JP2003003933A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適切な時期に確実に噴霧パターンを切り替え
る。 【解決手段】 燃料噴射ノズル１１は、ノズルボディ１
２とニードル１３とによって構成され、ニードル１３は
ノズルボディ１２の中心孔１５に嵌合する中空ニードル
１３ａと中空ニードル１３ａの貫通穴１６に嵌合するセ
ンターニードル１３ｂとによって構成される。ノズルボ
ディ１２には広角噴霧用噴口１７と、複数の狭角噴霧用
噴口１８とが設けられる。中空ニードル１３ａには環状
のシート部２９が設けられ、中心孔１５のシート面１５
ａと線接触することにより広角噴霧用噴口１７及び狭角
噴霧用噴口１８へ供給される燃料の量を調節する。セン
ターニードル１３ｂの先端部にはピントル部３３が設け
られ、センターニードル１３ｂの軸心方向の移動により
広角噴霧用噴口１７を開閉し、広角噴霧用噴口１７と狭
角噴霧用噴口１８から噴霧される燃料の量を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、噴霧パターンを変
更することができる燃料噴射ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンは、全負荷域におい
て燃焼効率を高め、更に排気ガス中の窒素酸化物やすす
などの有害物質を大幅に低減することが望まれる。そし
て、通常のディーゼルエンジンでは、噴霧角が狭くて、
貫徹力が強い狭角噴霧用燃料噴射ノズルが用いられてい
る。この狭角噴霧用燃料噴射ノズルにより燃焼室に噴霧
されて圧縮着火された燃料は、燃料噴霧の分散領域内で
燃焼が広がる狭角噴霧燃焼を行う。しかし、この狭角噴
霧燃焼では、混合気の濃度の薄い低負荷運転時には、排
気ガス中の有害物質が多くなることがわかっている。

【０００３】そこで、低負荷運転時における排ガス中の
有害物質を低減させるために、噴霧角が広くて、貫徹力
が弱い広角噴霧用燃料噴射ノズルを用いることが考えら
れている。この広角噴霧用燃料噴射ノズルにより燃料を
早期に燃焼室に噴霧して良好に分散させると、燃焼室の
全体で同時に着火して燃焼が急激に起こる広角噴霧燃焼
が行われ、低負荷運転時においては、排気ガス中の有害
物質を低減することが可能となっている。

【０００４】ところが、この広角噴霧燃焼を高負荷運転
時に行うと、排気中の有害物質が大幅に増加することが
わかっている。そこで、ディーゼルエンジンにおいて、
全負荷域において排気中の有害物質を低減するため、運
転の負荷に応じて狭角噴霧燃焼と広角噴霧燃焼を切り替
えることが可能な燃料噴射ノズルが望まれる。

【０００５】このような噴霧パターン可変式の燃料噴射
ノズルとして、例えば、特開昭５４−７２３１８号公報
に開示されているものが知られている。図１５に示すと
おり、この従来の燃料噴射ノズル１０１は、ノズルボデ
ィ１０２の先端の中心部に第一の噴霧口１０３を、先端
の周辺部に第二の噴霧口１０４を備える。そして、ノズ
ルボディ１０２の中には、軸心方向に移動可能な第一の
ノズル針１０５と、その第一のノズル針１０５の中を移
動可能な第二のノズル針１０６とが備えられる。そし
て、図示しない燃料噴射ポンプより、燃料噴射ノズル１
０１に燃料が供給されると、燃料は、ノズルボディ１０
２の第一の燃料供給通路１０７を経て第二の燃料供給通
路１０８に供給される。このとき、燃料が低圧で供給さ
れると、燃料の圧力によって第二のノズル針１０６のみ
が上昇し、第二の燃料供給通路１０８が第一の噴霧口１
０３と連通する。また、燃料が高圧で供給されると、燃
料の圧力によって第二のノズル針１０６に加えて第一の
ノズル針１０５が上昇し、第一の燃料供給通路１０７は
第二の噴霧口１０４と連通する。

【０００６】すなわち、ディーゼルエンジンの低負荷運
転時のように、供給される燃料が低圧のときには、第二
のノズル針１０６のみが上昇し、第一の噴霧口１０３よ
り燃料が燃焼室に比較的狭角な状態で噴霧される。ま
た、高負荷運転時のように、供給される燃料が高圧のと
きには、第二のノズル針１０６に加えて第一のノズル針
１０５が上昇し、第一の噴霧口１０３と第二の噴霧口１
０４より燃料が密実な状態で噴霧される。従って、低負
荷運転時には燃料噴射ノズル１０１より燃焼室に比較的
狭角な状態の噴霧が行われ、高負荷運転時には密実な噴
霧が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、将来に向け
たさらなる低エミッション化を図るには、適切な時期に
確実に噴霧パターンを切り替えることが必要である。し
かし、上記従来の方法では、噴霧パターンの切り替えが
噴射圧力に応じて自動的に行われるようになっており、
このような高度な噴霧パターンの切り替えには不十分で
ある。

【０００８】さらに、上記従来の方法の低負荷運転時に
おける燃料噴霧は比較的狭角なものであり、燃焼室全体
に均一な混合気を形成させるような高分散噴霧とはいえ
ず、低負荷運転時における排気ガス中の有害物質の低減
は完全でない。また、高負荷運転時には、燃料は第一の
噴霧口１０３と第二の噴霧口１０４の両方より分散され
て噴霧されるので、燃料の貫徹力が比較的弱く、高負荷
運転時における排気ガス中の有害物質の低減も完全では
ない。

【０００９】本発明の目的は、上記問題点を解消するた
めに、適切な時期に確実に噴霧パターンを切り替えるこ
とができる燃料噴射ノズルを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、本体の上端を開口する
ようにしてその本体と同心円に位置するように中心孔を
備えた略円筒型のノズルボディと、そのノズルボディに
嵌合されて、軸心方向に移動可能なニードルとによって
構成される燃料噴射ノズルにおいて、前記ノズルボディ
は、前記中心孔の下端側に下方に向かって横断面積が減
少する円錐形状をなすシート面と、前記シート面の下端
から下方に本体を貫通するようにして設けられる広角噴
霧用噴口と、その広角噴霧用噴口の管路途中から分岐さ
れて前記広角噴霧用噴口の外側に向かって放射状に伸び
て前記本体を貫通するようにして設けられた前記広角噴
霧用噴口より小径の複数の狭角噴霧用噴口と、前記中心
孔の内部に燃料を供給する燃料供給通路とを備え、前記
ニードルは、前記ノズルボディの中心孔に嵌合可能な大
きさを有しその中心軸上に貫通穴が設けられている中空
ニードルと、前記中空ニードルの前記貫通穴に嵌合され
て前記中空ニードルに対して軸心方向に移動可能なセン
ターニードルとによって構成され、前記中空ニードル
は、同中空ニードルを前記ノズルボディに対して軸心方
向に移動可能とする摺動部と、前記燃料供給通路より前
記中心孔に供給される燃料を前記広角噴霧用噴口及び前
記狭角噴霧用噴口とに導く燃料通路を前記中心孔との間
に形成するガイド部と、前記中空ニードルの軸心方向の
移動に伴って前記シート面と接したり離間したりするこ
とにより前記燃料通路と前記広角噴霧用噴口及び前記狭
角噴霧用噴口との間の連通部の流路面積を変化させるシ
ート部とを備え、前記センターニードルは、同センター
ニードルの前記軸心方向の移動に伴って前記広角噴霧用
噴口の開口面積を変化させ前記燃料通路内の前記燃料の
圧力を変化させるバルブを先端部に備えたことを要旨と
する。

【００１１】請求項２に記載の発明は、本体の上端を開
口するようにしてその本体と同心円に位置するように中
心孔を備えた略円筒型のノズルボディと、そのノズルボ
ディに嵌合されて、軸心方向に移動可能なニードルとに
よって構成される燃料噴射ノズルにおいて、前記ノズル
ボディは、前記中心孔の下端側に下方に向かって横断面
積が減少する円錐形状をなすシート面と、同シート面の
下端から下方に本体を貫通するようにして設けられる広
角噴霧用噴口と、その広角噴霧用噴口の管路途中から分
岐されて前記広角噴霧用噴口の外側に向かって放射状に
伸びて前記本体を貫通するようにして設けられた前記広
角噴霧用噴口より小径の複数の狭角噴霧用噴口と、前記
中心孔の内部に燃料を供給する燃料供給通路とを備え、
前記ニードルは、前記ノズルボディの中心孔に嵌合可能
な大きさを有し前記ニードルを軸心方向に移動可能とす
る摺動部と、前記燃料供給通路より中心孔に供給される
燃料を前記広角噴霧用噴口および前記狭角噴霧用噴口と
に導く燃料通路を前記中心孔との間に形成するガイド部
と、前記ニードルの軸心方向の移動に伴って前記シート
面と接したり離間したりすることにより前記燃料通路と
前記広角噴霧用噴口及び前記狭角噴霧用噴口との間の連
通部の流路面積を開閉するシート部と、前記ニードルの
先端部に設けられ前記ニードルの前記軸心方向の移動に
伴って前記広角噴霧用噴口の開口面積を変化させ前記燃
料通路内の前記燃料の圧力を変化させるバルブとを備え
たことを要旨とする。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の燃料噴射ノズルにおいて、前記ニードルは、前
記燃料通路と前記広角噴霧用噴口及び前記狭角噴霧用噴
口との間に、燃料に旋回流を与える旋回流形成手段を備
えたことを要旨とする。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか１つに記載の燃料噴射ノズルにおいて、前記バ
ルブは、下方に向かって横断面面積が増大する円錐台形
状を有し、前記広角噴霧用噴口に同心円に位置すること
を要旨とする。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか１つに記載の燃料噴射ノズルにおいて、前記バ
ルブは、前記広角噴霧用噴口に嵌合可能な大きさである
ことを要旨とする。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか１つに記載の燃料噴射ノズルにおいて、前記バ
ルブは、前記広角噴霧用噴口より大きな径であり、前記
広角噴霧用噴口の下方に位置することを要旨とする。

【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれか１つに記載の燃料噴射ノズルにおいて、前記ガ
イド部は、その一部分を前記ノズルボディの前記中心孔
の内壁面に摺動可能に接して前記ニードルを支持する支
持部を備えたことを要旨とする。

【００１７】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
中空ニードルの軸心方向の移動に伴って、燃料噴射ノズ
ルのノズルボディの中心孔に設けられたシート面と中空
ニードルのシート部とが接したり離れたりし、連通部の
流路面積が変化する。これにより、燃料通路から広角噴
霧用噴口及び狭角噴霧用噴口に供給される燃料の供給量
が調節される。さらに、センターニードルの軸心方向の
移動に伴って、センターニードルの先端部に設けられて
いるバルブが広角噴霧用噴口を開閉し、広角噴霧用噴口
から噴霧される燃料の噴霧量が調節される。そして、広
角噴霧用噴口より噴霧される燃料が多いときは、燃料通
路内の圧力が低下し、広角噴霧用噴口より噴霧される燃
料の噴霧量が少ないときは、燃料通路内の圧力が上昇す
る。これにより、燃料通路の圧力が狭角噴霧用噴口より
噴霧可能な圧力になると、狭角噴霧用噴口より燃料が噴
霧される。

【００１８】従って、中空ニードルとセンターニードル
とをそれぞれ別個に軸心方向に移動させることによっ
て、広角噴霧用噴口及び狭角噴霧用噴口から噴霧される
燃料の噴霧量を複雑に制御することが可能となる。すな
わち、噴射圧力依存の制御方法では困難な噴霧パターン
の確実な切り替えを容易に行うことができるようにな
る。

【００１９】請求項２に記載の発明によれば、ニードル
の軸心方向の移動に伴って、燃料噴射ノズルのノズルボ
ディの中心孔に設けられたシート面とニードルのシート
部とが接したり離れたりする。これにより、燃料通路か
ら広角噴霧用噴口および狭角噴霧用噴口に供給される燃
料の供給量が調節される。さらに、ニードルの軸心方向
の移動に伴って、ニードルの先端部に設けられているバ
ルブが広角噴霧用噴口を開閉し、広角噴霧用噴口から噴
霧される燃料の噴霧量が調節される。そして、広角噴霧
用噴口より噴霧される燃料の噴霧量が多いときは、燃料
通路内の圧力が低下し、広角噴霧用噴口より噴霧される
燃料の噴霧量が少ないときは、燃料通路内の圧力が上昇
する。これにより、燃料通路内の圧力が狭角噴霧用噴口
より噴霧可能な圧力になると狭角噴霧用噴口より燃料が
噴霧される。

【００２０】従って、ニードルを軸心方向に移動させる
ことによって、広角噴霧用噴口及び狭角噴霧用噴口から
それぞれ噴霧される燃料の噴霧量が調節され、適切な時
期に確実に噴霧パターンを切り替えることができる。す
なわち、１つのニードルを軸心方向に移動させるのみで
噴霧パターンを切り替えることができるので、噴霧パタ
ーンの制御が容易となる。

【００２１】請求項３に記載の発明によれば、燃料通路
から広角噴霧用噴口に導かれる燃料は、旋回流形成手段
により、旋回されて広角噴霧用噴口より噴霧される。従
って、広角噴霧用噴口から燃焼室全体に良好に均一化さ
れた混合気を形成することができる。

【００２２】請求項４に記載の発明によれば、バルブが
下方に移動するに従って、広角噴霧用噴口の開口面積が
大きくなり、バルブが上方に移動するに従って、広角噴
霧用噴口の開口面積が小さくなる。そして、広角噴霧用
噴口より噴霧される燃料は、バルブの円錐台形状に沿っ
て流出し、中空円錐状の広角噴霧が形成される。

【００２３】従って、バルブを軸心方向に移動させるこ
とにより、広角噴霧用噴口の開口面積が線形的に変化
し、広角噴霧用噴口から噴霧される燃料の噴霧量の制御
がしやすくなる。このとき、広角噴霧用噴口の開口面積
がニードルのシート部とノズルボディのシート面間に形
成される連通部の流路面積よりも大きくなるような位置
にニードルを制御すれば、燃料の持つ圧力エネルギの大
部分がシート下流では運動エネルギに変換されるので、
シート下流の圧力が低下し、広角噴霧用噴口から燃料が
噴出する。さらに、噴霧される燃料は、中空円錐状の広
角噴霧となるため、燃焼室全体に均一な混合気を形成す
ることができる。

【００２４】請求項５に記載の発明によれば、バルブが
上方に移動すると、広角噴霧用噴口にバルブが嵌合さ
れ、広角噴霧用噴口を閉鎖する。従って、広角噴霧用噴
口を閉鎖する際には、バルブが広角噴霧用噴口に嵌合さ
れるので、ニードルの着座時においてニードルのシート
部の下流と広角噴霧用噴口に形成されるサックの容積を
低減することができる。また、ノズルボディにニードル
を取り付ける際には、バルブが広角噴霧用噴口を通過す
ることができるので、ノズルボディの上方よりニードル
を容易に取り付けることができる。

【００２５】請求項６に記載の発明によれば、バルブが
上方に移動すると、広角噴霧用噴口の下端にバルブが押
し付けられ、広角噴霧用噴口を閉鎖する。従って、広角
噴霧用噴口を確実に閉鎖することができる。

【００２６】請求項７に記載の発明によれば、ニードル
が軸心方向に移動する際には、ガイド部の支持部がニー
ドルを支持する。従って、ガイド部の支持部がニードル
の摺動部と中心孔との間の隙間によって生ずるニードル
の傾斜を制限し、芯振れを低減することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第一実施形態）以下、本発明を
具体化した第一実施形態を図１〜図３に従って説明す
る。

【００２８】本実施形態の燃料噴射ノズル１１は、ディ
ーゼルエンジンの燃料噴射装置において燃焼室に燃料を
噴射するためのものである。そして、図１に示すとお
り、燃料噴射ノズル１１は、円形横断面のノズルボディ
１２と、ニードル１３とによって構成される。そして、
ニードル１３は、中空ニードル１３ａと、センターニー
ドル１３ｂとによって構成される。中空ニードル１３ａ
は、ノズルボディ１２の上端側が開口するように同心に
形成された中心孔１５に対して、軸心方向に移動可能に
嵌合されている。センターニードル１３ｂは、中空ニー
ドル１３ａの中心軸上に設けられている貫通穴１６に対
して、軸心方向に移動可能に嵌合されている。

【００２９】ノズルボディ１２の中心孔１５の下端側に
は下方に向かって横断面積が減少するような円錐形状を
なすシート面１５ａが設けられている。そして、そのシ
ート面１５ａの下端の中心部には、広角噴霧用噴口１７
が前記センターニードル１３ｂを軸心方向に貫通するよ
うにして設けられている。広角噴霧用噴口１７の径は前
記中空ニードル１３ａの貫通穴１６よりも大きくなって
いる。さらに、その広角噴霧用噴口１７の周辺部には、
広角噴霧用噴口１７より小径の複数の狭角噴霧用噴口１
８が等間隔に設けられている。これら各狭角噴霧用噴口
１８は、広角噴霧用噴口１７から分岐されたものであ
り、貫通穴１６の軸心方向と径方向の中間の傾斜方向に
向かって貫通するようにして設けられている。また、前
記ノズルボディ１２の中心孔１５には、環状の凹部１９
が設けられ、その凹部１９とノズルボディ１２の上端面
２１とを連通させるようにして燃料供給通路２２が設け
られている。この燃料供給通路２２は図示しない燃料噴
射ポンプと接続されている。

【００３０】ノズルボディ１２の中心孔１５に嵌合され
る中空ニードル１３ａは、図示しない電磁石や油圧等に
よって軸心方向の力が印加され、下方に押し付けられた
り上方に引き戻されたりする。そして、中空ニードル１
３ａの上部には円筒環状の第一の摺動部２３が設けら
れ、その第一の摺動部２３は、中心孔１５に嵌合されな
がら軸心方向に摺動可能な大きさの径を有している。す
なわち、中空ニードル１３ａはこの第一の摺動部２３が
中空ニードル１３ａの中心孔１５の内壁面１５ｂに密接
しながら摺動する。

【００３１】前記中空ニードル１３ａの第一の摺動部２
３の下側には、第一の摺動部２３より小径の第一のガイ
ド部２４が設けられている。そして、この第一のガイド
部２４は中心孔１５の内壁面１５ｂとの間に円筒環状の
第一の燃料通路２５を形成する。また、中空ニードル１
３ａは、前記ノズルボディ１２の凹部１９との間に環状
の燃料溜まり２６を形成する。この燃料溜まり２６は燃
料供給通路２２と連通しており、燃料供給通路２２より
供給される燃料を保持できるようになっている。そし
て、この第一の燃料通路２５は、前記燃料溜まり２６と
連通しており、燃料噴射ポンプより供給された燃料は燃
料供給通路２２及び燃料溜まり２６を介して第一の燃料
通路２５に流入するようになっている。

【００３２】前記中空ニードル１３ａの第一のガイド部
２４の下側には、第一の円錐台形部２７と、第一の円錐
台形部２７よりも円錐の傾きが大きい第二の円錐台形部
２８とが連続して設けられ、両円錐台形部２７，２８の
境目には、円錐台形部２７，２８の異なる傾きによって
環状のシート部２９が形成される。そして、シート部２
９は中空ニードル１３ａの軸心方向の移動に伴って、前
記ノズルボディ１２のシート面１５ａに突き立てられ、
環状に線接触するようになっている。また、図２に示す
ように、中空ニードル１３ａが電磁石や油圧等によって
上方に引き戻されると、シート部２９とシート面１５ａ
とが離間し、シート部２９とシート面１５ａとの間に連
通部２９ａが形成される。

【００３３】前記中空ニードル１３ａの貫通穴１６に嵌
合されるセンターニードル１３ｂは、円柱状の第二の摺
動部３１によって構成されており、第二の摺動部３１は
図示しない電磁石や油圧等によって軸心方向の力が印加
され、同センターニードル１３ｂを下方に押し付けたり
上方に引き戻したりする。このとき、センターニードル
１３ｂは中空ニードル１３ａとは独立して上下方向に力
が印加されるようになっている。そして、第二の摺動部
３１は、前記中空ニードル１３ａの貫通穴１６に嵌合さ
れながら軸心方向に摺動可能な大きさの径を有してい
る。すなわち、センターニードル１３ｂはこの第二の摺
動部３１が中空ニードル１３ａの貫通穴１６に密接しな
がら摺動する。

【００３４】センターニードル１３ｂの第二の摺動部３
１の下側には、中空ニードル１３ａの外に露出した状態
の第二のガイド部３２が設けられており、その径は前記
第二の摺動部３１と同じ径である。そして、この第二の
ガイド部３２は広角噴霧用噴口１７の内側付近に同心で
位置する。

【００３５】センターニードル１３ｂの第二のガイド部
３２の下側には、下方に向かって横断面面積が大きくな
るような形状を有する円錐台形状のバルブとしてのピン
トル部３３が設けられている。そして第二のガイド部３
２およびピントル部３３と、広角噴霧用噴口１７との間
には、円筒環状の第二の燃料通路３４が形成される。こ
の第二の燃料通路３４は、前記中空ニードル１３ａが下
方に移動して、前記シート部２９がノズルボディ１２の
シート面１５ａに接触しているときには、第一の燃料通
路２５から遮断され、燃料が流入しないようになってい
る。また、中空ニードル１３ａが上方に移動して、シー
ト部２９がシート面１５ａより離間しているときには、
第一の燃料通路２５と連通し、第一の燃料通路２５より
燃料が流入するようになっている。

【００３６】また、センターニードル１３ｂのピントル
部３３は円錐台形状であるため、センターニードル１３
ｂの軸心方向の移動に伴ってピントル部３３と広角噴霧
用噴口１７との距離は変化し、第二の燃料通路３４の流
路出口３４ａの面積が変化するようになっている。そし
て、ピントル部３３の下端の最大径部分３３ａは広角噴
霧用噴口１７の径よりわずかに小さな径を有しており、
センターニードル１３ｂが上昇することによってピント
ル部３３の最大径部分３３ａは広角噴霧用噴口１７に嵌
合され、広角噴霧用噴口１７を閉鎖するようになってい
る。ピントル部３３の最大径部分３３ａと広角噴霧用噴
口１７との内径の差は、１０μｍ以下に設定することが
望ましい。

【００３７】従って、ピントル部３３が下方に移動する
と第二の燃料通路３４の流路出口３４ａの面積は大きく
なり、ピントル部３３が上方に移動すると流路出口３４
ａの面積は次第に小さくなり、最終的には閉鎖される。
すなわち、第二の燃料通路３４に燃料が流れているとき
にセンターニードル１３ｂが下方に移動すると、第二の
燃料通路３４の流路出口３４ａの面積が大きくなって燃
料が噴射される。また、第二の燃料通路３４に燃料が流
れている際にセンターニードル１３ｂが上方に移動する
と、第二の燃料通路３４の流路出口３４ａが絞られ、流
路出口３４ａから噴霧される燃料が少なくなり、最終的
に流路出口３４ａが閉鎖されて燃料の噴霧が停止する。

【００３８】また、第二の燃料通路３４は、広角噴霧用
噴口１７から分岐する狭角噴霧用噴口１８と連通してお
り、第二の燃料通路３４を流れる燃料は所定圧力になる
と、狭角噴霧用噴口１８から噴霧されるようになってい
る。つまり、第二の燃料通路３４に燃料が供給されてい
る状態で、第二の燃料通路３４の流路出口３４ａが絞ら
れると、流路出口３４ａからの燃料の噴霧量が少なくな
り、第二の燃料通路３４の圧力が上昇する。そして、燃
料の圧力がある所定圧力になると、狭角噴霧用噴口１８
から燃料が噴霧されるようになる。

【００３９】次に、以上のように構成された本実施形態
の作用について説明する。まず、無噴射時においては、
図１に示すように、中空ニードル１３ａに電磁石や油圧
等によって下方への押付け力が加えられ、中空ニードル
１３ａは下方に押し付けられる。従って、中空ニードル
１３ａのシート部２９がノズルボディ１２のシート面１
５ａに押し付けられ、第一の燃料通路２５と第二の燃料
通路３４との間が遮断される。この結果、燃料噴射ポン
プより供給された燃料は、燃料供給通路２２と燃料溜ま
り２６を介して第一の燃料通路２５に供給されるが、第
二の燃料通路３４には流れない。このため、広角噴霧用
噴口１７及び狭角噴霧用噴口１８のいずれからも燃料は
噴霧されない。

【００４０】次に、広角噴霧が行われる際には、図２に
示すように、中空ニードル１３ａには電磁石や油圧等に
よって上方への引き戻し力が加えられ、中空ニードル１
３ａが上方に移動される。すると、中空ニードル１３ａ
のシート部２９がノズルボディ１２のシート面１５ａよ
り離間し、燃料噴霧ポンプより供給される燃料は、第一
の燃料通路２５及び連通部２９ａを介して第二の燃料通
路３４に供給される。このとき、第二の燃料通路３４の
流路出口３４ａの流路面積が連通部２９ａの流路面積よ
りも大きくなるような位置にセンターニードル１３ｂを
制御する。その結果、燃料のもつ圧力エネルギの大部分
が第二の燃料通路３４において運動エネルギに変換され
るので、第二の燃料通路３４における圧力が低下し、第
二の燃料通路３４に供給された燃料は流路出口３４ａよ
り良好に噴霧される。従って、流路出口３４ａより噴霧
される燃料は、ピントル部３３の円錐形状に沿って流出
するので、広角噴霧用噴口１７からは中空円錐状の広角
噴霧が形成される。

【００４１】一方、広角噴霧と狭角噴霧とを同時に行う
際には、広角噴霧の際と同様に中空ニードル１３ａを制
御して燃料噴霧ポンプより供給される燃料が第一の燃料
通路２５及び連通部２９ａを介して第二の燃料通路３４
に供給されるようにする。このとき、第二の燃料通路３
４の流路出口３４ａが連通部２９ａよりも小さくなるよ
うな位置にセンターニードル１３ｂを制御する。その結
果、第二の燃料通路３４における圧力が比較的高圧に保
たれるために、第二の燃料通路３４に供給された燃料
は、流路出口３４ａに加えて、狭角噴霧用噴口１８から
も燃料が噴出される。従って、流路出口３４ａからの広
角噴霧と狭角噴霧用噴口１８からの狭角噴霧とが同時に
行われる。

【００４２】また、狭角噴霧のみを行う際には、図３に
示すように、中空ニードル１３ａには電磁石や油圧等に
よって上方への引き戻し力が加えられ、中空ニードル１
３ａのシート部２９がノズルボディ１２のシート面１５
ａより離間する。そして、燃料噴射ポンプより供給され
る燃料は第一の燃料通路２５及び連通部２９ａを介して
第二の燃料通路３４に供給される。また、このとき、ピ
ントル部３３の最大径部分３３ａが広角噴霧用噴口１７
に嵌合される位置にセンターニードル１３ｂを制御す
る。その結果、第二の燃料通路３４の流路出口３４ａは
閉じた状態となり、第二の燃料通路３４に供給される燃
料の圧力が上昇する。この圧力が所定の圧力となると、
狭角噴霧用噴口１８のみより燃料が噴射され、狭角噴霧
が形成される。

【００４３】第一実施形態によれば、以下のような特徴
を得ることができる。 （１）第一実施形態では、中空ニードル１３ａの軸心方
向の移動に伴って、燃料噴射ノズル１１のノズルボディ
１２の中心孔１５に設けられたシート面１５ａと中空ニ
ードル１３ａのシート部２９とが接したり離れたりし
て、連通部２９ａの流路面積が変化する。これにより、
第一の燃料通路２５から第二の燃料通路３４に供給され
る燃料の供給量が調節される。さらに、センターニード
ル１３ｂの軸心方向の移動に伴って、センターニードル
１３ｂの先端部に設けられているピントル部３３が広角
噴霧用噴口１７を開閉し、その広角噴霧用噴口１７から
噴霧される燃料の噴霧量が調節される。その結果、広角
噴霧用噴口１７より噴霧される燃料の噴霧量が多いとき
は、第二の燃料通路３４の圧力が低下し、広角噴霧用噴
口１７より噴霧される燃料の噴霧量が少ないときは、第
二の燃料通路３４の圧力が上昇する。これにより、その
圧力が狭角噴霧用噴口１８より噴霧可能な圧力になると
狭角噴霧用噴口１８より燃料が噴霧される。

【００４４】従って、中空ニードル１３ａとセンターニ
ードル１３ｂとを別個に軸心方向に移動させることによ
って、広角噴霧用噴口１７及び狭角噴霧用噴口１８から
噴霧される燃料の噴霧量を複雑に制御することが可能と
なる。すなわち、噴射圧力依存の制御方法では困難な噴
霧パターンの確実な切り替えを容易に行うことができる
ようになる。

【００４５】（２）第一実施形態では、センターニード
ル１３ｂが下方に移動するに従って、第二の燃料通路３
４の流路出口３４ａの面積が大きくなり、センターニー
ドル１３ｂが上方に移動するに従って、流路出口３４ａ
の面積が小さくなる。そして、広角噴霧用噴口１７より
噴霧される燃料は、ピントル部３３の円錐台形状に沿っ
て流出し、中空円錐状の広角噴霧が形成されるため、燃
焼室全体に均一な混合気を形成することができる。

【００４６】従って、センターニードル１３ｂを軸心方
向に移動させることにより、第二の燃料通路３４の流路
断面積の面積が線形的に変化し、広角噴霧用噴口１７か
ら噴霧される燃料の噴霧量の制御がしやすくなる。

【００４７】このとき、広角噴霧用噴口１７の流路出口
３４ａの面積が中空ニードル１３ａのシート部２９とノ
ズルボディ１２のシート面１５ａ間に形成される連通部
２９ａの流路面積よりも大きくなるような位置に中空ニ
ードル１３ａ及びセンターニードル１３ｂを制御すれ
ば、燃料の持つ圧力エネルギの大部分が第二の燃料通路
３４において運動エネルギに変換されるので、第二の燃
料通路３４の圧力が低下し、広角噴霧用噴口１７から燃
料を噴出させることができる。

【００４８】一方、流路出口３４ａの面積が連通部２９
ａの流路面積よりも小さくなるような位置に中空ニード
ル１３ａ及びセンターニードル１３ｂを制御すれば、第
二の燃料通路３４の圧力が比較的に高圧に保たれるため
に、狭角噴霧用噴口１８からも燃料を噴出させることが
できる。さらに、センターニードル１３ｂをピントル部
３３の最大径部分３３ａが広角噴霧用噴口１７に嵌合す
る位置に制御すれば、狭角噴霧用噴口１８から燃料を噴
出させることができる。

【００４９】（３）第一実施形態では、センターニード
ル１３ｂを上方に移動させると、広角噴霧用噴口１７に
ピントル部３３が嵌合され、広角噴霧用噴口１７を閉鎖
する。従って、広角噴霧用噴口１７を閉鎖する際には、
ピントル部３３が広角噴霧用噴口１７に嵌合されるの
で、ニードル１３の着座時において第二の燃料通路３４
の容積を低減できる。

【００５０】（４）第一実施形態では、ノズルボディ１
２にセンターニードル１３ｂを取り付ける際には、ピン
トル部３３が広角噴霧用噴口１７を通過することができ
る。従って、ノズルボディ１２の上方より中空ニードル
１３ａ及びセンターニードル１３ｂを容易に取り付ける
ことができる。

【００５１】（第二実施形態）以下、本発明を具体化し
た第二実施形態を図４〜図７に従って説明する。なお、
第二実施形態は、第一実施形態と同様の部分について
は、説明の便宜上、その詳細な説明を省略する。

【００５２】図４に示すとおり、本実施形態の燃料噴射
ノズル１１は、円形横断面のノズルボディ１２と、その
ノズルボディ１２の上端側が開口するように同心に形成
された中心孔１５に対して、軸心方向に移動可能に嵌合
されるニードル１３とによって構成される。

【００５３】ノズルボディ１２の中心孔１５に嵌合され
るニードル１３の上部には、その上端面４２より円柱状
の押付け部４３が上方に延設されている。その押付け部
４３は図示しない電磁石や油圧等によって軸心方向の力
が印加され、ニードル１３を下方に押し付けたり上方に
引き戻したりする。そして、押付け部４３の下側には円
柱状の第一の摺動部２３が設けられ、その第一の摺動部
２３は、前記中心孔１５に嵌合されながら軸心方向に摺
動可能な大きさの径を有している。すなわち、この第一
の摺動部２３がノズルボディ１２の中心孔１５の内壁面
１５ｂに密接しながら、ニードル１３は摺動する。

【００５４】ニードル１３の第一の摺動部２３の下側に
は、同第一の摺動部２３より小径の第一のガイド部２４
が設けられている。そして、この第一のガイド部２４は
中心孔１５の内壁面１５ｂとの間に円筒環状の第一の燃
料通路２５を形成する。また、ニードル１３は、ノズル
ボディ１２の凹部１９との間に環状の燃料溜まり２６が
形成されている。この燃料溜まり２６は燃料供給通路２
２と連通しており、燃料供給通路２２より供給される燃
料を保持するようになっている。そして、この第一の燃
料通路２５は、燃料溜まり２６と連通しており、燃料噴
射ポンプより供給された燃料は燃料供給通路２２及び燃
料溜まり２６を介して第一の燃料通路２５に流入するよ
うになっている。

【００５５】ニードル１３の第一のガイド部２４の下側
には、第一の円錐台形部２７と、第一の円錐台形部２７
よりも円錐の傾きが大きい第二の円錐台形部２８とが連
続して設けられ、両円錐台形部２７，２８の境目には、
円錐台形部２７，２８の異なる傾きによって環状のシー
ト部２９が形成される。そして、シート部２９はニード
ル１３の軸心方向の移動に伴って、ノズルボディ１２の
シート面１５ａに突き立てられ、環状に線接触するよう
になっている。また、図６に示すように、ニードル１３
が電磁石や油圧等によって上方に引き戻されると、シー
ト部２９とシート面１５ａとが離間し、シート部２９と
シート面１５ａとの間に連通部２９ａが形成される。

【００５６】ニードル１３の第二の円錐台形部２８の下
側には広角噴霧用噴口１７より小さな径を有する円筒状
の第二のガイド部４４が設けられている。そして、この
第二のガイド部４４は、ニードル１３が前記ノズルボデ
ィ１２に嵌合されているときに、広角噴霧用噴口１７の
内側付近に同心で位置する。

【００５７】ニードル１３の第二のガイド部４４の下側
には、下方に向かって横断面面積が大きくなるような形
状を有する円錐台形状のバルブとしてのピントル部３３
が設けられる。そして、第二のガイド部４４及びピント
ル部３３と、広角噴霧用噴口１７との間には円筒環状の
第二の燃料通路３４が形成される。この第二の燃料通路
３４は、ニードル１３が下方に移動して、シート部２９
がノズルボディ１２のシート面１５ａに接触していると
きには、第一の燃料通路２５から遮断され、燃料が流入
しないようになっている。また、ニードル１３が上方に
移動して、シート部２９がシート面１５ａより離間して
いるときには、第一及び第二の燃料通路２５，３４とが
連通し、第一の燃料通路２５より燃料が第二の燃料通路
３４に流入するようになっている。このとき、ピントル
部３３が円錐台形状であることから、ピントル部３３と
広角噴霧用噴口１７との距離は、ニードル１３の軸心方
向の移動に伴って変化し、第二の燃料通路３４の流路出
口３４ａの面積が変化するようになっている。また、こ
のピントル部３３の下端の最大径部分３３ａは、広角噴
霧用噴口１７の径よりわずかに小さな径を有しており、
ニードル１３が上昇することによってピントル部３３の
最大径部分３３ａは広角噴霧用噴口１７に嵌合され、広
角噴霧用噴口１７を閉鎖するようになっている。また、
ピントル部３３の最大径部分３３ａと広角噴霧用噴口１
７との内径の差は、１０μｍ以下に設定することが望ま
しい。

【００５８】従って、ピントル部３３が下方に移動する
と第二の燃料通路３４の流路出口３４ａの面積は大きく
なり、ピントル部３３が上方に移動すると流路出口３４
ａの面積は次第に小さくなり、最終的には閉鎖される。
すなわち、第二の燃料通路３４に燃料が流れている際に
ニードル１３が下方に移動すると、第二の燃料通路３４
の流路出口３４ａの面積が大きくなって燃料が噴霧され
る。また、第二の燃料通路３４に燃料が流れている際に
ニードル１３が上方に移動すると、第二の燃料通路３４
の流路出口３４ａが絞られ、流路出口３４ａから噴霧さ
れる燃料が少なくなり、最終的に流路出口３４ａが閉鎖
されると燃料の噴霧が停止する。

【００５９】また、第二の燃料通路３４は、広角噴霧用
噴口１７から分岐する狭角噴霧用噴口１８と連通してお
り、第二の燃料通路３４を流れる燃料は所定圧力になる
と、狭角噴霧用噴口１８から噴霧されるようになってい
る。つまり、第二の燃料通路３４に燃料が供給されてい
る状態で、第二の燃料通路３４の流路出口３４ａが絞ら
れると、流路出口３４ａからの燃料の噴霧量が少なくな
り、第二の燃料通路３４の圧力が上昇する。そして、燃
料の圧力がある所定圧力になると、狭角噴霧用噴口１８
から燃料が噴霧されるようになる。

【００６０】次に、以上のように構成された本実施形態
の作用について図５〜図７に従って説明する。図５はニ
ードル１３の上下方向のリフト量の変化に伴う流路面積
と噴霧パターンの変化の関係について示したものであ
り、横軸に示すリフト量は、ニードル１３のシート部２
９がノズルボディ１２のシート面１５ａに押し付けられ
ている位置を始点としたニードル１３の上方向への移動
距離を示している。なお、破線Ｌ１は第二の燃料通路３
４の流路出口３４ａの流路面積を、実線Ｌ２は連通部２
９ａの流路面積を、一点鎖線Ｌ３は狭角噴霧用噴口１８
の流路面積を示している。

【００６１】まず、リフト量Ｎ１のときは、図４に示す
ように、ニードル１３の押付け部４３に電磁石や油圧等
によって下方への押付け力が加えられ、ニードル１３は
下方に押し付けられた状態となっている。そして、流路
出口３４ａが最大の流路面積を有し、連通部２９ａは流
路面積が無い状態、すなわち第一の燃料通路２５と第二
の燃料通路３４との間が遮断された状態となる。従っ
て、ニードル１３のシート部２９がノズルボディ１２の
シート面１５ａに押し付けられ、第一の燃料通路２５と
第二の燃料通路３４との間が遮断される。その結果、燃
料噴射ポンプより供給された燃料は、燃料供給通路２２
と燃料溜まり２６を介して第一の燃料通路２５に供給さ
れるが、第二の燃料通路３４には流れない。このため、
広角噴霧用噴口１７及び狭角噴霧用噴口１８のいずれか
らも燃料は噴霧されない無噴射状態となる。

【００６２】次に、図５に示すリフト量Ｎ１とリフト量
Ｎ２との間においては、図６に示すように、ニードル１
３の押付け部４３には電磁石や油圧等によって上方への
引き戻し力が加わり、ニードル１３が上方に移動され
る。そして、ニードル１３のシート部２９がノズルボデ
ィ１２のシート面１５ａより離間し、燃料噴射ポンプよ
り供給される燃料は、第一の燃料通路２５及び連通部２
９ａを介して第二の燃料通路３４に供給される。そし
て、リフト量Ｎ１とリフト量Ｎ２との間においては、破
線Ｌ１が示す流路出口３４ａの流路面積は実線Ｌ２が示
す連通部２９ａの流路面積よりも大きくなっている。こ
の状態においては、燃料のもつ圧力エネルギの大部分が
第二の燃料通路３４において運動エネルギに変換される
ので、第二の燃料通路３４における圧力が低下し、第二
の燃料通路３４に供給された燃料は流路出口３４ａより
良好に噴霧される。流路出口３４ａより噴霧される燃料
は、ピントル部３３の円錐形状に沿って流出するので、
広角噴霧用噴口１７からは中空円錐状の広角噴霧が形成
される。

【００６３】一方、図５に示すリフト量Ｎ２とリフト量
Ｎ３との間においては、破線Ｌ１が示す流路出口３４ａ
の流路面積は実線Ｌ２が示す連通部２９ａの流路面積よ
りも小さくなっている。この状態においては、第二の燃
料通路３４における燃料の圧力が狭角噴霧用噴口１８の
噴霧可能圧力に達しており、狭角噴霧用噴口１８から燃
料が噴射される。また流路出口３４ａからは広角噴霧も
行われ、広角噴霧と狭角噴霧とが同時に行われる。

【００６４】また、中空ニードル１３ａのリフト量がリ
フト量Ｎ３よりも大きくなると、破線Ｌ１、すなわち広
角噴霧用噴口１７の流路面積は零となり、図７に示すよ
うに、ピントル部３３の最大径部分３３ａが広角噴霧用
噴口１７に嵌合された状態となる。そして、燃料噴射ポ
ンプより供給される燃料は、第一の燃料通路２５を介し
て第二の燃料通路３４に供給される。このとき、ニード
ル１３の最大径部分３３ａが広角噴霧用噴口１７に嵌合
されることから、第二の燃料通路３４の流路出口３４ａ
は閉じた状態となり、第二の燃料通路３４に供給される
燃料の圧力は上昇する。この圧力が所定の圧力となる
と、狭角噴霧用噴口１８より燃料が噴射され、狭角噴霧
を形成する。

【００６５】第二実施形態によれば、以下のような特徴
を得ることができる。 （１）第二実施形態では、ニードル１３の軸心方向の移
動に伴って、燃料噴射ノズル１１のノズルボディ１２の
中心孔１５に設けられたシート面１５ａとニードル１３
のシート部２９とが接したり離れたりする。これによ
り、第一の燃料通路２５から第二の燃料通路３４に供給
される燃料の供給量が調節される。さらに、ニードル１
３の軸心方向の移動に伴って、ニードル１３の先端部に
設けられているピントル部３３が広角噴霧用噴口１７を
開閉し、その広角噴霧用噴口１７から噴霧される燃料の
噴霧量が調節される。そして、広角噴霧用噴口１７より
噴霧される燃料の噴霧量が多いときは、第二の燃料通路
３４の圧力が低下し、広角噴霧用噴口１７より噴霧され
る燃料の噴霧量が少ないときは、第二の燃料通路３４の
圧力が上昇する。これにより、その圧力が狭角噴霧用噴
口１８より噴霧可能な圧力になると狭角噴霧用噴口１８
より燃料が噴霧される。

【００６６】従って、ニードル１３を軸心方向に移動さ
せることによって、広角噴霧用噴口１７及び狭角噴霧用
噴口１８からそれぞれ噴霧される燃料の噴霧量が調節さ
れ、適切な時期に確実な噴霧パターンを切り替えること
ができる。すなわち、１つのニードル１３を軸心方向に
移動させるのみで噴霧パターンを切り替えることができ
るので、噴霧パターンの制御が容易となる。

【００６７】（２）第二実施形態では、ニードル１３が
下方に移動するに従って、第二の燃料通路３４の流路出
口３４ａの面積が大きくなり、ニードル１３が上方に移
動するに従って、流路出口３４ａの面積が小さくなる。
そして、広角噴霧用噴口１７より噴霧される燃料は、ピ
ントル部３３の円錐台形状に沿って流出し、中空円錐状
の広角噴霧が形成されるため、燃焼室全体に均一な混合
気を形成することができる。

【００６８】従って、ニードル１３を軸心方向に移動さ
せることにより、第二の燃料通路３４の流路断面積の面
積が線形的に変化し、広角噴霧用噴口１７から噴霧され
る燃料の噴霧量の制御がしやすくなる。

【００６９】このとき、広角噴霧用噴口１７の流路出口
３４ａの面積が中空ニードル１３ａのシート部２９とノ
ズルボディ１２のシート面１５ａ間に形成される連通部
２９ａの流路面積よりも大きくなるような位置に中空ニ
ードル１３ａ及びセンターニードル１３ｂを制御すれ
ば、燃料の持つ圧力エネルギの大部分が第二の燃料通路
３４において運動エネルギに変換されるので、第二の燃
料通路３４の圧力が低下し、広角噴霧用噴口１７から燃
料を噴出させることができる。

【００７０】一方、流路出口３４ａの面積が連通部２９
ａの流路面積よりも小さくなるような位置に中空ニード
ル１３ａ及びセンターニードル１３ｂをピントル部３３
の最大径部分３３ａが広角噴霧用噴口１７に嵌合する位
置に制御すれば、狭角噴霧用噴口１８から燃料を噴出さ
せることができる。

【００７１】（３）第二実施形態では、ニードル１３が
上方に移動すると、広角噴霧用噴口１７にピントル部３
３が嵌合され、広角噴霧用噴口１７を閉鎖する。従っ
て、広角噴霧用噴口１７を閉鎖する際には、ピントル部
３３が広角噴霧用噴口１７に嵌合されるので、ニードル
１３の着座時において第二の燃料通路３４の容積を低減
できる。

【００７２】（４）第二実施形態では、ノズルボディ１
２にニードル１３を取り付ける際には、ピントル部３３
が広角噴霧用噴口１７を通過することができるので、ノ
ズルボディ１２の上方よりニードル１３を容易に取り付
けることができる。

【００７３】なお、上記実施形態は以下のように変更し
てもよい。・上記第一実施形態及び第二実施形態におい
ては、ピントル部３３の大きさは、広角噴霧用噴口１７
に嵌合可能な大きさとしたが、図８に示すように、広角
噴霧用噴口１７より大きくするようにして設けてもよ
い。

【００７４】このようにすれば、ピントル部３３が軸心
方向上方に移動すると、広角噴霧用噴口１７の下端にピ
ントル部３３が押し付けられ、広角噴霧用噴口１７を確
実に閉鎖することができる。

【００７５】・上記第一実施形態及び第二実施形態にお
ける第一のガイド部２４は中心孔１５に接しないように
して設けたが、図９に示すように中心孔１５に部分的に
摺動可能に接し、図１０に示すようにその横断面形状が
円柱面の複数箇所（図１０では４箇所）を面取りした形
状の支持部５１を、第一のガイド部２４に設けるように
してもよい。

【００７６】このようにすれば、ニードル１３が軸心方
向に移動する際には、第一の摺動部２３に加えて、支持
部５１が中空ニードル１３ａ或いはニードル１３を支持
する。従って、第一の摺動部２３と中心孔１５との間の
隙間によって生ずるニードル１３の傾斜を制限し、芯振
れを低減することができる。

【００７７】・上記第一実施形態においては、第二の燃
料通路３４は、広角噴霧用噴口１７と、第二のガイド部
４４及びピントル部３３との間に円筒環状に設けるよう
にしたが、図１１に示すように、第二のガイド部３２の
途中に外周面に傾斜した溝５２ａを形成した旋回流発生
手段としてのスワーラー５２を設けるようにしてもよ
い。

【００７８】このようにすれば、第二の燃料通路３４か
ら広角噴霧用噴口１７に導かれる燃料は、スワーラー５
２により、旋回された状態で広角噴霧用噴口１７より噴
霧される。従って、広角噴霧用噴口１７から噴霧される
燃料は、燃焼室全体に良好に均一化されて混合気を形成
する。

【００７９】また、第二実施形態においても、同様に、
第二のガイド部４４の途中に外周面に傾斜した溝を形成
した旋回流発生手段としてのスワーラーを設けるように
してもよい。

【００８０】さらに、同スワーラーを設けたときにはピ
ントル部３３の形状は円錐台形状としてもよいし、図１
１のような円筒状のものにしてもよい。 ・上記第一実施形態及び第二実施形態においては、ピン
トル部３３の形状は円錐台形状としたが、その他の形
状、例えば、円筒や球体等の形状を有するようにしても
よい。

【００８１】・上記第二実施形態においては、ニードル
１３はすべて一体構造として説明したが、図１２に示す
ように、ピントル部３３を別体として構成し、電子ビー
ム溶接等でニードル１３に固定させるようにしてもよ
い。

【００８２】また、図１３に示すように、ニードル１３
は、ピントル付き心棒５３を、中央に貫通穴５４が設け
られたニードル本体５５に貫通させて設けられ、ピント
ル付き心棒５３の上端をストッパ５６で固定するように
してもよい。

【００８３】さらに、図１４に示すように、ニードル１
３は、ねじ止め部５７を備えたねじ止めタイプピントル
付き心棒５８を、中央に貫通穴５９が設けられたニード
ル本体６１に貫通して設けられ、ねじ止め部５７をねじ
止めタイプストッパ６２で固定するようにしてもよい。

【００８４】次に上記実施形態及び別例から把握できる
技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記
する。 （１）請求項２に記載の燃料噴射ノズルにおいて、前記
バルブは前記ニードルと一体構造であることを特徴とす
る燃料噴射ノズル。

【００８５】従って、この（１）に記載の発明によれ
ば、ニードルの部品点数が減少し、ノズルボディへの組
みつけが容易となる。 （２）請求項２に記載の燃料噴射ノズルにおいて、前記
バルブは前記ニードルと別体であることを特徴とする燃
料噴射ノズル。

【００８６】従って、この（２）に記載の発明によれ
ば、バルブが広角噴霧用噴口１７を貫通できないような
場合でも、ノズルボディへのニードルの組みつけが容易
となる。

【００８７】

【発明の効果】以上、詳述したように、請求項１〜７の
発明によれば、適切な時期に確実に噴霧パターンを切り
替えることができる。

【００８８】加えて、請求項３及び４に記載の発明によ
れば、燃焼室全体に良好に均一化された混合気を形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第一実施形態における燃料噴射ノズルの断面
図。

【図２】 同じく、燃料噴射ノズルの断面図。

【図３】 同じく、燃料噴射ノズルの断面図。

【図４】 第二実施形態における燃料噴射ノズルの断面
図。

【図５】 同じく、燃料噴射ノズルの作用を説明するた
めの図。

【図６】 同じく、燃料噴射ノズルの断面図。

【図７】 同じく、燃料噴射ノズルの断面図。

【図８】 第一実施形態及び第二実施形態における変形
例としての燃料噴射ノズルの断面図。

【図９】 同じく、変形例としての燃料噴射ノズルの断
面図。

【図１０】 図９におけるＡ−Ａ線断面図。

【図１１】 第一実施形態における変形例としての燃料
噴射ノズルの断面図。

【図１２】 第二実施形態における変形例としてのニー
ドルの断面図。

【図１３】 同じく、変形例としてのニードルの断面
図。

【図１４】 同じく、変形例としてのニードルの断面
図。

【図１５】 従来技術における燃料噴射ノズルの断面
図。

【符号の説明】

１１…燃料噴射ノズル、１２…ノズルボディ、１３…ニ
ードル、１３ａ…中空ニードル、１３ｂ…センターニー
ドル、１５…中心孔、１５ａ…シート面、１５ｂ…内壁
面、１６…貫通穴、１７…広角噴霧用噴口、１８…狭角
噴霧用噴口、２２…燃料供給通路、２３…摺動部として
の第一の摺動部、２４…ガイド部としての第一のガイド
部、２５…燃料通路としての第一の燃料通路、２９…シ
ート部、２９ａ…連通部、３３…バルブとしてのピント
ル部、５１…支持部、５２…旋回流形成手段としてのス
ワーラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 61/10 Ｆ０２Ｍ 61/10 Ａ Ｆ (72)発明者 中北 清己 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 斎藤 昭則 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 BA03 BA04 BA23 CC12 CC23 CC28 CC39 CC48

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体の上端を開口するようにしてその本
   体と同心円に位置するように中心孔を備えた略円筒型の
   ノズルボディと、そのノズルボディに嵌合されて、軸心
   方向に移動可能なニードルとによって構成される燃料噴
   射ノズルにおいて、 前記ノズルボディは、前記中心孔の下端側に下方に向か
   って横断面積が減少する円錐形状をなすシート面と、前
   記シート面の下端から下方に本体を貫通するようにして
   設けられる広角噴霧用噴口と、その広角噴霧用噴口の管
   路途中から分岐されて前記広角噴霧用噴口の外側に向か
   って放射状に伸びて前記本体を貫通するようにして設け
   られた前記広角噴霧用噴口より小径の複数の狭角噴霧用
   噴口と、前記中心孔の内部に燃料を供給する燃料供給通
   路とを備え、 前記ニードルは、前記ノズルボディの中心孔に嵌合可能
   な大きさを有しその中心軸上に貫通穴が設けられている
   中空ニードルと、前記中空ニードルの前記貫通穴に嵌合
   されて前記中空ニードルに対して軸心方向に移動可能な
   センターニードルとによって構成され、 前記中空ニードルは、同中空ニードルを前記ノズルボデ
   ィに対して軸心方向に移動可能とする摺動部と、前記燃
   料供給通路より前記中心孔に供給される燃料を前記広角
   噴霧用噴口及び前記狭角噴霧用噴口とに導く燃料通路を
   前記中心孔との間に形成するガイド部と、前記中空ニー
   ドルの軸心方向の移動に伴って前記シート面と接したり
   離間したりすることにより前記燃料通路と前記広角噴霧
   用噴口及び前記狭角噴霧用噴口との間の連通部の流路面
   積を変化させるシート部とを備え、 前記センターニードルは、同センターニードルの前記軸
   心方向の移動に伴って前記広角噴霧用噴口の開口面積を
   変化させ前記燃料通路内の前記燃料の圧力を変化させる
   バルブを先端部に備えたことを特徴とする燃料噴射ノズ
   ル。
2. 【請求項２】 本体の上端を開口するようにしてその本
   体と同心円に位置するように中心孔を備えた略円筒型の
   ノズルボディと、そのノズルボディに嵌合されて、軸心
   方向に移動可能なニードルとによって構成される燃料噴
   射ノズルにおいて、 前記ノズルボディは、前記中心孔の下端側に下方に向か
   って横断面積が減少する円錐形状をなすシート面と、同
   シート面の下端から下方に本体を貫通するようにして設
   けられる広角噴霧用噴口と、その広角噴霧用噴口の管路
   途中から分岐されて前記広角噴霧用噴口の外側に向かっ
   て放射状に伸びて前記本体を貫通するようにして設けら
   れた前記広角噴霧用噴口より小径の複数の狭角噴霧用噴
   口と、前記中心孔の内部に燃料を供給する燃料供給通路
   とを備え、 前記ニードルは、前記ノズルボディの中心孔に嵌合可能
   な大きさを有し前記ニードルを軸心方向に移動可能とす
   る摺動部と、前記燃料供給通路より中心孔に供給される
   燃料を前記広角噴霧用噴口および前記狭角噴霧用噴口と
   に導く燃料通路を前記中心孔との間に形成するガイド部
   と、前記ニードルの軸心方向の移動に伴って前記シート
   面と接したり離間したりすることにより前記燃料通路と
   前記広角噴霧用噴口及び前記狭角噴霧用噴口との間の連
   通部の流路面積を開閉するシート部と、前記ニードルの
   先端部に設けられ前記ニードルの前記軸心方向の移動に
   伴って前記広角噴霧用噴口の開口面積を変化させ前記燃
   料通路内の前記燃料の圧力を変化させるバルブとを備え
   たことを特徴とする燃料噴射ノズル。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の燃料噴射ノズル
   において、前記ニードルは、前記燃料通路と前記広角噴
   霧用噴口及び前記狭角噴霧用噴口との間に、燃料に旋回
   流を与える旋回流形成手段を備えたことを特徴とする燃
   料噴射ノズル。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃
   料噴射ノズルにおいて、前記バルブは、下方に向かって
   横断面面積が増大する円錐台形状を有し、前記広角噴霧
   用噴口に同心円に位置することを特徴とする燃料噴射ノ
   ズル。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃
   料噴射ノズルにおいて、前記バルブは、前記広角噴霧用
   噴口に嵌合可能な大きさであることを特徴とする燃料噴
   射ノズル。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃
   料噴射ノズルにおいて、前記バルブは、前記広角噴霧用
   噴口より大きな径であり、前記広角噴霧用噴口の下方に
   位置することを特徴とする燃料噴射ノズル。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１つに記載の燃
   料噴射ノズルにおいて、前記ガイド部は、その一部分を
   前記ノズルボディの前記中心孔の内壁面に摺動可能に接
   して前記ニードルを支持する支持部を備えたことを特徴
   とする燃料噴射ノズル。