JP2015523503A - 非圧印３次元ノズル入口面を有する燃料インジェクター - Google Patents

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Abstract

ノズル及びその製造方法を開示する。開示されるノズルは、非圧印３次元入口面、及び入口面と反対側の出口面を有する。ノズルは、入口面から出口面へと延びる１つ以上のノズル貫通穴を有することができる。ノズルを有する燃料インジェクターについても開示する。ノズル及び燃料インジェクターの製造方法及び使用方法も更に開示する。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、一般的には、内燃機関の燃料インジェクターにおける使用に適したノズルに関する。本発明は更に、こうしたノズルを組み込んだ燃料インジェクターに適用することが可能である。本発明は、また、こうしたノズルの製造方法、及びこうしたノズルを組み込んだ燃料インジェクターの製造方法にも関する。本発明は更に、車両においてノズル及び燃料インジェクターを使用する方法に関する。
燃料噴射システムには３つの大まかな方式がある。ポートフューエルインジェクション（ＰＦＩ）、ガソリンダイレクトインジェクション（ＧＤＩ）、及びダイレクトインジェクション（ＤＩ）を用いたものである。ＰＦＩ及びＧＤＩが燃料としてガソリンを使用するのに対して、ＤＩはディーゼル燃料を使用する。内燃機関を備える車両の全体のエネルギー必要量を低減するだけでなく、内燃機関の燃料効率を潜在的に高め、有害大気汚染物質の排出を低減するために、燃料インジェクターノズル及びこうしたノズルを有する燃料噴射システムを更に開発する努力が続けられている。
本発明は燃料インジェクターノズルに関する。代表的な一実施形態では、燃料インジェクターノズルは、第１の入口表面及び第２の入口表面を有する非圧印３次元入口面と、入口面と反対側の出口面と、１つ以上の第１のノズル貫通穴及び１つ以上の第２のノズル貫通穴と、を備え、第１のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、第１の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、第２のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、第２の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、第１の入口表面は第２の入口表面と同一平面上にない。
別の代表的な実施形態では、燃料インジェクターノズルは、第１の入口表面及び第２の入口表面を有する非圧印３次元入口面と、入口面と反対側の出口面と、１つ以上の第１のノズル貫通穴及び１つ以上の第２のノズル貫通穴と、を備え、第１のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、第１の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、第２のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、第２の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含む、入口面の垂直壁部が第１の入口表面と前２の入口表面とを分離する。
本発明は燃料インジェクターに更に関する。代表的な一実施形態では、燃料インジェクターは、本明細書で開示される本発明のノズルのいずれか１つを備える。
本発明は、燃料噴射システムに更に関する。代表的な一実施形態では、燃料噴射システムは、本明細書で開示される本発明のノズル又は燃料インジェクターのいずれか１つを備える。
別の代表的な実施形態では、本発明の燃料噴射システムは車両の燃料噴射システムを含み、燃料噴射システムは、（Ｉ）第１の入口表面及び第２の入口表面を有する非圧印３次元入口面と、入口面と反対側の出口面と、１つ以上の第１のノズル貫通穴及び１つ以上の第２のノズル貫通穴とを備えるノズルであって、第１のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、第１の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、第２のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、第２の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、第１の入口表面が第２の入口表面と同一平面上にない、ノズルと、（ＩＩ）燃料インジェクターバルブ接触表面を有する燃料インジェクターバルブと、を備え、燃料噴射システムが、ノズルに対する燃料インジェクターバルブの位置に応じて、ノズルを通る少なくとも３つのレベルの流体の流れを提供する。ノズルを通る少なくとも３つのレベルの流体の流れは、（１）流体の流れなし、（２）流体が１つ以上の第２のノズル貫通穴を通って流れる部分的な流体の流れ、及び（３）流体が１つ以上の第１のノズル貫通穴及び１つ以上の第２のノズル貫通穴を通って流れる完全な流体の流れを含み得る。
本発明はノズルの製造方法にも関する。代表的な一実施形態では、本発明のノズルの製造方法は、本明細書に述べられるノズルのいずれかを製造することを含む。
別の代表的な実施形態では、本発明のノズルの製造方法は、第１の入口表面及び第２の入口表面を有する非圧印３次元入口面と、入口面と反対側の出口面と、１つ以上の第１のノズル貫通穴及び１つ以上の第２のノズル貫通穴と、を備え、第１のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、第１の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、第２のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、第２の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、第１の入口表面が第２の入口表面と同一平面上にない、ノズルを形成する工程を含む。
別の代表的な実施形態では、本発明のノズルの製造方法は、第１の入口表面及び第２の入口表面を有する非圧印３次元入口面と、入口面と反対側の出口面と、１つ以上の第１のノズル貫通穴及び１つ以上の第２のノズル貫通穴と、を備え、第１のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、第１の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、第２のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、第２の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、入口面の垂直壁部が（ｉ）１つ以上の第１のノズル貫通穴の少なくとも１つの入口開口部を（ｉｉ）１つ以上の第２のノズル貫通穴の少なくとも１つの入口開口部から隔てている、ノズルを形成する工程を含む。
本発明は、燃料インジェクターの製造方法にも関する。代表的な一実施形態では、燃料インジェクターの製造方法は、本明細書に述べられるノズルのいずれか１つを燃料インジェクターに組み込むことを含む。
本発明は、車両の燃料噴射システムの製造方法にも関する。代表的な一実施形態では、車両の燃料噴射システムの製造方法は、本明細書に述べられるノズル又は燃料インジェクターのいずれか１つを燃料噴射システムに組み込むことを含む。
本発明は、本発明の異なる実施形態の以下の詳細な説明を、付属の図面と併せて考慮することでより深く理解し、正しい認識を得ることが可能である。図中、
本発明の代表的なノズルの側面図である。 図１に示される代表的なノズルとともに使用するのに適した代表的な燃料インジェクターバルブの斜視図である。 「完全に閉じた」位置にある場合の、図１に示される代表的なノズル及び図２に示される代表的な燃料インジェクターバルブの断面図である。 「部分的に開いた」位置にある場合の、図１に示される代表的なノズル及び図２に示される代表的な燃料インジェクターバルブの断面図である。 「完全に開いた」位置にある場合の、図１に示される代表的なノズル及び図２に示される代表的な燃料インジェクターバルブの断面図である。 本発明の別の代表的なノズルの斜視図である。 図４Ａに示される代表的なノズルの平面図である。 代表的な燃料インジェクターバルブが代表的なノズルの入口面に沿って「完全に閉じた」位置に配置された、図４Ａに示される代表的なノズルの断面図である。 本発明の別の代表的なノズルの断面図である。 本発明の別の代表的なノズルの断面図である。 燃料インジェクターシステムのＳＡＣ体積を低減させる１つ以上の入口面機構を備える本発明の代表的なノズルを利用した、本発明の代表的な燃料インジェクターシステムの断面図である。 本発明の代表的な燃料インジェクターシステムの概略図である。 本発明の別の代表的なノズルの断面図である。 本発明の別の代表的なノズルの断面図である。 本発明の燃料インジェクターシステムを備えた代表的な車両の概略図である。 接触ツールを使用してノズルからノズル材料が除去される代表的な方法の工程の断面図である。 図１２の材料除去工程で使用するのに適した代表的な接触ツールの斜視図である。 図１２に示される材料除去工程で使用するのに適した代表的な接触ツールの断面図を示す。 図１２に示される材料除去工程で使用するのに適した代表的な接触ツールの断面図を示す。 図１２に示される材料除去工程で使用するのに適した代表的な接触ツールの断面図を示す。 図１２に示される材料除去工程で使用するのに適した代表的な接触ツールの断面図を示す。 図１２に示される材料除去工程で使用するのに適した代表的な接触ツールの断面図を示す。 図１４ａ〜ｅに示される接触ツールを使用して形成された代表的な出口表面機構の断面図を示す。 図１４ａ〜ｅに示される接触ツールを使用して形成された代表的な出口表面機構の断面図を示す。 図１４ａ〜ｅに示される接触ツールを使用して形成された代表的な出口表面機構の断面図を示す。 図１４ａ〜ｅに示される接触ツールを使用して形成された代表的な出口表面機構の断面図を示す。 図１４ａ〜ｅに示される接触ツールを使用して形成された代表的な出口表面機構の断面図を示す。 図１２の材料除去工程で使用するのに適した別の代表的な接触ツールの斜視図である。
本明細書において複数の図面で用いられる同じ参照符号は、同じ又は同様の性質及び機能を有する同じ又は同様の要素を示す。
開示されるノズルは、（１）２０１１年２月３日公開の国際公開第２０１１／０１４６０７号、及び（２）２０１２年２月２日出願の国際出願第２０１２／０２３６２４号（スリー・エム社（３Ｍ）整理番号６７２６６ＷＯ００３、発明の名称「ノズル及びその製造方法」（Nozzle and Method of Making Same））に開示されるノズルの改良となるものであり、これら両方の主題及び開示内容をそれらの全容にわたり参照によって本明細書に援用する。本明細書に述べるように、開示されるノズルは、従来のノズルと比較して１つ以上の利点を提供する。例えば、開示されるノズルは、有利な点として、燃料効率を高めるために燃料噴射システムに組み込むことができる。開示されるノズルは、国際公開第２０１１／０１４６０７号及び国際出願第２０１２／０２３６２４号に開示されるもののような２光子プロセスなどの多光子プロセスを使用して製造することができる。詳細には、多光子プロセスを使用して、１つ以上の穴形成機構を少なくとも有し得る異なる微小構造を作製することができる。このような穴形成機構を鋳型として用いて、ノズル又は他の用途で使用するための穴を作製することができる。
「ノズル」なる用語は、当該技術分野では多くの異なる意味を有し得る点を理解されたい。一部の特定の参考文献では、ノズルなる用語は幅広い定義を有している。例えば、米国特許公開第２００９／０３０８９５３ Ａ１号（パレストラント（Palestrant）ら）は、オクルダーチャンバー５０を含む多くの要素を含む「霧化ノズル」について開示している。これは、本明細書に記載されるノズルの解釈及び定義とは異なるものである。例えば、本明細書のノズルは、パレストラント（Palestrant）らのオリフィスインサート２４に概ね対応している。一般的に、本明細書のノズルは、霧化噴射システムの、噴霧が最終的に放射される最後のテーパ部分として理解することができる。例えば、Ｍｅｒｒｉａｍ Ｗｅｂｓｔｅｒ辞典のノズルの定義（「流体の流れを高速化又は案内するために（ホースなどで）用いられるテーパ又は絞りを有する短い管」）を参照されたい。株式会社デンソー（日本、刈谷市）に付与された米国特許第５，７１６，００９号（Ｏｇｉｈａｒａら）を参照することにより更なる理解を得ることができる。この参照文献においても、流体噴射「ノズル」は、多部品型バルブ要素１０として広義に定義されている（「流体噴射ノズルとして機能する燃料噴射バルブ１０」（Ｏｇｉｈａｒａらの第４列、２６〜２７行を参照））。本明細書で用いる「ノズル」なる用語のここでの定義及び解釈は、燃料噴霧のすぐ近くに配置される、例えば、第１及び第２のオリフィスプレート１３０及び１３２、並びに場合によりスリーブ１３８（Ｏｇｉｈａｒａらの図１４及び１５を参照）に関するものである。本明細書で説明するものと似た「ノズル」の用語の解釈が、株式会社日立製作所（日本、茨城）に付与された米国特許第５，１２７，１５６号（Ｙｏｋｏｙａｍａら）において用いられている。その中で、ノズル１０は、「攪拌要素」１２（図１（ＩＩ）を参照）などの、取り付けられ、一体化された構造の要素とは別に定義されている。説明文の残りの部分及び特許請求の範囲の全体を通じて「ノズル」の用語が用いられる場合、上記に定義した解釈が理解されるべきである。
開示されるノズルは、ノズル構造に計画的に組み込まれた１つ以上のノズル貫通穴を含んでいる。この１つ以上のノズル貫通穴は、ノズルに以下の性質：（１）ノズルを通る可変の流体の流れを提供する性質（例えば１つ以上のノズル貫通穴を開閉することにより）、（２）ノズルの出口面に対して多方向の流体の流れを提供する性質、及び（３）ノズルの出口面を垂直に通って延びる中心法線に対して多方向の軸外の流体の流れを提供する性質、のうちの１つ以上を提供するものである。
図１及び３Ａ〜３Ｃは、本発明の例示的なノズル１０の異なる図を示している。図１及び３Ａ〜３Ｃに示されるように、ノズル１０は非圧印３次元入口面１１を備えており、入口面１１は、第１の入口表面１２及び第２の入口表面１３、入口面１１と反対側の出口面１４、並びに、１つ以上の第１のノズル貫通穴１５及び１つ以上の第２のノズル貫通穴１６を有している。本明細書で使用するところの「非圧印」なる用語は、例えば圧印又は打ち抜き操作などの変形プロセスによって形成されていない、ノズル１０の入口面１１のことを指す。下記に更に述べるように、ノズル１０の入口面１１は、例えば、２光子重合／成形プロセスなどの堆積／成形プロセスによって形成することができる。
第１のノズル貫通穴１５のそれぞれは、内表面１５４によって画定されるキャビティ１５３によって出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１５２と連結される第１の入口表面１２上の少なくとも１つの入口開口部１５１を含む。第２のノズル貫通穴１６のそれぞれは、内表面１６４によって画定されるキャビティ１６３によって出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１６２と連結される第２の入口表面１３上の少なくとも１つの入口開口部１６１を含む。
図１及び３Ａ〜３Ｃに示されるように、第１の入口表面１２は、第２の入口表面１３とは同一平面上にない。本明細書で使用するところの「同一平面上」なる用語は、平面内に曲率をまったく有さないか又はある程度の曲率を有する所定の平面内に含まれる連続的又は不連続的な表面部分を述べるために用いられる（すなわち、これらの連続的又は不連続的な表面部分は、湾曲していない平面内に含まれるか又は湾曲した表面内に含まれ、本明細書で使用する同一平面上なる用語は、湾曲した表面の２つの部分（連続又は不連続部分）を包含するものである）。同一平面上にないことに加えて、第１の入口表面１２は、図１及び図３Ａ〜３Ｃに示されるように、第２の入口表面１３と平行であってよい。
図１及び図３Ａ〜３Ｃにおいて、第１の入口表面１２及び第２の入口表面１３のそれぞれは、実質的に平坦な（すなわち曲率を有さない）ものとして示されているが、第１の入口表面１２及び第２の入口表面１３はそれぞれ、独立して、入口表面部分内に曲率半径を有してもよい点に留意されたい。一般的に、存在する場合には、第１の入口表面１２及び第２の入口表面１３は、最大で約４ｍの曲率半径をそれぞれ独立して有することができる（又は最大で４ｍ、通常は１０μｍよりも大きく、１０μｍ〜４ｍの間の１．０μｍ刻みの任意の値又は値の範囲の曲率半径）。
図１及び３Ａ〜３Ｃに示されるように、第１の入口表面１２は、前記入口面１１の垂直壁部１７によって第２の入口表面１３から隔てられている。図１及び図３Ａ〜３Ｃに更に示されるように、第１の入口表面１２上の１つ以上の入口開口部１５１は、垂直壁部１７によって第２の入口表面１３上の１つ以上の入口開口部１６１から隔てられている。
図２及び図３Ａ〜３Ｃに示されるように、ノズル１０は、例示的な燃料インジェクターバルブ８０と組み合わせて使用することができる。燃料インジェクターバルブ８０は燃料インジェクターバルブ接触表面８１を有しており、その少なくとも一部は、入口面１１の垂直壁部１７に沿って延びるように機能的に適合され（例えばそのような寸法、構成、又は設計とされ）、またそのような大きさとなっている。燃料インジェクターバルブ８０は更に燃料インジェクターバルブシール表面８２を有しており、その少なくとも一部は、入口面１１の第２のバルブシール表面１８と接触してこれを封止するように機能的に適合され（例えばそのような寸法、構成、又は設計とされ）、またそのような大きさとなっている。
燃料インジェクターバルブ８０は、第１の入口表面１２上の１つ以上の入口開口部１５１及び第２の入口表面１３上の１つ以上の入口開口部１６１を選択的に開閉するように、ノズル１０内で動くことができる。図３Ａは、「完全に閉じた」位置にあるノズル１０及び燃料インジェクターバルブ８０の断面図を示しており、第１の入口表面１２上の入口開口部１５１及び第２の入口表面１３上の入口開口部１６１はすべて閉じている（すなわち流体が流れない）。図３Ｂは、「部分的に開いた」位置にある場合のノズル１０及び燃料インジェクターバルブ８０の断面図を示しており、第１の入口表面１２上の入口開口部１５１は閉じており（すなわち流体が流れない）、第２の入口表面１３上の入口開口部１６１は開いている（すなわち流体が流れる）。図３Ｃは、「完全に開いた」位置にあるノズル１０及び燃料インジェクターバルブ８０の断面図を示しており、第１の入口表面１２上の入口開口部１５１及び第２の入口表面１３上の入口開口部１６１はすべて開いている（すなわち流体が流れる）。
図４Ａ〜４Ｃは、本発明の別のノズル１０の異なる図を示している。図４Ａ〜４Ｃに示されるように、ノズル１０の出口開口部１５２及び１６２は、同じ表面に沿って配置されておらず、代わりに入口面１４の２つの別々の出口表面に沿って配置されている。詳細には、出口開口部１５２は、ノズル１０の第１の出口表面１４１（すなわちこの実施形態において、本明細書では最上部出口表面１４１とも呼ばれる）に沿って配置され、ノズル１０の出口開口部１６２は、第２の出口表面１４２（すなわちこの実施形態において、本明細書では最下部出口表面１４２とも呼ばれる）に沿って配置されている。
図５〜６に示されるように、本発明のノズル１０は、多くの任意の更なる機構を備えることができる。適当な任意の更なる機構としては、これらに限定されるものではないが、１つ以上の重複する出口表面部分１４９、出口面１４の任意の部分に沿って配置される１つ以上のコーキング防止微小構造１５０、及び、出口面１４の任意の部分に沿った１つ以上の流体衝突構造が挙げられる。
図１及び３Ａ〜６に示されるように、本発明のノズル１０はノズル貫通穴１５及び１６を備えてよく、ノズル貫通穴１５／１６はそれぞれ独立して、以下の機構：（ｉ）入口開口部１５１／１６１の形状、（ｉｉ）出口開口部１５２／１６３の形状、及び（ｉｉｉ）１つ以上の湾曲部分１５７、１つ以上の直線部分１５８、又は１つ以上の湾曲部分１５７と１つ以上の直線部分１５８との組み合わせを含み得る内表面１５４、を有している。それぞれの独立したノズル貫通穴１５／１６についてこれらの機構を選択することによって、ノズル１０は、（１）ノズル貫通穴１５／１６を通るほぼ均等な流体の流れ、（２）ノズル貫通穴１５／１６を通る可変の流体の流れ（すなわちノズル貫通穴１５／１６ごとに同じではない流体の流れ）、（３）ノズル貫通穴１５／１６から出射する１方向又は多方向の流体の流れ、（４）ノズル貫通穴１５／１６から出射する直線状及び／又は曲がった流体の流れ、並びに（５）ノズル貫通穴１５／１６から出射する平行かつ／又は発散する流体の流れ、かつ／又は平行で後に発散する流体の流れを提供することができる。
一部の実施形態では、ノズル貫通穴１５／１６の少なくとも１つは、流れの入口開口部１５１／１６１軸、流れのキャビティ１５３／１６３軸、及び流れの出口開口部１５２／１６２軸を有し、少なくとも１つの流れの軸は少なくとも１つの他の流れの軸と異なっている。本明細書で使用するところの「流れの軸」とは、燃料がノズル貫通穴１５／１６に流れ込み、ノズル貫通穴１５／１６を通って、ノズル貫通穴１５／１６から流れ出る際の燃料の流れの中心軸として定義される。複数の入口開口部１５１／１６１、複数の出口開口部１５２／１６２、又はその両方を有するノズル貫通穴１５／１６の場合では、ノズル貫通穴１５／１６は、複数の開口部１５１／１５２／１６１／１６２のそれぞれと対応した異なる軸を有し得る。
一部の実施形態では、流れの入口開口部１５１／１６１軸は、流れの出口開口部１５２／１６２軸と異なり得る。他の実施形態では、流れの入口開口部１５１／１６１軸、流れのキャビティ１５３／１６３軸、及び流れの出口開口部１５２／１６２軸のそれぞれは、互いに異なる。他の実施形態では、ノズル貫通穴１５／１６は、キャビティ１５３／１６３を通って流れる燃料が曲がった流れの軸を有するように、機能的に適合された（例えばそのような寸法、構成、又は設計とされた）キャビティ１５３／１６３を有する。
このような流れの軸の違いに寄与する要因の例としては、これらに限定されるものではないが、（１）（ｉ）キャビティ１５３／１６３と（ｉｉ）入口面１１及び／若しくは出口面１４との間の異なる角度、（２）入口開口部１５１／１６１及び／若しくはキャビティ１５３／１６３及び／若しくは出口開口部１５２／１６２が、互いに一直線に整列されず平行でもないか、若しくは異なる方向に沿って整列されるか、若しくは平行であるが一直線に整列されないか、若しくは交差するが一直線に整列されないこと、並びに／又は（３）２本若しくは３本の一直線に整列していない直線部分が有し得る、他の考えられる任意の幾何学的関係の任意の組み合わせが挙げられる。
開示されるノズル１０は、開示されるノズル機構のいずれか１つ、又は開示されるノズル機構の２以上の任意の組み合わせを備え得る（又はそれらで基本的に構成されるか、若しくはそれら構成され得る）。更に、図面に示されずかつ／又は本明細書に詳細に述べられてもいないが、本発明のノズル１０は、（１）２０１２年８月１日出願の米国仮特許出願第６１／６７８，４７５号（スリー・エム社（３Ｍ）整理番号６９９０９ＵＳ００２、発明の名称「非圧印３次元ノズル出口面を備えたＧＤＩ燃料インジェクター」（GDI Fuel Injectors with Non−Coined Three−Dimensional Nozzle Outlet Face）、（２）２０１２年８月１日出願の米国仮特許出願第６１／６７８，３５６号（スリー・エム社（３Ｍ）整理番号６９９１０ＵＳ００２、発明の名称「ノズル出力流の軸外偏向による燃料出力の照準法」（Targeting of Fuel Output by Off−Axis Directing of Nozzle Output Streams）、（３）２０１２年８月１日出願の米国仮特許出願第６１／６７８，３３０号（スリー・エム社（３Ｍ）整理番号６９９１１ＵＳ００２、発明の名称「少なくとも１つのマルチ入口ポート及び／又はマルチ出口ポートを備えた燃料インジェクターノズル」（Fuel Injector Nozzles with at Least One Multiple Inlet Port and／or Multiple Outlet Port）、及び（４）２０１２年８月１日出願の米国仮特許出願第６１／６７８，３０５号（スリー・エム社（３Ｍ）整理番号６９９１２ＵＳ００２、発明の名称「燃料排出係数が向上した燃料インジェクター」（Fuel Injectors with Improved Coefficient of Fuel Discharge）に開示される１つ以上のノズル機構を更に備えることができ、これらの出願のそれぞれの主題及び開示内容をその全容にわたって参照により本明細書に援用するものである。
開示されるノズル１０は、得られるノズル１０の入口面１１が本明細書に述べられるような入口面１１の機構を有するかぎり、任意の方法を用いて形成することができる。本明細書のノズル１０の製造方法は、国際出願第２０１２／０２３６２４号に開示される方法に限定されるものではないが、本明細書のノズル１０は、国際出願第２０１２／０２３６２４号に開示されるような方法を用いて形成することができる。詳細には、国際出願第２０１２／０２３６２４号の図１Ａ〜１Ｍを参照して述べられる方法の各工程を参照されたい。
更なる実施形態
ノズルの実施形態
１．第１の入口表面１２及び第２の入口表面１３を有する非圧印３次元入口面１１と、前記入口面１１と反対側の出口面１４と、１つ以上の第１のノズル貫通穴１５及び１つ以上の第２のノズル貫通穴１６と、を備え、前記第１のノズル貫通穴１５のそれぞれが、内表面１５４により画定されたキャビティ１５３によって前記出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１５２と連結された、前記第１の入口表面１２上の少なくとも１つの入口開口部１５１を含み、前記第２のノズル貫通穴１６のそれぞれが、内表面１６４により画定されたキャビティ１６３によって前記出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１６２と連結された、前記第２の入口表面１３上の少なくとも１つの入口開口部１６１を含み、前記第１の入口表面１２が前記第２の入口表面１３と同一平面上にない、燃料インジェクターノズル１０。第１の入口表面１２は、通常、第２の入口表面１３と平行であるが、第２の入口表面１３と同一平面上にない。下記実施形態４を参照されたい。一部の実施形態では、第１の入口表面１２の全体の長さの大部分（すなわち５０％よりも大きく、最大で１００％）が、第２の入口表面１３の全体の長さの大部分（すなわち５０％よりも大きく、最大で１００％）と平行であるが、他の実施形態では、第１の入口表面１２の全体の長さの一部のみ（すなわち５０％未満）が第２の入口表面１３の全体の長さの一部（すなわち５０％未満）と平行である。
２．前記入口面１１が、前記第１の入口表面１２と前記第２の入口表面１３との間に第１のバルブシール表面１７を更に含み、燃料（又は流体）（図示せず）が前記第２のノズル貫通穴１６は通過するが、前記第１のノズル貫通穴１５は通過しないように、前記第１のバルブシール表面１７が燃料インジェクターバルブ８０を用いた封止に構成又は他の形態で機能的に適合されている（例えばそのような寸法、構成、又は設計とされている）、実施形態１のノズル１０。
３．前記入口面１１が、燃料（図示せず）が前記第２のノズル貫通穴１６を通過することを防止するように燃料インジェクターバルブ８０を用いた封止に構成又は他の形態で機能的に適合された（例えばそのような寸法、構成、又は設計とされた）、第２のバルブシール表面１８を更に含む、実施形態１又は２のノズル１０。
４．前記第１の入口表面１２と前記第２の入口表面１３とが互いに対して正確に又は概ね平行である、実施形態１〜３のいずれか１つのノズル１０。
５．燃料（図示せず）が前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５を通過することを防止するように、前記第１のバルブシール表面１７が燃料インジェクターバルブ８０の外側シール表面８１を用いた封止に構成又は他の形態で機能的に適合されている（例えばそのような寸法、構成、又は設計とされている）、実施形態２〜４のいずれか１つのノズル１０。
６．前記第１のバルブシール表面１７が、前記第１の入口表面１２及び前記第２の入口表面１３の少なくとも一方に対して正確に又は概ね垂直である、実施形態２〜５のいずれか１つのノズル１０。
７．前記出口面１４が第１の出口表面１４１及び第２の出口表面１４２を含み、前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５の出口開口部１５２のそれぞれが前記第１の出口表面１４１上にあり、前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の出口開口部１６２のそれぞれが前記第２の出口表面１４２上にあり、前記第１の出口表面１４１が前記第２の出口表面１４２と同一平面上にない、実施形態１〜６のいずれか１つのノズル１０。
８．前記第１の出口表面１４１と前記第２の出口表面１４２とが互いに正確に又はほぼ平行である、実施形態７のノズル１０。
９．前記出口面１４が第１の出口表面１４５及び第２の出口表面１４２を含み、前記第１の出口表面１４５が前記第２の出口表面１４２に対して鋭角をなして配置され、出口開口部１５２／１６２のそれぞれが前記第１の出口表面１４５上にある、実施形態１〜６のいずれか１つのノズル１０。
１０．第１の入口表面１２及び第２の入口表面１３を有する非圧印３次元入口面１１と、前記入口面１１と反対側の出口面１４と、１つ以上の第１のノズル貫通穴１５及び１つ以上の第２のノズル貫通穴１６と、を備え、前記第１のノズル貫通穴１５のそれぞれが、内表面１５４により画定されたキャビティ１５３によって前記出口面１３上の少なくとも１つの出口開口部１５２と連結された、前記第１の入口表面１２上の少なくとも１つの入口開口部１５１を含み、前記第２のノズル貫通穴１６のそれぞれが、内表面１６４により画定されたキャビティ１６３によって前記出口面１３上の少なくとも１つの出口開口部１６２と連結された、前記第２の入口表面１３上の少なくとも１つの入口開口部１６１を含み、前記入口面１１の垂直壁部１７が前記第１の入口表面１２と前記第２の入口表面１３とを隔てる、燃料インジェクターノズル１０。
１１．前記ノズル１０の外周部１９と、前記外周部１９に垂直な法線に沿って延びるノズル中心軸２０との間で前記入口面１１に沿って、前記入口面１１が、前記入口面１１の中間壁部１３／１８によって互いから隔てられた前記入口面１１の少なくとも２つの垂直壁部１７／２７を含む、実施形態１〜１０のいずれか１つのノズル１０。
１２．前記入口面１１の前記少なくとも２つの垂直壁部１７／２７が、前記入口面１１の２つの同心状の向きを有する垂直壁部１７／２７を含む、実施形態１１のノズル１０。
１３．垂直壁部１７／２７のそれぞれが、前記ノズル１０の外周部１９に垂直な法線に沿って延びるノズル中心軸２０に沿って見た場合に円形の断面形状（又は正方形、又は三角形、又は星形、又は他の任意の多角形状）を有する、実施形態１０〜１２のいずれか１つのノズル１０。
１４．前記入口面１１の垂直壁部１７／２７のそれぞれが、前記ノズル１０の外周部１９に垂直な法線に沿って延びるノズル中心軸２０にほぼ平行である、実施形態１０〜１３のいずれか１つのノズル１０。
１５．前記入口面１１の前記中間壁部分１３／１８が、第１のバルブシール表面１８を含む、実施形態１１〜１４のいずれか１のノズル１０。
１６．（ｉ）前記入口面１１の外周部分１１０が入口面平面１１１内にあり、（ｉｉ）前記出口面１４の外周部分１４０が出口面平面１４４内にあり、（ｉｉｉ）前記入口面平面１１１が前記出口面平面１４０とほぼ平行である、実施形態１〜１５のいずれか１つのノズル１０。
１７．（ｉ）前記入口面１１の外周部分１１０が入口面平面１１１内にあり、（ｉｉ）前記出口面１４の外周部分１４２が出口面平面１４４内にあり、（ｉｉｉ）前記入口面平面１１１が前記出口面平面１４４とほぼ平行であり、（ｉｖ）前記出口面１４１／１４５の少なくとも一部が前記出口面平面１４４の上方にある、実施形態１〜１６のいずれか１つのノズル１０。
１８．（ｉ）前記入口面１１の外周部分１１０が入口面平面１１１内にあり、（ｉｉ）前記出口面１４の外周部分１４２が出口面平面１４４内にあり、（ｉｉｉ）前記入口面平面１１１が前記出口面平面１４４とほぼ平行であり、（ｉｖ）前記出口面１４１／１４５の少なくとも一部が前記出口面平面１４４の上方にあり、（ｖ）前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５が、前記出口面平面１４４内の前記出口面１４の下側平面部分１４２を、前記出口面１４の最上部分１４１から隔てている、実施形態１〜１７のいずれか１つのノズル１０。
１９．前記入口面１１が、（ｉ）入口面平面１１１内の前記入口面１１の外周部分１１０と、（ｉｉ）前記入口面平面１１１内の前記外周部分１１０から上方に延びる外側垂直壁部２７と、（ｉｉｉ）前記外側垂直壁部２７から延びる中間壁部１３／１８であって、前記中間壁部１３／１８の少なくとも一部が前記第２の入口表面１３をなす、中間壁部１３／１８と、（ｉｖ）前記中間壁部１３／１８から上方に延びる内側垂直壁部１７と、（ｖ）最上部分１２であって、前記最上部分１２の少なくとも一部が前記第１の入口表面１２をなす、最上部分１２と、を含む、実施形態１〜１８のいずれか１つのノズル１０。
２０．前記第１の入口表面１２が、約１０μｍよりも大きい第１の表面曲率半径（又は約４ｍ以下の任意の曲率半径、又は１０μｍ〜４ｍの間の１．０μｍ刻みの任意の値又は値の範囲）を有する、実施形態１〜１９のいずれか１つのノズル１０。
２１．前記第２の入口表面１３が、約１０μｍよりも大きい第２の表面曲率半径（又は約４ｍ以下の任意の曲率半径、又は１０μｍ〜４ｍの間の１．０μｍ刻みの任意の値又は値の範囲）を有する、実施形態１〜２０のいずれか１つのノズル１０。
２２．前記入口面１１の前記第１の入口表面１２が、比較的平坦な表面プロファイルを有する、実施形態１〜１９のいずれか１つのノズル１０。
２３．前記入口面１１の前記第１の入口表面１２が、最上入口表面平面１２１内にあり、前記最上入口表面平面１２１が前記入口面平面１１１とほぼ平行である、実施形態１９又は２２のノズル１０。
２４．前記入口面１１の前記第１の入口表面１２が、前記出口面１４の最下部分１４２よりも下方にある、実施形態１〜２３のいずれか１つのノズル１０。
２５．前記入口面１１の前記第１の入口表面１２の少なくとも一部が、前記出口面１４の少なくとも一部よりも上方にある、実施形態１〜２３のいずれか１つのノズル１０。
２６．前記入口面１１の前記中間壁部１３／１８の少なくとも一部が比較的平坦な表面プロファイルを有し、前記部分が前記第２の入口表面１３を含む、実施形態１１〜２５のいずれか１つのノズル１０。
２７．前記中間壁部１３／１８の前記部分が中間入口表面平面１３１内にあり、前記中間入口表面平面１３１が前記入口面平面１１１とほぼ平行である、実施形態２６のノズル１０。
２８．前記中間壁部１３／１８の前記部分が、前記出口面１４よりも下方にある、実施形態２６又は２７に記載のノズル１０。
２９．前記中間壁部１３／１８の前記部分が、前記出口面１４の少なくとも一部よりも上方にある、実施形態２６又は２７に記載のノズル１０。
３０．少なくとも１つの出口開口部１５２／１６２が、前記出口面１４の下側平面部分１４２に沿って配置される、実施形態１〜２９のいずれか１つのノズル１０。
３１．少なくとも１つの出口開口部１５２／１６２が、前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５に沿って配置される、実施形態１〜３０のいずれか１つのノズル１０。
３２．少なくとも１つの出口開口部１５２／１６２が、前記出口面１４の最上部分１４１に沿って配置される、実施形態１〜３１いずれか１つのノズル１０。
３３．前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５が、（ｉ）前記出口面１４の前記下側平面部分１４２に対して、約９０°〜約１６５°未満の範囲（又は９０°〜１６５°の間の１°刻みの任意の角度若しくは角度の値の範囲）の第１の角度Ｐ、及び（ｉｉ）前記出口面１４の前記最上部分１４１に対して約９０°〜約１６５°未満（又は９０°〜１６５°の間の１°刻みの任意の角度若しくは角度の値の範囲）の第２の角度Ｑをなす、実施形態３１又は３２のノズル１０。
３４．前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５が、（ｉ）前記出口面１４の前記下側平面部分１４２に対して、約９０°〜約１３５°の範囲（又は９０°〜１３５°の間の１°刻みの任意の角度若しくは角度の値の範囲）の第１の角度Ｐ、及び（ｉｉ）前記出口面１４の前記最上部分１４１に対して約９０°〜約１３５°（又は９０°〜１３５°の間の１°刻みの任意の角度若しくは角度の値の範囲）の第２の角度Ｑをなす、実施形態３１〜３３のいずれか１つのノズル１０。
３５．前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５が、（ｉ）前記出口面１４の前記下側平面部分１４２に対して約１３５°の第１の角度Ｐ、及び（ｉｉ）前記出口面１４の前記最上部分１４１に対して約１３５°の第２の角度Ｑをなす、実施形態３１〜３４のいずれか１つのノズル１０。
３６．前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５が、（ｉ）前記出口面１４の前記下側平面部分１４２に対して約９０°の第１の角度Ｐ、及び（ｉｉ）前記出口面１４の前記最上部分１４１に対して約９０°の第２の角度Ｑをなす、実施形態３１〜３４のいずれか１つのノズル１０。
３７．前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５が、前記出口面１４の前記下側平面部分１４２と前記出口面１４の前記最上部分１４１との間に比較的平坦な表面１４６（すなわち湾曲していない）を有する、実施形態３１〜３６のいずれか１つのノズル１０。
３８．前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５が、前記出口面１４の前記下側平面部分１４１と前記出口面１４の前記最上部分１４１との間に延びる円柱状又は切頭円錐状の表面プロファイルを有する、実施形態３１〜３７のいずれか１つのノズル１０。
３９．（ａ）前記第１のノズル貫通穴１５の少なくとも１つの出口開口部１５２が、前記出口面１４の下側平面部分１４２に沿って配置され、（ｂ）前記第２のノズル貫通穴１６の少なくとも１つの出口開口部１６２が、前記出口面１４の前記下側平面部分１４１に沿って配置される、実施形態１〜３８のいずれか１つのノズル１０。
４０．（ａ）前記第１のノズル貫通穴１５の少なくとも１つの出口開口部１５２が、前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５に沿って配置され、（ｂ）前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の少なくとも１つの出口開口部１６２が、前記出口面１４の下側平面部分１４２に沿って配置される、実施形態１〜３８のいずれか１つのノズル１０。
４１．（ａ）前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５の少なくとも１つの出口開口部１５２が、前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５に沿って配置され、（ｂ）前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の少なくとも１つの出口開口部１６２が、前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５に沿って配置される、実施形態１〜３８のいずれか１つのノズル１０。
４２．前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５の前記少なくとも１つの出口開口部１５２が、前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５の上側部分１４７に沿って配置され、前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の前記少なくとも１つの出口開口部１６２が、前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５の下側部分１４８に沿って配置される、実施形態４１のノズル１０。
４３．（ａ）前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５の少なくとも１つの出口開口部１５２が、前記出口面１４の最上部分１４１に沿って配置され、（ｂ）前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の少なくとも１つの出口開口部１６２が、前記出口面１４の下側平面部分１４２に沿って配置される、実施形態１〜３８のいずれか１つのノズル１０。
４４．前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の前記少なくとも１つの出口開口部１６２が、前記少なくとも１つの出口開口部１６２から流出する流体（図示せず）を、前記垂直に延びる部分１４５と接触するように前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５に向かって案内するように配置される、実施形態４３のノズル１０。
４５．（１）前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５のそれぞれが、第１のノズル入口開口部１５１から第１のノズル出口開口部１５２へと直接延びる第１の内表面プロファイル、及び第１のノズル入口開口部１５１から第１のノズル出口開口部１５２へと直接延びる第２の内表面プロファイルを有し、前記第１のノズル貫通穴１５の前記第２の内表面プロファイルが（ｉ）それぞれの前記第１のノズル貫通穴１５の前記第１の内表面プロファイルから第１のノズルキャビティ１５３の反対側で、かつ（ｉｉ）前記ノズル１０の外周部１９に垂直な中心法線２０のより近くに位置し、（２）前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６のそれぞれが、第２のノズル入口開口部１６１から第２のノズル出口開口部１６２へと直接延びる第１の内表面プロファイル、及び第２のノズル入口開口部１６１から第２のノズル出口開口部１６２へと直接延びる第２の内表面プロファイルを有し、それぞれの前記第２のノズル貫通穴１６の前記第２の内表面プロファイルが（ｉ）前記第２のノズル貫通穴１６の前記第１の内表面プロファイルから第２のノズルキャビティ１６３の反対側で、かつ（ｉｉ）前記ノズル１０の外周部１９に垂直な中心法線２０のより近くに位置し、（３）前記第１のノズル貫通穴１５の前記第１の内表面プロファイル、前記第１のノズル貫通穴１５の前記第２の内表面プロファイル、前記第２のノズル貫通穴１６の前記第１の内表面プロファイル、及び第２のノズル貫通穴１６の前記第２の内表面プロファイルのそれぞれが独立して、曲率を有するか又は有さない表面プロファイルを有する、実施形態１〜４４のいずれか１つのノズル１０。
４６．前記第１のノズル貫通穴１５の前記第１の内表面部分が、比較的平坦な表面プロファイル（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）を有し、前記第１のノズル貫通穴１５の前記第２の内表面部分が、湾曲した表面プロファイル（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）を有する、実施形態４５のノズル１０。
４７．前記第１のノズル貫通穴１５の前記第１の内表面部分が第１の曲率を有する表面プロファイルを有し（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）、前記第１のノズル貫通穴１５の前記第２の内表面部分が第２の曲率を有する表面プロファイルを有し（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）、前記第２の曲率が前記第１の曲率よりも大きい、実施形態４５のノズル１０。
４８．前記第２のノズル貫通穴１６の前記第１の内表面部分が、比較的平坦な表面プロファイル（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）を有し、前記第２のノズル貫通穴１６の前記第２の内表面部分が、比較的平坦な表面プロファイル（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）を有する、実施形態４５〜４７のいずれか１つのノズル１０。
４９．前記第２のノズル貫通穴１６の前記第１の内表面部分が、比較的平坦な表面プロファイル（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）を有し、前記第２のノズル貫通穴１６の前記第２の内表面部分が、湾曲した表面プロファイル（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）を有する、実施形態４５〜４７のいずれか１つのノズル１０。
５０．前記第２のノズル貫通穴１６の前記第１の内表面部分が、第１の曲率を有する表面プロファイルを有し（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）、前記第２のノズル貫通穴１６の前記第２の内表面部分が、第２の曲率を有する表面プロファイルを有し（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）、前記第２の曲率が前記第１の曲率よりも大きい、実施形態４５〜４７のいずれか１つのノズル１０。
５１．前記第２のノズル貫通穴１６の前記第２の内表面部分が、比較的平坦な表面プロファイル（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）を有し、前記第２のノズル貫通穴１６の前記第１の内表面部分が、湾曲した表面プロファイル（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）を有する、実施形態４５〜４７のいずれか１つのノズル１０。
５２．前記第２のノズル貫通穴１６の前記第１の内表面部分が、第１の曲率を有する表面プロファイルを有し（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）、前記第２のノズル貫通穴１６の前記第２の内表面部分が、第２の曲率を有する表面プロファイルを有し（入口開口部１５１から出口開口部１５２へと直接延びる）、前記第１の曲率が前記第２の曲率よりも大きい、実施形態４５〜４７のいずれか１つのノズル１０。
５３．（ｉ）前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５、及び（ｉｉ）前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６のそれぞれが独立して、２個以上の（又は２よりも大きい１刻みの任意の数若しくは数の範囲の）ノズル貫通穴を含む、実施形態１〜５２のいずれか１つのノズル１０。
５４．（ｉ）前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５、及び（ｉｉ）前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６のそれぞれが独立して、約４個から約２４個の（又は４〜２４の間の１刻みの任意の数若しくは数の範囲の）ノズル貫通穴を含む、実施形態１〜５３のいずれか１つのノズル１０。
５５．前記ノズル１０が、前記出口面１４に沿って１つ以上の重複する外側表面部分１４９（図５を参照）を備える、実施形態１〜５４のいずれか１つのノズル１０。
５６．前記出口面１４が、コーキング防止ナノ構造１５０を更に含む、実施形態１〜５５のいずれか１つのノズル１０。
５７．前記コーキング防止ナノ構造１５０が前記出口面１４の１つ以上の部分に沿って存在し、前記出口面１４の前記１つ以上の部分が、（ｉ）存在する場合に前記出口面１４の１つ以上の重複する外側表面部分１４９の上側表面１４１、（ｉｉ）前記出口面１０の下側平面部分１４２、（ｉｉｉ）前記出口面１４の最上部分１４１、（ｉｖ）前記出口面１４の前記下側平面部分１４２と前記出口面１４の前記最上部分１４１との間の前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５、又は（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）の任意の組み合わせを含む、実施形態５６のノズル１０。
５８．少なくとも１つのノズル貫通穴１５／１６の少なくとも１つの入口開口部１５１／１６１及び少なくとも１つの出口開口部１５２／１６２が、同様の形状を有する、実施形態１〜５７のいずれか１つのノズル１０。
５９．少なくとも１つのノズル貫通穴１５／１６の少なくとも１つの入口開口部１５１／１６１及び少なくとも１つの出口開口部１５２／１６２が、異なる形状を有する、実施形態１〜５８のいずれか１つのノズル１０。
６０．前記ノズル１０が燃料インジェクターシステム１００のボールバルブ２１２出口（本明細書では燃料インジェクターチップ２０９とも呼ばれる）と接触させられる際に、燃料インジェクターシステム１００のボールバルブ出口領域２１０内に延びて燃料インジェクターシステム１００のＳＡＣ体積を更に低減させる１つ以上の入口面機構１１８を有する入口表面を、前記ノズル１０が更に備える、実施形態１〜５９のいずれか１つのノズル１０。これに加えるか又はこれに代えて、ノズルの入口表面は、ボールバルブの外表面と一致、好ましくは嵌合かつ／又は封止することが望ましい場合がある。「ＳＡＣ」体積とは、燃料インジェクターノズルの入口面（すなわちノズル１０の入口面１１）と燃料インジェクターシステム１００のボールバルブ２１２の外表面２１１との間の空間の体積として定義される。例えば、本発明の図７を参照されたい。
一般的に、ＳＡＣ体積は、ノズル１０の大多数の実施形態を含む大多数のノズルが、ボールバルブ出口領域２１０内に延びる何らかの入口面機構１１８を有さないものとして、燃料インジェクターシステム１００の燃料インジェクターチップ２０９とボールバルブ２１２の外表面２１１との間に延びる線によって画定される空間の体積によって表されるが、本発明の図７に示されるように、一部の実施形態では、ノズル１０は、ボールバルブ出口領域２１０内に延びる入口面機構１１８を備えている。一部の実施形態では、与えられた燃料インジェクター１０１のＳＡＣ体積を最大で約５０％以上低減させることができる（又は最大で５０％の１％刻みの任意の％）。
６１．前記入口面１１０の一部が、入口面平面１１１内にあるとともに前記入口面１１の外周部に沿って延び、前記１つ以上の入口面機構１１８が、ボールバルブ出口領域２１０の内側側壁表面２１３に当接するか又は表面２１３に隣接して配置される外側円形側壁１１８１を有する管状部材１１８を含む、実施形態５５のノズル１０。
６２．前記ノズル１０が、前記出口面１４に沿って配置された１つ以上の流体衝突部材１５１９を更に備える、実施形態１〜６１のいずれか１つのノズル１０。
６３．前記１つ以上の流体衝突部材１５１９が前記出口面１４の１つ以上の部分に沿って存在し、前記出口面１４の前記１つ以上の部分が、（ｉ）存在する場合に前記出口面１４の１つ以上の重複する外側表面部分１４９の表面１５９／１５９’、（ｉｉ）前記出口面１４の下側平面部分１４２、（ｉｉｉ）前記出口面１４の最上部分１４１、（ｉｖ）前記出口面１４の前記下側平面部分１４２と前記出口面１４の前記最上部分１４１との間の前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５、又は（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）の任意の組み合わせを含む、実施形態６２のノズル。
６４．入口開口部１５１／１６１のそれぞれが、約４００マイクロメートル未満の直径（又は約３００マイクロメートル未満、又は約２００マイクロメートル未満、又は約１６０マイクロメートル未満、又は約１００マイクロメートル未満）（又は約１０マイクロメートル〜４００マイクロメートルの間の１．０マイクロメートル刻みの任意の直径、例えば１０、１１、１２マイクロメートルなど）を有する、実施形態１〜６３のいずれか１つのノズル１０。
６５．出口開口部１５２／１６２のそれぞれが、約４００マイクロメートル未満の直径（又は約３００マイクロメートル未満、又は約２００マイクロメートル未満、又は約１００マイクロメートル未満、又は約５０マイクロメートル未満、又は約２０マイクロメートル未満）（又は約１０マイクロメートル〜４００マイクロメートルの間の１．０マイクロメートル刻みの任意の直径、例えば１０、１１、１２マイクロメートルなど）を有する、実施形態１〜６４のいずれか１つのノズル１０。
６６．ノズル１０が、金属材料、無機非金属材料（例えば、セラミック）、又はこれらの組み合わせを含む、実施形態１〜６５のいずれか１つのノズル１０。
６７．ノズル１０が、シリカ、ジルコニア、アルミナ、チタニア、又は、イットリウム、ストロンチウム、バリウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル、タングステン、ビスマス、モリブデン、スズ、亜鉛、５７〜７１の範囲の原子番号を有するランタニド元素、セリウム、及びそれらの組み合わせの酸化物からなる群から選択されるセラミックを含む、実施形態１〜６６のいずれか１つに記載のノズル１０。
６８．モノリシック構造を備える、実施形態１〜６７のいずれか１つのノズル１０。本明細書で使用するところの「モノリシック」なる用語は、互いに組み合わされてノズルを形成する複数の部品又は要素ではなく、単一の一体形成された構造を有するノズルのことを指す。
６９．燃料インジェクターバルブ接触表面８１の少なくとも一部が、前記ノズル１０の外周部１９に垂直な法線に沿って延びるノズルプレート中心軸２０に最も近い前記入口面１１の垂直壁１７に沿って延びるように機能的に適合され（例えばそのような寸法、構成、又は設計とされ）、またそのような大きさとなっている燃料インジェクターバルブ接触表面８１を有する燃料インジェクターバルブ８０と組み合わされる、実施形態１〜６８のいずれか１つのノズル１０。
燃料インジェクターの実施形態
７０．実施形態１〜６９のいずれか１つのノズル１０を備えた、燃料インジェクター１０１。
燃料インジェクターシステムの実施形態
７１．実施形態７０の燃料インジェクター１０１を備えた車両２００の燃料噴射システム１００。
７２．第１の入口表面１２及び第２の入口表面１３を有する非圧印３次元入口面１１と、前記入口面１１と反対側の出口面１４と、１つ以上の第１のノズル貫通穴１５及び１つ以上の第２のノズル貫通穴１６とを備えるノズル１０であって、前記第１のノズル貫通穴１５のそれぞれが、内表面１５４により画定されたキャビティ１５３によって前記出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１５２と連結された、前記第１の入口表面１２上の少なくとも１つの入口開口部１５１を含み、前記第２のノズル貫通穴１６のそれぞれが、内表面１６４により画定されたキャビティ１６３によって前記出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１６２と連結された、前記第２の入口表面１３上の少なくとも１つの入口開口部１６１を含み、前記第１の入口表面１２が前記第２の入口表面１３と同一平面上にない、ノズル１０と、燃料インジェクターバルブ接触表面８１を有する燃料インジェクターバルブ８０と、を備え、前記燃料噴射システム１００が、前記ノズル１０に対する前記燃料インジェクターバルブ８０の位置に応じて前記ノズル１０を通る少なくとも３つのレベルの流体の流れを提供する、車両２００の燃料噴射システム１００。
７３．前記ノズル１０が、実施形態１〜６９のいずれか１つのノズル１０を含む、実施形態７２の燃料噴射システム１００。
７４．前記ノズル１０に対する前記燃料インジェクターバルブ８０の位置を制御する装置２１４（例えばソレノイドバルブ）を更に備える、実施形態７２又は７３の燃料噴射システム１００。
７５．前記ノズル１０を通る前記少なくとも３つのレベルの流体の流れが、（１）流体の流れなし、（２）流体が前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６を通って流れる部分的な流体の流れ、及び（３）流体が前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５及び前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６を通って流れる完全な流体の流れを含む、実施形態７２〜７４のいずれか１つの燃料噴射システム１００。
ノズルの製造方法の実施形態
７６．実施形態１〜６９のいずれか１つのノズル１０の製造方法。
７７．第１の入口表面１２及び第２の入口表面１３を有する非圧印３次元入口面１１と、前記入口面１１と反対側の出口面１４と、１つ以上の第１のノズル貫通穴１５及び１つ以上の第２のノズル貫通穴１６と、を備え、前記第１のノズル貫通穴１５のそれぞれが、内表面１５４により画定されたキャビティ１５３によって前記出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１５２と連結された、前記第１の入口表面１２上の少なくとも１つの入口開口部１５１を含み、前記第２のノズル貫通穴１６のそれぞれが、内表面１６４により画定されたキャビティ１６３によって前記出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１６２と連結された、前記第２の入口表面１３上の少なくとも１つの入口開口部１６１を含み、前記第１の入口表面１２が前記第２の入口表面１３と同一平面上にない、ノズル１０を形成する工程を含む、燃料インジェクターノズル１０の製造方法。
７８．第１の入口表面１２及び第２の入口表面１３を有する非圧印３次元入口面１１と、前記入口面１１と反対側の出口面１４と、１つ以上の第１のノズル貫通穴１５及び１つ以上の第２のノズル貫通穴１６と、を備え、前記第１のノズル貫通穴１５のそれぞれが、内表面１５４により画定されたキャビティ１５３によって前記出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１５２と連結された、前記第１の入口表面１２上の少なくとも１つの入口開口部１５１を含み、前記第２のノズル貫通穴１６のそれぞれが、内表面１６４により画定されたキャビティ１６３によって前記出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１６２と連結された、前記第２の入口表面１３上の少なくとも１つの入口開口部１６１を含み、前記入口面１１の垂直壁部１７が、（ｉ）前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５の少なくとも１つの入口開口部１５１を（ｉｉ）前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の少なくとも１つの入口開口部１６１から隔てている、ノズル１０を形成する工程を含む、燃料インジェクターノズル１０の製造方法。
７９．前記入口面１１を形成する前記工程が、入口面１１に沿って２つの同心状の向きを有する垂直壁部１７／２７を形成することを含む、実施形態７７又は７８の方法。
８０．垂直壁部１７／２７のそれぞれが、前記ノズル１０の外周部１９に垂直な法線に沿って延びるノズルプレート中心軸２０に沿って見た場合に円形の断面形状（又は正方形、又は三角形、又は楕円形、又は星形、又は他の任意の多角形状）を有する、実施形態７９の方法。
８１．前記入口面１１の垂直壁部１７／２７のそれぞれが、前記ノズル１０の外周部１９に垂直な法線に沿って延びるノズル中心軸２０にほぼ平行である、実施形態７９又は８０の方法。
８２．（ｉ）前記入口面１１の外周部分１１０が入口面平面１１１内にあり、（ｉｉ）前記ノズル１０の前記出口面１４の外周部分１４２が出口面平面１４４内にあり、（ｉｉｉ）前記入口面平面１１１が前記出口面平面１４４とほぼ平行である、実施形態７７〜８１のいずれか１つの方法。
８３．（ｉ）前記入口面１１の外周部分１１０が入口面平面１１１内にあり、（ｉｉ）ノズル１０の出口面１４の外周部分１４２が出口面平面１４４内にあり、（ｉｉｉ）前記入口面平面１１１が前記出口面平面１４４とほぼ平行であり、（ｉｖ）前記出口面１４５／１４１の少なくとも一部が前記出口面平面１４４の上方にある、実施形態７７〜８２のいずれか１つの方法。
８４．（ｉ）前記入口面１１の外周部分１１０が入口面平面１１１内にあり、（ｉｉ）ノズル１０の出口面１４の外周部分１４２が出口面平面１４４内にあり、（ｉｉｉ）前記入口面平面１１１が前記出口面平面１４４とほぼ平行であり、（ｉｖ）前記出口面１４５／１４１の少なくとも一部が前記出口面平面１４４の上方にあり、（ｖ）前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５が、前記出口面平面１４４内の前記出口面１４の下側平面部分１４２を、前記出口面１４の最上部分１４１から隔てている、実施形態７７〜８３のいずれか１つの方法。
８５．前記入口面１１が、（ｉ）入口面平面１１１内で、かつノズル１０の外周部１９に隣接した外周部分１１０と、（ｉｉ）前記入口面平面１１１内の前記入口面１１の前記外周部分１１０から上方に延びる外側垂直壁部２７と、（ｉｉｉ）前記入口面１１の前記外側垂直壁部２７から延びる中間壁部１８／１３であって、前記中間壁部の少なくとも一部が前記第２の入口表面１３をなす、中間壁部１８／１３と、（ｉｖ）前記中間壁部１８／１３から上方に延びる入口面１１の内側垂直壁部１７と、（ｖ）入口面１１の最上部分１２であって、前記最上部分１２の少なくとも一部が前記第１の入口表面１２をなす、入口面１１の最上部分１２と、を含む、実施形態７７〜８４のいずれか１つの方法。
８６．前記入口面１１の前記最上部分１２が、比較的平坦な表面プロファイルを有する、実施形態８５の方法。
８７．前記入口面１１の前記最上部分１２が最上入口面平面１２１内にあり、前記最上入口面平面１２１が前記入口面平面１１１とほぼ平行である、実施形態８５又は８６の方法。
８８．前記入口面１１の垂直壁部２７／１７の間に延びる前記入口面１１の中間壁部１８／１３の少なくとも一部が、比較的平坦な表面プロファイルを有する、実施形態７７〜８７のいずれか１つの方法。
８９．前記中間壁部１８／１３の前記部分が中間入口面平面１３１内にあり、前記中間入口面平面１３１が入口面平面１１１とほぼ平行である、実施形態８８の方法。
９０．前記ノズル１０を形成する前記工程が、前記出口面１４の下側平面部分１４２に沿って少なくとも１つの出口開口部１５２／１６２を形成することを含む、実施形態７７〜８９のいずれか１つの方法。
９１．前記ノズル１０を形成する前記工程が、前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５に沿って少なくとも１つの出口開口部１５２／１６２を形成することを含む、実施形態７７〜９０のいずれか１つの方法。
９２．前記ノズル１０を形成する前記工程が、前記出口面１４の最上部分１４１に沿って少なくとも１つの出口開口部１５２／１６２を形成することを含む、実施形態７７〜９１のいずれか１つの方法。
９３．前記ノズル１０上に３次元出口面１４を形成する工程を更に含む、実施形態７７〜９２のいずれか１つの方法。
９４．３次元出口面１４を前記ノズル１０上に形成する工程であって、前記３次元出口面１４が、前記前記出口面１４の下側平面部分１４１と前記出口面１４の最上部分１４１との間に延びる円柱状又は切頭円錐表面プロファイル（すなわち表面１４５）を有する、工程を更に含む、実施形態７７〜９３のいずれか１つの方法。
９５．前記ノズル１０を形成する前記工程が、（ａ）前記出口面１４の下側平面部分１４１に沿って前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の少なくとも１つの出口開口部１６２、及び（ｂ）前記出口面１４の下側平面部分１４１に沿って前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５の少なくとも１つの出口開口部１５２を形成することを含む、実施形態７７〜９４のいずれか１つの方法。
９６．前記ノズル１０を形成する前記工程が、（ａ）前記出口面１４の下側平面部分１４１に沿って前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の少なくとも１つの出口開口部１６２、及び（ｂ）前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５に沿って前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５の少なくとも１つの出口開口部１５２を形成することを含む、実施形態７７〜９４のいずれか１つの方法。
９７．前記ノズル１０を形成する前記工程が、（ａ）前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５に沿って前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の少なくとも１つの出口開口部１６２、及び（ｂ）前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５に沿って前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５の少なくとも１つの出口開口部１５２を形成することを含む、実施形態７７〜９４のいずれか１つの方法。
９８．前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の前記少なくとも１つの出口開口部１６２が、前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５の下側部分１４８に沿って配置され、前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５の前記少なくとも１つの出口開口部１５２が、前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５の上側部分１４７に沿って配置される、実施形態９７の方法。
９９．前記ノズル１０を形成する前記工程が、（ａ）前記出口面１４の下側平面部分１４１に沿って前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の少なくとも１つの出口開口部１６２、及び（ｂ）前記出口面１４の最上部分１４１に沿って前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５の少なくとも１つの出口開口部１５２を形成することを含む、実施形態７７〜９４のいずれか１つの方法。
１００．前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の前記少なくとも１つの出口開口部１６２が、前記少なくとも１つの出口開口部１６２から流出する流体（図示せず）を、前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５と接触するように前記出口面１４の前記垂直に延びる部分１４５に向かって案内するように配置される、実施形態９９の方法。
１０１．前記ノズル１０を形成する前記工程が、２つ以上の出口開口部１５２／１６２を独立して含む１つ以上のノズル貫通穴１５／１６を形成することを含む、実施形態７７〜１００のいずれか１つの方法。
１０２．前記２以上の出口開口部１５２／１６２が、約２〜約２４個の出口開口部１５２／１６２（又は２〜２４の間の１刻みの任意の数若しくは数の範囲）を含む、実施形態１０１の方法。
１０３．前記ノズル１０を形成する前記工程が、前記キャビティ１５３／１６３の長さに沿って延びる複数のキャビティ通路１５３’／１６３’を有する１つ以上のノズル貫通穴１５／１６を形成することを含む、実施形態７７〜１０２のいずれか１つの方法。例えば、（ｉ）単一の入口開口部１５１／１６１、（ｉｉ）複数の出口開口部１５２／１６２、及び（ｉｉｉ）キャビティ１５３／１６３の長さに沿って延びる複数のキャビティ通路１５３’／１６３’を含む個々のノズル貫通穴１５／１６示す図９を参照されたい。図１０に示されるように、他の実施形態では、個々のノズル貫通穴１５／１６は、（ｉ）複数の入口開口部１５１／１６１、（ｉｉ）単一の出口開口部１５２／１６２、及び（ｉｉｉ）キャビティ１５３／１６３の長さに沿って延びる複数のキャビティ通路１５３’／１６３’を有する。
１０４．前記ノズル１０を形成する前記工程が、（ｉ）前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５、及び（ｉｉ）前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６のそれぞれに２以上のノズル貫通穴１５／１６を形成することを含む、実施形態７７〜１０３のいずれか１つの方法。
１０５．（ｉ）前記１つ以上の第１のノズル貫通穴１５、及び（ｉｉ）前記１つ以上の第２のノズル貫通穴１６の前記２つ以上のノズル貫通穴１５／１６が、それぞれ独立して、約４〜約２４個のノズル貫通穴１５／１６（又は４〜２４の間の１刻みの任意の数若しくは数の範囲）を含む、実施形態１０４の方法。
１０６．前記方法が、前記ノズル１０の前記出口面１４に沿って１つ以上の重複する外側表面部分１４９を形成することを更に含む、実施形態７７〜１０５のいずれか１つの方法。
１０７．前記方法が、前記ノズル１０の前記出口面１４の１つ以上の部分に沿ってコーキング防止ナノ構造１５０を形成する工程を更に含み、前記出口面１４の前記１つ以上の部分が、（ｉ）存在する場合に前記出口面１４の１つ以上の重複する外側表面部分１４９の上側表面１４１、（ｉｉ）前記出口面１４の下側平面部分１４２、（ｉｉｉ）前記出口面１４の最上部分１４１、（ｉｖ）前記出口面１４の前記下側平面部分１４２と前記出口面１４の前記最上部分１４１との間の前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５、又は（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）の任意の組み合わせを含む、実施形態７７〜１０６のいずれか１つの方法。
１０８．前記方法が、前記ノズル１０の前記出口面１４の１つ以上の部分に沿って配置される１つ以上の流体衝突部材１５１９を形成する工程を更に含み、前記出口面１４の前記１つ以上の部分が、（ｉ）存在する場合に前記出口面１４の１つ以上の重複する外側表面部分１４９の表面１４１／１５９、（ｉｉ）前記出口面１４の下側平面部分１４２、（ｉｉｉ）前記出口面１４の最上部分１４１、（ｉｖ）前記出口面１４の前記下側平面部分１４２と前記出口面１４の前記最上部分１４１との間の前記出口面１４の垂直に延びる部分１４５、又は（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）の任意の組み合わせを含む、実施形態７７〜１０７のいずれか１つの方法。
１０９．ノズル１０の側面から材料を除去することによって前記ノズル１０の前記出口面１４に沿って１つ以上の出口面機構１４９／１５０／１５１を形成する工程を更に含む、実施形態７７〜１０８のいずれか１つの方法。
１１０．前記除去する工程が、ノズル１０をツール７００の接触表面７０１（すなわち外側表面７０２に沿った前側接触表面７０１）を接触させる工程を含み、前記ツール７００の前記接触表面７０１が以下の出口面機構：（１）存在する場合に、それぞれの重複する外側表面部分１４９の重複する外側表面プロファイル１５９／１５９’、（２）前記出口面１４に沿った少なくとも１つの垂直に延びる壁部分１４５、（３）１つ以上の衝突部材１５１、（４）コーキング防止構造１５０、及び（５）１つ以上の出口開口部１５２／１６２、のうちの少なくとも１つを提供する、実施形態１０９の方法。
１１１．前記除去する工程が、ツール７００の表面７０１によってノズル１０から材料を除去することを含み、前記ツール７００の前記表面７０１が、円形の断面形状（図１２〜１３に示されるツール７０１）を有する単一の連続表面（例えばアーチ状表面）を含む、実施形態１０９又は１１０の方法。ツール７００は、ノズル材料と接触して、研磨によってこれを除去する方式のものであってよく、又は実際に接触することなく材料を除去する方式のものであってもよい（例えば放電加工装置すなわちＥＤＭの電極）。図１４〜１６に示されるように、ツール７００は、図１４ａ〜ｅに示されるような任意の所望の断面形状を有してよく、これにより、これらに限定されるものではないが、図１５ａ〜ｅに示されるような特定の重複する外側表面部分１４９の所望の重複する外側表面部分１５９／１５９’、コーキング防止微小構造１５０（図５に示される）、図６に示されるような衝突部材１５１９、及び他の出口面１４表面の波形構造（図示せず）を含む異なる出口表面１４機構が得られる。一部の実施形態では、ツール７００は、その軸ｒａに沿って回転させることによって、出口面１４に表面機構を更に提供することができる（例えば、ツール７００が図１４ｅに示されるような星形の断面形状を有し、ノズル１０から材料を除去しつつ軸に沿って回転される場合、図１５ｅに示される出口面１４機構が得られる）。更に、ツール７００は、ノズル１０に出口面１４機構を更に提供するために使用することができる（その軸ｒａに沿った回転を行うか又は行わずに）１つ以上のツール表面機構７０４を更に有している。
１１２．前記除去する工程が、前記ノズル１０をツール７００の接触表面７０１と接触させることを含み、前記ツール７００の前記接触表面７０１が、前記ノズル１０と最初に接触する楔状縁部７０１（図１４ｂに示されるような）を有する楔形部材７００を含む、実施形態１０９又は１１０の方法。
１１３．前記除去する工程が、前記ノズル１０をツール７００の接触表面７０１と接触させることを含み、前記ツール７００の前記接触表面７０１が、３つ以上の連結された表面７０１（例えば図１４ｃ〜ｅに示されるツール７００）を含むことにより、（ｉ）上側の重複外側表面部分１５９、（ｉｉ）下側の重複外側表面部分１４５、及び（ｉｉｉ）前記ノズル１０に沿って上側及び下側重複外側表面部分１５９／１４５を連結する１つ以上の中間外側表面部分１５９’が形成される、実施形態１０９又は１１０の方法。
１１４．前記除去する工程が、１つ以上のノズル貫通穴１５／１６の１つ以上の出口開口部１５２／１６２を形成することを更に含む、実施形態１０９〜１１３のいずれか１つの方法。
１１５．前記除去する工程が、放電加工（ＥＤＭ）工程を含む、実施形態１０９〜１１４のいずれか１つの方法。
１１６．前記除去する工程が、ワイアＥＤＭ工程を含む、実施形態１０９〜１１５のいずれか１つの方法。
１１７．前記除去する工程が、シンカーＥＤＭ工程を含む、実施形態１０９〜１１５のいずれか１つの方法。
１１８．ノズル１０を形成する前記工程が、ノズルプリフォームを形成するために用いられるノズル形成微小構造化パターンを作製することと、ノズル形成材料を、１つ以上のノズル穴形成機構を有する前記ノズル形成微小構造化パターンを覆って適用することと、前記ノズル形成材料を前記ノズル形成微小構造化パターンから分離することによって前記ノズル１０を提供することと、必要に応じて前記ノズル１０から材料を除去することによって１つ以上のノズル貫通穴１５／１６を形成することと、を含む、実施形態７７〜１１７のいずれか１つの方法。例えば、図１Ａ〜１Ｍ、及び国際出願第２０１２／０２３６２４号におけるその説明を参照されたい。
１１９．前記作製する工程が、２光子重合工程を含む、実施形態１１８の方法。本発明のノズル１０を形成するのに適した２光子重合工程の説明については、国際出願第２０１２／０２３６２４号の図１Ａ〜１Ｍ、及びその説明を参照されたい。
燃料噴射システムの製造方法の実施形態
１２０．実施形態１〜６８のいずれか１つのノズル１０を前記燃料噴射システム１００に組み込む工程を含む方法、車両２００の燃料噴射システム１００を形成する方法。
ノズルプリフォームの実施形態
１２１．実施形態１〜６８のいずれか１つのノズル１０を形成するのに適したノズルプリフォーム。例えば、国際出願第２０１２／０２３６２４号の図１Ａ〜１Ｍ及びその説明における他のノズルプリフォーム、及びノズルを形成するためのノズルプリフォームの使用方法を参照されたい。
微細構造化パターンの実施形態
１２２．実施形態１〜６８のいずれか１つのノズル１０を形成するのに適した微細構造化パターン。例えば、国際出願第２０１２／０２３６２４号の図１Ａ〜１Ｍ及びその説明における他の微細構造化パターン、及びノズルを形成するための微細構造化パターンの使用方法を参照されたい。
上記の実施形態のいずれにおいても、ノズル１０は、通常、入口面１１の少なくとも一部が出口面１４の少なくとも一部とほぼ平行である、ほぼ平板な形態を有するノズルプレート１０を備えることができる。
燃料インジェクターノズル１０の厚さは、少なくとも約１００μｍ、好ましくは約２００μｍよりも大きいことが望ましく、かつ、約３ｍｍよりも小さい、好ましくは約１ｍｍよりも小さい、より好ましくは約５００μｍよりも小さいことが望ましい場合がある（又は約１００μｍ〜３ｍｍの間の１μｍ刻みの任意の厚さ若しくは厚さの範囲）。異なる図に示されるように、ノズルは、ノズルプレートの内側領域においてより薄く、ノズルプレートの外周部に沿ってより厚い厚さを有することが望ましい場合がある。燃料噴射をより速やかに拡散させるためには、ノズルプレートの厚さを小さくすることが望ましい場合がある。しかしながら、このように厚さを小さくすると、ノズル出口における乱流のレベルが高くなる傾向があり、これにより燃料噴射がより速やかに分散し得る。しかしながら、ノズルプレートの厚さが小さくなるにしたがって、その後の製造（例えば機械加工）プロセスにおけるノズルプレートの剛性又は平坦性を維持することはより困難となる。燃料インジェクター内のノズル入口の上流の圧力によって（特にＧＤＩシステムのより高い圧力では）、過度に薄いノズルプレートの早期の破損又は予期せぬ折れ曲がりも生じ得る。更に、ノズルプレートの厚さが小さくなるにしたがって、インジェクター本体に対するノズルプレートの高品質の溶接（例えばレーザー溶接）を行うことは益々困難となる。本発明のノズルは、内側領域をより薄く、外周部をより厚くすることにより、上記の要求条件のバランスが取れるように機能的に適合されている（例えばそのような寸法、構成、又は設計とされている）。
更に、図には示されていないが、本明細書に述べられるノズル１０はいずれも、（１）燃料インジェクター１０１に対するノズル１０のアラインメント（すなわちＸＹ平面内）、及び（２）燃料インジェクター１０１に対するノズル１０の回転方向のアラインメント／方向付け（すなわちＸＹ平面内の適正な回転位置）を可能とする１つ以上のアラインメント表面機構を更に備えることができる。このような１つ以上のアラインメント表面機構は、ノズル１０及びノズル貫通穴１５を、上記に述べたような１つ以上の標的位置ｌｔにおいて正確かつ厳密に方向付けられるように位置決めする助けとなるものである。ノズル１０上のこのような１つ以上のアラインメント表面機構は、入口面１１、出口面１４、外周部１９、又は入口面１１、出口面１４及び外周部１９の任意の組み合わせに沿って設けることができる。更に、ノズル１０上のこのような１つ以上のアラインメント表面機構は、これらに限定されるものではないが、視覚的マーキング、ノズル１０内の凹み、ノズル１０に沿って隆起した表面部分、又はこのようなアラインメント表面機構の任意の組み合わせを含み得る。
上記のノズル、ノズルプレート、燃料インジェクター、燃料インジェクターシステム、及び方法は、１つ以上の構成要素、機構、又は工程を「含む（comprise）」ものとして述べられているが、上記に述べたノズル、ノズルプレート、燃料インジェクター、燃料インジェクターシステム、及び方法は、ノズル、ノズルプレート、燃料インジェクター、燃料インジェクターシステム、及び方法の上記に述べた構成要素及び／又は機構及び／又は工程のいずれかを含む（comprise）」か、それらで「構成される（consists of）」か、又は「本質的に構成され（consist essentially of）」てよい点は理解されるはずである。したがって、本発明（又はその部分）が「〜を含む（comprising）」のようなオープンエンドタームを用いて述べられている場合、本発明（又はその部分）の説明は、下記に述べるように「〜で本質的に構成される（consisting essentially of）」又は「〜で構成される（consisting of）」なる用語、又はそれらの変化形を使用して、本発明（又はその部分）を述べているものとしても解釈されるべきである（そうでない旨が断られていない限り）点は直ちに理解されるはずである。
本発明で使用するところの「〜を備える（comprises）」、「〜を備えた（comprising）」、「〜を含む（includes）」、「〜を含んだ（including）」、「〜を有する（has）」、「〜を有する（having）」、「〜を含有する（contains）」、「〜を含有した（containing）」、「〜を特徴とする（characterized by）」なる用語、又はこれらの他のあらゆる変化形は、記載される構成要素の包括的な包含を含む（ただしそうでない旨が明確に断られたあらゆる限定を受ける）ことを目的としたものである。例えば、列記される要素（例えば成分又は機構又は工程）を「含む（comprise）」ノズル、ノズルプレート、燃料インジェクター、燃料インジェクターシステム、及び／又は方法は、これらの要素（又は成分又は機構又は工程）のみに必ずしも限定されず、むしろ、明確に列記されていない、又はノズル、ノズルプレート、燃料インジェクター、燃料インジェクターシステム、及び／若しくは方法に内在する他の要素（又は成分又は機構又は工程）を含み得る。
本明細書で使用するところの「〜で構成される（consist of）」及び「〜で構成された（consisting of）」なる移行句は、明記されないあらゆる要素、工程、又は成分を除外するものである。例えば、ある請求項において使用される「〜で構成される（consist of）」又は「〜で構成された（consisting of）」は、そのクレームに具体的に記載された成分、材料、又は工程に、それらに通常伴う不純物（すなわち特定の成分中の不純物）を除いて、その請求項を限定するものである。プリアンブルの直後に続くのではなく、ある請求項の本体の節の中で「〜で構成される（consist of）」又は「〜で構成された（consisting of）」の句が用いられている場合、「〜で構成される（consist of）」又は「〜で構成された（consisting of）」の句は、その節中に記載される要素（又は成分又は工程）のみを限定するものであり、他の要素（又は成分）はその請求項から全体としては除外されない。
本明細書で使用するところの「〜で本質的に構成される（consist essentially of）」及び「〜で本質的に構成された（consisting essentially of）」なる移行句は、文言に開示されるもの以外の材料、工程、機構、成分、又は要素を含むノズル、ノズルプレート、燃料インジェクター、燃料インジェクターシステム、及び／又は方法を、これらの更なる材料、工程、機構、成分、又は要素が特許請求される発明の基本的かつ新規な特徴に実質的に影響しない限りにおいて定義するために用いられる。「〜で本質的に構成された（consisting essentially of）」なる用語は、「〜を含んだ（comprising）」と「〜で構成された（consisting of）」との中間的な位置を占めるものである。
更に、本明細書に述べられるノズル、ノズルプレート、燃料インジェクター、燃料インジェクターシステム、及び／又は方法は、図に示され、本明細書に述べられる構成要素及び機構のいずれのものをも、図に示されていない任意の更なる機構とともに、又はそれらなしで、含むか、それらで本質的に構成されるか、又はそれらで構成されてよい。換言すれば、一部の実施形態では、本発明のノズル、ノズルプレート、燃料インジェクター、燃料インジェクターシステム、及び／又は方法は、図に具体的に示されていないあらゆる更なる機構を有することができる。一部の実施形態では、本発明のノズル、ノズルプレート、燃料インジェクター、燃料インジェクターシステム、及び／又は方法は、図に示されるもの（すなわちその一部又は全部）以外のいかなる更なる機構も有さず、図に示されていないこのような更なる機構は、ノズル、ノズルプレート、燃料インジェクター、燃料インジェクターシステム、及び／又は方法から明確に除外される。
本発明を以下の実施例により更に説明するが、以下の実施例は、いかなる意味においても本発明の範囲に限定を加えるものとして解釈すべきではない。むしろ、本明細書の説明文を読めば、本発明の趣旨及び／又は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく当業者にそれ自体を示唆し得る様々な他の実施形態、その改変及び均等物が想到されることは明確に理解されるはずである。
（実施例１）
図１、３Ａ〜７、及び９〜１０に示されるような代表的なノズル１０と同様のノズルを、燃料噴射システム１００と同様の燃料噴射システムにおいて使用するために作製した。
本発明の一般的原理の上記の開示及び上記の詳細な説明より、当業者であれば、本発明に行い得る様々な改変、再構成、及び置換、並びに本発明が提供し得る様々な利点及び効果が直ちに理解されるであろう。したがって、本発明の範囲は以下の「特許請求の範囲」及びそれらの均等物によってのみ限定されるべきである。更に、開示及び特許請求されるノズルは他の用途においても（すなわち燃料インジェクターノズルとしてではなく）有用であり得ることは、本発明の範囲内であるものと理解される。したがって、本発明の範囲は、このような他の用途における特許請求及び開示される構造の使用を含むように拡大することができる。

Claims (15)

  1. 第１の入口表面及び第２の入口表面を有する非圧印３次元入口面と、
    前記入口面と反対側の出口面と、
    １つ以上の第１のノズル貫通穴及び１つ以上の第２のノズル貫通穴と、を備え、前記第１のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって前記出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、前記第１の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、前記第２のノズル貫通穴のそれぞれが、内表面により画定されたキャビティによって前記出口面上の少なくとも１つの出口開口部と連結された、前記第２の入口表面上の少なくとも１つの入口開口部を含み、
    前記第１の入口表面が前記第２の入口表面と同一平面上にない、燃料インジェクターノズル。
  2. 前記入口面が、前記第１の入口表面と前記第２の入口表面との間に第１のバルブシール表面を更に含み、燃料が前記第２のノズル貫通穴は通過するが、前記第１のノズル貫通穴は通過しないように、前記第１のバルブシール表面が燃料インジェクターバルブを用いた封止に機能的に適合されている、請求項１に記載のノズル。
  3. 前記入口面が、燃料が前記第２のノズル貫通穴を通過することを防止するように燃料インジェクターバルブを用いた封止に機能的に適合された、第２のバルブシール表面を更に含む、請求項１又は２に記載のノズル。
  4. 前記第１の入口表面と前記第２の入口表面とが互いに対して平行である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のノズル。
  5. 燃料が前記１つ以上の第１のノズル貫通穴を通過することを防止するように、前記第１のバルブシール表面が燃料インジェクターバルブの外側シール表面を用いた封止に機能的に適合されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のノズル。
  6. 前記第１のバルブシール表面が、前記第１の入口表面及び前記第２の入口表面の少なくとも一方に対して垂直である、請求項２〜５のいずれか一項に記載のノズル。
  7. 前記出口面が第１の出口表面及び第２の出口表面を含み、前記１つ以上の第１のノズル貫通穴の出口開口部のそれぞれが前記第１の出口表面上にあり、前記１つ以上の第２のノズル貫通穴の出口開口部のそれぞれが前記第２の出口表面上にあり、前記第１の出口表面が前記第２の出口表面と同一平面上にない、請求項１〜６のいずれか一項に記載のノズル。
  8. 前記第１の出口表面と前記第２の出口表面とが互いに平行である、請求項７に記載のノズル。
  9. 前記出口面が第１の出口表面及び第２の出口表面を含み、前記第１の出口表面が前記第２の出口表面に対して鋭角をなして配置され、出口開口部のそれぞれが前記第１の出口表面上にある、請求項１〜６のいずれか一項に記載のノズル。
  10. 前記入口面が、（ｉ）前記入口面の外周部分と、（ｉｉ）前記外周部分から上方に延びる前記入口面の外側垂直壁部と、（ｉｉｉ）前記外側垂直壁部から延びる中間壁部であって、前記中間壁部の少なくとも一部が前記第２の入口表面をなす、中間壁部と、（ｉｖ）前記中間壁部から上方に延びる内側垂直壁部と、（ｖ）最上部分であって、前記最上部分の少なくとも一部が前記第１の入口表面をなす、最上部分と、を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のノズル。
  11. （ｉ）前記１つ以上の第１のノズル貫通穴、及び（ｉｉ）前記１つ以上の第２のノズル貫通穴のそれぞれが独立して、２つ以上のノズル貫通穴を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のノズル。
  12. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載のノズルを備えた、燃料インジェクター。
  13. 請求項１２に記載の燃料インジェクターと、燃料インジェクターバルブ接触表面を有する燃料インジェクターバルブと、を備える車両の燃料噴射システムであって、
    前記燃料噴射システムが、前記ノズルに対する前記燃料インジェクターバルブの位置に応じて、前記ノズルを通る少なくとも３つのレベルの流体の流れを提供する、燃料噴射システム。
  14. 前記ノズルを通る前記少なくとも３つのレベルの流体の流れが、（１）流体の流れなし、（２）流体が前記１つ以上の第２のノズル貫通穴を通って流れる部分的な流体の流れ、及び（３）流体が前記１つ以上の第１のノズル貫通穴及び前記１つ以上の第２のノズル貫通穴を通って流れる完全な流体の流れを含む、請求項１３に記載の燃料噴射システム。
  15. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載のノズルの製造方法。
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