JP2004239142A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴射される燃料のさらなる微粒化が促進される燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】噴孔プレート６０には、噴孔６１および板状部６４が形成されている。板状部６４は、噴孔６１の燃料入口から燃料出口までの間に設置されている。板状部６４は噴孔６１の軸線上に概ね垂直に配置されている。燃料は、燃料入口から噴孔６１へ流入した後、板状部６４と衝突した後、燃料出口からエンジンの燃焼室へ噴射される。燃料は板状部６４と衝突することにより、微小な液滴に粉砕される。そのため、噴孔プレート６０の噴孔６１へ流入することにより一旦微粒化が促進された燃料は、板状部６４と衝突することによりさらに微粒化される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、内燃機関を「エンジン」という。）の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの燃焼室に直接的または間接的に燃料を噴射する燃料噴射装置が公知である。燃料噴射装置から噴射された燃料は、吸気管または燃焼室において空気と混合され燃焼室内において可燃混合気を形成する。燃焼室の混合気は、ピストンにより圧縮された後、点火プラグにより着火され燃焼する。
【０００３】
このような構成のエンジンの場合、燃料噴射装置から噴射された燃料と空気との混合性能はエンジンの性能に影響を及ぼす。特に、燃料噴射装置から噴射された燃料の微粒化は、エンジンの性能を左右する重要な要素となっている。そこで、燃料噴射装置のノズルの先端に噴孔が形成されたプレートを配置する技術が公知である（特許文献１参照）。ノズルの先端に噴孔が形成されたプレートを配置することにより、弁部を通過した燃料をプレートの各噴孔へ分配し、燃料の微粒化の促進を図っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−７０３４７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、エンジンから排出される例えばＮＯｘなどの有害物質のさらなる低減など規制が強化されている。そのため、従来以上に排気中の有害物質の低減が要求されている。一方、従来の微粒化技術では、近年の排気規制に対応できないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、噴射される燃料のさらなる微粒化が促進される燃料噴射装置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記載の燃料噴射装置によると、噴孔の燃料入口と燃料出口との間には衝突手段が設置されている。燃料入口から噴孔に流入した燃料は、衝突手段と衝突した後、燃料出口から噴射される。噴孔に流入した燃料が衝突手段と衝突することにより、燃料は微小な液滴に粉砕される。すなわち、燃料が有する運動エネルギーは、衝突手段との衝突によって微粒化エネルギーへ変換される。したがって、噴射される燃料のさらなる微粒化を促進することができる。
【０００８】
本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によると、噴孔および衝突手段は弁ボディの先端に取り付けられている第一プレートに形成されている。そのため、第一プレートに噴孔を形成することにより得られる微粒化の効果に加え、衝突手段によるさらなる微粒化を促進することができる。
【０００９】
本発明の請求項３記載の燃料噴射装置によると、噴孔は第一プレートおよび第二プレートに形成されている。また、衝突手段は第二プレートに形成されている。そのため、第一プレートおよび第二プレートに噴孔を形成することにより得られる微粒化の効果に加え、第三プレートに形成されている衝突手段によるさらなる微粒化を促進することができる。また、第二プレートに衝突手段を形成することにより、衝突手段を容易に形成することができる。
【００１０】
本発明の請求項４記載の燃料噴射装置によると、第一プレートと第二プレートとは、所定の間隔で配置されている。そのため、第一プレートを通過した燃料は第二プレートに形成されている衝突手段と衝突した後、噴射される。したがって、燃料の微粒化を促進することができる。
【００１１】
本発明の請求項５記載の燃料噴射装置によると、第一プレートと第二プレートとは一体に接合されている。例えば、第一プレートには噴孔に対応する孔を形成し、第二プレートには噴孔に対応する孔ならびに衝突手段を形成した後、第一プレートと第二プレートとを接合することができる。これにより、衝突手段は第二プレートに容易に形成することができる。
【００１２】
本発明の請求項６記載の燃料噴射装置によると、噴孔および衝突手段は弁ボディに形成されている。そのため、噴孔の周囲において弁ボディの肉厚は大きくなる。したがって、噴孔周囲の強度を高めることができる。
本発明の請求項７記載の燃料噴射装置によると、噴孔は弁ボディおよび第三プレートに形成され、衝突手段は第三プレートに形成されている。そのため、弁ボディに衝突手段を形成する場合と比較して、衝突手段を容易に形成することができる。
【００１３】
本発明の請求項８記載の燃料噴射装置によると、衝突手段は噴孔の軸線上に位置する。そのため、噴孔を流れる燃料は板状の衝突手段と衝突する。これにより、燃料は確実に板状部に衝突するとともに、燃料が有している運動エネルギーは微粒化エネルギーへ変換される。したがって、燃料の微粒化を促進することができる。
【００１４】
本発明の請求項９記載の燃料噴射装置によると、噴孔は弁部材の軸に対し傾斜して形成してもよい。
本発明の請求項１０記載の燃料噴射装置によると、衝突手段は噴孔の軸に対し概ね垂直に形成されている。そのため、噴孔を流れる燃料のエネルギーは、高い効率で衝突手段との衝突による微粒化エネルギーに変換される。したがって、燃料の微粒化を促進することができる。
【００１５】
本発明の請求項１１記載の燃料噴射装置によると、噴孔は主噴孔と主噴孔から分岐する副噴孔とを有している。副噴孔は主噴孔から分岐する位置で交差するため、主噴孔の延長線上には副噴孔の交差している部分が位置する。これにより、主噴孔を流れる燃料は、副噴孔が交差している部分に形成される衝突手段と衝突した後、副噴孔を経由して燃料出口から噴射される。したがって、燃料の微粒化を促進することができる。
【００１６】
本発明の請求項１２または１３記載の燃料噴射装置によると、衝突手段には燃料出口側から燃料が衝突する。すなわち、燃料入口から燃料出口へ向けて噴孔に流入した燃料は一旦燃料入口方向へ流れの方向が折り返された後、衝突手段に衝突する。そして、衝突手段に衝突した燃料は、衝突手段で再度折り返されて燃料出口へ向けて流れる。これにより、噴孔から噴射される燃料の流れは緩やかになり、噴射された燃料から形成される噴霧は燃焼室の深部まで到達することなく噴孔の近傍に滞留する。そのため、例えば直噴式のエンジンに適用した場合、噴射された燃料の噴霧はピストンのヘッドやシリンダの内壁に付着することがない。したがって、排気に含まれるスモークあるいは不燃炭化水素成分を低減することができる。
【００１７】
本発明の請求項１４記載の燃料噴射装置によると、主噴孔と連通孔とは所定の角度をなして形成され、連通孔は主噴孔の内壁面と対向している。そのため、連通孔へ流入した燃料は、連通孔に沿って流れ、主噴孔の内壁面と衝突した後、主噴孔に沿って流れる。燃料は、主噴孔の内壁面と衝突することにより、運動エネルギーが微粒化エネルギーに変換される。したがって、燃料の微粒化を促進することができる。
本発明の請求項１５記載の燃料噴射装置によると、直噴式のエンジンに適用される。そのため、燃料の微粒化が促進され、排気中の有害物質の低減を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置（以下、「燃料噴射装置」をインジェクタという。）を図２に示す。第１実施例では、図３に示すようにインジェクタ１０がガソリンエンジン１の燃焼室２を形成するシリンダヘッド４に取り付けられている。すなわち、本実施例のインジェクタ１０は、燃焼室２に直接燃料を噴射する直噴式のガソリンエンジン１に適用される。
【００１９】
図２に示すようにインジェクタ１０のハウジング１１は筒状に形成されている。ハウジング１１は、同軸上に第一磁性部１２、非磁性部１３および第二磁性部１４を有している。非磁性部１３は、第一磁性部１２と第二磁性部１４との磁気的な短絡を防止している。固定コア１５は、磁性材料により筒状に形成されている。固定コア１５は、ハウジング１１の内周側に同軸に固定されている。可動コア１６は、磁性材料で筒状に形成され、ハウジング１１の内周側に収容されている。可動コア１６は、ハウジング１１の内周側を軸方向へ往復移動可能である。
【００２０】
ハウジング１１の外周側にはスプール２１が装着されている。スプール２１には、コイル２２が巻回されている。スプール２１およびコイル２２の外周側は樹脂モールド２０により覆われている。コイル２２は、樹脂モールド２０により形成されているコネクタ２３に埋設されているターミナル２４と接続されている。ターミナル２４を経由してコイル２２に通電されると、固定コア１５と可動コア１６との間に磁気吸引力が発生する。
【００２１】
アジャスティングパイプ１７は、固定コア１５の内周側に圧入されている。アジャスティングパイプ１７の内周側は、燃料通路３１を形成している。アジャスティングパイプ１７は、可動コア１６側の端部がスプリング１８に当接している。スプリング１８は、一方の端部がアジャスティングパイプ１７に当接し、他方の端部が可動コア１６に当接している。これにより、スプリング１８は可動コア１６を反固定コア方向に付勢する。アジャスティングパイプ１７の圧入量を調整することにより、可動コア１６を付勢するスプリング１８の荷重が調整される。
【００２２】
ハウジング１１は、図示しない燃料タンクから燃料が供給される燃料入口１９を有している。燃料入口１９から流入した燃料は、フィルタ３２を経由してハウジング１１の内周側に流入する。フィルタ３２は、燃料に含まれる異物を除去する。
【００２３】
ノズルホルダ４０は、筒状に形成され、ハウジング１１の端部に接続されている。ノズルホルダ４０の内周側には、弁ボディ５０が固定されている。弁ボディ５０は、筒状に形成され、例えば圧入あるいは溶接などによりノズルホルダ４０に固定されている。弁ボディ５０は、図１に示すように内周壁に開口に近づくにつれて内径が小さくなる円錐状の弁座部５１を有している。弁ボディ５０の開口５２側の端部とノズルホルダ４０との間には、第一プレートとしての噴孔プレート６０が設置されている。噴孔プレート６０には、複数の噴孔６１が形成されている。
【００２４】
弁ボディ５０とともに弁部を形成する弁部材としてのノズルニードル４１は、図２に示すようにハウジング１１、ノズルホルダ４０および弁ボディ５０の内周側に軸方向へ往復移動可能に収容されている。ノズルニードル４１は、一方の端部が可動コア１６と接続されている。これにより、ノズルニードル４１は、可動コア１６と一体に軸方向へ往復移動可能である。ノズルニードル４１の反可動コア側の端部には、図１に示すように弁ボディ５０の弁座部５１に着座可能な当接部４２が形成されている。当接部４２と弁座部５１とから燃料の流れを断続する弁部が形成される。
【００２５】
図２に示すように、燃料入口１９からハウジング１１の内周側に流入した燃料は、フィルタ３２、アジャスティングパイプ１７の内周側に形成されている燃料通路３１、ならびに固定コア１５の内周側に形成されている燃料通路３３を経由して、可動コア１６の内周側に形成されている燃料通路３４へ流れる。燃料通路３４の燃料は、可動コア１６の内周と外周とを連通する燃料孔３５を経由して、ハウジング１１とノズルニードル４１との間に形成される燃料通路３６へ流れる。そして、燃料通路３６の燃料は、ノズルホルダ４０とノズルニードル４１との間に形成される燃料通路４３を経由して、弁ボディ５０とノズルニードル４１との間に形成されている燃料通路５３すなわち弁部の入口側へ流入する。
【００２６】
コイル２２に通電されていないとき、ノズルニードル４１はスプリング１８の付勢力により可動コア１６とともに図２の下方へ移動している。そのため、当接部４２は弁座部５１に着座し、弁部は閉塞されている。その結果、燃料通路５３から噴孔６１への燃料の流れは遮断され、燃料は噴射されない。
【００２７】
コイル２２に通電されると、固定コア１５と可動コア１６との間には磁気吸引力が発生する。これにより、可動コア１６ならびに可動コア１６と一体のノズルニードル４１は、スプリング１８の付勢力に抗して図２の上方すなわち固定コア１５方向へ移動する。そのため、当接部４２は弁座部５１から離座し、弁部は開放される。その結果、燃料通路５３から噴孔６１への燃料の流れは許容される。弁部を通過した燃料は、弁ボディ５０の開口５２、ならびに噴孔プレート６０に形成された噴孔６１を経由して図３に示すガソリンエンジン１の燃焼室２へ噴射される。
【００２８】
コイル２２への通電が停止されると、固定コア１５と可動コア１６との間の磁気吸引力が消滅する。これにより、可動コア１６ならびに可動コア１６と一体のノズルニードル４１は、スプリング１８の付勢力により図２の下方へ移動する。そのため、当接部４２は再び弁座部５１に着座し、弁部は閉塞される。その結果、燃料通路５３から噴孔６１への燃料の流れは遮断され、燃料の噴射は終了する。
【００２９】
次に、噴孔プレート６０に形成されている噴孔６１について詳細に説明する。噴孔プレート６０は、有底の筒状に形成され、図１に示すように底部６２および側部６３を有している。噴孔プレート６０の底部６２は、弁ボディ５０の反固定コア側の外壁５４とノズルホルダ４０の内壁４４との間に挟み込まれている。また、噴孔プレート６０の側部６３は、弁ボディ５０の外周壁５５とノズルホルダ４０の内周壁４５との間に挟み込まれている。底部６２には、図４に示すように複数の噴孔６１が概ね同一円周上に形成されている。
【００３０】
また、噴孔プレート６０には、衝突手段としての板状部６４が形成されている。すなわち、本実施例では、噴孔プレート６０には噴孔６１および板状部６４が形成されている。板状部６４は、図５および図６に示すように噴孔６１の燃料入口６１１と燃料出口６１２との間に配置されている。噴孔６１は、噴孔プレート６０の板厚方向すなわちノズルニードル４１の軸方向に沿って形成され、燃料入口６１１が燃料出口６１２よりも小径に形成されている。これにより、噴孔６１は燃料入口６１１から燃料出口６１２にかけて内周が増大する円錐台状に形成されている。板状部６４は、噴孔６１の燃料出口６１２の近傍に形成されている。板状部６４は、噴孔６１の軸線に対し概ね垂直に形成されている。板状部６４は支持部６５により噴孔プレート６０と接続されている。噴孔６１および板状部６４は、例えば噴孔プレート６０の燃料入口６１１側の端面６０ａもしくは燃料出口６１２側の端面６０ｂの一方または両方から放電加工により形成される。
【００３１】
燃料入口６１１から噴孔６１へ流入した燃料は、噴孔６１の軸方向に流れる。そして、燃料は、噴孔６１の燃料出口６１２の近傍に形成されている板状部６４に衝突する。板状部６４は噴孔６１の軸に対し概ね垂直に形成されているため、板状部６４に衝突した燃料は衝突の衝撃により微小な液滴に粉砕される。これにより、燃料は噴孔６１の内部で微粒化された後、燃料出口６１２から流出する。
【００３２】
第１実施例では、噴孔６１の燃料入口６１１と燃料出口６１２との間に板状部６４が形成されている。そのため、噴孔６１へ流入した燃料は板状部６４と衝突した後、燃料出口６１２から噴射される。噴孔６１を流れる燃料が板状部６４と衝突することにより、燃料は微小な液滴に粉砕される。燃料は板状部６４と衝突することにより、運動エネルギーが微粒化エネルギーに変換される。したがって、燃料の微粒化をこれまで以上に促進することができる。
【００３３】
また、第１実施例では、板状部６４は噴孔６１の軸線と概ね垂直に形成されている。そのため、噴孔６１に流入した燃料は確実に板状部６４と衝突する。これとともに、噴孔６１に流入した燃料が有しているエネルギーは高い効率で液滴を粉砕するためのエネルギーすなわち微粒化エネルギーに変換される。したがって、燃料の微粒化を促進することができる。
【００３４】
さらに、第１実施例では、インジェクタ１０は直噴式のガソリンエンジン１に適用されている。そのため、ガソリンエンジン１の燃焼室２には微粒化された燃料が噴射される。したがって、燃料の燃焼が促進され、排気中の有害物質の低減を図ることができる。
【００３５】
さらに、第１実施例では、噴孔６１は噴孔プレート６０に形成されている。そのため、弁部を通過した燃料は、噴孔プレート６０に形成されている複数の噴孔６１に分配されて流入することにより微粒化の促進が図られる。そして、噴孔６１に流入した燃料は、さらに板状部６４により微小な液滴に粉砕される。したがって、これまで以上に燃料の微粒化を促進することができる。
【００３６】
（第２実施例）
本発明の第２実施例によるインジェクタを図７に示す。なお、第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施例では、図７に示すように噴孔プレート６０とノズルホルダ４０との間に第二プレートとしての衝突プレート７０が配置されている。すなわち、衝突プレート７０は噴孔プレート６０の反弁ボディ側に設置されている。噴孔プレート６０と衝突プレート７０とは、所定の間隔で配置されている。
【００３７】
図８に示すように、噴孔プレート６０には孔部６６が形成されている。衝突プレート７０には、孔部７１ならびに衝突手段としての板状部７２が形成されている。第２実施例の場合、噴孔プレート６０の孔部６６と衝突プレート７０の孔部７１とから噴孔６が構成されている。そのため、噴孔６は、燃料入口６１１が噴孔プレート６０に形成され、燃料出口６１２が衝突プレート７０に形成されている。
【００３８】
衝突プレート７０の板状部７２は、噴孔プレート６０に形成されている孔部６６の延長線上に位置している。燃料入口６１１から噴孔プレート６０の孔部６６に流入した燃料は、衝突プレート７０の板状部７２に衝突した後、衝突プレート７０の孔部７１を経由して燃料出口６１２から噴射される。
【００３９】
第２実施例では、衝突プレート７０に孔部７１および板状部７２が形成されている。そのため、図９に示すように噴孔プレート６０には孔部６６のみを形成すればよい。また、衝突プレート７０には孔部７１を形成することにより板状部７２を形成することができる。その結果、噴孔プレート６０または衝突プレート７０には、それぞれ孔部６６または孔部７１を形成するだけでよい。したがって、噴孔プレート６０および衝突プレート７０を容易に形成することができる。
【００４０】
第２実施例では、噴孔プレート６０の燃料入口６１１から流入した燃料は衝突プレート７０の板状部７２に衝突する。これにより、噴孔６に流入した燃料は、第１実施例と同様に微小な液滴に粉砕される。したがって、燃料の微粒化をこれまで以上に促進することができる。
【００４１】
（第３実施例）
本発明の第３実施例は、図１０に示すように第２実施例の変形である。
第３実施例では、図１０に示すように別体に形成された噴孔プレート６０と衝突プレート７０が一体に接合されている。
第２実施例では、図８に示すように噴孔プレート６０と衝突プレート７０とを別体に形成している。そして、別体に形成された噴孔プレート６０および衝突プレート７０は、図７および図８に示すように所定の間隔で配置されている。
【００４２】
これに対し、第３実施例では図１０に示すように噴孔プレート６０と衝突プレート７０とが一体に接合されている。この場合、接合した噴孔プレート６０および衝突プレート７０から構成される部材は、第１実施例の噴孔プレートと同様の構造となる。したがって、第１実施例と同様に燃料の微粒化を促進することができる。
【００４３】
第３実施例では、別体に形成した噴孔プレート６０と衝突プレート７０とを接合し一体の部材を形成している。そのため、別体の噴孔プレート６０に孔部６６を形成し、衝突プレート７０に孔部７１をそれぞれ形成した後、噴孔プレート６０と衝突プレート７０とを接合することができる。したがって、孔部６６、７１および板状部７２を容易に形成することができる。
【００４４】
（第４実施例）
本発明の第４実施例によるインジェクタを図１１に示す。なお、第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第４実施例では、図１１に示すように弁ボディ５０に噴孔５６が形成されている。噴孔５６は、当接部４２と弁座部５１とから構成される弁部の燃料出口側と弁ボディ５０の外側とを連通している。また、弁ボディ５０には、衝突手段としての衝突片部５７が形成されている。すなわち、第４実施例では、噴孔５６および衝突片部５７が弁ボディ５０に形成されている。これにより、燃料入口５６１から噴孔５６に流入した燃料は、衝突片部５７と衝突した後、燃料出口５６２から噴射される。
【００４５】
第４実施例では、燃料は衝突片部５７に衝突することにより微小な液滴に粉砕される。したがって、第１実施例と同様に燃料の微粒化を促進することができる。
また、第４実施例では、別体の噴孔プレートなどを必要としないので、部品点数が低減される。さらに、第４実施例では、例えば噴孔プレートに噴孔を形成する場合と比較して、噴孔５６の周囲における部材の肉厚が増大する。すなわち、第４実施例では、噴孔５６は弁ボディ５０に形成されるため、噴孔５６の周囲における弁ボディ５０の肉厚は大きくなる。直噴式のガソリンエンジンにインジェクタ１０を設置する場合、図３に示すようにインジェクタ１０の噴孔の近傍は燃焼室２に露出する。そのため、インジェクタ１０の噴孔の近傍は高温高圧の燃焼ガスに耐えうる強度が要求される。第４実施例では、噴孔５６の周囲における弁ボディ５０の肉厚を大きくすることができ、噴孔５６の周囲の強度を高めることができる。
【００４６】
（第５実施例）
本発明の第５実施例によるインジェクタを図１２に示す。第５実施例は第４実施例の変形であり、第４実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第５実施例では、弁ボディ５０の先端に第三プレートとしてのプレート部材８０が設置されている。第５実施例では、弁ボディ５０に形成されている孔部５８ならびにプレート部材８０に形成されている孔部８１により噴孔７が構成されている。すなわち、噴孔７の燃料入口８２は弁ボディ５０に形成され、燃料出口８３はプレート部材８０に形成されている。また、プレート部材８０には板状部８４が形成されている。プレート部材８０の板状部８４は、弁ボディ５０に形成されている孔部８１の軸線上に位置している。燃料入口８２から弁ボディ５０の孔部５８に流入した燃料は、プレート部材８０の板状部８４と衝突した後、プレート部材８０の孔部８１を経由して燃料出口８３から噴射される。
【００４７】
第５実施例では、弁ボディ５０およびプレート部材８０には、それぞれ孔部５８、８１を形成するだけでよい。したがって、弁ボディ５０およびプレート部材８０を容易に形成することができる。
第５実施例では、燃料入口８２から孔部５８へ流入した燃料はプレート部材８０の板状部８４に衝突する。そのため、燃料は第４実施例と同様にプレート部材８０の板状部８４と衝突することにより微小な液滴に粉砕される。したがって、燃料の微粒化を促進することができる。
【００４８】
（第６実施例）
本発明の第６実施例によるインジェクタの噴孔プレートを図１３および図１４に示す。
第６実施例では、図１３および図１４に示す第一プレートとしての噴孔プレート９０は弁ボディ５０とノズルホルダ４０との間に挟み込まれる。すなわち、噴孔プレート９０の位置は第１実施例と同様である。
【００４９】
噴孔プレート９０には、噴孔９１が形成されている。噴孔９１は、主噴孔９２と主噴孔９２から分岐する副噴孔９３とを有している。燃料は、燃料入口９１１から主噴孔９２へ流入し、副噴孔９３を経由して燃料出口９１２から流出する。主噴孔９２は、噴孔プレート９０の燃料入口９１１側の端面９０ａから噴孔プレート９０の板厚方向の途中まで形成されている。副噴孔９３は、この主噴孔９２の燃料出口９１２側から分岐し、噴孔プレート９０の燃料出口９１２側の端面９０ｂまで形成されている。
【００５０】
本実施例の場合、副噴孔９３は、主噴孔９２から二方に分岐している。主噴孔９２から副噴孔９３が分岐することにより、主噴孔９２と各副噴孔９３とが交差する部分にはピーク部９４が形成される。このピーク部９４は、主噴孔９２の概ね軸線上に位置している。そのため、主噴孔９２へ流入した燃料は、ピーク部９４に衝突した後、副噴孔９３へ流入する。主噴孔９２へ流入した燃料は、ピーク部９４に衝突することにより微小な液滴に粉砕される。すなわち、このピーク部９４が特許請求の範囲の衝突手段を構成する。
【００５１】
第６実施例では、主噴孔９２へ流入した燃料はピーク部９４に衝突した後、副噴孔９３へ流入する。燃料はピーク部９４と衝突することにより微小な液滴に粉砕される。そのため、燃料の運動エネルギーは、ピーク部９４と衝突することにより微粒化エネルギーに変換される。したがって、燃料の微粒化を促進することができる。
【００５２】
また、第６実施例では、噴孔プレート９０の端面９０ａから主噴孔９２を形成し、端面９０ｂから副噴孔９３を形成することができる。そして、主噴孔９２と副噴孔９３とを連通することにより、主噴孔９２と副噴孔９３との交差部にはピーク部９４が形成される。したがって、主噴孔９２および副噴孔９３からなる噴孔９１ならびにピーク部９４を容易に形成することができる。
なお、第６実施例では、主噴孔９２から副噴孔９３が二方へ分岐する構成とした。しかし、例えば主噴孔９２から副噴孔９３が三方へ分岐する構成、あるいは主噴孔９２から副噴孔９３が四方以上へ分岐する構成としてもよい。
【００５３】
（第７実施例）
本発明の第７実施例によるインジェクタの噴孔プレートを図１５に示す。
第７実施例では、図１５に示す第一プレートしての噴孔プレート１００は弁ボディ５０とノズルホルダ４０との間に挟み込まれる。すなわち、噴孔プレート９０の位置は第１実施例と同様である。
【０００５４】
噴孔プレート１００には、噴孔１０１が形成されている。噴孔１０１は、主噴孔１０２と連通孔１０３とから構成されている。燃料は、燃料入口１０４から連通孔１０３へ流入し、主噴孔１０２を経由して燃料出口１０５から噴射される。
主噴孔１０２は、噴孔プレート１００の燃料出口１０５側の端面１００ｂから噴孔プレート１００の板厚方向の途中まで形成されている。これにより、主噴孔１０２の反燃料出口側には衝突手段としての頂端面１０６が形成される。連通孔１０３は、噴孔プレート１００の燃料入口１０４側の端面１００ａと主噴孔１０２とを連通している。連通孔１０３は、噴孔プレート１００の燃料入口１０４側の端面１００ａから燃料出口１０５側の端面１００ｂに向けて形成されるとともに、途中で燃料入口１０４側の端面１００ａに向けて折り返されている。すなわち、連通孔１０３は図１５に示すように略Ｕ字形状に形成されている。そのため、連通孔１０３は、主噴孔１０２との接続部において噴孔プレート１００の端面１００ｂ側から端面１００ａ側に向けて形成されている。
【００５５】
燃料入口１０４から連通孔１０３へ流入した燃料は、連通孔１０３に沿って流れる。すなわち、連通孔１０３内において、端面１００ａ側から端面１００ｂ側へ向けて流れた燃料は、途中で折り返されて端面１００ｂ側から端面１００ａ側に向けて流れる。そして、連通孔１０３から主噴孔１０２へ流入する際、燃料は端面１００ｂ側から主噴孔１０２へ流入する。そのため、連通孔１０３から主噴孔１０２へ流入する燃料は主噴孔１０２の頂端面１０６に衝突する。これにより、燃料は再び端面１００ｂ方向へ折り返され、燃料出口１０５へ向けて流れる。
【００５６】
第７実施例では、連通孔１０３から主噴孔１０２へ流入した燃料は主噴孔１０２の頂端面１０６と衝突した後、主噴孔１０２を経由して燃料出口１０５から噴射される。燃料は主噴孔１０２の頂端面１０６と衝突することにより微小な液滴に粉砕される。そのため、燃料の運動エネルギーは、頂端面１０６と衝突することにより微粒化エネルギーに変換される。したがって、燃料の微粒化を促進することができる。
【００５７】
また、第７実施例では、燃料入口１０４から連通孔１０３へ流入した燃料は、連通孔１０３内で流れの向きが変化した後、頂端面１０６と衝突することにより再度流れの向きが変化する。そのため、燃料出口１０５から噴射される燃料は微粒化が促進されるとともに流速が低減される。
【００５８】
図３に示すように直噴式のガソリンエンジン１の場合、燃料はインジェクタ１０から燃焼室２へ直接噴射されるため、噴射された燃料が燃焼室２を形成するシリンダの内壁あるいはピストン３の頂端面に付着するおそれがある。シリンダの内壁あるいはピストン３の頂端面に燃料が付着すると、燃料の燃焼が阻害され、エンジンからのスモークあるいは不燃炭化水素成分の排出を招く。また、直噴式のエンジンの場合、混合気中の燃料の濃度が低いため、点火プラグ５の近傍に燃料の噴霧を形成することが望ましい。そのため、従来は、例えばピストン３の頂端面に、噴射された燃料を点火プラグ５に向けて折り返すための特殊な形状が形成されている。そのため、エンジンの形状が複雑化する。
【００５９】
これに対し、第７実施例の場合、図１５に示す燃料出口１０５から噴射された燃料は、微粒化が促進されているとともに流速が低減されている。そのため、点火プラグ５の近傍に噴霧が形成される。したがって、エンジンの形状の複雑化を招くことなく、燃焼室２における燃料の燃焼を促進することができ、排気中のスモークあるいは不燃炭化水素成分を低減することができる。
なお、第７実施例の場合、連通孔１０３は略Ｕ字形状に形成されているが、例えば図１６に示すように略Ｖ字形状に形成してもよい。
【００６０】
（第８実施例）
本発明の第８実施例によるインジェクタの噴孔プレートを図１７に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第８実施例では、図１７に示すように噴孔プレート６０に噴孔６１が形成されている。本実施例の場合、噴孔６１は、中心軸が噴孔プレート６０の板厚方向と所定の角度をなして形成されている。すなわち、噴孔６１の中心軸は、ノズルニードル４１の中心軸と所定の角度をなしている。
【００６１】
第８実施例の場合、噴孔６１が噴孔プレート６０の板厚方向に対して傾斜していても、燃料入口６１１から噴孔６１へ流入した燃料は板状部６４と衝突する。これにより、噴孔６１へ流入した燃料は微小な液滴に粉砕される。したがって、燃料の微粒化が促進される。なお、第８実施例では、噴孔プレート６０に噴孔６１および板状部６４を形成しているが、弁ボディに傾斜した噴孔を形成してもよい。
【００６２】
（第９実施例）
本発明の第９実施例によるインジェクタの噴孔プレートを図１８に示す。
第９実施例では、図１８に示す第一プレートとしての噴孔プレート１１０は、弁ボディ５０とノズルホルダ４０との間に挟み込まれる。
【００６３】
噴孔プレート１１０には、噴孔１１１が形成されている。噴孔１１１は、主噴孔１１２と連通孔１１３とから構成されている。燃料は、燃料入口１１４から連通孔１１３へ流入し、主噴孔１１２を経由して燃料出口１１５から噴射される。
【００６４】
主噴孔１１２は、噴孔プレート１１０の燃料出口１１５側の端面１１０ｂから噴孔プレート１１０の板厚方向の途中まで形成されている。連通孔１１３は、噴孔プレート１１０の燃料入口１１４側の端面１１０ａと主噴孔１１２とを連通している。主噴孔１１２および連通孔１１３は、板厚方向すなわちノズルニードル４１の軸に対し傾斜して形成されている。また、主噴孔１１２の中心軸と連通孔１１３の中心軸とは、所定の角度をなしている。これにより、連通孔１１３の主噴孔１１２側の端部は、主噴孔１１２の内壁面１１２ａと対向している。すなわち、連通孔１１３の主噴孔１１２側の端部と対向する主噴孔１１２の内壁面１１２ａは、特許請求の範囲の衝突手段を構成する。
【００６５】
燃料入口１１４から連通孔１１３へ流入した燃料は、連通孔１１３を経由して主噴孔１１２へ流入する。このとき、連通孔１１３を流れる燃料は、主噴孔１１２へ流入しても慣性により連通孔１１３の軸方向へ直進する。そのため、連通孔１１３から主噴孔１１２へ流入した燃料は、連通孔１１３と対向する主噴孔１１２の内壁面１１２ａに衝突する。これにより、燃料は、主噴孔１１２の内壁面１１２ａと衝突した後、主噴孔１１２の軸方向へ流れの向きを変え、燃料出口１１５へ向けて流れる。
【００６６】
第９実施例では、連通孔１１３から主噴孔１１２へ流入した燃料は主噴孔１１２の内壁面１１２ａと衝突した後、主噴孔１１２を経由して燃料出口１１５から噴射される。燃料は、主噴孔１１２の内壁面１１２ａと衝突することにより微小な液滴に粉砕される。そのため、燃料の運動エネルギーは、内壁面１１２ａと衝突することにより微粒化エネルギーに変換される。したがって、燃料の微粒化を促進することができる。
また、第９実施例では、主噴孔１１２と連通孔１１３とを概ね垂直に形成することにより、連通孔１１３から主噴孔１１２へ流入した燃料は、主噴孔１１２の内壁面１１２ａと概ね垂直に衝突する。そのため、燃料の有している運動エネルギーを高い効率で微粒化エネルギーに変換することができる。
【００６７】
以上説明した上記の複数の実施例では、噴孔の燃料入口および燃料出口、ならびに板状部を円形状に形成する場合、すなわち噴孔を略円柱形状あるいは略円錐台形状に形成する場合について説明した。しかし、噴孔の燃料入口および燃料出口は、円形状に限らず例えば三角形、四角形あるいは星形などの多角形状、または楕円形状など任意の形状としてもよい。また、噴孔の燃料入口と燃料出口との間に形成される衝突手段も、円形状に限らず多角形状や楕円形状など任意の形状にすることができる。さらに、衝突手段は板状に限らず例えば柱状に形成してもよい。
【００６８】
上記の複数の実施例では、直噴式のガソリンエンジンに本発明のインジェクタを適用する例について説明した。しかし、直噴式のガソリンエンジンに限らず、吸気ポートに燃料を噴射する予混合式のガソリンエンジンに本発明を適用してもよい。また、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンのインジェクタとして本発明のインジェクタを適用してもよい。
また、上記の複数の実施例を個別に適用した例について説明したが、複数の実施例を組み合わせて適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるインジェクタの噴孔近傍を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例によるインジェクタを示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施例によるインジェクタを適用した直噴式のガソリンエンジンを示す模式図である。
【図４】本発明の第１実施例によるインジェクタの噴孔プレートの底部を示す概略図である。
【図５】本発明の第１実施例によるインジェクタの噴孔プレートに形成されている噴孔および板状部を示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施例によるインジェクタの噴孔プレートに形成されている噴孔および板状部を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施例によるインジェクタの噴孔近傍を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施例によるインジェクタの噴孔プレートおよび衝突プレートをを示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施例によるインジェクタの噴孔プレートおよび衝突プレートを示す模式図である。
【図１０】本発明の第３実施例によるインジェクタの噴孔プレートおよび衝突プレートを示す模式図である。
【図１１】本発明の第４実施例によるインジェクタの噴孔近傍を示す断面図である。
【図１２】本発明の第５実施例によるインジェクタの噴孔近傍を示す断面図である。
【図１３】本発明の第６実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す断面図である。
【図１４】図１３の矢印ＸＩＶ方向から見た矢視図である。
【図１５】本発明の第７実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す断面図である。
【図１６】本発明の第７実施例の変形によるインジェクタの噴孔プレートを示す断面図である。
【図１７】本発明の第８実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す断面図である。
【図１８】本発明の第９実施例によるインジェクタの不幸プレートを示す断面図である。
【符号の説明】
１ ガソリンエンジン（内燃機関）
２ 燃焼室
６、７、５６、６１ 噴孔
１０ インジェクタ（燃料噴射装置）
３２ フィルタ
４１ ノズルニードル
５０ 弁ボディ
５７ 衝突片部（衝突手段）
５８ 孔部（噴孔）
６０ 噴孔プレート（第一プレート）
６４、７２、８４ 板状部（衝突手段）
６６、７１、８１ 孔部（噴孔）
７０ 衝突プレート（第二プレート）
８０ プレート部材（第三プレート）
８２、１０４、１１４、５６１、６１１、９１１ 燃料入口
８３、１０５、１１５、５６２、６１２、９１２ 燃料出口
９０、１００、１１０ 噴孔プレート（第一プレート）
９１、１０１、１１１ 噴孔
９２、１０２、１１２ 主噴孔
９３ 副噴孔
９４ ピーク部（衝突手段）
１０３、１１３ 連通孔
１０６ 頂端面（衝突手段）
１１２ａ 内壁面（衝突手段）

Claims (15)

1. 弁座部が形成されている弁ボディと、
   前記弁ボディとともに弁部を形成し、前記弁座部に着座することにより燃料の流れを遮断、または前記弁座部から離座することにより燃料の流れを許容する弁部材と、
   前記弁部を通過した燃料が流れる噴孔と、
   前記噴孔の燃料入口と燃料出口との間に設置され、前記噴孔を流れる燃料と衝突可能な衝突手段と、
   を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記噴孔および前記衝突手段は、前記弁ボディの先端に取り付けられる第一プレートに形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 前記噴孔は前記弁ボディの先端に取り付けられる第一プレートならびに前記第一プレートの反弁ボディ側に取り付けられる第二プレートに形成され、前記衝突手段は前記第二プレートに形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
4. 前記第一プレートと前記第二プレートとは、所定の間隔で配置されていることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射装置。
5. 前記第一プレートと前記第二プレートとは、一体に接合されていることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射装置。
6. 前記噴孔および前記衝突手段は、前記弁ボディに形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
7. 前記噴孔は前記弁ボディならびに前記弁ボディの先端に取り付けられる第三プレートに形成され、前記衝突手段は前記第三プレートに形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
8. 前記衝突手段は、前記噴孔の軸線上に位置することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の燃料噴射装置。
9. 前記噴孔は、前記弁部材の軸に対し傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の燃料噴射装置。
10. 前記衝突手段は、前記噴孔の軸に対し概ね垂直に形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の燃料噴射装置。
11. 前記噴孔は、前記第一プレートの前記燃料入口側の端面から板厚方向の途中まで形成されている主噴孔と、前記主噴孔から分岐して前記第一プレートの前記燃料出口側の端面まで形成されている複数の副噴孔とを有し、
    前記副噴孔が交差する位置に前記衝突手段が形成されていることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置。
12. 前記衝突手段には前記第一プレートの前記燃料出口側の端面側から燃料が衝突し、前記衝突手段に衝突した燃料は前記燃料出口に向けて流れることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置。
13. 前記噴孔は、前記第一プレートの前記燃料出口側の端面から板厚方向の途中まで形成されている主噴孔と、前記第一プレートの前記燃料入口側の端面と前記主噴孔とを連通する連通孔とを有し、
    前記連通孔の前記主噴孔側は、前記第一プレートの前記燃料出口側の端面側から前記主噴孔に連通していることを特徴とする請求項１２記載の燃料噴射装置。
14. 前記噴孔は、前記第一プレートの前記燃料出口側の端面から板厚方向の途中まで形成されている主噴孔と、前記主噴孔と所定の角度をなして形成され前記第一プレートの前記燃料入口側の端面と前記主噴孔とを連通する連通孔とを有し、
    前記連通孔の前記主噴孔側は、前記主噴孔の内壁面と対向していることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置。
15. 燃料を内燃機関の燃焼室内に直接噴射する直噴式の内燃機関に適用されることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項記載の燃料噴射装置。

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