(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料効率を潜在的に増大させて、内燃機関の危険な排出量を低減し、並びに、内燃機関を含む車両の全体的なエネルギー必要量を低減するための、燃料噴射器ノズルを提供する。【解決手段】ノズル及びノズルを作製する方法を開示する。開示するノズルは、その中に少なくとも１つのノズル貫通孔を有し、少なくとも１つのノズル貫通孔は、約０．５０より大きい吐出係数ＣＤを示す。ノズルを含む燃料噴射器も開示する。ノズル及び燃料噴射器を作製して使用する方法を更に開示する。【選択図】図２
2018173085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口面と、前記入口面の反対側の出口面と、１つ以上のノズル貫通孔と、を備え、前記１つ以上のノズル貫通孔のそれぞれは、内面によって画定された空洞によって前記出口面上の少なくとも１つの出口開口部に接続された前記入口面上の少なくとも１つの入口開口部を含んでおり、それぞれの前記入口開口部は、入口開口部直径Ｄを有しており、それぞれの前記出口開口部は、出口開口部直径ｄを有しており、少なくとも１つの前記ノズル貫通孔は、式によって計算されたときに約０．５０より大きい吐出係数ＣＤを示しており、
【数１】
2018173085.tif 000009
（式中、
Ｑ出口は、前記少なくとも１つの出口開口部を出る流体の容積流量を表し、
Ａ出口は、前記少なくとも１つの出口開口部の出口面積を表し、
Ａ入口は、前記少なくとも１つの入口開口部の入口面積を表し、
Ｐ１は、前記少なくとも１つの入口開口部に沿った第１の圧力を表し、
Ｐ２は、前記少なくとも１つの出口開口部に沿った第２の圧力を表し、
ρは、前記少なくとも１つの出口開口部を出る流体の密度を表す）、
前記出口開口部最大直径は、約２００μｍである、燃料噴射器ノズル。
【請求項２】
前記入口面の表面積は、（ｉ）前記１つ以上のノズル貫通孔の合計入口開口部面積と、（ｉｉ）入口ランド面積と、を含み、前記入口ランド面積は、前記入口面表面積の約２６％〜約７４％を画定する、請求項１に記載の燃料噴射器ノズル。
【請求項３】
それぞれの前記出口開口部は、出口開口部面積を有し、前記出口面は、（ｉ）前記ノズル貫通孔の合計出口開口部面積と、（ｉｉ）出口ランド面積とを含んでいる出口表面積を有し、前記合計出口開口部面積は、前記合計入口開口部面積の約６．８０％を下回る、請求項２に記載のノズル。
【請求項４】
それぞれのノズル貫通孔は、少なくとも約０．９０の吐出係数ＣＤを有する、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項５】
少なくとも１つのノズル貫通孔は、少なくとも３つの側縁部が前記入口面に沿って延在している多角形状の入口開口部を有する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項６】
２つの隣接する入口開口部間には入口ランド面積がない、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項７】
前記ノズルは、複数のノズル貫通孔を含み、それぞれのノズル貫通孔は、側縁部が六角形形状である入口開口部と、円形形状を有する出口開口部とを有し、それぞれの入口開口部の少なくとも３つの側縁部のそれぞれは、２つの入口開口部について側縁部を画定する、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項８】
前記入口面及び前記出口面の一部分は、互いに実質的に平行である、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項９】
前記ノズルは、実質的に平坦な構成を有するノズルプレートである、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項１０】
請求項１〜９に記載のいずれか一項に記載の前記ノズルを含む燃料噴射器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の前記燃料噴射器を含む燃料噴射器システム。
【請求項１２】
車両の全体的なエネルギー必要量を低減する方法であって、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の前記ノズルの前記車両の燃料噴射器システムへ組み込む工程、を含む、方法。
【請求項１３】
車両の全体的な燃料効率を増大させる方法であって、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の前記ノズルを前記車両の燃料噴射器システムへ組み込む工程、を含む、方法。
【請求項１４】
前記車両の燃料噴射器システムを通る流体の質量流量を、低減された圧力を前記燃料噴射器システム内で利用しながら維持する方法であって、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の前記ノズルを前記車両の燃料噴射器システムへ組み込む工程、を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１〜９に記載のいずれか一項に記載の前記ノズルを作製する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、内燃機関の燃料噴射器で使用するのに好適なノズルに関する。本発明は更に、そのようなノズルを組み込んだ燃料噴射器に応用可能である。本発明は、また、そのようなノズルを作製する方法、並びに、そのようなノズルを組み込んだ燃料噴射器を作製する方法に関する。本発明は、更に、車両においてノズル及び燃料噴射器を使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３つの基本的なタイプの燃料噴射器システムがある。ポート燃料噴射（ＰＦＩ）、ガソリン直接噴射（ＧＤＩ）、及び、直接噴射（ＤＩ）を使用するものである。ＰＦＩ及びＧＤＩではガソリンを燃料として使用するが、ＤＩでは、ディーゼル燃料を使用する。燃料効率を潜在的に増大させて、内燃機関の危険な排出量を低減し、並びに、内燃機関を含む車両の全体的なエネルギー必要量を低減するように、燃料噴射器ノズル及び燃料噴射器ノズルを含む燃料噴射システムを更に開発する取り組みが続いている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、燃料噴射器ノズルを対象とする。１つの例示的な実施形態では、燃料噴射器ノズルは、入口面と、入口面の反対側の出口面と、１つ以上のノズル貫通孔とを含み、１つ以上のノズル貫通孔のそれぞれは、内面によって画定された空洞によって出口面上の少なくとも１つの出口開口部に接続された、入口面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、それぞれの入口開口部は、入口開口部寸法つまり直径Ｄを有し、それぞれの出口開口部は、出口開口部寸法つまり直径ｄを有し、少なくとも１つのノズル貫通孔は、式によって計算されたときに約０．５０より大きい吐出係数ＣＤを示し、
【０００４】
【数１】
2018173085.tif 000003
式中、
Ｑ出口は、少なくとも１つの出口開口部を出る流体の容積流量を表し、
Ａ出口は、少なくとも１つの出口開口部の出口面積を表し、
Ａ入口は、少なくとも１つの入口開口部の入口面積を表し、
Ｐ１は、少なくとも１つの入口開口部に沿った第１の圧力を表し、
Ｐ２は、少なくとも１つの出口開口部に沿った第２の圧力を表し、
ρは、少なくとも１つの出口開口部を出る流体の密度を表し、
出口開口部最大直径は、約２００μｍである。
【０００５】
別の例示的な実施形態では、本発明の燃料噴射器ノズルは、入口表面積Ａ入口表面を有する入口面と、入口面の反対側の出口面と、複数のノズル貫通孔とを含み、ノズル貫通孔のそれぞれは、内面によって画定された空洞によって上記出口面上の少なくとも１つの出口開口部に接続された、上記入口面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、それぞれの入口開口部は、入口開口部面積Ａ入口を有し、上記の入口面表面積Ａ入口表面は、（ｉ）上記１つ以上のノズル貫通孔ｎ  Ａ入口値の合計入口開口部面積（−ｎは、入口開口部の数を表す）と、（ｉｉ）入口ランド面積Ａ入口ランド（即ち、Ａ入口表面＝ΣＡ入口＋Ａ入口）とを含み、入口ランド面積は、入口面表面積の９０．５％又はそれ未満を画定する。
【０００６】
本発明は、更に、燃料噴射器を対象とする。１つの例示的な実施形態では、燃料噴射器は、その中に組み込まれる本発明の本明細書で開示するノズルの任意の１つを含む。
【０００７】
本発明は、尚も更に、燃料噴射システムを対象とする。１つの例示的な実施形態では、燃料噴射システムは、その中に組み込まれる本発明の本明細書で開示するノズル又は燃料噴射器の任意の１つを含む。
【０００８】
本発明は、尚も更に、車両を対象とする。１つの例示的な実施形態では、車両は、その中に組み込まれる本発明の本明細書で開示するノズル、又は、燃料噴射器、又は、燃料噴射システムの任意の１つを含む。
【０００９】
本発明は、尚も更に、本発明の本明細書で開示するノズルを使用する方法を対象とする。１つの例示的な実施形態では、本発明のノズルを使用する方法は、車両の全体的なエネルギー必要量を低減する方法を含み、この方法は、本明細書で開示するノズルの任意の１つを車両の燃料噴射器システムに組み込む工程を含む。
【００１０】
１つの例示的な実施形態では、本発明のノズルを使用する方法は、車両の全体的な燃料効率を増大させる方法を含み、この方法は、本明細書で開示するノズルの任意の１つを車両の燃料噴射器システムに組み込む工程を含む。
【００１１】
更に別の例示的な実施形態では、本発明のノズルを使用する方法は、車両の燃料噴射器システムを通る流体の質量流量を、低減された圧力を燃料噴射器システム内で利用しながら維持する方法を含み、この方法は、本明細書で開示するノズルの任意の１つを車両の燃料噴射器システムに組み込む工程を含む。
【００１２】
本発明は、また、燃料噴射器ノズルを作製する方法を対象とする。１つの例示的な実施形態では、燃料噴射器ノズルを作製する方法は、本明細書で開示する燃料噴射器ノズルの任意の１つを作製する工程を含む。
【００１３】
更に別の例示的な実施形態では、燃料噴射器ノズルを作製する方法は、ノズルの全体的な吐出係数を増大させる１つ以上の設計パラメータを使用してノズルを形成する工程を含み、ノズルは、入口面と、入口面の反対側の出口面と、１つ以上のノズル貫通孔とを有し、１つ以上のノズル貫通孔のそれぞれは、内面によって画定された空洞によって出口面上の少なくとも１つの出口開口部に接続された、入口面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、それぞれの入口開口部は、入口開口部寸法つまり直径Ｄを有し、それぞれの出口開口部は、出口開口部寸法つまり直径ｄを有し、少なくとも１つのノズル貫通孔は、式によって計算されたときに約０．５０より大きい吐出係数ＣＤを示し、
【００１４】
【数２】
2018173085.tif 000004
式中、
Ｑ出口は、少なくとも１つの出口開口部を出る流体の容積流量を表し、
Ａ出口は、少なくとも１つの出口開口部の出口面積を表し、
Ａ入口は、少なくとも１つの入口開口部の入口面積を表し、
Ｐ１は、少なくとも１つの入口開口部に沿った第１の圧力を表し、
Ｐ２は、少なくとも１つの出口開口部に沿った第２の圧力を表し、
ρは、少なくとも１つの出口開口部を出る流体の密度を表す。
【００１５】
本発明は、また、車両の内燃機関において使用される燃料噴射器を作製する方法を対象とする。１つの例示的な実施形態では、燃料噴射器を作製する方法は、本明細書で開示するノズルの任意の１つを燃料噴射器に組み込む工程を含む。
【００１６】
本発明は、更に、内燃車両の燃料噴射システムを作製する方法を対象とする。１つの例示的な実施形態では、車両の燃料噴射システムを作製する方法は、本明細書で説明するノズル又は燃料噴射器の任意の１つを燃料噴射システムに組み込む工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明は、添付の図面に関連して以下の本発明の種々の実施形態の「発明を実施するための形態」を考慮したとき、より完全に理解し正しく認識され得る。
【図１】本発明の例示的なノズルの斜視図である。
【図２】図１に示す例示的なノズルの入口面の図である。
【図３】図１に示す例示的なノズルの単一のノズル貫通孔空洞の斜視図である。
【図４】図２に示す線４−４に沿って見たときの、図１に示す例示的なノズルの横断面図である。
【図５】図２に示す線５−５に沿って見たときの、図１に示す例示的なノズルの横断面図である。
【図６】本発明の別の例示的なノズルの斜視図である。
【図７】本発明の別の例示的なノズルの横断面図である。
【図８】本発明の別の例示的なノズルの横断面図である。
【図９】本発明の別の例示的なノズルの横断面図である。
【図１０】本発明の例示的な燃料噴射システムの概略図である。
【図１１】図１０に示す例示的な燃料噴射システムを含む車両の図である。
【００１８】
本明細書においては、複数の図面で用いられる同じ参照符号は、同じ又は同様の性質及び機能を有する同じ又は同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
開示するノズルは、（１）２０１１年２月３日公開の、国際特許出願公開第ＷＯ２０１１／０１４６０７号、及び、（２）２０１２年２月２日出願の、「Ｎｏｚｚｌｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ」と題された国際特許出願第ＵＳ２０１２／０２３６２４号（３Ｍ事件番号第６７２６６ＷＯ００３号）で開示されているノズルの改良発明を表し、これらの両方の主題及び開示は、全体が参考によって本明細書で組み込まれる。開示するノズルは、本明細書で論じるように従来のノズルに優る１つ以上の利点を提供する。例えば、開示するノズルは有利に、燃料噴射システムに組み込まれて燃料効率を改善し得る。開示するノズルは、国際特許出願公開第ＷＯ２０１１／０１４６０７号及び国際特許出願第ＵＳ２０１２／０２３６２４号で開示されているもののような、２光子など多光子プロセスを用いて作製することができる。特に、多光子プロセスは、１つ以上の孔形成特徴部を少なくとも含むことができる様々な微細構造を作製するために用いることができる。そのような孔形成特徴部は、更には、ノズル又は他の用途における使用のために孔を作製する金型として使用することができる。
【００２０】
「ノズル」という用語は、当該技術分野において種々様々な意味を有し得ることを理解されたい。いくつかの特定の参考文献において、ノズルという用語は広範な定義を有している。例えば、米国特許公開第２００９／０３０８９５３  Ａ１号（Ｐａｌｅｓｔｒａｎｔら）には、オクルダーチャンバー５０を含めて多数の要素を有する「噴霧ノズル」が開示されている。このノズルは、本明細書で提案するノズルの解釈及び定義とは異なるものである。例えば、この説明のノズルであれば、Ｐａｌｅｓｔｒａｎｔらのオリフリィスインサート２４に概ね対応するであろう。一般に、この説明におけるノズルは、噴霧噴射システムのうちの、噴霧が最終的に排気される最後の先細部分として理解され得るものであり、例えば、Ｍｅｒｒｉａｍ  Ｗｅｂｓｔｅｒ’ｓ  ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙのノズルの定義（「流体の流れを高速化又は案内するために（ホースなどで）用いられる先細り又は絞りを有する短い管」）を参照されたい。Ｎｉｐｐｏｎｄｅｎｓｏ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｋａｒｉｙａ，Ｊａｐａｎ）に付与された米国特許第５，７１６，００９号（Ｏｇｉｈａｒａら）を参照することにより、更なる理解が得られよう。この文献においても、流体噴射「ノズル」は、組立型弁要素１０として広義に定義されている（「流体噴射ノズルとして作用する燃料噴射弁１０」（Ｏｇｉｈａｒａらの特許の第４段落、第２６〜２７行を参照））。本明細書で用いる「ノズル」という用語のここでの定義及び解釈は、例えば、第１及び第２のオリフィスプレート１３０及び１３２に、また場合によってはスリーブ１３８（Ｏｇｉｈａｒａらの図１４及び１５を参照）に関するものであり、例えば、このスリーブ１３８は燃料噴霧にすぐ近接して位置する。本明細書で説明するものと似た、「ノズル」という用語の解釈が、Ｈｉｔａｃｈｉ，Ｌｔｄ．（Ｉｂａｒａｋｉ，Ｊａｐａｎ）に付与された、米国特許第５，１２７，１５６号（Ｙｏｋｏｙａｍａら）において使用されている。その中で、ノズル１０は、「旋回翼」１２（図１（ＩＩ）を参照）など、取り付けられ組み込まれた構造の要素とは別に定義されている。残りの説明及び特許請求の範囲のすべてを通じて「ノズル」という用語が言及されるときに、上で定義した解釈が理解されるべきである。
【００２１】
図１〜９は、本発明の様々なノズル１０を示す。開示するノズル１０は、ノズル１０構造体に組み込まれた１つ以上のノズル貫通孔１５を含み、少なくとも１つのノズル貫通孔１５は、式によって計算されたときに、約０．５０より大きい（又は、０．０１の増分による１．００までの、但し、１．００を除く０．５０よりも大きい任意の値）吐出係数ＣＤを示し、
【００２２】
【数３】
2018173085.tif 000005
式中、
Ｑ出口は、少なくとも１つの出口開口部１５２を出る流体の容積流量を表し、
Ａ出口は、少なくとも１つの出口開口部１５２の出口面積を表し、
Ａ入口は、少なくとも１つの入口開口部１５１の入口面積を表し、
Ｐ１は、少なくとも１つの入口開口部１５１に沿った第１の圧力を表し、
Ｐ２は、少なくとも１つの出口開口部１５２に沿った第２の圧力を表し、
ρは、少なくとも１つの出口開口部１５２を出る流体の密度を表し、出口開口部最大直径は、約２００μｍである。いくつかの実施形態では、ノズル１０のノズル貫通孔１５の２つ以上（又は全て）は、上記の式によって計算されたときに、約０．５０より大きい（又は、０．５０よりも大きく、０．０１の増分による１．００までの、但し、１．００を除く任意の値）吐出係数ＣＤを示す。
【００２３】
１つ以上のノズル貫通孔１５は、ノズル１０に、以下の特性、即ち、（１）所与のノズル貫通孔１５の長さに沿って延在する個々の空洞通路（即ち、以下で論じる空洞通路１５３’）を選択的に設計することによって単一のノズル貫通孔１５を通るか、又は、複数のノズル貫通孔１５を通る可変の流体流（例えば、１つ以上の出口開口部１５２を通る増大した流体流及び同じノズル貫通孔１５又は複数のノズル貫通孔１５の他の出口開口部１５２を通る減少した流体流の組み合わせ）を供給する能力）、（２）単一のノズル貫通孔１５又は複数のノズル貫通孔１５を介してノズル１０の出口面１４に対して単方向又は多方向の流体流を供給する能力、及び、（３）単一のノズル貫通孔１５又は複数のノズル貫通孔１５を介してノズル出口面１４を通って垂直に延在する中央法線２０に対して単方向又は多方向の軸外流体流を供給する能力、の１つ以上を与える。
【００２４】
ノズル貫通孔１５デザインのために、開示するノズル１０は、有利なことに、内燃機関１０６の１つ以上の性能上の特徴を高めるように燃料噴射器システム１００に組み込むことができる。例えば、開示するノズル１０は、車両２００の内燃機関１０６の燃料噴射器システム１００に組み込まれたとき、以下の性能上の特徴、即ち、（１）車両２００の全体的なエネルギー必要量の低減、（２）車両２００の全体的な燃料効率の増大、及び、（３）車両の燃料噴射器システム内の通常の作動圧よりも低減された圧力（例えば、少なくとも４０％少ない（又は、少なくとも５０％少ないか、又は、少なくとも６０％少ない）低減された圧力）を燃料噴射器システム１００で利用しながら車両２００の燃料噴射器システム１００を通る流体の質量流量を維持する能力の１つ以上をもたらす。
【００２５】
図１〜２及び図４〜９は、本発明の例示的な燃料噴射器ノズル１０の様々な図を示す。図１に示すように、例示的な燃料噴射器ノズル１０は、入口面１１と、入口面１１の反対側の出口面１４と、内面１５４によって画定された空洞１５３によって出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１５２に接続された、入口面１１上の少なくとも１つの入口開口部１５１を含む少なくとも１つのノズル貫通孔１５とを含む。図１に示すように、この例示的なノズル１０では、出口面１４は、３７個の個々のノズル貫通孔１５に対応する３７個の出口開口部１５２をその上に有する。
【００２６】
図２に示すように、３７個の個々のノズル貫通孔１５は、個々のノズル貫通孔１５間の入口ランド面積を最小限に抑えるように入口面１１に沿って位置決めされる。この実施形態では、個々のノズル貫通孔１５間の入口ランド面積は、入口面１１上の隣接する入口開口部１５１間の線によって表される。更に、この実施形態では、個々のノズル貫通孔１５は、入口面１１上の六角形状の入口開口部１５１と、出口面１４に沿った円形状の１つの出口開口部１５２とを含む。ノズル貫通孔の１つ以上又は全ては、円形状である入口開口部を有し得る。
【００２７】
図３は、図１に示す例示的なノズル１０の単一のノズル貫通孔空洞１５３の斜視図を示す。各個のノズル貫通孔空洞１５３は、個々のノズル貫通孔空洞１５３の吐出係数ＣＤを最大化し、及び／又は、先に論じたように他の特徴（例えば、所望の容積流体流量及び／又は方向性流体流）をもたらすように設計することができる。例えば、個々のノズル貫通孔空洞１５３、及び、個々のノズル貫通孔１５において、吐出係数ＣＤを最大化するために、以下の要素、即ち、ノズル貫通孔空洞１５３の全長（Ｌ）及びノズル貫通孔１５を選択すること；ノズル１０の全厚（ｎｔ）を選択すること；一切の鋭い縁部を入口面１１とノズル貫通孔１５の空洞１５３との間で除去すること；広がり角度を入口面１１とノズル貫通孔１５の空洞１５３との間で選択すること；乱流を引き起こす一切の構造体をノズル貫通孔空洞１５３に沿って排除すること；所望の入口開口部１５１サイズ及び形状を選択すること；所望の出口開口部１５２サイズ及び形状を選択すること；所望の湾曲量をノズル貫通孔１５の空洞１５３の内面１５４に沿って（即ち、特に、入口開口部１５１から直接に出口開口部１５２に延びる方向で）選択すること、などの１つ以上が、考慮され得る。
【００２８】
図６に示すように、本発明のノズル１０は、１つ以上のアレイ２８を含むことができ、それぞれのアレイ２８は、１つ以上のノズル貫通孔１５を含む。
【００２９】
図７〜８に示すように、例示的なノズル１０のノズル貫通孔１５は、（ｉ）複数の出口開口部１５２に接続された単一の入口開口部１５１、又は、（ｉｉ）単一の出口開口部１５２に接続された複数の入口開口部１５１を含むことができる。これらの実施形態では、空洞１５３に沿って複数の空洞通路１５３’が延在し、それぞれの空洞通過１５３’は、１つの出口開口部１５２に至るか、又は、１つの入口開口部１５１から延在する。
【００３０】
図９に示すように、本発明の例示的なノズル１０は、いくつかの任意選択の追加特徴部を更に含むことができる。好適な任意選択の追加特徴部としては、出口面１４の任意の部分に沿って位置決めされた１つ以上の炭素付着防止（anti-coking）微細構造体１５０及び出口面１４の任意の部分に沿った１つ以上の流体衝突構造体１５１９があるがこれらに限定されない。
【００３１】
図１〜９に示すように、本発明のノズル１０は、１つ以上のノズル貫通孔１５を含むことができ、それぞれのノズル貫通孔１５は、独立して以下の特徴部、即ち、（ｉ）それぞれは独自の独立した形状及びサイズを有する１つ以上の入口開口部１５１と、（ｉｉ）それぞれは独自の独立した形状及びサイズを有する１つ以上の出口開口部１５２と、（ｉｉｉ）１つ以上の湾曲部１５７、１つ以上の直線部１５８、又は、１つ以上の湾曲部１５７及び１つ以上の直線部１５８の組み合わせを含むことができる内面１５４プロファイルと、（ｉｖ）複数の入口開口部１５１から延在し、かつ、単一の出口開口部１５２まで延在する単一の空洞通過１５３’に統合する２つ以上の空洞通路１５３’、又は、単一の入口開口部１５１から延在し、かつ、複数の出口開口部１５２まで延在する２つ以上の空洞通路１５３’に分離する単一の空洞通路１５３’を含むことができる内面１５４プロファイルと、及び、（ｖ）上記の式によって計算されたときの、吐出係数ＣＤとを含む。それぞれの独立したノズル貫通孔１５のこれらの特徴部の選択によって、ノズル１０は、（１）ノズル貫通孔１５を通る実質的に等しい流体流（即ち、ノズル貫通孔１５のそれぞれの複数の出口開口部１５２を出る実質的に同じものである流体流）、（２）任意の１つのノズル貫通孔１５を通る可変流体流（即ち、所与のノズル貫通孔１５の複数の出口開口部１５２を出る同じものではない流体流）、（３）任意の２つ以上のノズル貫通孔１５を通る可変流体流（即ち、所与のノズル貫通孔１５の複数の出口開口部１５２を出る同じものではない流体流）、（４）単一のノズル貫通孔１５又は複数のノズル貫通孔１５を出る単方向又は多方向の流体流、（５）１つ以上のノズル貫通孔１５を出る直線及び／又は湾曲流体流、及び、（６）平行及び／又は分岐及び／又は平行、次に、収束性の１つ以上のノズル貫通孔１５を出る流体流、を供給することができる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、ノズル貫通孔１５の少なくとも１つは、入口開口部１５１の流れの軸線と、空洞１５３の流れの軸線と、出口開口部１５２流れの軸線とを有し、少なくとも１つの流れの軸線は、少なくとも１つの他の流れの軸線と異なる。本明細書で使用するとき、「流れの軸線」は、燃料がノズル貫通孔１５に入るか、ノズル貫通孔１５を通るか、又は、ノズル貫通孔１５から出るときの燃料の流れの中心軸として定義される。複数の入口開口部１５１、複数の出口開口部１５２、又は、その両方を有するノズル貫通孔１５の場合、ノズル貫通孔１５は、複数の開口部１５１／１５２のそれぞれに対応する異なる流れの軸線を有することができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、入口開口部１５１の流れの軸線は、出口開口部１５２の流れの軸線と異なり得る。他の実施形態では、入口開口部１５１の流れの軸線、空洞１５３の流れの軸線、及び、出口開口部１５２の流れの軸線のそれぞれは、互いに異なる。他の実施形態では、ノズル貫通孔１５は、それを通って流れる燃料が湾曲している流れの軸線を有するように作動上に適合（即ち、寸法決定、構成、又は、その他の方法で設計）される空洞１５３を有する。
【００３４】
流れの軸線のそのような差異に寄与する要素の実施例としては、（１）（ｉ）空洞１５３と（ｉｉ）入口面１１及び／又は出口面１４との間の異なる角度、（２）互いに整合されていないか又は平行ではないか、又は、異なる方向に沿って整合されているか、又は、平行であるが整合されていないか、又は、交差するが整合されていない入口開口部１５１及び／又は空洞１５３及び／又は出口開口部１５２、及び、（３）２つ又は３つの非整合の線セグメントが有し得る任意の他の考え得る幾何関係の任意の組み合わせ、を挙げることができるが、これらに限定されない。
【００３５】
開示するノズル１０は、開示するノズル特徴部の任意の１つ、又は、開示するノズル特徴部の２つ以上の任意の組み合わせを含む（又は、これらから本質的になる、又は、これらからなる）ことができる。更に、図示されず及び／又は本明細書で詳細に説明されていないが、本発明のノズル１０は、各々の主題及び開示内容は、全体が参照によって本明細書に組み込まれる、（１）２０１２年８月１日出願の、（「ＧＤＩ  Ｆｕｅｌ  Ｉｎｊｅｃｔｏｒｓ  ｗｉｔｈ  Ｎｏｎ−Ｃｏｉｎｅｄ  Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｎｏｚｚｌｅ  Ｏｕｔｌｅｔ  Ｆａｃｅ」と題された米国特許仮出願第６１／６７８，４７５号（３Ｍ事件番号第６９９０９ＵＳ００２号）（例えば、出口面重ね合わせ特徴部１４９）、（２）２０１２年８月１日出願の、（「Ｔａｒｇｅｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｆｕｅｌ  Ｏｕｔｐｕｔ  ｂｙ  Ｏｆｆ−Ａｘｉｓ  Ｄｉｒｅｃｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｎｏｚｚｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｔｒｅａｍｓ」と題された米国特許仮出願第６１／６７８，３５６号（３Ｍ事件番号第６９９１０ＵＳ００２号）（例えば、燃料噴射器のＳＡＣ容積を低減する具体的に開示されているノズル貫通孔１５及び／又は入口面特徴部１１８）、（３）２０１２年８月１日出願の、（「Ｆｕｅｌ  Ｉｎｊｅｃｔｏｒ  Ｎｏｚｚｌｅｓ  ｗｉｔｈ  ａｔ  Ｌｅａｓｔ  Ｏｎｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｌｅｔ  Ｐｏｒｔ  ａｎｄ／ｏｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｌｅｔ  Ｐｏｒｔ」と題された米国特許仮出願第６１／６７８，３３０号（３Ｍ事件番号第６９９１１ＵＳ００２号）（例えば、複数の入口開口部１５１、複数の出口開口部１５２、又は、その両方を有するノズル貫通孔１５、及び、該ノズル貫通孔を含む燃料噴射器１０１及び燃料噴射システム１００）、及び、（４）２０１２年８月１日出願の、（「Ｆｕｅｌ  Ｉｎｊｅｃｔｏｒｓ  ｗｉｔｈ  Ｎｏｎ−Ｃｏｉｎｅｄ  Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｎｏｚｚｌｅ  Ｉｎｌｅｔ  Ｆａｃｅ」と題された米国特許仮出願第６１／６７８，２８８号（３Ｍ事件番号第６９９１３ＵＳ００２号）（例えば、非コイニング式（coined）３次元入口面１１）、において開示されている１つ以上のノズル貫通孔特徴部を含むことができる。
【００３６】
開示するノズル１０は、結果的に得られるノズル１０が（ｉ）１つ以上のノズル貫通孔１５をその中に有し、少なくとも１つのノズル貫通孔１５が、本明細書で説明するような吐出係数、及び／又は、（ｉｉ）本明細書で説明するような入口ランド面積構成を有する複数のノズル貫通孔１５を有する限り、任意の方法を使用して形成することができる。本発明のノズル１０を作製する好適な方法は、国際特許出願第ＵＳ２０１２／０２３６２４号で開示されている方法に限定されないが、本発明のノズル１０は、国際特許出願第ＵＳ２０１２／０２３６２４号で開示されている方法（例えば、２光子プロセスなど多光子プロセス）を用いて形成することができる。特に、国際特許出願第ＵＳ２０１２／０２３６２４号の図１Ａ〜１Ｍを参照して説明されている方法の工程を参照されたい。
【００３７】
追加の実施形態
ノズルの実施形態
１．入口面１１と、上記の入口面１１の反対側の出口面１４と、１つ以上のノズル貫通孔１５とを含み、上記の１つ以上のノズル貫通孔１５のそれぞれは、内面１５４によって画定された空洞１５３によって上記の出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１５２に接続された、上記の入口面１１上の少なくとも１つの入口開口部１５１を含み、それぞれの上記の入口開口部１５１は、入口開口部寸法つまり直径Ｄを有し、それぞれの上記の出口開口部１５２は、出口開口部寸法つまり直径ｄを有し、少なくとも１つの上記のノズル貫通孔１５は、約０．５０より大きく、かつ、１．００までの、但し、１．００を含まない約０．０１の増分による（即ち、０．５１、０．５２、０．５３、０．５４、０．５５、０．５６、０．５７、０．５８、０．５９、０．６０、０．６１、０．６２、０．６３、０．６４、０．６５、０．６６、０．６７、０．６８、０．６９、０．７０、０．７１、０．７２、０．７３、０．７４、０．７５、０．７６、０．７７、０．７８、０．７９、０．８０、０．８１、０．８２、０．８３、０．８４、０．８５、０．８６、０．８７、０．８８、０．８９、０．９０、０．９１、０．９２、０．９３、０．９４、０．９５、０．９６、０．９７、０．９８、０．９９）範囲、及び、その間の範囲の吐出係数ＣＤを示す、燃料噴射器ノズル１０。ノズルのＣＤが、式によって計算されたときに、少なくとも約０．７０であり、かつ、約１．０までの、但し、１．０を含まない、約０．０１の増分によるものであり、かつ、その間の範囲であることが望ましい。
【００３８】
【数４】
2018173085.tif 000006
式中、
Ｑ出口は、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２を出る流体（図示せず）の容積流量を表し、
Ａ出口は、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２の出口面積を表し、
Ａ入口は、上記の少なくとも１つ入口開口部１５１の入口面積を表し、
Ｐ１は、上記の少なくとも１つの入口開口部１５１に沿った第１の圧力を表し、
Ｐ２は、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２に沿った第２の圧力を表し、
ρは、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２を出る流体の密度を表す。ノズル１０の出口開口部１５２の最大出口開口部直径が約２００μｍ（又は、約１０μｍまでの、かつ、約１０μｍを含む約５μｍの増分による、及び、その間の任意の最大値、又は、その間の任意の範囲）であることが好ましい。
【００３９】
２．入口表面積Ａ入口表面を有する入口面１１と、上記の入口面１１の反対側の出口面１４と、複数のノズル貫通孔１５とを含み、上記のノズル貫通孔１５のそれぞれは、内面１５４によって画定された空洞１５３によって上記の出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１５２に接続された、上記の入口面１１上の少なくとも１つの入口開口部１５１を含み、それぞれの入口開口部１５１は、入口開口部面積Ａ入口を有し、それぞれの上記の出口開口部１５２は、出口開口部面積Ａ出口を有し、上記の入口面表面積Ａ入口表面は、（ｉ）上記の１つ以上のノズル貫通孔の合計入口開口部面積、即ち、入口開口部の全ての合計面積、即ち、ｎ  Ａ入口値の和（ｎは、入口開口部１５１の数を表す）、及び、（ｉｉ）入口ランド面積、Ａ入口ランド（即ち、Ａ入口表面Σ＝Ａ入口＋Ａ入口ランド）によって画定されるか、これらからなるか、又は、少なくともこれらを含み、上記の入口ランド面積は、上記の入口面表面積の９０．５％又はそれ未満（又は、０．１％の増分による９０．５％を下回る任意の百分率又は百分率の範囲）を画定する、燃料噴射器ノズル１０。
【００４０】
３．上記の合計入口開口部面積は、上記の入口面表面積の９．５％又はそれ以上（又は、０．１％の増分による９．５％を上回り、かつ、９０．５％を下回る任意の百分率又は百分率の範囲）を画定する、実施形態２に記載のノズル１０。
【００４１】
４．上記の入口ランド面積は、上記の入口面表面積の約９０％又はそれ未満（又は、０．１％の増分による９０％を下回る任意の百分率又は百分率の範囲）を画定する、燃料噴射器ノズル１０、実施形態２又は３に記載のノズル１０。
【００４２】
５．上記の合計入口開口部面積は、上記の入口面表面積の約１０％又はそれ以上（又は、０．１％の増分による１０％を上回り、かつ、９０．５％を下回る任意の百分率又は百分率の範囲）を画定する、実施形態４に記載のノズル１０。
【００４３】
６．上記の入口ランド面積は、上記の入口面表面積の７４．５％又はそれ未満（又は、０．１％の増分による７４．５％を下回る任意の百分率又は百分率の範囲）を画定する、実施形態２〜５のいずれの１つに記載のノズル１０。
【００４４】
７．上記の合計入口開口部面積は、上記の入口面表面積の２５．５％又はそれ以上（又は、０．１％の増分による２５．５％を上回り、かつ、７４．５％を下回る任意の百分率又は百分率の範囲）を画定する、実施形態６に記載のノズル１０。
【００４５】
８．上記の入口ランド面積は、上記の入口面表面積の約７４％又はそれ未満（又は、０．１％の増分による７４％を下回る任意の百分率又は百分率の範囲）を画定する、実施形態２〜７のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００４６】
９．上記の合計入口開口部面積は、上記の入口面表面積の約２６％又はそれ以上（又は、０．１％の増分による２６％を上回り、かつ、７４％を下回る任意の百分率又は百分率の範囲）を画定する、実施形態８に記載のノズル１０。
【００４７】
１０．それぞれの上記の出口開口部１５２は、出口開口部面積を有し、上記の出口面１４は、上記のノズル貫通孔１５及び出口ランド面積の合計出口開口部面積（即ち、出口開口部の全ての合計面積）によって画定されるか、該出口開口部面積からなるか、又は、該出口開口部面積を少なくとも含む出口表面積を有し、上記の合計出口開口部面積は、上記の合計入口開口部面積を下回る、実施形態２〜９のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００４８】
１１．上記の合計出口開口部面積は、約５０％からの、かつ、上記の合計入口開口部面積の約０．５％までの、かつ、これを含む約０．０１の増分による範囲、及び、その間の任意の範囲にある、実施形態１０に記載のノズル１０。
【００４９】
１２．上記の合計出口開口部面積は、上記の合計入口開口部面積の約６．８０％（又は、０．０１％の増分による６．８０％を下回る任意の百分率又は百分率の範囲）を下回る、実施形態１１に記載のノズル１０。
【００５０】
１３．少なくとも１つの上記のノズル貫通孔１５は、約０．５０より大きく、かつ、１．００までの、かつ、１．００を含む約０．０１の増分による範囲、及び、その間の任意の範囲の吐出係数ＣＤを示す、実施形態２〜１２のいずれか１つに記載のノズル１０。ノズル１０のＣＤが、式によって計算されたときに、少なくとも約０．７０、又は、０．７０を上回り、かつ、１．０までの、但し、１．０を含まない、約０．０１の増分によるものであり、かつ、その間の範囲であることが望ましい。
【００５１】
【数５】
2018173085.tif 000007
式中、
Ｑ出口は、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２を出る流体（図示せず）の容積流量を表し、
Ａ出口は、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２の出口面積を表し、
Ａ入口は、上記の少なくとも１つ入口開口部１５１の入口面積を表し、
Ｐ１は、上記の少なくとも１つの入口開口部１５１に沿った第１の圧力を表し、
Ｐ２は、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２に沿った第２の圧力を表し、
ρは、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２を出る流体の密度を表す。
【００５２】
１４．それぞれのノズル貫通孔１５は、少なくとも約０．７０（又は、０．０１の増分による１．００までの、但し、１．００を含まない任意の量、又は、その間の任意の範囲）の吐出係数ＣＤを有する、実施形態１〜１３のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００５３】
１５．それぞれのノズル貫通孔１５は、約０．７５より大きい（又は、０．０１の増分による１．００までの、但し、１．００を含まない任意の量、又は、その間の任意の範囲）吐出係数ＣＤを有する、実施形態１〜１４のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００５４】
１６．それぞれのノズル貫通孔１５は、約０．８０より大きい（又は、０．０１の増分による１．００までの、但し、１．００を含まない任意の量、又は、その間の任意の範囲）吐出係数ＣＤを有する、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００５５】
１７．それぞれのノズル貫通孔１５は、約０．９０より大きい（又は、０．０１の増分による１．００までの、但し、１．００を含まない任意の量、又は、その間の任意の範囲）吐出係数ＣＤを有する、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００５６】
１８．それぞれのノズル貫通孔１５は、最大約５００ミクロン（μｍ）までの、かつ、約５０μｍまでの、かつ、約５０μｍを含む約５μｍの増分による、及び、その間の任意の最大値の入口開口部直径Ｄを有する、実施形態１〜１７のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００５７】
１９．それぞれのノズル貫通孔１５は、約５０μｍ〜約５００μｍ、かつ、約５μｍの増分による、及び、その間の任意の範囲の入口開口部直径Ｄを有する、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００５８】
２０．それぞれのノズル貫通孔１５は、最大約２００ミクロン（μｍ）まで（かつ、約１０μｍまでの、かつ、約１０μｍを含む約１．０μｍの増分による、及び、その間の任意の範囲）の出口開口部直径ｄを有する、実施形態１〜１９のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００５９】
２１．それぞれのノズル貫通孔１５は、約１０μｍ〜約２００μｍ（かつ、約１．０μｍの増分によるその間の任意の直径値又は範囲）の出口開口部直径ｄを有する、実施形態１〜２０のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００６０】
２２．それぞれのノズル貫通孔１５は、約０．０２〜約０．９（又は、０．０１の増分によるその間の任意の値又は範囲任意）のｄ／Ｄ値を有する、実施形態１〜２１のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００６１】
２３．それぞれのノズル貫通孔１５は、最大約３０００μｍまで（及び、約１００μｍを上回る任意の値、又は、約１．０μｍの増分による１００μｍ〜３０００μｍの任意の範囲）のノズル長さｎｔ（即ち、それぞれのノズル貫通孔が形成されるノズルプレートの厚さは）を有する、実施形態１〜２２のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００６２】
２４．それぞれのノズル貫通孔１５は、約１００μｍ〜約１５００μｍ（及び、約１．０μｍの増分によるその間の任意の値又は任意の範囲））のノズル長さを有する、実施形態１〜２３のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００６３】
２５．上記のノズル１０は、上記のノズル貫通孔１５の２〜６５０個（又は、１の増分によるその間の任意の数又は範囲）、又は、上記のノズル貫通孔１５の少なくとも４個を含む、実施形態１〜２４のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００６４】
２６．上記のノズル１０は、上記のノズル貫通孔１５の少なくとも５８個（又は、１の増分による最大約１０００個までの５８個を上回る任意の数又は範囲）を含む、実施形態１〜２４のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００６５】
２７．それぞれのノズル貫通孔１５は、少なくとも１つの入口開口部１５１から少なくとも１つの出口開口部１５２まで内面１５４に沿って直接に延在する湾曲した表面プロファイル１５７を有する、実施形態１〜２６のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００６６】
２８．上記の湾曲した表面プロファイル１５７は、少なくとも一部分に沿って少なくとも１０μｍの曲率半径を有する、実施形態２７に記載のノズル１０。
【００６７】
２９．上記の湾曲した表面プロファイル１５７は、少なくとも一部分に沿って、約１０μｍ〜約４ｍの範囲の、かつ、１．０μｍの増分による、その間の任意の値又は範囲の曲率半径を有する、実施形態２７に記載のノズル１０。
【００６８】
３０．それぞれのノズル貫通孔１５の湾曲した表面プロファイル１５７は、少なくとも１つの入口開口部１５１から少なくとも１つの出口開口部１５２まで内面１５４に沿って最短である直接的な距離を延在する、実施形態２７〜２９のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００６９】
３１．それぞれのノズル貫通孔１５の湾曲した表面プロファイル１５７は、少なくとも１つの入口開口部１５１から少なくとも１つの出口開口部１５２まで内面１５４に沿って最長である直接的な距離を延在する、実施形態２７〜２９のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００７０】
３２．少なくとも１つのノズル貫通孔１５は、類似の形状を有する入口開口部１５１と出口開口部１５２とを有する、実施形態１〜３１のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００７１】
３３．少なくとも１つのノズル貫通孔１５は、異なる形状を有する入口開口部１５１と出口開口部１５２とを有する、実施形態１〜３２のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００７２】
３４．少なくとも１つのノズル貫通孔１５は、少なくとも３つの側縁部１５１０（例えば、三角形）、少なくとも４つの側縁部（例えば、四辺形）、又は、上記の入口面１１に沿って延在する少なくとも６つの側縁部（例えば、六角形）を有する多角形状の入口開口部１５１を有する、実施形態１〜３３のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００７３】
３５．少なくとも１つの上記のノズル貫通孔１５は、上記の入口面１１に沿って延在する４〜１２個の側縁部１５１０の範囲（又は、１の増分によるその間の任意の数又は範囲）内の多角形状の入口開口部１５１を有する、実施形態１〜３４のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００７４】
３６．少なくとも１つのノズル貫通孔１５は、円形形状を有する出口開口部１５２を有する、実施形態１〜３５のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００７５】
３７．少なくとも１つのノズル貫通孔１５は、側縁部１５１０が六角形形状の入口開口部１５１と、円形形状を有する出口開口部１５２とを有する、実施形態１〜３１及び３３〜３６のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００７６】
３８．任意の２つの隣接する入口開口部１５１間に入口ランド面積（又は、多くても最小量の入口ランド面積、例えば、線）がない、実施形態１〜３７のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００７７】
３９．上記のノズル１０は、複数のノズル貫通孔１５を含み、それぞれのノズル貫通孔は、側縁部１５１０が六角形形状である入口開口部１５１と、円形形状を有する出口開口部１５２を有し、それぞれの入口開口部１５１の少なくとも３つの、好ましくは、６つの全ての側縁部１５１０のそれぞれは、２つの入口開口部１５１について側縁部１５１０を画定する、実施形態１〜３１及び３３〜３８のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００７８】
４０．上記の入口面１１は、隣接する入口開口部１５１間の入口ランド面積部を含み、隣接する入口開口部１５１間の距離は、約１．０μｍ〜約２００μｍの範囲（又は、１．０μｍの増分によるその間の任意の値又は範囲）、好ましくは、約０μｍ〜約１０μｍ未満（又は、０．１μｍの増分によるその間の任意の値又は範囲）の範囲である、実施形態１〜３７のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００７９】
４１．上記のノズル貫通孔１５はノズル貫通孔１５の２組２８を形成し、ノズル貫通孔１５のそれぞれの組２８は、ノズル貫通孔１５の別個のパターンを画定する、実施形態１〜４０のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００８０】
４２．少なくとも１つのノズル貫通孔１５は、２つ以上の出口開口部１５２を含む、実施形態１〜４１のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００８１】
４３．少なくとも１つのノズル貫通孔１５は、２つ以上の入口開口部１５１を含む、実施形態１〜４１のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００８２】
４４．少なくとも１つのノズル貫通孔１５の上記の空洞１５３は、上記の空洞１５３の長さに沿って延在する複数の空洞通路１５３’を含む、実施形態１〜４３のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００８３】
４５．ノズル貫通孔１５のそれぞれの組２８は、４〜２４個の範囲のノズル貫通孔１５（又は１の増分によるその間の任意の数又は範囲）を含む、実施形態４１に記載のノズル１０。
【００８４】
４６．上記の出口面１４は、炭素付着防止ナノ構造体１５０をその上に有する出口面１４’を更に含む、実施形態１〜４５のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００８５】
４７．上記のノズル１０は、上記の出口面１４に沿って位置決めされた１つ以上の流体衝突要素１５１９を更に含む、実施形態１〜４６のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００８６】
４８．ノズル１０は、金属材料、無機非金属材料（例えば、セラミック）又はその組み合わせを含む、実施形態１〜４７のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００８７】
４９．ノズル１０が、シリカ、ジルコニア、アルミナ、チタニア、又は、イットリウム、ストロンチウム、バリウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル、タングステン、ビスマス、モリブデン、スズ、亜鉛５７〜７１の範囲の原子番号を有するランタニド元素、セリウム、及びそれらの組合せの酸化物からなる群から選択されるセラミックを含む、実施形態１〜４８に記載のノズル１０。
【００８８】
５０．上記のノズル貫通孔１５は、上記の出口面１４に垂直な法線に沿って延在するノズル中心軸２０に対して１つ以上の別個の独立した位置に流体を導く、実施形態１〜４９のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００８９】
５１．上記のノズル貫通孔１５は、上記の出口面１４に垂直な法線に沿って延在するノズル中心軸２０に対して１つ以上の別個の独立した軸外位置に流体を導く、実施形態１〜５０のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００９０】
５２．上記のノズル貫通孔１５は、上記の出口面１４に垂直な法線に沿って延在するノズル中心軸２０に対して１つ以上の別個の独立した軸外位置に、実質的に平行な非収束流体流を導く２つ以上のノズル貫通孔１５を含む、実施形態１〜５１のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００９１】
５３．上記のノズル貫通孔１５は、上記の出口面１４に垂直な法線に沿って延在するノズル中心軸２０に対して２つ以上の別個の独立した軸外位置に、実質的に平行な非収束流体流を導く２つ以上のノズル貫通孔１５を含む、実施形態１〜５２のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００９２】
５４．上記の入口面１１及び上記の出口面１４の一部分は、互いに実質的に平行である、実施形態１〜５３のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００９３】
５５．上記のノズル１０は、実質的に平坦な構成を有するノズルプレート１０である、実施形態１〜５４のいずれか１つに記載のノズル１０。
【００９４】
燃料噴射器の実施形態
５６．実施形態１〜５５のいずれか１つに記載のノズル１０を含む燃料噴射器１０１。
【００９５】
燃料噴射器システムの実施形態
５７．実施形態５６の燃料噴射器１０１を含む燃料噴射器システム１００。（とりわけ、図１０に示すように、燃料噴射器１０１と、燃料源／タンク１０４と、燃料ポンプ１０３と、燃料フィルタ１０２と、燃料噴射器電源１０５と、エンジン１０６とを含む燃料噴射器システム１００。）
【００９６】
車両の実施形態
５８．実施形態１〜５５のいずれか１つに記載のノズル１０、実施形態５６に記載の燃料噴射器１０１、又は、実施形態５７に記載の燃料噴射器システム１００を含む車両２００。
【００９７】
ノズルを使用する方法の実施形態
５９．車両２００の全体的なエネルギー必要量を低減する方法であって、実施形態１〜５５のいずれか１つに記載のノズル１０を車両２００の燃料噴射器システム１００に組み込む工程を含む、方法。
【００９８】
６０．車両２００の全体的な燃料効率を増大させる方法であって、実施形態１〜５５のいずれか１つに記載のノズル１０を車両２００の燃料噴射器システム１００に組み込む工程を含む、方法。
【００９９】
６１．車両２００の燃料噴射器システム１０１を通る流体の質量流量を、低減された圧力を燃料噴射器システム１０１内で利用しながら維持する方法であって、実施形態１〜５５のいずれか１つに記載のノズル１０を車両２００の燃料噴射器システム１００に組み込む工程を含む、方法。
【０１００】
６２．低減された圧力は、車両２００の燃料噴射器システム１００内の通常の作動圧よりも少なくとも４０％（又は、最大約８０％までの任意の百分率、又は１％の増分によるその間の百分率の任意の範囲）少ない、実施形態６１に記載の方法。
【０１０１】
６３．低減された圧力は、車両２００の燃料噴射器システム１００内の通常の作動圧よりも少なくとも５０％（又は、最大約８０％までの任意の百分率、又は１％の増分によるその間の百分率の任意の範囲）少ない、実施形態６１又は６２に記載の方法。
【０１０２】
６４．低減された圧力は、車両２００の燃料噴射器システム１００内の通常の作動圧よりも少なくとも６０％（又は、最大約８０％までの任意の百分率、又は１％の増分によるその間の百分率の任意の範囲）少ない、実施形態６１〜６３のいずれか１つに記載の方法。
【０１０３】
ノズルを作製する方法の実施形態
６５．実施形態１〜５５のいずれか１つに記載のノズル１０を作製する方法。
【０１０４】
６６．燃料噴射器ノズル１０を作製する方法であって、ノズル１０の全体的な吐出係数を増大させる１つ以上の設計パラメータを使用してノズル１０を形成する工程を含み、ノズル１０は、入口面１１と、入口面１１の反対側の出口面１４と、１つ以上のノズル貫通孔１５とを含み、１つ以上のノズル貫通孔１５のそれぞれは、内面１５４によって画定された空洞１５３によって出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１５２に接続された、入口面１１上の少なくとも１つの入口開口部１５１を含み、それぞれの入口開口部１５１は、入口開口部寸法つまり直径Ｄを有し、それぞれの出口開口部１５２は、出口開口部寸法つまり直径ｄを有し、少なくとも１つのノズル貫通孔１５は、０．５０より大きく、かつ、１．００までの、但し、１．００を含まない約０．０１の増分による（即ち、０．５１、０．５２、０．５３、０．５４、０．５５、０．５６、０．５７、０．５８、０．５９、０．６０、０．６１、０．６２、０．６３、０．６４、０．６５、０．６６、０．６７、０．６８、０．６９、０．７０、０．７１、０．７２、０．７３、０．７４、０．７５、０．７６、０．７７、０．７８、０．７９、０．８０、０．８１、０．８２、０．８３、０．８４、０．８５、０．８６、０．８７、０．８８、０．８９、０．９０、０．９１、０．９２、０．９３、０．９４、０．９５、０．９６、０．９７、０．９８、０．９９）範囲の、及び、その間の範囲の吐出係数ＣＤ及び任意の範囲を示す、方法。ノズルのＣＤが、式によって計算されたときに、少なくとも、約０．７０であり、かつ、１．０までの、但し、１．０を含まない、約０．０１の増分によるものであり、かつ、その間の範囲であることが望ましく、
【０１０５】
【数６】
2018173085.tif 000008
式中、
Ｑ出は、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２を出る流体の容積流量を表し、
Ａ出は、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２の出口面積を表し、
Ａ入は、上記の少なくとも１つ入口開口部１５１の入口面積を表し、
Ｐ１は、上記の少なくとも１つの入口開口部１５１に沿った第１の圧力を表し、
Ｐ２は、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２に沿った第２の圧力を表し、
ρは、上記の少なくとも１つの出口開口部１５２を出る流体の密度を表す。
【０１０６】
６７．１つ以上の設計パラメータが、（ｉ）ノズル１０の入口面１１から出口面１４までの鋭い縁部の排除又は最小化、（ｉｉ）Ｄ及びｄの値を選択すること、（ｉｉｉ）少なくとも１つのノズル貫通孔１５の全長（即ち、ノズルプレートｎtの厚さ）を選択すること、（ｉｖ）少なくとも１つのノズル貫通孔１５についての、入口面１１と、少なくとも１つのノズル貫通孔１５の内面１５４との間の角度である広がり角度を選択すること、（ｖ）少なくとも１つのノズル貫通孔１５についての湾曲プロファイル１５７を選択すること、（ｖｉ）燃料噴射器システム１００の玉弁出口に晒される入口面１１の一部分上の入口ランド面積を最小化すること、及び、（ｖｉｉ）隣接するノズル貫通孔１５間の入口ランド面積を最小化すること（しかし、これらに限定されない）を含む、実施形態６６に記載の方法。
【０１０７】
６８．上記の形成する工程は、ノズル形成材料を１つ以上のノズル孔形成特徴部を含む微細構造化ノズル形成パターン上に適用する工程と、ノズル形成材料を、微細構造化ノズル形成パターンから分離してノズル１５をもたすら工程と、材料を必要に応じてノズル１０から除去して１つ以上のノズル貫通孔１５を形成する工程とを含む、実施形態６６又は６７に記載の方法。
【０１０８】
６９．微細構造化ノズル形成パターンは、特徴部を形成する１つ以上の平面の制御空洞を更に含む、実施形態６８に記載の方法。
【０１０９】
７０．上記の形成する工程は、金型の少なくとも一部を画定し、かつ、１つ以上の複製ノズル孔を含む微細構造化金型パターンをもたらす工程と、微細構造化ノズル形成パターンを形成するように第１の材料を微細構造化金型パターン上へ成型する工程とを更に含む、実施形態６８又は６９に記載の方法。
【０１１０】
７１．微細構造化金型パターンが、少なくとも１つの複製ノズル孔を（ａ）少なくとも１つの他の複製ノズル孔、（ｂ）前記微細構造化金型パターンの外側周辺部を超えた金型の一部分、又は（ｃ）（ａ）及び（ｂ）の両方、に連結させる、少なくとも１つの流体チャネル部を含む、実施形態７０に記載の方法。
【０１１１】
７２．上記の除去する工程は、１つ以上の出口開口部１５２を形成する、実施形態６８〜７１のいずれか１つに記載の方法。
【０１１２】
ノズルプリフォームの実施形態
７３．実施形態１〜５５のいずれか１つに記載のノズル１０を形成するのに好適なノズルプリフォーム。例えば、他のノズルプリフォーム、及び、図１Ａ〜図１Ｍでノズルを形成するためにノズルプリフォームが利用される方法、及び、国際特許出願第ＵＳ２０１２／０２３６２４号における説明を参照されたい。
【０１１３】
微細構造化パターンの実施形態
７４．実施形態１〜５５のいずれか１つに記載のノズル１０を形成するのに好適な微細構造化パターン。例えば、他の微細構造化パターン、及ぶ、図１Ａ〜図１Ｍでノズルを形成するために微細構造化パターンが利用される方法、及び、国際特許出願第ＵＳ２０１２／０２３６２４号における説明を参照されたい。
【０１１４】
上記の実施形態のいずれにおいても、ノズル１０は、典型的には出口面１４の少なくとも一部分に実質的に平行な入口面１１の少なくとも一部分を有する実質的に平坦な構成を有するノズルプレート１０を含み得る。
【０１１５】
望ましくは、それぞれの本発明のノズル１０は、独立してモノリシック構造体を含む。本明細書で使用するとき、「モノリシック」という用語は、ノズルを形成するために複数の部品又は構成要素が互いに組み合わされるのとは対照的に、単一の、一体成形された構造体を有するノズルを指す。
【０１１６】
燃料噴射器ノズル１０の厚さは、少なくとも約１００μｍであり、好ましくは約２００μｍを上回り、かつ、約３ｍｍ未満、好ましくは、約１ｍｍ未満、更に好ましくは、約５００μｍ未満（又は、約１．０μｍの増分による１００μｍ〜約３ｍｍの任意の厚さ）であることが望ましいであろう。
【０１１７】
更に、図示されていないが、本明細書で説明するノズル１０のいずれも、（１）燃料噴射器１０１に対するノズル１０の整合（即ち、ｘ−ｙ平面内）と、（２）燃料噴射器１０１に対するノズル１０の回転式整合／配向（即ち、ｘ−ｙ平面での適切な回転位置）を可能にする１つ以上の整合面特徴部とを更に含むことができる。１つ以上の整合面特徴部は、先に論じたように１つ以上のターゲット位置Ｉｔに正確かつ精密に導かれるように、ノズル１０及びノズル貫通孔１５をその中に位置決めするのを支援する。ノズル１０上の１つ以上の整合面特徴部は、入口面１１、出口面１４、周辺部１９、又は、入口面１１、出口面１４、及び周辺部１９の任意の組み合わせに沿って存在することができる。更に、ノズル１０上の１つ以上の整合面特徴部としては、ビジュアルマーキング、ノズル１０内の窪み、ノズル１０に沿った隆起面部、又は、そのような整合面特徴部の任意の組み合わせがあるが、これらに限定されない。
【０１１８】
上記のノズル、ノズルプレート、燃料噴射器、燃料噴射器システム、及び方法は１つ以上の構成部品、特徴部又は工程を「含む」として説明されているが、上記のノズル、ノズルプレート、燃料噴射器、燃料噴射器システム、及び方法は、ノズル、ノズルプレート、燃料噴射器、燃料噴射器システム、及び方法の上記の構成部品及び／又は特徴部及び／又は工程のいずれか「を含む」か、それらのいずれか「からなる」、又は、それらのいずれか「から本質的になる」ことができることを理解されたい。その結果として、本発明又はその一部分が「含む」などの制約がない用語で説明された場合、（特記がない限り）、本発明又はその一部分の説明は、また、以下で論じるように、用語「から本質的になる」又は「からなる」又はその変形例を使用して、本発明又はその一部分を説明すると解釈されるべきであることを理解されたい。
【０１１９】
本明細書で使用するとき、用語「備える（comprises）」、「備えている（comprising）」、「を含む（includes）」、「を含んでいる（including）」、「有する」、「有している」、「含む（contains）」、「含んでいる（containing）」その「ことを特徴とする」、又は、任意の他の変形例は、その他の方法で明示的に示される任意の制限に従って、記載された構成部品の非排他的な介在を包含することが意図されている。例えば、要素（例えば、構成部品又は特徴部又は工程）のリストを「含む」ノズル、ノズルプレート、燃料噴射器、燃料噴射器システム及び／又は方法は、必ずしもそれらの要素（又は、構成部品又は特徴部又は工程）のみに限定されず、明示的に記載されないか、又は、ノズル、ノズルプレート、燃料噴射器、燃料噴射器システム及び／又は方法に固有ではない他の要素（又は構成部品又は特徴部又は工程）を含むことができる。
【０１２０】
本明細書で使用するとき、移行句「からなる」、及び「からなっている」は、明記されていない一切の要素、工程、又は構成部品を除外する。例えば、請求項において使用される「からなる」又は「からなっている」であれば、請求項を、通常関連づけられる不純物（即ち、所与の構成部品内の不純物）を除いて、特に請求項に記載された構成部品、材料又は工程に限定する。プリアンブルの直後にではなく、語句「からなる」又は「からなっている」が請求項の本文の条項において記載されているとき、語句「からなる」又は「からなっている」は、その条項に定められた要素（又は構成部品又は工程）のみを限定し、他の要素（又は構成部品）は、全体として請求項から除外されない。
【０１２１】
本明細書で使用するとき、移行句「から本質的になる」及び「から本質的になっている」は、文字通り開示されるものに加えて、材料、工程、特徴部、構成部品、又は要素を含む、ノズル、ノズルプレート、燃料噴射器、燃料噴射器システム及び／又は方法を定義するために使用され、ただし、これらの更なる材料、工程、特徴部、構成部品又は要素が主張される発明の基本的かつ新奇な特性に実質的に影響を与えないことを条件とする。「から本質的になる」という用語は、「含む（comprising）」と「からなっている（consisting of）」との間の中間の立場を占める。
【０１２２】
更に、本明細書で説明するノズル、ノズルプレート、燃料噴射器、燃料噴射器システム及び／又は方法は、図示されていない更なる特徴部の有無を問わず図に示すように、本明細書で説明する構成部品及び特徴部のいずれも含むか、それらのいずれから本質的になるか、又は、それらのいずれからなることができることを理解されたい。換言すると、いくつかの実施形態では、本発明のノズル、ノズルプレート、燃料噴射器、燃料噴射器システム及び／又は方法は、具体的に図示されていない任意の更なる特徴部を有し得る。いくつかの実施形態では、本発明のノズル、ノズルプレート、燃料噴射器、燃料噴射器システム及び／又は方法は、図示するもの（即ち、一部又は全部）以外の一切の更なる特徴部を有しておらず、そのような更なる特徴部は、図示されていないとき、ノズル、ノズルプレート、燃料噴射器、燃料噴射器システム及び／又は方法から具体的には除外される。
【０１２３】
本発明は、以下の例によって更に例示されるが、それらの範囲によっていかなる意味でも限定されると解すべきではない。逆に本明細書の説明を読むことで、本発明の趣旨及び／又は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく当業者にそれ自体を示唆し得る様々な他の実施形態、改変及びその均等物が考えられることは明確に理解されるはずである。
【実施例】
【０１２４】
（実施例１）
ノズルは、図１〜２及び４〜９に示すような例示的なノズル１０と同様に、例示的な燃料噴射器システム１００と同様に、燃料噴射器システムにおける使用のために準備された。
【０１２５】
本発明の一般原則及びに先立つ「発明を実施するための形態」の上記開示から、当業者は本発明に対して各種変更、再構成、及び修正を行うことができることが容易に理解されるであろう。したがって、本発明の範囲は以下の請求項及びそれらと同等であるものによってのみ制限されるべきである。更に、開示しかつ主張するノズルは、他の用途において（即ち、燃料噴射器ノズルとしてではなく）有用であり得ることは、本発明の範囲内であると理解される。したがって、本発明の範囲は、そのような他の用途のために、主張しかつ開示する構造体の使用を含むように広げることができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月3日(2018.8.3)
【手続補正１】
【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】
入口面と、前記入口面の反対側の出口面と、１つ以上のノズル貫通孔と、を備え、前記１つ以上のノズル貫通孔のそれぞれは、内面によって画定された空洞によって前記出口面上の少なくとも１つの出口開口部に接続された前記入口面上の少なくとも１つの入口開口部を含んでおり、それぞれの前記入口開口部は、入口開口部直径Ｄを有しており、それぞれの前記出口開口部は、出口開口部直径ｄを有しており、少なくとも１つの前記ノズル貫通孔は、式によって計算されたときに約０．５０より大きい吐出係数ＣＤを示しており、
【数１】
2018173085.tif 000021
（式中、
Ｑ出口は、前記少なくとも１つの出口開口部を出る流体の容積流量を表し、
Ａ出口は、前記少なくとも１つの出口開口部の出口面積を表し、
Ａ入口は、前記少なくとも１つの入口開口部の入口面積を表し、
Ｐ１は、前記少なくとも１つの入口開口部に沿った第１の圧力を表し、
Ｐ２は、前記少なくとも１つの出口開口部に沿った第２の圧力を表し、
ρは、前記少なくとも１つの出口開口部を出る流体の密度を表す）、
前記出口開口部最大直径は、約２００μｍである、燃料噴射器ノズル。
【外国語明細書】
2018173085000001.pdf