WO2015159596A1

WO2015159596A1 - 燃料噴射装置用ノズルプレートの製造方法、燃料噴射装置用ノズルプレートの金型、及び燃料噴射装置用ノズルプレート

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Publication number: WO2015159596A1
Application number: PCT/JP2015/055773
Authority: WO
Inventors: 幸二野口
Original assignee: 株式会社エンプラス
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2015-10-22
Also published as: EP3133279A1; CN106232982A; JP2015206265A; US20170037823A1; JP6348760B2; CN106232982B; EP3133279A4

Abstract

　ノズル孔及びその周辺の成形を高精度にでき、成形不良が生じにくい燃料噴射装置用ノズルプレートの製造方法、金型、及び燃料噴射装置用ノズルプレートを提供することを課題とする。　ゲート（３）は、燃料噴射装置用ノズルプレート（１）を形作るためのキャビティのうち、プレート本体部（１１）を形作るキャビティ部分で、且つ、複数のノズル孔（７）で取り囲まれる部分を形作るキャビティ部分に開口するように配置されている。そして、ゲート（３）からキャビティ内に射出された溶融樹脂が、複数のノズル孔（７）を形作る部分に到達する時間のずれが抑えられるようになっている。その結果、溶融樹脂の充填速度のずれに起因するノズル孔（７）及びその周辺の成形不良を防止でき、ノズル孔（７）及びその周辺の形状を高精度に形作ることができる。

Description

燃料噴射装置用ノズルプレートの製造方法、燃料噴射装置用ノズルプレートの金型、及び燃料噴射装置用ノズルプレート

　この発明は、燃料噴射装置の燃料噴射口に取り付けられ、燃料噴射口から流出した燃料を微粒化して噴射する燃料噴射装置用ノズルプレート（以下、適宜ノズルプレートと略称する）の製造方法、ノズルプレートの金型、及びノズルプレートに関するものである。

　自動車等の内燃機関（以下、「エンジン」と略称する）は、燃料噴射装置から噴射された燃料と吸気管を介して導入された空気とを混合して可燃混合気を形成し、この可燃混合気をシリンダ内で燃焼させるようになっている。このようなエンジンは、燃料噴射装置から噴射された燃料と空気との混合状態がエンジンの性能に大きな影響を及ぼすことが知られており、特に、燃料噴射装置から噴射された燃料の微粒化がエンジンの性能を左右する重要な要素となることが知られている。

　このような燃料噴射装置は、噴霧中の燃料の微粒化を図るため、バルブボディの燃料噴射口にノズルプレートを取り付けて、このノズルプレートに形成した複数の微小なノズル孔から燃料を噴射するようになっている（特許文献１乃至２参照）。そして、このようなノズルプレートにおいて、ノズル孔の孔径ｄとノズルプレートの板厚ｔとの比（ｄ／ｔ）を特定の範囲に設定することは、噴霧中の燃料粒子の微粒化を図る上で重要な要素となることが知られている（特許文献３参照）。なお、ノズル孔の孔径ｄは、０．１～０．３ｍｍの範囲で設定されることが多く、ノズルプレートの板厚（ノズル孔長さ）ｔは、０．１～０．２ｍｍの範囲で設定されることが多い。

　また、燃料噴射装置のノズルプレートは、バルブボディの燃料噴射口と対向する面側にスワール室を彫り込むようにして形成し、燃料噴射口から噴射された燃料がスワール室を介してノズル孔まで導かれるようにして、スワール室において燃料に旋回力を付与し、旋回力が付与された燃料をノズル孔から噴射することにより、燃料の微粒化を図るようにしたものが知られている（特許文献４参照）。

　　（従来例１）
　以上のような従来のノズルプレートは、金属の薄板に微小なノズル孔を複数形成したものであり、金属製のバルブボディに溶接で固定されており、燃料噴射装置の運搬時やエンジンへの取付時等に、ノズル孔及びその周辺が損傷を受けやすい。このような問題を解消するため、図１４に示すような構造の燃料噴射装置１００が開発された。この図１４に示す燃料噴射装置１００は、ノズルプレート１０１が固定されたバルブボディ１０２の先端に、ノズルプレート１０１のノズル孔１０３及びその周辺を保護するための樹脂又は金属製のスリーブ１０４が取り付けられるようになっている（特許文献５参照）。

　　（比較例１）
　近年、ポート噴射式のエンジンに取り付けられる燃料噴射装置は、製造コストの低減化、小型軽量化等の観点から、図１４に示したノズルプレート１０１とスリーブ１０４が一体化したような形状のノズルプレートを樹脂で形作り（射出成形し）、この樹脂製のノズルプレートをバルブボディ１０２の先端に取り付けることが検討されている。図１５は、このような樹脂製のノズルプレート１０５を示すものである。

　図１５に示すノズルプレート１０５は、バルブボディの先端側の外周に固定される円筒状嵌合部１０６と、円筒状嵌合部１０６の一端側を塞ぐように円板状に形成されたプレート本体部１０７と、を有している。このノズルプレート１０５のプレート本体部１０７は、バルブボディの燃料噴射口に対向するように配置されるものであり、薄板状部分１０８がノズルプレート１０５の中心軸１１０の周囲に等間隔に複数形成され、この薄板状部分１０８にノズル孔１１１が形成されている。

　図１６は、ノズルプレート１０５を射出成形するために使用される金型１１２の断面図である。この図１６に示すように、金型１１２のキャビティ１１３は、プレート本体部１０７を形作る第１キャビティ部分１１４と、円筒状嵌合部１０６を形作る第２キャビティ部分１１５に大別される。そして、この金型１１２は、射出成形工程の最終段階において、キャビティ１１３内に射出した樹脂がキャビティ１１３内の隅々まで充填されるように射出圧を確保する必要、及び成形されるノズルプレート１０５の精度を向上させるために保圧を加える必要から、薄板状部分１０８よりも厚肉の部分を形作るキャビティ部分にゲート１１６が開口するようになっている。例えば、従来、ゲート１１６のキャビティ１１３側の開口位置は、第１キャビティ部分１１４のうちの第２キャビティ部分１１５寄りの位置（図１６（ａ）に示す第１ゲート開口位置）、第１キャビティ部分１１４のうちの第１ゲート開口位置よりも径方向内方側で且つ薄板状部分１０８を形作る部分よりも径方向外側の位置（図１６（ｂ）に示す第２ゲート開口位置）、第２キャビティ部分１１５のうちの第１キャビティ部分１１４寄りの位置（図１６（ｃ）に示す第３ゲート開口位置）、又は、第２キャビティ部分１１５のうちの第１キャビティ部分１１４から離れた位置（図１６（ｄ）に示す第４ゲート開口位置）になっている。なお、キャビティ１１３内には、ノズル孔１１１を形成するためのノズル孔形成ピン１１７が突出している。

　　（従来例２）
　図１７は、従来例２に係るノズルプレート２０１が固定された燃料噴射装置２００の先端側断面図である。この従来例２に係るノズルプレート２０１は、金属製の板状部材の薄板状部分２０２に複数のノズル孔２０３が形成されており、金属製バルブボディ２０４の先端に溶接で固定されている（特許文献６参照）。この従来例２に係るノズルプレート２０１は、従来例１に係るノズルプレート１０１と同様の観点から樹脂化が検討されている。

　　（比較例２）
　図１８は、金属製のノズルプレート２０１に置き換えて使用することが検討されている樹脂材料製のノズルプレート２０５を示すものである。この図１８に示すノズルプレート２０５は、円板形状に形成されており、中央部の裏面側を円錐台状に凹ませることにより薄板状部分２０６が形成され、この薄板状部分２０６に複数のノズル孔２０７が形成されている。

　図１９は、ノズルプレート２０５を射出成形するために使用される金型２０８の断面図である。この図１９に示すように、金型２０８は、射出成形工程の最終段階において、キャビティ２１０内に射出した樹脂がキャビティ２１０内の隅々まで充填されるように射出圧を確保する必要、及び成形されるノズルプレート２０５の精度を向上させるために保圧を加える必要から、薄板状部分２０６よりも厚肉の部分を形作るキャビティ部分にゲート２１１が開口するようになっている。例えば、ゲート２１１のキャビティ２１０側の開口位置は、キャビティ２１０のうちでノズルプレート２０５の厚肉の部分を形作るキャビティ部分の径方向中間位置（図１９（ａ）に示す第１ゲート開口位置）か、又は、キャビティ２１０の径方向外方端側面（図１９（ｂ）に示す第２ゲート開口位置）になっている。なお、キャビティ２１０内には、ノズル孔２０７を形成するためのノズル孔形成ピン２１２が突出している。

特開２０００－４５９１３号公報特開２００５－２０７２７４号公報特許第４０９７０５６号公報特開２０１２－２１５１３５号公報特開２００４－２１１５５２号公報特開２００２－１１５６２８号公報

　しかしながら、図１６及び図１９に示す金型１１２，２０８を使用してノズルプレート１０５，２０５を射出成形すると、板厚が急激に薄くなる薄板状部分１０８，２０６（ノズル孔１１１，２０７の周辺部分）を形作るキャビティ部分に溶融樹脂が流れにくく、複数のノズル孔１１１，２０７及びその周辺を形作るキャビティ部分への溶融樹脂の充填が遅れるため、ノズル孔１１１，２０７及びその周辺を高精度に形作るのが難しくなると共に、ゲート１１６，２１１から離れた位置にあるノズル孔１１１，２０７の周辺にガス焼け等の成形不良が生じやすくなるという問題を有していた。

　そこで、本発明は、ノズル孔及びその周辺の成形を高精度にでき、成形不良が生じにくいノズルプレートの製造方法、ノズルプレートの金型、及びノズルプレートを提供する。

　本発明は、図１乃至図１３に示すように、燃料噴射装置４の燃料噴射口６に対向して配置されるプレート本体部１１の１又は複数の薄板状部分１６，３４，３７に、前記燃料噴射口６から噴射された燃料を通過させる複数のノズル孔７が形成され、前記プレート本体部１１のうちの前記薄板状部分１６，３４，３７を取り囲む位置に厚肉部分１７，３５，４１が形成された、燃料噴射装置用ノズルプレート１の製造方法に関するものである。この発明において、前記プレート本体部１１を形作るキャビティ２１で、且つ、前記複数のノズル孔７で取り囲まれる部分を形作るキャビティ部分には、前記キャビティ２１内に溶融樹脂を射出するゲート３が形成されている。そして、前記ゲート３から前記キャビティ２１内に射出された溶融樹脂が、前記ノズル孔７を形作る部分に向けて放射状に流動させられる。

　また、本発明は、図１乃至図１３に示すように、燃料噴射装置４の燃料噴射口６に対向して配置されるプレート本体部１１の１又は複数の薄板状部分１６，３４，３７に、前記燃料噴射口６から噴射された燃料を通過させる複数のノズル孔７が形成され、前記プレート本体部１１のうちの前記薄板状部分１６，３４，３７を取り囲む位置に厚肉部分１７，３５，４１が形成された、燃料噴射装置用ノズルプレート１の金型２に関するものである。この発明において、前記プレート本体部１１を形作るキャビティ２１で、且つ、前記複数のノズル孔７で取り囲まれる部分を形作るキャビティ部分には、前記キャビティ２１内に溶融樹脂を射出するゲート３が形成されている。そして、前記ゲート３から前記キャビティ２１内に射出された溶融樹脂が、前記ノズル孔７を形作る部分に向けて放射状に流動させられるようになっている。

　また、本発明は、図１乃至図１３に示すように、燃料噴射装置４の燃料噴射口６に対向して配置されるプレート本体部１１の１又は複数の薄板状部分１６，３４，３７に、前記燃料噴射口６から噴射された燃料を通過させる複数のノズル孔７が形成され、前記プレート本体部１１のうちの前記薄板状部分１６，３４，３７を取り囲む位置に厚肉部分１７，３５，４１が形成された、燃料噴射装置用ノズルプレート１に関するものである。この発明に係る燃料噴射装置用ノズルプレート１は、溶融樹脂がゲート３から金型のキャビティ２１内に射出されることによって形成され、前記ゲート３の切り離し痕が前記複数のノズル孔７で取り囲まれた部分に位置している。

　本発明によれば、噴霧特性に大きな影響を及ぼす複数のノズル孔の形成時間（溶融樹脂の充填速度）のずれを抑えることにより、ノズル孔及びその周辺の成形不良を防止でき、ノズル孔及びその周辺の形状を高精度に形作ることができる。

本発明の第１実施形態に係る製造方法及び金型によって形成されるノズルプレートとゲート位置との関係を示す図である。図１（ａ）がノズルプレートの正面側におけるゲート位置を示す図であり、図１（ｂ）が図１（ａ）のＡ１－Ａ１線に沿って切断して示すノズルプレートの断面上におけるゲート位置を示す図であり、図１（ｃ）が燃料噴射装置用ノズルプレートの背面図である。本発明の第１実施形態に係る金型の断面図である。第１実施形態の変形例１を示す図であり、変形例１に係る製造方法及び金型によって形成されるノズルプレートとゲート位置との関係を示す図である。図３（ａ）がノズルプレートの正面側におけるゲート位置を示す図であり、図３（ｂ）が図３（ａ）のＡ２－Ａ２線に沿って切断して示すノズルプレートの断面上におけるゲート位置を示す図であり、図３（ｃ）がノズルプレートの背面図である。第１実施形態の変形例１に係る金型の断面図である。第１実施形態の変形例２に係る製造方法及び金型によって形成されるノズルプレートとゲート位置との関係を示す図であり、図１（ａ）に対応する図である。第１実施形態の変形例３に係る製造方法及び金型によって形成されるノズルプレートとゲート位置との関係を示す図であり、図１（ａ）に対応する図である。本発明の第２実施形態に係る製造方法及び金型によって形成される燃料噴射装置用ノズルプレートとゲート位置との関係を示す図である。図７（ａ）が燃料噴射装置用ノズルプレートの正面側におけるゲート位置を示す図であり、図７（ｂ）が図７（ａ）のＡ３－Ａ３線に沿って切断して示す燃料噴射装置用ノズルプレートの断面上におけるゲート位置を示す図であり、図７（ｃ）が燃料噴射装置用ノズルプレートの背面図である。本発明の第２実施形態に係る金型の断面図である。本発明の第３実施形態に係る製造方法及び金型によって形成される燃料噴射装置用ノズルプレートとゲート位置との関係を示す図である。図９（ａ）が燃料噴射装置用ノズルプレートの正面側におけるゲート位置を示す図であり、図９（ｂ）が図９（ａ）のＡ４－Ａ４線に沿って切断して示す燃料噴射装置用ノズルプレートの断面図におけるゲート位置を示す図であり、図９（ｃ）が燃料噴射装置用ノズルプレートの背面図である。図１０（ａ）が図９（ａ）の一部を拡大して示す図であり、図１０（ｂ）が図１０（ａ）のＡ５－Ａ５線に沿って切断して示す断面図である。本発明の第３実施形態に係る金型の断面図である。本発明の第４実施形態を説明する図である。図１２（ａ）が燃料噴射装置用ノズルプレートの正面側におけるゲート位置を示す図であり、図１２（ｂ）が図１２（ａ）のＡ６－Ａ６線に沿って切断して示す燃料噴射装置用ノズルプレートの断面図におけるゲート位置を示す図である。本発明の第５実施形態を説明する図である。図１３（ａ）が燃料噴射装置用ノズルプレートの正面側におけるゲート位置を示す図であり、図１３（ｂ）が図１３（ａ）のＡ７－Ａ７線に沿って切断して示す燃料噴射装置用ノズルプレートの断面図におけるゲート位置を示す図であり、図１３（ｃ）が燃料噴射装置用ノズルプレートの背面図である。従来例１のノズルプレートが取り付けられた燃料噴射装置の先端側断面図である。図１５（ａ）が比較例１としてのノズルプレートの正面側におけるゲート位置を示す図であり、図１５（ｂ）が図１５（ａ）のＡ８－Ａ８線に沿って切断して示すノズルプレートの断面上におけるゲート位置を示す図であり、図１５（ｃ）がノズルプレートの背面側から見たゲート位置を示す図である。図１５に示した比較例１としてのノズルプレートを射出成形するために使用される金型の断面図である。従来例２のノズルプレートが取り付けられた燃料噴射装置の先端側断面図である。図１８（ａ）が比較例２としてのノズルプレートの正面側におけるゲート位置を示す図であり、図１８（ｂ）が図１８（ａ）のＡ９－Ａ９線に沿って切断して示すノズルプレートの断面上におけるゲート位置を示す図であり、図１８（ｃ）がノズルプレートの背面側から見たゲート位置を示す図である。図１８に示した比較例２としてのノズルプレートを射出成形するために使用される金型の断面図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。

　［第１実施形態］
　本発明の第１実施形態に係る燃料噴射装置用ノズルプレート１（以下、ノズルプレートと略称する）、ノズルプレート１の製造方法、及びノズルプレート１の金型２を、図１乃至図２に基づき詳述する。なお、図１は、ノズルプレート１と射出成形用のゲート３との関係を示す図である。また、図２は、ノルプレート１の金型２の断面図である。

　図１に示すように、射出成形されるノズルプレート１は、燃料噴射装置４のバルブボディ５の先端に取り付けられ、バルブボディ５の燃料噴射口６から噴射された燃料を複数（本実施形態においては６箇所）のノズル孔７から吸気管８側へ噴霧するようになっている。このノズルプレート７は、円筒状嵌合部１０とこの円筒状嵌合部１０の一端側に一体に形成されたプレート本体部１１とからなる合成樹脂材料（例えば、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＯＭ、ＰＡ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＬＣＰ）製の有底筒状体である。そして、このノズルプレート７は、円筒状嵌合部１０がバルブボディ５の先端側外周に隙間無く嵌合され、プレート本体部１１の内面１２がバルブボディ５の先端面１３に当接させられた状態で、バルブボディ５に固定される。

　プレート本体部１１は、円板形状に形作られ、中心軸１４の周りに等間隔で複数のノズル孔７が形成されている。このノズル孔７は、プレート本体部１１を円錐台状に座繰るようにして形成されたノズル孔形成凹所１５の底面部分に位置する円板状の薄板状部分１６の中心に形成されている。そして、プレート本体部１１は、薄板状部分１６を取り囲むように厚肉部分１７が形成され、この厚肉部分１７が薄板状部分１６を補強するようになっている。なお、厚肉部分１７は、例えば、薄板状部分１６の肉厚を０．１ｍｍとすると、０．５ｍｍ程度に形成される。そして、ノズル孔７は、薄板状部分１６を表裏に貫通する丸孔であり、薄板状部分１６の肉厚が０．１ｍｍの場合に、直径が０．２ｍｍとなるように形成されている。ただし、これら厚肉部分１７、薄板状部分１６、及びノズル孔７の寸法は、発明内容の理解を容易にするための例示であり、噴霧中の燃料微粒子の微粒化に最適な数値が選択される。また、プレート本体部１１と一体に形成される円筒状嵌合部１０は、プレート本体部１１よりも肉厚に形成されている。

　図２に示す金型２は、第１金型１８と第２金型２０の間にキャビティ２１が形成され、ノズル孔７を形成するためのノズル孔形成ピン２２がキャビティ２１内に突出している。ノズル孔形成ピン２２は、先端が第１金型１８のキャビティ内面２３に突き当てられている。第１金型１８のノズル孔形成ピン２２が突き当てられる箇所は、ノズル孔形成凹所１５を形作るための凸部２４である。キャビティ２１は、プレート本体部１１を形作る第１キャビティ部分２５と、円筒状嵌合部１０を形作る第２キャビティ部分２６とからなっている。そして、第１キャビティ部分２５の中心には、溶融樹脂をキャビティ２１内に射出するゲート３が開口している。ゲート３の開口部２７の中心は、キャビティ２１の中心軸２８上に位置しており、複数のノズル孔７の中心（ノズル孔形成ピン２２の中心）から等距離に位置している（図１（ａ）～（ｂ）参照）。

　このような金型２は、ゲート３から溶融樹脂がキャビティ２１内に射出されると、溶融樹脂がキャビティ２１内を放射状に流動し、第１キャビティ部分２５で且つ複数のノズル孔７が形作られる部分（複数のノズル孔形成ピン２２を取り囲むキャビティ部分）に同時に溶融樹脂が到達し、溶融樹脂が複数のノズル孔形成ピン２２を取り囲むキャビティ部分（２５）に充填された後、溶融樹脂が第１キャビティ部分２５の径方向外方端へ向かって同心円状に均等に流動し、その後に溶融樹脂が第２キャビティ部分２６に充填される。しかも、本実施形態の金型２は、薄板状部分１６及びノズル孔７を形作るキャビティ部分（２５）がゲート３の近くに位置しており、射出圧及び保圧が薄板状部分１６及びノズル孔７を形作るキャビティ部分（２５）に均等に且つ確実に加えられるため、ノズル孔７及びその周辺の形状が高精度に形作られる。なお、射出成形後のノズルプレート１は、プレート本体部１１の中心（各ノズル孔７の中心から等距離の位置）にゲート３の切り離し痕（ゲート痕）が形成される。

　以上のような、本実施形態に係るノズルプレート１の製造方法及び金型２によれば、噴霧特性に大きな影響を及ぼす複数のノズル孔７が同時に形成されることになり、ノズル孔７の形成時間（溶融樹脂の充填速度）のずれに起因する成形不良を防止でき、ノズル孔７及びその周辺の形状を高精度に形作ることができる。

　　（変形例１）
　第１実施形態に係るノズルプレート１、その製造方法及び金型２の変形例１を、図３乃至図４に基づき詳述する。なお、図３は、ノズルプレート１と射出成形用のゲート３との関係を示す図である。また、図４は、ノルプレート１の金型２の断面図である。また、本変形例を示す図３乃至図４において、上記第１実施形態を示す図１乃至図２に対応する部分には同一符号を付し、上記第１実施形態の説明と重複する説明を適宜省略する。

　本変形例に係るノズルプレート７は、第１実施形態に係るノズルプレート７の円筒状嵌合部１０を省略した形状であり、第１実施形態に係るノズルプレート７のプレート本体部１１に対応する部分のみからなっている。本変形例に係るノズルプレート７は、第１実施形態に係るノズルプレート７と同様に、プレート本体部１１の内面１２がバルブボディ５の先端面１３に当接させられた状態で、バルブボディ５に固定される。

　図４に示す金型２は、第１金型１８と第２金型２０の間にキャビティ２１が形成され、ノズル孔７を形成するためのノズル孔形成ピン２２がキャビティ２１内に突出している。ノズル孔形成ピン２２は、先端が第１金型１８のキャビティ内面２３に突き当てられている。第１金型１８のノズル孔形成ピン２２が突き当てられる箇所は、ノズル孔形成凹所１５を形作るための凸部２４である。キャビティ２１は、第１実施形態に係る金型２のキャビティ２１における第２キャビティ部分２６を省略した形状になっており、第１実施形態に係る金型のキャビティ２１における第１キャビティ部分２５に対応する。そして、キャビティ２１の中心には、溶融樹脂をキャビティ２１内に射出するゲート３が開口している。ゲート３の開口部２７の中心は、キャビティ２１の中心軸２８上に位置しており、複数のノズル孔７の中心（ノズル孔形成ピン２２の中心）から等距離に位置している（図３（ａ）～（ｂ）参照）。

　このような金型２は、ゲート３から溶融樹脂がキャビティ２１内に射出されると、溶融樹脂がキャビティ２１内を放射状に流動し、キャビティ２１内の複数のノズル孔７が形作られる部分（複数のノズル孔形成ピン２２を取り囲むキャビティ部分）に同時に溶融樹脂が到達し、溶融樹脂が複数のノズル孔形成ピン２２を取り囲むキャビティ部分に充填された後、溶融樹脂がキャビティ２１の径方向外方端へ向かって同心円状に均等に流動し、溶融樹脂がキャビティ２１の全体に充填される。しかも、本実施形態の金型２は、薄板状部分１６及びノズル孔７を形作るキャビティ部分がゲート３の近くに位置しており、射出圧及び保圧が薄板状部分１６及びノズル孔７を形作るキャビティ部分に均等に且つ確実に加えられるため、ノズル孔７及びその周辺の形状が高精度に形作られる。なお、射出成形後のノズルプレート１は、プレート本体部１１の中心（各ノズル孔７の中心から等距離の位置）にゲート３の切り離し痕（ゲート痕）が形成される。このような本変形例は、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

　　（変形例２）
　図５は、第１実施形態に係るノズルプレート１、その製造方法及び金型２の変形例２を示す図であり、図１（ａ）に対応する図である。

　図５に示すように、ゲート３は、複数のノズル孔７の中心を通る円３０の中心３１がノズルプレート１の中心軸１４に対して偏心（ｅ）している場合、キャビティへの開口部２７の中心が各ノズル孔７の中心（ノズル孔形成ピンの中心）から等距離（円３０の中心３１）に配置されるため、キャビティの中心軸（ノズルプレート１の中心軸１４）に対して偏心した位置に設けられる。このような本変形例は、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

　　（変形例３）
　図６は、第１実施形態に係るノズルプレート１、その製造方法及び金型２の変形例３を示す図であり、図１（ａ）に対応する図である。

　図６に示すように、ゲート３は、複数のノズル孔７がノズルプレート１の中心軸１４の周りに不等間隔で且つＹ軸と平行な中心線３２に対して線対称となるように形成される場合、キャビティへの開口部２７の中心がキャビティの中心軸（ノズルプレート１の中心軸１４）上に位置し、キャビティへの開口部２７の中心が各ノズル孔７の中心（ノズル孔形成ピンの中心）から等距離に位置するように設けられる。このような本変形例は、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

　［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態に係るノズルプレート１、その製造方法及び金型２を、図７乃至図８に基づき詳述する。なお、図７は、本実施形態に係るノズルプレート１と射出成形用のゲート３との関係を示す図である。また、図８は、本実施形態に係るノルプレート１の金型２の断面図である。

　図７に示すように、射出成形されるノズルプレート１は、第１実施形態に係るノズルプレート１と同様に、円筒状嵌合部１０とこの円筒状嵌合部１０の一端側に一体に形成されたプレート本体部１１とからなる合成樹脂材料（例えば、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＯＭ、ＰＡ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＬＣＰ）製の有底筒状体である。

　プレート本体部１１は、円板形状に形作られ、中心軸１４の周りに等間隔で複数のノズル孔７が形成されている。このノズル孔７は、プレート本体部１１を中空円板状に座繰るようにして形成されたノズル孔形成凹所３３の底面部分に位置する薄板状部分３４に形成されている。そして、プレート本体部１１は、薄板状部分３４を取り囲むように厚肉部分３５が形成され、この厚肉部分３５が薄板状部分３４を補強するようになっている。なお、薄板状部分３４の肉厚、厚肉部分３５の肉厚、及びノズル孔７の孔径は、上記第１実施形態のノズルプレート１と同様に決定される。

　図８に示す金型２は、第１金型１８と第２金型２０の間にキャビティ２１が形成され、ノズル孔７を形成するためのノズル孔形成ピン２２がキャビティ２１内に突出している。ノズル孔形成ピン２２は、先端が第１金型１８のキャビティ内面２３に突き当てられている。第１金型１８のノズル孔形成ピン２２が突き当てられる箇所は、中空円板状のノズル孔形成凹所３３を形作るための凸部３６である。キャビティ２１は、プレート本体部１１を形作る第１キャビティ部分２５と、円筒状嵌合部１０を形作る第２キャビティ部分２６とからなっている。そして、第１キャビティ部分２５の中心には、溶融樹脂をキャビティ２１内に射出するゲート３が開口している。ゲート３の開口部２７の中心は、キャビティ２１の中心軸２８上に位置しており、複数のノズル孔７の中心（ノズル孔形成ピン２２の中心）から等距離に位置している（図７（ａ）～（ｂ）参照）。

　このような金型２は、ゲート３から溶融樹脂がキャビティ２１内に射出されると、溶融樹脂がキャビティ２１内を放射状に流動し、第１キャビティ部分２５で且つ複数のノズル孔７が形作られる部分（複数のノズル孔形成ピン２２を取り囲むキャビティ部分）に同時に溶融樹脂が到達し、溶融樹脂が複数のノズル孔形成ピン２２を取り囲むキャビティ部分に充填された後、溶融樹脂がプレート本体部１１の径方向外方端へ向かって均等に流動し、その後に溶融樹脂が第２キャビティ部分２６に充填される。しかも、本実施形態の金型２は、第１キャビティ部分２５のうちの薄板状部分３４及びノズル孔７を形作るキャビティ部分がゲート３の近くに位置しており、保圧が薄板状部分３４及びノズル孔７を形作るキャビティ部分に均等に且つ確実に加えられるため、ノズル孔７及びその周辺の形状が高精度に形作られる。射出成形後のノズルプレート１は、薄板状部分３４によって取り囲まれた厚肉のゲート座２９で、且つ、プレート本体部１１の中心（各ノズル孔７の中心から等距離の位置）にゲート３の切り離し痕（ゲート痕）が形成される。ゲート座２９は、ゲート３をノズルプレート１から切り離す際に、ゲート３の周りが千切れて破損しないようにするため、プレート本体部１１の厚肉部分３５と同一の肉厚に形成することにより、ゲート３の切り離し時に作用する力に耐え得る強度が確保されている（図７参照）。また、このゲート座２９を形作るキャビティ部分２９ａは、プレート本体部１１の薄板状部分３４を形作るのに十分な溶融樹脂量を溜めることができる容積の空間になっている（図８参照）。なお、ゲート座２９は、ゲート３の切り離し時に作用する力に耐え得る強度を確保するため、プレート本体部１１の厚肉部分３５よりも厚く形成してもよい。また、ゲート座２９は、ゲート３の切り離し時に作用する力に耐え得る強度が確保されることを条件として、プレート本体部１１の厚肉部分３５よりも薄く形成してもよい。

　［第３実施形態］
　本発明の第３実施形態に係るノズルプレート１、その製造方法及び金型２を、図９乃至図１１に基づき詳述する。なお、図９は、本実施形態に係るノズルプレート１と射出成形用のゲート３との関係を示す図である。また、図１０（ａ）は、図９（ａ）の一部を拡大して示す図である。また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ５－Ａ５線に沿って切断して示す断面図である。また、図１１は、本実施形態に係るノルプレート１の金型２の断面図である。

　図９乃至図１０に示すように、射出成形されるノズルプレート１は、第１乃至第２実施形態に係るノズルプレート１と同様に、円筒状嵌合部１０と、円筒状嵌合部１０の一端側を塞ぐように形成されたプレート本体部１１と、を有している。また、プレート本体部１１は、ノズル孔７が形成された薄板状部分３７（ノズル孔プレート部分）と、３個の干渉体３８が形成された干渉体プレート部分４０と、これら薄板状部分３７及び干渉体プレート部分４０を取り囲むように位置している厚肉部分４１と、を有している。干渉体プレート部分４０は、プレート本体部１１の中心軸１４の周りを中空円板状に凹ませることにより形作られている。また、薄板状部分３７は、干渉体プレート部分４０のうちのノズル孔７の周辺を部分的に座繰ることによって形成されたような形状になっており、干渉体プレート部分４０よりも薄肉に形成されている。また、プレート本体部１１は、ノズル孔７及び薄板状部分３７が中心軸１４の周りに等間隔で複数形成されており、ノズル孔７の一部が薄板状部分３７の表裏を貫通するように（表裏に開口するように）形成されている。また、プレート本体部１１は、ノズル孔７の一部を塞ぐ干渉体３８が干渉体プレート部分４０に形成されている。

　干渉体プレート部分４０に形成された干渉体３８は、ノズル孔７を部分的に塞いでオリフィス４２を形成している。また、干渉体３８は、ノズル孔７を通過する燃料の一部が衝突する衝突面４３を有している。そして、ノズル孔７を通過する燃料の流れは、干渉体３８の衝突面４３に衝突することにより、擾乱が誘起される。

　また、プレート本体部１１において、薄板状部分３７の外表面と干渉体プレート部分４０の外表面とを接続する側面（傾斜面）４４は、薄板状部分３７に開口するノズル孔７の出口側開口部４５からほぼ等距離に位置するように、ノズル孔７の出口側開口部４５から離して形成され、ノズル孔７から噴射される噴霧を邪魔しないようになっている。また、干渉体プレート部分４０の外表面と厚肉部分４１の外表面とを接続する側面（傾斜面）４６は、ノズル孔７から噴射される噴霧を邪魔しない位置に形成されている。なお、ノズルプレート１の薄板状部分３７、ノズル孔７、干渉体３８は、ノズルプレート１の中心軸１４の周りに放射状に配置されている。

　図１１に示す金型２は、第１金型１８と第２金型２０の間にキャビティ２１が形成され、ノズル孔７を形成するためのノズル孔形成ピン２２がキャビティ２１内に突出している。ノズル孔形成ピン２２は、先端が第１金型１８のキャビティ内面２３に突き当てられている。第１金型１８のノズル孔形成ピン２２が突き当てられる箇所は、薄板状部分３７及び干渉体３８の輪郭を形作るための凸部４７である。キャビティ２１は、プレート本体部１１を形作る第１キャビティ部分２５と、円筒状嵌合部１０を形作る第２キャビティ部分２６とからなっている。そして、第１キャビティ部分２５の中心には、溶融樹脂をキャビティ２１内に射出するゲート３が開口している。ゲート３の開口部２７の中心は、キャビティ２１の中心軸２８上に位置しており、複数のノズル孔７の中心（ノズル孔形成ピン２２の中心）から等距離に位置している（図９（ａ）～（ｂ）参照）。

　このような金型２は、ゲート３から溶融樹脂がキャビティ２１内に射出されると、溶融樹脂がキャビティ２１内を放射状に流動し、第１キャビティ部分２５で且つ複数のノズル孔７が形作られる部分（複数のノズル孔形成ピン２２を取り囲むキャビティ部分）に同時に溶融樹脂が到達し、溶融樹脂が複数のノズル孔形成ピン２２を取り囲むキャビティ部分に充填された後、溶融樹脂がプレート本体部１１の径方向外方端へ向かって均等に流動し、その後に溶融樹脂が第２キャビティ部分２６に充填される。しかも、本実施形態の金型２は、第１キャビティ部分２５のうちの干渉体３８、薄板状部分３７及びノズル孔７を形作るキャビティ部分がゲート３の近くに位置しており、保圧が干渉体３８と薄板状部分３７及びノズル孔７を形作るキャビティ部分に均等に且つ確実に加えられるため、ノズル孔７及びその周辺の形状が高精度に形作られる。なお、射出成形後のノズルプレート１は、干渉体プレート部分４０によって取り囲まれた厚肉のゲート座２９で、且つ、プレート本体部１１の中心（各ノズル孔７の中心から等距離の位置）にゲート３の切り離し痕（ゲート痕）が形成される。ゲート座２９は、ゲート３をノズルプレート１から切り離す際に、ゲート３の周りが千切れて破損しないようにするため、プレート本体部１１の厚肉部分４１と同一の肉厚に形成することにより、ゲート３の切り離し時に作用する力に耐え得る強度が確保されている（図９参照）。また、このゲート座２９を形作るキャビティ部分２９ａは、プレート本体部１１のノズル孔７の周辺を形作るのに十分な溶融樹脂量を溜めることができる容積の空間になっている（図１１参照）。なお、ゲート座２９は、ゲート３の切り離し時に作用する力に耐え得る強度を確保するため、プレート本体部１１の厚肉部分４１よりも厚く形成してもよい。また、ゲート座２９は、ゲート３の切り離し時に作用する力に耐え得る強度が確保されることを条件として、プレート本体部１１の厚肉部分４１よりも薄く形成してもよい。

　また、本実施形態に係るノズルプレート１の製造方法及び金型２によれば、上述のように、ノズル孔７及びその周辺の形状を高精度に形作ることができるため、干渉体３８の円弧状外縁部４８とノズル孔７の出口側開口部４５とで形作られるコーナー部分５０、及び干渉体３８と干渉体３８との突き合わせ部に形作られるコーナー部分５１が、丸みのない鋭利な形状に形成される。その結果、本実施形態に係る製造方法及び金型２によって形成されたノズルプレート１は、オリフィス４２を通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化し易い鋭利な尖った形状にすることができ、噴霧中の燃料微粒子の微粒化を促進することができる。

　［第４実施形態］
　図１２は、本発明の第４実施形態に係るノズルプレート１と射出成形用のゲート３との関係を示す図であり、金型の一部を変更して形成されたノズルプレート１を示す図である。なお、図１２は、第１実施形態の変形例を示す図であり、第１実施形態の図１と共通する部分に同一符号を付し、第１実施形態の説明と重複する説明を省略する。

　この図１２に示すように、ノズルプレート１のゲート３が配置される部分（プレート本体部１１の表面１１ａ側であって、且つ、複数のノズル孔７から等距離の部分）に肉盛り部分５２を形成し、そのプレート本体部１１の表面１１ａから出っ張るように形成された肉盛り部分５２を射出成形後に削ることにより、ゲート痕を除去することができる。このような本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

　［第５実施形態］
　図１３は、本発明の第５実施形態に係るノズルプレート１と射出成形用のゲート３との関係を示す図であり、第４実施形態に係るノズルプレート１の変形例を示す図である。なお、図１３は、第４実施形態の変形例を示す図であり、第４実施形態の図１２と共通する部分に同一符号を付し、第４実施形態の説明と重複する説明を省略する。

　図１３に示すように、本実施形態に係るノズルプレート１は、プレート本体部１１の表面１１ａ側に第１のノズル孔形成凹所１５をノズル孔７と同数形成すると共に、プレート本体部１１の裏面（内面１２）側の中央部に円錐台形状の第２のノズル孔形成凹所５３を形成することにより、第１のノズル孔形成凹所１５の底面と第２のノズル孔形成凹所５３の底面との間に複数の薄板状部分１６を形成するようになっている。そして、このノズルプレート１は、ノズル孔７が薄板状部分１６の表裏を貫通するように形成されている。このような本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

　［第６実施形態］
　本発明に係るノズルプレート１は、ゲート３の切り離し痕が複数のノズル孔７の中心から等距離に位置するようになっている上記各実施形態に限定されるものではない。また、本発明は、ゲート３が複数のノズル孔７（ノズル孔形成ピン２２）の中心から等距離に位置するように配置された金型２を使用してノズルプレート１を製造する上記各実施形態の製造方法に限定されるものではない。すなわち、本実施形態に係るノズルプレート１は、ゲート３の切り離し痕が複数のノズル孔の中心から等距離に位置していなくても、ゲート３の切り離し痕がプレート本体部１１で且つ複数のノズル孔７によって取り囲まれる部分に形成されるようになっていればよい。このような本実施形態に係るノズルプレート１の金型２は、ゲート３が複数のノズル孔７（ノズル孔形成ピン２２）の中心から等距離に配置されない場合であっても、ゲート３がプレート本体部１１で且つ複数のノズル孔７によって取り囲まれる部分を形作るキャビティ部分に配置されることにより、比較例１及び２と比較し、キャビティ２１内の各ノズル孔７を形成するキャビティ部分（ノズル孔形成ピン２２が突出するキャビティ部分）に溶融樹脂が到達する時間のずれを小さく抑えることができる。このような本実施形態に係るノズルプレート１を射出成形する場合、ゲート３からキャビティ２１内に射出された溶融樹脂は、キャビティ２１を放射状に径方向外方へ向かって流動することになるが、ノズル孔７及びその周辺の薄板状部分を形作るキャビティ部分に充填された後、キャビティ２１内をさらに径方向外方へ向かって流動し、キャビティ２１の全体に充填される。

　このような本実施形態によれば、噴霧特性に大きな影響を及ぼす複数のノズル孔７の形成時間（溶融樹脂の充填速度）のずれを比較例１及び２よりも小さく抑えることができ、ノズル孔７及びその周辺の成形不良を防止できると共に、ノズル孔７及びその周辺の形状を高精度に形作ることができる。

　なお、本実施形態において、金型２は、複数のノズル孔７の中心からゲート３の中心までの距離の差をできるだけ小さくすることが、ゲート３から各ノズル孔を形成するキャビティ部分への溶融樹脂の到達時間の差を極小にする観点から好ましい。

　１……ノズルプレート（燃料噴射装置用ノズルプレート）、２……金型、３……ゲート、４……燃料噴射装置、６……燃料噴射口、７……ノズル孔、１０……円筒状嵌合部、１１……プレート本体部、１６，３４，３７……薄板状部分、１７，３５，４１……厚肉部分、２１……キャビティ、２５……第１キャビティ部分（キャビティ部分）

Claims

　燃料噴射装置の燃料噴射口に対向して配置されるプレート本体部の１又は複数の薄板状部分に、前記燃料噴射口から噴射された燃料を通過させる複数のノズル孔が形成され、
　前記プレート本体部のうちの前記薄板状部分を取り囲む位置に厚肉部分が形成された、
　燃料噴射装置用ノズルプレートの製造方法であって、
　前記プレート本体部を形作るキャビティで、且つ、前記複数のノズル孔で取り囲まれる部分を形作るキャビティ部分には、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出するゲートが形成され、
　前記ゲートから前記キャビティ内に射出された前記溶融樹脂が、前記ノズル孔を形作る部分に向けて放射状に流動させられる、
　ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレートの製造方法。
　燃料噴射装置の燃料噴射口に対向して配置されるプレート本体部の１又は複数の薄板状部分に、前記燃料噴射口から噴射された燃料を通過させる複数のノズル孔が形成され、
　前記プレート本体部のうちの前記薄板状部分を取り囲む位置に厚肉部分が形成され、
　前記プレート本体部の外周側に、前記燃料噴射装置の前記燃料噴射口が形成された先端側外周に嵌合固定される円筒状嵌合部が一体に形成された、
　燃料噴射装置用ノズルプレートの製造方法であって、
　前記プレート本体部を形作るキャビティで、且つ、前記複数のノズル孔で取り囲まれる部分を形作るキャビティ部分には、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出するゲートが形成され、
　前記ゲートから前記キャビティ内に射出された前記溶融樹脂が、前記ノズル孔を形作る部分に向けて放射状に流動させられる、
　ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレートの製造方法。
　前記キャビティ部分が前記複数のノズル孔の中心から等距離に位置し、
　前記ゲートから前記キャビティ内に射出された溶融樹脂を、前記ノズル孔を形作る部分に同時に到達させる、
　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射装置用ノズルプレートの製造方法。
　燃料噴射装置の燃料噴射口に対向して配置されるプレート本体部の１又は複数の薄板状部分に、前記燃料噴射口から噴射された燃料を通過させる複数のノズル孔が形成され、
　前記プレート本体部のうちの前記薄板状部分を取り囲む位置に厚肉部分が形成された、
　燃料噴射装置用ノズルプレートの金型であって、
前記プレート本体部を形作るキャビティで、且つ、前記複数のノズル孔で取り囲まれる部分を形作るキャビティ部分には、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出するゲートが形成され、
　前記ゲートから前記キャビティ内に射出された前記溶融樹脂が、前記ノズル孔を形作る部分に向けて放射状に流動させられる、
　ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレートの金型。
　燃料噴射装置の燃料噴射口に対向して配置されるプレート本体部の１又は複数の薄板状部分に、前記燃料噴射口から噴射された燃料を通過させる複数のノズル孔が形成され、
　前記プレート本体部のうちの前記薄板状部分を取り囲む位置に厚肉部分が形成され、
　前記プレート本体部の外周側に、前記燃料噴射装置の前記燃料噴射口が形成された先端側外周に嵌合固定される円筒状嵌合部が一体に形成された、
　燃料噴射装置用ノズルプレートの金型であって、
　前記プレート本体部を形作るキャビティで、且つ、前記複数のノズル孔で取り囲まれる部分を形作るキャビティ部分には、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出するゲートが形成され、
　前記ゲートから前記キャビティ内に射出された前記溶融樹脂が、前記ノズル孔を形作る部分に向けて放射状に流動させられる、
　ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレートの金型。
　前記キャビティ部分が前記複数のノズル孔の中心から等距離に位置し、
　前記ゲートから前記キャビティ内に射出された溶融樹脂を、前記ノズル孔を形作る部分に同時に到達させる、
　ことを特徴とする請求項４又は５に記載の燃料噴射装置用ノズルプレートの金型。
　前記ゲートは、前記キャビティへの開口中心が前記キャビティの中心軸と合致するように形成された、
　ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の燃料噴射装置用ノズルプレートの金型。
　燃料噴射装置の燃料噴射口に対向して配置されるプレート本体部の１又は複数の薄板状部分に、前記燃料噴射口から噴射された燃料を通過させる複数のノズル孔が形成され、
　前記プレート本体部のうちの前記薄板状部分を取り囲む位置に厚肉部分が形成された、
　燃料噴射装置用ノズルプレートであって、
　溶融樹脂がゲートから金型のキャビティ内に射出されることによって形成され、
　前記ゲートの切り離し痕が前記複数のノズル孔で取り囲まれた部分に位置している、
　ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記ゲートの切り離し痕が前記複数のノズル孔の中心から等距離に位置している、
　ことを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記溶融樹脂が前記キャビティの前記ノズル孔を形作る部分に同時に到達させられることによって形成された、
　ことを特徴とする請求項８又は９に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記ゲートの切り離し痕は、前記プレート本体部の中心に位置する、
　ことを特徴とする請求項８～１０のいずれかに記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記ゲートの切り離し痕は、前記プレート本体部の表面から出っ張るように形成された肉盛り部分に位置し、射出成形後に前記肉盛り部分が削られることにより除去される、
　ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記プレート本体部は、前記燃料噴射装置の前記燃料噴射口が形成された先端側外周に嵌合固定される円筒状嵌合部の一端側を塞ぐように、前記円筒状嵌合部に一体に形成された、
　ことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。