(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座（８）及びその中心部を貫通する弁孔（７）を有する弁座部材（３）と、前記弁座（８）と協働して前記弁孔（７）を開閉する弁体（Ｖ）と、前記弁孔（７）の軸線（Ａ）を囲む複数の燃料噴孔（１１）を有して前記弁座部材（３）の外端面に接合されるインジェクタプレート（１０）とを備え、前記弁座部材（３）及びインジェクタプレート（１０）間に、前記弁孔（７）及び全燃料噴孔（１１）が臨む燃料拡散室（４１）を形成した燃料噴射弁において、
前記複数の燃料噴孔（１１）は、前記弁孔（７）の軸線（Ａ）と平行に各々形成され、且つ前記弁孔（７）の通過燃料が前記燃料拡散室（４１）内で放射方向に拡散しながら該複数の燃料噴孔（１１）に分配されるように該弁孔（７）よりも径方向外側で周方向等間隔に環状配列され、
全燃料噴孔（１１）からの噴射燃料により形成される燃料噴霧フォーム（４２）の広がり角度（α）を、前記弁孔（７）及び各燃料噴孔（１１）間の軸間距離（Ｒ）により設定したことを特徴とする、燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記インジェクタプレート（１０）の板厚ｔと、各燃料噴孔（１１）の直径ｄとの関係を、ｔ／ｄ＜１と設定したことを特徴とする、燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項２又は３記載の燃料噴射弁において、
前記燃料噴孔（１１）を、その下流側に向かって拡径する円錐台状に形成したことを特徴とする、燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として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、特に、弁座及びその中心部を貫通する弁孔を有する弁座部材と、前記弁座と協働して前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁孔の軸線を囲む環状配列の複数の燃料噴孔を有して前記弁座部材の外端面に接合されるインジェクタプレートとを備え、前記弁座部材及びインジェクタプレート間に、前記弁孔及び全燃料噴孔が臨む燃料拡散室を形成したものゝ改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かゝる電磁式燃料噴射弁は、例えば特開１１−７０３４７号公報に開示されているように、既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、かゝる燃料噴射弁では、各燃料噴孔を、その下流側に向かって弁孔の軸線から放射状に離れるように傾けてインジェクタプレートに穿設し、この傾き角度によって、全燃料噴孔からの噴射燃料により形成される燃料噴霧フォームの角度を設定していた。
【０００４】
しかしながら、各燃料噴孔を、その下流側に向かって弁孔の軸線から放射状に離れるように傾けてインジェクタプレートに穿設することは、各燃料噴孔の傾き方向が異なることになるから、それらの加工は容易ではなく、したがって燃料噴霧フォームの広がり角度を所望通りに得ることが極めて困難である。
【０００５】
本発明は、各燃料噴孔の加工を容易にしつゝ、燃料噴霧フォームの広がり角度を所望通りに設定し得るようにした前記燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、弁座及びその中心部を貫通する弁孔を有する弁座部材と、前記弁座と協働して前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁孔の軸線を囲む複数の燃料噴孔を有して前記弁座部材の外端面に接合されるインジェクタプレートとを備え、前記弁座部材及びインジェクタプレート間に、前記弁孔及び全燃料噴孔が臨む燃料拡散室を形成した燃料噴射弁において、前記複数の燃料噴孔は、前記弁孔の軸線と平行に各々形成され、且つ前記弁孔の通過燃料が前記燃料拡散室内で放射方向に拡散しながら該複数の燃料噴孔に分配されるように該弁孔よりも径方向外側で周方向等間隔に環状配列され、全燃料噴孔からの噴射燃料により形成される燃料噴霧フォームの広がり角度を、前記弁孔及び各燃料噴孔間の軸間距離により設定したことを第１の特徴とする。
【０００７】
この第１の特徴によれば、複数の燃料噴孔は、弁孔の軸線と平行に各々形成され且つ弁孔よりも径方向外側で周方向等間隔に環状配列されており、このような全燃料噴孔からの噴射燃料によって形成される噴射フォームの広がり角度が、弁孔及び燃料噴孔の軸間距離の増加に応じて増加することを利用して、燃料噴霧フォームの広がり角度を、弁孔及び各燃料噴孔間の軸間距離のみの設定により所望通り容易に設定することができる。しかも、各燃料噴孔が弁孔の軸線と平行に形成されることから、これら燃料噴孔のインジェクタプレートへの多軸加工が可能であり、生産性の向上を大幅に図ることができる。したがって、燃料噴孔の加工を容易にしつゝ、燃料噴霧フォームの広がり角度を所望通りに得ることができる。
【０００８】
また本発明は、第１の特徴に加えて、前記インジェクタプレートの板厚ｔと、各燃料噴孔の直径ｄとの関係を、ｔ／ｄ＜１と設定したことを第２の特徴とする。
【０００９】
この第２の特徴によれば、燃料噴孔の噴射燃料に対する方向規制の機能を低下させながら、燃料噴孔からの噴射燃料の微粒化を促進することができる。また上記のように、燃料噴孔の噴射燃料に対する方向規制の機能を低下させることにより、弁孔及び燃料噴孔の軸間距離による燃料噴霧フォームの広がり角度の設定を一層容易、的確に行うことができ、燃料噴霧フォームの広がり角度の的確な設定と、噴射燃料の微粒化促進とを同時に図ることができる。
【００１０】
さらに本発明は、第１又は第２の特徴に加えて、前記燃料噴孔を、その下流側に向かって拡径する円錐台状に形成したことを第３の特徴とする。
【００１１】
この第３の特徴によれば、噴射燃料の微粒化に更なる促進を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【００１３】
図１は本発明の電磁式燃料噴射弁を装着した内燃機関の要部縦断側面図、図２は上記電磁式燃料噴射弁の縦断面図、図３は図２の要部拡大図、図４は図３の４部拡大図、図５は図４の５矢視拡大図、図６は燃料噴孔の変形例を示す、図４の対応した断面図、図７は弁孔及び燃料噴孔の軸間距離Ｒと燃料噴射フォームの広がり角度αとの関係線図である。
【００１４】
先ず、図１において、本発明の電磁式燃料噴射弁Ｉは、内燃機関ＥのシリンダヘッドＥｈの一側面に結合される吸気マニホールドＥｍに装着され、その燃料噴射部をシリンダヘッドＥｈの吸気ポートＥｐ出口に指向させている。
【００１５】
図２及び図３に示すように、上記電磁式燃料噴射弁Ｉのケーシング１は、円筒状の弁ハウジング２（磁性体）と、この弁ハウジング２の前端部に液密に結合される有底円筒状の弁座部材３と、弁ハウジング２の後端に環状スペーサ４を挟んで液密に結合される円筒状の固定コア５とから構成される。
【００１６】
環状スペーサ４は、非磁性金属、例えばステンレス鋼製であり、その両端面に弁ハウジング２及び固定コア５が突き当てられて液密に全周溶接される。
【００１７】
弁座部材３及び弁ハウジング２の対向端部には、第１嵌合筒部３ａ及び第２嵌合筒部２ａがそれぞれ形成される。そして第１嵌合筒部３ａが第２嵌合筒部２ａ内にストッパプレート６と共に圧入され、ストッパプレート６は、弁ハウジング２と弁座部材３間で挟持される。第１及び第２嵌合筒部３ａ，２ａの嵌合後は、第１嵌合筒部２ａから露出した第１嵌合筒部３ａの外周面と第２嵌合筒部２ａの端面とに挟まれる環状隅部の全周に渡りレーザビーム溶接が施され、これにより弁ハウジング２及び弁座部材３が相互に液密に結合される。
【００１８】
弁座部材３は、その前端面に開口する弁孔７と、この弁孔７の内端に連なる円錐状の弁座８と、この弁座８の大径部に連なる円筒状のガイド孔９とを備えており、そのガイド孔９は、前記第２嵌合筒部２ａと同軸状に形成される。
【００１９】
図３及び図４に示すように、弁座部材３の前端面には鋼板製のインジェクタプレート１０が液密に全周溶接される。弁座部材３の、インジェクタプレート１０との対向面には、弁孔７を中心とする円形で浅い凹部４０が形成されており、これが弁座部材３及びインジェクタプレート１０間の燃料拡散室４１を構成する。またこのインジェクタプレート１０には、この燃料拡散室４１に開口する複数個、望ましく６〜１２個の燃料噴孔１１，１１…が穿設されており、これら燃料噴孔１１，１１…は、全て弁孔７の軸線Ａと平行に形成されると共に、弁孔７よりも径方向外側で該軸線Ａを囲む環状に且つ周方向等間隔に配列される（図５参照）。而して、全燃料噴孔１１，１１…からの噴射燃料により形成される燃料噴霧フォーム４２の広がり角度αは、弁孔７及び各燃料噴孔１１間の軸間距離Ｒにより設定される。
【００２０】
こゝで、各燃料噴孔１１の直径をｄ、インジェクタプレート１０の板厚をｔとすると、ｔ／ｄ＜１が成立するように、ｔ及びｄが設定される。
【００２１】
再び図２において、弁ハウジング２及び環状スペーサ４内には、固定コア５の前端面に対向する可動コア１２が収容され、環状スペーサ４の内周面には、可動コア１２を軸方向摺動自在に支承する環状のガイド面１３が突設される。
【００２２】
可動コア１２は、その一端面から前記弁座８側に延びる小径の杆部１５を一体に備えており、この杆部１５の先端に、前記弁座８に着座し得る球状の弁部１６が溶接により固着される。これら可動コア１２、杆部１５及び弁部１６によって弁体Ｖが構成される。
【００２３】
弁部１６は、前記ガイド孔９に軸方向摺動自在に支承されるもので、その外周面には、ガイド孔９内での燃料の流通を可能にする複数の面取り部１７が等間隔に並べて形成される。
【００２４】
前記ストッパプレート６には、杆部１５が貫通する切欠き１８が設けられており、このストッパプレート６の、弁座８側端面に対向するストッパフランジ１９が杆部１５の中間部に形成されている。これらストッパプレート６及びストッパフランジ１９間には、弁部１６の閉弁時、即ち弁座８への着座時、弁部１６の開弁ストロークに対応する間隙ｇが設けられる。
【００２５】
一方、固定コア５及び可動コア１２間には、弁部１６の閉弁時、即ち弁部１６の弁座８への着座時でも、両コア５，１２の当接を避けるに足る間隙が設けられる。
【００２６】
固定コア５は、可動コア１２の通孔２０を介して弁ハウジング１０内と連通する中空部２１を有しており、その中空部２１に、可動コア１２を弁部１６の閉じ方向、即ち弁座８への着座方向に付勢するコイル状の弁ばね２２と、この弁ばね２２の後端を支承するパイプ状のリテーナ２３とが収容される。
【００２７】
その際、可動コア１２の後端面には、弁ばね２２の前端部を受容する位置決め凹部２４が形成される。また弁ばね２２のセット荷重は、リテーナ２３の中空部２１への圧入深さによって調整される。
【００２８】
固定コア５の後端には、パイプ状のリテーナ２３を介して固定コア５の中空部２１に連通する燃料入口２５を持つ入口筒２６が一体に連設され、その燃料入口２５に燃料フィルタ２７が装着される。
【００２９】
環状スペーサ４及び固定コア５の外周にはコイル組立体２８が嵌装される。このコイル組立体２８は、環状スペーサ４及び固定コア５に外周面に嵌合するボビン２９と、これに巻装されるコイル３０とからなっており、このコイル組立体２８を囲繞するコイルハウジング３１の一端部が弁ハウジング２の外周面に溶接により結合される。
【００３０】
コイルハウジング３１、コイル組立体２８及び固定コア５は合成樹脂製の被覆体３２内に埋封され、この被覆体３２の中間部には、前記コイル３０に連なる接続端子３３を収容する備えたカプラ３４が一体に連設される。
【００３１】
この被覆体３２の前端面と、弁座部材３の前端部に嵌着される合成樹脂製のキャップ３５との間に環状溝３６が画成され、この環状溝３６に、弁ハウジング２の外周面に密接するＯリング３７が装着され、このＯリング３７は、この電磁式燃料噴射弁Ｉを前記吸気マニホールドＥｍ（図１参照）の取り付け孔に装着したとき、その取り付け孔の内周面に密接するようになっている。
【００３２】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００３３】
図２に示すように、コイル３０を消磁した状態では、弁ばね２２の付勢力で弁体Ｖが前方に押圧され、弁部１８を弁座８に着座させている。したがって、図示しない燃料ポンプから燃料フィルタ３５及び入口筒２６を通して弁ハウジング１内に供給された高圧燃料は、弁ハウジング１内に待機させられる。
【００３４】
コイル３０を通電により励磁すると、それにより生ずる磁束が固定コア５、コイルハウジング３１、弁ハウジング１０及び可動コア１２を順次走り、その磁力により可動コア１２が弁部１８と共に固定コア５に吸引され、弁座８が開放されるので、弁ハウジング１０内の高圧燃料が弁部１６の面取り部１７を経て、弁孔７から燃料拡散室４１に移り、該室４１で高圧燃料は周囲に拡散しながら複数個の燃料噴孔１１，１１…に分配され、そして図１に示すように内燃機関Ｅの吸気ポートＥｐの出口に向けて噴射される。
【００３５】
その際、全燃料噴孔１１，１１…からの噴射燃料によって形成される噴射フォーム４２の広がり角度αは、前記弁孔７及び各燃料噴孔１１の軸間距離Ｒにより決定される。
【００３６】
即ち、弁孔７から燃料拡散室４１に移った高圧燃料が該室４１で拡散するとは雖も、各燃料噴孔１１を通過した高圧燃料流のベクトルは、放射方向の成分と軸方向の成分を持つ。特に、その放射方向の成分は、弁孔７及び燃料噴孔１１，１１…の軸間距離Ｒが大きくなるに従い大きくなるものである。その結果、図７に示すように、全燃料噴孔１１，１１…からの噴射燃料によって形成される噴射フォーム４２の広がり角度αは、弁孔７及び燃料噴孔１１，１１…の軸間距離Ｒの増加に応じて増加することがテストによって確認されている。
【００３７】
しかも、各燃料噴孔１１は、弁孔７の軸線Ａと平行に、即ちインジェクタプレート１０の面に対して垂直に形成されるので、これら燃料噴孔１１，１１…のインジェクタプレート１０への、プレスやドリルによる多軸加工が可能であり、生産性の向上を大幅に図ることができる。
【００３８】
また、インジェクタプレート１０の板厚ｔと燃料噴孔１１，１１…の直径ｄとの関係がｔ／ｄ＜１とされるので、燃料噴孔１１，１１…の噴射燃料に対する方向規制の機能を低下させながら、燃料噴孔１１，１１…からの噴射燃料の微粒化を促進することができる。燃料噴孔１１，１１…の噴射燃料に対する方向規制の機能を低下させることは、弁孔７及び燃料噴孔１１，１１…の軸間距離Ｒにより燃料噴霧フォーム４２の広がり角度αを的確に設定し得るという利点をもたらす。
【００３９】
かくして、燃料噴孔１１，１１…の加工を容易にしつゝ、燃料噴霧フォーム４２の広がり角度を所望通りに設定することができ、同時に噴射燃料の微粒化を促進することができる。
【００４０】
図６に示すように、上記各燃料噴孔１１は、下流側に向かって拡径する円錐台状に形成することもできる。このような形状によれば、各燃料噴孔１１からの噴射燃料の微粒化を、より促進することができる。
【００４１】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の特徴によれば、燃料噴射弁において、弁孔の軸線を囲む複数の燃料噴孔が、弁孔の軸線と平行に各々形成され、且つ弁孔の通過燃料が燃料拡散室内で放射方向に拡散しながら該複数の燃料噴孔に分配されるように該弁孔よりも径方向外側で周方向等間隔に環状配列され、全燃料噴孔からの噴射燃料により形成される燃料噴霧フォームの広がり角度が、前記弁孔及び各燃料噴孔間の軸間距離により設定されるので、その燃料噴霧フォームの広がり角度を、それが弁孔及び燃料噴孔の軸間距離の増加に応じて増加することを利用して所望通りに容易に得ることができる。しかも環状配列の複数の燃料噴孔が何れも弁孔の軸線と平行に形成されることから、これら燃料噴孔のインジェクタプレートへの多軸加工が可能であり、燃料噴孔の加工を容易にし、生産性の向上を大幅に図ることができる。
【００４３】
また本発明の第２の特徴によれば、前記インジェクタプレートの板厚ｔと、各燃料噴孔の直径ｄとの関係を、ｔ／ｄ＜１と設定したので、燃料噴霧フォームの広がり角度の的確な設定と、噴射燃料の微粒化促進とを同時に図ることができる。
【００４４】
さらに本発明の第３の特徴によれば、前記燃料噴孔を、その下流側に向かって拡径する円錐台状に形成したので、噴射燃料の微粒化に更なる促進を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電磁式燃料噴射弁を装着した内燃機関の要部縦断側面図。
【図２】  上記電磁式燃料噴射弁の縦断面図。
【図３】  図２の要部拡大図。
【図４】  図３の４部拡大図。
【図５】  図４の５矢視拡大図。
【図６】  燃料噴孔の変形例を示す、図４の対応した断面図。
【図７】  弁孔及び燃料噴孔の軸間距離Ｒと燃料噴射フォームの広がり角度αとの関係線図。
【符号の説明】
Ｉ・・・・・電磁式燃料噴射弁
Ａ・・・・・弁孔の軸線
Ｒ・・・・・弁孔及び燃料噴孔の軸間距離
Ｖ・・・・・弁体
α・・・・・燃料噴霧フォームの広がり角度
３・・・・・弁座部材
７・・・・・弁孔
８・・・・・弁座
１０・・・・インジェクタプレート
１１・・・・燃料噴孔
４１・・・・燃料拡散室
４２・・・・燃料噴霧フォーム
【図１】
0003837283.tif 000002
【図２】
0003837283.tif 000003
【図３】
0003837283.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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