JP2000320420A

JP2000320420A - 燃料噴射装置及び内燃機関

Info

Publication number: JP2000320420A
Application number: JP11133735A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tsuchiya; 雅弘土屋; Tosuke Hirata; 東助平田; Yoshio Okamoto; 良雄岡本; Toru Ishikawa; 石川　　亨; Yukishi Takagi; 亨之高木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2000-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】噴霧性能、燃料付着防止、カーボンデポジット
付着防止などの性能を維持しながら、騒音を低減できる
ノズル部材の噴射孔部外面構造を提供する。【解決手段】円筒状の側面３０と板状の底面を有するノ
ズル部材７の底面部３１は別体で成形され、噴射孔部を
含む底面部３１の噴射孔部外面に凹部を成形し、凹部底
面（ただし、板厚が一様な面）と凹部上面との板厚の比
が一定の範囲にし、噴射孔部８からノズル部材の噴射孔
部最外面２５へ向かうにしたがい板厚が次第に厚くなる
ようにノズル部材の噴射孔部外面の板厚を成形し、前記
円筒状の側面３０に穴を開け、前記穴３３を介して底面
部３１と円筒状の側面３０をスポット溶接し、その後、
底面部３１の下流側を円筒状の側面３０に全周溶接した
構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、噴射した燃料を燃
焼させて動力を得る内燃機関に使用される燃料噴射装置
に係り、特に、弁体が弁座部シート面に衝突する際に発
生する騒音及び応力を低減する燃料噴射装置と、内燃機
関とに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの吸気管内に燃料を噴射する吸
気管内燃料噴射装置に対して、燃焼室内に直接燃料を噴
射する装置の普及が進んでいる。

【０００３】筒内に直接燃料を噴射する装置を用いたと
きの燃焼室内の圧力は吸気管内燃料噴射装置を用いた場
合に比べ、非常に高くなる。そのため、筒内燃料噴射装
置の弁体にも高い圧力がかかり、弁を閉じておくために
は、弁体に強い予圧をかける必要がある。また、筒内に
直接燃料を噴射する装置を用いたときの弁の開閉は吸気
管内燃料噴射装置を用いた場合に比べ、非常に高速で行
う必要がある。弁体にかかる強い予圧に打ち勝って高速
に弁を開閉するため、開閉時にはシート面やストッパに
強い衝撃力が加わる。この衝撃力により噴射装置が振動
し、騒音を発生する。

【０００４】特開平１０―２５２６１２号公報ではカー
ボンデポジットの付着を防止するため、前記の凸形状部
先端の端面に凹形状部を成形しているが、騒音の低減ま
で配慮したものではなかった。特開平４―３３９１６８
号公報では噴射孔の先に空洞部、さらにその先に燃料出
口が設けられているが、空洞部が共鳴箱となって騒音が
増大する恐れがある。特開平８―２８４０７号公報では
噴射孔部から円筒状の側面に至る間の底面の板厚が途中
で薄くなる部分があり、応力集中や騒音の低減まで配慮
したものではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】筒内に直接燃料を噴射
する装置を用いたとき、弁体にかかる強い予圧に打ち勝
って高速に弁を開閉するため、開閉時にはシート面やス
トッパに強い衝撃力が加わる。この衝撃力により噴射装
置が振動し、騒音を発生する。ノズル部材底面は噴霧性
能等の制約から充分な剛性が得られないため、閉弁時に
振動して騒音が発生する。この騒音により車室内の乗り
心地が低下しないように、騒音カバー等が取り付けられ
ているが、重量増や価格の上昇につながるため、燃料噴
射弁自体の騒音を下げる必要がある。しかし、噴射孔部
を含むノズル部材底面の諸寸法は噴霧性能，燃料付着防
止，カーボンデポジット付着防止などの点を考慮して決
められている。このため、騒音を低減するためにノズル
部端面の肉厚を自由に決めることはできない。

【０００６】本発明はこれらの性能を維持しながら、騒
音を低減して燃料を噴射可能にした燃料噴射装置実現
し、高性能の内燃機関を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、噴射孔と、前記噴射孔の上流側に弁座を設け、前記
弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、前記弁体を
駆動する駆動手段とを備え、前記噴射孔及び前記弁座が
成形された底面部と、前記底面部から弁軸に沿う方向に
延設される側壁部とを別体に成形し、前記側壁部に複数
の穴を設け、前記側壁部の穴を介して前記底部を前記側
壁部にスポット溶接しておき、次に、前記底面部の下流
側と前記側壁部とを全周溶接して固定した構造とした。

【０００８】このとき、前記スポット溶接する位置は、
弁軸を中心とする径方向に均等配分することにより、溶
接後に底面部中心と側壁部中心が弁軸からずれないよう
に位置決めした。

【０００９】また、前記側壁部に穴を開ける代わりに、
底面部上流側に樫め溝を切って前記側壁部側から樫めて
おき、前記底面部の下流側を前記側壁部に全周溶接する
構成としても良い。

【００１０】また、内燃機関に前記燃料噴射装置を用い
た構成とした。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１〜
図４により説明する。図１は本発明の一実施例を示す電
磁式燃料噴射装置の縦断面図、図２はノズル部材と弁部
を拡大した要部縦断面図である。図１を用いて構造、動
作について説明する。

【００１２】電磁式燃料噴射弁１（装置）は、コントロ
ールユニット（燃料供給制御手段）により演算により求
められたデューティのＯＮ−ＯＦＦ信号により、シート
部の開閉を行い燃料の噴射を実施する。磁気回路は、有
底筒状のヨーク３、ヨーク３の開口端を閉じる栓体部２
ａとヨーク３の中心部に延びる柱状部２ｂとからなるコ
ア２及びコア２に空隙を隔てて対面するプランジャ４と
からなる。柱状部２ｂの中心には、プランジャ４とロッ
ド５と弁体６からなる可動部４Ａを、ノズル部材７に成
形された燃料の通過を許す燃料噴射孔部８の上流側のシ
ート面９に、押圧する弾性部材としてのスプリング１０
を挿入保持するための穴が設けてある。スプリング１０
の上端は、セット荷重を調整するためにコア２の中心に
挿通されたスプリングアジャスタ１１の下端に当接して
いる。コア２の柱状部２ｂ側とヨ−ク３の可動部４Ｂ側
で対面する隙間部は、コイル１４側へ燃料が流出するこ
とを防ぐために、両者間に機械的に固定されたシールリ
ング１２が設けてある。

【００１３】磁気回路を励磁するコイル１４はボビン１
３に巻かれ、その外周をプラスチック材でモールドされ
ている。これらから成るコイル組立体１５の端子１７
は、コア２のつば部に設けた穴１６に挿入されている。
この端子１７は、図示しないコントロールユニットの端
子と信号線で結合されている。ヨーク３の有底部には、
可動部４Ａを受容するプランジャ受容部１８が開けられ
ており、その下部にはさらにプランジャ受容部１８より
大径に成形され、ストッパ１９及びノズル部材７を受容
するノズル受容部２０がヨ−ク先端まで貫設されてい
る。

【００１４】可動部４Ａは、磁性材料製プランジャ４
と、一端がプランジャ４に接合されたロッド５とロッド
５に連接する弁体６とより成るが、ロッド５のプランジ
ャ４側には燃料の通過を許す空洞部５Ａが設けてある。
この空洞部５Ａには燃料の流出口５Ｂが設けてある。ま
た可動部４Ａは、プランジャ４の外周がシールリング１
２に当接することでその軸方向の動きを案内されると共
に、他端部に接合された弁体６がノズル部材７の中空部
の内壁２１に挿入される円筒状の燃料旋回部材２２の内
壁に当接することでそれぞれガイドされている。

【００１５】ノズル部材７には、弁体６をガイドする円
筒状の燃料旋回部材２２に続いて、弁体６をシートする
シート面９が成形されており、シート面９の中央には燃
料の通過を許す燃料噴射孔８が設けられている。可動部
４Ａのストローク（軸上方への移動量）は、ロッド５の
首部の受け面５Ｃとストッパ１９間の空隙の寸法で決定
される。なお、２７はフィルターで燃料中、配管中のゴ
ミや異物がシート側へ侵入するのを防ぐために設けられ
ている。

【００１６】上記の構成において、弁体６を駆動する駆
動手段は電磁式に限定されるわけではなく例えば圧電素
子を用いて駆動するよにしてもよい。

【００１７】また、本発明の燃料噴射弁はシリンダ内に
直接燃料を噴射する筒内燃料噴射式の内燃機関に使用し
た場合、特に大きな騒音低減効果が期待できる。即ち、
シリンダ内に直接燃料を噴射する内燃機関は、高い燃料
圧力で燃料を噴射するため弁体の駆動力も大きくする必
要があり、弁体の着座時に大きな力が弁体６をシートす
るシート面９に加わる可能性がある。従って、大きな騒
音が発生し易い。これに対して、本実施例で記載した燃
料噴射弁を使用することで騒音を低減することが可能で
ある。しかし、シリンダ外で燃料を噴射するタイプの内
燃機関に使用しても騒音を低減できることに変わりはな
い。

【００１８】ここに、本発明に係るノズル部材７の構造
及びノズル部材７を用いた電磁式燃料噴射弁の、閉弁時
における振動振幅と応力について図２〜図８、及び図１
１を用いて説明する。

【００１９】図２の（ａ）は弁体６を含むノズル部材７
の拡大断面図である。図２（ｂ）はノズル部材７の各部
の寸法を記号で表した図である。

【００２０】ノズル部材７の円筒状の側面部３０と該噴
射孔８を有する底面部３１は別体で成形され、噴射孔部
８の外面に凹部を設けている。さらに、凹部は燃料噴射
孔出口端面２３と燃料噴射孔出口端面２３に連なる傾斜
面２４及び傾斜面２４に連接するノズル部材の外側端面
２５（ノズル部材の噴射孔部最外面）で構成されてい
る。

【００２１】また、噴射孔部８を有する底面部３１とノ
ズル部材７の円筒状の側面部３０は、別体で成形され、
溶接されている。溶接は図３のフロー図に示す手順で行
う。この手順で溶接することにより、溶接部分の剛性を
高め、出来合寸法精度を高め、溶接による接合部からの
燃料漏洩を防ぎ、かつ、弁体ストローク量の微調節によ
り燃料噴霧特性を調整することができる。

【００２２】（ステップ１）ノズル部材７の円筒状の側
面部３０に溶接穴３３、もしくは、樫め溝を加工する。
溶接穴３３の配置は、弁軸３４を中心とする径方向に均
等配分する。図４に溶接穴３３が４個ある場合の穴の配
置例を示す。図４は、図２の切断面３５による断面図で
ある。また、応力集中点をできるだけ分散させるため
に、溶接穴の数はできる限り多くした方が好ましい。

【００２３】（ステップ２）ノズル部材７の底面部３１
とそれを受容する円筒状の側面部３０を、ステップ１で
加工した溶接穴もしくは樫め溝から軽くスポット樫めを
行い仮止めする。

【００２４】（ステップ３）ノズル部材７の底面部３１
とそれを受容する円筒状の側面部３０の相対位置を計測
して、弁体ストロークを算出する。

【００２５】（ステップ４）ノズル部材７の底面部３１
を電磁式燃料噴射弁１の上流側へ押し込むことにより、
ストロークの微調整を行う。このステップで加工寸法誤
差によるストロークの変化を調整することができる。従
来はスプリングアジャスタ１１を弁軸３４に対して上下
に動かすことにより、スプリング１０のセット荷重を変
化させ、噴霧特性を調整していた。

【００２６】図１１（ａ）にスプリングセット荷重と弁
体運動軌跡の相互関係を示す。グラフは横軸時間、縦軸
弁体変位を表している。また、図中の時間ｔ１とｔ２は
それぞれ、開弁、閉弁の開始時間を表している。図中の
実線４２、４０、４５はセット荷重が標準値の場合であ
る。セット荷重を高めるとグラフ立ち上がりが急峻にな
り、例えば、破線４３、４６のようになる。逆にセット
荷重を軽くすると、特性も逆となり、例えば、破線４
１、４４のようになる。ｔ１とｔ２を固定にした場合、
この調整は実質の噴霧時間を調整したことになる。

【００２７】一方、ステップ４により、弁体のストロー
クを変化させた場合には図１１（ｂ）の様になる。図中
の実線５１はストロークが標準値の場合である。ストロ
ークを長くすると破線５０、短くすると破線５２のよう
になる。ｔ１とｔ２を固定にした場合、この調整は実質
の噴霧量を調整したことになる。

【００２８】また、噴霧量はグラフの積分値に対応する
ので、シート９、あるいは、ストッパ１９との衝突跳ね
返りの影響も含めてグラフがステップ応答に近づくほ
ど、噴霧特性は理想的な一次関数型に近づく。

【００２９】（ステップ５）ステップ１で加工した溶接
穴３３もしくは樫め溝にスポット溶接、もしくは固く樫
めて完全に固定する。

【００３０】溶接後もしくは樫め後に、底面部３１の中
心と円筒状の側面部３０の中心が、共に弁軸３４からず
れないように作業を実施する。そのためには、弁軸３４
に対して点対称になる穴同士をペアとして溶接もしくは
樫めを行うと良い。例えば、図４に示す場合ならば、最
初に溶接穴３３（ａ）と溶接穴３３（ｂ）をペアとして
溶接し、次に溶接穴３３（ｃ）と溶接穴３３（ｄ）をペ
アとして溶接する。しかし、溶接穴３３が奇数個の場
合、この様なペアが作れないため、なるべく対象位置に
近いペアを選択して溶接すれば良い。

【００３１】（ステップ６）ノズル部材７の底面部３１
とそれを受容する円筒状の側面部３０を、電磁式燃料噴
射弁１の下流側から全周溶接を行い該噴射孔８を有する
底面部３１とノズル部材７の円筒状の側面部３０の接合
を完了する。全周溶接を行うことにより、接合面の境目
からの燃料漏洩を防ぐ。

【００３２】また、この溶接法を構造力学的な観点から
見ると噴射孔８を有する底面部３１は、ノズル部材７の
円筒状の側面部３０に対して、全周溶接３２とスポット
溶接点３３により両端固定されたことになる。これによ
り、噴射孔８を有する底面部３１とノズル部材７の円筒
状の側面部３０を別体成形したことによる接合部の剛性
低下を回避することができる。接合部の剛性低下は、底
面部３１の振動振幅の増大を引き起こし、その結果、電
磁式燃料噴射弁１の不快な可動音増大につながる。

【００３３】特に、この加工方法は、ノズル部材７が軸
方向に長く伸びて、ノズル部材７の一体加工が困難な、
ロングノズルタイプの電磁式燃料噴射弁に対して用いる
と騒音対策に効果的である。

【００３４】騒音を低減するためにノズル部材７が守る
べき基本的条件は、１）噴射性能を満足する構造寸法でなければならない。

【００３５】２）騒音を低減するためには、衝撃力によ
る変形（振動振幅）をできるだけ小さくする必要があ
る。変形を小さくするためには、底面の剛性をできるだ
け大きくしなければならない。そのために、底面の板厚
はできるだけ厚くした方がよい（剛性は板厚の三乗に比
例して大きくなる）。

【００３６】３）衝撃を受けた時、底面の応力分布がで
きるだけ一様になるようにして（応力が集中する部分が
ない）、ノズル部材７の寿命を長くするためには、荷重
点からの距離が遠ざかるほど板厚を増やして行けばよい
（距離の平方根に比例して板厚を増やす）。

【００３７】１）の条件は必須の条件であるので、１）
を守りながら２）と３）を満足するためには荷重点から
の距離の平方根に比例して板厚を増やせばよい。しか
し、噴射性能の制約から、板厚を荷重点からの距離の平
方根に比例するように設計するのは難しいので、荷重点
からの距離が遠ざかるほど板厚を増やして行けばよい。

【００３８】上記のノズル部材７の板厚は燃料噴射孔出
口端面２３が最も薄く、次にシ−ト面９、次に燃料旋回
部材座面２６となり、ノズル部材の外側端面２５が最も
厚くなるように設計されている。

【００３９】さらに、各部の具体的形状について示す。
まず、噴射特性の基本性能を満足するように噴射孔部８
の直径ｄは決められている。次に、図２（ｂ）中の燃料
噴射孔出口端面２３の直径Ｄは噴霧性能により決まり、
噴射孔部８の直径ｄの２.０〜４.０倍である。噴射孔部
８の長さｌは噴霧の角度に影響するため、噴射孔部８の
直径ｄの０.７〜１.４倍である。図２（ｂ）中の板厚ａ
の寸法については、ノズル部材７の内側に大きくする
と、燃料旋回部材２２と噴射孔部８との間隔が大きくな
り、燃料の旋回エネルギが小さくなるため、噴霧性能が
悪くなる。逆にノズル部材７の外側に大きくすると、噴
射孔部８の長さｌが長くなり、噴霧角が変わるため、噴
霧性能が悪くなる。以上のことから、板厚ａの寸法は噴
射孔部８の長さｌの１.２〜２.４倍である。また、燃料
噴射孔出口端面２３に連なる傾斜面２４は燃料噴射孔出
口近傍に溜まった燃料が自然に排出されやすくするため
のもので、角度は０°〜１２０°である。さらに、噴射
孔部８の入口角度は，開弁時における燃料の流入抵抗が
最も小さくなる角度から、７５°〜９０°に設計され
る。また、板厚ｂの寸法は燃料噴射孔出口端面２３とエ
ンジンのシリンダ壁面との距離が噴霧性能の関係で決ま
っているため上限がある．上限は板厚比ｂ／ａが約２.
５以下である。

【００４０】次に騒音に最も影響する板厚ｂと板厚ａに
ついて説明する。図８に弁体６が着座（衝突）したとき
の衝撃をパルス状の荷重としてシ−ト面９に加えたとき
のノズル部材７の振動応答（変形）を有限要素法により
解析した例を示す。図８（ａ）は弁体６が着座（衝突）
する前（静止時）の形状を表し、図８（ｂ）は衝突後の
振動の最大振幅時の形状（変形）を表している。ノズル
部材７の出口側が大きく変形し、振動する。この振動変
形によって周辺の空気の圧力が変動し騒音となる。振動
変形の大きさは衝撃荷重の大きさに比例し、ノズル部材
７の噴射孔部８を含む面全体の剛性に反比例する。一
方、騒音の大きさ、すなわち、音圧レベルは振動してい
る面の振動速度に比例する。従って、噴射孔部８含む面
全体の剛性を大きくすれば振動が小さくなり、騒音も下
がる。

【００４１】板の剛性は板の厚さの３乗に比例するか
ら、噴射孔部８を含む面全体の板厚を厚くすれば剛性が
増大し、振動変形が小さくなり、騒音も下がる。しかる
に、先に述べたように、ノズル部材７の寸法には噴霧性
能を満足するために種々の制約がある。

【００４２】噴霧性能を満足するための寸法制約を守り
ながら、図２（ｂ）中の板厚ｂと板厚ａの比と騒音レベ
ルとの関係を計算により求めた結果を図５に示す。縦軸
は騒音が最も大きいときとの差で表示している。計算は
先ず、与えられた板厚ａ及びｂのときの振動の大きさ
を、図８の場合と同じように、パルス状の荷重をシ−ト
面９に加え、有限要素法により求める。振動の大きさが
わかると、概略の音圧レベルは次式により求まる。

【００４３】ｐ＝ρｃａｕ／ｒここで、ｐ：音圧、ρ：空気の密度、ｃ：音速、ａ：振
動面の半径、ｕ：振動速度の振幅、ｒ：振動面と音圧計
測点との距離である。

【００４４】人の耳で二つの音のレベルを聞き比べた
時、二つの音のレベルに有意差を感じるのは３ｄＢ以上
差が必要であると言われている。そのため、騒音低減の
効果を明瞭に認識するためには、騒音を３ｄＢ以上下げ
る必要がある。従って、図４の結果から、板厚ｂと板厚
ａの比は１.５〜２.５に設定する必要がある。本実施例
でも板厚比は１.５〜２.５になるように設計している。
以上、本実施例における噴射孔部８の外面に設けた凹部
及び噴射孔部８の入口角度の具体的形状をまとめると、
次のようになる。

【００４５】ｌ／ｄ＝０.７〜１.４、Ｄ／ｄ＝２.０〜
４.０、ａ／ｌ＝１.２〜２.４、ｂ／ａ＝１.５〜２.
５、β＝０°〜１２０°、α＝７５°〜９０°である。

【００４６】本発明では、ノズル部材７の円筒状の側面
３０と板状の底面２５は別体成形されている。円筒状の
側面３０と板状の底面２５とを分離して、別々の部材と
して構成した場合に、本発明による全周溶接加工法以外
でも、円筒状の側面３０と板状の底面２５との境目から
燃料が漏れるのを防ぐためＯリングを間に挟む等の対策
法がある。しかし、Ｏリングはゴムなどの柔らかい物質
で作られているため、ノズル部材７の噴射孔部８を含む
面全体の剛性が低下するので、騒音低減のためには好ま
しくない。

【００４７】次にノズル部材７における板厚と応力の関
係を説明する。シート面９に加わる荷重をＰとし（単純
化するために単一荷重とする）、シート面９からｘだけ
離れた点に加わるモーメントをＭ、ｘ点の断面係数を
Ｚ、板厚をｈ、ｘ点の応力をσとすると、荷重とモーメ
ント及びモーメントと応力の間には次の関係がある。

【００４８】Ｍ＝Ｐｘ σ＝Ｍ／Ｚさらに、断面係数Ｚはその点の板厚ｈの二乗に比例する
から、応力σは距離ｘに比例し、板厚ｈの二乗に反比例
する。すなわち、

【００４９】

【数１】

【００５０】従って、各点の応力を同じにするには、板
厚を荷重点からの距離の平方根に比例するようにすれば
よい。

【００５１】

【数２】

【００５２】噴射性能の制約から、板厚と荷重点からの
距離との関係を上式のように設計するのは困難である。
そのため、各場所での応力にできるだけ差がないように
するには、荷重点からの距離が遠ざかるほど板厚を増や
して行けばよい。

【００５３】本実施例のノズル部材７のシート面９に荷
重が加わったときの応力分布を図６（ａ）に示す。比較
のため、図７に示す従来方式の燃料噴射ノズルの応力分
布を図６（ｂ）に示す。図７の従来の燃料噴射ノズルと
本発明の実施例と異なる点は、本発明ではノズル部材７
が噴射孔を形成する底面部３１と円筒状の側面部３０と
に別体で形成されているが、従来の噴射孔ノズルはこの
部分が一体で形成されている点である。

【００５４】本実施例の場合には、場所によって応力に
大きな差はない。しかし、従来方式の場合では、応力が
極端に大きくなる場所がある。本実施例のように、場所
による応力の差ないことによって、疲労寿命が長くな
り、より長期間使用できる。

【００５５】また、従来方式の場合には中央部が重くな
るため、固有振動数が低くなり、衝撃が加わったときの
振動振幅が大きくなり、騒音も増大する。

【００５６】図９は電磁式燃料噴射弁の他の実施例を示
す。本実施例ではノズル部材７の図２記載の燃料旋回部
材座面２６を二つに分割する。すなわち、燃料旋回部材
２２を支持する水平座面２８と燃料の流れをガイドする
傾斜ガイド面２９に分ける。傾斜ガイド面２９を設ける
ことにより、燃料噴射孔部８からノズル部材の外側端面
２５までの板厚の変化が滑らかになり、応力の場所によ
る差が小さくなる。従って、疲労寿命が長くなり、より
長期間使用できる。

【００５７】図１０は電磁式燃料噴射弁の他の実施例を
示す。本実施例ではノズル部材７の燃料噴射孔出口端面
に連なる傾斜面２４の傾斜を最小にして垂直にした例で
ある。傾斜面２４を垂直にすると燃料噴射孔出口近傍に
溜まった燃料が自然に排出されて好ましくないが、場所
による応力の変化は従来方式に比べて小さくなるため、
疲労寿命が長くなり、より長期間使用できる。

【００５８】本発明に係る燃料噴射弁を使用する内燃機
関の構成を図１２に示す。本発明によれば、燃料噴射弁
１０１０に燃料を供給する燃料供給手段１０２０、燃料
噴射弁１０１０への燃料の供給を制御する燃料供給制御
手段１０３０、燃料噴射弁で噴射された燃料に点火する
点火手段１０９０、点火手段１０９０による点火時期を
制御する点火制御手段１０４０、燃料噴射弁１０１０で
噴射される燃料を燃焼して動力を発生するためのシリン
ダ１０６０及びピストン１０７０を備えて内燃機関を構
成する。上記内燃機関の構成は一般的なものである。更
に内燃機関の構成は上記構成に限定されるわけではな
く、その他の構成であってもよい。

【００５９】以上説明した実施例では、ノズル部材７を
一体成形しない場合にでも、燃料噴射弁の閉弁時の振動
振幅を小さくし騒音を低減できる。このため、乗心地が
改善されると共に、騒音カバーが不要になりコストを低
減できる。さらに、ノズル部材底面の板厚を段階的に変
えているため、極端に応力が大きくなるところがなくな
り、疲労寿命が長くなり、耐久性がよくなる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、燃料噴射弁の閉弁時の
振動振幅が小さくなることにより騒音を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である筒内燃料噴射装置用の
電磁式燃料噴射弁の縦断面図。

【図２】本発明のノズル部材周辺の要部断面図。

【図３】本発明による溶接方法のフロー図。

【図４】溶接穴の配置を説明する図。

【図５】凹部上面と凹部底面の板厚の比と騒音レベルと
の関係を示す図。

【図６】閉弁時におけるノズル部材の噴射孔部外面の応
力分布を示す図。

【図７】従来方式のノズル部材周辺の一例の要部断面
図。

【図８】閉弁時におけるノズル部材の振動変形を示す
図。

【図９】本発明の第二実施例を示すノズル部材周辺の要
部断面図。

【図１０】本発明の第三実施例を示すノズル部材周辺の
要部断面図。

【図１１】弁体ストロークと噴霧特性の関係を説明する
図。

【図１２】本発明に係る燃料噴射弁を使用する内燃機関
の構成図。

【符号の説明】

１…電磁式燃料噴射弁、６…弁体、７…ノズル部材、８
…燃料噴射孔、９…シート面、２２…燃料旋回部材、２
３…燃料噴射孔出口端面、２４…燃料噴射孔出口端面に
連なる傾斜面、２５…ノズル部材の外側端面（ノズル部
材の噴射孔部最外面）、２６…ノズル部材の燃料旋回部
材座面、３０…円筒状の側面部、３１…底面部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡本良雄茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者石川亨茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者高木亨之茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AB02 AD12 BA22 BA46 BA61 CC06U CC14 CC15 CC20 CC21 CD04 CE22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】噴射孔と、前記噴射孔の上流側に設けた弁
座と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、
前記弁体を駆動する駆動手段とを備えた燃料噴射装置に
おいて、前記噴射孔及び前記弁座が成形された底面部と、前記底
面部から弁軸に沿う方向に延設される側壁部とを別体に
成形し、前記側壁部に穴を設け、前記穴部を介して前記
底面部と前記側壁部とをスポット溶接し、前記側壁部と
前記底面部の噴出口側を全周溶接して固定したことを特
徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】請求項１に記載の燃料噴射装置において、前記スポット溶接する位置は、前記弁軸を中心とする径
方向に複数箇所、均等配分したことを特徴とする燃料噴
射装置。
【請求項３】噴射孔と、前記噴射孔の上流側に設けた弁
座と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、
前記弁体を駆動する駆動手段とを備えた燃料噴射装置に
おいて、前記噴射孔及び前記弁座が成形された底面部
と、前記底面部から弁軸に沿う方向に延設される側壁部
とを別体に成形し、前記底面部上流側に樫め溝を設け、
前記底面部と前記側壁部とを前記樫め溝にて樫め固定
し、前記底面部の下流側と前記側壁部とを全周溶接して
固定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】請求項３に記載の燃料噴射装置において、
前記樫める位置は、前記弁軸を中心とする径方向に複数
箇所、均等配分したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】請求項１又は３のいづれかに記載の燃料噴
射装置において、前記底面部は噴射孔が成形される部分から外周側に向か
って肉厚が一様に増加するように成形されていることを
特徴とする燃料噴射弁。
【請求項６】噴射孔と、前記噴射孔の上流側に弁座と該
弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、前記弁体を
駆動する駆動手段とを備えた燃料噴射装置と、前記燃料
噴射装置に燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料噴
射装置への燃料の供給を制御する燃料供給制御手段と、
前記燃料噴射装置で噴射された燃料に点火する点火手段
と、前記点火手段による点火時期を制御する点火制御手
段と、前記燃料噴射装置から噴射される燃料を燃焼して
動力を発生するためのシリンダ及びピストンを備えた内
燃機関において、前記噴射孔及び前記弁座とを成形した底面部と、前記底
面部から弁軸に沿う方向に延設される側壁部とを別体に
成形し、前記側壁部に複数の穴を設け、前記側壁部の穴
を介して前記底面部と前記側壁部とをスポット溶接し、
前記底面部の下流側と前記側壁部とを全周溶接して固定
したことを特徴とする内燃機関。
【請求項７】噴射孔と、前記噴射孔の上流側に設けた弁
座と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、
前記弁体を駆動する駆動手段とを備えた燃料噴射装置
と、前記燃料噴射装置に燃料を供給する燃料供給手段
と、前記燃料噴射装置への燃料の供給を制御する燃料供
給制御手段と、前記燃料噴射装置から噴射された燃料に
点火する点火手段と、前記点火手段による点火時期を制
御する点火制御手段と、前記燃料噴射装置から噴射され
る燃料を燃焼して動力を発生するためのシリンダ及びピ
ストンを備えた内燃機関において、前記噴射孔及び前記弁座が成形された底面部と、前記底
面部から弁軸に沿う方向に延設される側壁部とを別体に
成形し、前記底面部上流側に樫め溝をもうけ、予め前記
側壁部と前記底面部上流側とを前記側壁部側から樫め、
前記底面部の下流側と前記側壁部とを全周溶接して固定
したことを特徴とする内燃機関。