(57)【要約】【課題】ニードル弁は、弁体との隙間のため横荷重が作用し、その摺動部で任意な方向に偏るか傾いた状態で動作することになり、ニードル弁の開閉の応答性にバラツキが生じ、燃料噴射弁の流量特性に影響を及ぼすなどの問題が生じる。【解決手段】ニードル弁と弁体とにより軸方向に形成された燃料通路、この燃料通路内をニードル弁と共に往復移動する可動コアを備えた内燃機関用燃料噴射弁において、ニードル弁の一端部と他端部に、弁体の内周面に沿って環状通路を形成すると共にニードル弁の往復移動を案内する摺動案内部を設け、この摺動案内部の外周縁部の一部を切除することにより、環状通路にその一部が軸心方向に向けて拡張され連通路となる拡張部を設けたものである。【選択図】図１
2009103046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空筒状の弁体、この弁体の一端に設けられ噴出孔を有する弁座、この弁座に離接して上記噴出孔を開閉するニードル弁、このニードル弁と上記弁体とにより軸方向に形成された燃料通路、この燃料通路内を固定コアに設けたコイルの付勢、消勢により、上記ニードル弁と共に往復移動する可動コアを備えた内燃機関用燃料噴射弁において、
上記ニードル弁の一端部と他端部に、上記弁体の内周面に沿って環状通路を形成すると共に上記ニードル弁の往復移動を案内する摺動案内部を設け、
この摺動案内部の外周縁部の一部を切除することにより、上記環状通路にその一部が軸心方向に向けて拡張される拡張部を設けたことを特徴とする内燃機関用燃料噴射弁。
【請求項２】
上記環状通路の拡張部は、上記ニードル弁の両端部の上記環状通路に設けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用燃料噴射弁。
【請求項３】
上記環状通路の拡張部は、上記弁体の中心線に対し同一側に設けられたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関用燃料噴射弁。
【請求項４】
上記環状通路の拡張部は、上記弁体の中心線に対し逆側に設けられたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関用燃料噴射弁。
【請求項５】
上記環状通路の拡張部は、上記弁体の中心線に対して直交する断面形状を半円状としたことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関用燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に内燃機関の燃料供給系に使用される電磁式燃料噴射弁に関し、燃料噴射弁の流量特性の安定化及び噴霧特性(噴霧均一化)の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関用燃料噴射弁では、例えば図９、図１０の断面構造で示すように、弁体１とニードル弁２で形成される燃料通路３、及び摺動案内部９に形成された燃料通路３が、何れの箇所においても弁体１の中心線に対して周方向に等間隔(均等)に配置されている（図９（ロ）のＡ−Ａ線断面、図９（ハ）のＢ−Ｂ線断面、図１０（ロ）のＡ−Ａ線断面参照）。
又、弁体１とニードル弁２で形成される燃料通路３の全周が、燃料通路３となっている（図９（二）のＣ−Ｃ線断面、図１０（ハ）のＢ−Ｂ線断面参照）。
図９における燃料噴射弁の動作は、可動コア４及びニードル弁２が弁体１内を摺動し、前記可動コア４を吸引する磁力を発生するコイル５に通電することで弁体１を開弁し、コイル５への通電を止めると可動コア４上部に配置されたバネ６により閉弁するものである。これらの構造は、例えば特許文献１、特許文献２によっても示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２７２１号公報（図５、図６）
【特許文献２】特開平７−３４９９７号公報（図３、図５、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の内燃機関用燃料噴射弁では、弁体１とニードル弁２、又は弁体１と可動コア４間の摺動部９は、数μｍ〜数百μｍの隙間を有している。このため、ニードル弁２を閉弁させるためのバネの座面の状態などにより、ニードル弁２、可動コア４には横荷重が作用し、ニードル弁２が弁体１との摺動部で任意な方向に偏るか、傾いた状態で動作することになる。このような動作状態になると、ニードル弁先端２Ａと弁体１で形成される噴口近傍の燃料通路形状のバラツキの原因なり、燃料噴射弁の流量特性、噴霧特性がばらつき、又、ニードル弁２の傾き方が異なることにより摺動部９の抵抗も異なることとなり、ニードル弁２の開閉の応答性にバラツキが生じ、燃料噴射弁の流量特性に影響を及ぼすなどの問題が生じる。この発明は、このような問題点を解消するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係わる内燃機関用燃料噴射弁は、中空筒状の弁体、この弁体の一端に設けられ噴出孔を有する弁座、この弁座に離接して上記噴出孔を開閉するニードル弁、このニードル弁と上記弁体とにより軸方向に形成された燃料通路、この燃料通路内を固定コアに設けたコイルの付勢、消勢により上記ニードル弁と共に往復移動する可動コアを備えた内燃機関用燃料噴射弁において、
上記ニードル弁の一端部と他端部に、上記弁体の内周面に沿って環状通路を形成すると共に上記ニードル弁の往復移動を案内する摺動案内部を設け、この摺動案内部の外周縁部の一部を切除することにより、上記環状通路にその一部が軸心方向に向けて拡張される拡張部すなわち連通路を設けたものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明の内燃機関用燃料噴射弁によれば、燃料が拡張部すなわち連通路を通過する時に生じる流体力によりニードル弁に横荷重を作用させ、弁体内を摺動するニードル弁、可動コアの挙動を安定させるので、燃料噴射弁の個体差がなくなり、個々の燃料噴射弁の特性ばらつきが低減でき、燃料噴射弁の流量特性、噴霧特性の個体差を低減できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１である内燃機関用燃料噴射弁全体を示す側断面図、図２（ａ）は図１中のＡ−Ａ線における断面図、図２（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ線における断面図、図３は燃料噴射弁での燃料流れをイメージで示す側断面図である。
【０００９】
図１〜図３において、燃料噴射弁は、その先端部に弁装置を備えており、この弁装置は、中空円筒状の弁体１と、弁体内部に固着され噴出孔７を有する弁座８と、弁体１内の中心軸上を軸方向に移動し、一端を弁座８に離接して噴出孔７を開閉するニードル弁２と、ニードル弁２と共に往復運動する可動コア４を備えている。
可動コア４は、ニードル弁２と弁体１とにより形成された燃料通路３Ｂ内に設けられ、固定コアに設けたコイル５の付勢、消勢により、ニードル弁２と共に往復移動する。
ニードル弁２の一端部（上流側）と他端部（下流側）には、弁体１の内周面に沿って環状通路３Ａａを形成すると共にニードル弁２の往復移動を案内する円盤状の摺動案内部９ａ、９ｂが設けられている。
又、環状通路３Ａａには、摺動案内部９ａ、９ｂの外周縁部の一部（図２のＬａを除く部分）を軸心方向に向けて切除することにより、軸心方向に向けて拡張される拡張部が設けられ、これによって軸方向に連通する絞り口部状の連通路３Ａが形成されている。又、この連通路３Ａは、摺動案内部の外周縁部の各１箇所に設けられ、ニードル弁２の中心線（以下「中心軸」という）Ｍに対して周方向に非対称な位置に配置されている。又、この実施の形態１における一対の連通路３Ａは、図２、３に示すように弁体の中心軸に対し同一側の向きに設けられている。なお、１０はスリーブ、１１はアジャスティングパイプである。
【００１０】
弁体１の中心軸と直交する連通路３Ａの断面積は、図２で明らかなように環状通路３Ａａの断面積より大きく、且つ燃料通路３Ｂの断面積より小さく設定されている。
連通路３Ａをこのように設定、配置することで、燃料の大部分が連通路３Ａに流れ、周囲の環状通路３Ａａでは連通路３Ａより圧損が大きいため、ほとんど燃料は流れない。
すなわち、直前の燃料通路３Ｂからの収縮損失が小さいため、周囲の環状通路３Ａａより連通路３Ａの方が面積比以上に燃料が多く流れ、環状通路３Ａａよりも連通路３Ａの方が、流速が速くなり圧力が低下する。
よって、燃料の流速が周囲の環状通路３Ａａより速くなり連通路３Ａの圧力が低下するため、図３に示すように連通路３Ａでは矢印方向の横荷重Ｋ１、Ｋ２が作用し、ニードル弁２、可動コア４が連通路３Ａの方向に押し付けられる。すなわち、ニードル弁２、可動コア４に働く横荷重が常に決まった上下同方向に作用し、ニードル弁２の倒れを抑制することができるので、ニードル弁２、可動コア４の挙動が安定する。
更に、連通路３Ａの個数をそれぞれ１つずつにすることにより、ニードル弁２に作用する横荷重を集中することができるため、より安定してニードル弁２を挙動させることができる。
【００１１】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２である内燃機関用燃料噴射弁全体を示す側断面図、図５（ａ）は図４中のＡ−Ａ線における断面図、図５（ｂ）は図４中のＢ−Ｂ線における断面図、図６は燃料噴射弁での燃料流れをイメージで示す側断面図である。
【００１２】
実施の形態２における環状通路３Ａａの拡張部すなわち連通路３Ａは、弁体１の中心軸に対し逆側に設けられている。なお、実施の形態１と同一部分又は相当部分については、説明を省略する。
図４〜図６において、一対の連通路３Ａの位置を弁体１の中心軸に対し逆側、すなわち摺動案内部９ａの連通路３Ａと摺動案内部９ｂの連通路３Ａの位置を、ニードル弁２の中心軸に対して周方向に１８０°回転させて配置することで、図６に示すようにニードル弁２、可動コア４に働く横荷重Ｋ１、Ｋ２が上下逆方向（ニードル弁２に作用する流体力が上下で反対方向）となり、ニードル弁２が常に傾いた状態となる。この場合もニードル弁２が摺動する部分は常に同じ部分となるため、ニードル弁２の挙動は安定する。
又、ニードル弁２が傾いて挙動することで、ニードル弁先端２Ａと弁座８で形成される噴口近傍の燃料通路７ａの形状が弁体１の中心軸に対して非対称となるため、噴霧の周方向の分布を偏心させることができる。又、ニードル弁２は常に同方向に傾くため、ニードル弁の挙動が安定し、変形噴霧を安定して形成でき噴霧特性のばらつきは小さくなる。
【００１３】
実施の形態３．
図７は発明の実施の形態３である内燃機関用燃料噴射弁の要部を示す側断面図、図８（ｃ）は図７中のＣ−Ｃ線における断面図、図８（ｄ）は図７中のＤ−Ｄ線における断面図である。なお、実施の形態１、２と同一部分又は相当部分については、説明を省略する。
【００１４】
実施の形態３における環状通路３Ａａの拡張部すなわち連通路３Ａは、弁体１の中心軸に対して直交する断面形状を半円状としたものである。
図７、図８において、摺動案内部（円盤状プレート部）９ａ、９ｂの外周縁部を直線的に切断することによって環状通路３Ａａの一部と共に半円状の連通路３Ａが形成されている。
すなわち、連通路３Ａは、この摺動案内部９ａ、９ｂと弁体１で形成されており、ニードル弁２に設けた摺動案内部９ａ、９ｂをニードル弁２の中心に対してオフセット（偏心）した位置で直線的にカットすることによりできた半円形状の空間と弁体１で絞り口状の連通路３Ａを形成する構造としたものである。
又、この連通路３Ａは、燃料通路３Ｂの上流と下流に配置され、その向きは、図２又は図５と同様に同一径方向又は逆方向に配置することも可能である。
この実施の形態３では、ニードル弁２に設けた摺動案内部９ａ、９ｂをニードル弁２の中心軸に対してオフセットした位置で直線的にカットすることで形成し直線的に加工するだけで軸方向の連通路３Ａを形成でき、形状が単純で製作が容易であり寸法バラツキも小さく加工し易い構造となっている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１である内燃機関用燃料噴射弁全体を示す側断面図である。
【図２】（ａ）は図１中のＡ−Ａ線における断面図、（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図３】（ａ）は燃料噴射弁での燃料流れの一部をイメージで示す側断面図、（ｂ）は（ａ）の楕円枠部分の拡大図である。
【図４】この発明の実施の形態２である内燃機関用燃料噴射弁全体を示す側断面図である。
【図５】（ａ）は図４中のＡ−Ａ線における断面図、（ｂ）は図４中のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図６】（ａ）は燃料噴射弁での燃料流れの一部をイメージで示す側断面図、（ｂ）は（ａ）の楕円枠部分の拡大図である。
【図７】この発明の実施の形態３である内燃機関用燃料噴射弁の要部を示す側断面図である。
【図８】（ｃ）は図７中のＣ−Ｃ線における断面図、（ｄ）は図７中のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図９】従来構造の燃料噴射弁を示し、（イ）その側断面図、（ロ）はＡ−Ａ線における断面図、（ハ）はＢ−Ｂ線における断面図、（ニ）はＣ−Ｃ線における断面図である。
【図１０】他の従来構造の燃料噴射弁を示し、（イ）はその側断面図、（ロ）はＡ−Ａ線における断面図、（ハ）はＢ−Ｂ線における断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  弁体                        ２  ニードル弁
２Ａ  ニードル弁の先端部        ３Ａ  連通路（拡張部）
３Ｂ  燃料通路                  ３Ａａ  環状通路
４  可動コア                    ５  コイル
６  バネ                        ７  噴出孔
７ａ  噴出孔近傍の燃料通路      ８  弁座
９、９ａ、９ｂ  摺動案内部。
【図１】
2009103046.tif 000003
【図２】
2009103046.tif 000004
【図３】
2009103046.tif 000005
【図４】
2009103046.tif 000006
【図５】
2009103046.tif 000007
【図６】
2009103046.tif 000008
【図７】
2009103046.tif 000009
【図８】
2009103046.tif 000010
【図９】
2009103046.tif 000011
【図１０】
2009103046.tif 000012