(57)【要約】【課題】ピストン冠面（または燃焼室周壁）への燃料噴霧の衝突を抑制し、燃焼室内の空気温度の十分な低下によって、発生トルクを向上させると共に、ノッキング回避性能を向上させた筒内直噴エンジンの燃料噴射弁を提供する。【解決手段】燃焼室３の側部に配置され、先端部の複数の噴孔より燃焼室３内に燃料を噴射する筒内直噴エンジン１の燃料噴射弁７において、燃焼室３上方を指向する噴孔から燃焼室３下方を指向する噴孔へ順次時間差を有して燃料噴射を開始するように形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室の側部に配置され、先端部の複数の噴孔より燃焼室内に燃料を噴射する筒内直噴エンジンの燃料噴射弁であって、
燃焼室上方を指向する噴孔から燃焼室下方を指向する噴孔へ順次時間差を有して燃料噴射を開始するように形成したことを特徴とする筒内直噴エンジンの燃料噴射弁。
【請求項２】
燃焼室を縦方向に旋回する吸気渦流の生成過程にて、該吸気渦流へ噴霧が衝突するように、該吸気渦流が早く生成される領域を指向する噴孔から順に、時間差を有して燃料噴射を開始するように形成したことを特徴とする請求項１に記載の筒内直噴エンジンの燃料噴射弁。
【請求項３】
先端部に前記複数の噴孔を形成した弁ハウジング内をリフトする弁体のリフト量に応じて、噴孔からの燃料噴射開始に時間差を与えるように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の筒内直噴エンジンの燃料噴射弁。
【請求項４】
前記弁ハウジングの先端部内壁に、上下の指向方向が異なる噴孔間を仕切る突起を設けて、弁ハウジングの内周壁と隣接する突起との間、および、隣接する突起間に、それぞれ上下の指向方向が同一の噴孔同士が開口するサック室を形成する一方、
前記弁体の先端壁に、前記各サック室内をリフト量に応じて出没する突起を形成し、
前記弁体の複数の突起は、閉弁時には、前記弁ハウジング内周壁と前記弁体との間に形成された燃料通路と、前記各サック室と、の連通を遮断し、該弁体がリフトするにつれて、各サック室が順次前記燃料通路と連通することにより、各噴孔から時間差を有して燃料噴射を開始させることを特徴とする請求項３に記載の筒内直噴エンジンの燃料噴射弁。
【請求項５】
前記各サック室および弁体の突起は、弁体リフト方向に対して傾斜する壁面と、弁体リフト方向と平行な壁面と、を交互に連ねて形成されていることを特徴とする請求項４に記載の筒内直噴エンジンの燃料噴射弁。
【請求項６】
前記弁体の突起の少なくとも一つに、該突起が出没するサック室と連通して弁体リフト方向に凹む溝通路を形成し、
前記弁体のリフトにより、前記溝通路と連通する噴孔からの燃料噴射開始と同時または直後に、該溝通路が前記燃料通路と連通するようにしたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の筒内直噴エンジンの燃料噴射弁。
【請求項７】
前記弁体を、本体ブロックと、該本体ブロックに対して異なる所定量ずつ弁体リフト方向に移動可能に組み込まれる複数の片ブロックと、で構成すると共に、これら各ブロックの先端部が、それぞれ上下の指向方向が異なる各噴孔を開閉するように形成し、
閉弁時には、前記各ブロックの先端部が各噴孔を閉じて、前記弁ハウジング内周壁と前記弁体との間に形成された燃料通路との連通を遮断し、開弁時には、各ブロックが順次リフトして各噴孔を開いて該燃料通路と連通させることにより、各噴孔から時間差を有して燃料噴射を開始させることを特徴とする請求項３に記載の筒内直噴エンジンの燃料噴射弁。
【請求項８】
前記噴孔は、
燃焼室上部を指向する上側噴孔と、
ピストン冠面を指向する下側噴孔と、
前記上側噴孔と下側噴孔との間を指向する中間噴孔と、
を含んでいることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の筒内直噴エンジンの燃料噴射弁。
【請求項９】
前記中間噴孔は、前記上側噴孔および下側噴孔より有効開口面積の合計値が大きく構成されていることを特徴とする請求項８に記載の筒内直噴エンジンの燃料噴射弁。
【請求項１０】
ピエゾ素子により駆動されることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載の筒内直噴エンジンの燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内直噴エンジンの燃料噴射弁に関し、特に、燃料の気化潜熱によって、燃焼室内の空気温度を十分に低下させ、空気利用率向上、発生トルク向上を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室の側部に配設され、先端部に複数の噴孔を有するマルチホール型の筒内直噴エンジンの燃料噴射弁として、特許文献１に記載のものでは、ピストン冠面中央部の主燃焼室へ燃料を噴射する噴孔と、ピストン冠面外周部の外側燃焼室へ燃料を噴射する噴孔と、が設けられている。
ここで、上記燃料噴射弁の弁体（針弁）は、エンジンの負荷に応じてリフトし、該リフト量に応じて、各噴孔の有効開口面積すなわち燃料噴射量が制御されている。そして、低負荷時には、主燃焼室へ大部分の燃料を噴射して混合気の成層化を図る一方、高負荷時には、外側燃焼室への燃料噴射量も増加させて混合気の均質化を図っている。
【特許文献１】特開平７−６３０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、ピストン冠面へ燃料の噴霧を衝突させて混合気を形成するため、特に高負荷時に、ピストン冠面から受熱して気化する噴霧が多く、噴霧の空気からの受熱量が少ない。したがって、燃焼室内の空気温度低下が十分でないため、空気利用率の低下によって発生トルクが抑えられ、ノッキング回避性能も低いという問題点があった。
【０００４】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、高負荷時に、ピストン冠面（または燃焼室周壁）への燃料噴霧の衝突を抑制し、燃焼室内の空気温度の十分な低下によって、発生トルクを向上させると共に、ノッキング回避性能を向上させた筒内直噴エンジンの燃料噴射弁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】
【０００５】
このため本発明は、燃焼室の側部に配置され、先端部の複数の噴孔より燃焼室内に燃料を噴射する筒内直噴エンジンの燃料噴射弁において、燃焼室上方を指向する噴孔から燃焼室下方を指向する噴孔へ順次時間差を有して燃料噴射を開始するように構成した。
【発明の効果】
【０００６】
以上の構成によって、ピストンの冠面または燃焼室周壁への噴霧の衝突が抑制され、噴霧のピストンの冠面または燃焼室周壁からの受熱量が低減する一方、空気からの受熱量が増え、燃焼室内の空気温度を、気化潜熱によって十分に低下可能となる（空気利用率向上）。これにより、吸気冷却によって、発生トルクが向上する（空気利用率が向上する）と共に、ノッキング回避性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は本実施形態を示す燃焼室の正面図、図２は燃料噴射弁の先端部の断面図、図３は燃料噴射弁の先端部の噴孔配置図である。
筒内直噴型のエンジン１の燃焼室３の上部に吸気バルブ５が配置されている。燃焼室３の吸気バルブ５側の側部には、燃焼室３内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁７が斜め下向きに配置されている。
【０００８】
燃料噴射弁７は、図２に示すように、弁ハウジング９と、弁ハウジング９の内周壁との間に燃料通路１１を形成しつつ弁ハウジング９内に上下動自在に嵌挿された弁体１３と、を備えている。
なお、燃料噴射弁７は、電圧を印加されたピエゾ素子（図示せず）の歪みによって、弁体１３を閉弁状態から図示上方へリフトさせるように構成されている。
【０００９】
弁ハウジング９の先端部の壁を貫通して、図２および図３に示すように、燃焼室３の上側（図示左側）から、第１列の噴孔、第２列の噴孔、第３列の噴孔、第４列の噴孔、が形成されている。
第１列の噴孔は、２つの噴孔Ａ１、Ａ１からなり、これにより形成される噴霧Ｆ１を図１に示すように、燃焼室３の上部を指向している。
【００１０】
第２列の噴孔は、４つの噴孔Ａ２、Ａ２、Ａ２、Ａ２からなり、これにより形成される噴霧Ｆ２を図１に示すように、第１列の噴孔の噴霧Ｆ１より下方位置を指向している。
第３列の噴孔は、３つの噴孔Ａ３、Ａ３、Ａ３からなり、これにより形成される噴霧Ｆ３を図１に示すように、第２列の噴孔の噴霧Ｆ２より下方位置を指向している。
第４列の噴孔は、２つの噴孔Ａ４、Ａ４からなり、これにより形成される噴霧Ｆ４を図１に示すように、第３列の噴孔の噴霧Ｆ３より下方位置、すなわちピストン１５の冠面を指向している。
【００１１】
なお、噴孔Ａ１〜Ａ４は、弁ハウジング９の先端部の壁を貫通する長さが同一に形成されている。
弁ハウジング９の先端部内壁には、燃焼室３の上側から、燃焼室３のシリンダ軸方向と直交する方向に延びた３列の突起１２ａ、１２ｂ、１２ｃが設けられ、これら各突起１２ａ〜１２ｃによって、燃焼室３の上下の指向方向が異なる噴孔列Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４間が仕切られている。
【００１２】
これにより、弁ハウジング９の内周壁１４と該内周壁１４に隣接する突起１２ａ、１２ｃとの間、および、隣接する突起１２ａ、１２ｂの間、隣接する突起１２ｂ、１２ｃの間、には、燃焼室３の上側から、それぞれ、上下の指向方向が同一である噴孔同士が開口されたサック室９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが形成されている。
一方、弁体１３の先端壁には、弁体１３のリフト量に応じてサック室９ａ〜９ｄに対して上下方向に出没可能なように、サック室９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの形状に沿って、夫々、突起１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが形成されている。なお、図４は突起１３ａ〜１３ｄを弁体１３の先端部側（下方）から見た図である。
【００１３】
弁体１３が閉弁状態から図２の図示上方へリフトするのに伴って、弁体１３の突起と、弁ハウジング９の突起と、の間で、上下方向の摺動が生じ、摺動中は、摺動面相互でサック室のシール機能を有する。
ここで、突起１３ｂの図示左壁面と、サック室９ｂの左壁面と、の摺動距離はａ１とする。
【００１４】
同様に、突起１３ｃの左壁面と、サック室９ｃの左壁面と、の摺動距離はｂ１とする。
同様に、突起１３ｃの右壁面と、サック室９ｃの右壁面と、の摺動距離はｃ１とする。
同様に、突起１３ｄの右壁面と、サック室９ｄの右壁面と、の摺動距離はｄ１とする。
これらａ１〜ｄ１の間の関係は、ａ１＜ｂ１＜ｃ１＝ｄ１とする。なお、サック室９ｂの右壁面の高さは、ｂ１以下とする。
【００１５】
次に、第１列の噴孔Ａ１〜第４列の噴孔Ａ４の燃料噴射形態について、図５〜図７を参照して説明する。
図５は、弁体のリフトパターンおよび各噴孔列の燃料噴射パターンを示す図、図６は、各噴孔列への燃料圧送の模式図、図７は、吸気渦流および噴霧の形成過程を示す図である。
【００１６】
なお、図５の線Ｌ１は、本実施形態の弁体１３のリフトパターンを示し、図５の線Ｌ０は、従来の形態における弁体のリフトパターンの一例を示す。該従来例は、時間差なく同時に各噴孔列から燃料噴射を開始するものである。
また、図７（ａ）は本実施形態、同図（ｂ）は上記従来例の吸気渦流および噴霧の形成過程を示しており、いずれも図示上側から下側へ向かって時間が経過している。図７（ｂ）においては、本実施形態と共通の構成要素には、本実施形態と同一の符号に「’」を付している。
【００１７】
弁体１３の閉弁状態では、図６（ａ）に示すように、突起１３ａ，１３ｄは、夫々、サック室９ａ，９ｄに挿入され、弁体１３の外周面に沿って燃料を充填した燃料通路１１と、サック室９ａ，９ｄと、の連通が遮断されている。これにより、サック室９ａ，９ｄより内側に位置するサック室９ｂ，９ｃも、燃料通路１１との連通が遮断されている。したがって、噴孔Ａ１〜Ａ４のいずれからも燃料は噴射せず、噴霧Ｆ１〜Ｆ４は未形成である。
【００１８】
そして、図５に示す線Ｌ１のパターンで、弁体１３が、突起１３ａ〜１３ｄと共に、閉弁状態（リフト量ゼロ）から一定速度で上方へのリフトを開始する（ＩＴｓｔａｒｔ）と同時に、図６（ｂ）に示すように、サック室９ａが燃料通路１１と連通する。これにより、燃料通路１１の燃料がサック室９ａを介して各噴孔Ａ１へ圧送され、各噴孔Ａ１は、図５に斜線で示すエリアＥ１の面積に相当する量の燃料を、パルス幅Ｔ１で噴射し、噴霧Ｆ１を形成する。
【００１９】
次に、図６（ｃ）に示すように、弁体１３の閉弁状態からのリフト量が、突起１３ｂの左壁面とサック室９ｂの左壁面との摺動距離ａ１を超え、突起１３ｂの左壁面がサック室９ｂの左壁面に対して上方へ離間して間隙が形成されると、該間隙を介して、サック室９ｂがサック室９ａと連通する。これにより、サック室９ａの燃料がサック室９ｂを介して各噴孔Ａ２へ圧送され、各噴孔Ａ２は、図５に斜線で示すエリアＥ２の面積に相当する量の燃料を、パルス幅Ｔ２で噴射し、噴霧Ｆ２を形成する。
【００２０】
その後、図６（ｄ）に示すように、上記リフト量が、突起１３ｃの左壁面とサック室９ｃの左壁面との摺動距離ｂ１を超え、突起１３ｃの左壁面がサック室９ｃの左壁面に対して上方へ離間して間隙が形成されると、該間隙を介して、サック室９ｃがサック室９ｂと連通する。これにより、サック室９ｂの燃料がサック室９ｃを介して各噴孔Ａ３へ圧送され、各噴孔Ａ３は、図５に斜線で示すエリアＥ３の面積に相当する量の燃料を、パルス幅Ｔ３で噴射し、噴霧Ｆ３を形成する。
【００２１】
最後に、図６（ｅ）に示すように、上記リフト量が、突起１３ｃの右壁面とサック室９ｃの右壁面との摺動距離ｃ１を超え、突起１３ｃの右壁面がサック室９ｃの右壁面に対して上方へ離間して間隙が形成されると、該間隙を介して、サック室９ｄがサック室９ｃと連通する。これと共に、サック室９ｄの右壁面の高さは、サック室９ｃの右壁面の高さと等しいため（ｃ１＝ｄ１）、突起１３ｄの右壁面がサック室９ｄの右壁面に対して上方へ離間して間隙が形成され、該間隙を介して、サック室９ｄは、燃料通路１１（弁体１３より図示右側部分）と直接連通する。これにより、サック室９ｃの燃料がサック室９ｄを介して各噴孔Ａ４へ圧送されると共に、燃料通路１１の燃料がサック室９ｄを介して各噴孔Ａ４へ圧送され、各噴孔Ａ４は、図５に斜線で示すエリアＥ４の面積に相当する量の燃料を、パルス幅Ｔ４で噴射し、噴霧Ｆ４を形成する。
【００２２】
弁体１３は、図５の線Ｌ１に示すように、第４列の噴孔Ａ４の燃料噴射開始後で、第１列の噴孔Ａ１の燃料噴射から期間ｔ１の経過後に、上方へのリフトを停止し、リフト停止から一定期間経過後、一定速度で、閉弁状態へと戻る。そして、弁体１３が閉弁状態（リフト量ゼロ）に戻ると、第１列の噴孔Ａ１〜第４列の噴孔Ａ４すべての燃料噴射が停止する（ＩＴｅｎｄ）。
【００２３】
なお、上記噴孔Ａ１〜噴孔Ａ４の燃料噴射停止のタイミングは、着火前に燃料の気化時間を十分に確保するため、ピストン１５の上死点よりクランク角で１１０〜１３０度ほど遅らせるのがよい。
このように、所定の時間差を有して（弁体１３の異なるリフト量で）、第１列の噴孔Ａ１〜第４列の噴孔Ａ４が燃料噴射を開始し、燃焼室３内に噴霧Ｆ１〜Ｆ４を形成する。
【００２４】
燃焼室３の上方を指向する第１列の噴孔Ａ１から燃焼室３の下方を指向する第４列の噴孔Ａ４へ順次時間差を有して燃料噴射が開始されることにより、図７（ｂ）に示す上記従来例と比べて、ピストン１５の冠面への噴霧の衝突が抑制され、噴霧のピストン１５の冠面からの受熱量が低減する一方、空気からの受熱量が増え、燃焼室３内の空気温度を、気化潜熱によって十分に低下可能となる（空気利用率向上）。これにより、図８に示すように、本実施形態（線Ｘ）では、上記従来例（線Ｙ）と比べて、吸気冷却によって、発生トルクが向上すると共に、ノッキング回避性能が向上する。
【００２５】
一方、図７（ａ）に示すように、高回転時または高負荷時には、燃焼室３の上方から下方へと旋回する吸気渦流Ｔが、第１列の噴孔Ａ１の指向領域、第２列の噴孔Ａ２の指向領域、第３列の噴孔Ａ３の指向領域、第４列の噴孔Ａ４の指向領域、の順に到達する。したがって、噴孔Ａ１〜噴孔Ａ４が、吸気渦流Ｔの生成過程にて、上述のように所定の時間差を有して燃料噴射を開始すれば、各噴霧Ｆ１〜Ｆ４を吸気渦流Ｔに確実に衝突させることができる。
【００２６】
上記吸気渦流Ｔへの噴霧Ｆ１〜Ｆ４の衝突により、ピストン１５の冠面への噴霧の衝突がさらに抑制され、燃焼室３内の空気温度をより低下できる。
また、第１列の噴孔Ａ１〜第４列の噴孔Ａ４の燃料噴射量は、各噴孔列ごとの噴孔径によって設定可能である。したがって、各噴孔列間の燃料噴射量の比率制御のために、特許文献１に記載のような弁体のリフト量制御を行う必要はなく、コストを低減できる。
【００２７】
ここで、第２列の噴孔Ａ２および第３列の噴孔Ａ３は、第１列の噴孔Ａ１および第４列の噴孔Ａ４より大径に形成し、第２列および第３列は、第１列および第４列より噴孔の有効開口面積の合計値を大きくするのが望ましいが、これは以下のような理由による。
第２列の噴孔Ａ２および第３列の噴孔Ａ３の燃料噴射開始時から着火時までの期間は、噴霧を十分に気化できるように、十分に長く設定されている。また、第２列の噴孔Ａ２および第３列の噴孔Ａ３の指向方向は、高回転時または高負荷時に、燃焼室３の上方から下方へと旋回する生成過程の吸気渦流Ｔ（図１）が十分に発達する領域とされている。
【００２８】
以上のような特徴を有する第２列の噴孔Ａ２および第３列の噴孔Ａ３にて、燃料噴射量を多く確保できれば、より燃焼性能を向上させることができる。このため、第２列の噴孔Ａ２および第３列の噴孔Ａ３にて、有効開口面積の合計値を大きくするのが望ましい。
なお、第２列の噴孔Ａ２は、第３列の噴孔Ａ３よりも燃料噴射開始時から着火時までの期間が長いため、第３列の噴孔Ａ３よりも有効開口面積の合計値を大きくするのが望ましい。
【００２９】
燃料噴射弁７において上記従来例と同等の燃料流量を確保するには、各噴孔列ごとの有効開口面積の合計値を以下のように設定するとよい。
上記従来例において、各噴孔の有効開口面積の合計値をＳ０、燃料噴射のパルス幅をＴ０、インジェクタの必要な燃料流量をＱａ０とすると、Ｑａ０＝Ｓ０×Ｔ０となる。
一方、本実施形態で、各噴孔列について、夫々、噴孔の有効開口面積の合計値を夫々Ｓ１〜Ｓ４、燃料噴射のパルス幅を夫々Ｔ１〜Ｔ４とし、燃料噴射弁７の必要な燃料流量をＱａ１（図５のエリアＥ１〜Ｅ４の合計面積に相当）とすると、Ｑａ１＝（Ｓ１×Ｔ１）＋（Ｓ２×Ｔ２）＋（Ｓ３×Ｔ３）＋（Ｓ４×Ｔ４）となる。
【００３０】
ここで、Ｑａ０＝Ｑａ１となるようにＳ１〜Ｓ４およびＴ１〜Ｔ４の値を調整すれば、燃料噴射弁７において、上記従来例と同等の燃料流量を確保できる。
なお、噴孔Ａ１の燃料噴射パルス幅Ｔ１は、上記従来例の燃料噴射のパルス幅Ｔ０以下とする。
本実施形態の燃料噴射弁７では、上述のように、ピエゾ素子の歪みによって弁体１３を閉弁状態からリフトさせることで、弁体１３のリフト速度を上記従来例よりも低下させているが、これは以下のような理由による。
【００３１】
図５によれば、上記従来例（線Ｌ０）は、本実施形態（線Ｌ１）と比べて、弁体の閉弁状態からのリフト開始（燃料噴射開始）からリフト停止までの期間が短く（ｔ１＞ｔ０）、弁体の閉弁状態からのリフト速度も大きい（期間ｔ０の線Ｌ０の傾きは、期間ｔ１の線Ｌ１の傾きより大きい）。
上記従来例のような大きなリフト速度で、本実施形態の弁体１３を閉弁状態から上方へリフトさせると、各噴孔列の燃料噴射開始の時間差が小さくなり、燃焼室３内で吸気渦流Ｔが未到達であるピストン１５の冠面へ向けて燃料が噴射され、燃料噴霧のピストン１５の冠面からの受熱量が増大する懸念がある。
【００３２】
このため、本実施形態では、弁体１３のリフト速度を上記従来例よりも低下させ、上記燃料噴射開始の時間差を最適化し、燃料の各噴霧Ｆ１〜Ｆ４を吸気渦流Ｔへ確実に衝突させている。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態では、図９に示すように、サック室９ａ〜９ｄは、図示上下方向（弁体１３のリフト方向）に対して傾斜する壁面と、上下方向と平行な壁面と、を交互に連ねて形成されている。なお、前記第１実施形態同様、弁体１３の突起１３ａ〜１３ｄも、サック室９ａ〜９ｄの形状に沿った形状を有している。
【００３３】
ここで、いずれも上下方向と平行な壁面である突起１３ａの図示右壁面と、サック室９ａの右壁面と、の摺動距離はａ２とする。
同様に、突起１３ｂの右壁面と、サック室９ｂの右壁面と、の摺動距離はｂ２とする。
同様に、突起１３ｃの右壁面と、サック室９ｃの右壁面と、の摺動距離はｃ２とする。
同様に、突起１３ｄの右壁面と、サック室９ｄの右壁面と、の摺動距離はｄ２とする。
【００３４】
そして、前記第１実施形態と同様、所定の時間差を有して、第１列の噴孔Ａ１〜第４列の噴孔Ａ４を燃料通路１１と連通させるため、ａ２＜ｂ２＜ｃ２＝ｄ２とする。
本実施形態により、簡易な弁ハウジング９の先端部の内壁形状によって、噴孔が弁ハウジング９の先端部を貫通する長さを、第１列＜第２列＜第３列＜第４列とし、噴霧Ｆ１〜Ｆ４の貫徹力に差を与えることができる。
【００３５】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態では、図１０に示すように、弁体１３の先端部の突起１３ｂ、１３ｃに対し、弁体１３のリフト方向（図示上方向）に凹む２本の溝通路（後述）を形成している。
弁体１３の先端部の図示左側の外周部は、弁体１３の上部よりも径が減少し、これにより、弁ハウジング９の内周壁１４との間に、通路１７を形成している。通路１７の上端面をｄで示す。
【００３６】
溝通路１８は、突起１３ｂに対し、該突起１３ｂが出没するサック室９ｂおよび第２列の各噴孔Ａ２と連通して形成され、両端部を弁体１３の外周に開放させている。溝通路１８の上端面をｅで示す。
溝通路１９は、突起１３ｃに対し、該突起１３ｃが出没するサック室９ｃおよび第３列の各噴孔Ａ３と連通して形成され、両端部を弁体１３の外周に開放させている。溝通路１９の上端面をｆで示す。
【００３７】
弁体１３の先端部の図示右側の外周部は、弁体１３の上部よりも径が減少し、これにより、弁ハウジング９の内周壁１４との間に、通路２０を形成している。通路２０の上端面をｇで示す。
ここで、図示上下方向の高さは、ｄ≧ｅ≧ｆ≧ｇとする。
また、突起１３ａの図示右壁面と、サック室９ａの右壁面と、の摺動距離はａ３とする。
【００３８】
同様に、突起１３ｂの右壁面と、サック室９ｂの右壁面と、の摺動距離はｂ３とする。
同様に、突起１３ｃの右壁面と、サック室９ｃの右壁面と、の摺動距離はｃ３とする。
そして、前記第１，２実施形態と同様、所定の時間差を有して、第１列の噴孔Ａ１〜第４列の噴孔Ａ４を燃料通路１１と連通させるため、ａ３≦ｂ３≦ｃ３とする。
弁ハウジング９の内径は、線Ｓの位置より上側が下側よりも大径であり、これにより、燃料通路１１には、弁体１３の周囲に線Ｓの位置を底部とする燃料溜り１１ａが形成されている。なお、弁体１３の閉弁状態では、通路１７は、上端面ｄが燃料溜り１１ａの底部より上方に位置し、燃料溜り１１ａと連通している。
【００３９】
弁体１３の閉弁状態では、溝通路１８，１９は、燃料通路１１との連通およびこれら溝通路１８，１９同士の相互連通を遮断されている。一方、通路１７は、第１列の各噴孔Ａ１との連通が遮断され、燃料通路１１と連通して燃料を充填させている。また、通路２０は、燃料通路１１との連通が遮断されている。
そして、弁体１３が、閉弁状態から上方へのリフトを開始すると同時に、サック室９ａ（各噴孔Ａ１）が通路１７と連通し、第１列の各噴孔Ａ１は燃料噴射を開始する。
【００４０】
その後、弁体１３の閉弁状態からのリフト量が、突起１３ａの右壁面とサック室９ａの右壁面との摺動距離ａ３を超えると、サック室９ｂがサック室９ａと連通し、第２列の各噴孔Ａ２は燃料噴射を開始する。
一方、第２列の各噴孔Ａ２の燃料噴射開始と同時または直後に、溝通路１８の上端部ｅが、燃料溜り１１ａの底部の位置（線Ｓ）より上方に到達し、溝通路１８と燃料通路１１とが直接連通する。したがって、サック室９ｂには、燃料が燃料通路１１からも直接圧送され、第２列の各噴孔Ａ２からは、より多くの燃料が、迅速に（高い応答性で）噴射される。
【００４１】
その後、弁体１３の閉弁状態からのリフト量が、突起１３ｂの右壁面とサック室９ｂの右壁面との摺動距離ｂ３を超えると、サック室９ｃがサック室９ｂと連通し、第３列の各噴孔Ａ３は燃料噴射を開始する。
一方、第３列の各噴孔Ａ３の燃料噴射開始と同時または直後に、溝通路１９の上端部ｆが、燃料溜り１１ａの底部の位置（線Ｓ）より上方に到達し、溝通路１９と燃料通路１１とが直接連通する。したがって、サック室９ｃには、燃料が燃料通路１１からも直接圧送され、第３列の各噴孔Ａ３からは、より多くの燃料が、迅速に（弁体１３のリフトに対して高い応答性で）噴射される。
【００４２】
最後に、弁体１３の閉弁状態からのリフト量が、突起１３ｃの右壁面とサック室９ｃの右壁面との摺動距離ｃ３を超えると、サック室９ｄがサック室９ｃと連通すると共に、通路２０も燃料通路１１（弁体１３より図示右側部分）と連通し、すなわちサック室９ｄが燃料通路１１と直接連通し、第４列の各噴孔Ａ４は燃料噴射を開始する。
なお、溝通路１８、溝通路１９、通路２０の順に燃料通路１１と連通するのは、図示上下方向の高さがｅ≧ｆ≧ｇであることによる。
【００４３】
このように、本実施形態では、第２列の各噴孔Ａ２および第３列の各噴孔Ａ３において、燃料溜り１１ａから直接溝通路１８，１９へ流入した燃料が加わって噴射されるため、第２列の噴孔Ａ２および第３列の噴孔Ａ３において、燃料噴射量を多く確保できると共に、迅速に（弁体１３のリフトに対して高い応答性で）燃料噴射が可能となる。
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
【００４４】
本実施形態では、図１１（ａ）に示すように、弁体１３が、本体ブロック２３と、本体ブロック２３に対して異なる所定量ずつ図示上下方向（弁体１３のリフト方向）に移動可能に組み込まれる複数の片ブロック２４、２５、２６と、で構成されている。なお、弁ハウジング９の先端部の内壁面は、上述のようなサック室を形成しておらず、半球面状に形成されている。
【００４５】
図１１（ａ）において、図示左側から、本体ブロック２３、片ブロック２４、片ブロック２５、片ブロック２６が並んで組み立てられている。
本体ブロック２３は、図示右向きの壁面２３ａと、壁面２３ａの下端縁から右方へ延びる上向きの壁面２３ｂと、壁面２３ｂの右端縁から下方へ延びる右向きの壁面２３ｃと、を備えている。
【００４６】
片ブロック２４は、左向きの壁面２４ａと、壁面２４ａの下端縁から右方へ延びる下向きの壁面２４ｂと、壁面２４ｂの右端縁から下方へ延びる左向きの壁面２４ｃと、を備えている。
また、片ブロック２４は、右向きの壁面２４ｄと、壁面２４ｄの下端縁から右方へ延びる上向きの壁面２４ｅと、壁面２４ｅの右端縁から下方へ延びる右向きの壁面２４ｆと、を備えている。
【００４７】
片ブロック２５は、左向きの壁面２５ａと、壁面２５ａの下端縁から右方へ延びる下向きの壁面２５ｂと、壁面２５ｂの右端縁から下方へ延びる左向きの壁面２５ｃと、を備えている。
また、片ブロック２５は、右向きの壁面２５ｄと、壁面２５ｄの下端縁から右方へ延びる上向きの壁面２５ｅと、壁面２５ｅの右端縁から下方へ延びる右向きの壁面２５ｆと、を備えている。
【００４８】
片ブロック２６は、左向きの壁面２６ａと、壁面２６ａの下端縁から右方へ延びる下向きの壁面２６ｂと、壁面２６ｂの右端縁から下方へ延びる左向きの壁面２６ｃと、を備えている。
また、片ブロック２６の右壁面を切り欠いて、第４列の噴孔Ａ４の配列方向に延びる溝３０が形成されている。
【００４９】
一方、図示右側から溝３０内へ向けて、溝３０に対して上下方向に相対移動可能なように、本体ブロック２３に対して一体形成された突起３２が突出している。
本体ブロック２３の先端部は、弁体１３の閉弁状態では、図１１（ａ）に示すように、第１列の各噴孔Ａ１の上流端部を塞ぎ、各噴孔Ａ１と燃料通路１１との連通を遮断している。
【００５０】
片ブロック２４の先端部は、弁体１３の閉弁状態では、第２列の各噴孔Ａ２の上流端部を塞ぎ、各噴孔Ａ２と燃料通路１１との連通を遮断している。ここで、壁面２４ｂが本体ブロック２３の壁面２３ｂに対して上方へ離間する距離は、ａ４とする。
片ブロック２５の先端部は、弁体１３の閉弁状態では、第３列の各噴孔Ａ３の上流端部を塞ぎ、各噴孔Ａ３と燃料通路１１との連通を遮断している。ここで、壁面２５ｂが片ブロック２４の壁面２４ｅに対して上方へ離間する距離は、ｂ４とする。
【００５１】
片ブロック２６の先端部は、弁体１３の閉弁状態では、第４列の各噴孔Ａ４の上流端部を塞ぎ、各噴孔Ａ４と燃料通路１１との連通を遮断している。ここで、壁面２６ｂが片ブロック２５の壁面２５ｅに対して上方へ離間する距離は、ｃ４とし、溝３０の上面３０ａが突起３２に対して上方へ離間する距離は、ｄ４とする。
上記距離ａ４〜ｄ４の関係は、ｄ４＞ａ４＋ｂ４＋ｃ４とする。ただし、ａ４，ｂ４，ｃ４はいずれも０ではないものとする。
【００５２】
上述のように、弁体１３の閉弁状態では、図１１（ａ）に示すように、第１列の各噴孔Ａ１〜第４列の各噴孔Ａ４は、いずれも燃料通路１１との連通が遮断され、燃料を噴射せず、噴霧Ｆ１〜Ｆ４は未形成である。
そして、弁体１３すなわち本体ブロック２３が閉弁状態から上方へのリフトを開始すると同時に、第１列の各噴孔Ａ１が開かれて燃料通路１１と連通する。これにより、燃料通路１１の燃料が第１列の各噴孔Ａ１へ圧送され、各噴孔Ａ１は、燃料噴射を開始する。
【００５３】
次に、本体ブロック２３の閉弁状態からのリフト量がａ４を超えると、壁面２４ｂは壁面２３ｂによって上方へ押圧され、片ブロック２４は上方へ吊り上げられ、第２列の各噴孔Ａ２が開かれて燃料通路１１と連通する。これにより、燃料通路１１の燃料が第２列の各噴孔Ａ２へ圧送され、各噴孔Ａ２は、燃料噴射を開始する。
その後、上記リフト量がａ４＋ｂ４を超えると、壁面２５ｂは壁面２４ｅによって上方へ押圧され、片ブロック２５は上方へ吊り上げられ、第３列の各噴孔Ａ３が開かれて燃料通路１１と連通する。これにより、燃料通路１１の燃料が第３列の各噴孔Ａ３へ圧送され、各噴孔Ａ３は、燃料噴射を開始する。
【００５４】
最後に、上記リフト量がａ４＋ｂ４＋ｃ４を超えると、図１１（ｂ）に示すように、壁面２６ｂは壁面２５ｅによって上方へ押圧され、片ブロック２６は上方へ吊り上げられ、第４列の各噴孔Ａ４が開かれて左側（噴孔Ａ１側）の燃料通路１１と連通する。これと共に、第４列の各噴孔Ａ４は、右側（噴孔Ａ４側）の燃料通路１１とも直接連通する。これにより、燃料通路１１の燃料が第４列の各噴孔Ａ４へ圧送され、各噴孔Ａ４は、燃料噴射を開始する。
【００５５】
このように、弁体１３を複数のブロックの組み立てによって構成しても、所定の時間差を有して、各ブロックを吊り上げ、第１列の噴孔Ａ１〜第４列の噴孔Ａ４からの燃料噴射を開始することができる。
本発明は、上記実施形態に限られず、以下のような構成としてもよい。
上記の実施形態では、第１列〜第４列において、噴孔の数は、それぞれ２つ、４つ、２つ、３つとしたが、上記以外の数としてもよい。
【００５６】
また、上記の実施形態では、噴孔の列は、４列としたが、３列としてもよく、あるいは５列以上としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態を示す燃焼室の正面図
【図２】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁の先端部の断面図
【図３】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁の先端部の噴孔配置図
【図４】本発明の第１実施形態に係る弁体の突起を弁体の先端部側から見た図
【図５】本発明の第１実施形態における弁体のリフトパターンおよび各噴孔列の燃料噴射パターンを示す図
【図６】本発明の第１実施形態に係る各噴孔列への燃料圧送の模式図
【図７】本発明の第１実施形態および従来例における吸気渦流および噴霧の形成過程を示す図
【図８】本発明の第１実施形態における発生トルク向上効果の説明図
【図９】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁の先端部の断面図
【図１０】本発明の第３実施形態に係る燃料噴射弁の先端部の断面図
【図１１】本発明の第４実施形態に係る燃料噴射弁の先端部の断面図
【符号の説明】
【００５８】
１      エンジン
３      燃焼室
５      吸気バルブ
７      燃料噴射弁
９      弁ハウジング
９ａ    サック室
９ｂ    サック室
９ｃ    サック室
９ｄ    サック室
１１    燃料通路
１２ａ  突起
１２ｂ  突起
１２ｃ  突起
１３    弁体
１３ａ  突起
１３ｂ  突起
１３ｃ  突起
１３ｄ  突起
１５    ピストン
１８    溝通路
１９    溝通路
２３    本体ブロック
２４    片ブロック
２５    片ブロック
２６    片ブロック
Ａ１    第１列の噴孔
Ａ２    第２列の噴孔
Ａ３    第３列の噴孔
Ａ４    第４列の噴孔
Ｆ１    噴霧
Ｆ２    噴霧
Ｆ３    噴霧
Ｆ４    噴霧
【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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