JP6782668B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２０１０−０３１６７４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。この燃料噴射弁では、燃料入口筒の後端部に燃料フィルタが取り付けられている。燃料フィルタは、合成樹脂製のフィルタ本体と、フィルタ本体に支持される濾網と、からなる。フィルタ本体は、燃料入口筒内に挿入される有底円筒部と、有底円筒部の開放端部から半径方向に広がる円板状の外側フランジ部と、を合成樹脂で一体成形されたもので、有底円筒部の外周には複数の窓孔が設けられ、窓孔を覆うように濾網が有底円筒部にインサート成形により結合される。またフィルタ本体には、金属製の補強カラーがインサート成形により結合される。補強カラーは、窓孔を避けて有底円筒部の基部外周面に埋設される小円筒部と、小円筒部の一端から半径方向に広がって外側フランジ部に密着状態で重なる円板状の内側フランジ部と、で構成され、小円筒部の他端には、有底円筒部に食い込む環状のアンカー部が設けられている（段落００２５及び図２参照）。

特開２０１０−０３１６７４号公報

特許文献１の燃料噴射弁の燃料フィルタは、外周に複数の窓孔が設けられた有底円筒部に、インサート成形により結合された濾網（以下、網状部材という）が設けられた構造である。図１２及び図１３を参照して、従来の燃料フィルタの課題について説明する。図１２は、従来の一般的な燃料フィルタ１３’の構成を示す図であり、上側の図は燃料フィルタ１３’の上面図を、下側の図は中心軸線１３ｘ’に平行で且つ中心軸線１３ｘ’を含む断面を示す断面図である。図１３は、従来の一般的な燃料フィルタ１３’について、網状部材（メッシュ）１３ｃ’に対する異物の流れ方を示す概念図である。従来の燃料フィルタでは、図１２及び図１３に示すように、燃料フィルタに流入した燃料は図９の上側から下側に向かって中心軸線１３ｘ’に沿う方向に流れ（Ｆ１）、その後径方向に向きを変えて流れる。燃料に乗って流れる異物の軌跡を中心軸線１３ｘ’に垂直な平面に投影した場合、異物は燃料フィルタの中心側から径方向外側に向かって流れ（Ｆ２）、網状部材１３ｃ’に対して垂直な方向に流れる。この場合、図１３に示すような細長い形状の異物Ｃは、網状部材に対して燃料の流れる方向に投影される面積が小さくなり、網目を潜り抜け易くなり、燃料フィルタの異物の捕集効果が低下することになる。

本発明の目的は、燃料フィルタ内の燃料流れを改善することにより、燃料フィルタにおける異物の捕集効果を高めた燃料噴射弁を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射弁は、
燃料供給口が構成される燃料供給部に燃料フィルタを備えた燃料噴射弁において、
前記燃料フィルタは、前記燃料フィルタの周方向に沿い且つ中心軸線に沿って配置され、前記燃料フィルタの径方向内方から径方向外方に向かって流れる燃料に混入した異物を捕集する網状部材が設けられた濾過部を備え、
前記濾過部の上流側に、前記濾過部の内周面に沿って旋回しながら流下する燃料を発生する第１旋回燃料発生部を有し、
前記第１旋回燃料発生部は、前記中心軸線に沿う方向に対して傾斜した傾斜面により構成され、
前記傾斜面に対して径方向内側に、前記中心軸線に沿う方向に延設された燃料通路が形成されると共に、前記燃料通路の底面から前記燃料供給口の側に向かって突出する突起が形成され、
前記突起は、燃料を前記濾過部の内周面に沿う方向に誘導する誘導部材を有し、前記濾過部の内周面に沿って旋回しながら流下する燃料を発生する第２旋回燃料発生部を構成する。

本発明によれば、燃料フィルタ内の燃料流れを改善することにより、燃料フィルタにおける異物の捕集効果を高めた燃料噴射弁を提供することができる。

本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、中心軸線１ｘに沿う断面を示す断面図である。 図１に示す可動子２７の近傍を拡大して示す断面図である。 図２に示すノズル部８の近傍を拡大して示す断面図である。 本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例について、基端側（燃料入口側）から見た平面図（上面図）である。 本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例について、中心軸線１３ｘに平行で且つ中心軸線１３ｘを含む断面を示す断面図（図４のＶ−Ｖ矢視断面図）である。 本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例について、基端側から見た斜視図である。 本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例について、図６とは異なる角度で基端側から見た斜視図である。 本発明に係る燃料フィルタ１３の網状部材１３ｃの近傍を流れる異物の状態を示す概念図である。 本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例の変更例を示す図であり、基端側（燃料入口側）から見た平面図（上面図）である。 本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例の変更例を示す図であり、中心軸線１３ｘに平行で且つ中心軸線１３ｘを含む断面を示す断面図（図９のＸ−Ｘ矢視断面図）である。 燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。 従来の一般的な燃料フィルタ１３’の構成を示す図であり、上側の図は燃料フィルタ１３’の上面図を、下側の図は中心軸線１３ｘ’に平行で且つ中心軸線１３ｘ’を含む断面を示す断面図である。 従来の一般的な燃料フィルタ１３’について、網状部材（メッシュ）１３ｃ’に対する異物の流れ方を示す概念図である。

本発明に係る実施例について、図１乃至図３を参照して説明する。

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、本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、中心軸線１ｘに沿う断面を示す断面図である。なお、中心軸線１ｘは、燃料噴射弁１の中心軸線である。可動子２７の軸心（弁軸心）２７ｘは中心軸線１ｘに一致するように配置され、筒状体５及び弁座部材１５の中心軸線も中心軸線１ｘに一致している。

図１において、燃料噴射弁１の上端部（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）と呼ぶ場合がある。基端部（基端側）及び先端部（先端側）という呼び方は、燃料の流れ方向或いは燃料配管に対する燃料噴射弁１の取り付け構造に基づいている。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を内燃機関に搭載した実装状態における上下方向とは関係がない。

燃料噴射弁１には、金属材製の筒状体（筒状部材）５によって、その内側に燃料流路（燃料通路）３がほぼ中心軸線１ｘ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１ｘ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。

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については、後で詳細に説明する。

筒状体５の基端部は径方向外方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、鍔部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。

筒状体５の先端部には、弁体２７ｃ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、筒状体５の先端部の内周側に圧入され、レーザ溶接１９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。

弁座部材１５にはノズルプレート２１ｎが固定され、弁座部材１５及びノズルプレート２１ｎはノズル部８を構成する。弁座部材１５及びノズルプレート２１ｎは、弁座部材１５が筒状体５の内周面５ｇ（図３参照）に挿入されて固定されることにより、筒状体５の先端側に組み付けられている。

本実施例の筒状体５は、燃料供給口２が設けられる部分から弁座部材１５及びノズルプレート２１ｎが固定される部分までが一部材で構成されている。筒状体５の先端側部分はノズル部８を保持するノズルホルダを構成する。本実施例では、ノズルホルダが筒状体５の基端側部分と共に一部材で構成されている。

筒状体５の中間部には弁体２７ｃ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（電磁駆動部）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（固定コア）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た可動子（可動部材）２７と、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、を備える。

可動子２７は、弁体２７ｃ、ロッド部（接続部）２７ｂ及び可動鉄心２７ａが一体に設けられて構成される。可動子２７は基端側に固定鉄心２５と対向する可動鉄心（可動コア）２７ａを有し、中心軸線１ｘに沿う方向に移動可能に組み付けられている。また電磁コイル２９は、固定鉄心２５と可動鉄心２７ａとが微小ギャップδ１を介して対向する位置の外周側（径方向外方）に配置されている。これにより、可動鉄心２７ａ及び固定鉄心２５は、相互間に電磁力を働かせて弁体２７ｃを駆動する。

筒状体５の内側には可動子２７及び固定鉄心２５が収容されており、筒状体５は固定鉄心２５と当接すると共に、可動鉄心２７ａの外周面と対向して可動鉄心２７ａ及び固定鉄心２５を囲繞するハウジングを構成している。すなわち筒状体５は、可動鉄心２７ａ及び固定鉄心２５を内包している。

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る磁束が流れる閉磁路を構成する。磁束は微小ギャップδ１を通過するが、微小ギャップδ１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δ１に対応する位置に、非磁性部或いは筒状体５の他の部分よりも弱磁性の弱磁性部５ｃが設けられている。以下、この非磁性部或いは弱磁性部５ｃは、単に非磁性部５ｃと呼んで説明する。

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に設けられたターミナル４３に電気的に接続されている。コネクタ４１には図示しない外部の駆動回路が接続され、ターミナル４３を介して、電磁コイル２９に駆動電流が通電される。

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１ｘに沿う方向に貫通する貫通孔２５ａを有する。貫通孔２５ａは、可動鉄心２７ａの上流側の燃料通路（上流側燃料通路）３を構成する。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。

可動鉄心２７ａは円環状の部材である。弁体２７ｃは弁座１５ｂ（図３参照）と当接する部材である。弁座１５ｂ及び弁体２７ｃは協働して燃料噴射孔５１の上流側で燃料通路を開閉する。ロッド部２７ｂは細長い円筒形状であり、可動鉄心２７ａと弁体２７ｃとを接続する接続部である。可動鉄心２７ａは、弁体２７ｃと連結され、固定鉄心２５との間に作用する磁気吸引力によって、弁体２７ｃを開閉弁方向に駆動するための部材である。

本実施例では、可動鉄心２７ａとロッド部２７ｂとが固定されているが、可動鉄心２７ａとロッド部２７ｂとが相対変位可能に連結された構成であってもよい。

本実施例では、ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとを別部材で構成し、ロッド部２７ｂに弁体２７ｃを固定している。ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとの固定は、圧入又は溶接により行われる。ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとは一つの部材で一体化されて構成されてもよい。

ロッド部２７ｂは円筒形状であり、ロッド部２７ｂの上端が可動鉄心２７ａの下端部に開口し、軸方向に延設された孔２７ｂａを有する。ロッド部２７ｂには内側（内周側）と外側（外周側）とを連通する連通孔（開口部）２７ｂｏが形成されている。ロッド部２７ｂの外周面と筒状体５の内周面との間には燃料室３７が形成されている。

固定鉄心２５の貫通孔２５ａにはばね部材３９が設けられている。本実施例では、ばね部材３９はコイルばねで構成される。以下、コイルばね３９と呼んで説明する。

コイルばね３９の一端は、可動鉄心２７ａの内側に設けられたばね座２７ａｇに当接している。コイルばね３９の他端部は、固定鉄心２５の貫通孔２５ａの内側に配設されたアジャスタ（調整子）３５に当接している。コイルばね３９は、可動鉄心２７ａに設けられたばね座２７ａｇとアジャスタ（調整子）３５の下端（先端側端面）との間に、圧縮状態で配設されている。

コイルばね３９は、弁体２７ｃが弁座１５ｂに当接する方向（閉弁方向）に可動子２７を付勢する付勢部材として機能している。中心軸線１ｘに沿う方向におけるアジャスタ３５の位置を貫通孔２５ａ内で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２７ｃ）の付勢力が調整される。

アジャスタ３５は、中心部を中心軸線１ｘに沿う方向に貫通する燃料流路３を有する。燃料供給口２から供給された燃料は、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。

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の外周に圧入又は挿入されている。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、この対向部分に形成される磁路の磁気抵抗を小さくしている。

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。

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。

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。

燃料噴射弁１の中間部から基端側端部の近傍までの範囲に、樹脂カバー４７がモールドされている。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を形成する樹脂によりコネクタ４１が一体的に形成されている。

図２を参照して、可動子２７近傍の構成について、詳細に説明する。図２は、図１に示す可動子２７の近傍を拡大して示す断面図である。

本実施例では、可動鉄心２７ａとロッド部２７ｂとが一部材で一体に形成されている。可動鉄心２７ａの上端面（上端部）２７ａｂの中央部には、下端側に向けて窪んだ凹部２７ａａが形成されている。凹部２７ａａの底部２７ａｇにはばね座が形成され、コイルばね３９の一端（先端側端部）が底部２７ａｇに支持されている。さらに、凹部２７ａａの底部２７ａｇには、ロッド部２７ｂの孔２７ｂａの内側に連通する開口部２７ａｆが形成されている。開口部２７ａｆは、固定鉄心２５の貫通孔２５ａから凹部２７ａａ内の空間２７ａｉに流入した燃料を、ロッド部２７ｂの孔２７ｂａの内側の空間２７ｂｉに流す燃料通路を構成する。

本実施例では、ロッド部２７ｂと可動鉄心２７ａとを一部材で構成しているが、別々の部材で構成したものを一体に組み付けてもよい。

可動鉄心２７ａの上端面（基端側端面）２７ａｂは、固定鉄心２５側に位置する端面であり、固定鉄心２５の下端面（先端側端面）２５ｂと対向する。上端面２７ａｂに対して反対側の可動鉄心２７ａの端面は、燃料噴射弁１の先端側（ノズル側）に位置する端面であり、以下、下端面（下端部）２７ａｋと呼ぶ。

可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂと固定鉄心２５の下端面２５ｂとは、相互に磁気吸引力が作用する磁気吸引面を構成する。

磁気吸引面の外周側には、非磁性部５ｃが設けられている。本実施例では、非磁性部５ｃは、筒状体５の外周面に形成した環状凹部５ｈにより構成される。環状凹部５ｈは非磁性部５ｃに相当する部分を薄肉化して薄肉部５ｉを構成する。すなわち環状凹部５ｈは、可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とが対向する対向部の外周部に位置する筒状体５の部位に、肉厚の薄い薄肉部５ｉを周方向に形成する。薄肉部５ｉは筒状体５の他の部分よりも肉厚（厚さ寸法）が薄くなっており、ここを通る磁束の磁気抵抗を増大させ、磁束を流れ難くしている。この非磁性部５ｃは、筒状体５の肉厚を他の部分と同じ厚さとし、非磁性化処理を行うことにより構成してもよい。

可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃに、筒状体５の内周面５ｅに摺動する摺動部が構成される。この摺動部として、外周面２７ａｃには径方向外方に向かって突出する凸部２７ａｌが設けられる。内周面５ｅは、可動鉄心２７ａの凸部２７ａｌが摺接する上流側ガイド部５０Ｂを構成する。

一方、弁座部材１５には、弁体２７ｃの球面２７ｃｂが摺接するガイド面１５ｃ（図３参照）が構成され、ガイド面１５ｃが球面２７ｃｂをガイドするガイド部は下流側ガイド部５０Ａを構成する。これにより、可動子２７は上流側ガイド部５０Ｂと下流側ガイド部５０Ａとの二点で案内されて、中心軸線１ｘに沿う方向（開閉弁方向）に往復動作する。

ロッド部２７ｂには、内側（孔２７ｂａ）と外側（燃料室３７）とを連通する開口部（連通孔）２７ｂｏが形成されている。連通孔２７ｂｏは、ロッド部２７ｂの内側と外側とを連通する燃料通路を構成する。これにより、固定鉄心２５の貫通孔２５ａ内の燃料は、孔２７ｂａ及び連通孔２７ｂｏを通じて燃料室３７に流れる。

次に、図３を参照して、ノズル部８の構成について、詳細に説明する。図３は、図２に示すノズル部８の近傍を拡大して示す断面図である。

弁座部材１５には、中心軸線１ｘに沿う方向に貫通する貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅが形成されている。

貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅの途中には、下流側に向かって縮径する円錐面（円錐台面）１５ｖが形成されている。円錐面１５ｖ上には弁座１５ｂが構成され、弁体２７ｃが弁座１５ｂに離接することにより、燃料通路の開閉が行われる。なお、弁座１５ｂが形成された円錐面１５ｖを弁座面と呼ぶ場合もある。

弁座１５ｂと弁体２７ｃとの相互に当接する当接部は、閉弁時に燃料をシールするシール部を構成する。なお、弁座１５ｂ側の当接部を弁座側（固定弁側）シート部と呼び、弁体２７ｃ側の当接部を弁体側（可動弁側）シート部と呼ぶ場合がある。

貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅにおける、円錐面１５ｖから上側の孔部分１５ｄ，１５ｃ，１５ｖは、弁体２７ｃを収容する弁体収容孔を構成する。弁体収容孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖの内周面に、弁体２７ｃを中心軸線１ｘに沿う方向に案内するガイド面１５ｃが形成されている。ガイド面１５ｃは可動子２７を案内する二つのガイド部のうち、下流側に位置する下流側ガイド部５０Ａのガイド面を構成する。

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、貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅの上端部分に位置し、燃料室３７に向かって開口する基端側開口部を構成する。拡径部１５ｄは、基端側から先端側に向かって縮径するテーパー面として構成される。このテーパー面１５ｄの傾斜角度は後述する弁座面１５ｖの傾斜角度よりも急である。

弁体収容孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖの下端部は燃料導入孔１５ｅに接続され、燃料導入孔１５ｅの下端面が弁座部材１５の先端面１５ｔに開口している。すなわち燃料導入孔１５ｅは、貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅの先端側開口部を構成する。

弁座部材１５の先端面１５ｔには、ノズルプレート２１ｎが取り付けられている。ノズルプレート２１ｎは弁座部材１５にレーザ溶接２３により固定されている。レーザ溶接部２３は、燃料噴射孔５１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。

また、ノズルプレート２１ｎは板厚が均一な板状部材（平板）で構成されており、中央部に外方に向けて突き出すように突状部２１ｎａが形成されている。突状部２１ｎａは曲面（例えば球状面）で形成されている。突状部２１ｎａの内側には燃料室２１ａが形成されている。この燃料室２１ａは弁座部材１５に形成された燃料導入孔１５ｅに連通しており、燃料導入孔１５ｅを通じて燃料室２１ａに燃料が供給される。

突状部２１ｎａには複数の燃料噴射孔５１が形成されている。燃料噴射孔５１の形態は特に問わない。燃料噴射孔５１の上流側に燃料に旋回力を付与する旋回室を有するものであってもよい。燃料噴射孔の中心軸線５１ａは燃料噴射弁の中心軸線１ｘに対して平行であってもよいし、傾斜していてもよい。また、突状部２１ｎａが無い構成であってもよい。

燃料噴霧の形態を決定する燃料噴射部２１はノズルプレート２１ｎによって構成される。弁座部材１５と燃料噴射部２１とは、燃料噴射を行うためのノズル部８を構成している。弁体２７ｃはノズル部８を構成する構成要素の一部とみなしてもよい。

また本実施例では、弁体２７ｃは、球状を成すボール弁を用いている。このため、弁体２７ｃ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２７ｃａが設けられ、この切欠き面２７ｃａによってシート部に燃料を供給する燃料通路が構成されている。弁体２７ｃはボール弁以外の弁体で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。

弁座部材１５は、筒状体５の先端部の内周面５ｇに圧入した後、溶接部１９により筒状体５に溶接して固定する。

次に、図４及び図５を参照して、本発明に係る燃料フィルタ１３について説明する。

図４は、本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例について、基端側（燃料入口側）から見た平面図（上面図）である。図５は、本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例について、中心軸線１３ｘに平行で且つ中心軸線１３ｘを含む断面を示す断面図（図４のＶ−Ｖ矢視断面図）である。

燃料フィルタ１３は、燃料供給口２が構成される燃料噴射弁１の燃料供給部に設けられ、燃料に混入する異物を濾過して捕集する。

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、メッシュ状の網状部材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と一体にインサート成形されている。網状部材１３ｃはフレーム１３ｂに埋設され、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。

芯金１３ａは、中心軸線１３ｘに沿う方向に延設された円筒部１３ａａと、円筒部１３ａａの上端部から径方向外方に向かって突出するフランジ部１３ａｂとを有する。芯金１３ａの内周側及び上面側は、フレーム１３ｂを形成する樹脂により覆われている。芯金１３ａの円筒部１３ａａの外周面は、筒状体５の内周面に圧入される圧入面を構成する。なお、中心軸線１３ｘは燃料噴射弁の中心軸線１ｘに一致する。

フレーム１３ｂの上端部には、芯金１３ａのフランジ部１３ａｂの上面側を覆うように、径方向外方に突出するフランジ部１３ｂａが形成されている。フランジ部１３ｂａは、中心軸線１３ｘに垂直な平面上において環状を成し、燃料供給口２の全周を囲むように形成されている。フレーム１３ｂの上端面１３ｂｂは、フランジ部１３ｂａの上端面により構成される。フレーム１３ｂの上端面１３ｂｂには、燃料供給口２を構成する円形の開口が形成されている。

網状部材１３ｃは、中心軸線１３ｘに沿う方向において、芯金１３ａよりも先端側（下流側）の部分で、フレーム１３ｂを構成する樹脂から露出し、燃料が網状部材１３ｃを通過できるように配設されている。網状部材１３ｃは、燃料フィルタ１３の周方向に沿い且つ中心軸線１３ｘに沿って、配置されている。網状部材１３ｃは、燃料フィルタ１３の径方向内方から径方向外方に向かって流れる燃料に混入した異物Ｃを捕集する。

中心軸線１３ｘに沿う方向において網状部材１３ｃがフレーム１３ｂを構成する樹脂から露出する範囲は、燃料フィルタ１３の濾過部Ｘ１を構成する。フレーム１３ｂの濾過部Ｘ１よりも基端側の部分は、濾過部Ｘ１及び底部１３ｂｃを支持する支持部Ｘ２を構成する。

フレーム１３ｂには、上端面１３ｂｂよりも先端側に下がった位置に、水平面１３ｅ−１〜１３ｅ−４が形成されている。すなわち水平面１３ｅ−１〜１３ｅ−４は、フランジ部１３ｂａの上端面１３ｂｂよりも燃料が流れる方向（以下、燃料流れ方向という）において下流側（燃料フィルタ１３の奥側）に位置し、フレーム１３ｂを形成する樹脂によりフレーム１３ｂと一体に形成されている。なお、水平面１３ｅ−１は中心軸線１３ｘに垂直な平面である。

水平面１３ｅ−１〜１３ｅ−４の縁には、この縁から周方向に離れるに従って、燃料供給口２を形成する開口から遠ざかるように形成された傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４が接続されている。すなわち傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４は、燃料供給口２を形成する開口に対向し、且つ中心軸線１３ｘに沿う方向に対して傾斜するように、フレーム１３ｂの円環部の内周面に形成されている。傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４の傾斜は、周方向だけでなく、図５の傾斜面１３ｄ−４に示すように径方向においても、内周側が外周側に対して燃料供給口２を形成する開口から遠ざかるように傾斜している。

水平面１３ｅ−１〜１３ｅ−４及び傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４は、濾過部Ｘ１の内周面に沿って旋回しながら流下する燃料を発生する第１旋回燃料発生部を構成する。本実施例では、水平面１３ｅ−１〜１３ｅ−４及び傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４により構成される第１旋回燃料発生部は、円環状の支持部（円環部）Ｘ２の内周面側に設けられ、濾過部Ｘ１の上流側に配置されている。なお、支持部Ｘ２は芯金１３ａを含み、フレーム１３ｂの一部を構成する。従って、円環部Ｘ２は、芯金１３ａと、芯金１３ａの径方向内側に形成された樹脂により構成される。

傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４の径方向内側には、中心軸線１３ｘに沿う方向に延設され、燃料を中心軸線１３ｘに沿う方向に流す燃料通路１３ｊが形成されている。すなわち傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４は、燃料供給口２を形成する開口の内周に沿って、この内周から径方向内側の所定の範囲に形成されている。この場合、傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４は芯金１３ａの円筒部１３ａａの内周面よりも径方向内側の範囲にも設けられる。すなわち傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４は、芯金１３ａの上端部１３ａｃよりも上流側では円筒部１３ａａの内周面に対して径方向内側及び径方向外側の両方の範囲に形成されており、芯金１３ａの上端部１３ａｃよりも下流側では円筒部１３ａａの内周面に対して径方向内側の範囲に形成されている。

本実施例では、傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４の基端側端部（上流側端部）は、燃料供給口２を形成する開口よりも先端側（下流側）に位置すると共に、芯金１３ａの上端面（フランジ部１３ａｂの上端面）１３ａｃよりも基端側（上流側）に位置する。傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４の先端側端部（下流側端部）は、芯金１３ａの上端面（フランジ部１３ａｂの上端面）１３ａｃよりも先端側（下流側）に位置し、芯金１３ａの円筒部１３ａａの中間部まで延設されている。これにより、傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４の基端側端部（上流側端部）と芯金１３ａの上端面１３ａｃとの間には高低差（中心軸線１３ｘに沿う方向の距離）ｄ１が設けられ、傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４の先端側端部（下流側端部）と芯金１３ａの上端面１３ａｃとの間には高低差（中心軸線１３ｘに沿う方向の距離）ｄ２が設けられている。

さらに本実施例では、フレーム１３ｂの底部１３ｂｃから燃料供給口２を形成する開口に向かって突起１３ｇが設けられている。突起１３ｇは、軸部１３ｇａと、燃料流れを誘導する誘導部材１３ｇｂとを有する。軸部１３ｇａはフレーム１３ｂの底部１３ｂｃを形成する樹脂でフレーム１３ｂと一体に形成されている。誘導部材１３ｇｂは軸部１３ｇａを形成する樹脂で軸部１３ｇａと一体に形成されている。なお突起１３ｇは、フレーム１３ｂとは異なる部材として製作され、フレーム１３ｂに組み付ける形態であってもよい。

軸部１３ｇａは底部１３ｂｃの中心部に設けられている。軸部１３ｇａの基端側端部（上流側端部）は、中心軸線１３ｘに沿う方向において、傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４の先端側端部（下流側端部）の近傍に位置する。本実施例では、軸部１３ｇａは、基端側端部（上流側端部）が、中心軸線１３ｘに沿う方向において、傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４の先端側端部（下流側端部）に達する位置まで延設されている。

誘導部材１３ｇｂは、軸部１３ｇａから径方向外方に向かって、すなわちフレーム１３ｂの内周面に向かって、曲線を描くように形成されている。誘導部材１３ｇｂは、一定の曲率で又は曲率を変化させながら軸部１３ｇａから径方向外方に向かって延設されるとよい。本実施例では、誘導部材１３ｇｂは一定の曲率で軸部１３ｇａから径方向外方に向かって延設している。すなわち、本実施例の誘導部材１３ｇｂは、中心軸線１３に垂直な断面における形状が円弧形状である。また誘導部材１３ｇｂは、軸部１３ｇａから径方向外方に向かって離れるに従って、底面１３ｂｃからの高さが低くなるように形成されている。

突起１３ｇは、濾過部Ｘ１の内周面に沿って旋回しながら流下する燃料を発生する第２旋回燃料発生部を構成する。すなわち本実施例では、濾過部Ｘ１の内周面に沿って旋回しながら流下する燃料を発生する旋回燃料発生部は、第１旋回燃料発生部と第２旋回燃料発生部とで構成される。突起１３ｇにより構成される第２旋回燃料発生部は、フレーム１３ｂの低部１３ｂｃに設けられ、濾過部Ｘ１の内周面に対向するように配置されている。

誘導部材１３ｇｂは、燃料が旋回するように燃料の流れる方向を変化させる偏向部材である。形状的には流体機械におけるフィンや羽根のような形状をしており、フィン又は羽根と呼ぶ場合もある。また誘導部材１３ｇｂは、隣接する誘導部材１３ｇｂとの間に溝を形成する。燃料は、この溝に流れ込むことにより、濾過部Ｘ１の内周面に沿って旋回するように誘導される。

次に、本実施例に係る燃料フィルタ１３の作用効果について説明する。

図６は、本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例について、基端側から見た斜視図である。図７は、本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例について、図６とは異なる角度で基端側から見た斜視図である。

傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４は、燃料供給口２を構成する開口の外周寄りに、周方向に離間するように配置される。また水平面１３ｅ−１〜１３ｅ−４も、燃料供給口２を構成する開口の外周寄りに、周方向に離間するように配置されている。また突起１３ｇは、底部１３ｂｃの中央部に配置され、燃料供給口２を構成する開口の中央部に対向するように配置されている。

傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４は、燃料供給口２の外周側（内周面側）から燃料フィルタ１３内に流入する燃料に、中心軸線１３ｘを中心として旋回する旋回力を付与する。一方、突起１３ｇは、燃料供給口２の中央から燃料フィルタ１３内に流入する燃料に、旋回力を付与する。これにより燃料は、燃料フィルタ１３内において、旋回しながら中心軸線１３ｘに沿う方向（先端側に向かう方向）に流下する流れを形成する。

図８は、本発明に係る燃料フィルタ１３の網状部材１３ｃの近傍を流れる異物の状態を示す概念図である。

本実施例の燃料フィルタ１３では、燃料供給口２から流入する燃料に旋回力を付与し、燃料が網状部材１３ｃの内周面に沿って流れるように燃料流れを誘導する。このため、細長い形状の異物Ｃは、長手方向が燃料流れの方向に沿うように流れ、網状部材１３ｃの内周面に沿うようになる。この場合、網状部材１３ｃの網目１３ｃａに対向する異物Ｃの面積は網目１３ｃａに対して大きくなり、異物Ｃは網目を潜り抜けることができなくなる。従って、本実施例の燃料フィルタ１３は、異物の捕集効果の低下を防ぐことができる。このように、本実施例の燃料フィルタ１３は、燃料フィルタ１３内の燃料流れを改善することにより、燃料フィルタにおける異物の捕集効果を高めることができる。

また、本実施例の燃料フィルタ１３では、旋回流は網持部材１３ｃに付着した異物を洗浄し、低部１３ｂｃの中心部に集める。これにより、網状部材１３ｃの目詰まりを防止又は抑制することができる。

本実施例では、傾斜面は１３ｄ−１〜１３ｄ−４の４つが設けられ、誘導部材１３ｇｂは軸部１３ｇａの周囲に４つ形成されている。傾斜面及び誘導部材の個数は本実施例の構成に限定される訳ではなく、本実施例の個数より多数であってもよく、少数であってもよい。

次に、図９及び図１０を参照して、本実施例の燃料フィルタ１３の変更例について説明する。図９は、本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例の変更例を示す図であり、基端側（燃料入口側）から見た平面図（上面図）である。図１０は、本発明に係る燃料フィルタ１３の一実施例の変更例を示す図であり、中心軸線１３ｘに平行で且つ中心軸線１３ｘを含む断面を示す断面図（図９のＸ−Ｘ矢視断面図）である。上述した実施例と同様な構成には上述した実施例と同じ符号を付し、説明を省略する。

本変更例では、燃料フィルタ１３の傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４及び水平面１３ｅ−１〜１３ｅ−４をフィルタ本体と分離した別部材１３ｈに構成し、部材１３ｈとフィルタ本体とを組み合わせて上述した実施例の燃料フィルタ１３と同様の機能を有する燃料フィルタを構成する。すなわち、第１旋回燃料発生部は、濾過部Ｘ１及び支持部（円環部）Ｘ２を有するフィルタ本体とは、別部材である円環状の部材（環状部材又は円環部）に構成される。

本変更例では、環状部材（円環部）１３ｈの内周面側に、上述した実施例と同様な形状及び配置を有する傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４及び水平面１３ｅ−１〜１３ｅ−４を形成する。すなわち、環状部材１３ｈの上端面１３ｈａと下端面１３ｈｂとの間に、傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４及び水平面１３ｅ−１〜１３ｅ−４を形成する。そして、環状部材１３ｈをフィルタ本体に、両者の中心軸線が一致するように組み合わせる。この場合、環状部材１３ｈの上端面１３ｈａに形成される開口１３ｈｃが燃料供給口２を構成する。

上述した実施例と異なる点は、傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４及び水平面１３ｅ−１〜１３ｅ−４がフィルタ本体と別部材に構成されているという点であり、その他の構成は上述した実施例と同様である。従って、本変更例は上述した実施例と同様の作用効果を奏する。

さらに本変更例では、傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４がフィルタ本体と別部材に構成されることにより、芯金１３ａのフランジ部１３ａｂとの干渉を避けることができ、傾斜面１３ｄ−１〜１３ｄ−４の径方向外方に広げることができる。これにより、本変更例は燃料の旋回力を強めることができる。一方、上述した実施例の燃料フィルタ１３が２部材で構成されることになり、組み付けの工数の増加や燃料フィルタの長さ寸法が大きくなるといった点で上述した実施例に対する短所が生じる。なお、燃料配管に組み付ける前に環状部材１３ｈとフィルタ本体とを一体化することで、燃料配管に対する組み付けの作業性は改善することができる。

図１１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１１は、燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。

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。

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。

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。

なお、本発明は上記した実施例及び変更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。

１…燃料噴射弁、１ｘ…中心軸線、５…筒状体（ハウジング）、９…駆動部、１３…燃料フィルタ、１５ｂ…弁座、２５…固定鉄心、２７…可動子、２７ａ…可動鉄心、２７ｃ…弁体、１３ａ…芯金、１３ａａ…芯金１３ａの円筒部１３ａａ、１３ａｂ…芯金１３ａのフランジ部、１３ａｃ…芯金１３ａの上端部、１３ｂ…フレーム、１３ｂｂ…フレーム１３ｂの上端面、１３ｂｃ…フレーム１３ｂの底部、１３ｃ…網状部材、１３ｃａ…網状部材１３ｃの網目、１３ｄ−１〜１３ｄ−４…傾斜面、１３ｅ−１〜１３ｅ−４…水平面、１３ｇ…突起、１３ｇａ…突起１３ｇの軸部、１３ｇｂ…燃料流れを誘導する誘導部材、１３ｈ…環状部材、１３ｈａ…環状部材１３ｈの上端面、１３ｈｂ…環状部材１３ｈの下端面、１３ｈｃ…環状部材１３ｈの開口、１３ｘ…燃料フィルタ１３の中心軸線。

Claims (5)

1. 燃料供給口が構成される燃料供給部に燃料フィルタを備えた燃料噴射弁において、
   前記燃料フィルタは、前記燃料フィルタの周方向に沿い且つ中心軸線に沿って配置され、前記燃料フィルタの径方向内方から径方向外方に向かって流れる燃料に混入した異物を捕集する網状部材が設けられた濾過部を備え、
   前記濾過部の上流側に、前記濾過部の内周面に沿って旋回しながら流下する燃料を発生する第１旋回燃料発生部を有し、
   前記第１旋回燃料発生部は、前記中心軸線に沿う方向に対して傾斜した傾斜面により構成され、
   前記傾斜面に対して径方向内側に、前記中心軸線に沿う方向に延設された燃料通路が形成されると共に、前記燃料通路の底面から前記燃料供給口の側に向かって突出する突起が形成され、
   前記突起は、燃料を前記濾過部の内周面に沿う方向に誘導する誘導部材を有し、前記濾過部の内周面に沿って旋回しながら流下する燃料を発生する第２旋回燃料発生部を構成する燃料噴射弁。
2. 燃料が流入する燃料供給部に燃料フィルタを備えた燃料噴射弁において、
   前記燃料フィルタは、前記燃料フィルタの周方向に沿い且つ中心軸線に沿って配置され、前記燃料フィルタの径方向内方から径方向外方に向かって流れる燃料に混入した異物を捕集する網状部材が設けられた濾過部を備え、
   前記濾過部の上流側に、前記濾過部の内周面に沿って旋回しながら流下する燃料を発生する第１旋回燃料発生部を有し、
   前記第１旋回燃料発生部は、前記中心軸線に沿う方向に対して傾斜した傾斜面により構成され、
   前記傾斜面は、燃料供給口と対向して円環部の内周面側に周方向に沿うように形成されると共に、周方向における前記傾斜面の一端部から周方向に遠ざかるほど、前記燃料供給口から前記中心軸線に沿う方向に遠ざかるように傾斜し、
   前記傾斜面に対して径方向内側に、前記中心軸線に沿う方向に延設された燃料通路が形成されると共に、前記燃料通路の底面から前記燃料供給口の側に向かって突出する突起が形成され、
   前記突起は、燃料を前記濾過部の内周面に沿う方向に誘導する誘導部材を有し、前記濾過部の内周面に沿って旋回しながら流下する燃料を発生する第２旋回燃料発生部を構成する燃料噴射弁。
3. 請求項２に記載の燃料噴射弁において、
   前記突起は、上流側端部が、中心軸線に沿う方向において、前記傾斜面の下流側端部に達する位置まで延設されている燃料噴射弁。
4. 請求項３に記載の燃料噴射弁において、
   前記燃料フィルタを前記燃料供給部に圧入する圧入面を構成する芯金を有し、
   前記円環部は、前記芯金と、前記芯金の径方向内側に形成された樹脂により構成される燃料噴射弁。
5. 請求項３に記載の燃料噴射弁において、
   前記円環部は、前記濾過部が構成されるフィルタ本体とは別部材である環状部材により構成される燃料噴射弁。

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