燃料噴射弁
【課題】スワール付与室の熱変形を抑制することができる燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】ノズルプレート８の一端側側面にはスワール室４１と中央室４２が形成されている。中央室４２は弁座部材７の下流開口部４８の軸の同芯上にほぼ同径の内側面４２ａと底部４２ｂとを有する有底円形凹状に形成されている。ノズルプレート８を溶接により弁座部材７に固定する際に入熱をする側の部材の溶接箇所４９の厚さを、スワール付与室４６の高さよりも薄く形成した。
【解決手段】ノズルプレート８の一端側側面にはスワール室４１と中央室４２が形成されている。中央室４２は弁座部材７の下流開口部４８の軸の同芯上にほぼ同径の内側面４２ａと底部４２ｂとを有する有底円形凹状に形成されている。ノズルプレート８を溶接により弁座部材７に固定する際に入熱をする側の部材の溶接箇所４９の厚さを、スワール付与室４６の高さよりも薄く形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃料噴射に用いられる燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、スワール室と側孔が形成された通路プレートと、燃料噴射孔が形成されたインジェクタプレートとが重ねられた状態で、弁座部材に対して軸方向側に入熱されて溶接により固定されているものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３６５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術では、通路プレートとインジェクタプレートとを重ねて溶接しているため溶接箇所の厚さが厚くなり入熱が大きくなる。そのため、スワール室（スワール付与室）が熱変形するおそれがあった。
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、スワール付与室の熱変形を抑制することができる燃料噴射弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本願発明では、ノズルプレートを溶接により弁座部材に固定する際に入熱をする側の部材の溶接箇所の厚さを、スワール付与室の高さよりも薄く形成した。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、スワール付与室の熱変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の燃料噴射弁の軸方向断面図である。
【図２】実施例１の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。
【図３】実施例１のノズルプレートを軸方向他端側から見た平面図である。
【図４】比較例の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。
【図５】比較例のノズルプレートを軸方向他端側から見た平面図である。
【図６】実施例２の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。
【図７】実施例２の弁座部材の外観を示す図である。
【図８】実施例３の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。
【図９】実施例３の弁座部材の外観を示す図である。
【図１０】他の実施例のノズルプレートを軸方向他端側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
実施例１の燃料噴射弁1について説明する。
［燃料噴射弁の構成］
図１は燃料噴射弁1の軸方向断面図である。この燃料噴射弁1は、自動車用エンジン等に用いられるものである。
燃料噴射弁1は、磁性筒体2と、磁性筒体2内に収容されるコア筒体3と、軸方向に摺動可能な弁体4と、弁体4と一体に形成された弁軸5と、閉弁時に弁体4により閉鎖される弁座6を有する弁座部材7と、開弁時に燃料が噴射される噴射孔を有するノズルプレート8と、通電時に弁体4を開弁方向に摺動させる電磁コイル9と、磁束線を誘導するヨーク10とを有している。
【０００９】
磁性筒体2は、例えば電磁ステンレス鋼等の磁性金属材料により形成された金属パイプ等からなり、深絞り等のプレス加工、研削加工等の手段を用いることにより、図１に示すように段付き筒状をなして一体に形成されている。磁性筒体2は、一端側に形成された大径部11と、大径部11よりも小径であって他端側に形成された小径部12とを有している。
小径部12には、一部を薄肉化した薄肉部13が形成されている。小径部12は、薄肉部13より一端側にコア筒体3を収容するコア筒体収容部14と、薄肉部13より他端側に弁部材15（弁体4、弁軸5、弁座部材7）を収容する弁部材収容部16とに分けられている。薄肉部13は、後述するコア筒体3と弁軸5が磁性筒体2に収容された状態で、コア筒体3と弁軸5との間の隙間部分を取り囲むように形成されている。薄肉部13は、コア筒体収容部14と弁部材収容部16との間の磁気抵抗を増大させ、コア筒体収容部14と弁部材収容部16間を磁気的に遮断している。
【００１０】
大径部11の内径は弁部材15に燃料を送る燃料通路17を構成しており、大径部11の一端部には燃料を濾過する燃料フィルタ18が設けられている。燃料通路17にはポンプ47が接続されている。このポンプ47は、ポンプ制御装置54により制御されている。
コア筒体3は中空部19を有する円筒形に形成されており、磁性筒体2のコア筒体収容部14に圧入されている。中空部19には、圧入等の手段により固定されたばね受20が収容されている。このばね受20の中心には軸方向に貫通した燃料通路43が形成されている。
弁体4の外形は略球体状に形成されており、周上に燃料噴射弁1の軸方向に対して並行に削られた燃料通路面21を有している。弁軸5は大径部22と、外形が大径部22より小径に形成された小径部23とを有している。
【００１１】
小径部23の先端には弁体4が溶接により一体に固定されている。なお図中の黒半円や黒三角は溶接箇所を示している。大径部22の端部にはばね挿入孔24が穿設されている。このばね挿入孔24の底部は、ばね挿入孔24よりも小径に形成されたばね座り部25が形成されるとともに、段部のばね受部26が形成されている。小径部23の端部には燃料通路孔27が形成されている。この燃料通路孔27はばね挿入孔24と連通している。小径部23の外周と燃料通路孔27とは貫通した燃料流出孔28が形成されている。
弁座部材7は、略円錐状の弁座6と、弁座6より一端側に弁体4の径とほぼ同型に形成された弁体保持孔30と、弁体保持孔30から一端開口側に向かうにつれて大径に形成された上流開口部31と、弁座6の他端側に開口する下流開口部48とが形成されている。
【００１２】
弁軸5および弁体4は、磁性筒体2に軸方向摺動可能に収装されている。弁軸5のばね受部26とばね受20との間にコイルバネ29が設けられ、弁軸5および弁体4を他端側に付勢している。弁座部材7は磁性筒体2に挿入され、溶接により磁性筒体2に固定されている。弁座6は、角度45°で弁体保持孔30から下流開口部48へ向かって径が小さくなるように形成され、閉弁時には弁体4が弁座6に座るようになっている。
磁性筒体2のコア筒体3の外周には電磁コイル9が挿嵌されている。すなわち、電磁コイル9はコア筒体3の外周に配置されることとなる。電磁コイル9は、樹脂材料により形成されたボビン32と、このボビン32に巻回されたコイル33とから構成されている。コイル33は、コネクタピン34を介して電磁コイル制御装置55に接続されている。
電磁コイル制御装置55は、クランク角を検出するクランク角センサからの情報に基づいて計算した燃焼室側に燃料を噴射するタイミングに応じて、電磁コイル9のコイル33に通電して燃料噴射弁1を開弁させる。
【００１３】
ヨーク10は中空の貫通孔を有し、一端開口側に形成された大径部35と、大径部35より小径に形成された中径部36と、中径部36より小径に形成され他端開口側に形成された小径部37から構成されている。小径部37は、弁部材収容部16の外周に嵌合されている。中径部36の内周には電磁コイル9が収装されている。大径部35の内周には連結コア38が配置されている。
連結コア38は磁性金属材料等により略Ｃ字状に形成されている。ヨーク10は、小径部37および連結コア38を介して大径部35において磁性筒体2と接続しており、すなわち電磁コイル9の両端部で磁性筒体2と磁気的に接続されていることとなる。ヨーク10の他端側先端には、燃料噴射弁1をエンジンの吸気ポートと接続するためのOリング40を保持し、かつ磁性筒体先端を保護するためのプロテクタ52が取り付けられている。
【００１４】
コネクタピン34を介して電磁コイル9に給電されると磁界が発生し、この磁界の磁力によって、弁体4および弁軸5をコイルばね29の付勢力に抗して開弁させる。
燃料噴射弁1の図１に示すように、大部分が樹脂カバー53により被覆されている。樹脂カバー53に被覆されている部分は、磁性筒体2の大径部11の一端部を除いた部分から小径部12の電磁コイル9設置位置まで、電磁コイル9とヨーク10の中径部36との間、連結コア38の外周と大径部35との間、大径部35の外周、中径部36の外周、およびコネクタピン34の外周である。コネクタピン34の先端部分は樹脂カバー53が開口して形成されており、コントロールユニットのコネクタが差し込まれるようになっている。
磁性筒体2の一端部外周にはOリング39が、ヨーク10の小径部37の外周にはOリング40が設けられている。
弁座部材7の他端側にはノズルプレート8が溶接されている。このノズルプレート8には、燃料にスワール（旋回流）を与える複数のスワール室41と、各スワール室41に燃料を分配する中央室42と、スワール室41においてスワールが与えられた燃料が噴射される噴射孔44が形成されている。
【００１５】
［ノズルプレートの構成］
図２は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。図３はノズルプレート8を軸方向他端側（下流側）から見た平面図である。なお図２のノズルプレート8の断面は、図３の直線A-Aの位置で切断した断面である。また図３にはノズルプレート8の軸方向一端側に形成したスワール室41、中央室42を点線で示している。また図３のハッチング部分は溶接箇所を示し、その面積はS1である。ノズルプレート8の構成について、図２、図３を用いて説明する。
【００１６】
ノズルプレート8の一端側側面にはスワール室41と中央室42が形成されている。中央室42は弁座部材7の下流開口部48の軸の同芯上にほぼ同径の内側面42aと底部42bとを有する有底円形凹状に形成されている。
スワール室41は４つ形成されており、それぞれ連通路45とスワール付与室46とから構成されている。連通路45は中央室42の径方向に延びて形成されている。連通路45の先にはスワール付与室46が形成され、連通路45はスワール付与室46の接線方向に接続している。スワール付与室46は内側面46aと底部46bとを有する有底円形凹状に形成されているおり、底部46bにはスワール付与室46と同芯上に円筒形の貫通孔である噴射孔44が形成されている。
ノズルプレート8の他端側には、円盤の縁を全周に渡って切り欠いて溶接部49が形成されている。この溶接部49の厚さは後述するスワール付与室46の高さよりも薄く形成している。また、溶接部49の厚さ（図２のB）は、スワール付与室46の径方向外側方向の最も薄い部分の厚さ（図２のC）よりも厚く形成されている。
ノズルプレート8を弁座部材7に対して固定するときには溶接部49から弁座部材7に向かって軸方向（図２の矢印X1方向）に入熱し、全周に渡って溶接を行う。
【００１７】
［作用］
（閉弁時の燃料の流れ）
電磁コイル9のコイル33に通電されていないときには、弁体4が弁座6に座るようにコイルバネ29により弁軸5を他端側に付勢している。そのため弁体4と弁座6との間が閉鎖され、ノズルプレート8側には燃料は供給されないようになっている。
（開弁時の燃料の流れ）
電磁コイル9のコイル33に通電されているときには、コイルバネ29の付勢力に抗して電磁力により弁軸5が一端側に引き上げられる。そのため、弁体4と弁座6との間が解放され、燃料がノズルプレート8側に供給される。
ノズルプレート8に供給された燃料はまず中央室42に入り、中央室42の底部42bと衝突することで軸方向の流れから径方向の流れに変換されて各連通路45に流れ込む。連通路45はスワール付与室46の接線方向に接続しているため、連通路45を通過した燃料はスワール付与室46の内側面46aに沿って旋回する。スワール付与室46において燃料に旋回力（スワール力）が付与されて、旋回力を持った燃料は噴射孔44の側壁部分に沿うように旋回しながら噴射される。そのため、噴射孔44から噴射された直後の燃料噴霧は、噴射孔44の開口部のエッジ部分によって薄い液膜状態で円錐状に広がる。その後、液膜状態の燃料が分離して微粒化した液滴となる。これにより燃料の気化を促進することができ、特に低温始動時の窒素酸化物等の発生を低減することができる。
【００１８】
（スワール付与室の熱変形抑制）
図４、図５はノズルプレート8の厚さを一定に形成したときの溶接面積を示す図である。図４は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。図５はノズルプレート8を軸方向他端側（下流側）から見た平面図である。図５にはノズルプレート8の軸方向一端側に形成したスワール室41、中央室42を点線で示している。また図５のハッチング部分は溶接箇所であり、その面積S2(S2>S1)である。
実施例１のノズルプレート8には、スワール付与室46と噴射孔44とが軸方向に並べて配置されているため、図４に示すようにノズルプレート8の厚さを一定に形成したときにはノズルプレート8の厚さが厚くなる。そのため、ノズルプレート8を弁座部材7に溶接するときに入熱量が大きくなり、図５に示すように溶接面積S2が大きくなる。そのため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達して変形するおそれがあった。
上記の問題を考慮し、噴射孔44を別のプレートに形成することで各プレートの厚さを薄くすることが考えられる。しかしプレートを重ねて溶接する必要があるため、入熱量は大きくなり溶接面積が大きくなる。そのためスワール付与室46への熱伝達を抑制することはできなかった。
【００１９】
またスワール付与室46の高さを低くすることも考えられる。しかしながら、燃料噴射量を確保する必要があるため、スワール付与室46の体積を確保する必要がある。そのためスワール付与室46の高さを低くした分、スワール付与室46の面積を大きくする必要がある。ノズルプレート8の面積自体は他の部材との関係で決まってしまっており、すなわちスワール付与室46の面積を大きくすることは、スワール付与室46が溶接箇所に近づくこととなるため、スワール付与室46への熱伝達を増大させることとなってしまう。
前述のように、噴射孔44から噴射された直後の燃料噴霧は噴射孔44の開口部のエッジ部分によって薄い液膜状態で円錐状に広がる。そのため、噴射孔44の高さ自体はさほど必要ではない。つまり、ノズルプレート8の高さは、噴射孔44の高さよりもスワール付与室46の高さに影響される。
そこで実施例１の燃料噴射弁1では、ノズルプレート8を溶接により固定する際に入熱をする側の部材であるノズルプレート8の溶接部49の厚さ（図２のa）を、スワール付与室46の高さ（図２のb）よりも薄く形成した。
これにより、ノズルプレート8の溶接部49の厚さを薄くすることができるため、入熱量を小さくすることが可能となり、溶接面積を小さくすることができる。したがって、スワール付与室46への熱伝達を抑制し、スワール付与室46の変形を抑制することができる。
【００２０】
（ノズルプレートの強度確保）
実施例１の燃料噴射弁1では、弁座部材7の下流開口部48から流入した燃料はノズルプレート8の中央室42の底部42bに衝突することとなる。そのため、ノズルプレート8には軸方向他端側（図２の矢印X2方向）に力が作用することとなる。この力に対してノズルプレート8を支持しているのは、溶接部49の溶接箇所であってその周辺には曲げ応力（図２のF1）が働くこととなる。またノズルプレート8に軸方向（図２の矢印X2方向）の力が作用する部分で最も薄い部分は、スワール付与室46の径方向外側方向の最も薄い部分（図２のC部分）であって、ここには剪断力（図２のF2）が働くこととなる。
実施例１の燃料噴射弁１では、溶接部49の厚さを、スワール付与室46の径方向外側の壁の最も薄い部分（図２のC部分）のよりも厚く形成し、ノズルプレート8から弁座部材7側に軸方向に熱を入力して溶接を行うようにした。
ノズルプレート8は均一な材料により形成されている。この場合、一般的には曲げ応力よりも剪断力に対しての方が材料の破断強度は高い。溶接部49の厚さを、スワール付与室46の径方向外側の壁の最も薄い部分のよりも厚く形成することにより、弁座部材7に対するノズルプレート8の支持強度を確保することができる。
また入熱方向をノズルプレート8と弁座部材7との境に向けて径方向とすることもできるが、溶接時にノズルプレート8と弁座部材7とを離す向き(図４の矢印X3方向)に力が作用する。実施例１の燃料噴射弁1では、ノズルプレート8から弁座部材7側に軸方向に熱を入力して溶接を行うようにしたため、溶接時にノズルプレート8と弁座部材7とを離す向きに力が作用しにくく、ノズルプレート8と弁座部材7との間の液密性を確保することができる。
【００２１】
［効果］
実施例１の燃料噴射弁1の効果について以下に列記する。
（１）摺動可能に設けられた弁体4と、閉弁時に弁体4が座る弁座6が形成されるとともに、下流側に下流開口部48を有する弁座部材7と、弁座部材7に溶接により固定されるノズルプレート8とを備え、ノズルプレート8は、弁座部材7の下流開口部48と連通し、円筒状の内側面42aを有する中央室42と、中央室42よりも下流側に形成され、円筒状の内側面46aを有し、内部で燃料を旋回させて旋回力を付与するスワール付与室46と、スワール付与室46の底部46bに円筒状に形成され外部に貫通する噴射孔44と、スワール付与室46の接線方向に向かってスワール付与室46と接続するとともに、スワール付与室46と中央室42とを連通する連通路45とを有する燃料噴射弁において、ノズルプレート8を溶接により固定する際に入熱をする側の部材の溶接部49の厚さを、スワール付与室46の高さよりも薄く形成した。
よって、ノズルプレート8の溶接部49の厚さを薄くすることができるため、入熱量を小さくすることができ、溶接面積を小さくすることができる。したがって、スワール付与室46への熱伝達を抑制し、スワール付与室46の変形を抑制することができる。
【００２２】
（２）入熱をする側の部材はノズルプレート8であって、円盤状部材の縁を全周に渡って切り欠いて溶接部49を形成し、溶接部49の厚さをスワール付与室46の径方向外側の壁の最も薄い部分よりも厚く形成し、ノズルプレート8から弁座部材7側に軸方向に熱を入力して溶接を行うようにした。
よって、弁座部材7に対するノズルプレート8の支持強度を確保することができる。また、溶接時にノズルプレート8と弁座部材7とを離す向きに力が作用しにくく、ノズルプレート8と弁座部材7との間の液密性を確保することができる。
【００２３】
〔実施例２〕
実施例２の燃料噴射弁1について説明する。実施例１の燃料噴射弁1ではノズルプレート8に溶接部49を形成して溶接時にはノズルプレート8側から入熱を行ったが、実施例2の燃料噴射弁1では弁座部材7に溶接部50を形成して溶接時には弁座部材7から入熱を行うようにした。以下の説明において実施例１の燃料噴射弁1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２４】
［弁座部材の構成］
図６は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。図７はノズルプレート8を弁座部材7に溶接した後の弁座部材7の外観を示す図である。図７のハッチング部分は溶接箇所を示す。弁座部材7の構成について、図６、図７を用いて説明する。
図６に示すように、弁座部材7の他端部には軸方向に延設された溶接部50が形成されている。この溶接部50の厚さaはスワール付与室46の高さbよりも薄く形成されている。溶接部50の内周側には略円筒形の中空部50aが形成されている。この中空部50a内にノズルプレート8が収容されている。ノズルプレート8は、実施例１と異なり軸方向の厚さは均一に形成されている。
ノズルプレート8を弁座部材7に対して固定するときには、弁座部材7の溶接部50からノズルプレート8に向かって径方向に入熱し、図７に示すように全周に渡って溶接を行っている。
【００２５】
［作用］
（スワール付与室の熱変形抑制）
実施例１において図４、図５を用いて説明したように、スワール付与室46と噴射孔44とが軸方向に並んでいるため、ノズルプレート8の軸方向厚さが厚くなる。そのため、軸方向に入熱して溶接すると、入熱量が大きくなり溶接面積が大きくなり、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達して変形するおそれがあった。
そこで実施例２の燃料噴射弁1では、図６に示すようにノズルプレート8を溶接により固定する際に入熱をする側の部材である弁座部材7の溶接部50の厚さaを、スワール付与室46の高さbよりも薄く形成した。
これにより、ノズルプレート8の溶接部50の厚さaを薄くすることができるため、入熱量を小さくすることが可能となり、溶接面積を小さくすることができる。したがって、スワール付与室46への熱伝達を抑制し、スワール付与室46の変形を抑制することができる。
【００２６】
また実施例２の燃料噴射弁1では、溶接部50を軸方向に延設し、溶接部50から径方向に入熱して溶接を行うようにした。
これにより溶接面積が最も大きい部分を、スワール付与室46から遠い径方向外側側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
また実施例２の燃料噴射弁1では、入熱をする側の部材を弁座部材7とし、溶接部50は内周側に略円筒形の中空部50aを有し、ノズルプレート8を中空部50aに収容し、溶接部50からノズルプレート8に径方向から熱を入力して溶接を行うようにした。
これにより溶接面積が最も大きい部分を、スワール付与室46から遠い弁座部材7の側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
【００２７】
［効果］
（３）溶接部50を軸方向に延設し、溶接部50から径方向に入熱して溶接を行うようにした。
よって、溶接面積が最も大きい部分を、スワール付与室46から遠い径方向外側側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
（４）入熱をする側の部材を弁座部材7とし、溶接部50は内周側に略円筒形の中空部50aを有し、ノズルプレート8を中空部50aに収容し、溶接部50からノズルプレート8に径方向から入熱して溶接を行うようにした。
よって、溶接面積が最も大きい部分を、スワール付与室46から遠い弁座部材7の側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
【００２８】
〔実施例３〕
実施例３の燃料噴射弁1について説明する。実施例２の燃料噴射弁1では弁座部材7に溶接部50を形成して溶接時には弁座部材7から入熱を行うようにしていたが、実施例３の燃料噴射弁1ではノズルプレート8に溶接部51を形成して溶接時にはノズルプレート8から入熱を行うようにした。以下の説明において実施例１、実施例２の燃料噴射弁1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
［ノズルの構成］
図８は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。図９はノズルプレート8を弁座部材7に溶接した後の弁座部材7の外観を示す図である。図９のハッチング部分は溶接箇所を示す。ノズルプレート8の構成について、図８、図９を用いて説明する。
図８に示すように、ノズルプレート8の一端側には軸方向に延設された溶接部51が形成されている。この溶接部51の厚さaはスワール付与室46の高さbよりも薄く形成されている。溶接部51の内周側には略円筒形の中空部51aが形成されている。弁座部材7の他端部の外周を切り欠いて小径部7aが形成されている。小径部7aの外径は、中空部51aの内径よりも若干小さく形成されており、この中空部51a内に小径部7aが収容されている。
ノズルプレート8を弁座部材7に対して固定するときには、ノズルプレート8の溶接部51から弁座部材7に向かって径方向に入熱し、図９に示すように全周に渡って溶接を行っている。
【００３０】
［作用］
（スワール付与室の熱変形抑制）
実施例１において図４、図５を用いて説明したように、スワール付与室46と噴射孔44とが軸方向に並んでいるため、ノズルプレート8の軸方向厚さが厚くなる。そのため、軸方向に入熱して溶接すると、入熱量が大きくなり溶接面積が大きくなり、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達して変形するおそれがあった。
そこで実施例３の燃料噴射弁1では、ノズルプレート8を溶接により固定する際に入熱をする側の部材であるノズルプレート8の溶接部51の厚さを、スワール付与室46の高さよりも薄く形成した。
これにより、ノズルプレート8の溶接部51の厚さを薄くすることができるため、入熱量を小さくすることが可能となり、溶接面積を小さくすることができる。したがって、スワール付与室46への熱伝達を抑制し、スワール付与室46の変形を抑制することができる。
【００３１】
また実施例３の燃料噴射弁1では、溶接部51を軸方向に延設し、溶接部51から径方向に入熱して溶接を行うようにした。
これにより溶接面積が最も大きい部分を、スワール付与室46から遠い径方向外側側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
また実施例３の燃料噴射弁1では、入熱をする側の部材をノズルプレート8とし、溶接部51は内周側に略円筒形の中空部51aを有し、弁座部材7の小径部7aを中空部51aに収容し、溶接部51から弁座部材7に径方向から熱を入力して溶接を行うようにした。
これにより溶接面積が最も大きい部分を、ノズルプレート8から延設した溶接部51の側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
【００３２】
［効果］
（５）入熱をする側の部材をノズルプレート8とし、溶接部51は内周側に略円筒形の中空部51aを有し、弁座部材7を中空部51aに収容し、溶接部51から弁座部材7に径方向から入熱して溶接を行うようにした。
よって、溶接面積が最も大きい部分を、ノズルプレート8から延設した溶接部51の側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
【００３３】
〔他の実施例〕
以上、本願発明を実施例１ないし実施例３に基づいて説明してきたが、発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
実施例１ないし実施例３の燃料噴射弁1では、スワール室41を４つ形成したが、スワール室41の個数は燃料噴射量の設計に応じて適時変えても良い。
また実施例１ないし実施例３の燃料噴射弁1では、スワール付与室46の内側面46aと同芯上に噴射孔44を形成したが、噴射孔44はスワール付与室46の底部であれば異なる位置に配置しても良い。
また実施例１ないし実施例３の燃料噴射弁1では、スワール付与室46は円形凹状に形成したが、外周形状は螺旋状やインボリュート曲線状などの形状でも良い。
また実施例１ないし実施例３の燃料噴射弁1では、ノズルプレート8に中央室42を設けていたが、中央室42を設けないようにしても良い。
図１０はノズルプレート8を軸方向他端側（下流側）から見た平面図である。図１０に示すように、中央室42を設けず、連通路45同士を直接連結するようにしても良い。
【符号の説明】
【００３４】
1 燃料噴射弁
4 弁体
6 弁座
7 弁座部材
8 ノズルプレート
41 スワール室
42 中央室
42a 内側面
42b 底部
46 スワール付与室
46a 内側面
46b 底部
48 下流開口部（開口部）
49 溶接部
50 溶接部
50a 中空部
51 溶接部
51a 中空部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃料噴射に用いられる燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、スワール室と側孔が形成された通路プレートと、燃料噴射孔が形成されたインジェクタプレートとが重ねられた状態で、弁座部材に対して軸方向側に入熱されて溶接により固定されているものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３６５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術では、通路プレートとインジェクタプレートとを重ねて溶接しているため溶接箇所の厚さが厚くなり入熱が大きくなる。そのため、スワール室（スワール付与室）が熱変形するおそれがあった。
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、スワール付与室の熱変形を抑制することができる燃料噴射弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本願発明では、ノズルプレートを溶接により弁座部材に固定する際に入熱をする側の部材の溶接箇所の厚さを、スワール付与室の高さよりも薄く形成した。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、スワール付与室の熱変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の燃料噴射弁の軸方向断面図である。
【図２】実施例１の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。
【図３】実施例１のノズルプレートを軸方向他端側から見た平面図である。
【図４】比較例の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。
【図５】比較例のノズルプレートを軸方向他端側から見た平面図である。
【図６】実施例２の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。
【図７】実施例２の弁座部材の外観を示す図である。
【図８】実施例３の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。
【図９】実施例３の弁座部材の外観を示す図である。
【図１０】他の実施例のノズルプレートを軸方向他端側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
実施例１の燃料噴射弁1について説明する。
［燃料噴射弁の構成］
図１は燃料噴射弁1の軸方向断面図である。この燃料噴射弁1は、自動車用エンジン等に用いられるものである。
燃料噴射弁1は、磁性筒体2と、磁性筒体2内に収容されるコア筒体3と、軸方向に摺動可能な弁体4と、弁体4と一体に形成された弁軸5と、閉弁時に弁体4により閉鎖される弁座6を有する弁座部材7と、開弁時に燃料が噴射される噴射孔を有するノズルプレート8と、通電時に弁体4を開弁方向に摺動させる電磁コイル9と、磁束線を誘導するヨーク10とを有している。
【０００９】
磁性筒体2は、例えば電磁ステンレス鋼等の磁性金属材料により形成された金属パイプ等からなり、深絞り等のプレス加工、研削加工等の手段を用いることにより、図１に示すように段付き筒状をなして一体に形成されている。磁性筒体2は、一端側に形成された大径部11と、大径部11よりも小径であって他端側に形成された小径部12とを有している。
小径部12には、一部を薄肉化した薄肉部13が形成されている。小径部12は、薄肉部13より一端側にコア筒体3を収容するコア筒体収容部14と、薄肉部13より他端側に弁部材15（弁体4、弁軸5、弁座部材7）を収容する弁部材収容部16とに分けられている。薄肉部13は、後述するコア筒体3と弁軸5が磁性筒体2に収容された状態で、コア筒体3と弁軸5との間の隙間部分を取り囲むように形成されている。薄肉部13は、コア筒体収容部14と弁部材収容部16との間の磁気抵抗を増大させ、コア筒体収容部14と弁部材収容部16間を磁気的に遮断している。
【００１０】
大径部11の内径は弁部材15に燃料を送る燃料通路17を構成しており、大径部11の一端部には燃料を濾過する燃料フィルタ18が設けられている。燃料通路17にはポンプ47が接続されている。このポンプ47は、ポンプ制御装置54により制御されている。
コア筒体3は中空部19を有する円筒形に形成されており、磁性筒体2のコア筒体収容部14に圧入されている。中空部19には、圧入等の手段により固定されたばね受20が収容されている。このばね受20の中心には軸方向に貫通した燃料通路43が形成されている。
弁体4の外形は略球体状に形成されており、周上に燃料噴射弁1の軸方向に対して並行に削られた燃料通路面21を有している。弁軸5は大径部22と、外形が大径部22より小径に形成された小径部23とを有している。
【００１１】
小径部23の先端には弁体4が溶接により一体に固定されている。なお図中の黒半円や黒三角は溶接箇所を示している。大径部22の端部にはばね挿入孔24が穿設されている。このばね挿入孔24の底部は、ばね挿入孔24よりも小径に形成されたばね座り部25が形成されるとともに、段部のばね受部26が形成されている。小径部23の端部には燃料通路孔27が形成されている。この燃料通路孔27はばね挿入孔24と連通している。小径部23の外周と燃料通路孔27とは貫通した燃料流出孔28が形成されている。
弁座部材7は、略円錐状の弁座6と、弁座6より一端側に弁体4の径とほぼ同型に形成された弁体保持孔30と、弁体保持孔30から一端開口側に向かうにつれて大径に形成された上流開口部31と、弁座6の他端側に開口する下流開口部48とが形成されている。
【００１２】
弁軸5および弁体4は、磁性筒体2に軸方向摺動可能に収装されている。弁軸5のばね受部26とばね受20との間にコイルバネ29が設けられ、弁軸5および弁体4を他端側に付勢している。弁座部材7は磁性筒体2に挿入され、溶接により磁性筒体2に固定されている。弁座6は、角度45°で弁体保持孔30から下流開口部48へ向かって径が小さくなるように形成され、閉弁時には弁体4が弁座6に座るようになっている。
磁性筒体2のコア筒体3の外周には電磁コイル9が挿嵌されている。すなわち、電磁コイル9はコア筒体3の外周に配置されることとなる。電磁コイル9は、樹脂材料により形成されたボビン32と、このボビン32に巻回されたコイル33とから構成されている。コイル33は、コネクタピン34を介して電磁コイル制御装置55に接続されている。
電磁コイル制御装置55は、クランク角を検出するクランク角センサからの情報に基づいて計算した燃焼室側に燃料を噴射するタイミングに応じて、電磁コイル9のコイル33に通電して燃料噴射弁1を開弁させる。
【００１３】
ヨーク10は中空の貫通孔を有し、一端開口側に形成された大径部35と、大径部35より小径に形成された中径部36と、中径部36より小径に形成され他端開口側に形成された小径部37から構成されている。小径部37は、弁部材収容部16の外周に嵌合されている。中径部36の内周には電磁コイル9が収装されている。大径部35の内周には連結コア38が配置されている。
連結コア38は磁性金属材料等により略Ｃ字状に形成されている。ヨーク10は、小径部37および連結コア38を介して大径部35において磁性筒体2と接続しており、すなわち電磁コイル9の両端部で磁性筒体2と磁気的に接続されていることとなる。ヨーク10の他端側先端には、燃料噴射弁1をエンジンの吸気ポートと接続するためのOリング40を保持し、かつ磁性筒体先端を保護するためのプロテクタ52が取り付けられている。
【００１４】
コネクタピン34を介して電磁コイル9に給電されると磁界が発生し、この磁界の磁力によって、弁体4および弁軸5をコイルばね29の付勢力に抗して開弁させる。
燃料噴射弁1の図１に示すように、大部分が樹脂カバー53により被覆されている。樹脂カバー53に被覆されている部分は、磁性筒体2の大径部11の一端部を除いた部分から小径部12の電磁コイル9設置位置まで、電磁コイル9とヨーク10の中径部36との間、連結コア38の外周と大径部35との間、大径部35の外周、中径部36の外周、およびコネクタピン34の外周である。コネクタピン34の先端部分は樹脂カバー53が開口して形成されており、コントロールユニットのコネクタが差し込まれるようになっている。
磁性筒体2の一端部外周にはOリング39が、ヨーク10の小径部37の外周にはOリング40が設けられている。
弁座部材7の他端側にはノズルプレート8が溶接されている。このノズルプレート8には、燃料にスワール（旋回流）を与える複数のスワール室41と、各スワール室41に燃料を分配する中央室42と、スワール室41においてスワールが与えられた燃料が噴射される噴射孔44が形成されている。
【００１５】
［ノズルプレートの構成］
図２は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。図３はノズルプレート8を軸方向他端側（下流側）から見た平面図である。なお図２のノズルプレート8の断面は、図３の直線A-Aの位置で切断した断面である。また図３にはノズルプレート8の軸方向一端側に形成したスワール室41、中央室42を点線で示している。また図３のハッチング部分は溶接箇所を示し、その面積はS1である。ノズルプレート8の構成について、図２、図３を用いて説明する。
【００１６】
ノズルプレート8の一端側側面にはスワール室41と中央室42が形成されている。中央室42は弁座部材7の下流開口部48の軸の同芯上にほぼ同径の内側面42aと底部42bとを有する有底円形凹状に形成されている。
スワール室41は４つ形成されており、それぞれ連通路45とスワール付与室46とから構成されている。連通路45は中央室42の径方向に延びて形成されている。連通路45の先にはスワール付与室46が形成され、連通路45はスワール付与室46の接線方向に接続している。スワール付与室46は内側面46aと底部46bとを有する有底円形凹状に形成されているおり、底部46bにはスワール付与室46と同芯上に円筒形の貫通孔である噴射孔44が形成されている。
ノズルプレート8の他端側には、円盤の縁を全周に渡って切り欠いて溶接部49が形成されている。この溶接部49の厚さは後述するスワール付与室46の高さよりも薄く形成している。また、溶接部49の厚さ（図２のB）は、スワール付与室46の径方向外側方向の最も薄い部分の厚さ（図２のC）よりも厚く形成されている。
ノズルプレート8を弁座部材7に対して固定するときには溶接部49から弁座部材7に向かって軸方向（図２の矢印X1方向）に入熱し、全周に渡って溶接を行う。
【００１７】
［作用］
（閉弁時の燃料の流れ）
電磁コイル9のコイル33に通電されていないときには、弁体4が弁座6に座るようにコイルバネ29により弁軸5を他端側に付勢している。そのため弁体4と弁座6との間が閉鎖され、ノズルプレート8側には燃料は供給されないようになっている。
（開弁時の燃料の流れ）
電磁コイル9のコイル33に通電されているときには、コイルバネ29の付勢力に抗して電磁力により弁軸5が一端側に引き上げられる。そのため、弁体4と弁座6との間が解放され、燃料がノズルプレート8側に供給される。
ノズルプレート8に供給された燃料はまず中央室42に入り、中央室42の底部42bと衝突することで軸方向の流れから径方向の流れに変換されて各連通路45に流れ込む。連通路45はスワール付与室46の接線方向に接続しているため、連通路45を通過した燃料はスワール付与室46の内側面46aに沿って旋回する。スワール付与室46において燃料に旋回力（スワール力）が付与されて、旋回力を持った燃料は噴射孔44の側壁部分に沿うように旋回しながら噴射される。そのため、噴射孔44から噴射された直後の燃料噴霧は、噴射孔44の開口部のエッジ部分によって薄い液膜状態で円錐状に広がる。その後、液膜状態の燃料が分離して微粒化した液滴となる。これにより燃料の気化を促進することができ、特に低温始動時の窒素酸化物等の発生を低減することができる。
【００１８】
（スワール付与室の熱変形抑制）
図４、図５はノズルプレート8の厚さを一定に形成したときの溶接面積を示す図である。図４は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。図５はノズルプレート8を軸方向他端側（下流側）から見た平面図である。図５にはノズルプレート8の軸方向一端側に形成したスワール室41、中央室42を点線で示している。また図５のハッチング部分は溶接箇所であり、その面積S2(S2>S1)である。
実施例１のノズルプレート8には、スワール付与室46と噴射孔44とが軸方向に並べて配置されているため、図４に示すようにノズルプレート8の厚さを一定に形成したときにはノズルプレート8の厚さが厚くなる。そのため、ノズルプレート8を弁座部材7に溶接するときに入熱量が大きくなり、図５に示すように溶接面積S2が大きくなる。そのため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達して変形するおそれがあった。
上記の問題を考慮し、噴射孔44を別のプレートに形成することで各プレートの厚さを薄くすることが考えられる。しかしプレートを重ねて溶接する必要があるため、入熱量は大きくなり溶接面積が大きくなる。そのためスワール付与室46への熱伝達を抑制することはできなかった。
【００１９】
またスワール付与室46の高さを低くすることも考えられる。しかしながら、燃料噴射量を確保する必要があるため、スワール付与室46の体積を確保する必要がある。そのためスワール付与室46の高さを低くした分、スワール付与室46の面積を大きくする必要がある。ノズルプレート8の面積自体は他の部材との関係で決まってしまっており、すなわちスワール付与室46の面積を大きくすることは、スワール付与室46が溶接箇所に近づくこととなるため、スワール付与室46への熱伝達を増大させることとなってしまう。
前述のように、噴射孔44から噴射された直後の燃料噴霧は噴射孔44の開口部のエッジ部分によって薄い液膜状態で円錐状に広がる。そのため、噴射孔44の高さ自体はさほど必要ではない。つまり、ノズルプレート8の高さは、噴射孔44の高さよりもスワール付与室46の高さに影響される。
そこで実施例１の燃料噴射弁1では、ノズルプレート8を溶接により固定する際に入熱をする側の部材であるノズルプレート8の溶接部49の厚さ（図２のa）を、スワール付与室46の高さ（図２のb）よりも薄く形成した。
これにより、ノズルプレート8の溶接部49の厚さを薄くすることができるため、入熱量を小さくすることが可能となり、溶接面積を小さくすることができる。したがって、スワール付与室46への熱伝達を抑制し、スワール付与室46の変形を抑制することができる。
【００２０】
（ノズルプレートの強度確保）
実施例１の燃料噴射弁1では、弁座部材7の下流開口部48から流入した燃料はノズルプレート8の中央室42の底部42bに衝突することとなる。そのため、ノズルプレート8には軸方向他端側（図２の矢印X2方向）に力が作用することとなる。この力に対してノズルプレート8を支持しているのは、溶接部49の溶接箇所であってその周辺には曲げ応力（図２のF1）が働くこととなる。またノズルプレート8に軸方向（図２の矢印X2方向）の力が作用する部分で最も薄い部分は、スワール付与室46の径方向外側方向の最も薄い部分（図２のC部分）であって、ここには剪断力（図２のF2）が働くこととなる。
実施例１の燃料噴射弁１では、溶接部49の厚さを、スワール付与室46の径方向外側の壁の最も薄い部分（図２のC部分）のよりも厚く形成し、ノズルプレート8から弁座部材7側に軸方向に熱を入力して溶接を行うようにした。
ノズルプレート8は均一な材料により形成されている。この場合、一般的には曲げ応力よりも剪断力に対しての方が材料の破断強度は高い。溶接部49の厚さを、スワール付与室46の径方向外側の壁の最も薄い部分のよりも厚く形成することにより、弁座部材7に対するノズルプレート8の支持強度を確保することができる。
また入熱方向をノズルプレート8と弁座部材7との境に向けて径方向とすることもできるが、溶接時にノズルプレート8と弁座部材7とを離す向き(図４の矢印X3方向)に力が作用する。実施例１の燃料噴射弁1では、ノズルプレート8から弁座部材7側に軸方向に熱を入力して溶接を行うようにしたため、溶接時にノズルプレート8と弁座部材7とを離す向きに力が作用しにくく、ノズルプレート8と弁座部材7との間の液密性を確保することができる。
【００２１】
［効果］
実施例１の燃料噴射弁1の効果について以下に列記する。
（１）摺動可能に設けられた弁体4と、閉弁時に弁体4が座る弁座6が形成されるとともに、下流側に下流開口部48を有する弁座部材7と、弁座部材7に溶接により固定されるノズルプレート8とを備え、ノズルプレート8は、弁座部材7の下流開口部48と連通し、円筒状の内側面42aを有する中央室42と、中央室42よりも下流側に形成され、円筒状の内側面46aを有し、内部で燃料を旋回させて旋回力を付与するスワール付与室46と、スワール付与室46の底部46bに円筒状に形成され外部に貫通する噴射孔44と、スワール付与室46の接線方向に向かってスワール付与室46と接続するとともに、スワール付与室46と中央室42とを連通する連通路45とを有する燃料噴射弁において、ノズルプレート8を溶接により固定する際に入熱をする側の部材の溶接部49の厚さを、スワール付与室46の高さよりも薄く形成した。
よって、ノズルプレート8の溶接部49の厚さを薄くすることができるため、入熱量を小さくすることができ、溶接面積を小さくすることができる。したがって、スワール付与室46への熱伝達を抑制し、スワール付与室46の変形を抑制することができる。
【００２２】
（２）入熱をする側の部材はノズルプレート8であって、円盤状部材の縁を全周に渡って切り欠いて溶接部49を形成し、溶接部49の厚さをスワール付与室46の径方向外側の壁の最も薄い部分よりも厚く形成し、ノズルプレート8から弁座部材7側に軸方向に熱を入力して溶接を行うようにした。
よって、弁座部材7に対するノズルプレート8の支持強度を確保することができる。また、溶接時にノズルプレート8と弁座部材7とを離す向きに力が作用しにくく、ノズルプレート8と弁座部材7との間の液密性を確保することができる。
【００２３】
〔実施例２〕
実施例２の燃料噴射弁1について説明する。実施例１の燃料噴射弁1ではノズルプレート8に溶接部49を形成して溶接時にはノズルプレート8側から入熱を行ったが、実施例2の燃料噴射弁1では弁座部材7に溶接部50を形成して溶接時には弁座部材7から入熱を行うようにした。以下の説明において実施例１の燃料噴射弁1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２４】
［弁座部材の構成］
図６は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。図７はノズルプレート8を弁座部材7に溶接した後の弁座部材7の外観を示す図である。図７のハッチング部分は溶接箇所を示す。弁座部材7の構成について、図６、図７を用いて説明する。
図６に示すように、弁座部材7の他端部には軸方向に延設された溶接部50が形成されている。この溶接部50の厚さaはスワール付与室46の高さbよりも薄く形成されている。溶接部50の内周側には略円筒形の中空部50aが形成されている。この中空部50a内にノズルプレート8が収容されている。ノズルプレート8は、実施例１と異なり軸方向の厚さは均一に形成されている。
ノズルプレート8を弁座部材7に対して固定するときには、弁座部材7の溶接部50からノズルプレート8に向かって径方向に入熱し、図７に示すように全周に渡って溶接を行っている。
【００２５】
［作用］
（スワール付与室の熱変形抑制）
実施例１において図４、図５を用いて説明したように、スワール付与室46と噴射孔44とが軸方向に並んでいるため、ノズルプレート8の軸方向厚さが厚くなる。そのため、軸方向に入熱して溶接すると、入熱量が大きくなり溶接面積が大きくなり、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達して変形するおそれがあった。
そこで実施例２の燃料噴射弁1では、図６に示すようにノズルプレート8を溶接により固定する際に入熱をする側の部材である弁座部材7の溶接部50の厚さaを、スワール付与室46の高さbよりも薄く形成した。
これにより、ノズルプレート8の溶接部50の厚さaを薄くすることができるため、入熱量を小さくすることが可能となり、溶接面積を小さくすることができる。したがって、スワール付与室46への熱伝達を抑制し、スワール付与室46の変形を抑制することができる。
【００２６】
また実施例２の燃料噴射弁1では、溶接部50を軸方向に延設し、溶接部50から径方向に入熱して溶接を行うようにした。
これにより溶接面積が最も大きい部分を、スワール付与室46から遠い径方向外側側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
また実施例２の燃料噴射弁1では、入熱をする側の部材を弁座部材7とし、溶接部50は内周側に略円筒形の中空部50aを有し、ノズルプレート8を中空部50aに収容し、溶接部50からノズルプレート8に径方向から熱を入力して溶接を行うようにした。
これにより溶接面積が最も大きい部分を、スワール付与室46から遠い弁座部材7の側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
【００２７】
［効果］
（３）溶接部50を軸方向に延設し、溶接部50から径方向に入熱して溶接を行うようにした。
よって、溶接面積が最も大きい部分を、スワール付与室46から遠い径方向外側側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
（４）入熱をする側の部材を弁座部材7とし、溶接部50は内周側に略円筒形の中空部50aを有し、ノズルプレート8を中空部50aに収容し、溶接部50からノズルプレート8に径方向から入熱して溶接を行うようにした。
よって、溶接面積が最も大きい部分を、スワール付与室46から遠い弁座部材7の側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
【００２８】
〔実施例３〕
実施例３の燃料噴射弁1について説明する。実施例２の燃料噴射弁1では弁座部材7に溶接部50を形成して溶接時には弁座部材7から入熱を行うようにしていたが、実施例３の燃料噴射弁1ではノズルプレート8に溶接部51を形成して溶接時にはノズルプレート8から入熱を行うようにした。以下の説明において実施例１、実施例２の燃料噴射弁1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
［ノズルの構成］
図８は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。図９はノズルプレート8を弁座部材7に溶接した後の弁座部材7の外観を示す図である。図９のハッチング部分は溶接箇所を示す。ノズルプレート8の構成について、図８、図９を用いて説明する。
図８に示すように、ノズルプレート8の一端側には軸方向に延設された溶接部51が形成されている。この溶接部51の厚さaはスワール付与室46の高さbよりも薄く形成されている。溶接部51の内周側には略円筒形の中空部51aが形成されている。弁座部材7の他端部の外周を切り欠いて小径部7aが形成されている。小径部7aの外径は、中空部51aの内径よりも若干小さく形成されており、この中空部51a内に小径部7aが収容されている。
ノズルプレート8を弁座部材7に対して固定するときには、ノズルプレート8の溶接部51から弁座部材7に向かって径方向に入熱し、図９に示すように全周に渡って溶接を行っている。
【００３０】
［作用］
（スワール付与室の熱変形抑制）
実施例１において図４、図５を用いて説明したように、スワール付与室46と噴射孔44とが軸方向に並んでいるため、ノズルプレート8の軸方向厚さが厚くなる。そのため、軸方向に入熱して溶接すると、入熱量が大きくなり溶接面積が大きくなり、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達して変形するおそれがあった。
そこで実施例３の燃料噴射弁1では、ノズルプレート8を溶接により固定する際に入熱をする側の部材であるノズルプレート8の溶接部51の厚さを、スワール付与室46の高さよりも薄く形成した。
これにより、ノズルプレート8の溶接部51の厚さを薄くすることができるため、入熱量を小さくすることが可能となり、溶接面積を小さくすることができる。したがって、スワール付与室46への熱伝達を抑制し、スワール付与室46の変形を抑制することができる。
【００３１】
また実施例３の燃料噴射弁1では、溶接部51を軸方向に延設し、溶接部51から径方向に入熱して溶接を行うようにした。
これにより溶接面積が最も大きい部分を、スワール付与室46から遠い径方向外側側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
また実施例３の燃料噴射弁1では、入熱をする側の部材をノズルプレート8とし、溶接部51は内周側に略円筒形の中空部51aを有し、弁座部材7の小径部7aを中空部51aに収容し、溶接部51から弁座部材7に径方向から熱を入力して溶接を行うようにした。
これにより溶接面積が最も大きい部分を、ノズルプレート8から延設した溶接部51の側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
【００３２】
［効果］
（５）入熱をする側の部材をノズルプレート8とし、溶接部51は内周側に略円筒形の中空部51aを有し、弁座部材7を中空部51aに収容し、溶接部51から弁座部材7に径方向から入熱して溶接を行うようにした。
よって、溶接面積が最も大きい部分を、ノズルプレート8から延設した溶接部51の側面とすることができるため、溶接時にスワール付与室46に熱が伝達することを抑制し、スワール付与室46の熱変形を抑制することができる。
【００３３】
〔他の実施例〕
以上、本願発明を実施例１ないし実施例３に基づいて説明してきたが、発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
実施例１ないし実施例３の燃料噴射弁1では、スワール室41を４つ形成したが、スワール室41の個数は燃料噴射量の設計に応じて適時変えても良い。
また実施例１ないし実施例３の燃料噴射弁1では、スワール付与室46の内側面46aと同芯上に噴射孔44を形成したが、噴射孔44はスワール付与室46の底部であれば異なる位置に配置しても良い。
また実施例１ないし実施例３の燃料噴射弁1では、スワール付与室46は円形凹状に形成したが、外周形状は螺旋状やインボリュート曲線状などの形状でも良い。
また実施例１ないし実施例３の燃料噴射弁1では、ノズルプレート8に中央室42を設けていたが、中央室42を設けないようにしても良い。
図１０はノズルプレート8を軸方向他端側（下流側）から見た平面図である。図１０に示すように、中央室42を設けず、連通路45同士を直接連結するようにしても良い。
【符号の説明】
【００３４】
1 燃料噴射弁
4 弁体
6 弁座
7 弁座部材
8 ノズルプレート
41 スワール室
42 中央室
42a 内側面
42b 底部
46 スワール付与室
46a 内側面
46b 底部
48 下流開口部（開口部）
49 溶接部
50 溶接部
50a 中空部
51 溶接部
51a 中空部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動可能に設けられた弁体と、
閉弁時に前記弁体が座る弁座が形成されるとともに、下流側に開口部を有する弁座部材と、
前記弁座部材に溶接により固定されるノズルプレートと、
を備え、
前記ノズルプレートは、
前記弁座部材よりも下流側に形成され、円筒状または螺旋状の内側面を有し、内部で燃料を旋回させて旋回力を付与するスワール付与室と、
前記スワール付与室の底部に円筒状に形成され外部に貫通する噴射孔と、
前記スワール付与室の接線方向に向かって前記スワール付与室と接続するとともに、前記ノズルプレート中心付近で交差する連通路と、
を有する燃料噴射弁において、
前記ノズルプレートを溶接により固定する際に入熱をする側の部材の溶接部の厚さを、前記スワール付与室の高さよりも薄く形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記入熱をする側の部材は前記ノズルプレートであって、円盤状部材の縁を全周に渡って切り欠いて前記溶接部を形成し、
前記溶接部の厚さを、前記スワール付与室の径方向外側の壁の最も薄い部分よりも厚く形成し、
前記ノズルプレートから前記弁座部材側に軸方向に入熱して溶接を行うことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記溶接部を軸方向に延設し、
前記溶接部から径方向に入熱して溶接を行うことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料噴射弁において、
前記入熱をする側の部材は前記弁座部材であって、前記溶接部は内周側に略円筒形の中空部を有し、
前記ノズルプレートを前記中空部に収容し、前記溶接部から前記ノズルプレートに径方向から入熱して溶接を行うことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項３に記載の燃料噴射弁において、
前記入熱をする側の部材は前記ノズルプレートであって、前記溶接部は内周側に略円筒形の中空部を有し、
前記弁座部材の端部が前記中空部に収容されて、前記溶接部から前記ノズルプレートに径方向から入熱して溶接を行うことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１】
摺動可能に設けられた弁体と、
閉弁時に前記弁体が座る弁座が形成されるとともに、下流側に開口部を有する弁座部材と、
前記弁座部材に溶接により固定されるノズルプレートと、
を備え、
前記ノズルプレートは、
前記弁座部材よりも下流側に形成され、円筒状または螺旋状の内側面を有し、内部で燃料を旋回させて旋回力を付与するスワール付与室と、
前記スワール付与室の底部に円筒状に形成され外部に貫通する噴射孔と、
前記スワール付与室の接線方向に向かって前記スワール付与室と接続するとともに、前記ノズルプレート中心付近で交差する連通路と、
を有する燃料噴射弁において、
前記ノズルプレートを溶接により固定する際に入熱をする側の部材の溶接部の厚さを、前記スワール付与室の高さよりも薄く形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記入熱をする側の部材は前記ノズルプレートであって、円盤状部材の縁を全周に渡って切り欠いて前記溶接部を形成し、
前記溶接部の厚さを、前記スワール付与室の径方向外側の壁の最も薄い部分よりも厚く形成し、
前記ノズルプレートから前記弁座部材側に軸方向に入熱して溶接を行うことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記溶接部を軸方向に延設し、
前記溶接部から径方向に入熱して溶接を行うことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料噴射弁において、
前記入熱をする側の部材は前記弁座部材であって、前記溶接部は内周側に略円筒形の中空部を有し、
前記ノズルプレートを前記中空部に収容し、前記溶接部から前記ノズルプレートに径方向から入熱して溶接を行うことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項３に記載の燃料噴射弁において、
前記入熱をする側の部材は前記ノズルプレートであって、前記溶接部は内周側に略円筒形の中空部を有し、
前記弁座部材の端部が前記中空部に収容されて、前記溶接部から前記ノズルプレートに径方向から入熱して溶接を行うことを特徴とする燃料噴射弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２１１５４１（Ｐ２０１２−２１１５４１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７７３２４（Ｐ２０１１−７７３２４）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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