(57)【要約】      （修正有）【課題】噴孔を複数設けるとともに、各噴孔からの燃料の噴射方向をそれぞれ異ならせる構成の燃料噴射弁において、各噴孔から噴射される燃料の噴霧到達距離と、各噴孔から吸気ポート又は燃焼室までの距離とが異なることに伴う不具合の発生を抑制する。【解決手段】閉弁位置Ｓと全開位置Ｏとの間で進退可能な弁体たるニードル弁体３と、前記ニードル弁体３をその内部に進退可能な状態で収納し、前記閉弁位置Ｓに位置するニードル弁体３を着座させるための弁座５を有するとともに、複数の噴孔を先端に有し、前記ニードル弁体３と噴孔との間にサック部７を形成するノズルボデーとを具備する燃料噴射弁１において、燃料圧の高い高圧領域７ａと燃料圧の低い低圧領域７ｂとを有し、前記高圧領域７ａに連通する第２の噴孔６ｂは軸心１ａ方向を向くとともに、前記低圧領域７ｂに連通する第１の噴孔６ａは軸心１ａ方向以外の方向を向く構成を採用する。【選択図】図２
2012197772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉弁位置と全開位置との間で進退可能な弁体と、
前記弁体をその内部に進退可能な状態で収納し、前記閉弁位置に位置する弁体を着座させるための弁座を有するとともに、複数の噴孔を先端に有し、前記弁体と噴孔との間にサック部を形成するノズルボデーと
を具備する燃料噴射弁であって、
前記サック部内に燃料圧の高い高圧領域と燃料圧の低い低圧領域とを有し、
前記高圧領域及び前記低圧領域それぞれに連通する前記噴孔を有し、
前記高圧領域に連通する噴孔は軸心方向を向くとともに、
前記低圧領域に連通する噴孔は軸心方向以外の方向を向く
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、内燃機関に搭載され、燃料を噴孔から噴出する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関に搭載され、燃料を噴孔から噴出する燃料噴射弁として、閉弁位置と全開位置との間で進退可能な弁体と、前記弁体をその内部に進退可能な状態で収納し、前記閉弁位置に位置する弁体を着座させるための弁座を有するとともに、噴孔を先端に有し、前記弁体と噴孔との間にサック部を形成するノズルボデーとを具備するものが知られている。
【０００３】
このような燃料噴射弁において、燃料を吸気ポート又は燃焼室内にまんべんなく噴射させるべく、噴孔を複数設けるとともに、各噴孔からの燃料の噴射方向をそれぞれ異ならせる構成のものが考えられている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
ところで、前記特許文献１記載のものは、サック部内の燃料圧がその全域にわたって一定である。そのため、以下に述べるような不具合が発生しうる。
【０００５】
すなわち、このような燃料噴射弁において、燃料の噴霧到達距離は、噴孔からインジェクタ軸方向に沿って吸気ポート又は燃焼室の燃料噴射弁と反対側の内壁に達するまでの所定距離に設定する必要がある。ところが、サック部内の燃料圧がその全域にわたって一定であるので、インジェクタ軸方向以外の方向を向く噴孔から噴射方向に沿って吸気ポート又は燃焼室の燃料噴射弁と反対側の内壁に達するまでの距離は前記所定距離よりも短いので、燃料が前記内壁に付着しやすくなる。これに伴い、燃料と空気との混合が悪化し、さらに燃費の低下や排気ガスの悪化が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平５−６６２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の点に着目し、噴孔を複数設けるとともに、各噴孔からの燃料の噴射方向をそれぞれ異ならせる構成の燃料噴射弁において、各噴孔から噴射される燃料の噴霧到達距離と、各噴孔から吸気ポート又は燃焼室までの距離とが異なることに伴う不具合の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る燃料噴射弁は、閉弁位置と全開位置との間で進退可能な弁体と、
前記弁体をその内部に進退可能な状態で収納し、前記閉弁位置に位置する弁体を着座させるための弁座を有するとともに、複数の噴孔を先端に有し、前記弁体と噴孔との間にサック部を形成するノズルボデーとを具備する燃料噴射弁であって、前記サック部内に燃料圧の高い高圧領域と燃料圧の低い低圧領域とを有し、前記高圧領域及び前記低圧領域それぞれに連通する前記噴孔を有し、前記高圧領域に連通する噴孔は軸心方向を向くとともに、前記低圧領域に連通する噴孔は軸心方向以外の方向を向くことを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、高圧領域に連通する噴孔からインジェクタ軸方向に噴射される燃料の噴霧到達距離と比較して、低圧領域に連通する噴孔からインジェクタ軸方向以外の方向に噴射される燃料の噴霧到達距離は短い。従って、インジェクタ軸方向以外の方向に噴射される燃料が壁面に付着することが起こりにくい。なお、本発明において、「軸心方向」とは、軸心が延伸する方向を示す概念である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、噴孔を複数設けるとともに、各噴孔からの燃料の噴射方向をそれぞれ異ならせる構成の燃料噴射弁において、各噴孔から噴射される燃料の最大到達距離と、各噴孔から吸気ポート又は燃焼室までの距離とが異なることに伴う不具合の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射弁を設けた内燃機関のシリンダを概略的に示す図。
【図２】同実施形態に係る燃料噴射弁の先端部を示す断面図。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ断面図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る燃料噴射弁の先端部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を図１〜図３を参照しつつ以下に述べる。
【００１３】
本実施形態に係る燃料噴射弁１は、図示しない内燃機関のシリンダヘッドに設けられ、図１に示すように、燃料を燃焼室２内に噴射するよう装着されている。また、この燃料噴射弁１は、図２に示すように、閉弁位置Ｓと全開位置Ｏとの間で進退可能な弁体であるニードル弁体３と、前記ニードル弁体３をその内部に進退可能な状態で収納し、前記閉弁位置Ｓに位置するニードル弁体３を着座させるための弁座５を有するとともに、複数の噴孔６を先端に有し、前記ニードル弁体３と噴孔６との間にサック部７を形成するノズルボデー４とを具備する。
【００１４】
さらに詳述すると、前記ノズルボデー４は、図示は省略するが、その内部に、前記ニードル弁体３を閉弁位置Ｓ側に付勢するスプリングと、このスプリングの付勢力に抗して前記ニードル弁体３を進退させるためのソレノイドとを収納している。また、図２に示すように、このノズルボデー４と前記ニードル弁体３の側面との間の空間を燃料を流通させるための燃料通路８としている。一方、このノズルボデー４に設けた前記複数の噴孔６は、図２及び図３に示すように、燃料噴射弁１の軸心１ａ近傍に設けられこの軸心１ａ方向以外の方向、すなわち軸心１ａ方向に対して角度を有する方向を向く第１の噴孔６ａと、軸心１ａから離間した位置に設けられこの燃料噴射弁１の軸心１ａ方向を向く第２の噴孔６ｂとからなる。本実施形態では、前記第１の噴孔６ａ及び第２の噴孔６ｂは、いずれも軸心１ａを挟んで互いに反対側に２つずつ配している。また、前記第１の噴孔６ａは、前記２つの第２の噴孔６ｂがなす平面から離間し、図示しない点火プラグに近寄る方向を向くようにしている。以下の記載において、「噴孔６」とは、第１の噴孔６ａ及び第２の噴孔６ｂを総称する概念である。
【００１５】
さらに本実施形態では、前記サック部７内を燃料圧の高い高圧領域７ａと燃料圧の低い低圧領域７ｂとに区画するための区画部９を設けている。
【００１６】
この区画部９は、図２及び図３に示すように、前記ノズルボデー４の第１の噴孔６ａを囲う形状の突起９と、底面視した場合にこの突起９により区画される領域に対応する形状を有し、前記ニードル弁体３の先端から突出させて設けた絞り突起３ａとを利用して形成していて、前記突起９により区画される領域を低圧領域７ｂ、前記突起９の外側の領域を高圧領域７ａとして区画する。また、前記突起９には、この突起９により区画される領域の内側と外側とを連通するオリフィス９ｘを設けている。詳述すると、前記ニードル弁体３が閉弁位置Ｓから全開位置Ｏに向けて移動すると、燃料はサック部７の高圧領域７ａに向けて流れ、さらにその一部は前記突起９と絞り突起３ａとの間に形成される絞り空間９ｓ又は前記オリフィス９ｘを通過して低圧領域７ｂに達する。その上で、前記第１の噴孔６ａは前記低圧領域７ｂに連通し、前記第２の噴孔６ｂは前記高圧領域７ａに連通するようにしている。
【００１７】
ここで、この燃料噴射弁１から燃料を噴射する際の各部の動作及び作用について述べる。
【００１８】
燃料を噴射する際には、ニードル弁体３を閉弁位置Ｓから全開位置Ｏに向けて移動させ、図２に示すようにニードル弁体３側方の前記燃料通路８とサック部７の高圧領域７ａとを連通させる。このとき、燃料の一部は、前記高圧領域７ａに連通する第２の噴孔６ｂから高圧で噴射される。燃料の残りは、ニードル弁体３の絞り突起３ａとサック部７の突起９との間の絞り空間９ｓ、又はサック部７の突起９に設けたオリフィス９ｘを通過して前記低圧領域７ｂに達し、前記低圧領域７ｂに連通する第１の噴孔６ａから低圧で噴射される。
【００１９】
噴孔６から噴射される燃料のニードル弁体３を開弁してからｔ秒間での噴霧到達距離ｙは、以下の式（１）で表される。
【００２０】
ｙ＝ｃs｛２（ΔＰ／ρf）ｔ｝1/2  （１）
ここで、ｃsは定数、ΔＰは噴射差圧、ρfは燃料密度、ｔは経過時間である。
【００２１】
すなわち、図１に示すように、第１の噴孔６ａから低圧で燃料噴射弁１の軸心１ａと異なる方向に噴射される燃料の噴霧到達距離は、第２の噴孔６ｂから高圧で燃料噴射弁１の軸心１ａ方向に噴射される燃料の噴霧到達距離と比較して、圧力比の２分の１乗に比例して小さい。
【００２２】
すなわち本実施形態によれば、高圧領域７ａに連通する第２の噴孔６ｂから燃料噴射弁１の軸心１ａ方向に噴射される燃料の噴霧到達距離と比較して、低圧領域７ｂに連通する第１の噴孔６ａから燃料噴射弁１の軸心１ａ方向以外の方向に噴射される燃料の噴霧到達距離は短く、軸心１ａ方向以外の方向に噴射される燃料が燃焼室２の壁面に付着することが起こりにくい。従って、各噴孔６から噴射される燃料の最大到達距離と、各噴孔６から燃焼室２の壁面までの距離とが異なることに伴う、燃料と空気との混合の悪化や、燃費の低下や、排気ガスの悪化といった不具合の発生を抑制することができる。
【００２３】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。
【００２４】
例えば、以下に図４を参照しつつ示すような態様を採用してもよい。ここで、上述した実施形態におけるものに対応する部位には、それぞれ同一の名称及び符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２５】
すなわち、図４に示すように、この態様における燃料噴射弁Ａ１は、サック部７に上述した実施形態に係るものと同様の突起９を有し、この突起９により区画される部位にこの燃料噴射弁Ａ１の軸心Ａ１ａ方向を向く第２の噴孔Ａ６ｂを設けてなるとともに、外側にこの燃料噴射弁Ａ１の軸心Ａ１ａ方向以外の方向を向く第１の噴孔Ａ６ａを設けてなる。また、この突起９と閉弁位置Ｓにあるニードル弁体３との間に、前記突起９に囲まれた部位と対応する部位に貫通孔Ａ１０ａを設けた蓋体Ａ１０を設けている。このとき、サック部７の前記突起９に囲まれた部位が高圧領域７ａ、外側の部位が低圧領域７ｂとなる。
【００２６】
この燃料噴射弁Ａ１から燃料を噴射する際の各部の動作及び作用について述べる。
【００２７】
燃料を噴射する際には、ニードル弁体３を閉弁位置Ｓから全開位置Ｏに向けて移動させ、ニードル弁体３側方の燃料通路８とサック部７の高圧領域７ａとを連通させる。このとき、燃料は、前記蓋体Ａ１０の貫通孔Ａ１０ａを経て前記高圧領域７ａに達し、その一部がこの高圧領域７ａに連通する第２の噴孔Ａ６ｂから高圧で噴射される。燃料の残りは、前記蓋体Ａ１０と前記サック部７の突起９との間の隙間、又は前記サック部７の突起９に設けたオリフィス９ｘを通過して前記低圧領域７ｂに達し、前記低圧領域７ｂに連通する第１の噴孔６ａから低圧で噴射される。
【００２８】
この態様の燃料噴射弁においても、上述した実施形態の燃料噴射弁と同様に、高圧領域７ａに連通する第２の噴孔Ａ６ｂから軸心Ａ１ａ方向に噴射される燃料の噴霧到達距離と比較して、低圧領域７ｂに連通する第１の噴孔Ａ６ａから軸心Ａ１ａ方向以外の方向に噴射される燃料の噴霧到達距離は短いので、同様の効果を得ることができる。
【００２９】
さらに、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁に限らず、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁に本発明を適用してもよい。
【００３０】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変形してよい。
【符号の説明】
【００３１】
１、Ａ１…燃料噴射弁
３…ニードル弁体（弁体）
４…ノズルボデー
５…弁座
６ａ、Ａ６ａ…第１の噴孔（低圧領域に連通する噴孔）
６ｂ、Ａ６ｂ…第２の噴孔（高圧領域に連通する噴孔）
７…サック部
【図１】
2012197772.tif 000003
【図２】
2012197772.tif 000004
【図３】
2012197772.tif 000005
【図４】
2012197772.tif 000006