JP4462296B2 - 背圧規制弁 - Google Patents

Description

本発明は、インジェクタの弁体に作用する背圧を規制する背圧規制弁に関する（以下、インジェクタの弁体を噴射弁体と呼ぶ）。

従来から、内燃機関に燃料を噴射供給するインジェクタは、噴孔を開閉する噴射弁体を備え、この噴射弁体に作用する燃料圧を操作することで噴孔を開閉して燃料の噴射を開始したり停止したりする。

すなわち、インジェクタには、噴射弁体を開弁方向に付勢する燃料圧を形成するノズル室と、噴射弁体を閉弁方向に付勢する燃料圧（背圧）を形成する背圧室とが設けられている。そして、噴射弁体は、背圧室への燃料の流出入が操作されて背圧が増減することで、開弁方向または閉弁方向に変位して噴孔を開閉する。また、背圧室から流出した燃料は、燃料を貯留するタンクに戻されて、再度、インジェクタに供給される。

近年、環境問題への関心の高まりから、インジェクタに導入されて内燃機関に噴射供給される燃料として液化気体燃料が注目されている。この液化気体燃料とは、圧縮により常温で液化できる気体燃料であり、例えば、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）および液化天然ガス（ＬＮＧ）等が公知である。

ところで、液化気体燃料は、例えば数ＭＰａのような高圧下でないと液体として存在できず、圧力低下により容易に気化してしまう。そして、背圧を形成する背圧室の液化気体燃料が気化すると、噴射弁体による噴孔の開閉操作が不安定になり、インジェクタによる噴射量のばらつきが大きくなってしまう。

そこで、背圧を高圧に保って背圧室の液化気体燃料が気化するのを阻止するため、背圧室とタンクとを連結する戻り流路に簡易な逆止弁構造の背圧規制弁を配して、背圧が所定の規制値以下に低下するのを阻止する技術が検討されている。この背圧規制弁は、例えば、戻り流路を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材としてのスプリングとにより構成され、理想的にはスプリングの設定荷重のみに応じて背圧の規制値、すなわち、開弁圧を定める。

しかし、この背圧規制弁によれば、スプリングの付勢力（つまり、付勢部材の付勢力）以外にも、弁体よりも下流側の燃料圧（以下、下流圧と呼ぶ）による付勢力（以下、「下流圧による付勢力」を下流圧付勢力と呼ぶ）が弁体に対して閉弁方向に作用する。そして、この下流圧は、弁体よりも下流側の戻り流路を介してタンクの内圧と略一致する。

ここで、タンクの内圧は液化気体燃料の飽和蒸気圧と略一致するが、液化気体燃料の飽和蒸気圧は温度変化に伴う変化率が大きい。このため、タンクの内圧は温度変化に伴う変動が著しく、結果的に、下流圧も温度変化に伴う変動が著しくなる。したがって、弁体に対し閉弁方向に作用する付勢力（主に、付勢部材の付勢力と下流圧付勢力との合力：以下、閉弁合力と呼ぶ）が温度に応じて大きく変動するので、背圧規制弁の開弁圧も温度に応じて変動してしまう。

なお、特許文献１には、燃料噴射ポンプからの戻りの燃料圧を規制する調圧弁が開示されているが、この調圧弁でも下流圧が閉弁方向に作用している。このため、液化気体燃料を燃料として使用する場合、上記と同様に開弁圧が変動してしまう。
特開２００３−６５１８６号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、液化気体燃料をインジェクタに導入して内燃機関に噴射供給する燃料噴射装置において、インジェクタの背圧室で液化気体燃料の気化を阻止する背圧規制弁の開弁圧が変動するのを回避することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の背圧規制弁は、インジェクタの背圧室から流出した液化気体燃料をタンクに戻すための戻り流路に配されて、インジェクタの噴射弁体を閉弁方向に付勢する背圧を規制するものである。また、この背圧規制弁は、戻り流路を開閉する弁体と、弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材と、付勢部材の両端の内で弁体に支持される端部とは逆の端部を支持する座部材とを備え、座部材にタンクの内部圧力および大気圧が互いに逆方向に作用する。そして、タンクの内部圧力と大気圧との差分に応じて座部材が変位することで、弁体に作用する付勢部材の付勢力が可変されて弁体の開弁圧が一定に保たれる。
これにより、タンクの内圧に応じて座部材を変位させることで、座部材に一端を支持される付勢部材を伸縮して付勢部材の付勢力を可変することができる。このため、タンクの内圧の変動に伴う下流圧付勢力の変動を、付勢部材の付勢力の変化により相殺することができるので、タンクの内圧が変動しても、閉弁合力を一定に保つことができ、結果的に、背圧規制弁の開弁圧が変動することを回避できる。

最良の形態１の背圧規制弁は、インジェクタの背圧室から流出した液化気体燃料をタンクに戻すための戻り流路に配されて、インジェクタの噴射弁体を閉弁方向に付勢する背圧を規制するものである。また、この背圧規制弁は、戻り流路を開閉する弁体と、弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材と、付勢部材の両端の内で弁体に支持される端部とは逆の端部を支持する座部材とを備え、座部材にタンクの内部圧力および大気圧が互いに逆方向に作用する。そして、タンクの内部圧力と大気圧との差分に応じて座部材が変位することで、弁体に作用する付勢部材の付勢力が可変されて弁体の開弁圧が一定に保たれる。

〔実施例１の構成〕
実施例１の背圧規制弁１の構成を、図面を用いて説明する。
まず、背圧規制弁１、および背圧規制弁１により背圧が規制されるインジェクタ２を備え、内燃機関（図示せず）に燃料を噴射供給する燃料噴射装置３について説明する。なお、燃料噴射装置３は、液化気体燃料であるジメチルエーテル（ＤＭＥ）を内燃機関に噴射供給するものである。

燃料噴射装置３は、図１に示すように、ＤＭＥを貯留するタンク５と、タンク５からＤＭＥを吸引して吐出するフィードポンプ６と、フィードポンプ６から吐出されたＤＭＥを高圧化して吐出する高圧ポンプ７と、高圧ポンプ７から吐出されたＤＭＥを高圧状態で蓄圧するとともに複数のインジェクタ２に分配するコモンレール８と、コモンレール８から分配されたＤＭＥを噴射するインジェクタ２と、インジェクタ２等の動作を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）９とを備える。そして、背圧規制弁１は、ＤＭＥをインジェクタ２からタンク５に戻すための戻り流路１０に配されている。

なお、タンク５は、約９０℃で３ＭＰａもの高圧に達するＤＭＥの飽和蒸気圧に耐えうるように高耐圧性に設けられている。そして、タンク５の内部では、ＤＭＥの気液２相平衡状態が形成され、タンク５の内部圧力（内圧）Ｐｔは、内部温度に応じた飽和蒸気圧に略一致する。

また、フィードポンプ６、高圧ポンプ７、コモンレール８およびインジェクタ２も、ＤＭＥが９０℃近い高温でも気化しないように３ＭＰａ以上の圧力でＤＭＥを流動させることができるように設けられている。なお、コモンレール８には、蓄圧されたＤＭＥの圧力（レール圧）を検出してＥＣＵ９に出力するレール圧センサ１３、およびレール圧を迅速に低下させるための減圧弁１４等が装備されている。

また、ＥＣＵ９は、制御機能および演算機能を具備するＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶装置、入力装置ならびに出力装置を有する周知のコンピュータとして構成され、レール圧センサ１３等の各種センサから得られる検出信号に基づいてインジェクタ２等の動作を制御する。

インジェクタ２は、図２に示すように、噴孔１６を開閉する噴射弁体１７と、噴射弁体１７を閉弁方向に付勢するスプリング１８とを有し、噴射弁体１７に作用するＤＭＥの液圧を操作することで噴孔１６を開閉してＤＭＥの噴射を開始したり停止したりするものである。

すなわち、インジェクタ２には、噴射弁体１７を開弁方向に付勢する液圧を形成するとともに噴射弁体１７の先端部により噴孔１６との間を開閉されるノズル室２０と、噴射弁体１７を閉弁方向に付勢する液圧(背圧)を形成する背圧室２１とが設けられている。そして、噴射弁体１７は、背圧室２１へのＤＭＥの流出入が操作されて背圧が増減することで、開弁方向または閉弁方向に変位して噴孔１６を開閉する。

ここで、背圧室２１の流入口は、入側オリフィス２２を介してコモンレール８からＤＭＥが流入するように設けられ、背圧室２１の流出口は、出側オリフィス２３を介して戻り流路１０にＤＭＥが流出するとともに電磁弁２４により開閉されるように設けられている。また、入側、出側オリフィス２２、２３は、流出口が開放されているときに、出側オリフィス２３を通過するＤＭＥの流量が入側オリフィス２２を通過するＤＭＥの流量よりも大きくなるように設けられている。

さらに、電磁弁２４は、ＥＣＵ９からの指令により通電されて磁気吸引力を発生するソレノイドコイル２７と、この磁気吸引力により駆動されて背圧室２１の流出口を開放する弁機能付きのアーマチャ２８と、アーマチャ２８を閉弁側（つまり、背圧室２１の流出口を閉鎖する方向）に付勢するスプリング２９とを有する。
また、ノズル室２０は、オリフィス等により絞られることなく、コモンレール８からＤＭＥが流入するように設けられている。

以上により、ソレノイドコイル２７に通電が行われると、背圧室２１からＤＭＥが流出して背圧が低下するので、噴射弁体１７に作用する閉弁方向の付勢力（背圧による付勢力とスプリング１８による付勢力との合力）が噴射弁体１７に作用する開弁方向の付勢力（ノズル室２０の液圧による付勢力）よりも小さくなる。この結果、噴射弁体１７は、開弁方向に変位して噴孔１６を開放する。

また、ソレノイドコイル２７への通電が停止されると、背圧室２１からのＤＭＥの流出が止まり背圧が上昇するので、噴射弁体１７に作用する閉弁方向の付勢力が開弁方向の付勢力よりも大きくなる。この結果、噴射弁体１７は、閉弁方向に変位して噴孔１６を閉鎖する。

背圧規制弁１は、図３に示すように、ボール状の弁体３１と、大小異径かつ同軸であってシールリング３２、３３を介して弁ボディ３４に摺接する２つの摺動部３５、３６からなるピストン３７と、弁体３１とピストン３７との間に介在する第１スプリング３８と、ピストン３７と弁ボディ３４との間に介在する第２スプリング３９とを有する。

ここで、弁ボディ３４には、弁体３１、第１スプリング３８、ピストン３７、および第２スプリング３９を収容するシリンダ４３が設けられている。そして、シリンダ４３には、図示左側から右側に向かって順次に、弁体３１、第１スプリング３８、ピストン３７、および第２スプリング３９が直列に収容され、弁体３１およびピストン３７の変位方向、ならびに第１、第２スプリング３８、３９の伸縮方向は全て略一致する。

また、シリンダ４３は、大小異径かつ同軸の径大部４４と径小部４５とからなり、径大部４４に弁体３１、第１スプリング３８および径大の摺動部（以下、大径摺動部とする）３５が収容され、径小部４５に第２スプリング３９が収容されている。また、径小の摺動部（以下、小径摺動部とする）３６は、径大部４４と径小部４５とにまたがって収容されている。

そして、径大部４４の内部で大径摺動部３５により区画され弁体３１および第１スプリング３８を収容する空間（第１スプリング室４７とする）には、戻り流路１０の一部をなす２つの開口部４８、４９が接続している。そして、弁体３１は、上流側の開口部４８に配され、第１スプリング３８により開口部４８を閉じる方向に付勢されている。

また、第１スプリング室４７には下流側の開口部４９からタンク５のＤＭＥが導入され、第１スプリング室４７の液圧はタンク５の内圧Ｐｔと略一致する。そして、第１スプリング室４７の液圧は、弁体３１を図示左方向（つまり、閉弁方向）に付勢するとともに、ピストン３７を図示右方向に付勢する。すなわち、タンク５の内圧Ｐｔと略一致する第１スプリング室４７の液圧は、弁体３１を下流側から付勢する液圧（下流圧）をなす。そして、第１スプリング室４７の液圧による弁体３１に対する付勢力（下流圧付勢力）は、第１スプリング３８による付勢力（第１スプリング力）とともに閉弁合力をなす。

また、径大部４４の内部で大径摺動部３５により区画される図示右側の空間は、大気に開放されて大気圧と略一致する圧力を示す大気室５０をなす。そして、大径摺動部３５は、大気室５０に導かれた大気圧により図示左方向に付勢される。
さらに、径小部４５の内部で小径摺動部３６により封鎖され第２スプリング３９を収容する空間（第２スプリング室５１とする）には、タンク５からＤＭＥを導入するために１つの開口部５２が接続している。これにより、第２スプリング室５１の液圧はタンク５の内圧Ｐｔと略一致し、第２スプリング室５１の液圧は、ピストン３７を図示左方向に付勢する。

以上により、戻り流路１０は弁体３１により開閉され、弁体３１は第１スプリング３８により閉弁方向に付勢される（つまり、第１スプリング３８は、弁体３１を閉弁方向に付勢する付勢部材として機能する）。また、ピストン３７は、第１スプリング３８の両端の内で弁体３１に支持される端部とは逆の端部を支持する座部材として機能し、ピストン３７の大径摺動部３５には、タンク５の内圧Ｐｔおよび大気圧が互いに逆方向に作用する。

そして、タンク５の内圧Ｐｔと大気圧との差分に応じて、つまりタンク５の内圧Ｐｔに応じてピストン３７が変位することで第１スプリング力が可変される。なお、タンク５の内圧Ｐｔは、タンク５の内部温度に応じた飽和蒸気圧に略一致するから、第１スプリング力は、タンク５の内部温度に応じても可変する。

そして、この背圧規制弁１によれば、以下の計算に示すとおり、下流圧の値に係わらず（つまり、タンク５の内圧Ｐｔの値に係わらず）、弁体３１の開弁圧Ｐｂを一定値にすることができる。

〔実施例１の開弁圧算出〕
実施例１の背圧規制弁１の開弁圧Ｐｂを、各種パラメータを用いて算出する。
この算出に使用するパラメータは、弁体３１のシート面積Ａ、第１スプリング室４７の液圧の大径摺動部３５における受圧面積Ａ１、第２スプリング室５１の液圧の小径摺動部３６における受圧面積Ａ２、第１スプリング３８のバネ定数Ｋ１、第２スプリング３９のバネ定数Ｋ２、第１スプリング３８の初期圧縮量Ｘ１、第２スプリング３９の初期圧縮量Ｘ２、およびタンク５の内圧Ｐｔ等である（なお、初期圧縮量Ｘ１、Ｘ２は、第１、第２スプリング室４７、５１の液圧が大気圧に略一致するときの第１、第２スプリング３８、３９の圧縮量であり、内圧Ｐｔは大気圧に対する相対圧である）。

そして、図示左右方向にＸ軸を想定するとともに図示右方向をＸの正方向と想定し、第１、第２スプリング室４７、５１の液圧が大気圧に略一致するときの大径摺動部３５の右端の位置をＸ＝０と規定する。
まず、第１、第２スプリング室４７、５１の液圧が大気圧に略一致するとき、ピストン３７は、正方向にＫ１・Ｘ１なる強さの第１スプリング力が作用し、負方向にＫ２・Ｘ２なる強さの第２スプリング３９による付勢力（第２スプリング力）が作用して静止する。このため、ピストン３７に関する力のバランスから下記の数式１が成立する。
〔数式１〕
Ｋ１・Ｘ１＝Ｋ２・Ｘ２

次に、第１、第２スプリング室４７、５１にタンク５の内圧Ｐｔが導入され、ピストン３７が正方向にＸだけ変位して静止した場合を考える。この場合、第１、第２スプリング室４７、５１の液圧は内圧Ｐｔに略一致し、ピストン３７には、正方向にＫ１（Ｘ１―Ｘ）なる強さの第１スプリング力が作用するとともに、Ｐｔ・Ａ１なる強さの第１スプリング室４７の液圧による付勢力が作用する。また、ピストン３７には、負方向にＫ２（Ｘ２＋Ｘ）なる強さの第２スプリング力が作用するとともに、Ｐｔ・Ａ２なる強さの第２スプリング室５１の液圧による付勢力が作用する。

このため、ピストン３７に関する力のバランスから下記の数式２が成立する。
〔数式２〕
Ｋ１（Ｘ１―Ｘ）＋Ｐｔ・Ａ１＝Ｋ２（Ｘ２＋Ｘ）＋Ｐｔ・Ａ２
そして、数式２をＸについて解くと、下記の数式３が得られる。
〔数式３〕
Ｘ＝｛Ｐｔ（Ａ１−Ａ２）＋（Ｋ１・Ｘ１−Ｋ２・Ｘ２）｝／（Ｋ１＋Ｋ２）
さらに、数式３に数式１を適用すれば、下記の数式４が得られる。
〔数式４〕
Ｘ＝Ｐｔ（Ａ１−Ａ２）／（Ｋ１＋Ｋ２）

また、弁体３１には、負方向にＫ１（Ｘ１−Ｘ）なる強さの第１スプリング力が作用するとともに、Ｐｔ・Ａなる強さの下流圧付勢力が作用し、これら負方向の合力（閉弁合力）と同等の力が弁ボディ３４および開口部４８の液圧（インジェクタ２の背圧に略一致する）により正方向に加えられている。

したがって、開口部４８の液圧が大きくなって弁体３１が弁ボディ３４から離脱するとき、開口部４８の液圧（つまり、インジェクタ２の背圧）は開弁圧Ｐｂに略一致するので、弁体３１に関する力のバランスから下記の数式５が成立する。
〔数式５〕
Ｐｂ・Ａ＝Ｋ１（Ｘ１−Ｘ）＋Ｐｔ・Ａ
そして、数式５を開弁圧Ｐｂについて解くと、下記の数式６が得られる。
〔数式６〕
Ｐｂ＝Ｋ１（Ｘ１−Ｘ）／Ａ＋Ｐｔ

さらに、数式６のＸに数式４を適用し、内圧Ｐｔを含む項と内圧Ｐｔを含まない項とに分けると下記の数式７が得られる。
〔数式７〕
Ｐｂ＝Ｋ１・Ｘ１／Ａ＋Ｐｔ｛１−Ｋ１（Ａ１−Ａ２）／（Ｋ１＋Ｋ２）／Ａ｝

よって、数式７の内圧Ｐｔを含む項の内、内圧Ｐｔ以外の係数の部分がゼロとなるように、すなわち、下記の数式８が成立するように各パラメータを設定すれば、開弁圧Ｐｂは、一定の値Ｋ１・Ｘ１／Ａとなる。
〔数式８〕
Ａ（Ｋ１＋Ｋ２）＝Ｋ１（Ａ１−Ａ２）

つまり、数式８を満たすように、シート面積Ａ、受圧面積Ａ１、Ａ２、バネ定数Ｋ１、Ｋ２を設定すれば、タンク５の内圧Ｐｔに係わらず、開弁圧Ｐｂを一定の値Ｋ１・Ｘ１／Ａに設定することができる。

なお、実施例１の背圧規制弁１によれば、受圧面積Ａ１がシート面積Ａよりも大きいので、タンク５の内圧Ｐｔの変動に対する開弁圧Ｐｂの応答性が高い。つまり、タンク５の内圧Ｐｔが変動しても、開弁圧Ｐｂは迅速に一定の値Ｋ１・Ｘ１／Ａに収束する。
また、第２スプリング室５１にタンク５の内圧Ｐｔが導入されることにより、大気室５０におけるピストン３７の大気圧の受圧面積は、受圧面積Ａ１と受圧面積Ａ２との差分に等しくなる。

〔実施例１の効果〕
実施例１の背圧規制弁１は、戻り流路１０を開閉する弁体３１と、弁体３１を閉弁方向に付勢する第１スプリング３８と、第１スプリング３８の両端の内で弁体３１に支持される端部とは逆の端部を支持するピストン３７とを備える。そして、ピストン３７の大径摺動部３５に、タンク５の内圧Ｐｔおよび大気圧が互いに逆方向に作用し、タンク５の内圧Ｐｔと大気圧との差分に応じてピストン３７が変位することで第１スプリング力が可変される。
これにより、タンク５の内圧Ｐｔの変動に伴う下流圧付勢力の変動を、第１スプリング力の変化により相殺することができる。このため、内圧Ｐｔが変動しても、閉弁合力を一定に保つことができるので、背圧規制弁１の開弁圧Ｐｂが変動することを回避できる。

〔実施例２〕
実施例２の背圧規制弁１によれば、図４に示すように、シリンダ４３は単一径に形成され、ピストン３７も単一径に設けられている。また、弁体３１は、スプール状に設けられてシリンダ４３に摺動自在に収容されている。また、シリンダ４３の内周面には環状溝５５が設けられ、環状溝５５に下流側の開口部４９が接続している。そして、弁体３１の開弁方向への変位により、上流側の開口部４８が環状溝５５および下流側の開口部４９に連通する。

また、シリンダ４３は、ピストン３７により第１スプリング室４７と第２スプリング室５１とに区画され、第１スプリング室４７は、開口部５７により戻り流路１０と連結され、第２スプリング室５１は大気に開放される。これにより、第１スプリング室４７の液圧（下流圧）は、タンク５の内圧Ｐｔに略一致し、第２スプリング室５１の圧力は大気圧に略一致する（つまり、第２スプリング室５１は大気室５０の機能を具備する）。

以上により、戻り流路１０は弁体３１により開閉され、弁体３１は第１スプリング３８により閉弁方向に付勢される。また、ピストン３７は、第１スプリング３８の両端の内で弁体３１に支持される端部とは逆の端部を支持する座部材として機能し、ピストン３７には、タンク５の内圧Ｐｔおよび大気圧が互いに逆方向に作用する。そして、タンク５の内圧Ｐｔと大気圧との差分に応じて、つまりタンク５の内圧Ｐｔに応じてピストン３７が変位することで第１スプリング力が可変される。

また、実施例２の背圧規制弁１によれば、第２スプリング室５１に大気圧が導入されているので、数式８において受圧面積Ａ２を実質的にゼロとみなすことで、開弁圧Ｐｂを一定の値Ｋ１・Ｘ１／Ａに設定することができる条件式を下記の数式９のように求めることができる。
〔数式９〕
Ａ（Ｋ１＋Ｋ２）＝Ｋ１・Ａ１

すなわち、数式９を満たすようにシート面積Ａ、受圧面積Ａ１、およびバネ定数Ｋ１、Ｋ２を設定すれば、タンク５の内圧Ｐｔに係わらず、背圧規制弁１の開弁圧Ｐｂが変動することを回避できる。

なお、実施例２の背圧規制弁１によれば、第２スプリング室５１が大気室５０として機能し、第２スプリング室５１におけるピストン３７の大気圧の受圧面積は受圧面積Ａ１に略一致する。

〔参考例１〕
参考例１の背圧規制弁１は、図５に示すように、自身の温度に応じて伸縮するサーミスタ５９と、第１スプリング３８の両端の内で弁体３１に支持される端部とは逆の端部を支持するとともに、サーミスタ５９の伸縮により変位する座部材６０とを備える。そして、シリンダ４３には、図示左側から右側に向かって順次に弁体３１、第１スプリング３８、座部材６０、第２スプリング３９が直列に収容され、サーミスタ５９は第１スプリング３８と並列に収容され、弁体３１および座部材６０の変位方向、サーミスタ５９および第１、第２スプリング３８、３９の伸縮方向は全て略一致する。

また、第２スプリング力は、第１スプリング力よりも充分に大きな強さに設定されており、この強力な第２スプリング力により座部材６０とサーミスタ５９とは常に当接状態を維持する。このため、サーミスタ５９が自身の温度に応じて伸縮すると、座部材６０が変位して第１スプリング力が可変される。

また、シリンダ４３には開口部４９を介してタンク５の内圧Ｐｔが導入される。そして、シリンダ４３の内部温度（つまり、シリンダ４３に満たされたＤＭＥの液温）は、タンク５の内圧Ｐｔ、すなわちＤＭＥの飽和蒸気圧に応じて変化するから、結果的に、シリンダ４３の内部温度はタンク５の内部温度に応じて変化する。つまり、サーミスタ５９の温度はタンク５の内部温度やタンク５の内圧Ｐｔに応じて変化する。

以上により、参考例１の背圧規制弁１は、タンク５の内部温度に応じてサーミスタ５９の温度を変化させ、この温度変化に伴うサーミスタ５９の伸縮に応じて座部材６０を変位させることで、第１スプリング３８を伸縮して第１スプリング力を可変する。
なお、参考例１の背圧規制弁１は、タンク５の内部温度とサーミスタ５９の温度との間で高い相関を維持する必要があるので、背圧規制弁１とタンク５との距離をできるだけ小さくすることが好ましい。このため、例えば、タンク５の内部温度とサーミスタ５９の温度とが略一致するように、背圧規制弁１をタンク５の内部に装備してもよい。

〔参考例２〕
参考例２の背圧規制弁１は、図６に示すように、通電により磁気吸引力を発生するソレノイドコイル６２と、第１スプリング３８の両端の内で弁体３１に支持される端部とは逆の端部を支持して座部材として機能するとともに、ソレノイドコイル６２の磁気吸引力により変位するアーマチャ６３とを備える。そして、シリンダ４３には、図示左側から右側に向かって順次に、弁体３１、第１スプリング３８、アーマチャ６３、および第２スプリング３９が直列に収容され、弁体３１およびアーマチャ６３の変位方向、ならびに第１、第２スプリング３８、３９の伸縮方向は全て略一致する。

また、ソレノイドコイル６２への通電量は、タンク５の内圧Ｐｔを検出する圧力センサ６４からの出力に応じてＥＣＵ９により可変される。すなわち、ＥＣＵ９は、ソレノイドコイル６２、可変抵抗器６５および電源６６からなる電気回路において、圧力センサ６４からの出力に応じて可変抵抗器６５の抵抗値を操作することでソレノイドコイル６２への通電量を可変する。そして、ソレノイドコイル６２への通電量が可変されることでアーマチャ６３に作用する磁気吸引力が変化するので、アーマチャ６３が変位して第１スプリング力が可変される。

以上により、参考例２の背圧規制弁１は、タンク５の内圧Ｐｔに応じてソレノイドコイル６２への通電量を可変し、この通電量の可変に伴う磁気吸引力の変化に応じてアーマチャ６３を変位させることで、第１スプリング３８を伸縮して第１スプリング力を可変する。

なお、参考例２の背圧規制弁１によれば、ソレノイドコイル６２への通電量を増やして磁気吸引力を強化することで、第１スプリング力を強制的に弱めることができる。このため、例えば、エンジン停止時等に、第１スプリング力を強制的に弱めて弁体３１を開弁方向に変位させ、戻り流路１０のＤＭＥをパージすることができる。つまり、背圧規制弁１をパージ弁として機能させることができる。

〔変形例〕
実施例１の背圧規制弁１によれば弁体３１はボール状であり、実施例２の背圧規制弁１によれば弁体３１はスプール状であったが、弁体３１の形状はこれらの形態に限定されず、実施例１の弁体３１をスプール状にしてもよく、実施例２の弁体３１をボール状にしてもよい。

また、実施例１、２の背圧規制弁１によれば、弁体３１を閉弁方向に付勢する付勢部材は、コイル状に設けられて軸方向に付勢力を及ぼす第１スプリング３８であったが、このような形態に限定されず、例えば、板バネのように板状に設けられて弾性を発揮する部材を付勢部材として採用してもよく、蛇腹状に設けられて圧縮反力を蓄えることができる部材を付勢部材として採用してもよい。

燃料噴射装置の全体図である（実施例１）。 インジェクタの説明図である（実施例１）。 背圧規制弁の説明図である（実施例１）。 背圧規制弁の説明図である（実施例２）。 背圧規制弁の説明図である（参考例１）。 背圧規制弁の説明図である（参考例２）。

１ 背圧規制弁
２ インジェクタ
５ タンク
１０ 戻り流路
１７ 噴射弁体
２１ 背圧室
３１ 弁体
３７ ピストン（座部材）
３８ 第１スプリング（付勢部材）
Ｐｔ 内圧（タンクの内部圧力）

Claims (1)

1. インジェクタの背圧室から流出した液化気体燃料をタンクに戻すための戻り流路に配されて、前記インジェクタの噴射弁体を閉弁方向に付勢する背圧を規制する背圧規制弁において、
   前記戻り流路を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材と、この付勢部材の両端の内で前記弁体に支持される端部とは逆の端部を支持する座部材とを備え、
   この座部材に前記タンクの内部圧力および大気圧が互いに逆方向に作用し、
   前記タンクの内部圧力と大気圧との差分に応じて前記座部材が変位することで、前記弁体に作用する前記付勢部材の付勢力が可変されて前記弁体の開弁圧が一定に保たれることを特徴とする背圧規制弁。

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