JP2019183718A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化の抑制を図った燃料噴射弁を提供する。【解決手段】燃料噴射弁は、可動プレート６０、第２スプリングＳＰ２（弾性部材）、中間プレート３０（第１部材）およびオリフィスプレート２０（第２部材）を備える。可動プレート６０は、制御室Ｍに配置されて分岐通路孔Ｈ４（分岐通路）を開閉する。中間プレート３０には、可動プレート６０に弾性力を付与する第２スプリングＳＰ２を支持する支持面、第１供給通路孔Ｈ１および制御室Ｍが形成されている。オリフィスプレート２０には、中間プレート３０の端面に密着して配置され、第２供給通路孔Ｈ２および分岐通路孔Ｈ４の少なくとも一部が形成されている。さらに中間プレート３０には、第１供給通路孔Ｈ１および第２供給通路孔Ｈ２に接続され、制御室Ｍの周りに環状に延びる形状の環状溝３４が形成されている。【選択図】図３

Description

この明細書における開示は、燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

特許文献１には、燃料を噴射する噴孔へ燃料を供給する供給通路と、供給通路を開閉することで噴孔からの燃料噴射と噴射停止を切り替えるニードル弁と、を備える燃料噴射弁が記載されている。この燃料噴射弁は、供給通路から分岐して流入する燃料の圧力（背圧）をニードル弁の背面に付与させる制御室を備え、制御室への燃料の流出入を制御することで、上記背圧を制御して、ニードル弁の開閉作動を制御している。

さらに上記燃料噴射弁は、制御室に配置されて制御室への燃料流入口を開閉する可動プレートと、可動プレートを閉弁側へ付勢するコイルばね（弾性部材）と、を備える。このコイルばねは、ニードル弁と可動プレートの間に挟持されている。

特開２０１２−１４０９３０号公報

しかしながら、燃料噴射弁の大噴射量化が進むと、ニードル弁に要求される開閉ストローク量が大きくなる。そうすると、ニードル弁と可動プレートの間に挟持されているコイルばねは、開閉ストロークの方向に長大化せざるを得なくなるので、コイルばねの素線径やコイル径を大きくして強度確保せざるを得なくなる。つまり、コイルばねの大型化を招く。したがって、従来の燃料噴射弁では、開閉ストローク量の増大分だけ燃料噴射弁が大型化するに留まらず、コイルばねの大型化の分も燃料噴射弁は大型化してしまう。

開示される１つの目的は、大型化の抑制を図った燃料噴射弁を提供することである。

上記目的を達成するため、開示された１つの態様は、
燃料を噴射する噴孔（４０ａ）と、
噴孔へ燃料を供給する供給通路（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、３４、３６）と、
供給通路を開閉することで噴孔からの燃料噴射と噴射停止を切り替える弁体（４１）と、
供給通路から分岐する分岐通路（Ｈ４）と、
分岐通路と接続され、分岐通路から流入する燃料の圧力を弁体に閉弁側へ付与させる制御室（Ｍ）と、
制御室に配置され、分岐通路を開閉する可動プレート（６０）と、
弾性変形して生じる弾性力を可動プレートに閉弁側へ付与させる弾性部材（ＳＰ２）と、
弾性部材を支持する支持面（３３ｄ）、供給通路の一部である第１供給通路孔（Ｈ１）、および制御室が形成された第１部材（３０）と、
第１部材の端面に密着して配置され、供給通路の一部である第２供給通路孔（Ｈ２）および分岐通路の少なくとも一部が形成された第２部材（２０）と、
を備え、
第１部材および第２部材のいずれか一方には、第１供給通路孔の開口端および第２供給通路孔の開口端に接続されて供給通路の一部を形成し、制御室の周りに環状に延びる形状の環状溝（３４）が形成されている燃料噴射弁とされる。

ここに開示された燃料噴射弁によると、可動プレートに弾性力を付与させる弾性部材を、弁体ではなく第１部材で支持させるので、弁体に要求される開閉ストローク量が大きくなることに伴って弾性部材が開閉ストローク方向に長大化することを、回避できる。したがって、弾性部材の大型化を抑制でき、ひいては燃料噴射弁の大型化を抑制できる。

さて、上述の如く弾性部材を弁体では支持させない構成にすると、その弾性部材を支持させる替わりの部材が必要になる。上記開示の構成に反して上記環状溝を廃止して、第１部材に形成される第１供給通路孔と、第２部材に形成される第２供給通路孔とを直接接続する構成にすると、次の課題が新たに生じる。すなわち、供給通路を流通する燃料の圧力が第１部材および第２部材に偏って付与されてしまうので、これらの部材が歪に変形し、その結果、両通路孔の接続部分のシール性が低下して燃料が漏出しやすくなる。

この課題に対し、本開示の燃料噴射弁では、第１部材および第２部材のいずれか一方に環状溝を形成し、その環状溝により両通路孔を接続する。そのため、供給通路を流通する燃料の圧力が第１部材および第２部材に付与されるにあたり、環状に分散されて付与されることを促進できる。よって、これらの部材が歪に変形することを抑制でき、両通路孔の接続部分のシール性が低下して燃料が漏出しやすくなることを抑制できる。

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

第１実施形態に係る燃料噴射弁の全体図。 図１の拡大図。 図２の拡大図。 図３に示す中間プレートの単体の状態を示す断面図。 図４のＶ矢視図。 図４のＶＩ矢視図。 第２実施形態に係る中間プレートの上面図。 第２実施形態に係る中間プレートの上面図。 第３実施形態に係る燃料噴射弁の断面図。 第４実施形態に係る燃料噴射弁の断面図。 第５実施形態に係る燃料噴射弁の断面図。 第６実施形態に係る燃料噴射弁の断面図。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、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場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。

（第１実施形態）
図１に示す燃料噴射弁ＩＮＪは、車両に搭載された内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射するものであり、内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられている。この内燃機関は、軽油を燃料とした圧縮自着火式のディーゼルエンジンであり、かつ、燃焼室を複数備えた多気筒エンジンである。当該車両には、燃料を圧縮して吐出する高圧ポンプ（図示せず）と、高圧ポンプから吐出された高圧燃料を蓄圧して複数の燃料噴射弁ＩＮＪへ分配するコモンレール（図示せず）とが搭載されている。高圧ポンプ、コモンレールおよび複数の燃料噴射弁ＩＮＪにより燃料噴射システムが提供される。

燃料噴射弁ＩＮＪは、金属製の本体ボデー１０、オリフィスプレート２０、中間プレート３０、ノズルボデー４０、リテーナ５０、可動プレート６０およびガイドリング７０等を備える。概略、本体ボデー１０、ノズルボデー４０およびリテーナ５０は円筒形状であり、オリフィスプレート２０および中間プレート３０は円柱形状である。オリフィスプレート２０は、中心線Ｃ方向長さが半径よりも長い厚肉形状である。これに対し中間プレート３０は、中心線Ｃ方向長さが半径よりも短い薄肉形状である。

図２に示すように、本体ボデー１０、オリフィスプレート２０、中間プレート３０、ノズルボデー４０、リテーナ５０、可動プレート６０およびガイドリング７０は、各々の中心線Ｃが一致するように配置されている。コモンレールから供給される高圧燃料は、ノズルボデー４０の先端に形成されている噴孔４０ａから燃焼室へ噴射される。以下の説明では、図１および図２中の矢印に示すように、燃料噴射弁ＩＮＪのうち中心線Ｃ方向において噴孔４０ａに近い側を下側、噴孔４０ａから遠ざかる側を上側と記載する。

リテーナ５０の円筒内部において、本体ボデー１０、オリフィスプレート２０、中間プレート３０およびノズルボデー４０が中心線Ｃ方向に並べて配置されている。詳細には、本体ボデー１０とノズルボデー４０との間に、オリフィスプレート２０および中間プレート３０が挟み付けられるように配置されている。

本体ボデー１０の外周面に形成されている雄ネジ部１０Ｎと、リテーナ５０の内周面に形成されている雌ネジ部５０Ｎとがネジ締結される。ノズルボデー４０の係止面４０Ｋがリテーナ５０の係止面５０Ｋに当接することで、ノズルボデー４０が中心線Ｃ方向に移動することが規制されている。このようにリテーナ５０の係止面５０Ｋで規制された状態で上記ネジ締結が為されることにより、中心線Ｃ方向に互いの部材を押し付け合う軸力を生じさせている。リテーナ５０は、中間プレート３０およびオリフィスプレート２０を円筒内部に収容する円筒形状である。リテーナ５０は、その円筒中心線方向（中心線Ｃ方向）に中間プレート３０およびオリフィスプレート２０を互いに押し付け合わせる軸力を生じさせる軸力付与部材を提供する。

この軸力により、本体ボデー１０の下側の面とオリフィスプレート２０の上側の面とが互いに押し付けられ、オリフィスプレート２０の下側の面と中間プレート３０の上面３１（図３参照）とが互いに押し付けられている。また、上記軸力により、中間プレート３０の下面３２（図３参照）とノズルボデー４０の上側の面とが互いに押し付けられ、ノズルボデー４０の係止面４０Ｋがリテーナ５０の係止面５０Ｋとが互いに押し付けられている。

本体ボデー１０、オリフィスプレート２０、中間プレート３０およびノズルボデー４０には供給通路が形成され、本体ボデー１０、オリフィスプレート２０および中間プレート３０には流出通路が形成されている。供給通路は、コモンレールから分配される高圧燃料を噴孔４０ａへ供給する通路として機能する。流出通路は、供給された高圧燃料のうち噴孔４０ａから噴射されずに燃料噴射弁ＩＮＪから排出される低圧燃料の通路として機能する。

本体ボデー１０は、供給通路の一部であるメイン供給通路孔Ｈ０と、流出通路の一部である低圧室Ｌ２とを有するとともに、図示しない電動アクチュエータを内部に収容する。メイン供給通路孔Ｈ０は、本体ボデー１０を上下方向に貫通する形状であり、中心線Ｃに沿って上下方向に延びる形状である。メイン供給通路孔Ｈ０のうち燃料流れ方向に対して垂直な断面である通路断面は、円形形状である。メイン供給通路孔Ｈ０の上流端Ｈ０ａには、コモンレールと燃料噴射弁ＩＮＪとを連結する高圧配管が接続されている。

電動アクチュエータは、電磁コイル、固定コアおよび可動コアを有する。電磁コイルへ通電することに伴い生じる電磁力により、固定コアの吸引面に可動コアが吸引される。可動コアにはピストン１１が連結されており、ピストン１１の先端には、低圧室Ｌ２に配置された制御弁１２が取り付けられている。制御弁１２には、図示しない弾性部材による弾性力が閉弁側へ付与されている。そして、電磁コイルへ通電すると、制御弁１２はピストン１１とともに開弁作動し、電磁コイルへの通電を停止させると、制御弁１２は弾性力により閉弁作動する。

オリフィスプレート２０は、供給通路の一部である第２供給通路孔Ｈ２と、流出通路の一部である第１流出通路孔Ｌ１および第２流出通路孔（図示せず）と、第２供給通路孔Ｈ２から分岐する分岐通路孔Ｈ４と、を有する。分岐通路孔Ｈ４は、供給通路から分岐する分岐通路として機能する。第２供給通路孔Ｈ２、分岐通路孔Ｈ４および第１流出通路孔Ｌ１は、オリフィスプレート２０を上下方向に貫通する形状であり、これらの通路断面形状は円形である。

分岐通路孔Ｈ４の下流部分にはオリフィスＨ４ｔ（絞り部）が形成されている。このオリフィスＨ４ｔにより、分岐通路孔Ｈ４を流れる高圧燃料の流量は絞られて規定量に制限される。分岐通路孔Ｈ４の下流側開口端は、分岐環状溝２１に接続されている。分岐環状溝２１は、オリフィスプレート２０の下面に形成されており、中心線Ｃの周りに環状に延びる形状である。

第２供給通路孔Ｈ２の上流側開口端および分岐通路孔Ｈ４の上流側開口端は、メイン供給通路孔Ｈ０の下流側開口端に接続されている。これらの開口端は、中心線Ｃから外れた位置にあるため、これらの開口端の、中心線Ｃ周りの周方向位置を一致させるべく、本体ボデー１０に対してオリフィスプレート２０が回転規制されている。例えば、本体ボデー１０およびオリフィスプレート２０の各々に係合穴（図示せず）を形成し、それらの係合穴に係合ピン（図示せず）を挿入することで相対回転を規制する。

第１流出通路孔Ｌ１の下流部分にはオリフィスＬ１ｔ（絞り部）が形成されている。このオリフィスＬ１ｔにより、第１流出通路孔Ｌ１を流れる低圧燃料の流量は絞られて規定量に制限される。第１流出通路孔Ｌ１の下流側開口端は、制御弁１２により開閉される。

中間プレート３０は、供給通路の一部である第１供給通路孔Ｈ１と、第１制御室３３とを有する。第１供給通路孔Ｈ１および第１制御室３３は、中間プレート３０を上下方向に貫通する形状であり、第１供給通路孔Ｈ１の通路断面形状は円形である。第１供給通路孔Ｈ１および第１制御室３３は、中心線Ｃに対して平行に延びる形状であり、第１制御室３３の中心線は、中間プレート３０の中心線Ｃと一致する。

図４および図５に示すように、第１制御室３３は、可動プレート収容室３３ａ、スプリング収容室３３ｂおよび連通孔３３ｃを有する。可動プレート収容室３３ａは、中間プレート３０の上面３１に開口して分岐環状溝２１と連通し、可動プレート６０を内部に収容する。スプリング収容室３３ｂは、可動プレート収容室３３ａと連通孔３３ｃとを連通させるとともに、コイルスプリングである第２スプリングＳＰ２（弾性部材）を内部に収容する。連通孔３３ｃは、中間プレート３０の下面３２に開口して、後述する第２制御室Ｍａに接続される。

可動プレート収容室３３ａの直径は、スプリング収容室３３ｂの直径よりも大きい。したがって、可動プレート収容室３３ａの内壁面には、中心線Ｃに対して垂直に拡がる底壁面が形成される。この底壁面は、可動プレート６０の下側への移動を規制するストッパ面３３ｅとして機能する。

スプリング収容室３３ｂの直径は、連通孔３３ｃの直径よりも大きい。したがって、スプリング収容室３３ｂの内壁面には、中心線Ｃに対して垂直に拡がる底壁面が形成される。この底壁面は、第２スプリングＳＰ２の一端を支持する支持面３３ｄとして機能する。第２スプリングＳＰ２の他端は可動プレート６０の下面６２に当接する。つまり、第２スプリングＳＰ２は、可動プレート６０の下面６２と支持面３３ｄとの間に挟まれて、中心線Ｃ方向に弾性変形する。この弾性変形により生じる弾性力は可動プレート６０に付与される。

可動プレート６０は、中心線Ｃ方向に移動可能な状態で可動プレート収容室３３ａに配置されている。可動プレート６０のシート面６１は、分岐環状溝２１を開閉するシート面６１として機能する。第２スプリングＳＰ２の弾性力により可動プレート６０が上側に移動してオリフィスプレート２０のシート面６１がオリフィスプレート２０の下面に密着すると、分岐環状溝２１がシート面６１により閉塞される。これにより、分岐通路孔Ｈ４と第１制御室３３との連通が遮断される。可動プレート６０が下側に移動してオリフィスプレート２０から離れると、分岐環状溝２１が開放され、分岐通路孔Ｈ４と第１制御室３３とが連通した状態になる。

可動プレート６０は、可動プレート６０を上下方向に貫通する形状の貫通孔６３を有する。貫通孔６３は中心線Ｃと同軸に形成されている。貫通孔６３にはオリフィス６３ｔ（絞り部）が形成されている。このオリフィス６３ｔにより、貫通孔６３を流れる燃料の流量は絞られて規定量に制限される。可動プレート６０がオリフィスプレート２０に当接して分岐環状溝２１を閉塞した状態において、貫通孔６３は第１流出通路孔Ｌ１と連通する。つまり、上記閉塞の状態では、第１制御室３３と第１流出通路孔Ｌ１とが貫通孔６３を介して連通されている。

中間プレート３０の上面３１には、環状溝３４および低圧環状溝３５が形成されている。環状溝３４は、第２供給通路孔Ｈ２の開口端（第２開口端Ｈ２ａ）および第１供給通路孔Ｈ１の開口端（第１開口端Ｈ１ａ）に接続されて供給通路の一部を形成する。第２開口端Ｈ２ａは、第２供給通路孔Ｈ２が中心線Ｃに対して傾いて延びる形状であることに起因して、楕円形状となっている。第１開口端Ｈ１ａは、第１供給通路孔Ｈ１が中心線Ｃに対して平行に延びる形状であることに起因して、真円形状となっている（図５参照）。

環状溝３４は、第１制御室３３の周りに環状に延びる形状である。したがって、第２開口端Ｈ２ａから環状溝３４へ流入した高圧燃料は、環状溝３４を時計回りと反時計周りの両方向に分岐して流れ、合流した後に第１開口端Ｈ１ａから流出する。

環状溝３４のうち中心線Ｃを含む平面で切った断面の形状、つまり環状溝３４を流通する燃料の流れ方向に対して垂直な断面の形状は、図３および図４に示す如く四角形である。この四角形の通路断面積は、第１開口端Ｈ１ａの開口面積の０．５倍以上であり、第２開口端Ｈ２ａの開口面積の０．５倍以上でもある。なお、図３の例では、第２開口端Ｈ２ａの開口面積は第１開口端Ｈ１ａの開口面積よりも大きく設定されている。要するに、環状溝３４に流入した燃料は２方向に分岐して流通するので、各々の流通路の通路断面積が、開口端Ｈ１ａ、Ｈ２ａの開口面積以上に設定されていると言える。

図４に示すように、環状溝３４は、底壁面３４ａ、内側壁面３４ｂおよび外側壁面３４ｃにより形成され、環状溝３４の開口はオリフィスプレート２０により閉塞されている。底壁面３４ａは、中心線Ｃに対して垂直に拡がる形状である。外側壁面３４ｃは、底壁面３４ａの外周縁に繋がる面であり、環状溝３４の外周側の壁面を形成する。外側壁面３４ｃは、中心線Ｃに対して平行に拡がる形状、つまり底壁面３４ａから垂直に立ち上がる形状である。内側壁面３４ｂは、底壁面３４ａの内周縁に繋がる面であり、環状溝３４の内周側の壁面を形成する。内側壁面３４ｂは、底壁面３４ａの内周縁から環状溝３４の開口縁部３４ｋに近づくにつれ中心線Ｃに近づく向きに傾斜するテーパ形状である。

低圧環状溝３５は、第１制御室３３の周りに環状に延びる形状であり、図４の例では、環状溝３４の外側に配置されている。低圧環状溝３５には、オリフィスプレート２０に形成された第２流出通路孔（図示せず）の一端が接続され、第２流出通路孔の他端は低圧室Ｌ２に接続されている。低圧環状溝３５には、環状溝３４から漏出した燃料が流入し、その低圧環状溝３５に流入した漏出燃料は、第２流出通路孔および低圧室Ｌ２を通じて燃料噴射弁ＩＮＪの外部（燃料タンク）へ流出する。

低圧環状溝３５のうち中心線Ｃを含む平面で切った断面の形状、つまり低圧環状溝３５を流通する燃料の流れ方向に対して垂直な断面の形状は、図３および図４に示す如く四角形である。低圧環状溝３５の開口はオリフィスプレート２０により閉塞されている。なお、環状溝３４の断面形状が台形であるのに対し、低圧環状溝３５の断面形状は長方形である。

図５に示すように、中間プレート３０の上面３１は、内側シール面３１ａ、外側シール面３１ｂおよび最外周シール面３１ｃを有する。これらのシール面は、中心線Ｃ周りに環状に延びる形状であり、かつ、中心線Ｃに対して垂直に拡がる平坦形状である。これらのシール面は、オリフィスプレート２０の下面に密着する。この密着に係る面圧は、先述したリテーナ５０による軸力で発揮される。内側シール面３１ａは、第１制御室３３と環状溝３４の間に位置し、第１制御室３３と環状溝３４との連通を遮断する。外側シール面３１ｂは、環状溝３４と低圧環状溝３５の間に位置し、環状溝３４と低圧環状溝３５との連通を遮断する。最外周シール面３１ｃは、低圧環状溝３５の外周側に位置し、低圧環状溝３５と中間プレート３０の外部との連通を遮断する。

中間プレート３０の下面３２には、下流環状溝３６が形成されている。下流環状溝３６は、第１供給通路孔Ｈ１の下流側開口端Ｈ１ｂ、および後述するノズル室Ｈ３に接続されて供給通路の一部を形成する。ノズル室Ｈ３のうち下流環状溝３６と接続される部分は、シリンダ４２の周りに環状に延びる形状である。下流側開口端Ｈ１ｂは、第１供給通路孔Ｈ１が中心線Ｃに対して平行に延びる形状であることに起因して、真円形状となっている（図６参照）。

下流環状溝３６は、第１制御室３３の周りに環状に延びる形状であり、下流環状溝３６の開口全体がノズル室Ｈ３に接続されている。したがって、下流側開口端Ｈ１ｂから下流環状溝３６へ流入した高圧燃料は、下流環状溝３６を時計回りと反時計周りの両方向に分岐して流れつつ、下流環状溝３６の開口全体からノズル室Ｈ３へ流出する。

下流環状溝３６のうち中心線Ｃを含む平面で切った断面の形状、つまり下流環状溝３６を流通する燃料の流れ方向に対して垂直な断面の形状は、図３および図４に示す如く四角形（具体的には長方形）である。この四角形の通路断面積は、環状溝３４の通路断面積と同様にして、第１開口端Ｈ１ａの開口面積の０．５倍以上であり、第２開口端Ｈ２ａの開口面積の０．５倍以上でもある。

図４に示すように、下流環状溝３６は、底壁面３６ａ、内側壁面３６ｂおよび外側壁面３６ｃにより形成され、下流環状溝３６の開口全体がノズル室Ｈ３に接続されている。底壁面３６ａは、中心線Ｃに対して垂直に拡がる形状である。外側壁面３６ｃは、底壁面３６ａの外周縁に繋がる面であり、下流環状溝３６の外周側の壁面を形成する。内側壁面３６ｂは、底壁面３６ａの内周縁に繋がる面であり、下流環状溝３６の内周側の壁面を形成する。内側壁面３６ｂおよび外側壁面３６ｃは、中心線Ｃに対して平行に拡がる形状、つまり底壁面３６ａから垂直に立ち上がる形状である。

図６に示すように、中間プレート３０の下面３２は、内側シール面３２ａおよび外側シール面３２ｂを有する。これらのシール面は、中心線Ｃ周りに環状に延びる形状であり、かつ、中心線Ｃに対して垂直に拡がる平坦形状である。これらのシール面は、ノズルボデー４０の上面およびシリンダ４２の上面に密着する。この密着に係る面圧は、リテーナ５０の軸力で発揮される。内側シール面３２ａは、下流環状溝３６およびノズル室Ｈ３と、後述する第２制御室Ｍａとの連通を遮断する。外側シール面３２ｂは、下流環状溝３６およびノズル室Ｈ３の外周側に位置し、下流環状溝３６と中間プレート３０の外部との連通を遮断する。

ガイドリング７０は、中心線Ｃと同軸に配置された円筒形状であり、中間プレート３０、オリフィスプレート２０およびノズルボデー４０の外周面と、リテーナ５０の内周面との間に配置されている。ガイドリング７０の内周面は、中間プレート３０の外周面全体、オリフィスプレート２０の外周面の一部、およびノズルボデー４０の外周面の一部に接触している。これらの接触により、中間プレート３０、オリフィスプレート２０およびノズルボデー４０が互いに径方向へ相対移動することは規制される。

シリンダ４２は、中心線Ｃと同軸に配置された円筒形状であり、ノズル室Ｈ３に配置されている。ノズル室Ｈ３のうち、シリンダ４２の外周面とノズルボデー４０の内周面との間の領域は、円筒形状の供給通路を提供する。シリンダ４２の円筒内部には、ニードル４１（弁体）が摺動可能な状態で配置されている。ニードル４１の上端面と、シリンダ４２の内周面と、中間プレート３０の下面とで囲まれた領域は、第１制御室３３と連通する第２制御室Ｍａを提供する。

ニードル４１は、ノズル室Ｈ３により提供される供給通路を開閉することで、噴孔４０ａからの燃料噴射と噴射停止を切り替える。第２制御室Ｍａに充填される燃料の圧力はニードル４１の上端面に背圧として付与される。この背圧によりニードル４１が閉弁側へ押される力は、背圧閉弁力としてニードル４１に付与される。第１制御室３３から第１流出通路孔Ｌ１への流出および分岐通路孔Ｈ４から第１制御室３３への流入が生じていない定常状態であれば、第１制御室３３の燃料圧力と第２制御室Ｍａの燃料圧力とは同一である。第１制御室３３および第２制御室Ｍａにより制御室Ｍが提供される。

第１スプリングＳＰ１は、ノズル室Ｈ３に配置されたコイルスプリングである。第１スプリングＳＰ１の下端はニードル４１の係止部４１ａ（図２参照）に支持され、第１スプリングＳＰ１の上端はシリンダ４２の円筒下端面に支持されている。第１スプリングＳＰ１は、シリンダ４２と係止部４１ａとの間に挟み込まれて中心線Ｃ方向に弾性変形し、
弾性力（弾性閉弁力）をニードル４１に閉弁側へ付与する。

ニードル４１は、ノズル室Ｈ３に充填されている高圧燃料の圧力を開弁側に受ける。この圧力による開弁力を燃圧開弁力と呼ぶ。したがって、ニードル４１には、ノズル室Ｈ３の高圧燃料による燃圧開弁力、制御室Ｍの背圧による背圧閉弁力、および第１スプリングＳＰ１による弾性閉弁力が付与される。

先述した電動アクチュエータに通電して制御弁１２を開弁作動させると、第１制御室３３の燃料は、貫通孔６３および第１流出通路孔Ｌ１を通じて低圧室Ｌ２へ流出する。これにより、背圧が低下して背圧閉弁力が低下し、ニードル４１が開弁作動する。可動プレート６０は、可動プレート６０の上面側の燃料と下面側の燃料との圧力差による開弁力（差圧開弁力）と、第２スプリングＳＰ２による弾性力（弾性閉弁力）とのバランスにより、開閉作動する。背圧閉弁力が低下している状況下では、差圧開弁力が小さくなるので、可動プレート６０はオリフィスプレート２０に密着して分岐環状溝２１を閉塞する。

一方、電動アクチュエータへの通電を停止させて制御弁１２を閉弁作動させると、差圧開弁力が大きくなることに起因して、可動プレート６０はオリフィスプレート２０から離れて分岐環状溝２１を開放する。そのため、分岐通路孔Ｈ４および分岐環状溝２１を通じて高圧燃料が第１制御室３３へ流入する。詳細には、可動プレート収容室３３ａのうち中間プレート３０の上面３１側へ、分岐環状溝２１から高圧燃料が流入する。その後、可動プレート６０の貫通孔６３と後述する隙間を通じて、上面３１側の高圧燃料は下面３２側へ流れ、スプリング収容室３３ｂおよび連通孔３３ｃを通じて第２制御室Ｍａへ流入する。これにより、背圧が上昇して背圧閉弁力が上昇し、ニードル４１が閉弁作動する。上記隙間は、可動プレート収容室３３ａの内周面と可動プレート６０の外周面との径方向における隙間である。

なお、ニードル４１が開弁してから閉弁するまでの時間を、電動アクチュエータへの通電時間により制御して、１回の開弁により噴射される燃料の噴射量が制御される。ニードル４１の開弁リフト量には制限がなく、想定される通電時間の最大時間であっても、ニードル４１がシリンダ４２や中間プレート３０に当接しないように設定されている。要するに、本実施形態に係る燃料噴射弁ＩＮＪは、通電時間が長いほどニードル４１のリフトアップ量（開弁ストローク量）が長くなるフライングニードル式である。

以下、上述した構成を備えることによる作用効果について説明する。

本実施形態に係る燃料噴射弁ＩＮＪは、可動プレート６０に弾性力を付与させる第２スプリングＳＰ２を中間プレート３０の支持面３３ｄで支持させる。この構造に反し、第２スプリングＳＰ２をニードル４１で支持させる構造の場合には以下の課題が生じる。すなわち、上述したフライングニードル式であることに起因して、大噴射量化を図ろうとするとニードル４１の開閉ストローク量が大きくなる。そうすると、第２スプリングＳＰ２が中心線Ｃ方向に長大化することになる。その場合には、第２スプリングＳＰ２の素線の直径やコイル径を大きくして、第２スプリングＳＰ２の強度を確保せざるを得なくなる。つまり、スプリングＳＰ２をニードル４１で支持させる構造の場合には、大噴射量化に伴い第２スプリングＳＰ２の大型化を招く。

この課題に対し、本実施形態では、中間プレート３０の支持面３３ｄで第２スプリングＳＰ２を支持させるので、ニードル４１に要求される開閉ストローク量が大きくなることに伴って第２スプリングＳＰ２が中心線Ｃ方向に長大化することを、回避できる。したがって、第２スプリングＳＰ２の大型化を抑制でき、ひいては燃料噴射弁ＩＮＪの大型化を抑制できる。

さらに本実施形態では、中間プレート３０に環状溝３４が形成され、その環状溝３４により第２供給通路孔Ｈ２と第１供給通路孔Ｈ１とが接続される。そのため、第２供給通路孔Ｈ２から第１供給通路孔Ｈ１へ流入する部分での燃料圧力が中間プレート３０へ付与されるにあたり、その燃料圧力は環状に分散されて付与されるようになる。よって、上記燃料圧力によって中間プレート３０が歪に変形することを抑制でき、図４中の矢印Ｙに示すように均等に変形することが促進される。そのため、オリフィスプレート２０と中間プレート３０とを軸力で密着させることによる両プレート間のシール性が、中間プレート３０の歪な変形に起因して低下することを抑制できる。

さらに本実施形態では、第２供給通路孔Ｈ２と第１供給通路孔Ｈ１とが直接接続されるのではなく、環状溝３４を介して接続される。本実施形態に反して両通路孔が直接接続される場合には、両通路孔の中心線Ｃ周りの周方向位置を一致させることが要求される。この周方向位置がずれると圧力損失が生じる。燃料噴射弁ＩＮＪの個体間バラツキに起因して上記位置ずれの度合は異なるので、圧力損失の大きさに個体間バラツキが生じる。これに対し本実施形態では、環状溝３４を介して接続されるので、第２供給通路孔Ｈ２と第１供給通路孔Ｈ１との接続ずれに起因した圧力損失の個体間バラツキを抑制できる。

さらに本実施形態では、第２供給通路孔Ｈ２と第１供給通路孔Ｈ１とが環状溝３４を介して接続されることに起因して、両通路の周方向位置を一致させることが不要になるので、中間プレート３０を中心線Ｃ周りに位置決めするように固定することを不要にできる。そのため、中間プレート３０を位置決めする構造、例えばピンで係止させる構造を不要にできる。

ここで、第２開口端Ｈ２ａから環状溝３４へ流入した高圧燃料は、環状溝３４を時計回りと反時計周りの両方向に分岐して流れる。そのため、環状溝３４の通路断面積を第２供給通路孔Ｈ２の通路断面積と同等以上にするには、上記両方向のうちの一方における環状溝３４の通路断面積は、第２供給通路孔Ｈ２の開口面積の０．５倍以上であることを要する。この点を鑑みた本実施形態では、環状溝３４により形成される通路の通路断面積は、第２供給通路孔Ｈ２の開口面積の０．５倍以上である。よって、上記両方向を合わせた環状溝３４の通路断面積を、第２供給通路孔Ｈ２の通路断面積と同等以上にすることができ、環状溝３４で流量が絞られることを抑制できる。

さらに本実施形態では、環状溝３４により形成される通路の通路断面積は、第１供給通路孔Ｈ１の開口面積の０．５倍以上であるため、環状溝３４で流量が絞られることをより一層抑制できる。

さらに本実施形態では、環状溝３４の内周側の壁面を形成する内側壁面３４ｂは、環状溝の底壁面３４ａから開口縁部３４ｋに近づくにつれ環状の中心に近づく向きに傾斜するテーパ形状である。これによれば、中間プレート３０のうち可動プレート収容室３３ａと環状溝３４との間の径方向寸法（肉厚）に関し、中心線Ｃ方向のうち底壁面３４ａの位置における肉厚Ｌ（図４参照）を大きくできる。そのため、肉厚Ｌが大きくなった分だけ、可動プレート収容室３３ａの内周面３３ｆが軸力や燃料圧力の影響で変形することを抑制できる。よって、可動プレート収容室３３ａと可動プレート６０との隙間を高精度で形成することができる。

さらに本実施形態では、リテーナ５０およびガイドリング７０を備える。リテーナ５０は、中心線Ｃ方向にオリフィスプレート２０および中間プレート３０を互いに押し付け合わせる軸力を生じさせる。ガイドリング７０は、中間プレート３０の外周面およびオリフィスプレート２０の外周面と、リテーナ５０の内周面との間に配置される円筒形状である。ガイドリング７０の内周面が、中間プレート３０の外周面およびオリフィスプレート２０の外周面に当接することで、中心線Ｃ方向に対して垂直な方向（つまり径方向）に、オリフィスプレート２０および中間プレート３０が互いに相対移動することを規制する。

ここで、リテーナ５０は軸力を生じさせる機能を有するため、その軸力によりリテーナ５０の変形は大きくなりやすい。そのため、本実施形態に反してガイドリング７０を廃止し、リテーナ５０でガイドリング７０の機能を発揮させようとすると、上記規制を高精度で実現させることは困難である。よって、オリフィスプレート２０および中間プレート３０の径方向への位置ずれを十分に低減できない。これに対し本実施形態では、リテーナ５０とは別部材であるガイドリング７０でオリフィスプレート２０および中間プレート３０の径方向への位置ずれを十分に低減でき、その結果、第２供給通路孔Ｈ２と環状溝３４との径方向への位置ずれを十分に低減できる。

さらに本実施形態では、ガイドリング７０の内周面が、中間プレート３０の外周面およびオリフィスプレート２０の外周面に当接することに加え、ノズルボデー４０の外周面にも当接する。そのため、ガイドリング７０は、オリフィスプレート２０および中間プレート３０の相対移動規制に加え、中間プレート３０およびノズルボデー４０の相対移動をも規制する。よって、下流環状溝３６とノズル室Ｈ３との径方向への位置ずれについても十分に低減できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、中間プレート３０に形成されている第１供給通路孔Ｈ１の数は１つである。これに対し本実施形態では、複数の第１供給通路孔Ｈ１が中間プレート３０に形成されている。図７は、第１供給通路孔Ｈ１が４つ形成されている場合における本実施形態の一例を示し、図８は、第１供給通路孔Ｈ１が５つ形成されている場合における本実施形態の一例を示す。また、第１供給通路孔Ｈ１のうち環状溝３４に接続される複数の開口端（第１開口端Ｈ１ａ）は、周方向において等間隔に配置されている。

以上により、本実施形態によれば、第１供給通路孔Ｈ１は複数形成され、環状溝３４に接続される複数の第１開口端Ｈ１ａは、環状溝３４が延びる方向（周方向）において等間隔に配置されている。そのため、第１開口端Ｈ１ａにある高圧燃料から中間プレート３０が圧力を受けるにあたり、等間隔の複数箇所で圧力を受けるようになる。よって、中間プレート３０が燃料圧力を受けて変形する際に均等に変形することを促進できる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、ガイドリング７０の内周面を、オリフィスプレート２０、中間プレート３０およびノズルボデー４０の各々の外周面に接触させて、径方向へ互いに相対移動することを規制している。換言すれば、ガイドリング７０は、オリフィスプレート２０、中間プレート３０およびノズルボデー４０の各々の中心線Ｃを一致させている。

これに対し本実施形態では、図９に示すように、オリフィスプレート２０の下端から中間プレート３０の側へ延びる円筒形状のガイド部２２が、オリフィスプレート２０に設けられている。ガイド部２２の円筒中心軸はオリフィスプレート２０の中心線Ｃと一致する。ガイド部２２の円筒内部（凹部２２ａ）には中間プレート３０が挿入され、中間プレート３０の外周面の一部が凹部２２ａの内周面と接触している。これにより凹部２２ａは、中間プレート３０が径方向へ移動することを規制する。

なお、本実施形態に係るガイドリング７０は、中間プレート３０およびノズルボデー４０の各々について、径方向へ互いに相対移動することを規制しており、オリフィスプレート２０の外周面とは接触していない。

要するに、本実施形態では、オリフィスプレート２０と中間プレート３０との径方向への相対移動規制については、オリフィスプレート２０の凹部２２ａに中間プレート３０を挿入することで実現させている。中間プレート３０とノズルボデー４０との径方向への相対移動規制については、ガイドリング７０で実現させている。

（第４実施形態）
本実施形態では、上記第３実施形態に係るガイド部２２をさらに下方へ延長させており、図１０に示すように、中間プレート３０の全体とノズルボデー４０の一部が凹部２２ａに挿入されている。そのため、オリフィスプレート２０、中間プレート３０およびノズルボデー４０の全てについて、径方向への相対移動が凹部２２ａにより規制されている。なお、本実施形態ではガイドリング７０が廃止されている。

（第５実施形態）
本実施形態では、上記第３実施形態に係るガイド部２２がオリフィスプレート２０に設けられることに加え、図１１に示すように、ノズルボデー４０の上端から中間プレート３０の側へ延びる円筒形状のガイド部４３が、ノズルボデー４０に設けられている。ガイド部４３の円筒中心軸はノズルボデー４０の中心線Ｃと一致する。ガイド部４３の円筒内部（凹部４３ａ）には中間プレート３０が挿入され、中間プレート３０の外周面の一部が凹部４３ａの内周面と接触している。これにより凹部４３ａは、中間プレート３０が径方向へ移動することを規制する。なお、本実施形態ではガイドリング７０が廃止されている。

要するに、本実施形態では、オリフィスプレート２０と中間プレート３０との径方向への相対移動規制については、上記第３実施形態と同様にして、オリフィスプレート２０の凹部２２ａに中間プレート３０を挿入することで実現させている。中間プレート３０とノズルボデー４０との径方向への相対移動規制については、ノズルボデー４０の凹部４３ａに中間プレート３０を挿入することで実現させている。

（第６実施形態）
本実施形態では、図１２に示すように、中間プレート３０の上端からオリフィスプレート２０の側へ延びる円筒形状のガイド部３７と、中間プレート３０の下端からノズルボデー４０の側へ延びる円筒形状のガイド部３８が、中間プレート３０に設けられている。これらのガイド部３７、３８の円筒中心軸は中間プレート３０の中心線Ｃと一致する。ガイド部３７、３８の円筒内部である凹部３７ａ、３８ａには、オリフィスプレート２０およびノズルボデー４０の各々が挿入されている。そのため、オリフィスプレート２０、中間プレート３０およびノズルボデー４０の全てについて、径方向への相対移動が凹部３７ａ、３８ａにより規制されている。なお、本実施形態ではガイドリング７０が廃止されている。

（他の実施形態）
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

上記各実施形態では、第２供給通路孔Ｈ２および第１供給通路孔Ｈ１に接続される環状溝３４が中間プレート３０（第１部材）に形成されているが、当該環状溝はオリフィスプレート２０（第２部材）に形成されていてもよい。

上記第１実施形態に係る第２開口端Ｈ２ａは楕円形状であるが、真円形状であってもよい。また、上記第１実施形態に係る第１開口端Ｈ１ａは真円形状であるが、楕円形状であってもよい。

図９の例では、オリフィスプレート２０、中間プレート３０およびノズルボデー４０の３部品について径方向に位置規制するにあたり、オリフィスプレート２０にガイド部２２を設け、ガイド部２２とガイドリング７０とで位置規制を実現させている。これに対し、上記ガイド部２２の替わりにノズルボデー４０にガイド部４３を設け、ガイド部４３とガイドリング７０とで位置規制を実現させてもよい。

上記第２実施形態では、第１供給通路孔Ｈ１が複数形成されている一方で第２供給通路孔Ｈ２は１つである。これに対し、第２供給通路孔Ｈ２についても、第１供給通路孔Ｈ１と同様にして複数形成されていてもよい。その場合には、複数の第２開口端Ｈ２ａは、周方向において等間隔に配置されていることが望ましい。また、第２供給通路孔Ｈ２および第１供給通路孔Ｈ１の両方が複数形成されていてもよく、その場合には、両方の通路孔の数が同じであってもよいし、異なっていてもよい。

上記第１実施形態では、環状溝３４により形成される通路の通路断面積は、第２供給通路孔Ｈ２の開口面積の０．５倍以上であるが、０．５倍未満であってもよい。上記第１実施形態では、環状溝３４の内側壁面３４ｂはテーパ形状であるが、外側壁面３４ｃと同様にしてストレート形状であってもよい。

図９および図１０に示す実施形態では、オリフィスプレート２０（第２部材）に凹部２２ａが形成されており、その凹部２２ａに中間プレート３０（第１部材）が挿入されている。そして、凹部２２ａを形成するガイド部２２により中間プレート３０が径方向に規制されている。これに対し、中間プレート３０（第１部材）に凹部が形成されており、その凹部にオリフィスプレート２０（第２部材）が挿入されていてもよい。この場合、その凹部を形成するガイド部によりオリフィスプレート２０が径方向に規制されることになる。

２０ 第２部材、 ２２ａ 凹部、 ３０ 第１部材、 ３３ｄ 支持面、 ３４ 供給通路、 ３４ 環状溝、 ３４ａ 底壁面、 ３４ｂ 内側壁面、 ３４ｋ 開口縁部、 ３６ 供給通路、 ４０ａ 噴孔、 ４１ 弁体、 ５０ 軸力付与部材、 ６０ 可動プレート、 ７０ ガイドリング、 Ｈ１ 供給通路、 Ｈ１ 第１供給通路孔、 Ｈ２ 供給通路、 Ｈ２ 第２供給通路孔、 Ｈ３ 供給通路、 Ｈ４ 分岐通路、 Ｌ１、Ｌ２ 流出通路、 Ｍ 制御室、 ＳＰ２ 弾性部材、 ＩＮＪ 燃料噴射弁。

Claims (6)

1. 燃料を噴射する噴孔（４０ａ）と、
   前記噴孔へ燃料を供給する供給通路（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、３４、３６）と、
   前記供給通路を開閉することで前記噴孔からの燃料噴射と噴射停止を切り替える弁体（４１）と、
   前記供給通路から分岐する分岐通路（Ｈ４）と、
   前記分岐通路と接続され、前記分岐通路から流入する燃料の圧力を前記弁体に閉弁側へ付与させる制御室（Ｍ）と、
   前記制御室に配置され、前記分岐通路を開閉する可動プレート（６０）と、
   弾性変形して生じる弾性力を前記可動プレートに閉弁側へ付与させる弾性部材（ＳＰ２）と、
   前記弾性部材を支持する支持面（３３ｄ）、前記供給通路の一部である第１供給通路孔（Ｈ１）、および前記制御室が形成された第１部材（３０）と、
   前記第１部材の端面に密着して配置され、前記供給通路の一部である第２供給通路孔（Ｈ２）および前記分岐通路の少なくとも一部が形成された第２部材（２０）と、
   を備え、
   前記第１部材および前記第２部材のいずれか一方には、前記第１供給通路孔の開口端および前記第２供給通路孔の開口端に接続されて前記供給通路の一部を形成し、前記制御室の周りに環状に延びる形状の環状溝（３４）が形成されている燃料噴射弁。
2. 前記環状溝により形成される通路の通路断面積は、前記第１供給通路孔の開口面積または前記第２供給通路孔の開口面積の０．５倍以上である請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記環状溝の内周側の壁面を形成する内側壁面（３４ｂ）は、前記環状溝の底壁面（３４ａ）から開口縁部（３４ｋ）に近づくにつれ環状の中心に近づく向きに傾斜するテーパ形状である請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記第２供給通路孔は複数形成され、
   前記第２供給通路孔のうち前記環状溝に接続される複数の開口端は、前記環状溝が延びる周方向において等間隔に配置されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
5. 前記第１部材および前記第２部材を円筒内部に収容する円筒形状であり、円筒中心線方向に前記第１部材および前記第２部材を互いに押し付け合わせる軸力を生じさせる軸力付与部材（５０）と、
   前記第１部材の外周面および前記第２部材の外周面と、前記軸力付与部材の内周面との間に配置される円筒形状であり、前記円筒中心線方向に対して垂直な方向に、前記第１部材および前記第２部材が互いに相対移動することを規制するガイドリング（７０）と、
   を備える請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
6. 前記第２部材および前記第１部材の一方の部材は、他方の部材が挿入される凹部（２２ａ）を有し、
   前記凹部は、前記第１部材が前記第２部材と密着する方向に対して垂直な方向へ、前記他方の部材が移動することを規制する請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。

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