(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の体積を抑制。【解決手段】燃焼室に燃料を直接噴射するように内燃機関に配置される燃料噴射弁２２は内部に空洞を備えたノズル３０と該ノズルの空洞内に移動可能に収容されるニードル３１とを具備する。ニードルが全閉位置に位置決めされているときには燃料噴射孔から燃料が噴射されず、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔から燃料が噴射される。ニードルが全閉位置に位置決めされているときに一定の容積を有する容積部３３がニードル外壁面とノズル内壁面とによって燃料噴射孔に隣接して形成される。ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞すると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔を開放する噴孔閉塞・開放手段５０がニードルとは別に前記容積部内に設けられている。【選択図】図２
2012225286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するように少なくとも１つの燃料噴射孔を備えた先端部が燃焼室内に露出せしめられた状態で内燃機関に配置される燃料噴射弁であって、内部に空洞を備えたノズルと該ノズルの空洞内に移動可能に収容されるニードルとを具備し、ニードルの外壁面をニードル外壁面と称し、ノズルの空洞を画成する内壁面をノズル内壁面と称し、ニードル外壁面の少なくとも一部がノズル内壁面に接するようにニードルがノズルの空洞内で位置決めされたときのニードルの位置を全閉位置と称したとき、ニードルが全閉位置に位置決めされているときには燃料噴射孔から燃料が噴射されず、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔から燃料が噴射される燃料噴射弁において、ニードルが全閉位置に位置決めされているときに一定の容積を有する容積部がニードル外壁面とノズル内壁面とによって燃料噴射孔に隣接して形成され、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞すると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔を開放する噴孔閉塞・開放手段がニードルとは別に前記容積部内に設けられている燃料噴射弁。
【請求項２】
前記噴孔閉塞・開放手段が弾性を備えた部材である弾性部材から構成され、該弾性部材がニードルが全閉位置に位置決めされていない状態から全閉位置に位置決めされた状態に向かって移動せしめられるときにニードルによって弾性変形せしめられ、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞するようになっている請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記噴孔閉塞・開放手段が前記容積部に突出可能にニードルの内部に移動可能に収容されるインナーニードル部材から構成され、該インナーニードル部材がニードルが全閉位置に位置決めされたときに該インナーニードル部材が燃料噴射孔を閉塞する位置に位置決めされると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときに該インナーニードル部材が燃料噴射孔を開放する位置に位置決めされるようにニードルに対して移動せしめられるようになっている請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するように少なくとも２つの燃料噴射孔を備えた先端部が燃焼室内に露出せしめられた状態で内燃機関に配置される燃料噴射弁であって、内部に空洞を備えたノズルと該ノズルの空洞内に移動可能に収容されるニードルとを具備し、ニードルの外壁面をニードル外壁面と称し、ノズルの空洞を画成する内壁面をノズル内壁面と称し、ニードル外壁面の少なくとも一部がノズル内壁面に接するようにニードルがノズルの空洞内で位置決めされたときのニードルの位置を全閉位置と称したとき、ニードルが全閉位置に位置決めされているときには燃料噴射孔から燃料が噴射されず、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔から燃料が噴射される燃料噴射弁において、ニードルが全閉位置に位置決めされているときに一定の容積を有する１つの容積部がニードル外壁面とノズル内壁面とによって各燃料噴射孔に隣接して形成され、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに前記容積部を介した燃料噴射孔間の連通を遮断する噴孔連通遮断手段がニードルとは別に前記容積部内に設けられている燃料噴射弁。
【請求項５】
前記噴孔連通遮断手段がニードルが全閉位置に位置決めされたときに各燃料噴射孔を閉塞すると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔を開放する噴孔閉塞・開放手段を構成している請求項４に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記噴孔連通遮断手段が弾性を備えた部材である弾性部材から構成され、該弾性部材がニードルが全閉位置に位置決めされていない状態から全閉位置に位置決めされた状態に向かって移動せしめられるときにニードルによって弾性変形せしめられ、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔間の連通を遮断すると共の各燃料噴射孔を閉塞するようになっている請求項５に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記噴孔連通遮断手段が前記容積部に突出可能にニードルの内部に移動可能に収容されるインナーニードル部材から構成され、該インナーニードル部材がニードルが全閉位置に位置決めされたときに該インナーニードル部材が各燃料噴射孔を閉塞する位置に位置決めされると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときに該インナーニードル部材が燃料噴射孔を開放する位置に位置決めされるようにニードルに対して移動せしめられるようになっている請求項５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】
特許文献１に内燃機関の燃料噴射弁が記載されている。この燃料噴射弁はノズルとニードルとを有する。ノズルはその先端部に複数の燃料噴射孔を有すると共にその内部に空洞を有する。ニードルはノズルの空洞内に収容される。そして、ニードルは燃料噴射孔への燃料の流れを完全に遮断する位置（以下この位置を「全閉位置」という）と燃料噴射孔への燃料の流れを最大に許容する位置（以下この位置を「全開位置」という）との間でノズルの空洞内において移動可能である。燃料噴射孔から燃料を噴射させるときにはニードルが全閉位置から全開位置に向かって移動せしめられる。燃料噴射孔からの燃料の噴射を停止させるときにはニードルが全閉位置に位置決めされる。
【０００３】
ところで、燃料が燃焼室内に直接噴射されるように燃料噴射弁が配置されている内燃機関では、燃料噴射弁の噴孔出口近傍壁面に燃焼生成物が堆積することが知られている。これに関連して、本願の発明者の研究により、燃料中の金属成分（例えば、亜鉛、カルシウム、マグネシウムなど）が燃焼ガスと反応することによって金属成分由来の燃焼生成物（例えば、低級カルボン酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩などであり、以下この燃焼生成物を「金属由来生成物」という）が生成され、この金属由来生成物も噴孔出口近傍壁面に堆積することが明らかとなった。さらに、本願の発明者の研究により、この金属由来生成物は噴孔画成壁面や噴孔入口近傍壁面にも堆積することが明らかとなった。
【０００４】
従来、噴孔画成壁面や噴孔入口近傍壁面には燃焼生成物（すなわち、燃料の燃焼に関連して生成される物質）が堆積することはないものと認識されていた。しかしながら、上述したように、噴孔出口近傍壁面だけでなく噴孔画成壁面や噴孔入口近傍壁面にも金属由来生成物の形態の燃焼生成物が堆積する。このように噴孔画成壁面や噴孔入口近傍壁面にも金属由来生成物が堆積する理由は以下のように推察される。すなわち、燃料噴射弁が燃料を燃焼室内に直接噴射するように、すなわち、燃料噴射弁の燃料噴射孔が燃焼室内部に露出するように燃料噴射弁が内燃機関に配置されている場合、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔に入り込み、この燃焼ガスが燃料噴射孔内およびその入口近傍において燃料と反応し、金属由来生成物が生成される。そして、この金属由来生成物の壁面への付着力が比較的強いことから、燃料噴射孔内およびその入口において強い燃料の流れがあるにも係わらず、噴孔画成壁面および噴孔入口近傍壁面に付着し堆積する。これが金属由来生成物が噴孔画成壁面や噴孔入口近傍壁面にも堆積する理由であると推察される。
【０００５】
特に、特許文献１に記載の燃料噴射弁では、金属由来生成物が生成されやすい。すなわち、燃料噴射孔内を燃料が流れている間は、燃焼ガスが燃料噴射孔内の燃料の流れに打ち勝って燃料噴射孔内に入り込むことは非常に困難である。したがって、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入する可能性が極めて低いことから、金属由来生成物が生成される可能性も極めて低い。つまり、特許文献１に記載の燃料噴射弁において、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときには、金属由来生成物が生成される可能性は極めて低い。一方、ニードルが全閉位置にあるときには燃料噴射孔内を燃料が流れていないことから、燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入する可能性がある。ここで、特許文献１に記載の燃料噴射弁では、ニードルが全閉位置に位置決めされたとき、ニードルの先端部の外壁面はノズルの内部の空間を画成する内壁面に隙間なく接触せず、ニードルの先端部の外壁面とノズルの内部の空間を画成する内壁面との間に一定の容積を有する空間（以下この空間を「容積部」という）が残る。したがって、ニードルが全閉位置に位置決めされたとき、燃料噴射孔が容積部に開放されているし、複数の燃料噴射孔が容積部を介して互いに連通している。このため、燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入しやすい。こうした理由から、特許文献１に記載の燃料噴射弁では、金属由来生成物が生成されやすいのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３１７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、噴孔出口近傍壁面、噴孔画成壁面、および、噴孔入口近傍壁面（以下これら壁面をまとめて「噴孔壁面」という）に金属由来生成物が堆積していると、この噴孔壁面に堆積している金属由来生成物（以下このように噴孔壁面に堆積している金属由来生成物を「デポジット」という）が燃料の流れを阻害してしまう。したがって、本来であれば要求されている量（以下この量を「要求燃料噴射量」という）の燃料を燃料噴射弁に噴射させることができる指令値が燃料噴射弁に与えられたとしても、要求燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射されない可能性がある。そして、要求燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射されない場合、内燃機関の出力特性や排気特性が低下してしまう可能性がある。したがって、こうした内燃機関の出力特性や排気特性の低下を抑制するためには、噴孔壁面への金属由来生成物の堆積を抑制すればよい。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するように少なくとも１つの燃料噴射孔を備えた先端部が燃焼室内に露出せしめられた状態で内燃機関に配置される燃料噴射弁に関する。そして、本発明の燃料噴射弁は、内部に空洞を備えたノズルと該ノズルの空洞内に移動可能に収容されるニードルとを具備する。そして、ニードルの外壁面をニードル外壁面と称し、ノズルの空洞を画成する内壁面をノズル内壁面と称し、ニードル外壁面の少なくとも一部がノズル内壁面に接するようにニードルがノズルの空洞内で位置決めされたときのニードルの位置を全閉位置と称したとき、ニードルが全閉位置に位置決めされているときには燃料噴射孔から燃料が噴射されず、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔から燃料が噴射される。また、ニードルが全閉位置に位置決めされているときに一定の容積を有する容積部がニードル外壁面とノズル内壁面とによって燃料噴射孔に隣接して形成される。本発明では、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞すると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔を開放する噴孔閉塞・開放手段がニードルとは別に前記容積部内に設けられている。
【００１０】
これによれば、燃料噴射弁の噴孔壁面（すなわち、燃料噴射弁の燃料噴射孔を画成する壁面である噴孔画成壁面、この噴孔画成壁面以外の壁面であって燃料噴射孔の入口近傍のノズル内壁面、および、噴孔画成壁面以外の壁面であって燃料噴射孔の出口近傍のノズルの外壁面の少なくとも１つから構成される燃料噴射弁の壁面）への金属由来生成物の堆積を抑制することができる。すなわち、ニードルが全閉位置に位置決めされ、燃料噴射孔内を燃料が流れないときに燃料噴射孔が上記容積部に開放されていると、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔に流入しやすい。そして、燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入すると、金属由来生成物が生成され、噴孔壁面に堆積する。しかしながら、本発明では、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞する噴孔閉塞・開放手段が容積部内に設けられている。したがって、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔が上記容積部に開放されておらず、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔内に容易には流入しない。したがって、金属由来生成物が生成される可能性が極めて低い。このため、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制されるのである。なお、ニードルが全閉位置に位置決めされていないとき、つまり、燃料噴射孔から燃料を噴射させるべきとき、噴孔閉塞・開放手段は燃料噴射孔を開放しているので、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときに噴孔閉塞・開放手段が燃料噴射孔からの燃料の噴射を妨げることはない。
【００１１】
なお、上記噴孔閉塞・開放手段はニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞すると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔を開放する手段である限り如何なる手段であってもよく、例えば、前記噴孔閉塞・開放手段が弾性を備えた部材である弾性部材から構成されてもよい。そして、この場合、該弾性部材がニードルが全閉位置に位置決めされていない状態から全閉位置に位置決めされた状態に向かって移動せしめられるときにニードルによって弾性変形せしめられ、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞するようになっていることが好ましい。
【００１２】
これによれば、弾性部材を容積部内に設けるという比較的簡便な構成によって噴孔閉塞・開放手段を構成することができる。なお、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときにはニードルによる弾性部材の弾性変形が解放され、弾性部材による燃料噴射孔の閉塞が解除される。
【００１３】
また、前記噴孔閉塞・開放手段が前記容積部に突出可能にニードルの内部に移動可能に収容されるインナーニードル部材から構成されてもよい。そして、この場合、該インナーニードル部材がニードルが全閉位置に位置決めされたときに該インナーニードル部材が燃料噴射孔を閉塞する位置に位置決めされると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときに該インナーニードル部材が燃料噴射孔を開放する位置に位置決めされるようにニードルに対して移動せしめられるようになっていることが好ましい。
【００１４】
これによれば、インナーニードル部材を容積部に突出可能にニードルの内部に移動可能に収容するという比較的簡便な構成によって噴孔閉塞・開放手段を構成することができる。
【００１５】
本願の別の発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するように少なくとも２つの燃料噴射孔を備えた先端部が燃焼室内に露出せしめられた状態で内燃機関に配置される燃料噴射弁に関する。そして、本発明の燃料噴射弁は、内部に空洞を備えたノズルと該ノズルの空洞内に移動可能に収容されるニードルとを具備する。そして、ニードルの外壁面をニードル外壁面と称し、ノズルの空洞を画成する内壁面をノズル内壁面と称し、ニードル外壁面の少なくとも一部がノズル内壁面に接するようにニードルがノズルの空洞内で位置決めされたときのニードルの位置を全閉位置と称したとき、ニードルが全閉位置に位置決めされているときには燃料噴射孔から燃料が噴射されず、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔から燃料が噴射される。また、ニードルが全閉位置に位置決めされているときに一定の容積を有する１つの容積部がニードル外壁面とノズル内壁面とによって各燃料噴射孔に隣接して形成される。本発明では、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに前記容積部を介した燃料噴射孔間の連通を遮断する噴孔連通遮断手段がニードルとは別に前記容積部内に設けられている。
【００１６】
これによれば、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積を抑制することができる。すなわち、ニードルが全閉位置に位置決めされ、燃料噴射孔内を燃料が流れないときに燃料噴射孔が容積部を介して互いに連通していると、いずれか一方の燃料噴射孔内に燃焼室内の燃焼ガスが流入しやすい。そして、燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入すると、金属由来生成物が生成され、噴孔壁面に堆積する。しかしながら、本発明では、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに容積部を介した燃料噴射孔間の連通を遮断する噴孔連通遮断手段が容積部内に設けられている。したがって、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔が容積部を介して互いに連通しておらず、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔内に容易には流入しない。したがって、金属由来生成物が生成される可能性が極めて低い。このため、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制されるのである。
【００１７】
なお、上記噴孔連通遮断手段はニードルが全閉位置に位置決めされたときに容積部を介した燃料噴射孔間の連通を遮断する手段である限り如何なる手段であってもよい。したがって、上記噴孔連通遮断手段は、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときに燃料噴射孔間の連通を遮断していてもよいし、燃料噴射孔間を連通させていてもよい。
【００１８】
また、上記噴孔連通遮断手段は、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに容積部を介した燃料噴射孔間の連通を遮断する手段である限り如何なる手段であってもよく、例えば、前記噴孔連通遮断手段がニードルが全閉位置に位置決めされたときに各燃料噴射孔を閉塞すると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔を開放する噴孔閉塞・開放手段を構成してもよい。
【００１９】
これによれば、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積をより確実に抑制することができる。すなわち、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに容積部を介した燃料噴射孔間の連通が遮断されていたとしても、燃料噴射孔が容積部に開放されていると、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔に流入する可能性がある。しかしながら、上記噴孔連通遮断手段がニードルが全閉位置に位置決めされたときに各燃料噴射孔を閉塞する機能を有していれば、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔が容積部に開放されることはない。このため、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積がより確実に抑制されるのである。なお、ニードルが全閉位置に位置決めされていないとき、つまり、燃料噴射孔から燃料を噴射させるべきとき、噴孔連通遮断手段は燃料噴射孔を開放しているので、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときに噴孔連通遮断手段が燃料噴射孔からの燃料の噴射を妨げることはない。
【００２０】
なお、上記噴孔連通遮断手段はニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔間の連通を遮断し且つ各燃料噴射孔を閉塞すると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔を開放する手段である限り如何なる手段でもよく、例えば、前記噴孔連通遮断手段が弾性を備えた部材である弾性部材から構成されてもよい。そして、この場合、該弾性部材がニードルが全閉位置に位置決めされていない状態から全閉位置に位置決めされた状態に向かって移動せしめられるときにニードルによって弾性変形せしめられ、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔間の連通を遮断すると共の各燃料噴射孔を閉塞するようになっていることが好ましい。
【００２１】
これによれば、弾性部材を容積部内に設けるという比較的簡便な構成によって噴孔連通遮断手段を構成することができる。なお、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときにはニードルによる弾性部材の弾性変形が解放され、弾性部材による燃料噴射孔の閉塞が解除される。
【００２２】
また、前記噴孔連通遮断手段が前記容積部に突出可能にニードルの内部に移動可能に収容されるインナーニードル部材から構成されてもよい。そして、この場合、該インナーニードル部材がニードルが全閉位置に位置決めされたときに該インナーニードル部材が各燃料噴射孔を閉塞する位置に位置決めされると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときに該インナーニードル部材が燃料噴射孔を開放する位置に位置決めされるようにニードルに対して移動せしめられるようになっていることが好ましい。なお、インナーニードル部材が各燃料噴射孔を閉塞する位置に位置決めされたときには当然のことながらインナーニードル部材が燃料噴射孔間の連通を遮断している。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の燃料噴射弁を備えた内燃機関の全体図である。
【図２】（Ａ）は図１に示された内燃機関に取り付けられる第１実施形態の燃料噴射弁の先端部分を示した縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った同先端部分の横断面図である。
【図３】（Ａ）は図２（Ａ）に対応する図であって、全閉状態にある燃料噴射弁の様子を示した図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）に対応する図であって、全開状態にある燃料噴射弁の様子を示した図である。
【図４】（Ａ）は図１に示された内燃機関に取り付けられる第２実施形態の燃料噴射弁の先端部分を示した縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った同先端部分の横断面図である。
【図５】（Ａ）は図４（Ａ）に対応する図であって、全閉状態にある燃料噴射弁の様子を示した図であり、（Ｂ）は図４（Ａ）に対応する図であって、全開状態にある燃料噴射弁の様子を示した図である。
【図６】（Ａ）は図１に示された内燃機関に取り付けられる第３実施形態の燃料噴射弁の先端部分を示した縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った同先端部分の横断面図である。
【図７】（Ａ）は図６（Ａ）に対応する図であって、全閉状態にある燃料噴射弁の様子を示した図であり、（Ｂ）は図６（Ａ）に対応する図であって、全開状態にある燃料噴射弁の様子を示した図である。
【図８】図１に示された内燃機関に取り付けられる第４実施形態の燃料噴射弁の先端部分を示した縦断面図である。
【図９】図８に対応する図であって、全閉状態にある燃料噴射弁の様子を示した図である。
【図１０】図８に対応する図であって、燃料噴射弁が全閉状態から開弁され始まった状態に移行したときの燃料噴射弁の様子を示した図である。
【図１１】図８に対応する図であって、燃料噴射弁が開弁され始まった状態から全開状態に移行したときの燃料噴射弁の様子を示した図である。
【図１２】図８に対応する図であって、燃料噴射弁が全開状態から閉弁され始まった状態に移行したときの燃料噴射弁の様子を示した図である。
【図１３】図８に対応する図であって、燃料噴射弁が閉弁された始まった状態から全閉状態に移行したときの燃料噴射弁の様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の燃料噴射弁の実施形態について説明する。まず、本発明の燃料噴射弁が適用される内燃機関の構成について説明する。この内燃機関が図１に示されている。図１において、１０は内燃機関の本体、１１はシリンダブロック、１２はシリンダヘッドをそれぞれ示している。シリンダブロック１１内には、シリンダボア１３が形成されている。シリンダボア１３内には、ピストン１４が配置されている。ピストン１４は、コンロッド１５を介してクランクシャフト１６に接続されている。一方、シリンダヘッド１２には、吸気ポート１７と排気ポート１８とが形成されている。また、シリンダヘッド１２には、吸気ポート１７を開いたり閉じたりするための吸気弁１９と、排気ポート１８を開いたり閉じたりするための排気弁２０とが配置されている。また、ピストン１４の上壁面とシリンダボア１３の内周壁面とシリンダヘッド１２の下壁面とによって燃焼室２１が画成されている。
【００２５】
なお、吸気ポート１７は、吸気マニホルド（図示せず）を介して吸気管（図示せず）に接続され、吸気通路の一部を構成する。一方、排気ポート１８は、排気マニホルド（図示せず）を介して排気管（図示せず）に接続され、排気通路の一部を構成する。
【００２６】
また、シリンダヘッド１２には、本発明の燃料噴射弁２２が配置されている。燃料噴射弁２２は、燃焼室２１内に燃料を直接噴射するように燃料噴射弁を備えた先端部が燃焼室２１内に露出せしめられた状態でシリンダヘッド１２に配置されている。また、燃料噴射弁２２は、燃料供給通路２３を介して蓄圧室（すなわち、いわゆるコモンレール）２４に接続されている。蓄圧室２４は、燃料供給通路２５を介して燃料タンク（図示せず）に接続されている。蓄圧室２４には、燃料タンクから燃料供給通路２５を介して燃料が供給される。そして、蓄圧室２４には、高圧の燃料が貯留されている。また、燃料噴射弁２２には、蓄圧室２４から燃料供給通路２３を介して高圧の燃料が供給される。
【００２７】
また、シリンダブロック１１内には、冷却水を流すための冷却水通路２７が形成されている。冷却水通路２７は、シリンダボア１３を包囲するように形成されている。したがって、少なくとも、冷却水通路２７内を流れる冷却水によって燃焼室２１内部が冷却される。
【００２８】
また、内燃機関は、電子制御装置４０を有する。電子制御装置４０は、マイクロコンピュータからなり、双方向バス４１によって互いに接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）４３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４４、バックアップＲＡＭ４５、および、インターフェース４６を有する。インターフェース４６は、燃料噴射弁２２に接続されている。電子制御装置４０は、燃料噴射弁２２の動作を制御する。
【００２９】
図２に第１実施形態の燃料噴射弁の先端部が示されている。燃料噴射弁２２は、ノズル３０とニードル３１とを有する。ノズル３０はその内部に空洞（以下「内部空洞」という）を備える。ニードル３１はノズル３０の内部空洞内にノズル３０の中心軸線（すなわち、燃料噴射弁２２の中心軸線）ＣＡに沿って移動可能に収容されている。また、ニードル３１の先端部は、テーパ形状にされている。そして、ニードル３１がノズル３０の内部空洞内に収容されたとき、ノズル３０の内周壁面（すなわち、ノズル３０の内部空洞を画成する壁面）とニードル３１の外周壁面との間に燃料を通すための燃料通路３２が形成される。また、ノズル３０の先端部における燃料通路３２は、いわゆるサック３３を形成している（以下、燃料通路３２とは、サック３３を除いた燃料通路を指す）。さらに、ノズル３０の先端部には、複数の燃料噴射孔３４が形成されている。これら燃料噴射孔３４は、ノズル３０内（すなわち、燃料噴射弁２２内）のサック３３とノズル３０の外部（すなわち、燃料噴射弁２２の外部）とを連通している。
【００３０】
サック３３内には、弾性を備えた部材（以下この部材を「弾性部材」という）５０が配置されている。弾性部材５０は、概ねカップ状の形状を有する。また、弾性部材５０は、円筒部分５０Ｃと半球部分５０Ｓとを有する。円筒部分５０Ｃは、その内部にその中心軸線を中心軸線とする円筒形の空間を有し、この空間は、その両端でその外部に開いている。つまり、円筒部分５０Ｃは、その中心軸線に沿った一端から他端までその内部を貫通する円筒形の空洞を有する。半球部分５０Ｓは、その内部にその中心を中心とする半球状の空間を有し、この空間は、その中心側の一端で外部に開いており、その中心とは反対側で閉じている。半球部分５０Ｓは、その開いている端部が円筒部分５０Ｃの開いている端部に連結される形で円筒部分５０Ｃに取り付けられている。弾性部材５０は、その円筒部分５０Ｃの中心軸線が燃料噴射弁２２の中心軸線ＣＡに一致するように配置されている。また、弾性部材５０は、その円筒部分５０Ｃの開いている端部がニードル３１の先端部の外周壁面に接触すると共にその半球部分５０Ｓの閉じている端部がサック３３を画成するノズル３０の先端部の内周壁面に接触するように配置されている。
【００３１】
そして、図３（Ａ）に示されているように、ニードル３１のテーパ形状の先端部の外周壁面がノズル３０の先端部の内周壁面に当接するようにニードル３１がノズル３０内に位置決めされたとき（すなわち、ニードル３１が全閉位置に位置決めされ、したがって、燃料噴射弁２２が全閉状態になったとき）、サック３３と燃料通路３２との間の連通が遮断される。このときには燃料噴射弁２２の燃料噴射孔３４から燃料は噴射されない。また、このとき、弾性部材５０の径が大きくなるようにニードル３１によって弾性部材５０が弾性変形せしめられる。そして、この弾性変形せしめられた弾性部材５０の外周壁面によって燃料噴射孔３４の入口が閉塞される。また、このとき、燃料噴射孔３４の入口が弾性部材５０によって閉塞されることから、結果的に、サック３３を介した燃料噴射孔３４間の連通が遮断される。
【００３２】
一方、図３（Ｂ）に示されているように、ニードル３１のテーパ形状の先端部の外周壁面がノズル３０の先端部の内周壁面から離れるようにニードル３１がノズル３０内において移動せしめられると（すなわち、ニードル３１が全閉位置から全開位置に向かって移動せしめられ、したがって、燃料噴射弁２２が全閉状態から開弁状態に移行すると）、弾性部材５０の弾性変形が解放され、弾性部材５０の径が小さくなる。そして、これによって、弾性部材５０の外周壁面による燃料噴射孔３４の入口の閉塞が解除される。したがって、サック３３と燃料通路３２とが互いに連通し、燃料通路３２からサック３３に燃料が流入する。そして、サック３３に流入した燃料は、燃料噴射孔３４の入口を介して同燃料噴射孔３４に流入し、同燃料噴射孔３４を介してその出口から噴射される。
【００３３】
次に、第１実施形態の燃料噴射弁から得られる効果について説明する。なお、以下の説明において「噴孔画成壁面」は「燃料噴射弁の燃料噴射孔を画成する燃料噴射弁壁面」であり、「噴孔入口近傍壁面」は「燃料噴射弁の燃料噴射孔の入口近傍において噴孔画成壁面に隣接する燃料噴射弁壁面」であり、「噴孔出口近傍壁面」は「燃料噴射弁の燃料噴射孔の出口近傍において噴孔画成壁面に隣接する燃料噴射弁壁面」である。また「燃焼生成物」は「燃料の燃焼に関連して生成される物質」であり、「燃焼ガス」は「燃焼室内で燃料が燃焼することによって発生するガス」である。
【００３４】
燃料が燃焼室内に直接噴射されるように燃料噴射弁が配置されている内燃機関では、燃料噴射弁の噴孔出口近傍壁面に燃焼生成物が堆積することが知られている。これに関連して、本願の発明者の研究により、燃料中の金属成分（例えば、亜鉛、カルシウム、マグネシウムなど）が燃焼ガスと反応することによって金属成分由来の燃焼生成物（例えば、低級カルボン酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩などであり、以下この燃焼生成物を「金属由来生成物」という）が生成され、この金属由来生成物も噴孔出口近傍壁面に堆積することが明らかとなった。さらに、本願の発明者の研究により、この金属由来生成物は噴孔画成壁面や噴孔入口近傍壁面にも堆積することも明らかとなった。
【００３５】
従来、噴孔画成壁面や噴孔入口近傍壁面には燃焼生成物が堆積することはないものと認識されていた。しかしながら、上述したように、噴孔出口近傍壁面だけでなく噴孔画成壁面や噴孔入口近傍壁面にも金属由来生成物の形態の燃焼生成物が堆積する。このように噴孔画成壁面や噴孔入口近傍壁面にも金属由来生成物が堆積する理由は以下のように推察される。すなわち、燃料噴射弁が燃料を燃焼室内に直接噴射するように、すなわち、燃料噴射弁の燃料噴射孔が燃焼室内部に露出するように燃料噴射弁が内燃機関に配置されている場合、燃焼ガスが燃料噴射孔に入り込み、この燃焼ガスが燃料噴射孔内およびその入口近傍において燃料と反応し、金属由来生成物が生成される。そして、この金属由来生成物の壁面への付着力が比較的強いことから、燃料噴射孔内およびその入口において強い燃料の流れがあるにも係わらず、噴孔画成壁面および噴孔入口近傍壁面に付着し堆積する。これが金属由来生成物が噴孔画成壁面や噴孔入口近傍壁面にも堆積する理由であると推察される。
【００３６】
ところで、このように噴孔出口近傍壁面、噴孔画成壁面、および、噴孔入口近傍壁面（以下これら壁面をまとめて「噴孔壁面」という）に金属由来生成物が堆積していると、この噴孔壁面に堆積している金属由来生成物（以下このように噴孔壁面に堆積している金属由来生成物を「デポジット」という）が燃料の流れを阻害してしまう。したがって、本来であれば要求されている量（以下この量を「要求燃料噴射量」という）の燃料を燃料噴射弁に噴射させることができる指令値が燃料噴射弁に与えられたとしても、要求燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射されない可能性がある。そして、要求燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射されない場合、内燃機関の出力特性や排気特性が低下してしまう可能性がある。
【００３７】
ここで、ニードルが全閉位置に位置決めされ、燃料噴射孔内を燃料が流れないときに燃料噴射孔がサックに開放されていると、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔に流入しやすい。そして、燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入すると、金属由来生成物が生成され、噴孔壁面に堆積する。しかしながら、第１実施形態の燃料噴射弁では、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞する弾性部材がサック内に設けられている。したがって、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔がサックに開放されておらず、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔内に容易には流入しない。したがって、金属由来生成物が生成される可能性が極めて低い。このため、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制される。
【００３８】
また、ニードルが全閉位置に位置決めされ、燃料噴射孔内を燃料が流れないときに燃料噴射孔がサックを介して互いに連通していると、一部の燃料噴射孔に流入して他の燃料噴射孔から流出する燃焼ガスの流れが生成されやすい。すなわち、燃料噴射孔内に燃焼室内の燃焼ガスが流入しやすい。そして、燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入すると、金属由来生成物が生成され、噴孔壁面に堆積する。しかしながら、第１実施形態の燃料噴射弁では、ニードルが全閉位置に位置決めされたときにサックを介した燃料噴射孔間の連通を遮断する弾性部材がサック内に設けられている。したがって、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔がサックを介して互いに連通しておらず、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔内に容易には流入しない。もちろん、ニードルが全閉位置に位置決めされたとき、弾性部材の半球部分がサックの先端部を画成するノズルの内壁面に押しつけられる。したがって、弾性部材の半球部分の外壁面とサックの先端部を画成するノズルの内壁面との間を介して燃料噴射孔が互いに連通することもない。したがって、金属由来生成物が生成される可能性が極めて低い。このため、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制される。
【００３９】
なお、ニードルが全閉位置に位置決めされていないとき、つまり、燃料噴射孔から燃料を噴射させるべきとき、弾性部材は燃料噴射孔を開放しているので、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときに弾性部材が燃料噴射孔からの燃料の噴射を妨げることはない。
【００４０】
また、弾性部材をサック内に設けるという構成は比較的簡便な構成である。したがって、第１実施形態の燃料噴射弁によれば、比較的簡便な構成によって燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制される。
【００４１】
また、第１実施形態の燃料噴射弁では、燃料噴射孔から燃料が噴射されるときには、燃料が弾性部材の外周壁面付近を通って燃料噴射孔内に流入する。したがって、弾性部材の外周壁面の形状を工夫することによって燃料噴射孔内に流入する燃料の流れの乱れを大きくすることもできる。この乱れの大きい燃料流によって噴孔壁面に堆積するデポジットを剥離させることもできる。
【００４２】
次に、第２実施形態の燃料噴射弁について説明する。図４に第２実施形態の燃料噴射弁の先端部が示されている。燃料噴射弁２２は、ノズル３０とニードル３１とを有する。ノズル３０はその内部に空洞（以下「内部空洞」という）を備える。ニードル３１はノズル３０の内部空洞内にノズル３０の中心軸線（すなわち、燃料噴射弁２２の中心軸線）ＣＡに沿って移動可能に収容されている。また、ニードル３１の先端部は、テーパ形状にされている。そして、ニードル３１がノズル３０の内部空洞内に収容されたとき、ノズル３０の内周壁面（すなわち、ノズル３０の内部空洞を画成する壁面）とニードル３１の外周壁面との間に燃料を通すための燃料通路３２が形成される。また、ノズル３０の先端部における燃料通路３２は、いわゆるサック３３を形成している（以下、燃料通路３２とは、サック３３を除いた燃料通路を指す）。さらに、ノズル３０の先端部には、複数の燃料噴射孔３４が形成されている。これら燃料噴射孔３４は、ノズル３０内（すなわち、燃料噴射弁２２内）のサック３３とノズル３０の外部（すなわち、燃料噴射弁２２の外部）とを連通している。
【００４３】
サック３３内には、弾性を備えた部材（以下この部材を「弾性部材」という）５１が配置されている。弾性部材５１は、概ね平歯車状の形状を有する。また、弾性部材５１は、１つの円筒部分５１Ｃと複数の突出部分５１Ｐとを有する。円筒部分５１Ｃは中実である。突出部分５１Ｐは、円筒部分５１Ｃの外周壁面に取り付けられている。また、突出部分５１Ｐは、円筒部分５１Ｃの外周壁面から径方向外方に突出している。また、突出部分５１Ｐは、円筒部分５１Ｃの中心軸線周りに互いに等間隔を開けて配置されている。そして、隣り合う２つの突出部分５１Ｐ間には、半円筒形の空間が形成されている。弾性部材５１は、その円筒部分５１Ｃの中心軸線が燃料噴射弁２２の中心軸線ＣＡに一致するように配置されている。また、弾性部材５１は、隣り合う２つの突出部分５１Ｐ間に形成された半円筒形の空間がそれぞれ１つの燃料噴射孔に連通するように配置されている。つまり、弾性部材５１は、各突出部分５１Ｐの径方向外側の先端面が隣り合う２つの燃料噴射孔３４間のノズルの内周壁面に接触するように配置されている。
【００４４】
そして、図５（Ａ）に示されているように、ニードル３１のテーパ形状の先端部の外周壁面がノズル３０の先端部の内周壁面に当接するようにニードル３１がノズル３０内に位置決めされたとき（すなわち、ニードル３１が全閉位置に位置決めされ、したがって、燃料噴射弁２２が全閉状態になったとき）、サック３３と燃料通路３２との間の連通が遮断される。このときには燃料噴射弁２２の燃料噴射孔３４から燃料は噴射されない。また、このとき、弾性部材５１の円筒部分５１Ｃが隣り合う２つの突出部分５１Ｐ間に形成された半円筒形の空間を埋めるように弾性部材５１の円筒部分５１Ｃの径が大きくなるようにニードル３１によって弾性部材５１が弾性変形せしめられる。そして、この弾性変形せしめられた弾性部材５１の円筒部分５１Ｃの外周壁面によって燃料噴射孔３４の入口が閉塞される。また、このとき、燃料噴射孔３４の入口が弾性部材５１によって閉塞されることから、結果的に、サック３３を介した燃料噴射孔３４間の連通が遮断される。
【００４５】
一方、図５（Ｂ）に示されているように、ニードル３１のテーパ形状の先端部の外周壁面がノズル３０の先端部の内周壁面から離れるようにニードル３１がノズル３０内において移動せしめられると（すなわち、ニードル３１が全閉位置から全開位置に向かって移動せしめられ、したがって、燃料噴射弁２２が全閉状態から開弁状態に移行すると）、弾性部材５１の弾性変形が解放され、弾性部材５１の円筒部分５１Ｃの径が小さくなる。そして、これによって、弾性部材５１の円筒部分５１Ｃの外周壁面による燃料噴射孔３４の入口の閉塞が解除される。したがって、サック３３と燃料通路３２とが互いに連通し、燃料通路３２からサック３３に燃料が流入する。そして、サック３３に流入した燃料は、燃料噴射孔３４の入口を介して同燃料噴射孔３４に流入し、同燃料噴射孔３４を介してその出口から噴射される。
【００４６】
なお、弾性部材５１の突出部分５１Ｐの径方向外側の先端面は、ニードル３１が全閉位置に位置決めされたときにも、ニードル３１が全閉位置に位置決めされていないときにも、ノズル３０の内周壁面に接触している。
【００４７】
次に、第２実施形態の燃料噴射弁から得られる効果について説明する。ニードルが全閉位置に位置決めされ、燃料噴射孔内を燃料が流れないときに燃料噴射孔がサックに開放されていると、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔に流入しやすい。そして、燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入すると、金属由来生成物が生成され、噴孔壁面に堆積する。しかしながら、第２実施形態の燃料噴射弁では、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞する弾性部材がサック内に設けられている。したがって、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔がサックに開放されておらず、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔内に容易には流入しない。したがって、金属由来生成物が生成される可能性が極めて低い。このため、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制される。
【００４８】
また、ニードルが全閉位置に位置決めされ、燃料噴射孔内を燃料が流れないときに燃料噴射孔がサックを介して互いに連通していると、一部の燃料噴射孔に流入して他の燃料噴射孔から流出する燃焼ガスの流れが生成されやすい。すなわち、燃料噴射孔内に燃焼室内の燃焼ガスが流入しやすい。そして、燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入すると、金属由来生成物が生成され、噴孔壁面に堆積する。しかしながら、第２実施形態の燃料噴射弁では、ニードルが全閉位置に位置決めされたときにサックを介した燃料噴射孔間の連通を遮断する弾性部材がサック内に設けられている。したがって、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔がサックを介して互いに連通しておらず、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔内に容易には流入しない。もちろん、ニードルが全閉位置に位置決めされたとき、弾性部材がサックの先端部を画成するノズルの内壁面に押しつけられる。したがって、弾性部材の外壁面とサックの先端部を画成するノズルの内壁面との間を介して燃料噴射孔が互いに連通することもない。したがって、金属由来生成物が生成される可能性が極めて低い。このため、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制される。
【００４９】
なお、ニードルが全閉位置に位置決めされていないとき、つまり、燃料噴射孔から燃料を噴射させるべきとき、弾性部材は燃料噴射孔を開放しているので、ニードルが全閉位置に位置決めされていないときに弾性部材が燃料噴射孔からの燃料の噴射を妨げることはない。
【００５０】
また、弾性部材をサック内に設けるという構成は比較的簡便な構成である。したがって、第２実施形態の燃料噴射弁によれば、比較的簡便な構成によって燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制される。
【００５１】
次に、第３実施形態の燃料噴射弁について説明する。図６に第３実施形態の燃料噴射弁の先端部が示されている。燃料噴射弁２２は、ノズル３０とニードル３１とを有する。ノズル３０はその内部に空洞（以下「内部空洞」という）を備える。ニードル３１はノズル３０の内部空洞内にノズル３０の中心軸線（すなわち、燃料噴射弁２２の中心軸線）ＣＡに沿って移動可能に収容されている。また、ニードル３１の先端部は、テーパ形状にされている。そして、ニードル３１がノズル３０の内部空洞内に収容されたとき、ノズル３０の内周壁面（すなわち、ノズル３０の内部空洞を画成する壁面）とニードル３１の外周壁面との間に燃料を通すための燃料通路３２が形成される。また、ノズル３０の先端部における燃料通路３２は、いわゆるサック３３を形成している（以下、燃料通路３２とは、サック３３を除いた燃料通路を指す）。さらに、ノズル３０の先端部には、複数の燃料噴射孔３４が形成されている。これら燃料噴射孔３４は、ノズル３０内（すなわち、燃料噴射弁２２内）のサック３３とノズル３０の外部（すなわち、燃料噴射弁２２の外部）とを連通している。
【００５２】
サック３３内には、１つの部材（以下この部材を「連通遮断部材」という）５２が配置されている。連通遮断部材５２は、概ね平歯車状の形状を有する。また、連通遮断部材５２は、１つの円筒部分５２Ｃと複数の突出部分５２Ｐとを有する。円筒部分５２Ｃは中実である。突出部分５２Ｐは、円筒部分５２Ｃの外周壁面に取り付けられている。また、突出部分５２Ｐは、円筒部分５２Ｃの外周壁面から径方向外方に突出している。また、突出部分５２Ｐは、円筒部分５２Ｃの中心軸線周りに互いに等間隔を開けて配置されている。そして、隣り合う２つの突出部分５２Ｐ間には、半円筒形の空間が形成されている。連通遮断部材５２は、その円筒部分５２Ｃの中心軸線が燃料噴射弁２２の中心軸線ＣＡに一致するように配置されている。また、連通遮断部材５２は、隣り合う２つの突出部分５２Ｐ間に形成された半円筒形の空間がそれぞれ１つの燃料噴射孔に連通するように配置されている。つまり、連通遮断部材５２は、各突出部分５２Ｐの径方向外側の先端面が隣り合う２つの燃料噴射孔３４間のノズルの内周壁面に接触するように配置されている。
【００５３】
そして、図７（Ａ）に示されているように、ニードル３１のテーパ形状の先端部の外周壁面がノズル３０の先端部の内周壁面に当接するようにニードル３１がノズル３０内に位置決めされたとき（すなわち、ニードル３１が全閉位置に位置決めされ、したがって、燃料噴射弁２２が全閉状態になったとき）、サック３３と燃料通路３２との間の連通が遮断される。このときには燃料噴射弁２２の燃料噴射孔３４から燃料は噴射されない。また、このとき、燃料噴射弁２２の中心軸線ＣＡに沿ってニードル３１側の連通遮断部材５２の端面がニードル３１の先端部の外周壁面に隙間なく接触すると共に連通遮断部材５２の突出部分５２Ｐの径方向外側の先端面が隣り合う２つの燃料噴射弁３４間のノズルの内周壁面に隙間なく接触している。このため、サック３３を介した燃料噴射孔３４間の連通が遮断される。なお、このとき、隣り合う２つの突出部分５１Ｐ間に形成されている半円筒形の空間は対応する燃料噴射孔３４に連通した状態にある。
【００５４】
一方、ニードル３１のテーパ形状の先端部の外周壁面がノズル３０の先端部の内周壁面から離れるようにニードル３１がノズル３０内において移動せしめられると（すなわち、ニードル３１が全閉位置から全開位置に向かって移動せしめられ、したがって、燃料噴射弁２２が全閉状態から開弁状態に移行すると）、燃料噴射弁２２の中心軸線ＣＡに沿ってニードル３１側の連通遮断部材５２の端面がニードル３１の先端部の外周壁面から離れる。このため、サック３３と燃料通路３２とが互いに連通し、燃料通路３２からサック３３に燃料が流入する。そして、サック３３に流入した燃料は、燃料噴射孔３４の入口を介して同燃料噴射孔３４に流入し、同燃料噴射孔３４を介してその出口から噴射される。
【００５５】
なお、連通遮断部材５２の突出部分５２Ｐの径方向外側の先端面は、ニードル３１が全閉位置に位置決めされていないときにも、ノズル３０の内周壁面に接触している。
【００５６】
次に、第３実施形態の燃料噴射弁から得られる効果について説明する。ニードルが全閉位置に位置決めされ、燃料噴射孔内を燃料が流れないときに燃料噴射孔がサックを介して互いに連通していると、一部の燃料噴射孔に流入して他の燃料噴射孔から流出する燃焼ガスの流れが生成されやすい。すなわち、燃料噴射孔内に燃焼室内の燃焼ガスが流入しやすい。そして、燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入すると、金属由来生成物が生成され、噴孔壁面に堆積する。しかしながら、第３実施形態の燃料噴射弁では、ニードルが全閉位置に位置決めされたときにサックを介した燃料噴射孔間の連通を遮断する連通遮断部材がサック内に設けられている。したがって、ニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔がサックを介して互いに連通しておらず、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔内に容易には流入しない。したがって、金属由来生成物が生成される可能性が極めて低い。このため、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制される。
【００５７】
また、連通遮断部材をサック内に設けるという構成は比較的簡便な構成である。したがって、第３実施形態の燃料噴射弁によれば、比較的簡便な構成によって燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制される。
【００５８】
なお、連通遮断部材は、ニードルが全閉位置に位置決めされたときにサックを介した燃料噴射孔間の連通を遮断する限り如何なる材料から構成されてもよい。しかしながら、ニードルが全閉位置に位置決めされたときにサックを介した燃料噴射孔間の連通を確実に遮断するために連通遮断部材の外壁面をニードルの先端部の外周壁面およびサックを画成するノズルの内周壁面に密着させることを考慮すれば、連通遮断部材は弾性材料から構成されることが好ましい。これによれば、ニードルが全閉位置に位置決めされたとき、連通遮断部材がサックの先端部を画成するノズルの内壁面に押しつけられて密着する。したがって、連通遮断部材の外壁面とサックの先端部を画成するノズルの内壁面との間を介して燃料噴射孔が互いに連通することもない。
【００５９】
次に、第４実施形態の燃料噴射弁について説明する。図８に第４実施形態の燃料噴射弁の先端部が示されている。燃料噴射弁２２は、ノズル３０とニードル３１とを有する。ノズル３０はその内部に空洞（以下「内部空洞」という）を備える。ニードル３１はノズル３０の内部空洞内にノズル３０の中心軸線（すなわち、燃料噴射弁２２の中心軸線）ＣＡに沿って移動可能に収容されている。また、ニードル３１の先端部は、テーパ形状にされている。そして、ニードル３１がノズル３０の内部空洞内に収容されたとき、ノズル３０の内周壁面（すなわち、ノズル３０の内部空洞を画成する壁面）とニードル３１の外周壁面との間に燃料を通すための燃料通路３２が形成される。また、ノズル３０の先端部における燃料通路３２は、いわゆるサック３３を形成している（以下、燃料通路３２とは、サック３３を除いた燃料通路を指す）。さらに、ノズル３０の先端部には、複数の燃料噴射孔３４が形成されている。これら燃料噴射孔３４は、ノズル３０内（すなわち、燃料噴射弁２２内）のサック３３とノズル３０の外部（すなわち、燃料噴射弁２２の外部）とを連通している。
【００６０】
ニードル３１は、アウターニードル５３とインナーニードル５４とを有する。アウターニードル５３はその内部に空洞（以下「内部空洞」という）を備える。インナーニードル５４はアウターニードル５３の内部空洞内に収容されている。また、インナーニードル５４は、アウターニードル５３の内部空洞内にアウターニードル５３の中心軸線に沿って移動可能に収容されている。また、インナーニードル５４は、アウターニードル５３の先端部においてその内部空洞から突出可能である。また、インナーニードル５４の径は、サック３３の径に略等しい。
【００６１】
そして、ニードル３１が全閉位置に位置決めされたとき、図９に示されているように、アウターニードル５３のテーパ形状の先端部の外周壁面がノズル３０の先端部の内周壁面に当接するようにアウターニードル５３がノズル３０内に位置決めされる。これによって、サック３３と燃料通路３２との間の連通が遮断される。そして、このとき、燃料噴射弁２２の燃料噴射孔３４から燃料は噴射されない。また、ニードル３１が全閉位置に位置決めされたとき、インナーニードル５４がアウターニードル５３の先端部から突出してサック３３内に進入し、インナーニードル５４の先端部の外周壁面がサック３３を画成するノズル３０の内周壁面に隙間なく接触している。そして、このインナーニードル５４の先端部の外周壁面によって燃料噴射孔３４の入口が閉塞される。また、このとき、燃料噴射孔３４の入口がインナーニードル５４によって閉塞されることから、結果的に、サック３３を介した燃料噴射孔３４間の連通が遮断される。
【００６２】
一方、燃料噴射弁２２の燃料噴射孔３４から燃料を噴射させようとするときには、アウターニードル５３のテーパ形状の先端部の外周壁面がノズル３０の先端部の内周壁面から離れるようにアウターニードル５３がノズル３０内において移動せしめられる前（すなわち、アウターニードル５３が全閉位置から全開位置に向かって移動せしめられる前）に、図１０に示されているように、インナーニードル５４の先端部がサック３３から抜け出るようにインナーニードル５４がアウターニードル５３の中心軸線に沿ってアウターニードル５３に対して移動せしめられる。つまり、インナーニードル５４がアウターニードル５３の内部空洞内に引き込められる。なお、このとき、アウターニードル５３のテーパ形状の先端部の外周壁面はノズル３０の先端部の内周壁面に接触していることから、燃料通路３２を介したサック３３内への燃料の流入は生じない。
【００６３】
そして、インナーニードル５４がアウターニードル５３の内部空洞内に引き込められると、図１１に示されているように、アウターニードル５３のテーパ形状の先端部の外周壁面がノズル３０の先端部の内周壁面から離れるようにアウターニードル５３がノズル３０内において移動せしめられる（すなわち、アウターニードル５３が全閉位置から全開位置に向かって移動せしめられ、したがって、燃料噴射弁２２が全閉状態から開弁状態に移行する）。これによって、サック３３と燃料通路３２とが互いに連通し、燃料通路３２からサック３３に燃料が流入する。そして、サック３３に流入した燃料は、燃料噴射孔３４の入口を介して同燃料噴射孔３４に流入し、同燃料噴射孔３４を介してその出口から噴射される。
【００６４】
一方、燃料噴射弁２２の燃料噴射孔３４からの燃料の噴射を停止させようとするときには、インナーニードル５４の先端部がサック３３内に進入するようにインナーニードル５４がアウターニードル５３に対して移動せしめられる前に、図１２に示されているように、アウターニードル５３のテーパ形状の先端部の外周壁面がノズル３０の先端部の内周壁面に接触するようにアウターニードル５３がノズル３０内において移動せしめられる（すなわち、アウターニードル５３が全開位置から全閉位置に向かって移動せしめられる）。これによって、サック３３と燃料通路３２との間の連通が遮断され、燃料噴射孔３４からの燃料の噴射が停止される。
【００６５】
そして、アウターニードル５３のテーパ形状の先端部の外周壁面がノズル３０の先端部の内周壁面に接触せしめられると、図１３に示されているように、インナーニードル５４の先端部がサック３３内に進入するようにインナーニードル５４がアウターニードル５３に対して移動せしめられる。これによって、燃料噴射孔３４がインナーニードル３１の先端部の外周壁面によって閉塞される。
【００６６】
次に、第４実施形態の燃料噴射弁から得られる効果について説明する。アウターニードルが全閉位置に位置決めされ、燃料噴射孔内を燃料が流れないときに燃料噴射孔がサックに開放されていると、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔に流入しやすい。そして、燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入すると、金属由来生成物が生成され、噴孔壁面に堆積する。しかしながら、第４実施形態の燃料噴射弁では、アウターニードルが全閉位置に位置決めされたときにインナーニードルが燃料噴射孔を閉塞する。したがって、アウターニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔がサックに開放されておらず、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔内に容易には流入しない。したがって、金属由来生成物が生成される可能性が極めて低い。このため、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制される。
【００６７】
また、アウターニードルが全閉位置に位置決めされ、燃料噴射孔内を燃料が流れないときに燃料噴射孔がサックを介して互いに連通していると、一部の燃料噴射孔に流入して他の燃料噴射孔から流出する燃焼ガスの流れが生成されやすい。すなわち、燃料噴射孔内に燃焼室内の燃焼ガスが流入しやすい。そして、燃焼ガスが燃料噴射孔内に流入すると、金属由来生成物が生成され、噴孔壁面に堆積する。しかしながら、第４実施形態の燃料噴射弁では、アウターニードルが全閉位置に位置決めされたときにインナーニードルがサックを介した燃料噴射孔間の連通を遮断する。したがって、アウターニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔がサックを介して互いに連通しておらず、燃焼室内の燃焼ガスが燃料噴射孔内に容易には流入しない。したがって、金属由来生成物が生成される可能性が極めて低い。このため、燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制される。
【００６８】
また、インナーニードルをアウターニードル内に設けるという構成は比較的簡便な構成である。したがって、第４実施形態の燃料噴射弁によれば、比較的簡便な構成によって燃料噴射弁の噴孔壁面への金属由来生成物の堆積が抑制される。
【００６９】
また、第４実施形態の燃料噴射弁では、アウターニードルの動作制御をインナーニードルの動作制御から独立して行うことができる。したがって、インナーニードルによる燃料噴射孔の閉塞を考慮せずにアウターニードルによる燃料噴射のみを考慮したアウターニードルの動作制御を行うことができる。
【００７０】
また、第４実施形態の燃料噴射弁では、燃料噴射孔から燃料が噴射されるときには、燃料がインナーニードルの先端部付近を通ってサック内に流入する。したがって、インナーニードルの先端部の外壁面の形状を工夫することによってサック内に流入する燃料の流れの乱れを大きくすることもできる。これによって、乱れの大きい燃料流を燃料噴射孔に流入させることができ、この乱れの大きい燃料流によって噴孔壁面に堆積するデポジットを剥離させることもできる。
【００７１】
なお、インナーニードルの先端部の外周壁面をサックを画成するノズルの内周壁面に密着させることを考慮すれば、アウターニードルが全閉位置に位置決めされたときにサックを画成するノズルの内周壁面に接触するインナーニードルの部分は弾性材料から構成されることが好ましい。
【００７２】
なお、第１実施形態の弾性部材はニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞すると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔を開放することから、この弾性部材は噴孔閉塞・開放手段であると言えるし、第１実施形態の弾性部材はニードルが全閉位置に位置決めされたときにサックを介した燃料噴射孔間の連通を遮断することから、この弾性部材は噴孔連通遮断手段であるとも言える。
【００７３】
また、第２実施形態の弾性部材はニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞すると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔を開放することから、この弾性部材は噴孔閉塞・開放手段であると言えるし、第２実施形態の弾性部材はニードルが全閉位置に位置決めされたときにサックを介した燃料噴射孔間の連通を遮断することから、この弾性部材は噴孔連通遮断手段であるとも言える。
【００７４】
また、第３実施形態の弾性部材はニードルが全閉位置に位置決めされたときにサックを介した燃料噴射孔間の連通を遮断することから、この弾性部材は噴孔連通遮断手段であると言える。
【００７５】
また、第４実施形態のインナーニードルはニードルが全閉位置に位置決めされたときに燃料噴射孔を閉塞すると共にニードルが全閉位置に位置決めされていないときには燃料噴射孔を開放することから、このインナーニードルは噴孔閉塞・開放手段であると言えるし、第４実施形態のインナーニードルはニードルが全閉位置に位置決めされたときにサックを介した燃料噴射孔間の連通を遮断することから、このインナーニードルは噴孔連通遮断手段であるとも言える。
【００７６】
また、第４実施形態の燃料噴射弁では、アウターニードルの先端部の外周壁面がノズルの先端部の内周壁面に接触しており且つインナーニードルの先端部がサック内に進入して燃料噴射孔を閉塞している状態がニードルが全閉位置に位置決めされた状態であり、それ以外の状態がニードルが全閉位置に位置決めされていない状態である。しかしながら、燃料噴射孔から燃料を噴射させようとしたときのアウターニードルおよびインナーニードルの動作順序、あるいは、燃料噴射孔からの燃料の噴射を停止させようとしたときのアウターニードルおよびインナーニードルの動作順序によっては、インナーニードルの先端部が燃料噴射孔を閉塞している状態にあることをもってニードルが全閉位置に位置決めされた状態にあるとしてもよいし、インナーニードルの先端部が燃料噴射孔を閉塞していない状態にあることをもってニードルが全閉位置に位置決めされていない状態にあるとしてもよい。
【００７７】
また、上述した実施形態のサックはニードルが全閉位置に位置決めされているときに一定の容積を有することから、このサックは容積部であるとも言える。また、上述した実施形態のサックは燃料噴射孔に直接連通していることから、このサックは燃料噴射孔に隣接して形成されているとも言える。
【符号の説明】
【００７８】
１０…内燃機関、２２…燃料噴射弁、３０…ノズル、３１…ニードル、３３…サック（容積部）、３４…燃料噴射孔、５０、５１…弾性部材、５２…連通遮断部材、５３…アウターニードル、５４…インナーニードル
【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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