(57)【要約】  薄膜化した燃料を安定して噴射可能な燃料噴射弁を得ることである。内部に燃料通路および弁座部を有するバルブシートと、弁座部に着座可能な当接部を有し、当接部が弁座部から離座および着座することにより燃料通路を開閉する弁部材と、燃料通路に連通された燃料室とを備えた燃料噴射弁であって、燃料室に、燃料を噴射するスリット形状の噴孔を備え、噴孔はその長軸方向に燃料流を衝突させ、その長軸方向に交わる方向に液膜を形成するスリット形状であることを特徴とする燃料噴射弁。
2013021733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に燃料通路および弁座部を有するバルブシートと、前記弁座部に着座可能な当接部を有し、前記当接部が上記弁座部から離座および着座することにより前記燃料通路を開閉する弁部材と、前記燃料通路に連通された燃料室とを備えた燃料噴射弁であって、
前記燃料室に、燃料を噴射するスリット形状の噴孔を備え、前記噴孔はその長軸方向に燃料流を衝突させ、その長軸方向に交わる方向に液膜を形成するスリット形状であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記噴孔は、前記噴孔の長軸方向に液膜を形成し、その下流において前記噴孔の長軸方向に交わる方向に液膜を形成するスリット形状であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記スリット形状の噴孔の長軸方向の長さをＬ、前記スリット形状の噴孔の短軸方向の長さをＳ、前記スリット形状の噴孔の直上の前記燃料室の高さをＨとしたときに、
１＜Ｌ／Ｓ＜１２
Ｈ／Ｓ＜１０
の関係であることを特徴する請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記スリット形状の噴孔と前記燃料室の壁面との距離をＤとしたとき、当該距離Ｄが当該スリット形状の噴孔の短軸方向の長さＳよりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記スリット形状の噴孔が前記燃料室の壁面をまたいで貫通し、
前記噴孔と前記壁面のまたぎ量をＸ、前記噴孔の短軸方向の長さをＳとしたときに、
Ｘ＜Ｓ／２
の関係であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記スリット形状の噴孔の長軸方向と前記燃料室の壁面とが略平行であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記燃料室は、前記バルブシートの下側に凹状に形成された空間と噴孔プレートとの間に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記燃料室は、噴孔プレートの上側に凹状に形成された空間と前記バルブシートとの間に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
前記燃料室は、前記バルブシートと噴孔プレートとの間に別部材を挟んで形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１０】
前記燃料室の上流側の入口と前記スリット形状の噴孔との距離をＷ、前記噴孔の長軸方向の長さをＬとしたときに、
Ｌ／２＜Ｗ
の関係であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１１】
前記燃料室の上流側の入口の断面積を前記噴孔の断面積より小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１２】
スリット形状の前記噴孔内の燃料噴射弁軸方向の流路長さのうち、前記燃料室の壁面に近い側の流路長さをｔ１、対向する面側の流路長さをｔ２としたとき、
ｔ１＜ｔ２
の関係であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のエンジンなどの内燃機関に使用される燃料噴射弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの燃料噴射弁においては、噴射燃料粒子径が小さいほど燃料の蒸発が促進されるとともに、エンジン内壁への燃料付着量が減少し、未燃焼の燃料排出量が低減される。その結果、エンジンの燃料消費効率（燃費）が向上し、有害ガスの排出量が低減する。噴射燃料の微粒子化手段としては、燃料噴射弁の噴孔の形状を工夫することで噴射燃料を薄膜化して微粒化を図るものが種々提案されている。例えば、従来の燃料噴射弁においては、中心軸が傾斜した２つの円筒状の噴孔を近接して配置し、それぞれの噴孔から噴射された燃料同士を衝突させて液膜を形成させて噴射燃料を微粒化するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、別の燃料噴射弁においては、半径方向に延びる多数のスリット形状の噴孔を星形状に配置し、この噴孔から噴射された燃料は薄い液体層厚を有する多数の扁平流を形成させて噴射燃料を微粒化するものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。また、別の燃料噴射弁においては、多数のスリット形状の噴孔を同心円状に配置し、この噴孔から噴射された燃料は西洋梨型の燃料粒子雲を形成させて噴射燃料を微粒化するものが開示されている（例えば、特許文献３参照）。【０００４】
さらに、別の燃料噴射弁においては、多数のスリット形状の噴孔を配置し、この噴孔のスリット長軸方向の幅を噴孔出口側に向って大きくすることで扁平流を形成させて噴射燃料を微粒化するものが開示されている（例えば、特許文献４参照）。さらに、別の燃料噴射弁においては、多数のスリット形状の噴孔を配置し、この噴孔の内壁に凹型溝などで構成される乱流発生手段を備え、通過する燃料の流れに乱れを生じさせて噴射燃料を微粒化するものが開示されている（例えば、特許文献５参照）。さらに、別の燃料噴射弁においては、流路内に形成された段を跨いて噴孔を配置し、噴孔内部表面に燃料を衝突させて液膜を形成し、微粒化するものが開示されている（例えば、特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６１−５８６４９号公報（２頁、第２図）
【特許文献２】特表平１０−５０７２４３号公報（７頁、図２）
【特許文献３】特開昭５２−１５６２１７号公報（２頁、第３図）
【特許文献４】特開２００４−３３２５４３号公報（３−４頁、図１）
【特許文献５】特開２０１０−８４７５５号公報（７−８頁、図１）
【特許文献６】特開２００９−１０３０３５号公報（５−８頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、２個の円筒状の噴孔から噴射された燃料同士を衝突させて液膜を形成する従来の方法では、燃料噴射量の増減や、お互いの噴孔からの噴射量のばらつきによって、噴射された燃料同士を精度よく衝突させることが困難であった。その結果、衝突位置にずれが生じた場合、形成される液膜中央付近に筋状に膜厚の厚い部分が形成され、微粒化が阻害され、薄膜化した燃料を安定して噴射できないという課題があった。【０００７】
また、スリット形状の噴孔を星型状や同心円状に配置した従来の燃料噴射弁においては、噴孔の形状がスリット状であるために噴射される燃料も噴射直後は断面が扁平形状の液膜となるが、噴孔から離れるにしたがって液膜は表面張力によって棒状に収縮して膜厚の厚い部分が形成され、燃料の微粒子化が阻害されるという課題があった。とくにこのような棒状に収縮する現象は、燃料噴射量が少ないときに顕著になり、薄膜化した燃料を安定して噴射できないとう課題があった。【０００８】
さらには、スリット形状の噴孔の長軸方向の幅を噴孔出口側に向って大きくした従来の燃料噴射弁においても、噴射直後は断面が扁平形状の液膜となるが、噴孔から離れるにしたがって液膜は表面張力によって棒状に収縮して膜厚の厚い部分が形成され、燃料の微粒子化が阻害されるという課題があった。【０００９】
さらに、スリット噴孔内に凹型溝などで構成される乱流発生手段を備えた従来の燃料噴射弁においても、噴射直後は断面が扁平形状の液膜となるが、液膜の厚さ方向に凹型溝などの乱流発生手段が形成されているため、液膜の厚さが不均一となり、液膜が拡がらずに棒状に収縮する要因となっていた。さらに、流路内に形成された段を跨いて噴孔を配置した従来の燃料噴射弁においても、衝突した燃料が噴孔内壁面を周りこんで集合し、液柱状になって微粒化が促進されないという課題があった。【００１０】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、薄膜化した燃料を安定して噴射可能な燃料噴射弁を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る燃料噴射弁においては、内部に燃料通路および弁座部を有するバルブシートと、前記弁座部に着座可能な当接部を有し、前記当接部が上記弁座部から離座および着座することにより前記燃料通路を開閉する弁部材と、前記燃料通路に連通された燃料室とを備えた燃料噴射弁であって、前記燃料室に燃料を噴射するスリット形状の噴孔を備え、前記噴孔は、その長軸方向に燃料流を衝突させ、その長軸方向に交わる方向に液膜を形成するスリット形状とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、スリットの長軸方向に燃料流を衝突させ、スリットの長軸方向に交わる方向に液膜を構成することにより、薄膜化した燃料を安定して噴射する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１の燃料噴射弁の拡大断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１の噴孔の模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１の噴孔の特性図である。
【図５】この発明の実施の形態１の噴孔の特性図である。
【図６】この発明の実施の形態２の噴孔の配置図である。
【図７】この発明の実施の形態２の噴孔の特性図である。
【図８】この発明の実施の形態３の噴孔の配置図である。
【図９】この発明の実施の形態３の燃料の流れを説明するための模式図である。
【図１０】この発明の実施の形態４の噴孔の配置図である。
【図１１】この発明の実施の形態４の噴孔の配置図である。
【図１２】この発明の実施の形態４の噴孔の配置図である。
【図１３】この発明の実施の形態４の噴孔の配置図である。
【図１４】この発明の実施の形態５の噴孔の配置図である。
【図１５】この発明の実施の形態６の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図１６】この発明の実施の形態６の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図１７】この発明の実施の形態６の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図１８】この発明の実施の形態７の噴孔の配置図である。
【図１９】この発明の実施の形態７の噴孔の配置図である。
【図２０】この発明の実施の形態７の噴孔の配置図である。
【図２１】この発明の実施の形態７の噴孔の配置図である。
【図２２】この発明の実施の形態７の噴孔の配置図である。
【図２３】この発明の実施の形態８の噴孔の配置図である。
【図２４】この発明の実施の形態９の噴孔の配置図である。
【図２５】この発明の実施の形態１０の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図２６】この発明の実施の形態１０の噴孔の配置図である。
【図２７】この発明の実施の形態１１の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図２８】この発明の実施の形態１１の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図２９】この発明の実施の形態１１の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図３０】この発明の実施の形態１２の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図３１】この発明の実施の形態１３の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図３２】この発明の実施の形態１４の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図３３】この発明の実施の形態１４の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図３４】この発明の実施の形態１５の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図３５】この発明の実施の形態１５の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図３６】この発明の実施の形態１５の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図３７】この発明の実施の形態１６の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図３８】この発明の実施の形態１７の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図３９】この発明の実施の形態１８の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図４０】この発明の実施の形態５の燃料噴射弁の断面模式図である。
【図４１】この発明の実施の形態１〜１８の燃料噴射弁の変形例の断面模式図である。
【図４２】この発明の実施の形態３の燃料噴射弁の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による燃料噴射弁の軸方向に沿う断面模式図である。燃料噴射弁１は、ソレノイド装置２とコア３と磁気通路を構成するヨーク４とを有し、ソレノイド装置２は、コイルアセンブリ５とその外周に巻線されているコイル６とを有している。コア３内部にはロッド７が固定されており、このロッド７によってバネ８の荷重が調整される。コア３の一端部をコイルアセンブリ５が囲繞し、また、コア３と同軸に、その一端部に磁気通路を構成するバルブボディ９がスリーブ１０を介装させて配設されている。スリーブ１０はコア３およびバルブボディ９に溶接などの手段で締結され、内部燃料が漏れないようにシールされている。燃料は燃料噴射弁１の上方の供給口１１から供給され、燃料噴射弁１の内部を中心軸方向へ流れ、燃料室１５ａを介して噴孔１６から噴射される。磁気通路を構成するヨーク４は、その一端がコア３に溶接で固定され、他端がバルブボディ９に溶接され、コア３とバルブボディ９とを磁気的に連結している。
【００１５】
また、アマチュア１２が、スリーブ１０を介装したバルブボディ９内に、燃料噴射弁１の中心軸方向に移動可能に配設されている。アマチュア１２内に弁部材である弁体１３の一端部が挿入されて溶接固定され、中空円筒型のバルブボディ９の先端部内にバルブシート１４が固着され、バルブシート１４は燃料通路１４ｂと弁座部１４ａとを有する。バルブシート１４の先端部には、噴孔１６を有する噴孔プレート１５が溶接固定されており、この噴孔プレート１５とバルブシート１４との間に燃料室１５ａが形成されている。アマチュア１２内に一端部が溶接固定された弁体１３は、ソレノイド装置２によりまたはロッド７により調整されたバネ８の付勢力によりバルブシート１４の弁座部１４ａに接触または離れることにより、燃料通路を開閉し、噴孔プレート１５の噴孔１６からの燃料の噴射および停止が制御される。
【００１６】
図２は、図１に示した領域Ａ付近を例示する拡大断面図である。ここでは燃料噴射弁１の中心軸の左半分のみを示し、バルブボディ９の図示を省略している。バルブシート１４の弁座部１４ａに弁体１３が接触または離れることにより、バルブシート１４の内部の空間である燃料通路１４ｂを開閉している。弁体１３は、先端部が球状になっており、この弁体１３の外周部が弁座部１４ａに接触することにより、燃料通路１４ｂを閉鎖することができる。バルブシート１４の下部には壁面１４ｃにより囲まれ、下側に開口する凹部が形成されており、その開口部に噴孔プレート１５が溶接固定されており、バルブシート１４と噴孔プレート１５との間に燃料室１５ａが形成されている。噴孔プレート１５には、図２の紙面に対し垂直方向を長手方向、左右方向を短手方向としたスリット形状の噴孔１６が形成されている。燃料室１５ａは、燃料通路１４ｂからの燃料流れを噴孔プレート１５の上面に沿った方向に整流するための微小高さの空間であり、燃料噴射弁１の中心軸周りに設けられている。燃料通路１４ｂを通過した燃料は燃料室１５ａの入口１５ｂを介して燃料室１５ａ内へ流入する。
【００１７】
噴孔１６の直上の燃料室１５ａの高さＨは、図２に示すように、噴孔１６の上流側の上端部１６ｃと当該上端部１６ｃの直上の壁面との距離である。図２では、燃料通路を構成する燃料室１５ａの上面と下面とが平行である例を記載したが、必ずしも平行である必要はない。また、距離Ｄは、噴孔１６の下流側の上端部１６ｄからバルブシート１４の壁面１４ｃまでの距離、距離Ｗは燃料室１５ａの入口１５ｂから噴孔１６の上流側の上端部１６ｃまでの距離である。
【００１８】
図３は、本実施の形態における噴孔１６から噴出される液膜１７の形状を例示する模式図である。図３は、図２の視点Ｇから噴孔１６に向かう方向の斜視図に相当し、説明の簡単化のため、噴孔プレート１５、バルブシート１４の壁面１４ｃ、噴孔１６および液膜１７のみを図示している。１６ｍは噴孔１６の上流側の開口部、１６ｎは噴孔１６の下流側の開口部である。図３に示すように、噴孔１６は長辺方向（長軸方向）の長さＬ、短辺方向（短軸方向）の長さＳのスリット形状である。噴孔１６に流入する燃料の流れは、図３の太い矢印で示すように、噴孔１６の長辺方向の両側から噴孔１６内に流れこみ、これら流れ込んだ燃料流同士が噴孔１６の内部から直下にかけて衝突し、噴孔１６の長辺方向に対して垂直方向に薄い液膜１７を形成する。より詳しくは、噴孔１６の長辺方向の両側から流れ込む燃料流により噴孔１６の長辺方向に液膜が形成され、その下流にそれら流れ込んだ燃料流の衝突により長辺方向に対して略垂直な方向の薄い液膜１７が形成される。
【００１９】
図４は、本実施の形態における噴孔１６の長辺方向の長さＬ、短辺方向の長さＳを変化させたときの噴射される燃料の平均粒子径を示した特性図である。ここでは、Ｌ／Ｓ＝１，２．６，５，７，１０，１２，１４の各々における平均粒子径をプロットしている。噴射される燃料の平均粒子径は、レーザ回折式粒径測定機などを用いて測定することができ、図４では、噴射される燃料の噴孔１６から約５０ｍｍの位置における平均粒子径を測定した結果を示している。このとき、噴孔１６の直上の高さＨと噴孔１６の短辺方向の長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０としている。図４からわかるように、Ｌ／Ｓが１より大きく１２より小さい範囲で、平均粒子径が１００μｍ以下となり、噴孔１６内で噴孔１６の長軸方向外側から内側への流れが発生して微粒化されることがわかる。さらに好ましくは、Ｌ／Ｓは、２以上である。Ｌ／Ｓが１２より大きくなると長辺方向の流れが衝突しづらくなり、噴孔１６の長辺方向に対して垂直な方向の液膜形成が阻害される。
【００２０】
より詳しくは、Ｌ／Ｓを１２よりも大きくすると、噴孔１６の長辺方向が長くなり、当該長辺方向の両側から流れ込む燃料流同士の衝突が弱くなることから、液膜１７が噴孔１６の長辺方向となり、平均粒子径が大きくなる現象が見られた。一方、Ｌ／Ｓを１２よりも小さくすることで、長辺方向における燃料流同士の衝突が強くなり、噴孔の長辺方向に対して垂直な方向の液膜１７が形成され、平均粒子径が小さくなることが見出された。但し、Ｌ／Ｓを１よりも小さくすると、長辺方向における燃料流同士の衝突が強すぎることから、液膜１７の断面が円形に近づき、平均粒子径が逆に大きくなる現象が見られた。
【００２１】
図５は、本実施の形態における噴孔１６の直上の高さＨおよびスリット形状の当該噴孔１６の短辺方向の長さＳと噴射される燃料の平均粒子径との関係を示した特性図であり、Ｈ／Ｓ＝０．５，０．７，４，５，６，１０,１２の各々における平均粒子径をプロットしたものである。ここで、スリット形状の当該噴孔１６の長辺方向の長さと短辺方向長さの比Ｌ／Ｓは、５と一定としている。図５からわかるように、Ｈ／Ｓが１０より小さい範囲で平均粒子径が１００μｍ以下となり、噴孔１６内で噴孔長軸外側から内側への流れが発生して微粒化されることがわかる。この条件であれば、噴孔１６に流れ込む燃料は、垂直方向の速度成分に対して水平方向の速度成分が大きい状態で噴孔１６内に流れ込む。これにより、噴孔長辺方向の流速も大きくなるため、衝突エネルギーも大きくなり、噴孔１６から流出した燃料は、図３の細い矢印で示すように、スリット形状の噴孔１６の長辺方向に対して垂直方向に薄い液膜１７になって噴射される。図５ではＬ／Ｓ＝５としたが、Ｌ／Ｓは１〜１２の範囲であれば、同様の効果が得られる。なお、噴孔１６や燃料室１５ａの実際の寸法としては、例えば、スリット形状の噴孔１６の長辺方向の長さＬは、０．１〜１．０ｍｍ、短辺方向の長さＳは、０．０５〜０．２ｍｍ程度であり、燃料室１５ａの高さＨは、０．０３〜０．３０ｍｍ程度である。
【００２２】
一般に、スリット形状の噴孔の場合、噴孔の中心軸で流れの力のバランスは釣り合うが、スリットの短軸方向に対しスリットの長軸方向の方が噴孔境界線から力の釣り合うスリットの中心軸まで距離が長いため、スリット長軸方向の外側から中心軸に向かう流れが生じる。このため、単なるスリット形状の噴孔では、噴射直後は断面が扁平形状の液膜となるが、噴孔から離れるにしたがって長軸方向の外側から中心軸に向う流れによって、液膜は棒状に収縮して膜厚の厚い部分が形成され、燃料の微粒子化が阻害される。この発明は、このスリットの長軸方向の外側から中心軸に向かう流れを強化して噴孔内部から噴孔直下で衝突させることにより、噴孔１６の長軸方向に対して交わる方向、特に噴孔１６の長軸方向に対して略垂直方向に薄い液膜１７が形成される新たな現象を見出したことによりなされたものである。
【００２３】
また、噴孔１６の直上の燃料室１５ａの高さを小さくすることで噴孔１６へ流れ込む燃料の水平方向の速度成分を大きくすることができ、その結果、燃料の衝突力が大きくすることができることを実験的に明らかにした。実験結果によるとスリット形状の噴孔１６の短軸方向の長さに対して噴孔１６の直上の燃料室１５ａの高さを１０倍以下とし、スリット形状の噴孔１６の長軸方向の長さをスリット形状の噴孔１６の短軸方向の長さに対して１倍より大きく１２倍未満にすることで、長軸方向の外側から中心軸に向う流れを強くすることができることを見出した。その結果、上述のようなスリット形状の噴孔１６を備えた燃料噴射弁１においては、噴孔１６の長軸方向から流れ込んだ燃料流は噴孔内部から噴孔直下で衝突し、スリットの長軸方向に対して略垂直方向に拡がって薄膜化する。液膜１７は１つの噴孔内の左右の流れが衝突して形成されるため、衝突する燃料同士にはずれが生じず、均一な薄膜化した液膜１７を形成できる。
【００２４】
実施の形態２．
実施の形態１で示した噴孔１６の配置を例示する。図６は、本実施の形態における燃料噴射弁１の噴孔１６の配置を例示する模式図であり、図２におけるＢ−Ｂ断面を例示する図である。図２では燃料噴射弁１の中心軸の左半分の断面図を示したが、図６では中心軸周りの全体を示している。点線１５ｂは燃料室１５ａの入口１５ｂの位置を示す仮想線であり、入口１５ｂと壁面１４ｃによって囲まれる領域に、噴孔プレート１５を下面としバルブシート１４を上面とした燃料室１５ａが形成されている。本実施の形態においては、燃料室１５ａの側壁の壁面１４ｃの近傍に、噴孔１６の長辺方向が壁面１４ｃに平行になるようにスリット形状の噴孔１６を配置している。図６では、バルブシート１４の下側の面に凹部を形成し、その開口部に噴孔プレート１５を溶接固定することにより、バルブシート１４と噴孔プレート１５との間に燃料室１５ａが形成されている。図６に示す２個の噴孔１６の長辺方向の長さＬと短辺方向の長さＳとは、実施の形態１で説明したように１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短辺方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。
【００２５】
このように、スリット形状の噴孔１６を燃料室１５ａの側壁の壁面１４ｃ近傍に長辺方向が壁面１４ｃと平行になるように配置することにより、燃料の流れが燃料室１５ａの側壁の壁面１４ｃにより整流されてスリット形状の噴孔１６の長辺方向の流れが強化され、噴孔１６から流出する燃料の薄膜化がさらに向上する。
【００２６】
とくに、壁面１４ｃから噴孔１６までの距離Ｄを、スリット形状の噴孔１６の短辺方向の長さＳ以下（０≦Ｄ≦Ｓ）とすることで、液膜薄膜化を阻害する噴孔１６内の渦を抑制することができ、液膜１７をさらに薄膜化することができる。また流れの整流効果により、噴孔１６内の脈動および圧力変動を抑制することができることから、減圧沸騰による気泡発生を抑制することができ、負圧雰囲気下でも大気圧下と同様の噴霧特性を得ることができる。なお、Ｄ＝０のものは、例えば噴孔プレート１５の端部を切り欠いて、バルブシート１４と噴孔プレート１５により当該切り欠きを囲んでなる噴孔１６により構成できる。
【００２７】
また、燃料室１５ａの入口１５ｂから噴孔１６までの距離Ｗと噴孔１６の長辺方向の長さＬとの関係は、Ｌ／２＜Ｗであることが望ましい。図７は、本実施の形態における、燃料室１５ａの入口１５ｂから噴孔１６までの距離Ｗおよび噴孔１６の長辺方向の長さＬを変化させたときの噴射される燃料の微粒化の度合いを示した特性図である。
【００２８】
図７から、燃料室１５ａの入口１５ｂから噴孔１６までの距離Ｗと噴孔１６の長辺方向の長さＬとの関係は、Ｗ−Ｌ／２が０より大きい、つまりＬ／２＜Ｗであることが望ましい。このように構成することで、スリット形状の噴孔１６に対して左右から回り込む流れが強化されるため、噴孔１６の長辺方向の流れが強化され、噴孔１６から流出する燃料の薄膜化がさらに向上する。また、弁座部１４ａに弁体１３が接触または離れることにより燃料通路１４ｂの開口部で発生した乱れおよび燃料室１５ａの入口１５ｂにて発生した乱れを噴孔１６に到達するまでに緩和し、液膜１７を平滑化することが可能となる。本実施の形態ではＬ／Ｓ＝５、Ｈ／Ｓ＝０．５としたが、１＜Ｌ／Ｓ＜１２、Ｈ／Ｓ＜１０であれば、同様の効果が得られる。なお、噴孔１６や燃料室１５ａの実際の寸法としては、例えば燃料噴射弁中心軸から噴孔１６までの距離は１．０〜１．６ｍｍ程度、燃料噴射弁中心軸から燃料室１５ａの入口１５ｂまでの距離は０．２５〜１．０ｍｍ程度であり、燃料室１５ａの入口１５ｂから噴孔１６までの距離Ｗは０．２〜１．０ｍｍ程度である。
【００２９】
実施の形態３．
実施の形態１，２では、燃料室１５ａの形状が断面ロ字状である例を図示したが、Ｏ字状など様々な形状としてもよく、また、燃料室１５ａの壁面１４ｃに凹部を設け、その凹部内に噴孔１６を配置してもよい。図８は、実施の形態３における燃料噴射弁１の噴孔１６の配置を例示する模式図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図８において、点線１５は噴孔プレート１５の端部の位置を示している。図４２は図８におけるＥ−Ｅ断面の模式図である。ここでは、燃料室１５ａの壁面１４ｃに凹部１４ｄが設けられ、噴孔１６が当該凹部１４ｄ内及び当該凹部１４ｄ外にまたがるように設けられている。これにより、壁面１４ｃに沿って流れる燃料流が、噴孔１６の短辺方向から噴孔１６に流入するのを抑制できる。
【００３０】
図８では、燃料室１５ａの壁面１４ｃの近傍に、噴孔１６の長辺方向と壁面１４ｃとが平行になるように、スリット形状の噴孔１６が配置されている。また、図４２に示すように、バルブシート１４の下部には壁面１４ｃにより囲まれた凹部が設けられ、その凹部の下側に噴孔プレート１５が溶接固定されることにより、バルブシート１４と噴孔プレート１５との隙間により燃料室１５ａが形成されている。ここでは、燃料室１５ａの壁面１４ｃに凹部１４ｄを設け、噴孔１６を当該凹部１４ｄの内外にまたがるように配置することで、噴孔１６の開口が側方視で壁面１４ｃをまたぐように構成しているが、後述する図２５に示すように、噴孔１６の上部に壁面１４ｃを配置してもよい。これらの噴孔１６の長辺方向の長さＬと短辺方向の長さＳとは、実施の形態１と同様に１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係であり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔１６の短辺方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係である。噴孔１６の壁面１４ｃのまたぎ量ＸはＸ＜Ｓ／２の関係である。
【００３１】
このように、スリット形状の噴孔１６を燃料室１５ａの側壁の壁面１４ｃをまたいで貫通させることにより、壁面１４ｃと噴孔１６の間に隙間が無くなる。図９は、図３と同様に本実施の形態３の燃料噴射弁１における、噴孔１６近傍の燃料の流れを説明する模式図である。図９において、矢印は燃料の流れを示すものだが、その中で、点線の矢印で示す燃料の流れのように、壁面１４ｃと噴孔１６の隙間を通り噴孔１６内へ流れこむ燃料流があると、そこでは、燃料が外側から燃料噴射弁中心に向かって流れ、燃料噴射弁中心から外側への流れが相対的に小さくなる。
【００３２】
これに対して、本実施の形態の燃料噴射弁１によれば、図９の点線の矢印で示す燃料の流れのような壁面１４ｃと噴孔１６の隙間を通り噴孔１６内へ流れこむ燃料流が発生しない。したがって、噴孔１６内の燃料流は燃料噴射弁中心から外側への流れが相対的に大きくなり、燃料の流れは燃料噴射弁中心から外側に向けて一方的に押しつけられて安定し、噴孔１６内の脈動および圧力変動の抑制効果が大きくなる。その結果、減圧沸騰による気泡発生を抑制することができ、負圧雰囲気下でも大気圧下と同様の噴霧特性を得ることができる。また、噴孔１６と壁面１４ｃのまたぎ量ＸはＳ／２未満であるため、噴孔１６への流れ込みの内、燃料噴射弁中心側から壁面１４ｃ方向へ向かう流れが壁面１４ｃにより遮られることはなく、燃料噴射弁中心側から壁面１４ｃ方向へ向かう流れが弱められることもない。このように、スリット形状の噴孔１６が燃料室１５ａの壁面１４ｃをまたいで貫通するようにしたので、噴孔１６内の燃料噴射弁中心から外側への燃料の流れをより安定に大きくでき、噴孔１６から流出する燃料の薄膜化がさらに向上する。
【００３３】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、燃料噴射弁１の中心軸両側にそれぞれ１つの噴孔１６を設けた例を図示したが、本発明は様々な噴孔１６の数、配置で実施し得る。図１０は、実施の形態４における燃料噴射弁１の噴孔１６の配置を示す模式図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態においては、実施の形態２と同様に燃料室１５ａの側壁の壁面１４ｃ近傍に、壁面１４ｃに長辺方向が平行になるようにスリット形状の噴孔１６を６個配置したものである。図１０において、燃料室１５ａの外周にバルブシート１４の外周部で構成された壁面１４ｃが配置されており、その近傍に壁面１４ｃと長手方向が平行になるように６個のスリット形状の噴孔１６が配置されている。これらの噴孔１６の長辺方向の長さＬと短辺方向の長さＳとは、実施の形態１と同様に１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短辺方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。
【００３４】
本実施の形態のように、６個のスリット形状の噴孔１６の長辺方向がほぼ平行な場合、噴孔１６に近接する燃料室１５ａの壁面１４ｃもほぼ平行に構成されている。このように構成することで、実施の形態２と同様に、燃料の流れが壁面１４ｃにより整流されてスリット形状の噴孔１６の長辺方向の流れが強化され、噴孔１６から流出する燃料の薄膜化がさらに向上する。
【００３５】
なお、６個のスリット形状の噴孔１６の長辺方向が平行でない場合は、図１１に示すように、各噴孔１６の長辺方向の向きに応じて、噴孔１６に近接する壁面１４ｃを長手方向に略平行になるように配置すればよい。また、燃料室１５ａの壁面１４ｃは、必ずしも直線で構成する必要はなく、図１２に示すように円形でもよい。その場合、壁面１４ｃから噴孔１６までの最小距離Ｄを、スリット形状の噴孔１６の短辺方向の長さＳ以下とすることが好ましい。また、スリット形状の噴孔１６の長辺方向すべてが壁面１４ｃに沿っている必要はなく、図１３に示すように、噴孔１６の一部が壁面１４ｃからずれていてもよい。
【００３６】
実施の形態５．
実施の形態１〜４では、燃料室１５ａの入口１５ｂと噴孔１６との間に障壁がない例を図示したが、障壁を設けてもよい。図１４は、実施の形態５における燃料噴射弁１の噴孔１６の配置を示す模式図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１４は図４０におけるＢ−Ｂ断面図である。本実施の形態における噴孔１６は、実施の形態２に示した図６と同様に、燃料室１５ａの側壁の壁面１４ｃ近傍に、壁面１４ｃに長辺方向が平行になるようにスリット形状の噴孔１６を配置したものである。さらに噴孔１６の側壁と反対側の近傍に長辺方向に略平行の障壁２０を設け、燃料室１５ａの中央部から噴孔１６に燃料が直接流れ込むのを抑制したものである。噴孔１６の長辺方向の長さＬと短辺方向の長さＳは、実施の形態１と同様に１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短辺方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。
【００３７】
このように構成された燃料噴射弁１においては、燃料は燃料室１５ａの中央部から障壁２０を迂回するように流れて噴孔１６に流れ込むことになる。そのため、スリット形状の噴孔１６に対して長辺方向の流れが強くなり、燃料流同士の衝突エネルギーが大きくなるので、薄膜化がさらに向上する。本実施の形態では、その水平断面が長方形となる障壁２０としたが、燃料室１５ａの中央から迂回して噴孔１６に流れ込む流れを形成できれば形状は問わない。例えば断面が丸や楕円の障壁２０であったり、障壁２０の高さが一定で無くてもよい。
【００３８】
実施の形態６．
実施の形態１〜５では、噴孔１６の断面形状がその深さ方向において同一であり、かつ、噴孔１６の中心軸が垂直である例を図示したが、噴孔１６の中心軸が傾斜したり、噴孔１６の断面形状がその深さ方向において変化してもよい。図１５は、実施の形態６における燃料噴射弁１の噴孔１６の断面形状を示す模式図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態における噴孔１６は、スリット形状の開口部をもち、噴孔１６の出口側が短辺方向の外側に向けて斜めの貫通孔となっている。
【００３９】
また、本実施の形態の別の形態としての噴孔１６は、図１６に示すように、噴孔１６の出口側が短辺方向の開口断面積が下流に行くにしたがって大きくしたものである。このように構成することによって、噴射された燃料の液膜１７の拡がりが大きくなり薄膜化が促進される。また、本実施の形態の別の形態としての噴孔１６は、図１７に示すように、噴孔１６の出口側が短辺方向の開口断面積が下流に行くにしたがって小さくしたものである。このように構成することによって、噴孔１６上流での燃料流の乱れが抑制されるため、噴射された燃料の液膜１７が平滑化し、分裂後の微粒化特性が向上する。これら図１５〜図１７に示す構成においても、噴孔１６の長辺方向の長さＬと短辺方向の長さＳとは、実施の形態１と同様に１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短辺方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。
【００４０】
実施の形態７．
実施の形態１〜６では、略長方形のスリット形状である例を図示したが、スリット形状は以下のように様々に変形し得る。図１８〜図２２は、実施の形態７における燃料噴射弁１の噴孔１６の形状を示す模式図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態においては、燃料室１５ａの側壁の壁面１４ｃの近傍に、壁面１４ｃに長軸方向が平行になるように、概楕円型（図１８）、ひし形（図１９）、楔形（図２０）および馬蹄形（図２１）のスリット状の噴孔１６を配置したものである。これらの噴孔１６の長軸方向の長さＬと短軸方向の長さＳとは、実施の形態１と同様に１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短軸方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。
【００４１】
このように構成することによって、噴孔１６への燃料の流れ込みのバランスを変更することが可能であり、液膜１７の噴射方向を自由に変更することが可能である。また、本実施の形態の別の形態としての噴孔１６は、図２２に示すように、丸穴を接続した形状のスリット形状にしたものである。このように構成することで、噴孔１６を丸穴の連続加工で形成することができるので、加工性が大幅に向上する。
【００４２】
実施の形態８．
実施の形態１〜７において、Ｓ字型にねじったスリット形状の噴孔１６としてもよい。図２３は、実施の形態８における燃料噴射弁１の噴孔１６の形状を示す模式図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態においては、燃料室１５ａの側壁の壁面１４ｃ近傍に、Ｓ字型のスリット状の噴孔１６を配置したものである。これらの噴孔１６の長軸方向の長さＬと短軸方向の長さＳとは、実施の形態１と同様に１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短軸方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。
【００４３】
このように構成された噴孔１６においては、燃料の流れが壁面１４ｃにより整流されてスリット形状の噴孔１６の長軸方向の流れが強化され、噴孔１６から流出する燃料の薄膜化がさらに向上する。また、噴孔１６の形状をＳ字型にすることで、噴孔１６から噴出された燃料は若干オフセットして衝突するため、衝突後形成される液膜１７もねじれてＳ字型となる。そのため、平行な液膜１７よりも大気との接触面積が増えるため、噴射燃料の蒸発が促進され、排ガス特性を向上させることが可能である。
【００４４】
実施の形態９．
実施の形態１〜６において、燃料噴射弁１の噴孔１６の形状を概Ｔ字型としてもよく、当該噴孔１６の一部が燃料室１５ａの壁面１４ｃを跨ぐようにしてもよい。図２４は、実施の形態９における燃料噴射弁１の噴孔１６の形状を示す模式図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態においては、概Ｔ字型の噴孔１６の一部が燃料室１５ａの壁面１４ｃをまたいで貫通したものである。これらの噴孔１６の長軸方向の長さＬと短軸方向の長さＳとは、実施の形態１と同様に１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短軸方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。また、壁面１４ｃのまたぎ量は実施の形態３と同様にＳ／２以下である。
【００４５】
このように構成された噴孔１６においては、実施の形態３と同様に壁面１４ｃから燃料噴射弁中心軸側へ向かう流れが抑制され、燃料の流れが安定化する。また、噴孔１６の形状を概Ｔ字型にすることで、長軸方向の流れ同士が噴孔１６内で衝突したあと、概Ｔ字型噴孔の凸に流れこむことで、衝突後に形成される液膜１７がより大きく拡がり、燃料の薄膜化を促進できる。
【００４６】
実施の形態１０．
実施の形態１〜９では、噴孔１６の開口部を噴孔プレート１５の貫通孔の開口部で構成した例を図示したが、当該噴孔１６の開口部を、噴孔プレート１５とバルブシート１４など他部材とで構成してもよい。図２５は、実施の形態１０における燃料噴射弁１の噴孔１６近辺の断面図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図２６は、本実施の形態における燃料噴射弁１の噴孔１６の形状を示す模式図である。本実施の形態においては、バルブシート１４で構成される燃料室１５ａの壁面１４ｃの外側まで開口した円形の貫通孔を噴孔プレート１５に形成し、壁面１４ｃと噴孔プレート１５とにより囲まれた開口を有する噴孔１６を構成するものである。噴孔１６の長軸方向の長さＬと短軸方向の長さＳとは、実施の形態１と同様に１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短軸方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。このように構成された噴孔１６においては、噴孔１６と壁面１４ｃ間の隙間を完全にゼロにすることができるため、噴孔１６内の乱れが抑制され、薄膜化が促進される。
【００４７】
実施の形態１１．
実施の形態１〜１０では、図２に示すように、噴孔プレート１５の上面は平坦であり、バルブシート１４の下面に凹部を形成して燃料室１５ａを形成した例を図示したが、本実施の形態１１のように、噴孔プレート１５の上面に凹部を形成して燃料室１５ａを形成してもよい。図２７は、本実施の形態における燃料噴射弁１の噴孔１６近辺の断面図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。ここでは噴孔プレート１５の外周部に凸部１５ｄを形成し、この凸部１５ｄの上部で噴孔プレート１５とバルブシート１４とが溶接接続されている。噴孔プレート１５の中央部の凹部とバルブシート１４との間に燃料室１５ａが形成されている。噴孔プレート１５の外周部の凸部１５ｄの内壁面が燃料室１５ａの壁面１４ｃとなる。
【００４８】
このように構成された燃料噴射弁１においては、燃料室１５ａの壁面１４ｃと噴孔１６とが同じ噴孔プレート１５で構成されているので、バルブシート１４との位置決め精度に依存せず、壁面１４ｃと噴孔１６との位置が加工精度のみで決まるため、燃料噴射弁１のばらつきが低減される。なお、図２８に示したように、噴孔プレート１５の外周部に形成した凸部１５ｄの替わりに、別部材１８を噴孔プレート１５とバルブシート１４との間に挟んで燃料室１５ａの壁面１４ｃを構成してもよい。また、図２９に示すように、燃料室１５ａの高さを外側に行くに従って低くなるように構成してもよい。このように構成することで、バルブシート１４の燃料通路１４ｂの下流開口部の乱れを緩和することができるため、液膜１７が平滑化し、微粒化特性が向上する。
【００４９】
実施の形態１２．
実施の形態１〜１１では、燃料室１５ａを弁体１３の周囲に設けた例を図示したが、当該燃料室１５ａを弁体１３の下方に設けてもよい。図３０は、実施の形態１２における燃料噴射弁１の噴孔１６近辺の断面図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態においては、図３０に示すように、噴孔プレート１５の中央部（弁体１３と最も近接する位置）に突起１９が設けられ、この突起１９に近接してスリット形状の噴孔１６が形成されている。突起１９の側壁面１９ａが、実施の形態２の燃料室１５ａの壁面１４ｃに相当する。噴孔１６と噴孔１６の直上の弁体１３との間の距離が噴孔１６の直上の燃料室１５ａの高さＨに相当する。これらの噴孔１６の長辺方向の長さＬと短辺方向の長さＳとは、実施の形態１と同様に１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短辺方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。
【００５０】
このように構成された燃料噴射弁１は、噴射された燃料の液膜１７の拡がりが大きくなり薄膜化が促進される。また、実施の形態２の構成と異なり、一旦中央に集まった燃料が再度外側に流れていくことがないため、燃料流の乱れが小さく、液膜１７が平滑化し、さらに微粒化が促進される効果がある。
【００５１】
実施の形態１３．
実施の形態１〜１２では、弁体１３の先端部が球状である例を図示したが、当該弁体１３を先端部が平坦な円筒状のものにしてもよい。図３１は、実施の形態１３における燃料噴射弁１の噴孔１６近辺の断面図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は、実施の形態１２と同様な構成であるが、弁体１３の形状を先端部が平坦な円筒状の形状にしたものである。本実施の形態においては、図３１に示すように、噴孔プレート１５の中央部に突起１９が設けられ、この突起１９に近接してスリット形状の噴孔１６が形成されている。突起１９の側壁面１９ａが、実施の形態２の燃料室１５ａの壁面１４ｃに相当する。噴孔１６と噴孔１６の直上の弁体１３との間の距離が噴孔１６の直上の燃料室１５ａの高さＨに相当する。これらの噴孔１６の長辺方向の長さＬと短辺方向の長さＳとは、実施の形態１と同様に、１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短辺方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。
【００５２】
このように構成された燃料噴射弁１は、噴射された燃料の液膜１７の拡がりが大きくなり薄膜化が促進される。また、一旦中央に集まった燃料が再度外側に流れていくことがないため、燃料流の乱れが小さく、液膜１７が平滑化し、さらに微粒化が促進される効果がある。さらには、弁体１３の先端部に平坦部があるので、噴孔１６の直上の弁体１３との間の距離が一定であるので、噴孔１６の位置が多少ずれても噴孔１６の直上の燃料室１５ａの高さＨが一定となるので、ばらつきが減少する効果もある。
【００５３】
実施の形態１４．
実施の形態１〜１１において、燃料室１５ａの入口１５ｂの部分の開口面積を全噴孔１６の開口断面積の合計より小さくなるようにしてもよい。図３２は、実施の形態１４における燃料噴射弁１の噴孔１６近辺の断面図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態においては、実施の形態２と同様な構成であるが、燃料室１５ａの入口１５ｂの部分の断面積（開口面積）が、全噴孔１６の合計断面積より小さくなるように構成したものである。噴孔１６の長辺方向の長さＬと短辺方向の長さＳとは、実施の形態１と同様に、１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短辺方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。
【００５４】
このように構成された燃料噴射弁１においては、噴射された燃料の液膜１７の拡がりが大きくなり薄膜化が促進されるとともに、噴射弁よりも上流にある燃料室１５ａの入口１５ｂの断面積が全噴孔１６の合計断面積よりも小さいので、この入口１５ｂでバルブシート１４の燃料流路開口部での燃料流の乱れを緩和することができる。なお、噴孔１６の上流に噴孔１６の断面積よりも小さい部分があればよいので、例えば図３３に示すように、燃料通路１４ｂと燃料室１５ａとの接続部１５ｃの断面積を全噴孔１６の合計断面積よりも小さくしてもよい。なお、図３３に示すように、バルブシート１４の下面と噴孔プレート１５の上面との距離が徐々に変化する場合には、燃料室１５ａの入口１５ｂの位置は、インジェクタ中心軸からの距離をｒ、その位置でのバルブシート１４と噴孔プレート１５との距離をａとしたとき、２πｒａが最も小さくなる箇所を燃料室１５ａの入口１５ｂとして距離Ｗを計算すればよい。
【００５５】
実施の形態１５．
実施の形態１〜１４では、噴孔１６の内壁面がその全周において同一の深さ（燃料噴射弁１の軸方向の長さ）を有する例を図示したが、その周方向において噴孔１６の内壁面の深さが変化するようにしてもよい。特に、噴孔１６の上流側に近い側の内壁面部分と、それに対向する内壁面部分とで深さを異ならせてもよい。図３４は実施の形態１５における燃料噴射弁１の噴孔１６近傍の断面図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態においては、実施の形態２と同様の構成であるが、噴孔１６の内壁面のうち、壁面１４ｃに近い側の内壁面部分１６ａの深さを、燃料室１５ａの入口１５ｂ側に近い内壁面部分１６ｂの深さに比べて小さくすることにより、噴孔内流路のうちの内壁面部分１６ａ側の流路長さｔ１と、内壁面部分１６ｂ側の流路長さｔ２とをｔ１＜ｔ２の関係としている。噴孔１６の長辺方向の長さＬと短辺方向の長さＳとは、実施の形態１と同様に、１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短辺方向長さＳとの関係はＨ／Ｓ＜１０の関係にある。
【００５６】
実施の形態１による燃料噴射弁１においては、燃料は壁面１４ｃに近い内壁面部分１６ａに押しつけられながら噴孔１６の内部から直下にかけて衝突し、噴孔１６から出たところから拡がって液膜１７となる。本実施の形態による燃料噴射弁１においては、壁面１４ｃ側の流路長さｔ１を対抗する面の流路長さｔ２より短くし、液膜１７の拡がり始める位置をより上流側にすることで壁面１４ｃ方向への液膜１７の拡がりを促進し、微粒化を促進する効果が得られる。また噴孔プレート１５全体の板厚を小さくする必要がないため、強度の低下を最小限に留めることができる。また、本実施の形態は、図３５のように短辺方向の開口断面積が噴孔１６の出口側に行くにしたがって大きくした構成や、図３６のように噴孔１６を斜めの貫通孔とした構成においても適用可能である。
【００５７】
実施の形態１６．
実施の形態１５では、噴孔１６の内壁面のうち、壁面１４ｃに近い側の内壁面部分１６ａの深さを小さくすることにより、内壁面部分１６ａ側の流路長さｔ１を小さくしたが、内壁面部分１６ａに壁面１４ｃ側への折れ曲がり部を設けることにより、当該流路長さｔ１を小さくしてもよい。図３７は実施の形態１６における燃料噴射弁１の噴孔１６近傍の断面図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態においては、実施の形態２と同様の構成であるが、内壁面部分１６ａの出口付近に面取り部１６ｄを設けることにより、内壁面部分１６ａに壁面１４ｃ側への折れ曲がり部を設けて、流路長さｔ１を流路長さｔ２よりも小さくしたものである。流路長さｔ１と流路長さｔ２の関係は実施の形態１５と同様にｔ１＜ｔ２の関係にあるため、同様に壁面１４ｃ方向への液膜１７の拡がりを促進し、微粒化を促進する効果が得られる。また噴孔プレート１５の板厚を変更する必要がないため、強度も低下しない。ここでは、噴孔プレート１５の下面がバルブシート１４の下面よりも突出する場合を例示しているが、それら噴孔プレート１５の下面とバルブシート１４の下面が同じ高さに一致していてもよく、あるいは、バルブシート１４の下面が噴孔プレート１５の下面よりも突出していてもよい。
【００５８】
実施の形態１７．
実施の形態１６では、内壁面部分１６ａの出口付近に面取り部１６ｄを設けることで、内壁面部分１６ａに壁面１４ｃ側への折れ曲がり部を設けたが、ザグリにより当該折れ曲がり部を設けてもよい。図３８は実施の形態１７における燃料噴射弁１の噴孔１６近傍の断面図である。図において、図１乃至図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態においては、実施の形態２と同様の構成であるが、壁面１４ｃに近い内壁面部分１６ａの下流側にザグリ１６ｅを設け、ザグリ１６ｅが設けられた内壁面部分１６ａのみ流路長さの関係をｔ１＜ｔ２としたものである。燃料は噴孔１６の中央付近にて衝突して拡がるため、内壁面部分１６ａの中央部分のみ流路長さｔ１＜ｔ２にすれば実施の形態１５と同様の効果が得られる。噴孔プレート１５の板厚を変更する必要がないため、強度も低下しない。また、液膜１７はザグリ１６ｅの方向により拡がるため、ザグリ１６ｅの位置を変更することで液膜１７の拡がり方向を制御することができる。
【００５９】
実施の形態１８．
実施の形態１５〜１７のような流路長さｔ１＜ｔ２とする構成において、燃料室１５ａを弁体１３の下方に設ける構成としてもよい。図３９は、実施の形態１８における燃料噴射弁１の噴孔１６近辺の断面図である。本実施の形態においては、実施の形態１２と同様に、噴孔プレート１５の中央部（弁体１３と最も近接する位置）に突起１９が設けられ、この突起１９に近接してスリット形状の噴孔１６が形成されている。噴孔内流路のうち、突起１９に近い内壁面部分１６ａの流路長さｔ３と対向する内壁面部分１６ｂの流路長さｔ２がｔ３＜ｔ２の関係にある。このように構成された燃料噴射弁１は、実施の形態１５と同様に液膜１７の拡がりを促進し、微粒化を促進する効果が得られる。また、本実施の形態における構成は、先に説明したその他の実施の形態にも適用可能である。
【００６０】
なお、上述の実施の形態１〜１８においては、バルブシート１４に噴孔プレート１５を直接に固定した場合について主に例示したが、これに限るものでなく、バルブシート１４と噴孔プレート１５との間に別部材を介在させて両者を固定してもよく、例えば図４１に示すように、噴孔プレート１５の端部を切り欠いて、別部材１５ｅとの間に噴孔１６を構成し、噴孔プレート１５を別部材１５ｅに固定し当該別部材１５ｅを介してバルブシート１４に固定するようにしてもよい。
【００６１】
また、上述の実施の形態１〜１８においては、噴孔１６の長軸方向の長さＬと短軸方向の長さＳとが、１＜Ｌ／Ｓ＜１２の関係にあり、また、燃料室１５ａの高さＨと噴孔短軸方向長さＳとの関係がＨ／Ｓ＜１０の関係にある場合に、噴孔１６の長軸方向に燃料流を衝突させ、その長軸方向に交わる方向に液膜１７を形成できることを説明したが、この関係を満たさない場合であっても、噴孔１６の長軸方向に燃料流を衝突させ、その長軸方向に交わる方向に液膜１７を形成することにより、薄膜化した燃料を安定して噴射することができる。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年10月7日(2013.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明に係る燃料噴射弁においては、内部に燃料通路および弁座部を有するバルブシートと、前記弁座部に着座可能な当接部を有し、前記当接部が上記弁座部から離座および着座することにより前記燃料通路を開閉する弁部材と、前記燃料通路に連通された燃料室とを備えた燃料噴射弁であって、前記燃料室に燃料を噴射するスリット形状の噴孔を備え、前記噴孔は、その長軸方向に燃料流を衝突させ、その長軸方向に交わる方向に液膜を形成するスリット形状とし、前記スリット形状の噴孔の長軸方向と前記燃焼室の壁面とが略平行であり、前記スリット形状の噴孔と前記燃焼室の壁面との距離をＤとしたとき、当該距離Ｄが当該スリット形状の噴孔の短軸方向の長さＳよりも小さい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に燃料通路および弁座部を有するバルブシートと、前記弁座部に着座可能な当接部を有し、前記当接部が上記弁座部から離座および着座することにより前記燃料通路を開閉する弁部材と、前記燃料通路に連通された燃料室とを備えた燃料噴射弁であって、
前記燃料室に、燃料を噴射するスリット形状の噴孔を備え、前記噴孔はその長軸方向に燃料流を衝突させ、その長軸方向に交わる方向に液膜を形成するスリット形状であり、
前記スリット形状の噴孔の長軸方向と前記燃焼室の壁面とが略平行であり、
前記スリット形状の噴孔と前記燃焼室の壁面との距離をＤとしたとき、当該距離Ｄが当該スリット形状の噴孔の短軸方向の長さＳよりも小さいことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記噴孔は、前記噴孔の長軸方向に液膜を形成し、その下流において前記噴孔の長軸方向に交わる方向に液膜を形成するスリット形状であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記スリット形状の噴孔の長軸方向の長さをＬ、前記スリット形状の噴孔の短軸方向の長さをＳ、前記スリット形状の噴孔の直上の前記燃料室の高さをＨとしたときに、
１＜Ｌ／Ｓ＜１２
Ｈ／Ｓ＜１０
の関係であることを特徴する請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記スリット形状の噴孔の長軸方向の長さをＬ、前記スリット形状の噴孔の短軸方向の長さをＳとしたときに、
２≦Ｌ／Ｓ
の関係であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記スリット形状の噴孔が前記燃料室の壁面をまたいで貫通し、
前記噴孔と前記壁面のまたぎ量をＸ、前記噴孔の短軸方向の長さをＳとしたときに、
Ｘ＜Ｓ／２
の関係であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記燃料室は、前記バルブシートの下側に凹状に形成された空間と噴孔プレートとの間に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記燃料室は、噴孔プレートの上側に凹状に形成された空間と前記バルブシートとの間に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記燃料室は、前記バルブシートと噴孔プレートとの間に別部材を挟んで形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
前記燃料室の上流側の入口と前記スリット形状の噴孔との距離をＷ、前記噴孔の長軸方向の長さをＬとしたときに、
Ｌ／２＜Ｗ
の関係であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１０】
スリット形状の前記噴孔内の燃料噴射弁軸方向の流路長さのうち、前記燃料室の壁面に近い側の流路長さをｔ１、対向する面側の流路長さをｔ２としたとき、
ｔ１＜ｔ２
の関係であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【国際調査報告】
2013021733.tif 000045
2013021733.tif 000046
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