WO2015037324A1

WO2015037324A1 - 燃料噴射弁

Info

Publication number: WO2015037324A1
Application number: PCT/JP2014/068660
Authority: WO
Inventors: 貴博齋藤; 小林　信章; 洋史大野; 昭宏山崎; 一樹吉村
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2015-03-19
Also published as: JP2015055158A; JP5997116B2

Abstract

　開閉弁方向に駆動される弁体１７と、弁体１７が離接する弁座１５ｂと、弁座１５ｂに対して燃料の流れ方向下流側に形成され径方向の燃料流れを形成する燃料室５３と、燃料室５３に開口する複数の噴射孔５６とを備えた燃料噴射弁において、燃料室５３の径方向中央部に開口し燃料室５３と燃料室５３の上流側とを連通する第１の連通孔５４と、噴射孔５６の入口開口面の半径方向位置よりも外側で燃料室５３に開口し燃料室５３と燃料室５３の上流側とを連通する第２の連通孔５５とを備える。

Description

燃料噴射弁

　本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

　本技術分野の背景技術として、特開２００４－３５１９号公報（特許文献１）に記載された流体噴射ノズル（燃料噴射弁）が知られている。特許文献１に記載された流体噴射ノズルでは、弁ボディの燃料噴射側端部に凹部が形成され、噴射プレートに沿って平行で平坦な円板状の燃料室が凹部と噴射プレートとの間に形成されている。噴射プレートには同一円周上に４個の噴孔が形成され、燃料室は噴孔の燃料上流側直上に噴孔周囲の所定範囲に広がって形成されている。噴孔は燃料噴射方向に向け噴孔プレートの中心軸から離れるように同一径で形成されている。各噴孔の燃料入口は凹部の底面に覆われており、噴孔プレートと凹部の底面とによって形成される外側燃料室に開口している（要約参照）。

　この流体噴射ノズルでは、弁座面に沿って噴孔プレートに向けて流れる燃料は、噴孔プレートに衝突した後、燃料室を径方向外側に向かう流れを作る。この流れは凹部（燃料室）の内周壁と衝突して流れ方向を変え、燃料室の中心（径方向内側）に向かう流れを作る。そして、径方向外側に向かう流れと凹部内周壁に衝突して燃料室の中心に向かう流れとが、各噴孔の燃料入口直上で均等に衝突して各噴孔に流入するため、各噴孔から噴射される液柱に乱れが生じ、微粒化を促進する（段落００２４参照）。

特開２００４－３５１９号公報

　特許文献１の流体噴射ノズルでは、凹部内周壁に衝突して燃料室の中心に向かう流れの方が、径方向外側に向かって噴孔の燃料入口に直接到達する流れに対して、長い距離を移動することになり、燃料入口への到達が遅れる。このため、両燃料流れの衝突により微粒化された燃料が噴射されるまでも間に時間がかかる。言い換えれば、噴孔から燃料が噴射される初期においては、両燃料流れの衝突による微粒化効果が得られないことになる。

　本発明の目的は、径方向内側に向かう流れと径方向外側に向かう流れの衝突時期を早め、噴射燃料の微粒化性能を高めた燃料噴射弁を提供することにある。

　上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射弁は、噴射孔（噴孔）の燃料入口（入口開口面）の径方向位置に対して、径方向内側から燃料室に燃料を供給する第１の燃料供給路と、径方向外側から燃料室に燃料を供給する第２の燃料供給路とを設ける。

　本発明によれば、第２の燃料供給路から径方向内側に向かう流れを形成することにより、径方向内側に向かう流れと径方向外側に向かう流れとの衝突時期を早めることができ、噴射燃料の微粒化性能を高めた燃料噴射弁を提供することができる。

燃料噴射弁１の中心軸線１ａに沿う断面を示す断面図である。弁部７及び噴射部２１を拡大して示す断面図である。図２Ａに示す噴射部２１を矢印IIB方向から見た外観図である。中間プレート２１ａの先端側端面を示す平面図（図２ＡのIIIA－IIIA矢視図）である。中間プレート２１ａの基端側端面を示す平面図（図２ＡのIIIB－IIIB矢視図）である。噴射孔プレート２１ｂの基端側端面を示す平面図（図２ＡのIV－IV矢視図）である。図２Ｂの代案図を示す図であり、２Ａに示す噴射部２１を矢印IIB方向から見た外観図（平面図）である。弁部７及び噴射部２１を拡大して示す断面図である。燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。

　本発明の一実施例について、図１乃至図７を用いて説明する。

　図１を参照して、燃料噴射弁１の全体構成について説明する。図１は、燃料噴射弁１の弁軸心（中心軸線）１ａに沿う断面（縦断面）を示す断面図である。中心軸線１ａは、後述する弁体１７が一体に設けられた可動子２７の軸心に一致し、後述する筒状体５の中心軸線に一致している。

　燃料噴射弁１には、金属材製の筒状体５によって、その内側に燃料流路３がほぼ中心軸線１ａに沿うように構成されている。筒状体５は、磁性を有するステンレス等の金属素材を用い、深絞り加工等のプレス加工により中心軸線１ａに沿う方向に段付きの形状に形成されている。これにより、筒状体５は、一端側５ａの径が他端側５ｂの径に対して大きくなっている。なお、図１においては、一端側に形成された大径部５ａが、他端側に形成された小径部５ｂの上側になるように描いてある。

　この図１において、上端部（上端側）を基端部（基端側）と呼び、下端部（下端側）を先端部（先端側）と呼ぶことにする。或いは、上端部（上端側）又は下端部（下端側）と呼ぶ場合もあるが、これは図１を基準とするものであって、燃料噴射弁１の内燃機関への搭載時における上下方向とは関係がない。

　筒状体５の基端部には燃料供給口２が設けられ、この燃料供給口２に、燃料に混入した異物を取り除くための燃料フィルタ１３が取り付けられている。燃料フィルタ１３は、筒状の芯金１３ａと、樹脂材料製のフレーム１３ｂと、メッシュ状のフィルタ本体１３ｃとで構成されている。フレーム１３ｂの樹脂材料は、例えば、ナイロン、フッ素樹脂等であり、芯金１３ａと一体に成形されている。フィルタ本体１３ｃはフレーム１３ｂに取り付けられ、芯金１３ａが筒状体５の大径部５ａの内側に圧入されることにより、筒状体５の基端部に固定されている。

　筒状体５の基端部は径方向外側に向けて拡径するように曲げられた曲がり部（拡径部）５ｄが形成され、曲がり部５ｄとカバー４７の基端側端部４７ａとで形成される環状凹部（環状溝部）にＯリング１１が配設されている。

　筒状体５の先端部には、弁体１７と弁座部材１５とからなる弁部７が構成されている。弁座部材１５は、弁体１７を収容する段付きの弁体用孔１５ａを有し、弁体用孔１５ａの途中に形成された円錐面上に弁座１５ｂが構成され、この弁座１５ｂの上流側（基端側）に弁体１７を中心軸線１ａに沿う方向に案内するガイド面１５ｃが形成されている。なお、ガイド面１５ｃの上流側には、上流側に向かって拡径する拡径部１５ｄが形成されている。拡径部１５ｄは弁体１７の組付けを容易にすると共に、燃料通路断面を拡大するのに役立っている。

　弁座部材１５は、筒状体５の先端側内側に挿入され、レーザ溶接により筒状体５に固定されている。レーザ溶接１９は、筒状体５の外周側から全周に亘って実施されている。弁体用孔１５ａは弁座部材１５を中心軸線１ａに沿う方向に貫通しており、中間プレート２１ａ（図２Ａ参照）と噴射孔プレート２１ｂ（図２Ａ参照）とが積層されて構成された噴射部２１が、弁体用孔１５ａによる先端側の開口を塞ぐように、弁座部材１５の先端側端面に取り付けられている。噴射部２１は、中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとを積層した状態で、弁座部材１５に対してレーザ溶接することにより、固定されている。レーザ溶接部２３は、噴射孔２２が形成された噴射孔形成領域を取り囲むようにして、この噴射孔形成領域の周囲を一周している。なお、弁座部材１５は、筒状体５の先端側内側に圧入した上で、レーザ溶接により筒状体５に固定してもよい。

　本実施例では、弁体１７は、球状を成すボール弁を用いている。このため、弁体１７におけるガイド面１５ｃと当接する部位には、周方向に間隔を置いて複数の切欠き面１７ａが設けられ、この切欠き面１７ａによって燃料流路が構成されている。ボール弁以外で弁体１７を構成することも可能である。例えば、特許文献１に記載されているような、燃料噴射側端面が平面状に形成されたノズルニードルを用いてもよい。

　筒状体５の中間部には弁体１７を駆動するための駆動部９が配置されている。駆動部９は電磁アクチュエータで構成されている。具体的には、駆動部９は、筒状体５の内部（内周側）に固定された固定鉄心２５と、筒状体５の内部において固定鉄心２５に対して先端側に配置され、中心軸線１ａに沿う方向に移動可能な可動子（可動部材）２７と、固定鉄心２５と可動鉄心２７とが微小ギャップδを介して対向する位置で筒状体５の外周側に外挿された電磁コイル２９と、電磁コイル２９の外周側で電磁コイル２９を覆うヨーク３３とによって構成されている。可動子２７に構成された可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とヨーク３３とは、電磁コイル２９に通電することにより生じた磁束が流れる閉磁路を構成する。磁束は微小ギャップδを通過するが、微小ギャップδの部分で筒状体５を流れる漏れ磁束を低減するため、筒状体５の微小ギャップδに対応する位置に、磁気絞り５ｃが設けられている。この磁気絞りは、筒状体５に対する非磁性化処理、或いは筒状体５の外周面に形成した環状凹部によって構成することができる。

　電磁コイル２９は、樹脂材料で筒状に形成されたボビン３１に巻回され、筒状体５の外周側に外挿されている。電磁コイル２９はコネクタ４１に設けられたコネクタピン４３に配線部材４５を介して電気的に接続されている。コネクタ４１には図示しない駆動回路が接続され、コネクタピン４３及び配線部材４５を介して、電磁コイル２９に駆動電流が通電される。

　固定鉄心２５は、磁性金属材料によって作られており、固定鉄心２５は筒状に形成され、中心部を中心軸線１ａに沿う方向に貫通する貫通孔２５ａを有する。固定鉄心２５は、筒状体５の小径部５ｂの基端側に圧入固定され、筒状体５の中間部に位置している。小径部５ｂの基端側に大径部５ａが設けられていることにより、固定鉄心２５の組付けが容易になる。なお、固定鉄心２５は溶接により筒状体５に固定してもよいし、溶接と圧入を併用して筒状体５に固定してもよい。

　可動子２７は、基端側に大径部２７ａが形成されており、この大径部２７ａが固定鉄心２５と対向する可動鉄心２７ａを構成する。可動鉄心２７ａの先端側には小径部２７ｂが形成されており、この小径部２７ｂの先端に弁体１７が溶接により固定されている。この小径部２７ｂは可動鉄心２７ａと弁体１７とを接続する接続部２７ｂを構成する。本実施例では、可動鉄心２７ａと接続部２７ｂとを一体（同一材料からなる一部材）に形成しているが、二つの部材を接合して構成してもよい。本実施例では、弁体１７を可動子２７と別の構成要素としているが、弁体１７を可動子２７の一部に含めてもよい。また、可動鉄心２７ａの外周面が筒状体５の内周面に接触することにより、可動子２７は中心軸線１ａに沿う方向（開閉弁方向）における移動が案内される。可動鉄心２７ａの外周面と筒状体５の内周面との摺動抵抗を低減するように符号２７ｇで示す位置（可動鉄心２７ａの外周面）に周方向に沿って環状の突部を形成してもよい。

　可動鉄心２７ａには、固定鉄心２５と対向する端面に開口する凹部２７ｃが形成されている。凹部２７ｃの底面にはスプリング（コイルばね）３９のばね座となる環状面２７ｅが形成されている。環状面２７ｅの内周側には中心軸線１ａに沿って小径部（接続部）２７ｂの先端側端部まで貫通する貫通孔２７ｆが形成されている。また、小径部２７ｂには側面に開口部２７ｄが形成されている。小径部２７ｂの外周面と筒状体５の内周面との間には背圧室３７が形成されている。貫通孔２７ｆが凹部２７ｃの底面に開口し、開口部２７ｄが小径部２７ｂの外周面に開口することにより、可動子２７の内部に、可動子２７の基端部側と可動子２７の側面部に形成された背圧室３７とを連通する燃料流路３が構成される。

　固定鉄心２５の貫通孔２５ａと可動鉄心２７ａの凹部２７ｃとに跨って、コイルばね３９が圧縮状態で配設されている。コイルばね３９は、可動子２７を、弁体１７が弁座１５ｂに当接する方向（閉弁方向）に付勢する付勢部材として機能している。固定鉄心２５の貫通孔２５ａの内側にはアジャスタ３５が配設されており、コイルばね３９の基端側端部はアジャスタ３５の先端側端面に当接している。中心軸線１ａに沿う方向におけるアジャスタ３５の貫通孔２５ａ内での位置を調整することにより、コイルばね３９による可動子２７（すなわち弁体１７）の付勢力が調整される。

　アジャスタ３５は、中心部を中心軸線１ａに沿う方向に貫通する燃料流路３を有する。燃料は、アジャスタ３５の燃料流路３を流れた後、固定鉄心２５の貫通孔２５ａの先端側部分の燃料流路３に流れ、可動子２７内に構成された燃料流路３に流れる。

　ヨーク３３は、磁性を有する金属材料でできており、燃料噴射弁１のハウジングを兼ねている。ヨーク３３は大径部３３ａと小径部３３ｂとを有する段付きの筒状に形成されている。大径部３３ａは電磁コイル２９の外周を覆って円筒形状を成しており、大径部３３ａの先端側に大径部３３ａよりも小径の小径部３３ｂが形成されている。小径部３３ｂは筒状体５の小径部５ｂの外周に圧入されている。これにより、小径部３３ｂの内周面は筒状体５の外周面に密着するようにして接触している。このとき、小径部３３ｂの内周面の少なくとも一部は、可動鉄心２７ａの外周面と筒状体５を介して対向しており、この対向部分における閉磁路の磁気抵抗を小さくしている。

　ヨーク３３の先端側端部には環状凹部３３ｃが形成されており、環状凹部３３ｃの底面に形成された薄肉部において、ヨーク３３と筒状体５とがレーザ溶接２４により全周に亘って接合されている。ヨーク３３は、その先端側端部が弁座部材１５の基端側端部に対して先端側に位置している。このため、ヨーク３３と弁座部材１５とが中心軸線１ａに沿う方向において重複する範囲に設けられており、筒状部５の先端部を補強している。なお、弁座部材１５のレーザ溶接部１９はヨーク３３の先端側端部よりもさらに先端側に位置しており、弁座部材１５とヨーク３３との組み付け順序に制約が生じないようにしている。

　筒状体５の先端部にはフランジ部４９ａを有する円筒状のプロテクタ４９が外挿され、筒状体５の先端部がプロテクタ４９によって保護されている。プロテクタ４９はヨーク３３のレーザ溶接部２４の上を覆っている。

　プロテクタ４９のフランジ部４９ａと、ヨーク３３の小径部３３ｂと、ヨーク３３の大径部３３ａと小径部３３ｂとの段差面とによって環状溝３４が形成され、環状溝３４にＯリング４６が外挿されている。Ｏリング４６は、燃料噴射弁１が内燃機関に取り付けられる際に、内燃機関側に形成された挿入口１０５ａ（図７参照）の内周面とヨーク３３における小径部３３ｂの外周面との間で液密及び気密を確保するシールとして機能する。

　燃料噴射弁１の中間部から基端側端部の近傍までを、樹脂カバー４７がモールドされて被覆している。樹脂カバー４７の先端側端部はヨーク３３の大径部３３ａの基端側の一部を被覆している。また、樹脂カバー４７は配線部材４５を被覆し、樹脂カバー４７によりコネクタ４１が一体的に形成されている。

　次に、燃料噴射弁１の動作について説明する。

　電磁コイル２９に通電されていない（すなわち駆動電流が流れていない）場合、可動子２７はコイルばね３９により閉弁方向に付勢され、弁体１７が弁座１５ｂに当接（着座）した状態にある。この場合、固定鉄心２５の先端側端面と可動鉄心２７ａの基端側端面との間には、ギャップδが存在する。なお、本実施例では、このギャップδは可動子２７（すなわち弁体１７）のストロークに等しい。

　電磁コイル２９に通電されて駆動電流が流れると、可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とヨーク３３とによって構成される閉磁路に磁束が発生する。この磁束により、ギャップδを挟んで対向する固定鉄心２５と可動鉄心２７ａとの間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が、コイルばね３９による付勢力や、可動子２７に対して閉弁方向に作用する燃料圧力などの合力に打ち勝つと、可動子が開弁方向に移動し始める。弁体１７が弁座１５ｂから離れると弁体１７と弁座１５ｂとの間に隙間（燃料流路）が形成され、燃料の噴射が始まる。本実施例では、可動子２７が開弁方向にギャップδに等しい距離δだけ移動して、可動鉄心２７ａが固定鉄心２５に当接すると、可動鉄心２７ａは開弁方向への移動を止められ、開弁して静止した状態に至る。

　電磁コイル２９に通電を打ち切ると、磁気吸引力が減少し、やがて消失する。この段階で、磁気吸引力がコイルばね３９の付勢力よりも小さくなると、可動子２７が閉弁方向へ移動を開始する。弁体１７が弁座１５ｂに当接すると、弁体１７は弁部７を閉弁して静止した状態に至る。

　なお、可動鉄心２７ａと固定鉄心２５との間に作用するスクイズ力を低減するために、可動鉄心２７ａの固定鉄心２５と対向する端面に突起を設ける場合がある。このような場合は、弁体１７の移動距離（ストローク）はギャップδから突起高さを差し引いた大きさになる。また、可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とが接触する前に、可動子２７の開弁方向への移動を制限するストッパを設ける場合もある。

　次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、弁部７及び噴射部２１について、詳細に説明する。図２Ａは、弁部７及び噴射部２１を拡大して示す断面図である。図２Ｂは、図２Ａに示す噴射部２１を矢印IIB方向から見た外観図（平面図）である。

　噴射部２１は、中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとが中心軸線１ａ方向に積層された２重プレート構造となっている。噴射孔プレート２１ｂは中間プレート２１ａに対して先端側に配置されている。中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとはステンレス等の金属板によって形成されている。また、中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとはほぼ等しい半径を有する円形をしており、それぞれの外周が筒状体５の内周面に当接し、中間プレート２１ａ及び噴射孔プレート２１ｂの外周と筒状体５の内周面との間に隙間が形成されないようにしている。

　弁部７を構成する弁座部材１５の先端側端面には、弁座１５ｂが形成された円錐面の下流側端部（先端側端部）には、中心軸線１ａを中心軸とする半径Ｒａの円筒面（内周面）１５ｅによって形成された貫通孔が接続されている。円筒面１５ｅにより、弁座部材１５の先端側端面に開口面１５ｆが形成される。また、円筒面１５ｅは中間プレート２１ａの上流側に燃料室５１を形成している。噴射孔プレート２１ｂの中央部には、中心軸線１ａ上に中心をもつ半径Ｒｂの範囲に膨出部５２が形成されている。膨出部５２は中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとの間に燃料室５３を形成している。噴射孔プレート２１ｂは膨出部５２の外周側に形成された平坦部（平面部）が中間プレート２１ａに接触しており、この平坦部で中間プレート２１ａとともに弁座部材１５に溶接接合されている。

　中間プレート２１ａの中心軸線１ａが交差する位置を含む中央部には、中間プレート２１ａの上流側の燃料室５１と下流側の燃料室５３とを連通する第１の連通孔５４が形成されている。本実施例では、第１の連通孔５４は、中心軸線１ａ上に中心をもつ半径Ｒｃ（Ｒｃ＜Ｒａ）の円形をしている。第１の連通孔５４の外周側には、中心軸線１ａ上に中心をもつ半径Ｒｄの円周に沿って、中間プレート２１ａを貫通する第２の連通孔５５が形成されている。第１の連通孔５４と第２の連通孔５５とは共に、燃料室５１から燃料室５３に燃料を供給する燃料流路を構成している。

　ここで、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、中間プレート２１ａについて、詳細に説明する。図３Ａは、中間プレート２１ａの先端側端面を示す平面図（図２ＡのIIIA－IIIA矢視図）である。図３Ｂは、中間プレート２１ａの基端側端面を示す平面図（図２ＡのIIIB－IIIB矢視図）である。

　本実施例では、第２の連通孔５５の基端側開口面は、図３Ａに示すように、中間プレート２１ａの基端側端面（上面）上に、中心軸線１ａ上に中心Ｏａをもつ半径Ｒｄの円周Ｌａに沿って形成されている。第２の連通孔５５の先端側開口面は、図３Ｂに示すように、中間プレート２１ａの先端側端面（下面）上に、中心軸線１ａ上に中心Ｏａをもつ半径Ｒｅの円周Ｌｂに沿って形成されている。半径Ｒｅは半径Ｒｄよりも大きく、第２の連通孔５５は、図２Ａに示すように、孔の貫通方向５５ａが中心軸線１ａ及び中間プレート２１ａの各端面に対して傾斜している。第２の連通孔５５の中心軸線１ａに対する傾斜角度をθａとする。

　第２の連通孔５５は噴射孔５６の入口開口面に対して径方向外側から燃料を供給するため、先端側開口面の半径位置Ｒｅを大きくする必要がある。一方、第２の連通孔５５への燃料流入をスムースに行うためには、基端側開口面を弁座部材１５の内周面１５ｅから離して配置することが好ましい。このため、本実施例では、第２の連通孔５５を中心軸線１ａに対して傾斜させ、基端側開口面を先端側開口面よりも中心軸線１ａに近付けて配置している。第２の連通孔５５への燃料流入量を確保できる場合は、第２の連通孔５５の貫通方向５５ａが中心軸線１ａと平行になるようにしてもよい。

　第２の連通孔５５は、中間プレート２１ａの平面上に、２つ形成している。２つの第２の連通孔５５は、図３Ａ及び図３Ｂにおいて、左右対称（前記中心Ｏａに対して点対称）に設けられている。これは、後述するように、本実施例の噴射孔５６が二方向噴霧（二方向に形成される噴霧）を形成するように燃料を噴射するのに適している。第２の連通孔５５は２つに限らず、さらに多くの個数の連通孔に分割してもよいが、複数の噴射孔５６への流量バランスが最適化されるように分割することが好ましい。また、第２の連通孔５５を通じて燃料室５３に流入する燃料を必要量確保できるように、第２の連通孔５５の断面積を決める必要がある。

　次に、噴射孔プレート２１ｂについて説明する。噴射孔プレート２１ｂは、中間プレート２１ａの先端側端面（下面）との間に燃料室５３を形成する膨出部５２を有している。図２Ａに示すように、膨出部５２は中間プレート２１ａとは反対側に突出する球状面として形成されている。膨出部５２が形成された範囲の半径Ｒｂは、円筒面１５ｅの半径Ｒａに等しいか、半径Ｒａよりも大きい。

　ここで、図２Ｂ及び図４を参照して、噴射孔プレート２１ｂについて、詳細に説明する。図４は、噴射孔プレート２１ｂの基端側端面を示す平面図（図２ＡのIV－IV矢視図）であり、図２Ｂに示す面の裏面側を示している。

　膨出部５２には、複数の噴射孔５６（５６－１～５６－６）が形成されている。本実施例では、図４上で、左側に向けて燃料を噴射する３つの噴射孔５６と、右側に燃料を噴射する３つの噴射孔５６を設けている。噴射孔５６の個数については、本実施例の個数（６個）に限定される必要はなく、例えば、４個，８個，１２個、或いはその他の個数にしてもよい。複数の噴射孔５６の入口開口面は、図４に示すように、中心軸線１ａ上に中心Ｏｃをもつ半径Ｒｆの円周Ｌｃに沿って形成されている。一方、複数の噴射孔５６の出口側開口面は、各入口開口面に対して中心線ＣＬａと直交する中心線ＣＬｂに平行に膨出部５２の外周側にずれた位置に配置されている。

　なお、中間プレート２１ａに形成した第２の連通孔５５は、一つの連通孔が円周方向において複数の噴射孔に跨る角度範囲に形成されている。本実施例では、一つの連通孔５５が噴射孔５６－１～５６－３に跨る範囲に開口するように設けられ、もう一つの連通孔５５が噴射孔５６－４～５６－６に跨る範囲に開口するように設けられている。これにより、各連通孔５５と噴射孔５６－１～５６－６との間の距離を短くすることができると共に、径方向内向きで燃料室５３の中心に向かう流れを各噴射孔５６－１～５６－６の入口開口面上に供給することができる。これにより、各噴射孔５６－１～５６－６の入口開口面上で、径方向外向きの流れ（横流れ）Ｆａと径方向内向きの流れ（横流れ）Ｆｂとを正面から効果的に衝突させることができる。ここで、第２の連通孔５５を広い角度範囲に亘って形成すると、中間プレート２１ａの強度（剛性）が弱くなる。そこで、中間プレート２１ａの厚みを噴射孔プレートの厚みに対して厚くすることにより、第２の連通孔５５を広い角度範囲に亘って形成しても、必要な強度を確保することができる。

　中心線ＣＬａよりも左側に配置された噴射孔５６－１～５６－３から噴射される各燃料噴霧の噴射方向５６ａは、中心軸線１ａに直交する平面（例えば図２Ｂ上）に投影した場合、それぞれが左方向を指向し、かつ平行である。一方、中心線ＣＬａよりも右側に配置された噴射孔５６－４～５６－６から噴射される各燃料噴霧の噴射方向５６ａは、中心軸線１ａに直交する平面（例えば図２Ｂ上）に投影した場合、それぞれが右方向を指向し、かつ平行である。噴射孔５６－１～５６－３から噴射される各燃料噴霧と噴射孔５６－４～５６－６から噴射される各燃料噴霧とは、中心線ＣＬａを境として反対方向に噴射される。噴射孔５６－１～５６－３から噴射される各燃料噴霧がまとまって一方向に噴射される燃料噴霧を形成し、噴射孔５６－４～５６－６から噴射される各燃料噴霧がまとまって他方向に噴射される燃料噴霧を形成し、二方向に噴射される燃料噴霧を形成する。

　図２Ｂ及び図４では、二方向に噴射される燃料噴霧を形成する場合の構成を説明したが、一方向に噴射される燃料噴霧を形成する場合は、図２Ｂに代えて図５に示すように構成してもよい。図５は、図２Ｂの代案図を示す図であり、２Ａに示す噴射部２１を矢印IIB方向から見た外観図（平面図）である。

　図５では、噴射孔５６（５６－１～５６－６）の膨出部５２の外面上に形成される出口側開口面を、中心軸線１ａ上に中心Ｏｄをもつ半径Ｒｇの円周Ｌｄに沿って配置している。一方、噴射孔５６（５６－１～５６－６）の入口側開口面は、図４と同様に配置されている。半径Ｒｇは半径Ｒｆよりも大きく、噴射孔５６は、図２Ａに示すように、孔の貫通方向５６ａが中心軸線１ａに対して傾斜（傾斜角度：θｂ）している。また、噴射孔５６（５６－１～５６－６）の各噴射方向を、中心軸線１ａに直交する平面（例えば図５上）に投影した場合、各噴射方向は中心Ｏｄから放射状に描かれる。

　本実施例では、噴射部２１を中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとで構成したが、図６に示すように、中間プレート２１ａを弁座部材１５で兼ねることもできる。図６は、弁部７及び噴射部２１を拡大して示す断面図である。

　本実施例では、弁座１５ｂが設けられる円錐面を、図２Ａの場合よりも下流側に延長し、円錐面の下流端に第１の連通孔５４を形成している。すなわち、第１の連通孔５４は弁座部材１５に形成されている。また、第２の連通孔５５も弁座部材１５に形成され、第２の連通孔５５の基端側は円錐面に開口している。なお、図２Ａの構成では、第２の連通孔５５の形成が容易になるという利点の他、第２の連通孔５５の長さを短くすることができ、第２の連通孔５５における流路抵抗を小さくすることができるという利点がある。一方、図６の構成では、中間プレート２１ａの役割（燃料室５３および第２の連通孔５５の形成）を弁座部材１５で兼ねることにより、中間プレート２１ａを省略している。これにより、部品点数を少なくできる他、弁座部材１５と中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとの位置合わせが不要になるという利点がある。

　上述した本発明に係る実施例によれば、噴射孔５６の入口側開口面に第１の連通孔５４と第２の連通孔５５とから燃料を供給することができる。第１の連通孔５４から供給された燃料は径方向外向きの流れ（横流れ）Ｆａとなり、第２の連通孔５５から供給された燃料は径方向内向きの流れ（横流れ）Ｆｂとなる。そして、径方向内向きの流れＦｂと径方向外向きの流れＦａとが噴射孔５６の入口側開口面上で速やかに衝突して噴射孔５６に流入することにより、微粒化された燃料噴霧を形成することができる。

　第１の連通孔５４のみから燃料流れを供給する場合は、燃料室５３の径方向端部で向きを変えて噴射孔５６の入口側開口面上に戻ってくる流れにより径方向内向きの流れが生成される。径方向内向きの流れの移動距離が長くなり、噴射孔５６の入口側開口面上に到達するまでの時間が長くなる。このため、径方向内向きの流れと径方向外向きの流れとが衝突して微粒化された燃料噴霧が形成されるまでに時間がかかる。

　本実施例では、第１の連通孔５４は、中間プレート２１ａに、中心軸線１ａ上に中心Ｏａ（Ｏｂ）をもつ半径Ｒｃの開口を形成している。このため、第１の連通孔５４の開口縁は噴射孔５６に対して中心Ｏａよりも近くに配置され、第１の連通孔５４から噴射孔５６に供給される径方向外向きの燃料流れＦａの移動距離は短い。なお、中心Ｏａ（Ｏｂ）は燃料室５３の中心と一致している。また、噴射孔５６に供給される径方向内向きの流れＦｂにおいても、第２の連通孔５５から供給されることにより、その移動距離は短い。これにより本実施例では、径方向内向きの流れＦｂと径方向外向きの流れＦａとの衝突時期を早めることができ、噴射の最初から微粒化された燃料噴霧を形成することができるか、微粒化された燃料噴霧が形成されるまでの時間を非常に短くすることができる。

　図７を参照して、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関について説明する。図７は、燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。

　内燃機関１００のエンジンブロック１０１にはシリンダ１０２が形成されおり、シリンダ１０２の頂部に吸気口１０３と排気口１０４とが設けられている。吸気口１０３には、吸気口１０３を開閉する吸気弁１０５が、また排気口１０４には排気口１０４を開閉する排気弁１０６が設けられている。エンジンブロック１０１に形成され、吸気口１０３に連通する吸気流路１０７の入口側端部１０７ａには吸気管１０８が接続されている。

　燃料噴射弁１の燃料供給口２には燃料配管１１０が接続される。

　吸気管１０８には燃料噴射弁１の取付け部１０９が形成されており、取付け部１０９に燃料噴射弁１を挿入する挿入口１０９ａが形成されている。挿入口１０９ａは吸気管１０８の内壁面（吸気流路）まで貫通しており、挿入口１０９ａに挿入されて吸気管１０８に取り付けられた燃料噴射弁１から噴射された燃料は吸気流路内に噴射される。上述した二方向噴霧の場合、エンジンブロック１０１に吸気口１０３が二つ設けられた形態の内燃機関を対象として、それぞれの燃料噴霧が各吸気口１０３（吸気弁１０５）を指向して噴射される。

　上述した実施例では、膨出部５２は球状面（部分球状面）としているが、平坦な突出面で構成してもよい。

　また、噴射孔５６の配置、個数及び角度や燃料噴霧の噴射方向および個数については、上述した形態に限られる訳ではなく、内燃機関の形態に合わせて適宜変更することができる。

　１ａ…中心軸線
　５…筒状体
　７…弁部
　１５…弁座部材
　１５ａ…弁体用孔
　１５ｂ…弁座
　１５ｃ…ガイド面
　１５ｄ…拡径部
　１５ｅ…円筒面（内周面）
　１５ｆ…開口面
　２１…噴射部
　２１ａ…中間プレート
　２１ｂ…噴射孔プレート
　５１…燃料室
　５２…膨出部
　５３…燃料室
　５４…第１の連通孔
　５５…第２の連通孔
　５６（５６－１～５６－６）…噴射孔。

Claims

　開閉弁方向に駆動される弁体と、前記弁体が離接する弁座と、弁座に対して燃料の流れ方向下流側に形成され径方向の燃料流れを形成する燃料室と、前記燃料室に開口する複数の噴射孔とを備えた燃料噴射弁において、
　前記燃料室の径方向中央部に開口し前記燃料室と前記燃料室の上流側とを連通する第１の連通孔と、前記噴射孔の入口開口面の半径方向位置よりも外側で前記燃料室に開口し前記燃料室と前記燃料室の上流側とを連通する第２の連通孔とを備えたことを特徴とする燃料噴射弁。
　請求項１に記載の燃料噴射弁において、
　前記弁座及び前記弁座の下流側に中心軸方向に貫通する貫通孔が形成された弁座部材と、前記第１の連通孔及び前記第２の連通孔が形成された中間プレートと、中央部に形成された膨出部及び前記膨出部に形成された前記複数の噴射孔を有する噴射孔プレートとを備え、
　前記中間プレートと前記噴射孔プレートとを中心軸線方向に積層して前記弁座部材の先端側端面に固定したことを特徴とする燃料噴射弁。
　請求項２に記載の燃料噴射弁において、
　前記第１の連通孔は、前記弁座部材の前記貫通孔に対して径方向内側に形成され、
　前記第２の連通孔は、前記弁座部材の前記貫通孔に対して径方向内側、かつ前記第１の連通孔に対して径方向外側に形成されたことを特徴とする燃料噴射弁。
　請求項３に記載の燃料噴射弁において、
　前記第２の連通孔は、複数の噴射孔の入口開口面が配置された角度範囲に亘って円弧状に形成されたことを特徴とする燃料噴射弁。
　請求項４に記載の燃料噴射弁において、
　前記第２の連通孔は、出口側開口面が入口側開口面に対して径方向外側に位置するように貫通方向が傾斜して形成されたことを特徴とする燃料噴射弁。