(57)【要約】【課題】ニードルが低リフト状態の小噴射量時でも、噴霧特性の噴孔間バラツキを抑制し、全ての噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化や分散性を促進する。【解決手段】ニードル２のシート部２１がノズルボディ１のシート面１１に当接した着座時には噴口１２から燃料の噴射を停止する燃料噴射弁１０であって、ニードル１の先端には、中心軸Ａに対して垂直な先端面２２が形成され、ノズルボディ１の内壁には、先端面２２に向かい合う位置に配置されて中心軸Ａに垂直な環形の流れ制御面１３と、流れ制御面１３の中心部に流れ制御面１３から中心軸Ａの方向に凹んだ凹部であるサック室１４と、が形成され、先端面２２からサック室１４に向かって延びて、ニードル２の着座時にサック室１４に一部が突き出た状態となる突起２４を備える。【選択図】図１
2020159335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルボディと、
前記ノズルボディの内部に収容され、前記ノズルボディの中心軸の方向に進退移動可能なニードルと、を備え、
前記ニードルが前記ノズルボディの内周面に当接した着座時には燃料の噴射を停止し、前記ニードルが前記ノズルボディの内周面から離間した離座時には前記ノズルボディに形成された噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁であって、
前記ニードルの先端には、前記中心軸に対して略垂直な先端面が形成され、
前記ノズルボディの内壁には、前記先端面に向かい合う位置に配置されて前記中心軸に対して略垂直な環形の流れ制御面と、前記流れ制御面の中心部に前記流れ制御面から前記中心軸の方向に凹んだ凹部であるサック室と、が形成され、
前記噴孔は、前記サック室と前記ノズルボディの外部とを連通し、
前記先端面から前記サック室に向かって延びて、前記着座時に前記サック室に一部が突き出た状態となる突起を備えること、を特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
ノズルボディと、
前記ノズルボディの内部に収容され、前記ノズルボディの中心軸の方向に進退移動可能なニードルと、を備え、
前記ニードルが前記ノズルボディの内周面に当接した着座時には燃料の噴射を停止し、前記ニードルが前記ノズルボディの内周面から離間した離座時には前記ノズルボディに形成された噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁であって、
前記ニードルの先端には、前記中心軸に対して略垂直な先端面が形成され、
前記ノズルボディの内壁には、前記先端面に向かい合う位置に配置されて前記中心軸に対して略垂直な環形の流れ制御面と、前記流れ制御面の中心部に前記流れ制御面から前記中心軸の方向に凹んだ凹部であるサック室と、が形成され、
前記噴孔は、前記サック室と前記ノズルボディの外部とを連通し、
前記先端面及び前記流れ制御面の少なくとも一方に凹部が形成されていること、を特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１に又は請求項２に記載の燃料噴射弁であって、
前記ニードルの外面には、円錐台の形状の外周面が前記先端面に連続して形成され、
前記ニードルを可動範囲内で最大に後退させたフルリフト状態において、前記中心軸を含む前記ニードルの断面における前記外周面の延長線が前記流れ制御面と交差すること、を特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項１又は請求項３に記載の燃料噴射弁であって、
前記ニードルを後退させたリフト量が所定値以上の状態では、前記突起の先端が前記サック室まで届かないこと、を特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブボディと、バルブボディの内部に収容されてバルブボディの中心軸の方向に進退移動可能なニードルと、を備え、ニードルの先端にはバルブボディの中心軸に対して垂直かつ平坦な円形の先端面が形成され、ニードルの先端面とノズルプレートとの間に扁平な円板状のサック室が形成され、ニードルのシート部がバルブボディに着座した状態から離座することにより、ノズルプレートに形成された噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁が特許文献１に開示されている。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載された燃料噴射弁では、シート部の全周方向からサック室へ均質に燃料を流入させる設計となっているため、サック室の中心部で淀み点や滞留領域が生じやすくなる。そのため、滞留領域でのエネルギー損失が大きくなり、噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化に対して供給エネルギーを有効に利用できないという問題が生じることがある。
【０００４】
そこで、サック室の中央部に、ノズルプレートからニードルに向けて突出する環状の壁を設けた燃料噴射弁が特許文献２に開示されている。この燃料噴射弁では、噴孔の外周側から噴孔に向けて流れる燃料流れは、噴孔の入口の内周側縁部に設けられた壁に衝突し、噴孔内に向けて強制的に流れを変えられる。これにより、噴孔の外周側から噴孔に向けて流れる燃料流れが、噴孔の入口を通過してサック室の中央部で衝突して滞留することを防止できる。その結果、噴孔に流入する燃料流れのエネルギーが増加し、燃料流れの乱れが増加するので、噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化を促進できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２６４３６５号公報
【特許文献２】特開２００８−１６９７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載された燃料噴射弁では、シート部から噴孔入口までの容積が小さく、シート部と噴孔入口が近くなっている。その上、サック室の中心が壁になっており、噴孔の入口の上を通過することなく噴孔へ流れ込む設計となっているため、サック室内での流体の往来や混合が制限され、ニードルの偏心による噴孔間の流量バラツキが特に低リフト時に顕著に表れる。そのため、特にニードルが低リフト状態で燃料を噴射する時に、ニードルの偏心による噴霧特性（貫徹力、分散性、微粒化）の噴孔間バラツキが生じやすい。
【０００７】
近年の筒内直噴エンジンでは、エンジン性能やエミッションを向上させるために、１サイクルの間に複数回、燃料を噴射している。特に燃焼の初期に少量噴射して小さな燃焼を起こすパイロット噴射時には、低リフト、小噴射量での高精度な噴射制御が要求される。
【０００８】
これに対して、特許文献２に記載された燃料噴射弁では、パイロット噴射時における噴霧特性の噴孔間バラツキが生じることで、エンジン筒内での均質な燃焼制御が行えず、狙ったエンジン性能及びエミッションが得られないことがある。ニードルが低リフト状態の小噴射量時には特に噴霧特性のバラツキの影響が大きくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、ニードルが高リフト状態の大噴射量時のみならず、ニードルが低リフト状態の小噴射量時でも、噴霧特性の噴孔間バラツキを抑制し、全ての噴孔から噴射される燃料噴霧を微粒化し、燃料噴霧の分散性を確保できる燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る燃料噴射弁は、ノズルボディと、前記ノズルボディの内部に収容され、前記ノズルボディの中心軸の方向に進退移動可能なニードルと、を備え、前記ニードルが前記ノズルボディの内周面に当接した着座時には燃料の噴射を停止し、前記ニードルが前記ノズルボディの内周面から離間した離座時には前記ノズルボディに形成された噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁であって、前記ニードルの先端には、前記中心軸に対して略垂直な先端面が形成され、前記ノズルボディの内壁には、前記先端面に向かい合う位置に配置されて前記中心軸に対して略垂直な環形の流れ制御面と、前記流れ制御面の中心部に前記流れ制御面から前記中心軸の方向に凹んだ凹部であるサック室と、が形成され、前記噴孔は、前記サック室と前記ノズルボディの外部とを連通し、前記先端面から前記サック室に向かって延びて、前記着座時に前記サック室に一部が突き出た状態となる突起を備えること、を特徴とする。
【００１１】
このように、ニードルの先端面及び流れ制御面がノズルボディの中心軸に略垂直に形成されているため、燃料が流れる流路は、サック室の直前でノズルボディの中心軸に対して略垂直な流路となり、サック室に向かう燃料の流れが正面で衝突し、サック室内の燃料の流れが乱れる。そして、突起の周囲を燃料の流れが通過することで流れに渦が生じ、衝突点の位置が時間的に変動するため、衝突点付近に生じる淀み点や滞留領域の発生を抑制し、サック室内全域で流れの乱れを増大させる。また、ニードルの先端面とノズルボディとの間に板状の空間のみならず、サック室も形成されているため、かつ、全燃料がサック室内で衝突してから噴孔に流れ込むため、ニードルが低リフト状態の小噴射量時でも、シート部から噴孔入口までの距離が確保され、噴霧特性の噴孔間バラツキが抑制される。そのため、ニードルが高リフト状態の大噴射量時のみならず、ニードルが低リフト状態の小噴射量時でも、噴孔から噴射される燃料噴霧を微粒化し、燃料噴霧の分散性を確保することができる。
【００１２】
本発明の燃料噴射弁の一態様において、ノズルボディと、前記ノズルボディの内部に収容され、前記ノズルボディの中心軸の方向に進退移動可能なニードルと、を備え、前記ニードルが前記ノズルボディの内周面に当接した着座時には燃料の噴射を停止し、前記ニードルが前記ノズルボディの内周面から離間した離座時には前記ノズルボディに形成された噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁であって、前記ニードルの先端には、前記中心軸に対して略垂直な先端面が形成され、前記ノズルボディの内壁には、前記先端面に向かい合う位置に配置されて前記中心軸に対して略垂直な環形の流れ制御面と、前記流れ制御面の中心部に前記流れ制御面から前記中心軸の方向に凹んだ凹部であるサック室と、が形成され、前記噴孔は、前記サック室と前記ノズルボディの外部とを連通し、前記先端面及び前記流れ制御面の少なくとも一方に凹部が形成されていてもよい。
【００１３】
この態様によれば、ニードルの先端面及び流れ制御面がノズルボディの中心軸に略垂直に形成されているため、燃料が流れる流路は、サック室の直前でノズルボディの中心軸に対して略垂直な流路となり、サック室に向かう燃料の流れが正面で衝突し、サック室内の燃料の流れが乱れる。そして、ニードル先端面又は流れ制御面に形成された凹部を燃料の流れが通過することで流れに渦が生じ、衝突点の位置が時間的に変動するため、衝突点付近に生じる淀み点や滞留領域の発生を抑制し、サック室内全域で流れの乱れを増大させる。また、ニードルの先端面とノズルボディとの間に板状の空間のみならず、サック室も形成されているため、かつ、全燃料がサック室内で衝突してから噴孔に流れ込むため、ニードルが低リフト状態の小噴射量時でも、シート部から噴孔入口までの距離が確保され、噴霧特性の噴孔間バラツキが抑制される。そのため、ニードルが高リフト状態の大噴射量時のみならず、ニードルが低リフト状態の小噴射量時でも、噴孔から噴射される燃料噴霧を微粒化し、燃料噴霧の分散性を確保することができる。
【００１４】
本発明の燃料噴射弁の一態様において、前記ニードルの外面には、円錐台の形状の外周面が前記先端面に連続して形成され、前記ニードルを可動範囲内で最大に後退させたフルリフト状態において、前記中心軸を含む前記ニードルの断面における前記外周面の延長線が前記流れ制御面と交差していてもよい。
【００１５】
この態様によれば、ニードルをリフトして燃料を噴射する際には常に、ニードルの先端面に連続する円錐状外周面に沿って流れる燃料の流れが、流れ制御面に衝突してノズルボディの中心軸に垂直な方向に向かい、正面で衝突するため、噴孔から噴射される燃料噴霧を微粒化し、燃料噴霧の分散性を確保することができる。
【００１６】
本発明の燃料噴射弁の一態様において、前記ニードルを後退させたリフト量が所定値以上の状態では、前記突起の先端が前記サック室まで届かなくてもよい。
【００１７】
この態様によれば、ニードルのリフト量が小さい小噴射量時には、サック室に流入する燃料を突起に衝突させて燃料の流れの乱れを増大させて、低貫徹かつ高分散噴霧を生成し、ニードルのリフト量が大きい大噴射量時には、サック室へ流入する燃料が突起に衝突する量を減少させて、高貫徹噴霧を生成できるため、エンジンの負荷に合わせた最適な噴霧を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、ニードルが高リフト状態の大噴射量時のみならず、ニードルが低リフト状態の小噴射量時でも、噴霧特性の噴孔間バラツキを抑制し、全ての噴孔から噴射される燃料噴霧を微粒化し、燃料噴霧の分散性を確保できる燃料噴射弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第一の形態の燃料噴射弁のニードルがフルリフトの状態を示した断面図（ａ）と、ニードルが着座した状態を示した断面図（ｂ）である。
【図２】ニードルの先端面をサック室の側から見た図である。
【図３】断面が四角形で、四角形の１つの辺が先端面の中心に向かい合うように配置された突起を示した図（ａ）と、断面が四角形で、四角形の１つの頂点が先端面の中心に向かうように配置された突起を示した図（ｂ）と、断面が三角形で、三角形の１つの辺が先端面の中心に向かい合うように配置された突起を示した図（ｃ）と、断面が三角形で、三角形の１つの頂点が先端面の中心に向かうように配置された突起を示した図（ｄ）である。
【図４】ノズルボディとニードルとの間を流れる燃料の流れを示す燃料噴射弁の断面図（ａ）と、突起により燃料の流れに乱れが生じることを説明する図（ｂ）である。
【図５】断面が矩形の凹部が形成された燃料噴射弁の断面図（ａ）と、断面外形が円弧状の凹部が形成された燃料噴射弁の断面図（ｂ）である。
【図６】周方向に連続して凹部が形成されたニードルの先端面を示した図（ａ）と、複数箇所に分かれて周方向に等間隔に凹部が形成されたニードルの先端面を示した図（ｂ）である。
【図７】第三の形態の燃料噴射弁の低リフト状態を示す断面図（ａ）と、高リフト状態を示す断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第一の形態＞
以下、図面を参照しながら、第一の形態の燃料噴射弁１０について説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す燃料噴射弁１０は、例えば、自動車の走行用動力源として用いられる不図示の内燃機関に搭載される。燃料噴射弁１０は、ノズルボディ１と、ノズルボディ１の内部に収容されたニードル２とを備える。ニードル２はノズルボディ１及びニードル２の中心軸Ａの方向に進退移動可能であり、ニードル２が中心軸Ａの方向に進退移動することにより、ノズルボディ１とニードル２との間の燃料が流れる流路の幅が変化する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は燃料噴射弁１０の先端の部分を拡大して示した断面図であり、図１（ａ）はニードル２を可動範囲内で最大に後退させたフルリフトの状態を示し、図１（ｂ）はニードル２のシート部２１をノズルボディ１の内周面であるシート面１１に当接させた着座時の状態を示している。燃料噴射弁１０は、ニードル２のシート部２１がノズルボディ１のシート面１１に当接した着座時には燃料の噴射を停止し、ニードル２のシート部２１がノズルボディ１のシート面１１から離間した離座時には噴孔１２から燃料を噴射する。
【００２１】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ニードル２の先端には、中心軸Ａとの交点を中心とした円形で中心軸Ａに対して垂直な先端面２２が形成されている。ノズルボディ１の内壁には、中心軸Ａに対して垂直な円環形の流れ制御面１３がニードル２の先端面２２に向かい合う位置に形成されており、流れ制御面１３の中心部に、流れ制御面１３から中心軸Ａの方向に凹んだ半球形の凹部であるサック室１４が形成されている。ノズルボディ１には、サック室１４とノズルボディ１の外部とを連通する噴孔１２が形成されている。
【００２２】
ニードル２の外面には、中心軸Ａを中心軸とした円錐台の形状をした外周面２３が先端面２２に連続して形成されている。図１（ａ）に示すように、ニードル２を可動範囲内で最大に後退させたフルリフトの状態において、中心軸Ａを含むニードル２の断面における外周面２３の延長線Ｂが流れ制御面１３と交差する。そして、ニードル２をフルリフト状態からノズルボディ１の先端に向かって近づけていくと、外周面２３の延長線と流れ制御面１３との交差点は中心軸Ａから遠ざかっていく。つまり、ニードル２を着座位置からリフトした状態では常に外周面２３の延長線は流れ制御面１３と交差する。
【００２３】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ニードル２には、ニードル２の先端面２２からサック室１４に向かって延びる突起２４が設けられている。図１（ｂ）に示すように、ニードル２の着座時には突起２４の一部がサック室１４に突き出た状態となる。図２に示すように、断面が円形の４本の突起２４は、ノズルボディ１の中心軸を中心とした円周上に、周方向に等間隔に配置されている。図１（ａ）及び図１（ｂ）では、これらの４本の突起２４のうち２本のみが見える状態で示されている。
【００２４】
なお、突起２４の本数は４本以外の複数本であってもよい。ただし、突起２４を円周上に、周方向に均等に配置するため、３本以上であることが望ましい。また、突起の断面の形状は円形でなくてもよい。例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように四角形であってもよいし、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように三角形であってもよい。図３（ａ）に示すニードル２ａでは、突起２４ａの断面の四角形の１つの辺が先端面２２の中心に向かい合うように配置されている。図３（ｂ）に示すニードル２ｂでは、突起２４ｂの断面の四角形の１つの頂点が先端面２２の中心に向かうように配置されている。図３（ｃ）に示すニードル２ｃでは、突起２４ｃの断面の三角形の１つの辺が先端面２２の中心に向かい合うように配置されている。図３（ｄ）に示すニードル２ｄでは、突起２４ｄの断面の三角形の１つの頂点が先端面２２の中心に向かうように配置されている。
【００２５】
燃料噴射弁１０が噴孔１２から燃料を噴射する際、図４（ａ）の矢印Ｃに示すように、ノズルボディ１とニードル２との間の流路を燃料が流れる。燃料が流れる流路は、サック室１４の直前で中心軸Ａに対して垂直な流路となる。既に述べたように、ニードル２を着座位置からリフトした状態では常に外周面２３の延長線は流れ制御面１３と交差するため、外周面２３に沿って流れる燃料の流れの全てを流れ制御面１３に衝突させて、サック室１４の直前では燃料は中心軸Ａに対して垂直な方向に流れる。そのため、燃料は対向するようにサック室１４に流入する。こうしてサック室１４に流入した燃料が正面で衝突することにより、燃料の流れの乱れが増大する。
【００２６】
図４（ｂ）は、ニードル２の先端面２２とノズルボディ１との間の空間に燃料が流れ込み、燃料の流れに乱れが生じ、燃料の衝突点Ｐが時間的に変動することを示した図である。図４（ｂ）の矢印は全て燃料の流れを示している。燃料は、ニードル２の先端面２２の周囲から先端面２２と流れ制御面１３との間の空間に流れ込み、サック室１４に向かう。このように燃料が流れると、図４（ｂ）に示すように、突起２４の後流に時間的に変動する渦が発生する。そのため、サック室１４における燃料の流れの衝突点Ｐの位置が時間変動する。また、それに伴い、噴孔１２へ流れ込む流線も時間的に変動する。
【００２７】
噴孔１２から噴射される燃料の噴霧の微粒化や分散性は、サック室１４内の燃料の流れの乱れを増大させることにより向上する。燃料噴射弁１０では、サック室１４に流入した燃料の流れを衝突させることで、流体の乱れを増大させる。更に、衝突点Ｐの位置を時間変動させることで、衝突点Ｐ付近に生じる滞留を抑制する。これにより、サック室１４内の全域で流体の乱れを増大すると共に、滞留によるエネルギー損失を減らし、燃料供給エネルギーを有効に流体の乱れに変換できる。また、噴孔１２の入口への流線が時間変動することで、噴孔１２から噴射される燃料の噴霧の分散性が得られる。
【００２８】
また、ニードル２の先端面２２とノズルボディ１との間には円板状の空間のみならず、サック室１４も形成されているため、かつ、全燃料がサック室内で衝突してから噴孔に流れ込むため、ニードル２が低リフト状態の小噴射量時でも、シート部２１から噴孔１２の入口までの距離が確保され、噴霧特性の噴孔間バラツキが抑制される。そのため、ニードル２が高リフト状態の大噴射量時のみならず、ニードル２が低リフト状態の小噴射量時でも、噴孔１２から噴射される燃料噴霧を微粒化し、燃料噴霧の分散性を確保することができる。
【００２９】
＜第二の形態＞
次に、第二の形態の燃料噴射弁２０について説明する。第二の形態の燃料噴射弁２０は、ニードル２の先端面２２に突起を備えておらず、ニードル２の先端面２２にニードル凹部２５が形成され、ノズルボディ１の流れ制御面１３にノズルボディ凹部１５が形成されている点を除き、第一の形態の燃料噴射弁１０と同一の構成を有している、そのため、第一の形態の燃料噴射弁１０と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３０】
図５（ａ）に示すように、第二の形態の燃料噴射弁２０では、ニードル２の先端面２２の流れ制御面１３に対向する部分に断面が矩形の凹部としてニードル凹部２５が形成されており、ノズルボディ１の流れ制御面１３には断面が矩形の凹部としてノズルボディ凹部１５が形成されている。ニードル凹部２５及びノズルボディ凹部１５は、いずれか片方のみ形成されていてもよいが、両方とも形成されていることが望ましい。ニードル凹部２５及びノズルボディ凹部１５の断面は、矩形以外の形状であってもよい。例えば、図５（ｂ）に示すように、断面外形が円弧状のニードル凹部２５及びノズルボディ凹部１５が形成されていてもよい。
【００３１】
ニードル凹部２５は、図６（ａ）に示すように、周方向に連続して形成されていてもよいし、図６（ｂ）に示すように、複数箇所に分かれて周方向に等間隔に形成されていてもよい。ニードル凹部２５が複数箇所に分かれて形成されている場合、ニードル凹部２５の数は図６（ｂ）に示す４カ所には限らず、４箇所以外の複数箇所であってもよい。同様に、ノズルボディ凹部１５も、周方向に連続して形成されていてもよいし、複数箇所に分かれて周方向に等間隔に形成されていてもよい。
【００３２】
燃料噴射弁２０が噴孔１２から燃料を噴射する際、第一の形態の燃料噴射弁１０と同様に、燃料が流れる流路はサック室１４の直前で中心軸Ａに対して垂直な流路となり、燃料は対向するようにサック室１４に流入する。こうしてサック室１４に流入した燃料が正面で衝突することにより、燃料の流れの乱れが増大する。更に、ニードル凹部２５の付近を燃料が流れるとニードル凹部２５で渦が発生し、その渦が周期的にニードル凹部２５から放出される。同様に、ノズルボディ凹部１５の付近を燃料が流れるとノズルボディ凹部１５で渦が発生し、その渦が周期的にノズルボディ凹部１５から放出される。このようにニードル凹部２５及びノズルボディ凹部１５で発生した渦は時間的に変動するため、サック室１４における燃料の流れの衝突点の位置が時間変動する。また、それに伴い、噴孔１２へ流れ込む流線も時間的に変動する。
【００３３】
そのため、第一の形態の燃料噴射弁１０と同様に、サック室１４内の全域で流体の乱れを増大すると共に、滞留によるエネルギー損失を減らし、燃料供給エネルギーを有効に流体の乱れに変換できる。また、噴孔１２の入口への流線が時間変動することで、噴孔１２から噴射される燃料の噴霧の分散性が得られる。そして、ニードル２が高リフト状態の大噴射量時のみならず、ニードル２が低リフト状態の小噴射量時でも、噴孔１２から噴射される燃料噴霧を微粒化し、燃料噴霧の分散性を確保することができる。
【００３４】
＜第三の形態＞
次に、第三の形態の燃料噴射弁３０について説明する。第三の形態の燃料噴射弁３０は、ニードル２の先端面２２に設けられた突起の長さが異なる点を除き、第一の形態の燃料噴射弁１０と同一の構成を有している、そのため、第一の形態の燃料噴射弁１０と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３５】
図７（ａ）は、ニードル２を後退させたリフト量が所定値未満の低リフト状態の燃料噴射弁３０の先端部分の断面図であり、図７（ａ）の矢印Ｄは燃料の流れを示す。図７（ｂ）は、ニードル２を後退させたリフト量が所定値以上の高リフト状態の燃料噴射弁３０の先端部分の断面図であり、図７（ｂ）の矢印Ｅは燃料の流れを示す。
【００３６】
第三の形態の燃料噴射弁３０の突起２４ｅは、第一の形態の燃料噴射弁１０の突起２４よりも短く、ニードル２が着座した状態でも先端が僅かにサック室１４に届く長さとなっている。そのため、図７（ｂ）に示す高リフト状態では、突起２４ｅの先端はサック室１４まで届かない。
【００３７】
しかし、図７（ａ）に示すように、低リフト状態では、突起２４ｅの先端はサック室１４の付近まで延びている。そのため、図４（ａ）に示す第一の形態の燃料噴射弁１０と同様に、サック室１４へ流入する燃料を突起２４ｅに衝突させて、燃料の流れの乱れを増大させることができる。すると、図７（ａ）に示す低リフト状態では、第三の形態の燃料噴射弁３０でも、突起２４ｅの後流に時間的に変動する渦が発生することで、サック室１４における燃料の衝突点の位置が時間変動し、噴孔１２へ流れ込む流線も時間的に変動する。そのため、噴孔１２から噴射される燃料噴霧を微粒化し、燃料噴霧の分散性を確保することができる。
【００３８】
一方、図７（ｂ）に示すように、高リフト状態では、突起２４ｅの先端からサック室１４までの距離は遠い。そのため、高リフト状態では、低リフト状態と比較して、サック室１４へ流入する燃料が突起２４ｅに衝突する量が減少する。すると、低リフト状態と比較して突起２４ｅによる燃料の流れの乱れが小さく、抵抗も小さいため、流量係数が大きくなる。そのため、噴孔１２から噴射される燃料の噴霧は、低リフト状態と比較して高貫徹の噴霧となる。
【００３９】
このように燃料噴射弁３０では、ニードル２が低リフト状態では低貫徹かつ高分散の噴霧となり、高リフト状態では高貫徹の噴霧となる。つまり、ニードル２のリフト量により、噴孔１２から噴射する燃料の噴霧の特性（貫徹力、分散性、微粒化）を変えることができる。そのため、ニードル２のリフト量により、エンジンの負荷に合わせた最適な噴霧を実現することができる。例えば、エンジンが低負荷時には低リフトによる低貫徹かつ高分散の噴霧を噴射し、エンジンが高負荷時には高リフトによる高貫徹噴霧を噴射することにより、噴射圧制御とは独立して、ニードル２のリフト量により燃料の噴射を制御することができる。また、１回の燃料の噴射中においても、ニードル２のリフト量に伴って、噴孔１２から噴射する燃料の噴霧特性を変化させることができる。また、燃料噴射弁３０は、突起２４ｅの長さを変えることにより、１回の燃料の噴射中において、低貫徹かつ高分散の噴霧と、高貫徹の噴霧との噴霧の特性を切り換えるタイミングを調整することができる。１回の噴射中に噴霧特性を変化させることで、噴霧流に誘因される周囲気体の流れに非定常性が生じ、燃料と周囲気体との混合促進が期待できる。
【００４０】
＜実施形態の補足＞
本開示の燃料噴射弁は、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、サック室の形状は半球形以外の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  ノズルボディ、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  ニードル、１０、２０，３０  燃料噴射弁、１１  シート面、１２  噴孔、１３  流れ制御面、１４  サック室、１５  ノズルボディ凹部、２１  シート部、２２  先端面、２３  外周面、２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ  突起、２５  ニードル凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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