JP2001304065A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多段階にリフトを制御するために、制御室へ
供給される高圧燃料を低圧通路へ放出することなく無駄
な仕事を抑制しつつ噴射率を安定して得られるようにニ
ードルリフトを段階的に制御可能な燃料噴射装置を提供
する。 【解決手段】 高圧通路５１とニードル２１の第２リフ
ト動作を制御する第２圧力室６５との間の連通状態を制
御する連通制御部１０を、ハウジング部１１とニードル
２１の第１リフト動作と協働する第２制御ピストン２４
の間に設け、第２制御ピストン２４が第１リフト動作を
完了することで、高圧通路５１から第２圧力室６５へ流
入する高圧燃料量を制限するように制御する構成とし
た。この連通制御部１０は、高圧通路５１から低圧通路
５６への燃料放出を制御する。よって、無駄な仕事は抑
制されて燃費向上に貢献する燃料噴射装置となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、段階的に燃料を噴
射可能な燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディーゼル機関において低排
出物（ＮＯＸ、ＨＣ、黒煙）および高出力、低燃費を両
立させるためにエンジンの運転条件に応じて噴射率を可
変にすることが必要である。この要件を実現するため
に、従来技術としてニードルを付勢するように２個のば
ねを構成した２段開弁圧のノズルが公知となっている。

【０００３】しかし、この技術では燃料噴射ポンプから
圧送される燃料圧力はエンジン運転状態によって変動す
るので、エンジンが要求する噴射率を全運転条件におい
て実現するのは困難である。

【０００４】そこで、例えば米国特許５，６９４，９０
３号に開示されている従来の燃料噴射弁は、ニードルを
噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える制御室を設けるものが
ある。これは、ノズル燃料溜りに導入される燃料圧力に
より噴孔を開放方向に受ける力と制御室の燃料圧力から
噴孔閉塞方向に受ける力との大小関係により噴射を制御
している。制御室の燃料圧力を制御しているパイロット
バルブステムの開口面積を変化させることにより制御室
圧力を変化させ、ニードルを段階的にリフトさせて要求
の噴射率を得ようとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、米国特許５，
６９４，９０３号に開示されている従来の燃料噴射弁の
構成では、制御室と高圧燃料が供給される高圧通路は、
常に連通されている。

【０００６】一方、制御室の燃料圧力を制御しているパ
イロットバルブステムの開口面積を変化させることによ
り、制御室内の高圧燃料を低圧通路へ排出することで制
御室圧力を変化させ、ニードルを段階的にリフトさせて
いる。

【０００７】つまり、ニードルをリフトさせている間
は、常に制御室を介して高圧通路から低圧通路へ燃料が
放出されるので、高圧燃料を圧送する供給ポンプは無駄
な仕事をしている。特に、ニードルの第２リフト動作時
の低圧通路へ放出される燃料は多く、無駄な仕事は増大
して、燃費悪化の原因となっている。

【０００８】本発明の目的は上記の点に鑑み、多段階に
リフトを制御するために制御室へ供給される高圧燃料を
低圧通路へ放出することなく無駄な仕事を抑制して、エ
ンジンの全運転状態に応じて要求する噴射率を安定して
得られるようにニードルリフトを段階的に制御可能な燃
料噴射装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１記載の燃料噴射装置による
と、制御弁の切換え動作に応じて、第１圧力室と低圧通
路とを連通させて弁部材を第１リフト動作させ、その
後、第２圧力室と低圧通路とを連通させて弁部材を第２
リフト動作させる燃料噴射装置であって、高圧通路より
第１圧力室および第２圧力室へ高圧燃料を導入させるこ
とで弁部材は噴孔を閉塞している。この状態から弁部材
が第１リフトすることにより、第２圧力室と高圧通路と
の連通状態を、高圧通路から第２圧力室へ流入する高圧
燃料量を制限するように制御する連通制御部を設けた。

【００１０】この連通制御部は、弁部材の第２リフト動
作を制御する第２圧力室と低圧通路とを制御弁により連
通させても、高圧通路との連通を制御して高圧通路から
低圧通路への燃料放出を制限する。よって、無駄な仕事
は抑制されて燃費向上に貢献する。

【００１１】本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によ
ると、連通制御部を、弁ボディと弁部材の間に設け、弁
部材が第１リフト動作することにより、高圧通路から第
２圧力室へ流入する高圧燃料量を制限するように構成し
た。

【００１２】このように、連通制御部を弁ボディと弁部
材の間にコンパクトに収容できる燃料噴射装置を提供す
ることが可能となる。

【００１３】本発明の請求項３記載の燃料噴射装置によ
ると、制御弁の切換え動作に応じて、第１圧力室と低圧
通路とを連通させてニードルを第１リフト動作させ、そ
の後、第２圧力室と低圧通路とを連通させてニードルを
第２リフト動作させる燃料噴射装置であって、高圧通路
より第１圧力室および第２圧力室へ高圧燃料を導入させ
ることでニードルは噴孔を閉塞している。この状態から
ニードルが第１リフトすることにより、高圧通路とニー
ドルの第２リフト動作を制御する第２圧力室との間の連
通を制御する連通制御部を、ハウジング部とニードルの
第１リフト動作と協働する伝達部材との間に設けた。

【００１４】この連通制御部は、ニードルの第２リフト
動作を制御する第２圧力室と低圧通路とを制御弁により
連通させても、高圧通路との連通を制御して高圧通路か
ら低圧通路への燃料放出を制御する。よって、無駄な仕
事は抑制されて燃費向上に貢献する。

【００１５】本発明の請求項４記載の燃料噴射装置によ
ると、ニードルの第１リフト動作前は、第１環状溝部、
第２環状溝部および第３環状溝部とを連通させて第２リ
フト動作を決定する第２圧力室と高圧通路とを連通させ
ることでニードルは噴孔を閉塞している。

【００１６】この状態からニードルの第１リフト動作と
協働する伝達部材が第１リフト動作を完了することで、
第３環状溝部の端部が第１環状溝部と第２環状溝部との
連通状態を、前記第２環状溝部から前記第１環状溝部へ
流入する高圧燃料量を制限するように制御するように連
通制御部を構成した。

【００１７】この連通制御部は、弁ボディ内の空洞部と
ニードルの第１リフト動作と協働する伝達部材との間に
連通制御部を収容可能としたので、コンパクトな燃料噴
射装置を提供することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１９】（第１実施形態）本発明の第１実施形態の
燃料噴射装置の構成を図１を用いて説明する。図１は、
本発明の第１実施形態による燃料噴射装置を示す全体断
面図である。

【００２０】燃料噴射装置１の構成は、基本的に図１に
示すように燃料噴射弁ハウジング１１内の空洞部１１ｄ
に、第１制御ピストン２５、第２制御ピストン２４を配
置させ、この各制御ピストン２５、２４に各々面する第
１圧力室６０、第２圧力室６５の燃料圧力を第１圧力室
６０上方に配設した電磁弁３０により制御することで第
２制御ピストン２４の下方側に設けられ、後述する噴孔
１２ｂを開閉するニードル２１のリフト量を変化させ、
噴射率形状を自由に設定可能にできるものである。

【００２１】ここで、本発明の燃料噴射装置では、第１
圧力室６０の燃料圧力を変化させ第１制御ピストン２５
とともに第２制御ピストン２４を第１リフトさせること
により、後述する第２制御ピストン２４と空洞部１１ｄ
との間に設けた連通制御部１０が高圧燃料を導入する高
圧通路５１と、第２リフト動作を制御する第２圧力室６
５との連通状態を、高圧通路から第２圧力室へ流入する
高圧燃料量を制限するように制御できるように構成し
た。以下、本発明の燃料噴射装置全体の構成を図１を用
いて詳細に説明する。

【００２２】燃料噴射装置１は、図示しないエンジンの
エンジンヘッドに挿入搭載され、エンジンの各気筒に燃
料を直接噴射するように構成されている。燃料噴射ポン
プから吐出された高圧燃料は、図示しない蓄圧管の蓄圧
室で所定圧に蓄圧され、燃料噴射装置１に供給される。
燃料噴射ポンプは、エンジンの回転数、負荷、あるい
は、吸入燃料圧力、吸入空気量、冷却水の温度に従い燃
料吐出圧を調整する。

【００２３】燃料噴射装置１のハウジング１１と弁ボデ
ィ１２とはチップパッキン１３をはさみリテーニングナ
ット１４で締結されている。弁部材２０は、噴孔１２ｂ
側からニードル２１、ロッド２３、第２制御ピストン２
４、および第１制御ピストン２５により構成されてい
る。ロッド２３、第２制御ピストン２４、および第１制
御ピストン２５は伝達部材を構成している。

【００２４】ニードル２１は、弁ボディ１２に往復自在
に支持されている。ニードル２１は、第１スプリング１
５によりロッド２３を介し弁ボディ１２に形成した弁座
１２ａに付勢されている。第２スプリング１６は、ハウ
ジング１１内のロッド２３の周囲にロッド２３と同軸に
嵌挿され、チップパッキン１３にスプリング座１７を押
圧している。図１に示すように、スプリング座１７がチ
ップパッキン１３に着座しているとき、スプリング座１
７の下端面１７ａはニードル２１の肩部２２と隙間ｈ
１、つまり、第１リフト量を形成している。スプリング
座１７がチップパッキン１３に着座しているとき、スプ
リング座１７の下端面１７ａはチップパッキン１３の下
端面１３ａよりｈ２、つまり、第２リフト量分突き出し
ている。従って、ニードル２１の最大リフト量はｈ１＋
ｈ２となる。

【００２５】電磁弁３０は、ハウジング１１の上部とナ
ット３１で締結されている。電磁弁３０は、アーマチャ
３２、ボディ３３、プレート３４、コイル３５、第１制
御弁４０、第２制御弁４３、第１スプリング４２、第２
スプリング４４等で構成される。第１制御弁４０および
第２制御弁４３は、可動部材である。

【００２６】第２制御弁４３は内周壁により第１制御弁
４０を往復移動自在に支持し、同軸上に配置されてい
る。第２制御弁４３は第２スプリング４４の付勢力によ
りボディ３３に形成した弁座３３ａに着座可能であり、
第１制御弁４０は第１スプリング４２の付勢力によりプ
レート３４に着座可能である。第１制御弁４０の上部に
位置するコア４１は、コイル３５に通電することにより
発生する励磁吸引力により上方にリフトし第２制御弁４
３の端部４３ａに当接してＨ１リフトする（図２）。こ
の位置からコイル３５に供給される電流値が更に高い場
合、第１制御弁４０のコア４１に働く励磁吸引力は大き
くなり、第１制御弁４０および第２制御弁４３がともに
上昇し、第２制御弁４３がアーマチャ３２の係止部３２
ｂに当接してＨ２リフトして停止する。よって、第１制
御弁４０はＨ１＋Ｈ２の最大リフトをする。

【００２７】ハウジング１１の空洞部１１ｄに、第１制
御ピストン２５、第２制御ピストン２４をニードル２１
の軸方向と同一方向に摺動自在に嵌挿させ、第１制御ピ
ストン２５の反噴孔方向に第１圧力室６０、および第２
制御ピストン２４の反噴孔方向に第２圧力室６５が面す
るように配置させ、夫々圧力室６０、６５の燃料圧力を
変化させることで第１制御ピストン２５、第２制御ピス
トン２４をリフトさせロッド２３を介してニードル２１
と協働するように配置した。本例では、第１制御ピスト
ン２５と第２制御ピストン２４とを別体としたが、一体
に構成してもよい。

【００２８】第１リフト動作を制御する第１圧力室６０
への高圧燃料の供給は、燃料入口５０、高圧通路５１、
入口絞り６１へと順に経由して導入される。この高圧状
態の第１圧力室６０内の燃料圧力を低圧状態に変化させ
るために、第１制御弁４０を開弁させてプレート３４に
形成された出口絞り６２を開放させ、燃料通路６４、低
圧通路５６、燃料出口５８へと順に排出されて燃料タン
ク３に至る。ここで、出口絞り６２の流路面積は入口絞
り６１の流路面積よりも大きい。

【００２９】第２リフト動作を制御する第２圧力室６５
への高圧燃料の供給は、燃料入口５０、高圧通路５１を
経て第２圧力室６５へ導入されるが、高圧通路５１と第
２圧力室６５との間に両者の連通状態を高圧通路５１か
ら第２圧力室６５へ流入する高圧燃料量を制限するよう
に制御する連通制御部１０を設けた。この連通制御部１
０は、ニードル２１の第１リフト動作と協働する第２制
御ピストン２４とハウジング１１内の空洞部１１ｄとの
間に設けられ、第２制御ピストン２４が第１リフトをす
ることにより、高圧通路５１と第２圧力室６５との連通
状態を制御するように構成される。

【００３０】本例では、この連通制御部１０を第２制御
ピストン２４とハウジング１１内の空洞部１１ｄとの間
に構成したが、ニードル２１の第１リフト動作と協働す
る他の伝達部材である例えばロッド２３あるいは第１制
御ピストン２５と、ハウジング１１内の空洞部１１ｄと
の間に構成してもよい。

【００３１】前述した連通制御部１０は、ハウジング部
１１の空洞部１１ｄに設けられた空洞部１１ｄの径より
も大径の第１環状溝部１１ａと、第１環状溝部１１ａと
高圧通路５１とを接続する第２連絡通路７２と、ハウジ
ング部１１の空洞部１１ｄに設けられた空洞部の径より
も大径の第２環状溝部１１ｂと、第２環状溝部１１ｂと
ニードル２１の第２リフト動作を制御する第２圧力室６
５とを接続する第１連絡通路７１と、ニードル２１の第
１リフト動作と協働する第２制御ピストン２４に設けら
れた第２制御ピストン２４の径よりも小径の第３環状溝
部２４ａより構成される。

【００３２】ニードル２１と協働する第２制御ピストン
２４が第１制御ピストン２５とともに第１リフトをする
前では、高圧通路５１内の高圧燃料は、第２連絡通路７
２、第１環状溝部１１ａ、第３環状溝部２４ａ、第２環
状溝部１１ｂ、第１連絡通路７１へと順に経由して導入
され、第２圧力室６５への高圧燃料の供給が行われる。
このとき、第３環状溝部２４ａの端部２４ｂと第１環状
溝部１１ａの端部１１ｃの間は、図１に示すようにｈ３
開口した状態である。

【００３３】ニードル２１と協働する第２制御ピストン
２４が第１リフトｈ１をすることにより、第３環状溝部
２４ａの端部２４ｂが移動して、第１環状溝部１１ａの
端部１１ｃに接する以上にリフトすることで第１環状溝
部１１ａと第３環状溝部２４ａの連通は遮断される。よ
って、第２圧力室６５と高圧通路５１の連通は遮断され
る。この時の第１リフト量ｈ１およびｈ３寸法は、ｈ１
＞ｈ３となるように設定される。ここで、ｈ１＜ｈ３と
なるように設定すれば、第１環状溝部１１ａと第３環状
溝部２４ａの通路を狭めて高圧通路５１から第２圧力室
６５へ流入する高圧燃料の導入を制限することができ
る。

【００３４】高圧状態の第２圧力室６５の燃料圧力を低
圧状態に変化させるには、第２制御弁４３を開弁させて
ボディ３３に形成した弁座３３ａを開放させ、燃料通路
６８、燃料通路６４、低圧通路５６、燃料出口５８へと
順に排出されて燃料タンク３に至る。ここで、燃料通路
６８に設けられた出口絞り６７の流路面積は第１連絡通
路７１に設けられた入口絞り６６の流路面積よりも大き
い。

【００３５】このように、第１圧力室６０および第２圧
力室６５内部の燃料圧力を変化させて第１制御ピストン
２５および第２制御ピストン２４を段階的にリフトさせ
ることでニードル２１を段階的にリフトさせている。そ
して、このニードル２１が弁座１２ａに着座することに
より複数個の噴孔１２ｂを閉塞している。そして、第１
のリフトで開口する噴孔１２ｂと、第２のリフトで開口
する噴孔１２ｂを備えることにより噴射率を可変可能な
構成としている。

【００３６】次に、燃料噴射装置１の作動を図１、図
２、および図３を用いて説明する。図２は、第１実施形
態による第１リフトを示す部分断面図である。図３は、
第１実施形態による第２リフトを示す部分断面図であ
る。

【００３７】まず、図示しない燃料噴射ポンプから燃料
が吐出され、図示しない蓄圧管に送出される。蓄圧管の
蓄圧室で所定の燃料圧に蓄圧された高圧燃料は燃料噴射
装置１に供給される。また、図示しないエンジン制御装
置（ＥＣＵ）により、エンジンの運転条件に応じた制御
弁駆動電流が生成され、図１に示す電磁弁３０のコイル
３５に供給される。駆動電流の供給によりコイル３５に
励磁吸引力が発生すると、第１スプリング４２の付勢力
に抗し第１制御弁４０を吸引する。すると、出口絞り６
２が開放され、第１圧力室６０が出口絞り６２を介して
低圧側の燃料通路６４に連通する。入口絞り６１より出
口絞り６２の流路面積が大きく設定されているので、流
入燃料より流出燃料が多く、第１圧力室６０の燃料圧力
は低下し始める。第１圧力室６０の燃料圧力が低下し、
第１スプリング１５の設定荷重と、第１圧力室６０およ
び第２圧力室６５の燃料圧力から受ける力との合力であ
る噴孔閉塞方向の力がニードルを押し上げる力より小さ
くなるとニードル２１は開弁し始める。コイル３５で発
生する励磁吸引力が第１スプリング４２と第２スプリン
グ４４の合力より小さいとき、図２に示す第１リフト量
Ｈ１の位置で第１制御弁４０は、停止する。

【００３８】第１制御弁４０が開弁し、図２に示す第１
リフト量Ｈ１になると、第１圧力室６０の燃料圧力が低
下し、第１スプリング１５の初期設定荷重と合わせた力
が低下することにより、高圧通路５１よりの燃料圧力に
よりニードル２１が第１スプリング１５に抗して押し上
げられ、ロッド２３を介し第１制御ピストン２５および
第２制御ピストン２４は共に持上げられ、ニードル２１
は噴孔１２ｂを開弁する。そして、ニードル２１が第１
リフト量ｈ１まで上昇する。第１リフト量ｈ１から第２
スプリング１６の初期設定荷重が負荷されるため、ニー
ドル２１はｈ１でリフトを停止する。

【００３９】ここで、ニードル２１が第２制御ピストン
２４とともに第１リフト量ｈ１リフトすることにより、
連通制御部１０の一部である第３環状溝部２４ａの端部
２４ｂが移動して、第１環状溝部１１ａの端部１１ｃに
接する以上にリフトすることで第１環状溝部１１ａと第
３環状溝部２４ａの連通は遮断されて第２圧力室６５と
高圧通路５１の連通は遮断される。この時、第２圧力室
６５内の燃料圧力は、高圧状態を維持して、ニードル２
１は第１リフト量ｈ１位置で停止している。

【００４０】次いで、電磁弁３０のコイル３５に高い電
流が流れると励磁吸引力が増加し、第２制御弁４３も第
１制御弁４０とともに第１スプリング４２、第２スプリ
ング４４の付勢力に抗して弁座３３ａを開弁し図３に示
すリフト状態（Ｈ１＋Ｈ２）になる。第２制御弁４３が
弁座３３ａを開放することで、第２圧力室６５内の高圧
燃料が排出される。この時、第２圧力室６５へ高圧燃料
が導入される燃料供給上流側に設けた上述した連通制御
部１０により高圧通路５１との接続を遮断しているの
で、第２圧力室６５内の高圧燃料の圧力低下は高い応答
性で実現できる。よって、ニードル２１の開弁応答性は
向上する。

【００４１】連通制御部１０が、第２圧力室６５と高圧
通路５１との通路を狭めるように構成されていても、高
圧通路５１から第２圧力室６５への高圧燃料の導入が抑
制されて第２圧力室６５内の高圧燃料の圧力低下は促進
され、ニードル２１の開弁応答性は向上する。また、適
度の絞り効果に狙いをもつ連通制御部１０とすると、第
３環状溝部２４ａの端部２４ｂおよび第１環状溝部１１
ａの端部１１ｃの軸方向位置寸法の加工精度に余裕がで
き、加工容易となる。

【００４２】このように、第２圧力室６５の燃料圧力が
低下し、二一ドル２１は第１リフト量ｈ１からさらにリ
フトを開始して第２リフト量ｈ２まで上昇する。ニード
ル２１のリフトはｈ１＋ｈ２となり、最大リフト状態で
停止する。ニードル２１のリフトがｈ１＋ｈ２の最大リ
フト状態時、連通制御部１０は、第２圧力室６５と高圧
通路５１との接続を遮断したままである。よって、ニー
ドル２１を第２リフトさせている間は、連通制御部１０
が高圧通路５１から第２圧力室６５を経由して低圧通路
５６へ燃料が放出されるのを防止して、高圧燃料を圧送
する供給ポンプの無駄な仕事を抑制している。

【００４３】また、前述した連通制御部１０は、第２圧
力室６５と高圧通路５１との通路を狭めるように構成
し、第２圧力室６５と高圧通路５１との間の燃料流量を
調節することができるので、第２圧力室６５の燃料出入
り口に設けてある出口絞り６７および入口絞り６６を廃
止することが可能となる。よって、コストおよび更なる
応答性の向上に寄与する。

【００４４】端部２４ｂおよび端部１１ｃの形状は、軸
方向に略直角な面でなくてもよく例えばテーパ面、ある
いは曲面等であってもよい。

【００４５】第２圧力室６５の燃料圧力が、低下してい
くとニードル２１を開弁させようとする力はさらに増加
していくが、ニードル２１の肩部２２がチップパッキン
１３の下端面１３ａに係止されているので、ニードル２
１はこれ以上リフトしない。噴孔開放方向の荷重はチッ
プパッキン１３が受ける。

【００４６】所定の駆動パルス時間が過ぎると、コイル
３５への駆動電流の供給が停止され、第１制御弁４０お
よび第２制御弁４３が閉弁する。第１制御弁４０が出口
絞り６２を閉塞することで、入口絞り６１からの高圧燃
料により第１圧力室６０は、高圧状態となってニードル
２１と協働する第１制御ピストン２５および第２制御ピ
ストン２４は閉弁方向に移動する。この第２制御ピスト
ン２４の移動に伴い連通制御部１０の一部である第３環
状溝部２４ａの端部２４ｂが移動して、第１環状溝部１
１ａの端部１１ｃを通過し、第１環状溝部１１ａと第３
環状溝部２４ａは連通される。よって、第２圧力室６５
と高圧通路５１は連通されて第２圧力室６５に高圧燃料
が導入される。

【００４７】一方、第２制御弁４３が弁座３３ａに着座
することにより、第２圧力室６５は、高圧状態となっ
て、ニードル２１の閉弁方向の力が追加されることによ
り、ニードル２１は完全閉弁状態となって、噴孔１２ｂ
を確実に閉塞し図１の状態となる。

【００４８】（第２実施形態）本第２実施形態を図４を
用いて説明する。図４は、本発明の第２実施形態による
燃料噴射装置を示す断面図である。第１の実施形態と実
質的に同一構成部分に同一符号を付し説明を省略する。

【００４９】第１実施形態と本第２実施形態では、第１
制御ピストンおよび第２制御ピストンと、この各制御ピ
ストンに各々面する第１圧力室および第２圧力室の燃料
圧力を電磁弁３０により制御しニードル２１のリフト量
を変化させ、噴射率形状を自由に設定可能とした点は同
じだが、第１制御ピストンおよび第２制御ピストンに面
する第１圧力室および第２圧力室の配置が異なる。ま
た、本第２実施形態でも第１実施形態と同じくニードル
２１の第１リフト動作と協働する第２制御ピストンが第
１リフトをすることにより、高圧通路５１と第２リフト
動作を制御する第２圧力室との連通状態を、高圧通路５
１から第２圧力室へ流入する高圧燃料量を制限するよう
に制御するように連通制御部１０は構成される。

【００５０】以下、本第２実施形態の燃料噴射装置の構
成を連通制御部１０周辺を中心に説明する。図４の電磁
弁３０の構成は模式的に示されている。電磁弁３０の弁
部３０ａは、コイル３５に駆動電流が供給されていない
状態を示し、弁部３０ｂは第１制御弁だけがリフトして
いる状態を示し、弁部３０ｃは第１制御弁および第２制
御弁がリフトしている状態を示している。

【００５１】第１制御ピストン２７は、第２制御ピスト
ン２４の反噴孔側に位置している。ニードル２１が弁座
１２ａに着座した状態で第１制御ピストン２７は、第２
制御ピストン２４と非接触である。第２制御ピストン２
４と第１制御ピストン２７との間に第１圧力室６０が形
成されており、第１制御ピストン２７の第１圧力室６０
と反対側に第２圧力室６５が形成されている。

【００５２】ここで、第２リフト動作を制御する第２圧
力室６５への高圧燃料の供給は、燃料入口５０、高圧通
路５１を経て第２圧力室６５へ導入されるが、高圧通路
５１と第２圧力室６５との間に両者の連通を制御する連
通制御部１０を設けた。この連通制御部１０は、ニード
ル２１の第１リフト動作と協働する第２制御ピストン２
４とハウジング１１内の空洞部１１ｄとの間に設けら
れ、第２制御ピストン２４が第１リフトをすることによ
り、高圧通路５１と第２圧力室６５との連通状態を、高
圧通路５１から第２圧力室６５へ流入する高圧燃料量を
制限するように制御するように構成される。

【００５３】ニードル２１と協働する第２制御ピストン
２４が第１リフトをする前では、高圧通路５１内の高圧
燃料は、第２連絡通路７２、第１環状溝部１１ａ、第３
環状溝部２４ａ、第２環状溝部１１ｂ、第１連絡通路７
１へと順に経由して導入され、第２圧力室６５への高圧
燃料の供給が行われる。このとき、第３環状溝部２４ａ
の端部２４ｂと第１環状溝部１１ａの端部１１ｃの間
は、図１に示すようにｈ３開口した状態である。

【００５４】弁部３０ｂが選択され、ニードル２１と協
働する第２制御ピストン２４が第１リフトｈ１をし、第
１制御ピストン２７に当接する過程で、第３環状溝部２
４ａの端部２４ｂが移動して、第１環状溝部１１ａの端
部１１ｃに接する以上にリフトすることで第１環状溝部
１１ａと第３環状溝部２４ａの連通は遮断される。よっ
て、第２圧力室６５と高圧通路５１の連通は遮断され
る。この時の第１リフト量ｈ１およびｈ３寸法は、ｈ１
＞ｈ３となるように設定される。

【００５５】次いで、弁部３０ｃが選択され、第１制御
ピストン２７および第２制御ピストン２４は共に第２リ
フトをする。

【００５６】所定の駆動パルス時間が過ぎると、コイル
３５への駆動電流の供給が停止され、弁部３０ａが選択
されて、第１圧力室６０が燃料高圧状態となって、第２
制御ピストン２４が閉弁方向に移動する。この時、連通
制御部１０は高圧通路５１と第２圧力室６５とを連通さ
せ、第２圧力室６５も燃料高圧状態となってニードル２
１は完全閉弁し噴孔１２ｂは閉じられて噴射は停止す
る。

【００５７】上記の実施形態では２段階のリフトを実現
しているが、例えば噴孔閉塞方向に弁部材に燃料圧力を
加える制御室の数を３個以上にしても連通制御部１０は
２段以降の制御室と高圧通路の連通を遮断することがで
きる。

【００５８】また、上述した作動の説明ではニードルの
第２リフト動作への切替えを１回の噴射の工程中で行う
制御例を示したが、この例以外の１回の噴射の工程中で
行う制御例として、例えば高速域では第２リフト動作ま
でを行い、低速域では第１リフト動作のみで閉弁させる
等のエンジンの運転条件に応じて適宜選択して制御され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を示す
全体断面図である。

【図２】第１実施例による第１リフトを示す部分断面図
である。

【図３】第１実施例による第２リフトを示す部分断面図
である。

【図４】本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す
断面図である。

【符号の説明】

１２ｂ 噴孔 ２１ ニードル（弁部材） １２ａ 弁座 １２ 弁ボディ ６０ 第１圧力室 ６５ 第２圧力室 ５１ 高圧通路 ５６ 低圧通路 ３０ 制御弁 １ 燃料噴射装置 １０ 連通制御部 ２４、２５、 伝達部材（弁部材） １１ ハウジング １１ｄ 空洞部 １１ｂ 第１環状溝部 １１ａ 第２環状溝部 ２４ａ 第３環状溝部 ７１ 第１連絡通路 ７２ 第２連絡通路 ２４ｂ （第３環状溝部の）端部

───────────────────────────────────────────────────── 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 61/20 Ｆ０２Ｍ 61/20 Ｎ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴孔を開閉する弁部材と、 前記噴孔の燃料上流側に弁座を有する弁ボディであっ
   て、前記弁部材が前記弁座に着座することにより前記噴
   孔を閉塞し、前記弁部材が前記弁座から離座することに
   より前記噴孔を開放する弁ボディと、 前記弁部材を前記噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える第１
   圧力室および第２圧力室と、 前記第１圧力室および前記第２圧力室へ高圧燃料を導入
   する高圧通路と、 前記第１圧力室および前記第２圧力室から前記高圧燃料
   を排出する低圧通路との連通状態を切換える制御弁と、 前記制御弁の切換え動作に応じて、前記第１圧力室と前
   記低圧通路とを連通させて前記弁部材を第１リフト動作
   させ、その後、前記第２圧力室と前記低圧通路とを連通
   させて前記弁部材を第２リフト動作させる燃料噴射装置
   において、 前記弁部材の前記第１リフト動作時、前記第２圧力室と
   前記高圧通路との連通状態を、前記高圧通路から前記第
   ２圧力室へ流入する高圧燃料量を制限するように制御す
   る連通制御部を設けたことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記連通制御部は、前記弁ボディと前記
   弁部材の間に設けられ、前記弁部材が第１リフト動作す
   ることにより、前記高圧通路から前記第２圧力室へ流入
   する高圧燃料量を制限するように構成したことを特徴と
   する請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 噴孔を開閉するニードルと、 前記噴孔の燃料上流側に弁座を有する弁ボディであっ
   て、前記ニードルが前記弁座に着座することにより前記
   噴孔を閉塞し、前記ニードルが前記弁座から離座するこ
   とにより前記噴孔を開放する弁ボディと、 前記ニードルと協働する複数の伝達部材と、 内部に前記伝達部材が摺動自在に配設された空洞部を有
   するハウジング部と、 前記空洞部の内部に摺動自在に配設される前記伝達部材
   と、 前記伝達部材を前記噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える第
   １圧力室および第２圧力室と、 前記第１圧力室および第２圧力室へ高圧燃料を導入する
   高圧通路と、 前記第１圧力室および第２圧力室から前記高圧燃料を排
   出する低圧通路との連通状態を切換える制御弁と、 前記制御弁の切換え動作に応じて、前記第１圧力室と前
   記低圧通路とを連通させて前記ニードルを第１リフト動
   作させ、その後、前記第２圧力室と前記低圧通路とを連
   通させて前記ニードルを第２リフト動作させる燃料噴射
   装置において、 前記ニードルの前記第１リフト動作時、前記第２圧力室
   と前記高圧通路との連通状態を、前記高圧通路から前記
   第２圧力室へ流入する高圧燃料量を制限するように制御
   する連通制御部を設け、前記連通制御部を前記ニードル
   の第１リフト動作と協働する前記伝達部材と前記ハウジ
   ング部との間に設けたたことを特徴とする燃料噴射装
   置。
4. 【請求項４】 前記連通制御部は、前記ハウジング部に
   設けられた前記空洞部の径よりも大径の第１環状溝部
   と、 前記第１環状溝部と前記第２圧力室とを接続する第１連
   絡通路と、 前記ハウジング部に設けられた前記空洞部の径よりも大
   径の第２環状溝部と、 前記第２環状溝部と前記高圧通路とを接続する第２連絡
   通路と、 前記ニードルの第１リフト動作と協働する前記伝達部材
   に設けられ、前記空洞部の径よりも小径の第３環状溝部
   とを備え、 前記ニードルの第１リフト動作前は、前記第１環状溝
   部、前記第２環状溝部および前記第３環状溝部とを連通
   させて前記第２圧力室と前記高圧通路とを連通させ、 前記ニードルの第１リフト動作と協働する前記伝達部材
   が第１リフト動作を完了することで、前記第３環状溝部
   の端部が前記第１環状溝部と前記第２環状溝部との連通
   状態を、前記第２環状溝部から前記第１環状溝部へ流入
   する高圧燃料量を制限するように制御するように構成し
   たことを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射装置。