JP3933545B2 - 燃料噴射ノズルおよびそれを用いた燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、燃料噴射ノズルおよびそれを用いた内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）の燃料噴射装置（以下、「燃料噴射装置」をインジェクタという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインジェクタとして、例えば特開２００１−２６３２０５号公報に開示されているように、噴孔プレートに噴孔を形成しているものが知られている。噴孔プレートに噴孔を形成するので、噴孔の位置、傾斜角度および噴孔径を容易に変更できる。したがって、噴孔から噴射される噴霧形状の設計自由度が高い。
また、各方向から燃料が噴孔に向かい噴孔の入口上で衝突するので、燃料流れに乱れを有する燃料が噴孔に流入し、噴孔から噴出される。したがって、燃料噴霧の微粒化を促進できる。
【０００３】
今後さらに排気規制、燃費規制等の環境汚染規制が求められる状況において、燃料噴霧を微粒化し燃焼を改善することが不可欠となっている。燃料噴霧の微粒化促進には、ノズル内部、特に噴孔に流入する燃料流れに強い乱れを与えること、または高圧燃料により噴出速度を高めることが有効とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、噴孔に流入する燃料の対向流れの衝突などで燃料流れに乱れを加えることができても、噴孔の通路長さが長くなるほど噴孔を通過中に燃料流れは整流されやすくなる。整流された燃料流れは噴出時の乱れが減少するので、噴霧の微粒化が妨げられる。噴孔プレートの板厚を薄くし噴孔の通路長さを短くすれば、燃料流れが整流される前に噴孔から燃料を噴出できるので、燃料噴霧を微粒化できる。しかし、噴孔プレートの板厚が薄くなると、燃料圧力で噴孔プレートが破損するおそれがある。また、直噴式のエンジンに噴孔プレートを備えるインジェクタを用いる場合、燃焼室から受ける燃焼圧力によって噴孔プレートが破損するおそれがある。したがって、噴孔プレートの板厚を薄くすることには限界がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、噴孔プレートの強度を保持しつつ噴霧の微粒化を促進する燃料噴射ノズルおよびそれを用いたインジェクタを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１、２または３記載の燃料噴射ノズルによると、噴孔プレートは、噴孔の入口側開口周縁に凹部を形成している。そのため、噴孔プレートの噴孔の近傍では板厚が薄くなり、その他の部分では噴孔プレートの板厚が保持される。これにより、噴孔の長さを短縮させつつ噴孔プレートの強度が保持される。また、燃料は凹部を経由して噴孔へ流入するため、燃料は噴孔のより出口側で衝突し、燃料の流れに乱れが生じる。凹部は噴孔の入口側から出口側にかけて形成されおり、噴孔の全長は短縮される。そのため、噴孔のより出口側で乱れを生じた燃料の流れは整流されにくい。したがって、噴孔プレートの強度を保持しつつ、燃料の噴霧の微粒化を促進することができる。
【０００７】
本発明の請求項４記載の燃料噴射ノズルによると、燃料室は燃料入口側端面に沿って扁平である。そのため、弁部材の外周側から燃料室へ流入した燃料は、燃料入口側端面および弁部材の先端面と略平行に流れ、噴孔へ流入する際に衝突する。衝突により燃料には強い乱れが生じ、強い乱れをともなった燃料が噴孔へ流入する。したがって、燃料の噴霧の微粒化を促進することができる。なお、弁部材の先端面は、完全な平坦面である必要はなく、例えば緩やかな曲面などのように燃料の流れが略平行に形成される程度の略平坦面でよい。
【０００８】
本発明の請求項５記載の燃料噴射ノズルによると、凹部は噴孔の入口側開口周縁に複数配置されている。そのため、噴孔へ流入する燃料の流れが不安定な場合でも、燃料を噴孔へ安定して導入することができる。したがって、燃料の噴霧の微粒化を促進することができる。
【０００９】
本発明の請求項６または７記載の燃料噴射装置によると、噴孔プレートの厚み方向に沿った軸線と、噴孔軸線とは傾斜している。また、凹部は燃料入口側端面と噴孔軸線とが鈍角または鋭角を形成する側に形成されている。したがって、適用されるエンジンの噴霧特性に応じて凹部を設定することができる。
本発明の請求項８記載の燃料噴射ノズルによると、凹部は噴孔の入口側開口周縁に等間隔に配置されている。そのため、燃料は等間隔の凹部から均等に噴孔へ流入する。これにより、各凹部から噴孔へ流入した燃料は噴孔の内部で複雑な乱れを形成する。したがって、燃料の噴霧の微粒化を促進することができる。
【００１０】
本発明の請求項９記載の燃料噴射ノズルによると、凹部は噴孔の入口側開口周縁の全周を含んでいる。そのため、燃料は噴孔の入口側開口の全周から噴孔へ流入する。これにより、噴孔へ流入した燃料には複雑な乱れが形成される。したがって、燃料の噴霧の微粒化を促進することができる。
また、本発明の請求項１０記載の燃料噴射ノズルによると、前記噴孔は入口側開口の周縁が円形状に形成され、前記凹部は外縁が楕円形状に形成されていることを特徴とする。
また、本発明の請求項１１記載の燃料噴射ノズルによると、前記凹部は、該凹部の周縁の一部が前記噴孔の入口側開口の周縁と重なり、前記噴孔の入口側開口の周縁が前記凹部を複数に分断していることを特徴とする。
また、本発明の請求項１２記載の燃料噴射ノズルによると、前記噴孔の入口側開口の周縁の中心と、前記凹部の中心とを合致させて同心上に配置していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項１３記載の燃料噴射ノズルによると、凹部は噴孔の入口に向かうにしたがい深くなっている。そのため、凹部に沿って噴孔へ流入した燃料は、噴孔のより出口側で衝突する。したがって、燃料は噴孔内で整流されにくく、燃料の噴霧の微粒化を促進することができる。
【００１２】
本発明の請求項１４記載の燃料噴射ノズルによると、凹部の深さはほぼ一定である。そのため、燃料は噴孔の入口側で整流された後、均等に衝突して噴孔へ流入する。したがって、噴孔内において燃料の流れに乱れが形成され、燃料の微粒化を促進することができる。
【００１３】
本発明の請求項１５記載の燃料噴射ノズルによると、凹部の深さは、噴孔の通路長さの半分以下に設定されている。この凹部の深さは、噴孔プレートの強度を確保するのに好適である。
本発明の請求項１６記載の燃料噴射ノズルによると、凹部における噴孔プレートの厚さは０．１ｍｍ以上である。そのため、噴孔プレートの強度が高められ、燃焼室の高圧のガスによって噴孔プレートが折り曲がるようなことがない。
本発明の請求項１７記載の燃料噴射ノズルによると、噴孔プレートの燃料入口側端面と交差する凹部の形状は、円形または多角形の一部である。したがって、適用されるエンジンの特性に応じた燃料の流れを形成することができる。
【００１５】
本発明の請求項１８または１９記載の燃料噴射ノズルによると、弁部材の先端には突起が形成されている。弁部材の先端面に沿って流れる燃料は、突起によって噴孔プレートの燃料入口側端面へ向けられる。そのため、燃料が衝突する位置は噴孔の出口側へより近づき、噴孔内における燃料の流れは整流されにくい。したがって、燃料の噴霧の微粒化を促進することができる。
【００１６】
本発明の請求項２０記載の燃料噴射ノズルによると、突起の頂部は噴孔の入口と向き合っている。そのため、燃料は突起に沿って流れ噴孔へ流入する。これにより、燃料の衝突位置は噴孔出口により近くなり、噴孔内における燃料の流れは整流されにくい。したがって、燃料の噴霧の微粒化を促進することができる。
【００１７】
本発明の請求項２１記載のインジェクタによると、請求項１から２０のいずれか一項記載の燃料噴射ノズルを備えている。したがって、燃焼室に直接噴射される燃料の微粒化を促進することができる。また、燃焼室から燃焼圧力を受ける場合でも、噴孔プレートの強度を高めることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるインジェクタを図２に示す。第１実施例では、インジェクタ１を直噴式のガソリンエンジンに適用する例について説明する。
【００１９】
インジェクタ１のケーシング１０は、磁性パイプ１１、固定鉄心１２および電磁駆動部１３などを覆うモールド樹脂である。磁性パイプ１１の端部には、燃料噴射ノズル２０が設置されている。燃料噴射ノズル２０は、ノズルボディ２１、弁部材としてのノズルニードル２２、噴孔プレート３０およびカップ部材２３を有している。ノズルボディ２１は、磁性パイプ１１とレーザ溶接などにより接合されている。ノズルニードル２２は、磁性パイプ１１およびノズルボディ２１の内部に往復移動可能に収容されている。図３に示すようにノズルニードル２２の当接部２２ａは、ノズルボディ２１の内壁面に形成されている弁座２１ａに着座可能である。インジェクタ１を直噴式のエンジンに適用する場合、ノズルボディ２１の先端部はエンジンの燃焼室に露出して設置される。
【００２０】
図２に示すように、ノズルニードル２２の反当接部側に設けられている接合部２４は、可動鉄心１４と結合している。固定鉄心１２と非磁性パイプ１５、非磁性パイプ１５と磁性パイプ１１とはそれぞれレーザ溶接などにより接合されている。
ノズルボディ２１の燃焼室側の端部には、薄い円板状に形成されている噴孔プレート３０が設置されている。噴孔プレート３０には噴孔３１が形成されている。ノズルボディ２１にはカップ部材２３が取り付けられており、噴孔プレート３０はカップ部材２３とノズルボディ２１との間に挟持されている。ノズルボディ２１の内壁面と、ノズルニードル２２の噴孔プレート３０側の先端面２２ｂと、噴孔プレート３０の燃料入口側端面３０ａとにより燃料室２５が形成されている。ノズルニードル２２の当接部２２ａがノズルボディ２１の弁座２１ａから離座すると、ノズルニードル２２の外周側から燃料室２５へ燃料が流入する。燃料室２５へ流入した燃料は、噴孔プレート３０に形成されている噴孔３１を経由してエンジンの燃焼室へ噴射される。
【００２１】
固定鉄心１２は、略円筒形状であり、内周側を燃料が流れる。固定鉄心１２の反ノズルボディ側の端部には、燃料に含まれている異物を除去するフィルタ部材１６が設置されている。また、固定鉄心１２の内部にはスプリング１７の付勢力を調整するアジャスティングパイプ１８が圧入されている。スプリング１７は、一方の端部がアジャスティングパイプ１８に当接し、他方の端部がノズルニードル２２と一体の可動鉄心１４に当接している。スプリング１７は、ノズルニードル２２をノズルボディ２１へ押し付ける方向すなわち当接部２２ａが弁座２１ａへ着座する方向へ付勢している。
【００２２】
図２に示すように、ノズルニードル２２の反噴孔プレート側には電磁駆動部１３が設置されている。電磁駆動部１３は、コイル１３１、コイル１３１が巻回されたスプール１３２、ならびにスプール１３２の周囲を覆う金属プレート１９を有している。磁性パイプ１１、固定鉄心１２、可動鉄心１４および金属プレート１９により、磁気回路が構成される。コイル１３１は、非磁性パイプ１５を挟んで位置する磁性パイプ１１および固定鉄心１２のそれぞれの端部ならびに非磁性パイプ１５の周囲を覆ってケーシング１０内に収容されている。コイル１３１はターミナル１３３と電気的に接続され、図示しないＥＣＵから出力される駆動電流はターミナル１３３を経由してコイル１３１へ印加される。コイル１３１への通電がオンされると、コイル１３１に発生する磁界により磁気回路が形成され、固定鉄心１２と可動鉄心１４との間に磁気吸引力が発生する。これにより、ノズルニードル２２はスプリング１７の付勢力に抗して可動鉄心１４とともに図２の上方へリフトする。その結果、当接部２２ａは弁座２１ａから離座し、噴孔プレート３０に形成されている噴孔３１からエンジンの燃焼室へ燃料が噴射される。一方、コイル１３１への通電がオフされると、固定鉄心１２と可動鉄心１４との間の磁気吸引力が消滅する。そのため、ノズルニードル２２はスプリング１７の付勢力により可動鉄心１４とともに図２の下方へ移動する。その結果、当接部２２ａは弁座２１ａに着座し、噴孔３１からの燃料の噴射は停止される。
【００２３】
次に、噴孔プレート３０について詳細に説明する。
噴孔プレート３０は、図３に示すようにノズルボディ２１の燃焼室側の端面２１ｂと当接しており、カップ部材２３とノズルボディ２１との間に挟持されている。ノズルニードル２２と対向する噴孔プレート３０の燃料入口側端面３０ａは、ノズルニードル２２の噴孔プレート３０側の先端面２２ｂとほぼ平行である。そのため、ノズルボディ２１の内壁面、噴孔プレート３０の燃料入口側端面３０ａおよびノズルニードル２２の先端面２２ｂにより形成される燃料室２５は、燃料入口側端面３０ａおよび先端面２２ｂに沿って扁平に形成されている。なお、ノズルニードル２２の先端面２２ｂは平坦面である必要はなく、例えば曲面であってもよい。すなわち、ノズルニードル２２の先端面２２ｂと噴孔プレート３０の燃料入口側端面３０との間に形成される空間が概ね扁平であり、その空間において先端面２２ｂと概ね平行な燃料の流れが形成されるのであれば、先端面２２ｂの形状は平坦面に限るものではない。
【００２４】
噴孔プレート３０には、複数の噴孔３１が形成されている。噴孔３１は、例えばノズルニードル２２の軸心を中心とした円周上に等間隔に形成されている。図１（Ｂ）に示すように、噴孔３１の燃料噴射方向に沿った噴孔軸線Ｌは、噴孔プレート３０の厚み方向に沿った噴孔プレート３０の軸線に対し傾斜している。噴孔軸線Ｌと噴孔プレート３０の軸線とは、噴孔プレート３０のノズルニードル２２側で鋭角を形成している。すなわち、噴孔３１は燃焼室側へ行くにしたがって噴孔プレート３０の外周側へ向けて傾斜している。
【００２５】
噴孔プレート３０は、噴孔３１の入口側に凹部３２を形成している。凹部３２は、図１（Ａ）に示すように噴孔３１の入口側開口の周縁３１ａを含んでいる。本実施例の場合、凹部３２は噴孔３１の入口側開口の周縁３１ａを全周にわたって含んでいる。凹部３２は噴孔プレート３０の軸線に垂直な断面が概略楕円形状に形成されており、凹部３２の短軸方向の長さは噴孔３１の内径よりも大きい。噴孔軸線Ｌは、凹部３２の長軸と一致する凹部３２の軸ａと交差している。凹部３２は、噴孔プレート３０の燃料入口側端面３０ａから燃焼室側すなわち噴孔３１の出口側へ凹んで形成されている。また、凹部３２は、噴孔プレート３０の燃料入口側端面３０ａから噴孔３１の入口側開口の周縁３１ａに向かうにしたがって深くなっている。凹部３２の深さは、噴孔プレート３０の板厚の概ね半分以下に設定されている。このように、凹部３２の深さを設定しているのは、噴孔プレート３０の強度の確保に好適だからである。凹部３２における噴孔プレート３０の板厚は、０．１ｍｍ以上に設定されている。噴孔プレート３０としては金属材料（特に、ステンレス鋼が好適）が適用される。例えば、噴射される燃料の圧力が１ＭＰａを超える直噴エンジンにインジェクタ１を適用する場合、燃焼室の燃焼ガスの圧力により噴孔プレート３０に作用する荷重は大きくなる。この場合、凹部３２における噴孔プレート３０の板厚が０．１ｍｍ未満であると、噴孔プレート３０の強度が低下し、噴孔プレート３０が折り曲げられるおそれがある。
なお、楕円形状の凹部３２の短軸方向および長軸方向の長さ、あるいは凹部３２の深さなどの形状は、インジェクタ１を適用するエンジンの特性に応じて任意に変更可能である。
【００２６】
噴孔３１の燃料入口側に凹部３２を形成することにより、噴孔３１の噴孔軸線Ｌ方向の全長は、凹部３２を形成しない場合と比較して短縮される。そのため、燃料は噴孔３１の内部において整流されにくくなる。一方、噴孔プレート３０の凹部３２以外は、噴孔プレート３０本来の板厚を有している。そのため、噴孔プレート３０の強度は十分に確保される。
【００２７】
次に、噴孔３１へ流入する燃料の流れについて説明する。
当接部２２ａと弁座２１ａとの間を通過した燃料は、図４に示すように燃料室２５へ流入する。図４に示す矢印は、燃料が流れる方向を示している。なお、燃料の流れは経時的に変化するため、図４の矢印は平均的な燃料の流れの方向を示している。
【００２８】
燃料室２５へ流入した燃料は、扁平な燃料室２５を形成するノズルニードル２２の先端面２２ｂおよび噴孔プレート３０の燃料入口側端面３０ａに沿って流れる。そして、凹部３２に到達すると、燃料の流れは凹部３２に沿って噴孔３１の入口側へ向けて流れる。これにより、ノズルニードル２２の外周側から燃料室２５へ流入した燃料は、噴孔３１の入口側において衝突し、燃料の流れに乱れが生じる。そして、燃料は乱れが生じた状態で噴孔３１へ流入する。また、凹部３２を形成している場合、噴孔３１へ流入する燃料が衝突する位置は噴孔３１の出口側へ近づく。
【００２９】
以上、説明したように、本発明の第１実施例では、凹部３２を形成することにより、噴孔プレート３０の板厚を維持したまま噴孔３１の全長が短縮される。また、噴孔３１の入口側における燃料の衝突位置は噴孔３１の出口側へ近づく。そのため、噴孔３１のより出口側で衝突し乱れが生じた燃料は、短縮された噴孔３１を通過してエンジンの燃焼室へ噴射される。噴孔３１を通過することにより、燃料に生じた乱れは低減されるものの、噴孔３１の全長が短いため噴孔３１の出口側においても燃料の流れには乱れが十分に残存している。その結果、噴孔３１から噴射される燃料の飛散角度は増大し、燃料の液滴の分裂が促進される。したがって、燃料の微粒化を促進することができる。
【００３０】
また、第１実施例では、噴孔３１の入口側開口の周縁３１ａに凹部３２を形成している。そのため、凹部３２以外の部分では噴孔プレート３０の板厚は維持されている。そのため、噴孔プレート３０の強度が低下することがない。したがって、インジェクタ１を直噴式のエンジンに適用する場合でも、燃焼室における燃焼圧力に対し噴孔プレート３０の強度を維持することができる。
【００３１】
（変形例）
第１実施例の変形例によるインジェクタ１の噴孔プレート３０を図５または図６に示す。
図５および図６に示すように、上述した第１実施例と同様に凹部３２は楕円形状に形成されているものの、凹部３２の短軸方向の長さが異なる。凹部３２の短軸方向の長さは、図５に示すように噴孔３１の内径と概ね同一、または図６に示すように噴孔３１の内径よりも小さくしてもよい。図５または図６に示すように、凹部３２の短軸方向の長さを変更する場合でも、第１実施例と同様の効果を得ることができる。また、凹部３２の短軸方向の長さを低減することにより、噴孔プレート３０に占める凹部３２の面積が低減される。そのため、噴孔プレート３０の強度をより高めることができる。
【００３２】
（第２、第３実施例）
本発明の第２実施例および第３実施例によるインジェクタの噴孔プレートをそれぞれ図７または図８に示す。
図７に示すように第２実施例では、噴孔プレート４０は噴孔４１の燃料入口側に凹部４２を形成している。凹部４２は、噴孔プレート４０の軸線に垂直な断面が円形状に形成されている。また、凹部４２は深さがほぼ一定に形成されている。凹部４２を円形状に形成することにより、凹部４２から噴孔４１へ流入する燃料は噴孔４１の全周から均等に流入する。そのため、噴孔４１へ流入する燃料の流れが安定し、燃料の衝突を促進することができる。
【００３３】
また、第２実施例では、凹部４２は深さがほぼ一定に形成されている。そのため、凹部４２へ流入した燃料は燃料室２５と平行に流れる。これにより、噴孔４１へ流入する燃料は噴孔４１の入口側において正面から衝突するため、燃料の流れには強い乱れが生じる。したがって、燃料の微粒化が促進される。
【００３４】
図８に示すように第３実施例では、噴孔プレート４５は噴孔４６の燃料入口側に凹部４７を形成している。凹部４７は、噴孔プレート４５の軸線に垂直な断面が矩形状に形成されている。また、第２実施例と同様に凹部４７は深さがほぼ一定に形成されている。凹部４７を矩形状に形成することにより、第２実施例と同様に噴孔４６へ流入する燃料の流れが安定する。
なお、第３実施例では凹部４７を矩形状に形成したが、凹部４７は矩形に限らずその他の多角形に形成しても第３実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（第４実施例）
本発明の第４実施例によるインジェクタの噴孔プレートに形成されている噴孔および凹部を図９に示す。第４実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付す。
第４実施例では、図９に示すように噴孔５１の燃料入口側の周縁５１ａに三個所の凹部５２が配置されている。三個所の凹部５２は噴孔５１の周方向へ等間隔に配置されている。本実施例の場合、噴孔５１の中心は各凹部５２の軸線の延長線上に位置している。凹部５２を三個所配置することにより、噴孔５１の入口側における燃料の流れに偏りがあるなど燃料の流れが不安定な場合でも、噴孔５１に流入する燃料の流れを安定させることができる。また、三個所の凹部５２から噴孔５１へ燃料が流入するため、燃料の流れに複雑な乱れが生じる。そのため、燃料の微粒化が促進される。
【００３６】
なお、噴孔５１の周囲に配置する凹部５２は、三個所に限らず四個所以上形成してもよい。また、各凹部５２の軸線と噴孔５１の中心とを必ずしも一致させる必要はない。
【００３７】
（第５、第６実施例）
本発明の第５、第６実施例によるインジェクタの噴孔プレートをそれぞれ図１０または図１１に示す。
図１０（Ａ）および（Ｃ）に示すように第５実施例では、噴孔プレート７０は噴孔７１の燃料入口側に凹部７２を有している。凹部７２は噴孔７１の入口側開口の周縁７１ａの一部を含んでいる。凹部７２は、噴孔プレート７０の燃料入口側端面７０ａと噴孔軸線Ｌとが鈍角を形成する側に形成されている。なお、凹部７２は、図１０（Ｂ）に示すように短軸方向の長さを短縮してもよい。
【００３８】
図１１（Ａ）および（Ｃ）に示すように第６実施例では、噴孔プレート７５は噴孔７６の燃料入口側に凹部７７を有している。凹部７７は、噴孔プレート７５の燃料入口側端面７５ａと噴孔軸線Ｌとが鋭角を形成する側に形成されている。なお、凹部７７は、図１１（Ｂ）に示すように短軸方向の長さを短縮してもよい。
インジェクタ１が適用されるエンジンの特性に応じて、図１０に示す第５実施例または図１１に示す第６実施例のように噴孔７１、７６と凹部７２、７７の位置関係を任意に選定することができる。
【００３９】
（第７、第８、第９実施例）
本発明の第７実施例、第８実施例および第９実施例によるインジェクタの噴孔プレートに形成されている噴孔および凹部をそれぞれ図１２、図１３または図１４に示す。
第７実施例の場合、図１２に示すように噴孔８１の入口側開口の周縁８１ａの一部を含む凹部８２は、円形状に形成されている。噴孔８１の中心と凹部８２の中心とは離れている。
【００４０】
第８実施例の場合、図１３に示すように噴孔８１の入口側開口の周縁８１ａの一部を含む凹部８３は、矩形状に形成されている。
第９実施例の場合、図１４に示すように噴孔８１の入口側開口の周縁８１ａの一部を含む凹部８４は、三角形状に形成されている。
【００４１】
インジェクタ１が適用されるエンジンの特性に応じて、第７実施例、第８実施例、第９実施例または第１１実施例のように凹部８２、８３、８４、８５の形状または噴孔８１と凹部８２、８３、８４、８５との位置関係を任意に選定することができる。
【００４２】
（第１０実施例）
本発明の第１０実施例によるインジェクタの噴孔プレートに形成されている噴孔および凹部を図１５に示す。
第１０実施例では、図１５に示すように複数の噴孔９１に跨る凹部９２が形成されている。すなわち、第１０実施例の場合、一つの凹部９２には二つの噴孔９１の燃料入口側の周縁９１ａが含まれている。これにより、燃料室２５の燃料は凹部９２を経由して二つの噴孔９１へ流入する。なお、図１６に示すように、噴孔９１と凹部９２との位置関係は任意に選定可能である。また、一つの凹部９２に二個以上の噴孔の燃料入口側の周縁を含む構成としてもよい。
【００４３】
第１０実施例の場合、凹部９２以外の部分では噴孔プレートの板厚を維持したまま、噴孔９１が形成される部分の板厚が低減される。そのため、噴孔プレート自体の板厚を低減した場合と同様に噴孔の短縮の効果が得られるとともに、強度の低下を防止することができる。
【００４４】
（第１１実施例）
本発明の第１１実施例によるインジェクタの燃料噴射ノズルを図１７に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第１１実施例では、ノズルニードル２２の先端面２２ｂに突起２６が形成されている。突起２６は、ノズルニードル２２の軸心を中心とする円周上に複数または円周上に連続する円環状に形成されている。また、突起２６は、図１８に示すように噴孔３１の入口と向き合う位置に頂部２６ａが位置している。先端面２２ｂに突起２６を形成することにより、燃料室２５を流れる燃料は突起２６と衝突し、燃料の流れは噴孔３１の入口へ向かう。これにより、燃料の流れは噴孔３１の内部へ案内され、燃料は噴孔３１の内部の出口側において衝突する。すなわち、燃料が衝突する位置は、噴孔３１の出口側により接近する。そのため、噴孔３１の内部において燃料の流れは整流されにくく、燃料は乱れが生じた状態で出口から噴射される。
【００４５】
以上、説明した複数の実施例では、インジェクタを直噴式のガソリンエンジンに適用する例について説明した。しかし、直噴式のガソリンエンジンに限らず、例えば予混合式のガソリンエンジン、または各種形式のディーゼルエンジンに本発明によるインジェクタを適用してもよい。また、本実施例では、噴孔プレートの軸と噴孔軸線とが傾斜している例について説明したが、噴孔プレートと噴孔軸線とを平行にしてもよい。さらに、上記の複数の実施例では、実施例ごとに個別に適用したインジェクタについて説明したが、インジェクタに複数の実施例を組み合わせて適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す模式図であって、（Ａ）は（Ｂ）の矢印Ａ方向から見た矢視図であり、（Ｂ）は図３の噴孔の近傍を拡大した断面図である。
【図２】本発明の第１実施例によるインジェクタを示す模式的な断面図である。
【図３】図２の燃料噴射ノズルの近傍を拡大した断面図である。
【図４】本発明の第１実施例によるインジェクタにおいて噴孔の近傍における燃料の流れを示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施例によるインジェクタの噴孔プレートの変形例を示す図であって、噴孔および凹部の形状を示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施例によるインジェクタの噴孔プレートの変形例を示す図であって、噴孔および凹部の形状を示す模式図である。
【図７】本発明の第２実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す模式図であって、（Ａ）は（Ｂ）の矢印Ａ方向から見た矢視図であり、（Ｂ）は噴孔の近傍を拡大した断面図である。
【図８】本発明の第３実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す模式図であって、（Ａ）は（Ｂ）の矢印Ａ方向から見た矢視図であり、（Ｂ）は噴孔の近傍を拡大した断面図である。
【図９】本発明の第４実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す図であって、噴孔および凹部の形状を示す模式図である。
【図１０】本発明の第５実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す模式図であって、（Ａ）は（Ｃ）の矢印Ａ方向から見た矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の変形であり、（Ｃ）は噴孔の近傍を拡大した断面図である。
【図１１】本発明の第６実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す模式図であって、（Ａ）は（Ｃ）の矢印Ａ方向から見た矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の変形であり、（Ｃ）は噴孔の近傍を拡大した断面図である。
【図１２】本発明の第７実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す図であって、噴孔および凹部の形状を示す模式図である。
【図１３】本発明の第８実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す図であって、噴孔および凹部の形状を示す模式図である。
【図１４】本発明の第９実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す図であって、噴孔および凹部の形状を示す模式図である。
【図１５】本発明の第１０実施例によるインジェクタの噴孔プレートを示す図であって、噴孔および凹部の形状を示す模式図である。
【図１６】図１６に示す本発明の第１０実施例によるインジェクタの噴孔プレートの変形例を示す模式図である。
【図１７】本発明の第１１実施例によるインジェクタの燃料噴射ノズルの近傍を拡大した断面図である。
【図１８】図１７の噴孔の近傍を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１ インジェクタ（燃料噴射装置）
２０ 燃料噴射ノズル
２１ ノズルボディ
２１ａ 弁座
２２ ノズルニードル（弁部材）
２２ａ 当接部
２２ｂ 先端面
２５ 燃料室
２６ 突起
２６ａ 頂部
３０、４０、４５、７０、７５ 噴孔プレート
３０ａ、７０ａ、７５ａ 燃料入口側端面
３１、４１、４６、７１、７６、８１、９１ 噴孔
３１ａ、７１ａ、８１ａ、９１ａ 周縁
３２、４２、４７、７２、７７、８２、８３、８４、９２ 凹部

Claims (21)

1. 燃料通路を形成する内壁面に弁座を設けた弁ボディと、
   前記弁座に着座可能な当接部を有し、前記当接部が弁座から離座ならびに前記弁座に着座することにより前記燃料通路を開閉する弁部材と、
   前記弁部材よりも下流側の前記弁ボディに取り付けられ、前記燃料通路を流れる燃料を噴射する複数の噴孔を有する噴孔プレートとを備え、
   前記噴孔プレートは、各前記噴孔の入口側に対応してそれぞれ設けられ、各前記噴孔の入口側開口の周縁に、燃料入口側の端面から前記噴孔の出口側へ凹ませて、前記噴孔の入口側における燃料の衝突による燃料の乱れが生じた状態でこの燃料を前記噴孔へ流入させる凹部を形成していることを特徴とする燃料噴射ノズル。
2. 前記凹部は、短軸方向の長さが前記噴孔の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ノズル。
3. 前記噴孔の軸線は、前記凹部の長軸に一致する前記凹部の軸と交差していることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射ノズル。
4. 前記噴孔プレートの燃料入口側端面と、前記噴孔プレートと向き合う前記弁部材の先端面と、前記内壁面とで形成される燃料室は前記燃料入口側端面に沿って扁平であることを特徴とする請求項１、２または３記載の燃料噴射ノズル。
5. 前記凹部は前記噴孔の入口側開口の周縁に複数配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の燃料噴射ノズル。
6. 前記噴孔プレートの厚み方向に沿った軸線に対し前記噴孔の燃料噴射方向に沿った噴孔軸線は傾斜しており、前記燃料入口側端面と前記噴孔軸線とが鈍角を形成する側に前記凹部は形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の燃料噴射ノズル。
7. 前記噴孔プレートの厚み方向に沿った軸線に対し前記噴孔の燃料噴射方向に沿った噴孔軸線は傾斜しており、前記燃料入口側端面と前記噴孔軸線とが鋭角を形成する側に前記凹部は形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の燃料噴射ノズル。
8. 前記凹部は前記噴孔の入口側開口の周縁に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項５記載の燃料噴射ノズル。
9. 前記凹部は、前記噴孔の入口側開口の周縁の全周を含んでいることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の燃料噴射ノズル。
10. 前記噴孔は入口側開口の周縁が円形状に形成され、前記凹部は外縁が楕円形状に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の燃料噴射ノズル。
11. 前記凹部は、該凹部の周縁の一部が前記噴孔の入口側開口の周縁と重なり、
    前記噴孔の入口側開口の周縁が前記凹部を複数に分断していることを特徴とする請求項１０記載の燃料噴射ノズル。
12. 前記噴孔の入口側開口の周縁の中心と、前記凹部の中心とを合致させて同心上に配置していることを特徴とする請求項１１記載の燃料噴射ノズル。
13. 前記凹部は、前記噴孔の入口に向かうにしたがい深くなっていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項記載の燃料噴射ノズル。
14. 前記凹部の深さはほぼ一定であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項記載の燃料噴射ノズル。
15. 前記凹部の深さは、前記噴孔プレートの厚さの半分以下であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項記載の燃料噴射ノズル。
16. 前記凹部における前記噴孔プレートの厚さは、０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項記載の燃料噴射ノズル。
17. 前記噴孔プレートの燃料入口側端面と交差する前記凹部の形状は、円形または多角形の一部であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項記載の 燃料噴射ノズル。
18. 前記噴孔プレートと向き合う前記弁部材の先端面に突起が形成されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項記載の燃料噴射ノズル。
19. 前記突起は複数形成され、前記弁部材の軸心を中心として円周上に配置されていることを特徴とする請求項１８記載の燃料噴射ノズル。
20. 前記突起は前記噴孔の入口と向き合う位置に頂部があることを特徴とする請求項１８または１９記載の燃料噴射ノズル。
21. 請求項１から２０のいずれか一項記載の燃料噴射ノズルを内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射ノズルとして用いることを特徴とする燃料噴射装置。

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