JP4185045B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関で使用される燃料噴射弁に係わり、特に、複数個の燃料噴射孔を有して噴射燃料の微粒化性能を向上させる燃料噴射弁に関する。

複数個の噴射孔を有する燃料噴射弁による燃料の微粒化を促進する従来技術として、弁座の下流側に設置する別部材に構成した複数個の燃料通路と、この燃料通路の終端部に螺旋状の旋回室を設け、さらに下流側に設置される噴射孔より流出する燃料に旋回流を生じさせて、微粒化を促進させる技術が提案されている（例えば、特許文献１と特許文献２を参照）。
特開２００２−９８０２８号公報 特開２００３−３３６５６１号公報

従来技術に開示されているように、複数個の噴射孔による燃料の微粒化は、噴射の際の燃料流速を噴射孔内において高く維持することが必要となる。また、旋回室を有する燃料噴射弁による燃料の微粒化では、燃料圧力として与えられたエネルギーが、噴射孔出口において、効率よく旋回速度エネルギーに置換されるように設計することが必要となる。すなわち、従来技術は、旋回速度エネルギーを利用して噴射燃料の薄膜化を図り微粒化を促進するというものである。

そして、従来技術においては、微粒化性能を高める手段として、弁体および弁座の下流に細長い導入通路を隔てて燃料旋回室を設けているが、噴射孔出口において、最大流速あるいは最大効率の旋回流速エネルギーを抽出するに好適な構成になっているとは云えず、必ずしも最大の微粒化性能が得られるとは限らない。

本発明は、燃料噴射弁による噴射燃料の微粒化性能を向上させるとともに、微粒化性能を簡単な構成で実現し、且つ製造コストを低減できる燃料噴射弁を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
燃料の噴射と噴射停止を行うための開閉可能な弁体と、前記弁体と離接して燃料の噴射と噴射停止を行う弁座を有するノズルプレートと、前記ノズルプレートに固設されて複数の燃料噴射孔を有するオリフィスプレートと、を備えた燃料噴射弁であって、
前記ノズルプレートは、前記弁座より縮径された燃料導入孔と、前記燃料導入孔の下流側で弁径方向に延びて前記燃料噴射孔に繋がる複数の凹形状燃料通路と、前記凹形状燃料通路を隔てる曲面をもつ凸形状部と、前記凸形状部のさらに外寄りに形成された溝と、から構成され、前記燃料導入孔と前記凹形状燃料通路と前記凸形状部と前記溝とは同一部材で形成され、前記ノズルプレートにおける前記燃料導入孔と前記凹形状燃料通路とは前記ノズルプレートの部材を動かさずに位置決めした状態で引き続いての加工である同行程加工で形成され、
前記オリフィスプレートは、前記弁径方向に同心状に複数の燃料噴射孔の配置された凹形状底面部を形成するとともに、外周部に前記凹形状底面部よりも肉厚の外周凸面部を形成し、
前記凹形状底面部は、前記ノズルプレートの前記凸形状部の曲面と同等の曲面形状を有し、
前記ノズルプレートの前記溝に前記オリフィスプレートの前記外周凸面部が挿入されて前記オリフィスプレートが前記ノズルプレートに固定される燃料噴射弁。

また、燃料の噴射と噴射停止を行うための開閉可能な弁体と、前記弁体と離接して燃料の噴射と噴射停止を行う弁座を有するノズルプレートと、前記ノズルプレートに固設されて複数の燃料噴射孔を有するオリフィスプレートと、を備えた燃料噴射弁であって、
前記ノズルプレートは、前記弁座より縮径された燃料導入孔と、前記燃料導入孔の下流側で弁径方向に延びて前記燃料噴射孔に繋がる複数の凹形状燃料通路と、前記凹形状燃料通路を隔てる曲面をもつ凸形状部と、前記凸形状部のさらに外寄りに形成された溝と、から構成され、前記燃料導入孔と前記凹形状燃料通路と前記凸形状部と前記溝とは同一部材で形成され、前記ノズルプレートにおける前記燃料導入孔と前記凹形状燃料通路とは前記ノズルプレートの部材を動かさずに位置決めした状態で引き続いての加工である同行程加工で形成され、
前記オリフィスプレートは、前記弁径方向に同心状に複数の燃料噴射孔の配置された凹形状底面部を形成するとともに、外周部に前記凹形状底面部よりも肉厚の外周凸面部を形成し、
前記凹形状底面部は、前記ノズルプレートの前記凸形状部の曲面と同等の曲面形状を有し、
前記ノズルプレートの前記溝に前記オリフィスプレートの前記外周凸面部が挿入されて前記オリフィスプレートが前記ノズルプレートに固定され、
前記複数の燃料噴射孔は２つのグループに区分けされ、前記複数の燃料噴射孔から噴射される噴霧がグループ毎に２方向噴霧を形成する燃料噴射弁。

本発明によると、複数個の燃料通路内の燃料流は、放射状に等分されて配流され、それぞれの通路断面が狭まるように形成されているので、各噴射孔において、ばらつきのない効率的な流速エネルギーが得られて微粒化を促進することができる。

また、ノズルプレートとオリフィスプレートを部分組立品として、流量チェックを実施するので、燃料噴射弁組立て体としての不良品を発生させることなく、コストパホーマンスに優れた、安価な燃料噴射弁とすることができる。

本発明の第１と第２の実施形態に係る燃料噴射弁について、図１〜図１０を用いて以下説明する。

「第１の実施形態」
本発明の第１の実施形態に係る燃料噴射弁について、図１〜図６を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る燃料噴射弁の全体構成の断面図である。図２は第１の実施形態に係る燃料噴射弁におけるノズルの下端部を拡大した断面図である。図３は第１の実施形態に係る燃料噴射弁におけるノズル下端部を構成するノズルプレート及びオリフィスプレートの作用を説明する図である。図４は第１の実施形態に係る燃料噴射弁におけるノズル下端部を構成するノズルプレート及びオリフィスプレートの孔配置を示す図である。図５は第１の実施形態に係る燃料噴射弁におけるオリフィスプレートの加工工程を示す図である。図６は第１の実施形態に係る燃料噴射弁におけるノズルプレートの加工工程を示す図である。

図面において、１はノズルプレート、２は弁座、３は燃料導入孔、４は凸部、５は溝、６は弁体、１３はノズル、１４は燃料通路用部材、２５は椀型オリフィスプレート、２６は凹形状燃料通路、２７はオリフィスプレートの凸部、２８はオリフィスプレートの凹部底面、２９は燃料噴射孔、３０は出口面部、４１は燃料噴射孔外周壁、をそれぞれ表す。

図１において、ノズル１３の下端部には、弁体６と、その内周面２２で弁体６を案内する燃料通路用部材１４と、ノズルプレート１が設けられており、このノズルプレート１の外周部は溶接２３（図２を参照）等の方法により固定されている。

弁体６は、ガイドプレート１５の中央部に設けられる穴と燃料通路用部材１４の内周面２２とによって摺動案内される。弁体６は、可動鉄心７と筒状部材８、ロッド９を溶接等の方法で結合してなる。可動鉄心７の内部に設けられるダンパプレート１０は、筒状部材８の上端面によってその外周部が上下方向について支持されるように形成される。運動部材１２は、内側固定鉄心１１の内部において軸方向に摺動可能となるように支持されている。運動部材１２の先端部は、ダンパプレート１０の内部に接触するように位置している。このダンパプレート１０は、その外周部が支持され内周部が軸方向にたわむことにより、板ばねとして機能している。

ノズル１３は、ノズルハウジング１６の内部に固定されている。その上端部には、弁体６のストロークを調整するためのリング１７が設けられている。内側固定鉄心１１の内部には、スプリングピン２０が固定されており、スプリングピン２０の下端部を固定端として、スプリング２１が圧縮状態で設けられている。スプリング力は、運動部材１２及びダンパプレート１０を介して弁体６に伝達され、これに伴って、弁体６はノズルプレート１の弁座２に押し付けられる。この状態では、燃料通路が閉じられているため、燃料は、燃料噴射弁１００内部に留まり、複数個設けられている燃料噴射孔２９からの燃料噴射は行われない。

ノズルハウジング１６、可動鉄心７、内側固定鉄心１１、外側固定鉄心１８によって、コイル１９の周りを一巡する磁気回路が構成される。噴射パルスがオンの状態になると、コイル１９に電流が流れ、可動鉄心７は内側固定鉄心１１に電磁力によって吸引され、弁体６はその上端面が内側固定鉄心１１の下端面に接触する位置まで移動する。この開弁状態では弁体６と弁座２の間に隙間ができるため、燃料通路が開かれて複数個の燃料噴射孔２９から燃料が噴射される。噴射パルスがオフの状態になると、コイル１９に電流が流れなくなり、電磁力が消滅するため、スプリング力によって弁体６は閉弁状態に戻り、燃料の噴射が終わる。

燃料噴射弁１００の動作は、上述したように、噴射パルスに従って、弁体６の位置を開弁状態と閉弁状態に切り替え、燃料供給量を制御することである。さらに、複数個の燃料噴射孔２９より噴射することにより、燃料粒径の小さい、すなわち微粒化の良好な燃料噴霧を形成する。

図２は、本実施形態の主要部分である、ノズルプレート１及びオリフィスプレート２５を示す。ノズル１３の下端部近傍を拡大した断面図である。図２は、弁体６が上方にリフトした状態で、いわゆる、開弁状態を示している。ノズル１３の下端部には、円筒状の燃料通路用部材１４及びノズルプレート１（ノズルプレート１には予めオリフィスプレート２５が溶接されている）が挿入されており、ノズルプレート１の外周縁部が溶接２３等によって固定されている。

ノズルプレート１には、弁座２と、弁座２の径を細めてなる燃料導入孔３と、さらにその下流に連なる凸部４に複数個の凹形状燃料通路２６とが形成されている。また、凸部４のさらに外寄りには溝５が形成されていて、この部分にオリフィスプレート２５が挿入され、溶接２４等によってその外周縁部を固定されている。

図３は、ノズルプレート１とオリフィスプレート２５を結合した部分組立状態を示している。オリフィスプレート２５は椀型（適宜の曲率をもった上部凹形状型）となっており、その外周凸面部２７が、ノズルプレート１の溝５に挿入されている。凹面底部２８には複数個の燃料噴射孔２９が開口している。この椀形状は機械的な強度を高めて形成されており、溶接時の噴射孔２９周辺の熱変形を防止している。このような形状において、特に、オリフィスプレート２５の図示する高さＨは０．４ｍｍ以上が好ましく（オリフィスプレートの下方部で溶接しているが、その溶接時の熱変形が燃料噴射孔２９に影響を及ぼさないだけの高さ）、燃料噴射孔２９への溶接歪の影響を抑制することができる。

また、薄肉部ｈは０．１ｍｍから０．３ｍｍの範囲が好ましく、孔加工の容易性によるコストの削減や型加工による孔寸法ばらつきの低減等、様々な有益性をもっている。また、凸部４の曲面部と凹面底部２８の内面との隙間は、組立てに支障を与えない程度の最小隙間であって極力存在しない方が好ましい。この隙間は、燃料の流れに必要のない空間であり（燃料の流れは凹形状燃料通路２６で行われる）、燃料流速を減ずる方向に作用するなど燃料噴射に悪影響を及ぼす。ここで、上述したような加工性や、機械的強度等を考慮すると、オリフィスプレート２５の素材にはフェライト系ステンレスを使用することが好ましい。

燃料噴射孔２９は、図４に示すように、同心的に配置されている。このような配置によって、それぞれの噴射孔には均等の燃料を供給することができるため、流量ばらつきが抑えられて的確な噴射が得られる。また、燃料噴射孔２９の孔数の設定については、加工面や噴霧性能の面から種々検討した結果、最適値として４乃至６個を選択している。

例えば、孔数を減ずると、流量を確保するために孔径を大きくするので微粒化性能が悪化する。逆に、孔数を増すと、流量を同一にするために孔径を小さくするが、孔配置周辺の幾何学的な寸法制約から、密な配置になってしまう。このために、微粒化した噴霧の、必要のない相互干渉や再結合が生じ、結果として、微粒化や形状制御の両面で好ましくない噴霧となってしまう。幾何学的な寸法制約とは、耐圧性の確保に必要な寸法や、噴射制御に必要のない空間容積を極力小さくするための寸法などが挙げられる。

さらに、燃料噴射孔２９は、図６の（ｃ）に示すように、出口面部３０にあって燃料噴射弁の軸芯に対して所望の角度θを形成して開口している。

図５と図６を用いて、ノズルプレート１及びオリフィスプレート２５の加工方法と組立て方法について説明する。

図５はノズルプレート１の加工フローを示す。図５において（ａ）〜（ｄ）の順に加工が進行する。（ａ）はブランク状態の形状であり、内部中心部に凸部４を有する形状が鍛造成形等によって造られる。（ｂ）は径方向に延びる十字型の凹形状燃料通路２６が加工された状態であり、凸部４に塑性加工等によって造られる。（ｃ）は燃料導入孔３が加工された状態であり、導入孔は貫通するのではなく素材の途中で加工を終える、いわゆるハーフピアス加工と呼ばれるものである。この加工は、前記の凹形状燃料通路２６の加工と同行程によるもので、これによって両者の同軸性が保たれる。（ｄ）はシート面（弁座）２が切削加工された状態であり、焼入れの後に再度シート面仕上げが燃料導入孔３との同軸性を確保されて実施される。

図６はオリフィスプレート２５の加工フローを示す。図６において（ａ）〜（ｃ）の順に加工が進行する。（ａ）はブランク状態の形状であり、溶接時の機械的強度を確保する為の外周凸面部２７を有する凹形状が鍛造成形等によって造られる。（ｂ）は複数個のストレート孔２９が加工された状態であり、打ち抜き加工によって造られる。ストレート孔であるので加工が容易であり、コスト面において有利である。打ち抜き加工以外に、ドリル加工や放電加工によっても同様な効果は得られる。（ｃ）はＲ成形加工（曲率Ｒをもった押し型によるプレス加工）された状態であり、噴霧方向を決定するための作業工程である。このＲ面の曲率は、ノズルプレート１の凸部４のＲ面とほぼ同等となるように造られており、図３に示すような部分組立状態では、組立てに支障をきたさない程度にその隙間が保たれている。この部分組立状態で流量チェックが実施され、流量のランクに応じて分別され燃料噴射弁本体への組み立てが実施される。

次に、上述したようなノズル構成における噴射形態について説明する。概説すると、燃料は、燃料通路用部材１４の外周通路から下部通路（図２で溝１４ａ）を経て、ノズルプレート１の燃料導入孔３に至り、さらにその下流に開口する複数個の燃料噴射孔２９に至って、所望の方向に噴射制御される。

子細に云えば、燃料は、径を細めてなる燃料導入孔３から流入し、オリフィスプレート２５の凹部底面２８に衝突した後、放射状に流れる。この際、底面２８の曲率面（Ｒ面）を上昇するように流れる。この燃料流れは、通路断面が狭まる燃料流れであるので（図３を参照すると、燃料通路２６は上方部が横方向に平坦部となっており、一方、オリフィスプレート２５の凹部底面２８は噴射弁軸芯から径方向に上方に向けて曲率面を形成しているので、軸芯から噴射孔に向かって図３の断面図で上下間隔が狭まっている）、燃料流速の減速を防止している。

また、燃料導入孔３と凹形状燃料通路２６は同行程加工されており（通路２６と孔３の加工に際して、通路２６と孔３の加工具は取り替えられるが、被加工物は保持したままで動かさずに加工する。すなわち、被加工物を動かさずに通路２６の加工に続いて孔３の加工を行うので、両加工での位置決めは確立している）、燃料は精度良く等分されて放射状に流れる。しかる後、燃料は、椀型のオリフィスプレート２５に同心的に配置される複数個の燃料噴射孔２９に到達し外部へ均等に噴射される。

燃料噴射孔２９では、高速の流速エネルギーを維持したまま燃料が供給される。また、燃料噴射孔２９へ放射状に流入した燃料が、燃料噴射孔２９の外周壁４１（噴射弁の弁軸芯から離れた側の孔２９の壁部分であり、図６の（ｃ）参照）に沿う流れとなるために、Ｃ型状の噴流形状となる。ここで、円形断面の噴射孔２９から噴出する燃料噴流形状が噴射孔２９の外周壁４１に沿う流れに追従して噴出するのでＣ型を形成する。なお、Ｃ型形状というのは、円形断面の噴射孔２９の外壁側の円周方向に偏った形状或いは馬蹄形状のことをいうのである。このＣ型状噴流は、通常の縮流型に比べて周囲空気とのエネルギー交換が活発となるので、分裂が促進されて微粒化の良い噴霧となる。ここで、周囲空気との接触面積が大となるＣ型状噴流形状をより確実に生成するためには、図３を参照して、燃料導入孔３の径ｄと燃料噴射孔の中心間距離ｄｏとの比ｄｏ／ｄは、実験結果によると２以上が好ましい。

また、ノズルプレート１とオリフィスプレート２５の部分組立品は、この組立品の状態で流量チェックを実施して流量のランク分けをする。これによって、燃料噴射弁組み立て体の不良品を発生させることなく、コストパホーマンスに優れた、安価な燃料噴射弁とすることができる。

「第２の実施形態」
本発明の第２の実施形態に係る燃料噴射弁について、図７〜図１０を参照しながら以下詳細に説明する。図７は本発明の第２の実施形態に係る燃料噴射弁のオリフィスプレートにおける噴射孔配置と噴射孔周りの燃料流れを示す図である。図８は第２の実施形態に係る燃料噴射弁を採用した場合における２方向噴射を説明する図である。図９は本発明の第１と第２の実施形態に係る燃料噴射弁をポート噴射式内燃機関に搭載した構成例を示す図である。図１０は図９をＣ方向から見た断面であって吸気弁と噴霧との関係を示す図である。

図面において、３１，３２は燃料噴射孔、３６は凹形状燃料通路、３７，３８，３９は噴霧、１００は燃料噴射弁、１０１は多気筒内燃機関、１０２は燃焼室、１０３はピストン、１０４はピストンキャビティ、１０５はシリンダ、１０６はシリンダヘッド、１０７は吸気弁、１０８は吸気ポート、１０８ａは中央隔壁、１０８ｂは側壁、１０９は排気弁、１１０は点火プラグ、１１１は吸気通路、をそれぞれ表す。

図７は、噴射孔３１，３２内に旋回流れを発生させて燃料の微粒化を促進する本発明の第２の実施形態を示す。図７の上部は、オリフィスプレート３５に配置した複数個の燃料噴射孔３１，３２の孔配置を示している。複数個の噴射孔３１，３２は、凹形状燃料通路３６の中心からいずれかの壁方向にずらして設けてある。しかも、それぞれの噴射孔が互いに近接するように配置される。噴射孔３１のグループと、同じく噴射孔３２のグループの、それぞれの２つのグループに分けられている。

また、円形断面の噴射孔３１，３２は、入口側では同心的に配置されており、噴射孔出口では所望の方向に傾斜されて設けられている（円形断面や同心的配置は必須要件ではなく一例）。具体的には、噴射孔３１のペア同士は相対する方向に傾斜していて、ペア同士から噴出した噴流は後述する図８に示すＢ面で互いの噴流が干渉するようにペア同士の噴射孔を傾斜させる。この状況を図７の中段に示す。噴射孔３２のペアについても同様な傾斜形状を構成する。また、図７の下段には、噴射孔３１への燃料流れを数値解析の結果から模式的に表したものである。噴射孔３１内への燃料流れ３４に旋回流れが発生していることを示す。

噴霧は、図８の上段に示すように、噴射孔３１のペアと噴射孔３２のペアによる２方向噴霧３９となる（噴霧３７が噴射孔３１，噴霧３８が噴射孔３２）。図８は、ストロボ光やレーザ光を利用した噴霧の光学撮影によって得られた噴霧写真を基に模式的に示したものである。それぞれの噴霧３７，３８は、その広がりがほぼ同一になるように形成されており、これによって、周囲空気へのエネルギー置換もほぼ同一になるため、到達距離が同じになっている。

一方、図８のＢ−Ｂ断面図に示すように、この断面では、噴霧３７ａ，３７ｂと両者が干渉する噴霧３７ｃとで噴霧３７が形成されている。また、噴霧３８ａ，３８ｂと両者が干渉する噴霧３８ｃとで噴霧３８が形成されている。干渉している部分の噴霧３７ｃ及び３８ｃは、周辺に比べて密度が濃くなっている。換言すると、２方向噴霧３７，３８を形成するそれぞれの噴霧は、２つ以上の燃料噴射孔より噴射される燃料噴霧であり（図７では２つの噴射孔をペアとしているが３つ以上でも良い）、２つ以上の噴霧を前方で近接させたことにより、中心部の密度が濃くて外側に向かって段階的に希薄となる噴霧とする
図８に示したような２方向噴霧は、図９と図１０に示すような多気筒内燃機関に使用すると良い。図９は、多気筒内燃機関の吸気管への装着状態を示す図である。図１０は、Ｃ方向より視た図で、吸気ポート１０８と燃料噴射弁１００及び噴射弁からの噴霧３９との位置関係を示す図である。

図９において、１０１は、多気筒内燃機関の気筒の１つを示しており、燃料噴射弁１００を吸気ポート１０８に向けて配置した吸気２弁式である。１０２は燃焼室、１０３はキャビティ１０４を有するピストン、１０５はシリンダ、１０６はシリンダヘッドである。１０７は吸気弁、また、１１１は吸気ポート１０８を分離する中央隔壁１０８ａを有し上流側において連通する吸気通路、１０９は排気弁、１１０は点火プラグである。燃料噴射弁１００は、吸気弁１０７の上流側に１つずつ配置され、マルチポイントインジェクション（ＭＰＩ）システム化された燃料噴射方式となっている。

気筒内の混合気の質や形成状態の向上を図るために、噴霧３９は微粒化度が高められているが、さらに、シリンダヘッド１０６や吸気通路１１１の内壁面への燃料付着を低減するために、噴霧の方向性や形状には、最適化が図られている。すなわち、本実施形態の燃料噴射弁１００の噴霧形状は、吸気通路１１１の内壁面にはその広がりが小さくなっている。また、図１０に示すように、噴霧は中央隔壁１０８ａへの付着を避け、吸気弁１０７のステム中心に指向するようにレイアウトされている。特に、噴霧３７，３８は、密度の濃い部位がステム中心に指向しており、吸気通路の中央隔壁１０８ａや内壁１０８ｂへの付着を著しく防止している。換言すると、図１０に図示するように、複数の燃料噴射弁から吸気ポート１０７の中心に向かう２方向噴霧の各々が、吸気弁１０７の傘部内に収まる略楕円形を形成し、２方向噴霧の中心部にある密度の濃い部分が、吸気弁のステム中心に向かうようにする。

内燃機関の燃焼試験を実施したところ、排ガス性能の向上や燃費の向上が図られており、この燃料噴射弁１００の噴霧によって、吸気管内壁面への燃料付着が抑制されて、混合気の質や形成状態の向上が図られることが確認された。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る燃料噴射弁は、次のような構成と機能乃至作用を奏することを特徴とするものである。すなわち、燃料噴射弁の弁座から複数個の噴射孔に至る燃料通路に、弁座径より縮径した燃料導入孔と、この燃料導入孔から複数方向に分岐、連通する凹形状燃料通路と、この燃料通路の外寄りに同心的に位置する複数個の燃料噴射孔を設ける。この燃料導入孔と凹形状燃料通路は、弁座を有するノズルプレートと一体的に形成されており、弁座と燃料導入孔との同軸的加工や、燃料導入孔と凹形状燃料通路との同行程が施されている。また、複数個の燃料噴射孔を有する、碗型のオリフィスプレートは凸部の曲面部を覆う（凹形状燃料通路を覆う）ことによって、複数個の燃料噴射孔に連通する該複数個の燃料通路を形成する。この際、ノズルプレートの凸部とオリフィスプレートの凹部曲面部との隙間は、最小となるように設計される。

この複数個の燃料通路内の燃料流は、燃料導入孔から凹底部中心部に衝突した後、放射状に等分されて、それぞれの噴射孔に至る。この際、凹形状燃料通路は外方に向かって通路断面が狭まるように形成されており、燃料の流速エネルギーの著しい減衰が起こらない。したがって、効率的な燃料流速が得られて微粒化が促進される。また、それぞれの噴射孔は同心的に配置されるので燃料流速の均一化が図られ、それぞれの噴射孔で良好な微粒化が実施される。さらに、オリフィスプレートは、機械的な強度を高めることが可能な凹形状となっており、これによって溶接時に噴射孔周辺の変形等が抑えられ、各噴射孔において、ばらつきのない効率的な流速エネルギーが得られて微粒化が促進される。

また、ノズルプレートとオリフィスプレートの部分組立品（図３参照）は、かかる状態で流量チェックを実施して流量のランク分けをする流量調整方法を採っており、燃料噴射弁組立て体としての不良品を発生させることなく、コストパホーマンスに優れた、安価な燃料噴射弁とすることができる。

本発明の第１の実施形態に係る燃料噴射弁の全体構成の断面図である。 第１の実施形態に係る燃料噴射弁におけるノズルの下端部を拡大した断面図である。 第１の実施形態に係る燃料噴射弁におけるノズル下端部を構成するノズルプレート及びオリフィスプレートの作用を説明する図である。 第１の実施形態に係る燃料噴射弁におけるノズル下端部を構成するノズルプレート及びオリフィスプレートの孔配置を示す図である。 第１の実施形態に係る燃料噴射弁におけるオリフィスプレートの加工工程を示す図である。 第１の実施形態に係る燃料噴射弁におけるノズルプレートの加工工程を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料噴射弁のオリフィスプレートにおける噴射孔配置と噴射孔周りの燃料流れを示す図である。 第２の実施形態に係る燃料噴射弁を採用した場合における２方向噴射を説明する図である。 本発明の第１と第２の実施形態に係る燃料噴射弁をポート噴射式内燃機関に搭載した構成例を示す図である。 図９をＣ方向から見た断面であって吸気弁と噴霧との関係を示す図である。

符号の説明

１ ノズルプレート
２ 弁座
３ 燃料導入孔
４ 凸部
５ 溝
６ 弁体
１３ ノズル
１４ 燃料通路用部材
２５ 椀型オリフィスプレート
２６ 凹形状燃料通路
２７ オリフィスプレートの凸部
２８ オリフィスプレートの凹部底面
２９，３１，３２ 燃料噴射孔
３０ 出口面部
３６ 凹形状燃料通路
３７，３８，３９ 噴霧
４１ 燃料噴射孔の外周壁
１００ 燃料噴射弁
１０１ 多気筒内燃機関
１０２ 燃焼室
１０３ ピストン
１０４ ピストンキャビティ
１０５ シリンダ
１０６ シリンダヘッド
１０７ 吸気弁
１０８ 吸気ポート
１０８ａ 中央隔壁
１０８ｂ 側壁
１０９ 排気弁
１１０ 点火プラグ
１１１ 吸気通路

Claims (5)

1. 燃料の噴射と噴射停止を行うための開閉可能な弁体と、前記弁体と離接して燃料の噴射と噴射停止を行う弁座を有するノズルプレートと、前記ノズルプレートに固設されて複数の燃料噴射孔を有するオリフィスプレートと、を備えた燃料噴射弁であって、
   前記ノズルプレートは、前記弁座より縮径された燃料導入孔と、前記燃料導入孔の下流側で弁径方向に延びて前記燃料噴射孔に繋がる複数の凹形状燃料通路と、前記凹形状燃料通路を隔てる曲面をもつ凸形状部と、前記凸形状部のさらに外寄りに形成された溝と、から構成され、前記燃料導入孔と前記凹形状燃料通路と前記凸形状部と前記溝とは同一部材で形成され、前記ノズルプレートにおける前記燃料導入孔と前記凹形状燃料通路とは前記ノズルプレートの部材を動かさずに位置決めした状態で引き続いての加工である同行程加工で形成され、
   前記オリフィスプレートは、前記弁径方向に同心状に複数の燃料噴射孔の配置された凹形状底面部を形成するとともに、外周部に前記凹形状底面部よりも肉厚の外周凸面部を形成し、
   前記凹形状底面部は、前記ノズルプレートの前記凸形状部の曲面と同等の曲面形状を有し、
   前記ノズルプレートの前記溝に前記オリフィスプレートの前記外周凸面部が挿入されて前記オリフィスプレートが前記ノズルプレートに固定される
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 請求項１記載の燃料噴射弁において、
   前記凹形状底面部を形成したオリフィスプレートは、平坦面部に複数の燃料噴射孔を同心的に加工した材料に対して、曲率をもった押し型によるプレス成形加工したものである
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
3. 請求項１又は２記載の燃料噴射弁において、
   前記ノズルプレートの前記凸形状部の曲面部と前記オリフィスプレートの前記凹形状底面部の曲面部とは、前記オリフィスプレートを前記ノズルプレートに組み立て固設する際に、組み立てに支障のない最小隙間を形成する
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
4. 燃料の噴射と噴射停止を行うための開閉可能な弁体と、前記弁体と離接して燃料の噴射と噴射停止を行う弁座を有するノズルプレートと、前記ノズルプレートに固設されて複数の燃料噴射孔を有するオリフィスプレートと、を備えた燃料噴射弁であって、
   前記ノズルプレートは、前記弁座より縮径された燃料導入孔と、前記燃料導入孔の下流側で弁径方向に延びて前記燃料噴射孔に繋がる複数の凹形状燃料通路と、前記凹形状燃料通路を隔てる曲面をもつ凸形状部と、前記凸形状部のさらに外寄りに形成された溝と、から構成され、前記燃料導入孔と前記凹形状燃料通路と前記凸形状部と前記溝とは同一部材で形成され、前記ノズルプレートにおける前記燃料導入孔と前記凹形状燃料通路とは前記ノズルプレートの部材を動かさずに位置決めした状態で引き続いての加工である同行程加工で形成され、
   前記オリフィスプレートは、前記弁径方向に同心状に複数の燃料噴射孔の配置された凹形状底面部を形成するとともに、外周部に前記凹形状底面部よりも肉厚の外周凸面部を形成し、
   前記凹形状底面部は、前記ノズルプレートの前記凸形状部の曲面と同等の曲面形状を有し、
   前記ノズルプレートの前記溝に前記オリフィスプレートの前記外周凸面部が挿入されて前記オリフィスプレートが前記ノズルプレートに固定され、
   前記複数の燃料噴射孔は２つのグループに区分けされ、前記複数の燃料噴射孔から噴射される噴霧がグループ毎に２方向噴霧を形成する
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
5. 請求項４記載の燃料噴射弁において、
   前記２方向噴霧を形成するそれぞれの噴霧は、２つ以上の燃料噴射孔より噴射される燃料噴霧であり、
   前記２つ以上の噴霧を前方で近接させたことにより、中心部の密度が濃くて外側に向かって段階的に希薄となる噴霧とする
   ことを特徴とする燃料噴射弁。

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