JP2004019570A - 流体噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】多噴孔を有する噴孔プレートを備えたものにおいて、流体噴霧の微粒化と、その噴霧の広がりの抑制が図れる流体噴射弁を提供する。
【解決手段】バルブボディ２９の先端部に形成された流体通路の出口に複数の噴孔２８ａを有する噴孔プレート２８を配設して、これら噴孔２８ａから流体を噴射することにより流体の計量と噴射方向の決定を行なう流体噴射弁１において、噴孔２８ａは、噴孔プレート２８の略中央に設けられた内側噴孔２８ａｄと、内側噴孔２８ａｄの外側に配置される外側噴孔２８ａｍとを備え、外側噴孔２８ａｍは、噴射方向と噴孔プレートに直交する軸線２８ｊがなす噴射傾斜角が、内側噴孔２８ａｄの噴射傾斜角に比べて小さくなるように、軸線２８ｊに対する傾斜を緩やかにした内周面１００ｐを有している。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体噴射弁に関し、特に内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体噴射弁としては、例えば自動車用内燃機関に用いられるものにおいて、燃料の連通、遮断を行なう弁部を構成する弁部材と弁座が形成され、それらの燃料下流側に、複数の噴孔を有する噴孔プレートを配設したものが知られている（特開平８−２７７７６３、特開平９−３１０６５１、特開２００１−３１７４３１号公報等）。この種の燃料噴射弁は、内燃機関の性能向上、排気ガス清浄化のために、噴射される燃料を微粒化することが要求されている。
【０００３】
この対策として、特開平８−２７７７６３、特開平９−３１０６５１号公報等の開示によると、燃料の微粒化に貢献する噴孔プレートより上流側における燃料の流れを考慮した噴孔配列を行なう。また、特開２００１−３１７４３１号公報の開示によると、燃料の微粒化に貢献する噴孔内の流れを考慮して、噴孔を燃料出口側に向けて拡径している。
【０００４】
さらに、特開２００１−３１７４３１号公報の開示によれば、噴孔配列として、単一の環状配置でなく、複数の環状配置とし、燃料噴射弁から噴射される所定の燃料噴射量に対し、噴孔１個当たりの噴射量を減少させ、噴孔を微細化している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の開示による従来技術では、噴孔プレートに配設された噴孔のそれぞれから噴射される噴流は微粒化されるが、その微粒化の結果、噴流は広がりをもった噴霧となる。複数の噴孔から噴射された噴流群は、全体として大きな広がりを有する噴霧を形成してしまう。その広がりの大きさによっては、内燃機関の吸気管等へ燃料が付着してしまう恐れがある。場合によってはその付着燃料が、望ましくない排気ガス成分の増加を招く。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、多噴孔を有する噴孔プレートを備えたものにおいて、流体噴霧の微粒化と、その噴霧の広がりの抑制が図れる流体噴射弁を提供することにある。
【０００７】
また、別の目的は、流体噴霧の微粒化と、その噴霧の広がりの抑制を図りつつ、排気ガスの清浄化が図れる流体噴射弁を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、バルブボディの先端部に形成された流体通路の出口に複数の噴孔を有する噴孔プレートを配設して、これら噴孔から流体を噴射することにより流体の計量と噴射方向の決定を行なう流体噴射弁において、噴孔は、噴孔プレートの略中央に設けられた内側噴孔と、内側噴孔の外側に配置される外側噴孔とを備え、外側噴孔は、噴射方向と噴孔プレートに直交する軸線がなす噴射傾斜角が、内側噴孔の噴射傾斜角に比べて小さくなるように、軸線に対する傾斜を緩やかにした内周面を有している。
【０００９】
これにより、複数の噴孔から噴射される噴流群のうち、それぞれの噴流が微粒化して広がり、全体として例えば略一つの噴霧となったとき、その噴霧の外周、もしくは外周の一部の広がりを抑えることが可能である。例えば略中央に配置された内側噴孔が集まる内側噴孔群に対し、その外周側に外側噴孔が集まる外側噴孔群を配置することで、全体として略一つとなる噴霧体のうち、噴霧体の外周側の噴霧部分を形成する外側噴孔群から噴射される噴流が、内側噴孔群から噴射される噴流に比べ噴射傾斜角を抑えられるので、結果として、噴霧体の広がりを抑えることが可能である。
【００１０】
なお、噴霧体の広がりを抑えるのは、上記外側噴霧群が配置された外周部分だけでもよい。これにより、吸気管等の壁面とが干渉するする恐れのある噴霧体の一部の広がりを抑えて、噴霧の微粒化を促進を図ることが可能である。
【００１１】
上記噴孔は、本発明の請求項２に記載するように、流体出口側に向かって拡径しており、流体出口の中心と流体入口の中心を結ぶ噴孔軸線が、軸線に対して傾斜していることが望ましい。これにより、噴孔に流入する流体は、軸線に対して傾斜した噴孔軸線を有する内周面に沿って案内されながら流体出口より噴流となって噴出され、その結果、その拡径された内周面により噴流が広がることで、微粒化された噴霧が容易に形成可能である。
【００１２】
なお、噴孔は、噴孔軸線が軸線に対して傾斜していれば、内径が一定のストレート孔であっても、微粒化は可能である。
【００１３】
なお、外側噴孔の内周面の傾斜状態は、本発明の請求項３もしくは請求項４に記載するような内側噴孔の内周面の傾斜状態との関係にあることが望ましい。
【００１４】
本発明の請求項３によると、噴孔軸線を含み噴孔プレートと直交する仮想面と内周面とが交差することで形成される二本の交線のうち、噴孔プレートの流体入口側端面と鈍角を形成する第１の交線と、軸線とがなす第１の傾斜角θ１において、内側噴孔の第１の傾斜角θ１ｂは、θ１ｂ≧２０°、かつ外側噴孔の第１の傾斜角θ１ｐに対し、θ１ｐ＜θ１ｂである。
【００１５】
これにより、内側噴孔から噴射される流体は、微粒化され易いとともに、外側噴孔群から噴射される流体は、全体として略一つとなる噴霧体のうち、噴霧体の外周側の噴霧部分の広がりを抑えることが可能である。
【００１６】
本発明の請求項４によると、噴孔軸線を含み噴孔プレートと直交する仮想面と内周面とが交差することで形成される二本の交線のうち、噴孔プレートの流体入口側端面と鋭角を形成する第２の交線と、軸線とがなす第２の傾斜角θ２において、内側噴孔の第２の傾斜角θ２ｂは、θ２ｂ≧２０°、かつ外側噴孔の第２の傾斜角θ２ｐに対し、θ２ｐ＜θ２ｂである。
【００１７】
これにより、本発明の請求項３と同様に、内側噴孔から噴射される流体は、微粒化され易いとともに、外側噴孔群から噴射される流体は、全体として略一つとなる噴霧体のうち、噴霧体の外周側の噴霧部分の広がりを抑えることが可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料噴射弁を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の流量噴射弁の概略構成を表す縦断面図である。図２は、図１中の本実施形態に係わる発明の要部である弁部周りを示す部分的断面図である。図３は、図１中の噴孔プレートを燃料入口側からみた矢視拡大図である。図４は、図３中の内側噴孔を示す断面図であって、図４（ａ）は図３のＩＶ−ＩＶからみた縦断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂからみた矢視的断面図である。図５は、図３中の外側噴孔を示す断面図であって、図５（ａ）は図３のＶ−Ｖからみた縦断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂからみた矢視的断面図である。なお、図９は、流量噴射弁を内燃機関の燃料噴射弁に適用し、内燃機関に取付けた取付け状態を示す一実施例であって、図９（ａ）は縦断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂからみた断面図である。
【００２０】
（本発明の流体噴射弁を適用する燃料噴射弁の概略構成の説明）
図１に示すように、本実施形態の燃料噴射弁１は、内燃機関、特にガソリンエンジンに用いられ、内燃機関へ燃料噴射するものである。この燃料噴射弁１は、略円筒形状であり、燃料の連通、遮断を行なう弁部Ｂと、この弁部Ｂを駆動する電磁駆動部Ｓとを含んで構成されている。弁部Ｂは、弁部材（以下、ノズルニードルと呼ぶ）２６と、弁座部材としてのバルブボディ２９と、噴孔プレート２８とを含んで構成されている。電磁駆動部Ｓは、通電により励磁されるコイル３１と、この励磁されたコイル３１に発生する吸引力によってノズルニードル２６側の軸方向に移動可能な可動体（以下、アーマチュアと呼ぶ）２５と、コイル３１が通電されていないときにはノズルニードル２６がバルブボディ２９へ当接して閉弁するようにアーマチャ２５をバルブボディ２９側に付勢する圧縮スプリング２４とを含んで構成されている。なお、電磁駆動部Ｓは、コイル３１の通電、非通電によって発生、消失する吸引力によってアーマチャ２５を駆動する周知の構造であって、アーマチャの駆動によってノズルニードル２６を操作して、弁部Ｂの開弁、閉弁を行なうことが可能な構成であれば、いずれの電磁駆動装置であってもよい。また、弁部Ｂのうち、ノズルニードル２６とバルブボディ２９は、互いに当接、離間することで燃料の連通、遮断を行なう周知の構造であればいずれでもよい。
【００２１】
まず、弁部Ｂとしてのバルブボディ２９、およびノズルニードル２６等について以下説明する。バルブボディ２９は、金属内筒部材１４の内壁にレーザ溶接により固定されている。詳しくは、図１に示すように、バルブボディ２９は、金属内筒部材１４の磁性筒部１４ｃに圧入、または挿入可能になっている。この磁性筒部材１４ｃの内壁に挿入されたバルブボディ２９を、磁性筒部１４ｃの外周側からこの外周に沿って全周溶接する。また、このバルブボディ２９の内周側には、ノズルニードル２６が当接、離間する弁座２９ａが形成されている。
【００２２】
図１に示すように、バルブボディ２９の内周側には、内燃機関へ燃料噴射する燃料の燃料通路が形成されており、内燃機関側の下流から燃料上流に向かって、弁座としての円錐斜面２９ａ、ノズルニードル２６を摺動自在に支承する円筒壁面２９ｄ、円錐傾斜面２９ｅが順に形成されている。この円錐傾斜面すなわち弁座２９ａは、燃料噴射方向に縮径している。この弁座２９ａは、バルブボディ２９の先端部に形成された燃料通路の出口を構成している。なお、後述するノズルニードル２６の当接部２６ｃが弁座２９ａに当接、離間するように、当接部２６ｃと弁座２９ａとが着座可能に配置されている。これにより、燃料噴射する燃料の連通、遮断を行なう弁部Ｂとしてのいわゆる開弁、閉弁が可能である。また、円筒壁面２９ｄは、ノズルニードル２６を摺動自在に支承するニードル支持孔を形成しているとともに、後述するノズルニードル２６の円筒突出部２６ａの外周側切欠部２６ｆとの間に燃料通路を形成している。なお、円錐斜面２９ｅは燃料上流に向かって拡径している。
【００２３】
ノズルニードル２６は、バルブボディ２９（詳しくは円筒壁面２９ｄ）に摺動自在に支承される円筒突出部２６ａと、円筒突出部２６ａの燃料下流側に向かって形成される有底筒状体２６ｂと、円筒突出部２６ａの燃料上流側に形成されアーマチャ２５に係合する軸部２６ｄとを含んで構成されている。円筒突出部２６ａは、略円環状であって、その外周が円筒壁面２９ｄに摺している。この円筒突出部２６ａの外周側には、円筒突出部２６ａの上流側燃料を下流側に配置される弁座２９ａへ流れるように、略円環状の円筒突出部２６ａを円弧状に除去する外周側切欠部２６ｆが形成されている。また、有底筒状体２６ｂの先端には、弁座２９ａに当接、離間可能な当接部２６ｃが形成されている。
【００２４】
噴孔プレート２８は、燃料噴射弁１の先端側に、薄板状に形成されており、中央部には複数の噴孔２８ａが形成されている。この噴孔２８ａは、噴孔軸線および噴孔配列等により噴射方向の決定と、噴孔の開口面積および後述の電磁駆動部Ｓによる弁部Ｂの開弁期間によって噴孔から噴射する燃料噴射量の計量とができる。なお、噴孔プレート２８上に配設される噴孔２８ａの配列方法については後述する。
【００２５】
次に、電磁駆動部Ｓとしてのコイル３１、アーマチュア２５、および圧縮スプリング２４等について以下説明する。コイル３１は、図１に示すように、樹脂製のボビン（以下、スプールと呼ぶ）３０の外周に巻回されており、このコイル３１の端部には電気的に接続するターミナル１２が設けられている。なお、このスプール３０は、後述の金属内筒部材１４の外周に装着されており、また、金属内筒部材１４の外周に形成された樹脂外套部材としての樹脂モールド１３の外壁から突出るように、コネクタ部１６が設けられており、このターミナル１２がコネクタ部１６に埋設されている。なお、コイル３１とスプール３０は、通電により電磁力を発生する駆動コイルＣを構成している。
【００２６】
金属内筒部材１４は、磁性部と非磁性部からなるパイプ材であり、例えば複合磁性材で形成されている。金属内筒部材１４の一部を加熱して非磁性化することにより、図１に示す金属内筒部材１４を、下方の燃料噴射側から上流に向かって、磁性筒部１４ｃ、非磁性筒部１４ｂ、および磁性筒部１４ａの順に形成している。なお、磁性筒部１４ｃ、非磁性筒部１４ｂ、および磁性筒部１４ａに溶接等の接合により金属内筒部材１４を形成してもよい。なお、金属内筒部材１４の内周には、アーマチュア収容孔１４ｅが設けられており、非磁性筒部１４ｂと磁性筒部１４ｃとの境界近傍に、後述のアーマチャ２５が収容されている。
【００２７】
また、金属内筒部材１４の外周には、駆動コイルＣを挟んで金属外枠部材２３、樹脂モールド１３が設けられている。詳しくは、磁性材からなる金属外枠部材２３が駆動コイルＣとしてのコイル１３の外周を覆っている。さらに、この金属外枠部材２３は、金属内筒部材１４の外周の当接しており、金属内筒部材１４とともに、コイル３１に通電して生じる電磁力による磁束が流れる磁気回路の一部を形成している。なお詳しくは、金属外枠部材２３は、図１に示すように、例えば２枚の金属プレート２３ａおよび２３ｂからなり、この金属プレート２３ａ、２３ｂの一端が金属内筒部材１４の磁性筒部１４ａの外周に接し、下方の他端が磁性筒部１４ｃの外周に接するように設けられている。樹脂モールド１３は、図１に示すように、金属外枠部材２３の全周にわたって被覆し、かつ金属内筒部材１４に被着するように、金属外枠部材２３および金属内筒部材１４に結合している。
【００２８】
これにより、コイル３１に通電して生じる電磁力による磁束が、磁性筒部１４ａ、後述の磁性筒部１４ａの吸引部２２、後述のアーマチュア２５、磁性筒部１４ｃ、および金属外枠部材２３の順に流れる磁気回路を構成している。なお、金属内筒部材１４は、図１に示すように、アーマチャ２５の軸方向最大移動量を規制可能な吸引部２２が形成されており、この吸引部２２は、通電によって生じる磁気回路の磁束によってアーマチャ２５を軸方向移動可能にする吸引力を発生させている。
【００２９】
アーマチュア２５は、磁性ステンレス等の強磁性材料からなる筒状体であって、ノズルニードル２６に固定されている。これにより、コイル３１に通電すると、コイル３１に発生した電磁力による磁束が、吸引部２２を介してアーマチュア２５に作用することで、アーマチュア２５と共にノズルニードル２６を、吸引部２２側の軸方向、つまり弁座２９ａから遠ざかる方向へ移動可能である。なお、アーマチュア２５の内部空間２５ｅは、金属内筒部材１４のアーマチュア収容孔１４ｅに形成される内部燃料通路とお互いに連通する構成となっている。
【００３０】
圧縮スプリング２４は、吸引部２２の内周に配置されたアジャスティングパイプ２１の端面と、アーマチュア２５の内部空間２５ｅを形成する段差部であるスプリング座２５ｃとの間に挟まれ、アーマチャ２５をバルブボディ２９側へ所定の付勢力にて付勢する。これにより、コイル３１が通電されていないときには、アーマチュア２５は、ノズルニードル２６をバルブボディ２９へ当接（詳しくは、当接部２６ｃを弁座２９ａへ当接）させるように操作する。その操作の結果、ノズルニードル２６とバルブボディ２９すなわち弁部Ｂが閉弁する。なお、アジャスティングパイプ２１は、吸引部材２２の内周に圧入固定され、このアジャスティングパイプ２１の圧入量により圧縮スプリング２４の付勢力を所定の付勢力に調整できる。
【００３１】
なお、金属内筒部材１４の燃料噴射側には、バルブボディ２９が収容されている。一方、金属内筒部材１４の上方には、図１に示すようなフィルタ１１が取付けられており、このフィルタ１１によって、燃料噴射弁１の燃料上流から流入する燃料中に含まれる異物の除去が可能である。
【００３２】
ここで、上述の構成を有する燃料噴射弁１の作動について以下説明する。電磁駆動部のコイル３１に通電すると、コイル３１には電磁力を生じる。このとき、磁気回路を構成する金属外枠部材２３、金属内筒部材１４（詳しくは、吸引部２２）とアーマチャ２５とにおいて、吸引部２２には、アーマチュア２５を吸引する吸引力が発生する。これにより、アーマチャ２５に固定されたノズルニードル２６が、バルブボディ２９の弁座２９ａから離間する。よって、バルブボディ２９とノズルニードル２６が開弁され、燃料噴射弁９の上流側から流入している燃料が、噴孔２８ａを通して、内燃機関へ噴射される。
【００３３】
（本実施形態の要部の詳細）
この噴孔２８ａから噴射された燃料は噴流となって、吸入空気との摩擦等により微粒化が図れる。噴孔プレート２８に配置される複数の噴孔２８ａから噴射される噴流は群をなし、いわゆる群噴流となって、それぞれの噴流が微粒化して全体として略一つの噴霧（以下、噴霧体と呼ぶ）となる。なお、この噴霧体は、噴孔プレート２８に配置された噴孔２８ａの配列に応じて、一つの噴霧体に限らず、二つ等の複数の噴霧体であってもよい。結果として、全噴孔２８ａによって形成される一つの噴霧体または二つ以上の群噴孔によって形成される噴霧体の群であっても、それぞれの噴霧体は、所定の広がりを有する。
【００３４】
なお以下、本実施形態では、噴霧体を二つ形成するように噴孔２８ａが配列されている多噴孔の噴孔プレート２８として説明する。
【００３５】
本実施形態では、図２および図３に示すように、複数（図３に示す１２個）の噴孔２８ａが、噴射プレート２８の中心軸２８ｊを中心として円周上に燃料入口が並ぶように、配列されている。詳しくは、１２個の噴孔２８ａａ、噴孔２８ａｂ、噴孔２８ａｃ、噴孔２８ａｄ、噴孔２８ａｅ、噴孔２８ａｆ、噴孔２８ａｇ、噴孔２８ａｈ、噴孔２８ａｉ、噴孔２８ａｊ、噴孔２８ａｋ、噴孔２８ａｍのうち、噴孔２８ａａ、２８ａｂ、２８ａｃ、２８ａｄは図３に示す内周側の円周上に燃料入口が配置されており、噴孔２８ａｅ、２８ａｆ、２８ａｇ、２８ａｈ、２８ａｉ、２８ａｊ、２８ａｋ、２８ａｍは図３に示す外周側の円周上に燃料入口が配置されている。噴孔２８ａａ、２８ａｂ、２８ａｅ、２８ａｆ、２８ａｇ、２８ａｈ（以下、第１の噴射方向の噴孔群と呼ぶ）が燃料を噴射する方向と、噴孔２８ａｃ、２８ａｄ、２８ａｉ、２８ａｊ、２８ａｋ、２８ａｍ（以下、第２の噴射方向の噴孔群と呼ぶ）が燃料を噴射する方向とは１８０°反対であり、２方向噴射を行なう（図９（ｂ）参照）。すなわち二つの噴霧体を形成する。
【００３６】
一方、この二つの噴霧体の並び方向からみた場合の噴孔配置としては、第１の噴射方向の噴孔群２８ａａ、２８ａｂ、２８ａｅ、２８ａｆ、２８ａｇ、２８ａｈにおいて、噴孔２８ａａ、２８ａｂ、２８ａｆ、２８ａｇは、図３上下方向からみて、噴孔プレート２８の略中央に配置されており、噴孔２８ａｅ、２８ａｈは、その略中央の外側に配置されている。なお、便宜上、以下、噴孔２８ａａ、２８ａｂ、２８ａｆ、２８ａｇを内側噴孔と呼び、噴孔２８ａｅ、２８ａｈを、内側噴射孔２８ａａ、２８ａｂ、２８ａｆ、２８ａｇの外側にあることから、外側噴孔と呼ぶ。第２の噴射方向の噴孔群２８ａｃ、２８ａｄ、２８ａｉ、２８ａｊ、２８ａｋ、２８ａｍにおいても、同様に、内側噴孔２８ａｃ、２８ａｄ、２８ａｊ、２８ａｋが図３上下方向からみて噴孔プレート２８の略中央に配置され、外側噴孔２８ａｉ、２８ａｍは、内側噴孔２８ａｃ、２８ａｄ、２８ａｊ、２８ａｋの外側に配置されている。すなわち、図９（ｂ）の二つの噴霧体を、その噴霧体の並び方向からみた図９（ａ）において、外側噴孔（詳しくは第１の噴射方向の噴孔群の外側噴孔２８ａｅ、２８ａｈ、第２の噴射方向の噴孔群の外側噴孔２８ａｉ、２８ａｍ）が、それぞれの噴霧体の外周の大きさ、つまり噴霧体の広がりを決定する。
【００３７】
図９（ａ）に示すように、従来技術による流体噴射弁を適用する燃料噴射弁は、内燃機関９００の図示しない吸気管または吸気ポート９０１に取付けられる。
吸気ポート９０１に燃料噴射弁が取付けられる場合において、例えば内燃機関に内蔵される吸気バルブ９０２、燃焼室９０３等の内部部材のレイアウトから、吸気ポート９０１の形状、およびその吸気ポート９０１に取付けられる燃料噴射弁１の位置が制約される可能性がある。その結果、吸気ポート９０１の壁面の一部９０１ａと、噴霧体とが干渉する恐れが生じる場合がある（図９（ａ）における噴霧体の広がり（詳しくは、広がり角）がγ０の状態）。特に、噴孔２８ａから噴射される噴流の微粒化の向上を図りたい場合においては、その微粒化によって噴霧体が広がってしまう恐れがある。なお、吸気管に燃料噴射弁を取付ける場合においても、吸気管を搭載する内燃機関あるいは車両上の制約から、同様に、吸気管の壁面、あるいは壁面の一部と、燃料噴射弁から噴射された噴霧体とが干渉する恐れが生じる可能性がある。
【００３８】
これに対して、本実施形態では、外側噴孔２８ａｅ、２８ａｈ、２８ａｉ、２８ａｍを、内側噴孔２８ａｄ等から噴射される燃料の噴射方向と中心軸（以下、軸線と呼ぶ）２８ｊとのなす噴射傾斜角に比べて、外側噴孔の噴射傾斜角が小さくなるように、外側噴孔２８ａｅ、２８ａｈ、２８ａｉ、２８ａｍの内周面（以下、噴孔内周面と呼ぶ）１０１の軸線２８ｊに対する傾斜を緩やかにする。なお、噴孔２８ａは、燃料出口に向かって拡径していることが望ましい。これにより、後述する燃料入口側端面２８Ｕに沿って噴孔内周面１０１に流入する燃料の流れが、その噴孔内周面１０１に沿って噴孔２８ａの外へ液膜状に噴出され、その結果、噴流の分裂が促進され、微粒化の向上が図れる。
【００３９】
なお、外側噴孔２８ａｅ、２８ａｈ、２８ａｉ、２８ａｍのうち、二つの噴霧体において、壁面等との干渉回避等の観点から、噴霧体の少なくとも一方であって、かつその一方の広がりを決める外周の両端（図９（ａ）参照）のうちの少なくとも一方（図９（ａ）では壁面９０１の一部９０１ａに近い側）に対応する外側噴孔２８ａｍだけを、内側噴孔２８ａｄ等の噴射傾斜角に比べて、その噴射傾斜角を小さくするだけでもよい。
【００４０】
詳しくは、図３、図４および図５に従って、外側噴孔２８ａｍを、内側噴孔２８ａｄ等の噴射傾斜角に比べて、その噴射傾斜角を小さくする場合で以下説明する。なお、内側噴孔２８ａｃ、２８ａｄ、２８ａｊ、２８ａｋの代表として、内側噴孔２８ａｄの断面図を図３に示す。なお、以下の説明では、噴射傾斜角に係わる噴孔内周面１０１、およびその内周面１０１の特徴を表す後述する第１の交線１０３、第２の交線１０４、および噴孔軸線１００等において、内側噴孔２８ａｄにはそれぞれ添え字「ｂ」を、外側噴孔２８ａｍにはそれぞれ添え字「ｐ」を付して説明する。
【００４１】
まず、内側噴孔２８ａｄの噴孔内周面１０１ｂについて、以下図４に従って説明する。図４（ａ）は、噴孔軸線１００ｂを含み噴孔プレート２８と直交する仮想面、つまり図３においてＩＶ−ＩＶ線で切断したときの噴孔プレート２８の断面を示している。なお、噴孔軸線１００と直交する仮想面と噴孔内周面１０１との交線のうち、閉曲線部分は、図７に示すように略円１０５になる。なお、略円とは真円に限らず楕円であってもよい。
【００４２】
この仮想面と噴孔内周面１０１ｂとが交差することで形成される二本の交線のうち、噴射プレート２８の燃料入口側端面２８Ｕと鈍角を形成する交線を第１の交線１０２ｂとし、噴射プレート２８の燃料入口側端面２８Ｕと鋭角を形成する交線を第２の交線１０３ｂとする。このとき、第１の交線１０２ｂ、第２の交線１０３ｂが軸線２８ｊとがなす傾斜角を、それぞれ第１の傾斜角θ１ｂ、第２の傾斜角θ２ｂとする。
【００４３】
本実施形態では、内側噴孔２８ａｄは、第１の傾斜角θ１ｂがθ１ｂ≧２０°という関係を満足する。これにより、図６の第１の傾斜角θ１と燃料粒径との関係から、燃料の微粒化の向上が容易となる。したがって、内側噴孔２８ａｃ、２８ａｄ、２８ａｊ、２８ａｋから噴射される燃料は、微粒化され易い。一方、外側噴孔２８ａｍの噴孔内周面１０１ｐについて、以下図５に従って説明する。内側噴孔２８ａｄに対して、同一または実質均等となるものは説明を省く。上記第１の傾斜角θ１ｂを有する内側噴孔２８ａｄに対して、外側噴孔２８ａｍの噴孔内周面１０１ｐに係わる第１の傾斜角θ１ｐは、θ１ｐ＜θ１ｂの関係を満足する。これにより、外側噴孔２８ａｍから噴射される燃料による噴霧の傾斜を図１に示す軸線２８ｊに対して小さく抑えることが可能である。したがって、外側噴孔２８ａｍから噴射される燃料によって形成される噴霧体の外周部分の広がりを、（θ１ｂ−θ１ｐ）の差に応じて、図９（ａ）に示すΔγだけ小さくして、噴霧体の広がりを全体としてγ０からγ１に縮小することが可能である。
【００４４】
なお、図６は、横軸を第１の傾斜角θ１、縦軸を燃料粒径で表す特性図であって、θ１≧２０°の範囲で粒径が８０μｍ以下になる。このθ１を大きくすることにより、第１の交線１０２を含む噴孔内周面１０１に案内される燃料が噴出すると、噴霧が微粒化され易くなる。
【００４５】
（変形例）
変形例としては、第１の実施形態で説明した第１の傾斜角θ１ｐに係わる外側噴孔２８ａｍの噴孔内周面１０１ｐの傾斜角の緩和に代えて、第２の傾斜角θ２ｐに係わる噴孔内周面１０１ｐの傾斜角の緩和とする。すなわち、内側噴孔２８ａｄは、第２の傾斜角θ２ｂがθ２ｂ≧２０°という関係を満足する。さらに、この第１の傾斜角θ１ｂを有する内側噴孔２８ａｄに対して、外側噴孔２８ａｍの噴孔内周面１０１ｐに係わる第２の傾斜角θ２ｐは、θ２ｐ＜θ２ｂの関係を満足する。これにより、第１の実施形態と同様に、内側噴孔２８ａｃ、２８ａｄ、２８ａｊ、２８ａｋから噴射される燃料は、微粒化され易いとともに、外側噴孔２８ａｍから噴射される燃料によって形成される噴霧体の外周部分の広がりを、（θ２ｂ−θ２ｐ）の差に応じて、図９（ａ）に示すΔγだけ小さくして、噴霧体の広がりを全体としてγ０からγ１に縮小することが可能である。
【００４６】
なお、上述で説明した第１の実施形態において、θ１ｐ＜θ１ｂの関係にあるθ１ｐは、θ１ｐ≧２０°であることが望ましい。また同様に、変形例において、θ２ｐ＜θ２ｂの関係にあるθ２ｐは、θ２ｐ≧２０°であることが望ましい。これにより、噴孔プレート２８の複数の噴孔２８ａから噴射される燃料によって形成される少なくとも一つの噴霧体の外周、もしくは外周の一部の広がりを抑えつつ、燃料の微粒化の向上が図れる。
【００４７】
なお、上述で説明した第１の実施形態において、θ１ｐ＜θ１ｂの関係にあるθ１ｐは、θ１ｐ＜２０°であってもよい。また同様に、変形例において、θ２ｐ＜θ２ｂの関係にあるθ２ｐは、θ２ｐ＜２０°であってもよい。外側噴孔２８ａｍから噴射される燃料によって形成される噴霧体の外周部分の広がりを、縮小するため、外側噴孔２８ａｍに限って、燃料入口側端面２８Ｕに沿って噴孔内周面１０１ｐに流入する燃料の流れが、その噴孔内周面１０１ｐに沿わず直接噴孔２８ａｍの外へ、液膜状でなく、液柱状に噴出され、結果として噴流の分裂が抑制され、噴霧の微粒化の向上が阻害される可能性があるにすぎない。吸気ポート９０１の一部９０１ａに燃料が付着してしまうことによる望ましくない排気ガス成分の増加の防止が可能である。したがって、全体としては、排気ガス清浄化のために、多噴孔の噴孔プレート２８から噴射される燃料の微粒化の向上が図れる。
【００４８】
（他の変形例）
他の変形例としては、第１の実施形態で説明した噴孔軸線１００を含み噴孔プレート２８と直交する仮想面と噴孔内周面１０１とが交差することで形成される二本の交線１０２、１０３に係わる噴孔内周面１０１の傾斜角の緩和に代えて、交線１０２、１０３と略９０°位相が異なる噴孔内周面１０１での角度θ４を縮小する。すなわち、内側噴孔２８ａｄの角度θ４ｂ（図４（ｂ）参照）に対して、外側噴孔２８ａｍの角度θ４ｐ（図５（ｂ）参照）を小さくする（θ４ｂ＞θ４ｐ）。これにより、第１の実施形態と同様に、噴孔プレート２８の複数の噴孔２８ａから噴射される燃料によって形成される少なくとも一つの噴霧体の外周、もしくは外周の一部の広がりを抑えることが可能である。
【００４９】
なお、角度θ４ｂを角度θ４ｐに縮小する際、均等に縮小する方法に限らず、片側だけを縮小する方法であってもよい。例えば均等に縮小する方法では、内側噴孔２８ａｄの閉曲線部分（図７参照）の略円形状に対し、外側噴孔２８ａｍの閉曲線部分を扁平させて略楕円形状にする。
【００５０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した燃料出口に向けて拡径された噴孔２８ａに代えて、図８に示すように、内径が一定のストレート孔とする。図８は、本実施形態に係わる外側噴孔を示す断面図であって、図８（ａ）は縦断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂからみた矢視的断面図である。
図８（ａ）に示すように、第１の交線θ１と第２の交線θ２は、θ１＝θ２となる。内側噴孔の第１の傾斜角θ１ｂに対して、外側噴孔の第１の傾斜角θ１ｐを小さくする（θ１ｐ＜θ１ｂ）。この構成によると、第１の実施形態と同様に、噴孔プレート２８の複数の噴孔２８ａから噴射される燃料によって形成される少なくとも一つの噴霧体の外周、もしくは外周の一部の広がりを抑えることが可能である。
【００５１】
以上本発明の流体噴射弁の説明では、噴孔プレート２８上の配列として、噴孔２８ａの燃料入口を円周上、つまり環状に配置すると説明したが、内側噴孔と外側噴孔の配置を満足する噴孔配列は、二重環状に配列したものに限らず、多重環状に配列したものであってもよい。また、複数の環状配置に限らず、複数の列状配置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の流量噴射弁の概略構成を表す縦断面図である。
【図２】図１中の本実施形態に係わる発明の要部である弁部周りを示す部分的断面図である。
【図３】図１中の噴孔プレートを燃料入口側からみた矢視拡大図である。
【図４】図３中の内側噴孔を示す断面図であって、図４（ａ）は図３のＩＶ−ＩＶからみた縦断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂからみた矢視的断面図である。
【図５】図３中の外側噴孔を示す断面図であって、図５（ａ）は図３のＶ−Ｖからみた縦断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂからみた矢視的断面図である。
【図６】図３中の噴孔の傾斜角θ１と燃料流径との関係を示すグラフである。
【図７】噴孔軸線と直交する仮想面と内周面との交線を示す説明図である。
【図８】第２の実施形態に係わる噴孔を示す断面図であって、図８（ａ）は縦断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂからみた矢視的断面図である。
【図９】流量噴射弁を内燃機関の燃料噴射弁に適用し、内燃機関に取付けた取付け状態を示す一実施例であって、図９（ａ）は縦断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂからみた部分的断面図である。
【符号の説明】
１　燃料噴射弁
１４　金属内筒部材
２４　圧縮スプリング
２５　アーマチュア（可動体）
２６　ノズルニードル（弁部材）
２６ｃ　当接部
２８　噴孔プレート
２８ａ　噴孔
２８ｊ　中心軸（噴孔プレート２８に直交する軸線）
２８Ｕ　燃料入口側端面
２９　バルブボディ
２９ａ　弁座
３１　コイル
３０　スプール
Ｂ　弁部
Ｓ　電磁駆動部
１００　噴孔軸線
１０１　噴孔内周面（内周面）
１０２　第１の交線
１０３　第２の交線

Claims (4)

1. バルブボディの先端部に形成された流体通路の出口に複数の噴孔を有する噴孔プレートを配設して、該噴孔から流体を噴射することにより流体の計量と噴射方向の決定を行なう流体噴射弁において、
   前記噴孔は、前記噴孔プレートの略中央に設けられた内側噴孔と、前記内側噴孔の外側に配置される外側噴孔とを備え、
   前記外側噴孔は、前記噴射方向と前記噴孔プレートに直交する軸線がなす噴射傾斜角が、前記内側噴孔の前記噴射傾斜角に比べて小さくなるように、前記軸線に対して傾斜した内周面を有していることを特徴とする流体噴射弁。
2. 前記噴孔は、流体出口側に向かって拡径しており、前記流体出口の中心と流体入口の中心を結ぶ噴孔軸線が、前記軸線に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射弁。
3. 前記噴孔軸線を含み前記噴孔プレートと直交する仮想面と前記内周面とが交差することで形成される二本の交線のうち、前記噴孔プレートの流体入口側端面と鈍角を形成する第１の交線と、前記軸線とがなす第１の傾斜角θ１において、
   前記内側噴孔の前記第１の傾斜角θ１ｂは、θ１ｂ≧２０°、かつ前記外側噴孔の前記第１の傾斜角θ１ｐに対し、θ１ｐ＜θ１ｂであることを特徴とする請求項２に記載の流体噴射弁。
4. 前記噴孔軸線を含み前記噴孔プレートと直交する仮想面と前記内周面とが交差することで形成される二本の交線のうち、前記噴孔プレートの流体入口側端面と鋭角を形成する第２の交線と、前記軸線とがなす第２の傾斜角θ２において、
   前記内側噴孔の前記第２の傾斜角θ２ｂは、θ２ｂ≧２０°、かつ前記外側噴孔の前記第２の傾斜角θ２ｐに対し、θ２ｐ＜θ２ｂであることを特徴とする請求項２に記載の流体噴射弁。

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