JP2010048138A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルニードルの反噴孔側の端部の背圧室を高圧燃料経路に共有するものであっても、燃料噴射制御性低下を防止する燃料噴射弁を提供。
【解決手段】噴孔２２及び弁座２４が形成されるハウジング２と、弁座への離座及び着座により噴孔を開閉するノズルニードル３０と、上記反噴孔側の端部３１に作用する燃料圧力を増減する圧力制御室６１と、一端面５５が圧力制御室を形成すると共に、他端部５６が前記端部に連動可能なコマンドピストン５０と、前記他端部と前記端部を連繋する連繋構造７０とを備え、連繋構造は、前記端部及び前記他端部を貫通する貫通孔３７、５７と、貫通孔を内側から支持する支持部材７１とを備え、貫通孔においてノズルニードル側の第１貫通孔部３７及びコマンドピストン側の第２貫通孔部５７のうち、一方の貫通孔部と支持部材が少なくとも軸方向の一端側、かつ他方の貫通孔部と支持部材が少なくとも軸方向の他端側で拘束される。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料噴射弁に関し、例えば内燃機関の気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁に適用して好適なものである。

従来、略棒状を呈し、エンジンの各気筒に取り付けられ、その気筒の燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁が知られている（特許文献１等参照）。この種の燃料噴射弁は、噴孔、弁座、及び噴孔に高圧燃料を供給する高圧燃料通路を有するハウジングを備えており、ハウジングの軸方向一端に形成された噴孔及び弁座から軸方向他端側に開口する軸方向孔内に、ノズルニードル、及びコマンドピストンが収容されると共に、コマンドピストンの他端面側に形成された圧力制御室の圧力を制御弁で制御することにより、コマンドピストンの一端部側に配置された、噴孔を開閉するノズルニードルを駆動するものがある。

このような燃料噴射弁の一種として特許文献１に開示の装置では、ノズルニードルの反噴孔側の端部と、上記コマンドピストンの一端部とを、軸方向の外側から挟み込んでクランプするコネクタを備えるようにしている。この技術では、上記軸方向孔が上記高圧燃料通路を兼ねる場合、言い換えるとノズルニードルの反噴孔側の端部を囲む背圧空間が、リーク圧経路ではなく、高圧燃料経路となる場合を想定しており、圧力制御室内の圧力を高圧燃料経路の圧力より低下させる制御を行なう燃料噴射時において、コマンドピストンの動きに対し、ノズルニードルの動きが連動しなくなるのを阻止することができる。
特開平１０−２８８１１２号公報

上記特許文献１の従来技術では、上記コネクタは、ノズルニードル及びコマンドピストンの被連結対象である各端部を外側から挟み込んでクランプするという継手構造であるので、各端部と、この各端部を外側から挟み込むコネクタとの間は、製造ばらつきや経時変化による摩耗等により、軸方向の隙間が生じ易いのである。この隙間が生じると、制御部に同じ噴射指令が入力されたとしても、ノズルニードルの開弁時期のばらつきをじ、ひいては燃料噴射時期が遅くなったり早くなるなど、燃料噴射時期の変動を生じるため、燃料噴射制御性の低下を招くという懸念がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ノズルニードルの反噴孔側の端部の背圧室を高圧燃料経路に共有するものであっても、燃料噴射制御性低下を防止する燃料噴射弁を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。

即ち、請求項１乃至３、５に記載の発明では、噴孔および弁座が形成されるハウジングと、弁座に離座及び着座することより噴孔を開閉するノズルニードルと、ノズルニードルの反噴孔側の端部に作用する燃料圧力を増減する圧力制御室と、一端面が圧力制御室を形成すると共に、他端部がノズルニードルの前記端部に連動可能なコマンドピストンと、コマンドピストンの前記他端部とノズルニードルの前記端部を連繋する連繋構造と、を備え、ハウジングの軸方向一端部に噴孔及び弁座が形成され、弁座から軸方向他端部に向けて開口する軸方向孔が形成され、軸方向孔内にノズルニードル、連繋構造、およびコマンドピストンを軸方向移動可能に収容し、かつ軸方向孔が噴孔に高圧燃料を供給する高圧燃料通路を兼ねる燃料噴射弁において、
連繋構造は、ノズルニードルの前記端部、及びコマンドピストンの前記他端部を貫通する貫通孔と、貫通孔を内側から支持する支持部材と、を備え、貫通孔においてノズルニードル側の第１貫通孔部およびコマンドピストン側の第２貫通孔部のうち、一方の貫通孔部と支持部材が少なくとも軸方向の一端側で拘束され、他方の貫通孔部と支持部材が少なくとも軸方向の他端側で拘束されていることを特徴とする。

これによると、コマンドピストンの前記他端部とノズルニードルの前記端部を連繋する連繋構造を、前記他端部及び前記端部を貫通する貫通孔を設け、貫通孔を内側から支持部材で支持する構成とするので、従来技術のように前記他端部と前記端部を、コネクタ等といった外側から挟みこむ支持部材で支持する構成ではない。それ故に、貫通孔を内側から支持部材で支持するという連繋構造の構成は、従来技術に比べて貫通孔と支持部材の間での軸方向の隙間の発生を抑制することが可能である。

さらに、上記構成に加えて、貫通孔においてノズルニードル側の第１貫通孔部およびコマンドピストン側の第２貫通孔部のうち、一方の貫通孔部と支持部材を少なくとも軸方向の一端側で拘束し、他方の貫通孔部と支持部材を少なくとも軸方向の他端側で拘束する構成とするので、貫通孔と支持部材の間での軸方向の隙間の発生を確実に抑制することができる。

以上の請求項１に記載の発明によれば、上記連繋構造を、軸方向の隙間の発生を確実に抑制する構成とすることができるので、ノズルニードルの開弁時期のばらつきの発生、ひいては燃料噴射時期の変動発生を抑制できる。したがって、軸方向孔内を噴孔に高圧燃料を供給する高圧燃料通路を兼ねるといったノズルニードルの反噴孔側の端部の背圧室を高圧燃料経路に共有するものであっても、燃料噴射制御性低下を防止する燃料噴射弁を得ることができる。

また、請求項２に記載の発明では、ノズルニードルの前記端部と前記コマンドピストンの前記他端部は、軸中心に同心的に配置され、かつ軸方向と軸方向に対し直交する直交方向との双方に対して傾斜する傾斜方向に沿って、互い係止する係止面を有することを特徴とする。

これによると、上記貫通孔を内側から支持部材で支持する連繋構造を有する前記他端部及び前記端部は、軸ずれを抑制することができる。したがって、軸ずれを抑制すると共に、貫通孔と支持部材で隙間による遊びがない状態で一体となったノズルニードル及びコマンドピストンを構成することができる。

また、請求項３に記載の発明では、一方の貫通孔部及び他方の貫通孔部のうちの特定貫通孔部は、支持部材に対し相対的に嵌合する嵌合孔であることを特徴とする。

これによると、上記一方の貫通孔部と支持部材を少なくとも軸方向の一端側で拘束し、他方の貫通孔部と支持部材を少なくとも軸方向の他端側で拘束する構成とする場合において、特定貫通孔部を嵌合孔で形成し、支持部材に対し相対的に嵌合する構成とするので、特定貫通孔部以外の貫通孔部が、軸方向の一端側または他端側で拘束される状態に形成し易い。

また、請求項４乃至５に記載の発明では、噴孔および弁座が形成されるハウジングと、弁座に離座及び着座することより噴孔を開閉するノズルニードルと、ノズルニードルの反噴孔側の端部に作用する燃料圧力を増減する圧力制御室と、一端面が圧力制御室を形成すると共に、他端部がノズルニードルの前記端部に連動可能なコマンドピストンと、コマンドピストンの前記他端部とノズルニードルの前記端部を連繋する連繋構造と、を備え、ハウジングの軸方向一端部に噴孔及び弁座が形成され、弁座から軸方向他端部に向けて開口する軸方向孔が形成され、軸方向孔内にノズルニードル、連繋構造、およびコマンドピストンを軸方向移動可能に収容し、かつ軸方向孔が噴孔に高圧燃料を供給する高圧燃料通路を兼ねる燃料噴射弁において、
連繋構造は、ノズルニードルの前記端部、及びコマンドピストンの前記他端部を貫通する貫通孔と、貫通孔を内側から支持する支持部材と、を備え、貫通孔においてノズルニードル側の第１貫通孔部およびコマンドピストン側の第２貫通孔部のうち、一方の貫通孔部と支持部材が軸方向において一端側及び他端側の双方で拘束され、他方の貫通孔部と支持部材が軸方向に対し直交する直交方向において一端側及び他端側の双方で拘束されていることを特徴とする。

これによると、コマンドピストンの前記他端部とノズルニードルの前記端部を連繋する連繋構造を、前記他端部及び前記端部を貫通する貫通孔を設け、貫通孔を内側から支持部材で支持する構成とするので、従来技術に比べて貫通孔と支持部材の間での軸方向の隙間の発生を抑制することが可能である。

さらに、上記構成に加えて、貫通孔においてノズルニードル側の第１貫通孔部およびコマンドピストン側の第２貫通孔部のうち、一方の貫通孔部と支持部材を軸方向において一端側及び他端側の双方で拘束し、他方の貫通孔部と支持部材を軸方向に対し直交する直交方向において一端側及び他端側の双方で拘束する構成とするので、貫通孔と支持部材の間での少なくとも軸方向の隙間の発生を確実に抑制することができると共に、各貫通孔部と支持部材の組付け姿勢を、軸方向、並びに軸方向に対し直交する直交方向で規定するので軸ずれを抑制することが可能である。

以上の請求項４に記載の発明によれば、燃料噴射制御性低下を防止する燃料噴射弁を得ることができると共に、軸ずれを抑制することが可能となる。

また、請求項５に記載の発明では、支持部材は、貫通孔に対して内側から復元力を発生するばね部材であることを特徴とする。

ここで、連繋構造を軸方向の隙間の発生を確実に抑制する構成として組付けを行なう場合において、軸方向隙間が発生することはないが、貫通孔などの構成要素のばらつきあるいは経時変化により、貫通孔の軸方向などの一方向の一端側あるいは他端側を拘束する支持部材の突き当たる度合いが強かったり弱かったりするおそれがある。

これに対して請求項５に記載の発明によれば、支持部材を、貫通孔に対して内側から復元力を発生するばね部材で形成するので、貫通孔の軸方向などの一方向の一端側あるいは他端側に突き当たる度合いを、実質的にほぼ同じ状態にすることが可能である。これにより、上記連繋構造は、その構成要素のばらつきあるいは経時変化に拘わらず、貫通孔と支持部材の間での軸方向の隙間の発生を安定して抑制することができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１〜図３は、本実施形態による燃料噴射弁１を用いた燃料噴射装置を示している。図２は本発明の燃料噴射弁１の特徴的構成を示しており、また、図３は特徴的構成において連繋構造の一態様を示すものである。

燃料噴射装置は、例えばディーゼルエンジンまたは筒内噴射式火花点火内燃機関（以下、単に、エンジンという）の気筒内へ直接的に燃料を噴射するものであり、各気筒供給の蓄圧容器としてのコモンレールから分配供給される高圧燃料を噴射する。

この燃料噴射装置は、図１に示すように、燃料を高圧状態で蓄えるコモンレール４と、燃料タンク９から汲み上げた燃料を加圧してコモンレール４に圧送する燃料噴射ポンプ３と、コモンレール４より高圧配管を通じて供給される高圧燃料をエンジンの気筒内に噴射する燃料噴射弁１と、燃料噴射ポンプ３及び燃料噴射弁１などを制御する制御装置１００とを備えている。コモンレール４内の燃料の圧力は、エンジンの運転状態に応じて調整される。コモンレール４内の燃料の圧力は、制御装置１００により燃料噴射ポンプ３を駆動制御することによって、エンジンの運転状態に最適な燃料噴射圧力相当の圧力（以下、コモンレール圧）に調整されるのである。燃料噴射ポンプ３は、図示しない入口調量弁、加圧室及び圧送プランジャなどの圧送ユニットを有し、コモンレール４内の圧力が所定のコモンレール圧に設定されるように、入口調量弁により調量された燃料を加圧室で圧送プランジャによって圧送し、コモンレール４へ吐出する。

燃料噴射弁１は、図１に示すように、「複数の噴孔２２と、噴孔２２を開閉するノズルニードル３０と、ノズルニードル３０の反噴孔２２側の端部３１を間接的に駆動制御する制御弁部８０と、ノズルニードル３０等の構成要素を軸方向移動可能に収容するハウジング２とを有し、ノズルニードル３０の反噴孔２２側の端部３１を囲む背圧室４３を、噴孔２２に高圧燃料を供給する高圧燃料径路と共有する」という、いわゆるセンターフィードタイプの燃料噴射弁の一例を示すものである。上記ハウジング２内を軸方向移動可能に収容される構成要素とは、ノズルニードル３０及びコマンドピストン５０とから構成される。ここで、上記高圧燃料径路は、コモンレール４の高圧燃料を、ハウジング２内に形成される軸方向孔２５、４２を通じて噴孔２２に連絡する高圧燃料通路２４に相当する。燃料噴射弁１は、制御弁部８０への通電及び通電停止を制御装置１００で制御することにより、高圧燃料の噴射量および噴射時期等が決定されるように構成されているのである。

ハウジング２は、略棒状に形成されており、ノズルボデー２１及びロアボデー４１とから構成され、ノズルニードル３０及びコマンドピストン５０を軸方向孔２５、４２内に収容する。

ノズルボデー２１は、軸方向一端部に噴孔２２及び弁座２３が形成され、弁座２３の下流側の端部から軸方向他端部に延び、上端面に開口する「第１軸方向孔」としてのニードル収容孔２５を有する。ニードル収容孔２５には、ノズルニードル３０が軸方向移動可能に収容される。ニードル収容孔２５の底部には、ニードル収容孔２５の内壁とノズルボデー２１の外壁とを連通する噴孔２２が形成され、噴孔２２の上部には、ノズルニードル３０が着座及び離座する弁座２３が形成されている。

ニードル収容孔２５は、ノズルニードル３０を収容させたときに、ノズルニードル３０の側壁とニードル収容孔２１の内壁との間には隙間が形成されており、この隙間は、コモンレール４から高圧燃料が供給される燃料溜り室２６となる。燃料溜り室２６は、ノズルニードル３０が弁座２３から離座することにより、噴孔２２と連通する。また、ノズルボデー２１の上記端面の燃料溜り室２６の開口からニードル収容孔２１の先端まで過度な流路抵抗を受けないで高圧燃料がスムースに流れるように、ノズルニードル３０の大径部３２には、平面部や図示しない縦溝等が形成されている。

ノズルニードル３０は、棒状を呈しており、先端部３３が先端に向かうほど径が小さくなる円錐部状に形成され、先端部３３が弁座２３に離座及び着座することにより噴孔２２を開閉する。ノズルニードル３０は、先端部３３から燃料上流側（図１中の上方側）に向かって小径部３４と、小径部３４より大径の大径部３３、上記反噴孔側の端部３１とを有している。大径部３３は、上記平面もしくは縦溝が形成された部分を除き、ニードル収容孔２５で摺動可能に支持される。上記反噴孔側の端部３１は、その一部もしくは全部がニードル収容孔２５の開口からロアボデー４１側に突出している。

ロアボデー４１は、一方の端部にノズルボデー２１を支持し、他方の端部に制御弁部８０を支持する。ロアボデー４１とノズルボデー２１とは、「締結部材」としてのリテーニングナット９１のねじ締結により気密に接続され、ロアボデー４１と制御弁部８０とは固定部材１４によって気密に接続される。

ロアボデー４１は、軸方向に延び、かつニードル収容孔２１と連通する「第２軸方向孔」としてのピストン収容孔４２を有する。ピストン収容孔４２には、ノズルニードル３０と協働可能なコマンドピストン５０が軸方向移動可能に収容される。

コマンドピストン５０は、ピストン収容孔４２に摺動可能に支持される頭部５１と、平面もしくは縦溝が形成された部分を除きピストン収容孔に摺動可能に支持される大径部５２と、大径部５２より小径で、かつノズルニードル３０の反噴孔側の端部３１に隣接する小径部５３とを有する。大径部５２及び小径部５３とピストン収容孔４２において、大径部５２及び小径部５３の側壁とピストン収容孔４２の内壁との間には隙間が形成されており、この隙間は、コモンレール４から高圧燃料が供給される燃料通路４６となる。

また、小径部５３の下端部側にはフランジ部５４が形成されている。フランジ部５４は、ピストン収容孔４２においてピストン収容孔４２の下端部側の内壁で囲まれる背圧室４３に収容され、コマンドピストン５０をノズルニードル３０側の下方に付勢するスプリング５９の一端部を支持している。スプリング５９の他端部は、ピストン収容孔４２内の端面に支持されている。スプリング５９は、後述する連繋構造７０を介してコマンドピストン５０とノズルニードル３０を、常にノズルニードル３０の閉弁方向に付勢する作用力として機能する。

また、ロアボデー４１には、コモンレール４からの燃料配管が接続され、バーフィルタ４５ｃを内蔵する燃料導入通路４５が形成されている。燃料導入通路４４は、ピストン収容孔４２に開口する開口部４４に連通する第１燃料連通部分４５ａと、開口部４７より制御弁部８０の内部通路に連通する第２燃料連通部分４５ｂとに分岐している。上記内部通路は弁座部８４において圧力制御室６１を経由する通路である。

制御弁部８０でロアボデー４１の上端部のピストン収容孔４２の開口を塞ぐと共に、コマンドピストン５０がピストン収容孔４２に収容されることにより、コマンドピストン３０の頭部５１の上端面５５と、ピストン収容孔４２とで囲まれる空間が形成される。この空間が圧力制御室６１となる。この圧力制御室６１にコモンレール４の高圧燃料が供給されることにより、コマンドピストン５０の頭部５１に、コマンドピストン５０をノズルニードル３０側の下方、即ち連繋構造を介してノズルニードル３０の閉弁方向の燃料圧力（背圧）が作用する。この圧力制御室６１の燃料圧力（背圧）は、ノズルニードル３０を閉弁方向に付勢する作用力として機能する。

ここで、ノズルボデー２１及びロアボデー４１は、上記ハウジング２においてそれぞれ、第１ハウジング区分、第２ハウジング区分に相当する。ハウジング２は2つのハウジング区分２１、４１から構成されるものに限らず、３つのハウジング区分からなるものでもよく、少なくとも２つ以上のハウジング区分から構成されるものであればよい。

ハウジング２には、コモンレール４からの高圧燃料を導入する燃料導入通路４５と、上記燃料導入通路４５より開口部４７を通じて制御弁部８０の内部通路に連通する第２燃料連通部分４５ｂと、上記燃料導入通路４５より開口部４４を通じてピストン収容孔４２内に連絡する第１燃料連通部分４５ａと、第１燃料連通部分４５ａからの高圧燃料が供給される軸方向孔４２、２５の内側に形成された燃料通路４６及び燃料溜り室２６と、圧力制御室６１の高圧燃料を制御弁部８０を介して排出する排出通路４９とが形成されている。

上記燃料導入通路４５、第１燃料連通部分４５ａ、第２燃料連通部分４５ｂ、燃料通路４６、および燃料溜り室２６は高圧燃料通路２４を構成しており、請求範囲に記載の高圧燃料通路に相当する。

上記軸方向孔４２、２５の内側の燃料通路４６及び燃料溜り室２６には、常にコモンレール４の高圧燃料が供給されている。ノズルニードル３０の先端部３３には、当該高圧燃料が作用しており、ノズルニードル３０を開弁方向に付勢する作用力として機能する。

また、ノズルニードル３０は、連繋構造７０を介してコマンドピストン５０を付勢するスプリング５９による閉弁方向の付勢力が働いている。

ノズルニードル３０は、当該ノズルニードルに働く閉弁方向の付勢力の合計と、開弁方向の付勢力の合計のバランスによって軸方向孔２５、４２における位置が決定される。言い換えると、閉弁方向の付勢力の合計が開弁方向の付勢力の合計よりも勝れば、ノズルニードル３０は閉弁方向に移動し、反対に、開弁方向の付勢力の合計が閉弁方向の付勢力の合計よりも勝れば、ノズルニードル３０は開弁方向に移動する。

制御弁部８０は、圧力制御室６１へコモンレール４の高圧燃料を供給する状態と、燃料タンク９へ圧力制御室６１の高圧燃料を排出する状態を切換える電磁弁であり、電磁駆動部８２と、この電磁駆動部８２によって駆動される制御弁部材８３を有している。制御弁部材８３は、弁座部８４に着座可能であり、制御弁部材８３が弁座部８４に着座及び離座することにより、圧力制御室６１と、制御弁部８０側の背出通路４７との連通状態が断続される。言い換えると、電磁駆動部８３を制御することにより、圧力制御室６１から背出通路４７へ連通する通路が開閉される。

制御弁部８０において制御弁部材８３が弁座部８４に着座することにより、圧力制御室６１へコモンレール４から高圧燃料が供給されると、ノズルニードル３０に働く閉弁方向の付勢力が開弁方向の付勢力よりも勝るので、ノズルニードル３０は閉弁方向に移動し、噴孔２２は閉じられて噴孔２２から燃料が噴射されない。また、制御弁部８０において制御弁部材８３が弁座部８４に離座することにより、圧力制御室６１の高圧燃料が燃料タンク９へ排出されると、ノズルニードル３０に働く開弁方向の付勢力が閉弁方向の付勢力よりも勝るようになり、ノズルニードル３０は開弁方向に移動し、噴孔２２は開けられて噴孔２２から燃料が噴射する。さらに、圧力制御室６１に再びコモンレール４の高圧燃料が供給されると、ノズルニードル３０に働く閉弁方向の付勢力が開弁方向の付勢力よりも勝るようになるので、ノズルニードル３０は閉弁方向に移動し、噴孔２２は閉じられて噴孔２２からの燃料噴射が停止する。

なお、上記制御弁部８０は通電制御することにより圧力制御室６１の燃料圧力を増減する電磁弁で構成したが、これに限らず、上記制御弁部は、コモンレール４の高圧燃料を圧力制御室６１に供給したり、圧力制御室６１の高圧燃料を燃料タンク９に排出したりする切換え弁であり、通電制御するアクチュエータ部８によって切換駆動される構成であってもよい。

以上、燃料噴射装置に用いた燃料噴射弁１の基本構成を説明した。以下、燃料噴射弁１の特徴的構成について説明する。

（特徴的構成）
コマンドピストン５０の他端部５６とノズルニードル３０の反噴孔側の端部３１とを連繋する連繋構造７０を、以下図２及び図３に基づいて説明する。図２（ａ）は図１中の連繋構造７０周りを示しており、また図２（ｂ）は支持部材７１を示している。また図３は、連繋構造７０を構成する貫通孔３７、５７及び支持部材７１間の嵌合状態を示すものであって、図３（ａ）はコマンドピストン５０側の第２貫通孔部５７と支持部材７１とによる嵌合状態を示し、図３（ｂ）はノズルニードル３０側の第１貫通部３７と支持部材７１とによる嵌合状態を示している。

図２に示すように、連繋構造７０は、コマンドピストン５０の他端部５６及びノズルニードル３０の反噴孔側の端部３１を貫通し、断面形状が円形の貫通孔３７、５７が設けられ、当該貫通孔３７、５７は円柱状の支持部材７１で内側から支持される構成としている。本実施形態による連繋構造７０は、従来技術のようにフランジ状の他端部と反噴孔側の端部を、コネクタ等といった外側から挟み込む支持部材で支持する構成ではない。それ故に、貫通孔３７、５７を内側から支持部材７１で支持するという本実施形態による連繋構造７０は、従来技術に比べて貫通孔３７、５７と支持部材７１の間において軸方向の隙間の発生を抑制することが可能である。

また、他端部５６及び反噴孔側の端部３１において、他端部５６の先端が円錐状の円錐部５８に形成され、反噴孔側の端部３１が、円錐部５８の形状に対応した形状を有する円錐受け面３８に形成されている。他端部５６において円錐部５８の円錐状の外周面５８ａと、反噴孔側の端部３１において円錐受け面３８とは請求範囲に記載の互いに係止する係止面に相当する。

上記連繋構造７０の構成では、ノズルニードル３０とコマンドピストン５０は貫通孔３７、５７及び支持部材７１間において軸方向隙間なく組付けられ、実質的に連結固定されることになるが、ノズルニードル３０とコマンドピストン５０は、他端部５６側の円錐部５８を、反噴孔側の端部３１側の円錐受け面３８に嵌め込む構成とするので、当該構成により軸ずれを抑制しつつ、ノズルニードル３０とコマンドピストン５０とを連結固定することができる。

さらに、連繋構造７０は、上記構成に加えて、貫通孔３７、５７のうち、図３（ｂ）に示すように、ノズルニードル３０側の第１貫通孔部３７と支持部材７１は軸方向の一端側（図３（ｂ）中の上端側）で拘束されている。また、図３（ａ）に示すように、コマンドピストン５０側の第２貫通孔部５７には支持部材７１が嵌合している。言い換えると、第１貫通孔部３７が第２貫通孔部５７より上記係止面３８ａ、５８側に接近して形成されている。この第２貫通孔部５７に対する第１貫通孔部３７の軸方向ずれによって円錐部５８を円錐受け面３８に相対的に押し付けると共に、互いに同心的には配置される円錐部５８及び反噴孔側の端部３１の円錐受け面３８の嵌め込みによって、ノズルニードル３０及びコマンドピストン５０の軸方向のずれが抑制される。

これによって、貫通孔３７、５７と支持部材７１の間での軸方向の隙間発生が確実に抑制される。

上記連繋構造７０の構成においては、コマンドピストン５０側の第２貫通孔部５７を支持部材７１に嵌合する嵌合孔としたが、これに限らず、図４の変形例のように、コマンドピストン５０側の第２貫通孔部５７と支持部材７１は軸方向の他端側（図４（ａ）中の下端側）で拘束される構成としてもよい。即ち、第１貫通孔部３７及び第２貫通孔部５７は支持部材７１に対し軸方向において一端側（図４（ｂ）中の上端側）、他端側（図４（ａ）中の下端側）でそれぞれ拘束される。このような構成であっても、貫通孔３７、５７と支持部材７１の間での軸方向の隙間発生が確実に抑制されるのである。

以上説明した本実施形態では、連繋構造７０は、コマンドピストン５０の他端部５６及びノズルニードル３０の反噴孔側の端部３１を貫通する貫通孔３７、５７が設けられ、当該貫通孔３７、５７は円柱状の支持部材で内側から支持される構成とするので、貫通孔３７、５７と支持部材７１の間において軸方向の隙間の発生を抑制することが可能である。

また、以上説明した本実施形態では、上記構成に加えて、貫通孔３７、５７を構成するノズルニードル３０側の第１貫通孔部３７及びコマンドピストン５０側の第２貫通孔部５７おいて、第１貫通孔部３７及び第２貫通孔部５７は支持部材７１に対し軸方向において一端側、他端側でそれぞれ拘束される構成とした。これによると、貫通孔３７、５７と支持部材７１の間での軸方向の隙間発生を確実に抑制することができる。これにより、ノズルニードル３０の開弁時期のばらつきの発生、ひいては燃料噴射時期の変動発生を抑制できる。したがって、軸方向孔２５、４２内を噴孔２２に高圧燃料を供給する高圧燃料通路２４を兼ねるといったノズルニードル３０の反噴孔側の端部３１の背圧室４３を高圧燃料経路に共有するものであっても、燃料噴射制御性低下を防止する燃料噴射弁１を得ることができる。

また、以上説明した本実施形態では、上記ノズルニードル３０の反噴孔側の端部３１とコマンドピストン５０の他端部５６は、互いに隣接し嵌め込み可能な円錐受け面３８と、円錐状の外周面５８ａを有する円錐部５８で形成されており、軸中心に同心的に配置され、かつ軸方向と軸方向に対し直交する直交方向との双方に対して傾斜する傾斜方向に沿って、互い係止する係止面３８、５８ａを有している。これによると、貫通孔３７、５７を内側から支持部材７１で支持する連繋構造７０を有する上記反噴孔側の端部３１及び他端部５６は、ノズルニードル３０及びコマンドピストン５０の軸ずれを抑制することができる。したがって、軸ずれを抑制すると共に、貫通孔３７、５７と支持部材７１で軸方向隙間による遊びがない状態で一体となったノズルニードル３０及びコマンドピストン５０を構成することができる。

また、以上説明した本実施形態では、上記貫通孔３７、５７のうちの第２貫通孔部５７は、支持部材７１に対し相対的に嵌合する嵌合孔に形成されている。これによると、上記貫通孔３７、５７のうちの第１貫通孔部３７を支持部材７１に対し軸方向の一端側で拘束し、第２貫通孔部５７を支持部材７１に対し軸方向の他端側で拘束する場合において、第２貫通孔部５７を嵌合孔で形成し、支持部材７１に対し相対的に嵌合する構成とするので、第２貫通孔部５７以外の第１貫通孔部３７が、軸方向の一端側または他端側で拘束される状態に形成し易い。

（第２実施形態）
第２実施形態を図５に示す。第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態では、連繋構造７０において支持部材７１及び貫通孔３７、５７の断面形状を、四角状の断面形状とする一例を示すものである。図５において、図５（ａ）は連繋構造７０周りを示しており、また図５（ｂ）は支持部材７１を示している。また図６（ａ）はコマンドピストン５０側の第２貫通孔部５７と支持部材７１とによる嵌合状態を示し、図６（ｂ）はノズルニードル３０側の第１貫通部３７と支持部材７１とによる嵌合状態を示している。

図５及び図６に示すように、支持部材７１は四角柱状に形成され、断面形状が幅Ｗと高さＨで規定されている。ノズルニードル３０側の第１貫通孔部３７及びコマンドピストン５０側の第２貫通孔部５７は、支持部材７１の断面形状に対し概ね相似形に形成されている。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１貫通孔部３７及び第２貫通孔部５７は支持部材７１に対し軸方向において一端側、他端側でそれぞれ拘束される。言い換えると、四角柱状の支持部材７１の高さＨで、上記貫通孔部３７、５７のいずれかの軸方向の一端側及び他端側の双方を拘束する。

このような構成であっても、第１実施形態と同等な効果を得ることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態を図７に示す。第３実施形態は第２実施形態の変形例である。第３実施形態では、四角柱状の支持部材７１において高さＨ及び幅Ｗの双方で、第２貫通部５７の軸方向において一端側及び他端側の双方を拘束し、第１貫通部３７の軸方向に対し直交する方向において一端側及び他端側の双方を拘束する構成とする一例を示すものである。図７において、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ、ノズルニードル３０側の第１貫通孔部３７、コマンドピストン５０側の第２貫通孔部５７を示しており、また図７（ｃ）は支持部材を示している。また図８（ａ）はノズルニードル３０側の第１貫通部３７と支持部材７１とによる嵌合状態を示し、図８（ｂ）はコマンドピストン５０側の第２貫通孔部５７と支持部材７１とによる嵌合状態を示している。

コマンドピストン５０側の第２貫通孔部５７は、四角柱状の支持部材７１の高さＨに対し、軸方向において一端側、他端側でそれぞれ拘束される。即ち、第２貫通孔部５７の断面形状は、支持部材７１の高さＨ方向に対し中間嵌めまたは僅かに遊嵌となる高さ寸法を有し、支持部材７１の幅Ｗ方向に対しては十分に大きい幅寸法を有している。

一方、ノズルニードル３０側の第１貫通孔部３７は、四角柱状の支持部材７１の幅Ｗに対し、上記直交方向において一端側、他端側でそれぞれ拘束される。即ち、第１貫通孔部３７の断面形状は、支持部材７１の高さＨ方向に対しては十分に大きい高さ寸法を有し、支持部材７１の幅Ｗ方向に対し中間嵌めまたは僅かに遊嵌となる幅寸法を有している。

このような構成による連繋構造７０では、貫通孔３７、５７と支持部材７１の間での少なくとも軸方向の隙間発生を確実に抑制することができると共に、各貫通孔部３７、５７と支持部材７１の組付け姿勢を、軸方向、並びに軸方向に対し直交する直交方向で規定するので軸ずれを抑制することが可能である。

そのため、隣接するコマンドピストン５０側の他端部５６とノズルニードル３０側の反噴孔側の端部３１との嵌め込み構成は、例えば反噴孔側の端部３１と、他端部５６の内壁が概ね中心軸に対し同軸的に配置され、反噴孔側の端部３１を他端部５６の内壁内に収容されるという簡素な構成とすることができる。

このような構成であっても、第２実施形態と同等な効果を得ることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

（１）以上説明した本実施形態では、連通構造７０の構成要素である各貫通孔部３７、５７、及び支持部材７１の断面形状を、円形状または四角状とした。これに限らず、楕円状、三角形状あるいは五角形状などの多角形状であるものであってもよい。

（２）以上説明した本実施形態では、支持部材７１を、円柱状または四角柱状とした。これに限らず、図９の他の実施形態に示すような四角柱１７１において中央部に溝７２を設けた構成、あるいは図１０の他の実施形態に示すような中空部を有する円筒状の支持部材２７１とするものであってもよい。なお、図１０において中空部を有する円筒状の支持部材７１は、板状部材を筒状に形成された巻きブッシュのようなものであってもよい。この場合、円筒状の支持部材７１は、筒状に形成された板状部材の一方の辺部と、他方の辺部とで溝７２が形成される。

（３）上記中空部を有する支持部材１７１、２７１では、各貫通孔部３７、５７に対して内側から復元力を発生するばね部材として機能する。

ここで、上記連繋構造を軸方向の隙間発生を確実に抑制する構成として組付けを行なう場合において、軸方向隙間が発生することはないが、貫通孔３７、５７などの構成要素のばらつきあるいは経時変化により、当該貫通孔の軸方向などの一方向の一端側あるいは他端側を拘束する支持部材の突き当たる度合いが強かったり弱かったりするおそれがある。

これに対して上記機能を有する支持部材１７１、２７１を有する燃料噴射弁によれば、支持部材１７１、２７２は貫通孔３７、５７に対して内側から復元力を発生するばね部材の機能を果たすので、貫通孔の軸方向などの一方向の一端側あるいは他端側に、支持部材１７１、２７２が突き当たる度合いを、実質的にほぼ同じ状態にすることが可能である。これにより、上記連繋構造は、その構成要素のばらつきあるいは経時変化に拘わらず、貫通孔と支持部材の間での軸方向の隙間の発生を安定して抑制することができる。

本発明の第１実施形態による燃料噴射弁を用いた燃料噴射装置を示す断面図である。 図１中の特徴的構成を示す図であって、図２（ａ）は模式的断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中の支持部材を示す矢視図である。 図２（ａ）中の連繋構造としての貫通孔及び支持部材間の嵌合状態を示す模式図であって、図３（ａ）はコマンドピストン側の貫通孔部と支持部材による、図２（ａ）中のIIIA−IIIA線断面図、図３（ｂ）はノズルニードル側の貫通孔部と支持部材による、図２（ａ）中のIIIB−IIIB線断面図である。 変形例による貫通孔及び支持部材間の嵌合状態を示す模式図であって、図３（ａ）はコマンドピストン側の貫通孔部と支持部材による断面図、図３（ｂ）はノズルニードル側の貫通孔部と支持部材による断面図である。 第２実施形態に係わる燃料噴射弁の特徴的構成を示す図であって、図５（ａ）は模式的断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）中の支持部材を示す矢視図である。 図５（ａ）中の貫通孔及び支持部材間の嵌合状態を示す模式図であって、図６（ａ）はコマンドピストン側の貫通孔部と支持部材による、図５（ａ）中のVIA−VIA線断面図、図６（ｂ）はノズルニードル側の貫通孔部と支持部材による、図５（ａ）中のVIB−VIB線断面図である。 第３実施形態に係わる燃料噴射弁の特徴的構成において各構成要素を示す図であって、図７（ａ）はノズルニードル側の貫通孔部を示す矢視図、図７（ｂ）はコマンドピストン側の貫通孔部を示す矢視図、図７（ｃ）は支持部材を示す矢視図である。 図７（ａ）〜（ｃ）中の貫通孔及び支持部材間の嵌合状態を示す模式図であって、図８（ａ）はノズルニードル側の貫通孔部と支持部材による断面図、図８（ｂ）はコマンドピストン側の貫通孔部と支持部材による断面図である。 他の実施形態に係わる燃料噴射弁の特徴的構成を説明する図であって、支持部材を示す矢視図である。 他の実施形態に係わる燃料噴射弁の特徴的構成を説明する図であって、支持部材を示す矢視図である。

符号の説明

１ 燃料噴射弁
２ ハウジング
２１ ノズルボデー（第１ハウジング区分）
２２ 噴孔
２３ 弁座
２４ 高圧燃料通路
２５ ニードル収容孔（第１軸方向孔、軸方向孔）
２６ 燃料溜り室
３０ ノズルニードル
３１ 反噴孔側の端部
３２ 大径部
３３ 先端部
３４ 小径部
３７ 第１貫通孔（貫通孔）
３８ 円錐受け面（係止面）
４１ ロアボデー（第２ハウジング区分）
４２ 第２軸方向孔（軸方向孔）
４３ 背圧室
４５ 燃料導入通路
４６ 燃料通路
５０ コマンドピストン
５１ 頭部
５２ 大径部
５３ 小径部
５５ 一端面
５６ 他端部
５７ 第２貫通孔（貫通孔）
５８ 円錐部
５８ａ 円錐状の外周面（係止面）
６１ 圧力制御室
７０ 連繋構造
７１ 支持部材
８０ 制御弁部
８２ 電磁駆動部
８３ 制御弁部材
８４ 弁座部
９１ リテーニングナット（締結部材）
１００ 制御装置

Claims (5)

1. 噴孔および弁座が形成されるハウジングと、前記弁座に離座及び着座することより前記噴孔を開閉するノズルニードルと、前記ノズルニードルの反噴孔側の端部に作用する燃料圧力を増減する圧力制御室と、一端面が前記圧力制御室を形成すると共に、他端部が前記ノズルニードルの前記端部に連動可能なコマンドピストンと、前記コマンドピストンの前記他端部と前記ノズルニードルの前記端部を連繋する連繋構造と、を備え、
   前記ハウジングの軸方向一端部に前記噴孔及び前記弁座が形成され、前記弁座から軸方向他端部に向けて開口する軸方向孔が形成され、当該軸方向孔内に前記ノズルニードル、前記連繋構造、およびコマンドピストンを軸方向移動可能に収容し、かつ前記軸方向孔が前記噴孔に高圧燃料を供給する高圧燃料通路を兼ねる燃料噴射弁において、
   前記連繋構造は、
   前記ノズルニードルの前記端部、及び前記コマンドピストンの前記他端部を貫通する貫通孔と、
   前記貫通孔を内側から支持する支持部材と、
   を備え、
   前記貫通孔において前記ノズルニードル側の第１貫通孔部および前記コマンドピストン側の第２貫通孔部のうち、一方の貫通孔部と前記支持部材が少なくとも前記軸方向の一端側で拘束され、他方の貫通孔部と前記支持部材が少なくとも前記軸方向の他端側で拘束されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記ノズルニードルの前記端部と前記コマンドピストンの前記他端部は、軸中心に同心的に配置され、かつ前記軸方向と前記軸方向に対し直交する直交方向との双方に対して傾斜する傾斜方向に沿って、互い係止する係止面を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記一方の貫通孔部及び前記他方の貫通孔部のうちの特定貫通孔部は、前記支持部材に対し相対的に嵌合する嵌合孔であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁。
4. 噴孔および弁座が形成されるハウジングと、前記弁座に離座及び着座することより前記噴孔を開閉するノズルニードルと、前記ノズルニードルの反噴孔側の端部に作用する燃料圧力を増減する圧力制御室と、一端面が前記圧力制御室を形成すると共に、他端部が前記ノズルニードルの前記端部に連動可能なコマンドピストンと、前記コマンドピストンの前記他端部と前記ノズルニードルの前記端部を連繋する連繋構造と、を備え、
   前記ハウジングの軸方向一端部に前記噴孔及び前記弁座が形成され、前記弁座から軸方向他端部に向けて開口する軸方向孔が形成され、当該軸方向孔内に前記ノズルニードル、前記連繋構造、およびコマンドピストンを軸方向移動可能に収容し、かつ前記軸方向孔が前記噴孔に高圧燃料を供給する高圧燃料通路を兼ねる燃料噴射弁において、
   前記連繋構造は、
   前記ノズルニードルの前記端部、及び前記コマンドピストンの前記他端部を貫通する貫通孔と、
   前記貫通孔を内側から支持する支持部材と、
   を備え、
   前記貫通孔において前記ノズルニードル側の第１貫通孔部および前記コマンドピストン側の第２貫通孔部のうち、一方の貫通孔部と前記支持部材が前記軸方向において一端側及び他端側の双方で拘束され、他方の貫通孔部と前記支持部材が前記軸方向に対し直交する直交方向において一端側及び他端側の双方で拘束されていることを特徴とする燃料噴射弁。
5. 前記支持部材は、前記貫通孔に対して内側から復元力を発生するばね部材であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

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