(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射孔と、該噴射孔の上流側に弁座と、該弁座の上流側に燃料に旋回力を付与する旋回用通路と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、この弁体をその軸方向に駆動する駆動手段とを備えた燃料噴射弁において、
前記噴射孔の出口開口面が形成されるノズル先端面に、前記出口開口を含んで前記出口開口の両側に延びる溝を形成することにより、前記噴射孔を形成する壁面の一部を切り欠くと共に、前記噴射孔の中心軸線から前記溝を形成する両切り欠き面までの距離のうち、一方の距離が他方の距離よりも長くなるように、前記溝を形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
噴射孔と、該噴射孔の上流側に弁座と、該弁座の上流側に燃料に旋回力を付与する旋回用通路と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、この弁体をその軸方向に駆動する駆動手段とを備えた燃料噴射弁において、
前記噴射孔の出口開口面が形成されるノズル先端面に、前記出口開口を含んで前記出口開口の両側に延びる溝を形成することにより、前記噴射孔を形成する壁面の一部を切り欠くと共に、前記溝の切り欠き面を噴射孔の中心軸線に対して異なる角度で傾斜した２つの傾斜面によるＶ溝で形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
噴射孔と、該噴射孔の上流側に弁座と、該弁座の上流側に燃料に旋回力を付与する旋回用通路と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、この弁体をその軸方向に駆動する駆動手段とを備えた燃料噴射弁において、
前記噴射孔の出口開口面が形成されるノズル先端面に、前記出口開口を含んで前記出口開口の両側に延びる溝を形成することにより、前記噴射孔を形成する壁面の一部を切り欠くと共に、前記溝の切り欠き面を切り込み深さの異なる段付き溝で形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、この燃料噴射弁に燃料を加圧して供給するポンプと、前記燃料噴射弁による燃料噴射を制御する制御装置とを備え、前記燃料噴射弁に、噴射孔と、該噴射孔の上流側に弁座と、該弁座の上流側に燃料に旋回力を付与する旋回用通路と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、この弁体をその軸方向に駆動する駆動手段とを備えた燃料噴射装置において、
前記噴射孔の出口開口面が形成されるノズル先端面に、前記出口開口を含んで前記出口開口の両側に延びる溝を形成することにより、前記噴射孔を形成する壁面の一部を切り欠くと共に、前記噴射孔の中心軸線から前記溝を形成する両切り欠き面までの距離のうち、一方の距離が他方の距離よりも長くなるように、前記溝を形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】
シリンダと、このシリンダの中で往復運動するピストンと、前記シリンダ内に空気を導入する吸気手段と、燃焼ガスを前記シリンダ内から排気する排気手段と、前記シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、この燃料噴射弁に燃料タンクから燃料を供給する燃料供給手段と、前記吸気手段によって前記シリンダ内に導入した空気と前記燃料噴射弁によって前記シリンダ内に噴射された燃料との混合気を捕捉するキャビティと、前記混合気に点火する点火装置とを備え、前記燃料噴射弁に、噴射孔と、該噴射孔の上流側に弁座と、該弁座の上流側に燃料に旋回力を付与する旋回用通路と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、この弁体をその軸方向に駆動する駆動手段とを備えた内燃機関において、
前記噴射孔の出口開口面が形成されるノズル先端面に、前記出口開口を含んで前記出口開口の両側に延びる溝を形成することにより、前記噴射孔を形成する壁面の一部を切り欠くと共に、前記溝の切り欠き面を噴射孔の中心軸線に対して異なる角度で傾斜した２つの傾斜面によるＶ溝で形成し、前記傾斜面の傾斜角度が大きくなった側を前記点火装置側に向け、前記傾斜面の傾斜角度が小さくなった側を前記ピストン側に向けて配置したことを特徴とする内燃機関。
【請求項６】
シリンダと、このシリンダの中で往復運動するピストンと、前記シリンダ内に空気を導入する吸気手段と、燃焼ガスを前記シリンダ内から排気する排気手段と、前記シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、この燃料噴射弁に燃料タンクから燃料を供給する燃料供給手段と、前記吸気手段によって前記シリンダ内に導入した空気と前記燃料噴射弁によって前記シリンダ内に噴射された燃料との混合気を捕捉するキャビティと、前記混合気に点火する点火装置とを備え、前記燃料噴射弁に、噴射孔と、該噴射孔の上流側に弁座と、該弁座の上流側に燃料に旋回力を付与する旋回用通路と、前記弁座との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、この弁体をその軸方向に駆動する駆動手段とを備えた内燃機関において、
前記噴射孔の出口部で噴射孔を形成する壁面の一部を、切り込み深さの異なる段付き溝で切り欠き、前記段付き溝面の切り込み深さの大きくなった側を前記点火装置側に向け、前記段付き溝面の切り込み深さの小さくなった側を前記ピストン側に向けて配置したことを特徴とする内燃機関。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の内燃機関において、前記点火装置側に噴霧濃度が高く、前記ピストン側に噴霧濃度が希薄な偏平偏向噴霧を形成すると共に、該偏平偏向噴霧を前記キャビティに収斂することにより、前記点火装置に誘導することを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、点火性および燃焼性に優れた燃料噴霧を形成する燃料噴射弁と、特にシリンダ内に燃料を直接噴射する筒内燃料噴射型の内燃機関に有益な噴霧形状を生成しうる燃料スワール型の噴射弁構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの吸気管内に燃料を噴射する吸気管内燃料噴射装置に対して、燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内燃料噴射装置が知られている。
【０００３】
このような、筒内噴射ガソリンエンジンとして、特開平6−146886 号公報に記載されたものがある。本引例では、燃料噴射弁の取付け位置に対する配慮と、吸気開口端から上方に延びる吸気ポートにより燃焼室内に縦渦の吸気流れ（タンブル流）を形成する構成として、理論混合気よりも希薄な燃料で希薄燃焼を安定して行い、燃費を改善するというものである。また、特開平8−42427号公報には、噴射弁開口部形状を弁体軸線に直交する二次元曲面とすることで、楕円断面形状をした偏平噴霧を生成し、吸気弁への燃料付着を抑制する燃料噴射弁が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術では、点火性（着火性）と燃焼性（未燃ガス排出量低減）を共に向上させ得るような噴霧形状或いは噴霧構造に対しては、十分な配慮がなされていなかった。すなわち、噴霧粗大粒を低減した上で、筒内の機器配置、ピストン及びキャビティ形状に適合した断面形状を有する噴霧を生成する手段については充分に検討されていなかった。
【０００５】
燃料噴射弁より噴射される噴霧の最適化には、以下の様な特性を考慮する必要がある。第一は噴霧形状であり、噴霧の広がり角度や到達距離が因子となる。第二は噴霧粒径であり、大粒子の個数をできるかぎり少なくして粒径分布の均一化を図る必要がある。第三は噴霧構造であり、噴霧される燃料粒子の空間的分布を適正化する必要がある。
【０００６】
これらの噴霧特性が内燃機関の燃焼特性にどのように関与するかについて、実験解析により検討した結果、以下のことが明らかになった。点火性向上のためには、点火プラグ回りの燃料粒子分布を多くして、可燃濃度の混合気の分布を高くすることが有効である。一方、ピストン方向への燃料粒子分布を少なくさせると、燃焼の未燃ガス成分（ＨＣ、ＣＯ）が減少する傾向にあり、燃焼性が向上する。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、内燃機関の点火性を良好とし、燃焼の未燃ガス成分の排出量を低減することが可能な燃料噴霧を形成することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、燃料噴射弁の噴射孔出口部において、噴霧の流れの拘束を部分的に開放することにより、噴射孔の中心軸線を含み、かつ噴射孔の中心軸線に平行な平面を境として、一方の側で噴霧の量が多く、他方の側で噴霧の量が少なく、前記平面に平行な方向に噴霧角が大きく、前記平面に垂直な方向に噴霧角が小さい、いわゆる偏平偏向噴霧を形成する。
【０００９】
具体的には、噴射孔の出口開口面が形成されるノズル端面に、噴射孔の中心軸線に対して任意の角度で傾斜した２つの傾斜面によるＶ溝を形成、あるいは切り込み深さの異なる略凹状の段付き矩形溝を形成するとよい。これにより、溝方向に噴霧の流れの拘束を開放することができ、傾斜面の角度が大きい側、或いは切り込み深さの深い矩形溝側で噴霧の量が多く、傾斜面の角度が小さい側、或いは切り込み深さの浅い矩形溝側で噴霧の量が少ない、偏平偏向噴霧を形成することができる。
【００１０】
噴霧が直接、点火装置へ到達するように、或いはピストンに形成したキャビティによる誘導によって、噴霧が点火装置へ到達するように、噴霧角度を調節することができ、内燃機関の点火性を良好とし、燃焼の未燃ガス成分の排出量を低減することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第一実施例を図１乃至６を参照して説明する。図１は、本発明の電磁式燃料噴射弁１の縦断面図を示しており、この図を用いて、電磁式燃料噴射弁１の構造及び動作について説明する。
【００１２】
電磁式燃料噴射弁１は、コントロ−ルユニットにより演算されたデュ−ティのＯＮ−ＯＦＦ信号によりシ−ト部の開閉を行うことにより燃料を噴射する。磁気回路は、ヨ−ク３、ヨ−ク３の開口端を閉じる栓体部２ａとヨ−ク３の中心部に延びる柱状部２ｂとからなるコア２及びコア２に空隙を隔てて対面するアンカー４とからなる。柱状部２ｂの中心には、アンカー４とロッド５とボ−ル６からなる弁体４０を、ノズル部材７に形成された燃料の通過を許す燃料噴射孔８の上流側のシ−ト面９に押圧するように挿入した、弾性部材としてのスプリング１０を保持するための穴４Ａが設けてある。このスプリング１０の上端は、セット荷重を調整するためにコア２の中心に挿通されたスプリングアジャスタ１１の下端に当接している。コア２の柱状部２ｂ側とヨ−ク３の弁体４０側で対面する隙間部には、コイル１４側へ燃料が流出するのを防ぐために、両者間に機械的に固定されるシ−ルリング１２が設けられている。磁気回路を励磁するコイル１４はボビン１３に巻かれ、その外周をプラスチック材でモ−ルドされている。これらから成るコイル組立体１５の端子１７は、コア２のつば２ａ部に設けた穴１６に挿入されている。この端子１７は、図示しないコントロ−ルユニットの端子と結合される。
【００１３】
ヨ−ク３には、弁体４０を受容するアンカー受容部１８が開けられており、さらにアンカー受容部１８の径より大径でそこにストッパ１９及びノズル部材７を受容するノズル受容部２０がヨ−ク３先端まで貫設されている。 弁体４０は、磁性材料製アンカー４と、一端がアンカー４に一体的に形成されたロッド５と該ロッド５の先端部に接合されたボ−ル６とより成るが、ロッド５のアンカー４側には燃料の通過を許す空洞部５Ａが設けてある。この空洞部５Ａには燃料の流出口５Ｂが設けてある。また、弁体４０は、アンカー４の外周がシ−ルリング１２に当接することでその軸方向の動きを案内されるとともに、ボ−ル６を、ノズル部材７の中空部の内壁２１に挿入されている燃料旋回素子２２の内周面２３で、ガイドされている。ノズル部材７には、ボ−ル６が接合されたロッド５の端部近傍をガイドする燃料旋回素子２２につづいて、ボ−ル６を着座するシ−ト面９が形成されており、シ−ト面９の下流の中央部には燃料の通過を許す燃料噴射孔８が設けられている。
【００１４】
また、弁体４０のストロ−ク（図１では軸上方への移動量）は、ロッド５の首部の受け面５Ｃとストッパ１９間の空隙の寸法で設定される。なお、フィルタ−２４は燃料中や配管中のゴミや異物が、ボール弁６とシート面９との間のバルブシ−ト側への侵入を防ぐために設けられている。
【００１５】
次に、図２を参照しながら、本実施例のＶ溝（任意の傾斜角を持つ２つの傾斜面で形成された溝）を設けたノズル部材７について説明する。図２は、電磁式燃料噴射弁１のノズル部材７部の拡大図を示しており、（ａ）はノズル部材７部の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のノズル部材７部を矢印Ｎ方向から見た平面図を示している。
【００１６】
燃料噴射孔８は、噴射孔の中心が弁体の軸線（弁軸心）Ｊと一致し、かつ噴射孔の壁面が弁体の軸線（弁軸線）Ｊと平行に形成されており、直径がｄ０の大きさに形成されている。またノズル部材７のシート面９は、シート角度θに形成されており、ノズル部材の底面は、軸線Ｊに直交する面７Ｂおよび突起部７Ａによって構成されている。噴射孔のＶ溝型切り欠き面Ａ１、Ａ２は、噴射孔出口面が弁体の軸線（弁軸心）Ｊ及び燃料噴射孔８の中心軸（噴射方向）に対して傾斜角ａ１、ａ２をなすように形成され、Ｖ溝の長さはＷ１で形成されている。このとき、切り欠かれた部分のオリフィス長さは最も深く切り欠かれた部分でＬ、切り欠かれていない（最も切り欠きの少ない）部分でＬ'に形成され、ノズル部材７の先端面は軸線Ｊに垂直な１つの平面と、この平面を繋ぐ２つの傾斜面で形成されている。
【００１７】
本実施例においては、ノズル部材７の先端面の燃料噴射孔８の出口部に突起部７Ａを形成しているが、この突起部７Ａは必ずしも設ける必要はなく、突起部７Ａを設けない構造においては切り欠かれていない（最も切り欠きの少ない）部分のオリフィス長さはＬ''になる。このとき、オリフィス長さの大小関係はＬ'＞Ｌ''＞Ｌのようになる。しかし、突起部７Ａを設けることにより、突起部７Ａのみの重量増によって、大きな傾斜角ａ１、ａ２を構成することができる。
【００１８】
また本実施例では、ノズル部材７の先端面を平面で形成した場合に対して、突起部７Ａを設けることにより、この突起部７Ａと切り欠き深さの両方を調整することにより最小オリフィス長さＬから最大オリフィス長さＬ′の間で必要な傾斜角ａ１、ａ２を実現することができる。これに対して、突起部７Ａを設けることなく切り欠き深さのみ、すなわちオリフィス長さＬにみを調整して必要な傾斜角ａ１、ａ２を実現してもよい。また、切り欠きは突起部７Ａだけに設け、最大オリフィス長さＬ′から最小オリフィス長さＬ″の範囲内で傾斜角ａ１、ａ２を構成してもよい。
【００１９】
また、溝長さＷ１は突起部７Ａ内に止まらなくてもよく、底面７ＢにＶ溝が延長されていても良い。この場合には、矢印Ｒ方向への噴霧の偏平の度合いを強めることができる。
【００２０】
本実施例におけるＶ溝は、噴射孔８の出口開口面が形成される突起部７Ａの先端面に（ノズル先端面）に、出口開口を含んで出口開口の両側に延びる溝部を形成している。また、Ｖ溝は、噴射孔８の中心軸線から溝を形成する両側壁までの距離のうち、一方（“ＰＬＵＧ”側）の距離が他方（“ＰＩＳＴＯＮ”側）の距離よりも長くなるように形成されている。
【００２１】
後に述べる内燃機関への取り付け方法を説明するために、図（ｂ）に矢印“ＰＬＵＧ”と矢印“ＰＩＳＴＯＮ”を定義する。ここで、線Ｋは、噴射孔８の中心を通り切り欠き面Ａ１に平行な線、線Ｍは噴射孔８の中心を通りＫに直交する線であり、 矢印“ＰＬＵＧ”と矢印“ＰＩＳＴＯＮ”は、線Ｍに平行である。
【００２２】
上記の構造において、切り欠き面Ａ１等における「切り欠き」とは加工方法を限定するものではなく、一部が取り除かれた形状を意味するものであって、従って切削加工を用いて実際に切り欠いて加工されたものに限定されるわけではない。すなわち、型材を用いたプレス加工（塑性加工）や鋳造等の加工を用いてもよい。これは以下の実施例においても同様である。これは以下の実施例においても同様である。また、ボール６は、必ずしも球状でなくても良い。すなわち、円錐状の針弁であってもよい。
【００２３】
また図２において、燃料旋回素子２２には、軸方向溝２５と径方向溝２６が設けてある。本実施例では、軸方向溝２５は略円筒状の旋回素子２２の外周に設けたＤカット面で形成しているが、環状通路等他の形状であっても良い。かかる軸方向溝２５と径方向溝２６は、弁上方より導入される燃料通路であるが、軸方向溝２５を通過した燃料は径方向溝２６にて軸中心より偏心導入されるいわゆる、燃料に旋回が付与されノズル部材７に設けた噴射孔８より噴射する際の微粒化を促進する働きがある。ここに、燃料旋回素子２２により付与される旋回強度（スワール数Ｓ）は次式で求められる。
【００２４】
【数１】
0003651338.tif 000002
ここに、
ｄ0：燃料噴射孔の直径
Ｌｓ：溝の偏心量（弁軸心と溝（幅）中心間の距離）
ｎ  ：溝の数
θ  ：弁座の角度
ｄｓ： ＝２・ｗ・ｈ/ｗ＋ｈ。
【００２５】
（流れ学的等価直径で溝幅ｗと溝高さｈを用いて表される。）
である。このスワール数Ｓを大きくすると、微粒化が促進され噴霧が分散される。  本実施例では、燃料噴射孔８が弁体軸線Ｊと平行して設けられているが、燃料噴射孔を弁体軸線に対して傾斜させることで、偏向噴霧生成を促進しても良い。
【００２６】
以上のように構成された、本噴射弁１の動作を説明する。噴射弁１は、電磁コイル１４に与えられる電気的なＯＮ−ＯＦＦ信号により、弁体４０を軸方向に上下動させてボール６とシート面９の隙間の開閉を行い、それによって燃料の噴射制御を行う。電気信号がコイル１４に与えられると、コア２、ヨ−ク３、アンカー４で磁気回路が形成され、アンカー４がコア２側に吸引される。アンカー４が移動すると、これと一体になっているボ−ル６も移動してノズル部材７の弁座のシ−ト面９から離れ燃料噴射孔８を開放する。燃料は、フィルタ２４から燃料噴射弁１の内部に流入し、コア２の内部通路、アンカー４の外周部及びアンカー４内に設けた燃料の通過を許す空洞部５Ａから燃料の流出口５Ｂを経て下流に至り、ストッパ１９とロッド５の隙間、燃料旋回素子２２の軸方向燃料通路２５、旋回溝３０を通ってシ−ト部へ旋回供給され、開弁時に燃料噴射孔８から噴射される。
【００２７】
次に、図３を用いて、本実施例の噴射弁によって得られる噴霧構造を説明する。
【００２８】
図３（ａ）は、本実施例の燃料噴射弁が、燃料を大気中に噴射する場合の噴霧、（ｂ）は図３（ａ）の断面Ｘ−Ｘにおける噴霧を矢印Ｎから見た横断面図、（ｃ）は燃料を直接、燃焼室（シリンダ）内に噴射する内燃機関に適用した様子を模式的に示したものである。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、本実施例の燃料噴射弁１から噴射される噴霧は、矢印“ＰＬＵＧ”側に偏向角βで偏向し、偏向側で可燃濃度の混合気が多く、矢印“ＰＩＳＴＯＮ”側で可燃濃度の混合気が少なくなり、“ＰＬＵＧ”側噴霧角α１が“ＰＩＳＴＯＮ”側噴霧角α２よりも大きな、領域８０のような分布となる。すなわち、本実施例においては、Ｖ溝を構成する２つの面の傾斜角度を変え、燃料通路の拘束の開放の度合いを図２（ａ）に示す軸線Ｊに対して非対称とすることで、傾斜面角度の大きくなった側で噴霧流量を多くし、傾斜面角度の小さくなった側で噴霧流量を少なくすることで、噴霧を偏向させる。すなわち、Ｖ溝型切り欠き面の傾斜角度ａ１を、ａ２よりも大きく設定することで、Ｖ溝型切り欠き面Ａ１の側に偏向した噴霧を生成することができる。ここで、偏向角βは、次式で求められる。
【００３０】
【数２】
β＝（α１−α２）／２
また、図３（ｂ）に示すように、噴霧横断面は、Ｖ型の溝に案内されて拡散するため矢印Ｒ方向に偏平し（引き伸ばされ）、“ＰＬＵＧ”側に可燃濃度の混合気が多く、矢印“ＰＩＳＴＯＮ”側では可燃濃度の混合気が少ない、領域８０Ａのような分布となる。さらに、本実施例の燃料噴射弁１を、内燃機関６０に対して、取り付け角γ、矢印“ＰＬＵＧ”と“ＰＩＳＴＯＮ”の向きを図３（ｃ）に示すように取り付けた場合、混合気はシリンダ６８内に往復可能に取り付けたピストン６９のキャビティ６９Ａ内に収まるように噴射され、点火装置６５側で可燃混合気が比較的多く、ピストン６９側で比較的希薄となり、領域８０のような分布となる。なお、図３（ｃ）においては、燃焼室内６７には噴霧以外の気体の流動は無く筒内圧力は大気圧にほぼ等しいものとする。
【００３１】
また、本実施例では、噴霧粒径については、ノズル７内に設けられた旋回素子２２によって燃料に旋回力を与えることで微粒化を図っている。
【００３２】
一般に、噴射孔８の直径ｄ０とオリフィス長さＬ’と噴霧角β１、β２との間には、噴射孔８の直径ｄ０に対してオリフィス長さＬ’を大きくすると、すなわちＬ’／ｄ０を大きくすると、噴霧角α１、α２は小さくなる傾向がある。さらに、傾斜面Ａ１、Ａ２の傾斜角ａ１、ａ２を小さくすると、噴霧角α１、α２は小さくなる傾向がある。この傾向に従って、噴射弁の取り付け角（１０°〜５０°）に応じて、所望の噴霧角α１、α２を得るように直径ｄ０とＶ溝状切り欠き部のオリフィス長さＬ’及び、傾斜角ａ１、ａ２を調整するとよい。
【００３３】
また、Ｖ型溝の形状は、図４（ａ）に示すように弁体軸線Ｊに略垂直な第３の面Ａ３の含んだ形状でも良い。さらに、前記第３の面Ａ３は、図４（ｂ）に示すように、２次曲面で形成しても構わない。
【００３４】
また、電磁式燃料噴射弁１のノズル部材７部は、図５に示すような構成にしてもよい。図５は、電磁式燃料噴射弁１のノズル部材７部の拡大図を示しており、（ａ）、（ｃ）はノズル部材７部の縦断面図、（ｂ）は（ａ）の、（ｄ）は（ｃ）のノズル部材７部を矢印Ｎ方向から見た平面図を示している。
【００３５】
図５（ａ）、（ｂ）に示す電磁式燃料噴射弁１のノズル部材７部が、図２で説明した電磁式燃料噴射弁１のノズル部材７部と異なる点は、ノズル７部の底面の外周部に肉厚部７Ｃを設けていることである。すなわち、本構成においては、肉厚部７Ｃによって、ボール６がシート面９に着座する際の振動騒音を低減している。また、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように噴射孔８中心から距離Ｂ１で、厚さ（Ｂ２−Ｂ１）の略環状の肉圧部７Ｆによって、振動騒音低減をしても良い。
【００３６】
さらに、電磁式燃料噴射弁１のノズル部材７部は、図６に示すような構成にしてもよい。図６は、電磁式燃料噴射弁１のノズル部材７部の拡大図を示しており、（ａ）はノズル部材７部の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のノズル部材７部を矢印Ｎ方向から見た平面図を示している。
【００３７】
図６に示す電磁式燃料噴射弁１のノズル部材７部が、図２で説明した電磁式燃料噴射弁１のノズル部材７部と異なる点は、ノズル７部の底面を接合部７Ｄに沿って溶接された、ノズル底部７１によって構成していることである。すなわち、本構成においては、エンジンの容積と噴射弁の取付角によって適宜変更する部分を、ノズル底部７１のみに集約することで、生産性を向上が期
待できる。
【００３８】
図７及び８を参照して、本発明の他の実施例を説明する。
【００３９】
図７は、電磁式燃料噴射弁１のノズル部材７部の拡大図を示しており、（ａ）、（ｃ）はノズル部材７部の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のノズル部材７部を矢印Ｎ方向から見た平面図を示している。
【００４０】
本実施例が図１乃至６で説明した実施例と異なる点は、Ｖ溝型切り欠き面Ａ１、Ａ２のかわりに、燃料噴射孔８の出口部に軸線Ｊに平行あるいは、略平行な面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３と、軸線Ｊに直交する面Ｂ４，Ｂ５とによって構成される段付き矩形型溝が形成されていることである。すなわち、本実施例においては、燃料の流れを拘束する燃料噴孔８の壁面を矩形型に取り去ることで、燃料の流れに対する開放の度合いを強めている。従って、偏平の強い噴霧の生成に有効である。また、噴霧の拡散・分散を促進するため、比較的中実な噴霧を形成することにも有効である。さらに、比較的中実な噴霧を生成することで、筒内圧力の変動に影響を受け難い噴霧を生成することが可能であり、噴霧広がり角や到達距離を調整することが容易となる。噴霧粒径については、本発明の第１の実施例と同じ効果を持つ。
【００４１】
また、段付き矩形溝のオリフィス長さＬ'''をＬより大きくすることで、“ＰＬＵＧ”側に噴霧を偏向させることが可能である。その他の構成は、本発明の第１の実施例と同じである。さらに、（ｃ）に示すように、突起部７Ａのプラグ側を（Ｌ'−Ｌ''''）だけ切り込む構造にしても良い。
【００４２】
本実施例においてもオリフィスＬ、Ｌ'、Ｌ''の考え方は上記の実施例と同じである。
【００４３】
次に、図８を参照して、本実施例における噴霧構造について説明する。
【００４４】
図８（ａ）は、本実施例の燃料噴射弁が、燃料を大気中に噴射する場合の噴霧、（ｂ）は図３（ａ）の断面Ｘ−Ｘにおける噴霧を矢印Ｎから見た横断面図を模式的に示したものである。
【００４５】
本実施例の燃料噴射弁によっても、上記の実施例で説明した図３と類似の偏平偏向噴霧を形成することができるが、噴霧が段付き矩形状の溝によって、燃料の開放度合いを強め、噴霧の拡散・分散を促進するため、比較的中実な噴霧形状となる。さらに、矩形の溝に案内されて噴霧が拡散するため、図８（ｂ）に示すような、略長方形状、あるいは、略鼓状の領域８０Ａのような分布となる。噴射孔の面を１つの傾斜面によって構成することで、収斂性が低く均質の高い噴霧を実現することが可能になる。
【００４６】
図９を参照して、本発明のさらに他の実施例を説明する。
【００４７】
本実施例が上記実施例と異なる点は、Ｖ溝型切り欠き面Ａ１に、半径ｒ、深さｈで規定される、第２のオリフィスを形成していることである。すなわち、本実施例においては、燃料の流れを拘束する燃料噴孔８の壁面をＶ型の溝に加えてさらに、円筒状に取り去ることで、燃料の流れに対する開放の度合いを強めている。その他の構成は、本発明の第１の実施例と同じである。
【００４８】
本実施例では、前記第２のオリフィス８Ａ側に案内される噴霧断面は、略半円状に拡散するので、偏向度の大きい噴霧を生成することに有効である。噴霧形状、噴霧粒径については、本発明の第１の実施例と同じ効果を持つ。
【００４９】
本実施例においてもオリフィスＬ'、Ｌ''の考え方は上記の実施例と同じである。
【００５０】
図１０（ａ）は、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関の実施例を示す縦断面図、（ｂ）は燃焼室を図５(a)の矢印Ｐ側から見た模式図、（ｃ）はピストンヘッドを矢印Ｐから見た模式図である。シリンダ６８内に往復動可能に設けられたピストン６９は、図示しないクランクシャフトの回転に応じてシリンダ６８内を上下動する。シリンダ６８の上部には、シリンダヘッド６３が取り付けられており、シリンダ６８と共に密閉空間を形成する。シリンダヘッド６３には、スロットルバルブを内蔵した吸入空気量制御装置６１を介して外部空気をシリンダ内に導く吸気マニホールド６２と、シリンダ６８内で燃焼した燃焼ガスを排気装置へ導く排気マニホールドとが形成されている。
【００５１】
シリンダヘッド６３の吸気マニホ−ルド６２側には吸気弁６４が、中央部には点火装置６５が、そして吸気弁６４と反対側には排気弁６６がそれぞれ設けられている。吸気弁６４および排気弁６６は燃焼室６７内に延在して設けられている。ここで、燃料噴射弁１は、シリンダヘッド６３の吸気マニホ−ルド６２結合部付近に取り付けられており、燃料の噴射弁の軸が燃焼室６７内でやや下向き方向となるように設定されている。その取り付け角度γは一般に１０°〜５０°程度である。６９はピストンを示しており、６９Ａはピストン６９に設けられたキャビティ（凹み）である。燃料噴射弁１の噴射孔はピストン６９に設けられるキャビティ６９Ａに向けられている。図中の白抜きの矢印は吸気の流れを示しており、ハッチングの矢印は排気の流れをそれぞれ示している。内燃機関６０の燃料は、ポンプによって加圧されて燃料噴射弁１に供給され、吸気のタイミングに合わせて燃料噴射弁１により直接燃焼室６７内へ噴射され、着火の直前には領域８０のように分布する。噴射により霧化した燃料は、燃焼室６７において吸気マニホールド６２を経て導かれた空気の流れ（スワール流）８２との混合を促進しながら、キャビティ６９Ａ内に収斂し、噴霧の分布状態は、点火装置６５に可燃濃度の混合気が多く、キャビティ６９Ａ側で混合気が少なく、ピストン６９に混合気を過剰に送ることがない。しかる後の混合気は、圧縮行程中に圧縮され、点火装置６５にて安定して着火され、未然ガスの排出量が抑制された安定した燃焼が実現される。
【００５２】
上記の筒内噴射ガソリンエンジンは、燃焼室内に吸気スワール流を生成するもので、従来エンジンのシリンダヘッドを大幅に変更することなく希薄燃焼を実現することができる。
【００５３】
また、上記の各実施例の燃料噴射弁は、噴射孔の出口部で噴射孔を形成する壁面の一部を切り欠いて、或いは、噴射孔の噴射孔長さが噴射孔の周方向で変化するように、噴射孔の出口開口部に段差を設けて、或いは、噴射孔を形成する壁面の一部を含むノズル先端面に凹部を形成して実施することができる。これらの実施例は見方を変えれば、噴射孔を形成する壁面の一部を他の部分よりも下流側（ノズル体の先端側）に延長して設けることになる。
【００５４】
また、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関は、図１１に示すような構成にしてもよい。図１１（ａ）は、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関の実施例を示す縦断面図、（ｂ）はピストンヘッドを矢印Ｐから見た模式図である。
【００５５】
図１１に示す内燃機関６０が、図９で説明した内燃機関６０と異なる点は、タンブル流８３を用いた混合気形成を行うためのキャビティ６９Ｂを設けていることである。すなわち、本構成においては、キャビティ６９Ｂが誘導するタンブル流８３によって、可燃濃度の混合気８０を点火装置６５へ搬送することが可能である。
【００５６】
さらに、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関は、図１２に示すような構成にしてもよい。図１２は、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関の実施例を示す縦断面図である。
【００５７】
図１２に示す内燃機関６０が、図１０で説明した内燃機関６０と異なる点は、スワール８２やタンブル８３等の筒内流動を誘導するためのキャビティの無い、フラットピストン６９を設けていることである。すなわち、本構成においては、図２及び３で説明した、Ｌ、Ｌ'、Ｌ''、ｄ０、Ｗを調整することによって適切な噴霧角α１、α２、βを設定し、スワール／タンブルを用いずに、あるいは、比較的弱いスワール／タンブルで、可燃濃度の混合気８０を点火装置６５に到達させることが可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、噴射孔の中心軸線を含み、かつ噴射孔の中心軸線に平行な平面を境にして、一方の側で噴霧が多く、他方の側で噴霧が少なく、前記平面に平行な方向に噴霧角が大きく、前記平面に垂直な方向に噴霧角が小さい、いわゆる偏平偏向霧を形成することができる。
【００５９】
また、点火装置側に噴霧濃度が高く、ピストン側に噴霧濃度が希薄な偏平偏向噴霧を形成すると共に、この偏平偏向噴霧をキャビティに収斂させて点火装置に誘導し、点火プラグ側の混合気を多くすることで点火性を良好とし、ピストン方向への混合気を希薄にすることで燃焼の未燃ガス成分の排出量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である電磁式燃料噴射弁の断面図である。
【図２】図１の電磁式燃料噴射弁のノズル部分の拡大図である。
【図３】図１の実施例の噴霧構造と、噴霧をシリンダとの関係において模式的に示した図である。
【図４】図１から３に説明の実施例の他の構成を示す電磁式燃料噴射弁のノズル部分の拡大図である。
【図５】図１から３の実施例の他の構成を示す電磁式燃料噴射弁のノズル部分の拡大図である。
【図６】図１から３の実施例の他の構成を示す電磁式燃料噴射弁のノズル部分の拡大図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す電磁式燃料噴射弁のノズル部分の拡大図である。
【図８】図７の実施例の燃料噴射弁の軸線に直交する面において、噴射孔の燃料開放部分の変化と噴霧断面構造を模式的に示した図である。
【図９】本発明の他の実施例を示す電磁式燃料噴射弁のノズル部分の拡大図である。
【図１０】本発明に係る電磁式燃料噴射弁を組み込んだ筒内噴射ガソリンエンジンの要部縦断面図である。
【図１１】図１０の実施例の他の構成を示す筒内噴射ガソリンエンジンの要部縦断面図である。
【図１２】図１０の実施例の他の構成を示す筒内噴射ガソリンエンジンの要部縦断面図である。
【符号の説明】
１…電磁式燃料噴射弁、４０…弁体、６…ボ−ル弁、８…燃料噴射孔、７…ノズル、Ａ１…Ｖ溝型切り欠き面、Ａ１…Ｖ溝型切り欠き面、Ｂ１…矩形型切り欠き面、８０…偏平偏向噴霧の分布形状、、２２…燃料旋回素子、２３…案内孔、６０…内燃機関、６９Ａ…ピストンキャビティ。
【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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