(57)【要約】【課題】燃料噴射弁から噴射される燃料のキャビテーションの発生促進と発生抑制とを切り替えることを課題とする。【解決手段】燃料噴射弁１０は、噴孔２１が形成された中空円筒形状のノズルボディ２０と、ノズルボディ２０の内側に摺動可能に組み込まれて、噴孔２１を開閉する第１ニードル弁３０と、ノズルボディ２０と第１ニードル弁３０との間に形成される燃料通路５０内の燃料がノズルボディ２０の軸方向に流れるノズル軸方向流ａと、燃料通路５０内の燃料がノズルボディ２０の軸周りに旋回する旋回流とを切り替える第２ニードル弁４０を備える。噴孔２１の入口は、ノズル軸方向流ａが流入する上流側の縁部２１１において、ノズルボディ２０と燃料との境界層の剥離を抑制し、旋回流が流入する上流側の縁部２１４においてノズルボディ２０と燃料との境界層の剥離を促進する構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔が形成された中空円筒形状のノズルボディと、
前記ノズルボディの内側に摺動可能に組み込まれて、前記噴孔を開閉するニードル弁と、
前記ノズルボディと前記ニードル弁との間に形成される燃料通路内の燃料が前記ノズルボディの軸方向に流れるノズル軸方向流と、前記燃料通路内の燃料が前記ノズルボディの軸周りに旋回する旋回流と、を切り替える切替手段と、
を備え、
前記噴孔の入口は、前記ノズル軸方向流が流入する上流側の縁部に前記ノズルボディと前記燃料との境界層の剥離を抑制する抑制部と、前記旋回流が流入する上流側の縁部に前記ノズルボディと前記燃料との境界層の剥離を促進する促進部と、を有することを特徴とした燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記噴孔の入口における前記ノズル軸方向流が流入する上流側の縁部断面の曲率半径を大きくし、前記噴孔の入口における前記旋回流が流入する上流側の縁部断面の曲率半径を小さくしたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記旋回流は、前記ニードル弁を軸周りに回転させることにより発生させることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記ニードル弁は、
連通孔が形成された中空円筒形状をし、前記噴孔を開閉する第１ニードル弁と、
前記第１ニードル弁の内側で摺動可能に組み込まれ、連通孔を開閉する第２ニードル弁と、
を備え、
前記連通孔の穿設方向が前記第１ニードル弁の周方向成分を含み、前記第２ニードル弁がリフトし、前記連通孔を燃料が通過することにより、第１ニードル弁が軸周りに回転し、前記燃料通路の燃料が旋回することを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項４記載の燃料噴射弁において、
噴射燃料のキャビテーションの発生を促進する場合、前記第１ニードル弁と前記第２ニードル弁とが独立して摺動し、噴射燃料のキャビテーションの発生を抑制する場合、前記第１ニードル弁と前記第２ニードル弁とが一体となって摺動す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、内燃機関が備える燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、燃料噴射弁から噴射される燃料は、空気と混合されて混合気となり、点火、着火されて燃焼する。噴射された燃料は、粒子が微細化されるほど空気と混合しやすく、空気とよく混合するほど燃焼効率が向上する。このため、従来から噴射燃料の微粒化を促進する改良が行われてきた。燃料の微粒化を促進する方法として、燃料噴射弁内で燃料にキャビテーションを発生させるものがある。このようなキャビテーションを発生させる燃料噴射弁を改良したものが特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１の燃料噴射弁は、噴孔の流入開口における辺縁の曲率半径を小さくして噴孔に流入する燃料の流れ方向を急峻に変えてキャビテーションを発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１４９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなキャビテーションを発生させる従来の燃料噴射弁では、燃料が常にキャビテーションを発生させる通路を通過するため、噴霧が常に微粒化される。ところが、内燃機関が中負荷、高負荷で運転されるような場合では、燃料が広域に拡散するように噴霧に強いペネトレーションが求められる。燃料噴射弁からの噴霧は、噴射弁の内部でキャビテーションを発生させることによりペネトレーションが低下してしまうため、内燃機関が中負荷、高負荷で運転される場合に適切な噴霧を噴射できず、スモーク悪化や出力不足となることが考えられる。
【０００６】
従って、要求される噴霧の形態に合わせて噴射する燃料のキャビテーションの発生を切り替える構成は見られない。そこで、本発明は、燃料噴射弁から噴射される燃料のキャビテーションの発生を切り替えることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決する本発明の燃料噴射弁は、噴孔が形成された中空円筒形状のノズルボディと、前記ノズルボディの内側に摺動可能に組み込まれて、前記噴孔を開閉するニードル弁と、前記ノズルボディと前記ニードル弁との間に形成される燃料通路内の燃料が前記ノズルボディの軸方向に流れるノズル軸方向流と、前記燃料通路内の燃料が前記ノズルボディの軸周りに旋回する旋回流と、を切り替える切替手段と、を備え、前記噴孔の入口は、前記ノズル軸方向流が流入する上流側の縁部に前記ノズルボディと前記燃料との境界層の剥離を抑制する抑制部と、前記旋回流が流入する上流側の縁部に前記ノズルボディと前記燃料との境界層の剥離を促進する促進部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
このような構成とすることにより、燃料噴射弁は、剥離を促進してキャビテーションの発生を促進し、低ペネトレーションで微粒化を促進した燃料を噴射することと、剥離を抑制してキャビテーションの発生を抑制し、高ペネトレーションの燃料を噴射することとを切り替えることができる。
【０００９】
上記の燃料噴射弁において、前記噴孔の入口における前記ノズル軸方向流が流入する上流側の縁部断面の曲率半径を大きくし、前記噴孔の入口における前記旋回流が流入する上流側の縁部断面の曲率半径を小さくした構成とすることができる。このような構成とすることにより、燃料が流入する噴孔入口の縁部断面の曲率半径が大きい場合、縁部の曲率に沿って流れる燃料とノズルボディとの間の境界層の剥離が抑制され、キャビテーションの発生を抑制できる。一方、燃料が流入する縁部断面の曲率半径が小さい場合、縁部と燃料との間の境界層の剥離が生じてキャビテーションの発生を促進できる。このように曲率半径を大きくした前記噴孔の入口における前記ノズル軸方向流が流入する上流側の縁部が前記抑制部に相当し、曲率半径を小さくした前記噴孔の入口における前記旋回流が流入する上流側の縁部が前記促進部に相当する。
【００１０】
上記の燃料噴射弁において、前記旋回流は、前記ニードル弁を軸周りに回転させることにより発生することができる。ニードル弁が回転することにより、ニードル弁表面の燃料がニードル弁に沿って旋回し、燃料通路内全体に伝播して旋回流を発生することができる。
【００１１】
上記の燃料噴射弁において、前記ニードル弁は、連通孔が形成された中空円筒形状をし、前記噴孔を開閉する第１ニードル弁と、前記第１ニードル弁の内側で摺動可能に組み込まれ、連通孔を開閉する第２ニードル弁と、を備え、前記連通孔の穿設方向が前記第１ニードル弁の周方向成分を含み、前記第２ニードル弁がリフトし、前記連通孔を燃料が通過することにより、第１ニードル弁が軸周りに回転し、前記燃料通路の燃料が旋回する構成とすることができる。このような構成とすることにより、第１ニードル弁を回転させることができ、第１ニードル弁の回転により、旋回流を発生させることができる。
【００１２】
上記の燃料噴射弁において、噴射燃料のキャビテーションの発生を促進する場合、前記第１ニードル弁と前記第２ニードル弁とが独立して摺動し、噴射燃料のキャビテーションの発生を抑制する場合、前記第１ニードル弁と前記第２ニードル弁とが一体となって摺動する構成とすることができる。このような構成とすることにより、第１ニードル弁と第２ニードル弁とが独立して摺動する場合に、第１ニードル弁を軸周りに回転させてノズルボディ内に旋回流を形成できる。旋回流はノズルボディと燃料との境界層の剥離を促進し、キャビテーションの発生を促進できる。一方、第１ニードル弁と第２ニードル弁とを一体に摺動させる場合、第１ニードル弁が軸周りに回転しないため、噴孔へノズル軸方向流が流れ込み、燃料のキャビテーションの発生を抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の燃料噴射弁は、噴孔の入口形状に特徴を持たせ、噴孔に流れ込む燃料の方向を変化させることにより、噴射される燃料のキャビテーションの発生を切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の燃料噴射弁の先端部の構成を示した断面図である。
【図２】ノズルボディの噴孔について示した説明図であって、（ａ）は、ノズルボディの内側から噴孔を見た様子を示し、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面を示した説明図であり、（ｃ）は（ａ）中のＢ−Ｂ断面を示した説明図である。
【図３】第１ニードル弁の軸に直交し、連通孔の入口を通る面で第１ニードル弁を切断し、切断面を基端側から見た様子を示した説明図である。
【図４】高いペネトレーションの噴霧を噴射する場合の燃料噴射弁の断面の様子を示している。
【図５】図４において燃料が第１噴孔を通過する様子を示している。
【図６】低いペネトレーションで、燃料の微粒化を促進した噴霧を噴射する場合の燃料噴射弁の断面の様子を示している。
【図７】連通孔から噴射される燃料の流れの様子を示した説明図である。
【図８】ノズルボディを噴孔よりも基端側で切断し、切断面を基端側から見た様子を示した説明図である。
【図９】図６において燃料が噴孔を通過する様子を示している。
【図１０】実施例２の燃料噴射弁の先端部の構成を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【実施例１】
【００１６】
本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施例の燃料噴射弁１０の先端部の構成を示した断面図である。燃料噴射弁１０は、例えば、先端部分が筒内に突出するように、エンジンのシリンダヘッドに装着され、燃料噴射装置の一部として用いられる。
（燃料噴射弁１０の構成）
【００１７】
燃料噴射弁１０は、先端側に噴孔２１が形成された中空円筒状のノズルボディ２０と、ノズルボディ２０の内側に摺動可能に組み込まれた中空円筒状の第１ニードル弁３０と、第１ニードル弁３０の内側に摺動可能に組み込まれた第２ニードル弁４０とを備えている。なお、本実施例の説明において、先端側とはノズルボディ２０の先端側、すなわち、図１中の下側を示し、基端側とはノズルボディ２０の基端側、すなわち、図１中の上側を示すものとする。
【００１８】
ノズルボディ２０の内側は先端に向かってテーパ状に窄まるテーパ面２２が形成されている。このテーパ面２２に噴孔２１が形成されており、ノズルボディ２０の内部と外部とが連通されている。
【００１９】
第１ニードル弁３０は外側先端が尖形にテーパした外側テーパ面３１を備えている。第１ニードル弁３０の外側テーパ面３１の基端側にはシール部３２が設けられている。第１ニードル弁３０がノズルボディ２０に着座する場合、シール部３２がノズルボディ２０の噴孔２１よりも基端側においてテーパ面２２に接触しシールする。
【００２０】
第１ニードル弁３０の内側は先端に向かってテーパ状に窄まる内側テーパ面３３が形成されている。また、シール部３２よりも先端側に連通孔３４が形成されている。すなわち、内側テーパ面３３側に連通孔３４の一端が開口し、外側テーパ面３１側に連通孔３４の他端が開口し、第１ニードル弁３０の内部と外部とが連通されている。第１ニードル弁３０がノズルボディ２０に着座する時、連通孔３４の外側テーパ面３１側の開口部（燃料出口）３４ｂが噴孔２１の内側開口部２１ａよりも基端側に位置する。
【００２１】
第２ニードル弁４０は外側先端が尖形にテーパしたテーパ面４１を備えている。第２ニードル弁４０のテーパ面４１の基端側にはシール部４２が設けられている。第２ニードル弁４０が第１ニードル弁３０内において着座する場合、シール部４２が第１ニードル弁３０の連通孔３４よりも基端側において内側テーパ面３３に接触し、シールする。
【００２２】
さらに、燃料噴射弁１０では、ノズルボディ２０の内周壁２３と第１ニードル弁３０の外周壁３５との間に、燃料が通過可能な燃料通路５０が区画されている。また、第１ニードル弁３０の内周壁３６と第２ニードル弁４０の外周壁４３との間には、燃料が通過可能な燃料通路６０が区画されている。燃料通路５０と燃料通路６０とは、燃料噴射弁１０へ燃料を供給するコモンレール（図示しない）に接続されており、コモンレールから燃料が供給される。
【００２３】
第１ニードル弁３０、第２ニードル弁４０のそれぞれの基端側には燃料が溜まる制御室（図示しない）が設けられており、制御室内の燃料の圧力を調整することにより、第１ニードル弁３０、第２ニードル弁４０が移動する。第１ニードル弁３０、第２ニードル弁４０はそれぞれ独立して動作が可能である。
【００２４】
次に、ノズルボディ２０に形成された噴孔２１について詳細に説明する。図２はノズルボディ２０の噴孔２１について示した説明図である。図２（ａ）は、ノズルボディ２０の内側から噴孔２１を見た様子を示した説明図である。図２（ｂ）は図２（ａ）中のＡ−Ａ断面を示した説明図である。図２（ｃ）は図２（ａ）中のＢ−Ｂ断面を示した説明図である。また、図２（ａ）中紙面の上側はノズルボディ２０の基端側を示し、紙面の下側はノズルボディ２０の先端側を示している。図２に示すように、噴孔２１の入口の基端側縁２１１にＲをつけている。従って、噴孔２１の入口の基端側縁２１１の断面の曲率半径が大きく、基端側縁２１１から燃料が噴孔２１へ流れ込む場合、ノズルボディ２０と燃料との境界層の剥離が抑制される。一方、噴孔２１の先端側縁２１２にはＲをつけていない。また、噴孔２１の入口において、ノズルボディ２０の軸周りの方向に相当する左右の縁部２１３、２１４にもＲをつけていない。従って、噴孔２１の入口におけるノズルボディ２０の軸周り方向の縁部２１３、２１４の断面の曲率半径が小さく、縁部２１３、及び縁部２１４から燃料が噴孔２１へ流れ込む場合、ノズルボディ２０と燃料との境界層の剥離が促進される。なお、ここで説明した噴孔２１入口の基端側縁２１１は抑制部に相当し、噴孔２１入口の縁部２１３、２１４は促進部に相当する。
【００２５】
次に、第１ニードル弁３０に形成された連通孔３４について詳細に説明する。図３は、第１ニードル弁３０の軸に直交し、連通孔３４の入口を通る面で第１ニードル弁３０を切断し、切断面を基端側から見た様子を示した説明図である。
【００２６】
連通孔３４の入口３４ａは内側テーパ面３３に開口している。一方、連通孔３４の出口３４ｂは外側テーパ面３１に開口している。図３に示すように、連通孔３４の穿設方向は第１ニードル弁３０の周方向成分を含む。すなわち、連通孔３４の穿設方向と一致する軸線３４１が、第１ニードル弁３０の軸に直交する円の法線方向Ｃと角度θで交差している。この交差する角度θは０°よりも大きく、９０°よりも小さい角度から任意に選択することができる。なお、図３には法線Ｃに対して時計回りの方向に連通孔３４の軸線３４１が配置されているが、法線Ｃに対して反時計回りの方向に連通孔３４の軸線３４１が配置される構成であってもよい。ただし、複数の連通孔３４はいずれも同一の方向を向ける。
（燃料噴射弁１０の動作）
【００２７】
次に、燃料噴射弁１０の動作について説明する。燃料噴射弁１０は、第２ニードル弁４０のリフトを切り替えることにより、ノズルボディ２０と第１ニードル弁３０との間に形成される燃料通路５０内の燃料がノズルボディ２０の軸方向に流れるノズル軸方向流ａと、燃料通路５０内の燃料がノズルボディ２０の軸周りに旋回する旋回流ｂとを切り替える。
【００２８】
初めにノズル軸方向流ａが噴孔２１へ流れ込む場合の噴射について説明する。図４はノズル軸方向流ａが噴孔２１へ流れ込む場合の燃料噴射弁１０の断面の様子を示している。図５は図４において燃料が噴孔２１へ流れ込む様子を示している。
【００２９】
ノズル軸方向流ａを噴孔２１へ供給し、燃料を噴射する場合は、後述するようにキャビテーションの発生が抑制され、高いペネトレーションの噴霧が形成される。このような高いペネトレーションの噴霧が要求される場合として、例えば、エンジンの運転領域が中高負荷の場合が挙げられる。ノズル軸方向流ａを噴孔２１へ供給し、燃料を噴射する場合、燃料噴射弁１０は、図４に示すように、第１ニードル弁３０と第２ニードル弁４０とを一体にして移動（リフト）する。
【００３０】
第１ニードル弁３０がリフトすることにより、シール部３２より先端側に燃料が供給され噴孔２１から燃料が噴射される。このとき、噴孔２１に流れ込む燃料は、図５に示すように、噴孔入口の基端側縁２１１から流れ込む。基端側縁２１１はＲが形成されているため、ノズルボディ２０と燃料との境界層の剥離が抑制される。このため、キャビテーションの発生が抑制され、ペネトレーションの高い噴霧が形成されて、燃料を燃焼室内の広範囲に拡散する。
【００３１】
次に、旋回流ｂが噴孔２１へ流れ込む場合の噴射について説明する。燃料噴射弁１０からの噴射燃料が低ペネトレーションで、燃料の微粒化を促進した噴霧を形成する場合について説明する。図６は旋回流ｂが噴孔２１へ流れ込む場合の燃料噴射弁１０の断面の様子を示している。図７は、連通孔３４から噴射される燃料の流れの様子を示した説明図である。図８はノズルボディ２０を噴孔２１よりも基端側で切断し、切断面を基端側から見た様子を示した説明図である。図９は図６において燃料が噴孔２１へ流れ込む様子を示している。
【００３２】
旋回流ｂを噴孔２１へ供給し、燃料を噴射する場合は、後述するようにキャビテーションの発生が促進され、ペネトレーションが低く、燃料の微粒化が促進された噴霧が形成される。このようなペネトレーションが低く、燃料の微粒化が促進された噴霧が要求される場合として、例えば、エンジンの運転領域が低負荷の場合が挙げられる。旋回流ｂを噴孔２１へ供給し、燃料を噴射する場合、燃料噴射弁１０は、図６に示すように、第１ニードル弁３０と第２ニードル弁４０とが独立して移動（リフト）する。
【００３３】
第２ニードル弁４０がリフトし、シール部４２が第１ニードル弁３０の内側テーパ面３３から離間することにより、シール部４２よりも先端側に燃料が供給されて、連通孔３４から第１ニードル弁３０の外側へ燃料が吐出される。
【００３４】
このとき図７に示すように、連通孔３４から噴射される燃料は、軸線３４１に沿って噴射される（矢示Ｄ）。このように噴射される燃料により、第１ニードル弁３０は燃料の噴射による反作用を受けて、燃料の噴射される方向とは反対向きの周方向の力（矢示Ｅ）を受ける。これにより、第１ニードル弁３０は図７上において、第１ニードル弁３０の軸を中心に反時計回りに回転する。このように第１ニードル弁３０が回転することにより、ノズルボディ２０と第１ニードル弁３０との間の燃料通路５０内の燃料が第１ニードル弁３０の回転方向と同一方向に旋回する旋回流ｂが形成される。
【００３５】
図８の説明図では、このような燃料の流れを模式的に示している。矢示Ｆのように第１ニードル弁３０の軸回りに回転する燃料は、噴孔２１から噴射される際に、ノズルボディ２０の軸周り方向の縁部２１４側から噴孔２１へ流れ込む。また、図９に示すように、噴孔２１の入口の縁部２１４には、Ｒが形成されていないため、縁部２１４側から噴孔２１へ流れ込む燃料流は、急速に流れの向きが変えられる（矢示Ｇ）。このように燃料流の流れの向きが急速に変わることにより、ノズルボディ２０と燃料との境界層Ｈの剥離が促進され、キャビテーションが発生する。このように、ノズルボディ２０の軸周り方向の縁部２１４は、キャビテーションの発生を促進する形状となっており、縁部２１４から噴孔２１へ流れ込む燃料はキャビテーションの発生が促進する。このため、噴孔２１から噴射される燃料は、微粒化が促進されて、ペネトレーションを抑制した噴霧を形成できる。
【００３６】
上記の説明の通り、本実施例の燃料噴射弁１０では、噴孔２１の基端側縁２１１の断面の曲率半径を大きくし、ノズルボディ２０の軸周りの方向に相当する左右の縁部２１３、２１４の断面の曲率半径を小さくした。これにより、基端側縁２１１から噴孔２１へ流れ込む燃料は、ノズルボディ２０と燃料との境界層の剥離が抑制されてキャビテーションの発生が抑制される。一方、縁部２１３、２１４から噴孔２１へ流れ込む燃料は、燃料の流れが急速に向きを変えるため、ノズルボディ２０と燃料との境界層の剥離が促進されてキャビテーションの発生が促進される。そして、燃料噴射弁１０は、第１ニードル弁３０と第２ニードル弁４０とを一体に摺動することにより、ノズル軸方向流ａを噴孔２１へ送る。これにより、基端側縁２１１から燃料を噴孔２１が流れ込み、キャビテーションの発生を抑制し、高いペネトレーションの噴霧を形成する噴射をする。一方、第１ニードル弁３０と第２ニードル弁４０とを独立して摺動することにより、旋回流ｂを噴孔２１へ送る。これにより、噴孔２１の縁部２１４から燃料が噴孔２１へ流れ込み、キャビテーションの発生を促進して低いペネトレーションで、微粒化が促進された燃料を噴射することができる。
【実施例２】
【００３７】
次に、本発明の実施例２について説明する。図１０は、本実施例の燃料噴射弁１１０の概略構成を示した説明図である。燃料噴射弁１１０は、例えば、先端部分が筒内に突出するように、エンジンのシリンダヘッドに装着され、燃料噴射装置の一部として用いられる。
（燃料噴射弁１１０の構成）
【００３８】
燃料噴射弁１１０は、先端側に噴孔１２１が形成された中空円筒状のノズルボディ１２０と、ノズルボディ１２０の内側に摺動可能に組み込まれた中空円筒状のニードル弁１３０とを備えている。なお、本実施例の説明において、先端側とはノズルボディ１２０の先端側、すなわち、図１０中の下側を示し、基端側とはノズルボディ１２０の基端側、すなわち、図１０中の上側を示すものとする。
【００３９】
ノズルボディ１２０の内側は先端に向かってテーパ状に窄まるテーパ面１２２が形成されている。このテーパ面１２２に噴孔１２１が形成されており、ノズルボディ１２０の内部と外部とが連通されている。噴孔１２１は実施例１の第１噴孔と同様の形状をしている。すなわち、噴孔１２１の基端側縁の断面の曲率半径が大きく、ノズルボディ１２０の軸周りの方向に相当する左右の縁部の断面の曲率半径が小さい。
【００４０】
ニードル弁１３０は外側先端が尖形にテーパしたテーパ面１３１を備えている。ニードル弁１３０のテーパ面１３１の基端側にはシール部１３２が設けられている。ニードル弁１３０がノズルボディ１２０に着座する場合、シール部１３２がノズルボディ１２０の噴孔１２１よりも基端側においてテーパ面１２２に接触しシールする。
【００４１】
ニードル弁１３０の基端側には制御室１３３が形成されている。また、ニードル弁１３０はばね１４０により先端側に付勢されている。制御室１３３には燃料が溜められ、制御室１３３内の燃圧を調整することにより、ニードル弁１３０を先端側と基端側間で摺動させる。さらに、ニードル弁１３０の基端部１３４には磁石１３５が内蔵されている。この磁石１３５の位置の外周側にコイル１４１、１４２が配置されている。コイル１４１、１４２は燃料噴射弁１１０の外部の電源に接続し、電流が供給される。コイル１４１、１４２へ電流が供給されると、磁界が発生し、磁石１３５へ作用する。これにより、ニードル弁１３０がニードル弁１３０の軸周りに回転する構成となっている。
【００４２】
さらに、ノズルボディ１２０の内周壁１２３とニードル弁１３０の外周壁１３６との間に、燃料が通過可能な燃料通路１５０が区画されている。燃料通路１５０は、燃料噴射弁１１０へ燃料を供給するコモンレール（図示しない）に接続されており、コモンレールから燃料が供給される。
（燃料噴射弁１１０の動作）
【００４３】
燃料噴射弁１１０が燃料を噴射する場合、制御室１３３内の燃圧を低下する。これにより、ニードル弁１３０の基端側から作用する燃圧による力がばね１４０による付勢力を上回り、ニードル弁１３０が基端側へ移動し、噴孔１２１が開通し燃料が噴射される。このように燃料を噴射する際に、燃料噴射弁１１０は、ニードル弁１３０の回転を制御することにより、ノズルボディ１２０とニードル弁１３０との間の燃料通路１５０内の燃料の流れを切り替える。すなわち、ニードル弁１３０の回転を停止することにより、燃料通路１５０内の燃料がノズルボディ１２０の軸方向に流れるノズル軸方向流ａを噴孔１２１へ供給する。一方、ニードル弁１３０を回転することにより、燃料通路１５０内の燃料がノズルボディ２０の軸周りに旋回する旋回流ｂを発生させて、噴孔１２１へ供給する。
【００４４】
燃料噴射弁１１０がノズル軸方向流ａを噴孔１２１へ供給する場合、コイル１４１、１４２には電流が供給されない。このとき、ニードル弁１３０は回転しないため、噴孔１２１へ流れ込む燃料は、ノズルボディ１２０の基端側から流れ込むため、ノズルボディ１２０と燃料との境界層の剥離が抑制されてキャビテーションの発生が抑制され、高いペネトレーションの噴霧が形成される。
【００４５】
一方、燃料噴射弁１１０が旋回流ｂを噴孔１２１へ供給する場合、ニードル弁１３０をリフトするタイミングで、コイル１４１、１４２へ電流を供給する。これにより、コイル１４１、１４２が磁界を発生し、この磁界から作用を受けて磁石１３５を備えたニードル弁１３０が軸周りに回転する。ニードル弁１３０が回転することにより、燃料通路１５０内の燃料に旋回流ｂが発生し、旋回する燃料が噴孔１２１へ流れ込む。噴孔１２１へ流れ込む燃料では、燃料の流れが急変するため、ノズルボディ１２０と燃料との境界層の剥離が促進され、キャビテーションの発生が促進される。これにより、燃料の微粒化が促進されるとともに、ペネトレーションが低下した噴霧が形成される。
【００４６】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【符号の説明】
【００４７】
１０、１１０  燃料噴射弁
２０、１２０  ノズルボディ
２１、１２１  噴孔
２１１  基端側縁
２１３、２１４  ノズルボディ軸周り方向の縁部
３０  第１ニードル弁
３４  連通孔
４０  第２ニードル弁
１３０  ニードル弁
１３５  磁石
１４１、１４２  コイル
ａ  ノズル軸方向流
ｂ  旋回流
【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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