JP2002130085A - 燃料噴射弁及びその製作方法と内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】燃料噴射弁において、異なる噴射量及び噴霧形
状の種々の内燃機関に、安価で、自由度が高く、点火性
が良好で、燃焼安定範囲の拡大ができ、燃焼時の未燃ガ
ス成分の排出量を低減できるように対応すること。 【解決手段】弁座面１２の下流側に位置し通過する燃料
の噴射量を制御する燃料噴射孔１６を板厚方向に開口し
て形成した第１プレート１５と、燃料噴射孔１６より噴
射される燃料の噴霧形状を制御する噴霧形状制御穴１７
を板厚方向に開口して形成した第２プレート１６とを重
ね合わせて配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射弁及びそ
の製作方法と内燃機関に係り、特に燃料の噴射量及び噴
霧形状を設定する部材を備えた燃料噴射弁及びその製作
方法と内燃機関に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃料噴射弁としては、特開平２−
１２５９５６号公報（従来技術１）に示されているよう
に、燃料噴射孔からの微粒化燃料を効率よく分配し優れ
た微粒化特性で噴射供給を行ない得る複吸気エンジン用
の電磁弁式燃料噴射弁を提供するために、弁座の上流側
に設けられ、供給された燃料に旋回力を与える燃料旋回
素子と、弁座の下流側に設けられた燃料噴射孔と、燃料
噴射孔の下流側に噴出する燃料の流れを分割させる分割
手段とを備えたものがある。

【０００３】そして、具体的には、燃料噴射孔を形成す
る部材であるバルブガイドは、断面がＨ形状の筒状をし
ており、中央部にボール弁のシート面とこのシート面に
連続する燃料噴射孔が形成されており、その筒状部の上
部内側に燃料旋回素子が挿入固定され、その筒状部の下
部内側に分割手段であるプレート状アダプタが挿入固定
されている。

【０００４】なお、この従来技術１には、係る燃料噴射
弁を用いて燃焼効率を向上する内燃機関も示されてい
る。

【０００５】また、従来の燃料噴射弁としては、特開平
１１−７０３４７号公報（従来技術２）に示されている
ように、流体通路を形成する内壁面に弁座を設けたバル
ブボディと、弁座に環状に着座可能な当接部を有し、当
接部が弁座から離座ならびに弁座に着座することにより
流体通路を開閉する弁部材と、弁部材よりも流体下流側
のバルブボディに取付けられるオリフィスプレートであ
って、板厚方向に貫通する複数のオリフィスを有するオ
リフィスプレートとを備えたものがある。

【０００６】そして、具体的には、オリフィスプレート
は、ステンレス製でカップ状に形成され、このオリフィ
スプレートがニードル弁の燃料下流側でバルブボディの
先端に全周溶接により接合されており、オリフィスプレ
ートの中央部に燃料を噴射するための多数のオリフィス
が斜め方向に設けられ、全周にわたって２列形成されて
いる。

【０００７】更には、従来の燃料噴射弁としては、特開
平６−２９９９３２号公報（従来技術３）に示されてい
るように、弁座部を有する弁本体と、弁座部に当接する
シート部を有して燃料通路を開閉する弁部材と、流体が
通過するスリット状の第１の孔を有する第１のプレート
と、第１のプレートの下流側に重ねて設けられ、第１の
孔に直交するスリット状の第２の孔を有する第２のプレ
ートを備えたものがある。

【０００８】そして、具体的には、弁本体の前方側に第
１のオリフィスプレートが載せられ、この第１のオリフ
ィスプレートの下面に第２のオリフィスプレートが重ね
合わせられ、これらの第１のオリフィスプレート及び第
２のオリフィスプレートを弁本体の端面に固定するスリ
ーブが弁本体にカシメ固定されているものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術１で
は、燃料噴射孔からの微粒化燃料を効率よく分配し優れ
た微粒化特性で噴射供給を行ない得る複吸気エンジン用
の電磁弁式燃料噴射弁を提供することが示されている
が、燃料噴射孔を形成するバルブガイドが断面Ｈ形状を
した複雑な形状をしたものであり、異なる噴射量及び噴
霧形状の種々の内燃機関に適用することに対する配慮に
関しては記載されていない。

【００１０】そして、従来技術１では、アダプタの具体
的な挿入固定方法が記載されておらず、アダプタの挿入
固定により弁座部の変形に影響を与えないようにするこ
との配慮に関しては記載されていない。

【００１１】また、従来技術２では、燃料噴射量及び燃
料噴射方向を制御する機能が複数のオリフィスを形成し
た一枚のオリフィスプレートに集約されており、異なる
噴射量及び噴霧形状の種々の内燃機関に適用することに
対する配慮に関しては記載されていない。

【００１２】そして、従来技術２では、ステンレス製の
オリフィスプレートをバルブボディの先端に全周溶接に
より接合されているが、オリフィスプレートの中央部が
燃料圧力等により変形してバルブボディとの間に隙間が
生じないように配慮してその溶接位置を中心部に近い部
分で全周溶接すると、溶接時の熱変形が弁座部にまで影
響を及ぼすおそれがあった。

【００１３】更には、従来技術３では、スリット状の第
１のオリフィスプレートとスリット状の第２のオリフィ
スプレートを直交させて重ね合わせることにより燃料噴
射孔を形成するものであり、異なる噴射量及び噴霧形状
の種々の内燃機関に適用することに対する配慮に関して
は記載されていない。

【００１４】そして、従来技術３では、第１のオリフィ
スプレート及び第２のオリフィスプレートの外周部を弁
本体の端面に固定するスリーブが弁本体にカシメ固定さ
れるようになっているが、これらのプレートの外周部を
保持しているものであり、かつ第２のオリフィスプレー
ト自身が燃料噴射孔を形成するものであるので、第１の
オリフィスプレート及び第２のオリフィスプレートを薄
く形成して燃料噴射孔の精度を向上しようとすると、こ
れらの中央部が燃料圧力等により変形して弁本体との間
及び両オリフィスプレートの間に隙間が生ずるおそれが
あった。

【００１５】なお、従来技術１から３において、種々の
内燃機関への適用を十分に配慮せずに内燃機関の壁面へ
の燃料付着の抑制が不十分であると、吸気管内壁面やピ
ストン、シリンダ壁面あるいはシリンダヘッド等への燃
料付着が生じるため、付着燃料の不完全燃焼により発生
する未燃炭化水素の排出量を低減する上で好ましくな
い。

【００１６】本発明の目的は、異なる噴射量及び噴霧形
状の種々の内燃機関に適用することに、安価で、自由度
が高く、しかも内燃機関の点火性が良好で、燃焼安定範
囲の拡大ができ、燃焼時の未燃ガス成分の排出量を低減
できるように対応可能な燃料噴射弁及びその製作方法を
得ることにある。

【００１７】本発明の別の目的は、異なる噴射量及び噴
霧形状の種々の内燃機関に適用することに、より一層自
由度が高く対応可能な燃料噴射弁を得ることにある。

【００１８】本発明の別の目的は、異なる噴射量及び噴
霧形状の種々の内燃機関に容易に対応できると共に、デ
ポジットを抑制して噴射量や噴霧形状の経時劣化を防止
することができる燃料噴射弁を得ることにある。

【００１９】本発明の別の目的は、異なる噴射量及び噴
霧形状の種々の内燃機関に適用することに、より一層安
価に対応可能な燃料噴射弁を得ることにある。

【００２０】本発明の別の目的は、異なる噴射量及び噴
霧形状の種々の内燃機関に容易に対応できると共に、燃
料噴射孔の変形を防止して精度の良い燃料噴射孔を備え
た燃料噴射弁を得ることにある。

【００２１】本発明の別の目的は、異なる噴射量及び噴
霧形状の種々の機種に安価でかつ自由度が高く対応で
き、しかも点火性が良好で、燃焼安定範囲の拡大がで
き、燃焼時の未燃ガス成分の排出量を低減できる内燃機
関を得ることにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の特徴は、弁座面に当接及び弁座面から
離脱して燃料流路を開閉する弁体と、前記弁座面の下流
側に位置し通過する燃料の噴射量を制御する燃料噴射孔
を形成した第１プレートと、前記燃料噴射孔より噴射さ
れる燃料の噴霧形状を制御する噴霧形状制御穴を形成し
た第２プレートとを備え、前記第１プレートは板厚方向
に開口する前記燃料噴射孔を中央部に有し、前記第２プ
レートは、板厚方向に開口する前記噴霧形状制御穴を前
記燃料噴射孔に連通して有すると共に、前記第１プレー
トの下流面側に重ね合わせて配置したことにある。

【００２３】特に好ましくは、前記第１プレートとは別
体の弁座部材で前記弁座面を形成すると共に、前記弁座
部材の下流面側に前記第１プレートを当接して積層した
ことにある。

【００２４】また、特に好ましくは、前記第２プレート
を金属材料で形成すると共に、前記第２プレートの第１
プレート側の面を表面処理したことにある。

【００２５】また、特に好ましくは、合成樹脂やセラミ
ック等の非金属材料で前記第１プレートを形成すると共
に、金属材料で前記第２プレートを形成したことにあ
る。

【００２６】また、特に好ましくは、前記第２プレート
を前記噴霧孔部材より厚肉に形成すると共に、前記第２
プレートの周辺部を弁構成部材に溶接またはかしめによ
り固定したことにある。

【００２７】本発明の第２の特徴は、弁座面に当接及び
弁座面から離脱して燃料流路を開閉する弁体と、前記弁
座面の下流側に位置して通過する燃料の噴射量を制御す
る燃料噴射孔を形成した第１プレートと、前記燃料噴射
孔より噴射される燃料の噴霧形状を制御する噴霧形状制
御穴を形成した第２プレートとを組み立てることにより
製作する燃料噴射弁の製作方法において、前記第１プレ
ートの前記燃料噴射孔を板厚方向に開口するように中央
部に形成すると共に異なる大きさの燃料噴射孔を有する
複数種類の前記第１プレートを製作し、前記第２プレー
トの噴霧形状制御穴を板厚方向に開口して前記燃料噴射
孔に連通するように形成すると共に異なる形状の噴霧形
状制御穴を有する複数の複数種類の前記第２プレートを
製作し、前記複数種類の第１プレート及び第２プレート
の中から搭載される内燃機関の噴射量及び噴霧形状に合
致するものを選択して組み立てるようにしたことにあ
る。

【００２８】本発明の第３の特徴は、燃料及び空気を吸
込んで燃焼させるシリンダ及びピストンと、燃料を供給
する燃料噴射弁と、前記シリンダに供給された燃料に点
火する点火プラグとを備えた内燃機関において、前記燃
料噴射弁は、弁座面に当接及び弁座面から離脱して燃料
流路を開閉する弁体と、前記弁座面の下流側に位置し通
過する燃料の噴射量を制御する燃料噴射孔を形成した第
１プレートと、前記燃料噴射孔より噴射される燃料の噴
霧形状を制御する噴霧形状制御穴を形成した第２プレー
トとを有しており、前記第１プレートは内燃機関の噴射
量に合致する前記燃料噴射孔を中央部に有し、前記第２
プレートは、搭載する内燃機関の噴霧形状に合致する前
記噴霧形状制御穴を前記燃料噴射孔に連通して有すると
共に、前記第１プレートの下流面側に重ね合わせて配置
したことにある。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態を図を
用いて説明する。

【００３０】まず、本発明の第１実施形態を図１及び図
２を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態の燃
料噴射弁を示す断面図、図２は図１の燃料噴射弁の要部
拡大図である。なお、図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）
はそのＬ方向矢視図である。

【００３１】電磁式燃料噴射弁１は、コントロ−ルユニ
ット（図示せず）により演算されたデュ−ティのＯＮ−
ＯＦＦ信号により、弁座部の開閉を行うことにより燃料
を噴射するものである。

【００３２】燃料噴射弁１の磁気回路は、コア筒状管
２、ヨーク管状片３、栓体４及びアンカ６から形成され
る。コア筒状管２は、筒状の磁性材料よりなり、電磁コ
イル５の内側に配置されてコアとしての機能を有すると
共に、一方の開口端部２ａに燃料導入部を有し、他方の
開口端部２ｂに燃料流出部を有している。このコア筒状
管２の開口端部２ｂの外周部には、薄厚状の円筒部材７
の一端部側が挿入固定されている。ヨーク管状片３は、
強磁性材よりなり、少なくとも部分的に電磁コイル５を
取り囲むように構成されるヨ−クとしての機能を有し、
その一部が円筒部材７に固定されている。栓体４は、こ
のヨーク管状片３の一方端を閉じるように設けられてい
る。円筒部材７は、非磁性材あるいは弱磁性材よりなる
薄厚筒状に形成され、コア筒状管２の開口端部２ｂの端
面に空隙を隔てて対面している。磁気回路を励磁する電
磁コイル５はボビンに巻かれている。電磁コイル５の端
子２５は、図示しないコントロ−ルユニットの端子と結
合される。

【００３３】弁体１０はアンカ６とロッド８とボール弁
９とよりなっている。ロッド８は、部分的に開口部８ａ
を有するように板状部材を丸めて成形され、その外周面
がアンカ６の内周面に固定されている。ボール弁９はこ
のロッド８の他方の開口端部を閉鎖するように溶接止め
されている。この弁体１０は、アンカ６の外周面が円筒
部材７の内周面にガイドされ、ボール弁９の外周面が燃
料旋回部材１４の内周面にガイドされ、移動可能になっ
ている。

【００３４】この燃料旋回部材１４は、軸方向に延びる
複数の軸方向通路１４ａと、この軸方向通路１４ａから
軸中心方向に延びる複数の径方向通路１４ｂとを有して
おり、ノズル体１１内に固定して配置されている。な
お、軸方向通路１４ａ及び径方向通路１４ｂは、燃料旋
回部材１４を挿入固定した際にノズル体１１との間に形
成されるものである。

【００３５】ノズル体１１は、一端が開放され、他端部
に弁座面１２を有し、この弁座面１２の下流側に中央に
連通孔１３を有している。このノズル体１１は円筒部材
７の一方端の内周面７ａに圧入固定される。

【００３６】さらに、円筒部材７の下流側には、第１プ
レート１５及び第２プレート１７が順次圧入される。そ
して第２プレート１７は、その外周部１９が円筒部材７
にレーザ溶接等により固着される。それから、ブッシュ
２３が円筒部材７の一側端部７ａに挿入固定される。第
１プレート１５は、ノズル体１１と別体に形成され、全
体が単純な円板形状をしており、その中央部に軸方向に
貫通する燃料噴射孔１６を有している。この燃料噴射孔
１６は、弁座面１２の下流側に位置し、燃料の噴射量を
決定すると共に、燃料の微粒化にも寄与するものであ
る。また、第２プレート１７は、第１プレート１５と別
体に形成され、第１プレート１５と外径が同じ単純な円
板形状をしており、その中央部に軸方向に貫通する噴霧
形状制御穴１８を有している。この噴霧形状制御穴１８
は、燃料噴射孔１６の下流側に位置しており、燃料の噴
霧形状を制御するものである。そして、第１プレート１
５は第２プレート１７より板厚が薄く形成され、第２プ
レート１７は所定の噴霧形状が得られるように第１プレ
ート１５の板厚より厚く形成されている。更には、第２
プレート１７には、その内外周面にはデポジットの付着
を防止するための表面処理が施してある。これにより、
第２プレート１７へのデポジットの付着が抑制されて噴
射量や噴霧形状の経時劣化を防止することができ、長期
間安定した燃料噴射が実施できる燃料噴射弁１を得るこ
とができる。

【００３７】弁体１０は、上述したノズル体１１、第１
プレート１５及び第２プレート１７を圧入固定する際
に、アンカ６端面とコア筒状管２の開口端部２ｂ端面と
の隙間が所定間隔になるように調整される。すなわち、
この隙間は弁体１０の軸方向の移動量となる。また、弁
体１０は、リターンスプリング２０によってノズル体１
１の弁座面１２に押圧力を付与されている。その押圧力
は板材をロール状に成形した巻きブッシュ２１の軸方向
位置によって調整される。

【００３８】また、本実施形態では、コア筒状管２の下
端面が開弁動作時にアンカ６を受け止めるストッパとし
ての役割をなしている。このため、コア筒状管２の下端
面やアンカ６の上端面には、クロムメッキ等が電解メッ
キ法等で処理されていることが好ましい。

【００３９】コア筒状管２及びヨーク管状片３の外周部
には、射出成形されたプラスチック成形体２２によって
取り囲まれている。この場合、コイル端子２５も一緒に
一体成形される。また、プラスチック成形体２２の一端
面２２ａ側にはブッシュ２３との間に気体シール用のＯ
リング２４が設けられており、他方端２２ｂ側には燃料
シール用のＯリング２６が設けられている。なお、フィ
ルター２７は、コア筒状管２の燃料導入側の開口部内に
配置され、燃料中のゴミや異物がボール弁９と弁座面１
２との間の、いわゆるバルブ弁座面側への侵入を防ぐよ
うになっている。

【００４０】以上のように構成された燃料噴射弁１の動
作を説明する。

【００４１】電磁コイル５に与えられる電気的なＯＮ−
ＯＦＦ信号により、弁体１０を軸方向に上下動させてボ
ール弁９と弁座面１２の隙間の開閉を行ない、それによ
って燃料の噴射制御を行う。具体的には、ＯＮ信号が電
磁コイル５に与えられると、コア筒状管２、アンカ６、
ヨーク管状片３及び栓体４で磁気回路が形成され、アン
カ６がコア筒状管２側に吸引される。アンカ６が移動す
ると、これと一体になっているボール弁９も移動してノ
ズル体１１の弁座面１２から離れ、第１プレート１５に
設けた燃料噴射孔１６の上流側で燃料通路が開放され
る。

【００４２】燃料は、フィルタ２７を通して燃料噴射弁
１の内部に流入し、コア筒状管２の内部通路、アンカ６
の内部及びアンカ６に結合されるロッド８の開口部８ａ
を経て下流に至り、更には、燃料旋回部材１４の軸方向
通路１４ａ、径方向通路１４ｂを通って弁座面１２へ旋
回供給され、開弁時に燃料噴射孔１６から噴射される。

【００４３】本実施形態においては、以下のような配慮
が為されている。 （１）噴射燃料の微粒化向上については、ノズル体１１
に設けた燃料旋回部材１４により燃料に旋回力を付与す
ることによって行われる。これを具体的に説明すると、
上方より導入された燃料は、この燃料旋回部材１４の軸
方向通路１４ａから中心軸に対してオフセットされた径
方向通路１４ｂに至り、この径方向通路１４ｂによって
旋回力を付与されて下流の弁座面１２に至る。弁座面１
２では、弁体１０が上方に移動した際に形成される損失
のない十分な大きさの環状通路を流れ、その後、弁座面
１２よりやや小さい連通孔１３を経て、下流の第１プレ
ート１５に形成された燃料噴射孔１６より噴射される。
この第１プレート１５に形成される燃料噴射孔１６の上
流側では、旋回流れが損失なく起こるように旋回室形状
が最適化されている。すなわち、弁座面１２に対面する
ボール弁９の面が略平行な面９ａを有するように加工さ
れており、旋回室内には死水渦のような損失を来す流れ
が生じない構成になっている。これにより、供給された
燃料の圧力エネルギーが効果的に旋回のエネルギーに変
換されて燃料噴射孔１６より噴射されるので、噴射され
る燃料の微粒化が促進される。 （２）燃料噴射孔１６から噴射される燃料の噴霧形状の
制御については、第２プレート１７により行うものであ
る。第２プレート１７に設けられる噴霧形状制御穴１８
の形状及び大きさ等によって噴霧形状を変化させること
ができるので、本実施形態の場合、噴射方向を略２方向
に制御するように、第１プレート１５に形成された燃料
噴射孔１６より多少大きい距離δを有して対向する幅ｈ
の２つの壁１７ａを形成している。これにより、燃料噴
射孔１６から噴射される旋回燃料を図２(ｂ)の矢印に示
す方向に噴霧燃料を拘束誘導することにより、２方向噴
霧形状を生成することができる。

【００４４】この第２プレート１７は、円板の中央部に
噴霧形状制御穴１８を板厚方向に開口して設けたもので
あるので、極めて簡単に製作することができる。従っ
て、異なる種類の内燃機関に対応する第２プレート１７
を容易に多数製作しておくことができ、そして、搭載す
る内燃機関に合致する第２プレート１７を選択して燃料
噴射弁１を製作することにより、内燃機関に最も適した
燃料噴射弁１を容易に搭載することができる。 （３）燃料噴射孔１６による噴射量の調整に際しては、
第１プレート１５の燃料噴射孔１６を精度良く製作及び
組み立てることにより、精度の良い噴射量を得ることが
できる。すなわち、第１プレート１５は、第２プレート
１７より薄い板厚の円板の中央部に燃料噴射孔１６を設
けたものであるので、燃料噴射孔１６をプレス打ち抜き
加工などにより、バラツキなく精度良く製作することが
できる。また、ノズル体１１に組み付けられていること
によって精度が高められる。さらに、組み付け時に受け
る荷重は、第２プレート１７を介しているために、大き
な偏荷重を受けず、精度良く組み付けることができる。
しかも、第２プレート１７は、その外周部１９をレーザ
溶接等によって固着されるが、固着位置が燃料噴射孔１
６より遠い箇所のために、第１プレート１５の燃料噴射
孔１６に対して熱による変形を防止することができる。

【００４５】そして、異なる種類の内燃機関に対応する
第１プレート１５を容易に多数製作しておくことがで
き、そして、搭載する内燃機関に合致する第１プレート
１５を選択して燃料噴射弁１を製作することにより、内
燃機関に最も適した燃料噴射弁１を容易に搭載すること
ができる。この第１プレート１５の選択と上述した第２
プレート１７の選択を組合せることにより、搭載する内
燃機関の種類を著しく増大することができる。 （４）第１プレート１５及び第２プレート１７は、プレ
ス打ち抜き等の製法に基づいて製作されるので、寸法や
形状のバラツキが極めて小さい。また、第１プレート１
５は、例えば、プラスチックやセラミックス等の加工性
の良い、非金属材料を用いることができ、また、熱伝導
性の低い材料を選ぶことにより、熱による変形の影響も
より小さくできる。そして、第２プレート１７に設ける
噴霧形状制御穴１８は、任意の形状が容易に製作できる
ため、種々の噴霧形状が容易に作成することができ、そ
の制御性の自由度を極めて高くできる。

【００４６】次に、本発明の第１実施形態の変形例を図
３から図５を用いて説明する。

【００４７】まず、図３を用いて第１変形例を説明す
る。図３は本発明の第１実施形態の燃料噴射弁における
第１変形例の要部説明図である。なお、図３（ａ）はノ
ズル組立体の断面図、図３（ｂ）はそのＭ方向矢視図で
ある。

【００４８】この第１変形例は、ノズル組立体３６とし
てノズル体２８に燃料旋回部材３０、第１プレート３１
及び第２プレート３３を一体的に組み立てて形成したも
のである。このように形成しておくことにより、燃料噴
射弁本体への組み付けがより容易に行え、製造ラインに
おける部品の取り扱いが容易になると共に、加工後の異
物の付着防止や寸法管理においても取り扱いが容易にな
る。特に、部品レベルでのチェックができるので、噴射
弁本体ごと滅却する必要がなくなり、コスト面でのメリ
ットが大きいものである。

【００４９】この第１変形例では、弁座面２９の上流側
の開口部２８ａ側に燃料旋回部材３０が挿入固定されて
なり、下流側の開口部２８ｂ側に、燃料噴射孔３２が形
成された第１プレート３１及び第２プレート３３が圧入
固定されてなる。なお、第２プレート３３の外周部３５
がレーザ溶接等によりノズル体２８に固着される。第２
プレート３３には、噴霧形状を制御するための噴霧形状
制御穴３４が設けてあり、この噴霧形状制御穴３４に
は、燃料噴射孔３２より多少大きい位置に、２つの壁３
３ａ、３３ａが置かれており、図２(ｂ)と同様に噴霧を
略２方向に制御する。なお、軸方向通路３０ａ及び径方
向通路３０ｂは、燃料旋回部材３０を挿入固定した際に
ノズル体２８との間に形成されるものである。

【００５０】次に、図４を用いて第２変形例を説明す
る。図４は本発明の第１実施形態の燃料噴射弁における
第２変形例の要部説明図である。なお、図４（ａ）はノ
ズル組立体の断面図、図４（ｂ）はそのＱ方向矢視図で
ある。

【００５１】この第２変形例では、微粒化燃料を２方向
に噴射制御するために、燃料噴射孔１４４が形成された
第１プレート１４３の下流に複数個の傾斜孔１４７が形
成された第２プレート１４５を設けたものである。この
第２プレート１４５は、旋回室として働く凹部１４６を
有しており、この凹部１４６には、２つのグループに分
けた複数個の傾斜孔１４７が開口して設けられている。
燃料噴射孔１４４より流出する燃料は、凹部１４６底面
に衝突した後、複数個の傾斜孔１４７に向かって放射状
に流れる。また、この第２プレート１４５は、冷間鍛造
によって外形が成形され、その後、燃料噴射孔として働
く傾斜孔１４７がプレス加工等により打ち抜かれる。

【００５２】ノズル体１４０の拡径部１４０ｃへは、第
１プレート１４３に続いて、この第２プレート１４５が
挿入固定され、その外周部１４８をレーザ溶接等により
固定される。また、一方の拡径部１４０ｂへは、燃料旋
回部材１４２が挿入固定されるが、この際に形成される
軸方向通路１４２ａから径方向通路１４２ｂを燃料が通
過することにより旋回力が付与されて微粒化が促進され
る。なお、１４１は、ノズル体１４０の弁座体１４０ａ
に設けた弁座面である。

【００５３】次に、図５を用いて第３変形例を説明す
る。図５は本発明の第１実施形態の燃料噴射弁における
第３変形例の要部説明図である。なお、図５（ａ）はノ
ズル組立体の断面図、図５（ｂ）はそのＲ方向矢視図で
ある。

【００５４】この第３変形例では、微粒化燃料を広角に
噴射制御するために、第１プレート１４３の下流に末広
がり状の開口部１５１を有する第２プレート１５０を設
けたものである。この第２プレート１５０は、末広がり
状の開口部１５１に続いて拡径部１５２が設けてある。
すなわち、燃料噴射孔１４４から噴射される旋回燃料
を、末広がり状の開口部１５１によって広角にするとい
うものである。この第２プレート１５０は、冷間鍛造に
よって外形が成形され、その後、末広がり状の開口部１
５１が切削加工等により形成される。ノズル体１４０の
拡径部１４０ｃへは、第１プレート１４３に続いてこの
第２プレート１５０が挿入固定され、その外周部位１５
３をレーザ溶接等により固定される。その他の構成は、
上述した第２変形例と同様である。

【００５５】上述した第２及び第３変形例にあっては、
ノズル体をアセンブリしたことにより、第１変形例と同
様に生産を管理する上での部品の取り扱いが容易になる
ために、生産効率を高くできるというものである。ま
た、いずれの場合も、第２プレートのみの交換で、種々
の噴霧形状が必要とされる内燃機関に対応できるのため
生産性が向上できるというものである。

【００５６】次に、本発明の第２実施形態を図６及び図
７を用いて説明する。図６は本発明の第２実施形態の燃
料噴射弁の断面図、図７は図６の燃料噴射弁の要部拡大
図である。なお、図７（ａ）は断面図、図７（ｂ）はそ
のＯ方向矢視図である。

【００５７】この第２実施形態は、ノズル部を細身にし
て且つ長めにした燃料噴射弁６０に関する。内燃機関に
搭載する場合、省スペースであることから、他の部品や
シリンダヘッドに干渉しないように設置できるので、取
り付けの自由度が高くなるという利点を有している。ま
た、この構造は、この種の燃料噴射弁において課題とさ
れている、部品の簡略化、安価な材料利用による低コス
ト化、確実な燃料シール、噴射量特性の高精度化、磁気
回路の高効率化、二次噴射防止等に応えることができる
利点を併せ持っている。

【００５８】以下に、図７を用いて燃料噴射弁６０の全
体構造及び動作について説明する。

【００５９】中心から外方に、中空のコア６６、ノズル
ホルダ６９、電磁コイル６８、ヨーク６７が配置されて
いる。ノズルホルダ６９には弁体を有するプランジャ８
０が内装され、このプランジャ８０がリターンスプリン
グ６５の力を受けて第１プレート７１側に付勢されてい
る。

【００６０】この燃料噴射弁６０の基本動作は、電磁コ
イル６８に通電すると、ヨーク６７、コア６６、アンカ
７４（プランジャ８０の一部）、ノズルホルダ６９の一
部が磁気回路を形成し、それによってプランジャ８０が
リターンスプリング６５の力に抗して吸引されること
で、開弁動作が行われる。また、電磁コイル６８への通
電を止めると、リターンスプリング６５の力でプランジ
ャ８０が第１プレート７１に当接し、閉弁動作が行われ
るものである。本実施形態では、コア６６の下端面が開
弁動作時にプランジャ８０を受け止めるストッパとして
の役割をなしている。このため、コア６６の下端面やア
ンカ７４の上端面には、例えば、クロムメッキ等が電解
メッキ法等で施されていることが好ましい。

【００６１】コア６６は、中空円筒部分６６ａと中空円
盤部分６６ｂとから一体的に構成されている。コア６６
は、例えば、ステンレス系の磁性材（電磁ステンレス）
のプレス加工及び切削加工により成形しても良い。コア
６６の中空円筒部分６６ａの径は、ノズルホルダ６９の
細径部の内径よりも太い構成となっている。

【００６２】コア６６の中空円盤部分６６ｂの中空部分
と連通するように、燃料コネクタ６３が溶接されてい
る。コネクタパイプ６３のコア側は端面が拡張した構造
とし、溶接代を十分取れる形状となっている。この溶接
は、燃料シール性を保つため、レーザ溶接等により、例
えば符号で示す６３ａと６６ｃの個所のように接合境界
部の全周にわたり行われる。

【００６３】燃料コネクタパイプ６３は、その内側に、
燃料通路上流側から燃料中に混入しているゴミなどを除
去する燃料フィルタ７７、リターンスプリング６５の初
期荷重を規定するばね押え６４が挿入固定されるような
段差を持つパイプである。このような段差は、パイプ絞
り加工にて安価に形成可能である。また、燃料コネクタ
パイプ６３は、コア６６と別体で構成されていることに
より、様々な燃料継ぎ手構造に変更することができる。

【００６４】ノズルホルダ６９は、ステンレス製の磁性
材（電磁ステンレス）を素材とし、細くて長いノズル部
分６９ａ〜６９ｄと、このノズル部分６９ａ〜６９ｄの
内径よりも大きな径でコア６６の円筒部分６６ａ部分の
外径に沿うような内径を持つ、アンカ・コアサポート部
分６９ｆ〜６９ｊとの段差を持ったパイプ部材である。
ノズルホルダ６９は、パイプ絞り加工により一体成形さ
れており、切削加工で形成されるより安価に製作可能で
ある。

【００６５】ノズルホルダ６９のノズル部分の下端６９
ａには、燃料旋回部材７２と第１プレート７１と第２プ
レート８２とが設けられるが、これらは別部材により形
成される。ノズルホルダ６９の錐欠き部６９ｃ部には、
燃焼ガスシールの役目を果たすテフロン（登録商標）シ
ール７０が備えられている。細径のノズル部分６９ａ〜
６９ｄとアンカ・コアサポート部６９ｆ〜６９ｊを結ぶ
段差形成部６９ｅを有する。本実施形態では、この段差
形成部６９ｅの軸方向に対する角度がほぼ９０度である
が、これに限定されるものでなく任意の角度で良い。

【００６６】プランジャ８０は、プランジャロッド７３
と、アンカ７４、そして各々を接合するためのジョイン
トパイプ７８で構成されている。また、ジョイントパイ
プ７８とアンカ７４との間には、環状の板バネ７５が挟
み装着されている。ジョイントパイプ７８もパイプ絞り
加工により形成される。ジョイントパイプ７８は、プラ
ンジャロッド７３に圧入されレーザ溶接により固定され
る。また、アンカ７４との接合も圧入及びレーザ溶接に
て固定される。アンカ７４は、中空構造で板バネ７５も
環状でその内側が打ち抜き個所となっている。また、ジ
ョイントパイプ７８には、燃料通路孔６２が開けられて
いる。板バネ７５には、円筒形の可動質量体であるマス
リング７６の一端が受け止められている。

【００６７】マスリング７６は、コア６６、アンカ７４
間の磁気的短絡を防ぐため、例えばステンレス製の非磁
性で形成される。マスリング７６は、コア６６の内周一
端とアンカ７４の内周一端にまたがって位置している。
コア６６の中空孔は、燃料通路となるもので、この中空
孔に下から順に、マスリング７６、リターンスプリング
６５が配置され、さらに燃料コネクタパイプ６３内に
は、リターンスプリング６５の初期荷重を規定するばね
押え６４、燃料フィルタ７７の順に配設されている。マ
スリング７６は、リターンスプリング６５とプランジャ
８０との間に独立して軸方向に可動可能に配置されてい
る。この独立した可動を補償するために、マスリング７
６とプランジャ８０との間に板バネ７５を介在させ、板
バネ７５でマスリング７６を受けるようにしたものであ
る。このようにマスリング７６は、プランジャ８０と独
立しているため、弁閉動作時にプランジャ８０の跳ね返
り動作を抑えるダイナミックダンパ作用をなしている。
このダンパ作用は、プランジャ８０が閉弁動作時にリタ
ーンスプリング６５の力により弁座８１に衝突すると、
プランジャ８０が跳ね返ろうとするが、その時の運動エ
ネルギーをマスリング７６の慣性と板バネ７５の弾性変
形により吸収して、跳ね返りを減衰するものであり、極
めて有益な作用効果を発揮する。

【００６８】次に、図７を用いて本実施形態に係る噴霧
の生成方法やその製法等について説明する。ノズルホル
ダ６９のノズル部分の先端部６９ａには、燃料旋回部材
７２と第１プレート７１と第２プレート８２とが設けら
れるが、これらは別部材より構成されている。第１プレ
ート７１及び第２プレート８２は、例えば、ステンレス
系の円盤状チップにより形成される。第１プレート７１
のその中央には、燃料噴射孔（オリフィス）７９が設け
られ、それに続く上流部に弁座７８が形成されている。
第２プレート８２のその中央には、燃料噴射孔７９より
多少大きい半円状の壁８３ａと、ほぼ燃料噴射孔７９の
中心部より外径方向に延びる２つの壁８３ｂと、この壁
８３ｂから連なる半円状の壁８３ｃとからなる噴霧形状
制御穴８３が形成されている。第１プレート７１及び第
２プレート８２は、ノズルホルダ６９の先端６９ａに圧
入により取り付ける構成としてある。

【００６９】一方、燃料旋回素子７２は、ノズルホルダ
６９の先端部６９ａに隙間嵌めにより圧入する構成とし
てあり、ＳＵＳ４１６ような焼結合金により形成されて
いる。この燃料旋回素子７２は、ほぼ円板に近い形のチ
ップ状で、その中央にプランジャ８０を構成する部材の
一つであるプランジャロッド７３の先端部７３ａを摺動
案内するための中央孔（ガイド）８４が設けられてい
る。また、燃料旋回素子７２の外周側面とノズルホルダ
６９の先端部６９ａとの間には、上面から側面にかけて
燃料を外周に導くための縦通路８５が形成されている。
一方、燃料旋回素子７２の下面外周と第１プレート７１
との間には、環状の段差（流路）８６が形成され、この
環状通路８６と中央孔８４との間に、燃料の旋回流を形
成するオフセット通路８７が複数個、例えば４から６個
形成されている。通路８７の出口部には、燃料の旋回流
を安定に得られるように、旋回室８８が形成されてい
る。

【００７０】なお、燃料旋回部材７２は、第１プレート
７１と第２プレート８２とにより押付けられる様にして
圧入後、固定されている。第２プレート８２の外周部分
８９はノズルホルダ６９の先端部６９ａの内周に溶接さ
れているが、この溶接は燃料シール性を保つためレーザ
溶接等により結合境界部の全周にわたり行われる。ま
た、燃料旋回部材７２の通路８７には第１プレート７１
側の一部が（素材の一部が）入り込んでその回り止めを
確実にしている。

【００７１】本実施形態では、第２プレート８２に、噴
射弁中心軸に対していずれか一方側に噴霧量が多くなる
という偏向噴霧を生成するための噴霧形状制御穴８３が
形成されている。噴霧形状制御穴８３の燃料噴射孔７９
に対する位置は、その外径が燃料噴射孔７９より多少大
きい半円状の壁８３ａが燃料噴射孔７９の中心位置とほ
ぼ一致する部位に設けてある。この半円状の壁８３ａ
は、２つの壁８３ｂ、８３ｂによって拡大され、この壁
８３ｂに連なる大きな半円状の壁８３ｃにて閉じられて
いる。噴射燃料は、拘束する作用を持つ壁８３ａが取り
除かれた方向、すなわち、図７(ｂ)の矢印方向で示され
る壁８３ｃ側にその噴射量の多くが指向されるため、中
心軸に対して偏向した噴霧形状として生成される。

【００７２】第１プレート７１は、冷間鍛造によって成
形される。その後、燃料噴射孔７９がプレス成形され
る。この場合、この燃料噴射孔７９は打ち抜かれるので
はなく、任意の深さ分のみ成形される。この成形によっ
て凸部状に素材が盛り上がるが、次の行程で、シート部
をなす弁座面７８を切削加工等により削除する。この
時、先の凸部を取り除くことになる。次に、焼き入れを
施した後、主要部位の、例えば、弁座面７８や燃料噴射
孔７９等の仕上げを行う。

【００７３】第２プレート８２は、プレス加工によって
形成される。また、この第２プレート８２に形成する噴
霧形状制御穴８３は、本実施形態以外に、例えば、楕円
形状にする等、種々の形状が考えられる。

【００７４】すなわち、このような実施形態において
は、エンジンの容積と噴射弁の取付角によって適宜変更
する部分を、第１プレート７１及び第２プレート８２の
みに集約することで対応できるため、生産性の向上を図
ることができる。

【００７５】次に、本発明の第２実施形態の変形例を図
８及び図９を用いて説明する。

【００７６】まず、図８を用いて第１変形例を説明す
る。図８は本発明の第２実施形態の燃料噴射弁における
第１変形例の要部説明図である。なお、図３（ａ）は断
面図、図３（ｂ）はそのＰ方向矢視図である。

【００７７】この第１変形例は、燃料旋回部材９２、第
１プレート９３及び第２プレート９５をノズル体９０に
アセンブリしたものであり、ノズル体９０にあらかじめ
組み付けておくことにより、部品レベルでの取り扱いを
容易にするというものである。

【００７８】ノズル体９０は、縮径された弁座部９０ａ
と、この弁座部９０ａの上流側にある拡径部９０ｂと、
この弁座部９０ａの下流側にある拡径部９０ｃとを有し
ている。弁座部９０ａは、軸方向のほぼ中央部に中心方
向に縮径されて設けられている。この弁座体９０ａの上
流側にある拡径部９０ｂの内周面には、燃料旋回部材９
２が挿入固定されている。この燃料旋回部材９２がノズ
ル体９０に挿入された際に、軸方向通路９２ａから径方
向通路９２ｂに至る旋回通路が形成される。燃料旋回部
材９２の中央孔内にはプランジャロッド９８の先端部９
８ａが挿入されている。一方、下流側の拡径部９０ｃの
内周面には、微粒化及び計量機能を有する第１プレート
９３及び噴霧形状の制御機能を有する第２プレート９５
が挿入固定されている。

【００７９】第１プレート９３には、その中心部に燃料
噴射孔９４が設けてあり、上流側に配置される燃料旋回
部材９２によって付与される旋回燃料を噴射する。燃料
は、軸方向通路９２ａから径方向通路９２ｂを経て弁座
面９１に向かうが、この際に旋回力を付与される。弁座
面９１の下流の旋回室においては、死水域等による流れ
の不安定な渦が生じない様に形成されている。すなわ
ち、弁体としてなすロッド９８の先端部は平面部９８ｂ
が設けられており、対面する第１プレート９３間におい
て最適な旋回室形状となっている。

【００８０】第２プレート９５には、噴霧形状の制御用
の噴霧形状制御穴９６が設けられており、燃料噴射孔９
４より噴射される旋回燃料を偏向させる。すなわち、中
心軸に対して図８(ｂ)の矢印方向に噴霧量が多くなる偏
向噴霧を生成する。その生成形態は、図７(ａ)に設けた
第２プレート８２の作用と同じである。

【００８１】この第１変形例の第１プレート９３及び第
２プレート９５は、例えば、ステンレス系の円盤状チッ
プにより形成され、その中央に燃料噴射孔９４や噴霧形
状制御用の噴霧形状制御穴９６が設けられる。第１プレ
ート９３は、ノズル体９０の拡径部９０ｃに圧入により
取り付ける構成としてある。この第１プレート９３の下
面に、噴霧形成用の第２プレート９５が設けられてお
り、その外周部９７を溶接等により固定されてなる。こ
の溶接は、燃料シール性を保つためレーザ溶接等により
結合境界部の全周にわたり行われる。

【００８２】この第１変形例では、それぞれの部品の構
造が単純化されているので、コスト面で有利である。ま
た、溶接時の熱変形が高精度な仕上げ加工が施されてい
る燃料噴射孔９４や弁座９１に及ばなくなるため、組み
付けにおいてこれらの精度のバラツキが少なくなり有利
である。

【００８３】次に、図９を用いて第２変形例を説明す
る。図９は本発明の第２実施形態の燃料噴射弁における
第２変形例の要部説明図である。なお、図９（ａ）は断
面図、図９（ｂ）はそのＴ方向矢視図である。

【００８４】この第２変形例では、第１プレート７１０
を含むその上流側のノズル体の温度上昇を抑制するため
に、燃料噴射孔７９０が形成される第１プレート７１０
の下流に、外周面がノズルホルダ６９０の端面を幾分包
囲するように形成されるやや凹状の第２プレート８２０
を設けたというものである。

【００８５】第１プレート７１０は、その中心部に燃料
噴射孔７９０が設けてあり、上流側に配置される燃料旋
回部材７２０によって付与される旋回燃料をこの燃料噴
射孔７９０から噴射する。燃料は、軸方向通路８５０か
ら径方向通路８７０を経て弁座面７８０に向かうが、こ
の際に旋回力を付与される。第１プレート７１０の燃料
噴射孔７９０の出口側の面は、その面精度が高くなるよ
うに研磨が施されている。

【００８６】第２プレート８２０は、噴霧形状の制御用
の噴霧形状制御穴８３０が設けられており、燃料噴射孔
７９０より噴射される旋回燃料を偏向させる。すなわ
ち、中心軸に対して図９(ｂ)の矢印方向に噴霧量が多く
なる偏向噴霧を生成する。その生成形態は、図７に設け
た第２プレート８２の作用と同じである。また、この第
２プレート８２０は、その外周部分がノズルガイド体６
９０の先端面を部分的に覆うような凹状形状をなしてお
り、レーザ溶接８２０ａ等によってノズルガイド体６９
０に固定されている。これによって、第１プレート７１
０への熱の侵入が抑制され、燃料噴射孔７９０付近の温
度をデポジットの生成温度（１６０℃）以下にすること
ができる。一方、第２プレート８２０には、その内外周
面にはデポジットの付着を防止するための表面処理が施
してある。

【００８７】このような構成によって、第１プレート７
１０および第２プレート８２０へのデポジットの付着が
抑制されて噴射量や噴霧形状の経時劣化を防止すること
ができ、長期間安定した燃料噴射が実施できる燃料噴射
弁１を得ることができる。

【００８８】なお、第２プレート８２０へのデポジット
の付着を抑制する他の方法として、例えば、第１プレー
ト７１０およびノズルガイド体６９０側への熱の移動を
抑制し、第２プレート８２０の温度を高く維持する方法
も考えられる。具体的には、第２プレート８２０の内周
面にくぼみを設けて、第１プレート７１０との接触面積
をごく僅かにして熱の移動を抑制するというものであ
る。

【００８９】次に、種々の形状を有する内燃機関への本
発明の適用例について説明する。

【００９０】まず、本発明の第３実施形態における内燃
機関を説明する。図１０は本発明の第３実施形態におけ
る多気筒内燃機関へ燃料噴射弁を装着した状態の断面図
である。なお、図１０(ａ)はその部分断面図、図１０
(ｂ)はそのＳ方向矢視図でである。本実施形態に用いた
燃料噴射弁１００は、本発明に係る第１実施形態を示す
図２に相当するノズル構造を有する。

【００９１】１０１は多気筒内燃機関の気筒の１つを示
しており、１０２は燃焼室、１０３は吸気ポート１０４
を開閉する吸気弁、１０５は吸気ポート１０４の上流側
において連通する吸気通路、１０６は吸気管、１０７は
吸気流制御装置、１０８は吸気の流れ、１０９は燃料噴
射弁１００側の内壁面に対向する吸気通路１０５の内壁
面、１００ａ、１００ｂは燃料噴射弁１００から噴射さ
れる噴霧の模式図である。吸気流制御装置１０７は開閉
弁１１２を持つ。吸気ポート１０４は、２つ並設され、
本実施形態の場合、中央隔壁１１１に向かって噴霧は噴
射される。燃料噴射弁１００は、吸気弁１０３の上流側
に１つずつ配設され、マルチポイントインジェクション
(ＭＰＩ)システム化された燃料噴射方式を採用してい
る。

【００９２】気筒内の混合気の質や形成状態の向上を図
るために、噴霧１１５は微粒化度が高められるが、さら
に、吸気管１０６や吸気通路１０５の内壁面への燃料付
着を低減するために、噴霧の方向性や形状や、さらには
噴射時期の最適化が図られている。なお、吸気流制御装
置１０７は図示しているように、その閉止時に吸気管１
０６の通路面積を狭くして吸気流れの速度を高めてタン
ブル流を生成するというものである。

【００９３】燃料噴射弁１００からの燃料噴霧の形状
は、図１０(ａ)に示されるように、吸気通路１０５の内
壁面１０９にはその広がりが小さく、また、図１０(ｂ)
に示されるように、噴霧は中央隔壁１１１への付着を避
け、吸気弁１０３の皿部１０３ａ、１０３ｂに指向する
ように生成される。すなわち、噴霧１１５は中央部１１
６とその外方部１１７からなり、この外方部１１７は周
方向において広角の広がりをもった濃い噴霧１１８と狭
角の広がりをもった狭い噴霧１１９とから形成され、中
央部１１６は薄い噴霧部とされる一体化された噴霧形状
が生成される。

【００９４】係る内燃機関の燃焼試験を実施したとこ
ろ、排ガス性能の向上や燃費の向上が図られており、係
る燃料噴射弁１００によって、吸気管内壁面への燃料付
着が抑制されて混合気の質や形成状態の向上が図られる
ことが確認された。

【００９５】次に、本発明の第４実施形態における内燃
機関を説明する。図１１は本発明の第４実施形態におけ
る筒内噴射内燃機関へ燃料噴射弁を装着した状態の断面
図である。本実施形態に用いた燃料噴射弁２００は、本
発明に係る図７に相当するノズル構造を有する。

【００９６】図１１は、内燃機関２２０の拡大図であ
り、燃料噴射弁２００の噴霧２１０をフラットピストン
エンジンに適用し、タンブル流２３０との関係を示した
ものである。噴霧２１０ａは、点火プラグ２６０方向に
偏向した形状となっている。噴霧２１０ａは、タンブル
流２３０のサポートなしでも点火プラグ２６０方向に到
達できるが、タンブル流２３０が噴霧２１０内に導入さ
れることによってサポートを受けている。一方、ピスト
ン２５０方向へ向かって噴射された噴霧２１０ｂは、タ
ンブル流２３０が幾分抵抗となってピストン２５０方向
へ向かう力が抑制され、ピストン２５０冠面への燃料付
着が低減される。

【００９７】内燃機関２２０は、燃料噴射弁２００の適
用によって、成層燃焼と均質燃焼の２つの燃焼を実現し
ている。成層燃焼は、圧縮行程後半のシリンダ２４０内
の圧力が上昇した状態に燃料を噴射し、可燃混合気を点
火プラグ２６０付近に集合させて燃料噴霧を成層化して
点火するというものである。燃料噴霧を成層化すること
によって、シリンダ２４０内の空燃比を４０程度の希薄
な状態とすることにより燃費を向上させることができ
る。また、均質燃焼は、吸気行程中に燃料を均質に混合
してから点火するというものである。シリンダ２４０内
を全体として空燃比が理論空燃比程度になるように燃料
を噴射することができ、高出力運転を行なうことができ
る。

【００９８】次に、本発明の第５実施形態における内燃
機関を説明する。図１２は本発明の第５実施形態におけ
る異なる筒内噴射内燃機関へ燃料噴射弁を装着した状態
の断面図である。本実施形態に用いた燃料噴射弁３００
は、本発明に係る図５に相当するノズル構造を有する。
また、特徴的なのは、燃料噴射弁３００の取付け位置が
点火プラグ３５０の側近にあることである。

【００９９】内燃機関３２０は、燃料噴射弁３００の噴
霧３１０をフラットピストンエンジンに適用したもので
ある。噴霧３１０は、その外縁部が点火プラグ３５０付
近に存在するような広角の噴霧であり、ピストン３３０
方向への噴霧のペネトレーション(到達距離)が小さくな
っている。このため、ピストン３３０が上昇した場合で
もその冠面への燃料付着が抑制される。この燃料噴射弁
３００の適用によって、シリンダ３４０内に生成される
混合気の更なる成層化が図られ、燃費を向上させること
ができる。また、吸気行程中に燃料噴射すると、混合気
の分散化がより進み、従来に増して均質な混合気が生成
されるというものである。

【０１００】

【発明の効果】本発明によれば、異なる噴射量及び噴霧
形状の種々の内燃機関に適用することに、安価で、自由
度が高く、しかも内燃機関の点火性が良好で、燃焼安定
範囲の拡大ができ、燃焼時の未燃ガス成分の排出量を低
減できるように対応可能な燃料噴射弁及びその製作方法
を得ることができる。

【０１０１】また、本発明によれば、異なる噴射量及び
噴霧形状の種々の内燃機関に適用することに、より一層
自由度が高く対応可能な燃料噴射弁を得ることができ
る。

【０１０２】また、本発明によれば、異なる噴射量及び
噴霧形状の種々の内燃機関に容易に対応できると共に、
デポジットを抑制して噴射量や噴霧形状の経時劣化を防
止することができる燃料噴射弁を得ることができる。

【０１０３】また、本発明によれば、異なる噴射量及び
噴霧形状の種々の内燃機関に適用することに、より一層
安価に対応可能な燃料噴射弁を得ることができる。

【０１０４】また、本発明によれば、異なる噴射量及び
噴霧形状の種々の内燃機関に容易に対応できると共に、
燃料噴射孔の変形を防止して精度の良い燃料噴射孔を備
えた燃料噴射弁を得ることができる。

【０１０５】また、本発明によれば、異なる噴射量及び
噴霧形状の種々の機種に安価でかつ自由度が高く対応で
き、しかも点火性が良好で、燃焼安定範囲の拡大がで
き、燃焼時の未燃ガス成分の排出量を低減できる内燃機
関を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の燃料噴射弁を示す断面
図である。

【図２】図１の燃料噴射弁の要部拡大図である。

【図３】本発明の第１実施形態の燃料噴射弁における第
１変形例の要部説明図である。

【図４】本発明の第１実施形態の燃料噴射弁における第
２変形例の要部説明図である。

【図５】第１実施形態の燃料噴射弁における第３変形例
の要部説明図である。

【図６】本発明の第２実施形態の燃料噴射弁の断面図で
ある。

【図７】図６の燃料噴射弁の要部拡大図である。

【図８】本発明の第２実施形態の燃料噴射弁における第
１変形例の要部説明図である。

【図９】本発明の第２実施形態の燃料噴射弁における第
２変形例の要部説明図である。

【図１０】本発明の第３実施形態における多気筒内燃機
関へ燃料噴射弁を装着した状態の断面図である。

【図１１】本発明の第４実施形態における筒内噴射内燃
機関へ燃料噴射弁を装着した状態の断面図である。

【図１２】本発明の第５実施形態における異なる筒内噴
射内燃機関へ燃料噴射弁を装着した状態の断面図であ
る。

【符号の説明】

１…燃料噴射弁、２…コア筒状管、２ａ、２ｂ…開口端
部、３…ヨーク管状片、４…栓体、５…電磁コイル、６
…アンカ、７…円筒部材、８…ロッド、９…ボール弁、
１０…弁体、１１…ノズル体、１２…弁座面、１３…連
通孔、１４…燃料旋回部材、１４ａ…軸方向通路、１４
ｂ…径方向通路、１５…第１プレート、１６…燃料噴射
孔、１７…第２プレート、１７ａ…壁、１８…噴霧形状
制御用穴、１９…外周部溶接部位、２０…リターンスプ
リング、２２…プラスチック成形体、２３…ブッシュ、
２４…Ｏリング、２５…コイル端子、２６…Ｏリング。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 61/18 ３６０ Ｆ０２Ｍ 61/18 ３６０Ｊ (72)発明者 宮島 歩 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 安部 元幸 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 生井沢 保夫 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 Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AA05 AB02 AD10 AD12 BA03 BA11 BA14 BA26 BA32 BA36 BA46 BA54 BA61 CC06U CC15 CC18 CC20 CC24 CC37 CC43 CC48 CD04 CD14 CD17 CD18 CD21 CE22 CE26

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁座面に当接及び弁座面から離脱して燃料
   流路を開閉する弁体と、前記弁座面の下流側に位置し通
   過する燃料の噴射量を制御する燃料噴射孔を形成した第
   １プレートと、前記燃料噴射孔より噴射される燃料の噴
   霧形状を制御する噴霧形状制御穴を形成した第２プレー
   トとを備え、前記第１プレートは板厚方向に開口する前
   記燃料噴射孔を中央部に有し、前記第２プレートは、板
   厚方向に開口する前記噴霧形状制御穴を前記燃料噴射孔
   に連通して有すると共に、前記第１プレートの下流面側
   に重ね合わせて配置したことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 【請求項２】請求項１に記載の燃料噴射弁において、前
   記第１プレートとは別体の弁座部材で前記弁座面を形成
   すると共に、前記弁座部材の下流面側に前記第１プレー
   トを当接して積層したことを特徴とする燃料噴射弁。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の燃料噴射弁にお
   いて、前記第２プレートを金属材料で形成すると共に、
   前記第２プレートの第１プレート側の面を表面処理した
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
4. 【請求項４】請求項２に記載の燃料噴射弁において、合
   成樹脂やセラミック等の非金属材料で前記第１プレート
   を形成すると共に、金属材料で前記第２プレートを形成
   したことを特徴とする燃料噴射弁。
5. 【請求項５】請求項２に記載の燃料噴射弁において、前
   記第２プレートを前記噴霧孔部材より厚肉に形成すると
   共に、前記第２プレートの周辺部を弁構成部材に溶接ま
   たはかしめにより固定したことを特徴とする燃料噴射
   弁。
6. 【請求項６】弁座面に当接及び弁座面から離脱して燃料
   流路を開閉する弁体と、前記弁座面の下流側に位置して
   通過する燃料の噴射量を制御する燃料噴射孔を形成した
   第１プレートと、前記燃料噴射孔より噴射される燃料の
   噴霧形状を制御する噴霧形状制御穴を形成した第２プレ
   ートとを組み立てることにより製作する燃料噴射弁の製
   作方法において、前記第１プレートの前記燃料噴射孔を
   板厚方向に開口するように中央部に形成すると共に異な
   る大きさの燃料噴射孔を有する複数種類の前記第１プレ
   ートを製作し、前記第２プレートの噴霧形状制御穴を板
   厚方向に開口して前記燃料噴射孔に連通するように形成
   すると共に異なる形状の噴霧形状制御穴を有する複数の
   複数種類の前記第２プレートを製作し、前記複数種類の
   第１プレート及び第２プレートの中から搭載される内燃
   機関の噴射量及び噴霧形状に合致するものを選択して組
   み立てることを特徴とする燃料噴射弁の製作方法。
7. 【請求項７】燃料及び空気を吸込んで燃焼させるシリン
   ダ及びピストンと、燃料を供給する燃料噴射弁と、前記
   シリンダに供給された燃料に点火する点火プラグとを備
   えた内燃機関において、前記燃料噴射弁は、弁座面に当
   接及び弁座面から離脱して燃料流路を開閉する弁体と、
   前記弁座面の下流側に位置し通過する燃料の噴射量を制
   御する燃料噴射孔を形成した第１プレートと、前記燃料
   噴射孔より噴射される燃料の噴霧形状を制御する噴霧形
   状制御穴を形成した第２プレートとを有しており、前記
   第１プレートは内燃機関の噴射量に合致する前記燃料噴
   射孔を中央部に有し、前記第２プレートは、搭載する内
   燃機関の噴霧形状に合致する前記噴霧形状制御穴を前記
   燃料噴射孔に連通して有すると共に、前記第１プレート
   の下流面側に重ね合わせて配置したことを特徴とする燃
   料噴射弁。