JP3969247B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射弁の先端構造に関し、例えば内燃機関の吸気管内へ燃料噴射する燃料噴射弁に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射弁としては、例えば内燃機関の吸気管に設けられて燃料噴射する燃料噴射弁が知られている（特開平８−２７７７６３号公報、特開平９−３１０６５１号公報等）。
【０００３】
この種の燃料噴射弁は、近年、内燃機関の性能向上、排気ガス清浄化の要球から、特に燃料の気化促進のため、噴射される燃料噴霧を微粒化させる必要がある。
【０００４】
この対策として、特開平８−２７７７６３号公報によれば、弁ボディとしてのノズルボディの内周壁と協動して噴孔プレート方向に向かう流路を形成する、弁部材としてのノズルニードルの先端の外周部の延長線が、ノズルボディの先端部に設けられた複数の噴孔の入口側開口の外接円の外側となるように配置され、ノズルボディの先端部すなわち噴孔プレートに燃料が当たった後、噴孔プレート上面に沿った中心に向かう流れを形成し、中心に至る途中に配置された噴孔から燃料を吐出する。
【０００５】
また、特開平９−３１０６５１号公報によれば、上記中心に向かう流れを形成しつつ、それぞれの噴孔に向かうこの流れが噴孔プレート中心で干渉し合ってよどみが生じないように、噴孔を所定の偏角方向に配置している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では、燃料噴射弁の先端側にある噴孔プレート上面に配置された噴孔入口に、燃料流速を向上させて流れ込ませるので、噴射する燃料の運動エネルギーを増加させて噴霧を微粒化させることは可能である。しかしながら、いずれも、噴孔から噴射された燃料噴霧と混合され、混合気を形成する吸気管内の吸気の気流が噴霧に与える影響については、十分配慮がなされていない。
【０００７】
これに対して、噴孔プレートの複数の噴孔からなる噴孔群に対して噴孔プレート下面に同心円状に配置され拡径した開口部を有するスリーブを配設するものがある（特開２０００−１４５５８９号公報等）。
【０００８】
特開２０００−１４５５８９号公報によれば、このスリーブを樹脂材で形成し、燃料噴射弁の先端の外周に圧入により組付けられて嵌合固定されている。
【０００９】
しかしながら、例えば高温クリープ等によって嵌合固定する保持力が低下してしまって、燃料噴射弁の先端外周に対する係合が外れたり、スリーブが回動してしまう可能性がある。一方、圧入による保持力を確保しようとすると、場合によっては、先端を構成する弁部の弁ボディへ過大圧縮応力を加えることとなって、全閉弁時の弁密性が損なわれる可能性がある。
【００１０】
また、圧入による保持力が弱い場合には、例えば燃料噴射弁の組み付け時において、作業者がスリーブを所望の位置から回動させてしまうといった恐れもある。
【００１１】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、噴霧の微粒化と弁密性とを向上しつつ、圧入による組付が容易な構造を備えた燃料噴射弁を提供することにある。
【００１２】
また、本発明は、弁部への過大応力をできるだけ抑制しつつ、スリーブの回動を防止することを他の目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、弁ボディの先端部に形成された流体通路の出口に配された複数の噴孔を有する噴孔プレートと、噴孔プレートを配された弁ボディに固定されるスリーブとを備え、噴孔から流体を噴射することにより流体の調量と噴射方向の決定を行なう流体噴射弁において、弁ボディは、弁部材が当接、離間する弁座を有する底壁部、および底壁部の周縁から立設され弁部材を往復移動自在に支承する側壁部を有し、噴孔プレートは、カップ状に形成され燃料通路を覆うように弁ボディに全周接合されるとともに、燃料通路と外部を連通させる噴孔を有する底部、および底部の周縁から立設され側壁部に圧入される円筒部を有し、かつ、スリーブは、噴孔プレートの燃料噴射下流側に向かって開口する開口部を有する樹脂円環状部、および樹脂円環状部の周縁から立設され側壁部に圧入される樹脂円筒部とを有する樹脂製のスリーブであり、スリーブまたは噴孔プレートのうちどちらか一方に突出する突起を設け、かつ他方に突起に対応する切欠き溝を設けてお互いに嵌合している。
【００１４】
一般に、噴孔プレートの燃料噴射下流側に向かって開口する開口部を有する樹脂製のスリーブは、樹脂材に起因する高温クリープの状態等によっては、弁ボディの側壁部に圧入することで弁ボディに嵌合固定する保持力が低下してしまって、例えば弁ボディの外周に対するスリーブの係合が外れる可能性がある。一方、圧入による保持力を確保しようとすると、高温クリープによる保持力低下を補うスリーブの圧入力増加量によっては、弁ボディへ過大圧縮応力を加えることとなって、全閉弁時の弁密性が損なわれる可能性がある。
【００１５】
これに対して、本発明の燃料噴射弁では、スリーブまたは噴孔プレートのうちどちらか一方に突出する突起を設け、かつ他方に突起に対応する切欠き溝を設けてお互いに嵌合する構成にするので、従来構成のように高温クリープによる保持力低下を補うスリーブの圧入力増加をすることなく、弁ボディ外周とスリーブの係合が確実に向上でき、また、スリーブの回動を防止できる。
【００１６】
したがって、全閉弁時の弁密性を確保しつつ、スリーブの圧入力を増加させることなく弁ボディとスリーブの係合が向上できるので、弁ボディへ圧入組付する構造の弁ボディとスリーブの圧入組付けが容易にできる。
【００２０】
また、本発明の請求項１によると、スリーブに突起を設け、かつ噴孔プレートに突起に対応する切欠き溝を設けるとは、側壁部に圧入される樹脂円筒部には、側壁部に圧入可能な圧入部を軸方向端部に備え、圧入部と樹脂円環状部との間の内周に、突起が設けられ、側壁部に圧入される円筒部には、突起に対応して嵌合可能な形状を有する切欠き溝を外周に設けられている。
【００２１】
すなわち、噴孔プレートの設ける突起、およびスリーブに設ける突起に対応する切欠き溝として、スリーブの樹脂円筒部のうち、側壁部に圧入可能な圧入部を軸方向端部に備え、圧入部と樹脂円環状部との間の内周に、突起を設けるとともに、噴孔プレートの円筒部うち、円筒部の内周は側壁部に圧入され、円筒部の外周には突起に対応して嵌合可能な形状を有する切欠き溝を設けられている。
【００２２】
これにより、スリーブの圧入力増加をすることなく、弁ボディ外周とスリーブの係合が確実に向上できる。
【００２３】
なお、側壁部に圧入される円筒部に切欠き溝を設けるので、切欠き溝に起因して円筒部の剛性が低下でき、従って、弁ボディの側壁部に圧入する噴孔プレートの保持力低下が図れる。これにより、全閉弁時の弁密性に影響する圧入による弁ボディの内周の変形を緩和できるので、全閉弁時の弁密性がさらに向上可能である。
【００２４】
本発明の請求項２によると、圧入部は、樹脂円筒部の内周に略等ピッチで離間して配置されており、突起と圧入部との周方向位置が重ならないように配列されている。
【００２５】
すなわち、樹脂製のスリーブは、弁ボディに圧入される圧入部が樹脂円筒部の内周に略等ピッチで離間して配置されており、突起と圧入部との周方向位置が重ならないように配列されている。
【００２６】
これにより、スリーブの内周に形成される突起と圧入部との周方向位置が重ならないように配列されているので、スリーブの樹脂成形が容易にできる。
【００２７】
本発明の請求項３によると、円筒部の軸方向端部には円環状のリブが形成されており、円筒部に設ける切欠き溝は、リブに設けられている。
【００２８】
すなわち、カップ状に形成される噴孔プレートの円筒部の軸方向端部には円環状のリブが形成されており、このリブに切欠き溝を設けるので、カップ状の噴孔プレートをその展開形状にプレス加工する段階で切欠き溝を設ける必要はなく、その展開形状の噴孔プレートを深絞り加工してカップ状に形成した後、噴孔プレートの材料たる薄板部材から打ち抜くときに、円環状のリブに切欠き溝を形成すればよい。したがって、噴孔プレートを深絞り加工する際、展開形状の噴孔プレートの剛性が不安定となる切欠き溝が形成されていないので、噴孔プレートの製造が容易にできる。
【００３１】
本発明の請求項４によると、開口部は、略楕円形状を形成している。
【００３２】
一般に、噴孔プレートの燃料噴射下流側に向かって開口するスリーブの開口部の形状が略楕円の場合、弁ボディないし噴孔プレートと係合する周方向位置によって、噴孔プレート下面に形成される複数の噴孔出口のそれぞれから開口部の内周までの離間距離が変わってしまう。このため、この種の開口部を有する燃料噴射弁では、例えば噴孔から噴射される燃料噴射は、噴孔プレートと係合する周方向位置によっては、噴射燃料が開口部の内周に干渉してしまう可能性がある。
【００３３】
これに対して本発明の燃料噴射弁では、圧入構造を有するスリーブおよび噴孔プレートを弁ボディに圧入組付時、スリーブまたは噴孔プレートのうちどちらか一方に突出する突起を設け、かつ他方に突起に対応する切欠き溝を設けてお互いに嵌合する構成を有するので、噴孔プレートとスリーブとの周方向係合が外れることはない。したがって、噴孔プレートとスリーブの組付け状態のズレ等による噴射燃料の開口部の内周への干渉を防止することができる。
【００３４】
本発明の請求項５によると、本発明の燃料噴射弁は、噴孔プレートに配置される噴孔配列として、環状に配置され噴孔の軸線を燃料噴射弁軸方向に対して下流側に拡がるように、噴孔プレート上に線対称に配置されるような燃料噴射弁軸に対称配置されていない噴孔配列を有する燃料噴射弁に好適である。
【００３５】
本発明の請求項６によると、流体通路を形成する内壁面に弁座を設けた弁ボディと、弁座に着座することにより前記流体通路を開閉する弁部材と、弁部材よりも流体下流側の前記バルブボディに取付けられ、複数の噴孔を有する噴孔プレートと、噴孔プレートの外周部を覆うように弁ボディに組み付けられるカップ状のスリーブとを備え、噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁において、スリーブは、噴孔から噴射された燃料が流出する開口部を有し、スリーブまたは噴孔プレートのうちどちらか一方に突出する突起を設け、かつ他方に突起に対応する切欠き溝を設けて互いに嵌合していることを特徴としている。また、スリーブの内周面には内径方向に突出する突起が設けられ、噴孔プレートの外周面にはこの突起が係合する切り欠き溝が設けられたことを特徴としている。
【００３６】
これにより、スリーブが回動しようとしても、上記切り欠き溝の内周面が上記突起外周面に当接するので、弁部への過大応力をできるだけ抑制しつつ、スリーブの回動を防止できる。
【００３７】
また、本発明の請求項７によると、突起および切欠き溝は、周方向に複数設けられていることを特徴としているので、上記嵌合部が複数あることとなり、より確実にスリーブの回動を防止することができる。
【００３９】
また、本発明は、請求項８のように、開口部が略楕円状に形成されたものや、請求項９、１０のように、開口部から流出する燃料によって負圧を発生させ、スリーブ外周面に付着した燃料を吸引する負圧発生部が形成されたものに適用して好適なものである。
【００４０】
すなわち、請求項８〜１０のようなものでは、スリーブが回動してしまうと、噴霧特性が悪化する恐れがあるが、本発明では、スリーブの回動を防止できるので、その効果が非常に大きい。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料噴射弁を具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００４２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態の燃料噴射弁の概略構成を表す縦断面図である。図２は、図１中の本発明の要部である弁部周りの構成を表わす縦断面図である。図３は、図２中のスリーブの構造を表す断面図であって、図３（ｂ）は縦断面図、図３（ａ）は図３（ｂ）中のＡ−Ａ断面からみた横断面図である。図４は、図２中の噴孔プレートの構造、特に突起の構成を表す平面図である。
【００４３】
（内燃機関の燃料噴射弁に適用する本実施形態の概略構成）
図１および図２に示すように、燃料噴射弁１は、内燃機関、特にガソリンエンジンに用いられるものであって、内燃機関の吸気管に取付けられて燃料噴射することで内燃機関の燃焼室へ燃料を供給するものである。この燃料噴射弁１は、略円筒形状であり、弁部Ｂとしての弁ボディ２９、および弁部材（以下、ノズルニードルと呼ぶ）２６と、電磁駆動部Ｓとしてのスプール３０に巻回されたコイル３１、コイル３１に通電して生じる電磁力による磁束が流れる磁気回路を形成する円筒部材１４、この磁束による吸引力によって軸方向に移動可能なアーマチュア２５、およびコイル３１が通電されていないときにはノズルニードル２６が弁ボディ２９へ当接して閉弁するようにアーマチャ２５を弁ボディ側に付勢する圧縮スプリング２４とを含んで構成されている。
【００４４】
まず、弁部Ｂとしての弁ボディ２９、ノズルニードル２６等について以下説明する。
【００４５】
弁ボディ２９は、円筒部材１４の内壁に溶接により固定されている。詳しくは、図２に示すように、弁ボディ２９は、円筒部材１４の磁性筒部１４ｃに圧入、または挿入可能になっている。この磁性筒部材１４ｃの内壁に挿入された弁ボディ２９を、磁性筒部１４ｃの外周側から全周溶接する。
【００４６】
この弁ボディ２９の内周側には、ノズルニードル２６が当接、離間する弁座２９ａが形成されている。詳しくは、図２に示すように、弁ボディ２９の内周側には、内燃機関へ燃料噴射する燃料の燃料通路が形成されており、内燃機関側の下流から燃料上流に向かって、弁座としての円錐斜面２９ａ、大径円筒壁面２９ｂ、円錐斜面２９ｃ、ノズルニードル２６を摺動自在に支承する小径円筒壁面２９ｄ、円錐傾斜面２９ｅが順に形成されている。この円錐傾斜面すなわち弁座２９ａは、燃料噴射方向に縮径し、後述するノズルニードル２６の当接部２６ｃが当接、離間することで当接部２６ｃと弁座２９ａとが着座可能に配置されている。これにより、燃料噴射する燃料の連通、遮断を行なう弁部としてのいわゆる開弁、閉弁が可能である。また、大径円筒壁面２９ｂは、燃料溜り孔、つまりノズルニードル２６と共に囲まれる燃料溜り室２９ｆを形成しており、小径円筒壁面２９ｄは、ノズルニードル２６を摺動自在に支承するニードル支持孔を形成している。この小径円筒壁面２９ｄにより形成されるニードル支持孔は、大径円筒壁面２９ｂにより形成される燃料溜り孔より小径である。なお、円錐斜面２９ｅは燃料上流に向かって拡径している。
【００４７】
なお、弁座２９ａ、大径円筒壁面２９ｂ、円錐斜面２９ｃ、小径円筒壁面２９ｄ、円錐傾斜面２９ｅは、後述の円筒部材１４の内周とともに、ノズルニードル２６を収容する案内孔を形成する。
【００４８】
なお、この弁ボディ２９は、ノズルニードル２６が当接、離間する弁座２９ａを有する底壁部２９ｈｂと、底壁部２９ｈｂの周縁から立設されノズルニードル２６を往復移動自在に支承する側壁部２９ｈｈを含んで構成されている。
【００４９】
弁部材としてのノズルニードル２６は、ステンレスからなる有底筒状体であって、ノズルニードル２６の先端部には、弁座２９ａに当接、離間可能な当接部２６ｃが形成されている。詳しくは、図２に示すように、ノズルニードル２６は、先端部すなわち燃料噴射側が燃料上流側に比べて小径の円柱状に形成される小径柱体部２６ｄと、弁ボディ２９の内周（詳しくは、小径円筒壁面２９ｄ）に摺動自在に支承される大径柱体部２６ｅから構成されており、この小径柱体部２６ｄの燃料噴射側の端面は、面取りされて円錐傾斜面を形成しており当接部２６ｃを構成している。これにより、当接部２６ｃの径の大きさすなわちシート径は、小径円筒壁面２９ｄのニードル支持孔の径より小さく形成され、よって、当接部２６ｃが当接、離間する弁座２９ａの精密加工容易性と、弁座２９ａと当接部２６ｃが当接する弁全閉時の弁密性確保とが両立可能である。すなわち、シート径は、弁ボディ２９の小径円筒壁面２９ｄにより形成されるニードル支持孔の孔径より小さいため、例えば、弁ボディ２９の内周としての小径円筒壁面２９ｄ、円錐斜面２９ｃ、および大径円筒壁面２９ｂと弁座２９ａを切削加工により形成した後、弁密性確保のために行なう、燃料上流側から燃料溜り室２９ｆに刃物を挿入して弁座２９ａのシート部分の精密加工が容易にできる。
【００５０】
一方、大径柱体部２６ｅは、ノズルニードル２６の燃料上流側に構成され、弁ボディ２９の小径円筒壁面２９ｄに摺動可能に収容されるよう、小径円筒壁面２９ｄの内径よりやや小さい外径の円柱状に形成されている。これにより、大径柱体部２６ｅの外周壁面と小径円筒壁面２９ｄとが摺接するようにこれら壁面の間に所定の微小隙間が形成される。
【００５１】
また、大径柱体部２６ｅの大部分は、薄肉の円筒状に形成され、図２に示すように、その内周壁面２６ａには、燃料噴射側下流に流れる燃料の内部通路２６ｆが形成されている。この内部通路２６ｆは、大径柱体部２６ｅの燃料上流側の端面を穿孔加工する等によって形成されるものであって、その穿孔深さは、弁座２９ａに着座するとき生じる衝撃にノズルニードル２６の底部が耐えられるような深さに設定される。
【００５２】
これにより、ノズルニードル２６の軽量化と、弁座２９ａに当接する際生じる衝撃に対する強度確保とが両立できる。
【００５３】
なお、大径柱体部２６ｅの内部通路の下流側には、下流側の弁座２９ａへ、すなわち燃料溜り室２９ｆに連通するように、少なくとも１つの出口孔２６ｂが設けられている。
【００５４】
噴孔プレート２８は、燃料噴射弁１の先端側に、薄板状に形成されており、中央部に複数の噴孔２８ａが形成されている。この噴孔２８ａは、噴孔軸線および噴孔配列等により噴射方向の決定と、噴孔の開口面積および後述の電磁駆動部による弁部の開弁期間によって噴孔から噴射する燃料噴射量の調量とができる。
【００５５】
また、噴孔プレート２８の外周側には、燃料噴射弁１を内燃機関の吸気管に取付けるときに吸気管の内壁と燃料噴射弁１とが接触し噴孔２８ａが損傷するのを防止する等の目的で、保護部材としてのスリーブ５０が固定されている。詳しくは、このスリーブ５０は、樹脂材で成形され、噴孔プレートの外周側面または弁ボディ２９の外周側面へ圧入により組付けられ、この圧入による摩擦力で、弁ボディ２９および噴孔プレート２８に対する回り止めを行なっている。
【００５６】
なお、燃料噴射弁１の先端部としての弁部Ｂ、特に噴孔プレート２８およびスリーブ５０周りの構造の詳細については、後述する。
【００５７】
次に、電磁駆動部Ｓとしてのコイル３１、円筒部材１４、アーマチュア２５、および圧縮スプリング２４等について以下説明する。なお、この電磁駆動部Ｓは、通電、通電停止することで燃料噴射弁９の弁部を開弁、閉弁させるものであればよい。
【００５８】
コイル３１は、図１に示すように、樹脂製のスプール３０の外周に巻回されており、このコイル３１の端部には電気的に接続するターミナル１２が設けられている。なお、このスプール３０は、後述の円筒部材１４の外周に装着されており、また、円筒部材１４の外周に形成された樹脂モールド１３の外壁から突出るように、コネクタ部１６が設けられており、このターミナル１２がコネクタ部１６に埋設されている。
【００５９】
円筒部材１４は、磁性部と非磁性部からなるパイプ材であり、例えば複合磁性材で形成されている。円筒部材１４の一部を加熱して非磁性化することにより、図１に示す円筒部材１４を、下方の燃料噴射側から上流に向かって、磁性筒部１４ｃ、非磁性筒部１４ｂ、および磁性筒部１４ａの順に形成している。なお、円筒部材１４の内周には、アーマチュア収容孔１４ｅが設けられており、非磁性筒部１４ｂと磁性筒部１４ｃとの境界近傍に、後述のアーマチュア２５が収容されている。
【００６０】
また、コイル３１に通電して生じる電磁力による磁束が流れる磁気回路を形成する円筒部材１４の外周には、図１に示すように、磁性部材２３、樹脂モールド１５、磁性部材１８が設けられている。詳しくは、磁性部材２３がコイル３１の外周を覆っており、磁性部材１８はコイル３１の燃料上流側に、リブ１７を避けるよう、例えば扇状に設けられている。樹脂モールド１５は磁性部材１８，２３の外周に形成され、樹脂モールド１３と結合している。
【００６１】
これにより、コイル３１に通電して生じる電磁力による磁束が、磁性筒部１４ａ、後述の吸引部材２２、後述のアーマチュア２５、磁性筒部１４ｃ、磁性部材２３、および磁性部材１８の順に流れる磁気回路を構成している。
【００６２】
アーマチュア２５は、磁性ステンレス等の強磁性材料からなる段付きの筒状体であって、ノズルニードル２６に固定されている。これにより、コイル３１に通電すると、コイル３１に発生した電磁力による磁束が、吸引部材２２を介してアーマチュア２５に作用することで、アーマチュア２５と共にノズルニードル２６を、吸引部材２２側の軸方向、つまり弁座２９ａから遠ざかる方向へ移動可能である。アーマチュア２５の内部空間２５ｅは、ノズルニードル２６の内部通路２６ｆとお互いに連通する構成となっている。
【００６３】
吸引部材２２は、磁性ステンレス等の強磁性材料からなる円筒体であって、円筒部材１４の内周に圧入等により固定されている。
【００６４】
付勢スプリング（以下、圧縮スプリングと呼ぶ）２４は、吸引部材２２の内周に配置されたアジャスティングパイプ２１の端面と、アーマチュア２５の内部空間２５ｅを形成する段差部であるスプリング座２５ｃとの間に挟まれることで、コイル３１が通電されていないときには、アーマチュア２５に固定されたノズルニードル２６を弁ボディ２９へ当接（詳しくは、当接部２６ｃを弁座２９ａへ当接）させ閉弁させるように、アーマチャ２５を弁ボディ２９側へ所定の付勢力にて付勢する。
【００６５】
なお、アジャスティングパイプ２１は、吸引部材２２の内周に圧入固定され、このアジャスティングパイプ２１の圧入量により圧縮スプリング２４の付勢力を所定の付勢力に調整できる。
【００６６】
なお、円筒部材１４の燃料噴射側には、弁ボディ２９および噴孔プレート２８が液密に収容されている。この噴孔プレート２８は、弁ボディ２９に液密に溶接され、この弁ボディ２９が円筒部材１４に液密に収容される構成でもよい。一方、円筒部材１４の上方には、図１に示すようなフィルタ１１が取付けられており、このフィルタ１１によって、燃料噴射弁１の燃料上流から流入する燃料中に含まれる異物の除去が可能である。
【００６７】
ここで、弁ボディ２９と油密に固定される円筒部材１４は、弁ボディ２９とともにノズルニードル２６を収容する案内孔を形成するので、弁ボディ２９の一部でもある。
【００６８】
ここで、上述の構成を有する燃料噴射弁１の作動について以下説明する。
【００６９】
電磁駆動部Ｓのコイル３１に通電すると、コイル３１には電磁力を生じる。このとき、磁気回路を構成するアーマチャ２５と吸引部材２２とにおいて、吸引部２５には、アーマチュア２５を吸引する吸引力が発生する。これにより、アーマチャ２５に固定されたノズルニードル２６が、弁ボディ２９の弁座２９ａから離間する。よって、弁ボディ２９とノズルニードル２６が開弁され、燃料噴射弁１の上流側から流入している燃料が、アーマチャ収容孔１４ｅ、内部通路２６ｆ等を経由し、噴孔２８ａを通して、内燃機関へ噴射される。
【００７０】
一方、通電を停止すると、コイル３１に生じていた電磁力が消失するので、アーマチャ２５を吸引部材２２側へ吸引していた吸引力もなくなる。このため、アーマチュア２５に付勢している圧縮スプリング２４によって、ノズルニードル２６が、弁ボディ２９の弁座２９ａに当接する方向に押圧される。よって、弁ボディ２９とノズルニードル２６が閉弁され、内燃機関へ噴射によって流出される燃料が遮断される。このとき、弁部Ｂの閉弁状態（詳しくは、ノズルニードル２６の当接部２６ｃと弁座２９ｃとが当接したときのシール状態）が弁密であれば、精度よく燃料流出の遮断ができる。
【００７１】
これにより、燃料噴射弁９は、通電期間、すなわち開弁期間を可変にすることにより、内燃機関へ噴射される燃料噴射量を調整できる。
【００７２】
しかしながら、上述の構成を備えた燃料噴射弁１は、一般に、燃料噴射弁１を構成する各部品単位で精度よく加工されたとしても、燃料噴射弁１に組付ける際、その製造過程において部品間を接合するために圧入または溶接を行なう場合、圧入による変形、または溶接による熱歪み等によって、閉弁状態すなわちシール状態に影響を与えてしまってシール部（詳しくは、弁部Ｂの閉弁時に当接状態となる弁座２９ａと当接部２６ｃ）に隙間が生じる可能性がある。
【００７３】
弁部Ｂ周りの組付けを行なう構成部品において、上述の如く樹脂製のスリーブ５０が、弁ボディ２９または噴孔プレート２８へ圧入による組付け固定がなされており、樹脂材に起因する高温クリープの状態によっては、弁ボディ２９または噴孔プレート２８の外周側面に圧入することで嵌合固定する保持力が低下してしまって、例えば弁ボディ２９の外周に対するスリーブ５０の係合が外れる可能性がある。一方、圧入による保持力を確保しようとすると、高温クリープによる保持力低下を補うスリーブ５０の圧入力増加量によっては、弁ボディ２９への過大圧縮応力を加えることとなって、全閉弁時の弁密性が損なわれる可能性がある。
【００７４】
（本実施形態の要部およびその詳細説明）
そこで本発明の実施形態では、以下の特徴を具備することで、噴霧の微粒化と弁密性とを向上しつつ、圧入による組付が容易な構造を備えた燃料噴射弁１を提供する。
【００７５】
ここで、本実施形態に適用した燃料噴射弁１（図１および図２参照）は、以下のような弁密性向上に対する構成上の配慮が十分なされたものであって、圧入を用いた組付において、本実施形態を適用することにより、弁密性向上すなわち弁全閉時の燃料漏れ量の極小化を図れる。したがって、周知の燃料噴射弁においても、圧入を用いて燃料噴射弁、特に弁部の組付けを行なうものであれば、後述する本発明の実施形態の特徴を具備することによって、弁密性向上と圧入による組付を効果的に両立可能である。
【００７６】
なお、図１および図２に示す燃料噴射弁１の弁密性向上に対する構成上の配慮とは、開閉弁の応答性を向上させて弁全閉時の速やかな燃料遮断を行なう目的としてのノズルニードル２６の軽量化（詳しくは、大径柱体部２６ｅを薄肉の有底筒状体化）、および燃料噴射弁１の外部から燃料と共に流入するおそれがある燃料中に含まれる異物に対して弁全閉時の弁密性を確保する目的として、燃料が流入する円筒部材１４に異物除去手段を備える構成（詳しくは、円筒部材１４の上流側にフィルタ１１の装着）等の構成を備えていることである。
【００７７】
まず、本発明の実施形態の要部である燃料噴射弁１の先端部としての弁部Ｂ、特に噴孔プレート２８およびスリーブ５０周りの構成を、図２、図３および図４に従って説明する。
【００７８】
噴孔プレート２８は、例えばステンレス鋼板等からなり、有底の筒状を有するいわゆるカップ形状に形成されている。この噴孔プレート２８は、略円板状になる底部２８ｂと、底部２８ｂの周縁から立設され側壁部２９ｈｈに圧入される円筒部２８ｈとからなり、上述の如く底部２８ｂには、中央部に複数の噴孔２８ａが形成されている。
【００７９】
スリーブ５０は、噴孔プレート２８（詳しくは噴孔２８ａ）の燃料噴射下流側に向って開口する開口部５０ａを有する樹脂円環状部５０ｂと、樹脂円環状部５０ｂの周縁から立設され側壁部２９ｈｈに圧入される樹脂円筒部５０ｈとからなり、この開口部５０ａは、噴孔２８ａから噴射される燃料の干渉防止のため、例えば燃料噴霧形状の対応して燃料噴射下流側に向って拡径する内周を備えているとともに、吸気管内を流れる吸気の気流によって噴霧の微粒化が妨げられないように、燃料噴流が噴出する噴孔２８ａから燃料噴射下流側に向ってその内周が突出している。
【００８０】
ここで、本実施形態の特徴として、図２に示すように、噴孔プレート２８の外周に径方向外側へ突出する突起２８ｐ（図４参照）を設け、かつスリーブ５０の内周にこの突起２８ｐに対応する切欠き溝５０ｋ（図３参照）を設けて互いに嵌合する構成を有する。
【００８１】
詳しくは、スリーブ５０には、図２および図３に示すように、側壁部２９ｈｈに圧入される樹脂円筒部５０ｈの軸方向端部に、側壁部２９ｈｈに圧入可能な圧入部５０ｃを備えられており、この圧入部５０ｃと樹脂円環状部５０ｂとの間の内周に、その突起２８ｐに対応して嵌合可能な形状を有する切欠き溝５０ｋが設けられている。一方、噴孔プレート２８には、側壁部２９ｈｈに圧入される円筒部２８ｈの外周に、切欠き溝５０ｋに対応する突起２８ｐが設けられている。
【００８２】
これにより、本発明の燃料噴射弁１は、噴孔プレート２８の外周に突起２８ｐを設け、かつスリーブ５０の内周に突起２８ｐに対応する切欠き溝５０ｋを設けて互いに嵌合する構成を有するので、従来構成におけるスリーブ５０の弁ボディ２９または噴孔プレート２８への圧入によって嵌合固定する保持力に比べて、高温クリープによる影響を受けにくくすることができる。このため、従来構成のように高温クリープによる保持力低下を補うスリーブ５０の圧入力増加させることなく、弁ボディ２９の外周（詳しくは側壁部２９ｈｈ）とスリーブ５０の係合が確実に向上できる。よって、圧入力増加による弁ボディ２９の内周の変形が防止できる。
【００８３】
したがって、全閉弁時の弁密性を確保しつつ、弁ボディ２９とスリーブ５０の係合が向上できるので、弁部Ｂ、特に弁ボディ２９へ圧入組付する構造の弁ボディ２９とスリーブ５０の圧入組付けが容易にできる。
【００８４】
なお、突起２８ｐを設ける噴孔プレート２８は、円筒部２８ｈの外周端部に設けるリブ２８ｈｒに、径方向外周に延びる突起２８ｐを設けることが望ましい。これにより、噴孔プレート２８の形成方法として、薄板状のステンレス鋼板をカップ状にプレス抜き絞り加工を行なう場合、カップ状にプレス絞り加工後、リブ２８ｈｒをプレス抜きする際、リブ２８ｈｒの成形と同時に突起２８ｐをプレス抜きすればよいので、プレス加工による噴孔プレート２８の成形が容易にできる。よって、噴孔プレート２８に突起２８ｐを設ける製造工程が容易にできる。
【００８５】
なお、圧入部５０ｃを有するスリーブ５０は、図３に示すように、圧入部５０ｃが樹脂円筒部５０ｈの内周に略等ピッチで離間して配置されており、突起２８ｐすなわち突起２８ｐに嵌合する切欠き溝５０ｋと、圧入部５０ｃとの周方向位置が重ならないように配列されていることが望ましい。これにより、弁ボディ２９の先端に噴孔プレート２８が固定された弁部Ｂにスリーブ５０を圧入組付けする際、噴孔プレート２８の径方向外側に突出する突起２８ｐが、スリーブ５０の内周に設けられた圧入部５０ｃを損傷させるのを回避できるので、圧入による組付けが容易にできる。
【００８６】
（第２の実施形態）
第２実施形態としては、第１の実施形態で説明した突起２８ｐを有する噴孔プレート２８と、突起２８ｐに対応して嵌合可能な形状を有する切欠き溝５０ｋを有するスリーブ５０とを備えた構成に代えて、図５から図７に示すように、突起５０ｐ（図６参照）を有するスリーブ５０と、突起５０ｐに対応して嵌合可能な形状を有する切欠き溝２８ｋ（図７参照）とを有する噴孔プレート２８とを備えた構成を有する。図５は、本実施形態の燃料噴射弁の要部である弁部周りの構成を表わす縦断面図である。図６は、図５中のスリーブの構造を表す断面図であって、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は縦断面図である。図７は、図５中の噴孔プレートの構造を表す断面図であって、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は縦断面図である。
【００８７】
詳しくは、スリーブ５０には、図５および図６に示すように、側壁部２９ｈｈに圧入される樹脂円筒部５０ｈの軸方向端部に、側壁部２９ｈｈに圧入可能な圧入部５０ｃを備えられており、この圧入部５０ｃと樹脂円環状部５０ｂとの間の内周に、突起５０ｐが設けられている。一方、噴孔プレート２８には、側壁部２９ｈｈに圧入される円筒部２８ｈの外周に、突起５０ｐに対応して嵌合可能な形状を有する切欠き溝２８ｋが設けられている。
【００８８】
これにより、従来構成のようにスリーブ５０の圧入力を増加することなく、弁ボディ２９の外周（詳しくは側壁部２９ｈｈ）とスリーブ５０の係合が確実に向上でき、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００８９】
なお、突起５０ｐに嵌合可能な形状を有する切欠き溝２８ｋを噴孔プレート２８の円筒部２８ｈに設けるので、側壁部２９ｈｈに圧入される円筒部２８ｈの剛性が低減でき、従って、弁ボディ２９の側壁部２９ｈｈに圧入する噴孔プレート２８の保持力低下、すなわち保持力の抑制が可能である。これにより、全閉弁時の弁密性に影響する圧入による弁ボディ２９の内周の変形の緩和ができるので、全閉弁時の弁密性がさらに向上可能である。
【００９０】
なお、圧入部５０ｃを有するスリーブ５０は、図６に示すように、圧入部５０ｃが樹脂円筒部５０ｈの内周に略等ピッチで離間して配置されており、突起５０ｐと圧入部５０ｃとの周方向位置が重ならないように配列されていることが望ましい。これにより、樹脂製のスリーブ５０の内周に形成される突起５０ｐと圧入部５０ｃとの周方向位置が重ならないように配列されているので、スリーブ５０の樹脂成形が容易にできる。
【００９１】
（変形例）
変形例としては、第２の実施形態で説明した噴孔プレート２８の円筒部２８ｈの外周に設けた切欠き溝２８ｋを、図８に示すように、円筒部２８ｈの外周端部に設けるリブ２８ｈｒに設ける構成としてもよい。図８は、変形例の噴孔プレートの構造を表す断面図であって、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は縦断面図である。
【００９２】
これにより、噴孔プレート２８の形成方法として、薄板状のステンレス鋼板をカップ状にプレス抜き絞り加工を行なう場合、カップ状にプレス絞り加工後、リブ２８ｈｒをプレス抜きする際、リブ２８ｈｒの成形と同時に切欠き溝２８ｋをプレス抜きすればよいので、プレス加工による噴孔プレート２８の成形が容易にできる。よって、噴孔プレート２８に切欠き溝２８ｋを設ける製造工程が容易にできる。
【００９３】
なお、スリーブ５０または噴孔プレート２８のうちどちらか一方に突出する突起（５０ｐまたは２８ｐ）を設け、かつ他方に突起に対応する切欠き溝（２８ｋまたは５０ｋ）を設けて互いに嵌合させる構成を有する本実施形態において、スリーブ５０の開口部５０ａを、非同心円形状の略楕円等の形状に形成することが可能である（図１０参照）。一般に、噴孔プレート２８の燃料噴射下流側に向かって開口するスリーブ５０の開口部５０ａの形状が略楕円の場合、弁ボディ２９ないし噴孔プレート２８と係合する周方向位置によって、噴孔プレート２８下面に形成される複数の噴孔２８ａの出口のそれぞれから開口部５０ａの内周までの離間距離が変わってしまう。このため、この種の開口部５０ａを有する燃料噴射弁では、例えば噴孔２８ａから噴射される燃料は、噴孔プレート２８と係合する周方向位置によっては、噴射燃料が開口部５０ａの内周に干渉してしまう可能性がある。これに対して本発明の燃料噴射弁１では、圧入構造を有するスリーブ５０および噴孔プレート２８を弁ボディ２９に圧入組付時、スリーブ５０または噴孔プレート２８のうちどちらか一方に突出する突起（５０ｐまたは２８ｐ）を設け、かつ他方に突起に対応する切欠き溝（２８ｋまたは５０ｋ）を設けて互いに嵌合する構成を有するので、噴孔プレート２８とスリーブ５０との周方向係合が外れることはない。したがって、噴孔プレート２８とスリーブ５０の組付け状態のズレ等による噴射燃料の開口部５０ａの内周への干渉を防止することができる。
【００９４】
このため、本発明の燃料噴射弁１は、噴孔プレート２８に配置される噴孔２８ａの配列として、環状に配置され噴孔２８ａの軸線を燃料噴射弁軸方向に対して下流側に拡がるように、噴孔プレート２８上に線対称に配置されるような燃料噴射弁軸に対称配置されていない噴孔配列（図４、図７および図８参照）を有する燃料噴射弁１に好適である。
【００９５】
なお、本実施形態におけるスリーブ５０または噴孔プレート２８のうちどちらか一方に突出する突起（５０ｐまたは２８ｐ）を設け、かつ他方に突起に対応する切欠き溝（２８ｋまたは５０ｋ）を設けて互いに嵌合させる構成において、突起（５０ｐまたは２８ｐ）対応して互いに嵌合可能な形状を有する切欠き溝（２８ｋまたは５０ｋ）とは、少なくとも、周方向に係合が外れてスリーブ５０と噴孔プレート２８（詳しくは、噴孔２８ａ）との周方向位置がズレてしまうことを防止できるものであればよい。これにより、噴霧の微粒化と弁密性とを向上しつつ、圧入による組付が容易な構造を備えた燃料噴射弁１の提供が確実に可能である。
【００９６】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
【００９７】
図９に示すように、燃料噴射弁１は、吸気管６０に形成された開口部６１に組み付けられるのであるが、本実施形態では、燃料噴射弁１が傾斜した状態で開口部６１に組み付けられている。
【００９８】
ところで、噴孔２８ａから噴射された燃料は、スリーブ５０の開口部５０ａから流出され、吸気管６０内に至るのであるが、この燃料は少なからずスリーブ５０の外周面に付着してしまう。特に、本実施形態のように燃料噴射弁１が傾斜していると、重力の作用も相俟って、スリーブ５０の外周面のうち下方側に位置する部位６２には、燃料が特に付着しやすくなる。
【００９９】
そこで、本実施形態では、図１０に示すように、スリーブ５０の外周面に付着した燃料７０を負圧によって吸引するようになっている。
【０１００】
すなわち、スリーブ５０の反噴孔プレート側端部には、反噴孔プレート方向に向かって突出する２つの凸部６３が互いに対向して形成されており、この凸部６３には、外周面から内周面に向かって貫通した孔６４が形成されている。
【０１０１】
凸部６３は、断面台形状に形成されており、その外周面が上記反噴孔プレート側端部の平面に対して略垂直となるよう直線的に形成されている。また、凸部６３の内周面は、両凸部６３内周部間の距離が下流側に向かって拡大するようテーパー状に傾斜している。
【０１０２】
そして、開口部５０ａから燃料が流出した時には、その流出燃料に引っ張られる形で孔６４内部に負圧が発生し、図１０矢印に示すように、スリーブ５０の外周面に付着した燃料７０が孔６４を介して凸部６３の内周側へと吸引されるようになっている。
【０１０３】
また、図１１に示すように、本実施形態では、スリーブ５０の開口部５０ａは略楕円状に形成されている。
【０１０４】
ところで本実施形態では、スリーブ５０が回動してその周方向位置が所望の位置からずれてしまうと、噴霧特性が悪化する恐れが高い。
【０１０５】
すなわち、各噴孔２８ａの出口のそれぞれから開口部５０ａの内周までの離間距離が変わってしまい、場合によっては燃料がスリーブ５０に干渉してしまう恐れがある。なお、スリーブ５０の開口部５０ａを、例えば長方形にしても同様の問題がある。
【０１０６】
また、負圧発生部としての凸部６３および孔６４の位置も変わってしまい、スリーブ５０の外周面に付着した燃料７０を効率良く吸引できなくなる恐れもある。
【０１０７】
これに対して、本実施形態の燃料噴射弁１においては、スリーブ５０の内周面には内径方向に突出する突起５０ｐが設けられ、噴孔プレート２８の外周面にはこの突起５０ｐが係合する切り欠き溝２８ｋ（図７参照）を設けて互いに嵌合する構成を有するので、スリーブ５０が回動することを防止でき、上述のような噴霧特性の悪化を防止することができる。
【０１０８】
なお、上述した実施形態では、スリーブ５０を樹脂としているが、これに限らず、例えば金属としても良い。
【０１０９】
また、上述した実施形態では、噴孔プレート２８をカップ状に形成しているが、例えば平板状の噴孔プレートにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の燃料噴射弁の概略構成を表す縦断面図である。
【図２】図１中の本発明の要部である弁部周りの構成を表わす縦断面図である。
【図３】図２中のスリーブの構造を表す断面図であって、図３（ｂ）は縦断面図、図３（ａ）は図３（ｂ）中のＡ−Ａ断面からみた横断面図である。
【図４】図２中の噴孔プレートの構造、特に突起の構成を表す平面図である。
【図５】第２の実施形態の燃料噴射弁の要部である弁部周りの構成を表わす縦断面図である。
【図６】図５中のスリーブの構造を表す断面図であって、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は縦断面図である。
【図７】図５中の噴孔プレートの構造を表す断面図であって、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は縦断面図である。
【図８】変形例の噴孔プレートの構造を表す断面図であって、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は縦断面図である。
【図９】第３の実施形態の燃料噴射弁の搭載状態を示す構成図である。
【図１０】図１０の要部拡大図である。
【図１１】上記第３実施形態のスリーブの構造を示す構成図であって、図１１（ａ）はスリーブ５０を燃料上流側から見た平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射弁
１１ フィルタ
１４ 円筒部材（弁ボディの一部）
１４ｄ 内周（弁ボディの案内孔の一部）
２５ アーマチュア
２６ ノズルニードル（弁部材）
２６ｃ 当接部
２６ｅ 大径柱体部（薄肉の筒状体）
２８、２８ａ 噴孔プレート、噴孔
２８ｂ、２８ｈ 底部、円筒部
２８ｐ、２８ｋ （第１の実施形態の）突起、（第２の実施形態および変形例の）切欠き溝
２８ｈｒ リブ
２９ 弁ボディ
２９ａ 弁座
２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ 案内孔としてのそれぞれ、大径円筒壁面、円錐斜面、小径円筒壁面（ニードル支持孔）、円錐斜面
２９ｈｂ、２９ｈｈ 底壁部、側壁部
３１ コイル
５０ スリーブ
５０ａ 開口部
５０ｂ、５０ｈ 樹脂円環状部、樹脂円筒部
５０ｃ 圧入部
５０ｐ、５０ｋ （第２の実施形態および変形例の）突起、（第１の実施形態の）切欠き溝
Ｂ 弁部
Ｓ 電磁駆動部

Claims (10)

1. 弁ボディの先端部に形成された流体通路の出口に配された複数の噴孔を有する噴孔プレートと、該噴孔プレートを配された弁ボディに固定されるスリーブとを備え、該噴孔から流体を噴射することにより流体の調量と噴射方向の決定を行なう燃料噴射弁において、
   前記弁ボディは、弁部材が当接、離間する弁座を有する底壁部、および該底壁部の周縁から立設され前記弁部材を往復移動自在に支承する側壁部を有し、
   前記噴孔プレートは、カップ状に形成され前記燃料通路を覆うように前記弁ボディに全周接合されるとともに、前記燃料通路と外部を連通させる噴孔を有する底部、および該底部の周縁から立設され前記側壁部に圧入される円筒部を有し、かつ、
   前記スリーブは、前記噴孔プレートの燃料噴射下流側に向かって開口する開口部を有する樹脂円環状部、および該樹脂円環状部の周縁から立設され前記側壁部に圧入される樹脂円筒部とを有する樹脂製のスリーブであり、
   前記側壁部に圧入される前記スリーブの樹脂円筒部には、前記側壁部に圧入可能な圧入部を軸方向端部に備え、前記圧入部と前記樹脂円環状部との間の内周に、前記突起が設けられ、
   前記側壁部に圧入される前記噴孔プレートの円筒部には、前記突起に対応して嵌合可能な形状を有する前記切欠き溝を外周に設けられ、
   前記スリーブに設けられた前記突起と、前記噴孔プレートに設けられた前記切欠き溝とで互いに嵌合していることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記圧入部は、前記樹脂円筒部の内周に略等ピッチで離間して配置されており、
   前記突起と前記圧入部との周方向位置が重ならないように配列されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記円筒部の軸方向端部には円環状のリブが形成されており、
   前記円筒部に設ける前記切欠き溝は、前記リブに設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記開口部は、略楕円形状を形成していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
5. 前記噴孔プレートに配置される噴孔が、環状に配置され、前記噴孔の軸線を燃料噴射弁軸方向に対して下流側に拡がるように、前記噴孔プレート上に線対称に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
6. 流体通路を形成する内壁面に弁座を設けた弁ボディと、
   前記弁座に着座することにより前記流体通路を開閉する弁部材と、
   前記弁部材よりも流体下流側の前記バルブボディに取付けられ、複数の噴孔を有する噴孔プレートと、
   前記噴孔プレートの外周部を覆うように前記弁ボディに組み付けられるカップ状のスリーブとを備え、
   該噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁において、
   前記スリーブは、前記噴孔から噴射された燃料が流出する開口部を有し、
   前記スリーブの内周面には内径方向に突出する突起が設けられ、
   前記噴孔プレートの外周面にはこの突起が係合する切欠き溝が設けられたことを特徴とする燃料噴射弁。
7. 前記突起および前記切欠き溝は、周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項６記載の燃料噴射弁。
8. 前記開口部は、略楕円状に形成されたことを特徴とする請求項６または７に記載の燃料噴射弁。
9. 前記開口部の周りには、前記開口部から流出する燃料によって負圧を発生させ、前記スリーブ外周面に付着した燃料を吸引する負圧発生部が形成されたことを特徴とする請求項１ないし８いずれか一項に記載の燃料噴射弁。
10. 前記負圧発生部として、前記スリーブの反噴孔プレート側端部に設けられて前記反噴孔プレート方向に向かって突出する凸部と、この凸部の外周面から内周面に向かって貫通した孔とを有し、
    前記開口部から燃料が流出した時に、スリーブ外周面に付着した燃料が前記孔を介して前記凸部の内周側へと吸引されることを特徴とする請求項９記載の燃料噴射弁。

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