JPH04292573A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンにおける燃料噴
射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車等のガソリンエンジンの
分野では、電気信号により燃料噴射弁（例えば電磁弁）
を駆動させて燃料を吸気通路に噴射させる方式が採用さ
れている。

【０００３】この種の燃料噴射弁では、燃料の微粒化を
図るために、燃料を旋回させて薄膜状にして噴射させた
り、あるいは燃料噴射弁のノズルボディに空気を導いて
その空気流を噴射後の旋回燃料と合流させたりする等の
手段が提案されている（この種の従来技術としては、例
えば特開昭５７−１８３５５９号，特開昭６４−２４１
６１号公報に開示されたものがある）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に噴射された旋回燃料を空気流により微粒化させる場合
、従来はノズルボディに導く微粒化用空気を少なくする
点について配慮いない。特にアイドル運転時のように燃
料量が少ない場合には相対的に微粒化用空気が多くなる
傾向があり、その分、吸気通路の絞り弁を通る空気を極
端に少なくしなければならなかった。

【０００５】絞り弁のすきま面積を少なくすることは、
絞り弁の精度を一層向上させねばならず実用上困難であ
る。

【０００６】さらに、噴射弁から噴出する噴霧の粒径の
速度が２０ｍ／ｓ程度と大きいため、噴出した燃料が、
吸気管壁又は吸気弁に付着し、液膜を形成してしまうた
め、微粒化向上の効果がでにくいという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、少ない空気量で燃料の効
率の良い微粒化を図り、或いはこれに加えて噴射後に噴
霧速度を適度に減速させて吸気管への燃料付着を防止す
る燃料噴射弁を提供することにある。

【０００８】さらに他の目的としては、上記のような効
率の良い燃料微粒化を１気筒につき複数吸気弁を備える
エンジンに適用可能な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】本発明は上記目的を達成
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。内容の理解を容易にするため、実施例の説明に使
用した図面の一部とそれに用いた符号を参照しつつ説明
する。

【００１０】第１の課題解決手段は、図１に示すように
燃料を旋回させながら燃料ノズル５を通して噴射させる
手段を備えた燃料噴射弁において、燃料ノズル５の下流
に空気旋回室７Ｂ及びこの空気旋回室に空気を導いて燃
料の旋回流とは反対方向の空気旋回流を発生させる空気
ノズル７Ａを設け、且つ空気旋回室７Ｂを燃料ノズル５
の出口と隣接するように近接配置して、燃料ノズル５か
ら出る噴射直後の燃料旋回流が空気旋回室７Ｂの空気旋
回流と衝突するよう設定した（請求項１ないし請求項４
対応）。

【００１１】第２の課題解決手段は、図１５に示すよう
に燃料を旋回させながら噴射させる燃料ノズル５の下流
に噴射燃料と空気とを混合させる空間（混合空間）２Ｂ
を燃料ノズル５の出口と隣接させつつ近接配置し、この
混合空間に環状の空気ノズル２Ａ−１を燃料ノズル５と
同心となるようにして臨ませて配置した（請求項５対応
）。

【００１２】第３の課題解決手段は、図１９に示すよう
に旋回燃料を噴射させる燃料ノズル５の下流に噴射燃料
と空気とを混合させる空間（混合空間）２Ｂを燃料ノズ
ル５の出口と隣接させつつ近接配置し、この混合空間２
Ｂに複数の空気ノズル２Ａ−３を臨ませて配置すると共
に、これらの空気ノズル２Ａはその間に燃料ノズル５を
挾む配置態様で対とし、対をなす空気ノズル２Ａ−３か
ら噴射される空気流が混合空間２Ｂの中心に向けてある
（請求項６対応）。

【００１３】第４の課題解決手段は、図２０に示すよう
に旋回燃料を噴射する燃料ノズル５を複数に分岐５−１
，５−２し、これらの燃料ノズル５−１，５−２の下流
に空気旋回室７Ｂ及びこの空気旋回室７Ｂに空気旋回流
を発生させる空気ノズル７Ａを燃料ノズル５−１，５−
２の出口と隣接するように近接配置し、且つこの空気旋
回室７Ｂを分岐した燃料ノズル５−１，５−２ごとに区
画すると共に、これらの空気旋回室７Ｂの下流に噴射燃
料を方向付けて吸気管側に導く分岐オリフィス７Ｅ，７
Ｆを配設した（請求項７対応）。

【００１４】第５の課題解決手段は、図２２に示すよう
に燃料ノズル５を複数に分岐５−１，５−２し、これら
の燃料ノズル５の下流に空気旋回室７Ｂ及びこの空気旋
回室７Ｂに空気旋回流を発生させる空気ノズル７Ａを燃
料ノズル５−１，５−２の出口と隣接するように近接配
置し、且つこの空気旋回室７Ｂを前記分岐した燃料ノズ
ル５−１，５−２直下に設けた裾拡がり斜面付き衝立部
材４０を介して区画して、この空気旋回室７Ｂを通過す
る燃料が上記衝立部材４０の斜面に衝突するよう設定し
た（請求項８対応）。

【００１５】第６の課題解決手段は、図２５に示すよう
に燃料ノズル５の下流に燃料ノズル５からの噴射直後の
旋回燃料流を複数に分岐させる分岐部材２２を配置し、
この燃料分岐部材２２の下流に空気旋回室７Ｂ及びこの
空気旋回室に空気流を発生させる空気ノズル７Ａを燃料
分岐部材２２と隣接させて近接配置し、且つこれらの空
気旋回室７Ｂは分岐部材２２に設けた燃料分岐通路２３
に対応させて複数７Ｂ−１，７Ｂ−２に区画させてある
（請求項９対応）。

【００１６】第７の課題解決手段は、図２８に示すよう
に、燃料ノズル５は複数のノズル２７に分岐してそれぞ
れが対をなす構成とし、この対をなす燃料ノズル２７か
ら噴射される燃料は、噴射後に途中で互いに衝突し合う
ように設定され、かつこれらの対をなす燃料ノズル２７
の下流に空気旋回室２８Ａ及びこの空気旋回室に空気旋
回流を発生させる空気ノズル２９を分岐燃料ノズル２７
の出口と隣接するように近接配置した（請求項１０対応
）。

【００１７】第８の課題解決手段は、図３０に示すよう
に、燃料噴射弁１の下部に燃料ノズル５付きのノズルボ
ディ２を設けた燃料噴射弁において、ノズルボディ２に
は燃料ノズル５の下流に位置させて少なくとも内カバー
３４Ａと外カバー３４Ｂとよりなる二重壁構造の筒体３
４を設け、この筒体３４の内カバー３４Ａ内部を燃料ノ
ズル５から噴射される燃料を導く通路３６とし、この噴
射燃料通路３６の出口に噴射燃料を分岐させる斜面付き
の衝立３７を配置する。

【００１８】さらに内外のカバー３４Ａ，３４Ｂ間の環
状空隙を空気通路３５として、この空気通路３５に外部
からの空気を導入させると共に、導入空気を内カバー３
４Ａの出口側に設けた空気ノズル３８を介して噴射燃料
通路３６出口に設けた斜面付き衝立３７にあたるよう構
成した（請求項１１対応）。

【００１９】

【作用】第１の課題解決手段の作用…空気旋回室７Ｂは
燃料ノズル５の出口と隣接した近接配置構造としてある
ため、燃料ノズル５から噴射された旋回燃料は噴射直後
、換言すれば拡散する前に反対向きの空気旋回流と衝突
する。従って、少ない空気により効率よく旋回燃料を減
速させつつ微粒化を図る。

【００２０】第２の課題解決手段の作用…燃料ノズル５
から噴射される旋回燃料は、図１６に示すように慣性に
よって外側に粗大粒となる燃料が集まる傾向があり、中
心部は比較的粒径が小さい。

【００２１】環状の空気ノズル２Ａ−１の半径を適宜設
定することで、上記旋回燃料のうち粗大粒の燃料が集ま
る領域に空気ノズルをあてることが可能となり、これに
よって噴射燃料を少ない空気によって効率よく微粒化さ
せる。

【００２２】第３の課題解決手段の作用…燃料ノズル５
から噴射される旋回燃料は、混合空間２Ｂに臨む空気ノ
ズル２Ａ−３がそれぞれ混合空間２Ｂの中心に向けてあ
るので、この空気ノズル２Ａ−３から噴射される空気流
によって中心方向に曲げられつつ微粒化し、かつ微粒化
しきれなかった燃料同士が衝突して微粒化する。

【００２３】次に述べる作用は主に１気筒当り複数吸気
弁を備えたエンジンに適用させるものである。

【００２４】第４の課題解決手段の作用…旋回燃料は分
岐ノズル５−１，５−２を介して各空気旋回室７Ｂに噴
射され、空気旋回室７Ｂで旋回空気と衝突し微粒化する
。

【００２５】そして、燃料はその一部がオリフィス７Ｅ
，７Ｆを通過する過程でそのオリフィス壁面に付着し薄
膜状の小さな液滴となり、これが空気旋回流の力を受け
て微粒化し各オリフィス７Ｅ，７Ｆにより任意に方向付
けられて（例えば２吸気弁／１気筒については各吸気弁
に向けて）噴射する。

【００２６】第５の課題解決手段の作用…旋回燃料は分
岐ノズル５−１，５−２を介して噴射された後、衝立４
０の斜面に衝立に衝突して一部が微粒化すると共に、残
りが薄膜状になって衝立４０に付着するする。一方、ノ
ズル５−１，５−２に隣接させた各空気旋回室７Ｂには
、空気旋回流が発生しており、この旋回空気が衝立４０
に付着した薄膜燃料を微粒化しつつ払拭して各通路７Ｅ
，７Ｆを介して燃料を方向付けて噴霧させる。

【００２７】第６の課題解決手段の作用…燃料ノズル５
から噴射される燃料を分岐部材２２で分岐した直後に、
各空気旋回室７Ｂ（７Ｂ−１，７Ｂ−２）で旋回空気と
衝突して燃料が微粒化される。

【００２８】第７の課題解決手段の作用…対をなす燃料
ノズル２７から噴射される燃料はノズル２７から噴射さ
れた直後に空気旋回室２８Ａで旋回力を付与され、この
旋回エネルギーにより加速しつつ薄膜状になって噴射燃
料同士が衝突し、その衝突エネルギーにより燃料が微粒
化する。

【００２９】第８の課題解決手段の作用…燃料ノズル５
から噴射された燃料は、筒体３４内の噴射燃料通路３６
を通り、筒体３４の出口付近で斜面付き衝立３７の斜面
に衝突し、一部は微粒化して衝立３７で分岐されつつ筒
体３４から出ると共に残りが衝立３７の斜面に付着する
。

【００３０】衝立３７の斜面には空気が筒体３４に設け
た環状通路３５，空気ノズル３８を介して衝立３７の斜
面に当ることで、その斜面に付着した薄膜燃料が微粒化
されつつ払拭され、衝立３７を介して方向が規制されて
噴霧される。

【００３１】

【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。

【００３２】図１は本発明の第１実施例を示す要部断面
図、図２はその動作原理を示す説明図である。

【００３３】図２において、１は電磁式の燃料噴射弁で
、本体内部には、図示されない電磁コイル，固定コア等
が内蔵してある。燃料噴射弁１の本体下部にはノズルボ
ディ２が装着される。

【００３４】ここで、図１により吸気管２０に取付けた
ノズルボディ２の内部構造について説明する。

【００３５】ノズルボディ２は円筒状に形成され、内部
には弁シート３付きの底部４が上げ底の状態でノズルボ
ディ２内部のほゞ中央に配置されている。底部４の弁シ
ート３下流に計量オリフィス５が設けてある。ノズルボ
ディ底部４の上面（計量オリフィス５の上流）には燃料
に旋回力を与えるスワラー（燃料旋回子）６が配置され
、底部４の下面（計量オリフィス５の下流）には、空気
ノズル７Ａ及び空気旋回室７Ｂを備えた空気旋回子７が
配置される。

【００３６】燃料旋回子６は図２に示すように駒形のチ
ップで形成され、その下面には燃料に旋回力を付与する
ための燃料通路溝６Ａが４つ配設してある。溝６Ａは燃
料をチップ側壁からチップ中央の弁ガイド穴６Ｂに導く
通路構造を呈し、かつ各溝６Ａは弁ガイド穴６Ｂの中心
に対して少なくとも偏心するように配置され、実施例で
は各溝６Ａがガイド穴６Ｂの周面とほゞ接線関係を保つ
ように配設される。このようにして溝６Ａから出た加圧
燃料はガイド穴６Ｂの壁面に沿った旋回流となる。

【００３７】空気旋回子７も駒形のチップで形成され、
その上面には空気に旋回力を付与するための溝状の空気
ノズル７Ａが４つ配設してある。空気ノズル７Ａは空気
をチップ側壁からチップ中央の空気旋回室７Ｂに導く通
路構造を呈し、各空気ノズル７Ａは旋回室７Ｂの内周と
ほゞ接線関係を保つように配設される。空気ノズル７Ａ
の配置構造は、空気旋回流の方向が上記の燃料旋回流と
反対となるよう設定してある。

【００３８】図１に示すように空気旋回室７Ｂ及びこれ
に臨む空気ノズル７Ａは計量オリフィス（燃料ノズル）
５の出口と隣接するようにして近接配置される。空気ノ
ズル７Ａはノズルボディ２の側壁に設けた空気通路２Ａ
と連通する。空気通路２Ａ・ノズル７Ａに導かれる空気
源としては、吸気管２０と大気圧との差圧を用いるが、
差圧が約０．５気圧以下になった場合には空気ポンプを
用いる。この場合、空気ポンプの作動には、図５に示す
ようにヒステリシスをもたせポンプ動作のハンチングを
防止する。

【００３９】８は弁シート３との協働作用により弁開閉
動作を行うボール弁で、ロッド９を介してプランジャ（
図示せず）と連結され、電磁コイルのオン，オフにより
燃料旋回子６に設けたガイド穴６Ｂに案内されて動作す
る。

【００４０】本実施例によれば、ボール弁８が開くと、
燃料は燃料旋回子６の溝６Ａを通ってノズルボディガイ
ド穴６Ｂで旋回力を与えられた後、計量オリフィス５を
介して空気旋回室７Ｂに薄い液膜状になって噴出する。 一方、空気通路２Ａ及びノズル７Ａに導入された空気は
、旋回力を与えられて空気旋回室７Ｂに至る。空気旋回
流と燃料旋回流の旋回方向が互いに逆方向であるので、
これらの旋回流同士が空気旋回室７Ｂにて互いに衝突し
合う。そのため、計量オリフィス５から噴射直後の燃料
旋回流が速度を減速されつつ空気と混合し、燃料微粒化
が促進される。

【００４１】微粒化しきれなかった燃料は、空気旋回室
７Ｂ壁面に付着するが、この付着燃料も旋回空気流の力
で壁から剥離し薄膜化されてノズルボディ２より噴出す
る。なお、空気旋回子７の出口部７Ｃはテーパ状に拡が
り、この拡がり角によって噴霧拡がり角を変えるように
してある。

【００４２】本実施例によれば、計量オリフィス５から
燃料が噴射された直後にその燃料旋回流が空気旋回流と
合流する。その結果、燃料旋回流が拡散するまえの小旋
回スペースにて反対方向の空気旋回流と衝突するので、
空気旋回流を極力少なくして燃料と空気との混合及び燃
料微粒化を図りると共に、燃料旋回流を有効かつ適度に
減速させる。

【００４３】図３は微粒化用空気流量と噴霧粒径との関
係を示す実験データ図で、丸印でプロットした線図が本
実施例の如く計量オリフィス５からの燃料噴射直後に空
気旋回室７Ｂで燃料旋回流とこれと反対方向の空気旋回
流を合流させたもので、四角印でプロットした線図（比
較例１）が空気旋回なしの空気流を上記同様の空気旋回
室７Ｂで燃料旋回流と合流させたもので、三角印でプロ
ットした線図（比較例２）が計量オリフィス５から噴射
された燃料旋回流を空気旋回室７Ｂを用いずにノズルボ
ディ２外部で反対方向の空気旋回流と合流させたもので
ある。

【００４４】この実験データからも明らかなように、本
実施例のものは比較例１，２に較べて燃料噴射弁に導く
微粒化用空気流量を少なくして噴射燃料の微粒化を図る
ことができた。

【００４５】図４は空気流量と噴霧速度の関係を示す線
図である。図４のイに示すように空気旋回なしの場合に
は噴射燃料周辺の空気流量を大きくすると噴霧速度が大
きくなるが、同図ロに示すように燃料旋回流に反対方向
の空気旋回流を加えると噴出方向への噴霧速度が小さく
なる。このため、噴射燃料は、吸気管の気流で運ばれや
すく、吸気管壁面への燃料の付着を防止できる。

【００４６】図６は本発明の第２実施例を示す要部断面
図である。図中、第１実施例と同様の符号は同一或いは
共通する要素を示す（なお、図７以降の他の実施例の符
号も同様である）。

【００４７】本実施例は、第１実施例と構造的にほゞ同
様であり、計量オリフィス５出口に接するようにして空
気旋回子７を設けるが、空気旋回子７の空気旋回室７Ｂ
の下流に形成する出口部７Ｃを空気旋回室７Ｂの面積よ
り狭くした点が異なる。

【００４８】このようにすると、第１実施例と同様の効
果を奏するほかに空気と燃料をせまい領域７Ｃで混合し
、微粒化と空気混合率を上げる利点がある。

【００４９】図７は本発明の第３実施例を示す要部断面
図である。

【００５０】本実施例の主要な構造は、上記各実施例と
同様であるが、空気旋回子７の出口部７Ｃの周縁に突出
し部１０を設けた点が異なる。

【００５１】空気旋回子７から出た燃料と空気は、空気
の流量が少ない場合に空気旋回子７の底面７Ｄにまわり
こみ粗大粒を形成し易いが、出口部７Ｃに突出し部１０
を設けると、突出し部１０内壁で液膜が薄膜となって付
着し底面７Ｄへのまわり込みを防止する。その結果、付
着燃料は突出し部１０の先端より液滴として成長する前
に薄膜状の状態で連続的に流れ落すことが可能となるた
め、より一層の燃料微粒化を図ることができる。

【００５２】図８に本発明の第４実施例を示す。本実施
例は、図６の第２実施例とほとんど同一の構造をなすが
、加えてノズルボディ２の出口ガイド部２´の端に周縁
に沿った溝１１を形成した。空気流量が少ない場合、ガ
イド部２´にまわりこんだ燃料は溝１１によって補かく
されるため、粗大粒子の噴出が少なく、しかも空気流量
が大きくなると、溝１１にたまった燃料が空気によって
吸い出されるため、微粒化される。

【００５３】図９に本発明の第５実施例を示す。本実施
例も主要部については上記各実施例と同様の構成をなす
が、空気旋回子７における空気旋回室７Ｂの下端７−１
をテーパ状に絞り形成した後に、ノズルボディ細孔７−
２を配設し、その後に出口部７Ｃをテーパ状に拡げる。 このようにすることにより、燃料と空気の旋回流が空気
旋回室７Ｂで合流した後にこれらの空気と燃料とが細孔
７−２へ損失のないように導かれる。そして、旋回子７
の出口７Ｃをテーパ状に拡げることで、このテーパ角度
によって噴霧角を制御できる。テーパー角を２５度とす
れば、噴霧広がり角も２５度程度となる。

【００５４】図１０に本発明の第６実施例に用いる空気
旋回子７の平面図を、図１１に図１０のＡ−Ａ縦断面図
を示す。

【００５５】本実施例では、空気旋回子７のみを取だし
て示すが、その配置については、上記各実施例と同様で
ある。本実施例は空気旋回子７における空気旋回室７Ｂ
の下端７−１を上記第５実施例同様にテーパ状に絞り形
成するが、その下に直接、オリフィス状の空気出口部７
ｃを形成する。

【００５６】このようにすることで、空気旋回流の通路
のうち出口部７Ｃの通路が最も狭くなる（空気ノズル７
Ａのトータル面積より出口部７Ｃの通路面積の方が狭く
してある）ので、この出口部７Ｃで旋回子７に導入する
空気流量が決まる。また、７−１から７Ｃにかけて通路
を絞ることで、空気旋回流の速度を増すことができ、こ
れと反対方向の燃料旋回流との衝突力をまして、燃料噴
射速度の減速及び燃料微粒化を一層図ることができる。

【００５７】図１２は本発明の第７実施例を示す要部断
面図である。

【００５８】本実施例も上記各実施例と主要部について
は共通するが、燃料噴射弁の本体１下部に筒形のカバー
１２を被着し、このカバー１２と燃料噴射弁１との間に
空気旋回子７のノズル７Ａ及びノズルボディ２の空気通
路２Ａと通じる空気通路１２Ａを形成する。

【００５９】図１３は本発明の第８実施例を示す概略断
面図である。

【００６０】本実施例は、燃料噴射弁１の下部に計量オ
リフィス５を有するノズルボディ２を設け、このノズル
ボディ２の下部に計量オリフィス５と接するようにして
空気旋回子７を設ける。この空気旋回子７の下部に燃料
噴射弁１の本体下部を覆うカバー１３を被着する。カバ
ー１３は混合された空気と燃料を噴出させる噴射口１４
と空気取入口１５が設けてある。

【００６１】空気旋回子７は、空気旋回室７Ｂの下端７
−１をテーパ状に絞り形成し、この空気旋回子７がノズ
ルボディ２・カバー１３により挾み付けられて組み込ま
れる。この組み込み状態では、テーパ状の空気旋回絞り
部７−１がカバー１３側に設けた噴射口１４と連通する
。また、カバー１３と燃料噴射弁１との間には、空気ノ
ズル７Ａに通じる空気通路１３Ａが形成される。なお、
本実施例でも計量オリフィス５の上流に燃料旋回子（図
示省略）が配置してある。

【００６２】本実施例は、カバー１３を燃料噴射弁に例
えば圧入等の簡単な手段で被着することで、空気旋回子
７に導く空気通路１３Ａが確保され、また、カバー１３
側に設けた噴射口１４と空気旋回子７とで図１１の第６
実施例同様の空気旋回構造を得ることができる。この場
合の空気旋回子７の構造そのものは、第６実施例より簡
略化できる利点がある。

【００６３】図１４は本発明の第９実施例を示す要部断
面図である。

【００６４】本実施例も第８実施例のカバー１３同様に
燃料噴射弁１の下部にカバー１６を被着する。カバー１
６には、空気旋回子７で合流して混合された燃料と空気
を導くテーパ状の出口１６Ａと空気取入口１６Ｂが配設
してある。

【００６５】空気旋回子７は計量オリフィス５の出口に
接するようにして配置され、燃料噴射弁１の下部に設け
たノズルボディ２とカバー１６との間で挾み付けられる
。

【００６６】カバー１６と燃料噴射弁１との間には空気
旋回子７の空気ノズル７Ａに通じる空気通路１７が形成
される。

【００６７】図１５は本発明の第１０実施例を示し、そ
の（ａ）が要部断面図で、（ｂ）がノズルボディの一部
を下からみた図である。

【００６８】本実施例でもノズルボディ２における計量
オリフィス５の上流に燃料旋回子６を配置するが、その
下には今まで述べてきたような空気旋回子は配置せず、
オリフィス５下流を噴射燃料と空気とを混合させる空間
（混合室）２Ｂとしてある。

【００６９】ノズルボディ２の底部４には、混合室２Ｂ
に外部から空気を導いて空気流を生じさせる空気通路２
Ａが形成してあるが、その出口（空気ノズル）２Ａ−１
は環状で出口に向けて拡がるように形成してある。

【００７０】環状の空気出口２Ａ−１は、ノズルボディ
底部４に混合室２Ｂを臨むようにして配置され、図１５
（ｂ）に示すようにオリフィス５の周囲にオリフィス５
と同心となるように配置される。

【００７１】本実施例において、計量オリフィス５から
旋回した燃料が混合室２Ｂに噴射され、また空気通路２
Ａ及び環状の空気ノズル２Ａ−１を介して混合室２Ｂに
噴射される空気は矢印で示すような円錐状に拡がる空気
流となる。このようにすれば次のような利点がある。

【００７２】図１６の噴霧粒径分布に示すように、混合
室２Ｂに空気を流さない場合には、中空円錐状の燃料旋
回流の噴霧粒径は、その分布において中心よりも外側に
拡がる領域で大きくなる傾向がある。これは噴霧粒径が
大きいほどに慣性力が大きいためである。

【００７３】このような粒径分布に対して、環状の空気
ノズル２Ａ−１を設け、この空気ノズル２Ａ−１から噴
射される円錐状の空気流が最も粒径の大きい領域に当る
ようにその出口半径を設定すれば、粗大粒子の燃料噴霧
の部分に重点的に空気流が衝突するので、噴霧全体を少
ない空気で微粒化することができる。

【００７４】図１７に本発明の第１１実施例を示す。

【００７５】本実施例も図１５に示す第１０実施例のよ
うにノズルボディ底部４に環状の空気ノズル２Ａ´−１
を計量オリフィス５に接近させてオリフィス５と同心と
なるようにして配置するが、この空気出口２Ａ´−１は
直円筒状に空気流が出るように設置してある。空気出口
２Ａ´−１より噴出した空気は噴射直後では速度が大き
いので、この速度の大きい領域で燃料に衝突させ、微粒
化を図ることができる。

【００７６】図１８に本発明の第１２実施例を示す。

【００７７】本実施例も第１０，第１１実施例同様に計
量オリフィス５の周囲にオリフィス５と同心の環状の空
気ノズル２Ａ−２を有するが、この環状空気ノズル２Ａ
−２は中心方向に向いている。本実施例によれば、噴霧
全体の広がり角を小さくできる。

【００７８】図１９は本発明の第１３実施例で、同図の
（ａ）が要部断面図、（ｂ）が下面図である。

【００７９】本実施例では、ノズルボディ２の底部４に
複数の空気ノズル２Ａ−３を設ける。

【００８０】空気ノズル２Ａ−３は中心方向に向いてお
り、各空気ノズル２Ａ−３は対となって間に計量オリフ
ィス（燃料ノズル）５を挾むようにして、燃料ノズル５
から等距離で対向配置される。

【００８１】このため、計量オリフィス５より噴出した
燃料は、空気によって中心方向へ曲げられつつ微粒化し
、微粒化しきれなかった燃料同士が衝突し微粒化する。 試験の結果では、空気ノズル２Ａ−３のオフセットｄを
空気ノズルボディの大きさの半分程度にすることによっ
て、噴霧中央で燃料粒子同士が再凝縮することを防止で
き最も小さな粒子を得ることができた。

【００８２】図２０に本発明の第１４実施例を示す。

【００８３】本実施例は２吸気弁／１気筒に対応させた
もので、弁８の下流に計量オリフィス５を設け、さらに
その下に２つの燃料ノズル５−１，５−２を分岐して設
けた。さらに燃料ノズル５−１，５−２の下流にこれら
のノズルと隣接させつつ空気旋回室７Ｂ，空気ノズル７
Ａ付きの空気旋回子７を設けた。

【００８４】空気旋回室７Ｂは燃料ノズル５−１，５−
２に対応させて２室形成され、これらの空気旋回室７Ｂ
に対応させて７Ｂの出口となるオリフィス７Ｅ，７Ｆが
空気旋回子７に配設される。オリフィス７Ｅは燃料ノズ
ル５−１の延長線上にノズル５−１と角度を一致させて
配置され、オリフィス７Ｆも燃料ノズル５−２との関係
で同様にしてある。

【００８５】本実施例によれば、燃料ノズル５−１，５
−２より各空気旋回室７Ｂに噴出した燃料は、ノズル５
−１，５−２を出た直後に旋回空気と衝突し微粒化する
。旋回空気と衝突し微粒化された燃料は、オリフィス７
Ｅ，７Ｆで２方向に分けられ、それぞれ気筒の吸気弁に
向けて配分される。

【００８６】図２１に本発明の第１５実施例を示す。

【００８７】本実施例も第１２実施例と同様の構造をな
すが、燃料ノズル５−１，５−２については、ノズルボ
ディ２と別体の薄板（厚み０．２ｍｍ以下）２１により
形成し、ノズルボディ２の構造の簡略ひいては成形の容
易性を図っている。

【００８８】図２２に本発明の第１６実施例を示す。

【００８９】本実施例は、燃料ノズル５を途中で軸方向
に向いた２つのノズル５−１，５−２に分岐し、ノズル
５−１，５−２に隣接させて薄層の空気旋回室７Ｂを配
置し、さらにその下流にオリフィス７Ｅ，７Ｆを設ける
。オリフィス７Ｅ，７Ｆは断面三角形状の斜面付き衝立
４０で区画される。

【００９０】空気通路２Ａより旋回室７Ｂに流入した空
気は、各燃料ノズル５−１，５−２から噴射される薄膜
燃料に衝突して燃料の微粒化を図る。また一部燃料は衝
立４０の斜面に薄膜状に付着するが旋回吸気で払拭され
て微粒化される。このようにして小さな噴霧を形成し、
オリフィス７Ｅ，７Ｆによって方向づけられて噴出する
。

【００９１】図２３は本発明の第１７実施例で、同図の
（ａ）がその要部断面図、（ｂ）が下面図である。

【００９２】本実施例でも、旋回燃料を噴射させる燃料
ノズル５の下流にノズル５の出口と隣接させて空気旋回
室７Ｂ´を形成するが、この空気旋回室７Ｂ´には燃料
の旋回流と同じ方向に空気流を生じるように空気ノズル
７Ａ´が配置してある。

【００９３】さらに空気旋回室７Ｂ´の直ぐ下にメガネ
形状の穴２３を有するプレート２２が配置してある。

【００９４】このような構成によれば、次のような作用
により２吸気弁／１気筒に対応できる。例えば吸気管２
０内と大気との差圧が小さくて、空気通路２Ａから空気
旋回室７Ｂ´に導入される空気がほとんどない場合には
、燃料は自身の旋回力によりメガネ穴２３の２つの方向
へ広がり、２つの噴霧を形成する。空気が導入されると
、空気流によってさらに燃料の旋回が加速され、薄い液
膜を形成し噴霧粒径が小さくなり、その旋回力によって
、メガネ穴２３で２つの方向に広げることができる。

【００９５】図２４は本発明の第１８実施例で、同図の
（ａ）がその要部断面図、（ｂ）が下面図である。

【００９６】本実施例では、第１７実施例同様の空気旋
回室７Ｂ´の出口部７Ｃ´に隣接して分岐用の穴部２４
Ａを有するプレート２４を配置する。空気旋回室７Ｂ´
で微粒化された燃料は、穴部２４Ａで２つの方向に分け
ることができ、その方向は穴部２４Ａによる分岐方向に
一致する。

【００９７】図２５に本発明の第１９実施例の要部断面
図を、図２６にそれに用いる燃料分岐用プレートの平面
図を、図２７に燃料分岐用プレートを通過する燃料の動
作状態を示す。

【００９８】本実施例は今までの実施例とは異なり、旋
回燃料を噴射させる燃料ノズル５の下流に燃料分岐用プ
レート２２を設け、さらにその下流に空気旋回室７Ｂを
形成したものである。

【００９９】プレート２２は図２６，図２７に示すよう
にめがね状の穴２３より形成され（図２４のような二つ
の穴２４Ａでもよい）、その下には二つに分けた空気旋
回室７Ｂ−１及び７Ｂ−２が配設してある。これらの空
気旋回室７Ｂ−１，７Ｂ−２には、燃料ノズル５から噴
射される燃料旋回方向と反対の空気旋回流が発生するよ
うに、空気ノズル７Ａが配置される。また、これらの要
素７Ａ，７Ｂー１，７Ｂ−２は空気旋回子７の本体とな
るチップに形成される。

【０１００】このような構成よりなれば、図２７に示す
ように燃料ノズル５から噴射された旋回燃料は最初にめ
がね穴２３により二つに分けられ、その後で旋回燃料は
それぞれの空気旋回室７Ｂ−１，７Ｂ−２を通過する過
程で反対方向の旋回空気流と衝突し、微粒化を促進され
る。

【０１０１】図２８は本発明の第２０実施例で、その（
ａ）は要部説明図、（ｂ）はその下面図を示す。

【０１０２】本実施例では、燃料旋回子を設けず、燃料
通路となるオリフィス５の下流に複数のオリフィス（燃
料ノズル）２７を有するオリフィスプレート２６を配置
し、各オリフィス２７は複数個（２以上）が対をなし、
対をなすオリフィス２７同士から噴射する燃料は衝突す
るように構成してある。オリフィス２７の下流に２つの
空気旋回用のオリフィス２８Ａ，２８Ｂが配設される。

【０１０３】空気旋回用のオリフィス２８Ａ，２８Ｂの
それぞれには、燃料噴射弁１の外部から空気通路２９を
介して導入され、空気旋回流を発生させる。

【０１０４】しかして各オリフィス２８Ａ，２８Ｂには
、それぞれの対をなす燃料ノズル２７から燃料が噴射さ
れるが、この噴射直後に各オリフィス２８Ａ，２８Ｂに
て空気旋回流により旋回力を受けて薄膜状にになり、そ
の後燃料同士が衝突し、さらに薄膜化され、一部は微粒
化する。その後空気によってこの薄膜が微粒化され、小
さな噴霧を得ることができる。

【０１０５】図３０は本発明の第２１実施例で、その（
ａ）は燃料噴射弁に用いるノズルボディの断面図、（ｂ
）は下面図である。

【０１０６】本実施例におけるノズルボディ３０には、
複数の燃料ノズル３１が配設され、それぞれの燃料ノズ
ル３１が対をなし、対をなすノズル３１同士は噴射燃料
が途中で衝突するように角度に設定してある。また、各
燃料ノズル３１に隣接して空気旋回室となるオリフィス
３３が配設される。３２は外部から空気を導入する空気
通路付きのノズルで、この空気ノズル３２は、空気旋回
室３３に対して偏心させて臨ませることで（例えば空気
旋回室３３の周面に対して接線状態）、空気旋回室３３
に導入される空気が旋回流となるようにしてある。

【０１０７】このような構成よりなれば、第２０実施例
と同様に各燃料ノズル３１から噴射される燃料は、噴射
直後に空気旋回室３３で旋回力を付与されて加速され薄
膜状にされ、その後に対のノズル３１の噴射燃料同士が
互いに衝突し、さらに薄膜を形成し一部が微粒化され、
その後に薄膜の状態にある燃料は空気と混合して微粒化
し小さな噴霧を得ることができる。

【０１０８】図３０に本発明の第２２実施例を示す。

【０１０９】本実施例では、燃料噴射弁１の下部に燃料
ノズル５を設け、燃料ノズル５の下流にカバー３４Ａ，
３４Ｂよりなる二重壁構造の筒体３４を設ける。筒体３
４の内カバー３４の内部を噴射燃料の通路３６とし、通
路３６の出口部に通路を２以上（ここでは２つ）に分け
て通過燃料を衝突させる衝立３７を設ける。衝立３７は
断面が三角形状としてある。

【０１１０】内カバー３４Ａ，外カバー３４Ｂ間の環状
空間は、空気通路３５とし空気通路３５の入口側がノズ
ルボディ２に設けた空気導入路２Ａと連通し、内カバー
３４Ａのうち上記衝立３７と接近した位置に空気ノズル
３８が形成してある。筒体３４はエンジンの吸気弁方向
に向けてエンジン吸気管中に延設させてある。

【０１１１】このような構成よりなれば、燃料ノズル５
から噴射された燃料は、筒体３４の内部通路３６を通り
、その通過燃料の多くが筒体３４出口より噴出する際に
衝立３７の斜面に衝突して一部が微粒化して筒体３４か
ら噴出すると共に、衝立３７面上に残った液体は衝立３
７面上で薄い液膜となる。そして、この衝立３７には空
気通路３４を通過する空気が空気ノズル３８から噴出し
てあたり、この空気によって衝立面上の燃料が吹き飛ば
されて空気によって微粒化される。このような構成では
、エンジンの吸気弁近くで、噴霧を供給することができ
るので、吸気管壁面への燃料の付着が少ない利点がある
。

【０１１２】

【発明の効果】本発明によれば、第１の課題解決手段で
は、少ない空気流量で効率の良い燃料微粒化を図り、し
かも噴射速度を有効に減速させた噴霧を形成することが
できるので、吸気管壁面への燃料の付着を防止すること
ができ、均一混合気を形成することが可能である。

【０１１３】第２及び第３の課題解決手段では、少ない
空気流量で効率の良い燃料微粒化を図り均一混合気の形
成が可能である。

【０１１４】第４ないし第８の課題解決手段では、少な
い空気流量で効率の良い燃料微粒化を図り、しかもこの
微粒化を複数吸気弁／１気筒タイプのエンジンに適用で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例で、（ａ）が要部断面図、
（ｂ）が空気旋回室及び空気ノズルの配置構造を示す。

【図２】第１実施例に用いる燃料噴射弁の動作原理図。

【図３】第１実施例と比較例との噴霧粒径に対する微粒
化に要する空気量との関係を示す線図。

【図４】第１実施例と比較例の空気流量と噴霧速度の関
係を示す線図。

【図５】第１実施例に用いる空気供給ポンプの使用条件
を示す図。

【図６】本発明の第２実施例を示す要部断面図。

【図７】本発明の第３実施例を示す要部断面図。

【図８】本発明の第４実施例を示す要部断面図。

【図９】本発明の第５実施例を示す要部断面図。

【図１０】本発明の第６実施例に用いる空気旋回子の平
面図。

【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図。

【図１２】本発明の第７実施例を示す要部断面図。

【図１３】本発明の第８実施例を示す要部断面図。

【図１４】本発明の第９実施例を示す要部断面図。

【図１５】本発明の第１０実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図１６】旋回噴射燃料の粒径分布を示す説明図。

【図１７】本発明の第１１実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図１８】本発明の第１２実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図１９】本発明の第１３実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図２０】本発明の際１４実施例を示す要部断面図。

【図２１】本発明の第１５実施例を示す要部断面図。

【図２２】本発明の第１６実施例を示す要部断面図。

【図２３】本発明の第１７実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図２４】本発明の第１８実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図２５】本発明の第１９実施例を示す要部断面図。

【図２６】第１９実施例に用いる燃料分岐部材の平面図
。

【図２７】第１９実施例の動作状態を示す説明図。

【図２８】本発明の第２０実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図２９】本発明の第２１実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図３０】本発明の第２２実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【符号の説明】

１…燃料噴射弁、２…ノズルボディ、２Ａ…空気通路、
２Ａ−１，２Ａ´−１，２Ａ−２…環状空気ノズル、２
Ａ−３…複数の散在ノズル、４…ノズルボディ底部、５
，５−１，５−２…燃料ノズル（計量オリフィス）、６
…燃料旋回子、６Ａ…燃料通路溝、７…空気旋回子、７
Ａ…空気ノズル、７Ｂ…空気旋回室、７Ｅ，７Ｆ…分岐
用オリフィス、８…弁体、２３…燃料分岐部材、２７…
燃料ノズル、２８Ａ…空気旋回室（オリフィス）、３１
…燃料ノズル、３３…空気旋回室（オリフィス）、３４
…筒体、３４Ａ…内カバー、３４Ｂ…外カバー、３６…
燃料空気通路、３７…斜面付き衝立、３８…空気ノズル
、４０…斜面付き衝立。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　燃料を旋回させながら燃料ノズルを通
   して噴射させる手段を備えた燃料噴射弁において、前記
   燃料ノズルの下流に空気旋回室及びこの空気旋回室に空
   気を導いて前記燃料の旋回流とは反対方向の空気旋回流
   を発生させる空気ノズルを設け、且つ前記空気旋回室を
   前記燃料ノズルの出口と隣接するように近接配置して前
   記燃料ノズルから出る噴射直後の燃料旋回流が前記空気
   旋回室の空気旋回流と衝突するよう設定したことを特徴
   とする燃料噴射弁。
2. 【請求項２】　　請求項１において、上げ底状の底部を
   有する筒形のノズルボディを燃料噴射弁の下部に備え、
   このノズルボディの底部に前記燃料ノズルを兼用する計
   量オリフィスを設け、ノズルボディ内部には、その底部
   を境として上部側に前記計量オリフィスの上流に位置し
   つつ燃料に旋回力を与える燃料旋回子を組み込み、下部
   側には前記空気旋回室及び空気ノズルを備えた空気旋回
   子を組み込んだことを特徴とする燃料噴射弁。
3. 【請求項３】　　請求項１において、有底筒形のノズル
   ボディを燃料噴射弁の本体下部に備え、このノズルボデ
   ィの底部に前記燃料ノズルを兼用する計量オリフィスを
   形成すると共に、ノズルボディ底部上面に前記計量オリ
   フィスの上流に位置しつつ燃料に旋回力を与える燃料旋
   回子を組み込み、ノズルボディ底部下面に前記空気旋回
   室及び空気ノズルを備えた空気旋回子を配置し、且つ燃
   料噴射弁の本体下部を覆うカバーを被着し、このカバー
   と前記ノズルボディとにより前記空気旋回子を挾み付け
   ると共に、このカバー・ノズルボディ間の空隙を前記空
   気旋回子の空気ノズルに通じる空気通路としてあること
   を特徴とする燃料噴射弁。
4. 【請求項４】　　請求項１ないし請求項３のいずれか１
   項において、前記空気旋回室は出口側に向けてテーパ状
   に狭めて形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
5. 【請求項５】　　燃料を旋回させながら燃料ノズルを通
   して噴射させる手段を備えた燃料噴射弁において、前記
   燃料ノズルの下流に噴射燃料と空気とを混合させる空間
   （以下、混合空間とする）を該燃料ノズルの出口と隣接
   させつつ近接配置し、この混合空間に環状の空気ノズル
   を前記燃料ノズルと同心となるようにして臨ませて配置
   したことを特徴とする燃料噴射弁。
6. 【請求項６】　　燃料を旋回させながら燃料ノズルを通
   して噴射させる手段を備えた燃料噴射弁において、前記
   燃料ノズルの下流に噴射燃料と空気とを混合させる空間
   （以下、混合空間とする）を該燃料ノズルの出口と隣接
   させつつ近接配置し、この混合空間に複数の空気ノズル
   を臨ませて配置すると共に、これらの空気ノズルはその
   間に前記燃料ノズルを挾む配置態様で対とし、対をなす
   空気ノズルから噴射される空気流が前記混合空間中心に
   向けてあることを特徴とする燃料噴射弁。
7. 【請求項７】　　燃料を旋回させながら燃料ノズルを通
   して噴射させる手段を備えた燃料噴射弁において、前記
   燃料ノズルを複数に分岐し、これらの燃料ノズルの下流
   に空気旋回室及びこの空気旋回室に空気旋回流を発生さ
   せる空気ノズルを該燃料ノズルの出口と隣接するように
   近接配置し、且つこの空気旋回室を分岐した燃料ノズル
   ごとに区画すると共に、これらの空気旋回室の下流に噴
   射燃料を方向付けて吸気管側に導くオリフィスを配設し
   たことを特徴とする燃料噴射弁。
8. 【請求項８】　　燃料を旋回させながら燃料ノズルを通
   して噴射させる手段を備えた燃料噴射弁において、前記
   燃料ノズルを複数に分岐し、これらの燃料ノズルの下流
   に空気旋回室及びこの空気旋回室に空気旋回流を発生さ
   せる空気ノズルを該燃料ノズルの出口と隣接するように
   近接配置し、且つこの空気旋回室を前記分岐した燃料ノ
   ズル直下に設けた裾拡がり斜面付き衝立部材を介して区
   画して、この空気旋回室を通過する燃料が上記衝立部材
   の斜面に衝突するよう設定したことを特徴とする燃料噴
   射弁。
9. 【請求項９】　　燃料を旋回させながら燃料ノズルを通
   して噴射させる手段を備えた燃料噴射弁において、前記
   燃料ノズルの下流に該燃料ノズルからの噴射直後の燃料
   流を複数に分岐させる燃料分岐部材を配置し、この燃料
   分岐部材の下流に空気旋回室及びこの空気旋回室に空気
   流を発生させる空気ノズルを該燃料分岐部材と隣接させ
   て近接配置し、且つ前記空気旋回室は前記燃料分岐部材
   に設けた分岐通路に対応させて複数に区画したことを特
   徴とする燃料噴射弁。
10. 【請求項１０】　　燃料ノズルを有する燃料噴射弁にお
    いて、前記燃料ノズルは複数でそれぞれが対をなす構成
    とし、この対をなす分岐燃料ノズルから噴射される燃料
    は、噴射後に途中で互いに衝突し合うように設定され、
    かつこれらの対をなす文意燃料ノズルの下流に空気旋回
    室及びこの空気旋回室に空気旋回流を発生させる空気ノ
    ズルを該分岐燃料ノズルの出口と隣接するように近接配
    置したことを特徴とする燃料噴射弁。
11. 【請求項１１】　　燃料噴射弁の下部に燃料ノズル付き
    のノズルボディを設けた燃料噴射弁において、前記ノズ
    ルボディには前記燃料ノズルの下流に位置させて少なく
    とも内カバーと外カバーとよりなる二重壁構造の筒体を
    設け、この筒体の内カバー内部を前記燃料ノズルから噴
    射される燃料を導く通路とし、この噴射燃料通路の出口
    に噴射燃料を分岐させる斜面付きの衝立を配置し、一方
    、前記内外のカバー間の環状空隙を空気通路として、こ
    の空気通路に外部からの空気を導入させると共に、導入
    空気を前記内カバーの出口側に設けた空気ノズルを介し
    て前記噴射燃料通路出口に設けた斜面付き衝立にあたる
    よう構成したことを特徴とする燃料噴射弁。