JP4490840B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は，主として内燃機関の燃料供給系に使用される燃料噴射弁に関し，特に，弁体と，この弁体が開閉可能に着座する環状で円錐状の弁座を有する弁座部材と，弁座の下流側に位置するように弁座部材に連設され，弁座の中心線周りに配置される複数の燃料噴孔を有するノズルとを備えた燃料噴射弁の改良に関する。

かゝる電磁式燃料噴射弁は，下記特許文献１及び２に開示されるように既に知られている。

ところで，近年の内燃機関では，出力向上と排ガスの低公害化に対する要求が益々増してきている。そこで燃料噴射弁には，出力向上のために，大量の燃料を応答性良く噴射し得る大流量特性が，また排ガスの清浄化のために，噴射燃料を微粒化させながら，その燃料の吸気路内壁への付着を抑制する微粒化・ペネトレーション性が重要となる。
特開２０００−９７１２９号公報 特許第３０２７９１９号公報

しかしながら，特許文献１及び２の何れに記載されているものも，弁座部及び燃料噴孔間を繋ぐ燃料流路の曲がりが多いため，弁体の開弁時，弁座部を通過した燃料がノズルの燃料噴孔に到達するまでに，その燃料の圧力損失が大きくなり，前述のような大流量特性及び微粒化・ペネトレーション性を満足させることは困難である。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，前述のような大流量特性及び微粒化・ペネトレーション性を同時に満足させ得るようにした前記燃料噴射弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，燃料噴射弁の前方に向かって小径となる円錐面で構成されていて弁体が開閉可能に着座する環状の弁座を有する弁座部材に，前記弁座の下流側に位置し，その弁座の中心線周りに配置される複数の燃料噴孔を有するノズルを，前記弁座部材と同一素材で一体に形成すると共に，前記弁座部材の前端面に前記ノズルを受容する筒状部を設け，そのノズルの前記複数の燃料噴孔を，前記弁体の開弁時，前記弁座を通過した燃料の主流がこれら各燃料噴孔の内面に直接衝突するように配置し，前記燃料噴孔からの噴射燃料をエンジンの吸気ポートに供給するようにした燃料噴射弁であって，前記ノズルの内端面及び外端面と，その内端面に対向する弁体の先端面とを，それぞれ燃料噴射弁の前方に向かって縮径する円錐面又は球面で構成すると共に，前記筒状部に前端に向かって拡径する円錐状の内周面を設け，この内周面と前記外端面とを環状の円弧面で滑らかに接続し，前記複数の燃料噴孔を，ノズルの内端面に開口する入口が前記中心線を中心とする一つの円に沿うように環状に配列し，またそれら複数の燃料噴孔を，その軸線が燃料噴射弁の前方に向かい前記中心線から離れるように傾斜し，且つ前記弁座の母線の延長線が該燃料噴孔の内面と交差するように配置し，それら複数の燃料噴孔の出口を前記円弧面に開口させて，その出口の周縁長を前記入口の周縁長よりも長くし，前記筒状部の内周面の仮想延長面と前記ノズルの外端面の仮想延長面との交線によって形成される円の直径を，前記弁座の有効直径よりも小さくなるように設定すると共に，この内周面に，各燃料噴孔の前記中心線に対する傾斜角度より大きい円錐角を持たせたことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，複数の燃料噴孔を，前記中心線に対して互いに反対方向に傾斜する二組に分けると共に，各組の両外側に位置する燃料噴孔の前記中心線に対する傾斜角度を，内側に位置する燃料噴孔の前記中心線に対する傾斜角度より小さく設定したことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，弁体の開弁時，弁座を通過した燃料の主流が殆ど圧力損失なく燃料噴孔の内面に直接衝突することになり，これにより燃料噴孔からの噴射燃料を効果的に微粒化することができると共に，高速の噴霧フォームを形成することができる。したがって，この噴霧フォームは流速が極めて速く，ペネトレーション性が高いから，エンジンの吸気ポート内壁に付着する燃料が少なく，また燃料の圧力損失が少ないことから燃料の大流量を確保でき，エンジンの出力向上と排ガスの低公害化に貢献することができる。

また弁体の先端面及びノズルの内端面を，燃料噴射弁の前方に向かって小径となる円錐面又は球面とすることにより，弁座から各燃料噴孔に至る燃料流路の曲がりを少なくして内部圧力損失の低減を図り，高エネルギの燃料の各燃料噴孔への誘導が可能となり，燃料の大流量特性の更なる向上に寄与し得る。

さらに弁座部材及びノズルの同一素材による一体化により，弁座部材へのノズルの結合工程（溶接）がなくなると共に，溶接による弁座及びノズルの熱歪みの懸念から解放され，したがって弁座の精度，延いては弁密性の向上を図ることができ，またノズルにおける燃料噴孔の位置及び向きの精度の向上をも図ることができるので，燃料噴孔からの噴射燃料で形成される噴霧フォームの安定化をもたらすことができる。

さらにまた弁座部材には，ノズルを受容する筒状部を一体に形成したので，弁座部材自体がノズルを他物との接触から保護する保護部材の役割を果たすことになり，特別な保護キャップが不要となる。しかも，筒状部の内周面は，各燃料噴孔の前記中心線に対する傾斜角度より大きい円錐角の円錐面とされるので，筒状部は前記噴霧フォームに干渉することもなく，その上，燃料の吹き返しによる液だれを抑制する役割をも果たす。

しかもこの筒状部の内周面とノズルの外端面とを環状の円弧面で滑らかに接続し，燃料噴孔の出口をこの円弧面に開口させて，その出口の周縁長を入口の周縁長よりも長くしたので，燃料噴孔からの噴射燃料の拡散による微粒化が更に促進される。

さらにまた前記筒状部の内周面の仮想延長面と前記ノズルの外端面の仮想延長面との交線によって形成される円の直径を，弁座の有効直径よりも小さくなるように設定したことで，弁座における弁座部材の軸方向肉厚を，筒状部を利用して充分確保できて，弁座に大なる剛性を付与することができる。したがって，弁座を高精度に容易に加工することができると共に，弁密性を高めることができる。

さらにまたノズルの外端面を燃料噴射弁の前方に向かって小径となる円錐面又は球面とすること，並びに各燃料噴孔を，燃料噴射弁の前方に向かって前記中心線から離れるように傾斜配置することにより，ノズルの外端面と各燃料噴孔とのなす角度を９０°に近づけることができ，したがってノズルの外端側からの各燃料噴孔の穿孔を容易，正確に行うことができると共に，刃具の寿命を延ばすことができる。

また燃料噴孔を，ノズルの内端面に開口する入口が弁座の中心線を中心とする一つの円に沿うように環状に配列したことで，弁座から各燃料噴孔の入口までの距離が一定となるので，各燃料噴孔への燃料流量を一定にすることができ，燃料噴孔からの噴射燃料で形成される噴霧フォームの安定化に寄与し得る。しかも複数の燃料噴孔の隣接間隔を相違させることにより，噴霧フォームの燃料密度や本数を変えることができ，各種エンジンに容易に対応することができる。

さらに本発明の第２の特徴によれば，環状配列する複数の燃料噴孔からの噴射燃料により，互いに噴霧方向を異にする二本の噴霧フォームを形成することができる。その際，特に，各組の複数の燃料噴孔では，両外側に位置する燃料噴孔の前記中心線に対する傾斜角度を，内側に位置する燃料噴孔の前記中心線に対する傾斜角度より小さく設定したことで，両外側位置のの燃料噴孔からの噴射燃料と，内側位置の燃料噴孔からの噴射燃料とから先広がりの良好な噴霧フォームを形成することが可能となる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の第１実施例に係る電磁式燃料噴射弁を装着したエンジンの要部縦断側面図，図２は上記燃料噴射弁の拡大縦断側面図，図３は同燃料噴射弁のノズル周辺部の拡大図，図４は図３の４矢視図，図５は同燃料噴射弁の開弁状態を示す，図３との対応図，図６はは本発明の第２実施例を示す，図３との対応図，図７は図６の７矢視図，図８は本発明の第３実施例に係る燃料噴射弁の要部縦断面図である。

先ず，図１〜図５に示す本発明の第１実施例の説明から始める。

図１において，エンジンＥのシリンダヘッド５０の，吸気ポート５０ａが開口する側面に吸気マニホールド５１が接合されており，この吸気マニホールド５１に本発明の電磁式燃料噴射弁Ｉが装着される。この燃料噴射弁Ｉの前端面は，吸気ポート５０ａの下流端に向けられ，吸気ポート５０ａの下流端を開閉する吸気弁５２の開放時，燃料噴射弁Ｉから噴射される燃料が形成する噴霧フォームＦが吸気ポート５０ａの下流端に向けて供給される。

図２において，上記燃料噴射弁Ｉの弁ハウジング２は，前端に弁座８を有する円筒状の弁座部材３と，この弁座部材３の後端部に同軸状に液密に結合される磁性円筒体４と，この磁性円筒体４の後端に同軸状に液密に結合される非磁性円筒体６と，この非磁性円筒体６の後端に同軸状に液密に結合される固定コア５と，この固定コア５の後端に同軸状に連設される燃料入口筒２６とで構成される。

弁座部材３は，円筒状のガイド孔９と，このガイド孔９の前端に連なる環状の弁座８とを有しており，この弁座部材３には，弁座８の内周側，即ち下流側に位置するノズル１０が一体に形成される。具体的には，同一素材に切削加工を施すことにより，弁座部材３及びノズル１０は一体に構成される。

非磁性円筒体６の内周面には，その後端側から中空円筒状の固定コア５が液密に圧入され，これによって非磁性円筒体６及び固定コア５は互いに同軸状に結合される。その際，非磁性円筒体６の前端部には，固定コア５と嵌合しない部分が残され，その部分から弁座部材３に至る弁ハウジング２内に弁組立体Ｖが収容される。

弁組立体Ｖは，前記弁座８に対して開閉動作する弁部１６及びそれを支持する弁杆部１７からなる弁体１８と，弁杆部１７に連結され，磁性円筒体４から非磁性円筒体６に跨がって，それらに挿入されて固定コア５に同軸上で対置される可動コア１２とからなっている。弁杆部１７は，前記ガイド孔９より小径に形成されており，その外周には，半径方向突出して，前記ガイド孔９の内周面に摺動可能に支承されるジャーナル部１７ａが一体に形成されている。また可動コア１２に外周には，磁性円筒体４の内周面に摺動可能に支承されるジャーナル部１７ｂが形成されている。

弁組立体Ｖには，可動コア１２の後端面から弁部１６の手前で終わる縦孔１９と，この縦孔１９を，可動コア１２外周面に連通する複数の第１横孔２０ａと，同縦孔１９をジャーナル部１７ａと弁部１６との間の弁杆部１７外周面に連通する複数の第２横孔２０ｂとが設けられる。その際，縦孔１９の途中には，固定コア５側を向いた環状のばね座２４が形成される。

固定コア５はフェライト系の高硬度磁性材製とされる。一方，可動コア１２には，固定コア５の吸引面と対向する吸引面に，前記弁ばね２２を囲繞するカラー状の高硬度のストッパ要素１４が埋設される。このストッパ要素１４は，その外端を可動コア１２の吸引面から僅かに突出させていて，通常，弁体１８の開弁ストロークに相当する間隙を存して固定コア５の吸引面と対置される。

固定コア５は，可動コア１２の縦孔１９と連通する縦孔２１を有し，この縦孔２１に内部が連通する燃料入口筒２６が固定コア５の後端に一体に連設される。燃料入口筒２６は，固定コア５の後端に連なる縮径部２６ａと，それに続く拡径部２６ｂとからなっており，その縮径部２６ａから縦孔２１に圧入されるすり割り付きパイプ状のリテーナ２３と前記ばね座２４との間に可動コア１２を弁体１８の閉弁側に付勢する弁ばね２２が縮設される。その際，リテーナ２３の縦孔２１への嵌合深さにより弁ばね２２のセット荷重が調整される。拡径部２６ｂ内には燃料フィルタ２７が装着される。

弁ハウジング２の外周には，固定コア５及び可動コア１２に対応してコイル組立体２８が嵌装される。このコイル組立体２８は，磁性円筒体４の後端部から固定コア５にかけてそれらの外周面に嵌合するボビン２９と，これに巻装されるコイル３０とからなっており，このコイル組立体２８を囲繞するコイルハウジング３１の前端が磁性円筒体４の外周面に溶接され，その後端には，固定コア５の後端部外周からフランジ状に突出するヨーク５ａの外周面に溶接される。コイルハウジング３１は円筒状をなし，且つ一側に軸方向に延びるスリット３１ａが形成されている。

前記磁性円筒体４の一部，コイルハウジング３１，コイル組立体２８，固定コア５及び燃料入口筒２６の前半部は，射出成形による合成樹脂製の円筒状モールド部３２に埋封される。その際，コイルハウジング３１内へのモールド部３２の充填はスリット３１ａを通して行われる。またモールド部３２の中間部には，一側方に突出するカプラ３４が一体に形成され，このカプラ３４は，前記コイル３０に連なる通電用端子３３を保持する。

図３において，前記環状の弁座８は，燃料噴射弁Ｉの前方に向かって小径となる円錐面で構成され，これに対向する弁部１６の環状封止面１６ａは凸状球面の一部で構成され，この弁部１６の先端面１６ｂは，封止面１６ａの接線を母線とする円錐面に形成される。

一方，ノズル１０は，その内端面１０ａ及び外端面１０ｂが燃料噴射弁Ｉの前方に向かって小径となる円錐面で構成され，したがって全体的に燃料噴射弁Ｉの前方に向かう凸状をなしている。また弁座８及びノズル１０の内端面１０ａとの間には，ノズル１０の内端面１０ａと弁部１６との間に円錐状のスペース２５を確保する環状段部１５が設けられる。上記スペース２５は，弁部１６及びノズル１０の相互接触を回避して，弁部１６の弁座８への着座を確実にし，弁密性の確保に寄与する。

また弁座部材３には，ノズル１０を囲んでその前方へ突出する筒状部１３が一体に形成される。この筒状部１３の内周面１３ａは，筒状部１３の前端に向かって拡径する円錐状に形成されると共に，この内周面１３ａと，ノズル１０の外端面１０ｂとは，環状の円弧面３５を介して滑らかに接続される。

ノズル１０には，全周に亙り同径のストレートの複数の燃料噴孔１１，１１…が穿設される。その際，燃料噴孔１１，１１…は，ノズル１０の内端面１０ａに開口するそれぞれの入口１１ｉ，１１ｉ…が弁座８及びノズル１０の中心線Ｙを中心とする一つの円Ｃに沿って環状に並ぶように配列される（図４参照）と共に，それぞれの軸線が弁座部材３の前方に向かって前記中心線Ｙから離れるように傾斜して配置される。そしてこれら燃料噴孔１１，１１…の出口１１ｏ，１１ｏ…は前記円弧面３５に開口する。

而して，前記円弧面３５に各燃料噴孔１１の出口１１ｏを開口したことで，各燃料噴孔１１が加工の容易なストレート孔であっても，各燃料噴孔１１の，比較的フラットな内端面に開口する入口１１ｉの周縁長よりも，上記出口１１ｏの周縁長を必然的に長くすることができる。

また図４に示すように，全燃料噴孔１１，１１…からの噴射燃料により，単一の吸気ポート５０ａに供給する一本の円錐状噴霧フォームＦを形成するには，全燃料噴孔１１，１１…を略等間隔に配列することがよく，また二股状の吸気ポートに供給する二本の噴霧フォームＦを形成するには，図６に示すように，全燃料噴孔１１，１１…を，それぞれの軸線の傾き方向を反対にした円弧状配列の二組に分けると共に，各組において燃料噴孔１１，１１…の隣接間隔を適宜変えるとよい。

再び図３において，上記複数の燃料噴孔１１，１１…は，各燃料噴孔１１の内面が円錐状の弁座８の母線の延長線Ｌと交差するように配置される。

こゝで，ノズル１０の内端面１０ａの円錐角をα，弁座８の円錐角をβ，弁部１６の先端面の円錐角をγとしたとき，これらは次式（１）〜（３）が成立するように設定される。

α＞γ・・・・・・・・・・・（１）
α＞β・・・・・・・・・・・（２）
１０°≦θ≦３０°・・・・・（３） 但し，θ＝α−β
また弁座８の有効直径をＤ１，環状配列の複数の燃料噴孔１１，１１…のピッチ円直径をＤ２としたとき，次式が成立するように，弁座８及び燃料噴孔１１，１１…は相互に近接配置される。

Ｄ１／Ｄ２≦１．５・・・・・（４）
またノズル１０を囲む前記筒状部１３の円錐状の内周面１３ａの小径部の直径，即ち前記筒状部１３の内周面の仮想延長面と前記ノズル１０の外端面の仮想延長面との交線によって形成される円の直径Ｄ３は，弁座８の有効直径Ｄ１より小さく設定される。即ち，
Ｄ３＜Ｄ１・・・・・・・・・（５）
また上記内周面１３ａの円錐角δは，各燃料噴孔１１の前記中心線Ｙに対する傾斜角度θより大きく設定される。即ち，
δ＞θ・・・・・・・・・・・（６）
また弁座部材３の前端面から弁座８までの高さＨは１ｍｍ以上に設定される。

次に，この第１実施例の作用について説明する。

コイル３０を消磁した状態では，弁ばね２２の付勢力で弁組立体Ｖは前方に押圧され，弁体１８を弁座８に着座させている。この状態では，図示しない燃料ポンプから燃料入口筒２６に圧送された燃料は，パイプ状のリテーナ２３内部，弁組立体Ｖの縦孔１９及び第１及び第２横孔２０ａ，２０ｂを通して弁座部材３内に待機させられ，弁組立体Ｖのジャーナル部１７ａ，１７ｂ周りの潤滑に供される。

コイル３０を通電により励磁すると，それにより生ずる磁束が固定コア５，コイルハウジング３１，磁性円筒体４及び可動コア１２を順次走り，その磁力により弁組立体Ｖの可動コア１２が弁ばね２２のセット荷重に抗して固定コア５に吸引され，弁体１８の弁部１６が図５に示すように弁座部材３の弁座８から離座するので，弁座部材３内の高圧燃料の主流Ｓは，弁座８の円錐面に沿ってノズル１０側に進む。

ところで，ノズル１０の環状配列の複数の燃料噴孔１１，１１…は，各燃料噴孔１１の内面が円錐状の弁座８の母線の延長線Ｌと交差するように配置されているから，弁座８から各燃料噴孔１１に直接向かう燃料の主流Ｓは圧力損失することなく各燃料噴孔１１の内面に勢いよく衝突し，また他の燃料は，弁部１６及びノズル１０間の狭小な円錐状のスペース２５で素早く合流して最寄りの燃料噴孔１１に向かうので，比較的多量の燃料が各燃料噴孔１１で絞られることで流れを加速してノズル１０の前方に噴射される。

このように，弁座８を通過した燃料の主流Ｓが殆ど圧力損失なく燃料噴孔１１，１１…の内面に直接衝突すること，円錐状のスペース２５が狭小で主流Ｓ以外の燃料が素早く合流して燃料噴孔１１，１１…に達し，このときも圧力損失が極めて少ないこと，その結果，燃料噴孔１１，１１…での燃料の流れが効果的に加速させること等により，環状配列の燃料噴孔１１，１１…からの噴射燃料を効果的に微粒化することができると共に，高速の噴霧フォームＦを形成することができる。したがって，この噴霧フォームＦは流速が極めて速く，ペネトレーション性が高いから，エンジンＥの吸気ポート５０ｂ内壁に付着する燃料のロスが極めて少なく，燃費の低減を図ることができる。また燃料の圧力損失が少ないことは，燃料の大流量を確保できることを意味する。このようにして本発明の電磁式燃料噴射弁Ｉは，燃料の大流量特性及び微粒化・ペネトレーション性を同時に満足させ得るから，エンジンＥの出力向上と排ガスの低公害化に大いに貢献することができる。

特に，弁座８とノズル１０の内端面１０ａとの間に形成された環状段部１５は，弁部１６及びノズル１０の相互干渉を回避するのみならず，弁座８を通過した燃料の主流Ｓの各燃料噴孔１１への直接導入を容易にし，燃料の大流量特性及びペネトレーション性の向上に大いに寄与する。

また上記環状段部１５の存在により，弁部１６及びノズル１０間にできたスペース２５の，燃料噴孔１１，１１…群内側の部分は，燃料流路機能を持つ必要がないデッドスペースであるから，これを弁部１６及びノズル１０の相互干渉を回避する範囲で極力狭めて，デッドスペースを小さくし，温度変化に対する燃料噴射特性の安定化を図ることができる。

この場合，前記（１）式に示すように，ノズル１０の内端面１０ａの円錐角αより弁部１６の先端面の円錐角γを小さく設定すれば，弁部１６及びノズル１０間の間隙がノズル１０の中心線Ｙに近づくにつれて減少することになり，弁部１６及びノズル１０間にできた，燃料噴孔１１，１１…群内側のデッドスペースの容積を効果的に小さくすることができて，温度変化に対する燃料噴射特性の更なる安定化を図ることができる。

弁部１６の先端面１６ｂ，弁座８及びノズル１０の内端面１０ａが，燃料噴射弁Ｉの前方に向かって小径となる円錐面で構成されることにより，弁座８から各燃料噴孔１１に至る燃料流路の曲がりを少なくして内部圧力損失の低減を図り，高エネルギの燃料の各燃料噴孔１１への誘導が可能となり，燃料の大流量特性の向上を図ることができる。しかも内端面１０ａを円錐面としたノズル１０は剛性が極めて高いので，このノズル１０の切削による薄肉加工を容易に行うことができる。

前記（２）及び（３）式に示すように，ノズル１０の内端面１０ａの円錐角αが，弁座８の円錐角βよりも１０〜３０°大きく設定されることにより，燃料の主流Ｓの各燃料噴孔１１内面への衝突入射角度が９０°に近づいて激しい衝撃が生じ，噴射燃料の良好な微粒化と高いペネトレーション性を効果的に得ることができる。

尚，ノズル１０の内端面１０ａの円錐角αと，それより小さい弁座８の円錐角βとの差θが３０°以上であれば，燃料の主流の燃料噴孔内面への衝突入射角度の減少により，該主流の燃料噴孔１１軸方向成分が増加して衝突エネルギが低減し，燃料の良好な微粒化を得ることが困難となり，その差θが１０°以下であれば，弁座８を通過した燃料の主流Ｓの各燃料噴孔１１の内面に対する効果的な衝突が発生しない。

前記（４）式に従い弁座８及び燃料噴孔１１，１１…群を相互に近接して配置すれば，弁体１８の開放から燃料噴射までの応答性を高めることができ，エンジンＥの高回転，高出力性能の向上に寄与し得る。Ｄ１／Ｄ２が１．５を超えると，弁座８及び燃料噴孔１１，１１…間の距離が大き過ぎ，応答性が低下するのみならず，燃料主流Ｓの各燃料噴孔１１内面への効果的な衝突が得られなくなる。

弁座部材３及びノズル１０は同一素材で一体に形成されるので，弁座部材３へのノズルの結合工程（溶接）を廃止して，燃料噴射弁Ｉの組立性を良好にすると共に，溶接による弁座８の熱歪みの懸念から解放される。したがって弁座８の精度，延いては弁密性の向上を図ることができ，またノズル１０における燃料噴孔１１，１１…の位置及び向きの精度の向上をも図ることができるので，燃料噴孔１１，１１…からの噴射燃料で形成される噴霧フォームＦの安定化をもたらすことができる。環状の弁座８の加工時には，弁座８とノズル１０の内端面１０ａとの間の環状段部１５が，刃具とノズルとの干渉を防ぐことになり，弁座８の加工を容易，正確に行うことができる。

弁座部材３には，それと一体のノズル１０を囲んでその前方に突出する筒状部１３が一体に形成されるので，弁座部材３自体により，ノズル１０を他物との接触から保護することができ，特別な保護キャップが不要となる。その上，上記筒状部１３は，燃料の吹き返しによる液だれを抑制する役割をも果たすことができる。

しかも前記筒状部１３の内周面１３ａは，弁座部材３の前端面に向かって拡径する円錐状に形成されるので，コアンダ効果を発揮して，ノズル１０からの噴射燃料により形成される円錐状フォームＦを乱すことなく，所定のターゲット，即ちエンジンＥの吸気ポート５０ａの下流へ的確に指向させることができ，ペネトレーション性の向上にも寄与する。その際，前記（６）式に従い筒状部１３の円錐状内周面１３ａの円錐角δが各燃料噴孔１１の前記中心線Ｙに対する傾斜角度θより大きく設定されるので，筒状部１３の前記噴霧フォームＦに対する干渉を確実に回避することができる。

各燃料噴孔１１では，その入口１１ｉの周縁長よりも，その出口１１ｏの周縁長が長くなっているので，燃料噴孔１１からの噴射燃料の拡散による微粒化が促進される。この場合，前記筒状部１３の内周面１３ａとノズル１０の外端面１０ｂとを滑らかに接続する環状の円弧面３５に燃料噴孔１１，１１…の出口１１ｏ，１１ｏ…を開口したことで，燃料噴孔１１，１１…を加工の容易なストレート孔としても，燃料噴孔１１の入口１１ｉの周縁長よりも，それの出口１１ｏ，１１ｏ…の周縁長を必然的に長くすることができ，燃料噴孔１１の加工性と燃料の微粒化の両方の向上を図ることができる。

複数の燃料噴孔１１，１１…は，ノズル１０の内端面１０ａに開口するそれぞれの入口１１ｉが弁座８及びノズル１０の中心線Ｙを中心とする一つの円Ｃに沿って環状に並ぶように配列されるので，弁座８から各燃料噴孔１１の入口１１ｉまでの距離が一定となり，各燃料噴孔１１への燃料流量のばらつきをなくし，燃料噴孔１１からの噴射燃料で形成される噴霧フォームＦの安定化を図ることができる。しかも複数の燃料噴孔１１，１１…の隣接間隔を相違させることにより，噴霧フォームＦの燃料密度や本数を変えることができ，各種エンジンに容易に対応することができる。

前記（５）式のように，前記筒状部１３の内周面小径部の直径Ｄ３が弁座８の有効直径Ｄ１より小さく設定されることで，弁座８における弁座部材３の軸方向肉厚を，前記筒状部１３を利用して充分確保できて，弁座８に大なる剛性を付与することができる。したがって，弁座８を高精度に容易に加工することができると共に，弁密性を高めることができる。その際，前述のように，弁座部材３の前端面から弁座８までの高さを１ｍｍ以上に設定すれば，弁座８における弁座部材３の軸方向肉厚は，弁座８の高剛性を付与する上に充分となる。

ノズル１０の外端面１０ｂが燃料噴射弁Ｉの前方に向かって小径となる円錐面とされ，また各燃料噴孔１１が，燃料噴射弁Ｉの前方に向かって前記中心線Ｙから離れるように傾斜配置されるので，ノズル１０の外端面１０ｂと各燃料噴孔１１とのなす角度を９０°に近づけることができ，したがってノズル１０の外端側から各燃料噴孔１１の穿孔を容易，正確に行うことができると共に，刃具の寿命を延ばすことができる。

次に，図６及び図７に示す本発明の第２実施例について説明する。

この第２実施例では，ノズル１０の，環状に配列される複数の燃料噴孔１１，１１…が，弁座８及びノズル１０の中心線Ｙに対して互いに反対方向に傾斜する左右二組Ｇ１，Ｇ２に分けられる。そして各組Ｇ１，Ｇ２の燃料噴孔１１，１１…において，両外側に位置する燃料噴孔１１（Ａ）の前記中心線Ｙに対する傾斜角度θ１は，内側に位置する燃料噴孔１１（Ｂ）の前記中心線Ｙに対する傾斜角度θ２より小さく設定される。この場合もノズル１０を囲む筒状部１３の内周面１３ａの円錐角δは，上記傾斜角度θ１，θ２の何れよりも大きく設定される。即ち，
δ＞θ２＞θ１・・・・・・・・（７）
その他の構成は前記第１実施例と同様であるので，図６及び図７中，第１実施例と対応する部分にはそれと同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。

而して，この第２実施例によれば，環状配列する複数の燃料噴孔１１，１１…を左右二組Ｇ１，Ｇ２に分けた燃料噴孔１１，１１…からの噴射燃料により，互いに噴霧方向を異にする左右二本の噴霧フォームＦ１，Ｆ２を形成することができる。その際，特に，各組Ｇ１，Ｇ２の複数の燃料噴孔１１，１１…では，両外側に位置する燃料噴孔１１（Ａ）の前記中心線Ｙに対する傾斜角度θ１を，内側に位置する燃料噴孔１１（Ｂ）の前記中心線Ｙに対する傾斜角度θ２より小さく設定したことで，両外側位置のの燃料噴孔１１（Ａ）からの噴射燃料と，内側位置の燃料噴孔１１（Ｂ）からの噴射燃料とから先広がりの良好な噴霧フォームＦ１，Ｆ２を形成することが可能となる。上記二本の噴霧フォームＦ１，Ｆ２は，エンジンの二股に分岐した吸気ポートに供給される。

その他，この第２実施例によれば，第１実施例と同様の作用効果を発揮することができる。

最後に，図８に示す本発明の第３実施例について説明する。

この第３実施例では，弁部１６の先端面１６ｂが弁座８と同一半径Ｒ１の球面で構成され，それに対向するノズル１０の内端面１０ａは，上記半径Ｒ１より大きい半径Ｒ２の球面で構成される。その構成は前記第１実施例と同様であるので，図６中，第１実施例と対応する部分に第１実施例と同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。この第２実施例によっても，第１実施例と同様の作用効果を発揮することができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

本発明の第１実施例に係る電磁式燃料噴射弁を装着したエンジンの要部縦断側面図。 上記燃料噴射弁の拡大縦断側面図。 同燃料噴射弁のノズル周辺部の拡大図。 図３の４矢視図。 同燃料噴射弁の開弁状態を示す，図３との対応図。 本発明の第２実施例を示す，図３との対応図。 図６の７矢視図。 本発明の第３実施例に係る燃料噴射弁の要部縦断面図。

３・・・・・弁座部材
８・・・・・弁座
１０・・・・ノズル
１０ａ・・・ノズルの内端面
１０ｂ・・・ノズルの外端面
１１・・・・燃料噴孔
１１（Ａ）・・・外側位置の燃料噴孔（第２実施例）
１１（Ｂ）・・・内側位置の燃料噴孔（第２実施例）
１１ｉ・・・燃料噴孔の入口
１１ｏ・・・燃料噴孔の出口
１３・・・・筒状部
１３ａ・・・筒状部の内周面
１８・・・・弁体
１６ｂ・・・弁体（弁部）の先端面
３５・・・・環状の円弧面
５０ａ・・・吸気ポート
Ｃ・・・・・円
Ｄ１・・・・弁座の有効直径
Ｄ３・・・・筒状部内周面の小径部の直径
Ｅ・・・・・エンジン
Ｇ１，Ｇ２・・・燃料噴孔の分けられた組（第２実施例）
Ｉ・・・・・燃料噴射弁
Ｌ・・・・・弁座を構成する円錐面の母線の延長線
Ｓ・・・・・燃料の主流
Ｙ・・・・・弁座及びノズルの中心線
δ・・・・・筒状部の内周面の円錐角
θ，θ１，θ２・・・燃料噴孔の上記中心線Ｙに対する傾斜角度

Claims (2)

1. 燃料噴射弁（Ｉ）の前方に向かって小径となる円錐面で構成されていて弁体（１８）が開閉可能に着座する環状の弁座（８）を有する弁座部材（３）に，前記弁座（８）の下流側に位置し，その弁座（８）の中心線（Ｙ）周りに配置される複数の燃料噴孔（１１）を有するノズル（１０）を，前記弁座部材（３）と同一素材で一体に形成すると共に，前記弁座部材（３）の前端面に前記ノズル（１０）を受容する筒状部（１３）を設け，そのノズル（１０）の前記複数の燃料噴孔（１１）を，前記弁体（１８）の開弁時，前記弁座（８）を通過した燃料の主流（Ｓ）がこれら各燃料噴孔（１１）の内面に直接衝突するように配置し，前記燃料噴孔（１１）からの噴射燃料をエンジン（Ｅ）の吸気ポート（５０ａ）に供給するようにした燃料噴射弁であって，
   前記ノズル（１０）の内端面（１０ａ）及び外端面（１０ｂ）と，その内端面（１０ａ）に対向する弁体（１８）の先端面（１６ｂ）とを，それぞれ燃料噴射弁（Ｉ）の前方に向かって縮径する円錐面又は球面で構成すると共に，前記筒状部（１３）に前端に向かって拡径する円錐状の内周面（１３ａ）を設け，この内周面（１３ａ）と前記外端面（１０ｂ）とを環状の円弧面（３５）で滑らかに接続し，
   前記複数の燃料噴孔（１１）を，ノズル（１０）の内端面（１０ａ）に開口する入口（１１ｉ）が前記中心線（Ｙ）を中心とする一つの円（Ｃ）に沿うように環状に配列し，またそれら複数の燃料噴孔（１１）を，その軸線が燃料噴射弁（Ｉ）の前方に向かい前記中心線（Ｙ）から離れるように傾斜し，且つ前記弁座（８）の母線の延長線（Ｌ）が該燃料噴孔（１１）の内面と交差するように配置し，
   それら複数の燃料噴孔（１１）の出口（１１ｏ）を前記円弧面（３５）に開口させて，その出口（１１ｏ）の周縁長を前記入口（１１ｉ）の周縁長よりも長くし，
   前記筒状部（１３）の内周面（１３ａ）の仮想延長面と前記ノズル（１０）の外端面（１０ｂ）の仮想延長面との交線によって形成される円の直径（Ｄ３）を，前記弁座（８）の有効直径（Ｄ１）よりも小さくなるように設定すると共に，この内周面（１３ａ）に，各燃料噴孔（１１）の前記中心線（Ｙ）に対する傾斜角度（θ，θ１，θ２）より大きい円錐角（δ）を持たせた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，
   複数の燃料噴孔（１１）を，前記中心線（Ｙ）に対して互いに反対方向に傾斜する二組（Ｇ１，Ｇ２）に分けると共に，各組（Ｇ１，Ｇ２）の両外側に位置する燃料噴孔（１１（Ａ））の前記中心線（Ｙ）に対する傾斜角度（θ１）を，内側に位置する燃料噴孔（１１（Ｂ））の前記中心線（Ｙ）に対する傾斜角度（θ２）より小さく設定したことを特徴とする燃料噴射弁。

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