(57)【要約】【課題】  低ぺネトレーションの噴霧を実現する燃料噴射弁を提供する。【解決手段】  燃料噴射弁１００Ａは、燃料流路に設けられる弁座３と、往復運動によって、弁座３に対して着座した着座状態と当該弁座３から離れた離間状態とを切り替えることが可能な弁体２と、上記離間状態において弁体２と弁座３との間の隙間から燃料が流入する燃料溜り部６と、燃料溜り部６の下流側端面に設けられた凹部８と、凹部８内に連通して燃料溜り部６内の燃料を外部に噴射するための噴孔９とを備える。そして、凹部８と噴孔９との接続部分において、ＸＺ断面内で凹部８と噴孔９とがなす第１の角度は、ＹＺ断面内で凹部８と噴孔９とがなす第２の角度よりも大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁であって、
燃料流路に設けられる弁座と、
往復運動によって、前記弁座に対して着座した着座状態と当該弁座から離れた離間状態とを切り替えることが可能な弁体と、
前記離間状態において前記弁体と前記弁座との間の隙間から燃料が流入する燃料溜り部と、
前記燃料溜り部の下流側端面に設けられた凹部と、
前記凹部内に設けられ、前記燃料溜り部内の燃料を外部に噴射するための噴孔と、
を備え、
前記凹部と前記噴孔との接続角について、前記往復方向に平行な第１断面で見た角度値と、前記往復方向に平行且つ前記第１断面に垂直な第２断面で見た角度値とが、互いに異なってい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、
前記第１断面に直角な所定方向に前記凹部が直線状に伸びているとともに、
前記凹部の底面に前記所定方向に配列した複数の噴孔が設けられており、
前記複数の噴孔のそれぞれにおける前記接続角は、前記第１断面で見た角度値が前記第２断面で見た角度値よりも大きくなってい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、
前記複数の噴孔の配列がそれぞれ底部に形成された前記凹部が複数設けられ、
前記複数の凹部は前記所定方向に直角な方向に間隔を隔てて互いに平行に配置されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の燃料噴射弁において、
前記複数の噴孔のそれぞれは円筒孔であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の燃料噴射弁において、
前記噴孔は、前記往復方向に伸びる孔として設けられていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の燃料噴射弁において、
前記噴孔は、前記往復方向に対して傾いた方向に伸びる孔として設けられていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の燃料噴射弁において、
前記噴孔は、当該噴孔の入口側から出口側に向けてその径が大きくなるようなテーパ状に形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の燃料噴射弁において、
前記弁座と前記燃料溜り部と前記凹部と前記噴孔とが一体成形されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の燃料噴射弁において、
前記凹部は、前記第１の断面においてＶ字状に形成されてい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、内燃機関の燃焼室あるいは吸気管等に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室あるいは吸気管等に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁として、多噴孔型燃料噴射弁および旋回型燃料噴射弁などが存在する。
【０００３】
このうち、多噴孔型燃料噴射弁は、旋回型燃料噴射弁に比べて、多彩な噴霧のバリエーションを容易に作ることができるという特徴を有している。
【０００４】
このような多噴孔型燃料噴射弁の一例としては、円錐面上に噴孔が設けられているタイプのものが存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９４３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、内燃機関の燃焼システムによっては、低ぺネトレーションの噴霧が望まれることがある。たとえば、噴射燃料が燃焼室内壁に到達して付着することを防ぐために、低ペネトレーションであることが要請される場合等がある。
【０００７】
しかしながら、上述の多噴孔型燃料噴射弁は、一般に、一つの噴孔から噴射される際の噴霧角度が小さくなりやすいため、噴霧ぺネトレーションが大きくなりやすい（噴射燃料の到達距離が大きくなりやすい）。したがって、低ペネトレーションを実現することが困難であるという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、低ぺネトレーションの噴霧を実現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】
【０００９】
上記課題を解決すべく、この発明の燃料噴射弁は、燃料流路に設けられる弁座と、往復運動によって、前記弁座に対して着座した着座状態と当該弁座から離れた離間状態とを切り替えることが可能な弁体と、前記離間状態において前記弁体と前記弁座との間の隙間から燃料が流入する燃料溜り部と、前記燃料溜り部の下流側端面に設けられた凹部と、前記凹部内に設けられ、前記燃料溜り部内の燃料を外部に噴射するための噴孔と、を備え、前記凹部と前記噴孔との接続角について、前記往復方向に平行な第１断面で見た角度値と、前記往復方向に平行且つ前記第１断面に垂直な第２断面で見た角度値とが、互いに異なっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、凹部と噴孔との接続角について、往復方向に平行な第１断面で見た角度値と、往復方向に平行且つ第１断面に垂直な第２断面で見た角度値とが、互いに異なっているので、低ぺネトレーションの噴霧を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜実施の形態１＞
この発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁１００Ａについて説明する。
【００１２】
図１は燃料噴射弁１００Ａの全体構成を示す図である。図１（ａ）は、燃料噴射弁１００Ａを立位としたときに、弁体２の中心軸ＡＣ（図２参照）を含む鉛直面での断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＤ−Ｄ断面における水平断面図である。また、図２および図３はそれぞれ閉弁時および開弁時における一部拡大図であり、図４は図２におけるＡ−Ａ断面を示す図（一部平面図とも称せられる）である。各図１〜図４においては、方向を示すため、便宜上、Ｚ軸を鉛直方向（弁体２の中心軸方向）とする直角座標軸（ＸＹＺ軸）を設定している。なお、他の図についても同様である。
【００１３】
図１に示されるように、燃料噴射弁１００Ａは、磁気回路のヨーク部分であるハウジング３０と、磁気回路の固定鉄心部分であるコア４０と、コイル５０と、磁気回路の可動鉄心部分であるアマチュア６０と、弁装置７０とを備えている。
【００１４】
弁装置７０は、弁機構本体７１とガイド７５とストッパ７９と弁体２とプレート７と弁座用部材２１とを有している。
【００１５】
段差を有する略円筒形の弁機構本体７１は略円筒形のハウジング３０の下端付近にある内径部に挿入された後、かしめで結合されている。そして、ガイド７５が弁機構本体７１の内径部に圧入され、更に弁座用部材２１が弁機構本体７１の内径部に圧入される。その後、弁座用部材２１が溶接部１１ａで弁機構本体７１に対して溶接により結合される。また、弁体２の下流側においては有孔円板状のプレート７（図２も参照）が弁座用部材２１に圧入され、弁座用部材２１とプレート７とが溶接部１１ｂで溶接により結合される。
【００１６】
弁体２は、弁機構本体７１のガイド部７１ａとガイド７５のガイド部７１ｂとによって案内され、Ｚ軸方向において、弁機構本体７１とガイド７５とに沿った鉛直方向の摺動動作が可能である。また、弁体２はアマチュア６０に溶接部６０ａで結合されており、弁体２はアマチュア６０と一体的に移動する。これによって、後述するように、開弁状態と閉弁状態とが切り替えられる。なお、開弁時には弁体２のフランジ２９の上面２９ａがストッパ７９の下面と当接することにより、開弁限界が規定される。また、ガイド部７１ｂは弁体２の径方向の非同軸度（振れ）を規制する手段であるので弁体２とのクリアランスはなるべく小さく設定されることが好ましい。たとえば、そのクリアランスは１０μｍ（マイクロメータ）以下（片側隙間５μｍ以下）とすることが好ましい。
【００１７】
この燃料噴射弁１００Ａは、ソレノイド装置のコイル５０への通電および非通電とを切り替えることによって、燃料の噴射状態と非噴射状態とを切り替えるものである。
【００１８】
具体的には、エンジン（内燃機関）の制御装置（図示せず）から燃料噴射弁１００Ａの駆動回路に動作信号が送られると、燃料噴射弁のコイル５０に対して電力が供給されコイル５０が通電状態となる。これによって、アマチュア６０、コア４０、ハウジング３０で構成される磁気回路に磁束が発生し、アマチュア６０はコア４０側へ吸引されて移動し、アマチュア６０との一体構造をなしている弁体２が、弁座３から離れて隙間が形成された状態（開弁状態）となる。これに伴って、高圧の燃料は、弁座３と弁体２との隙間を通ってプレート７中に設けられた噴孔９に流入した後、エンジン気筒内等に噴射される。
【００１９】
次にエンジンの制御装置から燃料噴射弁１００Ａの駆動回路に動作停止信号が送られると、コイル５０への電力供給が停止され非通電状態となる。これによって、磁気回路中の磁束が減少し、弁体２を閉弁方向（−Ｚ軸）に付勢している圧縮ばね８０によって、弁体２と弁座３との間の隙間が閉じた状態（閉弁状態）とされ、燃料噴射が終了する。
【００２０】
図２は、燃料噴射弁１００Ａの先端部分の拡大図である。図２に示されるように、燃料噴射弁１００Ａは、その下端部分において、弁体２と弁座３とシール部４と燃料通路孔５と燃料溜り部６と凹部８と噴孔９と燃料流路１０とを備えている。
【００２１】
弁座用部材２１は、略円筒形状の外壁を有するとともに、その上側内部においては略円筒形状の内壁を有している。また、弁座用部材２１の略円筒形状の内壁は、その終端側（下端側）において、その直径が下方向に向けて徐々に小さくなるテーパ状の部分（円錐面状部分）である弁座３を有している。また、弁座３の終端側（下端側）には、燃料溜り部６に連通する燃料通路孔５が設けられている。さらに、弁座用部材２１の最下端側には燃料通路孔５よりも大きな内径を有する円筒形状（円板形状）の燃料溜り部６が設けられている。なお、これらの弁座３、燃料通路孔５、燃料溜り部６、および燃料流路１０等は、円柱形状の棒状部材の内側を研削することなどによって、弁座用部材２１の一部として形成される。
【００２２】
弁体２は、その中央部分から先端部分付近にかけて略円柱形状の軸部分を有するとともに、その最先端部分において当該軸部分に連続しておりその直径が徐々に小さくなるように回転軸対称とされた曲面体部分を有している。
【００２３】
弁体２の軸部分の直径は弁座用部材２１の上部側内壁の直径よりも小さくなっており、弁体２の軸部分の当該部分と弁座用部材２１の上部側内壁との間には空間が存在する。この空間は、高圧の燃料が流入し流出していく燃料流路１０として機能する。なお、燃料は、図１（ａ），（ｂ）に示すようなガイド７５の外周隙間７５ａおよびガイド溝７５ｂ（詳細は図示省略）を経由して、ガイド溝出口部７５ｃから下流側の燃料流路１０へと流入する。
【００２４】
また、この弁体２は、上述したように、Ｚ軸方向（言い換えれば、弁体２の中心軸ＡＣ方向）に沿って往復運動可能である。この往復運動によって、弁体２は、弁座３に対して着座した着座状態（図２参照）と当該弁座３から離れた離間状態（図３参照）とを切り替えられ、それによって、弁機構の開閉を行うことが可能である。言い換えれば、弁座３に対して弁体２は、閉弁時には着座状態となり、開弁時には離間状態となる。
【００２５】
さらに、弁体２の先端部分には、弁座３の円錐面に対して円環状に接することが可能な滑らかな凸部が設けられている。
【００２６】
閉弁時（言い換えれば着座状態）においては、図２に示すように、弁体２のこの凸部が、直線状の傾斜部分を有する弁座３に対して押圧されて接しており、弁体２の凸部と弁座３とが接触した円環状の部分がシール部４として機能する。この状態では、燃料流路１０内を流れてきた燃料は、このシール部４でシールされるため、当該燃料は燃料通路孔５よりも下流側に流出することがない。
【００２７】
一方、弁体２が中心軸ＡＣに沿って上流側（図の上側）に移動すると、この弁機構は開弁状態となる。図３の拡大図（開弁時）に示すように、この開弁時（言い換えれば離間状態）においては、弁体２と弁座３との間に隙間１０ｂが生じ、この隙間１０ｂを通って燃料が下流側に流れる。具体的には、開弁時においては、燃料流路１０に流入してきた燃料は、燃料流路１０内のこの隙間１０ｂおよび燃料通路孔５を通って燃料溜り部６に流入する。そして、この燃料溜り部６に流入してきた燃料は、各噴孔９へ分配され、各噴孔９から燃料噴射弁１００Ａの外部（具体的には、内燃機関の燃焼室あるいは吸気管など）に向けて噴射される。
【００２８】
上述したように、燃料溜り部６の下端側には、円板状のプレート７が設けられている。このプレート７は、弁座用部材２１とは別個の部品として形成され、燃料溜り部６内の燃料が噴孔９以外から漏出しないように弁座用部材２１に固定されている。このプレート７は、燃料溜り部６の底板であるとも表現できる。なお、プレート７は弁座用部材２１と別体として形成されるため、噴孔９の加工を容易にすることができる。
【００２９】
さらに、プレート７の燃料溜り部６側の表面（上側表面）、言い換えれば、燃料溜り部６の下流側端面には、凹部８が設けられている。
【００３０】
凹部８は、図２の断面図に示すように、半円形状の横断面を有するとともに、図４の平面図に示すように、水平面視において一方向に柱状に延びた形状を有している。すなわち、凹部８は、プレート７の上側表面において、半円柱形状の部分が削り取られた状態の溝（カマボコ状の溝）として形成されている。なお、この半円柱形状の中心軸は、弁体２の中心軸ＡＣに垂直である。
【００３１】
また、ここでは２つの凹部８が弁体２の中心軸ＡＣを挟んで対称的に対向して設けられている。
【００３２】
さらに、この２つの凹部８のそれぞれには、複数（ここでは３つ）の噴孔９が設けられている。なお、これに限定されず、各凹部８に１個ずつの噴孔９を設けても良く、あるいは、燃料噴射弁１００Ａ全体に対して噴孔９を１個のみ設けるようにしてもよい。
【００３３】
また、図２に示すように、噴孔９はプレート７を貫通している。噴孔９は、凹部８の短辺の幅よりも小さな直径を有する円孔として設けられており、その直径は入口側から出口側に至るまで同一である。
【００３４】
上述したように、開弁時においては、弁体２と弁座３との間隙を通って燃料溜り部６に流入してきた燃料が、さらに凹部８および噴孔９を通って燃料噴射弁１００Ａの外部に向けて噴射される。
【００３５】
次に、噴孔９からの燃料噴射時の様子について、図５〜図７を参照しながらさらに詳細に説明する。
【００３６】
図５は凹部８および噴孔９付近の拡大平面図であり、図６はＸＺ断面（図５のＢ−Ｂ断面）を示す断面図であり、図７はＹＺ断面（図５のＣ−Ｃ断面）を示す断面図である。
【００３７】
ここで、図６に示されるように、ＸＺ断面においては、凹部８（の下端部）と噴孔９とは角度αをなすように接続される。より詳細には、凹部８の円柱状表面の接平面８ａと噴孔９の内壁面９ａとは、その接続点において、角度αで接続されている。この角度αは、凹部８と噴孔９との接続部分において、中心軸ＡＣ方向に平行なＸＺ断面（Ｂ−Ｂ断面）内で凹部８と噴孔９とがなす角度であるとも表現できる。
【００３８】
また、図７の断面図においては、凹部８と噴孔９とは角度βをなすように接続される。より詳細には、凹部８の円柱状表面の下端（を表現する直線）８ｂと噴孔９の内壁面（を表現する直線）９ｂとは、その接続点において、角度β（ここでは９０度）で接続されている。この角度βは、凹部８と噴孔９との接続部分において、ＹＺ断面（Ｃ−Ｃ断面）内で凹部８と噴孔９とがなす角度であるとも表現できる。なお、このＣ−Ｃ断面は、中心軸ＡＣ方向に平行であって且つＢ−Ｂ断面に垂直な断面であるとも表現できる。
【００３９】
このとき、凹部８と噴孔９との接続角について、ＸＺ断面で見た角度値（α）と、ＹＺ断面で見た角度値（β）とが、互いに異なっている。すなわち、角度αと角度βとの間には角度差が生じている。具体的には、角度αが角度βよりも大きい（α＞β）という関係が成立している。
【００４０】
一般に２つの面が接続される角部においては、当該２つの面がなす角度（以下、「接続角度」とも称する）が大きいほど、燃料は内壁に沿って流れ易くなり、角部における燃料の流れが剥離しにくくなる。そして、この結果、噴孔中央方向へ向かう燃料の流れが弱くなる性質が存在する（図６参照）。
【００４１】
逆に言えば、２つの面の接続角度が小さい程、２つの面が接続される角部において燃料は内壁に沿って流れにくくなり、燃料の流れが剥離しやすくなる。そして、その結果、噴孔９中央方向へ向かう燃料の流れが強くなる性質が存在する（図７参照）。
【００４２】
ここでは、図５〜７に示すように、角度αと角度βとの間に、α＞βの関係が存在する。具体的には、図６に示すように、比較的大きな角度αで接続されるＸＺ断面内では、燃料は内壁に沿って比較的流れ易くなり、噴孔中央方向へ向かう燃料の流れが比較的弱くなる。一方、図７に示すように、比較的小さな角度βで接続されるＹＺ断面内では、燃料は内壁に沿って比較的流れにくくなり、噴孔中央方向へ向かう燃料の流れが比較的強くなる。
【００４３】
そのため、Ｂ−Ｂ断面（ＸＺ断面）のＸ方向に生じる力とＹＺ断面（Ｃ−Ｃ断面）のＹ方向に生じる力との間に異方性が存在する。具体的には、図５に示すように、Ｃ−Ｃ断面（図７参照）において中央方向に向かう力ＦＣが、Ｂ−Ｂ断面（図６参照）において中央方向に向かう力よりも大きくなる。この結果、燃料の流れの断面ＦＦは図５などに示すように扁平することになる。
【００４４】
そして、このような力の関係は燃料の流れが噴孔９の出口側に到達するまで維持され、その後、燃料が噴孔９の外側に噴射される。このとき、Ｃ−Ｃ断面における比較的大きな力ＦＣによって扁平していた燃料は、Ｂ−Ｂ断面におけるＸ方向に比較的強く押し出され、Ｂ−Ｂ断面（ＸＺ断面）において広がりを持つように、噴孔９の出口側から噴霧される。
【００４５】
図８は、凹部８が存在する上記の場合（ａ）の噴射状態と、凹部８が存在しない場合（ｂ）の噴射状態とを比較して示す図である。
【００４６】
図８（ｂ）に示すように、仮に凹部８が存在せず噴孔９のみがプレート７に設けられている場合を想定すると、この場合には、上記のような扁平力が発生しない。そのため、燃料の横方向への広がりは小さく、燃料の縦方向（Ｚ方向）の到達距離が大きくなる。すなわち、噴霧におけるペネトレーションが大きくなる。言い換えれば、噴射燃料は、下方向（Ｚ方向）の力を強く受けて棒状に噴射されるため、ぺネトレーションが大きくなる。
【００４７】
一方、図８（ａ）に示すように、プレート７における半円柱形状の凹部８内に噴孔９が設けられている場合（この実施の形態１）には、上記のような扁平力が発生する。そのため、燃料の横方向（Ｘ方向）への広がりが大きくなり、燃料の縦方向（Ｚ方向）への到達距離が小さくなる。すなわち、噴霧におけるペネトレーションが小さくなる。言い換えれば、噴射燃料は、下方向の力だけでなく横方向（Ｘ方向）の力も強く受けて扇状に噴射されるため、ぺネトレーションが小さくなる。
【００４８】
このようにして、この実施の形態１の燃料噴射弁１００Ａによれば、低ぺネトレーションの噴霧が実現される。
【００４９】
また、この燃料噴射弁１００Ａにおいては、プレート７内の円柱状の凹部８の底部のみに複数の噴孔９が設けられている。したがって、この凹部８の対応位置付近において局所的に燃料を噴射することが可能である。
【００５０】
さらに、直線状に伸びる凹部８の底面において複数の噴孔が設けられているので、噴霧の広がり方向が揃った多数の噴霧が可能になる。
【００５１】
また、それぞれ複数の噴孔９を有する２つの凹部がＸ方向に間隔を隔てて平行に配置されているので、凹部を１つだけ設ける場合に比べて、２つの凹部に対応する比較的広いエリアでの噴霧が可能になる。
【００５２】
さらに、凹部８よりも数が多い複数の噴孔９のそれぞれを円筒孔とすることによって、加工が容易となる。
【００５３】
また、この実施の形態１の燃料噴射弁１００Ａによれば、噴孔９の中心軸が弁体２の中心軸ＡＣに平行である。言い換えれば、噴孔９は、中心軸ＡＣに平行な方向に伸びる孔として設けられている。したがって、噴孔９から弁体２の中心軸ＡＣ方向への燃料噴射が可能である。
【００５４】
さらに、噴孔９のＺ方向の長さＬと噴孔９の直径Ｄとのアスペクト比であるＬ／Ｄは比較的小さいことが好ましい。これは、Ｌ／Ｄが大きすぎると、燃料の流れが噴孔９の出口に到達する前に力ＦＣの影響力が弱まるためである。たとえば、Ｌ／Ｄ≦２とすることが好ましい。
【００５５】
またこれとは逆に、上述のように２つの断面に作用する２つの力の異方性を利用して一方向へのより大きな広がりを有する噴霧を実現するため、噴孔９の内壁面に沿った流れが一定長以上存在することが好ましい。そのため、Ｌ／Ｄは小さすぎるよりも或る程度以上の値であることが好ましい。たとえば、Ｌ／Ｄは０．５以上であること（Ｌ／Ｄ≧０．５）が好ましい。
【００５６】
なお、この実施の形態１においては、図４に示すように、半円断面を有する凹部８が平面視において直線状に形成されている場合（言い換えれば、凹部８が半円柱状に形成されている場合）を例示したが、これに限定されない。
【００５７】
たとえば、図９に示すように、半円断面を有する凹部２８が平面視において円環状に形成（言い換えれば、凹部２８がドーナツ状に形成）されていてもよい。
【００５８】
また、この図９の変形例においては、複数の噴孔９が、平面視において、所定径の円上に等間隔で分散して設けられている。したがって、拡散的に燃料を噴霧することが可能である。
【００５９】
また、この実施の形態１においては、図１０（ａ）に示すように、凹部８のＢ−Ｂ断面（ＸＺ断面）における断面形状は、その中心がプレート７の表面延長線上に存在する半円（より詳細には半円の円弧部分）としてあるが、これに限定されない。たとえば、図１０（ｂ）に示すように、凹部８のＢ−Ｂ断面（ＸＺ断面）における断面形状が、半円よりも小さな円弧部分となるようなものであってもよい。なお、図１０（ｂ）においては、円弧形状断面を有する凹部８の曲率半径が、凹部８のＺ方向の深さよりも大きくなっているとも表現でき、図１０（ａ）においては、当該凹部８の曲率半径が、凹部８のＺ方向の深さと等しくなっているとも表現できる。
【００６０】
また、凹部８の曲率半径を適宜に変更することによれば、角度αを変更して噴霧ぺネトレーションをコントロールすることができる。
【００６１】
＜実施の形態２＞
上記実施の形態１では、噴孔９の中心軸が弁体２の中心軸ＡＣに平行な場合を例示したが、この実施の形態２では、弁体２の中心軸ＡＣ方向に対して所定の角度傾いた方向に燃料を噴射する場合を例示する。
【００６２】
図１１は、この実施の形態２の燃料噴射弁１００Ｂに係る弁体２の先端部を示す図である。図１１に示すように、実施の形態２の燃料噴射弁１００Ｂは、噴孔９の角度以外については、上記実施の形態１の燃料噴射弁１００Ａと類似の構成を有している。以下では、燃料噴射弁１００Ａとの相違点を中心に説明する。
【００６３】
この燃料噴射弁１００Ｂにおいては、円柱状の噴孔９の中心軸ＢＣが弁体２の中心軸ＡＣに対して所定の角度θ（θはゼロでない）傾いている。このように、噴孔９の軸方向を弁体２の中心軸ＡＣ方向に対して所望の角度に傾けることによって、所望の方向への燃料噴射が可能になる。
【００６４】
そして、この場合でも上記実施の形態１と同様に、互いに垂直な２断面における、凹部８と噴孔９との角度α，βの間に、α＞βの関係が成立するので、低ペネトレーションの噴霧を実現することが可能である。
【００６５】
特に、図１１に示すように、凹部８のＸＺ断面において、噴孔９の中心軸ＢＣが半円状の凹部８の円の中心点１２を通るように、凹部８および噴孔９が形成されているので、噴霧を正確にコントロールしやすい。
【００６６】
＜実施の形態３＞
上記実施の形態１では、噴孔９の直径が弁体２の中心軸ＡＣ方向において一定の場合（言い換えれば、噴孔９が円柱形状である場合）を例示したが、この実施の形態３では、噴孔の直径が、弁体２の中心軸ＡＣ方向において入口側から出口側に向かうにつれて、徐々に大きくなる場合について説明する。
【００６７】
この実施の形態３に係る燃料噴射弁１００Ｃは、実施の形態１に係る燃料噴射弁１００Ａと類似の構成を有している。以下では、実施の形態１の燃料噴射弁１００Ａとの相違点を中心に説明する。
【００６８】
図１２は、実施の形態３に係る燃料噴射弁１００Ｃの先端部付近を示す拡大断面図である。
【００６９】
この燃料噴射弁１００Ｃにおいては、上記の噴孔９に代えて噴孔１９が設けられている。噴孔１９の配置は上記の噴孔９の配置と同様であるが、噴孔１９の形状が上記の噴孔９の形状と異なっている。
【００７０】
具体的には、プレート７を貫通するこの噴孔１９は、少なくとも入口側では凹部１８の幅よりも小さな直径を有しているが、その直径は入口側から出口側に至るまで徐々に大きくなっている。
【００７１】
次に、噴孔１９からの燃料噴射時の様子について、図１３〜図１５を参照しながらさらに詳細に説明する。
【００７２】
図１３は凹部８および噴孔１９付近の拡大平面図であり、図１４はＸＺ断面（図１３のＢ−Ｂ断面）を示す拡大断面図であり、図１５はＹＺ断面（図１３のＣ−Ｃ断面）を示す拡大断面図である。
【００７３】
ここで、図１４の断面図においては、凹部８と噴孔１９とは角度αをなすように接続される。より詳細には、接続点での凹部８の接平面８ａと噴孔１９の内壁面１９ａとは、その接続点において、角度αで接続されている。この角度αは、凹部８と噴孔１９との接続部分において、中心軸ＡＣ方向に平行なＸＺ断面（Ｂ−Ｂ断面）内で凹部８と噴孔１９とがなす角度であるとも表現できる。
【００７４】
また、図１５の断面図においては、凹部８と噴孔１９とは角度βをなすように接続される。より詳細には、凹部８の下端（を表現する直線）８ｂと噴孔１９の内壁面（を表現する直線）１９ｂとは、その接続点において、角度β（ここではβ＜９０度）で接続されている。この角度βは、凹部８と噴孔１９との接続部分において、ＹＺ断面（Ｃ−Ｃ断面）内で凹部８と噴孔１９とがなす角度であるとも表現できる。
【００７５】
このとき、角度αと角度βとの間には角度差が生じており、具体的には、角度αが角度βよりも大きい（α＞β）という関係が成立している。
【００７６】
ここにおいて、図１３〜図１５に示すように、角度αと角度βとの間に、α＞βの関係が存在するため、Ｂ−Ｂ断面（ＸＺ断面）に生じる力とＣ−Ｃ断面（ＹＺ断面）に生じる力との間に異方性が存在する。具体的には、図１３に示すように、Ｃ−Ｃ断面（ＹＺ断面）において中央方向に向かう力ＦＣが、Ｂ−Ｂ断面（ＸＺ断面）において中央方向に向かう力よりも大きくなる。この結果、燃料の流れの断面ＦＦは図１３などに示すように扁平することになる。そして、噴孔１９の外側に噴射される際には、燃料がＢ−Ｂ断面（ＸＺ断面）において広がりを持つように噴霧される。
【００７７】
このようにして、この実施の形態３の燃料噴射弁１００Ｃによれば、さらに低ぺネトレーションの噴霧が実現されるなど、実施の形態１の燃料噴射弁１００Ａと同様の効果を得ることができる。
【００７８】
特に、この燃料噴射弁１００Ｃによれば、噴孔１９の直径が入口側から出口側に向けて徐々に大きくなるように、噴孔１９がテーパ状に形成されている。言い換えれば、Ｂ−Ｂ断面（ＸＺ断面）において、出口側に向かうにつれて噴孔１９の内壁が徐々に中心軸ＡＣから離れていく。そのため、Ｘ方向に広がろうとする燃料の勢いを妨げる力が弱くなり、より広い角度で噴射することが可能になる。このように、噴孔１９の形状を出口側に向かうにつれて外方向に広がるテーパ状に形成することにより、噴孔中心から外に広がろうとする燃料の流れの妨げを低減し、より広角度に噴霧することが可能になる。したがって、Ｚ方向の到達距離をさらに小さくすること、言い換えれば、低ペネトレーションをさらに図ることができる。
【００７９】
＜実施の形態４＞
上記実施の形態１〜３においては、弁座３等を構成する弁座用部材２１とは別個のプレート７に、凹部および噴孔を設ける場合を例示したが、この実施の形態４においては、凹部および噴孔を、弁座３および燃料溜り部６に対して一体成形された弁座用部材（一体加工部品）２２として形成する場合を例示する。
【００８０】
この実施の形態４に係る燃料噴射弁１００Ｄは、実施の形態１に係る燃料噴射弁１００Ａと類似の構成を有している。以下では、実施の形態１の燃料噴射弁１００Ａとの相違点を中心に説明する。  
図１６は、燃料噴射弁１００Ｄを示す断面図である。燃料噴射弁１００Ｄは、図１６に示すように、弁座用部材２１（図２参照）の代わりに弁座用部材２２を設けている点で燃料噴射弁１００Ａと相違している。
【００８１】
弁座用部材２２は、円柱形状の棒状部材の内側を切削することによって形成される。この弁座用部材２２は、その一部が弁座３、シール部４、燃料溜り部１６および燃料流路１０としての各機能を発揮するとともに、その一部が凹部８および噴孔９としても機能する部品である。
【００８２】
より詳細には、円柱状部材をその中心軸ＡＣの回りに回転させつつその内部を切削することによって、端面２３と、シール部４よりも小さな径を有する燃料溜り部１６とが形成される。その後、上流側に向かうにつれて徐々に切削面を外側に広げていくことによって円錐形状のテーパ状部分である弁座３が形成される。また、下側の端面２３には、上述のような配置および形状等を有する凹部８および噴孔９が形成される。
【００８３】
ここにおいて、弁座３、燃料溜り部１６、端面２３、凹部８および噴孔９は弁座用部材２２として一体成形（一体的に形成されている）されている。これによれば、各噴孔９を別体のプレート７に設ける場合に比べて、各噴孔９を弁座３（ひいては弁体２の中心軸）に対して正確に位置決めして配置することができるので、各噴孔９の噴霧位置の精度、および各噴孔９からの噴霧方向の精度を向上させることができる。また、位置精度をさらに向上させるため、弁座用部材２２における各部分の寸法を弁座用部材２２の外径基準で計測して、弁座用部材２２の各部分を加工することが好ましい。
【００８４】
＜実施の形態５＞
上記実施の形態１〜４では、凹部８のＸＺ断面における断面形状が半円となる場合を例示したが、この実施の形態５では、対応する凹部のＸＺ断面における断面形状が三角形（より正確には、逆三角形あるいはＶ字状）となる場合を例示する。この実施の形態５に係る燃料噴射弁１００Ｅは、実施の形態１に係る燃料噴射弁１００Ａと類似の構成を有している。以下では、実施の形態１の燃料噴射弁１００Ａとの相違点を中心に説明する。
【００８５】
図１７は、実施の形態４に係る燃料噴射弁１００Ｅの先端部付近の一部拡大図である。また、図１８は、図１７におけるＡ−Ａ断面を示す図（一部平面図とも称せられる）である。
【００８６】
上述したように、この燃料噴射弁１００Ｅにおいては、プレート７の燃料溜り部６側の表面に、凹部８の代わりに凹部１８が設けられている。この凹部１８は、図１７の断面図に示すように、三角形状（Ｖ字状）の断面を有するとともに、図１８の平面図に示すように、平面視において一方向に柱状に延びた形状を有している。また、ここでは２つの三角柱状の凹部１８が弁体２の中心軸ＡＣを挟んで対向して設けられている。さらに、この２つの凹部１８のそれぞれには、複数（ここでは３つ）の噴孔９が設けられている。
【００８７】
開弁時においては、弁体２と弁座３との間隙を通って燃料溜り部６に流入してきた燃料が、さらに凹部１８および噴孔９を通って燃料噴射弁１００Ｅの外部に向けて噴射される。
【００８８】
次に、噴孔９からの燃料噴射時の様子について、図１９〜図２１を参照しながらさらに詳細に説明する。
【００８９】
図１９は凹部１８および噴孔９付近の拡大平面図であり、図２０はＸＺ断面（図１９のＢ−Ｂ断面）を示す拡大断面図であり、図２１はＹＺ断面（図１９のＣ−Ｃ断面）を示す拡大断面図である。
【００９０】
ここで、図２０の断面図においては、凹部１８と噴孔９とは角度αをなすように接続される。より詳細には、凹部１８の傾斜面１８ａと噴孔９の内壁面９ａとは、その接続点において、角度αで接続されている。この角度αは、凹部１８と噴孔９との接続部分において、中心軸ＡＣ方向に平行なＸＺ断面（Ｂ−Ｂ断面）内で凹部１８と噴孔９とがなす角度であるとも表現できる。
【００９１】
また、図２１の断面図においては、凹部１８と噴孔９とは角度βをなすように接続される。より詳細には、凹部１８の下端（を表現する直線）１８ｂと噴孔９の内壁面（を表現する直線）９ｂとは、その接続点において、角度β（ここでは９０度）で接続されている。この角度βは、凹部１８と噴孔９との接続部分において、ＹＺ断面（Ｃ−Ｃ断面）内で凹部１８と噴孔９とがなす角度であるとも表現できる。
【００９２】
このとき、角度αと角度βとの間には角度差が生じており、具体的には、角度αが角度βよりも大きい（α＞β）という関係が成立している。
【００９３】
ここにおいて、図１９〜図２１に示すように、角度αと角度βとの間に、α＞βの関係が存在するため、Ｂ−Ｂ断面（ＸＺ断面）に生じる力とＣ−Ｃ断面（ＹＺ断面）に生じる力との間に異方性が生じる。具体的には、図１９に示すように、Ｃ−Ｃ断面（ＹＺ断面）において中央方向に向かう力ＦＣが、Ｂ−Ｂ断面（ＸＺ断面）において中央方向に向かう力よりも大きくなる。この結果、燃料の流れの断面ＦＦは図１９などに示すように扁平することになる。そして、この力の関係は燃料の流れが噴孔９の出口側に到達するまで維持され、その後、燃料が噴孔９の外側に噴射される。この際、燃料は、Ｂ−Ｂ断面におけるＸ方向に比較的強く押し出され、Ｂ−Ｂ断面（ＸＺ断面）において広がりを持つように、噴孔９の出口側から噴霧される。
【００９４】
このようにして、この実施の形態５の燃料噴射弁１００Ｅによれば、低ぺネトレーションの噴霧が実現されるなど、実施の形態１の燃料噴射弁１００Ａと同様の効果を得ることができる。
【００９５】
また、図２０に示すように、この燃料噴射弁１００Ｅによれば、凹部１８の斜面は平らであるため、噴孔９の直径Ｄを、比較的小さな値ｄ１或いは比較的大きな値ｄ２に変更しても角度αが不変である。したがって、実施の形態１の燃料噴射弁１００Ａに比べて、噴霧をコントロールしやすいという特徴がある。
【００９６】
＜その他＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【００９７】
たとえば、実施の形態５においては、図１８に示すように、逆三角形の断面を有する凹部１８が平面視において直線状に形成されている場合（言い換えれば、凹部１８が三角柱状に形成されている場合）を例示したが、これに限定されない。
【００９８】
具体的には、図２２に示すように、逆三角形（Ｖ字状）の断面を有する凹部３８が、平面視において円環状に形成されていてもよい。この図２２の変形例においては、複数の噴孔９が、平面視において所定径の円上に等間隔で分散して設けられているので、拡散的に燃料を噴霧することが可能である。
【００９９】
また、実施の形態５の構成において、噴孔９の方向を中心軸ＡＣに対して所望の角度に傾けるように変更してもよい。
【０１００】
さらには、実施の形態５の構成において、噴孔９の代わりにテーパ状の噴孔１９を設けるようにしてもよい。
【０１０１】
また、上記実施の形態４の構成において、弁座用部材２２の一部に凹部１８および／または噴孔１９を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】実施の形態１に係る燃料噴射弁の全体構成を示す図である。
【図２】燃料噴射弁の一部拡大図（閉弁時）である。
【図３】燃料噴射弁の一部拡大図（開弁時）である。
【図４】燃料噴射弁の一部平面図である。
【図５】噴孔付近の拡大平面図である。
【図６】噴孔付近のＸＺ断面図である。
【図７】噴孔付近のＹＺ断面図である。
【図８】噴孔からの燃料噴射状態を示す図である。
【図９】変形例を示す一部平面図である。
【図１０】変形例等を示す断面図である。
【図１１】実施の形態２の燃料噴射弁を示す図である。
【図１２】実施の形態３の燃料噴射弁を示す図である。
【図１３】噴孔付近の拡大平面図である。
【図１４】噴孔付近のＸＺ断面図である。
【図１５】噴孔付近のＹＺ断面図である。
【図１６】実施の形態４の燃料噴射弁を示す図である。
【図１７】実施の形態５の燃料噴射弁を示す図である。
【図１８】燃料噴射弁の一部平面図である。
【図１９】噴孔付近の拡大平面図である。
【図２０】噴孔付近のＸＺ断面図である。
【図２１】噴孔付近のＹＺ断面図である。
【図２２】変形例を示す一部平面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
２  弁体、３  弁座、４  シール部、５  燃料通路孔、６，１６  燃料溜り部、７  プレート、８，１８  凹部、９，１９  噴孔、１０  燃料流路、１００Ａ〜１００Ｅ  燃料噴射弁、２１，２２  弁座用部材、２３  端面。
【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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