(57)【要約】【課題】シート磨耗を悪化させることなく、シール特性を向上させ、また、弁体の開弁初期の微小リフト時に、微小隙間を流れる流体供給を容易にして良好な噴霧微粒化を得、微小量噴射時の精度向上が可能な燃料噴射ノズル１を提供する。【解決手段】ノズルボディ９の円錐形の弁座２２に設けられた第１噴孔７の開口部の上流側に第１シール部Ｓ１と、開口部の下流側に第２シール部Ｓ２とを有する２点シール構造のシール部を設け、第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２との間に、高圧流体が第１噴孔７へ流入するのを遮断するように第１弁体１０と弁座２２とを当接させた時に、第１弁体１０と弁座２２とが面状に当接する当接部Ａと、開口部と第１シール部Ｓ１との間、あるいは、開口部と第２シール部Ｓ２との間、の少なくとも一方に、内部に高圧流体を貯留する貯留室Ｑと、当接部Ａを通じ、貯留室Ｑと開口部との間を高圧流体が流通する連通路Ｒとを設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔が形成されるノズルボディと、
前記ノズルボディの内部に移動可能に収容される弁体とを備え、
前記弁体と前記ノズルボディとの当接または離間により、前記噴孔を開閉して高圧流体が前記噴孔へ流入するのを遮断または許容するシール部としての機能を具備し、
前記シール部が、前記噴孔の開口部の上流側に設けられる第１シール部と前記開口部の下流側に設けられる第２シール部とを有する流体噴射ノズルにおいて、
前記弁体は、前記ノズルボディに当接した時に、前記第１シール部と前記第２シール部との間で前記弁体と前記ノズルボディとが面状に当接する当接部を有し、
前記弁体が前記ノズルボディに当接した時に、内部に高圧流体を貯留する貯留室が、前記第１シール部と前記開口部との間、あるいは、前記第２シール部と前記開口部との間、の少なくとも一方に形成されることを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射ノズルにおいて、
前記当接部は、前記弁体と前記ノズルボディとが初期当接した時に、前記当接部と前記ノズルボディとの間に僅かな隙間が形成され、
初期当接の後、さらに前記弁体が前記ノズルボディに接近して前記ノズルボディに安定当接した時に、前記弁体と前記ノズルボディとが面状に当接するように形成されることを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流体噴射ノズルにおいて、
前記貯留室は、
前記第１シール部と前記開口部との間に設けられる上流貯留室と、
前記第２シール部と前記開口部との間に設けられる下流貯留室と、を有することを特徴
とする流体噴射ノズル。
【請求項４】
請求項３に記載の流体噴射ノズルにおいて、
前記上流貯留室の貯留容積と前記下流貯留室の貯留容積とは、略同容積に設定されることを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の流体噴射ノズルにおいて、
高圧流体が前記噴孔へ流入するのを遮断するように前記弁体と前記ノズルボディとを当接させた時に、前記当接部を通じ、前記貯留室と前記開口部との間を高圧流体が流通する連通路を有することを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項６】
請求項５に記載の流体噴射ノズルにおいて、
前記当接部と前記連通路とは、隣り合って交互に複数組配設されることを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項７】
請求項６に記載の流体噴射ノズルにおいて、
前記連通路は、前記弁体の軸方向線に対して傾斜して設けられることを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の流体噴射ノズルにおいて、
前記当接部は、高圧流体が前記噴孔へ流入するのを遮断するように前記弁体と前記ノズルボディとを当接させた時に、前記弁体の軸方向位置における前記開口部が設けられるその全開口部を含む全周に渡る領域のみにて前記弁体と前記ノズルボディとを当接状態とし、かつ、前記弁体が前記開口部の全開口断面のうち、一部の開口断面を閉塞するように設けられ、
前記第１シール部および前記第２シール部との間における、前記当接部が設けられる以外の領域が前記貯留室になるように形成されることを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項９】
請求項６または請求項７に記載の流体噴射ノズルにおいて、
前記当接部は、高圧流体が前記噴孔へ流入するのを遮断するように前記弁体と前記ノズルボディとを当接させた時に、前記弁体の軸方向位置における前記開口部が設けられるその全開口部を含む全周に渡る領域にて前記弁体と前記ノズルボディとを非当接状態とし、かつ、前記弁体が前記開口部の全開口断面を閉塞しないように形成されることを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項１０】
請求項１に記載の流体噴射ノズルにおいて、
前記弁体は、前記噴孔の中で先に開放される第１噴孔を開閉する第１弁体と、
前記第１弁体に収容され、前記第１弁体と同軸方向に移動して、前記第１噴孔よりも後に開放される第２噴孔を開閉する第２弁体とからなり、
前記第１弁体が前記当接部を有し、
前記第１弁体が前記ノズルボディに当接した時に、前記貯留室が形成されることを特徴とする流体噴射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
〔従来の技術〕
流体噴射ノズルは、流体を噴霧微粒化して噴射供給を行うものであり、種々の産業分野で使用されている。自動車関連分野では、流体として燃料を使用する内燃機関の燃料噴射装置の燃料噴射弁に広く適用されている。近年、環境改善のために内燃機関（以下、エンジンという）の排気ガスの規制が年々強化されており、ＰＭ排出量、ＮＯｘ排出量およびＣＯ２排出量の低減が課題として開発が進められている。
【０００３】
特に、ディーゼルエンジンは、この課題に対し、噴射流体の高圧化、多段噴射化等の対応が検討され、多段噴射化対応では、燃料噴射弁は開閉弁の応答性向上による多段噴射間隔の短縮化、および多段噴射時に使用する微少量噴射の精度向上など精密制御技術の向上が求められている。
【０００４】
従来から、ディーゼルエンジンでは、エンジンの低回転域での噴霧微粒化や、高回転域での短期間多量噴射などに対応するため、可変噴孔式の燃料噴射ノズルが用いられている。可変噴孔式の燃料噴射ノズルとは、少なくとも先後２段階に分けて順次に開放される複数の噴孔を有し、噴射量に応じて開放する噴孔数を変えることができるものである。
【０００５】
従来の可変噴孔式の燃料噴射ノズル１１０（以下、ノズル１１０と呼ぶ）は、図７に示すように、内部に案内孔１２３が形成されたノズルボディ１０３を有しており、この案内孔１２３の燃焼室側の端部が弁座１２２によって制限され、この弁座１２２には少なくとも１つの噴孔１０１が形成され、さらに、弁中空ニードル１０４を有しており、この弁中空ニードル１０４が案内孔１２３内で長手方向にリフト可能に配置されており、かつ、弁中空ニードル１０４の弁座１２２に面した端部１３０が弁シール面１２８を形成しており、この弁シール面１２８には噴孔１０１の上流側の第１シール域１２４および下流側の第２シール域１２５が形成されており、弁中空ニードル１０４が弁座１２２に当接（着座）すると、第１、第２シール域１２４、１２５と弁シール面１２８とは弁座１２２との間にシール部Ｓ１１、Ｓ１２を形成して２点シール構造を構成し、噴孔１０１へ高圧燃料が流入するのを遮断するようになっている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
特許文献１に開示されるノズル１１０では、図７に示すように、弁シール面１２８に３つの円錐面が形成され、各円錐面の頂点に向う円錐角度は互いに異なる角度にて形成され、各円錐面の移行部には縁部が形成される。この縁部が第１、第２シール域１２４、１２５を構成し、第１、第２シール域１２４、１２５の間には、例えば、特許文献２に開示されるような円環状の環状溝構造を備えるのでなく、円錐面状のままで当接部を形成し、当接部が弁シール面１２８をなし、弁シール面１２８のシール面圧を低下させ、所定のシール面圧に抑えて、シールを得るとともに、過剰な磨耗が阻止されるとしている。
【０００７】
〔従来技術の不具合〕
しかし、シール面圧を低下させシート磨耗の抑制が容易となるものの、弁シール面１２８にて噴孔１０１を塞ぐ面シール構造では、弁中空ニードル１０４の開弁初期の微小リフト時に、微小隙間を通過する燃料の流通抵抗が大きくなって、結果、噴孔１０１へ流入する燃料圧力を低下させてしまい、開口部に流入する高圧燃料が不十分となって良好な噴霧微粒化が得られないという問題がある。
【特許文献１】特表２００５−５３００９１号公報
【特許文献２】特表２００６−５０５７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
弁座に当接する弁体の端部に、異なる円錐角度の円錐面の移行部に形成される縁部をシート部として噴孔の上流側の第１シール域と下流側の第２シール域とを形成してシールする２点シール構造の流体噴射ノズルにおいて、経時的なシート磨耗を抑制するために、噴孔を塞ぐ面状の当接部からなる弁シール面を第１シール域と第２シール域との間に形成して、噴孔に当接してシール面圧を低下させたのでは、開弁初期の微小リフト時において、微小隙間を通過する流体の流通抵抗が大きくなり、開口部に流入する高圧流体が不十分となって、良好な噴霧微粒化が得られず問題である。よって、シート磨耗は抑制しつつ、高シール性は確保して、開弁初期の微小リフト時において、良好な噴霧微粒化が得られて微小量噴射の精度向上を図ることができる流体噴射ノズルの提供が課題となる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、シート磨耗を悪化させることなく、シール特性を向上させ、また、弁体の開弁初期の微小リフト時に、微小隙間を流れる流体供給を容易にして良好な噴霧微粒化を得、微小量噴射時の精度向上が可能な流体噴射ノズルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の手段によれば、噴孔が形成されるノズルボディと、ノズルボディの内部に移動可能に収容される弁体とを備え、弁体とノズルボディとの当接または離間により、噴孔を開閉して高圧流体が噴孔へ流入するのを遮断または許容するシール部としての機能を具備し、シール部が、噴孔の開口部の上流側に設けられる第１シール部と開口部の下流側に設けられる第２シール部とを有する流体噴射ノズルにおいて、弁体は、ノズルボディに当接した時に、第１シール部と第２シール部との間で弁体とノズルボディとが面状に当接する当接部を有し、弁体がノズルボディに当接した時に、内部に高圧流体を貯留する貯留室が、第１シール部と開口部との間、あるいは、第２シール部と開口部との間、の少なくとも一方に形成されることを特徴としている。
【００１１】
これにより、弁体とノズルボディとが面状に当接する当接部を設けることによって、シール面圧を低下でき、第１シール部と第２シール部を所定のシール面圧値に抑えることで、十分なシール性を確保できるとともに、シート磨耗の促進を抑制できる。さらに、貯留室を備えることにより噴孔への流体流れが容易になるので、開弁初期の微小リフト時に良好な噴霧微粒化を得ることができ、微小量噴射時の精度向上が可能となる。
【００１２】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の手段によれば、当接部は、弁体とノズルボディとが初期当接した時に、当接部とノズルボディとの間に僅かな隙間が形成され、初期当接の後、さらに弁体がノズルボディに接近してノズルボディに安定当接した時に、弁体とノズルボディとが面状に当接するように形成されることを特徴としている。
【００１３】
これにより、面状に当接する当接部にてシール面圧を低下でき、一方、第１シール部および第２シール部はミクロ的な弾性変形が許容されるので、シート磨耗に至ることのない所定の面圧値を確保することが容易になって、よりシール特性が向上できる。
【００１４】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の手段によれば、貯留室は、第１シール部と開口部との間に設けられる上流貯留室と、第２シール部と開口部との間に設けられる下流貯留室とを有することを特徴としている。
これにより、開弁初期の微小リフト時に、第１シール部および第２シール部の微小隙間を通過して流入する高圧流体が、上流貯留室と下流貯留室の双方に貯留した流体を供給できるので、噴孔への流体流れが容易になって、良好な噴霧微粒化がより得やすくなる。
【００１５】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の手段によれば、上流貯留室の貯留容積と下流貯留室の貯留容積とは、略同容積に設定されることを特徴としている。
これにより、噴射初期時の噴射圧力ムラの発生を抑制することができるので、上流および下流からの流体流れを均等化しやすく、また、流体流れに乱れを生じにくくするので、微小リフト時の噴霧特性が良好となり、微小量噴射時の精度向上が可能となる。
【００１６】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の手段によれば、高圧流体が噴孔へ流入するのを遮断するように弁体とノズルボディとを当接させた時に、当接部を通じ、貯留室と開口部との間を高圧流体が流通する連通路を有することを特徴としている。
【００１７】
これにより、開弁初期の微小リフト時に、第１シール部および第２シール部の微小隙間を通過して流入する高圧流体が、貯留室と開口部との連通面積が拡大されるため、貯留した流体を多量に、かつ、即座に供給ができ、噴孔への迅速な流体流れが可能となる。従って、良好な噴霧微粒化がより得やすくなり、微小量噴射時の精度向上が可能となる。
【００１８】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の手段によれば、当接部と連通路とは、隣り合って交互に複数組配設されることを特徴としている。
これにより、周方向に複数個配置される噴孔からの流体の噴霧微粒化を均等に、かつ、良好にすることができ、噴射量のバラツキを小さく抑えて、微小量噴射時の精度向上が可能となる。
【００１９】
〔請求項７の手段〕
請求項７に記載の手段によれば、連通路は、弁体の軸方向線に対して傾斜して設けられることを特徴としている。
これにより、当接部に付設する連通路の加工工数が大幅に低減できる。
【００２０】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載の手段によれば、当接部は、高圧流体が噴孔へ流入するのを遮断するように弁体とノズルボディとを当接させた時に、弁体の軸方向位置における開口部が設けられるその全開口部を含む全周に渡る領域のみにて弁体とノズルボディとを当接状態とし、かつ、弁体が開口部の全開口断面のうち、一部の開口断面を閉塞するように設けられ、第１シール部および第２シール部との間における、当接部が設けられる以外の領域が貯留室になるように形成されることを特徴としている。
【００２１】
これにより、停止時においても貯留室と開口部は連通する構成であるため、貯留される流体は開口部まで直接に充満する状態となり、従って、起動時の噴射初期時において、微小リフトであっても貯留した流体を多量に、かつ、即座に供給ができ、噴孔への迅速な流体流れが可能となる。従って、良好な噴霧微粒化がより得やすくなり、微小量噴射時の精度向上が可能となる。
【００２２】
〔請求項９の手段〕
請求項９に記載の手段によれば、当接部は、高圧流体が噴孔へ流入するのを遮断するように弁体とノズルボディとを当接させた時に、弁体の軸方向位置における開口部が設けられるその全開口部を含む全周に渡る領域にて弁体とノズルボディとを非当接状態とし、かつ、弁体が開口部の全開口断面を閉塞しないように形成されることを特徴としている。
【００２３】
これにより、弁体が開口部の全開口断面を閉塞しないので、停止時においても貯留室と開口部は連通する構成となって、貯留される流体は開口部まで直接に充満する状態となり、従って、起動時の噴射初期時において、微小リフトであっても貯留した流体を多量に、かつ、即座に供給ができ、噴孔への迅速な流体流れが可能となる。従って、良好な噴霧微粒化がより得やすくなり、微小量噴射時の精度向上が可能となる。
【００２４】
〔請求項１０の手段〕
請求項１０に記載の手段によれば、弁体は、噴孔の中で先に開放される第１噴孔を開閉する第１弁体と、第１弁体に収容され、第１弁体と同軸方向に移動して、第１噴孔よりも後に開放される第２噴孔を開閉する第２弁体とからなり、第１弁体が当接部を有し、第１弁体がノズルボディに当接した時に、貯留室が形成されることを特徴としている。
【００２５】
これにより、請求項１に記載の手段と同様な作用、効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
この発明の最良の実施形態を、図に示す実施例１とともに説明する。実施例１では、流体噴射ノズルは、自動車分野に適用され、流体として燃料を使用する内燃機関の燃料噴射装置に適用して好適な燃料噴射ノズルについてのものである。
【実施例１】
【００２７】
〔実施例１の構成〕
本実施例の燃料噴射ノズルの構成を図１を参照して説明する。図１（ａ）は、燃料噴射ノズルと燃料噴射弁と燃料噴射装置の構成を模式的に示す模式断面図であり、図１（ｂ）は、燃料噴射ノズルの要部の拡大断面図である。
燃料噴射ノズル１（以下、ノズル１と呼ぶ）は、内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）、例えば、多気筒ディーゼルエンジンのような直噴型エンジン（図示せず）の各気筒に搭載され、燃焼室に燃料を噴射供給するものである。また、エンジンの低回転域における噴霧微粒化や、高回転域における短期間多量噴射に対応するため、噴射量に応じて開放する噴孔数を変えることができる可変噴孔式である。
【００２８】
そして、ノズル１は図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）からの指令に応じて作動、作動停止を繰り返す電磁弁２とともに燃料噴射弁３を構成する。また、燃料噴射弁３から噴射される燃料は、周知の噴射ポンプ（図示せず）により高圧化して吐出された高圧燃料であり、周知のコモンレール４を介してノズル１に供給される。すなわち、燃料噴射弁３は、噴射ポンプやコモンレール４等とともに、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射装置を構成し、ノズル１は、噴射ポンプやコモンレール４等を所定の供給源として高圧燃料の供給を受ける。
【００２９】
ノズル１は、図１（ａ）に示すように、先後２段階に分けて開放される第１、第２噴孔７、８を有するノズルボディ９、第１、第２噴孔７、８の中で先に開放される第１噴孔７を開閉する第１弁体１０、第１噴孔７よりも後に開放される第２噴孔８を開閉するとともに、第１弁体１０と同軸方向に移動する第２弁体１１とからなる。第１、第２弁体１０、１１の他方端がノズルボディ９の他方端に備えた弁座２２に当接（着座）して第１、第２噴孔７、８へ燃料が流入するのを遮断し、また、弁座２２と離間（離座）して第１、第２噴孔７、８へ燃料が流入するのを許容する。このとき、第１、第２弁体１０、１１の他方端が弁座２２に当接して燃料が流入するのを遮断する機能を具備した構造部分をシール部と呼称する。また、シール部を構成する第１、第２弁体１０、１１の当接部分をシート部と呼称する。
【００３０】
ノズルボディ９は、有底の略中空円筒状体であって、内部に第１弁体１０および第２弁体１１を往復移動可能に収容する案内孔１２と、弁座２２と、第１噴孔７および第２噴孔８とが形成されている。この案内孔１２は、ノズルボディ９の内部に軸方向に延びており、第１弁体１０および第２弁体１１を軸方向移動可能に収容している。また、案内孔１２は、一方の端部側が背圧室１７に接続し、他方の端部側が弁座２２に接続している。
【００３１】
弁座２２は、図１（ｂ）に示すように、略円錐形に形成されており、弁座２２の燃料流れの下流側に向って、第１噴孔７、第２噴孔８の順に形成され、第１噴孔７が弁座２２の外側に位置するように設けられている。また、弁座２２には、内側ニードルとしての第２弁体１１および外側ニードルとしての第１弁体１０が着座または離座して、燃料が流入するのを遮断または許容する各シール部が構成されている。
【００３２】
第１弁体１０は、図１（ａ）に示すように、略円筒状に形成されており、所定の隙間を介して案内孔１２に遊嵌されている。第１弁体１０の反噴孔側には背圧室１７内の圧力を受ける第１上端面３１が形成され、第１弁体１０の噴孔側には、弁座２２に対向し、略円錐形の第１下端面３２が形成されている。
【００３３】
第１下端面３２は、図１（ｂ）に示すように、弁座２２と同様な略円錐形の傾斜面を有する当接面３２が形成され、この略円錐形の当接面３２の上流側および下流側には、略円錐形の頂点に向う円錐角度が互いに異なる角度にて形成される略円錐形の傾斜面３３、３４が形成される。各円錐形の傾斜面３３、３４の移行部には縁部が構成されて、この縁部が弁座２２に当接する第１シート部３２ａ、３２ｂを形成する。
【００３４】
そして、この第１シート部３２ａ、３２ｂが弁座２２に当接して、燃料が第１噴孔７へ流入するのを遮断する第１噴孔７の上流側に第１シール部Ｓ１と、また、第１噴孔７の下流側に第２シール部Ｓ２の２点シール構造のシール部を形成する。このとき、第１弁体１０は着座または離座することにより、第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断または許容するが、２点シール構造のシール部を設けるのは、第１噴孔７の下流側で、第１弁体１０と第２弁体１１との間に形成された所定の隙間の燃料通路１８からの高圧燃料の流入も可能であって、この高圧燃料が流入するのを遮断するために、第１噴孔７を挟んで上下流側にてシール部を形成する２点シール構造が必要となるものである。なお、第１下端面３２と弁座２２の間には、着座または離座により拡縮する隙間（第１隙間）１６が形成され、第１隙間１６が燃料を流通させる燃料経路を構成する。
【００３５】
上記するように略円錐形の傾斜面の傾きを僅かに変えて、各略円錐形の傾斜面３３、３４の移行部に第１シート部３２ａ、３２ｂを形成し、この第１シート部３２ａ、３２ｂを略円錐形の傾斜面の弁座２２に当接することで、燃料が流入するのを遮断または許容する２点シール構造のシール部を構成している。これは従来と変わらないが、特に、本実施例では、さらに、第１シート部３２ａ、３２ｂのシート磨耗の促進を抑制するため、面状に当接してシール面圧の低下を可能とする当接部Ａを、凹溝部Ｕを介して第１シート部３２ａ、３２ｂの間に配置させたことが特徴である。
【００３６】
以下に、この構成を図２に従って詳しく説明する。図２（ａ）は、ノズル１の弁部の拡大構成図であり、右半分に着座時を断面図にて、左半分に離座時を断面せずに模式的に並べて示したものであり、図２（ｂ）は、ノズル１の弁部を他方側からみた平面図である。
【００３７】
第１シート部３２ａ、３２ｂは、図２（ａ）に示すように、各シート部３２ａ、３２ｂを基点として略円錐形の傾斜面、つまり、円錐面がなす頂角が弁座２２のなす頂角と僅かに異なって形成することで理論的には円形状の線シール部を構成する。この各円形状の線シール部を基点として互いに向い合う方向に所定の幅と深さを有する２つの凹溝部Ｕ（以下、外側の凹溝部Ｕを第１凹溝部Ｕ１、内側を第２凹溝部Ｕ２と呼ぶ）が設けられている。また、第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２の間には、弁座２２に面状に当接する当接部Ａが形成され、第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２の有する凹溝幅だけ縮小された有効幅Ｈを有している。
【００３８】
面状に当接する当接部Ａは、第１シート部３２ａ、３２ｂの２点シール構造(以下、外側２点シール構造と呼ぶ)がなす仮想円錐面Ｂと合致させている。これにより、第１シート部３２ａ、３２ｂの間に第２シート部３５ａ、３５ｂの２点シール構造（以下、内側２点シール構造と呼ぶ）と、この内側２点シール構造の第２シート部３５ａ、３５ｂの間に面シール部３８が構成される。第１シート部３２ａ、３２ｂが弁座２２に当接または離間することにより、第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断または許容する第１、第２シール部Ｓ１、Ｓ２と、第２シート部３５ａ、３５ｂが弁座２２に当接または離間することにより、第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断または許容する第３シール部Ｓ３、第４シール部Ｓ４とが形成される。さらに、当接部Ａの面シール部３８が弁座２２の第１噴孔７の開口部の外側周縁である開口周縁部に当接または離間して、より確実に燃料が第１噴孔７へ流入するのを遮断または許容するものとなっている。
【００３９】
しかし、実際の第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２の加工において、第１シート部３２ａ、３２ｂを線シール部のまま凹溝加工することは、極めて困難である。従って、第１シート部３２ａ、３２ｂが許容面幅以下（例えば、最大５０μｍ）となるまで凹溝加工の基点位置をずらせて加工することが許容され、実現性のある加工法が採用される。好ましくは、第１シート部３２ａ、３２ｂがミクロ的に僅かに弾性変形もしくはなじみ変形することを想定して、初期当接したときに、当接部Ａにおける第１弁体１０と弁座２２とは、僅かな隙間（例えば、数μｍ程度）を有して離間するように設けられ、初期当接の状態よりさらに第１弁体１０と弁座２２とが接近して安定位置に安定当接したときに、第１シート部３２ａ、３２ｂの面幅が許容面幅（例えば、最大５０μｍ）以下で弁座２２に当接するように、予め当接部Ａを仮想円錐面Ｂより僅かに低く（深く）削り込む構成であってもよい。いずれにしても、第１弁体１０が弁座２２に着座して、当接部Ａが面シール部３８によってシール面圧を低下させ、さらに、第１シート部３２ａ、３２ｂがミクロ的に弾性変形やなじみ変形、あるいは、軽微な当たり（初期）磨耗を呈して、所定の面圧値以上に面圧を上昇させるものではないが、必要最小限の所定の面圧値（許容面圧値と呼ぶ）を確保しやすくして、シート磨耗を抑制した上で高シール性を確保する構成であればよい。
【００４０】
また、第１弁体１０に付設して、第１噴孔７を挟んで燃料流れの上下流側の略対称に設けた第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２は、第１シート部３２ａ、３２ｂおよび第２シート部３５ａ、３５ｂが弁座２２に当接するときに、燃料を貯留する貯留室Ｑ（以下、第１凹溝部Ｕ１に形成される貯留室Ｑを第１貯留室Ｑ１、第２凹溝部Ｕ２に形成される貯留室Ｑを第２貯留室Ｑ２と呼ぶ）を形成する。この貯留室Ｑは、燃料噴射の初期時における良好な噴霧を促進する燃料の供給を容易にするものである。従って、燃料噴射初期の微小リフト時の燃料噴霧特性を向上させるために、燃料を貯留する第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２は、当接部Ａの許容面圧値を下回る範囲で、第１噴孔７の開口周縁部まで接近して形成されることが望ましく、当接部Ａに形成される面シール部３８の有効幅Ｈを可能な限り小さく設定することがポイントとなる。これにより、微小リフト時の微小隙間を流れる燃料の流通抵抗を減少させるとともに、貯留された燃料を多量に、かつ、即座に燃料を第１噴孔７へ流入させて、良好な噴霧微粒化を得ることが可能となる。
【００４１】
以上、本実施例では、外側２点シール構造の内側に、２つの第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２を第１噴孔７を挟んで略対称に設けて、さらに内側２点シール構造を構成する。そして、この内側２点シール構造の間に当接部Ａを設けて面シール部３８を形成し、シール面圧を低下させ、各２点シール構造の各シール部のシール面圧を所定の面圧値に抑えることによって、シート磨耗の促進を抑制する。また、当接部Ａが着座したときに、燃料が貯留する第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２を設けることにより、微小リフト時の燃料供給を容易にして、燃料噴霧特性の向上を図ることを特徴としている。
【００４２】
当接部Ａと第１シート部３２ａ、３２ｂとの相対位置、および当接部Ａの有効幅Ｈは、主に、低下させるべき面圧、つまり、シート磨耗の促進が抑制できる許容面圧値の大きさによって決定される。よって、有効幅Ｈを大きくせざるを得ない場合があるが、当接部Ａは第１シート部３２ａ、３２ｂの間にあればよく、従って、凹溝部Ｕは第１シート部３２ａ、３２ｂと第１噴孔７との間の少なくとも一方側に設けられていればこと足りるものである。また、有効幅Ｈが小さい場合、凹溝部Ｕは双方側に設けることが可能となって、好適には、噴射初期時の噴射圧力ムラを生じさせないように、第１噴孔７の上下流側に備える第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２との距離を２分する位置に当接部Ａの中心が位置して、併せ、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２も第１噴孔７の中心軸に対して上下流側に略対称に位置して、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２の貯留容積を略同容積に設定することが好ましい。
【００４３】
なお、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２は、凹状の溝形状になる第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２より構成されるが、第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２は、その溝断面形状が凹状に限ることなく、円弧状や三角、四角およびそれ以上の多角形状であってもよい。好ましくは、微小リフト時に燃料が滑らかに第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２に流入する迎え角を形成する断面形状が好適である。
【００４４】
本実施例では、さらに、図２に示すように、高圧燃料が第１噴孔７へ流入するのを遮断するように第１弁体１０を弁座２２に当接させた時に、当接部Ａを通じ、貯留室Ｑと第１噴孔７の開口部との間を高圧燃料が流通するように、当接部Ａの円錐形の傾斜面に、円錐傾斜面が構成する頂角方向（軸方向）に沿うスリット状の複数のＵ字形溝を放射状に配設した連通路Ｒを構成している。
【００４５】
スリット状のＵ字形溝は、好ましくは、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２を形成する第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２の溝深さ並みの深さを有し、これ以上の深さを有していても、第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２の形成の基点とする第１シート部３２ａ、３２ｂを超えない長さであれば、これに限ることはない。また、スリット状のＵ字形溝の幅は、第１噴孔７の開口部径より大きくてもよく、また、小さくても複数のＵ字形溝の配列ピッチ（間隔）が第１噴孔７の開口部径より小さければよく、当接部Ａと連通路Ｒとは、隣り合って交互に複数組配設されれば、複数の第１噴孔７の開口部は周方向に複数組配設されたいずれかの連通路Ｒと必ず連通する構成となっている（図２（ｂ）参照）。
【００４６】
これにより、連通路Ｒは、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２と第１噴孔７の開口部との燃料が流通する流通面積を大きくするため、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２に貯留された燃料を多量に、かつ、即座に第１噴孔７へ流入させ、微小リフト時の噴霧特性をより向上させることが可能となる。従って、連通路Ｒを構成するスリット状のＵ字形溝は、第１弁体１０側に付設することに限定せず、弁座２２側に付設されていてもよい。また、その断面形状はＵ字形に限ることなく、三角、四角およびそれ以上の多角形状であってもよい。
【００４７】
なお、当接部Ａの円錐傾斜面に設けたスリット状のＵ字形溝は、円錐傾斜面が構成する頂角方向、つまり軸方向（図示縦方向）に沿って放射状に配設した縦溝であるが、これに限ることなく、軸方向に傾斜して放射状に配列する斜溝（例えば、図３（ａ）参照）、あるいは、この斜溝が互いに逆方向に傾斜して交差する格子状の斜溝であってもよい。また、傾斜に代えて、円錐傾斜面にＵ字形溝をらせん状に配列するらせん溝（例えば、図３（ｂ）参照）でもよい。これにより、軸方向の縦溝加工に比し、加工工数の低減が期待できる。
【００４８】
また、図３（ｃ）に示すように、本実施例の縦溝の軸方向の略中央で、第１噴孔７の中心位置を結ぶ周方向に連続する少なくとも１本のＵ字形横溝Ｔを設けた横溝構造であってもよい。この構造によれば、複数の第１噴孔７への噴射のための燃料供給が縦溝のみならず横溝Ｔによって連通して供給されるので、微小リフト時における燃料噴霧がより良好となる。さらに、少なくとも１本の横溝Ｔを付設することで、縦溝の溝幅や配列ピッチ等の制約が解消されて、例えば、少なくとも１つ以上の縦溝と少なくとも１本の横溝Ｔとの溝配置により、複数の第１噴孔７への噴射のための燃料供給が可能となる。好ましくは、縦溝は第１噴孔７と同数かそれ以下で、横溝Ｔは略中央に１本設けることが好適であり、本構成の採用にて大幅に連通路Ｒの加工工数の低減が期待できる。
【００４９】
また、図１に示すように、第１上端面３１と背圧室１７との間には、背圧室１７を形成するスリーブ１９が配置されており、スリーブ１９と第１弁体１０側に固定される座２０との間に、付勢手段としての第１スプリング５が配置されている。第１スプリング５は、弁座２２に着座する着座方向（閉弁方向）に第１弁体１０を付勢するように構成される。背圧室１７内の圧力を調整することにより、第１弁体１０を軸方向に往復移動させる。なお、第１弁体１０の外周と、その外周に対向するノズルボディ９の案内孔１２の内周との間には、燃料通路２３が形成されている。この燃料通路２３は、燃料溜り室１４を介して供給された高圧の燃料を第１噴孔７へ導く燃料経路を構成する。
【００５０】
第２弁体１１は、略円柱状に形成されており、第１弁体１０の内部に往復移動可能に収容されている。詳しくは第１弁体１０の案内孔１３に往復移動可能に収容されている。第２弁体１１の噴孔側には、弁座２２に対向し、第２下端面４２が形成されている。第２下端面４２は、弁座２２に対して僅かに傾斜するように、つまり、円錐傾斜面がなす頂角が僅かに大きくなるように形成されている。
【００５１】
従って、第３シート部４２ａが第２弁体１１の外周側に形成されて、第３シート部４２ａが弁座２２に着座または離座することにより、第２噴孔８へ燃料が流入するのを遮断または許容する。このとき、第２噴孔８の上流側は、第３シート部４２ａが着座することにより、第２噴孔８へ燃料が流入するのを遮断する第５シール部Ｓ５を形成する。第５シール部Ｓ５は、弁座２２の第２噴孔８の外周側、つまり、燃料流れの上流側に形成され、第２弁体１１が弁座２２に着座することにより、上流側からの高圧燃料の第２噴孔８への燃料の流入を遮断することができる。なお、第２下端面４２と弁座２２の間には、着座および離座により拡縮する隙間（第２隙間）２７が形成され、第２隙間２７が燃料を流通させる燃料経路を構成する。
【００５２】
また、第２弁体１１の反噴孔側には、背圧室１７内の圧力を受ける第２上端面４１が形成され、第２上端面４１より所定の距離だけ離れた位置に、第２上端面４１より広面積の鍔部４３が設けられている。鍔部４３と背圧室１７との間には、付勢手段としての第２スプリング６が、弁座２２に着座する着座方向（閉弁方向）に第２弁体１１を付勢するように配置されている。背圧室１７内の圧力を調整することにより、第２弁体１１を軸方向に往復移動させることが可能となる。なお、第１弁体１０の案内孔１３の内周と第２弁体１１の外周との間には、燃料通路１８が形成されている。この燃料通路１８は、背圧室１７の比較的高圧の燃料を第１、第２噴孔７、８へ導く燃料経路を構成する。
【００５３】
弁ボディ３０には、背圧室１７が備えられ、背圧室１７には、燃料供給通路２４とリターン通路２５とが接続されている。その燃料供給通路２４には入口絞り２８が、リターン通路２５には出口絞り２９が設けられている。なお、燃料供給通路２４は、背圧室１７と燃料溜り室１４へ高圧燃料を供給するために高圧燃料通路１５から分岐されている。リターン通路２５は背圧室１７の余剰燃料を燃料タンク２６へ戻すリターン燃料経路と接続している。そして、弁ボディ３０にノズルボディ９がリテーニングナット４０によって螺合、締結され燃料噴射弁３が構成される。
【００５４】
なお、このリターン燃料経路の下流側には、リターン通路２５と燃料タンク２６側の低圧通路との連通、遮断を切替える電磁二方弁２１が設けられている。入口絞り２８と出口絞り２９の流路断面積の面積比を電磁弁２によって調整することによって、背圧室１７の高圧燃料の流入量と流出量のバランスが調整できる。従って、背圧室１７の燃料圧力の上昇、下降速度が調整できる。なお、背圧室１７は、第１弁体１０と第２弁体１１に着座方向（閉弁方向）の圧力を作用させる共用の圧力制御室となっている。
【００５５】
〔実施例１の作用〕
上記の構成を有するノズル１の作動について、図１、および図４を参照して説明する。ここで、図４は、燃料噴射ノズルの弁部とシール部の作動を示す部分拡大断面図であり、（ａ）は噴射停止時を、（ｂ）は第１噴孔のみの開弁時を、（ｃ）は第２噴孔の開弁時を示すものである。なお、図４（ａ）〜（ｃ）には、図１と実質的に同一構成部分に同一符号を付している。
【００５６】
（噴射停止時）
図１、および図４（ａ）に示すように、コモンレール４に蓄圧された高圧燃料は、高圧燃料通路１５および燃料供給通路２４を通って、背圧室１７と燃料溜り室１４に供給される。このとき、電磁弁２には通電されていないので、電磁二方弁２１は閉弁状態である。従って、第１、第２弁体１０、１１は高圧燃料による付勢力と第１スプリング５、および第２スプリング６による付勢力により弁座２２に着座されて、第１弁体１０の第１シート部３２ａ、３２ｂは弁座２２とシール面圧を発生して、第１、第２シール部Ｓ１、Ｓ２からなる外側２点シール構造によって、専ら、第１噴孔７へ高圧燃料が流入するのを遮断して、さらに、シール面圧は当接部Ａの面シール部３８によって所定の面圧値に低下され、第１噴孔７は当接部Ａで塞がれるので、燃料は第１噴孔７より噴射されることはない。また、同様に、第２弁体１１の第３シート部４２ａは弁座２２と所定の面圧を発生して、第５シール部Ｓ５からなる第２噴孔８へ燃料が流入するのを遮断する線シール構成のシール部を形成するので、燃料流れの下流となる第２噴孔８より燃料が噴射されることはない。
【００５７】
（第１噴孔のみの開弁時）
図１、および図４（ｂ）に示すように、ＥＣＵからの指令に応じて電磁弁２に通電し、電磁二方弁２１が開弁すると、リターン通路２５を通じて背圧室１７から背圧燃料が排出され背圧が低下する。なお、この背圧の低下は、入口絞り２８と出口絞り２９の面積比に応じて所定の下降速度で低下する。背圧室１７内の燃料圧力が第１弁体１０の開弁圧まで低下すると、第１弁体１０がリフトされ、第１シート部３２ａ、３２ｂが弁座２２から離座し、第１弁体１０が開弁される。このため、第１噴孔７から噴射が開始され、第１弁体１０のリフトとともに第１噴孔７からの噴射量（第１噴射率と呼ぶ）は増加する。
【００５８】
このとき、第１噴孔７の開放直後は、第１噴孔７の有効断面積（第１噴孔有効面積）よりも第１シール部Ｓ１の弁体１０と弁座２２との第１隙間１６の有効面積（第１隙間有効面積）の方が小さいため、第１噴射率は第１隙間有効面積に支配される。従って、噴射初期時の微小リフトでは、第１隙間有効面積は僅かであり、この僅かな第１隙間１６を流通する燃料は極微量となるものの、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２が備えられていることより、燃料供給が多量に、かつ、即座に実行されて、微小リフトでありながら所定の第１噴射率を得ることができるとともに、良好な噴霧特性を発揮することができる。その後、この第１隙間有効面積は第１弁体１０のリフトとともに増加するので、第１噴射率は増加を続ける。
【００５９】
そして、第１隙間有効面積が第１噴孔７の第１噴孔有効面積よりも大きくなると、第１噴射率は、この第１噴孔有効面積に支配され、この第１噴孔有効面積は第１弁体１０のリフトにかかわらず一定であるため、第１噴射率は増加することなく一定となる。
【００６０】
（第２噴孔の開弁時）
図１、および図４（ｃ）に示すように、さらに、背圧室１７内の燃料圧力が低下して第２弁体１１の開弁圧まで低下すると、第２弁体１１がリフトを開始し、第３シート部４２ａが弁座２２から離座して、第２弁体１１が開弁される。第２弁体１１が開弁されると、背圧室１７および燃料通路１８の燃料が第２噴孔８に流入し、燃料が第２噴孔８から噴射される。このとき、第２噴孔８の開放直後は、第２噴孔８の有効断面積（第２噴孔有効面積）よりも第５シール部Ｓ５の第２弁体１１と弁座２２との第２隙間２７の有効面積（第２隙間有効面積）の方が小さいため、第２噴孔８から噴射量（第２噴射率と呼ぶ）はこの第２隙間有効面積に支配される。この第２隙間有効面積は第２弁体１１のリフトとともに増加するので、第２噴射率は増加を続ける。
【００６１】
そして、第２隙間有効面積が第２噴孔８の第２噴孔有効面積よりも大きくなると、第２噴射率は、第２噴孔有効面積に支配され、この第２噴孔有効面積は第２弁体１１のリフトにかかわらず一定であるため、第２噴射率は増加することなく一定となる。この第２噴射率の増加、一定特性は、第１噴射率と変わるところはないが、第２噴射率の増加、一定特性は、エンジンの高回転域での短期間多量噴射などに対応されて、結果、第１、第２噴射率特性の和がエンジンの各気筒内に噴射される。
【００６２】
（噴射終了時）
図１に示すように、ＥＣＵからの指令に応じて電磁二方弁２１が作動を停止し閉弁すると、リターン通路２５による背圧燃料の排出が停止し、燃料供給通路２４を通じて高圧燃料が背圧室１７に背圧燃料として供給され、背圧が増加する。この結果、まず、第１弁体１０において、閉弁方向に作用する付勢力が開弁方向に作用する付勢力よりも大きくなり、第１弁体１０が下降を開始する。次に、第２弁体１１において、閉弁方向に作用する付勢力が開弁方向に作用する付勢力よりも大きくなり、第２弁体１１が下降を開始する。
【００６３】
このとき、第１隙間有効面積が第１噴孔有効面積よりも小さくなると、第１噴射率は、第１隙間有効面積に支配されるようになり、第１噴射率が減少を開始する。そして、第１隙間有効面積は第１弁体１０の下降とともに減少するので、第１噴射率は減少を続ける。そして、第１弁体１０が弁座２２に着座し第１噴孔７が閉鎖される。これにより、第１噴射率が０となる。
【００６４】
また、第２隙間有効面積が第２噴孔有効面積よりも小さくなると、第２噴射率は、第２隙間有効面積に支配されるようになり、第２噴射率が減少を開始する。そして、第２隙間有効面積は第２弁体１１の下降とともに減少するので、第２噴射率は減少を続ける。そして、第２弁体１１が弁座２２に着座し第２噴孔８が閉鎖される。これにより、第２噴射率が０となり、全体の噴射率も０となる。
【００６５】
〔実施例１の効果〕
本発明の燃料噴射ノズル１は、第１噴孔７と弁座２２を備えるノズルボディ９と、ノズルボディ９内部に移動可能に収容される第１弁体１０と、第１弁体１０と弁座２２との当接により、高圧燃料が第１噴孔７へ流入するのを遮断するシール部であって、第１噴孔７の開口部の上流側に設けられる第１シール部Ｓ１と、下流側に設けられる第２シール部Ｓ２とを有する２点シール構造のシール部を設け、第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２との間に、高圧燃料が第１噴孔７へ流入するのを遮断するように第１弁体１０と弁座２２とを当接させた時に、第１弁体１０と弁座２２とが面状に当接する当接部Ａと、第１シール部Ｓ１と第１噴孔７の開口部との間、あるいは、第２シール部Ｓ２と第１噴孔７の開口部との間の少なくとも一方に、第１弁体１０と弁座２２とを当接させた時に、内部に燃料を貯留する貯留室Ｑとを形成している。
【００６６】
第１弁体１０と弁座２２とが面状に当接する当接部Ａを設けることによって、シール面圧を低下でき、第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２を所定のシール面圧に抑えることで、十分なシール性を確保できるとともに、シート磨耗の促進を抑制できる。さらに、貯留室Ｑを設けることにより第１噴孔７への燃料供給が容易になるので、開弁初期の微小リフト時に良好な噴霧微粒化を得ることができ、微小量噴射時の精度向上が可能となる。
【００６７】
また、第１噴孔７の上流側の第１シール部Ｓ１と第１噴孔７の開口部との間に第１貯留室（上流貯留室）Ｑ１と、下流側の第２シール部Ｓ２と第１噴孔７の開口部との間に第２貯留室（下流貯留室）Ｑ２とを２つ設けて、それぞれの貯留室Ｑ１、Ｑ２の貯留容積を略同容積に設定しているので、微小リフト時の第１シール部Ｓ１および第２シール部Ｓ２の微小隙間を通過して流入する高圧燃料が、それぞれの貯留室Ｑ１、Ｑ２の貯留燃料をより供給し易くなって、しかも、それぞれの貯留燃料を均等に供給して、噴射初期時の噴射圧力ムラの発生を抑制することができるので、良好な噴霧微粒化がより得やすく、微小量噴射時の精度向上が可能となる。
【００６８】
また、高圧燃料が第１噴孔７へ流入するのを遮断するように第１弁体１０と弁座２２とを当接させた時に、当接部Ａを通じ、貯留室Ｑと第１噴孔７の開口部との間を高圧燃料が流通するように連通路Ｒを設け、当接部Ａと連通路Ｒとは、隣り合って交互に複数組配設されている。従って、貯留室Ｑと第１噴孔７の開口部との連通面積が拡大され、かつ、周方向に均等に配設されるので、微小リフト時の第１シール部Ｓ１および第２シール部Ｓ２の微小隙間を通過して流入する高圧燃料が、より多量に、即座に、かつ、バラツキなしに第１噴孔７へ流入することができる。従って、良好な噴霧微粒化がより得やすくなり、微小量噴射時の精度向上が可能となる。
【実施例２】
【００６９】
〔実施例２の構成〕
本発明の実施例２を図５に示す。図５は、ノズル１の要部を示す拡大断面図と平面図である。実施例１と実質的に同一構成部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００７０】
実施例１のノズル１では、第１噴孔７の開口部の上流側に、第１弁体１０と弁座２２との当接により、高圧燃料が第１噴孔７へ流入するのを遮断する第１シール部Ｓ１と、下流側に第２シール部Ｓ２とを有する２点シール構造のシール部を設け、第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２との間に、着座する第１弁体１０と弁座２２とが面状に当接し、第１噴孔７の開口部の全開口断面に当接する当接部Ａと、第１噴孔７の開口部と第１シール部Ｓ１との間、あるいは、第２シール部Ｓ２との間の少なくとも一方に、第１弁体１０と弁座２２とを当接させた時に、内部に燃料を貯留する貯留室Ｑとを設け、貯留室Ｑと第１噴孔７の開口部との間を、高圧燃料が流通する連通路Ｒを設けている。
【００７１】
本実施例では、面状に当接する当接部Ａが、第１噴孔７の開口部の全開口断面に当接する実施例１とは異なって、第１噴孔７の開口部の一部の開口断面のみに当接するように構成される。そして、当接部Ａの面シール部３８が所定の面圧値以下となるように当接部Ａの有効幅Ｈを設定し、少なくとも当接部Ａが設けられる以外の領域は、貯留室Ｑとして設定される。従って、第１シール部Ｓ１および第２シール部Ｓ２との間に形成される２つの貯留室Ｑの少なくとも一方は、第１噴孔７の開口部の上流側あるいは下流側にラップして、停止時においても貯留室Ｑと第１噴孔７の開口部とが連通するようになっている。
【００７２】
図５に示すように、第１シート部３２ａ、３２ｂが、弁座２２と当接または離間可能に配置され、燃料の流入を遮断または許容する第１シール部Ｓ１、第２シール部Ｓ２を形成している。第１シート部３２ａ、３２ｂは、各シート部３２ａ、３２ｂを基点として円錐形の傾斜面、つまり、円錐面がなす頂角が弁座２２のなす頂角と僅かに異なって形成することで理論的には円形状の線シール部を構成する。この円形状の線シール部を基点として互いに向い合う方向に所定の幅と深さを有する２つの第１凹溝部Ｕ１、第２凹溝部Ｕ２が、第１噴孔７の開口中心部近傍まで、少なくとも開口周縁部を跨いで延在して設けられている。第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２によって、当接部Ａは２つの凹溝部Ｕ１、Ｕ２の拡大した溝幅だけ縮小された有効幅Ｈを有する面シール部３８を形成している。すなわち、当接部Ａは第１噴孔７の開口部の全開口断面に当接するのではなく開口中心部を周方向に連ねて円環状の面シール部３８にて開口部の一部の開口断面に当接し、開口部の周辺は、常に、第１凹溝部Ｕ１、第２凹溝部Ｕ２のいずれか、あるいは双方と連通するように構成されている。
【００７３】
これにより、第１シート部３２ａ、３２ｂの２点シール構造（以下、外側２点シール構造と呼ぶ）の間に第２シート部３５ａ、３５ｂの２点シール構造（以下、内側２点シール構造と呼ぶ）と、この内側２点シール構造の第２シート部３５ａ、３５ｂの間に面シール部３８が形成される。そして、第１シート部３２ａ、３２ｂが弁座２２に当接または離間することにより、第１、第２シール部Ｓ１、Ｓ２を形成して、第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断または許容すると同時に、第２シート部３５ａ、３５ｂが弁座２２に当接または離間することにより、第３、第４シール部Ｓ３、Ｓ４を形成して、第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断または許容する。さらに、当接部Ａの面シール部３８が弁座２２の第１噴孔７の開口中心部に当接または離間して、シール面圧を低下させるとともに、第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断または許容する構成となっている。
【００７４】
このとき、当接部Ａの面シール部３８は、第１噴孔７の開口部の一部の開口断面のみに当接する有効幅Ｈしか有していないので、内側２点シール構造の第３シール部Ｓ３、第４シール部Ｓ４とともに、直接的に第１噴孔７の開口部を遮断するものではない。第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断または許容をするのは、専ら、外側２点シール構造の第１シール部Ｓ１、第２シール部Ｓ２にてなされる。しかし、当接部Ａの面シール部３８は、所定の有効幅Ｈを有しているので、シール面圧を低下させることができ、第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断または許容する外側２点シール構造のシール部を所定のシール面圧に抑えることで、十分なシール性を確保できるとともに、シート磨耗の促進を抑制できる。
【００７５】
また、さらに、当接部Ａの円錐傾斜面に、円錐傾斜面が構成する頂角方向に沿うスリット状の複数のＵ字形溝を放射状に付設して連通路Ｒを構成してもよい。連通路Ｒの配設は、当接部Ａの有効幅Ｈがシート磨耗の促進を抑制する許容面圧値の設定次第で大きくなる場合であって、第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２の溝幅が第１噴孔７の開口部の一部と僅かしか連通しない場合に、特に、有効である。よって、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２と第１噴孔７の開口部との連通面積が拡大するので、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２に貯留された燃料を多量に、かつ、即座に第１噴孔７へ流入させ、微小リフト時の噴霧特性をより向上させることが可能となる。従って、第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２と第１噴孔７の開口部とのラップによる連通に加えて、連通路Ｒによる流通が確保できるので、より微小リフト時からの噴霧特性を向上しやすくなる。
【００７６】
本実施例が実施例１と異なるのは主にこのことのみで、他の構成は変わるところはなく、連通路Ｒの配設に係るＵ字形溝の深さおよび幅等の条件も変わるところはない。従って、実施例１と同様の作用、効果を奏する。つまり、当接部Ａの面シール部３８はシール面圧を低下させ、２点シール構造の各シール部のシール面圧を所定の面圧値に抑えることによって、シート磨耗の促進を抑制し、また、当接部Ａが着座したときに、第１噴孔７の開口部の一部と第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２の少なくとも一方とが連通しているため、また、好ましくは、連通路Ｒによって各貯留室Ｑ１、Ｑ２と開口部との流通が確保できるので、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２に貯留された燃料を多量に、かつ、即座に第１噴孔７へ流入させ、微小リフト時の噴霧特性をより向上させることが可能となる。また、実施例１に比べ、弁体の構成が簡素化でき、加工工数の低減が可能となる。
【実施例３】
【００７７】
〔実施例３の構成〕
本発明の実施例３を図６に示す。図６は、実施例３におけるノズル１の要部を示す拡大断面図と平面図である。実施例１と実質的に同一構成部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００７８】
本実施例では、実施例１のノズル１のように、面シール部３８を有する当接部Ａが第１噴孔７の開口部の全開口断面に当接するものでもなく、また、実施例２のように一部の開口断面のみに当接するものでもない。当接部Ａと弁座２２とを当接させた時に、第１噴孔７の開口部に対向する面シール部３８は、開口部の全開口断面とは非当接状態を形成し、開口部を挟んで開口部の上流および下流側の開口周縁部と当接する構成となっている。
【００７９】
つまり、詳しくは、図６に示すように、第３貯留室Ｑ３が第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２と同様、第３凹溝部Ｕ３によって形成されている。そして、当接部Ａは、第３凹溝部Ｕ３によって略中心部において２つに分割されて、第１噴孔７を挟んで上流側の第１当接部Ａ１、および下流側の第２当接部Ａ２を構成し、第１、第２当接部Ａ１、Ａ２は、所定の面圧値以下となるように各当接部Ａ１、Ａ２の有効幅Ｈ１、Ｈ２を有した面シール部３８を形成して、好ましくは、上流側の第１当接部Ａ１もしくは下流側の第２当接部Ａ２に、第３貯留室Ｑ３が第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２と連通する連通路Ｒを設けた構成となっている。
【００８０】
第１シート部３２ａ、３２ｂが、弁座２２と当接および離間可能に配置され、燃料の流入を遮断および許容する第１シール部Ｓ１、第２シール部Ｓ２を形成している。第１シート部３２ａ、３２ｂは、各シート部３２ａ、３２ｂを基点として円錐形の傾斜面、つまり、円錐面がなす頂角が弁座２２のなす頂角と僅かに異なって形成することで理論的には円形状の線シール部を構成する。この円形状の線シール部を基点として互いに向い合う方向に所定の幅と深さを有する２つの第１凹溝部Ｕ１、第２凹溝部Ｕ２が、第１噴孔７の開口周縁部まで設けられている。第１、第２凹溝部Ｕ１、Ｕ２によって、当接部Ａは２つの凹溝部Ｕ１、Ｕ２の溝幅だけ縮小されるものの第１噴孔７の開口周縁部に当接する幅広の当接部Ａを形成する（ここまでは実施例１と同じ態様である）。
【００８１】
そして、本実施例では、さらに、当接部Ａの略中央部で第１噴孔７の開口部に対向する位置に、開口周縁部と当接する面シール部３８を上流側および下流側にそれぞれ形成して、第１当接部Ａ１と第２当接部Ａ２を形成する第３凹溝部Ｕ３を設けている。つまり、第１噴孔７の開口部は、当接部Ａにて当接されるのではなく、開口周縁部を上流側は第１当接部Ａ１にて、下流側は第２当接部Ａ２にて当接されて、第１噴孔７の開口部は、開口部を挟んで開口部の上流および下流側の第１当接部Ａ１と第２当接部Ａ２との間に形成される第３貯留室Ｑ３と連通する状態で閉塞するように構成されている。
【００８２】
これにより、第１シート部３２ａ、３２ｂの２点シール構造（以下、外側２点シール構造と呼ぶ）の間に第２シート部３５ａ、３５ｂの２点シール構造（以下、内側２点シール構造と呼ぶ）と、この内側２点シール構造の間に第４シート部３６ａ、３６ｂの２点シール構造（以下、最内側２点シール構造と呼ぶ）が構成される。また、第２シート部３５ａと第４シート部３６ａとの間（つまり、第１当接部Ａ１）、および第２シート部３５ｂと第４シート部３６ｂとの間（つまり、第２当接部Ａ２）にそれぞれ面シール部３８が構成される。
【００８３】
従って、第１シート部３２ａ、３２ｂが弁座２２に当接または離間することにより、第１、第２シール部Ｓ１、Ｓ２を形成して、第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断または許容する。また、第２シート部３５ａ、３５ｂが弁座２２に当接または離間することにより、第３、第４シール部Ｓ３、Ｓ４を形成して、さらに、第４シート部３６ａ、３６ｂが弁座２２に当接または離間することにより、第６、第７シール部Ｓ６、Ｓ７を形成する。よって、原理的には、２点シール構造の３重化構成によりシールを直列化するので、高シール性が得られやすいが、後述するように、第１、第２当接部Ａ１、Ａ２に連通路Ｒを設ける場合には、第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断または許容するのは、専ら、第１、第２シール部Ｓ１、Ｓ２の外側２点シール構造にてなされる構成となっている。
【００８４】
このとき、第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断するに際し、第１、第２当接部Ａ１、Ａ２の各面シール部３８は、第１噴孔７の開口周縁部と当接してシール面圧を低下させることができ、第１噴孔７へ燃料が流入するのを遮断または許容する２点シール構造の各シール部を所定のシール面圧値に抑えることで、高シール性を確保できるとともに、シート磨耗の促進を抑制できる。また、第１噴孔７の開口部に対向して第３貯留室Ｑ３を設けているため、貯留された燃料を即座に第１噴孔７へ流入させ、微小リフト時の噴霧特性をより向上させることが可能となる。
【００８５】
また、さらに、当接部Ａの円錐傾斜面に、円錐傾斜面が構成する頂角方向に沿うスリット状の複数のＵ字形溝を、実施例１と同様に、放射状に付設して連通路Ｒを構成してもよい。スリット状のＵ字形溝は、第１、第２当接部Ａ１、Ａ２の有効幅Ｈ１、Ｈ２が許容面圧値の設定次第で大きくなる場合であって、従って、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２から第３貯留室Ｑ３への燃料流れの流通抵抗が増加して、噴射圧力が低下する場合に、特に有効であり、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２と第３貯留室Ｑ３との連通面積を拡大させるため、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２に貯留された燃料を流通抵抗もなく多量に、かつ、即座に第１噴孔７へ流入させ、微小リフト時の噴霧特性をより向上させることが可能となる。従って、第１、第２当接部Ａ１、Ａ２の有効幅Ｈ１、Ｈ２が許容面圧値の設定次第で小さくて済む場合でも、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２と第３貯留室Ｑ３との連通面積を拡大させるため、より微小リフト時の噴霧特性を向上しやすくなる。
【００８６】
なお、本実施例では、当接部Ａを２つの第１、第２当接部Ａ１、Ａ２に分割し、２つの当接部Ａ１、Ａ２の間に第３貯留室Ｑ３を設けて第１噴孔７の開口部と連通させているが、これに限ることなく、当接部Ａをさらに２つ以上の多数に分割して、それに伴い貯留室Ｑで接続する構成であってもよい。また、２つに分割した第１、第２当接部Ａ１、Ａ２は、その有効幅Ｈ１、Ｈ２が必ずしも等幅である必要はなく、また、有限幅である必要はない。つまり、当接部Ａのシール面圧が所定の面圧値以下に低下できるならば、有効幅Ｈ１と有効幅Ｈ２の幅が異なっていてもよく、また、幅なしの線シール部のみで少なくとも互いの貯留室が接続する構成であってもよい。
【００８７】
本実施例が実施例１と異なるのは主にこのことのみで、他の構成および条件は変わるところはない。従って、実施例１と同様の作用、効果を奏する。
シート磨耗の促進を抑制する許容面圧値以下となす面シール部３８の有効幅Ｈ１を有する第１当接部Ａ１と有効幅Ｈ２を有する第２当接部Ａ２との間に第３貯留室Ｑ３を設けて、第１噴孔７の開口周縁部に当接して、燃料が第１噴孔７へ流入するのを遮断する構成であり、第１、第２当接部Ａ１、Ａ２を通じて、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２と第３貯留室Ｑ３とを燃料が流通する連通路Ｒを設けているので、第１、第２貯留室Ｑ１、Ｑ２に貯留された燃料を多量に、かつ、即座に第１噴孔７へ流入させ、微小リフト時の噴霧特性をより向上させることが可能となる。また、実施例１に比べ、弁体の構成が簡素化でき、加工工数の低減が可能となる。
【００８８】
〔他の実施例〕
実施例１ないし実施例３のノズル１は、所謂可変噴孔式ノズルの第１弁体１０（外側ニードル）による第１噴孔７（外側噴孔）を挟んで上下流側をシールする２点シール構造について適用したが、これに限らず、外側噴孔の上流側は外側ニードルの、そして下流側は内側ニードルの１点シール構造により構成される可変噴孔式ノズルのシールを目的とする場合に適用してもよい。また、可変噴孔式ノズル以外の通常の２点シール構造にも適用でき、同様な作用効果を奏することができる。また、実施例１ないし実施例３のノズル１は、流体が燃料を使用した場合について説明したが、燃料以外の他の流体についても適用可能なことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】（ａ）は燃料噴射ノズルと燃料噴射弁と燃料噴射装置の構成を模式的に示す模式断面図であり、（ｂ）は燃料噴射ノズルの要部の拡大断面図である（実施例１）。
【図２】（ａ）は燃料噴射ノズルの要部の拡大構成図であり、右半分は着座時を断面図にて、左半分は離座時を断面せずに模式的に示すものであり、（ｂ）は燃料噴射ノズルの弁部を他方側からみた平面図である（実施例１）。
【図３】燃料噴射ノズルの当接部に設けた連通路の構成を示す部分拡大図である（実施例１の変形例）。
【図４】燃料噴射ノズルの作動を示す弁部とシール部の部分拡大断面図であり、（ａ）は噴射停止時、（ｂ）は第１噴孔のみの開弁時、（ｃ）は第２噴孔の開弁時を示す（実施例１）。
【図５】（ａ）は燃料噴射ノズルの要部の拡大構成図であり、右半分は着座時を断面図にて、左半分は断面せずに模式的に示すものであり、（ｂ）は燃料噴射ノズルの弁部を他方側からみた平面図である（実施例２）。
【図６】（ａ）は燃料噴射ノズルの要部の拡大構成図であり、右半分は着座時を断面図にて、左半分は断面せずに模式的に示すものであり、（ｂ）は燃料噴射ノズルの弁部を他方側からみた平面図である（実施例３）。
【図７】燃料噴射ノズルの要部の拡大断面図であり、右半分は着座時を断面図にて、左半分は離座時を断面せずに模式的に示すものである（従来例）。
【符号の説明】
【００９０】
１      燃料噴射ノズル（ノズル）
７      第１噴孔（外側噴孔）
８      第２噴孔
９      ノズルボディ
１０    第１弁体（外側ニードル）
１１    第２弁体（内側ニードル）
２２    弁座
３８    面シール部（当接面）
Ａ      当接部
Ａ１    第１当接部
Ａ２    第２当接部
Ｑ      貯留室
Ｑ１    第１貯留室（上流貯留室）
Ｑ２    第２貯留室（下流貯留室）
Ｑ３    第３貯留室
Ｒ      連通路
Ｓ      シール部
Ｓ１    第１シール部
Ｓ２    第２シール部
Ｓ３    第３シール部
Ｓ４    第４シール部
Ｓ５    第５シール部
Ｓ６    第６シール部
Ｓ７    第７シール部
【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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