JP2001304072A - コモンレール式燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 燃料の噴射率を、燃料の噴射時には緩やかに
上昇させ、燃料の噴射終了時には急激に低下させること
ができるコモンレール式燃料噴射装置を提供する。 【解決手段】 増圧式噴射器１において、燃料増圧室１
９は圧抜き経路１１、凹部１０、連通孔１３、中空部１
２及びバイパス通路１４を経由して放圧部３と連通して
いる。凹部１０内に配置されたボール弁１７は、燃料の
噴射時には凹部１０と圧抜き経路１１の連通を遮断し、
噴射終了時には凹部１０と圧抜き経路１１を連通する。
従って、噴射時には噴射率は緩やかに立ち上がり、閉弁
動作時には燃料増圧室１９内の燃料が放圧部３に流出す
るので、噴射口２８を早く閉じることができ、噴射率は
急激に低下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コモンレール式燃
料噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、ディーゼルエンジンにおいてコモ
ンレール式燃料噴射装置が注目を集めている。コモンレ
ール式燃料噴射装置とは、高圧な作動流体を蓄えたコモ
ンレールから同作動流体を噴射器に圧送し、同作動流体
によって噴射器を作動させるものである。

【０００３】又、噴射器には、予め所定圧力まで増圧し
ておいた燃料を噴射するタイプの蓄圧式と、噴射時に燃
料を加圧して噴射するタイプの増圧式とが提案されてい
る。例えば、蓄圧式噴射器は、特開平１０―１８９３４
号公報に記載されていると共に、増圧式噴射器は、特開
平１０―１１０６５８号公報に記載されている。

【０００４】特開平１０―１８９３４号公報に記載され
た蓄圧式噴射器は、予め燃料を増圧してあるので、図８
に示すように、燃料の噴射時には燃料の噴射率が急激に
立ち上がり、又、噴射終了時には増圧燃料の圧力を利用
できるので、急激に噴射率が低くなる。

【０００５】一方、特開平１０―１１０６５８号公報に
記載された増圧式噴射器は、一つの電磁ソレノイドによ
って、ピンスプールバルブ及びインテンシファイヤーバ
ルブの２つのバルブを共に制御しようとするものであ
る。この増圧式噴射器は、噴射時に増圧するので、図９
に示すように、燃料の噴射時の燃料の噴射率の立ち上が
りが緩やかとなり、又、噴射終了時においては増圧燃料
の圧力が利用できず、噴射弁に設けた戻りばねのばね力
のみにより噴射弁の閉弁を行うので、噴射率の低下は緩
やかとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の蓄圧式と増圧式の燃料噴射装置は、いずれも排気ガ
スを最適な状態にできない等の問題がある。

【０００７】具体的には、エンジンの特性上、燃料の噴
射時においては燃料の噴射率は急激に上昇するよりも、
緩やかに上昇した方が、ＮＯ_Xや燃焼騒音、振動の発生
を抑制することができる。又、燃料の噴射終了時におい
ては燃料の噴射率を緩やかに低くするよりも、急激に低
くした方が、未燃燃料やパティキュレートの発生を抑制
することができる。

【０００８】これに対し、上記蓄圧式は、噴射時におけ
る燃料の噴射率が急激に高くなりすぎる。又、上記増圧
式は噴射停止時における燃料の噴射率の低下が遅すぎ
る。

【０００９】このように、従来の蓄圧式、増圧式には、
燃料の噴射時あるいは噴射終了時のいずれかにおいて問
題があった。

【００１０】そこで、図１０に示すように、噴射時には
増圧式のように緩やかに噴射率が増加し、噴射停止時に
は蓄圧式のように急激に噴射率が低下するという特性を
有する燃料噴射装置の開発が望まれていた。

【００１１】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、燃料の噴射率を、燃料の噴射時には緩や
かに上昇させ、燃料の噴射終了時には急激に低下させる
ことができるコモンレール式燃料噴射装置を提供しよう
とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、噴射器内に配置された増圧ピストンの両端に加圧室
と燃料増圧室が形成され、燃料の噴射時には、作動流体
を蓄えたコモンレールより、該作動流体を前記加圧室に
流入させて増圧ピストンを付勢して、燃料増圧室内の燃
料を加圧することで燃料を噴射し、噴射終了時には、加
圧室内の作動流体を流出させ、増圧ピストンによる燃料
増圧室内の燃料の加圧を終了させることで燃料の噴射を
終了させる内燃機関のコモンレール式燃料噴射装置にお
いて、前記噴射器に、前記燃料増圧室内の燃料を外部に
流出させる通路を形成し、噴射時には当該通路の連通を
遮断し、噴射終了時には当該通路を連通させる切り換え
手段を設けたことをその要旨とした。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のコモンレール式燃料噴射装置において、前記切り換え
手段は、噴射器に流入される作動流体によって制御され
ることをその要旨とした。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
前記増圧ピストン内に前記通路設けると共に、該増圧ピ
ストン内に前記切り換え手段を配置したことをその要旨
とした。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求
項３に記載のコモンレール式燃料噴射装置おいて、前記
噴射器の制御は一つのソレノイドと一つの切り換えバル
ブによって行われることをその要旨とした。

【００１６】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
燃料の噴射時には、切り換え手段によって燃料増圧室内
の燃料を外部に流出させる通路の連通が遮断されると共
に、燃料増圧室内の燃料が増圧ピストンによって加圧さ
れて燃料噴射が行なわれる。又、燃料の噴射終了時に
は、前記通路が連通され、燃料増圧室内の燃料を外部に
流出させることで、燃料の噴射を終了させる。

【００１７】請求項２に記載の発明によれば、切り換え
手段は噴射器に圧送される作動流体によって駆動するの
で、新たに別の駆動手段を導入する必要がない。

【００１８】請求項３に記載の発明によれば、前記通路
を形成するスペース及び切り換え手段を収容するスペー
スを噴射器内に新たに確保する必要がない。

【００１９】請求項４に記載の発明によれば、一つの電
磁ソレノイドで２つのバルブを制御する従来の噴射器に
比べ、バルブを一つ減らすことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、ディーゼルエンジンに用い
られるコモンレール式燃料噴射装置に本発明を具体化し
た第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。

【００２１】（第1実施形態）図１にコモンレール式燃
料噴射装置６０の概略図を示す。

【００２２】コモンレール式燃料噴射装置６０は、図示
しないエンジンの各シリンダヘッド内に配置される１又
はそれ以上の増圧式噴射器（以下、単に噴射器という）
１を備えると共に、前記噴射器１に作動流体としての燃
料を供給及び回収をする作動流体循環系統６１、噴射器
１に燃料を供給する燃料供給系統６２及び噴射器１を電
子的に制御するためのコンピュータ６３等より構成され
る。

【００２３】前記作動流体循環系統６１は、燃料供給ポ
ンプ６５、高圧ポンプ６６、コモンレール６７及び作動
流体回収装置６８等により構成されている。燃料供給ポ
ンプ６５は、燃料タンク６９内の燃料を高圧ポンプ６６
に圧送する。高圧ポンプ６６に圧送された燃料は、同高
圧ポンプ６６によって加圧されてコモンレールに圧送さ
れる。コモンレール６７に圧送された燃料は、同コモン
レール６７内に蓄えられ、適時前記噴射器１の作動流体
供給部２（図２参照）に作動流体として圧送される。作
動流体回収装置６８は、噴射器１の放圧部３（図２参
照）から流出される作動流体としての燃料を回収すると
共に、回収した燃料を高圧ポンプ６６に再循環させる。

【００２４】前記燃料供給系統６２は、ポンプ７０及び
バルブ７１によって構成されている。ポンプ７０は、燃
料タンク６９内の燃料を前記各噴射器１の燃料供給部２
１（図２参照）に圧送する。バルブ７１は、噴射器１に
供給される燃料の供給量を調整する。

【００２５】前記コンピュータ６３は、前記各噴射器１
を制御するための制御信号を生成する。本実施形態にお
ける制御信号は、噴射器１に内蔵されたの電磁ソレノイ
ド５（図２参照）に送られる電流である。

【００２６】次に、前記噴射器１の断面図を図２〜図４
に示す。

【００２７】尚、以下、「噴射器１の上端部」等、噴射
器１に対して方向を示す言葉を使用するが、それは図面
において指すものであり、噴射器１をエンジンに装着し
た状態において必ずしもそれと同様の方向になるわけで
はない。

【００２８】図２〜図４に示すように、噴射器１の上端
部には、作動流体供給部２及び放圧部３が形成されてい
る。作動流体供給部２には前記コモンレール６２から作
動流体としての高圧な燃料が圧送されてくる。又、放圧
部３からは、作動流体としての燃料が流出し、前記作動
流体回収装置６９に回収される。

【００２９】噴射器１の上部には電磁ソレノイド４、切
り換え弁５及び復帰ばね６が収容されている。電磁ソレ
ノイド４は、前記コンピュータ６３から送られてくる制
御信号である電流によって励磁される。切り換え弁５は
スライド可能に取り付けてあり、電磁ソレノイド４の励
磁によって吸引力を受け、逆に、復帰ばね６によって電
磁ソレノイド４から離間する方向へ付勢される。

【００３０】噴射器１の中央部には収容室７が形成され
ている。収容室７の上方には加圧室８が形成されてい
て、同加圧室８は収容室７と連通していると共に、作動
流体供給部２及び放圧部３とも連通している。収容室７
には増圧ピストン９が上下にスライド可能に収容されて
いる。増圧ピストン９は被ガイドロッド部９ａ及び増圧
プランジャ部９ｂより構成されていて、被ガイドロッド
部９ａの下部中央より増圧プランジャ部９ｂが下方に延
出形成されている。被ガイドロッド部９ａには上方に開
口した収納室としての凹部１０が形成されている。

【００３１】凹部１０には大径室１０ａ及び小径室１０
ｂが形成されていて、大径室１０ａの下端部と小径室１
０ｂの上端部の間に段差部１０ｃが形成されている。

【００３２】前記凹部１０の底面中央部から下方に向か
って圧抜き経路１１が形成されている。圧抜き経路１１
は増圧プランジャ部９ｂの中心軸に沿って、増圧プラン
ジャ部９ｂの下端面まで達している。

【００３３】前記増圧プランジャ部９ｂの径は被ガイド
ロッド部９ａの径より小さく、従って、前記収容室７内
において前記増圧プランジャ部９ｂの周面の外側には中
空部１２が形成されている。中空部１２は被ガイドロッ
ド部９ａ下部に形成された連通孔１３を経由して前記凹
部１０と連通している。中空部１２の下端部と前記放圧
部３を連通するようにバイパス通路１４が形成されてい
る。中空部１２には増圧ピストンスプリング１５が介在
されていて、増圧ピストン９を噴射器１の上部方向に付
勢する。

【００３４】前記増圧ピストン９の被ガイドロッド部９
ａに形成された凹部１０には切り換え手段としての圧抜
きピストン１６及び切り換え手段としてのボール弁１７
が収容されている。

【００３５】前記圧抜きピストン１６は、大径部１６
ａ、中径部１６ｂ及び小径部１６ｃより形成されてい
る。大径部１６ａは前記凹部１０の大径室１０ａに収容
され、中径部１６ｂ及び小径部１６ｃは同じく小径室１
０ｂに収容される。圧抜きピストン１６は凹部１０内を
上下にスライド可能に取り付けてある。又、圧抜きピス
トン１６の質量は、増圧ピストン９の質量と比較して小
さいものとしてある。圧抜きピストン１６の中径部１６
ｂの下端部で、小径部１６ｃの外側には圧抜きピストン
スプリング１８が介在されていて、圧抜きピストン１６
を上方へ付勢する。

【００３６】前記ボール弁１７は、圧抜きピストン１６
の小径部１６ｃの下端面と圧抜き経路１１の上端部との
間に配置されている。

【００３７】前記増圧ピストン９の下方には燃料増圧室
１９が形成されている。燃料増圧室１９は前記圧抜き経
路１１と連通している。又、燃料増圧室１９は燃料供給
通路２０を経由して燃料供給部２１に連通していて、前
記燃料供給ポンプ７０から燃料供給部２１に送られてく
る燃料が燃料増圧室１９内に流入する。燃料増圧室１９
と燃料供給通路２０の間には逆止弁２２が介在されてい
て、燃料増圧室１９内の圧力が一定以上になると上方に
移動し、同燃料増圧室１９と燃料供給通路２０の連通を
遮断する位置に配置される。

【００３８】噴射器１の下部には噴射弁２３が上下にス
ライド可能に収容されている。噴射弁２３は押し付けピ
ストン部２３ａ、大径部２３ｂ、段差部２３ｃ及び小径
部２３ｄからなる。押し付けピストン部２３ａの上方に
は押し付けばね２４が介在されていて、噴射弁２３を下
方に付勢する。噴射弁２３の段差部２３ｃの周囲には燃
料充填室２５が形成されている。燃料充填室２５内には
噴射弁２３の段差部２３ｃが露出していて、燃料充填室
２５内の圧力は噴射弁２３の段差部２３ｃにはたらき、
同噴射弁２３を上方に付勢する。燃料充填室２５は燃料
通路２６を経由して燃料増圧室１９と連通している。
又、燃料充填室２５から下方に向かって燃料通路２７が
伸びていて、同燃料通路２７の先端部付近に噴射口２８
が形成されている。

【００３９】次に、噴射器１の作動を説明する。

【００４０】燃料の噴射開始前の状態を図２に示す。燃
料の噴射開始前には、電磁ソレノイド４は消磁状態であ
り、切り換え弁５は復帰ばね６に付勢されて加圧室８と
放圧部３とを連通させる非噴射位置に配置される。加圧
室８と放圧部３が連通すると、加圧室８内の作動流体と
しての燃料は放圧部３よりに流出するので、加圧室８内
は低圧になる。加圧室８内が低圧になると、増圧ピスト
ン９は増圧ピストンスプリング１５のばね力により収容
室７内の上方の非噴射位置に配置される。増圧ピストン
９が非噴射位置に配置されると、圧抜きピストン１６は
収容室７の上端を形成する壁に当接する。圧抜きピスト
ン１６が収容室７の上端を形成する壁に当接すると、ボ
ール弁１７は、同圧抜きピストン１６の小径部１６ｃの
底面に押圧されて、圧抜き経路１１と凹部１０の連通を
遮断する位置に配置される。増圧ピストン９が収容室７
内の上方の非噴射位置にあると、燃料増圧室１９内の圧
力は、同燃料増圧室１９に供給される燃料の圧力とほぼ
同程度と比較的低圧であり、逆止弁２２は燃料増圧室１
９と燃料供給通路２０を連通する位置に配置される。燃
料増圧室１９内が低圧だと、同燃料増圧室１９と連通し
ている燃料充填室２５内も低圧となる。燃料充填室２５
内が低圧だと、噴射弁２３の段差部２３ｃに作用する力
が弱くなり、噴射弁２３は押し付けばね２４のばね力に
より燃料通路２７と噴射口２８の連通を遮断する非噴射
位置に配置される。

【００４１】燃料の噴射時の状態を図３に示す。燃料の
噴射時には、図２の噴射開始前の状態から電磁ソレノイ
ド４を励磁する。電磁ソレノイド４を励磁すると、切り
換え弁５は電磁ソレノイド４の吸引力により、加圧室８
と作動流体供給部３とを連通させる噴射位置に配置され
る。加圧室８が作動流体供給部３と連通すると、コモン
レール６７から作動流体供給部３に圧送される高圧な作
動流体としての燃料が加圧室８内に流入して、加圧室８
内の圧力は上昇する。加圧室８内の圧力は、圧抜きピス
トン１６の頂面にはたらき同圧抜きピストン１６を下方
に付勢する。圧抜きピストン１６が下方に付勢される
と、その力は、同圧抜きピストン１６の大径部１６ａの
外周側下面、ボール弁１７の下面及び圧抜きピストンス
プリング１８を経由して増圧ピストン９に伝達され、同
増圧ピストン９は下方に付勢される。

【００４２】加圧室８内の圧力が上昇して一定以上にな
ると、増圧ピストン９を下方に付勢する力が、同増圧ピ
ストン９を上方に付勢する力、即ち増圧ピストンスプリ
ング１５のばね力に勝り、増圧ピストン９は下方にスラ
イドを開始する。又、圧抜きピストン１６は、同圧抜き
ピストン１６の頂面にかかる圧力によって下方に付勢さ
れ、凹部１０内に収容された状態である。圧抜きピスト
ン１６が収容状態にあると、同圧抜きピストン１６の下
方に介在しているボール弁１７は下方に押圧され、圧抜
き経路１１と凹部１０の連通を遮断する位置に配置され
る。

【００４３】増圧ピストン９が下方にスライドを開始す
ると、同増圧ピストン９の頂面と収容室７の上端部を形
成する壁の間に隙間ができ、同隙間に加圧室８内の燃料
が流入する。増圧ピストン９の上方に流入した燃料は、
増圧ピストン９の頂面にはたらき、同増圧ピストン９を
下方に付勢する。

【００４４】増圧ピストン９が下方にスライドすると、
燃料増圧室１９内の燃料が加圧され、燃料増圧室１９内
の圧力が一定以上に上昇すると逆止弁２２が燃料増圧室
１９と燃料供給通路２０の連通を遮断する位置に配置さ
れる。

【００４５】そして、増圧ピストン９が更に下方にスラ
イドして、燃料増圧室１９内の燃料が更に加圧されて、
燃料増圧室１９と連通する燃料充填室２５内の燃料の圧
力が一定以上に上昇すると、噴射弁２３の段差部２３ｃ
にかかる圧力が押し付けばね２４のばね力に勝り、噴射
弁２３が上方にスライドする。噴射弁２３が上方にスラ
イドすると、燃料通路２７と噴射口２８が連通され、燃
料が噴射口２８より噴射される。

【００４６】燃料の噴射終了時の状態を図４に示す。燃
料の噴射終了時には、図３の燃料噴射時の状態から電磁
ソレノイド４を消磁する。電磁ソレノイド４を消磁する
と、切り換え弁５は復帰ばね６に付勢されて加圧室８と
放圧部３とを連通させる非噴射位置に配置される。加圧
室８と放圧部３が連通すると、加圧室８内の作動流体と
しての燃料は放圧部３より作動流体回収装置６８に流出
し、加圧室８内は低圧になる。加圧室８内が低圧になる
と、圧抜きピストン１６の頂面及び増圧ピストン９の頂
面にかかる圧力が低下することで、圧抜きピストン１６
及び増圧ピストン９は、圧抜きピストンスプリング１８
及び増圧ピストンスプリング１５のばね力によって上方
へスライドを開始する。ただし、圧抜きピストン１６の
質量は、増圧ピストン９の質量と比べ小さいので、増圧
ピストン９が上方にスライドする速度よりも、圧抜きピ
ストン１６が上方にスライドをする速度の方が速い。圧
抜きピストン１６は、増圧ピストン９に比べ上方へのス
ライドの速度が速いので、同圧抜きピストン１６が増圧
ピストン９上部に形成された凹部１０内より上方に突出
し、ボール弁１７は同ボール弁１７の下面にかかり同ボ
ール弁１７を上方に付勢する燃料増圧室１９内の圧力に
より上方に移動し、圧抜き経路１１と凹部１０を連通す
る位置に配置される。圧抜き経路１１と凹部１０が連通
すると、燃料増圧室１９内の燃料は、圧抜き経路１１、
凹部１０、連通部１３、中空部１２及びバイパス通路１
４を経由して放圧部３に流出して、燃料増圧室１９内の
圧力が低下する。燃料増圧室１９内の圧力が低下する
と、燃料増圧室１９と連通する燃料充填室２５内の圧力
も低下する。燃料充填室２５内の圧力が低下して噴射弁
２３の段差部２３ｃにかかる圧力が一定以下になると、
噴射弁２３が下方にスライドして燃料通路２７と噴射口
２８の連通を遮断する非噴射位置に配置され、噴射を終
了する。そして、増圧ピストン９が更に上方にスライド
して収容室７内の上方の非噴射位置に配置されると、圧
抜きピストン１６は収容室７の上端を形成する上壁によ
り下方に付勢されて、圧抜きピストン１６がボール弁１
７を圧抜き経路１１と凹部１０の連通を遮断する位置に
配置する。又、増圧ピストン９が非噴射位置に配置され
る過程において、燃料増圧室１９内の圧力が一定以下に
なると、逆止弁２２が燃料増圧室１９と燃料供給通路２
０を連通する位置に配置され、燃料供給部２１より燃料
増圧室１９に燃料が供給される。そして、図２に示す、
燃料の噴射開始前の状態に戻る。

【００４７】次に、上記のように構成した増圧式噴射器
１を用いたコモンレール式燃料噴射装置６０の特徴を以
下に記載する。

【００４８】（１）燃料増圧室１９を、圧抜き経路１
１、凹部１０、中空部１２及びバイパス通路１４を経由
して放圧部３と連通させ、燃料の噴射時には圧抜き経路
１１と凹部１０の連通をボール弁１７によって遮断し、
燃料の噴射終了時には圧抜き経路１１と凹部１０を連通
させるようにした。

【００４９】従って、燃料の噴射時には、従来の増圧式
噴射器と同様に、噴射する時に燃料を加圧するので、噴
射時の噴射率を緩やかに増加させることができる。

【００５０】又、燃料の噴射終了時には、燃料増圧室１
９内の燃料を放圧部３に流出させるので、燃料増圧室１
９内の圧力を素早く低下させて、同燃料増圧室１９と連
通する燃料充填室２５内の圧力も素早く低下させ、噴射
弁２３を素早く下方にスライドさせて噴射を終了させる
ことができる。従って、噴射率を急激に低下させること
ができる。

【００５１】（２）切り換え手段としての圧抜きピスト
ン１６は作動流体の圧力によって制御されるので、新た
に別の駆動手段を導入して切り換え手段としての圧抜き
ピストンを制御しなくてよい。従って、新たに別の駆動
手段を導入して噴射器１が大型化することを防止でき
る。

【００５２】（３）切り換え手段としての圧抜きピスト
ン１６を増圧ピストン９内に形成した収納部としての凹
部１０内に配置したので、圧抜きピストン１６が場所を
取ることがなく、噴射器１を従来の噴射器と比べて大型
化するのを防止できる。

【００５３】（４）噴射器１の制御を一つの電磁ソレノ
イド４と一つの切り換えバルブ５で行うので、従来の一
つの電磁ソレノイドで２つのバルブを制御する噴射器と
比較して、部品点数が少なくて済むので噴射器１の小型
化が図れ、かつ、作動の確実性が良くなる。

【００５４】（５）燃料増圧室１９内の燃料を放圧部３
に流出させることで噴射を終了させるので、燃料通路２
７と噴射口２８の連通を遮断するために押し付けばね２
４のばね力を強くする必要がなくなる。従って、押し付
けばね２４のばね力を弱くすることで、噴射弁２３の先
端部が破損することを防止できる。

【００５５】（第２実施形態）次に、ディーゼルエンジ
ンに用いられるコモンレール式燃料噴射装置に本発明を
具体化した第２実施形態を、図１及び図５に従って説明
する。尚、第1実施形態と同じ構成部には同じ符号を付
すことでその説明を省略する。

【００５６】図１に示す燃料噴射装置６０において、第
１実施形態で用いられた噴射器１の代わりに、本実施形
態では噴射器４０を用いる。

【００５７】噴射器４０に内蔵される増圧ピストン４１
は、被ガイドロッド部４１ａの下部中央より増圧プラン
ジャ部４１ｂが下方に延出形成されていて、本実施形態
においては、被ガイドロッド部４１ａの上部には凹部は
形成されていない。

【００５８】前記増圧ピストン４１の右方には、燃料増
圧室１９と放圧部３を連通するためのバイパス通路４２
が形成されている。本実施形態は、切り換え手段として
切り換えバルブ５を用いていて、バイパス通路４２と放
圧部３の連通の遮断を切り換えバルブ５によって行う。

【００５９】第1実施形態において、燃料供給通路２
０、燃料供給部２１、逆止弁２２及び燃料通路２６が噴
射器１の右側に配置されていたのに対し、本実施形態に
おいては、それぞれ対応する燃料供給通路４６、燃料供
給部４７、逆止弁４８及び燃料通路４９は、噴射器４０
の左側に配置されている。

【００６０】これは、バイパス通路４２を形成する領域
を確保するためにしたものであり、それぞれの作用はそ
れぞれ第１実施形態において対応するものと同様とす
る。

【００６１】次に、噴射器４０の作動を説明する。

【００６２】燃料の噴射開始前は、電磁ソレノイド４は
消磁状態にあり、図５に示すように、切り換え手段とし
ての切り換え弁５は、加圧室８と放圧部３を連通する非
噴射位置に配置される。又、切り換え弁５が非噴射位置
に配置されると、バイパス通路４２と放圧部３は連通し
た状態となる。加圧室８は放圧部３と連通するので、同
加圧室８内は低圧になり、増圧ピストン４１は図５に示
す非噴射位置に配置され、噴射弁２３は燃料通路２７と
噴射口２８の連通を遮断する非噴射位置に配置される。

【００６３】噴射時には、電磁ソレノイド４を励磁し
て、切り換え弁５を噴射位置に配置させ、加圧室８と作
動流体供給部３とを連通させる。又、切り換え弁５が噴
射位置に配置されると、バイパス通路４２と放圧部３の
連通は同切り換え弁５によって遮断される。加圧室８は
作動流体供給部２と連通するので、同加圧室８内の圧力
は上昇し、増圧ピストン４１は下方にスライドを開始し
て燃料増圧室１９内の燃料を加圧する。燃料増圧室１９
内の燃料が加圧されると、燃料充填室２５内の圧力が上
昇し、噴射弁２３が上方にスライドして、噴射位置に配
置される。噴射弁２３が噴射位置に配置されると、燃料
通路２７と噴射口２８が連通して、同噴射口２８より燃
料が噴射される。

【００６４】燃料の噴射終了時には、電磁ソレノイド４
を消磁して、切り換え弁５を非噴射位置に配置させ、加
圧室８と放圧部３とを連通させる。切り換え弁５が非噴
射位置に配置されると、バイパス通路４２と放圧部３と
が連通されるので、燃料増圧室１９内の燃料はバイパス
通路４２を経由して放圧部３より流出する。燃料増圧室
１９内の燃料が流出して、燃料増圧室１９内の圧力が低
下することで、燃料充填室２５内の圧力も低下し、噴射
弁２３が下方にスライドして燃料通路２７と噴射口２８
の連通を遮断する非噴射位置に配置され燃料の噴射を終
了させる。

【００６５】次に、上記のように構成した増圧式噴射器
４０を用いたコモンレール式燃料噴射装置６０の特徴を
以下に記載する。

【００６６】（１）燃料増圧室１９を、バイパス通路４
２を経由して放圧部３と連通させ、燃料の噴射時には切
り換えバルブ５によって燃料増圧室１９と放圧部３の連
通を遮断し、燃料の噴射終了時には燃料増圧室１９と放
圧部３を連通させるようにした。

【００６７】従って、燃料の噴射時には、従来の増圧式
噴射器と同様に、噴射する時に燃料を加圧するので、噴
射時の噴射率を緩やかに増加させることができる。

【００６８】又、燃料の噴射終了時には、燃料増圧室１
９内の高圧な燃料を放圧部３に流出させることができる
ので、燃料増圧室１９内の圧力を素早く低下させて、同
燃料増圧室１９と連通する燃料充填室２５内の圧力も素
早く低下させ、噴射弁２３を素早く下方にスライドさせ
て噴射を終了させることができる。従って、噴射率を急
激に低下させることができる。

【００６９】（２）切り換え手段としての切り換えバル
ブ５は、電磁ソレノイド４を励磁することによって駆動
するので、新たに別の駆動手段を導入して噴射器１が大
型化するのを防止できる。

【００７０】（３）噴射器１の制御を一つの電磁ソレノ
イド４と一つの切り換えバルブ２で行うので、従来の一
つの電磁ソレノイドで２つのバルブを制御する噴射器と
比較して、部品点数が少なくて済むので噴射器１の小型
化が図れ、かつ、作動の確実性が良くなる。

【００７１】（４）燃料増圧室１９内の燃料を放圧部３
に流出させることで噴射を終了させるので、燃料通路２
７と噴射口２８の連通を遮断するために押し付けばね２
４のばね力を強くする必要がなくなる。従って、押し付
けばね２４のばね力を弱くすることで、噴射弁２３の先
端部が破損することを防止できる。

【００７２】（５）第１実施形態においては、切り換え
手段として圧抜きピストン１６を噴射器１に内蔵させた
が、本実施形態においては、元々内蔵されている切り換
えバルブ５を切り換え手段として用いているので、部品
点数を少なくすることができると共に、作動性が確実に
なる。

【００７３】（第３実施形態）次に、ディーゼルエンジ
ンに用いられるコモンレール式燃料噴射装置に本発明を
具体化した第３実施形態を、図１及び図６に従って説明
する。尚、第1実施形態及び第２実施形態と同じ構成部
には同じ符号を付すことでその説明を省略する。

【００７４】図１に示す燃料噴射装置６０において、第
１実施形態で用いられた噴射器１の代わりに、本実施形
態では噴射器５０を用いる。

【００７５】図６に示すように、噴射器５０に内蔵され
る増圧ピストン４１の右方には、第２の収容室５１が形
成されている。第２の収容室５１の右方には第２の電磁
ソレノイド５２が配置されている。

【００７６】前記第２の収容室５１は、圧抜き経路５３
によって前記燃料増圧室１９と連通している。又、第２
の収容室５１はバイパス通路５４によって前記放圧部３
と連通している。

【００７７】前記第２の収容室５１には、切り換え手段
としての圧抜き弁５５、ボール弁５６及び第２の復帰ば
ね５７が収容されている。

【００７８】前記圧抜き弁５５はスライド可能に取り付
けてある。圧抜き弁５５は、第２の電磁ソレノイド５２
の励磁によって吸引力を受け、逆に、第２の復帰ばね５
７によって第２の電磁ソレノイド５２から離間する方向
へ付勢される。

【００７９】前記ボール弁５６は前記圧抜き弁５５の先
端部と圧抜き経路５３の端部との間に配置されている。

【００８０】次に噴射器５０の作動を説明する。

【００８１】燃料の噴射開始前には、電磁ソレノイド４
及び第２の電磁ソレノイド５２は共に消磁状態にあり、
図６に示すように、切り換え弁５は、加圧室８と放圧部
３を連通する非噴射位置に配置される。加圧室８と放圧
部３が連通すると、加圧室８内は低圧になり、増圧ピス
トンスプリング１５のばね力によって増圧ピストン４１
は上方へ付勢され、非噴射位置に配置される。又、圧抜
き弁５５は第２の復帰ばね５７のばね力によって第２の
電磁ソレノイド５２と離間する方向へ付勢される。圧抜
き弁５５が第２の電磁ソレノイド５２と離間する方向へ
付勢されると、同圧抜き弁５５がボール弁５６を押圧し
て、同ボール弁５６は圧抜き経路５３と第２の収容室５
１の連通を遮断する位置に配置される。増圧ピストン４
１が非噴射位置に配置されると、燃料増圧室１９内は同
増圧ピストン４１に加圧されることなく比較的低圧なの
で、燃料増圧室１９と連通する燃料充填室２５内も比較
的低圧となり、噴射弁２３は燃料通路２７と噴射口２８
との連通を遮断する非噴射位置に配置される。

【００８２】燃料の噴射時には、電磁ソレノイド４を励
磁する。尚、第２の電磁ソレノイド５２は消磁状態のま
まである。電磁ソレノイド４が励磁されると、増圧ピス
トン４１が下方にスライドして、燃料増圧室１９内の燃
料を加圧する。燃料増圧室１９内の燃料が加圧されて圧
力が上昇すると、同燃料増圧室１９と連通する燃料充填
室２５内の圧力も上昇する。燃料充填室２５内の圧力が
上昇すると、噴射弁２３は上方へスライドして、燃料通
路２７と噴射口２８を連通する噴射位置に配置され、燃
料が噴射される。

【００８３】燃料の噴射終了時には、電磁ソレノイド４
を消磁し、第２の電磁ソレノイド５２を励磁する。第２
の電磁ソレノイド５２を励磁すると、圧抜き弁５５は第
２の電磁ソレノイド５２の方向にスライドする。圧抜き
弁５５が第２の電磁ソレノイド５２の方向にスライドす
ると、ボール弁５６は、圧抜き経路５３を経由する燃料
増圧室１９内の圧力により、圧抜き経路５３と第２の収
容室５１を連通する位置に配置される。圧抜き経路５３
と第２の収容室５１が連通すると、燃料増圧室１９内の
燃料は、圧抜き経路５３、第２の収容室５１及び第２の
バイパス通路５４を経由して放圧部３から流出する。燃
料増圧室１９内の燃料が放圧部３から流出すると、同燃
料増圧室１９内の圧力が低下すると共に、燃料充填室２
５内の圧力も低下して、噴射弁２３が燃料通路２７と噴
射口２８の連通を遮断することで燃料の噴射を終了させ
る。

【００８４】次に、上記のように構成した増圧式噴射器
５０を用いたコモンレール式燃料噴射装置６０の特徴を
以下に記載する。

【００８５】（１）燃料増圧室１９を、圧抜き経路５
３、第２の収容室５１及び第２のバイパス通路５４を経
由して放圧部３と連通させ、燃料の噴射時には圧抜き経
路５３と第２の収容室５１の連通をボール弁５６によっ
て遮断し、燃料の噴射終了時には圧抜き経路５３と第２
の収容室５１を連通させるようにした。

【００８６】従って、燃料の噴射時には、従来の増圧式
噴射器と同様に、噴射する時に燃料を加圧するので、噴
射時の噴射率を緩やかに増加させることができる。

【００８７】又、燃料の噴射終了時には、燃料増圧室１
９内の燃料を放圧部３に流出させるので、燃料増圧室１
９内の圧力を素早く低下させて、同燃料増圧室１９と連
通する燃料充填室２５内の圧力も素早く低下させ、噴射
弁２３を素早く下方にスライドさせて噴射を終了させる
ことができる。従って、噴射率を急激に低下させること
ができる。

【００８８】（２）燃料増圧室１９内の燃料を放圧部３
に流出させることで噴射を終了させるので、燃料通路２
７と噴射口２８の連通を遮断するために押し付けばね２
４のばね力を強くする必要がなくなる。従って、押し付
けばね２４のばね力を弱くすることで、噴射弁２３の先
端部が破損することを防止できる。

【００８９】（３）切り換え手段としての圧抜き弁５５
を第２の電磁ソレノイド５２によって作動させるので、
作動が確実になる。

【００９０】（第４実施形態）次に、ディーゼルエンジ
ンに用いられるコモンレール式燃料噴射装置に本発明を
具体化した第４実施形態を、図１及び図７に従って説明
する。尚、第1実施形態〜第３実施形態と同じ構成部に
は同じ符号を付すことでその説明を省略する。

【００９１】図１に示す燃料噴射装置６０において、第
１実施形態で用いられた噴射器１の代わりに、本実施形
態では噴射器８０を用いる。

【００９２】図７に示すように、噴射器８０に内蔵され
る増圧ピストン４１の右方には、第２の収容室８１が形
成されている。

【００９３】前記第２の収容室８１の上方には第２の加
圧室８２が形成されていて、同第２の加圧室８２は前記
第２の収容室８１と連通している。第２の加圧室８２の
上端部と増圧ピストン４１の上方の加圧室８を連通する
ように連絡通路８３が形成されている。又、第２の収容
室８１の下側部と放圧部３連通するようにバイパス通路
８４が形成されている。更に、第２の収容室８１の底面
中央と燃料増圧室１９を連通するように圧抜き経路８５
が形成されている。

【００９４】前記第２の収容室８１内には、切り換え手
段としての圧抜きピストン８６及び切り換え手段として
のボール弁８７が収容されている。圧抜きピストン８６
は第２の収容部８１内を上下にスライド可能に取り付け
てある。圧抜きピストン８６の下側部には圧抜きピスト
ンスプリング８８が介在されていて、圧抜きピストン８
６を上方へ付勢する。圧抜きピストン８６の下方にはボ
ール弁８７が介在していて、同圧抜きピストン８６の下
端面と圧抜き経路８５の上端部との間に配置されてい
る。

【００９５】次に噴射器８０の作動を説明する。

【００９６】燃料の噴射開始前には、電磁ソレノイド４
は消磁状態にあり、図７に示すように、切り換え弁５
は、加圧室８と放圧部３を連通する非噴射位置に配置さ
れる。加圧室８が放圧部３と連通すると、加圧室８内は
低圧になり、増圧ピストン４１は増圧ピストンスプリン
グ１５のばね力により上方へ付勢され、非噴射位置に配
置される。加圧室８が低圧になると、同加圧室８と連通
する第２の加圧室８２内も低圧となり、圧抜きピストン
８６は圧抜きピストンスプリング８８のばね力によって
上方へ付勢される。増圧ピストン４１が非噴射位置に配
置されると、燃料増圧室１９内は同増圧ピストン４１に
加圧されることなく比較的低圧なので、燃料増圧室１９
と連通する燃料充填室２５内も比較的低圧となり、噴射
弁２３は燃料通路２７と噴射口２８との連通を遮断する
非噴射位置に配置される。

【００９７】燃料の噴射時には、電磁ソレノイド４を励
磁する。電磁ソレノイド４が励磁されると、切り換えバ
ルブ５は加圧室８と作動流体供給部２とを連通する噴射
位置に配置される。加圧室８が作動流体供給部２と連通
すると、加圧室８内の圧力は上昇する。又、加圧室８と
連通する第２の加圧室８２内の圧力も上昇する。

【００９８】第２の加圧室８２内の圧力が上昇すると、
圧抜きピストン８６は下方に付勢され、ボール弁８７は
圧抜きピストン８６によって下方に押圧され、同ボール
弁８７は圧抜き経路８５と第２の収容室８１の連通を遮
断する位置に配置される。

【００９９】加圧室８内の圧力が上昇すると、増圧ピス
トン４１は下方にスライドを開始して、燃料増圧室１９
内の燃料を加圧する。燃料増圧室１９内の燃料が加圧さ
れると、同燃料増圧室１９と連通する燃料充填室２５内
の圧力も上昇し、噴射弁２３が上方に付勢されて、燃料
通路２７と噴射口２８を連通する噴射位置に配置され、
燃料が噴射される。

【０１００】燃料の噴射終了時には、電磁ソレノイド４
を消磁する。電磁ソレノイド４を消磁すると、切り換え
バルブ５は加圧室８と放圧部３を連通する非噴射位置に
配置される。加圧室８が放圧部３と連通すると、加圧室
８内は比較的低圧になる。加圧室８内が低圧になると、
同加圧室８と連通する第２の加圧室８２内も低圧とな
り、圧抜きピストン８６は圧抜きピストンスプリング８
８のばね力により上方へ付勢され、圧抜きピストン８６
の下方にあるボール弁８７は、同ボール弁８７の下面に
かかる圧力、即ち燃料増圧室１９内の圧力によって上方
へ付勢され、圧抜き経路８５と第２の収容室８１を連通
する位置に配置される。圧抜き経路８５と第２の収容室
８１が連通すると、燃料増圧室１９内の燃料が、圧抜き
経路８５、第２の収容室８１、バイパス通路８４を経由
して放圧部３から流出し、燃料増圧室１９内の圧力が低
下する。燃料増圧室１９内の圧力が低下すると、同燃料
増圧室１９と連通する燃料充填室２５内の圧力も低下し
て、噴射弁２３は燃料通路２７と噴射口２８の連通を遮
断する位置に配置されて燃料の噴射を終了させる。

【０１０１】次に、上記のように構成した増圧式噴射器
５０を用いたコモンレール式燃料噴射装置６０の特徴を
以下に記載する。

【０１０２】（１）燃料増圧室１９を、圧抜き経路８
５、第２の収容室８１及びバイパス通路８４を経由して
放圧部３と連通させ、燃料の噴射時には圧抜きピストン
８６によって燃料増圧室１９と放圧部３との連通を遮断
し、燃料の噴射終了時には燃料増圧室１９と放圧部３を
連通させるようにした。

【０１０３】従って、燃料の噴射時には、従来の増圧式
噴射器と同様に、噴射する時に加圧するので、噴射時の
噴射率を緩やかに増加させることができる。

【０１０４】又、燃料の噴射終了時には、燃料増圧室１
９内の高圧な燃料を放圧部３に流出させることができる
ので、燃料増圧室１９内の圧力を素早く低下させて、燃
料増圧室１９と連通する燃料充填室２５内の圧力も素早
く低下させ、噴射弁２３を素早く下方にスライドさせて
噴射を終了させることができる。噴射弁２３が素早く下
方にスライドして噴射を終了させるので、燃料の噴射率
を急激に低下させることができる。

【０１０５】（２）切り換え手段としての圧抜きピスト
ン８６は、作動流体の圧力によって駆動するので、新た
に別の駆動手段を導入して切り換え手段としての圧抜き
ピストン８６を制御しなくてよい。従って、新たに別の
駆動手段を導入して噴射器８０が大型化するのを防止で
きる。

【０１０６】（３）噴射器８０の制御を一つの電磁ソレ
ノイド４を一つの切り換えバルブ５で行なうので、従来
の一つの電磁ソレノイドで二つのバルブを制御する噴射
器と比較して、部品点数が少なくて済むので、噴射器８
０の小型化が図れ、かつ、作動の確実性が良くなる。

【０１０７】（４）燃料増圧室１９内の燃料を放圧部３
に流出させることで噴射を終了させるので、燃料通路２
７と噴射口２８の連通を遮断するために押し付けばね２
４のばね力を強くする必要がなくなる。従って、押し付
けばね２４のばね力を弱くすることで、噴射弁２３の先
端部が破損することを防止できる。

【０１０８】発明の実施の形態は、上記実施の形態に限
定されるものではなく、以下のように実施してもよい。

【０１０９】○第１実施形態において、圧抜きピストン
１６の上方への移動に対して、規制する部材は特に設け
られていなかったが、例えば、図１１及び図１２に示す
ように規制部材９０を設けてもよい。

【０１１０】詳述すると、圧抜きピストン９１を、凹部
１０の小径室１０ａ内に収まる大きさに形成する。そし
て、小径室１０ａ上方の大径室１０ｂには、同大径室１
０ｂに適合する大きさに形成された規制部材９０を配置
する。その際、大径室１０ｂの周面にはねじ山１０ｃを
形成されていると共に、前記規制部材９０の外周面に
は、ねじ山部１０ｃと適合するねじ山部９０ｂを形成し
てあり、両者を螺合させることで、規制部材９０を大径
室１０ｂに固定する。又、規制部材９０には、小径室１
０ｂと増圧ピストン９の上方の空間を連通する貫通孔９
０ａが形成されている。

【０１１１】このように構成すると、増圧ピストン９上
方に流入する作動流体としての燃料が高圧な場合、図１
１に示すように、同燃料の圧力によって圧抜きピストン
９１は下方に付勢される。又、増圧ピストン９上方の燃
料の圧力が低い場合は、圧抜きピストンスプリング１８
のばね力によって、同圧抜きピストン９１は上方へ付勢
され、図１２に示すように、圧抜きピストン９１が前記
規制部材９０に当接した状態となる。

【０１１２】よって、圧抜きピストン９１の上方への移
動は、規制部材９０によって規制されるので、同圧抜き
ピストン９１が凹部１０内より上方へ抜け出ることを防
止することができる。

【０１１３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、燃料の
噴射時には、燃料の噴射率は緩やかに上昇すると共に、
燃料の噴射終了時には、燃料の噴射率は急激に低下す
る。

【０１１４】加えて、請求項２及び請求項３に記載の発
明によれば、噴射器の大型化を防止することができる。

【０１１５】加えて、請求項４記載の発明によれば、噴
射器の小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を説明するためのコモン
レール式燃料噴射装置６０の概略図。

【図２】同じく、燃料の噴射開始前の状態を説明するた
めの噴射器１の断面図。

【図３】同じく、燃料の噴射時の状態を説明するための
噴射器１の断面図。

【図４】同じく、燃料の噴射終了時の状態を説明するた
めの噴射器１の断面図。

【図５】第２実施形態を説明するための噴射器４０の断
面図。

【図６】第３実施形態を説明するための噴射器５０の断
面図。

【図７】第４実施形態を説明するための噴射器８０の断
面図。

【図８】従来における増圧式噴射器による燃料の噴射率
を表す図。

【図９】従来における蓄圧式噴射器による燃料の噴射率
を表す図。

【図１０】本発明の目的とする燃料の噴射率を表す図。

【図１１】別の実施の形態を説明するための説明図。

【図１２】同じく別の実施の形態を説明するための説明
図。

【符号の説明】

１…増圧式噴射器、３・・・放圧部、４…切り換えバル
ブ、５…電磁ソレノイド、９…増圧ピストン、１０…収
納室としての凹部、１１…圧抜き経路、１２…中空部、
１３連通孔、１４…バイパス通路、１９…燃料増圧室、
２０…切り換え手段としての圧抜きピストン、２１…切
り換え手段としてのボール弁

───────────────────────────────────────────────────── 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 57/02 ３２０ Ｆ０２Ｍ 57/02 ３２０Ａ ３３０ ３３０Ｂ ３３０Ｃ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴射器内に配置された増圧ピストンの両
   端に加圧室と燃料増圧室が形成され、燃料の噴射時に
   は、作動流体を蓄えたコモンレールより、該作動流体を
   前記加圧室に流入させて増圧ピストンを付勢して、燃料
   増圧室内の燃料を加圧することで燃料を噴射し、噴射終
   了時には、加圧室内の作動流体を流出させ、増圧ピスト
   ンによる燃料増圧室内の燃料の加圧を終了させることで
   燃料の噴射を終了させる内燃機関のコモンレール式燃料
   噴射装置において、 前記噴射器に、前記燃料増圧室内の燃料を外部に流出さ
   せる通路を形成し、噴射時には当該通路の連通を遮断
   し、噴射終了時には当該通路を連通させる切り換え手段
   を設けたコモンレール式燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のコモンレール式燃料噴
   射装置において、 前記切り換え手段は、噴射器に流入される作動流体によ
   って制御されるコモンレール式燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のコモンレ
   ール式燃料噴射装置において、 前記増圧ピストン内に前記通路を設けると共に、該増圧
   ピストン内に前記切り換え手段を配置したコモンレール
   式燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３に記載のコモンレー
   ル式燃料噴射装置おいて、 前記噴射器の制御は一つのソレノイドと一つの切り換え
   バルブによって行われるコモンレール式燃料噴射装置。