(57)【要約】【課題】  燃料の流量安定化を図るのに有効な燃料噴射弁を提供する。【解決手段】  本発明の燃料噴射弁１０において、バルブ閉止時にバルブ３０及びバルブシート４０の互いの対向面によって区画される区画領域は、燃料噴射孔４１ｂ外に形成される第１空間部と、燃料噴射孔４１ｂ内において流入口からその内径が一定となる部位までに形成される第２空間部とからなり、これら第１空間部及び第２空間部の占める容積が０．１〜０．１５［ｍｍ３］となるように構成される。【選択図】      図１
2006057564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射孔を有するバルブシートと、前記バルブシートに当接可能なバルブとを備え、前記バルブが前記バルブシートに当接したバルブ閉止時において前記燃料噴射孔の流入口が閉止される一方、当該当接が解除されたバルブ開放時において前記燃料噴射孔の流入口が開放され、バルブ閉止時に前記バルブ及びバルブシートの互いの対向面によって区画される区画領域を形成する構成の燃料噴射弁であって、
前記区画領域は、燃料噴射孔外に形成される第１空間部と、燃料噴射孔内において流入口からその内径が一定となる部位までに形成される第２空間部とからなり、前記第１空間部及び第２空間部の占める容積が０．１〜０．１５［ｍｍ３］となるように構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射弁であって、
バルブ開放時に前記バルブ及びバルブシートの互いの対向面によって形成される燃料導入経路が、前記燃料噴射孔の軸方向に対し交差する方向に長手状に形成され、当該燃料導入経路を流れた燃料が燃料噴射孔外から燃料噴射孔内へと流入する構成であり、
前記燃料噴射孔は、その流入口径が当該燃料噴射孔の内径に０．２［ｍｍ］を加えた値以下であり、且つ流入口側の内周面が当該燃料噴射孔の軸中心へ向けて突出する突状面に形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
燃料噴射孔を有するバルブシートと、前記バルブシートに当接可能なバルブとを備え、前記バルブが前記バルブシートに当接したバルブ閉止時において前記燃料噴射孔の流入口が閉止される一方、当該当接が解除されたバルブ開放時において前記燃料噴射孔の流入口が開放され、バルブ開放時に前記バルブ及びバルブシートの互いの対向面によって形成される燃料導入経路を流れた燃料が燃料噴射孔外から燃料噴射孔内へと流入する構成の燃料噴射弁であって、
前記燃料導入経路は、前記燃料噴射孔の軸方向に対し交差する方向に長手状に形成される構成であり、前記燃料噴射孔は、その流入口径が当該燃料噴射孔の内径に０．２［ｍｍ］を加えた値以下であり、且つ流入口側の内周面が当該燃料噴射孔の軸中心へ向けて突出する突状面に形成されている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、内燃機関、特に、液化ガス燃料を用いる内燃機関の燃料噴射弁として好適である燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料としては、ガソリン等の液体燃料や、液化石油ガス（ＬＰＧ）等の液化ガス燃料が用いられる。
液化ガス燃料を用いる内燃機関では、液化ガス燃料は、液体状態で燃料噴射弁に供給されるとともに、液体状態で燃料噴射弁から噴射される。このため、液化ガス燃料を用いる内燃機関の燃料噴射弁は、液体燃料を用いる内燃機関の燃料噴射弁に比べて、高耐圧が要求される。液化ガス燃料を用いる内燃機関の燃料噴射弁として、例えば特許文献１に記載されている燃料噴射弁が知られている。
特許文献１に記載されている燃料噴射弁では、弁体によって燃料噴射孔が閉止されたときに、弁体と燃料噴射孔との間に当該燃料噴射孔よりも径が拡張された空間部が形成される構成を有する。
【特許文献１】特許第３３２９９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
弁体と燃料噴射孔との間に形成される空間部は、燃料の流量抵抗を抑えるという観点からいえばその容積を拡大するのが有効であるが、当該空間部の容積が拡大し過ぎると、バルブが開放されたときにおける燃料の膨張、減圧化によって気液二相状態が形成され易くなり、これにより燃料の流量が不安定になることが懸念される。そこで、この種の燃料噴射弁では、弁体と燃料噴射孔との間に形成される空間部及びその周辺部を好適に設計することによって、燃料の流量安定化を図る技術を構築する要請が高い。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、燃料の流量安定化を図るのに有効な燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（本発明の第１発明）
前記課題を解決する本発明の第１発明は、請求項１に記載の燃料噴射弁である。
請求項１に記載のこの燃料噴射弁は、バルブシート及びバルブを少なくとも備える。バルブシートは、燃料を噴射する燃料噴射孔を有する。バルブは、バルブシートに当接可能な構成を有する。このバルブがバルブシートに当接したバルブ閉止時において燃料噴射孔の流入口が閉止され、燃料噴射孔を通じた燃料の噴射が停止される。一方、バルブのバルブシートに対する当接が解除されたバルブ開放時において燃料噴射孔の流入口が開放され、燃料噴射孔を通じた燃料の噴射が開始される。本発明の「燃料噴射弁」としては、ＬＰＧをはじめ種々の燃料を噴射する燃料噴射弁として用いることができるが、液体ガス燃料を液体状態で噴射する燃料噴射弁に本発明を好適に用いることができる。また、本発明の「バルブ」としては、バルブのバルブシートに対する当接または当接解除によって、燃料の噴射停止または噴射開始を可能とする構成のものであれば、種々の構造のバルブを用いることができる。
本発明では、バルブ閉止時にバルブ及びバルブシートの互いの対向面によって区画される区画領域が形成されるようになっている。この区画領域は、第１空間部及び第２空間部からなる。第１空間部は、区画領域のうち燃料噴射孔外に形成される空間として構成される。第２空間部は、区画領域のうち燃料噴射孔内において流入口からその内径が一定（定常）となる部位までに形成される空間として構成される。この第２空間部は、例えば燃料噴射孔の流入口のコーナーＲが小さくなるにつれて縮小される。なお、燃料噴射弁から噴射され内燃機関に供給される燃料の流量は、典型的には燃料噴射孔内において計量される。そして、本発明では、これら第１空間部及び第２空間部の占める容積（第１空間部の容積と第２空間部の容積との和）が０．１〜０．１５［ｍｍ３］となるように構成されている。このような構成の区画領域により、バルブがバルブ閉止状態からバルブ開放状態に切り換えられたときに減圧化の程度（或いは度合）が上昇することによって燃料の気液二相状態が形成されるのを、抑えることが可能となる。
【０００５】
（本発明の第２発明）
前記課題を解決する本発明の第２発明は、請求項２に記載の燃料噴射弁である。
請求項２に記載のこの燃料噴射弁は、請求項１に記載の構成において、バルブ開放時にバルブ及びバルブシートの互いの対向面によって形成される燃料導入経路が、燃料噴射孔の軸方向に対し交差する方向に長手状に形成され、当該燃料導入経路を流れた燃料が燃料噴射孔外から燃料噴射孔内へと流入する構成を有する。一例として、燃料噴射孔の軸方向に対し直交する方向に長手状に燃料導入経路を形成する。また、本発明では、燃料噴射孔は、その流入口径が当該燃料噴射孔の内径に０．２［ｍｍ］を加えた値以下であり、且つ流入口側の内周面が当該燃料噴射孔の軸中心へ向けて突出する突状面に形成されている。
このような構成によれば、バルブ開放状態において、燃料導入経路を通った燃料が、この燃料導入経路の延在方向と交差する軸方向に形成された燃料噴射孔内へ流入するに際し、この燃料導入経路を燃料撹拌のための十分な助走区間として用いることが可能となる。また、本構成によれば、燃料噴射孔の流入口において空間部容積が拡大されるのを抑えることが可能となる。従って、バルブがバルブ閉止状態からバルブ開放状態に切り換えられたときに燃料の気液二相状態が形成されるのを抑えることが可能となるうえに、バルブ開放状態において安定した（均質化した）割合の気液二相状態を形成させることができる。
【０００６】
（本発明の第３発明）
前記課題を解決する本発明の第３発明は、請求項３に記載の燃料噴射弁である。
請求項３に記載のこの燃料噴射弁は、請求項１に記載のバルブシート及びバルブと同様の構成のバルブシート及びバルブを少なくとも有する。また、本発明では、バルブ開放時にバルブ及びバルブシートの互いの対向面によって形成される燃料導入経路が、燃料噴射孔の軸方向に対し交差する方向に長手状に形成され、当該燃料導入経路を流れた燃料が燃料噴射孔外から燃料噴射孔内へと流入する構成を有する。一例として、燃料噴射孔の軸方向に対し直交する方向に長手状に燃料導入経路を形成する。また、本発明では、燃料噴射孔は、その流入口径が当該燃料噴射孔の内径に０．２［ｍｍ］を加えた値以下であり、且つ流入口側の内周面が当該燃料噴射孔の軸中心へ向けて突出する突状面に形成されている。
このような構成によれば、バルブ開放状態において、第１空間部を通って燃料が、この第１空間部の延在方向と交差する軸方向に形成された燃料噴射孔内へ流入するに際し、この第１空間部を燃料撹拌のための助走区間として用いることが可能となる。また、本構成によれば、燃料噴射孔の流入口において空間部容積が拡大されるのを抑えることが可能となる。従って、バルブ開放状態において燃料の安定した（均質化した）割合の気液二相状態を形成させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の燃料噴射弁を用いれば、バルブがバルブ閉止状態からバルブ開放状態に切り換えられたとき、減圧化の程度（或いは度合）が上昇することによって燃料の気液二相状態が形成されるのを、抑えることによって、燃料を極力液相の状態で精度よく計量することができ、燃料の流量安定化を図ることが可能とされる。
また、請求項２に記載の燃料噴射弁を用いれば、バルブ開放状態において燃料の安定した（均質化した）割合の気液二相状態を形成させることによって、燃料噴射孔内における燃料の計量が安定することとなり、更なる流量安定化を図ることが可能とされる。
また、請求項３に記載の燃料噴射弁を用いれば、バルブ開放状態において燃料の安定した（均質化した）割合の気液二相状態を形成させることによって、流量安定化を図ることが可能とされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の「燃料噴射弁」の一実施の形態である燃料噴射弁１０の構成及び動作を図面を参照しつつ説明する。
本実施の形態の燃料噴射弁１０の縦断面図を図１に示す。本実施の形態の燃料噴射弁１０は、燃料タンクから供給される液体状態のＬＰＧを噴射する機能を有する燃料噴射弁である。この燃料噴射弁１０は、本体２０、バルブ（弁体）３０、バルブシート４０、駆動部５０に大別される。
本体２０は、筒状の部材である。本体２０の内周側の孔は、燃料通路２１ａとして用いられる。本体２０は、上流側（図１の上側）に配置される固定コア部２１と、下流側（図１の下側）に配置される支持部２２を有している。固定コア部２１と支持部２２は、磁性材により形成されている。固定コア部２１と支持部２２は、非磁性材により形成されたスリーブ２３を介して連接されている。
なお、燃料通路２１ａの上流側には、燃料通路２１ａへと供給されるＬＰＧをフィルタ処理するためのフィルタ２４が取り付けられている。
【０００９】
バルブ３０は、バルブボディ３１と、バルブボディ３１の下流側（図１の下側）に接合されているバルブ先端部３２を有している。このバルブ３０が、バルブシート４０に当接可能な構成を有する、本発明における「バルブ」に対応している。バルブボディ３１とバルブ先端部３２は、異なる材料で形成されている。勿論、バルブボディ３１とバルブ先端部３２を同じ材料で一体に形成してもよい。また、バルブボディ３１とバルブ先端部３２のうち、少なくともバルブボディ３１は磁性材により形成されている。
バルブボディ３１は段付きの筒状の部材であり、バルブ先端部３２は底を有する筒状の部材である。バルブボディ３１とバルブ先端部３２の内周側の孔は、燃料通路３１ａとして用いられる。また、バルブボディ３１の側壁には、燃料通路３１ａと、バルブシートボディ４１により形成される燃料通路４１ｄを連通する連通孔３１ｂが形成されている。
バルブ３０は、支持部２２及びバルブシートボディ４１に対し軸方向（図１の上下方向）に摺動自在に配設されている。
バルブ先端部３２は、下流側（バルブシート４０と対向する側）に当接部３２ｂ（図２参照）と弾性体３３を有している。
なお、バルブ先端部３２及び弾性体３３の詳細については後述する。
【００１０】
バルブシート４０は、バルブシートボディ４１を有している。バルブシートボディ４１は、圧入等によって支持部２２の内周面に取り付けられる。このバルブシート４０が、燃料噴射孔４１ｂを有する、本発明における「バルブシート」に対応している。
バルブシートボディ４１は、底を有する筒状の部材である。バルブシートボディ４１の底部には、当接面（図２中の当接面４１ａ）と燃料噴射孔４１ｂが形成されている。
バルブシートボディ４１の内周側の孔は、燃料通路４１ｄとして用いられる。また、バルブシートボディ４１の、バルブ先端部３２と対向する内周面には、軸方向（図１の上下方向）に溝部４１ｃが形成されている。これにより、ＬＰＧは、燃料通路４１ｄから溝部４１ｃを介して燃料噴射孔４１ｂに流出可能である。
なお、バルブシートボディ４１の詳細は後述する。
【００１１】
また、本実施の形態では、バルブ３０を、バルブシート４０に向かう方向（燃料噴射孔４１ｂを閉じる方向）に弾性付勢するスプリング３６が設けられている。このスプリング３６は、スプリングアジャスタ３５とバルブ３０（バルブボディ３１）の間に設けられている。
スプリングアジャスタ３５は、筒状の部材であり、本体２０（固定コア部２１）の内周面の所定位置に、カシメ等によって固定される。本体２０側に対するスプリングアジャスタ３５の固定位置を調整することによって、バルブ３０をバルブシート４０に向かう方向に弾性付勢するスプリング３６の付勢力を調整することができる。
スプリングアジャスタ３５の内周側の孔は、燃料通路３５ａとして用いられる。これにより、ＬＰＧは、フィルタ２４、燃料通路２１ａ、３５ａ、３１ａ、４１ｄ及び溝部４１ｃを介して燃料噴射孔４１ｂに供給可能となっている。
なお、バルブ３０がバルブシート４０に当接した状態では、固定コア部２１とバルブ３０（バルブボディ３１）の間に微小間隙が形成されるように構成されている。
【００１２】
バルブ３０を駆動する駆動部５０は、固定コア部２１と、固定コア部２１を取り巻くように配置されたコイル５１により構成されている。
ここで、コイル５１は、本体２０の大部分とともに樹脂成形体６１によって被覆されている。樹脂成形体６１には、ソケット部６１ａが形成されている。ソケット部６１ａには、コイル５１に接続されているコネクタ６２が設けられている。これにより、コイル５１は、コネクタ６２を介して電源装置と接続可能となっている。
【００１３】
次に、図１中の燃料噴射弁１０のＷで示す要部の構成を、図２及び図５を用いて説明する。なお、図２には、図１中の燃料噴射弁１０のＷで示す部分の拡大図であって、バルブ３０がバルブ開放状態にある場合が示され、図５には、図２中のＶ−Ｖ線における断面構造が示される。
【００１４】
前述したように、バルブ先端部３２は、底を有する筒状の部材である。このバルブ先端部３２のバルブシート４０側には、凹部３２ａ及び当接部３２ｂが設けられている。当接部３２ｂは、凹部３２ａよりも、バルブ先端部３２の径方向外側に設けられている。当接部３２ｂは、環状に形成され、バルブシート４０側に突出している。当接部３２ｂの、バルブシート４０側の先端面（端面）３２ｃは当接面として作用する。凹部３２ａには、弾性体３３が接着等によって取り付けられている。
【００１５】
弾性体３３は、ゴム材料によって形成された弾性体であり、この弾性体３３には、バルブシート４０側に突出する、環状の突部３３ａが形成されている。この突部３３ａは、径方向外側に空間部（領域）３３ｂが形成され、径方向内側に空間部（領域）３３ｃが形成されるように構成されている。また、突部３３ａのバルブシート４０側の端面（先端面）が、当接部３２ｂの先端面３２ｃより、バルブシート４０側に突出するように構成されている。突部３３ａの先端面と当接部３２ｂの先端面３２ｃとの間の距離は、弾性体３３の必要以上の変形を防止し、弾性体３３の早期の劣化を防止できる距離に設定される。
【００１６】
さらに、本実施の形態では、燃料噴射孔４１ｂが閉じられた時に、弾性体３３とバルブ先端部３２（バルブ３０）とバルブシートボディ４１（バルブシート４０）により形成される空間部（領域）３３ｂ（図４参照）に貯留されているＬＰＧを逃がす逃がし部が設けられている。この逃がし部は、バルブ先端部３２の当接部３２ｂの先端面３２ｃに、空間部３３ｂと溝部４１ｃ（図１参照）を連通するべく形成された４個の切り欠き部３２ｄによって構成されている。なお、この切り欠き部３２ｄの形状、数、配設位置等は、製品の仕様などによって適宜選択可能である。また、バルブ３０の当接部３２ｂの先端面（当接面）３２ｃの面粗度（表面の粗さ）を所定の表面粗さ以上に形成し、この先端面３２ｃを逃がし部として用いることができる。この場合は、切り欠き部３２ｄはなくてもよい。
【００１７】
次に、本実施の形態の燃料噴射弁１０の動作を、図１〜図４を参照しながら説明する。ここで、燃料噴射弁１０のＷで示す部分の構成につき、図３には、バルブ３０がバルブ閉止動作過程にある場合が示され、図４には、バルブ３０がバルブ閉止状態にある場合が示される。
【００１８】
図１中のコイル５１に電流が供給されると、コイル５１から固定コア部２１、バルブボディ３１、支持部２２、コイル５１の方向に磁束が流れ、バルブ３０（バルブボディ３１とバルブ先端部３２）を固定コア部２１に向かう方向に移動させる力が発生する。これにより、バルブ３０は、スプリング３６の弾性付勢力に抗して、バルブシート４０から離れる方向（図１の上方向）に移動する。そして、バルブ３０は、バルブボディ３１の上面が固定コア部２１の下面に当接した位置で停止する。
【００１９】
この場合、図２に示すように、バルブ３０がバルブシート４０から離間した「バルブ開放状態」が形成される。このバルブ開放状態では、弾性体３３の突部３３ａとバルブシート４０の当接面４１ａとの当接が解除されることによって、燃料噴射孔４１ｂの流入口が開放される。また、このバルブ開放状態において、バルブ先端部３２及び弾性体３３とバルブシート４０との対向面に燃料導入経路４２が形成される。この燃料導入経路４２は、空間部３３ｂ及び空間部３３ｃに沿って、燃料噴射孔４１ｂの軸方向（図２中の上下方向）に対し直交する方向（図２中の左右方向）に長手状に延在する。この燃料導入経路４２が、本発明における「燃料導入経路」に対応している。これにより、溝部（図１中の溝部４１ｃ）から燃料導入経路４２を通り燃料噴射孔４１ｂ外から燃料噴射孔４１ｂ内に向けてＬＰＧが流入し、この燃料噴射孔４１ｂを通じてＬＰＧが噴射され、内燃機関（エンジン）に供給されることとなる。このときのＬＰＧの流量は、燃料噴射孔４１ｂ内において計量される。
【００２０】
図２に示すバルブ開放状態において、コイル（図１中のコイル５１）への電流供給を停止すると、バルブ３０は、スプリング（図１中のスプリング３６）の弾性付勢力によって、バルブシート４０に向かう方向（図２の下方向）に移動する。
そして、図３に示すように、バルブ３０の閉止動作過程において、弾性体３３の突部３３ａの先端面がバルブシートボディ４１の当接面４１ａに当接することによって、燃料噴射孔４１ｂが閉止される。これにより、溝部（図１中の溝部４１ｃ）から燃料噴射孔４１ｂへのＬＰＧの流入が停止し、この燃料噴射孔４１ｂからのＬＰＧの噴射が停止されることとなる。
【００２１】
また、図３に示す状態において、バルブ３０が、スプリング（図１中のスプリング３６）の弾性付勢力によって、更にバルブシート４０に向かう方向（図３の下方向）に移動すると、弾性体３３の突部３３ａはバルブシートボディ４１の当接面４１ａによって圧縮されて変形する。すなわち、弾性体３３の突部３３ａは、空間部３３ｂ及び３３ｃ方向に向けて変形する。
そして、図４に示すように、バルブ先端部３２の当接部３２ｂの先端面３２ｃが、バルブシートボディ４１の当接面４１ａに当接すると、バルブ３０の図中下方向への移動が停止する。これにより、バルブ３０がバルブシート４０に当接した状態で、その移動が完全に停止された「バルブ閉止状態」が形成される。
【００２２】
図４に示すこの「バルブ閉止状態」において、弾性体３３の突部３３ａ、バルブシートボディ４１の当接面４１ａ及び燃料噴射孔４１ｂによって区画される区画領域が形成される。この区画領域の容積、いわゆる「デッドボリュームＤ／Ｖ」は、空間部３３ｃと、燃料噴射孔４１ｂの流入口からその噴射孔径が一定（定常）となる部位（図４では部位Ｐ）までの空間部３３ｄとが占める容積として規定される。この空間部３３ｃが、本発明における「第１空間部」に対応しており、空間部３３ｄが、本発明における「第２空間部」に対応している。
【００２３】
その後、図４に示すバルブ閉止状態から図２に示すバルブ開放状態に切り換える際には、図１中のコイル５１に再度電流が供給される。これにより、バルブ先端部３２の先端面３２ｃは、スプリング３６の弾性付勢力に抗して、バルブシート４０の当接面４１ａから離れる方向（図４の上方向）に移動する。本実施の形態では、このとき、バルブ閉止状態において一旦変形した弾性体３３の突部３３ａは、図２や図３に示すような形状に復帰するまでに僅かの時間遅れがあり、瞬間的には図４に示す変形状態のまま上方向に移動することとなる。従って、バルブ閉止状態からバルブ開放状態に切り換った直後に、ＬＰＧが燃料噴射孔４１ｂへと流入する領域の容積は、図４に示すバルブ閉止状態におけるデッドボリュームＤ／Ｖと概ね合致することとなる。
【００２４】
本発明者らは、このデッドボリュームＤ／Ｖについて鋭意検討した結果、デッドボリュームＤ／Ｖが大き過ぎると、バルブ閉止状態からバルブ開放状態に切り換った直後において、バルブ先端部３２の先端面３２ｃと、バルブシートボディ４１の当接面４１ａとの当接が解除されたときに、ＬＰＧの膨張、減圧化によって気液二相状態が形成され、ＬＰＧの流量が不安定になることが懸念されることを確認した。そして、本発明者らは、このデッドボリュームＤ／Ｖを好適に設定することによって、ＬＰＧの流量抵抗を抑えるとともに流量安定化を図ることが可能であることを見出した。
【００２５】
ここで、図６に基づいて、バルブ閉止状態において形成されるデッドボリュームＤ／Ｖの好適な設定値について説明する。本実施の形態では、デッドボリュームＤ／Ｖの好適な設定値を得るべく、デッドボリュームＤ／Ｖ［ｍｍ３］と流量比［％］との相関、及びデッドボリュームＤ／Ｖ［ｍｍ３］と流量バラツキ［％］との相関につきデータを採取し、図６に示すようなグラフを得た。
なお、本実施の形態においてデッドボリュームＤ／Ｖに関しては、図４中の燃料噴射孔４１ｂの内径ｄ１や、クリアランスｄ２を適宜設定することによって可変とされる。本実施の形態では、例えば、燃料噴射孔４１ｂの内径ｄ１を０．５０５［ｍｍ］としたうえで、クリアランスｄ２を０〜０．５［ｍｍ］の範囲で可変とし、これによりデッドボリュームＤ／Ｖを０〜０．３５［ｍｍ３］の範囲で可変とした。また、流量バラツキ［％］に関しては、デューティ比が１０［％］であるときのデータを用い、ＬＰＧの２種類の組成（図中実線で示すプロパン１００［％］の場合と、図中破線で示すプロパン２５［％］＋ブタン７５［％］の場合）についてのデータを得た。また、このときの「流量比」、「デューティ比」、「流量バラツキ」に関しては、以下のように定義する。
【００２６】
〔流量比〕
本実施の形態における「流量比」とは、図４中の空間部３３ｃ及び空間部３３ｄが占める空間容積を無限大とした場合、すなわち当該空間容積における流量抵抗がないときを基準状態とし、この基準状態における流量に対する実際の流量の比率をいう。すなわち、図６において例えば流量比８５［％］とは、基準状態に対し流量が１５［％］低下することを示している。この流量比は、計算や実測によって導出することが可能である。
【００２７】
〔デューティ比〕
また、本実施の形態における「デューティ比」とは、図１中のコイル５１に供給される電流のＯＮ時間の割合をいう。本実施の形態では、電流のＯＮ時間を２［ｍｓ］、ＯＦＦ時間を１８［ｍｓ］に設定し、デューティ比を１０［％］としている。
【００２８】
〔流量バラツキ〕
また、本実施の形態における「流量バラツキ」とは、常時液相状態にある調整用燃料（燃圧０．３ＭＰａ（温度：２１℃））を用いた流量に関するバラツキを±２［％］以内に抑えた測定用燃料噴射弁を使用し、２種類のＬＰＧ燃料を用いた流量を測定した場合の測定値バラツキの３σ（標準偏差σの３倍）をいう。
なお、本測定に関しては、測定用燃料噴射弁の上流に設置した流量計において、一定駆動パルス回数の燃料噴射量を測定することによって１パルス当たりの燃料噴射量を算出する。このときの、測定用燃料噴射弁の駆動周波数を５０［Ｈｚ］（＝周期２０［ｍｓ］）、デューティ比を１０［％］（ＯＮ時間：２［ｍｓ］、ＯＦＦ時間：１８［ｍｓ］）とし、ＬＰＧ燃料（プロパン１００％）の燃圧を２ＭＰａ（温度：５０℃）、ＬＰＧ燃料（プロパン２５％＋ブタン７５％）の燃圧を０．８ＭＰａ（温度：３０℃）とした。
【００２９】
図６に示すグラフにおいて、ＬＰＧの流量抵抗を抑えるとともに流量安定化を図ることを可能とするには、図中左縦軸に示す流量比［％］を安定させ、且つ図中右縦軸に示す流量バラツキ［％］を低く抑えられることが要請される。このような条件を満たす条件とし、本実施の形態では、デッドボリュームＤ／Ｖ、すなわち図４中の空間部３３ｃと空間部３３ｄとの容積の和を０．１〜０．１５［ｍｍ３］の範囲（図６中の「好適範囲」）に設定することとした。すなわち、流量比［％］によってデッドボリュームＤ／Ｖの下限を規定し、流量バラツキ［％］によってデッドボリュームＤ／Ｖの上限を規定している。
このような構成により、ＬＰＧの流量抵抗を抑えるとともに、バルブ３０がバルブ閉止状態からバルブ開放状態に切り換えられた直後に減圧化の程度（或いは度合）が上昇することによってＬＰＧの気液二相状態が形成されるのを、抑えることが可能となる。かくして、ＬＰＧを極力液相の状態で精度よく計量することができ、ＬＰＧの流量安定化を図ることが可能とされる。
【００３０】
なお、前述したように、弾性体３３の突部３３ａに関し、本実施の形態では、バルブ閉止状態において一旦変形した突部３３ａの形状が復帰するまでに僅かの時間遅れがある場合について記載したが、弾性復帰力の大きい弾性体を用いる場合には当該時間遅れを抑えることも可能である。このような場合、バルブ閉止状態からバルブ開放状態に切り換った直後に、ＬＰＧが燃料噴射孔４１ｂへと流入する領域の容積は、図４に示すバルブ閉止状態におけるデッドボリュームＤ／Ｖではなく、突部３３ａが変形していない図３に示す状態におけるデッドボリュームＤ／Ｖと概ね合致する。従って、弾性体の弾性復帰性能に応じて、デッドボリュームＤ／Ｖを設定するための対象領域を適宜選択する必要がある。
【００３１】
また、本実施の形態では、図４に示す燃料噴射孔４１ｂは、図７に示すような構造を有する。ここで、図７には、燃料噴射孔４１ｂの流入口側に形成された突状面４３の構成を示す拡大図が示される。図７に示すように、本実施の形態では、燃料噴射孔４１ｂは、その流入口径Ｄが当該燃料噴射孔４１ｂの内径ｄ１に０．２［ｍｍ］を加えた値以下であり、且つ流入口側の内周面が当該燃料噴射孔の軸中心へ向けて突出する突状面４３に形成されている。この突状面４３は、空間部３３ｄ（内径が一定となるまでの領域）において、丸コーナの丸みの呼び半径、いわゆるコーナＲを０．１［ｍｍ］以下とした突状面（面取り部）として構成される。この突状面４３が、本発明における「突状面」に対応している。
【００３２】
燃料噴射孔４１ｂのこのような構成によれば、突状面４３のコーナＲが極力小さく抑えられ、コーナＲを０．１［ｍｍ］よりも大きくした構成に比して、バルブ開放状態において燃料導入経路（図２中の燃料導入経路４２）を通ってＬＰＧが、この燃料導入経路の延在方向と交差する軸方向に形成された燃料噴射孔内へ流入するに際し、この燃料導入経路を燃料撹拌のための十分な助走区間として用いることが可能となる。また、突状面４３のコーナＲを０．１［ｍｍ］よりも大きくした構成に比して、流入口において空間部容積が拡大されるのを抑えることが可能となる。従って、ＬＰＧの気液二相状態が形成されるのを抑えることが可能となるうえに、ＬＰＧの気液二相状態が形成される場合であっても、安定した（均質化した）割合の気液二相状態を形成させることができる。かくして、燃料噴射孔４１ｂ内におけるＬＰＧの計量が安定することとなり、更なる流量安定化を図ることが可能とされる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、燃料噴射孔４１ｂの流入口側にコーナＲを０．１［ｍｍ］以下とした突状面４３を設けることによって、流入口において空間部容積が拡大されるのを抑える場合について記載したが、本発明では当該目的を達成するためには、突状面４３とは異なる構成の突状面を用いることもできる。ここで、図８〜図１０を参照しながら、別の実施の形態の突状面（本発明における「突状面」に対応）の構成を説明する。
図８に示す突状面４４は、空間部３３ｄ（内径が一定となるまでの領域）において、図中二点鎖線で示す突状面４３のような丸コーナではなく楕円形状のコーナとして構成される。また、図９に示す突状面４５は、空間部３３ｄ（内径が一定となるまでの領域）において、二段傾斜構造の傾斜面（第１の傾斜面の傾斜角度θａ、第２の傾斜面の傾斜角度θｂ）として構成される。また、図１０に示す突状面４６は、空間部３３ｄとその下流の領域とにわたって形成される、一段傾斜構造の傾斜面（傾斜角度θｃ）として構成される。これらの突状面４４〜４６は、いずれも突状面４３と同様に流入口側の内周面を軸中心へ向けて突出させることによって形成される突状面である。本発明において、燃料噴射孔は、流入口側の内周面が当該燃料噴射孔の軸中心へ向けて突出する突状面を有する構成であればよく、上記実施の形態の突状面４３〜４６を含み、種々の突状面を有する構成を用いることができる。
【００３４】
また、本実施の形態では、図４に示すように、当接部３２ｂの先端面３２ｃがバルブシートボディ４１の当接面４１ａに当接した時、弾性体３３とバルブ先端部３２（バルブ３０）とバルブシートボディ４１（バルブシート４０）により形成される空間部（領域）３３ｂに、液体状態のＬＰＧが貯留される。この空間部３３ｂに貯留されている液体状態のＬＰＧは、内燃機関から発生する熱によって加熱され、気化する。空間部３３ｂに貯留されている液体状態のＬＰＧが気化すると、空間部３３ｂ内の圧力が上昇し、弾性体３３によるシール効果が低下する可能性がある。
そこで、本実施の形態では、当接部３２ｂの先端面３２ｃに、空間部３３ｂと溝部４１ｃを連通する切り欠き部３２ｄを形成する構成を用いている。このため、バルブ３０（バルブ先端部３２）がバルブシート４０（バルブシートボディ４１）に当接した時に、空間部３３ｂ内に貯留されているＬＰＧを溝部４１ｃ側に逃がすことができる。
したがって、燃料噴射孔４１ｂを閉じている時における、空間部３３ｂ内の圧力上昇による弾性体３３のシール効果の低下を防止することができ、燃料噴射孔４１ｂへのＬＰＧの流出を防止することができる。
【００３５】
本発明は、上記実施の形態で説明した構成に限定されるものではなく、燃料の種類、燃料噴射弁の仕様等に応じて、種々の変更、追加、削除が可能である。
【００３６】
上記実施の形態では、図４に示すバルブ閉止状態において形成されるデッドボリュームＤ／Ｖの容積を０．１〜０．１５［ｍｍ３］の範囲に設定する第１の構成要件と、燃料噴射孔４１ｂの流入口径を当該燃料噴射孔４１ｂの内径に０．２［ｍｍ］を加えた値以下とし、且つ流入口側の内周面を当該燃料噴射孔４１ｂの軸中心へ向けて突出する突状面に形成する第２の構成要件を兼ね備えた燃料噴射弁１０について記載したが、本発明では、流量安定化を図るうえでは、第１の構成要件と第２の構成要件の少なくとも一方を備えた燃料噴射弁を用いれば足りる。
【００３７】
また、上記実施の形態では、バルブ３０に弾性体３３を設けたが、本発明では、バルブシート４０に弾性体を設けることもできる。さらに、弾性体３３としてゴム材料を用いる場合について記載したが、弾性体とバルブシートあるいは弾性体とバルブが当接することによって燃料噴射弁を閉じることができれば、種々の材料や構造の弾性体を用いることができる。例えば、樹脂材料によって形成された弾性体を用いることもできる。また、環状の弾性体を用いることもできる。あるいは、燃料噴射孔の上流側端部に当接可能な形状（例えば、球形状）の弾性体を用いることもできる。
また、本発明におけるバルブやバルブシートとしては、実施の形態で説明した構成のバルブ３０やバルブシート４０に限定されず種々の構成のバルブやバルブシートを用いることができる。例えば、弾性体とバルブが当接する当接面を有するバルブシートを用いたが、弾性体が当接する当接面とバルブが当接する当接面を有するバルブシートを用いることができる。
【００３８】
また、上記実施の形態では、液化石油ガス（ＬＰＧ）を液体状態で噴射する燃料噴射弁について説明したが、本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）等の液化ガス燃料を液体状態で噴射する燃料噴射弁、さらには、液化ガス燃料以外の種々の燃料を噴射する燃料噴射弁の構築技術に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の燃料噴射弁の一実施の形態である燃料噴射弁１０の縦断面図である。
【図２】図１中の燃料噴射弁１０のＷで示す部分の拡大図であって、バルブ３０がバルブ開放状態にある場合を示す。
【図３】図１中の燃料噴射弁１０のＷで示す部分の拡大図であって、バルブ３０がバルブ閉止動作過程にある場合を示す。
【図４】図１中の燃料噴射弁１０のＷで示す部分の拡大図であって、バルブ３０がバルブ閉止状態にある場合を示す。
【図５】図２中のＶ−Ｖ線における断面構造を示す図である。
【図６】デッドボリュームＤ／Ｖ［ｍｍ３］と流量比［％］との相関、及びデッドボリュームＤ／Ｖ［ｍｍ３］と流量バラツキ［％］との相関を示すグラフである。
【図７】図４中の燃料噴射孔４１ｂの流入口側に形成された突状面４３の構成を示す拡大図である。
【図８】別の実施の形態の突状面４４の構成を示す拡大図である。
【図９】別の実施の形態の突状面４５の構成を示す拡大図である。
【図１０】別の実施の形態の突状面４６の構成を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  燃料噴射弁
２０  本体
２１  固定コア部
２１ａ  燃料通路
２２  支持部
２３  スリーブ
２４  フィルタ
３０  バルブ（弁体）
３１  バルブボディ
３１ａ  燃料通路
３１ｂ  連通孔
３２  バルブ先端部
３２ａ  凹部
３２ｂ  当接部
３２ｃ  先端面
３２ｄ  切り欠き部
３３  弾性体
３３ａ  突部
３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ  空間部
３５  スプリングアジャスタ
３５ａ  燃料通路
３６  スプリング
４０  バルブシート
４１  バルブシートボディ
４１ａ  当接面
４１ｂ  燃料噴射孔
４１ｃ  溝部
４１ｄ  燃料通路
４２  燃料導入経路
４３，４４，４５，４６  突状面
５０  駆動部
５１  コイル
【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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【図１０】
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