JP2009197682A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】流量ダイナミックレンジが良好で、噴霧スプラッシングが抑制され、また雰囲気変化に伴う流量特性、噴霧特性の変化が小さく、さらに製造コストが安価である等の燃料噴射弁を得る。
【解決手段】この発明に係る燃料噴射弁１は、噴孔プレートには、弁座の開口部の径方向の外側に噴孔１１ｃが形成されているとともに、前記開口部と噴孔１１ｃとを連通するキャビティ１７が形成され、キャビティ１７は、径方向に広がるキャビティ本体１７ａと、このキャビティ本体１７ａから周方向に間隔をおいて径方向に突出しているとともに旋回流れ１６ａの旋回方向と同じ旋回方向に燃料を旋回させる複数の第１のスワール室１７ｂとを有しており、第１のスワール室１７ｂに流入した燃料は、噴孔１１ｃの内壁面を旋回しながら噴孔１１ｃの出口から噴射される。
【選択図】図４

Description

この発明は、弁座の開口部を開閉するための弁体を有し、制御装置から動作信号を受けて弁体を動作させることで、燃料が弁体と弁座のシート部の間を通過後、弁座下流側に装着された噴孔プレートに複数設けられた噴孔から噴射される燃料噴射弁に関するものである。

近年、自動車などの排出ガス規制が強化される中、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の噴射方向の自由度および微粒化の向上が求められている。
特に、燃料噴霧の微粒化については各種の検討がなされており、例えば特許文献１、特許文献２に記載された燃料噴射弁では、各噴孔ごとに個別の案内通路を有し、燃料は、前記案内通路によって整流および加速されてスワール室へ流入するようになっている。この燃料は、スワール室で旋回流れとなり、その後噴孔内を旋回しながら噴孔プレート出口から中空円錐状の噴霧となって噴射され、微粒化が促進されている。

特許第３７１５２５３号明細書 特許第３７８４７４８号明細書

上記特許文献１，２に記載された燃料噴射弁は、何れも各噴孔ごとに個別の案内通路を有し、燃料は、この案内通路によって整流および加速されてスワール室に流入するようになっているので、以下のような問題点があった。
イ．弁座シート部の下流の流量抵抗が大きいので、弁体の閉弁過程における弁座シート部の下流の圧力の低下速度が遅く、閉弁信号入力後の弁体閉弁完了までの閉弁遅れ時間が大きいため、流量ダイナミックレンジが悪化する（流量特性への影響）。
ロ．閉弁完了直前までスワール室の燃料は旋回するため噴孔から噴射される噴霧の切れが悪く、噴孔から離脱できずに噴孔出口周辺の噴孔プレート端面へ付着した燃料が次の噴射時にはじき飛ばされ、粗悪な燃料噴霧が狙った噴射方向より外側へ噴射されるといった噴霧スプラッシング現象を引き起こし、エンジン各部への燃料付着が増加し、排出ガスの悪化やエンジン出力の制御性の悪化を招く（噴霧特性への影響）。
ハ．高温負圧下では弁座シート部から噴孔出口までのデッドボリューム内の燃料の一部が蒸発し、気液二層流になる場合があるが、気液二層流が狭い流路を通過する際の圧力損失が大きく、特許文献１，２に記載された燃料噴射弁では、弁座シート部の下流から噴孔までが前記案内通路が絞りとなる流路構成であるため、雰囲気変化に伴う流量特性（静的流量・動的流量）および噴霧特性（噴霧形状・噴霧粒径）の変化が大きい（雰囲気圧変化による影響）。
ニ．各スワール室へ流れ込む流速は案内通路の形状に依存するため、案内通路の形状ばらつきが各噴孔からの噴射量偏りに及ぼす影響が大きく、案内通路は高精度な形状が要求され、製造コストが高くなる。そして、噴射量偏りが大きいと噴霧形状がばらつき、エンジンへ噴射された際にエンジン各部への付着量のばらつきや混合気の分布がばらつくため、燃焼ばらつきによる排出ガス量の増大やエンジンの回転変動を招く。
また、噴霧の微粒化のためには噴孔内で旋回する燃料の液膜を薄くする必要がある。そのためには前記案内通路による燃料の加速を大きくするため、前記燃料通路の断面積を小さくし、そしてスワール室での遠心力を大きくするため、噴孔入口部と前記燃料通路のオフセット長を大きくする必要がある。したがって、前記燃料通路の断面は前記噴孔プレートの水平方向に狭く垂直方向に深くなるため、前記燃料通路の加工が難しくなり、プレスで成形する場合には金型の寿命が短くなり製造コストが増大する。
また、噴霧の微粒化手段として多噴孔化した場合でも、各噴孔径は小さくなり、それに応じて前記燃料通路は狭くなるため、前記燃料通路の加工が難しくなり、プレスで成形する場合には金型の寿命が短くなり製造コストが増大する（製造コスト）。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、流量ダイナミックレンジが良好で、噴霧スプラッシングが抑制され、また雰囲気変化に伴う流量特性、噴霧特性の変化が小さく、さらに製造コストが安価である等の燃料噴射弁を得ることを目的とする。

この発明に係る燃料噴射弁は、弁座の開口部を開閉するための弁体を有し、制御装置より動作信号を受けて弁体を動作させることで、燃料が、弁体と弁座のシート部との間を通過後、弁座下流側に装着された噴孔プレートに複数設けられた噴孔から噴射される燃料噴射弁において、
前記弁体には、前記開口部側の先端部に前記燃料に旋回流れを生じさせる旋回溝が形成され、前記噴孔プレートには、前記開口部の径方向の外側に前記噴孔が形成されており、前記開口部と前記噴孔とを連通するキャビティは、径方向に広がるキャビティ本体と、このキャビティ本体から周方向に間隔をおいて径方向に突出しているとともに前記旋回流れの旋回方向と同じ旋回方向に前記燃料を旋回させる複数の第１のスワール室とを有しており、前記第１のスワール室に流入した前記燃料は、前記噴孔の内壁面を旋回しながら噴孔の出口から噴射される。

また、この発明に係る燃料噴射弁は、弁座の開口部を開閉するための弁体を有し、制御装置より動作信号を受けて弁体を動作させることで、燃料が、弁体と弁座のシート部との間を通過後、弁座下流側に装着された噴孔プレートに複数設けられた噴孔から噴射される燃料噴射弁において、
前記弁座は、前記シート部の上流側に延設され外周に環状流路を形成するとともに前記弁体を案内するガイド部を有しており、前記ガイド部は、前記環状流路と前記開口部とを連通する複数の貫通通路が形成され、この貫通通路は、前記燃料に旋回流れを生じさせるように、前記弁体の中心軸線に直交する平面に投影されたときに前記中心軸線に対してオフセットされ、
前記噴孔プレートは、前記開口部の径方向の外側に前記噴孔が形成されており、前記開口部と前記噴孔とを連通するキャビティは、径方向に広がるキャビティ本体と、このキャビティ本体から周方向に間隔をおいて径方向で突出しているとともに前記旋回流れの旋回方向と同じ旋回方向に前記燃料を旋回させる複数の第１のスワール室とを有しており、前記第１のスワール室に流入した前記燃料は、前記噴孔の内壁面を旋回しながら噴孔の出口から噴射される。

この発明に係る燃料噴射弁によれば、噴孔プレートに、径方向に広がるキャビティ本体と、このキャビティ本体から周方向に間隔をおいて径方向に突出しているとともに弁体の先端部で生じた旋回流れの旋回方向と同じ旋回方向に燃料を旋回させる複数の第１のスワール室とを有したキャビティを形成したので、流量ダイナミックレンジが良好で、噴霧スプラッシングが抑制され、また雰囲気変化に伴う流量特性、噴霧特性の変化が小さく、さらに製造コストが安価である等の効果がある。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の燃料噴射弁１を示す断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図である。
燃料噴射弁１は、ソレノイド装置２と、ソレノイド装置２の駆動により動作する弁装置７と、ソレノイド装置２及び弁装置７を覆ったケース５０とを備えている。

ソレノイド装置２は、磁気回路のヨーク部分であるハウジング３と、このハウジング３の内側に設けられた円筒形状のコア４と、このコア４を囲ったコイル５と、コア４の下流側にコア４の下端面４ａに対して接離可能に設けられた円筒形状のアマチュア６と、コア４内に収納された圧縮ばね１４と、コイル５に電気的に接続され先端部が外部に露出したコネクタ５１とを備えている。

弁装置７は、先端部に溶接されたボール１３を有する筒形状の弁体８と、コア４の下側の外周側面に圧入、溶接された円筒形状の弁本体９と、この弁本体９の下端部に圧入された弁座１０と、この弁座１０の下流側端面に溶接部１１ａで溶接により面接合された噴孔プレート１１とを備えている。溶接部１１ａにより噴孔プレート１１と一体化された弁座１０は、弁本体９の下流側端部から内部に圧入された後に、噴孔プレート１１の折曲された外周縁部が溶接部１１ｂで弁本体９に溶接されることにより弁本体９に結合されている。

噴孔プレート１１は、図４に示すように、板厚方向に貫通する複数の噴孔１１ｃが周方向に沿って間隔をおいて形成されている。
ボール１３は、外周部に円弧形状の第１の平面、及びこの第１の平面に交差するとともに弁体８の中心軸線に対して所定の角度傾斜した第２の平面により複数の旋回溝１３ａが形成されている。

弁座１０の最下流に形成された開口部１０ｂと噴孔プレート１１との間には、開口部１０ｂと噴孔１１ｃとを連通するキャビティ１７が形成されている。
キャビティ１７は、径方向に広がる円柱形状のキャビティ本体１７ａと、このキャビティ本体１７ａから周方向に間隔をおいて径方向に突出しているとともに旋回溝１３ａで生じた旋回流れの旋回方向と同じ旋回方向に燃料を旋回させる複数の第１のスワール室１７ｂとを有している。各第１のスワール室１７ｂにはエンジン吸気管（図示せず）に連通した噴孔１１ｃが設けられている。各第１のスワール室１７ｂの最奥側には、噴孔１１ｃをほぼ半円形状に囲むスワール壁１７ｃが形成されている。
キャビティ１７内では、図４に示すように、第１のキャビティ本体１７ａ内では旋回溝１３ａにより生じた燃料の旋回流れ１６ａが生じる。第１のスワール室１７ｂには、旋回流れ１６ａと同じ旋回方向に旋回流れ１６ｂを生じる。
なお、上記キャビティ１７は、噴孔プレート１１の製作時の順送ラインにおいてコイニングによる一体成形により形成されている。

次に、上記構成の燃料噴射弁１の動作について説明する。
エンジンの制御装置より燃料噴射弁の駆動回路に動作信号が送られると、コネクタ５１を通じてコイル５に電流が通電され、アマチュア６、コア４、ハウジング３、弁本体９で構成される磁気回路に磁束が発生する。
その結果、アマチュア６は、コア４側へ圧縮ばね１４の弾性力に逆らって吸引動作され、アマチュア６の上端面６ａがコア４の下端面４ａと当接し、アマチュア６と一体構造である弁体８は、円錐形状のシート部１０ａから離れてすきまが形成される。
このすきまの形成と同時に、燃料通路５２内の燃料は、弁体８の先端部に設けられたボール１３の複数の旋回溝１３ａから、上記すきま、キャビティ１７を通って、噴孔１１ｃからエンジン吸気管に噴射される。

次に、エンジンの制御装置から燃料噴射弁１の駆動回路に動作の停止信号が送られると、コネクタ５１からのコイル５の電流の通電が停止し、磁気回路中の磁束が減少して弁体８を閉弁方向に押圧している圧縮ばね１４の弾性力により、弁体８とシート部１０ａとの間のすきまは閉じた状態となり、燃料噴射が終了する。
なお、弁体８の開閉弁動作時には、アマチュア６は、弁本体９の径内側方向に突出したガイド部９ａと摺動し、また弁体８のボール１３のガイド部１３ｂは、ガイド部１０ｃと摺動する。
ガイド部１３ｂは、ガイド部１０ｃに対する弁体８の径方向の非同軸度（振れ）を規制する手段である。従って、クリアランスはなるべく小さく設定するのが好ましく、弁体８の耐久磨耗を許容限度以内とするために、１０μｍ以下（片側隙間５μｍ以下）としている。

この実施の形態による燃料噴射弁１では、ボール１３の外周面に周方向に沿って等間隔で、かつ弁体８の中心軸線に対して所定の角度α傾斜した旋回溝１３ａを形成し、弁座１０の開口部１０ｂと噴孔プレート１１との間には、径方向に拡大したキャビティ１７を形成したので、キャビティ１７のキャビティ本体１７ａ内では、図４に示すように燃料の旋回流れ１６ａが生じる。
また、開口部１０ｂよりも外側に、旋回流れ１６ａと同じ旋回方向に旋回流れ１６ｂを生じさせる第１のスワール室１７ｂを形成したので、旋回溝１３ａによりキャビティ１７内に生じた燃料の旋回流れ１６ａは、引き続き第１のスワール室１７ｂで旋回流れ１６ｂとして加速する。
この加速した旋回流れ１６ｂは、噴孔１１ｃの内壁面を旋回しながら、中空円錐形状の噴霧としてエンジン吸気管に噴射される。

この実施の形態による燃料噴射弁１によれば、弁体８の閉弁過程でシート部１０ａの燃料の通過面積が小さくなり流量が絞られてくると旋回溝１３ａによる旋回力は低下し、シート部１０ａの下流のキャビティ１７内の旋回流れは低下し、流量抵抗が急激に低下する。そのため、弁体８の閉弁過程におけるシート部１０ａの下流側の圧力の低下速度が早く、閉弁信号入力後の弁体８が閉弁完了するまでの閉弁遅れ時間が小さく、流量ダイナミックレンジが向上するという効果がある。

また、閉弁過程では、第１のスワール室１７ｂに流入した燃料は、噴孔１１ｃへ直接流れ込むため、噴孔１１ｃから噴射される噴霧の切れが良く、噴孔１１ｃから離脱するため噴霧スプラッシングが抑制できる効果がある。

また、高温負圧下でデッドボリューム内で気液二層流になっても、シート部１０ａの下流から噴孔１１ｃまでに絞りがない流路構成であるため、雰囲気変化に伴う流量特性（静的流量・動的流量）および噴霧特性（噴霧形状・噴霧粒径）の変化が小さいという効果もある。

また、キャビティ１７には特許文献１，２に示された案内通路はなく、代わりにシート部１０ａの上流側に設けた旋回溝１３ａによる旋回流れ１６ａが第１のスワール室１７ｂにそのまま流入する構造となっている。
旋回溝１３ａと第１のスワール室１７ｂとの距離は遠く、また途中に設けられた径方向に広がるキャビティ本体１７ａで燃料が均等に混ぜられ、第１のスワール室１７ｂへ均等に流れ込みことで、各噴孔１１ｃからの噴射量偏りは抑制されるので、キャビティ１７や旋回溝１３ａは高精度な形状を要求されず、低い製造コストで噴射量偏りを抑制することができる効果もある。

また、キャビティ１７内の燃料分配は旋回溝１３ａによる旋回力が支配的となるため、噴孔プレート１１、キャビティ１７及び弁座１０の位置ズレによる噴射量偏りの影響は少ないという効果もある。

また、噴霧の微粒化手段として噴孔１１ｃ内で旋回する燃料の液膜を薄くする場合、特許文献１，２に記載の燃料通路と比較して、旋回溝１３ａは形状が大きく立体的な形状であるために設計の自由度が高く、旋回溝１３ａの数、深さ、弁体８の中心軸線に対する傾斜角度を変更するだけで、旋回力を大きく変化させることができ、製造コストの増加が抑制されるという効果もある。

また、噴霧の微粒化のために噴孔１１ｃを多数増加させた場合においても、キャビティ１７には特許文献１，２に示された案内通路がないため、製造コストの増加は抑制されるという効果もある。

また、弁体８の先端部をボール１３としたので、弁油密性において弁体８の傾きによる影響がなく、また研削の追い込み量の調整により、燃料噴射弁１の中心軸線に対して所定角度α傾斜した旋回溝１３ａを容易に形成することができる。

また、キャビティ１７は、噴孔プレート１１の製作時の順送ラインにおいてコイニングにより一体成形されているので、キャビティ１７と噴孔１１ｃとの間での高い位置精度が容易に確保され、噴射量偏りを抑制することができる。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２の燃料噴射弁１を示す要部断面図である。
この実施の形態では、ボール１３が当接するシート部１０ａの上流側の領域は、径方向に突出した曲率半径Ｒの曲面が形成されている。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
この実施の形態による燃料噴射弁１によれば、実施の形態１の燃料噴射弁１と比較して、旋回溝１３ａで生じた旋回流れはそのまま円滑にキャビティ１７のキャビティ本体１７ａ内に流入し、キャビティ本体１７ａ内での旋回流れ１６ａが維持されるという効果がある。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３の燃料噴射弁１を示す要部断面図、図７は図６のＣ−Ｃ線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態では、ボール１３は、球面であり、弁座１０の外周面と弁本体９の内周面との間には、環状の燃料通路１０ｆが形成されている。弁座１０には径方向でキャビティ１７側に傾いて貫通し、燃料通路１０ｆと連通した複数の貫通通路１０ｇが形成されている。
この各貫通流路１０ｇは、燃料噴射弁１の中心軸線に直交する平面に投影されたときに、中心軸線に対してＸだけ偏心している。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
この実施の形態による燃料噴射弁１によれば、各貫通流路１０ｇは、上記Ｘだけ偏心しているので、これにより燃料に旋回力が与えられる。
他の作用、効果は実施の形態１の燃料噴射弁１と同様である。

実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４の燃料噴射弁１を示す要部断面図、図９は図８のＤ−Ｄ線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態では、弁座１０のシート部１０ａの延長線１０ｄが噴孔プレート１１上で交差して仮想円１１ｄを形成し、かつボール１３の下端部に噴孔プレート１１とほぼ平行となるような平面部１３ｃを形成し、平面部１３ｃの最外径１３ｄが仮想円１１ｄよりも小さくなっている。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
この実施の形態による燃料噴射弁１によれば、閉弁時において、弁座１０の開口部１０ｂのスペースにボール１３が占める割合が増大し、それだけボール１３、弁座１０及び噴孔プレート１１で囲まれる容積（デッドボリューム）が低減されるので、高温負圧下におけるデッドボリューム内の燃料蒸発量も少なく、雰囲気変化に伴う流量特性（静的流量・動的流量）および噴霧特性（噴霧形状・噴霧粒径）の変化を抑制することができる。

実施の形態５．
図１０はこの発明の実施の形態５の燃料噴射弁１を示す要部断面図である。
この実施の形態では、噴孔１１ｃよりも内径側の噴孔プレート１１の中央部には、弁座１０の中心軸線に対してほぼ軸対称かつボール１３とほぼ平行に下流側へ突出した凸部１１ｅが形成されている。また、シート部１０ａの延長線１０ｄが噴孔プレート１１の平面部１１ｇ上に仮想円１１ｆを形成するように交差している。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
この実施の形態による燃料噴射弁１によれば、閉弁時において、弁座１０の開口部１０ｂ及びキャビティ１７の両スペースにボール１３が占める割合が増大し、それだけボール１３、弁座１０及び噴孔プレート１１で囲まれる容積（デッドボリューム）が低減されるので、高温負圧下におけるデッドボリューム内の燃料蒸発量も少なく、雰囲気変化に伴う流量特性（静的流量・動的流量）および噴霧特性（噴霧形状・噴霧粒径）の変化を抑制することができる。

また、弁座１０と噴孔プレート１１との溶接部１１aは弁座軸に対してほぼ軸対称とし、噴孔プレート１１の平面部１１ｇに形成された噴孔１１ｃの配置面は溶接部１１ａを有する面とほぼ平行である。
従って、図１１に示すように、噴孔プレート１１を弁座１０に溶接後、溶接部１１ａは冷えて固まる際に収縮するため、点線から実線に示すように、溶接部１１ａより内側の噴孔プレート１１は放射方向に引っ張られて凸部１１ｅの高さが小さくなる方向に変形する。このため、溶接後に弁座１０に発生する残留応力が緩和されるため、噴孔プレート１１に凸部１１ｅがない場合に比べて、噴孔プレート１１の弁座１０に対する溶接によるシート部１０ａの真円度の低下が軽減され、弁油密の悪化を抑制する効果がある。
しかも、噴孔１１ｃは平面部１１ｇに形成されているので、噴孔プレート１１を弁座１０に溶接後、凸部１１ｅが変形しても、噴射方向は変化せず、また溶接ばらつきによる噴射方向のばらつきも抑制される。

なお、図１２は、凸部１１ｅに噴孔１１ｃを配置した例であり、この図から分かるように、この燃料噴射弁１では、溶接により凸部１１ｅが点線から実線に示すように変形し、噴射方向がθ°変化するため、溶接ばらつきにより噴射方向がばらつく。

実施の形態６．
図１３はこの発明の実施の形態６の燃料噴射弁１を示す要部断面図、図１４は図１３のＥ−Ｅ線に沿った矢視断面図、図１５は図１４のＦ−Ｆ線に沿った矢視断面図、図１６は図１４のＧ−Ｇ線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態では、第１のスワール室１７ｂにおいて、旋回する燃料の遠心力が加わる内壁面側の底面がＨ１だけ深くなるように、傾斜面１７ｄが形成されている。
他の構成は、実施の形態１と同じである。

この実施の形態による燃料噴射弁１によれば、キャビティ本体１７ａ内の燃料の旋回流れ１６ａが第１のスワール室１７ｂに流れ込む際に、第１のスワール室１７ｂの内周壁面に沿って流れやすくなり、第１のスワール室１７ｂでの旋回流れが強化され、微粒化を促進することができる。

実施の形態７．
図１７はこの発明の実施の形態７の燃料噴射弁１を示す要部断面図、図１８は図１７のＩ−Ｉ線に沿った矢視断面図、図１９は図１８のＪ−Ｊ線に沿った矢視断面図、図２０は図１８のＫ−Ｋ線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態では、噴孔１１ｃの入口部に、旋回された燃料を噴孔１１ｃに導く円柱状の第２のスワール室１７ｅが形成されている。
他の構成は、実施の形態６と同じである。

この実施の形態による燃料噴射弁１によれば、第１のスワール室１７ｂから周壁で囲まれた第２のスワール室１７ｅに流入した旋回流れの燃料は、確実にそのまま噴孔１１ｃに案内され、噴孔１１ｃの内壁面では旋回しながら噴孔の出口から噴射されるので、スワール効果が高まり、実施の形態６と比較してさらに微粒化が促進される。

実施の形態８．
図２１はこの発明の実施の形態８の燃料噴射弁１を示す要部断面図、図２２は図２１のＬ−Ｌ線に沿った矢視断面図、図２３は図２２のＭ−Ｍ線に沿った矢視断面図、図２４は図２２のＮ−Ｎ線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態では、噴孔１１ｃの入口部に、旋回された燃料を噴孔１１ｃに導く深さＨ３の半球状の第２のスワール室１７ｆが形成されている。
他の構成は、実施の形態６と同じである。

この実施の形態による燃料噴射弁１によれば、第１のスワール室１７ｂから周壁で囲まれた第２のスワール室１７ｆに流入した旋回流れの燃料は、確実にそのまま噴孔１１ｃに案内され、噴孔１１ｃの内壁面では旋回しながら噴孔の出口から噴射されるので、スワール効果が高まり、実施の形態６と比較してさらに微粒化が促進される。
また、第２のスワール室１７ｆは、半球状であるので、燃料の流れ抵抗は小さく、スワール効果がより高まり、微粒化がより促進される。
なお、上記各実施の形態では、キャビティ１７を噴孔プレート１１に形成したが、弁座１０の下流側に形成してもよい。

この発明の実施の形態１の燃料噴射弁を示す断面図である。 図１の要部拡大図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態２の燃料噴射弁を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態３の燃料噴射弁を示す断面図である。 図６のＣ−Ｃ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態４の燃料噴射弁を示す要部断面図である。 図８のＤ−Ｄ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態５の燃料噴射弁を示す要部断面図である。 図１０の要部拡大図である。 図１０の燃料噴射弁の比較例を示す図である。 この発明の実施の形態６の燃料噴射弁を示す要部断面図である。 図１３のＥ−Ｅ線に沿った矢視断面図である。 図１４のＦ−Ｆ線に沿った矢視断面図である。 図１４のＧ−Ｇ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態７の燃料噴射弁を示す要部断面図である。 図１７のＩ−Ｉ線に沿った矢視断面図である。 図１８のＪ−Ｊ線に沿った矢視断面図である。 図１８のＫ−Ｋ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態８の燃料噴射弁を示す要部断面図である。 図２１のＬ−Ｌ線に沿った矢視断面図である。 図２２のＭ−Ｍ線に沿った矢視断面図である。 図２２のＮ−Ｎ線に沿った矢視断面図である。

符号の説明

１ 燃料噴射弁、２ ソレノイド装置、３ ハウジング、４ コア、５ コイル、６ アマチュア、７ 弁装置、８ 弁体、９ 弁本体、１０ 弁座、１４ 圧縮バネ、１６ 燃料流れ、１７ キャビティ、１０ａ 弁座シート部、１０ｂ 開口部、１０ｃ ガイド部、１０ｄ 延長線、１０ｆ 燃料通路、１０ｇ 貫通通路、１１ 噴孔プレート、１１ａ 溶接部、１１ｂ 溶接部、１１ｃ 噴孔、１１ｄ 仮想円、１１ｅ 戸部、１１ｆ 仮想円、１１ｇ 平面部、１３ａ 旋回溝、１３ｂ ガイド部、１３ｃ 平面部、１３ｄ 最外径、１７ａ キャビティ本体、１７ｂ 第１のスワール室、１７ｃ スワール壁、１７ｄ 傾斜面、１７ｅ，１７ｆ 第２のスワール室。

Claims (10)

1. 弁座の開口部を開閉するための弁体を有し、制御装置より動作信号を受けて弁体を動作させることで、燃料が、弁体と弁座のシート部との間を通過後、弁座下流側に装着された噴孔プレートに複数設けられた噴孔から噴射される燃料噴射弁において、
   前記弁体には、前記開口部側の先端部に前記燃料に旋回流れを生じさせる旋回溝が形成され、
   前記噴孔プレートには、前記開口部の径方向の外側に前記噴孔が形成されており、
   前記開口部と前記噴孔とを連通するキャビティは、径方向に広がるキャビティ本体と、このキャビティ本体から周方向に間隔をおいて径方向に突出しているとともに前記旋回流れの旋回方向と同じ旋回方向に前記燃料を旋回させる複数の第１のスワール室とを有しており、
   前記第１のスワール室に流入した前記燃料は、前記噴孔の内壁面を旋回しながら噴孔の出口から噴射されることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記弁体の前記先端部は、前記弁座のガイド部に案内されるボールで構成され、このボールは、外周部に円弧形状の第１の平面、及びこの第１の平面に交差するとともに弁体の中心軸線に対して所定の角度傾斜した第２の平面により複数の前記旋回溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 前記先端部が当接する前記シート部の上流側の領域は、径方向に突出した曲面形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
4. 弁座の開口部を開閉するための弁体を有し、制御装置より動作信号を受けて弁体を動作させることで、燃料が、弁体と弁座のシート部との間を通過後、弁座下流側に装着された噴孔プレートに複数設けられた噴孔から噴射される燃料噴射弁において、
   前記弁座は、前記シート部の上流側に延設され外周に環状流路を形成するとともに前記弁体を案内するガイド部を有しており、
   前記ガイド部は、前記環状流路と前記開口部とを連通する複数の貫通通路が形成され、
   この貫通通路は、前記燃料に旋回流れを生じさせるように、前記弁体の中心軸線に直交する平面に投影されたときに前記中心軸線に対してオフセットされ、
   前記噴孔プレートは、前記開口部の径方向の外側に前記噴孔が形成されており、
   前記開口部と前記噴孔とを連通するキャビティは、径方向に広がるキャビティ本体と、このキャビティ本体から周方向に間隔をおいて径方向で突出しているとともに前記旋回流れの旋回方向と同じ旋回方向に前記燃料を旋回させる複数の第１のスワール室とを有しており、
   前記第１のスワール室に流入した前記燃料は、前記噴孔の内壁面を旋回しながら噴孔の出口から噴射されることを特徴とする燃料噴射弁。
5. 前記弁体の前記開口部側の先端部には、前記噴孔プレートと平行な端面が形成されており、この端面の外径は、前記シート部の面上の延長線と前記噴孔プレートの前記キャビティ側の平面上とが交差して形成される仮想円の外径よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４記載の何れか１項に記載の燃料噴射弁。
6. 前記噴孔プレートは、前記弁座に弁座の中心軸線に対して軸対称に位置した溶接部で接合され、
   前記噴孔プレートは、中央部に前記弁座の中心軸線に対してほぼ軸対称かつ前記弁体の前記開口部側の先端部と平行に下流側へ突出した凸部が形成され、かつ凸部の外周の前記キャビティ側の平面部に前記シート部の面上の延長線と交差して仮想円が形成され、
   かつ、前記噴孔は、前記平面部に形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の燃料噴射弁。
7. 前記キャビティは、噴孔プレートの一体成形により形成されていることを特徴とした請求頁１〜６の何れか１項に記載の燃料噴射弁。
8. 前記第１のスワール室は、旋回する燃料の遠心力が加わる側の底面が深くなるように傾斜していることを特徴とした請求頁１〜７の何れか１項に記載の燃料噴射弁。
9. 前記噴孔の入口部には、旋回された前記燃料を前記噴孔に導く円柱状の第２のスワール室が形成されていることを特徴とした請求頁１〜８の何れか１項に記載の燃料噴射弁。
10. 前記噴孔の入口部には、旋回された前記燃料を前記噴孔に導く半球状の第２のスワール室が形成されていることを特徴とした請求頁１〜８の何れか１項に記載の燃料噴射弁。

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