであることを確認した。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、内燃機関へ燃料を噴射供給する噴孔などの噴孔部を有するものにおいて、燃焼中の火炎もしくは燃焼ガスの影響による噴孔部へのデポジット付着を抑制することができる燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。
【０００８】
即ち、請求項１乃至６記載の発明では、燃料の流れを許容および遮断する弁部と、弁部の先端側に設けられ、弁部の遮断および許容動作により開閉される噴孔とを備え、噴孔から内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射する燃料噴射弁において、
弁部の先端側に設けられ、噴孔の出口側の縁部に臨む部位に、燃料を吸着できる燃料吸着部材を備えていることを特徴とする。
【０００９】
このように噴孔の出口側の縁部に臨む部位に、例えば吸着機能を有する活性炭繊維などの燃料を吸着できる燃料吸着部材を備えているので、燃料噴射休止時に噴孔内部に溜まっている燃料を燃料吸着部材によって吸い出すことができる。したがって、噴孔内部の滞留燃料を吸い出せるので、噴孔内部でのデポジット付着を抑制または防止することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、燃料吸着部材は、無機材料からなり、繊維状に形成されていることを特徴とすることを特徴とする。
【００１１】
これによると、繊維状の無機材料を例えば不綿布状等に重ね合わせることでその内部に空間を形成することができるので、その空間内に、滞留している燃料を吸収させることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、燃料吸着部材は、酸炭化系繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維、およびガラス繊維のうちのいずれかであることを特徴とする。
【００１３】
これによると、燃料吸着部材は、酸炭化系繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維、およびガラス繊維のうちのいずれかであることが好ましい。これにより、これらの繊維のいずれかからなる燃料吸着部材は、燃焼ガス中に被曝されることがあっても、耐熱性を確保することができるので、燃料を吸収する能力が低下することはない。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明では、燃料吸着部材は、無機材料からなり、多孔質体に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
これによると、多孔質体であるので、噴孔内部に滞留する燃料を吸い出す燃料吸収膜を形成することができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明では、噴孔は複数個設けられ、弁部の先端側の所定の仮想円上に配置されており、
燃料吸着部材は、複数の噴孔の内側領域であって、各噴孔の周縁部にかからない領域に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、燃料噴射弁の燃料噴射時において、燃料吸着部材が、噴孔出口より噴射される噴射燃料の流れすなわち燃料噴霧の形成を阻害することない。したがって、内燃機関に要求される燃料噴霧形状を確保するとともに、噴孔へのデポジット付着を抑制することができる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明では、燃料吸着部材は、噴孔の縁部の全周に渡って配置される開口部を有しており、
開口部は、噴孔の縁部のうち、内側縁部からの離間距離に比べて外側縁部からの離間距離が大きくなっていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、開口部内に配置されている噴孔から噴射された燃料噴霧は、噴孔の出口縁部に配置された開口部に阻害されることなく、内燃機関に要求される燃料噴霧形状を確保することができる。
【００２０】
さらに、開口部を有する燃料吸着部材を、噴孔の出口側の縁部を形成する下流側表面に、効果的に一体化させることが可能である。
【００２１】
また、請求項７乃至８に記載の発明では、燃料の流れを許容および遮断する弁部と、弁部の先端側に設けられ、弁部の遮断および許容動作により開閉される噴孔とを備え、噴孔から内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射する燃料噴射弁において、
弁部の先端側に設けられ、噴孔内部に滞留する燃料を噴孔の出口側の縁部に臨む部位へ吸い出す燃料吸収手段が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
これにより、噴孔内部に溜まった燃料がデポジット化することはないので、燃焼中の火炎もしくは燃焼ガスの影響による噴孔へのデポジット付着を抑制または防止することができる。
【００２３】
また、請求項８に記載の発明では、燃料吸収手段は、燃焼室内に生じる燃焼ガスに被曝されるときに、噴孔内部より吸い出し溜めていた燃料を燃焼室内へ放出することを特徴とする。
【００２４】
これによると、燃料吸収手段は、燃焼室内に生じる燃焼ガスに被曝されるときに、噴孔内部より吸い出し溜めていた燃料を燃焼室内へ放出することが好ましい。これにより、デポジット生成原因となる滞留燃料を、内燃機関の燃焼行程にて燃焼室内の燃焼ガスにより燃やすことが可能である。
【００２５】
したがって、燃料吸収手段における滞留燃料を吸収する機能が劣化するのを防止することができる。
【００２６】
また、請求項９に記載の発明では、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁は、噴孔の軸が燃料噴射弁の軸に対して傾斜していることを特徴とする。
【００２７】
これによると、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁は、噴孔の軸が燃料噴射弁の軸に対して傾斜していることが好ましい。これにより、噴孔より噴射される燃料の微粒化が図れるので、内燃機関に要求される燃料噴霧形状を容易に確保することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の内燃機関の燃料噴射弁を、ガソリンエンジンに燃料を噴射供給するものに適用して、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図である。図２は、図１中の弁部および噴孔部周りを示す断面図である。図３は、図１中の弁部の先端側を、燃料下流側からみた平面図である。図４は、本実施形態に係わる燃料吸着部材の燃料着脱作用を説明する図であって、図２中の噴孔より燃料が噴射されている内燃機関の燃焼サイクルにおける燃料噴射過程を示す模式的断面図である。図５は、本実施形態に係わる燃料吸着部材の燃料着脱作用を説明する図であって、図２中の噴孔よりの燃料噴射が停止された直後の燃料吸収過程を示す模式的断面図である。図６は、本実施形態に係わる燃料吸着部材の燃料着脱作用を説明する図であって、図２中の噴孔よりの燃料噴射が停止され、かつ燃焼室内に燃焼ガスが発生しているときの燃料放出過程を示す模式的断面図である。図７は、燃料吸着部材の燃料吸収作用と内燃機関の燃焼サイクルとの関係を示す説明図である。
【００３０】
なお、図８は、本実施形態に係わる燃料吸着部材を燃料噴射弁に装着する方法の一実施例を示す図であって、図８（ａ）は接着剤の塗布過程、図８（ｂ）は燃料吸着部材の接合過程を示す模式的断面図である。また、図９は、実施形態に係わる燃料吸着部材を燃料噴射弁に装着する方法の他の実施例を示すブロック図である。
【００３１】
また、上記図４、図５、および図６に示す各過程は、図７中の区間Ａ、Ｂ、Ｃに対応している。
【００３２】
図１に示すように、燃料噴射弁１０は、内燃機関、特にガソリンエンジンに用いられる。燃料噴射弁１０は、例えば多気筒（例えば４気筒）ガソリンエンジン（以下、エンジンと呼ぶ）の各気筒に取付けられて、気筒内の燃焼室に燃料を噴射供給する。
【００３３】
燃料噴射弁１０には、加圧された燃料が、燃料分配管（図示せず）を介して供給される。燃料分配管には、一般に、図示しない燃料タンク内の燃料を燃料ポンプ（図示せず）により吸い上げ吐出し、その吐出された燃料が導かれている。なお、吐出される燃料は、図示しないプレーシャレギュレータ等の調圧装置によって所定の圧力に調圧されて、燃料分配管へ送られる。なお、本実施例のようにエンジンが直噴エンジンの場合には、エンジンの燃焼室へ供給する燃料の圧力が約２Ｍｐａ以上とするため、燃料ポンプによって燃料タンクから吸上げられた所定の低圧（例えば０．２Ｍｐａ）の燃料を、図示しない高圧ポンプで更に加圧し、この加圧された高圧の燃料（例えば、２〜２０Ｍｐａの範囲の所定の燃料）が、燃料分配管を介して燃料噴射弁１０に供給されている。
【００３４】
燃料噴射弁１０は、図１に示すように、略円筒形状であり、一端から燃料を受け、内部の燃料通路を経由して他端から燃料を噴射する。燃料噴射弁１０は、燃料の噴射を遮断および許容する弁部Ｂと、弁部Ｂを駆動する電磁駆動部Ｓと、燃料吸着部材８０とを備えており、一端から燃料通路内に流入した燃料を弁部Ｂからエンジンの気筒に噴射供給する。
【００３５】
弁部Ｂは、図１に示すように、弁ボディ１２と、弁部材としてのニードル３０とを含んで構成されている。弁ボディ１２の内周には、上記内部燃料通路内を流れる燃料が導かれている。弁ボディ１２は燃料流れ方向の噴孔２１側に向けて縮径する内周面としての円錐面１３を有している。円錐面１３には、ニードル３０が離座および着座可能である。ニードル３０は略軸状に形成され、弁ボディ１２内を軸方向に往復移動可能である。なお、ここで、円錐面１３は、ニードル３０が離座および着座可能な弁座１４を構成する。具体的には、弁座１４には、ニードル３０の当接部３１が離座および着座する。弁座１４と当接部３１は、弁部が燃料の噴射を停止するための油密機能の働きをするシート部を構成している。
【００３６】
また、弁ボディ１２は、弁ハウジング１６の燃料噴射側端部の内壁に溶接等により固定されている。弁ボディ１２は段付きの略有底円筒状に形成され、弁ハウジング１６の下端部の内周側に挿入されている。
【００３７】
なお、一般に、弁ボディの弁座１４には、燃料噴射毎に繰り返しニードル３０が着座および離座する等のため、比較的強い耐摩耗性が要求される。これに対し、本実施形態では、弁ボディのうち、弁座１４側の部分つまり弁ボディ１２を耐摩耗性の比較的強い特定の材料で、電磁駆動部（詳しくは筒部材４０）に接続する側の弁ハウジング１６を、その特定材料以外の、例えば安価な材料を用いることができる。なお、ここで、特許請求範囲に記載の弁ボディは、図１に示す弁ボディ１２および弁ハウジング１６とから構成されるものに限らず、弁ボディ１２から構成されるものであってもよい。
【００３８】
弁座１４の中央側には、弁座１４の燃料流れの下流側に向かって、内部燃料通路と連通可能な噴孔２１が配置されている。詳しくは、弁ボディ１２の先端側に略薄板状部材としての噴孔プレート２０が配置されている。噴孔プレート２０は、図１に示すように、有底筒状に形成されており、弁ハウジング１６の底部の内壁と弁ボディ１２の底部の内壁との間に挟持されている。
【００３９】
噴孔プレート２０は、例えば薄い金属板状の薄板状体で形成され、複数（本実施例では、８個、図１では作図便宜上２個のみ図示）の噴孔２１が配置されている。この噴孔２１は、要求される燃料の噴霧の形状、方向、数などに応じて、その大きさ、噴孔軸線の方向、噴孔配列等が決定される。また、噴孔２１の開口面積は、開弁時の流量を規定する。したがって、燃料噴射弁１０の燃料噴射量は、噴孔２１の開口面積、ニードル３０のリフト量と、開弁期間とによって調量されている。ニードル３０が弁座１４に着座すると噴孔２１からの燃料噴射が停止され、ニードル３０が弁座１４から離座すると噴孔２１から燃料が噴射される。
【００４０】
以下、本実施形態で説明する８個の噴孔２１は、噴孔プレート２０の所定の円上にほぼ等間隔に配置されているものとする。各噴孔２１の軸２１ｊは、燃料噴射弁軸１０ｊ（詳しくは噴孔プレート軸２０ｊ）に対して傾斜角θで噴孔２１の出口２１２側が外側に向かうように配置されている。これら噴孔２１より噴射された燃料は、例えば略中空円錐状の燃料噴霧を形成する。
【００４１】
また、噴孔２１は、図２に示すように、燃料下流側に向かって拡径している。なお、噴孔２１形状は、このような拡径するテーパ状のものに限らず、噴孔２１の入口２１１および出口２１２が同じ大きさのストレート状のものであってもよい。
【００４２】
電磁駆動部Ｓは、図１に示すように、筒部材４０、可動コア５０、固定コア５４、およびコイル６０とを備えている。
【００４３】
筒部材４０は、弁ボディ１２（詳しくは弁ハウジング１６）の反噴孔側の内周壁に挿入され、溶接により弁ハウジング１６を介して弁ボディ１２に固定されている。筒部材４０は、噴孔２１側から第１磁性筒部４２、非磁性筒部４４、および第２磁性筒部４６により構成されている。非磁性筒部４４は第１磁性筒部４２と第２磁性筒部４６との磁気的短絡を防止する。この磁気的短絡防止により、コイル６０の通電により発生する電磁力による磁束を、可動コア５０、および固定コア５４に効率的に流れるようにしている。
【００４４】
可動コア５０は磁性材料で段付きの略円筒状体に形成されており、ニードル３０の反噴孔側の端部と溶接等により固定されている。可動コア５０はニードル３０とともに往復移動する。可動コア５０の筒壁を貫通する流出孔５２は、可動コア５０の筒内外を連通する燃料通路を形成している。
【００４５】
固定コア５４は磁性材料で略円筒状に形成されている。固定コア５４は筒部材４０内に挿入されており、筒部材４０と溶接により固定されている。固定コア５４は可動コア５０に対し反噴孔側に設置され、可動コア５０に向きあっている。アジャスティングパイプ５６は固定コア５４の内周に圧入され、内部に燃料通路を形成している。付勢部材としてのスプリング５８は一端部でアジャスティングパイプ５６に係止され、他端部で可動コア５０に係止されている。アジャスティングパイプ５６の圧入量を調整することにより、可動コア５０に付勢するスプリング５８の荷重が変更される。スプリング５８の付勢力により可動コア５０およびニードル３０は弁座１４に向けて付勢されている。
【００４６】
コイル６０はスプール６２に巻回されている。ターミナル６５はコネクタ６４にインサート成形されており、コイル６０と電気的に接続している。コイル６０に通電すると、可動コア５０と固定コア５４との間に磁気吸引力が働き、圧縮スプリング５８の付勢力に抗して可動コア５０は固定コア５４側に吸引される。
【００４７】
燃料吸着部材８０は、図１および図２に示すように、弁ボディ１２の先端側に配置されている噴孔プレート２０の下面に設けられている。詳しくは、図２に示すように、噴孔プレート２０の下面の噴孔２１出口側の縁部近傍に、燃料吸着部材８０が配置されている。
【００４８】
燃料吸着部材８０は、繊維状の無機材料からなり、具体的には、酸炭化（Ｏ−Ｃ）系繊維、チタン酸カリウム繊維、ガラス繊維、酸炭化ケイ素（Ｓｉ−Ｏ−Ｃ）繊維のセラミック繊維などの無機繊維のいずれか、もしくはこれらを組合わせた複合繊維であってもよい。
【００４９】
この燃料吸着部材８０は、繊維もしくは繊維状の例えばウィスカを、例えば不綿布状に重ね合わせたものであり、重ね合わせた内部に比較的微小な空間（以下、空気層）が形成され、燃料吸着部材８０の外部にある燃料を空気層に吸収することが可能である。
【００５０】
なお、以下、本実施形態では、酸炭化系繊維として説明する。
【００５１】
燃料吸着部材８０は、酸炭化系繊維の場合、空気中では雰囲気温度が約１０７５℃を超えると分解が始まるものであり、１０７５℃以下の範囲では熱劣化することはなく、約１０７５℃以下の範囲内であれば、そのような比較的高温状態でも耐熱性を有する。
【００５２】
また、燃料吸着部材８０の燃料吸収能力（以下、燃料吸収性）ついては、ガソリンエンジンに使用する燃料に類似の化石油（詳しくは、灯油）の場合で示すと、単位体積当たりの吸収可能な燃料重量は、０．９７ｇ／ｃｍ３と比較的高い。
【００５３】
なお、一般に、エンジンに使用する燃料は、軽油にしろガソリンであっても、蒸発温度の比較的低い軽質燃料分と、蒸発温度の比較的高い重質燃料分とから構成されており、滞留燃料を蒸発させるには、重質燃料分が蒸発する温度まで雰囲気温度を上昇させる必要がある。また、直噴エンジン用の燃料噴射弁１０の場合、燃料噴射弁１０の先端１２、２０、８０は、燃焼ガスや火炎に被曝されるため、エンジンの運転条件により異なるが２００℃〜３００℃程度となる。
【００５４】
また、燃料吸着部材８０は、繊維構造等により燃料吸収するものであるため、強い化学結合により燃料を吸収し吸着するものではない。そのため、燃料噴射弁１０（詳しくは弁部Ｂ）の先端側に配置される燃料吸着部材８０に吸収された燃料は、燃焼ガス等が発生する燃焼行程において、燃焼ガス等による雰囲気温度の上昇に対応し、比較的早い時期に、蒸発し、燃料吸着部材８０より燃焼室に放出される。
【００５５】
これにより、燃料吸着部材８０は、滞留燃料を吸収する燃料吸収機能を有するとともに、吸収した滞留燃料を蒸発等により放出する放出機能を有しているので、エンジンを長期間運転したとしても、燃料吸収性を持続させることができる。なお、ここで、燃料吸収および放出機能を、燃料着脱機能とも呼ぶ。
【００５６】
また、燃料吸着部材８０は、繊維を重ね合わせる程度の簡素な構造であるため、形態安定性が比較的優れている。
【００５７】
また、燃料吸着部材８０は、耐酸性および耐アルカリ性に対して比較的強い特性を有している。
【００５８】
なお、燃料吸着部材８０に使用する繊維としては、上述の繊維に限らず、吸着剤に用いられる例えば活性炭繊維のようなものであってもよい。
【００５９】
また、本実施形態では、燃料吸着部材８０は、図３に示すように、噴孔２１（詳しくは、噴孔出口２１２側の開口）の内周接線内に配置されていることが好ましい。詳しくは、燃料吸着部材８０は、略円板状に形成され、その外縁部８２が噴孔出口２１２の内接円２２内に設けられている。
【００６０】
次に、燃料吸着部材８０を噴孔プレート２０に装着する方法を以下図８に従って説明する。噴孔プレート２０の下面のうちの、燃料吸着部材８０を設けたい所定部位（以下、接合部位）（本実施例では、例えば内接円２２内）に、無機接着剤８１を塗布し（図８（ａ）参照）、この接着剤に、上記無機繊維からなる不綿布状の燃料吸着部材８０を当てて接合する（図８（ｂ）参照）。
【００６１】
なお、不綿布状の燃料吸着部材８０を接着剤８１に当てて噴孔プレート２０に接合する方法に限らず、上記無機繊維を無機接着剤８１に貼付することで、噴孔プレート２０に接合した燃料吸着部材８０を形成する方法であってもよい。
【００６２】
また、別の方法として、図９に示すように、燃料吸着部材８０となる繊維状などの無機材料を、一時的に物理吸着した後、焼成することで噴孔プレート２０に燃料吸着部材８０を形成する方法であってもよい。この具体的方法としては、上記無機材料を溶媒に溶かした後、その溶媒溶液を噴孔プレート２０に塗布等して焼成する。なお、このような方法に限らず、上記無機材料をガスで飛ばし、それに電界を印加することにより噴孔プレート２０の下面に一時的保持するようにした後、焼成するものであってもよい。
【００６３】
次に、上述した構成を有する本実施形態の燃料噴射弁１０の作動を説明する。燃料噴射弁１０の燃料噴射時には、燃料噴射弁１０のコイル６０に電流が供給され、ニードル３０が弁座１４から離座しリフトを開始すると、弁部Ｂは開弁され燃料の噴射を開始する。燃料は、噴孔２１から噴射され噴霧化されてエンジンの燃焼室へ供給される。一方、燃料噴射停止時には、コイル６０への電流供給が停止され、スプリング５８の付勢力によりニードル３０のリフトが減少する。そして、ニードル３０が弁座１４に着座すると、噴孔２１よりの噴射が終了する。コイル６０への通電期間を調節することにより、燃料噴射弁１０から噴射される燃料（燃料噴霧）の噴射期間つまり燃料噴射量が調節される。
【００６４】
なお、上記燃料噴射時における噴孔２１の出口２１２より噴射する燃料の流れを、詳しく説明すると、噴孔２１の軸２１ｊは、燃料噴射弁軸１０ｊに対して噴孔出口２１２側が外側に向かって離れるように傾斜角θで傾斜しているため、噴孔２１内周の燃料噴射弁軸１０ｊに近い内側部分では、噴孔プレート２０の上面より噴孔入口２１１に流入した燃料が噴孔２１の内周に沿って流れ、その内側部分内周に規定された燃料噴霧が形成される。
【００６５】
これにより、外縁部８２が噴孔２１の内周接線内（詳しくは、内接円２２内）にある燃料吸着部材８０は、燃料噴霧形状を阻害することはない。
【００６６】
一方、噴孔２１内周の燃料噴射弁軸１０ｊより遠い外側部分では、噴孔入口２１１に流入した燃料は、噴孔２１の内周より剥離してしまって流れが縮流となる。このため、縮流のまま噴孔出口２１２より燃料が噴射される場合には、噴孔出口２１２の外側部分より噴射される燃料は、その外側部分内周に規定された燃料噴霧を形成せずに、外側部分内周より更に外側方向に広がる燃料噴霧を形成する。
【００６７】
次に、燃料吸着部材８０による燃料吸収作用により噴孔２１内部へのデポジット付着を抑制する過程を、図４から図７に従って説明する。なお、図７は、エンジンの燃焼サイクルにおける吸気、圧縮、燃焼、および排気の各行程において、図４に示す噴孔周りを示す状態が区間Ａに対応、図５に示す噴孔周りを示す状態が区間Ｂに対応、図６に示す噴孔周りを示す状態が区間Ｃに対応していることを示している。
【００６８】
図４に示す噴孔２１周りの状態は、図７中の区間Ａの燃料噴射過程に対応するものであり、噴孔２１より燃料が噴射される。このとき、燃料吸着部材８０は噴孔出口２２１の縁部に配置されているため、噴孔出口２２１の開口に重ならない程度に少なくとも離れているので、噴孔２１より噴射される燃料噴流のうち微粒化した燃料等が間接的に吸収されるが、その吸収燃料量は僅かである。これにより、噴孔２１より噴射された燃料噴流に、燃料噴霧形状を損なうような影響を与えることはない。
【００６９】
図５に示す噴孔２１周りの状態は、図７中の区間Ｂの燃料噴射停止後の吸気および圧縮行程における滞留燃料吸出し過程に対応するものであり、図５（ａ）に示すようにエンジンのピストン吸気および圧縮動作に伴なう燃焼室内の空気流動等による空気エネルギー（例えば、圧縮動作時の断熱圧縮による熱エネルギーや、タンブル流等の筒内空気流れの流体エネルギー）によって、噴孔２１内部の燃料およびその上流側に溜まった燃料（噴孔プレート２１の下面に付着した燃料も含む）が蒸発もしくは移動する。
【００７０】
このとき、噴孔２１内部の燃料およびその上流側に溜まった燃料は、図５（ｂ）に示すように、燃料吸着部材８０によって吸い出され、燃料吸着部材８０に吸収される。なお、この状態では、圧縮空気温度は、燃焼ガス温度より低く、燃焼室内の混合気等のガスは比較的汚れはないため、デポジットが生成することはない。
【００７１】
図６に示す噴射２１周りの状態は、図７中の区間Ｃの燃焼および排気行程における燃料放出過程（燃料吸着部材乾燥過程とも呼ぶ）に対応するものであり、燃焼室内は、燃焼ガスにより温度が高くなっているため、燃料吸着部材８０に溜まった燃料は蒸発するので、蒸発した燃料は燃料吸着部材８０より燃料室へ放出される。
【００７２】
なお、このとき、燃焼に伴なう燃焼室内での燃焼ガスの流動エネルギーは比較的大きくなっているため、燃料は例え重質燃料分であっても燃料吸着部材８０より蒸発し放出することが可能である。
【００７３】
なお、本実施形態では、酸炭化系繊維からなる燃料吸着部材８０に、酸化触媒（本実施例では、例えば白金）を担持させることが好ましい。これにより、燃料吸着部材８０に溜まった燃料を、確実に酸化除去することが可能である。
【００７４】
なお、ここで、燃料吸着部材８０は、弁部Ｂの先端側に設けられ、噴孔２１内部に滞留する燃料を噴孔出口２２１側の縁部に臨む部位へ吸い出す燃料吸収手段を構成する。また、燃料吸着部材８０は、燃焼室内に生じる燃焼ガス等に被曝されるときに、噴孔２１内部より吸い出し溜めていた燃料を燃焼室内へ放出する。
【００７５】
このような燃料吸収手段により、噴孔２１内部に溜まった燃料がデポジット化することはないので、燃焼中の火炎もしくは燃焼ガスの影響による噴孔２１へのデポジット付着が抑制または防止される。
【００７６】
また、その燃料吸収手段は、燃焼室内に生じる燃焼ガス等に被曝されるときに、噴孔２１内部より吸い出し溜めていた燃料を燃焼室内へ放出するように構成されていることが好まく、このことにより、デポジット生成原因となる滞留燃料を、エンジンの燃焼行程にて燃焼ガスにより燃やすことが可能である。したがって、燃料吸収手段における滞留燃料を吸収する機能が劣化するのを防止することができる。
【００７７】
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、本実施形態では、燃料噴射弁１０は、燃料の流れを許容および遮断する弁部Ｂと、弁部Ｂの先端側に設けられ、噴孔２１を有する噴孔プレートとを備え、噴孔２１からエンジンの燃焼室へ燃料を直接噴射する。この燃料噴射弁１０には、弁部Ｂの先端側すなわち噴孔プレート２０に設けられ、噴孔２１の出口２１２側の縁部に臨む部位に無機材料からなる燃料吸着部材８０が設けられているように構成されている。
【００７８】
このように構成することで、噴孔２１の出口２１２側の縁部に臨む部位に、例えば吸着機能を有する活性炭繊維や酸炭化系繊維などの無機材料からなる燃料吸着部材８０を備えることができるので、燃料噴射休止時に噴孔２１内部に溜まっている燃料を燃料吸着部材８０によって吸い出すことができる。したがって、噴孔２１内部の滞留燃料を吸い出せるので、噴孔内部でのデポジット付着を抑制または防止することができる。
【００７９】
また、本実施形態では、上記燃料吸着部材８０に使用する無機材料として、繊維状の無機材料を用いる。これにより、繊維状の無機材料を例えば不綿布状等に重ね合わせることでその重ね合わせたものの内部に空間を形成することができるので、その空間内に、滞留している燃料を吸収させることができる。
【００８０】
また、本実施形態では、上記無機材料として、酸炭化系繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維、およびガラス繊維のうちのいずれかを用いることが好ましい。これにより、これらの繊維のいずれかからなる燃料吸着部材８０は、燃焼ガス中に被曝されることがあっても、耐熱性を確保することができるので、燃料を吸収する能力が低下することはない。
【００８１】
また、本実施形態では、噴孔２１は複数個（本実施例では８個）設けられ、噴孔プレート２０下面側の所定の円上にほぼ等間隔配置されており、燃料吸着部材８０は、噴孔２１の内周接線（詳しくは内接円２２）内に配置されるように構成されている。
【００８２】
これにより、燃料噴射弁１０の燃料噴射時において、燃料吸着部材８０が、噴孔出口２１２より噴射される噴射燃料の流れすなわち燃料噴霧の形成を阻害することない。したがって、エンジンに要求される燃料噴霧形状を確保するとともに、噴孔２１へのデポジット付着を抑制することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、噴孔軸２１ｊは、燃料噴射弁軸１０ｊに対して噴孔出口２１２側が外側に向かって離れるように傾斜角θで傾斜していることが好ましい。これにより、噴孔２１より噴射される燃料の微粒化が図れるので、エンジンに要求される燃料噴霧形状を容易に確保することが可能である。
【００８４】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。
【００８５】
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した噴孔出口２１２の内接円２２内にある燃料吸着部材８０に代えて、図１０に示すように、噴孔出口２２１の縁部の全体にわたって配置される開口部１８３を有する燃料吸着部材１８０とする。図１０は、本実施形態に係わる弁部および噴孔部周りを示す断面図である。図１１は、図１０中の弁部の先端側を、燃料下流側からみた平面図である。
【００８６】
図１１に示すように、開口部１８３を有する燃料吸着部材１８０が、略平板状に噴孔プレート２０下面に配置されている。開口部１８３は、噴孔２１毎に形成されており、開口部１８３の形状は略扇形状に形成されている。なお、開口部１８３は、噴孔２１毎に形成されるもの荷が限らず、複数個を一組として組毎に形成されるものであってもよい。
【００８７】
開口部１８３内の縁部形状において、開口部１８３の内側縁部１８２の外形寸法は、第１の実施形態で説明した外縁部８２の外形寸法と同じである。一方、開口部１８３の外側縁部１８４は、噴孔出口２１２の縁部よりの離間距離（以下、第２離間距離）Δ２（図１０参照）を大きく設定している。
【００８８】
詳しくは、図１０に示すように、開口部１８３の外側縁部１８４と噴孔出口２１２の外側縁部との第２離間距離Δ２は、開口部１８３の内側縁部１８２と噴孔出口２１２の内側縁部との第１離間距離Δ１に比べて大きく設定されている（Δ２＞Δ１）。
【００８９】
なお、内側縁部１８２と外側縁部１８４とは、矩形状の架橋部１８５で繋がれている。架橋部１８５は、噴孔出口２１２の縁部との離間距離は、少なくとも第１離間距離Δ１より大きく設定されている。
【００９０】
このように構成するものであっても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００９１】
なお、噴孔２１（詳しくは、噴孔出口２１２）の内周の燃料噴射弁軸１０ｊより遠い外側部分では、噴孔入口２１１に流入した燃料がその内周より剥離して縮流となり易いが、本実施形態では、開口部１８３の外側縁部１８４噴孔出口２１２の外側縁部との第２離間距離Δ２を、第１離間距離Δ１より大きく設定するので、燃料吸着部材１８０が燃料噴霧形状を阻害することはない。
【００９２】
したがって、開口部１８３内に配置されている噴孔２１から噴射された燃料噴霧は、開口部１８３に阻害されることなく、エンジンに要求される燃料噴霧形状を確保することができる。
【００９３】
さらに、上述の開口部１８３を有する燃料吸着部材１８０では、噴孔２１の出口側の縁部を形成する下流側表面つまり噴孔プレート２０の下面に、無機接着剤８１や物理蒸着・焼成によって効果的に一体化させることが可能である。
【００９４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第２の実施形態で説明した開口部１８３を有する燃料吸着部材において、略平板状の燃料吸着部材１８０に代えて、図１２に示すように、略有底筒状（以下、キャップ状）の燃料吸着部材２８０とする。図１２は、本実施形態に係わる弁部および噴孔部周りを示す断面図である。図１３は、図１２中の弁部の先端側を、燃料下流側からみた平面図である。
【００９５】
図１２および図１３に示すように、燃料吸着部材２８０は、開口部１８３を有する平板状部２８０ａと、この平板状部２８０ａの外周部に設けられている筒状部２８６とから構成されている。
【００９６】
燃料吸着部材２８０は、図１２に示すように、弁ボディ１２の側壁に固定されている。なお、筒状部２８６を弁ボディ１２の側壁に固定して燃料吸着部材２８０を燃料噴射弁１０に装着するものに限らず、噴孔プレートを有底筒状体とし、その有底筒状の噴孔プレートに燃料吸着部材２８０を無機接着剤８１等により接合固定するものであってもよい。
【００９７】
なお、以下の本実施形態の説明では、燃料吸着部材２８０をキャップ状に形成し、直接弁ボディ１２に無機接着剤８１等により接合固定するものとする。
【００９８】
燃料吸着部材２８０の製造方法としては、繊維状の無機材料を不織布状や網の目状に成形し、開口部１８３なしのキャップを形成し、平板状部２８０ａの開口部１８３予定部位に開口部１８３を穴明け加工する。
【００９９】
このような構成であっても、第２の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１００】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第３の実施形態で説明した燃料吸着部材２８０の開口部において、略扇形状の開口部１８３に代えて、図１４に示すように、略楕円状の開口部３８３を有する燃料吸着部材３８０とする。
【０１０１】
図１４に示すように、平板状部３８０ａは、開口部３８３と開口部３８３の間に配置される架橋部３８５の断面積を、第３の実施形態で説明した矩形状の架橋部１８５に比べて大きく形成でき、燃料吸着部材３８０全体の剛性向上が図れる。
【０１０２】
また、開口部３８３を穴明け加工する場合において、開口部３８３が楕円形状であるため、略扇形状等の角部を有する形状に比べて、穴明け加工時に燃料吸着部材３８０（詳しくは平板状部３８０ａ）に加わる切断加工力を小さくすることができる。したがって、例えば燃料吸着部材８０が損傷する等の製造不良を防止でき、優れた生産性性向上が図れる。
【０１０３】
（他の実施形態）
（１）以上説明した本実施形態では、燃料の噴射を遮断および許容する弁部Ｂと、噴霧形成手段を有する噴孔プレート２０とを有する燃料噴射弁１０として説明したが、噴孔プレート２０はなく、弁ボディ１２の弁座１４の下流側に噴孔２１が形成される弁部であってもよい。
【０１０４】
（２）以上説明した本実施形態において、燃料吸着部材８０、１８０、２８０、３８０に使用する無機材料として、酸炭化系繊維などの無機繊維で説明したが、活性炭素などの吸着剤であってもよい。この場合、吸着剤としては、ゼオライトや、γアルミナなどの多孔質体であることが好ましい。これらの吸着剤では、耐熱性や形態安定性などの耐久性に比較的優れている。また、多孔質体であるため、微細な通気孔を有しており、燃料を吸着するための表面積が大きいため、燃料を吸収・放出するいわゆる吸着・脱着性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第１の実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図である。
【図２】図１中の弁部および噴孔部周りを示す断面図である。
【図３】図１中の弁部の先端側を、燃料下流側からみた平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係わる燃料吸着部材の燃料着脱作用を説明する図であって、図２中の噴孔より燃料が噴射されている内燃機関の燃焼サイクルにおける燃料噴射過程を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係わる燃料吸着部材の燃料着脱作用を説明する図であって、図２中の噴孔よりの燃料噴射が停止された直後の燃料吸収過程を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係わる燃料吸着部材の燃料着脱作用を説明する図であって、図２中の噴孔よりの燃料噴射が停止され、かつ燃焼室内に燃焼ガスが発生しているときの燃料放出過程を示す模式的断面図である。
【図７】燃料吸着部材の燃料吸収作用と内燃機関の燃焼サイクルとの関係を示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係わる燃料吸着部材を燃料噴射弁に装着する方法の一実施例を示す図であって、図８（ａ）は接着剤の塗布過程、図８（ｂ）は燃料吸着部材の接合過程を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係わる燃料吸着部材を燃料噴射弁に装着する方法の他の実施例を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施形態に係わる弁部および噴孔部周りを示す断面図である。
【図１１】図１０中の弁部の先端側を、燃料下流側からみた平面図である。
【図１２】第３の実施形態に係わる弁部および噴孔部周りを示す断面図である。
【図１３】図１２中の弁部の先端側を、燃料下流側からみた平面図である。
【図１４】第４の実施形態に係わる弁部の先端側を、燃料下流側からみた平面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  燃料噴射弁
１２  弁ボディ
１３  円錐面（内周面）
１４  弁座
２０  噴孔プレート（略薄板状部材）
２１  噴孔
２１１  噴孔入口（入口）
２１２  噴孔出口（出口）
２２  内接円
３０  ニードル（弁部材）
３１  当接部
８０  燃料吸着部材
８１  無機接着剤
８２  外縁部
Ｂ  弁部
Ｓ  電磁駆動部
【図１】
2007100591.tif 000003
【図２】
2007100591.tif 000004
【図３】
2007100591.tif 000005
【図４】
2007100591.tif 000006
【図５】
2007100591.tif 000007
【図６】
2007100591.tif 000008
【図７】
2007100591.tif 000009
【図８】
2007100591.tif 000010
【図９】
2007100591.tif 000011
【図１０】
2007100591.tif 000012
【図１１】
2007100591.tif 000013
【図１２】
2007100591.tif 000014
【図１３】
2007100591.tif 000015
【図１４】
2007100591.tif 000016