JP2002317727A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニードル弁の先端部がサック部に入ることに
よって形成されるシール部を介して燃料が噴孔まで漏れ
てしまうおそれを低減する。 【解決手段】 第一の機関運転条件下で燃料が噴射され
る第一噴孔１と、第二の機関運転条件下で燃料が噴射さ
れる第二噴孔４と、第一噴孔１を開閉する第一ニードル
弁２と、第二噴孔４を開閉する第二ニードル弁５を具備
し、第一ニードル弁の先端部２１がサック部２２に入る
ことによってシール部２３が形成され、第一ニードル弁
の先端部２１がサック部２２に入った状態のまま第一噴
孔１及び第二噴孔４が開閉可能とされ、シール部２３を
隔てて第一噴孔１と第二噴孔４とが配置され、第一ニー
ドル弁２が着座する第一シート位置３と第二ニードル弁
５が着座する第二シート位置６とがシール部２３とは別
個に設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、第一の機関運転条件下で燃料が噴
射される第一噴孔と、第二の機関運転条件下で燃料が噴
射される第二噴孔と、第一噴孔及び第二噴孔を開閉する
噴孔開閉弁を具備し、噴孔開閉弁の先端部がサック部に
入ることによってシール部が形成され、噴孔開閉弁の先
端部がサック部に入った状態のまま第一噴孔及び第二噴
孔が開閉され得る燃料噴射装置が知られている。この種
の燃料噴射装置の例としては、例えば特開平２０００−
７３９０５号公報の図１３に記載されたものがある。特
開平２０００−７３９０５号公報の図１３に記載された
燃料噴射装置では、噴孔開閉弁のリフト量が小さい時に
は、噴孔開閉弁の先端部によって第一噴孔が閉じられ、
その第一噴孔から燃料が噴射されず、噴孔開閉弁のリフ
ト量が大きい時には、噴孔開閉弁の先端部がサック部に
入った状態であるものの、噴孔開閉弁の先端部によって
第一噴孔が閉じられなくなり、その第一噴孔から燃料が
噴射されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平２０
００−７３９０５号公報の図１３に記載された燃料噴射
装置では、噴孔開閉弁の先端部により、噴孔開閉弁のリ
フト量に応じて第一噴孔が開閉されるものの、噴孔開閉
弁の先端部がサック部内を摺動するように構成されてい
るため、噴孔開閉弁の先端部とサック部の壁面との間に
は所定のクリアランスが設けられている。従って、噴孔
開閉弁の先端部によって第一噴孔が閉じられている時で
あっても、シール部（噴孔開閉弁の最先端から第一噴孔
までの部分）の長さが比較的短い場合には、そのシール
部を介して燃料が第一噴孔まで漏れてしまうおそれがあ
る。一方で、特開平２０００−７３９０５号公報の図１
３に記載された燃料噴射装置では、そのシール部の長さ
は、噴孔開閉弁のフルリフト量に相当する長さよりも短
い長さになる。従って、特開平２０００−７３９０５号
公報の図１３に記載された燃料噴射装置においては、燃
料噴射装置の構造上、そのシール部の長さを長くするこ
とが困難である。

【０００４】また従来、第一の機関運転条件下で燃料が
噴射される第一噴孔と、第二の機関運転条件下で燃料が
噴射される第二噴孔と、第一噴孔及び第二噴孔を開閉す
る噴孔開閉弁とを具備する燃料噴射装置が知られてい
る。この種の燃料噴射装置の例としては、例えば特開平
２０００−７３９０５号公報の図１３に記載されたもの
がある。特開平２０００−７３９０５号公報の図１３に
記載された燃料噴射装置では、第一の機関運転条件下に
おいては、噴孔開閉弁のリフト量が大きくされ、第一噴
孔及び第二噴孔の両方から燃料が噴射される。また、第
二の機関運転条件下においては、噴孔開閉弁のリフト量
が小さくされ、第一噴孔からは燃料が噴射されず、第二
噴孔のみから燃料が噴射される。つまり、特開平２００
０−７３９０５号公報の図１３に記載された燃料噴射装
置では、噴孔開閉弁がリフトされるときには、常に第二
噴孔から燃料が噴射されるようになっている。

【０００５】ところが、機関運転条件に応じて最適な燃
料噴射を実行するためには、第二噴孔から燃料を噴射せ
ず、第一噴孔のみから燃料を噴射することが要求される
場合もあり得る。しかしながら、特開平２０００−７３
９０５号公報の図１３に記載された燃料噴射装置では、
噴孔開閉弁がリフトされるときには常に第二噴孔から燃
料が噴射されるため、特開平２０００−７３９０５号公
報の図１３に記載された燃料噴射装置によっては、第二
噴孔から燃料を噴射することなく第一噴孔のみから燃料
を噴射し、機関運転条件に応じた最適な燃料噴射を実行
することができない。

【０００６】前記問題点に鑑み、本発明は噴孔開閉弁の
先端部がサック部に入ることによって形成されるシール
部の長さを長くし、そのシール部を介して燃料が噴孔ま
で漏れてしまうおそれを低減することができる燃料噴射
装置を提供することを目的とする。

【０００７】更に本発明は第二噴孔から燃料を噴射する
ことなく第一噴孔のみから燃料を噴射し、機関運転条件
に応じた最適な燃料噴射を実行することができる燃料噴
射装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、第一の機関運転条件下で燃料が噴射される第一
噴孔と、第二の機関運転条件下で燃料が噴射される第二
噴孔と、第一噴孔及び第二噴孔を開閉する噴孔開閉弁を
具備し、噴孔開閉弁の先端部がサック部に入ることによ
ってシール部が形成され、噴孔開閉弁の先端部がサック
部に入った状態のまま第一噴孔及び第二噴孔が開閉され
得る燃料噴射装置において、シール部を隔てて第一噴孔
と第二噴孔とを配置し、第一噴孔を開閉する第一噴孔開
閉弁と第二噴孔を開閉する第二噴孔開閉弁とを設け、第
一噴孔開閉弁の閉弁時に第一噴孔開閉弁が着座する第一
シート位置と第二噴孔開閉弁の閉弁時に第二噴孔開閉弁
が着座する第二シート位置とをシール部とは別個に設け
たことを特徴とする燃料噴射装置が提供される。

【０００９】請求項１に記載の燃料噴射装置では、第一
噴孔開閉弁又は第二噴孔開閉弁の先端部がサック部に入
ることによって形成されるシール部を隔てて第一噴孔と
第二噴孔とが配置され、第一噴孔開閉弁の閉弁時に第一
噴孔開閉弁が着座する第一シート位置と第二噴孔開閉弁
の閉弁時に第二噴孔開閉弁が着座する第二シート位置と
がシール部とは別個に設けられている。つまり、請求項
１に記載の燃料噴射装置では、第一噴孔開閉弁又は第二
噴孔開閉弁の先端部によって第一噴孔が閉じられるので
はなく、第一噴孔開閉弁が第一シート位置に着座するこ
とによって第一噴孔が閉じられる。また、第一噴孔開閉
弁が第一シート位置に着座するか否かによって第一噴孔
が開閉されるようになっているため、特開平２０００−
７３９０５号公報の図１３に記載された燃料噴射装置の
ように噴孔開閉弁の先端部によって第一噴孔を開閉でき
るようにするためにシール部の長さを短くする必要もな
い。そのため、例えばシール部の長さを長く設定してお
くことにより、シール部を介して燃料が第一噴孔又は第
二噴孔まで漏れてしまうおそれを低減することができ
る。つまり、第一噴孔開閉弁又は第二噴孔開閉弁の先端
部がサック部に入ることによって形成されるシール部の
長さを長くし、そのシール部を介して燃料が第一噴孔又
は第二噴孔まで漏れてしまうおそれを低減することがで
きる。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、第一噴孔
開閉弁の先端部がサック部に入った状態のまま第一噴孔
が開閉され得るように第一噴孔開閉弁及び第一噴孔を形
成し、第一噴孔開閉弁及び第二噴孔開閉弁を閉弁すべき
とき、最初に第一噴孔開閉弁を第一シート位置に着座さ
せ、次いで第二噴孔開閉弁を第二シート位置に着座させ
ることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置が提
供される。

【００１１】請求項２に記載の燃料噴射装置では、第一
噴孔開閉弁の先端部がサック部に入った状態のまま第一
噴孔が開閉され得るように第一噴孔開閉弁及び第一噴孔
が形成され、第一噴孔開閉弁及び第二噴孔開閉弁を閉弁
すべきときには、最初に第一噴孔開閉弁が第一シート位
置に着座せしめられ、次いで第二噴孔開閉弁が第二シー
ト位置に着座せしめられる。そのため、最初に第二噴孔
開閉弁が第二シート位置に着座せしめられ、次いで第一
噴孔開閉弁が第一シート位置に着座せしめられるのに伴
い、第一噴孔開閉弁が第一シート位置に着座せしめられ
る時にサック部内の燃料が第二噴孔を介して押し出され
てしまうのを回避することができる。

【００１２】請求項３に記載の発明によれば、第一の機
関運転条件下で燃料が噴射される第一噴孔と、第二の機
関運転条件下で燃料が噴射される第二噴孔と、第一噴孔
及び第二噴孔を開閉する噴孔開閉弁とを具備する燃料噴
射装置において、第一噴孔を開閉するための第一噴孔開
閉弁と、第二噴孔を開閉するために第一噴孔開閉弁の内
側に配置された第二噴孔開閉弁とが設けられ、第一の機
関運転条件下では、第二噴孔から燃料が噴射されること
なく第一噴孔から燃料が噴射され、第二の機関運転条件
下では、第一噴孔から燃料が噴射されることなく第二噴
孔から燃料が噴射されることを特徴とする燃料噴射装置
が提供される。

【００１３】請求項３に記載の燃料噴射装置では、機関
運転条件に応じて最適な燃料噴射を実行するためには第
二噴孔から燃料を噴射せず第一噴孔のみから燃料を噴射
することが要求される場合もあり得る点に鑑み、第一噴
孔を開閉するための第一噴孔開閉弁と、第二噴孔を開閉
するために第一噴孔開閉弁の内側に配置された第二噴孔
開閉弁とが設けられ、第一の機関運転条件下では第二噴
孔から燃料が噴射されることなく第一噴孔から燃料が噴
射され、第二の機関運転条件下では第一噴孔から燃料が
噴射されることなく第二噴孔から燃料が噴射される。そ
のため、第二噴孔から燃料を噴射することなく第一噴孔
のみから燃料を噴射できるようにすることにより、機関
運転条件に応じた最適な燃料噴射を実行することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。

【００１５】図１は本発明の燃料噴射装置の第一の実施
形態の部分断面側面図である。図１に示す燃料が噴射さ
れない第一モードにおいては、噴孔開閉弁としての第一
ニードル弁及び第二ニードル弁のリフト量がゼロになっ
ている。図１において、１は第一の機関運転条件下で燃
料が噴射される第一噴孔、２は第一噴孔１を開閉するた
めの第一ニードル弁、３は第一ニードル弁２の閉弁時に
第一ニードル弁２が着座する第一シート位置である。４
は第二の機関運転条件下で燃料が噴射される第二噴孔、
５は第二噴孔４を開閉するために第一ニードル弁２の内
側に配置された第二ニードル弁、６は第二ニードル弁５
の閉弁時に第二ニードル弁５が着座する第二シート位置
である。第一の実施形態では、第一ニードル弁２及び第
二ニードル弁５は上側にリフトするように配置されてい
る。

【００１６】７は第一噴孔１に燃料を供給するための第
一燃料供給通路である。第一燃料供給通路７内の燃料に
より、第一ニードル弁２は開弁側（図１の上側）に付勢
される。８は第一ニードル弁２を閉弁側（図１の下側）
に付勢するための第一制御室、９は第一ニードル弁２を
閉弁側（図１の下側）に付勢するためのスプリング、１
０は第一制御室８内に流入する燃料量を設定するための
第一インレットオリフィス、１１は第一制御室８から流
出する燃料量を設定するための第一アウトレットオリフ
ィスである。１２は第二噴孔４に燃料を供給するための
第二燃料供給通路である。第二燃料供給通路１２内の燃
料により、第二ニードル弁５は開弁側（図１の上側）に
付勢される。１３は第二ニードル弁５を閉弁側（図１の
下側）に付勢するための第二制御室、１４は第二ニード
ル弁５を閉弁側（図１の下側）に付勢するためのスプリ
ング、１５は第二制御室１３内に流入する燃料量を設定
するための第二インレットオリフィス、１６は第二制御
室１３から流出する燃料量を設定するための第二アウト
レットオリフィスである。

【００１７】１７は第一制御室８内の圧力及び第二制御
室１３内の圧力を制御するための圧力制御弁である。第
一の実施形態では、圧力制御弁１７は下側にリフトする
ように配置されている。１８は圧力制御弁１７を収容す
る制御弁室、１９は制御弁室１７内に流入する燃料量を
設定するための第三インレットオリフィスである。第三
インレットオリフィス１９は第一ニードル弁２及び第二
ニードル弁５の閉弁速度を確保するために設けられてい
るが、他の実施形態では、この第三インレットオリフィ
ス１９を排除することも可能である。２０は圧力制御弁
１７を駆動するためのピエゾ式アクチュエータである。
第一の実施形態では、圧力制御弁１７を駆動するために
ピエゾ式アクチュエータが用いられているが、他の実施
形態では、圧力制御弁１７を駆動するために他の任意の
アクチュエータを使用可能である。

【００１８】２１は第一ニードル弁２の先端部、２２は
サック部である。第一の実施形態では、第一ニードル弁
２がリフトしても、第一ニードル弁２の先端部２１がサ
ック部２２に入ったままになるように、第一ニードル弁
２の先端部２１及びサック部２２は形成されている。つ
まり、第一ニードル弁２及び第二ニードル弁５は、第一
ニードル弁２の先端部２１がサック部２２に入った状態
のまま第一噴孔１及び第二噴孔４を開閉することができ
る。２３は第一ニードル弁２の先端部２１とサック部２
２の内壁面とにより形成されるシール部である。つま
り、このシール部２３は、第一ニードル弁２の先端部２
１がサック部２２に入ることにより形成される。図１に
示すように、第一噴孔１と第二噴孔４とはシール部２３
を隔てて配置されている。また、シール部２３とは別個
に第一シート位置３と第二シート位置６とが設けられて
いる。

【００１９】図１に示す第一噴孔１及び第二噴孔４から
燃料が噴射されない第一モードにおいては、圧力制御弁
１７のリフト量がゼロとされ、そのため、制御弁室１８
内の燃料がリターン通路に流出できなくなり、制御弁室
１８、第一制御室８及び第二制御室１３内の圧力が上昇
する。その結果、第一ニードル弁２及び第二ニードル弁
５が閉弁側（図１の下側）に付勢され、第一ニードル弁
２及び第二ニードル弁５のリフト量はゼロになってい
る。

【００２０】図２は第一噴孔から燃料が噴射され第二噴
孔から燃料が噴射されない第二モードを示した図１と同
様の図である。図２に示すように、第一噴孔１から燃料
が噴射され第二噴孔４から燃料が噴射されない第二モー
ドにおいては、圧力制御弁１７がフルリフト位置に配置
される。そのため、図１に示した場合と同様に、第二制
御室１３内の燃料は第二アウトレットオリフィス１６及
び制御弁室１８を介してリターン通路に流出することが
できず、第二制御室１３内の圧力が高い状態のまま維持
される。その結果、第二ニードル弁５のリフト量がゼロ
のまま維持され、第二噴孔４から燃料は噴射されない。
一方、第一制御室８内の燃料は第一アウトレットオリフ
ィス１１及び制御弁室１８を介してリターン通路に流出
できるようになり、第一制御室８内の圧力が減少する。
その結果、第一ニードル弁２はリフトせしめられ、第一
噴孔１から燃料が噴射される。図２に示した第二モード
は、例えば燃費を向上させるための実用モード域におい
て使用され、微粒化のよい噴霧が提供される。

【００２１】図３は第一噴孔及び第二噴孔の両方から燃
料が噴射される第三モードを示した図１と同様の図であ
る。図３に示すように、第一噴孔１及び第二噴孔４の両
方から燃料が噴射される第三モードにおいては、圧力制
御弁１７が中間リフト位置に配置される。そのため、図
２に示した場合と同様に、第一制御室８内の燃料が第一
アウトレットオリフィス１１及び制御弁室１８を介して
リターン通路に流出できるようになり、第一制御室８内
の圧力が減少する。その結果、図２に示した場合と同様
に、第一ニードル弁２がリフトせしめられ、第一噴孔１
から燃料が噴射される。更に、第二制御室１３内の燃料
も第二アウトレットオリフィス１６及び制御弁室１８を
介してリターン通路に流出できるようになり、第二制御
室１３内の圧力が減少する。その結果、第二ニードル弁
５がリフトせしめられ、第二噴孔４から燃料が噴射され
る。図３に示した第三モードは、例えば高出力が要求さ
れる出力域において使用され、高噴射率の噴射が行われ
る。

【００２２】図示しないが、図３に示した第三モードか
ら図１に示した第一モードに切換えられるとき、つま
り、第一ニードル弁２及び第二ニードル弁５が開弁され
た状態から第一ニードル弁２及び第二ニードル弁５が閉
弁された状態に切換えられるとき、最初に第一ニードル
弁２が第一シート位置３に着座せしめられ、次いで第二
ニードル弁５が第二シート位置６に着座せしめられるよ
うに、第一インレットオリフィス１０、第一アウトレッ
トオリフィス１１、第二インレットオリフィス１５及び
第二アウトレットオリフィス１６は設定されている。

【００２３】第一の実施形態によれば、図１〜図３に示
したように、第一ニードル弁２の先端部２１がサック部
２２に入ることによって形成されるシール部２３を隔て
て第一噴孔１と第二噴孔４とが配置され、第一ニードル
弁２の閉弁時に第一ニードル弁２が着座する第一シート
位置３と第二ニードル弁５の閉弁時に第二ニードル弁５
が着座する第二シート位置６とがシール部２３とは別個
に設けられている。つまり、第一ニードル弁２の先端部
２１によって第一噴孔１が閉じられるのではなく、第一
ニードル弁２が第一シート位置３に着座することによっ
て第一噴孔１が閉じられる。また、第一ニードル弁２が
第一シート位置３に着座するか否かによって第一噴孔１
が開閉されるようになっているため、特開平２０００−
７３９０５号公報の図１３に記載された燃料噴射装置の
ようにニードル弁の先端部によって第一噴孔を開閉でき
るようにするためにシール部の長さを短くする必要もな
い。そのため、例えばシール部２３の長さを長く設定し
ておくことにより、シール部２３を介して燃料が第一噴
孔１又は第二噴孔４まで漏れてしまうおそれを低減する
ことができる。つまり、第一ニードル弁２の先端部２１
がサック部２２に入ることによって形成されるシール部
２３の長さを長くし、そのシール部２３を介して燃料が
第一噴孔１又は第二噴孔４まで漏れてしまうおそれを低
減することができる。

【００２４】更に第一の実施形態によれば、図１〜図３
に示したように、第一ニードル弁２の先端部２１がサッ
ク部２２に入った状態のまま第一噴孔１が開閉され得る
ように第一ニードル弁２及び第一噴孔１が形成され、第
一ニードル弁２及び第二ニードル弁５を閉弁すべきとき
（図１）には、最初に第一ニードル弁２が第一シート位
置３に着座せしめられ、次いで第二ニードル弁５が第二
シート位置６に着座せしめられる。そのため、最初に第
二ニードル弁５が第二シート位置６に着座せしめられ、
次いで第一ニードル弁２が第一シート位置３に着座せし
められるのに伴い、第一ニードル弁２が第一シート位置
３に着座せしめられる時にサック部２２内の燃料が第一
ニードル弁２の先端部２１によって第二噴孔４を介して
押し出されてしまうのを回避することができる。

【００２５】以下、本発明の燃料噴射装置の第二の実施
形態について説明する。図４は本発明の燃料噴射装置の
第二の実施形態の図１と同様の部分断面側面図である。
図４に示す燃料が噴射されない第一モードにおいては、
噴孔開閉弁としての第一ニードル弁及び第二ニードル弁
のリフト量がゼロになっている。図４において、図１〜
図３に示した参照番号と同一の参照番号は図１〜図３に
示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示してい
る。２１１は第一制御室８から流出する燃料量を設定す
るための第一アウトレットオリフィスである。２１６は
第二制御室１３から流出する燃料量を設定するための第
二アウトレットオリフィスである。

【００２６】図４に示す第一噴孔１及び第二噴孔４から
燃料が噴射されない第一モードにおいては、圧力制御弁
１７のリフト量がゼロとされ、そのため、制御弁室１８
内の燃料がリターン通路に流出できなくなり、制御弁室
１８、第一制御室８及び第二制御室１３内の圧力が上昇
する。その結果、第一ニードル弁２及び第二ニードル弁
５が閉弁側（図４の下側）に付勢され、第一ニードル弁
２及び第二ニードル弁５のリフト量はゼロになってい
る。

【００２７】図５は第一噴孔から燃料が噴射されず第二
噴孔から燃料が噴射される第二モードを示した図４と同
様の図である。図５に示すように、第一噴孔１から燃料
が噴射されず第二噴孔４から燃料が噴射される第二モー
ドにおいては、圧力制御弁１７がフルリフト位置に配置
される。圧力制御弁１７がフルリフト位置に配置される
と、第一制御室８内の燃料は第一アウトレットオリフィ
ス２１１及び制御弁室１８を介してリターン通路に流出
することができず、第一制御室８内の圧力が高い状態の
まま維持される。その結果、第一ニードル弁２のリフト
量がゼロのまま維持され、第一噴孔１から燃料は噴射さ
れない。一方、第二制御室１３内の燃料は第二アウトレ
ットオリフィス２１６及び制御弁室１８を介してリター
ン通路に流出できるようになり、第二制御室１３内の圧
力が減少する。その結果、第二ニードル弁５はリフトせ
しめられ、第二噴孔４から燃料が噴射される。図５に示
した第二モードは、例えば燃費を向上させるための実用
モード域において使用され、微粒化のよい噴霧が提供さ
れる。

【００２８】図６は第一噴孔及び第二噴孔の両方から燃
料が噴射される第三モードを示した図４と同様の図であ
る。図６に示すように、第一噴孔１及び第二噴孔４の両
方から燃料が噴射される第三モードにおいては、圧力制
御弁１７が中間リフト位置に配置される。圧力制御弁１
７が中間リフト位置に配置されると、第二制御室１３内
の燃料が第二アウトレットオリフィス２１６及び制御弁
室１８を介してリターン通路に流出できるようになり、
第二制御室１３内の圧力が減少する。その結果、第二ニ
ードル弁５がリフトせしめられ、第二噴孔４から燃料が
噴射される。更に、第一制御室８内の燃料も第一アウト
レットオリフィス２１１及び制御弁室１８を介してリタ
ーン通路に流出できるようになり、第一制御室８内の圧
力が減少する。その結果、第一ニードル弁２がリフトせ
しめられ、第一噴孔１から燃料が噴射される。つまり、
第一噴孔１及び第二噴孔４の両方から燃料が噴射され
る。図６に示した第三モードは、例えば高出力が要求さ
れる出力域において使用され、高噴射率の噴射が行われ
る。

【００２９】図示しないが、図６に示した第三モードか
ら図４に示した第一モードに切換えられるとき、つま
り、第一ニードル弁２及び第二ニードル弁５が開弁され
た状態から第一ニードル弁２及び第二ニードル弁５が閉
弁された状態に切換えられるとき、最初に第一ニードル
弁２が第一シート位置３に着座せしめられ、次いで第二
ニードル弁５が第二シート位置６に着座せしめられるよ
うに、第一インレットオリフィス１０、第一アウトレッ
トオリフィス２１１、第二インレットオリフィス１５及
び第二アウトレットオリフィス２１６は設定されてい
る。

【００３０】第二の実施形態によれば、第一の実施形態
とほど同様の効果を奏することができる。

【００３１】以下、本発明の燃料噴射装置の第三の実施
形態について説明する。図７は本発明の燃料噴射装置の
第三の実施形態の図１と同様の部分断面側面図である。
図７に示す燃料が噴射されない第一モードにおいては、
噴孔開閉弁としての第一ニードル弁及び第二ニードル弁
のリフト量がゼロになっている。図７において、図１〜
図６に示した参照番号と同一の参照番号は、図１〜図６
に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示してい
る。３０２は第一噴孔１を開閉するための第一ニードル
弁、３０５は第二噴孔４を開閉するために第一ニードル
弁２の内側に配置された第二ニードル弁である。第三の
実施形態では、第一ニードル弁３０２及び第二ニードル
弁３０５は上側にリフトするように配置されている。

【００３２】第一燃料供給通路７内の燃料により、第一
ニードル弁３０２は開弁側（図７の上側）に付勢され
る。３０８は第一ニードル弁３０２を閉弁側（図７の下
側）に付勢するための第一制御室、３０９は第一ニード
ル弁３０２を閉弁側（図７の下側）に付勢するためのス
プリング、３１０は第一制御室３０８内に流入する燃料
量を設定するための第一インレットオリフィス、３１１
は第一制御室３０８から流出する燃料量を設定するため
の第一アウトレットオリフィスである。第二燃料供給通
路１２内の燃料により、第二ニードル弁３０５は開弁側
（図７の上側）に付勢される。３１３は第二ニードル弁
３０５を閉弁側（図７の下側）に付勢するための第二制
御室、３１４は第二ニードル弁３０５を閉弁側（図７の
下側）に付勢するためのスプリング、３１５は第二制御
室３１３内に流入する燃料量を設定するための第二イン
レットオリフィス、３１６は第二制御室３１３から流出
する燃料量を設定するための第二アウトレットオリフィ
スである。

【００３３】図７に示す第一噴孔１及び第二噴孔４から
燃料が噴射されない第一モードにおいては、圧力制御弁
１７のリフト量がゼロとされ、そのため、制御弁室１８
内の燃料がリターン通路に流出できなくなり、制御弁室
１８、第一制御室３０８及び第二制御室３１３内の圧力
が上昇する。その結果、第一ニードル弁３０２及び第二
ニードル弁３０５が閉弁側（図７の下側）に付勢され、
第一ニードル弁３０２及び第二ニードル弁３０５のリフ
ト量はゼロになっている。

【００３４】図８は第一噴孔から燃料が噴射され第二噴
孔から燃料が噴射されない第二モードを示した図７と同
様の図である。図８に示すように、第一噴孔１から燃料
が噴射され第二噴孔４から燃料が噴射されない第二モー
ドにおいては、圧力制御弁１７が中間リフト位置に配置
される。そのため、第一制御室３０８内の燃料は第一ア
ウトレットオリフィス３１１及び制御弁室１８を介して
リターン通路に流出できるようになり、第一制御室３０
８内の圧力が減少する。その結果、第一ニードル弁３０
２はリフトせしめられ、第一噴孔１から燃料が噴射され
る。一方、第二制御室３１３内の燃料も第二アウトレッ
トオリフィス３１６及び制御弁室１８を介してリターン
通路に流出できるように圧力制御弁１７が中間リフト位
置に配置されているものの、第一制御室３０８内の燃料
よりも第二制御室３１３内の燃料の方が流出しづらいよ
うに第二アウトレットオリフィス３１６が形成されてい
る。そのため、第一ニードル弁３０２がリフトせしめら
れた時点において、第二ニードル弁３０５はリフトする
ことができないようになっている。その結果、第二モー
ドにおいては、第一噴孔１のみから燃料が噴射され、第
二噴孔４からは燃料が噴射されない。図８に示した第二
モードは、例えば高出力が要求される出力域において使
用され、高噴射率の噴射が行われる。そのために、第一
噴孔１の直径は比較的大きくされている。

【００３５】図９は第一噴孔から燃料が噴射されず第二
噴孔から燃料が噴射される第三モードを示した図７と同
様の図である。図９に示すように、第一噴孔１から燃料
が噴射されず第二噴孔４から燃料が噴射される第三モー
ドにおいては、圧力制御弁１７がフルリフト位置に配置
される。そのため、図７に示した場合と同様に、第一制
御室３０８内の燃料が第一アウトレットオリフィス３１
１及び制御弁室１８を介してリターン通路に流出するこ
とができず、第一制御室３０８内の圧力が高い状態のま
ま維持される。その結果、第一ニードル弁３０２のリフ
ト量がゼロのまま維持され、第一噴孔１から燃料は噴射
されない。一方、第二制御室３１３内の燃料は第二アウ
トレットオリフィス３１６及び制御弁室１８を介してリ
ターン通路に流出できるようになり、第二制御室３１３
内の圧力が減少する。その結果、第二ニードル弁３０５
はリフトせしめられ、第二噴孔４から燃料が噴射され
る。図９に示した第三モードは、例えばエミッションを
向上させるための実用モード域において使用され、微粒
化のよい噴霧が提供される。そのために、第二噴孔４の
直径は比較的小さくされている。

【００３６】第三の実施形態によれば、図７〜図９に示
したように、第一ニードル弁３０２の先端部２１がサッ
ク部２２に入ることによって形成されるシール部２３を
隔てて第一噴孔１と第二噴孔４とが配置され、第一ニー
ドル弁３０２の閉弁時に第一ニードル弁３０２が着座す
る第一シート位置３と第二ニードル弁３０５の閉弁時に
第二ニードル弁３０５が着座する第二シート位置６とが
シール部２３とは別個に設けられている。つまり、第一
ニードル弁３０２の先端部２１によって第一噴孔１が閉
じられるのではなく、第一ニードル弁３０２が第一シー
ト位置３に着座することによって第一噴孔１が閉じられ
る。また、第一ニードル弁３０２が第一シート位置３に
着座するか否かによって第一噴孔１が開閉されるように
なっているため、特開平２０００−７３９０５号公報の
図１３に記載された燃料噴射装置のようにニードル弁の
先端部によって第一噴孔を開閉できるようにするために
シール部の長さを短くする必要もない。そのため、例え
ばシール部２３の長さを長く設定しておくことにより、
シール部２３を介して燃料が第一噴孔１又は第二噴孔４
まで漏れてしまうおそれを低減することができる。つま
り、第一ニードル弁３０２の先端部２１がサック部２２
に入ることによって形成されるシール部２３の長さを長
くし、そのシール部２３を介して燃料が第一噴孔１又は
第二噴孔４まで漏れてしまうおそれを低減することがで
きる。

【００３７】更に第三の実施形態によれば、機関運転条
件に応じて最適な燃料噴射を実行するためには第二噴孔
４から燃料を噴射せず第一噴孔１のみから燃料を噴射す
ることが要求される場合もあり得る点に鑑み、第一噴孔
１を開閉するための第一ニードル弁３０２と、第二噴孔
４を開閉するために第一ニードル弁３０２の内側に配置
された第二ニードル弁３０５とが設けられ、第一の機関
運転条件下では図８に示したように第二噴孔４から燃料
が噴射されることなく第一噴孔１から燃料が噴射され、
第二の機関運転条件下では図９に示したように第一噴孔
１から燃料が噴射されることなく第二噴孔４から燃料が
噴射される。そのため、第二噴孔４から燃料を噴射する
ことなく第一噴孔１のみから燃料を噴射できるようにす
ることにより、機関運転条件に応じた最適な燃料噴射を
実行することができる。

【００３８】以下、本発明の燃料噴射装置の第四の実施
形態について説明する。図１０は本発明の燃料噴射装置
の第四の実施形態の図１と同様の部分断面側面図であ
る。図１０に示す燃料が噴射されない第一モードにおい
ては、噴孔開閉弁としての第一ニードル弁及び第二ニー
ドル弁のリフト量がゼロになっている。図１０におい
て、図１〜図９に示した参照番号と同一の参照番号は、
図１〜図９に示した部品又は部分と同一の部品又は部分
を示している。４０２は第一噴孔１を開閉するための第
一ニードル弁、４０４は第二の機関運転条件下で燃料が
噴射される第二噴孔、４２１は第一ニードル弁３０２の
先端部である。図１１は第一ニードル弁の先端部の断面
図である。図１１に示すように、第一ニードル弁３０２
の先端部４２１には、スワールを形成するための穴４４
０が設けられている。

【００３９】図１０に示す第一噴孔１及び第二噴孔４０
４から燃料が噴射されない第一モードにおいては、圧力
制御弁１７のリフト量がゼロとされ、そのため、制御弁
室１８内の燃料がリターン通路に流出できなくなり、制
御弁室１８、第一制御室３０８及び第二制御室３１３内
の圧力が上昇する。その結果、第一ニードル弁４０２及
び第二ニードル弁３０５が閉弁側（図１０の下側）に付
勢され、第一ニードル弁４０２及び第二ニードル弁３０
５のリフト量はゼロになっている。

【００４０】図１２は第一噴孔から燃料が噴射され第二
噴孔から燃料が噴射されない第二モードを示した図１０
と同様の図である。図１２に示すように、第一噴孔１か
ら燃料が噴射され第二噴孔４０４から燃料が噴射されな
い第二モードにおいては、圧力制御弁１７が中間リフト
位置に配置される。そのため、第一制御室３０８内の燃
料は第一アウトレットオリフィス３１１及び制御弁室１
８を介してリターン通路に流出できるようになり、第一
制御室３０８内の圧力が減少する。その結果、第一ニー
ドル弁３０２はリフトせしめられ、第一噴孔１から燃料
が噴射される。一方、第二制御室３１３内の燃料も第二
アウトレットオリフィス３１６及び制御弁室１８を介し
てリターン通路に流出できるように圧力制御弁１７が中
間リフト位置に配置されているものの、第一制御室３０
８内の燃料よりも第二制御室３１３内の燃料の方が流出
しづらいように第二アウトレットオリフィス３１６が形
成されている。そのため、第一ニードル弁４０２がリフ
トせしめられた時点において、第二ニードル弁３０５は
リフトすることができないようになっている。その結
果、第二モードにおいては、第一噴孔１のみから燃料が
噴射され、第二噴孔４０４からは燃料が噴射されない。
図１２に示した第二モードは、例えば高出力が要求され
る出力域において使用される。この第二モードでは、高
噴射率の噴射が行われ、貫徹力の高い噴霧が形成され
る。そのために、第一噴孔１の直径は比較的大きくされ
ている。

【００４１】図１３は第一噴孔から燃料が噴射されず第
二噴孔から燃料が噴射される第三モードを示した図１０
と同様の図である。図１３に示すように、第一噴孔１か
ら燃料が噴射されず第二噴孔４０４から燃料が噴射され
る第三モードにおいては、圧力制御弁１７がフルリフト
位置に配置される。そのため、図１０に示した場合と同
様に、第一制御室３０８内の燃料が第一アウトレットオ
リフィス３１１及び制御弁室１８を介してリターン通路
に流出することができず、第一制御室３０８内の圧力が
高い状態のまま維持される。その結果、第一ニードル弁
３０２のリフト量がゼロのまま維持され、第一噴孔１か
ら燃料は噴射されない。一方、第二制御室３１３内の燃
料は第二アウトレットオリフィス３１６及び制御弁室１
８を介してリターン通路に流出できるようになり、第二
制御室３１３内の圧力が減少する。その結果、第二ニー
ドル弁３０５はリフトせしめられ、第二噴孔４０４から
燃料が噴射される。図１３に示した第三モードは、例え
ば予混合圧縮着火燃焼を実現し、エミッションを向上さ
せるためのモード域において使用され、貫徹力が低く拡
散度合いが高い噴霧が提供される。そのために、第二噴
孔４の直径は比較的小さくされている。図１３に示すよ
うに、第四の実施形態では、貫徹力が低く拡散度合いが
高い噴霧を、インジェクタの下側であってピストン（図
示せず）の上部空間内に形成可能である。

【００４２】第四の実施形態によれば、図１０〜図１３
に示したように、第一ニードル弁４０２の先端部４２１
がサック部２２に入ることによって形成されるシール部
２３を隔てて第一噴孔１と第二噴孔４０４とが配置さ
れ、第一ニードル弁４０２の閉弁時に第一ニードル弁４
０２が着座する第一シート位置３と第二ニードル弁３０
５の閉弁時に第二ニードル弁３０５が着座する第二シー
ト位置６とがシール部２３とは別個に設けられている。
つまり、第一ニードル弁４０２の先端部４２１によって
第一噴孔１が閉じられるのではなく、第一ニードル弁４
０２が第一シート位置３に着座することによって第一噴
孔１が閉じられる。また、第一ニードル弁４０２が第一
シート位置３に着座するか否かによって第一噴孔１が開
閉されるようになっているため、特開平２０００−７３
９０５号公報の図１３に記載された燃料噴射装置のよう
にニードル弁の先端部によって第一噴孔を開閉できるよ
うにするためにシール部の長さを短くする必要もない。
そのため、例えばシール部２３の長さを長く設定してお
くことにより、シール部２３を介して燃料が第一噴孔１
又は第二噴孔４まで漏れてしまうおそれを低減すること
ができる。つまり、第一ニードル弁４０２の先端部４２
１がサック部２２に入ることによって形成されるシール
部２３の長さを長くし、そのシール部２３を介して燃料
が第一噴孔１又は第二噴孔４まで漏れてしまうおそれを
低減することができる。

【００４３】更に第四の実施形態によれば、機関運転条
件に応じて最適な燃料噴射を実行するためには第二噴孔
４０４から燃料を噴射せず第一噴孔１のみから燃料を噴
射することが要求される場合もあり得る点に鑑み、第一
噴孔１を開閉するための第一ニードル弁４０２と、第二
噴孔４０４を開閉するために第一ニードル弁４０２の内
側に配置された第二ニードル弁３０５とが設けられ、第
一の機関運転条件下では図１２に示したように第二噴孔
４０４から燃料が噴射されることなく第一噴孔１から燃
料が噴射され、第二の機関運転条件下では図１３に示し
たように第一噴孔１から燃料が噴射されることなく第二
噴孔４０４から燃料が噴射される。そのため、第二噴孔
４０４から燃料を噴射することなく第一噴孔１のみから
燃料を噴射したり、第一噴孔１から燃料を噴射すること
なく第二噴孔４０４のみから燃料を噴射したりすること
により、機関運転条件に応じた最適な燃料噴射を実行す
ることができる。

【００４４】以下、本発明の燃料噴射装置の第五の実施
形態について説明する。第五の実施形態は、上述した第
一の実施形態又は第二の実施形態を改良したものであ
る。図１４は本発明の燃料噴射装置の第五の実施形態の
一部を示した部分断面側面図である。図１４に示す燃料
が噴射されない第一モードにおいては、噴孔開閉弁とし
ての第一ニードル弁及び第二ニードル弁のリフト量がゼ
ロになっている。図１４において、第二噴孔は省略され
ており、また、図１〜図６に示した参照番号と同一の参
照番号は図１〜図６に示した部品又は部分と同一の部品
又は部分を示している。５０２は第一噴孔１を開閉する
ための第一ニードル弁、５５０は第二シート位置６を通
って第一噴孔１内に流入する燃料量を設定するためのオ
リフィスである。図１４に示すように、第五の実施形態
では、第一及び第二の実施形態に設けられていたシール
部２３が設けられていない。

【００４５】図１４に示す第一噴孔１及び第二噴孔から
燃料が噴射されない第一モードにおいては、圧力制御弁
１７のリフト量がゼロとされ、そのため、制御弁室１８
内の燃料がリターン通路に流出できなくなり、制御弁室
１８、第一制御室８及び第二制御室１３内の圧力が上昇
する。その結果、第一ニードル弁５０２及び第二ニード
ル弁５が閉弁側（図１４の下側）に付勢され、第一ニー
ドル弁５０２及び第二ニードル弁５のリフト量はゼロに
なっている。

【００４６】図１５は第一噴孔から燃料が低噴射圧で噴
射される第二モードを示した図１４と同様の図である。
図１５に示すように、第一噴孔１から燃料が低噴射圧で
噴射される第二モードにおいては、圧力制御弁１７がフ
ルリフト位置に配置される。圧力制御弁１７がフルリフ
ト位置に配置されると、第一制御室８内の燃料は第一ア
ウトレットオリフィス２１１及び制御弁室１８を介して
リターン通路に流出することができず、第一制御室８内
の圧力が高い状態のまま維持される。その結果、第一ニ
ードル弁５０２のリフト量がゼロのまま維持され、第一
シート位置３を介して第一噴孔１に燃料は供給されな
い。一方、第二制御室１３内の燃料は第二アウトレット
オリフィス２１６及び制御弁室１８を介してリターン通
路に流出できるようになり、第二制御室１３内の圧力が
減少する。その結果、第二ニードル弁５はリフトせしめ
られ、第二シート位置６及びオリフィス５５０を介して
第一噴孔１に燃料が供給され、第一噴孔１から燃料が低
噴射圧で噴射される。図１５に示した第二モードは、例
えばパイロット噴射を噴射すべきときに使用され、貫徹
力が低く、噴射率が低いパイロット噴霧が提供される。

【００４７】図１６は第一噴孔から燃料が高噴射圧で噴
射される第三モードを示した図１４と同様の図である。
図１６に示すように、第一噴孔１から燃料が高噴射圧で
噴射される第三モードにおいては、圧力制御弁１７が中
間リフト位置に配置される。圧力制御弁１７が中間リフ
ト位置に配置されると、第二制御室１３内の燃料が第二
アウトレットオリフィス２１６及び制御弁室１８を介し
てリターン通路に流出できるようになり、第二制御室１
３内の圧力が減少する。その結果、第二ニードル弁５が
リフトせしめられ、第二シート位置６及びオリフィス５
５０を介して第一噴孔１に燃料が供給される。更に、第
一制御室８内の燃料も第一アウトレットオリフィス２１
１及び制御弁室１８を介してリターン通路に流出できる
ようになり、第一制御室８内の圧力が減少する。その結
果、第一ニードル弁５０２がリフトせしめられ、第一シ
ート位置３を介して第一噴孔１に燃料が供給される。つ
まり、第一シート位置３及び第二シート位置６の両方を
介して第一噴孔１に燃料が供給され、第一噴孔１から燃
料が高噴射圧で噴射される。図１６に示した第三モード
は、例えばメイン噴射を噴射すべきときに使用され、貫
徹力が高く、噴射率が高いメイン噴霧が提供される。

【００４８】第五の実施形態の変形例では、第一ニード
ル弁５０２の作動タイミングと第二ニードル弁５の作動
タイミングとをずらし、初期噴射率が低い所謂ブーツ噴
射を実行し、騒音を低減し、エミッションを向上させる
ことも可能である。

【００４９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、例えば
シール部の長さを長く設定しておくことにより、シール
部を介して燃料が第一噴孔又は第二噴孔まで漏れてしま
うおそれを低減することができる。つまり、第一噴孔開
閉弁又は第二噴孔開閉弁の先端部がサック部に入ること
によって形成されるシール部の長さを長くし、そのシー
ル部を介して燃料が第一噴孔又は第二噴孔まで漏れてし
まうおそれを低減することができる。

【００５０】請求項２に記載の発明によれば、最初に第
二噴孔開閉弁が第二シート位置に着座せしめられ、次い
で第一噴孔開閉弁が第一シート位置に着座せしめられる
のに伴い、第一噴孔開閉弁が第一シート位置に着座せし
められる時にサック部内の燃料が第二噴孔を介して押し
出されてしまうのを回避することができる。

【００５１】請求項３に記載の発明によれば、第二噴孔
から燃料を噴射することなく第一噴孔のみから燃料を噴
射できるようにすることにより、機関運転条件に応じた
最適な燃料噴射を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料噴射装置の第一の実施形態の部分
断面側面図である。

【図２】第一噴孔から燃料が噴射され第二噴孔から燃料
が噴射されない第二モードを示した図１と同様の図であ
る。

【図３】第一噴孔及び第二噴孔の両方から燃料が噴射さ
れる第三モードを示した図１と同様の図である。

【図４】本発明の燃料噴射装置の第二の実施形態の図１
と同様の部分断面側面図である。

【図５】第一噴孔から燃料が噴射されず第二噴孔から燃
料が噴射される第二モードを示した図４と同様の図であ
る。

【図６】第一噴孔及び第二噴孔の両方から燃料が噴射さ
れる第三モードを示した図４と同様の図である。

【図７】本発明の燃料噴射装置の第三の実施形態の図１
と同様の部分断面側面図である。

【図８】第一噴孔から燃料が噴射され第二噴孔から燃料
が噴射されない第二モードを示した図７と同様の図であ
る。

【図９】第一噴孔から燃料が噴射されず第二噴孔から燃
料が噴射される第三モードを示した図７と同様の図であ
る。

【図１０】本発明の燃料噴射装置の第四の実施形態の図
１と同様の部分断面側面図である。

【図１１】第一ニードル弁の先端部の断面図である。

【図１２】第一噴孔から燃料が噴射され第二噴孔から燃
料が噴射されない第二モードを示した図１０と同様の図
である。

【図１３】第一噴孔から燃料が噴射されず第二噴孔から
燃料が噴射される第三モードを示した図１０と同様の図
である。

【図１４】本発明の燃料噴射装置の第五の実施形態の一
部を示した部分断面側面図である。

【図１５】第一噴孔から燃料が低噴射圧で噴射される第
二モードを示した図１４と同様の図である。

【図１６】第一噴孔から燃料が高噴射圧で噴射される第
三モードを示した図１４と同様の図である。

【符号の説明】

１…第一噴孔 ２…第一ニードル弁 ３…第一シート位置 ４…第二噴孔 ５…第二ニードル弁 ６…第二シート位置 ７…第一燃料供給通路 ８…第一制御室 １２…第二燃料供給通路 １３…第二制御室 １７…圧力制御弁 １８…制御弁室 ２０…ピエゾ式アクチュエータ ２１…第一ニードル弁の先端部 ２２…サック部 ２３…シール部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA04 BA06 CC14 CC28 CC34 CC70 DA08 DB16 DB17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の機関運転条件下で燃料が噴射され
   る第一噴孔と、第二の機関運転条件下で燃料が噴射され
   る第二噴孔と、第一噴孔及び第二噴孔を開閉する噴孔開
   閉弁を具備し、噴孔開閉弁の先端部がサック部に入るこ
   とによってシール部が形成され、噴孔開閉弁の先端部が
   サック部に入った状態のまま第一噴孔及び第二噴孔が開
   閉され得る燃料噴射装置において、シール部を隔てて第
   一噴孔と第二噴孔とを配置し、第一噴孔を開閉する第一
   噴孔開閉弁と第二噴孔を開閉する第二噴孔開閉弁とを設
   け、第一噴孔開閉弁の閉弁時に第一噴孔開閉弁が着座す
   る第一シート位置と第二噴孔開閉弁の閉弁時に第二噴孔
   開閉弁が着座する第二シート位置とをシール部とは別個
   に設けたことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 第一噴孔開閉弁の先端部がサック部に入
   った状態のまま第一噴孔が開閉され得るように第一噴孔
   開閉弁及び第一噴孔を形成し、第一噴孔開閉弁及び第二
   噴孔開閉弁を閉弁すべきとき、最初に第一噴孔開閉弁を
   第一シート位置に着座させ、次いで第二噴孔開閉弁を第
   二シート位置に着座させる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】 第一の機関運転条件下で燃料が噴射され
   る第一噴孔と、第二の機関運転条件下で燃料が噴射され
   る第二噴孔と、第一噴孔及び第二噴孔を開閉する噴孔開
   閉弁とを具備する燃料噴射装置において、第一噴孔を開
   閉するための第一噴孔開閉弁と、第二噴孔を開閉するた
   めに第一噴孔開閉弁の内側に配置された第二噴孔開閉弁
   とが設けられ、第一の機関運転条件下では、第二噴孔か
   ら燃料が噴射されることなく第一噴孔から燃料が噴射さ
   れ、第二の機関運転条件下では、第一噴孔から燃料が噴
   射されることなく第二噴孔から燃料が噴射されることを
   特徴とする燃料噴射装置。