JP6042765B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（以下、「エンジン」という）に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。

従来、ハウジングに形成される噴孔を開閉し、ハウジング内の燃料の噴射する燃料噴射弁が知られている。例えば、特許文献１には、ハウジングの外部側に形成される噴孔の外側開口の縁部が噴孔の軸に直交するよう形成され、ハウジングの外壁に付着する燃料を低減する燃料噴射弁が記載されている。

特開２００８−２５５９０８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の燃料噴射弁では、燃料噴射弁の中心軸に対して同じ角度で円状に広がるよう燃料を噴射する。このため、それぞれの噴孔が燃料噴射弁の中心軸に対して異なる方向に燃料を噴射する燃料噴射弁では、すべての噴孔の外側開口の縁部を噴孔の軸に対して直交に形成することができないため、ハウジングの外壁に付着する燃料の量を低減できない。外壁に付着する燃料は燃焼時に粒子状物質を生成するおそれがある。

本発明の目的は、燃料が燃焼するとき生成される粒子状物質の生成量を低減可能な燃料噴射弁を提供することにある。

本発明は、軸方向の一端に形成され燃料が噴射される複数の噴孔を形成する筒状のハウジングと、ニードルと、通電されるとき磁界を発生するコイルと、固定コアと、可動コアと、を備える燃料噴射弁であって、ハウジングの内壁に形成される複数の噴孔のうち一の噴孔の内側開口及びハウジングの外壁に形成される当該一の噴孔の外側開口は、内側開口の中心と外側開口の中心とを結ぶ仮想直線と外側開口の開口端上の点を接点とする平面のうち仮想直線となす角度が最小となる仮想平面とがなす角度である逃げ角が最大となるよう形成されることを特徴とする。
また、本発明の燃料噴射弁では、複数の噴孔の内側開口及び外側開口は、噴孔から噴射される燃料の噴射方向及び内側開口を中心軸に直交する投影仮想平面に投影したとき、中心軸と投影仮想平面との交点を通る投影仮想平面上の基準軸に対する投影仮想平面上の噴射方向の角度と基準軸に対する投影仮想平面上の内側開口の投影像が位置する角度との差の絶対値の余弦値の総和が最大となるように形成されることを特徴とする。

燃料噴射弁に形成される噴孔の内側開口の中心と外側開口の中心とを結ぶ仮想直線の方向は、当該噴孔が燃料を噴射する噴射方向と同じになる。噴孔から噴射される燃料は、ハウジングの外壁から離れた位置を通過するほどハウジングの外壁への付着量が小さくなる。本発明の燃料噴射弁では、燃料の噴射方向と同じ方向に向かう仮想直線と外側開口の開口端上の点を接点とする平面のうち仮想直線となす角度が最小となる仮想平面とがなす角度である逃げ角を最大とするよう内側開口及び外側開口を形成することにより、ハウジングの外壁に付着する燃料の量を低減する。これにより、ハウジングの外壁に付着した燃料が燃焼することにより生成される粒子状物質の生成量を低減することができる。

本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の噴射ノズルの模式図及び断面図である。 本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の噴射ノズルの内側開口及び外側開口を形成する位置を決定する方法のフローチャートである。 本発明の第１実施形態による燃料噴射弁における燃料の噴射方向を示す模式図である。 本発明の第１実施形態による燃料噴射弁における内側開口と噴射方向との関係を示す模式図である。 本発明の第１実施形態による燃料の噴射方向と燃料噴射弁の逃げ角との関係を示す特性図である。 本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の噴射ノズルの内側開口及び外側開口を形成する位置を決定する方法のフローチャートである。 本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の逃げ角と燃料の付着量との関係を示す特性図である。 本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の噴射ノズルの内側開口及び外側開口を形成する位置を決定する方法のフローチャートである。 本発明の第４実施形態による燃料噴射弁の噴射ノズルの模式図及び断面図である。 本発明の第５実施形態による燃料噴射弁の噴射ノズルの模式図及び断面図である。 本発明のその他の実施形態による燃料噴射弁の噴射ノズルの模式図及び断面図である。 本発明のその他の実施形態による燃料噴射弁の噴射ノズルの模式図及び断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料噴射弁１を図１、２に示す。なお、図１には、ニードル４０が弁座３４から離間する方向である開弁方向、およびニードル４０が弁座３４に当接する方向である閉弁方向を図示する。

燃料噴射弁１は、例えば図示しない直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射装置に用いられ、燃料としてのガソリンをエンジンに噴射供給する。燃料噴射弁１は、ハウジング２０、ニードル４０、可動コア４７、固定コア３５、コイル３８、スプリング２４、２６等を備える。

ハウジング２０は、図１に示すように、第１筒部材２１、第２筒部材２２、第３筒部材２３および噴射ノズル３０から構成されている。第１筒部材２１、第２筒部材２２および第３筒部材２３は、いずれも略円筒状に形成され、第１筒部材２１、第２筒部材２２、第３筒部材２３の順に同軸となるよう配置され、互いに接続している。

第１筒部材２１および第３筒部材２３は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により形成され、磁気安定化処理が施されている。第１筒部材２１および第３筒部材２３は、硬度が比較的低い。一方、第２筒部材２２は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料により形成されている。第２筒部材２２の硬度は、第１筒部材２１および第３筒部材２３の硬度よりも高い。

噴射ノズル３０は、第１筒部材２１の第２筒部材２２とは反対側の端部に設けられている。噴射ノズル３０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により有底筒状に形成されており、第１筒部材２１に溶接されている。噴射ノズル３０は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。噴射ノズル３０には、噴射部３０１及び筒部３０２が設けられている。

噴射部３０１は、燃料噴射弁１の中心軸と同軸のハウジング２０のφ０を対称軸として線対称に形成されている。燃料噴射弁１では、噴射部３０１の外壁３０３は中心軸φ０上の点を中心とする球面形状をなし、中心軸φ０の方向に突出するよう形成されている。噴射部３０１には、ハウジング２０の内部と外部とを連通する噴孔３１が複数形成されている。第１実施形態による噴射ノズル３０には、６個の噴孔３１が形成されている。また、噴孔３１のハウジング２０の内部側の開口である内側開口３２の縁には環状の弁座３４が形成されている。噴孔３１のハウジング２０の外部側の開口である外側開口３３は、噴射部３０１の外壁３０３に形成されている。噴射ノズル３０の詳細な構造は後述する。

筒部３０２は、噴射部３０１の径方向外側を囲み、噴射部３０１の外壁３０３が突出する方向とは反対側に延びるように設けられている。筒部３０２は、一方の端部が噴射部３０１に接続し、他方の端部が第１筒部材２１に接続している。

ニードル４０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により形成されている。ニードル４０は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。ニードル４０の硬度は、噴射ノズル３０の硬度とほぼ同等に設定されている。

ニードル４０は、ハウジング２０内に収容されている。ニードル４０は、軸部４１、シール部４２、および大径部４３等から構成されている。軸部４１、シール部４２、および大径部４３は一体に形成される。

軸部４１は、円筒棒状に形成されている。軸部４１のシール部４２近傍には、摺接部４５が形成されている。摺接部４５は、略円筒状に形成され、外壁４５１の一部が面取りされている。摺接部４５は、外壁４５１の面取りされていない部分が噴射ノズル３０の内壁と摺接可能である。これにより、ニードル４０は、弁座３４側の先端部での往復移動が案内される。軸部４１には、軸部４１の内壁と外壁とを接続する孔４６が形成されている。

シール部４２は、軸部４１の弁座３４側の端部に設けられ、弁座３４に当接可能である。ニードル４０は、シール部４２が弁座３４から離間または弁座３４に当接することにより噴孔３１の内側開口３２を開閉し、ハウジング２０の内部と外部とを連通または遮断する。

大径部４３は、軸部４１のシール部４２とは反対側に設けられている。大径部４３は、その外径が軸部４１の外径より大きくなるよう形成されている。大径部４３の弁座３４側の端面は、可動コア４７に当接している。

ニードル４０は、摺接部４５が噴射ノズル３０の内壁により支持され、軸部４１が可動コア４７を介して第２筒部材２２の内壁により支持されつつ、ハウジング２０の内部を往復移動する。

可動コア４７は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により略円筒状に形成され、表面には例えばクロムめっきが施されている。可動コア４７は、磁気安定化処理が施されている。可動コア４７の硬度は比較的低く、ハウジング２０の第１筒部材２１および第３筒部材２３の硬度と概ね同等である。可動コア４７の略中央には貫通孔４９が形成されている。貫通孔４９には、ニードル４０の軸部４１が挿通されている。

固定コア３５は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により略円筒状に形成されている。固定コア３５は、磁気安定化処理が施されている。固定コア３５の硬度は比較的低く、可動コア４７の硬度と概ね同等であるが、可動コア４７のストッパとしての機能を確保するために表面に例えばクロムめっきを施し、必要な硬度を確保している。固定コア３５は、ハウジング２０の第３筒部材２３と溶接され、ハウジング２０の内側に固定されるよう設けられている。

コイル３８は、略円筒状に形成され、ハウジング２０の特に第２筒部材２２および第３筒部材２３の径方向外側を囲むよう設けられている。コイル３８は、電力が供給されると磁力を生じる。コイル３８に磁力が生じるとき、固定コア３５、可動コア４７、第１筒部材２１および第３筒部材２３に磁気回路が形成される。これにより、固定コア３５と可動コア４７との間に磁気吸引力が発生し、可動コア４７は、固定コア３５に吸引される。このとき、可動コア４７の弁座３４側とは反対側の面に当接しているニードル４０は、可動コア４７とともに固定コア３５側、すなわち開弁方向へ移動する。

スプリング２４は、一端が大径部４３のスプリング当接面４３１に当接するよう設けられている。スプリング２４の他端は、固定コア３５の内側に圧入固定されたアジャスティングパイプ１１の一端に当接している。スプリング２４は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、スプリング２４は、ニードル４０を可動コア４７とともに弁座３４の方向、すなわち閉弁方向に付勢している。

スプリング２６は、一端が可動コア４７の段差面４８に当接するよう設けられている。スプリング２６の他端は、ハウジング２０の第１筒部材２１の内側に形成された環状の段差面２１１に当接している。スプリング２６は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、スプリング２６は可動コア４７をニードル４０とともに弁座３４とは反対の方向、すなわち開弁方向に付勢している。
本実施形態では、スプリング２４の付勢力は、スプリング２６の付勢力よりも大きく設定されている。これにより、コイル３８に電力が供給されていない状態では、ニードル４０のシール部４２は、弁座３４に着座した状態、すなわち閉弁状態となる。

第３筒部材２３の第２筒部材２２とは反対側の端部には、略円筒状の燃料導入パイプ１２が圧入および溶接されている。燃料導入パイプ１２の内側には、フィルタ１３が設けられている。フィルタ１３は、燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入した燃料の中の異物を捕集する。

燃料導入パイプ１２および第３筒部材２３の径方向外側は、樹脂によりモールドされている。当該モールド部分にコネクタ１５が形成されている。コネクタ１５には、コイル３８へ電力を供給するための端子１６がインサート成形されている。また、コイル３８の径方向外側には、コイル３８を覆うよう筒状のホルダ１７が設けられている。

燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入する燃料は、固定コア３５の径内方向、アジャスティングパイプ１１の内部、ニードル４０の大径部４３および軸部４１の内側、孔４６、第１筒部材２１とニードル４０の軸部４１との間の隙間を流通し、噴射ノズル３０の内部に導かれる。すなわち、燃料導入パイプ１２の導入口１４から第１筒部材２１とニードル４０の軸部４１との間の隙間までが、噴射ノズル３０の内部に燃料を導入する燃料通路１８となる。なお、燃料噴射弁１の作動時、可動コア４７の周囲は燃料で満たされた状態となる。

第１実施形態による燃料噴射弁１は、噴射ノズル３０に形成される噴孔３１の形状に特徴がある。ここでは、図２に基づいて噴射ノズル３０の形状を説明する。

図２（ａ）には、噴射ノズル３０を燃料噴射弁１の外部から燃料噴射弁１の軸方向に沿ってみた模式図を示す。また、図２（ｂ）には、図２（ａ）のｂ−ｂ線断面図を示す。

燃料噴射弁１は、噴射ノズル３０に形成される６個の噴孔３１から噴射される燃料の噴射方向がハウジング２０の中心軸φ０に対して一方の方向に偏る「サイド噴射」となっている（図４（ａ）参照）。このため、図２（ａ）に示すように、噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６の内側開口３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６は、中心軸φ０上の点を中心とする仮想円Ｃ１の円周上であり、かつ、中心軸φ０上の点に対して同じ角度間隔ごと、燃料噴射弁１では６０°間隔ごとに形成される。一方、噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６の外側開口３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６は、「サイド噴射」における燃料の噴射方向に応じて形成されている。

ここで、燃料噴射弁１の噴射ノズル３０の特性を表す「逃げ角」について、図２（ｂ）に基づいて説明する。
図２（ｂ）には、噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６のうち噴孔３１１の断面図を示す。ここで、噴孔３１１の内側開口３２１の中心Ｃ３２１と外側開口３３１の中心Ｃ３３１とを結ぶ直線を仮想直線Ｌ１とする。また、外側開口３３１の開口端３３０上の点を接点とする平面のうち仮想直線Ｌ１となす角度が最小となる平面を仮想平面Ｆ１とすると、仮想直線Ｌ１と仮想平面Ｆ１とがなす角度を逃げ角θ１とする。なお、仮想直線Ｌ１の方向は、噴孔３１１から噴射される燃料の噴射方向に等しくなる。図２（ｂ）では、噴孔３１１について説明しているが、他の噴孔３１２、３１３、３１４、３１５、３１６についても同様の定義で逃げ角が決定される。第１実施形態による燃料噴射弁１では、噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６それぞれの逃げ角θが最大となるように、内側開口３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６及び外側開口３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６が形成されている。

また、噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６それぞれの燃料の噴射方向となる仮想直線Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６を中心軸φ０に垂直な仮想平面上に投影したとき、自分自身の外側開口以外の外側開口上を通らないように内側開口３１及び外側開口３２は形成されている。具体的には、噴孔３１１の仮想直線Ａ１を当該仮想平面上に投影したとき、図２（ａ）に示すように、仮想直線Ａ１は噴孔３１１以外の噴孔３１２、３１３、３１４、３１５、３１６の外側開口３３２、３３３、３３４、３３５、３３６上以外の場所を通るように内側開口３２１及び外側開口３３１は形成されている。

燃料噴射弁１では、上述した所望の「サイド噴射」における噴射ノズル３０の外壁３０３への燃料の付着量を低減するため、噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６それぞれの内側開口３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６及び外側開口３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６を形成する位置を図３に示すフローに従って決定する。

最初のステップ（以下、「ステップ」を省略し、単に記号Ｓで示す）１０１において、噴射ノズルから噴射される燃料の噴射方向を極座標表示で表す。
燃料噴射弁１は、図４（ａ）に示すように、６個の噴孔３１からそれぞれ異なる方向ＩＪ１、ＩＪ２、ＩＪ３、ＩＪ４、ＩＪ５、ＩＪ６に燃料を噴射する。そこで、燃料の噴射方向を燃料噴射弁１から所定の距離にあり、かつ、ハウジング２０の中心軸φ０に直交する投影仮想平面Ｆ２上に表す。具体的には、燃料噴射弁１が燃料を噴射する方向を示した模式図である図４に示すように、投影仮想平面Ｆ２と燃料噴射弁１の燃料の噴射方向との交点を投影仮想平面Ｆ２上にプロットする。投影仮想平面Ｆ２上にプロットされた６個の点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６の位置をハウジング２０の中心軸φ０と投影仮想平面Ｆ２との交点Ｐ１を原点とする極座標表示で表す。図４（ｂ）では、投影仮想平面Ｆ２上において、交点Ｐ１から図４（ｂ）の紙面の上方に延びる直線を基準軸Ｘとし、当該基準軸から反時計回りの角度である偏角α及び交点Ｐ１からの距離である動径Ｒにより６個の点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６の極座標を決定する。例えば、点Ｊ１の極座標は、（Ｒ１、α１）となる。同様に、点Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６の極座標は、それぞれ（Ｒ２、α２）、（Ｒ３、α３）、（Ｒ４、α４）、（Ｒ５、α５）、（Ｒ６、α６）となる。なお、図４（ｂ）には、投影仮想平面Ｆ２上の方向を理解しやすいように、投影仮想平面Ｆ２上における基準軸Ｘに対して垂直に交わる第２の基準軸Ｙを記してある。

次に、Ｓ１０２において、６つの噴孔３１のうち一の噴孔の内側開口を任意の位置に配置するとともに、投影仮想平面Ｆ２上に投影し一の噴孔の内側開口の極座標表示における偏角βを決定する。ここでは、例えば、噴孔３１１の内側開口３２１を便宜的に基準軸上に投影する。したがって、この場合、噴孔３１１の内側開口３２１の偏角β１１は、０°となる。

次に、１回目のＳ１０３において、一の噴孔の内側開口の位置にあわせて他の噴孔の内側開口を投影仮想平面Ｆ２上に投影し極座標表示における偏角βを決定する。燃料噴射弁１では、内側開口３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６は、中心軸φ０上の点を中心とする仮想円Ｃ１の円周上であり、かつ、中心軸φ０上の点に対して同じ角度間隔ごと、燃料噴射弁１では６０°間隔ごとに形成される。このため、内側開口３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６を投影仮想平面Ｆ２上に投影すると、図５に示すように、内側開口３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６の投影仮想平面Ｆ２上の投影像Ｐ３２１、Ｐ３２２、Ｐ３２３、Ｐ３２４、Ｐ３２５、Ｐ３２６は、交点Ｐ１を中心とする仮想円Ｃ２の円周上であり、交点Ｐ１に対して６０°間隔ごとに位置する。このとき、内側開口３２１の基準軸Ｘに対する偏角β１１を用いると、噴孔３１２の内側開口３２２の基準軸Ｘに対する偏角β２１は偏角（β１１＋６０°）、噴孔３１３の内側開口３２３の基準軸Ｘに対する偏角β３１は偏角（β１１＋１２０°）、噴孔３１４の内側開口３２４の基準軸Ｘに対する偏角β４１は偏角（β１１＋１８０°）、噴孔３１５の内側開口３２５の基準軸Ｘに対する偏角β５１は偏角（β１１＋２４０°）、噴孔３１６の内側開口３２６の基準軸Ｘに対する偏角β６１は偏角（β１１＋３００°）と表すことができる。

次に、１回目のＳ１０４において、燃料の噴射方向の偏角αと内側開口の偏角βとの差の絶対値である角度差γを算出する。具体的には、燃料噴射弁１では、６個の噴孔３１のいずれもが６つの噴射方向のいずれかを噴射することを考慮する。そこで、例えば、Ｓ１０１において変換した燃料の噴射方向を表す極座標表示における偏角α１、α２、α３、α４、α５、α６と一の噴孔３１１の内側開口３２１の偏角β１１との差を算出する。図５に示すように、基準軸Ｘに対する内側開口３２１の偏角β１１と、基準軸Ｘに平行でありかつ投影像Ｐ３２１の中心を通る基準軸Ｘ１に対する燃料の噴射方向α１との関係から角度差γ１１は求められる。すなわち、燃料の噴射方向の偏角αと内側開口の偏角βとの差の絶対値である角度差γは、１つの噴孔に対して燃料の噴射方向の数だけ算出される。

具体的には、一の噴孔３１１が有する角度差γは、式（１）のように６個の計算式から表される。
γ１１＝｜α１−β１１｜、γ２１＝｜α２−β１１｜、γ３１＝｜α３−β１１｜、γ４１＝｜α４−β１１｜、γ５１＝｜α５−β１１｜、γ６１＝｜α６−β１１｜
・・・（１）
なお、角度差γ１１は、一の噴孔３１１が燃料の６つの噴射方向のうちの１つの噴射方向を表す偏角α１に燃料を噴射した場合、燃料の噴射方向の偏角と内側開口の偏角との差の絶対値である。また、角度差γ２１は、一の噴孔３１１が燃料の６つの噴射方向のうち１つの噴射方向を表す偏角α２に燃料を噴射した場合、燃料の噴射方向の偏角と内側開口の偏角との差の絶対値である。他の角度差γ３１、γ４１、γ５１、γ６１についても同様である。

他の噴孔３１２、３１３、３１４、３１５、３１６についても、同様に式（２）〜（６）に示すようにそれぞれ６個の角度差γが算出される。
γ１２＝｜α１−β２１｜、γ２２＝｜α２−β２１｜、γ３２＝｜α３−β２１｜、γ４２＝｜α４−β２１｜、γ５２＝｜α５−β２１｜、γ６２＝｜α６−β２１｜
・・・（２）
γ１３＝｜α１−β３１｜、γ２３＝｜α２−β３１｜、γ３３＝｜α３−β３１｜、γ４３＝｜α４−β３｜、γ５３＝｜α５−β３１｜、γ６３＝｜α６−β３１｜
・・・（３）
γ１４＝｜α１−β４１｜、γ２４＝｜α２−β４１｜、γ３４＝｜α３−β４１｜、γ４４＝｜α４−β４１｜、γ５４＝｜α５−β４１｜、γ６４＝｜α６−β４１｜
・・・（４）
γ１５＝｜α１−β５１｜、γ２５＝｜α２−β５１｜、γ３５＝｜α３−β５１｜、γ４５＝｜α４−β５１｜、γ５５＝｜α５−β５１｜、γ６５＝｜α６−β５１｜
・・・（５）
γ１６＝｜α１−β６１｜、γ２６＝｜α２−β６１｜、γ３６＝｜α３−β６１｜、γ４６＝｜α４−β６１｜、γ５６＝｜α５−β６１｜、γ６１＝｜α６−β６１｜
・・・（６）

次に、１回目のＳ１０５において、角度差γの余弦値ｃｏｓγを算出する。ここでは、Ｓ１０４において算出された複数の角度差γの余弦値ｃｏｓγをそれぞれ算出する。すなわち、燃料噴射弁１では、３６個の余弦値ｃｏｓγが算出される。

Ｓ１０５において算出される角度差γの余弦値ｃｏｓγと逃げ角θとの間には所定の相関関係がある。図６に燃料噴射弁１における角度差γの余弦値ｃｏｓγと逃げ角θとの関係を示す。図６の実線ＦＬ１に示すように、余弦値ｃｏｓγが大きくなると逃げ角θも大きくなる。また、Ｓ１０１において求められた燃料の噴射方向の動径Ｒｉ（ｉはいずれも１〜６の整数）の大きさにより、角度差γの余弦値ｃｏｓγと逃げ角θとの大小関係は変化する。具体的には、動径Ｒｉが大きくなると、角度差γの余弦値ｃｏｓγと逃げ角θとの大小関係は比較的小さくなり、実線ＦＬ１より小さい点線ＤＬ１のようになる。また、動径Ｒｉが小さくなると、角度差γの余弦値ｃｏｓγと逃げ角θとの大小関係は比較的大きくなり、実線ＦＬ１より大きい点線ＤＬ２のようになる。

次に、１回目のＳ１０６において、噴孔３１の余弦値ｃｏｓγの総和Σｃｏｓγが最大となる角度差γの組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]（ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗ、ｘは、１〜６の整数のいずれかであってそれぞれ異なる整数）を求める。ここで、角度差γの組み合わせにおける条件について説明する。
Ｓ１０４において算出される噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６の角度差γ（式（１）〜（６））は、それぞれの噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６において１つの噴孔が６つの噴射方向全てに燃料を噴射する場合を想定し算出された角度差γである。したがって、６つの噴孔３１の余弦値ｃｏｓγの総和Σｃｏｓγが最大となる角度差γの組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]を考える場合、例えば、偏角α１の噴射方向に燃料を噴射する噴孔として一の噴孔３１１が選択される場合、他の噴孔３１２、３１３、３１４、３１５、３１６は偏角α１の噴射方向に燃料を噴射する噴孔として選択されることはない。すなわち、２つの噴孔から６つの噴射方向の１つの噴射方向に燃料を噴射することはない。

したがって、余弦値ｃｏｓγの大きさにのみに着目した場合、例えば、余弦値ｃｏｓγ１１と余弦値ｃｏｓγ１２とを含む角度差γの組み合わせが最も大きくなるが、この組み合わせでは噴孔３１１と噴孔３１２とがいずれも噴射方向α１に燃料を噴射することとなり、この組み合わせでは図４に示すような所望の噴射方向に燃料を噴射することはできない。したがって、噴孔３１１の余弦値ｃｏｓγとして余弦値ｃｏｓγ１１を選択すると、他の噴孔３１２、３１３、３１４、３１５、３１６は、偏角α１の噴射方向以外の他の偏角α２、α３、α４、α５、α６の噴射方向の中から余弦値ｃｏｓγが大きくなる組み合わせを選択する。
Ｓ１０６では、このようにして、１つの燃料の噴射方向に対して１つの噴孔が当てはまるよう６つの噴孔３１の余弦値ｃｏｓγの総和Σｃｏｓγが最大となる組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]を求める。ここで、余弦値ｃｏｓγの総和Σｃｏｓγの最大値を最大値ｍａｘΣｃｏｓγと表す。

次に、１回目のＳ１０７において、１回目のＳ１０６で求めた余弦値ｃｏｓγの総和Σｃｏｓγが最大となる角度差γの組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]が１つに決まるか否かを判定する。１回目のＳ１０６において、余弦値ｃｏｓγの総和Σｃｏｓγの大きさを比較した結果、総和Σｃｏｓγが最大となる角度差γの組み合わせが２つ以上存在することも考えられる。したがって、１回目のＳ１０７において、角度差γの組み合わせが１回目のＳ１０６において１つに決まっているか否かを判定する。角度差γの組み合わせが１つに決まっている場合、Ｓ１０９に進む。１回目のＳ１０６で求めた角度差γの組み合わせが２つ以上である場合、Ｓ１０８に進む。
１回目のＳ１０８において、１回目のＳ１０６で求められた角度差γの組み合わせのうち、Ｓ１０１において求められた燃料の噴射方向の動径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６と噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６それぞれの余弦値ｃｏｓγとの積Ｒｉｃｏｓγｉｊ（ｉ、ｊはいずれも１〜６の整数）の総和ΣＲｃｏｓγが最大となる角度差γの組み合わせを選択する。１回目のＳ１０８で１つの角度差γの組み合わせを選択した後、Ｓ１０９に進む。

次に、１回目のＳ１０９において、角度差γの組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]の余弦値ｃｏｓγの総和Σｃｏｓγの最大値ｍａｘΣｃｏｓγが比較値Ｍ以上か否かを判定する。本処理を開始するとき、比較値Ｍは０に設定されている。そこで、１回目のＳ１０９において、最大値ｍａｘΣｃｏｓγが０以上か否かを判定する。最大値ｍａｘΣｃｏｓγが０以上である場合、Ｓ１１０に進む。１回目のＳ１１０において、比較値Ｍを１回目のＳ１０６または１回目のＳ１０８において求められた角度差γの組み合わせにおける余弦値ｃｏｓγの総和Σｃｏｓγの最大値ｍａｘΣｃｏｓγの値に更新し、Ｓ１１１に進む。また、最大値ｍａｘΣｃｏｓγが０より小さい場合、比較値Ｍを更新することなく、Ｓ１１１に進む。

次に、１回目のＳ１１１において、Ｓ１０３からＳ１１０までの工程を「所定の回数」繰り返したか否かを判定する。第１実施形態の燃料噴射弁１では、Ｓ１０２において、複数の噴孔のうち一の噴孔３１１を、例えば、基準軸上に配置しており、一の噴孔３１１が基準軸以外の位置に形成されることにより比較値Ｍが大きくなる場合が考えられる。そこで、１回目のＳ１１１における「所定の回数」として、１周３６０°を噴射ノズル３１に形成されている噴孔３１の数、すなわち、第１実施形態では３６０を６で割って得られる６０を算出し、Ｓ１０３からＳ１１０までの工程を６０回繰り返したか否かを判定する。１回目のＳ１１１においてはＳ１０３からＳ１１０までの工程を「所定の回数」繰り返していないため、Ｓ１１２に進む。
１回目のＳ１１２において、１回目のＳ１０３において仮に配置された一の噴孔の内側開口の偏角に所定の角度を加える。第１実施形態では、「所定の値」を１°に設定し、噴孔３１１の内側開口３２１の偏角β１１に１°を加えた値（β１１＋１）を新たな偏角β１２とする。具体的には、Ｓ１０２において偏角β１１は０°としているため、１回目のＳ１１２では、新たな偏角β１２として１°が算出される。１回目のＳ１１２において、新たな偏角を偏角β１２とすると、２回目のＳ１０３に戻る。その後、２回目のＳ１０３からＳ１０７またはＳ１０８まで前述した処理に沿って進む。

次に２回目のＳ１０９において、偏角β１２における角度差γの組み合わせの余弦値ｃｏｓγの総和Σｃｏｓγの最大値ｍａｘΣｃｏｓγが比較値Ｍ以上か否かを判定する。比較値Ｍは、０または１回目のＳ１１０において更新された値となっている。２回目のＳ１０９において、偏角β１２における角度差γの組み合わせの余弦値ｃｏｓγの総和Σｃｏｓγの最大値ｍａｘΣｃｏｓγが０または1回目のＳ１１０において更新された値以上の場合、２回目のＳ１１０に進み、比較値Ｍが偏角β１２における最大値ｍａｘΣｃｏｓγに更新される。比較値Ｍを更新したのち、２回目のＳ１１１に進む。
また、偏角β１２における最大値ｍａｘΣｃｏｓγが０または１回目のＳ１１０において更新された値より小さい場合、比較値Ｍを更新することなく、２回目のＳ１１１に進む。

次に、２回目のＳ１１１において、Ｓ１０３からＳ１１０までの工程を「所定の回数」繰り返したか否かを判定する。上述したように、２回目のＳ１１１では、Ｓ１０３からＳ１１０までの工程を「所定の回数」である６０回繰り返していないため、２回目のＳ１１２に進む。２回目のＳ１１２において、噴孔３１の内側開口３２１の偏角β１２に１を加えた値（β１２＋１）を新たな偏角β１３とする。２回目のＳ１１２において、新たな偏角を偏角β１３とすると、３回目のＳ１０３に戻る。

このように、第１実施形態による燃料噴射弁１における６つの噴孔３１の内側開口３２及び外側開口３３を形成する位置を決定するフローでは、Ｓ１０３からＳ１１０までを「所定の回数」繰り返し、Ｓ１１１において、Ｓ１０３からＳ１１０までの工程が所定の回数繰り返されたと判定される場合、Ｓ１１３に進む。
最後にＳ１１３において、最大の比較値Ｍが求められた角度差γの組み合わせ［γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６］に基づいて噴孔３１の内側開口３２及び外側開口３３の位置が決定される。

第１実施形態による燃料噴射弁１では、燃料の噴射方向の偏角αと内側開口の偏角βとの差の絶対値である角度差γを用いて、角度差γの余弦値ｃｏｓγの総和Σｃｏｓγが最大となるよう内側開口３２及び外側開口３３が形成される。図６に示すように、角度差γの余弦値ｃｏｓγが大きくなるほど逃げ角θは大きくなる。これにより、噴孔から燃料が噴射されるときハウジングの外壁に付着する燃料の量を低減することができる。したがって、ハウジングの外壁に付着した燃料が燃焼することにより生成される粒子状物質の生成量を低減することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による燃料噴射弁を図７〜９に基づいて説明する。第２実施形態は、噴射部の形状及び噴孔を形成する位置を求める方法が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態による燃料噴射弁では、図７に示すように、噴射ノズル３０の噴射部３０１の外壁３０３が略テーパ状に形成されている。第２実施形態による燃料噴射弁２では、図８に示すフローチャートに従って噴孔３１の内側開口３２及び外側開口３３を形成する位置を決定する。

Ｓ２０１からＳ２０４までは、第１実施形態による燃料噴射弁１の噴孔３１の内側開口３２及び外側開口３３の位置を決定する方法と同じである。すなわち、Ｓ２０１において噴射ノズルから噴射される燃料の噴射方向を極座標表示で表す（第１実施形態のＳ１０１）。次に、Ｓ２０２において噴孔３１のうち一の噴孔の内側開口を任意の位置に配置するとともに、投影仮想平面Ｆ２上に投影し極座標における偏角を決定する（第１実施形態のＳ１０２）。次に、１回目のＳ２０３において噴孔３１のうち一の噴孔以外の他の噴孔の内側開口を投影仮想平面Ｆ２上に投影し極座標表示における偏角を決定する（第１実施形態のＳ１０３）。次に、１回目のＳ２０４において、燃料の噴射方向の偏角と内側開口の偏角との差の絶対値である角度差γを算出する（第１実施形態のＳ１０４）。

次に、１回目のＳ２０５において、噴孔３１の逃げ角θを算出する。第２実施形態による燃料噴射弁では、１回目のＳ２０１で求めた噴射方向の動径Ｒ及び１回目のＳ２０４で求めた角度差γから噴孔３１それぞれの逃げ角θを算出する。
具体的には、一の噴孔３１１に形成される可能性がある逃げ角θは、定数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて式（１）のように６個の計算式から表される。
θ１１＝Ａ×Ｒ１＋Ｂ×ｃｏｓγ１１＋Ｃ、θ２１＝Ａ×Ｒ２＋Ｂ×ｃｏｓγ２１＋Ｃ、θ３１＝Ａ×Ｒ３＋Ｂ×ｃｏｓγ３１＋Ｃ、θ４１＝Ａ×Ｒ４＋Ｂ×ｃｏｓγ４１＋Ｃ、θ５１＝Ａ×Ｒ５＋Ｂ×ｃｏｓγ５１＋Ｃ、θ６１＝Ａ×Ｒ１＋Ｂ×ｃｏｓγ６１＋Ｃ・・・（７）
なお、逃げ角θ１１は、一の噴孔３１１が燃料の６つの噴射方向のうちの１つの噴射方向を表す偏角α１に燃料を噴射した場合の噴孔３１１の仮想直線Ｌ１と仮想平面Ｆ１とがなす角度である。他の逃げ角θ２１、θ３１、θ４１、θ５１、θ６１についても同様である。また、定数Ａ、Ｂ、Ｃは、噴射部３０１の外壁３０３の形状、例えば、曲率半径や噴射部３０１の直径などにより決定される

他の噴孔３１２、３１３、３１４、３１５、３１６についても、同様に式（８）〜（１２）に示すようにそれぞれ６個の逃げ角θが算出される。
θ１２＝Ａ×Ｒ１＋Ｂ×ｃｏｓγ１２＋Ｃ、θ２２＝Ａ×Ｒ２＋Ｂ×ｃｏｓγ２２＋Ｃ、θ３２＝Ａ×Ｒ３＋Ｂ×ｃｏｓγ３２＋Ｃ、θ４２＝Ａ×Ｒ４＋Ｂ×ｃｏｓγ４２＋Ｃ、θ５２＝Ａ×Ｒ５＋Ｂ×ｃｏｓγ５２＋Ｃ、θ６２＝Ａ×Ｒ６＋Ｂ×ｃｏｓγ６２＋Ｃ・・・（８）
θ１３＝Ａ×Ｒ１＋Ｂ×ｃｏｓγ１３＋Ｃ、θ２３＝Ａ×Ｒ２＋Ｂ×ｃｏｓγ２３＋Ｃ、θ３３＝Ａ×Ｒ３＋Ｂ×ｃｏｓγ３３＋Ｃ、θ４３＝Ａ×Ｒ４＋Ｂ×ｃｏｓγ４３＋Ｃ、θ５３＝Ａ×Ｒ５＋Ｂ×ｃｏｓγ５３＋Ｃ、θ６３＝Ａ×Ｒ６＋Ｂ×ｃｏｓγ６３＋Ｃ・・・（９）
θ１４＝Ａ×Ｒ１＋Ｂ×ｃｏｓγ１４＋Ｃ、θ２４＝Ａ×Ｒ２＋Ｂ×ｃｏｓγ２４＋Ｃ、θ３４＝Ａ×Ｒ３＋Ｂ×ｃｏｓγ３４＋Ｃ、θ４４＝Ａ×Ｒ４＋Ｂ×ｃｏｓγ４４＋Ｃ、θ５４＝Ａ×Ｒ５＋Ｂ×ｃｏｓγ５４＋Ｃ、θ６４＝Ａ×Ｒ６＋Ｂ×ｃｏｓγ６４＋Ｃ・・・（１０）
θ１５＝Ａ×Ｒ１＋Ｂ×ｃｏｓγ１５＋Ｃ、θ２５＝Ａ×Ｒ２＋Ｂ×ｃｏｓγ２５＋Ｃ、θ３５＝Ａ×Ｒ３＋Ｂ×ｃｏｓγ３５＋Ｃ、θ４５＝Ａ×Ｒ４＋Ｂ×ｃｏｓγ４５＋Ｃ、θ５５＝Ａ×Ｒ５＋Ｂ×ｃｏｓγ５５＋Ｃ、θ６５＝Ａ×Ｒ６＋Ｂ×ｃｏｓγ６５＋Ｃ・・・（１１）
θ１６＝Ａ×Ｒ１＋Ｂ×ｃｏｓγ１６＋Ｃ、θ２６＝Ａ×Ｒ２＋Ｂ×ｃｏｓγ２６＋Ｃ、θ３６＝Ａ×Ｒ３＋Ｂ×ｃｏｓγ３６＋Ｃ、θ４６＝Ａ×Ｒ４＋Ｂ×ｃｏｓγ４６＋Ｃ、θ５６＝Ａ×Ｒ５＋Ｂ×ｃｏｓγ５６＋Ｃ、θ６６＝Ａ×Ｒ６＋Ｂ×ｃｏｓγ６６＋Ｃ・・・（１２）

次に、１回目のＳ２０６において、逃げ角θが７２°以上となる組み合わせ[θｓ１、θｔ２、θｕ３、θｖ４、θｗ５、θｘ６]（ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗ、ｘは、１〜６の整数のいずれかであってそれぞれ異なる整数）を求め、当該組み合わせ[θｓ１、θｔ２、θｕ３、θｖ４、θｗ５、θｘ６]が１通りに決まるか否かを判定する。
図９に逃げ角θと噴射ノズルの外壁に付着する燃料の量との関係を示す。発明者らは、逃げ角θが７２°以上の大きさになると、噴射ノズルの外壁に付着する燃料の量が比較的少なくなることを実験的に見いだしている。そこで、１回目のＳ２０５で算出した噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６それぞれの逃げ角θが７２°以上となるように噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６の逃げ角θを組み合わせる。

一方で、１回目のＳ２０６において、逃げ角θが７２°以上となるように噴孔３１と噴射方向とを組み合わせた結果、当該組み合わせが２つ以上存在することや当該組み合わせが存在しないことも考えられる。
そこで、１回目のＳ２０６では、組み合わせ[θｓ１、θｔ２、θｕ３、θｖ４、θｗ５、θｘ６]が１通りに決まるか否かを判定する。組み合わせが１通りに決まる場合、Ｓ２０８に進む。１回目のＳ２０６において、組み合わせが２つ以上となる場合、または、逃げ角θが７２°以上となる噴孔３１の組み合わせがない場合、１回目のＳ２０７に進み、６つの噴孔３１の逃げ角θの総和Σθが最も大きくなる組み合わせ[θｓ１、θｔ２、θｕ３、θｖ４、θｗ５、θｘ６]を選択する。

次に、１回目のＳ２０８において、Ｓ２０６またはＳ２０７で選択した組み合わせ[θｓ１、θｔ２、θｕ３、θｖ４、θｗ５、θｘ６]における逃げ角θが全て７２°以上であるか否かを判定する。
逃げ角θが全て７２°以上となる組み合わせ[θｓ１、θｔ２、θｕ３、θｖ４、θｗ５、θｘ６]である場合、Ｓ２１０に進む。Ｓ２１０において、しきい値Ｋが０であるか否かを判定する。しきい値Ｋは、図８に示すフローチャートにおいて、特定のフローに進むか否かを判定するためのしきい値であって、本処理を開始するとき、しきい値Ｋは０に設定されている。１回目のＳ２１０の場合、Ｓ２１２に進み、Ｓ２１２において、しきい値Ｋを１とする。
また、逃げ角θが７２°より小さい組み合わせ[θｓ１、θｔ２、θｕ３、θｖ４、θｗ５、θｘ６]である場合、Ｓ２０９に進む。Ｓ２０９において、しきい値Ｋが０であるか否かを判定する。前述したように、１回目のＳ２１０の場合、しきい値Ｋは０に設定されているため、Ｓ２１１に進む。１回目のＳ２１１において、６つの噴孔３１の逃げ角θの総和Σθの最大値ｍａｘΣθが比較値Ｍ以上か否かを判定する。本処理を開始するとき、比較値Ｍは０に設定されている。１回目のＳ２１１において、最大値ｍａｘΣθが０以上である場合、Ｓ２１３に進む。また、最大値ｍａｘΣθが０より小さい場合、Ｓ２１４に進む。

次に、１回目のＳ２１３において、比較値Ｍを最大値ｍａｘΣθの値に更新する。

次に、１回目のＳ２１４において、第１実施形態のＳ１１１と同様に、Ｓ２０３からＳ２１３までの工程を「所定の回数」繰り返したか否かを判定する。１回目のＳ２１４においてはＳ１０３からＳ１１０までの工程を所定の回数繰り返していないため、Ｓ２１５に進む。
１回目のＳ２１５において、１回目のＳ２０３において仮に配置された一の噴孔の内側開口の偏角に所定の角度を加える。第２実施形態では、「所定の値」を１°に設定し、噴孔３１１の内側開口３２１の偏角β１１に１°を加えた値（β１１＋１）を新たな偏角β１２とする。その後、２回目のＳ２０３に戻る。その後、２回目のＳ２０３からＳ２０８まで前述した処理に沿って進む。

次に２回目のＳ２０８において、２回目のＳ２０６またはＳ２０７で選択した組み合わせ[θｓ１、θｔ２、θｕ３、θｖ４、θｗ５、θｘ６]における逃げ角θが全て７２°以上であるか否かを判定する。組み合わせ[θｓ１、θｔ２、θｕ３、θｖ４、θｗ５、θｘ６]における逃げ角θが７２°以上となる組み合わせである場合、Ｓ２１０に進む。Ｓ２１０において、１回目のＳ２１２においてしきい値Ｋ＝１とされている場合、Ｓ２１１に進む。また、組み合わせ[θｓ１、θｔ２、θｕ３、θｖ４、θｗ５、θｘ６]における逃げ角θが７２°以上となる組み合わせでない場合、Ｓ２０９に進む。２回目のＳ２０９において、しきい値Ｋは１回目のＳ２１２においてしきい値Ｋ＝１とされている場合、Ｓ２１１に進む。２回目のＳ２１１において、６つの噴孔３１の逃げ角θの総和Σθの最大値ｍａｘΣθが比較値Ｍ以上か否かを判定する。１回目のＳ２１１において設定されている比較値Ｍと比較し、２回目のＳ２０６またはＳ２０７で選択した組み合わせの逃げ角θの総和Σθの最大値ｍａｘΣθが比較値Ｍ以上の場合、Ｓ２１３に進む。また、２回目のＳ２０６またはＳ２０７で選択した組み合わせの逃げ角θの総和Σθの最大値ｍａｘΣθが比較値Ｍより小さい場合、Ｓ２１４に進む。
２回目のＳ２１３において、比較値Ｍの値を２回目のＳ２０６またはＳ２０７で選択した組み合わせの逃げ角θの総和Σθの最大値ｍａｘΣθに変更する。

次に、２回目のＳ２１４において、Ｓ２０３からＳ２１３までの工程を「所定の回数」繰り返したか否かを判定する。２回目のＳ２１４では、Ｓ２０３からＳ２１３までの工程を「所定の回数」繰り返していないため、Ｓ２１５に進む。２回目のＳ２１５において、噴孔３１の内側開口３２１の偏角β１２に１を加えた値（β１２＋１）を新たな偏角β１３とする。２回目のＳ２１５において、新たな偏角を偏角β１３とすると、３回目のＳ２０３に戻る。

このように、第２実施形態による燃料噴射弁１における噴孔３１の内側開口３２及び外側開口３３を形成する位置を決定するフローでは、Ｓ２０３からＳ２１３までを「所定の回数」繰り返し、Ｓ２１４において、Ｓ２０３からＳ２１３までの工程が所定の回数繰り返されたと判定される場合、Ｓ２１６に進む。
最後にＳ２１６において、最大の比較値Ｍを算出した組み合わせ［θｓ１、θｔ２、θｕ３、θｖ４、θｗ５、θｘ６］に基づいて噴孔３１の内側開口３２及び外側開口３３の位置が決定される。

第２実施形態による燃料噴射弁では、逃げ角θが７２°以上、または、逃げ角θの総和Σθが最大となるように噴孔が形成される。これにより、第２実施形態による燃料噴射弁は、第１実施形態と同じ効果を奏する。

また、第２実施形態による燃料噴射弁では、噴孔３１が形成される噴射部３０１の外壁３０３はテーパ状に形成されている。図８に示したフローチャートを用いることにより噴射部の外壁が球面形状でない場合でも噴孔の逃げ角θを最大にする位置に内側開口及び外側開口を形成することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による燃料噴射弁を図１０に基づいて説明する。第３実施形態は、噴孔を形成する位置を求める方法が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第３実施形態による燃料噴射弁では、図１０に示すフローチャートに従って噴孔３１の内側開口３２及び外側開口３３を形成する位置を決定する。

Ｓ３０１からＳ３０５までは、第１実施形態による燃料噴射弁１の噴孔３１の内側開口３２及び外側開口３３の位置を決定する方法と同じである。すなわち、Ｓ３０１において噴射ノズルから噴射される燃料の噴射方向を極座標表示で表す（第１実施形態のＳ１０１）。次に、Ｓ３０２において噴孔３１のうち一の噴孔の内側開口を任意の位置に配置するとともに、投影仮想平面Ｆ２上に投影し極座標における偏角を決定する（第１実施形態のＳ１０２）。次に、１回目のＳ３０３において噴孔３１のうち一の噴孔以外の他の噴孔の内側開口を投影仮想平面Ｆ２上に投影し極座標表示における偏角を決定する（第１実施形態のＳ１０３）。次に、１回目のＳ３０４において、燃料の噴射方向の偏角と内側開口の偏角との差の絶対値である角度差γを算出する（第１実施形態のＳ１０４）。次に、１回目のＳ３０５において、角度差γの余弦値ｃｏｓγを算出する（第１実施形態のＳ１０５）。

次に、１回目のＳ３０６において、６つの噴孔３１それぞれの余弦値ｃｏｓγの最小値ｍｉｎ（ｃｏｓγ）が最大となる角度差γの組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]を求める。第１実施形態の図６でも示したように、角度差γの余弦値ｃｏｓγは大きいほど逃げ角θは大きくなる。そこで、Ｓ３０６では、６つの噴孔３１それぞれの余弦値ｃｏｓγの最小値ｍｉｎ（ｃｏｓγ）が最大となる角度差γの組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]を次のように考える。
６つの噴孔３１と燃料の噴射方向との組み合わせは、７２０通り考えられる。これらの組み合わせのうち、ある組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]において、角度差γの余弦値ｃｏｓγが最小となる角度差γが必ず存在する。この各組み合わせにおける最小の余弦値を最小余弦値ｍｉｎ（ｃｏｓγ）とすると、７２０通りの組み合わせそれぞれに最小余弦値ｍｉｎ（ｃｏｓγ）が存在する。そこで、Ｓ３０６において、７２０通りの最小余弦値ｍｉｎ（ｃｏｓγ）のうち最大の最小余弦値ｍａｘ｛ｍｉｎ（ｃｏｓγ）｝をもつ角度差γの組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]を求める。これにより、１回目のＳ３０６において、一の噴孔３１１が特定の偏角を有するときの噴射ノズル３０の外壁３０３に最も燃料が付着しにくい６つの噴孔３１の配置を求めることができる。

次に、１回目のＳ３０７において、１回目のＳ３０６で求めた最大の最小余弦値ｍａｘ｛ｍｉｎ（ｃｏｓγ）｝をもつ角度差γの組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]が１通りに決まるか否かを判定する。１回目のＳ３０６において、余弦値ｃｏｓγの最小値ｍｉｎ（ｃｏｓγ）の大きさを比較した結果、最大の最小余弦値ｍａｘ｛ｍｉｎ（ｃｏｓγ）｝をもつ角度差γの組み合わせが２つ以上存在することも考えられる。したがって、１回目のＳ３０７において、角度差γの組み合わせが１回目のＳ３０６において１通りに決まっているか否かを判定する。角度差γの組み合わせが１通りに決まっている場合、Ｓ３０９に進む。１回目のＳ３０６で求めた角度差γの組み合わせが２つ以上である場合、Ｓ３０８に進む。１回目のＳ３０８において、１回目のＳ３０６で求められた角度差γの組み合わせのうち、噴孔３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６それぞれの余弦値ｃｏｓγの総和が最大となる角度差γの組み合わせを選択する。１回目のＳ３０８で１つの角度差γの組み合わせを選択した後、Ｓ３０９に進む。

次に、１回目のＳ３０９において、１回目のＳ３０６またはＳ３０８において求められた組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]における最大の最小余弦値ｍａｘ｛ｍｉｎ（ｃｏｓγ）｝が比較値Ｍ以上であるか否かを判定する。本処理を開始するとき、比較値Ｍは０に設定されている。そこで、１回目のＳ３０９において、最大の最小余弦値ｍａｘ｛ｍｉｎ（ｃｏｓγ）｝が０以上か否かを判定する。最大の最小余弦値ｍａｘ｛ｍｉｎ（ｃｏｓγ）｝が０以上である場合、Ｓ３１０に進む。１回目のＳ３１０において、比較値ＭをＳ３０６またはＳ３０８において求められた組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]における最大の最小余弦値ｍａｘ｛ｍｉｎ（ｃｏｓγ）｝の値に更新し、Ｓ３１１に進む。また、比較値Ｍが最大の最小余弦値ｍａｘ｛ｍｉｎ（ｃｏｓγ）｝が０より小さい場合、比較値Ｍを更新することなく、Ｓ３１１に進む。

次に、１回目のＳ３１１において、第１実施形態のＳ１１１と同様に、Ｓ３０３からＳ３１０までの工程を「所定の回数」繰り返したか否かを判定する。１回目のＳ３１１においてはＳ３０３からＳ３１０までの工程を所定の回数繰り返していないため、Ｓ３１２に進む。
１回目のＳ３１２において、１回目のＳ３０３において仮に配置された一の噴孔の内側開口の偏角に所定の角度を加える。第３実施形態では、「所定の値」を１°に設定し、噴孔３１１の内側開口３２１の偏角β１１に１°を加えた値（β１１＋１）を新たな偏角β１２とする。その後、２回目のＳ３０３に戻る。その後、２回目のＳ３０３からＳ３１０まで前述した処理に沿って進む。

その後、６つの噴孔３１の内側開口３２及び外側開口３３を形成する位置を決定するフローでは、Ｓ３０３からＳ３１０までを「所定の回数」繰り返し、Ｓ３１１において、Ｓ３０３からＳ３１０までの工程が所定の回数繰り返されたと判定される場合、Ｓ３１３に進む。
最後にＳ３１３において、最大の比較値Ｍが求められた角度差γの組み合わせ[γｓ１、γｔ２、γｕ３、γｖ４、γｗ５、γｘ６]に基づいて噴孔３１の内側開口３２及び外側開口３３の位置が決定される。

第３実施形態による燃料噴射弁では、逃げ角θが７２°以上、または、最大の最小余弦値ｍａｘ｛ｍｉｎ（ｃｏｓγ）｝が大きくなるように噴孔が形成される。これにより、第３実施形態による燃料噴射弁は、第１実施形態と同じ効果を奏する。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による燃料噴射弁を図１１に基づいて説明する。第４実施形態は、第３実施形態と異なり、噴射ノズルの噴射部の外壁に凹部が形成されている点が異なる。なお、第３実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第４実施形態による燃料噴射弁４は、６つの噴孔３１のうち逃げ角θが比較的小さい噴孔３１２、３１３、３１４、３１５の外側開口３３２、３３３、３３４、３３５の縁部に凹部３６２、３６３、３６４、３６５が形成されている。凹部３６２、３６３、３６４、３６５は、図１１（ａ）に示すように、それぞれ外側開口３３２、３３３、３３４、３３５の縁部から噴射部３０１と筒部３０２との接続線３０４まで延びるように形成されている。

図１１（ｂ）に外側開口３３２の縁部に形成される凹部３６２の断面図を示す。図１１（ｂ）には、凹部３６２を形成しない場合の噴射部３０１の輪郭線を仮想面Ｖ１で示す。
凹部３６２は、仮想面Ｖ１より噴射ノズル３０内部側に凹むように形成されている。凹部３６２を形成する内壁のうち外側開口３３２の開口端上の点を接点とする仮想平面を投影仮想平面Ｆ２１とし、凹部３６２を形成しない場合の外側開口３３７の開口端上の点を接点とする仮想平面を投影仮想平面Ｆ２０とする。このとき、噴孔３１２の内側開口３２２の中心Ｃ３２２と外側開口３３２の中心Ｃ３３２とを結ぶ直線を仮想直線Ｌ７と投影仮想平面Ｆ２１とがなす逃げ角θ２１は、仮想直線Ｌ７と投影仮想平面Ｆ２０とがなす逃げ角θ２０より大きくなる。すなわち、外側開口の縁部に凹部を形成することにより逃げ角θを大きくすることができる。これにより、第４実施形態による燃料噴射弁４は、第１実施形態と同じ効果を奏する。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態による燃料噴射弁を図１２に基づいて説明する。第５実施形態は、第４実施形態と異なり、凹部の形状が異なる。なお、第３実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第５実施形態による燃料噴射弁５では、６つの噴孔３１のうち逃げ角θが比較的小さい噴孔３１２、３１３、３１４、３１５の外側開口３３２、３３３、３３４、３３５の縁部には凹部３７２、３７３、３７４、３７５が形成されている。凹部３７２、３７３、３７４、３７５は、図１２（ａ）に示すように、それぞれ外側開口３３２、３３３、３３４、３３５の縁部のみに形成されている。

図１２（ｂ）に外側開口３３２の縁に形成される凹部３７２の断面図を示す。図１２（ｂ）には、凹部３７２を形成しない場合の噴射部３０１の輪郭線を仮想面Ｖ１で示す。
凹部３７２は、仮想面Ｖ１より噴射ノズル３０内部側に凹むように形成されている。凹部３７２は、外側開口３３２の開口端を含む底面３８２と、底面３８２より噴孔３１２の内側開口３２２の中心Ｃ３２２と外側開口３３２の中心Ｃ３３２とを結ぶ直線である仮想直線Ｌ８の方向に立ち上がるよう形成される側面３９２と、から形成されている。

燃料噴射弁５の凹部３７２は、図１２（ｂ）に示すように、外側開口３３２および凹部３７２を仮想直線Ｌ８に直交する直交仮想平面Ｆ３上に投影したとき、直交仮想平面Ｆ３上に投影される外側開口３３２の開口端Ｒ３３２上の点Ｅ３３２から直交仮想平面Ｆ３上に投影される凹部３７２の底面３８２の外周端Ｒ３８２上の点のうち点Ｅ３３２に最も近い点Ｅ３８２までの距離Ｄ１が０．２ｍｍより小さくなるように形成されている。このとき、凹部３７２を仮想直線Ｌ８に対して平行な平行仮想平面Ｆ４上に投影される凹部３７２の外周端Ｒ３８２上の点Ｆ３８２から平行な仮想平面Ｆ４上に投影される凹部３７２の開口端Ｓ３８２上の点Ｇ３８２間での距離Ｄ２は、０．１ｍｍ以下となるよう形成されている。なお、ここでは、凹部３７２について説明したが、他の凹部３７３、３７４、３７５も同様である。

第５実施形態による燃料噴射弁５では、噴孔３１２、３１３、３１４、３１５において、噴孔３１２、３１３、３１４、３１５の外側開口３３２、３３３、３３４、３３５の縁に凹部３７２、３７３、３７４、３７５が形成されている。これにより、逃げ角θが比較的小さい噴孔３１に対して逃げ角θを大きくすることができる。したがって、第５実施形態による燃料噴射弁５は、第１実施形態と同じ効果を奏する。

（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、噴孔の数は６個とした。しかしながら、噴孔の数はこれに限定されない。１つ以上あればよい。

（イ）上述の実施形態では、噴射ノズルの噴射部の外壁は中心軸の方向に突出するよう形成されるとした。しかしながら、噴射部の形状はこれに限定されない。図１３に示す燃料噴射弁６のように、噴射部３０１の倍壁３０３は、外部側から内部側に凹むように形成されていてもよい。

（ウ）上述の実施形態では、噴孔の内側開口の大きさと外側開口の大きさとは同じであるとした。しかしながら、内側開口の大きさと外側開口の大きさの関係はこれに限定されない。図１４に示す燃料噴射弁７のように、外側開口３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６は、その大きさが内側開口３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６の大きさより大きく形成されてもよい。

（エ）上述の実施形態では、「所定の値」を１°とした。しかしながら、「所定の値」はこれに限定されない。１°より大きくてもよいし、１°より小さくてもよい。

（オ）上述の第２実施形態では、噴射部の外壁はテーパ状に形成されているとした。しかしながら、外壁の形状はこれに限定されない。

（カ）上述の第４実施形態では、凹部は、距離Ｄ１が０．２ｍｍより小さくなるように形成され、かつ、距離Ｄ２が０．１ｍｍ以下となるよう形成されるとした。しかしながら、距離Ｄ１、Ｄ２の関係はこれに限定されない。距離Ｄ１が０．２ｍｍ以上の場合、距離Ｄ２は０．２ｍｍ以下となるよう凹部は形成されてもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１、２、４、５、６、７・・・燃料噴射弁、
２０ ・・・ハウジング、
３１、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６・・・噴孔、
３２、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６・・・内側開口、
３３、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６・・・外側開口、
３３０ ・・・開口端、
３５ ・・・固定コア、
３８ ・・・コイル、
４０ ・・・ニードル、
４７ ・・・可動コア、
Ｃ３２１、Ｃ３３１ ・・・中心、
Ｆ１ ・・・仮想平面（第１仮想平面）、
Ｌ１ ・・・仮想直線、
θ ・・・逃げ角。

Claims (11)

1. 軸方向の一端に形成され燃料が噴射される複数の噴孔（３１）、複数の前記噴孔の周囲に形成される弁座（３４）、および、複数の前記噴孔への燃料が流通する燃料通路（１８）を形成する筒状のハウジング（２０）と、
   前記ハウジング内に軸方向に往復移動可能に設けられ、前記弁座に離間または当接するとき前記噴孔を開閉するニードル（４０）と、
   通電されるとき磁界を発生するコイル（３８）と、
   前記ハウジング内で前記コイルが発生する磁界内に固定される固定コア（３５）と、
   前記固定コアの前記弁座側に設けられ、前記ニードルとともに前記ハウジングの軸方向に往復移動可能に収容され、前記コイルに通電されるとき前記固定コアの方向に吸引される可動コア（４７）と、
   を備え、
   複数の前記噴孔が形成される前記ハウジングの噴射部（３０１）は、外壁（３０３）が前記ハウジングの中心軸（φ０）を対称軸として線対称となるよう形成され、
   前記ハウジングの内壁に形成される複数の前記噴孔のそれぞれの内側開口（３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６）及び前記ハウジングの外壁（３０３）に形成される複数の前記噴孔のそれぞれの外側開口（３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６）は、複数の前記噴孔のうち一の噴孔の前記内側開口の中心（Ｃ３２１）と当該一の噴孔の前記外側開口の中心（Ｃ３３１）とを結ぶ仮想直線（Ｌ１）と前記外側開口の開口端（３３０）上の点を接点とする平面のうち前記仮想直線となす角度が最小となる仮想平面（Ｆ１）とがなす角度である逃げ角（θ）が最大となるよう形成され、
   複数の前記噴孔のそれぞれの前記内側開口及び前記外側開口は、前記噴孔から噴射される燃料の噴射方向及び前記内側開口を前記中心軸に直交する投影仮想平面（Ｆ２）に投影したとき、前記中心軸と前記投影仮想平面との交点（Ｐ１）を通る前記投影仮想平面上の基準軸（Ｘ）に対する前記投影仮想平面上の前記噴射方向の角度（α）と前記基準軸に対する前記投影仮想平面上の前記内側開口の投影像（Ｐ３２１、Ｐ３２２、Ｐ３２３、Ｐ３２４、Ｐ３２５、Ｐ３２６）が位置する角度（β）との差の絶対値（γ）の余弦値の総和が最大となるように形成されることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記内側開口及び前記外側開口は、前記逃げ角が所定の角度以上となるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記所定の角度は、７２度であることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記内側開口及び前記外側開口は、前記投影仮想平面上の前記噴射方向の動径（Ｒ）と前記余弦値との積の総和が最大となるよう形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
5. 複数の前記噴孔の前記内側開口及び前記外側開口は、前記投影仮想平面に投影したとき、前記基準軸に対する前記投影仮想平面上の前記内側開口の投影像（Ｐ３２１、Ｐ３２２、Ｐ３２３、Ｐ３２４、Ｐ３２５、Ｐ３２６）が位置する角度（β）と前記基準軸に対する前記投影仮想平面上の前記噴射方向の角度（α）との差の絶対値（γ）の余弦値のうち最小の余弦値が最大となることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
6. 前記内側開口及び前記外側開口は、前記余弦値の総和が最大となるよう形成されることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射弁。
7. 複数の前記内側開口は、同一円（Ｃ１）の円周上に形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
8. 前記投影仮想平面上に投影された前記一の噴孔の前記仮想直線の投影像は、前記投影仮想平面上に投影された前記一の噴孔を除く他の噴孔の前記外側開口の投影像以外の位置を通ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
9. 前記外側開口（３３２、３３３、３３４、３３５）を形成する縁部は、前記逃げ角が所定の角度以上となるよう凹部（３６２、３６３、３６４、３６５、３７２、３７３、３７４、３７５）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
10. 前記凹部は、前記外側開口および前記凹部を前記仮想直線に直交する直交仮想平面上（Ｆ３）に投影したとき前記直交仮想平面上に投影された前記外側開口の開口端上の点（Ｅ３３２）から前記直交仮想平面上に投影された前記凹部の底面の外周端上の点のうち少なくとも１点（Ｅ３８２）までの距離（Ｄ１）が０．２ｍｍより小さいとき、前記凹部を前記仮想直線に平行な平行仮想平面（Ｆ４）上に投影したとき前記平行仮想平面上に投影された前記底面の外周端上の点（Ｆ３８２）から前記平行仮想平面上に投影された前記凹部の開口端上の点（Ｇ３８２）までの距離（Ｄ２）が０．１ｍｍ以下となるよう形成されることを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射弁。
11. 前記凹部は、前記外側開口および前記凹部を前記仮想直線に直交する直交仮想平面（Ｆ３）上に投影したとき前記直交仮想平面上に投影された前記外側開口の開口端上の点（Ｅ３３２）から前記直交仮想平面上に投影された前記凹部の底面の外周端上の点のうち少なくとも１点（Ｅ３８２）までの距離（Ｄ１）が０．２ｍｍ以上であるとき、前記凹部を前記仮想直線に平行な平行仮想平面（Ｆ４）上に投影したとき前記平行仮想平面上に投影された前記底面の外周端上の点（Ｆ３８２）から前記平行仮想平面上に投影された前記凹部の開口端上の点（Ｇ３８２）までの距離（Ｄ２）が０．２ｍｍ以下となるよう形成されることを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射弁。

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