(57)【要約】【課題】ノズル孔に収容されるシリンダの不安定な動作を抑制し、精度良く燃料噴射を制御できる燃料噴射弁を提供する。【解決手段】噴孔１３、噴孔１３と連通するノズル孔１２、およびノズル孔１２の反噴孔側壁面３４に開口し、噴孔１３から噴射される高圧燃料をノズル孔１２に供給する燃料通路３１が形成されるハウジング１１と、ノズル孔１２に収容され、噴孔１３を開閉する弁部材１４と、反噴孔側壁面３４に一端部を当接させるとともに弁部材１４の一端部を内周壁に摺動可能に挿入させることによりノズル孔１２を、燃料通路３１から供給される高圧燃料を蓄積する燃料溜り室１８と、弁部材１４の開閉を制御する高圧燃料を蓄積する圧力制御室１９とに区画するシリンダ２０と、を備える燃料噴射弁１において、シリンダ２０の外周壁には、燃料通路３１から供給される高圧燃料の燃料流をシリンダ２０の外周側へ逃がす逃がし面２７が形成されることを特徴とする。【選択図】図２
2008215342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に噴孔が形成され、内部に前記噴孔と連通するノズル孔が形成され、さらに前記ノズル孔の反噴孔側壁面に開口し、前記噴孔から噴射される高圧燃料を前記ノズル孔に供給する燃料通路が形成されるハウジングと、
前記ノズル孔に収容され、前記噴孔を開閉する弁部材と、
前記ノズル孔の前記反噴孔側壁面に一端部を当接させるとともに、前記弁部材の一端部を内周壁に摺動可能に挿入させることにより、前記ノズル孔を、前記燃料通路から供給される前記高圧燃料を蓄積する燃料溜り室と、前記弁部材の開閉動作を制御する高圧燃料を蓄積する圧力制御室とに区画するシリンダと、を備える燃料噴射弁において、
前記シリンダの外周壁には、前記燃料通路から供給される高圧燃料の燃料流を前記シリンダの外周側へ逃がす逃がし面が形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記逃がし面は、前記シリンダの外周壁全周に渡って形成されてい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】
前記シリンダは、端部に前記ノズル孔の前記反噴孔側壁面に当接する当接部を有する小径部と、端部に前記シリンダを前記反噴孔側壁面に押し付けるスプリングを支持するスプリング座を有する大径部とを有し、
前記逃がし面は、前記小径部の外周壁に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記小径部と前記大径部との間には、前記小径部から前記大径部に向かって外径が徐々に大きくなる段差部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記小径部と前記大径部との間には、段差部が形成され、
前記逃がし面の長さは、前記ノズル孔の前記反噴孔側壁面に開口する前記燃料通路の開口部の開口径をｄとし、前記燃料通路の前記開口部から、前記段差部における前記開口部から前記ノズル孔に供給される高圧燃料のうち、流速が最も速い前記高圧燃料が衝突する位置までの距離をｘとした場合、ｘ≧３ｄを満たす長さとなっていることを特徴とする請求項３または４に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図７に示すように、噴孔１３０を開閉する弁部材（ニードル）１４０を収容するノズル孔１２０を、噴孔１３０から噴射する高圧燃料を蓄積する燃料溜り室１８０と、ニードル１４０の開閉動作を制御する高圧燃料を蓄積する圧力制御室１９０とに区画するシリンダ２００を有する燃料噴射弁１００が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この燃料噴射弁１００に備えられているシリンダ２００は、略円筒状に形成されており、このシリンダ２００の一端部をノズル孔１２０の反噴孔側壁面３４０に当接させるとともに、内周壁にニードル１４０を摺動可能に挿入させることにより、シリンダ２００の内周側に圧力制御室１９０を形成し、シリンダ２００の外側に燃料溜り室１８０を形成する。圧力制御室１９０の圧力を制御することにより、ニードル１４０の開閉動作を制御して、噴孔１３０からの燃料噴射の断続を制御する。シリンダ２００の他端部には、シリンダ２００を上記壁面３４０に当接させるためのスプリング１６０を支持するスプリング座２５０が形成されている。
【０００４】
また、ノズル孔１２０の壁面３４０には、燃料溜り室１８０に高圧燃料を供給するための燃料通路３１０が開口している。ニードル１４０が噴孔を開閉する度に、燃料通路３１０から高圧燃料が燃料溜り室１８０に供給される。
【特許文献１】特表２００３−５０６６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記シリンダ２００は、上述したように燃料溜り室１８０と圧力制御室１９０とを区画する必要があるため、上記壁面３４０にシリンダ２００の一端部をスプリング１６０などで押し付けて置く必要がある。この一端部は、面圧を高めるために面積が小さくなっている。シリンダ２００の他端部には、上記スプリング１６０を支持するスプリング座２５０が形成されている。
【０００６】
このため、シリンダ２００の一端部の外径は、他端部の外径よりも小さくなっている。シリンダ２００の内径は、一端部から他端部にかけて一定である。シリンダ２００の外周壁には、図７に示すように、外径のみが変化している部位（段差部）２３０が形成される。
【０００７】
従来技術では、この段差部２３０は、図７に示すように、ノズル孔１２０の壁面３４０の真下に位置している。このため、壁面３４０に開口している燃料通路３１０から高圧燃料が供給されると、この燃料流がシリンダ２００の上記段差部２３０に衝突し、シリンダ２００が下方（シリンダ２００の一端部が壁面３４０から離れる方向）に移動する可能性がある。
【０００８】
シリンダ２００が壁面３４０から離れると、燃料溜り室１８０と圧力制御室１９０とが連通し、圧力制御室１９０の圧力を所望の圧力に調整できなくなる。その結果、ニードル１４０の開閉動作を精度良く制御できなくなる。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ノズル孔に収容されるシリンダの不安定な動作を抑制し、精度良く燃料噴射を制御できる燃料噴射弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、先端に噴孔が形成され、内部に噴孔と連通するノズル孔が形成され、さらにノズル孔の反噴孔側壁面に開口し、噴孔から噴射される高圧燃料をノズル孔に供給する燃料通路が形成されるハウジングと、ノズル孔に収容され、噴孔を開閉する弁部材と、ノズル孔の反噴孔側壁面に一端部を当接させるとともに、弁部材の一端部を内周壁に摺動可能に挿入させることにより、ノズル孔を、燃料通路から供給される高圧燃料を蓄積する燃料溜り室と、弁部材の開閉動作を制御する高圧燃料を蓄積する圧力制御室とに区画するシリンダと、を備える燃料噴射弁において、
シリンダの外周壁には、燃料通路から供給される高圧燃料の燃料流をシリンダの外周側へ逃がす逃がし面が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、シリンダの外周壁には、ノズル孔の反噴孔側壁面に形成された燃料通路から供給される高圧燃料の燃料流をシリンダの外周側へ逃がす逃がし面が形成されているので、高圧燃料の燃料流がシリンダの外周壁に衝突しても、この燃料流を受け流すことができる。その結果、シリンダの一端部がノズル孔の反噴孔側壁面から離れることを抑制でき、弁部材の開閉動作を精度良く制御できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、逃がし面は、シリンダの外周壁全周に渡って形成されていることを特徴としている。この構成によれば、シリンダをノズル孔に収容させる際、燃料通路と、シリンダに形成された逃がし面との位置を合わせる作業を省略でき、組み付け作業が容易になる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、シリンダは、端部にノズル孔の反噴孔側壁面に当接する当接部を有する小径部と、端部にシリンダを反噴孔側壁面に押し付けるスプリングを支持するスプリング座を有する大径部とを有し、逃がし面は、小径部の外周壁に形成されていることを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、シリンダは、端部にノズル孔の反噴孔側壁面と当接する当接部を有する小径部と、端部にシリンダを反噴孔側壁面に押し付けるスプリングを支持するスプリング座を有する大径部とを有しているので、スプリングを支持できるとともに、当接部とノズル孔の反噴孔側壁面との面圧を高め、シリンダと反噴孔側壁面との密着度を高めることができる。
【００１５】
そして、逃がし面は、上記小径部の外周壁に形成されているので、小径部と大径部との間の外径が変化する部位、すなわち、燃料通路から供給される高圧燃料の燃料流を受けやすい部位を反噴孔側壁面に形成された燃料通路の開口から遠ざけることができ、シリンダの当接部がノズル孔の反噴孔側壁面から離れることを抑制できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、小径部と大径部との間は、小径部から大径部に向かって外径が徐々に大きくなるようになっていることを特徴としている。この構成によれば、小径部と大径部との間は、小径部から大径部に向かって外径が徐々に大きくなるようになっているので、燃料通路から供給される高圧燃料の燃料流を受けても、その燃料流を受け流すことができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、小径部と大径部との間には、段差部が形成され、逃がし面の長さは、ノズル孔の反噴孔側壁面に開口する燃料通路の開口部の開口径をｄとし、燃料通路の開口部から、段差部における燃料通路の開口部からノズル孔に供給される高圧燃料のうち、流速が最も速い高圧燃料が衝突する位置までの距離をｘとした場合、ｘ≧３ｄを満たす長さとなっていることを特徴としている。
【００１８】
この構成によれば、逃がし面の長さは、反噴孔側壁に開口する燃料通路の開口部から、段差部における燃料通路の開口部からノズル孔に供給される高圧燃料のうち、流速が最も速い高圧燃料が衝突する位置までの距離ｘをノズル孔の反噴孔側壁面に開口する燃料通路の開口部の開口径ｄの３倍以上となるような長さとなっているので、段差部が開口部からの高圧燃料の燃料流を受けてもシリンダの一端部がノズル孔の反噴孔側壁面から離れてしまうのを効果的に抑制することができる。ここで、請求項に記載の開口径ｄは、ノズル孔の反噴孔側壁面に開口する燃料通路の開口部と等価な円管の直径、水力等価直径を意味している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明が適用された燃料噴射弁の第１実施形態を図１および図２を参照して説明する。本実施形態の燃料噴射弁の全体構成を図１に示す。この燃料噴射弁１は、例えば、ディーゼルエンジン用の蓄圧式燃料噴射装置に用いられるものであり、図示しない蓄圧装置（コモンレール）から供給される高圧燃料をエンジン燃焼室に噴射するものである。燃料噴射弁１は、図１に示すように、噴射ノズル１０、オリフィスプレート３０、バルブボデー４０、制御弁４３、ロアボデー５０、ピエゾアクチュエータ５２、駆動力伝達部５３などから構成されている。燃料噴射弁１は、下方から噴射ノズル１０、オリフィスプレート３０、バルブボデー４０、ロアボデー５０の順で積層され、互いにリテーニングナット６０により締結されている。
【００２０】
噴射ノズル１０は、ノズルボデー１１とニードル１４とシリンダ２０とコイルスプリング１６とから構成されている。ノズルボデー１１には、上端から下端近傍にかけてノズル孔１２が形成されている。ノズルボデー１１の上端にオリフィスプレート３０を配置させることにより、ノズル孔１２は閉ざされた空間となる。ノズルボデー１１の下端部には、ノズル孔１２とノズルボデー１１の外壁とが貫通する噴孔１３が形成されている。ノズル孔１２には、ニードル１４、コイルスプリング１６、およびシリンダ２０が収容される。
【００２１】
ニードル１４は、請求項に記載の弁部材に相当するものであり、略棒状に形成されている。その先端には、上記ノズル孔１２の下端部に離着座することにより噴孔１３からの燃料噴射を制御する弁体部１５が形成されている。弁体部１５の反対側の端部には、ニードル１４を軸方向に摺動可能に支持する略円筒状に形成されたシリンダ２０が設けられる。シリンダ２０の構造については後ほど説明する。
【００２２】
ニードル１４の、上端部と下端部（弁体部１５）との間には、段差が形成されており、その段差には、コイルスプリング１６の下端部を支持する支持リング１７が設けられる。コイルスプリング１６の上端部は、シリンダ２０に支持される。コイルスプリング１６は、支持リング１７とシリンダ２０との間に、ある程度軸方向に圧縮された状態で配置される。これにより、シリンダ２０は、オリフィスプレート３０の下端面３４（請求項に記載のノズル孔の反噴孔側壁面に相当）に押し付けられ、ニードル１４は、下方（閉弁方向）に押し付けられる。
【００２３】
ノズル孔１２にニードル１４、コイルスプリング１６、およびシリンダ２０を収容することにより、ノズル孔１２の内壁とニードル１４およびシリンダ２０の外周壁との間に燃料溜り室１８が形成され、ニードル１４の上端部、シリンダ２０の内周壁、およびオリフィスプレート３０の下端面３４によって圧力制御室１９が形成される。
【００２４】
燃料溜り室１８は、噴孔１３から噴射される高圧燃料を蓄積する空間であり、噴孔１３と連通している。ニードル１４がノズル孔１２の下端部に着座することにより、燃料溜り室１８と噴孔１３との連通が遮断され、噴孔１３からの燃料噴射が停止する。ニードル１４が下端部から離座すると燃料溜り室１８と噴孔１３とが連通し、噴孔１３から燃料噴射が行われる。
【００２５】
圧力制御室１９は、ニードル１４の軸方向の移動を制御する高圧燃料を蓄積する空間である。圧力制御室１９に供給された燃料は、ニードル１４の上端部に作用することにより、ニードル１４を下方に押し付ける。ニードル１４の軸方向の移動を制御する方法については後ほど説明する。
【００２６】
オリフィスプレート３０は、略円盤状に形成され、ノズルボデー１１とバルブボデー４０との間に配置される。オリフィスプレート３０には、燃料通路３１（請求項に記載の燃料通路に相当）、第１連通路３２、および第２連通路３３が、このプレート３０の両端面を貫通するように形成されている。
【００２７】
燃料通路３１は、蓄圧装置内の高圧燃料を燃料溜り室１８に供給するための通路であり、バルブボデー４０およびロアボデー５０を軸方向に貫くようにして形成されている。ロアボデー５０に形成された燃料通路３１の開口は、蓄圧装置に接続される。
【００２８】
第１連通路３２は、燃料溜り室１８と後述するバルブボデー４０に形成された弁室４１とを接続する通路である。オリフィスプレート３０の下端面３４には、略円環状の溝が形成されており、その溝の底部に燃料通路３１と第１連通路３２とが接続されている。第２連通路３３は、圧力制御室１９と上記弁室４１とを接続する通路である。
【００２９】
バルブボデー４０は、略円盤状に形成され、オリフィスプレート３０とロアボデー５０との間に配置される。バルブボデー４０には、オリフィスプレート３０と接する下端面に開口する弁室４１が形成されている。弁室４１の下端面には、上述の第１、第２連通路３２、３３が開口している。弁室４１の上端面には、後述するロアボデー５０に形成された縦孔５１と接続する第３連通路４２が開口している。
【００３０】
弁室４１には、第１、第２、第３連通路３２、３３、４２の燃料の流れを制御する制御弁４３とコイルスプリング４６が収容されている。制御弁４３は、上側に低圧側シート４４が形成され、下側に高圧側シート４５が形成されている。
【００３１】
低圧側シート４４が弁室４１の上端面に着座すると、第３連通路４２の開口が塞がれ、燃料溜り室１８、第１連通路３２、弁室４１、第２連通路３３、圧力制御室１９を結ぶ第１の経路が形成され、燃料溜り室１８の高圧燃料が、圧力制御室１９に供給される。
【００３２】
一方、高圧側シート４５が弁室４１の下端面に着座すると、第１連通路３２の開口が塞がれるとともに、第３連通路４２の開口が開放される。これにより、圧力制御室１９、第２連通路３３、弁室４１、第３連通路４２、ロアボデー５０の縦孔５１を結ぶ第２の経路が形成され、圧力制御室１９内の高圧燃料が低圧である縦孔５１に排出される。その結果、圧力制御室１９の圧力が低下する。このように制御弁４３が操作されることにより、圧力制御室１９の圧力を調整することができる。
【００３３】
ロアボデー５０は、軸方向に形成された縦孔５１内にピエゾアクチュエータ５２および駆動力伝達部５３を収容して、下端面にバルブボデー４０を支持する。ピエゾアクチュエータ５２は、ＰＺＴなどの圧電セラミック層と電極層とを交互に積層したものであり、図示しない駆動回路により充放電することにより、積層方向（上下方向）に伸縮する。なお、縦孔５１は、図示しない通路を介して、燃料タンクなどの低圧側に接続されている。
【００３４】
駆動力伝達部５３は、ピエゾアクチュエータ５２の下側に配置され、ピエゾアクチュエータ５２の変位を第３連通路４２内に収容されるピン５４を介して制御弁４３に伝達するものである。
【００３５】
ピエゾアクチュエータ５２が充電されると、ピエゾアクチュエータ５２は伸長する。駆動力伝達部５３は、ピエゾアクチュエータ５２の変位を、ピン５４を介して制御弁４３に伝達する。制御弁４３は、ピン５４によって下方に押され、低圧側シート４４が弁室４１の上端面から離座するとともに、高圧側シート４５が弁室４１の下端面に着座し、第１連通路３２の開口が塞がれる。これにより、圧力制御室１９の高圧燃料が第２の経路を介して低圧側に排出される。
【００３６】
ピエゾアクチュエータ５２が放電されると、ピエゾアクチュエータ５２は収縮する。制御弁４３およびピン５４は、ピエゾアクチュエータ５２が収縮すると、コイルスプリング４６の付勢力により上方に移動する。制御弁４３が上方に移動することにより、高圧側シート４５が弁室４１の下端面から離座するとともに、低圧側シート４４が弁室４１の上端面に着座し、第３連通路４２の開口が塞がれる。これにより、圧力制御室１９に第１の経路を介して燃料溜り室１８の高圧燃料が供給される。
【００３７】
次に、上記構成を有する燃料噴射弁１の作動を説明する。ピエゾアクチュエータ５２が放電され、制御弁４３が第３連通路４２の開口を塞いでいるときに、蓄圧装置から燃料噴射弁１に高圧燃料が供給されると、その高圧燃料は、燃料通路３１を介して燃料溜り室１８に供給されるとともに、第１連通路３２、弁室４１、第２連通路３３を介して圧力制御室１９にも供給される。
【００３８】
このとき、ニードル１４には、圧力制御室１９の高圧燃料がニードル１４の上端面に作用してニードル１４を下方（閉弁方向）へ押し付ける力、コイルスプリング１６の付勢力によってニードル１４を下方へ押し付ける力、および燃料溜り室１８の高圧燃料が弁体部１５近傍に作用してニードル１４を上方（開弁方向）へ押し上げる力が働いているが、ニードル１４を下方へ押し付ける力が上回っているので、弁体部１５は、ノズル孔１２の下端部に着座し、噴孔１３から燃料は噴射されない。
【００３９】
ピエゾアクチュエータ５２が充電されると、制御弁４３は、ピン５４によって下方に押され、高圧側シート４５が第１連通路３２の開口を塞ぐとともに、低圧側シート４４が第３連通路４２の開口を開放する。すると、圧力制御室１９の高圧燃料は、上記第２の経路を介して低圧側に排出され、圧力制御室１９の圧力が低下し始める。
【００４０】
圧力制御室１９の圧力が開弁圧力まで低下すると、ニードル１４を上方へ押し上げる力が上回り、ニードル１４が上方にリフトして弁体部１５がノズル孔１２の下端部から離座し、噴孔１３から燃料が噴射される。
【００４１】
ピエゾアクチュエータ５２が再び放電されると、制御弁４３は、第３連通路４２の開口を塞ぐとともに、第１連通路３２の開口を開放する。すると、燃料溜り室１８の高圧燃料が、上記第１の経路を介して再び圧力制御室１９に供給され、圧力制御室１９の圧力が上昇する。
【００４２】
圧力制御室１９の圧力が閉弁圧力まで上昇すると、ニードル１４を下方へ押し付ける力が上回り、ニードル１４が下方に移動し、ノズル孔１２の先端部に着座し、噴孔１３からの燃料噴射が終了する。
【００４３】
次に、本実施形態における特徴部分を、図２を参照して詳細に説明する。図２は、シリンダ２０近傍の燃料噴射弁１の要部断面図である。
【００４４】
図２に示すように、シリンダ２０は、略円筒状に形成され、比較的外径の小さい小径部２１と小径部２１よりも外径が大きい大径部２２から構成されている。
【００４５】
小径部２１の端部には、オリフィスプレート３０の下端面３４（ノズル孔１２の上端面）に当接する当接部２４が形成されている。大径部２２の端部には、コイルスプリング１６の座となるスプリング座２５が形成されている。スプリング座２５部分の肉厚は、コイルスプリング１６を支持する必要があるため、コイルスプリング１６の素線径とほぼ同じかそれ以上となっている。これに対し、当接部２４部分の肉厚は、スプリング座２５部分の肉厚よりも薄くなっている。このため、当接部２４を下端面３４に当接させたときの面圧を高めることができ、シリンダ２０とオリフィスプレート３０との密着度を高めることができる。
【００４６】
シリンダ２０の内周壁には、ニードル１４の上端部を摺動可能に支持するガイド面２６が形成されている。ガイド面２６の直径は、当接部２４からスプリング座２５にかけてほぼ一定となっている。
【００４７】
シリンダ２０の外周壁には、小径部２１と大径部２２との間に段差部２３が形成される。この段差部２３は、小径部２１から大径部２２に向かうに従い、シリンダ２０の外径が徐々に大きくなるような傾斜面となっている。
【００４８】
また、小径部２１の外周壁には、オリフィスプレート３０の下端面３４に開口した燃料通路３１から供給される高圧燃料の燃料流をシリンダ２０の外周側に逃がす逃がし面２７が形成される。逃がし面２７の作用効果については後ほど説明する。
【００４９】
次に、上記構成を有するシリンダ２０の作用効果について説明する。上述したように、制御弁４３を操作することにより圧力制御室１９の圧力を閉弁圧力まで低下させ、ニードル１４を上方に移動させると、弁体部１５がノズル孔１２の下端部から離座し、噴孔１３から高圧燃料が噴射される。燃料溜り室１８内の燃料量は、少なくとも噴孔１３から噴射された燃料分は減少する。燃料溜り室１８には、燃料通路３１を介して新たな高圧燃料が図２中の矢印で示すように供給される。
【００５０】
燃料通路３１から供給される燃料の燃料流は、小径部２１の外周壁に形成されている逃がし面２７に衝突し、その後、シリンダ２０の外周側に逃げていく。図２に示すように、逃がし面２７は、その面が、燃料流の流線とほぼ平行であるので、燃料流が逃がし面２７に衝突したとしても、燃料流の流線と逃がし面２７のなす角度は、非常に小さく、燃料流の運動エネルギーを受け流すことができる。逃がし面２７は、燃料流が衝突することにより発生するシリンダ２０を下方に移動させようとする力を抑制できる。
【００５１】
これにより、シリンダ２０の当接部２４をオリフィスプレート３０の下端面３４に安定して当接させておくことができる。その結果、圧力制御室１９の圧力の制御性が向上するので、ニードル１４の開閉動作を精度良く制御することができる。
【００５２】
また、逃がし面２７は、軸方向に延びる面であるため、小径部２１と大径部２２との間に形成される段差部２３を燃料通路３１から遠ざけることができる。燃料通路３１から噴出する燃料流の運動エネルギーは、段差部２３に到達するまでに低減されるので、燃料流が段差部２３に衝突することにより発生するシリンダ２０を下方に移動させようとする力を抑制できる。
【００５３】
また、この段差部２３は、小径部２１から大径部２２に向かって外径が大きくなるような傾斜面であるため、この部分自体でも燃料流の運動エネルギーを受け流すことができる。
【００５４】
また、上記逃がし面２７は、シリンダ２０の外周壁全周に渡って形成されているので、シリンダ２０をノズル孔１２に収容させる際、逃がし面２７と燃料通路３１との位置を合わせる作業を省略でき、組み付け作業が容易になる。
【００５５】
本実施形態では、制御弁４３を操作する駆動機構として、ピエゾアクチュエータ５２とピエゾアクチュエータ５２の変位を伝達する駆動力伝達部５３とを採用しているが、駆動機構として、電磁アクチュエータを採用しても良い。
【００５６】
また、本実施形態の制御弁４３は、いわゆる２位置３方弁タイプの弁であるが、２位置２方弁タイプの弁であっても良い。
【００５７】
次に、ノズル孔１２に開口する燃料通路３１の開口部３７の開口径と、この開口部３７からシリンダ２０の段差部２３までの距離との関係を図３ないし図５に基づいて説明する。
【００５８】
本実施形態では、図３および図４に示すように、燃料通路３１の通路径は、シリンダ２０の小径部２１の外周壁とノズル孔１２の内壁との距離よりも大きい。このため、燃料通路３１の開口端部３６の一部がノズルボデー１１と重なる。このため、ノズル孔１２に開口する燃料通路３１の開口部３７の通路面積は、開口端部３６の通路面積よりも小さくなる。開口部３７の形状は、開口端部３６の一部がノズルボデー１１と重なるため、図４に示すように円形ではなく、円形の一部がノズル孔１２の内壁によって切り取られた形状となる（シリンダ２０とノズル孔１２との間に図示される斜線で示す部分）。
【００５９】
図３に示すように、小径部２１の軸方向長さを長くすることにより、逃がし面２７を長くすることができる。また、小径部２１の軸方向長さを長くすることにより段差部２３を開口部３７から遠ざけることができ、開口部３７から噴出する燃料流の影響を小さくすることができる。その結果、シリンダ２０の当接部２４がオリフィスプレート３０の下端面３４から離れてしまうのを抑制することができる。
【００６０】
このことを図５のグラフに示す。図５は、開口部３７の開口径ｄと開口部３７から段差部２３までの距離ｘとの比ｘ／ｄと、シリンダ２０の段差部２３が受ける荷重Ｆと開口部３７直下における燃料流の衝突荷重Ｆ０との比との関係を示したグラフである。
【００６１】
ここで、開口径ｄは、開口部３７と等価な円管の直径、つまり水力等価直径を意味している。具体的には、開口部３７の開口面積をＡ、開口部３７の濡れ縁長さをＬとしたとき、下記の数式１により求められる。
【００６２】
【数１】
2008215342.tif 000003
【００６３】
距離ｘは、開口部３７から、段差部２３における開口部３７から噴出される燃料流のうち、流速が最も速い燃料流が衝突する位置までの距離となっている。本実施形態では、距離ｘは、図３に示すように開口部３７から段差部２３の大径部２２側の端部までの距離となっている。また、燃料流の衝突荷重Ｆ０は、下記の数式２により求められる。この数式２において、ρは燃料の密度であり、ｕは開口部３７における燃料の流速となっている。
【００６４】
【数２】
2008215342.tif 000004
【００６５】
また、段差部２３が受ける荷重Ｆは、段差部２３における圧力分布を積算した値となっている。段差部２３における圧力分布は、シミュレーション等により求められた値を利用している。
【００６６】
図５に示すように、ｘ／ｄの値が大きくなるほど、Ｆ／Ｆ０の値が小さくなる。つまり、シリンダ２０は、ある開口径ｄに対して距離ｘが大きくなるほど、開口部３７から噴出される燃料流の影響が小さくなる。
【００６７】
また、図５に示すグラフによれば、ｘ／ｄが２以上となると、Ｆ／Ｆ０の値が急激に低下する。そして、ｘ／ｄが３を超えると、つまり、ｘ≧３ｄを満たした範囲では、Ｆ／Ｆ０の値が低い値０．４未満で安定する。このため、距離ｘは、３ｄ以上とすることが好ましい。
【００６８】
（第２実施形態）
図６に第２実施形態を示している。第１実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
【００６９】
図６に示す第２実施形態では、燃料通路３１ａが第１実施形態のものと異なる。燃料通路３１ａの開口端部３６ａの直径は、シリンダ２０の小径部２１の外周壁とノズル孔１２の内壁との距離とほぼ同じか、それよりも小さい。また、燃料通路３１ａの外周側内壁、およびノズル孔１２の内壁のノズル孔１２の中心軸からの距離がほぼ一致している。
【００７０】
このため、燃料通路３１ａの開口端部３６ａは、第１実施形態のように開口端部３６ａの一部がノズルボデー１１と重ならない。このため、ノズル孔１２に開口する燃料通路３１ａの開口部３７ａの開口面積Ａは、開口端部３６ａの通路面積とほぼ同じとなる。その結果、請求項に記載の開口部の開口径ｄは、燃料通路３１ａの開口端部３６ａおよび開口部３７ａの直径とほぼ同じとなる。
【００７１】
この場合においても、段差部２３に作用する力は、図５と同様の傾向を示す。このため、ｘ≧３ｄを満たす範囲で開口部３７ａから噴出される燃料流の影響を小さくなり、シリンダ２０の当接部２４がオリフィスプレート３０の下端面３４から離れてしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施形態における燃料噴射弁の断面図である。
【図２】第１実施形態における燃料噴射弁の要部断面図である。
【図３】第１実施形態における燃料噴射弁の要部断面図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。
【図５】燃料通路の開口部の開口径ｄと開口部からシリンダの段差部までの距離ｘとの比ｘ／ｄと、段差部が受ける荷重Ｆと開口部直下における燃料流の衝突荷重Ｆ０との比との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態における燃料噴射弁の要部断面図である。
【図７】従来技術における燃料噴射弁の断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  燃料噴射弁、１０  噴射ノズル、１１  ノズルボデー（ハウジング）、１２  ノズル孔、１３  噴孔、１４  ニードル（弁部材）、１６  コイルスプリング、１８  燃料溜り室、１９  圧力制御室、２０  シリンダ、２７  逃がし面、３０  オリフィスプレート（ハウジング）、３１  燃料通路、３４  下端面（ノズル孔の反噴孔側壁面）、４３  制御弁
【図１】
2008215342.tif 000005
【図２】
2008215342.tif 000006
【図３】
2008215342.tif 000007
【図４】
2008215342.tif 000008
【図５】
2008215342.tif 000009
【図６】
2008215342.tif 000010
【図７】
2008215342.tif 000011