JPS62162768A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁に関す
るものである。

〔従来の技術］ 従来の燃料噴射弁は、例えば燃料圧力又はコイルの電磁
力等により弁体が作動し、弁先端の噴孔を開口するもの
であり、その−例の電磁式燃料噴射弁の要部の構成を第
６図を用いて説明する。

弁座６の端部には噴孔６０が設けられ、この噴孔６０を
頂点とする中心角θ１の円錐面が弁座６内部に広がり、
弁体７とのレート面６１を形成している。そして弁体７
の端部７０には中心角θ２の円錐面が形成され、θ、〈
θ２に設定されている。この端部７０の上流側には前記
θ１と同じ中心角の円錐面である弁部７１を形成してお
り、この弁部７１がシート面６１に着座して、前記端部
７０外周とこのシート面６１との空間で形成される燃料
通路６２を閉じている。

いま、弁体７が作動し、図中上方にリフトされると、シ
ート面６１と弁部７１とが離れ、その開口はシート部１
１をなし燃料通路６２に燃料が流入する。このとき燃料
通路６２を通して噴孔６０に送流する燃料は、このシー
ト部１１と噴孔６０の絞りにより４１される。

この開弁時にシート部１１を通過した燃料が送り込まれ
る燃料通路６２の流路断面積は、第３図（ａｌの特性図
に示されたように下流方向へ向かうにつれ一旦急に増加
してから再び減少し、噴孔６０人口へと至る。また、こ
の噴孔６０人口と接続する際の流路断面積変化も急激で
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の燃料噴射弁では、高圧
状態で燃料通路内に送りこまれた燃料が、その通路の流
路断面積の急拡大により、流速が急激に低下し、体積が
膨張する。まだ、特に高温時においては燃料の葎気圧が
高く、粘度も低下しているため、下流噴孔側が高圧とな
り、燃料通路内において燃料が逆流現象を生じ、渦を発
生する。

その結果、燃料流が剥離し、ヘーパーが発生し、よって
噴孔に送りこまれる燃料量が異常に減少し、結局、第４
図（ａｌの特性図に示すように高温に伴う燃料噴射量の
低下を引き起こしていた。

なお、この現象を緩和するための一手段として、日本電
装公開枝軸２９−２６３号に見られるように、従来より
単に燃料通路の体積を小さくしたのみの構成のものがあ
るが、燃料通路が噴孔に至るまで徐々になめらかに狭く
なっていく構成ではないため、前記剥離現象を完全に防
止するには不十分である。

そこで、本発明は燃料の剥離を防止して、燃料が通路内
を円滑かつ一様な密度で流れ、たとえ高温高圧時におい
ても噴射量が極度に低下しないような優れた燃料噴射弁
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段〕 そこで本発明では燃料噴射弁を、 開弁時において、燃料通路が弁座に形成された噴孔に接
続するまで、その流路断面積が、下流方向へと一様にな
めらかに減少する形状であることを特徴とする構成とし
ている。

〔作用〕

上記構成としたことにより、燃料流は燃料通路内部を通
過する際ゆるやかに狭められ、剥離せずになめらかに噴
孔内へと流入され、そのまま噴孔を貫通し外部に噴射さ
れる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

第１図は本発明の１実施例である燃料噴射弁である。

燃料噴射弁１００において、磁性材料によるハウジング
１は段付き筒状をなし、上方が大径部、下方が小径部で
ある。大径部の内部には、樹脂製筒状のスプール２の外
周に巻回して、コイル３が配しである。スプール２の内
部には、鉄心４が貫設されている。鉄心４は、外壁中央
部につば状に突出したフランジ部４３をもつ筒状であり
、このフランジ部４３はハウジング１の大径部上方開口
縁に絞め固定されている。鉄心４の上端部は、図示しな
い燃料供給管との接続部であり、その内部には燃料フィ
ルタ４１が配置され、さらにその下流には鉄心４の内部
壁面に固定されたアジャストパイプ４２が配されている
。ハウジングｌの上面には、給電用コネクタ５が樹脂に
より一体成形されることでハウジング１の上方開口をふ
さいでおりコイル３は、前記フランジ部４３およびコネ
クタ５の内部を通して外部へ突出したコネクタピン５１
に接続されている。

ハウジングｌの小径部内部においては、その上端面に馬
蹄形状のスペーサ６３が取着され、このスペーサ６３の
下面は、底つき筒状である弁座としてのボディ６と接し
ており、ボディ６の上半分およびスペーサ６３はハウジ
ング１の小径部内部に固定されている。このボディ６に
は内部空間と外部とを接続する噴孔６０が貫通されてい
る。

ボディ６の内部空間には、弁体としてのニードル弁７が
ボディ６の内壁面と極小の隙間を形成して摺動可能な状
態で貫装してあり、このニードル弁７の略中央外面には
スペーサ６３の下面に当接することによりニードル弁７
のリフト量を規制する突起状のストッパ８が形成しであ
る。このニードル弁７の上端は、スペーサ６３の上方に
出て可動コア９と一体化に連結されており、可動コア９
が鉄心４と対向した状態で前記アジャストパイプ４２の
下端との間に配したスプリング１０により下方へ付勢さ
れることにより、ニードル弁７の一部の外周がボディ６
の先端内壁面一部に接している。スプール２、コイル３
、可動コア９、スプリング１０はニードル弁７を作動さ
せる駆動手段を構成している。

次にこの燃料噴射弁１００の端部要部を、第２図を用い
て詳しく説明する。

ボディ６の端部に設けられた噴孔６０を頂点とする中心
角θ１の円錐状のシート面６１がボディ６内部端部壁面
を形成している。このθ１は小さすぎると、必要な噴射
量を得る為にニードル弁７のリフト量を増大させる必要
があり、弁の応答性を悪くし、また大きすぎると燃料の
剥離現象を増加させることから好ましくない。よって適
度とされるθ２＝８０°に設定されている。また前記ニ
ードル弁７の端部７０は中心角θ２の円錐面により形成
されており、本例ではθｚ−９０’に設定されている。

この端部７０の上流側には中心角がθ１と同値の円錐の
円錐面である弁部７１を形成しており、またこの端部７
０下流側にはニードル弁７先端が開弁時、噴孔６０の内
部空間に突入して前記噴孔６０の流路断面積が変化する
のを防ぐため、前記θ２より大きな中心角の円錐形状の
弁端束部７２が形成されている。またニードル弁７のリ
フト時のシート部１１は前記スプリング１０により前記
弁部７１が前記シート面６１に押圧されることで通常閉
じられている。このニードル弁７の端部７０および端末
部７２の外周面と、前記シート面６１との空間により形
成される燃料通路６２は、前記噴孔６０に接続されてい
る。

次にこの燃料噴射弁１００の作動を説明する。

コイル３に電気信号を供給すると電磁力を発生すること
により、可動コア９がスプリング１０の押圧力に抗して
鉄心４方向へ吸引され、この結果スペーサ６３にストッ
パ８が当１妾するまでニードル弁７が前記可動コア９と
一体に移動し、燃料フィルター４１より、アジャストパ
イプ４２、可動コア９内部を経てニードル弁７の外周に
至った燃料が、開口されたシート部１１を通過し前記燃
料通路６２を通り前記噴孔６０より外部へ噴射される。

さてここで本実施例における燃料通路６２の流路断面積
は、第３図（ｂ）の特性図に示されるように、シート部
１１から噴孔６０内に至るまで下流方向へと向かい一様
になめらかに減少している形状である。

ここで、第３図は燃料通路６２および噴孔６０のボディ
６内壁における地点を横軸に、縦軸には燃料通路断面積
をとり、燃料が下流へ向かう際の流路断面積を表したも
のである。図中Ａは、ボディ６上でのシート部、Ｂは噴
孔入口部、Ｃは噴孔出口部地点を表す。

よってこのような構成にしたことにより、第４図（ｂｌ
の特性図で示されるように燃料温度が上昇しても従来の
ように異常に噴射量が低下することばない。

ここで第４図においては、横軸が燃料温度の変化を表し
、縦軸が噴孔６０からの噴射量の変化を表している。

さらにまた、本例は燃料通路６２を形成するニードル弁
７の弁部７１、端部７０および端末部７２の外周やボデ
ィ６のシート面６１はどれも円錐面形状である為、低コ
ストでかつ高精度に容易に加工できるという加工面にお
いても非常にすぐれた燃料噴射弁である。

さて、上記実施例では、θ、−８０’、θ２−９０″に
設定されていたが、ニードル弁７の端部７０およびボデ
ィ６のシート面６１が円錐形状である同様の構成である
燃料噴射弁については本発明者らの実験により、燃料通
路６２の流路断面積を一様になめらかに減少させるθ１
とθ２との関係が導出されている。

すなわち、第５図に示すようにおおむね（θ２−θｌ）
／２が５″以下であると流路断面積は急な変化をしない
ので、高温時においても噴射量の異常低下を引き起こさ
ない。また３°以下に設定すると、燃料通路６２自体が
狭くなり、内燃機関に必要な噴射量を得られない。よっ
て上記実施例と同様の構成である燃料噴射弁では、上記
（θ２−０１）／２がおおむね３″〜５＠になるようθ
１とθ２を設定すれば、上記例と同様の優れた効果を得
ることができる。

なお、その他の実施例として、弁体の端部や弁座のシー
ト面が直線的な円錐面でなく、曲線的な円錐面であって
もよい。

またなお、コイルの電磁力により作動する燃料噴射弁で
なく例えばシリンダ等を備え、油圧により作動する構造
であっても良い。

〔発明の効果〕 本発明によれば、開弁時において、燃料通路が弁座に形
成された噴孔に接続するまで、その流路断面積が、下流
方向へと一様になめらかに減少する形状であることを特
徴とする構成である燃料噴射弁としたことにより、燃料
は燃料通路内部を通過する際、急激に流速が変化したり
密度が変化したすせずに常に円滑に流れる。よって燃料
流は剥離現象を起こすことなく噴孔へ送りこまれそのま
ま噴孔出口から噴射されるので、高温高圧時においても
ペーパーの発生等による噴射量低下を防止できることか
ら空燃比に異常をきたすことによるエンジン不調や再始
動不良、および排気ガス不良をなくすことのできるすぐ
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料噴射弁の一実施例の全体構成
を示す縦断面図、第２図は第１図における要部断面図、
第３図は燃料通路および噴孔内における流路断面積の変
化を示す特性図、第４図は、燃料温度に伴う噴射量の低
下を示す特性図、第５図は第２図において（θ２−θ、
）／２の設定値６・・・弁座としてのボディ、７・・・
弁体としてのニードル弁、６０・・・噴孔、６２・・・
燃料通路、　　２．　３゜９．１０・・・駆動手段とし
てのスプール、コイル。 可動コア、スプリング、１００・・・燃料噴射弁。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第１図 第２図 一→′Ｆ歳 第３図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）　内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁において
   、 燃料噴射弁を作動させる駆動手段と、 この駆動手段によって作動する弁体と、 この弁体の外周面との間に燃料通路を形成し、その通路
   の最下流側から外部空間へ燃料を導通する噴孔を形成し
   た弁座とを有し、 前記燃料通路は開弁時において、その流路断面積が前記
   噴孔入口に接続するまで下流方向へ一様になめらかに減
   少する形状としたことを特徴とする構成の燃料噴射弁。
2. （２）　前記駆動手段がコイルを含む構成であることを
   特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射弁
   。
3. （３）　前記噴孔を１つとした前記特許請求の範囲第１
   項又は第２項に記載の燃料噴射弁。
4. （４）　前記弁体端部が先細円錐形状である特許請求の
   範囲第３項記載の燃料噴射弁。
5. （５）　前記弁座のシート面がなめらかな円錐面である
   特許請求の範囲第４項記載の燃料噴射弁。
6. （６）　この弁座の円錐面の中心角θ＿１をほぼ８０°
   とした特許請求の範囲第５項記載の燃料噴射弁。
7. （７）　前記弁体端部に設けられた円錐面の中心角θ＿
   ２と前記θ＿１との関係を（θ＿２−θ＿１）／２＝３
   〜５°とした特許請求の範囲第５項または第６項記載の
   燃料噴射弁。