(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、加工が容易で、噴霧の広がりを抑制しつつ、十分な微粒化を実現することのできる燃料噴射弁を提供することにある。【解決手段】  本発明の燃料噴射弁では、弁体の開閉弁方向に沿う燃料噴射弁の中心軸線に垂直な仮想平面にノズルプレート６と燃料噴霧が指向する第１の方向１５ａ―１とを投影し、仮想平面上にノズルプレート６の中心Ｏ１を通り第１の方向１５ａ―１に沿うＸ１軸とノズルプレート６の中心Ｏ１を通りＸ１軸に垂直なＹ１軸とを有する第１の直交座標系を仮想した場合に、導入通路１１ａ−１は上流側端部の中央点４０ａ−１と燃料噴射孔１３ａ−１の入口開口面の中心Ｏａ−１とを結ぶ直線線分１４ａ−１が、中央点４０ａ−１とノズルプレート６の中心Ｏ１とを通る直線３０ａ−１に対して、Ｙ１軸の側に位置するように傾斜している。【選択図】図４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座と、開閉弁方向に変位することにより前記弁座と協働して燃料通路の開閉を行う弁体と、燃料噴射孔及び前記燃料噴射孔が下流側端部に形成された導入通路で構成される燃料噴射通路が複数形成されたノズルプレートと、を備え、複数の前記燃料噴射通路が、第１の方向を指向する燃料噴霧を形成する複数の燃料噴射通路と、第１の方向とは異なる第２の方向を指向する燃料噴霧を形成する複数の燃料噴射通路とを含むように構成された燃料噴射弁において、
前記弁体の開閉弁方向に沿う燃料噴射弁の中心軸線に垂直な仮想平面に前記ノズルプレートと前記第１の方向とを投影し、前記仮想平面上に前記ノズルプレートの中心を通り前記第１の方向に沿うＸ１軸と前記ノズルプレートの中心を通り前記Ｘ１軸に垂直なＹ１軸とを有する第１の直交座標系を仮想した場合に、
複数の前記燃料噴射通路の中に、前記導入通路の上流側端部の中央点と前記燃料噴射孔の入口開口面の中心とを結ぶ直線線分が、前記中央点と前記ノズルプレートの中心とを通る直線に対して、前記Ｙ１軸の側に位置するように傾斜して配置された傾斜燃料噴射通路を含み、
前記傾斜燃料噴射通路は、前記第１の直交座標系の前記Ｘ１軸と前記Ｙ１軸とによって区分される４つの区画に少なくとも一つ配置さ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、
前記燃料噴射孔の入口開口面は、前記仮想平面上において、前記導入通路の上下流方向に沿う中心線上に重なる位置に配置されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記中央点と前記ノズルプレートの中心とを通る前記直線と、前記中央点と前記燃料噴射孔の入口開口面の中心とを結ぶ前記直線線分との間の角度θ’は、前記仮想平面上において、０°＜θ’＜９０°であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記傾斜燃料噴射通路の燃料噴射孔は、燃料噴射弁の中心軸線に対して傾いており、
前記仮想平面上において、前記燃料噴射孔の入口開口面の中心を通り前記Ｘ１軸に平行なＸ２軸と前記燃料噴射孔の入口開口面の中心を通り前記Ｘ２軸に垂直なＹ２軸とを有し、前記Ｙ２軸における前記第１の直交座標系の原点から離れる方向を０°とし、０°の角度位置から噴孔が存在する象限においてＸ１の絶対値が増加する側に向かって回転する角度方向を正の角度方向とする第２の直交座標系を仮想した場合に、
前記傾斜燃料噴射通路における前記燃料噴射孔の入口開口面から出口開口面に向かう中心線の傾き角θは、前記第２の直交座標系上において、０°＜θ＜１８０°であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
複数の前記燃料噴射通路は、少なくとも一部の燃料噴射通路の導入通路が上流側端部で連結されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
全ての燃料噴射通路において、前記導入通路の上流側端部の中央点と前記燃料噴射孔の入口開口面の中心とを結ぶ直線線分が、前記中央点と前記ノズルプレートの中心とを通る直線に対して、前記Ｙ１軸の側に位置するように傾斜していることを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリンエンジン等の内燃機関に用いられる燃料噴射弁であって、弁体が弁座と当接することで燃料の漏洩を防止し、弁体が弁座から離れることによって噴射を行う燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の排ガス規制が強化されてきている。この排ガス規制強化に対応して、自動車用内燃機関に搭載される燃料噴射弁の噴霧には、微粒化と、正確な噴射方向とが求められている。噴霧の微粒化により、自動車エンジンの低燃費化を実現できる。また、噴霧を狙い通りの位置へ噴射することで、吸気管等の壁面への噴霧の付着を抑制することができる。なお、噴霧は、吸気弁を狙い位置として、この吸気弁を指向する方向に噴射される形態が多く用いられている。また、吸気弁は一つの気筒に対して二つ設けられる形態が多く用いられ、この場合、燃料噴射弁から噴射される噴霧は、二つの吸気弁を指向する二つの噴霧（二方向の噴霧）により構成される。
【０００３】
例えば、特開２００３−３３６５６２号公報（特許文献１）には、噴射後の燃料の微粒化を効果的に促進することができる燃料噴射弁が開示されている。特許文献１の燃料噴射弁は、弁座部材と、この弁座部材の前端面に接合されるインジェクタプレートとの間に、弁座の下流側に連通する横方向通路と、この横方向通路の下流端が接線方向に開口するスワール室とを形成し、このスワール室でスワールを付与された燃料を噴射させる燃料噴孔（以下、噴孔と呼ぶ）をインジェクタプレートに穿設した燃料噴射弁において、噴孔を、スワール室の中心から横方向通路の上流端側に所定距離オフセットして配置している（要約参照）。
【０００４】
また例えば、特開２０１０−２６５８６５号公報（特許文献２）には、製造コストの増加、流量精度の悪化、雰囲気圧変化による諸特性変化を抑制しつつ、燃料噴霧の微粒化を向上させた燃料噴射弁について記載されている。特許文献２に記載されている燃料噴射弁は、下流側へ縮径する弁座のシート面延長と噴孔プレートの上流側平面とが交差して仮想円を形成するように噴孔プレートを配置し、噴孔プレートの上流側平面の一部を複数個所窪ませることにより、噴孔入口が開口する複数の燃料室を形成し、燃料室を仮想円の内側と弁座開口部の内径よりも外側を跨ぐような位置に配置している（要約参照）。さらに特許文献２には、燃料室を楕円形状とし、その長軸を噴孔プレートの中心から放射方向に延びる線に対してα°傾斜させ、燃料室の仮想円の内側の壁面と弁座開口部の内径より外側の壁面とを、ともに噴孔プレートの中心から放射方向に延びる線に対して傾斜させた燃料噴射弁が記載されている（段落００４４参照）。
【０００５】
さらに、特開２０１６−７００７０号公報（特許文献３）には、デッドボリュームの増加および噴孔プレートの溶接径の拡大を抑制するとともに、燃料噴霧の微粒化に十分な旋回流れを発生させることができる燃料噴射弁について記載されている。特許文献３に記載されている燃料噴射弁は、噴孔プレートの上流側面（弁座対向面）の一部を窪ませた長穴である複数の燃料室を、互いに隣り合う２つを一対として構成している（段落００４２参照）。噴孔プレートは、弁座シート面の仮想延長面と噴孔プレートの上流側面とが交差する仮想円を形成するように配置される（段落００３７参照）。燃料室の長軸は、仮想円と交差する交差点（基準点）と、弁座の中心とを結ぶ放射状直線よりも、交差点を中心に、対になっている燃料室側へ設計時に設定された所望の角度回転した位置に設けられている。即ち、仮想円の径方向について、燃料室の長軸の仮想円よりも外側の端部は、交差点を中心に、燃料噴射弁の周方向に沿って、対になる燃料室側に近づくように放射状直線に対して傾斜している（段落００４３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３３６５６２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６５８６５号公報
【特許文献３】特開２０１６−７００７０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１では燃料の微粒化を促進するために、燃料のスワール速度を高めることにより、燃料の旋回力を高めることに配慮している。一方で噴孔の入口開口面はその全体が旋回室導入通路の延長領域から外れた領域にあり、噴孔の中心と旋回室導入通路の中心線とが大きく離れている。このため、特許文献１の燃料噴射弁は、旋回室に流入する燃料に旋回力が大きくかかる構成となっていた。この場合、噴孔から噴射された燃料は強い旋回力により微粒化が促進される効果はあるが、一方で噴霧は噴孔直下において強い旋回力により大きく広がるといった課題があった。噴霧が噴孔直下において大きく広がると、一つのノズルプレートに複数の噴孔を形成した場合、各噴孔から噴射された噴霧は互いに重なり合い、一つのノズルプレートから複数の方向へ噴霧を形成することが困難になる。また、特許文献１に記載の燃料噴射弁の旋回室導入通路や旋回室形状は複雑であり、加工が困難となる課題があった。
【０００８】
また特許文献２に記載の燃料噴射弁は、製造コストの増加、流量精度の悪化、雰囲気圧変化による諸特性変化を抑制しつつ、燃料噴霧の微粒化を向上させた燃料噴射弁について記載されている。しかし、特許文献２に記載の燃料噴射弁では、燃料噴霧の微粒化を向上させるために、旋回流れを強化することで噴射された中空状の液膜を遠心力によって広げることに配慮しており、噴霧の広がりを抑制しつつ、燃料の微粒化を促進することについての配慮が十分ではなかった。また特許文献２の燃料噴射弁では、燃料導入口から噴孔に至るまでの距離が短く、十分な整流効果が得られない課題があった。また、各燃料室はノズルプレート中心に対し、同じ方向に一定角度回転して配置されているため、二方向噴霧を形成する場合、各噴孔から噴射される噴霧の特性に大きなばらつきが生じる課題があった。
【０００９】
また特許文献３に記載の燃料噴射弁は、デッドボリュームの増加を抑制するとともに、微粒化を促進するために十分な旋回流れを発生させることに配慮している。しかし、特許文献３の燃料噴射弁では、噴霧の広がりを抑制することについての配慮がなく、噴霧の広がりを抑制しつつ、燃料の微粒化を促進するための、助走通路、旋回室および噴孔の配置についての配慮が十分ではなかった。
【００１０】
本発明では、上記課題のうち、特に、加工の容易性と、噴霧の広がりの抑制と、に着目する。そして本発明の目的は、加工が容易で、噴霧の広がりを抑制しつつ、十分な微粒化を実現することの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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射弁は、
弁座と、開閉弁方向に変位することにより前記弁座と協働して燃料通路の開閉を行う弁体と、燃料噴射孔及び前記燃料噴射孔が下流側端部に形成された導入通路で構成される燃料噴射通路が複数形成されたノズルプレートと、を備え、複数の前記燃料噴射通路が、第１の方向を指向する燃料噴霧を形成する複数の燃料噴射通路と、第１の方向とは異なる第２の方向を指向する燃料噴霧を形成する複数の燃料噴射通路とを含むように構成された燃料噴射弁において、
前記弁体の開閉弁方向に沿う燃料噴射弁の中心軸線に垂直な仮想平面に前記ノズルプレートと前記第１の方向とを投影し、前記仮想平面上に前記ノズルプレートの中心を通り前記第１の方向に沿うＸ１軸と前記ノズルプレートの中心を通り前記Ｘ１軸に垂直なＹ１軸とを有する第１の直交座標系を仮想した場合に、
複数の前記燃料噴射通路の中に、前記導入通路の上流側端部の中央点と前記燃料噴射孔の入口開口面の中心とを結ぶ直線線分が、前記中央点と前記ノズルプレートの中心とを通る直線に対して、前記Ｙ１軸の側に位置するように傾斜して配置された傾斜燃料噴射通路を含み、
前記傾斜燃料噴射通路は、前記第１の直交座標系の前記Ｘ１軸と前記Ｙ１軸とによって区分される４つの区画に少なくとも一つ配置されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、加工が容易な構造で、噴霧の広がりを抑制しつつ、十分な微粒化を実現することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、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】
【００１３】
【図１】本発明に係る燃料噴射弁１の一実施例を示す断面図。
【図２】本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の弁体３の先端近傍を拡大した断面図。
【図３】本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図（図２におけるＡ−Ａ断面図）。
【図４Ａ】本発明の第１実施例に係る燃料噴射通路１０Ａ１（１０）について、流れＦ１，Ｆ２，Ｆ３の様子を示した図。
【図４Ｂ】ノズルプレート６に平行な面上に定義される第三直交座標系を示す図。
【図５】本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の噴霧形態をＹ１軸方向から見た場合の図。
【図６】本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の噴霧形態をＸ１軸方向から見た場合の図。
【図７】本発明の第２実施例に係る燃料噴射通路１０Ａ１（１０）近傍を拡大した図。
【図８】本発明の第３実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図。
【図９】本発明の第４実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図。
【図１０】本発明の第５実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図。
【図１１】本発明の第６実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図。
【図１２】本発明の第７実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図。
【図１３】本発明の第７実施例に係る燃料噴射通路１０Ａ１（１０）について、流れＦ１，Ｆ２，Ｆ３の様子を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施例を、図面を用いて説明する。なお、各実施例において、共通する構成については同じ符号を付して説明を省略する。また、以下の説明において上下関係を説明する場合、上下方向を図１に基づいて定義する。すなわち、燃料供給口２ａが設けられた基端側を上側、噴孔１３が設けられた先端側を下側と定義する。この上下方向は、燃料噴射弁１の内燃機関への実装状態における上下方向とは関係が無い。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明の第一実施例を、図１〜図６を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る燃料噴射弁１の一実施例を示す断面図である。なお、図１に示す燃料噴射弁１の構成は、後述する第２実施例乃至第７実施例に共通する。
【００１７】
図１において、燃料噴射弁１は、例えば自動車のエンジンとして利用される内燃機関に燃料を供給するものである。ケーシング２は、プレス加工や切削加工等により、細長い、薄肉部を有する円筒形状に形成される。ケーシング２は、両端部の中間部に段差部２ｂを有する形状で、燃料噴射弁１のほぼ基端部から先端部まで一体構造を成す円筒状に形成される。素材はフェライト系ステンレス材料にチタンのような柔軟性のある材料を加えたもので、磁界を印可することにより磁気を帯びる磁性体（磁性材）である。
【００１８】
ケーシング２の一端面（上端面）には、燃料供給口２ａが設けられており、他端面（下端面）にはノズルプレート６が設けられている。ノズルプレート６は、ノズル体５に固着されている。なおノズル体５は、弁座面５ｂが形成される部材であり、弁座面形成部材と呼ぶ場合もある。
【００１９】
ノズルプレート６は燃料を噴射するための複数の孔１３（図２参照）を有する。孔１３は、噴孔又は燃料噴射孔などと呼ばれるが、以下、噴孔と呼んで説明する。
【００２０】
図１のケーシング２の外側には、電磁コイル１４と電磁コイル１４を包囲する磁性材のヨーク１６が設けられている。一方ケーシング２の内側には、固定コア１５と、アンカー４と、弁体３と、ノズル体５と、ノズルプレート６とが設けられている。
【００２１】
固定コア１５はケーシング２内に挿入された後に電磁コイル１４の内側に配置される。
【００２２】
アンカー４は、固定コア１５の先端側端面との間に空隙を有して、先端側端面と対向する。またアンカー４は、後述する弁体３と共に軸方向（中心軸線１ａ方向）に変位することが可能なように組み付けられている。なおアンカー４は、磁性材料からなる金属粉末をＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）等の工法により射出成型して製造される。
【００２３】
弁体３は、アンカー４と一体に形成されており、軸心が中心軸線１ａの軸方向に沿うように配置された中空のロッド部（軸部）３ａと、ロッド部３ａの先端部に固着されたボール弁部３ｂとを有する。弁体３は、アンカー４とは別部材として構成されてもよい。弁体３とアンカー４とは可動子３４を構成し、中心軸線１ａに沿う方向に変位可能に構成されている。すなわち、弁体３の開閉弁方向は中心軸線１ａに沿う方向に一致している。
【００２４】
ノズル体５は、弁体３の先端側で、かつノズルプレート６に対して基端側に設けられている。ノズル体５は、ケーシング２の先端部に挿入され、ケーシング２に溶接により固設されている。またノズル体５には、弁体３の先端（ボール弁部３ｂ）が着座する弁座面５ｂが形成されている。なお、「先端側」は燃料噴射弁１の先端部側（燃料を噴射する側）を意味し、「基端側」は燃料噴射弁１の基端部側（燃料供給口２ａ側）を意味する。
【００２５】
弁座面５ｂとボール弁部３ｂとの相互に当接する部位はシート部を構成し、ボール弁部３ｂが弁座面５ｂに当接することにより燃料通路が閉じられ、ボール弁部３ｂが弁座面５ｂから離れることにより燃料通路が開かれる。すなわち、弁体３と弁座面（弁座）５ｂとは協働してシート部の燃料通路を開閉する。なお、弁座面５ｂのシート部を弁座と呼ぶ場合もある。本実施例では、弁座面５ｂとシート部とを特に区別する必要はなく、弁座は弁座面５ｂ或いはシート部のいずれであってもよい。
【００２６】
ノズルプレート６は、ノズル体５の先端側端面に配設されている。ノズルプレート６には、厚み方向に貫通して形成された複数の噴孔１３が設けられている。このため、ノズルプレート６は噴孔プレートまたはオリフィスプレートと呼ぶ場合もある。噴孔１３は、弁座面５ｂよりも下流側に設けられ、シート部の燃料通路を通過した燃料を外部に噴射する。ノズルプレート６はノズル体５と接する面を溶接により接合されている。
【００２７】
図１において、固定コア１５の中心部を貫通する貫通孔１５ａの内部には、弾性部材としてのスプリング１２が配設されている。スプリング１２は、弁体３の弁部３ｂの先端（シート部）をノズル体５の弁座面５ｂのシート部に押し付ける力（付勢力）を与える。このスプリング１２の燃料供給口２ａ側（アンカー４とは反対側）には、スプリング１２に連続して、スプリング１２の押し付け力を調整するスプリングアジャスタ６１が配設されている。
【００２８】
また、燃料供給口２ａには、フィルタ２０が配設されており、燃料に含まれる異物を除去する。さらに燃料供給口２ａの外周には、供給される燃料をシールするためのＯリング２１が取り付けられている。また、燃料供給口２ａの近傍には、樹脂カバー２２が設けられている。樹脂カバー２２は、例えば樹脂モールド等の手段によりケーシング２とヨーク１６とを覆うように設けられている。樹脂カバー２２には、電磁コイル１４に電力を供給するためのコネクタ２３が一体に成形されている。
【００２９】
プロテクタ２４は、燃料噴射弁１の先端部に設けられた、例えば樹脂材料等よりなる筒状部材をなしていて、ケーシング２の先端側の外周面を覆っている。プロテクタ２の上端部には、ケーシング２の外周面より径方向外向きに突出したプランジ部２４ａが形成されている。また、Ｏリング２５はケーシング２の先端側外周に装着されている。Ｏリング２５はヨーク１６とプロテクタ２４のプランジ部２４ａとの間に抜き止め状態で配置されている。Ｏリング２５は、例えばケーシング２（燃料噴射弁１）の先端側を、内燃機関の吸気管に設けられた取り付け部（図示しない）等に取り付けた場合に、燃料噴射弁１と取り付け部との間をシールするものである。
【００３０】
このように構成される燃料噴射弁１は、電磁コイル１４が非通電状態であるときはスプリング１２の押し付け力に起因して、弁体３の先端がノズル体５に密着する。このような状態では、弁体３とノズル体５との間に燃料通路となる隙間が形成されないので、燃料供給口２ａから流入した燃料はケーシング２内部に留まる。
【００３１】
電磁コイル１４に噴射パルスとしての電流を通電すると、磁性材よりなるヨーク１６と、固定コア１５と、アンカー４とで構成される磁気回路に磁束が発生する。アンカー４は、電磁コイル１４の電磁力によって、固定コア１５の下端面に接触するまで移動する。弁体３がアンカー４と共に固定コア１５側に移動すると、弁体３の弁部３ｂとノズル体５の弁座面５ｂとの間に燃料通路となる隙間が形成される。ケーシング２内の燃料は、弁部３ｂの周辺より流入した後、噴孔１３（図２参照）から噴射される。
【００３２】
燃料噴射量の制御は、電磁コイル１４に間欠的に印加する噴射パルスに応じて、弁体３（弁部３ｂ）を軸方向に移動することにより、開弁状態と閉弁状態との切り替えのタイミングを調整することで行っている。
【００３３】
図２は、本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の弁体３の先端近傍を拡大した断面図である。本発明に係わる主要部品について、図２を用いて、簡潔に説明する。
【００３４】
図２に示されるように、弁体３の弁部３ｂはボール弁を使用している。ボール３ｂには、例えば、ＪＩＳ規格品の玉軸受用鋼球を用いている。このボールは、真円度が高く鏡面仕上げが施されており、シート性を高めるのに好適であること、また、大量生産により低コストに製造できること、等がその採用のポイントである。また、弁体として構成する場合は、ボールの直径は３〜４ｍｍ程度のものを使用する。これは、可動弁として機能する弁体３の軽量化を図るためである。
【００３５】
また、ノズル体５において、弁体３と密着するシート位置を含む傾斜面（弁座面５ｂ）は円錐台の側面部の形状を成しており、その角度は９０°程度（８０°〜１００°）である。すなわち、弁座面５ｂと中心軸線１ａとが成す角度は、４５°程度（４０°〜５０°）である。この傾斜面の角度は、シート位置付近を研磨し、且つ弁座面５ｂの周方向における真円度を高くするために最適な角度（研削機械をベストコンディションで使用できる）であり、上述した弁体３とのシート性を極めて高く維持できるものである。なおノズル体５は、焼入れによって硬度が高められており、また、脱磁処理により無用な磁気が除去されている。このような弁体構成により、燃料漏れのない噴射量制御が可能となる。また、コストパフォーマンスに優れた弁体構造を提供できる。
【００３６】
燃料噴射弁１が閉弁状態にあるときには、弁体３は円錐面からなる弁座面５ｂと当接することによって燃料のシールを保つようになっている。このとき、弁体３側の接触部は球面によって形成されており、円錐面形状（円錐台形状）の弁座面と球面との接触はほぼ線接触の状態になっている。
【００３７】
弁体３が上昇して弁体３とノズル体５に隙間が生じると、燃料は前記隙間を流れ出し、ノズル体５の開口部５ｃから燃料導入口２８を通り、各旋回室導入通路１１に流れ込み、噴孔１３から外部に噴射される。
【００３８】
次にノズルプレート６の構成を、図３を用いて説明する。図３は、本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図（図２におけるＡ−Ａ断面図）である。なお、図２のノズルプレート６の断面は、図３の直線Ｂ−Ｂの位置で切断した断面である。
【００３９】
図３において、ノズルプレート６の中心Ｏ１を通り図３の紙面横方向に伸びる軸をＸ１軸、ノズルプレート６の中心Ｏ１を通りＸ１軸に垂直な図３の縦方向に伸びる軸をＹ１軸とする。Ｘ１軸とＹ１軸とは中心Ｏ１を原点とし、中心Ｏ１で垂直に交わる。すなわち、中心軸線１ａを含む第１の平面を中心軸線１ａに垂直な仮想平面上に投影した直線がＹ１軸であり、中心軸線１ａを含み第１の平面に垂直に交わる第２の平面を中心軸線１ａに垂直な仮想平面上に投影した直線がＸ１軸となる。
【００４０】
ノズルプレート６には、ノズルプレート６の中央部から半径方向外側に向かう導入通路１１ａ―１，１１ａ―２，１１ｂ―１，１１ｂ―２，１１ｃ―１，１１ｃ―２，１１ｄ―１，１１ｄ―２が備わり、各導入通路の下流側には燃料を外部に噴射するための各噴孔１３ａ―１，１３ａ―２，１３ｂ―１，１３ｂ―２，１３ｃ―１，１３ｃ―２，１３ｄ―１，１３ｄ―２が備わっている。
【００４１】
導入通路１１ａ―１および噴孔１３ａ―１を合わせて燃料噴射通路１０Ａ１とする。同様に、導入通路１１ｂ―１および噴孔１３ｂ―１を合わせて燃料噴射通路１０Ａ２、導入通路１１ｃ―１および噴孔１３ｃ―１を合わせて燃料噴射通路１０Ａ３、導入通路１１ｄ―１および噴孔１３ｄ―１を合わせて燃料噴射通路１０Ａ４とする。
【００４２】
燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４から噴射された燃料は、同じ方向（Ｘ１軸の正方向）を指向する一つの噴霧（噴霧群）を形成する。
【００４３】
同様に、導入通路１１ａ―２および噴孔１３ａ―２を合わせて燃料噴射通路１０Ｂ１、導入通路１１ｂ―２および噴孔１３ｂ―２を合わせて燃料噴射通路１０Ｂ２、導入通路１１ｃ―２および噴孔１３ｃ―２を合わせて燃料噴射通路１０Ｂ３、導入通路１１ｄ―２および噴孔１３ｄ―２を合わせて燃料噴射通路１０Ｂ４とする。
【００４４】
燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４から噴射された燃料は、同じ方向（Ｘ１軸の負方向）を指向する一つの噴霧（噴霧群）を形成する。
【００４５】
すなわち本実施例では、複数の燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４，１０Ｂ１〜１０Ｂ４が、第１の方向を指向する燃料噴霧を形成する複数の燃料噴射通路と、第１の方向とは異なる第２の方向を指向する燃料噴霧を形成する複数の燃料噴射通路とを含むように構成されている。
【００４６】
本実施例では、噴孔１３ａ―１を含む燃料噴射通路１０Ａ１および噴孔１３ｂ―１を含む燃料噴射通路１０Ａ２はＸ１軸とＹ１軸とで構成される座標平面における第一象限に、噴孔１３ａ―２を含む燃料噴射通路１０Ｂ１および噴孔１３ｂ―２を含む燃料噴射通路１０Ｂ２は第二象限に、噴孔１３ｃ―２を含む燃料噴射通路１０Ｂ３および噴孔１３ｄ―２を含む燃料噴射通路１０Ｂ４は第三象限に、噴孔１３ｃ―１を含む燃料噴射通路１０Ａ３および噴孔１３ｄ―１を含む燃料噴射通路１０Ａ４は第四象限に配置されている。
【００４７】
なお、導入通路１１ａ―１，１１ａ―２，１１ｂ―１，１１ｂ―２，１１ｃ―１，１１ｃ―２，１１ｄ―１，１１ｄ―２を区別する必要のない場合は、単に導入通路１１と呼び説明をする。燃料噴射通路および噴孔についても同様に区別する必要のない場合は燃料噴射通路１０および噴孔１３と呼び説明する。
【００４８】
本実施例では、燃料噴射通路１０Ａ１と燃料噴射通路１０Ａ４とは、Ｘ１軸に平行でかつＸ１軸を通る面（Ｘ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｘ１軸および中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。燃料噴射通路１０Ａ２と燃料噴射通路１０Ａ３とは、Ｘ１軸に平行でかつＸ１軸を通る面（Ｘ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｘ１軸および中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。燃料噴射通路１０Ｂ１と燃料噴射通路１０Ｂ４とは、Ｘ１軸に平行でかつＸ１軸を通る面（Ｘ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｘ１軸および中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。燃料噴射通路１０Ｂ２と燃料噴射通路１０Ｂ３とは、Ｘ１軸に平行でかつＸ１軸を通る面（Ｘ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｘ１軸および中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。
【００４９】
また本実施例では、燃料噴射通路１０Ａ１と旋回燃料噴射通路１０Ｂ１とは、Ｙ１軸に平行でかつＹ１軸を通る面（Ｙ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｙ１軸および中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。燃料噴射通路１０Ａ２と燃料噴射通路１０Ｂ２とは、Ｙ１軸に平行でかつＹ１軸を通る面（Ｙ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｙ１軸および中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。燃料噴射通路１０Ａ３と燃料噴射通路１０Ｂ３とは、Ｙ１軸に平行でかつＹ１軸を通る面（Ｙ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｙ１軸および中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。燃料噴射通路１０Ａ４と燃料噴射通路１０Ｂ４とは、Ｙ１軸に平行でかつＹ１軸を通る面（Ｙ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｙ１軸および中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。
【００５０】
噴孔１３ａ―１，１３ｂ―１，１３ｃ―１，１３ｄ―１から構成される噴孔群を第１噴孔群とし、噴孔１３ａ―２，１３ｂ―２，１３ｃ―２，１３ｄ―２から構成される噴孔群を第２噴孔群とする。第１噴孔群の噴孔１３ａ―１，１３ｂ―１，１３ｃ―１，１３ｄ―１は、全体として一方向に燃料を噴射して第１燃料噴霧を形成する。第２噴孔群１３Ｂの噴孔１３ａ―２，１３ｂ―２，１３ｃ―２，１３ｄ―２は、全体として第２噴孔群とは異なる一方向に燃料を噴射して第２燃料噴霧を形成する。
【００５１】
本実施例では上述のように燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４と燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４とを、Ｙ１軸および中心軸線１ａを含む面に対して面対称に形成しているため、第１燃料噴霧と第２燃料噴霧はＹ１軸および中心軸線１ａを含む面に対して面対称の噴霧が形成される。もし第１燃料噴霧と第２燃料噴霧とがＹ１軸および中心軸線１ａを含む面に対して非対称となる噴霧を形成するようにしたい場合は、燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４と燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４とを、Ｙ１軸および中心軸線１ａを含む面に対して非対称に形成してもよい。この場合、さらに、燃料噴射通路１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ１，１０Ｂ２と燃料噴射通路１０Ａ４，１０Ａ３，１０Ｂ４，１０Ｂ３とを、Ｘ１軸および中心軸線１ａを含む面に対して非対称に形成してもよい。
【００５２】
図４Ａを用いて、燃料噴射通路１０Ａ１の構成について詳細に説明する。図４Ａは、本発明の第１実施例に係る燃料噴射通路１０Ａ１（１０）について、流れＦ１，Ｆ２，Ｆ３の様子を示した図である。なお図４Ａは、燃料噴射通路１０Ａ１の構成を示しているが、燃料噴射通路１０Ａ２〜１０Ａ４および燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４も同様の構成および作用効果を有する。
【００５３】
導入通路１１ａ―１（１１）および噴孔１３ａ−１（１３）は、以下のように構成される。
【００５４】
まず、導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ−１（１４）を定義する。中心線１４ａ−１は導入通路１１ａ―１の幅方向における中心を通過する線分である。この中心線と導入通路１１ａ―１との交点で、ノズルプレート６の中心Ｏ１に近い点を４０ａ―１（４０）とし、ノズルプレート６の中心Ｏ１から遠い点を４１ａ−１（４１）とする。点４０ａ―１は燃料の流れ方向において上流側に、点４１ａ―１は燃料の流れ方向において下流側に位置する。すなわち、点４０ａ―１は導入通路１１ａ―１の上流側端部の中央点であり、点４１ａ―１は導入通路１１ａ―１の下流側端部の中央点である。そして交点４０ａ―１とノズルプレート６の中心Ｏ１を通る直線を３０ａ―１（３０）とする。本実施例では、導入通路１１ａ―１は交点４０ａ―１を中心に反時計回りに一定角度θ’ａ―１回転して配置される。すなわち、導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ―１は、交点４０ａ―１を中心に、交点４１ａ―１が直線３０ａ―１に対してＹ１軸側に位置するように形成される。このとき、導入通路１１ａ―１の側面で、Ｙ１軸から離れている側面を側面５６ａ―１（５６）とする。また他方の側面を側面５３ａ―１（５３）とする。
【００５５】
この構成によると、燃料導入口２８ａ―１から導入された燃料には、噴孔１３ａ―１に対し、主に噴孔に直接流れ込む流れＦ１と、側面５６ａ―１に沿って流れる流れＦ２とが生じ、さらに側面５６ａ―１に沿って流れる流れＦ２によって噴孔１３ａ―１周囲の旋回流Ｆ３が生じる。
【００５６】
次に噴孔１３ａ―１の傾斜方向について説明する。ノズルプレート６の中心Ｏ１と噴孔１３ａ―１の入口断面の中心Ｏａ―１（Ｏ）を通る直線を直線３５ａ―１（３５）とする。噴孔入口断面５１ａ―１（５１）の中心Ｏａ―１と噴孔出口断面５２ａ―１（５２）の中心Ｏａ’―１（Ｏ’）を通る直線をノズルプレート６の端面（中心軸線１ａに垂直な面）に投影した投影直線（矢印）を、噴孔の傾き方向１５ａ―１（１５）とする。ここで噴孔の傾き方向１５ａ―１を定義するために、Ｘ１−Ｙ１直交座標系（第一の直交座標系）に対して、第二の直交座標系（Ｘ２−Ｙ２直交座標系）を定義する。Ｘ２−Ｙ２直交座標系では、Ｘ２軸はＸ１軸に平行であり、Ｙ２軸はＹ１軸に平行である。またＸ２−Ｙ２直交座標系の原点は噴孔入口断面の中心Ｏａ―１（Ｏ）である。このとき、噴孔入口断面の中心Ｏａ―１を通り、Ｙ１軸に沿った方向で、かつ、Ｘ１−Ｙ１直交座標系の原点（ノズルプレート６の中心）Ｏ１から離れる方向を０°とし、０°の角度位置から噴孔が存在する象限においてＸ１の絶対値が増加する側に向かって回転する角度方向を正の角度方向とする。このとき、０°の角度位置から噴孔の傾き方向１５ａ―１の成す角（噴孔の傾き角）をθａ―１（θ）とする。その他の導入通路、噴孔に関しても同様の方法で、噴孔の傾き方向を定義する。
【００５７】
なお、以下の説明において燃料噴射通路１０Ａ２〜１０Ａ４および燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４について区別しない場合は、傾き方向１５ａ―１、傾き角θａ―１および回転角度θ’ａ―１を単に傾き方向１５、傾き角θおよび回転角度θ’として説明する場合がある。また上述および後述の括弧付きの符号は、燃料噴射通路１０Ａ２〜１０Ａ４，１０Ｂ１〜１０Ｂ４を区別しない場合に、各部に付される符号である。
【００５８】
本実施例では０＜θａ―１（噴孔１３ａ−１の傾き角）＜１８０°、０＜θｂ―１（噴孔１３ｂ−１の傾き角）＜１８０°、０＜θｃ―１（噴孔１３ｃ−１の傾き角）＜１８０°、０＜θｄ―１（噴孔１３ｄ−１の傾き角）＜１８０°、０＜θａ―２（噴孔１３ａ−２の傾き角）＜１８０°、０＜θｂ―２（噴孔１３ｂ−２の傾き角）＜１８０°、０＜θｃ―２（噴孔１３ｃ−２の傾き角）＜１８０°、０＜θｄ―２（噴孔１３ｄ−２の傾き角）＜１８０°となるように導入通路１１および噴孔１３は構成される。
【００５９】
この構成によると、前述したように噴孔に直接流れ込む流れＦ１が生じ、さらに側面５６ａ―１に沿って流れる流れＦ２によって旋回流Ｆ３が生じる。ここで流れＦ１，Ｆ３の噴孔内での流れの様子を説明するために、第三の直交座標系（Ｘ３−Ｙ３直交座標系）を、図４Ｂのように定義する。
【００６０】
図４Ｂは、ノズルプレート６に平行な面（中心軸線１ａに垂直な面）上に定義される第三直交座標系を示す図である。Ｘ３−Ｙ３直交座標系では、Ｙ３軸は直線３５ａ―１（３５）に重なり（一致し）、Ｘ３軸はＹ３軸に垂直である。またＸ３−Ｙ３直交座標系の原点は噴孔入口断面の中心Ｏａ―１（Ｏ）である。このとき、噴孔入口断面の中心Ｏａ―１を通り、直線３５ａ―１に沿った方向で、かつ、Ｘ１−Ｙ１直交座標系の原点（ノズルプレート６の中心）Ｏ１から離れる方向を０°とし、０°の角度位置から噴孔が存在する象限においてＸ１の絶対値が増加する側に向かって回転する角度方向を正の角度方向とする。その他の導入通路、噴孔に関しても同様の方法で、Ｘ３−Ｙ３直交座標系を定義する。
【００６１】
噴孔に直接流れ込む流れＦ１により噴孔１３ａ−１の内壁、主にＸ３−Ｙ３直交座標系の―９０°〜９０°の部分に燃料は衝突すると共に、旋回流Ｆ３の作用により主に噴孔１３ａ―１の内壁のＸ３−Ｙ３直交座標系の１８０°〜３６０°の付近に燃料は薄く引き伸ばされる。そして、噴孔の傾斜方向は１５ａ―１に向いているため、燃料は噴孔１３ａ―１内を噴孔出口方向に流れながら、より噴孔１３ａ―１の内壁に押し付けられ薄膜化が促進される。燃料の微粒化には、噴孔内での薄膜化の度合いが大きく影響し、薄膜化の度合いが進むほど燃料は微粒化し易い。したがって本構成によると、噴孔１３ａ―１に直接流れ込む流れＦ１と側面５６ａ―１に沿って流れる流れＦ２によって誘起される旋回流Ｆ３の作用により噴孔内で薄膜化を促進でき、さらに、噴孔の傾斜方向を前述した方向に設定することにより、さらに薄膜化が促進され、燃料の微粒化を促進することができる。
【００６２】
一方、噴孔を出た後の燃料の広がり角度を噴霧角とすると、本実施例による構成によると、噴霧角の拡大も抑制することが可能となる。例えば、特開２００３−３３６５６２号公報（特許文献１）に記載されている主に旋回流を利用した微粒化方式では、噴孔内において燃料に大きな旋回力が付加されるため、噴孔を出た後の燃料は噴孔下で放射状に拡散することになり、噴霧角が非常に大きくなる課題がある。つまり、旋回力が大きいほど噴霧角は増大する傾向にある。また、例えば特開２０１６−７００７０号公報（特許文献３）に記載されている構成では、噴孔に流れ込む流れは主に旋回流であり、また噴孔の傾斜方向も本実施例とは反対向きとなっており、噴孔内で燃料が噴孔内壁面に衝突することなく噴孔外へ噴射される。したがって大きな旋回力が付加されており、上述の通り噴孔下で噴霧角が拡大しやすい。しかし、本実施例のように、噴孔１３ａ―１に直接流れ込む流れＦ１と旋回流Ｆ３を利用し、さらに噴孔傾斜方向を適切に設定することで、噴孔内壁面への燃料の衝突を促進でき、旋回力を必要以上に大きくさせずに燃料の微粒化を促進するととともに、噴霧角の抑制が可能となる。
【００６３】
特に、本実施例では、噴孔に直接流れ込む流れＦ１と旋回流Ｆ３を利用するために、燃料導入口２８ａ―１（図４Ａの導入通路１１ａ―１の輪郭曲線と開口部５Ｃを示す曲線（図４Ａの破線）とで囲まれる部分）の一部が直線３５ａ―１と重なるように構成されることが望ましい。さらに、曲線５Ｃと導入通路１１ａ―１との交点で直線３５ａ―１に近い交点を点４５ａ―１とすると、直線３５ａ―１と点４５ａ―１との距離は噴孔１３ａ―１の直径の４分の１以上であるとより望ましい。この場合、噴孔１３ａ―１に直接流れ込む流れＦ１を十分に確保することが可能となり、直接流れ込む流れＦ１と旋回流Ｆ３の両者の作用により、微粒化を促進するとともに、噴霧角の抑制が可能となる。
【００６４】
また、交点４０ａ―１と交点４１ａ―１との距離は、噴孔１３ａ―１の直径の３倍以上であることが望ましい。さらにはこの距離が噴孔１３ａ―１の直径の５倍以上であることが望ましい。このようにすると、燃料導入口２８ａ―１から流入した燃料が噴孔１３ａ―１に流入するまでに十分整流され、噴孔１３ａ−１に直接流れ込む流れＦ１と旋回流Ｆ３が生成されやすくなる。特許文献２や３に記載の構成では、この距離が短く十分な整流効果を得るための配慮が十分とは言えない。
【００６５】
また、本実施例に記載の構成では、特許文献１に記載されている構成のように旋回室が設けられていないため、加工が容易となり、簡易な構成で十分な微粒化および噴霧角の狭角化効果を得ることができる。
【００６６】
本実施例では、側面５３ａ−１，５６ａ−１はそれぞれ直線形状部（平面形状部）を有し、各側面５３ａ−１，５６ａ−１の直線形状部が平行に設けられている。しかし、これらの直線形状部は直線形状部を持たず、例えば全体が曲線部で構成されていてもよい。
【００６７】
次に、図５および図６を用いて、燃料噴射弁１から噴射される噴霧の形態について説明する。図５は、本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の噴霧形態をＹ１軸方向から見た場合の図である。図６は、本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の噴霧形態をＸ１軸方向から見た場合の図である。
【００６８】
本実施例の構成では、噴孔１３ａ―１，１３ｂ―１，１３ｃ―１，１３ｄ―１を通過した燃料は第１の方向を指向する第１の噴霧３１を形成し、噴孔１３ａ―２，１３ｂ―２，１３ｃ―２，１３ｄ―２を通過した燃料は第１の方向とは異なる方向を指向する第２の噴霧３２を形成する。すなわち、複数の燃料噴射通路１０は、第１の噴霧３１を形成する第１の燃料噴射通路群１０Ａ１〜１０Ａ４と、第２の噴霧３２を形成する第２の燃料噴射通路群１０Ｂ１〜１０Ｂ４とに分けられる。
【００６９】
また、＋Ｘ１方向から見ると図６に示すように、一方向の噴霧が形成される。このように本実施例の構成によると、二方向噴霧を形成することができる。
【００７０】
上述したように、本実施例では、燃料噴射弁は以下の構成を備える。まず、中心軸線１ａに垂直な仮想平面にノズルプレート６と燃料噴霧が指向する第１の方向と第２の方向とを投影し、この仮想平面上にノズルプレート６の中心Ｏ１を通り第１の方向に沿うＸ１軸とノズルプレート６の中心Ｏ１を通りＸ１軸に垂直なＹ１軸とを有する第１の直交座標系を仮想する。なお本実施例では、仮想平面はノズルプレート６の上端面と考えて差し支えない。複数の燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４，１０Ｂ１〜１０Ｂ４は、全ての燃料噴射通路において、導入通路１１の上流側端部の中央点４０と燃料噴射孔１３の入口開口面の中心Ｏとを結ぶ直線線分１４が、中央点４０とノズルプレート６の中心Ｏ１とを通る直線３５に対して、Ｙ１軸の側に位置するように傾斜している。すなわち、全ての燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４，１０Ｂ１〜１０Ｂ４は、導入通路１１の上流側端部の中央点４０と燃料噴射孔１３の入口開口面の中心Ｏとを結ぶ直線線分１４が、中央点４０とノズルプレート６の中心Ｏ１とを通る直線３０に対して、Ｙ１軸の側に位置するように傾斜して配置された傾斜燃料噴射通路で構成されている。
【００７１】
なお、導入通路１１の上流側端部の中央点４０と燃料噴射孔１３の入口開口面の中心Ｏとを結ぶ直線線分１４は、直線１４における中央点４０と入口開口面の中心Ｏとの間の部分を意味する。
【実施例２】
【００７２】
次に、図７を用いて本発明に係る第２実施例を説明する。図７は、本発明の第２実施例に係る燃料噴射通路１０Ａ１（１０）近傍を拡大した図である。
【００７３】
本実施例の第１実施例との違いは、導入通路１１ａ―１の側面５３ａ―１および５６ａ―１が平行ではなく、上流から下流に向かって導入通路１１ａ―１の幅が狭くなるように構成されている点である。その他の構成は第１実施例と同様である。
【００７４】
本構成によると、燃料導入口２８ａ―１から導入通路１１ａ―１に流入した燃料は、噴孔１３ａ―１に直接流れ込む流れＦ１と側面５６ａ―１に沿って流れる流れＦ２とが増加し、さらに下流に向かうにつれ流路幅が狭まるため下流に向かうにつれて加速される。したがって、より一層、流れＦ１による噴孔１３ａ―１の内壁への衝突力が増加するとともに、旋回流Ｆ３による旋回力も増加し、微粒化効果が向上する。
【００７５】
また、本実施例では中心線１４ａ−１を通り紙面に垂直な面に対し、側面５６ａ―１および側面５３ａ―１は互いに面対称に構成しているが、側面５６ａ−１および側面５３ａ―１は互いに面対称ではなくてもよい。
【００７６】
例えば、中心線１４ａ−１を通り紙面に垂直な面に対し、側面５３ａ―１は平行であり、側面５６ａ―１は図７のように一定の角度傾いた面となるような構成でもよい。この場合、実施例１で説明した構成に比べ側面５６ａ―１に沿って流れる流れＦ２が増加され、旋回流Ｆ３による旋回力が増加され、より微粒化効果が促進される。なお、側面５３ａ―１は、中心線１４ａ−１を通り紙面に垂直な面に対し、側面５６ａ―１とは異なる角度で傾いていてもよい。
【００７７】
また反対に、中心線１４ａ−１を通り紙面に垂直な面に対し、側面５６ａ―１は平行であり、側面５３ａ―１は図７のように一定の角度傾いた面となるような構成でもよい。この場合、実施例１で説明した構成に比べ、噴孔１３ａ―１に直接流れ込む流れＦ１が増加され、噴孔１３ａ―１の内壁への衝突力が増加し、微粒化効果が促進される。なお、側面５６ａ―１は中心線１４ａ−１を通り紙面に垂直な面に対し、側面５６ａ―１とは異なる角度で傾いていてもよい。
【００７８】
側面５３ａ―１の傾き角度と側面５６ａ―１の傾き角度とを、中心線１４ａ−１を通り紙面に垂直な面に対して対称に、或いは非対称で異なる角度となるように調整することにより、噴孔１３ａ−１に流入する流れＦ１と旋回流Ｆ３との割合を変えることができ、噴霧角を精度よく調整することができる。
【００７９】
本実施例では側面５３ａ―１および直線５６ａ―１は直線として説明したが、曲線としてもよい。
【実施例３】
【００８０】
次に、図８を用いて本発明に係る第３実施例を説明する。図８は、本発明の第３実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。
【００８１】
本実施例の第１実施例との違いは、燃料導入口２８が、全ての導入通路１１の上流側で連結して接続されている点である。その他の構成は第１実施例と同様である。
【００８２】
本実施例の場合、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１の上流側端部を構成する点４０ａ―１，４０ｂ―１，４０ｃ―１，４０ｄ―１は、燃料導入口２８の外周縁２８ａを導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１の入口部に延長した延長線２８ａ’と、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１の中心線１４ａ―１，１４ｂ―１，１４ｃ―１，１４ｄ―１との交点である。
【００８３】
交点４０ａ―１，４０ｂ―１，４０ｃ―１，４０ｄ―１とノズルプレート６の中心Ｏ１とを通る直線３０ａ―１，３０ｂ―１，３０ｃ―１，３０ｄ―１が図８のように構成され、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１は直線３０ａ―１，３０ｂ―１，３０ｃ―１，３０ｄ―１に対して図４Ａの導入通路１１ａ―１について説明したのと同様に回転（傾斜）した状態で設けられている。
【００８４】
燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４は、燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４と同様に構成され、Ｙ１軸に対して燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４と軸対称に配置されている。
【００８５】
この構成によると、燃料導入口２８の体積が増加するため燃料導入口２８における流路抵抗が減少し、各導入通路１１に均等に燃料が流入しやすくなるといった効果がある。したがって、各噴孔１３から噴射される燃料が均等になるといった効果がある。
【実施例４】
【００８６】
次に、図９を用いて本発明に係る第４実施例を説明する。図９は、本発明の第４実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。
【００８７】
本実施例の第１実施例との違いは、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１の上流側に燃料導入口２８−１が連結して接続され、導入通路１１ａ―２，１１ｂ―２，１１ｃ―２，１１ｄ―２の上流側に燃料導入口２８−２が連結して接続されている点である。ノズルプレート６上においては、燃料導入口２８−１と燃料導入口２８−２とは分割されており、それぞれが独立した燃料通路として構成されている。
【００８８】
本実施例の場合、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１の上流側端部を構成する点４０ａ―１，４０ｂ―１，４０ｃ―１，４０ｄ―１は、第３実施例と同様に構成される。そして、燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４は、燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４と同様に構成され、Ｙ１軸に対して燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４と軸対称に配置されている。
【００８９】
この構成によると、燃料導入口２８−１に流入した燃料は、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１に均等に流入しやすくなり、また一方、燃料導入口２８−２に流入した燃料は、導入通路１１ａ―２，１１ｂ―２，１１ｃ―２，１１ｄ―２に均等に流入しやすくなる。したがって、噴孔１３ａ―１，１３ｂ−１，１３ｃ−１，１３ｄ−１から噴射される燃料は均等になり、また、噴孔１３ａ―２，１３ｂ−２，１３ｃ−２，１３ｄ−２から噴射される燃料は均等になるといった効果がある。
【実施例５】
【００９０】
次に、図１０を用いて本発明に係る第５実施例を説明する。図１０は、本発明の第５実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。
【００９１】
本実施例の第１実施例との違いは、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１の上流側がノズルプレート６の中心Ｏ１方向に延びており、それぞれが連結して接続されて燃料導入口２８−１が形成されており、また導入通路１１ａ―２，１１ｂ―２，１１ｃ―２，１１ｄ―２の上流側がノズルプレート６の中心Ｏ１方向に延びており、それぞれが連結して接続されて燃料導入口２８−２が形成されている点である。
【００９２】
本実施例の場合、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１の上流側端部を構成する点４０ａ―１，４０ｂ―１，４０ｃ―１，４０ｄ―１は、次のように構成される。導入通路１１ａ―１，１１ｄ―１においては、導入通路１１ａ―１，１１ｄ―１の両側壁のうち、Ｙ１軸から遠い方の側壁の上流側端部からＹ１軸に近い方の側壁に下した垂線と、中心線１４ａ―１，１４ｄ―１との交点が、点４０ａ―１，４０ｄ―１となる。導入通路１１ｂ―１，１１ｃ―１においては、両側壁の上流側端部を結ぶ直線と中心線１４ｂ―１，１４ｃ―１との交点が、点４０ｂ―１，４０ｃ―１となる。
【００９３】
交点４０ａ―１，４０ｂ―１，４０ｃ―１，４０ｄ―１とノズルプレート６の中心Ｏ１とを通る直線３０ａ―１，３０ｂ―１，３０ｃ―１，３０ｄ―１が図１０のように構成され、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１は直線３０ａ―１，３０ｂ―１，３０ｃ―１，３０ｄ―１に対して図４Ａの導入通路１１ａ―１について説明したのと同様に回転（傾斜）した状態で設けられている。
【００９４】
燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４は、燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４と同様に構成され、Ｙ１軸に対して燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４と軸対称に配置されている。
【００９５】
この構成によると、燃料導入口２８−１に流入した燃料は、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１に均等に流入しやすくなり、また一方、燃料導入口２８−２に流入した燃料は、導入通路１１ａ―２，１１ｂ―２，１１ｃ―２，１１ｄ―２に均等に流入しやすくなる。したがって、噴孔１３ａ―１，１３ｂ−１，１３ｃ−１，１３ｄ−１から噴射される燃料は均等となり、また、噴孔１３ａ―２，１３ｂ−２，１３ｃ−２，１３ｄ−２から噴射される燃料は均等となる。
【００９６】
またさらに、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１，１１ａ―２，１１ｂ―２，１１ｃ―２，１１ｄ―２はそれぞれノズルプレート６の中心Ｏ１方向に向かって延長されているため、導入通路１１ａ―１，１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｄ―１，１１ａ―２，１１ｂ―２，１１ｃ―２，１１ｄ―２の通路長さを長くすることができる。これにより、燃料導入口２８−１および２８−２から流入した燃料は、噴孔１３ａ―１，１３ｂ−１，１３ｃ−１，１３ｄ−１，１３ａ―２，１３ｂ−２，１３ｃ−２，１３ｄ−２それぞれに流入するまでに十分な助走区間を得ることができ、より整流されやすくなることで、噴孔に直接流れ込む流れＦ１と旋回流Ｆ３を誘起する側面５６ａ―１に沿った流れを生成しやすくなり、微粒化および狭角化の効果が向上する。
【実施例６】
【００９７】
次に、図１１を用いて本発明に係る第６実施例を説明する。図１１は、本発明の第６実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。
【００９８】
本実施例の第１実施例との違いは、導入通路１１ｂ−１，１１ｃ−１，１１ｂ−２，１１ｃ−２がノズルプレート６の中心Ｏ１から半径方向外側に延びる直線（例えば３０ｂ−１）に対して、実施例１とは逆側に一定角度回転して配置されている点である。すなわち、実施例１では、図１１の燃料噴射通路１０Ａ１のように、導入通路１１ａ−１は直線３０ａ−１に対して点４０ａ―１を中心に導入通路の中心線１４ａ―１が反時計回りに一定角度回転して配置されているのに対し、本実施例における導入通路１１ｂ−１は、図１１の燃料噴射通路１０Ａ２のように、直線３０ｂ−１に対して点４０ｂ−１を中心に導入通路の中心線１４ｂ−１が時計回りに一定角度回転して配置される。
【００９９】
導入通路１１ｃ−１は直線３０ｃ−１に対して点４０ｃ―１を中心に導入通路の中心線１４ｃ―１が反時計回りに一定角度回転して配置され、導入通路１１ｄ−１は直線３０ｄ−１に対して点４０ｄ−１を中心に導入通路の中心線１４ｄ−１が時計回りに一定角度回転して配置される。導入通路１１ａ−２は直線３０ａ−２に対して点４０ａ―２を中心に導入通路の中心線１４ａ―２が時計回りに一定角度回転して配置され、導入通路１１ｂ−２は直線３０ｂ−２に対して点４０ｂ−２を中心に導入通路の中心線１４ｂ−２が反時計回りに一定角度回転して配置される。導入通路１１ｃ−２は直線３０ｃ−２に対して点４０ｃ―２を中心に導入通路の中心線１４ｃ―２が時計回りに一定角度回転して配置され、導入通路１１ｄ−２は直線３０ｄ−２に対して点４０ｄ−２を中心に導入通路の中心線１４ｄ−２が反時計回りに一定角度回転して配置される。
【０１００】
すなわち本実施例では、燃料噴射弁は以下の構成を備える。まず、中心軸線１ａに垂直な仮想平面にノズルプレート６と燃料噴霧が指向する第１の方向と第２の方向とを投影し、この仮想平面上にノズルプレート６の中心Ｏ１を通り第１の方向に沿うＸ１軸とノズルプレート６の中心Ｏ１を通りＸ１軸に垂直なＹ１軸とを有する第１の直交座標系を仮想する。なお本実施例では、仮想平面はノズルプレート６の上端面と考えて差し支えない。複数の燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４，１０Ｂ１〜１０Ｂ４の中に、導入通路１１の上流側端部の中央点４０と燃料噴射孔１３の入口開口面の中心Ｏとを結ぶ直線線分１４が、中央点４０とノズルプレート６の中心Ｏ１とを通る直線３０に対して、Ｙ１軸の側に位置するように傾斜して配置された傾斜燃料噴射通路１０Ａ１，１０Ａ４，１０Ｂ１，１０Ｂ４を含む。傾斜燃料噴射通路１０Ａ１，１０Ａ４，１０Ｂ１，１０Ｂ４は、第１の直交座標系のＸ１軸とＹ１軸とによって区分される４つの区画（象限）に少なくとも一つ配置されている。
【０１０１】
なお、導入通路１１の上流側端部の中央点４０と燃料噴射孔１３の入口開口面の中心Ｏとを結ぶ直線線分１４は、直線１４における中央点４０と入口開口面の中心Ｏとの間の部分を意味する。
【０１０２】
この構成によると導入通路１１ｂ−１，１１ｃ−１，１１ｂ−２，１１ｃ−２を流れる燃料が、それぞれ噴孔１３ｂ―１，１３ｃ−１，１３ｂ−２，１３ｃ−２に流入する際に、噴孔傾斜方向１５ｂ−１，１５ｃ−１，１５ｂ−２，１５ｃ−２が噴孔に直接流れ込む流れＦ１の流線にほぼ沿った方向に向いているため、噴孔１３の内壁への衝突力が弱くなり、流れＦ２により誘起される旋回流Ｆ３の影響が強くなり、噴霧角が広がる傾向にある。しかし、本実施例による構成では、導入通路１１ａ―１，１１ｄ−１，１１ａ―２，１１ｄ−２は実施例１と同様の方向に一定角度回転されて配置されているため、噴孔１３ａ―１，１３ｄ−１，１３ａ―２，１３ｄ−２から噴射される噴霧は実施例１に記載したとおり微粒化が促進されるとともに、噴霧角が抑制された噴霧となる。したがって、Ｘ１軸の正方向から全体の噴霧を見ると、噴霧角が抑制された細い噴霧が両端の噴孔１３ａ―１，１３ｄ−１から噴射されるため、中央側の噴孔１３ｂ−１，１３ｃ−１から噴射される噴霧角の大きい噴霧は、両端の噴孔１３ａ―１，１３ｄ−１から噴射される噴霧角の小さい噴霧により挟み込まれるため噴霧の拡大が抑制され、全体として噴霧角の拡大を抑制することができる。
【０１０３】
特に、傾斜燃料噴射通路１０Ａ１，１０Ａ４，１０Ｂ１，１０Ｂ４は、第１の直交座標系のＸ１軸とＹ１軸とによって区分される４つの区画（象限）に少なくとも一つ配置されていることにより、第１の方向に噴射される噴霧と第２の方向に噴射される噴霧とにおいて、噴霧角の拡大を抑制することができ、全体として噴霧角の拡大を抑制することができる。
【実施例７】
【０１０４】
次に図１２及び図１３を用いて本発明に係る第７実施例を説明する。図１２は、本発明の第７実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。図１３は、本発明の第７実施例に係る燃料噴射通路１０Ａ１（１０）について、流れＦ１，Ｆ２，Ｆ３の様子を示した図である
第１実施例との違いは、第１実施例では各噴孔１３の入口断面中心が、導入通路１１の中心線１４上に位置するように配置されていたのに対し、本実施例では噴孔１３の入口断面中心が導入通路１１の中心線１４から一定距離離れるように配置される点である。
【０１０５】
例えば、図１２における燃料噴射通路１０Ａ１では、噴孔１３ａ―１は、導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ―１に対し噴孔１３ａ―１の入口断面中心がＹ１軸側に位置するように配置されている。
【０１０６】
この構成によると、導入通路１１ａ―１の壁面５６ａ−１に沿った流れＦ２によって誘起される旋回流Ｆ３の影響がより強くなり、微粒化がより促進される効果がある。
【０１０７】
なお、図３〜図１２では、噴孔傾斜方向１５ａ―１，１５ｂ−１，１５ｃ−１，１５ｄ−１はＸ１軸に平行でＸ１軸の正方向を向いており、噴孔傾斜方向１５ａ―２，１５ｂ−２，１５ｃ−２，１５ｄ−２はＸ１軸に平行でＸ１軸の負方向を向いているように説明したが、もちろん、実施例１で説明した角度の範囲内でそれぞれ別々の方向を向いているように構成してもよい。
【０１０８】
また、図３〜図１２では、各噴孔１３はノズルプレート６の中心Ｏ１を中心とした同一円上に配置されるように説明したが、それぞれの噴孔１３が異なる円上に配置されるように構成してもよい。また、噴孔１３の数は全部で８孔として説明したが、もちろんその他の数でもよい。
【０１０９】
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】
【０１１０】
１…燃料噴射弁、２…ケーシング、２ａ…燃料供給口、３…弁体、４…アンカー、５…ノズル体、６…ノズルプレート、１０…燃料噴射通路、１１…導入通路、１３…噴孔、１４…導入通路の中心線、１５…噴孔の傾斜方向、１６…ヨーク、Ｆ１…噴孔に直接流れ込む燃料の流れ、Ｆ２…導入通路側面５６に沿った流れ、Ｆ３…旋回流、２０…フィルタ、２１…Ｏリング、２２…樹脂カバー、２３…コネクタ、２４…プロテクタ、２５…Ｏリング、２８…燃料導入口、３１、３２…噴霧、３５…ノズルプレート６の中心Ｏ１と噴孔入口断面中心Ｏａとを結んだ線、５１…噴孔入口断面（入口開口面）、５２…噴孔出口断面（出口開口面）、５３…導入通路の側面、５６…導入通路の側面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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