JP2018165504A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料噴射弁の噴射燃料微粒化能力を改善する。【解決手段】 可動弁が当接・離間する弁座面３６ｂと、噴孔３９ａが形成されている噴孔面３９ｂと、弁座面３６ｂと噴孔面３９ｂを接続する接続面３６ｃを備えており、その接続面３６ｃに噴孔３９ａに向かって延びる溝３６ｃ１を形成する。噴孔３９ａと溝３６ｃ１の組み合わせを、放射状に配置するのが好ましい。噴孔３９ａに向かう燃料流が高速化し、噴射燃料の微粒化能力が改善する。【選択図】図２

Description

本明細書では、噴射燃料の微粒化能力に優れた燃料噴射弁を開示する。

可動弁が当接・離間する弁座面と、噴孔が形成されている噴孔面を備えている燃料噴射弁が知られている。この種の燃料噴射弁では、離間した可動弁と弁座面との間を通過した燃料が噴孔面に至り、噴孔面に沿って流れた燃料が急激に流れ方向を変えて噴孔を通過する。その際に、空気とまじりあって噴射燃料が微粒化される。

噴孔面に沿って流れる燃料が噴孔に向けて全方位から一様に流れる場合と、噴孔に向けて一定方向から流れる場合を比較すると、同一の燃料噴射量であれば、前者より後者の方が噴孔面に沿って流れる燃料速度が速い。噴孔に向けて一定方向から流れるようにすることによって噴射燃料の微粒化が促進される。

特許文献１に、燃料噴射弁の内面に噴孔に向かって延びる溝を形成する技術が開示されている。この技術によると、溝を通過する燃料流は溝を通過しない燃料流に比して高速化され、溝を通過した燃料が優越的に噴孔に達することが期待される。すなわち、噴孔に向けて一定方向から流れる燃料が優越的に噴孔を通過し、噴射燃料の微粒化が促進されると期待される。

特開２００７−２１１７３５号公報

上記の技術によって噴射燃料の微粒化が促進されるものの、更なる改善が必要とされている。本明細書では、噴射燃料の微粒化能力がさらに改善された燃料噴射弁を開示する。

本明細書で開示する燃料噴射弁は、可動弁が当接・離間する弁座面と、噴孔が形成されている噴孔面と、弁座面と噴孔面を接続する接続面を備えており、その接続面に噴孔に向かって延びる溝が形成されている。

上記の燃料噴射弁では、弁座面よりも下流側の領域、即ち、噴孔面の直前の領域に溝が形成されている。特許文献１の場合、弁座面よりも上流側の領域に溝が形成されており、溝を通過した高速燃料が優越的に噴孔を通過する関係がぼやけてしまうのに対し、上記の燃料噴射弁では、噴孔面の直前の領域に溝が形成されているために、溝を通過した高速燃料が優越的に噴孔を通過する関係が明瞭となる。従って、噴射燃料の微粒化能力が改善される。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は、後記する「発明を実施するための形態」と「実施例」で説明する。

実施例１の燃料噴射弁の断面図である。 図１の燃料噴射弁の要部を半割した状態で示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。 実施例２の燃料噴射弁の図２に対応する図である。 実施例３の燃料噴射弁の図２に対応する図である。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（特徴１）溝付き接続面をノズルボディで形成する。
（特徴２）溝付き接続面をノズルボディと噴孔板で形成する。
（特徴３）溝付き接続面を噴孔板で形成する。

（実施例１）
実施例１の燃料噴射弁１０について説明する。図１に示すように、燃料噴射弁１０は、本体１３とコイル２２と可動弁２６とボディ３４とノズルボディ３６と噴孔板３９等を備えている。本体１３は、筒状の部材であって、軸方向に貫通する貫通孔１３ａが形成されている。本体１３の上流端（図１の右端）には燃料配管（図示省略）が接続される。燃料配管を流れた燃料は、本体１３の貫通孔１３ａ内に流入し、貫通孔１３ａ内を燃料が流れる。本体１３の上流端には、フィルタ１４が取り付けられている。フィルタ１４は、燃料配管から貫通孔１３ａ内に流入した燃料から異物を除去する。

本体１３の貫通孔１３ａの中間部には、アジャスタ２０が圧入されている。アジャスタ２０は、スプリング２４の上流端を支持している。スプリング２４の下流側には、可動弁２６が配置されている。スプリング２４は、可動弁２６をノズルボディ３６の方向（図１の左方向）に付勢している。

可動弁２６は、可動鉄心部２６ａと、結合管２６ｃと、弁子２６ｅとを備えている。可動弁２６は、ボディ３４の貫通孔３４ａ内に収容され、ボディ３４に対して摺動可能に支持されている。可動鉄心部２６ａの上流側であって本体１３の下流端の外周には、コイル２２が配されている。また、可動弁２６の内部には、上流から下流に向って伸びる燃料流路２６ｂが形成されている。

可動弁２６の中間に設けられる結合管２６ｃは、その上端部が可動鉄心部２６ａと溶接され、下端部が弁子２６ｅと溶接されている。結合管２６ｃには、その側壁に燃料が通過するための側壁孔２６ｄが複数形成されている。

可動弁２６の先端に設けられる球状の弁子２６ｅは、結合管２６ｃに溶接等により一体化されている。弁子２６ｅは、ノズルボディ３６の下流側（図１の左端）に当接して燃料噴射弁１０を閉じるように配置される。

ボディ３４は、筒状の部材であり、軸方向に貫通する貫通孔３４ａが形成されている。ボディ３４の上流端（図１の右端）と本体１３の間にコイル２２が配置されている。ボディ３４の貫通孔３４ａ内には可動弁２６が摺動可能に収容されている。ボディ３４の貫通孔３４ａの下流端（図１の左端）にはノズルボディ３６が固定されている。また、ノズルボディ３６の下流端には、噴孔板３９が固定されている。

本体１３、コイル２２及びボディ３４の外側には、本体支持部１８が成形されている。本体支持部１８の外周面には、外部電源（図示省略）に接続するコネクタ１７が形成されている。コネクタ１７は、外部電源から入力した電力をコイル２２に供給する。

次に、ノズルボディ３６及び噴孔板３９の構成について詳細に説明する。図２に示すように、ノズルボディ３６の内側には、円柱側面３６ａと、弁座面３６ｂと、接続面３６ｃを有する。また、噴孔板３９は、４つの噴孔３９ａを有する。

円柱側面３６ａは、ノズルボディ３６の上流側に形成されている円筒部の内面に形成されている。円柱側面３６ａに、後述する４本の溝３６ｃ１に対応する４本の導入溝３６ａ１が形成されている。本実施例では、弁座面３６ｂは円錐台形状をしており、その円錐台面に弁子２６ｅが当接・離間する。

接続面３６ｃは、弁座面３６ｂと噴孔板３９の間に形成される。ノズルボディ３６は、接続面３６ｃを介して、噴孔板３９と接している。また、接続面３６ｃには、噴孔３９ａに向かって延びる溝３６ｃ１が形成される。噴孔３９ａが４個存在するのに合わせて、溝３６ｃ１も４本形成されている。各溝３６ｃ１は、各溝の長手方向に延びる中心線の延長上に噴孔３９ａが位置する関係となっている。また、溝３６ｃ１は、噴孔板３９の上面（噴孔面３９ｂ）に向かって傾斜している。さらに、溝３６ｃ１の上流端と円周方向における同一位置に、導入溝３６ａ１が位置している。

次に、燃料噴射弁１０の動作について説明する。燃料噴射弁１０の本体１３には、図示しない燃料配管から燃料が流入する。本体１３の貫通孔１３ａに流入した燃料は、アジャスタ２０を通過して可動弁２６の燃料流路２６ｂに至る。燃料流路２６ｂ内の燃料は、側壁孔２６ｄを通過し、可動弁２６とノズルボディ３６（具体的には、円柱側面３６ａ及び弁座面３６ｂ）によって囲まれる空間に流入する。可動弁２６が閉位置にある状態では、ノズルボディ３６は、弁子２６ｅによって封止されている。すなわち、可動弁２６がスプリング２４によって付勢されて、弁子２６ｅとノズルボディ３６の弁座面３６ｂが当接する。これによって、ノズルボディ３６の先端まで供給された燃料は、ノズルボディ３６内に留まった状態となる。

可動弁２６が閉位置にある状態で、外部電源からコネクタ１７を介してコイル２２に電力を供給すると、コイル２２から磁束が発生し、可動弁２６が本体１３側に吸引される。可動弁２６が本体１３側に移動すると、弁子２６ｅが弁座面３６ｂから離間する。弁子２６ｅが弁座面３６ｂから離間すると、ノズルボディ３６内に留まっていた燃料は、弁子２６ｅと弁座面３６ｂの間に形成された間隔を通過し、接続面３６ｃの溝３６ｃ１を通過し、噴孔面３９ｂに沿って流れ、噴孔３９ａより噴射される。外部電源からの電力が停止されると、可動弁２６は、スプリング２４の付勢力により、開位置から閉位置に移動する。

（本実施例の効果）
本実施例では、燃料噴射弁１０に流入した燃料は、接続面３６ｃに形成された溝３６ｃ１を通過して、噴孔３９ａに流入する。これにより、噴孔３９ａの近くの燃料流は、一方向に流れるように整流されるため、流速が向上した燃料が優越的に噴孔３９ａを通過する。従って、燃料の微粒化能力を改善することができる。

また、導入溝３６ａ１が、溝３６ｃ１の上流端に向かうように形成されている。これにより、燃料は、導入溝３６ａ１によって整流された後に溝３６ｃ１に流入するため、燃料が効率的に溝３６ｃ１を通過する。従って、燃料の微粒化能力をさらに改善し得る。

図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。図３に示すように、噴孔３９ａは、上流側（噴孔板３９の上面、即ち噴孔面３９ｂ）から下流側（噴孔板３９の下面）に向かって、噴孔板３９の中心ｃから離れる側に傾斜している。また、上述のように、燃料は溝３６ｃ１を通過してから中心ｃに向かって流れ、その途中で噴孔３９ａに流入する。そのため、燃料は、噴孔３９ａを通過する際に、中心ｃに向かう方向から中心ｃから離れる方向に大きく方向を変える。このとき、噴孔３９ａを通過する燃料と噴孔３９ａの側壁の間に剥離が生じ、よりよく空気と混じりあう。これによっても、燃料の微粒化能力を改善し得る。

（実施例２）
続いて、図４を参照して、実施例２を説明する。図４は、実施例２のノズルボディ１３６を半割した状態の斜視図である。実施例２の燃料噴射弁は、実施例１の燃料噴射弁１０とほぼ同様の構造を有するため、実施例１と異なる部分のみ説明する。図４に示すように、ノズルボディ１３６の接続面１３６ｃは、４つの噴孔１３９ａに対応する４本の溝１３６ｃ１を有する。溝１３６ｃ１は、噴孔板１３９の噴孔１３９ａの円周部分に当接するまで延びている。

（実施例２の効果）
実施例２でも、実施例１と同様に、溝１３６ｃ１によって整流された燃料が噴孔１３９ａに優越的に到達するため、燃料の微粒化能力を改善することができる。さらに、実施例２では、溝１３６ｃ１が噴孔１３９ａに接するため、より効果的に一方向から噴孔１３９ａに燃料を流入させ得る。

（実施例３）
続いて、図５を参照して、実施例３について説明する。図５は、実施例３のノズルボディ２３６を半割して斜視した図である。実施例３の燃料噴射弁もまた、実施例１の燃料噴射弁１０とほぼ同様の構造を有するため、異なる構造を有する部分のみ説明する。

噴孔板２３９は、１２個の噴孔２３９ａを有する。ノズルボディ２３６の接続面２３６ｃは、実施例１の溝３６ｃ１と比較して幅広な２本の溝２３６ｃ１を有する。また、ノズルボディ２３６の円柱側面２３６ａに設けられた２本の導入溝２３６ａ１もまた、溝２３６ｃ１に対応して、幅広となっている。

（実施例３の効果）
本実施例でも、流入した燃料が、溝２３６ｃ１を通過することで整流されるため、燃料の微粒化能力を改善することができる。また、溝２３６ｃ１を幅広くすることで、溝２３６ｃ１の長手方向に延びる中心線の延長上に全ての噴孔２３９ａが位置していなくても、燃料の微粒化能力が改善する。

以上、本発明の一実施例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

（変形例１）溝３６ｃ１の底面を噴孔板３９で形成することができる。その場合は、ノズルボディ３６において、溝３６ｃ１とする部分を切り欠く。切り欠いた部分の底を噴孔板３９で塞ぐことによって溝を形成してもよい。この場合、溝付きの接続面がノズルボディ３６と噴孔板３９で形成される。

（変形例２）溝３６ｃ１付きの接続面３６ｃを噴孔板３９によって形成してもよい。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：燃料噴射弁、１３：本体、１３ａ：貫通孔、１４：フィルタ、１７：コネクタ、１８：本体支持部、２０：アジャスタ、２２：コイル、２４：スプリング、２６：可動弁、２６ａ：可動鉄心部、２６ｂ：燃料流路、２６ｃ：結合管、２６ｄ：側壁孔、２６ｅ：弁子、３４：ボディ、３４ａ：貫通孔、３６、１３６、２３６：ノズルボディ、３６ａ、１３６ａ、２３６ａ：円柱側面、３６ｂ、１３６ｂ、２３６ｂ：弁座面、３６ｃ、１３６ｃ、２３６ｃ：接続面、３６ａ１、１３６ａ１、２３６ａ１：導入溝、３６ｃ１、１３６ｃ１、２３６ｃ１：溝、３９、１３９、２３９：噴孔板、３９ａ、１３９ａ、２３９ａ：噴孔、３９ｂ、１３９ｂ、２３９ｂ：噴孔面

Claims (6)

1. 可動弁が当接・離間する弁座面と、
   噴孔が形成されている噴孔面と、
   前記弁座面と前記噴孔面を接続する接続面を備えており、
   前記接続面に、前記噴孔に向かって延びる溝が形成されている燃料噴射弁。
2. 前記噴孔面に複数個の前記噴孔が形成されており、
   前記接続面に複数本の溝が形成されており、
   各溝の長手方向に延びる中心線の延長上に前記噴孔が位置している請求項１の燃料噴射弁。
3. 各溝が、前記噴孔に当接する位置まで延びている請求項２の燃料噴射弁。
4. 前記噴孔と前記溝の組み合わせが、前記噴孔面の中心から放射状に分布している請求項２または３の燃料噴射弁。
5. 前記噴孔が、上流から下流に向かって、前記噴孔面の中心から離れる側に傾斜している請求項１〜４のいずれかの一項に記載の燃料噴射弁。
6. 前記弁座面の上流側に円柱側面が存在し、
   その円柱側面に、前記溝の上流端部に向かう導入溝が形成されている請求項１〜５のいずれかの一項に記載の燃料噴射弁。
   

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