(57)【要約】【課題】デッド燃料を微粒化することを課題とする。【解決手段】燃料噴射弁は、先端側にシート部を有するニードル弁と、前記シート部が着座するシート面を有すると共に前記シート面の下流側に旋回安定室を備え、前記旋回安定室内に開口する噴孔が形成されたノズルボディと、前記ノズルボディ内に配置され、外周部に前記旋回安定室に導入される燃料を旋回させる旋回溝を備えると共に、内部で前記ニードル弁を往復動可能に支持するニードルガイドと、を備える。前記ニードル弁と前記ニードルガイドとの間には前記旋回溝における流路面積よりも大きい流路面積を有する螺旋溝が形成されている。【選択図】図７
2014227913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側にシート部を有するニードル弁と、
前記シート部が着座するシート面を有すると共に前記シート面の下流側に旋回安定室を備え、前記旋回安定室内に開口する噴孔が形成されたノズルボディと、
前記ノズルボディ内に配置され、外周部に前記旋回安定室に導入される燃料を旋回させる旋回溝を備えると共に、内部で前記ニードル弁を往復動可能に支持するニードルガイドと、
を備え、
前記ニードル弁の外周部と前記ニードルガイドの内周面の少なくとも一方に前記旋回溝における流路面積よりも大きい流路面積を有する螺旋溝が形成された燃料噴射弁。
【請求項２】
前記螺旋溝は、前記ニードル弁の外周部と前記ニードルガイドの内周面の双方に形成され、前記ニードル弁が全開状態のときに、一方の前記螺旋溝を形成する凸部と他方の前記螺旋溝を形成する凹部とが対向するとともに、
一方の前記螺旋溝は、基端側において閉塞部を形成するとともに、他方の前記螺旋溝は先端側において閉塞部を形成する請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記螺旋溝は、前記ニードル弁の外周部と前記ニードルガイドの内周面の双方に形成され、前記ニードル弁が閉弁状態であるときに、前記双方の螺旋溝を形成する凹部同士が対向する請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
【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】
近年、内燃機関に関し、ＣＯ２低減及びエミッション低減のため、過給リーン、大量ＥＧＲ及び予混合自着火燃焼の研究が盛んに行われている。これらの研究によると、ＣＯ２低減及びエミッション低減の効果を最大限に引き出すには、より燃焼限界近傍において安定した燃焼状態を得る必要がある。また、石油燃料の枯渇化が進む中、バイオ燃料など多種の燃料でも安定して燃焼できるロバスト性が要求される。このような安定した燃焼を得るのに最も重要な点は混合気の着火ばらつきの低減や、斑のない均質で安定した燃焼が要求される。これには、微細な燃料噴霧でより気化し易くさせることや、噴霧粒径が均一であることが望まれる。
【０００３】
また、内燃機関の燃料供給において、過渡応答性の向上、気化潜熱による体積効率向上や低温での触媒活性化用の大幅な遅角燃焼のために燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射方式が採用されている。ところが、筒内噴射方式を採用することにより、噴霧燃料が液滴のまま燃焼室壁に衝突して起こるオイル希釈や、ＰＭ（Particulate Matter）、スモークの発生が懸念される。
【０００４】
これらの現象に対処すべく、燃料弁から噴射される燃料に旋回流を付与することがある。燃料に旋回流を付与する燃料噴射弁として、例えば、特許文献１や特許文献２が知られている。特に、特許文献２には、燃料に旋回成分を付与することにより、噴射燃料中に微細気泡を取り込み、微細気泡を破裂させて噴射燃料の微粒化を図る燃料噴射弁が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１１７８３１号公報
【特許文献２】国際公開２０１１／１２５２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１や特許文献２に開示された燃料噴射弁では、ニードル弁の閉弁時にニードル弁のシート部が着座するノズルボディのシート面近傍に滞留する燃料、いわゆるデッド燃料が存在する。デッド燃料は、ニードル弁の閉弁時に一旦その流れが停止した状態となる。このため、ニードル弁の開弁初期において、デッド燃料には旋回成分が付与されておらず、燃料の燃料粒径が大きい液滴のまま、噴孔に導入され、噴射されることが想定される。すなわち、旋回成分が付与され難いデッド燃料は、微細気泡を取り込むことが困難であり、微細気泡が破裂することによる燃料の微粒化は期待し難い。また、ニードル弁開弁直後のデッド燃料の流速は遅いため、空気剪断による微粒化も困難である。
【０００７】
そこで本明細書開示の燃料噴射弁は、デッド燃料を微粒化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本明細書開示の燃料噴射弁は、先端側にシート部を有するニードル弁と、前記シート部が着座するシート面を有すると共に前記シート面の下流側に旋回安定室を備え、前記旋回安定室内に開口する噴孔が形成されたノズルボディと、前記ノズルボディ内に配置され、外周部に前記旋回安定室に導入される燃料を旋回させる旋回溝を備えると共に、内部で前記ニードル弁を往復動可能に支持するニードルガイドと、を備え、前記ニードル弁の外周部と前記ニードルガイドの内周面の少なくとも一方に前記旋回溝における流路面積よりも大きい流路面積を有する螺旋溝が形成されている。
【０００９】
ニードル弁の外周部とニードルガイドの内周面の少なくとも一方に旋回溝における流路面積よりも大きい流路面積を有する螺旋溝が形成されていることにより、ニードル弁の開弁初期に、螺旋溝に燃料が流れ易い状態となる。開弁初期に螺旋溝を通過した燃料がデッド燃料に旋回成分を付与することにより、デッド燃料の微粒化を図ることができる。
【００１０】
前記螺旋溝は、前記ニードル弁の外周部と前記ニードルガイドの内周面の双方に形成され、前記ニードル弁が全開状態のときに、一方の前記螺旋溝を形成する凸部と他方の前記螺旋溝を形成する凹部とが対向するとともに、一方の前記螺旋溝は、基端側において閉塞部を形成するとともに、他方の前記螺旋溝は先端側において閉塞部を形成するようにしてもよい。
【００１１】
これにより、ニードル弁の全開時に、ニードルガイドの外周部に形成された旋回溝を通過し、旋回成分が付与された燃料を噴射することができる。
【００１２】
また、前記螺旋溝は、前記ニードル弁の外周部と前記ニードルガイドの内周面の双方に形成され、前記ニードル弁が閉弁状態であるときに、前記双方の螺旋溝を形成する凹部同士が対向するようにしてもよい。
【００１３】
これにより、ニードル弁の閉弁時から開弁初期において螺旋溝に優先的に燃料を流通させ、デッド燃料の微粒化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本明細書に開示された燃料噴射弁によれば、デッド燃料を微粒化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は第１実施形態の燃料噴射弁の概略構成を示す説明図である。
【図２】図２は第１実施形態の燃料噴射弁の先端部を拡大して示す説明図である。
【図３】図３は第１実施例におけるニードル弁の先端部を示す斜視図である。
【図４】図４は螺旋溝と旋回溝の流路面積を示す説明図である。
【図５】図５は第２実施形態の燃料噴射弁の先端部を拡大して示す説明図である。
【図６】図６は第３実施形態の燃料噴射弁に用いられるニードルガイドの先端部を断面として示す説明図である。
【図７】図７は第３実施形態の燃料噴射弁の閉弁状態を示す説明図である。
【図８】図８は第３実施形態の燃料噴射弁の開弁状態を示す説明図である。
【図９】図９（Ａ）は閉弁状態における旋回溝と螺旋溝との位置関係を示す説明図であり、図９（Ｂ）は開弁状態における旋回溝と螺旋溝との位置関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されている場合もある。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態の燃料噴射弁１の概略構成を示す説明図である。図２は第１実施形態の燃料噴射弁１の先端部を拡大して示す説明図である。図３は第１実施例におけるニードル弁６の先端部を示す斜視図である。図４は螺旋溝６ｂと旋回溝５ｂの流路面積を示す説明図である。
【００１８】
第１実施形態の燃料噴射弁１は、内燃機関に装備され、内燃機関が備えるＥＣＵによって駆動制御される。ＥＣＵは、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。燃料噴射弁１は、内燃機関が備える吸気ポート下部や、燃焼室の任意の位置に設置することができる。燃料噴射弁１が装備される内燃機関は、ガソリンを燃料とするガソリンエンジン、軽油を燃料とするディーゼルエンジン、ガソリンとアルコールとを任意の割合で混合した燃料を使用するフレキシブルフューエルエンジンのいずれでもよい。また、その他、燃料噴射弁によって噴射可能などのような燃料を用いるエンジンであってもよい。
【００１９】
図１、図２を参照すると、燃料噴射弁１は、ノズルボディ２、ニードルガイド５及びニードル弁６を備える。
【００２０】
ノズルボディ２は、筒状の部材であり、先端側にテーパ形状に成形されたシート面２ｃを備える。シート面２ｃには、後述するシート部６ａが着座する。また、ノズルボディ２には、シート面２ｃの下流側に旋回安定室３が設けられ、旋回安定室３内に開口する噴孔が形成されている。噴孔４の中心軸は、ニードル弁６の軸芯と一致している。第１実施形態における燃料噴射弁１は、噴孔内に強旋回流を発生させて微細気泡を生成し、この微細気泡を含んだ燃料を噴射する。このような形式の燃料噴射を行う燃料噴射弁１では、噴孔４を流れる燃料は気泡が混入した気液２相流となり、その流速はボイド率によって規定される極めて低い音速で律則されることになる。このような状況下、噴孔径は、燃料の流量を確保するための径とされる。
【００２１】
燃料噴射弁１は、先端部がノズルボディ２内に位置するニードルガイド５を備えている。ニードルガイド５は、先端部の外周面がノズルボディ２の内周壁に接して支持されるようにノズルボディ２内に配置されている。ニードルガイド５は、筒状の部材であり、内部でニードル弁６を軸芯方向に沿って往復動可能に支持している。また、ニードルガイド５は、その外周部に旋回安定室３に導入される燃料を旋回させる旋回溝５ｂを備える。図２を参照すると、ニードルガイド５は、ニードル弁６との間に第１圧力室５１を区画し、ノズルボディ２との間に第２圧力室５２を区画している。ニードルガイド５は、第１圧力室５１と第２圧力室５２とを連通する燃料連通路５ａを備える。この燃料連通路５ａにより、燃料噴射弁１の基端側に設けられた燃料導入路５０から先端側に向かって導入される燃料が第１圧力室５１及び第２圧力室５２に振り分けられる。第２圧力室５２に振り分けられた燃料は、旋回溝５ｂを通過することにより旋回成分が付与されて旋回安定室に導入される。
【００２２】
燃料噴射弁１は、先端側にシート部６ａを有するニードル弁６を備えている。ニードル弁６は、上述のように、ニードルガイド５の内側に往復動可能に支持されている。ニードル弁６は、ＥＣＵの指令によって作動する駆動装置によって開弁動作を行う。図１に示すようにシート部６ａがシート面２ｃに着座すると燃料噴射弁１は、閉弁状態となる。そして、シート部６ａがシート面２ｃから離座すると燃料噴射弁１は、開弁状態となる。ここで、燃料噴射弁１が閉弁状態となったときに生じるデッド燃料について説明する。燃料噴射弁１が閉弁状態となると、燃料は、設定燃圧を保持した状態でシート部６ａよりも上流側に滞留することになる。そして、燃料噴射弁１の開弁初期には、シート部６ａに近い位置で滞留していた燃料から順に旋回安定室３内へ導入される。このような燃料のうち、特に、シート部６ａから旋回溝５ｂの下流端、要はニードルガイド５の先端部までの領域に形成された燃料をデッド燃料と称する。そして、図２に示すように、このようなデッド燃料が滞留する領域をデッド燃料滞留部８と称する。デッド燃料滞留部に滞留していた燃料は、ニードル弁６がリフトを開始すると、ほとんど旋回成分を有しない状態で旋回安定室内へ導入される。また、旋回溝５ｂの下流端近傍で滞留していた燃料も旋回溝５ｂを通過することによって付与され旋回成分を維持できず、また、開弁後も助走区間が短くて十分な旋回成分を得ることができないため、デッド燃料滞留部８に滞留していた燃料とほぼ同様の振る舞いをする。このように、デッド燃料は、燃料噴射弁の開弁初期において、十分な旋回成分を得ることなく旋回安定室３内に導入されるため、微粒化され難い。
【００２３】
図３を参照すると、ニードル弁６は、その外周部に螺旋溝６ｂを備える。この螺旋溝６ｂは、デッド燃料対策となる。螺旋溝６ｂは、その燃料導入部６ｂｉｎから第１圧力室５１内の燃料が導入される。螺旋溝６ｂは、燃料導出部６ｂｏｕｔがデッド燃料滞留部８に望むように設けられている。これにより、ニードル弁６のリフト開始直後にデッド燃料滞留部８の体積が増加し、デッド燃料滞留部８内の圧力が低下すると、螺旋溝６ｂ内の燃料がデッド燃料滞留部８内に流入する。これにより、デッド燃料に旋回成分を付与することができる。ここで、図４を参照するとともにハッチングを付して示された螺旋溝６ｂの流路面積と旋回溝５ｂにおける流路面積との関係について説明する。流路面積は、螺旋溝６ｂの方が大きく設定されている。これにより、流路面積が大きい螺旋溝６ｂの燃料が流動し易く、開弁直後の状態において、螺旋溝６ｂ内の燃料がデッド燃料滞留部８内に流入し易い状態が創出されている。なお、螺旋溝６ｂの流路面積を確保するために、螺旋溝６ｂは、複数条設けることができる。複数条の螺旋溝６ｂが設けられた場合には、その複数条分の流路面積の合計と旋回溝５ｂの流路面積とを比較する。また、燃料の流通状態は、流路面積の最も狭い箇所によって律せられるため、最小流路面積同士を比較するのが望ましい。
【００２４】
図２を参照すると、本実施形態の燃料噴射弁１は、デッド燃料対策として、さらに、ニードル弁６の先端部には、燃料衝突部７が設けられている。燃料衝突部７は、上述のデッド燃料が、衝突するように設けられている。燃料衝突部７に衝突したデッド燃料は、旋回安定室３内に滞留することができる。デッド燃料を旋回安定室３内に滞留させる為、燃料衝突部７は、ニードル弁６が開弁した状態のときに、ノズルボディ２が備えるシート面２ｃを噴孔４側、すなわち、ノズルボディ２の先端側に延長した仮想面と交錯するように設けられる。燃料は、シート面２ｃとシート部６ａとの間を両者の間隔に応じた幅を有する状態で通過し、旋回安定室３内へ導入される。デッド燃料も同様の要領で旋回安定室３内へ導入される。シート面２ｃを噴孔４側に延長した仮想面は、デッド燃料の流れの境界とほぼ一致するため、燃料衝突部７が仮想面と交錯するように設けられていれば、デッド燃料を燃料衝突部７へ衝突させることができる。
【００２５】
旋回安定室３内に滞留している燃料は、燃料衝突部７に衝突することにより、旋回安定室３の内周壁側へ偏向される。そして、デッド燃料に引き続いて旋回安定室３内へ導入される旋回成分を有する燃料によってさらに旋回成分を与えられ、噴孔４内へ導入される。すなわち、燃料噴射弁１の閉弁時においてデッド燃料よりも上流側に位置し、十分な距離の旋回溝５ｂを通過した後に旋回安定室３内へ導入される燃料は、速度も速く、旋回成分も得ている。旋回溝５ｂを通過する助走距離も長く、旋回成分を有する燃料は、その遠心力によって旋回安定室３の内周壁に沿うように旋回安定室３内へ導入される。旋回溝５ｂを通過して旋回成分を得た燃料は、螺旋溝６ｂを通過して旋回成分を付与され、旋回安定室３内で滞留していた燃料とともに旋回成分を保持したまま噴孔４内へ導入される。
【００２６】
このように、旋回成分を有し、デッド燃料に遅れて旋回安定室３内へ導入される燃料は、旋回安定室３の内周壁に沿うように旋回する。また、デッド燃料を旋回安定室３内へ滞留させるためには、デッド燃料を内周壁側へ偏向させることが都合がよい。そこで、燃料衝突部７は、その外周壁にニードル弁６の軸芯に向かって凹状とされた湾曲部７ａを備えている。これにより、デッド燃料を旋回安定室３の内周壁近傍へ導き、デッド燃料を効果的に旋回安定室内へ滞留させ、噴孔４に導入されるまでの時間を確保することができる。また、速度の速い旋回成分を有する燃料に吸収されて、旋回成分を得易くなる。この結果、一様な燃料流を得易くなる。また、噴孔の位置が軸芯に対してオフセットされたような場合であっても旋回していない状態の燃料を直接噴射することが抑制される。この結果、多噴孔化や斜めに設けられた噴孔に対しても対応することができ、設計の自由度が向上する。
【００２７】
本実施形態の燃料噴射弁では、ニードル弁６の開弁直後に即座に螺旋溝６ｂ内の燃料がデッド燃料滞留部８内に供給されてデッド燃料に旋回成分を付与することができる。このため、例えば、燃料噴射弁１をポート噴射弁として用い、燃圧が低く、旋回溝５ｂを通過する燃料の速度が遅い場合であっても、噴孔４から噴射される燃料に旋回成分を付与しておくことができる。すなわち、例えば、燃料衝突部７のみを備えている場合、旋回安定室３内に滞留している燃料に旋回成分を付与できるのは、旋回溝５ｂを通過した燃料である。このため、燃圧が低く、旋回溝５ｂを通過する燃料の速度が遅い場合には、旋回安定室３内に滞留する燃料に十分な旋回成分を付与できない可能性がある。本実施形態のように螺旋溝６ｂを通過した燃料により予めデッド燃料に旋回成分を付与することができれば、旋回成分も持たない燃料が噴孔４から噴射されることを回避することができる。
【００２８】
ここで、燃料噴射弁１による燃料噴射の様子について説明する。ニードル弁６がリフトし、シート部６ａがシート面２ｃから離座すると、デッド燃料滞留部８の体積が増大し、その内部の圧力が低下する。これに伴って、即座にデッド燃料滞留部８内に螺旋溝６ｂ内の燃料が流入する。デッド燃料は、螺旋溝６ｂ内の燃料によって旋回成分を付与された状態で旋回安定室３内へ導入される。旋回安定室３内へ導入された燃料は、燃料衝突部７に衝突することによって旋回成分を有した状態で旋回安定室３内に滞留する。デッド燃料に続いて旋回安定室３内には、旋回溝５ｂを通過して強い旋回成分を有する燃料が導入される。このような要領で旋回安定室３内で旋回する燃料は、噴孔４内に導入される。このとき、旋回安定室３よりも径の小さい噴孔４内に導入されることにより、旋回流の旋回速度は加速し、増速する。この結果、旋回流の中央部に負圧が発生して気柱が生成される。気柱との界面において、微細気泡が生成され、生成された微細気泡は燃料とともに噴射される。
【００２９】
燃料の微粒化の原理をより詳説すると、以下の如くである。燃料噴射弁１内で旋回速度の速い旋回流が形成され、その旋回流が噴孔に導入されると、その強い旋回流の旋回中心に負圧が発生する。負圧が発生すると燃料噴射弁１の外部の空気が噴孔４内に吸引される。これにより噴孔４内に気柱が発生する。こうして発生した気柱と燃料との界面において気泡が生成する。生成した気泡は気柱の周囲を流れる燃料に混入し、気泡混入流、すなわち、２相流として外周側を流れる燃料流とともに噴射される。その噴射の形状は、中空のコーン状である。このため、噴孔４から離れるほど、噴霧の外径は大きくなり、気泡を形成している液膜は引き伸ばされて薄くなる。そして、液膜を維持することができなくなると、気泡が分裂し、その後、微細気泡は自己加圧効果によって径が小さくなり、崩壊（圧壊）に至り、超微細な燃料粒が形成される。このように、燃料の微粒化が達成される。
【００３０】
以上説明したように、第１実施形態の燃料噴射弁１によれば、デッド燃料を微粒化することができる。
【００３１】
（第２実施形態）
つぎに、図５を参照して第２実施形態の燃料噴射弁２１について説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、螺旋溝が形成されている位置である。具体的に、第１実施形態では、螺旋溝は、ニードル弁６の外周面に設けられていたのに対し、第２実施形態では、ニードルガイド２５の内周面に設けられている。すなわち、第２実施形態は、図５に示すようにニードルガイド２５の内周面に設けられた螺旋溝２５ｃを備える。なお、ニードルガイド２５は、第１実施形態のニードルガイドと同様に、燃料連通路２５ａを備え、また、その外周部に旋回溝２５ｂを備える。一方のニードル弁３６は、螺旋溝が省略された以外は、シート部３６ａ、湾曲部３７ａを備える燃料衝突部３７を備える等、その構成は、第１実施形態のニードル弁と共通する。また、ニードルガイド２５によって第１圧力室２５１と第２圧力室２５２が区画されている点も第１実施形態と共通する。
【００３２】
このように、ニードルガイド２５の内周面に螺旋溝２５ｃを備える形態の場合であっても、螺旋溝２５ｃの流路面積と旋回溝２５ｂとの関係は、第１実施形態の場合と共通する。すなわち、螺旋溝２５ｃにおける流路面積は、旋回溝２５ｂにおける流路面積よりも大きい。これにより、流路面積が大きい螺旋溝２５ｃの燃料が流動し易く、開弁直後の状態において、螺旋溝２５ｃ内の燃料がデッド燃料滞留部８内に流入し易い状態が創出されている。螺旋溝２５ｃの基端側は、デッド燃料滞留部８に望むように設けられており、ニードル弁３６のリフト開始直後に螺旋溝２５ｃ内の燃料がデッド燃料滞留部８内に流入する点も第１実施形態と共通する。さらに、燃料噴射時の以後の振る舞いも、第１実施形態の場合と共通するので、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
（第３実施形態）
つぎに、図６乃至図９を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態が第１実施形態及び第２実施形態と異なる点は、第３実施形態がニードル弁６の外周部に形成された螺旋溝６ｂと、ニードルガイド３５の内周面に形成された螺旋溝３５ｃを備える点である。すなわち、第３実施形態の燃料噴射弁３１における螺旋溝は、ニードル弁６の外周部とニードルガイド３５の内周面の双方に形成されている。ここで、ニードル弁６は、第１実施形態と共通するが、ニードルガイド３５は、第２実施形態のものとは異なる。具体的に、図６に示すように、螺旋溝３５ｃの先端部となる燃料導出部３５ｃｏｕｔがニードルガイド３５の先端部まで到達していない。一方のニードル弁６に設けられた螺旋溝６ｂの先端部は、デッド燃料滞留部８に臨んでいる。このように、螺旋溝６ｂと螺旋溝３５ｃを備えることにより、流路面積が両者を加えた面積となるため、流路面積を拡大し易い。すなわち、ニードル６の開弁直後に、旋回溝３５ｂ内の燃料に先行して螺旋溝６ｂ、３５ｃ内の燃料を流動させ易い状態を創出し易い。
【００３４】
具体的に、図７や図９（Ａ）に示すようにニードル弁６が閉弁状態であるときに、双方の螺旋溝６ｂ、３５ｃを形成する凹部６ｂ２、３５ｃ２同士を対向させておくことにより、広い流路面積を確保することができる。これにより、開弁直後は、螺旋溝６ｂ及び螺旋溝３５ｃを通過した燃料が速やかにデッド燃料滞留部８に流入する。これにより、旋回成分が付与されたデッド燃料が旋回安定室３内へ供給される。
【００３５】
一方、図８や図９（Ｂ）に示すようにニードル弁６が全開状態のときに、一方の螺旋溝を形成する凸部６ｂ１、３５ｃ１と他方の螺旋溝を形成する凹部６ｂ２、３５ｃ２とが対向する状態となるように設定しておく。より具体的に整理して記載すると、螺旋溝６ｂを形成する凸部６ｂ１と螺旋溝３５ｃを形成する凹部３５ｃ２とが対向する状態とする。換言すれば、螺旋溝６ｂを形成する凹部６ｂ２と螺旋溝３５ｃを形成する凸部３５ｃ１とが対向する状態とする。
【００３６】
さらに、ニードル弁６に形成された螺旋溝６ｂは、基端側に位置する燃料導入部６ｂｉｎを燃料の閉塞部としている。具体的に、燃料導入部６ｂｉｎが螺旋溝６ｂの基端側端部とされて、その端部において螺旋溝６ｂの深さが消滅し、燃料導入部６ｂｉｎよりも基端側には螺旋溝は形成されていない。一方、ニードルガイド３５の内周面に形成された螺旋溝３５ｃは、先端側に位置する燃料導出部３５ｃｏｕｔを燃料の閉塞部としている。具体的に、燃料導出部３５ｃｏｕｔが螺旋溝３５ｃの先端側端部とされて、その端部において螺旋溝３５ｃの深さが消滅し、燃料導出部３５ｃｏｕｔよりも先端側には螺旋溝は形成されていない。閉塞部が相手方の螺旋溝における凸部と一致すると、燃料は行き場を失い、流通が停止された状態となる。なお、燃料噴射弁３１は、ニードルガイド３５の基端側に回り止めピン３７が設けられ、この回り止めピン３７にニードル弁６に設けられた溝部６１が係合することにより、螺旋溝６ｂと螺旋溝３５ｃとの位置関係が維持されている。なお、閉塞部の位置を、螺旋溝６ｂと螺旋溝３５ｃとで入れ替えて設定することもできる。
【００３７】
このように、第３実施形態の燃料噴射弁３１は、ニードル弁６の開弁直後は、螺旋溝６ｂ及び３５ｃ内の燃料が優先的に旋回安定室３内に供給される。そして、全開状態では、螺旋溝６ｂ及び３５ｃがいずれも閉塞状態となるため旋回溝３５ｂを通過して、旋回成分が大きい旋回流が旋回安定室３内に流入する。この結果、燃料の微粒化を促進することができる。
【００３８】
なお、全閉状態から全開状態へ移行する間に螺旋溝６ｂ及び３５ｃを通過する燃料の流通抵抗が徐々に増大するため、徐々に旋回溝３５ｂを通過した燃料の旋回安定室３内への流入量が増加する。また、その過程において、螺旋溝６ｂ及び３５ｃを通過してデッド燃料滞留部８へ導入される燃料量がニードル弁６のリフト量に応じて制御されることとなる。
【００３９】
以上のように、第３実施形態の燃料噴射弁３１によれば、ニードル弁６の開弁初期において、螺旋溝６ｂ及び３５ｃを通過する燃料を優先的にデッド燃料滞留部８へ流入させてデッド燃料に旋回成分を付与することができる。そして、ニードル弁６のリフト量が増すにつれて、徐々に螺旋溝６ｂ及び３５ｃを通過する燃料から旋回溝３５ｂを通過する燃料の噴射へ移行し、最終的には、旋回溝３５ｂを通過し、強い旋回成分を有する燃料のみが噴射される。これにより、デッド燃料を含む燃料の微粒化が図られる。
【００４０】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１、２１、３１  燃料噴射弁
２  ノズルボディ
２ｃ  シート面
３  旋回安定室
３ｂ  内周壁
４  噴孔
５、２５、３５  ニードルガイド
５ａ  燃料連通路
５ｂ、２５ｂ  旋回溝
６、３６  ニードル弁
６ａ、３６ａ  シート部
６ｂ、２５ｃ  螺旋溝
６ｂｉｎ、３５ｃｉｎ  燃料導入部
６ｂｏｕｔ、３５ｃｏｕｔ  燃料導出部
７  燃料衝突部
８  デッド燃料滞留部
【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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【図８】
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【図９】
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