JP2005098219A

JP2005098219A - 燃料噴射弁

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Publication number: JP2005098219A
Application number: JP2003333570A
Authority: JP
Inventors: Yukio Tomiita; 幸生富板
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2023-09-25
Also published as: US7080796B2; CN1601078A; US20050067507A1; JP4147405B2; DE102004038867A1; CN100376788C; DE102004038867B4

Abstract

【課題】噴孔の燃料出口側近傍への燃料の付着を防止し、所望の噴射特性が達成される燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】噴孔４３の燃料出口側が開口する出口部４４の径方向における周縁には拡大部４５が接続している。拡大部４５は、ノズルボディ２１とは反対側へいくにしたがって径方向外側へ拡大している。そのため、出口部４４と拡大部４５とは９０°よりも大きな角度を形成する。これにより、燃料の噴射にともなって噴孔４３の出口側に付着した燃料は、出口部４４の周縁へ流れても、出口部４４の周縁に溜まることなく、拡大部４５のテーパ面に沿って反ノズルボディ方向へ流れる。その結果、噴孔４３の燃料出口側近傍への燃料の付着が防止され、燃料が固形化しても噴孔４３が目詰まりすることがない。噴孔部材４０は、底部４１よりも板厚の小さな筒部４２においてノズルボディ２１に溶接されるので、溶接が容易であり、製造工数が低減される。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

エンジンから排出される排気の規制への適合、ならびに燃費の低減を図るため、燃料噴射弁から噴射される燃料の微粒化は重要である。燃料の微粒化を促進するためには、弁座を通過した燃料が流れる噴孔を小径化することが考えられる。噴孔を小径化する場合、噴孔における圧力損失を低減し、所望の噴射特性を達成するため、噴孔の全長を短縮することが望ましい。そのため、噴孔部材に噴孔を形成する場合、噴孔部材の板厚は小さくする必要がある。一方、噴孔部材を板厚を小さくすると、噴孔部材の強度の確保は困難である。そこで、噴孔部材は、例えば別体の保持部材によってノズルボディに取り付けられている（特許文献１参照）。また、噴孔部材に噴孔を形成する板厚の小さな部分と強度を確保する板厚の大きな部分とを形成している（特許文献２参照）。これにより、噴孔部材の強度、ならびに噴孔部材とノズルボディとの接合部位の強度を確保している。

特開２０００−７３９１８号公報特開平１１−１１７８３２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているように噴孔部材を保持部材で保持する場合、噴孔の出口側が開口する噴孔部材の反ノズルボディ側の端面と保持部材の反ノズルボディ側の端面との間には段差が形成される。また、特許文献２に開示されている技術の場合も、噴孔の出口側の端部が開口する噴孔部材の板厚の小さな部分と大きな部分との間には段差が形成される。噴孔から噴射される燃料は一部が噴孔の周囲に付着する。そのため、噴孔の近傍に段差が形成されると、噴孔の近傍に付着した燃料が表面張力により空気中に分散することなく段差部の近傍に溜まる。その結果、周囲の熱により段差に溜まった燃料が固形化すると、噴孔の目詰まりを招き、所望の噴射特性が達成されないおそれがある。

そこで、本発明の目的は、噴孔の燃料出口側近傍への燃料の付着を防止し、所望の噴射特性が達成される燃料噴射弁を提供することにある。

請求項１記載の発明では、拡大部は噴孔の燃料出口側が開口する出口部の周縁から径方向外側へ拡大しつつ反弁座方向へ伸びている。これにより、噴孔の周囲に付着した燃料は、出口部と拡大部との接続部分に溜まることなく、拡大部にそって容易に流れる。その結果、噴孔の燃料出口側近傍への燃料の付着が防止され、固形化した異物による噴孔の目詰まりが防止される。したがって、所望の噴射特性を達成することができる。

請求項２記載の発明では、拡大部はテーパ面を有している。テーパ面は、出口部の周縁から反弁座方向へ内径が拡大している。そのため、出口部と拡大部とは大きな角度を形成する。これにより、噴孔の周囲に付着した燃料は、出口部と拡大部との接続部分に溜まることなく、拡大部にそって容易に流れる。その結果、噴孔の燃料出口側近傍への燃料の付着が防止され、固形化した異物による噴孔の目詰まりが防止される。したがって、所望の噴射特性を達成することができる。

請求項３記載の発明では、複数のテーパ面は出口部に近いほどノズルの中心軸となす角度が大きい。そのため、複数のテーパ面のうち、出口部と接続されるテーパ面は出口部との間に大きな角度を形成する。これにより、噴孔の周囲に付着した燃料は、出口部と拡大部との接続部分に溜まることなく、拡大部にそって容易に流れる。その結果、噴孔の燃料出口側近傍への燃料の付着が防止され、固形化した異物による噴孔の目詰まりが防止される。したがって、所望の噴射特性を達成することができる。

請求項４記載の発明では、拡大部の曲面は弁座方向へ窪んでいるため、曲面の出口部側との接続部分は緩やかな大きな角度を形成する。これにより、噴孔の周囲に付着した燃料は、出口部と拡大部との接続部分に溜まることなく、拡大部にそって容易に流れる。その結果、噴孔の燃料出口側近傍への燃料の付着が防止され、固形化した異物による噴孔の目詰まりが防止される。したがって、所望の噴射特性を達成することができる。
請求項５記載の発明では、噴孔部材が噴孔を形成している。噴孔部材は拡大部を有しているため、噴孔が形成される部分は板厚が小さく、ノズルボディに接合される部分は板厚が大きくなる。これにより、噴孔の周囲への燃料の付着を防止しつつ、強度の維持に必要な板厚が確保される。したがって、所望の噴射特性を達成することができる。

請求項６記載の発明では、噴孔部材はノズルボディの外周側を覆う筒部を有している。噴孔部材は、筒部においてノズルボディに保持されている。これにより、底部は強度を確保するために板厚を大きくし、筒部は底部よりも板厚を小さくすることが可能である。その結果、例えば溶接により噴孔部材をノズルボディに保持する場合、板厚の小さな筒部を溶接することにより、溶接に要する工数が低減される。したがって、製造工数を低減することができる。

請求項７記載の発明では、噴孔を形成する噴孔部材はノズルボディとホルダとの間に挟み込まれている。そのため、板厚の小さな噴孔部材に小径の噴孔が形成され、ホルダによって必要な強度が確保される。ホルダは拡大部を有しているので、噴孔部材とホルダとの間には段差が形成されない。これにより、噴孔の周囲に付着した燃料は、出口部と拡大部との接続部分に溜まることなく、拡大部にそって容易に流れる。その結果、噴孔の燃料出口側近傍への燃料の付着が防止され、固形化した異物による噴孔の目詰まりが防止される。したがって、所望の噴射特性を達成することができる。

請求項８記載の発明では、ホルダはノズルボディの外周側を覆う筒部を有している。ホルダは、筒部においてノズルボディに保持されている。これにより、底部は強度を確保するために板厚を大きくし、筒部は底部よりも板厚を小さくすることが可能である。その結果、例えば溶接によりホルダをノズルボディに保持する場合、板厚の小さな筒部を溶接することにより、溶接に要する工数が低減される。したがって、製造工数を低減することができる。

以下、本発明の複数の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料噴射弁（以下、燃料噴射弁を「インジェクタ」という。）を図２に示す。第１実施形態では、ガソリンエンジンの吸気ポートに噴射するいわゆる予混合式のエンジンのインジェクタに本発明を適用した例について説明する。

インジェクタ１０のケーシング１１は、磁性パイプ１２、固定コア１３および駆動部３０などを覆うモールド樹脂である。磁性パイプ１２の端部には、ノズル２０が設置されている。磁性パイプ１２と固定コア１３との間には、磁気的な短絡を防止する非磁性パイプ１４が設置されている。固定コア１３と非磁性パイプ１４、非磁性パイプ１４と磁性パイプ１２とはそれぞれ例えばレーザ溶接などにより接合されている。
ノズル２０は、ノズルボディ２１、弁部材としてのニードル２２および噴孔部材４０を有している。ノズルボディ２１は、磁性パイプ１２と例えばレーザ溶接などにより接合されている。ニードル２２は、磁性パイプ１２およびノズルボディ２１の内部に往復移動可能に収容されている。図１に示すように、ノズルボディ２１の内壁には弁座２３が形成されている。ニードル２２に形成されているシール部２４は、ノズルボディ２１の弁座２３に着座可能である。インジェクタ１０を直噴式のエンジンに適用する場合、ノズルボディ２１の先端部はエンジンの燃焼室に露出している。

図２に示すように、ニードル２２の反シール部側に設置されている接合部２５は、可動コア２６と結合している。固定コア１３は、略円筒形状であり、内周側を燃料が流れる。固定コア１３の反ノズルボディ側の端部には、燃料に含まれている異物を除去するフィルタ１５が設置されている。固定コア１３の内部には、スプリング１６の付勢力を調整するアジャスティングパイプ１７が圧入されている。スプリング１６は、一方の端部がアジャスティングパイプ１７に接しており、他方の端部がニードル２２と一体の可動コア２６に接している。スプリング１６は、可動コア２６と一体のニードル２２をノズルボディ２１へ押し付ける方向、すなわちシール部２４が弁座２３へ着座する方向へ荷重を加える。

ニードル２２の反シール部側には駆動部３０が設置されている。駆動部３０は、コイル３１、スプール３２および磁性プレート３３を有している。スプール３２にはコイル３１が巻回されている。磁性プレート３３は、例えば鉄などの磁性金属から形成され、コイル３１が巻回されたスプール３２の周囲を覆っている。磁性パイプ１２、固定コア１３、可動コア２６および磁性プレート３３は、磁気的に接続されており、磁気回路を形成する。コイル３１は、非磁性パイプ１４を挟んで位置する磁性パイプ１２および固定コア１３とともにケーシング１１の内部に収容されている。

コイル３１はターミナル３４と電気的に接続されている。ターミナル３４は、図示しないエンジン制御装置としてのＥＣＵに接続されている。図示しないＥＣＵから所定の時期に出力された電力は、ターミナル３４を経由してコイル３１へ供給される。コイル３１へ電力が供給されると、コイル３１に発生する磁界により磁気回路に磁束が流れる。これにより、固定コア１３と可動コア２６との間には磁気吸引力が発生する。

次に、ノズル２０について詳細に説明する。
前述のようにノズル２０は、ノズルボディ２１、ニードル２２および噴孔部材４０を有している。噴孔部材４０は、ノズルボディ２１の反磁性パイプ側の端部を覆って設置される。噴孔部材４０は、図１に示すように底部４１および筒部４２を有するカップ状に形成されている。底部４１は、ノズルボディ２１の先端部の外形に対応する略円形状に形成されている。筒部４２は、底部４１の径方向外側の周縁からノズルボディ２１方向へ伸びている。筒部４２は、内径がノズルボディ２１の外径よりもやや大きく形成されている。これにより、筒部４２は、ノズルボディ２１の外周側を覆っている。噴孔部材４０は、例えばレーザ溶接などの溶接によりノズルボディ２１に固定されている。

噴孔部材４０は、底部４１に噴孔４３、出口部４４および拡大部４５を有している。噴孔部材４０は、ノズルボディ２１と概ね同軸に設置されている。噴孔部材４０は、底部４１において複数の噴孔４３を形成している。底部４１は、噴孔４３が形成されている薄板部４１１と、薄板部４１１の径方向外側に形成されている厚板部４１２とから構成されている。噴孔４３は、底部４１の薄板部４１１を貫いており、薄板部４１１のノズルボディ２１側の端面と反ノズルボディ側の端面とを接続している。噴孔４３の燃料出口側は、薄板部４１１の反ノズルボディ側の端面に開口している。噴孔４３の燃料出口側が開口する薄板部４１１の反ノズルボディ側の端面は出口部４４となる。出口部４４を形成する薄板部４１１は、図３に示すように噴孔部材４０の中心軸ｐを中心とする略円形状に形成されている。薄板部４１１の周縁４１１ａから所定の間隔離れた径方向外側に厚板部４１２の内周部４１２ａが位置している。厚板部４１２の外周部４１２ｂは筒部４２に接続している。これにより、薄板部４１１の周縁４１１ａ、ならびに厚板部４１２の内周部４１２ａおよび外周部４１２ｂは、噴孔部材４０の中心軸ｐを中心とする同心円状となっている。図１に示すように、噴孔部材４０の筒部４２は底部４１の厚板部４１２よりも板厚が小さく設定されている。そのため、筒部４２において噴孔部材４０を溶接によりノズルボディ２１に固定する場合、噴孔部材４０の溶接代は低減される。

薄板部４１１の周縁４１１ａと厚板部４１２の内周部４１２ａとの間は傾斜する面によって接続されている。薄板部４１１の周縁４１１ａと厚板部４１２の内周部４１２ａとを接続する面は拡大部４５である。拡大部４５は、出口部４４を形成する薄板部４１１の周縁４１１ａから径方向外側へ拡大しつつ反ノズルボディ方向へ伸びている。そのため、拡大部４５は、底部４１の内周側において、反ノズルボディ側へいくにしたがって内径が連続的に拡大するテーパ状に形成されている。すなわち、拡大部４５はテーパ面を有している。そして、拡大部４５の反出口部側の端部は厚板部４１２の内周部４１２ａに接続している。

拡大部４５をテーパ状に形成することにより、図１に示すように出口部４４の周縁において出口部４４と拡大部４５とがなす角度は９０°よりも大きくなる。そのため、出口部４４と拡大部４５との接続部分に形成される段差４６はきわめて小さくなる。第１実施形態の場合、出口部４４と拡大部４５との間に形成される段差４６は０．０１ｍｍ以下に設定されている。これにより、噴孔４３から流出した燃料の一部が噴孔４３の出口側に付着し、付着した燃料が出口部４４と拡大部４５との段差４６の近傍へ流れた場合でも、燃料は拡大部４５のテーパ面に沿って反ノズルボディ側へ流れる。その結果、燃料は、出口部４４と拡大部４５との間に溜まりにくくなる。また、段差４６を０．０１ｍｍ以下に設定することにより、燃料に作用する表面張力は低減され、燃料が段差４６の近傍に溜まることが防止される。

図３に示すように、噴孔部材４０の底部４１を投影したとき、拡大部４５と厚板部４１２との接続部分となる厚板部４１２の内周部４１２ａよりも内側の面積Ｓ１は、出口部４４である薄板部４１１の面積Ｓ２よりも大きくなる。すなわち、拡大部４５の反ノズルボディ側の端部における拡大部４５の内側の面積Ｓ１は、拡大部４５のノズルボディ２１側の端部における拡大部４５の内側の面積Ｓ２よりも大きくなる。このとき、Ｓ２は、Ｓ１の２倍以上確保することが望ましい。言い換えると、厚板部４１２の内径すなわち拡大部４５の反ノズルボディ側の端部における内径をｒ１とし、薄板部４１１の内径すなわち拡大部４５のノズルボディ２１側の端部における内径をｒ２としたとき、ｒ２はｒ１の約１．４倍以上に設定することが望ましい。Ｓ２をＳ１の約２倍以上、すなわちｒ２をｒ１の約１．４倍以上とすることにより、出口部４４と拡大部４５との接続部分において、出口部４４と拡大部４５とがなす角度は大きくなるとともに、出口部４４と拡大部４５との間に形成される段差は小さくなる。その結果、燃料は、出口部４４と拡大部４５との接続部分に溜まりにくくなる。

次に、インジェクタ１０の作動について説明する。
コイル３１への電力の供給が停止されているとき、ニードル２２は一体の可動コア２６とともにスプリング１６の押し付け力により図２の下方へ移動している。これにより、ニードル２２のシール部２４はノズルボディ２１の弁座２３に着座している。したがって、弁座２３とシール部２４との間には開口が形成されず、燃料は噴孔４３から噴射されない。また、このとき、固定コア１３と可動コア２６との間には隙間が形成されている。

コイル３１へ電力を供給すると、コイル３１に発生する磁界により磁性パイプ１２、固定コア１３、可動コア２６および磁性プレート３３から形成される磁気回路に磁束が流れる。磁束が流れると、互いに離れている固定コア１３と可動コア２６との間に磁気吸引力が発生する。これにより、可動コア２６と一体のニードル２２は固定コア１３方向すなわち図２の上方へ移動し、シール部２４は弁座２３から離座する。可動コア２６と一体のニードル２２は、可動コア２６が固定コア１３に接するまで図２の上方へ移動する。シール部２４が弁座２３から離座すると、燃料はシール部２４と弁座２３との間に形成される開口を経由して噴孔４３の入口側へ流入する。そして、燃料は噴孔４３を経由して燃料出口側の端部からエンジンの吸気ポートへ噴射される。

コイル３１への電力の供給が停止されると、固定コア１３と可動コア２６との間に発生する磁気吸引力は消滅する。そのため、スプリング１６の押し付け力によりニードル２２ならびにニードル２２と一体の可動コア２６は図２の下方へ移動する。これにより、ニードル２２のシール部２４は再びノズルボディ２１の弁座２３に着座する。したがって、噴孔４３からの燃料の噴射は停止される。

以上説明したように、第１実施形態では、噴孔４３の燃料出口側の端部が開口する出口部４４とテーパ状の拡大部４５とは大きな角度を形成して接続している。そのため、燃料の噴射時に噴孔４３の燃料出口側に残留した燃料は出口部４４と拡大部４５との接続部分に溜まることなく、拡大部４５に沿って反ノズルボディ側へ流れる。これにより、固形化した燃料が噴孔４３の燃料出口側の近傍に付着することがない。その結果、噴孔４３の全長を短縮するとともに、噴孔４３の内径を小さくする場合でも、固形化した燃料による噴孔４３の目詰まりが防止される。したがって、所望の噴射特性を達成することができ、燃料の微粒化を図ることができる。

また、第１実施形態では、薄板部４１１に噴孔４３を形成することにより、噴孔４３の全長は容易に低減される。また、薄板部４１１の周囲に厚板部４１２を配置することにより、ノズル２０が燃焼室における高圧の燃焼ガスに晒される場合でも、噴孔部材４０の強度は十分に確保される。一方、底部４１からノズルボディ２１の外周側へ伸びる筒部４２は、底部４１の厚板部４１２よりも板厚が小さい。そのため、噴孔部材４０を溶接によりノズルボディ２１に固定する場合、噴孔部材４０とノズルボディ２１との溶接に必要な溶接代が低減される。したがって、インジェクタ１０の加工が容易になり、加工工数を低減することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるインジェクタのノズルを図４に示す。なお、第１実施形態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実施形態によるインジェクタ１０のノズル５０は、ノズルボディ２１、ニードル２２、噴孔部材としての噴孔プレート５１、ならびにホルダ６０を有している。噴孔プレート５１は、ノズルボディ２１の反弁座側に設置され、ノズルボディ２１とホルダ６０との間に挟まれている。噴孔プレート５１は、略円板状に形成されており、径方向外側の端部が磁性パイプ１２方向へ折り返されている。噴孔プレート５１は複数の噴孔５３を形成している。噴孔５３は、噴孔プレート５１を貫いており、噴孔プレート５１のノズルボディ２１側の端面と反ノズルボディ側の端面とを接続している。噴孔５３の燃料出口側は、噴孔プレート５１の反ノズルボディ側の端面に開口している。噴孔５３の燃料出口側が開口する噴孔プレート５１の反ノズルボディ側の端面は出口部５４となる。

ホルダ６０は、底部６１および筒部６２を有している。底部６１は、ノズルボディ２１の反磁性パイプ側の端面との間に噴孔プレート５１を挟み込んで保持している。筒部６２は、底部６１の径方向外側の周縁から磁性パイプ１２方向へ伸びている。筒部６２は、内径がノズルボディ２１の外径よりもやや大きく形成されている。これにより、筒部６２は、ノズルボディ２１の外周側を覆っている。ノズルボディ２１とホルダ６０との間に噴孔プレート５１が挟み込んで設置された後、ホルダ６０は例えばレーザ溶接によりノズルボディ２１に固定される。これにより、噴孔プレート５１は、ノズルボディ２１とホルダ６０との間に保持される。ホルダ６０の筒部６２は、底部６１よりも板厚が小さく形成されている。また、ノズルボディ２１とホルダ６０とを溶接する部分には、噴孔プレート５１は挟み込まれていない。そのため、ホルダ６０を筒部６２において溶接によりノズルボディ２１に固定する場合、ホルダ６０の溶接代は低減される。

ホルダ６０は、内周側に噴孔プレート５１の出口部５４に対応する開口を有している。ノズルボディ２１とホルダ６０との間に保持された噴孔プレート５１の出口部５４は、ホルダ６０の開口を通してエンジンの吸気ポートに露出している。開口を形成するホルダ６０の内周側は、反ノズルボディ側へいくにしたがって内径が拡大している。すなわち、ホルダ６０は、内周側に出口部５４の周縁から径方向外側へ拡大しつつ反ノズルボディ側へ伸びる拡大部６５を有している。拡大部６５は、第１実施形態と同様にテーパ状のテーパ面を有している。

拡大部６５はテーパ面を有しているため、出口部５４である噴孔プレート５１の反ノズルボディ側の端面と拡大部６５のテーパ面とがなす角度は９０°よりも大きくなる。また、拡大部６５はテーパ面を有しているため、図５に示すようにホルダ６０の内周側の端部に形成される段差６６すなわちホルダ６０の内周面の軸方向の長さはきわめて小さくなる。第２実施形態の場合、ホルダ６０の内周側の端部に形成される段差６６は、０．０１ｍｍ以下に設定されている。これにより、噴孔５３から流出した燃料の一部が噴孔５３の出口側に付着し、付着した燃料が出口部５４と拡大部６５との接続部分すなわち段差６６の近傍へ流れた場合でも、燃料は拡大部６５のテーパ面に沿って反ノズルボディ側へ流れる。その結果、燃料は、出口部５４と拡大部６５との間に溜まりにくくなる。
第２実施形態では、第１実施形態と同様に反ノズルボディ側の端部における拡大部６５の内側の面積Ｓ１は、ノズルボディ２１側の端部における拡大部６５の内側の面積Ｓ２よりも大きくなる。Ｓ１とＳ２との関係、ならびにｒ１とｒ２との関係は、第１実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。

第２実施形態では、噴孔５３を形成する噴孔プレート５１をホルダ６０によってノズルボディ２１との間に保持している。ホルダ６０の拡大部６５は、噴孔プレート５１の出口部５４との間に大きな角度を形成する。そのため、燃料の噴射時に噴孔５３の燃料出口側に残留した燃料は出口部５４と拡大部６５との接続部分に溜まることなく、拡大部６５に沿って流れる。これにより、固形化した燃料が噴孔５３の燃料出口側の近傍に付着することがない。その結果、噴孔５３の全長を短縮するとともに、噴孔５３の内径を小さくする場合でも、固形化した燃料による噴孔５３の目詰まりが防止される。したがって、所望の噴射特性を達成することができ、燃料の微粒化を図ることができる。

また、第２実施形態では、板状の噴孔プレート５１に噴孔５３を形成することにより、噴孔プレート５１の板厚を調整することで噴孔５３の全長を容易に変更することができる。したがって、容易に所望の噴射特性を達成することができる。また、ホルダ６０の底部６１の板厚を大きくすることにより、噴孔プレート５１の板厚を変更することなく噴孔プレート５１およびホルダ６０の強度は十分に確保される。一方、ホルダ６０の筒部６２は底部６１よりも板厚が小さい。そのため、ホルダ６０を溶接によりノズルボディ２１に固定する場合、ホルダ６０とノズルボディ２１との溶接に必要な溶接代が低減される。したがって、インジェクタ１０の加工が容易になり、加工工数を低減することができる。

（第３、第４実施形態）
本発明の第３実施形態および第４実施形態によるインジェクタのノズルを図６または図７に示す。第３実施形態および第４実施形態は、上述の第２実施形態の変形であり、第２実施形態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３実施形態では、図６に示すようにホルダ７０の拡大部７５の形状が第２実施形態と異なる。拡大部７５は、ノズルボディ２１の弁座２３方向へ窪んだ曲面状に形成されている。すなわち、拡大部７５は、ノズルボディ２１側の端部における接線が中心軸と概ね垂直であるのに対し、反ノズルボディ側の端部における接線が中心軸と平行に近い角度となっている。拡大部７５のノズルボディ２１側の端部における接線が中心軸と概ね垂直となることにより、出口部５４と拡大部７５とがなす角度は１８０°に近い大きな角度となる。燃料は、出口部５４と拡大部７５とがなす角度が大きく、ホルダ７０の内周側に形成される段差７６が小さいほど溜まりにくくなる。

第３実施形態のように、拡大部７５をノズルボディ２１方向へ窪んだ曲面状とすることにより、出口部５４の周縁において出口部５４と拡大部７５とがなす角度は大きくなる。そのため、燃料の噴射時に噴孔５３の燃料出口側に残留した燃料は出口部５４と拡大部７５との接続部分に溜まることなく、拡大部７５に沿って流れる。これにより、固形化した燃料が噴孔５３の燃料出口側の近傍に付着することがなく、噴孔５３の目詰まりは防止される。したがって、所望の噴射特性を達成することができ、燃料の微粒化を図ることができる。

第４実施形態では、図７に示すようにホルダ８０の拡大部８５の形状が第２実施形態と異なる。拡大部８５は、中心軸となす角度が異なる複数のテーパ面を有している。第４実施形態の場合、拡大部８５は中心軸となす角度が異なる第一テーパ面８５１および第二テーパ面８５２を有している。噴孔プレート５１に近い第一テーパ面８５１は、噴孔プレート５１から遠い第二テーパ面８５２と比較して、中心軸となす角度が大きい。なお、第一テーパ面８５１と第二テーパ面８５２との接続部８５３に燃料が溜まるのを防止するため、第一テーパ面８５１と第二テーパ面８５２とは９０°よりも大きな角度をなすことが望ましい。

第４実施形態のように、拡大部８５を傾斜角度の異なる複数のテーパ面から構成することにより、出口部５４の周縁において出口部５４と拡大部８５とがなす角度は１８０°に近い大きな角度となる。そのため、燃料の噴射時に噴孔５３の燃料出口側に残留した燃料は出口部５４と拡大部８５との接続部分に溜まることなく、拡大部８５に沿って流れる。これにより、固形化した燃料が噴孔５３の燃料出口側の近傍に付着することがなく、噴孔５３の目詰まりが防止される。したがって、所望の噴射特性を達成することができ、燃料の微粒化を図ることができる。

第４実施形態では、拡大部８５が第一テーパ面８５１および第二テーパ面８５２の二つのテーパ面を有する場合について説明したが、拡大部８５が三つ以上のテーパ面を有する構成としてもよい。拡大部８５が三つ以上のテーパ面を有する場合でも、噴孔プレート５１に近いテーパ面は中心軸となす角度を大きくすることにより、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。

（その他の実施形態）
以上説明した複数の実施形態では、図３に示すように噴孔部材４０の底部４１に略十文字状に複数の噴孔４３を配置する例について説明した。しかし、例えば図８に示すように複数列かつ複数行に交差する位置に噴孔４３を配置してもよい。また、噴孔４３の配置は、図３または図８に示した例に限らず、任意に変更してもよい。
また、以上説明した複数の実施形態では、本発明をガソリンエンジンの吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタに適用する例について説明した。しかし、この方式のインジェクタに限らず、例えば直噴式のガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンのインジェクタに本発明を適用することができる。
さらに、複数の実施形態では、ノズルボディに取り付けた噴孔部材または噴孔プレートに噴孔を形成する例について説明したが、ノズルボディに直接噴孔を形成するとともに、ノズルボディに出口部および拡大部を形成する構成としてもよい。さらに、上述した各実施形態では個別にインジェクタに適用する例について説明したが、複数の実施形態を組み合わせてインジェクタに適用してもよい。
さらに、拡大部は、上述した形状に限らず、円弧状あるいは階段状に形成してもよい。

本発明の第１実施形態によるインジェクタのノズルを示す断面図である。本発明の第１実施形態によるインジェクタを示す断面図である。図１の矢印III方向から見た矢視図である。本発明の第２実施形態によるインジェクタのノズルを示す断面図である。図４の要部を拡大した断面図である。本発明の第３実施形態によるインジェクタのノズルにおいて要部を拡大した断面図である。本発明の第４実施形態によるインジェクタのノズルにおいて要部を拡大した断面図である。本発明のその他の実施形態によるインジェクタのノズルにおいて噴孔の配置を示す模式図である。

符号の説明

１０インジェクタ（燃料噴射弁）、２０、５０ノズル、２１ノズルボディ、２３弁座、４０噴孔部材、４１底部、４２筒部、４３、５３噴孔、４４、５４出口部、４５、６５、７５、８５拡大部、５１噴孔プレート（噴孔部材）、６０、７０、

Claims

内壁に形成されている弁座、ならびに前記弁座の燃料流れ出口側に設置され燃料を噴射する噴孔を有するノズルを備える燃料噴射弁であって、
前記ノズルの反弁座側において前記噴孔の燃料出口側が開口する出口部と、
径方向において前記出口部の周縁から外側へ徐々に拡大しつつ、反弁座方向へ伸びる拡大部と、
を備えることを特徴とする燃料噴射弁。
前記拡大部は、テーパ面を有することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
前記拡大部は前記ノズルの中心軸となす角度の異なる複数のテーパ面を有し、前記出口部に近いテーパ面は前記出口部から遠いテーパ面と比較して前記ノズルの中心軸となす角度が大きいことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
前記拡大部は、前記弁座方向へ窪んだ曲面を有することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
前記ノズルは、
前記弁座を有するノズルボディと、
前記ノズルボディの反弁座側に設置され、前記噴孔を形成し、反ノズルボディ側に前記出口部および前記拡大部を有する噴孔部材と、
を有す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燃料噴射弁。
前記噴孔部材は、前記噴孔、前記出口部および前記拡大部が設置されている底部と、前記底部より板厚が小さく前記底部の径方向外側の端部から前記ノズルボディ側へ伸び前記ノズルボディの外周側を覆う筒部とを有するカップ状に形成され、
前記噴孔部材は前記筒部において前記ノズルボディに保持されていることを特徴とする請求項５記載の燃料噴射弁。
前記ノズルは、
前記弁座を有するノズルボディと、
前記ノズルボディの反弁座側に設置され、前記噴孔を形成し、反ノズルボディ側の端部に前記出口部を有する噴孔部材と、
前記噴孔部材の反ノズルボディ側に設置され、前記ノズルボディとの間に前記噴孔部材を挟み込み、前記拡大部を有するホルダと、
を有す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燃料噴射弁。
前記ホルダは、前記拡大部が設置されている底部と、前記底部より板厚が小さく前記底部の径方向外側の端部から前記ノズルボディ側へ伸び前記ノズルボディの外周側を覆う筒部とを有するカップ状に形成され、
前記ホルダは前記筒部において前記ノズルボディに保持されていることを特徴とする請求項７記載の燃料噴射弁。