JP5299557B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、噴孔が形成された噴孔プレートがバルブボディの先端部に装着された燃料噴射弁に関する。

噴孔の入口に向かって噴孔プレート上を流れる燃料の流れ方向に対向する向きに噴孔を傾斜させた燃料噴射弁が知られている（特許文献１）。また、噴孔プレートの中央部を周囲よりも突出させるように噴孔プレート自体の形状を工夫し、その突出部分の周囲に現れる傾斜部に噴孔を形成した燃料噴射弁が知られている（特許文献２）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献３が存在する。

特開平９−３２６９５号公報 特開２００８−１２１５１７号公報 特開２００７−３０９２３６号公報

特許文献１の燃料噴射弁は噴孔が燃料の進行方向に対して傾斜しているため燃料が噴孔に導かれる際に鋭角的に曲げられる。これにより燃料の剥離が促進されるので燃料の微粒化を図ることができる。この傾斜角を大きくすることにより微粒化の程度を高めることができると予測できるが、噴孔の形成はその傾斜角が大きくなるほど困難になり製造性が悪化する問題がある。また、特許文献２の燃料噴射弁も燃料が傾斜部を乗り越えてから噴孔に導かれる過程で燃料の流れが鋭角的に曲げられるため燃料の微粒化に寄与するが、噴孔プレートを突出させる加工や噴孔プレートの傾斜部に噴孔を形成することについて製造上の難点がある。

そこで、本発明は、製造性を悪化させることなく燃料の微粒化を図ることができる燃料噴射弁を提供することを目的とする。

本発明の燃料噴射弁は、バルブボディに往復動可能な状態で収納されたニードルと、前記バルブボディの先端部に装着され、前記バルブボディの内外に通じる噴孔が形成された噴孔プレートと、前記ニードルの外周を経由して前記噴孔プレートの前記噴孔に至る燃料流路を閉鎖及び開通できるように前記ニードルが着座及び離座するバルブシートと、を備え、前記噴孔プレートには、前記バルブシートを通過して前記噴孔に向かう燃料が前記噴孔プレート上で前記噴孔の入口の高さよりも下降してから上昇に転じて前記噴孔の入口に至るように、前記ニードルの軸線方向に関して凹んだ凹部が形成され、かつ前記噴孔プレートの中心から半径方向外側に離れた位置に前記噴孔が形成されており、前記噴孔の前記入口には、前記中心に近い側が前記中心から遠い側よりも低い高低差が与えられているものである。

この燃料噴射弁によれば、凹部に進入した燃料が上昇に転じてから噴孔に導かれるので、噴孔の傾斜角を大きくしなくても確実に燃料の流れ方向を変えて燃料の剥離を促すことができる。また、この燃料噴射弁は、噴孔の傾斜角が比較的小さくても十分な効果が得られるとともに、噴孔プレートに形成すべき凹部は切削加工や放電加工等の周知の加工方法を適用して容易に形成できるから、製造性を悪化させることなく燃料の微粒化を達成できる。また、凹部は噴孔に向かう燃料が噴孔プレート上で噴孔の入口高さよりも一旦下降するような形状を持つため、凹部に進入する燃料が下降する過程で燃料に対して乱れを与えることができる。それにより燃料の微粒化に貢献し得る。

また、噴孔プレートの中心から半径方向外側に離れた位置に噴孔が形成され、かつ噴孔プレートの中心に近い側が遠い側に比べて低い高低差が噴孔の入り口に存在するので、噴孔の入口に向かって流れる燃料の一部が噴孔プレートの中心に近い側の噴孔壁面に衝突することを回避できる。これにより、噴孔内に過剰に燃料が導かれることを抑制できるから、噴孔の内壁面に沿って流れる燃料の薄膜化を促進できる。この燃料の薄膜化により燃料が微粒化し易くなる。

この高低差を入口に与える方法はどのような方法であってもよい。例えば前記中心に近い側で前記噴孔に通じる溝が前記噴孔プレートに形成されることにより前記高低差が与えられてもよい。この場合は、溝の加工によって正確な高低差を与えることが比較的容易である利点がある。

本発明の燃料噴射弁の一態様として、前記バルブシートと前記ニードルとの接触面の延長上に、前記噴孔プレートの上面と前記凹部との境界部が位置するように前記凹部が配置されていてもよい。この場合は更に、前記凹部は前記境界部と底部とを繋ぐ側壁面を有し、前記接触面と前記側壁面とが同一の傾きを有していてもよい。これらの態様によれば、バルブシートを通過した燃料が凹部に進入する際に流れが維持され易いので燃料の流速低下を抑制できる。また、凹部に進入する燃料の多くが凹部の底に衝突して乱れが生じる。従って、凹部から離れた位置で噴孔プレートに燃料が衝突する場合と比べて、衝突による乱れが生じる位置を噴孔に近づけることができる。

本発明の燃料噴射弁の一態様として、前記凹部と前記噴孔とが所定距離隔てて前記噴孔プレートに配置されることにより、前記凹部と前記噴孔との間にストレート部が形成されていてもよい。この態様によれば、凹部と噴孔との間にストレート部が形成されるため、凹部によって上昇に転じた燃料が噴孔に導かれるまでの間にストレート部を通過する。それによって燃料の剥離距離を稼ぐことができる。また、噴孔と凹部との間に一定の肉厚が確保されるので強度低下が防止されかつ製造が容易になる。

本発明の燃料噴射弁の一態様として、前記噴孔プレートには、前記噴孔が複数個形成されており、前記凹部は、複数個の前記噴孔を取り囲むように前記噴孔プレートの周方向に延びていてもよい。この場合は、噴孔プレートの周方向のどの位置から燃料が噴孔に向かって流れる場合であっても、複数個の噴孔を凹部が取り囲んでいるので同等な効果を得ることができる。

本発明の燃料噴射弁の一態様として、前記噴孔プレートには、前記噴孔プレートの周方向に前記噴孔が複数個並べられた内側噴孔群と、前記内側噴孔群の外側に周方向に前記噴孔が複数個並べられた外側噴孔群とが形成されており、前記凹部として、前記噴孔プレートの周方向に延びるようにして前記内側噴孔群と前記外側噴孔群との間に配置され、前記内側噴孔群の各噴孔と対向した状態で周方向に断続的に延びる分断凹部と、前記外側噴孔群の外側に、前記外側噴孔群の各噴孔と対向した状態で周方向に断続的に延びる分断凹部とが設けられていてもよい。また、本発明の燃料噴射弁の一態様として、前記噴孔プレートには、前記噴孔プレートの周方向に前記噴孔が複数個並べられた内側噴孔群と、前記内側噴孔群の外側に周方向に前記噴孔が複数個並べられた外側噴孔群とが形成されており、前記凹部として、前記噴孔プレートの周方向に延びるようにして前記内側噴孔群と前記外側噴孔群との間に配置された環状凹部と、前記外側噴孔群の外側に、各噴孔と対向した状態で周方向に断続的に延びる分断凹部とが設けられていてもよい。

凹部を燃料が通過すると流速が減少して剥離が起きる。そのため、噴孔プレートの中心から互いに異なった距離に複数の噴孔が存在する場合、仮に最も外側の噴孔を囲むようにして凹部を形成すると、中心側の噴孔に導かれる燃料はその凹部を通過して流速が低下した状態になる。そのため、中心側の噴孔から噴射される燃料の微粒化が悪化するおそれがある。凹部として分断凹部を設けるこれらの態様によれば、外側噴孔群の外側に配置される凹部は外側噴孔群の各噴孔に対向する部分を除いて分断されているため、内側噴孔群に導かれる燃料はその分断部分を通過して外側噴孔群の外側に配置された凹部の影響を受けずに分断凹部又は環状凹部を経て内側噴孔群に到達する。従って、内側噴孔群による燃料の微粒化効果が外側噴孔群の場合に比べて悪化しないため、内側噴孔群及び外側噴孔群のそれぞれの微粒化効果を均一化することができる。

本発明の燃料噴射弁の一態様として、前記噴孔プレートには、前記噴孔が複数個形成されており、前記凹部は、各噴孔に隣接して配置され、かつその向きが前記噴孔プレートの中心に向かうように設定されていてもよい。この態様によれば、噴孔プレートに形成された各噴孔に対して均等に凹部による効果を与えることができる。

本発明の燃料噴射弁の一態様として、前記凹部は、前記噴孔プレートの周方向に関する幅よりも半径方向に関する長さが大きくなるように前記噴孔プレートの中心に向かって延びていてもよい。この態様によれば、細長い凹部が噴孔プレートの中心に向かって延びているので、例えば、バルブシートからの距離よりも噴孔プレートの中心からの距離が近い位置に噴孔が形成されている場合に、こうした位置に形成された噴孔へ効率的に燃料を導くことができる。

本発明の燃料噴射弁の一態様として、前記ニードルには、前記噴孔プレートに形成された前記凹部に対向し、かつ前記凹部に接近する側に突出する突部が形成されていてもよい。この態様によれば、凹部の底部からニードルまでの高さと噴孔プレートの上面からニードルまでの高さとを突部によって均一化することができる。つまり、凹部が設けられることによる流路面積の拡大を抑えることができるため流速の減少を抑制できる。この態様においては、前記突部は、対向する前記凹部と同様の形状を有してもよい。突部の形状が凹部と同様の形状を有していれば、完全に近い形で上記の均一化を達成できる。

本発明の燃料噴射弁の一態様として、前記凹部は、前記噴孔プレートの上面との間に形成される前記噴孔側の輪郭が前記噴孔の前記入口に沿う形状となるように前記噴孔プレートに形成されてもよい。この態様によれば、凹部を経た燃料が噴孔の入口に達する際に、噴孔の周方向に関してほぼ同一の条件となるので、確実に燃料を剥離させることができる。

本発明の燃料噴射弁の一態様として、前記凹部は、前記噴孔プレートの周方向に関する幅が前記噴孔に近づくに従って徐々に狭くなるように前記噴孔プレートに形成されてもよい。この態様によれば、凹部に進入した燃料が噴孔に向かって徐々に絞られるので、噴孔に向かう燃料の流れを強化できる。これにより、噴孔の内壁面に燃料を押し付ける力が大きくなり燃料の薄膜化に寄与し得る。

本発明の燃料噴射弁の一態様として、前記凹部は、前記噴孔プレートに一つの前記噴孔に対して複数個形成されており、複数個の前記凹部のそれぞれは前記噴孔に向かって延びていてもよい。また、この場合は、複数個の前記凹部のそれぞれが前記噴孔に近い側で繋がっていてもよい。これらの態様によれば、噴孔の入口に向かって流れていない燃料を複数の凹部によってその噴孔に集約することができるため、燃料を効率良く噴射させることができる。

前記凹部は、前記噴孔プレートの上面と前記凹部との境界部と、前記噴孔の前記入口とが重なるようにして前記噴孔プレートに形成されていてもよい。この態様によれば、噴孔プレートの上面と凹部との境界部が噴孔の入口の一部となるので、その部分がニードル側に向かって尖った形状となる。これにより、燃料の剥離が生じる部分が尖った形状になるので燃料の剥離が強化され燃料の微粒化が一層向上する。

本発明の第１の形態に係る燃料噴射弁の全体構成を示した図。 噴孔プレート及びその周辺を拡大した拡大断面図。 図２の矢印III方向から噴孔プレートを見た状態を示した平面図。 第２の形態に係る燃料噴射弁の噴孔プレート及びその周辺を拡大した拡大断面図。 第３の形態に係る噴孔プレート及びその周辺を拡大した拡大断面図。 図５に示された噴孔プレートを矢印VIの方向から見た状態を示した説明図。 噴孔プレートに関する第１の変形例を示した平面図。 噴孔プレートに関する第２の変形例を示した平面図。 噴孔プレートに関する第３の変形例を示した平面図。 噴孔プレートに関する第４の変形例を示した平面図。 噴孔プレートに関する第５の変形例を示した平面図。 噴孔プレートに関する第６の変形例を示した平面図。 噴孔プレートに関する第７の変形例を示した平面図。 噴孔プレートに関する第８の変形例を示した平面図。 噴孔プレートに関する第９の変形例を示した平面図。 図７Ｇに示された凹部の他の形状を説明する説明図。 図７Ｇに示された凹部の横断面の形状のバリエーションを示した説明図。 凹部に関する第１の変形例を示した拡大断面図。 凹部に関する第２の変形例を示した拡大断面図。 ストレート部に関する第１の変形例を示した平面図。 ストレート部に関する第２の変形例を示した平面図。 ストレート部に関する第３の変形例を示した平面図。 図１１Ｃに示した変形例の作用を説明する説明図。 一つの噴孔に対して複数個の凹部を設ける第１の例を示した説明図。 一つの噴孔に対して複数個の凹部を設ける第２の例を示した説明図。

（第１の形態）
図１は本発明の第１の形態に係る燃料噴射弁の全体構成を示している。燃料噴射弁１Ａは火花点火型の内燃機関に組み込まれて使用可能な電磁駆動式の燃料噴射弁として構成されている。燃料噴射弁１Ａは、バルブボディ２の内部に往復動可能な状態で収納されたニードル３と、バルブボディ２の先端部２ａに装着された噴孔プレート４とを備えている。ニードル３は、軸線Ａｘ方向に沿って往復運動可能な状態でバルブボディ２の内周面とニードルガイド５とによって支持されている。ニードル３の先端部３ａはバルブボディ２に形成されたバルブシート６に対して着座及び離座できるように構成されている。噴孔プレート４にはバルブボディ２の内外に通じる複数個の噴孔７が形成されている。ニードル３がバルブシート６に対して離座及び着座することにより、ニードル３の外周を経由して噴孔７に至る燃料流路１０を閉鎖及び開通することができる。ニードル３の基端部３ｂはバルブボディ２に収納された電磁駆動装置１１に接続されている。

電磁駆動装置１１はニードル３に固定されたアーマチャ１２と、通電にて励磁されることによりアーマチャ１２を吸引できる電磁コイル１３と、ニードル３をバルブシート６に押し付ける方向に付勢するコイルスプリング１４とを備えている。電磁駆動装置１１の電磁コイル１３への通電により、ニードル３がコイルスプリング１４にてバルブシート６に押し付けられた状態からニードル３がアーマチャ１２と一体となって引き上げられる。これにより、ニードル３はバルブシート６から離座して燃料流路１０が開通し、噴孔７から燃料が噴射される。電磁コイル１３への通電が遮断されると、コイルスプリング１４によってニードル３がバルブシート６に着座し、それによって燃料流路１０が閉鎖されて燃料噴射が停止する。電磁コイル１３への通電時間及びその時期を適宜操作することにより燃料の噴射量及び噴射時期をそれぞれ調整できる。

図２は噴孔プレート４及びその周辺を拡大した拡大断面図であり、図３は図２の矢印III方向から噴孔プレート４を見た状態を示した平面図である。これらの図に示すように、噴孔プレート４には噴孔７とともに、図２の上下方向（図１の軸線Ａｘ方向）に関して凹んだ凹部１５が形成されている。凹部１５は噴孔プレート４を切削加工することにより形成されている。凹部１５は、噴孔プレート４の中心Ｃから等距離でかつ周方向に等間隔で並べられた複数個（本形態では６個）の噴孔７を取り囲むようにして噴孔プレート４の周方向に延びて無端状つまり環状に形成されている。そのため、噴孔プレート４の周方向のどの位置から燃料が噴孔７に向かって流れる場合であっても同等な効果を得ることができる。つまり各噴孔７からの燃料の噴射状態を均一化することができる。

図２から明らかなように、噴孔プレート４の上面と凹部１５との境界部１７、１８は燃料流路１０内に位置している。そのため、図２の矢印線で示すように、ニードル３の外周を経由してバルブシート６を通過した燃料は、バルブシート６側の境界部１７を超える際に噴孔プレート４上で噴孔７の入口２０の高さよりも下降する。そして、下降した燃料は平坦な底部２１に沿って流れてから噴孔７側の境界部１８に向かって上昇に転じて噴孔７の入口２０に至る。

凹部１５がこのような断面形状を持っているので、燃料の流れ方向を噴孔７の直前で図示のように鋭角的に曲げることができ、それによって燃料の剥離を促すことができる。周知のように、噴孔７に向かう燃料の剥離が促されると、噴孔７の内周面に沿って流れる燃料を薄膜化できるため噴孔７から噴射された燃料の微粒化が促進する。この凹部１５がもたらす同様の作用を、平坦な噴孔プレートに設ける噴孔の傾斜角の調整だけで得るためには傾斜角を図示の傾斜角αよりもかなり大きくしなければならない。しかし、本形態の場合は凹部１５の存在により傾斜角αが比較的小さくても十分な効果が得られる。上述したように凹部１５の形成は切削加工等の周知の加工方法の適用で容易に実現できるから製造性が悪化することがない。また、凹部１５は噴孔７に向かう燃料が噴孔プレート４上で噴孔７の入口２０の高さよりも一旦下降するような形状を持つため、凹部１５に進入する燃料が下降する過程で燃料に対して乱れを与えることができる。それにより燃料の微粒化に貢献し得る。

本形態の凹部１５は、バルブシート６側の境界部１７が図２の破線で示すようにバルブシート６とニードル３との接触面２５の延長上に位置している。更に、その境界部１７と底部２１とを繋ぐ側壁面２３は接触面２５と同一の傾きを有している。そのため、バルブシート６を通過した燃料が凹部１５に進入する際に流れが維持され易いので燃料の流速低下を抑制できる。また、凹部１５に進入する燃料の多くが凹部１５の底部２１に衝突して乱れが生じる。従って、図示の場合よりも凹部１５から離れた位置で噴孔プレート４に燃料が衝突する場合と比べて、衝突による乱れが生じる位置を噴孔７に近づけることができる。なお、噴孔７側の境界部１８と底部２１とを繋ぐ側壁面２４の角度は任意に設定でき、噴孔プレート４に対して垂直に近づけることにより、図示の形態よりも剥離を増大させることが可能である。

更に、本形態の場合は、凹部１５と噴孔７とが所定距離隔てて噴孔プレート４に配置されているため、凹部１５と噴孔７との間に長さＬを持った平坦なストレート部２６が形成されている。これにより、凹部１５によって上昇に転じた燃料が噴孔７に導かれるまでの間にストレート部２６を通過するので、燃料の剥離距離を稼ぐことができる。また、噴孔７と凹部１５との間に一定の肉厚が確保されるので強度低下が防止されかつ製造が容易である。ストレート部２６の長さＬは凹部１５と噴孔７との距離を調整することにより容易に設定できる。

（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図４を参照しながら説明する。第２の形態はニードルの形状を除いて第１の形態と共通する。そのため、第１の形態と共通する構成については図面に同一の符号を付して説明を省略する。また、第２の形態の基本的構成については図１等が適宜参照される。

図４は第２の形態に係る燃料噴射弁の噴孔プレート及びその周辺を拡大した拡大断面図である。図示するように、燃料噴射弁１Ｂはニードル３０を備えており、そのニードル３０には凹部１５に対向しかつ噴孔プレート４に接近する側に突出する突部３１が形成されている。この突部３１は燃料噴射弁１Ｂの着座時に凹部１５に没し、かつ離座時に噴孔プレート４の上面と同一高さ又は少し低い位置に位置するように突出量が調整されている。

図４から理解できるように、燃料噴射弁１Ｂはそのニードル３０に突出部３１が形成されているため、凹部１５の底部２１からニードル３０までの高さＨ１と、噴孔プレート４の上面からニードル３０までの高さＨ２とを均一化することができる。即ち、凹部１５が設けられることによる流路面積の拡大を突部３１によって抑えることができるため、流速の減少を抑制できる。突部３１は凹部１５の形状と同様の形状を有している。つまり、図３に示された凹部１５と適合するように、突部３１は環状に形成されている。これにより、周方向の全ての位置で上述した均一化を達成できる。

（第３の形態）
次に、本発明の第３の形態を図５及び図６を参照しながら説明する。第３の形態は第１の形態又は第２の形態の一部を変更したものに相当し、変更点以外の部分についてはこれらの形態と共通の構成を有している。従って、第１の形態又は第２の形態と共通する構成については説明を省略する。

図５は第３の形態に係る燃料噴射弁の噴孔プレート及びその周辺を拡大した拡大断面図であり、図６は図５に示された噴孔プレートを矢印VIの方向から見た状態を示した説明図である。これらの図に示すように、燃料噴射弁１Ｃは噴孔３３が形成された噴孔プレート３２を備えており、その噴孔プレート３２には噴孔３３に通じる溝３４が形成されている。溝３４は噴孔プレート３２の中心Ｃに近い側で噴孔３３に通じている。そのため、噴孔３３の上流側の一部が切除される。その結果、噴孔３３の入口３５には噴孔プレート３２の中心に近い側が遠い側よりも低い高低差ΔＨが与えられている。

この高低差ΔＨにより、図５及び図６の矢印で示したように、噴孔３３の入口３５に向かって流れる燃料の一部が噴孔プレート３２の中心Ｃに近い側の噴孔壁面に衝突することを回避できる。その衝突が回避されることにより、噴孔３３内に過剰に燃料が導かれることを抑制できるから、噴孔３３の出口３６から噴射される燃料の薄膜化を促進できる。これにより燃料が微粒化し易くなる。本形態は溝３４の加工により高低差ΔＨを与えるものであるので、精度の高い高低差を与えることが比較的容易である。もっとも、高低差ΔＨを与えるために溝３４を形成することは一例であり、例えば噴孔プレート３２の中央部分を噴孔３３に干渉するように切削することにより噴孔３３に対して同様の高低差を与えることも可能である。

（変形例）
本発明は以上の各形態に限定されるものではなく種々の形態にて実施できる。例えば、噴孔及び凹部等が形成される噴孔プレートに関しては以下に説明するように種々のバリエーションが存在し、これらを上記各形態に適用して本発明を実施することも可能である。

（１）噴孔プレートの噴孔及び凹部の配置に関する変形例
上述した第１〜第３の形態では、噴孔プレートに形成される噴孔の個数が６個であり、かつそれらの噴孔が噴孔プレートの中心から等距離で周方向に並べられたものであるが、図７Ａ〜図７Ｉに示すように、噴孔の個数及びその配置形態を変更し、これら噴孔の配置形態に合わせて凹部の形状及びその配置をそれぞれ変更できる。

（第１の変形例）
図７Ａは噴孔プレートに関する第１の変形例を示した平面図である。第１の変形例は、噴孔プレート４１に形成される噴孔７１の個数を１２個とし、噴孔プレート４１の中心Ｃに近い側に内側噴孔群として４個の噴孔７１を中心Ｃから等距離に周方向に並べ、かつ内側噴孔群の外側に外側噴孔群として８個の噴孔７１を中心Ｃから等距離に周方向に並べるとともに、内側噴孔群と外側噴孔群との間に環状に延びる環状凹部５０を配置しかつ外側噴孔群の外側に環状凹部５１を配置したものである。

（第２の変形例）
図７Ｂは噴孔プレートに関する第２の変形例を示した平面図である。図７Ｂから明らかなように、第２の変形例は第１の変形例と比較して噴孔プレート４２に形成される噴孔７２の個数が１８個に増えている。具体的には内側噴孔群の噴孔７２の個数が６個に、外側噴孔群の噴孔７２の個数が１２個にそれぞれ設定されている。凹部としては、図７Ａの第１の変形例と同じく２つの環状凹部５０、５１がそれぞれ配置されている。

（第３の変形例）
図７Ｃは噴孔プレートに関する第３の変形例を示した平面図である。図７Ｃから明らかなように、第３の変形例は第１の変形例と同様に噴孔７３が噴孔プレート４３に配置されているが、凹部については内側噴孔群と外側噴孔群との間のみに環状凹部５０が噴孔プレート４３に配置されている。

（第４の変形例）
図７Ｄは噴孔プレートに関する第４の変形例を示した平面図である。図７Ｄから明らかなように、第４の変形例は第１の変形例と同様に噴孔７４が噴孔プレート４４に配置されているが、凹部については外側噴孔群の外側のみに環状凹部５１が噴孔プレート４４に配置されている。

上記第１〜第４の変形例については、凹部の形状が環状になっていて噴孔を取り囲んでいるため、凹部よりも中心側に配置された噴孔に向かう燃料の全てに対して凹部の効果を与えることができる。

（第５の変形例）
図７Ｅは噴孔プレートに関する第５の変形例を示した平面図である。第５の変形例は、第２の変形例と同様に１２個の噴孔７５が噴孔プレート４５に配置されているが、凹部についてはその形態が異なっている。即ち、第５の変形例は、凹部が環状ではなく、各噴孔７５と対向した状態で周方向に断続的に延びる分断凹部５５、５６が、内側噴孔群と外側噴孔群との間及び外側噴孔群の外側のそれぞれに配置されている。

（第６の変形例）
図７Ｆは噴孔プレートに関する第６の変形例を示した平面図である。第６の変形例は、第５の変形例に類似するが、内側噴孔群と外側噴孔群との間に配置される凹部を第１の変形例と同様の環状凹部５０とし、その環状凹部５０を噴孔プレート４６に形成した点が変形例と相違する。噴孔７６の個数及びそれらの配置は第５の変形例と同一である。

第５及び第６の変形例によれば、外側噴孔群の外側に配置される分断凹部５６は外側噴孔群の各噴孔に対向する部分を除いて破線で示した位置で分断されているため、内側噴孔群に導かれる燃料はその分断部分を通過して分断凹部５６の影響を受けずに分断凹部５５又は環状凹部５０を経て内側噴孔群に到達する。従って、内側噴孔群による燃料の微粒化効果が外側噴孔群の場合に比べて悪化しないため、内側噴孔群及び外側噴孔群のそれぞれの微粒化効果を均一化できる。

（第７の変形例）
図７Ｇは噴孔プレートに関する第７の変形例を示した平面図である。第７の変形例は、第１の変形例と同様に噴孔プレート４７に１２個の噴孔７７を形成し、内側噴孔群に含まれる噴孔７７のぞれぞれに隣接するようにして細長の第１の凹部５７Ａを、外側噴孔群に含まれる噴孔７７のそれぞれに隣接するようにして第２の凹部５７Ｂを噴孔プレート４７に配置したものである。各凹部５７Ａ、５７Ｂの向きは噴孔プレート４７の中心Ｃに向かうように設定されている。各凹部５７Ａ、５７Ｂの向きが中心Ｃに向かっているので、噴孔プレート４７に形成された各噴孔７７に対して均等に凹部５７Ａ、５７Ｂによる効果を与えることができる。また、内側噴孔群の各噴孔７７に隣接する第１の凹部５７Ａは、噴孔プレート４７の周方向に関する幅よりも半径方向に関する長さが大きい細長の矩形状に形成されているので、バルブシートからの距離が遠い内側噴孔群の各噴孔７７に効率的に燃料を導くことができる。

（第８の変形例）
図７Ｈは噴孔プレートに関する第８の変形例を示した平面図である。第８の変形例は第７の変形例から外側噴孔群に隣接する第２の凹部５７Ｂを省略し、内側噴孔群に隣接する第１の凹部５７Ａを噴孔プレート４８に形成したものである。噴孔７８の個数及び配置は第７の変形例と同じである。

（第９の変形例）
図７Ｉは噴孔プレートに関する第９の変形例を示した平面図である。第９の変形例は第７の変形例から内側噴孔群に隣接する第１の凹部５７Ａを省略し、外側噴孔群に隣接する第２の凹部５７Ｂを噴孔プレート４９に形成したものである。噴孔７９の個数及び配置は第７の変形例と同じである。第８及び第９の変形例は第７の変形例と同様の効果を発揮することができる。

なお、凹部が環状でない第７〜第９の変形例の場合には、図８に示すように、凹部５７の形状を、噴孔プレート４７の周方向に関する幅Ｗが噴孔７７に近づくに従って徐々に狭くなるようにすることも可能である。この場合は、矢印で示すように凹部５７に進入した燃料が噴孔に向かって徐々に絞られるので、噴孔７７に向かう燃料の流れを強化できる。これにより、噴孔７７の内壁面に燃料を押し付ける力が大きくなり燃料の薄膜化に寄与し得る。

また、凹部が環状でない第７〜第９の変形例の場合には、噴孔プレートの半径方向と直交する方向の断面に現れる凹部５７の横断面の形状を図９の（１）〜（８）に示したように、様々な形状とすることもできる。図９には、凹部５７の横断面の形状として、（１）弧形、（２）三角形、（３）台形、（４）長方形、（５）長方形と弧形とを組み合わせた形状、（６）台形と弧形とを組み合わせた形状、（７）長方形の底部に突出部を設けた形状、及び（８）台形の底部に突出部を設けた形状がそれぞれ示されている。なお、図９に示したいずれの形状でも隅部又は角部に丸みを与えてもよい。

（２）凹部の断面形状に関する変形例
上述した第１〜第３の各形態において、燃料の流れ方向（半径方向）と平行でかつ噴孔プレートに垂直な断面に現れる凹部の形状は図２に示した底部が平坦な台形状であるが、これは一例にすぎない。噴孔に向かう燃料に対して、バルブシートを通過してから噴孔プレート上で噴孔の入口の高さよりも下降してから上昇に転じて噴孔の入口に至るように流れ方向を変更できる限りにおいて以下に説明するバリエーションで凹部を形成してよい。

（第１の変形例）
図１０Ａは凹部に関する第１の変形例を示した拡大断面図である。第１の変形例は噴孔プレート８１に凹部９１が形成されており、その凹部９１は、上記断面に現れる形状が弧状となっている。なお、この弧の部分は、円の一部でも、楕円の一部あるいは他の曲線の一部でも、これらが組み合わされたものでもよい。

（第２の変形例）
図１０Ｂは凹部に関する第２の変形例を示した拡大断面図である。第２の変形例は噴孔プレート８２に凹部９２が形成されており、その凹部９２は、上記断面に現れる形状が三角形状となっている。この場合、凹部９２の隅部又は角部には丸みを与えてもよい。

（３）ストレート部に関する変形例
上述した第１〜第３の形態では、凹部と噴孔との間にストレート部を設けているが、こストレート部の存否及びストレート部を軸線方向から見た形状は任意であり、以下に説明するバリエーションで実施可能である。

（第１の変形例）
図１１Ａはストレート部に関する第１の変形例を示した平面図である。この変形例に係る凹部１０１は、噴孔プレート１４１の上面との間に形成される噴孔１７１側の輪郭Ｐ１が噴孔１７１の入口１８１に沿う形状となるように噴孔プレート１４１に形成されている。第１の変形例は、ストレート部１５１の長さＬ１が入口１８１の周方向に関して均一になっている。即ち、輪郭Ｐを与える中心Ｃ１が噴孔１７１の中心に一致している。

（第２の変形例）
図１１Ｂはストレート部に関する第２の変形例を示した平面図である。この変形例に係る凹部１０２は、第１の変形例と同様に、噴孔プレート１４２の上面との間に形成される噴孔１７２側の輪郭Ｐ２が噴孔１７２の入口１８２に沿う形状となるように噴孔プレート１４２に形成されている。第２の変形例は、ストレート部１５２の長さＬ２が周方向に関して、両端部で最大値となり中央部で最小値となるように変化している。ストレート部１４２の長さＬ２をこのように変化させるため、輪郭Ｐ２を与える中心Ｃ２が噴孔１７２の対向側の壁面に位置するように凹部１０２が形成されている。

第１及び第２の変形例は、いずれも凹部の上記輪郭が噴孔の入口に沿う形状となっているので、凹部を経た燃料が噴孔の入口に達する際に、噴孔の周方向に関してほぼ同一の条件となり、確実に燃料を剥離させることができる。

（第３の変形例）
図１１Ｃはストレート部に関する第３の変形例を示した平面図である。この変形例の特徴は上記のストレート部を無くすため、噴孔プレート１４３の上面と凹部１０３との境界部１１０と、噴孔１７３の入口１８３とが重なるように凹部１０３を噴孔プレート１４３に形成している。この変形例によれば、図１２に示すように、燃料の剥離が生じる部分Ａが尖った形状、つまり剥離角度θ１が大きく、かつ部分Ａの角度θ２が鋭角となる形状になるので燃料の剥離が強化され燃料の微粒化が一層向上する。

（４）その他の変形例
本発明は、一つの噴孔に対して一つの凹部が設けられる場合に限らず、一つの噴孔に対して複数個の凹部が設けられてもよい。図１３Ａは、一つの噴孔に対して複数個の凹部を設ける第１の例を示した説明図である。この第１の例は、一つの噴孔１７５に対して複数個（図では３個）の凹部１０５が設けられており、各凹部１０５は噴孔１７５に向かって延びている。図１３Ｂは、一つの噴孔に対して複数個の凹部を設ける第２の例を示した説明図である。この第２の例は、一つの噴孔１７６に対して複数個（図では２個）の凹部１０６が噴孔に向かって延びるように設けられており、かつ各凹部１０６が噴孔１７６に近い側で繋がっている。図１３Ａ及び図１３Ｂに示した各例は、噴孔の入口に向かって流れていない燃料を複数の凹部によってその噴孔に集約することができる。そのため、燃料を効率良く噴射させることができる。

なお、噴孔プレートに形成する噴孔の向きは必ずしも燃料の進行方向に対して傾斜していなくてもよい。図２に示した傾斜角αが０、即ち噴孔プレートに対して垂直に噴孔が形成されている場合であってもよい。

Claims (17)

1. バルブボディに往復動可能な状態で収納されたニードルと、前記バルブボディの先端部に装着され、前記バルブボディの内外に通じる噴孔が形成された噴孔プレートと、前記ニードルの外周を経由して前記噴孔プレートの前記噴孔に至る燃料流路を閉鎖及び開通できるように前記ニードルが着座及び離座するバルブシートと、を備え、
   前記噴孔プレートには、前記バルブシートを通過して前記噴孔に向かう燃料が前記噴孔プレート上で前記噴孔の入口の高さよりも下降してから上昇に転じて前記噴孔の入口に至るように、前記ニードルの軸線方向に関して凹んだ凹部が形成され、かつ前記噴孔プレートの中心から半径方向外側に離れた位置に前記噴孔が形成されており、前記噴孔の前記入口には、前記中心に近い側が前記中心から遠い側よりも低い高低差が与えられている燃料噴射弁。
2. 前記中心に近い側で前記噴孔に通じる溝が前記噴孔プレートに形成されることにより前記高低差が与えられている、請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記バルブシートと前記ニードルとの接触面の延長上に、前記噴孔プレートの上面と前記凹部との境界部が位置するように前記凹部が配置されている、請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記凹部は前記境界部と底部とを繋ぐ側壁面を有し、前記接触面と前記側壁面とが同一の傾きを有している、請求項３に記載の燃料噴射弁。
5. 前記凹部と前記噴孔とが所定距離隔てて前記噴孔プレートに配置されることにより、前記凹部と前記噴孔との間にストレート部が形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
6. 前記噴孔プレートには、前記噴孔が複数個形成されており、
   前記凹部は、複数個の前記噴孔を取り囲むように前記噴孔プレートの周方向に延びている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
7. 前記噴孔プレートには、前記噴孔プレートの周方向に前記噴孔が複数個並べられた内側噴孔群と、前記内側噴孔群の外側に周方向に前記噴孔が複数個並べられた外側噴孔群とが形成されており、
   前記凹部として、前記噴孔プレートの周方向に延びるようにして前記内側噴孔群と前記外側噴孔群との間に配置され、前記内側噴孔群の各噴孔と対向した状態で周方向に断続的に延びる第１の分断凹部と、前記外側噴孔群の外側に、前記外側噴孔群の各噴孔と対向した状態で周方向に断続的に延びる第２の分断凹部とが設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
8. 前記噴孔プレートには、前記噴孔プレートの周方向に前記噴孔が複数個並べられた内側噴孔群と、前記内側噴孔群の外側に周方向に前記噴孔が複数個並べられた外側噴孔群とが形成されており、
   前記凹部として、前記噴孔プレートの周方向に延びるようにして前記内側噴孔群と前記外側噴孔群との間に配置された環状凹部と、前記外側噴孔群の外側に、各噴孔と対向した状態で周方向に断続的に延びる分断凹部とが設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
9. 前記噴孔プレートには、前記噴孔が複数個形成されており、
   前記凹部は、各噴孔に隣接して配置され、かつその向きが前記噴孔プレートの中心に向かうように設定されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
10. 前記凹部は、前記噴孔プレートの周方向に関する幅よりも半径方向に関する長さが大きくなるように前記噴孔プレートの中心に向かって延びている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
11. 前記ニードルには、前記噴孔プレートに形成された前記凹部に対向し、かつ前記凹部に接近する側に突出する突部が形成されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
12. 前記突部は、対向する前記凹部と同様の形状を有している、請求項１１に記載の燃料噴射弁。
13. 前記凹部は、前記噴孔プレートの上面との間に形成される前記噴孔側の輪郭が前記噴孔の前記入口に沿う形状となるように前記噴孔プレートに形成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
14. 前記凹部は、前記噴孔プレートの周方向に関する幅が前記噴孔に近づくに従って徐々に狭くなるように前記噴孔プレートに形成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
15. 前記凹部は、前記噴孔プレートに一つの前記噴孔に対して複数個形成されており、
    複数個の前記凹部のそれぞれは前記噴孔に向かって延びている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
16. 複数個の前記凹部のそれぞれが前記噴孔に近い側で繋がっている、請求項１５に記載の燃料噴射弁。
17. 前記凹部は、前記噴孔プレートの上面と前記凹部との境界部と、前記噴孔の前記入口とが重なるようにして前記噴孔プレートに形成されている、請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。

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