JP2008255834A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貫徹力を抑えた高拡散の燃料噴霧を形成する燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】ニードル弁２０と、前記ニードル弁を中心軸ＡＸ方向に往復動可能に収納すると共に、前記ニードル弁２０が当接する内壁面１３に燃料流入口を形成した燃料通路を含むノズルボディ１０とを、備えている燃料噴射装置１Ａであって、前記ノズルボディが第１の燃料通路１４と第２の燃料通路１６とを有すると共に、当該ノズルボディの表面には、前記第１の燃料通路の燃料流出口と前記第２の燃料通路の燃料流出口とが合流する合流噴孔１８が形成されており、前記合流噴孔１８は、前記第１の燃料通路及び前記第２の燃料通路の通路断面積を合計した合計通路断面積よりも大きい通路断面積で形成され、前記第１の燃料通路の中心軸線Ｌ１と前記第２の燃料通路の中心軸線Ｌ２とが、前記合流噴孔１８内で交差している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関（以下、エンジンと称する）で採用される燃料噴射装置に関する。

エンジンの燃焼室に直接、または間接に燃料を噴射する装置として燃料噴射装置（インジェクタ）が広く採用されている。燃料噴射装置から噴射された燃料は、吸気管或いは燃焼室において空気と混合される。燃焼室へ吸入された混合気はピストンにより圧縮された後、例えば点火プラグにより着火されて燃焼する。このようなエンジンの場合、燃料噴射弁から噴射された燃料と空気との混合性能はエンジン性能に影響を及ぼすことになる。特に、燃料噴射装置から噴射された燃料の貫徹力（ペネトレーション：Penetrationとも、称される）及び微粒化（霧化）の状態はエンジンの性能を左右する重要な要素となっている。

そこで、例えば特許文献１は第１の燃料通路（第一燃料噴射通路）及び第２の燃料通路（第二燃料噴射通路）がノズルボディ（弁本体）に形成されている燃料噴射装置を開示する。そして、これら燃料通路はノズルボディ表面側に形成した合流噴孔に連通されて合流している。特許文献１の燃料噴射装置は、ニードル弁のリフト量が小さいときに第１の燃料通路だけを開いてニードル弁表面に形成した溝部で燃料の偏流を形成し、これを通路内に導いて旋回させながら進行させて、出口から中空円錐状の噴霧を形成させる。これによりエンジンの低負荷時などに強い貫徹力の噴射された燃料が壁面に付着して燃料効率が低下するのを抑制する。また、エンジンが高負荷運転されたときには、ニードル弁のリフト量を大きくして第１の燃料通路及び第２の燃料通路を同時に開いて旋回流と非旋回流が合流噴孔内で合流させて低拡散で高貫徹力噴霧を実現して、エンジンが低負荷及び高負荷に対応できる燃料噴射装置している。

特開２０００−２９１５１３号公報

ところで、特許文献１の燃料噴射装置はノズルボディ内に配備するニードル弁の表面に斜めに複数の溝部が形成されている。この溝部に流れ込んだ燃料を第１の燃料通路へ流入させることで内部に旋回流を発生させている。しかしながら、燃料噴射弁はノズルボディでニードル弁の位置が回転するので、第１の燃料通路での旋回流の状態が不安定となる。その結果、噴霧形状が変化し易いので、安定した燃料噴射を実現することが困難である。

したがって、本発明の主な目的は、貫徹力を抑えた高拡散の燃料噴霧を安定的に形成できる燃料噴射装置を提供することである。

上記目的は、ニードル弁と、前記ニードル弁を中心軸方向に往復動可能に収納すると共に、前記ニードル弁が当接する内壁面に燃料流入口を形成した燃料通路を含むノズルボディとを、備えている燃料噴射装置であって、前記ノズルボディが第１の燃料通路と第２の燃料通路とを有すると共に、当該ノズルボディの表面には、前記第１の燃料通路の燃料流出口と前記第２の燃料通路の燃料流出口とが合流する合流噴孔が形成されており、前記合流噴孔は、前記第１の燃料通路及び前記第２の燃料通路の通路断面積を合計した合計通路断面積よりも大きい通路断面積で形成され、前記第１の燃料通路の中心軸線と前記第２の燃料通路の中心軸線とが、前記合流噴孔内で交差している、ことを特徴とする燃料噴射装置によって達成できる。

本発明によると、第１の燃料通路と第２の燃料通路とが所定の条件でノズルボディの表面側に形成した合流噴孔で合流する構造となっているので、燃料を高拡散、低貫徹力で噴霧することができる。

そして、前記合流噴孔の通路断面積は、前記合計通路断面積の１．５倍以上に設定してあることが望ましい。

また、前記ノズルボディの先端側の内壁面及び当該内壁面に当接する前記ニードル弁の先端部が、ノズルボディの前記中心軸を中心として対称形状に形成してある構造とするのが好ましい。これにより、第１の燃料通路及び第２の燃料通路内にストレートな燃料流を形成できる。

また、前記第１の燃料通路の通路断面積をＡ１、前記第２の燃料通路の通路断面積をＡ２とし、前記合流噴孔の中心軸を、次式、
（第１の燃料通路と第２の燃料通路の相対角度θ０）×Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）
で設定してもよい。この場合、通路断面積Ａ１、Ａ２が等しい場合には合流噴孔内で旋回流が均等に配置され、均一、安定な高拡散、低貫徹力の燃料噴霧を形成できる。また、通路断面積Ａ１、Ａ２が異なる場合には合流噴孔内の旋回流は流量に応じて配置され、同様に均一、安定な高拡散、低貫徹力の燃料噴霧を形成できる。

また、さらに他の燃料通路が前記ノズルボディに形成されて前記合流噴孔に合流しており、前記合流噴孔の通路断面積は全ての燃料通路の通路を合計した合計通路断面積よりも大きく設定するのが望ましい。複数の燃料通路が合流する場合、使用する燃料通路を切換えて、高拡散、低貫徹力の燃料噴霧と、高貫徹力の燃料噴霧とを形成できる。そして、複数の燃料通路が前記合流噴孔で合流し、前記燃料通路のうちで２個の燃料通路が前記第１の燃料通路及び前記第２の燃料通路として機能し、他の燃料通路とは独立に開閉可能とされていることが好ましい。

また、前記第１の燃料通路と前記第２の燃料通路とを独立に開閉して燃料噴霧を切換える噴霧切換機構を備えている構造としてもよい。また、前記ノズルボディに前記第１の燃料通路、前記第２の燃料通路及び前記合流噴孔を含む燃料通路群が複数形成されており、前記燃料通路群を独立に開閉して燃料噴霧を切換える噴霧切換機構を備えている構造としてもよい。

本発明によると、貫徹力を抑えた高拡散の燃料噴霧を安定的に形成できる燃料噴射装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置の実施例を説明する。

図１は、実施例１に係る燃料噴射装置１Ａについて示した縦断面図である。燃料噴射装置１Ａは、内部に空間を有している円筒形状のノズルボディ１０と、このノズルボディ１０内に収納されて中心軸ＡＸ方向へ往復動可能に配置されているニードル弁２０とを含んでいる。ノズルボディ１０の内壁面１３は、上側が円筒形状の内壁面１３Ａで、下側が円錐形状の内壁面１３Ｂとなっている。ニードル弁２０が下降したときに下側の内壁面１３Ｂに当接（着座）して停止する。この位置がニードル弁２０の下限位置であり、これにより燃料噴射弁１は閉弁状態となる。本実施例では、このようにニードル弁２０の先端部が当接する内壁面１３の一部をシート面１３ＳＴと称する。燃料噴射弁１Ａは、図示しない公知のニードル弁移動機構を備えており、ニードル弁２０が中心軸ＡＸ方向へ移動されて移動量（リフト量）が変更される。

そして、ノズルボディ１０には新規な燃料通路構造が形成してある。この燃料通路構造について詳述する。このノズルボディ１０には２つの燃料通路、すなわち第１の燃料通路１４と第２の燃料通路１６とがほぼ同じ通路断面積で形成してある。この第１の燃料通路１４及び第２の燃料通路１６は、共に直線的な円筒状の通路である。そして、前記ノズルボディ１０の先端側の内壁面及び前記ニードル弁２０の先端部は、ノズルボディ１０の中心軸ＡＸを中心に対称形状に形成してある。よって、ニードル弁２０を上昇させて開弁させたとき、第１の燃料通路１４及び第２の燃料通路１６内に燃料ＦＥをストレート流で流通させることができる。

図２は、図１における円内ＣＲ内を拡大して示した図である。第１の燃料通路１４の中心軸線Ｌ１は中心軸ＡＸに対して所定の傾斜角度αをもって設計されている。第２燃料通路１６は第１の燃料通路１４の下側に、の中心軸線Ｌ２が中心軸ＡＸに対して異なる所定の傾斜角度βをもって形成されている。傾斜角度βの傾斜角度αより大きく、αとβとの角度差（β−α）が第１の燃料通路１４と第２燃料通路１６との相対角度となる。

第１の第１の燃料通路１４は、シート面１３ＳＴに燃料流入口１４ＥＮが形成してある。同様に、第２の第１の燃料通路１６もシート面１３ＳＴに燃料流入口１６ＥＮを有している。ところが、これら第１の燃料通路１４及び第２の燃料通路１６の燃料流出口は、ノズルボディ１０の表面（外側の周表面）に有していない。ノズルボディ１０の表面には、第１の燃料通路１４の燃料流出口１４ＥＸ及び第２の燃料通路１６の燃料流出口１６ＥＸが合流する合流噴孔１８が形成してある。よって、第１の燃料通路１４及び第２の燃料通路１６のそれぞれに流入してきた燃料ＦＥは、合流噴孔１８で合流して外向（ノズルボディ１０の半径方向での外側）に噴射される。ここで、第１の燃料通路１４及び第２の燃料通路１６並びに、合流噴孔１８は、以下で説明するように条件で設計されている。このように設定されていることにより、合流噴孔１８から噴射される燃料ＦＥの噴霧形態を高拡散かつ低い貫徹力とすることができる。

まず、合流噴孔１８の通路断面積は第１の燃料通路１４及び第２の燃料通路を合わせた合計通路断面積よりも十分に大きく設定されている。なお、ここでの通路断面積とは、燃料通路の横断面積である。より具体的には、合流噴孔１８の通路断面積は、第１の燃料通路１４及び第２の燃料通路を合計した合計通路断面積の１．５倍以上としておくのがより好ましい。

そして、図２でよく図示されているように、第１の燃料通路１４及び第２の燃料通路１６の燃料流出口が合流噴孔１８の上面に開口し、第１の燃料通路の中心軸線Ｌ１と第２の燃料通路の中心軸線Ｌ２とが、合流噴孔１８内で交差するように形成してある。図２では、点ＣＰが交差点であり、合流噴孔１８内となっている。以上のように、合流噴孔１８の通路断面積が第１の燃料通路１４及び第２の燃料通路を合わせた合計通路断面積の１．５倍以上で、中心軸線Ｌ１、Ｌ２の交点ＣＰが合流噴孔１８内に存在するように設定することで、合流噴孔内に適度な旋回流を発生させて高拡散、低貫徹力の燃料噴霧をより確実に形成することができる。

図３は、図１でのＡ矢視図であり、（Ａ）は燃料噴射前、（Ｂ）は燃料噴射初期、（Ｃ）は燃料噴射中の様子を模式的に示した図である。第１の燃料通路１４からの燃料流と第２の燃料通路１６からの燃料流とが合流噴孔１８内で衝突する。ここで、第１、第２の通路の断面積をほぼ同じとし、燃料の流量も同量として直線的に流すと、（Ｂ）で示すように合流噴孔内で２つの横方向への燃料流となる。この横方向への燃料流は、合流噴孔１８の壁面に当たるので壁面に沿う流れとなる。その結果、（Ｃ）で示すように、燃料流が継続的に合流噴孔１８へ流れ込む燃料噴射中では合流噴孔内に旋回流が発生する状態となる。このようにすると、一般に噴霧形状が変わり易いことを抑制して、合流噴孔１８から噴射する燃料は高拡散、低貫徹力の噴霧とすることができる。よって、燃料噴射装置１Ａを採用するエンジンは安定した燃焼を確保できる。

そして、燃料噴射装置１Ａのノズルボディ１０は従来のものと比較して、簡単に作製できるというメリットもある。このノズルボディ１０は、先ず外側から比較的直径の大きな合流噴孔１８を形成し、その後に合流噴孔１８を介して第１、第２の燃料通路１４、１６順に形成するという工程で、図２で示すような燃料通路構造を作製できる。このノズルボディ１０は外側から、放電加工、レーザ加工、ドリル加工などを施して簡易に形成できる。なお、従来の燃料噴射装置では、ノズルボディの内壁やニードル弁の表面に微細な加工を施していたので高コスト化していた。本実施例の燃料噴射装置１Ａは、工程の簡素化により量産化が可能であるので製造コストの低減を図ることができる。さらに、ノズルボディ１０内でニードル弁２０が回転しても形成する燃料の噴霧形態が影響を受けないので、信頼性の高い燃料噴射装置となる。また、形成した燃料通路に加工精度程度のバラツキあっても噴霧が影響を受け難いという特長もある。

前述したように、第１の燃料通路の中心軸線Ｌ１と第２の燃料通路の中心軸線Ｌ２とが、合流噴孔１８内で交差するように形成してある。この条件は、上記燃料通路１４及び上記燃料通路１６の円筒壁面を延長した線の交線の一部が合流噴孔１８内に存在するような構造としても燃料噴射装置１Ａと同様の効果を得ることができる。図４は、第１の燃料通路１４と第２の燃料通路１６の円筒壁面を延長した線が、合流噴孔１８内で交差するよう設定した通路構造について示した図である。互いに内側となる円筒壁面の延長線の交点（最近接点）ＣＰ−１が合流噴孔１８内となる。この変形構造の場合も合流噴孔３８から噴射する燃料を高拡散、低貫徹力の噴霧とすることができる。よって、安定した燃焼を確保できる。なお、図４で示す例では外側の交点ＣＰ−２は合流噴孔１８の外側になっているが、この交点ＣＰ−２についても合流噴孔１８内となるようにしてもよい。

図５は、実施例２に係る燃料噴射装置１Ｂについて示した図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面の一部を示した図である。なお、実施例１の燃料噴射装置１Ａと同様に構成部分については、同じ符号を付すことで重複する説明を省略する。以下で説明する他の実施例についても同様にして、重複する説明を省略する。実施例１の燃料噴射装置１Ａのノズルボディ１０には、中心軸ＡＸ方向で上下位置となるように第１の燃料通路１４と第２の燃料通路１６とが設定されていた。これに対して、本実施例２に係る燃料噴射装置１Ｂのノズルボディ３０の場合は、第１の燃料通路３４と第２の燃料通路３６が中心軸ＡＸを中心として円周方向に設定され、合流噴孔３８内で合流するように形成してある。

図５（Ｂ）で示すように、燃料噴射装置１Ｂの場合には第１の燃料通路３４と第２の燃料通路３６とがノズルボディの周方向で左右から合流噴孔３８に燃料ＦＥが合流する状態となる。燃料噴射装置１Ａについて示す図３では燃料流が上下方向から合流であるが、これが９０度回転して燃料流が両側（左右）から合流することになる。

ノズルボディ３０における第１の燃料通路３４及び第２の燃料通路３６、並びに合流噴孔３８との基本的な条件については、前述した燃料噴射装置１Ａのノズルボディ１０と同様である。実施例２の燃料噴射装置１Ｂの場合も合流噴孔３８から噴射する燃料を高拡散、低貫徹力の噴霧とすることができる。よって、安定した燃焼を確保できる。

図６は、実施例３に係る燃料噴射装置１Ｃについて示した縦断面図である。実施例１の燃料噴射装置１Ａのノズルボディ１０の場合には、中心軸ＡＸ方向で上下位置となるように第１の燃料通路１４と第２の燃料通路１６が設定され、中心軸ＡＸに対して異なる傾斜角度α、βとなっていた。

これに対して、本実施例３に係る燃料噴射装置１Ｃのノズルボディ４０の場合は、第１の燃料通路４４の通路断面積（Ａ１）と第２の燃料通路４６の通路断面積（Ａ２）とが等しく設定されている。そして、第１の燃料通路４４の中心軸線Ｌ１と第２の燃料通路４６の中心軸線Ｌ２とは、合流噴孔４８内で交差するように設定されている。そして更に、合流噴孔４８の中心軸線Ｌ３が中心軸線Ｌ１と中心軸線Ｌ２とが成す角度θ０の分割２等分線となるように設定してある。すなわち、中心軸線Ｌ１と中心軸線Ｌ２との相対角度がθ０であり、合流噴孔４８の中心軸線Ｌ３がθ０／２の位置に設定されている。そして、中心軸線Ｌ１と中心軸線Ｌ３とが成す角度をθ１、中心軸線Ｌ２と中心軸線Ｌ３とが成す角度をθ２としたときに、θ１＝θ２＝（θ０／２）の関係が形成してある。他の条件は実施例１の燃料噴射装置１Ａと同様である。実施例３の燃料噴射装置１Ｃの場合も合流噴孔４８内で旋回流が均等に配置され、均一、安定な高拡散、低貫徹力の燃料噴霧を形成できる。

図７は、実施例４に係る燃料噴射装置１Ｄについて示した縦断面図である。本実施例４の燃料噴射装置１Ｄのノズルボディ５０は、実施例３のノズルボディ４０と比較して２つの燃料通路の通路断面積の関係、及び各中心軸線の関係が異なっている。この実施例４に係る燃料噴射装置１Ｄのノズルボディ５０の場合も、第１の燃料通路５４と第２の燃料通路５６との合計通路断面積より、合流噴孔５８の通路断面積が十分に大きく設定してある。この点は前述した実施例と同様である。

第１の燃料通路５４の通路断面積をＡ１、第２の燃料通路５６の通路断面積をＡ２としたときに、合流噴孔５８の中心軸線Ｌ３が次の条件で設定されている。中心軸線Ｌ３との第１の燃料通路５４の中心軸線Ｌ１との角度θ１１と、第２の燃料通路５６の中心軸線Ｌ２との角度θ２２とする。このθ２２に対して、θ１１は、次式で規定されている。
θ１１＝（Ａ１／（Ａ１＋Ａ２））×θ０
本実施例４の燃料噴射装置１Ｄでは合流噴孔５８内の旋回流は流量に応じて設定されるので、前述した実施例の場合と同様に均一、安定な高拡散、低貫徹力の燃料噴霧を形成できる。

図８は、実施例５に係る燃料噴射装置１Ｅについて示した図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面の一部を示した図、（Ｃ）は（Ａ）のニードル弁の構造を確認できるように示した断面図である。この実施例５に係る燃料噴射装置１Ｅのノズルボディ６０は、第１の燃料通路６４と第２の燃料通路６６とが中心軸ＡＸを中心として円周方向に設定され、合流噴孔６８内で合流する。このように図５で示した実施例２の燃料噴射装置１Ｂのノズルボディ３０と同様の燃料通路構造を備えているが、ノズルボディ６０は次の点が異なっている。

このノズルボディ６０の先端部側（図８で下側）には、更に内外を連通するように形成した第３の燃料通路６９が設けられている。この燃料通路６９は従来において一般的なもので、円筒状の通路でシート面１３ＳＴに燃料流入口６９ＥＮ、ノズルボディ６０の表面には燃料流出口６９ＥＸが形成されている。

さらに、燃料噴射装置１Ｅの場合には、ノズルボディ６０内に配備されるニードル弁２０が前述したものとは異なっている。このニードル弁２０は、第１の燃料通路６４及び第２の燃料通路６６の燃料流入口を開閉する第１のニードル部２１と、このニードル部２１の内側で第３の燃料通路６９の燃料流入口を開閉する第２のニードル部２２とを含む２重構造のニードルとして形成してある。

図９は、燃料噴射装置１Ｅの燃料噴射を切換えたときの様子を示した図であり、（Ａ）は合流噴孔６８からから高拡散かつ低い貫徹力で燃料ＦＥを噴射する場合、（Ｂ）は単一の燃料通路６９から高貫徹力で燃料ＦＥを噴射する場合を示している。燃料噴射装置１Ｅには、従来において公知の２重ニードル切換機構２５が配備され、図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）により、エンジンの状態に応じて２重構造のニードル弁の駆動を制御する。２重ニードル切換機構２５が噴霧切換機構として機能して、燃料を流す燃料通路を切換えて燃料噴霧を切換える。なお、ノズルボディ６０における第１の燃料通路６４及び第２の燃料通路６６、並びに合流噴孔６８との関係は、燃料噴射装置１Ｂのノズルボディ２０と同様である。実施例５の燃料噴射装置１Ｅの場合も合流噴孔６８から噴射する燃料を高拡散、低貫徹力の噴霧とすることができる。よって、安定した燃焼を確保できる。そして、燃料噴射装置１Ｅは必要な場合には第３の燃料通路６９から高貫徹力の燃料噴霧を形成することもできる。

図１０及び図１１は実施例６に係る燃料噴射装置１Ｆについて示している。図１０は、燃料噴射装置１Ｆの縦断面図である。この実施例６に係る燃料噴射装置１Ｆのノズルボディ７０は、実施例１のノズルボディ１０と同様に形成してある。すなわち、ノズルボディ７０には第１の燃料通路７４と第２燃料通路７６とが形成してある。そして、第２の燃料通路７６は第１の燃料通路７４の下側に形成されている。これらの燃料通路７４、７６も合流噴孔７８内で合流している。

一方、燃料噴射装置１Ｆの場合にはノズルボディ７０内に配備されるニードル弁２０が、実施例５の燃料噴射装置１Ｅの場合と同様に第１のニードル部２１と第２のニードル部２２とを含む２重構造のニードル弁として形成してある。

図１１は、燃料噴射装置１Ｆ燃料噴射を切換えたときの様子を示した図であり、（Ａ）は合流噴孔６８からから高拡散かつ低い貫徹力で燃料ＦＥを噴射する場合、（Ｂ）は下側の第２の燃料通路７６からだけ燃料ＦＥを噴射して高貫徹力の噴射する場合を示している。実施例６の燃料噴射装置１Ｆの場合も合流噴孔７８から噴射する燃料を高拡散、低貫徹力の噴霧とすることができる。よって、安定した燃焼を確保できる。そして、燃料噴射装置１Ｆは必要な場合には第２の燃料通路７６から高貫徹力の燃料噴霧を形成することもできる。

図１２は、実施例７に係る燃料噴射装置１Ｇについて示した図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＤ−Ｄ断面の一部を示した図である。この燃料噴射装置１Ｇのノズルボディ８０は、実施例２の燃料噴射装置１Ｂのノズルボディ３０に類似の燃料通路の構造が形成してある。すなわち、燃料噴射装置１Ｇのノズルボディ８０にも、実施例２のノズルボディ３０と同様に第１の燃料通路と第２の燃料通路とが中心軸ＡＸを中心として円周方向に設定され、合流噴孔内で合流するように形成してある。そして、ノズルボディ８０は第１の燃料通路、第２の燃料通路及びこれらの合流噴孔を１つのグループ（燃料通路群）ＧＰとして、複数のグループ（図１２では一例として２つのグループ（燃料通路群）ＧＰ１とＧＰ２）を含んでいる。

各グループの合流噴孔は、図１２（Ａ）で示すように高さ位置（中心軸ＡＸ方向での位置）がほぼ同じであるが、（Ｂ）で示すようグループＧＰ１とグループＧＰ２とは互いに周方向にずらして設定してある。そして、グループＧＰ１に属する燃料通路の方が、中心軸ＡＸに対して大きな傾斜角度に設定してある。２つのグループＧＰ１、ＧＰ２をこのように設定することで、下側となるグループＧＰ２の合流噴孔が、上側となるグループＧＰ１の合流噴孔の間に位置するので燃料を流入し易くすることができる。

ノズルボディ８０に各ＧＰ１、ＧＰ２における第１の燃料通路及び第２の燃料通路、並びに合流噴孔の関係は、前述した燃料噴射装置１Ｂのノズルボディ３０と同様である。この実施例７の燃料噴射装置１Ｇは、実施例２の燃料噴射装置１Ｂより燃料を噴射する噴孔が増加するので必要に応じてより多くの燃料を噴射できる。この場合に、グループＧＰ１とグループＧＰ２とは互いに周方向にずらして設定してあるので、下側となるグループＧＰ２にもスムーズな燃料の流れを確保し、各合流噴孔から噴射する燃料を高拡散、低貫徹力の噴霧とすることができる。

（変形例）
前述した複数の実施例は、合流噴孔に２本の燃料通路が合流する場合について説明している。しかし、合流噴孔で合流する燃料通路は２本以上でもよい。図１３は、合流噴孔に４本の燃料通路が合流する場合について示している。合流噴孔９０には、上下２本の燃料通路９１、９２から燃料が流入する場合と、上下左右４本の燃料通路９１〜９４から燃料が流入する場合がある。

図１３の上段は上下２本の燃料通路９１、９２から燃料が合流噴孔９０に合流する場合である。この場合は前述したように高拡散、低貫徹力の噴霧が形成される。一方、下段は上下左右４本の燃料通路９１〜９４から燃料が流入すると合流噴孔９０内で形成される旋回流が小さくなり、噴霧を拡散させる力が弱くなる。その結果、２本の場合より高貫徹力の噴霧が形成できる。よって、この変形例の構成を採用すると、高拡散、低貫徹力の噴霧と、これより高貫徹力の噴霧とを切換えて形成できる。なお、燃料通路９１、９２の合計流路断面積に対して、合流噴孔９０の流路断面積を１．５倍以上に設定しておくのが好ましい。この点の条件は前述した実施例の場合と同様である。ただし、合流噴孔９０の流路断面積は全４本の合計流路断面積より大きくが、１．５倍以上に設定する必要はない。

図１４は、図１３の変形例と関連する他の変形例を示した図である。この変形例は４本の燃料通路を２本ずつ、２段のグループ（燃料通路群）に設定した場合を示している。図１４の上段は上側の２本の燃料通路から燃料が合流噴孔に合流する場合である。この場合も前述したのと同様に高拡散、低貫徹力の噴霧を形成できる。そして、下段に示す全４本の燃料通路から燃料が流入すると合流噴孔内で形成される旋回流が小さくして、より高貫徹力の噴霧が形成できる。図１４で示す燃料噴霧の切換えを行う場合については、前述した２重ニードルの切換機構を適用すればよい。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施例１に係る燃料噴射装置１Ａについて示した縦断面図である。 図１における円内ＣＲ内を拡大して示した図である。 図１でのＡ矢視図であり、（Ａ）は燃料噴射前、（Ｂ）は燃料噴射初期、（Ｃ）は燃料噴射中の様子を模式的に示した図である。 第１の燃料通路と第２の燃料通路の円筒壁面の延長線が、合流噴孔内で交差するよう設定した通路構造について示した図である。 実施例２に係る燃料噴射装置１Ｂについて示した図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面の一部を示した図である。 実施例３に係る燃料噴射装置１Ｃについて示した縦断面図である。 実施例４に係る燃料噴射装置１Ｄについて示した縦断面図である。 実施例５に係る燃料噴射装置１Ｅについて示した図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面の一部を示した図、（Ｃ）は（Ａ）のニードル弁の構造を確認できるように示した断面図である。 燃料噴射装置１Ｅの燃料噴射を切換えたときの様子を示した図である。 実施例６に係る燃料噴射装置１Ｆについて示した縦断面図である。 燃料噴射装置１Ｆの燃料噴射を切換えたときの様子を示した図である。 実施例７に係る燃料噴射装置１Ｇについて示した図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＤ−Ｄ断面の一部を示した図である。 合流噴孔に４本の燃料通路が合流する場合の変形例について示している図である。 合流噴孔に４本の燃料通路が合流する場合の他の変形例について示している図である。

符号の説明

１（１Ａ〜１Ｇ） 燃料噴射装置
１０ ノズルボディ
１３ 内壁面
１３ＳＴ シート面
１４ 第１の燃料通路
１４ＥＮ 燃料流入口
１４ＥＸ 燃料流出口
１６ 第２の燃料通路
１６ＥＮ 燃料流入口
１６ＥＸ 燃料流出口
１８ 合流噴孔
２０ ニードル弁
Ｌ１ 第１の燃料通路の中心軸線
Ｌ２ 第２の燃料通路の中心軸線
ＦＥ 燃料
ＡＸ ノズルボディの中心軸

Claims (8)

1. ニードル弁と、
   前記ニードル弁を中心軸方向に往復動可能に収納すると共に、前記ニードル弁が当接する内壁面に燃料流入口を形成した燃料通路を含むノズルボディとを、備えている燃料噴射装置であって、
   前記ノズルボディが第１の燃料通路と第２の燃料通路とを有すると共に、当該ノズルボディの表面には、前記第１の燃料通路の燃料流出口と前記第２の燃料通路の燃料流出口とが合流する合流噴孔が形成されており、
   前記合流噴孔は、前記第１の燃料通路及び前記第２の燃料通路の通路断面積を合計した合計通路断面積よりも大きい通路断面積で形成され、
   前記第１の燃料通路の中心軸線と前記第２の燃料通路の中心軸線とが、前記合流噴孔内で交差している、ことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記合流噴孔の通路断面積は、前記合計通路断面積の１．５倍以上に設定してある、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 前記ノズルボディの先端側の内壁面及び当該内壁面に当接する前記ニードル弁の先端部が、ノズルボディの前記中心軸を中心として対称形状に形成してある、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
4. 前記第１の燃料通路の通路断面積をＡ１、前記第２の燃料通路の通路断面積をＡ２とし、
   前記合流噴孔の中心軸を、次式、
   （第１の燃料通路と第２の燃料通路の相対角度θ０）×Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）
   で設定してある、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の燃料噴射装置。
5. さらに他の燃料通路が前記ノズルボディに形成されて前記合流噴孔に合流しており、前記合流噴孔の通路断面積は全ての燃料通路の通路を合計した合計通路断面積よりも大きい、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の燃料噴射装置。
6. 複数の燃料通路が前記合流噴孔で合流し、前記燃料通路のうちで２個の燃料通路が前記第１の燃料通路及び前記第２の燃料通路として機能し、他の燃料通路とは独立に開閉可能とされている、ことを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射装置。
7. 前記第１の燃料通路と前記第２の燃料通路とを独立に開閉して燃料噴霧を切換える噴霧切換機構を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の燃料噴射装置。
8. 前記ノズルボディに前記第１の燃料通路、前記第２の燃料通路及び前記合流噴孔を含む燃料通路群が複数形成されており、
   前記燃料通路群を独立に開閉して燃料噴霧を切換える噴霧切換機構を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の燃料噴射装置。

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