JP3847564B2

JP3847564B2 - 燃料噴射弁

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Publication number: JP3847564B2
Application number: JP2001022270A
Authority: JP
Inventors: 誠行縄; 正敏梁瀬; 浩昭平田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2021-01-30
Also published as: US6719223B2; DE10203622A1; US20020100821A1; JP2002227748A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用エンジン等に燃料を噴射するのに好適に用いられる燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば自動車用エンジン等に用いられる燃料噴射弁は、燃料通路が設けられた筒状の弁ケーシングと、該弁ケーシングの先端側内周に設けられ噴射口を囲んで弁座が形成された弁座部材と、前記噴射口を外側から覆うように該弁座部材に設けられ前記弁ケーシング内の燃料を外部に噴出させる複数のノズル孔を有したノズルプレートと、前記弁ケーシング内に設けられ電磁アクチュエータの作動により前記弁座部材の弁座に離着座する弁体とにより構成されている（例えば、特開平７−１２７５５０号公報等）。
【０００３】
この種の従来技術による燃料噴射弁は、金属板等をプレス加工することによりノズルプレートが形成され、このノズルプレートには、例えばパンチ等を用いた打抜き加工やドリル加工を施すことにより、複数のノズル孔が所定の孔径をもって穿設されている。
【０００４】
そして、噴射弁の作動時には、弁体が電磁アクチュエータにより駆動されて開弁すると、弁ケーシング内に供給される燃料が弁部と弁座との間を介して噴射口に流入するようになり、この燃料はノズルプレートの各ノズル孔からエンジンの吸気側に向けて噴射されるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、ノズルプレートの各ノズル孔から燃料が噴射されるときに、ノズル孔の孔径が小さいほど噴射燃料が微粒化し易くなり、その燃焼状態等が良好となるため、ノズルプレートの製造時には、ノズル孔の孔径を可能な限り小さく形成したいという要求がある。
【０００６】
しかし、ノズル孔の最小孔径は、例えばパンチ、ドリルの外径寸法等に応じて０．１〜０．３ｍｍ程度の大きさに制限されるため、これよりも小径なノズル孔を安定した形状で穿設するのは難しい。また、ノズル孔を小さく形成し過ぎると、燃料中にダスト等の異物が僅かに混入しているだけでも、ノズル孔が目詰まりし易くなる。
【０００７】
このため、従来技術では、単にノズル孔の孔径を小さくすることによって噴射燃料の微粒化を促進するには限界があり、噴射弁としての性能を向上させるのが難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、簡単な構造でノズル孔の孔径を実質的に小さくすることができ、ノズルプレートによる燃料の微粒化を促進できると共に、噴射弁としての性能や信頼性を向上できるようにした燃料噴射弁を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、燃料通路が設けられた筒状の弁ケーシングと、該弁ケーシングの先端側内周に設けられ噴射口を囲んで弁座が形成された弁座部材と、前記噴射口を外側から覆うように該弁座部材に設けられ前記弁ケーシング内の燃料を外部に噴出させる複数のノズル孔が形成されたノズルプレートと、前記弁ケーシング内に設けられアクチュエータの作動により前記弁座部材の弁座に離着座する弁体とからなる燃料噴射弁に適用される。
【００１０】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記各ノズル孔は、前記ノズルプレートに予め決められた孔径をもって穿設することにより、その流入側開口が前記弁体に対向するノズルプレートの表面側に開口し、流出側開口は前記ノズルプレートの裏面側に開口する構成とし、前記ノズルプレートには、前記各ノズル孔の流入側開口の周囲に位置して該各流入側開口を外側から取囲む環状の段差部を形成し、該環状の段差部は、前記弁体の開弁時に前記ノズル孔の流入側開口の周囲から中心側に向けて径方向内向きに流通する燃料の流れを形成し、この燃料の流れを前記ノズル孔に直接流入する燃料の流れに対して径方向外側から衝突させる構成としたことにある。
【００１１】
このように構成することにより、弁体の開弁時には、ノズルプレートの表面側を流通する燃料のうち一部の燃料をノズル孔に流入させ、この燃料をノズル孔から外部に噴射できる。このとき、ノズルプレートの段差部は、ノズル孔の流入側開口を取囲む位置でノズル孔の流入側開口の周囲から中心側に向けて径方向内向きに流通する燃料の流れを形成でき、この燃料の流れをノズル孔に直接流入する燃料の流れに対して径方向外側から衝突させることができる。これにより、ノズル孔内を流通する燃料の流路面積を絞ることができ、ノズル孔の実質的な孔径を小さくすることができる。
【００１２】
また、請求項２の発明によると、段差部は、前記ノズル孔の流入側開口を取囲む環状の凹溝により形成する構成としている。
【００１３】
これにより、弁体の開弁時には、燃料が凹溝の内周側でノズル孔に流入するようになるから、凹溝の位置では、燃料を凹溝の周壁に沿ってノズル孔側へと径方向内向きに案内でき、ノズル孔の周囲から中心側に向けた燃料の流れを形成することができる。そして、この燃料は凹溝内に一旦流入してから径方向内向きに流通することにより、ノズル孔に直接流入する燃料の流れに対して、やや逆流するように径方向外側から斜めに衝突することができる。
【００１４】
また、請求項３の発明によると、凹溝は円弧状または三角形状の断面形状を有する構成としている。
【００１５】
これにより、凹溝の断面形状を径方向に対して滑らかに形成できるから、その内部に流入する燃料を凹溝の周壁に沿って径方向内側へと円滑に案内することができる。
【００１６】
さらに、請求項４の発明によると、段差部は、前記弁体に対向するノズルプレートの表面側に突設され前記ノズル孔の流入側開口を取囲む環状の突起により形成する構成としている。
【００１７】
これにより、弁体の開弁時には、燃料が突起の内周側でノズル孔に流入するようになるから、突起の位置では、燃料を突起の周壁に沿ってノズル孔側へと径方向内向きに案内でき、この燃料の流れをノズル孔に直接流入する燃料の流れに対して、やや逆流するように径方向外側から斜めに衝突させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による燃料噴射弁を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
ここで、図１ないし図１０は本発明による第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、燃料噴射弁を自動車用エンジンに適用した場合を例に挙げて述べる。
【００２０】
１は燃料噴射弁の本体をなす筒状の弁ケーシングで、該弁ケーシング１は、例えば電磁ステンレス鋼等の磁性材料により段付き筒状に形成されている。そして、弁ケーシング１は、基端側に後述の樹脂カバー１９が取付けられた大径筒部１Ａと、該大径筒部１Ａの先端側に一体形成された小径筒部１Ｂとからなり、その内部には後述の弁体８が挿通される燃料通路２が軸方向に設けられている。
【００２１】
３は弁ケーシング１の基端側に固着された筒状の連結部材で、該連結部材３は非磁性材料によって形成され、弁ケーシング１と後述の燃料流入パイプ４との間に介在している。
【００２２】
４は例えば電磁ステンレス鋼等の磁性材料によって形成された筒状の燃料流入パイプで、該燃料流入パイプ４は、連結部材３を用いて弁ケーシング１の基端側に固定され、その先端側は燃料通路２に連通している。また、燃料流入パイプ４の基端側内周には燃料フィルタ５が設けられている。
【００２３】
ここで、燃料流入パイプ４と弁ケーシング１とは、これらの外周側に取付けられた磁性金属片等からなる連結コア６を介して磁気的に連結されている。そして、後述の電磁コイル１２に通電したときには、弁ケーシング１、燃料流入パイプ４、連結コア６と、後述する弁体８の吸着部１０との間に閉磁路が形成される。
【００２４】
７は弁ケーシング１の小径筒部１Ｂ内に挿嵌して設けられた弁座部材で、該弁座部材７は、例えば金属材料、樹脂材料等からなり、図２、図３に示す如く略筒状に形成されると共に、その先端側は後述のノズルプレート１５と押えプレート１８とを介して小径筒部１Ｂの内周側に固着されている。
【００２５】
また、弁座部材７の内周側には、その先端側に開口した噴射口７Ａと、該噴射口７Ａを取囲む略円錐状に形成され、後述する弁体８の弁部１１が離着座する環状の弁座７Ｂとが設けられている。
【００２６】
８は弁ケーシング１の燃料通路２内に挿通して設けられた弁体で、該弁体８は、図１、図２に示す如く、金属板等を略筒状に折曲げることにより形成された弁軸９と、該弁軸９の基端側に固着された磁性材料等からなる筒状の吸着部１０と、弁軸９の先端側に固着して設けられ、弁座部材７の弁座７Ｂに離着座する球状の弁部１１とから構成されている。
【００２７】
ここで、吸着部１０の基端面は、燃料流入パイプ４と軸方向の隙間を挟んで対向し、この隙間の寸法は弁体８のリフト量として予め調整されている。また、弁部１１の外周側には周方向の複数箇所に面取り部１１Ａが設けられ、該各面取り部１１Ａは弁座部材７と弁部１１との間に燃料用の通路を形成している。
【００２８】
そして、弁体８の閉弁時には、図３に示す如く、その弁部１１が弁座部材７の弁座７Ｂに着座することにより、噴射口７Ａが閉塞された状態となっている。また、弁体８の開弁時には、図６に示す如く弁体８が矢示Ａ方向に変位し、弁部１１が弁座７Ｂから離座すると、弁ケーシング１側の燃料が矢示Ｂの如く噴射口７Ａ内の空間Ｓに流入するようになり、この燃料はノズルプレート１５の各ノズル孔１６から外部に噴射されるものである。
【００２９】
１２は弁ケーシング１の基端側で樹脂カバー１９内に固着して設けられたアクチュエータとしての電磁コイルで、該電磁コイル１２は、図１に示す如く、後述のコネクタ２０を用いて通電されることにより弁体８の吸着部１０を磁気的に吸引し、弁体８を弁ばね１３に抗して矢示Ａ方向に開弁させるものである。
【００３０】
１３は燃料流入パイプ４内に配置された圧縮ばねからなる弁ばねで、該弁ばね１３は、燃料流入パイプ４の上流側に固着された筒体１４と弁体８の基端側との間に設けられ、弁体８を弁座部材７に向けて閉弁方向に付勢している。
【００３１】
１５は例えば円形の金属薄板等をプレス加工することにより一体形成されたノズルプレートで、該ノズルプレート１５は、図４、図５に示す如く、その表面１５Ａと裏面１５Ｂとの間に位置して例えば０．０８〜０．２５ｍｍ、好ましくは０．０９〜０．１ｍｍ程度の予め定められた板厚ｔを有している。そして、ノズルプレート１５は、後述の押えプレート１８と共に弁座部材７の先端側に固定され、この状態で表面１５Ａ側の中央部が弁座部材７の噴射口７Ａを介して弁体８の弁部１１と対面している。
【００３２】
１６，１６，…はノズルプレート１５の中央部に穿設された複数のノズル孔で、該各ノズル孔１６は、例えば０．１５〜０．３ｍｍ程度の予め定められた孔径ｄ0をもって形成され、ノズルプレート１５の表面１５Ａ側に開口した流入側開口１６Ａと裏面１５Ｂ側に開口した流出側開口１６Ｂとを有している。
【００３３】
また、各ノズル孔１６のうち、図４中の直径Ｍ−Ｍよりも左側に位置するノズル孔１６は、ノズルプレート１５の軸線Ｏ−Ｏ（図５参照）に対し一定の傾斜角だけ左方向に傾斜した軸線ＯA−ＯAに沿って形成されている。また、直径Ｍ−Ｍよりも右側に位置するノズル孔１６は、軸線Ｏ−Ｏに対し右方向に傾斜した軸線ＯB−ＯBに沿って形成されている。
【００３４】
そして、弁体８の開弁時には、図６に示す如く、弁ケーシング１内に供給される燃料がノズルプレート１５の各ノズル孔１６から左，右方向に分岐して噴射され（一方のみ図示）、このときに噴射燃料はノズル孔１６によって微粒化されるものである。
【００３５】
１７，１７，…は各ノズル孔１６に対応してノズルプレート１５の表面１５Ａ側に設けられた環状の段差部としての環状凹溝で、該各環状凹溝１７は、図４、図５に示す如く、ノズル孔１６の流入側開口１６Ａをそれぞれ取囲む環状の凹部として形成され、その断面形状は凹円弧状をなしている。
【００３６】
ここで、環状凹溝１７は、その径方向に対して予め定められた溝幅ｗを有し、この溝幅ｗとノズル孔１６の孔径ｄ0との寸法比率（ｗ／ｄ0）は、後述の図９等を用いて下記数１の式を満たすように設定されている。
【００３７】
【数１】
０．３＜ｗ／ｄ0＜１
【００３８】
また、環状凹溝１７は、ノズルプレート１５の板厚方向に対して予め定められた溝深さｈを有し、この溝深さｈとノズルプレート１５の板厚ｔとの寸法比率（ｈ／ｔ）は、後述の図１０等を用いて下記数２の式を満たすように設定されているものである。
【００３９】
【数２】
０．１＜ｈ／ｔ＜０．５
【００４０】
そして、噴射弁の作動中には、後述の図７に示す如く弁体８が開弁してノズル孔１６内に燃料が流入するときに、環状凹溝１７は、ノズル孔１６内に流入する燃料の流れＣ1を取囲む位置でノズル孔１６の周囲から中心側に向けて径方向内向きに流通する燃料の流れＣ2を形成し、この燃料の流れＣ2は、ノズル孔１６内に向けた燃料の流れＣ1に対して、やや逆流するように径方向外側から斜めに衝突するようになる。
【００４１】
これにより、環状凹溝１７は、ノズル孔１６内を流通する燃料の噴流ｆ（流路面積）に絞り作用を与え、この噴流ｆの断面積（外径寸法ｄ1）をノズル孔１６の開口面積（孔径ｄ0）よりも小さくするものである（ｄ1＜ｄ0）。
【００４２】
一方、１８は略環状の金属板等によって形成された押えプレートで、該押えプレート１８は、図２に示す如く、外周側が溶接部１８Ａによって弁ケーシング１の小径筒部１Ｂ内に溶接され、内周側が他の溶接部１８Ｂによってノズルプレート１５と一緒に弁座部材７の先端側に溶接されると共に、これによりノズルプレート１５と弁座部材７とを弁ケーシング１内に固定している。
【００４３】
また、１９は弁ケーシング１の大径筒部１Ａ等を覆うように取付けられた樹脂カバーで、該樹脂カバー１９には、図１に示す如くコネクタ２０が設けられている。さらに、２１は弁ケーシング１の小径筒部１Ｂに取付けられたプロテクタで、該プロテクタ２１はノズルプレート１５等を保護するものである。
【００４４】
本実施の形態による燃料噴射弁は上述の如き構成を有するもので、次にノズルプレート１５の製造方法について説明する。
【００４５】
まず、ノズルプレート１５の製造時には、図８に示す如く、例えば精密打抜き加工等の手段を用いる。そして、各ノズル孔１６を打抜き加工するときには、精密打抜き加工用の加工機等に設けられた一側ダイ２３と他側ダイ２４との間にノズルプレート１５となる金属板２２を配置し、この金属板２２をダイ２３，２４間で加圧することにより、例えば一側ダイ２３に設けられた環状の凸部２３Ａによって金属板２２の表面側に環状凹溝１７をプレス加工する。
【００４６】
さらに、金属板２２をダイ２３，２４により加圧状態に保持しつつ、一側ダイ２３に摺動可能に設けられたパンチ２５を他側ダイ２４に向けて矢示Ｐ方向に押動する。これにより、金属板２２から穿孔部位２２Ａが打抜かれてノズル孔１６が形成されるので、精密打抜き加工等の手段によってノズルプレート１５を高い寸法精度で製造することができる。
【００４７】
次に、このノズルプレート１５を用いた燃料噴射弁の作動について説明すると、まず噴射弁の作動時には、燃料流入パイプ４の基端側から弁ケーシング１内の燃料通路２に燃料が供給される。そして、電磁コイル１２がコネクタ２０を介して通電されると、弁体８は、その吸着部１０が電磁コイル１２により弁ケーシング１、燃料流入パイプ４および連結コア６を介して磁気的に吸引され、弁ばね１３に抗して図１中の矢示Ａ方向に開弁する。
【００４８】
これにより、燃料通路２内の燃料は、図６中の矢示Ｂに示す如く、弁座部材７の弁座７Ｂと弁体８の弁部１１との間を介して噴射口７Ａ内の空間Ｓに流入するようになり、ノズルプレート１５の各ノズル孔１６からエンジンの吸気側に向けて噴射される。
【００４９】
ここで、図７を参照しつつ噴射口７Ａ内の空間Ｓに流入した燃料の流れについて述べると、まず空間Ｓ内に流入した燃料のうち一部の燃料は、ノズル孔１６の流入側開口１６Ａに向けて流入し、燃料の流れＣ1を形成するようになる。
【００５０】
また、空間Ｓ内の燃料は環状凹溝１７にも流入し、この燃料は、環状凹溝１７の内周側に燃料の流れＣ1が形成されているため、環状凹溝１７の周壁に沿ってノズル孔１６側へと径方向内向きに案内されるようになり、ノズル孔１６を取囲む燃料の流れＣ2を形成する。そして、この燃料の流れＣ2は、ノズル孔１６内に直接流入する燃料の流れＣ1に対して、やや逆流するように径方向外側から斜めに衝突し、流れＣ1の流路面積を絞るように作用する。
【００５１】
このため、ノズル孔１６内を流れる燃料の大部分は、例えば図７中に二点鎖線で示す如くジェット収縮と呼ばれる現象が生じることにより、ノズル孔１６の周壁から離れてノズル孔１６の中心側を整流状態で流通する噴流ｆとなる。これにより、ノズル孔１６から噴出する噴流ｆは、その外径寸法ｄ1がノズル孔１６の孔径ｄ0よりも小さくなり、外径寸法ｄ1を孔径とするノズル孔から噴射された場合とほぼ同様の噴射状態となる。
【００５２】
この結果、燃料の噴射時には、環状凹溝１７によってノズル孔１６の実質的な噴射孔径（外径寸法ｄ1）を実際の孔径ｄ0よりも小さくすることができ、この外径寸法ｄ1に応じて噴射燃料を容易に微粒化することができる。しかも、このときノズル孔１６内には、燃料の噴流ｆを取囲む環状の乱流領域ｒが形成されるため、この乱流領域ｒによって燃料の微粒化を促進することができる。
【００５３】
そして、このように微粒化される噴射燃料の粒子径（粒径）は、例えば図９に示す如く、環状凹溝１７の溝幅ｗとノズル孔１６の孔径ｄ0との寸法比率（ｗ／ｄ0）に応じて変化する。この場合、例えば寸法比率（ｗ／ｄ0）が０．３以下の大きさに設定されているときには、噴射燃料の粒径が大きくなる。これに対し、寸法比率（ｗ／ｄ0）を０．３よりも大きな値として設定することにより、噴射燃料の粒径を十分に微小化することができる。
【００５４】
しかし、各ノズル孔１６の間隔は、環状凹溝１７の溝幅ｗに応じて大きくする必要があるため、噴射弁の設計時には、例えば寸法比率（ｗ／ｄ0）を１．０以上の大きさに設定すると、多数のノズル孔１６を一定の面積範囲内に適切な間隔で配置するのが難しくなる。
【００５５】
従って、環状凹溝１７の溝幅ｗがノズル孔１６の孔径ｄ0に対して前記数１の式を満たすように形成することにより、噴射燃料を十分に微粒化しつつ、ノズルプレート１５の設計自由度を確保することができる。
【００５６】
また、噴射燃料の粒径は、環状凹溝１７の溝深さｈによっても変化する。この場合、図１０に示すように、例えば環状凹溝１７の溝深さｈとノズルプレート１５の板厚ｔとの寸法比率（ｈ／ｔ）が０．１以下の大きさに設定されているときには、噴射燃料の粒径が大きくなる。これに対し、寸法比率（ｈ／ｔ）を０．１よりも大きな値として設定することにより、燃料の微粒化を促進することができる。しかし、例えば寸法比率（ｈ／ｔ）を０．５以上の大きさに設定すると、環状凹溝１７の位置でノズルプレート１５の剛性低下を招く虞れがある。
【００５７】
従って、環状凹溝１７の溝深さｈがノズルプレート１５の板厚ｔに対して前記数２の式を満たすように形成することにより、環状凹溝１７の機能を十分に発揮できると共に、ノズルプレート１５の強度を確保することができる。
【００５８】
かくして、本実施の形態によれば、ノズルプレート１５の表面１５Ａ側には、各ノズル孔１６を取囲む環状凹溝１７を設ける構成としたので、弁体８の開弁時には、環状凹溝１７によりノズル孔１６の周囲から中心側に向けて径方向内向きに流通する燃料の流れＣ2を形成でき、この燃料の流れＣ2をノズル孔１６に直接流入する燃料の流れＣ1に対して、やや逆流するように径方向外側から斜めに衝突させることができる。
【００５９】
これにより、燃料の噴射時には、ノズル孔１６内を流通する噴流ｆの外径寸法ｄ1を安定的に絞ることができ、この外径寸法ｄ1に対応するノズル孔１６の実質的な孔径を実際の孔径ｄ0よりも小さくすることができる。
【００６０】
従って、例えば特別なパンチ、ドリル等を用いてノズル孔１６の孔径ｄ0を無理に微小化する必要がなくなり、環状凹溝１７を用いた簡単な構造によって噴射燃料を効率よく微粒化でき、エンジンの燃焼状態を良好に保持できると共に、燃料噴射弁としての性能や信頼性を向上させることができる。
【００６１】
この場合、環状凹溝１７の断面形状を凹円弧状に形成したので、その周壁を径方向に対して滑らかに形成でき、環状凹溝１７内に流入する燃料をノズル孔１６に向けて径方向内側へと円滑に案内できると共に、この燃料の流れＣ2を安定的に保つことができる。
【００６２】
次に、図１１は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、環状凹溝の断面形状を三角形状に形成する構成としたことにある。
【００６３】
３１は本実施の形態に適用される燃料噴射弁のノズルプレートで、該ノズルプレート３１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、表面３１Ａと裏面３１Ｂとを有する金属板等により形成され、複数のノズル孔３２（１個のみ図示）が穿設されると共に、該各ノズル孔３２には流入側開口３２Ａと流出側開口３２Ｂとが設けられている。
【００６４】
３３は各ノズル孔３２を取囲んでノズルプレート３１の表面３１Ａ側に形成された段差部としての環状凹溝で、該環状凹溝３３は、所定の溝幅と溝深さとを有する環状の凹部として形成され、三角形の断面形状を有している。
【００６５】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
次に、図１２は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ノズルプレートの表面側に段差部として環状の突起を設ける構成としたことにある。
【００６７】
４１は本実施の形態に適用される燃料噴射弁のノズルプレートで、該ノズルプレート４１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、表面４１Ａと裏面４１Ｂとを有する金属板等により形成され、複数のノズル孔４２（１個のみ図示）が穿設されると共に、該各ノズル孔４２には流入側開口４２Ａと流出側開口４２Ｂとが設けられている。
【００６８】
４３は各ノズル孔４２に対応してノズルプレート４１の表面４１Ａ側に形成された段差部としての環状突起で、該環状突起４３は、各ノズル孔４２を取囲む環状の凸部として形成され、例えば０．０１〜０．０５ｍｍ程度の突出寸法をもってノズルプレート４１の表面４１Ａから突出している。
【００６９】
また、環状突起４３の外周側には、略円錐状に傾斜した傾斜面部４３Ａが設けられ、環状突起４３の突出端側には、ノズル孔４２の流入側開口４２Ａが開口している。
【００７０】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、弁体８の開弁時には、環状突起４３の傾斜面部４３Ａに沿ってノズル孔４２の周囲から中心側へと径方向に流通する燃料の流れＣ2′を形成することができる。
【００７１】
なお、前記第１，第２の実施の形態では、環状凹溝１７，３３の断面形状を円弧状または三角形状に形成する構成としたが、本発明はこれに限らず、例えば四角形等の断面形状に形成する構成としてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、各ノズル孔は、ノズルプレートに予め決められた孔径をもって穿設することにより、その流入側開口が弁体に対向する前記ノズルプレートの表面側に開口し、流出側開口は前記ノズルプレートの裏面側に開口する構成とし、前記ノズルプレートには、前記各ノズル孔の流入側開口の周囲に位置して該各流入側開口を外側から取囲む環状の段差部を設け、該環状の段差部は、前記弁体の開弁時に前記ノズル孔の流入側開口の周囲から中心側に向けて径方向内向きに流通する燃料の流れを形成し、この燃料の流れを前記ノズル孔に直接流入する燃料の流れに対して径方向外側から衝突させる構成としたので、弁体の開弁時には、環状の段差部によりノズル孔の周囲から中心側に向けて径方向内向きに流通する燃料の流れを形成でき、この燃料の流れをノズル孔に直接流入する燃料の流れに対して径方向外側から衝突させることができる。これにより、燃料の噴射時には、ノズル孔内を流通する噴流の外径寸法を絞ることができ、ノズル孔による実質的な噴射孔径を実際の孔径よりも小さくすることができる。従って、例えば特別なパンチ、ドリル等を用いてノズル孔の孔径を無理に微小化する必要がなくなり、簡単な構造によって噴射燃料を効率よく微粒化できると共に、燃料噴射弁としての性能や信頼性を向上させることができる。
【００７３】
また、請求項２の発明によれば、段差部は、ノズル孔の流入側開口を取囲む環状の凹溝により形成する構成としたので、弁体の開弁時には、燃料の一部が凹溝内に一旦流入してから径方向内向きに流通することにより、この燃料をノズル孔に直接流入する燃料の流れに対して、やや逆流するように径方向外側から斜めに衝突させることができる。これにより、ノズル孔に直接流入する燃料の流れを安定的に絞ることができる。
【００７４】
また、請求項３の発明によれば、凹溝は円弧状または三角形状の断面形状を有する構成としたので、凹溝の断面形状を径方向に対して滑らかに形成でき、凹溝内に流入する燃料をノズル孔に向けて径方向内側へと円滑に案内できると共に、この燃料の流れを安定的に保つことができる。
【００７５】
さらに、請求項４の発明によれば、段差部を環状の突起により構成したので、弁体の開弁時には、燃料の一部を突起の周壁に沿ってノズル孔側へと径方向内向きに案内でき、このときの燃料の流れがノズル孔に直接流入する燃料の流れに対して、やや逆流するように径方向外側から斜めに衝突することにより、ノズル孔に直接流入する燃料の流れを安定的に絞ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による燃料噴射弁を示す縦断面図である。
【図２】弁ケーシングの先端側を示す拡大断面図である。
【図３】弁体、弁座部材、ノズルプレート等を示す図２中の要部拡大断面図である。
【図４】ノズルプレートを示す平面図である。
【図５】図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみたノズルプレートの部分断面図である。
【図６】弁体が開弁した状態を示す弁ケーシング先端側の要部拡大断面図である。
【図７】図６中のａ部を示すノズルプレートの要部拡大断面図である。
【図８】精密打抜き加工によりノズル孔を穿設する状態を示すノズルプレートの要部拡大断面図である。
【図９】環状凹溝の溝幅とノズル孔の孔径との関係を示す特性線図である。
【図１０】環状凹溝の溝深さとノズルプレートの板厚との関係を示す特性線図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による燃料噴射弁のノズルプレートを示す部分断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態による燃料噴射弁のノズルプレートを示す部分断面図である。
【符号の説明】
１弁ケーシング
２燃料通路
３連結部材
４燃料流入パイプ
５燃料フィルタ
６連結コア
７弁座部材
７Ａ噴射口
７Ｂ弁座
８弁体
９弁軸
１０吸着部
１１弁部
１１Ａ面取り部
１２電磁コイル（アクチュエータ）
１３弁ばね
１５，３１，４１ノズルプレート
１５Ａ，３１Ａ，４１Ａ表面
１５Ｂ，３１Ｂ，４１Ｂ裏面
１６，３２，４２ノズル孔
１６Ａ，３２Ａ，４２Ａ流入側開口
１６Ｂ，３２Ｂ，４２Ｂ流出側開口
１７，３３環状凹溝（段差部）
１８押えプレート
４３環状突起（段差部）

Claims

燃料通路が設けられた筒状の弁ケーシングと、該弁ケーシングの先端側内周に設けられ噴射口を囲んで弁座が形成された弁座部材と、前記噴射口を外側から覆うように該弁座部材に設けられ前記弁ケーシング内の燃料を外部に噴出させる複数のノズル孔を有したノズルプレートと、前記弁ケーシング内に設けられアクチュエータの作動により前記弁座部材の弁座に離着座する弁体とからなる燃料噴射弁において、
前記各ノズル孔は、前記ノズルプレートに予め決められた孔径をもって穿設することにより、その流入側開口が前記弁体に対向するノズルプレートの表面側に開口し、流出側開口は前記ノズルプレートの裏面側に開口する構成とし、
前記ノズルプレートには、前記各ノズル孔の流入側開口の周囲に位置して該各流入側開口を外側から取囲む環状の段差部を形成し、
該環状の段差部は、前記弁体の開弁時に前記ノズル孔の流入側開口の周囲から中心側に向けて径方向内向きに流通する燃料の流れを形成し、この燃料の流れを前記ノズル孔に直接流入する燃料の流れに対して径方向外側から衝突させる構成としたことを特徴とする燃料噴射弁。
前記段差部は、前記ノズル孔の流入側開口を取囲む環状の凹溝により構成してなる請求項１に記載の燃料噴射弁。
前記凹溝は円弧状または三角形状の断面形状を有する構成としてなる請求項２に記載の燃料噴射弁。
前記段差部は、前記弁体に対向するノズルプレートの表面側に突設され前記ノズル孔の流入側開口を取囲む環状の突起により構成してなる請求項１に記載の燃料噴射弁。