JP5976065B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

この発明は、自動車の内燃機関などへの燃料供給に使用される燃料噴射弁に関し、特に噴霧特性における微粒化の促進を図った燃料噴射弁に関するものである。

近年、自動車の内燃機関の排出ガス規制が強化される中、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の微粒化が求められている。噴射噴霧の微粒化を図るために、噴射燃料が、噴孔プレートに設けられた噴孔から噴霧されるまでに、旋回流れを形成する燃料噴射弁が従来から知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１に開示されている噴孔プレートは、噴射燃料が流れる下流側に向かうに連れて径が連続的に小さくなる弁座シート部の下流に配置され、噴射燃料が流れ込む中央開口と、中央開口から径方向外側へ延びている少なくとも２つの接線方向通路と、各接線方向通路の下流端が接線方向に開口するスワール室とを有している。また、噴孔は、スワール室に設けられている。

また、特許文献２に開示されている噴孔プレートは、弁座シート部の下流に配置され、噴射燃料が流れ込む複数の側孔と、側孔のそれぞれから径方向外側へ延びている接線方向通路と、接線方向通路のそれぞれの下流端が接線方向に開口するスワール室とを有している。また、噴孔は、スワール室に設けられている。

これらにより、中央開口または側孔に流れ込んだ噴射燃料は、接線方向通路で整流及び加速され、接線方向に沿って各スワール室へ流入し、各スワール室で旋回流れとなる。その後、噴孔内を旋回しながら噴射された噴射燃料は、噴霧となって微粒化が促進するとされている。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の燃料噴射弁では、スワール室で旋回流れを生じさせるために、接線方向通路をある程度長くして通路内で噴射燃料の整流および加速させる必要がある。この結果、特許文献１及び特許文献２の燃料噴射弁は、接線方向通路を長くする分だけデッドボリュームが増加してしまう。

一方、デッドボリュームの増加を抑制するためには、接線方向通路を短くすることが考えられる。しかしながら、接線方向通路を短くすると、噴射開始直後では、整流及び加速が不十分な噴射燃料が噴射されてしまい、噴射初期の微粒化性能が損なわれてしまうという問題があった。

また、接線方向通路を長くした結果、噴孔プレートの溶接径が大きくなる。このため、燃圧によって溶接部に生じる応力が大きくなり、噴孔プレートの耐久性が低下してしまうという問題があった。

これらを解決するために、噴射燃料が流れる上流側の噴孔プレートの一部を弁座開口部に沿って複数箇所窪ませることにより、複数の楕円形状の燃料室を形成し、各燃料室に１つずつ噴孔が設けられている燃料噴射弁が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特許文献３に開示されている燃料室は、噴射燃料が流れる下流側に向かうに連れて径が連続的に小さくなる弁座シート部を延長した部分と、噴孔プレートの上流側平面と、が交差してできる仮想円及び弁座開口部の内径を跨ぐ位置に配置されている。また、各燃料室の長軸は、噴孔プレートの中心から放射方向に延びる線に対して傾斜して設けられている。さらに、噴孔は、弁座開口部の内径より外側に配設されている。

これにより、弁座シート部から燃料室に流入した噴射燃料は、燃料室の仮想円側の内壁に衝突することで、燃料室の内壁に沿った旋回流れを発生させることができる。従って、特許文献３に係る燃料噴射弁は、接線方向通路を設ける必要がなくなり、デッドボリュームの増加、及び噴孔プレートの溶接径の拡大を抑制することができる。

特開１９８９−２７１６５６号公報 特開２００３−３３６５６２号公報 特開２０１０−２６５８６５号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献３に開示されている各燃料室では、弁座シート部から燃料室に直接流入した噴射燃料に関しては、旋回流れを発生させることが可能である。しかしながら、燃料室へ直接流入しない噴射燃料に関しては、燃料室の内壁に沿わずに噴孔に直接向かうように流入してしまう。

このため、燃料室の内壁に沿った旋回流れは、形成されず、微粒化性能が損なわれてしまうという問題がある。この問題を解決するためには、周方向に燃料室を隙間なく設ける必要がある。しかし、燃料室の数を多くした場合、噴射流量の関係から１つの燃料室に流入する噴射燃料が減少し、十分な旋回流れが得られない恐れがある。その一方で、燃料室の数を少なくした場合、燃料室へ直接流入しない流れが増えるため、顕著に微粒化が悪化してしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃料噴射弁のデッドボリュームの増加及び噴孔プレートの溶接径の拡大を抑制するとともに、燃料噴霧の微粒化に十分な旋回流れを発生させることができる燃料噴射弁を得ることを目的とする。

この発明による燃料噴射弁は、筒状の弁座シート部を有し、燃料の流れ方向についての下流側に向かって弁座シート部の内径が連続的に小さくなるように弁座シート部の軸線に対して傾斜するシート面が弁座シート部の内面に形成されている弁座、当接部を有し、当接部がシート面から離れることによりシート面と当接部との間に燃料通路を形成し、当接部がシート面に接触することにより燃料通路を閉じる弁体、及び燃料の流れ方向について弁座よりも下流側で弁座シート部と対向する弁座対向面が形成され、複数の窪み部が弁座対向面に燃料室としてそれぞれ設けられ、燃料通路を通過した燃料を噴射する複数の噴孔が各燃料室のそれぞれに１つずつ設けられている噴孔プレートを備え、噴孔プレートは、シート面を延長した仮想延長面と、弁座対向面とが交差して仮想円を形成するように配置されており、各燃料室のそれぞれの一部は、仮想円の内側に存在し、各噴孔は、弁座シート部の軸線に沿って弁座シート部をみたときの弁座の開口部の外側に存在しており、弁座から噴孔プレートをみたときの各燃料室の外形は、長軸を持ち、長軸に沿った方向について外側へ盛り上がる曲線を含む外形であり、弁座対向面には、仮想円の周方向について互いに隣り合う２つの燃料室を一対として複数対の燃料室が設けられており、弁座から噴孔プレートをみたときに、各燃料室の長軸のそれぞれと仮想円との交点を各燃料室の基準点とし、各燃料室の基準点のそれぞれと弁座シート部の軸線とを結ぶ直線を各燃料室の放射状直線とすると、対になる２つの燃料室の長軸は、燃料室同士が仮想円の外側で互いに近づくように基準点を中心に放射状直線に対して傾斜し、対になる２つの燃料室の放射状直線がなす角度θは、互いに隣り合う燃料室の中で対にならない２つの燃料室の放射状直線がなす角度αよりも大きくなっており、噴孔プレートは、弁座シート部から燃料室に直接流入する噴射燃料、及び弁座シート部から弁座対向面を経由して燃料室に流入する噴射燃料に関して、燃料室内の壁面に沿った同一方向の旋回流れを形成するものである。

この発明によれば、噴孔プレートとの弁座対向面に設けられた複数の燃料室は、弁座シート部の軸線に対して傾斜するシート面を延長した仮想延長面と、弁座対向面とが交差して形成する仮想円の周方向について互いに隣り合う２つの燃料室を一対として複数組設けられている。また、各燃料室の一端部は、仮想円内に配置されている。さらに、対になる２つの燃料室の長軸は、燃料室同士が仮想円の外側で互いに近づくように基準点を中心に放射状直線に対して傾斜している。これにより、弁座シート部から燃料室に直接流入する噴射燃料の旋回流れ方向が決定する。

また、対になる２つの燃料室の放射状直線がなす角度θは、互いに隣り合う燃料室の中で対にならない２つの燃料室の放射状直線がなす角度αよりも大きくなっている。このとき、燃料室の傾きにより、角θ側から流入する噴射燃料は、燃料室に直接流入する噴射燃料の旋回流れと同じ方向から燃料室に流入することになる。従って、燃料噴霧の微粒化に十分な旋回流れを発生させることができる。また、接線方向通路が必要ないので、燃料噴射弁のデッドボリュームの増加及び噴孔プレートの溶接径の拡大を抑制することができる。

本発明の実施の形態１における燃料噴射弁を示す断面図である。 図１の燃料噴射弁の下流側の先端部付近を示す拡大図、及びＩＩ−ＩＩ線に沿って噴孔プレートをみた状態を示す断面図である。 図２のＩＩ−ＩＩ線に沿って噴孔プレートをみた状態を示す拡大図である。 図３の燃料室への燃料流れを示す拡大図である。 図３の噴孔から噴射燃料が噴射された状態を示す図である。 本発明の実施の形態２における噴孔プレートを、図２のＩＩ−ＩＩ断面に沿ってみたときの噴孔の配置を示す拡大図である。 本発明の実施の形態３におけるにおける噴孔プレートを、図２のＩＩ−ＩＩ断面に沿ってみたときの噴孔の配置を示す拡大図である。 本発明の実施の形態４における燃料室を、図４のＩＶ−ＩＶ断面に沿ってみた状態を示す断面図である。 図３の燃料室の変形例を示す図である。 図７の燃料室の変形例を示す図である。

以下、本発明の燃料噴射弁の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における燃料噴射弁を示す断面図である。図１において、燃料噴射弁１は、ソレノイド装置１０と、ソレノイド装置１０の駆動により動作する弁装置２０とを有している。

ここで、噴射燃料（燃料）は、燃料噴射弁１の上方の供給口２から供給され、燃料噴射弁１の内部の中心軸方向（図１の矢印Ａ方向）に流れていく。即ち、燃料噴射弁１の内部の中心軸方向が、燃料の流れ方向になる。そこで、以下、供給口２側を上流側と称し、弁装置２０側を下流側と称して説明する。

ソレノイド装置１０は、ハウジング１１と、コア１２と、コイル１３と、アマチュア１４とを有している。また、弁装置２０は、弁体２１と、弁本体２２と、弁座２３を有している。

コア１２の内部には、ロッド１５が固定されており、このロッド１５によって圧縮ばね１６の荷重が調整される。また、コア１２の下端部（下流側の端部）をコイル１３が取り囲んでおり、コア１２の下端部には、磁気回路を構成する弁本体２２が、コア１２と同軸に設けられている。弁本体２２は、コア１２の外形部分に圧入後、溶接等の手段でコア１２と締結されている。コア１２と弁本体２２との締結部分は、内部燃料が漏れないようにシールされている。

磁気回路を構成するハウジング１１は、一端部がコア１２に溶接され、他端部が弁本体２２に溶接されている。従って、ハウジング１１は、コア１２と弁本体２２とを磁気的に連結している。

アマチュア１４は、円筒形状の弁本体２２内に、燃料噴射弁１の中心軸方向に移動可能に設けられているとともに、コア１２の下流側の下端面１２ａに対して接離可能に設けられている。また、円筒形状のアマチュア１４内には、一端部にボール（当接部）２４を有する円筒形状の弁体２１が圧入された後、溶接固定されている。

弁本体２２の下流側の先端部内には、下流側の端部に噴孔プレート２５が溶接された筒状の弁座２３が圧入された後、溶接固定されている。弁座２３には、先ず、噴孔プレート２５が、弁座２３の下流側の端部に溶接部２６ａで固定される。その後、噴孔プレート２５と一体になった弁座２３は、弁本体２２に圧入された後、溶接部２６ｂで弁本体２２に固定される。

弁座２３内の下流側の端部には、燃料噴射弁１が動作していないとき、ロッド１５によって調整された圧縮ばね１６の付勢力によりボール２４が接する筒状の弁座シート部２３ａが形成されている。弁座シート部２３ａは、燃料噴射弁１の内部の中心軸方向について、下流側に向かうに連れて連続的に内径が小さくなっている。従って、弁座シート部２３ａは、燃料噴射弁１の内部の中心軸方向について、中心軸との距離が連続的に小さくなるように傾斜したシート面２３０ａを有している。

即ち、シート面２３０ａは、弁座シート部２３ａの内面に形成され、上流側から下流側に向かうほど、弁座シート部２３ａの軸線との距離が連続的に小さくなるように弁座シート部２３ａの軸線に対して傾斜している。これにより、シート面２３０ａで囲まれる空間は、上流側よりも下流側の円の径が小さい円錐台形状になっている。

また、弁座２３内には、弁座シート部２３ａの上流側の端部から、圧縮ばね１６の付勢力によりボール２４を、燃料噴射弁１の内部の中心軸方向に案内する円筒形状のガイド面部２３ｂが形成されている。

噴孔プレート２５は、板状になっており、板厚方向が燃料噴射弁１の内部の中心軸方向と一致するように弁座２３に固定されている。即ち、噴孔プレート２５は、弁座２３の下流側端部の開口部を塞いでいる。また、噴孔プレート２５には、板厚方向に貫通する複数の噴孔２７が設けられている。

次に、燃料噴射弁１の動作について説明する。
エンジンの制御装置（図示せず）から燃料噴射弁１の駆動回路に動作信号が送られると、燃料噴射弁１のコイル１３に電流が通電され、ハウジング１１、コア１２、アマチュア１４、及び弁本体２２で構成される磁気回路に磁束が発生する。

その結果、アマチュア１４は、圧縮ばね１６の付勢力に逆らって、コア１２側（燃料流れの上流側）へ吸引動作され、アマチュア１４の上端面１４ａがコア１２の下端面１２ａと接触する。このとき、アマチュア１４に固定され一体になっている弁体２１の先端部に取り付けられたボール２４は、ガイド面部２３ｂに案内されながら弁座シート部２３ａのシート面２３０ａから離れて隙間が形成される。この隙間が、燃料通路になる。

この燃料通路の形成と同時に、噴射燃料は、ボール２４に設けられた面取り部２４ａ、及び燃料通路を通って、噴孔２７からエンジン吸気管（図示せず）に噴射される。

一方、エンジンの制御装置から燃料噴射弁１の駆動回路に動作の停止信号が送られると、燃料噴射弁１のコイル１３への電流の通電が停止され、磁気回路中の磁束が減少する。この結果、アマチュア１４は、圧縮ばね１６の付勢力によってアマチュア１４の上端面１４ａがコア１２の下端面１２ａから離れる。従って、ボール２４は、ガイド面部２３ｂに案内されながら弁座シート部２３ａのシート面２３０ａに接触し、燃料通路が閉じた状態になる。これにより、噴孔２７からの燃料噴射が終了する。

近年、排ガス規制が強化されているため、燃料噴射における、噴孔２７から噴射される燃料噴霧の微粒化が求められている。本発明は、燃料噴霧の微粒化を実現するために用いられる噴孔プレート２５に特徴を有するものである。

図２は、図１の燃料噴射弁１の下流側の先端部付近を示す拡大図、及びＩＩ−ＩＩ線に沿って噴孔プレート２５をみた状態を示す断面図である。また、図３は、図２のＩＩ−ＩＩ線に沿って噴孔プレート２５をみた状態を示す拡大図である。図２に示すように、下流側に向かうに連れて弁座シート部２３ａの軸線との距離が小さくなるように傾斜しているシート面２３０ａの仮想延長面２３ｃ（図２の細線）と、噴孔プレート２５の上流側の面（弁座対向面）２５ａとが交差した仮想円４０を形成するように噴孔プレート２５を配置している。

また、このように配置した噴孔プレート２５の弁座対向面２５ａには、燃料噴射弁１の内部の中心軸方向に沿った複数の窪み部が、燃料室２８として形成されている。燃料室２８のぞれぞれは、仮想円４０の周方向に沿って互いに距離を置いて配置されている。

この燃料室２８の外形は、燃料噴射弁１の内部の中心軸方向に沿ってみたとき、長軸２９を持ち、長軸２９に沿った方向について外側へ盛り上がる曲線を含む形状になっている。この例では、燃料室２８の外形は、燃料噴射弁１の内部の中心軸方向に沿ってみたとき、楕円形状になっている。

燃料室２８は、図２及び図３に示すように、仮想円４０の径方向について、仮想円４０の内側から、燃料噴射弁１の内部の中心軸方向に沿って弁座２３の下流側の開口部をみた開口部円４１の外側まで、仮想円４０と開口部円４１とを跨ぐような位置に配置されている。即ち、燃料室２８それぞれの一端部は、仮想円４０内に配置されている。

また、燃料室２８には、それぞれ１つずつ噴孔２７が設けられている。各噴孔２７は、開口部円４１よりも燃料噴射弁１の径方向外側の位置に配置されている。

さらに、燃料室２８は、仮想円４０の周方向について、互いに隣り合う２つを一対として構成され、少なくとも２対（複数組）の対になった燃料室２８が設けられている。この例では、対になった燃料室２８は２対、即ち、４つの燃料室が設けられており、図２の右上から時計回りに、それぞれ燃料室２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄと称し、燃料室２８ａと燃料室２８ｂ、燃料室２８ｃと燃料室２８ｄが対になっている。各燃料室２８は、それぞれ半抜き加工により成型されている。

また、燃料室２８ａの長軸２９ａは、仮想円４０と交差する交差点（基準点）３０ａと、弁座２３の中心（即ち、燃料噴射弁１の内部の中心軸）と、を結ぶ放射状直線Ｌよりも、交差点３０ａを中心に、対になっている燃料室２８ｂ側へ、設計時に設定された所望の角度（図３の矢印Ｂ）回転した位置に設けられている。即ち、仮想円４０の径方向について、燃料室２８ａの長軸２９ａの仮想円４０よりも外側の端部は、交差点３０ａを中心に、燃料噴射弁１の周方向に沿って、対になる燃料室２８ｂ側に近づくように放射状直線Ｌに対して傾斜している。

燃料室２８ｂ、２８ｃ、２８ｄの長軸２９ｂ、２９ｃ、２９ｄの仮想円４０よりも外側の端部も同様に、仮想円４０と交差する交差点３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを中心に、燃料噴射弁１の周方向に沿って、それぞれ対になる燃料室２８側に近づくように回転された位置に設けられている。従って、対になる２つの長軸２９は、燃料室２８同士が、仮想円４０の外側で互いに近づくように交差点３０を中心に放射状直線に対して傾斜している。

図４は、図３の燃料室２８ａへの燃料流れを示す拡大図である。また、図５は、図３の噴孔２７から噴射燃料が噴射された状態を示す図である。

図４に示すように、弁座シート部２３ａのシート面２３０ａに沿って燃料室２８ａに流れてくる燃料流れは、仮想円４０よりも内側に位置する壁面２８０ａに押し付けられた後、壁面２８０ａ及び仮想円４０よりも外側に位置する燃料室２８ａの内壁２８０ｂに沿って矢印Ｃ方向に流れる。その後、噴孔２７の周りを旋回しながら噴孔２７の入口（噴孔２７の上流側）へ流れ込む構造となっている。これにより、噴射燃料は、噴孔２７内を旋回しながら噴孔２７の内壁に押し付けられることで、噴孔２７内に充満することなく、図５に示すような薄い三日月状の液膜５０となって噴孔２７の出口（噴孔２７の下流側）から噴射される。

ここで、図３に示すように、燃料室２８ａと対になる燃料室２８ｂの交差点３０ｂと弁座２３の中心とを結ぶ放射状直線Ｍと、放射状直線Ｌと、のなす角をθ（°）とする。また、燃料室２８ａと対なっていないが、互いに隣り合っている燃料室２８ｄの交差点３０ｄと弁座２３の中心とを結ぶ放射状直線Ｎと、放射状直線Ｌと、のなす角をα（°）とする。

このとき、角θと角αとの関係は、角αよりも角θの方が大きな角度になっている（即ち、角α＜角θ）。これは、角θの範囲から燃料室２８ａに流入する噴射燃料が作る旋回方向（図４の矢印Ｄ）と、角αの範囲から燃料室２８ａに流入する噴射燃料が作る旋回方向（図４の破線矢印Ｅ）とが逆であるため、両方から均等に燃料室２８ａに噴射燃料が流入してしまうと、旋回流れが阻害し合ってしまうからである。

このように、角αを角θよりも狭めることによって、弁座シート部２３ａから燃料室２８ａに直接流入しない燃料流れの殆どは、図４の矢印Ｄのように迂回して、角θの範囲から燃料室２８ａに流入する。これにより、燃料室２８ａに直接流入しない噴射燃料も、燃料室２８ａ内で旋回流れを形成することができる。

また、角αの範囲から燃料室２８ａに流入する噴射燃料は、図４の矢印Ｅに示すように、矢印Ｃ及び矢印Ｄとは反対方向の旋回流れになるが、角θの範囲から燃料室２８ａに流入する噴射燃料の影響が強いため、矢印Ｃ及び矢印Ｄに沿って流れることになる。

また、本実施の形態１では、燃料室２８を４つとすることで、噴孔２７を４つにしている。これは、吸気ポートへの噴霧付着抑制を狙っている。各燃料室２８の長軸２９を、仮想円４０と交差する交差点３０を中心に、それぞれ対になる燃料室２８側に所望の角度回転した位置に設けていることにより、噴射燃料は、対になる燃料室２８側に向かう側へ旋回しながら噴孔２７へ流入し、噴孔２７の内壁に沿って形成された液膜５０は旋回しながら噴孔２７の出口へ向かう。よって、各噴孔２７から噴射される三日月状の液膜５０は、図５に示すように、対の燃料室２８に近づく方向に噴射される。

これにより、２対の噴孔２７から噴霧される集合噴霧５１は、図５で示すように、扁平形状（すなわち、円を横長としたような形状）となる。一般的なエンジンでは、インジェクタの軸心と吸気バルブの軸心とは、平行ではない。また、吸気通路は、吸気バルブ傘部付近で湾曲している。このため、インジェクタ側から吸気通路出口部を見ると、扁平形状になっている。これにより、噴霧断面が円ではなく、図５のような扁平形状の集合噴霧５１を噴射することにより、吸気バルブを狙って噴射しつつも、吸気通路への噴霧付着を抑制できるため、エンジンの制御性が向上する。

このような実施の形態１による燃料噴射弁では、噴孔プレートに設けられた燃料室が、周方向に互いに隣り合う２つを一対として構成され、少なくとも２対設けられている。また、燃料室の一端部は、仮想円内に配置され、対になる２つの燃料室の長軸は、燃料室同士が、仮想円の外側で互いに近づくように交差点を中心に放射状直線に対して傾斜している。さらに、対になる燃料室の各交差点と弁座の中心とを結ぶ放射状直線がなす角θは、対なっていないが互いに隣り合っている燃料室の各交差点と弁座の中心とを結ぶ放射状直線がなす角αよりも大きく設定されている。

このような構成を備えることで、弁座シート部から燃料室に直接流入する噴射燃料及び弁座シート部から燃料室に直接流入しない噴射燃料は、共に燃料室の壁面に沿った旋回流れを形成することができる。これにより、燃料噴霧の微粒化に十分な旋回流れを発生させることができる。

また、従来技術である特許文献１及び特許文献２のような、噴射燃料を整流および加速する接線方向通路を設ける必要を無くすことができる。この結果、噴孔プレートが径方向に大きくなることがないので、溶接径の拡大を抑制することができる。これに伴って、燃料噴射弁のデッドボリュームの増加を抑制することができる。

また、噴孔プレートの溶接径の拡大を抑制できるので、溶接部の耐圧性の向上にも繋げることができる。さらに、燃料室は、半抜き加工により成型されているので、他の加工方法に比べ、容易に燃料室を形成することができる。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２における噴孔プレート２５を、図２のＩＩ−ＩＩ断面に沿ってみたときの噴孔２７の配置を示す拡大図である。図６に示すように、互いに隣り合う噴孔２７の中心は、弁座２３の中心を中心に同じ角度で配置されている。即ち、この例では、弁座２３の中心と４つの噴孔２７の中心それぞれとを結んだ直線において、互いに隣り合う直線同士がなす角は、９０度になっている。その他の構成は、先の実施の形態１と同様である。

このような実施の形態２による燃料噴射弁では、互いに隣り合う噴孔の中心が、弁座の中心を中心に同じ角度で配置されている。このように、噴孔同士を、円周上で等間隔に配置する構成を備えることで、各噴孔から噴射された直後の液膜同士の干渉を避けることができる。この結果、噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化を良好にすることができる。

実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３におけるにおける噴孔プレート２５を、図２のＩＩ−ＩＩ断面に沿ってみたときの噴孔２７の配置を示す拡大図である。図７に示すように、燃料室２８の径方向外側端部には、燃料室２８を拡張するスワール室２８１が設けられている。

スワール室２８１は、燃料噴射弁１の径方向について、燃料室２８の端部に設けられている。また、スワール室２８１は、開口部円４１よりも燃料噴射弁１の径方向外側に設けられている。この例では、スワール室２８１は、図７の破線で示している先の実施の形態１の燃料室２８の径方向端部が、対になる燃料室２８に向けて膨らんだ部分になっている。

このとき、スワール室２８１は、燃料室２８内で発生している旋回流れの接線方向に沿うように、対になる燃料室２８に向けて膨らんでいる。これにより、燃料室２８の径方向外側の内壁２８０ｂは、スワール室２８１により円弧形状に近い形状になっている。ここで、燃料室２８の外形の長軸２９に沿った方向について外側へ盛り上がる曲線は、先の実施の形態１の楕円形状部分に加えて、スワール室２８１の曲線も含んでいる。

噴孔２７は、燃料室２８の長軸２９よりも対になる燃料室２８側にオフセットした位置、即ち、スワール室２８１側にずれた位置に設けられている。従って、噴孔２７の少なくとも一部は、スワール室２８１内に入り込んでいる。その他の構成は、先の実施の形態１と同様である。

このような実施の形態３による燃料噴射弁では、燃料室の径方向外側端部に、長軸よりも対になる燃料室側に近い位置に、旋回流れの接線方向に沿って燃料室を拡張したスワール室が設けられている。また、噴孔の少なくとも一部は、スワール室に入り込むように設けられている。

このような構成を備えることで、スワール室が設けられている燃料室の内壁は、円弧形状に近づいているので、旋回流れの遠心力が増加し、旋回流れをより強化することができる。この結果、噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化を良好にすることができる。

なお、先の実施の形態１〜３では、各燃料室２８に設けられた噴孔２７の径の大きさ、と燃料噴射弁１の内部の中心軸方向における噴孔２７の長さとの比は、特に限定していない。ここで、各噴孔２７の径と長さとの比は、同じでもよいが、例えば、対になる噴孔２７の噴孔２７の径と長さとの比を異ならせてもよい。この噴孔２７の径と長さとの比を調節することにより、噴射方向及び液膜５０の広がり角を調整することができる。これにより、対になる噴孔２７から噴射される液膜５０同士の干渉を避けることができる。従って、噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化を良好にすることができる。

実施の形態４．
図８は、本発明の実施の形態４における燃料室２８を、図４のＩＶ−ＩＶ断面に沿ってみた状態を示す断面図である。図８に示すように、本実施の形態４における噴孔２７は、噴孔プレート２５の上流側からプレス加工で抜くことで成型される。このため、噴孔２７の入口（噴孔２７の上流側）の縁部分には、噴孔２７の周方向に沿って、丸みＲがつけられることとなる。その他の構成は、先の実施の形態１と同様である。

このような実施の形態４による燃料噴射弁は、噴孔の入口の縁部分には、噴孔の周方向に沿って丸みがつけられている。このような構成を備えることで、噴孔の入口部分での燃料剥離を抑制することができる。従って、噴孔内部での旋回流れを強化することができる。この結果、噴射後の液膜の広がりを大きくすることができるとともに、噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化を良好にすることができる。

なお、上述した実施の形態１〜４では、燃料室２８を楕円形状とした例（あるいは、楕円形状に対してさらにスワール室２８１を設けた例）について説明したが、これに限るものではない。図９は、図３の燃料室２８の変形例を示す図である。また、図１０は、図７の燃料室２８の変形例を示す図である。

図９に示すように、燃料室２８は、径方向について、互いに距離を置いた半円形状（円弧形状）の半円部と、この半円部を直線で結ぶ直線部とで構成された、細長い長穴形状であってもよい。ここで、燃料室２８の外形の長軸２９に沿った方向について外側へ盛り上がる曲線は、半円部である。また、図１０に示すように、長穴形状の燃料室２８の径方向外側端部にスワール室２８１が設けられていてもよい。ここで、燃料室２８の外形の長軸２９に沿った方向について外側へ盛り上がる曲線は、半円部に加えて、スワール室２８１の曲線も含んでいる。このような構成であっても、先の実施の形態１〜４と同様の効果を得ることができる。

１ 燃料噴射弁、２２ 弁本体、２３ 弁座、２３ａ 弁座シート部、２３ｃ 延長面、２４ ボール（当接部）、２５ 噴孔プレート、２５ａ 弁座対向面、２７ 噴孔、２８ 燃料室、２９ 燃料室の長軸、３０ 交差点、４０ 仮想円、２８１ スワール室。

Claims (6)

1. 筒状の弁座シート部を有し、燃料の流れ方向についての下流側に向かって上記弁座シート部の内径が連続的に小さくなるように上記弁座シート部の軸線に対して傾斜するシート面が上記弁座シート部の内面に形成されている弁座、
   当接部を有し、上記当接部が上記シート面から離れることにより上記シート面と上記当接部との間に燃料通路を形成し、上記当接部が上記シート面に接触することにより上記燃料通路を閉じる弁体、及び
   上記燃料の流れ方向について上記弁座よりも下流側で上記弁座シート部と対向する弁座対向面が形成され、複数の窪み部が上記弁座対向面に燃料室としてそれぞれ設けられ、上記燃料通路を通過した燃料を噴射する複数の噴孔が各上記燃料室のそれぞれに１つずつ設けられている噴孔プレート
   を備え、
   上記噴孔プレートは、上記シート面を延長した仮想延長面と、上記弁座対向面とが交差して仮想円を形成するように配置されており、
   各上記燃料室のそれぞれの一部は、上記仮想円の内側に存在し、
   各上記噴孔は、上記弁座シート部の軸線に沿って上記弁座シート部をみたときの上記弁座の開口部の外側に存在しており、
   上記弁座から上記噴孔プレートをみたときの各上記燃料室の外形は、長軸を持ち、上記長軸に沿った方向について外側へ盛り上がる曲線を含む外形であり、
   上記弁座対向面には、上記仮想円の周方向について互いに隣り合う２つの上記燃料室を一対として複数対の上記燃料室が設けられており、
   上記弁座から上記噴孔プレートをみたときに、各上記燃料室の上記長軸のそれぞれと上記仮想円との交点を各上記燃料室の基準点とし、各上記燃料室の上記基準点のそれぞれと上記弁座シート部の軸線とを結ぶ直線を各上記燃料室の放射状直線とすると、
   対になる２つの上記燃料室の上記長軸は、上記燃料室同士が上記仮想円の外側で互いに近づくように上記基準点を中心に上記放射状直線に対して傾斜し、
   対になる２つの上記燃料室の上記放射状直線がなす角度θは、互いに隣り合う上記燃料室の中で対にならない２つの上記燃料室の上記放射状直線がなす角度αよりも大きくなっており、
   上記噴孔プレートは、上記弁座シート部から上記燃料室に直接流入する噴射燃料、及び上記弁座シート部から上記弁座対向面を経由して上記燃料室に流入する噴射燃料に関して、上記燃料室内の壁面に沿った同一方向の旋回流れを形成する
   燃料噴射弁。
2. 上記仮想円の周方向について互いに隣り合う上記噴孔の中心は、上記弁座の中心を中心に同じ角度で配置されている
   請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 上記複数の燃料室の上記弁座の径方向外側端部には、上記対になる燃料室に向かって上記燃料室を拡張したスワール室が設けられており、
   上記噴孔の少なくとも一部は、上記スワール室に形成されている
   請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁。
4. 上記噴孔の上記燃料の流れ方向の長さと、上記噴孔の径の比は、対になっている上記噴孔間で異ならせている
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
5. 上記弁座対向面側の上記噴孔の入口の縁部には、周方向にそって丸みがつけられている
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
6. 互いに隣り合う２つの燃料室を一対とした上記燃料室は、２対設けられている
   請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

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