(57)【要約】【課題】本発明の目的は、断面が同じ形状の複数の噴孔を用いて、各噴孔の流量を個別に設定した燃料噴射弁を提供することにある。【解決手段】複数の噴孔７１〜７６と、噴孔７１〜７６の上流側に設けられたシート部７Ｂと、シート部７Ｂと接触することにより閉弁状態となり、シート部７Ｂから離れることによって開弁状態となる弁体と、噴孔７１〜７６の入口側開口とシート部７Ｂとが形成され上流側から下流側に向けて先細りとなる円錐面７Ａとを備えた燃料噴射弁において、複数の噴孔７１〜７６は、噴孔７１〜７６の中心軸と直交する横断面形状が真円とは実質的に異なる形でかつ同じ形状に形成され、複数の噴孔７１〜７６の横断面を噴孔の中心軸周りに回転させ、円錐面７Ａと噴孔７１〜７６の中心軸周りに回転させた回転角度との関係が少なくとも２つの噴孔において異なるように回転角度を設定した。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の噴孔と、前記噴孔の上流側に設けられたシート部と、前記シート部と接触することにより閉弁状態となり、前記シート部から離れることによって開弁状態となる弁体と、前記噴孔の入口側開口と前記シート部とが形成され上流側から下流側に向けて先細りとなる略円錐状の円錐形状部とを備え、自動車の内燃機関に用いられる燃料噴射弁において、
前記複数の噴孔は、噴孔の中心軸と直交する横断面形状が真円とは実質的に異なる形でかつ同じ形状に形成され、
前記複数の噴孔の横断面を噴孔の中心軸周りに回転させ、前記円錐形状部の円錐面と噴孔の中心軸周りに回転させた回転角度との関係が少なくとも２つの噴孔において異なるように回転角度を設定した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、
燃料噴射弁本体の中心線を噴孔の中心軸に直交しかつ前記横断面形状を含む平面に投影した第一の軸線と、噴孔の横断面形状に定義した第二の軸線とが、前記平面上で成す角度βを、少なくとも２つの噴孔について異なる角度に設定したことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料噴射弁において、
前記シート部から燃料噴射弁本体の中心線に下ろした垂線方向を定義するとき、前記垂線方向における、噴孔の開口開始点の前記シート部からの距離が、前記２つの噴孔の間で異なることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料噴射弁において、
開口幅の最大値及び前記開口開始点から開口幅が最大値となる点までの前記垂線方向における距離が、前記２つの噴孔の間で異なることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃料噴射弁において、
前記複数の噴孔は、同一の加工ツールで加工されたものであ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、自動車用内燃機関用の燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関においては、エンジン制御ユニットからの電気信号により駆動する電磁式の燃料噴射弁が広く用いられている。
【０００３】
この種の燃料噴射弁は、吸気配管に取り付けられ燃焼室内部に間接的に燃料を噴射するポート噴射と呼ばれるものと、直接的に燃料を燃焼室内部へ噴射する直接噴射タイプと呼ばれるものとが存在する。
【０００４】
後者の直接噴射タイプにおいては、噴射した燃料が形成する噴霧形状が燃焼性能を決定することになる。そこで、所望の燃焼性能を得るためには、噴霧形状の最適化が必要となる。ここで、噴霧形状の最適化とは、規定流量噴射時の噴霧方向及び噴霧長さと言い換えることができる。
【０００５】
燃料噴射弁として、移動可能に設けられた弁体と、弁体を駆動するための駆動手段と、弁体が離接する弁座と、弁座の下流に設けられた複数のオリフィスとを備え、複数のオリフィスがノズルの中心軸線に対してそれぞれ異なる角度方向に形成された燃料噴射弁が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０１４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
燃料噴射弁から噴出される噴霧は、ほぼ噴孔が加工される軸方向へ噴出されることが知られている。特許文献１に記載された燃料噴射弁のように、噴孔（オリフィス）が複数あるタイプの燃料噴射弁では、噴孔方向の加工精度をあげることが求められる。また、噴霧長さは各噴孔から噴出される流量と相関があるため、各噴孔の流量制御をすることが求められる。また、混合気の状態を最適にすることを目的として、各噴霧の方向及び流量を個別に制御することが求められている。
【０００８】
特許文献１に記載の燃料噴射弁では、複数の噴孔の流量を個別に設定することについては配慮されていない。各噴孔の流量を個別に設定する方法として、複数の噴孔の穴径を変えることが考えられる。すなわち、流量を多く必要とする噴孔では穴径の寸法を大きく設定し、流量を少量しか必要としない噴孔では穴径の寸法を小さく設定することで、各噴孔の流量を個別に設定することが可能である。
【０００９】
しかし、複数の噴孔の穴径を変える場合には各噴孔の穴径にあわせたツールを準備する必要がある。すなわち、流量に応じた穴径を加工するためのツールを複数用意して、噴孔毎に異なるツールを使って加工を行う必要がある。ツールの準備に要する工数は、噴孔の種類の数だけ必要となり、加工する際の段取り時間や加工後の検査時間が噴孔の穴径を全て同じとした場合に比べて長くなる。その結果、燃料噴射弁の製造コストも高くなる。
【００１０】
また、複数の噴孔を加工する際に異なるツールを使用するためには、ツールを交換するか、噴孔を形成する素材を他の加工装置に移す必要がある。このため、ツールと素材との間に相対的な位置ずれが生じる可能性があり、噴孔の加工精度が低下する可能性がある。
【００１１】
本発明の目的は、断面が同じ形状の複数の噴孔を用いて、各噴孔の流量を個別に設定した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】
【００１２】
本発明では、噴孔の中心軸と直交する横断面における噴孔の形状（噴孔の横断面形状）が真円とは実質的に異なる形状に形成されている。複数の噴孔の横断面形状は各噴孔間で同じ形状に形成されている。ここで、同じ形状とは、形だけでなく、大きさも同じであることを意味する。噴孔の入口は上流側の径が下流側よりも大きな略円錐状面に開口するように各噴孔が形成されている。略円錐状面には弁体が接触するシート部が構成されており、シート部の下流に噴孔の入口が形成されている。
【００１３】
複数の噴孔の横断面形状を真円とは実質的に異なる形状とすることにより、複数の噴孔の横断面形状に軸線（方向）Ｏ４を定義することができる。燃料噴射弁本体の中心線Ｏ１を噴孔の中心軸に直交しかつ軸線（方向）Ｏ４を定義した横断面を含む平面Ｓに投影したときの軸線Ｏ５と、噴孔の横断面形状に定義した軸線Ｏ４とが、平面Ｓ上で成す角度（回転角）βを変化させると、噴孔から噴射される燃料の流量を変化させることができる。角度βを複数の噴孔毎に個別に設定することにより、複数の噴孔から噴射される燃料の流量を個別に設定することができる。
【００１４】
角度βを複数の噴孔毎に個別に設定することは、噴孔をその中心軸周りに軸線Ｏ４を回転させ、その回転角度を噴孔毎に個別に設定することで成し得る。このとき、円錐形状部の円錐面と回転角度との関係が複数の噴孔間で異なるように回転角度が設定されている。
【００１５】
ここで、「真円とは実質的に異なる形状」とは、噴孔の横断面形状の軸線（方向）を定義した場合に、その回転角βを変えることにより、噴孔から噴射される燃料の流量を個別に設定できる程度に真円とは異なる形状であることを言う。
【００１６】
また、複数の噴孔を上記のように設けることにより、シート部から燃料噴射弁の中心軸に下ろした垂線方向にシート部からの中心方向距離（径方向距離）を定義するとき、この中心方向距離に対する噴孔の開口幅の変化をみると、開口部始点，開口部振幅，開口部変化率がそれぞれ異なるように噴孔が配置され、開口幅に応じて流入量が変化する。
【００１７】
一般に、流れには次式が成立する。
【００１８】
流量Ｑ＝ｃＡｖ＝ｃＡ((２／ρ)Δｐ)1/2          （数１）
ここで、ｃ：流量係数，Ａ：断面積，ｖ：流速，ｐ：圧力である。
【００１９】
まず、シート部と開口部始点の距離が短くなると弁体とシート部で形成される隙間流れの長さが短くなり、流路抵抗が減少し、圧力損失が軽減されるため、流速が早くなる。そのためシート部と開口部始点の距離が短い場合は、噴孔開口部へ流入する流量は多くなる。
【００２０】
また、シート部から開口部始点の距離が同じで、開口部振幅が大きい（すなわち開口部変化率が大きい）場合は、開口部に流れる流路面積が大きくなるため、開口部へ流入する流量は多くなる。
【００２１】
このように、シート部からの中心方向距離に対する開口部の始点，開口部振幅及び開口部変化率を設計し、各噴孔の流量を個別に設計することが可能となる。この時、複数ある噴孔は同じツールにより加工が可能であり、製造コストを抑え、安価な燃料噴射弁を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、断面が同じ形状の複数の噴孔を用いて、各噴孔の流量を個別に設定した燃料噴射弁を提供することができる。これにより、自動車用内燃機関における燃料消費量や排気性能などを向上させることが可能となり、また製造コストを大幅に低減した燃料噴射弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例に係る燃料噴射弁の全体構成を示す縦断面図。
【図２】オリフィスカップの噴孔が形成された部分の近傍を示す縦断面図。
【図３】オリフィスカップの噴孔出口側を燃料噴射弁本体の中心線方向から見た図。
【図４】図３のＡ−Ａ断面で、噴孔の近傍のみを示す縦断面図。
【図５】噴孔の横断面形状の一実施例を示す図。
【図６】オリフィスカップの噴孔出口側を噴孔７１の中心軸方向から見た図。
【図７】オリフィスカップの噴孔出口側を噴孔７４の中心軸方向から見た図。
【図８】オリフィスカップ７をシート部７Ｂ側から見た図。
【図９】シートラインＬ１からの距離Ｐｓと噴孔開口幅ｂとの関係を示す図。
【図１０】噴孔流量Ｑ，傾きγ，距離Ｐｓの間の関係式  Ｑ∝γ／Ｐｓ  の関係を模したグラフ。
【図１１】噴孔の横断面形状の一例である長円形状の例を示す図。
【図１２】噴孔の横断面形状の一例である三角形状の例を示す図。
【図１３】噴孔の横断面形状の一例であるひょうたん形状の例を示す図。
【図１４】噴孔の横断面形状の一例である星形の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施例に係る燃料噴射弁の全体構成を示す縦断面図である。本実施例の燃料噴射弁は、ガソリン等の燃料をエンジンの気筒（燃焼室）に直接噴射する燃料噴射弁である。
【００２６】
燃料噴射弁本体１は、中空の固定コア２，ハウジングを兼ねるヨーク３，可動子４，ノズルボディ５を有する。可動子４は、可動コア４０と可動弁体４１からなる。固定コア２，ヨーク３，可動コア４０は、磁気回路の構成要素となる。
【００２７】
ヨーク３とノズルボディ５と固定コア２とは、溶接により結合される。この結合態様は、種々のものがあるが、本実施例では、ノズルボディ５の一部内周が、固定コア２の一部外周に嵌合した状態でノズルボディ５と固定コア２とが溶接結合されている。さらに、このノズルボディ５の一部外周をヨーク３が囲むようにしてノズルボディ５とヨーク３とが溶接結合されている。ヨーク３の内側には電磁コイル６が組み込まれる。電磁コイル６は、ヨーク３と樹脂カバー２３とノズルボディ５の一部によって、シール性を保って覆われている。
【００２８】
ノズルボディ５の内部には、可動子４が軸方向に移動可能に組み込まれている。ノズルボディ５の先端には、ノズルボディの一部となるオリフィスカップ７が溶接により固定されている。オリフィスカップ７は、後述する噴孔（オリフィス）７１〜７６と、シート部７Ｂを含む円錐面７Ａを有する。
【００２９】
固定コア２の内部には、可動子４をシート部７Ｂに押し付けるばね８と、このばね８のばね力を調整するアジャスタ９とフィルタ１０とが組み込まれている。
【００３０】
ノズルボディ５内部及びオリフィスカップ７内部には、可動子４の軸方向の移動を案内するガイド部材１２が設けられている。ガイド部材１２はオリフィスカップ７に固定されている。なお、可動子４の軸方向の移動を可動コア４０の近くで案内するガイド部材１１が設けられており、可動子４は上下配置のガイド部材１１と１２とにより、軸方向の移動を案内されている。
【００３１】
本実施例の弁体（バルブロッド）４１は、先端が先細りのニードルタイプのものを示すが、先端に球体を設けたタイプのものであってもよい。
【００３２】
燃料噴射弁内の燃料通路は、固定コア２の内部と、可動コア４０に設けた複数の孔１３と、ガイド部材１１に設けた複数の孔１４と、ノズルボディ５の内部と、ガイド部材１２に設けた複数の側溝１５と、シート部７Ｂを含む円錐面７Ａとで構成される。
【００３３】
樹脂カバー２３には、電磁コイル６に励磁電流（パルス電流）を供給するコネクタ部２３Ａが設けられ、樹脂カバー２３により絶縁されたリード端子１８の一部がコネクタ部２３Ａに位置する。
【００３４】
このリード端子１８を介して、外部駆動回路（図示せず）によりヨーク３に収納された電磁コイル６を励磁すると、固定コア２，ヨーク３及び可動コア４０が磁気回路を形成し、可動子４は固定コア２側にばね８の力に抗して磁気吸引される。この時、弁体４１はシート部７Ｂから離れ開弁状態になり、外部高圧ポンプ（図示せず）で予め昇圧（１ＭＰａ以上）されている燃料噴射弁本体１内の燃料が、噴孔７１〜７６から噴射される。
【００３５】
電磁コイル６の励磁をオフすると、ばね８の力で弁体４１がシート部７Ｂ側に押し付けられ閉弁状態になる。
【００３６】
ここで、ノズルボディの一部となるオリフィスカップ７及び噴孔７１〜７６の構造について、図２を用いて説明する。図２は、燃料噴射弁本体１におけるオリフィスカップ７の噴孔７１〜７６が形成された部分の近傍を示す縦断面図である。なお、図２では、噴孔７１，７４が示されている。
【００３７】
オリフィスカップ７の先端外面に凸状曲面部７Ｃが形成され、凸状曲面部７Ｃの反対側内面にシート部７Ｂを含む円錐面７Ａが形成されている。凸状曲面部は、本実施例では球面状に形成されている。このオリフィスカップ７に、複数の噴孔７１〜７６が設けられる。噴孔の数については、任意の数に設定されるが、本実施例では、６個の噴孔７１，７２，７３，７４，７５，７６を設けている。噴孔７１〜７６の入口７１Ａ〜７６Ａの開口は円錐面７Ａにシート部７ＢのシートラインＬ１より下流となる位置で任意に配置される。
【００３８】
凸状曲面部７Ｃ側には、噴孔７１〜７６の中心線Ｏ２上に一致或いは略一致する中心線を有する円形開口を有する凹部（ザグリ部）８１，８２，８３，８４，８５，８６が設けられている。
【００３９】
この凹部８１〜８６の径は噴孔７１〜７６の最大径よりも大きく、凹部８１〜８６の底面は噴孔中心線Ｏ２及び凹部中心線に対して直角或いは略直角の面よりなる。この凹部８１〜８６の底面に噴孔７１〜７６の出口７１Ｂ〜７６Ｂが開口している。すなわち、出口７１Ｂ〜７６Ｂは、凸状曲面部７Ｃ側に配設されている。
【００４０】
噴孔７１〜７６の入口７１Ａ〜７６Ａと出口７１Ｂ〜７６Ｂと間の距離で表される噴孔長は、噴射される燃料噴霧のペネトレーションの長さを決定する要素になる。凹部８１〜８６の深さを適時変更することにより、オリフィスカップ７の厚みを変えることなく噴孔７１〜７６の長さを最適に設定することができ、噴射燃料の噴霧形状を最適にし、噴孔７１〜７６の加工を容易にすることができる。さらに、オリフィスカップ７の厚みを、噴孔長に応じて変える必要性がないので、オリフィスカップ７の剛性を維持することができる。よって、このような構造のオリフィスカップ７は、燃料噴射圧力の大きい１０ＭＰａ以上の高燃圧タイプの燃料噴射弁に好適である。
【００４１】
噴孔７１〜７６毎に凹部８１〜８６の深さが異なり、噴孔長が異なっている。また、これらの噴孔７１〜７６のうち隣り合う噴孔の傾斜角、すなわち燃料噴射弁本体１の中心線Ｏ１に対する噴孔の傾き角θ（燃料噴射弁本体１の中心線Ｏ１に対する各噴孔の中心線Ｏ２のなす角度）も異なる。噴孔７１〜７６の指向する方向は、エンジンの仕様により種々様々であり、例えば燃料噴射弁のエンジンへの装着状態において、一つは点火プラグ（図示せず）周辺を向き、残りの一部はピストン（図示せず）の冠面側に向き、さらに残りの一部は点火プラグとピストンとの間の中間位置に向くように設定される。
【００４２】
噴孔を成形する場合には、次のような工程で行われる。まずオリフィスカップ７となるべきブランクを固定する。このブランクには、予め凸状曲面部７Ｃが切削或いはプレス加工などで形成されている。このブランクにプレス加工により凹部８１を凸状曲面部７Ｃ側からパンチにより袋穴状に押し出し加工する。その後に噴孔７１形成用のパンチを用いて、凹部８１の底面側から該底面と直角に噴孔となるべき袋穴を押し出し加工する。この凹部８１及び噴孔７１の形成時に補正量を有する傾斜角となるようにプレス加工が行われる。その後にブランクの上記押し出し加工と反対側の面に弁座７Ｂを含む円錐面７Ａを切削加工により形成することで、同時に噴孔７１が開通する。残りの凹部８２〜８６及び噴孔７２〜７６についても同様に加工成形される。
【００４３】
次に、噴孔を設定するパラメータについて、図３〜図７を用いて説明する。
【００４４】
図３はオリフィスカップ７の噴孔７１〜７６の出口７１Ｂ〜７６Ｂ側を燃料噴射弁本体１の中心線Ｏ１方向から見た図である。図３に示すように、燃料噴射弁本体１の中心線Ｏ１に垂直な面上に、オリフィスカップ７の中心を通り相互に直交するＸ軸とＹ軸とを定義する。本実施例では、噴孔７１，７４の中心軸Ｏ２をＸ−Ｙ平面に投影した軸線Ｏ３はＸ軸に重なっているが、分かりやすくするため、図３では軸線Ｏ３をＸから少しずらして描いている。図３において、噴孔７１の中心軸Ｏ３がＹ軸と成す角度をα１、噴孔７２の中心軸Ｏ３がＹ軸と成す角度をα２、噴孔７３の中心軸Ｏ３がＹ軸と成す角度をα３、噴孔７４の中心軸Ｏ３がＹ軸と成す角度をα４、噴孔７５の中心軸Ｏ３がＹ軸と成す角度をα５、噴孔７６の中心軸Ｏ３がＹ軸と成す角度をα６とする。
【００４５】
図４は、図３のＡ−Ａ断面について、噴孔７１，７４の近傍のみを示す縦断面図である。Ａ−Ａ断面は図３のＸ軸と一致している。また、噴孔７１，７４の中心軸Ｏ２はＡ−Ａ断面上に存在している。燃料噴射弁本体１の中心線Ｏ１と噴孔７１の中心軸Ｏ２が成す角度をθ１、中心線Ｏ１と噴孔７４の中心軸Ｏ２が成す角度をθ４とする。噴孔７２，７３，７５，７６についても同様に、中心線Ｏ１との間に成す角度θ２，θ３，θ５，θ６が定義される。
【００４６】
本実施例では、図５に示すように、噴孔７１〜７６の中心軸Ｏ２に垂直な断面形状（横断面形状）を楕円形状としており、噴孔長軸を軸線Ｏ４と定義する。上述の楕円形状のように、噴孔の横断面形状が実質的に真円と異なる形状であれば、噴孔の中心軸Ｏ２と直交する平面上において横断面形状の向きを定義することができる。例えば、上述の楕円形状の場合には、横断面形状に長軸方向と短軸方向とができるため、例えば長軸方向（軸線Ｏ４の方向）によって、中心軸Ｏ２と直交する平面上（図６，図７のＳ７１，Ｓ７４参照）における横断面形状の向きを定義することができる。
【００４７】
図６に、オリフィスカップ７の噴孔７１〜７６の出口７１Ｂ〜７６Ｂ側を噴孔７１の中心軸Ｏ２方向から見た図を示す。また図７に、オリフィスカップ７の噴孔７１〜７６の出口７１Ｂ〜７６Ｂ側を噴孔７５の中心軸Ｏ２方向から見た図を示す。図６では、噴孔７１の中心軸Ｏ２と直交しかつ噴孔７１の横断面を含む平面Ｓ７１を定義し、燃料噴射弁本体１の中心線Ｏ１をこの平面Ｓ７１上に投影した軸線をＯ５とする。平面Ｓ７１上で、噴孔７１の横断面形状の方向を示す軸線Ｏ４と軸線Ｏ５とが成す角度（回転角）をβ１とする。本実施例ではβ１＝０°である。また、図７では、噴孔７４の中心軸Ｏ２と直交かつ噴孔７４の横断面を含む平面Ｓ７４を定義する。燃料噴射弁本体１の中心線Ｏ１をこの平面Ｓ７４上に投影した軸線Ｏ５と噴孔７１の横断面形状の方向を示す軸線Ｏ４とが成す角度（回転角）をβ４とする。本実施例ではβ４＝９０°である。噴孔７１と噴孔７４とでは、β１とβ４とが異なるため、噴射される燃料の流量が異なる値に設定されている。
【００４８】
噴孔７１では角度βが０°に設定されることにより、噴孔７１の軸線Ｏ４を円錐面７Ａに投影すると円錐面７Ａの母線と一致する。また、噴孔７４では角度βが９０°に設定されることにより、噴孔７４の軸線Ｏ４を円錐面７Ａに投影すると、軸線Ｏ４は円錐面７Ａの周方向に沿っている。
【００４９】
噴孔７２，７３，７５，７６についても、Ｓ７１，Ｓ７４と同様に、それぞれの中心軸Ｏ２と直交かつ噴孔７２，７３，７５，７６の横断面をそれぞれ含む平面Ｓ７２，Ｓ７３，Ｓ７５，Ｓ７６（図示せず）と、燃料噴射弁本体１の中心線Ｏ１をこれらの平面上に投影した軸線Ｏ５とを定義することができ、各平面Ｓ７２，Ｓ７３，Ｓ７５，Ｓ７６上で、軸線Ｏ５と噴孔７２，７３，７５，７６の横断面形状の方向を示す軸線Ｏ４とが成す角度（回転角）β２，β３，β５，β６を定義することができる。
【００５０】
噴孔７１〜７６の横断面形状を実質的に真円と異なる形状として、噴孔７１〜７６の中心軸Ｏ２周りに噴孔７１〜７６の横断面（軸線Ｏ４）を回転させると、上述したように、その回転角度に応じて円錐面７Ａと噴孔７１〜７６の開口面との関係が変化する。逆に言えば、円錐面７Ａと噴孔７１〜７６の開口面との関係を変化させるためには、円錐面７Ａと軸線Ｏ４との関係が複数の噴孔７１〜７６間で異なるように噴孔の回転角β１〜β６を設定すればよい。
【００５１】
角度β１，β２，β３，β４，β５，β６のうち少なくとも一つを他のものと異ならせることにより、異ならせた噴孔の流量を他のものと比べて変化させることができる。もちろん全ての噴孔７１〜７６で異ならせても良い。すなわち、回転角β１〜β６を個別に設定することにより、噴孔７１〜７６の流量を個別に設定することができる。
【００５２】
本実施例では、βは、｜β｜≦９０°となる範囲に限定している。これらθ，α，βのパラメータ及び噴孔長さを噴孔毎に設定することで、噴孔の流量を設定することが可能となる。
【００５３】
図８は、オリフィスカップ７をシート部７Ｂ側から見た図である。シート部７Ｂが形成するシートラインＬ１から燃料噴射弁本体１の中心線Ｏ１に下ろした垂線方向におけるシートラインＬ１からの距離をＰｓとし、シートラインＬ１からの距離Ｐｓに応じて変化する噴孔の開口幅（距離方向に垂直な方向の長さ）をｂとする。距離Ｐｓと噴孔開口幅ｂとの関係を図９に示す。
【００５４】
噴孔７１を例にとると、開口部開始点をＰｓ１、開口幅最大部までの距離をＰｓｍａｘとし、開口最大幅をｂ１ｍａｘとする。このとき、始点（Ｐｓ１，０）と開口幅ｂの最大点（Ｐｓｍａｘ，ｂ１ｍａｘ）とを結ぶ線分がＰｓ軸と成す角度をγ１とする。同様に噴孔７４について、始点（Ｐｓ４，０）と開口幅ｂの最大点（Ｐｓｍａｘ，ｂ４ｍａｘ）とを結ぶ線分がＰｓ軸と成す角度をγ４とする。噴孔の回転角βが異なること（β１≠β４）により、噴孔７１，７４では開口部開始点Ｐｓ、傾きγが異なることがわかる。ここで、傾き角γが大きい場合は、噴孔へ流入する開口面積が一気に拡大するため、噴孔へ流入する流量が増加する。すなわち、噴孔流量Ｑはγに比例する。
【００５５】
また、開口部開始点Ｐｓの位置により噴射流量Ｑも変動する。Ｐｓが大きい場合は、シート部から噴孔開口部までの流路が長くなることを意味することから、Ｐｓが長くなるにつれ流体抵抗を発生することになり、その結果流量Ｑは減少する。すなわち、噴孔流量Ｑはγに反比例する。
【００５６】
以上から、噴孔流量Ｑとγ、Ｐｓの間には  Ｑ∝γ／Ｐｓ  が成り立つ。この関係式を模したグラフを図１０に示す。なお、本実施例では、噴孔７１流量＞噴孔７４流量となる。
【００５７】
本実施例においては、噴孔７１〜７６の横断面形状を真円とは実質的に異なる形状とすることにより、複数の噴孔７１〜７６毎に噴孔７１〜７６の横断面形状の軸線の角度（回転角又は向き）β１〜β６を個別に設定している。すなわち、燃料噴射弁本体１の中心線Ｏ１を噴孔７１〜７６の中心軸Ｏ２と直交しかつ噴孔７１〜７６の横断面を含む平面Ｓ７１〜Ｓ７６上に投影した軸線Ｏ５と、噴孔７１〜７６の横断面形状の方向を規定する軸線Ｏ４とが成す角度（回転角）β１〜β６を個別に設定している。これにより、噴孔７１〜７６から噴射される燃料の流量を個別に設定することができる。ここで、「真円とは実質的に異なる形状」とは、複数の噴孔の横断面形状の方向を規定することができ、その回転角βを変えることにより、噴孔から噴射される燃料の流量を個別に設定できる程度に真円とは異なる形状であることを言う。
【００５８】
上記実施例では楕円孔について説明したが、上述したように、横断面形状は真円とは実質的に異なる形状であればよく、例えば、図１１に示す長円形状、図１２に示す三角形状、図１３に示すひょうたん形状、図１４に示す星形など、同一のＲもしくは異なるＲを外縁形状に少なくとも２つ以上有している形状についても有効である。
【００５９】
これら実施例の噴孔形状はいずれも、プレス加工により製造可能な形状であり製造コストにおいては真円の噴孔と同程度である。しかしながら、噴孔の回転角度βをコントロールすることで流量を容易に最適化できることから、複数の噴孔形状を加工するのに較べ格段に製造コストを抑えることが可能となる。
【００６０】
製造方法はプレス加工に限らず、他の実施例として放電加工，エッジング加工，レーザ加工などによっても同じツールを用いて加工することが可能となる。この場合も、ツールを複数形状準備する必要がないため製造コストを抑制することは可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
１  燃料噴射弁本体
５  ノズルボディ
７  オリフィスカップ
７Ａ  円錐面
７Ｂ  シート部
７Ｃ  凸状曲面部
７１〜７６  噴孔（オリフィス）
８１〜８６  凹部
【図１】
2011001864.tif 000003
【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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