JP5134063B2

JP5134063B2 - 燃料噴射弁

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Publication number: JP5134063B2
Application number: JP2010245215A
Authority: JP
Inventors: 恭輔渡辺; 直也橋居; 毅宗実
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2030-11-01
Also published as: DE102011103421A1; US8919674B2; US20120104121A1; JP2012097642A

Description

この発明は主に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、弁座の下流側に設けられている噴孔プレートに係るものである。

近年、自動車などの排出ガス規制が強化される中、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧噴射方向の自由度及び微粒化の向上が求められており、特に燃料噴霧の微粒化についてはこれまで既に各種の検討がなされている。

従来の燃料噴射弁おいては、弁部材と弁座の燃料下流側に複数の噴孔を形成した薄板の噴孔プレートを配置し、各噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁が知られている。このような燃料噴射弁においては、一般的には噴孔が入口から出口まで同一径となっており、このような同一径の噴孔に燃料が流入すると、燃料は噴孔内周面に沿って広がらず液柱となって噴射される。このような液柱となった燃料は微粒化されにくく、内燃機関での燃焼を悪化させてしまう。

それに対して、例えば特開２００１−３１７４３１号公報に示されるように、十分に噴孔内で拡げられた液膜を得るために、噴孔にテーパをつけることが考えられる。噴孔の出口側が拡がる円錐形状とすることによって、噴霧が噴孔の内壁面に沿って十分に広がり、燃料が薄膜化して噴射されることが期待できるとしている。

また、例えば特開２００６−２７２０号公報に示されるように、燃料流入口を楕円形状や複数個の円形とし、前記流入口と滑らかに連通された帯状の流出口から燃料を噴射することで、流出口から均一な液膜状の噴霧を噴射でき、燃料の微粒化を促進できるとしている。

また、例えば特開平８−２００１８７号公報に示されるように、噴孔形状が、真直な細長状で、両端が円弧状となる長径と短径を持つ小判型の噴孔とし、短径を小さくすることで燃料噴霧を微粒化できるとしている。また、前記小判型の噴孔の変形例として、円形状である三つの噴孔を直線上に重ねて一つの噴孔を形成しているものもある。

特開２００１−３１７４３１号公報（段落００１９、図４）特開２００６−２７２０号公報（段落００６１、図９、図１１）特開平８−２００１８７号公報（段落００２１、図１、図５）

しかし、噴孔プレートに、特許文献１に示されるようなテーパ状の噴孔を形成する場合、加工上噴孔入口面積がばらつきやすくなるため、流量や噴霧がばらつくという問題があり、また、その製造、及び寸法管理上非常に煩雑な工程が必要となるため、燃料噴射弁の生産性の悪化、コストの増大を招くという問題がある。

また、特許文献２や特許文献３に示されるような噴孔では、燃料を噴孔内に充満させながら、流路形状に沿った形状の噴霧を噴射する構造となっており、高温負圧下で噴孔上流側で減圧沸騰により発生した燃料中の気泡が、噴孔出口で詰まり、温度や雰囲気圧等の変化に伴う流量特性（静的流量・動的流量）の変化が大きい問題点がある。

この発明に係わる燃料噴射弁は、前記の問題を解決し、製造を容易にし、噴孔内での燃料の薄膜化を進め、噴霧の微粒化の促進を図り、流量特性の変化を小さくしようとするものである。

この発明に係わる燃料噴射弁は、弁座を開閉する弁体を有し、前記弁体で前記弁座を開放することにより、燃料が前記弁体と弁座シート面の間を通過し、前記弁座下流側に装着された噴孔プレートに複数設けられた孔から噴射される燃料噴射弁において、前記噴孔プレートに設けられた前記孔は、二つ以上の単一噴孔を、前記噴孔プレート上流側から下流側までに亘り部分的に重ねて形成された合体噴孔であり、前記各単一噴孔は前記噴孔プレート上流側の入口部と下流側の出口部で同一径である円孔であり、前記単一噴孔の少なくとも一つは、入口部中心と出口部中心を結ぶ中心軸線の、前記噴孔プレート板厚方向に対する傾斜角度で定義される噴孔角αを有し、前記合体噴孔を形成する前記各単一噴孔の前記中心軸線を弁座軸に直交する平面に投影させたときに、前記各単一噴孔の中心軸線同士が交差するように、交差角度βを有することで、前記合体噴孔における入口部の面積より出口部の面積が大きく、かつ前記合体噴孔は、プレス加工によって形成されたものである。

この発明の燃料噴射弁によれば、合体噴孔は円孔である二つ以上の単一噴孔を、前記噴孔プレート上流側から下流側までに亘り部分的に重ねて形成されているので、製造が容易であり、合体噴孔内周面の面積が出口側へ向かう程大きくなっているため、合体噴孔内での燃料の薄膜化が進み、噴霧の微粒化の促進が図れる。また、形成する合体噴孔の形状により、微粒化を犠牲にすることなく様々な噴霧形状を実現することができる。また、たとえ、燃料の一部が減圧沸騰し、燃料内に気泡が発生しても、燃料が合体噴孔内入口から突入すると、合体噴孔内壁面に押し付けられ、薄い液膜となり、さらに、噴孔入口から出口まで同一径の噴孔と比較して、合体噴孔内周面の面積が出口側へ向かう程大きくなっているため、合体噴孔から気泡が抜けやすくなっており、雰囲気変化に伴う流量特性（静的流量・動的流量）の変化を小さくすることができる。

この発明の実施の形態１における燃料噴射弁の断面図である。実施の形態１の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図である。実施の形態２の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図である。実施の形態２の燃料噴射弁における吸気ポート及び吸気バルブへの燃料噴射の様子を表した説明図である。実施の形態３の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図である。実施の形態４の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図である。実施の形態５の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図である。実施の形態６の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図である。実施の形態７の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図である。実施の形態８の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の燃料噴射弁を示す断面図である。図において、燃料噴射弁１は、ソレノイド装置２、磁気回路のヨーク部分であるハウジング３、磁気回路の固定鉄心部分であるコア４、コイル５、磁気回路の可動鉄心部分であるアマチュア６、及び弁装置７を有している。弁装置７は弁体８，弁本体９と弁座１０で構成されている。弁本体９はコア４の外径部に圧入後、溶接されている。アマチュア６は弁体８に圧入後、溶接されている。弁座１０には噴孔プレート１１が溶接部１１ａで弁座下流側に結合された状態で弁本体９に挿入後、溶接部１１ｂで結合されている。噴孔プレート１１には板厚方向に貫通する複数の孔１２が設けられている。

次に動作について説明する。エンジンの制御装置より燃料噴射弁１の駆動回路(図示せ
ず)に動作信号が送られると、燃料噴射弁１のコイル５に電流が通電され、アマチュア６
、コア４、ハウジング３、弁本体９、アマチュア６で構成される磁気回路に磁束が発生し、アマチュア６はコア４側へ吸引され、アマチュア６の上面６ａがコア４の下面に当接する。アマチュア６と一体構造である弁体８が弁座シート面１０ａから離れて間隙が形成されると、燃料は弁体８の先端部（ボール）１３に設けられた複数の溝１３ａから弁座シート面１０ａと弁体８の隙間を通って、複数の孔１２からエンジン吸気管に噴射される。

エンジンの制御装置より燃料噴射弁１の駆動回路に動作の停止信号が送られると、コネクタ５１からコイル５への電流の通電が停止し、磁気回路中の磁束が減少して弁体８を閉弁方向に押している圧縮ばね１４の弾性力により、弁体８と弁座シート面１０ａとの間の隙間は閉じた状態となり、燃料噴射が終了する。なお、弁体８の開閉動作時には、弁体８は、弁本体９の径方向内側方向に突出したガイド部９aと摺動し、また弁体８のボール１３のガイド部１３bは、弁座摺動部１０ｂと摺動する。ガイド部１３bは、弁座摺動部１０ｂに対する弁体８の径方向の非同軸度（振れ）を規制する手段である。従って、クリアランスはなるべく小さく設定するのが好ましく、弁体８の耐久磨耗を許容限度内とするために、１０μm以下（片側隙間５μｍ以下）としている。

図２は実施の形態１の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図で、その（ａ）は断面図、その（ｂ）は（ａ）図のａ視の平面説明図、その（ｃ）は（ｂ）図のＡ部の立体説明図である。実施の形態１の燃料噴射弁１の噴孔プレート１１における複数の孔１２は、それぞれ次のように形成されている。図２（ｂ）（ｃ）に示すように、三つの単一噴孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃを噴孔プレート１１の上流側（上流面）から下流側（下流面）までに亘り連続して部分的に重ねて合体噴孔１６を形成している。単一噴孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃはそれぞれ噴孔プレート１１の上流側の入口部から下流側の出口部まで同一径の円孔（円柱孔）であり、三つの単一噴孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃの内、真ん中の単一噴孔１５ｂの噴孔径を他の二つの単一噴孔１５ａ，１５ｃのそれに対して大きくしており、かつ、単一噴孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、それぞれ入口部中心と出口部中心を結ぶ中心軸線の、前記噴孔プレート板厚方向に対する傾斜角度で定義される噴孔角αを有している。なお、単一噴孔１５ａと単一噴孔１５ｃの墳孔径は同じである。

合体噴孔１６における入口部の面積に対して、出口部の面積が大きくなるように、単一噴孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃにおける前記中心軸線を弁座軸３４に直交する平面に投影させたときに、各単一噴孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃの中心軸線同士が交差するように、隣り合う単一噴孔間で所定の角度βを有している。単一噴孔１５ａ，１５ｂ間の角度と単一噴孔１５ｂ，１５ｃ間の角度は同一である必要はなく、各単一噴孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃの中心軸線同士が一点で交差する必要はない。

弁座シート面１０ａからの燃料流れの主流が、燃料噴射弁の弁座軸３４の径方向外側から内側に向かって、合体噴孔１６の入口部１６ａへ流入し、合体噴孔１６の入口部１６ａでの流れの剥離により液膜が形成され、燃料が合体噴孔１６内で弁座軸３４方向に押し付けられ、合体噴孔１６内の流れが合体噴孔１６の曲率に沿った流れとなり、合体噴孔１６の出口部１６ｂから噴射されるよう構成されている。なお、実施の形態１では合体噴孔１６を形成する全ての孔が前記噴孔角αを有しているが、合体噴孔１６を形成する複数の単一噴孔の内、少なくとも一つが前記噴孔角αを有すればよい。

合体噴孔１６は、墳孔プレート１１に単一噴孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃをそれぞれプレス加工し、それらの単一噴孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃの円孔が合わさって形成されている。あるいは、合体噴孔１６の形状にプレス加工してもよい。いずれにしても、合体噴孔１６は円孔をあわせて形成されるので、製造が容易である。

実施の形態１における燃料噴射弁は前記のように構成されており、噴孔入口から出口まで同一径の噴孔と比較して、合体噴孔内周面の面積が出口側へ向かう程大きくなっているため、合体噴孔内での燃料の薄膜化が出口部１６ｂへ向かうにつれて促進され、噴霧の微粒化が可能となる。また、前記のように、合体噴孔内で燃料が充満せずに、合体噴孔内に押し付けられながら薄い液膜となって合体噴孔１６の出口部１６ｂから噴射されることから、合体噴孔１６内で発生した気泡が抜けやすい構造となっており、雰囲気変化に伴う流量特性（静的流量・動的流量）の変化を小さくすることが可能である。

実施の形態２．
図３は実施の形態２の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図で、その（ａ）は断面図、その（ｂ）は（ａ）図のｂ視の平面説明図、その（ｃ）は（ｂ）図のＢ部の立体説明図、その（ｄ）は（ｂ）図のＢ部，Ｃ部の墳孔内の燃料の様子を示す説明図である。実施の形態２に係る燃料噴射弁１の噴孔プレート１１における複数の孔１２は、次のように形成されている。三つの単一噴孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃを噴孔プレート１１の上流側（上流面）から下流側（下流面）までに亘り連続して部分的に重ねて合体噴孔１８を形成している。

単一噴孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃはそれぞれ噴孔プレート１１の上流側の入口部から下流側の出口部まで同一径の円孔（円柱孔）であり、三つの単一噴孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃの墳孔径は互いに異なっている。（ｂ）図のＢ部の場合は、単一噴孔の墳孔径が紙面の上から下にかけて順次小さくなり、Ｃ部では、単一噴孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃの墳孔径が紙面の上から下にかけて順次大きくなっている。単一噴孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、それぞれ入口部中心と出口部中心を結ぶ中心軸線の、前記噴孔プレート板厚方向に対する傾斜角度で定義される噴孔角αを有している。しかし単一噴孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃの前記噴孔角αが異なっていてもよい。なお、他の構成は実施の形態１と同様であり、合体噴孔１８における入口部の面積に対して、出口部の面積が大きくなっており、合体噴孔１８は円孔をあわせて形成されるので、製造が容易である。

図３に示すような異なる合体噴孔１８（Ｂ部，Ｃ部）を形成することで、合体噴孔１８内での燃料の拡がり方が均一ではなく｛（ｄ）図参照｝、合体噴孔内での燃料の液膜厚さに差を持ちながら燃料が噴射される。前記のような異なる合体噴孔１８を噴孔プレート１１内に複数配置し、それら合体噴孔群により一つの集合噴霧を形成することで、一つの集合噴霧内での濃度分布やその形状において、様々なバリエーションが実現可能である。

一般的に、集合噴霧の稜線が形成する噴霧の角度（以下、噴霧角）と前記集合噴霧の粒径はトレードオフの関係になっており、噴霧角が大きいほど粒径は小さくなる。燃料噴射式の内燃機関においては、微粒化した燃料を供給することで速やかに着火が完了し、燃焼効率が高くなり、排気ガス、特に炭化水素ＨＣの排出濃度を低減することから、燃焼効率を上げるためには燃料の微粒化が必要となる。

従来の燃料噴射弁においては、集合噴霧内の粒径がほぼ一様な噴霧を、吸気バルブを狙って噴射しており、その際に噴霧の中心軸に対して外側の部分はある一定量吸気ポート内壁へ付着している。前記のような粒径がほぼ一様である集合噴霧を微粒化させるために、噴霧角を大きくすると、より吸気ポート内壁への付着が増え、内壁を伝い液膜となって遅れて気筒内に流入する燃料が増加することで、燃焼効率は下がり、結果として排ガス中における炭化水素ＨＣの濃度は上昇し、またエンジン制御性も悪化する。

図４は実施の形態２の燃料噴射弁における吸気ポート及び吸気バルブへの燃料噴射の様子を表した説明図で、その（ａ）は吸気ポート及び吸気バルブ部の断面説明図、その（ｂ）は（ａ）図のＣ視の上面説明図である。実施の形態２では、従来例に対して、合体噴孔１８内の燃料を不均一に液膜化することで、それら合体噴孔群からの噴射により形成された集合噴霧内の粒径分布に差を設け、図４に示すように、集合噴霧の外側を粒径の小さい部分１９ａ、また外側を微粒化させるために、内側に微粒化を犠牲にした粒径の大きい部分１９ｂを形成し、粒径の大きい部分１９ｂを温度の高い吸気バルブ中央部２０に当てることで速やかに気化させ、また外側の噴霧においては吸気ポート内壁２１への付着を低減させることで、燃焼効率を上げることが可能である。

実施の形態３．
図５は実施の形態３の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図で、その（ａ）は断面図、その（ｂ）は（ａ）図のｄ視の平面説明図、その（ｃ）は（ｂ）図のＤ部の立体説明図である。実施の形態３に係る燃料噴射弁１の噴孔プレート１１における複数の孔１２は、それぞれ次のように形成されている。図５（ｂ）（ｃ）に示すように、三つの単一噴孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃを噴孔プレート１１の上流側（上流面）から下流側（下流面）までに亘り連続して部分的に重ねて合体噴孔２２を形成している。単一噴孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃはそれぞれ噴孔プレート１１の上流側の入口部から下流側の出口部まで同一径の円孔（円柱孔）である。合体噴孔２２における入口部２２ａの面積が、この合体噴孔２２を形成する三つの単一噴孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃの内の最大墳孔径の単一噴孔２３ｂの入口部の面積と同一となるように形成されている。従って、他の二つの単一噴孔２３ａ，２３ｃの墳孔径は、単一噴孔２３ｂの墳孔径以下である。

その他の構成は実施の形態１と同様であり、単一噴孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、それぞれ入口部中心と出口部中心を結ぶ中心軸線の、前記噴孔プレート板厚方向に対する傾斜角度で定義される噴孔角αを有しており、合体噴孔２２における入口部の面積に対して、出口部の面積が大きくなっており、合体噴孔２２は円孔をあわせて形成されるので、製造が容易である。なお、単一噴孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃにおいて、前記噴孔角αは互い異なっていてもよい。

なお、
実施の形態３によっても実施の形態１と同様に、燃料噴霧の微粒化を促進でき、合体噴孔２２における入口部２２ａの面積を、三つの単一噴孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃの内の最大墳孔径の単一噴孔２３ｂの入口部の面積と同一にすることで、その他の単一噴孔２３ａ，２３ｃの加工位置バラツキによる流量バラツキを抑制することができる。

実施の形態４．
図６は実施の形態４の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図で、その（ａ）は断面図、その（ｂ）は（ａ）図のｅ視の平面説明図、その（ｃ）は（ｂ）図のＥ部の立体説明図である。実施の形態４に係る燃料噴射弁１の噴孔プレート１１における複数の孔１２は、それぞれ次のように形成されている。図６（ｂ）（ｃ）に示すように、三つの単一噴孔２５ａ，２５ｂ，２５ｃを噴孔プレート１１の上流側（上流面）から下流側（下流面）までに亘り連続して部分的に重ねて合体噴孔２４を形成している。単一噴孔２５ａ，２５ｂ，２５ｃはそれぞれ噴孔プレート１１の上流側の入口部から下流側の出口部まで同一径の円孔（円柱孔）である。三つの単一噴孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃの径がすべて同一であり、また実施の形態１で説明した噴孔角αが三つの単一噴孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃとも同一であるが、異なっていてもよい。

その他の構成は実施の形態１と同様であり、合体噴孔２４における入口部の面積に対して、出口部の面積が大きくなっており、合体噴孔２４は円孔をあわせて形成されるので、製造が容易である。さらに、単一噴孔２５ａ，２５ｂ，２５ｃの入口部の配置を重ねており、合体噴孔２４における入口部の面積は、単一噴孔の入口部の面積と一致している。

図６に示すような合体噴孔２４を形成することで、実施の形態１と同様に燃料噴霧の微粒化を促進できる。また単一噴孔２５ａ，２５ｂ，２５ｃをプレス加工により製造する場合は、噴孔径が同一で、さらに噴孔角αを同一とすれば、製造の際に噴孔形成用のパンチを幾種類も用意する必要がなく、他の実施の形態より安価に製造可能である。

実施の形態５．
図７は実施の形態５の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図で、その（ａ）は断面図、その（ｂ）は（ａ）図のｆ視の平面説明図、その（ｃ）は（ｂ）図のＦ部の立体説明図、その（ｄ）は（ｂ）図のＦ部，Ｇ部の墳孔内の燃料の様子を示す説明図である。実施の形態５に係る燃料噴射弁１の噴孔プレート１１における複数の孔１２は、次のように形成されている。二つの単一噴孔２７ａ，２７ｂを噴孔プレート１１の上流側（上流面）から下流側（下流面）までに亘り連続して部分的に重ねて合体噴孔２６を形成している。

単一噴孔２７ａ，２７ｂはそれぞれ噴孔プレート１１の上流側の入口部から下流側の出口部まで同一径の円孔（円柱孔）であり、単一噴孔２７ａ，２７ｂの墳孔径は同じである。単一噴孔２７ａ，２７ｂは、それぞれ、入口部中心と出口部中心を結ぶ中心軸線の、前記噴孔プレート板厚方向に対する傾斜角度で定義される噴孔角α１，α２を有しており、噴孔角α１と噴孔角α２は異なっている。なお、他の構成は実施の形態１と同様であり、合体噴孔２６における入口部の面積に対して、出口部の面積が大きくなっており、合体噴孔２６は円孔をあわせて形成されるので、製造が容易である。さらに、単一噴孔２７ａ，２７ｂの入口部の配置を重ねており、合体噴孔２６における入口部の面積は、単一噴孔の入口部の面積と一致している。なお、単一噴孔２７ａ，２７ｂの墳孔径は必ずしも同じでなくてもよい。

図７に示すような合体噴孔２６を形成することで、実施の形態１と同様に燃料噴霧の微粒化を促進でき、また単一噴孔２７ａ，２７ｂをプレス加工により製造する場合は、噴孔径が同一であれば、製造の際に噴孔形成用のパンチを幾種類も用意する必要がなく、噴孔径が同一でない実施の形態より安価に製造可能である。図７に示すような合体噴孔２６を形成することで、実施の形態２と同様に、合体噴孔内での液膜の広がり方が均一でなくなり、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

実施の形態６．
図８は実施の形態６の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図で、その（ａ）は断面図、その（ｂ）は（ａ）図のｇ視の平面説明図、その（ｃ）は（ｂ）図のＨ部の立体説明図、その（ｄ）は噴霧平均粒径（μｍ）と噴孔出口部での噴孔中心間距離ｄｓ（ｍｍ）との関係を示す特性図である。単一噴孔２９ａ，２９ｂ，２９ｃを噴孔プレート１１の上流側（上流面）から下流側（下流面）までに亘り連続して部分的に重ねて合体噴孔２８を形成している。

単一噴孔２９ａ，２９ｂ，２９ｃはそれぞれ噴孔プレート１１の上流側の入口部から下流側の出口部まで同一径の円孔（円柱孔）であり、単一噴孔２９ａ，２９ｂ，２９ｃの墳孔径Ｄは全て同じである。単一噴孔２９ａ，２９ｂ，２９ｃは、前述で定義される噴孔角αを有しており、噴孔角αは全て同じでも、互いに異なっていてもよい。なお、他の構成は実施の形態１と同様であり、合体噴孔２８における入口部の面積に対して、出口部の面積が大きくなっており、合体噴孔２８は円孔をあわせて形成されるので、製造が容易である。さらに、単一噴孔２９ａ，２９ｂ，２９ｃの入口部の配置を互いに重ねており、合体噴孔２８における入口部の面積は、単一噴孔の入口部の面積と一致している。

実験によると、隣り合う単一噴孔２９ａ，２９ｂの出口部の中心間距離をｄｓ（ｍｍ）とすると、（ｄ）図に示すように、噴霧平均粒径（μｍ）とｄｓの関係は、０＜ｄｓ≦Ｄ／２のとき、合体噴孔２８内での燃料の薄膜化が促進され、所望の噴霧粒径が得られることが分かる。また、ｄｓ＞Ｄ／２とすると、各単一噴孔の交わる部分が合体噴孔内での燃料の広がりを阻害し、所望の噴霧粒径が得られないことが分かる。

実施の形態７．
図９は実施の形態７の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図で、その（ａ）は断面図、その（ｂ）は（ａ）図のｈ視の平面説明図、その（ｃ）は（ｂ）図のＩ部の立体説明図、その（ｄ）は噴霧平均粒径（μｍ）と噴孔出口部での噴孔中心間距離ｄｓ（ｍｍ）との関係を示す特性図である。単一噴孔３１ａ，３１ｂ，３１ｃを噴孔プレート１１の上流側（上流面）から下流側（下流面）までに亘り連続して部分的に重ねて合体噴孔３０を形成している。

単一噴孔３１ａ，３１ｂ，３１ｃはそれぞれ噴孔プレート１１の上流側の入口部から下流側の出口部まで同一径の円孔（円柱孔）であり、隣り合う単一噴孔３１ａ，３１ｂ及び３１ｂ，３１ｃの墳孔径は互いに異なっている。実施の形態７の場合は単一噴孔３１ａ，３１ｃの墳孔径は同じであるが、異なっていてもよい。単一噴孔３１ａ，３１ｂ，３１ｃは前述で定義される噴孔角αを有しており、噴孔角αは全て同じでも、互いに異なっていてもよい。なお、他の構成は実施の形態１と同様であり、合体噴孔３０における入口部の面積に対して、出口部の面積が大きくなっており、合体噴孔３０は円孔をあわせて形成されるので、製造が容易である。

実験によると、隣り合う単一噴孔３１ｂ，３１ｃの内の墳孔径が大きい方３１ｂの噴孔径をＤとし、隣り合う単一噴孔３１ｂ，３１ｃの出口部の中心間距離をｄｓ（ｍｍ）とすると、（ｄ）図に示すように、噴霧平均粒径（μｍ）とｄｓの関係は、０＜ｄｓ≦３Ｄ／４のとき、合体噴孔３０内での燃料の薄膜化が促進され、所望の噴霧粒径が得られることが分かる。また、ｄｓ＞３Ｄ／４とすると、各単一噴孔の交わる部分が合体噴孔内での燃料の広がりを阻害し、所望の噴霧粒径が得られないことが分かる。

実施の形態８．
図１０は実施の形態８の燃料噴射弁の先端部における噴孔プレート部を示す図で、その（ａ）は断面図、その（ｂ）は（ａ）図のｊ視の平面説明図、その（ｃ）は（ｂ）図のＪ部の立体説明図である。単一噴孔３５ａ，３５ｂ，３５ｃを噴孔プレート１１の上流側（上流面）から下流側（下流面）までに亘り連続して部分的に重ねて合体噴孔３２を形成している。

単一噴孔３５ａ，３５ｂ，３５ｃはそれぞれ噴孔プレート１１の上流側の入口部から下流側の出口部まで同一径の円孔（円柱孔）であり、単一噴孔３５ａ，３５ｂ，３５ｃの墳孔径は異なっても、同じであってもよい。単一噴孔３５ａ，３５ｂ，３５ｃは前述で定義される噴孔角αを有しており、噴孔角αは全て同じでも、互いに異なっていてもよい。なお、他の構成は実施の形態１と同様であり、合体噴孔３２における入口部の面積に対して、出口部の面積が大きくなっており、合体噴孔３０は円孔をあわせて形成されるので、製造が容易である。

実施の形態８では、燃料通路を形成すると共に下流側に向けて縮径する弁座１０のシート面１０ａの延長線と、噴孔プレート１１の上流側平面１１ｃが交差する仮想包絡線３３の内側に、合体噴孔３２の入口部を配置し、かつ合体噴孔３２の出口部を、入口部に対して弁座軸３４の径方向外側に配置している。

図１０に示すように、合体噴孔３２の上流側からの燃料流れを形成することで、より弁座シート部１０ａからの燃料流れの主流が強化され、より合体噴孔３２内での燃料が薄膜化し、微粒化が促進される。
なお、この発明は、実施の形態に示す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。

１燃料噴射弁２ソレノイド装置
３ハウジング４コア
５コイル６アマチュア
６ａアマチュア上面７弁装置
８弁体９弁本体
９ａガイド部１０弁座
１０ａ弁座シート面１０ｂ弁座摺動部
１１噴孔プレート１１ａ，１１ｂ溶接部

１１ｃ噴孔プレート上流側平面１２孔
１３弁体先端部１３ａ溝
１３ｂガイド部１４圧縮バネ
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ単一噴孔１６合体噴孔
１６ａ合体噴孔入口部１６ｂ合体噴孔出口部
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ単一噴孔１８合体墳孔
１９ａ集合噴霧内粒径小部分１９ｂ集合噴霧内粒径大部分
２０吸気バルブ中央部２１吸気ポート内壁

２２合体噴孔２２a 合体噴孔入口部
２３a、２３ｂ、２３ｃ単一噴孔２４合体噴孔
２５a，２５ｂ，２５ｃ単一噴孔２６合体噴孔
２７a，２７ｂ単一墳孔２８合体噴孔
２９a，２９ｂ，２９ｃ単一噴孔３０合体噴孔
３１a，３１ｂ，３１ｃ単一噴孔３２合体噴孔
３３仮想包絡線３４弁座軸
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ単一噴孔５１コネクタ

Claims

弁座を開閉する弁体を有し、前記弁体で前記弁座を開放することにより、燃料が前記弁体と弁座シート面の間を通過し、前記弁座下流側に装着された噴孔プレートに複数設けられた孔から噴射される燃料噴射弁において、
前記噴孔プレートに設けられた前記孔は、二つ以上の単一噴孔を、前記噴孔プレート上流側から下流側までに亘り部分的に重ねて形成された合体噴孔であり、
前記各単一噴孔は前記噴孔プレート上流側の入口部と下流側の出口部で同一径である円孔であり、
前記単一噴孔の少なくとも一つは、入口部中心と出口部中心を結ぶ中心軸線の、前記噴孔プレート板厚方向に対する傾斜角度で定義される噴孔角αを有し、
前記合体噴孔を形成する前記各単一噴孔の前記中心軸線を弁座軸に直交する平面に投影させたときに、前記各単一噴孔の中心軸線同士が交差するように、交差角度βを有することで、前記合体噴孔における入口部の面積より出口部の面積が大きく、
かつ前記合体噴孔は、プレス加工によって形成されたことを特徴とする燃料噴射弁。
前記合体噴孔は、それを形成する複数の前記単一噴孔の噴孔径が、異なっていることを特徴する請求項１記載の燃料噴射弁。
前記合体噴孔における入口部の面積を、前記合体墳孔を形成する複数の前記単一噴孔の内の最大墳孔径の前記単一墳孔の入口部の面積と同一にしたことを特徴とした請求項１又は請求項２記載の燃料噴射弁。
前記合体噴孔は、それを形成する複数の前記単一噴孔の噴孔径が、全て同じであることを特徴する請求項１記載の燃料噴射弁。
複数の前記単一噴孔は、前記噴孔角αが全て同一であることを特徴とした請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
複数の前記単一墳孔は、前記噴孔角αが異なっていることを特徴とした請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
前記合体噴孔は、それを形成する複数の前記単一噴孔の噴孔径Ｄが全て同じである場合に、隣り合う前記単一噴孔の出口部の中心間距離をｄｓとすると、０＜ｄｓ≦Ｄ/２となるように隣り合う前記単一噴孔を部分的に重ねて形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
前記合体噴孔は、それを形成する複数の前記単一噴孔の噴孔径が隣り合う前記単一墳孔で異なる場合に、隣り合う前記単一噴孔の内の墳孔径が大きい方の噴孔径をＤとし、隣り合う前記単一噴孔の出口部の中心間距離をｄｓとすると、０＜ｄｓ≦３Ｄ/４となるように隣り合う前記単一噴孔を部分的に重ねて形成するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
前記合体噴孔の入口部は、燃料通路を形成すると共に下流側に向けて縮径する前記弁座の弁座シート面の延長線と、前記噴孔プレートの上流側平面が交差する仮想包絡線の内側に配置し、かつ前記合体噴孔の出口部を、前記入口部に対して前記弁座軸の径方向外側に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。