(57)【要約】  本発明の目的は、ガソリンエンジンに用いられ、弁体が着座するシート部近傍の圧力損失の少ない燃料を噴射孔に取り込むことができる燃料噴射弁を提供することにある。このため、本発明は複数の噴射孔３０１〜３０６と、弁体と協働して複数の噴射孔３０１〜３０６への燃料通路を開閉するシート部３０７と、を備えたガソリンエンジン用の燃料噴射弁において、複数の噴射孔３０１〜３０６のうち少なくとも一つの噴射孔は、噴射孔入口が長軸と短軸とを有する形状に構成され、長軸はその延長線がシート部３０７と交差する方向に向けられている。
2018207582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の噴射孔と、協働して前記複数の噴射孔への燃料通路を開閉する弁体及びシート部と、を備えたガソリンエンジン用の燃料噴射弁において、
前記複数の噴射孔のうち少なくとも一つの噴射孔は、噴射孔入口が長軸と短軸とを有する形状に構成され、
前記長軸はその延長線が前記シート部と交差する方向に向けられている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、
前記シート部と前記複数の噴射孔とはノズル部材に構成され、
前記噴射孔入口を燃料噴射弁の中心軸線に垂直な仮想平面上に投影した場合に、前記長軸と前記ノズル部材の径方向とが成す角度が５０度以下となるように構成された燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料噴射弁において、
前記複数の噴射孔の全てにおいて、噴射孔入口が互いに交差する長軸と短軸とで構成され、
当該燃料噴射弁の上流側から下流側に向かう上下線を上流側噴射孔面上に投影した場合に、前記長軸と前記ノズル部材の径方向とが成す角度が０°となるように構成された燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料噴射弁において、
前記複数の噴射孔の全てにおいて、前記長軸と前記ノズル部材の径方向とが成す角度が０°となるように構成された燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項３に記載の燃料噴射弁において、
前記複数の噴射孔の全てにおいて、前記噴射孔入口の面積に対し、噴射孔出口の面積が小さくなるように構成された燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記噴射孔は、噴射孔出口が長軸と短軸とを有する形状に構成され、
前記噴射孔入口の前記長軸の長さに対して前記噴射孔出口の前記長軸の長さが短く、且つ前記噴射孔入口の前記短軸の長さに対して前記噴射孔出口の前記短軸の長さが短くなるように構成された燃料噴射弁。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料噴射弁において、
前記噴射孔の前記噴射孔出口は、円形状で形成された燃料噴射弁。
【請求項８】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記複数の噴射孔のうち少なくとも２つの噴射孔の噴射孔入口の重心がそれぞれ同一円上に配置されるように構成された燃料噴射弁。
【請求項９】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
内燃機関に取り付けられた状態において、前記複数の噴射孔のうち、点火プラグ先端の側を指向する噴射孔の噴射孔入口の長軸の長さと短軸の長さとの比（長軸長さ／短軸長さ）に対してピストンの上面中心の側を指向する噴射孔の噴射孔入口の長軸の長さと短軸の長さとの比（長軸長さ／短軸長さ）が大きくなるように構成された燃料噴射弁。
【請求項１０】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記噴射孔の前記噴射孔入口の前記長軸の長さが前記短軸の長さに対して３倍以上となるように構成された燃料噴射弁。
【請求項１１】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記噴射孔入口はオーバル形状、長方形、又は楕円形状で形成された燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
直接燃焼室に燃料を噴射する内燃機関に搭載される燃料噴射弁として、特開２０１６−９８７８５号公報（特許文献１）に記載された燃料噴射ノズルが知られている。【０００３】
特許文献１には、噴射孔の流量係数を高めるために噴射孔入口の孔径を噴射孔出口の孔径よりも大きくすると、隣接する噴射孔間の距離が短くなり、弁部（弁体）が着座するノズルシート（シート部）側の内壁の強度を保てなくなることを防ぐために、噴射孔入口の開口断面を短軸と長軸を有する長孔形状にすることが記載されている（段落０００４，０００９参照）。また特許文献１には、燃焼室内に噴射される燃料噴霧の噴射方向の変動幅を小さくするために、長孔形状の長軸方向をノズル中心軸方向に対してスワール流と同一（回転）方向に所定の角度分だけ傾斜させることが記載されている（段落０００９，００１０参照）。特許文献１の燃料噴射ノズルはディーゼルエンジンに用いられるものであり、その弁部（弁体）は先端側に向かって外径が徐々に縮径して円錐形状面を呈する第１シール面及び第２シール面を有し、第２シール面の傾斜（テーパ）角度は第１シール面の傾斜（テーパ）角度よりも急な角度である（段落００１５，００３０参照）。特許文献１の燃料噴射ノズルでは、第１シール面と第２シール面との間に形成される円環状の交差稜線（第１シートライン）はノズルボディ（ノズル部材）のノズルシートに密着する円環状のノズルシールとして機能し、噴射孔入口はノズルシールよりも燃料流れ方向の下流側の第２シール面で覆うように構成されている（段落００３０，００６０及び図９，１０参照）。【０００４】
一方、直接燃焼室に燃料を噴射するガソリン用の内燃機関に搭載される燃料噴射弁として、特開２０１６−１８３６７６号公報（特許文献２）に記載された燃料噴射弁が知られている。【０００５】
特許文献２の燃料噴射弁は、燃料の噴射孔が設けられた部材と弁座に当接又は離間する弁体とを備え、噴射孔入口の開口縁に丸面取り部が形成され、噴射孔の入口開口に平行な断面積が噴射孔入口から噴射孔出口に向かうに従って小さくなるように構成されている。
この燃料噴射弁は、上記構成により噴射孔内部で生じる燃料の剥離を防止し、筒内（燃焼室内）噴射時の吸気弁や筒内壁面（燃焼室内壁面）への燃料付着を抑制している（要約及び段落００３６参照）。また特許文献２の燃料噴射弁は、噴射孔入口が弁体と弁座面との間隔（隙間）が拡大する部分に開口している（図２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−９８７８５号公報
【特許文献２】特開２０１６−１８３６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２の燃料噴射弁は、ガソリンエンジンに適用され、噴射孔入口の開口縁に丸面取り部を設けている。この燃料噴射弁は、丸面取り部を設けることで、噴射孔内での燃料の剥離を抑制している。しかしながらこの燃料噴射弁では、噴射孔の断面は円形であり、弁座（シート部）近くの圧力損失の少ない燃料を噴射孔に取り込むための配慮が十分に成されていなかった。【０００８】
また特許文献１の燃料噴射ノズルは、ディーゼルエンジンに用の燃料噴射弁であり、弁部（弁体）が着座するノズルシート（シート部）側の内壁の強度を保てなくなることを防ぐために、噴射孔入口の開口断面を短軸と長軸を有する長孔形状にしており、ノズルシート近くの圧力損失の少ない燃料を噴射孔に取り込むことについて配慮したものではない。【０００９】
本発明の目的は、ガソリンエンジンに用いられ、弁体が着座するシート部近傍の圧力損失の少ない燃料を噴射孔に取り込むことができる燃料噴射弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を解決するために、本発明の燃料噴射弁は、
複数の噴射孔と、協働して前記複数の噴射孔への燃料通路を開閉する弁体及びシート部と、を備えたガソリンエンジン用の燃料噴射弁において、
前記複数の噴射孔のうち少なくとも一つの噴射孔は、噴射孔入口が長軸と短軸とを有する形状に構成され、
前記長軸はその延長線が前記シート部と交差する方向に向けられている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のガソリンエンジン用の燃料噴射弁によれば、弁体が着座するシート部近傍の圧力損失の少ない燃料を噴射孔に取り込むことができ、噴射孔内での燃料圧力を高圧に維持することができるため、噴射孔出口の近傍での噴霧の広がりを抑えることができ、噴射孔出口周辺への燃料の付着を抑制することができる。これによって浮遊粒子状物質の発生を抑制し排気性能を向上することができる燃料噴射弁を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る燃料噴射弁の構成図である。
【図２】第一実施例における燃料噴射弁の噴射孔出口の構成を示す平面図である。
【図３】第一実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。
【図４】第一実施例における噴射孔入口を拡大して示す部分拡大図（図３のIV部の部分拡大図）である。
【図５】第一実施例における噴射孔近傍の断面図（図３のＶ−Ｖ断面のうち噴孔の近傍を拡大した図）である。
【図６】第一実施例における噴射孔の構造図である。
【図７】第一実施例による噴孔内圧力のシミュレート結果を示す図（棒グラフ）である。
【図８】第二実施例における噴射孔の構造図である。
【図９】第三実施例に係る弁リフトの差異の影響を説明する図である。
【図１０】第四実施例による噴孔内圧力と長軸/短軸比の評価例である。
【図１１】第五実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。
【図１２】第五実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。
【図１３】第五実施例による噴孔内圧力の効果を説明する図である。
【図１４】第六実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。
【図１５】第六実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。
【図１６】第六実施例における噴射孔の断面図である。
【図１７】第七実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。
【図１８】第七実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。
【図１９】第八実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。
【図２０】第八実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。
【図２１】第九実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。
【図２２】第九実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。
【図２３】第十実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。
【図２４】第十実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。
【図２５】第十実施例における噴射孔の断面図である。
【図２６】本発明に係る燃料噴射弁を内燃機関に実装した状態を示す断面図である。
【図２７】燃料噴霧の広がりと噴射孔出口近傍への燃料付着について説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に関する燃料噴射弁の実施例を図面に基づき詳細に説明する。以下の説明において、各実施例で共通する構成には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。また、同じ符号の構成であっても他の実施例と異なる部分についてはその都度説明する。
【００１４】
最初に、図２７を用いて、燃料噴霧の広がりと噴射孔出口近傍への燃料付着について説明する。図２７は、燃料噴霧の広がりと噴射孔出口近傍への燃料付着について説明する概念図である。図２７では、燃料噴射弁の複数の噴射孔の内の１つの噴射孔の断面を示している。
【００１５】
２８０１は噴射孔を示しており、２８０２は噴射孔を構成する部材（噴射孔構成部材）、２８０３は弁体を示している。噴射孔構成部材２８０２と弁体２８０３とによって燃料通路２８０４は構成される。２８０５は噴射孔２８０１から燃料が噴射される先の内燃機関の燃焼室を示している。燃料通路２８０４を通過する燃料の流れを２８０６で示す。噴射孔２８０１から流出した燃料を２８０７とし、２８０８は噴射孔２８０１の近傍に付着した燃料を示している。具体的に燃料の流れを説明すると、燃料通路２８０４より上流から燃料が流れてきた際に、圧力損失を伴いながら噴射孔２８０１内へ流れ２８０６で示すように流れる。その際、燃料は、噴射孔２８０１で更に圧力損失を伴いながら、流れ２８０７で示すように流れ、噴霧となって燃焼室２８０５へ流出する。その際に、噴射する場の圧力である燃焼室０５の圧力（雰囲気圧力）が低い場合は、噴霧の広がりによって２８０８のように噴射孔出口周辺に燃料が付着し、付着した燃料は噴射孔出口周辺に濡れ広がる。この付着した燃料が燃焼室内にあることで、高温高圧の燃焼に曝される。これによりデポジットとして堆積して噴射毎に燃料を吸収し、浮遊粒子状物質発生の起点となる。
【００１６】
以下では、噴霧の広がりを抑制して、噴射孔出口周辺への燃料付着を抑制する。
【００１７】
本発明が適用される燃料噴射弁１０１の一実施例について、図を用いて説明する。燃料噴射弁１０１は後述する複数の実施例に共通する。
【００１８】
まず燃料噴射弁１０１の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る燃料噴射弁の構成図である。なお、本発明の燃料噴射弁は、図１に示す燃料噴射弁の構成に限定されるものではない。
【００１９】
以下の説明では上下方向を指定して説明する場合があるが、上下方向は図１に基づいて定義され、燃料供給口１１７が設けられた燃料噴射弁１０１の基端側を上側、燃料噴射孔（以下、噴射孔と言う）１０７が設けられた燃料噴射弁１０１の先端側を下側と定義する。この上下方向は、燃料噴射弁１０１の実装状態における上下方向とは必ずしも一致するものではない。
【００２０】
燃料噴射弁１０１において、弁本体１０２はノズルホルダ１０３とコア（固定コア）１０４とハウジング１０５とから構成される。ノズルホルダ１０３の先端部にはノズル部材（ノズルボディ）１１２が固定され、ノズル部材１１２に複数の噴射孔１０７とシート部１１３とが形成されている。
【００２１】
図示しない高圧燃料ポンプからの燃料は、燃料通路１０６を介して、複数の噴射孔１０７に送られ、噴射孔１０７から燃料噴射弁１０１の外部に吐出される。
【００２２】
弁体１０８は、アンカー（可動コア）１０９を介して軸方向（中心軸線１０１ａ方向）に摺動可能にノズルホルダ１０３内に収納されている。スプリング１１０は、弁体１０８とアジャスタピン１１１との間に配置され、アジャスタピン１１１によってスプリング１１０の上端部の位置が拘束される。スプリング１１０は弁体１０８をシート部１１３に押し付ける方向（閉弁方向）に付勢し、ソレノイド１１４への非通電時には弁体１０８はシート部１１３に当接して、弁体１０８及びシート部１１３によって構成される弁部（燃料通路）は閉弁している。
【００２３】
ソレノイド１１４は、アンカー１０９の上部かつ外周側に配置され、ソレノイド１１４に図示しない駆動回路から駆動電流が通電される。ソレノイド１１４に通電されると、コア１０４が励磁されることでアンカー１０９に磁気吸引力が生じ、アンカー１０９はコア１０４に向かって軸方向に引き上げられる。それに伴い、弁体１０８がアンカー１０９によって軸方向に引き上げられる。このとき、弁体１０８がシート部１１３から離れ、弁体１０８及びシート部１１３によって構成される弁部が開弁する。弁体１０８は、ガイド１１５、１１６に対して摺動可能に構成されており、ガイド１１５、１１６よって開閉弁方向への移動をガイドされる。そして複数の噴射孔１０７が開き、図示しない高圧燃料ポンプによって加圧、圧送された燃料は噴射孔１０７から噴射される。
【００２４】
以下、本発明に係る実施例を具体的に説明する。
【００２５】
［実施例１］
図２〜図７を用いて、本発明の第一実施例について説明する。
【００２６】
図２は、第一実施例における燃料噴射弁の噴射孔出口の構成を示す平面図である。図２は、ノズル部材１１２の噴射孔出口側を示しており、図１の方向１から見た図である。
【００２７】
２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６は噴射孔の出口側開口（以下、噴射孔出口という）を示しており、本実施例では６個の噴射孔を設けている。本発明の噴射孔数は６個に限定される訳でない。
【００２８】
噴射孔出口２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６は、説明を簡単にするために楕円形状を用いて説明するが、長軸と短軸を有する形状であれば楕円形状でなくても良い。また本実施例では、噴射孔出口２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６はノズル部材１１２の中心線２０７に対して線対称に配置されているが、対称に配置される必要はない。なお中心線２０７は、ノズル部材１１２の中心Ｏを通り、燃料噴射弁１０１の中心軸線１０１ａに垂直な線分である。
【００２９】
ここで、図２６を用いて、内燃機関に対する燃料噴射弁１０１の取り付け状態と、内燃機関の燃焼室に対する燃料噴射弁１０１から噴射される燃料噴霧の配置について説明する。図２６は、本発明に係る燃料噴射弁を内燃機関に実装した状態を示す断面図である。
【００３０】
内燃機関２７００は、円筒状のシリンダ２７０１と、シリンダ２７０１内で往復動するピストン２７０２と、シリンダ２７０１の頂部（シリンダヘッド）２７０ａに配置された点火プラグ２７０３と、燃料を燃焼する燃焼室２７０４と、燃焼室２７０４に空気を取り込む吸気弁２７０５と、燃焼したガスを排気する排気弁２７０６と、を備える。燃焼室２７０４は、シリンダヘッド２７０ａと、シリンダ２７０１の側壁部２７０１ｂと、ピストン２７０２の冠面２７０２ａと、で囲まれた空間内に形成される。また本実施例では、燃料噴射弁１０１は、その先端部が燃焼室２７０４の内部に臨むように、シリンダ２７０１の側壁部２７０１ｂに取り付けられている。
【００３１】
噴射孔出口２０１は燃焼室２７０１に噴射する際の点火プラグ２７０２に最も近接する方向の噴霧ＦＳ１を噴射する噴射孔により構成され、噴射孔出口２０２，２０３，２０５，２０６は燃焼室全体に噴霧を広げるための噴霧ＦＳ２を噴射するために配置され、噴射孔出口２０４は燃焼室２７０１のピストン２７０２に最も近い噴霧ＦＳ３を噴射する噴射孔により構成される。
【００３２】
噴霧ＦＳ１を噴射する噴射孔出口２０１は噴霧ＦＳ１が点火プラグ方向を指向するように点火プラグ側に配置される。噴霧ＦＳ３を噴射する噴射孔出口２０４はピストン方向を指向するようにピストン側に配置される。噴霧ＦＳ２を噴射する噴射孔出口のうち噴射孔出口２０２，２０６は、噴射孔出口２０３，２０５に対して噴霧が点火プラグ側を指向するように点火プラグ側に配置される。噴霧ＦＳ２を噴射する噴射孔出口のうち噴射孔出口２０３，２０５は、噴射孔出口２０２，２０６に対して噴霧がピストン側を指向するようにピストン側に配置される。
【００３３】
以上のように内燃機関毎に異なる燃焼室形状に合わせて、それぞれの噴射方向を設定することが望ましい。また、噴射孔の出口断面積は、それぞれに噴射したい方向への流量の分配によって調整することが望ましく、長軸と短軸の長さの比率も噴射孔によって調整しても良い。
【００３４】
続いて燃料噴射弁１０１内の噴射孔の燃料入口側の構造について図３を用いて説明する。図３は、第一実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。図３は、ノズル部材１１２を図２と反対方向の燃料噴射弁１０１の内側から見た図であり、弁体１０８は噴射孔を説明しやすくするために図示していない。
【００３５】
噴射孔３０１は図２における噴射孔出口２０１の燃料上流側の入口側開口（以下、噴射孔入口という）を示している。３０２，３０３，３０４，３０５，３０６も同様に図２の各噴射孔出口２０２，２０３，２０４，２０５，２０６の上流側の噴射孔入口を示している。３０７は図１における１１３と同じ、弁体１０８のシート部を示している。３０８は各噴射孔入口の重心を通る仮想円を示している。
【００３６】
各噴射孔の入口３０１〜３０６は、噴射孔出口２０１〜２０６と同様に長軸と短軸を有する形状であり、ノズル部材１１２の中心Ｏ側からシート部３０７の方向に延びるように噴射孔が開口している。すなわち、噴射孔の入口３０１〜３０６の長軸は、その延長線がシート部３０７と交差する方向に向けられている。これにより、噴射孔入口の長軸がノズル部材１１２のＯを中心とする放射方向（径方向）に沿うように配置される。噴射孔入口３０１〜３０６は、噴射孔出口２０１〜２０６と同様に楕円形状にしているが、長軸と短軸を有する形状であれば楕円形状でなくても良い。
【００３７】
本実施例では、噴射孔入口３０１〜３０６はノズル部材１１２の中心線２０７に対して線対称に配置されているが、噴射孔の長軸を上記のように配置すれば、噴射孔入口３０１〜３０６を中心線２０７に対して線対称に配置する必要はない。また、各噴射孔入口３０１〜３０６は、全ての噴射孔入口３０１〜３０６を上記のように配置する必要はなく、噴射孔内の圧力が低い孔に限定して長軸をノズル部材１１２の中心Ｏ側からシート方向に延びるように配置しても良い。
【００３８】
以下の説明では、噴射孔入口の符号３０１，３０２，３０３，３０４，３０５，３０６を用いて噴射孔を指定する。例えば、噴射孔入口３０１と噴射孔出口２０１とを有する噴射孔は、噴射孔３０１として説明する。
【００３９】
次に図４を用いて、噴射孔をより詳細に説明する。図４は、第一実施例における噴射孔入口を拡大して示す部分拡大図（図３のIV部の部分拡大図）である。なお図４は、噴射孔入口３０１の近傍を拡大したものである。
【００４０】
噴射孔入口３０１は長軸４０１および短軸４０２で構成され、シート部３０７の方向に長軸が向くように構成される。長軸４０１および短軸４０２は噴射孔入口３０１から噴射孔出口２０１まで同じ方向に構成される。すなわち、噴射孔３０１の横断面（噴射孔の中心軸線に垂直な断面）が長軸４０１および短軸４０２を有する。他の噴射孔３０２〜３０６も噴射孔３０１と同様に長軸４０１および短軸４０２を有する。
【００４１】
噴射孔３０１及び噴射孔３０４では、図３の平面図（中心軸線１０１ａに垂直な仮想平面に投影した図）上において、長軸４０１の方向がＯを中心とする放射方向（径方向）に一致するように配置される。一方、噴射孔入口３０２，３０３，３０５，３０６では、長軸４０１の方向がＯを中心とする放射方向（径方向）に対して傾斜している。ただし、噴射孔入口３０２，３０３，３０５，３０６の長軸４０１は、ノズル部材の中心Ｏと噴射孔入口３０２，３０３，３０５，３０６の中心とを通り放射方向に延びる仮想線分に対して垂直ではなく、仮想線分に対して傾斜している。
【００４２】
矢印４０４はシート部３０７の上流側の燃料の流れを示しており、燃料は噴射孔入口３０１の上流側から噴射孔入口３０１までの流路抵抗による圧力損失を伴いながら、噴射孔３０１へと供給されるが、特にシート部３０７では通過する際に大きな圧力損失を伴う。
本実施例では、噴射孔入口３０１〜３０６は長軸４０１が上記のように配置されていることにより、シート３０７の近傍まで開口する構成となっている。これによって、噴射孔入口３０１〜３０６は上流側の燃料通路を短くし、圧力損失を少なくすることができる。このため高い圧力で噴射孔３０１〜３０６へ燃料を導くことができる。
【００４３】
本実施例では、噴射孔３０１〜３０６のうち少なくとも２つの噴射孔の重心がそれぞれ同一円上に配置されることが望ましい。これによって、同一円上に配置された噴射孔のそれぞれに均等に燃料が分配されることで、これらの噴射孔内の圧力差がなくなり、特定の噴射孔の圧力が低下することを防ぐことができる。そして、噴射孔の出口近傍での噴霧の広がりを抑制でき、燃料が噴射孔出口部外面で濡れ広がるのを効果的に抑制することができる。特に本実施例では、全ての噴射孔において、噴射孔入口３０１〜３０６の重心を仮想円３０８上に配置している。
【００４４】
次に図５を用いて、燃料の流れについて具体的に説明する。図５は、第一実施例における噴射孔近傍の断面図（図３のＶ−Ｖ断面のうち噴孔の近傍を拡大した図）である。図５では噴射孔３０１について説明するが、他の噴射孔３０２〜３０６においても、効果の大小はあるものの、同様な効果が得られる。
【００４５】
本実施例の燃料噴射弁１０１はガソリンエンジン用の燃料噴射弁であり、弁体１０８は第一円錐面（第一円錐台面）１０８Ａと第二円錐面（第二円錐台面）１０８Ｂとを有する。第一円錐面１０８Ａは第二円錐面１０８Ｂに対して燃料の流れる方向において、上流側に位置する。第一円錐面１０８Ａは中心軸線１０１ａとの間に角度θａを成す傾斜面（テーパ面）で構成され、第二円錐面１０８Ｂは中心軸線１０１ａとの間に角度θｂを成す傾斜面（テーパ面）で構成されている。角度θｂは角度θａよりも大きく（角度θｂ＞角度θａ）、第一円錐面１０８Ａと第二円錐面１０８Ｂとの境界部にシート部に当接する弁体側シール部１０８Ｄが構成されている。
【００４６】
第二円錐面１０８Ｂの下流側には、中心軸線１０１ａとの間の角度θｃが角度θｂよりも大きくなる面（曲面部）１０８Ｅが形成されており、面１０８Ｅは噴射孔入口３０１〜３０６と対向する位置に設けられている。
【００４７】
５０１は、シート部３０７より上流側の燃料流れであり、シート部３０７の下流側に比べて圧力が高い位置での燃料流れを示している。５０２はシート部３０７を通過した後に噴射孔入口３０１へと流れ、噴射孔出口２０１へと向かう燃料流れを示している。５０３は燃料噴射弁１０１の中心側から噴射孔入口３０１へと向かう燃料流れを示しており、５０４は５０２と５０３が合流した燃料流れを示している。５０５および５０６は噴射孔出口２０１から流出した燃料流れであり、噴射孔出口２０１から噴射された燃料は５０５および５０６に示すような広がりを持つ燃料噴霧となる。
【００４８】
上流側の燃料流れ５０１は、シート部３０７や噴射孔入口３０１に向かうまでの流路で圧力損失を伴うが、噴射孔入口３０１がシート部３０７に向かって延びるように開口しているため、シート部３０７を通過した後、圧力損失が少ない状態で、燃料流れ５０２に示すように、噴射孔３０１に流入する。また、噴射孔中心側からの燃料流れ５０３に対しても、燃料流れ５０１が高圧であるため、燃料流れ５０３と燃料流れ５０１とが合流した燃料流れ５０４は、高い圧力を持って噴射孔３０１内へ流入することができる。前述の燃料流れによって、燃料は高圧な状態で噴射孔３０１に導かれる。噴射孔出口２０１から噴射された燃料噴霧５０５および５０６は、噴射場の影響を受けて圧力が低下し、燃焼室へと拡散する。
【００４９】
以上のような燃料の流れとすることにより、大気圧よりも低い雰囲気場へ燃料を噴く場合に生じる課題を解決できる。すなわち、燃料の沸点が低くなることで燃料噴霧が噴射孔出口近傍で広がることに対して、噴射孔の内圧を高めることができるので、噴射孔周辺での噴霧の広がりを抑制し、噴射孔出口部外面への燃料の付着を抑制することができる。このため噴射孔周辺に堆積するデポジットの量を低減することや、デポジットに吸収される燃料を低減することができるため、浮遊粒子状物質の起点を生成せずに燃料を噴射し、内燃機関を運転することができる。
【００５０】
続いて図６を用いて、長軸４０１と短軸４０２の具体的な配置について説明する。図６は、第一実施例における噴射孔の構造図である。なお図６では、噴射孔、噴射孔を構成する長軸４０１と短軸４０２、および弁体１０８のシート部３０７を概念図として描いている。
【００５１】
６０１は噴射孔入口側における噴射孔の中心軸線６００に垂直な噴射孔面（横断面）を示しており、長軸６０２と短軸６０３とを有する形状に形成される。長軸６０２と短軸６０３とは交点６０４で交わる。６０５は６０１の最もシート部に近い点（周上の位置）を示しており、６０６はシート部の最も噴射孔に近接した点を示している。６０７は６０４と６０６を結んだ線を示しており、６０７を６０１を含む平面に投影した線が６０８である。６１０は噴射孔出口側における噴射孔の中心軸線６００に垂直な噴射孔面（横断面）を示しており、６１１は噴射孔面６１０の長軸を、また６１２は噴射孔面６１０の短軸を示している。本実施例の噴射孔は、噴射孔入口側における噴射孔の横断面６０１の面積と噴射孔出口側における噴射孔の横断面の面積６１０とが等しい大きさになるように、形成されている。
【００５２】
本構成によって噴射孔とシート部に対する配置を説明すると、複数の噴射孔は少なくとも一つの噴射孔の噴射孔面６０１が互いに交差する長軸６０２と短軸６０３とを有し、噴射孔面６０１に対して燃料噴射弁１０１の上流側から下流側に向かう線分６０７を長軸６０２及び短軸６０３を含む仮想平面上に投影した場合に、投影された仮想平面（噴射孔面６０１）上の線分（投影線分）６０８に対して長軸６０２が一致するように構成される。
ここで、一致するとは、理想的に一致することを意味し、製造上の誤差等によるずれを含み得る。このように噴射孔を配置することが望ましく、図４および図５で説明した燃料流れを実現し、噴射孔内の圧力を高めることができる。
【００５３】
次に本実施例を適用した際の噴射孔内の圧力をシミュレートした結果の例を、図７を用いて説明する。図７は、第一実施例による噴孔内圧力のシミュレート結果を示す図（棒グラフ）である。
【００５４】
６個の噴射孔で構成される燃料噴射弁を例にして、＃１〜＃６まで全てに本発明を適用した際の結果（実施例）と、本発明の比較例の結果（比較例）とを示している。比較例は、６個の噴射孔の全てが円形（真円）の横断面を有する構成である。
【００５５】
評価方法は、定常解析を用い、シート部より上流側から一定圧力を負荷した際に噴射孔内の圧力の体積平均を評価したものである。本発明を適用した場合、全噴射孔＃１〜＃６の圧力が比較例よりも増加していることがわかる。本実施例では、噴射孔内の燃料圧力を高くすることができるため、噴射孔出口での圧力も高く維持されることで噴射される燃料の速度が速くなり、噴射孔出口近傍での噴霧の広がりを抑えることができる。これにより、噴射孔出口部外面の燃料による濡れを抑制することができ、良好な排気性能を有する内燃機関を提供することができる。
【００５６】
図７の噴射孔は燃焼室に向かって取り付けられた際に、＃１，＃２，＃６が点火プラグ２７０３方向を指向するようにして点火プラグ２７０３側に配置され、＃３，＃４，＃５がピストン２７０２方向を指向するようにしてピストン２７０２側に配置されている。特に図７の結果によると、ピストン２７０２方向を指向する噴射孔＃３，＃４，＃５の圧力は、噴射方向の角度が大きいことに起因し、点火プラグ２７０３側に配置される噴射孔＃１，＃２，＃６の圧力よりも小さい傾向にある。
【００５７】
これを回避するため、噴射孔＃３、＃４、＃５の圧力を特に高めるように構成することが望ましい。つまりは、内燃機関に取り付けられた状態において、複数の噴射孔＃１〜＃６のうち、点火プラグ２７０３先端の側を指向する噴射孔＃１，＃２，＃６の噴射孔入口における長軸長さ／短軸長さに対して、ピストン２７０２の上面側を指向する噴射孔＃３，＃４，＃５の噴射孔入口における長軸長さ／短軸長さが大きくなるように構成することが望ましい。一方、噴射孔出口での速度が増加することで、噴霧の到達距離が伸長する懸念があるが、噴射方向の工夫や分割噴射によって噴霧の到達距離を短くすることができるため、噴射孔出口速度の増加による燃焼室への燃料の付着抑制と両立することができる。そのため、噴射孔出口部の表面の燃料による濡れを抑制することで、付着燃料を基にした煤や浮遊粒子状物質の生成を抑制することができ、排気性能を向上することができる。
【００５８】
［実施例２］
次に図８を用いて、第二実施例について説明する。図８は、第二実施例における噴射孔の構造図である。本実施例では、図６と同様の構成には図６と同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
６０９は噴射孔の側壁を示している。本実施例の噴射孔は、噴射孔入口側における噴射孔の横断面６０１の面積に対し、噴射孔出口側における噴射孔の横断面の面積６１０が小さくなるよう構成されている。この場合、噴射孔の側壁６０９は中心軸線６００に対して傾斜（テーパ）をつけて構成し、噴射孔の横断面積が入口側から出口側に向かって次第に減少するように構成すると良い。この場合、噴射孔入口側の横断面６０１の断面積を大きくして長軸６０２をシート部３０７方向へ広げ、且つ噴射孔出口に向かって噴射孔径（長軸６１１長さ及び短軸６１２長さ）を小さくするとよい。
【００６０】
次に、入口側の噴射孔横断面６０１と出口側の噴射孔横断面６１０との長軸と短軸との関係について、詳細に説明する。噴射孔出口側における長軸を６１１、短軸を６１２とする。噴射孔は、噴射孔横断面６０１の長軸６０２の長さに対して噴射孔横断面６１０の長軸６１１の長さが短くなるように構成され、噴射孔横断面６０１の短軸６０３の長さに対して噴射孔横断面６１０の短軸６１２の長さの方が短くなるように構成する。このような構成にすることで、燃料の流れが６１３のように噴射孔入口側から噴射孔出口側に進むにつれて、出口側の噴射孔横断面６１０の中央側を指向するようになる。これにより、噴射孔から流出する燃料は噴射孔出口周辺に濡れ広がり難くなる。
【００６１】
本実施例において、入口側の横断面６０１における（長軸６０２長さ／短軸６０３長さ）と出口側の横断面６１０における（長軸６１１長さ／短軸６１２長さ）との比は異なるようにしてもよい。例えば、（長軸６１１長さ／短軸６１２長さ）を（長軸６０２長さ／短軸６０３長さ）よりも小さくしてもよく、（長軸６１１長さ／短軸６１２長さ）を１にして、出口側の横断面６１０を円形（真円）にしてもよい。
【００６２】
以上のように、本実施例では、実施例１で説明した、噴射孔内の圧力を高める効果の他に、噴射量を調整する効果や、燃料の流れる方向を調整する効果が得られる。そのため、内燃機関によって異なる燃焼室に合わせて、噴射方向別に燃料の量を調整できるので、燃焼室内への燃料の付着を低減し、良好な排気性能を有する内燃機関とすることができる。
【００６３】
［実施例３］
次に図９を用いて、第三実施例について説明する。図９は、第三実施例に係る弁リフトの差異の影響を説明する図である。
【００６４】
本実施例では、弁体１０２のリフト制御を行う。図９では、本発明を適用する前の比較例Ａ，Ｂと本発明を適用した実施例Ｃ，Ｄとについて、弁体１０２のリフト量が大きい場合Ａ，Ｃと小さい場合Ｂ，Ｄとの違いを示している。
【００６５】
まずＡについて説明する。比較例では、図５にて説明したシート部３０７と噴射孔入口との間の距離（矢印長さ）は離れているが、弁体１０２のリフト量が大きいためシート部３０７での圧力損失は小さい。そのため矢印で示すシート部３０７と噴射孔入口との間の距離が離れていても圧力損失が小さく、燃料は所望の圧力で噴射孔に達することができ、噴射孔内の圧力を高く維持することができる。
【００６６】
次にＢについて説明する。弁体１０２のリフト量が小さい状態では、シート部３０７における流路断面積が小さくなり、シート部３０７での圧力損失が大きくなるため、噴射孔内の圧力が低くなり、燃料噴霧が噴射孔出口近傍で広がるようになる。このため、噴射孔出口部外面において燃料による濡れが発生するリスクが大きくなる。
【００６７】
本発明を適用したＣでは、Ａの状態と同様にシート部３０７での圧力損失が小さく、燃料は高い圧力を維持して噴射孔に流れる。このため、噴射孔内の圧力を高く維持することができる。
【００６８】
次に本発明を適用したＤにおいては、弁体１０２のリフト量が小さいためシート部３０７での圧力損失が大きくなり、シート部３０７の上下流における燃料通路の幅（弁体１０２とノズル部材１１２との間の間隔）も狭くなるためこの燃料通路での圧力損失も大きくなる。しかし、噴射孔の長軸がシート部方向に延びるように噴射孔入口がシート部に向かって広がっているため、燃料はシート部３０７の下流の燃料流路で大きな圧力損失を受ける前に噴射孔に到達することができる。そのため本発明は、リフト量が小さい状態で燃料噴射を行う場合の噴射孔内の圧力を改善でき、異なるリフト量で燃料噴射を実行する燃料噴射弁に適している。
【００６９】
［実施例４］
次に図１０を用いて、第四実施例について説明する。図１０は、第四実施例による噴孔内圧力と長軸/短軸比の評価例である。
【００７０】
図１０では、噴射孔入口における長軸４０１と短軸４０２の比率を評価した結果を示している。右にいくほど、長軸４０１の長さが長く、短軸４０２に対する長軸４０１の比率が大きいことを示している。短軸４０２に対する長軸４０１の比率が３以上では噴射孔内の圧力がほぼ一定になるため、短軸４０２に対する長軸４０１の比率を３以上にすることが望ましい。短軸４０２に対する長軸４０１の比率を３以上にできれば、効果的に噴孔の圧力を高い状態に維持することができ、噴射孔出口での流速を速くすることができる。これにより、噴射孔出口近傍での噴霧の広がりを抑えることができ、噴射孔出口周辺への燃料付着を抑えることができる。また、噴射孔毎に噴射孔内の圧力を調整したい場合は、圧力を調整したい噴射孔毎に長軸と短軸との比率を変更しても良い。これによって、噴射孔間の圧力差を小さくして燃料を噴射することができ、特定の噴射孔の圧力が低くなる状態を抑制することができる。
【００７１】
［実施例５］
次に図１１〜１３を用いて、第五実施例について説明する。図１１は、第五実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。図１２は、第五実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。図１３は、第五実施例による噴孔内圧力の効果を説明する図である。
【００７２】
図１１は、図２と同様に、図１の方向１からノズル部材１１２を見た図である。本実施例でも図２と同様に、ノズル部材１１２は６個の噴射孔出口１２０１〜１２０６を備えている。
【００７３】
本実施例では、図２の実施例１に対して、各噴射孔出口１２０１〜１２０６が放射方向（径方向）に対して一定の角度をもって傾いている。各噴射孔出口１２０１〜１２０６は、噴射孔の長軸が放射方向に対して一定角度をもってシート方向に向かって延びている。
【００７４】
図１２を用いて、噴射孔入口の状態を説明する。図１２に示す噴射孔入口１３０１，１３０２，１３０３，１３０４，１３０５，１３０６はそれぞれ図１１の噴射孔出口１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５，１２０６に対応している。
【００７５】
以下の説明では、噴射孔入口の符号１３０１，１３０２，１３０３，１３０４，１３０５，１３０６を用いて噴射孔を指定する。例えば、噴射孔入口１３０１と噴射孔出口１２０１とを有する噴射孔は、噴射孔１３０１として説明する。
【００７６】
各噴射孔入口１３０１〜１３０６は、噴射孔出口１２０１〜１２０６と同様に、放射方向（径方向）に対して一定の角度をもって傾いている。各噴射孔入口１３０１〜１３０６は、噴射孔の長軸が放射方向に対して一定角度をもってシート方向に向かって延びるように、噴射孔入口１３０１〜１３０６がシート部３０７に向かって広がっている。具体的な噴射孔入口１３０１〜１３０６の角度については、図１３の噴射孔入口の角度と噴射孔内圧力との関係を示した図を用いて説明する。
【００７７】
実施例１の図３と同様に、複数の噴射孔１３０１〜１３０６の重心は、全ての噴射孔において重心が３０８の同一円上に配置されるのが最適であり、少なくとも２つ以上の噴射孔において重心が３０８の同一円上に配置されることが望ましい。
【００７８】
続いて図１３を用いて、噴射孔入口１３０１〜１３０６が最もシート部３０７に近接する方向（放射方向、半径方向）から角度をもつ場合について説明する。なお以下の角度の説明は、図１３の平面図（中心軸線１０１ａに垂直な仮想平面）に基づく。
【００７９】
１４０１は最もシート部３０７に近接する方向に長軸が向いている状態の噴射孔入口１３０１〜１３０６を示し、１４０２は最もシート部３０７に近接する方向に対して一定の角度をもつ状態の噴射孔入口１３０１〜１３０６を示している。１４０３は噴射孔入口１３０１〜１３０６が最もシート部３０７に近接する方向を示す線分であり、噴射孔入口１４０１の長軸は線分１４０３に一致している。１４０５はシート部３０７が噴射孔入口１４０１に最も近接する点（位置）であり、ＡＮＧは噴射孔入口１４０２の線分（近接方向）１４０３からの傾き角度を示している。
【００８０】
図１３に図示するグラフは、著者等による解析結果であり、噴射孔内の圧力の代表値と傾き角度ＡＮＧとの関係をしている。この関係によると、傾き角度ＡＮＧを５０deg.以下に設定すると、噴射孔１３０１〜１３０６の圧力が高められることがわかる。そのため図６または図８で説明した長軸６０２，６１１が、線分６０８に対して、５０度以下の傾き角度ＡＮＧを有するように構成することが望ましい。
【００８１】
本実施例は、実施例１と同様に、噴射孔内の圧力を高めることができる他、噴射孔入口１３０１〜１３０６の傾き角度ＡＮＧを０度よりも大きい角度に設定することにより、燃料が噴射孔１３０１〜１３０６内に旋回しながら流れ込むようにすることができるため、燃料に作用する遠心力により噴射孔壁面での圧力を高めることができる。そのため、噴射孔出口部外面における燃料による濡れを抑制することができ、燃料による濡れによって発生する煤や浮遊粒子状物質の発生を抑制することができる。これにより本実施例は、良好な排気性能を有する内燃機関を提供することができる。
【００８２】
［実施例６］
次に図１４〜１６を用いて、第六実施例を説明する。図１４は、第六実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。図１５は、第六実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。図１６は、第六実施例における噴射孔の断面図である。
【００８３】
図１４は、図２と同様に、図１の方向１から見た図である。本実施例でも、図２と同様に、ノズル部材１１２は６個の噴射孔出口１５０１〜１５０６を備えている。本実施例では、特徴的な構成として、長軸と短軸の比率が小さく、円形状となった噴射孔出口１５０１〜１５０６を備えている。
【００８４】
一方、噴射孔入口１６０１〜１６０６は、図１５に示すように、長軸および短軸を有する形状で構成され、長軸の方向はシート部３０７に向かって延びており、噴射孔入口１６０１〜１６０６はシート部３０７に向かって広がっている。噴射孔入口１６０１〜１６０６の形状は、前述の各実施例と同様な形状にすることができる。
【００８５】
以下の説明では、噴射孔入口の符号１６０１，１６０２，１６０３，１６０４，１６０５，１６０６を用いて噴射孔を指定する。例えば、噴射孔入口１６０１と噴射孔出口１５０１とを有する噴射孔は、噴射孔１６０１として説明する。
【００８６】
本実施例では、全ての噴射孔入口１６０１〜１６０６において、長軸が放射方向に一致している。各噴射孔の長軸の方向は、一部の噴射孔入口の長軸が放射方向に一致するようにしてもよいし、前述の各実施例の方向と同様に構成してもよい。
【００８７】
次に図１６を用いて説明する。図１６はXVI−XVI断面について、噴射孔１６０１の近傍を拡大したものである。１７０１はシート部３０７より上流側の燃料流れを示している。
シート部３０７より上流側の燃料流路はシート部下流側の燃料流路に比べて圧力が高い。燃料流れ１７０１はシート部３０７を通過した後に噴射孔入口１６０１へと流れ、噴射孔出口１５０１へと向かう燃料流れ１７０２となる。１７０３は燃料噴射弁１０１（ノズル部材１１２）の中心側から噴射孔入口１６０１へと向かう流れを示しており、１７０４は１７０１（または１７０２）と１７０３とが合流した流れを示している。
【００８８】
流れ１７０１は、シート部３０７での圧力損失や噴射孔入口１６０１に向かうまでの流路での圧力損失を伴うが、噴射孔入口１６０１がシート部３０７に向かって広がるように構成されるため、シート部３０７を通過した後の圧力損失が少ない状態で噴射孔１６０１へ１７０２で示すように流入することができる。
【００８９】
また、燃料流れ１７０３は圧力が低下しているものの、高圧を維持した燃料流れ１７０１と合流することで、噴射孔内の圧力を高圧に維持することができる。
【００９０】
また、実施例１の図５の噴射孔３０１〜３０６に比べて、噴射孔１６０１〜１６０６の噴射孔出口１５０１〜１５０６の短軸に対する長軸の比率が小さいことで、噴射孔出口１５０１〜１５０６がより円形に近く形状であるため、１７０２や１７０３の燃料流れは噴射孔出口１５０１〜１５０６から径方向に広がらない方向に噴射される。本実施例では、実施例１で示した噴射孔出口２０１〜２０６の長軸/短軸の比率を最小（＝１）にして噴射孔出口２０１〜２０６を円形（真円）にしたものである。長軸/短軸の比率を最小（＝１）にする必要はなく、上記効果を小さくなるものの、噴射孔出口１５０１〜１５０６の長軸/短軸の比率を噴射孔入口１６０１〜１６０６の長軸/短軸の比率よりも小さくすればよい。
【００９１】
本実施例では、図８の実施例２で説明した効果と同様に、燃料の流れが噴射孔の内側（中心側）を向くため、噴射孔出口部外面の燃料による濡れを抑制することができると共に、複数の噴射孔間で長軸/短軸の比率を変えることによって噴射孔毎に流量を調節することができ、燃焼室の形状に合わせて噴射する燃料量を調整することができる。
【００９２】
［実施例７］
次に図１７，１８を用いて第七実施例を示す。図１７は、第七実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。図１８は、第七実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。
【００９３】
図１７は、図２と同様に、燃料噴射弁１０１の噴射孔出口１８０１〜１８０６を示している。図１８は、図３と同様に、噴射孔入口１９０１〜１９０６を示している。以下の説明では、噴射孔入口の符号１９０１，１９０２，１９０３，１９０４，１９０５，１９０６を用いて噴射孔を指定する。例えば、噴射孔入口１９０１と噴射孔出口１８０１とを有する噴射孔は、噴射孔１９０１として説明する。
【００９４】
本実施例では、特徴的な構成として、噴射孔出口１８０１〜１８０６及び噴射孔入口１９０１〜１９０６が長方形の形状を備え、噴射孔入口１９０１〜１９０６と噴射孔出口１８０１〜１８０６との間の噴射孔部分も横断面が長方形の形状を備える。
【００９５】
噴射孔入口１９０１〜１９０６及び噴射孔出口１８０１〜１８０６は、図１７，１８に示すように、長軸および短軸を有する矩形形状で構成され、長軸の方向はシート部３０７に向かって延びており、噴射孔１９０１〜１９０６の横断面はシート部３０７に向かって広がっている。噴射孔１９０１〜１９０６の長軸および短軸の構成及び配置は、第一実施例と同様である。
【００９６】
本実施例では、噴射孔入口１９０１〜１９０６から噴射孔出口１８０１〜１８０６までを同一形状としているが、噴射孔出口１８０１〜１８０６側は、必ずしも長方形でなくても良い。また、噴射孔出口１８０１〜１８０６の横断面の面積が噴射孔入口１９０１〜１９０６の横断面の面積よりも小さくなるように、噴射孔１９０１〜１９０６を構成してもよい。
【００９７】
本実施例の形状でもシート部方向へ噴射孔が広がるため、実施例１と同様の効果を得ることが出来る。そして、シート方向の開口面積を広く確保することができ、燃料が噴射孔に到達するまでの圧力損失を低減して噴射孔内の圧力を向上することができる。これにより、高い圧力を維持したまま噴射孔より燃料を噴射することができるため、噴射孔出口での流速を高め、噴射孔近傍での噴霧の広がりを抑えることができる。そして、噴射孔出口部外面の噴射燃料による濡れを低減することができる。
【００９８】
［実施例８］
次に図１９，２０を用いて第八実施例を説明する。図１９は、第八実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。図２０は、第八実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。
【００９９】
図１９は、図２と同様に、燃料噴射弁１０１の噴射孔出口２００１〜２００６を示している。図２１は、図３と同様に、噴射孔入口２１０１〜２１０６はを示している。以下の説明では、噴射孔入口の符号２１０１，２１０２，２１０３，２１０４，２１０５，２１０６を用いて噴射孔を指定する。例えば、噴射孔入口２１０１と噴射孔出口２００１とを有する噴射孔は、噴射孔２１０１として説明する。
【０１００】
本実施例では、特徴的な構成として、噴射孔出口２００１〜２００６及び噴射孔入口２１０１〜２１０６が円形の孔部２１０７と長穴（例えば、楕円）の孔部２１０８とを有する形状を備え、噴射孔入口２１０１〜２１０６と噴射孔出口２００１〜２００６との間の噴射孔部分も横断面が円形孔部２１０７と長穴孔部２１０８を有する形状を備える。これにより、噴射孔２１０１〜２１０６は、円形孔部２１０７からシート部３０７の方向へ広がり、シート部３０７に近接する側で噴射孔径が小さく（噴射孔の開口幅が狭く）なっている。すなわち、噴射孔入口２１０１〜２１０６及び噴射孔出口２００１〜２００６が長軸と短軸とを有する形状を成している。
【０１０１】
本実施例では、噴射孔入口２１０１〜２１０６から噴射孔出口２００１〜２００６までを同一形状としているが、噴射孔出口２００１〜２００６は、噴射孔入口２１０１〜２１０６と必ずしも同一形状でなくても良い。また、全ての噴射孔２１０１〜２１０６は同様の形状としているが、圧力を調整したい特定の噴射孔に限定して本実施例の特徴的構成を採用しても良い。
【０１０２】
本実施例の形状でも、実施例１と同様にシート部３０７方向に噴射孔２１０１〜２１０６が広がるため、噴射孔内の圧力を高めることができる。さらに本実施例では、シート部３０７に近接する側で噴射孔径が小さくなっていることで、噴射孔別に圧力の絞りを設けることができる。このため、複数の噴射孔毎に圧力を調整することができる。そして、噴射孔毎の圧力の不均一を改善することができる。
【０１０３】
［実施例９］
次に図２１、２２を用いて第九実施形態を説明する。図２１は、第九実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。図２２は、第九実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。
【０１０４】
図２１は、図２と同様に、燃料噴射弁１０１の噴射孔出口２２０１〜２２０６を示している。図２２は、図３と同様に、噴射孔入口２３０１〜２３０６を示している。以下の説明では、噴射孔入口の符号２３０１，２３０２，２３０３，２３０４，２３０５，２３０６を用いて噴射孔を指定する。例えば、噴射孔入口２３０１と噴射孔出口２２０１とを有する噴射孔は、噴射孔２３０１として説明する。
【０１０５】
本実施例では、特徴的な構成として、噴射孔出口２２０１〜２２０６及び噴射孔入口２３０１〜２３０６が円形の孔部２３０７と長穴（例えば、楕円）の孔部２３０８とを有する形状を備え、噴射孔入口２３０１〜２３０６と噴射孔出口２２０１〜２２０６との間の噴射孔部分も横断面が円形孔部２３０７と長穴孔部２３０８を有する形状を備える。本実施例では、円形孔部２３０７がシート部３０７に近接する側に配置され、長穴孔部２３０８がノズル部材１１２の中心Ｏに近接する側に配置される。これにより、噴射孔２３０１〜２３０６はシート部３０７の方向へ広がると共に、シート部３０７方向で噴射孔径が大きくなっている。すなわち、噴射孔入口２３０１〜２３０６及び噴射孔出口２２０１〜２２０６が長軸と短軸とを有する形状を成している。
【０１０６】
本実施例では、噴射孔入口２３０１〜２３０６から噴射孔出口２２０１〜２２０６までを同一形状としているが、噴射孔出口２２０１〜２２０６は、噴射孔出口２２０１〜２２０６は必ずしも噴射孔入口２３０１〜２３０６と同一形状でなくても良い。また、全ての噴射孔２３０１〜２３０６は同様の形状としているが、圧力を高めたい特定の噴射孔に限定して本実施例の特徴的構成を採用しても良い。
【０１０７】
本実施例の形状でも、実施例１と同様にシート部３０７方向に噴射孔２３０１〜２３０６が広がるため、噴射孔内の圧力を高めることができる。さらに本実施例では、シート部３０７に近接する側の開口面積が大きいため、前述の実施例と比べて噴射孔内の圧力をより高めることができると共に、噴射孔の流量を増加させることができる。また、特定の噴射孔に限定して本実施例を適用したり、円形孔部２３０７の径を変えたりして、噴射孔毎に流量を調整することができる。本実施例を第八実施例と組み合わせ、長穴孔部の長軸方向の両端部に円形孔部を設けても良い。
【０１０８】
［実施例１０］
次に図２３〜２５を用いて第十実施例を説明する。図２３は、第十実施例における噴射孔出口の構成を示す平面図である。図２４は、第十実施例における噴射孔入口の構成を示す平面図である。図２５は、第十実施例における噴射孔の断面図である。
【０１０９】
図２３は、図３と同様に、燃料噴射弁１０１の噴射孔出口２４０１〜２４０６を示している。図２４は、図３と同様に、噴射孔入口２５０１〜２５０６を示している。以下の説明では、噴射孔入口の符号２５０１，２５０２，２５０３，２５０４，２５０５，２５０６を用いて噴射孔を指定する。例えば、噴射孔入口２５０１と噴射孔出口２４０１とを有する噴射孔は、噴射孔２５０１として説明する。
【０１１０】
本実施例では、特徴的な構成として、シート部３０７方向に噴射孔入口の広がりを確保するために、噴射孔入口２５０１〜２５０６に凹状の燃料通路（凹形状部）２５０７を接続している。本実施例では、噴射孔入口２５０１〜２５０６及び噴射孔出口２４０１〜２４０６は横断面が円形に形成されている。凹状の燃料通路２５０７は噴射孔入口２５０１〜２５０６に対してシート部３０７側から噴射孔入口２５０１〜２５０６に接続される。凹状の燃料通路２５０７はノズル部材１１２を貫通しておらず、噴射孔出口２４０１〜２４０６は円形形状である。これにより、本実施例では、噴射孔入口２５０１〜２５０６が長軸と短軸とを有する形状を成している。
【０１１１】
噴射孔入口２５０１〜２５０６に凹形状部２５０７を接続したことにより、噴射孔入口２５０１〜２５０６はシート部３０７方向に広がり、高圧の燃料を噴射孔２５０１〜２５０６へと導くことができる。
【０１１２】
具体的に図２６を用いて説明する。図２６は、実施例１における図５と同様な断面を示す。２６０１は、シート部３０７より上流側の燃料の流れを示し、シート部３０７の上流側はシート部３０７の下流側に比べて燃料圧力が高い。２６０２はシート部３０７を通過した後に噴射孔入口２５０１へと流れ、噴射孔出口２４０１へと向かう燃料の流れの例を示している。２５０３は燃料噴射弁１０１（ノズル部材１１２）の中心側から噴射孔入口２５０１を経て噴射孔出口２４０１へと向かう流れを示している。燃料流れ２６０４は燃料流れ２６０２と燃料流れ２６０３とが合流した流れを示している。
【０１１３】
上流側の流れ２６０１はシート部３０７や噴射孔入口２５０１に向かうまでの流路で圧力損失を伴うが、噴射孔入口２５０１に連通する燃料通路２６０２が噴射孔入口２５０１をシート部３０７に向かって広げるように構成されるため、シート部３０７を通過した後に燃料が受ける圧力損失を低減することができる。また、ノズル部材１１２の中心側からの燃料流れ２６０３は大きな圧力損失を受けて圧力が低下しているものの、燃料流れ２６０１が高圧であるため、燃料流れ２６０３と燃料流れ２６０１とが合流した燃料流れ２６０４は比較的高い圧力を維持している。このため、噴射孔内の圧力を高く維持することができるため、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、噴射孔入口２５０１〜２５０６に燃料通路２６０２を設けることで、噴射孔出口２４０１〜２４０６側の形状を変更する必要がなく、噴射孔内での整流効果を高めることができる。
【０１１４】
本発明に係る上述した各実施例によれば、噴射孔入口の開口縁に丸面取り部を形成する必要がなく、噴射孔の加工が複雑になったり、加工方法が制限されたりする等、製造の自由度が低くなるのを防ぐことができる。
【０１１５】
本発明に係る実施例では、長軸と短軸とを有する具体的な形状として、少なくとも噴射孔入口を、オーバル形状、長方形、又は楕円形状に形成することが考えられ、噴射孔出口も、オーバル形状、長方形、又は楕円形状に形成してもよい。
【０１１６】
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１０２  弁本体
１０４  コア
１０７  複数の燃料噴射孔
１０８  弁体
１０９  アンカー
１１０  スプリング
１１２  シート部材（ノズル部材）
１１３  シート部
１１４  ソレノイド
３０７  シート部
６０１  噴射孔入口
６０２  噴射孔入口６０１の長軸
６０３  噴射孔入口６０１の短軸
６０４  噴射孔入口の長軸６０２と短軸６０３との交点
６０５  最もシート部に近接する噴射孔入口の点
６０６  シート部の最も噴射孔入口に近接する点
６０７  ６０４と６０６を結ぶ線分
６０８  線分６０７を長軸６０２及び短軸６０３を含む仮想平面上に投影した線分
６０９  噴射孔の側壁
６１０  噴射孔出口
６１１  噴射孔出口の長軸
６１２  噴射孔出口の短軸
【図１】
2018207582.tif 000003
【図２】
2018207582.tif 000004
【図３】
2018207582.tif 000005
【図４】
2018207582.tif 000006
【図５】
2018207582.tif 000007
【図６】
2018207582.tif 000008
【図７】
2018207582.tif 000009
【図８】
2018207582.tif 000010
【図９】
2018207582.tif 000011
【図１０】
2018207582.tif 000012
【図１１】
2018207582.tif 000013
【図１２】
2018207582.tif 000014
【図１３】
2018207582.tif 000015
【図１４】
2018207582.tif 000016
【図１５】
2018207582.tif 000017
【図１６】
2018207582.tif 000018
【図１７】
2018207582.tif 000019
【図１８】
2018207582.tif 000020
【図１９】
2018207582.tif 000021
【図２０】
2018207582.tif 000022
【図２１】
2018207582.tif 000023
【図２２】
2018207582.tif 000024
【図２３】
2018207582.tif 000025
【図２４】
2018207582.tif 000026
【図２５】
2018207582.tif 000027
【図２６】
2018207582.tif 000028
【図２７】
2018207582.tif 000029
【国際調査報告】
2018207582.tif 000030
2018207582.tif 000031
2018207582.tif 000032
2018207582.tif 000033