(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射弁の先端に形成された噴孔と、噴射弁本体内部に設けられ、該噴孔上流に流体を供給する流体供給通路と、噴孔上流と流体供給通路との間の連通路を開閉するニードルとを備えた流体噴射弁において、噴射弁の軸線と略直交する一方向近傍上における前記連通路の断面積をその他の領域における前記連通路の断面積よりも小さくするか、連通路を設けないととともに、
前記連通路が互いに対向して、スリット状の前記噴孔の長手方向と直交する一直線上に形成されている
ことを特徴とする流体噴射弁。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射弁において、前記連通路が、噴射弁の軸線と直交する一方向近傍上にのみ設けられたことを特徴とする流体噴射弁。
【請求項３】
請求項１に記載の流体噴射弁において、噴射弁の軸線と直交する一方向近傍上にのみ、連通路が設けられていないことを特徴とする流体噴射弁。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の流体噴射弁において、
前記噴孔が、前記ニードルの先端部が当接する前記噴射弁本体の下端円錐面の円形開口を塞ぐオリフィス部材に形成された偏平断面のスリット形状の開口によって構成され、前記連通路の断面積が小さいかあるいは連通路が設けられない噴射弁の軸線と直交する一方向と略平行にスリット形状の長手方向が位置せしめられたことを特徴とする流体噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガソリンなどの液体燃料等を噴霧として噴射供給する流体噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流体噴射弁として例えば燃料噴射弁（特開平３−７８５６２、特開平９−１５８７３６）は、図９に示されるように弁本体Ｂの小径先端部Ｔにスリット状の燃料噴射孔Ｏを直径方向に形成することにより、燃料噴霧パターンを偏平扇状にして、噴霧全体が空気と接触し易く、比較的均質な噴霧を得るものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の燃料噴射弁は、スリット状の噴射孔Ｏにより噴霧角と噴射量の双方を規定するものであるため、一方を調整するとそれに伴い他方も変化するため、両者を満足させる調整が難しいという問題があった。
【０００４】
また上記従来の燃料噴射弁は、前記弁本体Ｂの前記小径先端部Ｔにスリット状の噴射孔Ｏを形成するものであるため、スリット状の噴射孔Ｏの加工が困難で生産性もよくないとともに、スリット状の噴射孔Ｏの寸法が噴霧形状に強く影響するため、加工に対する要求精度が厳しく、大量生産に向かないという問題があった。
【０００５】
さらに上記従来の燃料噴射弁は、噴射される燃料が狭い空間Ｓを通過した後幅の広い前記スリット状の噴孔Ｏに流入するものであるため、前記スリット状の噴孔Ｏの中央部分のみしか流れないため、スリット状の噴射孔Ｏの長手方向両端部で燃料が滞留してしまい、この滞留燃料がデポジットとなって前記噴孔Ｏに堆積するとともに、この堆積したデポジットによって噴霧の形状が変化してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで本発明者は、噴射弁の先端に形成された噴孔と、噴射弁本体内部に設けられ、該噴孔上流に流体を供給する流体供給通路と、噴孔上流と流体供給通路との間の連通路を開閉するニードルとを備えた流体噴射弁において、噴射弁の軸線と直交する一方向近傍上における前記連通路の断面積をその他の領域における前記連通路の断面積よりも小さくするか、連通路を設けない構成とすることにより、当該連通路からの燃料の流れを衝突させ、当該衝突部位に対し直交する方向へ拡がる流通勢力を付与して、前記噴射孔から扇状の形態に広がる流体噴霧を噴射するという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、良好な偏平扇状の噴霧パターンを実現し、前記噴射孔へのデポジットの付着を抑制し、噴射弁の製造を容易にするという目的を達成する本発明に到達した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に記載の第１発明）の流体噴射弁は、噴射弁の先端に形成された噴孔と、噴射弁本体内部に設けられ、該噴孔上流に流体を供給する流体供給通路と、噴孔上流と流体供給通路との間の連通路を開閉するニードルとを備えた流体噴射弁において、噴射弁の軸線と略直交する一方向近傍上における前記連通路の断面積をその他の領域における前記連通路の断面積よりも小さくするか、連通路を設けないととともに、
前記連通路が互いに対向して、スリット状の前記噴孔の長手方向と直交する一直線上に形成されている
ことを特徴とする。
【０００８】
（発明の作用）
上記構成より成る本発明の流体噴射弁は、前記ニードルの上昇により、互いに対向してスリット状の前記噴孔の長手方向と直交する一直線上に形成されている前記連通路から出た燃料が前記ニードルの先端部に沿って流れた後衝突して、前記ニードルの先端の外周壁に沿って左右および下方に分岐して拡がりスリット状の前記噴孔の長手方向へ拡がった前記連通路からの流体の流れを衝突させ、当該衝突部位に対し直交する方向へ拡がる流通勢力を付与して、前記噴射孔から扇状の形態に広がる流体噴霧を噴射するものである。
【０００９】
すなわち、本発明の流体噴射弁は、流体噴霧を偏平にしたい方向において流体通路の抵抗を大きくしたり、流体通路自体を設けないことにより、噴孔上流への流体流入を抑制する構成により、流体噴霧を偏平にしたい方向における流体流入が抑制、極端には無くなる。すると、この方向が流体通路から流入した流体にとって最も抵抗の小さな方向となり、この方向へ積極的に流れるため、偏平方向に十分な流体が供給されるようになる。
【００１０】
【発明の効果】
上記作用を奏する本発明の流体噴射弁は、スリット状の前記噴孔の長手方向へ拡がった前記連通路からの流体の流れを衝突させ、スリット状の前記噴射孔から扇状の形態に広がる流体噴霧を噴射するもので、良好な偏平扇状の噴霧パターンを実現し、前記噴射孔へのデポジットの付着を抑制し、噴射弁の製造を容易にするという効果を奏する。
【００１１】
その他の発明（請求項２に記載の第２発明）は、前記第１発明の流体噴射弁において、図１に示すように、前記連通路が、噴射弁の軸線と直交する一方向近傍上にのみ設けられたことを特徴とする。
【００１２】
また、その他の発明（請求項３に記載の第３発明）は、前記第１発明の噴射弁において、図２、３に示すように、噴射弁の軸線と直交する一方向近傍上にのみ、連通路が設けられていないことを特徴とする。
【００１３】
さらにその他の発明（請求項４に記載の第４発明）の噴射弁は、第１乃至第３発明の噴射弁において、前記噴孔が、前記ニードルの先端部が当接する前記噴射弁本体の下端円錐面の円形開口を塞ぐオリフィス部材に形成された偏平断面のスリット形状の開口によって構成され、前記連通路の断面積が小さいかあるいは連通路が設けられない噴射弁の軸線と直交する一方向と略平行にスリット形状の長手方向が位置せしめられたことを特徴とする。
【００１４】
これら第２発明乃至第４発明の流体噴射弁は、前記第１発明の流体噴射弁とほぼ同様の作用効果を奏する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００１６】
（実施形態）
本実施形態の流体噴射弁としての燃料噴射弁は、直噴ガソリンエンジンに用いるための燃料噴射弁１であって、図４ないし図８に示されるように噴射弁本体１０の内部に設けられ弁体３を保持するガイド２と、前記噴射弁本体１０の先端に配設され、該噴射弁本体１０の半径方向に延在する噴射孔４１が開口形成されたオリフィス部材４と、前記噴射弁本体１０と前記ガイド２の間に前記弁体３を介して前記噴射孔４１に連通するように形成され、前記弁体３の先端部に沿って流れる燃料の流れを衝突させて弁体軸方向に対し直交する前記噴射孔の直径方向へ拡がる流通勢力を付与する複数の対向する燃料通路２４とから成るものである。
【００１７】
本実施形態の燃料噴射弁は、ガソリンなどの液体燃料を燃焼室を構成するシリンダ内に直接噴射する形式の内燃機関に配設されるものである。
【００１８】
前記燃料噴射弁１は、図４に示されるように中空円筒体の噴射弁本体１０によって構成され、該噴射弁本体１の先端部分を構成する下部の先端部の内壁には円錐面１１が形成され、下端中央部に円形開口１２が形成されている。
【００１９】
前記ガイド２は、図４ないし図７に示されるように前記噴射弁本体１０の内周壁１３内に介挿され嵌合する外径の外周壁２１と、前記弁体が往復動自在に介挿される内周壁２２が形成された中空円筒体２０によって構成され、下端に前記噴射弁本体１０の前記円錐面１１に当接する円錐面２３が形成されている。
【００２０】
前記ガイド２の外周壁２１は、図５に示されるように両側を弓形状に穿設して、前記噴射弁本体１０の内周壁１３との間に２本の垂直燃料通路２５が形成され、該垂直燃料通路２５に連通して前記円錐面２３に対向して一直線状に２個の燃料通路２４が穿設されている。
【００２１】
前記弁体３は、前記ガイド２の前記内周壁２２内に往復動自在に介挿され、先端に角度が異なる２つの円錐面が形成された先端部３１を備えたニードル３０によって構成される。
【００２２】
すなわち、前記ニードル３０の先端部３１は、前記円錐面２３に対向して穿設された一直線状に２個の燃料通路２４より下方に配置され、前記燃料通路２４の前記円錐面２３の傾斜方向の延長線上に前記ニードル３０の先端部３１が位置するように配置されている。
【００２３】
前記オリフィス部材４は、図４および図８に示されるように前記噴射弁本体１０の下端に装着された円板状の部材によって構成され、前記ガイド２の前記円錐面２３に形成された一直線状に２個の燃料通路２４に対して長手方向が直交するスリット状の噴射孔４１が穿設されている。
【００２４】
前記スリット状の噴射孔４１は、前記噴射弁本体１０の下端中央部に形成されている前記円形開口１２の直径より小さくなるように設定されているとともに、前記弁体３の前記先端部３１と前記オリフィス部材４との間に所定の横断面積および容積の空間５が形成されている。
【００２５】
該空間５の横断面積および噴射弁本体１の下端中央部に形成された円形開口１２の横断面積は、前記オリフィス部材４の前記スリット状の噴射孔４１の開口面積より充分大きく設定されているので、前記燃料通路２４からの燃料は前記スリット状の噴射孔４１において最も絞られるので、該スリット状の噴射孔４１の長手方向において前記燃料が一様に通過するように構成されている。
【００２６】
上記構成より成る本実施形態の燃料噴射弁においては、燃料が、噴射弁上部より供給され、流路ガイドとしての前記ガイド２と前記噴射弁本体１０との間に形成された前記２本の垂直燃料通路２５に沿って噴射弁先端に導かれる。
【００２７】
すなわち前記流路ガイド２は、図５に示されるように左右方向の両側の外周壁２１が弓形状に削られており、この削られた２面の中央よりの両側平面より前記燃料通路２４が形成されている。
【００２８】
前記流路ガイド２は、図４に示されるように前記噴射弁本体１０の先端部に挿入され、流路ガイド２の下端の前記円錐面２３と、噴射弁先端内部の円錐面１１は密着されているので、前記噴射弁本体１０の先端に導かれた燃料は前記流路ガイド２の２本の燃料通路２４を通り噴射弁先端内部の前記空間５に導入される。
【００２９】
この燃料通路２４が互いに対向して一直線状に形成されているため、該燃料通路２４を出た燃料は、前記弁体３の先端部に沿って流れた後衝突して、前記弁体３の先細先端部３１の外周壁に沿って左右および下方に分岐して拡がり、前記オリフィス部材４に形成された弁体軸方向に対し直交する前記噴射孔４１の長手方向へ拡がる。
【００３０】
本実施形態における噴射弁では前記噴孔４１をスリット状の細長穴としているため、衝突した燃料液体は、前記噴孔７の長手方向に広がり、扇状の噴霧となって噴射される。
【００３１】
上記作用を奏する本実施形態の燃料噴射弁は、前記複数の対向する燃料通路２４によって、前記弁体３の先細先端部３１の外周壁に沿って流れる燃料の流れを衝突させ、オリフィス部材に形成された弁体軸方向に対し直交する噴射孔の直径方向へ拡がる流通勢力を付与して、前記噴射孔から扇状の形態に広がる燃料噴霧を噴射するもので、良好な偏平扇状の噴霧パターンを実現するという効果を奏する。
【００３２】
すなわち前記燃料通路２４が、前記先端部３１が円錐状になっている前記ニードル３０の円錐面に沿って対向する２本の流れとして燃料を流し、前記ニードル３０の前記先端部３１の円錐面の頂点付近で衝突するように形成されているとともに、前記ニードル３０が摺動する前記噴射弁本体１０としてのボディの先端に取り付けられた薄板噴口部材としてのオリフィス部材４の中央部に細長穴の前記噴射孔４１が開口しているので、前記燃料を扇状に広げるため、良好な偏平扇状の噴霧パターンを実現するものである。
【００３３】
また本実施形態の燃料噴射弁は、良好な偏平扇状の噴霧パターンを実現するために前記スリット状の噴射孔４１の長手方向に亘り燃料を一様に通過させるので、前記噴射孔へのデポジットの付着を抑制するとともに、従来のようなスリットの長手方向両端部で燃料が滞留してしまい、この滞留燃料がデポジットとなって噴孔に堆積するとともに、この堆積したデポジットによって噴霧の形状が変化してしまうという問題を解消するという効果を奏する。
【００３４】
すなわち前記空間５の横断面積および前記噴射弁本体１の下端中央部に形成された円形開口１２の横断面積が、前記オリフィス部材４の前記スリット状の噴射孔４１の開口面積より充分大きく設定されているので、前記燃料通路２４からの燃料は前記スリット状の噴射孔４１において最も絞られるので、該スリット状の噴射孔４１の長手方向において前記燃料が一様に通過するので、前記噴射孔へのデポジットの付着を抑制するものであり、堆積したデポジットによって噴霧の形状の変化を抑制するものである。
【００３５】
さらに本実施形態の燃料噴射弁は、前記噴射孔が単純な形状のスリット状の細長孔になっているので、従来のスリットノズルに比較して、加工が容易であるという効果を奏する。
【００３６】
また本実施形態の燃料噴射弁は、噴孔部をノズルと別体の薄板部材のオリフィス部材４で製作した後レーザ溶接などによってノズル先端部に溶着することもできるので、生産性が高いという効果を奏する。
【００３７】
さらに本実施形態の燃料噴射弁は、対向する燃料通路２４からの燃料が、前記弁体３の先細先端部３１の外周壁に沿って流れる燃料の流れを衝突させ、前記噴射孔の長手方向へ一様に拡げて前記噴射孔４１に導入して、前記噴射孔４１の噴口全体を燃料が一様に通過することにより燃料の滞留部がなくなるので、デポジットの生成堆積を抑制するという効果を奏する。
【００３８】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００３９】
上述の実施形態は、一例として良好な偏平扇状の噴霧パターンを実現するため前記噴射孔をスリット状の細長孔とした例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、楕円形または所定の径の概略円形の穴であれば広がり角度はやや小さくなるが扇状の噴霧を形成する態様を採用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流体噴射弁の連通路を示す概要図である。
【図２】その他の発明の流体噴射弁の連通路を示す概要図である。
【図３】その他の発明の流体噴射弁の連通路を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の燃料噴射弁の先端を示す図８中IV−IV線に沿う部分縦断面図である。
【図５】本実施形態の燃料噴射弁のガイドを示す底面図である。
【図６】本実施形態のガイドを示す縦断面図である。
【図７】図８中VII −VII 線に沿う縦断面図である。
【図８】本実施形態のオリフィス部材を示す底面図である。
【図９】従来の燃料噴射弁の先端部を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
１  燃料噴射弁
２  ガイド
３  弁体
４  オリフィス部材
１０  噴射弁本体
２４  燃料通路
４１  噴射孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図４】
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【図８】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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