(57)【要約】【課題】  燃料が燃焼するとき生成される粒子状物質の生成量を低減する燃料噴射弁を提供する。【解決手段】  噴射ノズル３０が有する噴孔３１は、中心軸ＣＡ０から所定の距離Ｒ１の位置に設けられる内壁側中心点ＩＰ３１を通る仮想線ＶＬ３１と中心軸ＣＡ０とがなす角度が噴射角α１となるよう形成され、噴孔３１を形成する噴孔内壁３１１、３１２がなす角度が開き角β１となるよう形成されている。また、噴射ノズル３０が有する噴孔３２は、中心軸ＣＡ０から所定の距離Ｒ２の位置に設けられる内壁側中心点ＩＰ３２を通る仮想線ＶＬ３２と中心軸ＣＡ０とがなす角度が噴射角α１より小さい噴射角α２となるよう形成されている。このとき、噴孔３２を形成する噴孔内壁３２１、３２２がなす角度は、開き角β１より大きい開き角β２となるよう噴孔３２は形成されている。これにより、燃料を確実に微粒にすることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸（ＣＡ０）方向の一端に形成され燃料が噴射される複数の噴孔（３１、３２）、複数の前記噴孔の周囲に形成される弁座（３４、３４１、３４２）、及び、前記噴孔が噴射する燃料が流れる燃料通路（１８）を有する筒状のハウジング（２０）と、
前記ハウジングの中心軸方向に往復移動可能に設けられ、前記弁座から離間または前記弁座に当接すると前記噴孔を開閉するニードル（４０）と、
通電されると磁界を形成するコイル（３８）と、
前記ハウジング内で前記コイルが形成する磁界内に固定される固定コア（３５）と、
前記ハウジングの中心軸方向に往復移動可能に設けられ、前記コイルに通電されると前記ニードルとともに前記固定コアの方向に吸引される可動コア（４７）と、
を備え、
前記ハウジングの外壁（３０４）に形成される前記噴孔の外側開口（３１４、３２４）の内径は、前記ハウジングの内壁（３０３）に形成される当該噴孔の内側開口（３１３、３２３）の内径より大きく、
前記弁座は、前記弁座を含む仮想面（ＶＰ３４１、ＶＰ３４２）を前記ハウジングの中心軸に向かって延ばすと前記外側開口と前記内側開口との間に前記内側開口から前記外側開口に向けて当該噴孔の断面積を広げるよう形成される噴孔内壁（３１１、３２１）と最初に交わるよう形成され、
前記噴孔内壁上に位置する前記外側開口と前記内側開口とを結ぶ一の直線（Ｌ３１１、Ｌ３２１）と、前記ハウジングの内壁上に設けられる内壁側中心点（ＩＰ３１、ＩＰ３２）と前記ハウジングの中心軸上の点とを通る噴孔軸（ＶＬ３１、ＶＬ３２）を挟んで前記一の直線が位置する前記噴孔内壁とは反対側の噴孔内壁（３１２、３２２）上に位置する前記外側開口と前記内側開口とを結ぶ他の直線（Ｌ３１２、Ｌ３２２）とがなす角度である開き角（β１、β２）は、前記噴孔軸と前記ハウジングの中心軸とがなす角度である噴射角（α１、α２）が小さいほど大きいことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記噴孔は、前記弁座のうち当該噴孔からみて前記ハウジングの中心軸側とは反対側に位置する一部の弁座（３４１、３４２）を含む仮想面と当該噴孔の前記噴孔内壁とがなす角度である衝突角（γ１、γ２）が小さいほど開き角が大きくなるよう形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記噴孔から噴射される燃料の圧力は、１ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（以下、「エンジン」という）に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハウジングが有する噴孔をニードルの往復移動によって開閉しハウジング内の燃料を外部に噴射する燃料噴射弁が知られている。例えば、特許文献１には、点火プラグが設けられる位置に応じて異なる内径の噴孔を有するハウジングを備える燃料噴射弁が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０８５３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の燃料噴射弁では、ハウジングの内壁に形成される噴孔の内側開口からハウジングの外壁に形成される噴孔の外側開口まで内径が一定となるよう形成されている。このため、内径が異なる噴孔を比べると単位時間当たりに流れる燃料の量が異なるため、燃焼室において燃料を確実に微粒にすることができないおそれがある。また、噴孔が噴射した燃料のうち微粒となっていない液滴状の燃料は不完全燃焼を起こしやすく、粒子状物質の生成量が増加するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、燃料が燃焼するとき生成される粒子状物質の生成量を低減す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】
【０００６】
本発明は、燃料噴射弁であって、ハウジング、ニードル、コイル、固定コア、及び、可動コアを備える。本発明の燃料噴射弁が備えるハウジングは、燃料が噴射される複数の噴孔、複数の噴孔の周囲に形成される弁座、ハウジングの外壁に形成される噴孔の外側開口、ハウジングの内壁に形成される噴孔の内側開口、外側開口と内側開口との間に内側開口から外側開口に向けて噴孔の断面積を広げるよう形成される噴孔内壁を有する。
本発明の燃料噴射弁では、噴孔の外側開口の内径は、当該噴孔の内側開口の内径より大きく、弁座は、弁座を含む仮想面をハウジングの中心軸に向かって延ばすと噴孔内壁と最初に交わるよう形成されることを特徴とする。また、本発明の燃料噴射弁では、噴孔内壁上に位置する外側開口と内側開口とを結ぶ一の直線と、ハウジングの内壁上に設けられる内壁側中心点とハウジングの中心軸上の点とを通る噴孔軸を挟んで一の直線が位置する噴孔内壁とは反対側の噴孔内壁上に位置する外側開口と内側開口とを結ぶ他の直線とがなす角度である開き角は、噴孔軸とハウジングの中心軸とがなす角度である噴射角が小さいほど大きいことを特徴とする。
【０００７】
一般に、燃料噴射弁では噴孔における燃料の流れの特性によって燃料の微粒化のしやすさが決定される。具体的には、噴孔を流れる液体状の燃料が空気と接する表面積が大きいほど、また、噴孔を流れる燃料の流速が速いほど燃料は微粒になりやすい。
本発明の燃料噴射弁では、一の噴孔は、外側開口の内径が当該一の噴孔の内側開口の内径より大きくなるようすり鉢状に形成されている。また、複数の噴孔において外側開口と内側開口との間に内側開口から外側開口に向けて噴孔の断面積を広げるよう形成される噴孔内壁の形状を比べると、噴孔内壁上に位置する一の直線と当該一の直線が位置する噴孔内壁とは噴孔軸を挟んで反対側に位置する噴孔内壁上の他の直線とがなす角度である開き角は、噴射角が小さいほど開き角が大きくなるよう噴孔は形成されている。
噴孔の噴射角は、弁座を含む仮想面と当該噴孔の噴孔内壁とがなす角度である衝突角と正の相関関係を有している。噴孔を流れる燃料の流速は、噴射角が小さいほど速くなるが、衝突角が小さくなるため、微粒になりにくい。そこで、本発明の燃料噴射弁では、衝突角が比較的小さい噴孔、すなわち、噴射角が比較的小さい噴孔においては、開き角を比較的大きくし、噴孔を流れる液体状の燃料が空気と接する表面積を大きくする。これにより、本発明の燃料噴射弁では、噴孔の噴孔内壁に沿って流れる燃料が微粒になりやすく、不完全燃焼によって粒子状物質を生成する液滴状の燃料を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による燃料噴射弁の断面図である。
【図２】図１のＩＩ部拡大図である。
【図３】図２のＩＩＩ矢視図である。
【図４】本発明の一実施形態による燃料噴射弁における開き角と噴射角との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１０】
（一実施形態）
本発明の一実施形態による燃料噴射弁１を図１、２に示す。なお、図１、２には、ニードル４０が弁座３４から離間する方向である開弁方向、及び、ニードル４０が弁座３４に当接する方向である閉弁方向を図示する。
【００１１】
燃料噴射弁１は、例えば図示しない直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射装置に用いられ、燃料としてのガソリンを高圧でエンジンに噴射供給する。燃料噴射弁１は、ハウジング２０、ニードル４０、可動コア４７、固定コア３５、コイル３８、スプリング２４、２６などを備える。
【００１２】
ハウジング２０は、図１に示すように、第一筒部材２１、第二筒部材２２、第三筒部材２３及び噴射ノズル３０から構成されている。第一筒部材２１、第二筒部材２２及び第三筒部材２３は、いずれも略円筒状に形成され、第一筒部材２１、第二筒部材２２、第三筒部材２３の順に同軸となるよう配置され、互いに接続している。
【００１３】
第一筒部材２１及び第三筒部材２３は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により形成され、磁気安定化処理が施されている。第一筒部材２１及び第三筒部材２３は、硬度が比較的低い。一方、第二筒部材２２は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料により形成されている。第二筒部材２２の硬度は、第一筒部材２１及び第三筒部材２３の硬度よりも高い。
【００１４】
噴射ノズル３０は、第一筒部材２１の第二筒部材２２とは反対側の端部に設けられている。噴射ノズル３０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により有底筒状に形成されており、第一筒部材２１に溶接されている。噴射ノズル３０は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。噴射ノズル３０は、噴射部３０１及び筒部３０２から形成されている。
【００１５】
噴射部３０１は、燃料噴射弁１の中心軸と同軸のハウジング２０の中心軸ＣＡ０を対称軸として線対称に形成されている。噴射部３０１の外壁３０４は、中心軸ＣＡ０の方向に突出するよう形成されている。噴射部３０１には、ハウジング２０の内部と外部とを連通する噴孔が複数形成されている。噴射部３０１の内壁３０３に形成されている噴孔の内部側の開口である内側開口の縁には、弁座３４が形成されている。噴射ノズル３０の詳細な構造は後述する。
【００１６】
筒部３０２は、噴射部３０１の径方向外側を囲み、噴射部３０１の外壁３０４が突出する方向とは反対側に延びるように設けられている。筒部３０２は、一方の端部が噴射部３０１に接続し、他方の端部が第一筒部材２１に接続している。
【００１７】
ニードル４０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により形成されている。ニードル４０は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。ニードル４０の硬度は、噴射ノズル３０の硬度とほぼ同等に設定されている。
【００１８】
ニードル４０は、ハウジング２０内に往復移動可能に収容されている。ニードル４０は、軸部４１、シール部４２、及び、大径部４３などから形成されている。軸部４１、シール部４２、及び、大径部４３は、一体に形成される。
【００１９】
軸部４１は、円筒棒状に形成されている。軸部４１のシール部４２近傍には、摺接部４５が形成されている。摺接部４５は、略円筒状に形成され、外壁４５１の一部が面取りされている。摺接部４５は、外壁４５１の面取りされていない部分が噴射ノズル３０の内壁と摺接可能である。これにより、ニードル４０は、弁座３４側の先端部での往復移動が案内される。軸部４１には、軸部４１の内壁と外壁とを接続する孔４６が形成されている。
【００２０】
シール部４２は、軸部４１の弁座３４側の端部に弁座３４に当接可能に設けられている。ニードル４０は、シール部４２が弁座３４から離間または弁座３４に当接することにより噴孔を開閉し、ハウジング２０の内部と外部とを連通または遮断する。
【００２１】
大径部４３は、軸部４１のシール部４２とは反対側に設けられている。大径部４３は、その外径が軸部４１の外径より大きくなるよう形成されている。大径部４３の弁座３４側の端面は、可動コア４７に当接している。
【００２２】
ニードル４０は、摺接部４５が噴射ノズル３０の内壁により支持され、また、軸部４１が可動コア４７を介して第二筒部材２２の内壁により支持されつつ、ハウジング２０の内部を往復移動する。
【００２３】
可動コア４７は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により略円筒状に形成され、表面には例えばクロムめっきが施されている。可動コア４７は、磁気安定化処理が施されている。可動コア４７の硬度は比較的低く、ハウジング２０の第一筒部材２１及び第三筒部材２３の硬度と概ね同等である。可動コア４７の略中央には貫通孔４９が形成されている。貫通孔４９には、ニードル４０の軸部４１が挿通されている。
【００２４】
固定コア３５は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により略円筒状に形成されている。固定コア３５は、磁気安定化処理が施されている。固定コア３５の硬度は可動コア４７の硬度と概ね同等であるが、可動コア４７のストッパとしての機能を確保するために表面に例えばクロムめっきを施し、必要な硬度を確保している。固定コア３５は、ハウジング２０の第三筒部材２３と溶接され、ハウジング２０の内側に固定されるよう設けられている。
【００２５】
コイル３８は、略円筒状に形成され、主に第二筒部材２２及び第三筒部材２３の径方向外側を囲むよう設けられている。コイル３８は、電力が供給されると磁界を形成する。コイル３８の周囲に磁界が形成されると、固定コア３５、可動コア４７、第一筒部材２１及び第三筒部材２３に磁気回路が形成される。これにより、固定コア３５と可動コア４７との間に磁気吸引力が発生し、可動コア４７は、固定コア３５に吸引される。このとき、可動コア４７の弁座３４側とは反対側の面に当接しているニードル４０は、可動コア４７とともに固定コア３５側、すなわち、開弁方向へ移動する。
【００２６】
スプリング２４は、一端が大径部４３のスプリング当接面４３１に当接するよう設けられている。スプリング２４の他端は、固定コア３５の内側に圧入固定されたアジャスティングパイプ１１の一端に当接している。スプリング２４は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、スプリング２４は、ニードル４０を可動コア４７とともに弁座３４の方向、すなわち閉弁方向に付勢している。
【００２７】
スプリング２６は、一端が可動コア４７の段差面４８に当接するよう設けられている。スプリング２６の他端は、ハウジング２０の第一筒部材２１の内壁に形成された環状の段差面２１１に当接している。スプリング２６は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、スプリング２６は可動コア４７をニードル４０とともに弁座３４とは反対の方向、すなわち開弁方向に付勢している。
本実施形態では、スプリング２４の付勢力は、スプリング２６の付勢力より大きく設定されている。これにより、コイル３８に電力が供給されていない状態では、ニードル４０のシール部４２は、弁座３４に着座した状態、すなわち閉弁状態となる。
【００２８】
第三筒部材２３の第二筒部材２２とは反対側の端部には、略円筒状の燃料導入パイプ１２が圧入及び溶接されている。燃料導入パイプ１２の内側には、フィルタ１３が設けられている。フィルタ１３は、燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入した燃料に含まれる異物を捕集する。
【００２９】
燃料導入パイプ１２及び第三筒部材２３の径方向外側は、樹脂によりモールドされている。当該モールド部分にコネクタ１５が形成されている。コネクタ１５には、コイル３８へ電力を供給するための端子１６がインサート成形されている。また、コイル３８の径方向外側には、コイル３８を覆うよう筒状のホルダ１７が設けられている。
【００３０】
燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入する燃料は、固定コア３５の径内方向、アジャスティングパイプ１１の内部、ニードル４０の大径部４３及び軸部４１の内側、孔４６、第一筒部材２１とニードル４０の軸部４１との間の隙間を流通し、噴射ノズル３０の内部に導かれる。すなわち、燃料導入パイプ１２の導入口１４から第一筒部材２１とニードル４０の軸部４１との間の隙間までが噴射ノズル３０の内部に燃料を導入する燃料通路１８となる。燃料通路１８を流れる燃料の圧力は、エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射するため比較的高く、一実施形態による燃料噴射弁では、燃料通路１８を流れる燃料の圧力は、１ＭＰａ以上となるよう設定されている。
【００３１】
一実施形態による燃料噴射弁１は、噴射ノズル３０に形成される噴孔が設けられる位置及び噴孔の形状に特徴がある。ここでは、中心軸ＣＡ０を通る燃料噴射弁１の断面図である図２を参照して噴孔の位置及び形状を説明する。
【００３２】
最初に、噴孔３１の形状について説明する。
噴孔３１は、噴射部３０１の内壁３０３上であって中心軸ＣＡ０から所定の距離Ｒ１の位置に設けられる内壁側中心点ＩＰ３１と中心軸ＣＡ０上の点とを通る「噴孔軸」としての仮想線ＶＬ３１と中心軸ＣＡ０とがなす角度が、噴射角α１となるよう形成される。
【００３３】
また、噴孔３１は、仮想線ＶＬ３１に垂直な断面形状が円形状となるよう形成されている。外壁３０４に形成される外側開口３１４の内径は、内壁３０３に形成される内側開口３１３の内径より大きい。すなわち、噴孔３１は、燃料噴射弁１の外部側からみて噴射ノズル３０の内部に向かうにつれて細くなるすり鉢状に形成されている。
【００３４】
噴孔３１は、内側開口３１３と外側開口３１４との間に内側開口３１３から外側開口３１４に向けて噴孔３１の断面積が広がるよう形成されている噴孔内壁が開き角β１をなすよう形成されている。
開き角β１について、中心軸ＣＡ０及び仮想線ＶＬ３１を通る燃料噴射弁１の断面図である図２を参照して具体的に説明する。ここでは、便宜的に、仮想線ＶＬ３１より中心軸ＣＡ０側の噴孔３１の噴孔内壁を「一の直線が位置する噴孔内壁」としての噴孔内壁３１１とし、仮想線ＶＬ３１より中心軸ＣＡ０側とは反対側の噴孔３１の噴孔内壁を「一の直線が位置する噴孔内壁とは反対側の噴孔内壁」としての噴孔内壁３１２とする。このとき、図２に示される噴孔内壁３１１上の「一の直線」としての断面線Ｌ３１１と噴孔内壁３１２上の「他の直線」としての断面線Ｌ３１２とがなす角度が開き角β１となる。
【００３５】
また、弁座３４の一部であって噴孔３１からみて中心軸ＣＡ０がある方向とは反対の方向に位置する弁座３４１は、弁座３４１を含む仮想面ＶＰ３４１を中心軸ＣＡ０に向かって延ばすと、仮想面ＶＰ３４１は噴孔内壁３１１と最初に交わるよう形成されている。このとき、図２に示すように、噴孔内壁３１１上の断面線Ｌ３１１と仮想面ＶＰ３４１上の断面線とがなす角度は、「仮想面と当該噴孔を形成する噴孔内壁とがなす角度」としての衝突角γ１となる。
【００３６】
次に、噴孔３２の形状について説明する。
噴孔３２は、噴射部３０１の内壁３０３上であって中心軸ＣＡ０から所定の距離Ｒ２の位置に設けられる内壁側中心点ＩＰ３２と中心軸ＣＡ０上の点とを通る「噴孔軸」としての仮想線ＶＬ３２と中心軸ＣＡ０とがなす角度が、噴射角α１より小さい噴射角α２となるよう形成される。
【００３７】
また、噴孔３２は、仮想線ＶＬ３２に垂直な断面形状が円形状となるよう形成されている。外壁３０４に形成される外側開口３２４の内径は、内壁３０３に形成される内側開口３２３の内径より大きい。すなわち、噴孔３２は、燃料噴射弁１の外部側からみて噴射ノズル３０の内部に向かうにつれて細くなるすり鉢状に形成されている。
【００３８】
噴孔３２は、内側開口３２３と外側開口３２４との間に内側開口３２３から外側開口３２４に向けて噴孔３２の断面積が広がるよう形成されている噴孔内壁が開き角β２をなすよう形成されている。
開き角β２について中心軸ＣＡ０及び仮想線ＶＬ３２を通る燃料噴射弁１の断面図である図２を参照して具体的に説明する。ここでは、便宜的に、仮想線ＶＬ３２より中心軸ＣＡ０側の噴孔３２の噴孔内壁を「一の直線が位置する噴孔内壁」としての噴孔内壁３２１とし、仮想線ＶＬ３２より中心軸ＣＡ０側とは反対側の噴孔３２の噴孔内壁を「一の直線が位置する噴孔内壁とは反対側の噴孔内壁」としての噴孔内壁３２２とする。このとき、図２に示される噴孔内壁３２１上の「一の直線」としての断面線Ｌ３２１と噴孔内壁３２２の「他の直線」としての断面線Ｌ３２２とがなす角度が開き角β２となる。
【００３９】
また、弁座３４の一部であって噴孔３２からみて中心軸ＣＡ０とは反対の方向に位置する弁座３４２は、弁座３４２を含む仮想面ＶＰ３４２を中心軸ＣＡ０に向かって延ばすと、噴孔３２の噴孔内壁３２１と最初に交わるよう形成されている。このとき、図２に示すように、噴孔内壁３２１上の断面線Ｌ３２１と仮想面ＶＰ３４２上の断面線とがなす角度は、「仮想面と当該噴孔を形成する噴孔内壁とがなす角度」としての衝突角γ２となる。
【００４０】
ここでは、図２に示されている二つの噴孔３１、３２のみについて、噴射角、開き角、及び、衝突角の関係を説明したが、噴射ノズル３０に形成されている他の噴孔においても同じ関係を有する。すなわち、噴射角が大きい噴孔は、噴射角が小さい噴孔に比べ、開き角が小さく、また、衝突角が大きい。
【００４１】
図３に、噴孔３１が燃料を外部に噴射するときの噴孔３１の外側から見た燃料の流れの様子を表す模式図を示す。図３には、噴孔３１を流れる燃料の位置を説明するため、噴孔３１に対してハウジング２０の中心軸ＣＡ０が位置する方向を「中心軸方向」とし、噴孔３１に対してハウジング２０の中心軸ＣＡ０が位置する方向とは反対の方向を「反中心軸方向」として示す。
【００４２】
ニードル４０が弁座３４１から離間すると、燃料は弁座３４１とシール部４２の弁座当接面４２１の間を通って仮想面ＶＰ３４１に沿って流れる（図２参照）。白抜き矢印Ｆ０のように仮想面ＶＰ３４１に沿って流れる燃料は、噴孔内壁３１１に衝突する。このとき、燃料は、燃料通路１８に滞留しているときの圧力によって燃料通路１８から押し出されるため、図３に示すように、噴孔内壁３１１に押し付けられるよう流れる。これにより、噴孔３１の燃料Ｆ１は噴孔内壁３１１に張り付くよう流れる一方、反中心軸方向側の噴孔内壁３１２に沿って燃料は流れないため、噴孔３１の反中心軸方向側には空間Ｓ３１が形成される。
【００４３】
噴孔から燃料を噴射し燃料を微粒にする燃料噴射弁において、燃料の微粒化を向上するためには、噴孔を流れる燃料に比較的大きなせん断力が作用することが望ましい。噴孔を流れる燃料に作用するせん断力は、噴孔を流れる燃料が空気と接する表面積の大きさと燃料の流速との積によって決定される。
【００４４】
一実施形態による燃料噴射弁１では、噴孔を形成する噴孔内壁のうち中心軸ＣＡ０側の噴孔内壁が当該噴孔の反中心軸方向に位置する弁座を含み中心軸ＣＡ０に向かって延びる仮想面と交わるよう形成される。これにより、ニードル４０が弁座３４から離間し弁座３４とニードル４０の弁座当接面との間に隙間（図２の隙間３００など）が形成されると、当該隙間を通って流れる燃料は、噴孔の中心軸ＣＡ０側の噴孔内壁に直接衝突し当該噴孔内壁に押し付けられるよう流れる。これにより、噴孔を流れる燃料の流速は、隙間を通って流れる燃料が一度でもハウジングの内壁に衝突した後に噴孔を流れる燃料の流速に比べて速くなる。また、衝突角が大きいほど弁座３４と弁座当接面との間に形成される隙間を通って押し出された燃料は噴孔内壁に比較的強く押し付けられるため、燃料が空気と接する表面積、具体的には、図３の二点鎖線Ａ３１で囲む領域の長さが長くなる。したがって、弁座３４と弁座当接面との間に形成される隙間を通る燃料が噴孔の中心軸ＣＡ０側の噴孔内壁に直接衝突する燃料噴射弁１では、比較的多くの燃料を微粒にすることができる。
【００４５】
さらに、一次実施形態による燃料噴射弁１では、衝突角の大きさと正の相関関係がある噴射角の大きさに応じて開き角を調整する。
図４に、燃料噴射弁１における噴孔の噴射角と開き角との関係を示す。図４には、任意の噴射角において開き角と噴孔を流れる燃料に作用するせん断力との関係から、せん断力が最大となる開き角を算出した結果を示している。
【００４６】
図４に示すように、噴孔の噴射角を大きくするとせん断力が最大となる開き角は小さくなる。すなわち、噴射角が大きいと、噴孔の形状を内側開口の内径と外側開口の内径との大きさが比較的近い形状としても燃料に作用するせん断力が大きくなり、燃料を微粒にしやすい。一方、噴射角が小さいと、噴孔の形状を内側開口の内径に比べ外側開口の内径を大きくする形状とすることによって燃料に作用するせん断力を大きくすることができる。これにより、噴射角の大きさに応じて開き角の大きさを変更し、複数の噴孔のいずれにおいても比較的多くの燃料を微粒にする。
【００４７】
このように、一実施形態による燃料噴射弁１では、弁座３４と弁座当接面との間に形成される隙間を流れる燃料が噴孔を形成する噴孔内壁のうち中心軸ＣＡ０側の噴孔内壁に直接衝突することによって燃料通路１８における燃料の圧力を有効に利用し、噴孔で空気と接する表面積を比較的大きくすることができる。また、衝突角が比較的小さい噴孔であっても開き角を大きくすることによって噴孔内壁に押し付けられている燃料に比較的大きいせん断力を作用させ、比較的多くの燃料を微粒にする。これにより、一実施形態による燃料噴射弁１では、噴孔を流れる燃料を比較的多く微粒にすることができる。また、燃料の微粒化が促進されるため、相対的に液滴状の燃料が少なくなり、燃料が燃焼するとき生成される粒子状物質の生成量を低減することができる。
【００４８】
（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、衝突角が大きいほど開き角は小さくなるよう噴孔は形成されるとした。しかしながら、衝突角と開き角との関係はこれに限定されない。噴孔の反中心軸方向の弁座を含み中心軸ＣＡ０に向かって延びる仮想面が当該噴孔の噴孔内壁のうち中心軸側の噴孔内壁と交差すればよい。
【００４９】
（イ）上述の実施形態では、燃料通路を流れる燃料の圧力は、１ＭＰａ以上であるとした。しかしながら、燃料の圧力はこれに限定されない。エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射可能な程度の圧力であればよい。
【００５０】
（ウ）上述の実施形態では、噴孔は、断面形状が円形状となるよう形成されるとした。しかしながら、噴孔の断面形状はこれに限定されない。
【００５１】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１        ・・・燃料噴射弁、
２０      ・・・ハウジング、
３１、３２・・・噴孔、
３１３、３２３・・・内側開口、
３１４、３２４・・・外側開口、
３１１、３２１・・・噴孔内壁（一の直線が位置する噴孔内壁）、
３２１、３２２・・・噴孔内壁（一の直線が位置する噴孔内壁とは反対側の噴孔内壁）、
３４、３４１、３４２・・・弁座、
ＣＡ０    ・・・中心軸、
Ｌ３１１、Ｌ３２１・・・断面線（一の直線）、
Ｌ３２１、Ｌ３２２・・・断面線（他の直線）
ＶＬ３１、ＶＬ３２・・・仮想線（噴孔軸）、
ＶＰ３４１、ＶＰ３４２・・・仮想面、
α１、α２・・・噴射角、
β１、β２・・・開き角、
γ１、γ２・・・衝突角（仮想面と当該噴孔を形成する噴孔内壁とがなす角度）。
【図１】
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【図２】
2015224599.tif 000004
【図３】
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【図４】
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