JP2015132253A - 燃料噴射装置用ノズルプレート - Google Patents

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Abstract

【課題】燃料噴射装置の燃料噴射口から流出した燃料を十分に微粒化して噴射する。
【解決手段】本発明のノズルプレート3によれば、燃料噴射装置の燃料噴射口から流出した燃料の一部は、干渉体16に衝突して微粒化されると共に、流れを急激に曲げられて、ノズル孔7及びオリフィス8を直進して通過しようとする燃料に衝突して、ノズル孔7及びオリフィス8を直進して通過しようとする燃料の流れを乱流にする。加えて、本発明のノズルプレート3によれば、オリフィス8の両端部が丸みの無い鋭利なコーナー部分22及びその近傍から噴射される燃料の液膜が薄く且つ鋭利に尖った状態になるため、オリフィス8から噴射される燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い。したがって、本発明に係るノズルプレート3は、燃料の微粒化の程度を従来のノズルプレートよりも向上させることができる。
【選択図】図3

Description

この発明は、燃料噴射装置の燃料噴射口に取り付けられ、燃料噴射口から流出した燃料を微粒化して噴射する燃料噴射装置用ノズルプレートに関するものである。
自動車等の内燃機関(以下、「エンジン」と略称する)は、燃料噴射装置から噴射された燃料と吸気管を介して導入された空気とを混合して可燃混合気を形成し、この可燃混合気をシリンダー内で燃焼させるようになっている。このようなエンジンは、燃料噴射装置から噴射された燃料と空気との混合状態がエンジンの性能に大きな影響を及ぼすことが知られており、特に、燃料噴射装置から噴射された燃料の微粒化がエンジンの性能を左右する重要な要素となることが知られている。
図54は、燃料噴射装置1000の燃料噴射口1001に取り付けられたノズルプレート1002を示すものである。このノズルプレート1002は、平面視した形状が四角形のノズル孔1003が板厚方向の一端側から他端側へ向かうに従って大きくなるように形成され、板厚方向の一端側が燃料噴射装置1000の燃料噴射口1001側に位置するように燃料噴射装置1000の燃料噴射口1001に取り付けられている。また、このノズルプレート1002は、板厚方向の他端側のノズル孔開口縁1004に干渉体1005が形成され、この干渉体1005がノズル孔1003を部分的に塞ぐようになっている。
このようなノズルプレート1002を備えた燃料噴射装置1000は、燃料が燃料噴射口1001から流出すると、ノズル孔1003の内壁面1006に沿って流れる燃料F1に対して、干渉体1005に衝突して干渉体1005の表面1008に沿って流れる霧状の燃料F2が衝突し、燃料F1及びF2が微粒化してノズル孔1003から吸気管内に噴射されるようになっている(特許文献1参照)。
特開平10−122097号公報
しかしながら、図54に示したノズルプレート1002は、燃料噴射装置1000の燃料噴射口1001側に位置する入口側ノズル孔部1003a、及び入口側ノズル孔部1003aに対して燃料噴射方向に沿った下流側に位置する出口側ノズル孔部1003bがエッチングで加工されており、出口側ノズル孔部1003bの各コーナー部1007に丸みが形成される。その結果、ノズルプレート1002のノズル孔1003から噴射された燃料が鋭利な液膜に成りにくく、空気との摩擦による微粒化が不十分になっていた。
そこで、本発明は、燃料噴射装置の燃料噴射口から流出した燃料を十分に微粒化して噴射することができる燃料噴射装置用ノズルプレートの提供を目的とする。
本発明は、図1乃至図52に示すように、燃料噴射装置1の燃料噴射口4に取り付けられて、前記燃料噴射口4から噴射された燃料が通過するノズル孔7を備えた燃料噴射装置用ノズルプレート3に関するものである。この燃料噴射装置用ノズルプレート3において、前記ノズル孔7は、燃料の流出側の開口部である出口側開口部15が干渉体16,16’,16”,16a,51,65,76で部分的に塞がれることにより、前記出口側開口部15と前記干渉体16,16’,16”,16a,51,65,76とによって燃料の流れを絞るオリフィス8が形作られている。また、前記干渉体16,16’,16”,16a,51,65,76は、前記オリフィス8の開口縁の一部を形作る外縁部(21,33,33’,34,54,66,77,86)を有し、前記ノズル孔7を通過する燃料の一部を衝突させることによって、前記ノズル孔7を通過する燃料の一部を微粒化すると共に、前記ノズル孔7を通過する燃料の一部の流れを急激に曲げて前記ノズル孔7及び前記オリフィス8を直進して通過しようとする燃料に衝突させ、前記オリフィス8を通過した燃料が空気中で微粒化しやすくなるように燃料の流れを乱流にする。そして、前記ノズル孔7の前記出口側開口部15と前記干渉体16,16’,16”,16a,51,65,76とで形作られる前記オリフィス8の開口縁のコーナー部分22,22’は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、前記オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化され易い鋭利な尖った形状にする。
本発明によれば、燃料噴射装置の燃料噴射口から噴射された燃料の一部は、干渉体に衝突して微粒化されると共に、流れを急激に曲げられて、ノズル孔及びオリフィスを直進して通過しようとする燃料に衝突して、ノズル孔及びオリフィスを直進して通過しようとする燃料の流れを乱流にする。加えて、本発明によれば、オリフィスの両端部が丸みの無い鋭利なコーナー部分であり、オリフィスのコーナー部分から噴射される燃料の液膜が薄く且つ鋭利に尖った状態になるため、オリフィスのコーナー部分から噴射される燃料がオリフィス近傍の空気との摩擦で微粒化し易い。したがって、本発明に係るノズルプレートは、従来のノズルプレートと比較して、燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
本発明の第1実施形態に係る燃料噴射装置用ノズルプレートが取り付けられた燃料噴射装置の使用状態を模式的に示す図である。 本発明の第1実施形態に係る燃料噴射装置用ノズルプレートが取り付けられた燃料噴射装置の先端側を示す図である。図2(a)は、燃料噴射装置の先端側縦断面図(図2のB1−B1線に沿って切断して示す断面図)である。図2(b)は、燃料噴射装置の先端側下面図(図2(a)のA1方向から見た燃料噴射装置の先端面を示す図)である。 図3(a)は、図2(b)のC部拡大図(燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図)である。図3(b)は、図3(a)のB2−B2線に沿って切断して示す断面図である。 燃料噴射装置用ノズルプレートを射出成形するために使用される射出成形金型の構造図である。 第1実施形態の第1変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、図3に対応する図である。図5(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図5(b)は、図5(a)のB3−B3線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第2変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、図3に対応する図である。図6(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図6(b)は、図6(a)のB4−B4線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第3変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、図3に対応する図である。図7(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図7(b)は、図7(a)のB5−B5線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第4変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、図3に対応する図である。図8(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図8(b)は、図8(a)のB6−B6線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第5変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、図3に対応する図である。図9(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図9(b)は、図9(a)のB7−B7線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第6変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、図3に対応する図である。図10(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図10(b)は、図10(a)のB8−B8線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第7変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、図3に対応する図である。図11(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図11(b)は、図11(a)のB9−B9線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第8変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図である。図12(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図12(b)は、図12(a)の燃料噴射装置用ノズルプレートの一部側面図である。 第1実施形態の第9変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、図3に対応する図である。図13(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図13(b)は、図13(a)のB10−B10線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第10変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、図3に対応する図である。図14(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図14(b)は、図14(a)のB11−B11線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第11変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、第5変形例(図9参照)の類似例を示す図である。図15(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図15(b)は、図15(a)のB12−B12線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第12変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、第6変形例(図10参照)の類似例を示す図である。図16(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図16(b)は、図16(a)のB13−B13線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第13変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、第12変形例(図16参照)の類似例を示す図である。図17(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図17(b)は、図17(a)のB14−B14線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第14変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、第13変形例(図17参照)の類似例を示す図である。図18(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図18(b)は、図18(a)のB15−B15線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第15変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、第14変形例(図18参照)の類似例を示す図である。図19(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図19(b)は、図19(a)のB16−B16線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第16変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、第8変形例(図12参照)の類似例を示す図である。図20(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図20(b)は、図20(a)のB17−B17線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第17変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、第9変形例(図13参照)の類似例を示す図である。図21(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図21(b)は、図21(a)のB18−B18線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第18変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図である。図22(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図22(b)は、図22(a)のB19−B19線に沿って切断して示す断面図である。図22(c)は、本変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの中央部側平面図である。 第1実施形態の第19変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図である。図23(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図23(b)は、図23(a)のB20−B20線に沿って切断して示す断面図である。 第1実施形態の第20変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、第19変形例(図23参照)の類似例を示す図である。図24(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図24(b)は、図24(a)のB21−B21線に沿って切断して示す断面図である。 本発明の第2実施形態に係る燃料噴射装置用ノズルプレートの要部を示す図であり、図3に対応する図である。図25(a)は、燃料噴射装置用ノズルプレートの一部平面図である。図25(b)は、図25(a)のB22−B22線に沿って切断して示す断面図である。 本発明の第2実施形態に係る燃料噴射装置用ノズルプレートを構成する第1ノズルプレートの要部を示す図である。図26(a)は、第1ノズルプレートの一部平面図である。図26(b)は、図26(a)のB23−B23線に沿って切断して示す断面図である。 本発明の第2実施形態に係る燃料噴射装置用ノズルプレートを構成する第2ノズルプレートの要部を示す図である。図27(a)は、第2ノズルプレートの一部平面図である。図27(b)は、図27(a)のB24−B24線に沿って切断して示す断面図である。 本発明の第3実施形態に係る燃料噴射装置用ノズルプレートを示す図である。図28(a)は、ノズルプレートの正面図である。図28(b)は、図28(a)のB25−B25線に沿って切断して示すノズルプレートの断面図である。図28(c)は、ノズルプレートの背面図である。 図29(a)が図28(a)で示したノズルプレートの中心部の拡大図であり、図29(b)が図29(a)のB26−B26線に沿って切断して示す断面図である。 本発明の第4実施形態に係るノズルプレートを示す図である。図30(a)は、ノズルプレートの正面図である。図30(b)は、図30(a)のB27−B27線に沿って切断して示すノズルプレートの断面図である。図30(c)は、ノズルプレートの背面図である。 図31(a)が図30(a)で示したノズルプレートの中心部(ノズル部)の拡大図であり、図31(b)が図31(a)のB28−B28線に沿って切断して示す断面図である。 本発明の第5実施形態に係るノズルプレートを示す図である。図32(a)は、ノズルプレートの正面図である。図32(b)は、図32(a)で示したノズルプレートの中心部の拡大図である。図32(c)は、図32(a)のB29−B29線に沿って切断して示すノズルプレートの部分的断面図である。 本発明の第6実施形態に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第1変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第2変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第3変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第4変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第5変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第6変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第7変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第8変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第9変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第10変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第11変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第6実施形態の第12変形例に係るノズルプレートを示す図である。 本発明の第7実施形態に係るノズルプレートを示す図である。図46(a)が第7実施形態に係るノズルプレートの正面図であり、図46(b)が図46(a)のB41−B41線に沿って切断して示すノズルプレートの断面図であり、図46(c)が図46(a)のB42−B42線に沿って切断して示すノズルプレートの断面図であり、図46(d)が第7実施形態に係るノズルプレートの背面図である。 本発明の第7実施形態に係るノズルプレートを示す図である。図47(a)が図46(a)のノズルプレートの一部(中心部)拡大図であり、図47(b)がノズル孔及びその近傍を拡大して示すノズルプレートの部分的拡大図であり、図47(c)が図47(b)のB43−B43線に沿って切断して示す拡大断面図である。 第7実施形態の第1変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第7実施形態の第2変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第7実施形態の第3変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第7実施形態の第4変形例に係るノズルプレートを示す図である。 第8実施形態に係るノズルプレートを示す図であり、第7実施形態の第1変形例に係るノズルプレートを更に変更した構造を示す図である。図52(a)が図48(a)に対応する図であり、図52(b)が図48(b)に対応する図である。 図52で示したノズルプレートの中央部分を拡大して示す図である。図53(a)がノズルプレートの中央部分の平面図であり、図53(b)が図53(a)のB45−B45線に沿って切断して示す断面図である。 燃料噴射装置の燃料噴射口に取り付けられた従来のノズルプレートを示す図である。図54(a)は、従来のノズルプレートが取り付けられた燃料噴射装置の先端側断面図である。図54(b)は、従来のノズルプレートの平面図である。図54(c)は、図54(b)のD部拡大図(ノズルプレートの一部平面図)である。図54(d)は、図54(c)のB46−B46線に沿って切断して示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。
[第1実施形態]
図1は、本実施形態に係る燃料噴射装置用ノズルプレートが取り付けられた燃料噴射装置1の使用状態を模式的に示す図である。この図1に示すように、ポート噴射方式の燃料噴射装置1は、エンジンの吸気管2の途中に設置され、燃料を吸気管2内に噴射して、吸気管2に導入された空気と燃料とを混合し、可燃混合気を形成するようになっている。
図2は、燃料噴射装置用ノズルプレート3(以下、ノズルプレートとする)が取り付けられた燃料噴射装置1の先端側を示す図である。なお、図2(a)は、燃料噴射装置1の先端側縦断面図(図2(b)のB1−B1線に沿って切断して示す断面図)である。また、図2(b)は、燃料噴射装置1の先端側下面図(図2(a)のA1方向から見た燃料噴射装置1の先端面を示す図)である。また、図3(a)は、図2(b)のC部拡大図(ノズルプレート3の一部平面図)である。また、図3(b)は、図3(a)のB2−B2線に沿って切断して示すノズルプレート3の断面図である。
この図2に示すように、燃料噴射装置1は、燃料噴射口4が形成されたバルブボディ5の先端側にノズルプレート3が取り付けられている。この燃料噴射装置1は、図外のソレノイドによってニードルバルブ6が開閉されるようになっており、ニードルバルブ6が開かれると、バルブボディ5内の燃料が燃料噴射口4から噴射され、燃料噴射口4から噴射された燃料がノズルプレート3のノズル孔7及びオリフィス8を通過して外部に噴射されるようになっている。
図2及び図3に示すように、ノズルプレート3は、円筒状壁部10とこの円筒状壁部10の一端側に一体に形成された底壁部11とからなる合成樹脂材料(例えば、PPS、PEEK、POM、PA、PES、PEI、LCP)製の有底筒状体である。このノズルプレート3は、円筒状壁部10がバルブボディ5の先端側外周に隙間無く嵌合され、底壁部11の内面12がバルブボディ5の先端面13に当接させられた状態で、バルブボディ5に固定されている。また、ノズルプレート3の底壁部11には、バルブボディ5の燃料噴射口4と外部とを連通するノズル孔7が複数(一対)形成されている。ノズルプレート3のノズル孔7は、底壁部11の内面12に直交するストレートな丸孔であり、バルブボディ5の燃料噴射口4から噴射された燃料を燃料噴射口4に面する入口側開口部14から導入し、この入口側開口部14から導入した燃料を外部に面する出口側開口部15側(燃料が流出する開口部側)から噴射するようになっている。そして、このノズルプレート3は、ノズル孔7の出口側開口部15の形状が円形状になっている。なお、ノズル孔7は、底壁部11のうちの座繰りされたような薄肉部分11aに形成されている。
また、図2及び図3に示すように、ノズルプレート3は、ノズル孔7の出口側開口部15の一部が干渉体16によって塞がれている。干渉体16は、円錐台形状であり、ノズル孔7の出口側開口部15から図3(b)の+Z軸方向へ向かうに従って外径寸法を漸減するようになっており、側面17がテーパ状になっている。干渉体16の側面17は、ノズル孔7を通過する燃料の一部が衝突する燃料衝突面18に鋭角で交わるようになっている。干渉体16の燃料衝突面18は、底壁部11の外表面20(内面12に対して反対側に位置する面)と同一平面上に位置するように形成されている。そして、この干渉体16は、ノズル孔7の出口側開口部15の一部を塞ぐことにより、ノズル孔7の出口側開口部15にノズル孔7内を流れる燃料を急激に絞るオリフィス8を形成している。オリフィス8の開口縁は、ノズル孔7の円形状の出口側開口部15と干渉体16の円形状外縁部(外縁部)21の一部(円弧状外縁部)とによって三日月形状に形作られ、両端部が丸みの無い鋭利な尖ったコーナー部分22になっている。
ここで、ノズルプレート3は、図3において、ノズル孔7の孔径(出口側開口部15の直径)d1と干渉体16の円形状外縁部21の直径d2の寸法及びそれらの比率(d1:d2)、オリフィス8の最大隙間寸法ε1(ノズル孔7の中心o1と干渉体16の中心o2とを結ぶ線の延長線23上におけるオリフィス8の最大隙間寸法ε1)、干渉体16の側面17の傾斜角θ(干渉体16の側面17と+Z軸に沿った方向とのなす角θ)、干渉体16の中心o2(o2’)とノズル孔7の中心o1とを結ぶ線の延長線23がX軸(一対のノズル孔7,7の中心o1を結ぶ線上に位置するX軸)となす角±δ、底壁部11の薄肉部分11aの板厚t1(ノズル孔7の長さ)、干渉体16の板厚t2は、要求される燃料噴射特性等に応じて最適の数値が決定される。なお、例えば、d1は0.03〜1.0mmの範囲で最適な数値が決定される。
図4は、ノズルプレート3を射出成形するために使用される射出成形金型24の構造図を示すものである。この図4に示すように、射出成形金型24は、第1金型25と第2金型26の間にキャビティ27が形成され、ノズル孔7,7を形成するためのノズル孔形成ピン28,28がキャビティ27内に突出している。このノズル孔形成ピン28,28は、先端が第1金型25のキャビティ内面30に突き当てられている。そして、第1金型25のノズル孔形成ピン28,28が突き当てられる箇所の近傍には、干渉体16,16を形成するための凹所31,31が形成されている。このような射出成形金型24は、図示しないゲートから溶融樹脂がキャビティ27内に射出されると、干渉体16,16を一体として備えたノズルプレート3が形成される(図2及び図3)。また、このような射出成形金型24を使用して射出成形されたノズルプレート3は、干渉体16の燃料衝突面18と底壁部11の外表面20とが同一平面上に位置するように形成され、三日月形状のオリフィス8の両端部が丸みの無い鋭利なコーナー部分22,22になっている。そして、このように射出成形されたノズルプレート3は、エッチングや放電加工によって形成されたノズルプレートに比較し、生産効率が高いため、製品単価を低廉化することができる。
以上のような本実施形態に係るノズルプレート3によれば、燃料噴射装置1の燃料噴射口4から噴射された燃料の一部は、干渉体16の燃料衝突面18に衝突して微粒化されると共に、燃料衝突面18によって流れを急激に曲げられて、ノズル孔7及びオリフィス8を直進して通過しようとする燃料に衝突して、ノズル孔7及びオリフィス8を直進して通過しようとする燃料の流れを乱流にする。さらに、本実施形態に係るノズルプレート3は、オリフィス8の両端部が丸みの無い鋭利なコーナー部分22,22である。その結果、本実施形態に係るノズルプレート3によれば、オリフィス8から噴射される燃料のうちのオリフィス8の両コーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料の液膜が薄く且つ鋭利に尖った状態になり、オリフィス8のコーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料がオリフィス8近傍の空気との摩擦で微粒化し易い。加えて、本実施の形態に係るノズルプレート3は、オリフィス8の開口縁が中央部から両コーナー部分22,22に向かって収斂するような三日月形状を呈し、オリフィス8の開口縁がコーナー部分22,22へ向かうにしたがって狭められるようになっている。そのため、オリフィス8から吐出される燃料は、オリフィス8の開口縁形状にならって最大厚みε1の薄い膜状(カーテン状)となるので、微粒化に対してさらに効果的である。
したがって、本実施形態に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
しかも、本実施形態に係るノズルプレート3によれば、干渉体16の側面17が干渉体16の燃料衝突面18に鋭角で交わるように形成され、オリフィス8を通過した燃料と干渉体16の側面17との間に空気層が生じるようになっているため、オリフィス8を通過した燃料が空気を巻き込みやすく、オリフィス8を通過する燃料の微粒化が促進され、吸気管2内に微粒化された燃料を均一に分散させやすくなる(図1参照)。
また、本実施形態に係るノズルプレート3によれば、オリフィス8の両端部が丸みの無い鋭利なコーナー部分22,22であり、オリフィス8の開口縁の中央部におけるオリフィス幅が最も広く、且つ、オリフィス8の開口縁が中央部から両コーナー部分22,22に向かって収斂するように狭められているため、オリフィス8が一様の幅で形成された場合に比較し、オリフィス8から噴射された燃料の密度が特定方向で最も濃くなるように、オリフィス8から噴射される燃料に指向性を付与することができる。
また、本実施形態に係るノズルプレート3によれば、ノズル孔7の孔径(出口側開口部15の直径)d1と干渉体16の円形状外縁部21の直径d2の寸法及びそれらの比率(d1:d2)、オリフィス8の最大隙間寸法ε1(ノズル孔7の中心o1と干渉体16の中心o2とを結ぶ線の延長線23上におけるオリフィス8の最大隙間寸法ε1)、干渉体16の側面17の傾斜角θ(干渉体16の側面17と+Z軸に沿った方向とのなす角θ)、干渉体16の中心o2(o2’)とノズル孔7の中心o1とを結ぶ線がX軸(一対のノズル孔7,7の中心o1を結び線上に位置するX軸)となす角±δ、底壁部11の薄肉部分11aの板厚t1(ノズル孔7の長さ)、干渉体16の板厚t2のいずれか又は複数を適宜変更することにより、燃料の噴射角度を容易に変えることができる。
(第1実施形態の第1変形例)
図5は、第1実施形態の第1変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図(図3に対応する図)である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7を三角孔とし、ノズル孔7の出口側開口部15の形状を三角形状とした点が第1実施形態のノズルプレート3と相違する。このノズルプレート3において、ノズル孔7の出口側開口部15と干渉体16の円形状外縁部21とで形作られるオリフィス8の開口縁のコーナー部分22,22は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状にすることができる。
また、本変形例に係るノズルプレート3は、上記第1実施形態に係るノズルプレート3と同様に、従来のノズルプレートと比較して、燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
(第1実施形態の第2変形例)
図6は、第1実施形態の第2変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図(図3に対応する図)である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、丸孔のノズル孔7を燃料衝突面18に対して斜めに形成し、ノズル孔7の出口側開口部15の形状を楕円形状とした点が第1実施形態のノズルプレート3と相違する。このノズルプレート3において、ノズル孔7の出口側開口部15と干渉体16の円形状外縁部21とで形作られるオリフィス8の開口縁のコーナー部分22,22は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状にすることができる。
本変形例に係るノズルプレート3は、上記第1実施形態に係るノズルプレート3と同様に、従来のノズルプレートと比較して、燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
また、本変形例に係るノズルプレート3において、ノズル孔7が燃料衝突面18に対して斜めになっているため、燃料衝突面18に直交する方向(+Z軸に沿った方向)とノズル孔7の中心線32とが成す角(ノズル孔7の傾斜角)αに応じ、燃料の噴射方向が定められ、燃料を狙った方向へ正確に噴射することが可能になる。
(第1実施形態の第3変形例)
図7は、第1実施形態の第3変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図(図3に対応する図)である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、干渉体16’の形状が第1実施形態のノズルプレート3の干渉体16と相違する。すなわち、本変形例において、ノズルプレート3の干渉体16’は、平面視した形状(図7のA2方向から見た形状)が長方形の長手方向両端部を半円形にした形状になっている。そして、干渉体16’は、その長手方向が一対のノズル孔7,7の中心を結ぶ線の延長線23(X軸方向)に沿うように形成されており、その一端側の半円形状外縁部(円弧状外縁部、外縁部)33とノズル孔7の円形の出口側開口部15とでオリフィス8を形作るようになっている。このノズル孔7の出口側開口部15と干渉体16’の半円形状外縁部33とで形作られるオリフィス8の開口縁のコーナー部分22,22は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状になっている。なお、本変形例のノズルプレート3において、干渉体16’は、上記実施形態における円錐台形状の干渉体16と同様に、側面17’が燃料衝突面18に鋭角で交わるように形成されている。
本変形例に係るノズルプレート3は、上記第1実施形態に係るノズルプレート3と同様に、従来のノズルプレートと比較して、燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
(第1実施形態の第4変形例)
図8は、第1実施形態の第4変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図(図3に対応する図)であって、第3変形例に係るノズルプレート3を一部変更したものである。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第3変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第3変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレートは、上記第3変形例に係るノズルプレート3の干渉体16’と同様の干渉体16’を備えているが、干渉体16’がノズル孔7を塞ぐ量が上記第3変形例よりも大きく、干渉体16’の一端側の半円形状外縁部33及びこの半円形状外縁部33に接続する直線状外縁部(外縁部)34,34とノズル孔7の円形の出口側開口部15とでオリフィス8を形作るようになっている。このノズル孔7の出口側開口部15と干渉体16’の直線状外縁部34,34とで形作られるオリフィス8の開口縁のコーナー部分22,22は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8のコーナー分22及びその近傍を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状になっている。しかも、本変形例に係るノズルプレート3は、オリフィス8の開口縁のコーナー部分22,22が第3変形例のノズルプレート3よりも狭く尖っているため、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦でより一層微粒化しやすくなっている。
本変形例に係るノズルプレート3は、上記第1実施形態に係るノズルプレート3と同様に、従来のノズルプレートと比較して、燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
(第1実施形態の第5変形例)
図9は、第1実施形態の第5変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図(図3に対応する図)である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、円錐台形状の干渉体16を一対形成し、ノズル孔7の円形の出口側開口部15と干渉体16,16の円形状外縁部21,21とで形作られるオリフィス8の開口縁のコーナー部分22,22,22,22を上記実施形態に係るノズルプレート3(図3参照)よりも2倍に増加させている。そして、ノズル孔7の円形の出口側開口部15と干渉体16,16の円形状外縁部21,21とで形作られるオリフィス8の開口縁の各コーナー部分(4箇所のコーナー部分)22は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8のコーナー部分22及びその近傍を通過する液膜を薄膜化することができ、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易くなっている。
なお、一対の干渉体16,16の中心及びノズル孔7の中心は、B7−B7線上(X軸方向に沿った線上)に位置するようになっている。また、ノズル孔7の中心から各円形状外縁部21,21までの距離は、(ε2/2)となっている。
本変形例に係るノズルプレート3は、丸みのない鋭利な尖った形状のコーナー部分22によって燃料を微粒化する効果が上記第1実施形態に係るノズルプレート3よりも大きく、上記第1実施形態に係るノズルプレート3よりも燃料を広範囲に噴射させることができる。
また、本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16の間隔(隙間)ε2を変えることにより、オリフィス8から外部へ噴射される燃料の指向性や噴射角度を変えることができる。
(第1実施形態の第6変形例)
図10は、第1実施形態の第6変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図(図3に対応する図)であり、第5変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレートは、第1実施形態及び第5変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第5変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16を突き合わせることにより、ノズル孔7の円形の出口側開口部15と干渉体16,16の円形状外縁部21,21とで形作られるオリフィス8の開口縁の4箇所のコーナー部分22,22,22,22に加え、一対の干渉体16,16の突き合わせ部に2箇所のコーナー部分22’,22’が形作られるようになっている。そして、ノズル孔7の円形の出口側開口部15と干渉体16,16の円形状外縁部21,21とで形作られるオリフィス8の開口縁の各コーナー部分22、及び一対の干渉体16,16の突き合わせ部に形作られる各コーナー部分22’、22’は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を各コーナー部22,22’及びその近傍を通過する液膜を薄膜化することができ、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易くなっている。
なお、一対の干渉体16,16の中心及びノズル孔7の中心は、B8−B8線上(X軸方向に沿った線上)に位置するようになっている。また、一対の円形状外縁部21,21の接触点がノズル孔7の中心に合致している。
本変形例に係るノズルプレート3は、丸みのない鋭利な尖った形状のコーナー部分22,22’によって燃料を微粒化する効果が上記第1実施形態及び上記第5変形例に係るノズルプレート3よりも大きい。
(第1実施形態の第7変形例)
図11は、第1実施形態の第7変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図(図3に対応する図)であり、第5変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第5変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第5変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7を四角孔とし、ノズル孔7の出口側開口部15の形状を四角形状とした点が第5変形例のノズルプレート3と相違する。このノズルプレート3において、ノズル孔7の出口側開口部15と干渉体16,16の円形状外縁部21,21とで形作られるオリフィス8の開口縁の各コーナー部分22は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状にすることができる。
本変形例に係るノズルプレート3は、上記第5変形例に係るノズルプレート3と同様に、丸みのない鋭利な尖った形状の各コーナー部分22によって燃料を微粒化する効果が上記第1実施形態に係るノズルプレート3よりも大きく、上記第1実施形態に係るノズルプレート3よりも燃料を広範囲に噴射させることができる。
(第1実施形態の第8変形例)
図12は、第1実施形態の第8変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図(図3に対応する図)であり、第6変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第6変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第6変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16の当接位置P1がノズル孔7の中心線(Y軸方向に沿った中心線)35とノズル孔7の出口側開口部15との交点に位置しており、一対の干渉体16,16の当接位置がノズル孔7の中心に位置する第6変形例に係るノズルプレート3と異なる。
本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7の円形の出口側開口部15と一対の干渉体16,16の円形状外縁部21,21とで形作られるオリフィス8の開口縁の2箇所のコーナー部分22,22に加え、一対の干渉体16,16の突き合わせ部に1箇所のコーナー部分22’が形作られるようになっている。そして、ノズル孔7の円形の出口側開口部15と一対の干渉体16.16の円形状外縁部21,21とで形作られるオリフィス8の開口縁の各コーナー部分22、及び一対の干渉体16,16の突き合わせ部に形作られるコーナー部分22’は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する液膜の端部を薄膜化することができ、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易くなっている。
本変形例に係るノズルプレート3は、丸みのない鋭利な尖った形状の各コーナー部分22,22’によって燃料を微粒化する効果が上記第1実施形態に係るノズルプレート3よりも大きい。
(第1実施形態の第9変形例)
図13は、第1実施形態の第9変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図(図3に対応する図)であり、第4変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第4変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第4変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、上記第4変形例に係るノズルプレート3の干渉体16’と同様の干渉体16’が3個密接させた状態で形成されており、中央に位置する干渉体16’の長手方向の中心線36がノズル孔7の中心線(X軸に沿って延びる中心線)37に合致するように配置されている。
この本変形例に係るノズルプレート3は、3個の干渉体16’の一端側の半円形状外縁部33とノズル孔7の円形の出口側開口部15とでオリフィス8を形作るようになっている。このノズル孔7の出口側開口部15と干渉体16’の半円形状外縁部33とで形作られるオリフィス8の開口縁のコーナー部分22は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状になっている。また、本変形例に係るノズルプレート3は、隣り合う干渉体16’,16’の半円形状外縁部33,33の接触部に形作られるコーナー部分22’が丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状になっている。すなわち、本変形例に係るノズルプレート3は、丸みのない鋭利な形状のコーナー部分22,22’が4箇所形成される。
本変形例に係るノズルプレート3は、丸みのない鋭利な尖った形状のコーナー部分22,22’によって燃料を微粒化する効果が上記第1実施形態に係るノズルプレート3よりも大きい。
(第1実施形態の第10変形例)
図14は、第1実施形態の第10変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図(図3に対応する図)である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、干渉体16の燃料衝突面18が底壁部11の外表面20から+Z軸方向にhだけ離間し、干渉体16の円形状外縁部21とノズル孔7の出口側開口部15とが隙間38分だけ+Z軸方向に離れている。そして、このノズルプレート3において、干渉体16を−Z軸方向へ向かって見た場合(平面視した場合)、干渉体16の円形状外縁部21とノズル孔7の円形の出口側開口部15とによって三日月形状のオリフィス8が形作られ、この三日月形状のオリフィス8の両端部に丸みのない鋭利に尖ったコーナー部分22,22が形成されている。
このような本変形例に係るノズルプレート3は、燃料がオリフィス8から噴射されると、空気が干渉体16の燃料衝突面18と底壁部11の外表面20との隙間38から噴霧に巻き込まれ、空気が第1実施形態に係るノズルプレート3による燃料噴射時よりも多く燃料に流入し、燃料を微粒化する効果がある。
なお、図14(a)に示すように、干渉体16の燃料衝突面18と底壁部11の外表面20との間に隙間38を設けることは、上記第1〜第9変形例に適用できる。
(第1実施形態の第11変形例)
図15は、第1実施形態の第11変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図であり、第5変形例(図9参照)の類似例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第5変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第5変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、第5変形例における一対の干渉体16,16をノズル孔7の中心CLに対して+X方向へε3だけずらしたものである。そして、この変形例に係るノズルプレート3は、第5変形例におけるノズルプレート3と同様に、ノズル孔7の円形の出口側開口部15と一対の干渉体16,16の円形状外縁部21,21とで形作られるオリフィス8の開口縁の各コーナー部分(4箇所のコーナー部分)22は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8のコーナー部分22及びその近傍を通過する液膜を薄膜化することができ、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易くなっている。しかも、本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16の一方と他方とでノズル孔7を塞ぐ面積が異なり、一方(図15の−X方向側)の干渉体16がノズル孔7を塞ぐ面積の方が、他方(図15の+X方向側)の干渉体16がノズル孔7を塞ぐ面積よりも大きく、一方の干渉体16に衝突した後に他方の干渉体16側へ流動方向を変換させられる燃料の方が、他方の干渉体16に衝突した後に一方の干渉体16側へ流動方向を変換させられる燃料よりも多い。更に、オリフィス8がノズル孔7の中心に対して+X方向寄りにずれて位置している。その結果、本変形例に係るノズルプレート3は、オリフィス8からの燃料の噴射方向をノズル孔7の中心CLに対して+X方向にずらすことができる。
なお、本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16をノズル孔7の中心CLに対して+X方向へずらした例を示したが、これに限られず、燃料をオリフィス8の中心CLに対してどの方向へずらして噴射させたいのかによって、一対の干渉体16,16をノズル孔7の中心CLに対してどの方向にずらすのかが決定される。
(第1実施形態の第12変形例)
図16は、第1実施形態の第12変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図であり、第6変形例(図10参照)の類似例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第6変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第6変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、第6変形例における一対の干渉体16,16をノズル孔7の中心CLに対して+X方向へε3だけずらしたものである。そして、この変形例に係るノズルプレート3は、第6変形例におけるノズルプレート3と同様に、ノズル孔7の円形の出口側開口部15と一対の干渉体16,16の円形状外縁部21,21とで形作られるオリフィス8の開口縁の各コーナー部分(4箇所のコーナー部分)22に加え、一対の干渉体16,16の突き合わせ部に2箇所のコーナー部分22’,22’が形作られている。これらコーナー部分22,22’は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8のコーナー部分22,22’及びその近傍を通過する液膜を薄膜化することができ、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易くなっている。しかも、本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16の一方と他方とでノズル孔7を塞ぐ面積が異なり、一方(図15の−X方向側)の干渉体16がノズル孔7を塞ぐ面積の方が、他方(図15の+X方向側)の干渉体16がノズル孔7を塞ぐ面積よりも大きく、一方の干渉体16に衝突した後に他方の干渉体16側へ流動方向を変換させられる燃料の方が、他方の干渉体16に衝突した後に一方の干渉体16側へ流動方向を変換させられる燃料よりも多い。更に、オリフィス8がノズル孔7の中心CLに対して+X方向寄りにずれて位置している。その結果、本変形例に係るノズルプレート3は、オリフィス8からの燃料の噴射方向をノズル孔7の中心CLに対して+X方向にずらすことができる。
なお、本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16をノズル孔7の中心CLに対して+X方向へずらした例を示したが、これに限られず、燃料をオリフィス8の中心CLに対してどの方向へずらして噴射させたいのかによって、一対の干渉体16,16をノズル孔7の中心CLに対してどの方向にずらすのかが決定される。
(第1実施形態の第13変形例)
図17は、第1実施形態の第13変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図であり、第12変形例(図16参照)の類似例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第12変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第12変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16の一方(右側:+X側の干渉体16)が他方(左側:−X側の干渉体16)よりも小さく形成されている。その結果、本変形例に係るノズルプレート3は、第12変形例に係るノズルプレート3と比較し、オリフィス8がノズル孔7の中心CLに対して+X方向寄りにずれる量(ε3)が同じであっても、一対の干渉体16,16の一方と他方とがノズル孔7を塞ぐ面積の差が大きくなると共に、オリフィス8の開口面積が大きくなり、第12変形例に係るノズルプレート3と異なる燃料噴射特性を得ることができる。なお、この変形例に係るノズルプレート3は、第12変形例におけるノズルプレート3と同様に、ノズル孔7の円形の出口側開口部15と一対の干渉体16,16の円形状外縁部21,21とで形作られるオリフィス8の開口縁の各コーナー部分(4箇所のコーナー部分)22に加え、一対の干渉体16,16の突き合わせ部に2箇所のコーナー部分22’,22’が形作られている。
(第1実施形態の第14変形例)
図18は、第1実施形態の第14変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図であり、第13変形例(図17参照)の類似例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第13変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第13変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、第13変形例に係るノズルプレート3の一対の干渉体16,16の一方(右側:+X側の干渉体16)を図8で示した干渉体16’に代え、他方の干渉体16(左側:−X側の干渉体16)と一方の干渉体16’とを押し潰すように(±Y方向に所定の幅で接触するように)突き合わせた形状になっている。
このような本変形例に係るノズルプレート3は、第13変形例に係るノズルプレート3と比較し、オリフィス8の開口面積が狭くなり、一方の干渉体16’と他方の干渉体16がノズル孔7を塞ぐ面積の差も異なることになる。しかも、本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7の円形の出口側開口部15と干渉体16の円形状外縁部21とで形作られる尖ったコーナー部分22、及びノズル孔7の円形の出口側開口部15と干渉体16’の直線状外縁部34とで形作られる尖ったコーナー部分22の方が、第13変形例に係るノズルプレート3のコーナー部分22よりも狭く尖った形状になっている。一方、本変形例に係る一方の干渉体16’と他方の干渉体16の突き合わせ部42に形作られるコーナー部分22’,22’は、第13変形例に係るノズルプレート3のコーナー部分22’,22’よりも尖っていない。その結果、本変形例に係るノズルプレート3は、第13変形例に係るノズルプレート3と異なる燃料噴射特性を得ることができる。
なお、干渉体16と干渉体16’の突き合わせ部42は、ノズル孔7の中心CLから+X方向にε3だけずれて位置している。
(第1実施形態の第15変形例)
図19は、第1実施形態の第15変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図であり、第14変形例(図18参照)の類似例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第14変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第14変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、第14変形例に係るノズルプレート3のノズル孔7を四角孔とし、ノズル孔7の出口側開口部15の形状を四角形状とした点が第14変形例に係るノズルプレート3と相違する。
このような本変形例に係るノズルプレート3は、一方の干渉体16’と他方の干渉体16の突き合わせ部42がノズル孔7の中心CLに対して+X方向へε3だけずれて位置している。また、本変形例に係るノズルプレート3において、ノズル孔7の出口側開口部15と干渉体16’の直線状外縁部34とで形作られる2箇所のコーナー部分22と、ノズル孔7の出口側開口部15と干渉体16の円形状外縁部21とで形作られる2箇所のコーナー部分22、及び干渉体16’と干渉体16の突き合わせ部42に形作られる2箇所のコーナー部分22’は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化しやすい鋭利な尖った形状にすることができる。
(第1実施形態の第16変形例)
図20は、第1実施形態の第16変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図であり、第8変形例(図12参照)の類似例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第8変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第8変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16がノズル孔7よりも大きく、且つ、一対の干渉体16,16の突き合わせ部42がノズル孔7の中心線(Y軸方向に沿った中心線)35上に位置しており、一対の干渉体16,16の突き合わせ部42の一端(コーナー部分22’)がノズル孔7の中心CLの近傍に位置し、一対の干渉体16,16の突き合わせ部42の他端がノズル孔7の外方に位置している。そして、本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7が一対の干渉体16,16で部分的に塞がれることにより、ノズル孔7の出口側開口部15と一対の干渉体16,16の円形状外縁部21,21とで略扇形のオリフィス8が形作られている。また、オリフィス8の開口縁には、ノズル孔7の出口側開口部15と一対の干渉体16,16の円形状外縁部21,21とで形作られるコーナー部分22,22と、一対の干渉体16,16の突き合わせ部42に形作られるコーナー部分22’とが形成されている。これらオリフィス8のコーナー部分22,22’は、丸みのない尖った形状になっており、オリフィス8を通過する液膜の端部を薄膜化することができ、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易くなっている。
また、本変形例に係るノズルプレート3は、第8変形例に係るノズルプレート3と比較し、オリフィス8の開口面積が小さく、且つ、オリフィス8がノズル孔7の中心CLに対して+Y方向側に偏って位置している点において相違している。その結果、本変形例に係るノズルプレート3は。第8変形例に係るノズルプレート3と異なる燃料噴射特性を発揮することができる。
(第1実施形態の第17変形例)
図21は、第1実施形態の第17変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図であり、第9変形例(図13参照)の類似例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第9変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第9変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、第9変形例に係るノズルプレート3において、中央部に位置する干渉体16’を−X方向へずらし、且つ、+Y軸方向に隣り合って位置する干渉体16’と−Y軸方向に隣り合って位置する干渉体16’を円錐台形状の干渉体16,16にそれぞれ変更した形状になっている。その結果、本変形例に係るノズルプレート3は、第9変形例に係るノズルプレート3と比較し、オリフィス8をX軸寄りに狭めることになり、燃料を+X軸寄りに多く出射できるようになっている。
なお、一対の干渉体16,16は、X軸を中心とした線対称の形状であり、中心位置がY軸から−X軸方向へ所定寸法ε4だけずれて位置している。
また、本変形例に係るノズルプレート3において、一対の干渉体16,16の円形状外縁部21,21とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られるコーナー部分22,22と、一対の干渉体16,16と干渉体16’との突き合わせ部42,42に形作られるコーナー部分22’、22’は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状にすることができる。
(第1実施形態の第18変形例)
図22は、第1実施形態の第18変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7が矩形形状の孔であり、ノズル孔7の出口側開口部15の形状が長方形となるように形成されている。この長方形の出口側開口部15の長手方向一端側には第1の干渉体16が形成され、長方形の出口側開口部15の長手方向他端側のコーナー部分15cには第2の干渉体16が形成されている。第1の干渉体16は、出口側開口部15の長手方向一端側の両コーナー部分15a,15bを覆うようにノズル孔7側へ張り出しており、出口側開口部15を部分的に塞いでいる。第2の干渉体16は、第1の干渉体16よりも大きく形成され、出口側開口部15の長手方向他端側に位置する両コーナー部分15c,15dのうちの一方(15c)を覆い、一方のコーナー部分15cを形作る長辺と短辺に跨るようにノズル孔7側に張り出し、出口側開口部15を部分的に塞いでいる。また、本変形例において、第2の干渉体16が出口側開口部15を部分的に塞ぐ面積は、第1の干渉体16が出口側開口部15を部分的に塞ぐ面積よりも大きい。そして、オリフィス8の開口縁は、第1及び第2の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られている。また、本変形例に係るノズルプレート3は、第1及び第2の干渉体16,16の円形状外縁部21,21とノズル孔7の出口側開口部15とでコーナー部分22が4箇所形作られ、この4箇所のコーナー部分22が丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状にすることができる。また、ノズルプレート3は、第2の干渉体16の円弧状外縁部21と出口側開口部15の開口縁との間に出口側開口部15の他部分よりも狭い開口部分15’が形成されており、この狭い開口部分15’がノズル孔7を通過する燃料の流れを部分的に薄膜化することができる。
このように構成された本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7を通過する燃料の一部が第1の干渉体16の燃料衝突面18に衝突し、この燃料衝突面18に衝突した燃料の流動方向が+X方向へ急激に変えられると共に、ノズル孔7を通過する燃料の一部が第2の干渉体16の燃料衝突面18に衝突し、この燃料衝突面18に衝突した燃料の流動方向がほぼ−Y方向へ急激に変えられる(図22(a)参照)。その結果、第1の干渉体16及び第2の干渉体16の燃料衝突面18,18に衝突して流動方向が急激に変えられた燃料の流れとノズル7内を直進する燃料の流れとが衝突し、ノズル孔7及びオリフィス8を通過する燃料の流れが乱流になる。そして、オリフィス8から噴射される燃料は、主に+Z方向に対して斜めに傾いた(図22(a)における+X軸と−Y軸の中間方向へ傾いた)流れになる。また、本変形例に係るノズルプレート3は、上述のように、第1及び第2干渉体16,16の円弧状外縁部21,21とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られた4箇所のコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。したがって、本変形例に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
図22(c)は、本変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレート3の中央部側平面図である。この図22(c)に示すように、本変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレート3は、ノズル孔7と第1及び第2の干渉体16,16がノズルプレート中心3cの周囲に等間隔で4箇所配置されている。このような本変形例に係る燃料噴射装置用ノズルプレート3は、各ノズル孔7(オリフィス8)から噴射された燃料がノズルプレート中心3cを中心とする螺旋状の流れを生じさせる。なお、図22(c)は、ノズル孔7と第1及び第2の干渉体16,16をノズルプレート中心3cの周囲に複数配置する場合の一例を示すものであり、本変形例を限定するものではない。すなわち、本変形例において、ノズル孔7と第1及び第2の干渉体16,16は、使用条件等に応じた最適の個数がノズルプレート中心3cの周囲に配置される。
(第1実施形態の第19変形例)
図23は、第1実施形態の第19変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7の円形の出口側開口部15の周囲に等間隔で3個の干渉体16,16,16を配置すると共に、隣り合う干渉体16,16の間に隙間43が生じるように形成されている。そして、本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7の出口側開口部15と3個の干渉体16,16,16とでオリフィス8が形作られている。
このような本変形例に係るノズルプレート3は、3個の干渉体16の円形状外縁部21とノズル孔7の出口側開口部15とでコーナー部分22が6箇所形作られ、この6箇所のコーナー部分22が丸みのない鋭利な形状になっているため、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状にすることができる。
また、本変形例に係るノズルプレート3は、3個の各干渉体16がノズル孔7を塞ぐ面積が等しく、オリフィス8がノズル孔7の中央CLからノズル孔7の開口縁(出口側開口部15)に向かうに従って流路面積が漸減するようになっているため、燃料の流れをノズル孔7の中心寄りに集め易く、ノズル孔7の中心線方向(+Z軸方向)に沿った方向へ向けて燃料を噴射することが可能となる。
また、本変形例に係るノズルプレート3は、隣り合う干渉体16,16の間の隙間43がコーナー部分22,22の近傍で狭くなっているため、オリフィス8のコーナー部分22,22の近傍を通過する燃料の流れを薄膜化でき、オリフィス8のコーナー部分22,22の近傍を通過する燃料の流れを空気との摩擦で微粒化し易くなっている。
(第1実施形態の第20変形例)
図24は、第1実施形態の第20変形例に係るノズルプレート3の要部を示す図であり、第19変形例(図23参照)の類似例を示す図である。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第1実施形態及び第19変形例のノズルプレート3と共通する構成部分には同一符号を付し、第1実施形態及び第19変形例のノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
本変形例に係るノズルプレート3は、3個の干渉体16をノズル孔7の周囲に等間隔で配置する点において第19変形例に係るノズルプレート3と同様であるが、以下の点において第19変形例に係るノズルプレート3と相違する。
すなわち、本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7の中心CLに対して+Y方向に位置する干渉体16を他の2個の干渉体16,16よりも小さくし、その小さな干渉体16のノズル孔7を塞ぐ面積が他の干渉体16のノズル孔7を塞ぐ面積よりも小さくなっており、図24(a)におけるオリフィス8の図心位置がノズル孔7の中心CLから+Y方向にずれて位置するようになっている。その結果、本変形例に係るノズルプレート3は、オリフィス8からの燃料噴射方向をノズル孔7の中心CLに対して+Y方向へずらすことが可能となる。
なお、本変形例に係るノズルプレート3は、第19変形例に係るノズルプレート3と同様に、3個の干渉体16の円形状外縁部21とノズル孔7の出口側開口部15とでコーナー部分22が6箇所形作られ、この6箇所のコーナー部分22が丸みのない鋭利な形状になっているため、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状にすることができる。
また、本変形例に係るノズルプレート3は、第19変形例に係るノズルプレート3の3個の干渉体16のうちの+Y方向に位置する干渉体16が他の干渉体16,16よりも小さく形成される態様を例示したが、これに限られず、オリフィス8からの燃料の噴射方向をノズル孔7の中心CLに対してどのようにずらすのかによって、3個の干渉体16のうちのいずれか1個を他の2個よりも小さくする。
また、本変形例に係るノズルプレート3は、第19変形例に係るノズルプレート3の3個の干渉体16のうちの任意の2個を他の1個よりも小さくしてもよい。
(他の変形例)
上記第1実施形態、第1〜20変形例は、合成樹脂材料製のノズルプレート3を例示したが、これに限られず、メタルインジェクションモールド法を使用して形成される焼結金属製のノズルプレートに適用できる。
また、上記第1実施形態、第1〜20変形例は、一対のノズル孔7,7及び一対のオリフィス8をノズルプレート3に形成する態様を例示したが、これに限られず、単一のノズル孔7及び単一のオリフィス8をノズルプレート3に形成してもよく、3個以上の複数のノズル孔7及びこのノズル孔7と同数のオリフィス8、又はノズル孔7よりも多くのオリフィス8をノズルプレート3に形成するようにしてもよい。
また、上記第1実施形態、第1〜20変形例において、干渉体16,16’の側面17,17’の傾斜角θは、0°<θとなる態様を例示したが、これに限られず、0°=θとしてもよい。
また、ノズルプレート3は、上記第1実施形態、第1〜20変形例のものを適宜組み合わせて構成してもよい。
[第2実施形態]
図25乃至図27は、本発明の第2実施形態に係るノズルプレート3の一部を拡大して示す図である。このうち、図25(a)がノズルプレート3の平面図(図3(a)に対応する図)であり、図25(b)が図25(a)のB22−B22線に沿って切断して示すノズルプレート3の断面図である。また、図26(a)が第1ノズルプレート3aの平面図であり、図26(b)が図26(a)のB23−B23線に沿って切断して示す第1ノズルプレート3aの断面図である。また、図27(a)が第2ノズルプレート3bの平面図であり、図27(b)が図27(a)のB24−B24線に沿って切断して示す第2ノズルプレート3bの断面図である。
これらの図に示すように、本実施形態に係るノズルプレート3は、金属プレート(例えば、ステンレス鋼板)をプレス成形してなる第1ノズルプレート3aと第2ノズルプレート3bとを重ねて構成されている。そして、第2ノズルプレート3bは、丸孔であるノズル孔7が穿孔されている。また、第1ノズルプレート3aは、燃料逃がし孔40が穿孔されると共に、ノズル孔7の円形の出口側開口部15を部分的に塞ぐ干渉体16”が形成されている。第1ノズルプレート3aの干渉体16”は、平面視した形状が略矩形形状の燃料逃がし孔40の一辺を対向する他の一辺側へ張り出させたような舌片状体であり、先端側が半円形に丸められ、先端側の半円形状外縁部(円弧状外縁部、外縁部)33’とノズル孔7の円形の出口側開口部22とで三日月形状のオリフィス8を形作るようになっている。このノズル孔7の出口側開口部15と干渉体16”の半円形状外縁部33’とで形作られるオリフィス8の開口縁のコーナー部分22,22は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状になっている。
また、第1ノズルプレート3aの燃料逃がし孔40は、干渉体16”を除いた燃料逃がし孔40の側面41がオリフィス8から噴射される噴霧を邪魔しないように、干渉体16”を除いた燃料逃がし孔40の側面41がノズル孔7の出口側開口部15から大きく離れて位置するように形成されている。また、第1ノズルプレート3aは、燃料逃がし孔40をプレスで穿孔する都合上、燃料逃がし孔40の4隅が丸められている。
なお、第1ノズルプレート3aと第2ノズルプレート3bは、干渉体16”がノズル孔7に対して正確に位置するように、図示しない位置決め突起と位置決め孔との凹凸係合等で位置決めされた状態で重ねられる。
本実施形態に係るノズルプレート3によれば、第1実施形態のノズルプレート3と同様の効果を得ることができる。
[第3実施形態]
図28乃至図29は、本発明の第3実施形態に係るノズルプレート3を示す図である。なお、図28(a)がノズルプレート3の正面図であり、図28(b)が図28(a)のB25−B25線に沿って切断して示すノズルプレート3の断面図であり、図28(c)がノズルプレート3の背面図である。図29(a)が図28(a)で示したノズルプレート3の中心部の拡大図であり、図29(b)が図29(a)のB26−B26線に沿って切断して示すノズルプレート3の中心部の断面図である。
図28乃至図29に示すように、本実施形態に係るノズルプレート3は、円筒状壁部10と、この円筒状壁部10の一端を塞ぐように形成された底壁部11と、が一体に成形された有底筒状体である。底壁部11は、ノズル孔7が開口するノズル孔プレート部分50と、干渉体51が形成された干渉体プレート部分52とを有している。干渉体プレート部分52は、底壁部11の中心軸53の周りを座繰るようにして形成されている。ノズル孔プレート部分50は、干渉体プレート部分52のうちの中心軸53を取り囲む部分がリング状に部分的に座繰りされて形成されたような形状になっている。また、底壁部11は、ノズル孔7が中心軸53の周りに等間隔で6箇所形成されており、ノズル孔7の一部がノズル孔プレート部分50の表裏を貫通するように(表裏に開口するように)形成されている。また、底壁部11は、各ノズル孔7の一部を塞ぐ干渉体51がノズル孔プレート部分50で取り囲まれた内側の干渉体プレート部分52a(52)に複数形成されている。
干渉体51は、ノズル孔7の数と同数形成されている。この干渉体51は、第1実施形態に係るノズルプレート3の干渉体16,16’に対応し、ノズル孔7を部分的に塞いでオリフィス8を形成しており、オリフィス8の開口縁の一部を形作る円弧状外縁部(外縁部)54を有している。そして、干渉体51の円弧状外縁部54とノズル孔7の円形の出口側開口部15とで形作られるオリフィス8の開口縁のコーナー部分22は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化され易い鋭利な形状にする。このような本実施形態に係るノズルプレート3によれば、オリフィス8から噴射される燃料のうちのオリフィス8の両コーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料の液膜が薄く且つ鋭利に尖った状態になり、オリフィス8のコーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料がオリフィス8近傍の空気との摩擦で微粒化し易い。
また、干渉体51は、ノズル孔7を通過する燃料の一部が衝突する燃料衝突面55と、燃料衝突面55に鋭角(例えば、75°)で交わる側面(傾斜面)56と、を有している。この干渉体51の燃料衝突面55は、ノズル孔7を通過する燃料の一部を衝突させることによって、ノズル孔7を通過する燃料の一部を微粒化すると共に、ノズル孔7を通過する燃料の一部の流れを急激に曲げてノズル孔7及びオリフィス8を直進して通過しようとする燃料に衝突させ、オリフィス8を通過した燃料が空気中で微粒化しやすくなるように燃料の流れを乱流にする。また、干渉体51の側面56は、オリフィス8を通過した燃料との間に空気層が生じるようになっており、オリフィス8を通過した燃料が空気を巻き込みやすく、オリフィス8を通過する燃料の微粒化が促進され、微粒化された燃料を吸気管2内に均一に分散させやすくなる。
また、底壁部11は、ノズルガード突起57がノズル孔プレート部分50を取り囲む位置で且つ外表面58の径方向外方端側に形成されている。このノズルガード突起57は、ノズルプレート3がバルブボディ5の先端側に取り付けられた状態において(図2参照)、バルブボディ5の中心軸の延びる方向に沿って出っ張るように形成されており、底壁部11の周方向に沿って形成された環状体である。また、ノズルガード突起57は、先端が仮想平面に接触した際に、仮想平面と底壁部11との間に隙間が生じるように形成されている。このように、底壁部11に形成されたノズルガード突起57は、ノズルプレート3をバルブボディ5に組み付ける際に、工具等がノズル孔7及びその周辺に衝突するのを防止し、底壁部11のノズル孔7及びその周辺箇所が損傷するのを防止するとともに、ノズルプレート3がバルブボディ5に組み付けられた燃料噴射装置1をエンジンの吸気管2に組み付ける際に、エンジン部品等がノズル孔7及びその周辺に衝突するのを防止し、底壁部11のノズル孔7及びその周辺箇所が損傷するのを防止する。
また、底壁部11において、ノズル孔プレート部分50の外側に位置する外側の干渉体プレート部分52b(52)の外表面とノズル孔プレート部分50の外表面とを接続する側面60は、ノズル孔プレート部分50の内側に位置する干渉体プレート部分52a(52)の外縁に倣うような波形形状に形成されており、干渉体プレート部分52a(52)の外縁からほぼ等距離に位置している。また、ノズル孔プレート部分50の外表面と外側の干渉体プレート部分52b(52)の外表面とを接続する側面60と、干渉体プレート部分52b(52)の外表面と底壁部11の外表面とを接続する側面61と、ノズルガード突起57の側面62は、オリフィス8から噴射された燃料の流動方向(噴射方向)を考慮し、オリフィス8から噴射された噴霧を妨げることがないように形成されている。
以上のような本実施形態に係るノズルプレート3は、各ノズル孔7毎に干渉体16を別々に形成する場合に比較し(図2参照)、ノズル孔7周辺の肉厚を広範囲に厚くすることができ、ノズル孔7の周辺部位の強度向上を図ることができる。
また、本実施形態に係るノズルプレート3は、第1実施形態に係るノズルプレート3と同様に、オリフィス8から噴射される燃料のうちのオリフィス8の両コーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料の液膜が薄く且つ鋭利に尖った状態になるため、オリフィス8のコーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料がオリフィス8近傍の空気との摩擦で微粒化し易い。
なお、本実施形態において、ノズル孔7は、底壁部11の中心軸53の周りに等間隔で6箇所形成する態様を例示したが、これに限られず、底壁部11の中心軸53の周りに等間隔又は不等間隔で2箇所以上の複数箇所に形成してもよい。そして、本実施形態における干渉体プレート部分52a,52bは、ノズル孔7の個数及び配置によって平面形状が異なるものになる。また、本実施形態において、底壁部11の干渉体プレート部分52とノズル孔プレート部分50の肉厚は、求められる燃料噴射特性等に応じて適宜変更される。
[第4実施形態]
図30乃至図31は、本発明の第4実施形態に係るノズルプレート3を示す図であり、図24において示したノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、図30(a)がノズルプレート3の正面図であり、図30(b)が図30(a)のB27−B27線に沿って切断して示すノズルプレート3の断面図であり、図30(c)がノズルプレート3の背面図である。図31(a)が図30(a)で示したノズルプレート3の中心部の拡大図であり、図31(b)が図31(a)のB28−B28線に沿って切断して示すノズルプレート3の中心部の断面図である。
図30乃至図31に示すように、本実施形態に係るノズルプレート3は、円筒状壁部10と、この円筒状壁部10の一端を塞ぐように形成された底壁部11と、が一体に成形された有底筒状体である。底壁部11は、ノズル孔7が中心軸53の周りに等間隔で3箇所形成されている。また、底壁部11は、ノズル孔7を取り囲むように逆円錐台形状に座繰りがされ、ノズル孔7の周囲に干渉体プレート部分63が形成され、干渉体プレート部分63を部分的に座繰るようにしてノズル孔プレート部分64が形成されている。干渉体プレート部分63は、ノズル孔プレート部分64よりも肉厚に形成されており、ノズル孔7の周囲の形状が図24(a)に示した3個の干渉体16を接続して一体化したような形状になっている。干渉体プレート部分63は、3箇所のノズル孔7に対応して3箇所形成されている。この干渉体プレート部分63の干渉体65は、第1実施形態に係るノズルプレート3の干渉体16に対応し、ノズル孔7の3箇所を部分的に塞ぐように3箇所形成されている。そして、3箇所の干渉体65のそれぞれは、図24(a)に示したノズルプレート3の3個の干渉体16のいずれかに対応している。これら3個の干渉体65は、ノズル孔7を部分的に塞いでオリフィス8を形成しており、オリフィス8の開口縁の一部を形作る円弧状外縁部(外縁部)66を有している。そして、干渉体65の円弧状外縁部66とノズル孔7の円形の出口側開口部15とで形作られるオリフィス8の開口縁のコーナー部分22は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化され易い鋭利な形状にする。このような本実施形態に係るノズルプレート3によれば、オリフィス8から噴射される燃料のうちのオリフィス8の両コーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料の液膜が薄く且つ鋭利に尖った状態になり、オリフィス8のコーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料がオリフィス8近傍の空気との摩擦で微粒化し易い。
ノズル孔7の一部は、干渉体プレート部分63よりも薄肉のノズル孔プレート部分64の表裏を貫通するように(表裏に開口するように)形成されている。そして、干渉体プレート部分63のうちの隣り合う干渉体65,65を接続する側面67は、ノズル孔7の出口側開口部15から噴射される燃料の噴射方向を考慮し、噴霧を妨げることがない位置に形成されている。
また、干渉体65は、ノズル孔7を通過する燃料の一部が衝突する燃料衝突面68と、燃料衝突面68に鋭角(例えば、75°)で交わる側面(傾斜面)70と、を有している。この干渉体65の燃料衝突面68は、ノズル孔7を通過する燃料の一部を衝突させることによって、ノズル孔7を通過する燃料の一部を微粒化すると共に、ノズル孔7を通過する燃料の一部の流れを急激に曲げてノズル孔7及びオリフィス8を直進して通過しようとする燃料に衝突させ、オリフィス8を通過した燃料が空気中で微粒化しやすくなるように燃料の流れを乱流にする。また、干渉体65の側面70は、オリフィス8を通過した燃料との間に空気層が生じるようになっており、オリフィス8を通過した燃料が空気を巻き込みやすく、オリフィス8を通過する燃料の微粒化が促進され、微粒化された燃料を吸気管2内に均一に分散させやすくなる(図1参照)。
また、底壁部11は、ノズルガード突起71が外表面の径方向外方端側の周方向に沿って等間隔で3箇所形成されている。このノズルガード突起71は、ノズルプレート3がバルブボディ5の先端側に取り付けられた状態において(図2参照)、バルブボディ5の中心軸の延びる方向に沿って出っ張るように形成されており、隣り合うノズル孔7,7の中間に位置するように形成されたブロック体である。また、ノズルガード突起71は、先端が仮想平面に接触した際に、仮想平面と底壁部11との間に隙間が生じるように形成されている。このように、底壁部11に3箇所形成されたノズルガード突起71は、ノズルプレート3をバルブボディ5に組み付ける際に、工具等がノズル孔7及びその周辺に衝突するのを防止し、底壁部11のノズル孔7及びその周辺箇所が損傷するのを防止するとともに、ノズルプレート3がバルブボディ5に組み付けられた燃料噴射装置1をエンジンの吸気管2に組み付ける際に、エンジン部品等がノズル孔7及びその周辺に衝突するのを防止し、底壁部11のノズル孔7及びその周辺箇所が損傷するのを防止する。
また、底壁部11において、干渉体プレート部分63の外表面と底壁部11の外表面とを接続する側面72と、ノズルガード突起71の側面73は、オリフィス8から噴射された燃料の流動方向(噴射方向)を考慮し、オリフィス8から噴射された噴霧を妨げることがないように形成されている。
以上のような本実施形態に係るノズルプレート3は、ノズル孔7の周囲に複数の干渉体16を独立して形成する場合と比較し(図24(a)参照)、ノズル孔7の周辺の肉厚を広範囲に厚くすることができ、ノズル孔7の周辺部位の強度向上を図ることができる。
また、本実施形態に係るノズルプレート3は、第1実施形態に係るノズルプレート3と同様に、オリフィス8から噴射される燃料のうちのオリフィス8のコーナー部分22及びその近傍から噴射される燃料の液膜が薄く且つ鋭利に尖った状態になるため、オリフィス8のコーナー部分22及びその近傍から噴射される燃料がオリフィス8近傍の空気との摩擦で微粒化し易い。
なお、本実施形態において、ノズル孔7は、底壁部11の中心軸53の周りに等間隔で3箇所形成する態様を例示したが、これに限られず、底壁部11の任意の位置に少なくとも1箇所形成される。そして、本実施形態における干渉体65は、1個のノズル孔7に対して3箇所形成されているが、これに限られず、求められる燃料噴射特性等に応じた最適の個数及び配置が決定される。また、本実施形態において、底壁部11の干渉体プレート部分63とノズル孔プレート部分64の肉厚は、求められる燃料噴射特性等に応じて適宜変更される。
[第5実施形態]
図32は、本発明の第5実施形態に係るノズルプレート3を示す図である。なお、図32(a)がノズルプレート3の正面図であり、図32(b)が図32(a)で示したノズルプレート3の中心部の拡大図であり、図32(c)が図32(a)のB29−B29線に沿って切断して示すノズルプレート3の部分的断面図である。
図32に示すように、本実施形態に係るノズルプレート3は、底壁部11のノズル孔7の周辺形状が第4実施形態に係るノズルプレート3と相違するものの、他の構成が第4実施形態に係るノズルプレート3と同様であるので、第4実施形態に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
底壁部11は、ノズル孔7が中心軸53の周りに等間隔で3箇所形成されている。また、底壁部11は、ノズル孔7を取り囲むように逆円錐台形状に座繰りがされ、ノズル孔7の周囲に干渉体プレート部分74が形成され、干渉体プレート部分74を部分的に座繰るようにしてノズル孔プレート部分75が形成されている。干渉体プレート部分74は、ノズル孔プレート部分75よりも肉厚に形成されており、一部が干渉体76としてノズル孔7を部分的に塞いでいる。干渉体76は、第1実施形態に係るノズルプレレート3の干渉体16,16’に対応し、各ノズル孔7に対応するように3箇所形成されている。この干渉体76は、ノズル孔7を部分的に塞いでオリフィス8を形成しており、オリフィス8の開口縁の一部を形作る円弧状外縁部(外縁部)77を有している。そして、干渉体76の円弧状外縁部77とノズル孔7の円形の出口側開口部15とで形作られるオリフィス8の開口縁のコーナー部分22は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化され易い鋭利な形状にする。このような本実施形態に係るノズルプレート3によれば、オリフィス8から噴射される燃料のうちのオリフィス8の両コーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料の液膜が薄く且つ鋭利に尖った状態になり、オリフィス8のコーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料がオリフィス8近傍の空気との摩擦で微粒化し易い。
ノズル孔7の一部は、干渉体プレート部分74よりも薄肉のノズル孔プレート部分75の表裏を貫通するように(表裏に開口するように)形成されている。なお、ノズル孔プレート部分75は、干渉体76及びその近傍を除き、ノズル孔7と同心状に形成されている。そして、干渉体プレート部分74の側面78は、ノズル孔7の出口側開口部15から噴射される燃料の噴射方向を考慮し、噴霧を妨げることがない位置に形成されている。
また、干渉体76は、ノズル孔7を通過する燃料の一部が衝突する燃料衝突面80と、燃料衝突面80に鋭角(例えば、75°)で交わる側面(傾斜面)81と、を有している。この干渉体76の燃料衝突面80は、ノズル孔7を通過する燃料の一部を衝突させることによって、ノズル孔7を通過する燃料の一部を微粒化すると共に、ノズル孔7を通過する燃料の一部の流れを急激に曲げてノズル孔7及びオリフィス8を直進して通過しようとする燃料に衝突させ、オリフィス8を通過した燃料が空気中で微粒化しやすくなるように燃料の流れを乱流にする。また、干渉体76の側面81は、オリフィス8を通過した燃料との間に空気層が生じるようになっており、オリフィス8を通過した燃料が空気を巻き込みやすく、オリフィス8を通過する燃料の微粒化が促進され、微粒化された燃料を吸気管2内に均一に分散させやすくなる(図1参照)。
また、底壁部11は、ノズルガード突起82が外表面の径方向外方端側の周方向に沿って等間隔で3箇所形成されている。このノズルガード突起82は、隣り合うノズル孔7の中間に位置するように形成されている。また、ノズルガード突起82は、先端が仮想平面に接触した際に、仮想平面と底壁部11との間に隙間が生じるように形成されている。このように、底壁部11に3箇所形成されたノズルガード突起82は、ノズルプレート3をバルブボディ5に組み付ける際(図2参照)に、工具等がノズル孔7及びその周辺に衝突するのを防止し、底壁部11のノズル孔7及びその周辺箇所が損傷するのを防止するとともに、ノズルプレート3がバルブボディ5に組み付けられた燃料噴射装置1をエンジンの吸気管2に組み付ける際に、エンジン部品等がノズル孔7及びその周辺に衝突するのを防止し、底壁部11のノズル孔7及びその周辺箇所が損傷するのを防止する。
また、底壁部11において、干渉体プレート部分74の外表面と底壁部11の外表面とを接続する側面83と、ノズルガード突起82の側面84は、オリフィス8から噴射された燃料の流動方向(噴射方向)を考慮し、オリフィス8から噴射された噴霧を妨げることがないように形成されている。
以上のような本実施形態に係るノズルプレート3は、ノズル孔7の周囲に干渉体16を独立して形成する場合と比較し(図2参照)、ノズル孔7の周辺の肉厚を広範囲に厚くすることができ、ノズル孔7の周辺部位の強度向上を図ることができる。
また、本実施形態に係るノズルプレート3は、第1実施形態に係るノズルプレート3と同様に、オリフィス8から噴射される燃料のうちのオリフィス8の両コーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料の液膜が薄く且つ鋭利に尖った状態になるため、オリフィス8のコーナー部分22,22及びその近傍から噴射される燃料がオリフィス8近傍の空気との摩擦で微粒化し易い。
なお、本実施形態において、ノズル孔7は、底壁部11の中心軸53の周りに等間隔で3箇所形成する態様を例示したが、これに限られず、底壁部11の任意の位置に少なくとも1箇所形成される。
[第6実施形態]
図33は、本発明の第6実施形態に係るノズルプレート3を示す図である。なお、図33(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図33(b)が図33(a)のB30−B30線に沿って切断して示すノズルプレート3の部分的断面図である。また、図33で示す本実施形態に係るノズルプレート3は、第1実施形態に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第1実施形態に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第1実施形態に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図33に示すように、本実施形態に係るノズルプレート3は、干渉体16’の直線状外縁部34がオリフィス8の一部を構成する点に特徴を有している。すなわち、本実施形態に係るノズルプレート3は、干渉体16と干渉体16’とがノズル孔7の円形状の出口側開口部15を部分的に塞いで、干渉体16の円弧状外縁部21、干渉体16’の直線状外縁部34、及びノズル孔7の出口側開口部15によってオリフィス8が形作られている。干渉体16は、平面視した形状が円形状であり、円弧状外縁部21がオリフィス8を部分的に形成している。また、干渉体16’は、平面視した形状が長方形の長手方向両端部を半円形にした形状になっている。そして、干渉体16の円弧状外縁部21とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22は、平面視した形状が三日月状の丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状になっている。また、干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。
このような本実施形態に係るノズルプレート3は、干渉体16と干渉体16’がノズル孔7の出口側開口部15を部分的に塞ぐことにより、ノズル孔7を通過する燃料の一部が干渉体16,16’の燃料衝突面18,18に衝突し、この燃料衝突面18,18に衝突した燃料の流動方向が急激に変えられ、この流動方向が急激に変えられた燃料の流れとノズル孔7内を直進する燃料の流れとが衝突し、ノズル孔7及びオリフィス8を通過する燃料の流れが乱流になる。また、本実施形態に係るノズルプレート3は、上述のように、干渉体16の円弧状外縁部21とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22、及び干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。したがって、本実施形態に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。なお、本実施形態及び以下に説明する各変形例に係るノズルプレート3には、第3乃至第5実施形態で示した技術を適用してもよい。
(第6実施形態の第1変形例)
図34は、第6実施形態の第1変形例に係るノズルプレート3を示す図である。なお、図34(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図34(b)が図34(a)のB31−B31線に沿って切断して示すノズルプレート3の部分的断面図である。また、図34で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第6実施形態に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第6実施形態に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第6実施形態に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図34に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、第1干渉体16’と第2干渉体16’の直線状外縁部34,34がオリフィス8の一部を構成する点に特徴を有している。すなわち、本変形例に係るノズルプレート3は、第1干渉体16’と第2干渉体16’がノズル孔7の出口側開口部15を部分的に塞いでおり、第1干渉体16’と第2干渉体16’の直線状外縁部34,34、第1干渉体16’の半円形状外縁部(円弧状外縁部)33、及びノズル孔7の円形状の出口側開口部15によってオリフィス8が形作られている。第1及び第2干渉体16’は、平面視した形状が長方形の長手方向両端部を半円形にした形状になっている。そして、第1干渉体16’は、長手方向がX軸と平行に延びる中心線37に沿って配置され、一端側の半円形状外縁部33の先端が第2干渉体16’の直線状外縁部34に突き当てられている。第2干渉体16’は、長手方向がY軸と平行になるように配置されており、第1干渉体16’よりも大きく形成されている。
また、図34に示すように、本変形例に係るノズルプレート3において、第1干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22は、平面視した形状が略三日月状の丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。また、第2干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。また、第1干渉体16’の半円形状外縁部33と第2干渉体16’の直線状外縁部34との突き当て部分に形作られるコーナー部分22’,22’は、平面視した形状が略三日月状の丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。
このような本変形例に係るノズルプレート3は、第1干渉体16’と第2干渉体16’がノズル孔7の出口側開口部15を部分的に塞ぐことにより、ノズル孔7を通過する燃料の一部が第1干渉体16’及び第2干渉体16’の燃料衝突面18,18に衝突して流動方向が急激に変えられ、この流動方向が急激に変えられた一部の燃料の流れとノズル孔7内を直進する燃料の流れとが衝突し、ノズル孔7及びオリフィス8を通過する燃料の流れが乱流になる。また、本変形例に係るノズルプレート3において、上述のように、第1干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22と、第2干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22と、第1干渉体16’の半円形状外縁部33と第2干渉体16’の直線状外縁部34との接触部分に形作られるコーナー部分22’,22’は、丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。したがって、本実施形態に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
(第6実施形態の第2変形例)
図35は、第6実施形態の第2変形例に係るノズルプレート3を示す図である。なお、図35(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図35(b)が図35(a)のB32−B32線に沿って切断して示すノズルプレート3の部分的断面図である。また、図35(c)が金型87のキャビティ89の形状と回転加工工具88との関係を示す平面図であり、図35(d)がB35(c)のB32’−B32’線に沿って切断して示す断面図である。また、図35で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第6実施形態に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第6実施形態に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第6実施形態に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図35に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、V字状干渉体16aの直線状外縁部86,86がオリフィス8の一部を構成する点に特徴を有している。すなわち、本変形例に係るノズルプレート3は、干渉体16とV字状干渉体16aがノズル孔7の出口側開口部15を部分的に塞いでおり、干渉体16の円弧状外縁部21、V字状干渉体16aの直線状外縁部(外縁部)86,86、及びノズル孔7の円形状の出口側開口部15とによってオリフィス8が形作られている。干渉体16は、平面視した形状が円形状になっている。また、V字状干渉体16aは、平面視した形状が一対の干渉体16’,16’をV字状に突き合わせたような形状になっている。このV字状干渉体16aは、図35(c)〜(d)に示すように、金型87を回転加工工具(エンドミル等)88によって切削又は研削することにより、射出成形用のV字状のキャビティ89を形成し、この金型87のキャビティ89内に溶融樹脂を射出することにより形作られたものである。なお、キャビティ89のV字形状の内側側壁90,90は、ノズル孔7を塞ぐように位置する直線状外縁部86,86を形作るための側壁である。このV字形状の内側側壁90,90は、回転加工工具88の移動軌跡がV字の谷底で交差し、回転加工工具88の交差部分に丸みのない鋭利な稜線91が形成される。したがって、この射出成形用のV字状のキャビティ89で成形された干渉体16aは、V字状に交差する一対の直線状外縁部86,86のコーナー部分(一対の直線状外縁部86,86の交差部分)92が丸みのない鋭利な尖った形状になる。また、V字状干渉体16aの側面17aは、円錐台形状の干渉体16の側面17と同様に、燃料衝突面18に鋭角で交わるように形成されている。
また、図35に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、干渉体16の中心がX軸に沿った方向に延びるノズル孔7の中心線37上に位置するように形成されている。また、本変形例に係るノズルプレート3は、V字状に交差する一対の直線状外縁部86,86のコーナー部分92の先端がX軸に沿った方向に延びるノズル孔7の中心線37上に位置し、且つ、V字状に交差する一対の直線状外縁部86,86のコーナー部分92の先端が出口側開口部15の開口縁上に位置するように形成されている。そして、V字状干渉体16aは、X軸に沿った方向に延びるノズル孔7の中心線37を対称軸とする線対称の形状となるように形成されている。
また、図35に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、干渉体16とV字状干渉体16aとがノズル孔7の円形状の出口側開口部15を部分的に塞いで、干渉体16の円弧状外縁部21、V字状干渉体16aの一対の直線状外縁部86,86、及びノズル孔7の円形状の出口側開口部15によってオリフィス8が形作られている。干渉体16の円弧状外縁部21とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22は、平面視した形状が三日月状の丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状になっている。また、V字状干渉体16aの直線状外縁部86,86とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。また、V字状干渉体16aのV字状のコーナー部分92は、丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。
このような本変形例に係るノズルプレート3は、干渉体16とV字状干渉体16aがノズル孔7の出口側開口部15を部分的に塞ぐことにより、ノズル孔7を通過する燃料の一部が干渉体16及びV字状干渉体16aの燃料衝突面18,18に衝突して流動方向が急激に変えられ、この流動方向が急激に変えられた燃料の流れとノズル孔7内を直進する燃料の流れとが衝突し、ノズル孔7及びオリフィス8を通過する燃料の流れが乱流になる。また、本変形例に係るノズルプレート3において、上述のように、干渉体16の円弧状外縁部21とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22と、V字状干渉体16aの直線状外縁部86,86とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22と、V字状干渉体16aのV字状のコーナー部分92は、丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。したがって、本変形例に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
(第6実施形態の第3変形例)
図36は、第6実施形態の第3変形例に係るノズルプレート3を示す図であり、第6実施形態の第2変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、図36(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図36(b)が図36(a)のB33−B33線に沿って切断して示すノズルプレート3の部分的断面図である。また、図36で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第2変形例に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第2変形例に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第2変形例に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図36に示す本変形例に係るノズルプレート3は、第2変形例に係るノズルプレート3と比較して、V字状干渉体16aを干渉体16に近づけ、オリフィス8の開口面積を狭めた点に特徴を有している。なお、本変形例に係るノズルプレート3は、V字状のコーナー部分92の先端がノズル孔7の出口側開口部15の径方向内方側に位置している。
このような本変形例に係るノズルプレート3は、第2変形例に係るノズルプレート3と同様の効果を得ることができることはもちろんのこと、オリフィス8を通過する燃料の液膜を全体として薄膜化することができ、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層効果的に向上させることができる。
(第6実施形態の第4変形例)
図37は、第6実施形態の第4変形例に係るノズルプレート3を示す図であり、第6実施形態の第2変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、図37(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図37(b)が図37(a)のB34−B34線に沿って切断して示すノズルプレート3の部分的断面図である。また、図37で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第2変形例に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第2変形例に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第2変形例に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図37に示す本変形例に係るノズルプレート3は、第2変形例に係るノズルプレート3と比較して、V字状干渉体16aのV字状に交差する一対の直線状外縁部86,86の開き角(一対の直線状外縁部86,86の交差角)を鋭角にし、V字状干渉体16aのV字状に交差する一対の直線状外縁部86,86を干渉体16の円弧状外縁部21に接触させた点に特徴を有している。そして、V字状干渉体16aの直線状外縁部86と干渉体16の円弧状外縁部21との接触部分に形作られるコーナー部分22’は、平面視した形状が略三日月状の丸みのない鋭利な尖った形状になっている。そのため、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部は、空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。また、V字状干渉体16aのV字状のコーナー部分92は、丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。したがって、本実施形態に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。なお、本変形例において、V字状干渉体16aのV字状のコーナー部分92をノズル孔7の出口側開口部15よりも径方向外方側に配置し、V字状干渉体16aの一対の直線状外縁部86,86とノズル孔7の出口側開口部15とで丸みのない鋭利な尖った形状のコーナー部分(図示せず)を形作るようにしてもよい。
(第6実施形態の第5変形例)
図38は、第6実施形態の第5変形例に係るノズルプレート3を示す図であり、第6実施形態の第2変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、図38(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図38(b)がノズルプレート3の一部を部分的に破断して示す側面図である。また、図38で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第2変形例に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第2変形例に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第2変形例に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図38に示す本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16とV字状干渉体16aによってノズル孔7の出口側開口部15を部分的に塞いでいる。そして、ノズルプレート3は、一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21、V字状干渉体16aの一対の直線状外縁部86,86、及びノズル孔7の出口側開口部15でオリフィス8を形作っている。
この変形例において、一対の干渉体16,16は、ノズル孔7のY軸に沿って延びる中心線35上で且つ出口側開口部15の開口縁上で接触している。また、V字状干渉体16aは、一対の直線状外縁部86,86が干渉体16の円弧状外縁部21にノズル孔7の径方向外方側で接触し、ノズル孔7のY軸に沿って延びる中心線35を対称軸とする線対称の形状となるように形成されている。また、V字状干渉体16aのV字状のコーナー部分92は、出口側開口部15の開口縁よりも径方向内方側に位置している。
また、図38に示す本変形例に係るノズルプレート3は、干渉体16の円弧状外縁部21とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られるコーナー部分22が丸みのない鋭利な尖った形状であり、V字状干渉体16aの直線状外縁部86とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られるコーナー部分22が丸みのない鋭利な尖った形状である。また、一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21が接触することにより形作られるコーナー部分22’は、丸みのない鋭利な尖った形状である。また、V字状干渉体16aのV字状のコーナー部分92は、丸みのない鋭利な尖った形状である。
このような本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16とV字状干渉体16aがノズル孔7の出口側開口部15を部分的に塞ぐことにより、ノズル孔7を通過する燃料の一部が一対の干渉体16,16及びV字状干渉体16aの燃料衝突面18に衝突して流動方向が急激に変えられ、この流動方向が急激に変えられた一部の燃料の流れとノズル孔7内を直進する燃料の流れとが衝突し、ノズル孔7及びオリフィス8を通過する燃料の流れが乱流になる。また、本変形例に係るノズルプレート3は、オリフィス8の6箇所のコーナー部分(22,22’,92)が丸みのない鋭利な尖った形状であるため、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易くなっている。したがって、本変形例に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
(第6実施形態の第6変形例)
図39は、第6実施形態の第6変形例に係るノズルプレート3を示す図である。なお、図39(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図39(b)が図39(a)のB35−B35線に沿って切断して示すノズルプレート3の部分的断面図である。また、図39で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第6実施形態に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第1実施形態に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第1実施形態に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図39に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、干渉体16’の直線状外縁部34がオリフィス8の一部を構成し、離れて位置する一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21がオリフィス8の一部を構成する点に特徴を有している。すなわち、本実施形態に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16と干渉体16’とがノズル孔7の円形状の出口側開口部15を部分的に塞いで、一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21と干渉体16’の直線状外縁部34、及びノズル孔7の円形状の出口側開口部15とによってオリフィス8が形作られている。そして、干渉体16の円弧状外縁部21とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22は、平面視した形状が丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な形状になっている。また、干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。
また、図39に示すように、本変形例に係るノズルプレート3において、一対の干渉体16,16は、Y軸と平行に延びる中心線35を対称軸として線対称となるように離れて位置している。また、干渉体16’は、長手方向の中心位置がノズル孔7のY軸に沿った方向へ延びる中心線35上に位置するように形成されている。
このような本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16と干渉体16’がノズル孔7の出口側開口部15を部分的に塞ぐことにより、ノズル孔7を通過する燃料の一部が一対の干渉体16,16及び干渉体16’の燃料衝突面18に衝突し、この燃料衝突面18に衝突した燃料の流動方向が急激に変えられ、この流動方向が急激に変えられた燃料の流れとノズル孔7内を直進する燃料の流れとが衝突し、ノズル孔7及びオリフィス8を通過する燃料の流れが乱流になる。また、本実施形態に係るノズルプレート3は、上述のように、一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22、及び干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られたコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状であり、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。したがって、本変形例に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
(第6実施形態の第7変形例)
図40は、第6実施形態の第7変形例に係るノズルプレート3を示す図であり、第6実施形態の第6変形例の変形例を示す図である。なお、図40(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図40(b)が図40(a)のB36−B36線に沿って切断して示すノズルプレート3の部分的断面図である。また、図40で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第6変形例に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第6変形例に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第6変形例に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図40に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21に干渉体16’の直線状外縁部34を突き合わせ、これら一対の干渉体16,16と干渉体16’によってノズル孔7の円形状の出口側開口部15を部分的に塞いでいる。そして、このノズルプレート3は、一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21、干渉体16’の直線状外縁部34、及びノズル孔7の出口側開口部15とでオリフィス8を形作っている。
また、図40に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21と干渉体16’の直線状外縁部34とで形作られるコーナー部分22’は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。また、干渉体16,16の円弧状外縁部21,21とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られるコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。
また、図40に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16と干渉体16’によってノズル孔7の円形状の出口側開口部15を部分的に塞いでおり、ノズル孔7を通過する燃料の一部が一対の干渉体16,16及び干渉体16’の燃料衝突面18に衝突して流動方向が急激に変えられ、この流動方向が急激に変えられた一部の燃料の流れとノズル孔7内を直進する燃料の流れとが衝突し、ノズル孔7及びオリフィス8を通過する燃料の流れが乱流になる。また、本変形例に係るノズルプレート3は、オリフィス8の各コーナー部分22,22’が丸みのない鋭利な尖った形状であるため、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易くなっている。したがって、本変形例に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
(第6実施形態の第8変形例)
図41は、第6実施形態の第8変形例に係るノズルプレート3を示す図であり、第6実施形態の第6変形例の変形例を示す図である。なお、図41(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図41(b)がノズルプレート3の部分的側面図である。また、図41で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第6変形例に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第6変形例に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第6変形例に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図41に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21を突き合わせ、これら一対の干渉体16,16と干渉体16’によってノズル孔7の円形状の出口側開口部15を部分的に塞いでいる。そして、このノズルプレート3は、一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21、干渉体16’の直線状外縁部34、及びノズル孔7の円形状の出口側開口部15とでオリフィス8を形作っている。
また、図41に示すように、本変形例に係るノズルプレート3において、一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21の突き合わせ部分に形作られるコーナー部分22’は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。また、一対の干渉体16,16の円弧状外縁部21,21とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られるコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。また、干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られるコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。
また、図41に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、一対の干渉体16,16と干渉体16’によってノズル孔7の円形状の出口側開口部15を部分的に塞いでおり、ノズル孔7を通過する燃料の一部が一対の干渉体16,16及び干渉体16’の燃料衝突面18に衝突して流動方向が急激に変えられ、この流動方向が急激に変えられた一部の燃料の流れとノズル孔7内を直進する燃料の流れとが衝突し、ノズル孔7及びオリフィス8を通過する燃料の流れが乱流になる。また、本変形例に係るノズルプレート3は、オリフィス8の各コーナー部分22,22’が丸みのない鋭利な尖った形状であるため、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易くなっている。したがって、本変形例に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
(第6実施形態の第9変形例)
図42は、第6実施形態の第9変形例に係るノズルプレート3を示す図である。なお、図42(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図42(b)が図42(a)のB37−B37線に沿って切断して示すノズルプレート3の断面図である。また、図42で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第6実施形態に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第6実施形態に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第6実施形態に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図42に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、第6実施形態に係るノズルプレート3の干渉体16を省略し、ノズル孔7の出口側開口部15を干渉体16’だけで部分的に塞ぐように構成されている。そして、干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られるオリフィス8のコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易くなっている。また、本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7を通過する燃料の一部が干渉体16’の燃料衝突面18に衝突し、この燃料衝突面18に衝突した燃料の流動方向が急激に変えられ、この流動方向が急激に変えられた燃料の流れとノズル孔7内を直進する燃料の流れとが衝突し、ノズル孔7及びオリフィス8を通過する燃料の流れが乱流になる。したがって、本変形例に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
(第6実施形態の第10変形例)
図43は、第6実施形態の第10変形例に係るノズルプレート3を示す図であり、第6実施形態の第9変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、図43(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図43(b)が図43(a)のB38−B38線に沿って切断して示すノズルプレート3の断面図である。また、図43で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第6実施形態の第9変形例に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第6実施形態の第9変形例に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第6実施形態の第9変形例に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図43に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7の出口側開口部15が干渉体16’によって塞がれる面積を第9変形例に係るノズルプレート3よりも大きくし、干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られるオリフィス8の開口面積を第9変形例に係るノズルプレート3のオリフィス8の開口面積よりも小さくしてある。また、本変形例に係るノズルプレート3は、干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られるオリフィス8のコーナー部分22が第9変形例に係るノズルプレート3のオリフィス8のコーナー部分22よりも尖った形状になっている。
このような本変形例に係るノズルプレート3は、第9変形例に係るノズルプレート3と同様の効果を得ることができるものの、第9変形例に係るノズルプレート3と異なる燃料噴射特性を有している。例えば、本変形例に係るノズルプレート3は、第9変形例に係るノズルプレート3と比較し、燃料噴射方向がノズル孔7の中心軸Coに対してより大きく傾斜する。
(第6実施形態の第11変形例)
図44は、第6実施形態の第11変形例に係るノズルプレート3を示す図であり、第6実施形態の第4変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、図44(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図44(b)が図44(a)のB39−B39線に沿って切断して示すノズルプレート3の断面図である。また、図44で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第6実施形態の第4変形例に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第6実施形態の第4変形例に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第6実施形態の第4変形例に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図44に示すように、本変形例に係るノズルプレート3は、第6実施形態の第4変形例に係るノズルプレート3の干渉体16を省略した構造になっており、ノズル孔7の出口側開口部15がV字状干渉体16aによって部分的に塞がれている。そして、本変形例に係るノズルプレート3において、一対の直線状外縁部86,86とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られるコーナー部分22、及び一対の直線状外縁部86,86の交差部分に形作られるV字状のコーナー部分92は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。また、本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7を通過する燃料の一部がV字状干渉体16aの燃料衝突面18に衝突し、この燃料衝突面18に衝突した燃料の流動方向が急激に変えられ、この流動方向が急激に変えられた燃料の流れとノズル孔7内を直進する燃料の流れとが衝突し、ノズル孔7及びオリフィス8を通過する燃料の流れが乱流になる。したがって、本変形例に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
(第6実施形態の第12変形例)
図45は、第6実施形態の第12変形例に係るノズルプレート3を示す図であり、第6実施形態の第9変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、図45(a)がノズルプレート3の一部平面図であり、図45(b)が図45(a)のB40−B40線に沿って切断して示すノズルプレート3の断面図である。また、図45で示す本変形例に係るノズルプレート3は、第9変形例に係るノズルプレート3と共通する構成部分に第9変形例に係るノズルプレート3の構成部分と同一の符号を付し、第9変形例に係るノズルプレート3の説明と重複する説明を省略する。
図45に示す本変形例に係るノズルプレート3は、干渉体16’がノズル孔7の出口側開口部15の周囲に等間隔で3箇所形成されている。そして、本変形例に係るノズルプレート3は、3箇所の干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とでオリフィス8が形作られている。
また、本変形例に係るノズルプレート3において、3箇所の干渉体16’の直線状外縁部34とノズル孔7の円形状の出口側開口部15とで形作られる6箇所のコーナー部分22は、丸みのない鋭利な尖った形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部が空気との摩擦で微粒化し易い形状になっている。また、本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔7を通過する燃料の一部がV字状干渉体16aの燃料衝突面18に衝突し、この燃料衝突面18に衝突した燃料の流動方向が急激に変えられ、この流動方向が急激に変えられた燃料の流れとノズル孔7内を直進する燃料の流れとが衝突し、ノズル孔7及びオリフィス8を通過する燃料の流れが乱流になる。したがって、本変形例に係るノズルプレート3は、従来のノズルプレートと比較して、オリフィス8から噴射される燃料の微粒化の程度をより一層向上させることができる。
[第7実施形態]
図46乃至図47は、本発明の第7実施形態に係るノズルプレート3を示す図である。なお、図46(a)が本実施形態に係るノズルプレート3の正面図であり、図46(b)が図46(a)のB41−B41線に沿って切断して示すノズルプレート3の断面図であり、図46(c)が図46(a)のB42−B42線に沿って切断して示すノズルプレート3の断面図であり、図46(d)が本実施形態に係るノズルプレート3の背面図である。また、図47(a)が図46(a)のノズルプレート3の一部(中心部)拡大図であり、図47(b)がノズル孔7及びその近傍を拡大して示すノズルプレート3の部分的拡大図であり、図47(c)が図47(b)のB43−B43線に沿って切断して示す拡大断面図である。
これらの図に示すように、本実施形態に係るノズルプレート3において、ノズルプレート本体9は、バルブボディ5の先端側に嵌合される円筒状壁部10と、円筒状壁部10の一端側を塞ぐように形成された底壁部11と、を有している(図2参照)。また、底壁部11は、ノズル孔7が開口するノズル孔プレート部分64と、干渉体65が形成された干渉体プレート部分63と、を有している。干渉体プレート部分63は、底壁部11の中心(中心軸53と合致する位置)に先端が丸められた円錐状突起94が形成され、この円錐状突起94の周囲の底壁部11を円板状に座繰るようにして形成されている。また、ノズル孔プレート部分64は、干渉体プレート部分63のうちのノズル孔7の周辺を部分的に座繰ることによって形成されたような形状になっており、干渉体プレート部分63よりも薄肉に形成されている。また、底壁部11は、ノズル孔7が中心軸53の周りに等間隔で4箇所形成されており、ノズル孔7の一部がノズル孔プレート部分64の表裏を貫通するように(表裏に開口するように)形成されている。そして、各ノズル孔7は、図47(a)に示すように、ノズル孔7の中心7aが底壁部11の中心線95,96(中心軸53を通り且つX軸と平行な直線95、及び中心軸53を通り且つY軸と平行な直線96)上に位置するように形成されている。
また、図47(a)及び(b)に示すように、底壁部11の干渉体プレート部分63には、ノズル孔7の一部を塞ぐ干渉体65が1個のノズル孔7に対して3箇所形成されている。そして、これら3箇所の干渉体65は、ノズル孔の中心7aを通る中心線95(96)と直交する直線97に対して線対称の形状のオリフィス8を形作るようになっており、オリフィス8から噴射される噴霧の中心方向98がノズル孔7の中心軸7cに対して+Y方向側に斜めに傾き、且つ、オリフィス8から噴射される噴霧の中心方向98が直線97に沿うように形成されている。そして、4箇所のオリフィス8から噴射される噴霧の中心方向98は、底壁部11の中心軸53を中心とする反時計回り方向に揃っている。その結果、4箇所のオリフィス8から噴射される噴霧は、底壁部11の中心軸53を中心とする反時計回り方向の旋回流を生じさせる。
また、図47(b)で詳細に示すように、干渉体プレート部分63に形成された3箇所の干渉体65は、第1実施形態で示した干渉体16の一部の形状と同様であり、ノズル孔7を部分的に塞いでオリフィス8を形成している。そして、干渉体65の円弧状外縁部66とノズル孔7の出口側開口部15とで形作られるコーナー部分22は、丸みのない鋭利な形状になっており、オリフィス8を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状にすることができる。なお、本実施形態に係るノズルプレート3のオリフィス8は、図31(a)で示したオリフィス8と同様の形状になっている。また、図47を使用した本実施形態に係るノズルプレート3の説明は、図31(a)で示したノズルプレート3と同一の箇所に同一の符号を付し、図31(a)のノズルプレート3の説明と重複する説明を適宜省略する。
また、図47(b)において、干渉体プレート部分63に形成された3箇所の干渉体65は、第4実施形態に係る図31で示した干渉体65と同様の燃料衝突面68及び側面(傾斜面)67を有しており、第4実施形態で示した干渉体65の燃料衝突面68及び側面67によって得られる効果と同様の効果を得ることができる。
また、底壁部11は、同一形状の8枚の羽根100が中心軸53の周りに等間隔で且つ干渉体プレート部分63の径方向外方側に位置するように一体に形成されている。この羽根100は、平面視した形状が円弧形状であり、半径方向内方端から半径方向外方端まで一定の肉厚で形成されている。また、羽根100は、オリフィス8から噴射された噴霧を邪魔しないように、径方向内方端から斜めに切り上げられて、オリフィス8から噴射された燃料の噴霧状態に影響を及ぼさないようなスペースが十分に確保されるように、燃料衝突回避部101が形成されている。また、羽根100は、径方向内方端側の燃料衝突回避部101を除いた部分が同一の羽根高さに形成されている。そして、隣り合う一対の羽根100,100は、径方向外方から径方向内方へ向かうに従って間隔を狭め、羽根100間の羽根溝102が径方向外方から径方向内方に向かうに従って狭められている。
図46(a)において、底壁部11の中心軸53を基点として、+X軸方向へ延びる中心線95上に中心が位置するノズル孔7を第1ノズル孔7とし、この第1ノズル孔7に対して反時計回り方向に90°毎にずれて位置する各ノズル孔7を第2乃至第4ノズル孔7とする。また、図46(a)において、底壁部11の中心軸53が直交座標系のX−Y座標面の中心とすると、第1象限の+X軸寄りの位置に径方向内方端が位置する羽根溝102を第1羽根溝102とし、この第1羽根溝102に対して反時計回り方向に45°毎にずれて位置する各羽根溝102を第2乃至第8羽根溝102とする。このような図46(a)において、第1羽根溝102の中心線103は、第2ノズル孔7の中心を通るようになっている。また、第3羽根溝102の中心線103は、第3ノズル孔7の中心を通るようになっている。また、第5羽根溝102の中心線103は、第4ノズル孔7の中心を通るようになっている。また、第7羽根溝102の中心線103は、第1ノズル孔7の中心を通るようになっている。また、第2羽根溝102の中心線103は、第2ノズル孔7の近傍を通るようになっている。また、第4羽根溝102の中心線103は、第3ノズル孔7の近傍を通るようになっている。また、第6羽根溝102の中心線103は、第4ノズル孔7の近傍を通るようになっている。また、第8羽根溝102の中心線103は、第1ノズル孔7の近傍を通るようになっている。そして、これら第1乃至第8羽根溝102の中心線103は、底壁部11の中心軸53の周囲を通るように位置している。
以上のように構成されたノズルプレート3は、各オリフィス8から燃料が噴射されると、オリフィス8の出口側周辺部分の圧力が降下するため(大気圧よりも低下するため)、ノズルプレート3の周囲の空気が第1乃至第8羽根溝102の径方向外方端側から径方向内方端側へ向けて流動させられ(引き寄せられ)、第1乃至第8羽根溝102の径方向内方端からノズル孔7の中心7a又はノズル孔7の近傍に向けて空気が流出する。すなわち、第1乃至第8羽根溝102の径方向内方端から流出した空気の流れは、底壁部11の中心軸53の周りを所定距離(少なくとも、円錐状突起94の形状分)だけ離れて流動することになり、底壁部11の中心軸53を中心とする反時計回り方向の旋回流を生じさせる。また、噴霧中の微粒化された液滴(燃料の微粒子)は、運動量(反時計回り方向の速度成分)をもっており、周囲の空気及び周囲を旋回する空気を巻き込み、その巻き込んだ空気に運動量を与える。この運動量を得た空気は、螺旋状の流れとなって液滴(燃料の微粒子)を運搬する。そして、噴霧中の液滴(燃料の微粒子)は、この螺旋状の空気流によって運搬されることにより、周囲に散乱することが防止される。そのため、本実施形態に係るノズルプレート3は、吸気管2の壁面等に付着する燃料を少なくすることができ、燃料の利用効率を向上させることができる(図1参照)。
また、本実施形態に係るノズルプレート3は、8枚の羽根100が中心軸53の周りに等間隔で且つ干渉体プレート部分63の径方向外方側に位置するように底壁部11と一体に形成されているため、ノズルプレート3をバルブボディ5に組み付ける際に、工具等がノズル孔7及びその周辺に衝突するのを羽根100によって防止できると共に、底壁部11のノズル孔7及びその周辺箇所が損傷するのを羽根100によって防止できる。また、本実施形態に係るノズルプレート3は、ノズルプレート3がバルブボディ5に組み付けられた燃料噴射装置1をエンジンの吸気管2に組み付ける際に、エンジン部品等がノズル孔7及びその周辺に衝突するのを羽根100によって防止でき、底壁部11のノズル孔7及びその周辺箇所が損傷するのを羽根100によって防止することができる。
(第7実施形態の第1変形例)
図48は、本発明の第7実施形態に係るノズルプレート3の第1変形例を示す図である。なお、図48(a)は、ノズルプレート3の正面図であり、図46(a)に対応する図である。また、図48(b)は、ノズルプレート3の中央部を拡大して示す図であり、図47(a)に対応する図である。
本変形例に係るノズルプレート3は、各オリフィス8から噴射された噴霧の中心方向98が隣合う(燃料噴射方向に沿った前側に位置する)他のノズル孔7の中心7aに向かうように、各ノズル孔7毎に3箇所の干渉体65が形成されている。すなわち、本変形例に係るノズルプレート3は、第7実施形態に係るノズルプレート3のオリフィス8を(図46(a)参照)、ノズル孔7の中心7aを回転中心として反時計回り方向に45°回転させると共に、第7実施形態に係るノズルプレート3の4箇所のノズル孔7及びオリフィス8を(図46(a)参照)、底壁部11の中心軸53に対して径方向外方寄りにずらすことにより形成されている。
このように形成された本実施形態に係るノズルプレート3は、第7実施形態に係るノズルプレート3と比較し、隣り合うオリフィス8からの噴霧が大きく影響し合い、複数の羽根100によって旋回させられる空気が噴霧中の燃料の微粒子から旋回方向の運動量をより多く与えられ、より一層強い螺旋状の空気流が形成される。
(第7実施形態の第2変形例)
図49は、本発明の第7実施形態に係るノズルプレート3の第2変形例を示す図である。なお、図49(a)は、ノズルプレート3の正面図であり、図46(a)に対応する図である。また、図49(b)は、図49(a)のB44−B44線に沿って切断して示す図である。また、図49(c)は、ノズルプレートの背面図であり、図46(d)に対応する図である。
本変形例に係るノズルプレート3は、干渉体プレート部分63の表面が底壁部11の表面と同一面になるように形成されており、底壁部11を円板状に座繰るようにして干渉体プレート部分63が形成された第7実施形態に係るノズルプレート3と相違する。そして、本変形例に係るノズルプレート3は、ノズル孔プレート部分64の肉厚及び干渉体プレート部分63の肉厚を第7実施形態に係るノズルプレート3と同一寸法にするため、底壁部11の背面側に有底の丸穴104が座繰るように形成されている。この丸穴104の底面には、4個のノズル孔7が開口している。そして、丸穴104の側面104aが4個のノズル孔7を取り囲むように位置している。
また、本変形例に係るノズルプレート3において、底壁部11は、羽根100の径方向内方端よりも僅かに径方向外方側の位置から径方向外方端へ向けて斜めに削り落とされるように形成されることにより、中空円板状の傾斜面105が形作られている。そして、この中空円板状の傾斜面105の径方向外方端は、滑らかな曲面106で丸められている。その結果、本変形例に係るノズルプレート3は、第7実施形態に係るノズルプレート3と比較し、羽根溝102の周囲の空気を広範囲に且つ円滑に羽根溝102内に導入できる。しかも、本変形例に係るノズルプレート3は、上述のように、干渉体プレート部分63の表面が底壁部11の表面と同一面になるように形成されているため、底壁部11を円板状に座繰るようにして干渉体プレート部分63が形成された第7実施形態に係るノズルプレート3と比較し、羽根溝102の径方向内方端から干渉体プレート部分側に流入する空気が凹部の影響を受けにくく、羽根溝102の径方向内方端からオリフィス8側に向かう空気の速度が大きくなる。
以上のような構成の本変形例に係るノズルプレート3は、第7実施形態に係るノズルプレート3と比較して、羽根溝102の径方向内方端からオリフィス8側へ向かう空気の速度が大きいため、オリフィス8側へ向かう空気が噴霧中の燃料の微粒子から運動量を与えられると、より一層強い螺旋状の空気流が形成される。
(第7実施形態の第3変形例)
図50は、本発明の第7実施形態に係るノズルプレート3の第3変形例を示す図であり、上記第2変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、図50(a)が図49(b)に対応するノズルプレート3の断面図であり、図50(b)が図49(c)に対応するノズルプレート3の背面図である。
この図50に示す本変形例に係るノズルプレート3は、上記第2変形例に係るノズルプレート3の底壁部11の裏面側に形成された丸穴104をリング状の穴107に変更し、穴107内に溜まる燃料の量を丸穴104内に溜まる燃料の量よりも少なくしてある。
(第7実施形態の第4変形例)
図51は、本発明の第7実施形態に係るノズルプレート3の第4変形例を示す図であり、上記第2変形例に係るノズルプレート3の変形例を示す図である。なお、図51(a)が図49(b)に対応するノズルプレート3の断面図であり、図51(b)が図49(c)に対応するノズルプレート3の背面図である。
この図51に示す本変形例に係るノズルプレート3は、上記第2変形例に係るノズルプレート3の底壁部11の裏面側に形成された丸穴104を十字形状の穴108に変更し、穴108内に溜まる燃料の量を丸穴104内に溜まる燃料の量よりも少なくしてある。
[第8実施形態]
図52乃至図53は、本発明の第8実施形態に係るノズルプレート3を示す図である。なお、図52は、第7実施形態の第1変形例に係るノズルプレート3を更に変更した構造を示す図である。また、図53は、図52で示したノズルプレート3の中央部分を拡大して示す図である。
これらの図に示すように、ノズルプレート3は、底壁部11の中央(中心軸53に合致する位置)に、底壁部11を中心軸53に沿って貫通する中央ノズル孔110が形成されている。そして、この中央ノズル孔110は、外面側の出口側開口部111が干渉体112によって4箇所部分的に塞がれている。4箇所の干渉体112は、円弧状外縁部113が中央ノズル孔110の径方向内方側に張り出し、中央ノズル孔110の出口側開口部111を部分的に塞ぐことによって、中央オリフィス114を形作っている。また、隣り合う干渉体112,112の円弧状外縁部113,113は、中央ノズル孔110の出口側開口部111の開口縁上で接している。そして、一対の円弧状外縁部113,113の交差部には、コーナー部分115が形作られている。このコーナー部分115は、中央オリフィス114の開口縁に等間隔で4箇所形成されており、丸みの無い鋭利な尖った形状になっている。その結果、このコーナー部分115は、中央オリフィス114を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状にすることができる。また、各干渉体112は、中央ノズル孔110の中心軸53に直交する平面である燃料衝突面116と、円弧状外縁部113から斜めに切り上げられる側面(傾斜面)70とを有している。そして、隣合う干渉体112,112の側面117は、コーナー部分115で円弧状に滑らかに接続されている。
このような本実施形態に係るノズルプレート3は、燃料が底壁部11の4箇所のオリフィス8から噴射されて生じる噴霧に、燃料が底壁部11の中央の中央オリフィス114から噴射されて生じる噴霧が加わり、中央の噴霧に周囲の噴霧が引き寄せられると共に、複数の羽根100よって旋回させられる空気が噴霧中の燃料の微粒子から旋回方向の運動量をより多く与えられ、より一層強い螺旋状の空気流が形成される。
また、本実施形態に係るノズルプレート3は、第7実施形態に係るノズルプレート3にも適用でき、第7実施形態に係るノズルプレート3と同様の効果を得ることができる。また、中央オリフィス114は、本実施形態の形状に限定されず、上記他の実施形態のオリフィス形状を適用してもよい。
[その他の実施形態]
上記第7乃至第8実施形態に係るノズルプレート3は、ノズル孔7を4箇所形成すると共に、羽根100をノズル孔7の個数の2倍(8枚)だけ設ける態様を例示したが、これに限られず、ノズル孔7を複数(2個以上)形成し、羽根100をノズル孔7の個数の2倍だけ設けるようにしてもよい。また、上記第7乃至第8実施形態係るノズルプレート33は、ノズル孔7の個数の2倍だけ羽根溝102を形成するようになっているが、これに限られず、ノズル孔7と同数だけ羽根溝102を設けるようにしてもよい。また、上記第7乃至第8実施形態係るノズルプレート3は、ノズル孔7の個数の2倍だけ羽根溝102を形成するようになっているが、これに限られず、ノズル孔7の個数の任意の倍数だけ羽根溝102を設けるようにしてもよい。
また、上記第7乃至第8実施形態に係るノズルプレート3は、底壁部11の中心軸53の周りに反時計回り方向の旋回流が生じるように、オリフィス8及び羽根100の形状(右ねじれの形状)が決定されている。しかしながら、本発明は、これら第7乃至第8実施形態に係るノズルプレート3に限定されず、底壁部11の中心軸53の周りに時計回り方向の旋回流が生じるように、オリフィス8及び羽根100の形状(左ねじれの形状)を形成してもよい。
また、上記第7乃至第8実施形態に係るノズルプレート3は、羽根100の平面視した形状が円弧形状であるが、これに限られず、羽根100の平面視した形状が直線状でもよい。
また、上記第3乃至第8実施形態に係るノズルプレート3は、合成樹脂材料を射出成形することにより製造される場合に限られず、メタルインジェクションモールド法を使用して製造することができる。
1……燃料噴射装置、3……ノズルプレート(燃料噴射装置用ノズルプレート)、4……燃料噴射口、7……ノズル孔、8……オリフィス、15……出口側開口部、16,16’,16”,51,65,76……干渉体、16a……V字状干渉体(干渉体)、21,54,66,77……円形状外縁部(円弧状外縁部、外縁部)、22,22’,92……コーナー部分、33,33’……半円形状外縁部(円弧状外縁部、外縁部)、34,86……直線状外縁部(外縁部)

Claims (14)

  1. 燃料噴射装置の燃料噴射口に取り付けられて、前記燃料噴射口から噴射された燃料が通過するノズル孔を備えた燃料噴射装置用ノズルプレートにおいて、
    前記ノズル孔は、燃料の流出側の開口部である出口側開口部が干渉体で部分的に塞がれることにより、前記出口側開口部と前記干渉体とによって燃料の流れを絞るオリフィスが形作られており、
    前記干渉体は、前記オリフィスの開口縁の一部を形作る外縁部を有し、前記ノズル孔を通過する燃料の一部を衝突させることによって、前記ノズル孔を通過する燃料の一部を微粒化すると共に、前記ノズル孔を通過する燃料の一部の流れを急激に曲げて前記ノズル孔及び前記オリフィスを直進して通過しようとする燃料に衝突させ、前記オリフィスを通過した燃料が空気中で微粒化しやすくなるように燃料の流れを乱流にし、
    前記ノズル孔の前記出口側開口部と前記干渉体とで形作られる前記オリフィスの開口縁のコーナー部分は、丸みのない鋭利な形状になっており、前記オリフィスを通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化され易い鋭利な形状にする、
    ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレート。
  2. 燃料噴射装置の燃料噴射口に取り付けられて、前記燃料噴射口から噴射された燃料が通過するノズル孔を備えた燃料噴射装置用ノズルプレートにおいて、
    前記ノズル孔は、燃料の流出側の開口部である出口側開口部が干渉体で部分的に塞がれることにより、前記出口側開口部と前記干渉体とによって燃料の流れを絞るオリフィスが形作られており、
    前記干渉体は、前記オリフィスの開口縁の一部を形作る円弧状外縁部を有し、前記ノズル孔を通過する燃料の一部を衝突させることによって、前記ノズル孔を通過する燃料の一部を微粒化すると共に、前記ノズル孔を通過する燃料の一部の流れを急激に曲げて前記ノズル孔及び前記オリフィスを直進して通過しようとする燃料に衝突させ、前記オリフィスを通過した燃料が空気中で微粒化しやすくなるように燃料の流れを乱流にし、
    前記ノズル孔の前記出口側開口部と前記干渉体とで形作られる前記オリフィスの開口縁のコーナー部分は、丸みのない鋭利な形状になっており、前記オリフィスを通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化され易い鋭利な形状にする、
    ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレート。
  3. 前記コーナー部分は、前記干渉体の直線状外縁部と前記ノズル孔の円弧状の前記出口側開口部とで形作られる、ことを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
  4. 前記コーナー部分は、前記干渉体の円弧状外縁部と前記ノズル孔の前記出口側開口部とで形作られる、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
  5. 前記干渉体は、
    前記ノズル孔を通過する燃料の一部が衝突する燃料衝突面と、前記燃料衝突面に鋭角で交わる傾斜面と、を有し、
    前記オリフィスを通過した燃料に空気が巻き込まれやすくなるように、前記オリフィスを通過した燃料と前記傾斜面との間に空気層が生じるようになっている、
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
  6. 前記干渉体によって形作られる前記オリフィスの開口縁が円弧形状である、ことを特徴とする請求項1、2、4又は5に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
  7. 前記ノズル孔の前記出口側開口部の形状が円形状である、ことを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
  8. 前記ノズル孔の前記出口側開口部の形状が四角形状である、ことを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
  9. 前記ノズル孔の前記出口側開口部の形状が三角形状である、ことを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
  10. 前記ノズル孔の前記出口側開口部の形状が楕円形状である、ことを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
  11. 前記オリフィスの開口縁の形状が三日月形状であり、前記オリフィスの開口縁の両端にそれぞれ位置するコーナー部分が丸みのない鋭利な形状になっている、ことを特徴とする請求項7に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
  12. 前記燃料噴射口が形成された前記燃料噴射装置のバルブボディに嵌合される円筒状壁部と、前記円筒状壁部の一端側を塞ぐように形成された底壁部と、を有し、
    前記底壁部は、前記ノズル孔が開口するノズル孔プレート部分と、前記干渉体が形成された干渉体プレート部分と、を有し、
    前記ノズル孔プレート部分は、前記干渉体プレート部分が部分的に座繰りされたような形状に形成された、
    ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
  13. 前記燃料噴射口が形成された前記燃料噴射装置のバルブボディに嵌合される円筒状壁部と、前記円筒状壁部の一端側を塞ぐように形成された底壁部と、を有し、
    前記底壁部は、複数の前記ノズル孔が開口するノズル孔プレート部分と、前記干渉体が前記複数のノズル孔毎に形成された干渉体プレート部分と、を有し、
    前記ノズル孔プレート部分は、前記干渉体プレート部分が部分的に座繰りされたような形状に形成された、
    ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
  14. 前記底壁部は、前記ノズル孔プレート部分を取り囲む位置の外表面に、前記バルブボディの中心軸が延びる方向に沿って出っ張るノズルガード突起が形成され、
    前記ノズルガード突起は、前記ノズル孔プレート部分を取り囲むように前記底壁部に形成された環状体か又は前記ノズル孔プレート部分を取り囲むように前記底壁部に複数形成されたブロック体であり、先端が仮想平面に接触した際に、前記仮想平面と前記底壁部との間に隙間が生じるように形成され、且つ、前記ノズル孔から噴射された噴霧を妨げないように形成された、
    ことを特徴とする請求項12又は13に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
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