JP4548465B2 - インジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、所定の燃料供給源から燃料を受け入れエンジンに噴射供給するインジェクタに関する。

従来から、インジェクタは、例えば、ディーゼルエンジンのような直噴型のエンジンに搭載され、コモンレール等の燃料供給源から高圧の燃料を受け入れ、気筒内に直接噴射供給するために用いられている。このインジェクタは、弁ボディの先端に設けられた噴孔を開閉するニードルを備え、ニードルに対して噴孔を開放する方向（開弁方向）に圧力を及ぼす燃料が流出入するノズル室、および、ニードルに対して噴孔を閉鎖する方向（閉弁方向）に圧力を及ぼす燃料が流出入する背圧室を形成する。そして、インジェクタは背圧室から燃料を弁ボディの外部領域の低圧側に排出させ背圧室の圧力を減圧することで、ニードルをリフトさせ噴孔を開放して燃料を噴射させる。

近年、環境改善のためＣＯ２排出量低減や、車両からの排出ガスの浄化が進められる中、インジェクタから噴射される燃料の噴霧をさらに微粒化して燃焼改善を図るため、インジェクタによる燃料の噴射圧力の高圧化が進められている。そして、単に、燃料供給源における燃料の供給圧力を高圧化するだけでなく、インジェクタに増圧機構を設けて、より積極的に高圧化を図る検討が進められている。

例えば、この増圧機構は、増圧媒体となる燃料が圧力を及ぼす増圧面と増圧される燃料に圧力を及ぼす被増圧面とを有する増圧ピストンを備えて、増圧面と被増圧面との面積比に応じて燃料を増圧するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来例の増圧機構を備えたインジェクタを示したものであり、図５に示すように、切替弁１０５のオンによってサーボ弁１０６の背圧室１４５の燃料が流路Ｂを経由して外部領域の低圧側（例えば、燃料タンク）に排出されると、サーボ弁１０６の弁体１６０が開弁し、制御室の燃料が流路Ａを経由して外部領域の低圧側に排出されるとともに、増圧機構１０４の差圧室１３４の燃料も燃料流路１４０を介して排出され、増圧ピストン１２５は下降して被増圧面１２７の燃料を増圧する。そして、増圧された燃料は、ノズル１０３のノズル室１１２に流入しニードル１１０に対し開弁方向に圧力を及ぼしてニードル１１０をリフトさせ、さらに、開放された噴孔１０９から噴射され噴霧化する。

しかし、インジェクタ１００は、機構上、切替弁１０５から最短距離を経て低圧側に排出される流路Ｂと、差圧室１３４からサーボ弁１０６を経由して最短距離を形成して低圧側に排出される流路Ａの２つの経路を形成する排出流路が個別に軸体１７０と軸体１８０とに構成されるため、軸方向に突出して体格が長く、大きくなる場合がある。

この２つの流路Ａ、Ｂを、弁ボディ１２０の内部にまとめて１本化することはコンパクト化する上で好適であるが、差圧室１３４からサーボ弁１０６を経由して低圧側に排出される流路Ａは高圧で多量の燃料流量が流れることから、排出する燃料の流通抵抗が増大し易く、差圧室１３４の高圧力が切替弁１０５の作動に悪影響を及ぼすことがある。このため、それぞれ個別に弁ボディ１２０の外部領域の低圧側に排出させることとなるが、個別に排出させる場合、それぞれの流路は個別の並列配置となって、流路構成が複雑となり、また、体格が大きくなってインジェクタ１００の搭載性が低下するという問題があった。
特開２００６−２０７３８４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、インジェクタの外部領域の低圧側に個別に排出させる各流路の構成を簡素化し、インジェクタの搭載性を向上することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のインジェクタによれば、先端に設けられて燃料を噴出する噴孔と、内部に摺動可能に配設され噴孔を開閉するニードルと、ニードルに対し開弁あるいは閉弁方向に圧力を及ぼすとともにニードルの開弁時に噴孔に燃料を供給するように燃料が流出入するノズル室と、が形成される弁ボディと、ニードルの反噴孔側に設けられ、ニードルに対し開弁あるいは閉弁方向に圧力を及ぼすように燃料が流出入する背圧室と、を有するインジェクタにおいて、弁ボディに接続される１本の軸体と、弁ボディの異なる内部領域を流通したのちに弁ボディの外部領域の低圧側に個別に燃料を排出させる一方の排出口に接続される一方の流路および他方の排出口に接続される他方の流路との２経路の流路と、を有し、２経路の流路は、軸体の軸方向に沿って軸体の内部に配設されるとともに、一方の排出口および他方の排出口は、軸体の軸方向における取出し位置を異なえて配設されており、軸体は、弁ボディに接続される一端側軸体と、一端側軸体の軸心とはその軸心を略一致させて一端側軸体の他端部に連結して配設される他端側軸体とを備え、一端側軸体には、その中心部に配設される一端側中央流路、および、その周縁部に配設される一端側周縁流路を備え、他端側軸体には、一端側中央流路と流路接続されて、その中心部に配設される他端側中央流路を備えることを特徴としている。

これにより、２経路の流路が１本の軸体の内部に軸方向に沿って個別に配設でき、その軸方向の異なる取出し位置からそれぞれの排出口を配設して、弁ボディの外部領域の低圧側に個別に燃料を排出させることができるので、構成が簡素化できるとともにコンパクトとなり、弁ボディからの突出量を抑えて体格を小さくすることができる。また、排出方向の設定自由度が高まって接続するリターン流路の引き回し、またはスペースの確保が容易となって、搭載性が向上する。
さらに、２つの軸体を同軸に連結して１本の軸体とすることができるので、軸方向に整列した２重構造の流路が簡単に構成でき、中心部と周縁部を個別に使い分けができて、各流路が混ざることなく確実に分離でき、製作も容易でコンパクト化できる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のインジェクタによれば、一方の流路、および、他方の流路の軸体の軸方向における配設は、いずれか一方を軸体の中心部に配設し、他方を軸体の周縁部に配設することを特徴としている。
これにより、軸体の中心部と周縁部を２重構造の流路として個別に使い分けができ、各流路が混ざることなく確実に分離でき、製作も容易でコンパクト化できる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のインジェクタによれば、背圧室への燃料の流出入を切り替えて背圧室の圧力を変え、ニードルの開閉を制御するサーボ弁と、燃料圧の調整により動作を切り替えるサーボ弁であって、この燃料圧の調整を行う切替弁と、を備え、一方の流路は、サーボ弁を経由して低圧側に排出される流路であり、他方の流路は切替弁から低圧側に排出される流路であることを特徴としている。
これにより、切替弁もサーボ弁も燃料が低圧側に速やかに排出されるので背圧室の速やかな減圧が可能となり、制御の動作レスポンスが向上できる。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のインジェクタによれば、一方の流路、および、他方の流路の軸体の軸方向における配設は、一方の流路を軸体の周縁部に配設し、他方の流路を軸体の中心部に配設することを特徴としている。
これにより、比較的高圧で多量の燃料を排出するサーボ弁を経由して流出させる流路を軸体の周縁部に配設できるので、大きな流通面積の確保が容易であり、排出する燃料の流通抵抗を増やすことなく、速やかな排出、つまり、速やかな減圧が可能となって制御の動作レスポンスが向上できる。

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のインジェクタによれば、一端側周縁流路は、環状形状の周縁溝部であることを特徴としている。
これにより、溝部の深さと幅の設定自由度が高まって、燃料の流通面積を確保することが容易となり、流通抵抗を増やすことなく多量の燃料を排出できる。

〔請求項６の手段〕
請求項６に記載のインジェクタによれば、一端側軸体と他端側軸体とを連結するとともに、その連結される各軸体の対向面に挟まれて形成され、一端側軸体の環状形状の周縁溝部と流路接続される環状の内周溝部を備えることを特徴としている。
これにより、環状の溝部構造は製作が容易であり、また、溝部の深さと幅の設定自由度が高く、燃料の流通面積を確保し易く、流通抵抗を増やすことなく多量の燃料を排出できる。

〔請求項７の手段〕
請求項７に記載のインジェクタによれば、２経路の流路は、軸体の軸方向とは直交する方向に屈曲させて設けた一方の排出口および他方の排出口を備えることを特徴としている。
これにより、構成が簡素化できるとともにコンパクトとなり、弁ボディからの突出量を抑えて体格を小さくすることができる。また、排出方向の設定自由度が高まって接続するリターン流路の引き回し、またはスペースの確保が容易となって、搭載性が向上する。

〔請求項８の手段〕
請求項８に記載のインジェクタによれば、２経路の流路は、２経路の流路のうち少なくともいずれか一方が軸体の軸方向とは傾斜させて設けた一方の排出口および他方の排出口を備えることを特徴としている。
これにより、排出方向の設定自由度が高まって任意の方向への対応が可能となり、接続する燃料タンク等へのリターン流路の引き回し、またはスペースの確保が容易となって搭載性が向上する。

〔請求項９の手段〕
請求項９に記載のインジェクタによれば、２経路の流路は、２経路の流路のうち、他方の流路が軸体の軸方向に突出して設けられ、一方の流路が軸体の軸方向とは直交する方向に屈曲もしくは傾斜して設けられた一方の排出口および他方の排出口を備えることを特徴としている。
これにより、排出方向の設定自由度が高まって接続する燃料タンク等へのリターン流路の引き回し、またはスペースの確保が容易となって搭載性が向上するとともに、排出管が１個省略できジョイント部を一体化できるので簡素化と小型化が可能となる。

〔請求項１０の手段〕
請求項１０に記載のインジェクタによれば、燃料を背圧室の圧力よりも高圧に増圧してノズル室に供給する増圧機構を備え、増圧機構により増圧された燃料をノズル室に供給して噴射することを特徴としている。
これにより、増圧機構を備え、増圧された燃料をノズル室に供給する増圧型インジェクタの場合においても、請求項１と同様な作用効果が得られる。

本発明の最良の形態１のインジェクタは、先端に設けられて燃料を噴出する噴孔と、内部に摺動可能に配設され噴孔を開閉するニードルと、ニードルに対し開弁あるいは閉弁方向に圧力を及ぼすとともにニードルの開弁時に噴孔に燃料を供給するように燃料が流出入するノズル室と、が形成される弁ボディと、ニードルの反噴孔側に設けられ、ニードルに対し開弁あるいは閉弁方向に圧力を及ぼすように燃料が流出入する背圧室とを有する。

また、このインジェクタにおいて、弁ボディに接続される１本の軸体と、弁ボディの異なる内部領域を流通したのちに弁ボディの外部領域の低圧側に個別に燃料を排出させる一方の排出口に接続される一方の流路と、他方の排出口に接続される他方の流路との２経路の流路とを有し、２経路の流路は、軸体の軸方向に沿って軸体の内部に配設されるとともに、軸体の軸方向における取出し位置を異なえて設けた一方の排出口および他方の排出口を備えて、インジェクタの外部領域の低圧側に個別に排出させる各流路を構成したものであり、構造を簡素化し、インジェクタの搭載性を向上したものである。

最良の形態１を、図に示す実施例１とともに説明する。なお、以下の説明では、インジェクタのノズル側を一端側、切替弁側を他端側という。

〔実施例１の構成〕
実施例１のインジェクタ１の構成を、図１を用いて説明する。図１はインジェクタの構成を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は軸断面図である。
インジェクタ１は、例えば、燃料を高圧化する燃料供給ポンプ（図示せず）と、燃料供給ポンプで高圧化された燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレール２等とともに、エンジン（図示せず）に燃料を噴射供給する蓄圧式の燃料噴射装置を構成する。そして、インジェクタ１は、エンジンに搭載されエンジンの各気筒内に燃料を噴射する。

また、インジェクタ１は、コモンレール２から高圧の燃料を受け入れ、受け入れた高圧の燃料をさらに増圧して気筒内に噴射する増圧型である。この増圧型のインジェクタ１は、燃料を噴射するノズル３と、ノズル３に燃料を増圧して供給する増圧機構４と、所定の電子制御装置（ＥＣＵ：図示せず）からの指令に応じて開閉する切替弁５と、切替弁５の開閉に応じて、増圧機構４を作動するための流路と、増圧機構４の作動を停止するための流路とを切り替えるサーボ弁６とを備える。

ノズル３は、噴孔９を開閉するニードル１０を有し、ニードル１０に対し噴孔９を開放する方向（開弁方向）に圧力を及ぼす燃料が流出入するノズル室１２、噴孔９を閉鎖する方向（閉弁方向）に圧力を及ぼす燃料が流出入する背圧室１１を形成する。また、ノズル３は、ニードル１０を閉弁方向に付勢するスプリング１３を、ノズル室１２に収容する。つまり、ニードル１０は、背圧室１１の燃料の圧力（ノズル背圧とする）およびスプリング１３により閉弁方向に付勢されるとともに、ノズル室１２の燃料の圧力（ノズル室圧と呼ぶ）により開弁方向に付勢されている。

ここで、ノズル室１２は、燃料流路１５により後記する被増圧室１６と連通する。被増圧室１６は、増圧機構４において燃料が増圧される燃料室であり、増圧機構４は、燃料をノズル背圧よりも高圧に増圧してノズル室１２に供給する。

また、背圧室１１には、後記する差圧室３４と連通する燃料流路１９が接続し、燃料流路１９には、背圧室１１への燃料の流出入流量を規制する絞り２１が設けられている。そして、差圧室３４の燃料が燃料流路４０を介して流出すると差圧室３４は減圧され、増圧ピストン２５が下降して被増圧室１６を加圧して燃料を増圧するとともに、背圧室１１は、燃料が燃料流路１９を介して流出するので減圧され、ニードル１０はノズル室１２の増圧と相まってリフトし、ニードル１０のリフトによって噴孔９が開弁して燃料が噴射される。

また、増圧機構４による燃料の増圧が停止されると、ニードル１０は、スプリング１３により閉弁方向に付勢されて下降し、噴孔９を閉鎖する。これにより、燃料の噴射が停止され、同時に、燃料流路１９を通じて背圧室１１に燃料が流入する。

増圧機構４は、パスカルの原理に基づき燃料を増圧するものであり、軸方向一端側に向かい大小２段に径が変化する増圧ピストン２５を有する。そして、増圧機構４は、大径の増圧面２６で燃料の圧力を受けるとともに、この圧力に基づく付勢力を、小径の被増圧面２７を介して燃料に加えることで燃料を増圧する。

つまり、増圧ピストン２５は、一端側の小径ピストン部２８と、他端側の大径ピストン部２９とからなり、大径ピストン部２９の他端面が増圧面２６をなすとともにスプリング３６を受けるバネ座面３０をなし、小径ピストン部２８の一端面が被増圧面２７をなす。そして、増圧ピストン２５は、軸方向一端側に向かい大中小３段に径が変化するシリンダ３１に収容され（以下、シリンダ３１の一端側の小径部分を小径シリンダ部３１ａとし、他端側の大径部分を大径シリンダ部３１ｂとし、中間の中径部分を中径シリンダ部３１ｃとする）、中径シリンダ部３１ｃの内周面に大径ピストン部２９の外周面が摺接し、小径シリンダ部３１ａの内周面に小径ピストン部２８の外周面が摺接する。また、大径シリンダ部３１ｂには、大径シリンダ部３１ｂの一端側と大径ピストン部２９の他端側のバネ座面３０との間に増圧ピストン２５を他端側に付勢するスプリング３６が収容されている。

そして、小径ピストン部２８が、小径シリンダ部３１ａを他端側から封鎖して、増圧される燃料が流出入する被増圧室１６を形成し、大径ピストン部２９が、大径シリンダ部３１ｂを一端側から封鎖して、増圧媒体となる燃料が流出入する増圧室１７を形成する。

さらに、大径ピストン部２９は、中径シリンダ部３１ｃを他端側から封鎖して、増圧を操作するための燃料が流出入する差圧室３４を形成する。そして、大径ピストン部２９の一端面は、差圧室３４の燃料の圧力を受ける増圧操作面３５をなし、増圧操作面３５の面積は、増圧面２６の面積と被増圧面２７の面積との差分に略一致する。

ここで、増圧室１７は、燃料流路１８によりコモンレール２と連通し、コモンレール２に蓄圧された燃料を増圧媒体として受け入れる。さらに、増圧室１７は、燃料流路３８により後記するサーボ弁６の燃料流路３９に通じる。また、差圧室３４は、燃料流路４０によりサーボ弁６の燃料流路４１に通じ、被増圧室１６には、増圧室１７から増圧ピストン２５の内部に備えられた燃料流路４２が接続する。なお、燃料流路４２には、被増圧室１６への燃料の流入のみを許容する逆止弁４３が設けられている。

以上の構成により、増圧機構４は、差圧室３４への燃料の流出入を通じて、燃料の増圧および増圧停止を行う。すなわち、差圧室３４から燃料が流出すると、増圧室１７に燃料が流入して増圧ピストン２５が一端側に変位し、被増圧室１６の燃料が増圧されてノズル室１２に供給される。また、差圧室３４に燃料が流入すると、増圧ピストン２５が他端側に変位するとともに逆止弁４３が開弁し、被増圧室１６に燃料が流入して被増圧室１６の燃料の増圧が停止され、増圧された燃料がノズル室１２に供給されなくなる。

サーボ弁６は、上記した差圧室３４への燃料の流出入、つまり、燃料流路４０における燃料の流れ方向を切り替えるための制御弁であり、弁ボディ２０に設けられたシリンダ４９に摺動自在に収容される弁体６０よりなる。弁体６０はシリンダ４９内を摺動するピストン部５０と燃料の流出入の流路を切り替える対をなす２つの弁部６１、６２とを備えている。また、シリンダ４９には側壁および周壁に３つの燃料流路３９、４１、５２を備えてそれぞれの間の連通を遮断することができる対をなす２つの弁座部６３、６４を備え、一対の弁部６１、６２のそれぞれと一対の弁座部６３、６４のそれぞれとの組合せにより、切替弁構造を形成している。

また、弁体６０の一端側に、３つの燃料流路３９、４１、５２を介して燃料が流出入する溜まり部５３が形成され、燃料流路３９は、燃料流路４１より一端側で溜まり部５３に開口し、燃料流路４１は、燃料流路５２より一端側で溜まり部５３に開口する。そして、燃料流路３９は、燃料流路３８により増圧室１７と連通し、燃料流路１８を介してコモンレール２に通じ、燃料流路４１は、燃料流路４０により差圧室３４に通じ、燃料流路５２は、外部領域の低圧側（例えば、燃料タンク）に戻るリターン流路８に後記する軸体８０を介して通じている。

また、サーボ弁６の他端側に、弁体６０を一端側に付勢する燃料が流出入する背圧室４５が形成される。背圧室４５は、増圧室１７と連通した燃料流路５１が接続し、燃料流路５１と増圧室１７と燃料流路１８を通じてコモンレール２から燃料が流入する。なお、燃料流路５１には、背圧室４５への燃料の流入流量を規制する入口絞り４８が設けられている。また、背圧室４５は燃料流路４６を介して切替弁５と接続される。

そして、切替弁５の通電により開閉が切り替わり背圧室４５が後記する軸体７０を介してリターン流路７と連通すると、弁体６０が他端側に変位して弁座部６３に弁部６１が着座し、弁座部６４から弁部６２が離座すると、燃料流路４１と燃料流路５２とが連通し、差圧室３４から燃料が軸体８０を介してリターン流路８に流出する。この結果、増圧ピストン２５の一端側への変位が促され、被増圧室１６の燃料が増圧されてノズル３に供給される。

また、弁体６０が一端側に変位して弁座部６４に弁部６２が着座し、弁座部６３から弁部６１が離座すると、燃料流路３９と燃料流路４１とが連通し、コモンレール２から差圧室３４に燃料が流入する。この結果、増圧ピストン２５の他端側への変位が促され、被増圧室１６の燃料の増圧が停止されてノズル３に増圧された燃料が供給されなくなる。

切替弁５は、サーボ弁６の背圧室４５から燃料の流出をオンオフする電磁弁であり、ＥＣＵからの指令に応じて開閉する。切替弁５は、サーボ弁６の背圧室４５と連通する燃料流路４６とリターン流路７との間に接続され、切り替えられて流出する燃料が燃料流路５４、および後記する軸体７０を介してリターン流路７に排出する。なお、燃料流路４６には、背圧室４５と切替弁５との間に背圧室４５からの燃料の流出流量を規制する出口絞り４７が設けられている。なお、出口絞り４７と入口絞り４８の絞り度合に差を設け、背圧室４５の減圧が生じた後、背圧室４５の圧力復帰が順次行われるようにするのが一般的である。

ここで、本発明の、切替弁５を経由して燃料流路５４を通過し、リターン流路７に燃料を排出する流路Ｂ、およびサーボ弁６を経由して燃料流路５２を通過し、リターン流路８に燃料を排出する流路Ａを１本の軸体に個別に形成する構成を、図２を参照して説明する。図２（ａ）は１本の軸体に形成した２経路の流路の構成を示す軸断面図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれＸ−Ｘ断面図およびＹ−Ｙ断面図である。

図２（ａ）に示すように、１本の軸体は、一端側軸体８０と、この一端側軸体８０の軸心と略一致させて一端側軸体８０の他端部に連結される他端側軸体７０とから構成され、一端側軸体８０（以下、軸体８０と略称する）はインジェクタ１の一端側の弁ボディ２０に直接に接続して固定される円柱状部材（図中下方）であり、他端側軸体７０（以下、軸体７０と略称する）はインジェクタ１の他端側で軸体８０の他端部に連結される円柱状部材（図中上方）である。

軸体７０および軸体８０は、それぞれ軸方向の一端側に小径部７１、８１が形成され、他端側に大径部７２、８２が形成される段差構造の円柱体である。軸体７０は、その略中心位置に他端側中央流路７３を備え、この他端側中央流路７３と直交する方向に屈曲させて水平流路７４が配されて、小径部７１の周縁と連通するようになっている。また、軸体８０には、その略中心位置に一端側中央流路８３を備え、一端側中央流路８３は軸方向に貫通して他端側中央流路７３と流路接続している。さらに、軸体８０の小径部８１の周縁には周縁溝部８４が所定の深さと幅を確保して形成されている。

そして、軸体８０の他端側には、軸体７０の小径部７１を軸方向に圧入嵌合して連結するための嵌合穴７５が形成されている。また、軸体８０の小径部８１を軸方向に圧入嵌合して連結するための嵌合軸穴８５が弁ボディ２０の軸方向に形成され、さらに、嵌合軸穴８５の弁ボディ開放端部には、嵌合軸穴８５の内径より径大の内径を有する環状溝部８７が形成されている。そして、環状溝部８７は燃料流路５２と連通している。

一方、排出管７６は所定の厚みを有する円環状の構成部材であり、その内径は軸体７０および軸体８０の小径部７１、８１の外径と、その外径は大径部７２、８２の外径と略同等に形成され、内径部には所定の深さと幅を有する円環状の内周溝部７７が形成されている。また、外径部の任意の１箇所に、円環構造の軸方向と直行する向きにジョイント部７９が突出して形成され、ジョイント部７９の中心内部には排出流路７８が形成され、排出流路７８の一端は内周溝部７７と連通し、排出流路７８の他端は排出口８９を形成してリターン流路７およびリターン流路８と接続可能となっている。

そして、１本の軸体となすこの両軸体７０、８０の組付けは、まず、軸体８０の小径部８１に排出管７６を装着したのち軸体８０を弁ボディ２０の嵌合軸穴８５に圧入して接続する。すると、排出管７６は所定の厚みを有しているので、完全に密着するまで圧入することにより、弁ボディ２０の嵌合軸穴８５との間に所定の深さの溜まり部８６が形成できる。この溜まり部８６は一端側中央流路８３と中心位置合わせをすることなく常に燃料流路５４と連通させることができる。

また、軸体８０の嵌合軸穴８５への圧入により、軸体８０の周縁溝部８４の軸方向の一端側は弁ボディ２０の環状溝部８７とラップし、他端側は排出管７６の内周溝部７７とラップして、環状溝部８７と内周溝部７７とが互いに周縁溝部８４を介して連通する一端側周縁流路９０を形成する。つまり、軸体８０の周縁部に軸方向に沿った流路が形成される。この周縁部に軸方向に形成される一端側周縁流路９０は中心部の軸方向に備えた一端側中央流路８３とあたかも２重構造の流路を構成して、互いの流路は混ざることなく個別の軸方向に沿った流路を形成する。そして、一端側周縁流路９０は装着した排出管７６の軸方向と直交する方向に突出して形成させたジョイント部７９の排出流路７８によって、軸方向と直交する方向に屈曲されて排出口８９と連通する流路Ａ（２経路のうち一方の流路）を構成する。
なお、本実施例では図中右方に排出させるためにジョイント部７９を右方に向けたが、これに限ることなく、円環構造の排出管７６を方向自在に組付けることによって、任意の方向に排出方向を設定することができる（図２（ｃ）の２点鎖線表示参照）。

次に、軸体７０の小径部７１に排出管７６を装着したのち軸体７０の小径部７１を軸体８０の大径部８２の嵌合穴７５に圧入して固定する。すると、排出管７６は所定の厚みを有しているので、完全に密着するまで圧入することにより、軸体８０の嵌合穴７５との間に所定の深さの溜まり部８８を形成できる。この溜まり部８８は他端側中央流路７３と中心位置合わせすることなく常に連通でき、また、軸体８０の一端側中央流路８３とも中心位置合わせすることなく常に連通するので弁ボディ２０の溜まり部８６から溜まり部８８を介した流路が形成される。この中心部の軸方向に沿った他端側中央流路７３は、水平流路７４およびジョイント部７９の排出流路７８によって、軸方向とは直交する方向に屈曲されて排出口８９と連通する流路Ｂ（２経路のうち他方の流路）を構成する。

なお、軸体７０においても本実施例では図中右方に排出させるためにジョイント部７９を右方に向けたが、これに限ることなく、任意の方向に排出方向を設定することが可能である（図２（ｂ）の２点鎖線表示参照）。つまり、ジョイント部７９の排出流路７８は軸体７０の水平流路７４とは内周溝部７７を介して連通するので、水平流路７４と中心位置合わせをすることなく常に連通が可能であって、ジョイント部７９の配設方向に制限が加わることはなく、任意の方向に配設できるものである。

なお、排出管７６の内径部に設けられる内周溝部７７は必ずしも幅方向に両側壁を有する溝形状に限ることなく、片側壁のみで他側壁のない溝形状であっても、さらに排出管７６の軸方向の中心を一致させて装着可能な構造であれば、所定の深さを形成する径差を有する空間部であってもよい。つまり、周縁部に環状の溝部もしくは空間部を形成してこれを流路として利用する本構造は、溝加工という簡単な製作方法で、大きな流通面積を確保でき、さらに流路の排出方向の設定自由度が高いという優れた特徴をもっている。また、上記した圧入嵌合して連結する以外の方法として、ねじ締結等の他の結合方法を採用してもよいことは言うまでもない。

以上、２つの軸体７０、８０の中心部と周縁部に軸方向に沿う２つの流路Ａ、Ｂを形成し、軸方向の異なる位置に排出管７６を介して組付けて１本の軸体となすことにより、軸方向とは直行する方向に屈曲して、排出口８９より外部領域の低圧側に個別に燃料を排出させる２経路の流路Ａ、Ｂが構成される。そして、周縁部に形成される流路Ａにはサーボ弁６を経由するリターン燃料が、また、中心部に形成される流路Ｂには切替弁５を経由するリターン燃料がそれぞれ排出される。

〔実施例１の作動〕
実施例１のインジェクタ１の作動を図１に従って説明する。まず、サーボ弁６において、燃料流路３９と燃料流路４１との間が開放され、燃料流路４１と燃料流路５２との間が閉鎖されている初期時（非通電時）の状態は、コモンレール２と差圧室３４とが連通し、増圧機構４は作動しておらず燃料の増圧は行われていない。

切替弁５がオンして開弁するとサーボ弁６の背圧室４５の燃料が燃料流路５４を経由して溜まり部８６に流出し、連結した軸体８０と軸体７０の中心部に形成された流路Ｂを経由して外部領域の低圧側のリターン流路７に排出する。すると、背圧室４５の圧力が減圧する。これにより、サーボ弁６が起動し、弁体６０が他端側に変位を開始し、弁部６１が弁座部６３に着座して燃料流路３９と燃料流路４１との間が閉鎖されるとともに、弁部６２と弁座部６４が離座して燃料流路４１と燃料流路５２との間が開放されて差圧室３４の燃料が燃料流路４０を経由してサーボ弁６の燃料流路５２より環状溝部８７に流出し、周縁溝部８４および内周溝部７７を介した流路Ａを経由して外部領域の低圧側のリターン流路８に排出する。すると、差圧室３４の圧力が低下し、略同時に絞り２１を介して燃料流路１９に連通する背圧室１１の背圧も減圧する。これにより、増圧ピストン２５が一端側に変位し、被増圧室１６に燃料が増圧されてノズル室１２に供給される。

ノズル室１２に増圧された燃料が供給されると、増圧したノズル室圧による付勢力が減圧したノズル背圧による付勢力とスプリング１３による付勢力との合力よりも強くなり、ニードル１０が開弁方向に変位して噴孔９が開放される。これにより、増圧した噴射圧力により燃料が噴孔９から噴射され噴霧化する。

また、切替弁５がオフして閉弁すると、サーボ弁６の背圧室４５の燃料の排出による減圧は停止し、代わりに背圧室４５へ、燃料流路５６から入口絞り４８を介して燃料の供給源であるコモンレール２からの高圧燃料が燃料流路５１を経由して流入するとともに、略同時に燃料流路５２が閉弁するので、増圧機構４の差圧室３４は燃料流路４０を経由して高圧に復帰し、同時に被増圧室１６は増圧ピストン２５の内部の燃料流路４２を経由して高圧に復帰するため、増圧機構４による燃料の増圧が停止される。すると、増圧された燃料がノズル室１２に流入しなくなる。これにより、ノズル室圧による付勢力が、ノズル背圧による付勢力とスプリング１３による付勢力との合力よりも弱くなるので、ニードル１０が閉弁方向に変位し、噴孔９が迅速に閉鎖され燃料の噴射が速やかに終了する。

〔実施例１の効果〕
実施例１のインジェクタ１によれば、弁ボディ２０に接続される軸体８０と、この軸体８０の軸心と略一致させて軸体８０の他端部に軸体７０を連結して１本の軸体とし、軸体８０には、その中心部に配設される一端側中央流路８３、および、その周縁部に配設される一端側周縁流路９０を備え、軸体７０には、軸体８０に配設される一端側中央流路８３と流路接続されて、その中心部に配設される他端側中央流路７３を備え、両軸体７０、８０の軸方向の異なる位置に、排出のための排出管７６をそれぞれ装着し、流路を軸方向とは直交する方向に屈曲させて外部領域の低圧側に連通する２つの排出口８９を経由して排出する２経路の流路Ａおよび流路Ｂを構成している。

これにより、２つの軸体７０、８０を同軸に連結して１本の軸体としたので、軸方向に整列した２重構造の流路が簡単に構成でき、中心部と周縁部を個別に使い分けができて、各流路Ａ、Ｂが混ざることなく確実に分離でき、製作も容易で簡素化、コンパクト化でき、弁ボディ２０からの突出量を抑えて体格を小さくすることができる。さらに、排出口８９を軸体の軸方向とは直交する任意方向に向けることが可能となるので、排出方向の設定自由度が高まって接続するリターン流路の引き回し、またはスペースの確保が容易となって、搭載性が向上する。

また、２経路の流路Ａ、Ｂのうち、周縁部に配設される一端側周縁流路９０を経由する一方の流路Ａはサーボ弁６を経由する燃料が排出する流路となし、中心部に配設される他端側中央流路７３を経由する他方の流路Ｂは切替弁５を経由する燃料が排出する流路とすることにより、比較的高圧で多量の燃料を排出するサーボ弁６を経由して流出させる流路Ａを軸体８０の周縁部に配設できるので、大きな流通面積の確保が容易であり、排出する燃料の流通抵抗を増やすことなく、速やかな排出、つまり、速やかな減圧が可能となって制御の動作レスポンスが向上できる。

〔変形例１〕
実施例１でのインジェクタ１では、弁ボディ２０に接続される軸体８０と、この軸体８０の軸心と略一致させて軸体８０の他端部に軸体７０を連結して１本の軸体とし、軸体８０には、その中心部に配設される一端側中央流路８３、および、その周縁部に配設される一端側周縁流路９０を備え、軸体７０には、軸体８０に配設される一端側中央流路８３と流路接続されて、その中心部に配設される他端側中央流路７３を備え、両軸体７０、８０の軸方向の異なる位置に、排出のための排出管７６をそれぞれ装着し、流路を軸方向とは直交する方向に屈曲させて外部領域の低圧側に連通する個別の排出口８９を経由して排出する２経路の流路Ａ、Ｂを構成している。

本変形例では、両軸体７０、８０の軸方向とは直交する方向に個別の排出口８９を備えることのできる排出管７６に限ることなく、少なくとも軸体７０、８０のいずれか一方の排出管７６に形成されたジョイント部７９の突出方向が軸体７０、８０の軸方向とは直交する方向でなく、軸方向とは傾斜させて配設し、それぞれ異なった任意の方向に排出口８９を備えた２経路の流路Ａ、Ｂを構成するものである。

図３は、本変形例での１本の軸体に形成した２経路の流路Ａ、Ｂの構成を示す軸断面図である。図３に示すように、本変形例では、軸体７０に装着する排出管７６に形成されたジョイント部７９が軸方向とは傾斜させて配設されている。従って、軸体７０、８０の中心部に形成される流路Ｂは、ジョイント部７９の他端部となる排出口８９が軸方向とは傾いてやや上方に向くため、流路としてやや上方に流れることとなる。

本変形例が実施例１と異なるのはこのことのみで他に異なるところはなく、従って、実施例１と同様な作用を呈する。なお、流路Ｂの排出方向は、このジョイント部７９の傾斜角度を変えることによって、さらに上方もしくは下方へ設定することが可能である。また、傾斜したジョイント部７９を配設するのは軸体８０に装着した排出管７６であってもよく、また、両軸体７０、８０ともに傾斜したジョイント部７９を配設してもよい。

これにより、排出方向の設定自由度が高まって任意の方向への対応が可能となり、接続する燃料タンク等へのリターン流路の引き回し、またはスペースの確保が容易となって搭載性が向上する。

〔変形例２〕
本変形例は、さらに他端側のジョイント部７９を軸体７０の軸方向に一致させた構造のものであり、１つの排出管７６を省略して軸体７０の略中心軸に沿って外部に向って突出する他端側のジョイント部７９を一体化して簡素化を図ったものである。

図４は、本変形例での１本の軸体に形成した２経路の流路の構成を示す軸断面図である。図４に示すように、本変形例では、軸体７０の大径部７２の他端部に、軸体７０の略中心軸に沿って突出するジョイント部７９が形成される。そして、軸体７０の略中心位置の他端側中央流路７３は、実施例１のように直交する方向に屈曲するのでなく、中心軸方向にそのまま延伸してジョイント部７９の内部まで連なり、排出流路７８を形成するとともにジョイント部７９の他端側に開口する排出口８９を形成している。

本変形例が実施例１と異なるのはこのことのみで、他に異なるところはなく、実施例１と同様な作用を呈する。つまり、２つの軸体７０、８０の中心部と周縁部に軸方向に沿う２つの流路Ａ、Ｂを形成し、軸方向の異なる位置に排出管７６を介して組付け、１本の軸体となすことにより、軸方向とは直行する方向に屈曲した流路Ａと、軸方向に直進する流路Ｂとを形成し、排出口８９より外部領域の低圧側に個別に燃料を排出させる排出方向の異なる２経路の流路Ａ、Ｂを構成している。なお、本変形例では軸体８０に装着した排出管７６のジョイント部７９は、軸方向と直交する方向に配設されているが、これに限ることなく、軸方向とは傾斜させて配設されていてもよい。

これにより、排出方向の設定自由度が高まって接続する燃料タンク等へのリターン流路の引き回し、またはスペースの確保が容易となって搭載性が向上するとともに、排出管７６が１個省略できジョイント部７９を一体化できるので簡素化と小型化が可能となる。

〔他の変形例〕
実施例１のインジェクタ１では、燃料を背圧室１１の圧力よりも高圧に増圧してノズル室１２に供給する増圧機構４と、また、背圧室１１は、燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレール２と連通させる場合の例について本発明の説明をしたが、これに限ることなく、増圧機構４を介在させない通常のインジェクタにおいても、また、背圧室１１とコモンレール２とが連通しない構成のインジェクタにおいても、いずれの場合においても、本発明は採用でき、同様な効果を得ることができる。

インジェクタの構成を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は軸断面図である（実施例１）。 （ａ）は１本の軸体に形成した２経路の流路の構成を示す軸断面図であり、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図であり、（ｃ）はＹ−Ｙ断面図である（実施例１）。 １本の軸体に形成した２経路の流路の構成を示す軸断面図である（変形例１）。 １本の軸体に形成した２経路の流路の構成を示す軸断面図である（変形例２）。 インジェクタの構成を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は軸断面図である（従来例）。

符号の説明

１ インジェクタ
４ 増圧機構
５ 切替弁
６ サーボ弁
９ 噴孔
１０ ニードル
１１ 背圧室
１２ ノズル室
２０ 弁ボディ
７０ 軸体（他端側軸体）
７３ 他端側中央流路
７７ 内周溝部
８０ 軸体（一端側軸体）
８３ 一端側中央流路
８４ 周縁溝部
８９ 排出口
９０ 一端側周縁流路
Ａ 流路（一方の流路）
Ｂ 流路（他方の流路）

Claims (10)

1. 先端に設けられて燃料を噴出する噴孔と、内部に摺動可能に配設され前記噴孔を開閉するニードルと、前記ニードルに対し開弁あるいは閉弁方向に圧力を及ぼすとともに前記ニードルの開弁時に前記噴孔に燃料を供給するように燃料が流出入するノズル室と、が形成される弁ボディと、
   前記ニードルの反噴孔側に設けられ、前記ニードルに対し開弁あるいは閉弁方向に圧力を及ぼすように燃料が流出入する背圧室と、を有するインジェクタにおいて、
   前記弁ボディに接続される１本の軸体と、
   前記弁ボディの異なる内部領域を流通したのちに前記弁ボディの外部領域の低圧側に個別に燃料を排出させる一方の排出口に接続される一方の流路および他方の排出口に接続される他方の流路との２経路の流路と、を有し、
   前記２経路の流路は、前記軸体の軸方向に沿って前記軸体の内部に配設されるとともに、前記一方の排出口および前記他方の排出口は、前記軸体の軸方向における取出し位置を異なえて配設されており、
   前記軸体は、前記弁ボディに接続される一端側軸体と、該一端側軸体の軸心とはその軸心を略一致させて前記一端側軸体の他端部に連結して配設される他端側軸体とを備え、
   前記一端側軸体には、その中心部に配設される一端側中央流路、および、その周縁部に配設される一端側周縁流路を備え、
   前記他端側軸体には、前記一端側中央流路と流路接続されて、その中心部に配設される他端側中央流路を備えることを特徴とするインジェクタ。
2. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
   前記一方の流路、および、前記他方の流路の前記軸体の軸方向における配設は、いずれか一方を前記軸体の中心部に配設し、他方を前記軸体の周縁部に配設することを特徴とするインジェクタ。
3. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
   前記背圧室への燃料の流出入を切り替えて前記背圧室の圧力を変え、前記ニードルの開閉を制御するサーボ弁と、
   燃料圧の調整により動作を切り替える前記サーボ弁であって、この燃料圧の調整を行う切替弁と、を備え、
   前記一方の流路は、前記サーボ弁を経由して低圧側に排出される流路であり、前記他方の流路は前記切替弁から低圧側に排出される流路であることを特徴とするインジェクタ。
4. 請求項３に記載のインジェクタにおいて、
   前記一方の流路、および、前記他方の流路の前記軸体の軸方向における配設は、前記一方の流路を前記軸体の周縁部に配設し、前記他方の流路を前記軸体の中心部に配設することを特徴とするインジェクタ。
5. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
   前記一端側周縁流路は、環状形状の周縁溝部であることを特徴とするインジェクタ。
6. 請求項１または５に記載のインジェクタにおいて、
   前記一端側軸体と前記他端側軸体とを連結するとともに、その連結される各軸体の対向面に挟まれて形成され、前記一端側軸体の環状形状の周縁溝部と流路接続される環状の内周溝部を備えることを特徴とするインジェクタ。
7. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
   前記２経路の流路は、前記軸体の軸方向とは直交する方向に屈曲させて設けた前記一方の排出口および前記他方の排出口を備えることを特徴とするインジェクタ。
8. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
   前記２経路の流路は、前記２経路の流路のうち少なくともいずれか一方が前記軸体の軸方向とは傾斜させて設けた前記一方の排出口および前記他方の排出口を備えることを特徴とするインジェクタ。
9. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
   前記２経路の流路は、前記２経路の流路のうち、前記他方の流路が前記軸体の軸方向に突出して設けられ、前記一方の流路が前記軸体の軸方向とは直交する方向に屈曲もしくは傾斜して設けられた前記一方の排出口および前記他方の排出口を備えることを特徴とするインジェクタ。
10. 請求項１ないし９のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
    燃料を前記背圧室の圧力よりも高圧に増圧して前記ノズル室に供給する増圧機構を備え、前記増圧機構により増圧された燃料を前記ノズル室に供給して噴射することを特徴とするインジェクタ。

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