JPH08226364A - 内燃機関の燃料噴射弁 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射弁

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JPH08226364A
JPH08226364A JP7312235A JP31223595A JPH08226364A JP H08226364 A JPH08226364 A JP H08226364A JP 7312235 A JP7312235 A JP 7312235A JP 31223595 A JP31223595 A JP 31223595A JP H08226364 A JPH08226364 A JP H08226364A
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sleeve
valve
fuel injection
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JP7312235A
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Detlev Potz
ポッツ デトレフ
Guenter Lewentz
レヴェンツ ギュンター
Uwe Gordon
ゴードン ウーヴェ
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】外向きに開放される弁部材を有し、弁部材の端
部に閉鎖部材としての弁部材ヘッドが設けられている燃
料噴射弁において、スリーブ及び弁部材の不確実な結合
に起因する噴射開口の開放横断面の精度不良を防止す
る。 【解決手段】弁部材ヘッド１１に弁体１の弁座面１７と
協動するシール面１３を配置し、弁部材９の弁部材ヘッ
ドに近い区分２１にスリーブ１９を該区分２１の周面に
不動に係合して設ける。スリーブ内には多数の噴射開口
２３が配置され、この噴射開口が弁部材の開放行程の増
大に伴って順次開放制御される。弁部材を確実にかつシ
ール作用をもって案内するために、噴射開口に対する供
給通路２５が弁部材シャフト内の切欠きとして、スリー
ブで弁部材を案内しかつシールするウエッブ範囲が残さ
れるように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特許請求の範囲第
１項の上位概念に記載の形式の内燃機関の燃料噴射弁に
関する。
【０００２】
【従来の技術】西ドイツ国特許出願公開第２４５１４６
２号明細書から公知の、外向き開放構造の燃料噴射弁の
場合、弁体の孔内に軸方向に摺動可能な弁部材が案内さ
れている。この場合、弁部材は供給すべき内燃機関の燃
焼室に突入する端部に、孔から突出した大径の弁部材ヘ
ッドを有していて、この弁部材ヘッドの、弁体に面した
側には少なくとも間接的に１つのシール面が配置されて
いる。シール面は弁体の端面に設けられた弁座面と協動
する。
【０００３】この場合、弁部材は供給導管及び圧力室を
介して高圧搬送ポンプによって搬送される高圧燃料によ
って、弁部材が戻しもしくは閉鎖ばねの力に抗して弁座
から外向きに持ち上げられかつ弁部材のシール面と弁座
面との間の開放横断面を開放制御するように、負荷され
る。前記開放横断面を介して燃料が弁体の圧力室から供
給すべき内燃機関の燃焼室内に噴射される。
【０００４】この場合、内燃機関の種種の回転数及び負
荷範囲のために可変な開放横断面を得るために、公知の
噴射弁の弁部材の燃焼室側の端部は噴射開口を備えたス
リーブを有していて、このスリーブは燃焼室側の端面で
弁部材ヘッドに支持されていてかつ円錐状の外径減少部
を介して弁部材ヘッドにシール面もしくはシール縁を形
成している。この場合、スリーブの外周面は弁体の、弁
部材を受容する孔内に案内されている。
【０００５】この場合、噴射開口は、軸方向で重ね合わ
せて配置されかつ周方向に亘って均一に分配された２列
の噴射開口を形成している。この場合、燃焼室に近い方
の下側の列は密にシール面に接続されていてかつ上側の
第２の列は第１の列に対して所定の軸方向の間隔を有し
ている。この場合、スリーブの内壁面に連通する噴射開
口の流入開口は、弁部材のシャフトとスリーブとの間に
形成された供給通路を介して、燃料高圧ポンプによって
供給される圧力室に接続されている。
【０００６】噴射は弁部材の開放行程運動によって行わ
れ、この場合、まず弁部材ヘッドのシール面と弁座面と
の間のシール横断面が開放制御される。同時に又は僅か
に遅れて（空行程）、開放行程運動継続中に噴射開口の
下側の列が弁体との重なりを解除されるので、噴射開口
の第１の開放横断面が開放され、この開放横断面を介し
て噴射量が内燃機関の燃焼室内に達する。
【０００７】噴射量が増大した場合ひいては高い高圧燃
料が供給される場合もしくは高圧燃料が長く供給される
場合に噴射開口の有効開放横断面を拡大することは、弁
部材の開放行程運動を継続することによって達成され、
この場合、噴射開口の上側の列が弁体との重なりを解除
されかつ付加的な開放横断面が開放される。
【０００８】しかしながら公知の燃料噴射弁の欠点は、
スリーブ及び弁部材が摩擦接続によるだけで互いに結合
されているということにあり、この摩擦接続は弁部材に
おけるスリーブの不動な係合を保証しない。従って公知
の噴射弁の場合行程運動経過中にスリーブは弁部材ヘッ
ドから軸方向に持ち上げられるようになり、これによっ
て、噴射開口の開放横断面の精度が損なわれる。
【０００９】更に、漏れ燃料が不都合にスリーブと弁部
材ヘッドとの間の環状の接触面において流出し、これに
よって、噴射過程及び内燃機関の燃焼室内での噴射燃料
の調整が著しく損なわれるようになる。
【００１０】公知の噴射弁の別の欠点は、弁部材の比較
的不安定な軸方向のガイドにあり、弁部材は燃焼室側の
端部で長い軸方向範囲に亘って狭幅なつばに沿ってのみ
スリーブ内で案内されるので、特に高い噴射圧力の場合
弁部材シャフトの変形が生じ、この変形によって同様に
噴射される燃料量の精度が損なわれるようになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上記欠
点を回避することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によれ
ば、特許請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明内
燃機関用の燃料噴射弁によって解決された。
【００１３】
【発明の効果】本発明の燃料噴射弁の利点は、噴射開口
を有するスリーブの弁部材からの不都合な持ち上げが確
実に阻止されるということにある。このことは、構造的
に簡単な形式で、スリーブの軸方向長さ全体に亘って弁
部材ヘッドの範囲で弁部材上にスリーブをプレス嵌めす
ることによって行われる。従って、弁部材シャフトと弁
体の孔内に案内されたスリーブとの間の大きな接触面に
よって、弁部材を確実に軸方向でガイドすることができ
るので、弁部材の変形に基づく噴射不精度が排除され
る。
【００１４】更に、スリーブと弁部材との間の大きな面
の締りばめによって、これら構成部材の間に形成される
供給通路が確実にシールされるので、不都合な漏れ流出
が回避される。この場合、スリーブの燃焼室側の端面が
弁部材ヘッドに支持されて弁部材上にプレス嵌めされる
と、特に有利である。それというのもこのようにして、
構成部材の間で摩擦接続的な結合の他に形状接続的な結
合が得られるからである。
【００１５】この場合締りばめが重要である。この締り
ばめが行われないと、弁部材のシャフトとスリーブとの
間に連続した環状通路が生じかつスリーブが内周面全体
で噴射圧力で負荷され、これによって、スリーブの直径
が拡大され、これにより特に高い噴射圧力の場合、弁体
の孔内で軸方向に摺動可能なスリーブが迅速に締付けら
れるようになる。
【００１６】噴射開口の方向で供給通路の横断面が連続
的に減少されていることによって、有利には燃料流が加
速され、これによってスリーブ内の噴射開口の幾何学形
状と協動して供給すべき内燃機関の燃焼室内で改善され
た噴流調整作用が得られる。
【００１７】供給通路の本発明による構成の別の利点
は、公知の噴射弁に比して供給通路内のすきま容積が減
少されるということにあり、これによって、特に噴射中
に燃料圧力に有利な作用が及ぼされる。
【００１８】別の利点は、弁部材ヘッドにシール面を有
する付加的な支持リングを設けることによって得られ
る。それというのも、空行程が回避されるからである。
この場合、支持リングを直接スリーブ又は弁部材ヘッド
上にプレス嵌めすることができ、この場合、スリーブ上
にプレス嵌めされる変化構成は特に簡単に得られる。
【００１９】支持リングひいてはシール面を十分正確に
配置することは弁部材ヘッドにおける直接的な配置によ
って可能であり、この場合、弁部材ヘッドにおける係合
ラインの平面性は弁部材の上側のガイドに対して僅かな
ずれを有する。
【００２０】本発明の有利な構成はその他の請求項に記
載されている。
【００２１】
【発明の実施の形態】第１図で図示の燃料噴射弁は弁体
１を有していて、この弁体１は止めナット３によって弁
ホルダ５に不動に結合されている。弁体１のガイド孔７
内にはピストン状の弁部材９が軸方向に摺動可能に支承
されていて、この弁部材９は、供給すべき内燃機関の燃
焼室内に突入する下側の端部で、閉鎖ヘッドとして作用
する弁部材ヘッド１１を有している。
【００２２】弁部材ヘッド１１は弁体１に面した円錐形
のシール面１３を有していて、このシール面１３は第１
図では弁部材ヘッド１１に被せられた支持リング１５に
よって形成されていてかつ弁体１の燃焼室側の端面の対
応する弁座面１７と協動している。
【００２３】更にスリーブ１９が弁部材シャフトの、弁
部材ヘッド１１に隣接する区分２１に被せられていて、
スリーブ１９内には種種の噴射開口２３が設けられてい
る（個々の実施例で後述する）。この場合、噴射開口２
３は弁部材シャフトとスリーブ１９との間に形成された
供給通路２５（同様に後述する）と、弁部材９とガイド
孔７との間の環状ギャップ２７とを介して、横断面拡大
部によって形成された圧力室２９もしくは集合室に接続
されている。
【００２４】圧力室２９は圧力導管３１を介して常時燃
料高圧ポンプのポンプ作業室（図示せず）に接続されて
いて、燃料高圧ポンプは交互に高圧燃料でポンプ作業室
を負荷する。
【００２５】閉鎖方向で軸方向力をもって弁部材９を負
荷するために、弁ホルダ５のばね室３５内に閉鎖ばね３
３が挿入されていて、この閉鎖ばね３３は環状付加部３
７及びスペーサリング３８を介して弁体１の燃焼室とは
遠い方の端面に支持されていてかつ弁部材９の燃焼室と
は反対側の端部に配置された保持リング３９及び調節デ
ィスク４１を介して弁部材９に作用している。
【００２６】第２図乃至第８図に基づき以下に供給通路
２５、弁部材９のシール面１３の配置形式及び弁部材ヘ
ッド１１におけるスリーブ１９及び支持リング１５の固
定形式の種種の実施例を説明する。
【００２７】この場合第２図及び第３図はスリーブ１９
と弁部材シャフトとの間の供給通路２５の構成の第１実
施例を示し、このためにそれぞれ相応の弁部材部分の縦
及び横断面図が図示されている。
【００２８】第２図では、弁部材ヘッドに近い方の、ス
リーブ１９に重なる弁部材９の区分２１は、平らな研削
部４３を有していて、この研削部４３は軸方向で、スリ
ーブ１９に重ならない範囲から少なくとも噴射開口に重
なる範囲にまで延びていてかつ研削部４３の底面は、研
削部４３の深さが弁部材ヘッド１１の方向で減少するよ
うに傾斜していて、この場合、選択的に横断面減少は研
削部４３の幅を減少することによっても可能である。
【００２９】この場合スリーブ１９の内壁面は区分２１
において弁部材シャフトの周面のその他の部分上にプレ
ス嵌めされかつ弁部材ヘッド１１に面した端面は弁部材
ヘッド１１に接触するので、スリーブ１９の軸方向位置
は一義的に幾何学的に規定される。スリーブ１９はその
外周面で、ガイド孔７の直径拡大部分内で摺動する。
【００３０】スリーブ１９内には孔としての噴射開口２
３が配置されていて、この噴射開口２３は半径方向で外
向きに弁部材ヘッド１１の方向に傾斜している。この場
合有利には、軸方向で重ね合わされた２列の噴射開口が
設けられていて、噴射開口２３は半径方向平面内で均一
にスリーブ１９の周方向に亘って分配されて配置されて
いる。
【００３１】この場合、下側の噴射開口列の流出開口は
シール面１３の内側の環状縁の高さに又はこれよりも僅
かばかり高く配置されている。スリーブ１９の周方向に
亘る全噴射開口２３に燃料を供給するために、噴射開口
２３の流出開口の高さで区分２１内に環状溝４５が設け
られている。
【００３２】弁部材９のシール面１３を形成する支持リ
ング１５は第２図ではスリーブ１９上にプレス嵌めされ
かつその燃焼室側の端面で環状肩を形成する弁部材ヘッ
ド１１に接触する。
【００３３】第３図は第２図とは、スリーブ１９及び支
持リング１５内の固定形式に関してのみ異なっている。
この場合支持リング１５は直接弁部材ヘッド１１上にプ
レス嵌されている。この場合、スリーブ１９の燃焼室側
の端部はシール面１３の内側の環状縁の直後に達してい
る。
【００３４】第４図及び第５図で図示の第２実施例で
は、第１実施例に類似してそれぞれ２つの図で図示され
ていて、この場合、区分２１内の弁シャフトとスリーブ
１９との間の供給通路２５は半径方向平面内の噴射開口
の数に相応する多数の、有利には５つの軸方向溝４７に
よって弁シャフト内に形成されている。軸方向溝４７は
スリーブ１９内の噴射開口２３のそれぞれ軸方向で重ね
合わされた流入開口に重なっている。
【００３５】この場合、軸方向溝の横断面は噴射開口の
方向で連続的に減少していて、このことは図示のよう
に、軸方向溝４７の深さの減少又は軸方向溝４７の幅の
減少によって得られる。この場合、第２図及び第３図の
第１実施例に類似して、シール面１３を支持する支持リ
ング１５をスリーブ１９（第４図）又は直接弁部材ヘッ
ド１１上に（第５図）プレス嵌めすることができる。
【００３６】第２図乃至第５図に類似して第６図及び第
７図で図示の実施例では、区分２１内の弁シャフトとス
リーブ１９との間の供給通路２５は、半径方向平面内の
噴射開口２３の数の相応する多数の平らな研削部４３に
よって弁部材シャフトに形成されていて、この場合研削
部４３はスリーブ１９に重ならない範囲から軸方向で噴
射開口２３の範囲まで延びていてかつ研削部４３の横断
面は前述の実施例におけるように深さ又は幅の減少によ
り噴射開口の方向で減少している。
【００３７】この場合、噴射開口２３に比して大きな流
過横断面にもかかわらず、弁部材シャフトの周方向に亘
って均一に分配された、スリーブ１９に対する弁部材９
のガイド横断面が依然として維持され（研削部４３の間
のウエッブ範囲）、このガイド横断面で、スリーブ１９
は弁部材上にプレス嵌めされる。この場合弁部材ヘッド
１１における支持リング１５及びスリーブ１９の配置形
式は第２図乃至第５図で記述の２つの可能性に相応して
いる。
【００３８】第２図乃至第７図に類似して第８図で図示
の第４実施例は、前述の実施例とはまず、スリーブ１９
及び支持リング１５が共通の一体の構成部材を成してい
ることが異なっている。このために第８図ではスリーブ
１９はその燃焼室側の端部で円錐形の横断面拡大部４９
を有していて、この横断面拡大部４９のうち噴射開口２
３の下側に続く部分範囲がシール面１３を成している。
【００３９】この場合、区分２１内の弁部材シャフトと
スリーブ１９との間の供給通路２５は第４実施例の場
合、弁部材シャフト内の単一の深い軸方向溝４７によっ
て形成されていて、この軸方向溝４７の横断面は前述の
供給通路２５に類似して噴射開口２３の方向で減少して
いる。この場合、スリーブ１９の周方向の全ての噴射開
口２３に到達できるようにするために、噴射開口の高さ
で弁部材シャフトに環状溝４５が設けられている。
【００４０】本発明による燃料噴射弁は次のように作業
する。
【００４１】不作用状態で、即ち、燃料噴射弁に配属さ
れた高圧ポンプの高圧搬送が行われない場合、閉鎖ばね
３３は弁部材９のシール面１３を弁体１の弁座面１７に
接触状態で維持するので、噴射弁は閉じられる。噴射過
程の際には高圧搬送ポンプから搬送される燃料は公知の
形式で圧力導管３１、圧力室２９及び環状ギャップ２７
を介して、スリーブ１９が配置される弁部材の区分２１
にまで達する。
【００４２】この場合、スリーブ１９の燃焼室とは反対
側の端面は圧力作用面として作用し、この圧力作用面は
供給通路２５の軸方向の端面と協動して、閉鎖方向で作
用する弁部材９の圧力面よりも大きく形成されているの
で、燃料圧力によって弁部材９は閉鎖ばね３３の力に抗
して弁座面１７から外向きに持ち上げられる。
【００４３】弁部材の開放行程運動の開始に伴って又は
これの直後に（空行程）、まず噴射開口２３の下側の列
が弁体１との重なりを解除されるでの、供給通路２５を
介して流入開口にかけられる燃料は噴射開口を介して噴
流状に供給すべき内燃機関の燃焼室内に噴射される。こ
の場合、供給通路２５の横断面が減少していると、特に
有利である。それというのも、燃料の流れ速度が高めら
れるからであり、これによって、噴射開口２３内で燃料
が申し分なく渦流化されひいては燃焼室内で噴射燃料の
最良の混合調整が生ぜしめられる。
【００４４】この場合、弁部材９の開放行程運動が拡大
されることによって、噴射量及び圧力に関連して大きな
噴射横断面が開放制御されるので、噴射開口２３の上側
の列も開放制御されひいては付加的な噴射横断面が開放
される。
【００４５】噴射は高圧燃料の供給が終了することによ
って終了するので、閉鎖ばね３３は弁部材９を再び弁座
面１７に戻す。従って、本発明の燃料噴射弁によって、
弁部材を確実にかつシールして案内することができしか
も同時に噴射開口に対する燃料供給手段を最良にかつ簡
単に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による噴射弁の縦断面図。
【図２】供給通路が弁部材シャフトの片側の研削部とし
て形成された第１実施例の縦及び横断面図。
【図３】供給通路が弁部材シャフトの片側の研削部とし
て形成された第１実施例の縦及び横断面図。
【図４】供給通路が多数の軸方向溝として形成された第
２実施例図。
【図５】供給通路が多数の軸方向溝として形成された第
２実施例図。
【図６】供給通路が多数の研削部として形成された第３
実施例図。
【図７】供給通路が多数の研削部として形成された第３
実施例図。
【図８】第４実施例図であって、この場合、供給通路が
単一の深い軸方向溝によって形成されており、更に、別
の実施例ではシール面が、直接弁部材ヘッド又はスリー
ブ上にプレス嵌めされる支持リングに配置されているの
に対して、この実施例では、弁部材ヘッドのシール面が
直接スリーブに配置されている。
【符号の説明】
１ 弁体 ７ ガイド孔 ９ 弁部材 １１ 弁部材ヘッド １３ シール面 １５ 支持リング １７ 弁座面 １９ スリーブ ２１ 区分 ２３ 噴射開口 ２５ 供給通路 ２９ 圧力室 ３３ 閉鎖ばね ４３ 研削部 ４７ 軸方向溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギュンター レヴェンツ ドイツ連邦共和国 ヘミンゲン ヒルシュ シュトラーセ 27 (72)発明者 ウーヴェ ゴードン ドイツ連邦共和国 マルクグレーニンゲン ダイムラーシュトラーセ 18

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外向き開放構造の、内燃機関用の燃料噴
    射弁であって、弁体（１）の孔（７）内で燃料圧力によ
    って閉鎖ばね(３３)の力に抗して摺動可能な弁部材
    （９）が設けられていて、この弁部材の燃焼室側の端部
    が弁閉鎖部材を成す弁部材ヘッド（１１）を有してい
    て、この弁部材ヘッド(１１)が弁体（１）に面した側
    で、少なくとも間接的に、シール縁を形成するシール面
    （１３）を有していて、このシール面（１３）によって
    弁部材ヘッド（１１）が弁体（１）の燃焼室側の端面に
    設けられた弁座面（１７）と協動しており、更に、前記
    孔（７）内に突入する、弁部材（９）上に配置されたス
    リーブ（１９）が設けられていて、このスリーブ（１
    ９）が弁部材（９）の開放行程運動によって開放制御さ
    れる噴射開口（２３）を備えていて、この噴射開口（２
    ３）がスリーブ（１９）と弁部材（９）との間に形成さ
    れた、圧力室（２９）に接続可能な供給通路（２５）に
    接続されている形式のものにおいて、供給通路（２５）
    が、弁部材ヘッド（１１）に近い弁部材（９）の区分
    （２１）に設けられた、スリーブ（１９）に重なる少な
    くとも１つの切欠きによって形成されており、スリーブ
    （１９）が前記区分（２１）の周面に不動に係合しかつ
    弁体（１）内で弁部材ヘッド（１１）の軸方向のガイド
    を成していることを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射
    弁。
  2. 【請求項２】 供給通路（２５）の横断面が圧力室（２
    ９）から出発して連続的に噴射開口（２３）の方向に減
    少している、請求項１記載の燃料噴射弁。
  3. 【請求項３】 弁部材ヘッド（１１）のシール面（１
    ３）が弁部材ヘッド（１１）に被せられる支持リング
    （１５）によって形成されていて、この場合、弁部材ヘ
    ッド（１１）が弁部材（９）のシャフト部分に隣接する
    肩を有していて、この肩に、支持リング（１５）が燃焼
    室側でシール作用をもって接触している、請求項１記載
    の燃料噴射弁。
  4. 【請求項４】 スリーブ（１９）が支持リング（１５）
    と一体に形成されている、請求項３記載の燃料噴射弁。
  5. 【請求項５】 弁部材ヘッド（１１）のシール面（１
    ３）がスリーブ（１９）の燃焼室側の端部に被せられる
    支持リング（１５）によって形成されていて、この場
    合、弁部材ヘッド（１１）が弁部材（９）のシャフト部
    分に隣接する肩を有していて、この肩に、支持リング
    （１５）が燃焼室側で接触している、請求項１記載の燃
    料噴射弁。
  6. 【請求項６】 支持リング（１５）が横断面で見てほぼ
    直角三角形の形状を有していて、この三角形の辺が弁部
    材（９）のシャフト及び肩にシール作用をもって接触し
    ている、請求項３から５までのいずれか１項記載の燃料
    噴射弁。
  7. 【請求項７】 供給通路（２５）がスリーブ（１９）に
    重なる、区分（２１）において弁部材（９）のシャフト
    に設けられた片側の研削部（４３）によって形成されて
    いて、研削部（４３）が燃焼室側の端部で弁部材シャフ
    トの環状溝（４５）内に連通していて、この環状溝（４
    ５）がスリーブ（１９）の内壁内の噴射開口（２３）の
    流入開口に重なっている、請求項１から５までのいずれ
    か１項記載の燃料噴射弁。
  8. 【請求項８】 供給通路（２５）が、スリーブ（１９）
    に重なる、区分（２１）において弁部材（９）のシャフ
    トに設けられた多数の軸方向溝（４７）によって形成さ
    れていて、この軸方向溝（４７）の数がスリーブ（１
    ９）の共通の半径方向平面内に配置された噴射開口（２
    ３）の数に相応しており、軸方向溝（４７）が圧力室
    （２９）から出発して噴射開口（２３）の流入開口の範
    囲内にまで延びている、請求項１から５までのいずれか
    １項記載の燃料噴射弁。
  9. 【請求項９】 供給通路（２５）が、スリーブ（１９）
    に重なる、区分（２１）において弁部材（９）のシャフ
    トに設けられた多数の軸方向の研削部（４３）によって
    形成されていて、この研削部（４３）の数が半径方向平
    面内に配置されたスリーブ（１９）の噴射開口（２３）
    の数に相応している、請求項１から５までのいずれか１
    項記載の燃料噴射弁。
  10. 【請求項１０】 スリーブ（１９）が弁体（１）の孔
    （７）内にシール作用をもって案内されており、軸方向
    で重ね合わされてスリーブ（１９）内に配置された多数
    の噴射開口（２３）が設けられている、請求項１記載の
    燃料噴射弁。
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