(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体が接離する弁座の下流側に設けられた燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の入口開口が開口する底面と前記底面の周囲を囲む内周壁とを有する旋回室と、下流端が前記内周壁に開口し前記旋回室に燃料を供給する横方向通路とを備え、前記旋回室は前記内周壁と前記入口開口との間に形成された燃料の旋回流路を有し、前記横方向通路は旋回燃料の流れ方向において上流側に位置する内周壁部分に接続された一方の幅方向端部と下流側に位置する内周壁部分に接続された他方の幅方向端部とを有する燃料噴射弁において、
前記横方向通路の前記他方の幅方向端部を前記旋回室側に延長した延長線と、前記旋回室の中心を通り前記延長線に垂直な直線線分とを仮想した場合に、
前記燃料噴射孔の前記入口開口の中心は、前記旋回室の中心から前記延長線に沿う方向にずれた位置であって、前記直線線分によって前記旋回室を区画した２つの領域のうち、前記横方向通路が接続される側とは反対側の第一の領域に配置され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、
前記入口開口の中心を通り前記延長線に平行な第一の線分を仮想した場合に、前記第一の線分は前記入口開口の開口縁と二点で交差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、
前記第一の線分上において前記入口開口の両サイドに形成される流路幅は、旋回燃料の流れ方向における上流側に位置する流路幅の方が下流側に位置する流路幅よりも小さい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、
前記旋回室の内周壁は半径が一定の円弧面で構成されることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料噴射弁において、
前記旋回室の中心が前記第一の線分上にあり、前記第一の線分と前記延長線とが一致することを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項２に記載の燃料噴射弁において、
前記旋回室の内周壁が螺旋曲線又はインボリュート曲線で形成されたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項７】
弁体が接離する弁座の下流側に設けられた燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の入口開口が開口し前記入口開口の周囲に燃料の旋回流路が形成された旋回室と、前記旋回室に燃料を供給する横方向通路と、前記燃料噴射孔と旋回室と前記横方向通路とが形成されたノズルプレートとを有する燃料噴射弁において、
前記燃料噴射孔の入口開口の中心と前記ノズルプレートの中心とを通る線分上において前記入口開口の両サイドに形成される流路幅は、旋回燃料の流れ方向における上流側に位置する流路幅の方が下流側に位置する流路幅よりも小さいことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項８】
弁体が接離する弁座の下流側に設けられた燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の入口開口が開口し前記入口開口の周囲に燃料の旋回流路が形成された旋回室と、前記旋回室に燃料を供給する横方向通路とを有する燃料噴射弁において、
前記燃料噴射孔の入口開口の中心は、前記燃料噴射孔に流入する燃料の旋回方向における速度成分が最大となる第一の位置から、旋回方向の速度成分が小さくなり、且つ前記燃料噴射孔の中心軸方向の速度成分が大きくなる第二の位置にずらして配置されたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料噴射弁において、
前記第一の位置から前記第二の位置までの位置ずれ量に対する噴霧角度の変化率及び流量の変化率は、前記噴霧角度の変化率の方が前記流量の変化率よりも大きいことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１０】
請求項８に記載の燃料噴射弁において、
前記燃料噴射孔の内部に形成される燃料液膜は、前記旋回流路の上流側の方が下流側に対して厚い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、燃料噴射孔の上流で旋回燃料を生成し、旋回燃料を燃料噴射孔から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２００３−３３６５６２号公報（特許文献１）に記載された燃料噴射弁が知られている。この燃料噴射弁は、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、弁座の下流端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射孔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、燃料噴射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）。この燃料噴射弁では、上記構成により、噴射後の燃料の微粒化を促進すると共に、燃料の噴射応答性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３６５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
横方向通路、スワール室及び燃料噴射孔をインジェクタプレートに形成して燃料噴射を行う燃料噴射弁においては、一般的に、燃料噴射孔の孔径、燃料噴射孔の長さ及びスワール室の大きさ（径）を調整して、噴霧角度が設定される。この噴霧角度を調整するために、燃料噴射孔の孔径、燃料噴射孔の長さ或いはスワール室の大きさ（径）のいずれかを変化させると、燃料噴射孔から噴射される燃料量（燃料噴射量）が変化する。このため、燃料噴射量と噴霧角度との両方が所定の範囲内に収まるように、燃料噴射孔の孔径、燃料噴射孔の長さ及びスワール室の大きさ（径）を決定するために、かなりの時間を要していた。
【０００５】
本発明の目的は、燃料噴射量と噴霧角度とを容易に調整することが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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射弁は、弁体が接離する弁座の下流側に設けられた燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の入口開口が開口する底面と前記底面の周囲を囲む内周壁とを有する旋回室と、下流端が前記内周壁に開口し前記旋回室に燃料を供給する横方向通路とを備え、前記旋回室は前記内周壁と前記入口開口との間に形成された燃料の旋回流路を有し、前記横方向通路は旋回燃料の流れ方向において上流側に位置する内周壁部分に接続された一方の幅方向端部と下流側に位置する内周壁部分に接続された他方の幅方向端部とを有する燃料噴射弁において、
前記横方向通路の前記他方の幅方向端部を前記旋回室側に延長した延長線と、前記旋回室の中心を通り前記延長線に垂直な直線線分とを仮想した場合に、
前記燃料噴射孔の前記入口開口の中心は、前記旋回室の中心から前記延長線に沿う方向にずれた位置であって、前記直線線分によって前記旋回室を区画した２つの領域のうち、前記横方向通路が接続される側とは反対側の第一の領域に配置される。
【０００７】
また本発明の燃料噴射弁は、弁体が接離する弁座の下流側に設けられた燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の入口開口が開口し前記入口開口の周囲に燃料の旋回流路が形成された旋回室と、前記旋回室に燃料を供給する横方向通路と、前記燃料噴射孔と旋回室と前記横方向通路とが形成されたノズルプレートとを有する燃料噴射弁において、
前記燃料噴射孔の入口開口の中心と前記ノズルプレートの中心とを通る線分上において前記入口開口の両サイドに形成される流路幅は、旋回燃料の流れ方向における上流側に位置する流路幅の方が下流側に位置する流路幅よりも小さい。
【０００８】
また本発明の燃料噴射弁は、弁体が接離する弁座の下流側に設けられた燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の入口開口が開口し前記入口開口の周囲に燃料の旋回流路が形成された旋回室と、前記旋回室に燃料を供給する横方向通路とを有する燃料噴射弁において、
前記燃料噴射孔の入口開口の中心は、前記燃料噴射孔に流入する燃料の旋回方向における速度成分が最大となる第一の位置から、旋回方向の速度成分が小さくなり、且つ前記燃料噴射孔の中心軸方向の速度成分が大きくなる第二の位置にずらして配置される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料噴射量の変化率を小さくした状態で、噴霧角度を大きく変化させることができるので、燃料噴射量と噴霧角度とを容易に調整して、所望の燃料噴射量と噴霧角度とを実現できる燃料噴射弁を提供することができる。これにより、燃料噴射弁の設計、或いは設計変更が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る燃料噴射弁の弁軸心（中心軸線）に沿う断面を示す縦断面図である。
【図２】図１の燃料噴射弁の弁部及び燃料噴射部の近傍（ノズル部）を拡大して示す縦断面図（図３のII−II矢視断面に相当する縦断面図）である。
【図３】図１のIII−III矢視方向から見たノズルプレートの平面図である。
【図４】旋回室及び燃料噴射孔を拡大して示す平面図（図３に示すIV部の拡大平面図）である。
【図５】図４のV−V断面における燃料流れの解析結果を示す図である。
【図６】燃料噴射孔の入口開口を旋回室中心に配置した場合について、燃料噴射孔内及びその近傍の燃料液膜分布を示す縦断面図（図４のV−V断面図）である。
【図７】燃料噴射孔の入口開口を旋回室中心から領域Ａ３側にずらして配置した場合について、燃料噴射孔内及びその近傍の燃料液膜分布を示す縦断面図（図４のV−V断面図）である。
【図８】本発明の実施例について、燃料噴射孔の入口開口の位置を変化させた場合の流量変化率の解析結果を示す図である。
【図９】本発明の実施例について、燃料噴射孔の入口開口の位置を変化させた場合の噴霧角度変化率の解析結果を示す図である。
【図１０】本実施例との比較例について、横方向通路、旋回室及び燃料噴射孔の構成を示す平面図である。
【図１１】図１０のVII−VII断面における燃料流れの解析結果を示す図である。
【図１２】旋回室の形状を変更した例について、旋回室及び燃料噴射孔を拡大して示す平面図（図３に示すIV部の拡大平面図）である。
【図１３】図１２の変更例について、旋回室に対する燃料噴射孔の位置を変更した例を示す平面図である。
【図１４】旋回室の形状を更に変更した例について、旋回室及び燃料噴射孔を拡大して示す平面図（図３に示すIV部の拡大平面図）である。
【図１５】燃料噴射弁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】
本発明の実施例について、図１乃至図８を用いて説明する。
【００１２】
図１を用いて、燃料噴射弁１の全体構成について説明する。図１は、本実施例に係る燃料噴射弁１の中心軸線１ａに沿う断面を示す縦断面図である。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（弁軸心）に一致し、後述する筒状体５の中心軸線に一致している。また、中心軸線１ａは、後述する弁座１５ｂ及びノズルプレート２１ｎの中心線とも一致している。
【００１３】
燃料噴射弁１には、上端部から下端部まで延設された金属材製の筒状体５が設けられている。この筒状体５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。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。基端部（基端側）及び先端部（先端側）という呼び方は、燃料の流れ方向、或いは図示しない燃料配管への取付構造に基づいている。すなわち、燃料の流れ方向において、基端部が上流側となり、先端部が下流側となる。また、本明細書において説明される上下関係は図１に基づいて定義され、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ない。
【００１４】
筒状体５の基端部には燃料供給口２が設けられている。この燃料供給口２に、燃料フィルタ１３が取り付けられている。燃料フィルタ１３は燃料に混入した異物を取り除くための部材である。
【００１５】
筒状体５の基端部にはＯリング１１が配設されている。Ｏリング１１は燃料噴射弁１が燃料配管に連結される際に、シール材として機能する。
【００１６】
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には、弁体１７を収容する段付きの弁体収容孔１５ａが形成されている。弁体収容孔１５ａの途中に円錐面が形成されており、この円錐面上に弁座（シール部）１５ｂが構成される。弁体収容孔１５ａの弁座１５ｂよりも上流側（基端側）の部分には、中心軸線１ａに沿う方向に弁体１７の移動を案内するガイド面１５ｃが形成されている。弁座１５ｂと弁体１７とは協働して、燃料通路の開閉を行う。弁体１７が弁座１５ｂに当接することにより、燃料通路は閉じられる。また、弁体１７が弁座１５ｂから離間することにより、燃料通路は開かれる。
【００１７】
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、中心軸線１ａに沿う方向に、弁座部材１５を貫通している。弁座部材１５の下端面（先端面）にはノズルプレート２１ｎが取り付けられている。ノズルプレート２１ｎは弁体収容孔１５ａによって形成された弁座部材１５の開口を塞いでいる。
【００１８】
本実施例では、弁座部材１５とノズルプレート２１ｎとによって旋回燃料を噴射する燃料噴射部２１が構成される。ノズルプレート２１ｎは、弁座部材１５に対してレーザ溶接により、固定されている。レーザ溶接部２３は、燃料噴射孔２２０−１，２２０−２，２２０−３，２２０−４（図３参照）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と対向する部位には、周方向に間隔を置いて複数の切欠き面１７ａが設けられている。この切欠き面１７ａは板座部材１５の内周面との間に隙間を形成する。この隙間によって燃料通路が構成される。なお、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、ニードル弁を用いてもよい。
【００２０】
本実施例において、弁座部材１５及び弁体１７を含む弁部７とノズルプレート２１ｎとは燃料を噴射するためのノズル部を構成する。弁部７が構成されるノズル部本体（弁座部材１５）側の先端面に、後述する燃料噴射孔２２０や旋回用通路２１０（横方向通路２１１及び旋回室２１２）が形成されたノズルプレート２１ｎが接合される構成である。
【００２１】
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、固定鉄心２５と、可動子（可動部材）２７と、電磁コイル２９と、ヨーク３３とによって構成されている。
【００２２】
固定鉄心２５は、磁性金属材料からなり、筒状体５の長手方向中間部の内側に圧入固定されている。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、筒状体５の内部において、固定鉄心２５よりも先端側に配置されている。可動子２７の基端側には、可動鉄心２７ａが設けられている。可動鉄心２７ａは、固定鉄心２５と微小ギャップδを介して対向する。可動子２７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。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。可動子２７は弁体１７を備え、弁体１７を開閉弁方向に変位させる。可動子２７は、弁体１７が弁座部材１５と接触し、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、中心軸線１ａに沿う方向（開閉弁方向）における移動を弁軸心方向の２点で案内される。
【００２４】
可動鉄心２７ａには、固定鉄心２５と対向する端面に凹部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２７ｅが形成されている。ばね座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。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、固定鉄心２５に形成された燃料通路３と弁部７とを連通する燃料流路３が構成される。
【００２５】
電磁コイル２９は、固定鉄心２５と可動鉄心２７ａ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ている。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。
【００２６】
ヨーク３３は、磁性を有する金属材料でできている。ヨーク３３は、電磁コイル２９の外周側で、電磁コイル２９を覆うように配置され、燃料噴射弁１のハウジングを兼ねる。また、ヨーク３３は、その下端部が可動鉄心２７ａの外周面と筒状体５を介して対向しており、可動鉄心２７ａ及び固定鉄心２５と共に、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。
【００２７】
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（調整子）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。
【００２８】
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。
【００２９】
筒状体５の先端部には、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１０９ａ（図５参照）の内周面とヨーク３３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。
【００３０】
燃料噴射弁１の中間部から基端側端部の近傍まで、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。
【００３１】
次に、燃料噴射弁１の動作について説明する。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
電磁コイル２９の通電を打ち切ると、磁気吸引力が減少し、やがて消失する。磁気吸引力が減少する段階で、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。
【００３５】
次に、図２及び図３を用いて、弁部７及び燃料噴射部２１の構造について、詳細に説明する。図２は、図１に示す燃料噴射弁１の弁部７及び燃料噴射部２１の近傍（ノズル部）を拡大して示す縦断面図（図３のII−II矢視断面に対応する縦断面図）である。図３は、図１のIII−III矢視方向から見たノズルプレート２１ｎの平面図である。
【００３６】
なお、図３の平面図は、ノズルプレート２１ｎを燃料噴射孔の入口側から見た平面図であり、ノズルプレート２１ｎの上端面２１ｎｕ側の平面図である。上端面２１ｎｕは弁座部材１５の先端面１５ｔと対向する面である。上端面２１ｎｕに対して反対側の端面を下端面２１ｎｂと呼ぶ。
【００３７】
本実施例では、図２に示すように、ノズルプレート２１ｎは両端面が平面で構成された板状部材で構成され、上端面２１ｎｕと下端面２１ｎｂとは平行である。すなわち、ノズルプレート２１ｎは板厚が均一な平板で構成されている。なお、本実施例では、図３に示すように、中心軸線１ａがノズルプレート２１ｎと中心２１ｎｏで交差するように、燃料噴射弁１が構成されている。
【００３８】
弁座部材１５の先端面（下端面）１５ｔは、中心軸線１ａに垂直な平らな面（平坦面）で構成されている。弁座部材１５の先端面１５ｔにはノズルプレート２１ｎが接合されており、先端面１５ｔはノズルプレート２１ｎの上端面２１ｎｕと当接している。
【００３９】
ノズルプレート２１ｎには、図３に示すように、横方向通路２１１−１，２１１−２，２１１−３，２１１−４、旋回室（スワール室）２１２−１，２１２−２，２１２−３，２１２−４及び燃料噴射孔２２０−１，２２０−２，２２０−３，２２０−４が形成されている。横方向通路２１１−１，２１１−２，２１１−３，２１１−４と旋回室２１２−１，２１２−２，２１２−３，２１２−４とは、燃料噴射孔２２０の上流側で燃料に旋回力を付与するための旋回用通路２１０−１，２１０−２，２１０−３，２１０−４を構成する。４組の旋回用通路２１０−１，２１０−２，２１０−３，２１０−４と燃料噴射孔２２０−１，２２０−２，２２０−３，２２０−４とは、それぞれが同様に構成されるため、これらを区別せず、旋回用通路２１０、横方向通路２１１、旋回室２１２及び燃料噴射孔２２０として、説明する。各組で構成を変える場合は、適宜説明する。
【００４０】
図２に示すように、弁座部材１５には、下流側に向かって縮径する円錐状の弁座面１５ｂが形成されている。弁座面１５ｂの下流端は燃料導入孔３００に接続されている。燃料導入孔３００の下流端は弁座部材１５の先端面１５ｔに開口している。燃料導入孔３００は旋回用通路２１０に燃料を導入する燃料通路を構成する。
【００４１】
旋回用通路２１０は、燃料導入孔３００から燃料の供給を受けるために、横方向通路２１１の上流端部が燃料導入孔３００の開口面に対向して設けられている。本実施例では、図３に示すように、４組の横方向通路２１１−１，２１１−２，２１１−３，２１１−４は上流端部が連通する構成であるが、各横方向通路２１１−１，２１１−２，２１１−３，２１１−４を独立した構成にしてもよい。
【００４２】
図２では、一枚の板状部材で構成したノズルプレート２１ｎに、横方向通路２１１、旋回室２１２及び燃料噴射孔２２０の全てを形成している。ノズルプレート２１ｎは、例えば厚さ方向に分割するなどして、複数のプレートで構成することができる。例えば、横方向通路２１１及び旋回室２１２を一枚のプレートに形成し、燃料噴射孔２２０を別のプレートに形成する。そしてこれら二枚のプレートを積層して、ノズルプレート２１ｎを構成してもよい。
【００４３】
また、本実施例では、図２に示すように、燃料噴射孔２２０は中心軸線１ａに平行に形成されているが、中心軸線１ａに対して０°よりも大きな角度で傾斜させてもよい。傾斜させる方向を異ならせることにより、複数の方向に燃料を噴射させるようにしてもよい。
【００４４】
本実施例では、図３に示すように、旋回用通路２１０−１と燃料噴射孔２２０−１とが一つの燃料通路を形成し、旋回用通路２１０−２と燃料噴射孔２２０−２とが一つの燃料通路を形成し、旋回用通路２１０−３と燃料噴射孔２２０−３とが一つの燃料通路を形成し、旋回用通路２１０−４と燃料噴射孔２２０−４とが一つの燃料通路を形成している。旋回用通路２１０−１は横方向通路２１１−１と旋回室２１２−１とで構成され、旋回用通路２１０−２は横方向通路２１１−２と旋回室２１２−２とで構成され、旋回用通路２１０−３は横方向通路２１１−３と旋回室２１２−３とで構成され、旋回用通路２１０−４は横方向通路２１１−４と旋回室２１２−４とで構成される。
【００４５】
本実施例では、ノズルプレート２１ｎに、全部で４組の旋回用通路２１０及び燃料噴射孔２２０からなる燃料通路が構成される。４組の燃料通路は、それぞれがノズルプレート２１ｎの中心２１ｎｏ側から外周に向かって放射状に形成されている。すなわち、横方向通路２１１は、ノズルプレート２１ｎの中心２１ｎｏ側から外周側に向けて放射状に設けられ、ノズルプレート２１ｎの径方向に延設されている。また、それぞれの燃料通路は周方向に９０°の角度間隔で形成されている。
【００４６】
旋回用通路２１０及び燃料噴射孔２２０は４組に限らず、２組或いは３組であってもよく、５組以上設けられてもよい。或いは、旋回用通路２１０及び燃料噴射孔２２０を１組だけにしてもよい。
【００４７】
ここで、図４を参照して、旋回室２１２と燃料噴射孔２２０との関係について、詳細に説明する。図４は、旋回室２１２及び燃料噴射孔２２０を拡大して示す平面図（図３に示すIV部の拡大平面図）である。
【００４８】
横方向通路２１１は、旋回室２１２の中心Ｏ１に対してオフセットするように旋回室２１２に接続されている。横方向通路２１１の一方の幅方向端部（側壁）２１２ｏは旋回燃料の流れ方向において上流側に位置する内周壁２１２ｃ部分に接続され、他方の幅方向端部（側壁）２１２ｉは下流側に位置する内周壁２１２ｃ部分に接続されている。このため、旋回室２１２の内周壁（側壁）２１２ｃには、横方向通路２１１の接続部に開口２１２ｃｏが形成されている。
【００４９】
旋回室２１２の内周壁２１２ｃは、横方向通路２１１から旋回室２１２に流入した燃料を旋回させるように、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの周囲に円周を成すように形成されている。すなわち、旋回室２１２の内周壁２１２ｃと燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉとの間に燃料の旋回流路２１２ｄが形成されている。
【００５０】
横方向通路２１１はその延設方向或いは燃料の流れ方向に対して垂直な断面（横断面）が矩形状を成す。横方向通路２１１の側壁（側面）２１１ｏ，２１１ｉ及び底面２１１ｂはノズルプレート２１ｎによって構成されている。また、横方向通路２１１の上面（天井面）２１１ｕ（図２参照）は、弁座部材１５の下端面１５ｔで構成されている。
【００５１】
横方向通路２１１の側壁２１１ｏは、旋回室２１２の内周壁２１２ｃに接する角度で旋回室２１２に接続される。側壁２１１ｏの下流端は、旋回室２１２の内周壁２１２ｃの始端部２１２ｃｓに接続されている。
【００５２】
また、横方向通路２１１の側壁２１１ｉは、旋回室２１２の内周壁２１２ｃと交差する角度で旋回室２１２に接続される。ここで、交差とは、側壁２１１ｉ及びその延長線が内周壁２１２ｃを横切ることを意味しており、側壁２１１ｉ及びその延長線が内周壁２１２ｃに接する構成は含まない。側壁２１１ｉの下流端は、旋回室２１２の内周壁２１２ｃの終端部２１２ｃｅに接続されている。
【００５３】
旋回室２１２の内周壁２１２ｃの始端部２１２ｃｓは、燃料の旋回方向において上流側に位置する端部である。内周壁２１２ｃの終端部２１２ｃｅは燃料の旋回方向において下流側に位置する端部である。終端部２１２ｃｅには、傾斜部或いは丸味部などの面取り部が形成される場合がある。このような場合は、内周壁２１２ｃと側壁２１１ｉとをそれぞれ延長した仮想線が交差する交点を、終端部（下流側端部）２１２ｃｅとして定めればよい。
【００５４】
本実施例では、旋回室２１２の始端部２１２ｃｓから終端部２１２ｃｅまでの間の内周壁２１２ｃは、中心Ｏ１からの半径Ｒが一定となる円弧形状を成すように形成されている。すなわち、内周壁２１２ｃは正円又は真円を成す円周の一部によって構成される。一方、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉは、旋回室２１２の内周壁２１２ｃの半径Ｒよりも小さな半径ｒを有する円形を成している。これにより、燃料噴射孔２２０の入口開口縁２２０ｉｃと旋回室２１２の内周壁２１２ｃとの間に、旋回流路２１２ｄの底面２１２ｂが構成される。なお、燃料噴射孔２２０の中心軸線が底面２１２ｂに対して傾斜している場合は、燃料噴射孔２２０の横断面が円形であっても、入口開口２２０ｉは円形とならず、楕円形を呈する。傾斜の有無にかかわらず、燃料噴射孔２２０の中心軸線は入口開口２２０ｉの中心Ｏ２を通る。
【００５５】
図４は平面図であり、燃料噴射弁１の中心軸線１ａに垂直な平面（投影面）に、燃料噴射孔２２０、旋回室２１２、横方向通路２１１を投影した図である。図４には、さらに、横方向通路２１１の側壁２１１ｏの延長線２１１ｏｌ（第一の延長線）と、側壁２１１ｉの延長線２１１ｉｌ（第二の延長線）が投影されて示されている。第一の延長線２１１ｏｌは、側壁２１１ｏに沿って延長した仮想線である。第二の延長線２１１ｉｌは、側壁２１１ｉに沿って延長した仮想線である。
【００５６】
第二の延長線２１１ｉｌは、旋回室２１２の底面（旋回流路２１２ｄの底面２１２ｂ）を２つの領域Ａ１，Ａ２に区画する。領域Ａ１は、第二の延長線２１１ｉｌに対して、側壁２１１ｏ又はその延長線２１１ｏｌ側に位置する領域である。内周壁２１２ｃの始端部２１２ｃｓは、領域Ａ１にあり、内周壁２１２ｃの始端部２１２ｃｓ側の旋回流路部分によって構成される。領域Ａ２は、第二の延長線２１１ｉｌに対して、側壁２１１ｏ又はその延長線２１１ｏｌ側とは反対側に位置する領域である。領域Ａ２は、内周壁２１２ｃの終端部２１２ｃｅ側の旋回流路部分によって構成される。なお、領域Ａ１，Ａ２は、第二の延長線２１１ｉｌの線上を含まないものとする。
【００５７】
燃料噴射孔２２０の入口開口縁２２０ｉｃの一部が第二の延長線２１１ｉｌを越えて、領域Ａ１側に配置されている。すなわち、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの一部が領域Ａ１側に開口している。
【００５８】
本実施例では、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心Ｏ２は、第二の延長線２１１ｉｌ上に位置している。このため、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉは、燃料噴射孔２２０の半径ｒ分だけ、第二の延長線２１１ｉｌを越えて、領域Ａ１側にはみ出している。このため、燃料噴射孔２２０の入口開口縁２２０ｉｃは、第二の延長線２１１ｉｌと２点２２０ｉａ，２２０ｉｂで交わる。すなわち、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉは、第二の延長線２１１ｉｌと入口開口縁２２０ｉｃとが２点２２０ｉａ，２２０ｉｂで交差するように、配置されている。なお、入口開口２２０ｉの領域Ａ１側へのはみ出し量は、燃料噴射孔２２０の半径ｒ分の大きさに限定される訳ではない。このはみ出し量は、半径ｒよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
【００５９】
本実施例では、さらに、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心Ｏ２を、旋回室２１２の中心Ｏ１から第二の延長線２１１ｉｌに沿う方向にずれた位置に配置している。すなわち、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心Ｏ２は、旋回室２１２の中心Ｏ１に対して偏心している。
【００６０】
ここで、領域Ａ１，Ａ２とは異なる旋回室２１２の区画について説明する。まず、旋回室２１２の中心Ｏ１を通り第二の延長線２１１ｉｌに垂直な線分Ｌ１を仮想する。そして、旋回室２１２を線分Ｌ１によって２つの領域Ａ３，Ａ４に区画する。領域Ａ３は、線分Ｌ１に対して、横方向通路２１１が接続される側とは反対側の区画である。領域Ａ４は、線分Ｌ１に対して、横方向通路２１１が接続される側の区画である。領域Ａ４は、旋回流路２１２ｄの最上流側部分と最下流側部分とで構成される。領域Ａ３は、旋回流路２１２ｄの中間流路部分で構成される。なお、領域Ａ３，Ａ４は線分Ｌ１の線上を含まないものとする。
【００６１】
中心Ｏ２をずらす方向は、第二の延長線２１１ｉｌに沿う方向であって、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉを挟んで内周壁２１２ｃの終端部２１２ｃｅとは反対側に位置する交点２１２ｃｆの側である。交点２１２ｃｆは、第二の延長線２１１ｉｌと内周壁２１２ｃとの交点２１２ｃｆである。
【００６２】
本実施例では、旋回室２１２の中心Ｏ１及び入口開口２２０ｉの中心Ｏ２は第二の延長線２１１ｉｌ上に配置されているため、入口開口２２０ｉの中心Ｏ２は第二の延長線２１１ｉｌ上を旋回室２１２の中心Ｏ１から交点２１２ｃｆに向かってずれた位置に存在する。また、入口開口２２０ｉの中心Ｏ２は、第二の延長線２１１ｉｌ上において、交点２１２ｃｆと終端部２１２ｃｅとの間を二等分する中央点Ｏ１よりも交点２１２ｃｆ側の領域Ａ３に配置されることになる。
【００６３】
しかし、中心Ｏ２をずらす方向は、本実施例の方向に限定されるものではなく、入口開口２２０ｉの中心Ｏ２が領域Ａ３に位置するように、配設されればよい。この場合、入口開口２２０ｉの中心Ｏ２を通り第二の延長線２１１ｉｌに垂直な線分（仮想線分）Ｌ２は、仮想線分Ｌ１とは重なることなく、平行になる。すなわち、仮想線分Ｌ１と仮想線分Ｌ２とは、実質的な間隔を有し、平行な関係にある。ここで、実質的な間隔を有するとは、間隔が０の場合を含まないということである。
【００６４】
燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心Ｏ２が旋回室２１２の中心Ｏ１に一致する場合と比べて、中心Ｏ２が交点２１２ｃｆ側に配置されることにより、第二の延長線２１１ｉｌ方向において入口開口２２０ｉの両サイドに形成される流路幅Ｗ２１，Ｗ２２は、流路幅Ｗ２１に対して流路幅Ｗ２２の方が狭くなる。流路幅Ｗ２１は、第二の延長線２１１ｉｌと内周壁２１２ｃとの仮想交点である終端部２１２ｃｅと、第二の延長線２１１ｉｌと入口開口縁２１２ｉｃとの第一の交点２２０ｉａとの間の距離に相当する。流路幅Ｗ２２は、第二の延長線２１１ｉｌと入口開口縁２１２ｉｃとの第二の交点２２０ｉｂと、第二の延長線２１１ｉｌと内周壁２１２ｃとの始端部２１２ｃｓ側の交点２１２ｃｆとの間の距離に相当する。
【００６５】
図５を用いて、旋回室２１２から燃料噴射孔２２０に流入し、燃料噴射孔２２０から噴射される燃料の流れについて説明する。図５は、図４のV−V断面における燃料流れの解析結果を示す図である。
【００６６】
横方向通路２１１から旋回室２１２に流入した燃料流れは、旋回室２１２の内周壁２１２ｃに沿って流れ、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの周囲を旋回する。この段階で、燃料には旋回力が付与される。旋回力を付与された燃料流れは、旋回しながら燃料噴射孔２２０に流入する。燃料噴射孔２２０から噴射される燃料は旋回力を維持したまま液膜を形成し、さらに旋回しながら液滴に分裂する。これにより、微粒化された燃料噴霧が形成される。
【００６７】
本実施例では、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉが、側壁２１１ｉの延長線２１１ｉｌを越えて、領域Ａ１側にはみ出すように構成されることにより、横方向通路２１１から旋回室２１２に流入する燃料の一部は、旋回室２１２を旋回しないまま燃料噴射孔２２０に流入する。すなわち、燃料は燃料噴射孔２２０に流入し易くなる。燃料噴射孔２２０の領域Ａ１側へのはみ出し量を変えることにより、燃料流れにおける燃料噴射孔２２０への流入のし易さを調整することがでる。これにより、燃料噴射孔２２０に流入する燃料の流量、すなわち噴射量を調整することができる。通常、領域Ａ１側へのはみ出しを大きくするほど、燃料噴射孔２２０に流入する燃料の流量（噴射量）は増加する。
【００６８】
図５では、流れを示す矢印の濃淡が濃くなるほど、流速が大きくなる。本実施例では、燃料が旋回室２１２を十分に旋回することなく燃料噴射孔２２０に流入した側５０１では、燃料噴射孔２２０の軸方向における燃料の流速（軸方向速度）が大きく、かつ貫徹力の強い燃料噴霧が形成される。また、５０１側では、噴霧角度が小さく、ペネトレーションが長くなる。一方、５０２側では、旋回室２１２を旋回することによって旋回力を付与された燃料流れが燃料噴射孔２２０から噴射される。このため、５０２側では、５０１側と比べて、燃料の軸方向速度が小さく、貫徹力の弱い燃料噴霧が形成される。また、５０２側では、５０１側と比べて、旋回力が強いため、噴霧角度が大きく、ペネトレーションが短くなる。
【００６９】
さらに本実施例では、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心Ｏ２を旋回室２１２の中心Ｏ１からずらして図４に示す領域Ａ３に配置している。すなわち、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心Ｏ２を、第二の延長線２１１ｉｌに沿う方向において、旋回室２１２の中心Ｏ１から交点２１２ｃｆ側にずらした位置に配置している。旋回室２１２の中心Ｏ１から第二の延長線２１１ｉｌに沿う方向へのずれ量を調整することにより、燃料噴霧の噴霧角度を調整することができる。
【００７０】
また、図４に示す燃料流れＦ２の流速と燃料流れＦ１の流速とを比較すると、燃料流れＦ２の流速の方が燃料流れＦ１の流速よりも速い。燃料流れＦ１は旋回室２１２に流入した燃料がより上流側で燃料噴射孔２２０に流入しようとする流れであり、燃料流れＦ２は旋回室２１２に流入した燃料がより下流側で燃料噴射孔２２０に流入しようとする流れである。
【００７１】
燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心Ｏ２を仮想線分Ｌ１よりも領域Ａ３側にずらすことによって、燃料噴射孔２２０に流速の速い燃料流れを流入させることができる。このため、燃料噴射孔２２０内における燃料流れの直進線が増し、燃料噴射孔２２０の中心軸線２２０ｃｌ方向の速度成分が大きくなる。燃料噴射孔２２０内における燃料流れの直進線が増すことにより、燃料噴射孔２２０から噴射される燃料噴霧の噴霧角度を狭くすることがきる。従って本実施例は、燃料噴霧の噴霧角度の調整ばかりでなく、狭い噴霧角度の燃料噴霧が要求される場合にも、利用することができる。
【００７２】
ここで、図６及び図７を用いて、本実施例の燃料噴射孔で形成される燃料液膜の分布について説明する。図６は、燃料噴射孔の入口開口を旋回室中心に配置した場合について、燃料噴射孔内及びその近傍の燃料液膜分布を示す縦断面図（図４のV−V断面図）である。図７は、燃料噴射孔の入口開口を旋回室中心から領域Ａ３側にずらして配置した場合について、燃料噴射孔内及びその近傍の燃料液膜分布を示す縦断面図（図４のV−V断面図）である。なお、図６及び図７では、液膜の状態を２段階の濃淡で示しており、濃い部分は燃料が１００％の部分であり、淡い部分は空気が混じることによって燃料の割合が１００％よりも小さくなっている部分である。
【００７３】
図６及び図７では、共に、５０２側の燃料液膜に対して５０１側の燃料液膜の方が厚くなっている。
【００７４】
しかし、図６と図７とを比べると、図７は図６に対して、５０２側の燃料液膜が燃料噴射孔２２０内で非常に薄くなっていることが分かる。逆に５０１側では、燃料噴射孔２２０への燃料流入量が増え、その分燃料液膜が厚くなる。また、燃料噴射孔２２０に流入する燃料の直進性が増すため、噴霧の到達距離が長くなっていることが分かる。５０１側は、５０２側に対して、燃料の旋回方向において、上流側に位置する。
【００７５】
図８及び図９を用いて、本実施例における燃料噴射量（流量）変化率と噴霧角度変化率とについて、説明する。図８は、本実施例について、燃料噴射孔の入口開口の位置を変化させた場合の流量変化率の解析結果を示す図である。図９は、本実施例について、燃料噴射孔の入口開口の位置を変化させた場合の噴霧角度変化率の解析結果を示す図である。なお、図８及び図９において、横軸は旋回室２１２の直径に対する入口開口２２０ｉの開口位置のずれ量の割合である。
【００７６】
図８及び図９から分かるように、入口開口２２０ｉの開口位置をずらした場合に、噴霧角度が大きく変化するのに対して、流量はほとんど変化しない。すなわち、本実施例の構成では、燃料噴射量を調整した後で噴霧角度を調整しても、燃料噴射量を変化させることなく、噴霧角度を調整することができる。また、図９から、入口開口２２０ｉの中心Ｏ２を領域Ａ３側にずらすことによって、噴霧角度が狭くなることが分かる。
【００７７】
本実施例では、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの、領域Ａ１側へのはみ出し量を調整して燃料噴射量を決定した後、入口開口２２０ｉの中心Ｏ２を領域Ａ３にずらして配置することによって、燃料噴霧の噴霧角度を調整することができる。このため、燃料噴射量と噴霧角度の調整が容易になり、燃料噴射弁の設計自由度を高めることができる。
【００７８】
図１０及び図１１を用いて、本実施例に対する比較例について、旋回室２１２’から燃料噴射孔２２０’に流入し、燃料噴射孔２２０’から噴射される燃料の流れについて説明する。図１０は、本実施例との比較例について、横方向通路、旋回室及び燃料噴射孔の構成を示す平面図である。図１１は、図１０のVII−VII断面における燃料流れの解析結果を示す図である。
【００７９】
図１０の比較例の構成では、燃料噴射孔２２０’の入口開口２２０ｉ’の全体が、側壁２１１ｉの延長線（第２の延長線）２１１ｉｌよりも領域Ａ１側に存在する。すなわち、第２の延長線２１１ｉｌは入口開口２２０ｉ’の開口縁２１２ｉｃ’と交差しない。この場合、燃料噴射孔２２０’の入口開口２２０ｉ’の全周にわたって、旋回力を付与された燃料流れが流入する。このため、比較例では、図１１に示すように、７０１側の噴霧角度及び燃料流速と７０２側の噴霧角度及び燃料流速とが均等な燃料噴霧が形成される。
【００８０】
本実施例では、５０１側では、燃料流れの旋回力が弱いため、旋回力を利用した微粒化の効果は小さくなる。しかし、中心軸２２０ｌｃｌ’方向の速度が大きくなることによって、空気との摩擦熱を利用して微粒化性能の低下を抑制或いは維持・向上することができる。従って、本実施例では、微粒化性能の低下を抑制して、燃料噴射量を容易に調整することができる。また、上述したように、燃料の噴霧形態（角度及び粒径）は変化するものの、流量調整のために横方向通路２１１及び燃料噴射孔２２０の横断面積を変化させる場合と比べて、噴霧形態の変化量を小さくできる。
【００８１】
燃料噴射孔２２０の入口開口２１２ｉを領域Ａ１側へはみ出させ、そのはみ出し量を変えることにより、燃料噴射量を調整することができる。ここで、噴霧角度の調整が必要になった場合に、そのために入口開口２１２ｉの領域Ａ１側へのはみ出し量を変えると、燃料噴射量が変化する。燃料噴射量と噴霧角度の両方を調整するため、燃料噴射孔の孔径、燃料噴射孔の長さ及びスワール室の大きさ（径）の設計からやり直すと、かなりの労力と時間が必要になる。
【００８２】
以下、図１２乃至図１４を用いて、本発明に係る旋回室２１２の形状を変更した変更例について説明する。
【００８３】
図４では、旋回室２１２の内周壁２１２ｃは正円又は真円で形成されている。旋回室２１２の内周壁２１２ｃは、図１２乃至図１４に示すように、螺旋曲線或いはインボリュート曲線のような渦を描く形状に形成されてもよい。なお、内周壁２１２ｃを螺旋曲線で形成する場合は、旋回室２１２の中心Ｏ１は螺旋曲線の旋回中心である。また、内周壁２１２ｃをインボリュート曲線で形成する場合は、旋回室２１２の中心Ｏ１は基礎円の中心である。このように、旋回室２１２の中心Ｏ１は、幾何学的な中心或いは作図のために設定される円の中心として定義される。
【００８４】
図１２は、旋回室の形状を変更した例について、旋回室及び燃料噴射孔を拡大して示す平面図（図３に示すIV部の拡大平面図）である。
【００８５】
本例の旋回室２１２の内周壁２１２ｃは、螺旋曲線或いはインボリュート曲線で形成されている。第二の延長線２１１ｉｌ、領域Ａ１〜Ａ４及び仮想線分Ｌ１，Ｌ２が図４と同様に定義される。図１２には、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心Ｏ２が旋回室２１２の中心Ｏ１に配置された場合の入口開口２２０ｉを破線で示してある。
【００８６】
燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉは、第二の延長線２１１ｉｌを越えて領域Ａ１側にはみ出している。このため、第二の延長線２１１ｉｌは燃料噴射孔２２０の入口開口縁２２０ｉｃと２つの交点２２０ｉａ，２２０ｉｂで交差する。
【００８７】
また、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心Ｏ２は、旋回室２１２の中心Ｏ１から外れた位置にあり、領域Ａ３に配置されている。仮想線分Ｌ１と仮想線分Ｌ２とは、図４の場合と同様に、実質的な間隔を有し、平行な関係にある。
【００８８】
入口開口２２０ｉの中心Ｏ２は、領域Ａ３に配置されているものの、線分Ｌ４上において交点２１２ｃｇと交点２１２ｃｉとの間を二等分する中央点Ｏ４よりも交点２１２ｃｉ側に配置されている。線分Ｌ４は、旋回室２１２の中心Ｏ１と入口開口２２０ｉの中心Ｏ２とを通る仮想線分であり、第二の延長線２１１ｉｌと平行である。仮想線分Ｌ４と第二の延長線２１１ｉｌとは平行である必要はないが、以下、仮想線分Ｌ４と第二の延長線２１１ｉｌとが平行な場合について説明する。
【００８９】
本例では、入口開口２２０ｉの中心Ｏ２が旋回室２１２の中心Ｏ１から外れた位置にあり、領域Ａ３に配置されているものの、第二の延長線２１１ｉｌ上において入口開口２２０ｉの両サイドに形成される流路幅Ｗ２１，Ｗ２２は、流路幅Ｗ２１に対して流路幅Ｗ２２の方が大きくなる。流路幅Ｗ２１は終端部２１２ｃｅと交点２２０ｉａとの間隔（距離）である。流路幅Ｗ２２は交点２２０ｉｂと交点２１２ｃｆとの間隔（距離）である。終端部２１２ｃｅ及び交点２２０ｉａ，２２０ｉｂ，２２０ｃｆは図４と同様に定義される。
【００９０】
仮想線分Ｌ４上において入口開口２２０ｉの両サイドに形成される流路幅Ｗ３１，Ｗ３２は、流路幅Ｗ３１に対して流路幅Ｗ３２の方が大きくなる。流路幅Ｗ３１は交点２１２ｃｉと交点２２０ｉｆとの間隔（距離）である。流路幅Ｗ３２は交点２２０ｉｄと交点２１２ｃｇとの間隔（距離）である。交点２１２ｃｇ，２１２ｃｉは仮想線分Ｌ４と内周壁２１２ｃとの交点である。交点２２０ｉｄ，２２０ｉｆは仮想線分Ｌ４と入口開口縁２２０ｉｃとの交点である。
【００９１】
また、本例では、図４では定義することができなかった流路幅Ｗ１１，Ｗ１２を定義することができる。流路幅Ｗ１１，Ｗ１２は、線分Ｌ５上において入口開口２２０ｉの両サイドに形成される流路幅である。流路幅Ｗ１１，Ｗ１２は、流路幅Ｗ１１に対して流路幅Ｗ１２の方が大きくなる。線分Ｌ５は入口開口２２０ｉの中心Ｏ２とノズルプレート２１ｎの中心２１ｎｏとを通る仮想線分である。流路幅Ｗ１１は交点２１２ｃｊと交点２２０ｉｇとの間隔（距離）である。流路幅Ｗ１２は交点２２０ｉｅと交点２１２ｃｈとの間隔（距離）である。交点２１２ｃｈ，２１２ｃｊは仮想線分Ｌ４と内周壁２１２ｃとの交点である。交点２２０ｉｅ，２２０ｉｇは仮想線分Ｌ４と入口開口縁２２０ｉｃとの交点である。
【００９２】
本例の構成であっても、図４の構成と同様な効果が得られる。
【００９３】
図１３は、図１２の変更例について、旋回室に対する燃料噴射孔の位置を変更した例を示す平面図である。第二の延長線２１１ｉｌ、領域Ａ１〜Ａ４及び仮想線分Ｌ１，Ｌ２が図４と同様に定義される。また、仮想線分Ｌ４，Ｌ５及び流路幅Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ３１，Ｗ３２が図１２と同様に定義される。
【００９４】
本例では、燃料噴射孔２２０の中心をＯ２の位置からさらにＯ３の位置までずらしている。図１３には、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心が図１２のＯ２にある場合の入口開口２２０ｉを破線で示してある。なお、線分Ｌ３は、燃料噴射孔２２０の中心Ｏ３を通り、第二の延長線２１１ｉｌに垂直に引いた仮想線分である。
【００９５】
入口開口２２０ｉの中心Ｏ３は、領域Ａ３に配置され、且つ、仮想線分Ｌ４上において交点２１２ｃｆと終端部２１２ｃｅとの間を二等分する中央点Ｏ４よりも交点２１２ｃｆ側に配置されている。
【００９６】
本例では、流路幅Ｗ２１に対して流路幅Ｗ２２の方が小さい。流路幅Ｗ１１に対して流路幅Ｗ１２の方が小さい。流路幅Ｗ３２は流路幅Ｗ３１よりも小さい。このように、旋回室２１２の内周壁２１２ｃを螺旋曲線或いはインボリュート曲線で形成した場合であっても、流路幅Ｗ１２，Ｗ２２或いは流路幅Ｗ３２が流路幅Ｗ１１，Ｗ２１或いは流路幅Ｗ３１に対して小さくなる場合もあり得る。
【００９７】
本例の構成であっても、図４の構成と同様な効果が得られる。
【００９８】
図１４は、旋回室の形状を更に変更した例について、旋回室及び燃料噴射孔を拡大して示す平面図（図３に示すIV部の拡大平面図）である。第二の延長線２１１ｉｌ、領域Ａ１〜Ａ４及び仮想線分Ｌ１，Ｌ２が図４と同様に定義される。また、仮想線分Ｌ４，Ｌ５、流路幅Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ３１，Ｗ３２及び中央点Ｏ４が図１２と同様に定義される。
【００９９】
本例の旋回室２１２の内周壁２１２ｃは、螺旋曲線或いはインボリュート曲線で形成されている。しかし、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの全体が、第二の延長線２１１ｉｌよりも旋回室２１２の中心Ｏ１側に形成されている。
【０１００】
このような形態では、流路幅Ｗ２１，Ｗ２２は定義することができない。しかし、流路幅Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２は、図１２及び図１３と同様に定義することができる。そして、流路幅Ｗ１１，Ｗ１２においては、流路幅Ｗ１１に対して流路幅Ｗ１２が大きくなる場合もあるし、小さくなる場合もある。また、流路幅Ｗ３１，Ｗ３２においては、流路幅Ｗ３１に対して流路幅Ｗ３２が大きくなる場合もあるし、小さくなる場合もある。流路幅Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２の大小関係は、中央点Ｏ４に対する入口開口２２０ｉの中心Ｏ２の位置関係で決まり、図１２及び図１３と同様な関係になる。
【０１０１】
本例の場合、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉを領域Ａ１側にはみ出させることによる流量調整の効果は得られない。しかし、燃料噴射孔２２０の入口開口２２０ｉの中心を領域Ａ３側に配置することによって、噴射角度を狭くする効果、或いは噴射角度を調整する効果が得られる。
【０１０２】
なお、上述した線分Ｌ１〜Ｌ５は直線である。
【０１０３】
図１０の比較例では、燃料噴射孔２２０’の入口開口２２０ｉ’は、その中心Ｏ２’が旋回室２１２’の中心Ｏ１’と一致するように配置される。これにより、燃料噴射孔２２０’に流入する燃料の旋回方向における速度成分を最大にすることができる。一方、上述した実施例及び変更例では、入口開口２２０ｉの中心Ｏ２は、燃料の旋回方向における速度成分を最大にすることができる旋回室２１２の中心（第一の位置）Ｏ１から、旋回方向の速度成分が小さくなり、且つ燃料噴射孔２２０の中心軸２２０ｃｌ方向の速度成分が大きくなる第二の位置にずらして配置されている。これにより、燃料噴射孔に流入した燃料の直進性が向上し、噴射角度を狭くすることができる。
【０１０４】
図１５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１５は、燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。
【０１０５】
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。
【０１０６】
燃料噴射弁１の燃料供給口２（図１参照）には燃料配管１１０が接続される。
【０１０７】
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。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。
【０１０８】
なお、本発明は上記した実施例或いは変更例に限定されるものではなく、一部の構成の削除や、記載されていない他の構成の追加が可能である。また、実施例と変更例との間において、実施例或いは変更例に記載された構成の入れ替えや追加を行うことも可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１…燃料噴射弁、１ａ…弁軸心（中心軸線）、２…燃料供給口、３…燃料流路、５…筒状体、７…弁部、９…駆動部、１１…Ｏリング、１３…燃料フィルタ、１５…弁座部材、１５ａ…弁体収容孔、１５ｂ…弁座、１５ｃ…ガイド面、１５ｔ…先端側端面、１７…弁体、１７ａ…切欠き面、１９…レーザ溶接、２１…燃料噴射部、２１ｎ…ノズルプレート、２１ｎｕ…上端面、２１ｎｂ…下端面、２３…レーザ溶接部、２５…固定鉄心、２５ａ…貫通孔、２７…可動子、２７ａ…可動鉄心、２７ｂ…小径部、２７ｃ…凹部、２７ｄ…開口部、２７ｅ…環状面、２７ｆ…貫通孔、２９…電磁コイル、３１…ボビン、３３…ヨーク、３５…アジャスタ（調整子）、３９…スプリング（コイルばね）、４１…コネクタ、４３…コネクタピン、４５…配線部材、４６…Ｏリング、４７…樹脂カバー、４９…プロテクタ、１００…内燃機関、１０１…エンジンブロック、１０２…シリンダ、１０３…吸気口、１０４…排気口、１０５…吸気弁、１０６…排気弁、１０７…吸気流路、１０７ａ…入口側端部、１０８…吸気管、１０９…燃料噴射弁１の取付け部、１０９ａ…挿入口、１１０…燃料配管、２１０，２１０−１，２１０−２，２１０−３，２１０−４，２１０’…旋回用通路、２１１，２１１−１，２１１−２，２１１−３，２１１−４，２１１’…横方向通路、２１１ｂ…底面、２１１ｉ，２１１ｏ…側壁（側面）、２１１ｉｌ，２１１ｏｌ…側壁の延長線、２１１ｕ…上面（天井面）、２１２，２１２−１，２１２−２，２１２−３，２１２−４，２１２’…旋回室（スワール室）、２１２ｂ…底面、２１２ｃ，２１２ｃ’…内周壁（側面）、２１２ｃｅ…内周壁終端部、２１２ｃｓ…内周壁始端部、２２０，２２０−１，２２０−２，２２０−３，２２０−４，２２０’…燃料噴射孔、Ｏ１，Ｏ１’…旋回室の中心、Ｏ２，Ｏ３…燃料噴射孔の中心、２２０ｉ，２２０ｉ’…入口開口（入口開口縁）、２２０ｉａ，２２０ｉｂ…延長線２１１ｉｌと燃料噴射孔の入口開口との交点、３００…燃料導入孔、Ａ１〜Ａ４…旋回室２１２内で区画される領域、Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２…流路幅、Ｗ３１，Ｗ３２…流路の間隔。
【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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