(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状の弁本体と、この弁本体の一端に設けられ燃料噴射孔を有する弁座と、上記弁本体内を移動し上記弁座に離接して上記噴射孔を開閉する弁体と、上記弁体の周囲に配置され上記弁体を摺動可能に支持すると共に上記噴射孔から流出する燃料に旋回を与える旋回体とから構成される燃料噴射弁において、上記旋回体は旋回体外周部、弁体支持部及び通路底部により構成することにより共通通路を形成し、上記旋回体外周部が上記弁本体の内周面の全周に亘って接触しており、更に上記旋回体の一端面が上記弁座に当接すると共に、他端面が上記弁本体の肩部に当接することを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
共通通路をドーナツ状共通通路で構成したことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
旋回体外周部の内面とドーナツ状共通通路底部との間、及び弁体支持部の外面と上記ドーナツ状共通通路底部との間にそれぞれリブを形成したことを特徴とする請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
旋回体に設けられた旋回溝は弁軸に対して一定距離をもって偏心し、この旋回溝の弁軸から離れた側の側面が環状溝の外周に接線方向につながっていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
旋回体の外周面部と弁本体の内周面部とを直径すきま７μｍ以下のすきまバメとしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
旋回体の外周面部と弁本体の内周面部とは圧入により組み立てられたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料噴射弁、特に筒内噴射用燃料噴射弁に適するものであって、燃料流に旋回エネルギーを与えて燃料噴射孔から噴射する燃料噴射弁の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の筒内噴射用燃料噴射弁７１の全体構成を示す側面断面図である。筒内噴射用燃料噴射弁７１は、ハウジング本体７２と、このハウジング本体７２の一端にかしめ等されホルダ１０５によりカバーされた弁装置７３とにより構成されている。ハウジング本体７２の他端には燃料供給管７４が接続され、この燃料供給管７４から燃料フィルタ１２７を介して筒内噴射用燃料噴射弁７１内に高圧の燃料が供給される。また、筒内噴射用燃料噴射弁７１の先端部は内燃機関のシリンダヘッド７５の噴射弁挿入孔７６に挿入され、ウエーブワッシャ１３０等によりシールされて取り付けられている。
【０００３】
弁装置７３は、小径円筒部７７及び大径円筒部７８を有する段付中空円筒形の弁本体７９と、弁本体７９内で中心孔先端に固着されて燃料噴射孔８０を有する弁座８１と、ソレノイド装置１２０（後述）により弁座８１に離接して燃料噴射孔８０を開閉する弁体であるニードル弁８２と、ニードル弁８２を軸方向に案内すると共に、径方向内向きに弁座８１の燃料噴射孔８０に流れ込もうとする燃料に旋回運動を与える旋回体８３とを備えている。弁装置７３の弁本体７９はハウジング本体７２と共働して筒内噴射用燃料噴射弁７１のハウジングを構成している。
【０００４】
ハウジング本体７２は、筒内噴射用燃料噴射弁７１をシリンダヘッド７５に取り付けるためのフランジ１００ａを有する第１ハウジング１００からなり、第一ハウジング１００内にはソレノイド装置１２０を有している。ソレノイド装置１２０は、コイル１２１を巻回したボビン１２２と、このボビン１２２の内周部に設置されたコア１２３とを備え、コイル１２１の巻線は接続端子１２６につながっている。コア１２３はその内部が燃料通路となるように中空円筒形状になっており、その中空部には、スプリング１２５がスリーブ１２４及びニードル弁８２間に懸架されている。
【０００５】
ニードル弁８２の他端部には、上記コア１２３の先端側に対向するように可動アマチュア１０１が取り付けられており、また、ニードル弁８２の中間部には、バルブ８２を弁本体７９の内周面に沿って摺動案内させるガイド８２ａと、第１ハウジング１００に設置されたスペーサ１０２と当接するニードルフランジ８２ｂが設けられている。
【０００６】
図９は弁装置７３の弁座付近を示す拡大側面図であり、図１０は旋回体８３の弁座８１側から見た正面図である。図において、弁装置７３の旋回体８３は、中心に弁体であるニードル弁８２を囲んで軸方向に摺動可能に支持する中心孔８５を持つほぼ中空円筒形の部材であって、弁装置７３内に組み立てられた時、弁座８１に接する第１端面８６と、弁座８１と反対側の第２端面８７と、これらの端面間にあって中空のハウジングの一部である弁本体７９の内周面８８に接する部分を有する周面８９とを備えている。
【０００７】
旋回体８３の第２端面８７は、その周辺部で弁本体９の内周面８８の肩部９０に当接して支持されており、また径方向に延びた通路溝９１が形成されていて、第２端面８７の内周部から外周部に燃料が流れることができるように構成されている。
【０００８】
旋回体８３の周面８９には、弁本体７９の内周面８８に当接して弁本体７９に対する位置を規定する複数の外周面部分８９ａと、これら外周面部分８９ａ間に設けられ、内周面８８と共に燃料の軸方向流路９２を形成する流路部分８９ｂとが形成されている。
【０００９】
旋回体８３の弁座８１に面する軸方向端面即ち第１端面８６には、第１端面８６の中心孔８５に隣接する内周辺に形成された所定幅の内周環状溝９４と、一端で周面８９の流路部分８９ｂに接続されて、そこからほぼ径方向内側に延びて、他端で内周環状溝９４に接線方向に接続された旋回溝９５とが設けられている。
【００１０】
次に、上記筒内噴射用燃料噴射弁の動作について説明する。まず図８において、外部より接続端子１２６を介してソレノイド装置１２０のコイル１２１に通電すると、可動アマチュア１０１、コア１２３、ハウジング本体７２で構成される磁気通路に磁束が発生し、可動アマチュア１０１はスプリング１２５の弾性力に抗してコア１２３側へ吸引される。そして、可動アマチュア１０１と一体のニードル弁８２は、そのニードルフランジ８２ｂがスペーサ１０２に当接するまで所定ストローク図示右側へ移動する。なお、ニードル弁８２はガイド８２ａにより弁本体７９の内周面に案内保持される。
【００１１】
次に、図９及び図１０において、ニードル弁８２の先端部が弁座８１から離れて間隙が形成されると、燃料供給管７４から導入される高圧の燃料は、弁本体７９とニードル弁８２間の通路から、まず旋回体８３の第２端面８７の通路溝９１を通って周面の軸方向流路９２に流れ込む。そして、旋回体８３の第１端面８６の旋回溝９５に流入して径方向内側に流れ、第１端面８６の内周環状溝９４内へその接線方向に流れ込み、内周環状溝９４で構成する旋回室Ｗにおいて旋回流を形成する。その後、弁座８１の噴射孔８０内に入ってその先端出口から噴霧される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の燃料噴射弁は以上のように構成されているので、旋回体外周面と弁体内周面との間には接触していない部分が残っており、燃焼熱が大きく、燃料噴射弁先端温度が高くなり易い場合等には、別の放熱手段が必要になってしまうという問題点があった。また、旋回溝の断面積が大きい仕様の場合は、軸方向流路が相対的に小さくなるため、軸方向流路で圧損が生じてしまい、旋回溝で所望の流速が得られなくなるという問題点もあった。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、旋回体からの放熱を促進することができると共に、旋回体の軽量化を図ることができる燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る燃料噴射弁は、中空状の弁本体と、この弁本体の一端に設けられ燃料噴射孔を有する弁座と、弁本体内を移動し弁座に離接して噴射孔を開閉する弁体と、弁体の周囲に配置され弁体を摺動可能に支持すると共に噴射孔から流出する燃料に旋回を与える旋回体とから構成され、旋回体は旋回体外周部、弁体支持部及び通路底部により構成することにより共通通路を形成し、旋回体外周部が弁本体の内周面の全周に亘って接触しており、更に旋回体の一端面が弁座に当接すると共に、他端面が弁本体の肩部に当接するものである。
【００１５】
この発明の請求項２に係る燃料噴射弁は、共通通路をドーナツ状共通通路で構成したものである。
【００１６】
この発明の請求項３に係る燃料噴射弁は、旋回体外周部の内面とドーナツ状共通通路底部との間、及び弁体支持部の外面とドーナツ状共通通路底部との間にそれぞれリブを形成したものである。
【００１７】
この発明の請求項４に係る燃料噴射弁は、旋回体に設けられた旋回溝は弁軸に対して一定距離をもって偏心し、この旋回溝の弁軸から離れた側の側面が環状溝の外周に接線方向につながっているものである。
【００１８】
この発明の請求項５に係る燃料噴射弁は、旋回体の外周面部と弁本体の内周面部とを直径すきま７μｍ以下のすきまバメとしたものである。
【００１９】
この発明の請求項６に係る燃料噴射弁は、旋回体の外周面部と弁本体の内周面部とは圧入により組み立てられたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施形態による筒内噴射用燃料噴射弁１の全体構成を示す側面断面図である。筒内噴射用燃料噴射弁１は、ハウジング本体２と、このハウジング本体２の一端にかしめ等されホルダ３５によりカバーされた弁装置３とにより構成されている。ハウジング本体２の他端には燃料供給管４が接続され、この燃料供給管４から燃料フィルタ５７を介して筒内噴射用燃料噴射弁１内に高圧の燃料が供給される。また、筒内噴射用燃料噴射弁１の先端部は内燃機関のシリンダヘッド５の噴射弁挿入孔６に挿入され、ウエーブワッシャ６０等によりシールされて取り付けられている。
【００２１】
弁装置３は、小径円筒部７及び大径円筒部８を有する段付中空円筒形の弁本体９と、弁本体９内で中心孔先端に固着されて燃料噴射孔１０を有する弁座１１と、ソレノイド装置５０（後述）により弁座１１に離接して燃料噴射孔１０を開閉する弁体であるニードル弁１２と、ニードル弁１２を軸方向に案内すると共に、径方向内向きに弁座１１の燃料噴射孔１０に流れ込もうとする燃料に旋回運動を与える旋回体１３とを備えている。弁装置３の弁本体９はハウジング本体２と共働して筒内噴射用燃料噴射弁１のハウジングを構成している。
【００２２】
ハウジング本体２は、筒内噴射用燃料噴射弁１をシリンダヘッド５に取り付けるためのフランジ３０ａを有する第１ハウジング３０とからなり、第一ハウジング３０内にはソレノイド装置５０を有している。ソレノイド装置５０は、コイル５１を巻回したボビン５２と、このボビン５２の内周部に設置されたコア５３とを備え、コイル５１の巻線は接続端子５６につながっている。コア５３はその内部が燃料通路となるように中空円筒形状になっており、その中空部には、スプリング５５がスリーブ５４及びニードル弁１２間に懸架されている。
【００２３】
ニードル弁１２の他端部には、上記コア５３の先端側に対向するように可動アマチュア３１が取り付けられており、また、ニードル弁１２の中間部には、バルブ１２を弁本体９の内周面に沿って摺動案内させるガイド１２ａと、第１ハウジング３０に設置されたスペーサ３２と当接するニードルフランジ１２ｂが設けられている。
【００２４】
図２は弁装置３の弁座１１付近を示す拡大側面図、図３は本実施形態による旋回体１３部分を示す上面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図５はＢ−Ｂ線断面図、図６は旋回体１３の底面図である。
図において、１３ａは旋回体外周部、１３ｂは弁体支持部、１３ｃは弁体摺動部、１３ｄはドーナツ状共通通路、１３ｅはドーナツ状共通通路底部、１５は弁座１１に対する第１端面、１６は反対側の第２端面であり、旋回体１３の第２端面１６は、その周辺部で弁本体９の内周面１７の肩部１８に当接して支持されている。又、図６に示すように、弁座１１に面する軸方向端面の内周側に設けられた環状溝１９と、一端が上流側に接続され、他端が環状溝１９に対してその中心からオフセット（Ｋ）した位置に接続される複数の旋回溝２０とから旋回体１３は構成されている。
【００２５】
図に示すように、旋回体外周部１３ａは弁本体９の内周面と全周に亘って接しており、この接触面からの放熱をより一層向上できるようになっている。また、ドーナツ状共通通路１３ｄを設けることにより、旋回溝２０の上流部での圧損を解消することができ、旋回溝２０の断面積が大きい仕様の場合でも、何ら支障なく旋回体１３の特性を発揮させることができる。更にドーナツ状共通通路１３ｄを設けることにより、この部分での旋回体１３と燃料との接触面積が大幅に形成されることとなり、燃料の流れによって旋回体１３からの放熱を促進させることができると共に、ドーナツ状共通通路１３ｄにより、装置全体の軽量化を図ることもできる。
【００２６】
又、図７に示すように、旋回体外周部１３ａの内面とドーナツ状共通通路底部１３ｅとの間、及び弁体支持部１３ｂの外面とドーナツ状共通通路底部１３ｅとの間には、各々にまたがってリブ２１を形成することにより、強度アップを図ることもできる。上記旋回体１３の加工方法としては金属射出成形を採用することにより容易に形成することができる。更に弁本体９と弁座１１が一体に構成されている場合に、旋回体１３と弁本体９の上流側から組み込むようにすることもできる。又、弁体１２の先端形状はボール弁等の種々の形状でも同様の効果を発生する。この場合には、旋回体１３の弁体摺動部１３ｃは直径の異なる複数の部位で構成することができる。
【００２７】
実施の形態２．
上記実施の形態１において、旋回体１３の外周面部分と弁本体９の内周面１７を直径すきま７μｍ以下となるすきまバメとすることにより、工作及び組立が簡単でかつ放熱特性を向上させることができる。また、旋回体１３の外周面部分と弁本体９の内周面１７とを圧入により組立てても良く、この場合放熱特性は充分確保される効果がある。
【００２８】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る燃料噴射弁によれば、中空状の弁本体と、この弁本体の一端に設けられ燃料噴射孔を有する弁座と、弁本体内を移動し弁座に離接して噴射孔を開閉する弁体と、弁体の周囲に配置され弁体を摺動可能に支持すると共に噴射孔から流出する燃料に旋回を与える旋回体とから構成され、旋回体は旋回体外周部、弁体支持部及び通路底部により構成することにより共通通路を形成し、旋回体外周部が弁本体の内周面の全周に亘って接触しており、更に旋回体の一端面が弁座に当接すると共に、他端面が弁本体の肩部に当接するので、旋回体の外周面部の伝熱だけでなく、旋回体の両端面からの伝熱に対してもその接触面を大きくして、放熱特性を向上させることができ、又旋回体に設けられた旋回溝の上流部は共通の通路に形成されているので、旋回溝上流部での圧損を解消することができる。
【００２９】
この発明の請求項２に係る燃料噴射弁によれば、共通通路をドーナツ状共通通路で構成したので、この部分での旋回体と燃料との接触面積が大幅に形成されることとなり、燃料の流れによって旋回体からの放熱を促進させることができると共に、装置全体の軽量化を図ることができる。
【００３０】
この発明の請求項３に係る燃料噴射弁によれば、旋回体外周部の内面とドーナツ状共通通路底部との間、及び弁体支持部の外面とドーナツ状共通通路底部との間にそれぞれリブを形成したので、強度アップを図ることができる。
【００３１】
この発明の請求項４に係る燃料噴射弁によれば、旋回体に設けられた旋回溝は弁軸に対して一定距離をもって偏心し、この旋回溝の弁軸から離れた側の側面が環状溝の外周に接線方向につながっているので、燃料の流れが旋回溝から環状溝の接線方向に高速で滑らかに流入し、複数の噴射流が衝突することがなくなる。
【００３２】
この発明の請求項５に係る燃料噴射弁によれば、旋回体の外周面部と弁本体の内周面部とを直径すきま７μｍ以下のすきまバメとしたので、工作及び組立が簡単でかつ放熱特性を向上させることができる。
【００３３】
この発明の請求項６に係る燃料噴射弁によれば、旋回体の外周面部と弁本体の内周面部とは圧入により組み立てられたので、放熱特性を充分確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による燃料噴射弁の全体構成を示す側面断面図である。
【図２】  図１の弁装置の弁座付近を示す拡大側面断面図である。
【図３】  図１の旋回体を示す上面図である。
【図４】  図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】  図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】  図１の旋回体を示す底面図である。
【図７】  図１の旋回体の側面断面図である。
【図８】  従来の燃料噴射弁の全体構成を示す側面断面図である。
【図９】  図８の弁装置の弁座付近を示す拡大側面断面図である。
【図１０】  図８の旋回体の弁座側から見た平面図である。
【符号の説明】
１  筒内噴射用燃料噴射弁、３  弁装置、９  弁本体、１０  燃料噴射孔、
１１  弁座、１２弁体、１３  旋回体、１３ａ  旋回体外周部、１３ｂ  弁体支持部、
１３ｄ  ドーナツ状共通通路、１３ｅ  ドーナツ状共通通路底部、１５  肩部、
１９  環状溝、２０  旋回溝、２１  リブ。
【図１】
0003810583.tif 000002
【図２】
0003810583.tif 000003
【図３】
0003810583.tif 000004
【図４】
0003810583.tif 000005
【図５】
0003810583.tif 000006
【図６】
0003810583.tif 000007
【図７】
0003810583.tif 000008
【図８】
0003810583.tif 000009
【図９】
0003810583.tif 000010
【図１０】
0003810583.tif 000011