(57)【要約】【課題】エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタにおいて、部品点数を増加することなく、噴孔１６を有するプレート２１の温度を下げてデポジットの発生を抑制する。【解決手段】インジェクタによれば、プレート２１の表面の内で、ニードル弁７がプレート２１に着座しているときに燃料流路１５の燃料に曝される放熱面は、プレート２１の表面の内で燃焼ガスに曝される受熱面よりも面積が大きい。これにより、プレート２１による受熱量が少なくなるように、かつプレート２１からの放熱量が多くなるように、プレート２１における熱収支が設定されるので、プレート２１の温度を下げることができる。このため、部品点数を増加しなくてもプレート２１の温度を下げることができるので、プレート２１の表面におけるデポジットの発生を抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状の弁ボディと、
この弁ボディの内周側に収容されて軸方向に移動するとともに、前記弁ボディの内周面と自身の外周面との間に燃料流路を形成するニードル弁と、
燃料の噴孔を有し、前記弁ボディの内周側の空間を先端側で封鎖するプレートとを備え、
前記ニードル弁を前記プレートに離着させることで、前記燃料流路を前記噴孔に対し開閉して燃料の噴射を開始または停止するインジェクタにおいて、
前記プレートは、燃料の燃焼ガスから受けた熱を前記燃料流路の燃料に放出し、
前記プレートの表面の内で、前記ニードル弁が前記プレートに着座しているときに前記燃料流路の燃料に曝される放熱面は、前記プレートの表面の内で燃焼ガスに曝される受熱面よりも面積が大きいことを特徴とするインジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記放熱面には溝が設けられ、この溝により前記放熱面の面積が拡大していることを特徴とするインジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のインジェクタにおいて、
前記溝は、前記燃料流路から前記噴孔に向かう燃料流を旋回させるスワール溝であることを特徴とするインジェクタ。
【請求項４】
請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記放熱面にはフィンが設けられ、このフィンにより前記放熱面の面積が拡大していることを特徴とするインジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インジェクタでは、噴射後に噴孔周辺に付着する残燃料が燃焼ガスにより炭化されて生じるデポジットの除去または発生抑制に関して、種々の観点から技術的検討がなされている。そして、このようなデポジットに対する技術的検討の１つとして、噴孔周辺のボディ温度を下げることでデポジットの発生を抑制する技術が考えられている。
【０００３】
例えば、噴孔周辺のボディをＳ字状断面のシール部材や、プラグと称するシール部材で覆うことで、噴孔周辺のボディが直接的に燃焼ガスに曝されることを阻止する技術が公知となっている（例えば、特許文献１、２参照）。
しかし、いずれの技術においても、別途のシール部材を追加的に装備する必要があり、部品点数が増加してしまう。
【特許文献１】特開２０００−１７０６２８号公報
【特許文献２】特開２００６−８３７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタにおいて、部品点数を増加することなく、噴孔周辺のボディ温度を下げてデポジットの発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のインジェクタは、略円筒状の弁ボディと、弁ボディの内周側に収容されて軸方向に移動するとともに、弁ボディの内周面と自身の外周面との間に燃料流路を形成するニードル弁と、燃料の噴孔を有し、弁ボディの内周側の空間を先端側で封鎖するプレートとを備え、ニードル弁をプレートに離着させることで、燃料流路を噴孔に対し開閉して燃料の噴射を開始または停止するものである。また、プレートは、燃料の燃焼ガスから受けた熱を燃料流路の燃料に放出する。そして、プレートの表面の内で、ニードル弁がプレートに着座しているときに燃料流路の燃料に曝される放熱面は、プレートの表面の内で燃焼ガスに曝される受熱面よりも面積が大きい。
【０００６】
これにより、プレートによる受熱量が少なくなるように、かつプレートからの放熱量が多くなるように、プレートにおける熱収支が設定されるので、プレートの温度（つまり、噴孔周辺のボディ温度）を下げることができる。このため、部品点数を増加することなく、噴孔周辺のボディ温度を下げてデポジットの発生を抑制することができる。
【０００７】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のインジェクタによれば、放熱面には溝が設けられ、溝により放熱面の面積が拡大している。
この手段は、プレートにおいて、放熱面の面積を拡大するための一形態を示すものである。
【０００８】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のインジェクタによれば、溝は、燃料流路から噴孔に向かう燃料流を旋回させるスワール溝である。
これにより、溝によって放熱面の面積が拡大されたインジェクタにおいて、噴孔に流れ込む燃料流の乱れが増大するので、噴射される燃料の微粒化が促進される。このため、噴孔周辺のボディ温度を下げてデポジットの発生を抑制することができるとともに、噴射される燃料の微粒化を促進することができる。
【０００９】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のインジェクタによれば、放熱面にはフィンが設けられ、フィンにより放熱面の面積が拡大している。
この手段は、プレートにおいて、放熱面の面積を拡大するための一形態を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
最良の形態１のインジェクタは、略円筒状の弁ボディと、弁ボディの内周側に収容されて軸方向に移動するとともに、弁ボディの内周面と自身の外周面との間に燃料流路を形成するニードル弁と、燃料の噴孔を有し、弁ボディの内周側の空間を先端側で封鎖するプレートとを備え、ニードル弁をプレートに離着させることで、燃料流路を噴孔に対し開閉して燃料の噴射を開始または停止するものである。また、プレートは、燃料の燃焼ガスから受けた熱を燃料流路の燃料に放出する。そして、プレートの表面の内で、ニードル弁がプレートに着座しているときに燃料流路の燃料に曝される放熱面は、プレートの表面の内で燃焼ガスに曝される受熱面よりも面積が大きい。
【００１１】
最良の形態２のインジェクタによれば、放熱面には溝が設けられ、溝により放熱面の面積が拡大している。
最良の形態３のインジェクタによれば、溝は、燃料流路から噴孔に向かう燃料流を旋回させるスワール溝である。
最良の形態４のインジェクタによれば、放熱面にはフィンが設けられ、フィンにより放熱面の面積が拡大している。
【実施例１】
【００１２】
〔実施例１の構成〕
実施例１のインジェクタ１の構成を、図１を用いて説明する。
インジェクタ１は、例えば、ガソリンエンジンのエンジンヘッド２に設けられた取付穴３に装着され、各気筒の燃焼室４に直接的に燃料を噴射するものである。また、インジェクタ１は、例えば、２ＭＰａもの高圧に加圧された燃料を受け入れ、燃焼室４に噴射して空気との混合気を形成する。そして、燃焼室４に形成された混合気は、火花放電により燃焼して出力を発生する。
【００１３】
このインジェクタ１は、燃料を噴射するノズル部６と、ノズル部６の弁体（ニードル弁７）を駆動する電磁ソレノイド部８と、高圧の燃料を受け入れる燃料受け入れ部９とにより構成され、燃料受け入れ部９を通じて受け入れた燃料を、内部に形成された燃料流路１１〜１５を介して先端側に導くとともに、ニードル弁７を駆動することにより噴孔１６を通じて噴射する。
【００１４】
ノズル部６は、略円筒状の弁ボディ１９と、弁ボディ１９の内周側空間２０に収容されて軸方向に移動するとともに、弁ボディ１９の内周面と自身の外周面との間に燃料流路１５を形成するニードル弁７と、噴孔１６を有し、内周側空間２０を先端側で封鎖するプレート２１とを備える。そして、ニードル弁７がプレート２１に離着することで、燃料流路１５が噴孔１６に対して開閉されて燃料の噴射が開始または停止される。
【００１５】
また、弁ボディ１９は、ニードル弁７の摺動軸部２３を摺動自在に支持し、摺動軸部２３の外周には、弁ボディ１９の内周面に摺接する摺接面２４と、弁ボディ１９の内周面に摺接しない平坦面２５とが交互に設けられている。そして、弁ボディ１９の内周面と平坦面２５との間に燃料の通路が形成され、この燃料の通路は燃料流路１５の一部をなす。
【００１６】
さらに、プレート２１には、環状かつテーパ状のシート面２７が設けられ、ニードル弁７の先端には、シート面２７に離接する環状のシート部２８が設けられている。そして、シート部２８が、シート面２７に離接することで、ニードル弁７がプレート２１に離着して燃料流路１５が噴孔１６に対して開閉される。
【００１７】
なお、弁ボディ１９の外周には、インジェクタ１とエンジンヘッド２との間の気密性を保持するため、テフロン（登録商標）リング等の環状のシール材２９が装着されている。そして、シール材２９は、気密性の保持機能とともに、取付穴３の内壁面と弁ボディ１９の外周面との間に形成されるクリアランスを閉鎖して燃焼ガスの拡散を抑制し、燃焼ガスに曝される弁ボディ１９の表面積を低減する機能を有している。
【００１８】
電磁ソレノイド部８は、通電を受けて磁気吸引力を発生するソレノイドコイル３１、ソレノイドコイル３１への通電により後方に磁気吸引される可動コア３２、可動コア３２の後端側に所定のギャップを形成して固定され、可動コア３２を磁気吸引する固定コア３３、可動コア３２を摺動自在に支持して収容するとともに、固定コア３３を固定して収容するコア収容部材３４、可動コア３２を先方に付勢する復元バネとしてのコイルスプリング３５、可動コア３２と固定コア３３との間のギャップを調整するギャップ調整部材３６を有している。
【００１９】
ソレノイドコイル３１は、円筒状の樹脂製ボビン３７にコイル素線を多数巻回することで設けられ、コネクタ端子３８を介して車載電源（図示せず）から給電される。
【００２０】
可動コア３２は、先方に向かって段状に細径化する筒状体に設けられている。そして、可動コア３２は、後端部がコア収容部材３４に摺動自在に支持され、先端部がニードル弁７の後端部を挟持することで、ニードル弁７と一体に軸方向に移動する。
【００２１】
また、可動コア３２の外周面は、コア収容部材３４の内周面やニードル弁７の後部外周面とともに燃料流路１４を形成する。なお、燃料流路１４は、コア収容部材３４の先端開口部を介して燃料流路１５と連通する。また、可動コア３２の内周面は燃料流路１３を形成し、燃料流路１３は、可動コア３２を径方向に貫通する貫通孔３９により燃料流路１４と連通する。
【００２２】
固定コア３３は、円筒状に設けられ、外周側でコア収容部材３４に固定され、内周側にコイルスプリング３５とギャップ調整部材３６とを収容する燃料流路１２を形成している。なお、コイルスプリング３５は、先端が可動コア３２の内周に支持され、後端がギャップ調整部材３６に支持されるように収容されている。
ギャップ調整部材３６は、可動コア３２と固定コア３３との間のギャップを調整することで、ニードル弁７のリフト量（すなわち、シート部２８のシート面２７からの軸方向における離間量）を決めるものである。
【００２３】
燃料受け入れ部９は、燃料流路１２に連通する燃料流路１１を有し、外部から燃料を導入してフィルタ４１を経由させて燃料流路１１へ導く。
【００２４】
以上のような構成により、インジェクタ１は、外部から受け入れた高圧の燃料を、燃料流路１１〜１５を順次に通過させて噴孔１６に導く。そして、インジェクタ１は、ソレノイドコイル３１への通電により、可動コア３２およびニードル弁７を後方へ駆動して、シート部２８をシート面２７から離座させ、燃料流路１５を噴孔１６に対して開放することで、噴孔１６を通じて燃焼室４に燃料を噴射する。
【００２５】
また、インジェクタ１は、ソレノイドコイル３１への通電停止により、コイルスプリング３５の付勢力によって可動コア３２およびニードル弁７を先方へ駆動して、シート部２８をシート面２７に着座させ、燃料流路１５を噴孔１６に対して閉鎖することで、燃料の噴射を停止する。
【００２６】
そして、ニードル弁７によって燃料流路１５が噴孔１６に対して閉鎖された後、火花放電により燃料噴霧が燃焼し、出力が発生するとともに高温の燃焼ガスが生じる。
なお、ソレノイドコイル３１への通電開始および通電停止は、車両に搭載された所定の電子制御装置（ＥＣＵ：図示せず）からの指令に応じて行われる。そして、ＥＣＵは、エンジン回転数やアクセル開度等の各種の検出値に基づいて通電開始および通電停止の指令を実行する。
【００２７】
〔実施例１の特徴〕
実施例１のインジェクタ１の特徴を、図２を用いて説明する。
インジェクタ１によれば、プレート２１は、フランジ付きの皿状に設けられている。そして、プレート２１の後端面は、上記のシート面２７と、シート面２７の後端縁を内周縁とする円環状の環状平面４３と、環状平面４３の外周縁から後方かつ外周側にテーパ状に広がるテーパ面４４と、シート面２７の先端縁を外周縁とする円状平面４５とを有している。
【００２８】
すなわち、プレート２１の後端面は、先端の円状平面４５に向かって、環状平面４３を挟んで連続的に縮径している。つまり、プレート２１の後端面は、環状平面４３を挟んでテーパ状に縮径している。
【００２９】
また、プレート２１の外周面は、燃焼室４に露出する円状の先端面４７に向かい、段状に縮径している。すなわち、プレート２１の外周面は、弁ボディ１９の内周側空間２０と同径の大径外周面４８と、大径外周面４８の先端側に大径外周面４８よりも小径に設けられる小径外周面４９と、大径外周面４８と小径外周面４９との間に円環状に設けられる外側環状平面５０とを有している。
また、噴孔１６は、円状平面４５と先端面４７との間を貫通するように設けられ、噴孔壁面５１を形成している。
【００３０】
以上により、プレート２１の表面は、円状平面４５、シート面２７、環状平面４３、テーパ面４４、大径外周面４８、外側環状平面５０、小径外周面４９、先端面４７、および噴孔壁面５１により構成される。
【００３１】
そして、シート部２８が着座しているシート面２７上の位置をシート位置５４と定義すると、プレート２１の表面の内で、シート位置５４よりも後端側かつ外周側のシート面２７、環状平面４３、およびテーパ面４４は、燃料流路１５を形成し、燃料流路１５の燃料に曝されている。また、シート位置５４よりも先端側かつ内周側のシート面２７、円状平面４５、噴孔壁面５１、および先端面４７は、燃焼室４における燃料噴霧の燃焼とともに燃焼ガスに曝される。
【００３２】
これにより、プレート２１は、燃焼ガスから受けた熱を燃料流路１５の燃料に放出することができる。すなわち、シート位置５４よりも後端側かつ外周側のシート面２７、環状平面４３、およびテーパ面４４は、燃料流路１５の燃料に曝されて放熱面を形成し、シート位置５４よりも先端側かつ内周側のシート面２７、円状平面４５、噴孔壁面５１、および先端面４７は、燃焼ガスに曝されて受熱面を形成する。
【００３３】
そして、プレート２１は、放熱面が受熱面よりも面積が大きくなるように設けられている。ここで、受熱面の面積は、例えば、先端面４７を縮径するとともに外側環状平面５０の内周径を縮径することで低減できる。すなわち、外側環状平面５０は、弁ボディ１９の先端庇部５６により覆われることで燃焼ガスに曝されないように設定できるので、先端面４７を内周側に縮径するとともに先端庇部５６を内周側に延長することで、受熱面の面積を低減することができる。
【００３４】
〔実施例１の効果〕
実施例１のインジェクタ１によれば、プレート２１の表面の内で、ニードル弁７がプレート２１に着座しているときに燃料流路１５の燃料に曝される放熱面は、プレート２１の表面の内で燃焼ガスに曝される受熱面よりも面積が大きい。
これにより、プレート２１による受熱量が少なくなるように、かつプレート２１からの放熱量が多くなるように、プレート２１における熱収支が設定されるので、プレート２１の温度を下げることができる。このため、部品点数を増加しなくてもプレート２１の温度を下げることができるので、プレート２１の表面におけるデポジットの発生を抑制することができる。
【実施例２】
【００３５】
実施例２のインジェクタ１によれば、図３に示すように、テーパ面４４および環状平面４３に溝５８が設けられ、溝５８により放熱面の面積が拡大している。なお、溝５８は、環状平面４３に直交するように設けられている。
【実施例３】
【００３６】
実施例３のインジェクタ１によれば、図４に示すように、溝５８は、燃料流路１５から噴孔１６に向かう燃料を旋回させるスワール溝である。
これにより、溝５８によって放熱面の面積が拡大されたインジェクタ１において、噴孔１６に流れ込む燃料流の乱れが増大するので、噴射される燃料の微粒化が促進される。このため、プレート２１の温度を下げてデポジットの発生を抑制することができるとともに、噴射される燃料の微粒化を促進することができる。
【実施例４】
【００３７】
実施例４のインジェクタ１によれば、図５に示すように、テーパ面４４の後端部が、環状平面４３や外側環状平面５０と略平行になるように削られ、削られて設けられた面に、複数のフィン６０が同心環状に設けられている。そして、フィン６０を設けることにより放熱面の面積を拡大している。
【実施例５】
【００３８】
実施例５のインジェクタ１によれば、図６に示すように、テーパ面４４の後端縁から後端側に筒状部６２が延設されている。そして、筒状部６２の内周面にフィン６０を環状に設けることにより放熱面の面積を拡大している。
【００３９】
〔変形例〕
実施例２、３のインジェクタ１によれば、プレート２１に溝５８を設けることにより放熱面の面積を拡大し、実施例４、５のインジェクタ１によれば、プレート２１にフィン６０を設けることにより放熱面の面積を拡大していたが、プレート２１に溝５８およびフィン６０の両方を設けて放熱面の面積を拡大してもよい。また、フィン６０を、テーパ面４４の後端の面および筒状部６２の内周面の両方に設けてもよく、さらに、他の部位に設けてもよい。
【００４０】
また、インジェクタ１は、ガソリンエンジンのエンジンヘッド２に取り付けられて燃焼室４に直接的に燃料を噴射するものであったが、インジェクタ１を吸気管に取り付けても、実施例１〜５と同様の効果を得ることができる。すなわち、吸気管に燃料を噴射して混合気を形成する場合、燃焼ガスが吸気管に逆流する内部ＥＧＲ効果により、プレート２１が受熱することがあり、このような内部ＥＧＲ効果によるプレート２１の受熱に対して、インジェクタ１は有効にプレート２１から放熱することができる。
【００４１】
さらに、インジェクタ１をディーゼルエンジンに取り付けても、実施例１〜５と同様の効果を得ることができる。
また、プレート２１の形状は、実施例１〜５のようなフランジ付きの皿状に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）はインジェクタの全体構成図であり、（ｂ）はインジェクタの要部拡大図である（実施例１）。
【図２】（ａ）はプレートの斜視図であり、（ｂ）は放熱面および受熱面を示す断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）はプレートの斜視図であり、（ｂ）は放熱面および受熱面を示す断面図である（実施例２）。
【図４】（ａ）はプレートの平面図であり、（ｂ）は放熱面および受熱面を示す断面図である（実施例３）。
【図５】（ａ）はプレートの斜視図であり、（ｂ）は放熱面および受熱面を示す断面図である（実施例４）。
【図６】放熱面および受熱面を示す断面図である（実施例５）。
【符号の説明】
【００４３】
１  インジェクタ
７  ニードル弁
１５  燃料流路
１６  噴孔
１９  弁ボディ
２０  内周側空間（内周側の空間）
２１  プレート
２７  シート面（放熱面、受熱面）
４３  環状平面（放熱面）
４４  テーパ面（放熱面）
４５  円状平面（受熱面）
４７  先端面（受熱面）
５１  噴孔壁面（受熱面）
５８  溝
６０  フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009156129.tif 000005
【図４】
2009156129.tif 000006
【図５】
2009156129.tif 000007
【図６】
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