JP2002543330A - 移行部分を有する燃料噴射器 - Google Patents

移行部分を有する燃料噴射器

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JP2002543330A
JP2002543330A JP2000613944A JP2000613944A JP2002543330A JP 2002543330 A JP2002543330 A JP 2002543330A JP 2000613944 A JP2000613944 A JP 2000613944A JP 2000613944 A JP2000613944 A JP 2000613944A JP 2002543330 A JP2002543330 A JP 2002543330A
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axis
valve seat
sectional area
fuel injector
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イモエール，ウィリアム，ジェームズ
ホール，ブライアン
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シーメンス オートモーティヴ コーポレイション
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Abstract

(57)【要約】 燃料噴射器、詳しくは高圧燃料噴射器の弁座であって、弁座上への燃焼室堆積物の堆積を最小限に抑え、ニードル密封部分に所定の仕上げを施し、包囲空間の体積を減少させる多数の特徴部分を有している。これらの特徴部分には、ニードル密封部分とオリフィス部分の間に移行部分を配置し、オリフィス部分の出口に尖った端縁部を形成し、弁座の或る特定の表面に被覆を施すことが含まれる。本発明はまた、燃料噴射器の弁座と、この弁座を製造する方法、及び特定の弁座につきオリフィス部分とニードル密封部分の間に移行部分が必要か否かを評価する方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、燃料噴射器装置に関し、さらに詳細には、弁座が燃料室の堆積物の
堆積を最小限に抑える多数の特徴部分を備えた高圧燃料噴射器装置に関する。本
発明はまた、燃料噴射器の弁座の構成及び製造に関する。
【０００２】
【発明の背景】
燃料噴射器は、内燃機関に計量分の燃料を供給するために慣用されている。直
接噴射システムの場合、高圧噴射器が燃焼室内に延びる。その結果、燃料噴射器
の弁座の下流側の面に燃焼室の堆積物が堆積しやすい。この堆積物の堆積を最小
限に抑えて、燃料噴射器の所期の動作を持続させることが望ましい。
【０００３】 所期の動作を行わせるには、弁座に可動の閉弁部材、例えば、従来の燃料噴射
器装置のニードルと係合する密封表面を形成することが肝要である。弁座に対す
る閉弁部材の第１の位置、即ち、閉弁部材が弁座と接触係合する位置にくると、
噴射器を介する燃料流が阻止される。弁座に対する閉弁部材の第２の位置、即ち
、閉弁部材が弁座から離脱する位置にくると、噴射器を介する燃料流が許容され
る。
【０００４】 密封表面を形成するために、弁座に所望の挟角の円錐状部分を設けることが知
られている。従来より、円錐形の研削工具によりこの円錐状部分の研削が行われ
ている。また、表面仕上げの品質は研削速度と関係あることも知られている。円
錐形の研削工具の場合、研削速度は工具の先端に近づくに従って減少する。
【０００５】 燃料噴射器の弁座が小さなオリフィスを有する場合、オリフィスの端縁部にお
ける研削工具の速度は十分なものはない。従って、従来の研削作業では、従来の
円錐状部分を所定の仕上げにすることができない。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、従来の燃料噴射器の弁座の問題点を解消し、燃焼室の堆積物の堆積
を最小限に抑える多数の特徴部分を提供するものである。
【０００７】 本発明は、従来の円錐状部分とオリフィスの間に移行部分を介在させ、この移
行部分が従来の研削工具の先端が回転するための別の空間を提供する。
【０００８】 しかしながら、余分の包囲空間、即ち、密封帯（即ち、ニードルと弁座との密
封部分）とオリフィスの間の燃料流路の空間は、下流の弁座への燃焼室堆積物の
堆積に悪影響を与える。従って、本発明によると、移行部分はこの包囲空間を最
小限に抑えるようにする。
【０００９】 さらに、本発明によると、燃料噴射器の弁座は、移行部分の必要性及び形状に
つき評価される。この評価は、オリフィスのサイズ及び円錐状密封部分の挟角を
含む種々のファクターに基づき行われる。
【００１０】 また、本発明によると、下流の面とオリフィスの間のインターフェイスが鋭い
端縁部により画定される。これは、端縁部近くに蓄積される燃焼室堆積物の脱落
を促進する。
【００１１】 さらに、本発明によると、燃料噴射器の弁座は、第１の組の重要領域における
燃焼室堆積物の堆積を抑制するために被覆を有するが、第２の組の重要領域では
、弁座の装着及び作動を容易にするため被覆は設けられない。
【００１２】 本発明は、入口、出口、及び入口から出口への燃料流路を提供する通路を有す
る燃料噴射器を提供する。燃料噴射器は、流路内を、該流路を閉じる第１の位置
と、燃料流を許容する第２の位置の間で移動可能なニードルと、上流側の面、下
流側の面、及び上流側の面と下流側の面の間を軸線に沿って延びて前記流路の一
部を画定する通路を備え、ニードルが第１の位置で接触係合する弁座とより成る
。通路は、流路の一部を画定し、下流側の面に隣接し、軸線に沿う第１の断面領
域を有するオリフィス部分と、上流側の面に隣接し、軸線に沿う第１の領域から
第２の領域への下流方向で第１の割合で減少する第２の断面領域を有するニード
ル密封部分と、オリフィス部分とニードル密封部分の間に介在し、軸線に沿う第
２の領域から第１の断面領域への下流方向で第２の割合で減少する第３の断面領
域を有する移行部分とより成る。
【００１３】 本発明は、燃料流を提供する燃料噴射器の弁座も提供する。この弁座は、上流
側の面と、上流側の面から離隔した下流側の面と、上流側の面と下流側の面の間
を軸線に沿って延びる通路とより成る。通路は、下流側の面に隣接し、軸線に沿
う第１の断面領域を有するオリフィス部分と、上流側の面に隣接し、軸線に沿う
第１の領域から第２の領域への下流方向で第１の割合で減少する第２の断面領域
を有する密封部分と、オリフィス部分と密封部分の間に介在し、軸線に沿う第２
の領域から第１の断面領域への下流方向で第２の割合で減少する第３の断面領域
を有する移行部分とより成る。
【００１４】 本発明はまた、上流側の面、下流側の面、及び上流側の面と下流側の面の間を
軸線に沿って延びる通路を有する燃料噴射器の弁座を形成する方法を提供する。
この方法は、下流側の面に隣接し、軸線に沿う第１の断面領域を有するオリフィ
ス部分を通路内に形成し、上流側の面に隣接し、軸線に沿う第１の領域から第２
の領域への下流方向で第１の割合で減少する第２の断面領域を有するニードル密
封部分を通路内に形成し、オリフィス部分と密封部分の間に介在し、軸線に沿う
第２の領域から第１の断面領域への下流方向で第２の割合で減少する第３の断面
領域を有する移行部分を通路内に形成するステップより成る。
【００１５】 本明細書で使用する用語「軸線」は、本体の一部または領域の中心線を意味す
る。この用語は、直線に限らず、曲線または曲線と直線の組み合わせにより形成
された複合線を含むことがある。
【００１６】 本明細書に用いる用語「割合」は、第１の量の第２の量に対する変化を表わす
値である。例えば、空間について言うと、割合は空間の軸線に沿う位置の変化に
対する空間の断面積の変化を言う。用語「割合」は、一定の割合に限定されず、
変化する値も含む。
【００１７】 本明細書に用いる用語「挟角」は、本体の２つのセグメント間の角度関係を本
体の軸線を含む平面における本体の横断面で見た値を意味する。一般的に、軸線
は挟角を２つに分けている。
【００１８】
【好ましい実施例の詳細な説明】
図１は、高圧直接噴射燃料噴射器１０のような燃料噴射器１０を示す。燃料噴
射器１０はハウジングを有し、このハウジングは、燃料入口１２、燃料出口１４
、及び燃料入口１２から燃料出口１４へ縦方向軸１８に沿って延びる燃料流路１
６を有する。ハウジングは、金属製支持部材２２を囲むオーバーモールドのプラ
スチック部材２０を有する。
【００１９】 入口通路２６を備えた燃料入口部材２４は、オーバーモールドのプラスチック
部材２０内に配設されている。入口通路２６は、燃料噴射器１０の燃料流路１６
の一部である。燃料フィルタ２８と、調整可能な管３０とは、入口通路２６内に
設けられている。調整自在の管３０は、定位置に固定される前に縦方向軸１８に
沿って移動可能であるため、アーマチャーの偏倚バネ３２の長さを変化させるこ
とができる。バネ３２の長さ、従ってアーマチャーに対する偏倚力は、他のファ
クターとの組み合わせで、噴射器を流れる燃料の流量を制御する。オーバーモー
ルドのプラスチック部材２０はまた、ソケット２０Ａを支持し、このソケットは
燃料噴射器１０を電子制御ユニット（図示せず）のような外部電源に作動的に接
続するためのプラグ（図示せず）を受容するものである。エラストマーのＯリン
グ３４は、入口部材２４の外側の溝に設けられている。Ｏリング３４は、入口部
材２４を燃料レイルのような燃料供給部材（図示せず）に密封固定するためにバ
ッキングリング３８により支持されている。
【００２０】 金属製支持部材２２は、コイル組立体４０を包囲する。コイル組立体４０は、
コイル４４を保持するボビン４２を有する。コイル組立体４０の端部は、オーバ
ーモールドのプラスチック部材２０のソケット２０Ａ内に取り付けたピン４０Ａ
に電気的に接続されている。アーマチャー４６は、入口部材２４に関して軸線１
８に沿い相対移動できるように支持されている。アーマチャー４６は、スペーサ
４８、本体胴部５０、及び本体５２より支持されている。アーマチャー４６は、
入口通路２６と流体連通関係にあるアーマチャー通路５４を有する。
【００２１】 スペーサ４８は、本体胴部５０と係合し、この胴部は本体５２と係合する。ア
ーマチャー案内アイレット５６は、本体５２の入口部分６０に位置している。軸
方向に延びる本体通路５８は、本体の入口部分６０を、本体５２の出口６２と接
続する。アーマチャー４６の通路５４は、本体５２の通路５８と流体連通関係に
ある。好ましくは金属材料で形成した弁座６４は、本体５２の出口部分６２に取
り付けられている。
【００２２】 本体５２は、入口部分６０と出口部分６２の間を延びる首部６６を含む。首部
６６は、ニードル６８を取り囲む環状部である。ニードル６８は、アーマチャー
４６に作動的に接続されたほぼ円筒形のニードル６８である。円筒形のニードル
６８は、その中心が首部内で、その首部から離隔されており、本体の通路５８の
一部を形成する。円筒形のニードル６８は、燃料噴射器１０の縦方向軸１８と軸
方向整列関係にある。
【００２３】 燃料噴射器１０の作動は、アーマチャー４６を、本体５２の入口部分６０に最
も近い入口部材２６の端部に磁気的に結合することにより行われる。従って、ア
ーマチャー４６に隣接する入口部材２６の下方部分は、アーマチャー４６及びコ
イル組立体４０と共に形成された磁気回路の一部として働く。アーマチャー４６
は、アーマチャー案内アイレット５６により案内され、コイル組立体４０により
発生される電磁力に応答して、アーマチャー４６を燃料噴射器１０の縦方向軸１
８に沿って軸方向に往復運動させる。電磁力は、電子制御ユニット（図示せず）
からコイル組立体４０を流れる電流により発生される。アーマチャー４６が移動
すると、それに作動的に固着されたニードル６８が、弁座６８から離隔する位置
またはそれと接触係合する位置に移動される。これにより、弁座６４の通路７０
が開閉され、燃料噴射器１０の燃料出口１４を介する燃料流が許容または阻止さ
れる。ニードル６８は曲面７８を有し、この曲面は弁座の通路７０の円錐状部分
７２と接触係合するように一部が球形の形状にすることができる。もちろん、係
合時弁座６４を介する燃料流が阻止されるのであれば、ニードル６８の先端部と
弁座の通路７０とを別の外形にしてもよい。
【００２４】 図１及び２を参照して、オプションとしての渦流発生器７４を、本体の通路５
８内の弁座６４に隣接して配置することが可能である。渦流発生器７４は、燃料
が弁座６４上で渦流パターンを形成できるようにする。例えば、燃料が弁座の通
路７０の円錐状部分７２上で渦流となり、所望のスプレーパターンが得られるよ
うにすることができる。渦流発生器７４は、好ましくは、１対の平坦なディスク
、案内ディスク７４及び渦流ディスク７８により構成されている。渦流発生器７
４は、弁座６４と本体５２の間の接触領域を画定する。案内ディスク７６は、ニ
ードル６８を支持する。
【００２５】 ニードル６８は、案内ディスク７６の中央開口８０内を案内される。案内ディ
スク７６は、本体の通路５８から渦流ディスク７８へ燃料を供給する複数の燃料
流路となる開口を有する。渦流ディスク７８は、案内ディスク７６の燃料流路と
なう開口から燃料を受け、燃料流を弁座６４の通路７０の方へ接線方向に差し向
ける。渦流発生器７６を構成する案内ディスク７６及び渦流ディスク７８は、好
ましくは、レーザ溶接により、弁座６４の上流側の面６００に固定される。
【００２６】 燃料噴射器１０から噴射器される燃料は、燃料供給源（図示せず）から燃料入
口１２へ流入し、燃料流路１６を経て燃料出口１４から流出する。燃料流路１６
は、入口部材２４の入口通路２６、アーマチャー４６の通路５４、本体５２の通
路５８、渦流発生器７６の案内ディスク７８及び渦流ディスク８０、及び弁座６
４の通路７０を含む。高圧直接噴射システムでは、燃料は、入口の供給源からほ
ぼ７００ｐｓｉと２０００ｐｓｉの間の作動レンジで供給される。
【００２７】 特に図２を参照して、弁座６４の通路７０は、弁座６４の上流側の面６０２と
、下流側の面６０４との間を延びている。弁座の通路７０は、オリフィス部分６
０８と、ニードル密封部分６１２と、移行部分６１４とを有する。ニードル密封
部分６１４は第１の面６０２に隣接位置し、オリフィス部分６０８は下流側の面
６０４に隣接位置し、移行部分６１４は、オリフィス部分６０８とニードル密封
部分６１４の間に介在する。
【００２８】 オリフィス部分６０８は、縦方向軸１８に沿う第１の断面領域を有する。即ち
、第１の断面領域の断面積は、オリフィス部分６０８を貫通する縦方向軸１８に
関して直角に交わる仮想平面で測定するか、下流側の面６０４に平行なオリフィ
ス部分６０８内の仮想平面で測定することができる。下流側の面６０４は縦方向
軸１８にほぼ直角に交わるのが最も多く、縦方向軸１８は、燃料噴射器１０の全
体に亘って延びる直線より成る。その結果、第１の断面領域の断面積は、縦方向
軸１８に直角で下流側の面６０４に平行な仮想平面において測定することができ
る。
【００２９】 第１の断面領域は、オリフィス部分６０８を通してほぼ均等にすることができ
る。例えば、第１の断面領域は直径Ｄの円で、オリフィス部分６０８は縦方向軸
１８に沿い距離Ｌだけ延びることができる。従って、上述した最もよくあるケー
スでは、オリフィス部分６０８は正円円筒形である。実験の結果、燃料噴射器１
０の所望の動作特性は、オリフィス部分６８の直径Ｄに対する長さＬの比率、即
ち、Ｌ／Ｄが０．３より小さくないが、それに近づくと得られることが判明して
いる。図３は、堆積物の堆積による流量変化を比率Ｌ／Ｄの関数として示す実験
データのグラフである。
【００３０】 ニードル密封部分６１２は、縦方向軸１８に沿う第２の断面領域を有する。即
ち、第２の断面領域の断面積は、ニードル密封部分６１２を貫通する縦方向軸に
直交する各仮想表面で測定するか、または、上流側の面６０２に平行なニードル
密封部分６１２内の各仮想平面で測定することができる。上流側の面６０２は縦
方向軸線１８とほぼ直交するケースがほとんどであり、縦方向軸線１８は、燃料
噴射器１０の全体に亘って延びる直線により成る。従って、第２の断面領域の断
面積は、縦方向軸１８に直交するだけでなく上流側の面６０２に平行な各仮想平
面で測定することができる。
【００３１】 ニードル密封部分６１２は、研削工具により形成して所定の仕上げにすること
ができる。ニードル密封部分６１２の外形は、第２の断面領域の形状と、この第
２の断面領域がニードル密封部分６１２を通して減少する割合とにより記述する
ことができる。第２の断面領域は、上流側の面６０２に隣接した仮想平面の第１
の領域を有し、上流側の面６０２から離れた仮想平面の第２の領域へ第１の割合
で減少する。上述したように、この割合は、一定または可変である。第２の断面
領域の形状が、図２に示すように、直径が一定の割合で減少する円である場合、
ニードル密封部分６１２の形状は、挟角６２４を有する切頭正円錐形である。も
ちろん、第２の断面領域の形状を変化させるか、あるいは第２の断面領域が変化
する割合を変えることにより、ニードル密封部分６１２の形状を異なるものにす
ることができる。
【００３２】 移行部分６１４は、縦方向軸１８に沿う第３の断面領域を有する。即ち、第３
の断面領域の断面積は、移行部分６１４を貫通する縦方向軸１８に直交する仮想
平面で測定するか、あるいは、上流側の面６０４に平行な移行部分６１４の仮想
平面で測定することができる。上流側の面６１４が縦方向軸１８にほぼ直交する
のがほとんどのケースであり、縦方向軸１８は、燃料噴射器１０の全体に亘って
延びる直線より成る。従って、第３の断面領域の断面積は、縦方向軸１８に直角
なだけでなく上流側の面６０４に平行な各仮想表面で測定することができる。
【００３３】 移行部分６１４は、研削工具、ドリルビットなどにより形成することができる
。移行部分６１４の外形は、第３の断面領域の形状と、移行部分６１４に亘って
第３の断面領域が減少する割合とにより記述することができる。第３の断面領域
は、第２の断面領域の第２の領域からオリフィス部分６０８の第１の断面領域へ
第２の割合で減少することができる。上述したように、この割合は、一定または
可変である。第３の断面領域の形状が、図２に示すように、直径が一定の割合で
減少する円である場合、移行部分６１４の形状は、挟角６２６を有する切頭正円
錐形である。もちろん、第２の断面領域の形状または第２の断面領域領域が変化
する割合を変えることにより、移行部分６１４の形状を異なるものにすることが
できる。
【００３４】 移行部分６１４は、ニードル密封部分６１２を形成する切削工具の先端部を受
容する空間を提供する。従って、切削工具の十分な切削速度で駆動される部分だ
けがニードル密封部分６１２と接触するため、ニードル密封部分６１２の全表面
で少なくとも最小の所定の仕上げが得られる。
【００３５】 移行部分６１４が円錐形である場合、ニードル密封部分６１２の挟角６２４は
、移行部分６１４の挟角６２０より大きい方が好ましい。挟角６２４は、挟角６
２６よりほぼ１５°大きく、例えば、ニードル密封部分６１２の挟角６２４をほ
ぼ１０５°にし、移行部分６１４の挟角６２６をほぼ９０°にすることができる
。もちろん、ニードル密封部分６１２がニードル６８の表面７８を密封するよう
に形状が一致する限り、挟角として異なる組み合わせのものを用いることが可能
であり、移行部分６１４によりニードル密封部分６１２の所定の仕上げが容易に
得られる。例えば、挟角６２４がほぼ１０４°であり、挟角６２６がほぼ８５°
である場合、流れ安定性が改善されることが判明している。挟角６２６を約９５
°から１００°の範囲に増加させると、恐らくキャビテーションの結果として、
流れ安定性が減少し、堆積物の除去が促進される。
【００３６】 ニードル密封部分６１２とオリフィス６０８の間に移行部を提供するだけでな
く、この移行部分６１４は、包囲空間、即ち、ニードル６８の表面７８がニード
ル密封部分６１２と接触係合する所からオリフィス部分６０８までの弁座通路７
０の空間を最小限に抑える。例えば、正円筒形の移行部分６１４は、図２に示す
ように、正円錐体と比べると包囲空間を増加させるが、これは望ましくない。
【００３７】 図２及び４を参照して、下流側の面６０４とオリフィス部分６０８の接続部の
インターフェイスは、下流側の面６０４に堆積した燃焼室堆積物が脱落し易くす
るために、端縁部を尖ったものにすることができる。詳説すると、尖った端縁部
は、下流側の面６０２上の燃焼室堆積物がオリフィス部分６０８上に連続して堆
積するのを阻止する。即ち、堆積物の堆積パターンは、下流側の面６０４のほぼ
平坦な表面からオリフィス部分６０８のほぼ円筒状表面に延びることはない。そ
の代わり、下流側の面６０４とオリフィス部分６０８のインターフェイスに堆積
物が連続的に堆積するため、オリフィス部分６０８を通過する高圧燃料スプレー
が堆積物を容易に脱落させる。本発明によると、尖った端縁部は、下流側の面６
０４とオリフィス部分６０８の互いに垂直な表面を接続する環状の面取りされた
端縁部６０６より成るインターフェイスにより画定される。面取りされた端縁部
６０６は約０．０２ミリメートルだけ延びて、これら垂直な各表面に対して４５
°の角度にすることができる。
【００３８】 図５を参照して、表面エネルギーを低くするかまたは表面の反応性を減少させ
る被覆は、燃料室堆積物の堆積を抑制することができる。弁座６４のある特定の
表面を被覆することができるが、被覆が存在すると弁座６４の或る特定の重要な
表面に悪影響が出ることがある。例えば、被覆は弁座とニードルの間の密封性を
減少させるか、あるいは本体５２に関する弁座６４の接続を妨げる可能性がある
。噴射器の弁座の素材、即ち、上流側の面６０４、下流側の面６０４及び粗削り
の通路７０（ニードル密封部分６１２の研削前）より成る弁座６４を被覆するか
メッキする。マスキングにより、被覆が弁座６４の外周面上に施されないように
することができる。マスキングを用いて、被覆が外周面に隣接する下流側の面６
０４の一部に施されないようにすることも可能である。マスキングされたこれら
の領域は、弁座６４を本体５２に固着するために後で使用することもできる。ニ
ードル密封部分６１２を研削すると、重要な密封帯の領域の被覆が除去される。
従って、弁座６４は、堆積物の堆積阻止に最も必要とされる領域だけを被覆し、
重要な密封帯領域及び弁座固着領域には被覆しない。被覆は、商標ＳＩＣＯＮで
販売されているような炭素系被覆でよく、従来の蒸着法で適用することができる
。被覆は、フルオロ−ポリマー系、アルミニウム系またはセラミックでもよい。
接触係合するニードル６８は、被覆するかまたは被覆しなくてもよい。
【００３９】 燃料噴射器１０を形成する方法は、上流側の面６０２、下流側の面６０４、及
び上流側の面６０２と下流側の面６０４の間を延びる通路７０を有する弁座を形
成するステップより成る。この方法はさらに、オリフィス部分６０８と移行部分
６１４を通路７０内に形成するステップを含む。弁座６４に被覆を施す前に、ニ
ードル密封部分６１２をあらかた形成し、尖った端縁部を有するインターフェイ
ス６０６を下流側の面６０４とオリフィス部分６０８の間に形成することができ
る。オリフィス部分６０８、あらかた形成したニードル密封６１２及び移行部分
６１４は、任意の順番で、あるいは任意の方法、例えば、穿孔、回転等により、
形成することができる。さらに、オリフィス部分６０８、あらかた形成したニー
ドル密封部分６１２、及び移行部分６１４の任意の組み合わせを、１つの作業で
同時に、あるいは全てを単一の作業で形成することができる。次に、弁座６４に
マスキングを施し、被覆を施すことができる。その後、弁座６４のマスクを除去
し、切削によりニードル密封部分６１２を所定仕上げにすることができる。ある
いは、ニードル密封部分６１２を、単一ステップで、即ちニードル密封部分６１
２を別個に、あらかた形成せずに、所定の仕上げにすることができる。移行部分
６１４は、ニードル密封部分６１２に所定の仕上げをするに必要な切削工具のた
めの空間を提供する。上述したように、この移行部分は包囲空間を最小限に抑え
る。この状態で、弁座６４は、燃料噴射器１０の本体５２に取り付けることがで
きる。
【００４０】 オリフィス部分６０８とニードル密封６１２の間に移行部分６１４を設ける必
要性を検討するために、多数のファクターを評価する。これらのファクターには
、オリフィス部分６０８の第１の断面領域、ニードル密封部分６１２の挟角、ニ
ードル密封部分６１２の所定の仕上げが含まれる。
【００４１】 材料の仕上げまたは表面のテクスチャーは粗さの目安であり、細かな表面不整
部分の仮想的完全表面からの算術的平均偏差として特定される。粗さは、マイク
ロメートルで表される。
【００４２】 回転切削工具は、線形速度は、回転軸からの半径方向距離の関数として異なる
。従って、第１の断面領域の端縁部に相当する半径方向距離にある回転切削工具
による仕上げが粗すぎる場合、本発明による移行部分６１４が必要である。
【００４３】 移行部分６１４は、回転切削工具の回転軸に比較的近く、切削工具が弁座６４
と接触しない空間部分を提供する。従って、十分な切削速度で移動する回転切削
工具の直径部分だけを用いて、ニードル密封部分６１２の所定の仕上げを行う。
【００４４】 本発明によると、ほぼ１０５°の挟角を有するニードル密封部分６１２では、
第２の断面領域の第１の領域に対する第１の断面領域の比率が０．５未満である
場合、移行部分６１４が必要である。もちろん、ニードル密封部分６１２を回転
切削工具以外のものを用いる方法で形成する場合、あるいは第２の断面領域の形
状が円でない場合、移行部分６１４の必要性は、ニードル密封部分６１２とオリ
フィス部分６０８の間のインターフェイスにおける表面仕上げの品質を評価して
決定される。
【００４５】 本発明をある特定の好ましい実施例につき説明したが、頭書の特許請求範囲に
おいて定義した本発明の範囲から逸脱することなく、多数の変形例、設計変更が
可能であることがわかる。従って、本発明は図示説明した実施例に限定されるも
のではなく、頭書の特許請求の範囲の用語及びそれらの均等物の全幅を有するも
のと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、縦方向軸に沿う本発明の燃料噴射器の断面図である。
【図２】 図２は、図１の燃料噴射器の断面拡大図であり、本発明による弁座及び渦流発
生器を示す。
【図３】 図３は、種々の燃料噴射器の例についてオリフィス直径に対するオリフィス長
さの比率の関数としてエンジンの流量が減少する態様を示すグラフである。
【図４】 図４は、図２のＩＶで示す弁座部分の詳細図である。
【図５】 図５は、本発明の弁座の概略図であり、重要な領域が被覆され、また被覆され
ない弁座を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年５月１０日（２００１．５．１０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ホール，ブライアン アメリカ合衆国 バージニア州 23602 ニューポート・ニューズ ミニットマン・ ドライブ 569 Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AD12 BA32 BA55 CC10 CC14 CC21 CE22

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入口、出口、及び入口から出口への燃料流路を提供する通路
    を有する燃料噴射器であって、 流路内を、該流路を閉じる第１の位置と、燃料流を許容する第２の位置の間で
    移動可能なニードルと、 上流側の面、下流側の面、及び上流側の面と下流側の面の間を軸線に沿って延
    びて前記流路の一部を画定する通路を備え、ニードルが第１の位置で接触係合す
    る弁座とより成り、 弁座は、 下流側の面に隣接し、軸線に沿う第１の断面領域を有するオリフィス部分と
    、 上流側の面に隣接し、軸線に沿う第１の領域から第２の領域への下流方向で
    第１の割合で減少する第２の断面領域を有するニードル密封部分と、 オリフィス部分とニードル密封部分の間に介在し、軸線に沿う第２の領域か
    ら第１の断面領域への下流方向で第２の割合で減少する第３の断面領域を有する
    移行部分とより成る燃料噴射器。
  2. 【請求項２】 移行部分は、ニードル密封部分の所定の仕上げに用いる研削
    工具のための空間を提供する請求項１の燃料噴射器。
  3. 【請求項３】 移行部分の空間は、ニードル密封部分の下流の通路の体積を
    最小限に抑える請求項２の燃料噴射器。
  4. 【請求項４】 ニードル密封部分は第１の挟角を有する第１の円錐状部分よ
    り成り、移行部分は第２の挟角を有する第２の円錐状部分より成り、第１の挟角
    は第２の挟角よりも大きい請求項１の燃料噴射器。
  5. 【請求項５】 オリフィス部分は、軸線に沿って所定の長さだけ延び、所定
    の直径を有する正円筒状部分より成り、所定の直径に対する所定の長さの比率は
    少なくとも０．３である請求項１の燃料噴射器。
  6. 【請求項６】 移行部分はキャビテーションを誘起する請求項１の燃料噴射
    器。
  7. 【請求項７】 第１、第２及び第３の断面領域は軸線に対して直角である請
    求項１の燃料噴射器。
  8. 【請求項８】 上流側の面と、 上流側の面から離隔した下流側の面と、 上流側の面と下流側の面の間を軸線に沿って延びる通路とより成り、 通路は、 下流側の面に隣接し、軸線に沿う第１の断面領域を有するオリフィス部分と
    、 上流側の面に隣接し、軸線に沿う第１の領域から第２の領域への下流方向で
    第１の割合で減少する第２の断面領域を有する密封部分と、 オリフィス部分と密封部分の間に介在し、軸線に沿う第２の領域から第１の
    断面領域への下流方向で第２の割合で減少する第３の断面領域を有する移行部分
    とより成る燃料噴射器の弁座。
  9. 【請求項９】 移行部分は、密封部分の所定の仕上げに用いる研削工具のた
    めの空間を提供する請求項８の弁座。
  10. 【請求項１０】 移行部分の空間は、密封部分の下流の通路の体積を最小限
    に抑える請求項９の弁座。
  11. 【請求項１１】 密封部分は第１の挟角を有する第１の円錐状部分より成り
    、移行部分は第２の挟角を有する第２の円錐状部分より成り、第１の挟角は第２
    の挟角よりも大きい請求項８の弁座。
  12. 【請求項１２】 オリフィス部分は、軸線に沿って所定の長さだけ延び、所
    定の直径を有する正円筒状部分より成り、所定の直径に対する所定の長さの比率
    は少なくとも０．３である請求項８の弁座。
  13. 【請求項１３】 第１、第２及び第３の断面領域は軸線に対して直角である
    請求項８の弁座。
  14. 【請求項１４】 上流側の面、下流側の面、及び上流側の面と下流側の面の
    間を軸線に沿って延びる通路を有する燃料噴射器の弁座を形成する方法であって
    、 下流側の面に隣接し、軸線に沿う第１の断面領域を有するオリフィス部分を通
    路内に形成し、 上流側の面に隣接し、軸線に沿う第１の領域から第２の領域への下流方向で第
    １の割合で減少する第２の断面領域を有するニードル密封部分を通路内に形成し
    、 オリフィス部分と密封部分の間に介在し、軸線に沿う第２の領域から第１の断
    面領域への下流方向で第２の割合で減少する第３の断面領域を有する移行部分を
    通路内に形成するステップより成る燃料噴射器の弁座を形成する方法。
  15. 【請求項１５】 密封部分を形成するステップは、研削工具により密封部分
    を研削して所定の仕上げにするステップを含む請求項１４の方法。
  16. 【請求項１６】 移行部分を形成するステップは、研削工具のための空間を
    提供するステップを含む請求項１５の方法。
  17. 【請求項１７】 密封部分を形成するステップは第１の挟角を形成し、密封
    部分を形成するステップは第１の挟角よりも小さい第２の挟角を形成する請求項
    １４の方法。
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