JP6384366B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に供給される燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。

従来、例えば特許文献１に開示のように、ノズルボデー、ノズルニードル、及びシリンダを備えた燃料噴射装置が知られている。こうした燃料噴射装置では、シリンダによって区画された圧力制御室に導入される燃料の圧力により、ノズルボデーの内部にてノズルニードルが軸方向に移動する。これにより、ノズルニードルがノズルボデーに形成されたシート部に対し離着座することで、噴孔からの燃料の噴射が開始及び停止される。

特開２０１２‐２１４６３号公報

さて近年では、燃料噴射装置によって噴射可能な燃料量を増やしたいという要望が強い。こうした噴射量の増加を実現するためには、ノズルニードルのストロークを延長させる必要がある。しかし、特許文献１のような燃料噴射装置では、ノズルニードルのストロークを延長することが難しかった。

その理由を詳しく説明すると、ノズルボデーには、シート部を形成する加工が必要となる。一般に、シート部の加工は、ノズルボデーに形成された燃料通路に工具を挿入することで行われる。ここで、上述の構成では、ノズルボデーがシリンダの外周側を囲んでいるため、ストロークの延長に伴って圧力制御室及びシリンダが軸方向に拡大されると、ノズルボデーも軸方向に拡大されてしまう。その結果、シート部の加工の難易度が増すため、加工精度の悪化が懸念される。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、シート部の加工精度を維持しつつ、ストロークの延長が可能な燃料噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、開示された一つの発明は、内燃機関（２０）の燃焼室（２２）に供給される燃料を噴孔（４４）から噴射する燃料噴射装置であって、噴孔に燃料を流通させる燃料通路（５５）及び燃料通路に臨むシート部（４５，１４５）が形成される弁本体（４１，１４１）と、弁本体の内部において当該弁本体の軸方向に沿って移動し、シート部に対して離着座することで噴孔を開閉する弁部材（６０）と、弁部材を挟んで噴孔の反対側に位置し、導入される燃料の圧力によって弁部材の移動を制御する圧力制御室（５３）、を区画する区画部材（５６）と、区画部材の外周側を囲み、燃料通路を弁本体と共に形成する外周部材（８０，１８０）と、を備え、外周部材には、燃料通路の外周側に位置し、当該外周部材と弁本体との間に燃料通路から漏れ出る燃料を回収する回収通路（８１）、が形成されている。

この発明では、噴孔に燃料を流通させる燃料通路を弁本体と共に形成する外周部材が、圧力制御室を区画する区画部材の外周側を囲んでいる。故に、弁部材のストロークの延長に伴って圧力制御室及び区画部材が軸方向に拡大されても、外周部材の軸方向への拡大により、弁本体の体格は維持され得る。したがって、弁本体にシート部を形成する際の加工精度の悪化を抑えつつ、弁部材のストローク量を確保することが可能となる。

尚、上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、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、本発明の範囲を何ら制限するものではない。

本発明の一実施形態による燃料噴射装置が適用される燃料供給システムの全体構成を示す図である。 燃料噴射装置の縦断面図である。 燃料噴射装置の制御ボデーを拡大した図である。 スペーサとその近傍を拡大した図である。 図４の矢印Ｖの方向に見たスペーサ等の平面図である。 図３の変形例を示す図である。

図１に示す燃料供給システム１０には、本発明の一実施形態による燃料噴射装置１００が用いられている。燃料供給システム１０は、内燃機関であるディーゼル機関２０の燃焼室２２に、燃料噴射装置１００によって燃料を供給する。燃料供給システム１０は、フィードポンプ１２、高圧燃料ポンプ１３、コモンレール１４、機関制御装置１７、及び燃料噴射装置１００等から構成されている。

フィードポンプ１２は、燃料タンク１１内に収容された電動式のポンプである。フィードポンプ１２は、燃料タンク１１内に貯留されている軽油等の燃料に、燃料の蒸気圧よりも高いフィード圧を与える。フィードポンプ１２は、燃料配管１２ａによって高圧燃料ポンプ１３と接続されている。フィードポンプ１２は、所定のフィード圧を与えた液相状態の燃料を高圧燃料ポンプ１３に供給する。

高圧燃料ポンプ１３は、ディーゼル機関２０に取り付けられており、当該ディーゼル機関の出力軸によって駆動される。高圧燃料ポンプ１３は、燃料配管１３ａによってコモンレール１４と接続されている。高圧燃料ポンプ１３は、フィードポンプ１２によって供給された燃料をさらに昇圧し、コモンレール１４に供給する高圧燃料をつくり出す。高圧燃料ポンプ１３は、機関制御装置１７と電気的に接続された電磁弁を有している。電磁弁の開閉が機関制御装置１７によって制御されることにより、高圧燃料ポンプ１３からコモンレール１４に供給される燃料の圧力は、所定の圧力に調節される。

コモンレール１４は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料からなる管状の部材である。コモンレール１４には、ディーゼル機関の気筒数に応じた複数の分岐部１４ａが形成されている。各分岐部１４ａは、燃料配管１４ｄによって、複数の燃料噴射装置１００のうちのいずれかに接続されている。コモンレール１４は、高圧燃料ポンプ１３から供給される高圧燃料を一時的に蓄え、圧力を保持したまま複数の燃料噴射装置１００に分配する。

コモンレール１４には、コモンレールセンサ１４ｂ及び圧力レギュレータ１４ｃが設けられている。コモンレールセンサ１４ｂは、機関制御装置１７に電気的に接続されており、燃料の圧力及び温度を検出して当該機関制御装置１７に出力する。圧力レギュレータ１４ｃは、コモンレール１４の他方の端部に取り付けられている。圧力レギュレータ１４ｃは、コモンレール１４内の燃料の圧力を一定に保持すると共に、余剰分の燃料を減圧して低圧側に排出する。圧力レギュレータ１４ｃから排出された余剰燃料は、コモンレール１４及び燃料タンク１１間を接続している燃料配管１４ｅを通じて、燃料タンク１１に戻される。

機関制御装置１７は、演算回路としてのプロセッサ、ＲＡＭ、及び書き換え可能な不揮発性の記憶媒体を含むマイクロコンピュータ等によって構成されている。機関制御装置１７は、コモンレールセンサ１４ｂに加えて、ディーゼル機関２０の回転速度を検出する回転速度センサ等、種々のセンサと電気的に接続されている。機関制御装置１７は、これらの各センサからの情報に基づいて、高圧燃料ポンプ１３の電磁弁及び各燃料噴射装置１００の弁機構を制御するための制御信号を、高圧燃料ポンプ１３及び各燃料噴射装置１００に出力する。

燃料噴射装置１００は、燃焼室２２に直接的に燃料を噴射する。燃料噴射装置１００は、ディーゼル機関２０の燃焼室２２を形成するヘッド部材２１の挿入孔に挿入された状態で、当該ヘッド部材２１に取り付けられている。燃料噴射装置１００は、燃料配管１４ｄから供給された高圧燃料を、噴孔４４から燃焼室２２に噴射する。燃料噴射装置１００の噴射圧力は、１６０〜２５０メガパスカル（ＭＰａ）程度である。燃料噴射装置１００は、噴孔４４からの高圧燃料の噴射を制御する弁機構を備えている。弁機構は、機関制御装置１７からの制御信号に基づいて作動する圧力制御弁３５（図２等参照）と、噴孔４４を開閉する主弁部５０と、を含んでいる。燃料噴射装置１００は、噴孔４４を開閉するために、燃料配管１４ｄから供給される高圧燃料の一部を使用する。こうした燃料は、低圧側である燃料配管１４ｆに排出され、燃料配管１４ｅを通じて燃料タンク１１に戻される。

燃料噴射装置１００は、図２に示すように、駆動部３０、制御ボデー４０、ノズルニードル６０、及びフローティングプレート７０を備えている。

駆動部３０は、制御ボデー４０内に収容されている。駆動部３０は、制御弁フェース部材３３と接続されている。制御弁フェース部材３３は、後述する制御シート部４６ａと共に圧力制御弁３５を形成している。駆動部３０には、パルス状の制御信号が機関制御装置１７から供給される。駆動部３０は、制御信号に基づいて制御弁フェース部材３３を変位させることにより、圧力制御弁３５を開閉する。機関制御装置１７からの電力供給が無い場合、駆動部３０は、制御弁フェース部材３３を制御シート部４６ａに着座させる。これにより、圧力制御弁３５は閉弁状態となる。機関制御装置１７からの電力供給が有る場合、駆動部３０は、制御弁フェース部材３３を制御シート部４６ａから離座させる。これにより、圧力制御弁３５は開弁状態となる。

制御ボデー４０は、図２及び図３に示すように、噴孔４４、流入通路５２、流出通路５４、供給通路５５、及び圧力制御室５３を形成している。噴孔４４は、燃焼室２２（図１参照）へ挿入される制御ボデー４０の挿入方向の先端部に形成されている。先端部は、円錐状又は半球状に形成されている。噴孔４４は、制御ボデー４０の内側から外側に向けて放射状に複数設けられている。噴孔４４を通じて、高圧燃料が燃焼室２２内に噴射される。噴孔４４を通過することにより、高圧燃料は、微粒化及び拡散して空気と混合し易い状態となる。

流入通路５２の一方の通路端は、後述する縦孔４８ａと接続されている。流入通路５２の他方の通路端は、圧力制御室５３に繋がっている。流入通路５２は、燃料配管１４ｄ（図１参照）及び縦孔４８ａを通じて供給される高圧燃料を、圧力制御室５３に流入させる。流出通路５４の一方の通路端は、圧力制御弁３５に繋がっている。流出通路５４の他方の通路端は、圧力制御室５３に繋がっている。流出通路５４は、圧力制御弁３５の開弁により、圧力制御室５３内の燃料を燃料配管１４ｆ（図１参照）に流出させる。

供給通路５５は、制御ボデー４０の内部において流入通路５２から分岐している。供給通路５５は、制御ボデー４０を形成する複数の部材に跨って、円筒穴状に形成されている。供給通路５５は、燃料配管１４ｄ（図１参照）と噴孔４４とを連通させている。供給通路５５は、燃料配管１４ｄを通じて供給される高圧燃料を、噴孔４４に流通させる。

圧力制御室５３は、制御ボデー４０の内部においてノズルニードル６０を挟んで噴孔４４の反対側に位置している。圧力制御室５３は、流入通路５２からの高圧燃料の流入と、流出通路５４を通じた燃料の流出とによって圧力を変動させる。こうした燃料の圧力を用いて、圧力制御室５３は、ノズルニードル６０の移動を制御する。

制御ボデー４０は、ノズルボデー４１、シリンダ５６、オリフィスプレート４６、ホルダ４８、リテーニングナット４９、及びスペーサ８０等によって構成されている。ノズルボデー４１、スペーサ８０、オリフィスプレート４６、及びホルダ４８は、ヘッド部材２１（図１参照）への挿入方向の先端部側から、この順序で並んでいる。

ノズルボデー４１は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料よって形成された有底円筒状の部材である。ノズルボデー４１には、噴孔４４と、供給通路５５の一部とが形成されている。ノズルボデー４１は、ノズルニードル収容室４３及びシート部４５を有している。

ノズルニードル収容室４３は、周壁部４３ａによって外周側を区画された円筒穴である。ノズルニードル収容室４３は、ノズルニードル６０を収容している。ノズルニードル収容室４３は、ノズルボデー４１の軸方向に沿って形成されている。ノズルニードル収容室４３は、ノズルボデー４１のオリフィスプレート４６側の端面に開口している。ノズルニードル収容室４３は、供給通路５５を形成している。

シート部４５は、供給通路５５に臨むノズルボデー４１の内周壁によって円錐状に形成されている。シート部４５は、先端部の内側に位置しており、ノズルニードル６０の先端と接触する。シート部４５は、ノズルニードル収容室４３の開口から挿入される長尺形状の切削工具によって機械加工される。シート部４５の形成に用いられる切削工具には、先端に加工反力を受けても実質的に変形しないような高い剛性が必要とされる。

シリンダ５６は、図２〜図４に示すように、金属材料によって円筒状に形成されている。シリンダ５６は、オリフィスプレート４６及びノズルニードル６０と共に圧力制御室５３を区画している。シリンダ５６は、スペーサ８０の内周側に、当該スペーサ８０と同軸となるよう配置されている。シリンダ５６は、軸方向の一方の端面をオリフィスプレート４６に接触させている。シリンダ５６は、ノズルニードル６０を軸方向に沿って摺動させる。シリンダ５６には、ニードルストッパ５７及びプレートストッパ５８が設けられている。ニードルストッパ５７は、フローティングプレート７０に近接する方向であって、シート部４５から離れる方向へのノズルニードル６０の変位を規制する。プレートストッパ５８は、ノズルニードル６０に近接する方向であって、オリフィスプレート４６から離れる方向へのフローティングプレート７０の変位を規制する。

オリフィスプレート４６は、図２に示すように、クロム・モリブデン鋼等の金属材料よって円盤状に形成されている。オリフィスプレート４６には、流入通路５２及び流出通路５４と、供給通路５５の一部とが形成されている。オリフィスプレート４６は、制御シート部４６ａ及び当接壁面部４７を有している。

制御シート部４６ａは、ホルダ４８側を向くオリフィスプレート４６の頂面に形成されている。制御シート部４６ａは、制御弁フェース部材３３と共に圧力制御弁３５を形成している。圧力制御弁３５は、流出通路５４と燃料配管１４ｆ（図１参照）との間の連通及び遮断を切り換える。

当接壁面部４７は、ノズルニードル６０側を向くオリフィスプレート４６の底面に形成されている。当接壁面部４７は、オリフィスプレート４６の底面のうちで、シリンダ５６によって囲まれた円形状の領域である。当接壁面部４７は、圧力制御室５３を区画している。当接壁面部４７には、圧力制御室５３に高圧燃料を流入させる流入通路５２の開口５２ａと、圧力制御室５３から燃料を流出させる流出通路５４の開口５４ａとが形成されている。当接壁面部４７には、圧力制御室５３内を軸方向に往復変位するフローティングプレート７０が当接する。

ホルダ４８は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料よりなる筒状の部材である。ホルダ４８には、軸方向に沿う縦孔４８ａ，４８ｂ、及びソケット部４８ｃが形成されている。縦孔４８ａは、燃料配管１４ｄ（図１参照）と流入通路５２及び供給通路５５とを繋いでいる。縦孔４８ｂは、駆動部３０を収容している。ソケット部４８ｃは、縦孔４８ｂの開口を塞ぐように形成されている。ソケット部４８ｃには、機関制御装置１７と接続されたプラグ部が嵌合される。ソケット部４８ｃに接続されたプラグ部を通じて、機関制御装置１７から駆動部３０にパルス状の制御信号が供給される。

リテーニングナット４９は、金属材料よりなる二段円筒状の部材である。リテーニングナット４９は、ノズルボデー４１の一部、スペーサ８０、オリフィスプレート４６（以下、「要素４１〜４６」と記載）を収容しつつ、ホルダ４８に螺合されている。リテーニングナット４９は、段差部４９ａを有している。段差部４９ａは、径方向の段差を形成している。段差部４９ａは、リテーニングナット４９のホルダ４８への取り付けにより、要素４１〜４６をホルダ４８へ向けて押し付ける。リテーニングナット４９は、要素４１〜４６を、ホルダ４８と共に挟持している。

スペーサ８０は、図３〜図５に示すように、クロムを含有する高炭素鋼等の金属材料によって円筒状に形成されている。スペーサ８０は、ノズルボデー４１及びオリフィスプレート４６との間に、これらと同軸となるように配置されている。スペーサ８０は、円筒状の外周壁８０ａを有している。外周壁８０ａには、回収通路８１と二つの環状溝８２，８３が形成されている。

外周壁８０ａは、シリンダ５６と同軸となるよう配置され、当該シリンダ５６の外周側を囲んでいる。外周壁８０ａとノズルボデー４１との間には、供給通路５５が形成されている。外周壁８０ａの内径は、ノズルボデー４１の周壁部４３ａの内径と実質的に同一である。外周壁８０ａの壁厚は、周壁部４３ａの壁厚と実質的に同一である。

回収通路８１は、外周壁８０ａに形成されることにより、供給通路５５の外周側に位置している。回収通路８１は、スペーサ８０の軸方向に沿って延伸する円筒穴である。回収通路８１は、各環状溝８２，８３の各底面に両端を開口させている。回収通路８１は、スペーサ８０とオリフィスプレート４６との間に供給通路５５から漏れ出るリーク燃料を回収する燃料通路である。

環状溝８２，８３は、外周壁８０ａの軸方向の両端面に形成されている。環状溝８２，８３は、各端面を凹状に窪ませた凹溝である。環状溝８２，８３は、外周壁８０ａと同心の円環状に形成されている。各環状溝８２，８３の形状は、互いに同一である。ノズルボデー４１に臨む一方の環状溝８２には、スペーサ８０とノズルボデー４１との間に供給通路５５から漏れ出たリーク燃料が流入する。リーク燃料は、回収通路８１を通じて、オリフィスプレート４６に臨む他方の環状溝８３へ移動する。そして、リーク燃料は、オリフィスプレート４６に形成された燃料通路を通じて、燃料配管１４ｆ（図１参照）に排出される。

以上のスペーサ８０は、軸方向において上下に対称な形状に形成されている。詳記すると、スペーサ８０は、軸方向の中央に位置する仮想の横断面に対して面対称な形状である。こうした形状により、スペーサ８０は、頂面と底面とを入れ替えた姿勢にて配置することが可能である。加えて、各環状溝８２，８３が円環状であるため、周方向における回収通路８１の位置は、規定されなくてもよい。故にスペーサ８０は、周方向の向きを規定されることなく、ノズルボデー４１及びオリフィスプレート４６との間に配置されている。

ノズルニードル６０は、図３及び図４に示すように、高速度工具鋼等の金属材料によって全体として円柱状に形成されている。ノズルニードル６０は、ノズルボデー４１の内部において、当該ノズルボデー４１の軸方向に沿って往復移動する。ノズルニードル６０は、金属製の線材を螺旋状に巻設したリターンスプリング６６により、シート部４５に向けて付勢されている。ノズルニードル６０は、フェース部６５及び弁受圧面６１を有している。

フェース部６５は、ノズルニードル６０の両端部のうちで、シート部４５と対向する一方の端部に形成されている。フェース部６５は、先端に向かうに従って外径の減少する円錐状に形成されている。フェース部６５は、ノズルニードル６０の変位により、シート部４５に離着座する。フェース部６５は、噴孔４４を開閉する主弁部５０をシート部４５と共に形成している。

弁受圧面６１は、ノズルニードル６０の軸方向の両端部のうち、圧力制御室５３側の端部によって形成されている。弁受圧面６１は、オリフィスプレート４６及びシリンダ５６と共に圧力制御室５３を区画している。弁受圧面６１に受ける燃料圧力の変動により、ノズルニードル６０は、フェース部６５をシート部４５へ離着座させる。

フローティングプレート７０は、図２、図４、及び図５に示すように、金属材料によって円盤状に形成されている。フローティングプレート７０は、圧力制御室５３内に配置されている。フローティングプレート７０は、ノズルボデー４１の軸方向に沿って往復変位する。フローティングプレート７０は、流出通路５４から流出しようとする圧力制御室５３内の燃料の圧力により、当接壁面部４７に押し付けられる。こうして流出通路５４に向けて吸引されたフローティングプレート７０は、流入通路５２の開口５２ａを閉じる。その結果、流入通路５２から圧力制御室５３への高圧燃料の流入が妨げられる。

フローティングプレート７０には、連通孔７１が形成されている。連通孔７１は、フローティングプレート７０の径方向の中心に設けられている。連通孔７１は、軸方向に沿ってフローティングプレート７０を貫通している。フローティングプレート７０は、流入通路５２の開口５２ａを閉じた状態下においても、所定の流量の燃料を、連通孔７１を通じて圧力制御室５３から流出通路５４へと流出させることができる。

次に、ここまで説明した燃料噴射装置１００が噴孔４４を開閉させる作動を説明する。まず、圧力制御弁３５の開弁により、流出通路５４が、燃料配管１４ｆ（図１参照）と連通状態となる。すると、圧力制御室５３から流出する燃料によって流出通路５４に吸引されたフローティングプレート７０が、流入通路５２の開口５２ａを閉じる。これにより、圧力制御室５３への高圧燃料の導入が妨げられる一方で、連通孔７１を通じた燃料の流出は継続される。その結果、圧力制御室５３内の燃料圧力の下降がすみやかに生じ、ノズルニードル６０は、圧力制御室５３側に素早く移動して、噴孔４４を開状態とする。

ノズルニードル６０は、ニードルストッパ５７に接触することなく、シート部４５から離れる方向へ移動する。そして、圧力制御弁３５の閉弁により、流出通路５４と燃料配管１４ｆ（図１参照）とが遮断状態とされると、フローティングプレート７０は、流入通路５２の燃料に押されて、当接壁面部４７から離れる方向へ移動する。以上により、圧力制御室５３の圧力が回復することで、ノズルニードル６０は、シート部４５側に素早く移動して、噴孔４４を閉状態とする。

以上の作動において、ノズルニードル６０は、シート部４５から離れる方向への最大ストロークＳＴ（図４参照）が予め設定されている。何らかの異常によって最大ストロークＳＴ以上移動した場合、ノズルニードル６０は、ニードルストッパ５７との接触によって移動を規制される。即ち、ノズルニードル６０は、通常の作動では、ニードルストッパ５７と接触することなく、所定の最大ストロークＳＴ以下の移動によって噴孔４４からの燃料の噴射を開始させる。本実施形態では、こうした最大ストロークＳＴを、シート部４５の加工精度を悪化させることなく、延長させることが可能である。

詳しく説明すると、本実施形態では、圧力制御室５３の外周の供給通路５５がスペーサ８０によって形成されている。故に、ノズルニードル６０の最大ストロークＳＴの延長に伴って圧力制御室５３、ひいてはシリンダ５６が軸方向に拡大されても、スペーサ８０を軸方向へ拡大すればよい。そのため、ノズルボデー４１の体格は維持され得る。

仮に、ノズルボデー４１の体格が軸方向に延長されてしまうと、ノズルニードル収容室４３の開口からシート部４５までの距離が離れることとなる。その結果、シート部４５の加工に用には、さらに長い形状の切削工具が必要となる。切削工具の剛性は、長くなるほど当然に低下する。故に、シート部４５の加工精度の維持が著しく困難になってしまうのである。

対して、上述の如く、ノズルボデー４１の体格が維持可能な本実施形態では、可能が困難になる事態は、回避され得る。したがって、ノズルボデー４１にシート部４５を形成する際の加工精度の悪化を抑えつつ、ノズルニードル６０のストローク量を確保することが可能となる。

加えて本実施形態では、燃料の圧力が異常に上昇した場合でも、燃料噴射装置１００外部への燃料漏れは、防がれ得る。詳しく説明すると、燃料噴射装置１００には、供給通路５５の外周側に回収通路８１が形成されている。故に、仮に想定外の異常な高圧燃料の負荷によって供給通路５５からの漏出が生じたとしても、こうしたリーク燃料は、回収通路８１によって確実に回収され得る。したがって、スペーサ８０を追加したとしても、外部への燃料漏れは、確実に防がれる。

また本実施形態のようなスペーサ８０には、外周壁８０ａの両端面の平行度に、ばらつきが不可避的に生じる。こうした平行度のばらつきは、外周壁８０ａが軸方向に長くなるほど、ノズルボデー４１の中心軸を、燃料噴射装置１００の中心軸から大きくずれさせてしまう。そのため本実施形態のように、外周壁８０ａの軸方向の長さは、当該外周壁８０ａの外径よりも短く抑えられることが望ましい。こうしたスペーサ８０の形状によれば、頂面と底面との間の平行度について管理幅を広く確保したうえで、ノズルニードル６０の中心軸のずれを許容範囲内に抑えることが可能となる。

さらに本実施形態のように、追加されるスペーサ８０の外周壁８０ａの内径及び壁厚は、ノズルボデー４１の周壁部４３ａの内径及び壁厚と揃えられることが望ましい。こうした構成であれば、外周壁８０ａは、供給通路５５を流通する燃料の圧力に対して最適な強度を獲得し得る。また、燃料噴射装置１００の外径の拡大も防がれ得る。

加えて本実施形態では、噴孔４４が開状態にある期間に亘って、ノズルニードル６０の移動は継続される。故に、ノズルニードル６０の最大ストロークＳＴを長く確保する必要が生じる。そのため、スペーサ８０によってシート部４５の加工精度の維持と最大ストロークＳＴの延長とを両立させる構成は、通常作動時のノズルニードル６０の移動がニードルストッパ５７によって規制されない燃料噴射装置１００に、特に好適なのである。

そして、以上のようにノズルニードル６０の移動が規制されない構成では、圧力制御弁３５が閉じられるまで、フローティングプレート７０は、流入通路５２の開口５２ａを塞ぎ続ける。故に、圧力制御弁３５の開弁時において、流入通路５２から圧力制御室５３を通じて流出通路５４へと流通する燃料が低減される。こうして、噴孔４４から噴射されることなく、燃料タンク１１に戻されるリーク燃料の低減が可能となる。

尚、本実施形態において、ディーゼル機関２０が特許請求の範囲に記載の「内燃機関」に相当し、ノズルボデー４１が特許請求の範囲に記載の「弁本体」に相当し、オリフィスプレート４６が特許請求の範囲に記載の「オリフィス部材」に相当する。また、開口５２ａが特許請求の範囲に記載の「流入口」に相当し、供給通路５５が特許請求の範囲に記載の「燃料通路」に相当し、シリンダ５６が特許請求の範囲に記載の「区画部材」に相当する。さらに、ニードルストッパ５７が特許請求の範囲に記載の「規制部」に相当し、ノズルニードル６０が特許請求の範囲に記載の「弁部材」に相当し、フローティングプレート７０が特許請求の範囲に記載の「押圧部材」に相当する。そして、スペーサ８０が特許請求の範囲に記載の「外周部材」に相当する。

（他の実施形態）
以上、本発明による一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

上記実施形態において、スペーサ８０の軸方向長さは、外径よりも短く、シリンダ５６と同程度とされていた。しかし、スペーサの形状は、適宜変更可能である。例えば図６に示す変形例の制御ボデー１４０のように、スペーサ１８０の軸方向の長さは、外径よりも長くすることが可能である。こうしたすスペーサ１８０の採用によれば、ノズルボデー１４１の軸方向の長さは、いっそう短縮され得る。その結果、ノズルニードル収容室１４３の開口からシート部１４５までの距離が縮まるため、シート部１４５の加工精度は、さらに確保され易くなる。尚、この変形例においては、ノズルボデー１４１が特許請求の範囲に記載の「弁本体」に相当し、スペーサ１８０が特許請求の範囲に記載の「外周部材」に相当する。

さらに、スペーサの内径及び壁厚は、ノズルボデーと異なっていてもよい。また、回収通路８１及び環状溝８２，８３に相当する構成をスペーサから省略することが可能である。具体的には、環状溝８３のような円環状の環状溝が、スペーサと接するオリフィスプレートの端面に形成されていてもよい。同様に、環状溝８２のような円環状の環状溝が、スペーサと接するノズルボデーの端面に形成されていてもよい。

上記実施形態のような構成であれば、圧力制御室５３の容積が互いに異なる燃料噴射装置を作り分けることが容易となる。詳記すると、燃料噴射装置１００の製造時において、ノズルニードル６０の移動方向に沿った軸方向長さが互いに異なる複数種類の部材の中から、一種類がシリンダ５６として選択される。このように、圧力制御室５３を区画するシリンダ５６を選択式とすることにより、圧力制御室５３の容積は、容易に変更可能となる。さらに、スペーサ８０も、軸方向長さが互いに異なる複数種類の中から、シリンダ５６に対応した一種類が選択される。選択されるスペーサ８０の軸方向長さは、シリンダ５６の軸方向長さに対応して、適宜変更可能である。以上の構成であれば、圧力制御室５３及びシリンダ５６が軸方向に拡大されたとしても、ノズルニードル６０の軸方向への拡大は、防がれ得る。故に、シート部４５の加工精度を悪化させることなく、複数種類のストローク量をそれぞれ確保することが可能となる。加えて、ノズルボデー４１の種別の増加を抑えることも可能となる。

また、上記実施形態では、シート部を形成するノズルボデーには、単純な円筒部材であるスペーサよりも、加工性に優れた材料が採用されていた。しかし、ノズルボデーと同一の材料でスペーサを形成することが可能である。

上記実施形態にて示したように、ストロークの拡大とシート部の加工精度の維持という背反を解決する効果は、通常時にノズルニードルがニードルストッパに当接しない形態に適用されて、リーク燃料の低減と噴射量の増加とを両立させるために顕著に有効である。しかし、通常作動時にてノズルニードルがニードルストッパに当接する形態の燃料噴射装置にも、本発明は適用可能である。さらに、圧力制御室内にフローティングプレートを設けていない形態の燃料噴射装置にも、本発明は適用可能である。尚、上記実施形態のような異常なストロークを止めるニードルストッパは、シリンダから省略されていてもよい。

以上、ディーゼル機関に用いられる燃料噴射装置に、本発明を適用した例を説明した。しかし、本発明は、ディーゼル機関に限らず、オットーサイクル機関等の内燃機関に用いられる燃料噴射装置に適用されてもよい。加えて、燃料噴射装置によって噴射される燃料は、軽油に限らず、ジメチルエーテル、液化石油ガス、ガソリン等であってもよい。

２０ ディーゼル機関（内燃機関）、２２ 燃焼室、４１，１４１ ノズルボデー（弁本体）、４３ａ 周壁部、４４ 噴孔、４５，１４５ シート部、４６ オリフィスプレート（オリフィス部材）、５２ａ 開口（流入口）、５３ 圧力制御室、５５ 供給通路（燃料通路）、５６ シリンダ（区画部材）、５７ ニードルストッパ（規制部）、６０ ノズルニードル（弁部材）、７０ フローティングプレート（押圧部材）、８０，１８０ スペーサ（外周部材）、８０ａ 外周壁、８１ 回収通路、１００ 燃料噴射装置、ＳＴ 最大ストローク

Claims (8)

1. 内燃機関（２０）の燃焼室（２２）に供給される燃料を噴孔（４４）から噴射する燃料噴射装置であって、
   前記噴孔に燃料を流通させる燃料通路（５５）及び前記燃料通路に臨むシート部（４５，１４５）が形成される弁本体（４１，１４１）と、
   前記弁本体の内部において当該弁本体の軸方向に沿って移動し、前記シート部に対して離着座することで前記噴孔を開閉する弁部材（６０）と、
   前記弁部材を挟んで前記噴孔の反対側に位置し、導入される燃料の圧力によって前記弁部材の移動を制御する圧力制御室（５３）、を区画する区画部材（５６）と、
   前記区画部材の外周側を囲み、前記燃料通路を前記弁本体と共に形成する外周部材（８０，１８０）と、を備え、
   前記外周部材には、前記燃料通路の外周側に位置し、当該外周部材と前記弁本体との間に前記燃料通路から漏れ出る燃料を回収する回収通路（８１）、が形成されていることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記外周部材は、前記燃料通路の外周側を囲む円筒状の外周壁（８０ａ）を有し、
   前記外周壁の軸方向の長さは、前記外周壁の外径よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 前記弁本体は、前記弁部材を収容する円筒穴状の前記燃料通路を形成し、
   前記外周壁の内径は、前記弁本体の内径と実質的に同一であることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
4. 前記外周壁の壁厚は、前記弁本体において前記燃料通路を囲む周壁部（４３ａ）の壁厚と実質的に同一であることを特徴とする請求項２又は３に記載の燃料噴射装置。
5. 前記弁部材は、前記シート部から離れる方向への予め設定された最大ストローク以下の移動により、前記噴孔からの燃料の噴射を開始させ、
   前記区画部材は、前記最大ストローク（ＳＴ）を超える前記弁部材の移動を規制する規制部（５７）、を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
6. 前記外周部材を挟んで前記弁本体の反対側に位置し、前記圧力制御室に燃料を流入させる流入口（５２ａ）を形成するオリフィス部材（４６）と、
   前記圧力制御室内に配置され、当該圧力制御室内の燃料の圧力によって前記オリフィス部材に押し付けられることで、前記流入口から前記圧力制御室への燃料の流入を妨げる押圧部材（７０）と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
7. 前記区画部材は、前記弁部材の移動方向に沿った長さが互いに異なる複数種類の中から選択された一つであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
8. 前記外周部材は、前記移動方向に沿った長さが互いに異なる複数種類の中から選択された一つであり、前記区画部材の長さに対応していることを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射装置。

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