JP6258079B2 - Fuel injection valve - Google Patents
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Description
本発明は、旋回しながら流れる旋回燃料を燃料噴射孔の上流で生成して燃料噴射孔から噴射する燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve that generates swirling fuel that flows while swirling upstream of a fuel injection hole and injects the fuel from the fuel injection hole.
本技術分野の背景技術として、特開２００４−２７８４６４号公報（特許文献１）に記載された燃料噴射弁が知られている。この燃料噴射弁は、弁座が形成された弁座部材と、弁座部材の前端面に順次重ねて結合される通路プレート及びインジェクタプレートとを備え、インジェクタプレートに弁座の軸線からオフセット配置される複数の燃料噴射孔を穿設し、通路プレートに弁座を通過した燃料を複数の燃料噴射孔へ分配誘導する誘導路を形成した燃料噴射弁であって、通路プレートを、誘導路を有する厚肉部と、この厚肉部の外周に厚肉部よりも薄い板厚で連なっていて弁座部材の前端面にインジェクタプレートと共に全周溶接される環状の薄肉部とで構成する一方、インジェクタプレートを、板厚を均一にした平板で構成している（要約参照）。特許文献１では、弁座部材とインジェクタプレートとの間の燃料誘導路の形成を容易にすると共に、弁座部材とインジェクタプレートとの間のシールを確実且つ容易に行うことができる燃料噴射弁を提供することを、課題として挙げている（段落０００５参照）。
As a background art in this technical field, a fuel injection valve described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-278464 (Patent Document 1) is known. The fuel injection valve includes a valve seat member in which a valve seat is formed, and a passage plate and an injector plate that are sequentially overlapped and coupled to the front end surface of the valve seat member, and is offset from the axis of the valve seat on the injector plate. A fuel injection valve in which a plurality of fuel injection holes are formed, and a guide path for distributing and guiding the fuel that has passed through the valve seat to the plurality of fuel injection holes is formed in the passage plate, the passage plate having the guide path The injector is composed of a thick part and an annular thin part that is connected to the outer periphery of the thick part with a plate thickness thinner than the thick part and is welded to the front end face of the valve seat member together with the injector plate. The plate is composed of a flat plate with a uniform thickness (see summary). In
また、特許文献１には、具体例（以下、第１の従来例という）として、通路プレートの前端面が平坦面で構成され、板厚を各部均一にした平板で構成されたインジェクタプレートを通路プレートの平坦面に重ねて構成した燃料噴射弁が記載されている（段落００３５参照）。なお、上記の誘導路は、多数の縦方向通路と、縦方向通路から半径方向外側へ放射状に延びる溝状の多数の横方向通路と、横方向通路の下流端が接線方向に開口する多数のスワール室とで構成されている（段落００３６参照）。この燃料噴射弁では、横方向通路の底面とスワール室の底面とが、弁座の軸線に対して垂直に形成されている（図２参照）。
さらに、特許文献１には、別の具体例（以下、第２の従来例という）として、通路プレートとインジェクタプレートとの重なり面が、弁座の軸線に対してＶ字状に傾斜した二つの斜面で形成され、多数の燃料噴射孔を弁座の軸線に対して互いに反対方向に傾斜配置される二組に分け、二組の燃料噴射孔の燃料噴射方向を変えるようにした燃料噴射弁が記載されている（段落００６０−００６１参照）。この燃料噴射弁においては、通路プレートとインジェクタプレートとの重なり面がＶ字状に傾斜していることにより、燃料噴射孔を板厚が均一なインジェクタプレートの加工面に直角に穿設しても、弁座の軸線に対して傾斜した燃料噴射孔を構成することができる。
Furthermore, in
弁座の軸線（燃料噴射弁の中心軸線）に対して傾斜した方向に燃料を噴射する場合、燃料噴射孔の中心軸線を弁座の軸線に対して傾斜させて燃料噴射孔を形成する。 When fuel is injected in a direction inclined with respect to the axis of the valve seat (center axis of the fuel injection valve), the fuel injection hole is formed by inclining the center axis of the fuel injection hole with respect to the axis of the valve seat.
特許文献１に記載された上記第２の従来例では、燃料噴射方向を二方向に分けるために
、通路プレートとインジェクタプレートとの重なり面を、弁座の軸線に対してＶ字状に傾斜した二つの斜面で形成している。このような構成においては、通路プレート側のスワール室に対して通路プレート側の燃料噴射孔を精度よく位置決めし、さらに横方向通路からの燃料漏れを防止するために、通路プレート前端面のＶ字形状とインジェクタプレートのＶ字形状とを正確に形成して位置合わせを行う必要がる。このため、各プレートの加工性及び組付け性の悪化、すなわち生産性の悪化が懸念される。
In the second conventional example described in
一方、旋回燃料の噴射方向を複数方向に分ける構成として、特許文献１に記載された上記第１の従来例において、スワール室の底面を弁座の軸線に対して垂直にしたままで、多数の燃料噴射孔を異なる角度に傾斜させる構成が考えられる。このような構成では、スワール室の底面（燃料噴射孔の入口側が開口するインジェクタプレート面）と燃料噴射孔の中心軸線との成す角度が９０°から大きくずれる。この場合、スワール室で旋回力を付与された燃料の旋回中心が燃料噴射孔の中心軸線からずれるため、旋回しながら流れる燃料は燃料噴射孔の内周面（内壁面）の全周に沿って流れることができず、周方向の一部で燃料噴射孔の内周面から剥離する。具体的には、燃料噴射孔をその入口側（上流側）から見たときに、燃料噴射孔の内周面のうち入口開口面から視認できる範囲には旋回燃料が張り付くように流れ、視認できない範囲（影になって見えない範囲）においては旋回燃料が内周面から剥離する。このため、燃料噴射孔内においてきれいな液膜を形成することができなくなり、燃料噴射孔から噴射される燃料の微粒化が阻害される。
On the other hand, as a configuration for dividing the injection direction of the swirling fuel into a plurality of directions, in the first conventional example described in
上述した第２の従来例では、スワール室の底面（下面）と燃料噴射孔の中心軸線との成す角度が９０°となることから、燃料噴射孔の内周面から旋回燃料が剥離するという上述した課題は生じない。なお、特許文献１ではこのような課題については配慮されていない。
In the second conventional example described above, the angle formed by the bottom surface (lower surface) of the swirl chamber and the central axis of the fuel injection hole is 90 °, and therefore the swirling fuel is peeled off from the inner peripheral surface of the fuel injection hole. The problem that was made does not occur. Note that
本発明の目的は、燃料噴射弁の中心軸線に対して傾斜した方向に向けて旋回燃料を噴射することができ、燃料の微粒化に優れ、生産性の高い燃料噴射弁を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuel injection valve that can inject swirling fuel in a direction inclined with respect to the central axis of the fuel injection valve, is excellent in atomization of fuel, and has high productivity. .
上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射弁は、
弁体が接離する弁座の下流側に、燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の入口が開口し前記入口の周囲に燃料の旋回流路を有する旋回室と、前記旋回室に燃料を供給する横方向通路と、を有し、少なくとも前記燃料噴射孔と前記旋回室の底面と前記横方向通路の底面とが形成された板状部材を、前記弁座を有するノズル部本体側の先端面に接合して構成される燃料噴射弁において、
前記ノズル部本体側の前記先端面は、燃料噴射弁の中心軸線に対して垂直な平面で構成され、
前記板状部材は、前記ノズル部本体側の前記先端面との当接部が燃料噴射弁の中心軸線に対して垂直な平面で構成され、
前記旋回室は、天井面が前記ノズル部本体側の前記先端面の前記平面で構成され、且つ前記底面が前記板状部材の前記平面に対して傾斜して形成されると共に、内周面が螺旋曲線又はインボリュート曲線を描くように形成され、
前記燃料噴射孔は、前記旋回室の前記底面に垂直に形成され、
さらに前記旋回室は、前記旋回流路における流路高さが下流に向かって高くなる部分で、前記旋回流路における流路幅を絞るように、前記内周面が前記螺旋曲線又はインボリュート曲線からずらして形成され、
前記旋回流路の流路断面積が下流側に向けて漸減するように構成される。
In order to achieve the above object, the fuel injection valve of the present invention comprises:
A fuel injection hole, a swirl chamber having an inlet of the fuel injection hole and having a swirl flow path of fuel around the inlet, and fuel are supplied to the swirl chamber on the downstream side of the valve seat with which the valve body contacts and separates laterally has a passage, and at least the fuel injection hole and the swirling chamber bottom and the lateral passage of the bottom and are formed plate-like member, the distal end surface of the nozzle body side with the valve seat to In a fuel injection valve configured to be joined to
The tip surface on the nozzle body side is composed of a plane perpendicular to the central axis of the fuel injection valve,
The plate-like member is constituted by a plane perpendicular the contact portion between the nozzle body side of the front end surface with respect to the central axis of the fuel injection valve,
The swirl chamber, the ceiling surface consists of the plane of the front end surface of the nozzle body side, and together with the bottom surface is formed to be inclined to the plane of the plate-like member, the inner circumferential surface It is formed to draw a spiral curve or an involute curve,
The fuel injection hole is vertically formed on the bottom surface of the swirl chamber,
Further, the swirl chamber is a portion where the flow path height in the swirl flow path increases toward the downstream, and the inner peripheral surface is formed from the spiral curve or the involute curve so as to narrow the flow path width in the swirl flow path. Formed by shifting,
The flow path cross-sectional area of the swirl channel is Ru is configured to gradually decrease toward the downstream side.
本発明によれば、旋回室底面がノズル部本体側先端面との当接部の平面に対して傾斜して形成されると共に、燃料噴射孔が旋回室底面に垂直に形成されることにより、燃料噴射弁の中心軸線に対して傾斜した方向に向けて旋回燃料を噴射することができ、燃料の微粒化に優れ、生産性の高い燃料噴射弁を提供することができる。さらに旋回室は、旋回流路における流路高さが下流に向かって高くなる部分で、旋回流路における流路幅を絞るように、内周面が螺旋曲線又はインボリュート曲線からずらして形成されることで、旋回流路の流路断面積が下流側に向けて漸減するように構成される。 According to the present invention, the swirl chamber bottom surface is formed so as to be inclined with respect to the plane of the contact portion with the nozzle unit main body side tip surface, and the fuel injection hole is formed perpendicular to the swirl chamber bottom surface. The swirling fuel can be injected in a direction inclined with respect to the central axis of the fuel injection valve, and a fuel injection valve having excellent fuel atomization and high productivity can be provided. Further, the swirl chamber is a portion where the flow path height in the swirl flow path becomes higher toward the downstream, and the inner peripheral surface is shifted from the spiral curve or the involute curve so as to narrow the flow path width in the swirl flow path. Thus, the flow path cross-sectional area of the swirl flow path is configured to gradually decrease toward the downstream side.
本発明の実施例について、図１乃至図１３を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
［実施例１］
本発明の第１実施例について、図１乃至図９を用いて説明する。
[Example 1]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１を参照して、燃料噴射弁１の全体構成について説明する。図１は、燃料噴射弁１の中心軸線１ａに沿う断面（縦断面）を示す縦断面図である。中心軸線１ａは、後述する弁体１７が一体に設けられた可動子２７の軸心（弁軸心）に一致し、後述する筒状体５の中心軸線に一致している。また、中心軸線１ａは、後述する弁座１５ｂの軸線とも一致している。
With reference to FIG. 1, the whole structure of the
燃料噴射弁１には、金属材製の筒状体５によって、その内側に燃料流路３がほぼ中心軸線１ａに沿うように構成されている。筒状体５は、磁性を有するステンレス等の金属素材を用い、深絞り加工等のプレス加工により中心軸線１ａに沿う方向に段付きの形状に形成されている。これにより、筒状体５は、一端側５ａの径が他端側５ｂの径に対して大きくなっている。図１においては、一端側に形成された大径部５ａが、他端側に形成された小径部５ｂの上側になるように描いてある。
The
図１において、上端部（上端側）を基端部（基端側）と呼び、下端部（下端側）を先端部（先端側）と呼ぶことにする。基端部（基端側）及び先端部（先端側）という呼び方は、燃料の流れ方向に基づいている。また、本明細書において説明される上下関係は図１を基準とするもので、燃料噴射弁１の内燃機関への搭載時における上下方向とは関係がない。
In FIG. 1, the upper end portion (upper end side) is referred to as a base end portion (base end side), and the lower end portion (lower end side) is referred to as a distal end portion (front end side). The term “proximal end portion (proximal end side)” and “distal end portion (distal end side)” are based on the fuel flow direction. Further, the vertical relationship described in this specification is based on FIG. 1 and is not related to the vertical direction when the
筒状体５の基端部には燃料供給口２が設けられ、この燃料供給口２に、燃料に混入した異物を取り除くための燃料フィルタ１３が取り付けられている。燃料フィルタ１３は、筒状の芯金１３ａと、樹脂材料製のフレーム１３ｂと、メッシュ状のフィルタ本体１３ｃとで構成されている。フレーム１３ｂの樹脂材料は、例えば、ナイロン、フッ素樹脂等であり、芯金１３ａと一体に成形されている。フィルタ本体１３ｃはフレーム１３ｂに取り付けられ、芯金１３ａが筒状体５の大径部５ａの内側に圧入されることにより、筒状体５の基端部に固定されている。
A
筒状体５の基端部は径方向外側に向けて拡径するように曲げられた鍔部（拡径部）５ｄが形成され、曲がり部５ｄとカバー４７の基端側端部４７ａとで形成される環状凹部（環状溝部）４にＯリング１１が配設されている。
The base end portion of the
筒状体５の先端部には、弁体１７と弁座部材１５とからなる弁部７が構成されている。弁座部材１５は、弁体１７を収容する段付きの弁体収容孔１５ａを有し、弁体収容孔１５ａの途中に形成された円錐面上に弁座１５ｂが構成され、この弁座１５ｂの上流側（基端側）に弁体１７を中心軸線１ａに沿う方向に案内するガイド面１５ｃが形成されている。弁座１５ｂは弁体１７が離接することにより燃料通路の開閉が行われる部材である。弁座１５ｂが形成された円錐面を弁座１５ｂと呼ぶ場合もある。なお、ガイド面１５ｃの上流側には、上流側に向かって拡径する拡径部１５ｄが形成されている。拡径部１５ｄは弁体１７の組付けを容易にすると共に、燃料通路断面を拡大するのに役立っている。
A valve portion 7 including a
弁座部材１５は、筒状体５の先端側内側に挿入され、レーザ溶接により筒状体５に固定されている。レーザ溶接１９は、筒状体５の外周側から全周に亘って実施されている。弁体収容孔１５ａは弁座部材１５を中心軸線１ａに沿う方向に貫通しており、ノズルプレート２１ｎが、弁体収容孔１５ａによって弁座部材１５の先端側に形成される開口を塞ぐように、弁座部材１５の先端側の端面（以下、先端面と言う）１５ｔに取り付けられている。本実施例では、弁座部材１５とノズルプレート２１ｎとによって旋回燃料を噴射する燃料噴射部２１が構成される。ノズルプレート２１ｎは、弁座部材１５に対してレーザ溶接することにより、固定されている。レーザ溶接部２３は、燃料噴射孔２２０−１，２２０−２，２２０−３（図２参照）が形成された噴射孔形成領域を取り囲むようにして、この噴射孔形成領域の周囲を一周している。弁座部材１５は、筒状体５の先端側内側に圧入した上で、レーザ溶接により筒状体５に固定してもよい。
The
本実施例では、弁体１７は、球状を成すボール弁を用いている。このため、弁体１７におけるガイド面１５ｃと対向する部位には、周方向に間隔を置いて複数の切欠き面１７ａが設けられ、この切欠き面１７ａによって燃料通路が構成されている。ボール弁以外で弁体１７を構成することも可能である。例えば、ニードル弁を用いてもよい。
In the present embodiment, the
本実施例において、弁座部材１５及び弁体１７を含む弁部７とノズルプレート２１ｎとは燃料を噴射するためのノズル部を構成する。弁部７が構成されるノズル部本体側の先端面に、後述する燃料噴射孔２２０や旋回用通路２１０（横方向通路２１１及び旋回室２１２）、さらには縦方向通路２００が形成されたノズルプレート２１ｎが接合される構成である。ノズルプレート２１ｎは板厚が均一な板状部材（平板）で構成されている。ノズル部本体側の先端面に接合される板状部材としては、ノズルプレート２１ｎだけでなく、他のプレートを含めてもよい。この場合、ノズルプレート２１ｎを厚さ方向に複数のプレートに分割することも可能である。
In the present embodiment, the valve portion 7 including the
筒状体５の中間部には弁体１７を駆動するための駆動部９が配置されている。駆動部９は電磁アクチュエータで構成されている。具体的には、駆動部９は、筒状体５の内部（内周側）に固定された固定鉄心２５と、筒状体５の内部において固定鉄心２５に対して先端側に配置され、中心軸線１ａに沿う方向に移動可能な可動子（可動部材）２７と、固定鉄心２５と可動子２７に構成された可動鉄心２７ａとが微小ギャップδを介して対向する位置で筒状体５の外周側に外挿された電磁コイル２９と、電磁コイル２９の外周側で電磁コイル２９を覆うヨーク３３とによって構成されている。可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とヨーク３３とは、電磁コイル２９に通電することにより生じた磁束が流れる閉磁路を構成する。磁束は微小ギャップδを通過するが、微小ギャップδの部分で筒状体５を流れる漏れ磁束を低減するため、筒状体５の微小ギャップδに対応する位置に、磁気絞り５ｃが設けられている。この磁気絞り５ｃは、筒状体５に対する非磁性化処理、或いは筒状体５の外周面に形成した環状凹部によって構成することができる。
A
電磁コイル２９は、樹脂材料で筒状に形成されたボビン３１に巻回され、筒状体５の外周側に外挿されている。電磁コイル２９はコネクタ４１に設けられたコネクタピン４３に配線部材４５を介して電気的に接続されている。コネクタ４１には図示しない駆動回路が接続され、コネクタピン４３及び配線部材４５を介して、電磁コイル２９に駆動電流が通電される。
The
固定鉄心２５は、磁性金属材料からなる。固定鉄心２５は筒状に形成され、中心部を中心軸線１ａに沿う方向に貫通する貫通孔２５ａを有する。固定鉄心２５は、筒状体５の小径部５ｂの基端側に圧入固定され、筒状体５の中間部に位置している。小径部５ｂの基端側に大径部５ａが設けられていることにより、固定鉄心２５の組付けが容易になる。固定鉄心２５は溶接により筒状体５に固定してもよいし、溶接と圧入を併用して筒状体５に固定してもよい。
The fixed
可動子２７は、基端側に大径部２７ａが形成されており、この大径部２７ａが固定鉄心２５と対向する可動鉄心２７ａを構成する。可動鉄心２７ａの先端側には小径部２７ｂが形成されており、この小径部２７ｂの先端に弁体１７が溶接により固定されている。この小径部２７ｂは可動鉄心２７ａと弁体１７とを接続する接続部２７ｂを構成する。本実施例では、可動鉄心２７ａと接続部２７ｂとを一体（同一材料からなる一部材）に形成しているが、二つの部材を接合して構成してもよい。本実施例では、弁体１７を可動子２７と別の構成要素としているが、弁体１７を可動子２７の一部に含めてもよい。また、可動鉄心２７ａの外周面が筒状体５の内周面に接触することにより、可動子２７は中心軸線１ａに沿う方向（開閉弁方向）における移動を案内される。可動鉄心２７ａの外周面と筒状体５の内周面との摺動抵抗を低減するように符号２７ｇで示す位置（可動鉄心２７ａの外周面）に周方向に沿って環状の突部を形成してもよい。
The
可動鉄心２７ａには、固定鉄心２５と対向する端面に開口する凹部２７ｃが形成されている。凹部２７ｃの底面にはスプリング（コイルばね）３９のばね座となる環状面２７ｅが形成されている。環状面２７ｅの内周側には中心軸線１ａに沿って小径部（接続部）２７ｂの先端側端部まで貫通する貫通孔２７ｆが形成されている。また、小径部２７ｂには側面に開口部２７ｄが形成されている。小径部２７ｂの外周面と筒状体５の内周面との間には背圧室３７が形成されている。貫通孔２７ｆが凹部２７ｃの底面に開口し、開口部２７ｄが小径部２７ｂの外周面に開口することにより、可動子２７の内部に、可動子２７の基端部側と可動子２７の側面部に形成された背圧室３７とを連通する燃料流路３が構成される。
The
固定鉄心２５の貫通孔２５ａと可動鉄心２７ａの凹部２７ｃとに跨って、コイルばね３９が圧縮状態で配設されている。コイルばね３９は、可動子２７を、弁体１７が弁座１５ｂに当接する方向（閉弁方向）に付勢する付勢部材として機能している。固定鉄心２５の貫通孔２５ａの内側にはアジャスタ（調整子）３５が配設されており、コイルばね３９の基端側端部はアジャスタ３５の先端側端面に当接している。中心軸線１ａに沿う方向におけるアジャスタ３５の貫通孔２５ａ内での位置を調整することにより、コイルばね３９による可動子２７（すなわち弁体１７）の付勢力が調整される。
A coil spring 39 is disposed in a compressed state across the through hole 25a of the fixed
アジャスタ３５は、中心部を中心軸線１ａに沿う方向に貫通する燃料流路３を有する。燃料は、アジャスタ３５の燃料流路３を流れた後、固定鉄心２５の貫通孔２５ａの先端側部分の燃料流路３に流れ、可動子２７内に構成された燃料流路３に流れる。
The
ヨーク３３は、磁性を有する金属材料でできており、燃料噴射弁１のハウジングを兼ねている。ヨーク３３は大径部３３ａと小径部３３ｂとを有する段付きの筒状に形成されている。大径部３３ａは電磁コイル２９の外周を覆って円筒形状を成しており、大径部３３ａの先端側に大径部３３ａよりも小径の小径部３３ｂが形成されている。小径部３３ｂは筒状体５の小径部５ｂの外周に圧入されている。これにより、小径部３３ｂの内周面は筒状体５の外周面に緊密に接触している。このとき、小径部３３ｂの内周面の少なくとも一部は、可動鉄心２７ａの外周面と筒状体５を介して対向しており、この対向部分における閉磁路の磁気抵抗を小さくしている。
The yoke 33 is made of a metallic material having magnetism, and also serves as a housing for the
ヨーク３３の先端側端部の外周面には周方向に沿って環状凹部３３ｃが形成されている。環状凹部３３ｃの底面に形成された薄肉部において、ヨーク３３と筒状体５とがレーザ溶接２４により全周に亘って接合されている。ヨーク３３は、その先端側端部が弁座部材１５の基端側端部に対して先端側に位置している。このため、ヨーク３３と弁座部材１５とが中心軸線１ａに沿う方向において重複する範囲に設けられており、筒状部５の先端部を補強している。なお、弁座部材１５のレーザ溶接部１９はヨーク３３の先端側端部よりもさらに先端側に位置しており、弁座部材１５とヨーク３３との組み付け順序に制約が生じないようにしている。
An
筒状体５の先端部にはフランジ部４９ａを有する円筒状のプロテクタ４９が外挿され、筒状体５の先端部がプロテクタ４９によって保護されている。プロテクタ４９はヨーク３３のレーザ溶接部２４の上を覆っている。
A
プロテクタ４９のフランジ部４９ａと、ヨーク３３の小径部３３ｂと、ヨーク３３の大径部３３ａと小径部３３ｂとの段差面とによって環状溝３４が形成され、環状溝３４にＯリング４６が外挿されている。Ｏリング４６は、燃料噴射弁１が内燃機関に取り付けられる際に、内燃機関側に形成された挿入口１０９ａ（図１３参照）の内周面とヨーク３３における小径部３３ｂの外周面との間で液密及び気密を確保するシールとして機能する。
An
燃料噴射弁１の中間部から基端側端部の近傍までを、樹脂カバー４７がモールドされて被覆している。樹脂カバー４７の先端側端部はヨーク３３の大径部３３ａの基端側の一部を被覆している。また、樹脂カバー４７は配線部材４５を被覆し、樹脂カバー４７によりコネクタ４１が一体的に形成されている。
A
次に、燃料噴射弁１の動作について説明する。
Next, the operation of the
電磁コイル２９に通電されていない（すなわち駆動電流が流れていない）場合、可動子２７はコイルばね３９により閉弁方向に付勢され、弁体１７が弁座１５ｂに当接（着座）した状態にある。この場合、固定鉄心２５の先端側端面と可動鉄心２７ａの基端側端面との間には、ギャップδが存在する。なお、本実施例では、このギャップδは可動子２７（すなわち弁体１７）のストロークに等しい。
When the
電磁コイル２９に通電されて駆動電流が流れると、可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とヨーク３３とによって構成される閉磁路に磁束が発生する。この磁束により、ギャップδを挟んで対向する固定鉄心２５と可動鉄心２７ａとの間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が、コイルばね３９による付勢力や、可動子２７に対して閉弁方向に作用する燃料圧力などの合力に打ち勝つと、可動子が開弁方向に移動し始める。弁体１７が弁座１５ｂから離れると弁体１７と弁座１５ｂとの間に隙間（燃料流路）が形成され、燃料の噴射が始まる。本実施例では、可動子２７が開弁方向にギャップδに等しい距離δだけ移動して、可動鉄心２７ａが固定鉄心２５に当接すると、可動鉄心２７ａは開弁方向への移動を止められ、開弁して静止した状態に至る。
When the
電磁コイル２９の通電を打ち切ると、磁気吸引力が減少し、やがて消失する。この段階で、磁気吸引力がコイルばね３９の付勢力よりも小さくなると、可動子２７が閉弁方向へ移動を開始する。弁体１７が弁座１５ｂに当接すると、弁体１７は弁部７を閉弁して静止した状態に至る。
When the energization of the
なお、可動鉄心２７ａと固定鉄心２５との間に作用するスクイズ力を低減するために、可動鉄心２７ａの固定鉄心２５と対向する端面に突起を設ける場合がある。このような場合は、弁体１７の移動距離（ストローク）はギャップδから突起高さを差し引いた大きさになる。また、可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とが接触する前に、可動子２７の開弁方向への移動を制限するストッパを設ける場合もある。
In order to reduce the squeeze force acting between the
次に、図２乃至図７を参照して、弁部７及び燃料噴射部２１の構造と燃料流れについて、詳細に説明する。
Next, the structure and fuel flow of the valve unit 7 and the
図２に、ノズルプレート２１ｎを燃料噴射孔の入口側（図１のII−II矢印方向）から見た平面図を示す。この平面図は、ノズルプレート２１ｎの上端面２１ｎｕ側の平面図である。上端面２１ｎｕは弁座部材１５の先端面１５ｔと対向する面である。なお、上端面２１ｎｕに対して反対側の端面を下端面２１ｎｂと呼ぶ。
FIG. 2 is a plan view of the
ノズルプレート２１ｎには、縦方向通路２００−１，２００−２，２００−３と、旋回用通路２１０−１，２１０−２，２１０−３と、燃料噴射孔２２０−１，２２０−２，２２０−３とが形成されている。縦方向通路２００−１と旋回用通路２１０−１と燃料噴射孔２２０−１とが一つの燃料通路を形成し、縦方向通路２００−２と旋回用通路２１０−２と燃料噴射孔２２０−２とが一つの燃料通路を形成し、縦方向通路２００−３と旋回用通路２１０−３と燃料噴射孔２２０−３とがそれぞれ独立した一つの燃料通路を形成し、全部で３組の燃料通路が構成される。
The
３組の縦方向通路２００−１，２００−２，２００−３と旋回用通路２１０−１，２１０−２，２１０−３と燃料噴射孔２２０−１，２２０−２，２２０−３とはそれぞれが同様に構成されるため、これらを区別せず、縦方向通路２００、旋回用通路２１０（横方向通路２１１、旋回室２１２）及び燃料噴射孔２２０として、説明する。各組で構成を変える場合は、適宜説明する。縦方向通路２００、旋回用通路２１０及び燃料噴射孔２２０は３組に限らず、２組であってもよく、４組以上設けてもよい。或いは、縦方向通路２００、旋回用通路２１０及び燃料噴射孔２２０を１組だけにしてもよく、この場合も本発明の効果が得られる。本実施例では、縦方向通路２００、旋回用通路２１０及び燃料噴射孔２２０を複数組設け、燃料噴射方向を複数方向に設定する場合を想定している。
Three sets of longitudinal passages 200-1, 200-2, 200-3, turning passages 210-1, 210-2, 210-3 and fuel injection holes 220-1, 220-2, 220-3 are respectively Since these are configured in the same manner, they will be described as the
横方向通路２１１はノズルプレート２１ｎの中心２１ｎｏ側から外周側に向けて放射状に設けられる。すなわち、横方向通路２１１はノズルプレート２１ｎの径方向に延設されている。また、横方向通路２１１は燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉ（図５参照）の中心Ｏに対してオフセットするように旋回室２１２に接続されている。なお、本実施例では、中心軸線１ａがノズルプレート２１ｎと中心２１ｎｏで交差するように、燃料噴射弁１が構成されている。
The
旋回室２１２の内周壁（側壁）２１２ｃ（２１２−１ｃ，２１２−２ｃ，２１２−３ｃ）は、横方向通路２１１から旋回室２１２に流入した燃料を、旋回しながら燃料噴射孔２２０の入口開口ｉ或いはその中心Ｏ（図５参照）に近付けて行くように、渦巻状に形成されている。
The inner peripheral wall (side wall) 212c (212-1c, 212-2c, 212-3c) of the
縦方向通路２１３は横方向通路２１１の上流端（中心２１ｎｏ側端部）に接続され、横方向通路２１１に燃料を供給する。
The
図３に、弁部７及び燃料噴射部２１の近傍（ノズル部）を、図２に示すIII−III矢印方向から見た断面図を示す。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the vicinity (nozzle portion) of the valve portion 7 and the
本実施例では、ノズルプレート２１ｎは両端面が平面で構成された板状部材で構成され、上端面２１ｎｕと下端面２１ｎｂとは平行である。また、上端面２１ｎｕと下端面２１ｎｂとは、それぞれが平らな面（平面或いは平坦面）で構成されている。すなわち、ノズルプレート２１ｎは板厚が均一な平板で構成されている。また、弁座部材１５の先端面（下端面）１５ｔも、平らな面（平面或いは平坦面）で構成されている。特に、ノズルプレート２１ｎにおいては、上端面２１ｎｕが平面で構成されていることにより、弁座部材１５の先端面１５ｔとの当接部（当接面）が平面で構成される。これにより、ノズルプレート２１ｎの弁座部材先端面１５ｔへの組付け作業が容易になり、生産性が向上する。この場合、少なくとも弁座部材１５の先端面１５ｔとノズルプレート２１ｎの上端面２１ｎｕとの当接部において平面が構成されていればよい。弁座部材１５の先端面１５ｔに構成される平面（当接面）及びノズルプレート２１ｎの上端面２１ｎｕに構成される平面（当接面）は、連続面である必要はなく、溝等によって分割されていてもよい。上端面２１ｎｕに構成される当接面が分割されている場合は、ノズルプレート２１ｎの組付け性を向上するため、分割された複数の平面部分が同じ高さに構成されていることが望ましい。さらに、燃料の液密性を考慮した場合、当接面は連続した一つの平面で構成することが好ましい。
In the present embodiment, the
ノズルプレート２１ｎに形成する縦方向通路２００、横方向通路２１１、旋回室２１２及び燃料噴射孔２２０は、例えばノズルプレート２１ｎを厚さ方向に分割するなどして、複数のプレートに分割して構成することができる。そこで、ノズルプレート２１ｎには、少なくとも燃料噴射孔２２０と旋回室２１２の底面２１２ｂと横方向通路２１１の底面２１１ｂとが形成されるようにするとよい。複数のプレートを組み合わせて、縦方向通路２００、横方向通路２１１、旋回室２１２及び燃料噴射孔２２０を有するノズルプレート２１ｎを組み立ててもよい。
The
弁座部材１５には、円錐状の弁座面１５ｂが下流側に向かって縮径するように形成されている。弁座面１５ｂの下流端は旋回用通路２１０への燃料導入孔３００に接続され、燃料導入孔３００の下流端が弁座部材１５の先端面１５ｔに開口している。旋回用通路２１０側では、燃料導入孔３００から燃料の供給を受けるために、縦方向通路２００の上流端２００ｕが燃料導入孔３００による開口面に対向して設けられている。
The
ここで、図２及び図３を参照して、弁部７及び燃料噴射部２１における燃料流れを説明する。なお、図３では弁体１７が弁座１５ｂと接触して閉弁した状態を示しているが、弁体１７が弁座１５ｂから離れて開弁した場合の燃料流れについて説明する。燃料導入孔３００から矢印Ａ１で示すように縦方向通路２００に流入した燃料は、横方向通路２１１に流入する。横方向通路２１１から旋回室２１２に流入した燃料Ａ２は、横方向通路２１１が旋回室２１２に対して接線方向に接続され、旋回室２１２の内周壁２１２ｃ（２１２−１ｃ，２１２−２ｃ，２１２−３ｃ）が渦巻状に形成されているため、旋回室２１２を流れながら旋回力を付与される。旋回室２１２から燃料噴射孔２２０に流入した燃料Ａ３は燃料噴射孔２２０内で薄い液膜を形成する。液膜は燃料噴射孔２２０から噴射されると***して微粒化された液滴となって中空の円錐形をした燃料噴霧が形成される。
Here, with reference to FIG.2 and FIG.3, the fuel flow in the valve part 7 and the fuel-
図４に、ノズルプレート２１ｎの縦方向通路２００、旋回用通路２１０（横方向通路２１１及び旋回室２１２）及び燃料噴射孔２２０の近傍を拡大したノズルプレート２１ｎの断面図を示す。
FIG. 4 is a sectional view of the
縦方向通路２００とその下流側に形成された横方向通路２１１及び旋回室（スワール室）２１２とは、ノズルプレート２１ｎの弁座部材１５と当接する側の上端面２１ｎｕに溝状に形成されている。すなわち、縦方向通路２００の底面２００ｂ、横方向通路２１１の底面２１１ｂ及び旋回室２１２の底面２１２ｂが、ノズルプレート２１ｎに形成される。また、縦方向通路２００の側面（側壁面）２００ｃ、横方向通路２１１の側面（側壁面）２１１−１ｃ（図２参照）及び旋回室２１２の内周面（側壁面）２１２ｃが、ノズルプレート２１ｎに形成される。横方向通路２１１の天井面（上面）２１１ｃｅと旋回室２１２の天井面（上面）２１２ｃｅとは、ノズルプレート２１ｎが図３に示すように弁座部材１５の先端面１５ｔに接合されることによって、弁座部材１５の先端面１５ｔによって構成される。なお、横方向通路２１１の側面は図４に図示できないため、図２の横方向通路２１１−１の側面２１１−１ｃの符号を用いて説明した。３つの横方向通路２１１−１，２１１−２，２１１−３の側面は同様に形成されているので、これらをまとめて２１１ｃとして説明する。
The
ノズルプレート２１ｎには、燃料噴射孔２２０が形成されており、その入口２２０ｉが旋回室２１２の底面２１２ｂに開口している。また、ノズルプレート２１ｎの下端面２１ｎｂには、底面２３０ｂが燃料噴射弁１の中心軸線１ａに対して傾斜した凹部２３０が形成されている。燃料噴射孔２２０の出口２２０ｏは、凹部２３０の底面２３０ｂに開口している。なお、凹部２３０は必ずしも設けられる必要はなく、燃料噴射孔２２０の出口２２０ｏをノズルプレート２１ｎの下端面２１ｎｂに直接開口させてもよい。
A
燃料噴射孔２２０は、その中心軸線２２０ａが燃料噴射弁１の中心軸線１ａに対して傾斜するように、形成されている。また、凹部２３０はその底面２３０ｂが燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ａに垂直に交差するように形成される。これにより、燃料噴射孔２２０の出口開口２２０ｏが円形を成し、旋回燃料を拘束する燃料噴射孔２２０の内周面（内壁面）の長さが周方向に均一化される。このため、燃料噴射孔２２０の出口２２０ｏから噴射される燃料噴霧はきれいな円錐形を成すことができる。
The
燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ａは、燃料の噴射方向を所定の方向に向けるために、燃料噴射弁１の中心軸線１ａに対して傾斜するように形成される。本実施例では、燃料噴射孔２２０を３つとし、各燃料噴射孔から均等な間隔で燃料を噴射するようにしている。これに対して、例えば二方向に分けて燃料を噴射する場合、燃料噴射孔を２つ又は４つ、或いはそれ以上の複数個で構成し、これら複数の燃料噴射孔を２つのグループに分け、同じグループの燃料噴射孔を同じ方向に傾斜させるようにしてもよい。
The
本実施例では、燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ａが燃料噴射弁１の中心軸線１ａに対して傾斜し、旋回室２１２の底面２１２ｂが燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ａと直交するように、中心軸線１ａと直交する平面（水平面と言う）に対して傾斜している。すなわち、旋回室底面２１２ｂが水平面に対して傾斜し、燃料噴射孔中心軸線２２０ａが旋回室底面２１２ｂに対して垂直に構成されている。或いは、燃料噴射孔中心軸線２２０ａが中心軸線１ａに対して傾斜し、旋回室底面２１２ｂが燃料噴射孔中心軸線２２０ａに対して垂直に構成されている。この場合、水平面に対する旋回室底面２１２ｂの傾斜角度及び中心軸線１ａに対する燃料噴射孔中心軸線２２０ａの傾斜角度は、０°よりも大きな角度である。
In this embodiment, the
燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ａは燃料噴射弁１の中心軸線１ａに対して、また旋回室２１２の底面２１２ｂは水平面に対して、同じ方向に同じ角度だけ傾斜している。また、旋回室２１２の側壁２１２ｃは旋回室２１２の底面２１２ｂに垂直に形成されている。これにより、旋回室２１２の底面２１２ｂに垂直で且つ旋回室２１２の底面２１２ｂの中心（旋回室２１２の渦中心）を通る中心軸線２１２ａは燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ａと一致する。すなわち、燃料噴射孔２２０の入口開口（入口開口面）２２０ｉの中心は旋回室２１２の中心と一致している。旋回室２１２の中心は渦中心を意味しており、旋回室２１２が例えばらせん曲線で構成される場合は、らせん曲線の中心を意味する。
The
本明細書では、水平面或いは水平方向は、燃料噴射弁１の中心軸線１ａと直交する平面或いは方向として定義している。したがって、本明細書で用いる水平面或いは水平方向は、鉛直方向と直交する平面或いは方向を意味するものではない。しかし、燃料噴射弁１の中心軸線１ａを鉛直方向に沿って配置した場合、水平面或いは水平方向は鉛直方向と直交する平面或いは方向と一致する。なお、本実施例では、弁座部材１５の先端面１５ｔと、ノズルプレート２１ｎの弁座部材先端面１５ｔとの当接面とはそれぞれ水平面で構成されている。また、横方向通路底面２１１ｂも水平面で構成されている。
In this specification, the horizontal plane or the horizontal direction is defined as a plane or direction orthogonal to the central axis 1 a of the
図５に、旋回室２１２と横方向通路２１１と燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉとの近傍を拡大した平面図を示す。なお、図５では、旋回室２１２の底面２１２ｂと横方向通路２１１の底面２１１ｂと燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉとを水平面に投影した平面図である。
FIG. 5 shows an enlarged plan view of the vicinity of the
旋回室２１２の内周面（側壁，内周壁）２１２ｃ（２１２−１ｃ，２１２−２ｃ，２１２−３ｃ）は、上流側から下流側に向かって燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心Ｏとの間隔が減少していく渦巻状に形成されている。この内周面の渦巻形状は、数式で定義される螺旋曲線やインボリュート曲線などの曲線から外れる部分を有していても構わない。旋回室２１２を旋回しながら流れる燃料を総体的に燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉ或いはその中心Ｏに近付けて行く形状であれば良い。本明細書では、このような形状を、螺旋曲線やインボリュート曲線を含めて、渦巻形状或いは渦巻状と言う。
The inner peripheral surface (side wall, inner peripheral wall) 212c (212-1c, 212-2c, 212-3c) of the
旋回室２１２には、横方向通路２１１の下流端が接線方向に接続され、旋回室２１２の内周面２１２ｃに開口を形成している。具体的には、横方向通路２１１の２つの側壁（側面）２１１ｃｏ，２１１ｃｉのうち、旋回室２１２の径方向において外側に位置する側壁２１１ｃｏが、旋回室２１２の側壁２１２ｃの上流側端部２１２ｃｕに接線方向に接続されている。他方の側壁２１１ｃｉは旋回室２１２の側壁２１２ｃの下流側端部２１２ｃｌに接続される。
In the
側壁２１１ｃｉと側壁２１２ｃの下流側端部２１２ｃｌとの接続部には所定の曲率半径を有する丸味部２１２ｃｃが形成されている。丸味部２１２ｃｃを設けることにより、側壁２１１ｃｉと側壁２１２ｃの下流側端部２１２ｃｌとの間、すなわち横方向通路２１１と旋回室２１２との間に、所定の厚み（直径φＫ）の隔壁が形成される。これにより、横方向通路２１１から旋回室に流入する燃料流れと旋回室２１２を流れる旋回燃料との合流を円滑にすることができ、燃料噴射孔２２０への旋回燃料の流れ込みが効率的に行われる。
A round portion 212cc having a predetermined radius of curvature is formed at a connection portion between the side wall 211ci and the downstream end portion 212cl of the
横方向通路２１１の底面２１１ｂはノズルプレート２１ｎの上端面２１ｎｕに平行（すなわち水平）に形成されており、旋回室２１２の底面２１２ｂが傾斜面で構成されている。このため、横方向通路２１１の底面２１１ｂと旋回室２１２の底面２１２ｂの傾斜とが接続される部位に、底面の曲がり部２１３が形成される。曲がり部２１３は曲面で形成してもよい。また、本実施例では、曲がり部２１３を横方向通路２１１と旋回室２１２との境界に設けているが、曲がり部２１３を横方向通路２１１の外側又は内側に、或いは横方向通路２１１と旋回室２１２とに跨って設けてもよい。
The
なお、燃料噴射孔２２０はその中心軸線２２０ａが旋回室２１２の底面２１２ｂに垂直となるように形成されており、図５において、中心軸線２２０ａは線分Ａ−Ａに重なっている。
The
ここで、図５及び図６を参照して、横方向通路２１１から旋回室２１２に形成された燃料通路の底面２１１ｂ，２１２ｂの高さ方向の変化について、説明する。
Here, the change in the height direction of the bottom surfaces 211b and 212b of the fuel passage formed in the
図５において、線分Ｂ−Ｂは、旋回室２１２の底面２１２ｂの中心Ｏを通る水平面が、この水平面に対して傾斜した底面２１２ｂと交差する線分を表している。なお、本実施例では、底面２１２ｂの中心Ｏは燃料噴射孔の入口開口面２２０ｉの中心と一致している。線分Ａ−Ａは線分Ｂ−Ｂに直交するように底面２１２ｂ上に描いた線分である。点ａ〜ｅのうち点ａは燃料の流れ方向における最も上流側に位置し、曲がり部２１３上に位置する。点ａと点ｂとを結ぶ二点鎖線は、中心Ｏを通る径方向（例えば中心Ｏと点ｐとを結ぶ線分の方向）において、旋回室２１２の内周面２１２ｃから距離ｐｄを隔てて横方向通路２１１内側に位置する点ｐが、距離ｐｄを維持しながらその角度位置を変化させたときの軌跡である。点ａは線分Ｂ−Ｂ上に位置し、点ｂは線分Ａ−Ａ上に位置する。点ｂと点ｅとを結ぶ二点鎖線は、中心Ｏを通る径方向において、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの開口縁と旋回室２１２の内周面２１２ｃとが成す間隔の中央を通る線分として描かれている。点ｃは線分Ｂ−Ｂ上に位置し、点ｄは線分Ａ−Ａ上に位置する。なお、点ｅについては、対応する旋回室内周面２１２ｃ部分に丸味部２１２ｃｃが設けられている。このため、入口開口２２０ｉの開口縁と旋回室内周面２１２ｃとが成す間隔の中央点は、上流側の旋回室内周面２１２ｃを丸味部２１２ｃｃに延長した内周面を仮想して点ｅを定める。点ｃは線分Ｂ−Ｂ上に位置し、点ｄは線分Ａ−Ａ上に位置する。
In FIG. 5, a line segment BB represents a line segment where a horizontal plane passing through the center O of the
旋回室２１２には、点ａから点ｅに向かって、ほぼ二点鎖線に沿う方向に、燃料の流路が構成される。この流路は、上流端（点ａ側）から下流端（点ｅ側）に向かって燃料噴射孔２２０の周囲を旋回する流路を形成しており、旋回流路（旋回通路）と呼ぶ。また、この旋回流路を流れる燃料を旋回燃料と呼ぶ。なお、旋回室２１２から燃料噴射孔２２０内に流下した燃料は、燃料噴射孔内でも旋回を維持しており、この燃料噴射孔２２０内で旋回しながら流れる燃料も旋回燃料と呼ぶ。
In the
図６は、横方向通路２１１の底面２１１ｂ及び旋回室２１２の底面２１２ｂの高さ方向における位置を縦軸にとり、また図５の二点鎖線上における各点ａ〜ｅの位置を、点Ｏを中心とする角度位置として横軸にとり、底面２１１ｂ，２１２ｂの高さ方向位置の変化を模式的に描いたものである。また、図中のＨａ〜Ｈｅは、横方向通路２１１及び旋回室２１２の天井面（上面）が弁座部材１５の先端面１５ｔによって水平に形成された場合の、各点ａ〜ｅにおける燃料通路の高さの変化を表している。
6, the vertical direction represents the position in the height direction of the
点ａから点ｂまでの区間では、点ａの上流側では、横方向通路底面２１１ｂの高さ方向位置が一定値（直線状）となり、横方向通路底面２１１ｂが水平であることが分かる。点ａから点ｂに向かう区間は、傾斜面を上昇するため、旋回室底面２１２ｂの高さ方向位置が次第に高くなる。点ｂにおける底面２１２ｂの高さ方向位置は、点ａ〜ｅの中で最も高くなる。点ｂから点ｄまでの区間では、点ｂから点ｄに向かって傾斜面を下降するため、底面２１２ｂの高さ方向位置が次第に低くなる。この間、点ｃで底面２１２ｂの高さ方向位置が点ａにおける底面２１２ｂの高さ方向位置と同じになる。また、点ｄにおける底面２１２ｂの高さ方向位置は、点ａ〜ｅの中で最も低くなる。また、点ａにおける底面２１２ｂの高さ方向位置は点ｄにおける底面２１２ｂの高さ方向位置よりも高く、点ｂにおける底面２１２ｂの高さ方向位置よりも低くなる。点ｄから点ｅまでの区間では、点ｄから点ｅに向かって傾斜面を上昇するため、底面２１２ｂの高さ方向位置が次第に高くなる。点ｅは線分Ｂ−Ｂ上に位置し、底面２１２ｂの高さ方向位置が点ａにおける底面２１２ｂの高さ方向位置と同じになる。
In the section from point a to point b, on the upstream side of point a, it can be seen that the position in the height direction of the lateral passage
横方向通路２１１の上流端から点ａまでは、燃料通路の高さ方向寸法はＨａで一定である。点ａから点ｂまでの区間では、底面２１２ｂの高さ方向位置が高くなるにしたがって、燃料通路（旋回流路）の高さ方向寸法（底面と天井面との間隔寸法）はＨａからＨｂまで漸減する。点ｂでは、燃料通路の高さ方向寸法が点ａ〜ｅの中で最も小さくなる。点ｂから点ｄまでの区間では、底面２１２ｂの高さ方向位置が低くなるにしたがって、燃料通路の高さ方向寸法はＨｂからＨｄまで漸増する。点ｄでは、燃料通路の高さ方向寸法が点ａ〜ｅの中で最も大きくなる。点ｄから点ｅまでの区間では、底面２１２ｂの高さ方向位置が高くなるにしたがって、燃料通路の高さ方向寸法がＨｄからＨｅまで漸減する。このように、本実施例では、旋回室底面２１２ｂを水平面に対して傾斜させ、旋回室天井面を水平面に平行に形成しているため、角度位置が９０°から２７０°の範囲で燃料通路の高さ方向寸法が増加することになる。なお、角度位置０°は、線分Ｂ−Ｂが旋回室２１２内に構成される旋回流路を横切る２つの角度位置のうち、旋回室２１２に構成される旋回流路の上流端に位置する方である。
From the upstream end of the
図７に、旋回室底面２１２ｂの傾斜角度を０°、１０°、１５°、２０°と変化させたときの、旋回室２１２内における角度位置と流路断面積の変化率との関係を示す。なお、縦軸は、旋回室の傾斜角度が０°のときの上流側端部の流路断面積（すなわち、横方向通路出口の流路断面積）を基準値として、この基準値に対する変化率を示している。この場合の旋回室２１２の内周面は遠心形状に形成した螺旋曲線で構成している。遠心形状では、旋回室内の半径方向と周方向に流量が保存される。
FIG. 7 shows the relationship between the angular position in the
旋回室２１２に構成される燃料通路の断面積（燃料の流れ方向に垂直な断面の断面積）は、燃料噴射孔２２０に向かって漸減することが好ましい。図６で説明したように、燃料通路の高さ方向寸法が上流側から下流側に向かう途中で増加する場合、旋回室２１２の内周面を単純ならせん曲線やインボリュート曲線で構成すると、燃料通路の断面積が漸減しなくなり、途中で増加する場合がある。
The cross-sectional area of the fuel passage formed in the swirl chamber 212 (the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the fuel flow direction) is preferably gradually reduced toward the
旋回室底面２１２ｂの傾斜角度が１５°までの範囲では、傾斜角度が増加するのに従って、流路断面積は、その減少率が小さくなるものの、上流側端部（０°）から下流側端部（３６０°）に向かって断面積は漸減し、途中で増加することはない。傾斜角度が１５°を超えて２０°に設定された場合、流路断面積は、旋回室内の角度位置が９０°から１８０°の範囲で増加（拡大）している。旋回室内の角度位置が９０°となる位置は図６の点ｂの位置であり、旋回室内の角度位置が１８０°となる位置は図６の点ｃの位置である。
In the range where the tilt angle of the swirl chamber
旋回室２１２の内周面を上述の螺旋曲線で構成し、旋回室底面２１２ｂの傾斜角度を１５°以下に設定した場合、旋回室２１２内に構成される旋回流路は上流側端部から下流側端部に向かって流路断面積が漸減するように構成することができる。一方、旋回室底面２１２ｂの傾斜角度を１５°よりも大きくした場合、旋回流路の上流側端部から下流側端部に向かう途中で流路断面積が増加する。このため、傾斜角度を１５°よりも大きくした場合には、燃料噴射孔２２０の開口縁と旋回室内周面２１２ｃとの間隔（流路幅）を絞り、旋回流路の上流側端部から下流側端部に向かって流路断面積が漸減するように構成する。この場合、旋回室内周面２１２ｃは、流路幅を絞った範囲で、螺旋曲線やインボリュート曲線からずれた曲線を描くことになる。すなわち、本実施例では、旋回流路における流路高さが下流に向かって高くなる部分で、旋回室内周面２１１ｃを螺旋曲線或いはインボリュート曲線からずらして旋回流路の流路幅を絞ることにより、旋回流路の流路断面積が漸減するように構成している。
When the inner peripheral surface of the
ここで、旋回流路の断面積について説明する。図８に、図５のVIII−VIII断面を示す。一点鎖線で示す線分Ｈ−Ｈは水平線、一点鎖線で示す線分Ｖ−Ｖは線分Ｈ−Ｈを含む水平面に垂直な線分である。線分Ａ−Ａは図５に示す線分Ａ−Ａと同じであり、線分Ｐ−Ｐは線分Ａ−Ａ及び旋回室底面２１２ｂに垂直な線分である。線分Ｈ−Ｈ、線分Ｖ−Ｖ、線分Ａ−Ａ及び線分Ｐ−Ｐはいずれも燃料噴射孔２２０及び旋回室２１２の中心Ｏを通る。
Here, the cross-sectional area of the swirling channel will be described. FIG. 8 shows a VIII-VIII cross section of FIG. A line segment HH indicated by a one-dot chain line is a horizontal line, and a line segment VV indicated by a one-dot chain line is a line segment perpendicular to the horizontal plane including the line segment HH. The line segment AA is the same as the line segment AA shown in FIG. 5, and the line segment PP is a line segment perpendicular to the line segment AA and the swirl chamber
本実施例では、燃料噴射孔２２０はその中心軸線２２０ａが旋回室底面２１２ｂに垂直となるように構成されているため、中心軸線２２０ａは線分Ｐ−Ｐに重なる。さらに、中心軸線２２０ａは旋回室２１２の中心軸線２１２ａとも重なっている。
In the present embodiment, the
旋回室内周面２１２ｃは旋回室底面２１２ｂに垂直であり、中心軸線２１２ａ及び２２０ａに対して平行である。図８に示す断面において、旋回流路の断面は符号２１２ｐ１，２１２ｐ２で示すハッチング部分である。すなわち、旋回流路の断面２１２ｐ１は、旋回室底面２１２ｂと旋回室内周面２１２ｃと旋回室天井面２１２ｃｅ（１５ｔ）と破線８００−１とで囲まれた部分である。また、旋回流路の断面２１２ｐ２は、旋回室底面２１２ｂと旋回室内周面２１２ｃと旋回室天井面２１２ｃｅ（１５ｔ）と破線８００−２とで囲まれた部分である。破線８００−１，８００−２は、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの開口縁から天井面２１２ｃｅ（１５ｔ）まで、旋回室２１２の中心軸線２１２ａに平行に引いた仮想線である。
The swirl chamber
次に、図９Ａ乃至図１１を参照して、本実施例の効果を説明する。 Next, the effect of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9A to 11.
図９Ａに、燃料噴射孔２２０’の中心軸線２２０ａ’を旋回室底面２１２ｂ’に対して傾斜させた場合の旋回燃料の状態を示す。図９Ａに示すように、燃料の噴射方向を燃料噴射弁の中心軸線１ａに対して傾斜させる場合、燃料噴射孔２２０’の中心軸線２２０ａ’を旋回室底面２１２ｂ’に対して傾斜させる場合がある。この場合、旋回室底面２１２ｂ’と燃料噴射孔中心軸２２０ａ’との成す角度が９０°から大きくずれると、旋回室２１２’で旋回力を付与された燃料の旋回中心が燃料噴射孔中心軸２２０ａ’からずれる。このため、旋回燃料は燃料噴射孔２２０の内周面（内壁面）の全周に沿って流れることができず、周方向の一部ＳＥで燃料噴射孔２２０’の内周面から剥離する。具体的には、燃料噴射孔２２０’をその入口側（上流側）から見たときに、燃料噴射孔２２０’の内周面のうち入口開口面から視認できる範囲には旋回燃料が張り付くように流れ、視認できない範囲（影になって見えない範囲）においては旋回燃料が内周面から剥離する。このため、燃料噴射孔２２０’内においてきれいな液膜を形成することができなくなり、燃料噴射孔２２０から噴射される燃料の微粒化が阻害される。
FIG. 9A shows the state of the swirling fuel when the
図９Ｂに、燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ａを旋回室底面２１２ｂに対して垂直に構成した場合の旋回燃料の状態を示す。本実施例では、図９Ｂに示すように、燃料噴射孔２２０が旋回室底面２１２ｂに垂直に構成されることにより、旋回燃料は燃料噴射孔２２０の内周面に沿って内周面から隔離することなく流れ、周方向の全体に均質で薄い液膜を形成する。これにより、燃料噴射孔２２０から噴射された液膜は、***して微粒化された液滴となり、中心軸線２２０ａの周囲に均質な中空円錐状の噴霧が形成される。
FIG. 9B shows the state of the swirling fuel when the
しかし、旋回室２１２の底面２１２ｂを水平面に対して傾斜させると、図５及び図６を用いて説明したように、旋回室２１２内に構成される旋回流路の流路断面積が途中で増加する課題が生じる。
図１０に、燃料噴射孔から噴射される燃料の粒径の変化率及び燃料噴射孔内に形成される液膜の膜厚の変化率を縦軸にとり、横軸にとった旋回室の傾斜角度に対する粒径及び膜厚の変化率の変化特性を示す。なお、縦軸は、旋回室の傾斜角度が０°のときの粒径及び膜厚を基準値として、この基準値に対する変化率を示している。また、燃料噴射孔は旋回室底面に垂直に構成し、旋回室と一体で傾斜させている。
However, when the
In FIG. 10, the change rate of the particle size of the fuel injected from the fuel injection hole and the change rate of the film thickness of the liquid film formed in the fuel injection hole are plotted on the vertical axis, and the tilt angle of the swirl chamber is plotted on the horizontal axis. The change characteristic of the change rate of the particle diameter and film thickness with respect to is shown. The vertical axis shows the rate of change with respect to the reference value with the particle diameter and film thickness when the tilt angle of the swirl chamber is 0 ° as the reference value. Further, the fuel injection hole is formed perpendicular to the bottom surface of the swirl chamber and is inclined integrally with the swirl chamber.
粒径及び膜厚は、旋回室の傾斜角度が１５°を超えると急激に増加率が大きくなり、粒径及び膜厚が大きくなっている。これは、図７で説明したように、旋回流路の流路断面積が上流側端部と下流側端部との間で大きくなる区間ができ、旋回燃料を効率良く生成することができなくなったためと考えられる。 When the tilt angle of the swirl chamber exceeds 15 °, the increase rate of the particle size and film thickness increases rapidly, and the particle size and film thickness increase. As described with reference to FIG. 7, there is a section in which the cross-sectional area of the swirl flow path increases between the upstream end and the downstream end, and the swirl fuel cannot be generated efficiently. It is thought that it was because of.
図１１に、旋回室の傾斜角度に対する旋回流速の変化率の変化特性を示す。なお、図１１では、燃料噴射孔の出口部における旋回流速を示しており、旋回室の傾斜角度が０°のときの旋回流速を基準値として、この基準値に対する変化率で示している。また、燃料噴射孔は旋回室底面に垂直に構成し、旋回室と一体で傾斜させている。 FIG. 11 shows a change characteristic of the change rate of the swirl flow velocity with respect to the tilt angle of the swirl chamber. In FIG. 11, the swirling flow velocity at the outlet of the fuel injection hole is shown. The swirling flow velocity when the tilt angle of the swirling chamber is 0 ° is used as a reference value, and the change rate with respect to this reference value is shown. Further, the fuel injection hole is formed perpendicular to the bottom surface of the swirl chamber and is inclined integrally with the swirl chamber.
燃料噴射孔の出口部における旋回流速は、旋回室の傾斜角度が１５°を超えると急激に減少率が大きくなり、低下している。これは、図７で説明したように、旋回流路の流路断面積が上流側端部と下流側端部との間で大きくなる区間ができ、旋回燃料を効率良く生成することができなくなったためと考えられる。 When the inclination angle of the swirl chamber exceeds 15 °, the swirling flow velocity at the outlet of the fuel injection hole suddenly increases and decreases. As described with reference to FIG. 7, there is a section in which the cross-sectional area of the swirl flow path increases between the upstream end and the downstream end, and the swirl fuel cannot be generated efficiently. It is thought that it was because of.
本実施例では、旋回流路の流路断面積を漸減すように構成したことにより、旋回流速の低下を防いで旋回燃料を効率良く生成することができる。これにより、燃料噴射孔２２０内に形成される液膜の膜厚を薄くして、噴霧液滴の微粒化を向上することができる。
In the present embodiment, since the cross-sectional area of the swirl flow path is gradually reduced, the swirl fuel can be efficiently generated while preventing the swirl flow rate from being lowered. Thereby, the film thickness of the liquid film formed in the
図４に戻って、横方向通路２１１と旋回室２１２との傾斜角度について、説明する。
Returning to FIG. 4, the inclination angle between the
燃料噴射孔２２０の燃料噴射弁の中心軸線１ａに対する傾斜角度は、燃料の噴射方向に応じて設定する必要がある。旋回室底面２１２ｂは燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ａに垂直にすることが好ましい。一方、横方向通路２１１は、燃料流れの整流効果を高めるためある程度の通路長さを必要とする。また、本実施例では、横方向通路２１１と旋回室２１２とが完全に分離され、横方向通路２１１の先端（下流端）に旋回室２１２が接続される構成である。このように横方向通路２１１と旋回室２１２とを接続した構造が径方向において必要とする長さ寸法は、大きくなってしまう。このため、旋回室底面２１２ｂを水平面に対して傾斜させ、この旋回室底面２１２ｂと同じ傾斜角度を有する横方向通路底面２１１ｂを旋回室２１２に接続すると、ノズルプレート２１ｎの厚さを厚くする必要がある。また、傾斜角度を大きくするほど、ノズルプレート２１ｎの厚さを厚くする必要がある。
The inclination angle of the
本実施例では、上述したように、横方向通路底面２１１ｂが水平であり、旋回室底面２１２ｂが水平面に対して傾斜している。すなわち、横方向通路底面２１１ｂの水平面に対する傾斜角度と旋回室底面２１２ｂの水平面に対する傾斜角度とが異なっている。この場合、横方向通路底面２１１ｂは水平である必要はなく、水平面に対して傾斜していてもよい。しかし、横方向通路底面２１１ｂの水平面に対する傾斜角度（傾斜角度＝０°を含む）は、旋回室底面２１２ｂの水平面に対する傾斜角度よりも小さくする。このように構成することで、横方向通路２１１、旋回室２１２及び燃料噴射孔２２０をノズルプレート２１ｎの厚さ寸法を増大することなく形成することができる。すなわち、横方向通路２１１、旋回室２１２及び燃料噴射孔２２０をノズルプレート２１ｎの厚さ方向にコンパクトに構成することができる。
In the present embodiment, as described above, the lateral passage
横方向通路底面２１１ｂが水平面に対して傾斜する方向は、旋回室底面２１２ｂが水平面に対して傾斜する方向とは逆であってもよい。横方向通路２１１はその通路長さを確保するため、横方向通路底面２１１ｂを旋回室底面２１２ｂとは逆方向に傾斜させる場合も、横方向通路底面２１１ｂの水平面に対する傾斜角度の絶対値は、旋回室底面２１２ｂの水平面に対する傾斜角度の絶対値よりも小さくすることが望ましい。
The direction in which the lateral passage
横方向通路底面２１１ｂの水平面に対する傾斜角度と旋回室底面２１２ｂの水平面に対する傾斜角度とを異ならせる構成は、旋回室底面２１２ｂを水平面に対して傾斜させる構成に対して、上記の効果をもたらすものである。
The configuration in which the inclination angle of the horizontal passage
また、燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ａに対して旋回室底面２１２ｂを垂直に構成することが好ましいが、燃料噴射孔中心軸線２２０ａを燃料噴射弁１の中心軸線１ａに対して傾斜させた場合に、燃料噴射孔中心軸線２２０ａと旋回室底面２１２ｂとを完全な直交状態には構成せず、旋回室底面２１２ｂを中心軸線２２０ａの傾斜方向と同じ方向に傾斜させることで、液膜の均質化と液滴の微粒化の効果はある程度改善することができる。
この場合にも、横方向通路底面２１１ｂの水平面に対する傾斜角度と旋回室底面２１２ｂの水平面に対する傾斜角度とを異ならせる構成を採用することにより、上記効果が得られる。
Further, the swirl chamber
Also in this case, the above effect can be obtained by adopting a configuration in which the inclination angle of the horizontal passage
［実施例２］
次に、図１２を参照して、本発明に係る第２実施例を説明する。図１２は、弁座部材とノズルプレートとを図２のIII−III矢印方向から見た断面と同様な断面で示す断面図である。本実施例では、図１２のII−II矢印方向から見た断面図が図２と同様になる。この場合、図２におけるノズルプレート２１ｎが弁座部材１５とノズルプレート２１ｎとの複合部品で構成されていると考えればよい。
[Example 2]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 12 is a cross-sectional view showing the valve seat member and the nozzle plate in a cross section similar to the cross section seen from the direction of arrows III-III in FIG. In the present embodiment, a cross-sectional view seen from the direction of arrows II-II in FIG. 12 is the same as FIG. In this case, the
第２実施例では、第１実施例における、縦方向通路２００の側面（側壁面）２００ｃと、横方向通路２１１の側面（側壁面）２１１ｃと、旋回室２１２の内周面（側壁面）２１２ｃとが、弁座部材１５の先端面１５ｔに溝状に形成されている。水平面に対して傾斜した旋回室底面２１２ｂと水平に形成された横方向通路底面２１１ｂとは、ノズルプレート２１ｎ側に形成されている。旋回室底面２１２ｂと横方向通路底面２１１ｂとは、ノズルプレート２１ｎの上端面２１ｎｕに凸状に形成されている。
In the second embodiment, the side surface (side wall surface) 200c of the
その他の構成は第１実施例と同様であり、第１実施例と同様の効果が得られる。 Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
［参照例］
次に、図１３を参照して、本発明の参照例を説明する。図１３は、弁座部材とノズルプレートとを図３のIII−III矢印方向から見た断面図と同様な断面で示す断面図である。本参照例のノズルプレート２１ｎの上端面２１ｎｕ側の平面図は、図２に示す平面図と同様である。
[Reference example]
Next, a reference example of the present invention will be described with reference to FIG. 13 is a cross-sectional view showing the valve seat member and the nozzle plate in a cross section similar to the cross-sectional view seen from the direction of arrows III-III in FIG. A plan view of the upper end surface 21nu side of the
本参照例では、第１実施例に対して、旋回室２１２の天井面と横方向通路２１１の天井面との構成を変更している。すなわち、弁座部材先端面１５ｔに旋回室２１１の天井面２１２ｃｅと横方向通路２１１の天井面２１１ｃｅとを凸状に形成している。旋回室天井面２１２ｃｅは旋回室底面２１２ｂと同じように傾斜させている。すなわち、旋回室天井面２１２ｃｅの傾斜方向及び傾斜角度は旋回室底面２１２ｂの傾斜方向及び傾斜角度と同じである。旋回室天井面２１２ｃｅを旋回室底面２１２ｂと同じように傾斜させたことにより、旋回室内周面２１２ｃを単純ならせん曲線或いはインボリュート曲線で構成し、旋回室底面２１２ｂの傾斜角度を大きくしても、旋回流路の流路断面積が漸減する構成を実現できる。
In this reference example, the configuration of the ceiling surface of the
その他の構成は第１実施例と同様であり、第１実施例と同様の効果が得られる。また、第２実施例の構成と組み合わせて構成することもできる。すなわち、縦方向通路２００の側面（側壁面）２００ｃと、横方向通路２１１の側面（側壁面）２１１ｃ（図２参照）と、旋回室２１２の内周面（側壁面）２１２ｃとを弁座部材１５の先端面１５ｔに溝状に形成してもよい。本実施例のノズルプレート２１ｎは第１実施例のノズルプレート２１ｎと全く同じ構成である。
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Moreover, it can also be configured in combination with the configuration of the second embodiment. That is, the valve seat member includes the side surface (side wall surface) 200c of the
［実施例３］
次に、図１４を参照して、本発明に係る第３実施例を説明する。図１４は、弁座部材とノズルプレートとを図２のIII−III矢印方向から見た断面図と同様な断面で示す断面図である。本実施例においては、図２のノズルプレート２１ｎをノズルプレート２１ｎと中間プレート４００とを積層した板状部材と見なすことにより、本実施例における板状部材の上端面側における平面図は図２と同様な平面図となる。
[Example 3]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 14 is a cross-sectional view showing the valve seat member and the nozzle plate in a cross section similar to the cross-sectional view seen from the direction of arrows III-III in FIG. In this example, the
本実施例では、弁座部材１５とノズルプレート２１ｎとの間に中間プレート４００が挿入されている。第１実施例における、縦方向通路２００の側面（側壁面）２００ｃと、横方向通路２１１の側面（側壁面）２１１ｃ（図２参照）と、旋回室２１２の内周面（側壁面）２１２ｃとが、中間プレート４００に形成されている。縦方向通路側面２００ｃと横方向通路側面２１１ｃと旋回室内周面２１２ｃとは、中間プレート４００の板厚方向に貫通するように形成されている。水平面に対して傾斜した旋回室底面２１２ｂと水平に形成された横方向通路底面２１１ｂとは、ノズルプレート２１ｎ側に形成されている。旋回室底面２１２ｂと横方向通路底面２１１ｂとは、ノズルプレート２１ｎの上端面２１ｎｕに凸状に形成されている。
In this embodiment, an
すなわち、本実施例では、ノズル部本体側に弁座１５ｂが形成された弁座部材１５を備え、板状部材を中間プレート４００とノズルプレート２１ｎとで構成すると共に、中間プレート４００に旋回室２１２の内周面２１２ｃと横方向通路２１１の側面２１１ｃとを形成している。そして、弁座部材先端面１５ｔとノズルプレート２１ｎとの間に中間プレート４００を挟むようにして、中間プレート３００とノズルプレート２１ｎとを弁座部材先端面１５ｔに順次積層して設けている。これにより、弁座部材先端面１５ｔで旋回室２１２の天井面と横方向通路２１１の天井面２１１ｃｅとを構成して旋回室２１２と横方向通路２１１とを形成している。
That is, in this embodiment, the
上述した構成により、中間プレート４００の一方の端面（一端面）は弁座部材先端面１５ｔに当接して設けられ、ノズルプレート２１ｎは中間プレート４００の他端面（弁座部材１５との当接面とは反対側の端面）に当接して設けられている。
With the configuration described above, one end surface (one end surface) of the
その他の構成は第１実施例と同様であり、第１実施例と同様の効果が得られる。また、本実施例において、第３実施例の旋回室天井面２１２ｃｅ及び横方向通路天井面２１１ｃｅとに係る構成を採用してもよい。すなわち、第３実施例のように、弁座部材先端面１５ｔに旋回室天井面２１２ｃｅと横方向通路天井面２１１ｃｅとを凸状に形成してもよい。
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, the configuration related to the swirl chamber ceiling surface 212ce and the lateral passage ceiling surface 211ce of the third embodiment may be employed. That is, as in the third embodiment, the swivel chamber ceiling surface 212ce and the lateral passage ceiling surface 211ce may be formed in a convex shape on the valve seat
図１５を参照して、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関について説明する。図１５は、燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。本実施例では、複数の燃料噴射孔２２０を２つのグループに分けて、各グループの燃料噴射孔２２０が異なる二方向に燃料を噴射する燃料噴射弁１を対象として説明する。なお、燃料噴射弁１は上述した第１実施例から第３実施例のいずれであってもよい。
With reference to FIG. 15, an internal combustion engine equipped with a fuel injection valve according to the present invention will be described. FIG. 15 is a cross-sectional view of the internal combustion engine on which the
内燃機関１００のエンジンブロック１０１にはシリンダ１０２が形成されおり、シリンダ１０２の頂部に吸気口１０３と排気口１０４とが設けられている。吸気口１０３には、吸気口１０３を開閉する吸気弁１０５が、また排気口１０４には排気口１０４を開閉する排気弁１０６が設けられている。エンジンブロック１０１に形成され、吸気口１０３に連通する吸気流路１０７の入口側端部１０７ａには吸気管１０８が接続されている。
A
燃料噴射弁１の燃料供給口２（図１参照）には燃料配管１１０が接続される。
A
吸気管１０８には燃料噴射弁１の取付け部１０９が形成されており、取付け部１０９に燃料噴射弁１を挿入する挿入口１０９ａが形成されている。挿入口１０９ａは吸気管１０８の内壁面（吸気流路）まで貫通しており、挿入口１０９ａに挿入された燃料噴射弁１から噴射された燃料は吸気流路内に噴射される。二方向噴霧の場合、エンジンブロック１０１に吸気口１０３が二つ設けられた形態の内燃機関を対象として、それぞれの燃料噴霧が各吸気口１０３（吸気弁１０５）を指向して噴射される。
An
また、燃料噴射孔２２０の配置、個数及び角度や燃料噴霧の噴射方向および個数については、内燃機関の形態に合わせて適宜変更することができる。 Further, the arrangement, number and angle of the fuel injection holes 220 and the injection direction and number of the fuel spray can be appropriately changed according to the form of the internal combustion engine.
上述した各実施例では、弁体１７が接離する弁座１５ｂの下流側に、燃料噴射孔２２０と、燃料噴射孔２２０の入口２２０ｉが開口し入口２２０ｉの周囲に燃料の旋回流路を有する旋回室２１２と、旋回室２１２に燃料を供給する横方向通路２１１とを有し、少なくとも燃料噴射孔２２０と旋回室２１２の底面２１２ｂと横方向通路２１１の底面２１１ｂとが形成された板状部材（ノズルプレート）２１ｎを、弁座１５ｂを有するノズル部本体側の先端面１５ｅに接合して構成される燃料噴射弁１において、板状部材２１ｎはノズル部本体側の先端面１５ｅとの当接部が平面で構成され、旋回室底面２１２ｂが当接部の平面に対して傾斜して形成されると共に、燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ａが旋回室底面２１２ｂに垂直に形成されている。
In each of the above-described embodiments, the
旋回室底面２１２ｂがノズル部本体側先端面１５ｅとの当接部の平面に対して傾斜して形成されると共に、燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ａが旋回室底面２１２ｂに垂直に形成されることにより、燃料噴射弁２２０の中心軸線２２０ａに対して傾斜した方向に向けて旋回燃料を噴射することができ、燃料の微粒化に優れ、生産性の高い燃料噴射弁を提供することができる。
The swirl chamber
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、一部の構成の削除や、記載されていない他の構成の追加が可能である。また、実施例間において、各実施例に記載された構成の入れ替えや追加を行うことも可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and some components can be deleted or other components not described can be added. In addition, it is possible to replace or add the configuration described in each embodiment between the embodiments.
１…燃料噴射弁、１ａ…弁軸心（中心軸線）、２…燃料供給口、３…燃料流路、４…環状凹部（環状溝部）、５…筒状体、５ａ…大径部、５ｂ…小径部、５ｃ…磁気絞り、５ｄ…鍔部（拡径部）、７…弁部、９…駆動部、１１…Ｏリング、１３…燃料フィルタ、１３ａ…芯金、１３ｂ…フレーム、１３ｃ…フィルタ本体、１５…弁座部材、１５ａ…弁体収容孔、１５ｂ…弁座、１５ｃ…ガイド面、１５ｄ…拡径部、１５ｔ…先端側端面、１７…弁体、１７ａ…切欠き面、１９…レーザ溶接、２１…燃料噴射部、２１ｎ…ノズルプレート、２１ｎｕ…上端面、２１ｎｂ…下端面、２３…レーザ溶接部、２４…レーザ溶接、２５…固定鉄心、２５ａ…貫通孔、２７…可動子、２７ａ…可動鉄心、２７ｂ…小径部、２７ｃ…凹部、２７ｄ…開口部、２７ｅ…環状面、２７ｆ…貫通孔、２９…電磁コイル、３１…ボビン、３３…ヨーク、３３ａ…大径部、３３ｂ…小径部、３３ｃ…環状凹部、３４…環状溝、３５…アジャスタ（調整子）、３７…背圧室、３９…スプリング（コイルばね）、４１…コネクタ、４３…コネクタピン、４５…配線部材、４６…Ｏリング、４７…樹脂カバー、４７ａ…基端側端部、４９…プロテクタ、４９ａ…フランジ部、１００…内燃機関、１０１…エンジンブロック、１０２…シリンダ、１０３…吸気口、１０４…排気口、１０５…吸気弁、１０６…排気弁、１０７…吸気流路、１０７ａ…入口側端部、１０８…吸気管、１０９…燃料噴射弁１の取付け部、１０９ａ…挿入口、１１０…燃料配管、２００，２００−１，２００−２，２００−３…縦方向通路、２００ｂ…底面、２００ｃ…側面（側壁面）、２００ｕ…上流端、２１０，２１０−１，２１０−２，２１０−３…旋回用通路、２１１，２１１−１，２１１−２，２１１−３…横方向通路、２１１ｂ…底面、２１１ｃ，２１１−１ｃ…側面（側壁面）、２１１ｃｅ…天井面（上面）、２１１ｃｏ，２１１ｃｉ…側壁（側面）、２１２，２１２−１，２１２−２，２１２−３…旋回室、２１２ｂ，２１２ｂ’…底面、２１２ｃ，２１２−１ｃ，２１２−２ｃ，２１２−３ｃ…内周壁（側壁）、２１２ｃｃ…丸味部、２１２ｃｅ…天井面（上面）、２１２ｃｌ…側壁２１２ｃの下流側端部、２１２ｃｕ…側壁２１２ｃの上流側端部、２１２ｐ１，２１２ｐ２…旋回流路の断面、２１３…底面の曲がり部、２２０，２２０−１，２２０−２，２２０−３，２２０’…燃料噴射孔、２２０ａ，２２０ａ’…中心軸線、２２０ｏ…出口開口、２２０ｉ…入口開口、２３０…凹部、２３０ｂ…底面、３００…燃料導入孔、４００…中間プレート。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ノズル部本体側の前記先端面は、燃料噴射弁の中心軸線に対して垂直な平面で構成され、
前記板状部材は、前記ノズル部本体側の前記先端面との当接部が燃料噴射弁の中心軸線に対して垂直な平面で構成され、
前記旋回室は、天井面が前記ノズル部本体側の前記先端面の前記平面で構成され、且つ前記底面が前記板状部材の前記平面に対して傾斜して形成されると共に、内周面が螺旋曲線又はインボリュート曲線を描くように形成され、
前記燃料噴射孔は、前記旋回室の前記底面に垂直に形成され、
さらに前記旋回室は、前記旋回流路における流路高さが下流に向かって高くなる部分で、前記旋回流路における流路幅を絞るように、前記内周面が前記螺旋曲線又はインボリュート曲線からずらして形成され、
前記旋回流路の流路断面積が下流側に向けて漸減するように構成されたことを特徴とする燃料噴射弁。 A fuel injection hole, a swirl chamber having an inlet of the fuel injection hole and having a swirl flow path of fuel around the inlet, and fuel are supplied to the swirl chamber on the downstream side of the valve seat with which the valve body contacts and separates laterally has a passage, and at least the fuel injection hole and the swirling chamber bottom and the lateral passage of the bottom and are formed plate-like member, the distal end surface of the nozzle body side with the valve seat to In a fuel injection valve configured to be joined to
The tip surface on the nozzle body side is composed of a plane perpendicular to the central axis of the fuel injection valve,
The plate-like member is constituted by a plane perpendicular the contact portion between the nozzle body side of the front end surface with respect to the central axis of the fuel injection valve,
The swirl chamber, the ceiling surface consists of the plane of the front end surface of the nozzle body side, and together with the bottom surface is formed to be inclined to the plane of the plate-like member, the inner circumferential surface It is formed to draw a spiral curve or an involute curve,
The fuel injection hole is vertically formed on the bottom surface of the swirl chamber,
Further, the swirl chamber is a portion where the flow path height in the swirl flow path increases toward the downstream, and the inner peripheral surface is formed from the spiral curve or the involute curve so as to narrow the flow path width in the swirl flow path. Formed by shifting,
A fuel injection valve characterized in that the cross-sectional area of the swirl flow path is gradually reduced toward the downstream side .
前記横方向通路の前記底面は前記板状部材の前記平面に沿う方向に延設され、前記横方向通路における前記底面の前記平面に対する傾斜角度と前記旋回室における前記底面の前記平面に対する傾斜角度とが異なることを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1 , wherein
It said bottom surface of said lateral passage extends in the direction along the plane of the plate-shaped member, the inclination angle with respect to the plane of the bottom surface in the tilt angle and the swirl chamber relative to the plane of the bottom surface in the transverse channel and The fuel injection valve is characterized in that they are different.
前記横方向通路における前記底面の前記平面に対する傾斜角度は前記旋回室における前記底面の前記平面に対する傾斜角度よりも小さいことを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 2 ,
Fuel injection valve inclination angle with respect to the plane of the bottom surface in the transverse passage, characterized in that less than the inclination angle relative to the plane of the bottom surface of the swirl chamber.
前記横方向通路における前記底面は前記平面に平行に形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 3 ,
The fuel injection valve according to claim 1, wherein the bottom surface of the lateral passage is formed parallel to the plane.
前記ノズル部本体側の前記先端面の平面で前記横方向通路の天井面を構成したことを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 4 , wherein
A fuel injection valve, characterized in that to constitute a ceiling surface of the front Kiyoko axial channel in the previous SL nozzle body side of the plane of the tip surface.
前記横方向通路の側面と前記旋回室の前記内周面とを前記板状部材に形成すると共に、前記板状部材に前記弁座を通過してきた燃料を前記横方向通路に供給する縦方向通路を形成したことを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 4 , wherein
Longitudinal passage for supplying and sides with the swirl chamber the inner circumferential surface of the transverse channel and forming on the plate-like member, the fuel that has passed through the valve seat in the plate-like member in said transverse channel The fuel injection valve characterized by forming.
前記板状部材は、前記ノズル部本体側の前記先端面に接合される側とは反対側の端面に、前記旋回室の前記底面に平行な底面を有する凹部が形成されており、
前記燃料噴射孔の出口は前記凹部の前記底面に開口することを特徴とする燃料噴射孔。 The fuel injection valve according to claim 4 , wherein
The plate-like member, the end face opposite to the side to be bonded to the tip surface of the nozzle body side, is formed with a recess having a parallel bottom to the bottom surface of the swirl chamber,
Fuel injection hole outlet of the fuel injection hole, characterized in that opening into the bottom surface of the recess.
前記ノズル部本体側に前記弁座が形成された弁座部材を備え、
前記板状部材は、中間プレートとノズルプレートとで構成されると共に、前記中間プレートに前記旋回室の内周面と前記横方向通路の側面とが形成され、
前記弁座部材の先端面と前記ノズルプレートとの間に前記中間プレートを挟むようにして、前記中間プレートと前記ノズルプレートとを前記弁座部材の前記先端面に順次積層して設けることにより、前記弁座部材の前記先端面で前記旋回室の天井面と前記横方向通路の天井面とを構成して前記旋回室と前記横方向通路とを形成したことを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 4 , wherein
A valve seat member in which the valve seat is formed on the nozzle body side;
The plate-like member, together constituted by the intermediate plate and Bruno nozzle plate, the inner peripheral surface of the swirl chamber and the side surface of the transverse channel is formed in the intermediate plate,
So as to sandwich the intermediate plate between the front end surface of the valve seat member and the nozzle plate, wherein by the intermediate plate and the nozzle plate provided by sequentially laminating the front end surface of the valve seat member, said valve The fuel injection valve according to claim 1 , wherein the top surface of the seat member forms a ceiling surface of the swirl chamber and a ceiling surface of the lateral passage to form the swirl chamber and the lateral passage.
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