JP2714742B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、四輪車、二輪車等の内
燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の燃料供給装置として、燃費の
向上、排気ガスの浄化の点より燃料噴射弁を用いた燃料
噴射装置が良く用いられる。第１の従来例として、実公
平４−１３４１７号公報がある。これは、燃料噴孔の下
流側の合流部に、該合流部内と燃料噴射弁先端部の外気
とを連通する外気圧導入孔を設けたものである。又、第
２の従来例として実公昭４８−３８０８４号公報があ
る。これは、噴射弁保持器内に構成した外開式噴射弁部
の燃料下流に、該噴射弁部を覆う保護筒を固設し、外開
式噴射弁部を介して噴射弁保持器内の燃料導入孔と連通
する噴霧流通路を保護筒に穿設し、更に噴霧流通路の中
央部に絞り部を設けるとともに絞り部に噴霧流通路と連
通する空気吸入孔を穿設したものである。又、第３の従
来例として特開昭５９−７７０７４号公報がある。これ
は、噴射ノズルがノズル放出口から燃焼室内に延びる少
なくとも１個の空気通路の開口につながるエジェクタ取
付部によって定まれ、噴射ノズルから噴射された燃料噴
射は空気通路からの空気を混入させたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の燃料噴射
弁にあっては、燃料噴射弁から噴射される燃料の微粒化
が充分に行なわれない。まず第１の従来例にあっては、
燃料噴孔によって所定の流量に計量された燃料はアダプ
タ通路としての合流部内に入り各噴射燃料通路に分岐さ
れて吸気管に向けて噴射される。ここで燃料噴孔からの
燃料通路は合流部で通路面積が拡大されることによって
燃料噴孔から噴射される燃料の流速は弱められる。一
方、合流部には外気圧導入孔を設けたことによって外気
圧（空気）が導入されることになるが燃料の流速が弱め
られたことによって燃料と空気との充分なる混合が行な
われるものでなく燃料の微粒化を達成できないものであ
る。

【０００４】又、第２の従来例によると、噴射された燃
料に対して空気吸入孔より充分なる空気を供給できるも
のでなく良好な燃料の霧化を行なうことは困難である。
すなわち、気化器の絞り部の如く、絞り部の下流側の噴
霧流通路より負圧をかけた際において絞り部には高い負
圧が発生し、空気吸入孔より空気を絞り部に対して充分
に吸入し得るものであるが、絞り部の上流側の噴霧流通
路より加圧された燃料を噴射した際においては絞り部に
対して噴射圧が作用して絞り部に対して大きな負圧を生
起させることが困難となるもので空気吸入孔より絞り部
内に充分に空気を吸入できない。空気吸入孔より噴射さ
れた燃料が逆に噴出する恐れがある。

【０００５】又、第３の従来例によると、燃料通路から
噴射された燃料は、中空室を介してエジェクター通路に
供給されて燃焼室内に供給されるがこの時エジェクター
通路内に横方向空気通路より空気を吸入して燃料と混合
される。然しながらエジェクター通路は単なる絞り通路
であって噴射された燃料が自由に拡散し得ることからエ
ジェクター通路内を流れる噴射燃料の流速を大きく上昇
させることが困難である。これによると、エジェクター
通路の上流側に開口する空気通路に生起する負圧力を大
きく上昇させることは望めないもので、空気通路より充
分なる空気の吸入と、燃料中に空気を混入させて燃料を
良好に微粒化させることが困難である。本従来例にあっ
ては空気通路を流れる空気を高度に圧縮したことによっ
てはじめて燃料と空気との混合が達成できたものであ
る。

【０００６】本発明は前記課題に鑑み成されたもので、
燃料噴射弁より噴射される燃料に空気が充分に混合され
て燃料の微粒化の良好な燃料噴射弁を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明になる燃料噴射弁
は前記課題を達成する為に、先端に噴射孔が開口し、前
記噴射孔と内部に設けられた弁室とを弁座にて接続する
弁体ハウジングと、弁体ハウジングの後端に連結された
本体ハウジングと、弁体ハウジングの弁室内に軸方向移
動自在に配置され、その先端部に噴射孔内に挿通される
とともに弁体ハウジングの先端面より突出するニードル
部と弁座に着座可能なる弁部とを有する弁体と、本体ハ
ウジング内にあって弁体を軸方向に駆動する為のソレノ
イドとを備えてなる燃料噴射弁において、弁体ハウジン
グの先端面に対向して配置される筒状のカバーに、弁体
ハウジングの先端面に臨む底部と、カバーの略中心部に
あって底部より突出する円柱部と、円柱部の中心にあっ
て一端がカバーの先端面に開口し、他端が弁体ハウジン
グの噴射孔に連なって円柱部の上端面に開口するととも
に弁体のニードル部の先端部を挿入し得る混合気形成孔
と、円柱部にあって一端が円柱部の外形部に開口し、他
端が混合気形成孔に開口する空気吸出路と、円柱部より
外側方の底部にあって一端がカバーの先端面又は外側周
面に開口し、他端が底部に開口する空気吸入路とを備
え、前記カバーの円柱部の上端面を弁体ハウジングの先
端面に当接することによってカバーの底部と弁体ハウジ
ングの先端面とによって空気室を形成したことを特徴と
する。

【０００８】

【作用】噴射孔より噴射される燃料は、混合気形成孔と
弁体のニードル部の外周との間に形成される環状の間隙
内に噴射される。このとき、前記間隙内を高速なる噴射
燃料が流下することによって間隙内に大なる負圧が生起
する。この負圧によると、空気吸出路より混合気形成孔
内に空気を吸入し、この空気が間隙内を流下する燃料中
に混合され、もって燃料と空気との混合が充分に行なわ
れ、良好な燃料の霧化を行なうことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明になる燃料噴射弁の一実施例を
図１から図４によって説明する。図１は燃料噴射弁を示
す縦断面図、図２は図１のＡ部の拡大部分断面図、図３
は図２におけるカバーの縦断面図、図４は図３の上部平
面図である。１は上下方向が開口した略円筒状の本体ハ
ウジングであり、該本体ハウジングの上端の開口からは
ソレノイド２と、コア３が挿入され、コア３の上方鍔部
３Ａを介して本体ハウジング１の上端を内方へカシメる
ことによってソレノイド２及びコア３を本体ハウジング
１内に保持する。又、前記コア３の軸方向には燃料流路
３Ｂが貫通して穿設され、上方は開口して、例えば図示
せぬ燃料分配管に接続される。更に、本体ハウジング１
の上端には端子部材４が設けられており、この端子部材
４にはソレノイド２に結線された端子４Ａが設けられ
る。本体ハウジング１の下端からはアーマチュアとして
の弁保持体５がコア３の端部に対向して配置されるとと
もに弁保持体５に固着された弁体６が挿入され、弁保持
体５の上端とコア３との間にはスプリング７が縮設され
る。又、弁体６と弁保持体５との連結部の外周には、弁
保持体５の抜け止めと弁体６の軸方向移動量を規制する
ための弁ストッププレート８が本体ハウジング１に装着
され、更に本体ハウジング１の下方より弁ストッププレ
ート８上に弁体ハウジング９が挿入され、本体ハウジン
グ１の下方端部を弁体ハウジング９の外周に向けて内方
へカシメることによって弁ストッププレート８及び弁体
ハウジング９を本体ハウジング１に固着できる。弁体ハ
ウジング９の先端（図１において下方端）には、噴射孔
９Ａが開口し、弁体ハウジング９内にある弁体６を摺動
自在に保持する弁室９Ｂと前記噴射孔９Ａとは円錐形状
の弁座９Ｃにて接続される。一方、弁体６の先端部に
は、噴射孔９Ａ内に挿通されるとともに噴射孔９Ａの開
口端より突出するニードル部６Ａと、弁座９Ｃに着座す
る弁部６Ｂとが連続して形成される。以上は従来公知の
燃料噴射弁の構造であって、本発明になる燃料噴射弁は
前記目的達成の為に以下の構造を付加した。

【００１０】本発明になる燃料噴射弁によると、弁体ハ
ウジングの先端面に、混合気形成孔と空気吸入路と空気
吸出路とを備えたカバーを配置したものであり、図３、
図４によってカバーについて詳細に説明する。１０は筒
状をなすカバーであり、このカバー１０には弁体ハウジ
ング９の外形部に嵌合される内径部１０Ａと、弁体ハウ
ジング９の先端面９Ｄ（噴射孔９Ａはこの先端面９Ｄに
開口する）に対向する底部１０Ｂを有する。底部１０Ｂ
の中心より上方に向けて円柱部１０Ｐが突起して形成さ
れるもので、円柱部１０Ｐの上端面１０Ｒとカバー１０
の先端面１０Ｃとの間に混合気形成孔１０Ｄが穿設され
る。すなわち、混合気形成孔１０Ｄの一端はカバー１０
の先端面１０Ｃに開口し、他端は円柱部１０Ｐの上端面
１０Ｒに開口する。円柱部１０Ｐの上端面１０Ｒには空
気吸出路１０Ｈが凹設されるもので、空気吸出路１０Ｈ
の一端は円柱部１０Ｐの外形部１０Ｔに開口し、他端は
混合気形成孔１０Ｄに開口する。円柱部１０Ｐの外側方
にある底部１０Ｂには空気吸入路１０Ｅが開口し、他端
はカバー１０の先端面１０Ｃ又は外側周面１０Ｆに開口
する。カバー１０の先端面１０Ｃに開口される空気吸入
路１０Ｅは図３においてカバー１０の軸方向左部分に示
され、カバー１０の外周側面１０Ｆに開口される空気吸
入路１０Ｅはカバー１０の軸方向右部分に示される。こ
の空気吸入路１０Ｅの他端の開口部は適宜設定されるも
ので且つその数、孔径も実験等により決定される。

【００１１】前記カバーは燃料噴射弁に対して以下の如
く組みつけられる。図２によって説明すると、弁体ハウ
ジング９の先端面９Ｄよりカバー１０の上端開口を介し
て内径部１０Ａを弁体ハウジング９の外周へ嵌入し、カ
バー１０の円柱部１０Ｐの上端面１０Ｒを弁体ハウジン
グ９の先端面９Ｄに当接させ、かかる状態においてカバ
ー１０の上部鍔部１０Ｇを囲繞する本体ハウジング１の
下端１Ａを内方に向けてカシメ、もって本体ハウジング
１に対して弁体ハウジング９とカバー１０とを共に固着
できた。かかる状態にあって、混合気形成孔１０Ｄは、
噴射孔９Ａに連設して配置され、さらに弁体６のニード
ル部６Ａの先端部は混合気形成孔１０Ｄ内に挿入して配
置される。又、弁体ハウジング９の先端面９Ｄとカバー
１０の底部１０Ｂとによって空気室Ｆが形成される。而
して、混合気形成孔１０Ｄ内には混合気形成孔１０Ｄの
内周とニードル部６Ａの外周とによって環状の間隙Ｓが
形成される。一方、円柱部１０Ｐの上端面１０Ｒに凹設
された空気吸出路１０Ｈの上方開口は弁体ハウジング９
の先端面９Ｄによって閉塞されて通路をなし、この空気
吸出路１０Ｈの一端は混合気形成孔１０Ｄに開口し、他
端は円柱部１０Ｐの外形部１０Ｔに開口して空気室Ｆに
連絡され、さらに空気室Ｆには空気吸入路１０Ｅが開口
する。

【００１２】その作用について説明すると、噴射孔９Ａ
より噴射される燃料は噴射孔９Ａの開口端を通過した後
に混合気形成孔１０Ｄ内に噴射されて流下するとともに
混合気形成孔１０Ｄの開口端より拡散された噴霧角をも
って吸気管（図示せず）に噴射される。ここで、噴射孔
９Ａより噴射された燃料は、混合気形成孔１０Ｄの内周
とニードル部６Ａの外周とによって形成される環状の間
隙Ｓ内を通過することになり、かかる間隙Ｓを通過する
燃料速度の低下が完全に抑止された。このように環状の
間隙Ｓ内を速い流速をもった燃料が噴射されて通過する
ことによると、混合気形成孔１０Ｄの内周面には大きな
負圧が発生し、一方カバー１０の先端面１０Ｃあるいは
カバー１０の外周側面１０Ｆにあっては吸気管内に臨ん
でいることよりそれらの部位において大きな負圧が発生
しないもので空気吸入路１０Ｅを介してカバー１０の先
端面１０Ｃあるいは外周側面１０Ｆに連絡される空気室
Ｆ内の負圧をあげるものでない。以上によると、空気吸
出路１０Ｈの混合気形成孔１０Ｄへの開口と、空気室Ｆ
との間に大きな圧力差が生じるものであって混合気形成
孔１０Ｄに開口する空気吸出路１０Ｈより混合気形成孔
１０Ｄ内に空気が吸出される。そして混合気形成孔１０
Ｄ内に吸出された空気は環状の間隙Ｓ内を通過する速い
流速をもった燃料に充分に混合されるもので燃料の微粒
化を著しく向上できたものである。特に、カバー１０の
底部１０Ｂより円柱部１０Ｐを上方に向けて突出しこの
円柱部１０Ｐの上端面１０Ｒに空気吸出路１０Ｈを凹設
し、弁体ハウジング９の先端面９Ｄにカバー１０の円柱
部１０Ｐの上端面１０Ｒを当接させたことによると、空
気吸出路１０Ｈは噴射孔９Ａが開口する混合気形成孔１
０Ｄに直接的に開口できたもので、噴射孔９Ａより噴射
される極めて速い速度を有する噴射燃料によって空気が
吸出され、さらには噴射孔９Ａより噴射された燃料が拡
散する前（拡散の直前）に燃料中に空気を混入できたも
ので、以後の燃料の拡散時において燃料の拡散エネルギ
ーを利用して空気を混合できたもので燃料の微粒化を効
果的に行なうことができたものである。

【００１３】又、空気吸出路１０Ｈを複数設け、混合気
形成孔１０Ｄに対して複数の空気吸出路１０Ｈを開口さ
せると、混合気形成孔１０Ｄ内を流れる噴射燃料の全周
囲に渡って均一に空気を混合できるもので燃料の微粒化
が促進される。

【００１４】又、図５に示される如く、円形状をなす混
合気形成孔１０Ｄの接線方向に空気吸出路１０Ｈを開口
すると、混合気形成孔１０Ｄ内へ吸出される空気は混合
気形成孔１０Ｄの円周方向に沿って吸出されるもので、
これによると混合気形成孔１０Ｄ内を通過する燃料にス
ワールを起こすことができるものでより一層燃料と空気
との混合を促進できるものであって更に燃料の微粒化を
向上できる。この時、空気吸出路１０Ｈを複数設けるこ
とは一層好ましい。

【００１５】又、前記カバー１０の混合気形成孔１０Ｄ
をカバーの先端面１０Ｃに向けて円錐状に拡大して開口
したことによると弁体６のニードル部６Ａの端部より円
錐状に拡散しつつ噴射される燃料が混合気形成孔の内周
部に衝突することが抑止できて燃料の微粒化を阻害する
ことがない。

【００１６】

【発明の効果】本発明になる燃料噴射弁によると、弁体
ハウジングの先端面に対向して配置される筒状のカバー
に、弁体ハウジングの先端面に臨む底部と、カバーの略
中心部にあって底部より突出する円柱部と、円柱部の中
心にあって一端がカバーの先端面に開口し、他端が弁体
ハウジングの噴射孔に連なって円柱部の上端面に開口す
るとともに弁体のニードル部の先端部を挿入し得る混合
気形成孔と、円柱部にあって一端が円柱部の外形部に開
口し、他端が混合気形成孔に開口する空気吸出路と、円
柱部より外側方の底部にあって一端がカバーの先端面又
は外側周面に開口し、他端が底部に開口する空気吸入路
とを備え、前記カバーの円柱部の上端面を弁体ハウジン
グの先端面に当接することによってカバーの底部と弁体
ハウジングの先端面とによって空気室を形成したので、
噴射孔から噴射される噴射燃料の燃料速度の低下を抑止
でき、この噴射燃料によって環状の間隙内に充分なる空
気を吸入することができるとともに噴射燃料中に空気を
良好に混合できたもので燃料の微粒化を著しく向上でき
たものである。又、混合気形成孔に開口する空気通路
は、環状の間隙内にあって、しかも混合気形成孔に連な
って開口する噴射孔の開口部の近傍に開口できるので噴
射孔より噴射される燃料速度の極めて速い部分に空気通
路からの空気を吸入でき、更には環状の間隙内を拡散し
つつ流下する燃料の拡散エネルギーによって燃料を微細
にしつつ空気と良好に混合できたものである。更に、カ
バーは従来の燃料噴射弁にあってもニードル部を保護す
る為に装着されるもので、本発明にあってはこのカバー
に混合気形成孔及び空気吸出路を備えた円柱部及び空気
吸入路を設けたもので新たな部品を必要としないことか
ら製品コストの上昇を抑止できたものである。又、燃料
噴射弁を装着する吸気管等に何等の変更を必要としな
い。これは燃料噴射弁の先端に単にカバーを装着したに
すぎないからである。従って本発明の燃料噴射弁は従来
のものと互換性を有し極めて容易にその実施（装着）を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる燃料噴射弁の一実施例を示す縦断
面図。

【図２】図１のＡ部の拡大断面図である。

【図３】図１に使用されたカバーの拡大縦断面図。

【図４】図３の上部平面図。

【図５】カバーの他の実施例を示す上部平面図。

【符号の説明】

１ 弁体ハウジング ６ 弁体 ６Ａ ニードル部 ６Ｂ 弁部 ９ 弁体ハウジング ９Ａ 噴射孔 ９Ｄ 弁体ハウジングの先端面 １０ カバー １０Ｂ 底部 １０Ｃ 先端面 １０Ｄ 混合気形成孔 １０Ｅ 空気吸入路 １０Ｆ 外周面 １０Ｈ 空気吸出路 １０Ｐ 円柱部 １０Ｒ 上端面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｇ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に噴射孔が開口し、前記噴射孔と内
   部に設けられた弁室とを弁座にて接続する弁体ハウジン
   グと、弁体ハウジングの後端に連結された本体ハウジン
   グと、弁体ハウジングの弁室内に軸方向移動自在に配置
   され、その先端部に噴射孔内に挿通されるとともに弁体
   ハウジングの先端面より突出するニードル部と弁座に着
   座可能なる弁部とを有する弁体と、本体ハウジング内に
   あって弁体を軸方向に駆動する為のソレノイドとを備え
   てなる燃料噴射弁において、弁体ハウジングの先端面に
   対向して配置される筒状のカバーに、弁体ハウジングの
   先端面に臨む底部と、カバーの略中心部にあって底部よ
   り突出する円柱部と、円柱部の中心にあって一端がカバ
   ーの先端面に開口し、他端が弁体ハウジングの噴射孔に
   連なって円柱部の上端面に開口するとともに弁体のニー
   ドル部の先端部を挿入し得る混合気形成孔と、円柱部に
   あって一端が円柱部の外形部に開口し、他端が混合気形
   成孔に開口する空気吸出路と、円柱部より外側方の底部
   にあって一端がカバーの先端面又は外側周面に開口し、
   他端が底部に開口する空気吸入路とを備え、前記カバー
   の円柱部の上端面を弁体ハウジングの先端面に当接する
   ことによってカバーの底部と弁体ハウジングの先端面と
   によって空気室を形成したことを特徴とする燃料噴射
   弁。
2. 【請求項２】 前記、空気吸出路を複数設けてなる請求
   項１記載の燃料噴射弁。
3. 【請求項３】 前記、空気吸出路を混合気形成孔の接線
   方向に開口してなる請求項１記載の燃料噴射弁。