JPH08218980A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好に微粒化した噴霧状態で燃料を噴射する
とともに加工の容易な燃料噴射装置を提供する。 【構成】 渦流発生部材５１は有底円筒状に形成され、
平板部５２と円筒部５３とからなる。渦流発生部材５１
は圧縮コイルスプリング５０によりノズルボディ２０の
底部内壁２０ｃに押圧されている。平板部５２の中央部
にニードル弁２２を軸方向に摺動可能に支持する軸受５
２ａが形成されている。渦孔５３ａは円周方向に向かい
ながら中心に近付く渦巻状に円筒部５３の側壁を貫通し
て形成されている。ニードル弁２２がリフトすると、燃
料通路２０ａから渦孔５３ａを通った燃料が渦流となっ
て渦室５４に接線方向から流入し、噴孔２３から渦状に
噴射される。そして、微粒化した良好な噴霧状態で広角
に燃料噴射が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、内燃機関（以下、「エンジン」と
いう）の燃料噴射装置に求められる性能として、調量性
能は勿論のこと燃焼性向上の観点から燃料噴射弁から噴
射される燃料を微粒化して噴霧状態で噴射することが重
要な要素になっている。これは、燃料を微粒化して噴射
すると速やかに着火し、短時間に燃焼が終了するので燃
焼効率が高くなるからである。燃焼効率が高くなること
は、排気ガス、特に炭化水素ＨＣの排出濃度を低減する
ことになる。特に自動車では、環境保全意識の高揚に伴
い排気ガス規制が強化されてきているので、燃料噴射弁
から噴射される燃料を微粒化し、燃料効率を向上する必
要がある。

【０００３】燃料噴射弁から噴射される燃料を微粒化し
て噴霧状態にするためには、燃料噴射圧力を高くしたり
噴孔の数を工夫したり種々の手段が考えられている。そ
の内の一つとして、噴孔の燃料上流側で燃料に渦流を発
生させてから燃料を噴孔から噴射すると、燃料が広角に
良好に微粒化して噴霧状態になることが知られている。
このような燃料噴射装置として、渦流発生部を有する渦
流発生部材をニードルボディに固定し、渦流発生部材に
設けた軸受にニードル弁を往復移動可能に嵌挿する構造
のものが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】良好な渦流を発生させ
るためには、渦流発生部材とニードル弁との径方向のク
リアランスを極力小さくし、渦流発生部を通過する燃料
量を増やすことがが望ましいが、そのためには渦流発生
部材の軸受とニードル弁との軸を厳密に一致させなけれ
ばならない。しかしながら、ノズルボディに渦流発生部
材を固定した状態で軸受を加工することは困難であり、
加工工数が増加し製造コストも増加する。また軸受の加
工誤差を吸収するために軸受の径を大きめに加工する
と、ニードル弁を良好に案内できなくなる。さらにニー
ドル弁と軸受とのクリアランアスが大きくなることによ
り、渦流発生部を通過せずにこのクラアランスを通過し
て噴孔に流入する燃料が増加するので良好な渦流が発生
しない。

【０００５】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、良好に微粒化した噴霧状態で燃料を噴
射するとともに加工の容易な燃料噴射装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の請求項１記載の燃料噴射装置は、噴孔に燃料
を供給する燃料通路を軸方向に設けたノズルボディと、
前記ノズルボディの内壁に前記噴孔の燃料上流側に形成
される弁座と、前記燃料通路に軸方向に往復移動可能に
収容され、前記弁座に着座することにより前記噴孔と前
記燃料通路との連通を遮断する弁部材と、前記弁部材を
軸方向に往復移動可能に支持する軸受、および前記燃料
通路から前記噴孔に供給される燃料に渦流を発生させる
渦流発生部を有し、燃料下流側で前記ノズルボディの内
壁に当接する渦流発生部材と、燃料下流方向に向けて前
記渦流発生部材を付勢する付勢手段と、を備えることを
特徴とする。

【０００７】本発明の請求項２記載の燃料噴射装置は、
請求項１記載の燃料噴射装置において、前記渦流発生部
材は、前記噴孔側に開口する有底円筒状に形成され、前
記付勢手段に付勢されることにより開口側周縁部は前記
ノズルボディの内壁に押圧され、前記軸受は前記開口側
と軸方向反対側の底部に設けられて前記弁部材と摺動
し、前記渦流発生部は前記渦流発生部材の円筒状の側壁
を円周方向に向かいながら中心に近付くように渦巻状に
貫通して前記燃料通路と前記渦流発生部材の内部空間と
を連通する渦孔であることを特徴とする。

【０００８】本発明の請求項３記載の燃料噴射装置は、
請求項１または２記載の燃料噴射装置において、前記付
勢手段は、圧縮コイルスプリングであることを特徴とす
る。

【０００９】

【作用および発明の効果】本発明の請求項１または３記
載の燃料噴射装置によると、渦流発生部材がノズルボデ
ィと別部材であるため、軸方向に往復移動可能に弁部材
を支持する軸受に弁部材を挿入し、渦流発生部材を組付
けた状態で弁座に対して弁部材を調心することにより弁
部材および渦流発生部材を位置決めしてから付勢手段で
ニードルボディの内壁に渦流発生部材を押圧できるの
で、軸受の内径さえ弁部材に合わせて高精度に加工すれ
ば軸受の中心位置はそれほど高精度でなくても構わな
い。さらに渦流発生部材単体で軸受の加工ができること
から、軸受の加工が容易になり加工工数が減少するので
製造コストを低減することができる。

【００１０】本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によ
ると、渦流発生部材は、噴孔側に開口する有底円筒状に
形成され、開口側周縁部はノズルボディの内壁に当接
し、軸受は開口側と軸方向反対側の底部に設けられて弁
部材と摺動することにより、燃料通路から噴孔に供給さ
れる燃料の殆どが渦流発生部材の渦孔を通過するので良
好な渦流を得ることができる。このため、燃料が微粒化
された噴霧となって噴孔から噴射されるので燃料効率が
向上する。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明による燃料噴射弁の一実施例を図１および図２に
示す。図２に示すように、燃料噴射弁１０は電磁式燃料
噴射弁である。ハウジング１１は段付き筒状に形成され
ており、両端でノズルボディ２０と固定コア３０とをか
しめ固定している。ノズルボディ２０は、スペーサ２１
を介してハウジング１１にかしめ固定され、ノズルボデ
ィ２０の内壁で形成された燃料通路２０ａにニードル弁
２２を往復移動可能に収容している。ノズルボディ２０
の先端に燃料通路２０ａと連通する噴孔２３が形成され
ている。図１に示すように、ニードル弁２２の先端部２
２ａは円錐状に形成されており、先端部２２ａがノズル
ボディ２０の噴孔２３近傍の燃料上流側に形成された弁
座２０ｂに着座することにより、燃料通路２０ａと噴孔
２３との連通は遮断される。

【００１２】圧縮コイルスプリング５０はノズルボディ
２０の底部内壁２０ｃに渦流発生部材５１を押し付けて
いる。このため、渦流発生部材５１は径方向への動きを
規制されている。渦流発生部材５１は有底円筒状に形成
され、平板部５２と円筒部５３とからなる。圧縮コイル
スプリング５０により平板部５２が付勢され、円筒部５
３の外周縁部がノズルボディ２０の底部内壁２０ｃに全
周に渡り当接している。このため、円筒部５３の外周縁
部とノズルボディ２０の底部内壁２０ｃとの間から渦流
発生部材５１内に燃料が流入することは殆どない。平板
部５２の中央部にニードル弁２２を軸方向に摺動可能に
支持する軸受５２ａが形成されている。軸受５２ａとニ
ードル弁２２の外壁とのクリアランスを極力小さくする
ように軸受５２ａの内径は設定されている。渦孔５３ａ
は円周方向に向かいながら中心に近付く渦巻状に円筒部
５３の側壁を貫通して一つ形成されており、渦流発生部
材５１の内壁とノズルボディ２０の底部内壁２０ｃとで
形成される渦室５４と燃料通路２０ａとを連通してい
る。渦孔５３ａは複数形成してもよい。このように、渦
流発生部材５１は燃料に渦流を発生させるだけでなく、
ニードル弁２２をガイドする機能も有している。

【００１３】図２に示すように、固定コア３０の外周に
はボビン３１が配設されており、このボビン３１にコイ
ル３２が巻装されている。可動コア３３はニードル弁２
２と連結しており、可動コア３３の端部３３ａは固定コ
ア３０の端部３０ａと所定のエアギャップを形成して対
向している。固定コア３０には外部に通じる貫通孔３７
が形成されており、貫通孔３７に収容された圧縮コイル
スプリング３４はニードル弁２２の閉弁方向に可動コア
３３を付勢している。圧縮コイルスプリング３４の付勢
力を調整するアジャストパイプ３５は固定コア３０内に
挿入固定されている。貫通孔３７の上部にはフィルタ３
６が配設され、フィルタ３６で異物を除去された燃料
は、アジャストパイプ３５内を通って燃料通路２０ａに
流入する。

【００１４】ボビン３１には受電ピン４１が取付けられ
ており、この受電ピン４１の基端はコイル３２に接続さ
れている。この受電ピン４１の先端は、合成樹脂等の電
気絶縁体からなるコネクタ４０内に露出している。受電
ピン４１に図示しない電源から電流を供給するとコイル
３２に電流が供給され、コイル３２に電磁力が発生して
圧縮スプリングコイル３４の付勢力に抗して固定コア３
０側に可動コア３３が吸引される。

【００１５】渦流発生部材５１の組付け工程を次に説明
する。ニードル弁２２を平板部５２の軸受５２ａに挿
入し、先端部２２ａが弁座２０ｂに着実に着座するよ
うにニードル弁２２を弁座２０ｂに対して調心すること
によりニードル弁２２とともに渦流発生部材５１を位置
決めし、圧縮コイルスプリング５０の一方の端部をス
ペーサ２１に係止し、他方の端部で渦流発生部材５１の
平板部５２を押圧しながら円筒部５３の外周縁部を底部
内壁２０ｃに押し付け、ハウジング１１をかしめてノ
ズルボディ２０を固定する。

【００１６】次に燃料噴射弁１０の作動を説明する。 (1) 受電ピン４１からコイル３２に電流が供給される
と、発生した磁力により圧縮コイルスプリング３４の付
勢力に抗して可動コア３３が固定コア３０に吸引され
る。可動コア３３とともにニードル弁２２がリフトする
と、先端部２２ａが弁座２０ｂから離座する。すると、
燃料通路２０ａから渦孔５３ａを通った燃料が渦流とな
って渦室５４に接線方向から流入する。渦室５４には渦
孔５３ａ以外から殆ど燃料は流入しない。渦流となった
燃料は噴孔２３から渦巻状に噴射される。一般に、噴孔
から直線状に噴射されるよりも渦巻状に噴射される方が
燃料の粒子径は細かくなり易いので、微粒化した良好な
噴霧状態で広角に燃料噴射が行われる。ニードル弁２２
はストッパ２４がスペーサ２１に係止されることにより
リフトを終了する。

【００１７】噴孔２３から噴射される燃料に十分な渦流
を発生させるためには、噴孔２３に流入する燃料が極力
渦孔５３ａを通ることが望ましい。本実施例では、渦流
発生部材５１がノズルボディ２０に固定されておらず、
渦流発生部材５１の軸受５２ａにニードル弁２２を挿入
した状態でニードル弁２２の着座位置に合わせて渦流発
生部材５１の位置決めができる。このため、軸受５２ａ
の中心位置に関係なく軸受５２ａの内径さえニードル弁
２２に合わせて高精度に加工しておけば軸受５２ａとニ
ードル弁２２の外壁とで形成されるクラアランスは僅か
であり、殆どの燃料が渦孔５２ａから噴孔２３に流入す
るので渦流による良好な燃料噴射が実現される。

【００１８】(2) コイル３２への通電が遮断されると、
圧縮コイルスプリング３４の付勢力によりニードル弁２
２は下降し、先端部２２ａが弁座２０ｂに着座すると渦
室５４と噴孔２３との連通が遮断され燃料噴射が終了す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による燃料噴射弁の主要部を
示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例による燃料噴射弁を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０ 燃料噴射弁 ２０ ノズルボディ ２０ａ 燃料通路 ２０ｂ 弁座 ２２ ニードル弁（弁部材） ２３ 噴孔 ５０ 圧縮コイルスプリング（付勢手段） ５１ 渦流発生部材 ５２ 平板部（底部） ５２ａ 軸受 ５３ 円筒部 ５３ａ 渦孔（渦流発生部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴孔に燃料を供給する燃料通路を軸方向
   に設けたノズルボディと、 前記ノズルボディの内壁に前記噴孔の燃料上流側に形成
   される弁座と、 前記燃料通路に軸方向に往復移動可能に収容され、前記
   弁座に着座することにより前記噴孔と前記燃料通路との
   連通を遮断する弁部材と、 前記弁部材を軸方向に往復移動可能に支持する軸受、お
   よび前記燃料通路から前記噴孔に供給される燃料に渦流
   を発生させる渦流発生部を有し、燃料下流側で前記ノズ
   ルボディの内壁に当接する渦流発生部材と、 燃料下流方向に向けて前記渦流発生部材を付勢する付勢
   手段と、 を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記渦流発生部材は、前記噴孔側に開口
   する有底円筒状に形成され、前記付勢手段に付勢される
   ことにより開口側周縁部は前記ノズルボディの内壁に押
   圧され、前記軸受は前記開口側と軸方向反対側の底部に
   設けられて前記弁部材と摺動し、前記渦流発生部は前記
   渦流発生部材の円筒状の側壁を円周方向に向かいながら
   中心に近付くように渦巻状に貫通して前記燃料通路と前
   記渦流発生部材の内部空間とを連通する渦孔であること
   を特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 前記付勢手段は、圧縮コイルスプリング
   であることを特徴とする請求項１または２記載の燃料噴
   射装置。