(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、燃料流れにおける噴射孔内壁面への押付け力を大きくすることにより、燃料噴霧の微粒化性能を向上させた燃料噴射弁を提供することにある。【解決手段】  中心軸線１ａに沿う方向に駆動される弁体１７と、弁体１７が離接する弁座１５ｂと、弁座１５ｂの下流側に配置され中心軸線１ａを横切る方向に燃料を流す燃料室５３と、燃料室５３の底面に開口する複数の噴射孔５６と、を備えた燃料噴射弁において、燃料室５３の底面に燃料流れの上流側に対して下流側が高くなる段差面６０を形成し、段差面６０に噴射孔５６の入口側開口面が開口するようにした。【選択図】  図２Ａ
2015055169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸線に沿う方向に駆動される弁体と、前記弁体が離接する弁座と、前記弁座の下流側に配置され中心軸線を横切る方向に燃料を流す燃料室と、前記燃料室の底面に開口する複数の噴射孔と、を備えた燃料噴射弁において、
前記燃料室の底面に燃料流れの上流側に対して下流側が高くなる段差面を形成し、前記段差面に前記噴射孔の入口側開口面が開口す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、
前記燃料室の径方向中央部に開口して前記燃料室に燃料を供給する燃料供給口を備え、
前記噴射孔の入口側開口面は、前記燃料供給口の開口縁に対して径方向外周側に開口する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、
前記弁座を構成する円錐面と中心軸線に沿う方向に先端側に向けて貫通する円筒面とが形成された弁座部材と、前記燃料供給口が形成された中間プレートと、前記噴射孔と前記燃料室を構成する膨出部とが形成された噴射孔プレートと、を備え、
前記燃料供給口は前記燃料室に開口する開口面が円形に形成され、前記弁座部材の前記円筒面の半径は前記燃料供給口の半径よりも大きく形成され、
前記中間プレートと前記噴射孔プレートとを、前記中間プレートが前記噴射孔プレートに対して前記弁座部材側に位置するように積層して、前記弁座部材の先端側端面に接合した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、
前記噴射孔プレートは、前記段差面に対して内周側の部分から、この内周側の部分に沿って外周側に仮想して延長した延長線が前記噴射孔の内壁面と交差するように構成された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、燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００４−３５１９号公報（特許文献１）に記載された流体噴射ノズル（燃料噴射弁）が知られている。特許文献１に記載された流体噴射ノズルでは、弁ボディの燃料噴射側端部に凹部が形成され、噴射プレートに沿って平行で平坦な円板状の燃料室が凹部と噴射プレートとの間に形成されている。噴射プレートには同一円周上に４個の噴孔が形成され、燃料室は噴孔の燃料上流側直上に噴孔周囲の所定範囲に広がって形成されている。噴孔は燃料噴射方向に向け噴孔プレートの中心軸から離れるように同一径で形成されている。各噴孔の燃料入口は凹部の底面に覆われており、噴孔プレートと凹部の底面とによって形成される外側燃料室に開口している（要約参照）。
【０００３】
この流体噴射ノズルでは、弁座面に沿って噴孔プレートに向けて流れる燃料は、噴孔プレートに衝突した後、燃料室を径方向外側に向かう流れを作る。この流れは凹部（燃料室）の内周壁と衝突して流れ方向を変え、燃料室の中心（径方向内側）に向かう流れを作る。そして、径方向外側に向かう流れと凹部内周壁に衝突して燃料室の中心に向かう流れとが、各噴孔の燃料入口直上で均等に衝突して各噴孔に流入するため、各噴孔から噴射される液柱に乱れが生じ、微粒化を促進することができる（段落００２４参照）。
【０００４】
特許文献１では、噴孔の燃料入口（入口側開口面）は、噴孔プレートの平坦な面に形成されており、燃料室を径方向外側に向かう流れに対して平行に開口している（図１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、径方向外側に向かう流れ（外向きの横流れ）と径方向内側に向かう流れ（内向きの横流れ）とを各噴孔（噴射孔）の燃料入口直上で衝突させて各噴孔に流入させ、微粒化を促進している。このため、燃料流れを噴射孔の内壁面へ押し付ける押付け力を大きくすることについての配慮がない。横流れによる燃料流れを噴射孔の内壁面へ押し付けるようにして噴射孔に流入させることにより、燃料流れは噴射孔の内壁面に案内されて渦を生じる。このとき、燃料流れにおける噴射孔内壁面への押付け力を大きくすることにより渦の速度が増加し、噴射孔から噴射される燃料噴霧の微粒化性能が向上する。
【０００７】
本発明の目的は、燃料流れにおける噴射孔内壁面への押付け力を大きくすることにより、燃料噴霧の微粒化性能を向上させ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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射弁は、中心軸線に沿う方向に駆動される弁体と、前記弁体が離接する弁座と、前記弁座の下流側に配置され中心軸線を横切る方向に燃料を流す燃料室と、前記燃料室の底面に開口する複数の噴射孔と、を備えた燃料噴射弁において、前記燃料室の底面に燃料流れの上流側に対して下流側が高くなる段差面を形成し、前記段差面に前記噴射孔の入口側開口面が開口するようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料流れにおける噴射孔内壁面への押付け力を大きくすることにより、燃料噴霧の微粒化性能を向上させ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】
【００１０】
【図１】燃料噴射弁１の弁軸心（中心軸線）１ａに沿う断面（縦断面）を示す断面図である。
【図２Ａ】弁部７及び噴射部２１を拡大して示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す噴射部２１を矢印IIB方向から見た外観図（平面図）である。
【図３】噴射孔プレート２１ｂの基端側端面（上面）を示す平面図（図２ＡのIII−III矢視図）であり、図２Ｂに示す面の裏面側を示している。
【図４】一つの噴射孔５６の近傍を拡大して示す断面図である。
【図５】段差面の変形例を示す噴射孔プレート２１ｂの断面図である。
【図６】図２Ａにおける噴射孔５６−５の部分を拡大して示した断面図である。
【図７Ａ】図６のＡ−Ａ矢視面における燃料流れを示す模式図である。
【図７Ｂ】図６のＢ−Ｂ矢視断面における燃料流れを示す模式図である。
【図７Ｃ】図６のＣ−Ｃ矢視断面における燃料流れを示す模式図である。
【図７Ｄ】図６のＤ−Ｄ矢視面における燃料流れを示す模式図である。
【図８】噴射部２１を先端側から見た図であり、各噴射孔５６から噴射される燃料噴霧とともに描いた平面図である。
【図９】燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施例について、図１乃至図９を用いて説明する。
【００１２】
図１を参照して、燃料噴射弁１の全体構成について説明する。図１は、燃料噴射弁１の弁軸心（中心軸線）１ａに沿う断面（縦断面）を示す断面図である。中心軸線１ａは、後述する弁体１７が一体に設けられた可動子２７の軸心に一致し、後述する筒状体５の中心軸線に一致している。
【００１３】
燃料噴射弁１には、金属材製の筒状体５によって、その内側に燃料流路３がほぼ中心軸線１ａに沿うように構成されている。筒状体５は、磁性を有するステンレス等の金属素材を用い、深絞り加工等のプレス加工により中心軸線１ａに沿う方向に段付きの形状に形成されている。これにより、筒状体５は、一端側５ａの径が他端側５ｂの径に対して大きくなっている。図１においては、一端側に形成された大径部５ａが、他端側に形成された小径部５ｂの上側になるように描いてある。
【００１４】
図１において、上端部（上端側）を基端部（基端側）と呼び、下端部（下端側）を先端部（先端側）と呼ぶことにする。或いは、上端部（上端側）又は下端部（下端側）と呼ぶ場合もあるが、これは図１を基準とするもので、燃料噴射弁１の内燃機関への搭載時における上下方向とは関係がない。
【００１５】
筒状体５の基端部には燃料供給口２が設けられ、この燃料供給口２に、燃料に混入した異物を取り除くための燃料フィルタ１３が取り付けられている。燃料フィルタ１３は、筒状の芯金１３ａと、樹脂材料製のフレーム１３ｂと、メッシュ状のフィルタ本体１３ｃとで構成されている。フレーム１３ｂの樹脂材料は、例えば、ナイロン、フッ素樹脂等であり、芯金１３ａと一体に成形されている。フィルタ本体１３ｃはフレーム１３ｂに取り付けられ、芯金１３ａが筒状体５の大径部５ａの内側に圧入されることにより、筒状体５の基端部に固定されている。
【００１６】
筒状体５の基端部は径方向外側に向けて拡径するように曲げられた曲がり部（拡径部）５ｄが形成され、曲がり部５ｄとカバー４７の基端側端部４７ａとで形成される環状凹部（環状溝部）４にＯリング１１が配設されている。
【００１７】
筒状体５の先端部には、弁体１７と弁座部材１５とからなる弁部７が構成されている。弁座部材１５は、弁体１７を収容する段付きの弁体収容孔１５ａを有し、弁体収容孔１５ａの途中に形成された円錐面上に弁座１５ｂが構成され、この弁座１５ｂの上流側（基端側）に弁体１７を中心軸線１ａに沿う方向に案内するガイド面１５ｃが形成されている。なお、ガイド面１５ｃの上流側には、上流側に向かって拡径する拡径部１５ｄが形成されている。拡径部１５ｄは弁体１７の組付けを容易にすると共に、燃料通路断面を拡大するのに役立っている。
【００１８】
弁座部材１５は、筒状体５の先端側内側に挿入され、レーザ溶接により筒状体５に固定されている。レーザ溶接１９は、筒状体５の外周側から全周に亘って実施されている。弁体収容孔１５ａは弁座部材１５を中心軸線１ａに沿う方向に貫通しており、中間プレート２１ａ（図２Ａ参照）と噴射孔プレート２１ｂ（図２Ａ参照）とが積層されて構成された噴射部２１が、弁体収容孔１５ａによる先端側の開口を塞ぐように、弁座部材１５の先端側端面に取り付けられている。噴射部２１は、中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとを積層した状態で、弁座部材１５に対してレーザ溶接することにより、固定されている。レーザ溶接部２３は、噴射孔２２が形成された噴射孔形成領域を取り囲むようにして、この噴射孔形成領域の周囲を一周している。弁座部材１５は、筒状体５の先端側内側に圧入した上で、レーザ溶接により筒状体５に固定してもよい。
【００１９】
本実施例では、弁体１７は、球状を成すボール弁を用いている。このため、弁体１７におけるガイド面１５ｃと当接する部位には、周方向に間隔を置いて複数の切欠き面１７ａが設けられ、この切欠き面１７ａによって燃料流路が構成されている。ボール弁以外で弁体１７を構成することも可能である。例えば、特許文献１に記載されているような、燃料噴射側端面が平面状に形成されたノズルニードルを用いてもよい。
【００２０】
筒状体５の中間部には弁体１７を駆動するための駆動部９が配置されている。駆動部９は電磁アクチュエータで構成されている。具体的には、駆動部９は、筒状体５の内部（内周側）に固定された固定鉄心２５と、筒状体５の内部において固定鉄心２５に対して先端側に配置され、中心軸線１ａに沿う方向に移動可能な可動子（可動部材）２７と、固定鉄心２５と可動鉄心２７とが微小ギャップδを介して対向する位置で筒状体５の外周側に外挿された電磁コイル２９と、電磁コイル２９の外周側で電磁コイル２９を覆うヨーク３３とによって構成されている。可動子２７に構成された可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とヨーク３３とは、電磁コイル２９に通電することにより生じた磁束が流れる閉磁路を構成する。磁束は微小ギャップδを通過するが、微小ギャップδの部分で筒状体５を流れる漏れ磁束を低減するため、筒状体５の微小ギャップδに対応する位置に、磁気絞り５ｃが設けられている。この磁気絞りは、筒状体５に対する非磁性化処理、或いは筒状体５の外周面に形成した環状凹部によって構成することができる。
【００２１】
電磁コイル２９は、樹脂材料で筒状に形成されたボビン３１に巻回され、筒状体５の外周側に外挿されている。電磁コイル２９はコネクタ４１に設けられたコネクタピン４３に配線部材４５を介して電気的に接続されている。コネクタ４１には図示しない駆動回路が接続され、コネクタピン４３及び配線部材４５を介して、電磁コイル２９に駆動電流が通電される。
【００２２】
固定鉄心２５は、磁性金属材料からなる。によって作られており、固定鉄心２５は筒状に形成され、中心部を中心軸線１ａに沿う方向に貫通する貫通孔２５ａを有する。固定鉄心２５は、筒状体５の小径部５ｂの基端側に圧入固定され、筒状体５の中間部に位置している。小径部５ｂの基端側に大径部５ａが設けられていることにより、固定鉄心２５の組付けが容易になる。固定鉄心２５は溶接により筒状体５に固定してもよいし、溶接と圧入を併用して筒状体５に固定してもよい。
【００２３】
可動子２７は、基端側に大径部２７ａが形成されており、この大径部２７ａが固定鉄心２５と対向する可動鉄心２７ａを構成する。可動鉄心２７ａの先端側には小径部２７ｂが形成されており、この小径部２７ｂの先端に弁体１７が溶接により固定されている。この小径部２７ｂは可動鉄心２７ａと弁体１７とを接続する接続部２７ｂを構成する。本実施例では、可動鉄心２７ａと接続部２７ｂとを一体（同一材料からなる一部材）に形成しているが、二つの部材を接合して構成してもよい。本実施例では、弁体１７を可動子２７と別の構成要素としているが、弁体１７を可動子２７の一部に含めてもよい。また、可動鉄心２７ａの外周面が筒状体５の内周面に接触することにより、可動子２７は中心軸線１ａに沿う方向（開閉弁方向）における移動を案内される。可動鉄心２７ａの外周面と筒状体５の内周面との摺動抵抗を低減するように符号２７ｇで示す位置（可動鉄心２７ａの外周面）に周方向に沿って環状の突部を形成してもよい。
【００２４】
可動鉄心２７ａには、固定鉄心２５と対向する端面に開口する凹部２７ｃが形成されている。凹部２７ｃの底面にはスプリング（コイルばね）３９のばね座となる環状面２７ｅが形成されている。環状面２７ｅの内周側には中心軸線１ａに沿って小径部（接続部）２７ｂの先端側端部まで貫通する貫通孔２７ｆが形成されている。また、小径部２７ｂには側面に開口部２７ｄが形成されている。小径部２７ｂの外周面と筒状体５の内周面との間には背圧室３７が形成されている。貫通孔２７ｆが凹部２７ｃの底面に開口し、開口部２７ｄが小径部２７ｂの外周面に開口することにより、可動子２７の内部に、可動子２７の基端部側と可動子２７の側面部に形成された背圧室３７とを連通する燃料流路３が構成される。
【００２５】
固定鉄心２５の貫通孔２５ａと可動鉄心２７ａの凹部２７ｃとに跨って、コイルばね３９が圧縮状態で配設されている。コイルばね３９は、可動子２７を、弁体１７が弁座１５ｂに当接する方向（閉弁方向）に付勢する付勢部材として機能している。固定鉄心２５の貫通孔２５ａの内側にはアジャスタ３５が配設されており、コイルばね３９の基端側端部はアジャスタ３５の先端側端面に当接している。中心軸線１ａに沿う方向におけるアジャスタ３５の貫通孔２５ａ内での位置を調整することにより、コイルばね３９による可動子２７（すなわち弁体１７）の付勢力が調整される。
【００２６】
アジャスタ３５は、中心部を中心軸線１ａに沿う方向に貫通する燃料流路３を有する。燃料は、アジャスタ３５の燃料流路３を流れた後、固定鉄心２５の貫通孔２５ａの先端側部分の燃料流路３に流れ、可動子２７内に構成された燃料流路３に流れる。
【００２７】
ヨーク３３は、磁性を有する金属材料でできており、燃料噴射弁１のハウジングを兼ねている。ヨーク３３は大径部３３ａと小径部３３ｂとを有する段付きの筒状に形成されている。大径部３３ａは電磁コイル２９の外周を覆って円筒形状を成しており、大径部３３ａの先端側に大径部３３ａよりも小径の小径部３３ｂが形成されている。小径部３３ｂは筒状体５の小径部５ｂの外周に圧入されている。これにより、小径部３３ｂの内周面は筒状体５の外周面に密着するようにして接触している。このとき、小径部３３ｂの内周面の少なくとも一部は、可動鉄心２７ａの外周面と筒状体５を介して対向しており、この対向部分における閉磁路の磁気抵抗を小さくしている。
【００２８】
ヨーク３３の先端側端部の外周面には周方向に沿って環状凹部３３ｃが形成されている。環状凹部３３ｃの底面に形成された薄肉部において、ヨーク３３と筒状体５とがレーザ溶接２４により全周に亘って接合されている。ヨーク３３は、その先端側端部が弁座部材１５の基端側端部に対して先端側に位置している。このため、ヨーク３３と弁座部材１５とが中心軸線１ａに沿う方向において重複する範囲に設けられており、筒状部５の先端部を補強している。なお、弁座部材１５のレーザ溶接部１９はヨーク３３の先端側端部よりもさらに先端側に位置しており、弁座部材１５とヨーク３３との組み付け順序に制約が生じないようにしている。
【００２９】
筒状体５の先端部にはフランジ部４９ａを有する円筒状のプロテクタ４９が外挿され、筒状体５の先端部がプロテクタ４９によって保護されている。プロテクタ４９はヨーク３３のレーザ溶接部２４の上を覆っている。
【００３０】
プロテクタ４９のフランジ部４９ａと、ヨーク３３の小径部３３ｂと、ヨーク３３の大径部３３ａと小径部３３ｂとの段差面とによって環状溝３４が形成され、環状溝３４にＯリング４６が外挿されている。Ｏリング４６は、燃料噴射弁１が内燃機関に取り付けられる際に、内燃機関側に形成された挿入口１０５ａ（図７参照）の内周面とヨーク３３における小径部３３ｂの外周面との間で液密及び気密を確保するシールとして機能する。
【００３１】
燃料噴射弁１の中間部から基端側端部の近傍までを、樹脂カバー４７がモールドされて被覆している。樹脂カバー４７の先端側端部はヨーク３３の大径部３３ａの基端側の一部を被覆している。また、樹脂カバー４７は配線部材４５を被覆し、樹脂カバー４７によりコネクタ４１が一体的に形成されている。
【００３２】
次に、燃料噴射弁１の動作について説明する。
【００３３】
電磁コイル２９に通電されていない（すなわち駆動電流が流れていない）場合、可動子２７はコイルばね３９により閉弁方向に付勢され、弁体１７が弁座１５ｂに当接（着座）した状態にある。この場合、固定鉄心２５の先端側端面と可動鉄心２７ａの基端側端面との間には、ギャップδが存在する。なお、本実施例では、このギャップδは可動子２７（すなわち弁体１７）のストロークに等しい。
【００３４】
電磁コイル２９に通電されて駆動電流が流れると、可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とヨーク３３とによって構成される閉磁路に磁束が発生する。この磁束により、ギャップδを挟んで対向する固定鉄心２５と可動鉄心２７ａとの間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が、コイルばね３９による付勢力や、可動子２７に対して閉弁方向に作用する燃料圧力などの合力に打ち勝つと、可動子が開弁方向に移動し始める。弁体１７が弁座１５ｂから離れると弁体１７と弁座１５ｂとの間に隙間（燃料流路）が形成され、燃料の噴射が始まる。本実施例では、可動子２７が開弁方向にギャップδに等しい距離δだけ移動して、可動鉄心２７ａが固定鉄心２５に当接すると、可動鉄心２７ａは開弁方向への移動を止められ、開弁して静止した状態に至る。
【００３５】
電磁コイル２９に通電を打ち切ると、磁気吸引力が減少し、やがて消失する。この段階で、磁気吸引力がコイルばね３９の付勢力よりも小さくなると、可動子２７が閉弁方向へ移動を開始する。弁体１７が弁座１５ｂに当接すると、弁体１７は弁部７を閉弁して静止した状態に至る。
【００３６】
なお、可動鉄心２７ａと固定鉄心２５との間に作用するスクイズ力を低減するために、可動鉄心２７ａの固定鉄心２５と対向する端面に突起を設ける場合がある。このような場合は、弁体１７の移動距離（ストローク）はギャップδから突起高さを差し引いた大きさになる。また、可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とが接触する前に、可動子２７の開弁方向への移動を制限するストッパを設ける場合もある。
【００３７】
次に、図２Ａ、図２Ｂ、図３乃至図５を参照して、弁部７及び噴射部２１の構造について、詳細に説明する。図２Ａは、弁部７及び噴射部２１を拡大して示す断面図である。図２Ｂは、図２Ａに示す噴射部２１を矢印IIB方向から見た外観図（平面図）である。図３は、噴射孔プレート２１ｂの基端側端面（上面）を示す平面図（図２ＡのIII−III矢視図）であり、図２Ｂに示す面の裏面側を示している。図４は、一つの噴射孔５６の近傍を拡大して示す断面図である。図５は、段差面の変形例を示す噴射孔プレート２１ｂの断面図である。
【００３８】
噴射部２１は、中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとが中心軸線１ａ方向に積層された２重プレート構造となっている。噴射孔プレート２１ｂは中間プレート２１ａに対して先端側に配置されている。中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとはステンレス等の金属板によって形成されている。また、中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとはほぼ等しい半径を有する円形をしており、それぞれの外周が筒状体５の内周面に当接し、中間プレート２１ａ及び噴射孔プレート２１ｂの外周と筒状体５の内周面との間に隙間が形成されないようにしている。
【００３９】
弁部７を構成する弁座部材１５の先端側端面には、弁座１５ｂが形成された円錐面の下流側端部（先端側端部）には、中心軸線１ａを中心軸とする半径Ｒａの円筒面（内周面）１５ｅによって形成された貫通孔が接続されている。円筒面１５ｅにより、弁座部材１５の先端側端面に開口面１５ｆが形成される。また、円筒面１５ｅは中間プレート２１ａの上流側に燃料室５１を形成している。
【００４０】
噴射孔プレート２１ｂの中央部には、中心軸線１ａ上に中心をもつ半径Ｒｃの範囲に膨出部５２が形成されている。膨出部５２は中間プレート２１ａの下面（先端側に位置する端面）と噴射孔プレート２１ｂの上面（基端側に位置する端面）との間に燃料室５３を形成している。図２Ａに示すように、膨出部５２は中間プレート２１ａとは反対側に突出する球状面として形成されている。膨出部５２が形成された範囲の半径Ｒｃは、円筒面１５ｅの半径Ｒｄに等しいか、半径Ｒｄよりも大きい。
【００４１】
噴射孔プレート２１ｂは膨出部５２の外周側に形成された平坦部（平面部）５２ａが中間プレート２１ａに接触しており、この平坦部５２ａで中間プレート２１ａとともに弁座部材１５に溶接接合されている。すなわち、中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとは、中間プレート２１ａが噴射孔プレート２１ｂに対して弁座部材１５側に位置するように積層して、弁座部材１５の先端側端面に接合されている。
【００４２】
中間プレート２１ａの中央部には、中間プレート２１ａの上流側の燃料室５１と下流側の燃料室５３とを連通する連通孔５４が形成されている。連通孔５４は燃料室５１から燃料室５３に燃料を供給する燃料供給口（燃料導入口）５４を構成する。燃料供給口５４は中心軸線１ａ上に中心をもつ半径がＲａで直径がφの円形に形成されている。図２Ａに示すように、燃料供給口５４の半径Ｒａは膨出部５２の半径Ｒｃよりも小さい。複数の噴射孔５６の入口側開口面の半径位置Ｒｏは半径Ｒｄ及びＲｃよりも小さく、半径Ｒａよりも大きい。中間プレート２１ａの下面（先端側に位置する端面）は、複数の噴射孔５６の入口側開口面の上方で、入口側開口面の全体を覆っている。また、円筒面１５ｅの半径Ｒｄは燃料供給口５４の半径Ｒａよりも大きい。
【００４３】
燃料供給口５４の開口縁から下流側の燃料流路は、断面積が漸減するように形成されている。すなわち、燃料室５３は径方向外周側に向かって周方向に沿う断面積が漸減している。
【００４４】
複数の噴射孔５６の入口側開口面は、燃料室５３の底面に開口する。燃料室５３の底面は噴射孔プレート２１ｂの端面で構成されており、膨出部５２の内壁面によって構成される。噴射孔５６の入口側開口面が形成された底面（膨出部５２の内壁面）は、径方向に湾曲した曲面で構成されている。この曲面は、例えば、球面にしてもよい。この球面は椀状（凹状）に窪んだ内壁面を成す。
【００４５】
図２Ｂに示すように、噴射部２１の先端面（噴射孔プレート２１ｂの先端側端面）には、噴射孔５６−１〜５６−６の出口側開口面５６−１ｂ〜５６−６ｂが６個形成されている。図２Ｂでは、燃料供給口５４及び噴射孔５６−１〜５６−６の入口側開口面を破線で示している。なお、図２Ｂに示す中心Ｏａは、中心軸線１ａが噴射孔プレート２１ｂと交差する交点であり、噴射部２１の先端面における中心を表している。
【００４６】
図３に示すように、噴射孔５６−１〜５６−６の入口側開口面５６−１ａ〜５６−６ａが中心軸線１ａ上に中心Ｏｂをもつ半径Ｒｏの円周上に配置されている。図３には、噴射孔５６−１〜５６−６の出口側開口面５６−１ｂ〜５６−６ｂを破線で示している。
【００４７】
図３の符号６０ａ及び６０ｂで示す円周は、段差面６０を表す。段差面６０は、中心軸線１ａ上に中心をもつ円環状に形成されている。符号６０ａは段差面６０の外周側の縁であり、符号６０ｂは段差面６０の内周側の縁である。図４に示すように、円周６０ａよりも外周側の部分２１ｂｏと円周６０ｂよりも内周側の部分２１ｂｉとは、外周側の部分２１ｂｏを内周側に延長した延長線と内周側の部分２１ｂｉを外周側に延長した延長線とが重ならないように、段差高さｈａを形成する段差面６０を介して接続された形である。噴射孔プレート２１ｂの外周側の部分２１ｂｏには、平面からなる固定部（接合部）２１ｂｆが構成されている。段差面６０は噴射孔プレート２１ｂの固定部２１ｂｆと内周側の部分２１ｂｉとの間に設けられている。
【００４８】
噴射孔５６の入口側開口面が形成された膨出部５２の内壁面（上面）は、径方向に湾曲した曲面で構成されている。図３のＦｆで示す燃料流れは、噴射孔５６の入口開口面上においては椀状の内壁面によって案内されなくなる。このため、噴射孔５６の内周面（内壁面）のうち、外周側に位置する半円部分（図７ＡのＲＡで示す範囲）に衝突し、噴射孔５６への流入を促される。さらに段差面６０が噴射孔５６の入口側開口面を燃料流れに向かって立ちはだかるように起き上がらせているため、燃料流れは図４の矢印Ｆｆａに示すように、噴射孔５６への流入をさらに促される。本実施例では、燃料室５３に流入した燃料は、径方向を外周側に向かって流れる。このため、図２Ａ及び図４に示すように、噴射孔５６の入口側開口面の周縁は、外周側に位置する部分が内周側に位置する部分よりも高くなる（中間プレート２１ａ側に位置する）ように、段差面６０が形成されている。
【００４９】
噴射孔プレート２１ｂは、段差面６０に対して内周側の部分２１ｂｉから、この内周側の部分２１ｂｉに沿って外周側に仮想して延長した延長線が噴射孔５６の内壁面と交差するように構成される。
【００５０】
本実施例では、内周側の部分２１ｂｉは球状面で構成しているが、段差面６０を設けているので、内周側の部分２１ｂｉを中心軸線１ａと直交する平面で構成しても、燃料流れの噴射孔５６内への流入を促進し、燃料流れにおける噴射孔内壁面への押付け力を大きくすることができる。また、噴射孔プレート２１ｂの外周側の部分２１ｂｏを球状面ではなく、傾斜面（円錐面）で構成してもよい。
【００５１】
本実施例では、噴射孔５６の入口側開口面の全体が段差面６０の内側に形成されている。燃料流れにおける噴射孔内壁面への押付け力を大きくするためには、噴射孔５６の入口側開口面の周縁は、外周側に位置する部分が内周側に位置する部分よりも高くなっていればよい（中間プレート２１ａ側に位置すればよい）。従って、段差面６０は入口側開口面の全体に形成されている必要はなく、例えば図５に示すように、段差面６０が入口側開口面上の一部に形成されていてもよい。
【００５２】
図５では、半径Ｒｈの噴射孔５６の入口側開口面の中心を横切るように、段差面６０を設けている。従って、噴射孔５６の最外周側に位置する部位と段差面６０との間の距離はＲhであり、噴射孔５６の最内周側に位置する部位と段差面６０との間の距離はＲhであり、共に等しい。段差面６０は、噴射孔５６の入口側開口面の中心を横切るように設けられる必要はない。また、段差面６０を中心軸線１ａに対して傾斜させてもよい。ただし、図５上において、段差面６０を左側或いは右側に大きくずらすと、燃料流れに対向して燃料流れが押し付けられる噴射孔の内壁面の周方向範囲が狭くなる。燃料流れが図６及び図７Ａ〜７Ｄで説明する渦を生じるためには、図５のように、噴射孔５６の入口側開口面の中心の近傍を横切るように段差面６０を設け、燃料流れが押し付けられる噴射孔５６の内壁面の周方向範囲を広く確保するのがよい。
【００５３】
その他、噴射孔５６の入口側開口面の全体を形成する段差面６０と、噴射孔プレート２１ｂの内周側の部分２１ｂｉとを、共に球状面で構成し、両球状面の曲率を変えてもよい。この場合、段差面６０の曲率を内周側の部分２１ｂｉの曲率よりも大きくすることにより、噴射孔５６の入口側開口面を燃料流れに対して対向させることができる。
【００５４】
上述したいずれの場合も、燃料流れを噴射孔５６の内壁面に押し付ける必要がある。噴射孔５６の入口側開口面を燃料流れに向かって立ちはだかるように起き上がらせすぎると、燃料流れが噴射孔５６の内壁面に押し付けられることなく、噴射孔５６の出口側開口面に向かって流れてしまう。従って、噴射孔プレート２１ｂの内周側の部分２１ｂｉを流れる燃料の流れ方向から見て、噴射孔５６の内壁面が見えるようにする必要があり、更には出口側開口面が見えないように、噴射孔５６の入口側開口面を燃料流れに向かって立ちはだかるように起き上がらせることが望ましい。
【００５５】
本実施例では、噴射孔５６−１〜５６−３は、図３上において、左側に向けて燃料を噴射する。また、噴射孔５６−４〜５６−６は、図３上において、右側に燃料を噴射する。噴射孔５６の個数については、本実施例の個数（６個）に限定される必要はなく、例えば、４，８，１２個、或いはその他の個数にしてもよい。
【００５６】
本実施例では、噴射孔５６−２及び５６−５は、中心線ＣＬａに対して垂直方向（中心線ＣＬａに対して平行な方向）に燃料を噴射するように（図２Ｂ参照）、入口側開口面５６−２ａ及び５６−５ａに対して出口側開口面５６−２ｂ及び５６−５ｂが径方向外側（径方向外周側）にずれた位置に配置されている。噴射孔５６−１及び５６−４は、中心線ＣＬｃに対して中心線ＣＬｂ側に傾いた方向に燃料を噴射するように（図２Ｂ参照）、入口側開口面５６−１ａ及び５６−４ａに対して出口側開口面５６−１ｂ及び５６−４ｂが径方向外側（径方向外周側）にずれた位置で、かつ中心線ＣＬａから離れる方向にずれた位置に配置されている。噴射孔５６−３及び５６−６は、中心線ＣＬｄに対して中心線ＣＬｂ側に傾いた方向に燃料を噴射するように（図２Ｂ参照）、入口側開口面５６−１ａ及び５６−４ａに対して出口側開口面５６−１ｂ及び５６−４ｂが径方向外側（径方向外周側）にずれた位置で、かつ中心線ＣＬａから離れる方向にずれた位置に配置されている。
【００５７】
これにより、噴射孔５６−２及び５６−５の中心軸線は、中心線ＣＬｂ上に重なる。また、噴射孔５６−１，５６−３，５６−４，５６−６の中心軸線ＣＬ５６−１，ＣＬ５６−３，ＣＬ５６−４，ＣＬ５６−６は、図３に示すような傾きを有する。噴射孔５６−１，５６−３，５６−４，５６−６は、その中心軸線ＣＬ５６−１，ＣＬ５６−３，ＣＬ５６−４，ＣＬ５６−６を、中心線ＣＬｂに平行になるように傾斜させてもよい。
【００５８】
中心線ＣＬａよりも左側に配置された噴射孔５６−１〜５６−３から噴射される各燃料噴霧の噴射方向Ｄｓ１〜Ｄｓ３は、中心軸線１ａに直交する平面（例えば図２Ｂ上）に投影した場合、それぞれが概ね左方向を指向する。一方、中心線ＣＬａよりも右側に配置された噴射孔５６−４〜５６−６から噴射される各燃料噴霧の噴射方向Ｄｓ４〜Ｄｓ６は、中心軸線１ａに直交する平面（例えば図２Ｂ上）に投影した場合、それぞれが概ね右方向を指向する。噴射孔５６−１〜５６−３から噴射される各燃料噴霧と噴射孔５６−４〜５６−６から噴射される各燃料噴霧とは、中心線ＣＬａを境として反対方向に噴射される。噴射孔５６−１〜５６−３から噴射される各燃料噴霧がまとまって一方向に噴射される燃料噴霧を形成し、噴射孔５６−４〜５６−６から噴射される各燃料噴霧がまとまって他方向に噴射される燃料噴霧を形成し、二方向に噴射される燃料噴霧（二方向噴霧）を形成する。
【００５９】
図３において、中心線ＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃ及びＣＬｄは、中心Ｏｂを通る。このとき、中心線ＣＬｂ，ＣＬｃ及びＣＬｄの間に形成される角度θｏは均等（４５°）に設けているが、各中心線の間の角度を異ならせてもよく、この燃料噴射弁１が搭載される内燃機関に合わせて適宜変更可能である。
【００６０】
図２Ｂ及び図３では、二方向に噴射される燃料噴霧を形成する場合の構成を説明したが、一方向に噴射される燃料噴霧を形成する場合は、噴射孔５６−１，５６−３，５６−４，５６−６を次のように形成してもよい。噴射孔５６−１及び５６−４はその中心軸線ＣＬ５６−１及びＣＬ５６−４が中心線ＣＬｃに平行になるように形成する。噴射孔５６−３及び５６−６は、その中心軸線ＣＬ５６−３及びＣＬ５６−６が中心線ＣＬｄに平行になるように形成する。これにより、噴射孔５６−１，５６−３，５６−４，５６−６から噴射される燃料の噴射方向は、中心Ｏａ（図２Ａ）から放射状に描かれる。
【００６１】
本実施例では、噴射部２１を中間プレート２１ａと噴射孔プレート２１ｂとで構成したが、中間プレート２１ａの機能を弁座部材１５で兼ねることもできる。
【００６２】
図６、図７Ａ〜図７Ｄ及び図８を参照して、噴射孔５６内における燃料流れの挙動について説明する。図６は、図２Ａにおける噴射孔５６−５の部分を拡大して示した断面図である。図７Ａは、図６のＡ−Ａ矢視面における燃料流れを示す模式図である。図７Ｂは、図６のＢ−Ｂ矢視断面における燃料流れを示す模式図である。図７Ｃは、図６のＣ−Ｃ矢視断面における燃料流れを示す模式図である。図７Ｄは、図６のＤ−Ｄ矢視面における燃料流れを示す模式図である。図８は、噴射部２１を先端側から見た図であり、各噴射孔５６から噴射される燃料噴霧とともに描いた平面図である。
【００６３】
図７Ａにおいて、燃料室５３の中心側から径方向外側（外周方向）へ流れる燃料流れＦｆａは、噴射孔５６に流入する。また、燃料室５３の中心側から径方向外側へ向けて流れる燃料流れＦｆａのうち、噴射孔５６に流入しなかった流れは、燃料室５３の径方向端部に衝突して径方向内側に流れの向きを変える。この径方向内側に向きを変えた燃料流れは、噴射孔５６の入口開口面に流れ着き、ＲＡで示す範囲から噴射孔５６に流入する。
【００６４】
上述したように、噴射孔５６の内周面（内壁面）のうち、外周側に位置する半円部分（ＲＡで示す範囲）に衝突した流れは、噴射孔５６への流入を促される。そして、噴射孔５６に流入した流れは、噴射孔５６の内壁面に強く押し付けられる。このとき、燃料流れは、矢印Ｆｆ１で示すように、燃料流れＦｆａの流線方向と直交する方向の両端部から噴射孔５６の内周面に沿って旋回し、燃料流れＦｆａの流入側から最も遠い内周面位置５６Ｃに集中するように流れる。
【００６５】
図７Ｂに示すように、内周面位置５６Ｃに集中する燃料流れは、噴射孔５６の軸方向に流れるに従い、噴射孔５６の内壁面から中心側に向かう燃料流れＦｆ２となる。
【００６６】
図７Ｃでは、矢印Ｆｆ３で示すように、噴射孔５６の中心部を通りぬけ噴射孔５６を径方向に横断するように流れる。
【００６７】
図７Ｂ及び図７Ｃに示すような、噴射孔５６を径方向に横断する燃料流れは、燃料が噴射孔５６の軸方向に流れるに従って、図６に示すような縦方向（噴射孔５６の軸方向）に旋回する流れを生じる。
【００６８】
その結果、図７Ｄに示すように、燃料噴霧ＳＰはその断面（横断面）が偏平に形成される。燃料室５３内の横流れの流速を高めるほど、流れは噴射孔５６の内壁面に強く押し付けられ、図７Ａ〜図７Ｄに示す挙動が顕著になる。また、上述したように、横流れの流線が噴射孔５６の内周面（図７ＡのＲＡで示す範囲）に衝突するようにして、燃料流れの噴射孔５６への流入を促進することにより、流れは噴射孔５６の内壁面に強く押し付けられ、図７Ａ〜図７Ｄに示す挙動が顕著になる。なお、偏平な燃料噴霧ＳＰの長軸方向ＡＸａおよび短軸方向ＡＸｂは、燃料流れＦｆａの流れ方向のみならず、噴射孔５６の傾き方向の影響を受けるものと考えられる。
【００６９】
噴射孔５６−１，５６−２，５６−３，５６−４，５６−５，５６−６から噴射される各燃料噴霧が偏平な横断面形状を有することにより、図８に示すように、噴射孔５６−１，５６−２，５６−３から噴射される燃料噴霧ＳＰ−１，ＳＰ−２、ＳＰ−３同士の干渉が起こりにくく、また、噴射孔５６−４，５６−５，５６−６から噴射される燃料噴霧ＳＰ−４，ＳＰ−５、ＳＰ−６同士の干渉が起こりにくい。このため、噴霧が干渉することによって粒径が拡大すること防ぐことができる。これによって、微粒化された燃料噴霧を形成することができる。
【００７０】
図９を参照して、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関について説明する。図９は、燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。
【００７１】
内燃機関１００のエンジンブロック１０１にはシリンダ１０２が形成されおり、シリンダ１０２の頂部に吸気口１０３と排気口１０４とが設けられている。吸気口１０３には、吸気口１０３を開閉する吸気弁１０５が、また排気口１０４には排気口１０４を開閉する排気弁１０６が設けられている。エンジンブロック１０１に形成され、吸気口１０３に連通する吸気流路１０７の入口側端部１０７ａには吸気管１０８が接続されている。
【００７２】
燃料噴射弁１の燃料供給口２には燃料配管１１０が接続される。
【００７３】
吸気管１０８には燃料噴射弁１の取付け部１０９が形成されており、取付け部１０９に燃料噴射弁１を挿入する挿入口１０９ａが形成されている。挿入口１０９ａは吸気管１０８の内壁面（吸気流路）まで貫通しており、挿入口１０９ａに挿入されて吸気管１０８に取り付けられた燃料噴射弁１から噴射された燃料は吸気流路内に噴射される。上述した二方向噴霧の場合、エンジンブロック１０１に吸気口１０３が二つ設けられた形態の内燃機関を対象として、それぞれの燃料噴霧が各吸気口１０３（吸気弁１０５）を指向して噴射される。
【００７４】
また、噴射孔５６の配置、個数及び角度や燃料噴霧の噴射方向および個数については、上述した形態に限られる訳ではなく、内燃機関の形態に合わせて適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１ａ…中心軸線、５…筒状体、７…弁部、１５…弁座部材、１５ａ…弁体収容孔、１５ｂ…弁座、１５ｃ…ガイド面、１５ｄ…拡径部、１５ｅ…円筒面（内周面）、１５ｆ…開口面、２１…噴射部、２１ａ…中間プレート、２１ｂ…噴射孔プレート、５１…燃料室、５２…膨出部、５３…燃料室、５４…燃料供給口（燃料導入口）、５６（５６−１〜５６−６）…噴射孔、５７…逆突状部、６０…段差面。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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