JP4029586B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射弁に係わり、燃料を微粒化し、その噴射方向を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の燃費向上や排気ガス浄化に対応するためには、燃料噴射弁から噴射される燃料の微粒化促進と噴射方向の的確な制御が重要な課題とされている。
特開昭６１−２３４２６６号公報には、エンジンの１つの燃焼室に対して開口され、第１吸気弁により開閉される第１主吸気通路及び第２吸気弁により開閉される第２主吸気通路と、主吸気通路内に配設され、低負荷時には閉とされると共に高負荷時には開とされる開閉弁と、この開閉弁よりも上流の主吸気通路より分岐されてその出口端が第１吸気弁近傍において第１主吸気通路に開口され、通路面積が主吸気通路の面積よりも小さくされた補助吸気通路と、開閉弁よりも下流において主吸気通路に配設され、第１、第２の噴孔を有して、第１の噴孔の噴射路が第１吸気弁に、また第２噴孔の噴射路が第２吸気弁に向かうように指向された燃料噴射弁とが記載されている。
さらにこの公報には、第１噴孔における噴射路の拡散角度に対して第２噴孔における噴射路の拡散角度を小さく設定し、第１噴孔からの燃料噴射量が第２噴孔からの燃料噴射量よりも大きくすることが記載されている。またこの燃料噴射弁では、両噴孔からの燃料噴射量を異ならせるために、両噴孔の開口面積を異ならせている。
特開平８−２１８９８６号公報には、内燃機関の吸気弁の上流側の吸気管に設けられて燃料噴霧を吸気管内に噴射する燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置において、燃料噴射弁の噴射部が湾曲した略半円弧状の噴孔を少なくとも１個有する構成、さらに噴霧の最外周部が吸気ポートの壁面と噴射部とを結ぶ接線の範囲内で、かつ吸気弁背面内に衝突するように燃料噴射弁を配置する構成が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、１つの燃焼室に設けられた２つの吸気ポートのそれぞれに１つの噴霧が噴射されるように、１つの燃料噴射弁から２つの噴霧が２方向に噴射されているが、このとき噴霧を形成する燃料の微粒化については十分な配慮がなされていない。
【０００４】
本発明の目的は、２方向に噴射される燃料の微粒化を向上することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
２方向に噴射される燃料の微粒化を向上するために、以下の構成を有する燃料噴射弁とする。
弁座と、前記弁座と接離可能に設けられた弁体と、前記弁座の下流側に設けられた２つの燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の上流側で前記弁座の下流側に各燃料噴射孔に対応してそれぞれ設けられ、燃料に旋回力を付与する旋回力付与手段とを備え、
前記２つの燃料噴射孔を、第１の板状部材に、上流側端面から下流側端面まで相互に異なる方向を指向するように貫通し、上流側端面及び下流側端面の面方向に独立して並設された２つの貫通孔によって構成し、
前記旋回力付与手段を、第２の板状部材に、上流側端面から下流側端面まで貫通する貫通孔からなり、上流側端面及び下流側端面の面方向に独立して並設された２つのスワール室と、前記スワール室の中心に対してオフセットした方向を指向して前記スワール室に連通する燃料通路であり、前記２つのスワール室のそれぞれに対して一対ずつ設けられたオフセット通路とによって構成し、
第３の板状部材に、２つのＤカット面によって、上流側端面から下流側端面まで連通した２つの軸方向燃料通路を形成し、
前記弁座の下流側に、下流側から、前記第１の板状部材、前記第２の板状部材、前記第３の板状部材の順で、前記軸方向燃料通路が前記オフセット通路の前記スワール室に接続される側とは反対側の端部に連通し、前記２つのスワール室のそれぞれが前記２つの燃料噴射孔のそれぞれに連通するように積層する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明に係る燃料噴射弁及びその燃料噴射方法について詳細に説明する。
【０００７】
図１は、本発明に係る実施形態例である電磁式燃料噴射弁を多気筒内燃機関の吸気管へ装着した状態を示す図であって、図(ａ)はその部分断面図である。また、図(ｂ)はＳ方向より視た図で吸気弁と電磁式燃料噴射弁１の位置関係を示す図である。
【０００８】
１０１は多気筒内燃機関の気筒の１つを示しており、１０２は燃焼室、１０３は吸気ポート１０４を開閉する吸気弁、１０５は吸気ポート１０４を分離する中央隔壁１０５ａを有し上流側において連通する吸気通路、１０６は吸気管、１０７は吸気流制御装置、１０８は吸気の流れ、１０９は電磁式燃料噴射弁１側の内壁面に対向する吸気通路１０５の内壁面、１００ａは電磁式燃料噴射弁１から噴射される噴霧の模式図である。
【０００９】
吸気流制御装置１０７は回転軸１１０ａを回転中心として回転駆動される開閉弁１１０を持つ。吸気ポート１０４は１つの燃焼室１０２に対して２つ並設され、２つの噴霧（２方向噴霧）がそれぞれ各吸気ポート１０４の中心に向かって噴射される。本実施形態では、燃料噴射方式として、電磁式燃料噴射弁１が１つの燃焼室１０２に対して吸気弁１０３の上流側に１つずつ配設されるマルチポイントインジェクション(ＭＰＩ)システムを採用している。
【００１０】
開閉弁１１０は、回転軸１１０aの軸方向が電磁式燃料噴射弁１から噴射される２つの噴霧の噴射方向に仮想される２つの中心軸線を含む平面と略平行で、かつ電磁式燃料噴射弁１の弁体の駆動方向に一致する弁軸（または弁軸心或いは中心軸線）方向と略垂直となるように構成されている。
【００１１】
尚、本実施形態では、吸気ポート１０４が２つの場合について説明しているが、吸気ポート１０４を３つ以上もつ構成も可能である。
【００１２】
気筒内の混合気の質や形成状態の向上を図るために、噴霧１００ａは微粒化度が高められるが、さらに、吸気管１０６や吸気通路１０５の内壁面への燃料付着を低減するために、噴霧の方向性や形状や、さらには噴射時期の最適化が図られている。なお、吸気流制御装置１０７は図示しているように、その閉止時に吸気管１０６の通路面積を狭くして吸気流れの速度を高めてタンブル流を生成するというものである。
【００１３】
電磁式燃料噴射弁１から噴射される個々の燃料噴霧は、吸気管１０６及び吸気通路１０５の通路壁、さらに中央隔壁１０５ａへの付着を避けるような狭い噴射角度で、吸気弁１０３の皿部１０３ａ、１０３ｂを指向するように生成される。すなわち、噴霧１００ａは中心部が薄くその外方部が濃い中空円錐状（ホローコーン状）になっており、吸気弁１０３の皿部１０３ａの表面上に均質に分散される。いわゆるホローコーン状の微粒化の良い２方向噴霧が生成され壁面付着を抑制している。
【００１４】
内燃機関の燃焼試験を実施したところ、排ガス性能の向上や燃費の向上が図られており、係る電磁式燃料噴射弁１によって、吸気管内壁面への燃料付着が抑制されて混合気の質や形成状態の向上が図られることが確認された。
【００１５】
図２は、本実施形態の電磁式燃料噴射弁を異なる形態の多気筒内燃機関の吸気管へ装着した状態を示す図である。
【００１６】
同様に、１２０は多気筒内燃機関の気筒の１つを示しており、１２１は燃焼室、１２２は吸気ポート１２３を開閉する吸気弁、１２４はシリンダ、１２５はピストン、１２６は点火プラグである。また、１２７は吸気通路、１２８は吸気管、１２９は吸気流制御装置、１３０は吸気の流れ、吸気流制御装置１２９は開閉弁１３１を持つ。吸気ポート１２３は２つ並設され、この実施例の場合、この吸気ポート１２３方向に向かって噴霧は噴射される。本実施形態においても、マルチポイントインジェクション(ＭＰＩ)システムを構成している。
【００１７】
この多気筒内燃機関の特徴は、吸気流制御装置１２９の下流の噴霧が流れる範囲に吸気通路１２７を仕切る板１３２が設けてあることで、この仕切り板１３２によって吸気流速の高い流れが生成される。目的は微粒化された噴霧と混合を促進させながら輸送遅れを解消するというものであり、噴射時期の最適化を行うことによって、気筒内の混合気の質や形成状態の向上が図られている。
【００１８】
電磁式燃料噴射弁１から噴射される燃料噴霧は、図１の実施形態と同様に、吸気管１２８の内壁面への付着を避け、吸気弁１２２の皿部１２２ａに指向するように生成される。すなわち、また、噴霧は中心部が薄くその外方部が濃いホローコーン状になっており、吸気弁１２２の皿部１２２ａの表面上に均質に分散される。
【００１９】
この実施形態の内燃機関においても燃焼試験を実施したところ、点火性が良好で燃焼の安定範囲が拡大し、排ガス性能の向上や燃費の向上が図られることが確認された。
【００２０】
図３は、本実施形態の別なる噴霧形態を有する電磁式燃料噴射弁を図１と同種の多気筒内燃機関の吸気管へ装着した状態を機関の上方より眺めた状態を示す模式図である。
【００２１】
同様に、１４０は多気筒内燃機関の気筒の１つを示しており、１４１は燃焼室、１４２は吸気弁、１４３は中央隔壁、１４４は点火プラグ、１４５は排気弁である。一方、１４６は吸気通路で、１４７はこの吸気通路１４６内に配置される吸気流制御装置である。１４８，１４９は吸気の流れを示しており、吸気流制御装置１４７がどちらかに傾いた場合に、一方の気流の速度が高められるように配置されている。
【００２２】
吸気流制御装置１４７は、その開閉弁１４７ａの回転軸１４７ｂの軸方向が、吸気通路１４６を形成する壁の電磁式燃料噴射弁１の取り付け側を向くように構成されている。或いは、電磁式燃料噴射弁１の弁体の駆動方向に一致する弁軸（または弁軸心或いは中心軸線）と回転軸１４７ｂが同一平面内にあるように構成されている。或いは、回転軸１４７ｂの軸方向が、電磁式燃料噴射弁１から噴射される２つの噴霧の噴射方向に仮想される２つの中心軸線を含む平面と略垂直となるように構成されている。そして電磁式燃料噴射弁１は、回転軸１４７ｂと電磁式燃料噴射弁１の弁軸とを含む面を境にして一方の側に２つの燃料噴霧のうち一方の燃料噴霧を指向させ、前記面を境にして他方の側に２つの燃料噴霧のうち他方の燃料噴霧を指向させて燃料を噴射するようにする。さらに吸気流制御装置１４７は、電磁式燃料噴射弁１から２方向に噴射される２つの燃料噴霧１５０、１５１のそれぞれに供給する空気流量を変えることができるように配置されている。
【００２３】
図３では吸気の流れ１４８が流速の高い流れになっており、逆に１４９が流速の低い流れになっている。吸気弁１４２は２つ並設され、この実施例の場合でも、この吸気ポート１４２方向に向かって噴霧は噴射される。本実施形態においても、電磁式燃料噴射弁１は吸気弁１４２の上流側に１つずつ配設されており、マルチポイントインジェクション(ＭＰＩ)システムを構成している。
【００２４】
本実施形態の特徴は、電磁式燃料噴射弁１からの燃料噴霧の形状にある。噴霧生成に関する具体的な手法は後述するが、吸気通路１４６内に生成される、流速の高い吸気流れ１４８側には微粒化した貫通力の弱い中空状の噴霧を、流速の低い吸気流れ１４９側には貫通力の強い中空状の噴霧をそれぞれ生成する。このように、気流の流れと噴霧の形態を最適化することによって、燃料噴霧の輸送遅れが解消されるとともに、燃焼室１４２内に生成される混合気の質（混合気の成層化）が改善されて燃焼が安定化する。
【００２５】
この実施形態の内燃機関においても燃焼試験を実施したところ、点火性が良好で燃焼の安定範囲が希薄燃焼側に拡大し、排ガス性能の向上や燃費の向上が図られることが確認された。
【００２６】
次に、このような噴霧を生成可能な燃料噴射弁１の構造及びその動作について、図４乃至図８を用いて説明する。
【００２７】
図４は、本発明に係る電磁式燃料噴射弁１の縦断面図である。以下、構造及び動作について説明する。
【００２８】
電磁式燃料噴射弁１は、コントロ−ルユニットにより演算されたデュ−ティのＯＮ−ＯＦＦ信号により、弁座部の開閉を行うことにより燃料を噴射する。
【００２９】
磁気回路は、一方の開口端２ａに燃料導入部を有し、他方の開口端２ｂを有するコアとして働くほぼ筒状の管２と、この筒状管２の開口端２ｂ付近の外周部にその一端を挿入固定される薄厚状の円筒部材７に、その一部を固定され、強磁性材よりなり、少なくとも部分的に電磁コイル５を取り囲むように構成されるヨ−クとしての機能を有する管状片３と、この管状片３の一方端を閉じる栓体部４と、コアとして働く筒状管２の開口端２ｂの端面に空隙を隔てて対面する筒状のアンカー６とから構成される。
【００３０】
弁体１０は、このアンカ６の内周面に、部分的に開口部８ａを有する板状部材を丸めて成形されるとロッド８と、このロッド８の他方の開口端部に溶接止めされてなるボ−ル９とよりなる。この弁体１０は、アンカ６及びボール９の外周部分によってガイドされている。ボール９には、燃料を通過させるための複数個のカット面９ａが設けてある。ボール９は弁座部材１１に形成された弁座面１２に当接している。尚、弁座部材１１の内径部には、ボール９をガイドするガイド面が形成されている。
【００３１】
この弁座部材１１は、非磁性材あるいは弱磁性材よりなる薄厚状円筒部材７の一方端の内周面７ａに圧入されており、さらに下流には、微粒化の役割をなす燃料旋回機構付きプレートと噴射方向及び噴霧パターンを制御する所望の形状（大きさを含む）の穴（貫通孔）を有するプレートとが圧入固定されている。燃料旋回機構付きプレートはフューエルインプレート１３およびスワールプレート１４とで構成されており、噴射方向及び噴霧パターンを制御する穴を有するプレートはインジェクションプレート１５で構成されている。本実施の形態では、フューエルインプレート１３、スワールプレート１４及びインジェクションプレート１５が弁座部材１１の下流側に、上流側からこの順番で、薄厚状円筒部材７に圧入固定されている。
【００３２】
上記各プレートは厚さ方向寸法（電磁式燃料噴射弁１に組み込まれた状態における弁軸方向の寸法）が厚さ方向と直交する方向の寸法（径方向寸法）に対して非常に小さい値を有する板状部材である。
【００３３】
１６は、レーザ等の溶接部位であり、この場合、インジェクションプレート１５の外周部に相当するが、燃料の外部へのリークを防止している。
【００３４】
弁体１０は、この弁座部材１１、フューエルインプレート１３、スワールプレート１４及びインジェクションプレート１６を圧入固定する際に、弁体１０のアンカ６端面とコアとして働く筒状管２の開口端２ｂ端面との隙間を調整される。すなわち、この隙間は、弁体１０の軸方向の移動量として形成される。また、弁体１０は、リターンスプリング１７によって、弁座部材１１の弁座面１２に押圧されてなり、その押圧力は板材をロール状に成形した巻きブッシュ１８の軸方向位置によって調整される。
【００３５】
また、本実施形態では、コアとして働く筒状管２の下端面が開弁動作時にアンカ６を受け止めるストッパとしての役割をなしている。このため、筒状管２の下端面やアンカ６の上端面には、クロムメッキ等が電解メッキ法等で処理されていることが好ましい。
【００３６】
磁気回路を励磁するコイル５はボビン１９に巻かれている。コイル５の端子２１は、図示しないコントロ−ルユニットの端子と結合される。
【００３７】
コアとして働く筒状管２及びヨ−クとしての機能を有する管状片３の外周部は、射出成形されたプラスチック成形体２０によって取り囲まれている。この場合、コイル端子２１も一緒に一体成形される。また、プラスチック成形体２０の一端面２０ａ側と、円筒部材７の端部７ａに挿入固定されるブッシュ２２との間には、気体シール用のＯリング２３が設けられている。さらに、他方端２０ｂ側には燃料シール用のＯリング２４が設けられている。なお、２５はフィルターであり、燃料中のゴミや異物がボール９と弁座面１２との間の、いわゆるバルブ弁座面側への侵入を防ぐために設けられている。
【００３８】
以上のように構成された、電磁式燃料噴射弁１の動作を説明する。
電磁コイル５に与えられる電気的なＯＮ−ＯＦＦ信号により、弁体１０を軸方向に上下動させてボール９と弁座面１２の隙間の開閉を行い、それによって燃料の噴射制御を行う。電気信号がコイル５に与えられると、コアとして働く筒状管２、ヨ−クとしての機能を有する管状片３、アンカ６で磁気回路が形成され、アンカ６が筒状管２側に吸引される。アンカ６が移動すると、これと一体になっているボ−ル９も移動して弁座部材１１の弁座面１２から離れ、フューエルインプレート１３の上流側で燃料通路が開放される。
【００３９】
燃料は、フィルタ２５から電磁式燃料噴射弁１の内部に流入し、筒状管２の内部通路、アンカ６の内部及びアンカ６に結合されるロッド８の開口部を経て下流に至り、弁座部材１１の弁座面１２からフューエルインプレート１３の外周部分を経て、さらに下流のスワールプレート１４で旋回力を付与され、インジェクションプレート１５から噴射される。
【００４０】
ここに、フューエルインプレート１３、スワールプレート１４、インジェクションプレート１５の構成について、図６乃至図８を用いて説明する。
【００４１】
図６は各プレートの正面図である。図６(ａ)は、フューエルインプレート１３を示しており、Ｄカット面１３ａ，１３ａを有する。このＤカット面１３ａ，１３ａによってフューエルインプレート１３の上流側端面から下流側端面まで連通する燃料通路の通路壁面が形成される。図６(ｂ)は、スワールプレート１４を示している。このスワールプレート１４には、上流側端面から下流側端面まで貫通し、上流側端面及び下流側端面の面方向に独立して並設された２つの貫通孔（スワール室１４ａ）と、各スワール室１４ａに設けられ、各スワール室１４ａの中心に対してオフセットした方向を指向するようにスワール室１４ａに連通する燃料通路（オフセット通路１４ｂ）とが形成されている。スワール室１４ａは弁軸に垂直な断面が円形に形成されている。本実施形態では、オフセット通路１４ｂは各スワール室１４ａに対して１対（２本）設けられ、スワール室１４ａの接線方向に接続されている。オフセット通路１４ｂは通過する燃料に旋回力を付与する旋回力付与手段としての燃料通路を構成している。スワール室１４ａを旋回力付与手段に含めて考えてもよい。図６(ｃ)は、インジェクションプレート１５を示しており、上流側端面から下流側端面まで、相互に異なる方向を指向するように貫通し、上流側端面及び下流側端面の面方向に独立して並設された２つの貫通孔によって構成される２つの燃料噴射孔１５ａが形成されている。２つの燃料噴射孔１５ａのそれぞれは２つのスワール室１４ａのそれぞれの中心に対応する位置に設けられている。これらのプレート１３，１４，１５は、薄厚板状(厚さで0.08ｍｍ〜0.5ｍｍ程度)の金属部材より形成されるが、その加工は、プレス成形、エッチング成形等に基づくものであり、大量にバラツキなく生産することができる。
【００４２】
なお、フューエルインプレート１３に設けた軸方向通路であるＤカット面１３ａは、燃料通路を構成する機能を有するものであって、下流のオフセット通路１４ｂに対応する位置に弁軸方向に貫通する穴（孔）等で形成しても良い。
【００４３】
図７は、インジェクションプレート１５に形成される燃料噴射孔１５ａの構造例を示しており、図６(ｃ)のＸ-Ｘ断面である。２つの燃料噴射孔１５ａの中心線は下流側になるほど相互の間隔が開くように５°〜１０°程度傾斜しており、その挟み角度θhは、後に説明する２吸気弁タイプの内燃機関における、各々の吸気弁中心位置に噴霧中心が向かうような角度以内に設定されている。
【００４４】
図８は、フューエルインプレート１３、スワールプレート１４、インジェクションプレート１５をアセンブリして噴霧生成手段を構成した状態を示している。図８（ａ）は弁軸方向上流側から見た正面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の矢印ｂ方向から見た側面図である。このアセンブリする手段は、前記したように噴射弁１に組み込む際に行われるが、予め、図に示したように接着接合して形成しても良い。なお、フューエルインプレート１３、スワールプレート１４については、非金属材料を用いても良くその機能は十分満たされる。
【００４５】
以下、燃料通路について説明する。フューエルインプレート１３のＤカット面１３ａより露出するオフセット通路１４ｂに向かって上方から燃料が流入し、そしてこの２対のオフセット通路１４ｂに連通するスワール室１４ａ内に流れ込む。この際に、燃料に旋回力が付与される。この旋回燃料は、スワール室１４ａの中心下方に位置する燃料噴射孔１５ａに至り燃料噴射弁１外に噴射される。
【００４６】
図９に、噴射された噴霧の形態を示している。噴霧は２方向化されている。それぞれの噴霧を生成するための燃料の旋回強さを同一に設計した場合である。噴霧１００ａは、外方（周辺）部が濃くて中心部が薄くなるホローコーン状の噴霧形態となる。同図(ｂ)に受け止め法によって調べた流量分布を示すが、流量中心Ｏに対してほぼ対称形に分布している。この流量中心Ｏと噴射弁１の中心軸との間の距離Ｍと、電磁式燃料噴射弁１の先端部から２つの吸気ポート１０４の中心を結ぶ線分Ｙ−Ｙに下ろした垂線の長さＬとから幾何学的に求められる角度θｓは、図７のθｈに相当する。噴霧１００ａは、吸気弁１０３の皿部１０３ａ，１０３ｂの中心部を避けてその面上に均一に分散している。なお、この噴霧角θｓは、１０°〜２０°に設定される。すなわち、２吸気弁タイプの内燃機関における吸気弁の中心角より、同等かもしくは小さくなる様に設定している。このように設定しているのは、可視化実験によって、噴霧液滴が吸気流によって外側へと誘引され、すなわち、吸気管内壁面１０９ａ側に誘引されることが確認されたためである。
【００４７】
図３に示したように２つの噴霧１５０、１５１で貫通力（ペネトレーション）を異ならせるためには、スワールプレート１４により生成される旋回燃料の強さを異ならせるとよい。具体的には、オフセット通路１４ｂの通路断面積やオフセット量などを調整することで対応可能である。オフセット量を小さくすると貫通力は大きくなり、通路断面積を小さくすると貫通力は小さくなる。
【００４８】
図１〜３に示した実施形態の電磁式燃料噴射弁１の構成においては、以下のような配慮が為され、またその特徴を呈している。
【００４９】
（１）噴射燃料の微粒化向上については、スワールプレート１４により燃料に旋回力を付与することによって実施する。上方（上流側）より導入された燃料は、このスワールプレート１４の中心軸に対してオフセットされたオフセット通路１４ｂに至り、このオフセット通路１４ｂによって旋回力を付与されてスワール室１４ａに至る。上流のフューエルインプレート１３に形成された軸方向通路１３ａ部からこのスワール室１４ａまでは、所望の燃料の通過を許す損失のない流路空間としてなるため、圧力エネルギが効果的に旋回のエネルギに変換されて、下流のインジェクションプレート１５に形成される燃料噴射孔１５ａより噴射する際、微粒化が促進される。
【００５０】
（２）噴霧の方向制御については、このインジェクションプレート１５が行う。このインジェクションプレート１５には、２つの傾斜する燃料噴射孔１５ａ，１５ａが設けられている。上記各実施形態の場合、噴射方向を２方向に、かつ吸気弁上に向けて噴射制御するというものである。燃料噴射孔１５ａは、上流のスワールプレート１４に形成されるスワール室１４ａの中心下方（下流側）に位置しており、旋回燃料を効果的に噴射する。燃料噴射孔１５ａの傾きは、５°〜１０°であり２つの噴霧が干渉しない様に形成している。
【００５１】
（３）噴射量の調整に際しては、直径に対して厚みが非常に薄く形成された薄厚状（薄板状）のプレート１３，１４，１５によって精度良く製作される。すなわち、フューエルインプレート１３に形成されるＤカット面１３ａや、スワールプレート１４に形成されるスワール室１４ａや、インジェクションプレート１５に形成される燃料噴射孔１５ａは、プレス打ち抜き加工やエッチング加工等により、バラツキなく製作されて噴射弁１に組み付けられている。この組み付け時においては、インジェクションプレート１５を介して組み付け荷重を受けるために、上流に位置するフューエルインプレート１３やスワールプレート１４は、大きな偏荷重を受けない。なお、インジェクションプレート１５は、その外周部１６をレーザ溶接等によって固着されるが、固着位置が燃料噴射孔１５ａより遠い箇所のために、熱による変形の影響も受け難い構造になっている。
【００５２】
（４）加工組み立て上のメリット
フューエルインプレート１３及びインジェクションプレート１５は、極めて薄い板材を使用している。例えば、0.1ｍｍ〜0.3ｍｍであり、その加工性は極めて容易であり、プレス打ち抜きやエッチング加工等の製法によって製作される。このために、大量に製作しても寸法や形状のバラツキを極めて小さくすることができる。また、大量生産が可能となるために安価に製作される。
【００５３】
さらに、フューエルインプレート１３やスワールプレート１４は、加工性の良い異種材料(例えば、非金属材料等)を用いても良く、これによって更に生産性を高めることができる。
【００５４】
図８に示すように、接着接合により一体的に形成しておけば、燃料噴射弁本体への組み付けがより容易に行える。これによって、製造ラインにおける部品の取り扱いが容易になることは勿論であるが、加工後の異物の付着防止や寸法管理においても取り扱いが容易になる。特に、部品レベルでのチェックができるので、噴射弁を本体ごと滅却する必要がなくなり、コスト面でのメリットが大きい。
【００５５】
次に、電磁式燃料噴射弁に関する他の実施例について、図１０及び図１１を用いて説明する。
【００５６】
図１〜３に示した実施形態に対して、図１０に示すように、弁体にニードル弁３０を用いてもよい。
【００５７】
本実施形態では、燃料は、弁体回りに流入し、アンカ３３の縦通路３４から弁体ガイド部３２に設けた燃料通路部３１を経て弁座面１２とニードル弁３０との当接部に供給される。この構成においても、図１〜３の実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００５８】
図１１は、噴霧形態の生成法として、微細孔を複数個設けたインジェクションプレート４１を有する電磁式燃料噴射弁の弁先端部の縦断面図を示す。図において、（ｂ）図は、図（ａ）のＺ方向視図である。ボ−ル９が駆動されて弁座面１２から離れ、フューエルインプレート４０の上流側で燃料通路が開放されると、燃料は弁座面１２からフューエルインプレート４０の縦穴４０ａ、４０ａを経て、さらに下流のインジェクションプレート４１に至る。ここでインジェクションプレート４１に設けられた複数個の微細孔４２，４３から噴射される。この場合、微細孔４２と微細孔４３は各々孔の個数が異なって形成されており、噴射される噴霧の形態がこれによって異なる。すなわち、微細孔４２から噴射される噴霧の貫通力は強く、一方、微細孔４３から噴射される噴霧の貫通力は弱く微粒化された噴霧となる。このような噴霧形態は、図３に示した内燃機関に適している。本実施形態においても、図１〜３に示した実施形態と同様の作用効果が得られる。なお、この実施形態の場合、孔径や孔数、孔の角度によって様々な噴霧形態を得ることができるという利点を有している。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、弁座の下流側に設けられた２つの燃料噴射孔の上流側でかつ弁座の下流側に、各燃料噴射孔に対応してそれぞれ、燃料に旋回力を付与する旋回力付与手段を設けたことにより、２方向に噴射される燃料の微粒化を向上することができる。このとき、Ｄカット面によって形成された軸方向燃料通路からスワール室までは、所望の燃料の通過を許す損失のない流路空間としているため、圧力エネルギが効果的に旋回のエネルギに変換され、２つの燃料噴射孔から燃料が噴射される際に微粒化が促進される。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関への適用例を示す図。
【図２】内燃機関への適用例を示す図。
【図３】内燃機関への適用例を示す図。
【図４】燃料噴射弁の縦断面図。
【図５】噴射ノズル部の拡大縦断面図。
【図６】各々のプレートの説明図。
【図７】インジェクションプレートの断面図。
【図８】プレートのアセンブリ図。
【図９】スプレーパターンを示す図。
【図１０】ニードル弁を用いたときの噴射ノズル部の縦断面図。
【図１１】噴射ノズル部の他の実施形態を示す縦断面図。
【符号の説明】
１…燃料噴射弁、２…コアとして働く筒状管、３…ヨークとして働く管状片６…アンカ、７…円筒部材、８…ロッド、９…ボール弁、１２…弁座面、１３…フューエルインプレート、１４…スワールプレート、１５…インジェクションプレート、１６…レーザ溶接部位。

Claims (1)

1. 弁座と、前記弁座と接離可能に設けられた弁体と、前記弁座の下流側に設けられた２つの燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の上流側で前記弁座の下流側に各燃料噴射孔に対応してそれぞれ設けられ、燃料に旋回力を付与する旋回力付与手段とを備え、
   前記２つの燃料噴射孔を、第１の板状部材に、上流側端面から下流側端面まで相互に異なる方向を指向するように貫通し、上流側端面及び下流側端面の面方向に独立して並設された２つの貫通孔によって構成し、
   前記旋回力付与手段を、第２の板状部材に、上流側端面から下流側端面まで貫通する貫通孔からなり、上流側端面及び下流側端面の面方向に独立して並設された２つのスワール室と、前記スワール室の中心に対してオフセットした方向を指向して前記スワール室に連通する燃料通路であり、前記２つのスワール室のそれぞれに対して一対ずつ設けられたオフセット通路とによって構成し、
   第３の板状部材に、２つのＤカット面によって、上流側端面から下流側端面まで連通した２つの軸方向燃料通路を形成し、
   前記弁座の下流側に、下流側から、前記第１の板状部材、前記第２の板状部材、前記第３の板状部材の順で、前記軸方向燃料通路が前記オフセット通路の前記スワール室に接続される側とは反対側の端部に連通し、前記２つのスワール室のそれぞれが前記２つの燃料噴射孔のそれぞれに連通するように積層した燃料噴射弁。

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