特許 7419997 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】

(24)【登録日】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 61/18 20060101AFI20240116BHJP

【ＦＩ】

F02M61/18 330A

F02M61/18 330C

F02M61/18 320C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020120814

(22)【出願日】2020-07-14

(65)【公開番号】P2022017944

(43)【公開日】2022-01-26

【審査請求日】2023-06-15

(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】束田 英雄

(72)【発明者】

【氏名】吉丸 清考

【審査官】津田 真吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－８０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４１６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３３２５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３４３９４７（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】

弁軸（Ｚ）を中心として設けられ、内側に燃料通路（１００）を形成するノズル筒部（１１）、前記ノズル筒部の一端を塞ぐノズル底部（１２）、前記ノズル底部の前記ノズル筒部側の面（１２１）と前記ノズル筒部とは反対側の面（１２２）とを接続し前記燃料通路内の燃料を噴射する複数の噴孔（１３）、および、前記ノズル底部の前記ノズル筒部側の面において前記噴孔の周囲に形成される環状の弁座（１７）を有するノズル（１０）と、
前記ノズルの内側で前記弁軸に沿って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（３０）と、
前記ニードルを開弁方向または閉弁方向に移動させることが可能な駆動部（３７、４１、４５）と、を備え、
前記噴孔は、前記ノズル底部の前記ノズル筒部側の面に形成される入口開口部（１４）、および、前記ノズル底部の前記ノズル筒部とは反対側の面に形成され、面積が前記入口開口部の面積より大きい出口開口部（１５）を有し、
複数の前記噴孔のうち１つ以上は、前記出口開口部が長軸（Ｈａ）および短軸（Ｈｂ）を有する扁平噴孔であり、前記扁平噴孔はさらに１つ以上の特定扁平噴孔（１３１～１３５）を含み、
前記特定扁平噴孔は、
前記入口開口部の中心と前記出口開口部の中心とを結ぶ噴孔軸（Ｈｏ）を含み前記弁軸に平行な平面（Ｓｈ）に長軸が直交し、
内壁に、長軸を挟んで対向する平面部（１５７、１５８）を有し、
長軸に対し噴射時に燃料が沿う側の内壁において、前記入口開口部の長軸方向端部の曲率半径を第１曲率半径（Ｒ１）、前記出口開口部の長軸方向端部の曲率半径を第２曲率半径（Ｒ２）とし、前記第１曲率半径に対する前記第２曲率半径の比を曲率半径比と定義すると、前記曲率半径比は４０％～１００％の範囲にあり、
複数の前記噴孔は、前記弁軸を含む基準平面（Ｓｙ）に対して対称に配置されており、
少なくとも、前記弁軸と平行な仮想軸に対する前記噴孔軸の角度である噴孔角度（γ）が最大である一対の噴孔が前記特定扁平噴孔を構成している燃料噴射弁。

【請求項2】

全ての噴孔が前記特定扁平噴孔を構成している請求項１に記載の燃料噴射弁。

【請求項3】

前記特定扁平噴孔の前記曲率半径比は５０％～９０％の範囲にある請求項１または２に記載の燃料噴射弁。

【請求項4】

前記特定扁平噴孔（１３２）は、
前記出口開口部の短軸方向の内壁に、前記噴孔軸方向の投影視において直線状を呈するストレート部（１５９）が形成されている請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

【請求項5】

前記特定扁平噴孔（１３３）は、
前記第１曲率半径をＲ１、前記第２曲率半径をＲ２とし、
長軸に対し噴射時に燃料が沿う側とは反対側の内壁において、前記出口開口部の長軸方向端部の曲率半径である第３曲率半径をＲ３とすると、
Ｒ２＜Ｒ１＜Ｒ３
の関係が成り立つ請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

【請求項6】

前記特定扁平噴孔（１３４）は、
長軸に対し噴射時に燃料が沿う側とは反対側の内壁の一部が、前記入口開口部から前記出口開口部に向かうほど前記噴孔軸に近づくように形成されている請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

【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】

従来、燃料噴射弁の噴孔形状を工夫することで噴霧の改善を図る技術が知られている。

【0003】

例えば特許文献１に開示された燃料噴射弁は、噴孔内壁のうち燃料が流れない部分の面積が小さくなるよう噴孔の断面の形状を扁平にすることで、噴孔内壁のデポジットの堆積を抑制している。また特許文献２には、噴孔を扁平形状にすることで液膜の薄膜化が促進され、微粒化や低ペネトレーション化が図られると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－２８７６号公報

【文献】特開２０２０－８０１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

車両用エンジンの技術分野では、近年、低温時のＰＭ（粒子状物質）規制強化に伴い、燃料噴射系への要求が強化されている。冷間ＰＭ発生の原因として、ピストン表面に付着するＷｅｔ（燃料液膜）が気化せず、燃焼時に輝炎が発生することで大粒径のＰＭが発生することがわかっている。

【0006】

従来技術では扁平噴孔の内壁に燃料を沿わせることで液膜の薄膜化を促進し、微粒化や低ペネトレーション化を実現している。微粒化や低ペネトレーション化により壁面Ｗｅｔの総量を低減させることは可能であるが、壁面Ｗｅｔの付着状態とペネトレーションとの関係についてなんら考慮されていない。

【0007】

また、低ペネトレーション化による壁面Ｗｅｔの総付着量低減とは異なる着眼点から、付着後の燃料を速やかに蒸発させることによって、壁面残留燃料の低減による輝炎の抑制を実現し、ペネトレーション低減を図ることができると考えられる。速やかに蒸発させて残留燃料を低減させるには、薄く広い壁面Ｗｅｔの付着状態が求められる。そのため、噴霧の分散性を高め、燃料濃度や粒径のばらつきを低減させる必要がある。

【0008】

本発明の目的は、高分散、高均質な噴霧を実現する燃料噴射弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の燃料噴射弁は、ノズル（１０）と、ニードル（３０）と、駆動部（３７、４１、４５）と、を備える。ノズルは、弁軸（Ｚ）を中心として設けられ、内側に燃料通路（１００）を形成するノズル筒部（１１）、ノズル筒部の一端を塞ぐノズル底部（１２）、「ノズル底部のノズル筒部側の面（１２１）」と「ノズル筒部とは反対側の面（１２２）」とを接続し燃料通路内の燃料を噴射する複数の噴孔（１３）、および、「ノズル底部のノズル筒部側の面」において噴孔の周囲に形成される環状の弁座（１７）を有する。

【0010】

ニードルは、ノズルの内側で弁軸に沿って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、ニードルを開弁方向または閉弁方向に移動させることが可能である。

【0011】

噴孔は、「ノズル底部のノズル筒部側の面」に形成される入口開口部（１４）、および、「ノズル底部のノズル筒部とは反対側の面」に形成され、面積が入口開口部の面積より大きい出口開口部（１５）を有する。複数の噴孔のうち１つ以上は、出口開口部が長軸（Ｈａ）および短軸（Ｈｂ）を有する「扁平噴孔」である。扁平噴孔はさらに１つ以上の「特定扁平噴孔」（１３１～１３５）を含む。

【0012】

特定扁平噴孔は、入口開口部の中心と出口開口部の中心とを結ぶ噴孔軸（Ｈｏ）を含み弁軸に平行な平面（Ｓｈ）に長軸が直交する。また、特定扁平噴孔は、内壁に、長軸を挟んで対向する平面部（１５７、１５８）を有する。

【0013】

長軸に対し噴射時に燃料が沿う側の内壁において、入口開口部の長軸方向端部の曲率半径を第１曲率半径（Ｒ１）、出口開口部の長軸方向端部の曲率半径を第２曲率半径（Ｒ２）とし、第１曲率半径に対する第２曲率半径の比を曲率半径比と定義する。曲率半径比は４０％～１００％の範囲にあり、より好ましくは５０％～９０％の範囲にある。

【0014】

複数の噴孔は、弁軸を含む基準平面（Ｓｙ）に対して対称に配置されており、少なくとも、弁軸に対する噴孔軸の角度である噴孔角度（γ）が最大である一対の噴孔が特定扁平噴孔を構成している。

【0015】

本発明では、出口開口部が扁平な扁平噴孔において、入口開口部に対する出口開口部の曲率半径比が４０％～１００％の範囲であることにより、噴霧を形成する噴孔内液膜を均質にすることができる。したがって、高分散、高均質な噴霧を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態による燃料噴射弁の全体構成を示す断面図。

【図2】第１、第６～第９実施形態による燃料噴射弁が搭載されるサイド搭載式エンジンの模式図。

【図3】図２を矢印ＩＩＩ方向から見た図。

【図4】図１のＩＶ部拡大断面図（噴孔の軸方向断面図）。

【図5】比較例の噴孔形状（テーパ噴孔）を示す模式三面図。

【図6】本実施形態の噴孔形状（扁平噴孔）を示す模式三面図。

【図7】第１実施形態による燃料噴射弁の噴孔配置（５孔）を示す模式図。

【図8】図７のＶＩＩＩ部拡大図。

【図9】噴射時に燃料が沿う側の内壁を示す噴孔の軸方向断面図。

【図10】第１実施形態による噴孔形状を示す模式図。

【図11】液膜均質性を説明する図。

【図12】曲率半径比と液膜均質性との関係を示す図。

【図13】第２実施形態による噴孔形状を示す模式図。

【図14】第３実施形態による噴孔形状を示す模式図。

【図15】第４実施形態による噴孔形状を示す模式図。

【図16】第５実施形態による噴孔形状を示す模式図。

【図17】第６実施形態による燃料噴射弁の噴孔配置（５孔）を示す模式図。

【図18】第７実施形態による燃料噴射弁の噴孔配置（６孔）を示す模式図。

【図19】第８実施形態による燃料噴射弁の噴孔配置（６孔）を示す模式図。

【図20】第９実施形態による燃料噴射弁の噴孔配置（６孔）を示す模式図。

【図21】第１０、第１１実施形態による燃料噴射弁が搭載されるセンター搭載式エンジンの模式図。

【図22】第１０実施形態による燃料噴射弁の噴孔配置（５孔）を示す模式図。

【図23】第１１実施形態による燃料噴射弁の噴孔配置（６孔）を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明による燃料噴射弁に係る複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。また、第１～第１１実施形態を包括して「本実施形態」という。本実施形態の燃料噴射弁は、ガソリンエンジン等のエンジンに搭載され、エンジンの燃焼室に燃料を噴射する。

【0018】

［燃料噴射弁の全体構成］
最初に図１～図４を参照し、燃料噴射弁の全体構成、および、第１、第６～第９実施形態の燃料噴射弁が搭載されるサイド搭載式エンジンの概略構成を説明する。なお、第１０、第１１実施形態の燃料噴射弁が搭載されるセンター搭載式エンジンの構成は、図２１に示される。これらの事項は、特許文献１、２等の従来技術と共通するものであり、適宜、詳細な説明を省略する。

【0019】

図２、図３に示すサイド搭載式エンジン８０１は、シリンダブロック８１、ピストン８２、シリンダヘッド９０、吸気弁９５、排気弁９６等を備えている。シリンダブロック８１の内壁とシリンダヘッド９０の壁面とピストン８２との間には、燃焼室８３が形成されている。燃焼室８３は、ピストン８２の往復移動に伴って容積が増減する。

【0020】

シリンダヘッド９０は、インテークマニホールド９１およびエギゾーストマニホールド９３を有している。インテークマニホールド９１には、吸気を燃焼室８３に導く吸気通路９２が形成されている。エギゾーストマニホールド９３には、燃焼室８３で生じた排気を大気側へ導く排気通路９４が形成されている。吸気弁９５は、燃焼室８３と吸気通路９２との間を開閉可能である。排気弁９６は、燃焼室８３と排気通路９４との間を開閉可能である。

【0021】

サイド搭載式エンジン８０１では、燃料噴射弁７０は、吸気通路９２のシリンダブロック８１側、すなわち燃焼室８３の側方に傾斜して設けられる。また、シリンダヘッド９０の吸気弁９５と排気弁９６との間、すなわち、燃焼室８３の中央に対応する位置に点火プラグ９７が設けられている。点火プラグ９７は、燃料噴射弁７０から噴射される燃料が直接付着しない位置であって、燃料と吸気との混合気に着火可能な位置に設けられている。このように、エンジン８０１は、直噴式のガソリンエンジンである。

【0022】

燃料噴射弁７０は、複数の噴孔１３が燃焼室８３の径方向外側の部分に露出するよう設けられている。燃料噴射弁７０には、図示しない燃料ポンプにより加圧された燃料が供給される。燃料噴射弁７０の複数の噴孔１３から、円錐状の燃料噴霧Ｆｏが燃焼室８３内に噴射される。

【0023】

エンジン８０１には、各２つの吸気弁９５および排気弁９６が設けられている。２つの吸気弁９５は、それぞれ、インテークマニホールド９１のシリンダブロック８１側の２つに分岐した端部に設けられている。２つの排気弁９６は、それぞれ、エギゾーストマニホールド９３のシリンダブロック８１側の２つに分岐した端部に設けられている。燃料噴射弁７０は、シリンダブロック８１の軸を含み２つの吸気弁９５の間および２つの排気弁９６の間を通る中央断面Ｓｅに弁軸Ｚが沿うように搭載されている。

【0024】

次に、燃料噴射弁７０の基本構成について図１に基づき説明する。燃料噴射弁７０は、ノズル１０、ハウジング２０、ニードル３０、可動コア３７、固定コア４１、コイル４５、スプリング４２、４３等を備えている。可動コア３７、固定コア４１およびコイル４５は、ニードル３０を開弁方向または閉弁方向に移動させることが可能な「駆動部」として機能する。

【0025】

ノズル１０は、弁軸Ｚを中心として設けられ、ノズル筒部１１、ノズル底部１２、複数の噴孔１３、および、弁座１７等を有している。略円筒状のノズル筒部１１は、内側に燃料通路１００を形成する。ノズル底部１２は、ノズル筒部１１の一端を塞いでいる。ノズル底部１２に形成された複数の噴孔１３は、燃料通路１００内の燃料を噴射する。弁座１７は、ノズル底部１２のノズル筒部１１側の面において噴孔１３の周囲に環状に形成されている。噴孔１３について詳しくは後述する。

【0026】

ハウジング２０は、第１筒部材２１、第２筒部材２２、第３筒部材２３、インレット部２４等を有している。第１筒部材２１、第２筒部材２２および第３筒部材２３は、いずれも略円筒状の部材であって、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配置され、互いに接続している。インレット部２４の一端は第３筒部材２３の端部に接続しており、他端に図示しない配管が接続される。インレット部２４の内側には、燃料中の異物を捕集するフィルタ２５が設けられている。

【0027】

ハウジング２０の内側には、燃料通路１００が形成されている。インレット部２４から流入した燃料は、燃料通路１００を経由し、ノズル筒部１１の内側を通って噴孔１３から噴射される。本実施形態の燃料噴射弁７０の使用時に想定される燃料通路１００内の燃料の圧力は、例えば２０ＭＰａ程度である。

【0028】

ニードル３０は、ノズル１０の内側で弁軸Ｚに沿って往復移動可能に設けられている。ニードル３０は、棒状に形成されたニードル本体３０１、シート部３１、大径部３２、鍔部３４等を有している。シート部３１は、ニードル本体３０１のノズル１０側の端部に形成され、弁座１７に当接可能である。

【0029】

大径部３２は、ニードル本体３０１の弁座１７側の端部のシート部３１近傍に形成されている。大径部３２は、外径がニードル本体３０１の弁座１７側の端部の外径より大きく設定されている。大径部３２は、外壁がノズル１０のノズル筒部１１の内壁と摺動するよう形成されている。燃料は、大径部３２の外壁の周方向の複数箇所に形成された切欠き部３３を流通可能である。鍔部３４は、ニードル本体３０１のシート部３１とは反対側の端部から径外方向へ突出するように形成されている。

【0030】

ニードル３０は、シート部３１が弁座１７に当接すると噴孔１３を閉じ、シート部３１が弁座１７から離間すると噴孔１３を開く。以下、ニードル３０が弁座１７から離間する方向を開弁方向といい、ニードル３０が弁座１７に当接する方向を閉弁方向という。

【0031】

可動コア３７は、磁気安定化処理が施された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。可動コア３７は、ハウジング２０の第１筒部材２１および第２筒部材２２の内側において、ニードル本体３０１に対し軸方向に相対移動可能に設けられている。

【0032】

固定コア４１は、磁気安定化処理が施された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４１は、可動コア３７に対しインレット部２４側において、ハウジング２０の第２筒部材２２および第３筒部材２３の内側に設けられている。

【0033】

固定コア４１の内側には、円筒状のアジャスティングパイプ５４が圧入されている。スプリング４２は、例えばコイルスプリングであり、固定コア４１の内側のアジャスティングパイプ５４とニードル３０の鍔部３４との間に設けられている。スプリング４２は、ニードル３０とともに可動コア３７を閉弁方向に付勢する。

【0034】

コイル４５は、略円筒状に形成され、ハウジング２０のうち特に第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。また、コイル４５の径方向外側には、コイル４５を覆うようにして筒状のホルダ２６が設けられている。

【0035】

外部の制御装置からコネクタ部４７の端子４８を介してコイル４５に通電されると、磁気絞り部である第２筒部材２２を避けて、可動コア３７、第１筒部材２１、ホルダ２６、第３筒部材２３および固定コア４１に磁気回路が形成される。そのため、固定コア４１と可動コア３７との間に磁気吸引力が発生し、可動コア３７は、ニードル３０とともに固定コア４１側に吸引される。これにより、ニードル３０が開弁方向に移動し、シート部３１が弁座１７から離間して開弁する。その結果、噴孔１３が開放され、噴孔１３から燃料が噴射される。このようにコイル４５は、通電により可動コア３７を固定コア４１側に吸引し、ニードル３０を開弁方向に移動させる。

【0036】

可動コア３７が固定コア４１側に吸引されている状態でコイル４５への通電を停止すると、ニードル３０および可動コア３７は、スプリング４２の付勢力により、弁座１７側へ付勢される。これにより、ニードル３０が閉弁方向に移動し、シート部３１が弁座１７に当接し、閉弁する。その結果、噴孔１３が閉塞される。

【0037】

スプリング４３は、例えばコイルスプリングであり、可動コア３７を固定コア４１側、すなわち、開弁方向に付勢する。スプリング４３の付勢力は、スプリング４２の付勢力よりも小さい。そのため、コイル４５に通電されていないとき、ニードル３０は、スプリング４２によりシート部３１が弁座１７に押し付けられ、閉弁状態となる。

【0038】

インレット部２４から流入した燃料は、固定コア４１およびアジャスティングパイプ５４の内側、ニードル３０とハウジング２０の内壁および筒部１１の内壁との間の燃料通路１００を通り、噴孔１３に導かれる。なお、燃料噴射弁７０の作動時、可動コア３７およびニードル３０の周囲は燃料で満たされた状態となるため、可動コア３７およびニードル３０は、ハウジング２０の内側で軸方向に円滑に往復移動可能である。

【0039】

図４に、図１のＩＶ部拡大断面に相当する噴孔１３の軸方向断面を示す。なお、図４には、ニードル３０の図示を省略する。ノズル１０は、噴孔１３の入口側である「ノズル底部１２のノズル筒部１１側の面１２１」に、弁座１７およびサック壁面１８０を有している。

【0040】

弁座１７は、サック壁面１８０の周囲に環状に形成されている。弁座１７は、ノズル筒部１１側からサック壁面１８０側に向かうに従い弁軸Ｚに近付くようテーパ状に形成されている。サック壁面１８０は、「ノズル底部１２のノズル筒部１１側の面１２１」の中央からノズル筒部１１とは反対側へ凹み、内側にサック室１８を形成する。サック室１８は、サック壁面１８０とニードル３０のシート部３１との間に形成される。

【0041】

噴孔１３は、「ノズル底部１２のノズル筒部１１側の面１２１」の一部であるサック壁面１８０と、「ノズル底部１２のノズル筒部１１とは反対側の面１２２」とを接続し燃料通路１００内の燃料を噴射する。なお、サック壁面１８０および「ノズル底部１２のノズル筒部１１とは反対側の面１２２」は、曲面状に形成されている。

【0042】

噴孔１３は、ノズル底部１２のノズル筒部１１側の面であるサック壁面１８０に形成される入口開口部１４、ノズル底部１２のノズル筒部１１とは反対側の面１２２に形成される出口開口部１５を有する。出口開口部１５の面積は入口開口部１４の面積より大きい。

【0043】

入口開口部１４の中心Ｃｉと出口開口部１５の中心Ｃｏとを結ぶ直線を「噴孔軸Ｈｏ」と定義する。噴孔軸Ｈｏは弁軸Ｚと交差するとは限らない。そこで、噴孔軸Ｈｏと交差し且つ弁軸Ｚと平行な仮想軸Ｚｖを想定し、仮想軸Ｚｖに対する噴孔軸Ｈｏの角度を「噴孔角度γ」と定義する。図４のＶＩＩ矢視（すなわち弁軸Ｚ方向視）による入口開口部１４の中心Ｃｉと出口開口部１５の中心Ｃｏとの距離を「中心間投影距離Ｐ」とする。噴孔長Ｌがほぼ一定であれば、中心間投影距離Ｐが大きいほど噴孔角度γは大きい。

【0044】

また、入口開口部１４が真円であると仮定し、その直径をＤとする。噴孔長Ｌと、入口開口部直径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）は、２．０～３．０に設定される。（Ｌ／Ｄ）が２．０より小さいと、噴射方向が安定しない。また、（Ｌ／Ｄ）が３．０より大きいと、噴孔内壁との摩擦により噴射方向速度が低下し、微粒化性能が悪化する。

【0045】

以上が燃料噴射弁７０および噴孔１３に関する概略説明である。ところで、エンジンでの冷間ＰＭ発生の原因となる壁面Ｗｅｔを低減させるアプローチとして、（１）付着燃料量の低減と、（２）付着後の蒸発燃料量の増加とがある。従来、（１）の付着燃料量低減に着眼し、噴霧の低ペネトレーション化を図るために燃料噴射弁の噴孔形状を工夫する取り組みが行われてきた。それに対し本実施形態では、（２）付着後の蒸発燃料量増加に着眼し、高分散、高均質な噴霧の実現による微粒化や広角噴射を目指すべく、好適な噴孔形状を提案する。

【0046】

噴霧角度拡大の視点では、噴霧の広がり速度を大きくすることが有効である。高微粒化については、特開２００２－１６８１６３号公報に開示されたＦｒａｓｅｒの液膜分裂理論式により体積平均粒径は液膜厚さの（１／３）乗に比例することから、燃料の薄膜化に着目する。よって本実施形態では、噴霧の広がり速度を大きくし、燃料を薄膜化するように、燃料噴射弁の噴孔形状を規定する。

【0047】

以下、本実施形態において好ましい条件を満たす形状の噴孔を「特定扁平噴孔」と定義する。「特定扁平噴孔」とは、出口開口部が長軸および短軸を有する「扁平噴孔」のうち後述する特定の要件を満たすものをいう。本実施形態の燃料噴射弁７０は、複数の噴孔１３のうち少なくとも一部が特定扁平噴孔を構成しているか、或いは全ての噴孔１３が特定扁平噴孔を構成している。続いて、上記目的を達成する燃料噴射弁７０の構成について、実施形態毎に詳しく説明する。

【0048】

各実施形態の構成は、複数の噴孔の配置と、個々の特定扁平噴孔の形状との組み合わせにより規定される。第１～第５実施形態による各種形状の特定扁平噴孔について、噴孔の符号は、「１３」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。第１、第６～第１１実施形態による各種の噴孔配置の燃料噴射弁について、燃料噴射弁の符号は、「７０」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。

【0049】

（第１実施形態）
図５～図１２を参照し、第１実施形態の燃料噴射弁７０１の構成および作用効果について説明する。まず、「特定扁平噴孔」の上位概念である「扁平噴孔」とは、出口開口部が真円でなく、長軸および短軸を有する扁平な噴孔をいう。一般に扁平噴孔の出口開口部の形状には、特許文献２に開示された楕円形のものや卵形のもの、長円形のものなどが含まれる。その中で第１実施形態の扁平噴孔１３１は、出口開口部１５が長円形、すなわちトラック形状であり、本明細書ではこの形状の噴孔を「トラック噴孔」という。

【0050】

「扁平噴孔」の対義語は、出口開口部が真円である「真円噴孔」、或いは、入口開口部と出口開口部とが同軸の円錐形状をなす「テーパ噴孔」である。ここで図５、図６を参照し、比較例としてのテーパ噴孔１３０、および、第１実施形態による扁平噴孔１３１の三次元形状を対比して説明する。図５に示すテーパ噴孔１３０では、入口開口部１４および出口開口部１５は真円形状であり、同軸上に形成されている。噴孔軸Ｈｏを含む断面における噴孔１３０の内壁の広がり角θは周方向で一定である。

【0051】

図６には、扁平噴孔のうち特に出口開口部１５がトラック形状であるトラック噴孔を示す。なお、一般に扁平噴孔の出口開口部の形状には、長円形のトラック噴孔の他、楕円形の楕円噴孔や卵形のオーバル噴孔等が含まれる。トラック噴孔である扁平噴孔１３１の入口開口部１４は半径Ｒ１の真円である。扁平噴孔１３１の出口開口部１５は長軸Ｈａおよび短軸Ｈｂを有し、長軸方向両端の半径Ｒ２の円弧部の端点同士が平行な直線部で接続されている。

【0052】

長軸Ｈａに沿った断面では、互いに対向する短軸方向の内壁が入口開口部１４から出口開口部１５に向かって広がり角θで広がっている。一方、短軸Ｈｂに沿った断面では、互いに対向する長軸方向の内壁間の距離は一定である。言い換えれば、互いに対向する長軸方向の内壁の広がり角θは０°に設定されている。これは、噴孔レーザの加工性から要求される仕様でもある。

【0053】

本明細書では、入口開口部１４の半径Ｒ１を、真円以外の曲線の曲率半径に一般化して「第１曲率半径Ｒ１」と呼ぶ。同様に、出口開口部１５の長軸方向両端の円弧部の半径Ｒ２を一般化して「第２曲率半径Ｒ２」と呼ぶ。そして、第１曲率半径Ｒ１に対する第２曲率半径Ｒ２の比を曲率半径比ρ（＝Ｒ２／Ｒ１）と定義する。図６の下部に曲率半径比ρの例として、（Ａ）ρ＝１００％、（Ｂ）ρ＝５０％、（Ｃ）ρ＝０％の形状例を示す。

【0054】

次に図７を参照し、図４のＶＩＩ矢視による第１実施形態の燃料噴射弁７０１の噴孔配置について説明する。図７に示すように、第１実施形態の燃料噴射弁７０１は、弁軸Ｚの周りに５つの特定扁平噴孔５１１－５１５が配置されている。サイド搭載仕様の燃料噴射弁では、各噴孔軸Ｈｏの方向が弁軸Ｚに対して一方側（図の下方）に偏っている。

【0055】

以下、噴孔配置を説明する図では、各噴孔を位置により区別するため、第１実施形態の噴孔の総括符号「１３１」とは別の識別符号を用いる。例えば符号「５１１」は、５孔仕様の第１パターンの１番噴孔を意味する。また、例えば図２３の符号「６３４」は、６孔仕様の第３パターンの４番噴孔を意味する。なお、「１番」、「４番」等は本明細書における便宜上の番号である。

【0056】

本明細書では、一つの特定扁平噴孔に着目して噴孔各部の形状等を記述する場合に「１３１」等の総括符号を用い、ノズル底部１２の全体における複数の噴孔の並び方等を記述する場合に「５１１－５１５」等の識別符号を用いる。なお、特許請求の範囲の参照符号には総括符号のみを記載し、識別符号を記載しない。図７には、５つの特定扁平噴孔５１１－５１５に対し、それぞれ噴孔軸Ｈｏおよび長軸Ｈａを示す。短軸Ｈｂは噴孔軸Ｈｏに重なっている。そのうち４番噴孔５１４の拡大図を第１実施形態の特定扁平噴孔１３１の代表図として図８に示す。

【0057】

図７の紙面において、弁軸Ｚを含み上下方向の一点鎖線で表される平面を基準平面Ｓｙとし、弁軸Ｚを含み左右方向の一点鎖線で表される平面を基準直交平面Ｓｘとする。５つの特定扁平噴孔５１１－５１５のうち、１番噴孔５１１は基準平面Ｓｙ上に配置されており、２、３番噴孔５１２、５１３および４、５番噴孔５１４、５１５は、それぞれ基準平面Ｓｙに対して対称に配置されている。２、３番噴孔５１２、５１３および４、５番噴孔５１４、５１５は、１番噴孔５１１の反対側から１番噴孔５１１側に向かって、長軸Ｈａが基準平面Ｓｙから離れるように配置されている。

【0058】

この噴孔配置の狙いは、各噴孔５１１－５１５からの噴霧間に発生するコアンダ効果を活用して、ターゲットとする筒内空間の噴霧占有率を向上させることである。つまり、１、２、３番噴孔５１１、５１２、５１３に囲まれた空間では、隣り合う３噴霧間に形成される閉空間に負圧が発生し、この負圧が噴霧干渉の原因となる。一方、２噴霧間では噴霧干渉しても閉空間は形成されない。そこで、３噴霧間での噴霧干渉を回避するため、２噴霧間でのコアンダ効果を利用し、３噴霧間よりも積極的に２噴霧間を干渉させるような噴孔配置とする。

【0059】

各噴孔５１１－５１５の入口開口部１４の中心は、弁軸Ｚを中心とする同心円φｉ上に配置されている。図７には直接図示されないが、各噴孔５１１－５１５の噴孔角度γは、上述の通り中心間投影距離Ｐ（図４参照）に相関する。したがって、１番噴孔５１１の噴孔角度γが最も小さく、２、３番噴孔５１２、５１３の噴孔角度γが次に小さい。そして、４、５番噴孔５１４、５１５の噴孔角度γが最大である。

【0060】

４番噴孔５１４を例として図８を参照し、「特定扁平噴孔」の要件について説明する。特定扁平噴孔１３１は、長軸Ｈａおよび短軸Ｈｂを有する扁平噴孔であることを前提として、さらに３つの要件を有する。

【0061】

第１の要件として、特定扁平噴孔１３１の長軸Ｈａは、噴孔軸Ｈｏを含み弁軸に平行な平面Ｓｈに直交する。平面Ｓｈは図７、図８の紙面に直交する平面である。第２の要件として、特定扁平噴孔１３１は、内壁に、長軸Ｈａを挟んで対向する平面部１５７、１５８を有する。図８において２本の直線で挟まれた領域が平面部を示す。なお、各図において一部の噴孔にのみ、平面部の境界を示す直線を図示する。

【0062】

長軸Ｈａを挟んで平面部１５７側の内壁には液膜ＬＦが図示されており、長軸Ｈａを挟んで平面部１５８側の内壁には液膜ＬＦが図示されていない。図９を参照して後述するように、液膜ＬＦは、噴射時に内壁に沿う燃料である。図７の噴孔配置において、噴孔軸Ｈｏが弁軸Ｚの径外方向に向かって傾いている１番噴孔５１１、および、４、５番噴孔５１４、５１５については、弁軸Ｚ側の内壁が「噴射時に燃料が沿う側の内壁」となる。また、噴孔軸Ｈｏが基準平面Ｓｙから離れる方向に向かって傾いている２、３番噴孔５１２、５１３については、基準平面Ｓｙ側の内壁が「噴射時に燃料が沿う側の内壁」となる。

【0063】

特定扁平噴孔の第３の要件は、「曲率半径比ρが４０％～１００％の範囲にある」ことである。文言上、「４０％～１００％」は「４０％以上１００％以下」と解釈する。図７、図８に示された特定扁平噴孔１３１の曲率半径比ρは１００％に相当する。ここで、曲率半径比ρの算出に用いられる第２曲率半径Ｒ２は、定義上は「長軸Ｈａに対し噴射時に燃料が沿う側の内壁」における出口開口部１５の長軸方向端部の曲率半径を指す。ただし、図７、図８の形状では、長軸Ｈａに対し両側の曲率半径ともＲ２であるため、どちら側の曲率半径を用いても違いはない。

【0064】

図９、図１０を参照し、第１実施形態の特定扁平噴孔１３１の噴孔形状について説明する。図９には、図４に示す噴孔軸Ｈｏの軸方向断面において、噴射時に燃料の液膜ＬＦが噴孔１３の内壁に沿う状態を示す。紙面奥行き方向が長軸方向に相当する。この例では、弁軸Ｚに近い側の内壁に燃料が沿い、弁軸Ｚから遠い側の内壁には燃料が沿わない。以下、長軸に対し燃料が沿う側の内壁の平面部の符号を「１５７」、燃料が沿わない側の内壁の平面部の符号を「１５８」と記す。また、「噴射時に燃料が沿わない側」については、明確性を担保する観点から、「噴射時に燃料が沿う側とは反対側」と記載する。

【0065】

図１０は、図９のＸ方向矢視、すなわち噴孔軸Ｈｏ方向の投影視図である。図９に破線で示す噴孔軸Ｈｏに直交する断面が図１０において入口開口部１４および出口開口部１５として表される。入口開口部１４は真円であり、その半径が第１曲率半径Ｒ１である。出口開口部１５は長軸方向端部が半円状に形成されており、その半径が第２曲率半径Ｒ２である。第１実施形態では、長軸Ｈａに対し噴射時に燃料が沿う側（すなわち平面部１５７側）の内壁形状と、燃料が沿う側とは反対側（すなわち平面部１５８側）の内壁形状とは対称である。

【0066】

また、短軸Ｈｂに沿った断面での内壁の広がり角が０°であるため、出口開口部１５の短軸Ｈｂの長さは入口開口部１４の直径（＝２×Ｒ１）に等しい。したがって、第１実施形態の特定扁平噴孔１３１では「Ｒ１＝Ｒ２」となる。長軸Ｈａに対し噴射時に燃料が沿う側とは反対側の出口開口面積をできるだけ小さくすることで、特許文献１の知見により、内壁に不完全燃焼生成物（デポジット）が堆積しにくくなる。

【0067】

次に図１１、図１２を参照し、「液膜均質性」について説明する。図１１には、特定扁平噴孔１３１の内壁に沿う液膜ＬＦの厚さが長軸方向の位置によってばらついている状態を模式的に示す。平均液膜厚さをＬａｖｅとし、各位置における平均液膜厚さＬａｖｅからの液膜厚さの差分をΔＬとする。例えば液膜厚さの標準偏差σを平均液膜厚さＬａｖｅで除した値（σ／Ｌａｖｅ）を「液膜均質性」と定義する。液膜均質性の値が小さいほど噴霧の分散性が高く、壁面Ｗｅｔが低減される。

【0068】

図１２に、扁平噴孔の曲率半径比ρと液膜均質性との関係についての解析結果を示す。曲率半径比ρが０％から約７０％までの領域では、曲率半径比ρが大きくなるにつれて液膜均質性の値が小さくなる。曲率半径比ρが約７０％から１００％までの領域では、曲率半径比ρが大きくなるにつれて液膜均質性の値が大きくなる。つまり、曲率半径比ρが約７０％のとき液膜均質性の値が極小となる。

【0069】

液膜均質性の目標値ｔｇｔ１を一点鎖線のように設定した場合、曲率半径比ρが４０％以上１００％以下のとき液膜均質性の値が目標値ｔｇｔ１以下となる。このことが、特定扁平噴孔の第３の要件として、「曲率半径比ρが４０％～１００％の範囲にある」ことを規定した根拠である。第１実施形態の特定扁平噴孔１３１は「Ｒ１＝Ｒ２」であり、曲率半径比ρが１００％であるため、この範囲に含まれる。よって、第１実施形態による燃料噴射弁７０１は、高分散、高均質な噴霧を実現することができる。これにより、付着後の燃料を速やかに蒸発させ、壁面Ｗｅｔの低減を図ることができる。

【0070】

また、液膜均質性の目標値ｔｇｔ２を二点鎖線のように設定した場合、曲率半径比ρが５０％以上９０％以下のとき液膜均質性の値が目標値ｔｇｔ２以下となる。したがって、より良い液膜均質性を実現するには、特定扁平噴孔の曲率半径比ρが５０％～９０％の範囲にあることが好ましい。この場合、「Ｒ１＞Ｒ２」とするため、次に挙げる第２～第５実施形態等の構成を採用することが好ましい。

【0071】

［噴孔形状のバリエーション］
次に図１３～図１７を参照し、第２～第５実施形態として、第１実施形態に対し特定扁平噴孔の形状が異なるバリエーションについて説明する。各実施形態の特定扁平噴孔１３２～１３５の形状は、第１実施形態の図１０に相当する、噴孔軸Ｈｏ方向の投影視図で示される。各図には、図１０と同様に、噴射時に内壁に沿う燃料の液膜ＬＦが図示される。

【0072】

第２～第４実施形態では入口開口部１４は真円であり、その半径が第１曲率半径Ｒ１である。また、第２～第５実施形態に共通に、長軸Ｈａに対し噴射時に燃料が沿う側（すなわち平面部１５７側）の内壁における出口開口部１５の長軸方向端部の曲率半径が第２曲率半径Ｒ２である。第２、第３実施形態では、出口開口部１５の短軸Ｈｂの長さは、入口開口部１４の直径（＝２×Ｒ１）に等しい。

【0073】

（第２実施形態）
図１３に示す第２実施形態の特定扁平噴孔１３２は、長軸Ｈａに対し両側の内壁で同様に、出口開口部１５の長軸方向端部の第２曲率半径Ｒ２が入口開口部１４の第１曲率半径Ｒ１よりも小さく設定されている。つまり、「Ｒ２＜Ｒ１」の関係が成り立つ。

【0074】

出口開口部１５の短軸方向の内壁には、直線状を呈するストレート部１５９が形成されている。つまり、出口開口部１５は、四角が第２曲率半径Ｒ２の円弧状である略長方形状に形成されている。第２実施形態では、曲率半径比ρの狙い値に応じて「Ｒ２＜Ｒ１」の関係を単純な形状で実現することができる。

【0075】

（第３実施形態）
図１４に示す第３実施形態の特定扁平噴孔１３３は、長軸Ｈａに対し噴射時に燃料が沿う側（すなわち平面部１５７側）の内壁において、出口開口部１５の長軸方向端部の第２曲率半径Ｒ２が入口開口部１４の第１曲率半径Ｒ１よりも小さく設定されている。また、長軸Ｈａに対し噴射時に燃料が沿う側とは反対側（すなわち平面部１５８側）の内壁において、出口開口部１５の長軸方向端部の曲率半径である第３曲率半径Ｒ３が入口開口部１４の第１曲率半径Ｒ１よりも大きく設定されている。つまり、「Ｒ２＜Ｒ１＜Ｒ３」の関係が成り立つ。

【0076】

図１４の例では「Ｒ２＋Ｒ３＝２×Ｒ１」となるように図示されており、短軸方向の内壁にストレート部は設けられない。「Ｒ２＋Ｒ３＜２×Ｒ１」の場合、短軸方向の内壁にストレート部が設けられてもよい。第３実施形態では、長軸Ｈａに対し噴射時に燃料が沿う側とは反対側の出口開口面積を小さくすることができる。したがって、特許文献１の知見により、内壁に不完全燃焼生成物（デポジット）が堆積しにくくなる。

【0077】

（第４実施形態）
図１５に示す第４実施形態の特定扁平噴孔１３４は、第１実施形態の特定扁平噴孔１３１に対し、短軸Ｈｂの長さ（２×Ｒ２）が入口開口部１４の直径（２×Ｒ１）よりも小さく設定されている。つまり、「Ｒ２＜Ｒ１」の関係が成り立つ。ここで、長軸Ｈａに対し噴射時に燃料が沿う側（すなわち平面部１５７側）では、噴孔軸Ｈｏに対する入口開口部１４および出口開口部１５の内壁の位置は一致している。

【0078】

一方、長軸Ｈａに対し噴射時に燃料が沿う側とは反対側（すなわち平面部１５８側）では、内壁の一部が、入口開口部１４から出口開口部１５に向かうほど噴孔軸Ｈｏに近づくように形成されている。つまり、一般的なテーパ噴孔とは逆勾配の面が形成されている。このような構成でも「Ｒ２＜Ｒ１」の関係を実現することができる。

【0079】

（第５実施形態）
図１６に示す第５実施形態の特定扁平噴孔１３５は、第１実施形態の特定扁平噴孔１３１に対し入口開口部１４が真円でない。長軸Ｈａに対し噴射時に燃料が沿う側（すなわち平面部１５７側）では、入口開口部１４の第１曲率半径Ｒ１が出口開口部１５の長軸方向端部の第２曲率半径Ｒ２より大きく設定されている。一方、長軸Ｈａに対し噴射時に燃料が沿う側とは反対側（すなわち平面部１５８側）では、入口開口部１４の第４曲率半径Ｒ４が出口開口部１５の長軸方向端部の第２曲率半径Ｒ２より小さく設定されている。つまり、「Ｒ４＜Ｒ２＜Ｒ１」の関係が成り立つ。

【0080】

このように入口開口部１４は真円でなくてもよい。例えば第１実施形態の特定扁平噴孔１３１の形状で加工済みの製品を第５実施形態の特定扁平噴孔１３５の形状で追加工することで、曲率半径比ρを小さくする方向に修正することができる。

【0081】

［噴孔数、噴孔配置のバリエーション］
次に図１７～図２３を参照し、第６～第１１実施形態として、第１実施形態に対し複数の噴孔の数や配置が異なるバリエーションについて説明する。そのうち第６～第９実施形態は第１実施形態と同様に、図２、図３に示すサイド搭載式のエンジン８０１に搭載される仕様である。第１０、第１１実施形態は、図２１に示すセンター搭載式のエンジン８０２に搭載される仕様である。

【0082】

第６～第１１実施形態の各噴孔配置は、第１実施形態の図７に相当する、弁軸Ｚ方向の投影視図で示される。各実施形態に共通し、入口開口部１４の中心は、弁軸Ｚを中心とする同心円φｉ上に配置されている。また、上述の通り、弁軸Ｚ方向の投影において入口開口部１４の中心と出口開口部１５の中心とが離れているほど、図４、図１０に参照される噴孔角度γが大きいことを意味する。

【0083】

第９実施形態以外の実施形態では、全ての噴孔が特定扁平噴孔を構成している。すなわち、長軸Ｈａは噴孔軸Ｈｏを含み弁軸に平行な平面Ｓｈに直交し、内壁に、長軸Ｈａを挟んで対向する平面部を有する。図８に示すように、平面Ｓｈは噴孔軸Ｈｏと同一の線で表されるため、図中「Ｓｈ」の記載を省略する。曲率半径比ρは、４０％～１００％の範囲にある。なお、第９実施形態では、一部の噴孔が特定扁平噴孔を構成している。

【0084】

さらに、第１実施形態について上述した「隣り合う３噴霧間に形成される閉空間に発生する負圧による噴霧干渉を回避するため、２噴霧間でのコアンダ効果を利用する」ことの説明は、第６～第１１実施形態にも援用される。

【0085】

（第６実施形態）
図１７に示す第６実施形態の燃料噴射弁７０６は、第１実施形態の燃料噴射弁７０１と同様に、弁軸Ｚの周りに５つの特定扁平噴孔５２１－５２５が配置されている。第１実施形態に比べ第６実施形態では、入口開口部１４の径が比較的大きい。また、２－５番噴孔５２２－５２５は、短軸Ｈｂの長さに対する長軸Ｈａの長さの比が１番噴孔５２１よりも大きい。すなわち、２－５番噴孔５２２－５２５は扁平度合のより大きい扁平噴孔として形成されている。また、２、３番噴孔５２２、５２３の噴孔角度γが最大である。

【0086】

このように、同じサイド搭載式の５孔仕様であっても、各噴孔の大きさや形状、詳細な配置等は適宜、設計されてよい。基本的に、どのような仕様の特定扁平噴孔を用いても、高分散、高均質な噴霧を実現することができる。

【0087】

（第７実施形態）
図１８に示す第７実施形態の燃料噴射弁７０７は、弁軸Ｚの周りに６つの特定扁平噴孔６１１－６１６が配置されている。１番噴孔６１１および６番噴孔６１６は基準平面Ｓｙ上に配置されており、２、３番噴孔６１２、６１３および４、５番噴孔６１４、６１５は、それぞれ基準平面Ｓｙに対して対称に配置されている。２、３番噴孔６１２、６１３および４、５番噴孔６１４、６１５は、６番噴孔６１６側から１番噴孔６１１側に向かって、長軸Ｈａが基準平面Ｓｙから離れるように配置されている。

【0088】

噴孔角度γに着目すると、１番噴孔６１１の噴孔角度γが最も小さく、２、３番噴孔６１２、６１３および６番噴孔６１６の噴孔角度γが次に小さい。そして、４、５番噴孔６１４、６１５の噴孔角度γが最大である。

【0089】

噴孔軸Ｈｏが弁軸Ｚの径外方向に向かって傾いている１番噴孔６１１、４、５番噴孔６１４、６１５、および６番噴孔６１６については、弁軸Ｚ側の内壁が「噴射時に燃料が沿う側の内壁」となる。また、噴孔軸Ｈｏが基準平面Ｓｙから離れる方向に向かって傾いている２、３番噴孔６１２、６１３については、基準平面Ｓｙ側の内壁が「噴射時に燃料が沿う側の内壁」となる。

【0090】

６つの噴孔が全て特定扁平噴孔を構成している第７実施形態においても高分散、高均質な噴霧を実現することができる。なお６孔仕様では、１、２、３番噴孔６１１、６１２、６１３に加え、２、４、６番噴孔６１２、６１４、６１６および、３、５、６番噴孔６１３、６１５、６１６でも、隣り合う３噴霧間に形成される閉空間に負圧が発生し、噴霧干渉の原因となる。よって、２噴霧間でのコアンダ効果による噴霧干渉の回避がより有効となる。

【0091】

（第８実施形態）
図１９に示す第８実施形態の燃料噴射弁７０８は、第７実施形態の燃料噴射弁７０７の噴孔配置に関する変形例に相当し、１番噴孔６２１の配置のみが燃料噴射弁７０７と異なる。つまり、１番噴孔６２１は、噴孔軸Ｈｏが入口開口部１４から出口開口部１５に向かって弁軸Ｚ側に、すなわち弁軸Ｚに対し径内方向に傾いている。この構成では、１番噴孔６２１については、他の噴孔６１２－６１６とは逆に、弁軸Ｚとは反対側、すなわち弁軸Ｚに対し径方向外側の内壁が「噴射時に燃料が沿う側の内壁」となる。

【0092】

このように、「噴射時に燃料が沿う側の内壁」は常に弁軸Ｚ側の内壁であるとは限らない。１番噴孔６２１については、弁軸Ｚ方向の投影において出口開口部１５から見て入口開口部１４側の内壁が「噴射時に燃料が沿う側の内壁」となる。この構成でも、高分散、高均質な噴霧を実現することができる。

【0093】

（第９実施形態）
図２０に示す第９実施形態の燃料噴射弁７０９は、第７実施形態の燃料噴射弁７０７の噴孔配置に関する別の変形例に相当する。燃料噴射弁７０９では、４、５番噴孔６１４、６１５のみが燃料噴射弁７０７と共通する特定扁平噴孔であり、他の４つの噴孔６０１、６０２、６０３、６０６は真円噴孔である。４、５番噴孔６１４、６１５は、６つの噴孔のうち「噴孔角度γが最大である一対の噴孔」に相当し、特定扁平噴孔の形状を採用することによる高分散、高均質な噴霧の実現効果が最も大きいと考えられる。

【0094】

このように、全ての噴孔が特定扁平噴孔を構成するのでなく、一部の噴孔が特定扁平噴孔を構成し、それ以外の噴孔は、真円噴孔や、特定扁平噴孔でない扁平噴孔であってもよい。その場合、基準平面Ｓｙに対して対称に配置された複数の噴孔のうち、少なくとも、「噴孔角度γが最大である一対の噴孔」が特定扁平噴孔を構成していることが好ましい。例えば５孔仕様の第１実施形態の燃料噴射弁７０１においても、少なくとも４、５番噴孔５１４、５１５が特定扁平噴孔を構成していることが好ましい。

【0095】

（第１０、第１１実施形態）
次に、第１０、第１１実施形態の燃料噴射弁について、図２１～図２３を参照して説明する。第１０、第１１実施形態の燃料噴射弁は、図２１に示すセンター搭載式エンジン８０２において、シリンダヘッドの中央に搭載され、複数の円錐状の燃料噴霧Ｆｏを燃焼室８３内に噴射する。センター搭載式エンジンは、例えば特開２０１８－３１２７５号公報の図１１に開示されている。図２１中の燃料噴射弁の符号は、総括符号である「７０」を用いる。

【0096】

図２２に示す第１０実施形態の燃料噴射弁７１０は、弁軸Ｚの周りに５つの特定扁平噴孔５３１－５３５がほぼ放射状に配置されている。１番噴孔５３１は、基準平面Ｓｙ上の点火プラグ９７とは反対側に配置されており、その他４つの噴孔５３２－５３５は、基準平面Ｓｙに対して対称に配置されている。各噴孔５３１－５３５は、噴孔軸Ｈｏが弁軸Ｚの径外方向に向かって傾いており、弁軸Ｚ側の内壁が「噴射時に燃料が沿う側の内壁」となる。

【0097】

図２３に示す第１１実施形態の燃料噴射弁７１１は、弁軸Ｚの周りに６つの特定扁平噴孔６３１－６３６が基準平面Ｓｙに対して対称に配置されている。ただし、１、２番噴孔６３１、６３２の噴孔角度γに比べ３、４番噴孔６３３、６３４の噴孔角度γが大きく、さらに５、６番噴孔６３５、６３６の噴孔角度γが大きく設定されている。したがって、各噴孔６３１－６３６は均等な放射状ではなく、３、４番噴孔６３３、６３４が基準直交平面Ｓｘに対し点火プラグ９７側に偏って配置されている。各噴孔６３１－６３６は、噴孔軸Ｈｏがほぼ弁軸Ｚの径外方向に向かって傾いており、弁軸Ｚ側の内壁が「噴射時に燃料が沿う側の内壁」となる。

【0098】

このように、センター搭載式エンジン８０２に搭載される燃料噴射弁７１０、７１１においても、１つ以上の噴孔を特定扁平噴孔とすることで、高分散、高均質な噴霧を実現することができる。

【0099】

（他の実施形態）
（ａ）扁平噴孔のうち全てが特定扁平噴孔でなくてもよい。つまり、「噴孔軸Ｈｏを含み弁軸Ｚに平行な平面Ｓｈに長軸Ｈａが直交しない扁平噴孔」、又は、「内壁に平面部を有しない扁平噴孔」、又は、「曲率半径比が４０％未満の扁平噴孔」が一部に含まれていてもよい。

【0100】

（ｂ）ノズル底部１２のノズル筒部１１とは反対側の面１２２において、例えば特許文献２の図２２に示されるような凹部が噴孔１３の開口周囲に形成されてもよい。この構成では、凹部底面に形成される開口を出口開口部１５とみなし、出口開口部１５の中心を通る軸を噴孔軸Ｈｏと定義する。凹部が形成されることで、噴孔軸長を短く調整することができる。

【0101】

（ｃ）燃料噴射弁における各部材の構成は図１に示すものに限らず、同様の機能が得られるように変更されてもよい。例えば隣接する同材質の部材は、別体に形成されてもよいし、一体に形成されてもよい。

【0102】

（ｄ）本発明の燃料噴射弁は、直噴式のガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンやポート噴射式のガソリンエンジン等に適用されてもよい。

【0103】

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、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

【符号の説明】

【0104】

１００：燃料通路、 １０：ノズル、 １１：ノズル筒部、 １２：ノズル底部、
１２１：（ノズル底部の）ノズル筒部側の面、
１２２：（ノズル底部の）ノズル筒部とは反対側の面、
１３：噴孔、 １３１～１３５：特定扁平噴孔、
１４：入口開口部、 １５：出口開口部、 １５７、１５８：平面部、
１７：弁座、
３０：ニードル、 ３７：可動コア、４１：固定コア、４５：コイル（駆動部）、
７０（７０１、７０６～７１１）：燃料噴射弁。

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】