(57)【要約】【課題】ブーツ型噴射を行うことができる燃料噴射弁を得る。【解決手段】燃料噴射弁１は、一端に形成された燃料噴射孔１５、及び、該燃料噴射孔１５に燃料を供給する燃料供給流路３０を有する本体部１０と、本体部１０の内部に移動自在に収納され、シート部１６に着座している状態では燃料噴射孔１５と燃料供給流路３０との連通を遮断するニードル弁６１と、を備える。また、本体部１０は、燃料噴射孔１５と燃料供給流路３０との間に絞り形成路３３ｂを有する。そして、ニードル弁６１とシート部１６との距離が規定距離上未満の状態においては、絞り形成路３３ｂの内周面８２とニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１との間で絞り部８０を形成し、ニードル弁６１とシート部１６との距離が規定距離以上の状態においては、ニードル弁６１の下端部６１ａが絞り形成路３３ｂから抜ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に形成された燃料噴射孔、及び、該燃料噴射孔に燃料を供給する燃料供給流路を有する本体部と、
前記本体部の内部に移動自在に収納され、前記本体部のシート部に着座して前記燃料噴射孔と前記燃料供給流路との連通を遮断するニードル弁と、
を備え、
前記本体部は、前記燃料噴射孔と前記燃料供給流路との間に絞り形成路を有し、
前記ニードル弁と前記シート部との距離が規定距離未満の状態においては、前記ニードル弁の前記燃料噴射孔側の端部である絞り形成端部が前記絞り形成路に挿入され、前記本体部の前記絞り形成路の内周面と、前記絞り形成端部の外周面との間で絞り部を形成し、
前記ニードル弁と前記シート部との距離が前記規定距離以上の状態においては、前記絞り部を形成していた前記絞り形成端部が前記絞り部を形成していた前記絞り形成路から抜けることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記ニードル弁には、前記本体部に供給された燃料により、該ニードル弁を前記シート部の方へ移動させる圧力と、該ニードル弁を前記シート部から離れさせる圧力とが作用しており、
前記ニードル弁は、該ニードル弁を前記シート部の方へ移動させる圧力が低下することによって、前記シート部から離れ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】
前記絞り形成路の前記内周面は、円筒形状の空間部を形成し、
前記絞り形成端部は、円筒形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記絞り形成路の前記内周面は、円筒形状の空間部を形成し、
前記絞り形成端部は、前記燃料噴射孔に向かうにしたがって直径が減少する円錐形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記絞り形成路の前記内周面は、円筒形状の空間部を形成し、
前記絞り形成端部は、前記燃料噴射孔に向かうにしたがって直径が減少する円錐部と、該円錐部の前記燃料噴射孔側の端部に設けられた円筒部とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記絞り形成端部の外周面に、平坦部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁の前記燃料供給流路に接続され、燃料を蓄積して圧力を上昇させ、圧力を上昇させた該燃料を前記燃料噴射弁に供給するコモンレールと、
を備えたことを特徴とするコモンレール噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁（インジェクタ）、及び、該燃料噴射弁を備えたコモンレール噴射システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン等の燃焼室に燃料を噴射するシステムとして、コモンレール噴射システムが知られている（特許文献１参照）。このコモンレール噴射システムは、コモンレールに燃料を蓄積して圧力を上昇させ、一定の圧力に上昇させた燃料を燃料噴射弁の燃料供給流路に供給するものである。
【０００３】
上述のコモンレール噴射システムに用いられる燃料噴射弁は、燃焼室に挿入される側の端部である下端に燃料噴射孔が形成された本体部を有する。この本体部には、コモンレールと接続され、燃料噴射孔に燃料を供給する燃料供給流路が設けられている。また、本体部の内部には、上下動自在にニードル弁（針弁）が収納されている。このニードル弁は、下降して本体部のシート部に着座している状態においては、燃料噴射孔と燃料供給流路との連通を遮断する。そして、ニードル弁が上昇すると、燃料噴射孔と燃料供給流路とが連通して、燃料噴射孔から燃焼室に燃料が噴射される構成となっている。
【０００４】
本体部の内部に収納されたニードル弁には、該本体部に供給された燃料により、該ニードル弁を下降させる方向に働く圧力と、該ニードル弁を上昇させる方向に働く圧力とが作用している。そして、ニードル弁を下降させる方向に働く圧力を低下させることによって、ニードル弁が前記本体部の内部を上昇する構成となっている。つまり、ニードル弁は、いわゆるバランス弁構造となっている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の燃料噴射弁の場合、ニードル弁の上方（燃料噴射孔側とは反対側）に、本体部に供給された燃料が流入する圧力調整室が形成されている。この圧力調整室に供給される燃料により、ニードル弁には、該ニードル弁を下降させる圧力が作用する。また、ニードル弁には、該ニードル弁の上方に配置されたスプリングによって、該ニードル弁を下降させる力も付与されている。一方、ニードル弁の略中央部には下側が細くなる段部が形成され、該段部の周囲に、本体部に供給された燃料が流入する燃料溜まり室が形成されている。この燃料溜まり室に供給される燃料により、ニードル弁には、該ニードル弁を上昇させる圧力が作用する。
【０００６】
そして、圧力調整室に供給される燃料とスプリングによってニードル弁に付与される力が、燃料溜まり室に供給される燃料によってニードル弁に付与される力を上回っている場合、ニードル弁が下降して燃料噴射孔と燃料供給流路との連通を遮断し、燃料噴射孔から燃料が噴射されない状態となる。また、圧力調整室内の燃料の圧力を低下させ、燃料溜まり室に供給される燃料によってニードル弁に付与される力が、圧力調整室に供給される燃料とスプリングによってニードル弁に付与される力を上回ると、ニードル弁が上昇して燃料噴射孔と燃料供給流路とを連通させ、燃料噴射孔から燃焼室に燃料が噴射される状態となる。
【０００７】
圧力調整室内の燃料の圧力調整は、電磁弁等を用いた開閉装置の開閉によって行われる。詳しくは、圧力調整室は、本体部に供給された燃料を圧力調節室に流入させる第１オリフィス通路（絞り部）と接続される。また、圧力調整室は、該圧力調節室から燃料を流出させる第２オリフィス通路（絞り部）とも接続されている。第２オリフィス通路は、第１オリフィス通路よりも流路断面積が大きくなっている。そして、開閉装置は、第２オリフィス通路の流路を開閉する。第２オリフィス通路は第１オリフィス通路よりも流路断面積が大きいため、開閉装置によって第２オリフィス通路の流路を開くことにより、圧力調整室内の燃料の圧力が低下する。これにより、ニードル弁が上昇して燃料噴射孔と燃料供給流路とを連通させ、燃料噴射孔から燃焼室に燃料が噴射される状態となる。また、開閉装置によって第２オリフィス通路の流路を閉じることにより、圧力調整室内が燃料溜まり室の圧力と同圧力まで上昇する。これにより、ニードル弁が下降して燃料噴射孔と燃料供給流路との連通を遮断し、燃料噴射孔から燃料が噴射されない状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−８２３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図５は、ブーツ型噴射の一例を示す図である。なお、図５に示す実線が、ブーツ型噴射を示している。
燃料噴射弁からの燃料の噴射の仕方として、いわゆるブーツ型噴射という噴射方式が提案されている。ブーツ型噴射では、まず、微少量の燃料を燃焼室内に噴射し続けることで緩慢な燃焼を形成し、燃焼音やＮＯｘの排出量を低減する（図５のＡ）。その後、燃料噴射率（単位時間当たりの燃料噴射量）を上げて燃焼を促進させることで燃料消費率を低減できる効果等を得られる（図５のＢ）。
【００１０】
しかしながら、従来の燃料噴射弁は、ニードル弁を上昇途中で停止させることができず、圧力調整室内の圧力が低下している状態では上端まで移動してしまう。このため、従来の燃料噴射弁は、燃料を燃焼室内に噴射し続けようとした場合、メイン噴射時の燃料噴射率を維持することしかできない。つまり、従来の燃料噴射弁は、メイン噴射前に、微少量の燃料を燃焼室内に噴射し続けることができない。したがって、従来の燃料噴射弁は、メイン噴射の前に、開閉弁の開時間を短くして少量の燃料を噴射するパイロット噴射を１回又は複数回行い（図５のＣ）、ブーツ型噴射を模すことしかできなかった。つまり、従来の燃料噴射弁は、ブーツ型噴射ができないという課題があった。
【００１１】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、ブーツ型噴射を行うことができる燃料噴射弁及びコモンレール噴射システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る燃料噴射弁は、一端に形成された燃料噴射孔、及び、該燃料噴射孔に燃料を供給する燃料供給流路を有する本体部と、本体部の内部に移動自在に収納され、本体部のシート部に着座して燃料噴射孔と燃料供給流路との連通を遮断するニードル弁と、を備え、本体部は、燃料噴射孔と燃料供給流路との間に絞り形成路を有し、前記ニードル弁と前記シート部との距離が規定距離未満の状態においては、前記ニードル弁の前記燃料噴射孔側の端部である絞り形成端部が前記絞り形成路に挿入され、前記本体部の前記絞り形成路の内周面と、前記絞り形成端部の外周面との間で絞り部を形成し、前記ニードル弁と前記シート部との距離が前記規定距離以上の状態においては、前記絞り部を形成していた前記絞り形成端部が前記絞り部を形成していた前記絞り形成路から抜けるものである。
【００１３】
ここで、上述の本発明に係る燃料噴射弁のニードル弁を、いわゆるバランス弁構造としてもよい。つまり、本発明においては、ニードル弁に、本体部に供給された燃料により、該ニードル弁をシート部の方へ移動させる圧力と、該ニードル弁をシート部から離れさせる圧力とを作用させて、該ニードル弁をシート部の方へ移動させる圧力を低下させることによって、本体部の内部でニードル弁をシート部から離れさせてもよい。
【００１４】
また、本体部の絞り形成路の形状、及びニードル弁の絞り形成端部の形状により、メイン噴射前に行う微少量の燃料噴射時の燃料噴射率を調整してもよい。例えば、内周面が円筒形状の空間部を形成するように本体部の絞り形成路を構成し、絞り形成端部を円筒形状に形成してもよい。また例えば、内周面が円筒形状の空間部を形成するように本体部の絞り形成路を構成し、絞り形成端部を燃料噴射孔に向かうにしたがって直径が減少する円錐形状に形成してもよい。また例えば、内周面が円筒形状の空間部を形成するように本体部の絞り形成路を構成し、絞り形成端部を、燃料噴射孔に向かうにしたがって直径が減少する円錐部と、該円錐部の燃料噴射孔側の端部に設けられた円筒部とを有する構成にしてもよい。また例えば、絞り形成部の外周面に平坦部を形成してもよい。
【００１５】
また、本発明に係るコモンレール噴射システムは、本発明に係る燃料噴射弁と、この燃料噴射弁の燃料供給流路に接続され、燃料を蓄積して圧力を上昇させ、圧力を上昇させた該燃料を燃料噴射弁に供給するコモンレールと、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る燃料噴射弁は、ニードル弁とシート部との距離が規定距離未満の状態においては、本体部の絞り形成路の内周面と、該絞り形成路に挿入されたニードル弁の燃料噴射孔側端部の外周面との間で絞り部を形成する。この状態では絞り部によって燃料噴射孔に供給される燃料が制限されるため、微少量の燃料を燃焼室内に噴射し続けることができる。また、本発明に係る燃料噴射弁は、ニードル弁とシート部との距離が規定距離以上の状態においては、絞り部を形成していたニードル弁の燃料噴射孔側の端部が絞り部を形成していた本体部の絞り形成路から抜ける。このため、燃料噴射孔に供給される燃料が制限されなくなり、燃料噴射孔からの燃料の噴射量を増大させることができる。つまり、本発明に係る燃料噴射弁は、ニードル弁が一方向に移動する際に、換言するとニードル弁が１ストロークする際に、ブーツ型噴射を行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係る燃料噴射弁は、ニードル弁が一方向に移動する際にブーツ型噴射を行うことができるので、ニードル弁をバランス弁構造としても、ブーツ型噴射を行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係る燃料噴射弁は、本体部の絞り形成路の形状、及びニードル弁の絞り形成端部の形状を適宜設定することにより、ニードル弁が一方向に移動する際のブーツ型噴射の形状を、該燃料噴射弁が設けられるエンジンに好適な燃料噴射形状とすることができる。
【００１９】
また、本発明に係る燃料噴射弁は、ニードル弁が一方向に移動する際にブーツ型噴射を行うことができるので、一定圧の燃料を燃料噴射弁に供給するコモンレール噴射システムに本発明に係る燃料噴射弁を採用しても、ブーツ型噴射を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るコモンレール噴射システムを示す図である。
【図２】図１のＱ部詳細図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の動作を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の動作を説明するための説明図である。
【図５】ブーツ型噴射の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る燃料噴射弁の一例を示す要部拡大図である。
【図７】図６に示す燃料噴射弁の動作を説明するための説明図である。
【図８】図６に示す燃料噴射弁の動作を説明するための説明図である。
【図９】図６に示す燃料噴射弁のブーツ型噴射の形状を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る燃料噴射弁の別の一例を示す要部拡大図である。
【図１１】図１０に示す燃料噴射弁の動作を説明するための説明図である。
【図１２】図１０に示す燃料噴射弁の動作を説明するための説明図である。
【図１３】図１０に示す燃料噴射弁のブーツ型噴射の形状を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る燃料噴射弁のさらに別の一例を示す要部拡大図である。
【図１５】図１４のＺ−Ｚ断面図である。
【図１６】図１４に示す燃料噴射弁のブーツ型噴射の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の燃料噴射弁及びコモンレール噴射システムに関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、以下の実施の形態は本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
なお、以下の実施の形態においては、燃料噴射孔が形成された端部側を燃料噴射弁の下側とし、燃料噴射孔側の端部とは反対側の端部側を燃料噴射弁の上側として、燃料噴射弁を説明していく。
【００２２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るコモンレール噴射システムを示す図である。
本実施の形態１に係るコモンレール噴射システム１００は、ディーゼルエンジン等の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁１と、燃料を蓄積して圧力を上昇させ、圧力を上昇させた該燃料を燃料噴射弁１に供給するコモンレール４と、を備えている。
【００２３】
燃料噴射弁１の本体部１０は、下端に燃料噴射孔１５が形成されている。また、本体部１０は、燃料噴射孔１５から噴射する燃料を該燃料噴射孔１５に供給する燃料供給流路３０を備えている。また、本体部１０は、本体部１０に供給された余剰燃料を外部に排出する燃料排出流路４０も備えている。
【００２４】
本実施の形態１に係る本体部１０は、インジェクタハウジング１１、ノズルボディ１４、ノズルナット１７、バルブボディ１９、及びホルダ２０で構成されている。なお、本体部１０を構成するこれらの部品は、あくまでも一例である。燃料噴射弁１のデザインに応じて、本体部１０の分割数は、換言すると本体部１０を構成する部品数は、任意に変更可能である。
【００２５】
詳しくは、インジェクタハウジング１１には、上下方向に貫通する貫通孔１２が形成されている。この貫通孔１２には、バルブピストン６３が上下方向に移動自在に収納される。また、貫通孔１２の一部には、スプリング室１３も形成されている。スプリング室１３には、ニードル弁６１を下方へ付勢するノズルスプリング６４が収納されている。また、インジェクタハウジング１１には、燃料通路３１も形成されている。この燃料通路３１は、下端が該インジェクタハウジング１１の下端に開口し、上端が該インジェクタハウジング１１の側面に開口している。そして、燃料通路３１の上端には、該燃料通路３１と連通するように、燃料供給用接続口５１が接続されている。この燃料供給用接続口５１は、コモンレール４に接続されている。つまり、燃料タンク２からサプライポンプ３によってコモンレール４に供給された燃料は、コモンレール４で蓄積されて高圧燃料となり、燃料供給用接続口５１を介して燃料噴射弁１に供給される。
【００２６】
インジェクタハウジング１１の下端側には、ノズルナット１７によりノズルボディ１４が取り付けられている。このノズルボディ１４には、上端から下方へ凹む孔３３が形成されている。この孔３３はインジェクタハウジング１１の貫通孔１２と同軸上に配置されている。孔３３には、ニードル弁６１が上下方向に移動自在に収納されている。このニードル弁６１の上端は、バルブピストン６３の下端に当接している。また、孔３３の下端部近傍は、ニードル弁６１のシート部１６となっている。孔３３の下方には、孔３３とノズルボディ１４の外部とを連通するように、例えば複数の燃料噴射孔１５が形成されている。また、孔３３の一部には、ニードル弁６１の受圧部６２と対向する位置に、燃料溜まり室３３ａが形成されている。この燃料溜まり室３３ａには、燃料通路３２の一端が連通している。燃料通路３２の他端は、インジェクタハウジング１１の燃料通路３１と連通している。
【００２７】
つまり、本実施の形態１においては、燃料供給用接続口５１から燃料噴射孔１５に燃料を供給する燃料供給流路３０は、燃料通路３１、燃料通路３２、燃料溜まり室３３ａ、孔３３とニードル弁６１との間の隙間で構成されている。そして、燃料噴射孔１５につながるシート部１６にニードル弁６１が着座（シート）することにより、燃料供給流路３０（より詳しくは孔３３）と燃料噴射孔１５との連通が遮断され、燃料噴射孔１５が閉鎖される。一方、ニードル弁６１がシート部１６から離間（リフト）することにより燃料噴射孔１５が開放される構造となっている。これによって、燃料の噴射の開始及び停止が可能となっている。
【００２８】
インジェクタハウジング１１の上端には、貫通孔１２に挿入されるように、バルブボディ１９が取り付けられている。このバルブボディ１９には、下端から上方へ凹む孔１８が形成されている。この孔１８は、インジェクタハウジング１１の貫通孔１２と同軸上に配置されている。そして、孔１８には、バルブピストン６３の上部が上下方向に摺動自在に挿入される。これにより、バルブピストン６３の頂部６３ａよりも上方となる孔１８部分が、圧力制御室６６となる。
【００２９】
また、バルブボディ１９には、圧力制御室６６とバルブボディ１９の上端とを連通する開閉用オリフィス通路４４、及び、圧力制御室６６とバルブボディ１９の側面とを連通する導入側オリフィス通路４３も形成されている。また、インジェクタハウジング１１は、導入側オリフィス通路４３と対向する位置に形成された圧力導入室４２、及び、圧力導入室４２と燃料供給用接続口５１とを連通する燃料通路４１を備えている。なお、開閉用オリフィス通路４４は、後述する開閉装置６０により開閉自在となっている。つまり、開閉用オリフィス通路４４が開かれた際、燃料供給用接続口５１から燃料通路４１、圧力導入室４２及び導入側オリフィス通路４３を介して圧力制御室６６に供給された燃料は、開閉用オリフィス通路４４を通って、バルブボディ１９の上方（後述する低圧室４５）に流出する構成となっている。ここで、本実施の形態１では、開閉用オリフィス通路４４の流路断面積が、導入側オリフィス通路４３の流路断面積よりも大きくなっている。このため、開閉用オリフィス通路４４が開かれた際、圧力制御室６６の圧力は、燃料供給用接続口５１から本体部１０へ流入してくる燃料の圧力よりも低くなる。
【００３０】
また、インジェクタハウジング１１の上端には、ホルダ２０が取り付けられている。このホルダ２０の内部には、開閉装置６０である電磁弁６７が収納される。また、電磁弁６７とバルブボディ１９との間の空間が、上述の低圧室４５となる。この低圧室４５は、例えば電磁弁６７の周囲等に形成された図示せぬ燃料通路によって、燃料排出用接続口５２と連通している。つまり、本実施の形態１においては、本体部１０に供給された余剰燃料を外部に排出する燃料排出流路４０は、燃料通路４１、圧力導入室４２、導入側オリフィス通路４３、圧力制御室６６、開閉用オリフィス通路４４、低圧室４５、及び、例えば電磁弁６７の周囲等に形成された図示せぬ燃料通路で構成されている。なお、燃料排出用接続口５２は、燃料タンク２に接続されている。このため、燃料排出流路４０を通って本体部１０から流出した燃料は、燃料排出用接続口５２を介して、燃料タンク２に戻される。
【００３１】
開閉装置６０である電磁弁６７は、コイル６８、アーマチュア６９、弁体７０及びバルブスプリング７１を備えている。コイル６８は、ホルダ２０の上端に設けられた通電用接続口５３に接続されている。通電用接続口５３に接続された図示せぬ電力供給源から、該通電用接続口５３を介してコイル６８に通電されることにより、バルブスプリング７１の付勢力に抗してアーマチュア６９がコイル６８に吸引される。これにより、アーマチュア６９の下端に設けられた弁体７０が開閉用オリフィス通路４４の弁座面からリフトし、圧力制御室６６の圧力を低圧室４５に開放できるようになっている。このように弁体７０を動作させることにより圧力制御室６６の圧力を制御し、バルブピストン６３を介してニードル弁６１の背圧を制御することで、ニードル弁６１のシート部１６へのシート及びリフトを制御することができるようになっている。
【００３２】
このように構成された燃料噴射弁１では、コモンレール４からの高圧燃料は、燃料供給用接続口５１から燃料通路３１，３２を介して燃料溜まり室３３ａ内のニードル弁６１の受圧部６２に作用するとともに、燃料通路４１及び圧力導入室４２を介して圧力制御室６６内のバルブピストン６３の頂部６３ａ（つまりニードル弁６１）にも作用するようになっている。
したがって、弁体７０によって圧力制御室６６が低圧室４５側と遮断されている状態では、ニードル弁６１はバルブピストン６３を介して受ける圧力制御室６６の背圧とノズルスプリング６４の付勢力とにより、ノズルボディ１４のシート部１６にシートされ、燃料噴射孔１５を閉鎖することになる。
【００３３】
一方、コイル６８に通電してアーマチュア６９がコイル６８に吸引され、弁体７０が開閉用オリフィス通路４４を開放すると、圧力制御室６６の高圧が開閉用オリフィス通路４４を介して低圧室４５へ開放される。したがって、圧力制御室６６におけるバルブピストン６３の頂部６３ａに作用していた高圧が開放され、ニードル弁６１は受圧部６２に作用している高圧により、ノズルスプリング６４の付勢力に抗してシート部１６からリフトし、燃料噴射孔１５が開放されて燃料噴射が行われることになる。
【００３４】
そして、コイル６８への通電を停止することにより弁体７０により開閉用オリフィス通路４４が閉鎖されると、圧力制御室６６内の圧力がバルブピストン６３を介して作用する力及びノズルスプリング６４の付勢力により、ニードル弁６１がシート位置であるシート部１６にシートされて燃料噴射孔１５が閉鎖され、燃料噴射が終了することになる。
【００３５】
つまり、本実施の形態１に係るニードル弁６１は、本体部１０に供給された燃料により、該ニードル弁６１をシート部１６の方へ移動させる圧力と、該ニードル弁６１をシート部１６から離れさせる圧力とが作用している。そして、ニードル弁６１は、該ニードル弁６１をシート部１６の方へ移動させる圧力を低下させることによって、シート部１６から離れる。すなわち、本実施の形態１に係るニードル弁６１は、いわゆるバランス弁構造となっている。
【００３６】
ここで、本実施の形態１に係る燃料噴射弁１は、ブーツ型噴射を行えるようにするため、下端部を以下のように構成している。
【００３７】
図２は、図１のＱ部詳細図である。
ニードル弁６１の下端部６１ａは、例えば円筒形状に形成されている。また、ノズルボディ１４内には、孔３３と燃料噴射孔１５との間に、つまり燃料供給流路３０と燃料噴射孔１５との間に絞り形成路３３ｂが形成されている。絞り形成路３３ｂの内周面８２の内側には、例えば円筒形状の空間部が形成されている。そして、シート部１６にニードル弁６１が着座している状態においては、ニードル弁６１の下端部６１ａは絞り形成路３３ｂに挿入されており、絞り形成路３３ｂの内周面８２とニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１とが対向している。なお、本実施の形態１においては、絞り形成路３３ｂと燃料噴射孔１５との間に、燃料噴射孔１５から噴射させる燃料をいったん貯留するサックホール１５ａが形成されている。
【００３８】
つまり、ニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１と、ノズルボディ１４内に形成された絞り形成路３３ｂの内周面８２との間は、燃料噴射孔１５に燃料を供給する燃料供給流路としても機能する。そして、本実施の形態１では、ニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１と、ノズルボディ１４内に形成された絞り形成路３３ｂの内周面８２との間に形成される流路の流路断面積を、その他の範囲の燃料供給流路３０の流路断面積よりも小さくしている。すなわち、ニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１と、ノズルボディ１４内に形成された絞り形成路３３ｂの内周面８２との間で、絞り部８０を形成している。また、シート部１６にニードル弁６１が着座している状態における絞り部８０の長さは、ニードル弁６１のリフト量（上下方向の移動量）よりも小さくなっている。
ここで、ニードル弁６１の下端部６１ａが、本発明の絞り形成端部に相当する。なお、本実施の形態１では、ニードル弁６１の下端（下端部６１ａの下方に形成されている部分）が円錐形状に形成されているが、当該円錐形状部分は、絞り部８０を形成するニードル弁６１の下端部６１ａには含まないものとする。
【００３９】
上述の絞り部８０を形成することにより、本実施の形態１に係る燃料噴射弁１は、ニードル弁６１が下端から上端へ一方向に移動する際に、換言するとニードル弁６１が１ストローク（一回の上下動）する際に、燃料噴射孔１５から以下のように燃料を噴射することとなる。
【００４０】
図３及び図４は、本発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の動作を説明するための説明図である。これらの図３及び図４は、図２と同じ箇所（図１のＱ部）を示したものであり、図２の状態からニードル弁６１が上昇していく様子を示したものである。以下、図２〜図５を用いて、本実施の形態１に係る燃料噴射弁１の燃料噴射孔１５からの燃料噴射動作について説明する。
【００４１】
電磁弁６７の弁体７０によって圧力制御室６６が低圧室４５側と遮断されている状態から、電磁弁６７のコイル６８に通電して弁体７０が開閉用オリフィス通路４４を開放すると、圧力制御室６６内の圧力が低下する。これにより、シート部１６にニードル弁６１が着座している図２の状態から、ニードル弁６１が白抜き矢印の方向に上昇し、図３の状態となる。図３に示すように、ニードル弁６１とシート部１６との距離が規定距離未満の状態においては、ニードル弁６１の下端部６１ａは、ノズルボディ１４内に形成された絞り形成路３３ｂに挿入された状態となっている。つまり、ニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１と、ノズルボディ１４内に形成された絞り形成路３３ｂの内周面８２との間で、絞り部８０が形成された状態となっている。このため、ニードル弁６１とシート部１６との距離が規定距離未満の状態においては、絞り部８０によって燃料噴射孔１５に供給される燃料が制限される。したがって、図５のＡで示すように、燃料噴射孔１５から微少量の燃料を燃焼室内に噴射し続けることができる。
【００４２】
なお、燃料噴射孔１５からの燃料噴射率（単位時間当たりの燃料噴射量）は、ニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１と、ノズルボディ１４内に形成された絞り形成路３３ｂの内周面８２との間の隙間の量で、調節することができる。また、微少量の燃料を燃焼室内に噴射し続ける時間は、外周面８１の上下方向長さ及び内周面８２の上下方向長さのうちの少なくとも一方を調節し、絞り部８０が形成されている時間を調節することにより、調節できる。
【００４３】
図３の状態からニードル弁６１が白抜き矢印の方向にさらに上昇すると、図４の状態となる。図４に示すように、ニードル弁６１とシート部１６との距離が規定距離以上の状態においては、絞り部８０を形成していたニードル弁６１の下端部６１ａが絞り部８０を形成していた絞り形成路３３ｂから抜ける。つまり、ニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１と、ノズルボディ１４内に形成された絞り形成路３３ｂの内周面８２との間で、絞り部８０が形成されない状態となる。このため、燃料噴射孔１５に供給される燃料が制限されなくなる。したがって、図５のＢで示すように、燃料噴射孔１５からの燃料の噴射量を増大させ、メイン噴射を行うことができる。なお、本実施の形態１では、シート部１６にニードル弁６１が着座している状態から該ニードル弁６１が例えば０．１［ｍｍ］上昇したところで、絞り部８０を形成していたニードル弁６１の下端部６１ａが絞り部８０を形成していた絞り形成路３３ｂから抜ける構成としている。
【００４４】
以上、本実施の形態１に係る燃料噴射弁１は、上述のような絞り部８０を備えているので、ニードル弁６１が下端から上端へ移動する際に、換言するとニードル弁６１が１ストローク（一回の上下動）する際に、ブーツ型噴射を行うことができる。
【００４５】
また、本実施の形態１に係る燃料噴射弁１は、ニードル弁６１が下端から上端へ移動する際にブーツ型噴射を行うことができるので、ニードル弁６１をバランス弁構造としても、ブーツ型噴射を行うことができる。なお、ニードル弁６１をバランス弁構造以外の構造（例えば、アーマチュアにニードル弁６１接続し、電磁弁等でニードル弁６１を直接駆動する構造）においても、上述の絞り部８０を備えることにより、ニードル弁６１が下端から上端へ移動する際にブーツ型噴射を行うことができる
【００４６】
また、本実施の形態１に係る燃料噴射弁１は、ニードル弁６１が下端から上端へ移動する際にブーツ型噴射を行うことができるので、一定圧の燃料を燃料噴射弁１に供給するコモンレール噴射システム１００に本実施の形態１に係る燃料噴射弁１を採用しても、ブーツ型噴射を行うことができる。
【００４７】
なお、本実施の形態１では電磁弁６７を用いた開閉装置６０を採用したが、その他の構成の開閉装置（例えばピエゾ素子を用いた開閉装置）を採用しても、本発明を実施することができる。また、本実施の形態１ではサックホール１５ａを設けたが、サックホール１５ａが設けられていない燃料噴射弁においても、本発明を実施することができる。
【００４８】
実施の形態２．
実施の形態１では、内周面８２が円筒形状の空間部を形成するように、ノズルボディ１４に絞り形成路３３ｂを形成した。また、ニードル弁６１の下端部６１ａを円筒形状に形成した。しかしながら、ノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂ及びニードル弁６１の下端部６１ａの形状は、実施の形態１で示した形状に限定されるものではない。ノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂ及びニードル弁６１の下端部６１ａの形状を適宜設定することにより、ニードル弁６１が下端から上端へ移動する際のブーツ型噴射の形状を、燃料噴射弁１が設けられるエンジンに好適な燃料噴射形状とすることができる。このため、以下では、ノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂ及びニードル弁６１の下端部６１ａの形状の一例について説明する。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００４９】
図６は、本発明の実施の形態２に係る燃料噴射弁の一例を示す要部拡大図である。図７及び図８は、図６に示す燃料噴射弁の動作を説明するための説明図である。また、図９は、図６に示す燃料噴射弁のブーツ型噴射の形状を示す図である。
なお、図６〜図８は、燃料噴射弁１の下端近傍を示す縦断面図であり、図１のＱ部に相当する位置を示したものである。また、図９には、実施の形態１で示した燃料噴射弁１のブーツ型噴射の形状を一点鎖線で示している。
【００５０】
図６に示す燃料噴射弁１においては、ニードル弁６１の下端部６１ａは、下方に向かうにしたがって（つまり、燃料噴射孔１５に向かうにしたがって）直径が減少する円錐形状に形成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５１】
このように構成された燃料噴射弁１においては、図６、図７及び図８の順にニードル弁６１が白抜き矢印の方向に上昇するにしたがって、ニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１とノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂの内周面８２との間の流路断面積が、徐々に増大していく。このため、図９のＤで示すように、ニードル弁６１の下端部６１ａがノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂに挿入されており、ニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１とノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂの内周面８２との間で絞り部８０を形成している状態においては、つまり、微少量の燃料を燃焼室内に噴射する状態においては、燃料噴射率を徐々に増加させていくことができる。なお、図６に示す燃料噴射弁１において、ニードル弁６１の下端部６１ａがノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂから抜け出た後のメイン噴射の状態は、実施の形態１と同様である。
【００５２】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る燃料噴射弁の別の一例を示す要部拡大図である。図１１及び図１２は、図１０に示す燃料噴射弁の動作を説明するための説明図である。また、図１３は、図１０に示す燃料噴射弁のブーツ型噴射の形状を示す図である。
なお、図１０〜図１２は、燃料噴射弁１の下端近傍を示す縦断面図であり、図１のＱ部に相当する位置を示したものである。また、図１３には、実施の形態１で示した燃料噴射弁１のブーツ型噴射の形状を一点鎖線で示している。
【００５３】
図１０に示す燃料噴射弁１においては、ニードル弁６１の下端部６１ａは、円錐部６１ａ１と円筒部６１ａ２とを有する。円錐部６１ａ１は、下方に向かうにしたがって（つまり、燃料噴射孔１５に向かうにしたがって）直径が減少する円錐形状に形成されている。円筒部６１ａ２は、例えば円錐部６１ａ１の下端部と同直径の円筒形状をしており、円錐部６１ａ１の下端部に設けられている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５４】
このように構成された燃料噴射弁１においては、円錐部６１ａ１の外周面８１１と絞り形成路３３ｂの内周面８２との間の隙間は、円筒部６１ａ２の外周面８１２と絞り形成路３３ｂの内周面８２との間の隙間以下となる。このため、ニードル弁６１が白抜き矢印の方向に上昇していく際、円錐部６１ａ１がノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂに挿入されている状態においては、図１１に示すように、絞り部８０を流れる燃料の量は、円錐部６１ａ１の外周面８１１と絞り形成路３３ｂの内周面８２との間の隙間量に比例する。また、ニードル弁６１が白抜き矢印の方向に上昇していく際、円錐部６１ａ１がノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂから抜け出て、円筒部６１ａ２が絞り形成路３３ｂに挿入されている状態においては、図１２に示すように、絞り部８０を流れる燃料の量は、円筒部６１ａ２の外周面８１２と絞り形成路３３ｂの内周面８２との間の隙間量に比例する。
【００５５】
したがって、ニードル弁６１が白抜き矢印の方向に上昇していく際、円錐部６１ａ１がノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂに挿入されている状態においては、円錐部６１ａ１の外周面８１１と絞り形成路３３ｂの内周面８２との間の隙間が徐々に増大していく。このため、図１３のＥで示すように、燃料噴射率を徐々に増加させていくことができる。また、ニードル弁６１が白抜き矢印の方向に上昇していく際、円錐部６１ａ１がノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂから抜け出て、円筒部６１ａ２が絞り形成路３３ｂに挿入されている状態においては、円筒部６１ａ２の外周面８１２と絞り形成路３３ｂの内周面８２との間の隙間は一定となる。このため、図１３のＦで示すように、燃料噴射率を一定にすることができる。なお、図１０に示す燃料噴射弁１において、ニードル弁６１の下端部６１ａがノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂから抜け出た後のメイン噴射の状態は、実施の形態１と同様である。
【００５６】
図１４は、本発明の実施の形態２に係る燃料噴射弁のさらに別の一例を示す要部拡大図である。図１５は、図１４のＺ−Ｚ断面図である。また、図１６は、図１４に示す燃料噴射弁のブーツ型噴射の形状を示す図である。
なお、図１４は、燃料噴射弁１の下端近傍を示す縦断面図であり、図１のＱ部に相当する位置を示したものである。また、図１６には、実施の形態１で示した燃料噴射弁１のブーツ型噴射の形状を一点鎖線で示している。
【００５７】
図１４に示す燃料噴射弁１においては、ニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１に、平坦部６１ｂが形成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５８】
このように構成された燃料噴射弁１においては、ニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１とノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂの内周面８２との間の流路断面積が、平坦部６１ｂを形成していない場合と比べ、増大する。したがって、図１６のＧで示すように、ニードル弁６１の下端部６１ａがノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂに挿入されており、ニードル弁６１の下端部６１ａの外周面８１とノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂの内周面８２との間で絞り部８０を形成している状態においては、つまり、微少量の燃料を燃焼室内に噴射する状態においては、平坦部６１ｂを形成していない場合と比べ、燃料噴射率を増加させることができる。図１４に示す燃料噴射弁１において、ニードル弁６１の下端部６１ａがノズルボディ１４の絞り形成路３３ｂから抜け出た後のメイン噴射の状態は、実施の形態１と同様である。なお、図６又は図１０で示した燃料噴射弁１に平坦部６１ｂを形成し、微少量の燃料を燃焼室内に噴射する際の燃料噴射率を増加させてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  燃料噴射弁、２  燃料タンク、３  サプライポンプ、４  コモンレール、１０  本体部、１１  インジェクタハウジング、１２  貫通孔、１３  スプリング室、１４  ノズルボディ、１５  燃料噴射孔、１５ａ  サックホール、１６  シート部、１７  ノズルナット、１８  孔、１９  バルブボディ、２０  ホルダ、３０  燃料供給流路、３１  燃料通路、３２  燃料通路、３３  孔、３３ａ  燃料溜まり室、３３ｂ  絞り形成路、４０  燃料排出流路、４１  燃料通路、４２  圧力導入室、４３  導入側オリフィス通路、４４  開閉用オリフィス通路、４５  低圧室、５１  燃料供給用接続口、５２  燃料排出用接続口、５３  通電用接続口、６０  開閉装置、６１  ニードル弁、６１ａ  下端部、６１ａ１  円錐部、６１ａ２  円筒部、６１ｂ  平坦部、６２  受圧部、６３  バルブピストン、６３ａ  頂部、６４  ノズルスプリング、６６  圧力制御室、６７  電磁弁、６８  コイル、６９  アーマチュア、７０  弁体、７１  バルブスプリング、８０  絞り部、８１  外周面、８１１  外周面、８１２  外周面、８２  内周面、１００  コモンレール噴射システム。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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