(57)【要約】【課題】本発明は、噴射弁本体の先端部における噴孔の燃料出口部分に座繰り部が形成されている燃料噴射弁において、該座繰り部の内部および座繰り部周囲壁面におけるデポジットの堆積を低減することを目的とする。【解決手段】噴射弁本体の先端部に、噴孔が形成されたサック部と、該サック部に繋がる外壁面が該噴射弁本体の軸に対して傾斜している傾斜部が設けられている。座繰り部の形状が、その噴射弁本体の先端側に位置する下側部分では、噴孔の孔径よりも径が大きい略半円状の凹部となっており、そのシリンダヘッド側に位置する上側部分では、該下側部分と連続した形状であって且つその凹部の底面が傾斜部の外壁面と交わる位置まで延びている形状となっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁であって、
気筒内に臨む噴射弁本体の先端部に、噴孔が形成されたサック部と、該サック部に繋がる外壁面が該噴射弁本体の軸に対して傾斜している傾斜部と、が設けられており、
前記サック部における前記噴孔の燃料出口部分には、その底面に該噴孔の燃料出口が開口した状態の凹部である座繰り部が形成されており、
前記座繰り部において、前記噴孔の燃料出口の位置よりも前記噴射弁本体の先端側に位置する部分を下側部分とし、前記噴孔の燃料出口の位置よりもシリンダヘッド側に位置する部分を上側部分としたときに、
前記座繰り部の形状が、前記下側部分では、前記噴孔の孔径よりも径が大きい略半円状の凹部となっており、前記上側部分では、前記下側部分と連続した形状であって且つその凹部の底面が前記傾斜部の外壁面と交わる位置まで延びている形状となっている燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（以下、単に燃料噴射弁と称する。）においては、気筒内に臨む噴射弁本体の先端部に、燃料が噴射される噴孔が形成されている。そして、その噴射弁本体の先端部において、噴孔の燃料出口部分に座繰り部を設ける技術が知られている。従来、この座繰り部は、該噴孔の孔径よりも径が大きい凹部であり、該凹部の底面に噴孔の燃料出口が開口した状態となっている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、燃料噴射弁における通路孔（噴孔）が、燃料入口側（すなわち、噴射弁本体の内部側）に位置する第１噴孔と、燃料出口側（すなわち、噴射弁本体の外部側）に位置する第２噴孔とで形成された構成が開示されている。この燃料噴射弁では、第２噴孔は、第１噴孔と連通しており、且つ、その径が第１噴孔の径よりも大きくなっている。つまり、第１噴孔と第２噴孔との連通部分には段差が形成されている。この特許文献１に開示された燃料噴射弁では、第２噴孔が座繰り部に相当する。
【０００４】
このように、噴射弁本体の先端部における噴孔の燃料出口部分に座繰り部が形成されている場合、該座繰り部が形成されていない場合に比べて噴孔の長さ（噴孔の燃料入口から燃料出口までの長さ）が短くなる。これにより、噴孔から噴射された燃料の噴霧角が広がり易くなる。その結果、気筒内において、燃料噴射弁から噴射された燃料と空気との混合が促進され易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１６１２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のとおり、噴射弁本体の先端部における噴孔の燃料出口部分に座繰り部が形成されている場合、気筒内における燃料と空気との混合が促進され易くなるという効果を得ることができる。しかしながら、このような構成の場合、その座繰り部の内部、および、その座繰り部の開口部周囲の噴射弁本体の先端部外壁面（以下、「座繰り部周囲壁面」と称する場合もある。）に、燃料由来のデポジットが堆積し易くなる。これらの部分にデポジットが堆積すると、噴孔から噴射された燃料噴霧と該デポジットとが干渉し易くなる。そして、このような燃料噴霧とデポジットとの干渉が生じると、気筒内に拡がる燃料噴霧の形状が悪化し、その結果、スモークの発生量の増加等の問題が生じる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、噴射弁本体の先端部における噴孔の燃料出口部分に座繰り部が形成されている燃料噴射弁において、該座繰り部の内部および座繰り部周囲壁面におけるデポジットの堆積を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る燃料噴射弁は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁であって、気筒内に臨む噴射弁本体の先端部に、噴孔が形成されたサック部と、該サック部に繋がる外壁面が該噴射弁本体の軸に対して傾斜している傾斜部と、が設けられており、前記サック部における前記噴孔の燃料出口部分には、その底面に該噴孔の燃料出口が開口した
状態の凹部である座繰り部が形成されており、前記座繰り部において、前記噴孔の燃料出口の位置よりも前記噴射弁本体の先端側に位置する部分を下側部分とし、前記噴孔の燃料出口の位置よりもシリンダヘッド側に位置する部分を上側部分としたときに、前記座繰り部の形状が、前記下側部分では、前記噴孔の孔径よりも径が大きい略半円状の凹部となっており、前記上側部分では、前記下側部分と連続した形状であって且つその凹部の底面が前記傾斜部の外壁面と交わる位置まで延びている形状となっている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、噴射弁本体の先端部における噴孔の燃料出口部分に座繰り部が形成されている燃料噴射弁において、該座繰り部の内部および座繰り部周囲壁面におけるデポジットの堆積を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る燃料噴射弁の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係る座繰り部の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る噴射弁本体の先端部における座繰り部近傍部分の斜視図である。
【図５】本発明の実施例に係る座繰り部の構成の作用・効果について説明するための図である。
【図６】従来の燃料噴射弁の噴射弁本体の先端部に形成された座繰り部の構成を示す図である。
【図７】噴射弁本体の噴孔の燃料出口部分に従来の座繰り部が形成されている場合におけるデポジットの堆積状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】
＜実施例１＞
ここでは、本発明を、車両駆動用のディーゼルエンジンの燃料噴射弁に適用した場合を例に挙げて説明する。尚、本発明に係る内燃機関はディーゼルエンジンに限られるものではなく、ガソリンエンジンであってもよい。
【００１３】
図１は、本実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。内燃機関１は、４つの気筒２を有する車両駆動用の４サイクルディーゼルエンジンである。なお、図１においては、便宜上、一の気筒のみ図示している。気筒２には吸気ポート４と排気ポート５とが接続されている。吸気ポート４および排気ポート５の燃焼室３への開口部は、それぞれ吸気弁６および排気弁７によって開閉される。また、気筒２には、該気筒２内に燃料を噴射する燃料噴射弁１０が設けられている。
【００１４】
図２は、燃料噴射弁１０の概略構成を示す図である。燃料噴射弁１０が気筒２に設けられると、噴射弁本体１０ａの先端部が気筒２内に臨む。この噴射弁本体１０ａの先端部には、その内部に燃料が溜まるサック部１１が設けられている。このサック部１１には、燃料噴射時に、該サック部１１の内部に溜まった燃料が通過して気筒２内に噴射される複数の噴孔１３が形成されている。また、噴射弁本体１０ａの先端部には、サック部１１に繋がる外壁面が該噴射弁本体１０ａの軸に対して傾斜している傾斜部１２が設けられている。そして、本実施例に係る噴射弁本体１０ａのサック部１１における噴孔１３の燃料出口部分には座繰り部が形成されている。この座繰り部の構成については後述する。
【００１５】
（従来の座繰り部の構成）
ここで、従来の燃料噴射弁の噴射弁本体の先端部に形成される座繰り部の構成について図６に基づいて説明する。図６（ａ）は、噴射弁本体の先端部における噴孔近傍部分の噴射弁本体の中心軸方向の断面図である。図６（ｂ）は、噴孔の燃料出口を正面から見た場合の座繰り部の形状を示す図である。この図６に示すように、従来、噴孔の燃料出口部分に形成される座繰り部は、噴孔の孔径よりも径が大きい略円形状の凹部として形成されるのが一般的である。この座繰り部の底面には噴孔の燃料出口が開口している。また、座繰り部の底面と噴孔との角度は略直角になっている。
【００１６】
図７は、噴射弁本体の噴孔の燃料出口部分に、上記のような従来の座繰り部が形成されている場合におけるデポジットの堆積状態を示す図である。従来の座繰り部の構成では、該座繰り部内において気流が生じ難い。そのため、図７に示すように、座繰り部の内部、および、座繰り部の開口部周囲の噴射弁本体の先端部外壁面（座繰り部周囲壁面）に、燃料由来のデポジットが堆積し易くなる。これらの部分にデポジットが堆積すると、噴孔から噴射された燃料噴霧と該デポジットとが干渉し易くなる。
【００１７】
また、噴孔の燃料出口の位置よりもシリンダヘッド側（図７上の上側）に位置する、座繰り部の内部および座繰り部周囲壁面には、デポジットが特に堆積し易い。これは、「（１）シリンダヘッドに形成された燃料噴射弁の挿通孔と該燃料噴射弁との隙間において凝縮した燃料が噴射弁本体の外壁面を伝わって座繰り部まで流れてくる。」、「（２）噴孔から噴射された燃料の一部がシリンダヘッドによって冷却されて液滴となり、該液滴となった燃料が噴射弁本体の外壁面を伝わって座繰り部まで流れてくる。」、「（３）噴孔から噴射された燃料噴霧とシリンダヘッドの下面（すなわち、燃焼室の天井面）との間の距離が小さく、この間に存在する空気の量が少ないために、シリンダヘッド側に拡がった燃料が十分に燃焼し難い。」、「（４）噴孔から噴射された燃料噴霧とシリンダヘッドの下面との間の距離が小さいために、コアンダ効果によって、該燃料噴霧が該シリンダヘッドの下面に接触し、それによって該シリンダヘッドの下面に付着した燃料が、噴射弁本体の外壁面を伝わって座繰り部まで流れてくる。」等の理由によるものと考えられる。
【００１８】
（本実施例に係る座繰り部の構成）
そこで、本実施例では、座繰り部の内部および座繰り部周囲壁面におけるデポジットの堆積を低減するために、座繰り部の形状を従来とは異なる形状とした。ここで、本実施例に係る座繰り部の構成について図３，４に基づいて説明する。図３は、本実施例に係る座繰り部の構成を示す図である。図３（ａ）は、噴射弁本体の先端部における噴孔近傍部分の噴射弁本体の中心軸方向の断面図である。図３（ｂ）は、噴孔の燃料出口を正面から見た場合の座繰り部の形状を示す図である。図４は、噴射弁本体の先端部における座繰り部近傍部分の斜視図である。
【００１９】
本実施例に係る燃料噴射弁１０においては、噴射弁本体１０ａの先端部のサック部１１における噴孔１３の燃料出口部分には座繰り部１４が形成されている。この座繰り部１４は、従来の座繰り部と同様、凹部であって、その底面（図３（ａ）におけるＡ−Ａ面）に噴孔１３が開口している。また、座繰り部１４の底面と噴孔１３との角度は略直角になっている。ここで、座繰り部１４において、噴孔１３の燃料出口の位置よりも噴射弁本体１０ａの先端側（図３上の下側）に位置する部分を下側部分１４ａとし、噴孔１３の燃料出口の位置よりもシリンダヘッド側（図３上の上側）に位置する部分を上側部分１４ｂとする。
【００２０】
座繰り部１４の下側部分１４ａの形状は、図６に示す従来の座繰り部の形状と同様である。つまり、座繰り部１４の下側部分１４ａの形状は、噴孔１３の孔径よりも径が大きい
略半円状の凹部となっている。一方、座繰り部１４の上側部分１４ｂの形状は、下側部分１４ａと連続した形状ではあるが、従来の座繰り部の形状とは異なり、半円状とはなっておらず、凹部がシリンダヘッド側（図３上の上側）に延びた形状となっている。つまり、座繰り部１４の上側部分１４ｂでは、図３に示すように、その凹部の底面が、傾斜部１２の外壁面（図３（ａ）におけるＢ−Ｂ面）と交わる位置まで延びている。これにより、座繰り部１４の下側部分１４ａにおける噴孔１３の燃料出口から該座繰り部１４の側壁面までの距離Ｌ１よりも、座繰り部１４の上側部分１４ｂにおける噴孔１３の燃料出口から、該座繰り部１４の底面と傾斜部１２の該壁面との交線までの距離Ｌ２は長くなっている。
【００２１】
図５は、座繰り部の構成を上記のような構成とした場合の作用・効果について説明するための図である。図５（ａ）は、図３（ａ）と同様、噴射弁本体の先端部における噴孔近傍部分の噴射弁本体の中心軸方向の断面図である。図５（ｂ）は、図３（ｂ）と同様、噴孔の燃料出口を正面から見た場合の座繰り部の形状を示す図である。本実施例に係る座繰り部１４の構成によれば、従来の座繰り部の構成では上側部分に存在していた凹部の側壁が取り払われ、傾斜部１２の外壁面と該座繰り部１４の底面とが繋がった形状となる。座繰り部１４がこのような形状で形成されていることで、該座繰り部１４およびその周囲では、図５（ａ），（ｂ）において矢印で示すように、傾斜部１２の外壁面に沿って該座繰り部１４内に流入するとともに、該座繰り部１４内において、その上側部分１４ｂ側からその下側部分１４ａ側に向う気流Ａが生じ易くなる。
【００２２】
座繰り部１４およびその周囲において気流Ａが生じると、該座繰り部１４のシリンダヘッド側（図５（ａ）上の上側）近傍に存在する、デポジットとなり得る因子（壁面に付着した燃料や、該燃料由来の煤等：以下、「デポジット因子」と称する。）が該気流Ａによって、該座繰り部１４の底面に開口している噴孔１３の燃料出口近傍に向かって流され易くなる。そして、デポジット因子が噴孔１３の燃料出口近傍に向って流されると、該噴孔１３の燃料出口から噴射された燃料噴霧の噴流によって座繰り部１４内およびその周囲から吹き飛ばされることになる。これにより、デポジット因子がデポジットとして座繰り部１４の内部および座繰り部周囲壁面に堆積し難くなる。したがって、座繰り部１４の上側部分１４ｂの内部およびその座繰り部周囲壁面におけるデポジットの堆積を低減することができる。さらに、座繰り部１４内において、その上側部分１４ｂ側からその下側部分１４ａ側に向う気流Ａが生じることで、噴射弁本体１０ａの先端側（図５（ａ）上の下側）から座繰り部１４内に流れ込むような方向の気流が、従来の構成の座繰り部よりもさらに生じ難くなる。その結果、座繰り部１４の下側部分１４ａの内部およびその座繰り部周囲壁面におけるデポジットの堆積も低減することができる。
【００２３】
このように、本実施例に係る座繰り部１４の構成によれば、座繰り部１４の内部および座繰り部周囲壁面におけるデポジットの堆積を低減することができる。その結果、噴孔から噴射された燃料噴霧とデポジットとの干渉を抑制することができる。これにより、気筒内に拡がる燃料噴霧の形状の悪化を抑制することができるため、スモークの発生量の増加等の問題の発生を抑えることができる。
【符号の説明】
【００２４】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
１０・・燃料噴射弁
１０ａ・・噴射弁本体
１１・・サック部
１２・・傾斜部
１３・・噴孔
１４・・座繰り部
１４ａ・・下側部分
１４ｂ・・上側部分
【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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