WO2017018193A1 - 燃料噴射装置 - Google Patents

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WO2017018193A1
WO2017018193A1 PCT/JP2016/070488 JP2016070488W WO2017018193A1 WO 2017018193 A1 WO2017018193 A1 WO 2017018193A1 JP 2016070488 W JP2016070488 W JP 2016070488W WO 2017018193 A1 WO2017018193 A1 WO 2017018193A1
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hole
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典嗣 加藤
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株式会社デンソー
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present disclosure relates to a fuel injection device that injects and supplies fuel to an internal combustion engine.
  • Patent Document 1 describes a fuel injection device in which six injection holes having a tapered inner wall are formed.
  • each of the fuel sprays injected from the plurality of nozzle holes has a Coanda effect. Can be affected and attracted to each other. Therefore, there is a possibility that the robustness of the spray shape deteriorates with respect to changes in the atmospheric pressure and the atmospheric temperature. Further, the fuel sprays affected by the Coanda effect collide with each other, which may hinder atomization of the fuel sprays. Therefore, unburned fuel may increase or fuel consumption may deteriorate.
  • the angle between the central axes of the nozzle holes is relatively small, and the distance between the outlet openings of the nozzle holes is relatively short.
  • the two nozzle holes of the combination that minimizes the angle between the nozzle holes which is an angle formed by the center axes when the center axes are offset so as to overlap each other at the inlet opening.
  • the center axes when the center axes of the nozzle holes of the combination in which the distance between the outlet openings is the smallest among all the combinations of the two nozzle holes are offset so as to overlap each other at the inlet opening
  • the angle between the nozzle holes, which is an angle formed by is set small.
  • the taper angle which is the angle formed by the contour of the inner wall of the nozzle hole, in the cross section of the virtual plane including the central axis of the nozzle hole is set large. For this reason, in the fuel injection device of Patent Document 1, the spray of fuel injected from the injection hole may be greatly affected by the Coanda effect.
  • This disclosure is intended to provide a fuel injection device capable of reducing the influence of the Coanda effect on the spray of injected fuel.
  • the fuel injection device includes a nozzle portion.
  • the nozzle part connects a nozzle cylinder part that forms a fuel passage inside, a nozzle bottom part that closes one end of the nozzle cylinder part, and a surface on the nozzle cylinder part side of the nozzle bottom part and a surface opposite to the nozzle cylinder part.
  • a plurality of injection holes for injecting fuel in the fuel passage are provided.
  • the nozzle hole has an inlet opening formed on a surface of the nozzle bottom portion on the nozzle tube portion side, an outlet opening formed on a surface of the nozzle bottom portion opposite to the nozzle tube portion, and an inlet opening portion and an outlet opening portion.
  • an inner wall of the nozzle hole that is tapered so as to be away from the central axis as it goes from the inlet opening side toward the outlet opening side. Therefore, the fuel spray injected from the nozzle hole spreads away from the central axis of the nozzle hole. Thereby, atomization of fuel spray can be achieved.
  • the combination of the two nozzle holes having the smallest angle between the nozzle axes, which is the angle formed by the center axes when the center axes are offset so as to overlap each other at the inlet opening.
  • the angle between the nozzle holes is ⁇ amin (deg), and the taper angle that is the angle formed by the contour of the inner wall of the nozzle hole in the cross section of the virtual plane including the central axis of each of the two nozzle holes where the angle between the nozzle holes is minimum
  • ⁇ a1 ⁇ a2 (deg)
  • P P
  • the nozzle hole has ⁇ amin ⁇ ⁇ a1 + ⁇ a2 + 0.5 ⁇ P 0.6 It is formed so as to satisfy the relationship of (Formula 1).
  • the inter-hole angle of the two injection holes in the combination in which the inter-hole angle is the minimum is calculated based on the equation 1, and the pressure of the fuel in the fuel passage assumed when the fuel injection device is used. Accordingly, the value is set so as not to be affected by the Coanda effect. Therefore, when the fuel injection device is used, if the fuel pressure in the fuel passage is within an assumed range, the influence of the Coanda effect on the spray of fuel injected from the two injection holes can be reduced. Thereby, the robustness of the spray shape with respect to changes in the atmospheric pressure and the atmospheric temperature can be improved. Moreover, the collision of the fuel sprays by the Coanda effect can be suppressed, and atomization of the fuel sprays can be promoted. Therefore, unburned fuel can be reduced and fuel consumption can be improved.
  • the center axes of the nozzle holes of the combination that minimizes the distance between the outlet openings of all the combinations of the two nozzle holes are offset so as to overlap at the inlet opening.
  • the angle between the nozzle holes which is the angle formed by the central axes at the time, is ⁇ dmin (deg)
  • the contour of the inner wall of the nozzle hole in the cross section of the virtual plane including the central axes of the two nozzle holes where the distance between the outlet openings is minimum Is defined as ⁇ d1, ⁇ d2 (deg), and P (MPa) as the average pressure of the fuel in the fuel passage when fuel is injected from the nozzle hole, the nozzle hole has ⁇ dmin ⁇ ⁇ d1 + ⁇ d2 + 0.5 ⁇ P 0.6 (Formula 2) is satisfied.
  • the inter-hole angle of the combination of the nozzle holes that minimizes the distance between the outlet openings is determined based on the equation 2 and the fuel pressure in the fuel passage that is assumed when the fuel injection device is used. Accordingly, the value is set so as not to be affected by the Coanda effect. Therefore, when the fuel injection device is used, if the fuel pressure in the fuel passage is within an assumed range, the influence of the Coanda effect on the spray of fuel injected from the two injection holes can be reduced. Thereby, the robustness of the spray shape with respect to changes in the atmospheric pressure and the atmospheric temperature can be improved. Moreover, the collision of the fuel sprays by the Coanda effect can be suppressed, and atomization of the fuel sprays can be promoted. Therefore, unburned fuel can be reduced and fuel consumption can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a fuel injection device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the fuel injection device according to the first embodiment of the present disclosure is applied to an internal combustion engine.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing an injection hole and its vicinity of the fuel injection device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3B is a view of FIG. 3A viewed from the direction of arrow IIIB.
  • FIG. 4 is a view of FIG. 3B as seen from the direction of arrow IV.
  • FIG. 5 is a view of FIG.
  • FIG. 3B shows a state in which fuel spray is being injected from the injection hole.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between ⁇ amin ⁇ ( ⁇ a1 + ⁇ a2) or ⁇ dmin ⁇ ( ⁇ d1 + ⁇ d2) and the degree of influence of the Coanda effect.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view showing an injection hole of a fuel injection device according to a second embodiment of the present disclosure and the vicinity thereof.
  • FIG. 7B is a diagram when FIG. 7A is viewed from the direction of arrow VIIB.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view showing an injection hole and its vicinity of a fuel injection device according to a third embodiment of the present disclosure. 8B is a diagram when FIG.
  • FIG. 8A is viewed from the direction of arrow VIIIB.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing an injection hole and its vicinity of a fuel injection device according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • 9B is a diagram when FIG. 9A is viewed from the direction of the arrow IXB.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view showing an injection hole and its vicinity of a fuel injection device according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10B is a diagram when FIG. 10A is viewed from the direction of the arrow XB. The figure which shows the state which applied the fuel-injection apparatus by 6th Embodiment of this indication to the internal combustion engine.
  • FIG. 1 A fuel injection device according to a first embodiment of the present disclosure is shown in FIG.
  • the fuel injection device 1 is applied to, for example, a gasoline engine (hereinafter simply referred to as “engine”) 80 as an internal combustion engine, and injects gasoline as fuel and supplies it to the engine 80 (see FIG. 2).
  • engine a gasoline engine
  • FIG. 2 A fuel injection device according to a first embodiment of the present disclosure is shown in FIG.
  • engine 80 a gasoline engine 80 as an internal combustion engine, and injects gasoline as fuel and supplies it to the engine 80 (see FIG. 2).
  • the engine 80 includes a cylindrical cylinder block 81, a piston 82, a cylinder head 90, an intake valve 95, an exhaust valve 96, and the like.
  • the piston 82 is provided so as to be capable of reciprocating inside the cylinder block 81.
  • the cylinder head 90 is provided to close the open end of the cylinder block 81.
  • a combustion chamber 83 is formed between the inner wall of the cylinder block 81, the wall surface of the cylinder head 90, and the piston 82. The volume of the combustion chamber 83 increases or decreases as the piston 82 reciprocates.
  • the cylinder head 90 has an intake manifold 91 and an exhaust manifold 93.
  • An intake passage 92 is formed in the intake manifold 91.
  • One end of the intake passage 92 is open to the atmosphere side, and the other end is connected to the combustion chamber 83.
  • the intake passage 92 guides air sucked from the atmosphere side (hereinafter referred to as “intake”) to the combustion chamber 83.
  • An exhaust passage 94 is formed in the exhaust manifold 93.
  • the exhaust passage 94 has one end connected to the combustion chamber 83 and the other end opened to the atmosphere side.
  • the exhaust passage 94 guides air containing combustion gas generated in the combustion chamber 83 (hereinafter referred to as “exhaust”) to the atmosphere side.
  • the intake valve 95 is provided in the cylinder head 90 so as to be reciprocally movable by rotation of a cam of a driven shaft that rotates in conjunction with a drive shaft (not shown).
  • the intake valve 95 can open and close between the combustion chamber 83 and the intake passage 92 by reciprocating.
  • the exhaust valve 96 is provided in the cylinder head 90 so as to be reciprocally movable by rotation of the cam.
  • the exhaust valve 96 can open and close between the combustion chamber 83 and the exhaust passage 94 by reciprocating.
  • the fuel injection device 1 is mounted between the intake valve 95 and the exhaust valve 96 of the cylinder head 90, that is, at a position corresponding to the center of the combustion chamber 83.
  • the fuel injection device 1 is provided so that its axis is substantially parallel to or substantially coincident with the axis of the combustion chamber 83.
  • the fuel injection device 1 is so-called center mounted on the engine 80.
  • the cylinder head 90 is provided with a spark plug (not shown). The spark plug is provided at a position where the fuel injected from the fuel injection device 1 does not directly adhere and is capable of igniting combustible air mixed with the fuel.
  • the engine 80 is a direct injection gasoline engine.
  • the fuel injection device 1 is provided such that the plurality of injection holes 13 are exposed at a portion of the combustion chamber 83 opposite to the piston 82 in the axial direction.
  • the fuel injection device 1 is supplied with fuel pressurized to a fuel injection pressure by a fuel pump (not shown).
  • a conical spray Fo is injected into the combustion chamber 83 from the plurality of injection holes 13 of the fuel injection device 1.
  • Vc negative pressure
  • the fuel injection device 1 includes a nozzle portion 10, a housing 20, a needle 30, a movable core 40, a fixed core 41, a spring 43 as a valve seat side biasing member, a coil 44, and the like.
  • the nozzle portion 10 is formed of a metal such as martensitic stainless steel.
  • the nozzle unit 10 is subjected to a quenching process so as to have a predetermined hardness.
  • the nozzle portion 10 includes a nozzle cylinder portion 11, a nozzle bottom portion 12, an injection hole 13, and a valve seat 14.
  • the nozzle cylinder portion 11 is formed in a cylindrical shape.
  • the nozzle bottom 12 closes one end of the nozzle cylinder 11.
  • the nozzle hole 13 is formed so as to connect the surface 121, that is, the inner wall, of the nozzle bottom portion 12 on the nozzle cylinder portion 11 side and the surface 122, that is, the outer wall, on the opposite side of the nozzle cylinder portion 11 (see FIG. 3A).
  • a plurality of nozzle holes 13 are formed in the nozzle bottom 12. In the present embodiment, six nozzle holes 13 are formed (see FIG. 3B).
  • the valve seat 14 is formed in an annular shape around the nozzle hole 13 on the nozzle cylinder portion 11 side of the nozzle bottom portion 12. The nozzle hole 13 will be described in detail later.
  • the housing 20 includes a nozzle holder 26, a first cylinder member 21, a second cylinder member 22, a third cylinder member 23, an inlet portion 24, a filter 25, and the like.
  • the nozzle holder 26 is formed in a cylindrical shape from a magnetic material such as ferritic stainless steel. Inside the one end of the nozzle holder 26, an end portion of the nozzle cylinder portion 11 opposite to the nozzle bottom portion 12 is connected. The nozzle holder 26 and the nozzle part 10 are connected by welding, for example. Thereby, the nozzle holder 26 holds the nozzle unit 10.
  • the first cylinder member 21, the second cylinder member 22, and the third cylinder member 23 are all formed in a substantially cylindrical shape.
  • the 1st cylinder member 21, the 2nd cylinder member 22, and the 3rd cylinder member 23 are arrange
  • the first cylinder member 21 and the third cylinder member 23 are made of a magnetic material such as ferritic stainless steel and subjected to a magnetic stabilization process.
  • the first cylinder member 21 and the third cylinder member 23 have a relatively low hardness.
  • the second cylindrical member 22 is formed of a nonmagnetic material such as austenitic stainless steel, for example.
  • the hardness of the second cylinder member 22 is higher than the hardness of the first cylinder member 21 and the third cylinder member 23.
  • the first cylinder member 21 is provided so that the outer wall at the end opposite to the second cylinder member 22 is fitted to the inner wall at the end opposite to the nozzle portion 10 of the nozzle holder 26.
  • the inlet portion 24 is formed in a cylindrical shape from a magnetic material such as ferritic stainless steel.
  • the inlet portion 24 is provided so that one end thereof is connected to the end portion of the third cylindrical member 23 opposite to the second cylindrical member 22.
  • a fuel passage 100 is formed inside the housing 20.
  • the fuel passage 100 is connected to the injection hole 13. That is, the nozzle cylinder part 11 forms the fuel passage 100 inside.
  • a pipe (not shown) is connected to the inlet 24 on the side opposite to the third cylinder member 23. Thereby, the fuel from the fuel supply source (fuel pump) flows into the fuel passage 100 via the pipe.
  • the fuel passage 100 guides fuel to the nozzle hole 13.
  • the filter 25 is provided inside the inlet portion 24.
  • the filter 25 collects foreign matters in the fuel flowing into the fuel passage 100.
  • the needle 30 is formed in a rod shape from a metal such as martensitic stainless steel.
  • the needle 30 is quenched so as to have a predetermined hardness.
  • the hardness of the needle 30 is set substantially equal to the hardness of the nozzle portion 10.
  • the needle 30 is accommodated in the housing 20 so as to be able to reciprocate in the fuel passage 100 in the axial direction of the housing 20.
  • the needle 30 has a seat portion 31, a large diameter portion 32, and the like.
  • the seat portion 31 is formed at an end portion of the needle 30 on the nozzle portion 10 side, and can contact the valve seat 14.
  • the large diameter portion 32 is formed in the vicinity of the seat portion 31 at the end of the needle 30 on the valve seat 14 side.
  • the large diameter portion 32 is set to have an outer diameter larger than the outer diameter of the end portion of the needle 30 on the valve seat 14 side.
  • the large diameter portion 32 is formed so that the outer wall slides with the inner wall of the nozzle cylinder portion 11 of the nozzle portion 10. As a result, the needle 30 is guided to reciprocate in the axial direction at the end of the valve seat 14.
  • the large-diameter portion 32 is formed with a notch 33 so that a plurality of portions in the circumferential direction of the outer wall are notched. Thereby, the fuel can flow between the notch 33 and the inner wall of the nozzle cylinder 11.
  • the needle 30 opens and closes the injection hole 13 when the seat portion 31 is separated (separated) from the valve seat 14 or abuts (sits) the valve seat 14.
  • a valve opening direction the direction in which the needle 30 is separated from the valve seat 14
  • a valve closing direction the direction in which the needle 30 contacts the valve seat 14
  • the movable core 40 is formed in a cylindrical shape from a magnetic material such as ferritic stainless steel.
  • the movable core 40 is subjected to a magnetic stabilization process.
  • the hardness of the movable core 40 is relatively low and is substantially equal to the hardness of the first cylindrical member 21 and the third cylindrical member 23 of the housing 20.
  • the movable core 40 has a first cylinder part 401 and a second cylinder part 402.
  • the 1st cylinder part 401 and the 2nd cylinder part 402 are integrally formed so that it may become coaxial.
  • the first cylindrical portion 401 is provided so that the inner wall at one end is fitted to the outer wall at the end opposite to the valve seat 14 of the needle 30.
  • the movable core 40 and the needle 30 are connected by welding. Therefore, the movable core 40 can reciprocate in the housing 20 together with the needle 30 in the axial direction.
  • the second tube portion 402 is connected to the other end of the first tube portion 401.
  • the outer diameter of the second cylinder portion 402 is set larger than the outer diameter of the first cylinder portion 401.
  • the first cylindrical portion 401 is formed with a radial hole portion 403 extending in the radial direction so as to connect the inner wall and the outer wall. Thereby, the fuel inside and outside the first tube portion 401 (movable core 40) can flow through the radial hole portion 403.
  • the movable core 40 has a protruding portion 404 formed so as to protrude in an annular shape radially outward from the outer wall of the end portion of the second cylindrical portion 402 opposite to the first cylindrical portion 401.
  • the protrusion 404 is slidable on the outer wall of the second cylindrical member 22 of the housing 20. Therefore, the movable core 40 is guided to reciprocate in the axial direction by the inner wall of the second cylindrical member 22. That is, the needle 30 and the movable core 40 are guided in the axial reciprocation in the fuel passage 100 by the inner wall of the nozzle cylinder portion 11 and the inner wall of the second cylinder member 22.
  • the movable core 40 has a step surface 405 formed in an annular and flat shape inside the second cylindrical portion 402.
  • the fixed core 41 is formed in a substantially cylindrical shape by a magnetic material such as ferritic stainless steel.
  • the fixed core 41 is subjected to a magnetic stabilization process.
  • the fixed core 41 has a relatively low hardness and is approximately equal to the hardness of the movable core 40.
  • the fixed core 41 is provided on the opposite side of the movable core 40 from the valve seat 14.
  • the fixed core 41 is provided inside the housing 20 so that the outer wall is connected to the inner walls of the second cylinder member 22 and the third cylinder member 23.
  • the end surface of the fixed core 41 on the valve seat 14 side can contact the end surface of the movable core 40 on the fixed core 41 side.
  • a cylindrical adjusting pipe 42 is press-fitted inside the fixed core 41.
  • the spring 43 is, for example, a coil spring, and is provided between the adjusting pipe 42 inside the fixed core 41 and the step surface 405 of the movable core 40. One end of the spring 43 is in contact with the adjusting pipe 42. The other end of the spring 43 is in contact with the step surface 405.
  • the spring 43 can urge the movable core 40 together with the needle 30 toward the valve seat 14, that is, in the valve closing direction. The biasing force of the spring 43 is adjusted by the position of the adjusting pipe 42 with respect to the fixed core 41.
  • the coil 44 is formed in a substantially cylindrical shape, and is provided so as to surround the outer side in the radial direction of the second cylindrical member 22 and the third cylindrical member 23 in the housing 20.
  • a cylindrical holder 45 is provided outside the coil 44 in the radial direction so as to cover the coil 44.
  • the holder 45 is made of a magnetic material such as ferritic stainless steel.
  • the holder 45 has an inner wall at one end connected to the outer wall of the nozzle holder 26 and an inner wall at the other end connected to the outer wall of the third cylindrical member 23.
  • the coil 44 generates a magnetic force when electric power is supplied.
  • a magnetic force is generated in the coil 44, a magnetic circuit is formed in the fixed core 41, the movable core 40, the first cylindrical member 21, the nozzle holder 26, the holder 45, and the third cylindrical member 23.
  • a magnetic attractive force is generated between the fixed core 41 and the movable core 40, and the movable core 40 is attracted to the fixed core 41 side together with the needle 30.
  • the needle 30 moves in the valve opening direction, and the seat portion 31 is separated from the valve seat 14 and opened.
  • the nozzle hole 13 is opened.
  • the outer side in the radial direction of the third cylindrical member 23 and the coil 44 is molded by a molding portion 46 made of resin.
  • a connector portion 47 is formed so as to protrude radially outward from the mold portion 46.
  • the connector portion 47 is insert-molded with a terminal 471 for supplying power to the coil 44.
  • the fuel that has flowed from the inlet portion 24 flows between the filter 25, the fixed core 41 and the adjusting pipe 42, the spring 43, the movable core 40, the radial hole 403, between the needle 30 and the inner wall of the housing 20. 30 and the inner wall of the nozzle cylinder 11, that is, through the fuel passage 100 and guided to the injection hole 13.
  • the periphery of the movable core 40 and the needle 30 is filled with fuel. Further, when the fuel injection device 1 is operated, the fuel flows through the radial hole 403 of the movable core 40. Therefore, the movable core 40 and the needle 30 can smoothly reciprocate in the axial direction inside the housing 20.
  • the nozzle hole 13 has an inlet opening 131, an outlet opening 132, and a nozzle hole inner wall 133.
  • the inlet opening 131 is formed on the surface 121 of the nozzle bottom 12 on the nozzle cylinder 11 side.
  • the outlet opening 132 is formed on the surface 122 of the nozzle bottom 12 opposite to the nozzle cylinder 11.
  • the portion of the surface 121 where the inlet opening 131 is formed is formed in a tapered shape so as to approach the axis Ax1 of the nozzle cylinder portion 11 as it goes from the nozzle cylinder portion 11 side to the opposite side of the nozzle cylinder portion 11. .
  • the portion of the surface 122 where the outlet opening 132 is formed is formed in a curved surface shape.
  • the nozzle hole inner wall 133 is connected to the inlet opening 131 and the outlet opening 132, and is formed in a tapered shape so as to be away from the central axis Ac1 as it goes from the inlet opening 131 to the outlet opening 132.
  • all the nozzle holes 13 are formed such that the central axis Ac ⁇ b> 1 is inclined with respect to the axis Ax ⁇ b> 1 of the nozzle cylinder portion 11.
  • each of the six nozzle holes 13 is referred to as nozzle holes 51, 52, 53, 54, 55, and 56.
  • the nozzle holes 51, 52, 53, 54, 55, and 56 are formed in this order so as to be arranged in the circumferential direction of the nozzle bottom 12 (see FIG. 3B). That is, the nozzle hole 51 and the nozzle hole 54, the nozzle hole 52 and the nozzle hole 55, and the nozzle hole 53 and the nozzle hole 56 are formed in the nozzle bottom 12 so as to sandwich the axis Ax1 of the nozzle cylinder portion 11, respectively. (See FIGS. 3A and 3B).
  • the sizes of the inlet openings 131 of the nozzle holes 51 to 56 are substantially the same.
  • the sizes of the outlet openings 132 of the nozzle holes 51 and the nozzle holes 53 are the same.
  • the sizes of the outlet openings 132 of the nozzle holes 52 and 55 are the same as each other, and are smaller than the sizes of the outlet openings 132 of the nozzle holes 51 and 53.
  • the size of the outlet opening 132 of the nozzle hole 54 and the nozzle hole 56 is the same as each other, and is smaller than the size of the outlet opening 132 of the nozzle hole 52 and the nozzle hole 55.
  • the taper angles which are the angles formed by the contour of the inner wall 133 of the nozzle hole, in the cross section of the virtual plane including the central axis Ac1 of each of the nozzle hole 51 and the nozzle hole 53 are the same.
  • the taper angles that are the angles formed by the contours of the inner wall 133 of the nozzle hole 52 and the nozzle hole 55 in the cross section of the virtual plane including the central axis Ac1 of each of the nozzle holes 52 and 55 are the same. small.
  • the taper angles which are the angles formed by the contours of the inner wall 133 of the nozzle hole, in the cross section of the virtual plane including the central axis Ac1 of each of the nozzle hole 54 and the nozzle hole 56 are the same, and the taper angles of the nozzle hole 52 and the nozzle hole 55 are the same. small.
  • the angle formed by the central axes Ac1 when the central axes Ac1 are offset so that the central axes Ac1 overlap each other at the inlet opening 131 among all the combinations of the two injection holes 13.
  • Two nozzle holes 13 of a combination that minimizes a certain angle between the nozzle holes in this embodiment, a combination of the nozzle holes 51 and 52, a combination of the nozzle holes 52 and 53, a nozzle hole 53 and a nozzle hole 54, the combination of the injection hole 54 and the injection hole 55, the combination of the injection hole 55 and the injection hole 56, and the combination of the injection hole 56 and the injection hole 51).
  • the two nozzle holes 13 (the nozzle hole 51 and the nozzle hole 52, the nozzle hole 52 and the nozzle hole 53, the nozzle hole 53 and the nozzle hole 54, the nozzle hole 54 and the nozzle hole 55, the nozzle hole having the smallest angle between the nozzle holes) 55 and nozzle 56, jet 56 and nozzle hole 51) fuel is injected from ⁇ a1, ⁇ a2 (deg), and nozzle hole 13 at taper angles, which are angles formed by the outline of nozzle hole inner wall 133 in the cross section of the virtual plane including center axis Ac1 of each.
  • the nozzle holes 13 (the nozzle holes 51 to 56) ⁇ amin ⁇ ⁇ a1 + ⁇ a2 + 0.5 ⁇ P 0.6 (Expression 1) It is formed to satisfy the relationship.
  • FIG. 4 shows the relationship between the shapes of the nozzle holes 51 and the nozzle holes 52 of the two nozzle holes 13 having the smallest angle between the nozzle holes.
  • the angle between the nozzle holes which is the angle formed by the center axes Ac1 when the center axes Ac1 of the nozzle holes 51 and 52 are offset so as to overlap each other at the inlet opening 131, is ⁇ amin.
  • the injection hole 51 and the injection hole 52 are formed so as to satisfy the relationship of the above formula 1.
  • the pressure of the fuel in the fuel path 100 assumed at the time of use of the fuel injection apparatus 1 of this embodiment is about 20 MPa, for example. Therefore, in this embodiment, P is 20 (MPa) and 0.5 ⁇ P 0.6 is about 3.0.
  • the taper angles of the nozzle holes 51 to 56 are set to about 14 to 18 (deg), for example.
  • 3A, 3B, 4 and the like are schematic views and do not accurately represent the taper angle of each nozzle hole.
  • the nozzle hole 51 and the nozzle hole 52, the nozzle hole 52 and the nozzle hole 53, the nozzle hole 53 and the nozzle hole 54, the nozzle hole 54 and the nozzle hole 55, the nozzle hole 55 and the nozzle hole 56, the nozzle hole 56 and the nozzle All of the holes 51 are formed so as to satisfy the relationship of the above formula 1.
  • the angle between nozzle holes of the nozzle hole 51 and the nozzle hole 54 is larger than said (gamma) min.
  • a combination that minimizes the distance D between the outlet openings 132 (in this embodiment, the nozzle holes).
  • the center axes Ac1 when offset so that the center axes Ac1 of the nozzle holes 13 of the combination of the nozzle holes 51 and the nozzle holes 52 and the combination of the nozzle holes 52 and 53 are overlapped with each other at the inlet opening 131 are the same.
  • the angle between the nozzle holes which is an angle formed by ⁇ dmin (deg)
  • the two nozzle holes 13 that minimize the distance D between the outlet openings 132, respectively.
  • the taper angles that are the angles formed by the contour of the injection hole inner wall 133 in the cross section of the virtual plane including the central axis Ac1 are ⁇ d1, ⁇ d2 (deg), and fuel is injected from the injection hole 13, respectively. If the average pressure of the fuel in the fuel passage 100 of Rutoki and P (MPa), the injection hole 13 (nozzle holes 51-56) is ⁇ dmin ⁇ ⁇ d1 + ⁇ d2 + 0.5 ⁇ P 0.6 (Expression 2) It is formed to satisfy the relationship.
  • FIG. 4 shows the relationship between the shapes of the nozzle holes 51 and the nozzle holes 52 of the two nozzle holes 13 in which the distance D between the outlet openings 132 is minimized.
  • the angle between the nozzle holes which is the angle formed by the central axes Ac1 when the central axes Ac1 of the nozzle holes 51 and 52 are offset so as to overlap each other at the inlet opening 131, is ⁇ dmin.
  • the injection hole 51 and the injection hole 52 are formed so as to satisfy the relationship of the above formula 2.
  • the nozzle hole 51, the nozzle hole 52, the nozzle hole 52, and the nozzle hole 53 are formed so as to satisfy the relationship of the above formula 2.
  • ⁇ amin and ⁇ dmin are the same (see FIG. 4). Further, as shown in FIGS. 3A and 4, the angle between the nozzle holes 51 and the nozzle holes 54 is larger than the above ⁇ dmin.
  • the injection hole 51 and the injection hole 52 are formed so as to satisfy the above formula 1 and the above formula 2. That is, the angle between the nozzle holes of the two nozzle holes 13 (the nozzle holes 51 and 52) is determined based on the equations 1 and 2 according to the fuel pressure in the fuel passage 100 assumed when the fuel injection device 1 is used. It is set to a value that is not easily affected by the effect. Therefore, when the fuel injection device 1 is used, the influence of the Coanda effect on the spray Fo of fuel injected from the two injection holes 13 (injection holes 51 and 52) can be reduced.
  • FIG. 6 shows the relationship with the influence degree of the effect. The experimental results of injecting fuel from the fuel injection device 1 are shown by plotting a plurality of circles in FIG.
  • Coanda influence degree the degree of influence of the Coanda effect (hereinafter referred to as “Coanda influence degree” as appropriate) is expressed as “the angle ⁇ 20 MPa at which the spray Fo is attracted (spread) when P is 20” and “P is 4. It is defined by the ratio to the angle ⁇ 4 MPa at which the spray Fo is sometimes attracted (expanded), and is indicated on the vertical axis.
  • the nozzle hole 13 is formed such that ⁇ amin ⁇ ( ⁇ a1 + ⁇ a2) and ⁇ dmin ⁇ ( ⁇ d1 + ⁇ d2) are 0.5 ⁇ P 0.6 or more, that is, about 3.0 or more. Therefore, the influence of the Coanda effect on the spray Fo injected from the injection hole 13 is small.
  • the fuel injection device 1 of this embodiment includes the nozzle unit 10.
  • the nozzle portion 10 includes a nozzle tube portion 11 that forms a fuel passage 100 on the inside, a nozzle bottom portion 12 that closes one end of the nozzle tube portion 11, a surface 121 on the nozzle tube portion 11 side of the nozzle bottom portion 12, and the nozzle tube portion 11.
  • the nozzle hole 13 includes an inlet opening 131 formed on the surface 121 of the nozzle bottom 12 on the nozzle cylinder 11 side, an outlet opening 132 formed on the surface 122 of the nozzle bottom 12 opposite to the nozzle cylinder 11, In addition, it has an injection hole inner wall 133 that is connected to the inlet opening 131 and the outlet opening 132 and is tapered so as to be away from the central axis Ac1 from the inlet opening 131 side toward the outlet opening 132 side. . Therefore, the fuel spray Fo injected from the nozzle hole 13 spreads away from the central axis Ac ⁇ b> 1 of the nozzle hole 13. Thereby, atomization of fuel spray can be achieved.
  • the combination 2 that minimizes the angle between the nozzle holes which is an angle formed by the center axes Ac 1 when the center axes Ac 1 are offset so as to overlap each other at the inlet opening 131.
  • the angle between the nozzle holes 13 is ⁇ amin (deg), and the angle formed by the outline of the inner wall 133 of the nozzle hole in the cross section of the virtual plane including the central axis Ac1 of each of the two nozzle holes 13 where the angle between the nozzle holes is the smallest.
  • the center axis Ac1 of the combination nozzle hole 13 of the combination in which the distance D between the outlet openings 132 is the smallest among all combinations of the two nozzle holes 13 is offset at the inlet opening 131.
  • the angle between the nozzle holes, which is the angle formed between the central axes Ac1 at the time, is ⁇ dmin (deg), and the cross section is a virtual plane including the central axes Ac1 of the two nozzle holes 13 at which the distance D between the outlet openings 132 is minimized.
  • ⁇ d1, ⁇ d2 (deg) are the taper angles that are the angles formed by the contour of the injection hole inner wall 133, and P (MPa) is the average pressure of the fuel in the fuel passage 100 when fuel is injected from the injection holes 13 Then, the nozzle hole 13 is ⁇ dmin ⁇ ⁇ d1 + ⁇ d2 + 0.5 ⁇ P 0.6 (Expression 2) It is formed to satisfy the relationship.
  • the value is set to a value that is not easily affected by the Coanda effect according to the fuel pressure in the fuel passage 100 assumed when the fuel injection device 1 is used. Therefore, when the fuel injection device 1 is used, if the fuel pressure in the fuel passage 100 is within an assumed range, the influence of the Coanda effect on the fuel spray Fo injected from the two injection holes 13 is reduced. Can do. Thereby, the robustness of the spray shape with respect to changes in the atmospheric pressure and the atmospheric temperature can be improved. Moreover, the collision of the fuel sprays by the Coanda effect can be suppressed, and atomization of the fuel sprays can be promoted. Therefore, unburned fuel can be reduced and fuel consumption can be improved.
  • the nozzle unit 10 has six nozzle holes 13.
  • the greater the number of nozzle holes formed the smaller the angle formed by the central axes of the plurality of nozzle holes, or the closer the distance between the outlet openings of the plurality of nozzle holes,
  • the inter-hole angle of the nozzle holes 13 is determined based on the formulas 1 and 2 according to the fuel pressure in the fuel passage 100 assumed when the fuel injection device 1 is used. It is set to a value that is not easily affected by the effect. Therefore, even if the nozzle part 10 has many injection holes 13, the influence of the Coanda effect on the spray Fo injected from the injection holes 13 can be reduced.
  • the nozzle portion 10 has a valve seat 14 formed in an annular shape around the inlet opening 131 of the nozzle bottom portion 12.
  • the fuel injection device 1 includes a housing 20, a needle 30, a movable core 40, a fixed core 41, a coil 44, and a spring 43.
  • the housing 20 is formed in a cylindrical shape and is connected to the nozzle cylinder portion 11 on the side opposite to the nozzle bottom portion 12.
  • the needle 30 is provided inside the housing 20 so that one end (seat portion 31) can contact the valve seat 14 and can reciprocate in the axial direction, and one end is separated from the valve seat 14 or contacts the valve seat 14.
  • the nozzle hole 13 is opened and closed.
  • the movable core 40 is provided so as to reciprocate in the housing 20 together with the needle 30.
  • the fixed core 41 is provided on the side opposite to the valve seat 14 of the movable core 40 inside the housing 20. When energized, the coil 44 can attract the movable core 40 toward the fixed core 41 and move the needle 30 to the side opposite to the valve seat 14.
  • the spring 43 can bias the needle 30 and the movable core 40 toward the valve seat 14.
  • the fuel injection device 1 having the above configuration is an example of a fuel injection device to which the present disclosure is applied.
  • the fuel injection device 1 is mounted on the engine 80 in the center. Since the fuel injection device 1 configured as described above promotes atomization of the injected fuel spray, the fuel spray adheres to the wall surfaces of the cylinder block 81, the cylinder head 90, and the piston 82 that form the combustion chamber 83 of the engine 80. Can be suppressed. Therefore, it can suppress that the said wall surface gets wet with a fuel.
  • FIGS. 7A and 7B A part of the fuel injection device according to the second embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 7A and 7B.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the nozzle holes 51, 53, 54, and 56.
  • the nozzle holes 56, 52, 54, 53, 55, 51 are formed in this order so as to be arranged in the circumferential direction of the nozzle bottom 12 (see FIG. 7B). That is, the nozzle hole 56 and the nozzle hole 53, the nozzle hole 52 and the nozzle hole 55, and the nozzle hole 54 and the nozzle hole 51 are formed on the nozzle bottom 12 so as to sandwich the axis Ax1 of the nozzle cylinder portion 11 therebetween. (See FIGS. 7A and 7B).
  • the angle formed by the central axes Ac1 when the central axes Ac1 are offset so that the central axes Ac1 overlap each other at the inlet opening 131 among all the combinations of the two injection holes 13.
  • Two nozzle holes 13 of a combination that minimizes a certain angle between the nozzle holes in this embodiment, a combination of the nozzle holes 56 and 52, a combination of the nozzle holes 52 and 54, a nozzle hole 54 and a nozzle hole 53, the combination of the injection hole 53 and the injection hole 55, the combination of the injection hole 55 and the injection hole 51, and the combination of the injection hole 51 and the injection hole 56).
  • the two injection holes 13 (an injection hole 56 and an injection hole 52, an injection hole 52 and an injection hole 54, an injection hole 54 and an injection hole 53, an injection hole 53 and an injection hole 55, an injection hole).
  • 55 and nozzle hole 51, jet 51 and the nozzle hole 56) If the taper angles, which are the angles formed by the contour of the inner wall 133 of the nozzle hole, are ⁇ a1 and ⁇ a2 (deg) in the cross section of the virtual plane including the central axis Ac1, respectively, 56) ⁇ amin ⁇ ⁇ a1 + ⁇ a2 + 0.5 ⁇ P 0.6 (Expression 1) It is formed to satisfy the relationship.
  • a combination in which the distance D between the outlet openings 132 is the smallest in this embodiment, the nozzle hole 53 and the nozzle
  • the center axis of each of the two nozzle holes 13 in which the angle between the nozzle holes is ⁇ dmin (deg) and the distance D between the outlet openings 132 is the minimum.
  • the taper angles which are the angles formed by the contour of the inner wall 133 of the injection hole in the cross section by the virtual plane including Ac1
  • the injection hole 13 (the injection holes 51 to 56) ⁇ dmin ⁇ ⁇ d1 + ⁇ d2 + 0.5 ⁇ P 0.6 (Expression 2) It is formed to satisfy the relationship.
  • the angle between the nozzle holes 13 is set to a value that is not easily affected by the Coanda effect according to the fuel pressure in the fuel passage 100 assumed when the fuel injection device is used, based on the formulas 1 and 2. Yes. Therefore, as in the first embodiment, unburned fuel can be reduced and fuel consumption can be improved.
  • FIGS. 8A and 8B A part of the fuel injection device according to the third embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 8A and 8B.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the nozzle holes 51, 52, and 56.
  • the nozzle holes 56, 51, 53, 54, 55, 52 are formed in this order so as to be arranged in the circumferential direction of the nozzle bottom 12 (see FIG. 8B). That is, the nozzle hole 56 and the nozzle hole 54, the nozzle hole 51 and the nozzle hole 55, and the nozzle hole 53 and the nozzle hole 52 are formed in the nozzle bottom 12 so as to sandwich the axis Ax1 of the nozzle cylinder portion 11 therebetween. (See FIGS. 8A and 8B).
  • the angle formed by the central axes Ac1 when the central axes Ac1 are offset so as to overlap each other in the inlet opening 131 among all the combinations of the two injection holes 13.
  • Two nozzle holes 13 of a combination that minimizes a certain angle between the nozzle holes in this embodiment, a combination of the nozzle hole 56 and the nozzle hole 51, a combination of the nozzle hole 51 and the nozzle hole 53, a nozzle hole 53 and the nozzle hole 54, the combination of the injection hole 54 and the injection hole 55, the combination of the injection hole 55 and the injection hole 52, and the combination of the injection hole 52 and the injection hole 56).
  • the two nozzle holes 13 (the nozzle hole 56 and the nozzle hole 51, the nozzle hole 51 and the nozzle hole 53, the nozzle hole 53 and the nozzle hole 54, the nozzle hole 54 and the nozzle hole 55, the nozzle hole having the smallest angle between the nozzle holes) 55 and nozzle 52, jet 52 and the nozzle hole 56)
  • the taper angles which are the angles formed by the contour of the inner wall 133 of the nozzle hole, are ⁇ a1 and ⁇ a2 (deg) in the section of the virtual plane including the central axis Ac1, respectively
  • the nozzle hole 13 (the nozzle holes 51 to 56) ⁇ amin ⁇ ⁇ a1 + ⁇ a2 + 0.5 ⁇ P 0.6 (Expression 1) It is formed to satisfy the relationship.
  • a combination in which the distance D between the outlet openings 132 is the smallest in this embodiment, the nozzle hole 51.
  • the angle between the nozzle holes which is the angle formed by the center axes Ac1 when the center axes Ac1 of the nozzle holes 13 are offset so as to overlap each other at the inlet opening 131, is ⁇ dmin (deg).
  • the nozzle holes 13 (the nozzle holes 51 to 56) ⁇ dmin ⁇ ⁇ d1 + ⁇ d2 + 0.5 ⁇ P 0.6 (Expression 2) It is formed to satisfy the relationship.
  • the angle between the nozzle holes 13 is set to a value that is not easily affected by the Coanda effect according to the fuel pressure in the fuel passage 100 assumed when the fuel injection device is used, based on the formulas 1 and 2. Yes. Therefore, as in the first embodiment, unburned fuel can be reduced and fuel consumption can be improved.
  • (Fourth embodiment) 9A and 9B show a part of the fuel injection device according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the fourth embodiment differs from the first embodiment in the shape of the plurality of nozzle holes 13.
  • the six injection holes 51 are formed so as to be arranged at equal intervals in the circumferential direction of the nozzle bottom 12 (see FIG. 9B). That is, in this embodiment, all the nozzle holes 13 are formed in the same size.
  • jets having an angle formed by the central axes Ac ⁇ b> 1 when the central axes Ac ⁇ b> 1 are offset so as to overlap each other in the inlet opening 131 among all combinations of the two nozzle holes 13.
  • the angle between the nozzle holes of the two nozzle holes 13 of the combination that minimizes the angle between the holes corresponds to ⁇ amin (deg)).
  • the taper angle which is the angle formed by the contour of the inner wall 133 of the nozzle hole in the cross section of the virtual plane including the central axis Ac1 of each of the two nozzle holes 13 (adjacent nozzle holes 51 and 51) having the smallest nozzle hole angle.
  • the six injection holes 13 (injection holes 51) are ⁇ amin ⁇ ⁇ a1 + ⁇ a2 + 0.5 ⁇ P 0.6 (Expression 1) It is formed to satisfy the relationship.
  • the combination from which the distance D of the exit opening parts 132 becomes the minimum in this embodiment, adjacent jets.
  • the nozzle holes which is an angle formed by the center axes Ac1 when the center axes Ac1 of the nozzle holes 13 of the combination of the holes 51 and the nozzle holes 51 are offset so as to overlap with each other at the inlet opening 131.
  • ⁇ a1 ⁇ a2.
  • the angle between the nozzle holes 13 is set to a value that is not easily affected by the Coanda effect according to the fuel pressure in the fuel passage 100 assumed when the fuel injection device is used, based on the formulas 1 and 2. Yes. Therefore, as in the first embodiment, unburned fuel can be reduced and fuel consumption can be improved.
  • FIGS. 10A and 10B A part of the fuel injection device according to the fifth embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 10A and 10B.
  • the fifth embodiment differs from the fourth embodiment in the number of nozzle holes 13 and the like.
  • the five injection holes 51 are formed so as to be arranged at equal intervals in the circumferential direction of the nozzle bottom 12 (see FIG. 10B). That is, in this embodiment, the five nozzle holes 13 are formed at intervals of 72 ° in the circumferential direction of the nozzle bottom 12.
  • the fifth embodiment is the same as the fourth embodiment except for the points described above.
  • the influence of the Coanda effect on the injected fuel spray can be reduced, unburned fuel can be reduced, and fuel consumption can be improved.
  • FIG. 6 A fuel injection device according to a sixth embodiment of the present disclosure is shown in FIG. The sixth embodiment differs from the first embodiment in the mounting position of the fuel injection device 1 on the engine 80.
  • the fuel injection device 1 is mounted on the cylinder block 81 side of the intake passage 92 of the intake manifold 91.
  • the fuel injection device 1 is provided such that the shaft is inclined with respect to the shaft of the combustion chamber 83 or is in a twisted relationship.
  • the fuel injection device 1 is so-called side-mounted on the engine 80.
  • a spark plug 97 is provided between the intake valve 95 and the exhaust valve 96 of the cylinder head 90, that is, at a position corresponding to the center of the combustion chamber 83.
  • the spark plug 97 is provided at a position where the fuel injected from the fuel injection device 1 does not directly adhere and is capable of igniting combustible air mixed with the fuel.
  • the fuel injection device 1 is provided such that the plurality of injection holes 13 are exposed in a radially outer portion of the combustion chamber 83. Also in the sixth embodiment, when the spray Fo is ejected from the plurality of nozzle holes 13, a negative pressure Vc is generated between the plurality of spray Fo. Thereby, the plurality of sprays Fo are attracted to each other.
  • the fuel injection device 1 is side-mounted on the engine 80.
  • the fuel injection device 1 having the above configuration promotes atomization of the injected fuel spray, so that the cylinder block 81, the cylinder head 90, and the piston 82 that form the combustion chamber 83 of the engine 80 are wetted by the fuel. Can be suppressed.
  • the average pressure P (MPa) of the fuel in the fuel passage 100 when the fuel is injected from the injection hole 13 is 20 (MPa) is shown.
  • P may be lower than 20 or 20 as long as the plurality of nozzle holes 13 are formed so as to satisfy the relationship of the above formula 1 or formula 2. It may be high. That is, the shape of the injection hole 13 can be appropriately set according to the fuel pressure in the fuel passage 100 assumed when the fuel injection device is used.
  • the taper angles ( ⁇ a1, ⁇ a2, ⁇ d1, ⁇ d2) of the nozzle holes 13 are set to about 14 to 18 (deg) has been described.
  • the taper angle of the nozzle holes 13 is 14 (deg). It may be smaller or larger than 18 (deg).
  • seven or more nozzle holes 13 may be formed on the nozzle bottom 12 as long as the nozzle holes 13 are formed so as to satisfy the relationship of the above formula 1 or formula 2.
  • the fuel injection device may be applied to, for example, a diesel engine or a port injection type gasoline engine.
  • the fuel injection device of the present disclosure can suppress the fuel spray from adhering to the wall surfaces of the members constituting the internal combustion engine such as the cylinder block and the piston. Therefore, it can suppress that the said wall surface gets wet with a fuel.

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Abstract

２つの噴孔（１３）同士のすべての組み合わせのうち中心軸（Ａｃ１）同士が入口開口部（１３１）において重なるようオフセットしたときの中心軸（Ａｃ１）同士の成す角度である噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔（１３）の噴孔間角度をγａｍｉｎ（ｄｅｇ）、噴孔間角度が最小となる２つの噴孔（１３）それぞれの中心軸（Ａｃ１）を含む仮想平面による断面において噴孔内壁（１３３）の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθａ１、θａ２（ｄｅｇ）、および、噴孔（１３）から燃料が噴射されるときの燃料通路（１００）内の燃料の平均圧力をＰ（ＭＰａ）とすると、噴孔１３は、γａｍｉｎ≧θａ１＋θａ２＋０．５×Ｐ０．６の関係を満たすよう形成されている。

Description

燃料噴射装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１５年７月２４日に出願された日本特許出願番号２０１５－１４６６３６号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射装置に関する。
　従来、入口開口部側から出口開口部側へ向かうに従い内壁が中心軸から離れるようテーパ状に形成される噴孔を複数有する燃料噴射装置が知られている。例えば特許文献１には、テーパ状の内壁を有する噴孔が６つ形成された燃料噴射装置が記載されている。
　特許文献１の燃料噴射装置では噴孔の内壁の径が出口開口部側へ向かって大きくなるよう形成されているため、噴孔から噴射された燃料の噴霧は、噴孔の中心軸から離れるようにして拡がる。これにより、燃料噴霧の微粒化を図ることができる。
　複数の噴孔の中心軸同士の成す角が小さい場合、および、複数の噴孔の出口開口部同士の距離が近い場合、複数の噴孔から噴射されたそれぞれの燃料の噴霧は、コアンダ効果の影響を受け、互いに引き寄せられることがある。そのため、雰囲気圧や雰囲気温度の変化に対し噴霧形状のロバスト性が悪化するおそれがある。また、コアンダ効果の影響を受けた燃料噴霧同士が衝突することにより、燃料噴霧の微粒化が妨げられるおそれがある。したがって、未燃焼燃料が増大したり、燃費が悪化したりするおそれがある。
　特許文献１の燃料噴射装置では、噴孔が６つ形成されており、噴孔の中心軸同士の成す角は比較的小さく、噴孔の出口開口部同士の距離は比較的短い。また、２つの噴孔同士のすべての組み合わせのうち中心軸同士が入口開口部において重なるようオフセットしたときの中心軸同士の成す角度である噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔の噴孔間角度、または、２つの噴孔同士のすべての組み合わせのうち出口開口部同士の距離が最小となる組み合わせの噴孔の中心軸同士が入口開口部において重なるようオフセットしたときの中心軸同士の成す角度である噴孔間角度は、小さく設定されている。一方、噴孔の中心軸を含む仮想平面による断面において噴孔の内壁の輪郭が成す角度であるテーパ角は、大きく設定されている。そのため、特許文献１の燃料噴射装置では、噴孔から噴射された燃料の噴霧は、コアンダ効果の影響を大きく受けるおそれがある。
　また、一般に、噴射される燃料の圧力が高い場合ほど、コアンダ効果の影響が大きくなるため、特許文献１の燃料噴射装置では、噴射する燃料を高圧化すると、未燃焼燃料の増大や燃費の悪化がより一層顕著になるおそれがある。
特開２０１２－２４６８９７号公報
　本開示は、噴射された燃料の噴霧に対するコアンダ効果の影響を低減可能な燃料噴射装置を提供することを目的とする。
　本開示の燃料噴射装置は、ノズル部を備えている。
　ノズル部は、内側に燃料通路を形成するノズル筒部、ノズル筒部の一端を塞ぐノズル底部、および、ノズル底部のノズル筒部側の面とノズル筒部とは反対側の面とを接続し燃料通路内の燃料を噴射する複数の噴孔を有している。
　噴孔は、ノズル底部のノズル筒部側の面に形成される入口開口部、ノズル底部のノズル筒部とは反対側の面に形成される出口開口部、および、入口開口部と出口開口部とに接続し入口開口部側から出口開口部側へ向かうに従い中心軸から離れるようテーパ状に形成される噴孔内壁を有している。そのため、噴孔から噴射された燃料の噴霧は、噴孔の中心軸から離れるようにして拡がる。これにより、燃料噴霧の微粒化を図ることができる。
　そして、本開示では、２つの噴孔同士のすべての組み合わせのうち中心軸同士が入口開口部において重なるようオフセットしたときの中心軸同士の成す角度である噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔の噴孔間角度をγａｍｉｎ（ｄｅｇ）、噴孔間角度が最小となる２つの噴孔それぞれの中心軸を含む仮想平面による断面において噴孔内壁の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθａ１、θａ２（ｄｅｇ）、および、噴孔から燃料が噴射されるときの燃料通路内の燃料の平均圧力をＰ（ＭＰａ）とすると、噴孔は、γａｍｉｎ≧θａ１＋θａ２＋０．５×Ｐ０．６（式１）の関係を満たすよう形成されている。
　このように、本開示では、噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔の噴孔間角度を、式１に基づき、燃料噴射装置の使用時に想定される燃料通路内の燃料の圧力に応じ、コアンダ効果の影響を受け難い値に設定している。そのため、燃料噴射装置の使用時、燃料通路内の燃料の圧力が想定の範囲内であれば、前記２つの噴孔から噴射される燃料の噴霧に対するコアンダ効果の影響を低減することができる。これにより、雰囲気圧や雰囲気温度の変化に対する噴霧形状のロバスト性を向上することができる。また、コアンダ効果による燃料噴霧同士の衝突を抑制し、燃料噴霧の微粒化を促進することができる。したがって、未燃焼燃料を低減できるとともに、燃費を向上することができる。
　また、本開示の別の燃料噴射装置では、２つの噴孔同士のすべての組み合わせのうち出口開口部同士の距離が最小となる組み合わせの噴孔の中心軸同士が入口開口部において重なるようオフセットしたときの中心軸同士の成す角度である噴孔間角度をγｄｍｉｎ（ｄｅｇ）、出口開口部同士の距離が最小となる２つの噴孔それぞれの中心軸を含む仮想平面による断面において噴孔内壁の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθｄ１、θｄ２（ｄｅｇ）、および、噴孔から燃料が噴射されるときの燃料通路内の燃料の平均圧力をＰ（ＭＰａ）とすると、噴孔は、γｄｍｉｎ≧θｄ１＋θｄ２＋０．５×Ｐ０．６（式２）の関係を満たすよう形成されている。
　このように、本開示では、出口開口部同士の距離が最小となる組み合わせの噴孔の噴孔間角度を、式２に基づき、燃料噴射装置の使用時に想定される燃料通路内の燃料の圧力に応じ、コアンダ効果の影響を受け難い値に設定している。そのため、燃料噴射装置の使用時、燃料通路内の燃料の圧力が想定の範囲内であれば、前記２つの噴孔から噴射される燃料の噴霧に対するコアンダ効果の影響を低減することができる。これにより、雰囲気圧や雰囲気温度の変化に対する噴霧形状のロバスト性を向上することができる。また、コアンダ効果による燃料噴霧同士の衝突を抑制し、燃料噴霧の微粒化を促進することができる。したがって、未燃焼燃料を低減できるとともに、燃費を向上することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
図１は、本開示の第１実施形態による燃料噴射装置を示す断面図。 図２は、本開示の第１実施形態による燃料噴射装置を内燃機関に適用した状態を示す図。 図３Ａは、本開示の第１実施形態による燃料噴射装置の噴孔、および、その近傍を示す断面図。 図３Ｂは、図３Ａを矢印ＩＩＩＢ方向から見た図。 図４は、図３（Ｂ）を矢印ＩＶ方向から見た図。 図５は、図３（Ｂ）を矢印ＩＶ方向から見た図であって、噴孔から燃料噴霧が噴射されている状態を示す図。 図６は、γａｍｉｎ－（θａ１＋θａ２）、または、γｄｍｉｎ－（θｄ１＋θｄ２）とコアンダ効果の影響度との関係を示す図。 図７Ａは、本開示の第２実施形態による燃料噴射装置の噴孔、および、その近傍を示す断面図。 図７Ｂは、図７Ａを矢印ＶＩＩＢ方向から見た図。 図８Ａは、本開示の第３実施形態による燃料噴射装置の噴孔、および、その近傍を示す断面図。 図８Ｂは、図８Ａを矢印ＶＩＩＩＢ方向から見た図。 図９Ａは、本開示の第４実施形態による燃料噴射装置の噴孔、および、その近傍を示す断面図。 図９Ｂは、図９Ａを矢印ＩＸＢ方向から見た図。 図１０Ａは、本開示の第５実施形態による燃料噴射装置の噴孔、および、その近傍を示す断面図。 図１０Ｂは、図１０Ａを矢印ＸＢ方向から見た図。 本開示の第６実施形態による燃料噴射装置を内燃機関に適用した状態を示す図。
　以下、本開示の複数の実施形態を図に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
　（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態による燃料噴射装置を図１に示す。燃料噴射装置１は、例えば内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」という）８０に適用され、燃料としてのガソリンを噴射しエンジン８０に供給する（図２参照）。
　図２に示すように、エンジン８０は、円筒状のシリンダブロック８１、ピストン８２、シリンダヘッド９０、吸気弁９５、排気弁９６等を備えている。ピストン８２は、シリンダブロック８１の内側で往復移動可能に設けられている。シリンダヘッド９０は、シリンダブロック８１の開口端を塞ぐよう設けられている。シリンダブロック８１の内壁とシリンダヘッド９０の壁面とピストン８２との間には、燃焼室８３が形成されている。燃焼室８３は、ピストン８２の往復移動に伴い容積が増減する。
　シリンダヘッド９０は、インテークマニホールド９１およびエギゾーストマニホールド９３を有している。インテークマニホールド９１には、吸気通路９２が形成されている。吸気通路９２は、一端が大気側に開放されており、他端が燃焼室８３に接続している。吸気通路９２は、大気側から吸入された空気（以下、「吸気」という）を燃焼室８３に導く。
　エギゾーストマニホールド９３には、排気通路９４が形成されている。排気通路９４は、一端が燃焼室８３に接続しており、他端が大気側に開放されている。排気通路９４は、燃焼室８３で生じた燃焼ガスを含む空気（以下、「排気」という）を大気側へ導く。
　吸気弁９５は、図示しない駆動軸に連動して回転する従動軸のカムの回転により往復移動可能なようシリンダヘッド９０に設けられている。吸気弁９５は、往復移動することで燃焼室８３と吸気通路９２との間を開閉可能である。排気弁９６は、カムの回転により往復移動可能なようシリンダヘッド９０に設けられている。排気弁９６は、往復移動することで燃焼室８３と排気通路９４との間を開閉可能である。
　燃料噴射装置１は、シリンダヘッド９０の吸気弁９５と排気弁９６との間、すなわち、燃焼室８３の中央に対応する位置に搭載される。燃料噴射装置１は、軸が燃焼室８３の軸に対し略平行となるよう、または、略一致するよう設けられる。本実施形態では、燃料噴射装置１は、エンジン８０に、いわゆるセンター搭載される。また、シリンダヘッド９０には、図示しない点火プラグが設けられる。点火プラグは、燃料噴射装置１から噴射される燃料が直接付着しない位置であって、燃料と混合された可燃空気に着火可能な位置に設けられる。このように、エンジン８０は、直噴式のガソリンエンジンである。
　燃料噴射装置１は、複数の噴孔１３が燃焼室８３の軸方向のピストン８２とは反対側の部分に露出するよう設けられる。燃料噴射装置１には、図示しない燃料ポンプにより燃料噴射圧相当に加圧された燃料が供給される。燃料噴射装置１の複数の噴孔１３から、円錐状の噴霧Ｆｏが燃焼室８３内に噴射される。複数の噴孔１３から噴霧Ｆｏが噴射されると、複数の噴霧Ｆｏ間に負圧Ｖｃが生じる。これにより、複数の噴霧Ｆｏは互いに引き寄せられる。この現象は、コアンダ効果として知られている。
　次に、燃料噴射装置１の基本的な構成について、図１に基づき説明する。
　燃料噴射装置１は、ノズル部１０、ハウジング２０、ニードル３０、可動コア４０、固定コア４１、弁座側付勢部材としてのスプリング４３、コイル４４等を備えている。
　ノズル部１０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。ノズル部１０は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。図１に示すように、ノズル部１０は、ノズル筒部１１、ノズル底部１２、噴孔１３、および、弁座１４を有している。
　ノズル筒部１１は筒状に形成されている。ノズル底部１２は、ノズル筒部１１の一端を塞いでいる。噴孔１３は、ノズル底部１２のノズル筒部１１側の面１２１すなわち内壁と、ノズル筒部１１とは反対側の面１２２すなわち外壁とを接続するよう形成されている（図３Ａ参照）。噴孔１３は、ノズル底部１２に複数形成されている。本実施形態では、噴孔１３は、６つ形成されている（図３Ｂ参照）。弁座１４は、ノズル底部１２のノズル筒部１１側において噴孔１３の周囲に環状に形成されている。噴孔１３については、後に詳述する。
　ハウジング２０は、ノズルホルダ２６、第１筒部材２１、第２筒部材２２、第３筒部材２３、インレット部２４、フィルタ２５等を有している。
　ノズルホルダ２６は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により筒状に形成されている。ノズルホルダ２６の一端の内側には、ノズル筒部１１のノズル底部１２とは反対側の端部が接続されている。ノズルホルダ２６とノズル部１０とは、例えば溶接により接続されている。これにより、ノズルホルダ２６はノズル部１０を保持している。
　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、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。
　第１筒部材２１は、第２筒部材２２とは反対側の端部の外壁がノズルホルダ２６のノズル部１０とは反対側の端部の内壁に嵌合するよう設けられている。
　インレット部２４は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により筒状に形成されている。インレット部２４は、一端が第３筒部材２３の第２筒部材２２とは反対側の端部に接続するよう設けられている。
　ハウジング２０の内側には、燃料通路１００が形成されている。燃料通路１００は、噴孔１３に接続している。すなわち、ノズル筒部１１は、内側に燃料通路１００を形成している。インレット部２４の第３筒部材２３とは反対側には、図示しない配管が接続される。これにより、燃料通路１００には、燃料供給源（燃料ポンプ）からの燃料が配管を経由して流入する。燃料通路１００は、燃料を噴孔１３に導く。
　フィルタ２５は、インレット部２４の内側に設けられている。フィルタ２５は、燃料通路１００に流入する燃料中の異物を捕集する。
　ニードル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棒状に形成されている。ニードル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。ニードル３０の硬度は、ノズル部１０の硬度とほぼ同等に設定されている。
　ニードル３０は、燃料通路１００内をハウジング２０の軸方向へ往復移動可能なようハウジング２０内に収容されている。ニードル３０は、シート部３１、大径部３２等を有している。
　シート部３１は、ニードル３０のノズル部１０側の端部に形成され、弁座１４に当接可能である。
　大径部３２は、ニードル３０の弁座１４側の端部のシート部３１近傍に形成されている。大径部３２は、外径がニードル３０の弁座１４側の端部の外径より大きく設定されている。大径部３２は、外壁がノズル部１０のノズル筒部１１の内壁と摺動するよう形成されている。これにより、ニードル３０は、弁座１４側の端部の軸方向の往復移動が案内される。大径部３２には、外壁の周方向の複数箇所が切り欠かれるようにして切欠き部３３が形成されている。これにより、燃料は、切欠き部３３とノズル筒部１１の内壁との間を流通可能である。
　ニードル３０は、シート部３１が弁座１４から離間（離座）または弁座１４に当接（着座）することで噴孔１３を開閉する。以下、ニードル３０が弁座１４から離間する方向を開弁方向といい、ニードル３０が弁座１４に当接する方向を閉弁方向という。
　可動コア４０は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により筒状に形成されている。可動コア４０は、磁気安定化処理が施されている。可動コア４０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４０は、第１筒部４０１、第２筒部４０２を有している。第１筒部４０１と第２筒部４０２とは、同軸となるよう一体に形成されている。第１筒部４０１は、一端の内壁がニードル３０の弁座１４とは反対側の端部の外壁に嵌合するよう設けられている。本実施形態では、可動コア４０とニードル３０とは、溶接により接続されている。よって、可動コア４０は、ニードル３０とともにハウジング２０内を軸方向に往復移動可能である。
　第２筒部４０２は、第１筒部４０１の他端に接続している。第２筒部４０２は、外径が第１筒部４０１の外径より大きく設定されている。
　第１筒部４０１には、内壁と外壁とを接続するよう径方向に延びる径方向穴部４０３が形成されている。これにより、第１筒部４０１（可動コア４０）の内側および外側の燃料は、径方向穴部４０３を経由して互いに流通可能である。
　可動コア４０は、第２筒部４０２の第１筒部４０１とは反対側の端部の外壁から径方向外側へ環状に突出するよう形成される突出部４０４を有している。突出部４０４は、外壁がハウジング２０の第２筒部材２２の内壁と摺動可能である。そのため、可動コア４０は、第２筒部材２２の内壁により軸方向の往復移動が案内される。つまり、ニードル３０および可動コア４０は、ノズル筒部１１の内壁および第２筒部材２２の内壁により、燃料通路１００内における軸方向の往復移動が案内される。また、可動コア４０は、第２筒部４０２の内側に、環状かつ平面状に形成される段差面４０５を有している。
　固定コア４１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４１は、磁気安定化処理が施されている。固定コア４１の硬度は比較的低く、可動コア４０の硬度と概ね同等である。固定コア４１は、可動コア４０の弁座１４とは反対側に設けられている。固定コア４１は、外壁が第２筒部材２２および第３筒部材２３の内壁に接続するようハウジング２０の内側に設けられている。固定コア４１の弁座１４側の端面は、可動コア４０の固定コア４１側の端面に当接可能である。
　固定コア４１の内側には、円筒状のアジャスティングパイプ４２が圧入されている。
　スプリング４３は、例えばコイルスプリングであり、固定コア４１の内側のアジャスティングパイプ４２と可動コア４０の段差面４０５との間に設けられている。スプリング４３の一端は、アジャスティングパイプ４２に当接している。スプリング４３の他端は、段差面４０５に当接している。スプリング４３は、可動コア４０をニードル３０とともに弁座１４側、すなわち、閉弁方向に付勢可能である。スプリング４３の付勢力は、固定コア４１に対するアジャスティングパイプ４２の位置により調整される。
　コイル４４は、略円筒状に形成され、ハウジング２０のうち特に第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にして設けられている。また、コイル４４の径方向外側には、コイル４４を覆うようにして筒状のホルダ４５が設けられている。ホルダ４５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ている。ホルダ４５は、一端の内壁がノズルホルダ２６の外壁に接続し、他端の内壁が第３筒部材２３の外壁に接続している。
　コイル４４は、電力が供給されると磁力を生じる。コイル４４に磁力が生じると、固定コア４１、可動コア４０、第１筒部材２１、ノズルホルダ２６、ホルダ４５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４１と可動コア４０との間に磁気吸引力が発生し、可動コア４０は、ニードル３０とともに固定コア４１側に吸引される。これにより、ニードル３０が開弁方向に移動し、シート部３１が弁座１４から離間し、開弁する。その結果、噴孔１３が開放される。このように、コイル４４は、通電されると、可動コア４０を固定コア４１側に吸引しニードル３０を弁座１４とは反対側に移動させることが可能である。
　なお、可動コア４０は、磁気吸引力により固定コア４１側（開弁方向）に吸引されると、固定コア４１側の端面が固定コア４１の可動コア４０側の端面に衝突する。これにより、可動コア４０は、開弁方向への移動が規制される。
　可動コア４０が固定コア４１側に吸引されている状態でコイル４４への通電を停止すると、ニードル３０および可動コア４０は、スプリング４３の付勢力により、弁座１４側へ付勢される。これにより、ニードル３０が閉弁方向に移動し、シート部３１が弁座１４に当接し、閉弁する。その結果、噴孔１３が閉塞される。
　図１に示すように、第３筒部材２３およびコイル４４の径方向外側は、樹脂からなるモールド部４６によりモールドされている。当該モールド部４６から径方向外側へ突出するようコネクタ部４７が形成されている。コネクタ部４７には、コイル４４へ電力を供給するための端子４７１がインサート成形されている。
　インレット部２４から流入した燃料は、フィルタ２５、固定コア４１およびアジャスティングパイプ４２の内側、スプリング４３、可動コア４０の内側、径方向穴部４０３、ニードル３０とハウジング２０の内壁との間、ニードル３０とノズル筒部１１の内壁との間、すなわち、燃料通路１００を流通し、噴孔１３に導かれる。なお、燃料噴射装置１の作動時、可動コア４０およびニードル３０の周囲は燃料で満たされた状態となる。また、燃料噴射装置１の作動時、可動コア４０の径方向穴部４０３を燃料が流通する。そのため、可動コア４０およびニードル３０は、ハウジング２０の内側で軸方向に円滑に往復移動可能である。
　次に、本実施形態の噴孔１３について、図３Ａ～図６に基づき詳細に説明する。
　図３Ａに示すように、噴孔１３は、入口開口部１３１、出口開口部１３２、噴孔内壁１３３を有している。入口開口部１３１は、ノズル底部１２のノズル筒部１１側の面１２１に形成されている。出口開口部１３２は、ノズル底部１２のノズル筒部１１とは反対側の面１２２に形成されている。なお、面１２１の入口開口部１３１が形成される箇所は、ノズル筒部１１側からノズル筒部１１とは反対側へ向かうに従いノズル筒部１１の軸Ａｘ１に近づくようテーパ状に形成されている。また、面１２２の出口開口部１３２が形成される箇所は、曲面状に形成されている。噴孔内壁１３３は、入口開口部１３１と出口開口部１３２とに接続し、入口開口部１３１側から出口開口部１３２側へ向かうに従い中心軸Ａｃ１から離れるようテーパ状に形成されている。なお、本実施形態では、すべての噴孔１３は、中心軸Ａｃ１がノズル筒部１１の軸Ａｘ１に対し傾斜して交わるよう形成されている。
　図３Ｂに示すように、本実施形態では、噴孔１３は、ノズル底部１２の周方向に等間隔で６つ形成されている。つまり、６つの噴孔１３は、ノズル底部１２の周方向に６０°間隔で形成されている。ここで、説明のため、６つの噴孔１３のそれぞれを噴孔５１、５２、５３、５４、５５、５６とする。
　本実施形態では、噴孔５１、５２、５３、５４、５５、５６は、この順でノズル底部１２の周方向に並ぶよう形成されている（図３Ｂ参照）。つまり、噴孔５１と噴孔５４、噴孔５２と噴孔５５、噴孔５３と噴孔５６とは、それぞれ、ノズル筒部１１の軸Ａｘ１を間に挟むようにしてノズル底部１２に形成されている（図３Ａ、３Ｂ参照）。
　本実施形態では、噴孔５１～５６の入口開口部１３１の大きさは略同じである。また、噴孔５１および噴孔５３の出口開口部１３２の大きさは、互いに同じである。噴孔５２および噴孔５５の出口開口部１３２の大きさは、互いに同じであり、噴孔５１および噴孔５３の出口開口部１３２の大きさよりも小さい。噴孔５４および噴孔５６の出口開口部１３２の大きさは、互いに同じであり、噴孔５２および噴孔５５の出口開口部１３２の大きさよりも小さい。
　噴孔５１および噴孔５３それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角は、互いに同じである。噴孔５２および噴孔５５それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角は、互いに同じであり、噴孔５１および噴孔５３のテーパ角より小さい。噴孔５４および噴孔５６それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角は、互いに同じであり、噴孔５２および噴孔５５のテーパ角より小さい。
　図３Ａ、３Ｂに示すように、本実施形態では、２つの噴孔１３同士のすべての組み合わせのうち中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔１３（本実施形態では、噴孔５１と噴孔５２との組み合わせ、噴孔５２と噴孔５３との組み合わせ、噴孔５３と噴孔５４との組み合わせ、噴孔５４と噴孔５５との組み合わせ、噴孔５５と噴孔５６との組み合わせ、噴孔５６と噴孔５１との組み合わせが該当する）の噴孔間角度をγａｍｉｎ（ｄｅｇ）、噴孔間角度が最小となる２つの噴孔１３（噴孔５１および噴孔５２、噴孔５２および噴孔５３、噴孔５３および噴孔５４、噴孔５４および噴孔５５、噴孔５５および噴孔５６、噴孔５６および噴孔５１）それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθａ１、θａ２（ｄｅｇ）、および、噴孔１３から燃料が噴射されるときの燃料通路１００内の燃料の平均圧力をＰ（ＭＰａ）とすると、噴孔１３（噴孔５１～５６）は、
 
γａｍｉｎ≧θａ１＋θａ２＋０．５×Ｐ０．６・・・（式１）
 
の関係を満たすよう形成されている。
　噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔１３のうち噴孔５１と噴孔５２との組み合わせを例にとり、互いの形状の関係を図４に示す。噴孔５１および噴孔５２の中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度がγａｍｉｎである。ここで、噴孔５１および噴孔５２は、上記式１の関係を満たすよう形成されている。
　また、上記式１より、γａｍｉｎ－（θａ１＋θａ２）≧０．５×Ｐ０．６である。
　なお、本実施形態の燃料噴射装置１の使用時に想定される燃料通路１００内の燃料の圧力は、例えば約２０ＭＰａである。よって、本実施形態では、Ｐは２０（ＭＰａ）であり、０．５×Ｐ０．６は約３．０である。
　また、本実施形態では、噴孔５１～５６のテーパ角は、例えば約１４～１８（ｄｅｇ）に設定されている。なお、図３Ａ、図３Ｂ、図４等は模式図のため、各噴孔のテーパ角を正確に表していない。
　本実施形態では、噴孔５１および噴孔５２、噴孔５２および噴孔５３、噴孔５３および噴孔５４、噴孔５４および噴孔５５、噴孔５５および噴孔５６、噴孔５６および噴孔５１のすべてが、上記式１の関係を満たすよう形成されている。
　なお、図３Ａ、図４に示すように、噴孔５１と噴孔５４との噴孔間角度は、上記γａｍｉｎよりも大きい。
　また、図３Ａ、図３Ｂに示すように、本実施形態では、２つの噴孔１３同士のすべての組み合わせのうち出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる組み合わせ（本実施形態では、噴孔５１と噴孔５２との組み合わせ、および、噴孔５２と噴孔５３との組み合わせが該当する）の噴孔１３の中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度をγｄｍｉｎ（ｄｅｇ）、出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる２つの噴孔１３（噴孔５１および噴孔５２、噴孔５２および噴孔５３）それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθｄ１、θｄ２（ｄｅｇ）、および、噴孔１３から燃料が噴射されるときの燃料通路１００内の燃料の平均圧力をＰ（ＭＰａ）とすると、噴孔１３（噴孔５１～５６）は、
 
γｄｍｉｎ≧θｄ１＋θｄ２＋０．５×Ｐ０．６・・・（式２）
 
の関係を満たすよう形成されている。
　出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる組み合わせの２つの噴孔１３のうち噴孔５１と噴孔５２との組み合わせを例にとり、互いの形状の関係を図４に示す。噴孔５１および噴孔５２の中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度がγｄｍｉｎである。ここで、噴孔５１および噴孔５２は、上記式２の関係を満たすよう形成されている。
　また、上記式２より、γｄｍｉｎ－（θｄ１＋θｄ２）≧０．５×Ｐ０．６である。
　本実施形態では、噴孔５１および噴孔５２、噴孔５２および噴孔５３は、上記式２の関係を満たすよう形成されている。
　なお、本実施形態では、γａｍｉｎとγｄｍｉｎとは、同じである（図４参照）。また、図３Ａ、図４に示すように、噴孔５１と噴孔５４との噴孔間角度は、上記γｄｍｉｎよりも大きい。
　図５に示すように、本実施形態では、例えば噴孔５１および噴孔５２から燃料が噴射されると、それぞれの噴霧Ｆｏ間に負圧Ｖｃが生じ、それぞれの噴霧Ｆｏは、コアンダ効果により互いに引き寄せられる。しかしながら、本実施形態では、噴孔５１および噴孔５２は、上記式１、上記式２を満たすよう形成されている。つまり、２つの噴孔１３（噴孔５１、５２）の噴孔間角度を、式１、２に基づき、燃料噴射装置１の使用時に想定される燃料通路１００内の燃料の圧力に応じ、コアンダ効果の影響を受け難い値に設定している。そのため、燃料噴射装置１の使用時、２つの噴孔１３（噴孔５１、５２）から噴射される燃料の噴霧Ｆｏに対するコアンダ効果の影響を低減することができる。
　次に、本実施形態における、すなわち、燃料噴射装置１の使用時に想定される燃料通路１００内の燃料の圧力が約２０ＭＰａの場合の、γａｍｉｎ－（θａ１＋θａ２）、または、γｄｍｉｎ－（θｄ１＋θｄ２）とコアンダ効果の影響度との関係を図６に示す。燃料噴射装置１から燃料を噴射した実験結果を、図６に複数の円をプロットすることにより示す。
　なお、一般に、噴射される燃料の圧力（燃料通路１００内の燃料の圧力）が高い場合ほど、コアンダ効果の影響が大きくなる。燃料通路１００内の燃料の圧力が例えば４ＭＰａ程度の場合、コアンダ効果の影響はほとんど無視できる。よって、図６では、コアンダ効果の影響度（以下、適宜、「コアンダ影響度」という）を、「Ｐが２０のときに噴霧Ｆｏが引き寄せられる（拡がる）角度θ20MPa」と「Ｐが４のときに噴霧Ｆｏが引き寄せられる（拡がる）角度θ4MPa」との比で定義し、縦軸に示している。
　図６に示すように、γａｍｉｎ－（θａ１＋θａ２）、または、γｄｍｉｎ－（θｄ１＋θｄ２）が３．０より大きい場合、コアンダ影響度は、１．０～１．１程度である。一方、γａｍｉｎ－（θａ１＋θａ２）、または、γｄｍｉｎ－（θｄ１＋θｄ２）が３．０以下の場合、コアンダ影響度は、０．８～１．３であり、γａｍｉｎ－（θａ１＋θａ２）、または、γｄｍｉｎ－（θｄ１＋θｄ２）が小さくなるほど、コアンダ影響度の範囲が大きくなる傾向であることがわかる。つまり、γａｍｉｎ－（θａ１＋θａ２）、または、γｄｍｉｎ－（θｄ１＋θｄ２）が３．０より大きい場合、噴霧Ｆｏに対するコアンダ効果の影響は小さいことがわかる。本実施形態では、噴孔１３は、γａｍｉｎ－（θａ１＋θａ２）、および、γｄｍｉｎ－（θｄ１＋θｄ２）が、０．５×Ｐ０．６以上、すなわち、約３．０以上となるよう形成されている。したがって、噴孔１３から噴射される噴霧Ｆｏに対するコアンダ効果の影響は小さい。
　以上説明したように、本実施形態の燃料噴射装置１は、ノズル部１０を備えている。ノズル部１０は、内側に燃料通路１００を形成するノズル筒部１１、ノズル筒部１１の一端を塞ぐノズル底部１２、および、ノズル底部１２のノズル筒部１１側の面１２１とノズル筒部１１とは反対側の面１２２とを接続し燃料通路１００内の燃料を噴射する複数の噴孔１３（噴孔５１～５６）を有している。
　噴孔１３は、ノズル底部１２のノズル筒部１１側の面１２１に形成される入口開口部１３１、ノズル底部１２のノズル筒部１１とは反対側の面１２２に形成される出口開口部１３２、および、入口開口部１３１と出口開口部１３２とに接続し入口開口部１３１側から出口開口部１３２側へ向かうに従い中心軸Ａｃ１から離れるようテーパ状に形成される噴孔内壁１３３を有している。そのため、噴孔１３から噴射された燃料の噴霧Ｆｏは、噴孔１３の中心軸Ａｃ１から離れるようにして拡がる。これにより、燃料噴霧の微粒化を図ることができる。
　また、２つの噴孔１３同士のすべての組み合わせのうち中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔１３の噴孔間角度をγａｍｉｎ（ｄｅｇ）、噴孔間角度が最小となる２つの噴孔１３それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθａ１、θａ２（ｄｅｇ）、および、噴孔１３から燃料が噴射されるときの燃料通路１００内の燃料の平均圧力をＰ（ＭＰａ）とすると、噴孔１３は、
 
γａｍｉｎ≧θａ１＋θａ２＋０．５×Ｐ０．６・・・（式１）
 
の関係を満たすよう形成されている。
　また、本実施形態では、２つの噴孔１３同士のすべての組み合わせのうち出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる組み合わせの噴孔１３の中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度をγｄｍｉｎ（ｄｅｇ）、出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる２つの噴孔１３それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθｄ１、θｄ２（ｄｅｇ）、および、噴孔１３から燃料が噴射されるときの燃料通路１００内の燃料の平均圧力をＰ（ＭＰａ）とすると、噴孔１３は、
 
γｄｍｉｎ≧θｄ１＋θｄ２＋０．５×Ｐ０．６・・・（式２）
 
の関係を満たすよう形成されている。
　このように、本実施形態では、噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔１３、および、出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる組み合わせの噴孔１３の噴孔間角度を、式１、式２に基づき、燃料噴射装置１の使用時に想定される燃料通路１００内の燃料の圧力に応じ、コアンダ効果の影響を受け難い値に設定している。そのため、燃料噴射装置１の使用時、燃料通路１００内の燃料の圧力が想定の範囲内であれば、前記２つの噴孔１３から噴射される燃料の噴霧Ｆｏに対するコアンダ効果の影響を低減することができる。これにより、雰囲気圧や雰囲気温度の変化に対する噴霧形状のロバスト性を向上することができる。また、コアンダ効果による燃料噴霧同士の衝突を抑制し、燃料噴霧の微粒化を促進することができる。したがって、未燃焼燃料を低減できるとともに、燃費を向上することができる。
　また、本実施形態では、ノズル部１０は、噴孔１３を６つ有している。一般に、形成される噴孔の数が多いほど、複数の噴孔の中心軸同士の成す角が小さくなったり、複数の噴孔の出口開口部同士の距離が近くなったりする傾向にあるため、噴射される燃料噴霧に対するコアンダ効果が大きくなることが懸念される。本実施形態では、上述のように、噴孔１３の噴孔間角度を、式１、式２に基づき、燃料噴射装置１の使用時に想定される燃料通路１００内の燃料の圧力に応じ、コアンダ効果の影響を受け難い値に設定している。よって、ノズル部１０が多くの噴孔１３を有する場合であっても、噴孔１３から噴射される噴霧Ｆｏに対するコアンダ効果の影響を小さくすることができる。
　また、本実施形態では、ノズル部１０は、ノズル底部１２の入口開口部１３１の周囲に環状に形成される弁座１４を有している。また、燃料噴射装置１は、ハウジング２０とニードル３０と可動コア４０と固定コア４１とコイル４４とスプリング４３とを備えている。
　ハウジング２０は、筒状に形成され、ノズル筒部１１のノズル底部１２とは反対側に接続されている。ニードル３０は、一端（シート部３１）が弁座１４に当接可能、かつ、軸方向に往復移動可能なようハウジング２０の内側に設けられ、一端が弁座１４から離間または弁座１４に当接すると噴孔１３を開閉する。可動コア４０は、ニードル３０とともにハウジング２０内を往復移動可能に設けられる。固定コア４１は、ハウジング２０の内側の可動コア４０の弁座１４とは反対側に設けられている。コイル４４は、通電されると可動コア４０を固定コア４１側に吸引しニードル３０を弁座１４とは反対側に移動させることが可能である。スプリング４３は、ニードル３０および可動コア４０を弁座１４側に付勢可能である。
　上記構成の燃料噴射装置１は、本開示が適用される燃料噴射装置の一例である。
　また、本実施形態では、燃料噴射装置１は、エンジン８０にセンター搭載されている。上記構成の燃料噴射装置１により、噴射される燃料噴霧の微粒化が促進されるため、エンジン８０の燃焼室８３を形成するシリンダブロック８１、シリンダヘッド９０、ピストン８２の壁面への燃料噴霧の付着を抑制することができる。したがって、当該壁面が燃料で濡れるのを抑制することができる。
　（第２実施形態）
　本開示の第２実施形態による燃料噴射装置の一部を図７Ａ、７Ｂに示す。第２実施形態は、噴孔５１、５３、５４、５６の配置が第１実施形態と異なる。
　第２実施形態では、噴孔５６、５２、５４、５３、５５、５１は、この順でノズル底部１２の周方向に並ぶよう形成されている（図７Ｂ参照）。つまり、噴孔５６と噴孔５３、噴孔５２と噴孔５５、噴孔５４と噴孔５１とは、それぞれ、ノズル筒部１１の軸Ａｘ１を間に挟むようにしてノズル底部１２に形成されている（図７Ａ、７Ｂ参照）。
　なお、第１実施形態の噴孔１３の配置と第２実施形態の噴孔１３の配置とを比較すると、噴孔５１と噴孔５６との位置が入れ替わり、噴孔５３と噴孔５４との位置が入れ替わっている（図３Ｂ、図７Ｂ参照）。
　図７Ａ、７Ｂに示すように、本実施形態では、２つの噴孔１３同士のすべての組み合わせのうち中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔１３（本実施形態では、噴孔５６と噴孔５２との組み合わせ、噴孔５２と噴孔５４との組み合わせ、噴孔５４と噴孔５３との組み合わせ、噴孔５３と噴孔５５との組み合わせ、噴孔５５と噴孔５１との組み合わせ、噴孔５１と噴孔５６との組み合わせが該当する）の噴孔間角度をγａｍｉｎ（ｄｅｇ）、噴孔間角度が最小となる２つの噴孔１３（噴孔５６および噴孔５２、噴孔５２および噴孔５４、噴孔５４および噴孔５３、噴孔５３および噴孔５５、噴孔５５および噴孔５１、噴孔５１および噴孔５６）それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθａ１、θａ２（ｄｅｇ）とすると、噴孔１３（噴孔５１～５６）は、
 
γａｍｉｎ≧θａ１＋θａ２＋０．５×Ｐ０．６・・・（式１）
 
の関係を満たすよう形成されている。
　また、図７に示すように、本実施形態では、２つの噴孔１３同士のすべての組み合わせのうち出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる組み合わせ（本実施形態では、噴孔５３と噴孔５５との組み合わせ、および、噴孔５５と噴孔５１との組み合わせが該当する）の噴孔１３の中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度をγｄｍｉｎ（ｄｅｇ）、出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる２つの噴孔１３（噴孔５３および噴孔５５、噴孔５５および噴孔５１）それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθｄ１、θｄ２（ｄｅｇ）とすると、噴孔１３（噴孔５１～５６）は、
 
γｄｍｉｎ≧θｄ１＋θｄ２＋０．５×Ｐ０．６・・・（式２）
 
の関係を満たすよう形成されている。
　以上説明したように、本実施形態では、第１実施形態と同様、噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔１３、および、出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる組み合わせの噴孔１３の噴孔間角度を、式１、式２に基づき、燃料噴射装置の使用時に想定される燃料通路１００内の燃料の圧力に応じ、コアンダ効果の影響を受け難い値に設定している。したがって、第１実施形態と同様、未燃焼燃料を低減できるとともに、燃費を向上することができる。
　（第３実施形態）
　本開示の第３実施形態による燃料噴射装置の一部を図８Ａ、８Ｂに示す。第３実施形態は、噴孔５１、５２、５６の配置が第１実施形態と異なる。
　第３実施形態では、噴孔５６、５１、５３、５４、５５、５２は、この順でノズル底部１２の周方向に並ぶよう形成されている（図８Ｂ参照）。つまり、噴孔５６と噴孔５４、噴孔５１と噴孔５５、噴孔５３と噴孔５２とは、それぞれ、ノズル筒部１１の軸Ａｘ１を間に挟むようにしてノズル底部１２に形成されている（図８Ａ、８Ｂ参照）。
　なお、第１実施形態の噴孔１３の配置と第２実施形態の噴孔１３の配置とを比較すると、噴孔５１、５２、５６の位置が異なり、噴孔５３、５４、５５の位置は同じである（図３Ｂ、図８Ｂ参照）。
　図８Ａ，８Ｂに示すように、本実施形態では、２つの噴孔１３同士のすべての組み合わせのうち中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔１３（本実施形態では、噴孔５６と噴孔５１との組み合わせ、噴孔５１と噴孔５３との組み合わせ、噴孔５３と噴孔５４との組み合わせ、噴孔５４と噴孔５５との組み合わせ、噴孔５５と噴孔５２との組み合わせ、噴孔５２と噴孔５６との組み合わせが該当する）の噴孔間角度をγａｍｉｎ（ｄｅｇ）、噴孔間角度が最小となる２つの噴孔１３（噴孔５６および噴孔５１、噴孔５１および噴孔５３、噴孔５３および噴孔５４、噴孔５４および噴孔５５、噴孔５５および噴孔５２、噴孔５２および噴孔５６）それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθａ１、θａ２（ｄｅｇ）とすると、噴孔１３（噴孔５１～５６）は、
 
γａｍｉｎ≧θａ１＋θａ２＋０．５×Ｐ０．６・・・（式１）
 
の関係を満たすよう形成されている。
　また、図８Ａ、８Ｂに示すように、本実施形態では、２つの噴孔１３同士のすべての組み合わせのうち出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる組み合わせ（本実施形態では、噴孔５１と噴孔５３との組み合わせが該当する）の噴孔１３の中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度をγｄｍｉｎ（ｄｅｇ）、出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる２つの噴孔１３（噴孔５１および噴孔５３）それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθｄ１、θｄ２（ｄｅｇ）とすると、噴孔１３（噴孔５１～５６）は、
 
γｄｍｉｎ≧θｄ１＋θｄ２＋０．５×Ｐ０．６・・・（式２）
 
の関係を満たすよう形成されている。
　以上説明したように、本実施形態では、第１実施形態と同様、噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔１３、および、出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる組み合わせの噴孔１３の噴孔間角度を、式１、式２に基づき、燃料噴射装置の使用時に想定される燃料通路１００内の燃料の圧力に応じ、コアンダ効果の影響を受け難い値に設定している。したがって、第１実施形態と同様、未燃焼燃料を低減できるとともに、燃費を向上することができる。
　（第４実施形態）
　本開示の第４実施形態による燃料噴射装置の一部を図９Ａ、９Ｂに示す。第４実施形態は、複数の噴孔１３の形状が第１実施形態と異なる。
　第４実施形態では、６つの噴孔５１が、ノズル底部１２の周方向に等間隔で並ぶよう形成されている（図９Ｂ参照）。つまり、本実施形態では、すべての噴孔１３が同じ大きさに形成されている。
　図９に示すように、本実施形態では、２つの噴孔１３同士のすべての組み合わせのうち中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔１３（本実施形態では、隣り合う噴孔５１と噴孔５１との組み合わせ６組のそれぞれが該当する）の噴孔間角度をγａｍｉｎ（ｄｅｇ）、噴孔間角度が最小となる２つの噴孔１３（隣り合う噴孔５１および噴孔５１）それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθａ１、θａ２（ｄｅｇ）とすると、６つの噴孔１３（噴孔５１）は、
 
γａｍｉｎ≧θａ１＋θａ２＋０．５×Ｐ０．６・・・（式１）
 
の関係を満たすよう形成されている。
　また、図９Ａ、９Ｂに示すように、本実施形態では、２つの噴孔１３同士のすべての組み合わせのうち出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる組み合わせ（本実施形態では、隣り合う噴孔５１と噴孔５１との組み合わせ６組のそれぞれが該当する）の噴孔１３の中心軸Ａｃ１同士が入口開口部１３１において重なるようオフセットしたときの中心軸Ａｃ１同士の成す角度である噴孔間角度をγｄｍｉｎ（ｄｅｇ）、出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる２つの噴孔１３（隣り合う噴孔５１および噴孔５１）それぞれの中心軸Ａｃ１を含む仮想平面による断面において噴孔内壁１３３の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθｄ１、θｄ２（ｄｅｇ）とすると、６つの噴孔１３（噴孔５１）は、
 
γｄｍｉｎ≧θｄ１＋θｄ２＋０．５×Ｐ０．６・・・（式２）
 
の関係を満たすよう形成されている。
　なお、本実施形態では、θａ１＝θａ２である。
　以上説明したように、本実施形態では、第１実施形態と同様、噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの噴孔１３、および、出口開口部１３２同士の距離Ｄが最小となる組み合わせの噴孔１３の噴孔間角度を、式１、式２に基づき、燃料噴射装置の使用時に想定される燃料通路１００内の燃料の圧力に応じ、コアンダ効果の影響を受け難い値に設定している。したがって、第１実施形態と同様、未燃焼燃料を低減できるとともに、燃費を向上することができる。
　（第５実施形態）
　本開示の第５実施形態による燃料噴射装置の一部を図１０Ａ、１０Ｂに示す。第５実施形態は、噴孔１３の数等が第４実施形態と異なる。
　第５実施形態では、５つの噴孔５１が、ノズル底部１２の周方向に等間隔で並ぶよう形成されている（図１０Ｂ参照）。つまり、本実施形態では、５つの噴孔１３が、ノズル底部１２の周方向に７２°間隔で形成されている。
　第５実施形態は、上述した以外の点は、第４実施形態と同じである。
　第５実施形態においても、第４実施形態と同様、噴射される燃料噴霧に対するコアンダ効果の影響を低減し、未燃焼燃料を低減できるとともに、燃費を向上することができる。
　（第６実施形態）
　本開示の第６実施形態による燃料噴射装置を図１１に示す。第６実施形態は、燃料噴射装置１のエンジン８０への搭載位置が第１実施形態と異なる。
　図１１に示すように、第６実施形態では、燃料噴射装置１は、インテークマニホールド９１の吸気通路９２のシリンダブロック８１側に搭載される。燃料噴射装置１は、軸が燃焼室８３の軸に対し傾斜するよう、または、捩れの関係となるよう設けられる。本実施形態では、燃料噴射装置１は、エンジン８０に、いわゆるサイド搭載される。
　また、シリンダヘッド９０の吸気弁９５と排気弁９６との間、すなわち、燃焼室８３の中央に対応する位置に点火プラグ９７が設けられる。点火プラグ９７は、燃料噴射装置１から噴射される燃料が直接付着しない位置であって、燃料と混合された可燃空気に着火可能な位置に設けられる。
　燃料噴射装置１は、複数の噴孔１３が燃焼室８３の径方向外側の部分に露出するよう設けられる。第６実施形態においても、複数の噴孔１３から噴霧Ｆｏが噴射されると、複数の噴霧Ｆｏ間に負圧Ｖｃが生じる。これにより、複数の噴霧Ｆｏは互いに引き寄せられる。
　以上説明したように、本実施形態では、燃料噴射装置１は、エンジン８０にサイド搭載されている。上記構成の燃料噴射装置１により、噴射される燃料噴霧の微粒化が促進されるため、エンジン８０の燃焼室８３を形成するシリンダブロック８１、シリンダヘッド９０、ピストン８２の壁面が燃料で濡れるのを抑制することができる。
　（他の実施形態）
　上述の実施形態では、すべての噴孔１３について、中心軸Ａｃ１がノズル筒部１１の軸Ａｘ１に対し傾斜して交わるよう形成される例を示した。これに対し、本開示の他の実施形態では、複数の噴孔１３は、上記式１または式２の関係を満たすよう形成されるのであれば、少なくとも１つが、中心軸Ａｃ１がノズル筒部１１の軸Ａｘ１に対し捩れの関係となるよう形成されていてもよい。つまり、噴孔１３は、中心軸Ａｃ１がノズル筒部１１の軸Ａｘ１に交わらないよう形成されていてもよい。
　また、上述の実施形態では、噴孔１３から燃料が噴射されるときの燃料通路１００内の燃料の平均圧力Ｐ（ＭＰａ）が２０（ＭＰａ）の例を示した。これに対し、本開示の他の実施形態では、複数の噴孔１３が上記式１または式２の関係を満たすよう形成されるのであれば、Ｐは、２０より低くてもよいし、２０より高くてもよい。つまり、噴孔１３の形状は、燃料噴射装置の使用時に想定される燃料通路１００内の燃料の圧力に応じ、適宜、設定できる。
　また、上述の実施形態では、噴孔１３のテーパ角（θａ１、θａ２、θｄ１、θｄ２）が約１４～１８（ｄｅｇ）に設定される例を示した。これに対し、本開示の他の実施形態では、複数の噴孔１３が上記式１または式２の関係を満たすよう形成されるのであれば、噴孔１３のテーパ角は、１４（ｄｅｇ）より小さくてもよいし、１８（ｄｅｇ）より大きくてもよい。
　また、本開示の他の実施形態では、噴孔１３は、上記式１または式２の関係を満たすよう形成されるのであれば、ノズル底部１２に７つ以上形成されることとしてもよい。
　また、上述の実施形態では、直噴式のガソリンエンジンに燃料噴射装置を適用する例を示した。これに対し、本開示の他の実施形態では、燃料噴射装置を、例えばディーゼルエンジンやポート噴射式のガソリンエンジン等に適用してもよい。この場合、本開示の燃料噴射装置により、シリンダブロックやピストン等、内燃機関を構成する部材の壁面への燃料噴霧の付着を抑制することができる。したがって、当該壁面が燃料で濡れるのを抑制することができる。
　このように、本開示は、上記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。

 

Claims (4)

  1. 　内側に燃料通路（１００）を形成するノズル筒部（１１）、前記ノズル筒部の一端を塞ぐノズル底部（１２）、および、前記ノズル底部の前記ノズル筒部側の面（１２１）と前記ノズル筒部とは反対側の面（１２２）とを接続し前記燃料通路内の燃料を噴射する複数の噴孔（１３、５１、５２、５３、５４、５５、５６）を有するノズル部（１０）を備え、
    　前記噴孔は、前記ノズル底部の前記ノズル筒部側の面（１２１）に形成される入口開口部（１３１）、前記ノズル底部の前記ノズル筒部とは反対側の面（１２２）に形成される出口開口部（１３２）、および、前記入口開口部と前記出口開口部とに接続し前記入口開口部側から前記出口開口部側へ向かうに従い中心軸（Ａｃ１）から離れるようテーパ状に形成される噴孔内壁（１３３）を有し、
    　２つの前記噴孔同士のすべての組み合わせのうち前記中心軸同士が前記入口開口部において重なるようオフセットしたときの前記中心軸同士の成す角度である噴孔間角度が最小となる組み合わせの２つの前記噴孔の前記噴孔間角度をγａｍｉｎ（ｄｅｇ）、前記噴孔間角度が最小となる２つの前記噴孔それぞれの前記中心軸を含む仮想平面による断面において前記噴孔内壁の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθａ１、θａ２（ｄｅｇ）、および、前記噴孔から燃料が噴射されるときの前記燃料通路内の燃料の平均圧力をＰ（ＭＰａ）とすると、
    　前記噴孔は、
    γａｍｉｎ≧θａ１＋θａ２＋０．５×Ｐ０．６
    の関係を満たすよう形成されている燃料噴射装置。
  2. 　内側に燃料通路（１００）を形成するノズル筒部（１１）、前記ノズル筒部の一端を塞ぐノズル底部（１２）、および、前記ノズル底部の前記ノズル筒部側の面（１２１）と前記ノズル筒部とは反対側の面（１２２）とを接続し前記燃料通路内の燃料を噴射する複数の噴孔（１３、５１、５２、５３、５４、５５、５６）を有するノズル部（１０）を備え、
    　前記噴孔は、前記ノズル底部の前記ノズル筒部側の面（１２１）に形成される入口開口部（１３１）、前記ノズル底部の前記ノズル筒部とは反対側の面に形成される出口開口部（１３２）、および、前記入口開口部と前記出口開口部とに接続し前記入口開口部側から前記出口開口部側へ向かうに従い中心軸（Ａｃ１）から離れるようテーパ状に形成される噴孔内壁（１３３）を有し、
    　２つの前記噴孔同士のすべての組み合わせのうち前記出口開口部同士の距離（Ｄ）が最小となる組み合わせの前記噴孔の前記中心軸同士が前記入口開口部において重なるようオフセットしたときの前記中心軸同士の成す角度である噴孔間角度をγｄｍｉｎ（ｄｅｇ）、前記出口開口部同士の距離（Ｄ）が最小となる２つの前記噴孔それぞれの前記中心軸を含む仮想平面による断面において前記噴孔内壁の輪郭が成す角度であるテーパ角をそれぞれθｄ１、θｄ２（ｄｅｇ）、および、前記噴孔から燃料が噴射されるときの前記燃料通路内の燃料の平均圧力をＰ（ＭＰａ）とすると、
    　前記噴孔は、
    γｄｍｉｎ≧θｄ１＋θｄ２＋０．５×Ｐ０．６
    の関係を満たすよう形成されている燃料噴射装置。
  3. 　前記ノズル部は、前記噴孔を５つ以上有する請求項１または２に記載の燃料噴射装置。
  4. 　前記ノズル部は、前記ノズル底部の前記入口開口部の周囲に環状に形成される弁座（１４）を有し、
    　前記ノズル筒部の前記ノズル底部とは反対側に接続される筒状のハウジング（２０）と、
    　一端が前記弁座に当接可能、かつ、軸方向に往復移動可能なよう前記ハウジングの内側に設けられ、一端が前記弁座から離間または前記弁座に当接すると前記噴孔を開閉するニードル（３０）と、
    　前記ニードルとともに前記ハウジング内を往復移動可能に設けられる可動コア（４０）と、
    　前記ハウジングの内側の前記可動コアの前記弁座とは反対側に設けられる固定コア（４１）と、
    　通電されると前記可動コアを前記固定コア側に吸引し前記ニードルを前記弁座とは反対側に移動させることが可能なコイル（４４）と、
    　前記ニードルおよび前記可動コアを前記弁座側に付勢可能な弁座側付勢部材（４３）と、
    　をさらに備える請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。

     
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