(57)【要約】      （修正有）【課題】高圧の燃料噴射ポンプを使用することなく、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、高圧の燃料噴射ポンプと同等の燃料微粒化と吐出量確保の両立を可能とする燃料噴射弁、および、これを備える内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関の燃焼室内へ噴霧する燃料噴射弁において、前記燃料通路には、前記ニードルのリフト量が所定量より小さいときに、前記燃料を減圧により発泡させて一次気泡を形成する一次気泡形成通路部と、該一次気泡を減衰する圧力回復通路部と、前記一次気泡よりも微細な二次気泡を形成する微細気泡形成通路部とが形成され、前記ニードルのリフト量が前記所定量を越えたときに、前記一次気泡形成通路部を流れる燃料の圧力を、該ニードルのリフト量が該所定量より小さいときの圧力よりも大きくすることで、一次気泡が形成されないようにすることを特徴とする。【選択図】図１
2010013981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に噴孔を有する有底筒状のハウジングと、
該ハウジング内に設けられ、該ハウジング内を往復動することにより該噴孔を開閉するニードルとを備え、加圧された燃料を燃料通路先端の該噴孔より内燃機関の燃焼室内へ噴霧する燃料噴射弁において、
前記燃料通路には、
前記ニードルのリフト量が所定量より小さいときに、前記燃料を減圧により発泡させて一次気泡を形成する一次気泡形成通路部と、該一次気泡形成通路部の通路断面積よりも大きい通路断面積を有し該一次気泡形成通路部を通過した該燃料の圧力を回復することにより該一次気泡を減衰する圧力回復通路部と、該圧力回復通路部の通路断面積より小さい通路断面積を有し該圧力回復通路部を通過した該燃料を減圧により発泡させて前記一次気泡よりも微細な二次気泡を形成する微細気泡形成通路部とが形成され、
前記ニードルのリフト量が前記所定量を越えたときに、前記一次気泡形成通路部を流れる燃料の圧力を、該ニードルのリフト量が該所定量より小さいときの圧力よりも大きくすることで、一次気泡が形成されないようにすることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記微細気泡形成通路部は、前記噴孔である請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記一次気泡形成通路部は、前記ニードルに形成されている請求項１又は２のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記一次気泡形成通路部は、前記ハウジングに形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記ハウジング内に配置可能なピースを有し、前記一次気泡形成通路部は該ピースに形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記ニードルのリフト量が前記所定量を越えたときに、前記一次気泡形成通路部の通路断面積を増やして、一次気泡が形成されないようにすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記ニードルのリフト量が前記所定量より小さいときに、前記圧力回復通路部に対して前記一次気泡形成通路部のみから燃料が供給され、前記ニードルのリフト量が前記所定量を越えたときに、前記圧力回復通路部に対して前記一次気泡形成通路部及び前記一次気泡形成通路部以外の通路より燃料を供給することで、一次気泡が形成されないようにすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記内燃機関は、ディーゼルエンジンである請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料噴射弁を備えることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（主にディーゼルエンジンまたは直噴ガソリンエンジン）に使用される燃料噴射弁、および、これを備える内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高圧ポンプにより加圧圧送された高圧燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射弁として、例えば、特許文献１に記載された燃料噴射弁がある。この燃料噴射弁は、内燃機関における燃焼騒音やＮＯｘとススの排出量を低減させる目的で、各気筒に設けられた燃料噴射弁の毎回の噴射時期の初期における燃料噴射量を低減させるために考案されたものであり、いわゆる２スプリング型燃料噴射弁と呼ばれる燃料噴射弁である。
【０００３】
この従来技術における燃料噴射弁の縦断正面図を図８に示す。また、この燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図を図９に示す。
【０００４】
図８及び図９において、１はホルダーボディ、２はその先端側に取り付けられるノズルボディ、３は取付用ナット、４はノズルボディ２の先端に形成された複数の噴孔、５はノズルボディ２の中に形成された油溜まり、６は油溜まり５と噴孔４を連通する燃料通路であって、燃料通路６の下方の噴孔４の近傍には円錐形の弁座開口７が形成されている。
【０００５】
８は燃料通路６内で上下方向に移動可能に挿入されて、先端の円錐形部分によって弁座開口７を開閉することができるニードルであって、油溜まり５の中に位置する円錐形の段部８ａを備えている。この場合、ホルダーボディ１とノズルボディ２との間にはスペーサ９が挿入されている。そして一体化されたホルダーボディ１とスペーサ９及びノズルボディ２には燃料通路１０が連続して形成されている。
【０００６】
ニードル８は、ホルダーボディ１内のスプリング１１，１２によって下方へ付勢されており、油溜まり５に所定値以上の燃料の油圧が作用すると、その油圧がニードル８の段部８ａに対して上向きに作用するため、第１のスプリング１１の付勢力に抗して図８（ｂ）に示す隙間ｃ’の分だけ上方へ移動して弁座開口７を開弁し、低速軽負荷の運転状態に適した少ない噴射量による噴射が行われる。油溜まり５の圧力が更に高くなると、第２のスプリング１２の付勢力にも抗して図８（ｂ）に示す高リフトの位置まで上方へ移動し、中速中負荷〜高速高負荷の運転状態に適した多い噴射量による噴射が行わる。
【０００７】
近年、排気ガスによる大気汚染が深刻であることなどから、排気ガスに関する規制は逐次強化されており、更なる燃焼効率の向上や排気ガスのクリーン化が要求されている。このような観点から、上記のような従来技術における燃料噴射弁の燃料噴射を、更に細かい霧状に微粒化することができる燃料噴射弁の開発が望まれている。
【０００８】
燃料を微粒化する手段として、従来は、噴孔の径を細く形成し、噴射圧力を高くすることによって流速を上げるという手段が用いられてきたが、噴射圧力の高圧化は噴射系作製の高コスト化に繋がることから、最近では、噴射圧力の高圧化によらない燃料微粒化手段として、例えば、特許文献２や非特許文献１に紹介されている、燃料噴射弁内を流れる燃料にキャビテーション気泡を積極的に発生させるという手段が実用化されつつある。
【０００９】
特許文献２の燃料噴射弁は、燃料噴射弁内を流れる燃料にキャビテーション気泡を発生させるためのキャビテーション発生流路と、そのキャビテーション発生流路及び噴孔と連通し、燃料中に発生したキャビテーション気泡を保持する気泡保持流路とを備え、気泡保持流路の断面積がキャビテーション発生流路の断面積よりも大きく設定された構成となっている。
【００１０】
また、非特許文献１の燃料噴射弁においては、噴孔の構成を、上流側噴孔と下流側噴孔との間に間隙部を設けた構成としている。上流側噴孔にて発生したキャビテーション気泡は、間隙部にて燃料流れの減衰及び圧力回復が起こることで崩壊する。さらに、噴孔内部に凸型のピンを設けていることで、下流側噴孔においてもキャビテーション気泡が崩壊する。このキャビテーション気泡の崩壊によって噴孔内の燃料流れに乱れを与えることで、燃料噴霧の微粒化の促進を図っている。
【特許文献１】特開平１１−２９４２９９号公報
【特許文献２】特開２００６−１７７１７４号公報
【非特許文献１】N.Tamaki他 ，”Atomization Enhancement of the Spray and Improvement of the Spray Characteristics by Cavitation and Pin Inserted in the Nozzle Hole”，ICLASS 2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２や非特許文献１に開示されるような燃料噴射弁は、燃料噴射量が少ない低速軽負荷時においても、燃料噴射量が多い高速高負荷時においても、燃料噴射弁内の燃料通路の構造がほとんど変化しないことから、燃料噴射弁内を流れる燃料には、常にキャビテーション気泡が発生し、燃料微粒化に効果がある。
【００１２】
しかしながら、キャビテーション気泡を積極的に発生させたいのは、特に噴射圧力が小さい低速軽負荷時においてであり、噴射圧力が大きい高速高負荷時においては、燃料の流速が早くなることによって、キャビテーション気泡を発生させなくても、燃焼室内に噴射される燃料は微粒化される。したがって、高速高負荷時においては、キャビテーション気泡の発生よりも、燃料吐出量の確保を優先することが好ましい。
【００１３】
特許文献２や非特許文献１に開示されるような燃料噴射弁は、キャビテーション気泡を発生させるために、燃料通路内に燃料通過の抵抗となる絞りや角ばりが設けられており、これが抵抗となることによって、燃料吐出量の確保を優先したい高速高負荷時においては、噴射ポンプに大きな油圧をかけないと、高速高負荷の運転状態に必要な燃料吐出量を確保できないという課題がある。
【００１４】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、高圧の燃料噴射ポンプを使用することなく、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の燃料微粒化と吐出量確保の両立を可能とする燃料噴射弁、および、これを備える内燃機関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】
【００１５】
以下、上記課題を解決するのに適した手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【００１６】
本発明は、底部に噴孔を有する有底筒状のハウジングと、ハウジング内に設けられ、ハウジング内を往復動することにより噴孔を開閉するニードルとを備え、加圧された燃料を燃料通路先端の噴孔より内燃機関の燃焼室内へ噴霧する燃料噴射弁において、燃料通路には、ニードルのリフト量が所定量より小さいときに、燃料を減圧により発泡させて一次気泡を形成する一次気泡形成通路部と、一次気泡形成通路部の通路断面積よりも大きい通路断面積を有し一次気泡形成通路部を通過した燃料の圧力を回復することにより一次気泡を減衰する圧力回復通路部と、圧力回復通路部の通路断面積より小さい通路断面積を有し圧力回復通路部を通過した燃料を減圧により発泡させて一次気泡よりも微細な二次気泡を形成する微細気泡形成通路部とが形成され、ニードルのリフト量が所定量を越えたときに、一次気泡形成通路部を流れる燃料の圧力を、ニードルのリフト量が所定量より小さいときの圧力よりも大きくすることで、一次気泡が形成されないようにすることを特徴とする。
【００１７】
この場合、微細気泡形成通路部は、噴孔であることが望ましい。
【００１８】
また、一次気泡形成通路部は、ニードルおよび／またはハウジングおよび／またはハウジング内に配置可能なピースに形成することができる。
【００１９】
好ましくは、ニードルのリフト量が所定量を越えたときに、一次気泡形成通路部の通路断面積を増やして、一次気泡が形成されない構成とする方がよい。
【００２０】
好ましくは、ニードルのリフト量が所定量より小さいときに、圧力回復通路部に対して一次気泡形成通路部のみから燃料が供給され、ニードルのリフト量が所定量を越えたときに、圧力回復通路部に対して一次気泡形成通路部及び一次気泡形成通路部以外の通路より燃料を供給することで、一次気泡が形成されない構成とする方がよい。
【００２１】
また、内燃機関は、ディーゼルエンジンであることが望ましい。また、上記課題を解決するのに適した本発明の内燃機関は、上記燃料噴射弁を備えること特徴とする。
【００２２】
なお、ハウジングおよび／またはニードルは、単一部材で構成されても、複数部材で構成されてもよい。
【００２３】
このような構成を有する燃料噴射弁においては、従来技術のような高圧の燃料噴射ポンプを使用することなく、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の燃料微粒化と吐出量確保の両立が可能となる。この点について、本発明の燃料噴射のメカニズムを示した図１を参照しつつ具体的に説明する。図１（ａ）は低速軽負荷時における燃料微粒化メカニズム、図１（ｂ）は高速高負荷時における圧力損失低減メカニズムを示している。
【００２４】
図１（ａ）に示す低速軽負荷時においては、燃料がオリフィス（一次気泡形成通路部）に流入すると、流路断面積（通路断面積）の縮小によって燃料の流速が速くなり、オリフィスの上流側でオリフィスの壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴ってキャビテーション気泡（一次気泡）が発生する。
【００２５】
燃料がオリフィスを通過して、圧力回復用チャンバ（圧力回復通路部）に流入すると、流路断面積が拡大するため燃料の流速が遅くなり、ベルヌーイの定理に従って圧力が上昇する。圧力が上昇することによって、オリフィスで発生したキャビテーション気泡は溶解または小径化する。このキャビテーション気泡の減衰によって、燃料中にはキャビテーション気泡発生の基となる微小気泡（気泡核）が多数形成されるものと考えられている。
【００２６】
燃料が圧力回復用チャンバを通過して、噴孔（微細気泡形成通路部）に流入すると、流路断面積の縮小によって再び燃料の流速が速くなり、噴孔の上流側で噴孔の壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴って、再びキャビテーション気泡が発生する。この噴孔で発生したキャビテーション気泡（二次気泡）は、オリフィスで発生したキャビテーション気泡（一次気泡）よりも微粒化が促進されたものとなっている。
【００２７】
このように、オリフィスと噴孔との間に圧力回復用チャンバを備えることによって得られる、キャビテーション気泡の微細化促進効果については、前述の非特許文献１に記載されている。
【００２８】
図１（ｂ）に示す高速高負荷時おいては、燃料が圧力回復用チャンバに流入するときのオリフィスの流路断面積が、図１（ａ）に示す低速軽負荷時におけるオリフィスの流路断面積よりも大きくなっているため、オリフィスを通過する燃料の流速が過剰に速くなることはなく、圧力低下に伴うキャビテーション気泡（一次気泡）は発生しない。又は、発生が小さい。
【００２９】
一般に流路を流れる流体の抵抗の大きさは速度が速くなるほど大きくなり、ほぼ流速の２乗に比例して大きくなるとされており、高速高負荷時においては、燃料の流速が過剰に速くなることがないため、燃料の通過抵抗も小さく抑えられる。これにより、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の吐出量を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の燃料噴射弁を具体化した実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。
＜第１実施形態＞
図２は本発明の第１実施形態における燃料噴射弁の縦断正面図であって、図２（ａ）は全体構造、図２（ｂ）は図２（ａ）における要部Ａを拡大して示している。また、この燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図を図３に示す。図３（ａ）はニードル着座時の縦断正面図、図３（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図、図３（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図、図３（ｄ）は図３（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、図３（ｅ）は図３（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。
【００３１】
本実施形態の燃料噴射弁における、ニードル１０８の上下摺動機構は、図８に示した従来技術のニードル８の上下摺動機構と同様であり、図２と図８で共通している部品については同じ番号を付している。
【００３２】
図２及び図３において、１はホルダーボディ、１０２はその先端側に取り付けられるノズルボディ、３は取付用ナット、１０４はノズルボディ１０２の先端に形成された複数の噴孔、１０５はノズルボディ１０２の先端に形成された油溜まり、１０７は噴孔１０４の上流側の入口である弁座開口、１０９はノズルボディ１０２内部の大径円筒孔１０２ｂ及び段部１０２ｃとニードル１０８側面の間に形成された油溜まり、１０６は油溜まり１０９とホルダーボディ１内に形成された燃料通路１０を連通する燃料通路である。なお、ノズルボディ１０２は、本発明のハウジングに含まれる。
【００３３】
ニードル１０８はノズルボディ１０２内で上下方向に移動可能に挿入されて、円錐台形の先端部１０８ｂによって弁座開口１０７を開閉することができる構造であって、先端部１０８ｂの上方には、先端部１０８ｂの外径よりも外径が小さいくびれ部１０８ａを備えている。
【００３４】
くびれ部１０８ａ上方のニードル１０８側面には複数の溝が形成されており、１１１はこの溝とノズルボディ１０２に形成された円筒孔１０２ｄで囲まれる空間からなるオリフィス、１１０はオリフィス１１１上方のニードル１０８側面に形成された溝からなるオリフィス入口である。また、１１２はくびれ部１０８ａと円筒孔１０２ｄとの間の空間として形成された圧力回復用チャンバである。
【００３５】
この場合、ホルダーボディ１とノズルボディ１０２との間にはスペーサ９が挿入されている。そして一体化されたホルダーボディ１とスペーサ９及びノズルボディ１０２には燃料通路１０及び１０６が連続して形成されている。燃料通路１０の上流側端部１０ａにはバーフィルタ１７が設けられ、図示しない高圧燃料配管によって燃料噴射ポンプに接続されている。
【００３６】
ニードル１０８はノズルボディ１０２に形成された円筒孔１０２ａに摺動可能に挿入されることによって支持されており、ニードル１０８上端の小径端部８ｃの上端面は上下方向に移動可能な棒状のプレッシャーピン１３の下端面と常時衝合している。ニードル１０８上端の小径端部８ｃには硬質の金属からなるリング１５が嵌合されていると共に、プレッシャーピン１３の下端部を摺動可能に支持する硬質の金属からなる中空の鍔付きブッシュ１４が、スペーサ９に設けられた大径の孔９ａに上下方向に摺動可能に嵌合している。
【００３７】
プレッシャーピン１３の上端に近い部分には鍔部１３ａが形成されて、それがホルダーボディ１に形成された円筒孔１ａに摺動可能に緩く嵌合して支持されている。円筒孔１ａの上端の底部とプレッシャーピン１３の鍔部１３ａとの間には第１のスプリング１１が圧縮状態で装着されている。それによって、ニードル１０８はプレッシャーピン１３を介して常に下方へ付勢されており、油溜まり１０５に所定値以上の燃料の油圧が作用していないときは、先端が弁座開口７に着座することによって燃料通路１０６と噴孔１０４との間の連通を遮断して閉弁状態をとっている。
【００３８】
この閉弁状態においては、ニードル１０８とプレッシャーピン１３が第１のスプリング１１の付勢力によって押し下げられているので、リング１５の上面１５ａと、それに対向してスペーサ９の下面として形成された停止面９ｂとの間に、図２（ｂ）に示すニードル１０８の高リフトに相当する隙間が形成されている。
【００３９】
ホルダーボディ１の内部には、円筒孔１ａに続いて、それよりも下部に大径の円筒孔１ｂが形成されていて、それら円筒孔１ａ，１ｂの段部によってリング１６が係止されており、このリング１６と鍔付きブッシュ１４の上面との間には第２のスプリング１２が圧縮状態で装着されている。
【００４０】
従って、ブッシュ１４の鍔部の下面１４ａは、下端面１４ｂがニードル１０８によってリング１５を介して突き上げられて、第２のスプリング１２を圧縮する時以外は、第２のスプリング１２の付勢力によってスペーサ９の上面９ｃに着座しているので、その状態では、リング１５の上面１５ａとブッシュ１４の下端面１４ｂとの間に、図２（ｂ）に示すニードル１０８の低リフトに相当する大きさの隙間ｃ’が形成されている。
【００４１】
なお、図２（ａ）に示す１８は、ホルダーボディ１内の円筒孔１ａ，１ｂ内へ洩れて来る燃料を集めて燃料タンク等の低圧部分へ戻すための逃がし通路であって、１９は逃がし通路１８の終端に設けられたドレンポートである。
【００４２】
本実施形態の燃料噴射弁は図２及び図３に示したような構造を有するので、取付対象となる内燃機関において、図示された燃料噴射弁が取り付けられている特定の気筒への燃料の噴射時期が来て、図示しない燃料噴射ポンプから燃料通路１０，１０６及び油溜まり１０９、オリフィス入口１１０、オリフィス１１１、圧力回復用チャンバ１１２を経て、ノズルボディ１０２の先端に形成された油溜まり１０５へ供給される燃料の油圧が上昇すると、その油圧がニードル１０８の先端部１０８ｂに対して上向きに作用するため、ニードル１０８とプレッシャーピン１３が第１のスプリング１１の付勢力に抗して図２（ｂ）に示す隙間ｃ’の分だけ上方へ移動し、リング１５の上面１５ａがブッシュ１４の下端面１４ｂに軽く接触している低リフトの状態となる。それによってニードル１０８の先端部１０８ｂが弁座開口７を開くので、比較的少ない噴射量で燃料が噴孔１０４から噴射される。
【００４３】
リング１５の上面１５ａがブッシュ１４の下端面１４ｂに接触すると、第１のスプリング１１の付勢力に加えて第２のスプリング１２の付勢力がニードル１０８を押し下げる方向に加わるが、機関がアイドル時のように低速軽負荷の運転状態においては、油溜まり５に作用する燃料噴射ポンプの吐出圧が比較的低いので、ブッシュ１４の下端面１４ｂがストッパとなって、ニードル１０８はそれ以上上昇することができず、低速軽負荷の運転状態に適した少ない噴射量による噴射が行われ、燃焼温度が低下して排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）とススの量が減少するためエミッション特性が良くなると共に、燃焼騒音も低減する。
【００４４】
車両が定速走行する時のような機関の中速中負荷の運転状態においては、燃料噴射ポンプの吐出圧が低速軽負荷の運転状態よりも高くなるので、油溜まり１０５に作用する燃料の油圧が更に高まり、ニードル１０８はリング１５とブッシュ１４の接触面を介して第２のスプリング１２をも圧縮し、図２（ｂ）に示した高リフトの位置まで上方へ移動する。それによって、中速中負荷の運転状態に適した噴射量による噴射が行われ、中速中負荷の運転状態に必要な中程度の大きさの出力が得られる。
【００４５】
車両の加速時のような機関の高速高負荷の運転状態においては、ニードル１０８は図２（ｂ）に示した高リフトの位置まで上方へ移動した状態で、燃料噴射ポンプの吐出圧が中速中負荷の運転状態よりも更に高くなるため、吐出圧の増加にともなって噴射量も増加し、高速高負荷の運転状態に必要な出力が得られる。
【００４６】
以上のように、本実施形態の燃料噴射弁における、ニードル１０８の上下摺動機構は、図８に示した従来技術のニードル８の上下摺動機構と同様であるが、本実施形態においては、従来技術のような高圧の燃料噴射ポンプを使用することなく、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の燃料微粒化と吐出量確保の両立が可能となっている。この点について図３を参照しつつ具体的に説明する。
【００４７】
図３（ａ）はニードル着座時の縦断正面図であり、燃料が噴射されていない状態である。図３（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図であり、燃料がオリフィス入口１１０からオリフィス１１１に流入した時点で、流路断面積の縮小によって燃料の流速が速くなり、オリフィス１１１の上流側でオリフィス１１１の壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴ってキャビテーション気泡が発生する。すなわち、オリフィス１１１は、本発明の一次気泡形成通路部としての機能を有する。
【００４８】
燃料がオリフィス１１１を通過して、圧力回復用チャンバ１１２に流入すると、流路断面積が拡大するため燃料の流速が遅くなり、ベルヌーイの定理に従って圧力が上昇する。圧力が上昇することによって、オリフィス１１１で発生したキャビテーション気泡は溶解または小径化する。すなわち、圧力回復用チャンバ１１２は、本発明の圧力回復通路部としての機能を有する。
【００４９】
燃料が圧力回復用チャンバ１１２を通過して、弁座開口１０７から噴孔１０４に流入すると、流路断面積の縮小によって再び燃料の流速が速くなり、噴孔１０４の上流側で噴孔１０４の壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴って、再びキャビテーション気泡が発生する。この噴孔１０４で発生したキャビテーション気泡は、オリフィス１１１で発生したキャビテーション気泡よりも微粒化が促進されたものとなっている。すなわち、噴孔１０４は、本発明の微細気泡形成通路部としての機能を有する。
【００５０】
図３（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図であり、ニードル１０８が上方に移動したことによって、流路断面積の小さなオリフィス１１１は形成されなくなり、オリフィス１１１に代わって、油溜まり１０９と圧力回復用チャンバ１１２とを連通する流路断面積の大きな新たな流入口１１３が形成される。
【００５１】
このようにニードル高リフト時においては、燃料が油溜まり１０９から圧力回復用チャンバ１１２に流入するときの燃料流入口１１３の流路断面積が、ニードル低リフト時のオリフィス１１１の流路断面積よりも大きくなっているため、燃料流入口１１３を通過する燃料の流速が過剰に速くなることはなく、圧力低下に伴うキャビテーション気泡は発生しない。つまり、一次気泡は形成されない。
【００５２】
また、燃料の流速が過剰に速くなることがないため、燃料の通過抵抗も小さく抑えられる。これにより、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の吐出量を確保することが可能となる。
＜第２実施形態＞
図４は本発明の第２実施形態における燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図である。図４（ａ）はニードル着座時の縦断正面図、図４（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図、図４（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図、図４（ｄ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、図４（ｅ）は図４（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。本実施形態の燃料噴射弁における、ニードル２０８の上下摺動機構は、第１実施形態で示したニードル１０８の上下摺動機構と同様であるため説明を省略する。
【００５３】
本実施形態の燃料噴射弁先端部と第１実施形態の燃料噴射弁先端部の主な構造の違いは、第１実施形態においては、ニードル１０８側面にオリフィス１１１が形成されているのに対して、本実施形態においては、ノズルボディ２０２内面にオリフィス２１１が形成されている点である。
【００５４】
図４において、２０２はノズルボディ、２０４はノズルボディ２０２の先端に形成された複数の噴孔、２０５はノズルボディ２０２の先端に形成された油溜まり、２０７は噴孔２０４の上流側の入口である弁座開口、２０９はノズルボディ２０２内部の大径円筒孔２０２ｂ及び段部２０２ｃとニードル２０８側面の間に形成された油溜まり、２０６は油溜まり２０９に燃料を導く燃料通路である。なお、ノズルボディ２０２は、本発明のハウジングに含まれる。
【００５５】
ニードル２０８はノズルボディ２０２に形成された円筒孔２０２ａに摺動可能に挿入されることによって支持されており、円錐台形の先端部２０８ｂによって弁座開口２０７を開閉することができる構造であって、先端部２０８ｂの上方には、先端部２０８ｂの外径よりも外径が小さいくびれ部２０８ａを備えている。
【００５６】
ノズルボディ２０２内部の円筒孔２０２ｄ上方には複数の溝が形成されており、２１１はこの溝とニードル２０８側面で囲まれる空間からなるオリフィス、２１０はノズルボディ２０２内部の段部２０２ｃに形成されたオリフィス入口である。また、２１２はくびれ部２０８ａと円筒孔２０２ｄとの間の空間として形成された圧力回復用チャンバである。
【００５７】
本実施形態においては、従来技術のような高圧の燃料噴射ポンプを使用することなく、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の燃料微粒化と吐出量確保の両立が可能となっている。この点について図４を参照しつつ具体的に説明する。
【００５８】
図４（ａ）はニードル着座時の縦断正面図であり、燃料が噴射されていない状態である。図４（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図であり、燃料がオリフィス入口２１０からオリフィス２１１に流入した時点で、流路断面積の縮小によって燃料の流速が速くなり、オリフィス２１１の上流側でオリフィス２１１の壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴ってキャビテーション気泡が発生する。すなわち、オリフィス２１１は、本発明の一次気泡形成通路部としての機能を有する。
【００５９】
燃料がオリフィス２１１を通過して、圧力回復用チャンバ２１２に流入すると、流路断面積が拡大するため燃料の流速が遅くなり、ベルヌーイの定理に従って圧力が上昇する。圧力が上昇することによって、オリフィス２１１で発生したキャビテーション気泡は溶解または小径化する。すなわち、圧力回復用チャンバ２１２は、本発明の圧力回復通路部としての機能を有する。
【００６０】
燃料が圧力回復用チャンバ２１２を通過して、弁座開口２０７から噴孔２０４に流入すると、流路断面積の縮小によって再び燃料の流速が速くなり、噴孔２０４の上流側で噴孔２０４の壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴って、再びキャビテーション気泡が発生する。この噴孔２０４で発生したキャビテーション気泡は、オリフィス２１１で発生したキャビテーション気泡よりも微粒化が促進されたものとなっている。すなわち、噴孔２０４は、本発明の微細気泡形成通路部としての機能を有する。
【００６１】
図４（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図であり、ニードル２０８が上方に移動したことによって、流路断面積の小さなオリフィス２１１は形成されなくなり、オリフィス２１１に代わって、油溜まり２０９と圧力回復用チャンバ２１２とを連通する流路断面積の大きな新たな流入口２１３が形成される。
【００６２】
このようにニードル高リフト時においては、燃料が油溜まり２０９から圧力回復用チャンバ２１２に流入するときの燃料流入口２１３の流路断面積が、ニードル低リフト時のオリフィス２１１の流路断面積よりも大きくなっているため、燃料流入口２１３を通過する燃料の流速が過剰に速くなることはなく、圧力低下に伴うキャビテーション気泡は発生しない。つまり、一次気泡は形成されない。
【００６３】
また、燃料の流速が過剰に速くなることがないため、燃料の通過抵抗も小さく抑えられる。これにより、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の吐出量を確保することが可能となる。
＜第３実施形態＞
図５は本発明の第３実施形態における燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図である。図５（ａ）はニードル着座時の縦断正面図、図５（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図、図５（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図、図５（ｄ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、図５（ｅ）は図５（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。本実施形態の燃料噴射弁における、ニードル３０８の上下摺動機構は、第１実施形態で示したニードル１０８の上下摺動機構と同様であるため説明を省略する。
【００６４】
図５において、３０２はノズルボディ、３０４はノズルボディ３０２の先端に形成された複数の噴孔、３０５はノズルボディ３０２の先端に形成された油溜まり、３０７は噴孔３０４の上流側の入口である弁座開口、３０９はノズルボディ３０２内部の大径円筒孔３０２ｂとニードル３０８側面の間に形成された油溜まり、３０６は油溜まり３０９に燃料を導く燃料通路である。なお、ノズルボディ３０２は、本発明のハウジングに含まれる。
【００６５】
ニードル３０８はノズルボディ３０２に形成された円筒孔３０２ａに摺動可能に挿入されることによって支持されており、円錐台形の先端部３０８ｂによって弁座開口３０７を開閉することができる構造であって、先端部３０８ｂの上方には、ニードル３０８の最大外径から先端部３０８ｂの外径へ下方に向かって徐々に外径が絞られた円錐台形部３０８ａを備えている。
【００６６】
ニードル３０８は先端に向かって段階的に屈折しながら外径が小さくなる単純な形状であり、その屈折角は鈍角となっている。したがって、第１実施形態に示したくびれ部１０８ａを有する複雑な形状のニードル１０８と比較すると、ニードル製造時の加工性に優れている。また、屈折角が鈍角であり角張りが小さいため、ニードル３０８の屈折部が後述するピース３１４の角部に干渉しにくく、ニードル３０８の円滑な上下運動が可能となるという利点を有している。
【００６７】
３１４はノズルボディ３０２内部の大径円筒孔３０２ｂ下方に嵌合されたリング状のピースであり、ニードル３０８の円錐台形部３０８ａにほぼ対向する位置に配置されている。３１５はピース３１４内面に水平方向に形成されたリング状の溝からなる横連結溝、３１１は油溜まり３０９と横連結溝３１５を連通する複数の孔からなるオリフィス、３１０はピース３１４上面に形成されたオリフィス入口である。また、３１２は円錐台形部３０８ａとピース３１４内面との間の空間として形成された圧力回復用チャンバである。
【００６８】
オリフィス３１１及び横連結溝３１５はピース３１４に配置されているため、ノズルボディ３０２に配置する場合と比較すると加工性に優れている。
【００６９】
本実施形態においては、従来技術のような高圧の燃料噴射ポンプを使用することなく、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の燃料微粒化と吐出量確保の両立が可能となっている。この点について図５を参照しつつ具体的に説明する。
【００７０】
図５（ａ）はニードル着座時の縦断正面図であり、燃料が噴射されていない状態である。図５（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図であり、燃料がオリフィス入口３１０からオリフィス３１１に流入した時点で、流路断面積の縮小によって燃料の流速が速くなり、オリフィス３１１の上流側でオリフィス３１１の壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴ってキャビテーション気泡が発生する。すなわち、オリフィス３１１は、本発明の一次気泡形成通路部としての機能を有する。
【００７１】
燃料がオリフィス３１１を通過して、圧力回復用チャンバ３１２に流入すると、流路断面積が拡大するため燃料の流速が遅くなり、ベルヌーイの定理に従って圧力が上昇する。圧力が上昇することによって、オリフィス３１１で発生したキャビテーション気泡は溶解または小径化する。すなわち、圧力回復用チャンバ３１２は、本発明の圧力回復通路部としての機能を有する。
【００７２】
燃料が圧力回復用チャンバ３１２を通過して、弁座開口３０７から噴孔３０４に流入すると、流路断面積の縮小によって再び燃料の流速が速くなり、噴孔３０４の上流側で噴孔３０４の壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴って、再びキャビテーション気泡が発生する。この噴孔３０４で発生したキャビテーション気泡は、オリフィス３１１で発生したキャビテーション気泡よりも微粒化が促進されたものとなっている。すなわち、噴孔３０４は、本発明の微細気泡形成通路部としての機能を有する。
【００７３】
図５（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図であり、ニードル３０８が上方に移動したことによって、流路断面積の小さなオリフィス３１１に加えて、油溜まり３０９と圧力回復用チャンバ３１２とを連通する流路断面積の大きな新たな流入口３１３が形成される。
【００７４】
このようにニードル高リフト時においては、燃料が油溜まり３０９から圧力回復用チャンバ３１２に流入するときの流路断面積は、オリフィス３１１と新たな流入口３１３の総和となり、ニードル低リフト時のオリフィス３１１の流路断面積よりも大きくなっているため、オリフィス３１１と新たな流入口３１３を通過する燃料の流速が過剰に速くなることはなく、圧力低下に伴うキャビテーション気泡は発生しない。つまり、一次気泡は形成されない。
【００７５】
また、燃料の流速が過剰に速くなることがないため、燃料の通過抵抗も小さく抑えられる。これにより、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の吐出量を確保することが可能となる。
＜第４実施形態＞
図６は本発明の第４実施形態における燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図である。図６（ａ）はニードル着座時の縦断正面図、図６（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図、図６（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図、図６（ｄ）は図６（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、図６（ｅ）は図６（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。本実施形態の燃料噴射弁における、ニードル４０８の上下摺動機構は、第１実施形態で示したニードル１０８の上下摺動機構と同様であるため説明を省略する。
【００７６】
図６において、４０２はノズルボディ、４０４はノズルボディ４０２の先端に形成された複数の噴孔、４０５はノズルボディ４０２の先端に形成された油溜まり、４０７は噴孔４０４の上流側の入口である弁座開口、４０９はノズルボディ４０２内部の大径円筒孔４０２ｂとニードル４０８側面の間に形成された油溜まり、４０６は油溜まり４０９に燃料を導く燃料通路である。なお、ノズルボディ４０２は、本発明のハウジングに含まれる。
【００７７】
ニードル４０８はノズルボディ４０２に形成された円筒孔４０２ａに摺動可能に挿入されることによって支持されており、円錐台形の先端部４０８ｂによって弁座開口４０７を開閉することができる構造であって、先端部４０８ｂの上方には、ニードル４０８の最大外径から先端部４０８ｂの外径へ下方に向かって徐々に外径が絞られた円錐台形部４０８ａを備えている。
【００７８】
４１４はノズルボディ４０２内部の大径円筒孔４０２ｂ下方に嵌合されたリング状のピースであり、ニードル４０８の円錐台形部４０８ａにほぼ対向する位置に配置されている。４１５及び４１５ａはピース４１４内面に水平方向に形成されたリング状の溝からなる横連結溝であり、横連結溝４１５ａは横連結溝４１５の下方に間隔を空けて配置されている。４１１は油溜まり４０９と上下二段の横連結溝４１５及び４１５ａを連通する複数の孔からなる第１のオリフィス、４１１ａは油溜まり４０９と上段の横連結溝４１５のみを連通する複数の孔からなる第２のオリフィス、４１０はピース４１４上面に形成されたオリフィス入口である。また、４１２は円錐台形部４０８ａとピース４１４内面との間の空間として形成された圧力回復用チャンバである。
【００７９】
本実施形態においては、従来技術のような高圧の燃料噴射ポンプを使用することなく、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の燃料微粒化と吐出量確保の両立が可能となっている。この点について図６を参照しつつ具体的に説明する。
【００８０】
図６（ａ）はニードル着座時の縦断正面図であり、燃料が噴射されていない状態である。図６（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図であり、燃料がオリフィス入口４１０から第１のオリフィス４１１に流入した時点で、流路断面積の縮小によって燃料の流速が速くなり、第１のオリフィス４１１の上流側でオリフィス４１１の壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴ってキャビテーション気泡が発生する。すなわち、第１のオリフィス４１１は、本発明の一次気泡形成通路部としての機能を有する。なお、この状態においては、上段の横連結溝４１５がニードル４０８の側面によって塞がれているため、燃料が第２のオリフィス４１１ａを通過することはない。
【００８１】
燃料が第１のオリフィス４１１を通過して、圧力回復用チャンバ４１２に流入すると、流路断面積が拡大するため燃料の流速が遅くなり、ベルヌーイの定理に従って圧力が上昇する。圧力が上昇することによって、第１のオリフィス４１１で発生したキャビテーション気泡は溶解または小径化する。すなわち、圧力回復用チャンバ４１２は、本発明の圧力回復通路部としての機能を有する。
【００８２】
燃料が圧力回復用チャンバ４１２を通過して、弁座開口４０７から噴孔４０４に流入すると、流路断面積の縮小によって再び燃料の流速が速くなり、噴孔４０４の上流側で噴孔４０４の壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴って、再びキャビテーション気泡が発生する。この噴孔４０４で発生したキャビテーション気泡は、第１のオリフィス４１１で発生したキャビテーション気泡よりも微粒化が促進されたものとなっている。すなわち、噴孔４０４は、本発明の微細気泡形成通路部としての機能を有する。
【００８３】
図６（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図であり、ニードル４０８が上方に移動したことによって、上段の横連結溝４１５と円錐台形部４０８ａとの間に新たな流入口４１３が形成され、第１のオリフィス４１１に加えて、第２のオリフィス４１１ａが油溜まり４０９と圧力回復用チャンバ４１２とを連通する。
【００８４】
このようにニードル高リフト時においては、燃料が油溜まり４０９から圧力回復用チャンバ４１２に流入するときの流路断面積は、オリフィス４１１及び４１１ａの総和となり、ニードル低リフト時の第１のオリフィス４１１の流路断面積よりも大きくなっているため、オリフィス４１１及び４１１ａを通過する燃料の流速が過剰に速くなることはなく、圧力低下に伴うキャビテーション気泡は発生しない。つまり、一次気泡は形成されない。
【００８５】
また、燃料の流速が過剰に速くなることがないため、燃料の通過抵抗も小さく抑えられる。これにより、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の吐出量を確保することが可能となる。
＜第５実施形態＞
図７は本発明の第５実施形態における燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図である。図７（ａ）はポペット弁閉弁時の縦断正面図、図７（ｂ）はポペット弁小開弁時の縦断正面図、図７（ｃ）はポペット弁大開弁時の縦断正面図、図７（ｄ）は図７（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、図７（ｅ）は図７（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。本実施形態の燃料噴射弁は、ポペット弁により噴孔を開閉する外開弁式の機構であり、第１〜第４実施形態に示したニードル弁により噴孔を開閉する内開弁式の機構とは異なっている。ただし、燃料の圧力上昇によって開弁する機構としては類似しているため説明を省略する。
【００８６】
図７において、５０２はノズルボディ、５０５はポペット弁、５０８はポペット弁５０５と連結されているピントルであり、５０４はポペット弁５０５の開弁によってノズルボディ５０２の先端に形成されるリング状の噴孔、５０７は噴孔５０４の上流側の入口となるノズルボディ５０２の先端開口、５０９はノズルボディ５０２内部の大径円筒孔５０２ｂとピントル５０８側面の間に形成された油溜まり、５０６は油溜まり５０９に燃料を導く燃料通路である。なお、ノズルボディ５０２は、本発明のハウジングに含まれる。
【００８７】
ピントル５０８はノズルボディ５０２に形成された円筒孔５０２ａに摺動可能に挿入されることによって支持されており、円柱形の先端部５０８ｂの下方に円錐台形のポペット弁５０５が連結されている。先端部５０８ｂの上方には、先端部５０８ｂの外径よりも外径が小さいくびれ部５０８ａを備えている。
【００８８】
５１４はノズルボディ５０２内部の大径円筒孔５０２ｂ下方に嵌合されたリング状のピースであり、ピントル５０８のくびれ部５０８ａにほぼ対向する位置に配置されている。５１１はピース５１４の鉛直方向に貫通した複数の孔からなるオリフィス、５１０はピース５１４上面に形成されたオリフィス入口である。また、５１２はピントル５０８の先端部５０８ｂの側面とノズルボディ５０２内面との間の空間として形成された圧力回復用チャンバである。
【００８９】
本実施形態においては、従来技術のような高圧の燃料噴射ポンプを使用することなく、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の燃料微粒化と吐出量確保の両立が可能となっている。この点について図７を参照しつつ具体的に説明する。
【００９０】
図７（ａ）はポペット弁閉弁時の縦断正面図であり、燃料が噴射されていない状態である。図７（ｂ）はポペット弁小開弁時の縦断正面図であり、燃料がオリフィス入口５１０からオリフィス５１１に流入した時点で、流路断面積の縮小によって燃料の流速が速くなり、オリフィス５１１の上流側でオリフィス５１１の壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴ってキャビテーション気泡が発生する。すなわち、オリフィス５１１は、本発明の一次気泡形成通路部としての機能を有する。
【００９１】
燃料がオリフィス５１１を通過して、圧力回復用チャンバ５１２に流入すると、流路断面積が拡大するため燃料の流速が遅くなり、ベルヌーイの定理に従って圧力が上昇する。圧力が上昇することによって、オリフィス５１１で発生したキャビテーション気泡は溶解または小径化する。すなわち、圧力回復用チャンバ５１２は、本発明の圧力回復通路部としての機能を有する。
【００９２】
燃料が圧力回復用チャンバ５１２を通過して、先端開口５０７から噴孔５０４に流入すると、流路断面積の縮小によって再び燃料の流速が速くなり、噴孔５０４の上流側で噴孔５０４の壁面から燃料の流れが剥離し、過流発生による圧力低下に伴って、再びキャビテーション気泡が発生する。この噴孔５０４で発生したキャビテーション気泡は、オリフィス５１１で発生したキャビテーション気泡よりも微粒化が促進されたものとなっている。すなわち、噴孔５０４は、本発明の微細気泡形成通路部としての機能を有する。
【００９３】
図７（ｃ）はポペット弁大開弁時の縦断正面図であり、ピントル５０８が下方に移動したことによって、流路断面積の小さなオリフィス５１１に加えて、油溜まり５０９と圧力回復用チャンバ５１２とを連通する流路断面積の大きな新たな流入口５１３が、ピントル５０８のくびれ部５０８ａとピース５１４内面との間に形成される。
【００９４】
このようにポペット弁大開弁時においては、燃料が油溜まり５０９から圧力回復用チャンバ５１２に流入するときの流路断面積は、オリフィス５１１と新たな流入口５１３の総和となり、ポペット弁小開弁時のオリフィス５１１の流路断面積よりも大きくなっているため、オリフィス５１１と新たな流入口５１３を通過する燃料の流速が過剰に速くなることはなく、圧力低下に伴うキャビテーション気泡は発生しない。つまり、一次気泡は形成されない。
【００９５】
また、燃料の流速が過剰に速くなることがないため、燃料の通過抵抗も小さく抑えられる。さらに、噴孔５０４の流路断面積は、ポペット弁小開弁時において、最も効果的にキャビテーション気泡を発生させることが可能な流路断面積として設定されており、ポペット弁大開弁時においては、ポペット弁小開弁時よりも噴孔５０４の流路断面積が拡大することによって、噴孔５０４を通過する燃料の流速は、ポペット弁小開弁時よりも遅くなり、キャビテーション気泡は発生しにくくなり、燃料の通過抵抗も小さく抑えられる。
【００９６】
オリフィス５１１、流入口５１３、噴孔５０４を通過する燃料の抵抗が小さく抑えられることによって、極力低圧な燃料噴射ポンプを使用して、従来技術と同等の吐出量を確保することが可能となる。
【００９７】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることは云うまでもない。
【００９８】
例えば、第１〜第５実施形態に示したオリフィス１１１，２１１，３１１，４１１，５１１は、燃料の吐出量の少ない低速軽負荷の運転状態において、効果的にキャビテーション気泡を発生させることが可能な流路断面として設定されていれば、オリフィスの断面積や数は特に限定しない。
【００９９】
また、第１実施形態において、ニードル１０８に形成されたオリフィス入口１１０は、角張った形状となっているが、角を落としたテーパ形状に変更して、燃料の通過抵抗を低減してもよい。
【０１００】
また、第３実施形態において、ニードル３０８に代わって、第１実施形態に示したニードル１０８を使用することも可能である。また、第３実施形態において、オリフィス３１１及び横連結溝３１５をピース３１４に配置しているが、ピース３１４を用いずに、オリフィス３１１及び横連結溝３１５をノズルボディ３０２に直接配置してもよい。
【０１０１】
さらに、本発明の実施形態においては、主にディーゼルエンジンに使用する燃料噴射弁を想定して記載したが、直噴ガソリンエンジンの燃料噴射弁として具現化することも可能であるし、排気ガスを浄化するための排気燃料添加装置として具現化することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の燃料噴射メカニズムを示す説明図であって、（ａ）は低速軽負荷時における燃料微粒化メカニズム、（ｂ）は高速高負荷時における圧力損失低減メカニズムを示している。
【図２】本発明の第１実施形態における燃料噴射弁の縦断正面図であって、（ａ）は全体構造、（ｂ）は（ａ）における要部Ａを拡大して示している。
【図３】本発明の第１実施形態における燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図であって、（ａ）はニードル着座時の縦断正面図、（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図、（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図、（ｄ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、（ｅ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。
【図４】本発明の第２実施形態における燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図であって、（ａ）はニードル着座時の縦断正面図、（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図、（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図、（ｄ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、（ｅ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。
【図５】本発明の第３実施形態における燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図であって、（ａ）はニードル着座時の縦断正面図、（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図、（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図、（ｄ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、（ｅ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。
【図６】本発明の第４実施形態における燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図であって、（ａ）はニードル着座時の縦断正面図、（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図、（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図、（ｄ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、（ｅ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。
【図７】本発明の第５実施形態における燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図であって、（ａ）はポペット弁閉弁時の縦断正面図、（ｂ）はポペット弁小開弁時の縦断正面図、（ｃ）はポペット弁大開弁時の縦断正面図、（ｄ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、（ｅ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。
【図８】従来技術における燃料噴射弁の縦断正面図であって、（ａ）は全体構造、（ｂ）は（ａ）における要部Ａを拡大して示している。
【図９】従来技術における燃料噴射弁先端部の作動状態を示す説明図であって、（ａ）はニードル着座時の縦断正面図、（ｂ）はニードル低リフト時の縦断正面図、（ｃ）はニードル高リフト時の縦断正面図、（ｄ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、（ｅ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。
【符号の説明】
【０１０３】
１：ホルダーボディ、１ａ：円筒孔、１ｂ：円筒孔、２：ノズルボディ（ハウジング）、２ａ：円筒孔、３：取付用ナット、４：噴孔、５：油溜まり、６：燃料通路、７：弁座開口、８：ニードル、８ａ：段部、８ｂ：大径部、８ｃ：小径端部、９：スペーサ、９ａ：大径の孔、９ｂ：停止面、９ｃ：上面、１０：燃料通路、１０ａ：上流側端部、１１：第１のスプリング、１２：第２のスプリング、１３：プレッシャーピン、１３ａ：鍔部、１４：ブッシュ、１４ａ：鍔部の下面、１４ｂ：下端面、１５：リング、１５ａ：上面、１６：リング、１７：バーフィルタ、１８：逃がし通路、１９：ドレンポート。
１０２：ノズルボディ（ハウジング）、１０２ａ：円筒孔、１０２ｂ：大径円筒孔、１０２ｃ：段部、１０２ｄ：円筒孔、１０３：取付用ナット、１０４：噴孔（微細気泡形成通路部）、１０５：油溜まり、１０６：燃料通路、１０７：弁座開口、１０８：ニードル、１０８ａ：くびれ部、１０８ｂ：先端部、１０９：油溜まり、１１０：オリフィス入口、１１１：オリフィス（一次気泡形成通路部）、１１２：圧力回復用チャンバ（圧力回復通路部）、１１３：流入口。
２０２：ノズルボディ（ハウジング）、２０２ａ：円筒孔、２０２ｂ：大径円筒孔、２０２ｃ：段部、２０２ｄ：円筒孔、２０４：噴孔（微細気泡形成通路部）、２０５：油溜まり、２０６：燃料通路、２０７：弁座開口、２０８：ニードル、２０８ａ：くびれ部、２０８ｂ：先端部、２０９：油溜まり、２１０：オリフィス入口、２１１：オリフィス（一次気泡形成通路部）、２１２：圧力回復用チャンバ（圧力回復通路部）、２１３：流入口。
３０２：ノズルボディ（ハウジング）、３０２ａ：円筒孔、３０２ｂ：大径円筒孔、３０４：噴孔（微細気泡形成通路部）、３０５：油溜まり、３０６：燃料通路、３０７：弁座開口、３０８：ニードル、３０８ａ：円錐台形部、３０８ｂ：先端部、３０９：油溜まり、３１０：オリフィス入口、３１１：オリフィス（一次気泡形成通路部）、３１２：圧力回復用チャンバ（圧力回復通路部）、３１３：流入口、３１４：ピース、３１５：横連結溝。
４０２：ノズルボディ（ハウジング）、４０２ａ：円筒孔、４０２ｂ：大径円筒孔、４０４：噴孔（微細気泡形成通路部）、４０５：油溜まり、４０６：燃料通路、４０７：弁座開口、４０８：ニードル、４０８ａ：円錐台形部、４０８ｂ：先端部、４０９：油溜まり、４１０：オリフィス入口、４１１：第１のオリフィス（一次気泡形成通路部）、４１１ａ：第２のオリフィス、４１２：圧力回復用チャンバ（圧力回復通路部）、４１３：流入口、４１４：ピース、４１５：第１の横連結溝、４１５ａ：第２の横連結溝。
５０２：ノズルボディ（ハウジング）、５０２ａ：円筒孔、５０２ｂ：大径円筒孔、５０４：噴孔（微細気泡形成通路部）、５０５：ポペット弁、５０６：燃料通路、５０７：先端開口、５０８：ピントル、５０８ａ：くびれ部、５０８ｂ：先端部、５０９：油溜まり、５１０：オリフィス入口、５１１：オリフィス（一次気泡形成通路部）、５１２：圧力回復用チャンバ（圧力回復通路部）、５１３：流入口、５１４：ピース。
【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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【図８】
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【図９】
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