JPH08303317A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で燃料リーク量を低減し、かつ加
工の容易な燃料噴射装置を提供する。 【構成】 電磁弁のコイルへの通電オフ時、圧縮コイル
スプリング３８の付勢力により当接部３７ａが弁座３２
ｂに着座しているので、高圧側の燃料通路４２、４３お
よび４４を介して空間部４１に供給される高圧燃料が第
１の摺動部３４ａの外壁とバルブボディの３２の内壁３
２ｃとにより形成される摺動クリアランスからリークし
たとしても、低圧側の空間部６１への燃料リークを防止
できる。弁部材３４は一体に形成されているため、バル
ブボディ３２との摺動部位が一か所であることにより、
燃料リーク量を低減できるとともに弁部材３４の加工が
容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の燃料噴射装置におい
て、三方弁を開閉制御することによりノズルニードルの
反噴孔側に設けられた制御圧力室の圧力を調整してイン
ジェクタを開閉し、燃料噴射時期を制御する燃料噴射装
置として、特開昭５９−１６５８５８号公報に開示され
ているものが知られている。このように制御圧力室を設
けて燃料噴射時期を制御する燃料噴射装置の構成を図１
４に示す。

【０００３】図１４に示すように、燃料噴射装置のイン
ジェクタ１１０は、分割されたケーシング部材１１１が
リテーニングリング１１３により結合されている。燃料
インレット１１８および燃料アウトレット１１９はケー
シング部材１１１にそれぞれねじ結合されており、ノズ
ルニードル１１２はケーシング部材１１１内に摺動可能
に収容されている。ケーシング部材１１１の上方には電
磁弁１２０が設けられている。バルブボディ１２２はバ
ルブケーシング１２１によりケーシング部材１１１に押
圧されている。アウタバルブ１２３はバルブボディ１２
２に往復移動可能に収容され、インナバルブ１２４がア
ウタバルブ１２３内にさらに往復移動可能に収容されて
いる。燃料溜まり１１４には燃料通路１３０から高圧燃
料が供給されている。

【０００４】電磁弁１２０の図示しないコイルへの通電
オフ時、圧縮コイルスプリング１２５の付勢力によりア
ウタバルブ１２３はバルブボディ１２２に形成される弁
座１２２ａに着座している。このときインナバルブ１２
４は、図示しないコモンレールから、燃料インレット１
１８、燃料通路１３０を介して供給される高圧燃料の圧
力によりアウタバルブ１２３に形成された弁座１２３ａ
から離座しているので、ノズルニードル１１２の反噴孔
側に設けられた制御圧力室１１５に燃料インレット１１
８から燃料通路１３０を介して高圧燃料が供給されてい
る。燃料溜まり１１３にも燃料通路１３０から高圧燃料
が供給されている。制御圧力室１１５内の圧力によりノ
ズルニードル１１２が弁座１１１ａ方向に受ける力とノ
ズルニードル１１２が圧縮コイルスプリング１１６から
弁座１１１ａに向けて付勢される付勢力との和は、燃料
溜まり１１４内の圧力によりノズルニードル１１２が弁
座１１１ａから離座する方向に受ける力よりも大きいの
で、ノズルニードル１１２は弁座１１１ａに着座し、噴
孔１１１ｂから燃料噴射は行われない。

【０００５】図示しないコイルへの通電オン時、通電に
より発生した磁力によりアウタバルブ１２３が図１４の
上方に吸引されると、アウタバルブ１２３は弁座１２２
ａから離座する。すると、制御圧力室１１５内の高圧燃
料は、リターン通路１３１を経て燃料アウトレット１１
９から図示しない燃料タンクに排出されるので、制御圧
力室１１５内の圧力が低下する。すると、ノズルニード
ル１１２は弁座１１１ａから離座し、噴孔１１１ｂから
燃料が噴射される。

【０００６】電磁弁１２０への通電を再びオフすれば、
アウタバルブ１２３は再び弁座１２２ａに着座し、制御
圧力室１１５とリターン通路１３１とが遮断されるの
で、制御圧室１１５内の圧力は再び上昇し、ノズルニー
ドル１１２はケーシング部材１１１に設けられた弁座１
１１ａに着座する。これにより、インジェクタ１１０か
らの燃料噴射が終了する。このようにインジェクタ１１
０からの燃料噴射期間は電磁弁１２０への通電期間によ
って制御される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１４
に示すような従来の燃料噴射装置では、バルブボディ１
２２とアウタバルブ１２３との摺動部位、および、アウ
タバルブ１２３とインナバルブ１２４との摺動部位にコ
モンレールから供給される高圧燃料の圧力が加わるの
で、これら摺動部位から高圧燃料がリークし易くなって
いる。また、加工誤差等による、バルブボディ１２２に
対するアウタバルブ１２３の偏心、アウタバルブ１２３
に対するインナバルブ１２４の偏心により、前述した摺
動部位における摺動クリアランスが増大し、この増大し
た摺動クリアランスからリークする燃料量が増加するこ
とがある。アウトレット１１９から排出される燃料は、
主にこれら前述した摺動部位からリークする燃料による
ものである。リーク燃料が多くなると、インジェクタ１
１０から噴射すべき燃料量よりも多い燃料量を、図示し
ない燃料供給ポンプからインジェクタ１１０に供給しな
ければならなくなるので、燃料供給ポンプの大型化およ
び駆動トルクの非効率化をまねくことになる。

【０００８】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、簡単な構成で燃料リーク量を低減し、
かつ加工の容易な燃料噴射装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の請求項１記載の燃料噴射装置は、内燃機関の
インジェクタに収容されたノズルニードルの反噴孔側に
設けた制御圧力室の圧力を調整することにより、燃料噴
射時期を制御する燃料噴射装置であって、前記制御圧力
室と連通可能であるとともに高圧通路から高圧燃料を供
給される摺動孔を有し、低圧通路側に弁座を設けたシリ
ンダと、前記摺動孔を形成する前記シリンダの内壁によ
り軸方向に往復移動可能に支持され、前記弁座に着座可
能な当接部を設け、前記当接部が前記弁座に着座するこ
とにより前記低圧通路と前記摺動孔とを遮断し、前記当
接部よりも前記高圧通路と前記摺動孔との連通部位側に
設けられ前記内壁と摺動する第１の摺動部により前記高
圧通路と前記低圧通路とを遮断する弁部材と、前記弁座
に向けて前記弁部材を付勢する付勢手段と、コイルへの
通電オン時、コイルに発生する磁力により前記付勢手段
の付勢力に抗して前記弁座から前記弁部材を離座させる
駆動手段とを備え、第１の燃料通路は、前記摺動孔に開
口する小径通路を有し、この小径通路を介して前記摺動
孔と連通可能であとともに前記制御圧力室に連通し、第
２の燃料通路は、前記摺動孔と前記制御圧力室とを連通
し、前記当接部が前記弁座に着座した状態で前記高圧通
路と前記第１の燃料通路とは連通し、前記弁部材がリフ
トすることにより前記小径通路が閉塞されることを特徴
とする。

【００１０】本発明の請求項２記載の燃料噴射装置は、
請求項１記載の燃料噴射装置において、前記弁部材は、
前記第１の摺動部の反当接部側に設けられ前記内壁と摺
動する第２の摺動部、前記当接部と前記第１の摺動部と
の間に形成される第１の小径部、および、前記第１の摺
動部と前記第２の摺動部との間に形成される第２の小径
部を有し、前記小径通路は前記弁部材のリフトに伴い前
記第２の摺動部により閉塞され、前記高圧通路は前記第
２の小径部周囲の前記摺動孔に連通し、前記第２の燃料
通路は前記第１の小径部周囲の前記摺動孔に連通してい
ることを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項３記載の燃料噴射装置は、
内燃機関のインジェクタに収容されたノズルニードルの
反噴孔側に設けた制御圧力室の圧力を調整することによ
り、燃料噴射時期を制御する燃料噴射装置であって、前
記制御圧力室と連通するとともに高圧通路から高圧燃料
を供給される摺動孔を有し、前記摺動孔と前記高圧通路
との連通部位に対して反低圧通路側の前記摺動孔に弁座
を設けたシリンダと、前記摺動孔を形成する前記シリン
ダの内壁により軸方向に往復移動可能に支持される弁部
材であって、前記摺動孔と連通可能な吸入口と前記低圧
通路と連通可能な吐出口とを有し前記弁部材の内部に形
成される連通路、前記弁座に着座可能な当接部、および
前記内壁と摺動し前記高圧通路と前記低圧通路とを遮断
する遮断部を設け、前記当接部が前記弁座に着座した状
態で前記摺動孔と前記吸入口との連通を遮断するととも
に前記吐出口を閉塞する弁部材と、前記弁座に向けて前
記弁部材を付勢する付勢手段と、コイルへの通電オン
時、コイルに発生する磁力により前記付勢手段の付勢力
に抗して前記弁座から前記弁部材を離座させる駆動手段
と、を備えることを特徴とする。

【００１２】本発明の請求項４記載の燃料噴射装置は、
請求項３記載の燃料噴射装置において、前記当接部が前
記弁座から離座し前記弁部材が所定量リフトした状態
で、前記高圧通路は前記連通路を介して前記低圧通路と
連通することを特徴とする。本発明の請求項５記載の燃
料噴射装置は、請求項４記載の燃料噴射装置において、
前記弁部材は前記当接部よりも前記弁部材のリフト方向
側に前記内壁と摺動可能なガイド部を有し、前記吐出口
が前記低圧通路と連通する前に前記ガイド部が前記内壁
と摺動することにより、前記高圧通路は前記制御圧力室
と遮断されることを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項６記載の燃料噴射装置は、
請求項３、４または５記載の燃料噴射装置において、前
記吐出口から前記吸入口への燃料流れを遮断する逆止弁
を前記連通路に設けたことを特徴とする。

【００１４】

【作用および発明の効果】本発明の請求項１または２記
載の燃料噴射装置によると、高圧通路から高圧燃料が供
給される摺動孔をシリンダに設け、この摺動孔に弁部材
を往復移動可能に収容し、弁部材に設けた第１の摺動部
により高圧通路と低圧通路とを遮断し、シリンダの低圧
通路側に設けた弁座に弁部材の当接部が着座することに
より、低圧通路と摺動孔とを遮断している。さらに、一
つの弁部材により制御圧力室の圧力を制御できるので、
高圧燃料の圧力が加わり燃料がリークし易い摺動部位が
減少し、高圧通路側から低圧通路側にリークする燃料量
を低減できる。このため、燃料噴射量以外に燃料供給ポ
ンプからインジェクタに供給する燃料量が低減されるの
で、燃料供給ポンプが小型化できる。また、一つの弁部
材により制御圧力室の圧力を調整できるので、弁部材の
加工が容易である。

【００１５】本発明の請求項３または４記載の燃料噴射
装置によると、高圧通路から高圧燃料を供給される摺動
孔をシリンダに設け、この摺動孔に弁部材を往復移動可
能に収容している。摺動孔と連通可能な吸入口と、この
吸入口と連通するとともに低圧通路に連通可能な吐出口
とを有する連通路を弁部材内に設け、弁部材に設けた当
接部が弁座に着座した状態で、弁部材は摺動孔と吸入口
との連通を遮断するとともに吐出口を閉塞している。さ
らに、シリンダの内壁と摺動し高圧通路と低圧通路とを
遮断する遮断部を弁部材に設けている。このため、一つ
の弁部材により制御圧力室の圧力を調整できるので、高
圧燃料の圧力が加わり燃料がリークし易い摺動部位が減
少し、高圧通路側から低圧通路側にリークする燃料量を
低減できる。このため、燃料噴射量以外に燃料供給ポン
プからインジェクタに供給する燃料量が低減されるの
で、燃料供給ポンプが小型化できる。また、一つの弁部
材により制御圧力室の圧力を調整できるので、弁部材の
加工が容易である。

【００１６】本発明の請求項５記載の燃料噴射装置によ
ると、当接部よりも弁部材のリフト方向側にシリンダの
内壁と摺動可能なガイド部を有し、吐出口が低圧通路と
連通する前にガイド部が内壁と摺動することにより、弁
部材の往復移動時において、高圧通路と低圧通路とが連
通しない。このため、弁部材の往復移動時における燃料
リーク量が低減できる。

【００１７】本発明の請求項６記載の燃料噴射装置によ
ると、連通路に吐出口から吸入口への燃料流れを遮断す
る逆止弁を設けたことにより、連通路内の圧力が所定圧
以上にならないと逆止弁が開弁して制御圧力室の高圧燃
料が低圧側に流出しないことにより、燃料リーク量がさ
らに低減できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例）本発明の第１実施例による燃料噴射装置
を図１〜図５に示す。図３に示すように、燃料供給ポン
プ１で加圧された高圧燃料は、燃料配管２からコモンレ
ール３に供給される。コモンレール３で所定圧に蓄圧さ
れた高圧燃料は、燃料配管４からインジェクタ１０に供
給され、電磁弁３０の駆動により燃料噴射時期が制御さ
れてインジェクタ１０から噴射される。インジェクタ１
０からリークする燃料は燃料タンク５にリターンされ
る。

【００１９】図２に示すようにインジェクタ１０のケー
シング部材１１は、ボディロア１１ａ、ディスタンスピ
ース１１ｂおよびバルブケーシング１１ｃからなり、リ
テーニングリング１２により、ボディロア１１ａ、ディ
スタンスピース１１ｂおよびバルブケーシング１１ｃは
一体に結合されている。バルブケーシング１１ｃには燃
料溜まり１３と噴孔１６とが摺動孔１４を介し連通する
ように形成され、摺動孔１４を形成するバルブケーシン
グ１１ｃの内壁にノズルニードル２１が摺動自在に支持
されている。このノズルニードル２１の先端には当接部
２２が一体形成され、当接部２２が弁座１５から離座ま
たは弁座１５に着座することにより噴孔１６からの噴射
がオンオフされる。

【００２０】ピストン２３は、連結部２４、小径ピスト
ン２５および大径ピストン２６からなり、ボディロア１
１ａおよびディスタンスピース１１ｂの内壁に軸方向に
摺動可能に支持されている。連結部２４はノズルニード
ル２１と連結し、圧縮コイルスプリング２７の付勢力に
よりノズルニードル２１が弁座１５に着座する方向、つ
まりインジェクタ１０の閉弁方向に付勢されている。

【００２１】ケーシング部材１１の上方には電磁弁３０
が設けられている。電磁弁３０のバルブケーシグ３１に
よりシリンダであるバルブボディ３２はスペーサ３３を
介しケーシング部材１１に押圧されている。バルブボデ
ィ３２の軸方向に形成された摺動孔３２ａに、弁部材３
４が軸方向に往復移動可能に収容されている。弁部材３
４は、圧縮コイルスプリング３８の付勢力により低圧の
空間部６１側に形成された弁座３２ｂに当接部３７ａが
着座する方向に付勢されている。弁部材３４の一方の端
部にアーマチャ５０が固定されている。

【００２２】燃料インレット７１および燃料アウトレッ
ト７２はボディロア１１ａにねじ結合されている。コモ
ンレール３で所定圧に蓄圧された高圧燃料は、燃料イン
レット７１から高圧通路である燃料通路４２を介して燃
料溜まり１３に供給されるとともに摺動孔３２ａに供給
される。摺動孔３２ａに供給された高圧燃料は、制御圧
力室４８に供給可能である。燃料アウトレット７２は、
インジェクタ１０内のリーク燃料を燃料タンク５にリタ
ーンする。

【００２３】次に、図２のＩ線部分の構造を図１に基づ
いて詳細に説明する。弁部材３４の第１の摺動部３４ａ
および第２の摺動部３４ｂは、摺動孔３２ａを形成する
バルブボディ３２の内壁３２ｃにより軸方向に摺動可能
に支持されている。弁部材３４の一方の端部に設けられ
たロッド３７にアーマチャ５０が固定されているので、
弁部材３４はアーマチャ５０とともに往復移動する。ロ
ッド３７の反アーマチャ側端部にはテーパ状の当接部３
７ａが形成され、この当接部３７ａがバルブボディ３２
に形成された弁座３２ｂに着座可能である。圧縮コイル
スプリング３８は、スペーサ５１を介してバルブボディ
３２に押圧されている係止板５２に一端を係止され、ロ
ッド３７に設けられた環状の係止部３７ｂに他端を係止
されている。これにより圧縮コイルスプリング３８は、
当接部３７ａが弁座３２ｂに着座する方向に弁部材３４
を付勢している。

【００２４】第１の摺動部３４ａと第２の摺動部３４ｂ
との間に設けられた第２の小径部３４ｄの周囲には摺動
孔３２ａの一部である空間部４１が形成されている。燃
料通路４３、燃料通路４４を介して燃料通路４２から高
圧燃料が空間部４１に供給されている。燃料通路４２、
４３および４４は高圧通路を構成している。燃料通路４
５は、小径通路４５ａを介して空間部４１と連通可能に
形成され、燃料通路４７を介して制御圧力室４８と連通
している。燃料通路４５および４７は第１の燃料通路を
構成している。また燃料通路４９は制御圧力室４８と燃
料通路６０とを連通している。燃料通路４９および６０
は第２の燃料通路を構成している。第１の摺動部３４ａ
と当接部３７ａとの間に形成された第１の小径部３４ｃ
の周囲には空間部４０が形成され、この空間部４０は燃
料通路６０と連通している。ロッド３７の周囲に形成さ
れた低圧側の空間部６１は、燃料通路６２、燃料通路６
３を介して燃料通路６４と連通しており、シリンダ３２
の空間部６１側端部に形成された弁座３２ｂから当接部
３７ａが離座することにより摺動孔３２ａの一方の端部
側と連通する。燃料通路６４は、燃料アウトレット７２
から燃料タンク５にリーク燃料をリターンしている。空
間部６１、燃料通路６２、燃料通路６３および燃料通路
６４は低圧通路を構成している。

【００２５】次にインジェクタ１０の作動について説明
する。 (1) 電磁弁３０のコイルへの通電オフ時、弁部材３４は
圧縮コイルスプリング３８の付勢力により図１の下方側
に付勢され当接部３７ａが弁座３２ｂに着座しているの
で、燃料通路４２、燃料通路４３、燃料通路４４を介し
て空間部４１に供給される高圧燃料が第１の摺動部３４
ａの外壁とバルブボディの３２の内壁３２ｃとにより形
成される摺動クリアランスからリークしたとしても、空
間部６１への燃料リークを防止できる。

【００２６】図４の（Ａ）に示すように、小径通路４５
ａは空間部４１と連通しているので、空間部４１に供給
された高圧燃料は、小径通路４５ａを有する燃料通路４
５、燃料通路４７を介し制御圧力室４８に供給される。
制御圧力室４８は、燃料通路４９、燃料通路６０を介し
空間部４０と連通しているが、当接部３７ａが弁座３２
ｂに着座していることにより空間部６１への燃料リーク
量を低減できる。制御圧力室４８に供給された高圧燃料
の圧力により、ピストン２３の大径ピストン２６はノズ
ルニードル２１を弁座１５に向けて付勢する。また燃料
インレット７１から燃料通路４２を介し燃料溜まり１３
に供給される高圧燃料の圧力は弁座１５からノズルニー
ドル２１を離座させる方向に働く。またノズルニードル
２１は圧縮コイルスプリング２７の付勢力により弁座１
５に着座する方向に付勢されている。図１に示すよう
に、当接部３７ａが弁座３２ｂに着座した状態では、制
御圧力室４８内の高圧燃料からノズルニードル２１がイ
ンジェクタ１０の閉弁方向に受ける力と圧縮コイルスプ
リング２７の付勢力がノズルニードル２１をインジェク
タ１０の閉弁方向に付勢する力との和は、燃料溜まり１
３内の高圧燃料がノズルニードル２１をインジェクタ１
０の開弁方向に押し上げる力よりも大きいので、ノズル
ニードル２１は弁座１５に着座している。このため、噴
孔１６から燃料は噴射されない。

【００２７】(2) 図１に示す状態から電磁弁３０のコイ
ルへの通電がオンされると、弁部材３４は圧縮コイルス
プリング３８の付勢力に抗して図１の上方に吸引され
る。当接部３７ａが弁座３２ｂから離座した直後の状態
では、空間部４０と空間部６１とが連通し、空間部４１
と小径通路４５ａとが連通している。このため、燃料通
路４２から供給される高圧燃料は、燃料通路４３、燃料
通路４４、空間部４１、小径通路４５ａ、燃料通路４
７、制御圧力室４８、燃料通路４９、燃料通路６０、空
間部４０、空間部６１、燃料通路６２、燃料通路６３、
燃料通路６４を経て燃料アウトレット７２から燃料タン
ク５に排出される。このように、電磁弁３０のコイルへ
の通電がオフ状態からオン状態に切り換わった瞬間、
高圧側の燃料通路４２と低圧側の燃料通路６４との間の
燃料経路が連通するので、高圧側の燃料通路４２から低
圧側の燃料通路６４に燃料が流れ込み燃料アウトレット
７２から高圧燃料が排出される。これを「スイッチング
リーク」という。制御圧力室４８内の高圧燃料は燃料
通路４９、燃料通路６０、空間部４０、空間部６１、燃
料通路６２、燃料通路６３、燃料通路６４を経て燃料ア
ウトレット７２から燃料タンク５に排出される。これを
「制御圧力室リーク」という。弁部材３４とバルブボ
ディ３２との摺動部位から高圧燃料がリークする。これ
を「摺動リーク」という。

【００２８】以上、、およびの経路から燃料がリ
ークするので、弁部材３４が弁座３２ｂから離座した直
後、図５の（ａ）に示すように燃料リーク量が急激に立
ち上がる。弁部材３４がさらに図１の上方にリフトする
と、図４の（Ｂ）に示すように、第２の摺動部３４ｂの
外壁が空間部４１と小径通路４５ａとの連通を遮断する
ので、「スイッチングリーク」がなくなる。このため、
図５の（ｂ）に示すように燃料リーク量は減少し、前述
した「制御圧力室リーク」および「摺動リーク」だけに
なる。制御圧力室４８内の高圧燃料が低圧側の燃料通路
６４側に排出され、制御圧力室４８と燃料通路６４との
圧力差がなくなると、インジェクタ１０の燃料リーク量
は前述した「摺動リーク」だけになる。

【００２９】(3) 電磁弁３０のコイルへの通電がオンか
らオフに切換わると、弁部材３４は圧縮コイルスプリン
グ３８の付勢力により図１の下方に移動する。すると、
空間部４１と小径通路４５ａとの連通を遮断していた第
２の摺動部３４ｂも図４の（Ａ）のように下方に移動す
るので空間部４１と小径通路４５ａとが連通する。空間
部４１と小径通路４５ａとが連通し、かつ当接部３７ａ
が弁座３２ｂに着座するまでの間、高圧側の燃料通路４
２と低圧側の燃料通路６４との間の燃料経路は連通状態
となるので「スイッチングリーク」が発生し、図５の
（ｄ）に示すように「スイッチングリーク」と「摺動リ
ーク」との燃料リーク量の和により燃料リーク量が急激
に上昇する。弁部材３４がさらに図１の下方に移動し当
接部３７ａが弁座３２ｂに着座すると、高圧側の燃料通
路４２と低圧側の燃料通路６４との間の燃料経路が遮断
されるので燃料リーク量は急激に減少する。弁部材３４
が弁座３２ｂから離座し再び弁座３２ｂに着座するまで
の間にリークする燃料量を「動的リーク量」という。

【００３０】以上説明したように、当接部３７ａと弁座
３２ｂとの着座した状態では、当接部３７ａと弁座３２
ｂとの間からリークするシート部リーク量、即ち「静的
リーク量」は図５に示すように非常に小さい。これに比
して、バルブボディとアウタバルブ、アウタバルブとイ
ンナバルブとの二箇所の摺動部位を有する従来の構造で
は、図５に示すように「動的リーク」時における燃料リ
ークのふるまいは同じであるが、電磁弁への通電オフ時
の「静的リーク」において、燃料がバルブボディとアウ
タバルブとの摺動部位、アウタバルブとインナバルブと
の摺動部位から常にリークしているので「静的リーク
量」が第１実施例に比して非常に大きくなる。第１実施
例では、電磁弁３０内の電磁弁３４を一体構造物としバ
ルブボディ３２と弁部材３４との摺動を一か所としてい
る。さらに、高圧側の燃料通路４２と低圧側の燃料通路
６４との連通を当接部３７ａが弁座３２ｂに着座するこ
とにより遮断するので、電磁弁３０への通電オフ時にお
ける「静的リーク量」が激減する。

【００３１】（第２実施例）本発明の第２実施例を図６
および図７に示す。第２実施例では、第１実施例におい
て、低圧側の燃料通路６４から燃料アウトレット７２に
直接燃料を排出していた経路に変えて、ピストン２３の
小径ピストン２５周囲に形成された空間部６６に、低圧
側に設けた燃料通路６５を連通させている。これによ
り、電磁弁３０のコイルへの通電オン時、燃料通路６５
に流入する高圧燃料は空間部６６に流入する。空間部６
６に流入した高圧燃料の圧力はインジェクタ８０の開弁
方向および閉弁方向にピストン２３を移動させる力とし
て働くが、大径ピストン２６の断面積Ｓ1 の方が連結部
２４の軸部２４ａの断面積よりも大きいことにより、空
間部６６に流入した高圧燃料の圧力は、インジェクタ８
０の開弁方向にピストン２３を移動させる力として働
く。このため、電磁弁３０のコイルへの通電オン時、燃
料溜まり１３内の高圧燃料の圧力に加え空間部６６に流
入した高圧燃料の圧力もノズルニードル２１をインジェ
クタ８０の開弁方向に押し上げる力として働く。このた
め、電磁弁３０のコイルへの通電をオフからオンに切換
えた直後、図７に示すようにノズルニードル２１のリフ
ト速度が従来例に比して早くなるので、燃料噴射の開始
時期が従来例に比して早くなる。また、第１実施例と比
較してもノズルニードル２１のリフト速度が早くなるの
で、燃料噴射の開始時期が第１実施例よりも早くなる。

【００３２】ノズルニードル２１がさらに上昇し弁部材
３４の第２の摺動部３４ｂが小径通路４５ａを閉塞する
と、燃料通路４２から燃料通路６５に高圧燃料が流入し
なくなる。これにより、図７に示すようにノズルニード
ル２１のリフト量が減少しほぼ横ばいになる。さらに、
制御圧力室４８内の高圧燃料が燃料通路６５に流出する
と、ノズルニードル２１は再びリフトを開始し、燃料噴
射率が上昇する。このため、図７に示すように、燃料噴
射率は階段状に変化する。燃料の燃焼開始時期は、イン
ジェクタからの燃料噴射開始時期から所定時間経過後に
設定されているので、噴射開始から燃焼開始までにイン
ジェクタから燃焼室に噴射される燃料量、つまり、初期
燃料噴射率は、従来例および第１実施例よりも第２実施
例の方が小さくなる。このため、噴射開始初期段階にお
ける燃料供給過多により発生するＮＯｘの発生を減少で
きる。

【００３３】（第３実施例）本発明の第３実施例を図８
〜図１２に示す。図９に示すように、インジェクタ９０
のケーシング部材９１の上方には電磁弁１００が配設さ
れ、電磁弁１００のバルブボディ８２はバルブケーシン
グ８１によりケーシング部材９１のボディロア９１ａに
押圧されている。バルブボディ８２と、バルブボディ８
２側の一部のボディロア９１ａとがシリンダを構成する
とともに、弁部材７４を収容する摺動孔を形成してい
る。

【００３４】図８に示すように、電磁弁１００の弁部材
７４は、バルブボディ８２の軸方向に形成された摺動孔
８２ａとボディロア９１ａの凹部に形成された空間部９
５とにより構成される摺動孔８２ａに往復移動可能に収
容され、一方の端部に形成された遮断部である摺動部７
５がバルブボディ８２の内壁８２ｂに摺動可能に支持さ
れている。摺動部７５はアーマチャ８３とともに往復移
動可能である。摺動孔８２ａの一方の端部側には低圧の
空間部９９が形成され、他方の端部側には制御圧力室９
７が形成されている。弁部材７４の他方の端部には、当
接部７６が形成されている。当接部７６はシート部材７
９に形成された弁座７９ａに着座可能である。シート部
材７９は、高圧通路である燃料通路９３と摺動孔８２ａ
との連通部位に対して低圧側の空間部９９と反対側、つ
まり制御圧力室９７側の空間部９５に設置され、空間部
９５と制御圧力室９７とを連通する燃料通路９６がシー
ト部材７９に形成されている。摺動部７５と当接部７６
との間には小径部７７が形成され、当接部７６と小径部
７７との間には、摺動孔８２ａを形成する内壁８２ｂと
摺動可能であり小径部７７よりも径の大きなガイド部７
８が形成されている。弁部材７４には、シート部材７９
側に向けて開口し軸方向に形成された袋孔９８ａと、摺
動部７５を径方向に貫通し袋孔９８ａと連通する横孔９
８ｂとからなる連通路９８が形成されている。当接部７
６が弁座７９ａに着座した状態では、連通路９８内の圧
力は低圧側と同じ大気圧相当である。

【００３５】小径部７７の周囲には摺動孔８２ａの一部
である空間部９４が形成されており、燃料インレット７
１、燃料通路９２、燃料通路９３を介して図示しないコ
モンレールから空間部９４に高圧燃料が供給されてい
る。燃料通路９２および９３は高圧通路を構成する。当
接部７６が弁座７９ａに着座した状態では、空間部９４
は、空間部９５、燃料通路９６を介して制御圧力室９７
に連通しており、制御圧力室９７に高圧燃料が供給され
ている。

【００３６】摺動部７５とアーマチャ８３との結合部周
囲に形成された空間部９９は、燃料通路１０１を介して
燃料通路１０２と連通している。燃料通路１０２は燃料
アウトレット７２に接続している。当接部７６が弁座７
９ａに着座した状態では、摺動部７５の外壁とバルブボ
ディ８２の内壁８２ｂとにより、空間部９９は空間部９
４との連通を遮断されている。空間部９９、燃料通路１
０１および燃料通路１０２は低圧通路を構成している。

【００３７】圧縮コイルスプリング８４は、当接部７６
が弁座７９ａに着座する方向にアーマチャ８３を付勢し
ている。当接部７６が弁座７９ａに着座した状態では、
小径部７７の径をｄ、当接部７６と弁座７９ａとが円形
状に当接しているシート径をＤとすると、ｄ＜Ｄであ
る。空間部９５内の圧力をＰ、弁部材７４が圧力Ｐによ
り受ける力をＦとすると、弁部材７４は、次式(1) に示
すアシスト力Ｆで弁座７９ａに押し付けられている。

【００３８】 Ｆ＝（π／４）×（Ｄ² −ｄ² ）×Ｐ ・・・(1) このため、弁部材７４を弁座７９ａに付勢する圧縮コイ
ルスプリング８４の付勢力を小さくすることができるの
で圧縮コイルスプリング８４を小型化できる。次にイン
ジェクタ９０の作動について説明する。 (1) 電磁弁１００のコイルへの通電をオフした図８に示
す状態では、圧縮コイルスプリング８４の付勢力と前述
したアシスト力Ｆにより弁部材７４の当接部７６は弁座
７９ａに着座しており、空間部９４と空間部９５とが連
通しているので制御圧力室９７にコモンレールから高圧
燃料が供給される。当接部７６が弁座７９ａに着座して
いることにより、空間部９５と連通路９８とは遮断され
ている。また、空間部９４に供給される高圧燃料は摺動
部７５の外壁とバルブボディ８２の内壁８２ｂとの間で
形成される摺動クリアランスを通って僅かにリークする
だけなので、制御圧力室９７内の圧力は高圧に保持され
ている。

【００３９】制御圧力室９７内の高圧燃料の圧力が大径
ピストン２６に働きインジェクタ９０の閉弁方向にノズ
ルニードル２１を付勢する力と、圧縮コイルスプリング
２７がインジェクタ９０の閉弁方向にノズルニードル２
１を付勢する力との和は、図示しない燃料溜まりに燃料
通路９２から供給された高圧燃料の圧力がインジェクタ
９０の開弁方向にノズルニードル２１をリフトする力よ
りも大きい。このため、インジェクタ９０から燃料は噴
射されない。

【００４０】(2) 図８に示す状態から電磁弁１００のコ
イルへの通電をオンすると、コイルに発生した磁力によ
りアーマチャ８３が図８の上方に吸引されるので、図１
０に示すように、弁部材７４もアーマチャ８３とともに
上昇する。弁部材７４の上昇に伴い当接部７６が弁座７
９ａから離座すると、空間部９５と袋孔９８ａとが連通
する。しかしながら図１０に示す状態では、バルブボデ
ィ８２の内壁８２ｂにより横孔９８ｂが閉塞されている
とともに、摺動部７５の外壁とバルブボディ８２の内壁
８２ｂとの摺動により横孔９８ｂから空間部９９への燃
料リーク量を抑制している。このため、燃料通路９２と
燃料通路１０２とが連通せず、「スイッチングリーク」
が発生しないので、図１２に示すように、第１実施例と
比較してスイッチングリーク量が減少している。バルブ
ボディ８２の内壁８２ｂとガイド部７８が当接するまで
は、空間部９４と空間部９５とが連通しているので、高
圧燃料が制御圧力室９７に供給される。この高圧燃料
は、前述したように、摺動部７５の外壁とバルブボディ
８２の内壁８２ｂとの間で形成される僅かな摺動クリア
ランスを通ってリークするだけなので図１０に示す状態
では制御圧力室９７内の圧力は高圧状態のままである。
図１０は、弁部材７４のガイド部７８が空間部９４を形
成するバルブボディ８２の内壁に当接した瞬間を示して
いる。ガイド部７８が空間部９４を形成するバルブボデ
ィ８２の内壁に当接した状態では、空間部９４と空間部
９５との連通は遮断されるので、制御圧力室９７に高圧
燃料が供給されなくなる。

【００４１】(3) 弁部材７４がさらに上昇しガイド部７
８がバルブボディ８２の内壁８２ｂと摺動しながら上昇
すると、空間部９４と空間部９５とがガイド部７８とバ
ルブボディ８２の内壁とにより遮断された状態で弁部材
７４が上昇することにより、ガイド部７８が摺動孔８２
ａに収容された体積分だけ弁部材７４を除いた空間部９
５の容積が増大する。すると、空間部９５内の圧力が減
少するので、空間部９５の圧力減少に伴い制御圧力室９
７内の圧力も減少する。ガイド部７８がバルブボディ８
２の内壁と摺動を開始し、横孔９８ｂが空間部９９と連
通していない状態では、制御圧力室９７の圧力低下は弁
部材７４を除く空間部９５の容積増加分だけに起因する
ため、制御圧力室９７内の圧力低下は緩やかである。こ
のため、図１２に示すように、ノズルニードル２１のリ
フト速度も緩やかになるため初期噴射における燃料噴射
率も緩やかに上昇する。

【００４２】(4) 弁部材７４がさらに上昇し、横孔９８
ｂと空間部９９とが連通すると、制御圧力室９７内の高
圧燃料は、燃料通路９６、空間部９５、袋孔９８ａ、横
孔９８ｂ、空間部９９、燃料通路１０１、燃料通路１０
２を介して燃料アウトレット７２から燃料タンクに排出
される。このため、制御圧力室９７内の圧力は急激に低
下するので、ノズルニードルのリフト速度も上昇し、燃
料噴射率も上昇する。

【００４３】第３実施例では、当接部７６が弁座７９ａ
から離座し、横孔９８ｂが空間部９９に連通するまでの
間、ノズルニードルのリフト速度が緩やかであるため、
初期噴射における燃料噴射率が小さくなり初期噴射にお
ける燃料噴射量が減少する。これにより、図示しないエ
ンジンの燃焼室での燃焼開始時における燃料供給過多に
起因するＮＯｘの発生量が減少する。

【００４４】また第３実施例では、空間部９４と空間部
９５とが連通している状態では、横孔９８ｂと空間部９
９とは連通しておらず、横孔９８ｂと空間部９９とが連
通している状態では、空間部９４と空間部９５との連通
が遮断されている。このように、弁部材７４の当接部７
６が弁座７９ａから離座し、再び弁座７９ａに着座する
までの間に高圧側の燃料通路９２と低圧側の燃料通路１
０２とが連通しないので、電磁弁１００のコイルの通電
オン、オフの切り換え時におけるスイッチングリーク量
をほぼゼロに抑制することができる。

【００４５】（第４実施例）本発明の第４実施例を図１
３に示す。第３実施例と実質的に同一構成部分には同一
符号を付す。弁部材１０３内には、空間部９５と空間部
９９とを連通可能な連通路１０４が形成されており、連
通路１０４は貫通孔１０４ａおよび横孔１０４ｂからな
る。貫通孔１０４ａは弁部材１０３を軸方向に貫通して
形成され、横孔１０４ｂは、貫通孔１０４ａと連通する
ように摺動部１０６を径方向に貫通して形成されてい
る。連通路１０４内には逆止弁であるボール１０７が収
容されており、ボール１０７は貫通孔１０４ａを形成す
る弁部材１０３の内壁に設けれた弁座１０３ａに着座可
能である。圧縮コイルスプリング１０８はボール１０７
を弁座１０３ａに着座する方向に付勢している。ボール
１０７が弁座１０３ａに着座した状態ではボール１０７
の下方側の貫通孔１０４ａと横孔１０４ｂとの連通が遮
断されている。

【００４６】電磁弁のコイルへの通電がオフからオンに
切り換えられ、当接部７６が弁座７９ａから離座して
も、貫通孔１０４ａ内の圧力が所定圧以上になるまでボ
ール１０７は圧縮コイルスプリング１０８の付勢力によ
り弁座１０３ａに着座したままである。このため、弁座
７９ａから当接部７６が離座してから貫通孔１０４ａ内
の圧力が所定圧以上になりボール１０７が弁座１０３ａ
から離座するまでの間に貫通孔１０４ａから横孔１０４
ｂを介してリークする燃料量を減少できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を示す
図２のＩ線部分の拡大図である。

【図２】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を示す
断面図である。

【図３】第１実施例の燃料噴射装置を用いた燃料供給シ
ステムを示す模式的構成図である。

【図４】小径通路の断続状態を示すものであり、（Ａ）
は空間部と小径通路とが連通している状態を示す断面図
であり、（Ｂ）は空間部と小径通路とが遮断されている
状態を示す断面図である。

【図５】第１実施例および従来例の燃料リーク量を示す
特性図である。

【図６】本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す
断面図である。

【図７】第２実施例の燃料リーク量および燃料噴射率示
す特性図である。

【図８】本発明の第３実施例による燃料噴射装置を示す
図９のVIII線部分の拡大図である。

【図９】本発明の第３実施例による燃料噴射装置を示す
断面図である。

【図１０】弁部材の当接部が弁座から離座し、弁部材の
ガイド部がバルブボディの内壁に当接する瞬間を示す断
面図である。

【図１１】弁部材のガイド部がバルブボディの内壁に摺
動している状態を示す断面図である。

【図１２】第３実施例および従来例の燃料リーク量と燃
料噴射率とを示す特性図である。

【図１３】本発明の第４実施例による燃料噴射装置の主
要部を示す断面図である。

【図１４】従来の燃料噴射装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ インジェクタ １１ ケーシング部材 ２１ ノズルニードル ３０ 電磁弁（駆動手段） ３２ バルブボディ（シリンダ） ３２ａ 摺動孔 ３２ｂ 弁座 ３２ｃ 摺動孔 ３４ 弁部材 ３４ａ 第１の摺動部 ３４ｂ 第２の摺動部 ３４ｃ 第１の小径部 ３４ｄ 第２の小径部 ３７ａ 当接部 ３８ 圧縮コイルスプリング（付勢手段） ４２、４３ 燃料通路（高圧通路） ４５、４７ 燃料通路（第１の燃料通路） ４５ａ 小径通路 ４８ 制御圧力室 ４９、６０ 燃料通路（第２の燃料通路） ６１ 空間部（低圧通路） ６２、６３、６４、６５ 燃料通路（低圧通路） ７４ 弁部材 ７５ 摺動部（遮断部） ７６ 当接部 ７８ ガイド部 ７９ａ 弁座 ８０ インジェクタ ９２、９３ 燃料通路（高圧通路） ９７ 制御圧力室 ９８ 連通路 ９９ 空間部（低圧通路） １０１、１０２、１０４ 燃料通路（低圧通路） １０３ 弁部材 １０７ ボール（逆止弁）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のインジェクタに収容されたノ
   ズルニードルの反噴孔側に設けた制御圧力室の圧力を調
   整することにより、燃料噴射時期を制御する燃料噴射装
   置であって、 前記制御圧力室と連通可能であるとともに高圧通路から
   高圧燃料を供給される摺動孔を有し、低圧通路側に弁座
   を設けたシリンダと、 前記摺動孔を形成する前記シリンダの内壁により軸方向
   に往復移動可能に支持され、前記弁座に着座可能な当接
   部を設け、前記当接部が前記弁座に着座することにより
   前記低圧通路と前記摺動孔とを遮断し、前記当接部より
   も前記高圧通路と前記摺動孔との連通部位側に設けられ
   前記内壁と摺動する第１の摺動部により前記高圧通路と
   前記低圧通路とを遮断する弁部材と、 前記弁座に向けて前記弁部材を付勢する付勢手段と、 コイルへの通電オン時、コイルに発生する磁力により前
   記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座から前記弁部材を
   離座させる駆動手段とを備え、 第１の燃料通路は、前記摺動孔に開口する小径通路を有
   し、この小径通路を介して前記摺動孔と連通可能であと
   ともに前記制御圧力室に連通し、第２の燃料通路は、前
   記摺動孔と前記制御圧力室とを連通し、 前記当接部が前記弁座に着座した状態で前記高圧通路と
   前記第１の燃料通路とは連通し、前記弁部材がリフトす
   ることにより前記小径通路が閉塞されることを特徴とす
   る燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記弁部材は、前記第１の摺動部の反当
   接部側に設けられ前記内壁と摺動する第２の摺動部、前
   記当接部と前記第１の摺動部との間に形成される第１の
   小径部、および、前記第１の摺動部と前記第２の摺動部
   との間に形成される第２の小径部を有し、前記小径通路
   は前記弁部材のリフトに伴い前記第２の摺動部により閉
   塞され、前記高圧通路は前記第２の小径部周囲の前記摺
   動孔に連通し、前記第２の燃料通路は前記第１の小径部
   周囲の前記摺動孔に連通していることを特徴とする請求
   項１記載の燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 内燃機関のインジェクタに収容されたノ
   ズルニードルの反噴孔側に設けた制御圧力室の圧力を調
   整することにより、燃料噴射時期を制御する燃料噴射装
   置であって、 前記制御圧力室と連通するとともに高圧通路から高圧燃
   料を供給される摺動孔を有し、前記摺動孔と前記高圧通
   路との連通部位に対して反低圧通路側の前記摺動孔に弁
   座を設けたシリンダと、 前記摺動孔を形成する前記シリンダの内壁により軸方向
   に往復移動可能に支持される弁部材であって、前記摺動
   孔と連通可能な吸入口と前記低圧通路と連通可能な吐出
   口とを有し前記弁部材の内部に形成される連通路、前記
   弁座に着座可能な当接部、および前記内壁と摺動し前記
   高圧通路と前記低圧通路とを遮断する遮断部を設け、前
   記当接部が前記弁座に着座した状態で前記摺動孔と前記
   吸入口との連通を遮断するとともに前記吐出口を閉塞す
   る弁部材と、 前記弁座に向けて前記弁部材を付勢する付勢手段と、 コイルへの通電オン時、コイルに発生する磁力により前
   記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座から前記弁部材を
   離座させる駆動手段と、 を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 前記当接部が前記弁座から離座し前記弁
   部材が所定量リフトした状態で、前記高圧通路は前記連
   通路を介して前記低圧通路と連通することを特徴とする
   請求項３記載の燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 前記弁部材は前記当接部よりも前記弁部
   材のリフト方向側に前記内壁と摺動可能なガイド部を有
   し、前記吐出口が前記低圧通路と連通する前に前記ガイ
   ド部が前記内壁と摺動することにより、前記高圧通路は
   前記制御圧力室と遮断されることを特徴とする請求項４
   記載の燃料噴射装置。
6. 【請求項６】 前記吐出口から前記吸入口への燃料流れ
   を遮断する逆止弁を前記連通路に設けたことを特徴とす
   る請求項３、４または５記載の燃料噴射装置。