JP6390659B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

従来の一般的な燃料噴射弁は、ボデーの内部に弁体を収容して構成されている。ボデーには、燃料を噴射する噴孔、および噴孔へ燃料を供給する供給流路が形成されている。ボデーのうち供給流路を形成する流路壁面の一部は、弁体の中心軸線周りに環状に延びる着座面として機能する。その着座面に弁体が離着座することで供給流路が開閉され、噴孔からの燃料噴射と噴射停止とが切り替えられる。

さて、上記供給流路には、ボデー内周面と弁体外周面との間で形成された環状流路と、弁体の下流側に位置して環状流路を流れた燃料を中心軸線上に集合させるサック室とが存在する。そして近年では、サック室に設けられた噴孔へサック室から燃料を分配するサック分配タイプに加えて、環状流路に設けられた噴孔へ環状流路から燃料を分配する環状分配タイプ（特許文献１参照）の開発が進められている。

サック分配タイプでは、燃料噴射を停止させるべく弁体を着座させても、その着座直後に、サック室に残っている燃料の殆どが噴孔から漏れ出てしまい、燃料が噴孔から低速で排出されてしまう。これに対し環状分配タイプによれば、噴孔を形成するスペースをサック室に設けることを不要にできるのでサック室の容量を小さくでき、上記漏出の量を低減できる。しかも、サック室の上流側に噴孔が位置するので、サック室に残った燃料が噴孔から漏出されにくくなる。

特開２０１４−１９６７０２号公報

さて、環状流路から噴孔へと燃料が流れ込む環状分配タイプの場合には、ボデー壁面のうち着座面と同一面上にある円錐面の部分に噴孔の流入口が配置される。そのため、着座面と弁体間の狭い隙間を通過して流速が速くなっている燃料は、ボデーの円錐面に沿って流れた直後に、噴孔流入口付近で急激に方向変換かつ収縮しながら噴孔へ流入する。よって、サック室から噴孔へ燃料が流れ込むサック分配タイプの場合に比べて、環状分配タイプの場合には噴孔へ流入する際の燃料の流通抵抗が大きくなり、圧力損失が大きくなることが懸念される。

この懸念に対し、特許文献１では、噴孔の流入口の上流側部分を上流側へ拡げた形状にすることで、燃料が噴孔へ流入する際に流れ方向が急激に変化することを抑制させて、圧力損失の低減を図ろうとしている。

しかしながら、流入口の上流側部分を拡げただけでは、圧力損失の低減を図ることに限界があり、さらなる圧力損失の低減が望まれている。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、弁体を着座させた直後に燃料が噴孔から低速で排出されることの抑制を図りつつ、燃料の圧力損失低減の促進を図った燃料噴射弁を提供することにある。

ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示される発明のひとつは、燃料を噴射する噴孔（１１）および噴孔へ燃料を供給する供給流路（１２）が形成されたボデー（１０）と、供給流路を開閉する弁体（２０）と、を備える燃料噴射弁であって、
ボデーのうち供給流路を形成する流路壁面（１０ａ）の一部であって、弁体の中心軸線（２０ｃ）の周りに環状に延びる形状であり、開閉作動する弁体が離着座する着座面（１３）と、流路壁面の一部であって、着座面の下流側に連なり、弁体の外周面に対向し、中心軸線の周りに環状に延びる形状の着座下流面（１４）と、着座下流面に形成され、中心軸線から遠ざかる側へボデーを窪ませる形状のボデー側窪み部（１５）と、弁体の外周面に形成され、着座面に離着座するシート面（２１）と、弁体の外周面のうちシート面の下流側部分に形成され、中心軸線へ近づく側へ弁体を窪ませる形状、かつ、中心軸線の周りに環状に延びる形状の弁体側窪み部（２３）と、を備え、
噴孔の流入口（１１ａ）は着座下流面に位置し、ボデー側窪み部は、流入口のうち着座面に最も近い部分である流入口上流端（１１ａ１）、および流入口のうち着座面から最も遠い部分である流入口下流端（１１ａ３）を含む範囲で、中心軸線の周りに環状に延びる形状であり、弁体が閉弁状態で、弁体側窪み部の下流端（２３ｂ）は、ボデー側窪み部の下流端（１５ｂ）に対して、ボデー側窪み部の上流端（１５ａ）の反対側に位置する燃料噴射弁である。

上記発明では、弁体の外周面に対向し、中心軸線の周りに環状に延びる形状の着座下流面に、噴孔の流入口が位置する。つまり、上記発明に係る燃料噴射弁は、先述した環状分配タイプであることを意味する。

そして、環状分配タイプの燃料噴射弁において、着座下流面には、中心軸線から遠ざかる側へボデーを窪ませる形状のボデー側窪み部が形成されている。このボデー側窪み部は、流入口上流端および流入口下流端を含む範囲で、中心軸線の周りに環状に延びる形状である。よって、着座下流面に沿って流入口へ流入する燃料のうち、例えば、図３に示す流入口を中心線方向に正面視した場合において中心軸線の上方から流入する燃料について、流入口に至るまでの流路がボデー側窪み部により拡大される。これに加え、上記正面視において中心軸線に交差する方向（斜め上方）や周方向（横方向）から流入する燃料についても、流入口に至るまでの流路がボデー側窪み部により拡大される。よって、例えば、図３の矢印Ｆ１に例示されるような流入口の上方から流入する燃料に加えて、矢印Ｆ２に例示するような斜め上方から流入する燃料や、矢印Ｆ３に例示するような横方向から流入する燃料に対しても、流路拡大により圧力損失が低減される。したがって、上記発明に係る燃料噴射弁によれば、流入口の上流側部分を上流側へ拡げただけの特許文献１に記載の燃料噴射弁に比べて、噴孔へ流入する燃料の圧力損失を低減できる。

以上により、上記発明によれば、先述した環状分配タイプにすることで、弁体を着座させた直後に燃料が噴孔から低速で排出されることの抑制を図りつつ、それでいて、燃料の圧力損失低減を促進できる。

本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁を模式的に示す断面図。 図１の噴孔部分を拡大した図。 第１実施形態に係るボデーの単体状態を示す断面図。 図３のＩＶ矢視図。 第１実施形態に係るボデーの単体状態を示す断面図であって、窪み部接線および流入角度を説明する図。 第１実施形態に係る弁体の単体状態を示す正面図。 図６のＶＩＩ矢視図。 第１実施形態において、ボデー側窪み部と弁体側窪み部との位置関係を示す断面図。 本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁において、ボデー側窪み部と弁体側窪み部との位置関係を示す断面図。 本発明の第３実施形態に係る燃料噴射弁において、ボデー側窪み部と弁体側窪み部との位置関係を示す断面図。 本発明の第４実施形態に係る燃料噴射弁において、ボデー側窪み部と弁体側窪み部との位置関係を示す断面図。

以下、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

（第１実施形態）
本実施形態に係る燃料噴射弁は、車両に搭載された内燃機関に適用されたものであり、内燃機関の燃焼に用いる燃料を噴射するものである。上記内燃機関は、複数の気筒について高圧燃料を噴射して圧縮自着火燃焼させるディーゼルエンジンである。

図１に示す燃料噴射システムは、複数の燃料噴射弁５と、図示しない高圧ポンプから吐出された燃料を蓄圧して燃料噴射弁５の各々へ分配するコモンレール６と、燃料噴射弁５の作動を制御する制御装置７と、を備える。

燃料噴射弁５は、ボデー１０、弁体２０、アクチュエータ３０、制御弁４０および弾性部材５０等を備える。弁体２０、アクチュエータ３０および制御弁４０はボデー１０の内部に収容されている。ボデー１０には、複数の噴孔１１、および噴孔１１へ燃料を供給する供給流路１２が形成されている。

供給流路１２の一部は、弁体２０を収容する弁体収容室１２ａとして機能する。弁体２０は、図１の上下方向に延びる円柱形状であり、弁体収容室１２ａにおいて往復移動可能に配置されている。弁体２０の中心軸線２０ｃが延びる方向、つまり円柱形状の中心線方向は、弁体２０の往復移動方向と一致する。弁体収容室１２ａにおける供給流路１２は、ボデー１０のうち供給流路１２を形成する流路壁面１０ａつまりボデー１０の内周面と、弁体２０の外周面２０ａとの間で形成される円筒形状である。

流路壁面１０ａの一部は、弁体２０のシート面２１が離着座する着座面１３として機能する。着座面１３は、中心軸線２０ｃの周りに環状に延びる形状であり、弁体収容室１２ａに位置する。シート面２１は、中心軸線２０ｃの周りに環状に延びる形状である。これらの着座面１３およびシート面２１は、中心軸線２０ｃに対して傾斜する形状であり、燃料流れの下流側に向けて徐々に直径が小さくなる円錐状のテーパ形状である。

弁体２０に対してシート面２１の反対側には、供給流路１２を流通する高圧燃料の一部が流入する背圧室１０ｂが設けられている。背圧室１０ｂに充満する燃料の圧力である背圧が、弁体２０を閉弁側へ押し付ける力（背圧閉弁力）として作用する。さらに、弁体２０には弾性部材５０による弾性力が、弁体２０を閉弁側へ押し付ける力（弾性閉弁力）として作用する。また、弁体２０の先端面のうちシート面２１より上流側の部分には、弁体収容室１２ａに充満する燃料の圧力が、弁体２０を開弁側へ押し付ける力（開弁力）として作用する。

制御弁４０は、背圧室１０ｂと低圧通路１２Ｌとの連通状態を制御する。つまり、制御弁４０を開弁作動させると、背圧室１０ｂは低圧通路１２Ｌと連通し、背圧室１０ｂの高圧燃料は低圧通路１２Ｌへ流出して背圧が低下する。背圧が低下すると、背圧閉弁力が低下することに伴い、弁体２０が開弁作動する。一方、制御弁４０を閉弁作動させると、背圧室１０ｂと低圧通路１２Ｌとの連通は遮断され、背圧室１０ｂの高圧燃料が低圧通路１２Ｌへ流出することが停止される。その結果、背圧が上昇して弁体２０が閉弁作動する。

制御弁４０の開閉作動はアクチュエータ３０により制御される。アクチュエータ３０には電磁コイルやピエゾ素子が用いられる。図１の例ではピエゾ素子が用いられており、制御装置７がピエゾ素子へ電力供給させるように通電状態を制御すると、ピエゾ素子により押下作動するコマンドピストン３１が制御弁４０を押し動かして開弁作動させる。

図２は、ボデー１０のうち噴孔１１部分の詳細形状、および弁体２０の先端面の詳細形状について説明する図であり、ボデー１０については断面図、弁体２０については正面図で表現されている。

流路壁面１０ａのうち、着座面１３の下流側に連なる部分であって、閉弁状態にある弁体２０の外周面２０ａに対向する部分を、着座下流面１４と呼ぶ。着座下流面１４は、中心軸線２０ｃの周りに環状に延びる形状であり、燃料流れの下流側に向けて徐々に直径が小さくなる円錐状のテーパ形状である。

供給流路１２の一部は、弁体収容室１２ａの下流側に連なるサック室１２ｂとして機能する。サック室１２ｂには、閉弁状態にある弁体２０の頂部２０ｄが位置している（図２参照）。但し、弁体２０が最大開度位置にある状態では、弁体２０の頂部２０ｄはサック室１２ｂの上流側に位置する。先述した通り、弁体収容室１２ａにおける供給流路１２は円筒形状であり、特に着座面１３および着座下流面１４における縦断面形状は、環状の径が下流側ほど小さくなるテーパ形状である。これに対し、サック室１２ｂにおける供給流路１２は、弁体収容室１２ａの下流端である円筒端面に連通する円柱形状であり、弁体収容室１２ａを環状に流れた燃料を集合させる。

図３に示すように、複数の噴孔１１は、中心軸線２０ｃが延びる方向（図３の上下方向）において同じ位置に配置されている。噴孔１１の流入口１１ａおよび流出口１１ｂは円形である。流入口１１ａの開口面積は流出口１１ｂの開口面積よりも大きい。流入口１１ａの周縁部は、上流側に近づくにつれて開口面積が大きくなる湾曲した形状である。流入口１１ａは、着座下流面１４に形成されており、換言すれば、流路壁面１０ａのうち中心軸線２０ｃに対して傾斜する部分であって、流路壁面１０ａのうち弁体２０の外周面２０ａと対向する部分に形成されている。

図４に示すように、複数の噴孔１１は、中心軸線２０ｃの周りに等間隔で並べて配置されている。図２および図３に示すように、噴孔１１は、中心軸線２０ｃから遠ざかる向きに直線状に延びる形状である。噴孔１１の中心線１１ｃが延びる方向は、弁体２０の中心軸線２０ｃに垂直な面に対して傾斜している。噴孔１１の中心線１１ｃと弁体２０の中心軸線２０ｃとのなす角度の２倍の値を、噴孔コーン角度θｈと呼ぶ。

図２〜図５に示すように、着座下流面１４には、中心軸線２０ｃから遠ざかる側へボデー１０を窪ませる形状のボデー側窪み部１５が形成されている。ボデー側窪み部１５は、中心軸線２０ｃの周りに環状に延びる形状である。着座下流面１４のうちボデー側窪み部１５よりも上流側の部分を第１着座下流面１４ａと呼び、下流側の部分を第２着座下流面１４ｂと呼ぶ。

図５に示すように、第１着座下流面１４ａ、第２着座下流面１４ｂおよび着座面１３は、同一の円錐面Ｌ１上に位置する。つまり、第１着座下流面１４ａ、第２着座下流面１４ｂおよび着座面１３の接線方向は同一である。これに対し、着座下流面１４のうちボデー側窪み部１５の部分は、上記円錐面Ｌ１に対して、中心軸線２０ｃから遠ざかる向きに窪んでいる。

中心軸線２０ｃ方向のうちボデー側窪み部１５が形成されている範囲は、噴孔１１の流入口１１ａの全体を含んでいる。つまり、ボデー側窪み部１５と第１着座下流面１４ａとの境界線であるボデー側窪み部１５の上流端１５ａは、流入口１１ａよりも上流側に位置する。また、ボデー側窪み部１５と第２着座下流面１４ｂとの境界線であるボデー側窪み部１５の下流端１５ｂは、流入口１１ａよりも下流側に位置する。上流端１５ａによる上記境界線および下流端１５ｂによる上記境界線は、中心軸線２０ｃを中心とした円形である。

ボデー側窪み部１５の底面は、以下に説明する第１底面１５ｃおよび第２底面１５ｄに区分けされる。第１底面１５ｃは、中心軸線２０ｃ方向において、流入口１１ａの下流端（流入口下流端１１ａ３）よりも上流側（図５の上側）の範囲の面である。第２底面１５ｄは、中心軸線２０ｃ方向において、流入口下流端１１ａ３よりも下流側（図５の下側）の範囲の底面である。第１底面１５ｃは、円錐面形状であり、縦断面視において所定の接線方向に直線状に延びる形状である。この所定の接線は、噴孔１１の中心線１１ｃおよび弁体２０の中心軸線２０ｃを含む平面と、ボデー側窪み部１５の底面のうち流入口上流端１１ａ１に連なる第１底面１５ｃとが交わる線であり、窪み部接線Ｌ２と呼ぶ。

図３および図５に示すように、噴孔１１の中心線１１ｃと窪み部接線Ｌ２とのなす角度を流入角度θと呼ぶ。また、第１底面１５ｃの窪み部接線Ｌ２と弁体２０の中心軸線２０ｃとのなす角度の２倍の値を、窪み接線角度θｂｉｎと呼ぶ。流入角度θは、窪み接線角度θｂｉｎおよび噴孔コーン角度θｈから、θ＝１８０−（θｂｉｎ＋θｈ）／２といった式で表される。このように定義される流入角度θが９０°より大きくなるように、中心線１１ｃおよび窪み部接線Ｌ２の向きが設定されている。つまり、流入角度θは鈍角である。

図５に示すように、流入口１１ａの上流端（流入口上流端１１ａ１）は、第１底面１５ｃと接線方向が同じになるように第１底面１５ｃと連続する。流入口１１ａの終端１１ａ２は、噴孔１１の内壁面と接線方向が同じになるように内壁面と連続する。流入口上流端１１ａ１から終端１１ａ２にかけての流入口１１ａの形状は、中心線１１ｃ側に凸となる向きに湾曲した形状である。但し、流入口上流端１１ａ１から終端１１ａ２にかけての流入口１１ａの形状が平坦面となるテーパ形状であってもよい。

図６および図７に示すように、弁体２０の外周面２０ａのうち、シート面２１の下流側に連なる部分を、シート下流面２２と呼ぶ。シート下流面２２は、中心軸線２０ｃの周りに環状に延びる形状であり、燃料流れの下流側に向けて徐々に直径が小さくなる円錐状のテーパ形状である。シート下流面２２には、中心軸線２０ｃへ近づく側へ弁体２０を窪ませる形状の弁体側窪み部２３が形成されている。弁体側窪み部２３は、中心軸線２０ｃの周りに環状に延びる形状である。シート下流面２２のうち弁体側窪み部２３よりも上流側の部分を第１シート下流面２２ａと呼び、下流側の部分を第２シート下流面２２ｂと呼ぶ。

第１シート下流面２２ａ、第２シート下流面２２ｂおよびシート面２１は、同一の円錐面Ｌ３上に位置する。つまり、第１シート下流面２２ａ、第２シート下流面２２ｂおよびシート面２１の接線方向は同一である。これに対し、シート下流面２２のうち弁体側窪み部２３の部分は、上記円錐面Ｌ３に対して、中心軸線２０ｃへ近づく向きに窪んでいる。

弁体２０が閉弁状態で、弁体側窪み部２３と第１シート下流面２２ａとの境界線である弁体側窪み部２３の上流端２３ａは、ボデー側窪み部１５の上流端１５ａよりも上流側に位置する。また、弁体２０が閉弁状態で、弁体側窪み部２３と第２シート下流面２２ｂとの境界線である弁体側窪み部２３の下流端２３ｂは、ボデー側窪み部１５の下流端１５ｂよりも下流側に位置する。

厳密には、図８に示すように中心軸線２０ｃを含む平面で切った断面視において、第１着座下流面１４ａに平行な方向を燃料流れ方向Ｆａと呼ぶ。そして、この燃料流れ方向Ｆａにおいて、弁体２０が閉弁状態で、ボデー側窪み部１５および弁体側窪み部２３は以下の位置関係に設定されている。すなわち、弁体側窪み部２３の上流端２３ａはボデー側窪み部１５の上流端１５ａよりも上流側に位置し、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂは、ボデー側窪み部１５の下流端１５ｂよりも下流側に位置する。なお、上流端２３ａによる上記境界線および下流端２３ｂによる上記境界線は、中心軸線２０ｃを中心とした円形である。

中心軸線２０ｃ方向のうち弁体側窪み部２３が形成されている範囲は、弁体２０が閉弁状態で、ボデー側窪み部１５の全体を含んでいる。また、弁体２０が閉弁状態で、ボデー側窪み部１５の上流端１５ａの直径Ｄｂ１は、弁体側窪み部２３の上流端２３ａの直径Ｄｎ１以下に設定されている（Ｄｂ１≦Ｄｎ１）。弁体２０が閉弁状態で、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂの直径Ｄｎ２は、ボデー側窪み部１５の下流端１５ｂの直径Ｄｂ２以下に設定されている（Ｄｎ２≦Ｄｂ２）。

以上により、本実施形態によれば、噴孔１１の流入口１１ａが、着座下流面１４に形成され、かつ、閉弁位置にある弁体２０の外周面２０ａに対向する位置にある。つまり、噴孔１１の流入口１１ａが、着座下流面１４と外周面２０ａとの間で形成された環状流路に位置し、サック室１２ｂの上流に位置する。そのため、複数の噴孔１１へ環状流路から燃料が分配される環状分配タイプの燃料噴射弁５が提供される。よって、噴孔１１を形成するスペースをサック室１２ｂに設けることを不要にできるので、サック室１２ｂの容量を小さくできる。よって、燃料噴射を停止させるべく弁体２０を着座面１３に着座させた直後に、サック室１２ｂに残っている燃料の多くが噴孔１１から漏れ出て低速で排出されてしまうといった不具合を抑制できる。しかも、サック室１２ｂの上流側に噴孔１１が位置するので、サック室１２ｂに残った燃料は、サック室１２ｂに留まり易くなり、噴孔１１から漏出されにくくなる。

さらに本実施形態では、着座下流面１４にボデー側窪み部１５が形成されている。ボデー側窪み部１５は、流入口上流端１１ａ１および流入口下流端１１ａ３を含む範囲で、中心軸線２０ｃの周りに環状に延びる形状である。よって、図３の矢印Ｆ１に示す方向から流入口１１ａへ流入する燃料、つまり流入口１１ａを中心線１１ｃ方向に正面視した場合において中心軸線２０ｃの上方から流入する燃料の流路が、ボデー側窪み部１５により、着座下流面１４に対して垂直な方向に拡大される。よって、矢印Ｆ１に示す方向、つまり上方から流入口１１ａへ流入する燃料に対する圧力損失が低減される。これに加え、図３の矢印Ｆ２に示す方向から流入口１１ａへ流入する燃料についても、該燃料の流路が、ボデー側窪み部１５により、着座下流面１４に対して垂直な方向に拡大される。よって、矢印Ｆ２に示す方向、つまり上記正面視において中心軸線２０ｃに交差する方向（斜め上方）から流入口１１ａへ流入する燃料についても圧力損失が低減される。さらに、流入口１１ａの周方向（横方向）から流入する燃料（図３の矢印Ｆ３参照）に対しても、流入口１１ａに至るまでの流路がボデー側窪み部１５により拡大され、圧力損失が低減される。

したがって、本実施形態に係る燃料噴射弁５によれば、流入口１１ａを上方へ拡げただけの特許文献１に記載の燃料噴射弁に比べて、噴孔１１へ流入する燃料の圧力損失を低減できる。以上により、本実施形態によれば、環状分配タイプにすることで、弁体２０の着座直後に燃料が噴孔１１から低速で漏れ出ることの抑制を図りつつ、それでいて、燃料の圧力損失低減を促進できる。

さらに本実施形態では、流入口１１ａは、噴孔１１の上流側であるほど噴孔１１を徐々に拡径させる形状である。具体的には、流入口１１ａは、中心線１１ｃに対して垂直な開口面積を徐々に拡大させる湾曲形状である。そのため、燃料が噴孔１１へ流入する際に流れ方向が急激に変化することを抑制でき、圧力損失低減が促進される。

さらに本実施形態では、噴孔１１の中心線１１ｃと窪み部接線Ｌ２とのなす角度である流入角度θが鈍角である。そのため、流入角度θが９０度以下である場合に比べて、燃料が噴孔１１へ流入する際に流れ方向が急変することを抑制でき、圧力損失低減が促進される。

さらに本実施形態では、弁体２０の外周面２０ａのうちシート面２１の下流側部分に弁体側窪み部２３が形成されている。弁体側窪み部２３は、中心軸線２０ｃへ近づく側へ弁体２０を窪ませる形状、かつ、中心軸線２０ｃの周りに環状に延びる形状である。そのため、流入口１１ａに至るまでの流路は、ボデー側窪み部１５により拡大されることに加え、弁体側窪み部２３によっても、着座下流面１４に対して垂直な方向に拡大される。よって、さらなる圧力損失低減を図ることができる。

さらに本実施形態では、弁体２０が閉弁状態で、弁体側窪み部２３の上流端２３ａはボデー側窪み部の上流端１５ａよりも上流側に位置する（図８参照）。そのため、第１着座下流面１４ａに沿って流れる燃料について、ボデー側窪み部１５の第１底面１５ｃに至る前の時点で流路が拡大される。よって、図８中の矢印Ｆｂに示すように、第１着座下流面１４ａに沿って流れた燃料が、弁体２０の外周面２０ａに近づく側へ膨らむように流れた後に、流入口１１ａへ流入するようになる。よって、燃料が方向を変化させつつ流入口１１ａへ流入するにあたり、燃料の流入経路の半径を大きくでき、流れ方向が急変することを抑制できる。そのため、さらなる圧力損失低減を図ることができる。

さらに本実施形態では、弁体２０が閉弁状態で、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂは、流入口上流端１１ａ１よりも下流側に位置する（図８参照）。そのため、ボデー側窪み部１５の第１底面１５ｃに沿って流れる燃料について、ボデー側窪み部１５に加えて弁体側窪み部２３の分も流路拡大する。よって、先述した矢印Ｆｂの如く燃料が膨らんで流入口１１ａへ流入することを促進でき、流れ方向が急変することの抑制を促進できる。

より詳細には、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂは、流入口下流端１１ａ３に対して流入口上流端１１ａ１の反対側に位置する（図８参照）。そのため、図３の矢印Ｆ３に示す如く周方向から流入口１１ａへ流れる燃料について、ボデー側窪み部１５に加えて弁体側窪み部２３の分も流路拡大する。しかも、弁体側窪み部２３の上流端２３ａが、流入口上流端１１ａ１に対して流入口下流端１１ａ３の反対側に位置するので、流入口１１ａの全体が弁体側窪み部２３により覆われることになる。よって、先述した矢印Ｆｂの如く燃料が膨らんで流入口１１ａへ流入することをより一層促進でき、流れ方向が急変することの抑制を促進できる。

さらに詳細には、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂは、ボデー側窪み部１５の下流端１５ｂに対して、ボデー側窪み部１５の上流端１５ａの反対側に位置する。そのため、図３の矢印Ｆ３に示す如く周方向から流入口１１ａへ流れる燃料について、圧力損失低減をより一層促進できる。しかも、弁体側窪み部２３の上流端２３ａが、ボデー側窪み部１５の上流端１５ａに対して下流端１５ｂの反対側に位置するので、ボデー側窪み部１５の全体が弁体側窪み部２３により覆われることになる。よって、先述した矢印Ｆｂの如く燃料が膨らんで流入口１１ａへ流入することをより一層促進でき、流れ方向が急変することの抑制を促進できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂの直径Ｄｎ２、およびボデー側窪み部１５の下流端１５ｂの直径Ｄｂ２の大小関係は、弁体２０が閉弁状態で、Ｄｎ２≦Ｄｂ２に設定されている。これに対し本実施形態では、図９に示すように、弁体２０が閉弁状態で、Ｄｎ２＞Ｄｂ２に設定されている。なお、ボデー側窪み部１５の上流端１５ａの直径Ｄｂ１、および弁体側窪み部２３の上流端２３ａの直径Ｄｎ１の大小関係は、上記第１実施形態と同様にしてＤｂ１≦Ｄｎ１に設定されている。

また、上記第１実施形態では、第１着座下流面１４ａに平行な燃料流れ方向Ｆａにおいて、弁体２０が閉弁状態で、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂは、ボデー側窪み部１５の下流端１５ｂよりも下流側に位置する。これに対し本実施形態では、図９に示すように、燃料流れ方向Ｆａにおいて、弁体２０が閉弁状態で、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂは、ボデー側窪み部１５の下流端１５ｂよりも上流側に位置する。

このように、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂの位置を変更させた本実施形態においても、ボデー側窪み部１５および弁体側窪み部２３を備えることによる圧力損失低減の効果が発揮される。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、ボデー側窪み部１５の上流端１５ａの直径Ｄｂ１、および弁体側窪み部２３の上流端２３ａの直径Ｄｎ１の大小関係は、弁体２０が閉弁状態で、Ｄｂ１≦Ｄｎ１に設定されている。これに対し本実施形態では、図１０に示すように、弁体２０が閉弁状態で、Ｄｂ１＞Ｄｎ１に設定されている。なお、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂの直径Ｄｎ２、およびボデー側窪み部１５の下流端１５ｂの直径Ｄｂ２の大小関係は、上記第１実施形態と同様にしてＤｎ２≦Ｄｂ２に設定されている。

このように、弁体側窪み部２３の上流端２３ａの位置を変更させた本実施形態においても、ボデー側窪み部１５および弁体側窪み部２３を備えることによる圧力損失低減の効果が発揮される。

（第４実施形態）
図１１に示す本実施形態では、弁体２０が閉弁状態で、Ｄｂ１＞Ｄｎ１、かつ、Ｄｎ２＞Ｄｂ２に設定されている。

また、第１着座下流面１４ａに平行な燃料流れ方向Ｆａにおいて、弁体２０が閉弁状態で、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂは、上記第２実施形態と同様にして、ボデー側窪み部１５の下流端１５ｂよりも上流側に位置する。弁体側窪み部２３の上流端２３ａは、上記第１実施形態と同様にしてボデー側窪み部１５の上流端１５ａよりも上流側に位置する。

このように、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂおよび上流端２３ａの位置を変更させた本実施形態においても、ボデー側窪み部１５および弁体側窪み部２３を備えることによる圧力損失低減の効果が発揮される。

（他の実施形態）
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

上記各実施形態では、弁体２０が閉弁状態で、弁体側窪み部２３の上流端２３ａは、ボデー側窪み部１５の上流端１５ａよりも上流側に位置する。これに対し、弁体側窪み部２３の上流端２３ａは、ボデー側窪み部１５の上流端１５ａよりも下流側に位置していてもよい。但し、弁体側窪み部２３の上流端２３ａは、流入口上流端１１ａ１よりも上流側に位置していることが望ましい。

上記各実施形態では、弁体側窪み部２３が弁体２０に設けられているが、ボデー１０にボデー側窪み部１５が設けられていれば、弁体側窪み部２３は廃止されていてもよい。

上記第２実施形態では、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂを、ボデー側窪み部１５の下流端１５ｂよりも上流側に位置させるにあたり、Ｄｎ２≦Ｄｂ２に設定されている。これに対し、Ｄｎ２＞Ｄｂ２に設定しつつ、弁体側窪み部２３の下流端２３ｂをボデー側窪み部１５の下流端１５ｂよりも上流側に位置させてもよい。

上記第１実施形態では、図５の縦断面視において流入口１１ａが湾曲した形状である。これに対し、図５の縦断面視において流入口１１ａが直線状に傾斜したテーパ形状であってもよい。また、図５に示す流入口１１ａは、噴孔１１の上流側であるほど噴孔１１を徐々に拡径させる形状であるが、拡径させない形状であってもよい。また、上記第１実施形態では、図５に示すように流入角度θが鈍角に設定されているが、流入角度θが９０度であってもよいし、鋭角に設定されていてもよい。

５…燃料噴射弁、１１…噴孔、１１ａ…噴孔の流入口、１１ａ１…流入口上流端、１２…供給流路、１０…ボデー、１０ａ…流路壁面、１３…着座面、１４…着座下流面、１５…ボデー側窪み部、２０…弁体、２０ｃ…中心軸線、２１…シート面、２３…弁体側窪み部。

Claims (6)

1. 燃料を噴射する噴孔（１１）および前記噴孔へ燃料を供給する供給流路（１２）が形成されたボデー（１０）と、前記供給流路を開閉する弁体（２０）と、を備える燃料噴射弁であって、
   前記ボデーのうち前記供給流路を形成する流路壁面（１０ａ）の一部であって、前記弁体の中心軸線（２０ｃ）の周りに環状に延びる形状であり、開閉作動する前記弁体が離着座する着座面（１３）と、
   前記流路壁面の一部であって、前記着座面の下流側に連なり、前記弁体の外周面に対向し、前記中心軸線の周りに環状に延びる形状の着座下流面（１４）と、
   前記着座下流面に形成され、前記中心軸線から遠ざかる側へ前記ボデーを窪ませる形状のボデー側窪み部（１５）と、
   前記弁体の外周面に形成され、前記着座面に離着座するシート面（２１）と、
   前記弁体の外周面のうち前記シート面の下流側部分に形成され、前記中心軸線へ近づく側へ前記弁体を窪ませる形状、かつ、前記中心軸線の周りに環状に延びる形状の弁体側窪み部（２３）と、
   を備え、
   前記噴孔の流入口（１１ａ）は前記着座下流面に位置し、
   前記ボデー側窪み部は、前記流入口のうち前記着座面に最も近い部分である流入口上流端（１１ａ１）、および前記流入口のうち前記着座面から最も遠い部分である流入口下流端（１１ａ３）を含む範囲で、前記中心軸線の周りに環状に延びる形状であり、
   前記弁体が閉弁状態で、前記弁体側窪み部の下流端（２３ｂ）は、前記ボデー側窪み部の下流端（１５ｂ）に対して、前記ボデー側窪み部の上流端（１５ａ）の反対側に位置する燃料噴射弁。
2. 前記噴孔の中心線（１１ｃ）および前記中心軸線を含む平面と、前記ボデー側窪み部の底面のうち前記流入口上流端に連なる面とが交わる線を窪み部接線（Ｌ２）と呼び、前記窪み部接線と前記中心線とのなす角度のうち前記着座面に近い側の角度を流入角度（θ）と呼ぶ場合に、
   前記流入角度が鈍角である請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記流入口は、前記噴孔の上流側であるほど前記噴孔を徐々に拡径させる形状である請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記弁体が閉弁状態で、前記弁体側窪み部の上流端（２３ａ）は前記ボデー側窪み部の上流端（１５ａ）よりも上流側に位置する請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
5. 前記弁体が閉弁状態で、前記弁体側窪み部の下流端（２３ｂ）は前記流入口上流端よりも下流側に位置する請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
6. 前記弁体が閉弁状態で、前記弁体側窪み部の下流端（２３ｂ）は前記流入口下流端に対して前記流入口上流端の反対側に位置する請求項５に記載の燃料噴射弁。

Images