JP2006090176A - インジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 ニードル先端のシート径Ｄｎｓが経時変化等によって変化すると、電磁弁をＯＮしてから噴射が開始されるまでの噴射開始遅れ時間Ｔｄｓが変動し、噴射精度が劣化する。
【解決手段】 排出通路３２の制御室内流出口５１をコマンドピストン３５に近い側で開口させるため、電磁弁がＯＮされて排出通路３２が開かれると、制御室３３内はコマンドピストン３５に近い側から圧力が低下を開始する。これによって、ピストン受圧圧力Ｐｃｃが素早く低下するため、シート径Ｄｎｓ等にバラツキが生じて開弁圧力Ｐｏｐｎが変動しても、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの変動を小さく抑えることができ、噴射量および噴射時期の変動を抑えることができる。また、インジェクタ３の閉弁時はコマンドピストン３５に近い側が素早く圧力上昇するため、ニードル３６の下降速度を速めることができ、噴射終りのキレを高め、排気の悪化を抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高圧燃料を噴射するインジェクタに関する。

近年、排気ガスの規制強化に伴い、燃料の噴射時に要求される噴射精度が格段に高くなっている。具体的な例を示すと、近年のディーゼルエンジンは、排気ガスの規制強化に伴って、パイロット噴射や、多段噴射などの要求が高まっており、各噴射の噴射精度を高める要求がある。
しかし、インジェクタの製造バラツキや、経時変化によって噴射量や噴射時期が変化する可能性があり、高い噴射精度を長期に亘って維持する技術の開発が望まれている。

製造バラツキや経時変化によってインジェクタの噴射精度が劣化する具体例を説明する。
まず、図５を参照して従来のインジェクタ３の概略構成を説明する（例えば、特許文献１参照）。
インジェクタ３は、ハウジング３８内に摺動自在に支持されたコマンドピストン３５と、ハウジング３８とコマンドピストン３５に囲まれる制御室３３と、この制御室３３に高圧燃料を供給する流入通路３１と、制御室３３に蓄圧された高圧燃料を低圧側に排出する排出通路３２と、この排出通路３２をバルブ３４によって開閉する電磁弁（電動弁の一例）と、ハウジング３８内に摺動自在に支持されたニードル３６と、このニードル３６の周囲に設けられ、高圧燃料が供給されてニードル３６に開弁方向の付勢力を生じさせるノズル室４４とを備える。

そして、図２（ａ）に示すように、インジェクタ３の開弁時は、電磁弁がＯＮしてバルブ３４が排出通路３２を開いて、ピストン受圧圧力Ｐｃｃ（制御室３３からコマンドピストン３５が軸方向に受ける圧力）が、開弁前の燃料供給圧Ｐｃから開弁圧力Ｐｏｐｎに低下すると、ニードル先端の円錐弁３６ａがハウジング３８に形成された弁座４５から離座して噴孔４６から高圧燃料を噴射する。
このように、電磁弁がＯＮしてから、ピストン受圧圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下するまでに、ある程度の時間（以下、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ）が必要となる。

即ち、コマンドピストン３５は、ピストン受圧圧力Ｐｃｃにより下向き（閉弁方向）の付勢力を受け、ニードル３６は、ニードル受圧圧力Ｐｃ（ノズル室４４からニードル３６が軸方向に受ける圧力）により上向き（開弁方向）の付勢力を受けるものであり、閉弁しているインジェクタ３を開弁させるには、ニードル受圧圧力Ｐｃからピストン受圧圧力Ｐｃｃを差し引いた開弁差圧ｄＰ０（Ｐｃ−Ｐｃｃ）が必要となる。
ニードル受圧圧力Ｐｃは、燃料供給圧Ｐｃと略同じであるため、閉弁しているインジェクタ３を開弁させるには、ニードル受圧圧力Ｐｃからピストン受圧圧力Ｐｃｃを差し引いた値が開弁差圧ｄＰ０以上となるように、ピストン受圧圧力Ｐｃｃを開弁圧力Ｐｏｐｎより下げる必要がある。

ここで、ニードル３６を下方に付勢するスプリングのセット荷重を無視して説明すると、コマンドピストン３５の下向きの力は、ピストン受圧圧力Ｐｃｃとコマンドピストン３５の下向き受圧面積Ｓｃｃの積（Ｐｃｃ×Ｓｃｃ）により決定され、ニードル３６の上向きの力は、ニードル受圧圧力Ｐｃとニードル３６の上向き受圧面積Ｓｎｓの積（Ｐｃｃ×Ｓｎｓ）により決定される。
このため、着座シート４７のシート径Ｄｎｓに製造上のバラツキが生じたり、あるいは経時変化によってシート径Ｄｎｓが変化すると、上向き受圧面積Ｓｎｓが変動することになるため、ニードル３６の上向きの付勢力が変動することになる。
そこで、閉弁しているインジェクタ３を開弁させるには、下向きの力の大きさを変える必要が生じる。即ち、図２（ａ）に示すように、開弁圧力Ｐｏｐｎが異なった開弁圧力Ｐｏｐｎ’に変動することになる。

開弁圧力Ｐｏｐｎが異なる開弁圧力Ｐｏｐｎ’に変動すると、図３（ａ）に示すように、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓが異なる噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ’に変動してしまう。
即ち、着座シート４７のシート径Ｄｎｓに製造上のバラツキが生じたり、経時変化によってシート径Ｄｎｓが変化すると、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓが異なった噴射開始遅れ時間Ｔｄｓ’に変動することになり、運転状態に応じて算出された目標噴射量Ｑ０および目標噴射時期Ｔ０が得られなくなってしまい、高い噴射精度が得られない。

なお、開弁しているインジェクタ３を閉弁させる時は、図６（ａ）に示すように、ニードル先端の円錐弁３６ａは弁座４５から離座しているため、閉弁の精度は着座シート４７のシート径Ｄｎｓに依存しない。即ち、閉弁時期は、シート径Ｄｎｓの製造バラツキや経時変化の影響を受けない。
特開２００３−９７３７８号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、噴射応答性が高く、且つ製造バラツキや経時変化が生じても高い噴射精度を得ることのできるインジェクタの提供にある。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用するインジェクタの制御室内流出口は、コマンドピストンが移動しても塞がれない位置で、且つコマンドピストンに近い側で開口するものである。
このように、制御室内流出口がコマンドピストンに近い側で開口するため、電動弁が排出通路を開くと、制御室内の圧力はコマンドピストンに近い側から低下する。これによって、コマンドピストンにおける受圧面の圧力であるピストン受圧圧力Ｐｃｃが素早く低下することになり｛図２（ｂ）参照｝、ピストン受圧圧力Ｐｃｃが短時間で開弁圧力Ｐｏｐｎに低下する。
即ち、電動弁が排出通路を開いてから、短時間でピストン受圧圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下するため、噴射開始の応答性を高めることができる。
また、ピストン受圧圧力Ｐｃｃが素早く低下することにより、ニードルの上昇速度を速めることができ、これによっても噴射開始時の応答性を高めることができる。

さらに、電動弁が排出通路を開くと、ピストン受圧圧力Ｐｃｃが素早く低下するため｛図２（ｂ）参照｝、シート径Ｄｎｓ等に製造バラツキや経時変化が生じて開弁圧力Ｐｏｐｎが変動しても、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの変動を小さく抑えることができる。
即ち、シート径Ｄｎｓ等に製造バラツキや経時変化が生じても、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの変動を小さく抑えることができる。この結果、噴射量および噴射時期の変動を抑えることができ、高い噴射精度を得ることができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用するインジェクタの制御室内流出口は、コマンドピストンの移動方向における制御室の長さの中心よりも、コマンドピストンに近い側で開口するものである。
即ち、制御室内流出口がコマンドピストンに近い側で開口するものであるため、上述した請求項１の手段の作用と効果を得ることができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用するインジェクタは、プレートの壁面に窪み部を設けて制御室とし、窪み部の側壁に制御室内流出口が開口するものである。

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用するインジェクタの制御室内流入口は、制御室内流出口に比してコマンドピストンより遠い側で開口するものである。
電動弁が排出通路を閉じた場合、燃料の流れは電動弁で閉じられた部位から停止し、燃料の弾性により、流れの上流側ほど流れが停止するのに時間がかかる。
このため、電動弁が排出通路を閉じた場合における制御室内の燃料の流れは、微細な時間的に説明すると、電動弁の閉弁位置に近い制御室内流出口から流れが停止し、燃料の弾性により、流れの上流側の制御室内流入口では流れが停止するのに時間がかかる。

素早く流れが停止することは素早く圧力が上昇することと同じであり、流れが停止するのに時間がかかることは、圧力が上昇するのに時間がかかることと同じである。
そして、請求項４の手段は、制御室内流出口がコマンドピストンに近い側で開口して、制御室内流入口が制御室内流出口に比してコマンドピストンより遠い側で開口するものであるため、制御室内においてコマンドピストンに近い側が素早く圧力上昇することになる。
即ち、開弁状態からインジェクタが閉弁する際は、ピストン受圧圧力Ｐｃｃが素早く上昇する。これによって、ニードルの閉弁側への移動速度を速めることができ、迅速な噴射終りの実現により、インジェクタの噴射をキレ良く止めることができる。このように、インジェクタの噴射終りのキレを高めることができるため、噴射終りにおける噴射飛散による排気の悪化を抑えることが可能になる。

〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用するインジェクタの制御室内流入口は、コマンドピストンの移動方向における制御室の長さの中心よりも、コマンドピストンより遠い側で開口するものである。
即ち、制御室内流出口がコマンドピストンに近い側で開口し、制御室内流入口がコマンドピストンより遠い側で開口するものであるため、上述した請求項４の手段の作用と効果を得ることができる。

〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用するインジェクタは、プレートの壁面に窪み部を設けて制御室とし、窪み部の側壁に制御室内流入口が開口するものである。

最良の形態１のインジェクタは、エンジン等の固定部材に固定されるハウジングと、このハウジング内に摺動自在に支持されたコマンドピストンと、ハウジングとコマンドピストンに囲まれる制御室と、この制御室に高圧燃料を供給する流入通路と、制御室に蓄圧された高圧燃料を低圧側に排出する排出通路と、この排出通路を開閉する電動弁と、ハウジング内に摺動自在に支持されたニードルと、このニードルの周囲に設けられ、高圧燃料が供給されてニードルに開弁方向の付勢力を生じさせるノズル室とを備える。
このインジェクタは、コマンドピストンが制御室から受圧するピストン受圧圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下すると、ニードルの先端が、ハウジングに形成された弁座から離座して噴孔から高圧燃料を噴射する。
さらに、制御室内で開口する排出通路の制御室内流出口は、コマンドピストンが移動しても塞がれない位置で、且つコマンドピストンに近い側で開口するものである。

本発明が適用されたインジェクタを搭載するコモンレール式燃料噴射装置を図１〜図４を参照して説明する。
（コモンレール式燃料噴射装置の基本構成）
コモンレール式燃料噴射装置の構成を図４を参照して説明する。
コモンレール式燃料噴射装置は、例えばディーゼルエンジン（以下、エンジン）１に燃料噴射を行うシステムであり、コモンレール２、インジェクタ３、サプライポンプ４、ＥＣＵ５（エンジン・コントロール・ユニットの略：インジェクタ３等を制御する制御装置）等から構成される。
エンジン１は、吸入・圧縮・爆発・排気の各工程を連続して行う気筒を複数備えたものであり、図４では一例として４気筒エンジンを例に示すが、他の気筒数のエンジンであっても良い。

コモンレール２は、インジェクタ３に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、高圧に加圧されたコモンレール圧（インジェクタ３への燃料供給圧に相当する）Ｐｃが蓄圧されるように燃料配管（高圧燃料流路）６を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ４の吐出口と接続されている。
なお、インジェクタ３からのリーク燃料は、リーク配管（燃料還流路）７を経て燃料タンク８に戻される。
また、コモンレール２から燃料タンク８へのリリーフ配管（燃料還流路）９には、プレッシャリミッタ１１が取り付けられている。このプレッシャリミッタ１１は圧力安全弁であり、コモンレール２内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレール２の燃料圧を限界設定圧以下に抑える。

インジェクタ３は、エンジン１の各気筒毎に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給するものであり、コモンレール２より分岐する複数の高圧燃料配管１０の下流端に接続されて、コモンレール２に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射供給する。なお、インジェクタ３の詳細は後述する。

サプライポンプ４は、コモンレール２へ高圧燃料を圧送する燃料ポンプであり、燃料タンク８内の燃料をサプライポンプ４へ吸引するフィードポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール２へ圧送する高圧ポンプとを搭載しており、フィードポンプおよび高圧ポンプは共通のカムシャフト１２によって駆動される。なお、このカムシャフト１２は、エンジン１のクランク軸１３等によって回転駆動されるものである。
また、サプライポンプ４には、高圧ポンプに吸引される燃料の量を調整するＳＣＶ（ポンプ制御弁）１４が搭載されており、このＳＣＶ１４がＥＣＵ５によって調整されることにより、コモンレール圧Ｐｃが調整されるようになっている。

ＥＣＵ５には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路およびポンプ駆動回路等の機能を含んで構成されている周知構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ＥＣＵ５に読み込まれたセンサ類の信号（エンジンパラメータ：乗員の運転状態、エンジン１の運転状態等に応じた信号）に基づいて各種の演算処理を行うようになっている。
なお、ＥＣＵ５に接続されるセンサ類には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ２１、エンジン回転数を検出する回転数センサ２２、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ２３、コモンレール圧Ｐｃを検出するコモンレール圧センサ２４、およびその他のセンサ類２５がある。

ＥＣＵ５は、インジェクタ３の駆動制御のプログラムとして、目標噴射量算出手段５ａと、目標噴射時期算出手段５ｂとを備える。
ＥＣＵ５は、ＳＣＶ１４の駆動制御のプログラム（サプライポンプ４の吐出圧制御のプログラム）として、目標圧力算出手段５ｃを備える。

目標噴射量算出手段５ａは、現運転状態に応じた目標噴射量Ｑ０を求め、その目標噴射量Ｑ０を得るための指令インジェクタ駆動時間を求め、この指令インジェクタ駆動時間に亘って噴射を実行させる噴射継続信号（具体的には噴射信号のＯＮの継続期間：インジェクタ駆動期間）を発生させる制御プログラムである。

目標噴射時期算出手段５ｂは、現運転状態に応じた理想の着火時期（期待される目標着火時期）で着火を開始するための目標噴射時期Ｔ０を求め、この目標噴射時期Ｔ０に噴射を開始させるための噴射指令タイミングを求めるものであり、この噴射指令タイミングにおいてインジェクタ駆動回路に噴射開始信号（具体的には噴射信号のＯＮ）を発生させる制御プログラムである。

目標圧力算出手段５ｃは、現運転状態に応じた目標レール圧Ｐｃ０（コモンレール供給圧）を求め、コモンレール圧センサ２４で読み取られる検出レール圧Ｐｃｉが目標レール圧Ｐｃ０となるＳＣＶ開度を算出し、そのＳＣＶ開度がＳＣＶ１４で得られるようにＳＣＶ駆動回路に開弁信号（例えば、ＰＷＭ信号）を発生させる制御プログラムである。

（インジェクタ３の構成）
インジェクタ３の基本構造を図１を参照して説明する。
インジェクタ３は、コモンレール２から供給される高圧燃料をエンジン１の気筒内に噴射するものであり、コモンレール圧Ｐｃが流入通路３１（流れ通路にインオリフィスが設けられた燃料通路）を介して与えられるとともに、排出通路３２（流れ通路にアウトオリフィスが設けられた燃料通路）を介して排圧される制御室３３を具備し、排出通路３２を電磁弁（電動弁の一例：電磁弁の主要部は図示しない）のバルブ３４によって開閉して、コマンドピストン３５の上端面に与えられるピストン受圧圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下するとニードル３６が上昇して燃料を噴射するノズル３７を有する。

インジェクタ３のハウジング３８（例えば、ノズルホルダ）には、コマンドピストン３５を上下方向（ニードル３６の開閉弁方向）に摺動自在に支持するシリンダ４１、コモンレール２から高圧燃料配管１０を介して供給された高圧燃料をノズル３７側および流入通路３１側へ導く高圧燃料通路４２、およびリーク燃料を低圧側のリーク配管７へ導く排圧燃料通路（図示しない）等が形成されている。

コマンドピストン３５は、ハウジング３８（例えば、ノズルホルダ）内に形成されたシリンダ４１に挿入され、プレッシャピン（図示しない）等を介してニードル３６に連接されている。このプレッシャピンは、コマンドピストン３５とニードル３６との間に介在され、プレッシャピンの周囲には、ニードル３６を下方（閉弁方向）へ付勢するスプリング（図示しない）が配置されている。

制御室３３は、シリンダ４１の上部に形成され、ハウジング３８とコマンドピストン３５に囲まれて形成される容積室であり、コマンドピストン３５の上下移動に応じて容積が変化する。なお、コマンドピストン３５の上端面は、制御室３３から下向きの荷重を受ける面であり、その面積は下向き受圧面積Ｓｃｃに相当する。
具体的にこの実施例１では、ハウジング上部のプレート４０（例えば、オリフィスプレート等）の壁面（下面）に、シリンダ４１と連通する窪み部４０ａを形成し、その窪み部４０ａの内部を制御室３３としたものである。
流入通路３１は、高圧燃料通路４２から供給される燃料を制御室３３に供給するための燃料通路であり、流入通路３１の途中には、高圧燃料通路４２から供給される高圧燃料を絞るインオリフィスが設けられている。
排出通路３２は、制御室３３内の燃料を低圧側の排圧燃料通路へ排出するための燃料通路であり、排出通路３２の途中には、制御室３３から低圧側へ排出される燃料を絞るアウトオリフィスが設けられている。

電磁弁は、通電（ＯＮ）されると電磁力を発生するソレノイド（図示しない）と、このソレノイドの発生する電磁力によって上方（開弁方向）へ吸引されるバルブ３４と、バルブ３４を下方（閉弁方向）へ付勢するリターンスプリング（図示しない）とを備える。
バルブ３４の下端は、排出通路３２（具体的には、排出通路３２の低圧側の出口開口）を開閉するボール弁（図示しない）を備えるものであり、ソレノイドがＯＦＦの状態では、リターンスプリングの付勢力によってバルブ３４が下方に押し付けられ、ボール弁が排出通路３２を塞ぐ。ソレノイドがＯＮの状態では、リターンスプリングの付勢力に抗してバルブ３４が上方に移動し、ボール弁が着座面から上方へリフトして排出通路３２が開かれる。

インジェクタ３のハウジング３８（例えば、ノズルボディ）には、ニードル３６を上下方向（開閉方向）へ摺動自在に支持する摺動孔４３と、高圧燃料通路４２に連通しており、ニードル３６の外周に環状に設けられたノズル室４４と、ニードル３６が閉弁時に着座する円錐状の弁座４５と、高圧燃料を噴射するための複数の噴孔４６とが形成されている。この噴孔４６は、ニードル３６と弁座４５とが着座時に当接する着座シート４７のシート径Ｄｎｓの内側に穿設されている。

ニードル３６においてノズル室４４に露出する面の軸方向面は、ノズル室４４に供給されるコモンレール圧Ｐｃを軸方向に受ける面であり、その軸方向面積（ノズル室４４に露出する上向き面積と下向き面積の差による上向き面積）がニードルの上向き受圧面積Ｓｎｓに相当する。
ニードル３６の下端には、弁座４５に着座および離座して噴孔４６を開閉する円錐弁３６ａが設けられている。この円錐弁３６ａは、上側の円錐台部と下側の円錐先端部とから構成され、その境界部に着座シート４７が形成される。円錐台部の広がり角度は、弁座４５の広がり角度より小さいものであり、円錐先端部の広がり角度は、弁座４５の広がり角度より大きいものである。
つまり、円錐弁３６ａが弁座４５に着座する際は、円錐弁３６ａの着座シート４７が弁座４５に当接してノズル室４４と噴孔４６との連通を遮断するものである。

（インジェクタ３の作動）
次に、インジェクタ３の作動原理を説明する。
ＥＣＵ５より電磁弁に噴射パルスが与えられると（電磁弁のＯＮ）、ソレノイドがバルブ３４を吸引する。バルブ３４がリフトアップを開始すると、排出通路３２が開いて、流入通路３１で減圧された制御室３３の圧力が低下を開始する。
ピストン受圧圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎ以下に低下すると、ニードル３６が上昇を開始する。ニードル３６が弁座４５から離座すると、ノズル室４４と噴孔４６とが連通し、ノズル室４４に供給された高圧燃料が噴孔４６から噴射する（電磁弁のＯＮから噴射開始までの時間を噴射開始遅れ時間Ｔｄｓと称す）。

ニードル３６の上昇に従い、噴射率が上昇する（噴射率の上昇を上昇噴射率Ｑｕｐと称す）。この上昇噴射率Ｑｕｐが最大噴射率Ｑｍａｘに到達する場合は、それ以上噴射率は上昇しない（図３参照）。

ＥＣＵ５より電磁弁に与えられている噴射パルスが停止すると（電磁弁のＯＦＦ）、ソレノイドがバルブ３４の吸引を停止して、そのバルブ３４がリフトダウンを開始する。そして、バルブ３４が排出通路３２を閉じると、制御室３３の圧力が上昇を開始する。ピストン受圧圧力Ｐｃｃが閉弁圧以上まで上昇すると、ニードル３６が下降を開始する（噴射率の下降を下降噴射率Ｑｄｎと称す）。
ニードル３６が下降して、ニードル３６が弁座４５に着座すると、ノズル室４４と噴孔４６の連通が遮断されて、噴孔４６からの燃料噴射が停止する。

以上で説明したように、上昇噴射率Ｑｕｐが最大噴射率Ｑｍａｘに到達しない場合（例えば小噴射時）では、時間軸と噴射率（上昇噴射率Ｑｕｐと下降噴射率Ｑｄｎ）によって略三角形の図形が描かれる。また、上昇噴射率Ｑｕｐが最大噴射率Ｑｍａｘに到達する場合（例えば大噴射時）では、時間軸と噴射率（上昇噴射率Ｑｕｐと最大噴射率Ｑｍａｘと下降噴射率Ｑｄｎ）によって略台形の図形が描かれる（図３参照）。

（第１の特徴）
実施例１における第１の特徴を図１を参照して説明する。
排出通路３２の制御室３３側の開口である制御室内流出口５１は、コマンドピストン３５が移動してもコマンドピストン３５によって塞がれない位置で、且つコマンドピストン３５に近い側で開口する。
具体的に制御室内流出口５１は、プレート４０に設けられた窪み部４０ａの側壁に開口するものであり、制御室３３の上下方向（コマンドピストン３５の移動方向）の長さの中心よりも、コマンドピストン３５に近い側で制御室内流出口５１が開口する。この制御室内流出口５１の開口位置は、コマンドピストン３５の上端面（受圧面）に近いほど好ましい。
また、制御室内流出口５１からハウジング３８内に向かう部分（制御室内流出口５１の近傍）の排出通路３２の通路中心は、制御室内流出口５１が形成された部分の制御室３３の内壁面（即ち、制御室内流出口５１の開口周囲の壁面）３３ａに対し直交するように設けられるものであるが、直交しないものであっても良い。

制御室内流出口５１がコマンドピストン３５に近い側で開口することで、次の効果を得ることができる。
電磁弁がＯＮされて排出通路３２が開かれると、制御室内流出口５１がコマンドピストン３５に近い側で開口しているため、制御室３３内はコマンドピストン３５に近い側から圧力低下を開始する。すると、コマンドピストン３５の上端面に加わる圧力、即ちピストン受圧圧力Ｐｃｃが素早く低下することになる。
これによって、図２（ｂ）に示すように、ピストン受圧圧力Ｐｃｃが短時間で開弁圧力Ｐｏｐｎに低下することになり、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓを従来よりも短縮でき、インジェクタ３の噴射開始の応答性を高めることができる。
また、ピストン受圧圧力Ｐｃｃが素早く低下することにより、ニードル３６の上昇速度を速めることができる。この結果、図３（ｂ）に示すように、上昇噴射率Ｑｕｐの上昇傾きを従来よりも急激にでき、インジェクタ３の噴射開始時の応答性を高めることができる。

さらに、電磁弁がＯＮされて排出通路３２が開かれると、ピストン受圧圧力Ｐｃｃが素早く低下するため、図２（ｂ）に示すように、シート径Ｄｎｓ等に製造バラツキや経時変化が生じて開弁圧力Ｐｏｐｎが開弁圧力Ｐｏｐｎ’のように大きく変動しても、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの変動を小さく抑えることができる。
即ち、シート径Ｄｎｓ等に製造バラツキや経時変化が生じても、噴射開始遅れ時間Ｔｄｓの変動を小さく抑えることができる。この結果、目標噴射量Ｑ０と実噴射量Ｑｉの誤差、および目標噴射時期Ｔ０と実噴射時期Ｔｉの誤差を抑えることができ、高い噴射精度を得ることができる。

（第２の特徴）
実施例１における第２の特徴を説明する。
流入通路３１の制御室３３側の開口である制御室内流入口５２は、コマンドピストン３５が移動してもコマンドピストン３５によって塞がれない位置で、且つ制御室内流出口５１に比してコマンドピストン３５より遠い側で開口する。
具体的に制御室内流入口５２は、制御室内流出口５１と同様、プレート４０に設けられた窪み部４０ａの側壁に開口するものであり、制御室３３の上下方向（コマンドピストン３５の移動方向）の長さの中心よりもコマンドピストン３５から離れた側で制御室内流入口５２が開口する。なお、制御室内流入口５２の開口位置は、コマンドピストン３５の上端面（受圧面）から上下方向に遠いほど好ましい。
また、制御室内流入口５２からハウジング３８内に向かう部分（制御室内流入口５２の近傍）の流入通路３１の通路中心は、制御室内流入口５２が形成された部分の制御室３３の内壁面（即ち、制御室内流入口５２の開口周囲の壁面）３３ｂに対し直交して設けられるものであるが、直交しないものであっても良い。

ここで、第１の特徴で述べたように、制御室内流出口５１はコマンドピストン３５に近い側で開口するものであるため、第２の特徴は、制御室内流出口５１がコマンドピストン３５に近い側で開口し、且つ制御室内流入口５２が制御室内流出口５１に比してコマンドピストン３５より遠い側で開口するものである。このように設けられることで、次の効果を得ることができる。
電磁弁がＯＦＦされて排出通路３２が閉じられると、燃料の流れは電磁弁で閉じられた部位から停止し、燃料の弾性により、流れの上流側ほど流れが停止するのに時間がかかる。
このため、制御室３３内の燃料の流れは、微細な時間的に説明すると、電磁弁の閉弁位置に近い制御室内流出口５１から流れが停止し、燃料の弾性により、流れの上流側の制御室内流入口５２では流れが停止するのに時間がかかる。

素早く流れが停止することは素早く圧力が上昇することと同じであり、流れが停止するのに時間がかかることは、圧力が上昇するのに時間がかかることと同じである。
ここで、上述したように、制御室内流出口５１がコマンドピストン３５に近い側で開口し、制御室内流入口５２が制御室内流出口５１に比してコマンドピストン３５より遠い側で開口するものであるため、制御室３３内においてコマンドピストン３５に近い側から圧力が上昇することになる。
これによって、インジェクタ３の噴射状態からインジェクタ３が閉弁する際は、ピストン受圧圧力Ｐｃｃが素早く上昇する。この結果、ニードル３６の下降速度を速めることができ、図３（ｂ）に示すように、下降噴射率Ｑｄｎの下降傾きを急激にできる。即ち、迅速な噴射終りの実現によって、インジェクタ３の噴射をキレ良く止めることができる。
このように、インジェクタ３の噴射終りのキレを高めることができるため、噴射終りにおける噴射飛散による排気の悪化（例えば、ＨＣ、ＰＭ等の有害物質）を抑えることが可能になる。

［変形例］
上記の実施例では、電動弁の一例としてソレノイドの吸引力でバルブ３４を駆動する電磁弁を示したが、ピエゾアクチュエータの作動でバルブ３４を駆動させるなど、通電によってバルブ３４を駆動する他の電気的アクチュエータを用いた電動弁を用いても良い。
上記の実施例では、本発明をコモンレール式燃料噴射装置に適用した例を示したが、コモンレールを用いない燃料噴射装置に本発明を適用しても良い。つまり、ディーゼルエンジン以外の例えばガソリンエンジン等に用いられる燃料噴射装置に本発明を適用しても良い。

モデル化したインジェクタの説明図である（実施例１）。 電磁弁の開弁後におけるピストン受圧圧力の変化を示す特性図である（従来例と実施例１）。 噴射率の変化を示す説明図である（従来例と実施例１）。 コモンレール式燃料噴射装置の概略図である。 モデル化したインジェクタの説明図である（従来例）。 モデル化したインジェクタの作動説明図である（従来例）。

符号の説明

１ エンジン
３ インジェクタ
３１ 流入通路
３２ 排出通路
３３ 制御室
３４ バルブ（電磁弁において排出通路を開閉する部材）
３５ コマンドピストン
３６ ニードル
３７ ノズル
３８ ハウジング
４０ プレート
４０ａ 窪み部
４４ ノズル室
４５ 弁座
４６ 噴孔
５１ 制御室内流出口
５２ 制御室内流入口

Claims (6)

1. エンジン等の固定部材に固定されるハウジングと、
   このハウジング内に摺動自在に支持されたコマンドピストンと、
   前記ハウジングと前記コマンドピストンに囲まれる制御室と、
   この制御室に高圧燃料を供給する流入通路と、
   前記制御室に蓄圧された高圧燃料を低圧側に排出する排出通路と、
   この排出通路を開閉する電動弁と、
   前記ハウジング内に摺動自在に支持されたニードルと、
   このニードルの周囲に設けられ、高圧燃料が供給されて前記ニードルに開弁方向の付勢力を生じさせるノズル室とを備え、
   前記コマンドピストンが前記制御室から受圧するピストン受圧圧力Ｐｃｃが開弁圧力Ｐｏｐｎに低下すると前記ニードルの先端が、前記ハウジングに形成された弁座から離座して噴孔から高圧燃料を噴射するインジェクタであって、
   前記制御室内で開口する前記排出通路の制御室内流出口は、
   前記コマンドピストンが移動しても塞がれない位置で、且つ前記コマンドピストンに近い側で開口することを特徴とするインジェクタ。
2. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
   前記制御室内流出口は、前記コマンドピストンの移動方向における前記制御室の長さの中心よりも、前記コマンドピストンに近い側で開口することを特徴とするインジェクタ。
3. 請求項１または請求項２に記載のインジェクタにおいて、
   プレートの壁面に窪み部を設けて前記制御室とし、前記窪み部の側壁に前記制御室内流出口が開口することを特徴とするインジェクタ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインジェクタにおいて、
   前記制御室内で開口する前記流入通路の制御室内流入口は、前記制御室内流出口に比して前記コマンドピストンより遠い側で開口することを特徴とするインジェクタ。
5. 請求項４に記載のインジェクタにおいて、
   前記制御室内流入口は、前記コマンドピストンの移動方向における前記制御室の長さの中心よりも、前記コマンドピストンより遠い側で開口することを特徴とするインジェクタ。
6. 請求項４または請求項５に記載のインジェクタにおいて、
   プレートの壁面に窪み部を設けて前記制御室とし、前記窪み部の側壁に前記制御室内流入口が開口することを特徴とするインジェクタ。
   

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