(57)【要約】【課題】  噴霧の広がりを抑制しつつ、十分な微粒化を実現する。【解決手段】  旋回室１２と旋回室導入通路１１と噴孔１３とを有し、燃料に旋回力を付与して外部に噴射する複数の旋回燃料噴射通路１０を備えた燃料噴射弁において、仮想平面上に、旋回室導入通路１１の中心線１４に平行であり旋回室導入通路１１の上流側から下流側に向かう方向を正方向とするＸ軸、Ｘ軸に垂直で中心線１４から離れる方向を正方向とするＹ軸を座標軸とし、噴孔１３の入口開口面５１の中心Ｏを原点とする直交座標系を仮想すると共に、Ｘ軸の正方向を０°とし、０°の角度位置から旋回室導入通路１１の中心線１４に向かって回転する角度方向を正の角度方向とした場合に、噴孔１３の傾き方向が、０°よりも大きく１８０°よりも小さい角度範囲に設定され、噴孔１３の入口開口面５１の一部が旋回室導入通路１１に形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
協働して燃料通路を開閉する弁座及び弁体と、前記弁座よりも下流側に設けられ燃料に旋回力を付与して外部に噴射する複数の旋回燃料噴射通路とを備え、前記旋回燃料噴射通路は、燃料に旋回力を付与する旋回室と、前記旋回室に燃料を導入する旋回室導入通路と、前記旋回室に設けられ燃料を外部に噴射する噴孔とを有する燃料噴射弁において、
前記旋回燃料噴射通路を燃料噴射弁の中心軸線に垂直な仮想平面上に投影し、
前記仮想平面上に、旋回室導入通路の中心線に平行であり前記旋回室導入通路の上流側から下流側に向かう方向を正方向とするＸ軸、および前記Ｘ軸に垂直で前記中心線から離れる方向を正方向とするＹ軸を座標軸とし、前記噴孔の入口開口面の中心を原点とする直交座標系を仮想すると共に、前記Ｘ軸の正方向を０°とし、０°の角度位置から前記旋回室導入通路の前記中心線に向かって回転する角度方向を正の角度方向とした場合に、
前記噴孔は、前記入口開口面の前記中心から前記噴孔の出口開口面の中心に向かう直線を前記仮想平面上に投影した投影直線によって定義される傾き方向が、０°よりも大きく１８０°よりも小さい角度範囲に設定され、
前記噴孔の前記入口開口面の一部が前記旋回室導入通路に形成され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、
前記複数の旋回燃料噴射通路は、第１の噴霧を形成する第１の旋回燃料噴射通路群と、第１の方向とは異なる方向を指向する第２の噴霧を形成する第２の旋回燃料噴射通路群とに分けられ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１の旋回燃料噴射通路群を構成する旋回燃料噴射通路と、前記第２の旋回燃料噴射通路群を構成する旋回燃料噴射通路とは、前記中心軸線を含む第１の平面に対して面対称に形成される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、
前記複数の旋回燃料噴射通路は、前記中心軸線に直交する端面を有するノズルプレートに構成され、
前記旋回室導入通路は、上流端側が下流端側に対して、前記ノズルプレートの中心側に位置し、
前記旋回室は、前記旋回室導入通路の下流端側に接続され、前記旋回室導入通路の上流端に対して、前記ノズルプレートの外周側に位置す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、
前記第１の旋回燃料噴射通路群および前記第２の旋回燃料噴射通路群はそれぞれ複数の旋回燃料噴射通路を含み、
前記第１の旋回燃料噴射通路群を構成する複数の旋回燃料噴射通路は前記中心軸線を含み前記第１の平面に垂直に交わる第２の平面に対して面対称に形成され、
前記第２の旋回燃料噴射通路群を構成する複数の旋回燃料噴射通路は前記第２の平面対して面対称に形成されることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料噴射弁において、
前記仮想平面上に前記第１の平面を投影した直線をＹ１軸とすると共に、前記仮想平面上に前記第２の平面を投影した直線をＸ１軸とし、
前記第１の旋回燃料噴射通路群及び前記第２の旋回燃料噴射通路群を構成する複数の旋回燃料噴射通路は、前記中心線が旋回室導入通路の側面に交わる交点と前記ノズルプレートの中心とを通る直線状の仮想線分と、前記中心線とが一直線上に重なる状態に対して、噴孔が前記Ｘ１軸に近づく回転方向に、前記交点を中心に回転した状態で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６に記載の燃料噴射弁において、
前記複数の旋回燃料噴射通路のうち少なくとも一つの旋回燃料噴射通路は、前記噴孔の傾き角が０°又は１８０°以上の角度範囲に設定され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、ガソリンエンジン等の内燃機関に用いられる燃料噴射弁であって、弁体が弁座と当接することで燃料の漏洩を防止し、弁体が弁座から離れることによって噴射を行う燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の排ガス規制が強化されてきている。この排ガス規制強化に対応して、自動車用内燃機関に搭載される燃料噴射弁の噴霧には、微粒化と、正確な噴射方向とが求められている。噴霧の微粒化により、自動車エンジンの低燃費化を実現できる。また、噴霧を狙い通りの位置へ噴射することで、吸気管等の壁面への噴霧の付着を抑制することができる。なお、噴霧は、吸気弁を狙い位置として、この吸気弁を指向する方向に噴射される形態が多く用いられている。また、吸気弁は一つの気筒に対して二つ設けられる形態が多く用いられ、この場合、燃料噴射弁から噴射される噴霧は、二つの吸気弁を指向する二つの噴霧（二方向の噴霧）により構成される。
【０００３】
例えば、特開２００３−３３６５６２号公報（特許文献１）には、噴射後の燃料の微粒化を効果的に促進することができる燃料噴射弁が開示されている。特許文献１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、弁座の下流側に連通する横方向通路（本発明では旋回室導入通路と呼ぶ）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（本発明では旋回室と呼ぶ）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孔（以下、噴孔と呼ぶ）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、噴孔を、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）。
【０００４】
また例えば、特開２０１１−２０２５１３号公報（特許文献２）には、燃料の流体的なロスを減らし噴射燃料の微粒子化を促進することができる燃料噴射弁について記載されている。特許文献２の燃料噴射弁は、弁本体の先端部分に設けられ弁座面を有する弁座と、弁座面のシート部で離接して燃料通路を開閉する弁体と、弁本体の先端部分で弁座の下流側に配置され燃料を外部に噴射する複数の噴孔を有する噴孔プレートと、弁座の内部で噴孔プレートの上流側に配置され噴孔プレートとの間に径方向通路を形成すると共にシート部からの燃料流が直線的に噴孔に流入しないように噴孔を覆う覆体部を有するカバープレートとを備え、弁座面の延長線がカバープレートの上面と交わらないようにしている（要約参照）。さらに、特許文献２の燃料噴射弁では、噴孔プレートに燃料噴射弁の中心軸に対して下流に向けて外側に向かう４個の噴孔が配置され、４個の噴孔は内燃機関の吸気弁を指向して二方向に向かう噴孔群に分かれている。そして、噴孔プレートの上面には溝が形成され、溝は各噴孔の周囲に一部分が円弧形状を有する旋回室と、旋回室につながる細長い助走通路に分けられている。旋回室の内面は助走通路の片側の側面と接線方向に接続され、旋回室は噴孔の周りに助走通路の開口部を除く約２７０度の円弧形状を有する（段落００６５及び００６６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３６５６２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０２５１３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では燃料の微粒化を促進するために、燃料のスワール速度を高めることにより、燃料の旋回力を高めることに配慮している。一方で噴孔の入口開口面はその全体が旋回室導入通路の延長領域から外れた領域にあり、噴孔の中心と旋回室導入通路の中心線とが大きく離れている。このため、特許文献１の燃料噴射弁は、旋回室に流入する燃料に旋回力が大きくかかる構成となっていた。この場合、噴孔から噴射された燃料は強い旋回力により微粒化が促進される効果はあるが、一方で噴霧は噴孔直下において強い旋回力により大きく広がるといった課題があった。噴霧が噴孔直下において大きく広がると、一つのノズルプレートに複数の噴孔を形成した場合、各噴孔から噴射された噴霧は互いに重なり合い、一つのノズルプレートから複数の方向へ噴霧を形成することが困難になる。
【０００７】
また特許文献２には、微粒化を促進するために、流体的なロスを減らすことに配慮している。しかし、特許文献２の燃料噴射弁では、噴霧の広がりを抑制することについての配慮がなく、噴霧の広がりを抑制しつつ、燃料の微粒化を促進するための、助走通路、旋回室及び噴孔の配置についての配慮が十分ではなかった。
【０００８】
特許文献１及び特許文献２の燃料噴射弁は、旋回室で燃料に旋回力を付与することにより、噴孔から噴射される燃料を旋回させて薄い液膜を形成する。そして、薄い液膜を分裂させることで、噴霧の微粒化を促進する。この場合、燃料に大きな旋回力を付与することにより、薄い液膜を形成して噴霧の微粒化を促進することができるが、その一方で噴霧の広がりが大きくなる。すなわち、このような燃料噴射弁は、噴霧の広がりを小さくするために燃料に付与する旋回力を小さくすると、微粒化性能が低下するという課題を有している。
【０００９】
本発明の目的は、噴霧の広がりを抑制しつつ、十分な微粒化を実現することの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】
【００１０】
上記課題を解決するために、代表的な本発明の燃料噴射弁の一つは、
協働して燃料通路を開閉する弁座及び弁体と、前記弁座よりも下流側に設けられ燃料に旋回力を付与して外部に噴射する複数の旋回燃料噴射通路とを備え、前記旋回燃料噴射通路は、燃料に旋回力を付与する旋回室と、前記旋回室に燃料を導入する旋回室導入通路と、前記旋回室に設けられ燃料を外部に噴射する噴孔とを有する燃料噴射弁において、
前記旋回燃料噴射通路を燃料噴射弁の中心軸線に垂直な仮想平面上に投影し、
前記仮想平面上に、旋回室導入通路の中心線に平行であり前記旋回室導入通路の上流側から下流側に向かう方向を正方向とするＸ軸、および前記Ｘ軸に垂直で前記中心線から離れる方向を正方向とするＹ軸を座標軸とし、前記噴孔の入口開口面の中心を原点とする直交座標系を仮想すると共に、前記Ｘ軸の正方向を０°とし、０°の角度位置から前記旋回室導入通路の前記中心線に向かって回転する角度方向を正の角度方向とした場合に、
前記噴孔は、前記入口開口面の前記中心から前記噴孔の出口開口面の中心に向かう直線を前記仮想平面上に投影した投影直線によって定義される傾き方向が、０°よりも大きく１８０°よりも小さい角度範囲に設定され、
前記噴孔の前記入口開口面の一部が前記旋回室導入通路に形成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、噴孔の配置により旋回力の強さを調節することで噴霧の広がりを抑制することができると共に、噴孔の傾き方向の設定により噴孔の内壁面への燃料の衝突力を大きくして微粒化性能の低下を抑制、或いは微粒化性能を向上することができる。そして、噴霧の広がりを抑制しつつ、十分な微粒化を実現することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る燃料噴射弁１の一実施例を示す断面図。
【図２】本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の弁体３の先端近傍を拡大した断面図。
【図３】本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図（図２におけるＡ−Ａ断面図）。
【図４】本発明の第１実施例に係る旋回燃料噴射通路１０Ａ１（１０）について、流れＦ１，Ｆ２，Ｆ３の様子を示した図。
【図５】本発明の第１実施例に係る旋回燃料噴射通路１０Ａ１（１０）について、噴孔１３ａ−１（１３）の傾き方向１５ａ−１を示した図。
【図６】本発明の第１実施例に係る旋回燃料噴射通路１０の側面図。
【図７】本発明の第１実施例の比較例として噴孔１３の傾き方向を変えた場合の旋回燃料噴射通路１０の側面図。
【図８】本発明の第１実施例に係る旋回燃料噴射通路１０の側面図において、流れの様子を示した図。
【図９】噴孔１３の傾き角θを変えた場合の粒径の相対値を計算したシミュレーション結果。
【図１０】本発明の第１実施例に係る別の形態（変更例）における燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図。
【図１１】本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の噴霧形態をＹ１軸方向から見た場合の図。
【図１２】本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の噴霧形態をＸ１軸方向から見た場合の図。
【図１３】本発明の第２実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図。
【図１４】本発明の第３実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図。
【図１５】本発明の第４実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図。
【図１６】本発明の第４実施例に係る図１４のノズルプレート６の変形例を示す図であり、ノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図。
【図１７】本発明の第５実施例に係る燃料噴射弁１の旋回燃料噴射通路１０を弁体側（基端側）から見た図。
【図１８】図１７に示す旋回燃料噴射通路１０と同様な回転角度に配置した旋回燃料噴射通路１０について、燃料流れの状態をシミュレーションした結果を示す図。
【図１９】旋回室導入通路１１の中心線１４と直線３０とが一直線上に重なるように配置した旋回燃料噴射通路１０について、燃料流れの状態をシミュレーションした結果を示す図。
【図２０】本発明の第５実施例に係る図１７とは別の形態（変更例）における燃料噴射弁１の旋回燃料噴射通路１０を弁体側（基端側）から見た図。
【図２１】本発明の第６実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施例を、図面を用いて説明する。なお、各実施例において、共通する構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【実施例１】
【００１４】
以下、本発明の第一実施例を、図１〜図１１を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る燃料噴射弁１の一実施例を示す断面図である。なお、図１に示す燃料噴射弁１の構成は、後述する第２実施例乃至第５実施例に共通する。
【００１６】
図１において、燃料噴射弁１は、例えば自動車のエンジンとして利用される内燃機関に燃料を供給するものである。ケーシング２は、プレス加工や切削加工等により、細長い、薄肉部を有する円筒形状に形成される。ケーシング２は、両端部の中間部に段差部２ｂを有する形状で、燃料噴射弁１のほぼ基端部から先端部まで一体構造を成す円筒状に形成される。素材はフェライト系ステンレス材料にチタンのような柔軟性のある材料を加えたもので、磁界を印可することにより磁気を帯びる磁性体（磁性材）である。
【００１７】
ケーシング２の一端面（上端面）には、燃料供給口２ａが設けられており、他端面（下端面）にはノズルプレート６が設けられている。ノズルプレート６は、ノズル体５に固着されている。
【００１８】
ノズルプレート６は燃料を噴射するための複数の孔１３（図２参照）を有する。孔１３は、噴孔又は燃料噴射孔などと呼ばれるが、以下、噴孔と呼んで説明する。
【００１９】
図１のケーシング２の外側には、電磁コイル１４と電磁コイル１４を包囲する磁性材のヨーク１６が設けられている。一方ケーシング２の内側には、固定コア１５と、アンカー４と、弁体３と、ノズル体５と、ノズルプレート６とが設けられている。
【００２０】
固定コア１５はケーシング２内に挿入された後に電磁コイル１４の内側に配置される。
【００２１】
アンカー４は、固定コア１５の先端側端面との間に空隙を有して、先端側端面と対向する。またアンカー４は、後述する弁体３と共に軸方向（中心軸線１ａ方向）に変位することが可能なように組み付けられている。なおアンカー４は、磁性材料からなる金属粉末をＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）等の工法により射出成型して製造される。
【００２２】
弁体３は、アンカー４と一体に形成されており、中心軸１ａ方向に延材する中空のロッド部３ａと、ロッド部３ａの先端部に固着されたボール弁部３ｂとを有する。弁体３は、アンカー４とは別部材として構成されてもよい。弁体３とアンカー４とは可動子３４を構成し、中心軸１ａに沿う方向に変位可能に構成されている。
【００２３】
ノズル体５は、弁体３の先端側で、かつノズルプレート６に対して基端側に設けられている。ノズル体５は、ケーシング２の先端部に挿入され、ケーシング２に溶接により固設されている。またノズル体５には、弁体３の先端（ボール弁部３ｂ）が着座する弁座面５ｂが形成されている。なお、「先端側」は燃料噴射弁１の先端部側（燃料を噴射する側）を意味し、「基端側」は燃料噴射弁１の基端部側（燃料供給口２ａ側）を意味する。
【００２４】
弁座面５ｂとボール弁部３ｂとの相互に当接する部位はシート部を構成し、ボール弁部３ｂが弁座面５ｂに当接することにより燃料通路が閉じられ、ボール弁部３ｂが弁座面５ｂから離れることにより燃料通路が開かれる。すなわち、弁体３と弁座面（弁座）５ｂとは協働してシート部の燃料通路を開閉する。なお、弁座面５ｂのシート部を弁座と呼ぶ場合もある。本実施例では、弁座面５ｂとシート部とを特に区別する必要はなく、弁座は弁座面５ｂ或いはシート部のいずれであってもよい。
【００２５】
ノズルプレート６は、ノズル体５の先端側端面に配設されている。ノズルプレート６には、厚み方向に貫通して形成された複数の噴孔１３が設けられている。このため、ノズルプレート６は噴孔プレートまたはオリフィスプレートと呼ぶ場合もある。噴孔１３は、弁座面５ｂよりも下流側に設けられ、シート部の燃料通路を通過した燃料を外部に噴射する。ノズルプレート６はノズル体５と接する面を溶接により接合されている。
【００２６】
図１において、固定コア１５の中心部を貫通する貫通孔１５ａの内部には、弾性部材としてのスプリング１２が配設されている。スプリング１２は、弁体３の弁部３ｂの先端（シート部）をノズル体５の弁座面５ｂのシート部に押し付ける力（付勢力）を与える。このスプリング１２の燃料供給口２ａ側（アンカー４とは反対側）には、スプリング１２に連続して、スプリング１２の押し付け力を調整するスプリングアジャスタ６１が配設されている。
【００２７】
また、燃料供給口２ａには、フィルタ２０が配設されており、燃料に含まれる異物を除去する。さらに燃料供給口２ａの外周には、供給される燃料をシールするためのＯリング２１が取り付けられている。また、燃料供給口２ａの近傍には、樹脂カバー２２が設けられている。樹脂カバー２２は、例えば樹脂モールド等の手段によりケーシング２とヨーク１６とを覆うように設けられている。樹脂カバー２２には、電磁コイル１４に電力を供給するためのコネクタ２３が一体に成形されている。
【００２８】
プロテクタ２４は、燃料噴射弁１の先端部に設けられた、例えば樹脂材料等よりなる筒状部材をなしていて、ケーシング２の先端側の外周面を覆っている。プロテクタ２の上端部には、ケーシング２の外周面より径方向外向きに突出したフランジ部２４ａが形成されている。また、Ｏリング２５はケーシング２の先端側外周に装着されている。Ｏリング２５はヨーク１６とプロテクタ２４のフランジ部２４ａとの間に抜き止め状態で配置されている。Ｏリング２５は、例えばケーシング２（燃料噴射弁１）の先端側を、内燃機関の吸気管に設けられた取り付け部（図示しない）等に取り付けた場合に、燃料噴射弁１と取り付け部との間をシールするものである。
【００２９】
このように構成される燃料噴射弁１は、電磁コイル１４が非通電状態であるときはスプリング１２の押し付け力に起因して、弁体３の先端がノズル体５に密着する。このような状態では、弁体３とノズル体５との間に燃料通路となる隙間が形成されないので、燃料供給口２ａから流入した燃料はケーシング２内部に留まる。
【００３０】
電磁コイル１４に噴射パルスとしての電流を印可すると、磁性材よりなるヨーク１６と、固定コア１５と、アンカー４とで構成される磁気回路に磁束が発生する。アンカー４は、電磁コイル１４の電磁力によって、固定コア１５の下端面に接触するまで移動する。弁体３がアンカー４と共に固定コア１５側に移動すると、弁体３の弁部３ｂとノズル体５の弁座面５ｂとの間に燃料通路となる隙間が形成される。ケーシング２内の燃料は、弁部３ｂの周辺より流入した後、噴孔１３（図２参照）から噴射される。
【００３１】
燃料噴射量の制御は、電磁コイル１４に間欠的に印可する噴射パルスに応じて、弁体３（弁部３ｂ）を軸方向に移動することにより、開弁状態と閉弁状態との切り替えのタイミングを調整することで行っている。
【００３２】
図２は、本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の弁体３の先端近傍を拡大した断面図である。本発明に係わる主要部品について、図２を用いて、簡潔に説明する。
【００３３】
図２に示されるように、弁体３の弁部３ｂはボール弁を使用している。ボール３ｂには、例えば、ＪＩＳ規格品の玉軸受用鋼球を用いている。このボールは、真円度が高く鏡面仕上げが施されており、シート性を高めるのに好適であること、また、大量生産により低コストに製造できること、等がその採用のポイントである。また、弁体として構成する場合は、ボールの直径は３〜４ｍｍ程度のものを使用する。これは、可動弁として機能するので軽量化を図るためである。
【００３４】
また、ノズル体５において、弁体３と密着するシート位置を含む傾斜面（弁座面５ｂ）は円錐台の側面部の形状を成しており、その角度は９０°程度（８０°〜１００°）である。すなわち、弁座面５ｂと中心軸線１ａとが成す角度は、４５°程度（４０°〜５０°）である。この傾斜面の角度は、シート位置付近を研磨し、且つ弁座面５ｂの周方向における真円度を高くするために最適な角度（研削機械をベストコンディションで使用できる）であり、上述した弁体３とのシート性を極めて高く維持できるものである。なおノズル体５は、焼入れによって硬度が高められており、また、脱磁処理により無用な磁気が除去されている。このような弁体構成により、燃料漏れのない噴射量制御が可能となる。また、コストパフォーマンスに優れた弁体構造を提供できる。
【００３５】
燃料噴射弁１が閉弁状態にあるときには、弁体３は円錐面からなる弁座面５ｂと当接することによって燃料のシールを保つようになっている。このとき、弁体３側の接触部は球面によって形成されており、円錐面形状（円錐台形状）の弁座面と球面との接触はほぼ線接触の状態になっている。
【００３６】
弁体３が上昇して弁体３とノズル体５に隙間が生じると、燃料は前記隙間を流れ出し、ノズル体５の開口部５ｃから燃料導入口２８を通り、各旋回室導入通路１１に流れ込み、噴孔１３から外部に噴射される。
【００３７】
次にノズルプレート６の構成を、図３を用いて説明する。図３は、本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図（図２におけるＡ−Ａ断面図）である。なお、図２のノズルプレート６の断面は、図３の直線Ｂ−Ｂの位置で切断した断面である。
【００３８】
図３において、ノズルプレート６の中心Ｏ１を通り図３の紙面横方向に伸びる軸をＸ１軸、ノズルプレート６の中心Ｏ１を通りＸ１軸に垂直な図３の縦方向に伸びる軸をＹ１軸とする。Ｘ１軸とＹ１軸とは中心Ｏ１を原点とし、中心Ｏ１で垂直に交わる。すなわち、中心軸線１ａを含む第１の平面を中心軸線１ａに垂直な仮想平面上に投影した直線がＹ１軸であり、中心軸線１ａに垂直な仮想平面上に第１の平面に垂直に交わる第２の平面を中心軸線１ａに垂直な仮想平面上に投影した直線がＸ１軸となる。
【００３９】
ノズルプレート６には、ノズルプレート６の中央部から半径方向外側に向かう旋回室導入通路１１ａ―１，１１ａ―２，１１ｂ―１，１１ｂ―２，１１ｃ―１，１１ｃ―２，１１ｄ―１，１１ｄ―２、各旋回室導入通路の下流側には燃料に旋回を付与するための各旋回室１２ａ―１，１２ａ―２，１２ｂ―１，１２ｂ―２，１２ｃ―１，１２ｃ―２，１２ｄ―１，１２ｄ―２、そして燃料を外部に噴射するための各噴孔１３ａ―１，１３ａ―２，１３ｂ―１，１３ａ―２，１３ｃ―１，１３ｃ―２，１３ｄ―１，１３ｄ―２が備わっている。なお、各噴孔１３ａ―１，１３ａ―２，１３ｂ―１，１３ａ―２，１３ｃ―１，１３ｃ―２，１３ｄ―１，１３ｄ―２は、各旋回室１２ａ―１，１２ａ―２，１２ｂ―１，１２ｂ―２，１２ｃ―１，１２ｃ―２，１２ｄ―１，１２ｄ―２に設けられている。
【００４０】
旋回室導入通路１１ａ―１、旋回室１２ａ―１及び噴孔１３ａ―１は燃料に旋回力を付与して燃料噴射弁１の外部に噴射する一つの旋回燃料噴射通路１０Ａ１を構成する。旋回室導入通路１１ｂ―１、旋回室１２ｂ―１及び噴孔１３ｂ―１は燃料に旋回力を付与して燃料噴射弁１の外部に噴射する一つの旋回燃料噴射通路１０Ａ２を構成する。旋回室導入通路１１ｃ―１、旋回室１２ｃ―１及び噴孔１３ｃ―１は燃料に旋回力を付与して燃料噴射弁１の外部に噴射する一つの旋回燃料噴射通路１０Ａ３を構成する。旋回室導入通路１１ｄ―１、旋回室１２ｄ―１及び噴孔１３ｄ―１は燃料に旋回力を付与して燃料噴射弁１の外部に噴射する一つの旋回燃料噴射通路１０Ａ４を構成する。
【００４１】
旋回燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４から噴射された燃料は、同じ方向（Ｘ１軸の正方向）を指向する一つの噴霧（噴霧群）を形成する。
【００４２】
旋回室導入通路１１ａ―２、旋回室１２ａ―２及び噴孔１３ａ―２は燃料に旋回力を付与して燃料噴射弁１の外部に噴射する一つの旋回燃料噴射通路１０Ｂ１を構成する。旋回室導入通路１１ｂ―２、旋回室１２ｂ―２及び噴孔１３ｂ―２は燃料に旋回力を付与して燃料噴射弁１の外部に噴射する一つの旋回燃料噴射通路１０Ｂ２を構成する。旋回室導入通路１１ｃ―２、旋回室１２ｃ―２及び噴孔１３ｃ―２は燃料に旋回力を付与して燃料噴射弁１の外部に噴射する一つの旋回燃料噴射通路１０Ｂ３を構成する。旋回室導入通路１１ｄ―２、旋回室１２ｄ―２及び噴孔１３ｄ―２は燃料に旋回力を付与して燃料噴射弁１の外部に噴射する一つの旋回燃料噴射通路１０Ｂ４を構成する。
【００４３】
旋回燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４から噴射された燃料は、同じ方向（Ｘ１軸の負方向）を指向する一つの噴霧（噴霧群）を形成する。
【００４４】
本実施例では、噴孔１３ａ―１，１３ｂ―１を含む旋回燃料噴射通路１０Ａ１，１０Ａ２は第一象限、噴孔１３ａ―２，１３ｂ―２を含む旋回燃料噴射通路１０Ｂ１，１０Ｂ２は第二象限、噴孔１３ｃ―２，１３ｄ―２を含む旋回燃料噴射通路１０Ｂ３，１０Ｂ４は第三象限、噴孔１３ｃ―１，１３ｄ―１を含む旋回燃料噴射通路１０Ａ３，１０Ａ４は第四象限に配置されている。
【００４５】
なお、旋回室導入通路１１ａ―１，１１ａ―２，１１ｂ―１，１１ｂ―２，１１ｃ―１，１１ｃ―２，１１ｄ―１，１１ｄ―２を区別する必要のない場合は、単に旋回室導入通路１１と呼び説明をする。旋回燃料噴射通路、旋回室および噴孔についても同様に、区別する必要のない場合は旋回燃料噴射通路１０、旋回室１２および噴孔１３と呼び説明する（図４参照）。
【００４６】
本実施例では、旋回燃料噴射通路１０Ａ１と旋回燃料噴射通路１０Ａ４とは、Ｘ１軸に平行でかつＸ１軸を通る面（Ｘ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｘ１軸及び中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。旋回燃料噴射通路１０Ａ２と旋回燃料噴射通路１０Ａ３とは、Ｘ１軸に平行でかつＸ１軸を通る面（Ｘ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｘ１軸及び中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。旋回燃料噴射通路１０Ｂ１と旋回燃料噴射通路１０Ｂ４とは、Ｘ１軸に平行でかつＸ１軸を通る面（Ｘ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｘ１軸及び中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。旋回燃料噴射通路１０Ｂ２と旋回燃料噴射通路１０Ｂ３とは、Ｘ１軸に平行でかつＸ１軸を通る面（Ｘ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｘ１軸及び中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。
【００４７】
また本実施例では、旋回燃料噴射通路１０Ａ１と旋回燃料噴射通路１０Ｂ１とは、Ｙ１軸に平行でかつＹ１軸を通る面（Ｙ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｙ１軸及び中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。旋回燃料噴射通路１０Ａ２と旋回燃料噴射通路１０Ｂ２とは、Ｙ１軸に平行でかつＹ１軸を通る面（Ｙ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｙ１軸及び中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。旋回燃料噴射通路１０Ａ３と旋回燃料噴射通路１０Ｂ３とは、Ｙ１軸に平行でかつＹ１軸を通る面（Ｙ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｙ１軸及び中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。旋回燃料噴射通路１０Ａ４と旋回燃料噴射通路１０Ｂ４とは、Ｙ１軸に平行でかつＹ１軸を通る面（Ｙ１軸を含む面）であって、中心軸線１ａに平行でかつ中心軸線１ａを通る紙面に垂直な面（Ｙ１軸及び中心軸線１ａを含む面）に対して面対称に形成されている。
【００４８】
噴孔１３ａ―１，１３ｂ―１，１３ｃ―１，１３ｄ―１から構成される噴孔群を第１噴孔群とし、噴孔１３ａ―２，１３ｂ―２，１３ｃ―２，１３ｄ―２から構成される噴孔群を第２噴孔群とする。第１噴孔群の噴孔１３ａ―１，１３ｂ―１，１３ｃ―１，１３ｄ―１は、全体として一方向に燃料を噴射して第１燃料噴霧を形成する。第２噴孔群１３Ｂの噴孔１３ａ―２，１３ｂ―２，１３ｃ―２，１３ｄ―２は、全体として第１噴孔群とは異なる一方向に燃料を噴射して第２燃料噴霧を形成する。
【００４９】
本実施例では上述のように旋回燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４と旋回燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４とを、Ｙ１軸及び中心軸線１ａを含む面に対して面対称に形成しているため、第１燃料噴霧と第２燃料噴霧はＹ１軸及び中心軸線１ａを含む面に対して面対称の噴霧が形成される。もし第１燃料噴霧と第２燃料噴霧とがＹ１軸及び中心軸線１ａを含む面に対して非対称となる噴霧を形成するようにしたい場合は、旋回燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４と旋回燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４とを、Ｙ１軸及び中心軸線１ａを含む面に対して非対称に形成してもよい。この場合、さらに、旋回燃料噴射通路１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ１，１０Ｂ２と旋回燃料噴射通路１０Ａ４，１０Ａ３，１０Ｂ４，１０Ｂ３とを、Ｘ１軸及び中心軸線１ａを含む面面に対して非対称に形成してもよい。
【００５０】
図４を用いて、旋回用通路１１ａ―１、旋回室１２ａ―１、噴孔１３ａ―１を有する旋回燃料噴射通路１０Ａ１の構成について、詳細に説明する。図４は、本発明の第１実施例に係る旋回燃料噴射通路１０Ａ１（１０）について、流れＦ１，Ｆ２，Ｆ３の様子を示した図である。なお図４は、旋回燃料噴射通路１０Ａ１の構成を示しているが、旋回燃料噴射通路１０Ａ２〜１０Ａ４および旋回燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４も同様の構成及び作用効果を有する。
【００５１】
旋回室導入通路１１ａ―１、旋回室１２ａ−１および噴孔１３ａ−１は、以下のように構成される。
【００５２】
旋回室１２ａ−１は、燃料の流れ方向に円弧形状を成す側面１２ａ−１Ｃと、燃料が旋回する旋回通路部１２ａ−１Ｄを備える。燃料の旋回方向において、上流側に位置する側面１２ａ−１Ｃの端部（上流側端部）を符号１２ａ−１Ｂで、下流側に位置する側面１２ａ−１Ｃの端部（下流側端部）を符号１２ａ−１Ａで示す。なお、側面１２ａ−１Ｃの形状は、円弧形状に限らず、例えばらせん曲線或いはインボリュート曲線を描く曲面形状であってもよい。
【００５３】
旋回室導入通路１１ａ―１は、旋回室１２ａ−１に接続され、旋回室１２ａ−１に燃料を導入する通路である。まず、旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ−１を定義する。中心線１４ａ−１は燃料の流れ方向に沿う中心線であり、旋回室導入通路１１ａ―１の幅方向における中心を通過する中心線である。なお中心線１４ａ−１は、旋回室導入通路１１ａ―１の部分だけでなく、旋回室導入通路１１ａ―１の部分を越えて存在するものとする。
【００５４】
旋回室導入通路１１ａ―１は、横方向通路、径方向通路又は旋回用通路などと呼ばれる場合もある。旋回室導入通路１１ａ―１は、幅方向の両端部に側面５３ａ−１，５６ａ−１を有する。側面５３ａ−１は旋回室側面１２ａ−１Ｃの下流側端部１２ａ−１Ａに接続される側面であり、側面５６ａ−１は旋回室側面１２ａ−１Ｃの上流側端部１２ａ−１Ｂに接続される側面である。
【００５５】
本実施例では、側面５３ａ−１，５６ａ−１はそれぞれ直線形状部（平面形状部）を有し、各側面５３ａ−１，５６ａ−１の直線形状部が平行に設けられている。しかし、これらの直線形状部は平行に設けられる必要はなく、例えば、上流側から下流側に向かって幅が狭まるような形状であってもよい。或いは、側面５３ａ−１，５６ａ−１は直線形状部を持たず、例えば全体が曲線部で構成されていてもよい。
【００５６】
図４において、側面５３ａ−１を、旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ−１方向に沿って延長した延長線５５ａ−１を仮想する。延長線５５ａ−１が旋回室側面１２ａ−１Ｃと交差する位置が、旋回室側面１２ａ−１Ｃの端部（上流側端部）１２ａ−１Ｂである。すなわち、側面５３ａ−１の延長線５５ａ−１を境界にして、図４の右側は旋回室導入通路１１ａ―１であり、左側は旋回室１２ａ−１である。言い換えれば、側面５３ａ−１の延長線５５ａ−１を境界にして、旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ−１が通過する側が旋回室導入通路１１ａ―１であり、その反対側が旋回室１２ａ−１である。
【００５７】
この場合、側面５３ａ−１は中心線１４ａ−１に対して旋回室１２ａ−１および噴孔１３ａ−１の側にある側面であり、側面５６ａ−１は中心線１４ａ−１に対して旋回室１２ａ−１および噴孔１３ａ−１の反対側にある側面になる。
【００５８】
また、側面５３ａ−１，５６ａ−１は旋回室導入通路１１ａ―１の上流端の符号４０ａ−１で示す位置において接続される。本実施例では、旋回室導入通路１１ａ―１の上流端は図４に示すように円弧形状に形成されている。符号４０ａ−１で示す位置は、この円弧形状部が旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ−１と交差する位置である。なお、旋回室導入通路１１ａ―１の上流端の形状は円弧形状に限らず、例えば屈曲した面形状であってもよい。
【００５９】
なお図４においては、旋回室導入通路１１ａ―１および旋回室１２ａ−１（または旋回通路部１２ａ−１Ｄ）として示した部分には、旋回室導入通路１１ａ―１の底面および旋回室１２ａ−１（または旋回通路部１２ａ−１Ｄ）の底面が見えていることになる。
【００６０】
噴孔１３ａ−１は、旋回室１２ａ−１の底面に開口する入口開口面５１ａ―１を有する。入口開口面５１ａ―１は燃料通路として考えると通路断面を構成するため、以下入口断面（噴孔入口断面）と呼んで説明する。噴孔１３ａ−１の下流端は外部に開口する出口開口面５２ａ―１を有する。出口開口面５２ａ―１は燃料通路として考えると通路断面を構成するため、以下出口断面（噴孔出口断面）と呼んで説明する。
【００６１】
噴孔入口断面５１ａ―１の中心をＯａ―１、噴孔出口断面５２ａ―１の中心をＯａ’―１とする。噴孔入口断面５１ａ―１の中心Ｏａ―１を通り、旋回室導入通路１１ａ―１の中心軸（中心線）１４ａ―１に平行な軸をＸａ−１軸とする。Ｘａ−１軸は、旋回室導入通路１１ａ―１の上流側から下流側に向かう方向を正方向とする。また、噴孔入口断面５１ａ―１の中心Ｏａ―１を通り、Ｘａ―１軸に垂直な軸をＹａ−１軸とする。Ｙａ−１軸は、旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ―１から離れる方向を正方向とする。Ｘａ−１軸及びＹａ−１軸は、ノズルプレート６の端面に平行である。ノズルプレート６の端面は、中心軸線１ａに垂直な図４の紙面（仮想平面）に平行である。
【００６２】
このように本実施例では、中心Ｏａ―１を原点とし、Ｘａ−１軸およびＹａ−１軸を座標軸とする直交座標系が定義される。
【００６３】
本実施例では、噴孔入口断面５１ａ―１の一部が、旋回室導入通路１１ａ―１の側面５３ａ―１の延長線５５ａ―１と旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４a―１とで挟まれた領域Ｒａに重なるように、旋回用通路１１ａ―１、旋回室１２ａ―１および噴孔１３ａ―１は構成される。すなわち、噴孔入口断面５１ａ―１の一部は、旋回室１２ａ―１の底部に開口し、その他の一部は旋回室導入通路１１ａ―１の底面に開口する。この場合、延長線５５ａ−１及び噴孔入口断面５１ａ―１を中心軸線１ａに直交する仮想平面（図４の紙面又はノズルプレート６の端面）上に投影した投影図（平面図）において、延長線５５ａ−１が噴孔入口断面５１ａ―１上を横切ることになる。
【００６４】
この構成によると、燃料導入口２８から導入された燃料は、主に噴孔１３ａ―１に直接流れ込む流れＦ１と、その他の流れＦ２となり、その他の流れＦ２により噴孔１３ａ―１の周囲に旋回流Ｆ３が誘起される。
【００６５】
本実施例とは異なり、噴孔入口断面５１ａ―１が旋回室導入通路の側面５３ａ―１の延長線５５ａ―１と旋回室導入通路の中心線１４a―１に挟まれた領域Ｒａに重ならない構成の場合、噴孔１３ａ―１に直接流れ込む流れＦ１はほとんどなくなり、噴孔１３ａ―１に流れ込む流れの大部分は旋回流Ｆ３となる。この場合、噴孔１３ａ―１に流れ込んだ燃料は強い旋回流により噴孔１３ａ―１の直下で大きく広がる噴霧となる。
【００６６】
本実施例のように、噴孔入口断面５１ａ―１の一部が領域Ｒａに重なるように噴孔１３ａ―１を配置することで、噴孔１３ａ―１に直接流れ込む流れＦ１が生成され、噴孔１３ａ―１周囲の旋回流Ｆ３の割合は小さくなる。このことにより噴孔１３ａ―１の直下で形成される燃料の噴霧の広がりを抑制することが可能となる。
【００６７】
また、噴孔入口断面５１ａ―１の中心Ｏａ―１が旋回室導入通路の中心線１４ａ―１から離れるほど、噴孔１３ａ―１に直接流れ込む流れＦ１の割合が小さくなり、旋回流Ｆ３の割合が大きくなる。一方、噴孔入口断面の中心Ｏａ―１が旋回室導入通路の中心線１４ａ―１に近づくほど噴孔１３ａ―１に直接流れ込む流れＦ１の割合が大きく、旋回流Ｆ３の割合が小さくなる。したがって、用途に応じて噴孔１３ａ―１の位置を調節することで、噴孔１３ａ―１に流れ込む流れＦ１の割合を調節でき、噴孔１３ａ―１の直下での噴霧の広がり角を調節することができる。
【００６８】
上述した構成の符号１１ａ―１，１２ａ−１，１２ａ−１Ａ，１２ａ−１Ｂ，１２ａ−１Ｃ，１２ａ−１Ｄ，１３ａ−１，１４ａ−１，４０ａ−１，５１ａ―１，５２ａ―１，５３ａ−１，５５ａ−１，５６ａ−１，Ｏａ―１，Ｏａ’―１，Ｘａ−１，Ｙａ−１は、旋回燃料噴射通路１０Ａ１の構成要素であるため、「ａ−１」を付している。しかし旋回燃料噴射通路１０Ａ１に限定されず、その他の旋回燃料噴射通路１０に共通する場合には、「ａ−１」を外した符号１１，１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１３，１４，４０，５１，５２，５３，５５，５６，Ｏ，Ｏ’，Ｘ，Ｙを用いて説明する場合もある。
【００６９】
次に、図５を用いて噴孔の傾き方向について説明する。図５は、本発明の第１実施例に係る旋回燃料噴射通路１０Ａ１（１０）について、噴孔１３ａ−１（１３）の傾き方向１５ａ−１を示した図である。なお図５は、旋回燃料噴射通路１０Ａ１の構成を示しているが、旋回燃料噴射通路１０Ａ２〜１０Ａ４および旋回燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４においても同様に説明することができる。
【００７０】
噴孔入口断面５１ａ―１の中心Ｏａ―１と噴孔出口断面５２ａ―１の中心Ｏａ’ ―１を通る直線をノズルプレート６の端面（中心軸線１ａに垂直な面）に投影した投影直線（矢印）を、噴孔の傾き方向１５ａ―１とする。Ｘａ―１軸の正方向を０°とし、０°の角度位置から旋回室導入通路の中心線１４ａ―１に向かって回転する角度方向を正の角度方向とする。この時、Ｘａ―１軸と噴孔の傾き方向１５ａ―１との成す角（噴孔の傾き角）をθａ―１とする。その他の旋回室導入通路、旋回室、噴孔に関しても同様の方法で、噴孔の傾き方向を定義する。すなわち、各噴孔の傾き角を図３のθａ―１、θｂ―１、θｃ―１、θｄ―１、θａ―２、θｂ―２、θｃ−２、θｄ―２のように定義する。
【００７１】
なお、以下の説明において旋回燃料噴射通路１０Ａ２〜１０Ａ４および旋回燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４について区別しない場合は、傾き方向１５ａ―１および傾き角θａ―１を単に傾き方向１５および傾き角θとして説明する場合がある。
【００７２】
本実施例では０＜θａ―１＜１８０°、０＜θｂ―１＜１８０°、０＜θｃ―１＜１８０°、０＜θｄ―１＜１８０°、０＜θａ―２＜１８０°、０＜θｂ―２＜１８０°、０＜θｃ―２＜１８０°、０＜θｄ―２＜１８０°となるように旋回室導入通路１１、旋回室１２および噴孔１３は構成される。
【００７３】
この構成によると、前述したように旋回流Ｆ３の割合を抑制し、噴孔１３ａ―１に直接流れ込む流れＦ１を生成することで、噴孔１３ａ―１から噴射される燃料の噴霧の広がり（広がり角度）を小さくすることができる。さらに、θａ―１を上記の範囲となるように旋回室導入通路１１ａ―１、旋回室１２ａ―１、噴孔１３ａ―１を構成することで、噴孔１３の内壁面への燃料の衝突力を大きくすることで燃料の微粒化を促進することが可能となる。この構成は、旋回燃料噴射通路１０Ａ１以外の他の旋回燃料噴射通路１０にも採用されており、全ての旋回燃料噴射通路１０において、噴霧の広がり（広がり角度）を小さくすることができると共に、微粒化を促進することができる。
【００７４】
すなわち本実施例では、噴孔１３の配置により旋回力の強さを調節することで噴霧の広がりを抑制することができると共に、噴孔１３の傾き方向の設定により噴孔１３の内壁面への燃料の衝突力を大きくして微粒化性能の低下を抑制、或いは微粒化性能を向上することができる。そして、噴霧の広がりを抑制しつつ、十分な微粒化を実現することができる。
【００７５】
ここで微粒化のメカニズムについて、詳細に説明する。
【００７６】
図６は、本発明の第１実施例に係る旋回燃料噴射通路１０の側面図である。
【００７７】
図６に示すように、噴孔出口断面（噴孔出口開口面）５２における噴孔１３の軸１３Ａ方向（中心線１３Ａ方向）の速度成分をＶｚ、噴孔１３の軸１３Ａに垂直な面方向における速度成分をＶｘｙとした場合、Ｖｘｙが大きくなると燃料が噴孔１３を通過して液膜を形成した際に、液滴が分裂しやすくなり微粒化が促進される。したがって、噴孔１３内において、噴孔１３の軸１３Ａに垂直な面方向における速度成分Ｖｘｙが大きいほど、噴孔１３の出口開口面５２から噴射される燃料の微粒化は促進されることになる。
【００７８】
前述したように本実施例では、入口開口面５１から噴孔１３に流れ込む流れは、主に旋回流Ｆ３と噴孔１３に直接流れ込む流れＦ１との２つの流れがある。旋回流Ｆ３を利用して微粒化を促進する場合、旋回流Ｆ３により噴孔１３内に旋回流を生成する。これにより噴孔１３ａ―１内の周方向の速度成分が大きくなり、噴孔１３の軸１３Ａに垂直な面方向における速度成分Ｖｘｙが大きくなり、微粒化が促進される。このように、旋回流Ｆ３のみを利用する場合は、燃料は噴孔１３内で周方向に旋回するため噴孔１３の傾き方向１５ａ−１は燃料の微粒化にはあまり影響がない。
【００７９】
一方、噴孔１３に直接流れ込む流れＦ１を利用して微粒化を促進する場合、噴孔１３の傾き方向θａ−１が大きく影響してくる。
【００８０】
図７は、本発明の第１実施例の比較例として噴孔１３の傾き方向を変えた場合の旋回燃料噴射通路１０の側面図である。
【００８１】
図７に示すように、旋回室導入通路１１から噴孔１３に流れ込む燃料の流線Ｆ１方向と同じ方向に噴孔１３が傾いている場合、噴孔１３内の流れＦ１’は、噴孔軸方向の速度成分Ｖｚが大きく、Ｖｘｙが小さくなる。このため、微粒化効果が小さい。
【００８２】
図８は、本発明の第１実施例に係る旋回燃料噴射通路１０の側面図において、流れの様子を示した図である。
【００８３】
図８に示すように、旋回室導入通路１１から噴孔１３に流れ込む燃料の流線方向と逆向きに噴孔１３を傾けると、燃料の一部Ｆ１’は噴孔１３の内壁５４に衝突し、噴孔１３の軸１３Ａ方向に対して垂直な面方向における速度成分Ｖｘｙの大きさが大きくなる。この効果により、噴孔１３を通過した燃料は、噴孔１３の直下で薄い液膜を形成し、液滴が分裂しやすくなり微粒化が促進される。また、この場合の燃料流れＦ１’が噴霧の広がりを大きくする効果は、旋回する燃料流れが噴霧の広がりを大きくする効果に比べて小さい。
【００８４】
図５において、噴孔の傾き角θを０°から３６０°まで変化させたときの粒径を流体シミュレーションにより計算した結果について、図９を用いて説明する。図９は、噴孔１３の傾き角θを変えた場合の粒径の相対値を計算したシミュレーション結果である。図９では、粒径の平均値に対する相対値を示している。
【００８５】
図９より、噴孔１３の傾き角θが０°＜θ＜１８０°のとき、粒径は平均値よりも小さくなっていることが分かる。したがって、本実施例では、噴孔１３の傾き角θは０°＜θ＜１８０°となるように、旋回室導入通路１１、旋回室１２および噴孔１３が構成される。
【００８６】
すなわち、図３に示すように、０°＜θａ―１＜１８０°、０°＜θｂ―１＜１８０°、０°＜θｃ―１＜１８０°、０°＜θｄ―１＜１８０°、０°＜θａ―２＜１８０°、０°＜θｂ―２＜１８０°、０°＜θｃ―２＜１８０°、０°＜θｄ―２＜１８０°となるように、それぞれの噴孔１３および旋回室１２および旋回室導入通路１１は構成される。さらにこの時、θａ―１＞θｂ―１、θｄ―１＞θｃ―１、θａ―２＞θｂ―２およびθｄ―２＞θｃ―２となる。このような構成にすることで、強い旋回流を利用することなく微粒化を促進でき、かつ、噴孔下での噴霧の広がりを抑えることができる。その結果、微粒化性能が高く、かつ二方向を指向する噴霧を形成することができる。
【００８７】
次に図１０を用いて、本実施例の変更例について説明する。図１０は、本発明の第１実施例に係る別の形態（変更例）における燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。
【００８８】
本変更例では、全ての噴孔１３を上記の傾き角にするのではなく、図１０に示すように一部の噴孔の傾き角θが０°＜θ＜１８０°となるように各旋回室導入通路、旋回室、噴孔を形成している。例えば、図１０の例では、０°＜θａ―１＜１８０°、０°＜θｄ―１＜１８０°、０°＜θａ―２＜１８０°、０°＜θｄ―２＜１８０°となっており、１８０°＜θｂ―１＜３６０°、１８０°＜θｃ―１＜３６０°、１８０°＜θｂ―２＜３６０°、１８０°＜θｃ―２＜３６０°となっている。なお、噴孔入口断面の一部が図４及び図５に示す領域Ｒａに重なるように噴孔１３を配置する構成は、実施例１と同じである。
【００８９】
この場合、０°＜θ＜１８０°を満たす噴孔１３ａ−１，１３ｄ−１，１３ａ−２，１３ｄ−２は、通過した燃料の微粒化を促進する噴孔として機能する。一方、その他の噴孔１３ｂ−１，１３ｃ−１，１３ｂ−２，１３ｃ−２は、例えば噴霧の広がりを抑制する噴孔として機能する。このように、噴孔ごとに担う役割を分けることで、用途に応じたノズルプレート６を形成することができる。
【００９０】
また本実施例では、ノズルプレート６の中心Ｏ１付近から半径方向外側に燃料が流れるように、ノズルプレート６の中心Ｏ１側に旋回室導入通路１１が配置され、旋回室導入通路１１に対してノズルプレート６の外周側に噴孔１３が配置される構成となっている。噴孔１３をノズルプレート６の外周側に近づけて配置するほど隣り合う噴孔間の距離を広げることができる。このため、噴孔１３から噴射される燃料が噴孔１３の直下で他の噴孔１３から噴射された燃料と干渉し合うことを抑制することができる。噴射された燃料はその噴孔直下で他の噴孔から噴射された燃料と干渉すると、粒径が大きくなる恐れがある。
【００９１】
また本実施例では、上述したように隣り合う噴孔間の距離を広げることができるため、噴孔１３の数を増やすことも可能である。全体の燃料の流量は変わらずに噴孔１３の数が増えた場合、各々の噴孔１３の断面積は小さくなる。このため、噴孔１３から噴射された燃料は、より薄膜化されやすくなり、一層微粒化性能が向上する。一方、特許文献２（特開２０１１−２０２５１３号公報）のように、燃料がノズルプレートの外周側から中心側に向かって流れるような構成では、隣り合う噴孔間の距離は小さくなり、噴孔直下で燃料が干渉し合う恐れがある。また、上述したように噴孔の数を容易に増やすことはできない。
【００９２】
次に、図１１および図１２を用いて、燃料噴射弁１から噴射される噴霧の形態について説明する。図１１は、本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の噴霧形態をＹ１軸方向から見た場合の図である。図１２は、本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁１の噴霧形態をＸ１軸方向から見た場合の図である。
【００９３】
本実施例の構成では、噴孔１３ａ―１，１３ｂ―１，１３ｃ―１，１３ｄ―１を通過した燃料は第１の方向を指向する第１の噴霧３１を形成し、噴孔１３ａ―２，１３ｂ―２，１３ｃ―２，１３ｄ―２を通過した燃料は第１の方向とは異なる方向を指向する第２の噴霧３２を形成する。すなわち、複数の旋回燃料噴射通路１０は、第１の噴霧３１を形成する第１の旋回燃料噴射通路群１０Ａ１〜１０Ａ４と、第２の噴霧３２を形成する第２の旋回燃料噴射通路群１０Ｂ１〜１０Ｂ４とに分けられる。
【００９４】
また、＋Ｘ１方向から見ると図１２に示すように、一方向の噴霧が形成される。このように本実施例の構成によると、二方向噴霧を形成することができる。
【実施例２】
【００９５】
次に、図１３を用いて本発明に係る第２実施例を説明する。図１３は、本発明の第２実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。
【００９６】
第１実施例との違いは、噴孔１３の傾き方向が異なっている点である。それ以外の構成は、第１実施例と同様に構成される。
【００９７】
本実施例では、第一実施例と同様に、旋回燃料噴射通路１０Ａ１，１０Ａ２と旋回燃料噴射通路１０Ａ３，１０Ａ４とがＸ１軸を隔てて両側（第一象限と第四象限）に配置され、旋回燃料噴射通路１０Ｂ１，１０Ｂ２と旋回燃料噴射通路１０Ｂ３，１０Ｂ４とがＸ１軸を隔てて両側（第二象限と第三象限）に配置されている。さらに本実施例では、噴孔１３ａ−１，１３ｂ−１の傾き方向１５ａ―１，１５ｂ―１の延長線および噴孔１３ｃ−１，１３ｄ−１の傾き方向１５ｃ―１，１５ｄ―１の延長線が、Ｘ１軸のＸ１＞０の部分（正の範囲）と交わるように構成されている。また、噴孔１３ａ−２，１３ｂ−２の傾き方向１５ａ―２，１５ｂ―２の延長線および噴孔１３ｃ―２，１３ｄ―２の傾き方向１５ｃ―２，１５ｄ―２の延長線がＸ１軸のＸ１＜０の部分（負の範囲）と交わるように構成されている。
【００９８】
この構成によると、噴孔１３ａ―１，１３ｂ−１，１３ｃ−１，１３ｄ−１から噴射される燃料は図１１における噴霧３１を形成し、噴孔１３ａ―２，１３ｂ−２，１３ｃ−２，１３ｄ−２から噴射される燃料は図１１における噴霧３２を形成することで、二方向の噴霧を形成することができる。さらに、本実施例では、噴孔１３の傾き方向がそれぞれＸ１軸に近接する方向に傾いているため、それぞれの噴孔１３から噴射された燃料は互いに引き合い、より細い噴霧３１および噴霧３２を形成することができる。
【００９９】
本実施例では、噴孔１３の傾き方向１５ａ―１，１５ｂ―１と１５ｃ―１，１５ｄ―１とはそれぞれＸ１軸及び中心軸線１ａを含む面について面対称として、また噴孔１３ａ―１，１３ｂ−１，１３ｃ−１，１３ｄ−１と噴孔１３ａ―２，１３ｂ−２，１３ｃ−２，１３ｄ−２とはＹ１軸及び中心軸線１ａを含む面について面対称として示しているが、この限りではない。例えば噴霧３１と噴霧３２とをＹ１軸及び中心軸線１ａを含む面に対して面対称とならないように形成したい場合は、噴孔１３ａ―１，１３ｂ−１，１３ｃ−１，１３ｄ−１と噴孔１３ａ―２，１３ｂ−２，１３ｃ−２，１３ｄ−２はＹ１軸及び中心軸線１ａを含む面について面対称でなくて良い。
【実施例３】
【０１００】
次に、図１４を用いて本発明に係る第３実施例を説明する。図１４は、本発明の第３実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。
【０１０１】
第１実施例との違いは、ノズルプレート中心Ｏ１と各噴孔１３の入口中心との距離が、噴孔１３ごとに異なっている点である。それ以外の構成は、第１実施例又は第２実施例と同様に構成される。
【０１０２】
本実施例では、ノズルプレート６の中心Ｏ１を中心とする異なる半径を有する複数の円４１，４２を噴孔１３の配置円として設定する。本実施例では、二つの配置円４１，４２を設定し、この二つの配置円４１，４２上に噴孔１３を配置する。本実施例では、噴孔１３ａ―１，１３ｄ−１，１３ａ―２，１３ｄ―２の入口開口面の中心（入口中心）が配置円４１上に位置し、噴孔１３ｂ―１，１３ｃ―１，１３ｂ―２，１３ｃ―２の入口開口面の中心が配置円４２上に位置している。本実施例では配置円４１の直径の方が、配置円４２の直径より大きい。
【０１０３】
この構成によると、噴孔１３ａ―１から噴射される燃料と噴孔１３ｂ―１から噴射される燃料が噴孔の下で互いに干渉する噴霧干渉を抑制することができる。他の噴孔１３ｃ―１と噴孔１３ｄ―１や、噴孔１３ａ―２と噴孔１３ｂ―２や、噴孔１３ｃ―２と噴孔１３ｄ―２に関しても同様のことが言える。
【０１０４】
本実施例では、噴孔１３ａ―１，１３ｄ−１，１３ａ―２，１３ｄ―２の入口開口面の中心が配置円４１上に位置し、噴孔１３ｂ―１，１３ｃ―１，１３ｂ―２，１３ｃ―２の入口開口面の中心が配置円４２上に位置した場合について説明したが、配置円の数をさらに増やしてもよく、各噴孔１３がそれぞれ異なる配置円上に配置されても良い。
【実施例４】
【０１０５】
次に、図１５を用いて本発明に係る第４実施例を説明する。
【０１０６】
本実施例では、旋回室導入通路１３の長さを長くすることにより、旋回室導入通路１３における整流効果を向上して、噴孔１３から噴射される燃料の微粒化を向上する。
【０１０７】
図１５は、本発明の第４実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。
【０１０８】
図１５に示すノズルプレート６は、旋回室導入通路１１がノズルプレート６の中心Ｏ１から半径方向外側に伸びている構成となっている。そして、旋回燃料噴射通路１０Ａ１〜１０Ａ４及び旋回燃料噴射通路１０Ｂ１〜１０Ｂ４の各旋回室導入通路１１は、上流側端部がノズルプレート６の中心Ｏ１部で接続されている。
【０１０９】
この構成によると、燃料導入口２８から導入された燃料は、第１実施例と同様に、旋回室導入通路１１を流れ、それぞれの噴孔１３に導入される。このとき、本実施例では、旋回室導入通路１１がノズルプレートの中心Ｏ１まで伸びているため、燃料導入口２８から導入された燃料は旋回室導入通路１１で第１実施例よりも整流されやすくなる。その結果、整流した流れが噴孔１３に流れ込むことで、微粒化がより促進される。
【０１１０】
図１６は、本発明の第４実施例に係る図１４のノズルプレート６の変形例を示す図であり、ノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。
【０１１１】
図１６に示すように、各旋回室導入通路１１の長さが異なるように構成しても良い。本実施例では、旋回室導入通路１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｂ―２，１１ｃ―２の長さが他の旋回室導入通路１１ａ−１，１１ｄ−１，１１ａ−２，１１ｄ−２の長さよりも長くなっている。この場合、旋回室導入通路１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｂ―２，１１ｃ―２を流れる燃料はその他の旋回室導入通路１１ａ−１，１１ｄ−１，１１ａ−２，１１ｄ−２を流れる燃料よりも整流される。その結果、通路長さの長い旋回室導入通路１１ｂ―１，１１ｃ―１，１１ｂ―２，１１ｃ―２を通じて噴孔１３ｂ―１，１３ｃ―１，１３ｂ―２，１３ｃ―２から噴射される燃料は、微粒化が促進される。このように、各旋回室導入通路１１の長さが異なるように構成しても良い。
【０１１２】
また、図１４に示すノズルプレート６では、噴孔１３を異なる配置円４１，４２上に配置することにより、複数の旋回燃料噴射通路１０の間で旋回室導入通路１１の長さが実質的に異なるように構成している。
【０１１３】
上述した旋回室導入通路１３以外の構成は、上述した他の実施例の構成を採用して構成することができる。例えば、図１５に示すように旋回室導入通路１１の上流側端部をノズルプレート６の中心Ｏ１部で接続する構成と、図１４に示すように噴孔１３を異なる配置円４１，４２上に配置する構成とを組み合わせることにより、複数の旋回燃料噴射通路１０の間で旋回室導入通路１１の長さが実質的に異なるように構成してもよい。
【実施例５】
【０１１４】
次に、図１７を用いて本発明に係る第５実施例を説明する。
【０１１５】
図１７は、本発明の第５実施例に係る燃料噴射弁１の旋回燃料噴射通路１０を弁体側（基端側）から見た図である。なお図１７では、旋回燃料噴射通路１０Ａ１および旋回燃料噴射通路１０Ａ２の近傍を示している。
【０１１６】
旋回室導入通路１１ａ―１の中心線を１４ａ―１、旋回室導入通路１１ｂ―１の中心線を１４ｂ―１とする。また、旋回室導入通路１１ａ―１と中心線１４ａ―１との交点を４０ａ―１、旋回室導入通路１１ｂ―１と中心線１４ｂ―１との交点を４０ｂ―１とする。そして、ノズルプレート６の中心Ｏ１と交点４０ａ―１を結ぶ直線を直線３０ａ―１とし、ノズルプレート６の中心Ｏ１と交点４０ｂ―１を結ぶ直線を直線３０ｂ―１とする。
【０１１７】
本実施例の旋回燃料噴射通路１０Ａ１では、直線３０ａ―１と中心線１４ａ―１とが同一直線上にあるのではなく、直線３０ａ―１に対し中心線１４ａ―１が交点４０ａ―１を中心に時計回り（Ｘ１軸方向）に一定角度回転した配置となっている。
【０１１８】
すなわち旋回燃料噴射通路１０Ａ１は、旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ―１と直線３０ａ―１とが一直線上に重なった状態に対して、燃料流れ方向における側面５３ａ−１（５３）の下流側部分が、直線３０ａ―１に近接又は交差する方向（Ｘ１軸方向）に回転した状態で配置されている。言い換えると、旋回燃料噴射通路１０Ａ１は、旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ―１と直線３０ａ―１とが一直線上に重なった状態に対して、燃料流れ方向における側面５６ａ−１（５６）の下流側部分が、直線３０ａ―１から離れる方向（Ｘ１軸方向）に回転した状態で配置されている。或いは、旋回燃料噴射通路１０Ａ１は、旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ―１と直線３０ａ―１とが一直線上に重なった状態に対して、噴孔１３ａ−１が直線３０ａ―１に近づく回転方向に、または噴孔１３ａ−１が直線３０ａ―１を越えてＸ１軸側に回転した状態で配置されている。すなわち旋回燃料噴射通路１０Ａ１は、旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ―１と直線３０ａ―１とが一直線上に重なった状態に対して、噴孔１３ａ−１がＸ１軸に近づく回転方向に、交点４０ａ―１を中心に回転した状態で設けられている。
【０１１９】
旋回燃料噴射通路１０Ａ１と同様に、旋回燃料噴射通路１０Ａ２は、直線３０ｂ―１に対し中心線１４ｂ―１が時計回りに一定角度回転した配置となっている。そして、旋回燃料噴射通路１０Ａ２は旋回燃料噴射通路１０Ａ１と同様な構成を有している。
【０１２０】
本実施例では、旋回燃料噴射通路１０Ａ１，１０Ａ２以外の旋回燃料噴射通路１０も、旋回燃料噴射通路１０Ａ１，１０Ａ２と同様に構成している。この場合、旋回燃料噴射通路１０の回転角度は複数の旋回燃料噴射通路１０の間で、異なっていてもよい。また、すべての旋回燃料噴射通路１０のうち少なくとも一つの旋回燃料噴射通路１０が、本実施例の構成を備えるようにしてもよい。
【０１２１】
この構成によると、旋回燃料噴射通路１０Ａ１において、燃料導入口２８から導入された燃料は、ノズルプレート６の中心Ｏ１から半径方向外側に向かう方向に流れるため、旋回室導入通路１１において、噴孔１３に直接流れ込む流れＦ１が強くなり、その他の流れＦ２は弱くなる。同様に、旋回燃料噴射通路１０Ａ２において、燃料導入口２８から導入された燃料は、ノズルプレート６の中心Ｏ１から半径方向外側に向かう方向に流れるため、旋回室導入通路１１において、噴孔１３に直接流れ込む流れＦ１が強くなり、その他の流れＦ２は弱くなる。したがってこの構成の場合、旋回流Ｆ３は弱くなり、噴孔１３に直接流れ込む流れＦ１、Ｆ１が強くなるため、第１実施例で説明した作用効果により、噴孔１３から噴射される噴霧の広がりを抑制する効果が大きくなる。
【０１２２】
図１８は、図１７に示す旋回燃料噴射通路１０と同様な回転角度に配置した旋回燃料噴射通路１０について、燃料流れの状態をシミュレーションした結果を示す図である。なお図１８では、燃料流れを示す矢印は速度（相対値）を示している。
【０１２３】
図１８では、ノズルプレート６の中心Ｏ１と、旋回室導入通路１１と中心線１４（例えば、１４ａ−１）との交点４０（例えば、４０ａ−１）とを結ぶ直線３０（例えば、３０ａ−１）に対して、旋回燃料噴射通路１０をＸ１軸方向に回転させて配置している。
【０１２４】
図１９は、旋回室導入通路１１の中心線１４と直線３０とが一直線上に重なるように配置した旋回燃料噴射通路１０について、燃料流れの状態をシミュレーションした結果を示す図である。なお図１９では、燃料流れを示す矢印は速度（相対値）を示している。
【０１２５】
図１９に示す旋回燃料噴射通路１０は、第１実施例と同様に配置されている。
【０１２６】
図１８に示すように、旋回燃料噴射通路１０をＸ１軸方向に回転させて配置した場合、中心線１４よりも側面５３側（符号１０１で示す領域）を流れる燃料が増加する。中心線１４よりも側面５３側の燃料流れは、噴孔１３に直接流れ込む燃料流れＦ１となる。一方、中心線１４よりも側面５６側を流れる燃料は側面５３側を流れる燃料に対して少なく、旋回流Ｆ３を形成する燃料流れＦ２が少なくなることが分かる。
【０１２７】
一方、図１９に示す旋回燃料噴射通路１０では、図１８に示す旋回燃料噴射通路１０に対して、中心線１４よりも側面５６側（符号１０２で示す領域）を流れる燃料が増加する。中心線１４よりも側面５６側の燃料流れは旋回流Ｆ３を形成し、旋回流Ｆ３が増加することが分かる。一方、中心線１４よりも側面５３側を流れ、噴孔１３に直接流れ込む燃料流れＦ１は、図１８に示す旋回燃料噴射通路１０に対して減少することが分かる。
【０１２８】
したがって、噴霧の広がりを抑制する効果を高めたい場合には、旋回燃料噴射通路１０をＸ１軸方向に回転させて配置することが望ましい。
【０１２９】
図２０は、本発明の第５実施例に係る図１７とは別の形態（変更例）における燃料噴射弁１の旋回燃料噴射通路１０を弁体側（基端側）から見た図である。
【０１３０】
本変更例の旋回燃料噴射通路１０Ａ１では、直線３０ａ―１に対し中心線１４ａ―１が交点４０ａ―１を中心に反時計回り（Ｙ１軸方向）に一定角度回転した配置となっている。
【０１３１】
すなわち旋回燃料噴射通路１０Ａ１は、旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ―１と直線３０ａ―１とが一直線上に重なった状態に対して、燃料流れ方向における側面５３ａ−１（５３）の下流側部分が、直線３０ａ―１から離れる方向（Ｙ１軸方向）に回転した状態で配置されている。言い換えると、旋回燃料噴射通路１０Ａ１は、旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ―１と直線３０ａ―１とが一直線上に重なった状態に対して、燃料流れ方向における側面５６ａ−１（５６）の下流側部分が、直線３０ａ―１に近接又は交差する方向（Ｙ１軸方向）に回転した状態で配置されている。或いは、旋回燃料噴射通路１０Ａ１は、旋回室導入通路１１ａ―１の中心線１４ａ―１と直線３０ａ―１とが一直線上に重なった状態に対して、直線３０ａ―１が噴孔１３ａ−１から離れる回転方向に回転した状態で配置されている。
【０１３２】
旋回燃料噴射通路１０Ａ１と同様に、旋回燃料噴射通路１０Ａ２は、直線３０ｂ―１に対し中心線１４ｂ―１が反時計回り（Ｙ１軸方向）に一定角度回転した配置となっている。この場合の回転角度は複数の旋回燃料噴射通路１０の間で、異なっていてもよい。そして、旋回燃料噴射通路１０Ａ２は旋回燃料噴射通路１０Ａ１と同様な構成を有している。
【０１３３】
本変更例では、旋回燃料噴射通路１０Ａ１，１０Ａ２以外の旋回燃料噴射通路１０も、旋回燃料噴射通路１０Ａ１，１０Ａ２と同様に構成している。この場合、旋回燃料噴射通路１０の回転角度は複数の旋回燃料噴射通路１０の間で、異なっていてもよい。また、すべ他の旋回燃料噴射通路１０のうち少なくとも一つの旋回燃料噴射通路１０が、本変更例の構成を備えるようにしてもよい。
【０１３４】
或いは、第５実施例の旋回燃料噴射通路１０と本変更例の旋回燃料噴射通路１０とが混在するように、複数の旋回燃料噴射通路１０をノズルプレート６に配置してもよい。
【０１３５】
この構成によると、燃料導入口２８から導入された燃料は、ノズルプレート６の中心Ｏ１から半径方向外側に向かう方向に流れるため、旋回室導入通路１１において、噴孔１３に直接流れ込む流れＦ１とは異なる流れＦ２を誘起する。そして噴孔１３に直接流れ込む流れＦ１の割合は小さくなる。すなわち、図１７の構成と比べて、流れＦ２が強くなり、流れＦ１は弱くなる。
【０１３６】
流れＦ２は旋回室１２により旋回流Ｆ３を誘起し、噴孔１３に流れ込む。このため、噴孔１３に流入する燃料のうち、噴孔１３に直接流れ込む流れＦ１の割合は小さくなり、旋回流Ｆ３の割合が大きくなる。したがってこの構成の場合、旋回流Ｆ３によるスワールの効果により、噴孔１３の下で微粒化が促進される。このため、噴霧の広がりは図１７の構成と比べて大きくなる。
【０１３７】
このように旋回室導入通路１１、旋回室１２、噴孔１３がノズルプレート６の中心Ｏ１に対し一定角度回転した配置にすることで、旋回室導入通路１１内を流れる燃料流れを制御することができる。したがって、微粒化および噴霧の広がり抑制の要望に応じて回転角度を調節することで、所望の噴霧を形成することができる。
【実施例６】
【０１３８】
図２１は、本発明の第６実施例に係る燃料噴射弁１のノズルプレート６を弁体側（基端側）から見た図である。
【０１３９】
上述した各実施例では、旋回燃料噴射通路１０は、燃料がノズルプレート６の中心Ｏ１側から外周側に向かってほぼ径方向に流れるように構成されている。これに対して本実施例では、旋回燃料噴射通路１０は、燃料がノズルプレート６の外周側から中心Ｏ１側に向かってほぼ径方向に流れるように構成されている。
【０１４０】
このために、旋回室１２および噴孔１３は燃料導入口２８に対してノズルプレート６の中心Ｏ１側に配置され、旋回室導入通路１１が旋回室１２と燃料導入口２８との間をほぼ径方向に沿って配置されている。
【０１４１】
本実施例においても、各旋回燃料噴射通路１０の噴孔１３の傾き角θは、
０°＜θａ―１＜１８０°
０°＜θｂ―１＜１８０°
０°＜θｃ―１＜１８０°
０°＜θｄ―１＜１８０°
０°＜θａ―２＜１８０°
０°＜θｂ―２＜１８０°
０°＜θｃ―２＜１８０°
０°＜θｄ―２＜１８０°
のように設定されている。
【０１４２】
本実施例において、その他の構成は上述した実施例と同様に構成することができる。また、上述した各実施例の構成を本実施例に組み合わせることができる。
【０１４３】
本実施例では、ノズルプレート６の中心Ｏ１付近に噴孔１３が配置されており、ノズルプレート６の外周側からノズルプレート６の中心Ｏ１側に設置された噴孔１３に燃料が流れ込む構成となっている。このような構成では、噴孔間同士の間隔が小さくなる。このため、各噴孔１３から噴射された噴霧同士が噴孔１３の直下で互いに干渉する課題があった。しかし本実施例では、噴霧の広がりを抑制することができ、噴霧同士の干渉を抑制する効果がある。したがって、本実施例のような噴孔１３の配置を可能にすることができる。
【０１４４】
上述した各実施例および変更例によれば、噴孔１３の内壁面への燃料の衝突力を大きくすることができ、かつ、旋回力も利用することができるため、この衝突力および旋回力の作用により微粒化を促進することができる。また、旋回力の強さを調節することで噴霧の広がりを抑制することができ、一つのノズルプレート６から微粒化された二方向噴霧の形成が可能な燃料噴射弁１を提供することができる。
【０１４５】
ノズルプレート６の端面は中心軸線１ａに垂直であり、図３−５，１０，１３−２１は中心軸線１ａに垂直なノズルプレート６の端面又は仮想平面に各構成要素を投影した投影図（平面図）である。
【０１４６】
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１４７】
１…燃料噴射弁、２…ケーシング、２ａ…燃料供給口、３…弁体、４…アンカー、５…ノズル体、６…ノズルプレート、１０…旋回燃料噴射通路、１１…旋回室導入通路、１２…旋回室、１３…噴孔、１４…旋回室導入通路の中心線、１５…噴孔の傾斜方向、１６…ヨーク、Ｆ１…噴孔に直接流れ込む燃料の流れ、Ｆ２…その他の燃料の流れ、Ｆ３…旋回流、２０…フィルタ、２１…Ｏリング、２２…樹脂カバー、２３…コネクタ、２４…プロテクタ、２５…Ｏリング、２８…燃料導入口、３１，３２…噴霧、５１…噴孔入口断面（入口開口面）、５２…噴孔出口断面（出口開口面）、５３…旋回室導入通路の側面、５６…旋回室導入通路の側面、５５…旋回用通路の一端の延長線。
【図１】
2017210907.tif 000003
【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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