JP2518242B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

燃料噴射弁

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JP2518242B2
JP2518242B2 JP62001484A JP148487A JP2518242B2 JP 2518242 B2 JP2518242 B2 JP 2518242B2 JP 62001484 A JP62001484 A JP 62001484A JP 148487 A JP148487 A JP 148487A JP 2518242 B2 JP2518242 B2 JP 2518242B2
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康裕 大矢
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の吸気管内に対し燃料を供給する燃
料噴射弁に関するものである。
〔従来の技術〕
最近、内燃機関の各気筒ごとにこの種の燃料噴射弁を
設けた電子式燃料噴射装置(MPI)が広く用いられてい
るが、特に冷寒時、燃料噴射弁から噴射された燃料の霧
化が不十分である為、燃料と空気との混合状態が悪く、
ドライバビリティ,燃費の悪化が問題となっている。そ
して特に、各気筒毎に吸気バルブを2個有するエンジン
(いわゆる3バルブ又は4バルブエンジン)に於ては、
各吸気バルブに効率良く均等に燃料を噴射させる必要が
あり、従来、第5図に示す如く、燃料噴射弁50の先端に
燃料の噴流を2方向に分流させる2つの噴孔3a,3bの形
成された分流部材3を噴射孔2bの形成されたノズル2の
下側に取りつけて、燃料を分岐させているが、例えば冷
寒時のように燃料の霧化が不十分になされてない時はど
うしても分流部材の噴孔3a,3bに吸気管3内を浮遊する
カーボン等の異物が付着してしまい、これにより一層噴
射状態が悪化し、燃料の燃焼が不完全になり、常温に於
いても噴孔3a,3bに堆積したカーボンにより、空燃比や
応答性の悪化或いはエミッション不良を生じる等の問題
が発生し、又プラグの着火不良(かぶり)が発生する等
の弊害を招いていた。
そのため、従来の方法としては、特開昭53−139014号
公報に記載されている如く、ヒータをなすハニカム状の
PTC素子を燃料通路中に形成し、噴射後の混合気を加熱
することにより、燃料の霧化を促進することが知られて
いるが、噴射直後の燃料は非常に高速であるから、燃料
噴射弁からの噴射燃料がPTC素子を通過するのは瞬時で
あり、昇温効果はほとんど期待できるものではなく、ま
た、噴射通路中にハニカム状のPTC素子を形成すること
は、燃料の霧化の障害となり、正常な霧化が得られない
為、燃料が滞留し、エミッション不良を生じるという問
題がある。またハニカム状のヒータは、燃料噴射弁の噴
孔から一旦噴射された後の燃料を加熱して霧化を促進さ
れるものであるから、噴射弁の噴孔から噴射される時点
での燃料については、周辺温度が低い時は依然として霧
化状態が悪いため、液滴状態のままヒータに付着し易く
なるという問題がある。また、実開昭62−771号公報に
は、PTCヒータの固定を外部のプロテクタとノズルボデ
ィにより直接狭み込むことにより固定して、上記のよう
な問題を解決しているが、ヒータは、プロテクタとノズ
ルボディにより直接固定されていることから、特に周囲
の温度が低い状態である時にヒータを加熱すると、周囲
のプロテクタとの温度差が激しく、熱膨張した場合に、
周囲の低温のプロテクタとの膨張率の差からプロテクタ
からヒータに直接圧力が加わり、破損する恐れがある。
特にPTCのようなセラミック材からなるヒータにおいて
は、ことような外圧に弱く、割れやすいという問題があ
る。
本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、低
温時においても、良好に霧化した燃料を噴射するととも
に、温度上昇に対しても、破損することのないヒータを
備えた燃料噴射弁を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
このため、本発明においては、燃料を外部に噴射する
噴孔を有し、この噴孔が形成される噴孔部材を加熱する
ヒータを設けた内燃機関の燃料噴射弁において、 前記噴孔部材と前記ヒータとの間に導電性部材を介
し、前記ヒータを前記噴孔部材へ向けて押圧する弾性部
材を備えるとともに、 前記導電性部材及び前記弾性部材を通じて前記ヒータ
に電流を流入するという技術的手段を採用するものであ
る。
〔発明の作用及び効果〕
上記技術的手段を採用することによって、ヒータによ
り噴孔の形成してある部材を加熱するようにしているか
ら、外部に噴射される以前の燃料を加熱することがで
き、噴孔にカーボン等の異物が付着しなくなり、たとえ
冷寒時でも燃料の霧化を促進して良好にすることができ
るため、常にエンジンの始動性が向上し、また走行中に
おいても燃費の悪化、エミッションの不良、プラグの着
火不良等を防止することができる等の効果がある。さら
に、ヒータは弾性部材を介して噴孔部材に押圧されるた
め、ヒータがその温度上昇により熱膨張しても、弾性部
材が変位することによりその変位量を吸収することがで
きるため、ヒータの破損を防ぐことができる。また、前
記弾性部材は、ヒータへの電流を供給するための導電部
材としての機能を兼ね備えているため、ヒータへの余分
な配線等を施す必要がなく、燃料噴射弁の噴孔付近にお
ける非常に限られたスペースの中でコンパクトに構成す
ることが可能となるものである。
〔実施例〕
以下、本発明の第一実施例を説明する。
第1図は第一実施例にある燃料噴射弁の要部の構成を
示す縦断面図、第2図は第1図図示のA部の拡大図であ
る。第1図,第2図において、1はこの燃料噴射弁100
内の図示されない上方に位置する電磁コイルにより軸方
向上方にリフトされて開弁するニードル弁で、この先端
の外周の円錐面1aをこのニードル弁1を収納している金
属製のノズル2の円錐面2に当接させることにより、ニ
ードル弁1の外周とノズル2の内周との間に至った噴射
前の燃料をシールしている。ノズル2の先端部には円錐
面2aを流れた燃料を噴射するための小径の噴射孔2bが形
成してある。ノズル2の先端には噴射孔2bからの噴射燃
料を2つの噴孔3a,3bにて2方向に分流させるための金
属製の分流部材3がめられている。
吸気管4にはフェノール樹脂製のホルダー5が0リン
グ6を介して挿入固定されている。ホルダー5はコップ
形状をしており、底部には噴流通路5aが形成されてい
る。ホルダー5には、銅にニッケルめっきを付与した正
電極板7および負電極板8がインサート成形されてお
り、正電極板7はホルダー5内の底面に、負電極板8は
ホルダー5内周側面にそれぞれの電極面が露出してい
る。ホルダー5と分流部材3との間には正温度特性半導
体セラミック素子(PTC)からなるヒータ9が設けら
れ、ヒータ9は内径3.5mm,外径10mm,厚さ1mm程度の大き
さで、即ちヒータ9の中央には円形の噴流通路9aが形成
されている。ヒータ9の上面9bには分流部材3の下面が
グラファイトフィラー10を介して接触しており、分流部
材3を効率良く加熱するよう構成されている。ヒータ9
の下面9cには、ホルダー5の正電極板7との間に内径4m
m,外径9mm,厚さ0.3mmのステンレスからなるリング形状
の波形ばね11が設けられ、ヒータ9を分流部材3に対し
押圧している。そしてヒータ9の正極側への電流は正電
極板7から波形ばね11を通して伝わり、負極側の電流は
グラファイトフィラー10を介し分流部材3およびノズル
2の側面から負電極板8に流れる。なお12はこの燃料噴
射弁100のハウジングで、その下端部12aをめることで
ノズル2を固定してある。そしてハウジング12の下端部
12aにより負電極板8に対し押しつけられる0リング13
にてノズル2と負電極板8との間をシールしている。前
記PTCヒータ9の抵抗値は、ある所定のキュリー温度Tc
以上ではステップ的に変化して大きくなりほとんど電流
を流さなくなる。そしてこのTcはヒータ9の組成材料に
より変えることができるものである。本実施例では、ヒ
ータ9としてTc=80℃の正温度特性セラミックが用いら
れ、これは、燃料の霧化を良好にするには、ノズル2の
噴射孔2bおよび分流部材3内の燃料(ガソリン)を60℃
〜70℃に加熱することが有効だからである。なお、必要
以上にガソリンの温度を上げるとバブリングを起こし、
かえって良好な霧化の弊害となる。
以上の構成において、図示されない電磁コイルにパル
ス電流が加わると、ニードル弁1が上方にリフトされ、
燃料はニードル弁1外周の円錐面1aとノズル2内面の円
周面2aとの隙間を通ってノズル2の噴射孔2bから噴射さ
れ、さらに分流部材3の2つの噴孔3a,3bにて2方向に
分流される。一方、ヒータ9の熱はグラファイトフィラ
ー10を介して分流部材3からノズル2に効率良く伝導さ
れるため、燃料は噴射孔2bや噴孔3a,3b通過時には加熱
され、これらの孔部での霧化が良好に行なわれ、またヒ
ータ9の噴流通路9aを通過時にも、ヒータ9によりさら
にその噴霧流が外側から加熱されることから、最終的に
燃料の噴流はホルダー5の噴流通路5aから吸気管4内に
至る際に既に非常に微細な粒子に微粒化されているた
め、燃料と空気との混合状態が均一で良好となる。
次に、第3図は、本発明の第2の実施例になる燃料噴
射弁101の部分断面図であり、前記燃料噴射100のヒータ
9の下面9cと波形ばね11との間に端部がヒータ9の内周
に折り曲った導電性の素子カバー14を設けたもので、PT
C素子のヒータ9が万一割れた場合にヒータ9が吸気管
4内から内燃機関の燃焼室に落下することを防止してい
る。その他の構成については第1図と同様である。
次いで第4図は、本発明の他の実施例になる燃料噴射
弁102の部分断面図を示しており、コップ形状のホルダ
ー5の内周側壁5bとノズル2の外周側壁2cとの間にヒー
タ室15が形成され、ヒータ室15内には、ホルダー5の内
周側壁5bに接する正電極板7と、ノズル2および分流部
材3それぞれの外周側壁2c,3cにわたって設けられたヒ
ータ9と、PTC素子からなるヒータ9と正電極板7との
間に設けられた波形ばね11とが配されている。またホル
ダー5の底部には噴流孔5cが形成されている。この構成
においてヒータ9への電流は正電極板7から波形ばね11
を通して伝わり、負電流はノズル2から負電極板8に流
れる。この実施例では、PTC素子をノズル2及び分流部
材3の側面に装着して、ノズル2及び分流部材3の側面
から加熱するようにしたもので、前記第1図図示の実施
例と同様の燃料の霧化を促進させるという効果を得るこ
とができる。
なお、本発明になる燃料噴射弁は、各気筒毎に吸気バ
ルブを2個有したエンジンの各気筒への取付けに限るも
のではなく、スロットルボディ内の1箇所に燃料を噴射
するタイプのエンジン(SPI)に適用しても同様の効果
がある。
また、分流部材3を有さず、ヒータによって暖められ
るノズル2の噴射孔2bから直接一方向のみに燃料を噴射
する構成としても良い。またニードル弁1の先端にピン
トルが形成されていても良い。また分流部材3を一方向
のみに噴射されるよう構成したり、3方向以上に分流さ
せて噴射されるようにしても良いのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明になる燃料噴射弁の一実施例の構成を示
す要図断面図、第2図は第1図図示のA部の拡大図、第
3図,第4図はそれぞれ本発明になる燃料噴射弁の第2,
第3の実施例の構成を示す要部断面図、第5図は従来の
燃料噴射弁の要部断面図である。 2……ノズル,3……分流部材,2b……噴射孔,3a,3b……
噴孔,9……ヒータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹羽 準 刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電装株 式会社内 (72)発明者 三輪 直人 刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電装株 式会社内 (72)発明者 田中 猛 西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会社日 本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 若山 正雄 西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会社日 本自動車部品総合研究所内 (56)参考文献 実願昭60−92254号(実開昭62−771 号)の願書に添付した明細書及び図面の 内容を撮影したマイクロフィルム(J P,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料を外部に噴射する噴孔を有し、この噴
    孔が形成される噴孔部材を加熱するヒータを設けた内燃
    機関の燃料噴射弁において、 前記噴孔部材と前記ヒータとの間に導電性部材を介し、
    前記ヒータを前記噴孔部材へ向けて押圧する弾性部材を
    備えるとともに、 前記導電性部材及び前記弾性部材を通じて前記ヒータに
    電流を流入することを特徴とする燃料噴射弁。
  2. 【請求項2】前記ヒータによる加熱温度は、前記燃料が
    バブリングしない範囲に設定されることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の燃料噴射弁。
  3. 【請求項3】前記ヒータは正特性半導体素子からなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記
    載の燃料噴射弁。
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JP2002295332A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Denso Corp 燃料噴射装置
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