JP2019124226A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】噴孔出口近傍に残留した燃料が炭化してデポジットとして付着することによる、噴霧形状および噴射流量の変化や、排気中の粒子状物質の増大を防止する。【解決手段】変位可能な弁体と、前記弁体と当接して燃料をシートする弁座面と、前記弁座面と前記弁体とが当接する位置よりも弁体先端側に複数の噴孔が形成された燃料噴射弁において、前記複数の噴孔のうち、中心軸線に対して第１の噴孔軸角度で傾斜する第１の噴孔の下流側に設けられた座グリによって形成される開口面積に対して、中心軸線に対して前記第１の噴孔軸角度よりも大きい第２の噴孔軸角度で傾斜する第２の噴孔の下流側に設けられた座グリによって形成される開口面積が小さいことを特徴とする燃料噴射弁。【選択図】 図２

Description

本発明は、ガソリンエンジン等の内燃機関に用いられる燃料噴射弁であって、弁が弁座と当接することで燃料の漏洩を防止し、弁が弁座から離れることによって噴射を行なう、燃料噴射弁に関する。

自動車エンジン用燃料噴射装置では、燃料噴射中もしくは噴射後に、噴孔出口近傍に残留した燃料が炭化してデポジットとして付着する問題がある。このデポジットは、噴射装置の使用時間と伴に噴孔の出口の一部を塞ぐまで成長し、噴霧形状や噴射流量の変化を引き起こす要因となる。また、このデポジットが不完全燃焼を引き起こし、排気中の粒子状物質の増大の要因ともなる。そこで、燃料噴射中もしくは噴射後に、噴孔出口近傍に残留する燃料を低減する必要がある。

これに対して、例えば特許文献１においては、板状の噴孔部材において、中心軸線に垂直な方向のうち特定の方向からみた場合の中心軸線からの距離が近いほど、噴孔テーパ角度を大きくする構造が開示されている。

特開２００５−１０６００６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている構造では、残留燃料量が多い噴孔でもテーパ角度が小さくなり、噴孔の開口面積が小さくなるため、残留燃料が弁座表面に付着し、デポジットが形成してしまうという問題がある。
そこで本発明の目的は、上記特許文献に記載の構造によるデポジットの形成という問題を解消し、デポジットを防止することとする。

本発明では、上記目的を達成するために、以下の様な手段を用いることとした。
請求項１に記載の発明によると、変位可能な弁体と、前記弁体と当接して燃料をシートする弁座面と、前記弁座面と前記弁体とが当接する位置よりも弁体先端側に複数の噴孔が形成された燃料噴射弁において、
前記複数の噴孔のうち、中心軸線に対して第１の噴孔軸角度で傾斜する第１の噴孔の下流側開口面積に対して、中心軸線に対して前記第１の噴孔軸角度よりも大きい第２の噴孔軸角度で傾斜する第２の噴孔の下流側開口面積が小さく形成されることを特徴とする燃料噴射弁が提供される。

また、請求項２に記載の発明によると、変位可能な弁体と、前記弁体と当接して燃料をシートする弁座面を備えた燃料噴射弁において、
前記弁座面と前記弁体とが当接する位置よりも弁体先端側において中心軸線に対して第１の噴孔軸角度で傾斜する第１の噴孔群と中心軸線に対して前記第１の噴孔軸角度よりも大きい第２の噴孔軸角度で傾斜する第２の噴孔群とが形成され、
前記第１の噴孔群の何れかの噴孔の下流側開口面積に対して、前記第２の噴孔群の何れかの噴孔の下流側開口面積が小さく形成されることを特徴とする燃料噴射弁が提供される。

請求項３に記載の発明によると、請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記複数の噴孔は中心軸線に対する噴孔軸角度が大きいほど、前記下流側開口面積が小さく形成されることを特徴とした。

請求項４に記載の発明によると、請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記第１の噴孔及び前記第２の噴孔のうち少なくとも一方は下流側に座グリが形成されており、前記下流側開口面積は前記座グリにより形成されることを特徴とした。

請求項５に記載の発明によると、請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記第１の噴孔の下流側に座グリが形成されており、前記下流側開口面積は前記座グリにより形成されることを特徴とした。

請求項６に記載の発明によると、請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記第１の噴孔及び前記第２の噴孔のうち少なくとも一方は下流に向けて末広がりのテーパ状に形成されており、前記下流側開口面積は前記テーパ状の下流側端部により形成されることを特徴とした。

請求項７に記載の発明によると、請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記第１の噴孔及び前記第２の噴孔のうち少なくとも一方の下流側には、下流に向けて末広がりのテーパ状の座グリが形成されており、前記下流側開口面積は前記座グリにより形成されることを特徴とした。

請求項８に記載の発明によると、請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記第１の噴孔及び前記第２の噴孔は下流に向けて末広がりのテーパ状に形成されており、前記下流側開口面積は前記テーパ状の下流側端部により形成され、前記第１の噴孔と燃料との接触角がθ_１１、前記第２の噴孔と燃料との接触角がθ_２２であるときに、前記第１の噴孔のテーパ開き角度φ_１および前記第２の噴孔の開き角度φ_２は、φ_１ ＞ １８０−２θ_１１およびφ_２ ＜ １８０−２θ_２２からなる関係を満たすことを特徴とした。

請求項９に記載の発明によると、請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記第１の噴孔及び前記第２の噴孔の下流には、下流に向けて末広がりのテーパ状の座グリが形成されており、前記下流側開口面積は前記テーパ状の下流側端部により形成され、前記第１の噴孔と燃料との接触角がθ_１１、前記第２の噴孔と燃料との接触角がθ_２２であるときに、前記第１の噴孔のテーパ開き角度φ_１および前記第２の噴孔の開き角度φ_２は、φ_１ ＞ １８０−２θ_１１およびφ_２ ＜ １８０−２θ_２２からなる関係を満たすことを特徴とした。

請求項１０に記載の発明によると、請求項２に記載の燃料噴射弁において、
前記第１の噴孔群の全ての噴孔の下流側開口面積に対して、前記第２の噴孔群の全ての噴孔の下流側開口面積が小さく形成されることを特徴とした。

本発明によれば、噴孔内および噴孔出口の近傍に発生するデポジットを防止して、噴霧形状や噴射流量の経時変化が無く、粒子状物質の排出が少ない燃料噴射装置を実現することで、排気性能や燃費性能を高めた内燃機関を実現することが可能となる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る燃料噴射弁の実施例を示す断面図である。 本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁において、弁体先端の近傍を拡大した断面図である。 本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁において、燃料が噴射された直後における弁体先端の近傍を拡大した断面図である。 本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁において、噴霧終了時における弁体先端の近傍を拡大した断面図である。 従来の燃料噴射弁における、噴霧終了時の噴孔の周辺を模式的に示した図である。 従来の燃料噴射弁における、弁座表面に液膜が付着した時の噴孔の周辺を模式的に示した図である。 従来の燃料噴射弁における、座グリ部に液膜が付着した時の噴孔の周辺を模式的に示した図である。 本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁において、座グリ部にメニスカスが形成された時の噴孔の周辺を模式的に示した図である。 本発明の第２実施例に係る燃料噴射弁において、弁体先端の近傍を拡大した断面図である。 本発明の第２実施例に係る燃料噴射弁において、噴霧終了後、残留燃料が座グリ部に移動した際の断面図である。 本発明の第３実施例に係る燃料噴射弁において、弁体先端の近傍を拡大した断面図である。 本発明の第４実施例に係る燃料噴射弁において、弁体先端の近傍を拡大した断面図である。 本発明の第５実施例に係る燃料噴射弁おいて、噴霧終了時における弁体先端の近傍を拡大した断面図である。 本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁において、座グリ部を第１の噴孔のみに形成した場合の弁体先端の近傍を拡大した断面図である。 本発明の第２実施例に係る燃料噴射弁において、座グリ部の形状を変更した場合の弁体先端の近傍を拡大した断面図である。 座グリ部の内部における残留燃料の界面付近を示す模式図である。

以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。

まず、図１および図２を用いて、本発明の第１の実施例の構造を説明する。

図１は、本発明に係る燃料噴射装置の例として、電磁式燃料噴射装置の例を示す断面図である。図１を用いて噴射装置の基本的な動作を説明する。図１において、燃料は燃料供給口１１２から供給され、燃料噴射弁の内部に供給される。図１に示す電磁式燃料噴射弁１００は、通常時閉型の電磁駆動式であって、コイル１０８に通電がないときには、弁体１０１がスプリング１１０によって付勢され、ノズル体１０４に溶接などで接合されたシート部材１０２に押し付けられ、燃料がシールされるようになっている。このとき、筒内噴射用燃料噴射弁では、供給される燃料圧力がおよそ１ＭＰａから５０ＭＰａの範囲である。

図２は弁体の先端を拡大した断面図である。燃料噴射弁が閉弁状態にあるときには、弁体１０１はノズル体１０４に溶接などで接合されたシート部材１０２に設けられた円錐面からなる弁座面２０３と当接することによって燃料のシールを保つようになっている。このとき、弁体１０１側の接触部は曲面２０２によって形成されており、弁座面２０３と曲面２０２の接触はほぼ線接触の状態になっている。図１に示したコイル１０８に通電されると、電磁弁の磁気回路を構成するコア１０７、ヨーク１０９、アンカー１０６に磁束密度を生じて、空隙のあるコア１０７とアンカー１０６の間に磁気吸引力を生じる。磁気吸引力が、スプリング１１０の付勢力と前述の燃料圧力による力よりも大きくなると、弁体１０１はガイド部材１０３、弁体ガイド１０５にガイドされながらアンカー１０６によってコア１０７側に吸引され、開弁状態となる。

開弁状態となると、弁座面２０３と弁体の曲面部２０２との間に隙間を生じ、燃料の噴射が開始される。燃料の噴射が開始されると、燃料圧力として与えられたエネルギは運動エネルギに変換されて、燃料は噴孔３０１に至り空気中に噴射される。

噴孔３０１の中心軸８０１は、弁体１０１の中心軸２０４に対して、傾き角を有して形成されている。ここで、噴孔軸８０１は噴孔上流開口面３０２の中心と噴孔下流開口面３０３の中心とを結ぶ直線で形成される。なお、本実施例の噴孔３０１には座グリ部４０１が形成されており、噴孔軸８０１を結ぶ直線として、噴孔下流開口面３０３の中心ではなくてザグリ部４０１の開口部９０１の中心を用いても良い。また、弁体１０１の中心軸２０４と、噴孔３０１の中心軸８０１がなす傾き角を、噴孔軸角度θと定義する。噴孔軸角度θによって、噴霧形状が決定されるため、要求される噴霧形状に応じて、それぞれの噴孔の噴孔軸角度θが決定される。燃料噴射装置の取り付け位置や、ピストンの位置などが考慮され、噴霧はある一定の方向に向けて噴射される。したがって、通常、噴孔軸角度θはすべての噴孔で同じではなく、複数の角度をもって形成される。本実施例においては、第１の噴孔３０１ａと、第２の噴孔３０１ｂは、それぞれ異なる噴孔軸角度θ_１、θ_２を有している。ここで、θ_１＜θ_２であり、噴霧は中心軸２０４に対して第２の噴孔３０１ｂ側に噴射される。また、第１の噴孔３０１ａと、第２の噴孔３０１ｂは、それぞれ噴射方向下流側に座グリ部４０１ａおよび４０１ｂを有している。燃料は、噴孔３０１および座グリ部４０１を通過した後、空気中に噴射される。また、座グリ部４０１ａおよび４０１ｂは、弁座表面１２１上に、それぞれ開口部９０１ａおよび９０１ｂを有している。本実施例においては、開口部９０１ａの面積をＳ１、開口部９０１ｂの面積をＳ２としたときに、Ｓ１＞Ｓ２となるように開口部が形成されている。

図５および図６を用いて、従来例において燃料５００がデポジットになる過程を説明する。図５は、噴霧終了時の従来の燃料噴射装置の噴孔３０１の周辺を模式的に示した図である。図５に示したように、噴射が終了した時点において、噴孔３０１内、座グリ部４０１内、および空気中には、残留燃料５０２が存在する。残留燃料５０２は、慣性力によって噴射方向に飛び出そうとする力と、表面張力によって噴孔３０１方向に戻ろうとする力が働いている。ここで、閉弁によって残留燃料５０２の速度が小さくなり、噴孔３０１方向に戻ろうとする力の方が大きくなったとき、残留燃料５０２は噴孔３０１方向に引っ張られる。図６は、従来例において、残留燃料５０２が噴孔３０１方向に引っ張られた結果、弁座表面１２１上に液膜５０３として付着した状態の模式図である。座グリ部４０１内部には、残留燃料５０２の界面５０１が形成されている。液膜５０３は、時間経過によって乾燥、変質し、弁座表面１２１上にデポジットが形成される。

次に、図３および図４を用いて、本実施例においてデポジットが低減するメカニズムを説明する。図３は、図２に示した燃料噴射装置において、燃料５００が噴射された直後における断面図である。弁体１０１は弁座面２０３とほぼ接触した状態になっている。図３に示した実施例においても、噴孔３０１ａおよび噴孔３０１ｂの内部および下流には、残留燃料５０２ａおよび５０２ｂが存在する。本発明者らが鋭意検討した結果、残留燃料５０２の量は、噴孔軸角度θと関連があり、噴孔軸角度θが大きいほど、残留燃料５０２の量が少なくなる傾向があるということを見出した。このような傾向になる主なメカニズムとしては、以下の２つが挙げられる。１つは、噴孔軸角度θが大きい場合は、流路抵抗が大きくなるため、噴孔３０１に流れ込む燃料流量が少なくなり、残留燃料５０２の量が少なくなりやすいためである。もう１つは、噴孔軸角度θが大きい場合、噴孔３０１の入口部分での流れ込み角度が大きいため、燃料が噴孔３０１内部で剥離しやすい。したがって、実効的な噴孔面積が小さくなっており、速度の速い燃料が流入するため、閉弁時に慣性力によって空気中に流れ出す量が多くなり、結果として残留燃料５０２の量が少なくなりやすいためである。したがって、図３に示したように、噴孔軸角度θが大きい噴孔３０１ｂの残留燃料５０２ｂの量は、噴孔軸角度θが小さい噴孔３０１ａの残留燃料５０２ａの量よりも少なくなる。図４は、本実施例における、噴霧終了時の断面図である。本発明においては、噴孔軸角度θが小さい噴孔３０１ａにおける座グリ部４０１ａの面積が大きいため、残留燃料５０２の量が多くても、弁座表面１２１にはみ出すことなく、座グリ部４０１ａ内で受け止めることができる。したがって、図６で示したような弁座表面１２１上の液膜５０３の量が少なくなり、デポジットの生成が抑制できる。ここで、座グリ部４０１は、残留燃料５０２の量に応じて、適切な大きさに設計される必要がある。例えば、残留燃料５０２の量に対して座グリ部４０１が大きすぎる場合、図７に示すように、座グリ部４０１内部で界面５０１がメニスカスを形成せず、液膜５０３が座グリ部４０１の内部に残り、デポジットが形成されやすくなる。液膜５０３が噴孔３０１のエッジ部のごく近傍に残留した場合には、次回の噴射とともに押し流され、クリーニングされるが、図７のように噴孔３０１と離れて残留した場合、クリーニングされにくい。さらに、座グリ部４０１が大きすぎる場合、座グリ部４０１内に保持される残留燃料５０２の量が多いため、不必要に多くのデポジットが座グリ部４０１内に形成される。一方、座グリ部４０１が、残留燃料５０２の量に対して小さすぎる場合、図６で示したように、残留燃料５０２が弁座表面１２１にはみ出してしまい、弁座表面１２１にデポジットが形成されてしまう。

また、図４に示した例においては、残留燃料５０２ａは、座グリ部４０１ａ内部で界面５０１ａを形成し、残留燃料５０２ｂは、座グリ部４０１ｂ内部で界面５０１ｂを形成している。このとき、噴孔３０１ａと噴孔３０１ｂは燃料噴射装置内部で連通しているため、毛細管効果によって、噴孔３０１ａから噴孔３０１ｂに残留燃料５０２が移動する。すなわち、界面５０１ａは弁体方向へ後退し、界面５０１ｂは噴射方向に前進する。結果として、座グリ部４０１ａ内部の残留燃料５０２ａの量は減少し、座グリ部４０１ｂ内部の残留燃料５０２ｂの量は増加する。

ここで、毛細管効果によって、燃料が移動する原理は、概ね以下のとおりである。一般的に、２種類の流体の界面においては、圧力差ΔＰが生じる。この圧力差は、ラプラス圧と言われ、数１によって表わされる。ここで、γは表面張力であり、Ｒ、Ｒ’は界面の主曲率半径である。本実施例の場合は、界面は残留燃料５０２と空気とで形成される。残留燃料５０２が座グリ部４０１と濡れ易い場合、図１６に示すように座グリ部４０１の内部で凹面のメニスカスを形成する。

図１６は、座グリ部４０１の内部における残留燃料５０２の界面付近における模式図である。ただし、図１６においては、主曲率半径Ｒ’は省略して表示している。この場合、残留燃料５０２において、ラプラス圧だけの減圧が生じる。減圧量は、数１により、界面の主曲率半径Ｒが小さいほど大きい。

図４に示した実施例の場合、大きな座グリ部４０１ａに形成された界面５０１ａよりも、小さな座グリ部４０１ｂに形成された界面５０１ｂの方が主曲率半径Ｒが小さいため、減圧量が大きい。したがって、界面５０１ａ付近と界面５０１ｂ付近を比較すると、界面５０１ｂ付近の方が圧力が低くなる。このため、この差圧を駆動力として、残留燃料５０２は座グリ部４０１ａから座グリ部４０１ｂに移動する。移動に伴い、残留燃料５０２ａは減少し、残留燃料５０２ｂは増加する。このような移動が生じると、以下の２つの理由から、形成されるデポジットの量は少なくなる。１つ目の理由は、座グリ部４０１ｂの方が開口面積が小さく、残留燃料５０２が噴孔３０１の近くに存在するため、１度目の噴射によって燃料が残留しても、２度目の噴射時に噴射される燃料とともに残留燃料５０２が噴射され、クリーニングされやすくなるためである。もう１つの理由は、座グリ部４０１ｂの方が開口面積が小さいため、噴孔外に保持される残留燃料５０２の量が少なく、デポジットの量が少なくなるためである。

以上のように、本発明による実施例においては、まず、残留燃料５０２の量に応じた大きさの開口部９０１を有する座グリ部４０１を形成することで、座グリ部４０１で残留燃料５０２を受け止めている。さらに、毛細管効果によって大きな座グリ部４０１ａから小さな座グリ部４０１ｂに残留燃料５０２を移動させている。その結果、上記で説明した理由から、デポジットの生成量を減らすことが可能となる。

なお、本実施例においては、界面５０１ｂは座グリ部４０１ｂ内部に形成されるとしたが、残留燃料５０２ｂの量が少ない場合、噴孔３０１ｂ内部に形成されてもよい。この場合に、デポジットが低減されるメカニズムは、界面５０１ｂが座グリ部４０１ｂ内部に形成された場合と同様である。

また、本実施例においては、第１の噴孔と第２の噴孔のみを示したが、これ以外にも噴孔が形成されていてもよい。また、その噴孔軸角度θは、θ_１やθ_２と等しくてもよい。

また、座グリ部４０１は、すべての噴孔に形成されている必要はない。例えば、図１４に示すように、噴孔３０１ａの下流のみに形成されていてもよい。

図９は、本発明の第２の実施例に関して、弁体の先端を拡大した断面図である。また、図１０は、第２の実施例に関して、噴霧終了後、残留燃料５０２が座グリ部４０１ｂに移動した際の断面図である。本実施例においては、座グリ部４０１は、噴射方向下流に向けて末広がりのテーパ状に形成されている。また、第１の実施例と同様に、第１の噴孔３０１ａの座グリ部４０１ａが形成する開口部９０１ａの面積Ｓ１は、第２の噴孔３０１ｂの座グリ部４０１ｂが形成する開口部９０１ｂの面積Ｓ２よりも大きくなっている。本実施例では、図１０に示したように、座グリ部４０１ａに形成された残留燃料５０２ａの界面５０１ａおよび座グリ部４０１ｂに形成された残留燃料５０２ｂの界面５０１ｂは、残留燃料５０２の移動後はそれぞれ界面５０１ｃ、５０１ｄとなる。界面５０１ｃ、５０１ｄの曲率半径Ｒ１およびＲ２が等しくなったときに、残留燃料５０２の移動は終了する。すなわち、第１の実施例と同様に、座グリ部４０１で残留燃料５０２を受けとめ、毛細管効果で残留燃料５０２を第２の噴孔３０１ｂへ移動させることが可能となる。したがって、上述した理由によりデポジットの量を低減することが可能となる。さらに、本実施例においては、座グリ部４０１がテーパ状になっており、座グリ部４０１と噴孔３０１の間に大きな段差がないため、残留燃料５０２が座グリ部４０１ａから噴孔３０１ａに移動する際に、座グリ部４０１内部に残留しにくい。さらに、座グリ部４０１ｂにおいても、大きな段差がないため、次の噴霧で残留燃料５０２をクリーニングしやすい。このように、噴孔３０１と座グリ部４０１の間に段差がない場合や、次に示す第３の実施例のように噴孔３０１と比較して段差が小さい場合、より効果的にデポジットを低減することが可能となる。また、本発明は、座グリ部４０１の形状を規定するものではなく、座グリ部４０１はテーパ状でなくてもよい。例えば、図１５に示すように、噴孔３０１付近で急激に径が増大し、開口部９０１付近で緩やかに径が増大していてもよい。

図１１は、本発明の第３の実施例に関して、弁体の先端を拡大した断面図である。本実施例においては、噴孔３０１と、座グリ部４０１の間に、段差部７０１を設けている。これにより、座グリ４０１をプレス加工等により形成したあとに、噴孔３０１を穴あけ加工によって形成する際の加工が容易になる。デポジットの形成が抑制されるメカニズムは、第１の実施例や第２の実施例と同様である。また、段差部７０１が噴孔３０１の径に対して小さく、段差部７０１に残留する燃料は少なくなるため、デポジットが形成されにくい。また、本実施例では、第１の噴孔３０１ａおよび第２の噴孔３０１ｂの両方に段差部７０１を設けたが、どちらか１つに設けてもよい。

図１２は、本発明の第４の実施例に関して、弁体の先端を拡大した断面図である。本実施例においては、噴孔３０１の下流に、座グリ部４０１を形成していない。この場合においても、座グリ部４０１の代わりに噴孔３０１において残留燃料５０２を受け止め、また毛細管効果によって残留燃料５０２を移動させることができる。デポジットの形成が抑制されるメカニズムは上記実施例と同様である。また、本実施例においては、噴孔３０１は下流方向に末広がりのテーパ状としたが、本発明は噴孔３０１の形状を規定するものではなく、テーパ状に形成されていなくてもよい。

図１３は、本発明の第５の実施例に関して、噴霧終了時の弁体の先端を拡大した断面図である。本実施例においては、噴孔３０１ａの下流に形成されたテーパ状の座グリ部４０１ａは、開き角φ_１を有している。また、噴孔３０１ｂの下流に形成されたテーパ状の座グリ部４０１ｂは、開き角φ_２を有している。ここで、燃料５００と座グリ部４０１ａとの接触角をθ_１１、燃料５００と座グリ部４０１ｂとの接触角をθ_２２としたときに、φ_１ ＞ １８０−２θ_１１およびφ_２ ＜ １８０−２θ_２２の関係を満たしている。これにより、界面５０１ａは凸形状になり、界面５０２ｂは凹形状となる。ラプラス圧は、凸形状の場合には正圧に、凹形状の場合は負圧になるため、界面５０１ａ付近では正圧、界面５０１ｂ付近では負圧となる。したがって、双方の界面が凹形状である場合と比べて、本実施例では界面５０１ａと界面５０１ｂの差圧が大きくなりやすい。すなわち、座グリ部４０１ａから座グリ部４０１ｂへの燃料の移動が容易に起きやすい。これにより、上述したメカニズムにより、デポジットの量を低減することが可能となる。

１００・・・電磁式燃料噴射弁
１０１・・・弁体
１０２・・・弁座部材
１０３・・・ガイド部材
１０４・・・ノズル体
１０５・・・弁体ガイド
１０６・・・可動子
１０７・・・磁気コア
１０８・・・コイル
１０９・・・ヨーク
１１０・・・付勢スプリング
１１１・・・コネクタ
１１２・・・燃料供給口
１２１・・・弁座表面
２０２・・・弁体の曲面
２０３・・・弁座面
２０４・・・燃料噴射弁の鉛直方向の中心軸
３０１・・・噴孔
３０２・・・噴孔の上流開口面
３０３・・・噴孔の下流開口面
４０１・・・座グリ部
５００・・・燃料
５０１・・・残留燃料の界面
５０２・・・残留燃料
５０３・・・液膜
７０１・・・段差部
８０１・・・噴孔軸
９０１・・・開口部

本発明では、上記目的を達成するために、以下の様な手段を用いることとした。
請求項１に記載の発明によると、変位可能な弁体と、前記弁体と当接して燃料をシートする弁座面と、前記弁座面と前記弁体とが当接する位置よりも弁体先端側に形成される複数の噴孔と、を備え、前記複数の噴孔のうち、中心軸線に対して第１の噴孔軸角度で傾斜する第１の噴孔と、前記中心軸線に対して前記第１の噴孔軸角度よりも大きい第２の噴孔軸角度で傾斜する第２の噴孔と、を含み、前記第１の噴孔よりも大きい開口面積で前記第１の噴孔の下流側に形成される第１の座グリと、前記第２の噴孔よりも大きい開口面積で前記第２の噴孔の下流側に形成される第２の座グリと、を備え、前記第１の座グリの開口面積は、前記第２の座グリの開口面積よりも大きく形成されることを特徴とする燃料噴射弁が提供される。

Claims (10)

1. 変位可能な弁体と、前記弁体と当接して燃料をシートする弁座面と、前記弁座面と前記弁体とが当接する位置よりも弁体先端側に複数の噴孔が形成された燃料噴射弁において、
   前記複数の噴孔のうち、中心軸線に対して第１の噴孔軸角度で傾斜する第１の噴孔の下流側開口面積に対して、中心軸線に対して前記第１の噴孔軸角度よりも大きい第２の噴孔軸角度で傾斜する第２の噴孔の下流側開口面積が小さく形成されることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 変位可能な弁体と、前記弁体と当接して燃料をシートする弁座面を備えた燃料噴射弁において、
   前記弁座面と前記弁体とが当接する位置よりも弁体先端側において中心軸線に対して第１の噴孔軸角度で傾斜する第１の噴孔群と中心軸線に対して前記第１の噴孔軸角度よりも大きい第２の噴孔軸角度で傾斜する第２の噴孔群とが形成され、
   前記第１の噴孔群の何れかの噴孔の下流側開口面積に対して、前記第２の噴孔群の何れかの噴孔の下流側開口面積が小さく形成される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、前記複数の噴孔は中心軸線に対する噴孔軸角度が大きいほど、前記下流側開口面積が小さく形成される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、前記第１の噴孔及び前記第２の噴孔のうち少なくとも一方は下流側に座グリが形成されており、前記下流側開口面積は前記座グリにより形成されることを特徴とする燃料噴射弁。
5. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記第１の噴孔の下流側に座グリが形成されており、前記下流側開口面積は前記座グリにより形成されることを特徴とする燃料噴射弁。
6. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記第１の噴孔及び前記第２の噴孔のうち少なくとも一方は下流に向けて末広がりのテーパ状に形成されており、前記下流側開口面積は前記テーパ状の下流側端部により形成されることを特徴とする燃料噴射弁。
7. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記第１の噴孔及び前記第２の噴孔のうち少なくとも一方の下流側には、下流に向けて末広がりのテーパ状の座グリが形成されており、前記下流側開口面積は前記座グリにより形成されることを特徴とする燃料噴射弁。
8. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記第１の噴孔及び前記第２の噴孔は下流に向けて末広がりのテーパ状に形成されており、前記下流側開口面積は前記テーパ状の下流側端部により形成され、前記第１の噴孔と燃料との接触角がθ_１１、前記第２の噴孔と燃料との接触角がθ_２２であるときに、前記第１の噴孔のテーパ開き角度φ_１および前記第２の噴孔の開き角度φ_２は、φ_１ ＞ １８０−２θ_１１およびφ_２ ＜ １８０−２θ_２２からなる関係を満たすことを特徴とする燃料噴射弁。
9. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記第１の噴孔及び前記第２の噴孔の下流には、下流に向けて末広がりのテーパ状の座グリが形成されており、前記下流側開口面積は前記テーパ状の下流側端部により形成され、前記第１の噴孔と燃料との接触角がθ_１１、前記第２の噴孔と燃料との接触角がθ_２２であるときに、前記第１の噴孔のテーパ開き角度φ_１および前記第２の噴孔の開き角度φ_２は、φ_１ ＞ １８０−２θ_１１およびφ_２ ＜ １８０−２θ_２２からなる関係を満たすことを特徴とする燃料噴射弁。
10. 請求項２に記載の燃料噴射弁において、
    前記第１の噴孔群の全ての噴孔の下流側開口面積に対して、前記第２の噴孔群の全ての噴孔の下流側開口面積が小さく形成されることを特徴とする燃料噴射弁。

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