(57)【要約】【課題】対向するニードル先端部と弁ボディ底部の何れか一方の部分に凹部を設け、その凹部に嵌まる凸部を他方の部分に設けることによって閉弁時にダンパ効果を発生させるようにした燃料噴射弁において、ニードルが移動するときに作用する抗力を過大にすることなく、凹部と凸部とのクリアランスを最小限にできるようにする。【解決手段】ニードル６の先端部に設けられた凹部２２と、弁ボディ２の底部である噴口プレート８に設けられた凸部２０とによって燃料溜まり部２４が形成された燃料噴射弁の場合、ニードル６に燃料呼吸孔２６を設け、ニードル６の先端部と噴口プレート８との間の隙間空間である燃料室１６と、燃料溜まり部２４とを燃料呼吸孔２６によって連通させる。【選択図】図１
2012112265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料通路を形成する内周面に弁座が設けられ、前記弁座よりも奥まった底部に噴孔が設けられた弁ボディと、
前記弁ボディの内部に配置されて前記弁座に対して着座或いは離座するニードルと、
前記ニードルの先端部と前記弁ボディの底部とからなる一対の対向部分のうち一方の対向部分に設けられた凹部と、
前記一対の対向部分のうち他方の対向部分に設けられた凸部と、
前記凸部が前記凹部に嵌まることで形成された燃料溜まり部と、
前記ニードル或いは前記弁ボディに設けられた孔であって、前記ニードルの先端部と前記弁ボディの底部との間の隙間空間に前記燃料溜まり部を連通させる燃料呼吸孔と、
を備えることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記燃料呼吸孔は、前記ニードルが前記弁座に着座する直前に、前記凸部と前記凹部との重なりによってその入口が閉鎖されるように構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】
前記燃料呼吸孔は、前記隙間空間において前記凸部の周囲に発生する燃料の旋回流れの方向と、前記隙間空間から前記燃料呼吸孔に吸い込まれる燃料の流れの方向とが鋭角をなすように設けられていることを特徴とする請求項１又は２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、内燃機関の燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射弁から噴射される燃料の微粒化は、排気ガスのエミッション性能を改善する効果がある。このため、燃料噴霧の微粒化に関しては、今日までに様々な技術が提案されている。特開２００８−１６９７２２号公報に開示されている先行技術もその一つである。この先行技術による燃料噴射弁では、噴孔プレートの入口側端面とニードルの先端面との間に扁平な円板状の燃料室が形成されている。また、噴孔プレートに形成された複数の噴孔の内周側縁部には、噴孔プレートの入口側端面からニードルの先端部に向けて突出する環状の壁が形成されている。このような燃料噴射弁の構造によれば、閉弁時には、燃料通路から噴孔に向けて流れてきた燃料は中央の環状壁に衝突し、噴孔内に向けて強制的に流れを変えられる。これにより、噴孔に流入する燃料流れのエネルギーが増加することで、噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化が促進されることになる。
【０００３】
また、燃料噴射弁に関する先行技術としては、特開２０１０−０３８１２１号公報に開示された先行技術が知られている。この先行技術による燃料噴射弁では、ニードルの先端部に凹部が設けられ、その凹部に押し込まれる凸部が弁ボディ（ハウジング）の底部に設けられている。凹部と凸部とによって囲まれた空間は燃料溜り部となる。凹部の内側面と凸部の外側面との間には、環状の燃料絞り通路が形成され、燃料溜り部は燃料絞り通路を介して燃料通路に連通されている。このような燃料噴射弁の構造によれば、閉弁時には、燃料溜り部の容積の縮小に伴って燃料溜り部に正圧の油圧力が発生し、その正圧の油圧力によってニードルの下降速度を低下させるダンパ効果が作用する。このダンパ効果によって、ニードルが弁座に着座するときの衝突エネルギーは低減され、ニードルの磨耗が抑制されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６９７２２号公報
【特許文献２】特開２０１０−０３８１２１号公報
【特許文献３】特開２０００−２５７５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ニードルの先端部に凹部が設けられて弁ボディの底部に凸部が設けられた構成によれば、凹部に凸部が嵌まることで、ニードルと弁座との位置関係が適切になるよう、弁ボディにニードルを物理的にガイドさせることができる。その場合、凹部と凸部とのクリアランスが小さいほど、ニードルと弁座との位置関係をより正確に保つことができる。しかし、その反面、凹部と凸部とのクリアランスがあまり小さいと、そのクリアランスを通しての燃料溜り部への燃料の流入や燃料溜り部からの燃料の排出が妨げられるため、ニードルの移動時に過大な抗力が発生してしまうことになる。ニードルに作用する抗力が大きければ、その分、ニードルを動かすために必要な動力も大きくなってエネルギーの消費を増大させてしまう。
【０００６】
前述の特開２０１０−０３８１２１号公報に開示された先行技術の場合には、閉弁時に燃料溜まり部と噴孔とを連通させるために、凹部と凸部との間には比較的大きなクリアランス（燃料絞り通路）が設けられている。このため、ニードルの移動時に過大な抗力が発生することは防止されているが、ニードルと弁座との位置関係を正確に保つためのガイドとして十分に機能するとは言い難い。
【０００７】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、対向するニードル先端部と弁ボディ底部の何れか一方の部分に凹部を設け、その凹部に嵌まる凸部を他方の部分に設けることによって閉弁時にダンパ効果を発生させるようにした燃料噴射弁において、ニードルが移動するときに作用する抗力を過大にすることなく、凹部と凸部とのクリアランスを最小限にできるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料噴射弁において、
燃料通路を形成する内周面に弁座が設けられ、前記弁座よりも奥まった底部に噴孔が設けられた弁ボディと、
前記弁ボディの内部に配置されて前記弁座に対して着座或いは離座するニードルと、
前記ニードルの先端部と前記弁ボディの底部とからなる一対の対向部分のうち一方の対向部分に設けられた凹部と、
前記一対の対向部分のうち他方の対向部分に設けられた凸部と、
前記凸部が前記凹部に嵌まることで形成された燃料溜まり部と、
前記ニードル或いは前記弁ボディに設けられた孔であって、前記ニードルの先端部と前記弁ボディの底部との間の隙間空間に前記燃料溜まり部を連通させる燃料呼吸孔と、
を備えることを特徴としている。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記燃料呼吸孔は、前記ニードルが前記弁座に着座する直前に、前記凸部と前記凹部との重なりによってその入口が閉鎖されるように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記燃料呼吸孔は、前記隙間空間において前記凸部の周囲に発生する燃料の旋回流れの方向と、前記隙間空間から前記燃料呼吸孔に入る燃料の流れの方向とが鋭角をなすように設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明の燃料噴射弁によれば、凸部と凹部とによって囲まれた空間である燃料溜まり部は、燃料呼吸孔によってニードルの先端部と弁ボディの底部との間の隙間空間に連通している。このため、燃料溜まり部の容積が縮小する閉弁時には、燃料溜まり部の燃料は燃料呼吸孔を通って隙間空間に排出され、それによって燃料溜まり部に発生する正圧が過大になることは防止される。一方、燃料溜まり部の容積が拡大する閉弁時には、隙間空間から燃料呼吸孔を通って燃料溜まり部に燃料が吸い込まれ、それによって燃料溜まり部に発生する負圧が過大になることは防止される。このように、燃料溜まり部の容積の縮小／拡大に応じた燃料の排出／吸い込みを燃料呼吸孔によって実現することで、ニードルが移動するときに作用する抗力を過大にすることなく、凹部と凸部とのクリアランスを最小限にすることが可能となる。
【００１２】
第２の発明によれば、ニードルが弁座に着座する直前に燃料呼吸孔の入口が閉鎖されることで、燃料溜まり部に残留した燃料は適度に圧縮される。次回の開弁時には、この圧縮された残留燃料がニードルの離座方向の動きをアシストするので、その分、ニードルを動かすために必要な動力を低減することができる。つまり、第２の発明によれば、開弁時のエネルギー消費を抑えられる。また、閉弁時に燃料呼吸孔が閉鎖されるタイミングをニードルの着座直前にすることで、燃料呼吸孔が閉鎖されるまではニードルを小さい動力で移動させることができる。そして、燃料呼吸孔が閉鎖された後はニードルの慣性力を利用して残留燃料を圧縮することができるので、残留燃料を圧縮するために閉弁時のエネルギー消費が増大することはない。
【００１３】
第３の発明によれば、開弁時には、燃料呼吸孔から燃料溜まり部に吸い込まれる燃料の流れによって隙間空間内の燃料の旋回流れを強化することができる。そして、この旋回流れの強化によって、噴孔に流入する燃料の流れのエネルギーを増加させることができ、ひいては噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１による燃料噴射弁を示す断面図である。
【図２】図１に示す燃料噴射弁のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】図１に示す燃料噴射弁の噴孔の周囲をＢ方向から見た矢視図である。
【図４】図１に示す燃料噴射弁の開弁時の状態を示す部分断面図である。
【図５】図１に示す燃料噴射弁の閉弁時の状態を示す部分断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２による燃料噴射弁の開弁時の状態を示す部分断面図である。
【図７】図６に示す燃料噴射弁の燃料溜まり部をＣ方向から見た矢視図である。
【図８】本発明の実施の形態３による燃料噴射弁の開弁時の状態を示す部分断面図である。
【図９】図８に示す燃料噴射弁のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４による燃料噴射弁の開弁時の状態を示す部分断面図である。
【図１１】図１０に示す燃料噴射弁の閉弁時の状態を示す部分断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５による燃料噴射弁の開弁時の状態を示す部分断面図である。
【図１３】図６に示す燃料噴射弁の燃料溜まり部をＥ方向から見た矢視図である。
【図１４】本発明の実施の形態６による燃料噴射弁の開弁時の状態を示す部分断面図である。
【図１５】図１４に示す燃料噴射弁のＦ−Ｆ断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、各実施の形態においては、先に説明した実施の形態のものと共通する要素については同一の符号を付し、それらに関する重複した説明は省略するものとする。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による燃料噴射弁を示す断面図である。図１に示すように、本実施の形態の燃料噴射弁は、弁ボディ２の内部にニードル６を備えたニードル弁である。弁ボディ２の内周面には、ニードル６が着座する弁座４が形成されている。また、弁ボディ２には、その底部となる噴孔プレート８が一体的に取り付けられている。噴孔プレート８には、複数の噴孔１８が設けられている。
【００１７】
本実施の形態の燃料噴射弁は、燃料を噴孔１８に導く燃料通路として、ニードル６の内部に形成された内側燃料通路１０と、弁ボディ２の内周面とニードル６の外周面とで形成された外側燃料通路１４とを備えている。内側燃料通路１０は外側燃料通路１４に対して燃料の流れの上流側に位置し、内側燃料通路１０と外側燃料通路１４とは、ニードル６に形成された連通孔１２によって接続されている。
【００１８】
ここで、連通孔１２の詳細について図２を用いて説明する。図２は、図１のＡ−Ａ断面を示している。連通孔１２は等間隔で４箇所に設けられていて、各連通孔１２は燃料噴射弁の軸心から径方向に伸びるラインに対し、孔の方向を周方向に傾斜させて形成されている。このように連通孔１２を傾けて設けているのは、図２中に点線の矢印線で示すように、内側燃料通路１０から連通孔１２を経て外側燃料通路１４に向かう燃料の流れに周方向の成分を付与し、外側燃料通路１４の内部に旋回流を発生させるためである。
【００１９】
再び図１に戻り、燃料噴射弁の全体について説明を続ける。外側燃料通路１４は、ニードル６の先端部と噴孔プレート８との間まで延びている。ニードル６の先端部と噴孔プレート８との間には隙間空間である燃料室１６が存在し、外側燃料通路１４はこの燃料室１６に連通している。ただし、ニードル６が弁座４に着座したとき、燃料室１６と外側燃料通路１４との連通は遮断され、ニードル６が弁座４から離座することで、燃料室１６と外側燃料通路１４とは再び連通するようになる。
【００２０】
燃料室１６の中央には、噴孔プレート８からニードル６の先端部に向けて突き出すように円柱状の凸部（以下、プレート円柱部）２０が形成されている。このため、ニードル６が離座したときに外側燃料通路１４から燃料室１６に流れこんでくる燃料は、その旋回流を維持しながら、プレート円柱部２０の周囲を旋回するようになる。燃料室１６の中を旋回する燃料は、噴孔プレート８に開けられた複数の噴孔１８から弁の外へ噴射される。
【００２１】
ここで、噴孔１８の詳細について図３を用いて説明する。図３は、噴孔１８の周囲を図１のＢ方向から見た矢視図である。前述のように、燃料室１６にはプレート円柱部２０を中心にして燃料の旋回流れが発生する。図３には、燃料室１６内の燃料の旋回流れを点線の矢印線で示している。噴孔１８は同一円周上に等間隔で４箇所に設けられていて、各噴孔１８はその孔の方向が旋回流れの接線方向に近づくように傾斜させて形成されている。このように噴孔１８を傾斜させて設けているのは、噴孔１８に流入する燃料の流れのエネルギーを増加させ、それにより噴孔１８から噴射される燃料噴霧の微粒化を促進するためである。
【００２２】
再び図１に戻り、燃料噴射弁の全体について説明を続ける。ニードル６の先端部には、プレート円柱部２０の位置に対応させて円孔状の凹部（以下、ニードル円孔部）２２が形成されている。ニードル円孔部２２には、プレート円柱部２０の先端が嵌められている。ニードル円孔部２２の内径はプレート円柱部２０の外径よりもやや大きく、両者はニードル６の移動によって弁の軸心方向に相対移動する。ただし、プレート円柱部２０の外周面とニードル円孔部２２の内周面との間には、燃料の漏れが発生しない程度の最小限のクリアランスしか設けられていない。
【００２３】
プレート円柱部２０の上面とニードル円孔部２２の天井面との間には、隙間空間である燃料溜まり部２４が形成されている。前述のようにニードル円孔部２２とプレート円柱部２０とのクリアランスは最小限でしかないので、燃料溜まり部２４と外部の空間である燃料室１６とのクリアランスを介しての連通は実質的に遮断されている。しかし、本実施の形態の燃料噴射弁は、ニードル６の先端部を燃料室１６からニードル円孔部２２の内周面に向けて斜めに貫通する燃料呼吸孔２６を備えている。図１では２つの燃料呼吸孔２６を示しているが、燃料呼吸孔２６はニードル円孔部２２の周囲に等間隔で複数形成されている。
【００２４】
ここで、燃料呼吸孔２６の機能について図４及び図５を用いて説明する。図４は本実施の形態の燃料噴射弁の開弁時の状態を示す部分断面図である（ただし、この部分断面図では、噴孔プレートに形成されている噴孔については図示を省略している）。図４に点線の矢印線で燃料の流れを示すように、燃料呼吸孔２６は、燃料溜まり部２４へ燃料を吸い込み、また、燃料溜まり部２４から燃料を排出するための流路として機能する。より詳しくは、燃料溜まり部２４の容積が縮小する時には、燃料溜まり部２４の燃料は燃料呼吸孔２６を通って燃料室１６に排出される。一方、燃料溜まり部２４の容積が拡大する時には、燃料室１６から燃料呼吸孔２６を通って燃料溜まり部２４に燃料が吸い込まれる。このように、燃料溜まり部２４の容積の縮小／拡大に応じた燃料の排出／吸い込みが燃料呼吸孔２６によって実現されることで、ニードル６が着座方向に移動するときには、燃料溜まり部２４に発生する正圧が過大になることは防止される。一方、ニードル６が離座方向に移動するときには、燃料溜まり部２４に発生する負圧が過大になることは防止される。したがって、本実施の形態の燃料噴射弁によれば、ニードル６が移動するときに過大な抗力が作用することがなく、弁の作動に伴うエネルギー消費は抑えられる。
【００２５】
図５は本実施の形態の燃料噴射弁の閉弁時の状態、つまり、ニードル６が弁座４に着座しているときの状態を示す部分断面図である（ただし、この部分断面図でも、噴孔プレートに形成されている噴孔については図示を省略している）。ニードル６が弁座４に着座しているとき、燃料呼吸孔２６のニードル円孔部２２の側の入口は、プレート円柱部２０の上面よりも下に位置している。このため、ニードル６が着座方向に移動するときには、ニードル６が弁座４に着座する直前において燃料呼吸孔２６の入口は完全に閉鎖され、燃料溜まり部２４から燃料呼吸孔２６への燃料の排出は止められる。これにより、燃料呼吸孔２６の入口が閉鎖されてからニードル６が弁座４に着座するまでの間、燃料溜まり部２４に取り残された燃料は燃料溜まり部２４の縮小によって適度に圧縮されることになる。
【００２６】
燃料溜まり部２４の残留燃料は、それが有する油圧によって次回の開弁時におけるニードル６の離座方向の動きをアシストする。この残留燃料の油圧によるアシストによって、ニードル６を離座方向に動かすために必要な動力は低減され、開弁時のエネルギー消費はさらに抑えられることになる。なお、閉弁時に燃料呼吸孔２６が閉鎖されるタイミングはニードル６の着座直前であり、燃料呼吸孔２６が閉鎖されるまではニードル６を小さい動力で移動させることができる。そして、燃料呼吸孔２６が閉鎖された後は燃料溜まり部２４の残留燃料の圧力は高まっていくが、その時点ではニードル６には慣性力が作用しているので、その慣性力を利用して残留燃料を圧縮しながらニードル６を弁座４に着座させることができる。したがって、ニードル６を着座させるために動力を高める必要はなく、エネルギー消費の増分はゼロに抑えることができる。
【００２７】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２による燃料噴射弁を示す部分断面図である（ただし、この部分断面図では、噴孔プレート８に形成されている噴孔については図示を省略している）。本実施の形態の燃料噴射弁は、実施の形態１の燃料噴射弁とは凹部と燃料呼吸孔の構成に違いがある。本実施の形態においてニードル６の先端部に形成される凹部は、入口側に形成された径の小さい円孔部（以下、ニードル第１円孔部）２８と、奥側に形成された径の大きい円孔部（以下、ニードル第２円孔部）３０とから構成されている。ニードル第１円孔部２８にはプレート円柱部２０の先端が嵌められていて、プレート円柱部２０の上面とニードル第１円孔部２８及びニードル第２円孔部３０の各面で囲まれた空間が燃料溜まり部３２となっている。なお、実施の形態１の場合と同様、ニードル第１円孔部２８とプレート円柱部２０とのクリアランスは、両者の滑らかな相対移動が可能な程度の必要最小限の大きさに設定されている。
【００２８】
本実施の形態の燃料噴射弁では、燃料呼吸孔３４は、ニードル第２円孔部３０の底面から燃料室１６に向けて形成されている。ニードル６が移動するときには、図６に点線の矢印線で燃料の流れを示すように、燃料溜まり部３２への燃料の吸い込み、或いは、燃料溜まり部３２からの燃料の排出が燃料呼吸孔３４を介して行われる。
【００２９】
燃料呼吸孔３４の詳細については図７に示されている。図７は、燃料溜まり部３２を図６のＣ方向から見た矢視図である。図７には、燃料室１６内の燃料の旋回流れを点線の矢印線で示している。燃料呼吸孔３４は同一円周上に等間隔で４箇所に設けられていて、各燃料呼吸孔３４はその孔の方向が旋回流れの接線方向に近づくように傾斜させて形成されている。つまり、燃料室１６から燃料呼吸孔３４に吸い込まれる燃料の流れの方向（図７に実線の矢印線で示す）と、燃料室１６に発生する燃料の旋回流れの接線方向とが鋭角をなすように、燃料呼吸孔３４は傾斜させて設けられている。これによれば、燃料呼吸孔３４に吸い込まれる燃料の流れによって燃料室１６内の燃料の旋回流れは強化されるため、図示略の噴孔に流入する燃料の流れのエネルギーは増加し、ひいては噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化が促進される。
【００３０】
実施の形態３．
図８は、実施の形態３による燃料噴射弁を示す部分断面図である（ただし、この部分断面図では、噴孔プレートに形成されている噴孔については図示を省略している）。本実施の形態の燃料噴射弁は、実施の形態１の燃料噴射弁とは凸部と燃料呼吸孔の構成に違いがある。本実施の形態において噴孔プレート８に形成される凸部は、スリーブ状の凸部（以下、プレートスリーブ部）３６であり、その上面には円孔状の凹部（以下、スリーブ円孔部）３８が備えられている。プレートスリーブ部３６の外周部はニードル円孔部２２に嵌められていて、ニードル円孔部２２とスリーブ円孔部３８とで囲まれた空間が燃料溜まり部４２となっている。なお、実施の形態１の場合と同様、ニードル円孔部２２とプレートスリーブ部３６とのクリアランスは、両者の滑らかな相対移動が可能な程度の必要最小限の大きさに設定されている。
【００３１】
本実施の形態の燃料噴射弁では、燃料呼吸孔４４は、スリーブ円孔部３８と燃料室１６とを連通させるようにプレートスリーブ部３６に形成されている。ニードル６が移動するときには、図８に点線の矢印線で燃料の流れを示すように、燃料溜まり部４２への燃料の吸い込み、或いは、燃料溜まり部４２からの燃料の排出が燃料呼吸孔４４を介して行われる。なお、ニードル６が弁座４に着座したときには、燃料呼吸孔４４の燃料室１６の側の入口は、ニードル６の下面よりも上に位置するようになっている。このため、弁の閉弁時には、ニードル６が弁座４に着座する直前において燃料呼吸孔４４の燃料室１６の側の入口が完全に閉鎖され、燃料溜まり部４２からの燃料の排出は止められる。
【００３２】
ここで、燃料呼吸孔４４のさらなる詳細について図９を用いて説明する。図９は、図８のＤ−Ｄ断面を示している。図９には、燃料室１６内の燃料の旋回流れを点線の矢印線で示している。燃料呼吸孔４４は等間隔で４箇所に設けられていて、各燃料呼吸孔４４は燃料噴射弁の軸心から径方向に伸びるラインに対し、孔の方向を周方向に傾斜させて形成されている。より詳しくは、燃料室１６から燃料呼吸孔４４に吸い込まれる燃料の流れの方向（図９に実線の矢印線で示す）と、燃料室１６に発生する燃料の旋回流れの接線方向とが鋭角をなすように、燃料呼吸孔４４は傾斜させて設けられている。これによれば、燃料呼吸孔４４に吸い込まれる燃料の流れによって燃料室１６内の燃料の旋回流れは強化されるため、図示略の噴孔に流入する燃料の流れのエネルギーは増加し、ひいては噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化が促進される。
【００３３】
実施の形態４．
図１０は、実施の形態４による燃料噴射弁を示す部分断面図である（ただし、この部分断面図では、噴孔プレートに形成されている噴孔については図示を省略している）。本実施の形態の燃料噴射弁では、ニードル６の先端部から噴孔プレート８に向けて突き出すように円柱状の凸部（以下、ニードル円柱部）５０が形成されている。噴孔プレート８には、ニードル円柱部５０の位置に対応させて円孔状の凹部（以下、プレート円孔部）５２が形成されている。プレート円孔部５２には、ニードル円柱部５０の先端が嵌められている。プレート円孔部５２の内径はニードル円柱部５０の外径よりもやや大きく、両者はニードル６の移動によって弁の軸心方向に相対移動する。ただし、ニードル円柱部５０の外周面とプレート円孔部５２の内周面との間には、燃料の漏れが発生しない程度の最小限のクリアランスしか設けられていない。
【００３４】
ニードル円柱部５０の下面とプレート円孔部５２の底面との間には、隙間空間である燃料溜まり部５４が形成されている。プレート円孔部５２とニードル円柱部５０とのクリアランスは最小限でしかないので、燃料溜まり部５４と外部の空間である燃料室１６とのクリアランスを介しての連通は実質的に遮断されている。しかし、本実施の形態の燃料噴射弁は、噴孔プレート８を燃料室１６からプレート円孔部５２の内周面に向けて斜めに貫通する燃料呼吸孔５６を備えている。図１では２つの燃料呼吸孔５６を示しているが、燃料呼吸孔５６はプレート円孔部５２の周囲に等間隔で複数形成されている。燃料呼吸孔５６は、図１０に点線の矢印線で燃料の流れを示すように、燃料溜まり部５４へ燃料を吸い込み、また、燃料溜まり部５４から燃料を排出するための流路として機能する。
【００３５】
図１１は本実施の形態の燃料噴射弁の閉弁時の状態、つまり、ニードル６が弁座４に着座しているときの状態を示す部分断面図である。ニードル６が弁座４に着座しているとき、燃料呼吸孔５６のプレート円孔部５２の側の入口は、ニードル円柱部５０の下面よりも上に位置している。このため、ニードル６が着座方向に移動するときには、ニードル６が弁座４に着座する直前において燃料呼吸孔５６の入口は完全に閉鎖され、燃料溜まり部５４から燃料呼吸孔５６への燃料の排出は止められる。これにより、燃料呼吸孔５６の入口が閉鎖されてからニードル６が弁座４に着座するまでの間、燃料溜まり部５４に取り残された燃料は燃料溜まり部５４の縮小によって適度に圧縮されることになる。
【００３６】
本実施の形態の燃料噴射弁は、実施の形態１の燃料噴射弁における凹部と凸部の位置を入れ替え、燃料呼吸孔の位置を凹部の位置に合わせて噴孔プレートの側に移動させたものであり、その他の構成については大きな違いはない。このため、本実施の形態の燃料噴射弁によれば、ニードルが移動するときに作用する抗力を過大にすることなく、凹部と凸部とのクリアランスを最小限にできるようにするという課題に関して、実施の形態１の燃料噴射弁と同等の効果を得ることができる。
【００３７】
実施の形態５．
図１２は、実施の形態２による燃料噴射弁を示す部分断面図である（ただし、この部分断面図では、噴孔プレートに形成されている噴孔については図示を省略している）。本実施の形態の燃料噴射弁は、実施の形態４の燃料噴射弁とは凹部と燃料呼吸孔の構成に違いがある。本実施の形態において噴孔プレート８に形成される凹部は、入口側に形成された径の小さい円孔部（以下、プレート第１円孔部）６０と、奥側に形成された径の大きい円孔部（以下、プレート第２円孔部）６２とから構成されている。プレート第１円孔部６０にはニードル円柱部５０の先端が嵌められていて、ニードル円柱部５０の上面とプレート第１円孔部６０及びプレート第２円孔部６２の各面で囲まれた空間が燃料溜まり部６４となっている。なお、実施の形態４の場合と同様、プレート第１円孔部６０とニードル円柱部５０とのクリアランスは、両者の滑らかな相対移動が可能な程度の必要最小限の大きさに設定されている。
【００３８】
本実施の形態の燃料噴射弁では、燃料呼吸孔６６は、プレート第２円孔部６２の天井面から燃料室１６に向けて形成されている。ニードル６が移動するときには、図１２に点線の矢印線で燃料の流れを示すように、燃料溜まり部６４への燃料の吸い込み、或いは、燃料溜まり部６４からの燃料の排出が燃料呼吸孔６６を介して行われる。
【００３９】
燃料呼吸孔６６の詳細については図１３に示されている。図１３は、燃料溜まり部６４を図１２のＥ方向から見た矢視図である。図１３には、燃料室１６内の燃料の旋回流れを点線の矢印線で示している。燃料呼吸孔６６は同一円周上に等間隔で４箇所に設けられていて、各燃料呼吸孔６６はその孔の方向が旋回流れの接線方向に近づくように傾斜させて形成されている。つまり、燃料室１６から燃料呼吸孔６６に吸い込まれる燃料の流れの方向（図１３に実線の矢印線で示す）と、燃料室１６に発生する燃料の旋回流れの接線方向とが鋭角をなすように、燃料呼吸孔６６は傾斜させて設けられている。これによれば、燃料呼吸孔６６に吸い込まれる燃料の流れによって燃料室１６内の燃料の旋回流れは強化されるため、図示略の噴孔に流入する燃料の流れのエネルギーは増加し、ひいては噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化が促進される。
【００４０】
実施の形態６．
図１４は、実施の形態６による燃料噴射弁を示す部分断面図である。本実施の形態の燃料噴射弁は、実施の形態４の燃料噴射弁とは凸部と燃料呼吸孔の構成に違いがある。本実施の形態においてニードル６の先端部に形成される凸部は、スリーブ状の凸部（以下、ニードルスリーブ部）７２であり、その下面には円孔状の凹部（以下、スリーブ円孔部）７４が備えられている。ニードルスリーブ部７２の外周部はプレート円孔部７０に嵌められていて、プレート円孔部７０とスリーブ円孔部７４とで囲まれた空間が燃料溜まり部７６となっている。なお、実施の形態４の場合と同様、プレート円孔部７０とニードルスリーブ部７２とのクリアランスは、両者の滑らかな相対移動が可能な程度の必要最小限の大きさに設定されている。
【００４１】
本実施の形態の燃料噴射弁では、燃料呼吸孔７８は、スリーブ円孔部７４と燃料室１６とを連通させるようにニードルスリーブ部７２に形成されている。ニードル６が移動するときには、図１４に点線の矢印線で燃料の流れを示すように、燃料溜まり部７６への燃料の吸い込み、或いは、燃料溜まり部７６からの燃料の排出が燃料呼吸孔７８を介して行われる。なお、ニードル６が弁座４に着座したときには、燃料呼吸孔７８の燃料室１６の側の入口は、噴孔プレート８の上面よりも下に位置するようになっている。このため、弁の閉弁時には、ニードル６が弁座４に着座する直前において燃料呼吸孔７８の燃料室１６の側の入口が完全に閉鎖され、燃料溜まり部７６からの燃料の排出は止められる。
【００４２】
ここで、燃料呼吸孔７８のさらなる詳細について図１５を用いて説明する。図１５は、図１４のＦ−Ｆ断面を示している。図１５には、燃料室１６内の燃料の旋回流れを点線の矢印線で示している。燃料呼吸孔７８は等間隔で４箇所に設けられていて、各燃料呼吸孔７８は燃料噴射弁の軸心から径方向に伸びるラインに対し、孔の方向を周方向に傾斜させて形成されている。より詳しくは、燃料室１６から燃料呼吸孔７８に吸い込まれる燃料の流れの方向（図１５に実線の矢印線で示す）と、燃料室１６に発生する燃料の旋回流れの接線方向とが鋭角をなすように、燃料呼吸孔７８は傾斜させて設けられている。これによれば、燃料呼吸孔７８に吸い込まれる燃料の流れによって燃料室１６内の燃料の旋回流れは強化されるため、図示略の噴孔に流入する燃料の流れのエネルギーは増加し、ひいては噴孔から噴射される燃料噴霧の微粒化が促進される。
【００４３】
その他．
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、各実施の形態における燃料呼吸孔の数や、噴孔の数、或いは、連通孔の数には限定はない。
【００４４】
また、実施の形態では弁ボディの底部として噴孔プレートを備えているが、このような別部材とするのではなく、底部を弁ボディの本体と一体化することも可能である。
【００４５】
なお、各実施の形態の燃料噴射弁は、直噴用の燃料噴射弁にもポート噴射用の燃料噴射弁にも適用することができる。また、使用される燃料には限定はない。
【符号の説明】
【００４６】
２  弁ボディ
４  弁座
６  ニードル
８  噴孔プレート
１０  内側燃料通路
１２  連通孔
１４  外側燃料通路
１６  燃料室
１８  噴孔
２０  プレート円柱部（凸部）
２２  ニードル円孔部（凹部）
２４，３２，４２，５４，６４，７６  燃料溜まり部
２６，３４，４４，５６，６６，７８  燃料呼吸孔
２８  ニードル第１円孔部（凹部）
３０  ニードル第２円孔部（凹部）
３６  プレートスリーブ部（凸部）
３８  スリーブ円孔部
５０  ニードル円柱部（凸部）
５２  プレート円孔部（凹部）
６０  プレート第１円孔部（凹部）
６２  プレート第２円孔部（凹部）
７２  ニードルスリーブ部（凸部）
７４  スリーブ円孔部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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