WO2016181982A1

WO2016181982A1 - 燃料噴射装置用ノズルプレート

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Publication number: WO2016181982A1
Application number: PCT/JP2016/063961
Authority: WO
Inventors: 一磨柳沢
Original assignee: 株式会社エンプラス
Priority date: 2015-05-14
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2016-11-17
Also published as: EP3296559A1; US20180112640A1; CN107614865A; EP3296559A4; JP2016211525A

Abstract

【課題】燃料噴射初期における噴霧中の燃料粒子の大きさを均一化し、燃料噴射初期の噴霧中に気化し難い大きな液滴が生じないようにする。【解決手段】燃料噴射装置用ノズルプレート（３）は、燃料噴射装置の燃料噴射口に対向して配置され、燃料噴射口から噴射された燃料を通過させるノズル孔（６）が形成されている。この燃料噴射装置用ノズルプレート（３）において、ノズル孔（６）は、燃料流入側開口端（６ａ）の形状が円形状であり、燃料案内溝（１５，１６）を介して燃料噴射口に接続されている。また、燃料案内溝（１５，１６）は、ノズル孔（６）への開口部（２０）の溝幅がノズル孔（６）の孔径よりも小さく、且つ、一対の対向する溝側壁（２１，２２）の一方（２１）がノズル孔（６）の接線方向に延びるように形成され、燃料をノズル孔（６）に直に流入させることにより、ノズル孔（６）内に螺旋状の燃料の流れを生じさせるようになっている。

Description

燃料噴射装置用ノズルプレート

　この発明は、燃料噴射装置の燃料噴射口に取り付けられ、燃料噴射口から流出した燃料を微粒化して噴射する燃料噴射装置用ノズルプレート（以下、適宜ノズルプレートと略称する）に関するものである。

　自動車等の内燃機関（以下、「エンジン」と略称する）は、燃料噴射装置から噴射された燃料と吸気管を介して導入された空気とを混合して可燃混合気を形成し、この可燃混合気をシリンダ内で燃焼させるようになっている。このようなエンジンは、燃料噴射装置から噴射された燃料と空気との混合状態がエンジンの性能に大きな影響を及ぼすことが知られており、特に、燃料噴射装置から噴射された燃料の微粒化がエンジンの性能を左右する重要な要素となることが知られている。

　このような燃料噴射装置は、噴霧中の燃料の微粒化を図るため、バルブボディの燃料噴射口にノズルプレートを取り付けて、このノズルプレートに形成した複数の微小なノズル孔から燃料を噴射するようになっている。

　図１１及び図１２は、このような従来のノズルプレート１００を示すものである。これらの図に示すノズルプレート１００は、燃料を燃料案内溝１０１でスワール室１０２に供給すると、スワール室１０２内に供給した燃料がスワール室１０２内で旋回し、このスワール室１０２内で旋回した燃料がノズル孔１０３に流入し、このノズル孔１０３に流入した燃料がノズル孔１０３内を螺旋状に流動して薄膜化し、この薄膜化した燃料がノズル孔１０３から噴射されることにより、噴霧中の燃料粒子が微粒化されるようになっている（特許文献１、２参照）。

特開２００２－３６４４９６号公報（特に、図５参照）特開２０１４－２１４６８２号公報（特に、図９参照）

　しかしながら、図１１及び図１２に示す従来のノズルプレート１００は、燃料噴射後にスワール室１０２内及びノズル孔１０３内に燃料が残留しており、燃料噴射開始時にスワール室１０２内に新たな燃料が供給されても、スワール室１０２内及びノズル孔１０３内に残留していた燃料を十分に旋回させるまでに時間がかかるため、燃料噴射初期に十分に旋回させられていない燃料が噴射されることになる。そのため、図１１及び図１２に示す従来のノズルプレート１００は、燃料噴射初期に生じる噴霧中の燃料粒子の大きさにばらつきが生じ、燃料噴射初期に生じる噴霧中に気化し難い大きな液滴が混ざることが知られている。そして、この噴霧中の気化し難い大きな液滴は、空気抵抗による速度の減衰が少ないため、吸気管やシリンダ内壁に付着し、燃費を悪化させていた。

　そこで、本発明は、燃料噴射初期における噴霧中の燃料粒子の大きさを均一化し、燃料噴射初期の噴霧中に気化し難い大きな液滴が生じないようにしたノズルプレートの提供を目的とする。

　本発明は、燃料噴射装置１の燃料噴射口５に対向して配置され、前記燃料噴射口５から噴射された燃料を通過させるノズル孔６が形成された燃料噴射装置用ノズルプレート３に関するものである。本発明において、前記ノズル孔６は、燃料流入側開口端６ａの形状が円形状であり、燃料案内溝１５，１６を介して前記燃料噴射口５に接続されている。また、前記燃料案内溝１５，１６は、前記ノズル孔６への開口部２０の溝幅が前記ノズル孔６の孔径よりも小さく、且つ、一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）が前記ノズル孔６の接線方向に延びるように形成され、燃料を前記ノズル孔６に直に流入させることにより、前記ノズル孔６内に螺旋状の燃料の流れを生じさせるようになっている。

　本発明に係るノズルプレートは、燃料案内溝からノズル孔に直に燃料を流入させ、ノズル孔内に螺旋状の燃料の流れを生じさせるようになっているため、燃料噴射開始時にノズル孔内に残留する燃料を旋回させやすく、ノズル孔から噴射される燃料の流れを燃料噴射初期においても薄膜化できる。その結果、本発明に係るノズルプレートは、燃料噴射初期における噴霧中の燃料粒子の大きさを均一化でき、燃料噴射初期の噴霧中に気化し難い大きな液滴が生じるのを防止できる。

本発明の実施形態に係る燃料噴射装置用ノズルプレートが取り付けられた燃料噴射装置の使用状態を模式的に示す図である。本発明の実施形態に係るノズルプレートを示す図である。図２（ａ）がノズルプレートの正面図であり、図２（ｂ）が図２（ａ）のＡ１－Ａ１線に沿って切断して示すノズルプレートの断面図であり、図２（ｃ）がノズルプレートの背面図である。図３（ａ）が図２（ｃ）に示したノズルプレートの一部（ノズル孔の周辺部）を拡大して示す図であり、図３（ｂ）が図３（ａ）のＢ１部の拡大図であり、図３（ｃ）が図３（ａ）のＡ２－Ａ２線に沿って切断して示すノズルプレートの断面図である。本発明の実施形態の第１変形例に係るノズルプレートを示す図であり、図４（ａ）が本変形例に係るノズルプレートの一部（ノズル孔の周辺部）を拡大して示す図であり、図４（ｂ）が図４（ａ）のＢ２部の拡大図であり、図４（ｃ）が図４（ａ）のＡ３－Ａ３線に沿って切断して示すノズルプレートの断面図である。本発明の実施形態の第２変形例に係るノズルプレートを示す図であり、図３（ｂ）に対応する図である。本発明の実施形態の第３変形例に係るノズルプレートを示す図であり、第１変形例に係るノズルプレートの変形例を示す図である。本発明の実施形態の第４変形例に係るノズルプレートを示す図であり、図３（ｂ）に対応する図である。本発明の実施形態の第５変形例に係るノズルプレートを示す図であり、図３（ｃ）に対応する図である。本発明の実施形態の第６変形例に係るノズルプレートを示す図であり、図３（ａ）に対応する図である。本発明の実施形態の第７変形例に係るノズルプレートを示す図であり、図１０（ａ）がノズルプレートの平面図であり、図１０（ｂ）が図１０（ａ）のＡ４－Ａ４線に沿って切断して示すノズルプレートの断面図であり、図１０（ｃ）がノズルプレートの裏面図である。第１従来例に係るノズルプレートの平面図である。第２従来例に係るノズルプレートの平面図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。

　［第１実施形態］
　図１は、本発明の第１実施形態に係るノズルプレートが取り付けられた燃料噴射装置１の使用状態を模式的に示す図である。この図１に示すように、ポート噴射方式の燃料噴射装置１は、エンジンの吸気管２の途中に設置され、燃料を吸気管２内に噴射して、吸気管２内に導入された空気と燃料とを混合し、可燃混合気を生じさせるようになっている。

　図２乃至図３は、本発明の第１実施形態に係るノズルプレート３を示す図である。なお、図２（ａ）がノズルプレート３の正面図であり、図２（ｂ）が図２（ａ）のＡ１－Ａ１線に沿って切断して示すノズルプレート３の断面図であり、図２（ｃ）がノズルプレート３の背面図である。また、図３（ａ）が図２（ｃ）に示したノズルプレート３の一部（ノズル孔６の周辺部）を拡大して示す図であり、図３（ｂ）が図３（ａ）のＢ１部の拡大図であり、図３（ｃ）が図３（ａ）のＡ２－Ａ２線に沿って切断して示す断面図である。

　図２に示すように、ノズルプレート３は、燃料噴射装置１のバルブボディ４の先端に取り付けられ、バルブボディ４の燃料噴射口５から噴射された燃料を複数（本実施形態においては４箇所）のノズル孔６から吸気管２側へ噴霧するようになっている。このノズルプレート３は、円筒状嵌合部７とこの円筒状嵌合部７の一端側に一体に形成されたプレート本体部８とからなる合成樹脂材料（例えば、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＯＭ、ＰＡ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＬＣＰ）製の有底筒状体である。そして、このノズルプレート３は、円筒状嵌合部７がバルブボディ４の先端側外周に隙間無く嵌合され、プレート本体部８の内面１０がバルブボディ４の先端面１１に当接させられた状態で、バルブボディ４に固定される。

　プレート本体部８は、円板形状に形作られ、中心軸１２の周りの同一円周上に等間隔で複数（４箇所）のノズル孔６が形成されている。このノズル孔６は、プレート本体部８の燃料噴射口５に対向する面（内面）１０側に一端（燃料流入側開口端）６ａが開口し、プレート本体部８の外面１９（内面１０に対して反対側に位置する面）側に他端（燃料流出側開口端）６ｂが開口するように形成されている。また、ノズル孔６は、プレート本体部８の内面１０を平面視した場合の形状が真円である。また、ノズル孔６は、プレート本体部８の中心を通り且つＸ軸と平行の第１中心線１３上に一対形成され、プレート本体部８の中心を通り且つＹ軸と平行の第２中心線１４上に一対形成されている。そして、このノズル孔６は、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６を介してバルブボディ４の燃料噴射口５に接続されている。そのため、燃料噴射口５から噴射された燃料は、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６から直にノズル孔６に導かれるようになっている。なお、ノズル孔６は、燃料流入側開口端６ａの形状が円形状のうちの真円に限られず、燃料流入側開口端６ａの形状が円形状のうちの楕円でもよい。

　また、プレート本体部８は、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６が内面１０側に形成されている。第１及び第２の燃料案内溝１５，１６は、プレート本体部８の中央から径方向外方へ向かって延びる径方向溝部１７と、この径方向溝部１７の径方向外方端から分岐してノズル孔６まで延びる分岐溝部１８と、からなっている。径方向溝部１７は、隣り合う一対のノズル孔６，６の中間に位置するように形成されており、プレート本体部８の中心軸１２の周りに等間隔で４箇所形成されている。そして、隣り合う一対のノズル孔６，６の一方は、第１の燃料案内溝１５の分岐溝部１８を介して径方向溝部１７に接続されている。また、隣り合う一対のノズル孔６，６の他方は、第２の燃料案内溝１６の分岐溝部１８を介して径方向溝部１７に接続されている。すなわち、隣り合う一対のノズル孔６，６の一方に接続された第１の燃料案内溝１５の分岐溝部１８及び隣り合う一対のノズル孔６，６の他方に接続された第２の燃料案内溝１６の分岐溝部１８は、共通の径方向溝部１７の径方向外方端から二股に分岐しており、径方向溝部１７の数と同数形成されている。

　第１の燃料案内溝１５の分岐溝部１８は、第１中心線１３又は第２中心線１４に直交する方向に径方向溝部１７の径方向外方端から延びており、ノズル孔６への開口部２０の溝幅がノズル孔６の直径（２ｒ）よりも小さく形成されている。そして、第１の燃料案内溝１５の分岐溝部１８は、一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）がノズル孔６の燃料流入側開口端６ａと第１中心線１３又は第２中心線１４との交差点で且つ径方向内方側に位置する交差点２３ａに接続され、ノズル孔６の内面６ｃの接線方向（Ｘ軸と平行な方向又はＹ軸と平行な方向）に延びている。また、第１の燃料案内溝１５の分岐溝部１８で且つノズル孔６への開口部２０の近傍部分は、一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）がノズル孔６に近づくに従って一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）に近づくように（溝幅を漸減するように）形成されると共に、一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）がノズル孔６の内面６ｃに曲面２４で滑らかに接続されている。そして、第１の燃料案内溝１５の分岐溝部１８は、ノズル孔６への開口部２０の近傍に最小溝幅部分２５が形成され、この最小溝幅部分２５の溝幅（最も狭い溝幅Ｗｍｉｎ）がノズル孔６の半径ｒに等しいか又は小さく（Ｗｍｉｎ≦ｒ）なるように形成されている。このように、第１の燃料案内溝１５は、ノズル孔６の近傍で燃料の流れを絞り、燃料の流動速度を増すことができると共に、ノズル孔６の内周面に沿った流れを生じさせることができるため、図１１乃至図１２の従来例と比較して、早期にノズル孔６内に螺旋状の流れを生じさせることができる。

　また、第１の燃料案内溝１５は、開口部２０における溝幅方向の中心位置２６がノズル孔６の中心Ｐに対してずれて位置している。すなわち、図３（ｂ）において、ノズル孔６の中心Ｐを通り且つ一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と平行な仮想直線を第１直線２８とすると、第１の燃料案内溝１５の開口部２０における溝幅方向の中心位置２６は、一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１直線２８との間に位置している。

　また、第１の燃料案内溝１５は、最小溝幅部分２５における溝幅方向の中心位置２７がノズル孔６の中心Ｐに対してずれて位置している。すなわち、図３（ｂ）において、第１の燃料案内溝１５の最小溝幅部分２５における溝幅方向の中心位置２７は、一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１直線２８との間に位置している。

　第２の燃料案内溝１６の分岐溝部１８は、第１中心線１３又は第２中心線１４に直交するように径方向溝部１７の径方向外方端から延びており、ノズル孔６への開口部２０の溝幅がノズル孔６の直径よりも小さく形成されている。そして、第２の燃料案内溝１６の分岐溝部１８は、一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）がノズル孔６の燃料流入側開口端６ａと第１中心線１３又は第２中心線１４との交差点で且つ径方向外方側に位置する交差点２３ｂに接続され、ノズル孔６の内面６ｃの接線方向（Ｘ軸と平行な方向又はＹ軸と平行な方向）に延びている。また、第２の燃料案内溝１６の分岐溝部１８で且つノズル孔６への開口部２０の近傍部分は、一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）がノズル孔６に近づくに従って一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）に近づくように（溝幅を漸減するように）形成されると共に、一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）がノズル孔６の内面６ｃに曲面２４で滑らかに接続されている。また、第２の燃料案内溝１６の分岐溝部１８は、ノズル孔６への開口部２０の近傍に最小溝幅部分２５が形成され、この最小溝幅部分２５の溝幅（最も狭い溝幅Ｗｍｉｎ）がノズル孔６の半径ｒに等しいか又は小さく（Ｗｍｉｎ≦ｒ）なるように形成されている。そして、この第２の燃料案内溝１６の分岐溝部１８で且つノズル孔６への開口部２０の近傍部分は、ノズル孔６の中心Ｐの周りに、第１の燃料案内溝１５の分岐溝部１８で且つノズル孔６への開口部２０の近傍部分と２回対称の形状になっている。このように、第２の燃料案内溝１６は、ノズル孔６の近傍で燃料の流れを絞り、燃料の流動速度を増すことができると共に、ノズル孔６の内周面に沿った流れを生じさせることができるため、図１１乃至図１２の従来例と比較して、早期にノズル孔６内に螺旋状の流れを生じさせることができる。なお、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の曲面２４は、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の溝幅をノズル孔６に近づくに従って漸増させるようになっている。

　また、第２の燃料案内溝１６は、開口部２０における溝幅方向の中心位置２６がノズル孔６の中心Ｐに対してずれて位置している。すなわち、図３（ｂ）において、第２の燃料案内溝１６の開口部２０における溝幅方向の中心位置２６は、一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１直線２８との間に位置している。

　また、第２の燃料案内溝１６は、最小溝幅部分２５における溝幅方向の中心位置２７がノズル孔６の中心Ｐに対してずれて位置している。すなわち、図３（ｂ）において、第２の燃料案内溝１６の最小溝幅部分２５における溝幅方向の中心位置２７は、一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１直線２８との間に位置している。

　第１の燃料案内溝１５の分岐溝部１８及び第２の燃料案内溝１６の分岐溝部１８は、径方向溝部１７寄りの部分１８ａが径方向溝部１７の溝深さと同一の溝深さに形成され、ノズル孔６寄りの部分１８ｂが径方向溝部１７の溝深さよりも浅く形成され、ノズル孔６への開口部２０の近傍がノズル孔６に近づくに従って溝幅を狭めるように形成されているため、燃料の流れを増速させてノズル孔６に導くことができる。また、第１の燃料案内溝１５の分岐溝部１８で且つノズル孔６への開口部２０の近傍部分、及び第２の燃料案内溝１６の分岐溝部１８で且つノズル孔６への開口部２０の近傍部分は、一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）がノズル孔６に近づくに従って一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）に近づくように（溝幅を漸減するように）形成されているため、ノズル孔６へ案内する燃料の流れをノズル孔６の中心Ｐから離れる方向に寄せることができる。また、第１の燃料案内溝１５の分岐溝部１８及び第２の燃料案内溝１６の分岐溝部１８は、ノズル孔６への開口部２０の近傍において、最小溝幅Ｗｍｉｎがノズル孔の半径ｒに等しいか又は小さく（Ｗｍｉｎ≦ｒ）なるように形成されている。従って、第１の燃料案内溝１５からノズル孔６に流入した燃料の流れと第２の燃料案内溝１６からノズル孔６に流入した燃料の流れとが衝突することなくノズル孔６の中心Ｐの周りを同一方向に旋回し、ノズル孔６内に流入した燃料が螺旋状の流れになって薄膜化する。なお、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の分岐溝部１８は、一対の対向する溝側壁２１，２２と溝底とで流路断面形状が矩形形状に形作られている。

　また、プレート本体部８の外面１９側には、ノズル孔６の中心Ｐと同心の有底状の凹み３０が形成されている。この凹み３０は、底面３１の外径がノズル孔６よりも大きく、テーパ状内面３２が底面３１から凹み３０の外方へ向かって拡開するように形成されており、ノズル孔６から燃料を噴射することにより生じる噴霧がテーパ状内面３２に衝突しないように形成されている。なお、凹み３０の底面３１は、プレート本体部８の外面１９の一部を構成している。

　以上のように本実施形態に係るノズルプレート３は、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６からノズル孔６に直に燃料を流入させ、ノズル孔６内に螺旋状の燃料の流れを生じさせるようになっているため、燃料噴射開始時にノズル孔６内に残留する燃料を旋回させやすく、ノズル孔６から噴射される燃料の流れを燃料噴射初期においても薄膜化できる。その結果、本実施形態に係るノズルプレート３は、燃料噴射初期における噴霧中の燃料粒子の大きさを均一化でき、燃料噴射初期の噴霧中に気化し難い大きな液滴が生じるのを防止できる。これにより、本実施形態に係るノズルプレート３を固定した燃料噴射装置１は、燃費の向上に寄与し得る。なお、図１１乃至図１２に示した従来のノズルプレート１００は、燃料噴射開始時にスワール室１０２内及びノズル孔１０３内に静止した状態の燃料が残留しており、本発明の実施形態に係るノズルプレート３と比較して、スワール室１０２の容積分だけ静止した状態の残留燃料が多くなっている。その結果、図１１乃至図１２に示した従来のノズルプレート１００は、本発明の実施形態に係るノズルプレート３と比較して、燃料噴射開始時にノズル孔６内に残留する燃料を旋回させ難く、ノズル孔６から噴射される燃料の流れを燃料噴射初期に薄膜化し難くなっており、燃料噴射初期における噴霧中の燃料粒子の大きさを均一化できず、燃料噴射初期の噴霧中に気化し難い大きな液滴が生じる。

　　（第１変形例）
　図４は、上記実施形態の第１変形例に係るノズルプレート３を示す図であり、図３に対応する図である。なお、図４（ａ）が本変形例に係るノズルプレート３の一部（ノズル孔６の周辺部）を拡大して示す図であり、図４（ｂ）が図４（ａ）のＢ２部の拡大図であり、図４（ｃ）が図４（ａ）のＡ３－Ａ３線に沿って切断して示すノズルプレート３の断面図である。

　図４に示すように、本変形例に係るノズルプレート３は、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）が曲面２４でノズル孔６の内面６ｃに滑らかに接続された上記実施形態のノズルプレート３と異なり、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）が曲面２４を形成することなくノズル孔６に接続されている。すなわち、本変形例において、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６は、一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）がノズル孔６に近づくに従って一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）へ近づくように形成された平板状の傾斜壁であり、この平板状の傾斜壁が直にノズル孔６に接続されている。なお、上記実施形態に係るノズルプレート３を示す図３において、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の二点鎖線で表した部分２２ａが本変形例における第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）の一部（ノズル孔６の近傍部分）に対応する。

　また、図４に示すように、本変形例に係るノズルプレート３は、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６のノズル孔６への開口部２０の溝幅がノズル孔６の孔径よりも小さく、開口部２０の溝幅方向の中心位置２６が一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１直線２８との間に位置している。しかも、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６は、開口部２０において、一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）が一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１直線２８との間に位置している。

　以上のような本変形例に係るノズルプレート３は、上記実施形態に係るノズルプレート３と同様の効果を得ることができる。

　また、本変形例に係るノズルプレート３は、上記実施形態に係るノズルプレート３と比較して、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の最小溝幅をより小さくでき、燃料をより一層効果的に増速させた状態でノズル孔６に導くことができる。

　　（第２変形例）
　図５は、上記実施形態の第２変形例に係るノズルプレート３を示す図であり、図３（ｂ）に対応する図である。

　図５に示すように、本変形例に係るノズルプレート３は、上記実施形態に係るノズルプレート３の第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の開口部２０をＹ軸方向に沿ってずらして近づけた構造になっている。すなわち、本変形例に係るノズルプレート３の第１及び第２の燃料案内溝１５，１６は、ノズル孔３を平面視する図５において、ノズル孔６の中心Ｐを通り且つ一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と平行な仮想直線を第１直線２８とし、ノズル孔６の中心Ｐを通り且つ第１直線２８と直交する仮想直線を第２直線３３とし、ノズル孔６の燃料流入側開口端６ａと第１直線２８との交点を第１交点３４とし、ノズル孔６の燃料流入側開口端６ａと第２直線３３との交点を第２交点３５とした場合、一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）とノズル孔６との接続位置が第１交点３４と第２交点３５との間であり、開口部２０の近傍の最小溝幅部分２５の溝幅方向の中心位置２７が一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１交点３４との間に位置するようになっている。なお、図５に示すように、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６は、開口部２０の近傍の最小溝幅部分２５における一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）が第１直線２８上又は一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１直線２８との間に位置するようになっているが、これに限られず、開口部２０の近傍の最小溝幅部分２５における一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）が第１直線２８上又は一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１直線２８との間に位置しなくてもよい。

　　（第３変形例）
　図６は、上記実施形態の第３変形例に係るノズルプレート３を示す図であり、上記第１変形例に係るノズルプレート３の変形例を示す図である。なお、図６は、図４（ｂ）に対応する図である。

　図６に示すように、本変形例に係るノズルプレート３は、上記第１変形例に係るノズルプレート３の第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の開口部２０をＹ軸方向に沿ってずらして近づけた構造になっている。すなわち、本変形例に係るノズルプレート３の第１及び第２の燃料案内溝１５，１６は、ノズル孔６を平面視する図６において、ノズル孔６の燃料流入側開口端６ａと第１直線２８との交点を第１交点３４とし、ノズル孔６の燃料流入側開口端６ａと第２直線３３との交点を第２交点３５とした場合、一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）とノズル孔６との接続位置が第１交点３４と第２交点３５との間であり、開口部２０の溝幅方向の中心位置２６が一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１交点３４との間に位置するようになっている。なお、図６に示すように、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６は、開口部２０において、一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）が一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１直線２８との間に位置するようになっているが、これに限られず、一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）が一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）と第１直線２８との間に位置しなくてもよい。

　　（第４変形例）
　図７は、上記実施形態の第４変形例に係るノズルプレート３を示す図であり、図３（ｂ）に対応する図である。

　本変形例に係るノズルプレート３は、上記実施形態に係るノズルプレート３における第２の燃料案内溝１６を省略した構造になっている。すなわち、本変形例に係るノズルプレート３は、ノズル孔６に単一の燃料案内溝（第１の燃料案内溝１５）が開口するようになっている。なお、本変形例に係るノズルプレート３は、上記実施形態に係るノズルプレート３における第１及び第２の燃料案内溝１５，１６のうちの第１の燃料案内溝１５を省略した構造にしてもよい。

　以上のように本変形例に係るノズルプレート３は、単一の燃料案内溝（例えば、第１の燃料案内溝１５）からノズル孔６に直に燃料を流入させ、ノズル孔６内に螺旋状の燃料の流れを生じさせることができるため、燃料噴射開始時にノズル孔３内に残留する燃料を旋回させやすく、ノズル孔３から噴射される燃料の流れを燃料噴射初期においても薄膜化できる。その結果、本変形例に係るノズルプレート３は、燃料噴射初期における噴霧中の燃料粒子の大きさを均一化でき、燃料噴射初期の噴霧中に気化し難い大きな液滴が生じるのを防止できる。これにより、本変形例に係るノズルプレート３を固定した燃料噴射装置１は、燃費の向上に寄与し得る。

　　（第５変形例）
　図８は、上記実施形態の第５変形例に係るノズルプレート３を示す図であり、図３（ｃ）に対応する図である。

　本変形例に係るノズルプレート３は、ノズル孔６の燃料流出側の内面が燃料流動方向下流側へ向かうに従って流路断面積を漸増させる凸曲面３６になっている。この凸曲面３６の燃料流動方向上流側の端部３６ａは、ノズル孔６の丸孔部分６ｄの内周面に滑らかに（エッジを形成することなく）接続されている。また、凸曲面３６の燃料流動方向下流側端部３６ｂは、プレート本体部８の外面１９に滑らかに接続されるか（曲率半径Ｒ１で形成されるか）、又はプレート本体部８の外面１９とでエッジを形成する（曲率半径Ｒ２（Ｒ２＞Ｒ１）で形成される）ようになっている。ノズル孔６の丸孔部分６ｄと凸曲面３６との接続部（３６ａ）は、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の溝底３７とプレート本体部８の外面１９との間になっている。これにより、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６からノズル孔６に流入した燃料は、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の溝底３７と凸曲面３６との間のノズル孔６の丸孔部分６ｄで螺旋状の流れになって薄膜化し、この螺旋状の流れがコアンダ効果によって凸曲面３６に沿って流れることによって拡げられ、より一層薄膜化する。

　　（第６変形例）
　図９は、上記実施形態の第６変形例に係るノズルプレート３を示す図であり、図３（ａ）に対応する図である。

　本変形例に係るノズルプレート３は、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の一対の対向する溝側壁２１，２２がノズル孔６の近傍で平行に形成され、ノズル孔６から離れた位置において、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の一対の対向する溝側壁２１，２２の他方（２２）がノズル孔６から離れるに従って一対の対向する溝側壁２１，２２の一方（２１）から離れる傾斜面になっている。なお、本変形例に係るノズルプレート３は、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の最小溝幅Ｗｍｉｎが上記実施形態に係る第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の最小溝幅Ｗｍｉｎと同一寸法に形成されている。このような本変形例に係るノズルプレート３は、上記実施形態に係るノズルプレート３と同様の効果を得ることができる。

　　（第７変形例）
　図１０は、上記実施形態の第７変形例に係るノズルプレート３を示す図である。なお、図１０（ａ）がノズルプレート３の平面図であり、図１０（ｂ）が図１０（ａ）のＡ４－Ａ４線に沿って切断して示すノズルプレート３の断面図であり、図１０（ｃ）がノズルプレート３の裏面図である。なお、本変形例のノズルプレート３は、上記実施形態に係るノズルプレート３と同一の構成部分に同一の符号を付し、上記実施形態に係るノズルプレート３の説明と重複する説明を省略する。

　図１０に示すように、本変形例に係るノズルプレート３は、上記実施形態に係るノズルプレート３の円筒状嵌合部７を省略した形状であり、上記実施形態に係るノズルプレート３のプレート本体部８に対応する部分のみからなっており、他の構成が上記実施形態に係るノズルプレート３と同様である。すなわち、本変形例に係るノズルプレート３は、ノズル孔６、第１及び第２の燃料案内溝１５，１６の構成が上記実施形態に係るノズルプレート３と同様である。また、本変形例に係るノズルプレート３は、上記実施形態に係るノズルプレート３と同様に、プレート本体部８の内面１０がバルブボディ４の先端面１１に当接させられた状態で、バルブボディ４に固定される。このような本変形例に係るノズルプレート３は、上記実施形態に係るノズルプレート３と同様の効果を得ることができる。なお、ノズルプレート３は、外形形状がバルブボディ４の先端側の形状に応じて適宜変形される。

　　（その他の変形例）
　上記実施形態及び上記各変形例に係るノズルプレート３は、ノズル孔６をプレート本体部８の中心の周りに等間隔で４箇所形成する態様を例示したが、これに限られず、ノズル孔６をプレート本体部８の中心の周りに等間隔で２箇所以上の複数箇所に形成するようにしてもよい。

　また、上記実施形態及び上記各変形例に係るノズルプレート３は、ノズル孔６をプレート本体部８の中心の周りに不等間隔で複数形成するようにしてもよい。

　また、上記実施形態及び上記各変形例に係るノズルプレート３は、主として射出成形によって形作られが、これに限られず、金属を切削加工等することによって形成してもよく、また、メタルインジェクションモールド法を使用して形成してもよい。

　１……燃料噴射装置、３……ノズルプレート（燃料噴射装置用ノズルプレート）、５……燃料噴射口、６……ノズル孔、６ａ……燃料流入側開口端、１５……第１の燃料案内溝、１６……第２の燃料案内溝、２０……開口部、２１……溝側壁（一対の対向する溝側壁の一方）、２２……溝側壁（一対の対向する溝側壁の他方）

Claims

　燃料噴射装置の燃料噴射口に対向して配置され、前記燃料噴射口から噴射された燃料を通過させるノズル孔が形成された燃料噴射装置用ノズルプレートにおいて、
　前記ノズル孔は、燃料流入側開口端の形状が円形状であり、燃料案内溝を介して前記燃料噴射口に接続され、
　前記燃料案内溝は、前記ノズル孔への開口部の溝幅が前記ノズル孔の孔径よりも小さく、且つ、一対の対向する溝側壁の一方が前記ノズル孔の接線方向に延びるように形成され、燃料を前記ノズル孔に直に流入させることにより、前記ノズル孔内に螺旋状の燃料の流れを生じさせる、
　ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレート。
　燃料噴射装置の燃料噴射口に対向して配置され、前記燃料噴射口から噴射された燃料を通過させるノズル孔が形成された燃料噴射装置用ノズルプレートにおいて、
　前記ノズル孔は、燃料流入側開口端の形状が円形状であり、燃料案内溝を介して前記燃料噴射口に接続され、
　前記燃料案内溝は、
　・前記ノズル孔への開口部の溝幅が前記ノズル孔の孔径よりも小さく形成され、
　・前記ノズル孔を平面視した状態において、前記ノズル孔の中心を通り且つ一対の対向する溝側壁の一方に対して平行の仮想直線を第１直線とし、前記ノズル孔の中心を通り且つ前記第１直線と直交する仮想直線を第２直線とし、前記第１直線と前記ノズル孔の燃料流入側開口端との交点を第１交点とし、前記第２直線と前記ノズル孔の燃料流入側開口端との交点を第２交点とした場合、前記一対の対向する溝側壁の一方と前記ノズル孔との接続位置が前記第１交点と前記第２交点との間に位置し、前記開口部の前記溝幅方向の中心位置が前記一対の対向する溝側壁の一方と前記第１交点との間に位置するように形成され、
　・燃料を前記ノズル孔に直に流入させることにより、前記ノズル孔内に螺旋状の燃料の流れを生じさせる、
　ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレート。
　燃料噴射装置の燃料噴射口に対向して配置され、前記燃料噴射口から噴射された燃料を通過させるノズル孔が形成された燃料噴射装置用ノズルプレートにおいて、
　前記ノズル孔は、燃料流入側開口端の形状が円形状であり、燃料案内溝を介して前記燃料噴射口に接続され、
　前記燃料案内溝は、
　・前記ノズル孔への開口部の溝幅が前記ノズル孔の孔径よりも小さく形成され、
　・前記ノズル孔を平面視した状態において、前記ノズル孔の中心を通り且つ一対の対向する溝側壁の一方に対して平行の仮想直線を第１直線とし、前記ノズル孔の中心を通り且つ前記第１直線と直交する仮想直線を第２直線とし、前記第１直線と前記ノズル孔の燃料流入側開口端との交点を第１交点とし、前記第２直線と前記ノズル孔の燃料流入側開口端との交点を第２交点とした場合、前記一対の対向する溝側壁の一方と前記ノズル孔との接続位置が前記第１交点と前記第２交点との間に位置し、前記開口部近傍の最小溝幅部分における溝幅方向の中心位置が前記一対の対向する溝側壁の一方と前記第１交点との間に位置するように形成され、
　・燃料を前記ノズル孔に直に流入させることにより、前記ノズル孔内に螺旋状の燃料の流れを生じさせる、
　ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記開口部の溝幅方向の中心位置は、前記ノズル孔の中心を通り且つ前記一対の対向する溝側壁の一方に対して平行の仮想直線と前記一対の対向する溝側壁の一方との間に位置する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記開口部近傍の最小溝幅部分における溝幅方向の中心位置は、前記ノズル孔の中心を通り且つ前記一対の対向する溝側壁の一方に対して平行の仮想直線と前記一対の対向する溝側壁の一方との間に位置する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記燃料案内溝の前記開口部近傍は、前記一対の対向する溝側壁の他方が前記ノズル孔に近づくに従って前記一対の対向する溝側壁の一方に近づくように形成された、
　ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記一対の対向する溝側壁の他方は、前記ノズル孔の内面に曲面で滑らかに接続され、
　前記曲面は、前記燃料案内溝の溝幅を前記ノズル孔に近づくに従って漸増させるようになっている、
　ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記一対の対向する溝側壁の他方と前記ノズル孔との接続位置は、前記一対の対向する溝側壁の一方と前記第１交点との間である、
　ことを特徴とする請求項２又は３に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記一対の対向する溝側壁の他方と前記ノズル孔との接続位置は、前記一対の対向する溝側壁の一方と前記仮想直線との間である、
　ことを特徴とする請求項４又は５に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記燃料案内溝の前記開口部は、前記ノズル孔の中心の周りに２回対称となるように形成された、
　ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
　前記ノズル孔の燃料流出側の内面は、燃料流動方向下流側へ向かうに従って流路断面積を漸増させる凸曲面であり、
　前記凸曲面は、前記ノズル孔の燃料流動方向上流側の内面に滑らかに接続された、
　ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。