(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部にガイド孔が形成されたノズルボディと、
前記ガイド孔に摺動自在に嵌挿され、２段階にリフト可能に設けられたニードルとを備え、
前記ノズルボディは、前記ニードルがリフトする時に前記ニードルの外周面が摺接する前記ガイド孔の内周面に開口する第１の噴孔と第２の噴孔を有し、前記ニードルのリフト方向で前記第１の噴孔が前記第２の噴孔より下側に設けられ、前記ニードルが１段目のリフトした時に前記第１の噴孔のみ開口し、前記ニードルが２段目のリフトした時に前記第１の噴孔と第２の噴孔の両方が開口するように構成された燃料噴射ノズルであって、
前記第１の噴孔は、入口から出口に向かって噴孔径が次第に大きくなるように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記第１の噴孔の噴孔長をＬ1 及び噴孔径をＤ1 とし、
前記第２の噴孔の噴孔長をＬ2 及び噴孔径をＤ2 とした時に、
Ｌ1 ／Ｄ1 ＜Ｌ2 ／Ｄ2 …………（１）
上記（１）の関係を満足することを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記第１の噴孔の入口周縁に面取りＲ1 が施され、
前記第２の噴孔の入口周縁に面取りＲ2 が施されている時に、
前記第１の噴孔の面取りＲ1 より前記第２の噴孔の面取りＲ2 の方が大きいことを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記第２の噴孔は、入口から出口に向かって噴孔径が次第に小さくなるように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記第１の噴孔は、入口の中心と出口の中心とを通る噴孔中心軸が、ノズル中心軸に対して偏芯して設けられ、
前記第２の噴孔は、入口の中心と出口の中心とを通る噴孔中心軸が、ノズル中心軸と交差して設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項６】
高圧燃料が供給される燃料通路を有し、この燃料通路の下流にシート面を有し、このシート面に開口する第１の噴孔と第２の噴孔を有し、燃料の流れ方向で前記第１の噴孔が第２の噴孔より上流側に開口するノズルボディと、
このノズルボディに摺動自在に嵌挿されて２段階にリフト可能に設けられ、自身の下端部にシート部を有し、前記第１の噴孔より上流側で前記シート部が前記シート面に着座して前記燃料通路を遮断するニードルとを備え、
前記ニードルが１段目のリフトした時に、前記シート部と前記シート面との隙間が最小流路面積となり、前記ニードルが２段目のリフトした時に、前記第１の噴孔と第２の噴孔の総入口開口面積が最小流路面積となるように構成された燃料噴射ノズルであって、
前記第１の噴孔は、入口から出口に向かって噴孔径が次第に大きくなるように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記第１の噴孔の噴孔長をＬ1 及び噴孔径をＤ1 とし、
前記第２の噴孔の噴孔長をＬ2 及び噴孔径をＤ2 とした時に、
Ｌ1 ／Ｄ1 ＜Ｌ2 ／Ｄ2 …………（１）
上記（１）の関係を満足することを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項８】
請求項６に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記第１の噴孔の入口周縁に面取りＲ1 が施され、
前記第２の噴孔の入口周縁に面取りＲ2 が施されている時に、
前記第１の噴孔の面取りＲ1 より前記第２の噴孔の面取りＲ2 の方が大きいことを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項９】
請求項６に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記第２の噴孔は、入口から出口に向かって噴孔径が次第に小さくなるように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項１０】
請求項６に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記第１の噴孔は、入口の中心と出口の中心とを通る噴孔中心軸が、ノズル中心軸に対して偏芯して設けられ、
前記第２の噴孔は、入口の中心と出口の中心とを通る噴孔中心軸が、ノズル中心軸と交差して設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関に高圧燃料を噴射する燃料噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
直接噴射式エンジンにおいて、燃料噴射ノズルからエンジンの燃焼室に噴射される燃料噴霧の形状及び噴射量は、エンジンの運転状態及び噴射時期（噴射初期と後期）によって最適な状態がある。これを実現する従来技術として、特開昭６２−１０３４５８号公報及び特開平１１−１９３７６６号公報がある。前者は、エンジン回転数に応じて噴射噴孔数を２段階に変更することにより、適切な噴射量を実現するものである。後者は、噴孔径を縮小して微粒化を促進した状態で、噴孔を近づけることにより貫徹力を向上するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者の従来技術は、回転数に応じて噴孔から噴射させる噴霧形態を変化させることができないため、貫徹力優先の設計をすると、低速域で貫徹力が強過ぎて排出ＨＣやスモークが増大し、噴霧角優先の設計をすると、高速域で貫徹力が不足して出力低下を引き起こす可能性があった。
また、後者の従来技術では、前者と同様に、低速域で貫徹力が強過ぎる問題があり、更に、微粒化しているが噴霧の分散が不十分で着火遅れが短縮できない恐れがあった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、エンジンの運転状態に応じて所望の噴霧形状を実現し、エンジン排出ガスを浄化できる燃料噴射ノズルを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の手段）
ノズルボディは、ニードルがリフトする時にニードルの外周面が摺接するガイド孔の内周面に開口する第１の噴孔と第２の噴孔を有し、ニードルのリフト方向で第１の噴孔が第２の噴孔より下側に設けられ、ニードルが１段目のリフトした時に第１の噴孔のみ開口し、ニードルが２段目のリフトした時に第１の噴孔と第２の噴孔の両方が開口するように構成された燃料噴射ノズルであって、
第１の噴孔は、入口から出口に向かって噴孔径が次第に大きくなるように設けられている。
この構成によれば、噴孔長が大きく設定されていても、噴孔入口部で生じる縮流が第１の噴孔内で再付着し難くなる。また、第１の噴孔から噴射される燃料が第１の噴孔内で入口から出口に向かって外径方向へ拡がるため、噴霧角の大きい噴射が可能である。従って、貫徹力優先の設計をしても、低速域で噴霧角の広い噴霧を噴射することが可能である。
（請求項２の手段）
第１の噴孔の噴孔長をＬ1 及び噴孔径をＤ1 とし、第２の噴孔の噴孔長をＬ2及び噴孔径をＤ2 とした時に、
次式（１）の関係を満足することを特徴とする。
Ｌ1 ／Ｄ1 ＜Ｌ2 ／Ｄ2 …………（１）
【０００５】
この構成によれば、ニードルが１段目のリフトして第１の噴孔のみ開口した時に、第１の噴孔のＬ1 ／Ｄ1 が第２の噴孔のＬ2 ／Ｄ2 より小さいことから、第１の噴孔の入口部で発生した縮流が噴孔出口部まで継続して噴射される。即ち、入口部で発生した縮流が噴孔出口部までの間で再付着することが少なく、そのまま第１の噴孔から噴射される。これにより、噴霧角の広い噴霧が噴射されて、空気との混合が促進されるため、燃焼が改善できる。
また、ニードルが２段目のリフトして第１の噴孔と第２の噴孔の両方を開口すると、第２の噴孔のＬ2 ／Ｄ2 が第１の噴孔のＬ1 ／Ｄ1 より大きいことから、噴孔入口部で発生した縮流が噴孔出口部までの間で再付着し、整流化されて噴射される。その結果、貫徹力の強い噴霧が噴射され、エンジン気筒内に渡って噴霧を分散させることができる。
【０００６】
（請求項３の手段）
第１の噴孔の入口周縁に面取りＲ1 が施され、第２の噴孔の入口周縁に面取りＲ2 が施されている時に、第１の噴孔の面取りＲ1 より第２の噴孔の面取りＲ2の方が大きいことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、第２の噴孔の面取りＲ2 を大きく取ることにより、噴孔長が短い場合でも、第２の噴孔内へスムーズに燃料が流れ込むことができる。この場合、第２の噴孔内で縮流が生じることがなく、整流された状態で噴射されるため、貫徹力の強い噴霧が噴射される。従って、噴霧角優先の設計をしても、高速域で貫徹力の強い噴霧を噴射することが可能である。
【０００９】
（請求項４の手段）
第２の噴孔は、入口から出口に向かって噴孔径が次第に小さくなるように設けられている。
この構成によれば、第２の噴孔の入口部で生じる縮流が第２の噴孔内で再付着し易くなって整流化される。また、第２の噴孔から噴射される燃料が第２の噴孔内で入口から出口に向かって内径方向に狭まるため、貫徹力の強い噴射が可能である。従って、噴霧角優先の設計をしても、高速域で貫徹力の強い噴霧を噴射することが可能である。
【００１０】
（請求項５の手段）
第１の噴孔は、入口の中心と出口の中心とを通る噴孔中心軸が、ノズル中心軸に対して偏芯して設けられ、第２の噴孔は、入口の中心と出口の中心とを通る噴孔中心軸が、ノズル中心軸と交差して設けられている。
【００１１】
この構成によれば、第１の噴孔がノズル中心軸に対し偏芯して設けられているので、第１の噴孔へ流れ込む燃料の流れ方向が特に噴孔入口の両側で大きく異なり、第１の噴孔の片側で大きな縮流が生じる。このため、噴孔長が大きい場合でも、第１の噴孔内で再付着することなく噴射されるため、噴霧角の広い噴霧を噴射できる。また、第２の噴孔は、ノズル中心軸と交差して設けられているので、大きな縮流が発生することはなく、第２の噴孔から貫徹力の強い噴霧を噴射できる。
【００１２】
（請求項６の手段）
ニードルが１段目のリフトした時に、シート部とシート面との隙間が最小流路面積となり、ニードルが２段目のリフトした時に、第１の噴孔と第２の噴孔の総入口開口面積が最小流路面積となるように構成された燃料噴射ノズルであって、
第１の噴孔は、入口から出口に向かって噴孔径が次第に大きくなるように設けられている。
本発明の燃料噴射ノズルは、ニードルが１段目のリフトした時に、シート部とシート面との隙間が最小流路面積となる絞り部を構成する。この場合、絞り部の下流側では、第２の噴孔の入口より上流側に開口する第１の噴孔の入口の方が燃料圧力が高くなるため、主に第１の噴孔から噴射される。
また、ニードルが２段目のリフトした時は、第１の噴孔と第２の噴孔の総入口開口面積が最小流路面積となるため、第１の噴孔の入口圧力と同等に第２の噴孔の入口圧力も高くなる。その結果、第１の噴孔と第２の噴孔の両方から噴射される。
この構成によれば、第１の噴孔の噴孔長が大きく設定されていても、噴孔入口部で生じる縮流が第１の噴孔内で再付着し難くなる。また、第１の噴孔から噴射される燃料が第１の噴孔内で入口から出口に向かって外径方向へ拡がるため、噴霧角の大きい噴射が可能である。従って、貫徹力優先の設計をしても、低速域で噴霧角の広い噴霧を噴射することが可能である。
（請求項７の手段）
第１の噴孔の噴孔長をＬ1 及び噴孔径をＤ1 とし、
第２の噴孔の噴孔長をＬ2 及び噴孔径をＤ2 とした時に、
Ｌ1 ／Ｄ1 ＜Ｌ2 ／Ｄ2 …………（１）
上記（１）の関係を満足することを特徴とする。
【００１３】
本発明の燃料噴射ノズルは、ニードルが１段目のリフトした時に、シート部とシート面との隙間が最小流路面積となる絞り部を構成する。この場合、前記絞り部の下流側では、第２の噴孔の入口より上流側に開口する第１の噴孔の入口の方が燃料圧力が高くなるため、主に第１の噴孔から噴射される。この場合、第１の噴孔のＬ1 ／Ｄ1 が第２の噴孔のＬ2 ／Ｄ2 より小さいことから、第１の噴孔の入口部で発生した縮流が噴孔出口部まで継続して噴射される。即ち、入口部で発生した縮流が噴孔出口部までの間で再付着することが少なく、そのまま第１の噴孔から噴射される。これにより、噴霧角の広い噴霧が噴射されて、空気との混合が促進されるため、燃焼が改善できる。
【００１４】
また、ニードルが２段目のリフトした時は、第１の噴孔と第２の噴孔の総入口開口面積が最小流路面積となるため、第１の噴孔の入口圧力と同等に第２の噴孔の入口圧力も高くなる。その結果、第１の噴孔と第２の噴孔の両方から噴射される。この場合、第２の噴孔のＬ2 ／Ｄ2 が第１の噴孔のＬ1 ／Ｄ1 より大きいことから、噴孔入口部で発生した縮流が噴孔出口部までの間で再付着し、整流化されて噴射される。その結果、貫徹力の強い噴霧が噴射され、エンジン気筒内に渡って噴霧を分散させることができる。
【００１５】
（請求項８の手段）
第１の噴孔の入口周縁に面取りＲ1 が施され、
第２の噴孔の入口周縁に面取りＲ2 が施されている時に、
第１の噴孔の面取りＲ1 より第２の噴孔の面取りＲ2 の方が大きいことを特徴とする。
本発明の燃料噴射ノズルは、ニードルが１段目のリフトした時に、シート部とシート面との隙間が最小流路面積となる絞り部を構成する。この場合、絞り部の下流側では、第２の噴孔の入口より上流側に開口する第１の噴孔の入口の方が燃料圧力が高くなるため、主に第１の噴孔から噴射される。
【００１６】
また、ニードルが２段目のリフトした時は、第１の噴孔と第２の噴孔の総入口開口面積が最小流路面積となるため、第１の噴孔の入口圧力と同等に第２の噴孔の入口圧力も高くなる。その結果、第１の噴孔と第２の噴孔の両方から噴射される。
この構成によれば、第２の噴孔の面取りＲ2 を大きく取ることにより、噴孔長が短い場合でも、第２の噴孔内へスムーズに燃料が流れ込むことができる。その結果、第２の噴孔内で縮流が生じることがなく、整流された状態で噴射されるため、貫徹力の強い噴霧が噴射される。従って、噴霧角優先の設計をしても、高速域で貫徹力の強い噴霧を噴射することが可能である。
【００１９】
（請求項９の手段）
第２の噴孔は、入口から出口に向かって噴孔径が次第に小さくなるように設けられている。
本発明の燃料噴射ノズルは、ニードルが１段目のリフトした時に、シート部とシート面との隙間が最小流路面積となる絞り部を構成する。この場合、絞り部の下流側では、第２の噴孔の入口より上流側に開口する第１の噴孔の入口の方が燃料圧力が高くなるため、主に第１の噴孔から噴射される。
【００２０】
また、ニードルが２段目のリフトした時は、第１の噴孔と第２の噴孔の総入口開口面積が最小流路面積となるため、第１の噴孔の入口圧力と同等に第２の噴孔の入口圧力も高くなる。その結果、第１の噴孔と第２の噴孔の両方から噴射される。
この構成によれば、第２の噴孔の入口部で生じる縮流が第２の噴孔内で再付着し易くなって整流化される。また、第２の噴孔から噴射される燃料が第２の噴孔内で入口から出口に向かって内径方向に狭まるため、貫徹力の強い噴射が可能である。従って、噴霧角優先の設計をしても、高速域で貫徹力の強い噴霧を噴射することが可能である。
【００２１】
（請求項１０の手段）
第１の噴孔は、入口の中心と出口の中心とを通る噴孔中心軸が、ノズル中心軸に対して偏芯して設けられ、
第２の噴孔は、入口の中心と出口の中心とを通る噴孔中心軸が、ノズル中心軸と交差して設けられている。
本発明の燃料噴射ノズルは、ニードルが１段目のリフトした時に、シート部とシート面との隙間が最小流路面積となる絞り部を構成する。この場合、絞り部の下流側では、第２の噴孔の入口より上流側に開口する第１の噴孔の入口の方が燃料圧力が高くなるため、主に第１の噴孔から噴射される。
【００２２】
また、ニードルが２段目のリフトした時は、第１の噴孔と第２の噴孔の総入口開口面積が最小流路面積となるため、第１の噴孔の入口圧力と同等に第２の噴孔の入口圧力も高くなる。その結果、第１の噴孔と第２の噴孔の両方から噴射される。
この構成によれば、第１の噴孔がノズル中心軸に対し偏芯して設けられているので、第１の噴孔へ流れ込む燃料の流れ方向が特に噴孔入口の両側で大きく異なり、第１の噴孔の片側で大きな縮流が生じる。このため、噴孔長が大きい場合でも、第１の噴孔内で再付着することなく噴射されるため、噴霧角の広い噴霧を噴射できる。また、第２の噴孔は、ノズル中心軸と交差して設けられているので、大きな縮流が発生することはなく、第２の噴孔から貫徹力の強い噴霧を噴射できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は低リフト時のノズル先端部の断面図、図２は高リフト時のノズル先端部の断面図、図３は燃料噴射ノズルの全体断面図である。
本実施例の燃料噴射ノズル１は、ディーゼルエンジンの気筒内に高圧燃料を噴射するもので、図３に示すように、ノズルボディ２、シート部材３、及びニードル４から構成され、ノズルの開弁圧（第１開弁圧と第２開弁圧）を設定するノズルホルダ（図示しない）に組付けられている。
【００２４】
ノズルボディ２には、ニードル４を摺動自在に嵌挿するガイド孔５、このガイド孔５に通じる燃料導路６、及び高圧燃料をエンジン気筒内へ噴射するための噴孔（第１の噴孔７と第２の噴孔８）が形成されている。
ガイド孔５は、その上端がノズルボディ２の上端面に開口し、下端がノズルボディ２の底部を貫通することなく閉じている。
噴孔７、８は、ニードル４のリフト方向（図３の上下方向）で下側に位置する第１の噴孔７と上側に位置する第２の噴孔８とから成り、それぞれガイド孔５の内周面からノズルボディ２の外周面までノズルボディ２の環状壁部２ａを略半径方向に貫通している。この第１の噴孔７と第２の噴孔８は、それぞれ周方向に複数個ずつ設けられている。
【００２５】
ここで、ノズルボディ２は、図１に示すように、第１の噴孔７の噴孔長をＬ1 及び噴孔径をＤ1 とし、第２の噴孔８の噴孔長をＬ2 及び噴孔径をＤ2 とした時に、第１の噴孔７と第２の噴孔８との間で、次式▲１▼の関係が成立するように構成されている。
Ｌ1 ／Ｄ1 ＜Ｌ2 ／Ｄ2 …………▲１▼
特に、本実施例では、第１の噴孔７の噴孔長Ｌ1 を短くするために、第１の噴孔７が貫通するノズルボディ２の環状壁部２ａの厚みを小さくしている。
【００２６】
シート部材３は、ガイド孔５に微小なクリアランスで挿入され、ガイド孔５の底部に収納されている。このシート部材３は、その上部側に円錐台形状のシート面３ａが形成され、そのシート面３ａの外径端３ｂの高さ位置が第１の噴孔７の入口開口縁の下端７ａより低い位置に設けられている（図１参照）。
ニードル４は、ガイド孔５に数μｍのクリアランスで摺動自在に嵌挿され、ノズルホルダによって２段階にリフト可能に設けられている。なお、以下の説明では、１段目のニードルリフトを低リフト、２段目のニードルリフトを高リフトと呼ぶ。
【００２７】
このニードル４には、図３に示すように、縦孔９、燃料溜室１０、及び横孔１１から構成される燃料通路が形成されている。縦孔９は、ニードル４の中央部を長手方向に延びて形成され、下端がニードル４の下端面に開口し、上端が閉じている。燃料溜室１０は、ニードル４の上部で縦孔９の周囲に環状に形成され、ノズルボディ２の燃料導路６と連通している。横孔１１は、縦孔９を径方向に貫通して縦孔９と燃料溜室１０とを連通している。
ニードル４の下端面には、縦孔９の開口部周縁からテーパ状に拡がる内側円錐面４ａと外側円錐面４ｂとが形成され、内側円錐面４ａと外側円錐面４ｂとの交点（稜線）が突出してシート部４ｃを構成している。
【００２８】
このニードル４は、縦孔９内の燃料圧力が第１開弁圧より小さい時に、シート部４ｃがシート面３ａに着座している。この時、外側円錐面４ｂの外周縁（ニードル４の外周縁部４ｄ）が第１の噴孔７の入口開口縁の下端７ａより下方に位置して、ニードル４の外周面が第１の噴孔７及び第２の噴孔８の入口開口面を閉じている。
縦孔９内の燃料圧力が第１開弁圧より大きくなると、図１に示す低リフト時の最大リフト量HD1 だけリフトすることにより、ニードル４の外周縁部４ｄが第１の噴孔７と第２の噴孔８との間まで移動して第１の噴孔７のみを開口する。更に縦孔９内の燃料圧力が第２開弁圧より大きくなると、図２に示す高リフト時の最大リフト量HD2 だけリフトすることにより、ニードル４の外周縁部４ｄが第２の噴孔８より上方へ移動して第１の噴孔７と第２の噴孔８の両方を開口する。
【００２９】
次に、燃料噴射ノズル１の作動及び効果を説明する。
図示しない燃料噴射ポンプより圧送された高圧燃料が燃料導路６を介してニードル４内の縦孔９に供給され、その燃料圧力が第１開弁圧より大きくなると、ニードル４が押し上げられて、図１に示す最大リフト量HD1 だけリフトする。これにより、第１の噴孔７のみ開口して、ニードル４内に供給された高圧燃料が第１の噴孔７からエンジン気筒内へ噴射される。
【００３０】
この時、第１の噴孔７のみ開口しているので、噴孔面積は全体（第１の噴孔７と第２の噴孔８の総開口面積）に対して小さくなる。このため、高圧燃料が小噴孔径で噴射されるため、噴霧の微粒化が促進される。
また、第１の噴孔７のＬ1 ／Ｄ1 が第２の噴孔８のＬ2 ／Ｄ2 より小さいことから、第１の噴孔７の入口部で発生した縮流が噴孔出口部まで継続して噴射される。即ち、第１の噴孔７の入口部で発生した縮流が噴孔出口部までの間で再付着することが少なく、そのまま第１の噴孔７から噴射される。これにより、噴霧角の広い噴霧が噴射されて、空気との混合が促進されるため、燃焼が改善できる。
【００３１】
更に、縦孔９内の燃料圧力が上昇して第２開弁圧より大きくなると、ニードル４が更に押し上げられ、図２に示す最大リフト量HD2 だけリフトする。これにより、第１の噴孔７と第２の噴孔８の両方が開口して、ニードル４内に供給された高圧燃料が第１の噴孔７と第２の噴孔８の両方からエンジン気筒内へ噴射される。この時、低リフト時より噴孔面積が大きくなるため、適切な噴射率を実現できる。
また、第２の噴孔８のＬ2 ／Ｄ2 が第１の噴孔７のＬ1 ／Ｄ1 より大きいことから、第２の噴孔８の噴孔入口部で発生した縮流が噴孔出口部までの間で再付着し、整流化されて噴射される。その結果、貫徹力の強い噴霧が噴射され、エンジン気筒内に渡って噴霧を分散させることができ、燃焼が改善できる。
その後、縦孔９内の燃料圧力が第１開弁圧より小さくなると、ニードル４が降下して、シート部４ｃがシート面３ａに着座し、ニードル４の外周面が第１の噴孔７及び第２の噴孔８の入口開口面を塞ぐことにより燃料噴射を終了する。
【００３２】
（第２実施例）
図４は低リフト時のノズル先端部の断面図（ａ）と高リフト時のノズル先端部の断面図（ｂ）である。
本実施例の燃料噴射ノズルは、図４に示すように、第１の噴孔７が貫通するノズルボディ２の環状壁部２ａに座ぐり孔１２を形成することで、第１の噴孔７の噴孔長Ｌ1 を短くした一例である。
座ぐり孔１２は、第１の噴孔７の噴孔径Ｄ1 より大きな孔径を有し、第１の噴孔７と同心上で第１の噴孔７の下流側に形成される。この座ぐり孔１２の深さに応じて、所望の噴孔長Ｌ1 を実現することができる。これにより、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
（第３実施例）
図５は低リフト時のノズル先端部の断面図（ａ）と高リフト時のノズル先端部の断面図（ｂ）である。
本実施例の燃料噴射ノズルは、噴孔入口部に面取りを設け、この面取りの大きさに応じて噴霧形状を変化させる一例である。
本実施例では、図５に示すように、第１の噴孔７の入口周縁に面取りＲ1 が形成され、第２の噴孔８の入口周縁に面取りＲ2 が形成されている時に、第１の噴孔７の面取りＲ1 より第２の噴孔８の面取りＲ2 の方が大きく形成されている。
この構成によれば、第２の噴孔８の面取りＲ2 を大きく取ることにより、噴孔長が短い場合でも、第２の噴孔８内へスムーズに燃料が流れ込むことができる。この場合、第２の噴孔８内で縮流が生じることがなく、整流された状態で噴射されるため、貫徹力の強い噴霧が噴射される。従って、噴霧角優先の設計をしても、高速域で貫徹力の強い噴霧を噴射することが可能である。
【００３４】
（第４実施例）
図６は低リフト時のノズル先端部の断面図（ａ）と高リフト時のノズル先端部の断面図（ｂ）である。
本実施例の燃料噴射ノズルは、図６に示すように、噴孔径を入口から出口に渡って変化させた一例である。
第１の噴孔７は、入口の噴孔径Ｄ1iより出口の噴孔径Ｄ1oの方が大きく、且つ入口から出口に向かって噴孔径が次第に大きくなるように設けられ、第２の噴孔８は、入口の噴孔径Ｄ2iより出口の噴孔径Ｄ2oの方が小さく、且つ入口から出口に向かって噴孔径が次第に小さくなるように設けられている。
【００３５】
この構成によれば、図６（ａ）に示すように、第１の噴孔７の噴孔長Ｌ1 が第２の噴孔８の噴孔長と同等に大きく設定されていても、噴孔入口部で生じる縮流が第１の噴孔７内で再付着し難くなる。また、第１の噴孔７から噴射される燃料が第１の噴孔７内で入口から出口に向かって外径方向へ拡がるため、噴霧角の大きい噴射が可能である。従って、貫徹力優先の設計をしても、低速域で噴霧角の広い噴霧を噴射することができる。
また、第２の噴孔８では、図６（ｂ）に示すように、入口部で生じる縮流が第２の噴孔８内で再付着し易くなって整流化されて噴射される。更に、第２の噴孔８から噴射される燃料が第２の噴孔８内で入口から出口に向かって内径方向に狭まるため、貫徹力の強い噴射が可能である。従って、噴霧角優先の設計をしても、高速域で貫徹力の強い噴霧を噴射することができる。
【００３６】
（第５実施例）
図７は高リフト時のノズル先端部の断面図（ａ）とノズルボディ２の径方向断面図（ｂ）である。
本実施例の燃料噴射ノズルは、図７（ｂ）に示すように、第１の噴孔７をノズル中心軸Ｏに対して偏芯して設けた一例である。
第１の噴孔７は、入口の中心と出口の中心とを通る噴孔中心軸Ａが、ノズル中心軸Ｏに対して偏芯して設けられ、第２の噴孔８は、入口の中心と出口の中心とを通る噴孔中心軸Ｂが、ノズル中心軸と交差して設けられている。
【００３７】
この構成によれば、図７（ｂ）に示すように、第１の噴孔７へ流れ込む燃料の流れ方向が、特に噴孔入口の周方向両側で大きく異なり、第１の噴孔７の片側で大きな縮流が生じる。このため、噴孔長Ｌ1 が大きい場合でも、第１の噴孔７内で再付着することなく噴射されるため、噴霧角の広い噴霧を噴射できる。
また、第２の噴孔８は、ノズル中心軸Ｏと交差して設けられているので、大きな縮流が発生することはなく、貫徹力の強い噴霧を噴射できる。
なお、図７（ａ）に二点鎖線は、低リフト時のニードル４の位置を示す。
【００３８】
（第６実施例）
図８は低リフト時のノズル先端部の断面図（ａ）と高リフト時のノズル先端部の断面図（ｂ）である。
本実施例の燃料噴射ノズルは、ノズルボディ２０に燃料通路２１が形成され、この燃料通路２１の下流に円錐状のシート面２２を有し、このシート面２２に第１の噴孔２３と第２の噴孔２４が開口している。第１の噴孔２３は、シート面２２上の燃料の流れ方向で第２の噴孔２４より上流側に開口している。
【００３９】
また、第１の噴孔２３と第２の噴孔２４は、上記の第４実施例と同様に、それぞれ噴孔径が入口から出口に渡って変化している。
第１の噴孔２３は、入口の噴孔径より出口の噴孔径の方が大きく、且つ入口から出口に向かって噴孔径が次第に大きくなるように設けられ、第２の噴孔２４は、入口の噴孔径より出口の噴孔径の方が小さく、且つ入口から出口に向かって噴孔径が次第に小さくなるように設けられている。
【００４０】
ニードル２５は、ノズルボディ２０に摺動自在に嵌挿されて２段階にリフト可能に設けられ、自身の下端部にシート部２６を有している。
このニードル２５は、燃料圧力が第１開弁圧より小さい時に、シート部２６が第１の噴孔２３より上流側でシート面２２に着座して燃料通路２１を遮断する。燃料圧力が第１開弁圧より大きくなると、図８（ａ）に示す低リフト時の最大リフト量だけリフトする。この時、シート部２６とシート面２２との間に形成される環状の隙間が最小流路面積となる。
燃料圧力が第２開弁圧より大きくなると、図８（ｂ）に示す高リフト時の最大リフト量だけリフトする。この時、第１の噴孔２３と第２の噴孔２４の総入口開口面積が最小流路面積となる。
【００４１】
ここで、低リフト時と高リフト時におけるノズル内の圧力分布をシミュレーションによって解析した結果を図９に示す。
この解析結果によれば、低リフト時にニードルのシート部で最も流路面積が絞られるため、図９（ａ）に示すように、シート部より上流側では高圧となり、シート部より下流側では、シート部から噴孔の入口部に向かって次第に圧力が低下し、噴孔内では更に低圧となる。
また、高リフト時には、噴孔の入口が最小流路面積となるため、図９（ｂ）に示すように、噴孔の入口部より上流側は全て高圧となり、噴孔内では低圧となっている。
【００４２】
上記の解析結果からも分かるように、低リフト時には、第２の噴孔２４より上流側に開口する第１の噴孔２３の方が入口圧力が高くなるため、主に第１の噴孔２３から噴射される。この場合、第１の噴孔２３は、入口から出口に向かって噴孔径が次第に大きくなるように設けられているので、第１の噴孔２３の噴孔長が第２の噴孔２４の噴孔長と同等に設定されていても、噴孔入口部で生じる縮流が噴孔内で再付着し難くなる。また、第１の噴孔２３から噴射される燃料が第１の噴孔２３内で入口から出口に向かって外径方向へ拡がるため、噴霧角の大きい噴射が可能である。従って、貫徹力優先の設計をしても、低速域で噴霧角の広い噴霧を噴射することができ、燃焼改善が図れる。
【００４３】
また、高リフト時には、第１の噴孔２３と第２の噴孔２４の総入口開口面積が最小流路面積となるため、第１の噴孔２３の入口圧力と同等に第２の噴孔２４の入口圧力も高くなる。その結果、第１の噴孔２３と第２の噴孔２４の両方から噴射される。この場合、第２の噴孔２４は、入口から出口に向かって噴孔径が次第に小さくなるように設けられているので、噴孔入口部で生じる縮流が噴孔内で再付着し易くなって整流化されて噴射される。更に、第２の噴孔２４から噴射される燃料が第２の噴孔２４内で入口から出口に向かって内径方向に狭まるため、貫徹力の強い噴射が可能である。従って、噴霧角優先の設計をしても、高速域で貫徹力の強い噴霧を噴射することができ、燃焼改善が図れる。
【００４４】
（変形例）
この第６実施例では、上述の第４実施例と同様に、第１の噴孔２３及び第２の噴孔２４のそれぞれ噴孔径を変化させているが、第１の噴孔２３と第２の噴孔２４との関係について、上述した第１、２、３、及び５実施例で説明した構成を適用しても良い。
本発明の燃料噴射ノズルは、ノズルボディ２、２０とニードル４、２５に関するものであり、ノズルホルダの構造は限定されるものではない。例えば、ピエゾ素子駆動によりニードルリフト量を任意に可変できるインジェクタ、あるいは電磁弁駆動によりニードルリフト量を段階的に可変できるインジェクタへも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】低リフト時のノズル先端部の断面図である（第１実施例）。
【図２】高リフト時のノズル先端部の断面図である（第１実施例）。
【図３】燃料噴射ノズルの全体断面図である。（第１実施例）。
【図４】低リフト時のノズル先端部の断面図（ａ）と高リフト時のノズル先端部の断面図（ｂ）である（第２実施例）。
【図５】低リフト時のノズル先端部の断面図（ａ）と高リフト時のノズル先端部の断面図（ｂ）である（第３実施例）。
【図６】低リフト時のノズル先端部の断面図（ａ）と高リフト時のノズル先端部の断面図（ｂ）である（第４実施例）。
【図７】高リフト時のノズル先端部の断面図（ａ）とノズルボディの径方向断面図（ｂ）である（第５実施例）。
【図８】低リフト時のノズル先端部の断面図（ａ）と高リフト時のノズル先端部の断面図（ｂ）である（第６実施例）。
【図９】ノズル内の圧力分布図である（第６実施例）。
【符号の説明】
（第１〜５実施例）
１  燃料噴射ノズル
２  ノズルボディ
４  ニードル
５  ガイド孔
７  第１の噴孔
８  第２の噴孔
（第６実施例）
２０  ノズルボディ
２１  燃料通路
２２  シート面
２３  第１の噴孔
２４  第２の噴孔
２５  ニードル
２６  シート部
【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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