JP2023009936A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁先端部に付着した液体の噴孔の内部への流入を抑制することが可能となる燃料噴射弁を提供する。【解決手段】インジェクタ１０は、エンジンの燃焼室に臨むように開口する噴孔２４が形成された噴孔形成部２３を有し燃焼室内に燃料を直接噴射する弁先端部１２を備える。噴孔形成部２３の外表面は、噴孔２４に隣り合う表面張力調整面３０を含む。表面張力調整面３０は、噴孔２４の周囲に位置する液体Ｗ１を噴孔２４側から表面張力調整面３０側に向かって移動させる表面張力Ｆを生じさせる。【選択図】図５

Description

本発明は、燃料噴射弁に関する。

従来、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁が知られている（例えば特許文献１）。内燃機関においては、例えば排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させる場合など、吸気中に含まれる水蒸気が凝縮して凝縮水が生じうる。この凝縮水は、排気ガスの成分に起因して酸性を帯びている。特許文献１に記載の技術では、例えば内燃機関の運転の停止の際に着目し、内燃機関の制御によって燃料噴射弁の先端部の結露の防止又は抑制が図られている。

特開２０１８－０８０６１０号公報

ところで、凝縮水は、例えば吸気マニホールドの内壁面などで結露して生じることもある。このような凝縮水（液体）は、吸気と共に燃焼室内に運ばれて燃料噴射弁の先端部の噴孔の周囲に付着することがある。一般的に、燃料噴射弁の先端部では、外表面に耐食処理を施すことは容易であるが、噴孔の内部に耐食処理を適切に施すことは難しい。そのため、本技術分野では、燃料噴射弁の先端部に付着した液体の噴孔の内部への流入を抑制することが望まれている。

本発明は、弁先端部に付着した液体の噴孔の内部への流入を抑制することが可能となる燃料噴射弁を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る燃料噴射弁は、内燃機関の燃焼室に臨むように開口する噴孔が形成された噴孔形成部を有し燃焼室内に燃料を直接噴射する弁先端部を備える燃料噴射弁であって、噴孔形成部の外表面は、噴孔に隣り合う表面張力調整面を含み、表面張力調整面は、噴孔の周囲に位置する液体を噴孔側から表面張力調整面側に向かって移動させる液体の表面張力を生じさせるように構成されている。

本発明の一態様に係る燃料噴射弁では、弁先端部が、内燃機関の燃焼室に臨むように開口する噴孔が形成された噴孔形成部を有するため、吸気と共に燃焼室内に運ばれた液体が、噴孔形成部の外表面の噴孔の周囲に付着する可能性がある。噴孔形成部の外表面には、表面張力調整面が噴孔に隣り合って設けられている。表面張力調整面は、噴孔の周囲に位置する液体を噴孔側から表面張力調整面側に向かって移動させる液体の表面張力を生じさせるように構成されている。これにより、例えば噴孔の周囲に液体が付着したとしても、液体が表面張力調整面側に向かって移動させられるため、液体が噴孔側から遠ざけられる。したがって、本発明の一態様に係る燃料噴射弁によれば、弁先端部に付着した液体の噴孔の内部への流入を抑制することが可能となる。

一実施形態において、表面張力調整面は、弁先端部の軸方向に沿って延在する縦凹部を含んでもよい。この構成によれば、軸方向に交差する方向に沿って噴孔側から縦凹部側に向かって液体を移動させるように、縦凹部によって液体の表面張力を生じさせることができる。

一実施形態において、弁先端部は、軸方向に交差する方向に噴孔形成部から連なって延びる交差面を有し、縦凹部は、軸方向における噴孔の位置よりも交差面側に少なくとも設けられていてもよい。この構成によれば、軸方向に交差する方向に加えて、更に軸方向において噴孔の位置よりも交差面側に液体を移動させることができる。

一実施形態において、縦凹部は、軸方向に交差する方向に所定の幅を有して一対の噴孔の間を通って延在しており、所定の幅は、軸方向において交差面側から噴孔形成部の先端側に向かうにつれて狭くなってもよい。この構成によれば、一対の噴孔の間の部分の幅と比べて、軸方向において交差面側の幅が先端側の幅よりも広くなる。そのため、例えば縦凹部の幅が一対の噴孔の間の部分の幅で一定の場合と比べて、交差面側に向かうに従って噴孔と縦凹部とが離れていくことが抑制され、縦凹部側に向かって液体を移動させる表面張力が生じ易くなる。

一実施形態において、縦凹部は、噴孔形成部の先端に達していなくてもよい。この構成によれば、噴孔形成部の先端に縦凹部を形成しないことで、噴孔形成部の強度を保ちやすくなる。

一実施形態において、弁先端部は、弁先端部の軸方向に交差する方向に噴孔形成部から連なって延びる交差面を有し、表面張力調整面は、噴孔形成部と交差面との境界に沿って延在する横凹部を含んでもよい。この構成によれば、軸方向に沿って噴孔側から横凹部側に向かって液体を移動させるように、横凹部によって液体の表面張力を生じさせることができる。

一実施形態において、表面張力調整面は、噴孔形成部の外表面において噴孔の開口縁に連なると共に開口縁よりも弁先端部の径方向内側に窪んで延在する凹曲面であってもよい。この構成によれば、表面張力調整面が噴孔の開口縁に連なる凹曲面であるため、噴孔の周囲に位置する液体が表面張力調整面の凹曲面の底に向かって案内され易くなる。

本発明によれば、弁先端部に付着した液体の噴孔の内部への流入を抑制することが可能となる。

実施形態の燃料噴射弁を備えたエンジンの概略断面図である。 図１の燃料噴射弁の弁先端部の側面図である。 図２の弁先端部を拡大して示す側面図である。 図３のIV-IV線に沿っての断面図である。 表面張力調整面による表面張力の調整を説明するための概念図である。 表面張力の比較例を示す概念図である。 第１変形例に係る燃料噴射弁の弁先端部を拡大して示す側面図である。 第２変形例に係る燃料噴射弁の弁先端部を拡大して示す側面図である。 第３変形例に係る燃料噴射弁の弁先端部を拡大して示す側面図である。 第４変形例に係る燃料噴射弁の弁先端部を拡大して示す側面図である。 第５変形例に係る燃料噴射弁の弁先端部を拡大して示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、実施形態の燃料噴射弁を備えたエンジンの概略断面図である。図１に示されるように、実施形態に係るインジェクタ（燃料噴射弁）１０は、直噴式のエンジン（内燃機関）１に適用される。エンジン１は、例えばディーゼルエンジンである。エンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上面に配置されたシリンダヘッド３と、を備えている。

シリンダブロック２には、複数（例えば４つ）のシリンダ４が形成されている。シリンダ４内には、ピストン５が往復昇降可能に配置されている。シリンダ４内には、シリンダライナ（図示省略）が圧入されていてもよい。この場合、ピストン５は、シリンダライナに摺接しつつ往復昇降が可能である。シリンダブロック２（シリンダライナ）とシリンダヘッド３とピストン５とで囲まれる空間は、燃焼室６を画成する。

シリンダヘッド３には、燃焼室６への吸気が流通する吸気ポート７が形成されている。吸気ポート７の一端は、燃焼室６に連通している。吸気ポート７の他端は、シリンダヘッド３の一側面３ａに開口している。吸気ポート７は、例えばシリンダ４の数に対応して、ここでは４個の吸気ポート７が一側面３ａに並設されている。吸気ポート７は、燃焼室６側において吸気バルブ３ｂの数に対応して分岐していてもよい。

吸気ポート７の他端は、吸気マニホールド８を介してサージタンク（図示省略）に連通している。吸気マニホールド８の内部空間は、サージタンクから吸気ポート７への吸気が流通する吸気通路である。

エンジン１は、燃焼室６内に燃料を直接噴射するインジェクタ１０と、インジェクタ１０と接続され、高圧燃料を貯留すると共にインジェクタ１０に高圧燃料を供給するコモンレール（不図示）とを備えている。また、エンジン１は、燃焼室６で発生した排気ガスの一部をＥＧＲ（排気再循環）ガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲユニット（図示省略）を備えている。

図２は、図１の燃料噴射弁の弁先端部の側面図である。図１及び図２に示されるように、インジェクタ１０は、本体部１１と、弁先端部１２と、を備えている。本体部１１は、外形略円柱状を呈するインジェクタ１０の胴体部分である。インジェクタ１０は、本体部１１に形成された座面１３においてガスケット１４を介してシリンダヘッド３に取り付けられている。

弁先端部１２は、本体部１１から連なるインジェクタ１０の先端部分であり、本体部１１に対して燃焼室６側に位置している。弁先端部１２は、燃焼室６内に臨んでおり、燃焼室６内に燃料を直接噴射する。

弁先端部１２は、本体部１１の座面１３から軸方向Ｘに延びる基端部２１と、基端部２１から連なって軸方向Ｘに交差する方向に沿って延びる交差面２２と、交差面２２に連なって軸方向Ｘに突出するように形成された噴孔形成部２３と、を有している。軸方向Ｘは、弁先端部１２の軸方向である。軸方向Ｘは、例えば、インジェクタ１０の軸（本体部１１の軸）が延びる方向と一致している。軸方向Ｘは、例えば重力が作用する方向に沿ってインジェクタ１０が配置されている場合、鉛直上下方向に沿う方向となる。

基端部２１は、弁先端部１２の基部であり、例えば本体部１１より小径な外形略円柱状を呈している。基端部２１は、座面１３から軸方向Ｘに延在している。基端部２１は、インジェクタ１０が取り付けられるシリンダヘッド３の貫通孔３ｃに挿通されている。これにより、弁先端部１２は、貫通孔３ｃを介してシリンダヘッド３の下面３ｄ（燃焼室６の天井面）から突出している。

図３は、図２の弁先端部を拡大して示す側面図である。図２及び図３に示されるように、交差面２２は、基端部２１と噴孔形成部２３とを接続する弁先端部１２の外壁面である。交差面２２は、軸方向Ｘに交差する方向に噴孔形成部２３から連なって延びている。本実施形態では、一例として、交差面２２は、弁先端部１２の周方向Ｙに対して傾斜する方向に沿って延びている。周方向Ｙは、軸方向Ｘに直交する方向であり、本体部１１及び弁先端部１２（基端部２１）の円柱部分の外周面に沿う方向である。交差面２２は、周方向Ｙに対して傾斜するテーパ状の傾斜面となっている。交差面２２は、軸方向Ｘに沿って弁先端部１２の先端１２ａ側に向かうに従って先細りとなる。

噴孔形成部２３は、本体部１１から遠ざかる方向に交差面２２の中央部から突出している部分である。噴孔形成部２３は、一例として、半球状（ドーム状）を呈する外形形状を有しており、軸方向Ｘについて軸対称となっている。ここでの噴孔形成部２３は、シリンダヘッド３の下面３ｄよりも下方に位置している。噴孔形成部２３の内部には、弁先端部１２の内部において噴射前の燃料を一時的に貯留する空間（サック部）が形成されている。

噴孔形成部２３には、燃焼室６に臨むように開口する複数の噴孔２４が形成されている。複数の噴孔２４は、噴孔形成部２３の外表面２３ａに開口している。噴孔形成部２３の外表面２３ａにおいて、複数の噴孔２４は、周方向Ｙに沿って互いに離間して形成されている。複数の噴孔２４は、軸方向Ｘ視で放射状に並ぶように設けられている。噴孔２４の開口縁２４ａの形状は、例えば円形とされている。噴孔形成部２３では、燃料が燃焼室６内に噴射される際に、噴孔形成部２３の内部に溜まった燃料が複数の噴孔２４のそれぞれを流通して噴射される。

以上のようなエンジン１では、ＥＧＲユニットによってＥＧＲガスとして還流させられた排気ガスの一部に含まれる水蒸気が、吸気ポート７又は吸気マニホールド８で凝縮されて凝縮水（液体）となることがある。この液体は、吸気マニホールド８の内部空間を流通する吸気と共に吸気ポート７を介して燃焼室６に流入する場合がある。噴孔形成部２３がシリンダヘッド３の下面３ｄよりも下方に位置しているため、吸気と共に燃焼室６に流入した液体は、インジェクタ１０の弁先端部１２（特に噴孔形成部２３の外表面２３ａ）に付着する可能性がある。本実施形態のインジェクタ１０では、噴孔２４の周囲に液体が付着したとしても液体が噴孔２４から遠ざかるように液体を移動させるための構成として、噴孔形成部２３に表面張力調整面３０が設けられている。

図４は、図３のIV-IV線に沿っての断面図である。図３及び図４に示されるように、噴孔形成部２３の外表面２３ａは、噴孔２４に隣り合う表面張力調整面３０を含んでいる。図３の例では、外表面２３ａのうち破線Ｌ１と破線Ｌ２とで挟まれる部分が表面張力調整面３０として構成されている。破線Ｌ１，Ｌ２は、外表面２３ａ上における表面張力調整面３０の縁を図中で示すための仮想的な線である。なお、外表面２３ａでは、表面張力調整面３０を含め、排気ガスの成分に起因する酸性に抗する耐食処理としてのコーティング層２３ｃで噴孔形成部２３の基材２３ｂが覆われている。噴孔２４の内部には、コーティング層２３ｃが設けられておらず、噴孔形成部２３の基材２３ｂが噴孔２４の内部の内壁面となっている。

表面張力調整面３０は、例えば、外表面２３ａにおいて噴孔２４の開口縁２４ａに連なると共に開口縁２４ａよりも弁先端部１２の径方向内側に窪んで延在する凹曲面である。具体的な一例として、図３に示されるように、表面張力調整面３０は、噴孔形成部２３の外表面２３ａにおいて周方向Ｙに沿って延在する横凹部３１と、噴孔形成部２３の外表面２３ａにおいて弁先端部１２の軸方向Ｘに沿って延在する縦凹部３２と、を含む。横凹部３１は、軸方向Ｘにおいて噴孔２４に隣り合う表面張力調整面３０である。縦凹部３２は、周方向Ｙにおいて噴孔２４に隣り合う表面張力調整面３０である。

横凹部３１は、例えば、周方向Ｙ視で開口縁２４ａよりも弁先端部１２の径方向内側に窪んでいる凹部である。図３の例では、横凹部３１は、周方向Ｙ視で仮想的な接線Ｌ３よりも径方向内側にて湾曲する凹曲面をなしている。接線Ｌ３は、周方向Ｙ視で噴孔２４の開口縁２４ａで噴孔形成部２３の外表面２３ａに接する仮想的な接線である。ここでの横凹部３１は、接線Ｌ３よりも径方向内側において、周方向Ｙ視で弁先端部１２の径方向外側に凸となる頂部３１ａと、周方向Ｙ視で弁先端部１２の径方向内側に凸となる底部３１ｂと、を含む。頂部３１ａは、例えば、外表面２３ａにおいて軸方向Ｘに沿って噴孔２４の開口縁２４ａに連なっている。底部３１ｂは、例えば、弁先端部１２の径方向内側に凸となる凹曲面で頂部３１ａと境界２５とを繋いでいる。

横凹部３１は、例えば、噴孔形成部２３の外表面２３ａにおいて噴孔形成部２３と交差面２２との境界２５に沿って延在する。ここでの横凹部３１は、境界２５に沿って連続して延在し、軸方向Ｘを軸とする環状となっている。横凹部３１は、噴孔２４の周囲に付着した液体に表面張力を生じさせる観点から、弁先端部１２にのみ設けられていればよく、境界２５より本体部１１側となる基端部２１及び交差面２２には形成されていなくてもよい。

図４に示されるように、縦凹部３２は、例えば、軸方向Ｘ視で開口縁２４ａよりも弁先端部１２の径方向内側に窪んでいる凹部である。図４の例では、縦凹部３２は、軸方向Ｘ視で仮想的な外接円Ｌ４よりも径方向内側にて湾曲する凹曲面をなしている。外接円Ｌ４は、軸方向Ｘ視で複数の噴孔２４の開口縁２４ａを繋ぐように噴孔形成部２３の外表面２３ａに外接する仮想的な外接円である。ここでの縦凹部３２は、外接円Ｌ４よりも径方向内側において、軸方向Ｘ視で弁先端部１２の径方向外側に凸となる頂部３２ａと、軸方向Ｘ視で弁先端部１２の径方向内側に凸となる底部３２ｂと、を含む。頂部３２ａは、例えば、外表面２３ａにおいて周方向Ｙに沿って噴孔２４の開口縁２４ａに連なっている。底部３２ｂは、例えば、隣り合う一対の頂部３２ａ同士をその凹曲面で繋いでいる。

図３に示されるように、縦凹部３２は、軸方向Ｘにおける噴孔２４の位置よりも交差面２２側に少なくとも設けられている。縦凹部３２は、軸方向Ｘにおける噴孔２４の位置よりも先端１２ａ側に設けられていてもよい。図３の例では、縦凹部３２は、交差面２２側において横凹部３１と連なっており、横凹部３１から軸方向Ｘに沿って先端１２ａ側に延在し、周方向Ｙに隣り合う一対の噴孔２４の間を通り、軸方向Ｘにおける噴孔２４の位置よりも先端１２ａ側において先端１２ａまで所定の距離離れた位置まで延在するように形成されている。このように縦凹部３２が先端１２ａに達していないことで、縦凹部３２の形成に伴う噴孔形成部２３の肉厚減少を抑制し、強度確保の容易化を図ることができる。縦凹部３２は、隣り合う一対の噴孔２４の間の全てについて形成されていてもよい。つまり、縦凹部３２の数は、例えば噴孔２４の数と同じであってもよい。

外表面２３ａにおいて表面張力調整面３０と噴孔２４との距離は、表面張力調整面３０の少なくとも一部において仮想液滴径以下とされていてもよい。仮想液滴径は、外表面２３ａに付着した液体の液滴の仮想的な径寸法である。図４の例では、縦凹部３２の頂部３２ａの少なくとも一部は、軸方向Ｘ視において噴孔２４の開口縁２４ａの周囲に平面部を介することなく連なっている。つまり、表面張力調整面３０は、噴孔２４に平面部を介することなく隣り合って設けられている。隣り合う一対の噴孔２４に挟まれる部分において、縦凹部３２と噴孔２４との周方向Ｙの距離は略０であり、すなわち、仮想液滴径以下とされている。

図３に示されるように、縦凹部３２は、周方向Ｙに沿って所定の幅を有している。縦凹部３２の幅は、縦凹部３２の周方向Ｙにおける両端部間の距離であり、図３の例では、一対の噴孔２４の間における破線Ｌ２同士の周方向Ｙに沿う離間距離に対応する。縦凹部３２の幅は、例えば、軸方向Ｘにおいて交差面２２側から先端１２ａ側に向かうにつれて狭くなっている。縦凹部３２の幅は、軸方向Ｘにおける噴孔２４の位置よりも交差面２２側では、隣り合う一対の噴孔２４に挟まれる部分と比べて広くなっている。縦凹部３２の幅は、軸方向Ｘにおける噴孔２４の位置よりも先端１２ａ側では、隣り合う一対の噴孔２４に挟まれる部分と比べて狭くなっている。

以上のように構成された表面張力調整面３０は、噴孔２４の周囲に位置する液体を噴孔２４側から表面張力調整面３０側に向かって移動させるように、噴孔２４の周囲に付着した液体に表面張力を生じさせる。

図５は、表面張力の調整を説明するための概念図である。図６は、比較例を示す概念図である。図５及び図６に示されるように、噴孔２４の周囲に液体Ｗ１，Ｗ１００が付着した状況を想定する。

まず、図６の比較例について説明すると、軸方向Ｘ視の所定断面において噴孔形成部１２３の外表面１２３ａが円形の場合（噴孔１２４の開口縁１２４ａの外接円と一致する場合）、噴孔１２４の周囲に付着した液体Ｗ１００の形状は、周方向Ｙに沿って特に非対称とはならない傾向にあると考えられる。液体Ｗ１００の形状は、外表面１２３ａに対する一対の接触角θが、周方向Ｙについて互いに同程度となるような形状と考えられる。したがって、外表面１２３ａに沿って液体Ｗ１００を噴孔２４から遠ざけるような有意な表面張力は、液体Ｗ１００には生じていない。

これに対し、本実施形態のインジェクタ１０では、図５に示されるように、縦凹部３２が外接円Ｌ４よりも径方向内側に窪んでいることから、噴孔２４の周囲に付着した液体Ｗ１の形状は、窪みの形状に従って底部３２ｂに向かうように噴孔２４側と底部３２ｂ側とで非対称に変形する。具体的には、液体Ｗ１の縦凹部３２に対する接触角について、底部３２ｂ側の接触角θ２よりも噴孔２４側の接触角θ１の方が大きくなる傾向にあるものと考えられる。これにより、液体Ｗ１に生じる表面張力Ｆは、噴孔２４側から底部３２ｂ側に向かう力（液体Ｗ１を駆動する力）になるものと考えられる（表面張力の調整）。このような表面張力の調整の作用は、頂部３２ａの形状が軸方向Ｘ視で弁先端部１２の径方向外側に凸となっていることで、一層好適に奏されるものと考えられる。

底部３２ｂでは、液体Ｗ２の形状が、液体Ｗ１の形状と比べて周方向Ｙに沿って非対称ではなくなっている。そのため、底部３２ｂでは、縦凹部３２に対する液体Ｗ２の接触角θ３，θ４の差が、液体Ｗ１の接触角θ１，θ２の差よりも小さくなり、液体Ｗ２を駆動させる表面張力が生じにくくなる（表面張力の調整）。その結果、液体Ｗ１は、噴孔２４から遠ざけられて、液体Ｗ２として底部３２ｂにおいて滞留することとなる。このような表面張力の調整の作用は、底部３２ｂの形状が軸方向Ｘ視で弁先端部１２の径方向内側に凸となっていることで、一層好適に奏されるものと考えられる。

なお、吸気と共に次々と液体が噴孔２４の周囲に付着すると、次々と付着する複数の液体Ｗ１が互いに接触して連続した液滴となり、底部３２ｂで滞留している液体Ｗ２に接触する。このように、液体Ｗ２によって、液体Ｗ１が液体Ｗ２に引き寄せられる表面張力が生じることも期待される。

ちなみに、上述のように、周方向Ｙについては縦凹部３２によって液体Ｗ１を駆動する力が生じ、噴孔２４に対する液体Ｗ１，Ｗ２の表面張力の調整の作用が奏されたが、軸方向Ｘについては、図３の横凹部３１によって同様の作用が奏される。すなわち、横凹部３１によって、軸方向Ｘについて噴孔２４側から底部３１ｂ側に向かう表面張力が、噴孔２４の周囲に付着した液体に生じる。噴孔２４の周囲に付着した液体は、噴孔２４側から頂部３１ａを介して底部３１ｂに駆動され、噴孔２４から遠ざけられて、底部３１ｂにおいて滞留することとなる。

［作用効果］
以上説明したように、本実施形態のインジェクタ１０では、弁先端部１２が、エンジン１の燃焼室６に臨むように開口する噴孔２４が形成された噴孔形成部２３を有するため、吸気と共に燃焼室６内に運ばれた液体が、噴孔形成部２３の外表面２３ａの噴孔２４の周囲に付着する可能性がある。噴孔形成部２３の外表面２３ａには、表面張力調整面３０が噴孔２４に隣り合って設けられている。表面張力調整面３０は、噴孔２４の周囲に位置する液体Ｗ１を噴孔２４側から表面張力調整面３０側に向かって移動させる液体の表面張力Ｆを生じさせるように構成されている。これにより、例えば噴孔２４の周囲に液体Ｗ１が付着したとしても、液体Ｗ１が表面張力調整面３０側に向かって移動させられるため、液体Ｗ１が噴孔２４側から遠ざけられる。したがって、インジェクタ１０によれば、弁先端部１２に付着した液体Ｗ１の噴孔２４の内部への流入を抑制することが可能となる。

インジェクタ１０において、表面張力調整面３０は、弁先端部１２の軸方向Ｘに沿って延在する縦凹部３２を含んでいる。この構成によれば、軸方向Ｘに交差する方向である周方向Ｙに沿って噴孔２４側から縦凹部３２側に向かって液体Ｗ１を移動させるように、縦凹部３２によって液体Ｗ１の表面張力を生じさせることができる。

インジェクタ１０において、弁先端部１２は、軸方向Ｘに交差する方向である周方向Ｙに噴孔形成部２３から連なって延びる交差面２２を有している。縦凹部３２は、軸方向Ｘにおける噴孔２４の位置よりも交差面２２側に少なくとも設けられている。この構成によれば、周方向Ｙに加えて、更に軸方向Ｘにおいて噴孔２４の位置よりも交差面２２側に液体を移動させることができる。

インジェクタ１０において、縦凹部３２は、周方向Ｙに所定の幅を有して一対の噴孔２４の間を通って延在している。所定の幅は、軸方向Ｘにおいて交差面２２側から噴孔形成部２３の先端１２ａ側に向かうにつれて狭くなっている。この構成によれば、一対の噴孔２４の間の部分の幅と比べて、軸方向Ｘにおいて交差面２２側の幅が先端１２ａ側の幅よりも広くなる。そのため、例えば縦凹部の幅が一対の噴孔２４の間の部分の幅で一定の場合と比べて、交差面２２側に向かうに従って噴孔２４と縦凹部３２とが離れていくことが抑制され、縦凹部３２側に向かって液体を移動させる表面張力が生じ易くなる。

インジェクタ１０において、縦凹部３２は、弁先端部１２の先端１２ａ（噴孔形成部の先端）に達していない。この構成によれば、先端１２ａに縦凹部３２を形成しないことで、噴孔形成部２３の強度を保ちやすくなる。

インジェクタ１０において、弁先端部１２は、周方向Ｙに噴孔形成部２３から連なって延びる交差面２２を有している。表面張力調整面３０は、噴孔形成部２３と交差面２２との境界２５に沿って延在する横凹部３１を含んでいる。この構成によれば、軸方向Ｘに沿って噴孔２４側から横凹部３１側に向かって液体を移動させるように、横凹部３１によって液体の表面張力を生じさせることができる。

インジェクタ１０において、表面張力調整面３０は、噴孔形成部２３の外表面２３ａにおいて噴孔２４の開口縁２４ａに連なると共に開口縁２４ａよりも弁先端部１２の径方向内側に窪んで延在する凹曲面である。この構成によれば、表面張力調整面３０が噴孔２４の開口縁２４ａに連なる凹曲面であるため、噴孔２４の周囲に位置する液体Ｗ１が表面張力調整面３０の凹曲面の底である底部３１ｂ，３２ｂに向かって案内され易くなる。なお、表面張力調整面３０が噴孔２４の開口縁２４ａに連なる部分において、仮想液滴径を考慮して表面張力調整面３０を構成することで、より一層、噴孔２４の周囲に位置する液体Ｗ１が底部３２ｂに向かって案内され易くなる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られるものではない。

［第１変形例］
上記実施形態では、表面張力調整面３０は、弁先端部１２の軸方向Ｘに沿って延在する縦凹部３２を含んでいたが、これに限定されない。例えば、表面張力調整面３０は、噴孔形成部２３と交差面２２との境界２５に沿って延在する横凹部３３のみを含んでいてもよい。図７は、第１変形例に係るインジェクタ１０Ａの弁先端部１２Ａを拡大して示す側面図である。図７に示されるように、インジェクタ１０Ａの弁先端部１２Ａは、横凹部３１及び縦凹部３２に代えて横凹部３３のみが設けられている点で、インジェクタ１０の弁先端部１２と異なっている。横凹部３３は、横凹部３１と基本的に同様に構成されているが、噴孔２４との距離がより接近している点で異なっている。

図７の例では、横凹部３３の頂部３３ａの少なくとも一部は、噴孔２４の開口縁２４ａの周囲に平面部を介することなく連なっている。つまり、表面張力調整面３０は、噴孔２４に平面部を介することなく隣り合って設けられている。噴孔２４の開口縁２４ａにおける先端１２ａとは反対側の部分において、横凹部３３と噴孔２４との外表面２３ａに沿う軸方向Ｘの距離は略０であり、すなわち、仮想液滴径以下とされている。噴孔２４の周囲に付着した液体Ｗ３には、横凹部３３によって、軸方向Ｘについて噴孔２４側から底部３３ｂ側に向かう表面張力が生じる。噴孔２４の周囲に付着した液体Ｗ３は、噴孔２４側から頂部３３ａを介して底部３３ｂに駆動され、液体Ｗ４として底部３３ｂにおいて滞留することとなる。

［第２変形例］
上記実施形態では、表面張力調整面３０は、噴孔２４の開口縁２４ａよりも弁先端部１２の径方向内側に窪んで延在する凹曲面であったが、これに限定されない。例えば、表面張力調整面３０は、縦凹部の他の態様として、噴孔２４の開口縁２４ａよりも弁先端部１２の径方向内側に窪む段付溝３４であってもよい。図８は、第２変形例に係るインジェクタ１０Ｂの弁先端部１２Ｂを拡大して示す側面図である。図８に示されるように、インジェクタ１０Ｂの弁先端部１２Ｂは、横凹部３１及び縦凹部３２に代えて段付溝３４のみが設けられている点で、インジェクタ１０の弁先端部１２と異なっている。

図８の例では、段付溝３４は、軸方向Ｘに沿って延在する傾斜面３４ａと、周方向Ｙに沿って延在する傾斜面３４ｂと、傾斜面３４ａと傾斜面３４ｂと境界２５とで画成される底面３４ｃと、を含む。傾斜面３４ａ，３４ｂは、噴孔２４の開口縁２４ａよりも弁先端部１２の径方向内側に向かって所定の傾きを有する斜面である。これにより、段付溝３４は、深さが一様な断面矩形状の溝となっている。図８の例では、傾斜面３４ａの縁は、一対の噴孔２４の間において、噴孔２４の開口縁２４ａに所定幅Ｄ１の平面部を介して連なっている。つまり、表面張力調整面３０は、噴孔２４に所定幅Ｄ１の平面部を介して隣り合って設けられている。所定幅Ｄ１は、例えば、仮想液滴径以下の寸法とすることができる。これにより、液体Ｗ５には、噴孔２４側から底面３４ｃ側に向かう表面張力（液体Ｗ５を駆動する力）が生じるものと考えられる。液体Ｗ５は、噴孔２４から遠ざけられて、液体Ｗ６として底面３４ｃにおいて滞留することとなる。

［第３変形例］
上記実施形態では、横凹部３１は、境界２５に沿って連続して延在し、軸方向Ｘ視で環状となっていたが、周方向Ｙに沿って断続的に延在していてもよい。例えば、表面張力調整面３０は、複数の段付溝３５として構成されてもよい。図９は、第３変形例に係るインジェクタ１０Ｃの弁先端部１２Ｃを拡大して示す側面図である。図９に示されるように、インジェクタ１０Ｃの弁先端部１２Ｃは、横凹部３１及び縦凹部３２に代えて複数の段付溝３５が設けられている点で、インジェクタ１０の弁先端部１２と異なっている。複数の段付溝３５は、それぞれ、軸方向Ｘ視で噴孔２４と重複するような周方向Ｙの範囲を含んで設けられている。複数の段付溝３５は、境界２５に沿って断続的に（互いに離間して）配置されている。

図９の例では、複数の段付溝３５のそれぞれは、周方向Ｙの両端に位置する溝側面３５ａと、軸方向Ｘの両端に位置する溝側面３５ｂと、溝側面３５ａと溝側面３５ｂとで画成される底面３５ｃと、を含む。複数の段付溝３５は、外表面２３ａ上において先端１２ａ側とは反対側に凸となるような略Ｖ字をなしている。図９の例では、溝側面３５ｂの縁の少なくとも一部は、噴孔２４の開口縁２４ａに所定幅Ｄ２の平面部を介して連なっている。つまり、表面張力調整面３０は、噴孔２４に所定幅Ｄ２の平面部を介して隣り合って設けられている。段付溝３５が略Ｖ字をなしているため、平面部を介して連なる箇所は、１つの段付溝３５につき２箇所となる。所定幅Ｄ２は、例えば、仮想液滴径以下の寸法とすることができる。これにより、図８の例と同様に、噴孔２４の周囲に付着した液体に、噴孔２４側から底面３５ｃ側に向かう表面張力（液体を駆動する力）を生じさせることができる。

［第４変形例］
上記実施形態では、噴孔形成部２３は、半球状を呈する外形形状を有していたが、この形状に限定されない。例えば、図１０に示されるように、インジェクタ１０Ｄの弁先端部１２Ｄにおいて、噴孔形成部２３Ｄは、円錐状を呈する外形形状を有していてもよい。この場合においても、上述の表面張力調整面３０による作用効果は、上記実施形態と同様に奏することができる。

［第５変形例］
上記実施形態では、交差面２２は、弁先端部１２の周方向Ｙ（つまり軸方向Ｘに直交する面）に対して傾斜する方向に沿って延びていたが、これに限定されない。例えば、図１１に示されるように、インジェクタ１０Ｅの弁先端部１２Ｅにおいて、交差面２２Ｅは、弁先端部１２の周方向Ｙに対して傾斜しないで（つまり軸方向Ｘに直交する面に沿って）延びていてもよい。この場合においても、上述の表面張力調整面３０による作用効果は、上記実施形態と同様に奏することができる。

［その他の変形例］
上記実施形態及び変形例では、縦凹部３２，段付溝３４が軸方向Ｘに沿って延在する態様として、縦凹部３２，段付溝３４の軸方向Ｘにおける仮想的な中央軸線の延長上に先端１２ａが位置するような態様であったが、これに限定されない。縦凹部が軸方向Ｘに沿って延在する態様は、縦凹部の軸方向Ｘにおける仮想的な中央軸線の延長上に先端１２ａが位置しないような態様であってもよい。

上記実施形態及び変形例では、縦凹部３２，段付溝３４は、隣り合う一対の噴孔２４の間の全てについて形成されていたが、これに限定されない。例えば、縦凹部３２，段付溝３４は、隣り合う一対の噴孔２４の間に一つおきに形成されていてもよい。つまり、縦凹部３２，段付溝３４の数は、例えば噴孔２４の数の半分であってもよい。

上記実施形態及び変形例では、噴孔２４から表面張力調整面３０の一部までの外表面２３ａに沿う距離が仮想液滴径以下である構成を説明したが、表面張力調整面３０の一部又は全部が噴孔２４から仮想液滴径よりも長い距離で離れていてもよい。要は、表面張力調整面３０は、噴孔２４に隣り合っていればよい。

上記実施形態では、横凹部３１は、周方向Ｙ視で仮想的な接線Ｌ３よりも径方向内側に全て納まっていたが、一部が接線Ｌ３よりも径方向外側にあってもよい。縦凹部３２は、軸方向Ｘ視で仮想的な外接円Ｌ４よりも径方向内側に全て納まっていたが、一部が外接円Ｌ４よりも径方向外側にあってもよい。要は、必ずしも表面張力調整面３０の全体が、開口縁２４ａよりも弁先端部１２の径方向内側に窪んで延在していなくてもよい。

上記実施形態及び変形例では、噴孔２４は、単純な円柱状の内部空間を有する貫通孔であったが、これに限定されない。例えば、噴孔２４では、開口縁２４ａの燃料出口部分に座繰り部が形成されていてもよい。座繰り部は、噴孔２４の孔径よりも径が大きい凹部であり、凹部の底面に噴孔２４の燃料出口が開口している。つまり、噴孔２４の内部には、座繰り部によって段差が形成されていてもよい。

上記実施形態及び変形例では、凝縮水が生じる状況として、ＥＧＲユニットによって、燃焼室６で発生した排気ガスの一部がＥＧＲガスとして還流させられる場合を例示したが、これに限定されない。例えばＥＧＲガスが還流されておらずＥＧＲガスが混入していない吸気の場合であっても、弁先端部に付着する液体が存在する状況であれば、当該液体の噴孔２４の内部への流入を抑制することが可能となる。

上記実施形態及び変形例では、内燃機関としてディーゼルエンジンであるエンジン１を例示したが、例えばガソリンエンジン等、直噴式のエンジンであれば、その他の内燃機関であってもよい。

１…エンジン（内燃機関）、６…燃焼室、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ…インジェクタ（燃料噴射弁）、１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ…弁先端部、１２ａ…先端、２２，２２Ｅ…交差面、２３，２３Ｄ…噴孔形成部、２３ａ…外表面、２４…噴孔、２４ａ…開口縁、２５…境界、３０…表面張力調整面、３１，３３…横凹部、３２…縦凹部、３４…段付溝（縦凹部）、Ｆ…表面張力、Ｘ…軸方向。

Claims (7)

1. 内燃機関の燃焼室に臨むように開口する噴孔が形成された噴孔形成部を有し前記燃焼室内に燃料を直接噴射する弁先端部を備える燃料噴射弁であって、
   前記噴孔形成部の外表面は、前記噴孔に隣り合う表面張力調整面を含み、
   前記表面張力調整面は、前記噴孔の周囲に位置する液体を前記噴孔側から前記表面張力調整面側に向かって移動させる前記液体の表面張力を生じさせるように構成されている、燃料噴射弁。
2. 前記表面張力調整面は、前記弁先端部の軸方向に沿って延在する縦凹部を含む、請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記弁先端部は、前記軸方向に交差する方向に前記噴孔形成部から連なって延びる交差面を有し、
   前記縦凹部は、前記軸方向における前記噴孔の位置よりも前記交差面側に少なくとも設けられている、請求項２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記縦凹部は、前記軸方向に交差する方向に所定の幅を有して一対の前記噴孔の間を通って延在しており、
   前記所定の幅は、前記軸方向において前記交差面側から前記噴孔形成部の先端側に向かうにつれて狭くなる、請求項３に記載の燃料噴射弁。
5. 前記縦凹部は、前記噴孔形成部の先端に達していない、請求項２～４の何れか一項に記載の燃料噴射弁。
6. 前記弁先端部は、前記弁先端部の軸方向に交差する方向に前記噴孔形成部から連なって延びる交差面を有し、
   前記表面張力調整面は、前記噴孔形成部と前記交差面との境界に沿って延在する横凹部を含む、請求項１～５の何れか一項に記載の燃料噴射弁。
7. 前記表面張力調整面は、前記噴孔形成部の外表面において前記噴孔の開口縁に連なると共に前記開口縁よりも前記弁先端部の径方向内側に窪んで延在する凹曲面である、請求項１～６の何れか一項に記載の燃料噴射弁。

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