JPWO2018087827A1 - 燃料噴射弁および噴射流量の調整方法 - Google Patents

Abstract

この発明は、異なる噴射流量の仕様に対して溝形状を共通化することで製造コストの低減を図ると共に、燃料のデッドボリュームの発生を抑制して、噴射初期から燃料噴霧の微粒化を促進できる燃料噴射弁および噴射流量の調整方法を得る。
この発明に係る燃料噴射弁は、噴孔プレートの上面に形成された複数の旋回室は、旋回部が燃料導入部を介して弁座開口部に連通している第１旋回室と、上記旋回部が上記弁座開口部に連通していない第２旋回室と、からなり、上記第１旋回室の上記旋回部には、燃料を噴射するための噴孔が形成されている。

Description

この発明は、自動車の内燃機関などへの燃料供給に使用される燃料噴射弁および噴射流量の調整方法に関し、特に、噴霧特性における微粒化を促進できる燃料噴射弁に関するものである。

近年、自動車の内燃機関等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の微粒化が求められている。

例えば、特許文献１には、弁座面の下流に中央開口が設けられており、中央開口から半径方向外側へ少なくとも２つの接線方向通路が延びており、各接線方向通路がそれぞれ各スワール室に接線方向で開口しており、燃料のための定量開口がそれぞれ、スワール室の中央から外側へ通じている、長手軸線に関して対称的に形成された弁ケーシングと、弁ケーシング内に配置され、弁座面と協働する弁閉鎖部材と、を備えた従来の燃料噴射弁が開示されていた。

特許文献１による従来の燃料噴射弁では、接線方向通路によって整流および加速された燃料がスワール室に流入し、スワール室で旋回流れとなり、その後噴孔内を旋回しながら噴孔から噴射される。噴孔から噴射された燃料は、噴孔の開口部のエッジ部分によって薄い液膜状態で中空円錐状に広がり、燃料の微粒化が促進される。

特開平１−２７１６５６号公報

しかしながら、特許文献１による従来の燃料噴射弁では、燃料の旋回流れを利用して、燃料の微粒化を図っているので、狙いとする流量や噴霧の広がり角に応じて、噴孔の寸法のみならず、スワール室の寸法、個数、配置など、つまり溝形状を設計する必要があった。これにより、異なる噴射流量の仕様毎に、溝形状を変更することになり、製造コストの低減が図れないという課題があった。

これに対し、溝形状を変更せずに、噴孔の口径や噴孔の個数を変えることで、噴射流量を変更することが考えられる。しかし、噴孔の口径を変えた場合、噴射流量のみならず、噴霧広がり角も変化してしまうことになる。噴霧広がり角が大きい場合は、吸気ポートの壁面に燃料が付着することで、エンジンの制御性が悪化し、噴霧広がり角が小さい場合は、噴射される燃料液膜が厚くなり、微粒化が悪化するという課題があった。

一方、複数のスワール室を設けておき、要求される噴射流量に応じた個数のスワール室に噴孔を形成して、噴孔の個数を変える場合には、噴霧の広がり角を変化させることなく、噴射流量を変えることができる。しかし、噴孔が形成されていないスワール室、すなわち噴射に適用されないスワール室が存在するので、噴射に適用されないスワール室に燃料が入り込む。この噴射に適用されない旋回室の体積分が燃料のデッドボリュームとなる。燃料のデッドボリュームが大きくなると、噴射開始直後に、整流化および加速が不十分な燃料が噴射されてしまい、噴射初期の燃料噴霧の微粒化が悪化するという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、異なる噴射流量の仕様に対して溝形状を共通化することで製造コストの低減を図ると共に、燃料のデッドボリュームの発生を抑制して、噴射初期から燃料噴霧の微粒化を促進できる燃料噴射弁および噴射流量の調整方法を得ることを目的とする。

この発明に係る燃料噴射弁は、下流側に向かって径が縮小する切頭円錐形のシート面、および上記シート面の下流側に上記シート面と同軸に形成されている円筒形の弁座開口部を有し、上記シート面と上記開口部の軸心を中心軸とする弁座と、上記シート面に着座して上記開口部からの燃料の流出を阻止し、上記シート面から離座して上記開口部から燃料の流出を許容する弁部材と、平坦な上面を上流側に向けて上記弁座の下流側に配設され、それぞれ、上記燃料に旋回力を付与する旋回部および上記旋回部に上記燃料を導入する燃料導入部を有する複数の旋回室が、上記上面に形成された噴孔プレートと、を備え、複数の上記旋回室は、上記旋回部が上記燃料導入部を介して上記弁座開口部に連通している第１旋回室と、上記旋回部が上記弁座開口部に連通していない第２旋回室と、からなり、上記第１旋回室の上記旋回部には、上記燃料を噴射するための噴孔が形成されている。

この発明では、複数の旋回室は、旋回部が燃料導入部を介して弁座開口部に連通している第１旋回室と、旋回部が弁座開口部に連通していない第２旋回室と、を備えており、第１旋回室の旋回部には、噴孔が形成されている。これにより、例えば、弁座開口部の口径を変えることで、第１旋回室の個数、すなわち噴孔の個数を調整できるので、異なる噴射流量の仕様に対して溝形状を共通化でき、製造コストを低減できる。
また、噴射に寄与しない第２旋回室は、旋回部が弁座開口部に連通していないので、燃料が第２旋回室に入り込むことがない。そこで、燃料のデッドボリュームが少なくなるので、噴射開始直後に、十分に整流化および加速なされた燃料が噴射され、噴射初期の燃料噴霧の微粒化が促進される。

この発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の構成を説明する縦断面図である。 この発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図である。 この発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の旋回室における燃料の流れを説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の噴射流量を増加する態様を示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図である。 この発明の実施の形態３に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図である。 この発明の実施の形態４に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図である。 この発明の実施の形態５に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図である。 この発明の実施の形態６に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図である。 この発明の実施の形態７に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図である。 この発明の実施の形態８に係る燃料噴射弁において小噴射流量の場合の弁座周りを示す図である。 この発明の実施の形態８に係る燃料噴射弁において大噴射流量の場合の弁座周りを示す図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の構成を説明する縦断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図であり、図２の（ａ）はその縦断面図、図２の（ｂ）は図２の（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の旋回室における燃料の流れを説明する図、図４はこの発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の噴射流量を増加する態様を示す断面図である。なお、図４は図２の（ｂ）に相当する位置における断面図である。また、縦断面図とは、燃料噴射弁の中心軸Ａ０を含む平面における断面を示す図である。

図１および図２において、燃料噴射弁１００は、弁装置と、弁装置を開弁させる電磁力を発生するソレノイド装置と、弁装置を閉弁させる付勢力を発生するスプリング８と、を備える。

ソレノイド装置は、磁性金属材料で円筒形状に作製され、磁気回路の固定鉄心部分であるコア１と、絶縁樹脂製のボビン３に巻回されてコア１の一端部を囲繞するように配設されたコイル２と、磁性金属材料で作製され、磁気回路のヨーク部分であるヨーク４と、磁気回路の可動鉄心部分であるアマチュア７と、を備えている。そして、コア１、コイル２、ヨーク４が絶縁樹脂製のハウジング５により一体に構成されている。さらに、コイル２に電力を供給するターミナル６が、ハウジング５に一体に成形されている。

そして、スプリング８がコア１の内部に配設され、ロッド９がスプリング８の付勢力を調整可能にコア１の内部に固定されている。

弁装置は、弁本体１０、弁体１１、弁座１２などを備える。弁本体１０は、磁性金属材料で円筒形状に作製され、コア１の一端外周部に圧入された状態で溶接されて、コア１に取り付けられている。弁体１１は、アマチュア７内に圧入された状態でアマチュア７に溶接され、アマチュア７から一端側に突出するように取り付けられている。そして、アマチュア７が、コア１の一端面と相対して、燃料噴射弁１００の中心軸Ａ０と平行な方向に移動可能に弁本体１０内に配設されている。弁部材としてのボール１５が、弁体１１の一端に固着されて、弁本体１０の一端側の内部に配設されている。弁座１２が、弁本体１０の一端部の内部に固着されている。平板状の噴孔プレート１３が、平坦な上面を弁座１２に向けて、弁座１２の一端面に溶接部１６で固着されている。

ガイド部１０ａが、弁本体１０の内周面の他端側を膨出させて形成されている。そして、アマチュア７が、ガイド部１０ａの内周面に摺動可能に、弁本体１０の内部に配設されている。弁体１１の他端は、スプリング８に当接して、スプリング８の付勢力を受けている。弁座１２は、一端側を先細り状とする切頭円錐形状のシート面１２ａと、シート面１２ａの一端側に形成された円筒形状の弁座開口部１２ｂと、シート面１２ａの他端側に形成された円筒形状の摺動面１２ｃと、を備える。なお、シート面１２ａ、弁座開口部１２ｂおよび摺動面１２ｃの中心軸は、中心軸Ａ０に一致している。面取り部１５ａがボール１５の外周面に形成され、ボール１５の外周部が略五角形となっている。そして、ボール１５の五角形の角部が摺動面１２ｃによりガイドされて中心軸Ａ０と平行な方向に移動し、ボール１５がシート面１２ａに離着座可能となっている。

噴孔プレート１３には、第１旋回室１７ａおよび第２旋回室１７ｂが、その上面を窪ませて形成されている。第１旋回室１７ａおよび第２旋回室１７ｂは、それぞれ、円筒形状に形成され、燃料に旋回力を付与する旋回部１８と、所定の幅で直線状に形成され、旋回部１８の接線方向に接続され、旋回部１８に燃料を導入する燃料導入部１９と、から構成されている。ここでは、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂが、燃料導入部１９を中心軸Ａ０に向けて、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、中心軸Ａ０を挟んで配設されている。第１旋回室１７ａの燃料導入部１９は、中心軸Ａ０の方向から見て、弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる。そして、噴孔１４が、第１旋回室１７ａの旋回部１８内に、噴孔プレート１３を板厚方向に貫通するように形成されている。第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９は、中心軸Ａ０の方向から見て、弁座開口部１２ｂの外部に位置している。そして、第２旋回室１７ｂの旋回部１８には、噴孔１４が形成されていない。

このように、噴孔プレート１３の上面に形成された溝形状は、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂが、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、かつ中心軸Ａ０から燃料導入部１９までの距離を異ならせて、中心軸Ａ０を挟んで配置された形状である。また、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂの旋回部１８は、中心軸Ａ０の方向から見て、弁座開口部１２ｂの外部に位置しており、燃料が燃料導入部１９を介してのみ導入されるようになっている。

つぎに、このように構成された燃料噴射弁１００の動作について説明する。

初期状態では、コイル２への通電がなく、弁体１１がスプリング８の不勢力により弁座１２側に押圧され、ボール１５が弁座１２のシート面１２ａに当接して、閉弁状態となっている。そして、アマチュア７は、コア１から離間している。また、燃料は、中心軸Ａ０の他端側から燃料噴射弁１００に供給される。

エンジンの制御装置により、燃料噴射弁１００の駆動回路に動作信号が送られると、外部よりターミナル６を介して燃料噴射弁１００のコイル２に通電される。これにより、アマチュア７、コア１、ヨーク４、弁本体１０から構成される磁気回路に磁束が発生する。そして、アマチュア７をコア１に引きつける磁気吸引力が発生する。そして、アマチュア７が、ガイド部１０ａの内周面上を摺動して、スプリング８の不勢力に抗してコア１側に移動し、コア１の一端面に接する。弁体１１を介してアマチュア７に連結されているボール１５が弁座１２のシート面１２ａから離れて、開弁状態となる。

そこで、燃料噴射弁１００に供給された燃料は、コア１の内部を通りボール１５側に流れる。そして、燃料は、ボール１５の面取り部１５ａと摺動面１２ｃとの間を通り、ボール１５とシート面１２ａとの間を通り、弁座開口部１２ｂに流れ込む。弁座開口部１２ｂに流れ込んだ燃料は、図３中矢印で示されるように、弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる燃料導入部１９を通って、接線方向から第１旋回室１７ａの旋回部１８に流れ込む。これにより、燃料は、第１旋回室１７ａの旋回部１８の内周壁面に沿って旋回する。このように、第１旋回室１７ａの旋回部１８において旋回力が燃料に付与される。そして、旋回力が付与された燃料が、噴孔１４の内周壁面に沿うように旋回しながら、エンジンの吸気通路に噴射される。このとき、噴孔１４から噴射された燃料は、噴孔１４の開口部のエッジ部分によって薄い液膜状態で中空円錐状に広がり、燃料の微粒化が促進される。

つぎに、エンジンの制御装置により、燃料噴射弁１００の駆動回路に動作の停止信号が送られると、コイル２への通電が停止される。これにより、アマチュア７をコア１側に引きつける磁気吸引力が消失する。そして、アマチュア７が、ガイド部１０ａの内周面上を摺動して、スプリング８の不勢力により弁座１２側に移動する。そしてし、ボール１５がスプリング８の付勢力により押圧された状態でシート面１２ａに接して閉弁状態となり、燃料の噴射が停止される。

実施の形態１では、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂが噴孔プレート１３に形成されており、噴孔１４が形成された第１旋回室１７ａの燃料導入部１９のみが弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる。そこで、図４に示されるように、弁座開口部１２ｂの口径を大きくして、第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９を弁座開口部１２ｂの内部に入り込ませる。これにより、第２旋回室１７ｂが第１旋回室１７ａに変わる。さらに、変更された第２旋回室１７ｂの旋回部１８に噴孔１４を追加工することで、弁座開口部１２ｂに連通する第１旋回室１７ａの個数、すなわち噴孔１４の個数を変えることができる。なお、各旋回部１８は弁座開口部１２ｂの外側に位置している。

噴射に適用されない第２旋回室１７ｂが弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいた場合、燃料が噴射に適用されない第２旋回室１７ｂにまで流れ込む。そこで、噴射に適用されない第２旋回室１７ｂの体積分が燃料のデッドボリュームとなる。実施の形態１によれば、噴射に適用されない第２旋回室１７ｂが弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいないので、燃料のデッドボリュームを削減することができる。これにより、燃料のデッドボリュームが少なくなるので、噴射開始直後においても、整流化および加速された燃料が噴射される。そこで、噴射初期から、微粒化が良好な燃料噴射を実現できる。

ここで、実施の形態１では、旋回室の個数が第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂの２である場合を示したが、要求される燃料噴射量によって、旋回室の個数は適宜設定される。そこで、要求される最大燃料噴射量を想定して溝形状を設計し、設計された単一の溝形状を用い、弁座開口部１２ｂの口径を変え、噴孔１４を追加工するだけで、様々な燃料噴射量に対応することができる。これにより、要求燃料噴射量が異なる仕様に対して、溝形状の共有化が図られるので、製造コストを低減することができる。

また、燃料噴射弁１００の長期使用により噴孔プレート１３の強度が低下し、噴孔プレート１３が変形する恐れがある。噴孔プレート１３が変形すると、噴孔プレート１３と弁座１２との間に隙間が生じ、燃料が隙間から、第２旋回室１７ｂに流れ込む。実施の形態１では、第２旋回室１７ｂには噴孔１４が形成されていないので、隙間から第２旋回室１７ｂに流れ込んだ燃料が外部に流出することはない。このように、噴孔プレート１３が変形しても、燃料の流出が阻止されるので、噴射流量は変化せず、噴射流量の安定化が図られる。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図であり、図５の（ａ）はその縦断面図、図５の（ｂ）は図５の（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。

図５において、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂが、燃料導入部１９を中心軸Ａ０に向けて、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、中心軸Ａ０を挟んで配設されている。第１旋回室１７ａの燃料導入部１９は、中心軸Ａ０の方向から見て、弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる。第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９は、中心軸Ａ０の方向から見て、弁座開口部１２ｂの外部に位置している。そして、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂの旋回部１８には、噴孔１４が形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

実施の形態２における噴孔プレート１３の上面に形成された溝形状は、それぞれ、旋回部１８と燃料導入部１９を有する、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂを備える。第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂは、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、かつ中心軸Ａ０から燃料導入部１９までの距離を異ならせて、中心軸Ａ０を挟んで配置されている。噴孔１４が第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂのそれぞれの旋回部１８に形成されている。第１旋回室１７ａの燃料導入部１９のみが弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる。そこで、燃料は、噴射に適用されない第２旋回室１７ｂには流れ込まない。さらに、弁座開口部１２ｂの口径を大きくして、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９を弁座開口部１２ｂの内部に入り込ませることで、弁座開口部１２ｂに連通する第１旋回室１７ａの個数、すなわち噴孔１４の個数を変えることができる。
したがって、実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態２によれば、予め、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂの旋回部１８に噴孔１４が形成されている。そこで、噴射流量を変える際に、弁座開口部１２ｂの口径を大きくして、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９を弁座開口部１２ｂの内部に入り込ませるだけで、弁座開口部１２ｂに連通する第１旋回室１７ａの個数、すなわち噴孔１４の個数を変えることができる。つまり、噴孔１４の追加工が不要となる。そこで、要求燃料噴射量が異なる仕様に対して、溝形状のみならず、噴孔プレート１３の共有化が可能となり、製造コストをさらに低減することができる。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図であり、図６の（ａ）はその縦断面図、図６の（ｂ）は図６の（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。

図６において、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂが、燃料導入部１９を中心軸Ａ０に向けて、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、中心軸Ａ０を中心として等角ピッチで２つずつ配設されている。中心軸Ａ０を挟んで相対して配設されている一対の第１旋回室１７ａと中心軸Ａ０との間の距離がＬ１となっている。中心軸Ａ０を挟んで相対して配設されている一対の第２旋回室１７ｂと中心軸Ａ０との間の距離がＬ２となっている。ここで、距離Ｌ１、Ｌ２と弁座開口部１２ｂの半径Ｒ１との関係が、Ｌ１＜Ｒ１＜Ｌ２となっている。つまり、一対の第１旋回室１７ａの燃料導入部１９は、中心軸Ａ０の方向から見て、弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる。一対の第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９は、中心軸Ａ０の方向から見て、弁座開口部１２ｂの外部に位置している。そして、一対の第１旋回室１７ａの旋回部１８にのみ、噴孔１４が形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

実施の形態３における噴孔プレート１３の上面に形成された溝形状は、それぞれ、旋回部１８と燃料導入部１９からなる、２つずつの第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂを備える。４つの第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂは、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、中心軸Ａ０を中心として等角ピッチに配列されている。中心軸Ａ０を挟んで相対する一対の第１旋回室１７ａと中心軸Ａ０との間の距離がＬ１であり、中心軸Ａ０を挟んで相対する一対の第２旋回室１７ｂと中心軸Ａ０との間の距離がＬ１より大きいＬ２である。一対の第１旋回室１７ａの燃料導入部１９のみが弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる。さらに、一対の第１旋回室１７ａの旋回部１８にのみ、噴孔１４が形成されている。そこで、燃料は、噴射に適用されない第２旋回室１７ｂには流れ込まない。さらに、弁座開口部１２ｂの口径を大きくして、２つの第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９を弁座開口部１２ｂの内部に入り込ませ、噴孔１４を追加工することで、弁座開口部１２ｂに連通する第１旋回室１７ａの個数、すなわち噴孔１４の個数を変えることができる。
したがって、実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

ここで、上記実施の形態３において、４つの第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂのそれぞれと中心軸Ａ０との距離を互いに異ならせた溝形状としてもよい。この場合、単一の溝形状で、弁座開口部１２ｂの口径を変え、噴孔１４を追加工するだけで、噴孔１４の個数を１個、２個、３個および４個と変えることができる。これにより、単一の溝形状で、異なる噴射流量の４つの仕様に対応することができる。さらに、予め噴孔１４を４つの第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂに形成してもよい。これにより、単一の噴孔プレート１３で、異なる噴射流量の４つの仕様に対応することができる。

実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図であり、図７の（ａ）はその縦断面図、図７の（ｂ）は図７の（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。

図７において、第１旋回室２０が、一対の旋回部１８と、所定幅で直線状に形成され、中心軸Ａ０を通って、それぞれの旋回部１８の接線方向に接続され、旋回部１８のそれぞれに燃料を導入する燃料導入部２１と、から構成されている。第１旋回室２０は、一対の旋回部１８の中心が中心軸Ａ０を対称の中心とする点対称となるように配置されている。第２旋回室１７ｂが、燃料導入部１９を中心軸Ａ０に向けて、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、かつ中心軸Ａ０から燃料度入部までの距離を等しくして、中心軸Ａ０を挟んで２つ配設されている。第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９の長さ方向が、第１旋回室２０の燃料導入部２１の長さ方向と直交している。第２旋回室１７ｂと中心軸Ａ０との間の距離が弁座開口部１２ｂの半径Ｒ１より大きいＬ２となっている。つまり、第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９は、中心軸Ａ０の方向から見て、弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいない。そして、第１旋回室２０の旋回部１８にのみ、噴孔１４が形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

実施の形態４における噴孔プレート１３の上面に形成された溝形状は、２つの旋回部１８が燃料導入部２１により連通された１つの第１旋回室２０と、旋回部１８と燃料導入部１９からなる２つの第２旋回室１７ｂと、を備える。第１旋回室２０は、２つの旋回部１８が、中心軸Ａ０を対称の中心とする点対称となるように配置されている。２つの第２旋回室１７ｂが、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、かつ燃料導入部１９の長さ方向を燃料導入部２１の長さ方向に直交させて、中心軸Ａ０を挟んで配置されている。さらに、２つの第２旋回室１７ｂと中心軸Ａ０との間の距離が弁座開口部１２ｂの半径Ｒ１より大きいＬ２となっている。第１旋回室２０の旋回部１８にのみ、噴孔１４が形成されている。そこで、燃料は、噴射に適用されない第２旋回室１７ｂには流れ込まない。さらに、弁座開口部１２ｂの口径を大きくして、２つの第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９を弁座開口部１２ｂの内部に入り込ませ、噴孔１４を追加工することで、弁座開口部１２ｂに連通する第１旋回室２０および第１旋回室１７ａの個数、すなわち噴孔１４の個数を変えることができる。
したがって、実施の形態４においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

ここで、上記実施の形態４において、２つの第２旋回室１７ｂと中心軸Ａ０との距離を互いに異ならせた溝形状としてもよい。この場合、単一の溝形状で、弁座開口部１２ｂの口径を変え、噴孔１４を追加工するだけで、噴孔１４の個数を２個、３個および４個と変えることができる。これにより、単一の溝形状で、異なる噴射流量の３つの仕様に対応することができる。さらに、予め噴孔１４を第１旋回室２０と第２旋回室１７ｂに形成してもよい。これにより、単一の噴孔プレート１３で、異なる噴射流量の３つの仕様に対応することができる。

なお、上記実施の形態４では、第１旋回室２０の旋回部１８の中心が中心軸Ａ０を対称の中心とする点対称となるように配置されているが、旋回部１８は、必ずしも、その中心が中心軸Ａ０を対称の中心とする点対称となっている必要はなく、中心軸Ａ０を挟んで離間して配置されていればよい。

実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図であり、図８の（ａ）はその縦断面図、図８の（ｂ）は図８の（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図である。

図８において、弁座開口部１２ｂの口径が大きくなっており、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９がともに弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる。中間プレート３０が、弁座１２と噴孔プレート１３との間に配設されている。そして、弁座１２、中間プレート３０および噴孔プレート１３が溶接部１６により固着され、一体となっている。中間プレート３０には、弁座開口部１２ｂより小径の円筒形状の中間開口部３０ａが、弁座開口部１２ｂと同軸に形成されている。そして、第１旋回室１７ａの燃料導入部１９のみが、中心軸Ａ０の方向から見て、中間開口部３０ａの内部に位置している。噴孔１４が、第１旋回室１７ａの旋回部１８にのみ形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

実施の形態５における噴孔プレート１３の上面に形成された溝形状は、それぞれ、旋回部１８と燃料導入部１９からなる、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂを備える。第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂは、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、かつ中心軸Ａ０との間の距離を異ならせて、中心軸Ａ０を挟んで相対して配置されている。弁座開口部１２ｂの口径が大きくなっており、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９がともに弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる。中間プレート３０が弁座１２と噴孔プレート１３との間に配設されており、第１旋回室１７ａの燃料導入部１９のみが、中間プレート３０に形成された中間開口部３０ａの内部に位置している。噴孔１４が、第１旋回室１７ａの旋回部１８にのみ形成されている。

そこで、燃料は、噴射に適用されない第２旋回室１７ｂには流れ込まない。さらに、中間プレート３０を取り外すことで、第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９を弁座開口部１２ｂの内部に入り込ませ、噴孔１４を追加工することで、弁座開口部１２ｂに連通する第１旋回室１７ａの個数、すなわち噴孔１４の個数を変えることができる。
したがって、実施の形態５においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
この実施の形態５によれば、中間プレート３０を取り外し、噴孔１４を追加工するだけで、噴孔１４の個数を変えることができるので、弁座１２を変える必要がなく、低コスト化が図られる。

ここで、上記実施の形態５において、予め噴孔１４を第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂに形成してもよい。これにより、単一の噴孔プレート１３で、異なる噴射流量の２つの仕様に対応することができる。

実施の形態６．
図９はこの発明の実施の形態６に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図であり、図９の（ａ）はその縦断面図、図９の（ｂ）は図９の（ａ）のＦ−Ｆ矢視断面図である。

図９において、弁座開口部１２ｂの口径が大きくなっており、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９がともに弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる。中間プレート３０が、弁座１２と噴孔プレート１３との間に配設されている。そして、弁座１２、中間プレート３０および噴孔プレート１３が溶接部１６により固着され、一体となっている。中間プレート３０には、弁座開口部１２ｂと同軸の中間開口部３０ａが形成されている。そして、第１旋回室１７ａの燃料導入部１９のみが、中心軸Ａ０の方向から見て、中間開口部３０ａの内部に位置している。噴孔１４が、第１旋回室１７ａの旋回部１８にのみ形成されている。
ここで、弁座開口部１２ｂの半径Ｒ１、中間開口部３０ａの半径Ｒ２、中間開口部３０ａと連通する第１旋回室１７ａと中心軸Ａ０との間の距離Ｌ１、中間開口部３０ａと連通していない第２旋回室１７ｂと中心軸Ａ０との間の距離Ｌ２が、Ｌ１＜Ｒ２＜Ｌ２＜Ｒ１の関係となっている。
なお、他の構成は上記実施の形態３と同様に構成されている。

実施の形態６における噴孔プレート１３の上面に形成された溝形状は、それぞれ、旋回部１８と燃料導入部１９からなる、４つの第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂを備える。４つの第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂは、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、中心軸Ａ０を中心として等角ピッチに配列されている。中心軸Ａ０を挟んで相対する一対の第１旋回室１７ａと中心軸Ａ０との間の距離がＬ１であり、中心軸Ａ０を挟んで相対する一対の第２旋回室１７ｂと中心軸Ａ０との間の距離がＬ１より大きいＬ２である。

中間プレート３０が弁座１２と噴孔プレート１３との間に配設されている。弁座開口部１２ｂの半径Ｒ１、中間開口部３０ａの半径Ｒ２、中間開口部３０ａと連通する第１旋回室１７ａと中心軸Ａ０との間の距離Ｌ１、中間開口部３０ａと連通していない第２旋回室１７ｂと中心軸Ａ０との間の距離Ｌ２が、Ｌ１＜Ｒ２＜Ｌ２＜Ｒ１の関係となっている。噴孔１４が、中間開口部３０ａと連通する第１旋回室１７ａの旋回部１８にのみ形成されている。

そこで、燃料は、噴射に適用されない第２旋回室１７ｂには流れ込まない。さらに、中間プレート３０を取り外し、第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９を弁座開口部１２ｂの内部に入り込ませ、噴孔１４を追加工することで、弁座開口部１２ｂに連通する第１旋回室１７ａの個数、すなわち噴孔１４の個数を変えることができる。
したがって、実施の形態６においても、上記実施の形態３と同様の効果が得られる。
この実施の形態６によれば、中間プレート３０を取り外し、噴孔１４を追加工するだけで、噴孔１４の個数を変えることができるので、弁座１２を変える必要がなく、低コスト化が図られる。

ここで、上記実施の形態６において、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂのそれぞれと中心軸Ａ０との距離を互いに異ならせた溝形状としてもよい。この場合、単一の溝形状で、中間開口部３０ａの口径を変え、あるいは中間プレート３０を取り外し、噴孔１４を追加工するだけで、噴孔１４の個数を１個、２個、３個および４個と変えることができる。これにより、単一の溝形状で、異なる噴射流量の４つの仕様に対応することができる。さらに、予め噴孔１４を第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂに形成してもよい。これにより、単一の噴孔プレート１３で、異なる噴射流量の４つの仕様に対応することができる。

実施の形態７．
図１０はこの発明の実施の形態７に係る燃料噴射弁の弁座周りを示す図であり、図１０の（ａ）はその縦断面図、図１０の（ｂ）は図１０の（ａ）のＧ−Ｇ矢視断面図である。

図１０において、弁座開口部１２ｂの口径が大きくなっており、第１旋回室２０と第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９がともに弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる。中間プレート３０が、弁座１２と噴孔プレート１３との間に配設されている。そして、弁座１２、中間プレート３０および噴孔プレート１３が溶接部１６により固着され、一体となっている。中間プレート３０には、弁座開口部１２ｂと同軸の中間開口部３０ａが形成されている。そして、第１旋回室２０の燃料導入部１９のみが、中心軸Ａ０の方向から見て、中間開口部３０ａの内部に位置している。噴孔１４が、第１旋回室２０の旋回部１８にのみ形成されている。
ここで、弁座開口部１２ｂの半径Ｒ１、中間開口部３０ａの半径Ｒ２、中間開口部３０ａと連通していない第２旋回室１７ｂと中心軸Ａ０との間の距離Ｌ２が、Ｒ２＜Ｌ２＜Ｒ１の関係となっている。
なお、他の構成は上記実施の形態４と同様に構成されている。

実施の形態７における噴孔プレート１３の上面に形成された溝形状は、２つの旋回部１８が燃料導入部２１により連通された第１旋回室２０と、旋回部１８と燃料導入部１９からなる２つの第２旋回室１７ｂと、を備える。第１旋回室２０は、２つの旋回部１８が、中心軸Ａ０を中心として点対称となるように配置されている。２つの第２旋回室１７ｂが、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させ、燃料導入部１９の長さ方向を燃料導入部２１の長さ方向に直交させ、かつ中心軸Ａ０から燃料導入部１９までの距離を等しくして、中心軸Ａ０を挟んで配置されている。さらに、弁座開口部１２ｂの半径Ｒ１、中間開口部３０ａの半径Ｒ２、中間開口部３０ａと連通していない第２旋回室１７ｂと中心軸Ａ０との間の距離Ｌ２が、Ｒ２＜Ｌ２＜Ｒ１の関係となっている。第１旋回室２０の旋回部１８にのみ、噴孔１４が形成されている。

そこで、燃料は、噴射に適用されない第２旋回室１７ｂには流れ込まない。さらに、中間プレート３０を取り外し、２つの第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９を弁座開口部１２ｂの内部に入り込ませ、噴孔１４を追加工することで、弁座開口部１２ｂに連通する第１旋回室２０，１７ａの個数、すなわち噴孔１４の個数を変えることができる。
したがって、実施の形態７においても、上記実施の形態４と同様の効果が得られる。

ここで、上記実施の形態７において、２つの第２旋回室１７ｂと中心軸Ａ０との距離を互いに異ならせた溝形状としてもよい。この場合、単一の溝形状で、弁座開口部１２ｂの口径を変え、あるいは中間プレート３０を取り外し、噴孔１４を追加工するだけで、噴孔１４の個数を２個、３個および４個と変えることができる。これにより、単一の溝形状で、異なる噴射流量の３つの仕様に対応することができる。さらに、予め噴孔１４を第１旋回室２０と第２旋回室１７ｂに形成してもよい。これにより、単一の噴孔プレート１３で、異なる噴射流量の３つの仕様に対応することができる。

実施の形態８．
図１１はこの発明の実施の形態８に係る燃料噴射弁において小噴射流量の場合の弁座周りを示す図であり、図１１の（ａ）はその縦断面図、図１１の（ｂ）は図１１の（ａ）のＨ−Ｈ矢視断面図である。図１２はこの発明の実施の形態８に係る燃料噴射弁において大噴射流量の場合の弁座周りを示す図であり、図１２の（ａ）はその縦断面図、図１２の（ｂ）は図１２の（ａ）のＩ−Ｉ矢視断面図である。

図１１において、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂが、燃料導入部１９を中心軸Ａ０に向けて、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、かつ燃料導入部１９と中心軸Ａ０との間の距離を等しくして、中心軸Ａ０を挟んで２つ配設されている。弁座開口部１２ｂの口径が大きくなっており、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９がともに弁座開口部１２ｂの内部に入り込んでいる。中間プレート３０が、弁座１２と噴孔プレート１３との間に配設されている。そして、弁座１２、中間プレート３０および噴孔プレート１３が溶接部１６により固着され、一体となっている。中間プレート３０には、弁座開口部１２より小径の円弧形状の中間開口部３０ｂが弁座開口部１２ｂと同軸に形成されている。そして、第１旋回室１７ａの燃料導入部１９のみが、中心軸Ａ０の方向から見て、中間開口部３０ａに連通している。噴孔１４が、第１旋回室１７ａの旋回部１８にのみ形成されている。

実施の形態８においては、中間プレート３０を中間開口部３０ｂの軸心を中心として回転させることで、図１２に示されるように、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９を、中心軸Ａ０の方向から見て、中間開口部３０ａに連通させることができる。

実施の形態８における噴孔プレート１３の上面に形成された溝形状は、それぞれ、旋回部１８と燃料導入部１９を有する、第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂを備える。第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂは、燃料導入部１９の長さ方向を中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致させて、かつ中心軸Ａ０から燃料導入部１９までの距離を等しくして、中心軸Ａ０を挟んで配置されている。噴孔１４が第１旋回室１７ａの旋回部１８にのみ形成されている。第１旋回室１７ａの燃料導入部１９のみが中間開口部３０ｂの内部に入り込んでいる。そこで、燃料は、噴射に適用されない第２旋回室１７ｂには流れ込まない。さらに、中間開口部３０ｂの軸心を中心として中間プレート３０の回転方向の位置を変えて、第２旋回室１７ｂの燃料導入部１９を弁座開口部１２ｂの内部に入り込ませることで、弁座開口部１２ｂに連通する第１旋回室１７ａの個数、すなわち噴孔１４の個数を変えることができる。
したがって、実施の形態８においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態８によれば、弁座１２および中間プレート３０を変えることなく、噴孔１４の個数を変えることができるので、低コスト化が図られる。
さらに、予め噴孔１４を第１旋回室１７ａと第２旋回室１７ｂに形成しておけば、単一の噴孔プレート１３で、異なる噴射流量の２つの仕様に対応することができる。

なお、上記各実施の形態では、燃料導入部の長手方向が中心軸Ａ０を中心とする径方向に一致しているが、燃料導入部の長手方向は必ずしも径方向に一致している必要はなく、燃料導入部の長手方向を径方向に対して傾斜させてもよい。

１２ 弁座、１２ａ シート面、１２ｂ 弁座開口部、１３ 噴孔プレート、１４ 噴孔、１５ ボール（弁部材）、１７ａ 第１旋回室、１７ｂ 第２旋回室、１８ 旋回部、１９ 燃料導入部、２０ 第１旋回室、２１ 燃料導入部、３０ 中間プレート、３０ａ 中間開口部、３０ｂ 中間開口部。

Claims (9)

1. 下流側に向かって径が縮小する切頭円錐形のシート面、および上記シート面の下流側に上記シート面と同軸に形成されている円筒形の弁座開口部を有し、上記シート面と上記弁座開口部の軸心を中心軸とする弁座と、
   上記シート面に着座して上記弁座開口部からの燃料の流出を阻止し、上記シート面から離座して上記弁座開口部からの燃料の流出を許容する弁部材と、
   平坦な上面を上流側に向けて上記弁座の下流側に配設され、それぞれ、上記燃料に旋回力を付与する旋回部および上記旋回部に上記燃料を導入する燃料導入部を有する複数の旋回室が、上記上面に形成された噴孔プレートと、を備える燃料噴射弁において、
   複数の上記旋回室は、上記旋回部が上記燃料導入部を介して上記弁座開口部に連通している第１旋回室と、上記旋回部が上記弁座開口部に連通していない第２旋回室と、からなり、
   上記第１旋回室の上記旋回部には、上記燃料を噴射するための噴孔が形成されている燃料噴射弁。
2. 上記噴孔が、上記第２旋回室の上記旋回部にも形成されている請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 上記第１旋回室と上記第２旋回室のそれぞれは、１本の燃料導入部と、上記１本の燃料導入部の上記中心軸と反対側の端部に連結された１つの旋回部と、を有し、
   上記第１旋回室と上記中心軸との間の距離をＬ１、上記第２旋回室と上記中心軸との間の距離をＬ２、上記弁座開口部の半径をＲ１としたときに、Ｌ１，Ｌ２およびＲ１は、Ｌ１＜Ｒ１＜Ｌ２を満足している請求項１又は請求項２記載の燃料噴射弁。
4. 上記第１旋回室は、上記中心軸を挟んで離間して配設された２つの旋回部と、上記中心軸を通って上記２つの旋回室を連結する１本の燃料導入部と、を有し、
   上記第２旋回室は、１本の燃料導入部と、上記１本の燃料導入部の上記中心軸と反対側の端部に連結された１つの旋回部と、を有し、
   上記弁座開口部の半径をＲ１、上記第２旋回室と上記中心軸との間の距離をＬ２としたときに、Ｒ１およびＬ２は、Ｒ１＜Ｌ２を満足している請求項１又は請求項２記載の燃料噴射弁。
5. 中間開口部を有する中間プレートが、上記弁座と上記噴孔プレートとの間に配設されている請求項１又は請求項２記載の燃料噴射弁。
6. 上記第１旋回室と上記第２旋回室のそれぞれは、１本の燃料導入部と、上記１本の燃料導入部の上記中心軸と反対側の端部に連結された１つの旋回部と、を有し、
   上記第１旋回室と上記中心軸との間の距離をＬ１、上記第２旋回室と上記中心軸との間の距離をＬ２、上記弁座開口部の半径をＲ１、上記中間開口部の半径をＲ２としたときに、Ｌ１，Ｌ２、Ｒ１およびＲ２は、Ｌ１＜Ｒ２＜Ｌ２＜Ｒ１を満足している請求項５記載の燃料噴射弁。
7. 上記第１旋回室は、上記中心軸を挟んで離間して配設された２つの旋回部と、上記中心軸を通って上記２つの旋回室を連結する１本の燃料導入部と、を有し、
   上記第２旋回室は、１本の燃料導入部と、上記１本の燃料導入部の上記中心軸と反対側の端部に連結された１つの旋回部と、を有し、
   上記弁座開口部の半径をＲ１、上記中間開口部の半径をＲ２、上記第２旋回室と上記中心軸との間の距離をＬ２としたときに、Ｌ１およびＬ２は、Ｒ２＜Ｌ２＜Ｒ１を満足している請求項５記載の燃料噴射弁。
8. 下流側に向かって径が縮小する切頭円錐形のシート面、および上記シート面の下流側に上記シート面と同軸に形成されている円筒形の弁座開口部を有し、上記シート面と上記弁座開口部の軸心を中心軸とする弁座と、
   上記シート面に着座して上記弁座開口部からの燃料の流出を阻止し、上記シート面から離座して上記弁座開口部から燃料の流出を許容する弁部材と、
   平坦な上面を上流側に向けて上記弁座の下流側に配設され、それぞれ、上記燃料に旋回力を付与する旋回部および上記旋回部に上記燃料を導入する燃料導入部を有する複数の旋回室が、上記上面に形成された噴孔プレートと、を備える燃料噴射弁の噴射燃料の調整方法において、
   上記弁座の上記弁座開口部の口径を変えて、上記複数の旋回室の中から、上記旋回部が上記燃料導入部を介して上記弁座開口部に連通する旋回室の個数を調整する燃料噴射弁の噴射燃料の調整方法。
9. 下流側に向かって径が縮小する切頭円錐形のシート面、および上記シート面の下流側に上記シート面と同軸に形成されている円筒形の弁座開口部を有し、上記シート面と上記弁座開口部の軸心を中心軸とする弁座と、
   上記シート面に着座して上記弁座開口部からの燃料の流出を阻止し、上記シート面から離座して上記弁座開口部から燃料の流出を許容する弁部材と、
   平坦な上面を上流側に向けて上記弁座の下流側に配設され、それぞれ、上記燃料に旋回力を付与する旋回部および上記旋回部に上記燃料を導入する燃料導入部を有する複数の旋回室が、上記上面に形成された噴孔プレートと、
   上記弁座と上記噴孔プレートとの間に配設され、中間開口部を有する中間プレートと、を備える燃料噴射弁の噴射燃料の調整方法において、
   上記中間プレートの上記中間開口部の口径を変えて、上記複数の旋回室の中から、上記旋回部が上記燃料導入部を介して上記弁座開口部に連通する旋回室の個数を調整する燃料噴射弁の噴射燃料の調整方法。

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