JP2008151060A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】噴孔内における燃料の乱れを強くすることで、噴孔壁面に付着したデポジットの洗い流し効果を十分に得ることが可能な燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】内部にニードル弁２０を有するノズルボディ２２の先端に、サック壁面３６により形成されるサック部２８が設けられている。このサック部２８と連通するように、２つのスリット状の噴孔３０が設けられている。ニードル弁２０の先端は、サック部２８の中心Ｃよりも突出するように設けられている。サック部２８の半径をｒとし、ニードル弁中心軸線ＣＮから噴孔中心軸線ＣＨとサック壁面３６との交点Ｂまでの距離をｄとした場合に、ｄ≧ｒ／２の関係を満たすようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関用の燃料噴射弁に関する。

２つのスリット状の噴孔を備えた燃料噴射弁が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この燃料噴射弁によれば、サック部の内径Ａと、サック部中心軸線（ニードル弁中心軸線）から噴孔までの距離Ｂとの関係が、「１≦Ａ／２Ｂ≦２０」と設定されている。かかる設定により、噴孔壁面に沿って燃料を流すことができるため、該壁面に付着した異物（デポジット）を除去することができる。

特開２００６−２５８０３５号公報 特開２００６−９６２２号公報 特開２０００−２４０５３７号公報

しかしながら、上記特許文献１のように、噴孔壁面に沿って燃料を流すだけでは、噴孔壁面に付着したデポジットを洗い流すことができない可能性がある。本発明者の検討によれば、噴孔壁面に付着したデポジットの洗い流し効果を高めるためには、噴孔内における燃料の流れの乱れを強くする必要があることが分かった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、噴孔内における燃料の乱れを強くすることで、噴孔壁面に付着したデポジットの洗い流し効果を十分に得ることが可能な燃料噴射弁を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内部にニードル弁を有するノズルボディを備えた燃料噴射弁であって、
前記ノズルボディの先端に設けられ、サック壁面により形成されたサック部と、
前記サック部と連通する２つのスリット状の噴孔とを備え、
前記ニードル弁の先端が前記サック部の中心よりも突出するように設けられ、
前記サック部の半径をｒとし、ニードル弁中心軸線から噴孔中心軸線と前記サック壁面との交点までの距離をｄとした場合に、ｄ≧ｒ／２の関係を満たすように、前記噴孔が設けられたことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記ニードル弁中心軸線と前記噴孔中心軸線との交点から、前記噴孔中心軸線と前記サック壁面との交点までの距離が、前記サック部の半径ｒよりも長くなるように、前記噴孔が設けられたことを特徴とする。

また、第３の発明は、第１の発明において、
前記２つのスリット状の噴孔は、第１の幅を有する第１噴孔と、該第１の幅よりも大きい第２の幅を有する第２噴孔とからなり、
前記ニードル弁中心軸線から前記第１噴孔の中心軸線と前記サック部との交点までの第１距離に比して、前記ニードル弁中心軸線から前記第２噴孔の中心軸線と前記サック部との交点までの第２距離が大きくなるように、前記第１及び第２噴孔が設けられたことを特徴とする。

また、第４の発明は、第１の発明において、
前記噴孔中心軸線が前記ニードル弁中心軸線と平行となる場合、ｒ／２≦ｄ≦３ｒ／４の関係を満たすように、前記噴孔が設けられたことを特徴とする。

第１の発明によれば、ニードル弁先端がサック部中心よりも突出するように設けられているため、ニードル弁先端に沿って燃料がサック壁面の中央部付近に案内される。さらに、サック部半径をｒとし、ニードル弁中心軸線から噴孔中心軸線とサック壁面との交点までの距離をｄとした場合に、ｄ≧ｒ／２の関係を満たすように噴孔が設けられている。これにより、上記サック壁面の中央部付近に案内された燃料がサック壁面に沿って流れた後、噴孔に流れ込むこととなる。よって、第１の発明によれば、噴孔に流れ込む際、燃料の流れ方向が大きく曲げられる。このため、噴孔のサック壁面中央部側の角部において、燃料の流れの乱れが強くなり、噴孔のサック壁面中央部側の壁面において燃料の流れの乱れが強くなる。従って、噴孔壁面に付着したデポジットの洗い流し効果を十分に得ることができる。

第２の発明によれば、ニードル弁中心軸線と噴孔中心軸線との交点から、噴孔中心軸線とサック壁面との交点までの距離が、サック部の半径ｒよりも長くされる。これにより、サック部の半径ｒよりも短い場合に比して、サック壁面に沿って流れる燃料が噴孔に流れ込む際の、流れ方向の変化が大きくされる。従って、サック部の半径ｒよりも短い場合に比して、噴孔内における燃料の流れの乱れをさらに強くすることができる。

第３の発明によれば、幅が異なる２つの噴孔が設けられている。ここで、ニードル弁中心軸線に対して２つの噴孔中心軸線を対照に配置すると、大きい幅を有する第２噴孔のサック壁面中央部側の角部における燃料の流れの乱れが、第１噴孔に比して弱くなる。しかし、第３の発明によれば、第１距離よりも第２距離が大きくされるため、第２噴孔のサック壁面中央部側の角部における燃料の流れの乱れが強くされる。従って、２つの噴孔の幅が相違する場合であっても、２つの噴孔のサック壁面中央部側の角部における燃料の流れの乱れを共に強めることができるため、噴孔壁面に付着したデポジットの洗い流し効果を十分に得ることができる。

第４の発明によれば、噴孔中心軸線がニードル弁中心軸線と平行となる場合に、ｄ≧ｒ／２の関係を満たすことで、第１の発明と同様の効果を得ることができる。しかし、ｄ＞３ｒ／４となる場合には、噴孔のサック壁面中央部側と反対側の角部において、燃料の流れ方向がほとんど曲げられなくなり、該角部において燃料の流れの乱れが弱くなる可能性がある。第４の発明によれば、ｄ≦３ｒ／４の関係を満たすように噴孔が設けられるため、噴孔のサック壁面中央部側と反対側の角部においても、燃料の流れの乱れを強くすることができる。従って、噴孔中心軸線が前記ニードル弁中心軸線と平行となる場合であっても、噴孔内における燃料の流れの乱れを強くすることができるため、噴孔壁面に付着したデポジットの洗い流し効果を十分に得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による燃料噴射弁１０を示す縦断面図である。図１に示す燃料噴射弁１０は、例えば、内燃機関の筒内に直接燃料を噴射する直噴型のガソリン機関において好適に用いることができる。但し、本発明に係る燃料噴射弁の適用は、ガソリン機関に限るものではなく、また、直噴型の機関に限るものではない。

図１に示す燃料噴射弁１０は、磁性体で構成された固定鉄心１２を備えている。固定鉄心１２と隣接する位置には、可動鉄心１６が配置されている。この可動鉄心１６は、コイルスプリング１４によって図１中下向きに付勢されている。可動鉄心１６は、燃料噴射弁１０の内部を、その軸線方向に摺動することができる。固定鉄心１２の外周には、電磁コイル１８が設けられている。燃料噴射弁１０は、電磁コイル１８が所定の磁力を発することにより、可動鉄心１６が固定鉄心１２に引き寄せられ、また、その磁力が消滅すると、コイルスプリング１４の付勢力により可動鉄心１６が固定鉄心１２から離れるように構成されている。

可動鉄心１６には、可動鉄心１６と共に燃料噴射弁１０の内部を変位するニードル弁２０が連結されている。燃料噴射弁１０は、ニードル弁２０を取り囲むように形成されたノズルボディ２２を備えている。ノズルボディ２２は、ニードル弁２０のシート当接部２４が当接するシート部２６と、ニードル弁２０と対向する位置に設けられた燃料受け部としてのサック部２８と、サック部２８と連通する噴孔３０を備えている。

図２は、図１に示した燃料噴射弁１０において、サック部２８に対して開口する噴孔３０を示す上面図である。図２に示すように、２つのスリット状の噴孔３０がサック部２８に対して開口されている。

図１に示すように、ニードル弁２０とノズルボディ２２の間には、空間３２が形成されている。この空間３２には、図示しない燃料供給源から高圧の燃料が供給されている。電磁コイル１８に励磁電流が供給されていないときは、ニードル弁２０はノズルボディ２２のシート部２６に着座する。その結果、噴孔３０が閉塞されるため、噴孔３０から燃料は噴射されない。

一方、電磁コイル１８に励磁電流が供給されると、可動鉄心１６が固定鉄心１２に引き寄せられることにより、ニードル弁２０がシート部２６から離座する。その結果、ニードル弁２０の周囲に蓄えられていた高圧の燃料がサック部２８に流入し、更に、噴孔３０を通って外部へ噴射される。ここで、図３は、噴孔３０を、スリット方向に沿って切断した断面図である。かかる断面を有する噴孔３０により、図３に示すように、厚みが薄い扇状の噴霧が可能である。

ところで、噴孔３０にカーボンデポジットが付着すると、流路断面積の減少により燃料噴射量が低下してしまう。噴孔の径を大きくすることで、カーボンデポジットが付着した場合でも、燃料噴射量の低下を回避可能なようにも思われる。
しかしながら、噴孔の径を単純に大きくすると、噴孔内での流速が低下してしまい、目標とする噴霧特性（噴霧形状など）を得ることが困難となる。

本発明者の検討の結果、噴孔に付着したデポジットの洗い流し効果を高めるためには、噴孔の入口角部において燃料の乱れを強くし、噴孔内での燃料の乱れを強くすることが必要であると分かった。そこで、本実施の形態１では、噴孔３０内の燃料の乱れを強くすべく、つまり、噴孔３０内のデポジットの洗い流し効果を増大すべく、図４に示すような構成とする。

以下、本実施の形態１の燃料噴射弁１０の特徴的部分であるノズルボディ２２周辺の詳細な構造を、図４を参照して説明する。
図４は、図１に示した燃料噴射弁１０先端のノズルボディ２２の周辺を拡大して表した縦断面図である。図４に示すように、ノズルボディ２２は、シート部２６を含むテーパ面３４を有している。テーパ面３４は、シート部２６の下流側に所定の長さを有している。テーパ面３４の下流側には、サック壁面３６が形成されている。サック壁面３６は、良好な噴霧特性を確保すべく、ニードル弁２０に対向する部分が球面で形成されている。

上述したサック部２８は、このようなサック壁面３６によって形成された空間である。また、上述したように、このサック壁面３６に対して、２つの噴孔３０が開口されている。これらの噴孔３０は、ニードル弁２０の中心軸線（以下「ニードル弁中心軸線」という。）ＣＮに対して所定の傾斜角度が与えられた中心軸線ＣＨを中心として、スリット状に形成されている。

さらに、これら２つの噴孔３０は、サック壁面３６の中央部（以下「サック壁面中央部」という。）Ａ側の噴孔角部Ｆに流れ込む燃料の流線が大きく曲がるように（後述の図５参照）、該サック壁面中央部Ａから外側に離されている。具体的には、図４に示すように、サック部２８の半径を「ｒ」とし、噴孔３０の中心軸線（以下「噴孔中心軸線」という。）ＣＨとサック部２８（サック壁面３６）との交点を「Ｂ」とし、ニードル弁中心軸線ＣＮから交点Ｂまでの距離（最短距離）を「ｄ」とした場合に、『ｄ≧ｒ／２』の関係を満たすように、噴孔３０が設けられている。

また、ニードル弁中心軸線ＣＮと噴孔中心軸線ＣＨとの交点を「Ｅ」とした場合に、交点Ｂから交点Ｅまでの距離が、半径ｒよりも長くなるように、噴孔３０が設けられている。換言すると、交点Ｅがサック部２８の中心（以下「サック部中心」という。）Ｃよりも上方（上流側）となるように、噴孔３０が設けられている。

また、ニードル弁２０の先端部には、シート当接部２４よりも先端側に、第１突出部３８と第２突出部４０とが順次設けられている。第１突出部３８のテーパ角度は、第２突出部４０のテーパ角度よりも大きくされている。かかるテーパ角度にすることで、燃料の整流効果を高めることができ、流速の低下を防止することができる。

第２突出部４０は、サック部２８内に突出するように設けられている。具体的には、第２突出部４０の最も突出した位置が、サック部中心Ｃよりも噴孔３０側に突出するように、第２突出部４０が設けられている。この第２突出部４０は、例えば、円錐状に形成することができる。

次に、図５を参照して、燃料噴射弁先端部分における燃料の流れを説明するとともに、噴孔壁面に付着したデポジットの洗い流し効果について説明する。図５は、図４に示した燃料噴射弁先端における燃料の流れについて説明するための図である。

上述したように、ニードル弁２０がシート部２６から離座すると、図５において実線Ｌ１で示すように、ニードル弁２０の周囲に蓄えられた高圧燃料がサック部２８に向かって流れる。

この燃料の一部は、図５において一点鎖線Ｌ２で示すように、第１突出部３８と第２突出部４０に沿って案内される。この第２突出部４０の先端はサック部中心Ｃよりも突出しているため、第２突出部４０により燃料はサック壁面中央部Ａ付近まで導かれる。

その後、サック壁面３６に沿って噴孔３０の入口まで導かれた燃料は、噴孔３０に流れ込む。この噴孔３０に流れ込む際、サック壁面中央部Ａ側の噴孔３０の角部Ｆにおいて、燃料の流れ方向が大きく屈曲せしめられる。

そうすると、この角部Ｆにおいて、噴孔壁面から燃料が剥離し、キャビテーション（微細蒸気泡）が生じ、燃料の流れの乱れが強くされる。上述したように、本発明者の検討によれば、噴孔壁面に付着したデポジットを洗い流す効果は、燃料の流れの乱れが強いほど高い。そして、角部Ｆにおいて燃料の流れの乱れが強くされると、噴孔３０のサック壁面中央部Ａ側の壁面（内側壁面）においても燃料の流れの乱れが強くされる。よって、噴孔３０のサック壁面中央部Ａ側の壁面において、付着デポジットの洗い流し効果を十分に得ることができる。

また、図４に示すように、交点Ｅがサック部中心Ｃよりも上方となるように、噴孔３０が傾斜せしめられている。これにより、交点Ｅがサック部中心Ｃよりも下方である場合に比して、噴孔３０の角部Ｆにおける流れ方向の屈曲がより大きくなるため、角部Ｆにおける燃料の流れの乱れをより強くすることができる。

また、サック部２８に流入した燃料の一部は、図５において実線Ｌ３で示すように、サック壁面３６に沿って噴孔３０の入口まで導かれる。そして、この燃料が噴孔３０に流れ込む際、噴孔３０の外側（サック壁面中央部Ａと反対側）の角部Ｇにおいて、燃料の流れ方向が大きく屈曲せしめられる。

そうすると、上記角部Ｆと同様に、この角部Ｇにおいても、噴孔壁面から燃料が剥離し、キャビテーションが生じ、燃料の流れの乱れが強くされる。よって、噴孔３０の外側（サック壁面中央部Ａと反対側）の壁面においても、燃料の流れの乱れが強くされる。その結果、噴孔３０の外側壁面に付着したデポジットの洗い流し効果を十分に得ることができる。
従って、本実施の形態１によれば、噴孔３０の内側及び外側壁面において、十分なデポジット洗い流し効果を得ることができる。

上記実施の形態１に対する比較例を、図６を参照して説明する。図６は、本実施の形態１に対する比較例を示す図である。
本比較例では、図６に示すように、サック壁面中央部Ａに近い位置に、噴孔３１が設けられている。また、噴孔中心軸線ＣＨがサック部中心Ｃを通るように、噴孔３１が形成されている。
図６において実線Ｌ５で示すように、サック壁面３６に沿って流れる燃料については、噴孔３１の外側の角部Ｇにおいて燃料の流れ方向が大きく屈曲されるため、燃料の流れの乱れが強くされる。
しかし、図６において一点鎖線Ｌ４で示すように、ニードル弁２０の先端により案内される燃料については、サック壁面中央部Ａ側の角部Ｆから噴孔３１内に流れ込む。ここで、角部Ｆにおいて燃料の流れ方向が屈曲されないため、角部Ｆにおいて噴孔壁面から燃料の剥離は起こらず、キャビテーションも起きず、燃料の流れの乱れは弱くなる。
従って、本比較例によれば、噴孔３１の内側壁面において十分なデポジット洗い流し効果を得ることができない。

尚、本実施の形態１においては、ニードル弁２０が第１の発明における「ニードル弁」に、ノズルボディ２２が第１の発明における「ノズルボディ」に、燃料噴射弁１０が第１の発明における「燃料噴射弁」に、サック壁面３６が第１の発明における「サック壁面」に、サック部２８が第１及び第２の発明における「サック部」に、噴孔３０が第１及び第２の発明における「噴孔」に、ニードル弁中心軸線ＣＮが第１及び第２の発明における「ニードル弁中心軸線」に、噴孔中心軸線ＣＨが第１及び第２の発明における「噴孔中心軸線」に、それぞれ相当する。

実施の形態２．
次に、図７及び図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
上記実施の形態１では、同一幅を有する２つの噴孔３０が、ニードル弁中心軸線ＣＮに対して対称に設けられている。

これに対して、本実施の形態２では、幅が異なる２つの噴孔を有する燃料噴射弁について説明する。以下、上記実施の形態１による燃料噴射弁との相違点を中心に説明する。図７は、本実施の形態２による燃料噴射弁先端のノズルボディ２２周辺を拡大して示す縦断面図である。

本実施の形態２による燃料噴射弁は、図７に示すように、サック部２８に対して開口された２つの噴孔３０Ａ，３０Ｂを有している。第１噴孔３０Ａは、第１の幅ｗ１を有している。一方、第２噴孔３０Ｂは、第１の幅ｗ１よりも大きい第２の幅ｗ２を有している。

これらの噴孔３０Ａ，３０Ｂは、上記実施の形態１と同様に、噴孔３０の内側の角部Ｆ１，Ｆ２に流れ込む燃料の流線が曲がるように、サック壁面中央部Ａから外側に離されている。つまり、上記実施の形態１で説明した『ｄ≧ｒ／２』の関係を満たすように、２つの噴孔３０Ａ，３０Ｂが設けられている。

具体的には、第１噴孔３０Ａの噴孔中心軸線ＣＨ１とサック部２８との交点を「Ｂ１」とし、ニードル弁中心軸線ＣＮから交点Ｂ１までの距離を「ｄ１」とした場合に、『ｄ１≧ｒ』の関係を満たすように、第１噴孔３０Ａが設けられている。
第２噴孔３０Ｂについても同様に、噴孔中心軸線ＣＨ２とサック部２８との交点を「Ｂ２」とし、ニードル弁中心軸線ＣＮから交点Ｂ２までの距離を「ｄ２」とした場合に、『ｄ２≧ｒ』の関係を満たすように、第２噴孔３０Ｂが設けられている。

さらに、ニードル弁中心軸線ＣＮと噴孔中心軸線ＣＨ１との交点を「Ｅ１」とすると、交点Ｂ１から交点Ｅ１までの距離が、半径ｒよりも長くなるように、第１噴孔３０Ａが設けられている。換言すると、交点Ｅ１がサック部中心Ｃよりも上方となるように、第１噴孔３０Ａが傾斜して設けられている。
第２噴孔３０Ｂについても同様に、ニードル弁中心軸線ＣＮと噴孔中心軸線ＣＨ２との交点を「Ｅ２」とすると、交点Ｂ２から交点Ｅ２までの距離が、半径ｒよりも長くなるように、第２噴孔３０Ｂが設けられている。換言すると、交点Ｅ２がサック部中心Ｃよりも上方となるように、第２噴孔３０Ｂが設けられている。

第１噴孔３０Ａと第２噴孔３０Ｂのニードル弁中心軸線ＣＮに対する傾斜角は同じである。しかし、図７に示すように、交点Ｅ１と交点Ｅ２とは一致しておらず、交点Ｅ１よりも交点Ｅ２の方が上方に位置している。これは、距離ｄ２が、距離ｄ１よりも大きくされているためである。
このような構成にすることで、距離ｄ１，ｄ２が同じ場合に比して、幅が大きい第２噴孔３０Ｂの角部Ｆ２における燃料の流れの乱れをより強くすることができる。

さらに、ニードル弁中心軸線ＣＮから第１及び第２噴孔３０Ａ，３０Ｂのサック壁面中央部Ａ側の角部Ｆ１，Ｆ２までの距離（最短距離）をそれぞれ「ｄ１０」，「ｄ２０」とすると、これらの距離ｄ１０と距離ｄ２０とが等しくなるように、第１及び第２噴孔３０Ａ，３０Ｂが設けられている。
このような構成にすることで、幅が異なる噴孔を形成した場合であっても、角部Ｆ１における燃料の流れの乱れの強さと、角部Ｆ２における燃料の流れの乱れの強さとを同等にすることができる。

次に、図８を参照して、燃料噴射弁先端部分における燃料の流れを説明するとともに、噴孔壁面に付着したデポジットの洗い流し効果について説明する。図８は、図７に示した燃料噴射弁先端における燃料の流れについて説明するための図である。

サック部２８に流入した燃料の一部は、図８において一点鎖線Ｌ６で示すように、第２突出部４０によりサック壁面中央部Ａ付近まで導かれる。
その後、燃料はサック壁面３６に沿って噴孔３０Ａ，３０Ｂの入口まで導かれ、噴孔３０Ａ，３０Ｂに流れ込む。この噴孔３０Ａ，３０Ｂに流れ込む際、サック壁面中央部Ａ側の角部Ｆ１，Ｆ２において、燃料の流れ方向が大きく屈曲せしめられる。

そうすると、上記実施の形態１の角部Ｆと同様に、これらの角部Ｆ１，Ｆ２において、キャビテーションが生じ、燃料の流れの乱れが強くされる。よって、噴孔３０Ａ，３０Ｂのサック壁面中央部Ａ側の壁面（内側壁面）において燃料の乱れが強くされる。よって、噴孔３０Ａ，３０Ｂの内側壁面において、付着デポジットの洗い流し効果を十分に得ることができる。

ここで、図７に示すように、ニードル弁中心軸線ＣＮから角部Ｆ１，Ｆ２までの距離ｄ１，ｄ２は同じにされている。その結果、これら角部Ｆ１，Ｆ２において、燃料の流れの乱れを同等に強めることができる。よって、幅が異なる噴孔３０Ａ，３０Ｂのサック壁面中央部Ａ側の壁面において、同等のデポジットの洗い流し効果を得ることができる。

また、サック部２８に流入した燃料の一部は、図８において実線Ｌ７で示すように、サック壁面３６に沿って噴孔３０Ａ，３０Ｂの入口まで導かれる。そして、この燃料が噴孔３０Ａ，３０Ｂに流れ込む際、噴孔３０Ａ，３０Ｂの外側の角部Ｇ１，Ｇ２において、燃料の流れ方向が大きく屈曲せしめられる。

そうすると、上記の角部Ｆ１，Ｆ２と同様に、これらの角部Ｇ１，Ｇ２においても噴孔壁面から燃料が剥離し、キャビテーションが生じ、燃料の流れの乱れが強くされる。よって、噴孔３０Ａ，３０Ｂの外側壁面においても、付着デポジットの洗い流し効果を十分に得ることができる。
従って、本実施の形態２によれば、噴孔３０Ａ，３０Ｂの内側及び外側壁面において、十分なデポジット洗い流し効果を得ることができる。

尚、本実施の形態２においては、第１噴孔３０Ａが第３の発明における「第１噴孔」に、第２噴孔３０Ｂが第３の発明における「第２噴孔」に、ニードル弁中心軸線ＣＮが第３の発明における「ニードル弁中心軸線」に、噴孔中心軸線ＣＨ１が第３の発明における「第１噴孔の中心軸線」に、噴孔中心軸線ＣＨ２が第３の発明における「第２噴孔の中心軸線」に、距離ｄ１が第３の発明における「第１距離」に、距離ｄ２が第３の発明における「第２距離」に、それぞれ相当する。

実施の形態３．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
上記実施の形態１及び２では、噴孔中心軸線ＣＨがニードル弁中心軸線ＣＮと交わるように、２つの噴孔が傾斜して設けられている。

これに対して、本実施の形態３では、噴孔中心軸線ＣＨがニードル弁中心軸線ＣＮと平行になるように（交わらないように）、２つの噴孔３０Ｃが設けられている。以下、上記実施の形態１による燃料噴射弁との相違点を中心に説明する。図９は、本実施の形態３による燃料噴射弁先端のノズルボディ２２周辺を拡大して示す縦断面図である。

本実施の形態３による燃料噴射弁は、図９に示すように、サック部２８に対して開口された２つの噴孔３０Ｃを有している。この噴孔３０Ｃは、その噴孔中心軸線ＣＨがニードル弁中心軸線ＣＮと平行となるように（交わらないように）設けられている。

ところで、図１０に示す比較例のように、サック部２８の最外部に、上記噴孔３０Ｃと同一形状の噴孔３１Ａを開口することが考えられる。この場合、ニードル弁中心軸線ＣＮから交点Ｂまでの距離ｄは、ニードル弁中心軸線ＣＮから噴孔中心軸線ＣＨまでの距離に等しく、上記実施の形態１で説明した『ｄ≧ｒ／２』の関係を満たす。そうすると、図１０において一点鎖線Ｌ１０で示すように、角部Ｆにおいて燃料の流れの乱れを強くすることができる。

しかしながら、図１０において実線Ｌ１１で示すように、サック壁面３６に沿って流れる燃料は、そのまま噴孔３１Ａの外側の角部Ｇに流れ込むこととなる。この角部Ｇにおいて、燃料の流れの方向は屈曲せしめられないため、噴孔壁面から燃料は剥離せず、燃料の流れの乱れはほとんどない。すなわち、角部Ｇにおいてキャビテーションは発生せず、噴孔３１Ａの外側壁面に沿って燃料は流れることとなる。従って、噴孔３１Ａの外側壁面における燃料の流れの乱れが弱いため、噴孔３１Ａの外側壁面において付着デポジットの洗い流し効果が不十分となってしまう。

そこで、本実施の形態３では、角部Ｇにおいても燃料の流れ方向を屈曲させるため、噴孔３０Ｃの外側壁面がサック部２８の最外部から離れるようにする。具体的には、『ｒ／２≦ｄ≦３ｒ／４』の関係を満たすように、噴孔３０Ｃが設けられている。すなわち、本実施の形態３では、上記実施の形態１で説明した『ｄ≧ｒ／２』の関係に加えて、『ｄ≦３ｒ／４』の関係を満たすように、噴孔３０Ｃが設けられる。

本実施の形態３のかかる構成によれば、図９において実線Ｌ９で示すように、サック壁面３６に沿って流れる燃料が噴孔３０Ｃに流れ込む際、外側の角部Ｇにおいて、燃料の流れ方向が大きく屈曲せしめられる。このため、角部Ｇにおいて噴孔壁面から燃料が剥離し、キャビテーションが発生し、燃料の流れの乱れが強くされる。よって、噴孔３０Ｃの外側壁面における燃料の流れの乱れを強くすることができ、該外側壁面において付着デポジットの洗い流し効果を十分に得ることができる。

さらに、図９において一点鎖線Ｌ８で示すように、第２突出部４０によりサック壁面中央部Ａ付近まで導かれた燃料は、サック壁面３６に沿って噴孔３０Ｃの入口まで導かれ、噴孔Ｃに流れ込む。この際、内側の角部Ｆにおいて、燃料の流れ方向が大きく屈曲せしめられる。このため、角部Ｆにおいても噴孔壁面から燃料が剥離し、キャビテーションが発生し、燃料の流れの乱れが強くされる。よって、噴孔３０Ｃの内側壁面における燃料の流れの乱れを強くすることができ、該内側壁面において付着デポジットの洗い流し効果を十分に得ることができる。
従って、本実施の形態３によれば、噴孔３０Ｃの内側及び外側壁面において、十分なデポジット洗い流し効果を得ることができる。

尚、本実施の形態３においては、噴孔３０Ｃが第４の発明における「噴孔」に、ニードル弁中心軸線ＣＮが第４の発明における「ニードル弁中心軸線」に、噴孔中心軸線ＣＨが第４の発明における「噴孔の中心軸線」に、それぞれ相当する。

本発明の実施の形態１による燃料噴射弁１０を示す縦断面図である。 図１に示した燃料噴射弁１０において、サック部２８に対して開口する噴孔３０を示す上面図である。 噴孔３０を、スリット方向に沿って切断した断面図である。 図１に示した燃料噴射弁１０のノズルボディ２２の周辺を拡大して示す縦断面図である。 図４に示した燃料噴射弁先端における燃料の流れについて説明するための図である。 本発明の実施の形態１に対する比較例を示す図である。 本発明の実施の形態２による燃料噴射弁先端のノズルボディ２２周辺を拡大して示す縦断面図である。 図６に示した燃料噴射弁先端における燃料の流れについて説明するための図である。 本発明の実施の形態２による燃料噴射弁先端のノズルボディ２２周辺を拡大して示す縦断面図である。 本発明の実施の形態３に対する比較例を示す図である。

符号の説明

１０ 燃料噴射弁
２０ ニードル弁
２２ ノズルボディ
２８ サック部
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 噴孔

Claims (4)

1. 内部にニードル弁を有するノズルボディを備えた燃料噴射弁であって、
   前記ノズルボディの先端に設けられ、サック壁面により形成されたサック部と、
   前記サック部と連通する２つのスリット状の噴孔とを備え、
   前記ニードル弁の先端が前記サック部の中心よりも突出するように設けられ、
   前記サック部の半径をｒとし、ニードル弁中心軸線から噴孔中心軸線と前記サック壁面との交点までの距離をｄとした場合に、ｄ≧ｒ／２の関係を満たすように、前記噴孔が設けられたことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、
   前記ニードル弁中心軸線と前記噴孔中心軸線との交点から、前記噴孔中心軸線と前記サック壁面との交点までの距離が、前記サック部の半径ｒよりも長くなるように、前記噴孔が設けられたことを特徴とする燃料噴射弁。
3. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、
   前記２つのスリット状の噴孔は、第１の幅を有する第１噴孔と、該第１の幅よりも大きい第２の幅を有する第２噴孔とからなり、
   前記ニードル弁中心軸線から前記第１噴孔の中心軸線と前記サック部との交点までの第１距離に比して、前記ニードル弁中心軸線から前記第２噴孔の中心軸線と前記サック部との交点までの第２距離が大きくなるように、前記第１及び第２噴孔が設けられたことを特徴とする燃料噴射弁。
4. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、
   前記噴孔中心軸線が前記ニードル弁中心軸線と平行となる場合、ｒ／２≦ｄ≦３ｒ／４の関係を満たすように、前記噴孔が設けられたことを特徴とする燃料噴射弁。

Images