JP3366495B2 - 流体噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体噴射装置、特にディ
ーゼルエンジンの燃料噴射装置に採用されて好適な流体
噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】直接噴射式ディーゼルエンジン用の燃料
噴射装置において、エンジンの低速運転時に作動する小
さい総噴孔断面積を有する第１噴孔と、エンジンの高速
運転時に作動する相対的に大きい総噴孔断面積を有する
第２噴孔とを具えたノズルボディ内に、上記第１噴孔の
開閉を制御する第１針弁と、上記第２噴孔の開閉を制御
する第２針弁とを実質的に平行に収容した装置が、ドイ
ツ特許公開公報ＤＥ４１１５４７８Ａ１号（公開日；１
９９１年１１月２１日）に既に開示されている。

【０００３】上記ドイツ特許公開公報（以下場合によ
り、既提案公報という）に開示されている燃料噴射装置
は、エンジンの低速運転時には、小さい総噴孔断面積を
有する第１噴孔から燃料を噴射し、またエンジンの高速
運転時は、大きい総噴孔断面積を有する第２噴孔から燃
料を噴射するので、エンジンの略全運転領域において好
ましい燃焼が得られ、排出ガスのスモーク性能の向上及
び燃費の改善等、エンジン性能の向上を達成し得る利点
がある。

【０００４】しかしながら、この種の燃料噴射装置で
は、エンジンの運転状態に応じて第１噴孔又は第２噴孔
の何れかが作動し、他方の噴孔及びその開閉を制御する
針弁は休止しているため、燃焼ガスに接するノズルボデ
ィ先端部分からの伝熱により、休止している側の針弁が
焼付いて作動不能となる恐れがある。

【０００５】上記休止している噴孔及び同噴孔の開閉を
制御する針弁の焼付きを防止するため、上記既提案公報
の第１図に示されている装置では、第１及び第２針弁と
一体にピストンを設けると共に、ノズルボディ内に各針
弁のピストン上側部に油圧シリンダ室を夫々形成し、さ
らに第１及び第２針弁の外周に形成された燃料通路部分
を相互に連通する接続通路を設けて、燃料が休止してい
る噴孔側の燃料通路部分を通り上記接続通路から作動し
ている側の針弁の燃料通路部分に供給され、作動してい
る側の噴孔からエンジンのシリンダ内に噴射されるよう
に構成され、また、このとき休止している側の針弁と一
体のピストン上側の油圧シリンダ室にも燃料が供給さ
れ、同針弁を燃料圧力により閉方向に加圧するように構
成されている。

【０００６】この構成によれば、燃料が、休止している
側の針弁の周辺を流れたのち、接続通路を経て作動して
いる側の針弁の燃料通路に供給されるので、休止してい
る針弁及びその周辺のノズルボディ部分の冷却が行なわ
れ焼付きは防止されるが、休止している側の針弁と一体
のピストン上側の油圧シリンダ室及び上記接続通路を含
む燃料供給通路全体の容積が著しく大きく、噴射系の無
駄容積が大きいため、噴射圧力の上昇の鈍化や噴射終了
時の切れが悪くなり後もれを起し易く、噴射特性が悪化
する不具合がある。

【０００７】また、上記既提案公報の第２図に示されて
いる装置では、ノズルボディの内部に、第１針弁及び第
２針弁に高圧の燃料を供給する常用の燃料供給通路とは
別個に、一端を冷却用燃料供給用の独立したポンプの吐
出側に接続されると共に、上記第１及び第２針弁を常時
に閉方向に付勢する第１及び第２のプレッシャスプリン
グを収容した大容積のスプリング室に他端を接続された
１個の上流側冷却通路と、一端を上記スプリング室に夫
々接続されると共に、他端を上記第１針弁及び第２針弁
の外周に形成された燃料通路部分に夫々接続された２個
の下流側冷却通路とが設けられている。

【０００８】この構成によれば、休止している側の針弁
の燃料供給通路を、電磁作動のスプール弁を介して燃料
リーク通路に接続することにより、上記専用のポンプか
ら吐出された冷却用燃料が、上記上流側冷却通路からス
プリング室及び休止している針弁側の下流側冷却通路を
通り、針弁外周の燃料供給通路を経て上記燃料リーク通
路に流れるので、休止している針弁及びその周辺の冷却
が行なわれ焼付きは防止されるが、燃料噴射ポンプとは
別個に、専用の冷却燃料送給用ポンプを設ける必要があ
り、また同ポンプの冷却用燃料をエンジンの各気筒の燃
料噴射装置に供給する多数の配管を追加設置する必要が
あるので、製造コストが著しく高くなる欠点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記既提案
公報に開示されている燃料噴射装置と同種の流体噴射装
置における上述した不具合或いは欠点を改善するために
創案されたもので、流体例えば燃料の噴射圧力の上昇及
び噴射終りの切れ等の噴射特性が良く、休止している側
の針弁及びその周辺部分の焼付きを防止するために、専
用の冷却用流体送給用ポンプを必要とせず、従って構造
簡単で安価な構成を提供することを、主たる目的とする
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、一端部に夫々流体を噴射する第１噴孔及
び第２噴孔を具えたハウジング、同ハウジング内に軸線
方向に摺動自在に嵌挿された第１大径部と同第１大径部
に対し同軸的にかつ一体的に形成され上記第１噴孔側に
延びた第１小径部とを有する第１針弁、上記ハウジング
内に形成された第１スプリング室内に収容され上記第１
針弁を第１噴孔側に付勢して同第１噴孔を閉塞する第１
プレッシャスプリング、上記第１大径部と第１小径部と
を接続する第１段差部に臨んで上記ハウジング内に形成
され、第１給排通路から供給された高圧流体が同第１段
差部に作用することにより上記第１プレッシャスプリン
グの付勢力に抗して上記第１針弁をリフトさせ上記第１
噴孔を開口させる第１圧力室、ハウジング内に上記第１
針弁に対し略平行に配設され、軸線方向に摺動自在に嵌
挿された第２大径部と同第２大径部に対し同軸的にかつ
一体的に形成され上記第２噴孔側に延びた第２小径部と
を有する第２針弁、上記ハウジング内に上記第１スプリ
ング室とは独立に形成された第２スプリング室内に収容
され上記第２針弁を第２噴孔側に付勢して同第２噴孔を
閉塞する第２プレッシャスプリング、上記第２大径部と
第２小径部とを接続する第２段差部に臨んで上記第１圧
力室とは独立にハウジング内に形成され、第２給排通路
から供給された高圧流体が同第２段差部に作用すること
により上記第２プレッシャスプリングの付勢力に抗して
上記第２針弁をリフトさせ上記第２噴孔を開口させる第
２圧力室、上記第１給排通路及び第２給排通路の一方を
高圧流体源に選択的に連通させると共に他方の給排通路
を低圧流体源に連通させる切換弁、上記第１圧力室に供
給される高圧流体の一部を上記第２圧力室側に供給する
第１連通路、及び上記第２圧力室に供給される高圧流体
の一部を上記第１圧力室側に供給する上記第１連通路と
は別個の第２連通路を具備したことを特徴とする流体噴
射装置を提案するものである。

【００１１】請求項１に係る発明において、上記第１連
通路の他端は、上記第２噴孔近傍の上記第２小径部周面
に臨み開口され、上記第２連通路の他端は、上記第１噴
孔近傍の上記第１小径部周面に臨み開口されることが好
ましく（請求項２）、また、上記請求項１又は２の発明
において、上記第１連通路が、その途中に介装され上記
第１圧力室から第２圧力室への流れのみを許容する第１
の一方向弁又は流量を制限するオリフィスを有すると共
に、上記第２連通路が、その途中に介装され上記第２圧
力室から第１圧力室への流れのみを許容する第２の一方
向弁又は流量を制限するオリフィスを有することが好ま
しい（請求項３）。なおまた、請求項１ないし請求項３
の発明において、上記第１噴孔及び第２噴孔から噴射さ
れる流体がエンジン用の燃料であり、かつ上記切換弁が
アクチュエータにより駆動され、さらに同アクチュエー
タが、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出装置
の出力を受けてアクチュエータ駆動信号を生起する制御
装置によって作動されることが好ましい（請求項４）。

【００１２】また、本発明の実施に際して、上記第１連
通路は、上記第１圧力室から第１スプリング室を通り上
記第２小径部周面に臨む開口に連通され、上記第２連通
路は、上記第２圧力室から第２スプリング室を通り上記
第１小径部周面に臨む開口に連通されることが望まし
い。さらに、上記第１連通路は、上記ハウジングの上記
第１大径部を収容する第１ガイド孔と同第１大径部との
間の摺動間隙を介して上記第１スプリング室に連通さ
れ、上記第２連通路は、上記ハウジングの上記第２大径
部を収容する第２ガイド孔と同第２大径部との間の摺動
間隙を介して上記第２スプリング室に連通されることが
望ましい。また、上記第１連通路が、その一端を上記第
１スプリング室又は第１ガイド孔の内周面に連通され他
端を上記第２小径部周面に臨む開口に連通された第１連
通孔を含み、上記第２連通路が、その一端を上記第２ス
プリング室又は第２ガイド孔の内周面に連通され他端を
上記第１小径部周面に臨む開口に連通された第２連通孔
を含むことが望ましい。

【００１３】なおまた、本発明の実施に当り、上記第１
及び第２噴孔が夫々複数個設けられ、第１噴孔の総噴孔
面積よりも第２噴孔の総噴孔面積が大きく形成され、さ
らに、上記運転状態検出装置は、エンジンの回転数を検
出する回転数センサを含み、上記制御装置は、上記回転
数センサにより検知されたエンジン回転数が設定回転数
未満のとき、上記第１給排通路を高圧燃料源に連通させ
ると共に、上記第２給排通路を低圧燃料源に連通させ、
かつ上記回転数センサにより検知されたエンジン回転数
が設定回転数以上のとき、上記第１給排通路を低圧燃料
源に連通させると共に、上記第２給排通路を高圧燃料源
に連通させるように、上記アクチュエータを制御するこ
とが望ましい。

【００１４】

【作用】本発明によれば、第１及び第２噴孔のうち何れ
か一方の休止している噴孔側の針弁を冷却する流体が、
作動している側の針弁の大径部とガイド孔との間の摺動
間隙からリークして同針弁のスプリング室を通り、さら
に連通孔を経て休止している針弁の小径部周面に供給さ
れるので、別個に専用の冷却流体給送用ポンプを必要と
せず、また作動している針弁側の高圧流体系の無駄容積
が増大することがないので、噴射特性の悪化を招くこと
がない。

【００１５】

【実施例】以下本発明を直接噴射式ディーゼルエンジン
の燃料噴射装置に適用した一実施例を添付図面について
具体的に説明する。図中符号１０は、ノズルボディ１２
と、ディスタンスピース１４と、ノズルホルダ１６と、
上記ノズルボディ１２及びノズルホルダ１６をディスタ
ンスピース１４を中間に挟んで一体的に緊締するリテー
ニングナット１８とからなるハウジングを総括的に示
す。

【００１６】上記ノズルボディ１２には、図示しないエ
ンジンの各気筒の燃焼室に燃料を噴射する低速用の第１
噴孔２０と、高速用の第２噴孔２２とを具えている。上
記第１噴孔２０及び第２噴孔２２は、夫々複数個（２個
以上通常は４ないし７個）設けられ、第１噴孔２０の総
噴孔断面積は、第２噴孔２２の総噴孔断面積より小さく
形成されている。また、ノズルボディ１２内に、上記第
１噴孔２０の開閉を制御する第１針弁２４と第２噴孔２
２の開閉を制御する第２針弁２６とが、夫々軸線方向に
摺動自在に嵌挿され、これら両針弁の軸線は、図示のよ
うに実質的に平行に設けられている。

【００１７】上記第１針弁２４は、ノズルボディ１２に
穿設された第１ガイド孔２８内に摺動間隙を存して嵌挿
された第１大径部２４ａと、同第１大径部２４ａに第１
段差部又は肩部２４ｂを介して一体的にかつ同軸的に接
続された第１小径部２４ｃとを具え、同小径部２４ｃの
第１噴孔２０に隣接する端部に、円錐面からなる弁シー
ト部２４ｄが形成されている。上記第１小径部２４ｃの
外周に、十分な半径方向の間隙を存した環状空間からな
る第１燃料通路３０が形成され、同燃料通路３０は、上
記第１段差部２４ｂを囲んで設けられた大径の第１圧力
室又は燃料溜３２に常時連通している。

【００１８】同様に、第２針弁２６は、ノズルボディ１
２に穿設された第２ガイド孔３４内に摺動間隙を存して
嵌挿された第２大径部２６ａと、同第２大径部２６ａに
第２段差部又は肩部２６ｂを介して一体的にかつ同軸的
に接続された第２小径部２６ｃとを具え、同第２小径部
２６ｃの第２噴孔２２に隣接する端部に円錐面からなる
弁シート部２６ｄが形成されている。上記第２小径部２
６ｃの外周に、十分な半径方向の間隙を存した環状空間
からなる第２燃料通路３６が形成され、同燃料通路３６
は、上記第２段差部２６ｂを囲んで設けられた大径の第
２圧力室又は燃料溜３８に常時連通している。

【００１９】上記ノズルホルダ１６は、下方ホルダ１６
ａと上方ホルダ１６ｂとに分割され、これら下方及び上
方ホルダ１６ａ及び１６ｂは、リテーニングナット４０
によって一体的に結合されている。上記下方ホルダ１６
ａの内部に、上記第１及び第２針弁２４及び２６に対し
て夫々同軸的に、かつ互に独立した円筒状の第１スプリ
ング室４２及び第２スプリング室４４が設けられ、同ス
プリング室内に夫々スプリングリテーナを介して第１針
弁２４及び第２針弁２６を常時閉方向に付勢する第１及
び第２のプレッシャスプリング４６及び４８が収容され
ている。

【００２０】また、上記上方ホルダ１６ｂ内には、２つ
のランド５０ａ及び５０ｂを具えたスプール弁からなる
切換弁５０を収容した弁シリンダ５２と、一端が同弁シ
リンダ５２に連通し、他端が上記下方ホルダ１６ａ及び
ディスタンスピース１４並びにノズルホルダ１２内に設
けられた通路を介して上記第１圧力室又は燃料溜３２に
連通する第１給排通路５４と、一端が上記弁シリンダ５
２に連通し、他端が上記下方ホルダ１６ａ及びディスタ
ンスピース１４並びにノズルホルダ１２内に設けられた
通路を介して上記第２圧力室又は燃料溜３８に連通する
第２給排通路５６と、一端を図示しない高圧流体源又は
燃料噴射ポンプに接続され他端を上記弁シリンダ５２に
連通された供給通路５８と、一端を上記弁シリンダ５２
に接続され他端を図示しない低圧流体源又は燃料タンク
に連通されたリーク通路６０とを具えている。

【００２１】上記スプール弁又は切換弁５０は、その弁
軸又はアーマチヤ５０ｃと協働するソレノイド６２及び
リターンスプリング６４を含むアクチュエータによっ
て、その位置を制御され、上記ソレノイド６２はコント
ロールユニット又は制御装置６６によって付勢され又は
消勢される。制御装置６６は、エンジンの回転数を検知
する回転数センサ６８の出力信号を受容して上記ソレノ
イド６２に駆動信号を提供する。なお、制御装置６６
は、負荷センサ７０、エンジンの冷却水位を検知する湿
度センサ（図示せず）その他エンジンの運転状態を示す
信号を補助信号として受け、上記ソレノイド６２に提供
する駆動信号に、必要な補正又は修正を行なうことがで
きる。

【００２２】図５ないし図１０の各部拡大断面図に良く
示されているように、ディスタンスピース１４からノズ
ルボディ１２にわたって、一端が第１スプリング室４２
の底面に開口すると共に、他端が第２針弁２６の第２小
径部２６ｃの外周の燃料通路３６における弁シート部２
６ｄに隣接する部分に開口する第１連通孔７２が斜めに
穿設されている。また、同様に、一端が第２スプリング
室４４の底面に開口すると共に、他端が第１針弁２４の
第１小径部２４ｃの外周の燃料通路３０における弁シー
ト部２４ｄに隣接する部分に開口する第２連通孔７４が
斜めに穿設されている。図１に点線で示されているよう
に、上記第１連通孔７２と第２連通孔７４とは、側面視
においてＸ字状に交差して配設されている。

【００２３】上記第１連通孔７２は、上記第１圧力室又
は燃料溜３２から第１ガイド孔２８の摺動間隙を通って
第１スプリング室４６に至り、さらに同第１連通孔７２
から第２小径部２６ｃ外周の燃料通路３６を経て第２圧
力室又は燃料溜３８に連通する第１連通路の要部を形成
し、同様に、第２連通孔７４は、上記第２圧力室又は燃
料溜３８から第２ガイド孔３４の摺動間隙を通って第２
スプリング室４８に至り、さらに同第２連通孔７４から
第１小径部２４ｃ外周の燃料通路３０を経て第１圧力室
又は燃料溜３２に連通する第２連通路の要部を形成す
る。

【００２４】上記第１連通路の適所、図示の実施例の場
合は、図６に良く示されているように、第１連通孔７２
のノズルボディ１２とディスタンスピース１４との接続
部分に、第１の一方向弁７６が配設され、同様に、第２
連通路には、第２連通孔７４のノズルボディ１２とディ
スタンスピース１４との接続部分に、第２の一方向弁７
８が配設されている。図１１に、第２の一方向弁７８の
構造の一例が示されており、第２圧力室又は燃料溜３８
内の燃料の一部がリークして第２ガイド孔３４の摺動間
隙から第２スプリング室４８に入ったのち、図中に矢印
で示したように第２連通孔７４から第１小径部２４ｃ外
周の燃料通路３０に向う流れは許容するが、反対方向の
流れは許容しないように、弱いばね８０により閉方向に
付勢されている小型の弁体８２を具えている。図示はさ
れていないが、上記第１の一方向弁７６も同様の構造を
具え、第１圧力室又は燃料溜３２から第１連通孔７２を
通って第２小径部２６ｃ外周の燃料通路３６に向う流
れ、即ち第２圧力室３８側に向う流れは許容するが、反
対方向の流れは許容しないように構成されている。

【００２５】上記構成において、図１は、エンジンの回
転数が設定回転数以上の高回転状態を示しており、この
とき回転数センサ６８の信号出力を受けたコントロール
ユニット又は制御装置６６は、ソレノイド６２を消勢し
ている。ソレノイド６２の消勢により、切換弁５０はリ
ターンスプリング６４によって図示の右動位置に保持さ
れ、供給通路５８が第２給排通路５６に連通すると共
に、第１給排通路５４はリーク通路６０に連通してい
る。

【００２６】従って、燃料噴射ポンプ即ち高圧流体源か
ら供給通路５８に高圧燃料が供給されると、切換弁５０
を通り第２給排通路５６を経て第２圧力室又は燃料溜３
８に燃料が供給され、第２針弁２６の第２段差部２６ｂ
に作用する燃料圧力によって第２プレッシャスプリング
４８が克服され、同第２針弁２６が開き、総噴孔面積が
大きい第２噴孔２２からエンジンの燃焼室内に、燃料が
噴射される。図１から容易に理解されるように、作動し
ている第２針弁２６の各部は、通常の単一針弁を有する
燃料噴射装置と実質的に同等であり、噴射系に格別の無
駄容積が存在しないので、燃料噴射時の燃料圧力の上昇
に遅れがなく、また噴射終了時の切れも良いので、後も
れの不具合がなく、従って、第２噴孔２２から噴射され
た燃料は、良好な噴霧を形成して効果的な燃焼が行なわ
れ、出力、燃費及びスモーク等に関し優れたエンジン性
能が得られる。一方、第１給排通路５４はリーク通路６
０に連通しているので、第１針弁２４は休止しており、
第１噴孔２０から、燃料の噴射は行なわれない。

【００２７】上記第２圧力室又は燃料溜３８に供給され
た高圧燃料の一部は、図１２に点線の矢印で示したよう
に、第２針弁の第２大径部２６ａと第２ガイド孔３４と
の間の摺動間隙からリークして第２スプリング室４４に
流れ、第２連通孔７４から第２−方向弁７８を通って第
１針弁２４の第１小径部２４ａ外周の燃料通路３０に流
れる。さらに、上記リーク燃料は、第１圧力室又は燃料
溜３２から第１給排通路５４を経てリーク通路６０を通
り燃料タンク即ち低圧流体源に流れる。従って、休止し
ている第１針弁２４及びその周辺のノズルボディ１２が
効果的に冷却されて、焼付き等による針弁の作動不能又
は不完全作動が確実に防止される。

【００２８】次に、エンジンの回転数が設定回転数未満
の低回転時には、回転数センサ６８の信号出力を受けた
コントロールユニット又は制御装置６６が駆動信号を発
してソレノイド６２を付勢する。ソレノイド６２の付勢
によりリターンスプリング６４が圧縮されて切換弁５０
が図示位置より左動し、ランド５０ａにより第１給排通
路５４とリーク通路６０との連通が遮断されると共に、
同第１給排通路５４が供給通路５８に連通され、第１圧
力室又は燃料溜３２に高圧燃料が供給される。またラン
ド５０ｂにより第２給排通路５６と供給通路５８との連
通が遮断されると共に、同第２給排通路５６がリーク通
路６０に連通される。

【００２９】従って、低回転用の第１針弁２４が作動
し、総噴孔面積が小さい第１噴孔２０からエンジンの燃
焼室内に燃料が噴射される。上記第２針弁２６の噴射系
と同様に、通常の単一針弁を有する燃料噴射装置と較べ
て格別の無駄容積がないので、燃料噴射時の燃料圧力の
上昇に遅れがなく、また噴射終了の切れも良いので、低
回転に応じた好ましい噴霧が形成され、燃費、スモーク
等に関しエンジン性能の向上が達成される。

【００３０】上記第１圧力室又は燃料溜３２に供給され
た高圧燃料の一部は、第１針弁の第１大径部２４ａと第
１ガイド孔２８との間の摺動間隙からリークして第１ス
プリング室４２に流れ、第１連通孔７２から第１の一方
向弁７６を通って、休止している第２針弁２６の第２小
径部２６ａ外周の燃料通路３６に流れる。上記リーク燃
料は、さらに第２圧力室又は燃料溜３８から第２給排通
路５６を経てリーク通路６０を通り燃料タンクに戻され
る。従って、休止している第２針弁２６及びその周辺の
ノズルボディ１２が効果的に冷却されて、焼付き等によ
る針弁の作動不能又は不完全作動が確実に防止される。

【００３１】上記のように、第１針弁２４の休止時、及
び第２針弁２６の休止時の何れの場合も、作動している
側の針弁に供給される高圧燃料の一部がリークして冷却
用燃料として利用されるので、前記既提案公報第２図所
載の装置のように、冷却燃料供給のための専用のポンプ
及び協働する配管を必要としないので、構造簡単で、か
つ製造コストが著しく安い利点がある。なお、図１に良
く示されているように、第１及び第２連通路の要部を構
成する第１及び第２連通孔７２及び７４を、側面視にお
いてＸ字状に交差する直線通路とすることにより、例え
ばＬ字状の屈曲通路とした場合に較べ、穿孔作業コスト
を低減し得る付随的利点がある。

【００３２】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲内で種々の変更、修正を加えて
実施することができる。例えば、本発明は、ディーゼル
エンジンの燃料噴射以外に、例えばメタノールエンジン
用のメタノール、その他の流体の噴射装置を適用するこ
とができる。また、第１及び第２連通路の適所に配設さ
れる第１及び第２の一方向弁７４及び７６に代え、オリ
フィスを採用することができる。この場合、高圧流体例
えば燃料の噴射開始時における圧力上昇に大きな遅れが
生じないように、十分に小さい開口面積のオリフィスが
用いられる。さらにまた、上記実施例では、第１及び第
２連通孔７２及び７４を含む第１及び第２連通路が第１
及び第２スプリング室４２及び４４に連通しているが、
上記第１及び第２連通孔７２及び７４の穿孔技術上可能
な範囲で第１及び第２ガイド孔２８及び３４の孔壁に連
通させても良い。さらに、切換弁５０のアクチュエータ
として、例示されている電磁式アクチュエータに代え、
圧油式アクチュエータその他任意のアクチュエータを適
宜採用することができる。

【００３３】

【発明の効果】叙上のように、本発明に係る流体噴射装
置は、一端部に夫々流体を噴射する第１噴孔及び第２噴
孔を具えたハウジング、同ハウジング内に軸線方向に摺
動自在に嵌挿された第１大径部と同第１大径部に対し同
軸的にかつ一体的に形成され上記第１噴孔側に延びた第
１小径部とを有する第１針弁、上記ハウジング内に形成
された第１スプリング室内に収容され上記第１針弁を第
１噴孔側に付勢して同第１噴孔を閉塞する第１プレッシ
ャスプリング、上記第１大径部と第１小径部とを接続す
る第１段差部に臨んで上記ハウジング内に形成され、第
１給排通路から供給された高圧流体が同第１段差部に作
用することにより上記第１プレッシャスプリングの付勢
力に抗して上記第１針弁をリフトさせ上記第１噴孔を開
口させる第１圧力室、ハウジング内に上記第１針弁に対
し略平行に配設され、軸線方向に摺動自在に嵌挿された
第２大径部と同第２大径部に対し同軸的にかつ一体的に
形成され上記第２噴孔側に延びた第２小径部とを有する
第２針弁、上記ハウジング内に上記第１スプリング室と
は独立に形成された第２スプリング室内に収容され上記
第２針弁を第２噴孔側に付勢して同第２噴孔を閉塞する
第２プレッシャスプリング、上記第２大径部と第２小径
部とを接続する第２段差部に臨んで上記第１圧力室とは
独立にハウジング内に形成され、第２給排通路から供給
された高圧流体が同第２段差部に作用することにより上
記第２プレッシャスプリングの付勢力に抗して上記第２
針弁をリフトさせ上記第２噴孔を開口させる第２圧力
室、上記第１給排通路及び第２給排通路の一方を高圧流
体源に選択的に連通させると共に他方の給排通路を低圧
流体源に連通させる切換弁、上記第１圧力室に供給され
る高圧流体の一部を上記第２圧力室側に供給する第１連
通路、及び上記第２圧力室に供給される高圧流体の一部
を上記第１圧力室側に供給する上記第１連通路とは別個
の第２連通路を具備し、さらに、上記第１連通路がその
経路に少なくとも上記ハウジングの上記第１大径部を収
容する第１ガイド孔と同第１大径部との間の摺動間隙を
含むように、上記第１連通路の一端が上記第１ガイド孔
の内周面又は上記第１スプリング室に臨み開口させると
共に、 上記第２連通路がその経路に少なくとも上記ハウ
ジングの上記第２大径部を収容する第２ガイド孔と同第
２大径部との間の摺動間隙を含むように、上記第２連通
路の一端が上記第２ガイド孔の内周面又は上記第２スプ
リング室に臨み開口されることを特徴とし、ディーゼル
エンジン用燃料等高圧流体の噴射特性が良く、休止して
いる噴孔の冷却のために専用の冷却流体供給用ポンプ及
び配管を必要としないので、構造簡単で製造及び運転コ
ストが安い利点がある。

【００３４】 本発明において、上記第１連通路が、上記
第２噴孔近傍の上記第２小径部周面に臨み開口され、上
記第２連通路が、上記第１噴孔近傍の上記第１小径部周
面に開口されることにより、作動中の針弁側に供給され
る低温燃料によって、休止中の針弁の噴孔に近い小径部
が効果的に冷却されるので、焼付き等による針弁の作動
不能又は不完全作動が確実に防止される。また、上記第
１連通路が、その途中に介装され上記第１圧力室から第
２圧力室への流れのみを許容する第１の一方向弁又は流
量を制限するオリフィスを有すると共に、上記第２連通
路が、その途中に介装され上記第２圧力室から第１圧力
室への流れのみを許容する第２の一方向弁又は流量を制
限するオリフィスを有することにより、燃料噴射を行な
う側の針弁の圧力室に高圧燃料が供給されたとき、同圧
力室から休止している側の針弁の圧力室への燃料の流れ
が遮断され又は制限されるので、無駄容積が小さく、燃
料噴射時の燃料圧力の上昇に遅れがなく、また噴射終了
の切れが良く、燃費、スモーク等に関しエンジンの性能
が向上する。 さらに、上記第１噴孔及び第２噴孔から噴
射される流体がエンジン用の燃料であり、かつ上記切換
弁がアクチュエータにより駆動され、さらに同アクチュ
エータが、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出
装置の出力を受けてアクチュエータ駆動信号を生起する
制御装置によって作動されることにより、エンジンの運
転状態に応じて第１又は第２噴孔の一方から適切に燃料
が噴射されることとなる。

【００３５】 なお、本発明の実施に際して、上記第１連
通路が、上記第１圧力室から第１スプリング室を通り上
記第２小径部周面に臨む開口に連通され、上記第２連通
路が、上記第２圧力室から第２スプリング室を通り上記
第１小径部周面に臨む開口に連通された構成とすること
により、休止中の針弁の第２小径部周面に冷却用の燃料
を供給する通路構成が簡単になる追加の利点がある。ま
た、上記第１連通路が、上記ハウジングの上記第１大径
部を収容する第１ガイド孔と同第１大径部との間の摺動
間隙を介して上記第１スプリング室に連通され、上記第
２連通路が、上記ハウジングの上記第２大径部を収容す
る第２ガイド孔と同第２大径部との間の摺動間隙を介し
て上記第２スプリング室に連通された構成とすることに
より、第１及び第２連通路の一部を、第１及び第２針弁
の第１及び第２大径部を摺動自在に嵌装する第１及び第
２ガイドの摺動間隙により形成するので、休止中の針弁
の第２小径部周面に冷却用の燃料を供給する通路の構成
を簡素化し得る効果がある。さらに、本発明の実施に当
って、上記第１連通路が、その一端を上記第１スプリン
グ室又は第１ガイド孔の内周面に連通され他端を上記第
２小径部周面に臨む開口に連通された第１連通孔を含
み、上記第２連通路が、その一端を上記第２スプリング
室又は第２ガイド孔の内周面に連通され他端を上記第１
小径部周面に臨む開口に連通された第２連通孔を含むよ
うに形成することにより、第１及び第２連通路の要部を
構成する第１及び第２連通孔をハウジング内に合理的に
配置することができる追加の効果がある。なおまた、上
記第１及び第２噴孔が夫々複数個設けられ、第１噴孔の
総噴孔面積よりも第２噴孔の総噴孔面積が大きく形成さ
れたことにより、エンジンの低速運転時には、第１噴孔
から少量の燃料を噴射し、また高速運転時は第２噴孔か
ら相対的に多量の燃料を噴射することができ、この結
果、エンジンの燃費、スモーク等の性能を向上し得る利
点がある。さらにまた、上記運転状態検出装置が、エン
ジンの回転数を検出する回転数センサを含み、上記制御
装置が、上記回転数センサにより検知されたエンジン回
転数が設定回転数未満のとき、上記第１給排通路を高圧
燃料源に連通させると共に、上記第２給排通路を低圧燃
料源に連通させ、かつ上記回転数センサにより検知され
たエンジン回転数が設定回転数以上のとき、上記第１給
排通路を低圧燃料源に連通させる と共に、上記第２給排
通路を高圧燃料源に連通させるように、上記アクチュエ
ータを制御することにより、エンジンの低回転数運転領
域では、第１噴孔から少量の燃料を噴射すると共に、高
回転数運転領域では、第２噴孔から相対的に多量の燃料
を噴射し、エンジンの全運転領域において、燃費、スモ
ーク等に関するエンジン性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す噴射装置の全体的縦断
面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿い矢印方向に視た縦断
面図である。

【図３】図１に示した噴射装置の頂部平面図である。

【図４】図１に示した噴射装置の底面図である。

【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿い矢印方向に視た横断面図
である。

【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線に沿い矢印方向に視た横断
面図である。

【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿い矢印方向に視た
横断面図である。

【図８】図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿い矢印方向に
視た横断面図である。

【図９】図１のＩＸ−ＩＸ線に沿い矢印方向に視た横断
面図である。

【図１０】図７のＸ−Ｘ線に沿い矢印方向に視た縦断面
図である。

【図１１】図６のＸＩ−ＸＩ線に沿い矢印方向に視た縦
断面図である。

【図１２】図１において第２針弁側が作動し第１針弁側
が休止している場合の冷却用燃料の流れを示した縦断面
図である。

【符号の説明】

１０…ハウジング、１２…ノズルボディ、１４…ディス
タンスピース、１６…ノズルホルダ、１８…リテーニン
グナット、２０…第１噴孔、２２…第２噴孔、２４…第
１針弁、２４ａ…第１大径部、２４ｂ…第１段差部、２
４ｃ…第１小径部、２６…第２針弁、２６ａ…第２大径
部、２６ｂ…第２段差部、２６ｃ…第２小径部、２８…
第１ガイド孔、３０…燃料通路、３２…第１圧力室又は
燃料溜、３４…第２ガイド孔、３６…燃料通路、３８…
第２圧力室又は燃料溜、４２…第１スプリング室、４４
…第２スプリング室、４６…第１プレッシャスプリン
グ、４８…第２プレッシャスプリング、５０…切換弁、
５４…第１給排通路、５６…第２給排通路、５８…供給
通路、６０…リーク通路、６２…ソレノイド（アクチュ
エータ）、６６…コントロールユニット又は制御装置。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部に夫々流体を噴射する第１噴孔及
   び第２噴孔を具えたハウジング、同ハウジング内に軸線
   方向に摺動自在に嵌挿された第１大径部と同第１大径部
   に対し同軸的にかつ一体的に形成され上記第１噴孔側に
   延びた第１小径部とを有する第１針弁、上記ハウジング
   内に形成された第１スプリング室内に収容され上記第１
   針弁を第１噴孔側に付勢して同第１噴孔を閉塞する第１
   プレッシャスプリング、上記第１大径部と第１小径部と
   を接続する第１段差部に臨んで上記ハウジング内に形成
   され、第１給排通路から供給された高圧流体が同第１段
   差部に作用することにより上記第１プレッシャスプリン
   グの付勢力に抗して上記第１針弁をリフトさせ上記第１
   噴孔を開口させる第１圧力室、ハウジング内に上記第１
   針弁に対し略平行に配設され、軸線方向に摺動自在に嵌
   挿された第２大径部と同第２大径部に対し同軸的にかつ
   一体的に形成され上記第２噴孔側に延びた第２小径部と
   を有する第２針弁、上記ハウジング内に上記第１スプリ
   ング室とは独立に形成された第２スプリング室内に収容
   され上記第２針弁を第２噴孔側に付勢して同第２噴孔を
   閉塞する第２プレッシャスプリング、上記第２大径部と
   第２小径部とを接続する第２段差部に臨んで上記第１圧
   力室とは独立にハウジング内に形成され、第２給排通路
   から供給された高圧流体が同第２段差部に作用すること
   により上記第２プレッシャスプリングの付勢力に抗して
   上記第２針弁をリフトさせ上記第２噴孔を開口させる第
   ２圧力室、上記第１給排通路及び第２給排通路の一方を
   高圧流体源に選択的に連通させると共に他方の給排通路
   を低圧流体源に連通させる切換弁、上記第１圧力室に供
   給される高圧流体の一部を上記第２圧力室側に供給する
   第１連通路、及び上記第２圧力室に供給される高圧流体
   の一部を上記第１圧力室側に供給する上記第１連通路と
   は別個の第２連通路を具備し、さらに上記第１連通路が
   その経路に少なくとも上記ハウジングの上記第１大径部
   を収容する第１ガイド孔と同第１大径部との間の摺動間
   隙を含むように、上記第１連通路の一端が上記第１ガイ
   ド孔の内周面又は上記第１スプリング室に臨み開口され
   ると共に、 上記第２連通路がその経路に少なくとも上記ハウジング
   の上記第２大径部を収容 する第２ガイド孔と同第２大径
   部との間の摺動間隙を含むように、上記第２連通路の一
   端が上記第２ガイド孔の内周面又は上記第２スプリング
   室に臨み開口されること を特徴とする流体噴射装置。
2. 【請求項２】 上記第１連通路の他端が、上記第２噴孔
   近傍の上記第２小径部周面に臨み開口され、上記第２連
   通路の他端が、上記第１噴孔近傍の上記第１小径部周面
   に臨み開口されていることを特徴とする請求項１記載の
   流体噴射装置。
3. 【請求項３】 上記第１連通路が、その途中に介装され
   上記第１圧力室から第２圧力室への流れのみを許容する
   第１の一方向弁又は流量を制限するオリフィスを有する
   と共に、上記第２連通路が、その途中に介装され上記第
   ２圧力室から第１圧力室への流れのみを許容する第２の
   一方向弁又は流量を制限するオリフィスを有することを
   特徴とする請求項１または請求項２記載の流体噴射装
   置。
4. 【請求項４】 上記第１噴孔及び第２噴孔から噴射され
   る流体がエンジン用の燃料であり、かつ上記切換弁がア
   クチュエータにより駆動され、さらに同アクチュエータ
   が、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出装置の
   出力を受けてアクチュエータ駆動信号を生起する制御装
   置によって作動されることを特徴とする請求項１ないし
   請求項３記載の流体噴射装置。