特許 6501642 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】6501642

(24)【登録日】2019年3月29日

(45)【発行日】2019年4月17日

(54)【発明の名称】燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 61/18 20060101AFI20190408BHJP

【ＦＩ】

   F02M61/18 320Z

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-120203(P2015-120203)

(22)【出願日】2015年6月15日

(65)【公開番号】特開2017-2876(P2017-2876A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2017年11月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(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】加藤 典嗣

【審査官】 櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０２５３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５００２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６９７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８７７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１３９９８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ６１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

噴孔（３１、３２、３３、３４、３５、３６、５１、５６、６６、７１、７６）、及び、前記噴孔の内側開口（３１１、３２１、３３１、３４１、３５１、３６１、５１１、５６１、６６１、７１１、７６１）の周囲に形成される弁座（３０５）を有するノズルボディ（２０）と、
前記ノズルボディ内に往復移動可能に設けられ、前記弁座に当接すると前記噴孔を閉じ前記弁座から離間すると前記噴孔を開くニードル（４０）と、
前記ニードルを往復移動可能な駆動部（３８、４４、４７）と、
を備え、
前記噴孔は、前記内側開口の断面積が前記噴孔の外側開口（３１２、３２２、３３２、３４２、３５２、３６２、５１２、５６２、６６２、７１２、７６２）の断面積に比べ小さくなるよう形成され、
前記内側開口の中心（Ｃ３１１、Ｃ３２１、Ｃ３３１、Ｃ３４１、Ｃ３５１、Ｃ３６１、Ｃ５１１、Ｃ５６１、Ｃ６６１、Ｃ７１１、Ｃ７６１）と前記外側開口の中心（Ｃ３１２、Ｃ３２２、Ｃ３３２、Ｃ３４２、Ｃ３５２、Ｃ３６２、Ｃ５１２、Ｃ５６２、Ｃ６６２、Ｃ７１２、Ｃ７６２）とを通る噴孔軸（ＨＣ３６、ＨＣ５１、ＨＣ５６、ＨＣ６６、ＨＣ７１、ＨＣ７６）を含む平面であってかつ前記ノズルボディの中心軸（ＣＡ３０、ＣＡ５０、ＣＡ６０、ＣＡ７０）に平行または前記中心軸を含む平面である第一平面における前記内側開口の断面の長さを長さＲｉ１（Ｒｉ１１、Ｒｉ１２１、Ｒｉ１２６、Ｒｉ１３、Ｒｉ１４１、Ｒｉ１４６）、前記第一平面における前記外側開口の断面の長さを長さＲｏ１（Ｒｏ１１、Ｒｏ１２１、Ｒｏ１２６、Ｒｏ１３、Ｒｏ１４１、Ｒｏ１４６）、前記噴孔軸を含む平面であってかつ前記第一平面に対して垂直な平面である第二平面における前記内側開口の断面の長さを長さＲｉ２（Ｒｉ２１、Ｒｉ２２１、Ｒｉ２２６、Ｒｉ２３、Ｒｉ２４１、Ｒｉ２４６）、及び、前記第二平面における前記外側開口の断面の長さを長さＲｏ２（Ｒｏ２１、Ｒｏ２２１、Ｒｏ２２６、Ｒｏ２３、Ｒｏ２４１、Ｒｏ２４６）とするとき、前記噴孔は、式（１）の関係を満たすよう形成され、
前記噴孔の内壁は、前記ノズルボディの中心軸側と比較して前記ノズルボディの中心軸とは反対側のほうが短いことを特徴とする燃料噴射弁。
（Ｒｏ１／Ｒｉ１）＜（Ｒｏ２／Ｒｉ２） ・・・式（１）

【請求項2】

前記外側開口の断面形状は、前記第一平面における前記外側開口の断面の長さを短軸の長さとし、前記第二平面における前記外側開口の断面の長さを長軸の長さとする楕円形状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】

前記噴孔は、内壁が前記内側開口から前記外側開口に向かって前記噴孔軸から徐々に離れるよう形成され、前記内側開口と前記外側開口とを連通する噴孔通路（３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、５１０、５６０、６６０、７１０、７６０）を有し、
前記第一平面における前記噴孔通路の内壁の断面と前記噴孔軸とがなす角度を第一広がり角α（α１３、α１４１、α１４６）、及び、前記第二平面における前記噴孔通路の内壁の断面と前記噴孔軸とがなす角度を第二広がり角β（β２３、β２４１、β２４６）とするとき、前記噴孔は、式（２）の関係を満たすよう形成され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。
α＜β ・・・式（２）

【請求項4】

前記ノズルボディは、前記中心軸と前記噴孔軸とがなす角度である噴射角（θ５１、θ５６、θ７１、θ７６）が異なる複数の前記噴孔を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

【請求項5】

複数の前記噴孔は、噴射角が大きい噴孔ほど（Ｒｏ１／Ｒｉ１）／（Ｒｏ２／Ｒｉ２）が小さくなることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射弁。

【請求項6】

複数の前記噴孔のうち噴射角が他の噴孔（７１）に比べて大きい一の噴孔（７６）の噴孔軸（ＨＣ７６）を含む平面であってかつ前記中心軸に平行または前記中心軸を含む平面である前記一の噴孔の第一平面における前記一の噴孔の噴孔通路（７６０）の内壁の断面と前記一の噴孔の噴孔軸とがなす角度を前記一の噴孔の第一広がり角α１（α１４６）、前記他の噴孔の噴孔軸（ＨＣ７１）を含む平面であってかつ前記中心軸に平行または前記中心軸を含む平面である前記他の噴孔の第一平面における前記他の噴孔通路（７１０）の内壁の断面と前記他の噴孔の噴孔軸とがなす角度を前記他の噴孔の第一広がり角α２（α１４１）、前記一の噴孔の噴孔軸を含む平面であってかつ前記一の噴孔の第一平面に対して垂直な平面である前記一の噴孔の第二平面における前記一の噴孔の噴孔通路の内壁の断面と前記一の噴孔の噴孔軸とがなす角度を前記一の噴孔の第二広がり角β１（β２４６）、前記他の噴孔の噴孔軸を含む平面であってかつ前記他の噴孔の第一平面に対して垂直な平面である前記他の噴孔の第二平面における前記他の噴孔の噴孔通路の内壁の断面と前記他の噴孔の噴孔軸とがなす角度を前記他の噴孔の第二広がり角β２（β２４１）とするとき、前記一の噴孔及び前記他の噴孔は、式（３）、（４）の少なくとも一方の関係を満たすよう形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の燃料噴射弁。
α１＜α２ ・・・式（３）
β１＞β２ ・・・式（４）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料噴射弁に関する。

【背景技術】

【0002】

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では、エンジンが有する燃焼室における燃料の噴霧状態を最適化するため、様々な噴孔形状が提案されている。例えば、特許文献１には、噴孔の内側開口を形成する内側内縁部を曲率半径が比較的小さい球面状となるよう形成し、燃料の未燃分である不完全燃焼生成物の付着を防止す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２００９−１１４９２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、噴孔の内側開口と外側開口とを連通する噴孔通路を流れる燃料は、内側開口に流入する前の燃料が内側開口の中心と外側開口の中心とを結ぶ噴孔軸に非平行な方向から流れてくるため、噴孔通路を形成する内壁の一部に沿って流れる。特に、特許文献１に記載の燃料噴射弁が有する噴孔のように内側開口から外側開口に向かって断面積が広くなるよう形成されている場合では、燃料が流れない噴孔通路を形成する内壁の面積が大きくなる。噴孔通路を形成する内壁に沿って流れる燃料は不完全燃焼生成物の付着を抑制するが、燃料が流れない内壁の面積が比較的大きくなると、噴孔通路の内壁に不完全燃焼生成物が堆積しやすくなる。不完全燃焼生成物が堆積すると、噴孔通路の断面形状が変化するため、噴孔から噴射される燃料の噴霧状態が時間とともに変化し、燃料の噴射特性の経時変化が大きくなる。

【0005】

本発明の目的は、不完全燃焼生成物の付着量を低減し、燃料の噴射特性の経時変化を小さく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】

【0006】

本発明は、燃料噴射弁であって、ノズルボディ、ニードル、及び、駆動部を備える。
ノズルボディは、噴孔及び噴孔の内側開口の周囲に形成される弁座を有し、有底筒状に形成されている。
ニードルは、ノズルボディ内に往復移動可能に設けられ、弁座に当接すると噴孔を閉じ弁座から離間すると噴孔を開く。
駆動部は、ニードルを往復移動可能である。
本発明の燃料噴射弁は、内側開口の断面積が外側開口の断面積に比べ小さくなるよう噴孔が形成され、内側開口の中心と外側開口の中心とを通る噴孔軸を含む平面であってかつノズルボディの中心軸に平行または中心軸を含む平面である第一平面における内側開口の断面の長さを長さＲｉ１、第一平面における外側開口の断面の長さを長さＲｏ１、噴孔軸を含む平面であってかつ第一平面に対して垂直な平面である第二平面における内側開口の断面の長さを長さＲｉ２、及び、第二平面における外側開口の断面の長さを長さＲｏ２とするとき、噴孔は、式（１）の関係を満たすよう形成されることを特徴とする。
（Ｒｏ１／Ｒｉ１）＜（Ｒｏ２／Ｒｉ２） ・・・式（１）
また、本発明では、噴孔の内壁は、ノズルボディの中心軸側と比較してノズルボディの中心軸とは反対側のほうが短い。

【0007】

本発明の燃料噴射弁は、内側開口の断面積が外側開口の断面積に比べ小さくなるよう形成されている噴孔を有している。本発明の燃料噴射弁では、第一平面における内側開口の断面の長さ、第一平面における外側開口の断面の長さ、第一平面に対して垂直な平面であってかつ噴孔軸を含む平面である第二平面における内側開口の断面の長さ、及び、第二平面における外側開口の断面の長さが式（１）を満たすよう噴孔が形成されている。式（１）の関係を満たすよう形成されている噴孔では、噴孔を形成する内壁の一部に沿って流れる燃料が内壁に沿って広がりやすいため、この燃料の広がりによって燃料が流れない噴孔の内壁の面積が比較的小さくなる。これにより、燃料の流れによって不完全燃焼生成物の付着が抑制され、不完全燃焼生成物が堆積しにくくなる。したがって、噴孔の断面形状の経時変化が小さくなり、噴孔が噴射する燃料の噴射量や噴射方向、噴射される燃料の微粒化の度合いなど燃料の噴射特性の経時変化を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第一実施形態による燃料噴射弁の断面図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図3】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図4】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図5】本発明の第一実施形態による燃料噴射弁が有する噴孔に燃料が流れるときの状態を示す模式図である。

【図6】比較例の燃料噴射弁が有する噴孔に燃料が流れるときの状態を示す模式図である。

【図7】本発明の第二実施形態による燃料噴射弁の部分断面図である。

【図8】（ａ）図７のＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ線断面図、（ｂ）図７のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線断面図である。

【図9】本発明の第二実施形態による燃料噴射弁における（ａ）噴射角と（Ｒｏ１／Ｒｉ１）／（Ｒｏ２／Ｒｉ２）との関係を示す特性図、及び、（ｂ）噴射角と不完全燃焼生成物の堆積厚さとの関係を示す特性図である。

【図10】本発明の第三実施形態による燃料噴射弁の部分断面図である。

【図11】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。

【図12】本発明の第三実施形態による燃料噴射弁が有する噴孔に燃料が流れるときの状態を示す模式図である。

【図13】比較例の燃料噴射弁が有する噴孔に燃料が流れるときの状態を示す模式図である。

【図14】本発明の第三実施形態による燃料噴射弁における第二広がり角と燃料の平均粒子径との関係の実験結果を示す特性図である。

【図15】本発明の第四実施形態による燃料噴射弁の部分断面図である。

【図16】（ａ）図１５のＸＶＩａ−ＸＶＩａ線断面図、（ｂ）図１５のＸＶＩｂ−ＸＶＩｂ線断面図である。

【図17】本発明の第四実施形態による燃料噴射弁における（ａ）噴射角と広がり角との関係を示す特性図、及び、（ｂ）噴射角と比（α／β）との関係を示す特性図である。

【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】

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態による燃料噴射弁を図１〜５に基づいて説明する。図１には、第一実施形態による燃料噴射弁１の断面図を示す。なお、図１には、ニードル４０が弁座３０５から離間する方向である開弁方向、及び、ニードル４０が弁座３０５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、図示しない直噴式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直噴式エンジンに噴射供給する。燃料噴射弁１は、ノズルボディ２０、ニードル４０、可動コア４７、固定コア４４、コイル３８、スプリング２４、２６などを備える。可動コア４７、固定コア４４及びコイル３８は、特許請求の範囲に記載の「駆動部」に相当する。

【0012】

ノズルボディ２０は、第一筒部材２１、第二筒部材２２、第三筒部材２３、及び、噴射ノズル３０などから構成されている。第一筒部材２１、第二筒部材２２及び第三筒部材２３は、いずれも略円筒状の部材であって、第一筒部材２１、第二筒部材２２、第三筒部材２３の順に同軸となるよう配置され、互いに接続している。

【0013】

噴射ノズル３０は、第一筒部材２１の第二筒部材２２とは反対側の端部に設けられている。噴射ノズル３０は、有底筒状の部材であって、第一筒部材２１に溶接されている。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。噴射ノズル３０は、噴射部３０１及び筒部３０２から形成されている。

【0014】

噴射部３０１は、噴射ノズル３０の中心軸ＣＡ３０上の点を中心とした球体の外郭状の部位である。噴射部３０１の外壁３０４は、中心軸ＣＡ３０の方向に突出している。噴射部３０１は、ノズルボディ２０の内部と外部とを連通する噴孔を複数有する。第一実施形態では、図２に示すように、六個の噴孔３１、３２、３３、３４、３５、３６が等間隔に配置されている。

【0015】

噴孔３１は、内壁３０３上の開口である内側開口３１１、外壁３０４上の開口である外側開口３１２、及び、内側開口３１１と外側開口とを連通する噴孔通路３１０などから構成されている。噴孔３１は、内側開口３１１の中心Ｃ３１１と外側開口３１２の中心Ｃ３１２とを通る噴孔軸ＨＣ３１に垂直な断面形状が曲線から形成されている。

【0016】

噴孔３２は、内壁３０３上の開口である内側開口３２１、外壁３０４上の開口である外側開口３２２、及び、内側開口３２１と外側開口３２２とを連通する噴孔通路３２０などから構成されている。噴孔３２は、内側開口３２１の中心Ｃ３２１と外側開口３２２の中心Ｃ３２２とを通る噴孔軸ＨＣ３２に垂直な断面形状が曲線から形成されている。

【0017】

噴孔３３は、内壁３０３上の開口である内側開口３３１、外壁３０４上の開口である外側開口３３２、及び、内側開口３３１と外側開口３３２とを連通する噴孔通路３３０などから構成されている。噴孔３３は、内側開口３３１の中心Ｃ３３１と外側開口３３２の中心Ｃ３３２とを通る噴孔軸ＨＣ３３に垂直な断面形状が曲線から形成されている。

【0018】

噴孔３４は、内壁３０３上の開口である内側開口３４１、外壁３０４上の開口である外側開口３４２、及び、内側開口３４１と外側開口３４２とを連通する噴孔通路３４０などから構成されている。噴孔３４は、内側開口３４１の中心Ｃ３４１と外側開口３４２の中心Ｃ３４２とを通る噴孔軸ＨＣ３４に垂直な断面形状が曲線から形成されている。

【0019】

噴孔３５は、内壁３０３上の開口である内側開口３５１、外壁３０４上の開口である外側開口３５２、及び、内側開口３５１と外側開口３５２とを連通する噴孔通路３５０などから構成されている。噴孔３５は、内側開口３５１の中心Ｃ３５１と外側開口３５２の中心Ｃ３５２とを通る噴孔軸ＨＣ３５に垂直な断面形状が曲線から形成されている。

【0020】

噴孔３６は、噴射部３０１の内壁３０３上の開口である内側開口３６１、外壁３０４上の開口である外側開口３６２、及び、内側開口３６１と外側開口３６２とを連通する噴孔通路３６０などから構成されている。噴孔３６は、内側開口３６１の中心Ｃ３６１と外側開口３６２の中心Ｃ３６２とを通る噴孔軸ＨＣ３６に垂直な断面形状が曲線から形成されている。

【0021】

内壁３０３にはニードル４０が当接可能な環状の弁座３０５が形成される。噴孔３１、３２、３３、３４、３５、３６の詳細な形状は後述する。

【0022】

筒部３０２は、噴射部３０１の径方向外側を囲み、噴射部３０１の外壁３０４が突出する方向とは反対側に延びるように設けられている。筒部３０２は、一方の端部が噴射部３０１に接続し、他方の端部が第一筒部材２１に接続している。

【0023】

ニードル４０は、ノズルボディ２０内に往復移動可能に収容されている。ニードル４０は、軸部４１、シール部４２、及び、大径部４３などから構成されている。
軸部４１は、円筒棒状の部位である。軸部４１とシール部４２との間には摺接部４５が設けられている。摺接部４５は、略円筒状の部位であって、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３０５側の先端部での往復移動が案内される。軸部４１は、摺接部４５が設けられる側とは反対側に端部に軸部４１の内壁と外壁とを接続する孔４６を有する。
シール部４２は、軸部４１の弁座３０５側の端部に弁座３０５に当接可能に設けられている。ニードル４０は、シール部４２が弁座３０５に当接すると噴孔３１、３２、３３、３４、３５、３６が閉じられる。また、シール部４２が弁座３０５から離間すると噴孔３１、３２、３３、３４、３５、３６が開く。
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の外径より大きい。大径部４３の弁座３０５側の端面は、可動コア４７に当接している。

【0024】

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、また、軸部４１が可動コア４７を介して第二筒部材２２の内壁により支持されつつ、ノズルボディ２０の内部を往復移動する。

【0025】

可動コア４７は、磁気安定化処理が施されている略円筒状の部材である。可動コア４７は、大径部４３の噴射ノズル３０側に往復移動可能に設けられる。可動コア４７は、略中央に貫通孔４９を有する。貫通孔４９には、ニードル４０の軸部４１が挿通されている。

【0026】

固定コア４４は、磁気安定化処理が施されている略円筒状の部材である。固定コア４４は、ノズルボディ２０の第三筒部材２３と溶接され、ノズルボディ２０の内側に固定されている。

【0027】

コイル３８は、略円筒状の部材であって、主に第二筒部材２２及び第三筒部材２３の径方向外側を囲むよう設けられている。コイル３８は、電力が供給されると磁界を発生する。コイル３８の周囲に磁界が発生すると、固定コア４４、可動コア４７、第一筒部材２１及び第三筒部材２３に磁気回路が形成される。これにより、固定コア４４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４４に吸引される。このとき、可動コア４７の噴射ノズル３０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４４側、すなわち、開弁方向へ移動する。

【0028】

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４４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３０５の方向、すなわち閉弁方向に付勢している。

【0029】

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、第一筒部材２１の内壁に有する環状の段差面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３０５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３０５に着座した状態、すなわち閉弁状態となる。

【0030】

第三筒部材２３の第二筒部材２２とは反対側の端部には、略円筒状の燃料導入パイプ１２が圧入及び溶接されている。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から流入した燃料に含まれる異物を捕集する。

【0031】

燃料導入パイプ１２及び第三筒部材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はコネクタ１５が設けられている。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を覆うよう筒状のホルダ１７が設けられている。

【0032】

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４４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及び軸部４１の内側、孔４６、第一筒部材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から第一筒部材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。

【0033】

第一実施形態による燃料噴射弁１は、噴孔の形状に特徴がある。ここでは、図３、４に基づいて、噴孔３６の形状について説明する。

【0034】

図３、４に噴孔３６を含む噴射ノズル３０の断面図を示す。図３に示す断面図は、中心軸ＣＡ３０を含む平面であってかつ噴孔軸ＨＣ３６を含む平面（以下、「噴孔３６の第一平面」という）における噴射ノズル３０の断面を示している。また、図４に示す断面図は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図であって、第一平面に垂直な平面であってかつ噴孔軸ＨＣ３６を含む平面（以下、「噴孔３６の第二平面」という）における噴射ノズル３０の断面を示している。

【0035】

噴孔軸ＨＣ３６は、噴孔３６の内側開口３６１の中心Ｃ３６１と外側開口３６２の中心Ｃ３６２を通る仮想線である。内側開口３６１の中心Ｃ３６１は、噴孔３６が形成される前の内壁３０３上に設けられる。噴孔３６を形成するとき、内側開口３６１は、形状が中心Ｃ３６１を中心とする円形状となるよう加工される。また、外側開口３６２の中心Ｃ３６２は、噴孔３６が形成される前の外壁３０４上に設けられる。噴孔３６を形成するとき、外側開口３６２は、形状が中心Ｃ３６２を中心とする円形状となるよう加工される。噴孔３６は、図３、４に示すように、内側開口３６１の断面積が外側開口３６２の断面積に比べ小さくなるよう形成されている。

【0036】

第一実施形態では、噴孔３６は、図３に示す長さＲｉ１１、Ｒｏ１１、及び、図４に示す長さＲｉ２１、Ｒｏ２１を用いて式（２）で表される関係式を満たすよう形成される。
（Ｒｏ１１／Ｒｉ１１）＜（Ｒｏ２１／Ｒｉ２１） ・・・式（２）
ここで、長さＲｉ１１は、噴孔３６の第一平面における内側開口３６１の断面の長さである。具体的には、長さＲｉ１１は、噴孔３６の第一平面において中心Ｃ３６１を通り噴孔軸ＨＣ３６に対して垂直な仮想線Ｌｉ１１が噴孔３６の第一平面における噴孔通路３６０の内壁の断面形状線Ｌ３６３、Ｌ３６４または当該内壁の断面形状線Ｌ３６３、Ｌ３６４の延長線Ｌｅ３６と交わる二点間の距離である。
また、長さＲｏ１１は、噴孔３６の第一平面における外側開口３６２の断面の長さであって、具体的には、長さＲｏ１１は、噴孔３６の第一平面において中心Ｃ３６２を通り噴孔軸ＨＣ３６に対して垂直な仮想線Ｌｏ１１が噴孔３６の第一平面における噴孔通路３６０の内壁の断面形状線Ｌ３６３、Ｌ３６４または当該内壁の断面形状線Ｌ３６３、Ｌ３６４の延長線Ｌｅ３６と交わる二点間の距離である。
また、長さＲｉ２１は、噴孔３６の第二平面における内側開口３６１の断面の長さである。具体的には、長さＲｉ２１は、噴孔３６の第二平面において中心Ｃ３６１を通り噴孔軸ＨＣ３６に対して垂直な仮想線Ｌｉ２１が噴孔３６の第一平面における噴孔通路３６０の内壁の断面形状線Ｌ３６５、Ｌ３６６または当該内壁の断面形状線Ｌ３６５、Ｌ３６６の延長線Ｌｅ３６と交わる二点間の距離である。
また、長さＲｏ２１は、噴孔３６の第二平面における外側開口３６２の断面の長さである。具体的には、長さＲｏ２１は、噴孔３６の第二平面において中心Ｃ３６２を通り噴孔軸ＨＣ３６に対して垂直な仮想線Ｌｏ２１が噴孔３６の第一平面における噴孔通路３６０の内壁の断面形状線Ｌ３６５、Ｌ３６６または当該内壁の断面形状線Ｌ３６５、Ｌ３６６の延長線Ｌｅ３６と交わる二点間の距離である。

【0037】

また、外側開口３６２は、断面形状が長さＲｏ１１を短軸の長さとし、長さＲｏ２１を長軸と長さとする楕円形状となるよう形成されている。

【0038】

ここでは、噴孔３６の形状について説明したが、燃料噴射弁１では、他の噴孔３１、３２、３３、３４、３５のそれぞれの形状についても式（２）の関係を満たすよう形成されている。

【0039】

第一実施形態による燃料噴射弁１の効果について、図６に示す比較例の燃料噴射弁の構成と比較しつつ図５に基づいて説明する。
図５には燃料噴射弁１の噴孔３６の第一平面における噴射ノズル３０の断面図を示す。
図６には比較例の燃料噴射弁の断面図を示す。図６に示す断面図は、比較例の燃料噴射弁が有する噴射ノズル９０の中心軸ＣＡ９０と平行な平面であって噴孔９６の噴孔軸ＨＣ９６（図６（ａ）参照）を含む噴孔９６の第一平面における噴射ノズル９０の断面を示している。
図５、図６には、燃料の流れ方向を実線矢印Ｆ１で示し、噴孔を流れる燃料及び噴孔から噴射される燃料の表面を点線Ｆ０で示す。

【0040】

比較例の燃料噴射弁では、噴孔９６の形状は、噴孔９６の第一平面における内側開口９６１の断面の長さに対する外側開口９６２の長さと、噴孔９６の第一平面に垂直な平面であってかつ噴孔軸ＨＣ９６を含む噴孔９６の第二平面における内側開口９６１の断面の長さに対する外側開口９６２の長さとの関係が式（２）を満たしていない。例えば、噴孔９６は、噴孔軸ＨＣ９６に垂直な断面形状が、図６（ｂ）に示すように、真円となるよう形成されている。

【0041】

比較例の燃料噴射弁において、ニードル９９が弁座９０５から離間すると、燃料は噴射ノズル９０の内壁９０３に沿って噴射ノズル９０の中心軸ＣＡ９０の径外方向から径内方向に向かって流れ、ニードル９９と噴射ノズル９０との間に形成されているサック室９９０に流入する。サック室９９０に流入した燃料は、サック室９９０への流入の勢いによって噴孔通路９６０を形成する噴射ノズル９０の内壁のうち中心軸ＣＡ９０側の内壁９６３に沿って流れる。しかしながら、内壁９６３に沿って流れる燃料は、噴射ノズル９０の内壁のうち噴射ノズル９０の中心軸ＣＡ９０とは反対側の内壁９６４まで燃料が広がりにくい。このため、燃料が流れない内壁９６４には不完全燃焼生成物が堆積しやすい。

【0042】

一方、燃料噴射弁１において、ニードル９９が弁座９０５から離間すると、燃料は噴射ノズル３０の内壁３０３に沿って噴射ノズル３０の中心軸ＣＡ３０の径外方向から径内方向に向かって流れ、ニードル４０と噴射ノズル３０との間に形成されているサック室４００に流入する。サック室４００に流入した燃料は、サック室４００への流入の勢いによって噴孔通路３６０を形成する噴射ノズル３０の内壁のうち中心軸ＣＡ３０側の内壁３６３に沿って流れる。噴孔３６は、式（２）の関係を満たすよう形成されているため、噴孔３６では、内壁３６３に沿って流れる燃料が噴射ノズル３０の内壁のうち中心軸ＣＡ３０とは反対側の内壁３６４まで広がりやすくなる。これにより、燃料が流れない内壁の面積が比較例に比べて小さくなり、噴孔通路３６０の内壁に不完全燃焼生成物が付着しにくくなる。

【0043】

第一実施形態による燃料噴射弁１では、噴孔３１、３２、３３、３４、３５、３６は、式（２）の関係を満たすよう形成されている。具体的には、外側開口３１２、３２２、３３２、３４２、３５２、３６２の噴孔軸ＨＣ３１、ＨＣ３２、ＨＣ３３、ＨＣ３４、ＨＣ３５、ＨＣ３６に垂直な断面形状は、内側開口３１１、３２１、３３１、３４１、３５１、３６１の噴孔軸ＨＣ３１、ＨＣ３２、ＨＣ３３、ＨＣ３４、ＨＣ３５、ＨＣ３６に垂直な断面形状に比べ噴射ノズル３０の周方向に長くなるよう形成されている。
ニードル４０が弁座３０５から離間しノズルボディ２０内の燃料が噴孔３１、３２、３３、３４、３５、３６から噴射されるとき、噴孔通路３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０の中心軸ＣＡ３０側の内壁（噴孔通路３６０の場合、内壁３６３）に沿って流れる燃料は、噴孔通路３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０の中心軸ＣＡ３０とは反対側の内壁にも沿って流れるよう噴孔通路３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０で広がる。噴孔通路３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０における燃料の広がりによって燃料が流れない噴孔通路３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０の内壁（噴孔通路３６０の場合、内壁３６４）の面積が比較的小さくなる。これにより、燃料の流れによって不完全燃焼生成物の付着が抑制され、不完全燃焼生成物が噴孔通路３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０の内壁に堆積しにくくなるため、噴孔３１、３２、３３、３４、３５、３６の断面形状の経時変化を小さくすることができる。したがって、燃料噴射弁１では、噴孔３１、３２、３３、３４、３５、３６から噴射される燃料の噴射量や噴射方向、噴射される燃料の微粒化の度合いなど燃料の噴射特性の経時変化を小さくすることができる。

【0044】

また、燃料噴射弁１では、外側開口３１２、３２２、３３２、３４２、３５２、３６２は、断面形状が第一平面における断面の長さを短軸の長さとし、第一平面における断面の長さを長軸と長さとする楕円形状となるよう形成されている。これにより、噴孔通路３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０の中心軸ＣＡ３０側の内壁に沿って流れる燃料は、噴孔通路３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０でさらに広がりやすくなるため、噴孔通路３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０の内壁に不完全燃焼生成物がさらに堆積しにくくなる。したがって、燃料の噴射特性の経時変化をさらに小さくすることができる。

【0045】

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態による燃料噴射弁を図７〜９に基づいて説明する。第二実施形態は、複数の噴孔間の噴孔の形状の関係が第一実施形態と異なる。なお、第一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。

【0046】

第二実施形態による燃料噴射弁２が備える噴射ノズル５０の断面図を図７、８に示す。噴射ノズル５０は、複数の噴孔を有している。図７、８は、これら複数の噴孔のうち噴射ノズル５０の中心軸ＣＡ５０を挟むよう設けられる噴孔５１、５６を含む断面図である。

【0047】

噴孔５１は、噴射ノズル５０の内壁５０３上の開口である内側開口５１１、噴射ノズル５０の外壁５０４上の開口である外側開口５１２、及び、内側開口５１１と外側開口５１２とを連通する噴孔通路５１０などから構成されている。噴孔５１は、内側開口５１１の中心Ｃ５１１と外側開口５１２の中心Ｃ５１２とを通る噴孔軸ＨＣ５１を有する。噴孔５１は、噴孔軸ＨＣ５１に垂直な断面形状が曲線から形成されている。

【0048】

噴孔５６は、内壁５０３上の開口である内側開口５６１、外壁５０４上の開口である外側開口５６２、及び、内側開口５６１と外側開口５６２とを連通する噴孔通路５６０などから構成されている。噴孔５６は、内側開口５６１の中心Ｃ５６１と外側開口５６２の中心Ｃ５６２とを通る噴孔軸ＨＣ５６を有する。噴孔５６は、噴孔軸ＨＣ５６に垂直な断面形状が曲線から形成されている。

【0049】

図７に示す断面図は、中心軸ＣＡ５０に平行な平面であってかつ噴孔軸ＨＣ５１、ＨＣ５６を含む平面（以下、「噴孔５１、５６の第一平面」という）における噴孔５１、５６の断面を示している。また、図８（ａ）に示す断面図は、図７のＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ線断面図であって、噴孔５１、５６の第一平面に垂直な平面であってかつ噴孔軸ＨＣ５６を含む平面（以下、「噴孔５６の第二平面」という）における噴射ノズル５０の断面を示している。図８（ｂ）に示す断面図は、図７のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線断面図であって、噴孔５１、５６の第一平面に垂直な平面であってかつ噴孔軸ＨＣ５１を含む平面（以下、「噴孔５１の第二平面」という）における噴射ノズル５０の断面図を示している。なお、噴射ノズル５０では、噴孔軸ＨＣ５１と噴孔軸ＨＣ５６とは同一平面上にある。

【0050】

噴孔５１、５６は、それぞれ内側開口の断面積が外側開口の断面積に比べ小さくなるよう形成されている。
噴孔５１は、図７に示すように、噴孔軸ＨＣ５１と中心軸ＣＡ５０とがなす角度である噴射角θ５１が噴孔軸ＨＣ５６と中心軸ＣＡ５０とがなす角度である噴射角θ５６より小さくなるよう形成されている。

【0051】

噴孔５１は、噴孔５１の第一平面における内側開口５１１の断面の長さを長さＲｉ１２１、噴孔５１の第一平面における外側開口５１２の断面の長さを長さＲｏ１２１、噴孔５１の第二平面における内側開口５１１の断面の長さを長さＲｉ２２１、及び、噴孔５１の第二平面における外側開口５１２の断面の長さを長さＲｏ２２１とすると、式（３）で表される関係式を満たすよう形成される。
（Ｒｏ１２１／Ｒｉ１２１）＜（Ｒｏ２２１／Ｒｉ２２１） ・・・式（３）
また、噴孔５６は、噴孔５６の第一平面における内側開口５６１の断面の長さを長さＲｉ１２６、噴孔５６の第一平面における外側開口５６２の断面の長さを長さＲｏ１２６、噴孔５６の第二平面における内側開口５６１の断面の長さを長さＲｉ２２６、及び、噴孔５６の第二平面における外側開口５６２の断面の長さを長さＲｏ２２６とすると、式（４）で表される関係式を満たすよう形成される。
（Ｒｏ１２６／Ｒｉ１２６）＜（Ｒｏ２２６／Ｒｉ２２６） ・・・式（４）
ここでは、噴孔５１、５６は、それぞれが式（３）、（４）の関係を満たすよう形成されるとしたが、燃料噴射弁２が有する他の噴孔についても同様の関係を満たすよう形成される。

【0052】

また、噴孔５１と噴孔５６とで比較すると、図７に示すように、噴孔５６の噴射角θ５６は噴孔５１の噴射角θ５１に比べ大きいため、噴孔５６の｛（Ｒｏ１２６／Ｒｉ１２６）／（Ｒｏ２２６／Ｒｉ２２６）｝は、噴孔５１の｛（Ｒｏ１２１／Ｒｉ１２１）／（Ｒｏ２２１／Ｒｉ２２１）｝に比べ小さくなるよう噴孔５１、５６は形成されている。このように、燃料噴射弁２では、複数の噴孔の全てにおいて、噴孔同士を比較したとき、噴射角が大きい噴孔の方が、第一平面における内側開口の断面の長さＲｉ１、第一平面における外側開口の断面の長さＲｏ１、第二平面における内側開口の断面の長さＲｉ２、及び、第二平面における外側開口の断面の長さＲｏ２に基づいて導出される噴孔拡大比｛（Ｒｏ１／Ｒｉ１）／（Ｒｏ２／Ｒｉ２）｝は小さくなるよう形成されている。

【0053】

従来、燃料噴射弁では、噴射角が大きくなると、噴孔通路の内壁のうち中心軸とは反対側の内壁に沿って燃料が流れにくくなるため、噴孔通路の内壁に不完全燃焼生成物が堆積しやすくなる（図９（ｂ）参照）。
そこで、第二実施形態による燃料噴射弁２では、図９（ａ）に示すように、噴射角が大きいほど当該噴孔の噴孔拡大比｛（Ｒｏ１／Ｒｉ１）／（Ｒｏ２／Ｒｉ２）｝を小さくするよう噴孔を形成する。これにより、噴射角が大きい噴孔ほど、外側開口の噴孔軸に垂直な断面形状は、内側開口の噴孔軸に垂直な断面形状に比べ噴射ノズル５０の周方向に長くなるよう形成されている。これにより、不完全燃焼生成物が比較的堆積しやすい噴射角が大きい噴孔においても燃料が噴孔通路の内壁に沿って広がり、不完全燃焼生成物が堆積しにくくなる。したがって、第二実施形態は、第一実施形態の効果を奏するとともに、複数の噴孔間における燃料の噴霧状態のばらつきを小さくすることができる。

【0054】

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態による燃料噴射弁を図１０〜１４に基づいて説明する。第三実施形態は、噴孔の形状が第一実施形態と異なる。なお、第一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。

【0055】

第三実施形態による燃料噴射弁３が備える噴射ノズル６０の断面図を図１０、１１に示す。
噴孔６６は、噴射ノズル６０の内壁６０３上の開口である内側開口６６１、噴射ノズル６０の外壁６０４上の開口である外側開口６６２、及び、内側開口６６１と外側開口６６２とを連通する噴孔通路６６０などから構成されている。噴孔６６は、内側開口６６１の中心Ｃ６６１と外側開口６６２の中心Ｃ６６２とを通る噴孔軸ＨＣ６６を有する。噴孔６６は、噴孔軸ＨＣ６６に垂直な断面形状が曲線から形成されている。噴孔６６は、図１０、１１に示すように、内側開口６６１の断面積が外側開口６６２の断面積に比べ小さくなるよう形成されている。

【0056】

図１０に示す断面図は、噴射ノズル６０の中心軸ＣＡ６０に平行な平面であって噴孔軸ＨＣ６６を含む平面（以下、「噴孔６６の第一平面」という）における噴射ノズル６０の断面図を示している。また、図１１に示す断面図は、図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図であって、噴孔６６の第一平面に垂直な平面であって噴孔軸ＨＣ６６を含む平面（以下、「噴孔６６の第二平面」という）における噴射ノズル６０の断面図を示している。

【0057】

第三実施形態では、噴孔６６は、図１０に示す長さＲｉ１３、Ｒｏ１３、及び、図１１に示す長さＲｉ２３、Ｒｏ２３を用いて式（５）で表される関係式を満たすよう形成される。
（Ｒｏ１３／Ｒｉ１３）＜（Ｒｏ２３／Ｒｉ２３） ・・・式（５）

【0058】

ここで、長さＲｉ１３は、噴孔６６の第一平面において中心Ｃ６６１を通り噴孔軸ＨＣ６６に対して垂直な仮想線Ｌｉ１３が噴孔６６の第一平面における噴孔通路６６０の内壁の断面形状線Ｌ６６３、Ｌ６６４または当該内壁の断面形状線Ｌ６６３、Ｌ６６４の延長線Ｌｅ６６と交わる二点間の距離である。
また、長さＲｏ１３は、噴孔６６の第一平面において中心Ｃ６６２を通り噴孔軸ＨＣ６６に対して垂直な仮想線Ｌｏ１３が噴孔６６の第一平面における噴孔通路６６０の内壁の断面形状線Ｌ６６３、Ｌ６６４または当該内壁の断面形状線Ｌ６６３、Ｌ６６４の延長線Ｌｅ６６と交わる二点間の距離である。
また、長さＲｉ２３は、噴孔６６の第二平面において中心Ｃ６６１を通り噴孔軸ＨＣ６６に対して垂直な仮想線Ｌｉ２３が噴孔６６の第一平面における噴孔通路６６０の内壁の断面形状線Ｌ６６５、Ｌ６６６または当該内壁の断面形状線Ｌ６６５、Ｌ６６６の延長線Ｌｅ６６と交わる二点間の距離である。
また、長さＲｏ２３は、噴孔６６の第二平面において中心Ｃ６６２を通り噴孔軸ＨＣ６６に対して垂直な仮想線Ｌｏ２３が噴孔６６の第一平面における噴孔通路６６０の内壁の断面形状線Ｌ６６５、Ｌ６６６または当該内壁の断面形状線Ｌ６６５、Ｌ６６６の延長線Ｌｅ６６と交わる二点間の距離である。

【0059】

また、噴孔６６は、噴孔６６の第一平面における噴孔通路６６０の内壁の断面の断面形状線Ｌ６６４と噴孔軸ＨＣ６６とがなす角度を第一広がり角α１３、及び、噴孔６６の第二平面における噴孔通路６６０の内壁の断面形状線Ｌ６６６と噴孔軸ＨＣ６６とがなす角度を第二広がり角β２３とするとき、式（６）の関係を満たすよう形成される。
α１３＜β２３ ・・・式（６）

【0060】

第三実施形態による燃料噴射弁３の効果について、図１３に示す比較例の燃料噴射弁の構成と比較しつつ図１２に基づいて説明する。
図１２には燃料噴射弁３の噴孔６６の第二平面における噴射ノズル６０の断面図を示す。
図１３には比較例の燃料噴射弁の断面図を示す。図１３に示す断面図は、比較例の燃料噴射弁が有する噴射ノズル９０の中心軸ＣＡ９０と平行な平面であって噴孔９６の内側開口９６１の中心Ｃ９６１と外側開口９６２の中心Ｃ９６２とを通る噴孔軸ＨＣ９６を含む噴孔９６の第二平面における噴射ノズル９０の断面図を示している。
図１２及び図１３には、噴孔を流れる燃料及び噴孔から噴射される燃料の表面を点線Ｆ０で示す。

【0061】

比較例の燃料噴射弁では、噴孔９６の形状は、噴孔９６の第一平面における噴孔通路９６０の内壁の断面と噴孔軸ＨＣ９６とがなす角度である第一広がり角と噴孔９６の第二平面における噴孔通路９６０の内壁の断面と噴孔軸ＨＣ９６とがなす角度である第二広がり角との関係が式（６）を満たしていない。例えば、噴孔９６は、噴孔軸ＨＣ９６に垂直な断面形状が、図１３（ｂ）に示すように、真円となるよう形成されている。すなわち、噴孔９６では、第一広がり角と第二広がり角とは同じ大きさである。

【0062】

比較例の燃料噴射弁において燃料が噴孔９６から噴射されるとき、噴孔通路９６０を流れる燃料は、噴孔通路９６０を形成する噴射ノズル９０の内壁のうち噴射ノズル９０の中心軸ＣＡ９０側の内壁９６３に沿って流れる（図１３（ｂ）参照）。このため、噴射ノズル９０の内壁のうち噴射ノズル９０の中心軸ＣＡ９０とは反対側の内壁９６４には、燃料が流れない。このため、燃料が流れない内壁９６４には不完全燃焼生成物が堆積しやすい。

【0063】

一方、図１２に示す燃料噴射弁３において燃料が噴孔６６から噴射されるとき、燃料は、噴孔通路６６０を形成する噴射ノズル６０の内壁のうち中心軸ＣＡ６０側の内壁６６３に沿って流れる。噴孔６６では、式（５）及び式（６）の関係を満たすよう形成されているため、噴孔６６では、内壁６６３に沿って流れる燃料が噴射ノズル６０の内壁のうち中心軸ＣＡ６０とは反対側の内壁６６４まで広がりやすくなる。これにより、燃料が流れない内壁の面積が比較例に比べて小さくなり、噴孔通路６６０の内壁に不完全燃焼生成物が堆積しにくくなる。

【0064】

本願発明者らは、燃料噴射弁３を用いて噴孔の第二広がり角と当該噴孔から噴射される燃料の平均粒子径との関係を明らかにする実験を行った。その結果を図１４に示す。
図１４に示す特性図では、横軸に噴孔の第二広がり角を示し、縦軸に当該噴孔から噴射される燃料の平均粒子径を示している。図１４より、第二広がり角が大きくなるほど燃料の平均粒子径は小さくなることが明らかとなった。

【0065】

第三実施形態による燃料噴射弁３では、噴孔６６は、式（５）を満たすよう形成されるとともに第一広がり角と第二広がり角との関係が式（６）を満たすよう形成されている。具体的には、外側開口６６２の噴孔軸ＨＣ６６に垂直な断面形状は、内側開口６６１の噴孔軸ＨＣ６６に垂直な断面形状に比べ噴射ノズル６０の周方向に長くなるよう形成されている。これにより、噴孔６６が有する噴孔通路６６０の中心軸ＣＡ６０側の内壁６６３に沿って流れる燃料は、噴孔通路の中心軸ＣＡ３０とは反対側の内壁にも沿って流れるよう噴孔通路で広がるため、不完全燃焼生成物が噴孔通路の内壁に堆積しにくくなる。したがって、第三実施形態は、第一実施形態の効果を奏する。

【0066】

また、図１４に示すように、噴孔の第二広がり角を比較的大きくすることによって当該噴孔から噴射される燃料の平均粒子径を小さくすることができる。これにより、当該噴孔から噴射された燃料の噴霧状態を良好にすることができ、燃料噴射弁３が燃料を供給するエンジンの燃焼効率を向上することができる。

【0067】

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態による燃料噴射弁を図１５〜１７に基づいて説明する。第四実施形態は、複数の噴孔間の噴孔の形状の関係が第三実施形態と異なる。なお、第三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。

【0068】

第四実施形態による燃料噴射弁４が備える噴射ノズル７０の断面図を図１５、１６に示す。噴射ノズル７０は、複数の噴孔を有している。図１５、１６は、これら複数の噴孔のうち噴射ノズル７０の中心軸ＣＡ７０を挟むよう設けられる噴孔７１、７６を含む断面図である。

【0069】

噴孔７１は、噴射ノズル７０の内壁７０３上の開口である内側開口７１１、噴射ノズル７０の外壁７０４上の開口である外側開口７１２、及び、内側開口７１１と外側開口７１２とを連通する噴孔通路７１０などから構成されている。噴孔７１は、内側開口７１１の中心Ｃ７１１と外側開口７１２の中心Ｃ７１２とを通る噴孔軸ＨＣ７１を有する。噴孔７１は、噴孔軸ＨＣ７１に垂直な断面形状が曲線から形成されている。

【0070】

噴孔７６は、内壁７０３上の開口である内側開口７６１、外壁７０４上の開口である外側開口７６２、及び、内側開口７６１と外側開口７６２とを連通する噴孔通路７６０などから構成されている。噴孔７６は、内側開口７６１の中心Ｃ７６１と外側開口７６２の中心Ｃ７６２とを通る噴孔軸ＨＣ７６を有する。噴孔７６は、噴孔軸ＨＣ７６に垂直な断面形状が曲線から形成されている。

【0071】

図１５に示す断面図は、中心軸ＣＡ７０に平行な平面であってかつ噴孔軸ＨＣ７１、ＨＣ７６を含む平面（以下、「噴孔７１、７６の第一平面」という）上の噴孔７１、７６の断面を示している。また、図１６（ａ）に示す断面図は、図１５のＸＶＩａ−ＸＶＩａ線断面図であって、噴孔７１、７６の第一平面に垂直な平面であってかつ噴孔軸ＨＣ７６を含む平面（以下、「噴孔７６の第二平面」という）における噴射ノズル７０の断面図を示している。図１６（ｂ）に示す断面図は、図１５のＸＶＩｂ−ＸＶＩｂ線断面図であって、噴孔７１、７６の第一平面に垂直な平面であってかつ噴孔軸ＨＣ７１を含む平面（以下、「噴孔７１の第二平面」という）における噴射ノズル７０の断面図を示している。なお、噴射ノズル７０では、噴孔軸ＨＣ７１と噴孔軸ＨＣ７６とは同一平面上にある。

【0072】

噴孔７１、７６は、図１５、１６に示すように、内側開口の断面積が外側開口の断面積に比べ小さくなるよう形成されている。
噴孔７１は、図７に示すように、噴孔軸ＨＣ７１と中心軸ＣＡ７０とがなす角度である噴射角θ７１が噴孔軸ＨＣ７６と中心軸ＣＡ７０とがなす角度である噴射角θ７６より小さい。

【0073】

噴孔７１は、噴孔７１の第一平面における内側開口７１１の断面の長さを長さＲｉ１４１、噴孔７１の第一平面における外側開口７１２の断面の長さを長さＲｏ１４１、噴孔７１の第二平面における内側開口７１１の断面の長さを長さＲｉ２４１、及び、噴孔７１の第二平面における外側開口７１２の断面の長さを長さＲｏ２４１とすると、式（７）で表される関係式を満たすよう形成される。
（Ｒｏ１４１／Ｒｉ１４１）＜（Ｒｏ２４１／Ｒｉ２４１） ・・・式（７）
また、噴孔７６は、噴孔７６の第一平面における内側開口７６１の断面の長さを長さＲｉ１４６、噴孔７６の第一平面における外側開口７６２の断面の長さを長さＲｏ１４６、噴孔７６の第二平面における内側開口７６１の断面の長さを長さＲｉ２４６、及び、噴孔７６の第二平面における外側開口７６２の断面の長さを長さＲｏ２４６とすると、式（８）で表される関係式を満たすよう形成される。
（Ｒｏ１４６／Ｒｉ１４６）＜（Ｒｏ２４６／Ｒｉ２４６） ・・・式（８）
ここでは、噴孔７１、７６は、それぞれが式（７）、（８）の関係を満たすよう形成されるとしたが、燃料噴射弁４が有する他の噴孔についても同様の関係を満たすよう形成される。

【0074】

また、噴孔７１の第一平面における噴孔通路７１０の内壁の断面形状線Ｌ７１４と噴孔軸ＨＣ７１とがなす角度である第一広がり角を第一広がり角α１４１、噴孔７１の第二平面における噴孔通路７１０の内壁の断面形状線Ｌ７１６と噴孔軸ＨＣ７１とがなす角度である第二広がり角を第二広がり角β２４１、噴孔７６の第一平面における噴孔通路７６０の内壁の断面形状線Ｌ７６４と噴孔軸ＨＣ７６とがなす角度である第一広がり角を第一広がり角α１４６、及び、噴孔７６の第二平面における噴孔通路７６０の内壁の断面形状線Ｌ７６５と噴孔軸ＨＣ７６とがなす角度である第二広がり角を第二広がり角β２４６とするとき、噴孔７１、７６は、式（９）〜（１２）の関係を満たすよう形成される。
α１４１＜β２４１ ・・・式（９）
α１４６＜β２４６ ・・・式（１０）
α１４６＜α１４１ ・・・式（１１）
β２４６＞β２４１ ・・・式（１２）

【0075】

第四実施形態では、噴射角の大きさに応じて式（１１）に示す第一広がり角の関係及び式（１２）に示す第二広がり角の関係を満たすよう複数の噴孔が形成されている。このとき、噴射角が大きくなるほど第一広がり角が小さくなるよう噴孔を形成する（図１７（ａ）の実線Ｌα）。また、噴射角が大きくなるほど第二広がり角が大きくなるよう噴孔を形成する（図１７（ａ）の実線Ｌβ）。これにより、図１７（ｂ）に示すように、燃料噴射弁４では、噴射角が大きくなるほど、第二広がり角に対する第一広がり角の相対的な大きさである比（α／β）が小さくなるよう噴孔が形成されている。比（α／β）が小さくなると、噴孔の断面形状は、噴孔通路の噴孔軸に垂直な断面形状が噴射ノズルの周方向に長くなるため、燃料が噴孔通路の内壁に沿って流れやすくなる。これにより、不完全燃焼生成物が比較的堆積しやすい噴射角が大きい噴孔においても燃料が噴孔通路で広がり、不完全燃焼生成物が堆積しにくくなる。したがって、第四実施形態は、第一実施形態の効果を奏するとともに、複数の噴孔間における燃料の噴霧状態のばらつきを小さくすることができる。

【0076】

（他の実施形態）
上述の実施形態では、第一平面は、噴射ノズルの中心軸に平行な平面であるとした。しかしながら、第一平面は、噴射ノズルの中心軸を含んでもよい。

【0077】

第一実施形態では、複数の噴孔全てが式（１）の関係を満たすよう形成されるとした。しかしながら、複数の噴孔のうち一つの噴孔が式（１）の関係を満たすよう形成されればよい。

【0078】

第二実施形態では、複数の噴孔の全てについて噴射角が大きい噴孔の方が噴孔拡大比｛（Ｒｏ１／Ｒｉ１）／（Ｒｏ２／Ｒｉ２）｝は小さくなるとした。しかしながら、複数の噴孔の全てに適用しなくてもよい。

【0079】

第四実施形態では、噴孔の形状において式（１１）及び式（１２）の両方の関係を同時に満たすとした。しかしながら、式（１１）及び式（１２）の少なくとも一方の関係を満たせばよい。

【0080】

第一実施形態では、外側噴孔は，断面形状が長さＲｏ１１を短軸の長さとし、長さＲｏ２１を長軸と長さとする楕円形状となるよう形成されているとした。しかしながら、外側噴孔の断面形状は楕円でなくてもよい。また、第二〜四実施形態において外側噴孔が楕円であってもよい。

【0081】

上述の実施形態では、複数の噴孔は等間隔に形成されるとした。しかしながら、等間隔でなくてもよい。

【0082】

第一、三実施形態では、噴孔は一つであってもよい。

【0083】

第二、三実施形態では、二つの噴孔のそれぞれの噴孔軸は同一平面上にあるとした。しかしながら、二つの噴孔のそれぞれの噴孔軸は別々の平面上にあってもよい。

【0084】

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】

【0085】

１、２、３、４ ・・・燃料噴射弁
３０５ ・・・弁座
３１、３２、３３、３４、３５、３６、５１、５６、６６、７１、７６・・・噴孔
３１１、３２１、３３１、３４１、３５１、３６１、５１１、５６１、６６１、７１１、７６１・・・内側開口
３１２、３２２、３３２、３４２、３５２、３６２、５１２、５６２、６６２、７１２、７６２・・・外側開口
ＣＡ３０、ＣＡ５０、ＣＡ６０、ＣＡ７０・・・中心軸
ＨＣ３６、ＨＣ５１、ＨＣ５６、ＨＣ６６、ＨＣ７１、ＨＣ７６・・・噴孔軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】