JP2004169568A

JP2004169568A - 噴射装置

Info

Publication number: JP2004169568A
Application number: JP2002333421A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Oguma; 義智小熊; Shingo Mizuno; 伸吾水野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】噴孔閉塞時の液密性、弁部材の摺動性および噴霧の均質性に優れた噴射装置を提供する。
【解決手段】ニードル３０の当接部３２が着座可能な弁座２４は弁ボディ２０の内周面２２に形成されている。当接部３２が弁座２４に着座すると、噴孔２６からの燃料噴射が遮断される。スワール孔１０６は、ニードル３０の往復移動方向に沿った軸線と直交する方向に、弁ボディ２０の周壁を貫通して直線状に延びて形成されている。弁ボディ２０の内周壁に形成されている支持部２８はスワール孔１０６よりも上流側に位置し、ニードル３０の摺動部３４を往復移動可能に支持している。弁座２４、ニードル３０を往復移動可能に支持する支持部２８、ならびにスワール流れを形成するスワール孔１０６は一部材である弁ボディ２０で構成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体にスワール流れを形成して噴射する噴射装置（以下、「噴射装置」をインジェクタという。）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば内燃機関の燃料噴射用のインジェクタにおいて、燃料噴霧を微粒化し燃焼性を向上することにより、排ガス中の有害成分を低減することが望まれている。燃料噴霧の微粒化を実現する一例として、スワール式のインジェクタが用いられる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
日本電装公開技報３７−０３８
【０００４】
また、図３に従来のスワール式インジェクタ２００の一例を示す。弁ボディ２０２に形成されている弁座２０３にニードル２１０が着座することにより噴孔２２６からの燃料噴射が遮断される。弁ボディ２０２の底部内側に筒状のスワーラ２０４が収容されている。スワーラ２０４の周壁を貫通してスワール孔２２０が形成されている。スワーラ２０４の外周壁にスワール孔２２０と連通している環状通路２２２が形成されている。連通路２２３は環状通路２２２と連通している。連通路２２３を通り環状通路２２２からスワール孔２２０に燃料は流入する。支持部材２０６はスワーラ２０４の内壁に収容されており、ニードル２１０を往復移動可能に支持している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献１に示されるインジェクタでは、ニードルを案内するガイド部材と弁座とは別部材である。したがって、ガイド部材と弁座とを組み付けるときに組付誤差が生じ、ガイド部材と弁座とに軸ずれが生じることがある。この軸ずれにより、ニードルと弁座との液密性が低下する恐れがある。
【０００６】
また図３に示すように、弁ボディ２０２、スワーラ２０４および支持部材２０６が別部材であると、各部材を組付けることにより組付誤差が生じ、各部材に軸ずれが生じることがある。この軸ずれにより、ニードル２１０と弁座２０３との液密性が低下し、且つニードル２１０と支持部材２０６との摺動性が悪化する恐れがある。さらに、弁座２０３からニードル２１０が離座したときに形成される開口部の面積が周方向にばらつき、スワール孔２２０から噴孔２２６に向かうスワール流れが不均質になる。その結果、噴霧の均質性が損なわれる恐れがある。本発明の目的は、噴孔閉塞時の液密性、弁部材の摺動性および噴霧の均質性に優れたインジェクタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のインジェクタによると、弁部材が着座可能な弁座、スワール孔、ならびに弁部材を往復移動可能に支持する支持部が一部材の弁ボディにより構成されている。弁ボディの弁座と支持部とを高精度に軸合わせできるので、弁部材と弁座、ならびに弁部材と支持部の軸ずれを防止できる。したがって、弁部材と弁座との液密性が向上し、且つ支持部が弁部材を滑らかに往復移動可能に支持できる。さらに、弁座から弁部材が離座したときに形成される開口部の面積が周方向に均等になり、スワール孔から噴孔に向かうスワール流れが均質になる。その結果、均質な噴霧を形成できる。
【０００８】
本発明の請求項２記載のインジェクタによると、スワール孔は直線状に延びているので、スワール孔の加工が容易である。
本発明の請求項３記載のインジェクタによると、スワール孔は弁部材の往復移動方向に沿った軸線に直交しているので、スワール孔から流出するスワール流れのエネルギーは軸方向ではなく回転方向に向かう。したがって、噴孔から噴射される噴霧の微粒化が促進される。
【０００９】
本発明の請求項４記載のインジェクタによると、弁座と支持部との間にスワール孔が形成されているので、弁座に極力近づけてスワール孔を形成できる。スワール孔から噴孔に向かうスワール流れの流路容積を極力小さくし、スワール流れのエネルギー低減を防止できる。したがって、噴霧の微粒化が促進される。
【００１０】
本発明の請求項５記載のインジェクタによると、スワール孔に流体を供給する各連通路側に、スワール孔は等しい数ずつ開口している。各スワール孔から流出する流体流量が均等になり、均質なスワール流れを形成できる。したがって、均質な噴霧を形成できる。
【００１１】
本発明の請求項６記載のインジェクタによると、噴孔入口は弁座の下流側近傍に設置されており、弁座から噴孔入口に向かう弁ボディの内周面はテーパ面である。弁座から噴孔に向けうスワール流れの流路容積を極力小さくし、スワール流れのエネルギー低減を防止できる。したがって、噴霧の微粒化が促進される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す実施例を図に基づいて説明する。
本発明のインジェクタを内燃機関の直噴式のインジェクタに適用した一実施例を図１および図２に示す。
図１に示すように、インジェクタ１０の弁ボディ２０は有底円筒状に形成されており、弁ハウジング１２の端部内壁に溶接により固定されている。弁ボディ２０は燃料流れ方向の噴孔２６側に向けて縮径する内周面２２を有している。弁部材としてのニードル３０の当接部３２が着座可能な弁座２４は内周面２２に形成されている。当接部３２が弁座２４に着座すると、噴孔２６からの燃料噴射が遮断される。ニードル３０の往復移動方向に沿った軸線に対して形成する内周面２２の角度は、弁座２４から噴孔２６に向かう途中で小さくなっている。つまり、弁座２４から噴孔２６に向かう内周面２２は２段の凸状テーパ面である。
【００１３】
連通路１０２は、弁ボディ２０の外周壁を面取りすることにより周方向に等角度間隔に軸方向に延びて３個形成されている。連通路１０２は、弁ボディ２０の上流側に形成されている燃料通路１００と連通している。連通路１０２よりも噴孔２６の弁ボディ２０の外周壁に、各連通路１０２と連通している環状通路１０４が形成されている。
【００１４】
スワール孔１０６は、環状通路１０４が形成されている軸方向位置からニードル３０の軸線と直交する方向に、弁ボディ２０の周壁を貫通して直線状に延びて６個形成されている。６個のスワール孔１０６のうち周方向に隣接している２個のスワール孔１０６の入口は、各連通路１０２側に開口している。スワール孔１０６の出口は、当接部３２と摺動部３４との間にニードル３０の外周に形成されている燃料室１０８に開口している。
弁ボディ２０の内周壁に形成されている支持部２８はスワール孔１０６よりも上流側に位置し、ニードル３０の摺動部３４を往復移動可能に支持している。
【００１５】
図２に示すように、筒部材４０は弁ハウジング１２の反噴孔側内周壁に挿入され、溶接により弁ハウジング１２に固定されている。筒部材４０は、噴孔２６側から第１磁性筒部４２、非磁性筒部４４および第２磁性筒部４６により構成されている。非磁性筒部４４は第１磁性筒部４２と第２磁性筒部４６との磁気的短絡を防止する。
【００１６】
可動コア５０は磁性材料で円筒状に形成されており、ニードル３０の反噴孔側の端部３６と溶接により固定されている。可動コア５０はニードル３０とともに往復移動する。可動コア５０の筒壁を貫通する流出孔５２は、可動コア５０の筒内外を連通する燃料通路を形成している。
固定コア５４は磁性材料で円筒状に形成されている。固定コア５４は筒部材４０内に挿入されており、筒部材４０と溶接により固定されている。固定コア５４は可動コア５０に対し反噴孔側に設置され可動コア５０と向き合っている。
【００１７】
アジャスティングパイプ５６は固定コア５４に圧入され、内部に燃料通路を形成している。スプリング５８は一端部でアジャスティングパイプ５６に係止され、他端部で可動コア５０に係止されている。アジャスティングパイプ５６の圧入量を調整することにより、可動コア５０に加わるスプリング５８の荷重を変更できる。スプリング５８の付勢力により可動コア５０およびニードル３０は弁座２４に向けて付勢されている。
【００１８】
コイル６０はスプール６２に巻回されている。ターミナル６５はコネクタ６４にインサート成形されており、コイル６０と電気的に接続している。コイル６０に通電すると、可動コア５０と固定コア５４との間に磁気吸引力が働き、スプリング５８の付勢力に抗し可動コア５０は固定コア５４側に吸引される。
【００１９】
フィルタ７０は固定コア５４の燃料上流側に設置されており、インジェクタ１０に供給される燃料中の異物を除去する。固定コア５４内にフィルタ７０を通して流入した燃料は、アジャスティングパイプ５６内の燃料通路、可動コア５０内の燃料通路、流出孔５２、燃料通路１００を順次通過する。ニードル３０が弁座２４から離座すると、燃料通路１００、連通路１０２、環状通路１０４からスワール孔１０６を通過し燃料室１０８に流出した燃料はスワール流れを形成し、当接部３２と弁座２４との間に形成される開口を通り噴孔２６から噴射される。
【００２０】
本実施例では、ニードル３０が着座する弁座２４、弁座２４の上流側近傍でニードル３０を往復移動可能に支持する支持部２８、ならびにスワール流れを形成するスワール孔１０６が一部材である弁ボディ２０で構成されている。一部材である弁ボディ２０において、弁座２４と支持部２８との軸心合わせは高精度に容易に行える。ニードル３０においても当接部３２と摺動部３４との軸心合わせは高精度に容易に行える。したがって、弁座２４と当接部３２の軸ずれ、ならびに支持部２８と摺動部３４との軸ずれを防止する。これにより、当接部３２が弁座２４に着座したときの液密性が高く、且つ摺動部３４が支持部２８と滑らかに摺動する。
【００２１】
さらに、弁座２４と当接部３２との同軸度が高いので、ニードル３０が弁座２４から離座したときに弁座２４とニードル３０との間に形成される開口面積は周方向に等しい。したがって、噴孔に２６に向かうスワール流れの流量は周方向に均一である。さらに、スワール孔１０６に燃料を供給する３個の連通路１０２のそれぞれに向け６個のスワール孔１０６のうち２個ずつが開口しているので、各スワール孔１０６に流入する燃料流量は等しい。したがって、噴孔２６から噴射される噴霧は均質である。
【００２２】
また本実施例では、スワール孔１０６は弁座２４と支持部２８との間に形成され、弁座２４の上流側近傍に位置している。さらに、弁座２４から噴孔２６に向かう内周面２２は２段の凸状のテーパ面である。スワール孔１０６の出口から噴孔２６までスワール流れが流れる流路容積が小さくなるので、スワール孔１０６の出口から噴孔２６に向かうスワール流れのエネルギーの低減を抑制できる。
【００２３】
また、スワール孔１０６は弁ボディ２０の周壁を直線状に貫通しているので、スワール孔１０６を流れる燃料が受ける流路抵抗は小さくスワール流れのエネルギーの低減を抑制できる。さらに、スワール孔１０６はニードル３０の軸線に対し直交しているので、スワール流れのエネルギーはニードル３０の軸方向に向かわず回転方向に向かう。噴孔２６に向かうスワール流れの回転方向のエネルギーが増加するので、噴孔２６から噴射される噴霧の微粒化が促進される。
【００２４】
本実施例では、連通路１０２を３個、スワール孔１０６を６個にした。これ以外にも、スワール孔１０６の数が連通路１０２の倍数であり、各連通路１０２に向け等しい数のスワール孔１０６の入口が開口しているのであれば、連通路１０２およびスワール孔１０６の数は本実施例の数に限らない。
本実施例では内燃機関の燃料噴射用のインジェクタに本発明のスワール式インジェクタを適用した。燃料以外にも、スワール流れを噴射するインジェクタであれば本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本実施例によるインジェクタの噴孔周辺を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】本実施例によるインジェクタを示す断面図である。
【図３】従来のインジェクタの噴孔周辺を示す断面図である。
【符号の説明】
１０インジェクタ（噴射装置）
２０弁ボディ
２２内周面
２４弁座
２６噴孔
２８支持部
３０ニードル（弁部材）
１０２連通路
１０６スワール孔

Claims

往復移動することにより噴孔を開閉する弁部材と、
筒状に１部材で形成されている弁ボディであって、前記弁部材が着座することにより前記噴孔を閉塞し、前記弁部材が離座することにより前記噴孔を開放する弁座、前記弁ボディの周壁を貫通しており前記弁ボディの外側から内側に流れる流体がスワール流れを形成するスワール孔、ならびに前記弁座の上流側で前記弁部材を往復移動可能に支持している支持部を有している弁ボディと、
を備えることを特徴とする噴射装置。
前記スワール孔は直線状に延びていることを特徴とする請求項１記載の噴射装置。
前記スワール孔は前記弁部材の往復移動方向に沿った軸線に直交していることを特徴とする請求項２記載の噴射装置。
前記スワール孔は前記弁座と前記支持部との間に形成されていることを特徴とする請求項１、２または３記載の噴射装置。
前記スワール孔に流体を供給する複数の連通路は前記弁ボディの外側に周方向に配置されており、前記スワール孔は等しい数ずつ各連通路側に開口していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の噴射装置。
前記噴孔の入口は前記弁座の下流側近傍に設置されており、前記弁座から前記噴孔の入口に向かう前記弁ボディの内周面はテーパ面であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の噴射装置。