(57)【要約】【課題】燃料へ旋回流を与えて微細気泡を含む燃料を噴射する燃料噴射弁において、噴霧角の設定を可能にすることを課題とする。【解決手段】燃料噴射弁１は、先端に噴孔１１が設けられたノズルボディ１０と、ノズルボディ１０内に摺動自在に配置され、ノズルボディ１０との間に燃料導入路２１を形成するとともに、ノズルボディ１０内のシート部１２に着座するニードル２０と、シート部１２の上流側に形成され、燃料導入路２１から導入され噴孔１１へ供給される燃料へニードル２０の軸Ａ周りに旋回する流れを付与する螺旋状の燃料通路５０と、シート部１２と噴孔１１との間に形成され、燃料を壁面に沿って案内することにより燃料の軸Ａ周りの旋回方向の速度を調整する旋回速度調整室１３と、を備える。【選択図】図１
2012132334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に噴孔が設けられたノズルボディと、
前記ノズルボディ内に摺動自在に配置され、前記ノズルボディとの間に燃料導入路を形成するとともに、前記ノズルボディ内のシート部に着座するニードルと、
前記シート部の上流側に形成され、前記燃料導入路から導入され前記噴孔へ供給される燃料へ前記ニードルの軸周りに旋回する流れを付与する螺旋状の燃料通路と、
前記シート部と前記噴孔との間に形成され、前記燃料を壁面に沿って案内することにより前記燃料の前記軸周りの旋回方向の速度を調整する旋回速度調整室と、
を備えたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記旋回成分調整室の前記壁面を凹状の曲面に形成したことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記シート部を形成する面と、前記ニードルの最大リフト時における前記ニードルの先端のテーパ面とにより形成される通路を等分する仮想面が、前記旋回速度調整室における前記燃料の前記軸周りの旋回方向の速度を調整する曲面と交差することを特徴とした請求項２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、燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関に関し、ＣＯ２低減及びエミッション低減のため、過給リーン、大量ＥＧＲ及び予混合自着火燃焼の研究が盛んに行われている。これらの研究によると、ＣＯ２低減及びエミッション低減の効果を最大限に引き出すには、より燃焼限界近傍において安定した燃焼状態を得る必要がある。また、石油燃料の枯渇化が進む中、バイオ燃料など多種の燃料でも安定して燃焼できるロバスト性が要求される。このような安定した燃焼を得るのに最も重要な点は混合気の着火ばらつきを低減することや膨張行程で燃料を燃やしきる速やかな燃焼が必要とされる。
【０００３】
また、内燃機関の燃料供給において、過度応答性の向上、気化潜熱による体積効率向上や低温での触媒活性化用の大幅な遅角燃焼のために燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射方式が採用されている。ところが、筒内噴射方式を採用することにより、噴霧燃料が液滴のまま燃焼室壁に衝突して起こるオイル希釈や、液状燃料で噴射弁の噴孔周りに生成されるデポジットによる噴霧悪化により燃焼変動が助長されていた。
【０００４】
このような筒内噴射方式の採用により生じるオイル希釈や噴霧悪化の対策をするとともに、着火ばらつきを低減し安定した燃焼を実現するには、燃焼室内の燃料が速やかに気化するように、噴霧を微粒化することが重要となる。
【０００５】
燃料噴射弁から噴射される噴霧の微粒化には薄膜化した液膜のせん断力によるもの、流れの剥離で発生するキャビテーションによるもの、超音波の機械的振動で表面に付着した燃料を微粒化するものなどが知られている。特許文献１に開示されている噴霧を微粒化する燃料噴射弁では、ニードルに設けられた螺旋溝の形成された旋回流生成部により噴射する燃料へ強い旋回流を与えて旋回流の中心部の圧力を低下するとともに、旋回流の中心部へ空気を供給する。燃料の旋回流に空気が供給されることにより微細気泡が生成され、微細気泡を含んだバブル燃料が噴射される。そして、噴射後に微小気泡が破裂するエネルギーを利用して噴霧を微粒化する。
【０００６】
また、特許文献２には、ニードルの着座位置の上流に、螺旋状通路と先細の環状チャンバとからなる燃料溜りを設けるとともに、着座位置の下流に末広がりのテーパ噴孔を設けた燃料噴射弁が開示されている。この燃料噴射弁は、噴孔を通じて噴射される燃料が燃料噴射ノズルの軸線方向に向かう速度に加えて、軸線を中心に旋回する方向の速度を有し、噴孔から噴射される燃料が大きな噴霧角を有しながら燃焼室内の半径方向の遠方まで行き渡り、且つ回転流による旋回方向の速度成分によって燃料の分散を図る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／０５６３７２
【特許文献２】特開平１０−１４１１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、エンジンの燃焼室形状は多種多様であり、混合気の分散や配置、燃料によるオイル希釈防止などを考慮すると、エンジンに適した噴霧角を設定する必要がある。従来、噴射弁から噴射される燃料の噴霧角は、噴孔長Ｌと噴孔径Ｄとの比Ｌ／Ｄによって決定することができた。ところが、燃料へ旋回成分を与える噴射により形成される噴霧の噴霧角は、旋回する燃料の遠心力、言い換えれば旋回流の旋回速度によって決定される。従って、燃料の旋回速度が同一となる噴射弁では噴霧角が一定となり、様々な噴霧角の要求に対応することができない。
【０００９】
そこで、本発明は、燃料へ旋回流を与えて微細気泡を含む燃料を噴射する燃料噴射弁において、噴霧角の設定を可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決する本発明の燃料噴射弁は、先端に噴孔が設けられたノズルボディと、前記ノズルボディ内に摺動自在に配置され、前記ノズルボディとの間に燃料導入路を形成するとともに、前記ノズルボディ内のシート部に着座するニードルと、前記シート部の上流側に形成され、前記燃料導入路から導入され前記噴孔へ供給される燃料へ前記ニードルの軸方向に旋回する流れを付与する螺旋状の燃料通路と、前記シート部と前記噴孔との間に形成され、前記燃料を壁面に沿って案内することにより前記燃料の前記軸周りの旋回方向の速度を調整する旋回速度調整室と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記の構成により、燃料噴射弁は、燃料のニードル軸回りの旋回方向の速度を調整し、燃料の噴霧に加わる遠心力を調整する。これにより、噴霧の拡散を調整し、噴射角を設定することができる。
【００１２】
上記の燃料噴射弁において、前記旋回速度調整室の前記壁面を凹状の曲面に形成することができる。燃料の旋回流が曲面に形成した壁面に沿って案内することにより、燃料のニードル軸回りの旋回方向の速度が調整できる。これにより、燃料の噴霧に加わる遠心力を調整し、噴霧角を調整することができる。
【００１３】
上記の燃料噴射弁において、前記シート部を形成する面と、前記ニードルの最大リフト時における前記ニードルの先端のテーパ面とにより形成される通路を等分する仮想面が、前記旋回速度調整室における前記燃料の前記軸周りの旋回方向の速度を調整する曲面と交差する構成とすることができる。シート部を形成する面とニードルの先端のテーパ面とにより形成される通路を等分する仮想面は、シート部とニードルのテーパ面とにより形成される通路を通過する燃料の流れる方向と一致する。すなわち、この構成によると、シート部とニードルのテーパ面との間を通過した燃料が、旋回速度調整室における前記燃料の前記軸周りの旋回方向の速度を調整する曲面に衝突する。このような曲面に衝突した燃料は曲面に沿って案内されるため、燃料のニードル軸周りの旋回方向の速度が上昇したり、低下したりする。これにより、噴霧の遠心力を調整し、噴霧角を変更することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の燃料噴射弁は、燃料のニードル軸回りの旋回方向の速度を調整し、噴霧の遠心力を調整することにより、所望の噴霧角を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の燃料噴射弁の概略構成を断面にして示した説明図である。
【図２】図１の燃料噴射弁の先端部分を拡大して示した説明図である。
【図３】実施例１の燃料噴射弁の旋回速度調整室の周囲を拡大した説明図である。
【図４】旋回速度調整室を備えていない比較例の燃料噴射弁の噴孔部を拡大した説明図である。
【図５】旋回速度調整室を備えた実施例１の燃料噴射弁の噴孔部を拡大した説明図である。
【図６】第１曲面の異なる箇所に衝突する燃料の旋回流の様子を示している。
【図７】実施例２の燃料噴射弁の先端部分を拡大して示した説明図である。
【図８】実施例２の燃料噴射弁の旋回速度調整室の周囲を拡大した説明図である。
【図９】実施例２の燃料噴射弁の噴孔部を拡大した説明図である。
【図１０】実施例３の燃料噴射弁の先端部分を拡大して示した説明図である。
【図１１】実施例３の燃料噴射弁の旋回速度調整室の周囲を拡大した説明図である。
【図１２】実施例３の燃料噴射弁の噴孔部を拡大した説明図である。
【図１３】ノズルボディ内に螺旋状の通路を貫通した他の実施例の燃料噴射弁を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例１に係る燃料噴射弁１の内部構成について詳細に説明する。図１は燃料噴射弁１の概略構成を断面にして示した説明図である。図２は図１の燃料噴射弁１の先端部分を拡大して示した説明図である。燃料噴射弁１は、ノズルボディ１０、ニードル２０、旋回流生成部材３０、駆動機構４０を備えている。以下の説明において、先端側とはニードル２０が閉弁するときの移動方向、すなわち図面中の下側を示し、基端側とはニードル２０が開弁するときの移動方向、すなわち図面中の上側を示す。
【００１８】
ノズルボディ１０は中空円筒状部材であって、ノズルボディ１０の先端には噴孔１１が設けられている。噴孔１１は軸Ａに沿う方向に形成されている。ノズルボディ１０にはニードル２０が着座するシート部１２が設けられている。また、シート部１２と噴孔１１との間に旋回速度調整室１３が形成されている。旋回速度調整室１３の壁面は凹状の曲面に形成されている。より詳細には、シート部１２と噴孔１１と連通する部分を除いて、軸Ａ上に中心を有する球面に形成されている。旋回速度調整室１３は、後述の旋回する燃料を壁面に沿って案内することにより、燃料の軸Ａ周りの旋回方向の速度を調整する。旋回速度調整室１３の壁面を形成する球面の径は噴孔１１の径の２倍である。さらに、ノズルボディ１０の内部は、円筒状の旋回流生成部材３０を収納するように形成されている。
【００１９】
ニードル２０は、ノズルボディ１０内に摺動自在に配置され、ノズルボディ１０との間に燃料導入路２１を形成するとともに、ノズルボディ１０内のシート部１２に着座する。ニードル２０の摺動方向は軸Ａの方向と一致し、軸Ａはニードル２０の中心軸と一致する。
【００２０】
旋回流生成部材３０は、ノズルボディ１０の内部に組み込まれ圧入固定されている。この旋回流生成部材３０の基端側とノズルボディ１０の内周面１５とにより圧力室１４が区画される。この圧力室１４には、燃料導入路２１を通じて燃料が供給される。また、旋回流生成部材３０の内周面３１をニードル２０が摺動可能に貫通する。従って、旋回流生成部材３０の内周面３１はニードル２０を案内するニードルガイドとして機能する。旋回流生成部材３０の外周面３２には軸Ａを中心に螺旋を描くように螺旋溝３３が設けられている。この旋回流生成部材３０の螺旋溝３３とノズルボディ１０の内周面１５とにより、螺旋状の燃料通路５０が形成される。旋回流生成部材３０がシート部１２の基端側に位置するため、螺旋状の燃料通路５０はシート部１２の上流側（基端側）に形成される。燃料通路５０は、軸Ａの周りに螺旋を描くため、燃料導入路２１から導入され噴孔１１へ供給される燃料へニードル２０の軸Ａ周りに旋回する流れを付与する。燃料がこの燃料通路５０を通過することにより、燃料の旋回流が発生する。
【００２１】
駆動機構４０はニードル２０の摺動動作を制御する。駆動機構４０は、圧電素子、電磁石などを用いたアクチュエータやニードル２０へ適切な圧力を付与する弾性部材など、ニードル２０が動作するのに適する部品を備えた従来から知られる機構である。駆動機構４０がニードル２０を基端側へリフトし、ニードル２０がシート部１２から離間することにより、噴孔１１へと続く燃料の通路が開通する。これにより、圧力室１４の燃料が燃料通路５０を通り、旋回速度調整室１３へと流れ込む。
【００２２】
旋回速度調整室１３へ流れ込んだ燃料は旋回速度調整室１３の壁面に沿って案内されることにより、流れの方向が変更されて、軸Ａ方向速度、及び軸Ａ周りの旋回方向の速度が変更される。ここで、本実施例の旋回速度調整室１３を形成した位置について詳細に説明する。図３は旋回速度調整室１３の周囲を拡大した説明図である。図３に示したニードル２０は最大リフト時の状態を示している。旋回速度調整室１３は、図３に示すように、シート部１２を形成する面１２１と、ニードル２０の最大リフト時におけるニードル２０の先端のテーパ面２２とにより形成される通路５１を等分する仮想面５２と、旋回速度調整室１３の第１曲面１３ａとが交差する位置に形成されている。ここで、第１曲面１３ａは旋回速度調整室１３の壁面を形成する球面の中心よりも基端側に位置する半球面を示している。そして、この第１曲面１３ａは燃料の軸Ａ周りの旋回方向の速度を調整する曲面である。また、図３上の通路５１を等分する線分について仮想面５２として説明しているのは、断面を示す図３において、線分として描かれる仮想面５２は、本来、軸Ａ周り全周囲に立体的に形成されているためである。
【００２３】
ここで、燃料噴射弁１から噴射される燃料の噴霧について、旋回速度調整室１３を備えていない燃料噴射弁１００からの噴霧と比較しながら説明する。図４は、旋回速度調整室１３を備えていない燃料噴射弁１００の噴孔部を拡大した説明図を示している。図５は、旋回速度調整室１３を備えた本実施例の燃料噴射弁１の噴孔部を拡大した説明図である。なお、比較に用いる燃料噴射弁１００は旋回速度調整室１３を備えていない点を除いて、本実施例の燃料噴射弁１と同様の構成である。なお、図４、５中に燃料の流れを破線ｆで示している。
【００２４】
燃料噴射弁１００のノズルボディの内径は、シート部１２から噴孔１１へ向けて連続的に縮小しているため、燃料の通る流路が絞られて燃料が加速する。これにより、旋回する燃料が加速し、噴孔１１内に強い旋回流が形成され、旋回流が旋回する中心、すなわち、軸Ａ付近に負圧が発生する。負圧が発生するとノズルボディの外部の空気がノズルボディ内に吸引され、噴孔１１内に気柱ｐが発生する。この発生した気柱ｐの界面から気泡が生成し、生成した気泡は気柱ｐの周囲を流れる燃料に混入し、気泡混入流となる。この気泡混入流は、気泡混入流の外周側を流れる燃料流とともに噴射される。
【００２５】
このとき噴射された燃料流及び気泡混入流から、旋回流の遠心力により中心から拡散するコーン状の噴霧液膜ｓが形成される。噴霧液膜ｓは噴孔１１から離れるほど径が大きくなるため、噴霧液膜ｓが引き伸ばされて薄くなり、やがて液膜として維持できなくなり分裂する。この後、分裂後の噴霧は微細気泡の自己加圧効果によって径が小さくなり崩壊に至り超微細化噴霧となる。
【００２６】
本実施例の燃料噴射弁１においても、旋回流が流路の狭い噴孔１１に流れ込むため加速し、旋回流が旋回する中心、すなわち、軸Ａ付近に負圧が発生する。このため、上記の燃料噴射弁１００と同様に気柱ｐが発生し、噴霧液膜ｓが形成される。
【００２７】
ところで、シート部１２とニードル２０のテーパ面２２とにより形成される通路５１を通過する燃料の流れ方向は、シート部１２を形成する面１２１とニードル２０の先端のテーパ面２２とにより形成される通路５１を等分する仮想面５２を通る。従って、図４に示すような旋回速度調整室１３を備えていない燃料噴射弁１００では、ニードル２０の先端のテーパ面２２とにより形成される通路５１を通る旋回流は、仮想面５２に沿った角度で噴射される。このため、従来の燃料噴射弁のように噴孔長Ｌと噴孔径Ｄとの比Ｌ／Ｄを変更しても、噴射の角度が変化できず噴霧角が変更できない。
【００２８】
これに対して、本実施例の燃料噴射弁１では、旋回する燃料が第１曲面１３ａに沿って案内されることにより燃料の軸Ａ周りの旋回方向の速度が変化する。図３に示すように、燃料噴射弁１は、シート部１２を形成する面１２１と、ニードル２０の最大リフト時におけるニードル２０の先端のテーパ面２２とにより形成される通路５１を等分する仮想面５２が、旋回速度調整室１３の第１曲面１３ａと交差する。従って、図５に示すように、シート部１２とニードル２０のテーパ面２２との間を通過した燃料が、旋回速度調整室１３の第１曲面１３ａに衝突する。言い換えると、本実施例の燃料噴射弁１では、シート部１２通過後の燃料流を旋回速度調整室１３のシート部１２側に形成された球面の一部である第１曲面１３ａに向けて指向させている。
【００２９】
シート部１２とニードル２０のテーパ面２２との間を通過した燃料が、旋回速度調整室１３の第１曲面１３ａに衝突することにより、旋回流が旋回速度調整室１３の壁面、すなわち、球面に沿って流れ、燃料の軸Ａ回りの旋回方向の速度が低下するとともに、燃料の軸Ａ方向速度が上昇する。このように、旋回速度調整室１３を通過した燃料の旋回速度が低下するため、噴霧の遠心力が減少する。噴霧の遠心力が減少するので軸Ａを中心とする半径方向への拡散が減衰し、噴霧角を狭めることができる。噴霧角が狭まることにより、燃料の噴射方向へ液膜を拡張し、噴霧に含まれた気泡の分裂を遅らせて、噴霧のペネトレーションを強化することができる。
【００３０】
また、噴孔１１の径に対して２倍の径をもつ球形状の旋回速度調整室１３を有することにより、噴孔１１における旋回をより安定にして噴霧の揺らぎを抑制し、粒径分布を均質にすることができる。
【００３１】
このような噴霧角が狭くなる作用は、旋回速度調整室１３の第１曲面１３ａに衝突する旋回流の位置により調整できる。図６は、第１曲面１３ａに衝突する旋回流の様子を示した説明図である。図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）はそれぞれ異なる箇所に燃料の旋回流ｆが衝突する様子を示している。図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、シート部１２とニードル２０のテーパ面２２との間を通過した燃料の旋回流ｆが衝突する曲面の位置により、燃料の旋回流の流れ方向が異なる。すなわち、燃料の軸Ａ周りの旋回速度成分が変化する。従って、シート部１２を通過後の燃料の方向と一致する仮想面５２と第１曲面１３ａとの交差箇所を調整することにより、所望の噴霧角を得ることができる。このように、燃料噴射弁１は、旋回速度調整室１３を備えたことにより燃料の軸Ａ周りの旋回方向の速度を変更し、噴霧の遠心力を調整し噴霧角を自由に設定できる。
【実施例２】
【００３２】
次に、本発明の実施例２について説明する。図７は、本実施例の燃料噴射弁２の先端部分を拡大して示した説明図である。本実施例の燃料噴射弁２は、実施例１の燃料噴射弁１とほぼ同様の構成をしている。本実施例の燃料噴射弁２は、シート部１２に対する旋回速度調整室１３の相対位置が燃料噴射弁１と異なる。なお、その他の構成は実施例１と同一であるため、実施例１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
本実施例の旋回速度調整室１３の位置について詳細に説明する。図８は燃料噴射弁２の旋回速度調整室１３の周囲を拡大した説明図である。図８に示したニードル２０は最大リフト時の状態を示している。旋回速度調整室１３は、図８に示すように、シート部１２を形成する面１２１と、ニードル２０の最大リフト時におけるニードル２０の先端のテーパ面２２とにより形成される通路５１を等分する仮想面５２と、旋回速度調整室１３の第２曲面１３ｂとが交差する位置に形成されている。ここで、第２曲面１３ｂは旋回速度調整室１３の壁面を形成する球面の中心よりも先端側に位置する半球面を示している。この第２曲面１３ｂは燃料の軸Ａ周りの旋回方向の速度を調整する曲面である。
【００３４】
また、本実施例の燃料噴射弁２においても、旋回流が流路の狭い噴孔１１に流れ込むため加速し、旋回流が旋回する中心、すなわち、軸Ａ付近に負圧が発生する。このため、上記の燃料噴射弁１００と同様に気柱ｐが発生し、噴霧液膜ｓが形成される。
【００３５】
図９は、燃料噴射弁２の噴孔部を拡大した説明図である。図９に燃料の流れを破線ｆで示している。燃料噴射弁２では、旋回する燃料が第２曲面１３ｂに沿って案内されることにより燃料の軸Ａ周りの旋回方向の速度が変化する。図８に示すように、燃料噴射弁２は、シート部１２を形成する面１２１と、ニードル２０の最大リフト時におけるニードル２０の先端のテーパ面２２とにより形成される通路５１を等分する仮想面５２が、旋回速度調整室１３の第２曲面１３ｂと交差する。シート部１２を形成する面１２１とニードル２０の先端のテーパ面２２とにより形成される通路５１を等分する仮想面５２は、シート部１２とニードル２０のテーパ面２２とにより形成される通路５１を通過する燃料の流れる方向と一致する。従って、シート部１２とニードル２０のテーパ面２２との間を通過した燃料が、旋回速度調整室１３の第２曲面１３ｂに衝突する。言い換えると、本実施例の燃料噴射弁２では、シート部１２通過後の燃料流を旋回速度調整室１３の噴孔１１側に形成された球面の一部である第２曲面１３ｂに向けて指向させている。
【００３６】
シート部１２とニードル２０のテーパ面２２との間を通過した燃料が、旋回速度調整室１３の第２曲面１３ｂに衝突することにより、旋回流が第２曲面１３ｂに沿って流れ、燃料燃料の軸Ａ方向速度が低下するとともに、燃料の軸Ａ回りの旋回方向の速度が上昇する。このように、旋回速度調整室１３を通過した燃料の旋回速度が上昇するため、噴霧の遠心力が増加する。噴霧の遠心力が増加するので軸Ａを中心とする半径方向への拡散が促進され、噴霧角を広げることができる。噴霧角が広がることにより、燃料の噴射方向への液膜の拡張が抑えられ、噴霧に含まれた気泡の分裂が促進されるので、噴霧のペネトレーションを抑制することができる。
【００３７】
また、噴孔１１の径に対して２倍の径をもつ球形状の旋回速度調整室１３を有することにより、噴孔１１における旋回をより安定にして噴霧の揺らぎを抑制し、粒径分布を均質にすることができる。
【００３８】
このような噴霧角が広くなる作用は、旋回速度調整室１３の第２曲面１３ｂに衝突する旋回流の位置により調整できる。シート部１２とニードル２０のテーパ面２２との間を通過した燃料が衝突する曲面の位置により、燃料の旋回速度が変化する。従って、シート部１２を通過後の燃料の方向と一致する仮想面５２と半球面１３ｂとの交差箇所を調整することにより、要求される噴霧角を得ることができる。このように、燃料噴射弁２は、旋回速度調整室１３を備えたことにより燃料の軸Ａ周りの旋回方向の速度を変更し、噴霧の遠心力を調整し噴霧角を自由に設定できる。
【実施例３】
【００３９】
次に、本発明の実施例３について説明する。図１０は、本実施例の燃料噴射弁３の先端部分を拡大して示した説明図である。本実施例の燃料噴射弁３は、実施例１の燃料噴射弁１とほぼ同様の構成をしている。本実施例の燃料噴射弁３は、シート部１２に対する旋回速度調整室１３の相対位置が燃料噴射弁１と異なる。なお、その他の構成は実施例１と同一であるため、実施例１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
本実施例の旋回速度調整室１３の位置について詳細に説明する。図１１は燃料噴射弁３の旋回速度調整室１３の周囲を拡大した説明図である。図１２は、燃料噴射弁３の噴孔部を拡大した説明図である。図１１に示したニードル２０は最大リフト時の状態を示している。図１１に示すように、シート部１２を形成する面１２１と、ニードル２０の最大リフト時におけるニードル２０の先端のテーパ面２２とにより形成される通路５１を等分する仮想面５２が、旋回速度調整室１３を形成する球面における軸Ａから最も離間した位置１３ｃを通るように旋回速度調整室１３が形成されている。言い換えると、シート部１２を形成する面１２１と、ニードル２０の最大リフト時におけるニードル２０の先端のテーパ面２２とにより形成される通路５１を等分する仮想面５２が、旋回速度調整室１３の壁面を形成する球の中心を通り軸Ａに直交する断面と球面とが交差する位置１３ｃを通るように旋回速度調整室１３が形成されている。
【００４１】
図１２に示すように、本実施例の噴霧角は実施例１の噴霧角と実施例２の噴霧角との中間となる。また、燃料噴射弁３は、噴孔１１の径に対して２倍の径をもつ球形状の旋回速度調整室１３を有することにより、噴孔１１における旋回をより安定にして噴霧の揺らぎを抑制し、粒径分布を均質にすることができる。
【００４２】
以上のように、本発明の燃料噴射弁は、燃料の噴射弁軸方向速度、及び噴射弁軸周りの旋回方向の速度を変更する旋回速度調整室の位置を好適に配置することにより、噴霧の遠心力を調整することができる。すなわち、ニードルの最大リフト時の燃料流が衝突する球形状の旋回速度調整室の配置を変更することにより噴霧の遠心力を調整し、噴霧角を調整することができる。これにより、燃料噴射弁を搭載するエンジンに適した噴霧角を自由に設定できる。また、燃料噴射弁における旋回速度調整室の形状は球に限られず、燃料の軸Ａ周りの旋回方向の速度を変更可能な形状であればよい。
【００４３】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【００４４】
例えば、螺旋状の燃料通路５０は、旋回流生成部材３０に設けられた螺旋溝３３とノズルボディ１０の内周面１５とにより形成される代わりに、図１３に示すように、ノズルボディ７０内に螺旋状の燃料通路７１を貫通することにより形成してもよい。なお、ノズルボディ７０内に螺旋状の燃料通路７１を形成するには、コイル状螺旋部材を圧力室１４と噴孔１１で支え、ロストワックス法で鋳造しコイル状螺旋部材が消失することにより、空洞部分として螺旋状の通路を形成することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１、２、３  燃料噴射弁
１０、７０  ノズルボディ
１１  噴孔
１２  シート部
１３  旋回速度調整室
１３ａ  第１曲面
１３ｂ  第２曲面
１３ｃ  軸Ａから最も離間した球面壁
１４  圧力室
２０  ニードル
２１  燃料導入路
２２  テーパ面
３０  旋回流生成部材
３３  螺旋溝
４０  駆動機構
５０、７１  燃料通路
Ａ  軸
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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