JP2002202032A - 流体噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルプレートの一部を噴射口内に突出させ
ることにより、閉弁後に噴射口内に残る燃料がノズル孔
から漏れ出すのを防止し、信頼性を向上させる。 【解決手段】 弁ケーシング１には、電磁コイル１２、
弁ばね１３等により開，閉される弁体８と、弁体８の弁
部１１が離着座する筒状の弁座部材７と、弁座部材７の
先端側を覆うノズルプレート１５とを設ける。そして、
ノズルプレート１５には、弁座部材７の噴射口７Ｂ内に
突出した蓋部１５Ｃを設け、この蓋部１５Ｃには複数の
ノズル孔１６を形成する。これにより、弁体８の閉弁時
には、その弁部１１とノズルプレート１５の蓋部１５Ｃ
との間に形成される隙間空間の容積を減少させることが
でき、この隙間空間に残った燃料が閉弁時にノズル孔１
６から漏れ出すのを抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用エ
ンジンの燃料噴射弁等として好適に用いられる流体噴射
弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、流体噴射弁としては、例えば自
動車用エンジンに燃料を噴射する燃料噴射弁が知られて
いる。そして、この燃料噴射弁は、燃料通路が設けられ
た筒状の弁ケーシングと、該弁ケーシングの先端側内周
に設けられ噴射口を囲んで弁座が形成された弁座部材
と、前記噴射口を外側から覆うように該弁座部材の先端
側に設けられ前記弁ケーシング内の燃料を外部に噴出さ
せる複数のノズル孔が形成されたノズルプレートと、前
記弁ケーシング内に設けられ電磁アクチュエータの作動
により前記弁座部材の弁座に離着座する弁体とにより構
成されている（例えば特開平３−１９４１６３号、特開
平１１−７０３４７号公報等）。

【０００３】この種の従来技術による燃料噴射弁は、弁
体が電磁アクチュエータにより軸方向に駆動されて開弁
すると、その弁部が弁座から離座することにより、弁ケ
ーシング内に供給された燃料が弁部と弁座との間を介し
て噴射口に流入するようになり、この燃料はノズルプレ
ートの各ノズル孔からエンジンの吸気側に向けて噴射さ
れるものである。

【０００４】また、弁体の閉弁時には、その弁部が弁座
部材の弁座に着座することにより噴射口が閉塞され、燃
料の噴射は停止される。そして、弁体の閉弁時にあって
は、弁座部材の噴射口は、その内側端が弁体の弁部によ
って閉塞され、噴射口の外側端はノズルプレートによっ
て覆われているため、噴射口内には、弁体が閉弁してい
る状態でも、弁体とノズルプレートとの間に位置して一
定容積の隙間空間が形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、弁体の閉弁時にも、噴射口内に位置して弁
体とノズルプレートとの間に隙間空間が形成されるた
め、燃料の噴射を停止しているときに、この隙間空間内
に燃料の一部が残るようになる。そして、この状態でエ
ンジンの吸入負圧がノズルプレートの外側に作用する
と、噴射口内に残っている燃料がノズルプレートの各ノ
ズル孔からエンジンの吸入空気側に吸引されることがあ
る。

【０００６】このように、エンジンの運転中には、燃料
噴射弁が閉弁状態であるにも拘らず、その噴射口内に残
った燃料が吸入空気中に流出することがあるため、吸入
空気と燃料との混合比にばらつきが生じ易くなり、エン
ジンの空燃比制御が不安定になるという問題がある。

【０００７】これに対し、噴射口内に残留する燃料の量
を減少させるため、弁座部材の噴射口周囲を薄肉に形成
し、前記隙間空間の容積を小さくする等の対策も検討さ
れている。

【０００８】しかし、噴射口の周囲を薄肉に形成する
と、弁座部材の噴射口周囲における剛性低下を招くこと
になり、その耐久性、寿命が低下するという問題があ
る。

【０００９】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、弁体の閉弁時に噴射口
内に残る流体の残量を減らすことができ、噴射弁として
の性能、信頼性を向上できるようにした流体噴射弁を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、流体通路が設けられた筒状の弁ケーシ
ングと、該弁ケーシングの先端側内周に設けられ噴射口
の流入側を囲んで弁座が形成された弁座部材と、前記噴
射口の流出側を外側から覆うように該弁座部材の先端面
側に設けられ前記弁ケーシング内の流体を外部に噴出さ
せる複数のノズル孔が形成されたノズルプレートと、前
記弁ケーシング内に設けられアクチュエータの作動によ
り前記弁座部材の弁座に離着座する弁体とからなる流体
噴射弁に適用される。

【００１１】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、ノズルプレートは、前記弁座部材の噴射口の流
出側から流入側に向けて突出する凸有蓋形状に形成した
ことにある。

【００１２】このように構成することにより、ノズルプ
レートのうち凸有蓋形状の部位を弁座部材の噴射口内に
突出させることができるから、弁体の閉弁時には、弁体
の先端側とノズルプレートの凸有蓋形状部位との間に形
成される隙間空間の容積を減少させることができる。

【００１３】また、請求項２の発明によると、ノズルプ
レートは、前記弁座部材の先端面側に当接して固定され
る環状のフランジ部と、該フランジ部の内周側から前記
噴射口内に向けて突出し外周側が前記噴射口に嵌合され
る嵌合筒部と、前記弁座部材内で弁体と対面するように
該嵌合筒部の突出端側に一体形成され前記複数のノズル
孔が穿設された蓋部とにより構成している。

【００１４】これにより、ノズルプレートの嵌合筒部を
噴射口内に嵌合した状態で、ノズルプレートのフランジ
部を弁座部材の先端面側に容易に固定することができ
る。そして、この状態で各ノズル孔が形成された蓋部を
弁体と対面させ、弁体と蓋部との間の隙間を可能な限り
小さくすることができる。

【００１５】また、請求項３の発明によると、ノズルプ
レートの蓋部は、その中心側から外周側に向けて斜めに
傾斜して形成する構成としている。

【００１６】これにより、弁体の閉弁時に、弁体の先端
側とノズルプレートの蓋部との間に少量の流体が残留し
ている場合でも、この流体を蓋部の外周側に溜めること
ができ、残留した流体が蓋部の中心側に位置するノズル
孔から外部に漏れるのを防止することができる。

【００１７】さらに、請求項４の発明によると、ノズル
プレートの蓋部は、前記弁体に向けて凸湾曲状に突出し
て形成する構成としている。

【００１８】これにより、弁体の閉弁時には、弁体の先
端側とノズルプレートの蓋部との間に残留した流体を蓋
部の外周側に溜めることができ、この流体が中心側のノ
ズル孔から外部に漏れ出すのを防止することができる。

【００１９】また、請求項５の発明によると、弁体は、
前記ノズルプレートの蓋部に対し微小隙間を介して対面
する形状に形成する構成としている。

【００２０】これにより、弁体の閉弁時には、弁体の先
端側とノズルプレートの蓋部との間に微小隙間が介在す
るようになるので、これらの間の隙間空間の容積を減少
させることができる。

【００２１】また、請求項６の発明によると、弁体は、
前記ノズルプレートの蓋部に対面する部位を切欠いた截
頭球状のポペット弁体として構成している。

【００２２】これにより、例えば球状をなすポペット弁
体のうちノズルプレートの蓋部に対面する部位を該蓋部
に応じた形状に切欠くことができ、この切欠き部位とノ
ズルプレートの蓋部との間に微小な隙間空間を形成する
ことができる。

【００２３】さらに、請求項７の発明によると、弁座部
材の噴射口は流入側と流出側との間にある長さ寸法をも
って形成し、前記ノズルプレートは前記噴射口内に嵌合
させる構成としている。

【００２４】これにより、弁座部材のうち噴射口の周囲
を肉厚に形成して剛性を確保できると共に、ノズルプレ
ートのうち凸有蓋形状の部位を噴射口内に安定的に嵌合
させることができる。

【００２５】また、請求項８の発明によると、弁座部材
の先端側端面と前記弁座との間の軸方向の間隔をＨと
し、前記弁座の直径をＤとし、前記噴射口の軸方向の長
さをＬsとし、前記ノズルプレートに形成されたノズル
孔の個数をｎ、各ノズル孔の孔径をｄとし、前記弁体の
開弁時における前記ノズルプレートの突出端側と弁体と
の間の間隔をｈとしたときに、前記間隔Ｈ，ｈ、直径
ｄ、長さＬs、個数ｎおよび孔径ｄは、 からなる３つの関係を満たす構成としている。

【００２６】これにより、（１）の式によって噴射口に
は一定の軸方向長さを与えることができ、弁座部材のう
ち噴射口の周囲を肉厚に形成して剛性を確保することが
できる。また、例えばノズルプレートのうち凸有蓋形状
の部位を噴射口内に安定させて嵌合することができる。

【００２７】また、（２）の式を満たすことにより、弁
体の開弁時には、弁体の先端側とノズルプレートの蓋部
との間に位置する隙間空間の形状を軸方向に対して偏平
に形成でき、弁体の外周側からこの隙間空間内に流入す
る流体の流れをノズルプレートの蓋部表面で互いに衝突
させることができる。

【００２８】さらに（３）の式を満たすことにより、弁
体の開弁時には、各ノズル孔から噴射される流体の総噴
射量に対して弁体の先端側とノズルプレートの蓋部との
間の隙間空間内に十分な量の流体を供給することができ
る。また、このときの隙間空間の軸方向寸法に対応する
間隔ｈをノズル孔の孔径ｄに対応して流体の噴射に必要
な最小限の大きさに抑えることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
流体噴射弁を、自動車用エンジンに用いられる燃料噴射
弁に適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照して詳細
に説明する。

【００３０】ここで、図１ないし図６は本発明の第１の
実施の形態による燃料噴射弁を示している。

【００３１】１は燃料噴射弁の本体をなす筒状の弁ケー
シングで、該弁ケーシング１は、例えば電磁ステンレス
鋼等の磁性材料により段付き筒状に形成されている。そ
して、弁ケーシング１は、基端側に後述の樹脂カバー１
８が取付けられた大径筒部１Ａと、該大径筒部１Ａの先
端側に一体形成された小径筒部１Ｂとからなり、その内
部には後述の弁体８が挿通される燃料通路２が軸方向に
設けられている。

【００３２】３は弁ケーシング１の基端側に固着された
筒状の連結部材で、該連結部材３は非磁性材料によって
形成され、弁ケーシング１と後述の燃料流入パイプ４と
の間に介在している。

【００３３】４は例えば電磁ステンレス鋼等の磁性材料
によって形成された筒状の燃料流入パイプで、該燃料流
入パイプ４は、連結部材３を用いて弁ケーシング１の基
端側に固定され、その先端側は燃料通路２に連通してい
る。また、燃料流入パイプ４の基端側内周には燃料フィ
ルタ５が設けられている。

【００３４】ここで、燃料流入パイプ４と弁ケーシング
１とは、これらの外周側に取付けられた磁性金属片等か
らなる連結コア６を介して磁気的に連結されている。そ
して、後述の電磁コイル１２に通電したときには、弁ケ
ーシング１、燃料流入パイプ４、連結コア６と、後述す
る弁体８の吸着部１０との間に閉磁路が形成される。

【００３５】７は弁ケーシング１の小径筒部１Ｂ内に挿
嵌して設けられた弁座部材で、該弁座部材７は、例えば
金属材料、樹脂材料等からなり、図２、図３に示す如く
略筒状に形成されると共に、その先端面７Ａ側は後述の
ノズルプレート１５と押えプレート１７とを介して小径
筒部１Ｂの内周側に固着されている。また、弁座部材７
の内周側には、その先端面７Ａに開口した噴射口７Ｂ
と、該噴射口７Ｂを取囲む略円錐状の傾斜面部７Ｃと、
該傾斜面部７Ｃの途中部位に位置して後述する弁体８の
弁部１１が離着座する環状の弁座７Ｄとが設けられてい
る。

【００３６】ここで、噴射口７Ｂは軸方向に延びた円筒
状の貫通孔からなり、燃料の流入側に位置する流入側開
口７Ｂ1と、燃料の流出側に位置する流出側開口７Ｂ2と
を有している。そして、噴射口７Ｂは流入側開口７Ｂ1
と流出側開口７Ｂ2との間に位置して予め定められた軸
方向の長さＬｓを有し、この長さＬｓは、後述するノズ
ルプレート１５の筒部１５Ｃを噴射口７Ｂ内に安定的に
嵌合させるため、例えばノズル孔１６の孔径ｄに対して
下記数１の式を満たす大きさに設定されている。

【００３７】

【数１】Ｌｓ＞ｄ

【００３８】また、弁座７Ｄは、弁座部材７の先端面７
Ａに対して軸方向に間隔Ｈ分だけ離して配設され、この
間隔Ｈは、後述の図６に示す如く弁体８の開弁時に偏平
な隙間空間Ｓ2を形成するため、噴射口７Ｂの長さＬｓ
とノズル孔１６の孔径ｄに対して下記数２の式を満たす
寸法として予め設定されている。

【００３９】

【数２】Ｈ＜４ｄ＋Ｌｓ

【００４０】また、弁座７Ｄは噴射口７Ｂを取囲むよう
に配置され、その直径Ｄは、後述する数３の式を満たす
大きさに予め設定されているものである。

【００４１】８は弁ケーシング１の燃料通路２内に挿通
して設けられた弁体で、該弁体８は、図１に示す如く、
金属板等を略筒状に折曲げることにより形成された弁軸
９と、該弁軸９の基端側に固着された磁性材料等からな
る筒状の吸着部１０と、弁軸９の先端側に固着して設け
られ、弁座部材７の弁座７Ｄに離着座する球状の弁部１
１とから構成されている。

【００４２】ここで、吸着部１０の基端面は、燃料流入
パイプ４と軸方向の隙間を挟んで対向し、この隙間の寸
法は弁体８のリフト量として予め調整されている。ま
た、弁部１１の外周側には、図２に示す如く周方向の複
数箇所に面取り部１１Ａが設けられ、該各面取り部１１
Ａは弁座部材７と弁部１１との間に燃料用の通路を形成
している。

【００４３】また、弁部１１の先端側には、後述するノ
ズルプレート１５の蓋部１５Ｃの形状に対応して平坦に
切欠いた平坦面部１１Ｂが設けられ、これにより弁体８
は、截頭球状の弁部１１を有するポペット弁体として構
成されている。

【００４４】そして、弁体８の閉弁時には、図３に示す
如く、その弁部１１が弁座部材７の弁座７Ｄに着座する
ことにより、弁部１１の平坦面部１１Ｂとノズルプレー
ト１５の蓋部１５Ｃとの間には微小な隙間空間Ｓ1が形
成された状態となっている。

【００４５】また、弁体８の開弁時には、図６に示す如
く弁体８が矢示Ａ方向に変位し、弁部１１が弁座７Ｄか
ら離座することにより、弁部１１の平坦面部１１Ｂとノ
ズルプレート１５の蓋部１５Ｃとは軸方向の間隔ｈをも
って互いに対向し、これらの間には偏平な隙間空間Ｓ2
が形成されるようになる。そして、この間隔ｈの大きさ
は、後述の理由により、弁座７Ｄの直径Ｄ、ノズル孔１
６の孔径ｄおよび個数ｎに対して、下記数３の式を満た
すように予め設定されている。

【００４６】

【数３】

【００４７】１２は弁ケーシング１の基端側で樹脂カバ
ー１８内に固着して設けられたアクチュエータとしての
電磁コイルで、該電磁コイル１２は、図１に示す如く、
後述のコネクタ１９を用いて外部から通電されることに
より弁体８の吸着部１０を磁気的に吸引する。これによ
り、弁体８は、弁ばね１３に抗して矢示Ａ方向へと軸方
向に変位し、このとき弁部１１は弁座部材７の弁座７Ｄ
から一定のリフト量をもって離座することにより開弁す
るものである。

【００４８】１３は燃料流入パイプ４内に配置された圧
縮ばねからなる弁ばねで、該弁ばね１３は、燃料流入パ
イプ４の上流側に固着された筒体１４と弁体８の基端側
との間に設けられ、弁体８を弁座部材７に向けて閉弁方
向に付勢している。

【００４９】１５は後述の押えプレート１７と共に弁座
部材７の先端面７Ａに固定されたノズルプレートで、該
ノズルプレート１５は、図２ないし図５に示す如く、例
えば円形の金属薄板等をプレス加工することにより一体
形成され、弁座部材７の先端面７Ａ側から噴射口７Ｂ内
に突出した凸有蓋形状を有している。

【００５０】ここで、ノズルプレート１５は、弁座部材
７の噴射口７Ｂを取囲む位置で先端面７Ａに溶接等の手
段を用いて固着された環状のフランジ部１５Ａと、該フ
ランジ部１５Ａの内周側に設けられ、弁座部材７の噴射
口７Ｂの流出側開口７Ｂ2から流入側開口７Ｂ1に向けて
軸方向に突出した円筒状の嵌合筒部１５Ｂと、該嵌合筒
部１５Ｂの突出端側を施蓋するように該嵌合筒部１５Ｂ
に設けられ、後述のノズル孔１６，１６，…が穿設され
た円板状の蓋部１５Ｃとによって構成されている。

【００５１】そして、嵌合筒部１５Ｂは、図５に示す如
く、例えば噴射口７Ｂの長さＬｓとほぼ等しい突出寸法
Ｌｐを有し（Ｌｐ≒Ｌｓ）、噴射口７Ｂ内に嵌合して取
付けられている。また、蓋部１５Ｃは、弁体８の閉弁時
に弁部１１の平坦面部１１Ｂと微小な隙間空間Ｓ1を介
して対面した状態に保持されるため、これらの間に残留
する燃料が隙間空間Ｓ1の容積に対応して少量に抑制さ
れるものである。

【００５２】１６，１６，…はノズルプレート１５の蓋
部１５Ｃを貫通して形成された例えばｎ個のノズル孔
で、該各ノズル孔１６は、例えば０．１〜０．２ｍｍ程
度の孔径ｄを有している。また、各ノズル孔１６のう
ち、図４中の直径Ｍ−Ｍを挟んで左側に位置するノズル
孔１６は左方向に傾斜して形成され、右側に位置するノ
ズル孔１６は右方向に傾斜して形成されている。

【００５３】そして、弁体８の開弁時には、図６に示す
如く、弁ケーシング１内に供給される燃料がノズルプレ
ート１５の各ノズル孔１６から左，右方向に分岐して噴
射され（一方のみ図示）、このとき噴射燃料はノズル孔
１６により微粒化されるものである。

【００５４】一方、１７は略環状の金属板等によって形
成された押えプレートで、該押えプレート１７は、図２
に示す如く、外周側が溶接部１７Ａによって弁ケーシン
グ１の小径筒部１Ｂ内に溶接され、内周側が他の溶接部
１７Ｂによってノズルプレート１５と一緒に弁座部材７
の先端面７Ａ側に溶接されると共に、これによりノズル
プレート１５と弁座部材７とを弁ケーシング１内に固定
している。

【００５５】また、１８は弁ケーシング１の大径筒部１
Ａ等を覆うように取付けられた樹脂カバーで、該樹脂カ
バー１８には、図１に示す如くコネクタ１９が設けられ
ている。さらに、２０は弁ケーシング１の小径筒部１Ｂ
に取付けられたプロテクタで、該プロテクタ２０はノズ
ルプレート１５等を保護するものである。

【００５６】本実施の形態による燃料噴射弁は上述の如
き構成を有するもので、次にその作動について説明す
る。

【００５７】まず、弁ケーシング１内の燃料通路２に
は、燃料流入パイプ４の基端側から燃料が供給される。
そして、電磁コイル１２がコネクタ１９を介して通電さ
れると、弁体８は、その吸着部１０が電磁コイル１２に
より弁ケーシング１、燃料流入パイプ４および連結コア
６を介して磁気的に吸引され、弁ばね１３に抗して開弁
する。これにより、燃料通路２内の燃料は、弁座部材７
の噴射口７Ｂ内を流入側開口７Ｂ1から流出側開口７Ｂ2
に向けて流出し、ノズルプレート１５の各ノズル孔１６
からエンジンの吸入空気側に噴射される。

【００５８】この場合、弁ケーシング１内の燃料は、図
６中の矢示Ｂに示す如く、弁座部材７の傾斜面部７Ｃに
沿って弁座７Ｄと弁体８の弁部１１との間を流通し、隙
間空間Ｓ2内へと流入する。そして、隙間空間Ｓ2内に流
入した燃料は、弁部１１の全周から中心側に向けて偏平
な隙間空間Ｓ2内を径方向に流通し、隙間空間Ｓ2の中央
部で互いに衝突して乱流状態となるため、各ノズル孔１
６から噴射される燃料の微粒化を促進することができ
る。

【００５９】また、弁体８が閉弁して弁部１１が弁座部
材７の弁座７Ｄに着座したときには、ノズルプレート１
５の蓋部１５Ｃが弁座部材７の先端側から噴射口７Ｂ内
に突出しているため、この蓋部１５Ｃと弁部１１の平坦
面部１１Ｂとの間の隙間容積は大きく減少し、これらの
間には微小な隙間空間Ｓ1が形成された状態となる。こ
れにより、隙間空間Ｓ1に残留する燃料を減らすことが
でき、弁体８の閉弁時に隙間空間Ｓ1内の燃料が各ノズ
ル孔１６からエンジンの吸入空気中に漏れ出すのを抑制
することができる。

【００６０】ところで、弁体８の開弁時における隙間空
間Ｓ2の間隔ｈ等については、前記数３の式を満たすよ
うに設定しているが、この数３の式を説明するため、弁
体８の開弁時に弁部１１の外周側から隙間空間Ｓ2内に
流入する燃料と各ノズル孔１６から噴射される燃料の流
量について比較してみる。

【００６１】まず、流入側の燃料は、弁部１１の外周側
と弁座７Ｄとの間に形成された環状の流路を通じて隙間
空間Ｓ2内に流入する。そして、この環状流路の流路面
積Ｒａは、弁部１１の平坦面部１１Ｂとノズルプレート
１５の蓋部１５Ｃとの間の間隔ｈと、弁座７Ｄの直径Ｄ
と、円周率πとを用いて近似的に表すと、下記数４の式
のようになる。

【００６２】

【数４】Ｒａ＝πｈＤ

【００６３】また、ノズルプレート１５の各ノズル孔１
６から燃料が噴射されるときの総流路面積Ｒｂは、ノズ
ル孔１６の個数ｎと孔径ｄとを用いて下記数５の式のよ
うに表すことができる。

【００６４】

【数５】

【００６５】また、流入側の流路面積Ｒａを噴射側の流
路面積Ｒｂ以上の大きさに形成すれば、各ノズル孔１６
から噴射される燃料の総噴射量に対して弁ケーシング１
側から隙間空間Ｓ2内に十分な量の燃料が供給されるよ
うになるから、この条件（Ｒａ≧Ｒｂ）に前記数４、数
５の式を代入して下記数６の式を得ることができる。

【００６６】

【数６】

【００６７】そして、この数６の式を下記数７の式のよ
うに変形すると、数７の式は、前述した数３の式の左辺
と中辺に等しいことが判る。

【００６８】

【数７】

【００６９】従って、これらの間隔ｈ、直径Ｄ、個数ｎ
および孔径ｄが前記数３の式を満たすように設定するこ
とにより、各ノズル孔１６からの燃料噴射量に対して弁
ケーシング１側から隙間空間Ｓ2内に十分な量の燃料を
供給できると共に、間隔ｈを孔径ｄの4倍よりも小さく
して最小限の大きさに形成することができる。

【００７０】かくして、本実施の形態では、ノズルプレ
ート１５を、弁座部材７の噴射口７Ｂの流出側開口７Ｂ
2から流入側開口７Ｂ1に向けて突出する凸有蓋形状に形
成し、フランジ部１５Ａ、嵌合筒部１５Ｂおよび蓋部１
５Ｃにより構成したので、その嵌合筒部１５Ｂと蓋部１
５Ｃとをフランジ部１５Ａから噴射口７Ｂ内に突出させ
ることができ、弁体８の閉弁時には、弁部１１の平坦面
部１１Ｂとノズルプレート１５の蓋部１５Ｃとの間に形
成される隙間空間Ｓ1の容積を確実に減少させることが
できる。

【００７１】これにより、燃料噴射を停止しているとき
には、隙間空間Ｓ1に残留する燃料を少量に抑えること
ができ、この燃料がエンジンの吸入負圧等によってノズ
ルプレート１５のノズル孔１６から外部に漏れ出すのを
防止できると共に、隙間空間Ｓ1からの燃料漏れを減ら
すために弁座部材７を薄肉に形成する必要もなくなり、
耐久性や寿命を高めることができる。

【００７２】従って、本実施の形態によれば、弁体８の
開，閉動作に応じて燃料の噴射，停止を確実に実行で
き、エンジンの空燃比制御等を安定的に行うことができ
ると共に、噴射弁としての性能、信頼性を向上させるこ
とができる。

【００７３】また、ノズルプレート１５の嵌合筒部１５
Ｂを弁座部材７の噴射口７Ｂ内に嵌合させたので、噴射
弁の組立時にノズルプレート１５を弁座部材７に取付け
るときには、その嵌合筒部１５Ｂを噴射口７Ｂ内に嵌合
させた状態でフランジ部１５Ａを弁座部材７の先端面７
Ａに容易に溶接でき、取付作業を効率よく行うことがで
きる。しかも、嵌合筒部１５Ｂを噴射口７Ｂ内に嵌合さ
せることにより、ノズルプレート１５の蓋部１５Ｃを弁
体８等の径方向に対して容易に位置合わせ（センタリン
グ）できるから、各ノズル孔１６を設計等により予め定
められた位置に確実に配置でき、組付精度を高めること
ができる。

【００７４】この場合、弁座部材７の噴射口７Ｂを前記
数１の式による一定の長さＬｓに形成し、ノズルプレー
ト１５の嵌合筒部１５Ｂを噴射口７Ｂの長さＬｓとほぼ
等しい突出寸法Ｌｐに形成したので、これらを安定的に
嵌合できると共に、弁座部材７のうち噴射口７Ｂの周囲
を肉厚に形成して剛性を確保することができる。

【００７５】また、弁体８の弁部１１には、ノズルプレ
ート１５の蓋部１５Ｃに対応する形状の平坦面部１１Ｂ
を設けたので、これらの蓋部１５Ｃと平坦面部１１Ｂと
を微小な隙間空間Ｓ1を介して対面させることができ、
隙間空間Ｓ1の容積を可能な限り小さく形成することが
できる。

【００７６】また、弁座部材７の間隔Ｈ、噴射口７Ｂの
長さＬｓおよびノズル孔１６の孔径ｄが前記数２の式を
満たすように形成したので、弁体８の開弁時には、隙間
空間Ｓ2の形状を軸方向に対して偏平に形成でき、この
隙間空間Ｓ2に外周側から流入する燃料をノズルプレー
ト１５の蓋部１５Ｃ上で互いに衝突させつつ、各ノズル
孔１６から微粒化状態で噴射できると共に、燃料の噴射
性能をより高めることができる。

【００７７】さらに、弁座部材７の直径Ｄ、隙間空間Ｓ
2の間隔ｈ、ノズル孔１６の個数ｎおよび孔径ｄが前記
数３の式を満たすように形成したので、弁体８の開弁時
には、各ノズル孔１６から噴射される燃料の総噴射量に
対して弁ケーシング１側から隙間空間Ｓ2に向けて十分
な量の燃料を供給でき、噴射弁を安定して作動させるこ
とができると共に、間隔ｈを可能な限り小さくして隙間
空間Ｓ2の偏平化を図ることができる。

【００７８】次に、図７は本発明による第２の実施の形
態を示し、本実施の形態の特徴は、ノズルプレートを凸
湾曲状に形成する構成としたことにある。なお、本実施
の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同
一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００７９】２１は本実施の形態に適用される燃料噴射
弁の弁体で、該弁体２１は、第１の実施の形態とほぼ同
様に、弁軸９と、吸着部（図示せず）と、外周側に複数
の面取り部２２Ａが形成された略球状の弁部２２とを含
んで構成されている。しかし、弁部２２の先端側には、
後述するノズルプレート２３の蓋部２３Ｃに対応する形
状に切欠いた凹湾曲面部２２Ｂが形成され、弁体２１
は、截頭球状の弁部２２を有するポペット弁体として構
成されている。

【００８０】２３は弁座部材７の先端面７Ａに固定され
たノズルプレートで、該ノズルプレート２３は、第１の
実施の形態とほぼ同様に、例えば円形の金属薄板等をプ
レス加工することにより凸有蓋形状に形成され、弁座部
材７の先端面７Ａに溶接された環状のフランジ部２３Ａ
と、該フランジ部２３Ａの内周側に設けられ、弁座部材
７の噴射口７Ｂの流出側開口７Ｂ2から流入側開口７Ｂ1
に向けて軸方向に突出すると共に噴射口７Ｂ内に嵌合さ
れた円筒状の嵌合筒部２３Ｂと、該嵌合筒部２３Ｂの突
出端側を施蓋して設けられ、複数のノズル孔２４，２
４，…が穿設された蓋部２３Ｃとによって構成されてい
る。

【００８１】また、蓋部２３Ｃは、弁体２１に向けて突
出した凸湾曲状または凸球面状に形成され、その中心部
が最突出端部位となり、中心部から外周側に向けて斜め
に傾斜した形状となっている。そして、弁体２１の閉弁
時には、ノズルプレート２３の蓋部２３Ｃと弁部２２の
凹湾曲面部２２Ｂとが微小な隙間空間Ｓ3を介して対面
した状態に保持されるため、これらの間に残留する燃料
が隙間空間Ｓ3の容積に対応して少量に抑制されるもの
である。

【００８２】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、
ノズルプレート２３の蓋部２３Ｃを弁体２１に向けて突
出した凸湾曲形状に形成する構成としたので、弁体２１
の閉弁時には、燃料が微小な隙間空間Ｓ3に残留してい
る場合でも、この燃料をノズルプレート２３の蓋部２３
Ｃに沿って中心側から外周側へと流動させ、隙間空間Ｓ
3のうち各ノズル孔２４から離れた外周側の部位に燃料
を溜めることができる。従って、隙間空間Ｓ3内の燃料
がノズルプレート２３の各ノズル孔２４から外部に漏れ
出すのをより確実に防止することができる。

【００８３】なお、前記第２の実施の形態では、ノズル
プレート２３の蓋部２３Ｃを弁体２１に向けて突出した
凸湾曲状または凸球面状に形成する構成としたが、本発
明はこれに限らず、例えば図８に示す変形例のように、
弁体３１の弁部３２に面取り部３２Ａと略円錐状に切欠
いた凹部３２Ｂとを形成し、ノズルプレート３３を、フ
ランジ部３３Ａと、嵌合筒部３３Ｂと、弁体３１に向け
て略円錐状に突出し各ノズル孔３４が形成された蓋部３
３Ｃとによって形成し、弁体３１の閉弁時には、弁部３
２の凹部３２Ｂとノズルプレート３３の蓋部３３Ｃとが
微小な隙間空間Ｓ4を介して対向する構成としてもよ
い。

【００８４】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、ノズルプレートを、弁座部材の噴射口の流出側か
ら流入側に向けて突出する凸有蓋形状に形成する構成と
したので、弁体の閉弁時には、その先端側とノズルプレ
ートの蓋部との間に形成される隙間空間の容積を確実に
減少させることができる。これにより、流体の噴射を停
止しているときには、隙間空間内に残留する流体を少量
に抑えることができ、この流体が外部の負圧等によって
ノズルプレートのノズル孔から外部に漏れ出すのを防止
できると共に、隙間空間からの流体漏れを減らすために
弁座部材を薄肉に形成する必要もなくなり、耐久性や寿
命を高めることができる。従って、弁体の開，閉動作に
応じて流体の噴射，停止を確実に実行でき、噴射弁とし
ての性能、信頼性を向上させることができる。

【００８５】また、請求項２の発明によれば、ノズルプ
レートをフランジ部、嵌合筒部および蓋部によって構成
したので、ノズルプレートを弁座部材に取付けるときに
は、その嵌合筒部を噴射口内に嵌合させた状態でフラン
ジ部を弁座部材の先端側に容易に固定でき、取付作業を
効率よく行うことができる。しかも、このときノズルプ
レートの蓋部を弁体等の径方向に対して容易に位置合わ
せ（センタリング）できるから、各ノズル孔を設計等に
より予め定められた位置に確実に配置でき、組付精度を
高めることができる。

【００８６】また、請求項３の発明によれば、ノズルプ
レートの蓋部は、その中心側から外周側に向けて斜めに
傾斜して形成する構成としたので、弁体の閉弁時には、
弁体の先端側とノズルプレートの蓋部との間に少量の流
体が残留している場合でも、この流体を各ノズル孔から
離れた蓋部の外周側に溜めることができ、残留した燃料
が各ノズル孔から外部に漏れ出すのをより確実に防止す
ることができる。

【００８７】さらに、請求項４の発明によれば、ノズル
プレートの蓋部を弁体に向けて凸湾曲状に突出させる構
成としたので、弁体の閉弁時には、弁体の先端側とノズ
ルプレートの蓋部との間に残留した流体を蓋部の外周側
に溜めることができ、この流体がノズル孔から外部に漏
れ出すのをより確実に防止することができる。

【００８８】また、請求項５の発明によれば、弁体はノ
ズルプレートの蓋部に対し微小隙間を介して対面する形
状に形成する構成としたので、弁体の先端側とノズルプ
レートの蓋部との間に形成される隙間空間の容積を可能
な限り小さく形成でき、この空間に残留する燃料をより
減少させることができる。

【００８９】また、請求項６の発明によれば、弁体は、
ノズルプレートの蓋部に対面する部位を切欠いた截頭球
状のポペット弁体として構成したので、例えば球状をな
すポペット弁体のうちノズルプレートの蓋部に対面する
部位を該蓋部に応じた形状に切欠くことができ、この切
欠き部位とノズルプレートの蓋部との間に形成される隙
間空間の容積を可能な限り小さく形成することができ
る。

【００９０】さらに、請求項７の発明によれば、弁座部
材の噴射口は流入側と流出側との間にある長さ寸法をも
って形成し、ノズルプレートは噴射口内に嵌合させる構
成としたので、弁座部材のうち噴射口の周囲を肉厚に形
成して剛性を確保できると共に、ノズルプレートのうち
凸有蓋形状の部位を噴射口内に安定的に嵌合させること
ができる。

【００９１】また、請求項８の発明によれば、弁座部材
と弁座との間隔Ｈ、弁座の直径Ｄ、噴射口の長さＬs、
ノズル孔の個数ｎ、孔径ｄ、開弁時におけるノズルプレ
ートと弁体との間隔ｈは、 からなる３つの関係を満たす構成としたので、（１）の
式によって噴射口には一定の軸方向長さを与えることが
でき、弁座部材のうち噴射口の周囲を肉厚に形成して剛
性を確保することができる。また、例えばノズルプレー
トの突出端側を噴射口内に安定させて嵌合することがで
きる。

【００９２】また、（２）の式を満たすことにより、弁
体の開弁時には、弁体の先端側とノズルプレートの突出
端側との間の隙間空間の形状を軸方向に対して偏平に形
成でき、この隙間空間に流入する流体をノズルプレート
の突出端側表面で互いに衝突させつつ、各ノズル孔から
微粒化状態で噴射できると共に、流体の噴射性能をより
高めることができる。

【００９３】さらに（３）の式を満たすことにより、弁
体の開弁時には、各ノズル孔から噴射される流体の総噴
射量に対して弁ケーシングの流体通路から弁体の先端側
とノズルプレートとの間の隙間空間内に十分な量の流体
を供給でき、噴射弁を安定して作動させることができ
る。また、間隔ｈを可能な限り小さくして隙間空間の偏
平化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による燃料噴射弁を
示す縦断面図である。

【図２】弁ケーシングの先端側を示す拡大断面図であ
る。

【図３】弁体、弁座部材、ノズルプレート等を示す図２
中の要部拡大断面図である。

【図４】ノズルプレートを示す平面図である。

【図５】図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみたノズルプレー
トの断面図である。

【図６】弁体が開弁した状態を示す弁ケーシング先端側
の要部拡大断面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態による燃料噴射弁の
一部を示す拡大断面図である。

【図８】第２の実施の形態の変形例による燃料噴射弁の
一部を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 弁ケーシング ２ 燃料通路（流体通路） ３ 連結部材 ４ 燃料流入パイプ ５ 燃料フィルタ ６ 連結コア ７ 弁座部材 ７Ａ 先端面 ７Ｂ 噴射口 ７Ｂ1 流入側開口 ７Ｂ2 流出側開口 ７Ｃ 傾斜面部 ７Ｄ 弁座 ８，２１，３１ 弁体 ９ 弁軸 １０ 吸着部 １１，２２，３２ 弁部 １１Ａ，２２Ａ，３２Ａ 面取り部 １１Ｂ 平坦面部 １２ 電磁コイル（アクチュエータ） １３ 弁ばね １５，２３，３３ ノズルプレート １５Ａ，２３Ａ，３３Ａ フランジ部 １５Ｂ，２３Ｂ，３３Ｂ 嵌合筒部 １５Ｃ，２３Ｃ，３３Ｃ 蓋部 １６，２４，３４ ノズル孔 １７ 押えプレート

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 51/06 Ｆ０２Ｍ 51/06 Ｌ Ｋ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体通路が設けられた筒状の弁ケーシン
   グと、該弁ケーシングの先端側内周に設けられ噴射口の
   流入側を囲んで弁座が形成された弁座部材と、前記噴射
   口の流出側を外側から覆うように該弁座部材の先端面側
   に設けられ前記弁ケーシング内の流体を外部に噴出させ
   る複数のノズル孔が形成されたノズルプレートと、前記
   弁ケーシング内に設けられアクチュエータの作動により
   前記弁座部材の弁座に離着座する弁体とからなる流体噴
   射弁において、 前記ノズルプレートは、前記弁座部材の噴射口の流出側
   から流入側に向けて突出する凸有蓋形状に形成したこと
   を特徴とする流体噴射弁。
2. 【請求項２】 前記ノズルプレートは、前記弁座部材の
   先端面側に当接して固定される環状のフランジ部と、該
   フランジ部の内周側から前記噴射口内に向けて突出し外
   周側が前記噴射口に嵌合される嵌合筒部と、前記弁座部
   材内で弁体と対面するように該嵌合筒部の突出端側に一
   体形成され前記複数のノズル孔が穿設された蓋部とによ
   り構成してなる請求項１に記載の流体噴射弁。
3. 【請求項３】 前記ノズルプレートの蓋部は、その中心
   側から外周側に向けて斜めに傾斜して形成してなる請求
   項１または２に記載の流体噴射弁。
4. 【請求項４】 前記ノズルプレートの蓋部は、前記弁体
   に向けて凸湾曲状に突出して形成してなる請求項１また
   は２に記載の流体噴射弁。
5. 【請求項５】 前記弁体は、前記ノズルプレートの蓋部
   に対し微小隙間を介して対面する形状に形成してなる請
   求項１，２，３または４に記載の流体噴射弁。
6. 【請求項６】 前記弁体は、前記ノズルプレートの蓋部
   に対面する部位を切欠いた截頭球状のポペット弁体とし
   て構成してなる請求項１，２，３，４または５に記載の
   流体噴射弁。
7. 【請求項７】 前記弁座部材の噴射口は流入側と流出側
   との間にある長さ寸法をもって形成し、前記ノズルプレ
   ートは前記噴射口内に嵌合させる構成としてなる請求項
   １，２，３，４，５または６に記載の流体噴射弁。
8. 【請求項８】 前記弁座部材の先端側端面と前記弁座と
   の間の軸方向の間隔をＨとし、前記弁座の直径をＤと
   し、前記噴射口の軸方向の長さをＬsとし、前記ノズル
   プレートに形成されたノズル孔の個数をｎ、各ノズル孔
   の孔径をｄとし、前記弁体の開弁時における前記ノズル
   プレートの突出端側と弁体との間の間隔をｈとしたとき
   に、前記間隔Ｈ，ｈ、直径ｄ、長さＬs、個数ｎおよび
   孔径ｄは、 からなる３つの関係を満たす構成としてなる請求項１，
   ２，３，４，５，６または７に記載の流体噴射弁。