特許 6022906 燃料噴射弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6022906

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/06 20060101AFI20161027BHJP

【ＦＩ】

   F02M51/06 L

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-256108(P2012-256108)

(22)【出願日】2012年11月22日

(65)【公開番号】特開2014-101864(P2014-101864A)

(43)【公開日】2014年6月5日

【審査請求日】2015年1月23日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社日本自動車部品総合研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100093779

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 雅之

(72)【発明者】

【氏名】後藤 守康

【審査官】 寺川 ゆりか

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２９１７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３２４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−００９００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１９４４５８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３９／００ − ７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向の一端に形成され燃料が噴射される噴孔（３１）、前記噴孔の周囲に形成される弁座（３２）、および前記噴孔への燃料が流通する燃料通路（１８）を形成する筒状のハウジング（２０）と、
前記ハウジング内に軸方向に往復移動可能に設けられ、前記弁座に当接または離間するとき前記噴孔を開閉するニードル（４０）と、
通電されるとき磁界を発生するコイル（３８）と、
前記ハウジング内で前記コイルが発生する磁界内に固定される固定コア（３５）と、
前記固定コアの前記弁座側に設けられ、前記ニードルとともに前記ハウジングの軸方向に往復移動可能に収容され、前記コイルに通電されるとき前記固定コアの方向に吸引される可動コア（４７）と、
を備え、
前記噴孔の外側開口（３１３）は、前記ハウジングの外壁に形成される凹部（３３、５３、９３）の曲面状の底面（３３１、５３１、９３１）に設けられ、前記外側開口および前記凹部を前記外側開口の中心軸（φ１）に垂直な第１仮想平面（Ｐ１）上に投影したとき、前記第１仮想平面上に投影された前記外側開口の開口端上の点（３１４）から前記第１仮想平面上に投影された前記凹部が有する底面の外周端上の点のうち少なくとも１点（３３４）までの距離（Ｄ１）は、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項2】

前記凹部を前記外側開口の中心軸（φ１）に平行な第２仮想平面（Ｐ２）上に投影したとき、前記第２仮想平面上に投影された前記凹部が有する底面の外周端上の点（３３６）から前記第２仮想平面上に投影された前記凹部の開口端上の点（３３７）までの距離（Ｄ２）は、０．０１ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下であ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】

前記凹部（３３、９３）は、前記ハウジングの中心軸（φ）に垂直な第３仮想平面上に投影した形状が円形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。

【請求項4】

前記凹部（５３）は、前記ハウジングの中心軸（φ）に垂直な第３仮想平面上に投影した形状が前記外側開口の近傍を通る多辺形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。

【請求項5】

軸方向の一端に形成され燃料が噴射される噴孔（３１）、前記噴孔の周囲に形成される弁座（３２）、および前記噴孔への燃料が流通する燃料通路（１８）を形成する筒状のハウジング（２０）と、
前記ハウジング内に軸方向に往復移動可能に設けられ、前記弁座に当接または離間するとき前記噴孔を開閉するニードル（４０）と、
通電されるとき磁界を発生するコイル（３８）と、
前記ハウジング内で前記コイルが発生する磁界内に固定される固定コア（３５）と、
前記固定コアの前記弁座側に設けられ、前記ニードルとともに前記ハウジングの軸方向に往復移動可能に収容され、前記コイルに通電されるとき前記固定コアの方向に吸引される可動コア（４７）と、
を備え、
前記噴孔の外側開口（３１３）からみて前記ハウジングの軸方向側に凹部（６３、７３、８３）が設けられ、前記ハウジングの曲面状の外壁（３０３）に形成される前記外側開口および前記凹部を前記外側開口の中心軸（φ１）に垂直な第１仮想平面（Ｐ１）上に投影したとき、前記第１仮想平面上に投影された前記外側開口の開口端上の点（３１４）から前記第１仮想平面上に投影された前記凹部が有する底面の外周端上の点のうち少なくとも１点（６３４）までの距離（Ｄ３）は、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項6】

前記凹部を前記外側開口の中心軸（φ１）に平行な第２仮想平面（Ｐ２）上に投影したとき、前記第２仮想平面上に投影された前記凹部が有する底面の外周端上の点（６３６）から前記第２仮想平面上に投影された前記凹部の開口端上の点（６３７）までの距離（Ｄ４）は、０．０１ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射弁。

【請求項7】

前記凹部（６３、８３）は、前記ハウジングの中心軸（φ）に垂直な第３仮想平面上に投影した形状が円形状であることを特徴とする請求項５または６に記載の燃料噴射弁。

【請求項8】

前記凹部（７３）は、前記ハウジングの中心軸（φ）に垂直な第３仮想平面上に投影した形状が前記外側開口の近傍を通る多辺形状であることを特徴とする請求項５または６に記載の燃料噴射弁。

【請求項9】

前記凹部（８３）の底面は、前記ハウジングの内部側に窪んでいることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

【請求項10】

軸方向の一端に形成され燃料が噴射される噴孔（３１）、前記噴孔の周囲に形成される弁座（３２）、および前記噴孔への燃料が流通する燃料通路（１８）を形成する筒状のハウジング（２０）と、
前記ハウジング内に軸方向に往復移動可能に設けられ、前記弁座に当接または離間するとき前記噴孔を開閉するニードル（４０）と、
通電されるとき磁界を発生するコイル（３８）と、
前記ハウジング内で前記コイルが発生する磁界内に固定される固定コア（３５）と、
前記固定コアの前記弁座側に設けられ、前記ニードルとともに前記ハウジングの軸方向に往復移動可能に収容され、前記コイルに通電されるとき前記固定コアの方向に吸引される可動コア（４７）と、
を備え、
前記噴孔の外側開口（３１３）は、前記ハウジングの外壁に形成される第１凹部（９８）の曲面状の第１底面（９８１）に設けられ、
前記外側開口および前記第１凹部を前記外側開口の中心軸に垂直な第１仮想平面上に投影したとき、前記第１仮想平面上に投影された前記外側開口の開口端上の点から前記第１仮想平面上に投影された前記第１凹部が有する底面の外周端上の点のうち少なくとも１点までの距離は、０．２ｍｍ以下であって、
前記外側開口からみて前記ハウジングの軸方向側には前記第１底面より前記ハウジングの内部側に形成される第２底面（９８３）を有する第２凹部（９９）が設けら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、内燃機関（以下、「エンジン」という）に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ハウジングに形成される噴孔を開閉し、ハウジング内の燃料の噴射する燃料噴射弁が知られている。例えば、特許文献１には、ハウジングの外壁に付着する燃料を噴孔の外側開口から遠ざけるように案内する案内溝が設けられている燃料噴射弁が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−０７０７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の燃料噴射弁では、ハウジングの外壁に付着する燃料の量を低減することができない。噴孔の外側開口から遠ざけたハウジングの外壁に付着した燃料が燃焼すると粒子状物質が生成し、ハウジングの外壁に堆積するおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、燃料が燃焼するとき生成される粒子状物質の生成量を低減可能な燃料噴射弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、燃料が噴射される噴孔および噴孔の周囲に形成される弁座を形成するハウジングと、ハウジング内に軸方向に往復移動可能に設けられ弁座に当接または離間するとき噴孔を開閉するニードルと、通電されるとき磁界を発生するコイルと、ハウジング内でコイルが発生する磁界内に固定される固定コアと、固定コアの弁座側に設けられニードルとともにハウジングの軸方向に往復移動可能に収容されコイルに通電されるとき固定コアの方向に吸引される可動コアと、を備える燃料噴射弁であって、噴孔の外側開口は、ハウジングの外壁に形成される凹部の曲面状の底面に設けられることを特徴とする。また、ハウジングの曲面状の外壁に形成される外側開口および凹部を外側開口の中心軸に垂直な第１仮想平面上に投影したとき、第１仮想平面上に投影された外側開口の開口端上の点から第１仮想平面上に投影された凹部が有する底面の外周端上の点のうち少なくとも１点までの距離は、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする。

【0007】

外側開口からハウジングの外部に噴射される燃料の一部は、外側開口の近傍に付着する。付着した燃料は、ハウジングの外壁に沿って外側開口から離れる方向に移動する。このとき、移動する燃料は、外側開口が形成されている凹部の隅に留まる。凹部内に留まっている燃料は、当該燃料噴射弁における次回の燃料噴射のとき、外側開口から噴射される燃料の噴流により吹き飛ばされ、ハウジングの外壁から離れる。このように、本発明の燃料噴射弁は、燃料噴射時に外壁に付着する燃料を外側開口の近傍に留め、燃料噴射時に噴射される燃料の噴流により吹き飛ばす。これにより、ハウジングの外壁に付着する燃料の量を低減する。したがって、ハウジングの外壁に付着した燃料が燃焼することにより生成される粒子状物質の生成量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の断面図である。

【図2】（ａ）図１のＩＩａ矢視図、および（ｂ）図２（ａ）のｂ−ｂ線断面の拡大図である。

【図3】図２（ｂ）のＩＩＩ部拡大図である。

【図4】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の作用を説明する模式図である。

【図5】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の凹部が設けられる位置と燃料付着量との関係を示す特性図である。

【図6】本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の模式図であって、（ａ）噴射ノズルの模式図、（ｂ）図６（ａ）のｂ−ｂ線断面の拡大図である。

【図7】本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の模式図であって、（ａ）噴射ノズルの模式図、（ｂ）図７（ａ）のｂ−ｂ線断面の拡大図である。

【図8】図７（ｂ）のＶＩＩＩ部拡大図である。

【図9】本発明の第４実施形態による燃料噴射弁の模式図であって、（ａ）噴射ノズルの模式図、（ｂ）図９（ａ）のｂ−ｂ線断面の拡大図である。

【図10】本発明の第５実施形態による燃料噴射弁の模式図であって、（ａ）噴射ノズルの模式図、（ｂ）図１０（ａ）のｂ−ｂ線断面の拡大図である。

【図11】本発明の第６実施形態による燃料噴射弁の模式図であって、（ａ）噴射ノズルの模式図、（ｂ）図１１（ａ）のｂ−ｂ線断面の拡大図である。

【図12】本発明の第６実施形態の変形例による燃料噴射弁の模式図であって、（ａ）噴射ノズルの模式図、（ｂ）図１２（ａ）のｂ−ｂ線断面の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。

【0010】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料噴射弁を図１〜３に示す。なお、図１には、ニードル４０が弁座３２から離間する方向である開弁方向、およびニードル４０が弁座３２に当接する方向である閉弁方向を図示する。

【0011】

燃料噴射弁１は、例えば図示しない直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射装置に用いられ、燃料としてのガソリンをエンジンに噴射供給する。燃料噴射弁１は、ハウジング２０、ニードル４０、可動コア４７、固定コア３５、コイル３８、スプリング２４、２６等を備える。

【0012】

ハウジング２０は、図１に示すように、第１筒部材２１、第２筒部材２２、第３筒部材２３および噴射ノズル３０から構成されている。第１筒部材２１、第２筒部材２２および第３筒部材２３は、いずれも略円筒状に形成され、第１筒部材２１、第２筒部材２２、第３筒部材２３の順に同軸となるように配置され、互いに接続している。

【0013】

第１筒部材２１および第３筒部材２３は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により形成され、磁気安定化処理が施されている。第１筒部材２１および第３筒部材２３は、硬度が比較的低い。一方、第２筒部材２２は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料により形成されている。第２筒部材２２の硬度は、第１筒部材２１および第３筒部材２３の硬度よりも高い。

【0014】

噴射ノズル３０は、第１筒部材２１の第２筒部材２２とは反対側の端部に設けられている。噴射ノズル３０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により形成されている。噴射ノズル３０は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。

【0015】

噴射ノズル３０は、有底筒状に形成されている。噴射ノズル３０には、ハウジング２０の内部と外部とを連通する噴孔３１が複数形成されている。また、噴射ノズル３０の内壁の噴孔３１の周囲には環状の弁座３２が形成されている。噴射ノズル３０は第１筒部材２１に溶接されている。噴射ノズル３０の詳細な構造は、後述する。

【0016】

ニードル４０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により形成されている。ニードル４０は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。ニードル４０の硬度は、噴射ノズル３０の硬度とほぼ同等に設定されている。

【0017】

ニードル４０は、ハウジング２０内に収容されている。ニードル４０は、軸部４１、シール部４２、および大径部４３等から構成されている。軸部４１、シール部４２、および大径部４３は一体に形成される。

【0018】

軸部４１は、円筒棒状に形成されている。軸部４１のシール部４２近傍には、摺接部４５が形成されている。摺接部４５は、略円筒状に形成され、外壁４５１の一部が面取りされている。摺接部４５は、外壁４５１の面取りされていない部分が噴射ノズル３０の内壁と摺接可能である。これにより、ニードル４０は、弁座３２側の先端部での往復移動が案内される。軸部４１には、軸部４１の内壁と外壁とを接続する孔４６が形成されている。

【0019】

シール部４２は、軸部４１の弁座３２側の端部に設けられ、弁座３２に当接可能である。ニードル４０は、シール部４２が弁座３２から離間または弁座３２に当接することにより噴孔３１を開閉し、ハウジング２０の内部と外部とを連通または遮断する。

【0020】

大径部４３は、軸部４１のシール部４２とは反対側に設けられている。大径部４３は、その外径が軸部４１の外径より大きくなるように形成されている。大径部４３の弁座３２側の端面は、可動コア４７に当接している。

【0021】

本実施形態では、ニードル４０は、摺接部４５が噴射ノズル３０の内壁により支持され、軸部４１が可動コア４７を介して第２筒部材２２の内壁により支持されつつ、ハウジング２０の内部を往復移動する。

【0022】

可動コア４７は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により略円筒状に形成され、表面には例えばクロムめっきが施されている。可動コア４７は、磁気安定化処理が施されている。可動コア４７の硬度は比較的低く、ハウジング２０の第１筒部材２１および第３筒部材２３の硬度と概ね同等である。可動コア４７の略中央には貫通孔４９が形成されている。貫通孔４９には、ニードル４０の軸部４１が挿通されている。

【0023】

固定コア３５は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により略円筒状に形成されている。固定コア３５は、磁気安定化処理が施されている。固定コア３５の硬度は比較的低く、可動コア４７の硬度と概ね同等であるが、可動コア４７のストッパとしての機能を確保するために表面に例えばクロムめっきを施し、必要な硬度を確保している。固定コア３５は、ハウジング２０の第３筒部材２３と溶接され、ハウジング２０の内側に固定されるようにして設けられている。

【0024】

コイル３８は、略円筒状に形成され、ハウジング２０の特に第２筒部材２２および第３筒部材２３の径方向外側を囲むようにして設けられている。コイル３８は、電力が供給されると磁力を生じる。コイル３８に磁力が生じるとき、固定コア３５、可動コア４７、第１筒部材２１および第３筒部材２３に磁気回路が形成される。これにより、固定コア３５と可動コア４７との間に磁気吸引力が発生し、可動コア４７は、固定コア３５に吸引される。このとき、可動コア４７の弁座３２側とは反対側の面に当接しているニードル４０は、可動コア４７とともに固定コア３５側、すなわち開弁方向へ移動する。

【0025】

スプリング２４は、一端が大径部４３のスプリング当接面４３１に当接するよう設けられている。スプリング２４の他端は、固定コア３５の内側に圧入固定されたアジャスティングパイプ１１の一端に当接している。スプリング２４は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、スプリング２４は、ニードル４０を可動コア４７とともに弁座３２の方向、すなわち閉弁方向に付勢している。

【0026】

スプリング２６は、一端が可動コア４７の段差面４８に当接するよう設けられている。スプリング２６の他端は、ハウジング２０の第１筒部材２１の内側に形成された環状の段差面２１１に当接している。スプリング２６は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、スプリング２６は可動コア４７をニードル４０とともに弁座３２とは反対の方向、すなわち開弁方向に付勢している。
本実施形態では、スプリング２４の付勢力は、スプリング２６の付勢力よりも大きく設定されている。これにより、コイル３８に電力が供給されていない状態では、ニードル４０のシール部４２は、弁座３２に着座した状態、すなわち閉弁状態となる。

【0027】

図１に示すように、第３筒部材２３の第２筒部材２２とは反対側の端部には、略円筒状の燃料導入パイプ１２が圧入および溶接されている。燃料導入パイプ１２の内側には、フィルタ１３が設けられている。フィルタ１３は、燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入した燃料の中の異物を捕集する。

【0028】

燃料導入パイプ１２および第３筒部材２３の径方向外側は、樹脂によりモールドされている。当該モールド部分にコネクタ１５が形成されている。コネクタ１５には、コイル３８へ電力を供給するための端子１６がインサート成形されている。また、コイル３８の径方向外側には、コイル３８を覆うようにして筒状のホルダ１７が設けられている。

【0029】

燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入する燃料は、固定コア３５の径内方向、アジャスティングパイプ１１の内部、ニードル４０の大径部４３および軸部４１の内側、孔４６、第１筒部材２１とニードル４０の軸部４１との間の隙間を流通し、噴射ノズル３０の内部に導かれる。すなわち、燃料導入パイプ１２の導入口１４から第１筒部材２１とニードル４０の軸部４１との間の隙間までが、噴射ノズル３０の内部に燃料を導入する燃料通路１８となる。なお、燃料噴射弁１の作動時、可動コア４７の周囲は燃料で満たされた状態となる。

【0030】

第１実施形態による燃料噴射弁１は、噴射ノズル３０の形状に特徴がある。ここでは、図２および３に基づいて噴射ノズル３０の構成を説明する。

【0031】

図２（ａ）には、図１のＩＩａ矢視図であって噴射ノズル３０の模式図を示す。図２（ｂ）には、噴射ノズル３０の要部断面図であって、図２（ａ）のｂ−ｂ線断面の拡大図を示す。図３には、図２（ｂ）のＩＩＩ部拡大図を示す。

【0032】

噴射ノズル３０は、筒部３０１および底部３０２から構成されている。
筒部３０１は、一部が第１筒部材２１の端部に嵌合し、溶接されている。筒部３０１の内壁には、ニードル４０のシール部４２が当接可能な弁座３２が形成されている。

【0033】

底部３０２は、略中央が噴射ノズル３０の外部側に突出するように半球状に形成されている。底部３０２には、複数の噴孔３１が形成されている。噴孔３１は、噴射ノズル３０の内部側から外部側に向かって噴射ノズル３０の中心軸φから離れるように形成されている。第１実施形態による燃料噴射弁１では、図２（ａ）に示すように噴孔３１が６個形成されている。噴射ノズル３０の内部と外部とを連通する噴孔３１は、噴射ノズル３０の内壁に形成される内側開口３１１、底部３０２の外壁３０３に形成される外側開口３１３、および内側開口３１１と外側開口３１３とを連通する連通路３１２から構成されている。また、外壁３０３には凹部３３が形成されている。

【0034】

凹部３３は、噴射ノズル３０の中心軸φに垂直な仮想平面上に投影した形状が図２（ａ）に示すように円形状となるように形成されている。
凹部３３の底面３３１は、噴射ノズル３０の外部側に突出する曲面状に形成されている。底面３３１は、半球状に形成される底部３０２の外壁３０３より噴射ノズル３０の内部側に位置する。底面３３１には、噴孔３１の外側開口３１３が形成されている。凹部３３の側面３３２は、噴射ノズル３０の中心軸φから離れる方向に底面３３１から立ち上がり、底面３３１と凹部３３が形成されていない外壁３０３とを接続する。

【0035】

凹部３３は、図３に示すように、噴孔３１の外側開口３１３および凹部３３を外側開口３１３の中心軸φ１に対して垂直な第１仮想平面Ｐ１上に投影したとき、第１仮想平面Ｐ１上に投影される外側開口３１３の開口端上の点３１４から第１仮想平面Ｐ１上に投影される凹部３３の底面３３１の外周端３３３上の点のうち点３１４に最も近い点３３４までの距離Ｄ１が０．２ｍｍ以内となるように形成されている。

【0036】

また、凹部３３は、凹部３３を外側開口３１３の中心軸φ１に平行な第２仮想平面Ｐ２上に投影したとき、第２仮想平面Ｐ２上に投影される凹部３３の外周端３３３上の点３３６から第２仮想平面Ｐ２上に投影される凹部３３の開口端３３５上の点３３７までの距離Ｄ２が０．０１ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下となるように形成されている。

【0037】

次に、燃料噴射弁１の作動について説明する。
コイル３８に通電されると、固定コア３５と可動コア４７との間に磁気吸引力が発生する。固定コア３５と可動コア４７との間に磁気吸引力が発生すると、スプリング２４の付勢力よりスプリング２６の付勢力と磁気吸引力との合計が大きくなり、可動コア４７は固定コア３５に吸引される。ニードル４０は、可動コア４７とともに固定コア３５側へ移動し、シール部４２が弁座３２から離間する。これにより、噴孔３１は開放され、噴射ノズル３０の内部の燃料は噴孔３１に流入する。

【0038】

噴孔３１の内側開口３１１に流入する燃料は、連通路３１２を通って外側開口３１３から噴射ノズル３０の外部に噴射される。１回の噴射終了時、燃料の一部が外側開口３１３から垂れて外側開口３１３の近傍に付着する。外側開口３１３の近傍に付着している燃料（以下、「付着燃料」という）Ｓは、合体し大きな液滴となる。大きな液滴となった付着燃料Ｓは、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、凹部３３の底面３３１の外周端３３３付近に留まる。

【0039】

続いて、燃料噴射弁１が燃料を噴射するとき、燃料は、図４（ｂ）に示すように、外側開口３１３から矢印Ｆ２の方向に噴射される。このとき、底面３３１の外周端３３３付近に留まっている付着燃料Ｓは、外側開口３１３から噴射される燃料の噴流により矢印Ｆ１の方向に吹き飛ばされ、凹部３３から離れる。燃料噴射弁１における燃料噴射が継続されている間、上述したような付着燃料の移動、外周端３３３付近での停留、および噴射される燃料による吹き飛ばしが行われる。なお、図４（ｂ）には、外側開口３１３から噴射される燃料の最も外側の軌跡を示す点線Ｆを示す。

【0040】

燃料噴射弁１では、コイル３８への通電がオフされると、固定コア３５と可動コア４７との間の磁気吸引力が消滅する。このとき、スプリング２４の付勢力により可動コア４７およびニードル４０が弁座３２側に移動する。ニードル４０のシール部４２が弁座３２に着座すると、外部への燃料噴射が遮断される。

【0041】

ここで、第１実施形態による燃料噴射弁１の作用および効果について、比較例と比較しながら説明する。
図４（ｃ）には、比較例として噴射ノズルに凹部が形成されていない燃料噴射弁の噴射ノズル１３０の断面図を示す。比較例の燃料噴射弁では、噴孔１３１の外側開口１３２から噴射される燃料のうち噴射ノズル１３０の外壁１３３に付着する付着燃料Ｓは、外壁１３３に沿って矢印Ｆ３の方向、すなわち、外側開口１３２から離れる方向に移動する。外壁１３３に沿って移動する付着燃料Ｓは、外側開口１３２から離れるため、次回の燃料噴射時に外側開口３１３から噴射される燃料によっても噴射ノズル１３０の外壁から離れず堆積する。比較例の燃料噴射弁では、このように燃料が噴射される度に付着燃料が堆積するため、付着燃料が燃焼したとき生成される粒子状物質の生成量が多くなる。

【0042】

一方、第１実施形態による燃料噴射弁１では、外側開口３１３からの燃料噴射時、外側開口３１３付近に付着する燃料は底面３３１の外周端３３３付近に留まる。外周端３３３付近に留まる付着燃料は、次回の燃料噴射時に外側開口３１３から噴射される燃料の噴流により、凹部３３から離れる。これにより、噴射ノズル３０の外壁に付着する付着燃料の量は、比較例に比べて少なくなる。したがって、第１実施形態による燃料噴射弁１では、付着燃料が燃焼したとき生成される粒子状物質の生成量を低減することができる。

【0043】

また、第１実施形態による燃料噴射弁１では、凹部３３は、外側開口３１３および凹部３３を中心軸φ１に対して垂直な仮想平面Ｐ１上に投影したとき、仮想平面Ｐ１上に投影される外側開口３１３の開口端上の点３１４から仮想平面Ｐ１上に投影される凹部３３の底面３３１の外周端３３３上の点のうち点３１４に最も近い点３３４までの距離Ｄ１が０．２ｍｍ以内となるように形成されている。これにより、噴射ノズル３０の外壁に付着する付着燃料の量をさらに少なくすることができる。

【0044】

図５に距離Ｄ１と噴射ノズル３０の外壁に付着する燃料の量（以下、「燃料付着量」という）との関係についての実験結果を示す。本実験では、第１実施形態による燃料噴射弁１、および比較例として噴射ノズルに凹部が形成されていない燃料噴射弁において、燃料を１００回噴射した後、燃料付着量を紫外蛍光法により測定した。図５の特性図では、横軸の一番左側に比較例の燃料噴射弁の結果をプロットし、右側に第１実施形態による燃料噴射弁１の結果をプロットした。第１実施形態による燃料噴射弁１については、距離Ｄ１が、０．１５ｍｍ、０．２ｍｍ、および０．４ｍｍの３つの場合の結果を示す。
図５より、噴射ノズルに凹部が形成されていない比較例の燃料噴射弁に比べ、噴射ノズルに凹部が形成されている第１実施形態による燃料噴射弁１の方が燃料付着量が少なくなることが判明した。さらに、距離Ｄ１が０．１５ｍｍおよび０．２ｍｍの場合、燃料付着量がさらに少なくなることが判明した。

【0045】

このように、距離Ｄ１を０．２ｍｍ以内となるように凹部３３を形成することにより噴射ノズル３０の外壁に付着する燃料の量がさらに少なくなる。これにより、第１実施形態による燃料噴射弁１では、付着燃料が燃焼したとき生成される粒子状物質の生成量をさらに低減することができる。

【0046】

また、第１実施形態による燃料噴射弁１では、凹部３３は、凹部３３を中心軸φ１に平行な仮想平面Ｐ２上に投影したとき、仮想平面Ｐ２上に投影される外周端３３３上の点３３６から仮想平面Ｐ２上に投影される凹部３３の開口端３３５上の点３３７までの距離Ｄ２が０．０１ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下となるように形成されている。これにより、噴射ノズル３０の外壁に付着する付着燃料を適度に凹部３３内に留めやすくなり、また外側開口３１３からの燃料噴射時に凹部３３から離れるように吹き飛ばしやすくなる。したがって、第１実施形態による燃料噴射弁１では、付着燃料が燃焼したとき生成される粒子状物質の生成量をさらに低減することができる。

【0047】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による燃料噴射弁を図６に基づいて説明する。第２実施形態は、第１実施形態と異なり、凹部の形状が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0048】

第２実施形態による燃料噴射弁では、噴射ノズル３０の外壁に形成される凹部５３は、噴射ノズル３０の中心軸φに垂直な仮想平面上に投影した形状が外側開口３１３の近傍を通る多辺形状となるように形成されている。凹部５３は、多辺形状の底面５３１および側面５３２を有し、図６（ａ）に示すように、側面５３２は、６個の噴孔３１のそれぞれに対して噴孔３１の外周側を回るように形成されている。

【0049】

第２実施形態による燃料噴射弁では、外側開口３１３からの燃料噴射時、外側開口３１３付近に付着する燃料は底面５３１の外周端５３３付近に留まる。外周端５３３付近に留まる付着燃料は、次回の燃料噴射時に外側開口３１３から噴射される燃料の噴流により、凹部５３から離れる。これにより、噴射ノズル３０の外壁に付着する付着燃料の量は少なくなる。したがって、第２実施形態による燃料噴射弁は、第１実施形態と同じ効果を奏する。

【0050】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による燃料噴射弁を図７および８に基づいて説明する。第３実施形態は、第１実施形態と異なり、凹部が形成される位置が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0051】

第３実施形態による燃料噴射弁では、噴射ノズル３０の外壁に形成される凹部６３は、噴射ノズル３０の中心軸φに垂直な仮想平面上に投影した形状が円形状となるように形成されている。また、図７（ａ）に示すように、凹部６３は噴孔３１からみて噴射ノズル３０の中心軸φ側に形成されている。

【0052】

凹部６３は、底面６３１および側面６３２を有する。
凹部６３の底面６３１は、図７（ｂ）に示すように、噴射ノズル３０の外部側に突出する曲面状に形成されている。底面６３１は、半球状に形成される底部３０２の外壁３０３より噴射ノズル３０の内部側に位置する。凹部６３の側面６３２は、噴射ノズル３０の中心軸φから離れる方向に底面６３１から立ち上がり、底面６３１と外側開口３１３が形成されている外壁３０３とを接続する。

【0053】

凹部６３は、図８に示すように、噴孔３１の外側開口３１３および凹部６３を外側開口３１３の中心軸φ１に対して垂直な第１仮想平面Ｐ１上に投影したとき、第１仮想平面Ｐ１上に投影される外側開口３１３の開口端上の点３１４から第１仮想平面Ｐ１上にと応永される凹部６３の底面６３１の外周端６３３上の点のうち点３１４に最も近い点６３４までの距離Ｄ３が０．２ｍｍ以内となるように形成されている。

【0054】

また、凹部６３を外側開口３１３の中心軸φ１に平行な第２仮想平面Ｐ２上に投影したとき、凹部６３は、第２仮想平面Ｐ２上に投影される凹部６３の底面６３１の外周端６３３上の点６３６から第２仮想平面Ｐ２上に投影される凹部６３の開口端６３５上の点６３７までの距離Ｄ４が０．０１ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下となるように形成されている。

【0055】

第３実施形態による燃料噴射弁では、外側開口３１３からの燃料噴射時、外側開口３１３付近に付着する燃料は底面６３１の外周端６３３付近に留まる。外周端６３３付近に留まる付着燃料は、次回の燃料噴射時に外側開口３１３噴射される燃料の噴流により、付着燃料は凹部６３から離れる。これにより、噴射ノズル３０の外壁に付着する付着燃料の量は少なくなる。したがって、第３実施形態による燃料噴射弁は、第１実施形態と同じ効果を奏する。

【0056】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による燃料噴射弁を図９に基づいて説明する。第４実施形態は、第３実施形態と異なり、凹部の形状が異なる。なお、第２実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0057】

第４実施形態による燃料噴射弁では、噴射ノズル３０の外壁に形成される凹部７３は、噴射ノズル３０の中心軸φに垂直な仮想平面上に投影した形状が外側開口３１３の近傍を通る多辺形状となるように形成されている。凹部７３は、多辺形状の底面７３１および側面７３２を有し、図９（ａ）に示すように、側面７３２は、６個の噴孔３１のそれぞれに対して噴孔３１の内周側を回るように形成されている。

【0058】

第４実施形態による燃料噴射弁では、外側開口３１３からの燃料噴射時、外側開口３１３付近に付着する燃料は底面７３１の外周端７３３付近に留まる。外周端７３３付近に留まる付着燃料は、次回の燃料噴射時に外側開口３１３から噴射される燃料の噴流により、凹部７３から離れる。これにより、噴射ノズル３０の外壁に付着する付着燃料の量は少なくなる。したがって、第４実施形態による燃料噴射弁は、第３実施形態と同じ効果を奏する。

【0059】

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態による燃料噴射弁を図１０に基づいて説明する。第５実施形態は、第３実施形態と異なり、凹部の形状が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0060】

第５実施形態による燃料噴射弁では、噴射ノズル３０の外壁に形成される凹部８３は、噴射ノズル３０の中心軸φに垂直な仮想平面上に投影した形状が円形状となるように形成されている。また、凹部８３は、図１０（ｂ）に示すように、噴孔３１からみて噴射ノズル３０の中心軸φ側に形成され、凹部８３の底面８３１は、噴射ノズル３０の内部側に窪むように形成されている。

【0061】

第５実施形態による燃料噴射弁では、外側開口３１３からの燃料噴射時、外側開口３１３付近に付着する燃料は底面８３１上に留まる。底面８３１上に留まる付着燃料は、次回の燃料噴射時に外側開口３１３の近傍に付着する燃料と接触し、外側開口３１３の内周側、すなわち凹部８３内に集める。外側開口３１３の内周側に形成されている凹部８３の周囲には複数の外側開口３１３が形成されており、外側開口３１３から噴射される燃料の噴流の影響が第１実施形態による燃料噴射弁に比べて大きい。これにより、次回の燃料噴射時に外側開口３１３から噴射される燃料の噴流により、付着燃料は凹部８３から離れ、また、すでに付着している粒子状物質を取り除く。したがって、第５実施形態による燃料噴射弁は、第１実施形態と同じ効果に加えて、すでに付着している粒子状物質を取り除くことができる。

【0062】

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態による燃料噴射弁を図１１に基づいて説明する。第６実施形態は、第１実施形態と異なり、凹部の形状が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0063】

第６実施形態による燃料噴射弁では、噴射ノズル３０の外壁に形成される凹部９３は、外側開口３１３が形成される底面９３１、および側面９３２、９３４の３つの面を有する。側面９３２は外側開口３１３の外周側に設けられる。また、側面９３４は外側開口３１３の内周側に設けられる。これにより、凹部９３は、噴射ノズル３０の中心軸φに垂直な仮想平面上に投影した形状が二重の円形状となるように形成されている。

【0064】

第６実施形態による燃料噴射弁では、外側開口３１３からの燃料噴射時、外側開口３１３付近に付着する燃料は底面９３１の外周端９３３、９３５付近に留まる。外周端９３３、９３５付近に留まる付着燃料は、次回の燃料噴射時に外側開口３１３から噴射される燃料の噴流により、凹部９３から離れる。これにより、噴射ノズル３０の外壁に付着する付着燃料の量は少なくなる。したがって、第６実施形態による燃料噴射弁は、第１実施形態と同じ効果を奏する。

【0065】

また、第６実施形態による燃料噴射弁の変形例を図１２に示す。図１２に示す燃料噴射弁では、外側開口３１３は、第１凹部９８の「第１底面」としての底面９８１に形成されている。第１凹部９８の側面９８２は、底面９８１から立ち上がるように形成されている。また、第１凹部９８の略中央には第２凹部９９が形成されている。第２凹部９９の「第２底面」としての底面９９１は、底面９８１より噴射ノズル３０の内部側に形成され、底面９８１と底面９９１とを接続する第２凹部９９の側面９９２は、底面９９１から立ち上がるように形成されている。

【0066】

第６実施形態による燃料噴射弁の変形例では、外側開口３１３からの燃料噴射時、外側開口３１３付近に付着する燃料は底面９８１の外周端９８３、および底面９９１の外周端９９３付近に留まる。外周端９８３、９９３付近に留まる付着燃料は、次回の燃料噴射時に外側開口３１３から噴射される燃料の噴流により、第１凹部９８および第２凹部９９から離れる。これにより、噴射ノズル３０の外壁に付着する付着燃料の量は少なくなる。したがって、第６実施形態による燃料噴射弁の変形例は、第１実施形態と同じ効果を奏する。

【0067】

（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、噴孔の数は６個とした。しかしながら、噴孔の数はこれに限定されない。１つ以上あればよい。

【0069】

（ウ）第１〜４実施形態および第６実施形態では、第２仮想平面上に投影される凹部の外周端上の点から第２仮想平面上に投影される凹部の開口端上の点までの距離は、０．０１ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下となるように凹部が形成されているとした。しかしながら、上述の距離の長さはこれに限定されない。０．０１ｍｍより小さくてもよいし、０．２ｍｍより大きくてもよい。

【0070】

（エ）上述の実施形態では、凹部は、噴射ノズルの中心軸に垂直な仮想平面上に投影した形状が円形状または多辺形状であるとした。しかしながら、凹部の形状はこれに限定されない。

【0071】

（オ）上述の実施形態では、噴孔は、噴射ノズルの内部側から外部側に向かって噴射ノズルの中心軸から離れるように形成されているとした。しかしながら、噴孔が形成される方向はこれに限定されない。噴射ノズルの内部側から外部側に向かって噴射ノズルの中心軸に近づくように形成してもよいし、噴射ノズルの中心軸に並行であってもよい。

【0072】

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0073】

１ ・・・燃料噴射弁、
１８ ・・・燃料通路、
２０ ・・・ハウジング、
３１ ・・・噴孔、
３１３ ・・・外側開口、
３２ ・・・弁座、
３３、５３、６３、７３、８３、９３・・・凹部、
３５ ・・・固定コア、
３８ ・・・コイル、
４０ ・・・ニードル、
４７ ・・・可動コア。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】