(57)【要約】【課題】シート部の流路面積であるシート部流路面積を、ニードル最大リフト時において最適化することで噴孔での燃料噴射の阻害を抑制する燃料噴射装置を提供すること。【解決手段】ニードル弁２０を最大前進させることによって、ニードル弁２０の先端部２４とノズルボディ１０の座面とを当接させて噴孔１３への燃料供給を遮断し、ニードル弁２０を後退させることによって、ニードル弁２０の先端部２４とノズルボディ１０の座面とを離間させて噴孔１３への燃料供給を許容して、燃料噴射制御を行い、ニードル弁２０の先端部２４とノズルボディ１０の座面との当接部であるシート部３３における流路面積であるシート部流路面積６２を、ニードル弁２０が最後退位置にあるときに、噴孔１３の流路面積に対し少なくとも１０倍以上となるように形成した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に噴孔を有するノズルボディと、前記ノズルボディに形成されるニードル弁挿通穴内に進退可能に保持されるニードル弁と、を備える燃料噴射装置であって、
前記ニードル弁を最大前進させることによって、前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面とを当接させて噴孔への燃料供給を遮断し、
前記ニードル弁を後退させることによって、前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面とを離間させて前記噴孔への燃料供給を許容して、燃料噴射制御を行い、
前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面との当接部であるシート部における流路面積であるシート部流路面積を、前記ニードル弁が最後退位置にあるときに、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも１０倍以上となるように形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記ノズルボディは、前記当接部よりも先端側にサック部を有し、
前記噴孔は前記サック部に形成され、
前記サック部の入口における流路面積であるサック入口部流路面積を、前記ニードル弁が最後退位置にあるときに、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも５倍以上となるように形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料噴射装置において、
前記ニードル弁先端部のシート部よりも先端側であるニードル弁側先端面と、前記ノズルボディ座面のシート部よりも先端側であるノズルボディ側先端面との成す角である先端はさみ角が６度以下となるように、前記ニードル弁側先端面と前記ノズルボディ側先端面とを形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項２に記載の燃料噴射装置において、
前記ニードル弁先端部のシート部よりも先端側であるニードル弁側先端面と、前記ノズルボディ座面のシート部よりも先端側であるノズルボディ側先端面との成す角である先端はさみ角が６度以下となるように、前記ニードル弁側先端面と前記ノズルボディ側先端面とを形成し、
前記ニードル弁が最前進位置にあるときに、前記シート部よりも下流側かつ噴孔入口よりも上流側に形成されるシート部下流容積が最小となるように、前記サック入口部の入口径および前記先端はさみ角を設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項２に記載の燃料噴射装置において、
前記ニードル弁が最前進位置にあるときに
前記サック入口部流路面積が、前記噴孔の流路面積よりも大きくなるように形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５に記載の燃料噴射装置において、
前記ニードル弁の第１ガイド軸部を、前記ニードル弁挿通穴の第１ガイド穴部で保持する第１ガイド部と、
前記第１ガイド部と離間して、前記第１ガイド部よりも先端側に形成され、前記ニードル弁の第２ガイド軸部を、前記ニードル弁挿通穴の第２ガイド穴部で保持する第２ガイド部と、
前記第２ガイド部と離間して、前記第２ガイド部よりも先端側に形成され、前記ニードル弁の最大前進時に、前記ニードル弁の先端部と前記ニードル弁挿通穴の座面とが当接するシート部と、を備え、
前記第１ガイド部と前記シート部との間には、前記ニードル弁挿通穴の内周面と、前記ニードル弁の外周面とを離間させて形成する燃料流路が備えられ、
前記第２ガイド部は、ニードル弁軸線に対して垂直となる断面において、前記ニードル弁挿通穴の内周面と前記ニードル弁の外周面とが当接する第２ガイド部当接部と、前記ニードル弁挿通穴の内周面と前記ニードル弁の外周面とが離間する第２ガイド部燃料流路とを有し、
前記第２ガイド部燃料流路の流路面積である第２ガイド部流路面積を、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも１６倍となるよう形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項７】
先端に噴孔を有するノズルボディと、前記ノズルボディに形成されるニードル弁挿通穴内に進退可能に保持されるニードル弁と、を備える燃料噴射装置であって、
前記ニードル弁を最大前進させることによって、前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面とを当接させて噴孔への燃料供給を遮断し、
前記ニードル弁を後退させることによって、前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面とを離間させて前記噴孔への燃料供給を許容して、燃料噴射制御を行い、
前記ニードル弁が最後退位置にあるときに、前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面との当接部であるシート部における流路面積であるシート部流路面積が、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも１０倍以上となるように、前記最後退位置を設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項８】
請求項７に記載の燃料噴射装置において、
前記ノズルボディは、前記当接部よりも先端側にサック部を有し、
前記噴孔は前記サック部に形成され、
前記ニードル弁が最後退位置にあるときに、前記サック部の入口における流路面積であるサック入口部流路面積が、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも５倍以上となるように、前記最後退位置を設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の燃料噴射装置において、
前記シート部流路面積が、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも１０倍以上のうち、最も小さくなるように、前記最後退位置を設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の燃料噴射装置において、
前記サック入口部流路面積が、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも５倍以上のうち、最も小さくなるように、前記最後退位置を設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置に関する。詳しくは、シート部流路面積を、ニードル弁が最後退位置にあるときに、噴孔の流路面積に対し１０倍以上となるように形成した燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノズルボディとニードル弁とを有する燃料噴射装置において、低リフト状態（ニードル弁の閉弁位置からの上方への移動量が少ない状態）のときに、シート部（ニードル弁先端とノズルボディ座面との当接部）の流路面積Ｓ１よりも、シート部より下流側の流路面積である下流側絞り流路面積Ｓ３が大きくなるように形成することによって、低リフト状態において燃料噴射の応答性を向上させた燃料噴射装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３１７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、低リフト状態において燃料噴射の応答性を向上させているものの、ニードル最大リフト時においては、シート部の流路面積Ｓ１が所定値（燃料噴射の応答性が良好であるために必要な所定値）以上確保されない可能性があり、燃料噴射量が不足する虞があった。
【０００５】
そこで本発明は、シート部の流路面積であるシート部流路面積を、ニードル最大リフト時において最適化することで噴孔での燃料噴射の阻害を抑制する燃料噴射装置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】
【０００６】
（１）  先端に噴孔を有するノズルボディと、前記ノズルボディに形成されるニードル弁挿通穴内に進退可能に保持されるニードル弁と、を備える燃料噴射装置であって、前記ニードル弁を最大前進させることによって、前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面とを当接させて噴孔への燃料供給を遮断し、前記ニードル弁を後退させることによって、前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面とを離間させて前記噴孔への燃料供給を許容して、燃料噴射制御を行い、前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面との当接部であるシート部における流路面積であるシート部流路面積を、前記ニードル弁が最後退位置にあるときに、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも１０倍以上となるように形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【０００７】
ここで、シート部流路面積と、ノズル流量係数とには正相関（シート部流路面積が大きいほどノズル流量係数が大きい関係）があり、シート部流路面積が噴孔総面積の１０倍以上のときはノズル流量係数が略一定値かつ最大となることが判明した。よって、（１）の発明によれば、ニードル弁が最後退位置にあるときに上記１０倍以上としたので、ノズル流量係数を最大限引き出すことが可能となる。
【０００８】
（２）  （１）に記載の燃料噴射装置において、前記ノズルボディは、前記当接部よりも先端側にサック部を有し、前記噴孔は前記サック部に形成され、前記サック部の入口における流路面積であるサック入口部流路面積を、前記ニードル弁が最後退位置にあるときに、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも５倍以上となるように形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【０００９】
ここで、サック入口部流路面積と、ノズル流量係数とには正相関（サック入口部流路面積が大きいほどノズル流量係数が大きい関係）があり、サック入口部流路面積が噴孔総面積の５倍以上のときはノズル流量係数が略一定値かつ最大となることが判明した。よって、（２）の発明によれば、ニードル弁が最後退位置にあるときに上記５倍以上としたので、ノズル流量係数を最大限引き出すことが可能となる。
【００１０】
（３）  （１）または（２）に記載の燃料噴射装置において、前記ニードル弁先端部のシート部よりも先端側であるニードル弁側先端面と、前記ノズルボディ座面のシート部よりも先端側であるノズルボディ側先端面との成す角である先端はさみ角が６度以下となるように、前記ニードル弁側先端面と前記ノズルボディ側先端面とを形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【００１１】
ここで、先端はさみ角が増えると、経時的なシート部の磨耗が大きくなる（ニードル弁先端部のつぶれ幅が大きくなる）ことが判明した。よって、（３）の発明によれば、先端はさみ角を６度以下とすることによって磨耗（つぶれ幅）を最小限とすることが可能となる。
【００１２】
（４）  （２）に記載の燃料噴射装置において、前記ニードル弁先端部のシート部よりも先端側であるニードル弁側先端面と、前記ノズルボディ座面のシート部よりも先端側であるノズルボディ側先端面との成す角である先端はさみ角が６度以下となるように、前記ニードル弁側先端面と前記ノズルボディ側先端面とを形成し、前記ニードル弁が最前進位置にあるときに、前記シート部よりも下流側かつ噴孔入口よりも上流側に形成されるシート部下流容積が最小となるように、前記サック入口部の入口径および前記先端はさみ角を設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【００１３】
ここで、シート部下流容積と排気エミッションの悪化（ＨＣ排出量が増える）とには正相関（シート部下流容積が大きいほど排気エミッションが悪化する関係）がある。よって、（４）の発明によれば、他の制約を満たす条件下（サック入口部流路面積が所定値以上、かつ、先端はさみ角が所定値以下）においてシート部下流容積が最小となるように、前記サック入口部の入口径および前記先端はさみ角を設定したので、排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００１４】
（５）  （２）に記載の燃料噴射装置において、前記ニードル弁が最前進位置にあるときに前記サック入口部流路面積が、前記噴孔の流路面積よりも大きくなるように形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【００１５】
（５）の発明によれば、ニードル弁が低リフト量状態から高いノズル流量係数を引き出すことが可能となるので、燃料噴射の立ち上がりが良好となる。
【００１６】
（６）  （１）から（５）に記載の燃料噴射装置において、前記ニードル弁の第１ガイド軸部を、前記ニードル弁挿通穴の第１ガイド穴部で保持する第１ガイド部と、前記第１ガイド部と離間して、前記第１ガイド部よりも先端側に形成され、前記ニードル弁の第２ガイド軸部を、前記ニードル弁挿通穴の第２ガイド穴部で保持する第２ガイド部と、前記第２ガイド部と離間して、前記第２ガイド部よりも先端側に形成され、前記ニードル弁の最大前進時に、前記ニードル弁の先端部と前記ニードル弁挿通穴の座面とが当接するシート部と、を備え、前記第１ガイド部と前記シート部との間には、前記ニードル弁挿通穴の内周面と、前記ニードル弁の外周面とを離間させて形成する燃料流路が備えられ、前記第２ガイド部は、ニードル弁軸線に対して垂直となる断面において、前記ニードル弁挿通穴の内周面と前記ニードル弁の外周面とが当接する第２ガイド部当接部と、前記ニードル弁挿通穴の内周面と前記ニードル弁の外周面とが離間する第２ガイド部燃料流路とを有し、前記第２ガイド部燃料流路の流路面積である第２ガイド部流路面積を、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも１６倍となるよう形成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【００１７】
（６）の発明によれば、第１ガイド部に加えて第２ガイド部を設けることによって、ニードル弁の倒れ（傾斜）をより抑制することが可能（ニードル弁が安定的に進退動可能）となる。
ところで、第２ガイド部において燃料流路面積が小さいと噴孔からの燃料噴射を阻害してしまう虞があるが、噴孔の流路面積の１６倍あれば阻害しないことが判明した。ここで、（６）の発明によれば、第２ガイド部の流路面積を噴孔の流路面積の１６倍以上とすることで、噴孔での燃料噴射を阻害しないガイド部とすることができ、さらに、（１）から（５）の発明の効果も奏するので、ノズル流量係数を最大限引き出すこと等が可能となる。
【００１８】
（７）先端に噴孔を有するノズルボディと、前記ノズルボディに形成されるニードル弁挿通穴内に進退可能に保持されるニードル弁と、を備える燃料噴射装置であって、前記ニードル弁を最大前進させることによって、前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面とを当接させて噴孔への燃料供給を遮断し、前記ニードル弁を後退させることによって、前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面とを離間させて前記噴孔への燃料供給を許容して、燃料噴射制御を行い、前記ニードル弁が最後退位置にあるときに、前記ニードル弁の先端部と前記ノズルボディの座面との当接部であるシート部における流路面積であるシート部流路面積が、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも１０倍以上となるように、前記最後退位置を設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【００１９】
ここで、シート部流路面積と、ノズル流量係数とには正相関があり、シート部流路面積が噴孔総面積の１０倍以上のときはノズル流量係数が略一定値かつ最大となることが判明した。よって、（７）の発明によれば、ニードル弁が最後退位置にあるときに上記１０倍以上となるように当該最後退位置を設定したので、ノズル流量係数を最大限引き出すことが可能となる。
【００２０】
（８）  （７）に記載の燃料噴射装置において、前記ノズルボディは、前記当接部よりも先端側にサック部を有し、前記噴孔は前記サック部に形成され、前記ニードル弁が最後退位置にあるときに、前記サック部の入口における流路面積であるサック入口部流路面積が、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも５倍以上となるように、前記最後退位置を設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【００２１】
ここで、サック入口部流路面積と、ノズル流量係数とには正相関があり、サック入口部流路面積が噴孔総面積の５倍以上のときはノズル流量係数が略一定値かつ最大となることが判明した。よって、（８）の発明によれば、ニードル弁が最後退位置にあるときに上記５倍以上となるように当該最後退位置を設定したので、ノズル流量係数を最大限引き出すことが可能となる。
【００２２】
（９）  （７）または（８）に記載の燃料噴射装置において、前記シート部流路面積が、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも１０倍以上のうち、最も小さくなるように、前記最後退位置を設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【００２３】
（９）の発明によれば、上記少なくとも１０倍以上のうち、最も小さくなるようにニードル弁の最後退位置（ニードル弁の最大リフト量）を設定したので、ニードル弁の移動量を可及的に少なくすることが可能となる。よって、インジェクタの小型化を図れるとともに、燃料噴射の応答性を向上させることができる。
【００２４】
（１０）  （８）に記載の燃料噴射装置において、前記サック入口部流路面積が、前記噴孔の流路面積に対し少なくとも５倍以上のうち、最も小さくなるように、前記最後退位置を設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【００２５】
（１０）の発明によれば、上記少なくとも５倍以上のうち、最も小さくなるようにニードル弁の最後退位置（ニードル弁の最大リフト量）を設定したので、（９）の発明と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、シート部の流路面積であるシート部流路面積を、ニードル最大リフト時において最適化することで噴孔での燃料噴射の阻害を抑制する燃料噴射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。
【図３】噴孔総面積に対する流路面積の倍率と流量係数との関係を示すグラフである。
【図４】燃料噴射装置の先端付近において、ニードル弁がノズルボディに着座した状態を表す拡大図である。
【図５】燃料噴射装置の先端付近において、ニードル弁がノズルボディから離座した状態を表す拡大図である。
【図６】サック入口部流路面積およびシート部流路面積を算出する式である。
【図７】燃料噴射装置のサック入口部流路面積、シート部流路面積、および噴孔の流路面積と、ニードル弁のリフト量との関係を表したグラフである。
【図８】噴孔総面積に対するシート部流路面積の倍率と流量係数との関係を示すグラフである。
【図９】噴孔総面積に対するサック入口部流路面積の倍率と流量係数との関係を示すグラフである。
【図１０】シート部下流容積を表す拡大図である。
【図１１】ＨＣ排出量とＥＧＲ率との関係をシート部下流容積の大きさで対比したグラフである。
【図１２】本実施形態の変形例に係る燃料噴射装置のサック入口部流路面積、シート部流路面積、および噴孔の流路面積と、ニードル弁のリフト量との関係を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１および図２を参照して、本実施形態に係る燃料噴射装置１について説明する。図１は、本実施形態に係る燃料噴射装置１の縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。なお、以下の図において、各部材の位置関係や寸法等は、理解の容易のため、誇張・簡素化して描かれている。
【００２９】
燃料噴射装置１は、先端に噴孔１３を有するノズルボディ１０と、ノズルボディ１０に形成されるニードル弁挿通穴２と、ニードル弁挿通穴２内に進退可能に保持されるニードル弁２０と、ニードル弁２０を進退させる駆動装置（図示せず）とを備える。
この駆動装置によりニードル弁２０がノズルボディ１０に着座すると、噴孔１３からの燃料の噴射が停止し、離座すると、噴孔１３から燃料が噴射される。
なお、図１では、ニードル弁２０がノズルボディ１０に着座している状態を表している。
【００３０】
さらに、燃料噴射装置１は、ニードル弁２０の第１ガイド軸部２１を、ニードル弁挿通穴２の第１ガイド穴部１１で保持する第１ガイド部３１と、第１ガイド部３１と離間して、第１ガイド部３１よりも先端側に形成され、ニードル弁２０の第２ガイド軸部２２を、ニードル弁挿通穴２の第２ガイド穴部１２で保持する第２ガイド部３２と、第２ガイド部３２と離間して、第２ガイド部３２よりも先端側に形成され、ニードル弁２０の最大前進時に、ニードル弁２０の先端部とニードル弁挿通穴２の座面とが当接するシート部３３と、を備える。
【００３１】
なお、第２ガイド部３２のニードル弁軸線方向長さは、ニードル弁２０の進退移動幅よりも大きく形成されている。
【００３２】
また、第１ガイド部３１とシート部３３との間には、ニードル弁挿通穴２の内周面と、ニードル弁２０の外周面とを離間させて形成される燃料流路（後述する、第１燃料流路４１、第２ガイド部燃料流路３５、および第２燃料流路４２）が存在する。
【００３３】
第２ガイド部３２は、ニードル弁２０の軸線に対して垂直となる断面（Ａ−Ａ断面）において、ニードル弁挿通穴２の内周面とニードル弁２０の外周面とが当接する第２ガイド部当接部３４と、ニードル弁挿通穴２の内周面とニードル弁２０の外周面とが離間する第２ガイド部燃料流路３５と、を有する。
なお、本実施形態では、第２ガイド部当接部３４および第２ガイド部燃料流路３５はそれぞれ円周方向に交互に３箇所設けられている。
【００３４】
第２ガイド部燃料流路３５の流路面積である第２ガイド部流路面積（全ての第２ガイド部燃料流路３５の総流路面積）は、噴孔１３の流路面積（同時に噴射可能な噴孔１３の総流路面積）に対して少なくとも１６倍となるよう形成されている。
【００３５】
上記燃料流路について説明する。上記燃料流路のうち、第１燃料流路４１は、第２ガイド部燃料流路３５よりも上流側で、第１ガイド部３１と第２ガイド部３２との間に形成され、第２燃料流路４２は、第２ガイド部燃料流路３５よりも下流側で、第２ガイド部３２とシート部３３との間に形成される。
【００３６】
第１燃料流路４１は、第２ガイド部３２に隣接する位置に、ニードル弁挿通穴２の内周面を円周方向全周に亘って凹設した燃料溜まり５１を有する。
第２燃料流路４２は、第２ガイド部３２に隣接する位置に、ニードル弁挿通穴２の内周面を円周方向全周に亘って凹設した研磨逃げ部５２を有する。
【００３７】
各燃料流路の面積の関係について説明する。第１燃料流路４１の流路面積（第１流路面積）および第２燃料流路４２の流路面積（第２流路面積）は、第２ガイド部流路面積よりも大きく形成されている。
【００３８】
第２ガイド部３２のニードル弁軸線に対して垂直となる断面（Ａ−Ａ断面）において、第２ガイド部当接部３４の周方向長さが、全周長さの半分以下となるように第２ガイド部燃料流路３５が形成されている。
【００３９】
さらに、第２ガイド部燃料流路３５は、断面円形に形成されたニードル弁挿通穴２（ノズルボディ１０）の内周面と、断面円形を基準形状としその一部を直線状に凹ませて形成されたニードル弁２０の外周面と、で形成されている。
【００４０】
なお、本実施例では、第２ガイド部燃料流路３５を、ニードル弁２０の外周面側を凹ませることで形成しているが、これに限定されず、ニードル弁挿通穴２の内周面を凹ませることで形成してもよいし、または、ニードル弁挿通穴２の内周面とニードル弁２０の外周面とを凹ませることで形成してもよい。
【００４１】
また、第２ガイド部燃料流路３５は、並列に複数（本実施形態では３つ）形成され、第２ガイド部３２のニードル弁軸線に対して垂直となる断面（Ａ−Ａ断面）において、複数（本実施形態では３つ）の第２ガイド部燃料流路３５が周方向に均等に配置されている。
【００４２】
上述したように、第２ガイド部流路面積は、噴孔１３の流路面積（同時に噴射可能な噴孔１３の総流路面積）に対して少なくとも１６倍となるよう形成されているが、少なくとも１６倍のうち、最も小さくなるように形成されていてもよい。すなわち、１６倍となるように形成されていてもよい。
【００４３】
図３は、噴孔総面積に対する第２ガイド部流路面積の倍率と流量係数との関係を示すグラフ（流量係数寄与度を表すグラフ）である。
【００４４】
図３によれば、噴孔総面積に対する第２ガイド部流路面積の倍率が１６倍になるまでは、当該倍率が増加するに伴って流量係数も増大し、当該倍率が１６倍以上であれば、流量係数が略一定かつ最大となる。
ここで、第２ガイド部燃料流路面積と、第２ガイド部当接部３４の周方向の長さとは、逆相関関係にあるので、第２ガイド部燃料流路面積が小さいほど第２ガイド部当接部３４の周方向の長さが大きい。さらに、第２ガイド部当接部３４の周方向の長さが大きいほどニードル弁２０の倒れ抑制効果が高い。
したがって、噴孔１３の流路面積に対する第２ガイド部流路面積の倍率が１６倍となるように第２ガイド部燃料流路３５を形成すれば、流量係数が最大であるという条件の下で最小の流路面積とすることができるので、噴孔１３での燃料噴射の阻害を最大限に抑制し、かつニードル弁２０の倒れ（傾斜）をより抑制する燃料噴射装置１を提供することができる。
【００４５】
図４は、図１に示した燃料噴射装置１の先端付近において、ニードル弁２０がノズルボディ１０に着座した状態を表す拡大図である。
【００４６】
図４によれば、ニードル弁２０の先端部２４が、ノズルボディ１０の座面に当接している。ここで、ノズルボディ１０の座面における当接部をノズルボディ側当接部１４と呼ぶ。さらに、シート部３３は、先端部２４とノズルボディ側当接部１４との両方を含む。
【００４７】
ニードル弁２０において、先端部２４（シート部３３）よりも先端側をニードル弁側先端面２５と呼び、ノズルボディ１０において、ノズルボディ側当接部１４（シート部３３）よりも先端側をノズルボディ側先端面１５と呼ぶ。
【００４８】
また、ノズルボディ１０は、ノズルボディ側当接部１４よりも先端側にサック部７１を有している。サック部７１とノズルボディ側先端面１５との境界には、曲折部１６が形成される。この曲折部１６は、サック部７１の入口となる。また、噴孔１３はサック部７１に形成されている。
【００４９】
また、サック部７１の入口である曲折部１６から、ニードル弁側先端面２５へ垂線を降ろした場合に形成される隙間面積をサック入口部流路面積６１（図５参照）と呼ぶ。なお、サック入口部流路面積６１は、図４における着座状態では微小量のため図示されていない。
【００５０】
図５は、図１に示した燃料噴射装置１の先端付近において、ニードル弁２０がノズルボディ１０から離座した状態を表す拡大図である。
【００５１】
図５によれば、図４における着座状態から、ニードル弁２０が距離Ｌだけ上昇した様子を示している。この上昇により、先端部２４とノズルボディ側当接部１４とは距離Ｌだけ離間する。すなわち、シート部３３が距離Ｌだけ離間する。なお、距離Ｌは後述するニードル弁リフト量（Ｌ）である。
【００５２】
このとき、ノズルボディ側当接部１４（Ｌ＝０のときのノズルボディ１０側のシート部３３）から、ニードル弁側先端面２５へ垂線を降ろした場合に形成される隙間面積をシート部流路面積６２と呼ぶ。
【００５３】
ここで、サック入口部流路面積６１およびシート部流路面積６２は、図６に示す式で算出される。
【００５４】
ただし、サック部７１の入口である曲折部１６によって形成される円周の半径をサック入口径（Ｄsac）、ノズルボディ側当接部１４によって形成される円周の半径をシート径（Ｄseat）、ニードル弁のリフト量をニードル弁リフト量（Ｌ）、ノズルボディ側先端面１５同士のなす角の半角をノズルボディ座面角（θseat）、ニードル弁側先端面２５同士のなす角の半角をニードル弁先端面角（θneedle）、ニードル弁側先端面２５とノズルボディ側先端面１５とのなす角を先端はさみ角（θns）とする。
【００５５】
なお、サック入口部流路面積６１は、ニードル弁２０が最後退位置にあるとき（ニードル弁リフト量（Ｌ）が最大となるとき）に、噴孔１３の流路面積に対して５倍以上となるように形成され、シート部流路面積６２は、噴孔１３の流路面積に対して１０倍以上となるように形成されている。また、先端はさみ角（θｎｓ）は、６度以下となるように形成されている。
【００５６】
図７は、本実施形態における燃料噴射装置１のサック入口部流路面積６１、シート部流路面積６２、および噴孔１３の流路面積と、ニードル弁２０のリフト量との関係を表したグラフである。
【００５７】
図７によれば、ニードル弁リフト量が最大リフト量（最大リフト量を例えば、２００μｍとして設定）のとき、サック入口部流路面積６１が噴孔１３の流路面積の５倍、シート部流路面積６２が噴孔１３の流路面積の１０倍となっている。
【００５８】
なお、ニードル弁リフト量が０μｍのとき、サック入口部流路面積６１は、噴孔１３の流路面積より小さく、かつ、０より大きい。また、ニードル弁リフト量が０μｍのとき、シート部流路面積６２の大きさは０である。
【００５９】
さらに、噴孔１３の流路面積は、ニードル弁リフト量にかかわらず一定である。また、サック入口部流路面積６１およびシート部流路面積６２は、ニードル弁リフト量に略比例し、シート部流路面積６２の増加率は、サック入口部流路面積６１の増加率より大きい。
【００６０】
図８は、噴孔総面積に対するシート部流路面積６２の倍率と流量係数との関係を示すグラフである。
【００６１】
図８によれば、噴孔総面積に対するシート部流路面積６２の倍率が１０倍になるまでは、当該倍率が増加するに伴って流量係数も増大し、当該倍率が１０倍以上であれば、流量係数が略一定かつ最大となる。
したがって、当該倍率が１０倍となるようにニードル弁２０の最後退位置（最大リフト量）を設定すれば、流量係数が最大であるという条件の下でニードル弁２０の移動量を最少とすることができるので、燃料噴射装置１の小型化を図れるとともに、燃料噴射の応答性を向上させることができる。
【００６２】
図９は、噴孔総面積に対するサック入口部流路面積６１の倍率と流量係数との関係を示すグラフである。
【００６３】
図９によれば、噴孔総面積に対するサック入口部流路面積６１の倍率が５倍になるまでは、当該倍率が増加するに伴って流量係数も増大し、当該倍率が５倍以上であれば、流量係数が略一定かつ最大となる。
したがって、当該倍率が５倍となるようにニードル弁２０の最後退位置（最大リフト量）を設定すれば、流量係数が最大であるという条件の下でニードル弁２０の移動量を最少とすることができるので、燃料噴射装置１の小型化を図れるとともに、燃料噴射の応答性を向上させることができる。
【００６４】
図１０は、シート部下流容積を表す拡大図である。なお、図１０では、理解容易のため、角度・形状を誇張している。
【００６５】
図１０によれば、先端部２４とノズルボディ側当接部１４とが当接しており、シート部３３よりも下流側かつ噴孔１３の入口よりも上流側にシート部下流容積が形成されている。このシート部下流容積は、ニードル弁側先端面２５とノズルボディ側先端面１５とで形成される隙間の領域であるシート時隙間領域７２の容積と、サック部７１の容積との和である。
【００６６】
ここで、シート時隙間領域７２の容積は先端はさみ角（θns）に相関し、サック部７１はサック入口径（Ｄsac）に相関する。本実施形態では、他の制約を満たす条件下（サック入口部流路面積６１が所定値以上、かつ、先端はさみ角が所定値以下）においてシート部下流容積が最小となるように、サック入口径および先端はさみ角を設定している。
【００６７】
図１１は、ＨＣ排出量とＥＧＲ率との関係をシート部下流容積の大きさで対比したグラフである。
【００６８】
図１１によれば、破線と実線のグラフが描画されているが、破線のグラフは、実線のグラフに対して、シート部下流容積が３倍となっているものである。これにより、シート部下流容積が大きいほどＨＣ排出量が増えることが分かる。
【００６９】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）シート部流路面積６２と、ノズル流量係数とには正相関があり、シート部流路面積６２が噴孔総面積の１０倍以上のときはノズル流量係数が略一定値かつ最大となることが判明した。よって、本実施形態によれば、ニードル弁２０が最後退位置にあるときに上記１０倍以上としたので、ノズル流量係数を最大限引き出すことが可能となる。
【００７０】
（２）サック入口部流路面積６１と、ノズル流量係数とには正相関があり、サック入口部流路面積６１が噴孔総面積の５倍以上のときはノズル流量係数が略一定値かつ最大となることが判明した。よって、本実施形態によれば、ニードル弁２０が最後退位置にあるときに上記５倍以上としたので、ノズル流量係数を最大限引き出すことが可能となる。
【００７１】
（３）先端はさみ角（θns）が増えると、経時的なシート部３３の磨耗が大きくなる（ニードル弁２０の先端部２４のつぶれ幅が大きくなる）ことが判明した。よって、本実施形態によれば、先端はさみ角（θns）を６度以下とすることによって磨耗（つぶれ幅）を最小限とすることが可能となる。
【００７２】
（４）シート部下流容積と排気エミッションの悪化（ＨＣ排出量が増える）とには正相関がある。よって、本実施形態によれば、他の制約を満たす条件下（サック入口部流路面積６１が所定値以上、かつ、先端はさみ角が所定値以下）においてシート部下流容積が最小となるように、サック入口部の入口径（Ｄsac）および先端はさみ角（θns）を設定したので、排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００７３】
（５）第１ガイド部３１に加えて第２ガイド部３２を設けた。よって、ニードル弁２０の倒れ（傾斜）をより抑制することが可能（ニードル弁２０が安定的に進退動可能）となる。
ところで、第２ガイド部３２において燃料流路面積が小さいと噴孔からの燃料噴射を阻害してしまう虞があるが、噴孔の流路面積の１６倍あれば阻害しないことが判明した。本実施形態によれば、第２ガイド部３２の流路面積を噴孔１３の流路面積の１６倍以上としたので、噴孔１３での燃料噴射を阻害しないガイド部とすることができ、さらに、上記（１）から（４）の効果も奏するので、ノズル流量係数を最大限引き出すこと等が可能となる。
【００７４】
（６）シート部流路面積６２と、ノズル流量係数とには正相関があり、シート部流路面積６２が噴孔総面積の１０倍以上のときはノズル流量係数が略一定値かつ最大となることが判明した。よって、本実施形態によれば、ニードル弁２０が最後退位置にあるときに上記１０倍以上となるように当該最後退位置を設定したので、ノズル流量係数を最大限引き出すことが可能となる。
【００７５】
（７）サック入口部流路面積６１と、ノズル流量係数とには正相関があり、サック入口部流路面積６１が噴孔総面積の５倍以上のときはノズル流量係数が略一定値かつ最大となることが判明した。よって、本実施形態によれば、ニードル弁２０が最後退位置にあるときに上記５倍以上となるように当該最後退位置を設定したので、ノズル流量係数を最大限引き出すことが可能となる。
【００７６】
（８）本実施形態によれば、上記少なくとも１０倍以上のうち、最も小さくなるようにニードル弁２０の最後退位置（ニードル弁２０の最大リフト量）を設定したので、ニードル弁２０の移動量を可及的に少なくすることが可能となる。よって、燃料噴射装置１の小型化を図れるとともに、燃料噴射の応答性を向上させることができる。
【００７７】
（９）本実施形態によれば、上記少なくとも５倍以上のうち、最も小さくなるようにニードル弁２０の最後退位置（ニードル弁２０の最大リフト量）を設定したので、（８）と同様の効果を奏する。
【００７８】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００７９】
また、本実施形態では、第２ガイド部３２において、第２ガイド部燃料流路３５を、ニードル弁２０側の凹溝によって形成したが、これに限られず、凹溝をノズルボディ１０側、もしくは両側に形成してもよい。
【００８０】
また、本実施形態では、第２ガイド部燃料流路３５を、ニードル弁２０側を直線状とした３つの燃料流路で形成したが、これに限られず、燃料流路は２つ以下でも４つ以上でもよく、燃料流路がニードル弁軸線方向にらせん状に形成される「スパイラル状」であってもよい。
【００８１】
また、本実施形態では、第１燃料流路４１を燃料溜まり形状にしているが、これに限定されるものではない。
【００８２】
また、本実施形態では、第２燃料流路４２に第２ガイド部３２よりも径の大きい研磨逃げ部５２が形成されるが、これに限定されるものではない。
【００８３】
また、本実施形態では、図７に示したように、ニードル弁リフト量が０μｍのとき（ニードル弁が最前進位置にあるとき）、サック入口部流路面積６１は、噴孔１３の流路面積より小さく形成されるが、これに限定されるものではなく、サック入口部流路面積６１が、噴孔１３の流路面積より大きく形成されるようにしてもよい。
【００８４】
この場合、ニードル弁が低リフト量状態から高いノズル流量係数を引き出すことが可能となるので、燃料噴射の立ち上がりが良好となる。本変形例における、サック入口部流路面積６１、シート部流路面積６２、および噴孔１３の流路面積と、ニードル弁２０のリフト量との関係を表したグラフを図１２に示す。
【００８５】
図１２によれば、図７と同様、ニードル弁リフト量が最大リフト量（最大リフト量を例えば、２００μｍとして設定）のとき、サック入口部流路面積６１が噴孔１３の流路面積の５倍、シート部流路面積６２が噴孔１３の流路面積の１０倍となっている。
【００８６】
しかし、図７との違いとして、ニードル弁リフト量が０μｍのとき、本変形例に係るサック入口部流路面積６１は、噴孔１３の流路面積より大きく、流路面積の増加率は、主実施例に係るサック入口部流路面積６１の増加率より小さい。
【００８７】
なお、「噴孔の流路面積」は、噴孔が複数ある場合には同時に噴射可能な噴孔の総流路面積のことである。
【符号の説明】
【００８８】
１    燃料噴射装置
２    ニードル弁挿通穴
１０  ノズルボディ
１１  第１ガイド穴部
１２  第２ガイド穴部
１３  噴孔
１４  ノズルボディ側当接部
１５  ノズルボディ側先端面
１６  曲折部
２０  ニードル弁
２１  第１ガイド軸部
２２  第２ガイド軸部
２４  先端部
２５  ニードル弁側先端面
３１  第１ガイド部
３２  第２ガイド部
３３  シート部
３４  第２ガイド部当接部
３５  第２ガイド部燃料流路
４１  第１燃料流路
４２  第２燃料流路
５１  燃料溜まり
５２  研磨逃げ部
６１  サック入口部流路面積
６２  シート部流路面積
７１  サック部
７２  シート時隙間領域
【図１】
2011027081.tif 000003
【図２】
2011027081.tif 000004
【図３】
2011027081.tif 000005
【図４】
2011027081.tif 000006
【図５】
2011027081.tif 000007
【図６】
2011027081.tif 000008
【図７】
2011027081.tif 000009
【図８】
2011027081.tif 000010
【図９】
2011027081.tif 000011
【図１０】
2011027081.tif 000012
【図１１】
2011027081.tif 000013
【図１２】
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