(57)【要約】【課題】噴口の形状に沿った設計通りの噴霧を形成する。【解決手段】噴口プレート１５におけるニードル４先端部と対向する面に、入口が流体室１８に開口する整流室１２が形成されており、整流室１２の底面に設けられた出口は各スリット状噴口１３の入口に開口している。整流室１２の入口側開口面積は出口側開口面積より大きく設定されており、整流室１２は圧力回復室として機能する。そのため、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂの法線方向に燃料の圧力が作用し、整流室１２の出口から各スリット状噴口１３への燃料の流出方向が各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂの法線方向に略一致するように、整流室１２から各スリット状噴口１３の入口へ燃料が導入される。【選択図】図２
2006077610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードルがノズルボディ内周面に設けられたシート部から離れることで、流体がニードル先端部とノズルボディ先端部との間の流体室を通ってノズルボディ先端部に形成された噴口から噴射される流体噴射弁であって、
噴口は、偏平な噴霧膜を形成するためのスリット状噴口であり、
ノズルボディ先端部には、入口が流体室に開口し、出口がスリット状噴口の入口に開口する整流室が形成されており、
整流室は、その出口からスリット状噴口への流体の流出方向がスリット状噴口の入口側開口面の法線方向に略一致するように、流体室から流入する流体を整流してスリット状噴口の入口へ導くことを特徴とする流体噴射弁。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射弁であって、
整流室の入口側開口面積が出口側開口面積より大きいことを特徴とする流体噴射弁。
【請求項３】
請求項１または２に記載の流体噴射弁であって、
スリット状噴口は、
整流室からの流体の流入方向がスリット長手方向において所定の広がり角度を有するように、入口側開口面がスリット長手方向において噴口出口側へ凹んでおり、
且つスリット長手方向における出口側開口長がスリット長手方向における入口側開口長より長いことを特徴とする流体噴射弁。
【請求項４】
請求項３に記載の流体噴射弁であって、
スリット状噴口の入口側開口面がスリット長手方向において噴口出口側へ湾曲していることを特徴とする流体噴射弁。
【請求項５】
請求項３または４に記載の流体噴射弁であって、
スリット状噴口は、そのスリット長手方向の両端面が入口側開口面におけるスリット長手方向の両端部の法線方向とそれぞれ略平行であることを特徴とする流体噴射弁。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１に記載の流体噴射弁であって、
スリット状噴口は、その流路長さがスリット長手方向に関して均等化されるように、出口側開口面がスリット長手方向において外部へ出張っていることを特徴とする流体噴射弁。
【請求項７】
請求項６に記載の流体噴射弁であって、
スリット状噴口の出口側開口面がスリット長手方向において外部へ湾曲していることを特徴とする流体噴射弁。
【請求項８】
請求項１または２に記載の流体噴射弁であって、
スリット状噴口の入口側開口面がほぼ平面であることを特徴とする流体噴射弁。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１に記載の流体噴射弁であって、
スリット状噴口は、ノズルボディ先端部に複数形成されており、
共通の整流室から複数のスリット状噴口の入口へ流体が導入されることを特徴とする流体噴射弁。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１に記載の流体噴射弁であって、
スリット状噴口は、ノズルボディ先端部に複数形成されており、
整流室は、各スリット状噴口に対応してノズルボディ先端部に分割して形成されていることを特徴とする流体噴射弁。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１に記載の流体噴射弁であって、
ノズルボディ先端部に噴口プレートが設けられており、
整流室及びスリット状噴口は噴口プレートに形成されていることを特徴とする流体噴射弁。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１に記載の流体噴射弁であって、
スリット状噴口から噴射される流体は、内燃機関にて用いられる燃料であることを特徴とする流体噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射弁に関し、特に、ニードルがノズルボディ内壁面に設けられたシート部から離れることで、流体がニードル先端部とノズルボディ先端部との間の流体室を通ってノズルボディ先端部に形成された噴口から噴射される流体噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流体噴射弁の従来例が下記特許文献１に開示されている。特許文献１においては、ニードルの軸線を中心として同一円周上に４個以上の噴口が噴口プレートに形成されている。噴口は燃料噴射弁の軸線に対して異なった角度で形成されており、全体として燃料噴射弁の軸線に対して傾斜した方向を向いている。そして、噴口プレートの板厚をｔ、噴口の直径をｄとすると、ｔ／ｄ≦１．５が成立している。この設計によって、噴口から噴射される燃料噴霧の形状を噴霧全体の横断面において中空円状とし、微粒化された燃料を広範囲に均一に噴射している。
【０００３】
その他にも、特許文献２〜４の流体噴射弁が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３８９７４号公報
【特許文献２】特開２００４−８４５４９号公報
【特許文献３】特開２００２−９８０２８号公報
【特許文献４】特許第２６０９９２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
噴口から噴射される噴霧の形状については、噴口の形状の設計により調整が可能である。例えば噴口をスリット形状にすることでスリット形状に沿った偏平な噴霧膜を形成することができ、この噴霧膜が周囲の空気によって引きちぎられることで良好な噴霧の微粒化を実現することができる。ただし、噴口の入口側において噴射流体の流れに乱れが発生している場合は、噴口への噴射流体の流入方向は、噴口の入口側開口面の法線方向に必ずしも一致しない。その場合は、噴口の形状に沿った設計通りの噴霧を形成することが困難であるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、噴口の形状に沿った設計通りの噴霧を形成することができる流体噴射弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る流体噴射弁は、ニードルがノズルボディ内周面に設けられたシート部から離れることで、流体がニードル先端部とノズルボディ先端部との間の流体室を通ってノズルボディ先端部に形成された噴口から噴射される流体噴射弁であって、噴口は、偏平な噴霧膜を形成するためのスリット状噴口であり、ノズルボディ先端部には、入口が流体室に開口し、出口がスリット状噴口の入口に開口する整流室が形成されており、整流室は、その出口からスリット状噴口への流体の流出方向がスリット状噴口の入口側開口面の法線方向に略一致するように、流体室から流入する流体を整流してスリット状噴口の入口へ導くことを要旨とする。
【０００８】
本発明においては、整流室の出口からスリット状噴口への流体の流出方向がスリット状噴口の入口側開口面の法線方向に略一致するように、スリット状噴口の入口へ流体が導入されるため、スリット状噴口における流体の流れを安定させることができる。したがって、本発明によれば、噴口の形状に沿った設計通りの噴霧を形成することができる。
【０００９】
本発明に係る流体噴射弁において、整流室の入口側開口面積が出口側開口面積より大きいものとすることもできる。こうすれば、スリット状噴口の入口側開口面の略法線方向に流体の圧力を作用させることができ、整流室の出口からスリット状噴口への流体の流出方向をスリット状噴口の入口側開口面の法線方向に略一致させることができる。
【００１０】
本発明に係る流体噴射弁において、スリット状噴口は、整流室からの流体の流入方向がスリット長手方向において所定の広がり角度を有するように、入口側開口面がスリット長手方向において噴口出口側へ凹んでおり、且つスリット長手方向における出口側開口長がスリット長手方向における入口側開口長より長いものとすることもできる。こうすれば、スリット状噴口１３から噴射される噴霧を広分散化させることができ、微粒化に適した扇状噴霧膜を形成することができる。この本発明に係る流体噴射弁において、スリット状噴口の入口側開口面がスリット長手方向において噴口出口側へ湾曲しているものとすることもできる。この本発明に係る流体噴射弁において、スリット状噴口は、そのスリット長手方向の両端面が入口側開口面におけるスリット長手方向の両端部の法線方向とそれぞれ略平行であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明に係る流体噴射弁において、スリット状噴口は、その流路長さがスリット長手方向に関して均等化されるように、出口側開口面がスリット長手方向において外部へ出張っているものとすることもできる。こうすれば、スリット状噴口の出口における流速をスリット長手方向に関して均等化することができるので、噴霧濃度を均等化することができる。この本発明に係る流体噴射弁において、スリット状噴口の出口側開口面がスリット長手方向において外部へ湾曲しているものとすることもできる。
【００１２】
本発明に係る流体噴射弁において、スリット状噴口の入口側開口面がほぼ平面であるものとすることもできる。こうすれば、スリット状噴口から噴霧がほとんど広がることなく噴射されるので、貫徹力の強い噴霧を形成することができる。
【００１３】
本発明に係る流体噴射弁において、スリット状噴口は、ノズルボディ先端部に複数形成されており、共通の整流室から複数のスリット状噴口の入口へ流体が導入されるものとすることもできる。あるいは、本発明に係る流体噴射弁において、スリット状噴口は、ノズルボディ先端部に複数形成されており、整流室は、各スリット状噴口に対応してノズルボディ先端部に分割して形成されているものとすることもできる。
【００１４】
本発明に係る流体噴射弁において、ノズルボディ先端部に噴口プレートが設けられており、整流室及びスリット状噴口は噴口プレートに形成されているものとすることもできる。
【００１５】
本発明に係る流体噴射弁において、スリット状噴口から噴射される流体は、内燃機関にて用いられる燃料であるものとすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１７】
図１〜３は、本発明の実施形態に係る流体噴射弁の構成の概略を示す図である。図１は全体の内部構成の概略を示す。図２はノズルボディ先端部の構成の概略を示し、図２（Ａ）は内部構成図、図２（Ｂ）は下面図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。そして、図３は噴口の構成の概略を示し、図３（Ａ）は上面図、図３（Ｂ）は側面の断面図を示す。本実施形態に係る流体噴射弁１０は、電磁式の燃料噴射弁であり、可動鉄心３、ニードル４、電磁コイル５、及びノズルボディ７を備えている。なお、本実施形態に係る流体噴射弁１０は、例えば直噴式ガソリンエンジン等の内燃機関にて用いられるものである。
【００１８】
磁性材料により構成されるバルブハウジング１には、非磁性材料のボビン２が内挿されている。ボビン２には電磁コイル５が設けられている。バルブハウジング１内には、可動鉄心３が挿入されており、この可動鉄心３はニードル４と連結されている。
【００１９】
バルブハウジング１の先端部には、スペーサ８を介してノズルボディ７が設けられている。ニードル４は、スペーサ８を貫通して、ノズルボディ７の内周面にて支持されている。ニードル４及び可動鉄心３は、リターンスプリング６によりノズルボディ７の先端部側へ押し付けられていることで、ニードル４の先端部は、ノズルボディ７の内周面に設けられたシート部１１と密着している。
【００２０】
流体通路管２２は、例えば鉄等の磁性材料により構成され、バルブハウジング１に固定されているとともに、電磁コイル５（ボビン２）内に挿入されている。図示しない燃料ポンプ及びレギュレータにより加圧された燃料は、流体通路管２２の内部を通って、ニードル４の外周面とノズルボディ７の内周面との間に形成される流体通路１７に流入する。
【００２１】
ノズルボディ７の先端部には略円板形状の噴口プレート１５が取り付けられており、ニードル４の先端部と噴口プレート１５との間には流体室１８が形成されている。噴口プレート１５には、複数のスリット状噴口１３が形成されている。
【００２２】
電磁コイル５に電圧が印加されていないときは、電磁コイル５は電磁力を発生せず、ニードル４及び可動鉄心３は駆動されない。したがって、この場合は、ニードル４の先端部がノズルボディ７のシート部１１に密着して流体通路１７とスリット状噴口１３（流体室１８）との連通がニードル４により遮断されたままであり、燃料がスリット状噴口１３から噴射されない。
【００２３】
一方、電磁コイル５に電圧が印加されると、電磁コイル５に電磁力が発生し、この電磁力によってニードル４及び可動鉄心３が流体通路管２２側へ吸引される。ニードル４及び可動鉄心３が流体通路管２２側へ駆動されると、これまで密着していたニードル４の先端部とノズルボディ７のシート部１１とが離れて流体通路１７とスリット状噴口１３（流体室１８）とが連通する。したがって、流体通路１７に流入した燃料は、流体室１８を通って、スリット状噴口１３から内燃機関の筒内（直噴式ガソリンエンジンに用いた場合）へ噴射される。スリット状噴口１３から噴射された燃料は、偏平な噴霧膜を内燃機関の筒内に形成する。
【００２４】
本実施形態においては、図２に示すように、噴口プレート１５におけるニードル４先端部と対向する面に、ノズルボディ中心軸７ａを中心とする環状の溝が形成されていることで、入口が流体室１８に開口する整流室１２が形成されている。複数のスリット状噴口１３は噴口プレート１５の周方向に関して間隔をおいて配列されていることで同一円周上に形成されており、整流室１２の底面に設けられた出口は各スリット状噴口１３の入口に開口している。整流室１２の入口側開口面積（流体室１８に開口する面積）は整流室１２の出口側開口面積（複数のスリット状噴口１３の入口に開口する面積）より大きく設定されており、整流室１２は燃料溜り（圧力回復室）として機能する。そのため、整流室１２内では、流体室１８から流入した燃料の流速は減少し、流体室１８から流入した燃料の流れが整流化される。これによって、図３に示すように、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂ（整流室１２の出口側開口面）の略法線方向に燃料の圧力が作用し、整流室１２の出口から各スリット状噴口１３への燃料の流出方向が各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂ（整流室１２の出口側開口面）の法線方向に略一致するように、整流室１２から各スリット状噴口１３の入口へ燃料が導入される。なお、図２では、共通の整流室１２から複数のスリット状噴口１３の入口へ燃料が導入される場合を示している。
【００２５】
そして、本実施形態においては、図２，３に示すように、整流室１２（環状の溝）の底面が噴口プレート１５の径方向に関して凹曲面形状であり、各スリット状噴口１３のスリット長手方向が噴口プレート１５の径方向に略一致している。そのため、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂ（整流室１２の出口側開口面）は、スリット長手方向において噴口出口側へ凹んでおり、より具体的には噴口出口側へ湾曲した凹曲面形状である。また、各スリット状噴口１３は、図２，３に示すように、スリット長手方向における出口側開口長ｘ２がスリット長手方向における入口側開口長ｘ１より長く、末広がりの略扇形状である。そして、各スリット状噴口１３は、そのスリット長手方向の両端面１３ｄ，１３ｅが入口側開口面１３ｂにおけるスリット長手方向の両端部１３ｆ，１３ｇの法線方向とそれぞれ略平行である。
【００２６】
前述したように、整流室１２の出口から各スリット状噴口１３への燃料の流出方向は各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂの法線方向に略一致するため、本実施形態のスリット状噴口１３の形状によって、各スリット状噴口１３に流入する燃料の流入方向はスリット長手方向において所定の広がり角度を有する。各スリット状噴口１３に流入した燃料は、この広がり角度をほぼ保った状態で、各スリット状噴口１３の出口から噴出する。各スリット状噴口１３の出口から噴出した燃料は、図４に示すように、扇状の偏平な噴霧膜１６を内燃機関の筒内に形成する。ここで、各スリット状噴口１３のスリット長手方向が噴口プレート１５の径方向に略一致しているため、扇状噴霧膜１６の各々は、図４に示すように、ほぼ流体噴射弁１０（噴口プレート１５）の径方向に扇の角度が広がる。なお、各スリット状噴口１３に流入する燃料の広がり角度は、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂ（整流室１２の出口側開口面）の形状に基づいて決定される。また、図２，３では、噴口プレート１５におけるスリット状噴口１３の出口が設けられた面が平面であり、各スリット状噴口１３の出口側開口面１３ｃが平面である場合を示している。
【００２７】
図２，３に示すように、各スリット状噴口１３の中心軸１３ａは、出口側開口面１３ｃ位置におけるノズルボディ中心軸７ａとの距離ｒ２が入口側開口面１３ｂ位置におけるノズルボディ中心軸７ａとの距離ｒ１より大きくなるように、ノズルボディ中心軸７ａに対して噴口プレート１５の径方向外側に傾斜している。そのため、各扇状噴霧膜１６は、スリット状噴口１３から離れるに伴いノズルボディ中心軸７ａから離れるように、流体噴射弁１０（噴口プレート１５）の径方向に傾斜して放射状に形成される。なお、図２，３では、各スリット状噴口１３の中心軸１３ａを噴口プレート１５の径方向に傾斜させた場合を示しているが、各スリット状噴口１３の中心軸１３ａを噴口プレート１５の径方向と垂直方向（噴口プレート１５の接線方向）に傾斜させることも可能である。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態においては、燃料溜り（圧力回復室）として機能する整流室１２の出口が各スリット状噴口１３の入口に開口していることで、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂ（整流室１２の出口側開口面）の略法線方向に燃料の圧力が作用する。そのため、各スリット状噴口１３に流入する燃料の流入方向は、その入口側開口面１３ｂの法線方向にほぼ一致する。したがって、各スリット状噴口１３における燃料の流れを安定させることができるので、スリット状噴口１３の形状に沿った設計通りの偏平な噴霧膜１６を形成することができる。そして、偏平な噴霧膜１６が周囲の空気によって引きちぎられることで、良好な燃料噴霧の微粒化を実現することができる。
【００２９】
そして、本実施形態においては、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂ（整流室１２の出口側開口面）の法線、すなわち各スリット状噴口１３に流入する燃料の流入方向は、スリット長手方向において広がり角度を有する。したがって、各スリット状噴口１３から噴射される燃料噴霧を広分散化させることができ、燃料の微粒化に適した扇状噴霧膜１６を形成することができる。
【００３０】
さらに、図４に示すほぼ流体噴射弁１０の径方向に噴霧角度が広がる放射状の噴霧パターンにおいては、各扇状噴霧膜１６の両面側から噴霧内へ空気導入が促進されるので、可燃範囲内の適正混合気を短時間で形成することができる。そのため、燃料噴射から点火までの期間を短く設定することができ、混合気形成に対する空気流動の影響を少なくすることができる。したがって、常に安定した混合気を形成することができ、安定した着火状態を確保することができる。そして、図４に示す噴霧パターンは、比較的コンパクトな噴霧を筒内に形成して成層燃焼させる形態の直噴式ガソリンエンジンに適している。
【００３１】
なお、特許文献２には、噴口プレートが噴口の入口側に噴口の入口側開口周縁の少なくとも一部を含む凹部を形成していることが示されている。ただし、特許文献２においては、噴口は円筒形状であり、凹部は円筒状噴口の入口で燃料が衝突するような流れを形成して乱れを生じさせることを目的としているため、円筒状噴口への燃料の流入方向は入口側開口面の法線方向に必ずしも一致しない。したがって、特許文献２には、スリット状噴口１３に流入する燃料の流入方向を入口側開口面１３ｂの法線方向に一致させることで、スリット状噴口１３の形状に沿った設計通りの偏平な噴霧膜１６を形成しようとする思想は示されていない。
【００３２】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【００３３】
「スリット状噴口の出口側開口面を曲面により構成する例」
以上の本実施形態の説明においては、各スリット状噴口１３の出口側開口面１３ｃが平面である場合について説明した。ただし、本実施形態においては、図５，６に示すように、各スリット状噴口１３の出口側開口面１３ｃが曲面であってもよい。ここで、図５はノズルボディ先端部の構成の概略を示し、図５（Ａ）は内部構成図、図５（Ｂ）は下面図、図５（Ｃ）は図５（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。そして、図６はノズルボディ先端部の内部構成の概略を示す。
【００３４】
図５に示す構成においては、噴口プレート１５におけるスリット状噴口１３の出口が設けられる面に、噴口プレート１５の径方向において外部へ湾曲した凸曲面１５ａが形成されている。各スリット状噴口１３の出口側開口面１３ｃは、この凸曲面１５ａに形成されていることで、スリット長手方向において外部へ出張っており、より具体的には外部へ湾曲した凸曲面形状である。これによって、各スリット状噴口１３の流路長さが、スリット長手方向に関して均等化される。なお、他の構成については、図１〜３に示す構成と同様であるため説明を省略する。
【００３５】
また、図６に示す構成においても、外部へ湾曲した噴口プレート１５の凸曲面１５ａに、複数のスリット状噴口１３の出口側開口面１３ｃが形成されている。図６に示す構成においても、各スリット状噴口１３の出口側開口面１３ｃがスリット長手方向において外部へ湾曲した凸曲面形状であることで、各スリット状噴口１３の流路長さがスリット長手方向に関して均等化される。なお、他の構成については、図５に示す構成と同様であるため説明を省略する。また、図５，６に示す噴口プレート１５については、例えばプレス加工を用いて成形することができる。
【００３６】
図５，６に示す構成においては、各スリット状噴口１３の流路長さがスリット長手方向に関して均等化されることで、スリット状噴口１３の出口における燃料の流速をスリット長手方向に関して均等化することができる。したがって、ほぼ均一な噴霧濃度の扇状噴霧膜１６を形成することができるので、燃料噴霧の微粒化をさらに促進させることができる。
【００３７】
「整流室を分割して形成する例」
また、以上の本実施形態の説明においては、共通の整流室１２から複数のスリット状噴口１３の入口へ燃料が導入される場合について説明した。ただし、本実施形態においては、図７，８に示すように、整流室１２を各スリット状噴口１３に対応させて噴口プレート１５に分割して形成することもできる。ここで、図７はノズルボディ先端部の構成の概略を示し、図７（Ａ）は内部構成図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。そして、図８はノズルボディ先端部の構成の概略を示し、図８（Ａ）は図７（Ｂ）と同じ位置での断面図、図８（Ｂ）は整流室１２及びスリット状噴口１３の斜視図を示す。
【００３８】
図７に示す構成においては、噴口プレート１５におけるニードル４先端部と対向する面に、半球面形状の凹みが複数形成されていることで、入口が流体室１８に開口する整流室１２が複数形成されている。複数の整流室１２（半球面形状の凹み）は噴口プレート１５の周方向に関して間隔をおいて配列されており、各整流室１２の底面に設けられた出口は各スリット状噴口１３の入口にそれぞれ開口している。各スリット状噴口１３のスリット長手方向は噴口プレート１５の径方向と略垂直（噴口プレート１５の接線方向と略平行）であり、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂ（整流室１２の出口側開口面）はスリット長手方向において噴口出口側へ湾曲した凹曲面形状である。そして、各スリット状噴口１３の中心軸１３ａは、ノズルボディ中心軸７ａに対して噴口プレート１５の径方向外側に傾斜している。なお、他の構成については、図１〜３に示す構成と同様であるため説明を省略する。
【００３９】
また、図８に示す構成においては、噴口プレート１５におけるニードル４先端部と対向する面に、半円筒形状の凹みが複数形成されていることで、入口が流体室１８に開口する整流室１２が複数形成されている。複数の整流室１２（半円筒形状の凹み）は、噴口プレート１５の周方向に関して間隔をおいて配列されている。そして、各整流室１２の底面が噴口プレート１５の径方向と垂直方向（噴口プレート１５の接線方向）に関して凹曲面形状であることで、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂ（整流室１２の出口側開口面）はスリット長手方向において噴口出口側へ湾曲した凹曲面形状である。なお、他の構成については、図７に示す構成と同様であるため説明を省略する。
【００４０】
図７，８に示す構成においては、各スリット状噴口１３のスリット長手方向が噴口プレート１５の径方向と垂直方向（噴口プレート１５の接線方向）に略一致しているため、扇状噴霧膜１６の各々は、図９に示すように、ほぼ流体噴射弁１０（噴口プレート１５）の径方向と垂直方向（接線方向）に扇の角度が広がる。ここで、図９（Ａ）は噴霧の斜視図を示し、図９（Ｂ）は噴霧の横断面図を示す。そして、各スリット状噴口１３の中心軸１３ａがノズルボディ中心軸７ａに対して噴口プレート１５の径方向外側に傾斜しているため、各扇状噴霧膜１６は、スリット状噴口１３から離れるに伴いノズルボディ中心軸７ａから離れるように、流体噴射弁１０（噴口プレート１５）の径方向に傾斜して形成される。その結果、図９に示すように、複数の扇状噴霧膜１６により略中空円錐状の噴霧パターンが形成される。なお、図９は、複数の扇状噴霧膜１６が互いに干渉しない（衝突しない）場合を示している。
【００４１】
図９に示す略中空円錐状の噴霧パターンにおいては、隣接する扇状噴霧膜１６間を通って円錐状噴霧の中空部に空気が流入することで、各扇状噴霧膜１６の両面側から噴霧内へ空気導入が促進される。したがって、可燃範囲内の適正混合気を短時間で形成することができる。さらに、円錐状噴霧の中空部の圧力を円錐状噴霧の周囲の圧力とほぼ等しく保つことができるため、円錐状噴霧の中空部の圧力低下により噴霧がしぼむことがなく、噴霧の広分散化を実現することができる。
【００４２】
また、図７，８に示す構成においては、複数のスリット状噴口１３の噴口プレート１５周方向における配列間隔や、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂの形状等の設定により、図１０に示すように、複数の扇状噴霧膜１６を噴霧下流位置にて互いに干渉させることもできる。ここで、図１０（Ａ）は噴霧の斜視図を示し、図１０（Ｂ）は噴霧の上流（スリット状噴口１３近傍）における横断面図を示し、図１０（Ｃ）は噴霧の下流における横断面図を示す。
【００４３】
図１０に示す複数の扇状噴霧膜１６が噴霧下流位置にて互いに干渉する噴霧パターンにおいては、各扇状噴霧膜１６が干渉しない上流では、隣接する扇状噴霧膜１６間を通って円錐状噴霧の中空部に空気が流入するため、噴霧がしぼむのを防ぐことができる。一方、各扇状噴霧膜１６が干渉する下流では、衝突する噴霧の合力方向（放射方向）にも噴霧が成長する。したがって、略中空円錐状の噴霧と放射状の噴霧を組み合わせた噴霧パターンを形成することができ、噴霧をより広範囲に拡散させることができる。
【００４４】
また、図１１に示すように、各スリット状噴口１３のスリット長手方向を噴口プレート１５の径方向に対して斜めに設定することもできる。ここで、図１１は、ノズルボディ先端部の構成の概略を示し、図７（Ｂ）と同じ位置での断面図を示す。この場合は、図１２の噴霧の横断面図に示すように、各扇状噴霧膜１６の位相がずれた噴霧が形成される。なお、図１２は、複数の扇状噴霧膜１６が互いに干渉しない（衝突しない）場合を示している。
【００４５】
図１１では整流室１２が半球面形状である場合を示したが、図８の半円筒形状の整流室１２においても、各スリット状噴口１３のスリット長手方向を噴口プレート１５の径方向に対して斜めに設定することができる。ただし、その場合における扇状噴霧膜１６の広がり角度は、スリット状噴口１３の入口側開口長ｘ１が等しい条件において、スリット長手方向が噴口プレート１５の径方向と垂直である場合より小さくなる。ここで、スリット状噴口１３の入口側開口長ｘ１が等しい条件において、スリット長手方向と噴口プレート１５の径方向との成す角度（噴口入口傾き角度）θを変化させたときの扇状噴霧膜１６の広がり角度αθ／α９０°（θ＝９０°のときの広がり角度で正規化した値）を図１３に示す。図１３に示す関係から、広分散噴霧を得るには、正規化広がり角度αθ／α９０°が０．３〜１程度であることが好ましく、２０°＜θ≦９０°であることが好ましい。さらに広分散化された噴霧を得るには、正規化広がり角度αθ／α９０°が０．５〜１程度であることが好ましく、３０°＜θ≦９０°であることが好ましい。
【００４６】
「スリット状噴口の他の配列例」
また、以上の本実施形態の説明においては、複数のスリット状噴口１３を噴口プレート１５の周方向に関して間隔をおいて配列した場合について説明した。ただし、本実施形態においては、図１４に示すように、複数のスリット状噴口１３を直線状に配列することもできる。ここで、図１４（Ａ）はノズルボディ先端部の構成の概略を示し、図１４（Ａ）は内部構成図、図１４（Ｂ）は下面図、図１４（Ｃ）は図１４（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。
【００４７】
図１４に示す構成においては、噴口プレート１５におけるニードル４先端部と対向する面に、半円筒形状の溝が噴口プレート１５の径方向に形成されていることで、入口が流体室１８に開口する整流室１２が形成されている。複数のスリット状噴口１３は噴口プレート１５の径方向に関して間隔をおいて配列されており、整流室１２の底面に設けられた出口は各スリット状噴口１３の入口に開口している。そして、各スリット状噴口１３のスリット長手方向がスリット状噴口１３の配列方向（噴口プレート１５の径方向）と略垂直であり、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂ（整流室１２の出口側開口面）はスリット長手方向において噴口出口側へ湾曲した凹曲面形状である。また、各スリット状噴口１３の中心軸は、互いに略平行であり、ノズルボディ中心軸７ａと略平行である。なお、他の構成については、図１〜３に示す構成と同様であるため説明を省略する。
【００４８】
図１４に示す構成においては、各スリット状噴口１３のスリット長手方向がスリット状噴口１３の配列方向と略垂直であり、各スリット状噴口１３の中心軸が互いに略平行であるため、図１５の斜視図に示すように、各扇状噴霧膜１６が互いに略平行で且つ近接している噴霧パターンが形成される。この図１５に示す噴霧パターンにおいては、各扇状噴霧膜１６の協調作用（噴霧運動量の集中）によって、１つの噴霧のみを噴射する場合と比較して貫徹力の強い噴霧を形成することができる。そして、図１５に示す噴霧パターンは、高貫徹力噴霧を要求する場合に適しており、例えば燃焼室の横方向から燃料を噴射する直噴式ガソリンエンジン（サイド噴射）に適用することで、可燃範囲内の適正混合気を短時間で形成することができる。
【００４９】
また、図１６に示すように、隣接するスリット状噴口１３間の出口側開口面１３ｃ位置における間隔を入口側開口面１３ｂ位置における間隔より大きくすることもできる。ここで、図１６（Ａ）はノズルボディ先端部の構成の概略を示し、図１６（Ａ）は内部構成図、図１６（Ｂ）は下面図、図１６（Ｃ）は図１６（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。その場合は、図１７の斜視図に示すように、スリット状噴口１３の配列方向（流体噴射弁１０の径方向）に噴霧が分散する噴霧パターンが形成される。この図１７に示す噴霧パターンにおいては、噴霧の運動量が分散されて噴霧の協調作用が薄れるため、図１５に示す噴霧パターンと比較して貫徹力の弱い噴霧が形成される。その分、スリット状噴口１３の配列方向（流体噴射弁１０の径方向）に噴霧が分散することで、噴霧が広範囲に拡散される。そして、図１７に示す噴霧パターンは、低貫徹力、広分散噴霧を要求する場合に適しており、例えば燃焼室の中心方向から燃料を噴射する直噴式ガソリンエンジン（センター噴射）に適用することで、可燃範囲内の適正混合気を短時間で形成することができる。
【００５０】
なお、複数のスリット状噴口１３の配列パターンについては、例えば十字等の複数の直線状に分割した配列パターンにすることもできる。その他に、曲線状に配列する等、複数のスリット状噴口１３を様々なパターンに配列することができる。
【００５１】
また、以上の本実施形態の説明においては、整流室１２の底面が凹曲面形状であり、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂ（整流室１２の出口側開口面）がスリット長手方向において噴口出口側へ凹んでいる場合について説明した。ただし、本実施形態においては、図１８に示すように、整流室１２の底面がほぼ平面であり、各スリット状噴口１３の入口側開口面１３ｂ（整流室１２の出口側開口面）がほぼ平面であってもよい。ここで、図１８（Ａ）はノズルボディ先端部の構成の概略を示し、図１８（Ａ）は内部構成図、図１８（Ｂ）は下面図、図１８（Ｃ）は図１８（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。そして、図１８に示す構成においては、各スリット状噴口１３は、スリット長手方向における出口側開口長ｘ２がスリット長手方向における入口側開口長ｘ１にほぼ等しく設定されている。ただし、各スリット状噴口１３は、スリット長手方向における出口側開口長ｘ２がスリット長手方向における入口側開口長ｘ１より長く、末広がりの略扇形状であってもよい。なお、図１８は複数のスリット状噴口１３を直線状に配列した場合を示しており、他の構成については図１４に示す構成と同様であるため説明を省略する。
【００５２】
図１８に示す構成においては、各スリット状噴口１３から燃料噴霧がほとんど広がることなく噴射されるので、貫徹力の強い噴霧を形成することができる。そして、各噴霧膜が互いに略平行で且つ近接している噴霧パターンが形成されるので、各噴霧膜の協調作用（噴霧運動量の集中）によって、さらに貫徹力の強い噴霧を形成することができる。
【００５３】
また、以上の説明においては、本実施形態の流体噴射弁を内燃機関にて用いられる燃料噴射弁に適用した場合、すなわちスリット状噴口１３から噴射される流体が内燃機関にて用いられる燃料である場合について説明した。ただし、従来、水やアルコール等の蒸気の第２流体を燃料に混合して噴射する二流体噴射弁が知られている。そこで、本実施形態の流体噴射弁を二流体噴射弁の蒸気制御弁に適用することもできる。すなわち、本実施形態においては、スリット状噴口１３から噴射される流体が水やアルコール等の蒸気であってもよい。
【００５４】
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何等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。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係る流体噴射弁の全体構成の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る流体噴射弁のノズルボディ先端部の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る流体噴射弁の噴口の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る流体噴射弁により形成される噴霧パターンを示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る流体噴射弁のノズルボディ先端部の他の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る流体噴射弁のノズルボディ先端部の他の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る流体噴射弁のノズルボディ先端部の他の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る流体噴射弁のノズルボディ先端部の他の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る流体噴射弁により形成される他の噴霧パターンを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る流体噴射弁により形成される他の噴霧パターンを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る流体噴射弁のノズルボディ先端部の他の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る流体噴射弁により形成される他の噴霧パターンを示す図である。
【図１３】スリット長手方向と噴口プレートの径方向との成す角度を変化させたときの扇状噴霧膜の広がり角度を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る流体噴射弁のノズルボディ先端部の他の概略構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る流体噴射弁により形成される他の噴霧パターンを示す図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る流体噴射弁のノズルボディ先端部の他の概略構成を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る流体噴射弁により形成される他の噴霧パターンを示す図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る流体噴射弁のノズルボディ先端部の他の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  バルブハウジング、２  ボビン、３  可動鉄心、４  ニードル、５  電磁コイル、６  リターンスプリング、７  ノズルボディ、１０  流体噴射弁、１１  シート部、１２  整流室、１３  スリット状噴口、１３ｂ  入口側開口面、１３ｃ  出口側開口面、１５  噴口プレート、１６  噴霧膜、１７  流体通路、１８  流体室。
【図１】
2006077610.tif 000003
【図２】
2006077610.tif 000004
【図３】
2006077610.tif 000005
【図４】
2006077610.tif 000006
【図５】
2006077610.tif 000007
【図６】
2006077610.tif 000008
【図７】
2006077610.tif 000009
【図８】
2006077610.tif 000010
【図９】
2006077610.tif 000011
【図１０】
2006077610.tif 000012
【図１１】
2006077610.tif 000013
【図１２】
2006077610.tif 000014
【図１３】
2006077610.tif 000015
【図１４】
2006077610.tif 000016
【図１５】
2006077610.tif 000017
【図１６】
2006077610.tif 000018
【図１７】
2006077610.tif 000019
【図１８】
2006077610.tif 000020