JP2009030572A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】制御性を維持しつつ、貫徹力が低くかつ微粒噴霧である燃料噴射が可能な燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】この燃料噴射弁は、燃料を噴射するための内外を連通する噴孔２０が形成されたノズルボディ１１と、ノズルボディ１１内に配置されて噴孔２０への燃料の供給および停止を切り替えるニードルとを有する。噴孔２０は、ノズルボディ１１の中心軸周りに非対称に形成されている。また、噴孔２０通路断面積の総和の重心Ｃ１とノズルボディ１１の中心軸Ｌ１とを含む第１の仮想平面Ｓ１の両側で総容積の等しい凹み２１が、第１の仮想平面Ｓ１に直交して中心軸Ｌ１を含む第２の仮想平面Ｓ２に関して重心Ｃ１とは反対側に形成されている。
【選択図】図３

Description

この発明は内燃機関に設けられる燃料噴射弁に関する。

一般に、内燃機関の燃料噴射弁は、中空の円柱形状に形成されたノズルボディを備えている。このノズルボディの内部にはその基端側から燃料が供給されており、同ノズルボディの先端には燃料を噴射する噴孔が形成されている。また、ノズルボディの内部にはその軸方向に移動可能なニードルが設けられている。このニードルの移動により、噴孔からの燃料噴射の開始と停止とが切り替えられる。噴孔から噴射された燃料は燃料自身が有する貫徹力によって飛散する。

ここで、燃焼室壁面や吸気ポート壁面へ燃料が付着すると、燃料噴射量の調節精度を低下させる要因となるが、このような燃料の壁面付着は、燃料の貫徹力が高いほど生じる可能性が高い。一方、近年、自動車の排ガス規制が強化されていることから、自動車用内燃機関に用いられる燃料噴射弁においては、噴射された燃料（噴霧）の微粒化が要求されている。

したがって、燃料噴射弁から噴射される燃料は、貫徹力が低く、かつ微粒噴霧であることが求められる。
そのように噴射燃料の貫徹力の低下、または噴霧形状の改良を図る技術として、特許文献１、特許文献２に記載の技術が提案されている。特許文献１記載の燃料噴射弁では、ノズルボディの内壁面にあって噴孔の燃料流れ方向上流側の部分に、上記中心軸の周りを円環状に延びる溝が形成されている。こうした溝を設けることによって、噴孔に流入する直前の燃料の流れに乱れが生じるようになり、同噴孔から噴射される燃料の指向性、ひいては噴射燃料の貫徹力を低下させることが可能になる。

また、特許文献２記載の燃料噴射弁では、ニードルの外壁面にあって噴孔の一部と対向する位置に、燃料旋回部を設けている。こうした燃料旋回部を設けることによって、燃料が該燃料旋回部で旋回し、噴孔に流入する際に偏流を発生させることができ、噴霧形状を拡散噴霧とすることが可能になる。
特開２００１−１２３３４号公報 特開２００６−１１８４９３号公報

ところで、特許文献１または特許文献２に開示されている技術は、溝や旋回部に燃料を流入させることにより、燃料の流れに乱れや偏りを生じさせるものであるため、燃料の供給量が多い場合には溝や旋回部を越えて燃料が流れることとなり、燃料の流れに乱れや偏りを有効に生じさせることができない。このため、ニードルが低リフト位置にある場合には燃料噴射の貫徹力低下または拡散噴霧を実現することができるものの、ニードルが高リフト位置にある場合には、噴霧角が狭い貫徹噴射が行われる。すなわち、ニードルが高リフト位置にある場合には、貫徹力が低く、かつ微粒噴霧である燃料噴射を行うことができない。

ここで、貫徹力が低く、かつ微粒噴霧である燃料噴射をニードル位置に関わらずに可能にする態様として、ノズルボディの内壁面において、該ノズルボディの中心軸の周りに前記中心軸を含む平面を境界として片側のみ（中心角１８０°以内の範囲）に複数の噴孔を形成する態様を採ることが考えられる。本態様では、噴孔に流れ込む燃料流れとして、ノズルボディの基端側から直接流れ込む流れと、噴孔を形成していない他方側を通過した後に流れ込む流れとを生じさせることができる。そのため、それら燃料流れが噴孔に流入する際に互いに干渉するようになり、これにより例えば乱流や旋回流が発生するなどして噴射燃料が拡散しやすくなるとともに、噴射燃料の貫徹力を好適に低下させることができるようになる。

しかし、この態様を採ると、ニードル周辺の圧力分布が不均一になるために、ニードルが偏心し、噴孔間の流量ばらつきが大きくなり、燃料噴射の制御性が低下する可能性がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料噴射の制御性を維持しつつ、貫徹力が低くかつ微粒噴霧である燃料噴射が可能な燃料噴射弁を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、ノズルボディの内側と外側とを連通して燃料を噴射するための噴孔が形成されたノズルボディと、該ノズルボディ内に配置されて前記噴孔への燃料の供給および停止を切り替えるニードルとを有する燃料噴射弁において、前記噴孔は前記ノズルボディの中心軸周りに非対称に形成され、前記ニードルが前記噴孔への燃料を遮断する部分よりも前記噴孔側の前記ノズルボディの内壁面において、前記噴孔の通路断面積の総和の重心と前記ノズルボディの中心軸とを含む第１の仮想平面の両側で総容積の等しい凹みが、該第１の仮想平面に直交して前記中心軸を含む第２の仮想平面に関して前記重心とは反対側に形成されていることを要旨とする。

上記の構成によれば、前記噴孔は前記ノズルボディの中心軸周りに非対称に形成されているため、前記噴孔が集中する部分には、ノズルボディの基端側から直接流れ込む燃料流れと、前記噴孔が存在しない部分を通過した後にノズルボディ先端側から流れ込む燃料流れとを生じさせることができる。そのため、それら燃料流れが噴孔に流入する際に互いに干渉するようになり、これにより例えば乱流や旋回流が発生するなどして噴射燃料が拡散しやすくなる。したがって、噴射燃料の貫徹力の低下および噴霧の微粒化を実現することができるようになる。

ここで、前記噴孔の通路断面積の総和の重心と前記ノズルボディの中心軸とを含む平面を第１の仮想平面とし、この第１の仮想平面に直交するとともに前記中心軸を含む平面を第２の仮想平面とした場合、この第２の仮想平面に関して前記重心とは反対側（これを「高圧力側」と呼ぶ）において、前記重心を含む側（これを「低圧力側」と呼ぶ）よりも圧力が高くなる。なお、噴孔の通路断面積の総和の重心とは、ノズルボディ内壁面の噴孔の開口部において噴孔の通路断面が前記ノズルボディの中心軸に直交するように仮想的に噴孔の通路断面を回転させ、この噴孔の開口部において回転させた通路断面を前記中心軸に直交する平面に対して投影した投影図における面積総和の重心をいうものとする。

この点、上記の構成によれば、前記ニードルが前記噴孔への燃料を遮断する部分よりも前記噴孔側の前記ノズルボディの内壁面において、前記噴孔の通路断面積の総和の重心と前記ノズルボディの中心軸とを含む第１の仮想平面の両側で総容積の等しい凹みが、該第１の仮想平面に直交して前記中心軸を含む第２の仮想平面に関して前記重心とは反対側（高圧力側）に形成されているため、前記凹みに燃料を流入させることにより前記凹みが存在する側においてニードル周りの圧力を低下させることができ、ニードル周りの圧力不均衡が軽減される。その結果、燃料噴射の制御性を維持しつつ、貫徹力が低くかつ微粒噴霧である燃料噴射を行うことができる。

請求項２に記載の発明は、ノズルボディの内側と外側とを連通して燃料を噴射するための噴孔が形成されたノズルボディと、該ノズルボディ内に配置されて前記噴孔への燃料の供給および停止を切り替えるニードルとを有する燃料噴射弁において、前記噴孔は前記ノズルボディの中心軸周りに非対称に形成され、前記ニードルが前記噴孔への燃料を遮断する部分よりも前記噴孔側の前記ニードルの外壁面において、前記噴孔の通路断面積の総和の重心と前記ノズルボディの中心軸とを含む第１の仮想平面の両側で総容積の等しい凹みが、該第１の仮想平面に直交して前記中心軸を含む第２の仮想平面に対して前記重心とは反対側に形成されていることを要旨とする。

上記の構成によれば、前記ニードルが前記噴孔への燃料を遮断する部分よりも前記噴孔側の前記ニードルの外壁面において、前記噴孔の通路断面積の総和の重心と前記ノズルボディの中心軸とを含む第１の仮想平面の両側で総容積の等しい凹みが、該第１の仮想平面に直交して前記中心軸を含む第２の仮想平面に対して前記重心とは反対側に形成されているため、請求項１に記載の燃料噴射弁と同様の作用により、ニードル周りの圧力不均衡が軽減される。なお、請求項１に記載の燃料噴射弁では、前記ノズルボディの内壁面に前記凹みを形成しているが、請求項２に記載の燃料噴射弁では、前記ニードルの外壁面に前記凹みを形成している。

請求項３に記載の発明は、ノズルボディの内側と外側とを連通して燃料を噴射するための複数の噴孔が形成されたノズルボディと、該ノズルボディ内に配置されて前記噴孔への燃料の供給および停止を切り替えるニードルとを有する燃料噴射弁において、前記噴孔は、前記ノズルボディの中心軸を含む第１の仮想平面に関して対称となるとともに前記第１の仮想平面に直交して前記中心軸を含む第２の仮想平面を境界として一方側のみに形成され、前記第２の仮想平面を境界として他方側のみに前記第１の仮想平面の両側で総容積の等しい凹みが形成されていることを要旨とする。

上記の構成によれば、複数の噴孔が第２の仮想平面を境界として一方側にのみ形成されているため、同第２の仮想平面の他方側にも噴孔を形成する態様と比較して噴孔近傍における燃料流れの干渉がより一層大きいものとなり、噴射燃料の貫徹力の低下および噴霧の微粒化効果が高くなる。

また、第２の仮想平面を境界として他方側のみに凹みが形成されているため、請求項１および２に記載の燃料噴射弁と同様の作用により、ニードル周りの圧力不均衡が軽減される。さらに、第１の仮想平面に関して対称となるように噴孔が複数形成されるとともに、第１の仮想平面の両側で総容積の等しくなるように凹みが形成されているため、中心軸周りの流量の均衡をとりやすくなる。

請求項４に記載の発明は、請求項１または３に記載の燃料噴射弁において、前記噴孔と前記凹みとが、前記ノズルボディの中心軸に直交する同一平面上において前記ノズルボディの中心軸に関して対称な位置に形成されていることを要旨とする。

上記の構成によれば、前記噴孔と前記凹みとが、前記ノズルボディの中心軸に直交する同一平面上において前記ノズルボディの中心軸に関して対称な位置に形成されているため、ノズルボディ基端側から先端側に流入する燃料の噴孔または凹みに至るまでの流路長が同一になる。したがって、前記中心軸周りの流量の均衡をとりやすく、ひいてはニードル周辺の圧力が均一化する。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁において、前記凹みは、前記ノズルボディの中心軸に直交する平面上に円弧状に形成されていることを要旨とする。

上記の構成によれば、前記凹みが前記ノズルボディの中心軸に直交する平面上に円弧状に形成されているため、噴孔が形成された部分において、前記ノズルボディ基端側からの燃料流れと前記ノズルボディ先端側からの燃料流れとに対して、円弧状に沿って移動する流れ、すなわち横方向の流れを生じさせることができる。よって、噴孔に燃料が流れ込む際の干渉をさらに増大させることができるため、さらに噴射燃料の貫徹力低下および噴霧の微粒化が可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の燃料噴射弁において、前記噴孔と前記凹みとが、前記ノズルボディの中心軸に直交する同一平面上に形成されていることを要旨とする。

上記の構成によれば、前記噴孔と前記凹みとが前記ノズルボディの中心軸に直交する同一平面上に形成されているため、請求項４に記載の燃料噴射弁と同様、前記噴孔と前記凹みに至る間での流路長が同一になるため、前記中心軸周りの流量の均衡を取りやすくなる。また、前記噴孔近傍において、同一平面上に存在する前記円弧状の凹みに沿って移動する横方向の流れの影響を直接受けることができるため、噴孔に燃料が流れ込む際の干渉作用が向上する。

更に具体的には、請求項７に記載されるように、請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁において、前記凹みは前記第１の仮想平面に関して対称となるように形成されているといった構成を採用することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる燃料噴射弁を具体化した第１の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施の形態にかかる燃料噴射弁１のハウジング１０には、その基端側（同図における上方）に、燃料ポンプ（図示略）が接続されている。また、ハウジング１０の先端側（同図における下方）には、中空の円柱形状に形成されたノズルボディ１１が設けられている。このノズルボディ１１の内部とハウジング１０の内部とは連通している。ノズルボディ１１の先端部分は、その内外形状が先端に向かうほど細くなる先細り形状に形成されている。そして、ノズルボディ１１の先端部分には噴孔２０が形成されている。本実施の形態にかかる燃料噴射弁１は、燃料ポンプの作動を通じてハウジング１０の内部に供給された燃料がノズルボディ１１の内部を通って噴孔２０に至る構造になっている。

ハウジング１０およびノズルボディ１１の内部において燃料が通過する通路部分（燃料通路Ｆ）にはニードル１２が設けられている。このニードル１２の先端部分は、上記ノズルボディ１１の先端部分に対応する形状（具体的には、直円錐形状）に形成されている。このニードル１２は噴孔２０に対して接近または離間する方向に移動可能になっている。本実施の形態では、ニードル１２の先端部分が弁体として機能する。

ニードル１２においてハウジング１０の基端側の端部にはコイルスプリング１３が設けられている。ニードル１２は、このコイルスプリング１３の付勢力によって噴孔２０に接近する方向（噴孔側）に常時付勢されている。またハウジング１０の内部には、ニードル１２を往復移動させるための電動アクチュエータ１４が設けられている。この電動アクチュエータ１４は、磁性体によって形成されたアーマチャ１５と電磁コイル１６とにより構成されるとともに、アーマチャ１５はニードル１２に固定されている。また電磁コイル１６は、上記アーマチャ１５に対して噴孔２０と反対側に設けられている。

この電磁コイル１６を励磁することによって同電磁コイル１６は、アーマチャ１５を噴孔２０から離間する方向に吸引する電磁力を発生する。そして、この電磁力により、コイルスプリング１３の付勢力に抗ってニードル１２が噴孔２０から離間する方向に移動し、同噴孔２０が解放されて、燃料通路Ｆ内の燃料が噴射される。また、その後において電磁コイル１６が消磁されると、コイルスプリング１３の付勢力によってニードル１２が噴孔２０側に移動し、これによって同噴孔２０が閉塞されて、燃料噴射が停止される。なお、こうした電磁コイル１６の励磁および消磁の切り替えは、マイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置１７を通じて制御される。

以下、ノズルボディ１１の先端部分の構造について図２および図３を用いて詳細に説明する。
本実施の形態にかかる燃料噴射弁１では、ノズルボディ１１の中心軸Ｌ１周りに非対称に、略円筒形状でその通路断面積が等しい複数の噴孔２０（２０ａ〜２０ｅ）が形成されている。具体的には、複数の噴孔２０は、中心軸Ｌ１を含む第１の仮想平面Ｓ１に関して対称となるように、第１の仮想平面Ｓ１に直交して中心軸Ｌ１を含む第２の仮想平面Ｓ２を境界として一方側（Ｌ側）のみに等間隔に形成されている。これら噴孔２０は、ノズルボディ１１の中心軸Ｌ１からオフセットされた位置に形成されている。

第２の仮想平面Ｓ２を境界として他方側（Ｒ側）のノズルボディ１１の内壁面において、ニードル１２による燃料遮断部分Ｐよりも噴孔２０側、すなわちノズルボディ１１の先端側には、円弧状の凹み２１が形成されている。なお、凹み２１は第１の仮想平面Ｓ１の両側で総容積が等しくなるように形成されるとともに、噴孔２０と凹み２１とはノズルボディ１１の中心軸Ｌ１に直交する同一平面上に形成されている。さらに、凹み２１は第１の仮想平面Ｓ１に関して対称となるように形成されている。

ここで、噴孔２０の通路断面積の総和の重心は、重心Ｃ１に相当する。重心Ｃ１とは、ノズルボディ１１内壁面の噴孔２０の開口部において噴孔２０の通路断面が中心軸Ｌ１に直交するように仮想的に噴孔２０の通路断面を回転させ、この噴孔２０の開口部において回転させた通路断面を中心軸Ｌ１に直交する平面に対して投影した投影図における面積総和の重心をいうものとする。つまり、重心Ｃ１とは、複数の噴孔２０から噴出する燃料流れの重心に相当するものである。以後の説明において重心は同様に定義する。

本実施形態においては、噴孔２０が第１の仮想平面Ｓ１に関して対称となるように形成されているため、重心Ｃ１はこの第１の仮想平面Ｓ１上に位置することになる。
なお、噴孔２０の通路断面積および凹み２１の総容積は、実験等に基づき、噴射燃料の貫徹力の低下および噴霧の微粒化を実現できる好適な大きさに設定される。

以上説明した第１の実施の形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）ノズルボディ１１の内壁面において該ノズルボディの中心軸Ｌ１周りに非対称に噴孔２０が形成されているため、図４に示されるように、噴孔２０に流れ込む燃料流れとしてノズルボディ１１の基端側から直接流れ込む流れと、他方側（Ｒ側）を通過した後にノズルボディ１１の先端側から流れ込む流れとを生じさせることができる。そのため、それら燃料流れが噴孔２０に流入する際に互いに干渉することになり、これにより例えば乱流や旋回流が発生するなどして噴射燃料が拡散しやすくなる。したがって、噴射燃料の貫徹力の低下および噴霧の微粒化を実現することができるようになる。

（２）第２の仮想平面Ｓ２を境界として一方側（Ｌ側）のみに、すなわちノズルボディ１１の中心軸Ｌ１周りに中心角１８０°以内の範囲に分布するように噴孔２０が形成されているため、上記（１）記載の噴孔２０に流入する際の燃料の干渉作用による効果が高くなる。

（３）第２の仮想平面Ｓ２を境界として一方側（Ｌ側）のみに、例えば図５に示されるようにＬ側にのみ噴孔２２０が形成されている場合、Ｌ側でのみノズルボディ２１１の内側から外側へと燃料が流出するため、ノズルボディ２１１内の該Ｌ側の圧力が低下する。その結果、ニードル２１２が図５に示す矢印の方向へ偏心するため、複数の噴孔２２０の間で流量ばらつきが大きくなり、燃料噴射の制御性が低下する可能性がある。この点、本実施の形態によれば、図４に示されるように凹み２１が形成されているため、該凹み２１に燃料を流入させることができる。したがって、凹み２１が存在するＲ側において、ノズルボディ１１内の圧力を低下させることができ、ニードル１２周りの圧力不均衡が軽減される。その結果、燃料噴射の制御性を維持しつつ、貫徹力が低くかつ微粒噴霧である燃料噴射を行うことができる。

（４）第１の仮想平面に関して対称となるように噴孔２０が複数形成されるとともに、第１の仮想平面の両側で総容積の等しくなるように凹み２１が形成されているため、中心軸Ｌ１周りにおける燃料流量の均衡をとりやすくなる。

（５）凹み２１は、ノズルボディ１１の中心軸Ｌ１に直交する平面上に円弧状に形成されているため、噴孔２０が形成された部分において、ノズルボディ１１の基端側からの燃料流れと先端側からの燃料流れとに対して、横方向の流れを生じさせることができる。ここで、横方向の流れとは、図３の凹み２１中の矢印で示す円弧状に沿って移動する流れのことをいうものとする。よって、噴孔２０に燃料が流れ込む際の干渉をさらに増大させることができるため、さらに噴射燃料の貫徹力低下および噴霧の微粒化が可能となる。

（６）噴孔２０と凹み２１とが、ノズルボディ１１の中心軸Ｌ１に直交する同一平面上に形成されているため、噴孔２０の近傍において、凹み２１の円弧状に沿って移動する流れの影響をさらに受けやすくなる。

（７）噴孔２０と凹み２１とが、ノズルボディ１１の中心軸Ｌ１に直交する同一平面上に形成されているため、ノズルボディ基端側から先端側に流入する燃料の噴孔２０または凹み２１に至るまでの流路長が同一になり、中心軸Ｌ１周りの流量の均衡を取りやすくなる。

（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる燃料噴射弁を具体化した第２の実施の形態について、第１の実施の形態にかかる燃料噴射弁との相違点を中心に説明する。

本実施の形態にかかる燃料噴射弁と第１の実施の形態にかかる燃料噴射弁とは、次の点において異なる。すなわち、第１の実施の形態にかかる燃料噴射弁では凹み２１が円弧状に形成されていたのに対し、本実施の形態にかかる燃料噴射弁では、ノズルボディの中心軸に直交する同一平面上において中心軸に関して複数の噴孔とそれぞれ対称となる位置に複数の凹みが形成される。

以下、本実施の形態にかかるノズルボディ３１１の先端部分の構造について図６を用いて詳細に説明する。
本実施の形態にかかる燃料噴射弁では、第１の実施形態と同様、ノズルボディ３１１の中心軸Ｌ３周りに非対称に、略円筒形状でその通路断面積が等しい複数の噴孔３２０（３２０ａ〜３２０ｅ）が形成されている。具体的には、複数の噴孔３２０は、中心軸Ｌ３を含む第１の仮想平面Ｓ３１に関して対称となるように、第１の仮想平面Ｓ３１に直交して中心軸Ｌ３を含む第２の仮想平面Ｓ３２を境界として一方側（Ｌ側）のみに等間隔に形成されている。これら噴孔３２０は、ノズルボディ３１１の中心軸Ｌ３からオフセットされた位置に形成されている。

また、第２の仮想平面Ｓ３２の他方側（Ｒ側）には、複数の凹み３２１（３２１ａ〜３２１ｅ）が、ノズルボディの中心軸Ｌ３に直交する同一平面上において中心軸Ｌ３に関して噴孔３２０とそれぞれ対称となる位置に形成されている。この実施形態では、噴孔３２０ａに対して凹み３２１ａが、噴孔３２０ｂに対して凹み３２１ｂが、噴孔３２０ｃに対して凹み３２１ｃが、噴孔３２０ｄに対して凹み３２１ｄが、噴孔３２０ｅに対して凹み３２１ｅが、それぞれ対称となるよう形成されている。すなわち、凹み３２１は、第１の仮想平面Ｓ３１の両側で総容積が等しくなるように形成されている。

ここで、噴孔３２０の通路断面積の総和の重心は、重心Ｃ３に相当する。本実施形態においては、噴孔３２０が第１の仮想平面Ｓ３１に関して対称に形成されているため、重心Ｃ３はこの第１の仮想平面Ｓ３１上に位置することになる。

なお、噴孔３２０の通路断面積および凹み３２１の総容積は、実験等に基づき、噴射燃料の貫徹力の低下および噴霧の微粒化を実現できる好適な大きさに設定される。
この場合であっても、上記記載の（１）〜（４）および（７）に準ずる作用効果を奏することができる。

（第３の実施形態）
以下、本発明にかかる燃料噴射弁を具体化した第３の実施の形態について、第１の実施の形態にかかる燃料噴射弁との相違点を中心に説明する。

本実施の形態にかかる燃料噴射弁と第１の実施の形態にかかる燃料噴射弁とは、次の点において異なる。すなわち、第１の実施の形態にかかる燃料噴射弁１ではノズルボディ１１の内壁面に凹み２１が形成されるのに対し、本実施の形態にかかる燃料噴射弁では、ニードルの外壁面に凹みが形成される。

以下、本実施の形態にかかるノズルボディ４１１の先端部分の構造について図７および図８を用いて詳細に説明する。
本実施の形態にかかる燃料噴射弁では、ノズルボディ４１１の中心軸Ｌ４周りに非対称に、略円筒形状でその通路断面積が等しい複数の噴孔４２０（４２０ａ〜４２０ｄ）が形成されている。具体的には、複数の噴孔４２０は、中心軸Ｌ４を含む第１の仮想平面Ｓ４１に関して対称となるように、第１の仮想平面Ｓ４１に直交して中心軸Ｌ４を含む第２の仮想平面Ｓ４２を境界として一方側（Ｌ側）のみに等間隔に形成されている。これら噴孔４２０は、ノズルボディ４１１の中心軸Ｌ４からオフセットされた位置に形成されている。

第２の仮想平面Ｓ４２の他方側（Ｒ側）のニードル４１２の外壁面において、燃料供給停止時（ニードル４１２が噴孔４２０に対して接近した状態）のニードル４１２による燃料遮断部分Ｐよりもノズルボディ先端側には、略半球状の凹み４２１が形成されている。この凹み４２１は第１の仮想平面Ｓ４１の両側で総容積が等しくなるとともに、第１の仮想平面Ｓ４１に関して対称となるように形成されている。

ここで、噴孔４２０の通路断面積の総和の重心Ｃ４は、重心Ｃ４に相当する。本実施形態においては、噴孔４２０が第１の仮想平面Ｓ４１に関して対称となるように形成されているため、重心Ｃ４は第１の仮想平面Ｓ４１上に位置することになる。

なお、噴孔４２０の通路断面積および凹み４２１の総容積は、実験等に基づき、噴射燃料の貫徹力の低下および噴霧の微粒化を実現できる好適な大きさに設定する。
以上説明した第３の実施の形態によれば、上記記載の（１）〜（４）に準ずる作用効果を奏することができる。

（その他の実施形態）
なお、この発明にかかる燃料噴射弁は、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。この場合、噴孔の通路断面積および凹みの総容積は、実験等に基づき、噴射燃料の貫徹力の低下および噴霧の微粒化を実現できる好適な大きさに設定される。

・上記第３の実施の形態では、ニードル４１２の外壁面に略半球状の凹み４２１を形成した例を示した。しかし、図９に示されるように、ニードル５１２の外壁面において、ノズルボディ５１１の中心軸Ｌ５に直交する平面上に円弧状の凹み５２１を形成する態様を採用することもできる。

・上記第１、第３の実施の形態では、凹みを単数形成する例を示した。しかし、凹みを複数形成する態様を採用することもできる。例えば、図１０に示されるように、ノズルボディ６１１の内壁面の基端側から先端側にかけて複数の凹み６２１を形成する態様を採用することもできる。

・上記実施の形態では、ノズルボディの内壁面およびニードルの外壁面の一方のみに凹みを形成するようにしたが、それらノズルボディの内壁面およびニードルの外壁面の双方に凹みを形成するようにしても良い。

・上記実施の形態では、ノズルボディの中心軸周りに中心角１８０°以内の範囲に分布するよう、すなわち第２の仮想平面を境界として一方側（Ｌ側）にのみ噴孔を形成する例を示した。また、第１の仮想平面に関して対称となるように等間隔に複数の噴孔を形成する例を示した。しかし、中心軸周りに非対称となるように噴孔を形成するのであれば、この例に限られない。つまり、中心軸周りに非対称となるように噴孔を形成することにより、噴孔に流れ込む燃料の流れに乱れを生じさせて、貫徹力が低くかつ微粒噴射である燃料噴射が実現できるからである。例えば、複数の噴孔の通路断面積を適宜変更したり、中心軸周りに中心角１８０°を超える範囲に噴孔を形成したりしても良い。そして、このように噴孔を形成することによって発生するノズルボディの中心軸の偏心を回避するように凹みを形成する場合には、前記噴孔の偏りによって適宜凹みの形成位置を調整することになる。

例えば、図１１に示されるように複数の噴孔７２０の形成範囲が中心軸Ｌ７周りに中心角１８０°を超えている場合であっても、その通路断面積の重心Ｃ７と中心軸Ｌ７とを含む平面を第１の仮想平面Ｓ７１とし、この第１の仮想平面Ｓ７１に直交し且つ中心軸Ｌ７を含む平面を第２の仮想平面Ｓ７２とする。そして、ノズルボディ７１１の内壁面において、第１の仮想平面Ｓ７１の両側で総容積の等しい凹み７２１を、第２の仮想平面Ｓ７２に関して重心Ｃ７と反対側に形成する態様を採ることができる。

・上記実施の形態ではハウジングの先端側にノズルボディが設けられ、同ノズルボディ先端部分は先端に向かうほど細くなる先細り形状である燃料噴射弁である例を示したが、中空の円柱形状に形成されたノズルボディを備え、かつその先端にあって同ノズルボディの中心軸からオフセットされた位置に噴孔が形成される燃料噴射弁であれば、本発明は適用可能である。

・本発明は、電磁アクチュエータによって開閉されるタイプの燃料噴射弁に限らず、ノズルボディの基端側から供給される燃料圧力の変化に応じて開閉されるタイプの燃料噴射弁にも適用することができる。

本発明にかかる燃料噴射弁を具体化した第１の実施形態についてその断面構造を示す断面図。 図１のノズルボディの先端部分についてその部分断面構造を示す部分断面図。 図２のニードルを除いたＸ１−Ｘ１線断面図。 第１の実施形態についてその作用効果を示すノズルボディ先端部分の部分断面図。 中心軸周りに非対称に噴孔を形成した燃料噴射弁についてその作用効果を示すノズルボディ先端部分の部分断面図。 第２の実施形態にかかるノズルボディの先端部分についてその部分断面構造を示す部分断面図。 第３の実施形態にかかるノズルボディの先端部分についてその部分断面構造を示す部分断面図。 図７のＸ２−Ｘ２線断面図。 本発明にかかる燃料噴射弁の変形例におけるノズルボディ先端部分についてその部分断面構造を示す部分断面図。 本発明にかかる燃料噴射弁の他の変形例におけるノズルボディ先端部分についてその部分断面構造を示す部分断面図。 本発明にかかる燃料噴射弁の他の変形例におけるノズルボディ先端部分を基端側から見た断面図。

符号の説明

１…燃料噴射弁、１０…ハウジング、１１，２１１，３１１，４１１，５１１，６１１，７１１…ノズルボディ、１２，２１２，４１２，５１２，６１２…ニードル、１３…コイルスプリング、１４…電動アクチュエータ、１５…アーマチャ、１６…電磁コイル、１７…電子制御装置、２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０…噴孔、２１，３２１，４２１，５２１，６２１，７２１…凹み。

Claims (7)

1. ノズルボディの内側と外側とを連通して燃料を噴射するための複数の噴孔が形成されたノズルボディと、該ノズルボディ内に配置されて前記噴孔への燃料の供給および停止を切り替えるニードルとを有する燃料噴射弁において、
   前記噴孔は前記ノズルボディの中心軸周りに非対称に形成され、
   前記ニードルが前記噴孔への燃料を遮断する部分よりも前記噴孔側の前記ノズルボディの内壁面において、前記噴孔の通路断面積の総和の重心と前記ノズルボディの中心軸とを含む第１の仮想平面の両側で総容積の等しい凹みが、該第１の仮想平面に直交して前記中心軸を含む第２の仮想平面に関して前記重心とは反対側に形成されている
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
2. ノズルボディの内側と外側とを連通して燃料を噴射するための複数の噴孔が形成されたノズルボディと、該ノズルボディ内に配置されて前記噴孔への燃料の供給および停止を切り替えるニードルとを有する燃料噴射弁において、
   前記噴孔は前記ノズルボディの中心軸周りに非対称に形成され、
   前記ニードルが前記噴孔への燃料を遮断する部分よりも前記噴孔側の前記ニードルの外壁面において、前記噴孔の通路断面積の総和の重心と前記ノズルボディの中心軸とを含む第１の仮想平面の両側で総容積の等しい凹みが、該第１の仮想平面に直交して前記中心軸を含む第２の仮想平面に対して前記重心とは反対側に形成されている
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
3. ノズルボディの内側と外側とを連通して燃料を噴射するための複数の噴孔が形成されたノズルボディと、該ノズルボディ内に配置されて前記噴孔への燃料の供給および停止を切り替えるニードルとを有する燃料噴射弁において、
   前記噴孔は、前記ノズルボディの中心軸を含む第１の仮想平面に関して対称となるとともに前記第１の仮想平面に直交して前記中心軸を含む第２の仮想平面を境界として一方側のみに形成され、
   前記第２の仮想平面を境界として他方側のみに前記第１の仮想平面の両側で総容積の等しい凹みが形成されている
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
4. 請求項１または３に記載の燃料噴射弁において、
   前記噴孔と前記凹みとが、前記ノズルボディの中心軸に直交する同一平面上において前記ノズルボディの中心軸に関して対称な位置に形成されている
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁において、
   前記凹みは、前記ノズルボディの中心軸に直交する平面上に円弧状に形成されている
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
6. 請求項５に記載の燃料噴射弁において、
   前記噴孔と前記凹みとが、前記ノズルボディの中心軸に直交する同一平面上に形成されている
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁において、
   前記凹みは前記第１の仮想平面に関して対称となるように形成されている
   ことを特徴とする燃料噴射弁。

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