JPH09280135A - 燃料噴射弁における噴射孔形成部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】噴射時にスワール燃料の筋割れを防止して連続
的なスワール流を維持し、良好な噴霧特性を得る。 【解決手段】ノズルボディ１の円錐状凸部１０にあっ
て、最も外側へ突出する頂部１１と、頂部１１から内側
へ離間する円形底部１２と、頂部１１とこの頂部１１を
囲う円形底部外周縁１２ａとの間で広がりそれらを結ぶ
母線１４をほぼ直線状に形成するとともに母線１４に対
し直交する各円形周方向線１５を所定の曲率半径Ｒで形
成した周面１３とを有し、周面１３の一部に噴射孔８を
形成してその孔形成面１８で噴射孔８の外端開口１９を
開放した燃料噴射弁において、外端開口１９の内周縁１
９ａを含む孔形成面１８は、噴射孔８の噴射方向軸線８
ａに対しほぼ直交するほぼ平面状に形成されている。ま
た、凸部を斜円錐状に形成してその周面の各母線の長さ
が異なるように頂部を形成し、外端開口の内周縁を含む
孔形成面は、母線長さの長い領域で設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の燃料
噴射弁において、ノズルボディの先端部に形成した噴射
孔形成部の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃料噴射弁を内燃機関のインテー
クマニホールドやシリンダヘッドとの干渉を避けてエン
ジンに搭載した場合、噴射孔をピストン頭部に向けるよ
うに噴射孔の噴射方向軸線をニードル弁体の開閉移動方
向軸線に対し傾斜させなければならないことがある。

【０００３】例えば、図５に示す従来の燃料噴射弁（そ
のほか実開平２ー６４７５５号公報も参照）において
は、噴射孔８の噴射方向軸線８ａをニードル弁体２の開
閉移動方向軸線２ａに対し所定角度θだけ傾斜させるた
めに、ノズルボディ１の先端部に形成された凸部１０が
直円錐形状をなしている。そして、この直円錐形状凸部
１０で頂部１１と円形底部外周縁１２ａとの間で広がる
周面１３の一部には頂部１１の付近で前記噴射孔８が形
成されている。この噴射孔８はその噴射方向軸線８ａを
中心とする断面円形状をなし、その外端開口１９が周面
１３に開放されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】直円錐形状凸部１０の
周面１３に開放された外端開口１９の内周縁１９ａを考
察する。この内周縁１９ａは、開閉移動方向軸線２ａを
中心とする円形周面１３に沿って形成されているので、
一平面上の円形状にならない。すなわち、周面１３上の
特定直線状母線１４が噴射方向軸線８ａを通ってこの内
周縁１９ａに交差する二点をｎとし、この特定直線状母
線１４に対し交差する円形周方向線１５が噴射方向軸線
８ａを通ってこの内周縁１９ａに交差する二点をｍとし
た場合、この特定直線状母線１４で外端開口１９を切断
した平面上で内周縁１９ａを観察すると、前記円形周方
向線１５上の二点ｍは前記特定直線状母線１４に対する
周方向両側で深さｈだけ内側に屈曲する。そのため、こ
の内周縁１９ａは円形周面１３に沿って折れ曲がった形
状となる。

【０００５】ニードル弁体２が開くと、燃料はスワール
カラー６の各スワール孔７からニードル弁体２の外周に
供給されて渦流を発生し、サックホール３から噴射孔８
に至る。このスワール燃料は、このような形状の内周縁
１９ａ間から噴射方向軸線８ａに沿って噴射されると、
まず、前記円形周方向線１５上の二点ｍで外端開口１９
外へ開放されて拡がり、噴霧を形成し始めるが、前記特
定直線状母線１４上の二点ｎでは拘束されたままの状態
である。そのため、スワール燃料が筋割れを生じて連続
的なスワール流にならず、噴霧特性が悪化する。

【０００６】本発明は、噴射孔の外端開口形状を改良し
て、良好な噴霧特性を得ることを目的にしている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第一発明にかかる燃料噴
射弁においては、ノズルボディの先端部に形成した頂部
と、この頂部から離間して形成した底部と、前記頂部と
底部外周縁との間で広がる周面とを有し、この周面の一
部に噴射孔を形成してその孔形成面で噴射孔の外端開口
を開放している。そして、前記外端開口の内周縁を含む
孔形成面は、噴射孔の噴射方向軸線に対しほぼ直交する
ほぼ平面状に形成されている。

【０００８】第二発明にかかる燃料噴射弁においては、
ノズルボディの先端部に形成した円錐状凸部の頂部と、
この頂部から離間して形成した円形底部と、前記頂部と
円形底部外周縁との間で広がりそれらを結ぶ母線をほぼ
直線状に形成するとともにこの母線に対し交差する円形
周方向線を所定の曲率半径で形成した周面とを有し、こ
の周面の一部に噴射孔を形成してその孔形成面で噴射孔
の外端開口を開放している。そして、前記凸部を斜円錐
状に形成してその周面の各母線の長さが異なるように頂
部を形成し、前記外端開口の内周縁を含む孔形成面は、
この母線長さの長い領域で設定されている。

【０００９】

【発明の実施形態】

〔第一実施形態〕まず、本発明の第一実施形態にかかる
燃料噴射弁を図１を参照して説明する。

【００１０】（燃料噴射弁の概略構成について）ノズル
ボディ１内にニードル弁体２が摺動可能に嵌合されてい
る。このニードル弁体２の開閉移動方向軸線２ａ上でノ
ズルボディ１の先端部内にサックホール３が形成され、
このサックホール３の内周側でノズルボディ１の内底部
に弁シート部４が形成されている。このニードル弁体２
の先端部に形成されたシート面５がノズルボディ１の弁
シート部４に対し弁ばね（図示せず）により圧接されて
いる。ノズルボディ１の内周面とニードル弁体２の外周
面との間にスワールカラー６が嵌着され、このスワール
カラー６内に形成された各スワール孔７が弁シート部４
を介してサックホール３に連通している。ノズルボディ
１の先端部内に噴射孔８が形成され、サックホール３に
連通している。燃料通路９は前記各スワール孔７とサッ
クホール３とからなる。この燃料通路９は、前記ニード
ル弁体２が弁シート部４に対し前記弁ばね（図示せず）
により圧接されて閉じている状態で遮断され、ニードル
弁体２がソレノイド（図示せず）の電磁力により弁ばね
の弾性力に抗して開くと連通する。

【００１１】（上記燃料噴射弁の噴射孔形成部の詳細構
成について）ノズルボディ１の先端部に形成された凸部
１０は、直円錐形状をなし、最も外側へ突出する頂部１
１と、この頂部１１から内側へ離間する円形底部１２
と、前記頂部１１とこの頂部１１を囲う円形底部外周縁
１２ａとの間で広がる周面１３とを有している。この周
面１３にあっては、頂部１１と円形底部外周縁１２ａと
を結ぶ母線１４が直線状に形成されているとともに、こ
の母線１４に対し噴射方向軸線８ａを通って交差する円
形周方向線１５（円形底部外周縁１２ａを含む底面に対
し平行な平面により切り取った切断面の外周縁）が所定
の曲率半径Ｒで形成されている。

【００１２】前記周面１３の一部には頂部１１から母線
１４に沿って円形底部外周縁１２ａまで凹所１６が形成
され、この凹所１６の内底面を囲う段差部１７が円形底
部外周縁１２ａで開放されている。この凹所１６の内底
面には孔形成面１８が形成されている。この孔形成面１
８には頂部１１の付近で前記噴射孔８が形成されてい
る。この噴射孔８はその噴射方向軸線８ａを中心とする
断面円形状をなし、その外端開口１９が孔形成面１８に
開放されている。この噴射方向軸線８ａはニードル弁体
２の開閉移動方向軸線２ａに対し所定角度θだけ傾斜し
ている。

【００１３】特に、前記外端開口１９の内周縁１９ａを
含む孔形成面１８は、噴射孔８の噴射方向軸線８ａに対
し直交する平面状に形成されている。すなわち、この外
端開口１９の円形内周縁１９ａは、噴射方向軸線８ａに
対し直交する一平面上にあり、真円に近くなる。

【００１４】（燃料噴射弁の噴射作用について）ニード
ル弁体２が開くと、燃料はスワールカラー６の各スワー
ル孔７からニードル弁体２の外周に供給されて渦流を発
生し、弁シート部４を介してサックホール３から噴射孔
８に至る。このスワール燃料は、噴射孔８の外端開口１
９から噴射方向軸線８ａに沿って噴射される場合にその
内周縁１９ａに至ると、この内周縁１９ａの全体でほぼ
同時に外端開口１９外へ開放されて円錐状に拡がり、噴
霧を形成し始める。

【００１５】第一実施形態は下記（イ）の特徴（後記す
る他の技術的思想以外）を有する。 （イ） 噴射孔８の噴射方向軸線８ａに対しほぼ直交す
るほぼ平面状に形成した孔形成面１８に、噴射孔８の外
端開口１９を開放したので、その内周縁１９ａは一平面
上で真円に近くなる。従って、噴射時にスワール燃料の
筋割れを防止して連続的なスワール流を維持し、良好な
噴霧特性を得ることができる。

【００１６】〔第二実施形態〕次に、本発明の第二実施
形態にかかる燃料噴射弁を図２〜４を参照して説明す
る。この第二実施形態は、下記の点で前記第一実施形態
と異なる。

【００１７】図２に示すように、前記凸部１０が斜円錐
状に形成されてその周面１３の各母線１４の長さＬが異
なるように頂部１１が形成されている。すなわち、この
頂部１１は、ニードル弁体２の開閉移動方向軸線２ａに
対し距離Ｅだけ偏心している。この周面１３の一部のう
ち、長さＬが最も長い母線１４を含む領域を孔形成面１
８にしている。この孔形成面１８に前記噴射孔８が形成
されている。この噴射孔８はその噴射方向軸線８ａを中
心とする断面円形状をなし、その外端開口１９が孔形成
面１８に開放されている。この噴射方向軸線８ａは、ニ
ードル弁体２の開閉移動方向軸線２ａに対し所定角度θ
だけ傾斜しているとともに、孔形成面１８で外端開口１
９の内周縁１９ａを通る母線１４に対し直角になってい
る。

【００１８】例えば、図３に示すように、頂部１１から
の距離が異なる四種類の噴射孔８を想定する。各噴射孔
８において噴射方向軸線８ａ上にある外端開口１９の内
周縁１９ａの中心点Ｃ₀ ，Ｃ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ₃ が開閉移動
方向軸線２ａに対しなす偏心距離をそれぞれＥ₀ ，Ｅ₁
（Ｅ₁ −Ｅ₀ ＝１ｍｍ），Ｅ₂ （Ｅ₂ −Ｅ₀ ＝２ｍ
ｍ），Ｅ₃ （Ｅ₃ −Ｅ₀ ＝３ｍｍ）とした場合、各偏心
距離Ｅ₀ ，Ｅ₁ ，Ｅ₂ ，Ｅ ₃ を有する噴射孔８につい
て、その外端開口１９の内周縁１９ａの形状を図４に表
す。この図４において、横軸は中心点Ｃ₀ ，Ｃ₁ ，
Ｃ₂ ，Ｃ₃ を含む噴射方向軸線８ａから内周縁１９ａ上
の任意点までの半径ｒを示し、縦軸は周面１３上の母線
１４から内周縁１９ａ上の任意点までの深さｈを示す。
前記偏心距離Ｅ₀ ，Ｅ₁ ，Ｅ₂ ，Ｅ₃ を半径とし開閉移
動方向軸線２ａを中心とする円形切断面を想定すると、
偏心距離Ｅ₀ ，Ｅ₁ ，Ｅ₂ ，Ｅ₃ が大きくなるほど、こ
の切断面の外周円の曲率半径Ｒも大きくなるので、内周
縁１９ａにおける深さｈが小さくなることが分かる。

【００１９】そこで、図５に示す従来の凸部１０と図２
に示す第二実施形態の凸部１０とを比較する。例えば、
ノズルボディ１の直径Ｄや、ニードル弁体２の開閉移動
方向軸線２ａに対する噴射方向軸線８ａの傾斜角度θな
ど、凸部１０の周面１３の形状以外で噴射孔８の形成条
件を同一にした場合、この凸部１０を図５に示すように
直円錐状に形成するよりも図２に示すように斜円錐状に
形成した方が有利である。すなわち、同一条件のもとで
は、長さＬが最も長い母線１４を含む領域を孔形成面１
８に設定することにより、前述したように前記偏心距離
Ｅ₀ ，Ｅ₁ ，Ｅ ₂ ，Ｅ₃ が大きくなって曲率半径Ｒも大
きくなるので、内内周縁１９ａにおける深さｈが小さく
なるからである。

【００２０】第二実施形態は下記（イ）の特徴（後記す
る他の技術的思想以外）を有する。 （イ） 斜円錐状凸部１０の周面１３のうち各母線１４
の長さＬの長い領域で、外端開口１９の内周縁１９ａを
含む孔形成面１８を設定した。従って、この内内周縁１
９ａにおける前記深さｈが小さくなり、噴射時にスワー
ル燃料の筋割れを防止して連続的なスワール流を維持
し、良好な噴霧特性を得ることができる。

【００２１】〔他の実施形態〕前記各実施形態以外にも
下記（イ）〜（ハ）のように構成してもよい。 （イ） 第一実施形態において、凸部１０は、直円錐形
状に限らず、直円錐台形状や直角錐形状など任意の形状
であればよく、その周面１３の形状は自由である。要す
るに、周面１３上の孔形成面１８が、噴射孔８の噴射方
向軸線８ａに対しほぼ直交するほぼ平面状に形成されて
おればよい。

【００２２】（ロ） 第一実施形態において、孔形成面
１８を有する凹所１６を、噴射孔８の外端開口１９の周
囲にのみ設ける。 （ハ） 各実施形態において頂部１１とは、単なる円錐
の頂点のみを意味せず、例えば円錐台形状の凸部１０に
あってその台面など、一定の広がりを有する頂面をも含
む意味に解する。

【００２３】〔他の技術的思想〕各実施形態から把握で
きる技術的思想（請求項以外）を効果と共に記載する。 （イ） ノズルボディ１の先端部に形成した円錐状凸部
１０にあって、最も外側へ突出する頂部１１と、この頂
部１１から内側へ離間する円形底部１２と、前記頂部１
１とこの頂部１１を囲う円形底部外周縁１２ａとの間で
広がりそれらを結ぶ母線１４をほぼ直線状に形成すると
ともにこの母線１４に対し直交する各円形周方向線１５
を所定の曲率半径Ｒで形成した周面１３とを有し、この
周面１３の一部に噴射孔８を形成してその孔形成面１８
で噴射孔８の外端開口１９を開放した燃料噴射弁におい
て、前記外端開口１９の内周縁１９ａを含む孔形成面１
８は、噴射孔８の噴射方向軸線８ａに対しほぼ直交する
ほぼ平面状に形成されている。従って、噴射時にスワー
ル燃料の筋割れを防止して連続的なスワール流を維持
し、良好な噴霧特性を得ることができる。

【００２４】（ロ） 請求項１または上記（イ）におい
て、孔形成面１８は、凸部１０の周面１３の一部に形成
した凹所１６の内底面に形成されている。そのため、物
がこの周面１３に当たってもこの凹所１６の周縁にまず
当たり、この凹所１６内にある噴射孔８で外端開口１９
の内周縁１９ａが傷付きにくくなり、この内周縁１９ａ
の変形を防止することができる。従って、噴射時にスワ
ール燃料の筋割れを防止して連続的なスワール流を維持
し、良好な噴霧特性を得ることができる。

【００２５】（ハ） 請求項２において、孔形成面１８
で外端開口１９の内周縁１９ａを通る母線１４に対し、
噴射孔８の噴射方向軸線８ａがほぼ直角になっている。
従って、噴射時にスワール燃料の筋割れを防止して連続
的なスワール流を維持し、良好な噴霧特性を得ることが
できる。

【００２６】（ニ） 請求項１または請求項２または上
記（イ）または上記（ロ）または上記（ハ）において、
噴射孔８に連通する燃料通路９を開閉する弁体２を備
え、この弁体２の開閉移動方向軸線２ａに対し噴射孔８
の噴射方向軸線８ａを所定角度θだけ傾斜させた。従っ
て、燃料噴射弁をインテークマニホールドとの干渉を避
けてエンジンに搭載した場合、噴射孔８をピストン頭部
に向け易くなる。

【００２７】

【発明の効果】本発明にかかる燃料噴射弁によれば、噴
射孔形成部構造を改良したので、良好な噴霧特性を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は第一実施形態にかかる燃料噴射弁の
ノズルを示す部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の底面
図である。

【図２】 （ａ）は第二実施形態にかかる燃料噴射弁の
ノズルを示す部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の底面
図である。

【図３】 第二実施形態において斜円錐状凸部の頂部か
らの偏心距離が異なる四種類の噴射孔についてそれらの
相違を説明するための部分断面図である。

【図４】 図３に示す各噴射孔においてその外端開口内
周縁の形状を表したグラフである。

【図５】 （ａ）は従来の燃料噴射弁のノズルを示す部
分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の底面図である。

【符号の説明】

１…ノズルボディ、８…噴射孔、８ａ…噴射方向軸線、
１０…ノズルボディ先端凸部、１１…頂部、１２…底
部、１２ａ…底部外周縁、１３…周面、１４…母線、１
８…孔形成面、１９…外端開口、１９ａ…外端開口内周
縁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルボディの先端部に形成した頂部
   と、この頂部から離間して形成した底部と、前記頂部と
   底部外周縁との間で広がる周面とを有し、この周面の一
   部に噴射孔を形成してその孔形成面で噴射孔の外端開口
   を開放した燃料噴射弁において、 前記外端開口の内周縁を含む孔形成面は、噴射孔の噴射
   方向軸線に対しほぼ直交するほぼ平面状に形成されてい
   ることを特徴とする燃料噴射弁における噴射孔形成部構
   造。
2. 【請求項２】 ノズルボディの先端部に形成した円錐状
   凸部の頂部と、この頂部から離間して形成した円形底部
   と、前記頂部と円形底部外周縁との間で広がりそれらを
   結ぶ母線をほぼ直線状に形成するとともにこの母線に対
   し交差する円形周方向線を所定の曲率半径で形成した周
   面とを有し、この周面の一部に噴射孔を形成してその孔
   形成面で噴射孔の外端開口を開放した燃料噴射弁におい
   て、 前記凸部を斜円錐状に形成してその周面の各母線の長さ
   が異なるように頂部を形成し、前記外端開口の内周縁を
   含む孔形成面は、この母線長さの長い領域で設定されて
   いることを特徴とする燃料噴射弁における噴射孔形成部
   構造。