JP6229424B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、気体燃料用の燃料噴射弁に関する。

燃料が気体の場合、液体の場合に比べて噴射された燃料の貫徹力が低いため、噴射された燃料が空気と混合しにくい。そこで、特許文献１では、以下に説明する第１噴孔および第２噴孔を備えた燃料噴射弁が開示されている。すなわち、第１噴孔から噴射された直後の気体燃料と、第２噴孔から噴射された直後の気体燃料とが衝突するように、両噴孔は配置されている。これによれば、燃料同士の衝突により燃料の流れが大きく乱れるので、燃料と空気の混合を促進できる。

特開２００９−２８１２７４号公報

しかしながら、上述の如く燃料同士の衝突により混合を十分に促進させるためには、衝撃波が形成される程度の高圧で気体燃料を噴射させることが要求される。そのため、燃料噴射弁に供給される気体燃料の圧力が十分に高くなければ、燃料と空気の混合促進の効果は殆ど発揮されない。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、低圧噴射であっても空気との混合を十分に促進できるようにした燃料噴射弁を提供することにある。

ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示される発明は、気体燃料が噴射される噴孔（６０ａ、６０ｂ）が形成された噴孔形成部材（６１）と、噴孔を開閉させるように作動する弁体（４０）と、を備え、噴孔は、噴射直後の気体燃料が噴孔形成部材の中心軸線の周りに環状に分布するように形成されており、環状に分布する気体燃料の外周に沿って環状に延びる壁面（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆ）が形成された、壁面形成部材（６２）を備え、壁面は、噴孔から噴射された気体燃料の流通路（６０ｒ）を形成し、かつ、燃料流れの下流側であるほど流通路の直径が増大していく形状であり、かつ、中心軸線の側に凸となる向きに湾曲した部分を有し、壁面形成部材に形成された壁面と、噴孔の外周側の壁面である噴孔外周側壁面とは、段差を有することなく連続して繋がっていることを特徴とする。

上記発明によれば、燃料を環状に分布するように噴射させつつ、燃料の外周に沿って環状に延びる壁面を備える。そのため、環状分布の状態に噴射された燃料は、コアンダ効果により上記壁面に沿って流れることとなる。よって、環状分布状態の燃料が、噴射方向の下流側において環状の中心に集まるように流れることを抑制できる。そのため、燃料と空気との接触面積が小さくなることを抑制できるようになるので、低圧の燃料を噴孔から噴射させる場合であっても、燃料と空気との混合を十分に促進できるようになる。

本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁を吸気管に取り付けた状態を示す断面図。 図１に示す噴孔ボデーを、燃料流れの上流側から見た平面図。 図１に示す噴孔ボデー、弁体、シール材および吸気管を、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見た断面図。 図３のＩＶ矢視図。 図３に示す噴射状態において、噴孔下流側の圧力分布を示す断面図。 本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁を吸気管に取り付けた状態を示す断面図。 本発明の第３実施形態に係る燃料噴射弁を吸気管に取り付けた状態を示す断面図。 本発明の第４実施形態に係る燃料噴射弁を吸気管に取り付けた状態を示す断面図。 本発明の第５実施形態に係る燃料噴射弁を吸気管に取り付けた状態を示す断面図。 本発明の第６実施形態に係る燃料噴射弁を吸気管に取り付けた状態を示す断面図。 本発明の第７実施形態に係る燃料噴射弁において、噴孔ボデーを燃料流れの上流側から見た平面図。

以下に、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
図１に示す燃料噴射弁１は車両に搭載されたものであり、内燃機関の燃焼に用いる気体燃料を噴射する。気体燃料の具体例としては、ＣＮＧ（Compressed Natural Gas）、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）、水素等が挙げられる。車両に搭載された図示しない燃料タンクには、気体燃料が圧縮された状態で貯蔵されている。燃料タンク内の気体燃料は、圧力調整弁により圧力調整された後に燃料噴射弁１へ供給される。

燃料噴射弁１は、内燃機関の吸気管２に取り付けられており、燃料噴射弁１から噴射された気体燃料は、吸気管２内部の吸気通路２ａへ流入し、吸入空気と混合しながら燃焼室（図示せず）へ流入する。より詳細に説明すると、吸気管２は、１つの燃焼室に形成された複数の吸気ポートへ分岐する形状である。そして、吸気管２のうち分岐部分の上流側に燃料噴射弁１は取り付けられている。燃料噴射弁１から噴射された気体燃料は、吸気通路２ａに沿って分岐した後に、各吸気ポートから燃焼室へ流入する。

燃料噴射弁１は、樹脂製ハウジング１０および金属製ハウジング１１を備える。これらのハウジング１０、１１は筒状に形成されている。ハウジング１０、１１の筒状内部には、以下に説明するコイル２０、上側磁性体２１、非磁性体２２、下側磁性体２３が収容されている。なお、金属製ハウジング１１の先端部分には、Ｏリング１２が取り付けられており、吸気管２と金属製ハウジング１１との間をＯリング１２がシールする。

コイル２０は、非磁性体２２の外周側に配置されており、燃料噴射弁１の外部から電力供給されて磁力線を発生する。上側磁性体２１、非磁性体２２および下側磁性体２３は同一径寸法の円筒形状であり、燃料流れの上流側から下流側に向かう順に、上側磁性体２１、非磁性体２２および下側磁性体２３は隣接して配置されている。上側磁性体２１および非磁性体２２の内周面には、円筒形状の固定コア３０が固定されている。非磁性体２２および下側磁性体２３の内周面には、弁体４０が移動可能な状態で組み付けられている。弁体４０の移動方向は、弁体４０の中心軸線Ｃ（図３参照）の方向に一致する。

弁体４０のうち固定コア３０の反対側の端面には、シール材５０が取り付けられている。シール材５０には弾性変形可能な材質（例えばフッ素ゴム）が用いられている。下側磁性体２３のうち非磁性体２２の反対側の端部には、噴孔６０ａが形成された噴孔ボデー６０が取り付けられている。

下側磁性体２３のうち噴孔ボデー６０が挿入組み付けされている部分を、以下、拡径部２３ｂと呼ぶ。弁体４０を内部に収容する部分を、以下、弁体収容部と呼ぶ。拡径部２３ｂは弁体収容部に比べて円筒内周面の径寸法が拡大した形状である。図１の例では、拡径部２３ｂの外径寸法は、弁体収容部の外径寸法と同じである。つまり、拡径部２３ｂの厚さ寸法は弁体収容部の厚さ寸法よりも小さい。

図２に示すように、噴孔６０ａは、弁体４０の中心軸線Ｃの周りに延びる形状である。噴孔６０ａは、同一円上において周方向に複数並べて配置されている。図１および図３に示すように、噴孔ボデー６０は、噴孔６０ａが形成された円板形状のプレート部６１と、プレート部６１の外周端から燃料流れの下流側へ円筒状に延びる円筒部６２と、を有する。噴孔６０ａは、中心軸線Ｃの方向にプレート部６１を貫通する形状である。プレート部６１および円筒部６２は、１つの金属母材をプレス加工して一体に形成されている。なお、特許請求の範囲に記載の「噴孔形成部材」はプレート部６１に相当し、「壁面形成部材」は円筒部６２に相当する。

プレート部６１の燃料流れ下流側の面６１ｃは、中心軸線Ｃに対して垂直に広がる平坦な形状である。一方、プレート部６１の燃料流れ上流側の面には、シール材５０に向けて突出する内側リップ部６１ａおよび外側リップ部６１ｂが形成されている。これらのリップ部６１ａ、６１ｂは、中心軸線Ｃの周りに環状に延びる形状である。内側リップ部６１ａは、複数の噴孔６０ａに対して中心軸線Ｃ側に位置し、外側リップ部６１ｂは、複数の噴孔６０ａに対して中心軸線Ｃの反対側に位置する。リップ部６１ａ、６１ｂは、シール材５０が噴孔ボデー６０に密着している時の面圧を高めて、シール材５０と噴孔ボデー６０との間のシール性を向上させるものである。

図３に示すように、弁体４０には、中心軸線Ｃに沿って燃料を流通させる中心通路４２、および中心通路４２から分岐する分岐通路４３が形成されている。中心通路４２の上流側部分を、以下、バネ収容室４１と呼ぶ。バネ収容室４１には弾性部材３２が収容されており、バネ収容室４１の下流側段差部に、弾性部材３２の下流側端部は接触して支持される。弾性部材３２の上流側端部は調整部材３１に接触して支持される。調整部材３１は円筒形状であり、固定コア３０の内周面に圧入固定されている。調整部材３１を固定コア３０に圧入する挿入量により、弾性部材３２から弁体４０に付与される弾性力が調整されている。

コイル２０への電力供給を停止させると、弾性部材３２の弾性力により弁体４０は閉弁作動する。そして、弁体４０が閉弁作動することに伴い、シール材５０は噴孔ボデー６０に密着して噴孔６０ａを閉鎖する。これにより、噴孔６０ａからの燃料噴射が停止される。

一方、コイル２０へ電力供給すると、上側磁性体２１、固定コア３０、弁体４０、下側磁性体２３および金属製ハウジング１１は磁気回路を形成し、固定コア３０と弁体４０との間で磁気吸引力が生じる。この磁気吸引力により、弁体４０は固定コア３０の側へ移動する。以下、この移動をリフトアップと呼ぶ。そして、弁体４０の上端面４０ａが固定コア３０の下端面３０ｂに接触した時点で移動停止する。つまり、閉弁時における上端面４０ａと下端面３０ｂとのギャップが、弁体４０の最大リフト量に相当する。このように弁体４０をリフトアップさせると、図３に示すようにシール材５０がリップ部６１ａ、６１ｂから離れ、以下に説明するように燃料が噴孔６０ａから噴射される。

すなわち、燃料タンクから燃料噴射弁１に供給される燃料は、上側磁性体２１の内部２１ａを流通した後、調整部材３１の内部３１ａ、固定コア３０の内部３０ａ、中心通路４２を順に流通する。図３中の矢印Ｆ１に示すように、中心通路４２内の燃料は、シール材５０の貫通穴５１を流通した後、内側リップ部６１ａとシール材５０との隙間を通じて噴孔６０ａの流入口６０ｉへ流入する。以下、この隙間のことを内側隙間Ｓ１と呼ぶ。

また、図３中の矢印Ｆ２に示すように、中心通路４２から分岐通路４３へ流れた燃料は、弁体４０の外周面と下側磁性体２３の内周面との間で形成される燃料溜り室２３ａへ流入する。その後、燃料溜り室２３ａ内の燃料は、外側リップ部６１ｂとシール材５０との隙間を通じて噴孔６０ａの流入口６０ｉ（図３参照）へ流入する。以下、この隙間のことを外側隙間Ｓ２と呼ぶ。

要するに、矢印Ｆ１、Ｆ２に示すように、噴孔６０ａの外側と内側の両方から燃料が流入口６０ｉに流入し、その後、噴孔６０ａの流出口６０ｏから円筒部６２の内部空間へ噴射される。以下、この空間のことを流通路６０ｒと記載する。流通路６０ｒへ噴射された燃料は、円筒部６２の壁面６２ａに沿って吸気通路２ａへ流入し、吸気管２の壁面に沿って吸気通路２ａ内を拡がる。以下、この壁面のことを外部壁面２ｂと記載する。その後、吸気通路２ａへ流入した燃料は、吸入空気と混合しながら燃焼室へ流入する。

燃料噴射弁１に供給される燃料は、上述した各通路の狭小部分で絞られて圧力損失した後に噴孔６０ａから噴射される。したがって、最も狭小な部分の流路断面積、および燃料タンクから供給される燃料の圧力による影響を大きく受けて、噴孔６０ａから噴射される燃料の噴射率が主に決まる。噴射率とは、単位時間あたりの燃料噴射量のことである。上述した最も狭小な部分のことを、以下、最大絞り部と呼ぶ。

噴孔６０ａの流入口６０ｉにおける流路断面積のことを、以下、シート絞り面積と呼ぶ。シート絞り面積は、最大リフトアップ時における、内側隙間Ｓ１および外側隙間Ｓ２の面積の和である。すなわち、内側リップ部６１ａの周長に最大リフト量を乗じた面積と、外側リップ部６１ｂに最大リフト量の周長を乗じた面積との和が、シート絞り面積である。弁体４０に形成された中心通路４２の流路断面積は、シート絞り面積よりも小さく設定されており、この中心通路４２の部分が最大絞り部となるように設定されている。

中心軸線Ｃ方向においてシール材５０の下流側端面には、シール面５２が形成されている。シール面５２は、中心通路４２の周りに環状に延びる形状であり、中心軸線Ｃに対して垂直に拡がる平坦形状である。シール面５２は、内側リップ部６１ａおよび外側リップ部６１ｂに対向する位置に配置されている。弁体４０が閉弁作動すると、これらのリップ部６１ａ、６１ｂにシール面５２が密着して噴孔６０ａを閉塞する。

次に、円筒部６２の壁面６２ａの形状と、噴孔６０ａから噴射された燃料の流れについて、図３、図４および図５を用いて詳細に説明する。

円筒部６２は、吸気管２に形成された取付穴２ｃに嵌め込まれており、円筒部６２の壁面６２ａは、取付穴２ｃのエッジ部２ｐとプレート部６１のエッジ部６１ｐとを繋ぐように拡がる形状である。プレート部６１のエッジ部６１ｐは、下流側の面６１ｃのうち、噴孔６０ａの外周に沿って延びる円形の形状である（図４参照）。取付穴２ｃのエッジ部２ｐは、プレート部６１のエッジ部６１ｐよりも径方向外側、かつ、中心軸線Ｃ方向の下流側に位置する。したがって、壁面６２ａは、噴孔６０ａから噴射された燃料の流通路６０ｒを形成し、かつ、燃料流れの上流側から下流側にかけて流通路６０ｒの通路断面積が増大する形状に形成されている。

以下の説明では、壁面６２ａのうち最上流部分、つまりエッジ部６１ｐと接触する部分を含む所定範囲を上流壁面Ｗ１と呼ぶ。壁面６２ａのうち最下流部分、つまりエッジ部２ｐと接触する部分を含む所定範囲を下流壁面Ｗ２と呼ぶ。壁面６２ａのうち上流壁面Ｗ１と下流壁面Ｗ２の間に位置する部分を中間壁面Ｗ３と呼ぶ。中心軸線Ｃに対する壁面６２ａの接線の傾きを壁面傾きと呼ぶ。したがって、図３に示す断面視において、壁面６２ａ上の壁面傾きが大きい箇所であるほど、燃料流方向において流通路６０ｒの直径が急激に増大していく。

図３の例では、上流壁面Ｗ１は、中心軸線Ｃに対して平行に拡がる形状であるため、上流壁面Ｗ１における壁面傾きはゼロである。したがって、壁面６２ａのうち上流壁面Ｗ１以外の部分のいずれの箇所と比較しても、上流壁面Ｗ１の壁面傾きは小さい。また、噴孔６０ａの外周側の壁面と上流壁面Ｗ１とは、段差を有することなく連続して繋がっている。

下流壁面Ｗ２は、中心軸線Ｃに対して垂直に拡がる形状であるため、下流壁面Ｗ２における壁面傾きは無限大である。したがって、壁面６２ａのうち下流壁面Ｗ２以外の部分のいずれの箇所と比較しても、下流壁面Ｗ２の壁面傾きは大きい。また、下流壁面Ｗ２と外部壁面２ｂとは、段差を有することなく連続して繋がっている。詳細には、下流壁面Ｗ２のうち外部壁面２ｂと繋がる部分の壁面傾きが、外部壁面２ｂのうち下流壁面Ｗ２と繋がる部分の壁面傾きと一致する。

中間壁面Ｗ３は、下流側であるほど壁面傾きが徐々に大きくなる形状であり、中心軸線Ｃの側に凸となる向きに湾曲した形状である。詳細には、中間壁面Ｗ３の曲率は、下流側であるほど大きくなる。つまり、下流側であるほど曲がり度合いが大きくなる。

また、上流壁面Ｗ１、下流壁面Ｗ２および中間壁面Ｗ３から構成される壁面６２ａの全体において、壁面傾きは下流側であるほど大きくなる。つまり、下流側であるほど、曲がり度合いが大きくなる。

以上に詳述した構成によれば、流通路６０ｒ内の圧力分布は、図５中の実線Ｐに示す状態になる。すなわち、噴孔６０ａから噴射された直後の燃料は高速の噴流状態になっているので、ベルヌーイの定理にしたがって噴流内の静圧が低下した状態になっている。具体的には、噴孔６０ａ近傍の圧力、つまり環状噴流内部の圧力Ｐ１が、プレート部６１に対向する部分である雰囲気圧力、つまり環状噴流の内側の圧力Ｐ２よりも低くなる。一方、環状噴流の外側には円筒部６２が存在するので、図５中の点線Ｐ３に示すような圧力分布は存在しなくなる。すなわち、環状噴流内部の低い圧力Ｐ１の部分は、円筒部６２の壁面６２ａに隣接して分布する。

そのため、噴孔６０ａから噴射された燃料は、以下に説明するコアンダ効果の原理によって壁面６２ａに沿って流れることとなる。すなわち、環状噴流内部の圧力Ｐ１が雰囲気圧力よりも低いため、噴流の周囲に位置する空気（つまり雰囲気）が噴流に巻き込まれようとする。

以下、噴射直後の燃料環状内側に位置する空気を内側空気と記載し、燃料の環状外側に位置する空気を外側空気と記載する。噴射直後の燃料は環状に分布するため、図３中の矢印Ｆａに示すように、内側空気は圧力Ｐ１、Ｐ２の差圧により噴流Ｆ３に巻き込まれる。しかも、図３中の矢印Ｆｂに示すように、燃料の環状内側部分には、燃料噴射方向の下流側から上流側に向かう空気の流れが生じるので、噴流Ｆ３には内側空気が常時巻き込まれるようになる。

一方、外側空気については、円筒部６２の存在により、内側空気の如く噴流に巻き込まれるような空気の流れは生じない。そのため、噴射直後の燃料には、環状内側から空気が流入するものの、環状外側からは殆ど流入しないので、燃料は、内側空気により環状の外側へ押されて、円筒部６２の壁面６２ａに押し付けられる。つまり、噴流Ｆ３が近くの壁面６２ａに引き寄せられるといったコアンダ効果が生じる。そのため、円筒部６２の壁面６２ａに沿って燃料は流れていく。

以上により、本実施形態によれば、噴孔６０ａは、噴射直後の燃料が中心軸線Ｃの周りに環状に分布するように形成されており、円筒部６２を備えることにより、環状に分布する燃料の外周に沿って環状に延びる壁面６２ａが形成されている。そのため、環状分布の状態に噴射された燃料が、先述したコアンダ効果により壁面６２ａに引き寄せられるようになる。よって、噴射された燃料が径方向に拡散していくので、燃料と空気との接触面積が拡大していく。したがって、燃料噴射弁１に供給される燃料の圧力が低くても、噴射後の燃料と空気との混合を十分に促進できるようになる。

また、このように燃料を径方向に拡散させることができるので、吸気管２へ流出した燃料が複数の吸気ポートへ分岐するにあたり、各々の吸気ポートへ流入させる燃料の量がばらつくことを抑制できる。

さらに本実施形態では、壁面６２ａは、噴孔６０ａから噴射された気体燃料の流通路６０ｒを形成し、かつ、燃料流れの下流側であるほど流通路６０ｒの直径が増大していく形状である。

これによれば、噴流が壁面６２ａに沿って流れると、噴流の環状直径が流通路６０ｒ内で増大していくことになる。よって、流通路６０ｒから流出した後において、壁面６２ａから離れた燃料が環状の中央に集まって塊になることを抑制できる。そのため、燃料が径方向に拡散していくことを促進できる。

ここで、壁面傾きが小さいほど、噴流Ｆ３が壁面６２ａから乖離しにくくなる。但し、壁面傾きをゼロ（つまり中心軸線Ｃに平行）にすると、燃料を径方向へ十分に拡散できなくなる。したがって、壁面６２ａから乖離しない程度に最大限に壁面傾きを大きくすることが、燃料を拡散させる上では望ましい。また、壁面６２ａから乖離した状態の噴流Ｆ３を壁面６２ａに近づけることは困難であるが、一旦壁面６２ａに引き寄せられた噴流Ｆ３は、壁面６２ａから乖離しにくくなる。したがって、壁面６２ａのうち最上流部分については、壁面傾きを小さくして噴流Ｆ３を壁面６２ａに引き寄せておき、それ以外の下流部分において、壁面傾きを大きくして拡散促進を図ることが望ましい。

これらの点を鑑み、本実施形態では、壁面６２ａのうち最上流部分を含む上流壁面Ｗ１における壁面傾きは、壁面６２ａのうち上流壁面Ｗ１以外の部分における壁面傾きよりも小さく設定されている。そのため、流通路６０ｒ内の限られた空間において、燃料を効率良く拡散できる。

さらに本実施形態では、内燃機関の吸気通路２ａへ燃料を噴射する燃料噴射弁１において、壁面６２ａは、吸気通路２ａの壁面である外部壁面２ｂと、段差を有することなく連続して繋がっている。

これによれば、壁面６２ａに沿って流れた噴流Ｆ３は、流通路６０ｒから流出した後、さらに外部壁面２ｂに沿って流れるように促される。よって、流通路６０ｒから流出した後においても燃料が径方向に拡散していくことを促進できる。

（第２実施形態）
図３に示す上記第１実施形態では、上流壁面Ｗ１、下流壁面Ｗ２および中間壁面Ｗ３により壁面６２ａが構成されている。そして、上流壁面Ｗ１は中心軸線Ｃに平行、下流壁面Ｗ２は中心軸線Ｃに垂直、中間壁面Ｗ３は内側に凸となる向きに湾曲した形状である。これに対し、図６に示す本実施形態では、壁面６２ｂの上流壁面Ｗ１が、流通路６０ｒの直径を徐々に大きくするテーパ形状に形成されている。

また、壁面６２ｂは、燃料流れの下流側であるほど流通路６０ｒの直径が増大していく形状である。上流壁面Ｗ１における壁面傾きは、壁面６２ｂのうち上流壁面Ｗ１以外の部分における壁面傾きよりも小さく設定されている。壁面６２ｂは、吸気通路２ａの壁面である外部壁面２ｂと、段差を有することなく連続して繋がっている。

本実施形態によっても、上述したコアンダ効果により噴流Ｆ３が壁面６２ｂに引き寄せられるので、噴射された燃料を径方向に拡散させることができ、燃料と空気との接触面積を拡大できる。

（第３実施形態）
図３に示す上記第１実施形態では、噴孔６０ａの外周側の壁面と円筒部６２の壁面６２ａとは、段差を有することなく連続して繋がっている。これに対し、図７に示す本実施形態では、噴孔６０ａの外周側の壁面と円筒部６２の壁面６２ｃとは段差を有して繋がっている。換言すれば、プレート部６１のエッジ部６１ｐが、噴孔６０ａから外周側に離れた位置に存在する。

また、壁面６２ｃは、燃料流れの下流側であるほど流通路６０ｒの直径が増大していく形状である。上流壁面Ｗ１における壁面傾きは、壁面６２ｃのうち上流壁面Ｗ１以外の部分における壁面傾きよりも小さく設定されている。壁面６２ｃは、吸気通路２ａの壁面である外部壁面２ｂと、段差を有することなく連続して繋がっている。

本実施形態によっても、上述したコアンダ効果により噴流Ｆ３が壁面６２ｃに引き寄せられるので、噴射された燃料を径方向に拡散させることができ、燃料と空気との接触面積を拡大できる。但し、図３の如く、段差を有することなく連続して壁面６２ａが繋がっている方が、噴射直後において噴流が壁面６２ａに吸い付くようになるので、壁面６２ａに沿って流れることを促進できる点で有利である。

（第４実施形態）
図３に示す上記第１実施形態では、吸気管２の外部壁面２ｂと円筒部６２の壁面６２ａとは、段差を有することなく連続して繋がっている。これに対し、図８に示す本実施形態では、外部壁面２ｂと円筒部６２の壁面６２ｄとは段差を有して繋がっている。換言すれば、取付穴２ｃのエッジ部２ｐが、壁面２ｄから中心軸線Ｃ方向の下流側に離れた位置に存在する。

また、壁面６２ｄは、燃料流れの下流側であるほど流通路６０ｒの直径が増大していく形状である。上流壁面Ｗ１における壁面傾きは、壁面６２ｄのうち上流壁面Ｗ１以外の部分における壁面傾きよりも小さく設定されている。

本実施形態によっても、上述したコアンダ効果により噴流Ｆ３が壁面６２ｄに引き寄せられるので、噴射された燃料を径方向に拡散させることができ、燃料と空気との接触面積を拡大できる。但し、図３の如く、段差を有することなく連続して壁面６２ａが繋がっている方が、流通路６０ｒの下流側において、噴流Ｆ３が外部壁面２ｂに沿って拡散することを促進できる点で有利である。

（第５実施形態）
図９に示す本実施形態では、噴孔６０ａの外周側の壁面と円筒部６２の壁面６２ｅとは段差を有して繋がっている。また、外部壁面２ｂと円筒部６２の壁面６２ｅとは段差を有して繋がっている。本実施形態によっても、上述したコアンダ効果により噴流Ｆ３が壁面６２ｄに引き寄せられるので、噴射された燃料を径方向に拡散させることができ、燃料と空気との接触面積を拡大できる。

（第６実施形態）
図３に示す上記第１実施形態では、噴孔６０ａは、中心軸線Ｃの方向にプレート部６１を貫通するストレート形状である。これに対し、図１０に示す本実施形態では、噴孔６０ｂは、中心軸線Ｃに対して傾いた方向にプレート部６１を貫通する形状であり、燃料流れの下流側であるほど中心軸線Ｃから離れていく向きに傾斜するテーパ形状である。また、本実施形態に係る壁面６２ｆの上流壁面Ｗ１は、噴孔６０ｂの貫通方向に平行であり、中心軸線Ｃに対して傾いている。

また、壁面６２ｆは、燃料流れの下流側であるほど流通路６０ｒの直径が増大していく形状である。上流壁面Ｗ１における壁面傾きは、壁面６２ｆのうち上流壁面Ｗ１以外の部分における壁面傾きよりも小さく設定されている。壁面６２ｆは、吸気通路２ａの壁面である外部壁面２ｂと、段差を有することなく連続して繋がっている。

本実施形態によっても、上述したコアンダ効果により噴流Ｆ３が壁面６２ｆに引き寄せられるので、噴射された燃料を径方向に拡散させることができ、燃料と空気との接触面積を拡大できる。しかも、噴孔６０ａが、径方向に拡散する向きに傾いたテーパ形状であるため、噴射された燃料を径方向に拡散させることを促進できる。

（第７実施形態）
図２に示す上記第１実施形態では、噴孔６０ａは、中心軸線Ｃ方向から見て中心軸線Ｃの周りに延びる形状である。これに対し、図１１に示す本実施形態では、噴孔６０ｂは、中心軸線Ｃ方向から見て円形である。そして、複数の噴孔６０ｂが中心軸線Ｃの周りに等間隔に並べて配置されている。また、上記第１実施形態に係る噴孔６０ａはプレス加工されていたが、本実施形態に係る噴孔６０ｂはドリル加工されている。

本実施形態によっても、上述したコアンダ効果により、噴射された燃料を径方向に拡散させることができる。但し、本実施形態では噴孔６０ｂの数が多くなるので、プレート部６１のうち、周方向において噴孔６０ｂが形成されていない箇所が多くなる。そのため、図２に示す如く噴孔６０ａを周方向に延びる形状にした方が、コアンダ効果を促進できる点で有利である。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記各実施形態では、吸気通路２ａへ燃料を噴射するポート噴射式の内燃機関に燃料噴射弁１を適用させているが、燃焼室へ燃料を直接噴射する直噴式の内燃機関に適用させてもよい。この場合には、噴射された燃料の噴流Ｆ３が、流通路６０ｒから流出した後、燃焼室の壁面に沿って拡散することが促進される。また、このような直噴式の場合、円筒部６２の壁面６２ａは、燃焼室の壁面と段差を有することなく連続して繋がるように形成されることが望ましい。

・上記各実施形態では、上流壁面Ｗ１、下流壁面Ｗ２および中間壁面Ｗ３から壁面は構成されているが、上流壁面Ｗ１を廃止して下流壁面Ｗ２および中間壁面Ｗ３から壁面が構成されていてもよい。また、下流壁面Ｗ２を廃止して上流壁面Ｗ１および中間壁面Ｗ３から壁面が構成されていてもよい。また、上流壁面Ｗ１および下流壁面Ｗ２を廃止して、中間壁面Ｗ３から壁面が構成されていてもよい。この場合、壁面傾きが徐々に大きくなるように壁面が形成されることとなる。

・上記実施形態に係る燃料噴射弁は、内燃機関の燃焼に用いる気体燃料を噴射するものであるが、燃料電池へ供給される水素等の気体燃料を噴射するものであってもよい。

４０…弁体、６１…プレート部（噴孔形成部材）、６２…円筒部（壁面形成部材）、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆ…壁面、６０ａ、６０ｂ…噴孔。

Claims (4)

1. 気体燃料が噴射される噴孔（６０ａ、６０ｂ）が形成された噴孔形成部材（６１）と、
   前記噴孔を開閉させるように作動する弁体（４０）と、
   を備え、
   前記噴孔は、噴射直後の気体燃料が前記噴孔形成部材の中心軸線の周りに環状に分布するように形成されており、
   環状に分布する気体燃料の外周に沿って環状に延びる壁面（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆ）が形成された、壁面形成部材（６２）を備え、
   前記壁面は、前記噴孔から噴射された気体燃料の流通路（６０ｒ）を形成し、かつ、燃料流れの下流側であるほど前記流通路の直径が増大していく形状であり、かつ、前記中心軸線の側に凸となる向きに湾曲した部分を有し、
   前記壁面形成部材に形成された前記壁面と、前記噴孔の外周側の壁面である噴孔外周側壁面とは、段差を有することなく連続して繋がっていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記噴孔（６０ｂ）は、燃料流れの下流側であるほど前記中心軸線から離れていく向きに傾斜するテーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記壁面のうち最上流部分を含む所定範囲を上流壁面（Ｗ１）と呼び、前記中心軸線に対する前記壁面の接線の傾きを壁面傾きと呼ぶ場合において、
   前記上流壁面における前記壁面傾きは、前記壁面のうち前記上流壁面以外の部分における前記壁面傾きよりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
4. 内燃機関の吸気通路または燃焼室へ燃料を噴射する燃料噴射弁において、
   前記壁面は、前記吸気通路または前記燃焼室の壁面である外部壁面（２ｂ）と、段差を有することなく連続して繋がっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。

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