(57)【要約】【課題】燃料噴射弁において、過度に製造コストを高くすることなく、噴射された燃料噴霧の微粒化の促進を図れる構造を実現することである。【解決手段】燃料噴射弁２０は、ノズルボディ２４内部の燃料室２８に供給された燃料を噴射させる噴孔３４を備える。噴孔３４は、上流側噴孔３２と、上流側噴孔３２の下流側に連結され、かつ、上流側噴孔３２から移行する際の流路を急拡大させることにより、噴孔３４の内部を流れる燃料にキャビテーション気泡を発生させる空隙部３６とを含む。空隙部３６は、内部を流れる燃料噴流の方向の逆方向に対し傾斜する方向に設けられた窪み部５０を有する。【選択図】図１
2010223037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルボディ内部の燃料室に供給された燃料が噴孔を通って噴孔出口から噴射される燃料噴射弁であって、
噴孔は、
燃料室に供給された燃料が流入する上流側噴孔と、
上流側噴孔の下流側に連結され、かつ、上流側噴孔から移行する際の流路を急拡大させることにより、噴孔の内部を流れる燃料にキャビテーション気泡を発生させる空隙部と、を備え、
空隙部は、内部を流れる燃料噴流の方向の逆方向に対し傾斜する方向に設けられた窪み部を含む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、
窪み部は、噴孔出口側から上流側噴孔に向かうにしたがって、上流側噴孔を構成する窪み部側壁面を含む仮想平面から離れる方向に傾斜した傾斜壁面を有することを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁であって、
空隙部は、噴孔出口の外側から空隙部の奥端側を見た場合に、空隙部の奥端面の全部を直線的に見通すことが可能な形状であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の燃料噴射弁であって、
上流側噴孔の窪み部側壁面を含む仮想平面上、または、上流側噴孔出口の窪み部側端縁を軸として仮想平面を７．５度窪み部側に傾斜させた場合に得られる第２仮想平面上、または、仮想平面と第２仮想平面との間に形成される空間内に、噴孔出口の窪み部側端縁を位置させていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の燃料噴射弁であって、
窪み部は、噴孔出口側から上流側噴孔に向かうにしたがって、上流側噴孔を構成する窪み部側壁面を含む仮想平面から離れる方向に傾斜した傾斜壁面を有し、
傾斜壁面の下流側端縁は、噴孔出口から噴孔奥側に外れた部分に設けられていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１に記載の燃料噴射弁であって、
窪み部は、空隙部内を流れる燃料噴流に関して両側に一対設けられていることを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルボディ内部の燃料室に供給された燃料が噴孔を通って噴孔出口から噴射される燃料噴射弁に関し、特に、噴射弁内部を流れる燃料にキャビテーション気泡を発生させる燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴霧の微粒化を促進させるために、噴射弁内部を流れる燃料にキャビテーション気泡を発生させる燃料噴射弁が提案されており、その従来例が下記特許文献１及び非特許文献１に開示されている。特許文献１の図１９等に記載された燃料噴射弁は、ノズルボディの先端部に円筒形状の中空部が形成されたプレートが取り付けられており、ニードル先端の突起部をプレートの中空部に通すことで形成される環状隙間により、キャビテーション気泡を保持するための気泡保持流路を形成している。また、突起部とノズルボディとの間に形成される環状隙間により、燃料にキャビテーション気泡を発生させるためのキャビテーション発生流路を形成している。燃料噴射弁は、キャビテーション発生流路からその下流側流路である、気泡保持流路に移行する際の流路断面積を急拡大させている。また、気泡保持流路を有するプレートに、複数の噴孔を形成したプレートを取り付け、複数のスリット状または円状の噴孔の上流側を気泡保持流路と連通させている。気泡保持流路の燃料液体とキャビテーション気泡とは混合されて噴孔へ導入され、気液混合状態の燃料が噴孔から噴射される。特許文献１の燃料噴射弁においては、噴射後の燃料噴流の全域においてキャビテーション崩壊による燃料噴霧の微粒化促進作用を効果的に得られ、噴射された燃料噴霧の微粒化をより促進させることができるとされている。
【０００３】
図１５は、非特許文献１に記載された従来の燃料噴射弁の１例の断面図である。燃料噴射弁１０は、上流側噴孔１２と下流側噴孔１４との間に空隙部１６を設けた噴孔１８を備える。上流側噴孔１２にて発生したキャビテーション気泡は、空隙部１６にて燃料流れの減衰及び圧力回復が起こることで崩壊する。さらに、噴孔１８内部に図示しない凸型のピンを設けることで、下流側噴孔１４においてもキャビテーション気泡が崩壊する。このキャビテーション気泡の崩壊によって噴孔１８内の燃料流れに乱れを与えることで、燃料噴霧の微粒化の促進を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７７１７４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】N.Tamaki他,"Atomization Enhancement of the Spray and Improvement of the Spray Characteristics by Cavitation and Pin Inserted in the Nozzle Hole",ICLASS 2003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ただし、上記の図１５に示した従来の燃料噴射弁１０の場合、単一の部材に空隙部１６を含む噴孔１８を一体に形成することが困難である。すなわち、空隙部１６の直径は、両側の上流側噴孔１２及び下流側噴孔１４の直径よりも大きいので、例えば、空隙部１６を設けるために、上流側噴孔１２及び空隙部１６と、下流側噴孔１４とを、それぞれ別の２個等の複数の部材に加工して、形成する必要がある。しかも、複数の部材に噴孔１２，１４や空隙部１６を加工した後に、電子ビーム溶接等により複数の部材同士を接合する必要が生じる。このため、加工コストが高くなる要因となる。また、複数の部材を接合する際に位置決め精度を高精度に確保する必要や、複数の部材の接合部でのピンホールの発生を防止する必要があり、製品の信頼性を高く確保するために、後工程で長時間を要する検査が必要になる。このため、燃料噴射弁１０の製造コストが過度に高くなる要因となる。
【０００７】
また、特許文献１に記載された燃料噴射弁の場合、流路断面積の大きい気泡保持流路の流れ方向の上流側と下流側との両側に流路断面積の小さいキャビテーション発生流路と噴孔とを連結するため、ノズルボディに２個のプレートを取り付けている。このため、空隙部に対応する気泡保持流路を形成するためのプレートの少なくとも片側にノズルボディ、別のプレート等の別部材を接合する必要がある。したがって、上記の非特許文献１に記載された構成の場合と同様に、燃料噴射弁の製造コストが高くなる可能性がある。
【０００８】
本発明は、燃料噴射弁において、過度に製造コストを高くすることなく、噴射された燃料噴霧の微粒化の促進を図れる構造を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る燃料噴射弁は、ノズルボディ内部の燃料室に供給された燃料が噴孔を通って噴孔出口から噴射される燃料噴射弁であって、噴孔は、燃料室に供給された燃料が流入する上流側噴孔と、上流側噴孔の下流側に連結され、かつ、上流側噴孔から移行する際の流路を急拡大させることにより、噴孔の内部を流れる燃料にキャビテーション気泡を発生させる空隙部と、を備え、空隙部は、内部を流れる燃料噴流の方向の逆方向に対し傾斜する方向に設けられた窪み部を含むことを特徴とする燃料噴射弁である。
なお、空隙部内部を流れる燃料噴流とは、空隙部内部を流れる、液相または気液混合相の燃料流体をいう（本明細書全体及び特許請求の範囲で同じ）。
【００１０】
本発明によれば、空隙部が、上流側噴孔から移行する際の流路を急拡大させることにより、上流側噴孔の出口から流出し、噴孔の内部を流れる燃料にキャビテーション気泡を発生させることができ、液相燃料とキャビテーション気泡とが混合された燃料流体が噴孔出口から噴射される。噴孔出口から噴射された燃料流体は、キャビテーション崩壊によって微粒化される。このため、燃料噴霧の微粒化を促進させることができる。しかも、空隙部は、内部を流れる燃料噴流の方向の逆方向に対し傾斜する方向に設けられた窪み部を含むため、噴孔出口の外側から空隙部を、放電加工や、レーザー加工等によって形成しやすくなる。このため、噴孔を構成する要素を複数の部材に形成して、その後に複数の部材を接合するという作業を行う必要がなくなり、加工コストを大幅に削減できるとともに、後工程での長時間を要する検査を必要とすることなく、信頼性の高い製品を得ることができる。
【００１１】
また、本発明に係る燃料噴射弁において、好ましくは、窪み部は、噴孔出口側から上流側噴孔に向かうにしたがって、上流側噴孔を構成する窪み部側壁面を含む仮想平面から離れる方向に傾斜した傾斜壁面を有する。
【００１２】
また、本発明に係る燃料噴射弁において、好ましくは、空隙部は、噴孔出口の外側から空隙部の奥端側を見た場合に、空隙部の奥端面の全部を直線的に見通すことが可能な形状である。
【００１３】
この構成によれば、より効果的に、噴孔出口の外側から空隙部を形成しやすくなる。
【００１４】
また、本発明に係る燃料噴射弁において、上流側噴孔の窪み部側壁面を含む仮想平面上、または、上流側噴孔出口の窪み部側端縁を軸として仮想平面を７．５度窪み部側に傾斜させた場合に得られる第２仮想平面上、または、仮想平面と第２仮想平面との間に形成される空間内に、噴孔出口の窪み部側端縁を位置させている。
【００１５】
この構成によれば、噴孔出口から噴出される燃料流体と、空隙部の窪み部側の下流側端縁との間に隙間が形成されることを、より有効に防止できる。このため、この隙間を通じて噴孔出口から空気が逆流して窪み部内の圧力が過度に上昇することを防止して、空隙部により噴孔内を流れる燃料流体にキャビテーション気泡を発生させることをより効果的に実現できる。
【００１６】
また、本発明に係る燃料噴射弁において、好ましくは、窪み部は、噴孔出口側から上流側噴孔に向かうにしたがって、上流側噴孔を構成する窪み部側壁面を含む仮想平面から離れる方向に傾斜した傾斜壁面を有し、傾斜壁面の下流側端縁は、噴孔出口から噴孔奥側に外れた部分に設けられている。
【００１７】
この構成によれば、噴孔出口から噴出される燃料流体と、空隙部の窪み部側の下流側端縁との間に隙間が形成されることを、より有効に防止できる。このため、この隙間を通じて噴孔出口から空気が逆流して窪み部内の圧力が過度に上昇することをより有効に防止できる。
【００１８】
また、本発明に係る燃料噴射弁において、好ましくは、窪み部は、空隙部内を流れる燃料噴流に関して両側に一対設けられている。
【００１９】
この構成によれば、噴孔内を流れる燃料流体にキャビテーション気泡を発生させることをより効果的に実現できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る燃料噴射弁によれば、過度に製造コストを高くすることなく、噴射された燃料噴霧の微粒化の促進を図れる構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の燃料噴射弁のノズルボディおよびニードルの先端部の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１を下側から上側に見た図である。
【図４】図１の下端部の拡大断面図である。
【図５】本発明に係る第２の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図２と同様の図である。
【図６】本発明に係る第３の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図２と同様の図である。
【図７】本発明に係る第４の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。
【図８】第４の実施の形態に対する比較例の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。
【図９】第４の実施の形態の別例の構成を示す、図４と同様の図である。
【図１０】本発明の第８の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。
【図１１】本発明の第９の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。
【図１２】本発明の第１０の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。
【図１３】本発明の第１１の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。
【図１４】本発明の第１２の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。
【図１５】従来の燃料噴射弁の１例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１の発明の実施の形態］
以下、本発明を実施するための形態を図面に従って説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の燃料噴射弁のノズルボディおよびニードルの先端部の概略構成を示す断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図１を下側から上側に見た図である。図４は、図１の下端部の拡大断面図である。本実施の形態に係る燃料噴射弁は、内開弁形式の燃料噴射弁であり、例えば内燃機関にて用いられるものである。
【００２３】
図１、図２に示すように、燃料噴射弁２０は、噴孔出口２２をスリット状に形成したスリット弁として使用されるもので、ノズルボディ２４と、ノズルボディ２４に形成された中空部に内挿した弁体であるニードル２６とを有する。ニードル２６は、ノズルボディ２４の内側に軸心方向（図１、図２の上下方向）に沿って移動可能に支持されている。ノズルボディ２４の内部である、ノズルボディ２４の内周面とニードル２６の外周面との間には燃料室２８を形成しており、図示しないニードル駆動機構によりニードル２６を駆動可能としている。
【００２４】
燃料室２８には、燃料ポンプ（図示せず）により圧送された燃料を供給可能としている。ニードル駆動機構は、例えば、ソレノイドやピエゾ素子等を用いた電磁アクチュエータにより構成する。ニードル２６は、図示しないばねによりノズルボディ２４の弁座であるシート部３０に付勢されている。例えばニードル駆動機構が駆動されていない場合には、ニードル２６は、ばねによりシート部３０に押し付けられる。このため、後述する上流側噴孔３２の上流側と燃料室２８との間が塞がれて閉弁状態となる。一方、ニードル駆動機構が駆動されると、ニードル２６がシート部３０から離れるため、後述する上流側噴孔３２の上流側が燃料室２８に通じて、開弁状態となり、燃料室２８に供給された燃料が、上流側噴孔３２を含む噴孔３４を通って、例えば、内燃機関の筒内に噴射される。
【００２５】
ノズルボディ２４の先端面である下端面は、略部分球面状となっている。また、ノズルボディ２４の先端部には、横断面形状が略長方形のスリット状である上流側噴孔３２を形成している。上流側噴孔３２の入口は、燃料室２８側に開口させることにより、燃料室２８に供給された燃料が流入するようにしている。また、図２に示すように、上流側噴孔３２の長手方向（図２の左右方向）の寸法は、入口側から出口側にかけて（燃料流れの上流側から下流側にかけて）徐々に増大させており、その縦断面形状を、末広がりの略扇形状としている。また、ノズルボディ２４の先端部に、上流側噴孔３２の下流側に連結した空隙部３６を形成している。上流側噴孔３２及び空隙部３６とにより、噴孔３４を構成している。
【００２６】
図１に示すように、空隙部３６は、上流側噴孔３２の下流側（図１の下側）に連結され、かつ、上流側噴孔３２から移行する際の流路を急拡大させることにより、噴孔３４の内部を流れる燃料にキャビテーション気泡を発生させる。図２、図４に詳しく示すように、空隙部３６は、平面状の傾斜壁面３８と、奥端面４０と、一対の平面状の側壁面４２（図２）と、軸心方向壁面４４とにより構成している。傾斜壁面３８は、噴孔出口２２側から上流側噴孔３２上流側に向かうにしたがって、上流側噴孔３２を構成する横方向片側（図４の右側）の壁面であり、窪み部側壁面である片側壁面４６を含む仮想平面Ｐ（図４）から離れる方向に傾斜している。奥端面４０は、傾斜壁面３８の奥端部に連続するように設けられ、断面円弧状に内側に向かって湾曲している。一対の側壁面４２は、傾斜壁面３８と奥端面４０との両側に連結されている。軸心方向壁面４４は、一対の側壁面４２に連結され、上流側噴孔３２を構成する他側壁面４８を含む平面上に位置する。図２に示すように、空隙部３６の長手方向（図２の左右方向）の寸法は、入口側から出口側にかけて徐々に増大させており、その縦断面形状を、上流側噴孔３２と同様に、末広がりの略扇形状としている。
【００２７】
また、図３に示すように、噴孔出口２２を外側から見た場合の形状は、略長方形の矩形状となっている。噴孔出口２２は、上流側噴孔３２から供給された燃料を噴射させる。このような燃料噴射弁２０は、入口及び噴孔出口２２の形状が矩形を湾曲させたような形状のスリット噴孔である噴孔３４を有する。
【００２８】
また、図１に示すように、空隙部３６は、噴孔出口２２の外側から空隙部３６の奥端側を見た場合に、空隙部３６の奥端面４０の全部を、図１の矢印α方向に直線的に見通すことが可能な形状としている。なお、図１、図４に示す例では、傾斜壁面３８と奥端面４０とのなす角度をほぼ直角としているが、この角度は、鈍角としてもよい。また、上流側噴孔３２の図１、図４の上下方向の軸心は、ノズルボディ２４の軸心と一致させているが、ノズルボディ２４の軸心に対して傾斜させてもよい。また、図示の例では、ノズルボディ２４の外側面（図１、図２の下側面）を部分球面状としているが、この外側面は平面状とすることもできる。また、空隙部３６のうち、傾斜壁面３８と奥端面４０と、一対の側壁面４２のうち、傾斜壁面３８及び奥端面４０の両端に連結された略三角形の部分とにより、空隙部３６の上流側噴孔３２から移行する際の流路を急拡大させた側の部分であり、噴孔３４の片側（図１、図４の右側）に窪んだ窪み部５０を構成している。窪み部５０は、空隙部３６の内部を流れる燃料噴流の方向（図１のβ方向）の逆方向、すなわち図１の下側から上側に向かう方向に対し傾斜する方向に設けられる。
【００２９】
上流側噴孔３２の軸心方向に対し、空隙部３６の奥端面４０と傾斜壁面３８とを傾斜させているので、空隙部３６の流路断面積は、上流側噴孔３２を流れる燃料流体の方向（図１、図４の矢印β方向）に関して上流側から下流側に向かうにしたがって徐々に大きくなった後、徐々に減少する。
【００３０】
さらに、図４に示すように、噴孔出口２２の幅（図４の左右方向寸法）と、上流側噴孔３２の幅（図４の左右方向寸法）とをほぼ同じとしている。すなわち、上流側噴孔３２の窪み部５０側（図４の右側）である片側壁面４６を含む仮想平面Ｐ上に噴孔出口２２の窪み部５０側端縁である、片側（図４の右側）端縁を位置させるとともに、上流側噴孔３２の窪み部５０と反対側（図４の左側）の他側壁面４８と、空隙部３６の軸心方向壁面４４とを同一の仮想平面上に位置させている。そして、上流側噴孔３２から空隙部３６内に流入し、空隙部３６内を、図４の矢印β方向に下流側に流れる、図４に斜格子で示す燃料噴流が、噴孔出口２２の窪み部５０側端縁を塞ぎながら（すなわち燃料と噴孔出口２２の窪み部５０側端縁との間に隙間が生じることを防止しつつ）噴射されるようにしている。また、空隙部３６の傾斜壁面３８の下流側端縁は、噴孔出口２２の端縁に一致させている。また、奥端面４０の上流側端縁を通り傾斜壁面３８と平行な仮想平面Ｑ上に、噴孔出口２２の窪み部５０とは反対側の端縁を位置させている。
【００３１】
また、図２に示すように、空隙部３６の片側（図２の左側）の側壁面４２と、この側壁面４２と同じ側の上流側噴孔３２の長手方向片側（図２の左側）側面とは、ほぼ同一の仮想平面上に位置させている。また、空隙部３６の他側（図２の右側）の側壁面４２と、この側壁面４２と同じ側の上流側噴孔３２の長手方向他側（図２の右側）側面とはほぼ同一の仮想平面上に位置させている。
【００３２】
このような燃料噴射弁２０は、次のように動作する。すなわち、上流側噴孔３２の上流側が閉じている閉弁状態では、燃料室２８が液相状態の燃料で満たされている。その状態からニードル駆動機構を駆動させて上流側噴孔３２の上流側を燃料室２８に通じさせると、図４に示すように、燃料室２８に供給された、図４に斜格子で示す燃料が上流側噴孔３２から下流側に流れる。この際、空隙部３６が、上流側噴孔３２から移行する際の流路を急拡大させているため、すなわち、上流側噴孔３２からその下流側である、空隙部３６に移行する際の流路断面積が増大（急拡大）しているので、空隙部３６に燃料の飽和蒸気圧以下となる領域ができ、空隙部３６の窪み部５０内で燃料蒸気が発生する。発生した燃料蒸気は、空隙部３６内で液相燃料と混合されて、キャビテーション気泡が混合された燃料流体となって、噴孔出口２２から噴出する。すなわち、噴孔３４の内部を流れる燃料にキャビテーション気泡を発生させることができ、液相燃料とキャビテーション気泡とが混合された燃料流体が噴孔出口２２から噴射される。噴孔出口２２から噴射された燃料流体は、キャビテーション崩壊によって微粒化される。このため、本実施の形態によれば、燃料噴霧の微粒化を促進させることができる。
【００３３】
しかも、空隙部３６は、噴孔出口２２側から上流側噴孔３２上流側に向かうにしたがって、上流側噴孔３２を構成する片側壁面４６を含む仮想平面Ｐ（図４）から離れる方向に傾斜した傾斜壁面３８を有し、内部を流れる燃料噴流の方向の逆方向に対し傾斜する方向に設けられた窪み部５０を含む。このため、噴孔出口２２の外側から空隙部３６を、放電加工や、レーザー加工等によって形成しやすくなる。例えば、放電加工に使用する放電電極の先端部を、形成すべき空隙部３６の形状に対応した扁平扇形状とし、噴孔出口２２の外側面から上流側噴孔３２の軸心方向に対し放電電極の先端部を傾斜させノズルボディ２４に加工することにより空隙部３６を形成できる。このため、噴孔３４を構成する要素を複数の部材に形成して、その後に複数の部材を接合するという作業を行う必要がなくなり、加工コストを大幅に削減できる。これとともに、後工程での長時間を要する検査を必要とすることなく、信頼性の高い製品を得ることができる。この結果、燃料噴射弁２０によれば、過度に製造コストを高くすることなく、噴射された燃料噴霧の微粒化の促進を図れる構造を実現できる。
【００３４】
また、空隙部３６は、噴孔出口２２の外側から空隙部３６の奥端側を見た場合に、空隙部３６の奥端面４０の全部を直線的に見通すことが可能な形状としているので、より効果的に、噴孔出口２２の外側から空隙部３６を形成しやすくなる。
【００３５】
また、上流側噴孔３２において、空隙部３６の上流側噴孔３２から移行する際の流路が拡大する側である、窪み部５０側の片側壁面４６を含む仮想平面Ｐ上に、噴孔出口２２の窪み部５０側端縁である片側端縁を位置させている。このため、噴孔出口２２から噴出される燃料流体と、空隙部３６の窪み部５０側の下流側端縁である、噴孔出口２２の窪み部５０側端縁との間に隙間が形成されることを、より有効に防止できる。したがって、この隙間を通じて噴孔出口２２から空気が逆流して窪み部５０内の圧力が過度に上昇することを防止して、空隙部３６により噴孔３４内を流れる燃料流体にキャビテーション気泡を発生させることをより効果的に実現できる。
【００３６】
［第２の発明の実施の形態］
図５は、本発明に係る第２の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図２と同様の図である。上記の図２に示した第１の実施の形態の場合には、空隙部３６の両側の側壁面４２と、それぞれの側壁面４２と同じ側の上流側噴孔３２の長手方向側壁面とをほぼ同一の仮想平面上に位置させていた。これに対して、本実施の形態の場合には、図５に示すように、空隙部３６の両側の側壁面４２を、それぞれの側壁面４２と同じ側の上流側噴孔３２の長手方向側壁面よりも外側（図５の左右方向両側）にずらせて、図５に示す空隙部３６の横断面形状を、上記の第１の実施の形態の場合よりも大きくしている。このような本実施の形態の場合も、上記の第１の実施の形態と同様に、過度に製造コストを高くすることなく、噴射された燃料噴霧の微粒化の促進を図れる構造を実現できる。その他の構成及び作用は、上記の第１の実施の形態と同様である。
【００３７】
［第３の発明の実施の形態］
図６は、本発明に係る第３の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図２と同様の図である。上記の図２に示した第１の実施の形態の場合には、空隙部３６の入口端縁と、空隙部３６の奥端面４０の下流側端縁とを、それぞれ断面円弧形の仮想曲面上に位置させていた。これに対して、本実施の形態の場合には、空隙部３６の入口端縁と、空隙部３６の奥端面４０の下流側端縁（傾斜壁面３８の上流側端縁）とを、それぞれ噴孔３４の軸心方向に対し直交する仮想平面上に位置させている。このような本実施の形態の場合も、上記の第１の実施の形態と同様に、過度に製造コストを高くすることなく、噴射された燃料噴霧の微粒化の促進を図れる構造を実現できる。その他の構成及び作用は、上記の第１の実施の形態と同様である。
【００３８】
［第４の発明の実施の形態］
図７は、本発明に係る第４の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。本実施の形態では、上記の各実施の形態の場合と異なり、ノズルボディ２４の先端面（図７の下端面を平坦面としている。ただし、本実施の形態は、先端面を平坦面とする場合に限定せず、上記の各実施の形態と同様に略部分球面状とすることもできる（図９から図１４で説明する後述する実施の形態で同じ）。また、上記の図４に示した第１の実施の形態では、上流側噴孔３２の幅（図４の左右方向寸法）と、噴孔出口２２の幅（図４の左右方向寸法）とをほぼ同じとしていたのに対して、本実施の形態では、噴孔出口２２の幅（図７の左右方向寸法）を、上流側噴孔３２の幅（図７の左右方向寸法）よりも大きくしている。すなわち、ノズルボディ２４において、空隙部３６ａの下流側部分の窪み部５０と反対側（図７の左側）部分に、上流側噴孔３２の軸心方向に対し傾斜させた第２傾斜壁面５２を設けている。第２傾斜壁面５２は、傾斜壁面３８と平行で、奥端面４０の上流側端縁を通る仮想平面Ｑ上に位置させている。このため、噴孔３４内を上流側から下流側に流れる燃料噴流と、噴孔３４下流側の窪み部５０と反対側部分との間には隙間５４が形成される。
【００３９】
本実施の形態の燃料噴射弁２０はこのように構成するため、噴孔出口２２からの燃料噴射時に隙間５４部分に外側から空気が逆流する可能性がある。ただし、隙間５４は、噴孔内を流れる流体に関して窪み部５０と反対側に形成しているので、燃料噴射時に隙間５４に入り込んだ空気が窪み部５０に入り込むことがない。このため、上記の各実施の形態と同様に、空隙部３６の存在により燃料流体にキャビテーション気泡を発生させることができ、噴射された燃料噴霧の微粒化の促進を図れる。
【００４０】
図８は、本実施の形態に対する比較のための比較例の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。図８に示す比較例では、本実施の形態の場合と異なり、上流側噴孔３２の窪み部５０側（図８の右側）の片側壁面４６を含む仮想平面Ｐ´が、空隙部３６の傾斜壁面３８と、噴孔出口２２の窪み部５０側端縁とのいずれにも接触せず、噴孔出口２２の窪み部５０側端縁と、仮想平面Ｐとの間に大きな隙間ｃ１が形成される。このような比較例の場合には、隙間ｃ１が過大になると、図８に示すように、噴孔３４内を流れる燃料噴流と、噴孔出口２２の窪み部５０側端縁との間に隙間ｃ１が形成され、燃料噴射時にこの隙間ｃ１を通じて噴孔出口２２から空気が窪み部５０に逆流する可能性がある。このように空気が逆流した場合には、窪み部５０内の圧力が過度に上昇して、空隙部３６により噴孔３４内を流れる燃料にキャビテーション気泡を発生させることが難しくなり、噴射された燃料噴霧の微粒化の促進を有効に図ることが難しくなる。
【００４１】
本実施の形態を含め、上記の各実施の形態の場合には、上流側噴孔３２の窪み部５０側（例えば図４、図７の右側）の片側壁面４６を含む仮想平面Ｐ上に、噴孔出口２２の窪み部５０側（図４、図７の右側）端縁を位置させている。このため、上記の窪み部５０側の隙間ｃ１（図８参照）が形成されず、このような不都合が生じることがない。このように、本発明においては、上流側噴孔３２の窪み部５０側の壁面を含む仮想平面上に、噴孔出口２２の窪み部５０側端縁をほぼ位置させることが好ましい。図７に示す本実施の形態において、その他の構成及び作用は、上記の図１から図４に示した第１の実施の形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００４２】
図９は、本実施の形態の別例の構成を示す、図４と同様の図である。上記の図４、図７、図８では、略示的に上流側噴孔３２から流出され、空隙部３６を通って噴孔出口２２から噴射される燃料流体の噴射広がり角を０度として示している。ただし、図９に示すように、燃料噴射弁２０の実際の燃料噴射時には、噴孔出口２２から噴射される燃料流体はある噴射広がり角θを持っている。また、上流側噴孔３２から噴孔３４下流側部分に噴射される燃料流体も、噴孔出口２２側の壁面で制限されない限り、実際には、ある噴射広がり角θを持っている。例えば、直噴ガソリンエンジンに使用される燃料噴射弁が、扁平な扇状のスリット状の噴孔を有する場合に、噴孔出口から流出される噴霧角は、１５度程度である。このため、本発明者は、本実施の形態の別例の構成において、噴孔出口２２における噴霧外周部が、噴孔出口２２の窪み部５０側端縁（図９の右端縁）と一致するようにすれば、窪み部５０側への空気の逆流を防止でき、燃料流体にキャビテーション気泡を発生させることができ、噴射された燃料噴霧の微粒化の促進を図れると考えた。
【００４３】
このような事情から考えた、図９に示す本実施の形態の別例では、上流側噴孔３２において、空隙部３６の窪み部５０側の片側壁面４６を含む仮想平面Ｐに対して、上流側噴孔３２出口の片側壁面４６側である、窪み部５０側端縁Ｘを軸として仮想平面Ｐを７．５度窪み部５０側に傾斜させた場合に得られる第２仮想平面Ｒ上に、噴孔出口２２の窪み部５０側端縁を位置させている。このため、図９に示すように、噴孔３４内を流れる燃料噴流と噴孔出口２２の窪み部５０側端縁との間に隙間が生じることをより有効に防止できる。
【００４４】
なお、本実施の形態の別例において、上流側噴孔３２出口の片側壁面４６側である、窪み部５０側端縁Ｘを軸として仮想平面Ｐを７．５度、窪み部５０側に傾斜させた場合に得られる第２仮想平面Ｒと、仮想平面Ｐとの間に形成されるくさび状の空間内に、噴孔出口２２の窪み部５０側端縁を位置させることもできる。この場合も、噴孔３４内を流れる燃料流体と噴孔出口２２の窪み部５０側端縁との間に隙間が生じることをより有効に防止できる。
【００４５】
［第８の発明の実施の形態］
図１０は、本発明の第８の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。本実施の形態の場合には、上記の図７に示した第４の実施の形態において、空隙部３６を構成する傾斜壁面３８の下流側端縁を、噴孔出口２２から噴孔３４奥側（図１０の上側）にδだけ外れた部分に設けている。すなわち、空隙部３６の片側（図１０の右側）の壁面を、奥端面４０と、傾斜壁面３８と、傾斜壁面３８の下流側に連続する軸心方向壁面５６とにより構成している。軸心方向壁面５６は、上流側噴孔３２の片側壁面４６を含む仮想平面Ｐ上に位置している。
【００４６】
このような本実施の形態によれば、噴孔出口２２から噴出される燃料流体と、空隙部３６の上流側噴孔３２から移行する際の流路を急拡大させた側である、窪み部５０側の下流側端縁との間に隙間が形成されることを、より有効に防止できる。このため、この隙間を通じて噴孔出口２２から空気が逆流して窪み部５０内の圧力が過度に上昇することをより有効に防止できる。その他の構成及び作用は、上記の図７に示した第４の実施の形態と同様である。
【００４７】
［第９の発明の実施の形態］
図１１は、本発明の第９の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。本実施の形態では、上記の図７に示した第４の実施の形態において、空隙部３６を構成する奥端面４０ａを、ノズルボディ２４の軸心方向（図１１の上下方向）に対し直交する仮想平面上に位置させるとともに、奥端面４０ａと傾斜壁面３８とのなす角度を鋭角としている。また、傾斜壁面３８と第２傾斜壁面５２とを平行に設けている。このような本実施の形態の場合には、空隙部３６の断面形状が略平行四辺形となる。このような燃料噴射弁２０において、ノズルボディ２４に空隙部３６を形成する場合には、上記の各実施の形態の場合に対して、例えば、放電加工を行うための放電電極（図示せず）の先端部の形状を異ならせる。例えば、放電電極として、先端面を、形成すべき奥端面４０ａの形状に対応して放電電極の軸方向に対し傾斜させたものを使用する。その他の構成及び作用は、上記の図７に示した第４の実施の形態の場合と同様である。
【００４８】
［第１０の発明の実施の形態］
図１２は、本発明の第１０の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。本実施の形態では、上記の図７に示した第４の実施の形態において、空隙部３６を構成する奥端面４０ｂを、断面円弧状に湾曲させた曲面としている。このような燃料噴射弁２０において、ノズルボディ２４に空隙部３６を形成する場合には、上記の第４の実施の形態の場合に対して、例えば、放電加工を行うための放電電極（図示せず）の先端部の形状を異ならせる。例えば、放電電極として、先端面に、形成すべき奥端面４０ｂの形状に対応して曲面部を形成したものを使用する。その他の構成及び作用は、上記の図７に示した第４の実施の形態の場合と同様である。
【００４９】
［第１１の発明の実施の形態］
図１３は、本発明の第１１の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。本実施の形態では、上記の図１から図４に示した第１の実施の形態において、空隙部３６において、窪み部５０，５０ａを、空隙部３６内を流れる燃料噴流に関して両側に一対設けている。このために、上記の第１の実施の形態の構成において、片側（図１３の右側）の窪み部５０と、上流側噴孔３２から噴孔出口２２に向かう燃料噴流に関して他側（図１３の左側）にも、他側の窪み部５０ａを、片側の窪み部５０と対称形状に設けている。他側の窪み部５０ａも、噴孔出口２２側から上流側噴孔３２上流側に向かうにしたがって、上流側噴孔３２を構成する他側壁面４８を含む仮想平面Ｓから離れる方向に傾斜した平面状の傾斜壁面３８ａと、傾斜壁面３８の奥端部に連続するように設けられ、断面円弧状に内側に向かって湾曲した奥端面４０ｃとを含み、両側の窪み部５０，５０ａの両端に設けた一対の側壁面を、両側の窪み部５０同士でそれぞれ同一の仮想平面上に位置させている。また、他側の窪み部５０ａの傾斜壁面３８ａの下流側端縁は、噴孔出口２２端縁に一致させるとともに、他側の窪み部５０ａの奥端面４０ｃの、上流側端縁を通り傾斜壁面３８と平行な仮想平面上に、噴孔出口２２の他側の窪み部５０ａとは反対側の端縁、すなわち窪み部５０側の端縁を位置させている。
【００５０】
このような本実施の形態によれば、噴孔３４を流れる燃料流体に窪み部５０，５０ａによる空間が両側に形成されるので、噴孔３４内を流れる燃料流体にキャビテーション気泡を発生させることをより効果的に実現できる。この場合、キャビテーション気泡は、噴孔３４を流れる液相燃料に対して図１３の左右から混合される。このため、液相燃料とキャビテーション気泡との混合がより促進される。その他の構成及び作用は、上記の図１から図４に示した第１の実施の形態と同様である。
【００５１】
［第１２の発明の実施の形態］
図１４は、本発明の第１２の実施の形態の燃料噴射弁を示す、図４と同様の図である。本実施の形態の場合には、上記の図１３に示した第１１の実施の形態に設けていた、両側の窪み部５０，５０ａの形状を異ならせている。すなわち、奥端面４０ｂ，４０ｄを曲面部とする窪み部５０，５０ａを、噴孔３４内を流れる燃料流体の流れに関して両側に対称形状に一対設けている。このような本実施の形態の場合も、噴孔３４内を流れる燃料流体にキャビテーション気泡を発生させることをより効果的に実現できる。その他の構成及び作用は、上記の図１３に示した第１１の実施の形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００５２】
なお、上記の各実施の形態では、噴孔３４入口及び噴孔出口２２の形状が矩形を湾曲させたような形状のスリット噴孔を有する燃料噴射弁２０に本発明を適用した場合について説明した。ただし、本発明は、このような構成に限定するものではなく、噴孔形状として種々の形状を採用でき、噴孔の縦断面形状も扇形ではなく矩形状等とすることもできる。また、噴孔入口及び噴孔出口の少なくとも一方の形状が円形である円噴孔を有する燃料噴射弁においても本発明を適用できる。
【００５３】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  燃料噴射弁、１２  上流側噴孔、１４  下流側噴孔、１６  空隙部、１８  噴孔、２０  燃料噴射弁、２２  噴孔出口、２４  ノズルボディ、２６  ニードル、２８  燃料室、３０  シート部、３２  上流側噴孔、３４  噴孔、３６，３６ａ  空隙部、３８，３８ａ  傾斜壁面、４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ  奥端面、４２  側壁面、４４  軸心方向壁面、４６  片側壁面、４８  他側壁面、５０，５０ａ  窪み部、５２  第２傾斜壁面、５４  隙間、５６  軸心方向壁面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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