(57)【要約】【課題】  一回の噴射工程で中空状の噴霧と中実状の噴霧とを順次形成可能な燃料噴射弁を提供する。【解決手段】  軸方向移動する弁部材２４であって、弁座２３に対する離座並びに着座により燃料通路２６を開閉するシート部２５を有する弁部材２４と、噴孔が内外二重に配置されることによって内周側噴孔３１と外周側噴孔３２とが形成されており、前記離座に伴い燃料通路２６の燃料を内周側噴孔３１及び外周側噴孔３２から噴射するノズル３０とを設ける。そして、内周側噴孔３１の燃料入口３１ａと弁部材２４との間の距離Ｄｉを、外周側噴孔３２の燃料入口３２ａと弁部材２４との間の距離Ｄｏよりも小さくする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向移動する弁部材であって、弁座に対する離座並びに着座により燃料通路を開閉するシート部を有する弁部材と、
噴孔が内外二重に配置されることによって内周側噴孔と外周側噴孔とが形成されており、前記離座に伴い前記燃料通路の燃料を前記内周側噴孔及び前記外周側噴孔から噴射するノズルと、
を備え、
前記内周側噴孔の燃料入口と前記弁部材との間の距離Ｄｉは、前記外周側噴孔の燃料入口と前記弁部材との間の距離Ｄｏよりも小さいことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記着座時の前記距離Ｄｉは、前記弁部材のストロークの５０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記着座時の前記距離Ｄｉは、０．０５ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記着座時の前記距離Ｄｏは、０．２ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記外周側噴孔は、燃料下流側に向かうほど前記ノズルの径方向外側に傾斜していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記内周側噴孔は、燃料下流側に向かうほど前記ノズルの径方向外側に傾斜し、
前記外周側噴孔は、燃料下流側に向かうほど前記内周側噴孔よりも前記ノズルの径方向外側に傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
板状の前記ノズルは、前記外周側噴孔の燃料入口が一端面に開口している外周側噴孔形成部、並びに前記外周側噴孔形成部よりも前記弁部材側に突出し、前記内周側噴孔の燃料入口が一端面に開口している内周側噴孔形成部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記内周側噴孔形成部において前記弁部材とは反対側の端面は、前記外周側噴孔形成部において前記弁部材とは反対側の端面よりも凹陥していることを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
前記弁部材において、前記内周側噴孔に対向している部分は、前記外周側噴孔に対向している部分よりも前記ノズル側に突出していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１０】
前記弁部材に装着され、前記着座時に前記弁部材と前記ノズルとの間で圧縮されつつ前記内周側噴孔の燃料入口を閉塞し、前記離座に伴って前記内周側噴孔の燃料入口を開放する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１１】
センターインジェクション方式によって燃料をエンジンの燃焼室内に噴射することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項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、エンジンに用いられる燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１，２に開示されるような直噴式のエンジンや、予混合式のエンジンに用いられる燃料噴射弁として、中空状の噴霧を形成するものが知られている。また、それら各種エンジンに用いられる燃料噴射弁として、中実状の噴霧を形成するものも知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６５８４１号公報
【特許文献２】特開２００４−４４４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、エンジン側の要求により燃料噴射弁に対しては、一回の噴射工程で中空状の噴霧と中実状の噴霧とを順次形成したいというニーズがある。しかしながら、従来の燃料噴射弁では、中空状の噴霧と中実状の噴霧とのうち一方を形成することしかできないため、そうしたニーズに応えることができないのが現状である。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、一回の噴射工程で中空状の噴霧と中実状の噴霧とを順次形成可能な燃料噴射弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、ノズルには、噴孔が内外二重に配置されることによって内周側噴孔と外周側噴孔とが形成されている。そして、内周側噴孔の燃料入口と弁部材との間の距離（以下、内周側距離という）Ｄｉは、外周側噴孔の燃料入口と弁部材との間の距離（以下、外周側距離という）Ｄｏよりも小さくされる。故に、軸方向移動により弁部材のシート部が弁座から離座するのに伴い内周側噴孔及び外周側噴孔から燃料が噴射される噴射工程の序盤には、弁部材と外周側噴孔との間の隙間に比べて弁部材と内周側噴孔との間の隙間が絞られた状態となり、内周側噴孔への燃料流入が抑制されるため、外周側に拡がる中空状の噴霧を形成することができる。また、噴射工程が進むに従って弁部材が内周側噴孔の燃料入口から離間することにより内周側噴孔への燃料流入が促進されるため、中実状の噴霧を形成することができる。
【０００６】
請求項２，３に記載の発明によると、シート部が弁座に着座するときの内周側距離Ｄｉは弁部材のストロークの５０％以下とされるので、噴射工程の序盤において内周側噴孔への燃料流入を十分に抑えることができる。
請求項４に記載の発明によると、シート部が弁座に着座するときの外周側距離Ｄｏは０．２ｍｍよりも大きくされるので、噴射工程の序盤において外周側噴孔への燃料流入をスムーズにすることができる。したがって、噴射工程の序盤における噴霧を、外周部の燃料密度が高い中空膜状に形成することができる。
【０００７】
請求項５記載の発明によると、外周側噴孔は、燃料下流側に向かうほどノズルの径方向外側に傾斜しているので、噴射工程の序盤には、外周側に広角に拡がる噴霧を形成することができる。
請求項６に記載の発明によると、内周側噴孔は、燃料下流側に向かうほどノズルの径方向外側に傾斜し、外周側噴孔は、燃料下流側に向かうほど内周側噴孔よりもノズルの径方向外側に傾斜している。これにより、噴射工程の序盤において外周側に広角に拡がる噴霧を形成することができるだけでなく、噴射工程が進んだときには、外周側噴孔による広角噴霧の内周側に内周側噴孔による噴霧を略均一に拡散することができる。
【０００８】
請求項７に記載の発明によると、板状のノズルにおいて内周側噴孔の燃料入口が一端面に開口している内周側噴孔形成部は、外周側噴孔の燃料入口が一端面に開口している外周側噴孔形成部よりも弁部材側に突出している。これにより、内周側距離Ｄｉが外周側距離Ｄｏよりも小さい構成を比較的簡素な構成にて実現することができる。
【０００９】
請求項８に記載の発明によると、内周側噴孔形成部において弁部材とは反対側の端面は、内周側噴孔よりも弁部材側に突出している外周側噴孔形成部の弁部材とは反対側の端面よりも凹陥している。このような構成の内周側噴孔形成部及び外周側噴孔形成部を有するノズルは、例えば平板状素材の中央部にパンチを打ち付けるプレス成形等によって容易に形成され得る。したがって、コストの低減に繋がる。
【００１０】
請求項９に記載の発明によると、弁部材において、内周側噴孔に対向している部分は、外周側噴孔に対向している部分よりもノズル側に突出している。これにより、内周側距離Ｄｉが外周側距離Ｄｏよりも小さい構成を比較的簡素な構成にて実現することができる。
請求項１０に記載の発明によると、シート部が弁座に着座するときには、弁部材に装着された弾性部材が弁部材とノズルとの間で圧縮されつつ内周側噴孔の燃料入口を閉塞する。これにより、シート部着座時にシート部と弁座との当接を妨げることがなく、またシート部の離座に伴う噴射工程の序盤には、弁部材がノズルから離間しつつ弾性部材が復元されるまでの間、内周側噴孔への燃料流入を止めることができる。さらに請求項１０に記載の発明によると、シート部の離座に伴って内周側噴孔の燃料入口を開放するので、当該離座に伴う噴射工程において弾性部材が復元された後には、内周側噴孔への燃料流入を促進することができる。
【００１１】
近年、エンジンの燃焼室内の点火プラグ周囲に適度な混合気を形成して燃費の向上を図るため、例えば上記特許文献１，２に開示の如くエンジンのシリンダヘッド中央部に燃料噴射弁を配置するセンターインジェクション方式の研究が行われている。このセンターインジェクション方式では、従来のサイドインジェクション方式用の燃料噴射弁をそのまま利用すると、噴霧の勢いが強くなるため、点火プラグ周囲に適度な混合気を形成することができず、着火不良となることがある。そこで、噴霧を外周側に拡がる中空状に形成して巻き上がりを発生させることにより、点火プラグ周囲に適度な混合気を形成するようにした燃料噴射弁が提案されている。しかし、上述の如く噴霧を中空状にすると、噴霧中央部の燃料密度が低くなるため、着火後において均質な燃焼状態を燃焼室内で維持することができなくなる。
【００１２】
これに対して請求項１１に記載の発明によると、センターインジェクション方式によって燃料をエンジンの燃焼室内に噴射するので、噴射工程の序盤には中空状の噴霧を形成して着火を促進することができ、また噴射工程の中盤以降には中実状の噴霧を形成して均質な燃焼状態を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
図２は、本発明の第一実施形態による燃料噴射弁１０をセンターインジェクション式の直噴ガソリンエンジン１に適用した例である。燃料噴射弁１０は、エンジン１の燃焼室２を形成するシリンダヘッド３の中央部に組付けられており、燃焼室２に燃料を直接噴射する。尚、シリンダヘッド３において燃料噴射弁１０の脇に組付けられた点火プラグ４は、燃料噴射弁１０の噴霧と吸入ポートからの吸入空気との混合気に対して着火する。
【００１４】
図３に示す燃料噴射弁１０において、ハウジング１１は筒状に形成されており、第一磁性部１２、非磁性部１３及び第二磁性部１４を有している。非磁性部１３は、第一磁性部１２と第二磁性部１４との磁気的な短絡を防止する。第一磁性部１２、非磁性部１３及び第二磁性部１４は、例えばレーザ溶接等により一体に接続されているが、ハウジング１１を磁性部材又は非磁性部材により筒状の一体物として成形し、熱加工することにより一部を非磁性化又は磁性化する構成としてもよい。
【００１５】
ハウジング１１の一端部には、燃料導入部材１５が装着されている。燃料導入部材１５は燃料導入口１６を形成しており、燃料ポンプから当該燃料導入口１６に燃料が導入される。燃料導入口１６に導入された燃料は、燃料フィルタ１７を経由してハウジング１１内に流入する。燃料フィルタ１７は、燃料に含まれる異物を除去する。
【００１６】
ハウジング１１の他端部には、ノズルホルダ２０が装着されている。ノズルホルダ２０は筒状に形成され、内周側に弁ボディ２１が装着されている。弁ボディ２１は筒状に形成されており、ハウジング１１とは反対側に向かって内径が漸減するテーパ状の内周面２１ａを有している。この内周面２１ａに囲まれる燃料通路２６には、ハウジング１１内に流入した燃料がノズルホルダ２０内を経由して供給される。内周面２１ａには弁座２３が形成されており、ニードル弁２４が当該弁座２３に離着座することにより燃料通路２６が開閉される。弁ボディ２１においてハウジング１１とは反対側となる燃料下流側の端部には、ノズルプレート３０が装着されている。ノズルプレート３０には、それを板厚方向に貫通する複数の噴孔３１，３２が形成されている。
【００１７】
ニードル弁２４は針状の弁部材であり、ハウジング１１、ノズルホルダ２０及び弁ボディ２１の内周側に同軸上に収容されて軸方向に往復移動可能となっている。ニードル弁２４は、弁ボディ２１の燃料通路２６に露出する弁座２３に着座可能なシート部２５を有している。
【００１８】
ニードル弁２４を駆動する駆動部４０は、スプール４１、コイル４２、固定コア４３、プレートハウジング４４及び可動コア４５を有している。スプール４１は樹脂で筒状に形成され、ハウジング１１の外周側に装着されている。コイル４２はスプール４１の外周側に巻き回しされており、コネクタ４６のターミナル４７に接続している。固定コア４３は鉄等の磁性材料で筒状に形成され、コイル４２の内周側となるハウジング１１の内壁に装着されている。プレートハウジング４４は磁性部材で形成され、コイル４２の外周側を覆っている。スプール４１及びコイル４２の外周側は、コネクタ４６と一体成形されてなる樹脂モールド４８によって覆われている。
【００１９】
可動コア４５は例えば鉄等の磁性材料で筒状に形成されており、ハウジング１１の内周側に同軸上に収容されて軸方向に往復移動可能となっている。可動コア４５は固定コア４３よりも燃料下流側に配置され、当該固定コア４３と向き合っている。可動コア４５において固定コア４３とは反対側の端部は、ニードル弁２４に相対移動不能に接続されている。可動コア４５は、付勢部材である圧縮コイルスプリング１８の一端部を係止している。この圧縮コイルスプリング１８の他端部は、固定コア４３に圧入されたアジャスティングパイプ１９に係止されている。これにより圧縮コイルスプリング１８の復元力は、可動コア４５及びニードル弁２４を固定コア４３とは反対側へ付勢する力として作用している。尚、固定コア４３へのアジャスティングパイプ１９の圧入量を変えることにより、スプリング１８による付勢力の大きさを調整することができる。
【００２０】
次に、ノズルプレート３０及びその近傍部分の詳細構成を説明する。
図４に示すようにノズルプレート３０はステンレス鋼板等により円板状に形成されており、弁ボディ２１の燃料下流側端面２１ｂに装着されて弁ボディ２１の燃料下流側端部の開口部２１ｃを覆っている。ノズルプレート３０において複数の噴孔３１，３２は、開口部２１ｃを通じて燃料通路２６に露出する部分に内外二重に形成されている。これにより各噴孔３１，３２の燃料入口は、燃料通路２６内のニードル弁２４においてシート部２５よりも燃料下流側となる先端部２７に対向している。
【００２１】
より詳細には、ニードル弁２４の先端部２７の中央部２８が対向するノズルプレート３０の中央部３３には、複数の内周側噴孔３１が周方向に等間隔に形成され、また先端部２７の外周部２９が対向するノズルプレート３０の外周部３４には、複数の外周側噴孔３２が周方向に等間隔に形成されている。尚、ここでニードル弁２４の外周部２９は、弁径方向において中央部２８の外周側に並んでいる部位であり、またノズルプレート３０の外周部３４は、プレート径方向において中央部３３の外周側に並び且つ燃料通路２６に露出している部位である。
【００２２】
ノズルプレート３０において、中央部３３の端面３３ａに燃料入口３１ａが開口する内周側噴孔３１は、燃料下流側に向かうほどプレート径方向の外側に傾斜している。また、ノズルプレート３０において、外周部３４の端面３４ａに燃料入口３２ａが開口する外周側噴孔３２は、燃料下流側に向かうほど内周側噴孔３１よりもプレート径方向の外側に傾斜している。即ち図５に示すように、ノズルプレート３０の中心軸に略一致する弁軸Ｏに対して外周側噴孔３２の噴孔軸線Ｐｏがなす角θｏは、当該弁軸Ｏに対して内周側噴孔３１の噴孔軸線Ｐｉがなす角θｉよりも大きくなっている。
【００２３】
図４に示すように、ニードル弁２４の先端部２７において中央部２８及び外周部２９の各端面２８ａ，２９ａは、互いに面一に接続されて弁軸に略垂直な一平坦面を形成している。ノズルプレート３０において、中央部３３及び外周部３４のニードル弁２４側の端面３３ａ，３４ａは弁軸に略垂直な平坦面であるが、中央部３３が外周部３４よりもニードル弁２４側に突出することにより端面３３ａが端面３４ａよりもニードル弁２４に近接している。これにより、図１に示すようにニードル弁２４のシート部２５が弁座２３に着座しているとき（以下、弁着座時という）には、ニードル弁２４の中央部２８と内周側噴孔３１の燃料入口３１ａとの間の距離Ｄｉが、ニードル弁２４の外周部２９と外周側噴孔３２の燃料入口３２ａとの間の距離Ｄｏよりも小さくなる。そして、具体的に弁着座時の距離Ｄｉは、ニードル弁２４のストローク（リフト量）の５０％未満、特に０ｍｍ＜Ｄｉ＜０．０５ｍｍを満たすように設定され、また弁着座時の距離Ｄｏは、Ｄｏ＞０．２ｍｍを満たすように設定される。
【００２４】
尚、図４に示すように本実施形態のノズルプレート３０では、ニードル弁２４とは反対側において内周側噴孔３１の燃料出口３１ｂが開口する中央部３３の端面３３ｂと、ニードル弁２４とは反対側において外周側噴孔３２の燃料出口３２ｂが開口する外周部３４の端面３４ｂとが、互いに面一に接続されて弁軸に略垂直な一平坦面を形成している。これにより中央部３３の板厚は、外周部３４の板厚よりも大きくなっている。
【００２５】
次に、燃料噴射弁１０の作動を説明する。
コイル４２への通電が停止されているとき、固定コア４３と可動コア４５との間には磁気吸引力が発生しない。そのため、スプリング１８の付勢力を受ける可動コア４５とニードル弁２４とは固定コア４３とは反対側へ移動しており、当該ニードル弁２４のシート部２５は弁座２３に着座した状態となる。したがって、各噴孔３１，３２からは燃料が噴射されない。
【００２６】
コイル４２が通電されると、プレートハウジング４４、ノズルホルダ２０、第一磁性部１２、可動コア４５、固定コア４３及び第二磁性部１４に磁束が流れることにより、磁気回路が形成され、固定コア４３と可動コア４５との間に磁気吸引力が発生する。そして、固定コア４３と可動コア４５との間の磁気吸引力が大きくなると、可動コア４５及びニードル弁２４が固定コア４３側へ移動し、当該ニードル弁２４のシート部２５が弁座２３から離座する。したがって、コイル４２への通電が停止されてシート部２５が再び弁座２３に着座するまで、各噴孔３１，３２から燃料が噴射される。
【００２７】
このようにして実施される燃料噴射工程の序盤には、弁着座時の距離Ｄｉが距離Ｄｏよりも小さい（図１参照）ことにより、図６に示すようにニードル弁２４の外周部２９と外周側噴孔３２との間の隙間３６に対してニードル弁２４の中央部２８と内周側噴孔３１との間の隙間３７が絞られた状態となる。そのため、外周側噴孔３２には燃料通路２６の燃料が流入する一方、内周側噴孔３１には燃料通路２６の燃料が流入し難くなる。特に本実施形態では、弁着座時の距離Ｄｏが０．２ｍｍより大きいことにより外周側噴孔３２への燃料流入がスムーズとなり、また弁着座時の距離Ｄｉが０．０５ｍｍより小さいことにより内周側噴孔３１への燃料流入が十分に抑制される。このような作用により噴射工程の序盤における噴霧は、外周部の燃料密度が高い中空膜状に形成される。ここで、外周側噴孔３２は燃料下流側ほど径方向外側に傾斜していることから、噴射工程の序盤における噴霧は中空広角状に拡がる。したがって、噴射工程の序盤には、燃料噴射弁１０の脇に配置された点火プラグ４の周囲に噴霧の外周部を巻き上げて適度な混合気を形成することができるので、燃焼室２内における着火不良が防止される。
【００２８】
また、燃料噴射工程が進むと、距離Ｄｉ，Ｄｏが互いの大小関係を保ちつつ増大するため、ニードル弁２４の中央部２８と内周側噴孔３１との間の隙間３７が図７に示すように拡大されて、内周側噴孔３１への燃料流入が促進される。これにより、燃料通路２６の燃料が内周側噴孔３１及び外周側噴孔３２の双方に流入して噴射されるようになるため、燃料噴射工程の中盤以降には、中実状の噴霧が形成される。ここで、外周側噴孔３２及び内周側噴孔３１は燃料下流側ほど径方向外側に傾斜し且つ外周側噴孔３２の傾斜角θｏは内周側噴孔３１の傾斜角θｉよりも大きいことから、噴射工程の中盤以降における噴霧は、外周側噴孔３２による広角噴霧の内周側に内周側噴孔３１による噴霧が略均一に拡散されたものとなる。したがって、噴射工程の中盤以降には、燃焼室２の全体に燃料を拡散させることができるので、均質な燃焼状態が維持される。
【００２９】
このように第一実施形態によれば、燃焼室２内において着火不良を防止し且つ燃焼状態を均質にする燃料噴射弁１０を実現することができる。
以上、第一実施形態では、ニードル弁２４が特許請求の範囲に記載の「弁部材」に相当し、ニードル弁２４の中央部２８が特許請求の範囲に記載の「内周側噴孔に対向している部分」に相当し、ニードル弁２４の外周部２９が特許請求の範囲に記載の「外周側噴孔に対向している部分」に相当する。また、ノズルプレート３０が特許請求の範囲に記載の「ノズル」に相当し、ノズルプレート３０の外周部３４が特許請求の範囲に記載の「外周側噴孔形成部」に相当し、ノズルプレート３０の中央部３３が特許請求の範囲に記載の「内周側噴孔形成部」に相当する。
【００３０】
（第二実施形態）
図８に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
第二実施形態の燃料噴射弁１００では、ノズルプレート３０が弁ボディ２１と一体に形成されている。このような第二実施形態によれば、第一実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００３１】
（第三実施形態）
図９に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
第三実施形態の燃料噴射弁１５０では、第一実施形態とは異なる構成のノズルプレート１６０を備えている。
【００３２】
具体的にノズルプレート１６０では、ニードル弁２４とは反対側において内周側噴孔３１の燃料出口３１ｂが開口する中央部１６１の端面１６１ｂが、ニードル弁２４とは反対側において外周側噴孔３２の燃料出口３２ｂが開口する外周部１６２の端面１６２ｂよりも凹陥している。但し、中央部１６１及び外周部１６２のニードル弁２４側の端面１６１ａ，１６２ａは第一実施形態の端面３３ａ，３４ａと同一構成とされており、それにより本実施形態では、中央部１６１の板厚と外周部１６２の板厚とが略等しくなっている。
【００３３】
このような第三実施形態では、例えば図１０に示すように円形平板状の素材１６０’の中央部１６１’にパンチ１７０を打ち付けるプレス成形をした後、各噴孔３１，３２を穿つようにすることで、ノズルプレート１６０を容易に形成することができる。したがって、ノズルプレート１６０の形成コスト、ひいては燃料噴射弁１５０の製造コストを低減することが可能となる。
以上、第三実施形態では、ノズルプレート１６０が特許請求の範囲に記載の「ノズル」に相当し、ノズルプレート１６０の外周部１６２が特許請求の範囲に記載の「外周側噴孔形成部」に相当し、ノズルプレート１６０の中央部１６１が特許請求の範囲に記載の「内周側噴孔形成部」に相当する。
【００３４】
（第四実施形態）
図１１に示すように、本発明の第四実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
第四実施形態の燃料噴射弁２００では、第一実施形態とは異なる構成のノズルプレート２１０及びニードル弁２２０を備えている。
【００３５】
具体的にノズルプレート２１０において、内周側噴孔３１の燃料入口３１ａが開口する中央部２１１の端面２１１ａと、外周側噴孔３２の燃料入口３２ａが開口する外周部２１２の端面２１２ａは、互いに面一に接続されて弁軸に略垂直な一平坦面を形成している。また、ニードル弁２２０の燃料下流側先端部２２１において、ノズルプレート２１０の中央部２１１に対向する中央部２２２は、ノズルプレート２１０の外周部２１２に対向する外周部２２３よりもノズルプレート２１０側に突出しており、それら各部２２２，２２３の端面２２２ａ，２２３ａはそれぞれ弁軸に略垂直な平坦面となっている。このような構成によりニードル弁２２０は、中央部２２２の端面２２２ａが常に外周部２２３の端面２２３ａよりもノズルプレート２１０に近接する形で往復移動する。故に弁着座時には、図１２に示すように、ニードル弁２２０の中央部２２２と内周側噴孔３１の燃料入口３１ａとの間の距離Ｄｉがニードル弁２２０の外周部２２３と外周側噴孔３２の燃料入口３２ａとの間の距離Ｄｏよりも小さくなる。尚、本実施形態において弁着座時の各距離Ｄｉ，Ｄｏは、第一実施形態と同様なサイズに設定される。また、ノズルプレート２１０において、中央部２１１及び外周部２１２のニードル弁２４とは反対側端面２１１ｂ，２１２ｂは第一実施形態の端面３３ｂ，３４ｂと同一構成とされており、それによって中央部２１１の板厚と外周部２１２の板厚とが略等しくなっている。
【００３６】
このような第四実施形態によれば、第一実施形態と同様な効果を得ることができる。
以上、第四実施形態では、ニードル弁２２０が特許請求の範囲に記載の「弁部材」に相当し、ニードル弁２２０の中央部２２２が特許請求の範囲に記載の「内周側噴孔に対向している部分」に相当し、ニードル弁２２０の外周部２２３が特許請求の範囲に記載の「外周側噴孔に対向している部分」に相当する。また、ノズルプレート２１０が特許請求の範囲に記載の「ノズル」に相当し、ノズルプレート２１０の外周部２１２が特許請求の範囲に記載の「外周側噴孔形成部」に相当し、ノズルプレート２１０の中央部２１１が特許請求の範囲に記載の「内周側噴孔形成部」に相当する。
【００３７】
（第五実施形態）
図１３に示すように、本発明の第五実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
第五実施形態の燃料噴射弁２５０では、ニードル弁２４の中央部２８の端面２８ａに弾性部材２６０が装着されている。この弾性部材２６０は平板状のエラストマからなり、弁着座時の距離Ｄｉよりも大きな自由長（厚さ）を有している。弾性部材２６０の一端面２６０ａは、ニードル弁２４の中央部２８の端面２８ａに密着している。弾性部材２６０の他端面２６０ｂは、ノズルプレート３０の中央部３３の端面３３ａに対して密着可能に対向する。このような構成により弁着座時には、弾性部材２６０がニードル弁２４の中央部２８とノズルプレート３０の中央部３３との間に挟まれて圧縮される。
【００３８】
このような第五実施形態によると、噴射工程の序盤において、ニードル弁２４がノズルプレート３０から離間しつつ弾性部材２６０が自由長にまで復元されるまでの間、内周側噴孔３１の燃料入口３１ａが弾性部材２６０によって閉塞される。したがって、噴射工程の序盤には、内周側噴孔３１への燃料流入を確実に止めることができるので、噴霧の中空度が高められて点火プラグ４の周囲への噴霧の巻き上げ量が増大する。また、噴射工程が進み、内周側噴孔３１に対してニードル弁２４の中央部２８が弾性部材２６０の自由長よりも大きく離間すると、内周側噴孔３１への燃料流入が許容され、その離間距離の増大に追従して内周側噴孔３１への燃料流入量も増大する。したがって、燃料噴射工程の中盤以降には、中実状の噴霧を形成して、エンジン１の燃焼室２の全体に燃料を拡散させることができる。以上、第五実施形態によれば、燃焼室２内において着火不良を防止しつつ燃焼状態を均質にすることができる。
【００３９】
尚、第五実施形態では、噴射工程の終盤においてニードル弁２４のシート部２５が弁座２３に当接する前に、当該ニードル弁２４に装着された弾性部材２６０がノズルプレート３０に当接することとなる。しかしながら、弾性部材２６０はニードル弁２４とノズルプレート３０との間で圧縮されるので、シート部２５を弁座２３に確実に着座させることができるのである。
【００４０】
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。
例えば第三〜第五実施形態では、第二実施形態に準じてノズルプレート３０，１６０，２１０を弁ボディ２１と一体形成するようにしてもよい。また、第三及び第四実施形態では、ノズルプレート１６０，２１０の中央部１６１，２１１に第五実施形態の弾性部材２６０を装着するようにしてもよい。さらにまた、第四実施形態では、ノズルプレート２１０に代えて、第一実施形態のノズルプレート３０又は第三実施形態のノズルプレート１６０を用いるようにしてもよい。
【００４１】
さらに第一〜第五実施形態では、センタセンターインジェクション式の直噴ガソリンエンジン１の燃料噴射弁に本発明を適用した例について説明した。しかし、本発明は、センターインジェクション方式以外の直墳ガソリンエンジンの燃料噴射弁や、吸気管に燃料を噴射する予混合式のガソリンエンジンの燃料噴射弁や、各種ディーゼルエンジンの燃料噴射弁に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第一実施形態による燃料噴射弁の特徴を説明するための断面図である。
【図２】第一実施形態による燃料噴射弁を組付けたエンジンを示す断面図である。
【図３】第一実施形態による燃料噴射弁を示す断面図である。
【図４】第一実施形態による燃料噴射弁の要部を示す断面図である。
【図５】第一実施形態による燃料噴射弁の特徴を説明するための断面図である。
【図６】第一実施形態による燃料噴射弁の作動を説明するための断面図である。
【図７】第一実施形態による燃料噴射弁の作動を説明するための断面図である。
【図８】第二実施形態による燃料噴射弁の要部を示す断面図である。
【図９】第三実施形態による燃料噴射弁の要部を示す断面図である。
【図１０】第二実施形態による燃料噴射弁のノズルプレートの形成方法を説明するための模式図である。
【図１１】第四実施形態による燃料噴射弁の要部を示す断面図である。
【図１２】第四実施形態による燃料噴射弁の特徴を説明するための断面図である。
【図１３】第五実施形態による燃料噴射弁の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  エンジン、２  燃焼室、３  シリンダヘッド、４  点火プラグ、１０  燃料噴射弁、２３  弁座、２４  ニードル弁（弁部材）、２５  シート部、２６  燃料通路、２７  先端部、２８  中央部（内周側噴孔に対向している部分）、２９  外周部（外周側噴孔に対向している部分）、３０  ノズルプレート（ノズル）、３１  内周側噴孔、３１ａ  燃料入口、３２  外周側噴孔、３２ａ  燃料入口、３３  中央部（内周側噴孔形成部）、３３ａ，３３ｂ  端面、３４  外周部（外周側噴孔形成部）、３４ａ，３３ｂ  端面、１００  燃料噴射弁、１５０  燃料噴射弁、１６０  ノズルプレート（ノズル）、１６１  中央部（内周側噴孔形成部）、１６１ａ，１６１ｂ  端面、１６２  外周部（外周側噴孔形成部）、１６２ａ，１６２ｂ  端面、２００  燃料噴射弁、２１０  ノズルプレート（ノズル）、２１１  中央部（内周側噴孔形成部）、２１１ａ，２１１ｂ  端面、２１２  外周部（外周側噴孔形成部）、２１２ａ，２１２ｂ  端面、２２０  ニードル弁（弁部材）、２２１  先端部、２２２  中央部（内周側噴孔に対向している部分）、２２３  外周部（外周側噴孔に対向している部分）、２５０  燃料噴射弁、２６０  弾性部材
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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