(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体が離着座する環状の弁座に取囲まれた内側面と外部に面した外側面とを有するプレートであって、前記弁体の開弁時に燃料が供給される燃料供給空間が前記弁体と前記内側面との間に形成された噴孔プレートと、
前記噴孔プレートに形成され、前記噴孔プレートの内側面に開口する燃料流入口と前記外側面に開口する楕円形状の燃料流出口とを有する複数の噴射孔と、を備え、
前記噴射孔は、前記燃料流入口から前記燃料流出口に向けて開口面積が大きくなるように形成されたテーパ状の断面形状と、前記燃料流入口側よりも前記燃料流出口側で前記噴孔プレートの周縁部に近接するように傾斜した中心軸線とを有し、
かつ、前記噴射孔は、前記噴孔プレートの内側面と垂直な方向からみた平面視において、前記燃料供給空間に供給された燃料が前記内側面に沿って前記燃料流入口に最短距離で到達する燃料流の方向が前記燃料流出口の短軸方向と一致し、当該燃料流の方向が前記燃料流出口の長軸方向と交差するように形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記燃料流入口は楕円状に形成し、前記燃料流入口の長軸方向と前記燃料流出口の長軸方向とが直交するように配置してなる請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記燃料流入口は円形状または楕円状に形成し、前記燃料流出口の長軸は、前記燃料流入口に最短距離で到達する燃料流の方向と直交させる構成としてなる請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記燃料流入口の長軸方向は、前記弁座と同軸に配置された仮想円の径方向に一致させる構成としてなる請求項２または３に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記噴射孔は、前記噴射孔の中心軸線及び前記燃料流出口の短軸を含む平面上で前記噴射孔の内壁が前記中心軸線に対して傾斜した角度である第１のテーパ角と、前記中心軸線及び前記燃料流出口の長軸を含む平面上で前記噴射孔の内壁が前記中心軸線に対して傾斜した角度である第２のテーパ角とを有し、前記第１のテーパ角よりも前記第２のテーパ角を大きく形成してなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記燃料流入口の長径ａと短径ｂとの比率（ａ／ｂ）は、３．５≧（ａ／ｂ）≧２を満たすように設定してなる請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記燃料流入口の開口端のうち前記燃料流入口の長軸及び前記燃料流出口の短軸を含む断面上に位置する部位と、前記燃料流出口の開口端のうち前記断面上に位置する部位とが前記噴射孔内の空間を介して対向する距離を前記燃料流出口の短軸上に投影した開口投影距離Ｘは、前記燃料流出口の短径Ｚに対して、０．４≧Ｘ／Ｚを満たすように設定してなる請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記複数の噴射孔は、前記弁座と同軸に配置された仮想円上に並べて配置し、
前記各噴射孔の燃料流出口の長軸方向は、各噴射孔の位置における前記仮想円の接線方向と一致させる構成としてなる請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
前記複数の噴射孔は、前記弁座と同軸に配置された仮想円上に並べて配置し、
前記各噴射孔の燃料流出口の長軸方向は、各噴射孔の位置における前記仮想円の接線方向に対して一定の角度だけ傾斜させる構成としてなる請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１０】
前記複数の噴射孔は、
前記弁座と同軸に配置された仮想円上に並べられ、燃料噴霧の中心が前記仮想円の外側に配置された複数の外側噴射孔と、
前記仮想円上で前記外側噴射孔と交互に並べられ、燃料噴霧の中心が前記仮想円の内側に配置された複数の内側噴射孔と、
を備えてなる請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１１】
前記複数の噴射孔は、
前記弁座と同軸に配置された第１仮想円上に並べられ、中心軸線が前記第１仮想円の外側に配置された複数の第１外側噴射孔と、
前記第１仮想円上で前記外側噴射孔と交互に並べられ、中心軸線が前記第１仮想円の内側に配置された複数の第１内側噴射孔と、
前記第１仮想円の内側に同軸に配置された第２仮想円上に並べられ、中心軸線が前記第２仮想円の外側に配置された複数の第２外側噴射孔と、
前記第２仮想円上で前記外側噴射孔と交互に並べられ、中心軸線が前記第２仮想円の内側に配置された複数の第２内側噴射孔と、を備え、
前記噴孔プレートの平面視において、前記第２外側噴射孔から噴射される燃料噴霧の両端部が前記第１内側噴射孔の燃料噴霧の中心部に向けて伸びる構成としてなる請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１２】
前記第１仮想円上に交互に並べた前記第１外側噴射孔及び前記第１内側噴射孔と、前記第２仮想円上に交互に並べた前記第２外側噴射孔及び前記第２内側噴射孔とは、前記仮想円の中心に対する周方向の位置が互いにずれるように中心角の位相差θをもって配置し、前記位相差θは、前記第１内側噴射孔の個数ｎに基いて、θ＝１８０／ｎにより設定してなる請求項１１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、内燃機関等に用いられる燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００２−２２１１２８号公報）に開示されているように、噴射孔の横断面が略楕円形状に形成された燃料噴射弁が知られている。従来技術では、噴射弁本体の先端部に円形状の噴孔プレートを設け、この噴孔プレートに複数の噴射孔を形成している。個々の噴射孔は、燃料の流入口よりも流出口が拡径したテーパ状に形成されている。また、各噴射孔の軸線は、流入口よりも流出口が噴孔プレートの中心から離れた位置に開口するように傾斜している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２１１２８号公報
【特許文献２】特開平４−３４７３６０号公報
【特許文献３】特開２００６−５２６７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来技術では、噴射燃料の微粒化を促進するために、各噴射孔をテーパ状に形成し、また、各噴射孔の軸線を傾斜させる構成としている。しかし、これらの構成だけで燃料を微粒化するには限界がある。また、微粒化を促進するために、噴射孔の孔径をある程度以上小さくすると、噴射燃料が筋状の噴流となり、逆に微粒化し難くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、噴射孔の流入口及び流出口の形状を工夫することにより、噴射孔の孔径を小さくしなくても噴射燃料の微粒化を促進することが可能な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】
第１の発明は、弁体が離着座する環状の弁座に取囲まれた内側面と外部に面した外側面とを有するプレートであって、前記弁体の開弁時に燃料が供給される燃料供給空間が前記弁体と前記内側面との間に形成された噴孔プレートと、
前記噴孔プレートに形成され、前記噴孔プレートの内側面に開口する燃料流入口と前記外側面に開口する楕円形状の燃料流出口とを有する複数の噴射孔と、を備え、
前記噴射孔は、前記燃料流入口から前記燃料流出口に向けて開口面積が大きくなるように形成されたテーパ状の断面形状と、前記燃料流入口側よりも前記燃料流出口側で前記噴孔プレートの周縁部に近接するように傾斜した中心軸線とを有し、
かつ、前記噴射孔は、前記噴孔プレートの内側面と垂直な方向からみた平面視において、前記燃料供給空間に供給された燃料が前記内側面に沿って前記燃料流入口に最短距離で到達する燃料流の方向と、前記燃料流出口の長軸方向とが交差するように形成したことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明によると、前記燃料流入口は楕円状に形成し、前記燃料流入口の長軸方向と前記燃料流出口の長軸方向とが直交するように配置している。
【０００８】
第３の発明によると、前記燃料流入口は円形状または楕円状に形成し、前記燃料流出口の長軸は、前記燃料流入口に最短距離で到達する燃料流の方向と直交させる構成としている。
【０００９】
第４の発明によると、前記燃料流入口の長軸方向は、前記弁座と同軸に配置された仮想円の径方向に一致させる構成としている。
【００１０】
第５の発明によると、前記噴射孔は、前記噴射孔の中心軸線及び前記燃料流出口の短軸を含む平面上で前記噴射孔の内壁が前記中心軸線に対して傾斜した角度である第１のテーパ角と、前記中心軸線及び前記燃料流出口の長軸を含む平面上で前記噴射孔の内壁が前記中心軸線に対して傾斜した角度である第２のテーパ角とを有し、前記第１のテーパ角よりも前記第２のテーパ角を大きく形成している。
【００１１】
第６の発明によると、前記燃料流入口の長径ａと短径ｂとの比率（ａ／ｂ）は、３．５≧（ａ／ｂ）≧２を満たすように設定している。
【００１２】
第７の発明は、前記燃料流入口の開口端のうち前記燃料流入口の長軸及び前記燃料流出口の短軸を含む断面上に位置する部位と、前記燃料流出口の開口端のうち前記断面上に位置する部位とが前記噴射孔内の空間を介して対向する距離を前記燃料流出口の短軸上に投影した開口投影距離Ｘは、前記燃料流出口の短径Ｚに対して、０．４≧Ｘ／Ｚを満たすように設定している。
【００１３】
第８の発明によると、前記複数の噴射孔は、前記弁座と同軸に配置された仮想円上に並べて配置し、
前記各噴射孔の燃料流出口の長軸方向は、各噴射孔の位置における前記仮想円の接線方向と一致させる構成としている。
【００１４】
第９の発明によると、前記複数の噴射孔は、前記弁座と同軸に配置された仮想円上に並べて配置し、
前記各噴射孔の燃料流出口の長軸方向は、各噴射孔の位置における前記仮想円の接線方向に対して一定の角度だけ傾斜させる構成としている。
【００１５】
第１０の発明によると、前記複数の噴射孔は、
前記弁座と同軸に配置された仮想円上に並べられ、燃料噴霧の中心が前記仮想円の外側に配置された複数の外側噴射孔と、
前記仮想円上で前記外側噴射孔と交互に並べられ、燃料噴霧の中心が前記仮想円の内側に配置された複数の内側噴射孔と、を備えている。
【００１６】
第１１の発明によると、前記複数の噴射孔は、
前記弁座と同軸に配置された第１仮想円上に並べられ、中心軸線が前記第１仮想円の外側に配置された複数の第１外側噴射孔と、
前記第１仮想円上で前記外側噴射孔と交互に並べられ、中心軸線が前記第１仮想円の内側に配置された複数の第１内側噴射孔と、
前記第１仮想円の内側に同軸に配置された第２仮想円上に並べられ、中心軸線が前記第２仮想円の外側に配置された複数の第２外側噴射孔と、
前記第２仮想円上で前記外側噴射孔と交互に並べられ、中心軸線が前記第２仮想円の内側に配置された複数の第２内側噴射孔と、を備え、
前記噴孔プレートの平面視において、前記第２外側噴射孔から噴射される燃料噴霧の両端部が前記第１内側噴射孔の燃料噴霧の中心部に向けて伸びる構成としている。
【００１７】
第１２の発明によると、前記第１仮想円上に交互に並べた前記第１外側噴射孔及び前記第１内側噴射孔と、前記第２仮想円上に交互に並べた前記第２外側噴射孔及び前記第２内側噴射孔とは、前記仮想円の中心に対する周方向の位置が互いにずれるように中心角の位相差θをもって配置し、前記位相差θは、前記第１内側噴射孔の個数ｎに基いて、θ＝１８０／ｎにより設定している。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明によれば、噴射孔の内壁のうち燃料の液相部分（バルク）が押付けられる部分の壁面を、従来技術と比較して緩やかな曲面とすることができる。これにより、噴射孔に流入した燃料を内壁に沿って燃料流出口の長軸方向の両側に広げることができ、噴射孔内における燃料のバルク厚を小さくして微粒化を促進することができる。また、噴射孔内の燃料を長軸方向の両側に広げて薄膜化することができるので、長径方向の両側でバルクに対する空気の巻込みを生じさせ、微粒化を更に促進することができる。従って、噴射孔を小さくしなくても、高い微粒化性能を得ることができる。
【００１９】
第２の発明によれば、平面視において、噴射孔内に流入した燃料を、流入時の燃料流通方向と直交する方向、即ち、燃料流出口の長軸方向の両側に広げることができ、燃料の薄膜化を効率よく行うことができる。
【００２０】
第３の発明によれば、噴射弁の開弁時には、燃料供給空間内を径方向に流れる燃料を燃料流入口にスムーズに流入させることができる。そして、噴射孔内に流入した燃料を、流入時の燃料流通方向と直交する燃料流出口の長軸方向の両側に広げることができるので、燃料の薄膜化を効率よく行うことができる。
【００２１】
第４の発明によれば、噴射弁の開弁時には、燃料供給空間内を径方向に流れる燃料を燃料流入口にスムーズに流入させることができる。
【００２２】
第５の発明によれば、噴射孔の内壁のうち燃料の液相部分が押付けられる部分の壁面（第１のテーパ角に対応する部分の壁面）を、従来技術と比較して緩やかな曲面とすることができる。これにより、噴射孔に流入した燃料を内壁に沿って燃料流出口の長軸方向の両側に広げることができ、噴射孔内において燃料の薄膜化を促進することができる。
【００２３】
第６の発明によれば、燃料流入口の長径ａと短径ｂとの比率（ａ／ｂ）が３．５≧（ａ／ｂ）≧２を満たす範囲内において、噴孔プレートの厚さに基いて比率（ａ／ｂ）を設定すれば、バルク厚を最大化することができ、燃料流入口の形状に応じて噴射燃料を効果的に微粒化することができる。
【００２４】
第７の発明によれば、燃料流入口と燃料流出口の対向距離に応じて変化する開口投影距離Ｘと、燃料流出口の短径Ｚとが０．４≧Ｘ／Ｚを満たすように構成すれば、燃料のバルク厚を小さくして微粒化を促進しつつ、噴孔プレートの厚さ、噴射孔の傾き及び燃料流出口の短径Ｚを調整して噴霧角の自由度を確保することができる。即ち、噴射孔の傾きを変更しなくても、噴孔プレートの厚さと、燃料流出口の短径Ｚとに基いてバルク厚を最適化することができる。
【００２５】
第８の発明によれば、燃料流出口の短軸方向が燃料流通方向となるので、噴射孔に流入する燃料を、燃料流通方向と直交する方向、即ち、燃料流出口の長軸方向の両側に広げることができ、燃料の薄膜化を効率よく行うことができる。
【００２６】
第９の発明によれば、隣接する噴射孔の間で噴霧の液相部分が相互に干渉するのを防止することができる。従って、噴霧の干渉や合流を防止することができるので、微粒化性能を向上させることができる。また、隣接する噴霧との間に空間的な余裕を確保することができるので、燃料流出口の長径を更に大きくして、その楕円形状をより細長くすることができる。これにより、噴射孔内では、燃料の液相が燃料流出口の長径方向に更に広がるようになるので、バルク厚をより小さくして燃料の微粒化を促進することができる。
【００２７】
第１０の発明によれば、複数の噴射孔を、外側噴射孔と内側噴射孔とにより構成して千鳥配置することができる。これにより、外側噴射孔と内側噴射孔の燃料噴霧が相互に干渉するのを抑制し、燃料の微粒化を促進することができる。
【００２８】
第１１の発明によれば、第１外側噴射孔と第１内側噴射孔の燃料噴霧、及び第２外側噴射孔と第２内側噴射孔の燃料噴霧がそれぞれ相互に干渉するのを抑制することができる。従って、噴孔プレートに多数の噴射孔を設けた場合でも、燃料の微粒化を促進することができる。しかも、第２外側噴射孔から噴射される燃料噴霧の両端を、第１内側噴射孔の燃料噴霧の中心部に向けて噴出させることができる。従って、噴射孔の配置上の制約等により、燃料噴霧の干渉がある程度生じる場合でも、ある燃料噴霧の両端部を他の燃料噴霧の中央部に干渉させることにより、実質的な干渉の度合いを抑制することができ、燃料の微粒化性能を確保することができる。
【００２９】
第１２の発明によれば、第１外側噴射孔及び第１内側噴射孔と、第２外側噴射孔及び第２内側噴射孔との位相差θを、第１内側噴射孔の個数ｎに基いて適切に設定することができる。これにより、噴射孔の個数を変更する場合でも、第２外側噴射孔から噴射される燃料噴霧の両端部が第１内側噴射孔の燃料噴霧の中心部を指向するように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１による燃料噴射弁を示す縦断面図である。
【図２】開弁した燃料噴射弁の先端部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】噴孔プレートを図２中の矢示Ａ方向からみた平面図である。
【図４】図３中の１つの噴射孔を拡大して示す拡大図である。
【図５】噴射孔を燃料流出口の長軸方向に沿って破断した状態を模式的に示す縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２において、噴射孔の形状を示す平面図及び縦断面図である。
【図７】燃料流入口の長径と短径の比率（ａ／ｂ）と燃料のバルク厚ｈとの関係を示す特性線図である。
【図８】パラメータ（Ｘ／Ｚ）と燃料のバルク厚ｈとの関係を示す特性線図である。
【図９】本発明の実施の形態３において、噴孔プレートを図３と同様位置からみた平面図である。
【図１０】図９中の１つの噴射孔を拡大して示す拡大図である。
【図１１】本発明の実施の形態３において、各噴射孔から噴射される噴霧の状態を模式的に示す説明図である。
【図１２】実施の形態１による噴霧の状態を比較例として示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態４において、噴孔プレートを図３と同様位置からみた平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態５において、噴孔プレートを図３と同様位置からみた平面図である。
【図１５】図１４中の１つの噴射孔を拡大して示す拡大図である。
【図１６】本発明の実施の形態６による噴射孔の形状を示す説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態６により実現される燃料噴霧の薄膜化を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態６と比較するために、従来技術の噴射孔を２重の同心円状に配置した場合を比較例として示す平面図である。
【図１９】従来技術の噴射孔を千鳥配置した場合を比較例として示す平面図である。
【図２０】本発明の実施の形態６による噴射孔を２重の同心円状に配置した場合を示す平面図である。
【図２１】本発明の実施の形態６による噴射孔の配置を示す平面図である。
【図２２】従来技術による噴射孔の一例を示す平面図である。
【図２３】従来技術による噴射孔の他の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１及び図５を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１による燃料噴射弁を示す縦断面図である。なお、図１は、燃料噴射弁の先端部のみを示している。この図に示すように、燃料噴射弁１は、公知の電磁駆動式ニードル弁等により構成され、ハウジング２、弁座３、弁体４、噴孔プレート１０等を備えている。ハウジング２は、金属材料等により段付き円筒状に形成され、少なくとも先端部が開口している。ハウジング２の先端部の内周側には、弁体４が離着座する環状（円形状）の弁座３が設けられている。また、ハウジング２の内部には、平坦な先端面を有する棒状の弁体４が設けられている。
【００３２】
弁体４は、軸方向に変位することにより弁座３に離着座するもので、ハウジング２の基端側に配置されたソレノイド等のアクチュエータにより駆動される。また、ハウジング２と弁体４との間には、円筒状の隙間である燃料通路５が設けられ、燃料通路５は、弁座３の外径側に位置している。燃料通路５には、ハウジング２の基端側に接続された燃料配管等から燃料が加圧状態で流入する。一方、弁体４の先端面と噴孔プレート１０との間には、扁平な円柱状の空間である燃料供給空間６が設けられており、燃料供給空間６は、弁座３の内径側に位置している。弁体４の開弁時には、外径側の燃料通路５に滞留している燃料が弁座３の位置を介して内径側の燃料供給空間６に供給される。なお、弁座３、弁体４、燃料供給空間６及び噴孔プレート１０は互いに同軸に配置され、図２、図３等に示すように、燃料噴射弁１の中心軸線である噴射弁軸線Ｏ1−Ｏ1（噴射弁中心Ｏ1）を有している。
【００３３】
噴孔プレート１０は、後述する複数の噴射孔１１を形成するためのプレートであって、円形状の金属板等により形成され、ハウジング２の先端部を覆う位置で当該先端部に取付けられている。噴孔プレート１０は、ハウジング２の内部（燃料供給空間６）に面した内側面１０ａと、外部に面した外側面１０ｂとを有している。そして、内側面１０ａは、環状の弁座３に取囲まれると共に、外側面１０ｂと平行に形成されている。なお、本実施の形態では、噴孔プレート１０の周縁部に設けた筒状の取付部１０ｃをハウジング２に取付ける場合を例示した。しかし、本発明では、例えば取付部１０ｃをもたない噴孔プレート１０をハウジング２の先端面に固着してもよいし、また、噴孔プレート１０をハウジング２と一体形成してもよい。即ち、本発明において、請求項１に記載した噴孔プレートは、必ずしも噴射弁の本体と別個の部品である必要はない。
【００３４】
次に、図１及び図２を参照して、燃料噴射弁１の基本的な動作について説明する。まず、図１に示す閉弁状態では、弁体４の先端部が弁座３に着座しているので、燃料通路５と燃料供給空間６とは互いに遮断されている。このため、燃料通路５内の燃料は燃料供給空間６に流入せず、燃料噴射は停止した状態となっている。一方、図２は、開弁した燃料噴射弁の先端部を拡大して示す縦断面図である。この図に示すように、噴射弁の開弁時には、弁体４がハウジング２内で基端側に向けて変位し、弁座３から離座する。これにより、弁座３と弁体４との間に環状の隙間が形成されるので、燃料通路５内の燃料は、この隙間を通じて燃料供給空間６に外径側から流入し、図２中に示す矢印Ｆのように、当該燃料供給空間６内を噴孔プレート１０の外径側から噴射弁中心Ｏ1に向けて径方向に流通する。
【００３５】
そして、燃料供給空間６内を流通する燃料は、噴孔プレート１０の各噴射孔１１の位置に到達し、個々の噴射孔１１から外部に向けて噴射される。なお、以下の説明では、図２に示すように、噴射弁の開弁時に燃料供給空間６に供給された燃料が弁座３の位置から噴射孔１１の燃料流入口１１ａに最短距離で到達する燃料流の方向、即ち、燃料供給空間６内の燃料が噴孔プレート１０の内側面１０ａに沿って噴孔プレート１０の外径側から噴射弁中心Ｏ1に向けて径方向に流通する燃料流の方向（横流れ）を、燃料流通方向Ｆとして表記する。
【００３６】
次に、図２乃至図４を参照して、本実施の形態の特徴事項である噴射孔１１の構成について説明する。図３は、噴孔プレートを図２中の矢示Ａ方向からみた平面図である。以下の説明では、噴孔プレート１０（噴射孔１１）を矢示Ａ方向からみた状態を「平面視」と表記する。なお、矢示Ａ方向は、内側面１０ａ及び外側面１０ｂと垂直な方向、即ち、噴射弁軸線Ｏ1−Ｏ1に沿った方向と一致している。また、図４は、図３中の１つの噴射孔を拡大して示す拡大図である。図４（ａ）は、１つの噴射孔を矢示Ａ方向から平面視したものであり、図４（ｂ）は、１つの噴射孔を噴射孔軸線Ｏ2−Ｏ2に沿った方向からみた（以下、噴射孔軸線視と称する）ものである。噴射孔軸線Ｏ2−Ｏ2とは、噴射孔１１の中心軸線、即ち、燃料流入口１１ａの中心Ｏ2と燃料流出口１１ｂの中心Ｏ2とを通る軸線として定義される。なお、図３及び図４（ａ）中の太線は、燃料流出口１１ｂの壁面のうち噴射燃料の液相が主として流通する部分を示すもので、この点については後述する。
【００３７】
噴射孔１１は、噴孔プレート１０の内側面１０ａに開口した楕円形状の燃料流入口１１ａと、外側面１０ｂに開口した楕円形状の燃料流出口１１ｂとを有している。噴射孔１１の断面形状は、図２に示すように、噴射弁軸線Ｏ1−Ｏ1及び噴孔プレート１０（弁座３）の径方向を含む縦断面上において、燃料流入口１１ａから燃料流出口１１ｂに向けて開口面積が大きくなるようにテーパ状に形成されている。また、噴射孔軸線Ｏ2−Ｏ2は、噴射弁軸線Ｏ1−Ｏ1に対して径方向に傾斜しており、燃料流入口１１ａ側よりも燃料流出口１１ｂ側で噴孔プレート１０の周縁部に近接するように斜めに伸長している。
【００３８】
各噴射孔１１は、図３に示すように、平面視において、弁座３と同軸に配置された仮想円Ｃ1，Ｃ2に沿って２重の同心円状に並べて配置されている。また、各噴射孔１１の燃料流出口１１ｂは、互いに直交する長軸Ｌと短軸Ｓとを有している。そして、各燃料流出口１１ｂの長軸方向は、個々の噴射孔１１の位置における仮想円Ｃ1，Ｃ2の接線方向と一致しており、噴孔プレート１０の径方向（燃料流通方向Ｆ）と直交している。一方、各噴射孔１１の燃料流入口１１ａは、長軸Ｌ′を有している。そして、各燃料流入口１１ａの長軸方向は、仮想円Ｃ1，Ｃ2の径方向（燃料流通方向Ｆ）と一致しており、図４（ａ）に示すように、燃料流出口１１ｂの長軸方向と直交している。即ち、各燃料流入口１１ａは、噴射弁軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として放射状に配置されている。
【００３９】
さらに、各噴射孔１１は、図４（ｂ）に示すように、第１のテーパ角θ1及び第２のテーパ角θ2を有し、第２のテーパ角θ2は、第１のテーパ角θ1よりも大きく形成されている（θ2＞θ1）。ここで、第１のテーパ角θ1は、噴射孔軸線Ｏ2−Ｏ2及び燃料流出口１１ｂの短軸Ｓを含む断面ＰＳ上において、噴射孔１１の内壁が噴射孔軸線Ｏ2−Ｏ2に対して傾斜した角度として定義される。また、第２のテーパ角θ2は、噴射孔軸線Ｏ2−Ｏ2及び燃料流出口１１ｂの長軸Ｌを含む断面ＰＬ上において、噴射孔１１の内壁が噴射孔軸線Ｏ2−Ｏ2に対して傾斜した角度として定義される。
【００４０】
次に、上記構成による作用効果を述べるにあたり、まず、図２２及び図２３を参照して、従来技術の課題について説明する。図２２は、従来技術による噴射孔の一例を示す平面図である。従来技術では、噴射孔１００をテーパ状に形成し、その噴射孔軸線を傾斜させている。また、弁体の開弁時には、燃料が噴射孔１００に沿って噴孔プレートの外径側から中心部に向けて燃料流通方向Ｆに流通する。この燃料は、主として噴射孔１００のうち噴孔プレートの中心側（図２２中の左側）に位置する部位に衝突し、この位置で向きを変えつつ噴射孔の壁面に沿って燃料流入口１００ａから燃料流出口１００ｂに向けて流出する。この結果、噴射孔１００内には、図２２に示すように、噴孔プレートの中心寄りの位置に厚さｈをもつ燃料のバルクが生じる。
【００４１】
ここで、バルクとは、噴射孔から柱状に噴出する比較的密度の高い燃料の流れ（液相）である。そして、バルク厚ｈとは、一例を挙げれば、平面視において、燃料流出口の開口位置におけるバルクの厚さ寸法として定義される。一般に、噴射燃料の平均粒径Ｄ３０と噴射燃料のバルク厚ｈとの間には、下記（１）式に示す関係が成立する。
【００４２】
【数１】
0005772495.tif 000002
【００４３】
この式は、ＦＲＡＺＥＲの式と呼ばれるもので、例えば日本特開２００２−１６８１６３号公報に記載された公知の関係式である。上記（１）式中のＣ1，Ｃ2は定数であり、Ｖは燃料の流速、σは燃料の表面張力、ρＬ，ρａは燃料及び空気の密度をそれぞれ表している。上記（１）式中の定数をまとめてＣと表記すれば、右辺を得ることができ、燃料の平均粒径Ｄ３０は、バルク厚ｈが減少するにつれて小さくなることがわかる。
【００４４】
従来技術では、燃料のバルクが生じる位置に燃料流出口１００ｂの長軸側が配置されているので、バルクの発生位置では、噴射孔１００の内壁の曲率が小さくなる。この結果、バルクは、噴射孔１００の内壁に沿って広がることができず、バルク厚ｈは比較的大きな値となる。このため、従来技術では、燃料の平均粒径Ｄ３０を減少させ、噴射燃料の微粒化を促進するのが難しい。これに対し、他の方法として、噴射孔径を小さくすることにより、ある程度の微粒化効果を得ることができる。しかし、本願発明者の研究によれば、例えば噴射孔径を０．１１ｍｍ未満の大きさにすると、燃料の噴霧が筋状となって微粒化し難くなるので、製造コストが上昇するだけで微粒化効果を十分に得ることができない。一方、図２３に示す従来技術の他の一例では、捩れた形状の噴射孔２００を採用し、燃料が空気を巻込みながら噴射孔２００内を流れる構成としている。しかし、この場合には、燃料流入口２００ａからみて燃料流出口２００ｂが完全に見えない捩れた構造なので、噴射孔２００の加工方法が焼結等に限定され、コストアップが生じる。
【００４５】
これに対し、本実施の形態では、次のような作用効果を得ることができる。まず、噴射弁の開弁時には、図２に示すように、燃料供給空間６内を燃料流通方向Ｆに流れる燃料が燃料流入口１１ａに流入する。このとき、噴射孔１１は、燃料流通方向Ｆに対して燃料の流れを折返すように傾斜しているので、流入した燃料は、燃料流入口１１ａのうち噴孔プレート１０の外径側に近い壁面から剥離して、噴孔プレート１１の中心寄りの壁面に押付けられつつ、燃料流入口１１ａから燃料流出口１１ｂに向けて流通する。本実施の形態では、この流通状態に着目し、平面視において、楕円状に形成した燃料流出口１１ｂの長軸方向を燃料流通方向Ｆに対して直交させる構成としている。そして、燃料流出口１１ｂの長軸方向における噴射孔壁面のテーパ角θ2を、短軸方向におけるテーパ角θ1よりも大きく形成している。
【００４６】
これにより、噴射孔１１の内壁のうち燃料の液相部分（バルク）が押付けられる部分の壁面（第１のテーパ角θ1に対応する部分の壁面）は、従来技術と比較して緩やかな（曲率が小さな）曲面となるので、噴射孔１１内を流通する燃料のバルクは、図４（ａ）に示すように、この緩やかな壁面に押付けられつつ、当該壁面に沿って矢示Ｂ方向へと両側に広がるようになる。従って、本実施の形態では、バルクの形状を噴射孔１１の内壁に沿って薄膜化（フィルム化）することができ、噴射孔１１の孔径を小さくしなくても、バルク厚ｈを小さくし、燃料の微粒化を促進することができる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、図５に示す空気の巻込み効果を利用して微粒化性能を向上させることができる。図５は、噴射孔を燃料流出口の長軸方向に沿って破断した状態を模式的に示す縦断面図である。この図に示すように、噴射孔１１内の燃料（バルク）が内壁の緩やかな部分に沿って長径方向の両側に広がるときには、バルクと空気との接触面積を増加させることができる。これにより、長径方向の両側でバルクに対する空気の巻込みを生じさせ、更に微粒化を促進することができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、各噴射孔１１の燃料流入口１１ａの長径方向を、噴孔プレート１０の径方向（燃料流通方向Ｆ）に一致させて放射状に配置している。これにより、噴射弁の開弁時には、燃料供給空間６内を径方向に流れる燃料を燃料流入口１１ａにスムーズに流入させることができ、上述した燃料の剥離効果を安定的に得ることができる。そして、燃料流入口１１ａの長軸方向と燃料流出口１１ｂの長軸方向とを直交させている（燃料流出口１１ｂの短軸方向を燃料流通方向Ｆと一致させている）ので、噴射孔１１内にスムーズに流入した燃料を燃料流通方向Ｆと直交する方向、即ち、燃料流出口１１ｂの長軸方向に広げることができ、燃料の薄膜化を効率よく行うことができる。さらに、噴射孔１１は、捩れ構造を有していないので、焼結以外の方法でも形成することができるので、製造コストを抑制することができる。
【００４９】
実施の形態２．
次に、図６乃至図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１とほぼ同様の構成において、燃料流入口の長径と短径の寸法比を最適化することを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５０】
［実施の形態２の特徴］
図６は、本発明の実施の形態２において、噴射孔の形状を示す平面図及び縦断面図である。図６（ａ）は、１つの噴射孔を噴孔プレートの内側面からみた平面図を示し、図６（ｂ）は、噴射弁軸線Ｏ1−Ｏ1及び噴射孔軸線Ｏ2−Ｏ2を含む断面で噴射孔を破断した縦断面図を示している。本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、平面視における燃料流入口１１ａの長径ａと短径ｂとの比率（ａ／ｂ）が下記（２）式を満たすように設定している。
【００５１】
３．５≧（ａ／ｂ）≧２      ・・・（２）
【００５２】
これは次の理由によるものである。図７は、燃料流入口の長径と短径の比率（ａ／ｂ）と燃料のバルク厚ｈとの関係を示している。この図に示すように、バルク厚ｈは、噴孔プレート１０の厚さＤが変化しても、比率（ａ／ｂ）が上記（２）式を満たす特定の範囲で最小となる。従って、この範囲内において、噴孔プレート１０の厚さＤに基いて比率（ａ／ｂ）を設定すれば、バルク厚ｈを最大化することができ、燃料流入口１１ａの形状に応じて噴射燃料を効果的に微粒化することができる。
【００５３】
バルク厚ｈが最小値をもつ理由は、次のように考えられる。まず、噴射弁の開弁時には、前述したように、燃料供給空間６内を流れる燃料が折返すように向きを変えて燃料流入口１１ａに流入する。このため、比率（ａ／ｂ）が大きく、燃料流入口１１ａが細長い場合には、燃料流入口１１ａ内に流入した燃料が噴射孔１１の内壁から剥離した状態で燃料流出口１１ｂに向けて流通する距離（剥離度）が大きくなる。そして、剥離度が大きくなると、燃料が噴射孔１１の内壁に押付けられながら燃料流出口１１ｂに到達する距離、即ち、燃料流出口１１ｂの長軸方向に広がって薄膜化するための距離（助走距離）が短くなる。従って、噴孔プレート１０の厚さＤに対して比率（ａ／ｂ）が大き過ぎると、噴射孔１１内で燃料の薄膜化が十分に行われず、バルク厚ｈは大きくなる。一方、比率（ａ／ｂ）が小さく、剥離度が足りない場合には、噴射孔１１の内壁のうち噴孔プレート１０の中心寄りの部分に燃料が十分に押付けられないので、燃料の薄膜化が不十分となり、バルク厚ｈは大きくなる。この結果、燃料のバルク厚ｈは、上記特定の範囲で最小となる。
【００５４】
また、本実施の形態では、図６（ｂ）に示すように、燃料流入口１１ａの開口端１１ｃと燃料流出口１１ｂの開口端１１ｄとの間の距離に対応する開口投影距離Ｘが燃料流出口１１ｂの短径Ｚに対して下記（３）式を満たすように設定している。ここで、開口投影距離Ｘとは、燃料流入口１１ａの長軸及び燃料流出口１１ｂの短軸を含む断面上において、両者の開口端１１ｃ，１１ｄが噴射孔１１内の空間を介して対向する距離を燃料流出口１１ｂの短軸上に投影した距離として定義される。
【００５５】
０．４≧Ｘ／Ｚ      ・・・（３）
【００５６】
上記パラメータ（Ｘ／Ｚ）の値は、噴孔プレート１０の厚さＤと、噴射弁軸線Ｏ1−Ｏ1に対する噴射孔軸線Ｏ2−Ｏ2の傾き（噴孔角度）θとに基いて調整される。図８は、パラメータ（Ｘ／Ｚ）と燃料のバルク厚ｈとの関係を示す特性線図である。図８に示すように、バルク厚ｈは、パラメータ（Ｘ／Ｚ）が小さくなるほど減少し、特に、上記（３）式が成立する範囲で極端に小さくなる。なお、図８において、パラメータ（Ｘ／Ｚ）が負となる領域は、例えば噴射孔１１の傾斜角が更に大きくなることにより、開口投影距離Ｘが負となる領域に対応している。より詳しく言えば、この領域は、図６（ｂ）において、燃料流入口１１ａの開口端１１ｃが燃料流出口１１ｂの開口端１１ｄよりも左側に配置された状態、即ち、燃料流入口１１ａの開口端１１ｃが噴孔プレート１０の外側から見えない状態に対応している。
【００５７】
従って、上記（３）式が成立するように構成すれば、燃料のバルク厚ｈを小さくして微粒化を促進しつつ、噴孔プレート１０の厚さＤ、噴孔角度θ及び燃料流出口１１ｂの短径Ｚを調整して噴霧角の自由度を確保することができる。特に、噴孔角度θは、噴霧自由度に影響するので、変更したくないことが多い。これに対し、本実施の形態では、噴孔角度θを変更しなくても、噴孔プレート１０の厚さＤと、燃料流出口１１ｂの短径Ｚとに基いてバルク厚ｈを最適化することができる。
【００５８】
実施の形態３．
次に、図９乃至図１２を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、噴孔プレートの平面視において、噴射孔を並べた仮想円の接線に対して燃料流出口の長軸を傾斜させたことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５９】
［実施の形態３の特徴］
図９は、本発明の実施の形態３において、噴孔プレートを図３と同様位置からみた平面図であり、図１０は、図９中の１つの噴射孔を拡大して示す拡大図である。これらの図に示すように、噴孔プレート１０には、実施の形態１とほぼ同様に、複数の噴射孔２１が仮想円Ｃ1，Ｃ2に沿って２重の同心円状に並べて配置されている。そして、各噴射孔２１は、楕円形状の燃料流入口２１ａ及び燃料流出口２１ｂを有しており、燃料流入口２１ａの長軸Ｌ′と燃料流出口２１ｂの長軸Ｌとは、平面視において互いに直交している。
【００６０】
しかし、本実施の形態では、図１０に示すように、平面視において、燃料流出口２１ｂの長軸Ｌが仮想円Ｃ1，Ｃ2の接線Ｔに対して傾斜するように配置されている。この接線Ｔは、例えば燃料流出口２１ｂの中心Ｏ2に対応する位置での接線である。そして、全ての噴射孔１１において、燃料流出口２１ｂの長軸Ｌと前記接線Ｔとは、一定の交差角θxをもって交差（傾斜）している。
【００６１】
このように構成される本実施の形態によれば、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。図１１は、本実施の形態において、各噴射孔２１から噴射される噴霧の状態を模式的に示す説明図である。この図は、例えば燃料流出口２１ｂから数ミリ外側において、燃料の噴霧を噴射弁軸線Ｏ1−Ｏ1と垂直な平面で破断した横断面図に相当するもので、図中の太線は、噴霧中に残存する液相部分（バルク）を示している。図１１に示すように、燃料流出口２１ｂの長軸Ｌを接線Ｔの方向に対して適度に傾けることにより、隣接する噴射孔２１の間で噴霧の液相部分が相互に干渉するのを防止することができる。
【００６２】
一方、図１２は、実施の形態１（噴射孔１１）による噴霧の状態を比較例として示す説明図である。図１２に示す状態では、隣接する噴射孔１１の間で噴霧の液相部分が干渉して合流し、微粒化の妨げとなる。これに対し、本実施の形態によれば、噴霧の干渉や合流を防止することができるので、微粒化性能を向上させることができる。特に、全ての噴射孔２１で交差角θxを等しくすることにより、平面視において、隣接する噴霧（液相）の端部同士を最も離間させることができ、噴霧間に十分な距離を確保することができる。また、本実施の形態によれば、隣接する噴霧との間に空間的な余裕を確保することができるので、燃料流出口２１ｂの長径を更に大きくして、その楕円形状をより細長くすることができる。これにより、噴射孔２１内では、燃料の液相が燃料流出口２１ｂの長径方向に更に広がるようになるので、バルク厚ｈをより小さくして燃料の微粒化を促進することができる。
【００６３】
実施の形態４．
次に、図１３を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態３の噴射孔を２つのグループに分けると共に、各グループの噴射孔を環状に並べて配置したことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１，３と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６４】
［実施の形態４の特徴］
図１３は、本発明の実施の形態４において、噴孔プレートを図３と同様位置からみた平面図である。この図に示すように、本実施の形態では、噴射孔２１を２つのグループＧ1，Ｇ2に分けて、各グループの噴射孔２１をそれぞれ仮想円Ｃa，Ｃbに沿って環状に並べて配置している。
【００６５】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１，３とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、仮想円Ｃa，Ｃbの中心軸線の方向を相互に異ならせることで、２方向に噴射を行う燃料噴射弁を容易に実現することができる。
【００６６】
実施の形態５．
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態３の噴射孔において、燃料流入口の長軸方向を、噴孔プレート及び弁座の径方向である燃料流通方向に一致させたことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１，３と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６７】
［実施の形態５の特徴］
図１４は、本発明の実施の形態５において、噴孔プレートを図３と同様位置からみた平面図であり、図１５は、図１４中の１つの噴射孔を拡大して示す拡大図である。図１４に示すように、本実施の形態の噴射孔３１は、燃料流入口３１ａの配置を除いて、実施の形態３と同様に構成されている。即ち、燃料流出口２１ｂの長軸Ｌは、平面視において、仮想円Ｃ1，Ｃ2の接線Ｔに対して交差角θxをもって交差するように配置されている。また、図１５に示すように、実施の形態１と同様に定義される第２のテーパ角θ2は、第１のテーパ角θ1よりも大きく形成されている。一方、燃料流入口３１ａの長軸方向は、図１４に示すように、燃料流出口２１ｂの長軸方向と直交せずに、仮想円Ｃ1，Ｃ2の径方向である燃料流通方向Ｆに沿って伸長している。
【００６８】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１，３とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、燃料流入口３１ａの長軸方向を燃料流通方向Ｆに一致させているので、前記実施の形態３と同様の作用効果を発揮しつつ、燃料供給空間６内を径方向に流れる燃料を燃料流入口１１ａにスムーズに流入させることができ、前述した燃料の剥離効果を安定的に得ることができる。
【００６９】
実施の形態６．
次に、図１６乃至図２１を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。本実施の形態では、実施の形態１乃至５において、環状に並べた複数の噴射孔を千鳥配置することを特徴としている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７０】
［実施の形態６の特徴］
図１６は、本発明の実施の形態６による噴射孔４１の形状を示す説明図である。この図において、図１６（ａ）は、図２と同様に燃料噴射弁１の先端部を示している。また、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）中の噴射孔４１を噴孔プレート１０の半径方向に沿った平面で破断した断面図であり、図１６（ｃ）は、噴射孔４１を半径方向と垂直な平面で破断した断面図である。また、図１６（ｄ）は、噴射孔４１を噴孔プレート１０の内側からみた斜視図である。
【００７１】
図１６に示すように、噴射孔４１は、噴孔プレート１０の内側面１０ａに開口した燃料流入口４１ａと、外側面１０ｂに開口した燃料流出口４１ｂとを備えている。また、噴射孔４１は、前記実施の形態１とほぼ同様に、燃料流入口４１ａから燃料流出口４１ｂに向けて開口面積が大きくなるようにテーパ状に形成されている。そして、噴射孔４１の中心軸線は、噴射弁軸線Ｏ1−Ｏ1に対して径方向に傾斜しており、燃料流入口４１ａ側よりも燃料流出口４１ｂ側が噴孔プレート１０の周縁部に近接するように斜めに伸長している。
【００７２】
噴射孔４１の燃料流入口４１ａ及び燃料流出口４１ｂは、それぞれ楕円形状を有している。そして、燃料流入口４１ａの長軸方向は、実施の形態１で述べた燃料流通方向Ｆと一致するように配置され、燃料流出口４１ｂの長軸方向は、燃料流通方向Ｆ（燃料流入口４１ａの長軸方向）と直交するように配置されている。この構成によれば、実施の形態１で述べた原理により、燃料噴霧を薄膜化し、燃料の微粒化を促進することができる。即ち、噴射孔４１内を流通する燃料は、燃料流出口４１ｂに近づくにつれて燃料流出口４１ｂの長軸方向、即ち、噴孔プレート１０の周方向に広がり（引き伸ばされ）、薄膜化した状態で噴射される。
【００７３】
図１７は、本発明の実施の形態６により実現される燃料噴霧の薄膜化を示す説明図である。この図に示すように、本実施の形態では、噴射孔４１から噴射される燃料の膜厚（バルク厚）を、従来技術と比較して、例えば４１μｍから２２μｍへと５０％程度も減少させることができる。従って、噴射燃料の微粒化を促進することができる。また、噴射弁の開弁時には、燃料供給空間６内を径方向に流れる燃料を燃料流入口４１ａにスムーズに流入させつつ、噴射孔４１内に流入した燃料を、流入時の燃料流通方向と直交する燃料流出口４１ｂの長軸方向の両側に広げることができる。これにより、燃料の薄膜化を効率よく行うことができる。
【００７４】
次に、図１８乃至図２０を参照して、複数の噴射孔を配置する際の課題について説明する。まず、図１８は、本実施の形態と比較するために、従来技術の噴射孔を２重の同心円状に配置した場合を比較例として示す平面図である。この比較例では、従来技術と同様のテーパ形状を有する複数の噴射孔３００を、弁座３（噴孔プレート１０）と同軸に配置された２つの仮想円Ｃ1，Ｃ2上にそれぞれ環状に並べている。なお、各噴射孔３００から噴射される燃料噴霧の形状は略三日月状となるので、図１８では、この三日月状の燃料噴霧を噴射孔３００として図示することにより、各噴射孔３００の配置を表している。また、各噴射孔３００は、燃料流入口の中心Ｏ2と燃料流出口の中心Ｏ2とを通る中心軸線Ｏ2−Ｏ2を有している。
【００７５】
次に、図１９は、従来技術の噴射孔を千鳥配置した場合を比較例として示す平面図である。なお、千鳥配置の定義については後述する。この図に示すように、単に従来技術の噴射孔３００を千鳥配置しただけでは、隣接する噴射孔同士で燃料噴霧の両端部が干渉することになり、これによって燃料の微粒化が阻害される。一方、図２０は、本実施の形態の噴射孔４１を２重の同心円状に配置した場合を示す平面図である。この図は、前記実施の形態１（図３及び図１２）とほぼ同様のものである。噴射孔４１によれば、図２０に示すように、燃料噴霧が薄膜化するものの、隣接する噴射孔同士で燃料噴霧の両端部が干渉することになり、これによって燃料の微粒化が阻害される。
【００７６】
そこで、本実施の形態では、図２１に示すように、噴射孔４１を千鳥配置する構成としている。図２１は、本発明の実施の形態６による噴射孔の配置を示す平面図である。本実施の形態では、仮想円Ｃ1に沿って環状に並べた複数の噴射孔４１を、仮想円Ｃ1の周方向に対して仮想円Ｃ1の外側及び内側に交互に配置（千鳥配置）している。より詳しく述べると、仮想円Ｃ1上の噴射孔４１は、中心軸線Ｏ2−Ｏ2が仮想円Ｃ1の外側に位置する複数の外側噴射孔４１Ｐと、中心軸線Ｏ2−Ｏ2が仮想円Ｃ1の内側に位置する複数の内側噴射孔４１Ｑとにより構成されている。
【００７７】
外側噴射孔４１Ｐの中心軸線Ｏ2−Ｏ2は、仮想円Ｃ1の外側に同心円状に配置された外側仮想円Ｃ1a上に配置されている。内側噴射孔４１Ｑの中心軸線Ｏ2−Ｏ2は、仮想円Ｃ1の内側に同心円状に配置された内側仮想円Ｃ1b上に配置されている。そして、外側噴射孔４１Ｐと内側噴射孔４１Ｑとは、仮想円Ｃ1上に偶数個（例えば６個）ずつ配置され、仮想円Ｃ1の周方向に対して交互に並べられている。また、外側噴射孔４１Ｐと内側噴射孔４１Ｑとは、それぞれ仮想円Ｃ1の中心Ｏ1の周囲に等しい間隔（中心角）をもって点対称に配置されている。
【００７８】
上記構成によれば、実施の形態１とほぼ同様の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。即ち、本実施の形態では、互いに隣接する外側噴射孔４１Ｐと内側噴射孔４１Ｑの位置を、仮想円Ｃ1の径方向外側と径方向内側とにずらすことができる。これにより、外側噴射孔４１Ｐと内側噴射孔４１Ｑの燃料噴霧が相互に干渉するのを抑制し、燃料の微粒化を促進することができる。なお、本発明は、上記構成だけでも成立するものであるが、更に、本実施の形態では、噴射孔４１を仮想円Ｃ1，Ｃ2に沿って２重の同心円状に配置し、各仮想円Ｃ1，Ｃ2上の噴射孔４１をそれぞれ千鳥配置している。
【００７９】
即ち、仮想円Ｃ2上の噴射孔４１は、中心軸線Ｏ2−Ｏ2が仮想円Ｃ2の外側に位置する複数の外側噴射孔４１Ｒと、中心軸線Ｏ2−Ｏ2が仮想円Ｃ2の内側に位置する複数の内側噴射孔４１Ｓとにより構成されている。外側噴射孔４１Ｒの中心軸線Ｏ2−Ｏ2は、仮想円Ｃ2の外側に同心円状に配置された外側仮想円Ｃ2a上に配置されている。内側噴射孔４１Ｓの中心軸線Ｏ2−Ｏ2は、仮想円Ｃ2の内側に同心円状に配置された内側仮想円Ｃ2b上に配置されている。そして、外側噴射孔４１Ｒと内側噴射孔４１Ｓとは、仮想円Ｃ2上に偶数個（例えば３個）ずつ配置され、仮想円Ｃ2の周方向に対して交互に並べられている。また、外側噴射孔４１Ｒと内側噴射孔４１Ｓとは、それぞれ仮想円Ｃ2の中心Ｏ1の周囲に等しい間隔（中心角）をもって配置されている。これにより、仮想円Ｃ2上の噴射孔４１についても、外側噴射孔４１Ｒと内側噴射孔４１Ｓの燃料噴霧が相互に干渉するのを抑制することができる。従って、噴孔プレート１０に多数の噴射孔４１を設けた場合でも、燃料の微粒化を促進することができる。
【００８０】
また、外側噴射孔４１Ｒから噴射される燃料噴霧の両端部は、内側噴射孔４１Ｑの燃料噴霧の中心部（内側噴射孔４１Ｑの中心軸線Ｏ2−Ｏ2の近傍）に向けて伸びるように構成されている。また、内側噴射孔４１Ｑの燃料噴霧の両端部は、外側噴射孔４１Ｒの燃料噴霧の中心部に向けて伸びるように構成され、内側噴射孔４１Ｓの燃料噴霧の両端部は、外側噴射孔４１Ｒの燃料噴霧の中心部に向けて伸びるように構成されている。これらの構成によれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００８１】
即ち、燃料噴霧の両端部は、燃料が燃料流出口の長径方向に広がることで燃料密度が高くなっているのに対し、燃料噴霧の中央部は、噴射開始直後において、燃料噴霧の両端部よりも燃料密度が相対的に低くなっている。従って、噴射孔４１の配置上の制約等により、燃料噴霧の干渉がある程度生じる場合でも、ある燃料噴霧の両端部を他の燃料噴霧の中央部に干渉させることにより、実質的な干渉の度合いを抑制することができ、燃料の微粒化性能を確保することができる。
【００８２】
また、このような噴射孔の配置は、仮想円Ｃ1，Ｃ2の中心Ｏ1に対する噴射孔４１Ｐ，４１Ｑの周方向位置と、前記中心Ｏ1に対する噴射孔４１Ｒ，４１Ｓの周方向位置とのずれ（中心角の位相差θ）を適切に設定することにより実現される。具体的に述べると、位相差θは、内側噴射孔４１Ｑの個数ｎに基いて、下記（４）式により設定される。
【００８３】
θ＝１８０／ｎ [deg]      ・・・（４）
【００８４】
本実施の形態によれば、上記（４）式に基いて位相差θを設定することにより、噴射孔４１の個数が図２１と異なる場合でも、外側噴射孔４１Ｒから噴射される燃料噴霧の両端部が内側噴射孔４１Ｑの燃料噴霧の中心部を指向するように構成することができる。なお、前記実施の形態６では、仮想円Ｃ1が請求項１０における第１仮想円に対応し、仮想円Ｃ2が第２仮想円に対応している。また、噴射孔４１のうち、外側噴射孔４１Ｐは第１外側噴射孔に対応し、内側噴射孔４１Ｑは第１内側噴射孔に対応し、外側噴射孔４１Ｒは第２外側噴射孔に対応し、内側噴射孔４１Ｓは第２内側噴射孔に対応している。
【００８５】
また、前記実施の形態６では、第１仮想円Ｃ1に沿って環状に並べた噴射孔４１Ｐ，４１Ｑを千鳥配置し、第２仮想円Ｃ2に沿って環状に並べた噴射孔４１Ｒ，４１Ｓを千鳥配置することにより、２組の噴射孔４１Ｐ，４１Ｑ及び噴射孔４１Ｒ，４１Ｓを千鳥配置する場合を例示した。しかし、本発明では、例えば１組の噴射孔４１Ｐ，４１Ｑ（または噴射孔４１Ｒ，４１Ｓ）のみを千鳥配置する構成としてもよい。さらには、３組以上の噴射孔を同心円状に並べた上で、各組の噴射孔をそれぞれ千鳥配置する構成としてもよい。
【００８６】
また、前記実施の形態１乃至６では、噴射孔１１，２１，３１，４１の燃料流入口１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａが楕円形状である場合を例示したが、本発明はこれに限らず、燃料流入口は円形状であってもよい。
【００８７】
また、実施の形態１乃至６では、それぞれ異なる構成について別個に説明したが、本発明はこれに限らず、実施の形態１乃至６のうち組合わせが可能な２つ以上の構成を組合わせて燃料噴射弁を実現してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１  燃料噴射弁
２  ハウジング
３  弁座
４  弁体
５  燃料通路
６  燃料供給空間
１０  噴孔プレート
１０ａ  内側面
１０ｂ  外側面
１１，２１，３１，４１（４１Ｐ，４１Ｑ，４１Ｒ，４１Ｓ）  噴射孔
１１ａ，２１ａ，３１ａ  燃料流入口
１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ  燃料流出口
１１ｃ，１１ｄ  開口端
θ1，θ2  テーパ角
Ｃ1，Ｃ2  仮想円
Ｌ，Ｌ’  長軸
Ｓ  短軸
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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