JP2003307165A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料中でキャビテーションの程度を一層向上
させることができる燃料旋回型の燃料噴射装置を提供す
ること。 【解決手段】 旋回体７の旋回溝７１１の出口から燃料
噴射口８１に至る燃料通路９１の少なくとも一個所、例
えば弁座８の弁座面８２と弁座８内を貫通する弁座内燃
料通路９１２との境界近傍や弁座内燃料通路９１２の中
間に、燃料Ｆに加わる燃料通路９１の壁面から剥離して
流れようとする慣性力が燃料Ｆに加わる燃料通路９１の
壁面から剥離せずに流れようとする旋回力に基づく遠心
力より大きくなる燃料剥離個所が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料に旋回力を与
えてそれを自動車用エンジンなどの内燃機関の燃焼室内
に供給するための燃料噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射装置として、従来からニードル
弁やボール弁などの弁体を有する筒状の弁本体の出口に
燃料噴射口を有する弁座を設け、外部から供給される液
体燃料（以下、燃料）を旋回体により旋回させて上記燃
料噴射口に供給する型のものが知られている。燃料に旋
回力を付与することにより、燃料噴射口から噴射された
燃料の微粒化が良好となって燃焼効率が向上する。

【０００３】図２０は、特開平１０−１０３１９４号公
報に開示された、かかる燃料旋回型の燃料噴射装置の断
面図であって、１は燃料噴射装置、２は燃料噴射弁、３
は燃料供給管、４はエンジンのシリンダーヘッド、５は
弁作動装置、６はニードル弁、７は旋回体、８は弁座、
９は燃料路である。燃料噴射弁２は、ハウジング２１、
ニードル弁６、旋回体７、および弁座８の各部品がアセ
ンブルされた構造を有する。弁作動装置５は、電磁コイ
ル５１その他を有し、ニードル弁６を作動せしめる機能
をなす。燃料路９は、燃料供給管３から弁座８の燃料噴
射口８１に通じている。旋回体７や弁座８などの燃料噴
射装置１の先端部は、エンジンのシリンダーヘッド４の
燃料噴射装置挿入孔４１に挿入設置されている。また弁
座８は、上記の燃料噴射口８１を有し、また燃料路９の
一部たる弁座内燃料通路９１２（後記する図１など参
照）が貫通しており、弁座内燃料通路は９１２はニード
ル弁６の弁座８への離着座により開閉される。旋回体７
は、燃料供給管３から供給される燃料に旋回力を与えて
それを弁座内燃料通路９１２に供給する機能をなす。

【０００４】また特開平１１−１１７８３０号公報に
は、かかる燃料旋回型燃料噴射装置において燃料の微粒
化を一層向上させるために、上記弁座内燃料通路９１２
の長さをその直径に比べ大きくするようにし、あるいは
当該燃料通路９１２の中流部に突起を設けて、燃料中で
のキャビテーション発生を促進することが開示されてい
る。しかし前記した従来技術では、燃料中でのキャビテ
ーション発生の程度が未だ不十分であって、このために
内燃機関の燃焼効率に就いての近時における向上の要求
に十分応えることができない問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術における如上
の問題に鑑み、本発明は燃料中でキャビテーションの程
度を一層向上させることができる燃料旋回型の燃料噴射
装置を提供することを課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
燃料噴射装置は、燃料に旋回力を与える旋回溝を有する
旋回体および上記旋回力が与えられた燃料を外部に噴射
する燃料噴射口を有する弁座を含む燃料噴射装置であっ
て、上記旋回溝の出口から上記燃料噴射口に至る燃料通
路の少なくとも一個所に、上記燃料に加わる上記燃料通
路の壁面から剥離して流れようとする慣性力が上記燃料
に加わる上記燃料通路の壁面から剥離せずに流れようと
する上記旋回力に基づく遠心力より大きくなる燃料剥離
個所が設けられたことを特徴とするものである。

【０００７】本発明の請求項２に係る燃料噴射装置は、
請求項１において、上記燃料剥離個所は、上記弁座の弁
座面と上記弁座内を貫通する弁座内燃料通路との境界近
傍に設けられたことを特徴とするものである。

【０００８】本発明の請求項３に係る燃料噴射装置は、
請求項１において、燃料剥離個所は、上記弁座内を貫通
する弁座内燃料通路の中間に設けられたことを特徴とす
るものである。

【０００９】本発明の請求項４に係る燃料噴射装置は、
燃料を外部に噴射する燃料噴射口と上記燃料噴射口に通
じる弁座内燃料通路を有する弁座を含む燃料噴射装置で
あって、上記弁座内燃料通路は、その内径が段差をもっ
て急拡大した内径拡大部を部分的に備えたことを特徴と
するものである。

【００１０】本発明の請求項５に係る燃料噴射装置は、
請求項４において、上記内径拡大部は、上記弁座内燃料
通路の下手に設けられ、上記内径拡大部の出口が上記燃
料噴射口となっていることを特徴とするものである。

【００１１】本発明の請求項６に係る燃料噴射装置は、
燃料を外部に噴射する燃料噴射口と上記燃料噴射口に通
じる弁座内燃料通路を有する弁座、および上記弁座内燃
料通路の入口を開閉する弁体を含む燃料噴射装置であっ
て、上記弁体はその先端に上記弁座内燃料通路内に挿入
される円柱状突起を有することを特徴とするものであ
る。

【００１２】本発明の請求項７に係る燃料噴射装置は、
請求項６において、上記円柱状突起の付け根における上
記弁体の表面と上記円柱状突起の表面との角度は、１８
０°より大きいことを特徴とするものである。

【００１３】本発明の請求項８に係る燃料噴射装置は、
燃料を外部に噴射する燃料噴射口と上記燃料噴射口に通
じる弁座内燃料通路を有する弁座を含む燃料噴射装置で
あって、上記燃料噴射口の直径は、上記弁座内燃料通路
内における上記燃料の膜厚みの２倍より小さくしたこと
を特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１〜図８は、本
発明の燃料噴射装置における実施の形態１を説明するも
のであって、図１は実施の形態１の要部（弁座およびそ
の近傍部）の断面図、図２は図１の部分図、図３は旋回
体における図１あるいは図２のA−A線に沿った断面図、
図４は図１の部分図、図５は図４のA−A線に沿った断面
図、図６は図１の部分拡大図、図７は図６の比較図、図
８は燃料にキャビテーションが発生する領域を示すグラ
フである。なお実施の形態１および後続の諸実施の形態
における大部分の構造は、前記図２０に示す従来技術と
同じであり、但し後記するように、旋回体７および弁座
８の構造が従来技術のそれらと異なる。よって以下の諸
図において、図２０における部位と同じ部位に就いては
同じ符号を付し、燃料噴射装置の全体に就き言及する必
要がある場合には、図２０を参照することとする。

【００１５】図１〜図７において、６は前記弁体の一例
としてのニードル弁、７は旋回体、８は弁座、９は燃料
路、Fは燃料路９内や旋回体７内を流れる燃料である。
旋回体７は、複数（図３では６個）の旋回溝７１１を含
む旋回室７１を有する。弁座８は、燃料噴射口８１およ
びニードル弁６が離着座する弁座面８２を有する。燃料
路９は、図２０において前記した通り、燃料供給管３か
ら燃料噴射口８１に通じ、上記旋回溝７１１の出口ａ
（図１および図３参照）から燃料噴射口８１に至る燃料
路９の一部たる燃料通路９１を含み、また燃料通路９１
は弁座８内を貫通する弁座内燃料通路９１２を含む。弁
座内燃料通路９１２は、その入口ｂ、換言すると弁座８
の弁座面８２と弁座内燃料通路９１２との境界近傍、か
ら燃料噴射口８１にかけて延在する。９１１は、出口ａ
から入口ｂにかけて延在する燃料通路部分であって、し
かして燃料通路９１は燃料通路部分９１１とそれに続く
弁座内燃料通路９１２とから構成されている。

【００１６】弁座内燃料通路９１２の入口ｂは、ニード
ル弁６の弁座面８２での離着座により開閉される。入口
ｂが開口すると、昇圧されている燃料Fは、旋回体７、
旋回溝７１１、燃料通路部分９１１、および弁座内燃料
通路９１２を順次通過し、燃料噴射口８１から噴出す
る。燃料Fは、旋回溝７１１を通過する間に旋回速度が
与えられる。このため弁座内燃料通路９１２の入口ｂ近
傍に到達した燃料Fには、与えられた旋回速度により遠
心力が発生し、弁座８の弁座内燃料通路９１２の壁面８
４に押しつけられて液膜状となって、らせん状に回転し
ながら燃料噴射口８１に到達する。この時、弁座８の弁
座内燃料通路９１２の中心軸８３上およびその近傍部に
は燃料Fは存在せず、弁座内燃料通路９１２の内部は空
洞となる。燃料噴射口８１に到達した燃料Fは、軸方向
速度と旋回方向速度を持っているために傘状の液膜とな
って燃料噴射口８１から噴出し、その後この液膜が崩壊
することにより微粒化する。

【００１７】実施の形態１において、例えば、燃料Fに
与えられる旋回力が非常に小さい場合や弁座面８２と弁
座内燃料通路９１２の壁面８４とのなす角α（図４参
照）が９０°に近い場合は、弁座面８２を通過し弁座内
燃料通路９１２に流入する際の燃料Fが有する中心軸８
３方向への慣性力が、壁面８４方向への遠心力より大き
くなり、図６に示すように燃料Fの流れは弁座面８２か
ら壁面８４に沿って流れず、一旦、壁面８４から離れ、
換言すると燃料Fの剥離が生じ、その後弁座内燃料通路
９１２の中流部付近で壁面８４に再付着する。

【００１８】一方、燃料Fに与えられる旋回力が非常に
大きい場合や上記した角αが１８０°に近い場合は、弁
座面８２を通過し弁座内燃料通路９１２に流入する際の
燃料Fが有する中心軸８３方向への慣性力が、壁面８４
方向への遠心力より小さくなり、図７に示すように燃料
Fの流れは弁座面８２から直ちに壁面８４に沿って流れ
る。

【００１９】弁座面８２を通過し、弁座内燃料通路９１
２に流入する際の燃料Fが有する中心軸８３方向への慣
性力が、壁面８４方向への遠心力より大きくなる前者の
場合は、燃料Ｆの圧力は燃料Ｆの飽和蒸気圧未満となり
易く、しかして燃料Ｆの液体内部でキャビテーション気
泡が発生し易い条件となる。これに対して、中心軸８３
方向への慣性力が、壁面８４方向への遠心力より小さく
なる後者の場合は、燃料Ｆは壁面８４押しつけられるた
め、燃料Ｆの圧力は、少なくとも大気圧以上となりキャ
ビテーション気泡は発生しない。また、燃料Ｆの流れが
一旦壁面８４から離れその後再付着する前者の場合は、
燃料Ｆが空気を巻き込み、巻き込んだ空気が気泡となっ
て燃料Ｆ中に取り込まれる。

【００２０】以上の理由から、燃料Ｆ中にキャビテーシ
ョン気泡を発生させるためには、少なくとも弁座面８２
を通過し弁座内燃料通路９１２に流入する際の燃料Ｆが
有する中心軸８３方向への慣性力が、壁面８４方向への
遠心力より大きくなるようにすればよい、即ち燃料剥離
が生じればよいことが分かる。よって以下において、弁
座内燃料通路９１２の入口ｂ近傍が燃料剥離個所となる
ように実施の形態１の装置を設計する方法を説明する。

【００２１】上記した慣性力と遠心力の各大きさを制御
するために、弁座内燃料通路９１２の入口ｂ近傍での燃
料Ｆの旋回力および弁座面８２と壁面８４との角αを調
整する。上記慣性力が上記遠心力より大きくなるように
するため、入口ｂ近傍における燃料Ｆが有する中心軸８
３方向へ速度と旋回方向への速度比と上記角αの大きさ
をＶＯＦ法を用いた３次元数値解析により求めた。その
結果を図８に示す。図８の横軸は角度αであり、縦軸は
［ｖ／（ｕ・de／２）］・１０³であって、uは燃料Ｆの
径方向速度、ｖは周方向速度（以上、図５参照）、deは
弁座内燃料通路９１２の直径（図２参照）である。入口
ｂ近傍において、燃料Ｆが有する上記慣性力が上記遠心
力より大きくなるため、径方向速度uと周方向速度vとの
速度比と角αを、図８の斜線部分の範囲に設定する。こ
こで径方向速度uと周方向速度vは、燃料Ｆの流量Qと燃
料噴射装置の形状要因から、下式（１）および（２）よ
うに定式化される。

【００２２】

【数１】

【数２】 ここに、ｈは弁座内燃料通路９１２の内部に形成される
燃料Fの膜の厚さ（図２参照）であり、ｋは空洞係数で
ある。よって、図８の縦軸に示した径方向速度／(周方
向速度・de/2)は、下式（３）のように整理される。

【数３】

【００２３】つぎに、弁座内燃料通路９１２の内部に形
成される燃料Fが存在しない空洞直径をdc（図２参
照）、燃料Fの流量係数をC₀、旋回溝７１１の各入口７
１１ａの面積の和をSi、旋回室７１の径をdi（図３参
照）、特性係数をＫ、弁座内燃料通路９１２の長さＬと
すると、下式（４）〜下式（１０）が成立する。

【００２４】

【数４】 よって、式（３）は下式（９）のように表される。

【数５】 よって径方向速度／(周方向速度・de/2)は、特性係数Ｋ
と流量係数C₀のみで、換言すると図８の縦軸の値は、弁
座内燃料通路９１２の直径de、旋回溝７１１の総入口面
積Si、旋回室７１の径diおよび弁座内燃料通路９１２の
長さＬで表現できる。ここで、図８に示したキャビテー
ション発生有無の境界線は、αの関数f(α)= 0.006α2+
0.7α+649.9で表されるので、図８中の斜線部分の領域
は次式で与えられる。

【数６】

【００２５】ゆえに、弁座面８２を通過し弁座内燃料通
路９１２に流入する際の燃料Fが有する中心軸８３方向
への慣性力が、壁面８４の方向への遠心力より大きくす
るには、即ちキャビテーション気泡を発生させるために
は、角α、旋回溝７１１の総入口面積Si、旋回室７１の
径di、および弁座内燃料通路９１２の直径deと長さＬが
式（１０）を満たすように設計すればよい。かく設計す
ることにより発生した気泡は、弁座内燃料通路９１２を
通過して燃料噴射口８１を出た後、急激な燃料Fの圧力
低下に伴って急激に成長するために、燃料噴射口８１近
傍に形成される燃料液膜を破壊するため、噴射燃料が効
果的に微粒化する。

【００２６】実施の形態２．図９〜図１２は、本発明の
燃料噴射装置における実施の形態２を説明するものであ
って、図９は実施の形態２の要部（弁座およびその近傍
部）の断面図、図１０は図９の部分図、図１１は図１０
のA−A線に沿った断面図、図１２は燃料にキャビテーシ
ョンが発生する領域を示すグラフである。

【００２７】図９〜図１１において、８５は弁座内燃料
通路９１２の中間辺りにおける壁面８４に設けられたス
ロープであり、角β（図１０参照）はスロープ８５のス
ロープ面８５１とスロープ８５より下流側の壁面８４と
の角度である。スロープ８５が設けられたことにより弁
座内燃料通路９１２の下流の直径が縮小されている。実
施の形態２では、燃料剥離個所はスロープ８５の終端近
傍に設けられる。即ちかかる直径縮小部を有する弁座８
を用い、燃料Fがスロープ面８５１からスロープ８５よ
り下流の壁面８４に沿って流れず、一旦壁面８４から離
れて（図１０参照）から下流の壁面８４に再付着させる
ようにすることにより、燃料剥離が生じて燃料F中にキ
ャビテーション気泡が発生し、且つ燃料F中に空気を気
泡として巻き込むために、スロープ８５の終端部での燃
料Fが有する中心軸８３方向へ速度と旋回方向への速度
比と角βとを、前記実施の形態１における式（１）〜
（９）の誘導と同様にして得た下式（１１）〜（１３）
式を満足する、換言すると図１２の斜線部分に示した範
囲に設定する。

【００２８】

【数７】

【００２９】ここに、ｕ’はスロープ８５の終端部での
燃料Fが有する径方向速度、ｖ’はスロープ８５の終端
部での燃料Fが有する周方向速度、de ’はスロープ８５
の終端部での弁座内燃料通路９１２の直径、C₀’は燃料
Fの流量係数、K ’は空洞係数、Si ’は旋回溝７１１
（図３参照）の総入口面積、di ’は旋回室７１（図３
参照）の径、Ｌ’は弁座内燃料通路９１２の全長であ
る。この構成により、発生した気泡は弁座内燃料通路９
１２を通過して燃料噴射口８１を出た後、急激な燃料F
の圧力低下に伴って急激に成長するために、燃料噴射口
８１近傍に形成される燃料液膜を破壊し、その結果、噴
射燃料が微粒化する。

【００３０】実施の形態３．図１３は、本発明の燃料噴
射装置における実施の形態３の要部（弁座およびその近
傍部）の断面図である。図１３において、９１３は前記
内径拡大部の一例であり、８６は前記した内径を段差を
もって急拡大させる一例としての弁座８の壁面８４に設
けられたスロープである。

【００３１】内径拡大部９１３は、弁座内燃料通路９１
２の下手に設けられ、内径拡大部９１３の出口が燃料噴
射口８１となっている。弁座内燃料通路９１２を流れる
燃料Fは、スロープ８６の始点からはスロープ面８６１
に沿って流れず、換言するとスロープ面８６１から剥離
し、その後内径拡大部９１３内の壁面に再付着する。こ
の結果、燃料F中にキャビテーション気泡が発生し、ま
たは燃料F中に空気を気泡として巻き込む。その際、ス
ロープ８６のスロープ面８６１と壁面８４との角γは、
燃料噴射口８１から噴射される燃料Fの平均噴射角δよ
り小さく設定することが好ましい。かかる構成により発
生した気泡は、弁座内燃料通路９１２および内径拡大部
９１３を通過して燃料噴射口８１を出た後、急激な燃料
Fの圧力低下に伴って急激に成長するために、燃料噴射
口８１近傍に形成される燃料液膜を破壊し、その結果噴
射燃料が微粒化する。

【００３２】実施の形態４．図１４は、本発明の燃料噴
射装置における実施の形態４の要部（弁座およびその近
傍部）の断面図である。図１４において、８５は前記実
施の形態２におけるスロープ８５と同じ機能を有するも
のであり、８６および９１３は前記実施の形態３におけ
るスロープ８６および内径拡大部９１３と同じ機能を有
するものであって、しかして実施の形態４は実施の形態
２と実施の形態３とを結合した構成並びに効果を有す
る。

【００３３】実施の形態５．図１５は、本発明の燃料噴
射装置における実施の形態５の要部（弁座およびその近
傍部）の断面図である。図１５において、８７は弁座内
燃料通路９１２において弁座８の壁面８４に設けられ
た、内径拡大部の他の例としてので凹部である。燃料F
は、弁座内燃料通路９１２において凹部８７を通過する
際、燃料Fは一旦壁面８４から離れ、その後再度壁面８
４に接して流れる。この構成により、燃料Fが凹部８７
を通過する間に圧力が低下して内部に気泡が発生し、ま
た空気が巻き込まれ気泡となり、発生した気泡は弁座内
燃料通路９１２を通過して燃料噴射口８１を出た後、急
激な燃料Fの圧力低下に伴って急激に成長するために、
燃料噴射口８１近傍に形成される燃料液膜を破壊し、そ
の結果、噴射燃料が微粒化する。

【００３４】実施の形態６．図１６は、本発明の燃料噴
射装置における実施の形態６の要部（弁座およびその近
傍部）の断面図である。図１６において、６１は弁座内
燃料通路９１２内に挿入されるようにニードル弁６の先
端に設けられた円柱状の突起であり、角εはニードル弁
６の先端面６０１と突起６１の表面６１１との角であ
る。実施の形態１〜５において用いられた、突起６１が
設けられていない通常のニードル弁６の場合には、燃料
Fは燃料通路部分９１１と弁座内燃料通路９１２との境
界辺りではニードル弁６の表面上と弁座面８２上を流
れ、弁座内燃料通路９１２に流入するとそれらの全部が
壁面８４に集中して流れる。これに対して突起６１が設
けられると、燃料通路部分９１１においてニードル弁６
の表面上を流れていた燃料F部分は、当該表面上から突
起６１の表面６１１上を流れる。

【００３５】よって弁座内燃料通路９１２内には、壁面
８４と表面６１１の２箇所に流路が生じ、即ち流路の総
面積が増大し、この結果、燃料Fの圧力が低下する。ま
たさらに、ニードル弁６の先端と突起６１の付け根との
間に窪み６２が生じる。燃料Fは、高流速でニードル弁
６の表面から突起６１の表面６１１に移るので窪み６２
が空洞となってこれがキャビテーション気泡を発生させ
る。かくして突起６１を設けることにより、上記理由か
ら燃料F中にキャビテーション気泡が発生し、また燃料F
中に空気を気泡として巻き込むことができる。この構成
により、発生した気泡は弁座内燃料通路９１２内を通過
して燃料噴射口８１を出た後、急激な燃料液体の圧力低
下に伴って急激に成長するために、燃料噴射口８１近傍
に形成される燃料液膜を破壊し、その結果噴射燃料が微
粒化する。なお図１６における角εは、２５０°程度で
ある。

【００３６】実施の形態７．図１７は、本発明の燃料噴
射装置における実施の形態７の要部（弁座およびその近
傍部）の断面図であって、実施の形態７は、ニードル弁
６の先端面６０１と突起６１の表面６１１とのなす角ε
が３６０°に近い大きさとされている点において、前記
実施の形態６と異なり、その他の構成は同じである。実
施の形態７は、実施の形態６と比較して角εが大きいの
で窪み６２が大きく、キャビテーション気泡を一層発生
させ易い効果がある。

【００３７】実施の形態６および実施の形態７を通じ
て、突起６１を設ける際の角εの大きさは、１８０°よ
り大きく、好ましくは２１０°以上である。

【００３８】実施の形態８．図１８は、本発明の燃料噴
射装置における実施の形態８の要部（弁座およびその近
傍部）の断面図である。実施の形態７では、燃料噴射口
８１もしくは弁座内燃料通路９１２は、中心軸８３にお
いては燃料Fが存在しない、換言すると空洞領域が生じ
ない程度の小直径を有するように構成されている。燃料
噴射口８１もしくは弁座内燃料通路９１２での中心軸８
３およびその近傍において空洞領域を生じなくするため
に、弁座内燃料通路９１２内に形成される燃料Fの膜の
厚さの２倍よりも燃料噴射口８１もしくは弁座内燃料通
路９１２の直径が小さくされる。なお弁座内燃料通路９
１２内に形成される燃料Fの膜の厚さｈは、前記式
（８）にて求めることができ、しかして上記の直径は２
ｈ未満とすればよい。また弁座内燃料通路９１２の流路
断面積は、燃料噴射口８１に近づくにつれて徐々に小さ
くなる構成となっている。この構成により、中心軸８３
付近の低圧力領域を燃料噴射口８１付近にまで広げるこ
とができ、燃料F中でキャビテーション気泡の発生が促
進される。この構成により、発生した気泡は弁座内燃料
通路９１２を通過して燃料噴射口８１を出た後、急激な
燃料Fの圧力低下に伴って、急激に成長するために、燃
料噴射口８１近傍に形成される燃料液膜を破壊し、その
結果噴射燃料が微粒化する。

【００３９】実施の形態９．図１９は、本発明の燃料噴
射装置における実施の形態９の要部（弁座およびその近
傍部）の断面図である。実施の形態９では図１９に示す
ように、弁座内燃料通路９１２の最下流部である燃料噴
射口８１近傍部の直径は、２ｈ未満とされており、かか
る構成によっても前記実施の形態８と同等の効果が得ら
れる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る燃料噴射装置
は、以上説明した通り、燃料に旋回力を与える旋回溝を
有する旋回体および上記旋回力が与えられた燃料を外部
に噴射する燃料噴射口を有する弁座を含む燃料噴射装置
であって、上記旋回溝の出口から上記燃料噴射口に至る
燃料通路の少なくとも一個所に、上記燃料に加わる上記
燃料通路の壁面から剥離して流れようとする慣性力が上
記燃料に加わる上記燃料通路の壁面から剥離せずに流れ
ようとする上記旋回力に基づく遠心力より大きくなる燃
料剥離個所が、例えば上記弁座の弁座面と上記弁座内を
貫通する弁座内燃料通路との境界近傍や弁座内燃料通路
の中間に、設けられたことを特徴とするものである。燃
料剥離個所では、燃料の圧力は当該燃料の飽和蒸気圧未
満となり易く、燃料の内部でキャビテーション気泡が発
生し易くなり、また空気を気泡として巻き込む。燃料F
中のこれらの気泡は、弁座内燃料通路を通過して燃料噴
射口８１を出た後、急激な燃料Fの圧力低下に伴って急
激に成長するために、燃料噴射口８１近傍に形成される
燃料液膜を破壊するため、噴射燃料が効果的に微粒化す
る効果がある。

【００４１】本発明の請求項４に係る燃料噴射装置は、
以上説明した通り、燃料を外部に噴射する燃料噴射口と
上記燃料噴射口に通じる弁座内燃料通路を有する弁座を
含む燃料噴射装置であって、上記弁座内燃料通路は、例
えばその下手においてその内径が段差をもって急拡大し
た内径拡大部を部分的に備えたことを特徴とするもので
あって、内径拡大部では燃料の弁座内燃料通路面からの
剥離が生じる。この剥離は、前記請求項１の発明におけ
る燃料剥離個所での剥離と同様の機能をなして、請求項
１の発明と同様の微粒化効果が得られる。

【００４２】本発明の請求項６に係る燃料噴射装置は、
以上説明した通り、燃料を外部に噴射する燃料噴射口と
上記燃料噴射口に通じる弁座内燃料通路を有する弁座、
および上記弁座内燃料通路の入口を開閉する弁体を含む
燃料噴射装置であって、上記弁体はその先端に上記弁座
内燃料通路内に挿入される円柱状突起を有することを特
徴とするものであり、上記円柱状突起の付け根における
上記弁体の表面と上記円柱状突起の表面との角度は、１
８０°より大きいことを特徴とするものである。円柱状
突起を設けることにより、燃料流路の総面積が増大して
燃料Fの圧力が低下する。また弁体の先端と円柱状突起
付け根との間に窪みが生じて、この窪みがキャビテーシ
ョン気泡を発生させる機能をなす。これらの両作用によ
り、請求項１の発明と同様の微粒化効果が得られる。

【００４３】本発明の請求項８に係る燃料噴射装置は、
以上説明した通り、燃料を外部に噴射する燃料噴射口と
上記燃料噴射口に通じる弁座内燃料通路を有する弁座を
含む燃料噴射装置であって、上記燃料噴射口の直径は、
上記弁座内燃料通路内における上記燃料の膜厚みの２倍
より小さくしたことを特徴とするものである。この構成
により、弁座内燃料通路の中心軸付近の低圧力領域を燃
料噴射口付近にまで広げることができて燃料中でキャビ
テーション気泡の発生が促進され、請求項１の発明と同
様の微粒化効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の要部の断面図。

【図２】 図１の部分図。

【図３】 旋回体における図１あるいは図２のA−A線に
沿った断面図。

【図４】 図１の部分図。

【図５】 図４のA−A線に沿った断面図。

【図６】 図１の部分拡大図。

【図７】 図６の比較図。

【図８】 燃料にキャビテーションが発生する領域を示
すグラフ。

【図９】 実施の形態２の要部の断面図。

【図１０】 図９の部分図。

【図１１】 図９のA−A線に沿った断面図。

【図１２】 燃料にキャビテーションが発生する領域を
示すグラフ。

【図１３】 実施の形態３の要部の断面図。

【図１４】 実施の形態４の要部の断面図。

【図１５】 実施の形態５の要部の断面図。

【図１６】 実施の形態６の要部の断面図。

【図１７】 実施の形態７の要部の断面図。

【図１８】 実施の形態８の要部の断面図。

【図１９】 実施の形態９の要部の断面図。

【図２０】 従来の燃料噴射装置の断面図。

【符号の説明】

６ ニードル弁、６１ 円柱状突起、７ 旋回体、７１
旋回室、７１１ 旋回溝、８ 弁座、８１ 燃料噴射
口、８２ 弁座面、８３ 弁座内燃料通路の中心軸、８
４ 壁面、９ 燃料路、９１ 燃料通路、９１１ 燃料
通路部分、９１２ 弁座内燃料通路、F 燃料。

───────────────────────────────────────────────────── 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 61/10 Ｆ０２Ｍ 61/10 Ｇ Ｐ (72)発明者 本田 哲也 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 片柴 秀昭 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 福冨 範久 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AD07 BA03 CC14 CC17 CC20 CC21 CC23 CC41 CC48 CC66 CE22

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料に旋回力を与える旋回溝を有する旋
   回体および上記旋回力が与えられた燃料を外部に噴射す
   る燃料噴射口を有する弁座を含む燃料噴射装置であっ
   て、上記旋回溝の出口から上記燃料噴射口に至る燃料通
   路の少なくとも一個所に、上記燃料に加わる上記燃料通
   路の壁面から剥離して流れようとする慣性力が上記燃料
   に加わる上記燃料通路の壁面から剥離せずに流れようと
   する上記旋回力に基づく遠心力より大きくなる燃料剥離
   個所が設けられたことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 上記燃料剥離個所は、上記弁座の弁座面
   と上記弁座内を貫通する弁座内燃料通路との境界近傍に
   設けられたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装
   置。
3. 【請求項３】 燃料剥離個所は、上記弁座内を貫通する
   弁座内燃料通路の中間に設けられたことを特徴とする請
   求項１記載の燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 燃料を外部に噴射する燃料噴射口と上記
   燃料噴射口に通じる弁座内燃料通路を有する弁座を含む
   燃料噴射装置であって、上記弁座内燃料通路は、その内
   径が段差をもって急拡大した内径拡大部を部分的に備え
   たことを特徴とする燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 上記内径拡大部は、上記弁座内燃料通路
   の下手に設けられ、上記内径拡大部の出口が上記燃料噴
   射口となっていることを特徴とする請求項４記載の燃料
   噴射装置。
6. 【請求項６】 燃料を外部に噴射する燃料噴射口と上記
   燃料噴射口に通じる弁座内燃料通路を有する弁座、およ
   び上記弁座内燃料通路の入口を開閉する弁体を含む燃料
   噴射装置であって、上記弁体はその先端に上記弁座内燃
   料通路内に挿入される円柱状突起を有することを特徴と
   する燃料噴射装置。
7. 【請求項７】 上記円柱状突起の付け根における上記弁
   体の表面と上記円柱状突起の表面との角度は、１８０°
   より大きいことを特徴とする請求項６記載の燃料噴射装
   置。
8. 【請求項８】 燃料を外部に噴射する燃料噴射口と上記
   燃料噴射口に通じる弁座内燃料通路を有する弁座を含む
   燃料噴射装置であって、上記燃料噴射口の直径は、上記
   弁座内燃料通路内における上記燃料の膜厚みの２倍より
   小さくしたことを特徴とする燃料噴射装置。