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JP2008014216A - Fuel injection valve - Google Patents

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JP2008014216A
JP2008014216A JP2006185814A JP2006185814A JP2008014216A JP 2008014216 A JP2008014216 A JP 2008014216A JP 2006185814 A JP2006185814 A JP 2006185814A JP 2006185814 A JP2006185814 A JP 2006185814A JP 2008014216 A JP2008014216 A JP 2008014216A
Authority
JP
Japan
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peripheral surface
inner peripheral
surface side
nozzle hole
side opening
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006185814A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Komori
啓介 小森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2006185814A priority Critical patent/JP2008014216A/en
Publication of JP2008014216A publication Critical patent/JP2008014216A/en
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Abstract

【課題】各噴孔から噴射される燃料の噴霧のバラツキを効果的に低減することができるインジェクタを提供する。
【解決手段】ノズルボディ13先端の円錐面13aの同一円周上に等間隔で各噴孔3の内周面側開口31を開口する。そして、この内周面側開口31の形状を、ニードル弁の摺動軸n方向から見て全て同一径の真円形状に形成している。また、各噴孔3の先端側に、外周面側開口32の開口面積を内周面側開口31の開口面積よりも拡張する拡張部33を設け、この拡張部33を、内周面側開口31に対し段差状に拡張幅を拡げた段差形状に形成している。更に、各噴孔3の内周面側開口31から拡張部33までの噴孔長を、各噴孔3毎に全て同じ長さに設定している。
【選択図】図3
An injector capable of effectively reducing variations in the spray of fuel injected from each nozzle hole.
SOLUTION: Inner circumferential surface side openings 31 of each nozzle hole 3 are opened at equal intervals on the same circumference of a conical surface 13a at the tip of a nozzle body 13. And the shape of this inner peripheral surface side opening 31 is formed in a perfect circle shape with the same diameter as seen from the sliding shaft n direction of the needle valve. In addition, an expansion portion 33 that extends the opening area of the outer peripheral surface side opening 32 to be larger than the opening area of the inner peripheral surface side opening 31 is provided on the tip side of each nozzle hole 3. 31 is formed in a stepped shape with an expanded width in a stepped manner. Further, the nozzle hole length from the inner peripheral surface side opening 31 of each nozzle hole 3 to the expanded portion 33 is set to the same length for each nozzle hole 3.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、ノズルボディの先端に複数の噴孔を有する燃料噴射弁に関し、詳しくは、各噴孔から噴射される燃料の噴霧のバラツキを低減させる対策に係る。   The present invention relates to a fuel injection valve having a plurality of injection holes at the tip of a nozzle body, and more particularly, to a measure for reducing variations in the spray of fuel injected from each injection hole.

一般に、燃料噴射弁は、ノズルボディと、上記ノズルボディの内部に摺動自在に収容されたニードル弁と、上記ノズルボディの先端に設けられ、このノズルボディの内周面から外周面に貫通する複数の噴孔とを備え、上記ニードル弁が上記ノズルボディの内周面に着座することにより上記各噴孔から噴射される燃料の噴霧が遮断される一方、上記ニードル弁が上記ノズルボディの内周面から離脱することにより各噴孔からの燃料の噴霧が許容されるようになっている。   In general, the fuel injection valve is provided at the tip of the nozzle body, the needle valve slidably accommodated inside the nozzle body, and penetrates from the inner peripheral surface of the nozzle body to the outer peripheral surface. A plurality of nozzle holes, and when the needle valve is seated on the inner peripheral surface of the nozzle body, fuel spray injected from the nozzle holes is blocked, while the needle valve is disposed inside the nozzle body. By separating from the peripheral surface, spraying of fuel from each nozzle hole is allowed.

ところで、燃料噴射弁にあっては、各噴孔から噴射される燃料を特定の方向へ向けて噴霧するようにしたものがある。   By the way, in some fuel injection valves, the fuel injected from each nozzle hole is sprayed in a specific direction.

その場合、加工の簡易さから、ニードル弁の摺動軸(燃料噴射弁の中心軸)に対し特定方向に偏った位置に噴孔がそれぞれ設けられることがある。   In that case, for ease of processing, the injection hole may be provided at a position that is deviated in a specific direction with respect to the sliding axis of the needle valve (the central axis of the fuel injection valve).

しかし、各噴孔がニードル弁の摺動軸に対し特定方向に偏った位置に設けられていると、ニードル弁の摺動軸に対し特定方向に偏った位置からの燃料の噴射がなされるため、燃料を噴射する際にニードル弁の摺動軸に対し特定方向に偏った位置へ向かう燃料の流れが発生し、ノズルボディの先端部付近での内部圧力がニードル弁の摺動軸に対し特定方向でのみ減少してアンバランスなものとなり、ニードル弁が特定方向側(各噴孔側)に偏ってしまうことになる。このため、ニードル弁のリフト量が小さい領域や、各噴孔のうちのニードル弁との間隔が小さくなる噴孔では、内周面側開口がニードル弁によって塞がれ、各噴孔から噴射される燃料の噴霧に大きなバラツキが生じることになる。   However, if each nozzle hole is provided at a position deviated in a specific direction with respect to the sliding axis of the needle valve, fuel is injected from a position deviated in the specific direction with respect to the sliding axis of the needle valve. When fuel is injected, fuel flows toward a position deviated in a specific direction with respect to the sliding axis of the needle valve, and the internal pressure near the tip of the nozzle body is specified with respect to the sliding axis of the needle valve. It decreases only in the direction and becomes unbalanced, and the needle valve is biased to the specific direction side (each nozzle hole side). For this reason, in the region where the lift amount of the needle valve is small or the nozzle hole in which the distance from the needle valve among the nozzle holes is small, the inner peripheral surface side opening is blocked by the needle valve and injected from each nozzle hole. The fuel spray will vary greatly.

そこで、従来、ノズルボディの内周面に開口する各噴孔の内周面側開口を、ノズルボディの内周面の略同一円周上に等間隔に配置することにより、ニードル弁の摺動軸に対する特定方向からのみの偏った燃料の噴射を無くし、ニードル弁の周囲全域に亘って燃料の流れを均一に発生させて、ノズルボディの先端部付近でのニードル弁の摺動軸に対する内部圧力のバランスを保ってニードル弁の偏りを防止し、各噴孔から噴射される燃料の噴霧の大きなバラツキを抑制するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−76723号公報
Therefore, conventionally, by sliding the inner peripheral surface side opening of each nozzle hole opened in the inner peripheral surface of the nozzle body on the substantially same circumference of the inner peripheral surface of the nozzle body, the needle valve slides. The internal pressure against the sliding shaft of the needle valve near the tip of the nozzle body is eliminated by eliminating the fuel injection biased only from a specific direction with respect to the shaft and generating a uniform fuel flow over the entire circumference of the needle valve. Is known to prevent the needle valve from being biased and to suppress large variations in the spray of fuel injected from each nozzle hole (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-76723 A

ところが、上記従来のものでは、各噴孔の内周面側開口がノズルボディの内周面の略同一円周上に等間隔に配置されているため、各噴孔の内周面側開口を起点にして外周面側開口を特定方向へ向かうようにそれぞれ設けると、各噴孔の内周面側開口の形状が箇々に異なることになり、各噴孔の内周面側開口に流れ込む燃料にそれぞれ異なる旋回流が発生し、各噴孔から噴射される燃料の噴霧にバラツキが生じてしまうことになり、効果的な対策とはなり得ないものであった。   However, in the above-mentioned conventional one, the inner peripheral surface side openings of the respective nozzle holes are arranged at equal intervals on substantially the same circumference of the inner peripheral surface of the nozzle body. If the opening on the outer peripheral surface side is provided so as to point in a specific direction from the starting point, the shape of the inner peripheral surface side opening of each nozzle hole will be different, and the fuel flowing into the inner peripheral surface side opening of each nozzle hole Different swirling flows are generated, resulting in variations in the spray of fuel injected from each nozzle hole, which cannot be an effective measure.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各噴孔から噴射される燃料の噴霧のバラツキを効果的に低減することができる燃料噴射弁を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of effectively reducing variations in the spray of fuel injected from each nozzle hole. It is in.

上記目的を達成するため、本発明では、ノズルボディと、上記ノズルボディの内部に摺動自在に収容されたニードル弁と、上記ノズルボディの先端に設けられ、このノズルボディの内周面から外周面に対し特定の方向へ向けて貫通する複数の噴孔とを備えた燃料噴射弁を前提とする。そして、上記ノズルボディの内周面に開口する各噴孔の内周面側開口を、上記ノズルボディの内周面の略同一円周上に等間隔に配置するとともに、上記ニードル弁の摺動軸方向から見て全て同一形状に形成している。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a nozzle body, a needle valve slidably accommodated inside the nozzle body, and a tip of the nozzle body are provided. A fuel injection valve including a plurality of injection holes penetrating in a specific direction with respect to the surface is assumed. The openings on the inner peripheral surface side of the nozzle holes that open on the inner peripheral surface of the nozzle body are arranged at equal intervals on substantially the same circumference of the inner peripheral surface of the nozzle body, and the sliding of the needle valve They are all formed in the same shape when viewed from the axial direction.

この特定事項により、ノズルボディの内周面に対する各噴孔の内周面側開口の形状がニードル弁の摺動軸方向から見て全て同一形状に形成されているので、各噴孔の内周面側開口に流れ込む燃料にそれぞれ異なる旋回流が発生することがなく、燃料が同じ旋回流によって各噴孔の内周面側開口に流れ込み、各噴孔から噴射される燃料の噴霧のバラツキを効果的に低減することが可能となる。   With this specific matter, the shape of the inner peripheral surface side opening of each nozzle hole with respect to the inner peripheral surface of the nozzle body is all formed in the same shape when viewed from the sliding axis direction of the needle valve. Different swirling flows do not occur in the fuel flowing into the surface side opening, and the fuel flows into the inner peripheral surface side opening of each nozzle hole by the same swirling flow, and the effect of variations in the spray of fuel injected from each nozzle hole is effective Can be reduced.

また、上記各噴孔の先端側に、上記外周面側開口の開口面積を上記内周面側開口の開口面積よりも拡張する拡張部を設け、上記拡張部を、上記内周面側開口に対し段差状に拡張幅を拡げた段差形状、または上記内周面側開口に対しテーパ状に拡げたテーパ形状に形成している場合には、段差形状となる拡張部によって、各噴孔の先端側での急な拡張による負圧を利用して各噴孔から噴射された燃料の噴霧の広がり角度を拡大させることが可能となり、テーパ形状となる拡張部によって、コアンダ効果を利用して各噴孔から噴射された燃料の噴霧の広がり角度を拡大させることが可能となる。しかも、段差形状となる拡張部の拡張幅をコントロールしたり、テーパ形状となる拡張部のテーパ角度をコントロールしたりすることにより、各噴孔から噴射される燃料の噴霧の広がり角度をコントロールすることが可能となる。   In addition, an extended portion that extends the opening area of the outer peripheral surface side opening to be larger than the opening area of the inner peripheral surface side opening is provided on the tip side of each nozzle hole, and the expanded portion is formed into the inner peripheral surface side opening. On the other hand, if it is formed in a stepped shape with an expanded width in a stepped shape or a tapered shape expanded in a tapered shape with respect to the opening on the inner peripheral surface side, the tip of each nozzle hole is formed by the expanded portion that becomes the stepped shape. It is possible to expand the spread angle of the spray of fuel injected from each nozzle hole by using the negative pressure due to the sudden expansion on the side, and each of the injections using the Coanda effect by the expansion portion having a tapered shape. It becomes possible to increase the spread angle of the spray of fuel injected from the hole. In addition, the spread angle of the fuel spray injected from each nozzle hole can be controlled by controlling the expansion width of the expansion portion that becomes a step shape or the taper angle of the expansion portion that becomes a taper shape. Is possible.

その上、段差形状となる拡張部によって、各噴孔周辺の肉厚が薄くなり、その肉厚が薄くなった噴孔周辺において流動する燃料により各噴孔周辺が冷却されて温度低下し、筒内直噴用燃料噴射弁に固有の各噴孔周辺へのデポジット付着を効果的に低減させることも可能となる。   In addition, due to the expansion portion having a step shape, the thickness around each nozzle hole is reduced, and the temperature around each nozzle hole is cooled by the fuel flowing around the nozzle hole where the thickness is reduced, and the temperature decreases. It is also possible to effectively reduce deposit adhesion around each nozzle hole unique to the internal direct injection fuel injection valve.

更に、上記各噴孔の内周面側開口から上記拡張部までの噴孔長を、上記各噴孔毎に全て同じ長さに設定している場合には、各噴孔がノズルボディの内周面から外周面に対し特定の方向へ向けて貫通しているために各噴孔間でのノズルボディの内周面から外周面までの長さに差が生じていても、拡張部の深さによって各噴孔の噴孔長が全て同じ長さに揃えられ、各噴孔から噴射される燃料の噴霧のバラツキをより効果的に低減することが可能となる。   Further, when the nozzle hole length from the inner peripheral surface side opening of each nozzle hole to the expanded portion is set to the same length for each nozzle hole, each nozzle hole is an inner part of the nozzle body. Even if there is a difference in the length from the inner peripheral surface of the nozzle body to the outer peripheral surface between each nozzle hole because it penetrates in a specific direction from the peripheral surface to the outer peripheral surface, the depth of the expansion portion Accordingly, the nozzle hole lengths of the respective nozzle holes are all set to the same length, and it becomes possible to more effectively reduce the variation in the spray of the fuel injected from each nozzle hole.

以上、要するに、ノズルボディの内周面に対する各噴孔の内周面側開口の形状をニードル弁の摺動軸方向から見て全て同一形状に形成することで、同じ旋回流によって燃料を各噴孔の内周面側開口に流れ込ませ、各噴孔から噴射される燃料の噴霧のバラツキを効果的に低減することができる。   In short, by forming the shape of the inner peripheral surface side opening of each nozzle hole with respect to the inner peripheral surface of the nozzle body in the same shape as seen from the sliding axis direction of the needle valve, the fuel is injected by the same swirling flow. The variation in the spray of fuel injected from each nozzle hole can be effectively reduced by flowing into the opening on the inner peripheral surface side of the hole.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例1に係る燃料噴射弁としてのインジェクタを備えたエンジンの断面図であって、このインジェクタ1はエンジン2のシリンダヘッド20に取り付けられている。インジェクタ1は、シリンダブロック21の内周面と、シリンダヘッド20の内周面と、ピストン22の上端面とで形成される燃焼室23に直接燃料を噴射する直噴ガソリンエンジン用の燃料噴射弁である。インジェクタ1の噴射圧力は、1MPaから30MPaである。インジェクタ1から噴射する燃料の噴霧は、図1に破線で示すように扁平な扇状噴霧m1である。この扇状噴霧m1は、インジェクタ1のニードル弁11が弁座12(後述する)に着座する方向に沿ったインジェクタ1の軸線m0から噴射方向に向かうにしたがい離れ、軸線m0に対し傾斜している。この場合、インジェクタ1の軸線m0に対し扇状噴霧m1を傾斜させる最適な角度を設定することによって、点火プラグ24、あるいは燃焼室23を形成するピストン22およびシリンダブロック21の内壁面に扇状噴霧m1が付着し液状となることを抑制できるようにしている。   FIG. 1 is a sectional view of an engine provided with an injector as a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention. The injector 1 is attached to a cylinder head 20 of an engine 2. The injector 1 is a fuel injection valve for a direct injection gasoline engine that directly injects fuel into a combustion chamber 23 formed by an inner peripheral surface of a cylinder block 21, an inner peripheral surface of a cylinder head 20, and an upper end surface of a piston 22. It is. The injection pressure of the injector 1 is 1 MPa to 30 MPa. The fuel spray injected from the injector 1 is a flat fan-shaped spray m1 as indicated by a broken line in FIG. The fan-shaped spray m1 is separated from the axis m0 of the injector 1 along the direction in which the needle valve 11 of the injector 1 is seated on a valve seat 12 (described later), and is inclined with respect to the axis m0. In this case, by setting an optimum angle for inclining the fan-shaped spray m1 with respect to the axis m0 of the injector 1, the fan-shaped spray m1 is formed on the inner wall surface of the spark plug 24 or the piston 22 and the cylinder block 21 forming the combustion chamber 23. It is possible to suppress adhesion and liquefaction.

図2に示すように、インジェクタ1のノズルボディ13は、燃料流れ方向の下流端となる先端(図2では下端)において内周面が縮径する円錐面13a(内周面)を有している。この円錐面13aには、ノズルボディ13の内部に摺動自在に収容されたニードル弁11が着座可能な弁座12が形成されている。また、図3に示すように、円錐面13aの弁座12よりも先端側には、同一円周上に等間隔で6つの噴孔3,3,…が形成されている。各噴孔3はドリル加工、レーザ加工または放電加工により形成されている。そして、ニードル弁11が弁座12に着座すると各噴孔3からの燃料噴射が遮断され、ニードル弁11が弁座12から離座すると各噴孔3からの燃料噴射が許容されて燃料が噴霧されるようになっている。   As shown in FIG. 2, the nozzle body 13 of the injector 1 has a conical surface 13a (inner peripheral surface) whose inner peripheral surface is reduced in diameter at the tip (lower end in FIG. 2) which is the downstream end in the fuel flow direction. Yes. A valve seat 12 on which the needle valve 11 slidably accommodated in the nozzle body 13 can be seated is formed on the conical surface 13a. 3, six nozzle holes 3, 3,... Are formed at equal intervals on the same circumference on the tip side of the valve seat 12 of the conical surface 13a. Each nozzle hole 3 is formed by drilling, laser processing or electric discharge machining. When the needle valve 11 is seated on the valve seat 12, fuel injection from each nozzle hole 3 is cut off, and when the needle valve 11 is separated from the valve seat 12, fuel injection from each nozzle hole 3 is allowed and fuel is sprayed. It has come to be.

また、図2に示すように、ノズルボディ13の燃料流れ方向上流側となる基端側(図2では上側)の内周壁には、筒部材15が挿入されている。この筒部材15は、溶接によりノズルボディ13に固定されている。また、筒部材15は、燃料流れ方向下流側(図2では下側)から順に設けられた、第1磁性筒部15a、非磁性筒部15bおよび第2磁性筒部15cにより構成されている。非磁性筒部15bは、第1磁性筒部15aと第2磁性筒部15cとの磁気的短絡を防止するようになっている。   Further, as shown in FIG. 2, a cylindrical member 15 is inserted into the inner peripheral wall on the base end side (upper side in FIG. 2) that is the upstream side of the nozzle body 13 in the fuel flow direction. The cylindrical member 15 is fixed to the nozzle body 13 by welding. Further, the cylindrical member 15 includes a first magnetic cylinder portion 15a, a nonmagnetic cylinder portion 15b, and a second magnetic cylinder portion 15c, which are provided in order from the downstream side in the fuel flow direction (lower side in FIG. 2). The non-magnetic cylinder portion 15b prevents a magnetic short circuit between the first magnetic cylinder portion 15a and the second magnetic cylinder portion 15c.

ニードル弁11の基端部11a(図2では上端部)には、可動コア16が溶接されて固定されている。この可動コア16は、磁性材料により円筒状に形成され、ニードル弁11とともに往復移動する。可動コア16の筒壁を貫通する流出孔16aは、可動コア16の筒内外を連通する燃料通路を形成している。   A movable core 16 is welded and fixed to a base end portion 11a (upper end portion in FIG. 2) of the needle valve 11. The movable core 16 is formed in a cylindrical shape from a magnetic material and reciprocates together with the needle valve 11. The outflow hole 16 a that penetrates the cylindrical wall of the movable core 16 forms a fuel passage that communicates the inside and outside of the cylinder of the movable core 16.

また、筒部材15内には、可動コア16の燃料流れ方向上流側(図2では上側)より固定コア17が挿入されている。この固定コア17は、磁性材料により円筒状に形成され、筒部材15に対し溶接により固定されている。この場合、固定コア17は、可動コア16と向き合っている。   A fixed core 17 is inserted into the cylindrical member 15 from the upstream side (the upper side in FIG. 2) of the movable core 16 in the fuel flow direction. The fixed core 17 is formed in a cylindrical shape from a magnetic material, and is fixed to the cylindrical member 15 by welding. In this case, the fixed core 17 faces the movable core 16.

固定コア17内には、アジャスティングパイプ18が圧入され、内部に燃料通路を形成している。また、アジャスティングパイプ18と可動コア16との間には、この両者18,16に係止されたスプリング14が縮装されている。そして、アジャスティングパイプ18の圧入量を調整することにより、可動コア16に加わるスプリング14の荷重を変更できるようになっている。このスプリング14の付勢力により可動コア16およびニードル弁11が弁座12に向けて付勢されている。   An adjusting pipe 18 is press-fitted into the fixed core 17 to form a fuel passage therein. Further, between the adjusting pipe 18 and the movable core 16, a spring 14 that is locked to both the members 18 and 16 is mounted. The load of the spring 14 applied to the movable core 16 can be changed by adjusting the amount of press-fitting of the adjusting pipe 18. The movable core 16 and the needle valve 11 are biased toward the valve seat 12 by the biasing force of the spring 14.

また、筒部材15の外周側には、コイル41が設けられている。このコイル41は、スプール42に巻回されている。ターミナル43は、コネクタ44にインサート成形され、コイル41と電気的に接続している。そして、コイル41に通電すると、可動コア16と固定コア17との間に磁気吸引力が働き、スプリング14の付勢力に抗して可動コア16が固定コア17側に吸引されるようになっている。これにより、ニードル弁11が弁座12から離座するようになっている。   A coil 41 is provided on the outer peripheral side of the cylindrical member 15. The coil 41 is wound around the spool 42. The terminal 43 is insert-molded into the connector 44 and is electrically connected to the coil 41. When the coil 41 is energized, a magnetic attractive force acts between the movable core 16 and the fixed core 17, and the movable core 16 is attracted toward the fixed core 17 against the biasing force of the spring 14. Yes. Thereby, the needle valve 11 is separated from the valve seat 12.

固定コア17の燃料流れ方向上流側(図2では上側)にはフィルタ45が設置されており、インジェクタ1に供給される燃料中の異物が除去されるようになっている。そして、固定コア17内にフィルタ45を通して流入した燃料は、アジャスティングパイプ18内の燃料通路、可動コア16内の燃料通路、流出孔16a、ノズルボディ13の内周壁とニードル弁11の外周壁との間を順次通過するようになっている。また、ニードル弁11が弁座12から離座すると、ニードル弁11と弁座12との間に形成される開口流路を燃料が通過し、各噴孔3に導かれる。   A filter 45 is installed upstream of the fixed core 17 in the fuel flow direction (upper side in FIG. 2) so that foreign matters in the fuel supplied to the injector 1 are removed. The fuel that has flowed into the fixed core 17 through the filter 45 passes through the fuel passage in the adjusting pipe 18, the fuel passage in the movable core 16, the outflow hole 16 a, the inner peripheral wall of the nozzle body 13, and the outer peripheral wall of the needle valve 11. It passes through between. Further, when the needle valve 11 is separated from the valve seat 12, the fuel passes through an open flow path formed between the needle valve 11 and the valve seat 12 and is guided to each nozzle hole 3.

次に、ノズルボディ13先端の円錐面13aに形成されている噴孔3,3,…を図3ないし図6に基づいて詳細に説明する。   Next, the nozzle holes 3, 3,... Formed in the conical surface 13a at the tip of the nozzle body 13 will be described in detail with reference to FIGS.

図3に示すように、各噴孔3は、インジェクタ1の軸線m0に対する扇状噴霧m1の傾斜角度が最適な角度となるように、ノズルボディ13先端の円錐面13a(内周面)から外周面13bに対し特定の方向へ向けてそれぞれ貫通している。この場合、図4に示すように、円錐面13aに開口する各噴孔3の内周面側開口31′(後述する放電加工を行う前の内周面側開口)は、ノズルボディ13の円錐面13aの同一円周上に等間隔に配置され、各噴孔3の内周面側開口31′を起点にして外周面側開口32を特定方向へ向かうようにそれぞれ設けられているため、各噴孔3の内周面側開口31′の形状が箇々に異なる楕円形状を呈することになる。このため、図5に示すように、各噴孔3の内周面側開口31′を、ノズルボディ13の反噴孔側から差し入れた断面真円形状の放電棒Hにより放電加工することで、ニードル弁11の摺動軸n(インジェクタ1の軸線m0)方向から見て全て同一径の真円形状に各噴孔3の内周面側開口31(放電加工後の内周面側開口)が形成されるようにしている。なお、ドリル加工またはカッター加工により各噴孔3の内周面側開口31がニードル弁11の摺動軸n方向から見て全て同一径の真円形状に形成されるようにしてもよい。   As shown in FIG. 3, each nozzle hole 3 has an outer peripheral surface from a conical surface 13a (inner peripheral surface) at the tip of the nozzle body 13 so that the inclination angle of the fan-shaped spray m1 with respect to the axis m0 of the injector 1 becomes an optimum angle. 13b is penetrated in a specific direction. In this case, as shown in FIG. 4, the inner peripheral surface side opening 31 ′ (the inner peripheral surface side opening before performing electric discharge machining described later) of each nozzle hole 3 opening in the conical surface 13 a is a cone of the nozzle body 13. Since each of the nozzle holes 3 is arranged at equal intervals on the same circumference of the surface 13a and provided with the inner peripheral surface side opening 31 'of each nozzle hole 3 as a starting point, the outer peripheral surface side opening 32 is directed in a specific direction. The shape of the inner peripheral surface side opening 31 ′ of the nozzle hole 3 has an elliptical shape different from one to another. For this reason, as shown in FIG. 5, by subjecting the inner peripheral surface side opening 31 ′ of each nozzle hole 3 to electrical discharge machining by a discharge rod H having a circular cross section inserted from the side opposite to the nozzle hole of the nozzle body 13, When viewed from the sliding axis n of the needle valve 11 (the axis m0 of the injector 1), the inner peripheral surface side opening 31 (the inner peripheral surface side opening after electric discharge machining) of each nozzle hole 3 has a perfect circular shape with the same diameter. To be formed. In addition, you may make it the inner peripheral surface side opening 31 of each nozzle hole 3 be formed in the perfect circle shape of the same diameter seeing from the sliding-axis n direction of the needle valve 11 by drill processing or cutter processing.

また、各噴孔3の先端側には、図6にも示すように、その外周面側開口32の開口面積を内周面側開口31の開口面積よりもそれぞれ拡張する拡張部33が設けられている。そして、図5に示すように、上記拡張部33は、上記内周面側開口31に対し段差状に拡張幅dを拡げた段差形状に形成されている。また、上記各噴孔3の内周面側開口31から拡張部33までの噴孔長fは、上記各噴孔3毎に全て同じ長さに設定されている。   Further, as shown in FIG. 6, an expansion portion 33 that extends the opening area of the outer peripheral surface side opening 32 than the opening area of the inner peripheral surface side opening 31 is provided at the tip side of each nozzle hole 3. ing. As shown in FIG. 5, the extended portion 33 is formed in a stepped shape in which the extended width d is increased stepwise with respect to the inner peripheral surface side opening 31. Further, the nozzle hole length f from the inner peripheral surface side opening 31 of each nozzle hole 3 to the expanded portion 33 is set to the same length for each nozzle hole 3.

したがって、上記実施例1では、ノズルボディ13先端の円錐面13aに対する各噴孔3の内周面側開口31の形状がニードル弁11の摺動軸n方向から見て全て同一径の真円形状に形成されているので、各噴孔3の内周面側開口31に流れ込む燃料にそれぞれ異なる旋回流が発生することがなく、燃料が同じ旋回流によって各噴孔3の内周面側開口31に流れ込み、各噴孔3から噴射される燃料の噴霧のバラツキを効果的に低減することができる。   Therefore, in the first embodiment, the shape of the inner peripheral surface side opening 31 of each nozzle hole 3 with respect to the conical surface 13a at the tip of the nozzle body 13 is a perfect circle shape with the same diameter as seen from the sliding axis n direction of the needle valve 11. Therefore, different swirl flows do not occur in the fuel flowing into the inner peripheral surface side openings 31 of the respective nozzle holes 3, and the fuel is caused to flow by the same swirl flow, and the inner peripheral surface side openings 31 of the respective nozzle holes 3. It is possible to effectively reduce variations in the spray of fuel injected into each nozzle hole 3.

また、上記各噴孔3の先端側に、外周面側開口32の開口面積を内周面側開口31の開口面積よりも拡張する拡張部33を設け、この拡張部33が内周面側開口31に対し段差状に拡張幅dを拡げた段差形状に形成されているので、各噴孔3の先端側での急な拡張による負圧を利用して各噴孔3から噴射された燃料の噴霧の広がり角度を拡大させることができる。しかも、拡張部33の拡張幅dをコントロールすることにより、各噴孔3から噴射された燃料の噴霧の広がり角度をコントロールすることもできる。   Further, an extended portion 33 that extends the opening area of the outer peripheral surface side opening 32 more than the opening area of the inner peripheral surface side opening 31 is provided on the tip side of each nozzle hole 3, and the expanded portion 33 is opened on the inner peripheral surface side opening. 31 is formed in a stepped shape in which the expansion width d is increased stepwise, so that the fuel injected from each nozzle hole 3 using the negative pressure due to abrupt expansion on the tip side of each nozzle hole 3 is formed. The spread angle of the spray can be increased. Moreover, by controlling the expansion width d of the expansion portion 33, the spread angle of the fuel spray injected from each injection hole 3 can be controlled.

その上、段差形状となる拡張部33によって、各噴孔3周辺の肉厚が薄くなり、その肉厚が薄くなった噴孔3周辺において流動する燃料により各噴孔3周辺が冷却されて温度低下し、直噴ガソリンエンジン用の燃料噴射弁に固有の各噴孔3周辺へのデポジット付着を効果的に低減させることもできる。   In addition, the thickness around each nozzle hole 3 is reduced by the expanding portion 33 having a stepped shape, and the temperature around each nozzle hole 3 is cooled by the fuel flowing around the nozzle hole 3 having the reduced thickness. The deposit adhesion to the periphery of each injection hole 3 inherent to the fuel injection valve for the direct injection gasoline engine can be effectively reduced.

更に、各噴孔3の内周面側開口31から拡張部33までの噴孔長fが各噴孔3毎に全て同じ長さに設定されているので、各噴孔3がノズルボディ13先端の円錐面13aから外周面に対し特定の方向へ向けて貫通しているために各噴孔3間でのノズルボディ13の円錐面13aから外周面までの長さに差が生じていても、拡張部33の深さによって各噴孔3の噴孔長fが全て同じ長さに揃えられ、各噴孔3から噴射される燃料の噴霧のバラツキを効果的に低減させる上で非常に有利なものとなる。   Furthermore, since the injection hole length f from the inner peripheral surface side opening 31 of each injection hole 3 to the expansion part 33 is set to the same length for each injection hole 3, each injection hole 3 is connected to the tip of the nozzle body 13. Even if there is a difference in the length from the conical surface 13a of the nozzle body 13 to the outer peripheral surface between the respective nozzle holes 3 because it penetrates in a specific direction from the conical surface 13a to the outer peripheral surface, The injection hole lengths f of the respective injection holes 3 are all set to the same length depending on the depth of the expansion portion 33, which is very advantageous in effectively reducing variation in the spray of fuel injected from each injection hole 3. It will be a thing.

次に、本発明の実施例2を図7に基づいて説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

この実施例2では、各噴孔3の内周面側開口31の形状を変更している。なお、各噴孔3の内周面側開口31を除くその他の構成は、上記実施例1の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。   In the second embodiment, the shape of the inner peripheral surface side opening 31 of each nozzle hole 3 is changed. In addition, the structure other than the inner peripheral surface side opening 31 of each nozzle hole 3 is the same as the case of the said Example 1, The same code | symbol is attached | subjected about the same part and the detailed description is abbreviate | omitted.

すなわち、本実施例では、図7に示すように、ノズルボディ13先端の円錐面13aに対する各噴孔3の内周面側開口51の形状がニードル弁11の摺動軸n方向から見て全て同一の楕円形状に形成されている。   That is, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the shape of the inner peripheral surface side opening 51 of each nozzle hole 3 with respect to the conical surface 13a at the tip of the nozzle body 13 is all seen from the sliding shaft n direction of the needle valve 11. It is formed in the same elliptical shape.

この各噴孔3の内周面側開口51の楕円形状は、ニードル弁11の摺動軸nと直交して60°おきに半径方向外方向きに延びる直交線t,t,…に対し内周面側開口51の楕円形状の長径を所定角度α(例えば30°)だけ所定方向(図では時計回り)にズレさせて配置されている。   The elliptical shape of the inner peripheral surface side opening 51 of each nozzle hole 3 is inward with respect to orthogonal lines t, t,... Extending orthogonally outward in the radial direction every 60 ° perpendicular to the sliding axis n of the needle valve 11. The major axis of the elliptical shape of the peripheral surface side opening 51 is arranged to be shifted in a predetermined direction (clockwise in the figure) by a predetermined angle α (for example, 30 °).

したがって、上記実施例2では、ノズルボディ13先端の円錐面13aに対する各噴孔3の内周面側開口51の形状がニードル弁11の摺動軸n方向から見て全て同一の楕円形状に形成されている上、その内周面側開口51の楕円形状が、ニードル弁11の摺動軸nと直交して60°おきに半径方向に延びる直交線t,t,…に対し内周面側開口51の楕円形状の長径を所定角度αだけ所定方向にズレさせて配置されているので、各噴孔3の内周面側開口31に流れ込む燃料にそれぞれ異なる旋回流が発生することがなく、燃料が同じ旋回流によって各噴孔3の内周面側開口51に流れ込み、各噴孔3から噴射される燃料の噴霧のバラツキを効果的に低減することができる。   Therefore, in the second embodiment, the shape of the inner peripheral surface side opening 51 of each nozzle hole 3 with respect to the conical surface 13a at the tip of the nozzle body 13 is formed in the same elliptical shape when viewed from the sliding axis n direction of the needle valve 11. In addition, the elliptical shape of the inner peripheral surface side opening 51 is on the inner peripheral surface side with respect to orthogonal lines t, t,... Extending orthogonally to the sliding axis n of the needle valve 11 at intervals of 60 °. Since the major axis of the elliptical shape of the opening 51 is arranged to be shifted in a predetermined direction by a predetermined angle α, different swirling flows are not generated in the fuel flowing into the inner peripheral surface side opening 31 of each nozzle hole 3, The fuel flows into the inner peripheral surface side opening 51 of each nozzle hole 3 by the same swirling flow, and variation in the spray of fuel injected from each nozzle hole 3 can be effectively reduced.

次に、本発明の実施例3を図8に基づいて説明する。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.

この実施例3では、各噴孔3の拡張部33を変更している。なお、各噴孔3の拡張部33を除くその他の構成は、上記実施例1の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。   In the third embodiment, the expanded portion 33 of each nozzle hole 3 is changed. In addition, the structure of those other than the expansion part 33 of each nozzle hole 3 is the same as the case of the said Example 1, The same code | symbol is attached | subjected about the same part and the detailed description is abbreviate | omitted.

すなわち、本実施例では、図8に示すように、各噴孔3の先端側に、外周面側開口32の開口面積を内周面側開口31の開口面積よりも拡張する拡張部53を設け、この拡張部53を、内周面側開口31に対しテーパ状に拡げたテーパ形状に形成している。そして、上記各噴孔3の内周面側開口31から拡張部53までの噴孔長は、上記各噴孔3毎に全て同じ長さに設定されている。   That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, an extended portion 53 that extends the opening area of the outer peripheral surface side opening 32 than the opening area of the inner peripheral surface side opening 31 is provided on the tip side of each nozzle hole 3. The extended portion 53 is formed in a tapered shape that is expanded in a tapered shape with respect to the inner peripheral surface side opening 31. And the nozzle hole length from the inner peripheral surface side opening 31 of each said nozzle hole 3 to the expansion part 53 is all set to the same length for every said nozzle hole 3. FIG.

したがって、上記実施例3では、拡張部53がテーパ形状に形成されているので、コアンダ効果を利用して各噴孔3から燃料噴射された燃料の広がり角度を拡大させることができる。しかも、テーパ形状となる拡張部53のテーパ角度をコントロールすることによって、各噴孔3からの燃料噴射される燃料の広がり角度をコントロールすることもできる。   Therefore, in the said Example 3, since the expansion part 53 is formed in the taper shape, the spreading angle of the fuel injected from each injection hole 3 can be expanded using the Coanda effect. In addition, the spread angle of the fuel injected from each nozzle hole 3 can be controlled by controlling the taper angle of the expanding portion 53 having a tapered shape.

なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、インジェクタ1を直噴ガソリンエンジン用の燃料噴射弁として用いたが、直噴ディーゼルエンジン用の燃料噴射弁はもちろんのこと、吸気マニホールドに燃料を噴射するポート噴射タイプの燃料噴射弁として適用してもよいのはもちろんである。   In addition, this invention is not limited to said each Example, The other various modifications are included. For example, in each of the above embodiments, the injector 1 is used as a fuel injection valve for a direct injection gasoline engine, but it is not only a fuel injection valve for a direct injection diesel engine but also a port injection type that injects fuel into an intake manifold. Of course, it may be applied as a fuel injection valve.

また、上記各実施例では、ノズルボディ13の円錐面13aの同一円周上に等間隔で6つの噴孔3,3,…を形成したが、噴孔の数はこれに限定されるものではなく、複数であれば円錐面の同一円周上に等間隔で幾つ形成されていてもよい。   In each of the above embodiments, six nozzle holes 3, 3,... Are formed at equal intervals on the same circumference of the conical surface 13a of the nozzle body 13. However, the number of nozzle holes is not limited to this. Alternatively, as long as there are a plurality of them, they may be formed at equal intervals on the same circumference of the conical surface.

本発明の実施例1に係るインジェクタの取付位置および燃焼室への噴霧状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the attachment position of the injector which concerns on Example 1 of this invention, and the spray state to a combustion chamber. 同じくインジェクタの断面図である。It is a sectional view of an injector similarly. 同じくインジェクタのノズルボディ内をニードル弁の摺動軸方向から見た内周面側開口の放電加工後の噴孔を示す図である。It is a figure which similarly shows the nozzle hole after electric discharge machining of the inner peripheral surface side opening which looked at the inside of the nozzle body of an injector from the sliding-axis direction of the needle valve. 同じくインジェクタのノズルボディ内をニードル弁の摺動軸方向から見た内周面側開口の放電加工前の噴孔を示す図である。It is a figure which similarly shows the nozzle hole before electric discharge machining of the inner peripheral surface side opening which looked at the inside of the nozzle body of an injector from the sliding-axis direction of the needle valve. 同じくインジェクタのノズルボディ先端において拡張部の拡張幅および噴孔長を示す噴孔付近の拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the injection hole showing the expansion width and the injection hole length of the expansion part at the nozzle body tip of the injector. 同じくインジェクタのノズルボディ先端側を噴孔付近で切断した断面図である。It is sectional drawing which similarly cut | disconnected the nozzle body front end side of the injector in the nozzle hole vicinity. 本発明の実施例2に係るインジェクタのノズルボディ内をニードル弁の摺動軸方向から見た内周面側開口の放電加工後の噴孔を示す図である。It is a figure which shows the nozzle hole after electric discharge machining of the inner peripheral surface side opening which looked at the inside of the nozzle body of the injector which concerns on Example 2 of this invention from the sliding-axis direction of the needle valve. 本発明の実施例3に係るインジェクタのノズルボディ先端側を噴孔付近で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the nozzle body front end side of the injector which concerns on Example 3 of this invention in the injection hole vicinity.

符号の説明Explanation of symbols

1 インジェクタ(燃料噴射弁)
11 ニードル弁
13 ノズルボディ
13a 円錐面(内周面)
13b 外周面
3 噴孔
31 放電加工後の内周面側開口
31′ 放電加工前の内周面側開口
32 外周面側開口
33 拡張部
51 内周面側開口
53 拡張部
d 拡張幅
f 噴孔長
n ニードル弁の摺動軸
1 Injector (fuel injection valve)
11 Needle valve 13 Nozzle body 13a Conical surface (inner peripheral surface)
13b Outer peripheral surface 3 Injection hole 31 Inner peripheral surface side opening 31 'after electric discharge machining Inner peripheral surface side opening 32 before electric discharge machining Outer peripheral surface side opening 33 Expansion portion 51 Inner peripheral surface side opening 53 Expansion portion d Expansion width f Injection hole Long n Needle valve sliding shaft

Claims (3)

ノズルボディと、上記ノズルボディの内部に摺動自在に収容されたニードル弁と、上記ノズルボディの先端に設けられ、このノズルボディの内周面から外周面に対し特定の方向へ向けて貫通する複数の噴孔とを備えた燃料噴射弁において、
上記ノズルボディの内周面に開口する各噴孔の内周面側開口は、上記ノズルボディの内周面の略同一円周上に等間隔に配置されているとともに、上記ニードル弁の摺動軸方向から見て全て同一形状に形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
A nozzle body, a needle valve that is slidably accommodated inside the nozzle body, and provided at the tip of the nozzle body, penetrates in a specific direction from the inner peripheral surface of the nozzle body to the outer peripheral surface. In a fuel injection valve provided with a plurality of injection holes,
The openings on the inner peripheral surface side of the nozzle holes that open on the inner peripheral surface of the nozzle body are arranged on the substantially same circumference of the inner peripheral surface of the nozzle body at equal intervals, and the needle valve slides. A fuel injection valve characterized by being formed in the same shape as seen from the axial direction.
請求項1に記載の燃料噴射弁において、
上記各噴孔の先端側には、上記外周面側開口の開口面積を上記内周面側開口の開口面積よりも拡張する拡張部が設けられ、
上記拡張部は、上記内周面側開口に対し段差状に拡張幅を拡げた段差形状、または上記内周面側開口に対しテーパ状に拡がるテーパ形状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 1, wherein
On the tip side of each nozzle hole, an extended portion that extends the opening area of the outer peripheral surface side opening than the opening area of the inner peripheral surface side opening is provided,
The expansion portion is formed in a stepped shape having an expanded width that is stepped with respect to the inner peripheral surface side opening, or a tapered shape that expands in a tapered shape with respect to the inner peripheral surface side opening. Injection valve.
請求項2に記載の燃料噴射弁において、
上記各噴孔の内周面側開口から上記拡張部までの噴孔長は、上記各噴孔毎に全て同じ長さに設定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 2,
The fuel injection valve characterized in that the injection hole length from the inner peripheral surface side opening of each injection hole to the expansion portion is set to the same length for each injection hole.
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