(57)【要約】【課題】適正に燃料の微粒化を促進することができる燃料噴射弁及び内燃機関を提供する。【解決手段】燃料が通過可能な燃料通路６４が設けられたハウジング６２と、ハウジング６２内に移動自在に支持される弁体６３と、分割壁７７により分割された複数のスリット６５ａ、６５ｂからなり、ハウジング６２の先端部６７に燃料通路６４と連通して設けられ弁体６３の移動に伴って複数のスリット６５ａ、６５ｂを介して燃料を噴射可能である噴射口６５と、分割壁７７に設けられスリット６５ａ、６５ｂ内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部８２ａ、８２ｂとを備えることを特徴するので、適正に燃料の微粒化を促進することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が通過可能な燃料通路が設けられたハウジングと、
前記ハウジング内に移動自在に支持される弁体と、
分割壁により分割された複数のスリットからなり、前記ハウジングの先端部に前記燃料通路と連通して設けられ前記弁体の移動に伴って前記複数のスリットを介して前記燃料を噴射可能である噴射口と、
前記分割壁に設けられ前記スリット内の前記燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部とを備えることを特徴する、
燃料噴射弁。
【請求項２】
前記流れ形成部は、前記分割壁の前記スリットに対向する壁面に設けられ前記スリットの内方側に突出する突出部を有することを特徴とする、
請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記流れ形成部は、前記分割壁の前記スリットに対向する壁面における前記燃料の噴射方向下流側端部に設けられ前記スリットの外方側に窪む窪み部を有することを特徴とする、
請求項1又は請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記流れ形成部が設けられる壁面は、曲面状に形成されることを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記分割壁は、前記スリットの長辺方向に対して交差する方向に前記複数のスリットを分割することを特徴とする、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記分割壁は、前記スリットの短辺方向に対して交差する方向に前記複数のスリットを分割することを特徴とする、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
空気と燃料との混合気が燃焼可能な燃焼室と、
前記燃料が通過可能な燃料通路が設けられたハウジングと、前記ハウジング内に移動自在に支持される弁体と、分割壁により分割された複数のスリットからなり前記ハウジングの先端部に前記燃料通路と連通して設けられ前記弁体の移動に伴って前記複数のスリットを介して前記燃料を前記燃焼室に直接噴射可能である噴射口と、前記分割壁に設けられ前記スリット内の前記燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部とを有する燃料噴射手段とを備えることを特徴とする、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁及び内燃機関に関し、特に、燃焼室に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式の燃料噴射弁及び内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料を吸気ポートではなく、燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁を有する内燃機関、いわゆる、筒内直接噴射式の内燃機関が知られている。このような従来の燃料噴射弁として、例えば、特許文献１に記載されている火花点火式燃焼方法には、シリンダの中心軸に対し傾斜して配設され、スリット状の燃料の噴斜口を有する燃料噴射弁が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３０１０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した特許文献１に記載されている火花点火式燃焼方法に適用された燃料噴射弁では、例えば、燃料の微粒化を促進するために複数のスリットによって燃料の噴射口を構成することがあるが、更なる微粒化の促進が望まれていた。
【０００５】
そこで本発明は、適正に燃料の微粒化を促進することができる燃料噴射弁及び内燃機関を提供することを目的とする。
【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、請求項１に係る発明による燃料噴射弁は、燃料が通過可能な燃料通路が設けられたハウジングと、前記ハウジング内に移動自在に支持される弁体と、分割壁により分割された複数のスリットからなり、前記ハウジングの先端部に前記燃料通路と連通して設けられ前記弁体の移動に伴って前記複数のスリットを介して前記燃料を噴射可能である噴射口と、前記分割壁に設けられ前記スリット内の前記燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部とを備えることを特徴する。
【０００７】
請求項２に係る発明による燃料噴射弁では、前記流れ形成部は、前記分割壁の前記スリットに対向する壁面に設けられ前記スリットの内方側に突出する突出部を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明による燃料噴射弁では、前記流れ形成部は、前記分割壁の前記スリットに対向する壁面における前記燃料の噴射方向下流側端部に設けられ前記スリットの外方側に窪む窪み部を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明による燃料噴射弁では、前記流れ形成部が設けられる壁面は、曲面状に形成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明による燃料噴射弁では、前記分割壁は、前記スリットの長辺方向に対して交差する方向に前記複数のスリットを分割することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明による燃料噴射弁では、前記分割壁は、前記スリットの短辺方向に対して交差する方向に前記複数のスリットを分割することを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項７に係る発明による内燃機関は、空気と燃料との混合気が燃焼可能な燃焼室と、前記燃料が通過可能な燃料通路が設けられたハウジングと、前記ハウジング内に移動自在に支持される弁体と、分割壁により分割された複数のスリットからなり前記ハウジングの先端部に前記燃料通路と連通して設けられ前記弁体の移動に伴って前記複数のスリットを介して前記燃料を前記燃焼室に直接噴射可能である噴射口と、前記分割壁に設けられ前記スリット内の前記燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部とを有する燃料噴射手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る燃料噴射弁によれば、噴射口をなす複数のスリットを分割する分割壁に設けられスリット内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部を備えるので、適正に燃料の微粒化を促進することができる。
【００１４】
本発明に係る内燃機関によれば、噴射口をなす複数のスリットを分割する分割壁に設けられスリット内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部を有する燃料噴射手段を備えるので、適正に燃料の微粒化を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る燃料噴射弁及び内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係る燃料噴射弁を表す要部縦断面図（図４に示すＡ−Ａ断面）、図２は、本発明の実施例１に係る燃料噴射弁を適用したエンジンを表す概略構成図、図３は、本発明の実施例１に係るエンジンの燃焼室を含む部分断面図、図４は、本発明の実施例１に係る燃料噴射弁の噴射口の正面図（燃焼室側から見た図）、図５は、本発明の実施例１に係る燃料噴射弁におけるトルク変動を説明する線図、図６は、本発明の実施例１に係る燃料噴射弁の作用を説明する部分断面図、図７は、本発明の実施例１に係る燃料噴射弁の噴霧長を説明する模式図、図８は、本発明の実施例１に係る燃料噴射弁と従来例に係る燃料噴射弁とを比較するための線図である。
【００１７】
本実施形態に係る燃料噴射弁４１は、図２、図３に示すように、内燃機関としてのエンジン１０に適用される。本実施例１に係るエンジン１０は乗用車、トラックなどの車両に搭載され、燃料噴射弁４１によって燃料噴霧４１ａ（図３参照）を燃焼室１８に直接噴射する多気筒筒内噴射式のエンジンであり、シリンダボア１３内に往復運動可能に設けられるピストン１４が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行う、いわゆる４サイクルエンジンである。
【００１８】
このエンジン１０は、シリンダブロック１１上にシリンダヘッド１２が締結されており、このシリンダブロック１１に形成された複数のシリンダボア１３にピストン１４がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１１の下部にクランクケース１５が締結され、このクランクケース１５内にクランクシャフト１６が回転自在に支持されており、各ピストン１４はコネクティングロッド１７を介してこのクランクシャフト１６にそれぞれ連結されている。なお、このクランクケース１５の底部には、エンジン１０の各部に供給されるオイルが貯留されている。
【００１９】
燃焼室１８は、シリンダブロック１１におけるシリンダボア１３の壁面とシリンダヘッド１２の下面としての筒内天井部１２ａ（図３参照）とピストン１４の頂面により構成されており、この燃焼室１８は、上部、すなわち、シリンダヘッド１２の下面としての筒内天井部１２ａの中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。燃焼室１８は、燃料と空気との混合気が燃焼可能であり、この燃焼室１８の上部である筒内天井部１２ａに吸気ポート１９及び排気ポート２０が対向して形成されており、この吸気ポート１９及び排気ポート２０に対して吸気弁２１及び排気弁２２の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁２１及び排気弁２２は、シリンダヘッド１２に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート１９及び排気ポート２０を閉止する方向（図２にて上方）に付勢支持されている。また、シリンダヘッド１２には、吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４が回転自在に支持されており、吸気カム２５及び排気カム２６が吸気弁２１及び排気弁２２の上端部に接触している。
【００２０】
なお、図示しないが、クランクシャフト１６に固結されたクランクシャフトスプロケットと、吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４にそれぞれ固結された各カムシャフトスプロケットとは、無端のタイミングチェーンが掛け回されており、クランクシャフト１６と吸気カムシャフト２３と排気カムシャフト２４が連動可能となっている。 
【００２１】
したがって、クランクシャフト１６に同期して吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４が回転すると、吸気カム２５及び排気カム２６が吸気弁２１及び排気弁２２を所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１９及び排気ポート２０を開閉し、吸気ポート１９と燃焼室１８、燃焼室１８と排気ポート２０とをそれぞれ連通することができる。この場合、この吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４は、クランクシャフト１６が２回転（７２０度）する間に１回転（３６０度）するように設定されている。そのため、エンジン１０は、クランクシャフト１６が２回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の４行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４が１回転することとなる。
【００２２】
また、このエンジン１０の動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁２１及び排気弁２２を最適な開閉タイミングに制御する吸気・排気可変動弁機構（ＶＶＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ-ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）２７，２８となっている。この可変動弁手段としての吸気・排気可変動弁機構２７，２８は、吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４の軸端部にＶＶＴコントローラ２９，３０が設けられて構成され、オイルコントロールバルブ３１，３２からの油圧をこのＶＶＴコントローラ２９，３０の図示しない進角室及び遅角室に作用させることによりカムシャフトスプロケットに対するカムシャフト２３，２４の位相を変更し、吸気弁２１及び排気弁２２の開閉時期を進角又は遅角することができるものである。この場合、吸気・排気可変動弁機構２７，２８は、吸気弁２１及び排気弁２２の作用角（開放期間）を一定としてその開閉時期を進角又は遅角する。また、吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ３３，３４が設けられている。
【００２３】
吸気ポート１９には、吸気マニホールド３５を介してサージタンク３６が連結され、このサージタンク３６に吸気管３７が連結されており、この吸気管３７の空気取入口にはエアクリーナ３８が取付けられている。そして、このエアクリーナ３８の空気流動方向下流側にスロットル弁３９を有する負荷調節手段としての電子スロットル装置４０が設けられている。また、シリンダヘッド１２には、燃焼室１８に直接燃料を噴射する燃料噴射手段としての燃料噴射弁４１が装着されている。この燃料噴射弁４１は、吸気ポート１９側に位置して上下方向に所定角度傾斜して配置されている。この燃料噴射弁４１は、燃焼室１８に生成される吸気流動に燃料が乗るようにピストン１４の頂面に向かって燃料を噴射可能である。各気筒に装着される燃料噴射弁４１は、デリバリパイプ４２に連結され、このデリバリパイプ４２には、高圧燃料供給管４３を介して高圧燃料ポンプ（燃料ポンプ）４４が連結されている。更に、シリンダヘッド１２には、燃焼室１８の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ４５が装着されている。
【００２４】
一方、排気ポート２０には、排気マニホールド４６を介して排気管４７が連結されており、この排気管４７には排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害物質を浄化処理する三元触媒４８，４９が装着されている。また、エンジン１０には、クランキングを行うスタータモータ５０が設けられており、エンジン始動時に図示しないピニオンギヤがリングギヤと噛み合った後、回転力がピニオンギヤからリングギヤへと伝わり、クランクシャフト１６を回転することができる。
【００２５】
ところで、車両にはマイクロコンピュータを中心として構成されエンジン１０の各部を制御可能な電子制御ユニット（ＥＣＵ）５１が搭載されており、このＥＣＵ５１は、燃料噴射弁４１や点火プラグ４５などを制御可能となっている。すなわち、吸気管３７の空気流動方向上流側にはエアフローセンサ５２及び吸気温センサ５３が装着され、また、サージタンク３６には吸気圧センサ５４が設けられており、計測した吸入空気量、吸気温度、吸気圧（吸気管負圧）をＥＣＵ５１に出力している。また、電子スロットル装置４０にはスロットルポジションセンサ５５が装着されており、現在のスロットル開度をＥＣＵ５１に出力している。ここで、ＥＣＵ５１は、検出されたスロットル開度や吸入空気量に基づいて内燃機関負荷としてのエンジン負荷（負荷率）を算出することができる。アクセルポジションセンサ５６は、現在のアクセル開度をＥＣＵ５１に出力している。更に、エンジン１０のクランク角度を検出するクランク角度検出手段としてのクランク角センサ５７は、検出した各気筒のクランク角度をＥＣＵ５１に出力し、このＥＣＵ５１は検出したクランク角度に基づいて各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出している。なおここで、エンジン回転数は、言い換えれば、クランクシャフト１６の回転速度に対応し、このクランクシャフト１６の回転速度が高くなれば、クランクシャフト１６の回転数、すなわち、エンジン１０のエンジン回転数も高くなる。
【００２６】
また、シリンダブロック１１にはエンジン冷却水温を検出する水温センサ５８が設けられており、検出したエンジン冷却水温をＥＣＵ５１に出力している。また、各燃料噴射弁４１に連通するデリバリパイプ４２には燃料圧力を検出する燃圧センサ５９が設けられており、検出した燃料圧力をＥＣＵ５１に出力している。一方、排気管４７には、三元触媒４８の排気ガス流動方向上流側にエンジン１０の空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ６０、排気ガス流動方向下流側に酸素センサ６１が設けられている。Ａ／Ｆセンサ６０は、三元触媒４８に導入される前の排気ガスの排気ガス空燃比を検出し、検出した空燃比をＥＣＵ５１に出力し、酸素センサ６１は、三元触媒４８から排出された後の排気ガスの酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度をＥＣＵ５１に出力している。このＡ／Ｆセンサ６０により検出された空燃比（推定空燃比）は、吸入空気と燃料とからなる混合ガスの空燃比（理論空燃比）をフィードバック制御するために用いられる。すなわち、Ａ／Ｆセンサ６０は、排気ガス中の酸素濃度と未燃ガス濃度から排気空燃比をリッチ域からリーン域までの全域にわたり検出し、これをＥＣＵ５１にフィードバックすることにより燃料噴射量を補正し、燃焼を運転状態に合わせた最適な燃焼状態に制御可能となる。
【００２７】
したがって、ＥＣＵ５１は、検出した燃料圧力に基づいてこの燃料圧力が所定圧力となるように高圧燃料ポンプ４４を駆動すると共に、検出した吸入空気量、吸気温度、吸気圧、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量（燃料噴射期間）、噴射時期、点火時期などを決定し、燃料噴射弁４１及び点火プラグ４５を駆動して燃料噴射及び点火を実行する。また、ＥＣＵ５１は、検出した排気ガスの酸素濃度をフィードバックして空燃比がストイキ（理論空燃比）となるように燃料噴射量を補正している。
【００２８】
また、ＥＣＵ５１は、エンジン運転状態に基づいて吸気・排気可変動弁機構２７，２８を制御可能となっている。即ち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、排気弁２２の閉止時期と吸気弁２１の開放時期のオーバーラップをなくすことで、排気ガスが吸気ポート１９又は燃焼室１８に吹き返す量を少なくし、燃焼安定及び燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、このオーバーラップを大きくすることで、内部ＥＧＲ率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。更に、高負荷低中回転時には、吸気弁２１の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート１９に吹き返す量を少なくし、体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、吸気弁２１の閉止時期を回転数にあわせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとし、体積効率を向上させる。 
【００２９】
上記のように構成されるエンジン１０では、ピストン１４がシリンダボア１３内を下降することで、吸気ポート１９を介して燃焼室１８内に空気が吸入され（吸気行程）、このピストン１４が吸気行程下死点を経てシリンダボア１３内を上昇することで空気が圧縮される（圧縮行程）。このとき、吸気行程又は圧縮行程にて燃料噴射弁４１から燃焼室１８内へ燃料が噴射され、この燃料と空気とが混合して混合気を形成する。そして、ピストン１４が圧縮行程上死点付近に近づくと点火プラグ４５により混合気に点火され、該混合気が燃焼し、その燃焼圧力によりピストン１４を下降させる（膨張行程）。燃焼後の混合気は、ピストン１４が膨張行程下死点を経て吸気行程上死点に向かって再び上昇することで排気ポート２０を介して排気ガスとして放出される（排気行程）。このピストン１４のシリンダボア１３内での往復運動は、コネクティングロッド１７を介してクランクシャフト１６に伝えられ、ここで回転運動に変換され、出力として取り出されると共に、このピストン１４は、カウンタウェイトと共にクランクシャフト１６が慣性力によりさらに回転することで、このクランクシャフト１６の回転に伴ってシリンダボア１３内を往復する。このクランクシャフト１６が２回転することで、ピストン１４はシリンダボア１３を２往復し、この間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行い、燃焼室１８内で１回の爆発が行われる。
【００３０】
なお、本実施例１のエンジン１０は、運転条件に対応して２つの燃焼形態を利用している。この２つの燃焼形態は、圧縮行程時に燃料噴射を行うことで混合気を点火プラグ４５近傍に集中させ成層化し空燃比がリーン（酸素過多雰囲気）状態での運転を実現可能とする成層燃焼と、吸気行程時に燃料噴射を行い、十分な混合時間をとることで、燃焼室全体に噴霧を均質に分散させ空燃比がストイキ（理論空燃比）状態での運転を実現可能とする均質燃焼である。ここでは、エンジン１０は、ピストン１４の頂面の吸気側部分に成層燃焼を成立させるための凹状のキャビティ１４ａ（図３参照）が形成されている。このエンジン１０は、成層燃焼には、圧縮行程時に燃料噴射弁４１からこのキャビティ１４ａに向けて燃料を噴射することで、ピストン１４のキャビティ１４ａの壁に沿って燃料噴霧が案内され、この燃料噴霧の噴流に点火プラグ４５に向かう指向性が付加され、よって、点火プラグ４５まで混合気を案内することができ、この点火プラグ４５近傍に成層混合気を形成することができる。本実施例１のエンジン１０は、エンジン回転数とスロットル開度とに基づいて燃料噴射モードを決定しており、例えば、全運転条件の中で比較的低負荷及び低回転の運転領域にて成層燃焼を行う一方、比較的高負荷及び高回転の運転領域にて均質燃焼を行う。
【００３１】
このように構成されたエンジン１０に搭載された燃料噴射弁４１は、図１に示すように、ハウジング６２と、弁体としてのニードル弁６３と、燃料通路６４と、噴射口６５とを備えている。
【００３２】
ハウジング６２は、本体部６６と、先端部６７とを有する。本体部６６は、中空円筒形状をなす。先端部６７は、本体部６６の中心軸線と同軸の中空円筒形状をなし、中空部が本体部６６の中空部と連続するように形成される。この先端部６７は、本体部６６より小径に形成される。この先端部６７は、球面形状をなすサック部６８が形成されると共に、内部の中空部と連通するように外部に開口する噴射口６５が形成されている。
【００３３】
ニードル弁６３は、円盤形状をなすフランジ部６９から円柱形状をなす弁本体７０が一体に下方に延出して構成される。ニードル弁６３は、フランジ部６９の外周面がハウジング６２における本体部６６の内周面に嵌合し、且つ、軸線方向（図１にて上下方向）に沿って移動自在に支持されている。また、ニードル弁６３は、弁本体７０の外周面がハウジング６２における先端部６７の内周面に所定の隙間をもって挿入され、円錐形状をなす先端面７１が先端部６７の傾斜面７２に当接し、ここにシール部が形成されている。
【００３４】
したがって、ハウジング６２とニードル弁６３との間に燃料通路６４が形成されることとなり、この燃料通路６４の下端部側はサック部６８を介して噴射口６５に連通可能となっている。そして、ニードル弁６３の先端面７１がハウジング６２の傾斜面７２に当接することで燃料通路６４を遮断することができる一方、先端面７１が傾斜面７２から離れたときに燃料通路６４を開放し、燃料通路６４にある燃料をサック部６８を介して噴射口６５から外部（燃焼室１８）に噴射することができる。すなわち、この噴射口６５は、ハウジング６２の先端部６７に燃料通路６４と連通して設けられニードル弁６３の移動に伴って燃料を噴射可能である。
【００３５】
また、ハウジング６２内には、支持リング７３を介して支持板７４が固定されており、この支持板７４とニードル弁６３との間にはコイルスプリング７５が圧縮状態で介装されている。したがって、ニードル弁６３は、コイルスプリング７５の付勢力により先端面７１がハウジング６２の傾斜面７２に密着して燃料通路６４を遮断する方向に付勢されている。一方、ハウジング６２の壁内には、ニードル弁６３のフランジ部６９に対向し、且つ、若干上方に位置してソレノイド７６が内蔵されている。したがって、ソレノイド７６へ通電すると、吸引力が発生してコイルスプリング７５の付勢力に抗してニードル弁６３を上方に移動し、先端面７１がハウジング６２の傾斜面７２から離間することで、燃料通路６４を開放することができる。
【００３６】
なお、燃料噴射弁４１の基端部には、デリバリパイプ４２（図２参照）、高圧燃料供給管４３（図２参照）を介して高圧燃料ポンプ４４（図２参照）などが連結されており、ハウジング６２内を通して燃料通路６４の上流側に所定圧の燃料が供給されている。
【００３７】
ここで、本実施例の燃料噴射弁４１は、図１、図４に示すように、燃料を燃焼室１８に直接噴射可能な噴射口６５が複数、ここでは２つの長細矩形状のスリット６５ａ、６５ｂにより構成されている。すなわち、この噴射口６５は、分割壁７７により分割された２つのスリット６５ａ、６５ｂからなり、この燃料噴射弁４１は、噴射口６５の２つのスリット６５ａ、６５ｂを介して燃料を燃焼室１８に噴射する。
【００３８】
本実施例の分割壁７７は、スリット６５ａ、６５ｂの長辺方向に対して交差する方向、ここでは垂直な方向に複数のスリット６５ａ、６５ｂを分割する。すなわち、この噴射口６５は、スリット６５ａとスリット６５ｂとがスリット６５ａ、６５ｂの長辺方向に沿って分割壁７７を挟んで並んで設けられている。分割壁７７は、燃料の噴射方向に沿った中心線が先端部６７の中心軸線Ｂとほぼ一致した位置に設定され、さらに言えば、噴射口６５は、スリット６５ａとスリット６５ｂとが先端部６７の中心軸線Ｂに対してほぼ対称形に形成される。
【００３９】
なおここでは、スリット６５ａ、６５ｂの長辺方向は、スリット６５ａ、６５ｂの幅に沿った方向（以下、「スリット幅方向」という。）に相当する。一方、スリット６５ａ、６５ｂの長辺方向と直交するスリット６５ａ、６５ｂの短辺方向は、スリット６５ａ、６５ｂの厚みに沿った方向（以下、「スリット厚み方向」という。）に相当する。すなわち、スリット幅方向（長辺方向）は、噴射口６５のスリット６５ａ、６５ｂから噴射される偏平な燃料噴霧４１ａの長手方向（偏平方向）となる。
【００４０】
スリット６５ａは、短辺方向に沿った一対の短辺端面７８ａ、７９ａと長辺方向に沿った一対の長辺端面８０ａ、８１ａとにより形成される。短辺端面７８ａと短辺端面７９ａとは、長辺方向に対して互いに対向し、長辺端面８０ａと長辺端面８１ａとは、短辺方向に対して互いに対向する。スリット６５ｂは、短辺方向に沿った一対の短辺端面７８ｂ、７９ｂと長辺方向に沿った一対の長辺端面８０ｂ、８１ｂとにより形成される。短辺端面７８ｂと短辺端面７９ｂとは長辺方向に対して互いに対向し、長辺端面８０ｂと長辺端面８１ｂとは短辺方向に対して互いに対向する。そして、短辺端面７９ａと短辺端面７９ｂとは、それぞれ分割壁７７にてスリット６５ａ、６５ｂと対向する壁面として形成される。
【００４１】
なお、ここで上述のスリット６５ａ、６５ｂの厚みは、各スリット６５ａ、６５ｂにて、互いに対向する一対の長辺端面８０ａ、８１ａ又は長辺端面８０ｂ、８１ｂ間の距離に相当する。スリット６５ａ、６５ｂの幅は、各スリット６５ａ、６５ｂにて、互いに対向する一対の短辺端面７８ａ、７９ａ又は短辺端面７８ｂ、７９ｂ間の距離に相当する。
【００４２】
上記のように構成される燃料噴射弁４１は、図１、図４に示すように、ニードル弁６３がコイルスプリング７５の付勢力により燃料通路６４を閉止している状態から、ソレノイド７６へ通電すると、ニードル弁６３がコイルスプリング７５の付勢力に抗して上方（先端部６７から離間する方向）に移動することで燃料通路６４を開放し、燃料通路６４の燃料がサック部６８に供給され、このサック部６８から噴射口６５を通して燃焼室１８に噴射される。そして、所定期間が経過すると、ソレノイド７６への通電が停止され、ニードル弁６３がコイルスプリング７５の付勢力により下方（先端部６７に接近する方向）に移動することで燃料通路６４を閉止し、燃料通路６４からサック部６８への燃料供給が停止され、噴射口６５からの燃料噴射が終了する。
【００４３】
このとき、噴射口６５から噴射された燃料噴霧４１ａ（図３参照）は、この噴射口６５が分割壁７７によりスリット６５ａとスリット６５ｂとに分割されていることから、分割壁７７に応じた部分が抜け落ちたような噴霧形状となる（例えば、図７参照）。そして、燃料噴霧４１ａは、分割壁７７に応じた部分が抜けたような噴霧形状となることで、吸気ポート１９（図３参照）を介した吸入空気により燃焼室１８（図３参照）内に形成されるタンブル流の主流部分の流れと干渉することが抑制され、当該タンブル流の主流部分の流れが減衰されることを抑制することができる。この結果、この燃料噴射弁４１は、燃焼室１８内のタンブル流の主流部分の流れが減衰されることを抑制することができることから、このタンブル流により燃料の微粒化が促進され、燃料と空気との混合が促進され、混合気の均質化を促進することができる。これにより、燃料噴射弁４１が適用されたエンジン１０は、図５に示すように、例えば、噴射口を１つのスリットで構成した場合と比較して、混合気の均質化が促進されることから、いわゆる、トルク変動を低減することができる。なお、このタンブル流は、シリンダボア１３（図３参照）の軸線方向に沿って形成され縦旋回力を有する気流である。
【００４４】
ところで、上記のように構成される燃料噴射弁４１は、分割壁７７により分割された複数のスリット６５ａ、６５ｂによって噴射口６５を構成することで燃料の微粒化を促進しているが、さらなる微粒化の促進が望まれている。
【００４５】
図１２は、従来例に係る燃料噴射弁０４１の一例を示す図である。この燃料噴射弁０４１は、噴射口０６５が分割壁０７７によって分割される２つのスリット０６５ａ、０６５ｂにより構成される。そして、スリット０６５ａとスリット０６５ｂとにおいて、短辺端面０７８ａ、０７９ａ、短辺端面０７８ｂ、０７９ｂのうちそれぞれ短辺端面０７９ａと短辺端面０７９ｂとが分割壁０７７にてスリット０６５ａ、０６５ｂと対向する壁面として形成される。
【００４６】
この場合、燃料通路６４、サック部６８を通過して各スリット０６５ａ、０６５ｂを介して噴射される燃料は、分割壁０７７から離間した側に位置する短辺端面０７８ａ、０７８ｂ、言い換えれば、噴射口０６５の中央部（先端部６７の中心軸線Ｂ）に対して外方に位置する外側の短辺端面０７８ａ、０７８ｂの近傍（図中一点鎖線で囲ったＣ１’部分）においては、燃料の流れの主流から剥離するような剥離流が活発に形成される。このため、短辺端面０７８ａ、０７８ｂの近傍では、この剥離流により燃料の流れを乱すエネルギーが増大し、これにより、燃料噴霧４１ａのペネトレーション（貫徹力）が低減され、この結果、燃料の微粒化が促進される。
【００４７】
一方、燃料通路６４、サック部６８を通過して各スリット０６５ａ、０６５ｂを介して噴射される燃料は、分割壁０７７側に位置する短辺端面０７９ａ、０７９ｂ、言い換えれば、噴射口０６５の中央部（先端部６７の中心軸線Ｂ）側に位置する内側の短辺端面０７９ａ、０７９ｂの近傍（図中一点鎖線で囲ったＣ２’部分）においては、燃料の流れが直線的になり、燃料の流れの主流から剥離するような剥離流がほとんど形成されない。このため、短辺端面０７９ａ、０７９ｂの近傍では、燃料の流れが減衰されず当該流れを乱すエネルギーが抑制され、これにより、燃料噴霧４１ａのペネトレーションの低減が抑制され、この結果、燃料の微粒化が良好でないおそれがある。
【００４８】
また、従来例に係る燃料噴射弁０４１の場合、噴射口０６５の中央部（先端部６７の中心軸線Ｂ）側に位置する内側の短辺端面０７９ａ、０７９ｂの近傍において燃料噴霧４１ａのペネトレーションの低減が抑制されることで、図１３の従来例に係る燃料噴射弁０４１の噴霧長を説明する模式図に示すように、燃料噴霧４１ａは、中心軸線Ｂ側（分割壁０７７側）の噴霧長、すなわち、燃料噴霧４１ａの内方縁部側の噴霧長が長くなるおそれもある。ここで、燃料噴霧４１ａの噴霧長とは、噴射口０６５から燃料の噴射方向への燃料噴霧４１ａの長さ、言い換えれば、燃料噴射方向に沿った噴射口０６５から燃料噴霧４１ａの噴霧先端部までの長さである。そして、燃料噴霧４１ａの内方縁部側の噴霧長が長くなると、燃料噴霧４１ａがシリンダボア１３の壁面に衝突しこのシリンダボア１３の壁面への燃料の付着が増加し、シリンダボア１３の壁面に付着した燃料がピストンリングを介してクランクケース１５の底部に貯留されるオイルに燃料が流入し、この結果、オイル希釈をまねき、この結果エンジン品質の低下をまねくおそれがある。
【００４９】
そこで、本実施例の燃料噴射弁４１は、図１に示すように、分割壁７７にスリット６５ａ、６５ｂ内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部８２ａ、８２ｂを設けることで、適正に燃料の微粒化を促進している。
【００５０】
具体的には、流れ形成部８２ａは、分割壁７７にてスリット６５ａと対向する壁面である短辺端面７９ａに形成される。この流れ形成部８２ａは、この短辺端面７９ａに形成される突出部８３ａと、窪み部８４ａとを含んで構成される。突出部８３ａは、燃料の噴射方向に対する短辺端面７９ａの中央部がスリット６５ａの内方側に突出するように形成される。言い換えれば、突出部８３ａは、短辺端面７９ａの中央部がスリット６５ａ側に膨らんだような凸部状に形成される。窪み部８４ａは、燃料の噴射方向に対する短辺端面７９ａの下流側端部７７ｂ側がスリット６５ａの外方側に窪むように形成される。言い換えれば、窪み部８４ａは、短辺端面７９ａの下流側端部７７ｂ側が分割壁７７の中心側（中心軸線Ｂ側）にへこんだような凹部状に形成される。また、さらに言い換えれば、窪み部８４ａは、突出部８３ａに対する燃料の噴射方向下流側の窪みとして形成される。そして、短辺端面７９ａは、全体として燃料の噴射方向に対する上流側端部７７ａ側から下流側端部７７ｂ側まで曲面状に形成され、すなわち、突出部８３ａと窪み部８４ａとは、連続的な曲面状に形成される。
【００５１】
同様に、流れ形成部８２ｂは、分割壁７７にてスリット６５ｂと対向する壁面である短辺端面７９ｂに形成される。この流れ形成部８２ｂは、この短辺端面７９ｂに形成される突出部８３ｂと、窪み部８４ｂとを含んで構成される。突出部８３ｂは、燃料の噴射方向に対する短辺端面７９ｂの中央部がスリット６５ｂの内方側に突出するように形成される。言い換えれば、突出部８３ｂは、短辺端面７９ｂの中央部がスリット６５ｂ側に膨らんだような凸部状に形成される。窪み部８４ｂは、燃料の噴射方向に対する短辺端面７９ｂの下流側端部７７ｂ側がスリット６５ｂの外方側に窪むように形成される。言い換えれば、窪み部８４ｂは、短辺端面７９ｂの下流側端部７７ｂ側が分割壁７７の中心側（中心軸線Ｂ側）にへこんだような凹部状に形成される。また、さらに言い換えれば、窪み部８４ｂは、突出部８３ｂに対する燃料の噴射方向下流側の窪みとして形成される。そして、短辺端面７９ｂは、全体として燃料の噴射方向に対する上流側端部７７ａ側から下流側端部７７ｂ側まで曲面状に形成され、すなわち、突出部８３ｂと窪み部８４ｂとは、連続的な曲面状に形成される。
【００５２】
上記のように構成される燃料噴射弁４１では、図６に示すように、燃料通路６４、サック部６８を通過して各スリット６５ａ、６５ｂを介して噴射される燃料は、分割壁７７から離間した側に位置する短辺端面７８ａ、７８ｂ、言い換えれば、噴射口６５の中央部（先端部６７の中心軸線Ｂ）に対して外方に位置する外側の短辺端面７８ａ、７８ｂの近傍（図中一点鎖線で囲ったＣ１部分）において、燃料の流れの主流から剥離するような剥離流が活発に形成される。このため、短辺端面７８ａ、７８ｂの近傍では、この剥離流により燃料の流れを乱すエネルギーが増大し、これにより、燃料噴霧４１ａのペネトレーション（貫徹力）が低減され、この結果、燃料の微粒化が促進される。
【００５３】
そして、燃料通路６４、サック部６８を通過して各スリット６５ａ、６５ｂを介して噴射される燃料は、分割壁７７側に位置する短辺端面７９ａ、７９ｂ、言い換えれば、噴射口６５の中央部（先端部６７の中心軸線Ｂ）側に位置する内側の短辺端面７９ａ、７９ｂの近傍（図中一点鎖線で囲ったＣ２部分）においては、流れ形成部８２ａ、８２ｂをなす突出部８３ａ、８３ｂを通過する際に、燃料の流れの主流から剥離するような横流れが形成される。すなわち、分割壁７７側に位置する内側の短辺端面７９ａ、７９ｂの近傍において、突出部８３ａ、８３ｂにより燃料の流れが減衰されこの燃料の流れに分割壁７７の中央部側、言い換えれば、噴射口６５の中央部側への横流れが形成される。このとき、突出部８３ａ、８３ｂの頂点部分を通過した燃料は、流れ形成部８２ａ、８２ｂをなす噴射方向下流側の窪み部８４ａ、８４ｂに沿うように導かれることから、噴射口６５の中央部側への燃料の横流れが促進される。また、短辺端面７９ａ、７９ｂが全体として曲面状に形成され、突出部８３ａ、８３ｂと窪み部８４ａ、８４ｂとが連続的な曲面状に形成されることから、噴射口６５の中央部側への燃料の横流れを安定化することができる。
【００５４】
したがって、噴射口６５の中央部側の短辺端面７９ａ、７９ｂの近傍でも、流れ形成部８２ａ、８２ｂにより燃料の流れが減衰され、燃料の流れの主流から剥離するような分割壁７７の中央部側、言い換えれば、噴射口６５の中央部側への横流れが形成されることから、分割壁７７近傍においても燃料の流れを乱すエネルギーが増大し、これにより、燃料噴霧４１ａのペネトレーションが低減され、燃料の微粒化が促進される。この結果、燃料と空気との混合が促進され、混合気の均質化を促進することができる。
【００５５】
また、噴射口６５の中央部（先端部６７の中心軸線Ｂ）側に位置する内側の短辺端面７９ａ、７９ｂの近傍において燃料噴霧４１ａのペネトレーションが低減されることで、図７の実施例１に係る燃料噴射弁４１の噴霧長を説明する模式図に示すように、燃料噴霧４１ａは、中心軸線Ｂ側（分割壁７７側）の噴霧長、すなわち、燃料噴霧４１ａの内方縁部側の噴霧長が相対的に短く抑制される。そして、燃料噴霧４１ａの内方縁部側の噴霧長が短くなることで、燃料噴霧４１ａがシリンダボア１３の壁面に衝突することが抑制され、このシリンダボア１３の壁面への燃料の付着が抑制される。この結果、シリンダボア１３の壁面に付着した燃料がピストンリングを介してクランクケース１５の底部に貯留されるオイルに燃料が流入することが抑制され、この結果、オイル希釈を低減することができエンジン品質の低下を抑制することができる。
【００５６】
図８は、本発明の実施例１に係る燃料噴射弁４１と従来例に係る燃料噴射弁０４１とを比較するための線図であり、横軸をペネトレーション、縦軸をオイル希釈率としている。本図からも明らかなように、分割壁７７に流れ形成部８２ａ、８２ｂを有する実施例１に係る燃料噴射弁４１は、従来例に係る燃料噴射弁０４１と比較して、オイル希釈率を低減することができる。
【００５７】
以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁４１によれば、燃料が通過可能な燃料通路６４が設けられたハウジング６２と、ハウジング６２内に移動自在に支持されるニードル弁６３と、分割壁７７により分割された複数のスリット６５ａ、６５ｂからなり、ハウジング６２の先端部６７に燃料通路６４と連通して設けられニードル弁６３の移動に伴って複数のスリット６５ａ、６５ｂを介して燃料を噴射可能である噴射口６５と、分割壁７７に設けられスリット６５ａ、６５ｂ内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部８２ａ、８２ｂとを備える。
【００５８】
また、以上で説明した本発明の実施例に係るエンジン１０によれば、空気と燃料との混合気が燃焼可能な燃焼室１８と、燃料が通過可能な燃料通路６４が設けられたハウジング６２と、ハウジング６２内に移動自在に支持されるニードル弁６３と、分割壁７７により分割された複数のスリット６５ａ、６５ｂからなり、ハウジング６２の先端部６７に燃料通路６４と連通して設けられニードル弁６３の移動に伴って複数のスリット６５ａ、６５ｂを介して燃料を燃焼室１８に直接噴射可能である噴射口６５と、分割壁７７に設けられスリット６５ａ、６５ｂ内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部８２ａ、８２ｂとを有する燃料噴射弁４１とを備える。
【００５９】
したがって、燃料噴射弁４１は、複数のスリット６５ａ、６５ｂを分割する分割壁７７（噴射口６５の中央部側）近傍でも、流れ形成部８２ａ、８２ｂにより燃料の流れの主流から剥離するような噴射口６５の中央部側への横流れが形成されることから、この分割壁７７近傍においても燃料噴霧４１ａのペネトレーションを低減することができ、適正に燃料の微粒化を促進することができ、混合気の均質性を向上することができる。
【００６０】
また、燃料噴射弁４１は、複数のスリット６５ａ、６５ｂを分割する分割壁７７（噴射口６５の中央部側）近傍において燃料噴霧４１ａのペネトレーションが低減されることで、燃料噴霧４１ａの内方縁部側の噴霧長を相対的に短く抑制することができるので、オイル希釈を低減することができエンジン品質の低下を抑制することができる。つまり、本実施例の燃料噴射弁４１は、燃料の微粒化の促進とオイル希釈の低減とを共に実現することができ、この結果、燃料の微粒化の促進とオイル希釈の低減とを適正に両立することができる。
【００６１】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁４１によれば、流れ形成部８２ａ、８２ｂは、分割壁７７のスリット６５ａ、６５ｂに対向する壁面としての短辺端面７９ａ、７９ｂに設けられスリット６５ａ、６５ｂの内方側に突出する突出部８３ａ、８３ｂを有する。したがって、流れ形成部８２ａ、８２ｂは、分割壁７７の近傍にて、突出部８３ａ、８３ｂが燃料の流れを減衰しこの燃料の流れの主流から剥離するような分割壁７７の中央部側、言い換えれば、噴射口６５の中央部側への横流れを形成することができる。
【００６２】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁４１によれば、流れ形成部８２ａ、８２ｂは、分割壁７７のスリット６５ａ、６５ｂに対向する壁面としての短辺端面７９ａ、７９ｂにおける燃料の噴射方向の下流側端部７７ｂ側に設けられスリット６５ａ、６５ｂの外方側に窪む窪み部８４ａ、８４ｂを有する。したがって、流れ形成部８２ａ、８２ｂは、燃料の流れが窪み部８４ａ、８４ｂに沿うように導かれることで、分割壁７７の中央部側、言い換えれば、噴射口６５の中央部側への燃料の横流れを促進することができる。
【００６３】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁４１によれば、流れ形成部８２ａ、８２ｂが設けられる壁面としての短辺端面７９ａ、７９ｂは、曲面状に形成される。したがって、流れ形成部８２ａ、８２ｂが設けられる分割壁７７の短辺端面７９ａ、７９ｂが全体として曲面状に形成されることから、噴射口６５の中央部側へ剥離するような燃料の流れを安定化することができる。
【００６４】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁４１によれば、分割壁７７は、スリット６５ａ、６５ｂの長辺方向に対して交差する方向に複数のスリット６５ａ、６５ｂを分割する。したがって、噴射口６５をなすスリット６５ａとスリット６５ｂとをスリット６５ａ、６５ｂの長辺方向に沿って分割壁７７を挟んで並べて設けることができる。これにより、噴射口６５から噴射される燃料噴霧４１ａが燃焼室１８内に形成されるタンブル流の主流部分の流れと干渉することを抑制することができ、このタンブル流により燃料の微粒化を促進することができ、燃料と空気との混合を促進し、混合気の均質化をさらに促進することができる。
【実施例２】
【００６５】
図９は、本発明の実施例２に係る燃料噴射弁を表す要部縦断面図（図１０に示すＤ−Ｄ断面）、図１０は、本発明の実施例２に係る燃料噴射弁の噴射口の正面図（燃焼室側から見た図）、図１１は、本発明の実施例２に係る燃料噴射弁の作用を説明する部分断面図である。実施例２に係る燃料噴射弁は、実施例１に係る燃料噴射弁と略同様の構成であるが、噴射口をなす複数のスリットの分割方向が実施例１に係る燃料噴射弁とは異なる。その他、上述した実施例と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。また、主要部分の構成については図１乃至図３を参照する。
【００６６】
本実施例の燃料噴射手段としての燃料噴射弁２４１は、上述の実施例１の燃料噴射弁４１と同様に、内燃機関としてのエンジン１０（図２参照）に適用され、燃料噴霧４１ａ（図３参照）を燃焼室１８に直接噴射するものである。
【００６７】
そして、燃料噴射弁２４１は、図９、図１０に示すように、燃料を燃焼室１８に直接噴射可能な噴射口２６５が複数、ここでは２つの長細矩形状のスリット２６５ａ、２６５ｂにより構成されている。すなわち、この噴射口２６５は、分割壁２７７により分割された２つのスリット２６５ａ、２６５ｂからなり、この燃料噴射弁２４１は、噴射口２６５の２つのスリット２６５ａ、２６５ｂを介して燃料を燃焼室１８に噴射する。
【００６８】
本実施例の分割壁２７７は、スリット６５ａ、６５ｂの短辺方向に対して交差する方向、ここでは垂直な方向に複数のスリット２６５ａ、２６５ｂを分割する。すなわち、この噴射口２６５は、スリット２６５ａとスリット２６５ｂとがスリット２６５ａ、２６５ｂの短辺方向に沿って分割壁２７７を挟んで平行に並んで設けられている。分割壁２７７は、燃料の噴射方向に沿った中心線が先端部６７の中心軸線Ｂとほぼ一致した位置に設定され、さらに言えば、噴射口２６５は、スリット２６５ａとスリット２６５ｂとが先端部６７の中心軸線Ｂに対してほぼ対称形に形成される。
【００６９】
スリット２６５ａは、長辺方向に沿った一対の長辺端面２７８ａ、２７９ａと短辺方向に沿った一対の短辺端面２８０ａ、２８１ａとにより形成される。長辺端面２７８ａと長辺端面２７９ａとは、短辺方向に対して互いに対向し、短辺端面２８０ａと短辺端面２８１ａとは、長辺方向に対して互いに対向する。スリット２６５ｂは、長辺方向に沿った一対の長辺端面２７８ｂ、２７９ｂと短辺方向に沿った一対の短辺端面２８０ｂ、２８１ｂとにより形成される。長辺端面２７８ｂと長辺端面２７９ｂとは、短辺方向に対して互いに対向し、短辺端面２８０ｂと短辺端面２８１ｂとは、長辺方向に対して互いに対向する。そして、長辺端面２７９ａと長辺端面２７９ｂとは、それぞれ分割壁２７７にてスリット２６５ａ、２６５ｂと対向する壁面として形成される。
【００７０】
そして、本実施例の燃料噴射弁２４１は、図９に示すように、分割壁２７７にスリット２６５ａ、２６５ｂ内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部２８２ａ、２８２ｂを設けることで、適正に燃料の微粒化を促進している。
【００７１】
具体的には、流れ形成部２８２ａは、分割壁２７７にてスリット２６５ａと対向する壁面である長辺端面２７９ａに形成される。この流れ形成部２８２ａは、この長辺端面２７９ａに形成される突出部２８３ａと、窪み部２８４ａとを含んで構成される。突出部２８３ａは、燃料の噴射方向に対する長辺端面２７９ａの中央部がスリット２６５ａの内方側に突出するように形成される。窪み部２８４ａは、燃料の噴射方向に対する長辺端面２７９ａの下流側端部２７７ｂ側がスリット２６５ａの外方側に窪むように形成される。そして、長辺端面２７９ａは、全体として燃料の噴射方向に対する上流側端部２７７ａ側から下流側端部２７７ｂ側まで曲面状に形成され、すなわち、突出部２８３ａと窪み部２８４ａとは、連続的な曲面状に形成される。
【００７２】
同様に、流れ形成部２８２ｂは、分割壁２７７にてスリット２６５ｂと対向する壁面である長辺端面２７９ｂに形成される。この流れ形成部２８２ｂは、この長辺端面２７９ｂに形成される突出部２８３ｂと、窪み部２８４ｂとを含んで構成される。突出部２８３ｂは、燃料の噴射方向に対する長辺端面２７９ｂの中央部がスリット２６５ｂの内方側に突出するように形成される。窪み部２８４ｂは、燃料の噴射方向に対する長辺端面２７９ｂの下流側端部２７７ｂ側がスリット２６５ｂの外方側に窪むように形成される。そして、長辺端面２７９ｂは、全体として燃料の噴射方向に対する上流側端部２７７ａ側から下流側端部２７７ｂ側まで曲面状に形成され、すなわち、突出部２８３ｂと窪み部２８４ｂとは、連続的な曲面状に形成される。
【００７３】
上記のように構成される燃料噴射弁２４１では、図１１に示すように、燃料通路６４、サック部６８を通過して各スリット２６５ａ、２６５ｂを介して噴射される燃料は、分割壁２７７側に位置する長辺端面２７９ａ、２７９ｂ、言い換えれば、噴射口２６５の中央部（先端部６７の中心軸線Ｂ）側に位置する内側の長辺端面２７９ａ、２７９ｂの近傍においては、流れ形成部２８２ａ、２８２ｂをなす突出部２８３ａ、２８３ｂを通過する際に、燃料の流れの主流から剥離するような横流れが形成される。すなわち、分割壁２７７側に位置する内側の長辺端面２７９ａ、２７９ｂの近傍において、突出部２８３ａ、２８３ｂにより燃料の流れが減衰されこの燃料の流れに分割壁２７７の中央部側、言い換えれば、噴射口２６５の中央部側への横流れが形成される。このとき、突出部２８３ａ、２８３ｂの頂点部分を通過した燃料は、流れ形成部２８２ａ、２８２ｂをなす噴射方向下流側の窪み部２８４ａ、２８４ｂに沿うように導かれることから、噴射口２６５の中央部側への燃料の横流れが促進される。また、長辺端面２７９ａ、２７９ｂが全体として曲面状に形成され、突出部２８３ａ、２８３ｂと窪み部２８４ａ、２８４ｂとが連続的な曲面状に形成されることから、噴射口６５の中央部側への燃料の横流れを安定化することができる。
【００７４】
以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁２４１によれば、複数のスリット２６５ａ、２６５ｂを分割する分割壁２７７（噴射口２６５の中央部側）近傍でも、流れ形成部２８２ａ、２８２ｂにより燃料の流れの主流から剥離するような噴射口２６５の中央部側への横流れが形成されることから、この分割壁２７７近傍においても燃料噴霧４１ａのペネトレーションを低減することができ、適正に燃料の微粒化を促進することができ、混合気の均質性を向上することができる。
【００７５】
また、燃料噴射弁４１は、複数のスリット２６５ａ、２６５ｂを分割する分割壁２７７（噴射口２６５の中央部側）近傍において燃料噴霧４１ａのペネトレーションが低減されることで、燃料噴霧４１ａの内方縁部側の噴霧長を相対的に短く抑制することができるので、オイル希釈を低減することができエンジン品質の低下を抑制することができる。つまり、本実施例の燃料噴射弁２４１は、燃料の微粒化の促進とオイル希釈の低減とを共に実現することができ、この結果、燃料の微粒化の促進とオイル希釈の低減とを適正に両立することができる。
【００７６】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁２４１によれば、分割壁２７７は、スリット２６５ａ、２６５ｂの短辺方向に対して交差する方向に複数のスリット２６５ａ、２６５ｂを分割する。したがって、噴射口２６５をなすスリット２６５ａとスリット２６５ｂとをスリット２６５ａ、２６５ｂの短辺方向に沿って分割壁２７７を挟んで平行に並べて設けることができる。この場合でも、この分割壁２７７近傍において燃料噴霧４１ａのペネトレーションを低減することができ、適正に燃料の微粒化を促進することができ、混合気の均質性を向上することができる。
【００７７】
なお、上述した本発明の実施例に係る燃料噴射弁及び内燃機関は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上で説明した実施例では、燃料噴射弁４１、２４１が吸気ポート１９側に配置し、先端部を下方に所定角度傾斜して排気ポート２０側に向けて燃料を噴射可能としたが、この構成に限定されるものではない。すなわち、燃料噴射弁４１、２４１を排気ポート２０側に配置し、先端部を下方に所定角度傾斜し、吸気ポート１９側に向けて燃料を噴射可能としてもよい。また、燃料噴射弁４１、２４１を吸気ポート１９と排気ポート２０との間、つまり、燃焼室１８の中央上部に配置し、先端部を下方に向けてピストン１４のキャビティ１４ａに対して燃料を噴射可能としてもよい。また、本発明の燃料噴射弁又は内燃機関は、以上で説明した実施例１の燃料噴射弁４１と実施例２の燃料噴射弁２４１とを組み合わせたものとしてもよい。
【００７８】
また、以上の説明では、噴射口６５が２つのスリット６５ａ、６５ｂにより構成され、噴射口２６５が２つのスリット２６５ａ、２６５ｂにより構成されているものとして説明したが、これに限らず、噴射口を３つ以上のスリットにより構成するようにしてもよい。この場合、各スリットを分割する分割壁にそれぞれ流れ形成部を設けるようにすればよい。
【００７９】
また、以上の説明では、流れ形成部は、分割壁に設けられ各スリット内の燃料の流れから剥離する流れを形成するものであればよく、例えば、分割壁に設けられる突出部又は窪み部のどちらか一方によって形成するようにしてもよい。
【００８０】
また、以上の説明では、流れ形成部が設けられる壁面としての短辺端面７９ａ、７９ｂ又は長辺端面２７９ａ、２７９ｂは、全体として曲面状に形成され、すなわち、突出部と窪み部とが連続的な曲面状に形成されるものとして説明したが、これに限らず、例えば、突出部と窪み部とが角部を介して連続するように形成してもよい。この場合、先端部６７に噴射口をなす複数のスリットを設ける際の加工を容易化することができ、この結果、製造コストの上昇を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上のように、本発明に係る燃料噴射弁及び内燃機関は、適正に燃料の微粒化を促進するものであり、燃焼室に直接燃料を噴射する種々の筒内直接噴射式の燃料噴射弁及び内燃機関に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料噴射弁を表す要部縦断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る燃料噴射弁を適用したエンジンを表す概略構成図である。
【図３】本発明の実施例１に係るエンジンの燃焼室を含む部分断面図である。
【図４】本発明の実施例１に係る燃料噴射弁の噴射口の正面図である。
【図５】本発明の実施例１に係る燃料噴射弁におけるトルク変動を説明する線図である。
【図６】本発明の実施例１に係る燃料噴射弁の作用を説明する部分断面図である。
【図７】本発明の実施例１に係る燃料噴射弁の噴霧長を説明する模式図である。
【図８】本発明の実施例１に係る燃料噴射弁と従来例に係る燃料噴射弁とを比較するための線図である。
【図９】本発明の実施例２に係る燃料噴射弁を表す要部縦断面図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る燃料噴射弁の噴射口の正面図である。
【図１１】本発明の実施例２に係る燃料噴射弁の作用を説明する部分断面図である。
【図１２】従来例に係る燃料噴射弁を表す要部縦断面図である。
【図１３】従来例に係る燃料噴射弁の噴霧長を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０    エンジン（内燃機関）
１１    シリンダブロック
１２    シリンダヘッド
１３    シリンダボア
１４    ピストン
１４ａ    キャビティ
１８    燃焼室
４１、２４１    燃料噴射弁（燃料噴射手段）
４１ａ    燃料噴霧
４５    点火プラグ
６２    ハウジング
６３    ニードル弁（弁体）
６４    燃料通路
６５、２６５    噴射口
６５ａ、６５ｂ、２６５ａ、２６５ｂ スリット
６６    本体部
６７    先端部
６８    サック部
７７、２７７    分割壁
７７ａ、２７７ａ    上流側端部
７７ｂ、２７７ｂ    下流側端部
７８ａ、７８ｂ、７９ａ、７９ｂ、２８０ａ、２８０ｂ、２８１ａ、２８１ｂ    短辺端面
８０ａ、８０ｂ、８１ａ、８１ｂ、２７８ａ、２７８ｂ、２７９ａ、２７９ｂ    長辺端面
８２ａ、８２ｂ、２８２ａ、２８２ｂ    流れ形成部
８３ａ、８３ｂ、２８３ａ、２８３ｂ    突出部
８４ａ、８４ｂ、２８４ａ、２８４ｂ    窪み部
【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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