JP2024012239A - インジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクタへの通電終了時に圧力制御室を確実に閉鎖し、内燃機関の燃費の悪化を防ぐ。【解決手段】インジェクタは、通電時にアーマチュアを引き付ける電磁石と、アーマチュアを電磁石から遠ざかる方向へ押圧するバルブスプリングと、燃料噴射孔を閉鎖する方向へノズルニードルを押圧する圧力制御室を有するバルブボディと、バルブスプリングの押圧力により圧力制御室を閉塞可能なバルブボール６７と、アーマチュアとバルブボール６７との間に配置されるボールホルダ６８と、を備え、ボールホルダ６８は、電磁石への通電時に圧力制御室から流出する燃料の流れにより、ボールホルダ６８をボールホルダ６８の中心軸Ｚ周りに回転させるための回転力発生部９０を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するインジェクタに関する。

従来、内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射するインジェクタを備えた、直噴式の内燃機関が公知である。特に、直噴式の内燃機関がディーゼルエンジンである場合、蓄圧式燃料噴射制御装置が広く用いられている。

蓄圧式燃料噴射制御装置は、燃料タンク内の燃料を高圧ポンプへ供給する低圧ポンプと、低圧ポンプから供給された燃料をコモンレールへ圧送する高圧ポンプと、高圧ポンプから圧送された高圧燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレールから供給される高圧燃料を内燃機関の燃焼室へ噴射するインジェクタと、各種センサの出力を受信し、蓄圧式燃料噴射制御装置を制御する制御装置と、を備える。

蓄圧式燃料噴射制御装置に用いられるインジェクタは、燃料を噴射する燃料噴射孔を備えたノズルと、燃料噴射孔を開閉するためのノズルニードルと、ノズルニードルを燃料噴射孔の閉鎖方向へ押圧する背圧を制御する圧力制御室と、圧力制御室内の燃料の流出を制御する背圧制御部と、を備える。背圧制御部は、圧力制御室に備えられた開閉用オリフィスを閉鎖することにより、ノズルニードルをノズルのシート面に着座させて燃料噴射孔を閉じる。一方、背圧制御部は、開閉用オリフィスを開くことで圧力制御室内の燃料の一部をリークさせることにより、ノズルニードルをノズルのシート面から離座させて、燃料噴射孔から燃料を噴射させる。（特許文献１参照）

特開２０２０－０６０１６６号公報

インジェクタの背圧制御部は、アーマチュアを往復動させる電磁アクチュエータと、電磁アクチュエータの電磁石への通電停止時に、圧力制御室の開閉用オリフィスを閉鎖するバルブボールと、アーマチュアとバルブボールとの間に配置され、バルブボールを保持するボールホルダと、を備える。

電磁石への通電停止時、バルブボールは、アーマチュア及びボールホルダを介して受ける、アーマチュアを開閉用オリフィス側へ付勢するバルブスプリングの付勢力により、開閉用オリフィスを閉鎖する。一方、電磁石への通電がなされると、アーマチュアが開閉用オリフィスとは反対側へ引付けられるため、バルブボール及びボールホルダは、圧力制御室内の燃料圧力により上昇し、開閉用オリフィスが開かれる。

開閉用オリフィスの開弁時、バルブボール及びボールホルダが、開閉用オリフィスから流出する燃料の流れの影響により、インジェクタの軸方向視において、径方向に若干変位することがある。この場合であっても、バルブボールが着座するシート面が、開閉用オリフィス側からアーマチュア側へ向かうにつれて内径が拡大する様に形成されているため、バルブボールがシート面に着座する際に、バルブボールがシート面を移動することが可能であり、バルブボール及びボールホルダはシート面の径方向中心部へ戻る。

しかしながら、例えばアーマチュアとボールホルダとが当接している部分に、燃料中に含まれる微粒子、いわゆるパーティクルが挟み込まれた場合等、アーマチュアとボールホルダとの間の摩擦力が通常よりも大きくなった場合、電磁石への通電停止後、バルブボールがシート面の径方向中心部に着座しない恐れがある。この現象について、以下に詳述する。

バルブボールがシート面から離座する際には、アーマチュアがシート面から離れる方向に移動しつつ、バルブボール及びボールホルダは圧力制御室から流出する燃料の圧力を受ける。一方、バルブボールがシート面に着座する際には、アーマチュアがシート面に近づく方向に移動しつつ、バルブボール及びボールホルダが圧力制御室から流出する燃料の圧力を受ける。よって、バルブボールが着座する時の方が、離座する時よりも、アーマチュアとボールホルダとの当接面における押圧力が大きい。よって、バルブボールが着座する時の方が、離座する時よりも、アーマチュアとボールホルダとの間の摩擦力が大きい。

そして、上述したパーティクルの影響等により、アーマチュアとボールホルダとの間の摩擦力がさらに大きくなった場合、バルブボールがシート面から離座する際には、バルブボールとボールホルダが径方向に変位する一方、バルブボールがシート面に着座する際には、ボールホルダのアーマチュアに対する径方向への変位が妨げられ、あるいは変位が不十分となり、バルブボールがシート面の径方向中心部へ完全に戻ることができない状況が生じる恐れがある。

開閉用オリフィスの閉弁時に、バルブボールがシート面の径方向中心部に着座することができない場合、電磁石への通電がなされていないにも関わらず、燃料が圧力制御室からシート部の上部へ漏れ出す。すると、燃料の圧力を維持するため、高圧ポンプの吐出量が増大することとなり、内燃機関の燃費に悪影響を与える。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、開閉用オリフィスの閉弁時に、バルブボールが確実にシート部の径方向中心部へ着座するインジェクタを得ることを目的とする。

本発明によれば、通電時にアーマチュアを引き付ける電磁石と、前記アーマチュアを前記電磁石から遠ざかる方向へ押圧するバルブスプリングと、燃料噴射孔を閉鎖する方向へノズルニードルを押圧する圧力制御室を有するバルブボディと、前記バルブスプリングの押圧力により前記圧力制御室を閉塞可能なバルブボールと、前記アーマチュアと前記バルブボールとの間に配置されるボールホルダと、を備えたインジェクタであって、前記ボールホルダは、前記電磁石への通電時に前記圧力制御室から流出する燃料の流れにより、前記ボールホルダを前記ボールホルダの中心軸周りに回転させるための回転力発生部を備える、インジェクタが提供される。

本発明のインジェクタによれば、蓄圧式燃料噴射制御装置を搭載した内燃機関の燃費の悪化を防ぐことができる。

本実施の形態に係る燃料噴射制御装置の全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るインジェクタの断面図である。 本発明の実施の形態に係るインジェクタ断面図の部分拡大図である。 本発明の実施の形態に係るインジェクタ断面図の部分拡大図である。 本発明の第１の実施の形態に係るボールホルダ６８を示す図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は底面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るアーマチュアボルト７８を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るボールホルダ６８を示す図であり、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は底面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るアーマチュアボルト７８を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しつつ説明する。尚、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。また、それぞれの図中、同じ符号が付されているものは同一の要素を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図において、詳細部分の図示が適宜簡略化または省略されている。また、重複する説明については、適宜簡略化または省略されている。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について、適宜図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に係る燃料噴射制御装置の全体構成を示している。本実施形態に係る燃料噴射制御装置は、蓄圧式燃料噴射制御装置１である。蓄圧式燃料噴射制御装置１は、車両に搭載された図示されない内燃機関の気筒内に燃料を噴射するための装置であって、燃料タンク２と、低圧ポンプ１１と、燃料フィルタ１２と、高圧ポンプ３と、流量制御弁１９と、コモンレール５と、圧力制御弁１３と、インジェクタ７と、電子制御ユニット９（ＥＣＵ）等を主たる要素として備えている。

低圧ポンプ１１と高圧ポンプ３とは低圧燃料通路２１で接続され、高圧ポンプ３とコモンレール５、及びコモンレール５とインジェクタ７はそれぞれ高圧燃料通路２３、２５で接続されている。また、高圧ポンプ３、コモンレール５、インジェクタ７には、インジェクタ７から噴射されない余剰燃料を燃料タンク２に戻すためのリターン通路２７、２８、２９がそれぞれ接続されている。

低圧ポンプ１１は、燃料タンク２内の燃料を吸い上げて圧送し、低圧燃料通路２１を介して高圧ポンプ３に燃料を供給する。この低圧ポンプ１１は燃料タンク２内に備えられたインタンク式の電動ポンプであって、バッテリから供給される電流によって作動する。ただし、低圧ポンプ１１は、燃料タンク２の外部に設けられるものであってもよく、また、高圧ポンプ３と一体に設けられるものであってもよい。

高圧ポンプ３には、低圧燃料の入り口部分と連通し、高圧ポンプ３の吐出量を調節するための流量制御弁１９が備えられている。流量制御弁１９には、例えば供給電流値によって燃料の通路を開閉するための弁部材のストローク量が可変とされ、燃料通過路の面積が調節可能な電磁比例式の制御弁が用いられる。

高圧ポンプ３は、低圧ポンプ１１によって、流量制御弁１９を介して導入される燃料を加圧し、高圧燃料通路２３を介してコモンレール５に圧送する。

コモンレール５は、高圧ポンプ３によって加圧された高圧状態の燃料を蓄積し、高圧燃料通路２５を介して接続された各インジェクタ７に燃料を供給する。このコモンレール５には、レール圧センサ１５、及び圧力制御弁１３が取り付けられている。

レール圧センサ１５は、コモンレール５内の燃料の圧力（以下、レール圧とも称する）を検出する。レール圧センサ１５のセンサ信号は電子制御ユニット９へ送られる。

圧力制御弁１３は、コモンレール５から燃料タンク２へと戻す高圧の燃料の流量を調節することにより、レール圧を調節するために用いられる。圧力制御弁１３には、例えば供給電流値によって燃料の通路を開閉するための弁部材のストローク量が可変とされ、燃料通過路の面積が調節可能な電磁比例式の制御弁が用いられる。また、圧力制御弁１３の代わりに、所定の圧力に達すると開弁する、機械式の安全弁を用いてもよい。

電子制御ユニット９は、公知の構成のマイクロコンピュータを中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子を有し、インジェクタ７を駆動するための駆動回路や、流量制御弁１９や圧力制御弁１３への通電を行うための通電回路を備える。また、電子制御ユニット９には、レール圧センサ１５の検出信号が入力される他、内燃機関の回転数やアクセル開度、燃料温度などの各種の検出信号が、内燃機関の動作制御や燃料噴射制御に供するために入力されるようになっている。

本実施形態に係るインジェクタ７の構造について、図２から図４を参照しつつ説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るインジェクタ７の断面図である。図３は、図２にＡで示される部分の拡大図である。図４は、図３にＢで示される部分の拡大図である。

図２に示される様に、インジェクタ７は、インジェクタボディ４１と、背圧制御部７０と、バルブピストン６３と、ノズル４３と、ノズルスプリング７９と、インレットコネクタ４５と、を備える。尚、本明細書おけるインジェクタ７の説明に際しては、特に断りがない限り、ノズル４３側を下側とし、その反対側、すなわち、背圧制御部７０側を上側とする。

インジェクタボディ４１には、上下方向に貫通する段付きの貫通孔４１ａが形成されている。貫通孔４１ａの中心軸はインジェクタボディ４１の中心軸、すなわち、インジェクタ７の中心軸に一致する。貫通孔４１ａには、バルブピストン６３が上下方向に移動自在に収容されている。また、貫通孔４１ａには、後述のホルダ５０、ガイド部材７１、バルブボディ４９が収容されている。

また、インジェクタボディ４１には、第１燃料通路３１が形成されている。第１燃料通路３１の一端は、インレットコネクタ４５を介してコモンレール５に接続されている。一方、第１燃料通路３１の他端は、ノズル４３に接続されている。尚、インレットコネクタ４５は、内部に燃料フィルタ４６を備える。

ノズル４３は、ノズルボディ４４と、ノズルニードル６１と、ノズルナット４２とを備える。ノズルボディ４４には、上端から下方へ凹む孔３２が形成されている。孔３２には、ノズルニードル６１が上下方向に摺動自在に収容されている。ノズルニードル６１の上端部は、バルブピストン６３の下端部に当接している。また、インジェクタボディ４１内の下部には、ノズルニードル６１を下方へ押圧するノズルスプリング７９を収容するノズルスプリング室４１ｂが形成されている。ノズルスプリング室４１ｂは、貫通孔４１ａの一部をなす。

孔３２の下端部は、ノズルニードル６１のシート部であるノズルシート部４４ｃとなっている。ノズルシート部４４ｃには、孔３２とノズルボディ４４の外部とを連通する、燃料噴射孔４４ｂが形成されている。また、孔３２の一部には、ノズルニードル６１の受圧部６２と対向する位置に、燃料溜まり室３３が形成されている。燃料溜まり室３３には、ノズルボディ４４内に形成された、第２燃料通路３９の一端が連通している。第２燃料通路３９の他端は、インジェクタボディ４１に形成された第１燃料通路３１の他端と連通している。また、ノズルボディ４４及びノズルニードル６１は、ノズルナット４２により、インジェクタボディ４１に固定されている。

背圧制御部７０は、バルブボディ４９と、バルブナット４０と、バルブボール６７と、ボールホルダ６８と、電磁アクチュエータ５５と、を備える。

バルブボディ４９は、インジェクタボディ４１内の上部に取り付けられている。バルブボディ４９には、下端から上方へ凹む孔４９ｂが形成されている。当該孔４９ｂには、バルブピストン６３の上部が上下方向に摺動自在に挿入される。これにより、バルブピストン６３の頂部６３ａよりも上方となる孔４９ｂ部分が、圧力制御室６６となる。尚、バルブボディ４９の中心軸の位置は、インジェクタボディ４１に形成された貫通孔４１ａの内周面によって定まる。

バルブボディ４９には、開閉用オリフィス３７、圧力導入室３５及び導入側オリフィス３６が形成されている。開閉用オリフィス３７は、圧力制御室６６とバルブボディ４９の上側に位置する低圧室３８とを連通する通路である。開閉用オリフィス３７の中心軸は、バルブボディ４９の中心軸に一致する。圧力導入室３５は、バルブボディ４９の側面部に形成されている。導入側オリフィス３６は、圧力制御室６６と圧力導入室３５とを連通する通路である。

インジェクタボディ４１には、第３燃料通路３４が形成されている。第３燃料通路３４の一端は、インレットコネクタ４５を介してコモンレール５に接続されている。一方、第３燃料通路３４の他端は、バルブボディ４９の圧力導入室３５に連通している。

開閉用オリフィス３７は、後述する電磁アクチュエータ５５によって上下動（往復動）するバルブボール６７により開閉される。開閉用オリフィス３７が開かれた際、第３燃料通路３４、圧力導入室３５及び導入側オリフィス３６を介して圧力制御室６６に供給された燃料は、開閉用オリフィス３７から流出する。開閉用オリフィス３７から流出した燃料は、バルブボディ４９の上方に形成された低圧室３８に流れ込む。ここで、開閉用オリフィス３７の流路断面積は、導入側オリフィス３６の流路断面積よりも大きくなっている。このため、開閉用オリフィス３７が開かれた際、圧力制御室６６の圧力は、第３燃料通路３４及び圧力導入室３５の燃料圧力よりも低くなる。

開閉用オリフィス３７が閉鎖される際には、バルブボール６７が、バルブボディ４９の上部に形成されたシート面４９ａに着座する。シート面４９ａは、開閉用オリフィス３７側から上方へ向かうにつれて内径が拡大する様に形成されている。シート面４９ａの中心軸は、開閉用オリフィス３７の中心軸、すなわち、バルブボディ４９の中心軸に一致する。上述の様に、バルブボディ４９の中心軸は、インジェクタボディ４１に形成された貫通孔４１ａの内周面によって定まることから、シート面４９ａの中心軸は、インジェクタ７（インジェクタボディ４１）の長手方向軸に一致する。尚、バルブボール６７は、後述するボールホルダ６８に保持される。

インジェクタボディ４１の上端部には、筒状のホルダ５０の下端部が挿入されている。すなわち、ホルダ５０の中心軸の位置は、インジェクタボディ４１に形成された貫通孔４１ａの内周面によって定まることとなる。このホルダ５０は、ナット５１を介して、インジェクタボディ４１に固定されている。そして、インジェクタボディ４１内におけるバルブボディ４９よりも上方の空間、及びホルダ５０内の空間には、バルブボール６７を上下動させる電磁アクチュエータ５５が収容されている。

電磁アクチュエータ５５は、ガイド部材７１と、アーマチュア７５と、電磁石８０と、バルブスプリング８６と、アーマチュアスプリング８８と、を備える。ガイド部材７１は、アーマチュア７５を上下方向に摺動自在に支持するものである。このガイド部材７１は、例えば筒状のガイド部７２と、ガイド部７２の外周側に設けられた鍔部７３と、を備える。ガイド部７２には、上下方向に貫通する貫通孔７２ａが形成されている。この貫通孔７２ａにアーマチュア７５が挿入されることにより、アーマチュア７５は、ガイド部７２に摺動自在に支持される。鍔部７３には、低圧室３８内の燃料が通過する燃料通路７３ａが形成されている。低圧室３８から燃料通路７３ａに流れ込んだ燃料は、図示せぬ流路を通って、後述の燃料排出用接続口５２に流出することとなる。なお、燃料排出用接続口５２は、燃料タンク２に接続されている。このため、燃料排出用接続口５２に流出した燃料は、燃料タンク２に戻される。

ガイド部材７１は、インジェクタボディ４１内に収容されている。そして、鍔部７３がバルブボディ４９とバルブナット４０に挟み込まれる様に配置される。すなわち、ガイド部材７１とバルブボディ４９とが、バルブナット４０によりインジェクタボディ４１に固定されている。鍔部７３の外周面は貫通孔４１ａの内周面にガイドされており、ガイド部材７１の貫通孔７２ａの中心軸の位置は、インジェクタボディ４１に形成された貫通孔４１ａの内周面によって定まることとなる。

アーマチュア７５は、アーマチュアボルト７８及びアーマチュアプレート７６を備える。アーマチュアボルト７８は、ガイド部材７１の貫通孔７２ａに挿入され、ガイド部材７１に摺動自在に支持されている。すなわち、アーマチュア７５の中心軸の位置は、より詳しくはアーマチュアボルト７８の中心軸の位置は、ガイド部材７１の貫通孔７２ａによって定まることとなる。

アーマチュアボルト７８の下側には、開閉用オリフィス３７を開閉するバルブボール６７、及びバルブボール６７の上側でバルブボール６７を保持するボールホルダ６８が設けられている。すなわち、ボールホルダ６８は、アーマチュアボルト７８とバルブボール６７との間に配置されている。ボールホルダ６８は、略円柱形状をなし、アーマチュアボルト７８の長手方向軸、すなわち、インジェクタ７の長手方向軸と同じ方向の中心軸を持つ。ボールホルダ６８のバルブボール６７側端面６８ｃ（下側端面）には、バルブボール６７を保持するためのバルブボール保持用凹部６８ｋが形成されている。また、ボールホルダ６８は、後述する回転力発生部９０を備える。尚、開閉用オリフィス３７がバルブボール６７により閉鎖される時、バルブボール６７は、シート面４９ａの径方向中心部に着座するため、この時、ボールホルダ６８の中心軸Ｚは、アーマチュアボルト７８の中心軸に一致する。

アーマチュアボルト７８には、ガイド部材７１の上面からガイド部材７１の外部へ突出した箇所に、アーマチュアプレート７６が取り付けられている。詳しくは、アーマチュアプレート７６には、上下方向に貫通する貫通孔７６ａが形成されている。この貫通孔７６ａに、アーマチュアボルト７８が摺動自在に挿入されている。ここで、アーマチュアボルト７８は、アーマチュアプレート７６と共に移動（上下動）するものである。このため、アーマチュアプレート７６は、アーマチュアボルト７８に取り付けられたＣリング８９と、アーマチュアプレート７６をＣリング８９へ押しつけるアーマチュアスプリング８８とで、挟み込まれている。これにより、アーマチュアボルト７８は、アーマチュアプレート７６と共に移動（上下動）することができる。

電磁石８０は、磁極８１にソレノイドコイル８２が設けられた構成となっている。この電磁石８０は、アーマチュアプレート７６を基準として、ガイド部材７１とは反対側に設けられている。すなわち、電磁石８０は、アーマチュアプレート７６の上方に設けられている。このため、電磁石８０は、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されると、磁力によってアーマチュア７５を引き付ける。すなわち、アーマチュア７５を上方へ移動させる。

アーマチュアボルト７８は、鍔部７７を有し、該鍔部７７はガイド部７２の下側に位置する。ソレノイドコイル８２に通電されない状態において、鍔部７７とガイド部７２との間に所定の間隙が形成される様、各部の寸法が設定されている。そして、ソレノイドコイル８２に通電された時、鍔部７７がガイド部７２の下側端面に当接することにより、アーマチュア７５の上昇が終了する。尚、ソレノイドコイル８２に供給される電力は、通電用接続口５３に接続された図示せぬ電力供給源から供給される。

電磁石８０は、ホルダ５０内に収容される。また、ホルダ５０内には、電磁石８０の上方に、固定部材８５も収容される。そして、ホルダ５０の上端部をかしめることにより、ホルダ５０の内周面に形成された段部と固定部材８５とによって電磁石８０が挟持され、電磁石８０がホルダ５０に固定される。また、固定部材８５には、上述の燃料排出用接続口５２も形成されている。

バルブスプリング８６は、アーマチュア７５をバルブボディ４９の開閉用オリフィス３７側へ押圧するものである。バルブスプリング８６は、電磁石８０を上下に貫通する貫通孔８３内に配置されている。また、バルブスプリング８６の上端部近傍は、固定部材８５の下面部中央に形成されるバルブスプリング用凹部８５ａに収容されている。そして、バルブスプリング８６の上端は、バルブスプリング用凹部８５ａの底部に当接している。また、バルブスプリング８６の下端は、アーマチュアボルト７８の上端部に当接している。これにより、自然長から圧縮された長さに応じた力で、バルブスプリング８６は、アーマチュア７５を電磁石８０から遠ざかる方向へ押す。すなわち、バルブスプリング８６の中心軸の位置は、固定部材８５のバルブスプリング用凹部８５ａで定まる。また、固定部材８５は上述のようにホルダ５０内に収容されているので、固定部材８５のバルブスプリング用凹部８５ａの中心軸の位置は、ホルダ５０で定まることとなる。

このように構成されたインジェクタ７では、コモンレール５からの高圧燃料は、インレットコネクタ４５から第１燃料通路３１及び第２燃料通路３９を介して、燃料溜まり室３３内のノズルニードル６１の受圧部６２に作用する。また、インレットコネクタ４５からの高圧燃料は、第３燃料通路３４及び圧力導入室３５を介して、圧力制御室６６内のバルブピストン６３の頂部６３ａにも作用するようになっている。

電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されていない状態においては、アーマチュア７５及び該アーマチュア７５の下端部に設けられたバルブボール６７及びボールホルダ６８は、バルブスプリング８６によって押し下げられる。これにより、バルブボール６７が、バルブボディ４９に形成されたシート面４９ａに着座し、開閉用オリフィス３７を閉塞する。また、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されている状態においては、アーマチュア７５が上方に引付けられる。この時、アーマチュア７５の下端部に設けられたバルブボール６７が圧力制御室６６から受ける燃料の圧力によって、シート面４９ａから離座し、バルブボール６７及びボールホルダ６８は、アーマチュア７５と共に上方へ移動する。これにより、開閉用オリフィス３７が開かれる。

したがって、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されていない状態では、バルブボール６７によって圧力制御室６６が低圧室３８側と遮断されている。このため、ノズルニードル６１は、バルブピストン６３を介して受ける圧力制御室６６の背圧と、ノズルスプリング７９の押圧力とにより、ノズルボディ４４のノズルシート部４４ｃに押しつけられる。これにより、燃料噴射孔４４ｂは閉鎖される。

一方、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されている状態では、圧力制御室６６内の燃料圧力が開閉用オリフィス３７を介して低圧室３８へ開放される。すなわち、圧力制御室６６におけるバルブピストン６３の頂部６３ａに作用していた高圧が開放される。そして、ノズルニードル６１の受圧部６２に作用している燃料圧力が、圧力制御室６６内の燃料圧力とノズルスプリング７９の押圧力との合力を上回ることにより、ノズルニードル６１が上昇する。これにより、燃料噴射孔４４ｂが開放されて、該燃料噴射孔４４ｂから燃料噴射が行われる。

本実施の形態に係るインジェクタ７に備えられるボールホルダ６８について、図５を参照しつつ説明する。図５は、本実施の形態に係るボールホルダ６８を示す図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のボールホルダ６８を下側から見た底面図である。

本実施の形態に係るボールホルダ６８は、電磁石８０に通電がなされることにより、バルブボール６７がシート面４９ａから離座した際に、ボールホルダ６８を、ボールホルダ６８の中心軸Ｚを中心として回転させるための回転力発生部９０を備える。ここで、ボールホルダ６８が回転する際の中心軸Ｚの方向は、インジェクタ７の長手方向である。

本実施の形態における回転力発生部９０は、複数形成され、ボールホルダ６８のバルブボール６７側端面６８ｃ（下側端面）から見て、中心軸Ｚに対し、所定の位相角毎に同一の形状となる様形成される。図５においては、回転力発生部９０は、９０度おきに４個形成されているが、回転力発生部９０の数は４個とは限らない。例えば、回転力発生部９０は、１２０度おきに３個、あるいは７２度おきに５個等でも構わない。

回転力発生部９０は、ボールホルダ６８の外周面６８ｄに凹部として形成される。具体的には、回転力発生部９０は、ボールホルダ６８のバルブボール６７側端面６８ｃにおいて、ボールホルダ６８の外周をなす外周円６８ｅと、外周円６８ｅから内側へ所定の長さにわたり伸びる第１線分９０ａと、第１線分９０ａと所定の角度をなし、第１線分９０ａの外周円６８ｅ側とは反対側の端点と外周円６８ｅとを結ぶ第２線分９０ｂと、に囲まれた領域を第１領域９０ｃと定義したとき（図５（ｂ）参照）、第１領域９０ｃからアーマチュア７５側へ所定長さにわたり形成される凹部領域である（図５（ａ）参照）。

当該凹部領域における、ボールホルダ６８のバルブボール６７側端面６８ｃからアーマチュア７５側への所定長さは以下となる。第１領域９０ｃの第１線分９０ａにおけるアーマチュア７５側への凹部領域長さをＳ（図５（ａ）参照）とすると、ボールホルダ６８のバルブボール６７側端面６８ｃにおいて、第１線分９０ａから離れるにつれ、換言すれば、第２線分９０ｂと外周円６８ｅとの交点側へ向かうにつれ、アーマチュア７５側への凹部領域長さはＳよりも徐々に長くなる。尚、上記凹部領域長さは、特に限定されるものではないが、図５（ａ）に示される様に、凹部領域の上端部９０ｅは、ボールホルダ６８の上側端面６８ａよりも下側に位置する。

回転力発生部９０は、ボールホルダ６８がバルブボール６７を保持するバルブボール保持用凹部６８ｋに対し、間隔を保つ様形成される。換言すれば、ボールホルダ６８において、回転力発生部９０はバルブボール保持用凹部６８ｋと干渉することがない様形成される。

本実施の形態においては、電磁石８０に通電がなされ、バルブボール６７がシート面４９ａから離座した際に、圧力制御室６６から流出した燃料が、回転力発生部９０の上端部９０ｅに衝突する。回転力発生部９０の上端部９０ｅは、図５（ａ）に示される様、紙面左側へ向かうにつれ、アーマチュアボルト７８側へ近づく様形成されている。よって、圧力制御室６６から流出した燃料は、回転力発生部９０の上端部９０ｅに沿って紙面左上に向かって流れる。（図５（ａ）符号９１参照）その結果、ボールホルダ６８は図５（ａ）において右側への、換言すれば、図５（ｂ）において時計回りの回転力を得る。

よって、電磁石８０に通電がなされ、バルブボール６７がシート面４９ａから離座した際、ボールホルダ６８がボールホルダ６８の中心軸Ｚを中心として回転する。このため、電磁石８０への通電が終了した後、ボールホルダ６８がアーマチュアボルト７８に対し運動している状態で、バルブボール６７がシート面４９ａに着座する。すなわち、バルブボール６７がシート面４９ａに着座する際、アーマチュアボルト７８とボールホルダ６８との当接面における摩擦力が、従来よりも小さくなる。

そのため、バルブボール６７がシート面４９ａから離座する際に、バルブボール６７とボールホルダ６８とが径方向に変位したとしても、バルブボール６７がシート面４９ａに着座する際に、バルブボール６７は容易にシート面４９ａの径方向中心へ戻ることが可能となる。

また、回転力発生部９０は、中心軸Ｚ方向視で、中心軸Ｚに対し所定の位相角毎に同一の形状となる様複数形成されているため、ボールホルダ６８は、中心軸Ｚに対して偏りのない、安定した回転力を得る。

尚、図５（ｂ）においては、第２線分９０ｂと外周円６８ｅとの交点は、第１線分９０ａに対し反時計回りの方向に位置しているが、第２線分９０ｂと外周円６８ｅとの交点が、第１線分９０ａに対し時計回りの方向に位置する様に回転力発生部９０が形成されていても構わない。この場合、電磁石８０に通電がなされ、バルブボール６７がシート面４９ａから離座した際、ボールホルダ６８は、図５（ｂ）において反時計回りの回転力を得る。

また、上述した第１領域９０ｃを形成する第１線分９０ａは、ボールホルダ６８のバルブボール６７側端面６８ｃにおける、ボールホルダ６８の外周をなす外周円６８ｅから、ボールホルダ６８の中心軸（Ｚ）へ向かう線上に定義されてもよい。

また、上述した第１領域９０ｃを形成する第２線分９０ｂは、第１線分９０ａと直交するものとして、定義されてもよい。

また、回転力発生部９０の形状は、上述した形状に限らず、バルブボール６７がシート面４９ａから離座した際、圧力制御室６６から流出する燃料により、ボールホルダ６８がボールホルダ６８の中心軸Ｚを中心として回転する様に形成されていればよい。すなわち、ボールホルダ６８が、外周面６８ｄあるいはバルブボール６７側端面６８ｃにおいて、図５に示す回転力発生部９０の上端部９０ｅの様に、中心軸Ｚ方向に対し斜め下方を向く面を複数有し、該複数の面が、中心軸Ｚ方向視で、中心軸Ｚに対し所定の位相角毎に同一の形状となる様形成されていれば、本発明を実施可能である。

また、本発明は、従来使用されているボールホルダ６８に対し、追加の切削加工により回転力発生部９０を形成することが可能である。この場合、大きな工程変更を行う必要がない。回転力発生部９０が切削加工により形成される場合、上述の第１領域９０ｃの部分からアーマチュアボルト７８側へ切削加工が行われる。この時、第１領域９０ｃの第１線分９０ａにおける、アーマチュアボルト７８側への切削長さがＳとなる。また。第１領域９０ｃから離れるにつれ、換言すれば、第２線分９０ｂと外周円６８ｅとの交点側へ向かうにつれ、アーマチュア７５側への切削長さがＳよりも徐々に長くなる。

また、上述した回転力発生部９０の形状を、プレス加工により形成してもよい。この場合、切削加工により回転力発生部９０を形成するよりも安価に製造可能となる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態については、第１の実施の形態と異なる部分について説明し、第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。

図６は、第２の実施の形態に係る、アーマチュア７５のアーマチュアボルト７８を示す図である。第２の実施の形態においては、アーマチュアボルト７８は、ボールホルダ６８との当接面（以下、下側端面ともいう）７８ａに、アーマチュア側凹部７８ｂを有する。第２の実施の形態は、アーマチュアボルト７８が、アーマチュア側凹部７８ｂを有すること以外は、第１の実施の形態と同様である。

アーマチュア側凹部７８ｂの表面は略球面形状をなし、径方向の中心へ向かうにつれて凹み量が大きくなる。アーマチュア側凹部７８ｂの凹み量は、特に限定されるものではなく、バルブボール６７やボールホルダ６８等、周辺部品の大きさにより適宜決定することができる。また、アーマチュアボルト７８の下側端面７８ａにおけるアーマチュア側凹部７８ｂの内径（直径）は、アーマチュアボルト７８の下側に配置されるボールホルダ６８の外周面６８ｄの直径よりも大きくなる様形成されている。

上記構成により、ボールホルダ６８がアーマチュアボルト７８に対し回転する際、ボールホルダ６８はアーマチュアボルト７８の径方向中央部へ向かおうとする。換言すれば、アーマチュア側凹部７８ｂは、ボールホルダ６８に対する自動調心機能をもたらす。

これにより、バルブボール６７がシート面４９ａから離座する際に、バルブボール６７とボールホルダ６８とが径方向に変位しても、バルブボール６７がシート面４９ａに着座する際に、バルブボール６７は、より容易にシート面４９ａの径方向中心へ戻ることが可能となる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態については、第１の実施の形態と異なる部分について説明し、第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。

図７は、第３の実施の形態に係るボールホルダ６８を示す図であり、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のボールホルダ６８を下側から見た底面図である。第３の実施の形態においては、第１の実施の形態に対し、ボールホルダ６８に形成される回転力発生部９０の形状が異なる。

本実施の形態に係る回転力発生部９０も、第１の実施の形態同様、電磁石８０に通電がなされることにより、バルブボール６７がシート面４９ａから離座した際に、ボールホルダ６８が、ボールホルダ６８の中心軸Ｚを中心として回転する。本実施の形態においても、ボールホルダ６８が回転する際の中心軸Ｚの方向は、インジェクタ７の長手方向である。

また、本実施形態における回転力発生部９０も、複数形成され、ボールホルダ６８のバルブボール６７側端面（下端面）から見て、中心軸Ｚに対し、所定の位相角毎に同一の形状となる様形成される。図７においては、回転力発生部９０は、９０度おきに４個形成されているが、回転力発生部９０の数は４個とは限らない。例えば、回転力発生部９０は、１２０度おきに３個、あるいは７２度おきに５個等でも構わない。

本実施の形態における回転力発生部９０は、第１加工部９０ｇと第２加工部９０ｈとにより形成される。第１加工部９０ｇは、ボールホルダ６８のバルブボール６７側端面６８ｃからアーマチュア７５側へ所定の長さにわたり穿設される孔として形成される。第２加工部９０ｈは、ボールホルダ６８の外周面６８ｄと第１加工部９０ｇのアーマチュア７５側端部とを連通する孔として形成される。尚、第１加工部９０ｇの長さは、特に限定されるものではないが、ボールホルダ６８の上側端面６８ａに達することはない。

また、第２加工部９０ｈは、その中心軸の延長線がボールホルダ６８の中心軸Ｚと交わることがない様形成されている。換言すれば、第２加工部９０ｈの中心軸とボールホルダ６８の中心軸Ｚとは、ねじれの位置となる。

また、本実施の形態においても、回転力発生部９０は、ボールホルダ６８がバルブボール６７を保持するバルブボール保持用凹部６８ｋに対し、間隔を保つ様形成される。換言すれば、ボールホルダ６８において、回転力発生部９０はバルブボール保持用凹部６８ｋと干渉することがない様形成される。

本実施の形態においては、電磁石８０に通電がなされ、バルブボール６７がシート面４９ａから離座した際に、圧力制御室６６から流出した燃料が、第１加工部９０ｇを経由し第２加工部９０ｈから流出する。その際、ボールホルダ６８は、図７（ｂ）において時計回りの回転力を得る。

よって、電磁石８０に通電がなされ、バルブボール６７がシート面４９ａから離座した際、ボールホルダ６８がボールホルダ６８の中心軸Ｚを中心として回転する。このため、電磁石８０への通電が終了した後、ボールホルダ６８がアーマチュアボルト７８に対し運動している状態で、バルブボール６７がシート面４９ａに着座する。すなわち、バルブボール６７がシート面４９ａに着座する際、アーマチュアボルト７８とボールホルダ６８との当接面における摩擦力が、従来よりも小さくなる。

そのため、バルブボール６７がシート面４９ａから離座する際に、バルブボール６７とボールホルダ６８とが径方向に変位したとしても、バルブボール６７がシート面４９ａに着座する際に、バルブボール６７は容易にシート面４９ａの径方向中心へ戻ることが可能となる。

また、回転力発生部９０は、中心軸Ｚ方向視で、中心軸Ｚに対し所定の位相角毎に同一の形状となる様複数形成されているため、ボールホルダ６８は、中心軸Ｚに対して偏りのない、安定した回転力を得る。

尚、図７（ｂ）においては、第２加工部９０ｈは、第１加工部９０ｇに対し、反時計回りの領域に形成されているが、第２加工部９０ｈは、第１加工部９０ｇに対し、時計回りの領域に形成されていても構わない。この場合、電磁石８０に通電がなされ、バルブボール６７がシート面４９ａから離座した際、ボールホルダ６８は、図７（ｂ）において反時計回りの回転力を得る。

尚、上述した第１加工部９０ｇは、ボールホルダ６８のバルブボール６７側端面６８ｃに対し、垂直に形成されていてもよい。

また、第２加工部９０ｈは、第１加工部９０ｇに対し垂直に形成されていてもよい。

また、本実施の形態は、従来使用されているボールホルダ６８に対し、ドリルによる穴あけという比較的簡易な加工を追加することにより回転力発生部９０を形成することができる。よって、従来に対し大きな工程変更を行う必要がない。

（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図８は、第４の実施の形態に係る、アーマチュア７５のアーマチュアボルト７８を示す図である。第４の実施の形態においては、アーマチュアボルト７８は、その下側端面７８ａ、すなわち、ボールホルダ６８との当接面に、アーマチュア側凹部７８ｂを有する。第４の実施の形態は、アーマチュアボルト７８が、アーマチュア側凹部７８ｂを有すること以外は、第３の実施の形態と同様である。

第４の実施の形態の特徴及びその効果は、上述した第２の実施の形態と同様であるので、再度の説明は省略する。

以上、説明した様に、本発明によれば、開閉用オリフィス３７の閉弁時に、バルブボール６７を確実にシート面４９ａの径方向中心部へ着座させることが可能となる。

尚、インジェクタ７に対し、電磁石８０への通電開始後、バルブボール６７はシート面４９ａから離座するものの、ノズルニードル６１の上昇前に電磁石８０への通電を終了させ、バルブボール６７をシート面４９ａへ着座させる、いわゆる空打ち制御が行われることがある。空打ち制御により、燃料を噴射することなく、短時間でレール圧を低下させることができる。空打ち制御が実行された場合においても、電磁石８０への通電時に、燃料が圧力制御室６６から流出するため、本発明が有効に機能する。

７：インジェクタ、４４ｂ：燃料噴射孔、４９：バルブボディ、６１：ノズルニードル、６６：圧力制御室、６７：バルブボール、６８：ボールホルダ、６８ｃ：端面、６８ｄ：外周面、６８ｅ：外周円、６８ｋ：バルブボール保持用凹部、７５：アーマチュア、７８ａ：当接面（下側端面）、７８ｂ：アーマチュア側凹部、８０：電磁石、８６：バルブスプリング、９０：回転力発生部、９０ａ：第１線分、９０ｂ：第２線分、９０ｃ：第１領域、９０ｇ：第１加工部、９０ｈ：第２加工部、Ｚ：中心軸

Claims (9)

1. 通電時にアーマチュア（７５）を引き付ける電磁石（８０）と、
   前記アーマチュア（７５）を前記電磁石（８０）から遠ざかる方向へ押圧するバルブスプリング（８６）と、
   燃料噴射孔（４４ｂ）を閉鎖する方向へノズルニードル（６１）を押圧する圧力制御室（６６）を有するバルブボディ（４９）と、
   前記バルブスプリング（８６）の押圧力により前記圧力制御室（６６）を閉塞可能なバルブボール（６７）と、
   前記アーマチュア（７５）と前記バルブボール（６７）との間に配置されるボールホルダ（６８）と、
   を備えたインジェクタ（７）であって、
   前記ボールホルダ（６８）は、前記電磁石（８０）への通電時に前記圧力制御室（６６）から流出する燃料の流れにより、前記ボールホルダ（６８）を前記ボールホルダ（６８）の中心軸（Ｚ）周りに回転させるための回転力発生部（９０）を備える、インジェクタ（７）。
2. 前記回転力発生部（９０）は、前記ボールホルダ（６８）に形成された凹部であり、
   前記凹部は、前記ボールホルダ（６８）のバルブボール（６７）側端面（６８ｃ）における、前記ボールホルダ（６８）の外周をなす外周円（６８ｅ）と、前記外周円（６８ｅ）から内側へ伸びる第１線分（９０ａ）と、前記第１線分（９０ａ）と所定の角度をなし、前記第１線分（９０ａ）の前記外周円（６８ｅ）側とは反対側の端点と前記外周円（６８ｅ）とを結ぶ第２線分（９０ｂ）と、に囲まれた領域を第１領域（９０ｃ）としたとき、前記第１領域（９０ｃ）から前記アーマチュア（７５）側への所定長さにわたる領域であり、
   前記アーマチュア（７５）側への所定長さは、前記第１線分（９０ａ）側における長さを基準として、前記第１線分（９０ａ）側から離れるにつれて長くなり、
   前記回転力発生部（９０）は、前記ボールホルダ（６８）が前記バルブボール（６７）を保持するバルブボール保持用凹部（６８ｋ）に対し間隔を保つ様複数形成され、かつ、中心軸（Ｚ）に対し所定の位相角毎に同一の形状となる様形成される、
   請求項１に記載のインジェクタ（７）。
3. 前記第１線分（９０ａ）は、前記外周円（６８ｅ）から前記ボールホルダ（６８）の中心軸（Ｚ）へ向かう線上にあり、
   前記第２線分（９０ｂ）は、前記第１線分（９０ａ）と直交する、
   請求項２に記載のインジェクタ（７）。
4. 前記回転力発生部（９０）は、第１加工部（９０ｇ）と第２加工部（９０ｈ）とにより形成され、
   前記第１加工部（９０ｇ）は、前記ボールホルダ（６８）のバルブボール（６７）側端面（６８ｃ）から前記アーマチュア（７５）側へ穿設される孔として形成され、
   前記第２加工部（９０ｈ）は、前記ボールホルダ（６８）の外周面（６８ｄ）と前記第１加工部（９０ｇ）の前記アーマチュア（７５）側端部とを連通する孔として形成され、
   前記回転力発生部（９０）は、前記ボールホルダ（６８）が前記バルブボール（６７）を保持するバルブボール保持用凹部（６８ｋ）に対し間隔を保つ様複数形成され、かつ、中心軸（Ｚ）に対し所定の位相角毎に同一の形状となる様形成される、
   請求項１に記載のインジェクタ（７）。
5. 前記第２加工部（９０ｈ）の長手方向の中心軸は、前記ボールホルダ（６８）の中心軸（Ｚ）に対し、所定の間隔を保つ様形成される、
   請求項４に記載のインジェクタ（７）。
6. 前記第１加工部（９０ｇ）は、前記ボールホルダ（６８）のバルブボール（６７）側端面（６８ｃ）に対し垂直に形成される、
   請求項５に記載のインジェクタ（７）。
7. 前記第２加工部（９０ｈ）は、前記第１加工部（９０ｇ）に対し垂直に形成される、
   請求項６に記載のインジェクタ（７）。
8. 前記アーマチュア（７５）は、前記ボールホルダ（６８）との当接面（７８ａ）に、径方向の中心へ向かうにつれて凹み量が大きくなるアーマチュア側凹部（７８ｂ）を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のインジェクタ（７）。
9. 前記ボールホルダ（６８）との当接面（７８ａ）における、前記アーマチュア側凹部（７８ｂ）の内径は、前記ボールホルダ（６８）の外径よりも大きい、請求項８に記載のインジェクタ（７）。
   

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