WO2005124147A1 - 燃料噴射弁 - Google Patents

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WO2005124147A1
WO2005124147A1 PCT/JP2005/010653 JP2005010653W WO2005124147A1 WO 2005124147 A1 WO2005124147 A1 WO 2005124147A1 JP 2005010653 W JP2005010653 W JP 2005010653W WO 2005124147 A1 WO2005124147 A1 WO 2005124147A1
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WO
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fuel
valve seat
valve
fuel injection
outlet hole
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PCT/JP2005/010653
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English (en)
French (fr)
Inventor
Akira Akabane
Original Assignee
Keihin Corporation
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Publication date
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Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1853—Orifice plates

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injector mainly used for a fuel supply system of an internal combustion engine
  • a valve seat member having at one end an outlet hole passing through the valve seat and the center thereof, a valve body housed in the valve seat member to open and close the valve seat, and joined to one end surface of the valve seat member.
  • an injector plate having a plurality of fuel injection holes arranged radially outward from the outlet hole.
  • the outlet hole is formed between the valve seat and the outlet hole by collecting fuel passing through the valve seat. The fuel passing through the outlet hole is diffused radially outward between the opposing surfaces of the valve seat member and the injector plate, and the fuel is guided to the multiple fuel injection holes.
  • the present invention relates to an improvement provided with a flat fuel diffusion chamber.
  • a fuel injection valve is already known as disclosed in Patent Document 1 below.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-97129
  • the inner peripheral surface of the outlet hole is cylindrical, and between the bottom surface of the fuel collecting recess and the inner peripheral surface of the outlet hole, and the inner peripheral surface of the outlet hole. Since a right angle or an angle close to the right angle is formed between the fuel diffusion chamber and the ceiling surface, when the fuel flow reverses at the exit hole, a number of vortices are generated inside the reversing interior. Such vortices may cause an increase in fuel pressure loss to reduce the injection amount, hinder atomization of the injected fuel from the fuel injection hole cap, or cause the direction and shape of the spray foam to become unstable. It becomes.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and the vortex generated at the time of fuel reversal at the outlet hole is considered. It is an object of the present invention to provide a fuel injection valve capable of preventing generation of the fuel, reducing the pressure loss of the fuel, suppressing the decrease in the injected fuel, promoting the atomization of the injected fuel, and stabilizing the spray form.
  • the present invention provides a valve seat member having at one end an outlet hole passing through a valve seat and a center portion thereof, and an opening and closing operation for the valve seat housed in the valve seat member. And an injector plate having a plurality of fuel injection holes that are joined to one end surface of the valve seat member and that are disposed radially outwardly apart from each other, between the valve seat and the outlet hole.
  • a funnel-shaped fuel collecting recess that guides the fuel that has passed through the valve seat to the outlet hole is provided, and the fuel that has passed through the outlet hole is located between the facing surfaces of the valve seat member and the injector plate.
  • the inner peripheral surface of the outlet hole is connected to the bottom surface of the fuel collecting recess and the ceiling surface of the fuel diffusion chamber. Formed along the inner circumferential surface of the virtual torus This is the first feature.
  • the present invention provides the virtual torus, wherein a center of a circular generatrix is a bisector of an angle formed between a bottom surface of the fuel collecting recess and a ceiling surface of the fuel diffusion chamber.
  • the second feature is that the setting is made so that
  • a third feature is that a height of the fuel diffusion chamber is set to 1Z2 or less of a radius of a circular bus of the virtual torus.
  • a seat portion of the valve body which is seated on the valve seat, is formed in a spherical shape, and an outlet hole of the fuel collecting recessed cap is provided.
  • a fourth feature is that each of the leading ends facing toward is formed in a protruding conical shape.
  • the inner peripheral surface of the outlet hole is in contact with the inner peripheral side curved surface of the virtual torus, and the conical angle is different.
  • a fifth feature is that a plurality of conical surfaces are connected in series, or a plurality of conical surfaces with different cone angles are connected to a cylindrical surface located in between.
  • the inner peripheral surface of the outlet hole of the valve seat member is Since the virtual torus is formed along the curved surface on the inner circumference side so as to be continuous with the bottom surface of the fuel diffusion chamber and the ceiling surface of the fuel diffusion chamber, the reversal of the fuel flow in the outlet hole is extremely smooth due to the inner circumference surface. To prevent the formation of vortices inside the flow, thereby reducing the pressure loss of the fuel and reducing the fine particles of the injected fuel without reducing the fuel injection amount from each fuel injection hole of the injector plate. As a result, it is possible to improve the fuel efficiency and output performance of the engine.
  • the virtual torus is divided into two equal parts at the center of the circular generatrix formed by the bottom surface of the funnel-shaped fuel collecting recess and the ceiling surface of the fuel diffusion chamber.
  • the connection between the bottom surface of the fuel collecting recess, the ceiling surface of the fuel diffusion chamber, and the inner peripheral surface of the outlet hole can be made smooth, and the flow of fuel in the outlet hole can be smooth. This makes it possible to make the reversal of the flow smoother and to reliably prevent the generation of vortices inside the flow.
  • the fuel diffusion speed in the fuel diffusion chamber is increased.
  • the separation of fuel at the opening edge of each fuel injection hole is promoted, and the fineness of the injected fuel can be effectively reduced.
  • the fuel also remains in the fuel diffusion chamber due to the capillary phenomenon after the fuel injection. The fuel can be reliably retained, preventing fuel drooping at the fuel injection holes and contributing to a reduction in emissions.
  • the tip of the valve portion facing the fuel collecting concave portion and the outlet hole is formed in a protruding conical shape.
  • the tip reduces the dead volume at the center of the fuel collecting recess and the outlet hole, and also has a rectifying effect to promote the fuel collection to the fuel collecting recess cap and the outlet hole, reducing the fuel pressure loss. Reduction can be achieved.
  • the inner peripheral surface of the outlet hole is formed by connecting a plurality of conical surfaces having different conical angles in contact with the inner peripheral side curved surface of the virtual torus, or a conical angle.
  • the inner surface along the inner curved surface of the virtual torus is relatively easily cut by cutting, etc. Can be done.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic fuel injection valve for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. (First embodiment)
  • FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG. 1; (First embodiment)
  • FIG. 3 is an enlarged view showing part 3 of FIG. 2 in a valve-open state.
  • a valve housing 2 of an electromagnetic fuel injection valve I for an internal combustion engine has a valve seat 8 at a front end.
  • a magnetic cylinder 4 coaxially connected to the rear end of the valve seat 3
  • a non-magnetic cylinder coaxially connected to the rear end of the magnetic cylinder 4.
  • Consists of body 6 [0020]
  • the valve seat member 3 has a connecting tube portion 3a at the rear end protruding toward the magnetic cylinder 4 with an annular shoulder portion 3b at its rear end.
  • valve seat member 3 and the magnetic cylinder 4 are coaxially and liquid-tightly connected to each other by press-fitting the inner peripheral surface of the front end of the magnetic cylinder 4 and bringing the front end surface of the magnetic cylinder 4 into contact with the annular shoulder 3b. Is done.
  • the magnetic cylinder 4 and the non-magnetic cylinder 6 are coaxially and liquid-tightly joined to each other by laser beam welding over the entire circumference with their facing end faces abutting.
  • the valve seat member 3 includes a cylindrical guide hole 9, a conical valve seat 8 connected to the front end of the guide hole 9, and an outlet hole 7 penetrating through the center of the valve seat 8. I have.
  • An injector plate 10 made of a steel plate and having a plurality of fuel injection holes 11 communicating with the outlet hole 7 is liquid-tightly welded to the front end surface of the valve seat member 3 over the entire circumference.
  • a hollow cylindrical fixed core 5 with a rear end side force is also press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the non-magnetic cylindrical body 6 in a liquid-tight manner. At this time, a portion that does not fit with the fixed core 5 is left at the front end of the non-magnetic cylindrical body 6, and the valve assembly V is housed in the valve housing 2 that reaches the partial force valve seat member 3.
  • the valve assembly V includes a valve body 18 including a valve portion 16 that opens and closes with respect to the valve seat 8 and a valve rod portion 17 that supports the valve portion.
  • the force also straddles the non-magnetic cylinder 6, and the force is applied to the movable core 12 inserted into them and coaxially opposed to the fixed core 5.
  • the valve rod portion 17 is formed to have a smaller diameter than the guide hole 9, and has a pair of front and rear protruding radially outward on the outer periphery thereof and slidably supported on the inner peripheral surface of the guide hole 9. Formed in the body 17a, 17a. At this time, the two jar nano-holes 17a, 17a are arranged with a space between them in the axial direction as much as possible.
  • a vertical hole 19 ending from the rear end face of the movable core 12 to a position before the valve portion 16 and a plurality of first horizontal holes 20a communicating with the outer peripheral surface of the movable core 12 are formed.
  • a third lateral hole 20c is provided.
  • an annular spring seat 24 facing the fixed core 5 is formed in the middle of the vertical hole 19.
  • the fixed core 5 has a vertical hole 21 communicating with the vertical hole 19 of the movable core 12, and a fuel inlet cylinder 26 having an interior communicating with the vertical hole 21 is integrally connected to the rear end of the fixed core 5. Is done.
  • Fuel inlet tube 26 Is composed of a reduced diameter portion 26a connected to the rear end of the fixed core 5 and a subsequent enlarged diameter portion 26b. From the reduced diameter portion 26a, a pipe is inserted into the vertical hole 21 and fixed by caulking.
  • a valve spring 22 for urging the movable core 12 toward the valve closing side of the valve body 18 is contracted between the retainer 23 and the spring seat 24.
  • the set load of the valve spring 22 is adjusted by the fitting depth of the retainer 23 into the vertical hole 21, and after the adjustment, the outer peripheral wall of the reduced diameter portion 26a is partially pressed inward to thereby retain the retainer. 23 is fixed to the reduced diameter portion 26a.
  • a fuel filter 27 is mounted on the enlarged diameter part 26b.
  • the fixed core 5 is made of a ferrite-based high hardness magnetic material.
  • a collar-shaped stopper element 14 surrounding the valve spring 22 is embedded on a suction surface facing the suction surface of the fixed core 5.
  • the stopper element 14 has its outer end slightly projecting the suction surface force of the movable core 12, and usually has a gap corresponding to the valve-opening stroke of the valve element 18 and the suction surface of the fixed core 5. Confronted.
  • a coil assembly 28 is fitted around the outer periphery of the valve housing 2 in correspondence with the fixed core 5 and the movable core 12.
  • This coil assembly 28 is composed of a bobbin 29 fitted on the outer peripheral surface of the magnetic cylinder 4 from the rear end to the entire non-magnetic cylinder 6, and a coil 30 wound on the bobbin 29.
  • the front end of the coil nosing 31 surrounding the coil assembly 28 is welded to the outer peripheral surface of the magnetic cylinder 4, and the rear end of the outer surface of the yoke 5 b protruding like a flange from the outer periphery of the rear end of the fixed core 5.
  • the coil housing 31 has a cylindrical shape, and has a slit 31a extending in the axial direction on one side.
  • the coil housing 31, the coil assembly 28, the fixed core 5, and the front half of the fuel inlet tube 26 are embedded in a synthetic resin covering 32 formed by injection molding. At this time, the covering 32 is filled into the coil housing 31 through the slit 3 la. In the middle of the covering 32, a force bra 34 for accommodating the connection terminal 33 connected to the coil 30 is connected to the body.
  • valve seat 8 of the valve seat member 3 is formed in a conical shape. Between the valve seat 8 and the outlet hole 7, a funnel that collects the fuel passing through the valve seat 8 and guides the fuel to the outlet hole 7 is provided. Shaped fuel assembly recess 35 Is done.
  • valve portion 16 of the valve element 18 has a spherical seat portion 16a seated on the valve seat 8 and a protruding conical tip portion 16b facing from the fuel collecting recess 35 to the outlet hole 7. Provided.
  • the spherical seat portion 16a is centered on the axis of the valve element 18.
  • the flattening extends radially outward from the outlet hole 7 and diffuses the fuel passing through the outlet hole 7 radially outward.
  • the fuel diffusion chamber 36 is formed.
  • the fuel diffusion chamber 36 is formed as a recess in the front end face of the valve seat member 3 in the illustrated example.
  • the injector plate 10 is provided with a plurality of fuel injection holes 11, 11,... That open into the fuel diffusion chamber 36 at positions radially outward from the outlet hole 7. Therefore, the outlet hole 7 and each fuel injection hole 11 communicate with each other through the fuel diffusion chamber 36.
  • the inner peripheral surface 7 A of the outlet hole 7 is formed along the inner peripheral curved surface of the virtual torus T so as to be continuous with the bottom surface of the fuel collecting recess 35 and the ceiling surface of the fuel diffusion chamber 36.
  • the virtual torus T is located on a bisector L at an angle formed by the center To of the circular bus Ta and the bottom surface of the funnel-shaped fuel collecting recess 35 and the ceiling surface of the fuel diffusion chamber 36.
  • a plurality of conical surfaces 7a, 7b with different cone angles in contact with the inner peripheral curved surface of this virtual torus are connected, or a plurality of conical surfaces 7a, 7b with different cone angles are set
  • the inner peripheral surface 7A of the outlet hole 7 is formed by connecting the cylindrical surface 7c located at the portion.
  • the flow is reversed at the outlet hole 7, moves to the fuel diffusion chamber 36, diffuses outward in the radial direction, and is injected from the plurality of fuel injection holes 11, 11,... Of the injector plate 10.
  • a plurality of spray forms F, F... are formed.
  • the inner peripheral surface 7A of the outlet hole 7 is formed on the inner peripheral curved surface of the virtual torus T so as to be continuous with the bottom surface of the fuel collecting recess 35 and the ceiling surface of the fuel diffusion chamber 36. Therefore, the reversal of the fuel flow in the outlet hole 7 is guided very smoothly by the inner peripheral surface 7A, and the generation of a vortex inside the flow can be prevented. As a result, it is possible to reduce the fuel pressure loss, promote the atomization of the injected fuel, and stabilize the spray form F without reducing the fuel injection amount from each fuel injection hole 11. This can contribute to improved fuel efficiency and output performance of the engine.
  • the virtual torus T is such that the center To of the circular bus Ta is located on a bisector L at an angle formed between the bottom surface of the funnel-shaped fuel collecting recess 35 and the ceiling surface of the fuel diffusion chamber 36. Therefore, the connection between the bottom surface of the fuel collecting recess 35 and the ceiling surface of the fuel diffusion chamber 36 and the inner peripheral surface of the outlet hole 7 can be made smooth, and the flow of fuel in the outlet hole 7 is reversed. Can be made smoother and the generation of vortices inside the flow can be reliably prevented.
  • the inner peripheral surface 7A of the outlet hole 7 is formed by connecting a plurality of conical surfaces 7a and 7b having different conical angles in contact with the inner peripheral side curved surface of the virtual torus T, or a plurality of conical surfaces having different conical angles.
  • the inner peripheral surface 7A of the outlet hole 7 along the inner peripheral curved surface of the virtual torus T is cut by cutting or the like. It can be processed relatively easily.
  • the seat portion 16a of the valve portion 16 of the valve body 18, which is seated on the conical valve seat 8, is formed in a spherical band shape. The state can be secured. Further, following the seat 16a, the tip 16b of the valve portion 16 facing the fuel collecting recess 35 and the outlet hole 7 is formed in a protruding conical shape, so that the fuel collecting recess 35 and the outlet hole 7 are formed by the tip 16b. In addition to reducing the dead volume at the center of the fuel cell, the rectification effect is exerted to promote the fuel collection from the fuel collecting recess 35 to the outlet hole 7, and the fuel pressure drop Loss can be reduced.
  • the height t of the fuel diffusion chamber 36 is set to 1Z2 or less of the radius!: Of the circular bus Ta of the virtual torus T, the fuel diffusion speed in the fuel diffusion chamber 36 is increased. The separation of the fuel at the opening edge of each fuel injection hole 11 is promoted, and the fineness of the injected fuel can be effectively reduced. Further, after the fuel injection, the residual fuel in the fuel diffusion chamber 36 is surely formed by the capillary phenomenon. This can prevent fuel dripping from each fuel injection hole 11 and contribute to reduction of emissions. In particular, if the height t of the fuel diffusion chamber 36 is set to 20 to L: 10 m or less, the dead volume of the fuel diffusion chamber 36 can be reduced and the above effect can be enhanced. In this case, it becomes difficult to secure the required amount of injected fuel due to an increase in flow path resistance.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

　弁座部材（３）の弁座（８）及び出口孔（７）間に，弁座（８）を通過した燃料を集合させて出口孔（７）に誘導する漏斗状の燃料集合凹部（３５）を設ける一方，弁座部材（３）及びインジェクタプレート（１０）の対向面間に，出口孔（７）を通過した燃料を半径方向外方に拡散させて複数の燃料噴孔（１１）に誘導する偏平な燃料拡散室（３６）を設けた燃料噴射弁において，出口孔（７）の内周面（７Ａ）を，これが燃料集合凹部（３５）の底面及び燃料拡散室（３６）の天井面に連続するよう，仮想トーラス（Ｔ）の内周側曲面に沿って形成した。これにより、弁座部材の出口孔での燃料の反転時の渦の発生を防いで燃料の圧力損失を少なくし，噴射燃料の減少抑制，噴射燃料の微粒化促進及び噴霧フォームの安定化を可能にする。

Description

明 細 書
燃料噴射弁
技術分野
[0001] 本発明は，主として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
,弁座及びその中心部を貫く出口孔を一端部に有する弁座部材と，この弁座部材に 収容されて前記弁座に対し開閉動作する弁体と，弁座部材の一端面に接合され，出 ロ孔から半径方向外方に離れて配置される複数の燃料噴孔を有するインジエタタブ レートとを備えてなり，弁座及び出口孔間に，弁座を通過した燃料を集合させて出口 孔に誘導する漏斗状の燃料集合凹部を設ける一方，弁座部材及びインジヱクタプレ ートの対向面間に，出口孔を通過した燃料を半径方向外方に拡散させて複数の燃 料噴孔に誘導する偏平な燃料拡散室を設けたもの、改良に関する。
背景技術
[0002] 力 Aる燃料噴射弁は，下記特許文献 1に開示されるように既に知られている。
特許文献 1 :日本特開 2000— 97129号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 力ゝ る燃料噴射弁では，弁体の開弁時，弁座を通過した燃料は，燃料集合凹部に より出口孔に誘導され，出口孔から燃料拡散室へ流れを反転させ，半径方向外方へ 拡散してインジェクタプレートの複数の燃料噴孔カも噴射され，噴霧フォームを形成 する。
[0004] ところで，従来の燃料噴射弁では，出口孔の内周面が円筒状になっていて，燃料 集合凹部の底面と出口孔の内周面との間，並びに出口孔の内周面と燃料拡散室の 天井面との間には，直角若しくはそれに近い角度の角が形成されるため，燃料の流 れが出口孔で反転するとき，反転する内側に多数の渦が発生し，このような渦は，燃 料の圧力損失を大きくして噴射量を減少させたり，燃料噴孔カゝらの噴射燃料の微粒 化を妨げたり，噴霧フォームの方向や形状を不安定にさせる等の原因となる。
[0005] 本発明は，力 Aる事情に鑑みてなされたもので，出口孔での燃料の反転時の渦の 発生を防いで燃料の圧力損失を少なくし，噴射燃料の減少抑制，噴射燃料の微粒 化促進及び噴霧フォームの安定ィ匕を可能にした前記燃料噴射弁を提供することを目 的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するために，本発明は，弁座及びその中心部を貫く出口孔を一端 部に有する弁座部材と，この弁座部材に収容されて前記弁座に対し開閉動作する弁 体と，弁座部材の一端面に接合され，出口孔力 半径方向外方に離れて配置される 複数の燃料噴孔を有するインジェクタプレートとを備えてなり，弁座及び出口孔間に ,弁座を通過した燃料^^合させて出口孔に誘導する漏斗状の燃料集合凹部を設 ける一方，弁座部材及びインジェクタプレートの対向面間に，出口孔を通過した燃料 を半径方向外方に拡散させて複数の燃料噴孔に誘導する偏平な燃料拡散室を設け た燃料噴射弁において，前記出口孔の内周面を，これが燃料集合凹部の底面及び 燃料拡散室の天井面に連続するよう，仮想トーラスの内周側曲面に沿って形成した ことを第 1の特徴とする。
[0007] また本発明は，第 1の特徴に加えて，前記仮想トーラスを，その円形母線の中心が 前記燃料集合凹部の底面と前記燃料拡散室の天井面とのなす角の二等分線上に 位置するように設定したことを第 2の特徴とする。
[0008] さらに本発明は，第 1の特徴に加えて，前記燃料拡散室の高さを，前記仮想トーラ スの円形母線の半径の 1Z2以下に設定したことを第 3の特徴とする。
[0009] さらにまた本発明は，第 1〜第 3の特徴の何れかに加えて，前記弁体の，前記弁座 に着座する着座部を球帯状に，前記燃料集合凹部カゝら出口孔にかけて臨む先端部 を突出した円錐状にそれぞれ形成したことを第 4の特徴とする。
[0010] さらにまた本発明は，第 1〜第 4の特徴の何れかにカ卩えて，前記出口孔の内周面を ,それぞれ前記仮想トーラスの内周側曲面に接する，円錐角度を異にする複数の円 錐面を連ねて，又は円錐角度を異にする複数の円錐面と，それらの中間位置する円 筒面を連ねて構成したことを第 5の特徴とする。
発明の効果
[0011] 本発明の第 1の特徴によれば，弁座部材の出口孔の内周面を，これが燃料集合凹 部の底面及び燃料拡散室の天井面に連続するように，仮想トーラスの内周側曲面に 沿って形成したので，出口孔内での燃料の流れの反転は，該内周面により極めてス ムーズに誘導され，その流れの内側での渦の発生を防ぎ，これにより燃料の圧力損 失を少なくし，インジェクタプレートの各燃料噴孔からの燃料噴射量の減少を伴うこと なく，噴射燃料の微粒化の促進と，噴霧フォームの安定ィ匕を図ることができ，エンジン の低燃費性と出力性能の向上に寄与し得る。
[0012] また本発明の第 2の特徴によれば，前記仮想トーラスを，その円形母線の中心が漏 斗状の燃料集合凹部の底面と燃料拡散室の天井面とのなす角の二等分線上に位 置するように設定したことで，燃料集合凹部の底面及び燃料拡散室の天井面と出口 孔の内周面との繋ぎを滑らかにすることができ，出口孔内での燃料の流れの反転を よりスムーズにして，その流れの内側での渦の発生を確実に防ぐことができる。
[0013] さらに本発明の第 3の特徴によれば燃料拡散室の高さを，前記仮想トーラスの円形 母線の半径の 1Z2以下に設定することで，燃料拡散室での燃料の拡散速度を高め て，各燃料噴孔の開口縁での燃料の剥離を促進し，噴射燃料の微粒ィ匕を効果的に 図ることができ，しカゝも燃料噴射後は，毛細管現象により燃料拡散室に残留燃料を確 実に保持することができて，燃料噴孔カもの燃料垂れを防ぎ，ェミッションの低減に 寄与し得る。
[0014] さらにまた本発明の第 4の特徴によれば，球帯状の着座部に続いて，燃料集合凹 部及び出口孔に臨む弁部の先端部を突出した円錐状に形成したので，この先端部 により燃料集合凹部及び出口孔の中心部のデッドボリュームを削減すると共に，整流 効果を発揮して燃料集合凹部カゝら出口孔への燃料の集合誘導を促進し，燃料の圧 力損失の低減を図ることができる。
[0015] さらにまた本発明の第 5の特徴によれば，前記出口孔の内周面を，仮想トーラスの 内周側曲面に接する円錐角度を異にした複数の円錐面を連ね，又は円錐角度を異 にした複数の円錐面とそれらの中間部に位置する円筒面とを連ねることにより構成し たので，仮想トーラスの内周側曲面に沿った内周面を切削等により比較的容易にカロ ェすることができる。
図面の簡単な説明 [0016] [図 1]図 1は本発明の実施例に係る内燃機関用電磁式燃料噴射弁の縦断面図であ る。（第 1実施例）
[図 2]図 2は図 1の 2部拡大図である。（第 1実施例）
[図 3]図 3は図 2の 3部を開弁状態で示す拡大図である。（第 1実施例）
符号の説明
[0017] I 燃料噴射弁
T 仮想トーラス
Ta--- '仮想トーラスの円形母線
To · · · ·上記円形母線の中心
r 上記円形母線の中心の半径
3 弁座部材
7 出口孔
7Α····出口孔の内周面
7a, 7b—上記内周面の一部を構成する円錐面
7c 上記内周面の一部を構成する円筒面
8 弁座
18····弁体
35····燃料集合凹部
36····燃料拡散室
発明を実施するための最良の形態
[0018] 本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下 に説明する。
実施例 1
[0019] 図 1〜図 3を参照しながら本発明の実施例について説明すると、先ず，図 1及び図 2において，内燃機関用電磁式燃料噴射弁 Iの弁ハウジング 2は，前端に弁座 8を有 する円筒状の弁座部材 3と，この弁座部材 3の後端部に同軸に結合される磁性円筒 体 4と，この磁性円筒体 4の後端に同軸に結合される非磁性円筒体 6とで構成される [0020] 弁座部材 3は，その外周面力も環状肩部 3bを存して磁性円筒体 4側に突出する連 結筒部 3aを後端部に有しており，この連結筒部 3aを磁性円筒体 4の前端部内周面 に圧入して，磁性円筒体 4の前端面を環状肩部 3bに当接させることにより，弁座部材 3及び磁性円筒体 4は互いに同軸且つ液密に結合される。磁性円筒体 4及び非磁性 円筒体 6は，対向端面を突き合わせて全周に亙りレーザビーム溶接により互いに同 軸且つ液密に結合される。
[0021] 弁座部材 3は，円筒状のガイド孔 9と，このガイド孔 9の前端に連なる円錐状の弁座 8と，この弁座 8の中心部を貫通する出口孔 7とを備えている。弁座部材 3の前端面に は，上記出口孔 7と連通する複数の燃料噴孔 11を有する鋼板製のインジェクタプレ ート 10が液密に全周溶接される。
[0022] 非磁性円筒体 6の内周面には，その後端側力も中空円筒状の固定コア 5が液密に 圧入固定される。その際，非磁性円筒体 6の前端部には，固定コア 5と嵌合しない部 分が残され，その部分力 弁座部材 3に至る弁ハウジング 2内に弁組立体 Vが収容さ れる。
[0023] 弁組立体 Vは，前記弁座 8に対して開閉動作する弁部 16及びそれを支持する弁杆 部 17からなる弁体 18と，弁杆部 17に連結され，磁性円筒体 4力も非磁性円筒体 6に 跨がって，それらに挿入されて固定コア 5に同軸で対置される可動コア 12と力もなつ ている。弁杆部 17は，前記ガイド孔 9より小径に形成されており，その外周には，半 径方向外方に突出して，前記ガイド孔 9の内周面に摺動可能に支承される前後一対 のジャーナノレ咅 17a, 17aカ 体に形成される。その際，両ジャーナノレ咅 17a, 17a は，両者の軸方向間隔を極力あけて配置される。
[0024] 弁組立体 Vには，可動コア 12の後端面から弁部 16の手前で終わる縦孔 19と，この 縦孔 19を，可動コア 12外周面に連通する複数の第 1横孔 20aと，同縦孔 19を両ジャ 一ナル部 17a, 17a間の弁杆部 17外周面に連通する複数の第 2横孔 20bと，同縦孔 19を弁部 16外周面に連通する複数の第 3横孔 20cとが設けられる。その際，縦孔 1 9の途中には，固定コア 5側を向いた環状のばね座 24が形成される。
[0025] 固定コア 5は，可動コア 12の縦孔 19と連通する縦孔 21を有し，この縦孔 21に内部 が連通する燃料入口筒 26が固定コア 5の後端に一体に連設される。燃料入口筒 26 は，固定コア 5の後端に連なる縮径部 26aと，それに続く拡径部 26bとからなっており ,その縮径部 26aから縦孔 21に嵌挿されてカゝしめ固定されるパイプ状のリテーナ 23 と前記ばね座 24との間に可動コア 12を弁体 18の閉弁側に付勢する弁ばね 22が縮 設される。その際，リテーナ 23の縦孔 21への嵌合深さにより弁ばね 22のセット荷重 が調整され，その調整後は縮径部 26aの外周壁を部分的に内方へ力しめることでリ テーナ 23は縮径部 26aに固定される。拡径部 26bには燃料フィルタ 27が装着される
[0026] 固定コア 5はフェライト系の高硬度磁性材製とされる。一方，可動コア 12には，固定 コア 5の吸引面と対向する吸引面に，前記弁ばね 22を囲繞するカラー状のストッパ要 素 14が埋設される。このストツバ要素 14は，その外端を可動コア 12の吸引面力も僅 かに突出させていて，通常，弁体 18の開弁ストロークに相当する間隙を存して固定コ ァ 5の吸引面と対置される。
[0027] 弁ハウジング 2の外周には，固定コア 5及び可動コア 12に対応してコイル組立体 28 が嵌装される。このコイル組立体 28は，磁性円筒体 4の後端部から非磁性円筒体 6 全体にかけてそれらの外周面に嵌合するボビン 29と，これに卷装されるコイル 30と からなつており，このコイル組立体 28を囲繞するコイルノヽウジング 31の前端が磁性円 筒体 4の外周面に溶接され，その後端には，固定コア 5の後端部外周からフランジ状 に突出するヨーク 5bの外周面に溶接される。コイルノヽウジング 31は円筒状をなし，且 つ一側に軸方向に延びるスリット 31aが形成されている。
[0028] 上記コイルハウジング 31,コイル組立体 28,固定コア 5及び燃料入口筒 26の前半 部は，射出成形による合成樹脂製の被覆体 32に埋封される。その際，コイルハウジ ング 31内への被覆体 32の充填はスリット 3 laを通して行われる。また被覆体 32の中 間部には，前記コイル 30に連なる接続端子 33を収容する備えた力ブラ 34がー体に 連設される。
[0029] さて，図 2及び図 3を参照しながら前記弁座 8及び弁部 16周りの構造を詳細に説明 する。
[0030] 弁座部材 3の弁座 8は円錐状に形成され，この弁座 8と出口孔 7との間には，弁座 8 を通過した燃料を集合させて出口孔 7に誘導する漏斗状の燃料集合凹部 35が形成 される。
[0031] 一方，弁体 18の弁部 16には，上記弁座 8に着座する球帯状の着座部 16aと，燃料 集合凹部 35から出口孔 7にかけて臨む突出した円錐状の先端部 16bとが設けられる 。球帯状の着座部 16aは，弁体 18の軸線上に中心を持っている。
[0032] また弁座部材 3とインジェクタプレート 10との対向面間には，出口孔 7のから半径方 向外方に広がっていて出口孔 7を通過した燃料を半径方向外方に拡散させる偏平な 燃料拡散室 36が形成される。この燃料拡散室 36は，図示例では弁座部材 3の前端 面に凹部として形成される。インジェクタプレート 10には，出口孔 7から半径方向外方 へ離れた位置で燃料拡散室 36に開口する複数の燃料噴孔 11, 11…が穿設される 。したがって，出口孔 7及び各燃料噴孔 11間は燃料拡散室 36を介して連通される。
[0033] さらに出口孔 7の内周面 7Aは，燃料集合凹部 35の底面及び燃料拡散室 36の天 井面に連続するように，仮想トーラス Tの内周側曲面に沿って形成される。具体的に は，仮想トーラス Tは，その円形母線 Taの中心 Toが漏斗状の燃料集合凹部 35の底 面と燃料拡散室 36の天井面とのなす角の二等分線 L上に位置するように設定され， この仮想トーラス丁の内周側曲面に接する円錐角度を異にした複数の円錐面 7a, 7b を連ね，又は円錐角度を異にした複数の円錐面 7a, 7bとそれらの中間部に位置す る円筒面 7cとを連ねることにより出口孔 7の内周面 7Aは構成される。
[0034] 燃料拡散室 36の高さ tは，前記仮想トーラス Tの円形母線 Taの半径 rの 1Z2以下 に設定され，且つ望ましくは t = 20〜 110 mと設定される。
[0035] 次に，この実施例の作用について説明する。
[0036] 図 1及び図 2に示すように，コイル 30を消磁した状態では，弁ばね 22の付勢力で弁 組立体 Vは前方に押圧され，弁体 18を弁座 8に着座させている。したがって，図示し ない燃料ポンプから燃料入口筒 26に圧送された燃料は，パイプ状のリテーナ 23内 部，弁組立体 Vの縦孔 19及び第 1〜第 3横孔 20a〜20cを通して弁座部材 3内に待 機させられ，弁体 18のジャーナル部 17a, 17a周りの潤滑に供される。
[0037] コイル 30を通電により励磁すると，それにより生ずる磁束が固定コア 5,コイルハウ ジング 31,磁性円筒体 4及び可動コア 12を順次走り，その磁力により弁組立体 Vの 可動コア 12が弁ばね 22のセット荷重に抗して固定コア 5に吸引され，図 3に示すよう に弁体 18の弁部 16が弁座部材 3の弁座 8から離座するので，弁座部材 3内の高圧 燃料は，弁座 8を通過した後，燃料集合凹部 35により出口孔 7へ集合誘導され，出 ロ孔 7で流れを反転させて，燃料拡散室 36に移り，半径方向外方へ拡散してインジ ェクタプレート 10の複数の燃料噴孔 11, 11· ··から噴射し，複数の噴霧フォーム F, F …を形成していく。
[0038] ところで，出口孔 7の内周面 7Aは，前述のように，燃料集合凹部 35の底面及び燃 料拡散室 36の天井面に連続するように，仮想トーラス Tの内周側曲面に沿って形成 されるので，出口孔 7内での燃料の流れの反転は，該内周面 7Aにより極めてスムー ズに誘導され，その流れの内側での渦の発生を防ぐことができる。その結果，燃料の 圧力損失を少なくし，各燃料噴孔 11からの燃料噴射量の減少を伴うことなく，噴射燃 料の微粒化の促進と，噴霧フォーム Fの安定ィ匕を図ることができ，エンジンの低燃費 性と出力性能の向上に寄与し得る。
[0039] 特に，仮想トーラス Tは，その円形母線 Taの中心 Toが漏斗状の燃料集合凹部 35 の底面と燃料拡散室 36の天井面とのなす角の二等分線 L上に位置するように設定さ れるので，燃料集合凹部 35の底面及び燃料拡散室 36の天井面と出口孔 7の内周 面との繋ぎを滑らかにすることができ，出口孔 7内での燃料の流れの反転をよりスム ーズにして，その流れの内側での渦の発生を確実に防ぐことができる。
[0040] また出口孔 7の内周面 7Aを，仮想トーラス Tの内周側曲面に接する円錐角度を異 にした複数の円錐面 7a, 7bを連ね，又は円錐角度を異にした複数の円錐面 7a, 7b とそれらの中間部に位置する円筒面 7cとを連ねることにより構成する場合には，出口 孔 7の，仮想トーラス Tの内周側曲面に沿った内周面 7Aを切削等により比較的容易 に加工することができる。
[0041] 一方，弁体 18の弁部 16の，円錐状弁座 8に着座する着座部 16aは球帯状に形成 されるので，弁座 8に対し自動調心されて，常に良好な閉弁状態を確保することがで きる。さらにこの着座部 16aに続いて，燃料集合凹部 35及び出口孔 7に臨む弁部 16 の先端部 16bは突出した円錐状に形成されるので，この先端部 16bにより燃料集合 凹部 35及び出口孔 7の中心部のデッドボリュームを削減すると共に，整流効果を発 揮して燃料集合凹部 35から出口孔 7への燃料の集合誘導を促進し，燃料の圧力損 失の低減を図ることができる。
[0042] また燃料拡散室 36の高さ tを，前記仮想トーラス Tの円形母線 Taの半径!:の 1Z2以 下に設定することで，燃料拡散室 36での燃料の拡散速度を高めて，各燃料噴孔 11 の開口縁での燃料の剥離を促進し，噴射燃料の微粒ィ匕を効果的に図ることができ， しかも燃料噴射後は，毛細管現象により燃料拡散室 36に残留燃料を確実に保持す ることができて，各燃料噴孔 11からの燃料垂れを防ぎ，ェミッションの低減に寄与し 得る。特に，燃料拡散室 36の高さ tを 20〜： L 10 m以下に設定すれば，燃料拡散室 36のデッドボリュームを削減して，上記効果を高めることができ，また tが 20 /z m以下 では，流路抵抗の増加により噴射燃料の必要量の確保が困難となる。
[0043] 本発明は上記実施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。

Claims

請求の範囲
[1] 弁座 (8)及びその中心部を貫く出口孔 (7)を一端部に有する弁座部材 (3)と，この 弁座部材 (3)に収容されて前記弁座 (8)に対し開閉動作する弁体（18)と，弁座部材 (3)の一端面に接合され，出口孔（7)から半径方向外方に離れて配置される複数の 燃料噴孔（11)を有するインジェクタプレート（10)とを備えてなり ,弁座 (8)及び出口 孔 (7)間に，弁座 (8)を通過した燃料を集合させて出ロ孔 (7)に誘導する漏斗状の 燃料集合凹部（35)を設ける一方，弁座部材 (3)及びインジヱクタプレート（10)の対 向面間に，出口孔 (7)を通過した燃料を半径方向外方に拡散させて複数の燃料噴 孔（11)に誘導する偏平な燃料拡散室 (36)を設けた燃料噴射弁にぉ ヽて， 前記出口孔 (7)の内周面 (7A)を，これが燃料集合凹部（35)の底面及び燃料拡 散室（36)の天井面に連続するよう，仮想トーラス (T)の内周側曲面に沿って形成し たことを特徴とする燃料噴射弁。
[2] 請求項 1記載の燃料噴射弁において，
前記仮想トーラス (T)を，その円形母線 (Ta)の中心 (To)が前記燃料集合凹部（3 5)の底面と前記燃料拡散室 (36)の天井面とのなす角（ Θ )の二等分線 (L)上に位 置するように設定したことを特徴とする燃料噴射弁。
[3] 請求項 1又は 2記載の燃料噴射弁において，
前記燃料拡散室 (36)の高さ (t)を，前記仮想トーラス (T)の円形母線 (Ta)の半径 (r)の 1Z2以下に設定したことを特徴とする燃料噴射弁。
[4] 請求項 1〜3の何れかに記載の燃料噴射弁において，
前記弁体（18)の，前記弁座 (8)に着座する着座部（16a)を球帯状に，前記燃料 集合凹部（35)力 出口孔（7)にかけて臨む先端部（16b)を突出した円錐状にそれ ぞれ形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
[5] 請求項 1〜4の何れかに記載の燃料噴射弁にぉ 、て，
前記出口孔（7)の内周面（7A)を，それぞれ前記仮想トーラス (T)の内周側曲面に 接する，円錐角度を異にする複数の円錐面（7a, 7b)を連ねて，又は円錐角度を異 にする複数の円錐面（7a, 7b)と，それらの中間位置する円筒面（7c)を連ねて構成 したことを特徴とする燃料噴射弁。
cs90io/soozdf/i3d 11 /sooz OAV
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