JP2007107489A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な内燃機関における噴霧の要求特性に容易且つ安価に対応し得る噴孔プレートを構築すること。
【解決手段】燃料噴射弁１の先端に設ける噴孔プレート１３Ａは、両平面間を貫通させる貫通孔が少なくとも１つ（第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂）形成された板状のプレート主体１３１Ａと、噴孔１３２Ａ₁を有し、そのプレート主体１３１Ａの貫通孔（第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂）に挿入された噴孔部材１３２Ａとを備え、そのプレート主体１３１Ａの貫通孔（第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂）を燃料通路１１ａ側よりも燃料噴射側の方が小さい段付き孔とし、この貫通孔（第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂）の形状に合わせて噴孔部材１３２Ａを成形すること。
【選択図】 図４

Description

本発明は、燃料を噴射させる燃料噴射弁に係り、その燃料噴射時の様々な噴霧特性を容易且つ安価に得ることが可能な燃料噴射弁に関する。

従来、先端に板状の噴孔プレートを２枚重ね合わせて配備した燃料噴射弁が知られている。例えば、この種の燃料噴射弁としては、下記の特許文献１，２に開示されている。先ず、特許文献１においては、夫々の噴孔プレートに異なる形状の噴孔を形成し、その噴孔プレートの組み合わせによって噴霧特性を変化させている。また、特許文献２においても夫々の噴孔プレートに異なる形状の噴孔を形成したものが開示されている。

尚、下記の特許文献３には、軸心に沿って貫通した穴を有するテーパー状のスリーブと、このスリーブが嵌合される貫通孔を有するスリーブ受け台とを先端に配備し、そのスリーブの穴を噴孔として利用する燃料噴射弁が開示されている。

また、下記の特許文献４には、一端面側に形成された弁座及び当該弁座と連通する他端面側の凹部を有する弁座エレメントを先端に配備し、その凹部内に配置した霧化円板を他端面側から挿入した支持エレメントで固定する燃料噴射弁が開示されている。

また、下記の特許文献５には、長手方向弁座チャネルを有するインジェクタ弁座と、貫通孔を有し、その長手方向弁座チャネルに挿入される挿入体とを備えた燃料噴射弁が開示されている。

更に、下記の特許文献６には、内部と外部とを貫通させた取付孔を有するノズル本体と、その取付孔に装着された噴口部材とを備える燃料噴射弁が開示されている。その噴口部材は、その取付孔に取り付ける為の基端部側の装着部と、その取付孔の内壁との間に所定の間隙を形成する噴口形成部と、基端部側から噴口形成部に至る燃料導入通路とを有している。

また更に、下記の特許文献７には、噴射ノズルの噴孔内に当該噴孔内の燃料の旋回流を抑制し得る部品が嵌挿された燃料噴射弁が開示されている。

特開２００５−１２７１８６号公報 特開２００２−１１５６２８号公報 特開２００５−９８１９６号公報 特表２００２−５０３３１４号公報 特開２００１−２８０２２４号公報 特開２００４−３５３６７８号公報 特開２００２−２１３３２８号公報

しかしながら、上記特許文献１，２に開示された噴孔プレートにおいては、噴孔が直接形成されているので、その噴孔の形状が複雑なものである場合には加工し難く、内燃機関の噴霧の要求特性を満たすことができない、という不都合があった。また、複雑な形状の噴孔を形成することができたとしても、原価の高騰を招来してしまう虞がある。

更に、噴孔プレートに多数の噴孔を直接形成した際には、その加工時の熱歪み等の影響を受けて各々の噴孔の形状が精度良く出ず、また、夫々の噴孔間の位置関係等にバラツキも生じてしまうので、所望の要求特性を得ることができない、という不都合もあった。

また、噴孔プレートに噴孔を直接形成してしまうと、噴霧の要求特性の異なる内燃機関への汎用性が低くなり、個別に噴孔プレートを用意しなければならないので、原価の高騰を招いてしまう。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、様々な内燃機関における噴霧の要求特性に容易且つ安価に対応し得る噴孔プレートを備えた燃料噴射弁を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、燃料通路と連通状態にある噴孔を有する噴孔プレートが先端に設けられた燃料噴射弁において、その噴孔プレートは、両平面間を貫通させる貫通孔が少なくとも１つ形成された板状のプレート主体と、噴孔を有し、そのプレート主体の貫通孔に挿入された噴孔部材とを備え、そのプレート主体の貫通孔を燃料通路側よりも燃料噴射側の方が小さい段付き孔とし、この貫通孔の形状に合わせて噴孔部材を成形している。

この請求項１記載の燃料噴射弁によれば、複数種類のプレート主体や噴孔部材の組み合わせを変えることによって、様々な内燃機関の噴霧の要求特性に応じた噴孔プレートを容易且つ安価に構築することができる。また、プレート主体の貫通孔を燃料通路側よりも燃料噴射側の方が小さい段付き孔とし、この貫通孔の形状に合わせて噴孔部材を成形しているので、燃料通路側からの燃料の圧力による噴孔部材の外部への脱落を回避することができる。

また、上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、請求項１記載の燃料噴射弁において、噴孔部材の線膨張係数をプレート主体の線膨張係数よりも大きくしている。

この請求項２記載の燃料噴射弁によれば、上記請求項１記載の燃料噴射弁と同様の効果を奏するだけでなく、プレート主体と噴孔部材の熱膨張の相違によって当該噴孔部材のプレート主体に対する圧縮応力が高くなり、その噴孔部材の脱落を効果的に回避することができる。

また、上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、請求項１又は２に記載の燃料噴射弁において、プレート主体の貫通孔と噴孔部材の軸線方向に対する垂直な断面を多角形形状に形成している。

この請求項３記載の燃料噴射弁によれば、上記請求項１又は２に記載の燃料噴射弁と同様の効果を奏するだけでなく、噴孔部材の回転の抑制が可能になるので、プレート主体に対する噴孔の位置を設計通りに配置して組み付けることができ、また、燃料の噴霧方向を所定の状態に保ち続けることができる。

また、上記目的を達成する為、請求項４記載の発明では、燃料通路と連通状態にある噴孔を有する噴孔プレートが先端に設けられた燃料噴射弁において、その噴孔プレートは、一方の平面上に形成された溝及び当該溝に連通する貫通孔を少なくとも１つずつ有する板状の第１及び第２のプレート主体と、これら第１及び第２のプレート主体の貫通孔に連通する噴孔を有し、その第１及び第２のプレート主体の溝に挿入して挟持された噴孔部材とを備えている。

この請求項４記載の燃料噴射弁によれば、上述した請求項１記載の燃料噴射弁と同様に、複数種類のプレート主体や噴孔部材の組み合わせを変えることによって、様々な内燃機関の噴霧の要求特性に応じた噴孔プレートを容易且つ安価に構築することができる。また、その噴孔部材は、第１及び第２のプレート主体の溝において挟持されているので、その第１及び第２のプレート主体からの脱落を回避することができる。

また、上記目的を達成する為、請求項５記載の発明では、請求項１，２又は４に記載の燃料噴射弁において、噴孔部材の軸線方向に対する垂直な断面を円形にし、この噴孔部材の回転を抑制する位置決め部を設けている。更に、請求項６記載の発明では、請求項４記載の燃料噴射弁において、プレート主体の溝と噴孔部材の軸線方向に対する垂直な断面を多角形形状に形成している。

これが為、その請求項５又は６に記載の燃料噴射弁によれば、上述した請求項３記載の燃料噴射弁と同様に、噴孔部材の回転の抑制が可能になるので、プレート主体に対する噴孔の位置を設計通りに配置して組み付けることができ、また、燃料の噴霧方向を所定の状態に保ち続けることができる。

本発明に係る燃料噴射弁は、複数種類の規格化されたプレート主体や噴孔部材を用意し、その夫々の組み合わせを変えることによって、様々な内燃機関の噴霧の要求特性に応じた噴孔プレートを容易且つ安価に構築することができる。これが為、その要求特性に応じた噴霧を行う燃料噴射弁を容易且つ安価に作り出すことが可能になる。

以下に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本発明に係る燃料噴射弁の実施例１を図１から図４に基づいて説明する。

その図１の符号１は、本実施例１の燃料噴射弁を示す。この本実施例１の燃料噴射弁１は、大別すると、燃料を噴射させる弁本体１０と当該弁本体１０を保持するホルダ２０とにより構成されている。そして、この燃料噴射弁１は、図示しない吸気ポート又は／及び燃焼室に燃料を噴射させるようシリンダヘッドに配設される。尚、その図１は、燃料噴射弁１の先端のノズル部分を図示している。

先ず始めに上記ホルダ２０について説明する。このホルダ２０は、その主要部分が円筒形状に形成され、その円柱状の中空部２１に弁本体１０を挿入して保持するものである。このホルダ２０は、その一端側が吸気ポート又は／及び燃焼室へと連通するシリンダヘッドの燃料噴射弁取付孔（図示略）に挿入される。

また、このホルダ２０には、外部の電源供給装置と弁本体１０における磁気回路とを電気的に接続するコネクタ部（図示略）が設けられている。これにより、その磁気回路に電源が供給され、弁本体１０の後述するニードル１２を軸線方向へと往復移動させることができる。

更に、このホルダ２０の燃料噴射側の端部には、内径側へと延設された環状部２０ａが形成されている。この環状部２０ａは、後述する噴孔プレート１３を後述するバルブボディ１１の燃料噴射側の端部との間に挟み込んで保持する為のものである。

次に、弁本体１０について詳述する。この弁本体１０は、バルブボディ１１と、このバルブボディ１１の内部空間を軸線方向に往復移動するニードル１２と、燃料噴射弁１の噴孔を成す噴孔プレート１３とを備えている。

先ず、そのバルブボディ１１は、略円筒形状に形成され、その内部が燃料通路１１ａを成している。このバルブボディ１１は、上述したホルダ２０の中空部２１に挿入され、そのホルダ２０における燃料噴射側（即ち、吸気ポート側又は／及び燃焼室側）に配置される。

また、このバルブボディ１１の内周面における燃料噴射側は、その燃料噴射側に向かうにつれて径が徐々に小さくなるテーパー状に形成されている。上述したニードル１２は、その先端が円筒形状に形成され、そのバルブボディ１１の内部空間に往復移動自在に挿入される。そして、そのニードル１２の往復移動に伴って、このニードル１２の先端は、バルブボディ１１の燃料噴射側の開口端を閉塞させるが如く当該バルブボディ１１におけるテーパー状の内周面に着座する一方、その開口端を開口させるが如くテーパー状の内周面から離座する。これにより、そのニードル１２がバルブボディ１１におけるテーパー状の内周面に着座すれば燃料の噴射が止められ、その内周面から離座すれば燃料が噴射される。

ここで、この弁本体１０には、そのニードル１２を軸線方向に往復移動させる図示しない磁気回路及び弾性部材（スプリング）が設けられている。また、この弁本体１０には、図示しない燃料ポンプにより加圧された燃料がデリバリパイプを介して供給される。これが為、この弁本体１０には、そのデリバリパイプを接続する為の接続部（図示略）が設けられている。

続いて、噴孔プレート１３について詳述する。図２〜４の符号１３Ａは、本実施例１の噴孔プレートを示す。

本実施例１の噴孔プレート１３Ａは、図２及び図３に示す如く、板状に成形され、バルブボディ１１における燃料噴射側の端部に配置される。そして、この噴孔プレート１３Ａは、そのバルブボディ１１の端部と上述したホルダ２０の環状部２０ａとで外郭部が挟持される。

ここで、この噴孔プレート１３Ａとは、プレート主体１３１Ａに両平面間を貫通させる貫通孔を少なくとも１つ設け、この貫通孔に当該貫通孔よりも小径の貫通孔が形成された部材を挿入したものであり、その小径の貫通孔を燃料噴射弁１の噴孔として利用する為のものである。以下、その小径の貫通孔を「噴孔」といい、この噴孔が形成された部材を「噴孔部材」という。

具体的に、この本実施例１の噴孔プレート１３Ａは、円盤状に成形されたプレート主体１３１Ａと、このプレート主体１３１Ａの第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂に各々嵌合された２つの噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａとで構成されている。

例えば、本実施例１にあっては、燃料噴射側を燃料通路１１ａ側よりも小さくした段付き孔となるようプレート主体１３１Ａに第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂を形成し、これに嵌め込むことができるよう同一形状の外形に噴孔部材１３２Ａを成形する。ここでは、２つの径の異なる円柱を同軸上で重ね合わせたが如き形状からなる第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂並びに噴孔部材１３２Ａを例示する。

また、その噴孔部材１３２Ａには、外部と燃料通路１１ａとを連通させる噴孔１３２Ａ₁が形成されている。その噴孔１３２Ａ₁の形状は、この燃料噴射弁１を適用する内燃機関の噴霧形状等の要求特性に応じて形成される。例えば、本実施例１の噴孔部材１３２Ａには、その軸線方向に対して傾倒させた円柱状の噴孔１３２Ａ₁を設けている。

本実施例１にあっては、そのようなプレート主体１３１Ａと２つの噴孔部材１３２Ａとを別個に成形し、その各噴孔部材１３２Ａをプレート主体１３１Ａの第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂に夫々嵌合することによって噴孔プレート１３Ａを構成する。尚、吸気ポートや燃焼室からの高熱に耐えることができるのであれば、その第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂と各噴孔部材１３２Ａとは、接着剤等で固定してもよく、融着させてもよい。

このように、本実施例１にあっては、噴孔１３２Ａ₁をプレート主体１３１Ａへと直接形成せずに、これとは別部材の噴孔部材１３２Ａに形成し、これらを嵌合により一体化することによって噴孔プレート１３Ａを構成している。これが為、噴孔の形状を内燃機関の様々な噴霧の要求特性に応じて変えた噴孔部材を用意することによって、その要求特性に応じた噴孔プレート１３Ａを容易且つ安価に構築することができる。

例えば、要求特性を満たす為に複雑な形状の噴孔が必要とされる場合、かかる噴孔をプレート主体１３１Ａに直接形成することは難しく、可能であるとしても原価の高騰を招いてしまう。また、要求特性を満たす為に複数個の噴孔が必要とされる場合、全ての噴孔を１枚のプレート主体１３１Ａに直接形成すると、その加工時の熱歪み等の影響を受けて各々の噴孔の形状が精度良く出ず、更に、夫々の噴孔間の位置関係等にバラツキも生じてしまうので、所望の要求特性を得ることができない。

一方、本実施例１の如く別部材の組み合わせにより噴孔プレート１３Ａを構成することによって、プレート主体１３１Ａには単純且つ噴孔よりも大きな形状の加工が容易な孔（第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂）を設ければよい。また、噴孔自体は別部品の噴孔部材（噴孔部材１３２Ａ）に加工又は一体成型により設ければよいので、複雑な形状の噴孔であっても容易に成形することができる。これが為、この噴孔部材１３２Ａとプレート主体１３１Ａとを一体化することによって要求性能を満足させる噴孔プレート１３Ａを容易に構築することができる。

更に、本実施例１の噴孔プレート１３Ａは、そのように加工性に優れるので、燃料噴射弁１が複数個の噴孔を要する場合でも熱歪み等の影響を受けずに精度の良い形状や位置関係の噴孔を設けることができる。これが為、この本実施例１の噴孔プレート１３Ａを用いることによって、要求性能に応じた複数個の噴孔を燃料噴射弁１に設けることができる。

更にまた、本実施例１の噴孔プレート１３Ａは、プレート主体１３１Ａを共用することができるので、噴孔部材１３２Ａを噴孔の形状が異なる噴孔部材に置き換えることによって違う要求性能のものにすることができる。また、噴孔の数量やそのピッチを変えたプレート主体を複数種類用意し、これと噴孔部材との組み合わせを変えることによって、より多種多様の要求特性に応じた噴孔プレートを構築することができる。このように、本実施例１によれば、複数種類の規格化されたプレート主体や噴孔部材を用意し、その夫々の組み合わせを変えることによって、様々な内燃機関の噴霧の要求特性に応じた噴孔プレートを容易且つ安価に構築することができる。これが為、その要求特性に応じた噴霧を行う燃料噴射弁を容易且つ安価に作り出すことが可能になる。

また、本実施例１の噴孔プレート１３Ａは、燃料噴射側を燃料通路１１ａ側よりも小さくした段付き孔となるようプレート主体１３１Ａに第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂を形成し、これと同一形状に噴孔部材１３２Ａを成形しているので、燃料通路１１ａ側からの燃料の圧力による噴孔部材１３２Ａの外部への脱落を回避することができる。

ところで、噴孔プレート１３Ａの燃料通路１１ａ側の面に段差があると、そこに燃料が残存してしまう。そして、燃料噴射弁１の先端（噴孔側）は吸気ポートや燃焼室に剥き出しになっており高熱にさらされるので、その残存燃料が高熱の影響を受けてデポジットが発生してしまう。また、その残存燃料は、機関停止時における全閉時の燃料漏れ（油密）の原因となる。

そこで、本実施例１にあっては、噴孔プレート１３Ａの燃料通路１１ａ側が平滑になるよう構成する。例えば、上述したプレート主体１３１Ａと噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａの設計公差を可能な限り小さくし、夫々の間で燃料通路１１ａ側に段差が生じないようにする。また、プレート主体１３１Ａと噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａとを一体化した後で燃料通路１１ａ側に切削等の加工を施して平滑にする。

これにより、そのプレート主体１３１Ａと噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａとの間の段差が無くなり、残存燃料を低減することができるので、デポジットの抑制や油密の低減を図ることができる。また、噴孔プレート１３Ａの燃料通路１１ａ側を平滑にすることによって、その燃料通路１１ａ側の面にニードル１２の先端を近づけることができるので、全閉時のデッドボリューム（その燃料通路１１ａ側の面とニードル１２の先端との間の全閉時における容積）を小さくすることができる。これが為、その空間内に残る燃料も少なくすることができるので、より効果的にデポジットの抑制や油密の低減が図れる。

更に、そのような段差を無くすことにより、その燃料通路１１ａ側の面とニードル１２の先端との間に生じる圧力損失を低減することができるので、要求特性に応じた良好な噴霧を行うことが可能になる。

ここで、上述した噴孔部材１３２Ａは、プレート主体１３１Ａよりも線膨張係数を大きくすることが好ましい。これにより、高熱にさらされている噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａの温度がプレート主体１３１Ａよりも上昇し、その際の熱膨張の相違によって各噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａのプレート主体１３１Ａに対する圧縮応力が高くなる。これにより、夫々の噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａのプレート主体１３１Ａからの脱落を効果的に回避することができる。特に、この燃料噴射弁１が筒内直接噴射式の内燃機関に適用されるものである場合には、その燃焼室内の燃焼圧によって各噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａが燃料通路１１ａ側へと脱落し易くなるが、燃焼圧が高くなるほど各噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａの温度が上昇するので、そのように線膨張係数を異ならせることによって、噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａの脱落を回避することができる。

一方、噴孔部材１３２Ａとプレート主体１３１Ａの線膨張係数にそのような違いを設けることによって、燃料通路１１ａ側における各噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａとプレート主体１３１Ａとの間に段差が生じる虞がある。これが為、例えば、膨張時に夫々の噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａとプレート主体１３１Ａとの間が平滑になるよう、各噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａとプレート主体１３１Ａの第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂の常温時における軸線方向高さを設定することが好ましい。

また、噴孔部材１３２Ａは、熱伝導率を大きくしてもよい。これにより、その噴孔部材１３２Ａの熱容量は小さくなり、高温の燃焼ガスによる温度上昇感度が高くなるので、燃料通路１１ａ内の燃料への放熱性を高めることができる。そして、これが為、噴孔１３２Ａ₁の温度上昇が抑制されるので、デポジットの発生を抑制することができる。

次に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例２を図５から図８に基づいて説明する。

本実施例２の燃料噴射弁１は、前述した実施例１の噴孔プレート１３Ａを別のものへと変更したものであり、他については実施例１のものと同様の構成を備えている。

ここで、前述した実施例１にあっては、軸線方向に垂直な断面が円形の第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂の夫々にこれと同一形状の噴孔部材１３２Ａ，１３２Ａが嵌合された噴孔プレート１３Ａを例示している。これが為、これらを組み付ける際には噴孔１３２Ａ₁のプレート主体１３１Ａに対する位置を設計値に合わせることは難しく、燃料の噴霧方向が設計通りのものにならない虞がある。また、組み付け後においては、噴孔部材１３２Ａが周方向に回転してしまい、燃料の噴霧方向を常に一定に保つことができなくなる虞もある。

そこで、本実施例２にあっては、プレート主体の貫通孔と噴孔部材との設計通りの組み付けを可能にし、これらの相対的な回転を規制する位置決め部を設ける。以下、本実施例２の噴孔プレートについて具体的に説明する。

図５及び図６の符号１３Ｂは、本実施例２の噴孔プレートを示す。この噴孔プレート１３Ｂは、第１及び第２の貫通孔１３１Ｂ₁，１３１Ｂ₂を有するプレート主体１３１Ｂと、その第１及び第２の貫通孔１３１Ｂ₁，１３１Ｂ₂に各々嵌合された２つの噴孔部材１３２Ｂとで構成される。

先ず、本実施例２のプレート主体１３１Ｂについて説明する。

このプレート主体１３１Ｂは、実施例１のプレート主体１３１Ａと同様に、円盤状に成形され、その両平面を貫通させる段付きの第１及び第２の貫通孔１３１Ｂ₁，１３１Ｂ₂が形成されている。その第１及び第２の貫通孔１３１Ｂ₁，１３１Ｂ₂は、実施例１における第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂と同様の断面円形のものである。

また、本実施例２のプレート主体１３１Ｂには、その第１及び第２の貫通孔１３１Ｂ₁，１３１Ｂ₂における夫々の大径側の環状の平面上に溝１３１Ｂ₁₁，１３１Ｂ₂₁が形成されている。本実施例２においては、円柱状の溝１３１Ｂ₁₁，１３１Ｂ₂₁を例示する。

尚、本実施例２にあっては第１及び第２の貫通孔１３１Ｂ₁，１３１Ｂ₂の各々に２つずつ溝１３１Ｂ₁₁，１３１Ｂ₁₁と溝１３１Ｂ₂₁，１３１Ｂ₂₁を設けているが、ここでの溝は１つの貫通孔に少なくとも１つ設けていればよい。

一方、本実施例２の噴孔部材１３２Ｂは、実施例１の噴孔部材１３２Ａと同様に、プレート主体１３１Ｂの第１及び第２の貫通孔１３１Ｂ₁，１３１Ｂ₂に嵌め込むことができるよう同一形状の外形に成形する。この噴孔部材１３２Ｂにおいても、その軸線方向に対して傾倒させた円柱状の噴孔１３２Ｂ₁が設けられている。

また、この本実施例２の噴孔部材１３２Ｂには、その大径側の環状の平面上に、上述した溝１３１Ｂ₁₁，１３１Ｂ₁₁又は溝１３１Ｂ₂₁，１３１Ｂ₂₁へと挿入される２つの突起１３２Ｂ₂が形成されている。本実施例２においては、その溝１３１Ｂ₁₁，１３１Ｂ₂₁の形状に合わせて円柱状に突起１３２Ｂ₂が形成される。

本実施例２にあっては、そのプレート主体１３１Ｂの溝１３１Ｂ₁₁，１３１Ｂ₂₁と噴孔部材１３２Ｂの突起１３２Ｂ₂とによって位置決め部が構成される。そして、これにより、本実施例２の噴孔プレート１３Ｂによれば、プレート主体１３１Ｂに対する噴孔１３２Ｂ₁の位置を設計通りに配置して組み付けることができ、また、組み付け後には噴孔部材１３２Ｂの回転を抑えることができる。これが為、本実施例２の噴孔プレート１３Ｂは、前述した実施例１と同様の効果を奏するだけでなく、燃料の噴霧方向を所定の状態に保ち続けることができる。

尚、この図５及び図６で例示した噴孔プレート１３Ｂは、プレート主体１３１Ｂに溝１３１Ｂ₁₁，１３１Ｂ₂₁を設け、噴孔部材１３２Ｂに突起１３２Ｂ₂を設けているが、これとは逆に、プレート主体１３１Ｂに突起を設け、噴孔部材１３２Ｂに溝を設けてもよい。

続いて、同様の機能を為す位置決め部は、以下のように構成してもよい。

図７及び図８の符号１３Ｃは、本実施例２における別構成の位置決め部を有する噴孔プレートを示す。この噴孔プレート１３Ｃは、第１及び第２の貫通孔１３１Ｃ₁，１３１Ｃ₂を有するプレート主体１３１Ｃと、その第１及び第２の貫通孔１３１Ｃ₁，１３１Ｃ₂に各々嵌合された２つの噴孔部材１３２Ｃとで構成される。

そのプレート主体１３１Ｃは、円盤状に成形され、実施例１のプレート主体１３１Ａと同様に断面円形の段付きの第１及び第２の貫通孔１３１Ｃ₁，１３１Ｃ₂が形成されている。一方、噴孔部材１３２Ｃは、その第１及び第２の貫通孔１３１Ｃ₁，１３１Ｃ₂に嵌め込むことができるよう同一形状の外形に成形され、その軸線方向に対して傾倒させた円柱状の噴孔１３２Ｃ₁が形成されている。

ここで、かかる噴孔プレート１３Ｃにおいては、プレート主体１３１Ｃの第１及び第２の貫通孔１３１Ｃ₁，１３１Ｃ₂に各々設けたキー１３１Ｃ₁₁，１３１Ｃ₂₁と、各噴孔部材１３２Ｃに設けたキー溝１３２Ｃ₂とで位置決め部が構成される。そのキー１３１Ｃ₁₁，１３１Ｃ₂₁及びキー溝１３２Ｃ₂は、噴孔部材１３２Ｃの第１及び第２の貫通孔１３１Ｃ₁，１３１Ｃ₂への挿入方向に延設されたものである。

これにより、この噴孔プレート１３Ｃによれば、上述した噴孔プレート１３Ｂと同様に、プレート主体１３１Ｃに対する噴孔１３２Ｃ₁の位置を設計通りに配置して組み付けることができ、また、組み付け後には噴孔部材１３２Ｃの回転を抑えることができる。これが為、この噴孔プレート１３Ｃは、燃料の噴霧方向を所定の状態に保ち続けることができる。

尚、この図７及び図８で例示した噴孔プレート１３Ｃは、プレート主体１３１Ｃにキー１３１Ｃ₁₁，１３１Ｃ₂₁を設け、噴孔部材１３２Ｃにキー溝１３２Ｃ₂を設けているが、これとは逆に、プレート主体１３１Ｃにキー溝を設け、噴孔部材１３２Ｃにキーを設けてもよい。

次に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例３を図９及び図１０に基づいて説明する。

本実施例３の燃料噴射弁１は、前述した実施例１の噴孔プレート１３Ａを実施例２と同様の位置決め機能を有するものへと変更したものであり、他については実施例１のものと同様の構成を備えている。

図９及び図１０の符号１３Ｄは、本実施例３の噴孔プレートを示す。この噴孔プレート１３Ｄは、第１及び第２の貫通孔１３１Ｄ₁，１３１Ｄ₂を有するプレート主体１３１Ｄと、その第１及び第２の貫通孔１３１Ｄ₁，１３１Ｄ₂に各々嵌合された２つの噴孔部材１３２Ｄとで構成される。

先ず、本実施例３のプレート主体１３１Ｄは、実施例１のプレート主体１３１Ａと同様の円盤状に成形され、その両平面を貫通させる段付きの第１及び第２の貫通孔１３１Ｄ₁，１３１Ｄ₂が形成されている。ここで、本実施例３のプレート主体１３１Ｄにおいては、その第１及び第２の貫通孔１３１Ｄ₁，１３１Ｄ₂の軸線方向に対する垂直な断面を多角形形状に形成している。

一方、本実施例３の噴孔部材１３２Ｄは、その第１及び第２の貫通孔１３１Ｄ₁，１３１Ｄ₂に嵌め込むことができるよう同一の多角形形状に成形する。そして、この噴孔部材１３２Ｄにおいても、その軸線方向に対して傾倒させた円柱状の噴孔１３２Ｄ₁が設けられている。

ここでは、その第１及び第２の貫通孔１３１Ｄ₁，１３１Ｄ₂と噴孔部材１３２Ｄは、軸線方向に対する垂直な断面が矩形に形成されたものを例示する。

このように、本実施例３にあっては第１及び第２の貫通孔１３１Ｄ₁，１３１Ｄ₂と噴孔部材１３２Ｄが多角形形状になっているので、前述した実施例１と同様の効果を奏するだけでなく、噴孔部材１３２Ｄの回転を抑制することができる。これが為、この本実施例３の噴孔プレート１３Ｄによれば、実施例２のような位置決め部を設けずとも、プレート主体１３１Ｄに対する噴孔１３２Ｄ₁の位置を設計通りに配置して組み付けることができ、また、組み付け後には噴孔部材１３２Ｄの回転を抑えることができるので、燃料の噴霧方向を所定の状態に保ち続けることができる。

次に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例４を図１１に基づいて説明する。

本実施例４の燃料噴射弁１は、前述した実施例１の噴孔プレート１３Ａを別のものへと変更したものであり、他については実施例１のものと同様の構成を備えている。

図１１の符号１３Ｅは、本実施例４の噴孔プレートを示す。この噴孔プレート１３Ｅは、プレート主体に複数の貫通孔を設け、その各貫通孔に少なくとも２種類以上の噴孔形状の異なる噴孔部材を嵌合したものである。

具体的に、ここで例示する噴孔プレート１３Ｅは、実施例１と同じ第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂を有するプレート主体１３１Ａと、その第１貫通孔１３１Ａ₁に嵌合される実施例１と同じ噴孔部材１３２Ａと、その第２貫通孔１３１Ａ₂に嵌合される噴孔部材１３２Ａとは異なる噴孔部材１３２Ｅとで構成される。そして、その噴孔部材１３２Ｅは、外形が噴孔部材１３２Ａと同様に成形されたものであり、軸線方向に延びる円柱状の噴孔１３２Ｅ₁が設けられている。

これにより、かかる噴孔プレート１３Ｅが配備された燃料噴射弁１においては、噴孔部材１３２Ａの１３２Ａ₁からは軸線方向に対して角度をもって燃料が噴霧され、噴孔部材１３２Ｅの噴孔１３２Ｅ₁からは軸線方向に向けて燃料が噴霧される。これが為、この噴孔プレート１３Ｅは、前述した実施例１と同様の効果を奏するだけでなく、異なる種類の噴孔部材を組み合わせることによって、異形噴霧を容易且つ安価に構築することができる。

このように、プレート主体の複数の貫通孔に少なくとも２種類以上の異なる噴孔部材を嵌合した噴孔プレート１３Ｅを用いることによって、様々な異形噴霧を容易且つ安価に実現することができ、噴霧の自由度を拡大させることができる。そして、かかる噴孔プレート１３Ｅを要求特性に応じて構築することによって、燃焼の自由度を拡大させることができる。

尚、本実施例４の少なくとも２種類以上の異なる噴孔部材を設ける構成は、前述した実施例２，３においても適用することができる。

次に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例５を図１２に基づいて説明する。

本実施例５の燃料噴射弁１は、前述した実施例１の噴孔プレート１３Ａを別のものへと変更したものであり、他については実施例１のものと同様の構成を備えている。

図１２の符号１３Ｆは、本実施例５の噴孔プレートを示す。この噴孔プレート１３Ｆは、ある規格化された複数の貫通孔を有するプレート主体を用い、燃料噴射弁１に必要とされる噴孔の数量に応じてその数を調節し得るように構成したものである。

具体的に、ここで例示する噴孔プレート１３Ｆは、実施例１と同じ第１及び第２の貫通孔１３１Ａ₁，１３１Ａ₂を有するプレート主体１３１Ａと、その第１貫通孔１３１Ａ₁に嵌合される噴孔部材１３２Ｆと、その第２貫通孔１３１Ａ₂に嵌合される実施例１と同じ噴孔部材１３２Ａとで構成される。その噴孔部材１３２Ｆは、外形が噴孔部材１３２Ａと同様に成形されているが、噴孔については形成されていないものである。即ち、この噴孔部材１３２Ｆは、燃料の噴霧を遮断するメクラ部材として使用されるものである。以下、この噴孔部材１３２Ｆについては、「メクラ部材１３２Ｆ」という。

このように、本実施例５の如くメクラ部材１３２Ｆを利用することによって、プレート主体１３１Ａを幅広く共用することができるようになり、より安価に様々な要求特性に応じた噴孔プレートを構築することができる。これが為、この本実施例５の噴孔プレート１３Ｆは、前述した実施例１と同様の効果を奏するだけでなく、噴霧の自由度を拡大させることができ、これに伴う燃焼の自由度の拡大が可能になる。

更に、多数の貫通孔を有するプレート主体を使用する場合には、夫々の噴孔部材の噴孔の形状如何では各噴孔からの噴霧が干渉する虞があり、また、ある貫通孔に噴孔部材を配備すると吸気バルブや排気バルブに噴霧が干渉する虞もある。ここで、一般に、かかる不都合が生じる燃料噴射弁においては、その搭載角度を変更するなどして噴霧の干渉を回避させる。しかしながら、噴霧の干渉が起こり得る貫通孔に本実施例５のメクラ部材１３２Ｆを配備することによって、搭載角度の変更等を行わずとも噴霧の干渉を回避することができるので、シリンダヘッドの燃料噴射弁取付孔を変更するなどのコストのかかる対応が不要になる。

尚、本実施例５のメクラ部材１３２Ｆを設ける構成は、前述した実施例２〜４においても適用することができる。

次に、本発明に係る燃料噴射弁の実施例６を図１３及び図１４に基づいて説明する。

本実施例６の燃料噴射弁１は、前述した実施例１の噴孔プレート１３Ａを以下の如き形態のものへと変更したものであり、他については実施例１のものと同様の構成を備えている。

図１３及び図１４の符号１３Ｇは、本実施例６の噴孔プレートを示す。この噴孔プレート１３Ｇは、円盤状の第１及び第２のプレート主体１３１Ｇ，１３２Ｇと、これら第１及び第２のプレート主体１３１Ｇ，１３２Ｇの間に配置された２つの噴孔部材１３３Ｇ，１３３Ｇとで構成される。

先ず、その第１プレート主体１３１Ｇと第２プレート主体１３２Ｇは、同一径に形成され、所定の間隔を設け、中心軸を共通にして対向させて配置される。これら第１及び第２のプレート主体１３１Ｇ，１３２Ｇには、その両平面を貫通させる貫通孔と当該貫通孔と連通する溝とが少なくとも１つずつ設けられている。

具体的に、その第１プレート主体１３１Ｇには、円柱状の第１及び第２の貫通孔１３１Ｇ₁，１３１Ｇ₂と、一方の平面における第１及び第２の貫通孔１３１Ｇ₁，１３１Ｇ₂と同心円上に形成された円形の第１及び第２の溝１３１Ｇ₃，１３１Ｇ₄とが設けられている。同じく第２プレート主体１３２Ｇについても同様に構成されており、円柱状の第１及び第２の貫通孔１３２Ｇ₁，１３２Ｇ₂と、円形の第１及び第２の溝１３２Ｇ₃，１３２Ｇ₄とが設けられている。

ここでは、その夫々の第１及び第２の貫通孔１３１Ｇ₁，１３１Ｇ₂，１３２Ｇ₁，１３２Ｇ₂は全て同一の直径に形成され、夫々の第１及び第２の溝１３１Ｇ₃，１３１Ｇ₄，１３２Ｇ₃，１３２Ｇ₄についても全て同一の直径に形成される。その第１溝１３１Ｇ₃，１３２Ｇ₃同士と第２溝１３１Ｇ₄，１３２Ｇ₄同士は、第１プレート主体１３１Ｇと第２プレート主体１３２Ｇとを対向させた際に各々中心軸を共通にして対向する位置に形成される。

一方、本実施例６の噴孔部材１３３Ｇは、上述した夫々の第１及び第２の溝１３１Ｇ₃，１３１Ｇ₄，１３２Ｇ₃，１３２Ｇ₄に嵌合し得るよう両端が当該第１及び第２の溝１３１Ｇ₃，１３１Ｇ₄，１３２Ｇ₃，１３２Ｇ₄と同等の直径からなる円柱状に成形されている。ここで例示する噴孔部材１３３Ｇは、全体がその直径からなる円柱状のものとして成形される。また、この噴孔部材１３３Ｇには、その軸線方向に対して傾倒させた実施例１と同様の円柱状の噴孔１３３Ｇ₁が形成されている。

本実施例６にあっては、そのような第１及び第２のプレート主体１３１Ｇ，１３２Ｇの第１溝１３１Ｇ₃，１３２Ｇ₃と第２溝１３１Ｇ₄，１３２Ｇ₄とに各々噴孔部材１３３Ｇ，１３３Ｇを嵌合して、夫々の噴孔部材１３３Ｇ，１３３Ｇを第１及び第２のプレート主体１３１Ｇ，１３２Ｇの間に挟持させることによって噴孔プレート１３Ｇを構成する。

このように、本実施例６にあっては、噴孔部材１３３Ｇを第１及び第２のプレート主体１３１Ｇ，１３２Ｇで挟み込む構成を採っているので、他に何ら策を講じずとも噴孔部材１３３Ｇの脱落を回避することができる。即ち、噴孔部材１３３Ｇの固定方法の簡易化を図ることができる。

また、この本実施例６の噴孔プレート１３Ｇによれば、複数種類の規格化されたプレート主体や噴孔部材を用意し、その夫々の組み合わせを変えることによって、様々な内燃機関の噴霧の要求特性に応じた噴孔プレートを容易且つ安価に構築することができる。これが為、その要求特性に応じた噴霧を行う燃料噴射弁を容易且つ安価に作り出すことが可能になる。

ところで、本実施例６の噴孔プレート１３Ｇにおいても、第１及び第２のプレート主体１３１Ｇ，１３２Ｇと噴孔部材１３３Ｇとの間に実施例２の如き位置決め部を設けてもよく、また、前述した実施例３の如く第１及び第２の溝１３１Ｇ₃，１３１Ｇ₄，１３２Ｇ₃，１３２Ｇ₄と噴孔部材１３３Ｇを多角形形状にしてもよい。これにより、噴孔部材１３３Ｇの位置決めと回転抑制を図ることができ、噴孔１３３Ｇ₁の第１及び第２のプレート主体１３１Ｇ，１３２Ｇに対する位置を常に一定に保つことができるので、燃料の噴霧方向を所定の状態に保ち続けることができる。

また、この噴孔プレート１３Ｇは、前述した実施例４の如く、第１及び第２のプレート主体に複数の貫通孔と溝を設け、その各溝に少なくとも２種類以上の噴孔形状の異なる噴孔部材を嵌合してもよい。

また、この噴孔プレート１３Ｇには、前述した実施例５の如きメクラ部材を設けてもよい。

更に、前述した実施例１にて示したものと同様に、噴孔部材１３３Ｇの線膨張係数を第１及び第２のプレート主体１３１Ｇ，１３２Ｇの線膨張係数よりも大きくしてもよく、また、噴孔部材１３３Ｇの熱伝導率を大きくしてもよい。

以上のように、本発明に係る燃料噴射弁は、様々な要求特性に応じた噴孔プレートを容易且つ安価に構築する技術として有用である。

本発明に係る燃料噴射弁の先端部分を示す部分断面図である。 図１の矢印Ａの方向からみた実施例１の噴孔プレートを示す図である。 図１の矢印Ｂの方向からみた実施例１の噴孔プレートを示す図である。 図２のＩ−Ｉ線で切った実施例１の噴孔プレートの断面図である。 図１の矢印Ａの方向からみた実施例２の噴孔プレートを示す図である。 図５のII−II線で切った実施例２の噴孔プレートの断面図である。 図１の矢印Ａの方向からみた実施例２の噴孔プレートの他の例を示す図である。 図７のIII−III線で切った実施例２の噴孔プレートの断面図である。 図１の矢印Ａの方向からみた実施例３の噴孔プレートを示す図である。 図１の矢印Ｂの方向からみた実施例３の噴孔プレートを示す図である。 実施例４の噴孔プレートの断面図である。 実施例５の噴孔プレートの断面図である。 図１の矢印Ａの方向からみた実施例６の噴孔プレートを示す図である。 図１３のIV−IV線で切った実施例６の噴孔プレートの断面図である。

符号の説明

１１ バルブボディ
１１ａ 燃料通路
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ 噴孔プレート
２０ ホルダ
２０ａ 環状部
１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｃ，１３１Ｄ，１３１Ｅ，１３１Ｆ プレート主体
１３１Ｇ 第１プレート主体
１３２Ｇ 第２プレート主体
１３１Ａ₁，１３１Ｂ₁，１３１Ｃ₁，１３１Ｄ₁，１３１Ｇ₁，１３２Ｇ₁ 第１貫通孔
１３１Ａ₂，１３１Ｂ₂，１３１Ｃ₂，１３１Ｄ₂，１３１Ｇ₂，１３２Ｇ₂ 第２貫通孔
１３１Ｂ₁₁，１３１Ｂ₂₁ 溝
１３２Ｂ₂ 突起
１３１Ｃ₁₁，１３１Ｃ₂₁ キー
１３２Ｃ₂ キー溝
１３１Ｇ₃，１３２Ｇ₃ 第１溝
１３１Ｇ₄，１３２Ｇ₄ 第２溝
１３２Ａ，１３２Ｂ，１３２Ｃ，１３２Ｄ，１３２Ｅ，１３２Ｆ，１３３Ｇ 噴孔部材
１３２Ａ₁，１３２Ｂ₁，１３２Ｃ₁，１３２Ｄ₁，１３２Ｅ₁，１３３Ｇ₁ 噴孔
１３２Ｆ メクラ部材

Claims (6)

1. 燃料通路と連通状態にある噴孔を有する噴孔プレートが先端に設けられた燃料噴射弁において、
   前記噴孔プレートは、両平面間を貫通させる貫通孔が少なくとも１つ形成された板状のプレート主体と、噴孔を有し、該プレート主体の貫通孔に挿入された噴孔部材とを備え、前記プレート主体の貫通孔を前記燃料通路側よりも燃料噴射側の方が小さい段付き孔とし、該貫通孔の形状に合わせて前記噴孔部材を成形したことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記噴孔部材の線膨張係数を前記プレート主体の線膨張係数よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 前記プレート主体の貫通孔と前記噴孔部材の軸線方向に対する垂直な断面を多角形形状に形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
4. 燃料通路と連通状態にある噴孔を有する噴孔プレートが先端に設けられた燃料噴射弁において、
   前記噴孔プレートは、一方の平面上に形成された溝及び当該溝に連通する貫通孔を少なくとも１つずつ有する板状の第１及び第２のプレート主体と、該第１及び第２のプレート主体の貫通孔に連通する噴孔を有し、該第１及び第２のプレート主体の溝に挿入して挟持された噴孔部材とを備えることを特徴とした燃料噴射弁。
5. 前記噴孔部材の軸線方向に対する垂直な断面を円形にし、該噴孔部材の回転を抑制する位置決め部を設けたことを特徴とする請求項１，２又は４に記載の燃料噴射弁。
6. 前記プレート主体の溝と前記噴孔部材の軸線方向に対する垂直な断面を多角形形状に形成したことを特徴とする請求項４記載の燃料噴射弁。
   

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