JPH0932687A

JPH0932687A - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0932687A
Application number: JP17732295A
Authority: JP
Inventors: Kenji Date; 健治伊達; Masaaki Kato; 正明加藤; Hiroyuki Kano; 裕之加納; Masahiro Okajima; 正博岡嶋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1997-02-04
Anticipated expiration: 2015-07-13
Also published as: JP3846917B2

Abstract

(57)【要約】【目的】排気ガス中に排出される有害物質の低減およ
び燃費向上の可能な燃料噴射装置を提供する。【構成】第２のノズルニードル２５は中空円筒状の第
１のノズルニードル２０に往復移動可能に収容されてい
る。第１の圧力制御室内の高圧燃料が排出されると、第
１のノズルニードル２０はリフトし、コモンレールから
供給された高圧燃料が第１の噴孔３１から噴射される。
第１のノズルニードル２０のリフト途中でシム３５が第
２のノズルニードル２５の端面２７ａに係止されると、
第２のノズルニードル２５は第１のノズルニードル２０
とともにリフトし、第１の噴孔３１に加えて第２の噴孔
３２からも燃料が噴射される。第１のノズルニードル２
０のリフトに応じて第２のノズルニードル２５がリフト
するので、初期噴射率を低減しつつ初期噴射圧を増加さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下、
「内燃機関」をエンジンという）の燃料噴射装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディーゼルエンジン等においては
厳しくなる排気ガス規制に対処する必要が生じている。
排気ガス中に含まれる有害成分の低減、さらに燃費向上
を達成するためには、燃料噴射による噴霧を時間的、空
間的および質的に最適化することが望まれている。時間
的には高精度な噴射率制御、空間的には広範囲の噴霧分
布、質的には噴射燃料の微粒化がそれぞれ必要である。
ここで噴射率とは、単位時間当たりの噴射量を示し、mm
³/ms、g/ms等の単位で表される。

【０００３】このような燃料噴射の最適化を目的とした
燃料噴射装置として、特開昭６１−１３５９７９号公
報、特開昭５３−１１３９２４号公報、特開昭６０−３
６７７２号公報、特公昭５９−１６５８５８号公報に開
示されているのが知られている。特開昭６１−１３５９
７９号公報に開示されている燃料噴射弁は、例えば図１
８に示す構成からなる。燃料噴射弁１００は、第１噴孔
１０５および第２噴孔１０６をそれぞれ開閉する第１針
弁１０１および第２針弁１０２を有し、第１針弁１０１
および第２針弁１０２をそれぞれ閉弁方向に付勢する第
１リターンスプリング１０３および第２リターンスプリ
ング１０４の付勢力と燃料供給圧から受ける力との釣り
合いにより第１針弁１０１および第２針弁１０２が往復
移動する。第１噴孔１０５および第２噴孔１０６の両方
から燃料噴射できるので、燃料の噴霧分布が拡大する。

【０００４】特開昭５３−１１３９２４号公報に開示さ
れている燃料噴射ノズルも特開昭６１−１３５９７９号
公報に開示されている燃料噴射弁と同様に２個の針弁と
この２個の針弁をそれぞれ閉弁方向に付勢するスプリン
グを有している。このため、燃料の噴霧分布が拡大する
という効果を有する。特開昭６０−３６７７２号公報に
開示されている燃料噴射弁は、例えば図１９に示す構成
からなる。燃料噴射弁１１０は、第１の噴孔群１１５お
よび第２の噴孔群１１６をそれぞれ開閉する針弁１１１
およびスプール１１２を有している。針弁１１１はノズ
ルスプリング１１３により閉弁方向に付勢されており、
スプール１１２はばね１１４により閉弁方向に付勢され
ている。電磁ソレノイド１１７への通電をオンすると、
スプール１１２は電磁ソレノイド１１７に発生する磁力
によりリフトし、第２の噴孔郡１１６から燃料が噴射さ
れる。針弁１１１は、燃料供給圧から受ける力がノズル
スプリング１１３の付勢力よりも大きくなるとリフトし
第１の噴孔群１１５から燃料を噴射する。エンジンの低
負荷時には電磁ソレノイド１１７への通電はオフされて
おり、スプール１１２がリフトしないので第１の噴孔群
１１５からだけ燃料が噴射される。

【０００５】特公昭５９−１６５８５８号公報に開示さ
れているインジェクタは、例えば図２０に示す構成から
なる。コモンレール１２３で蓄圧した高圧燃料がインジ
ェクタ１２０に供給され、ニードル１２１の反噴射側に
制御圧力室１２５を設けている。制御圧力室１２５の燃
料圧力は三方弁１２４を制御することにより増減する。
ニードル１２１は、コモンレール１２３から供給される
燃料圧力から受ける力とスプリング１２２がニードル１
２１を閉弁方向に付勢する力と制御圧力室１２５内の圧
力からニードル１２１が受ける力とのバランスによりイ
ンジェクタ１２０内を往復移動する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−１３５９
７９号公報に開示されている燃料噴射弁１００では、第
１針弁１０１および第２針弁１０２の開弁タイミングは
燃料噴射ポンプから供給される燃料供給圧から受ける力
と第１リターンスプリング１０３および第２リターンス
プリング１０４の付勢力とのバランスにより決定されの
で、燃料噴射時期の高精度な制御が困難である。また、
第１針弁１０１の開弁圧は第２針弁１０２の開弁圧より
も低く設定されているので、低い燃料供給圧で第１針弁
１０１が開弁し、初期噴射圧が低くなるので初期噴射時
において燃料が良好に微粒化しない。さらに、燃料供給
圧の上昇とともに第１針弁１０１および第２針弁１０２
がリフトするので初期噴射率の上昇が緩やかである。こ
のため、燃料噴射時間が長くなり排気ガス中に煤等のパ
ティキュレートが発生し易くなるという問題がある。第
１針弁１０１の開弁圧を上昇させることにより初期噴射
圧は高くなるが、噴射期間が短縮されて所望の噴射量が
得られない、低回転時において噴射しない領域ができる
等の問題がある。

【０００７】特開昭５３−１１３９２４号公報に開示さ
れているインジェクタも特開昭６１−１３５９７９号公
報と同様に初期噴射圧が低くなるので、噴射初期段階に
おいて燃焼室に噴射される燃料の微粒化が不十分になる
ことによりパティキュレートが発生し易くなる。特開昭
６０−３６７７２号公報に開示されている燃料噴射弁
は、エンジン負荷またはエンジン回転数等のエンジン運
転状態に応じてスプール１１２を往復移動させるもので
ある。つまり、一回の燃料噴射期間中に電磁ソレノイド
１１５への通電を制御し、針弁１１１とスプール１１２
のリフト時期をずらせて燃料の初期噴射率を低減するこ
とを目的とはしていない。一回の噴射期間中に針弁１１
１のリフト量に応じてスプール１１２をリフトさせるた
めには針弁１１１のリフト時期を検知する手段が必要で
あるが、特開昭６０−３６７７２号公報に開示されてい
るものにはその手段に関する開示はない。

【０００８】特公昭５９−１６５８５８号公報に開示さ
れるインジェクタでは、コモンレール１２３で蓄圧され
た高圧燃料をインジェクタ１２０に供給し、ニードル１
２１の反噴射側に圧力を調整できる制御圧力室１２５を
有するため、燃料噴射時期の高精度制御が可能となり、
さらに燃料の初期噴射圧が高くなる。しかしながら、一
つのニードル１２１だけで噴孔からの燃料噴射を制御し
ているので、初期噴射率が高くなってしまう。このため
燃焼前に燃焼室に供給される燃料量が多くなるのでＮＯ
ｘ発生の原因となる。

【０００９】さらには、二つのノズルニードルを有し、
この二つのノズルニードルの往復移動をそれぞれ制御す
るために二つの電磁駆動手段を備えることも考えられる
が、部品点数が増加し装置が大型化するという問題があ
る。本発明はこのような問題を解決するためになされた
ものであり、排気ガス中に排出される有害物質の低減お
よび燃費向上の可能な燃料噴射装置を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段・作用・発明の効果】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、燃料供給ポンプから供給された高圧燃料をコモ
ンレールで蓄圧し、前記コモンレールで蓄圧された高圧
燃料を内燃機関の燃焼室に噴射する燃料噴射装置であっ
て、軸方向に収容孔を設け、前記収容孔の周囲に前記収
容孔に連通し前記コモンレールから高圧燃料を供給され
る燃料溜まりを設け、前記燃料溜まりよりも燃料下流側
に前記燃料溜まりと連通可能な第１の噴孔を設け、前記
第１の噴孔よりも燃料下流側に前記燃料溜まりと連通可
能な第２の噴孔を設け、前記燃料溜まりと前記第１の噴
孔との間の前記収容孔を形成する内壁に第１の弁座を設
け、前記第１の噴孔と前記第２の噴孔との間の前記収容
孔を形成する内壁に第２の弁座を設けたノズルボディ
と、前記収容孔に往復移動可能に収容され、前記第１の
弁座に着座することにより前記燃料溜まりと前記第１の
噴孔との連通を遮断する中空筒状の第１のノズルニード
ルと、前記第１のノズルニードルに往復移動可能に収容
され、前記第２の弁座に着座することにより前記燃料溜
まりと前記第２の噴孔との連通を遮断する第２のノズル
ニードルと、前記第１の弁座に向けて前記第１のノズル
ニードルを付勢する第１の付勢手段と、前記第２の弁座
に向けて前記第２のノズルニードルを付勢する第２の付
勢手段と、前記第１のノズルニードルの往復移動を制御
可能な電磁駆動手段とを備え、前記第１のノズルニード
ルが前記第１の弁座から離座した後、前記第１のノズル
ニードルから遅れて前記第２のノズルニードルが前記第
２の弁座から離座することを特徴とする。

【００１１】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、前記電磁駆動手
段により前記コモンレールから高圧燃料を供給可能であ
るとともに供給された高圧燃料を排出可能な第１の圧力
制御室を前記第１のノズルニードルの反噴射側に設け、
前記第１の圧力制御室内の燃料圧力が低下することによ
り前記第１のノズルニードルが前記第１の弁座から離座
することを特徴とする。

【００１２】本発明の請求項３記載の燃料噴射装置は、
請求項１または２記載の燃料噴射装置において、前記第
１のノズルニードルは、前記第１のノズルニードルのリ
フト途中で前記第２の付勢手段の付勢力に抗して前記第
２のノズルニードルをリフトさせることを特徴とする。
本発明の請求項４記載の燃料噴射装置は、請求項１また
は２記載の燃料噴射装置において、前記第２の付勢手段
は、一方の端部が前記第１のノズルニードルとともに往
復移動する係止部に当接し前記一方の端部よりも噴射側
の他方の端部が前記第２のノズルニードルの反噴射側に
当接する圧縮コイルスプリングであり、前記係止部が前
記第１のノズルニードルとともにリフトすることにより
前記圧縮コイルスプリングの軸長が伸び、前記第２の弁
座に向けて前記第２のノズルニードルを付勢する前記圧
縮コイルスプリングの付勢力が低下することにより前記
第２のノズルニードルが前記第２の弁座から離座するこ
とを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項５記載の燃料噴射装置は、
請求項２記載の燃料噴射装置において、前記第２の付勢
手段は、前記第２のノズルニードルの反噴射側に前記第
１の圧力制御室と連通するように設けられ前記電磁駆動
手段により前記コモンレールから高圧燃料を供給可能で
あるとともに供給された高圧燃料を排出可能な第２の圧
力制御室を有し、前記第２の圧力制御室に供給された高
圧燃料により前記第２のノズルニードルは前記第２の弁
座に向けて付勢され、前記第１の圧力制御室の圧力低下
に遅れて前記第２の圧力制御室の圧力が低下することを
特徴とする。

【００１４】本発明の請求項６記載の燃料噴射装置は、
燃料供給ポンプから供給された高圧燃料をコモンレール
で蓄圧し、コモンレールで蓄圧された高圧燃料を内燃機
関の燃焼室に噴射する燃料噴射装置であって、軸方向に
収容孔を設け、前記収容孔の周囲に前記収容孔に連通し
前記コモンレールから高圧燃料を供給される燃料溜まり
を設け、前記燃料溜まりよりも燃料下流側に前記燃料溜
まりと連通可能な第１の噴孔を設け、前記第１の噴孔よ
りも燃料下流側に前記燃料溜まりと連通可能な第２の噴
孔を設け、前記燃料溜まりと前記第１の噴孔との間の前
記収容孔を形成する内壁に第１の弁座を設け、前記第１
の噴孔と前記第２の噴孔との間の前記収容孔を形成する
内壁に第２の弁座を設けたノズルボディと、前記収容孔
に往復移動可能に収容され、前記第１の弁座に着座する
ことにより前記燃料溜まりと前記第１の噴孔との連通を
遮断する中空筒状の第１のノズルニードルと、前記第１
のノズルニードルに往復移動可能に収容され、前記第２
の弁座に着座することにより前記燃料溜まりと前記第２
の噴孔との連通を遮断する第２のノズルニードルと、前
記第１の弁座に向けて前記第１のノズルニードルを付勢
する第１の付勢手段と、前記第２の弁座に向けて前記第
２のノズルニードルを付勢する第２の付勢手段と、前記
第２のノズルニードルの往復移動を制御可能な電磁駆動
手段とを備え、前記第２のノズルニードルが前記第２の
弁座から離座した後、前記第２のノズルニードルから遅
れて前記第１のノズルニードルが前記第１の弁座から離
座することを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項７記載の燃料噴射装置は、
請求項６記載の燃料噴射装置において、前記電磁駆動手
段により前記コモンレールから高圧燃料を供給可能であ
るとともに供給された高圧燃料を排出可能な第１の圧力
制御室を前記第２のノズルニードルの反噴射側に設け、
前記第１の圧力制御室内の燃料圧力が低下することによ
り前記第２のノズルニードルが前記第２の弁座から離座
することを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項８記載の燃料噴射装置は、
請求項６または７記載の燃料噴射装置において、前記第
２のノズルニードルは、前記第２のノズルニードルのリ
フト途中で前記第１の付勢手段の付勢力に抗して前記第
１のノズルニードルをリフトさせることを特徴とする。
本発明の請求項９記載の燃料噴射装置は、請求項６また
は７記載の燃料噴射装置において、前記第１の付勢手段
は、一方の端部が前記第２のノズルニードルとともに往
復移動する係止部に当接し前記一方の端部よりも噴射側
の他方の端部が前記第１のノズルニードルの反噴射側に
当接する圧縮コイルスプリングであり、前記係止部が前
記第２のノズルニードルとともにリフトすることにより
前記圧縮コイルスプリングの軸長が伸び、前記第１の弁
座に向けて前記第１のノズルニードルを付勢する前記圧
縮コイルスプリングの付勢力が低下することにより前記
第１のノズルニードルが前記第１の弁座から離座するこ
とを特徴とする。

【００１７】本発明の請求項１０記載の燃料噴射装置
は、請求項７記載の燃料噴射装置において、前記第１の
付勢手段は、前記第１のノズルニードルの反噴射側に前
記第１の圧力制御室と連通するように設けられ前記電磁
駆動手段により前記コモンレールから高圧燃料を供給可
能であるとともに供給された高圧燃料を排出可能な第２
の圧力制御室を有し、前記第２の圧力制御室に供給され
た高圧燃料により前記第１のノズルニードルは前記第１
の弁座に向けて付勢され、前記第１の圧力制御室の圧力
低下に遅れて前記第２の圧力制御室の圧力が低下するこ
とを特徴とする。

【００１８】前述した本発明の燃料噴射装置によると、
第１のノズルニードルのリフトに遅れて第２のノズルニ
ードルがリフトするか、または第２のノズルニードルの
リフトに遅れて第１のノズルニードルがリフトすること
により、二段階の燃料噴射率で燃料を噴射するので燃料
の噴霧分布が拡大する。また、コモンレールで蓄圧され
た高圧燃料が供給され、電磁駆動手段で第１のノズルニ
ードルまたは第２のノズルニードルの往復移動を制御す
ることにより、噴射時期および噴射量を高精度に制御で
きる。また、初期噴射率を低減しつつ初期噴射圧を上昇
させることができるので、初期噴射時において燃料が良
好に微粒化して燃焼室内に噴射され燃焼効率が高くな
る。このため、ＮＯｘや煤等のパティキュレートの発生
を低減するとともに燃費が向上する。

【００１９】

【発明の実施の形態】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
を適応した燃料供給システムの一例を図４に示す。

【００２０】高圧燃料供給ポンプ１から燃料配管２を通
してコモンレール３に供給された高圧燃料は、コモンレ
ール３内の蓄圧室で一定の高圧に蓄圧され、燃料配管４
を介して各気筒に配設されたインジェクタ１０に供給さ
れる。インジェクタ１０に供給された燃料のうち余剰燃
料は燃料タンク５にリターンされる。図３に示すよう
に、インジェクタ１０のノズルボディ１１内には中空円
筒状の第１のノズルニードル２０が往復移動可能に収容
され、この第１のノズルニードル２０内に第２のノズル
ニードル２５が往復移動可能に収容されている。第１の
ノズルニードル２０および第２のノズルニードル２５の
反噴射方向側には第１の圧力制御室６４が設けられてお
り、第１の圧力制御室６４内の燃料圧力を制御すること
によりインジェクタ１０の噴射時期および噴射量を調整
することができる。

【００２１】コモンレール３から供給される高圧燃料
は、燃料インレット７１、燃料通路６１を介して燃料溜
まり６２に供給され、かつ電磁駆動手段である電磁弁５
０の制御により、第１の圧力制御室６４に供給可能であ
るとともに燃料通路６３から燃料アウトレット７２を経
て燃料タンク５に排出可能である。図１に示すように、
中空円筒状の第１のノズルニードル２０は燃料噴射側か
ら小径部２１、大径部２２がこの順で一体に形成されて
いる。小径部２１の先端はノズルボディ１１の内壁に形
成された第１の弁座１１ａに着座可能であり、小径部２
１の先端が第１の弁座１１ａに着座することにより燃料
溜まり６２と第１の噴孔３１との連通を遮断している。
大径部２２の端部はピストンピン４１と当接しており、
コマンドピストン４０を付勢する第１の付勢手段として
の第１スプリング４２の付勢力により第１のノズルニー
ドル２０は第１の弁座１１ａに向けて付勢されている。
コマンドピストン４０の反噴射側端部には受圧ピストン
４３（図３参照）が形成されており、この受圧ピストン
４３が第１の圧力制御室６４の燃料圧力から受ける力に
より第１のノズルニードル２０は第１の弁座１１ａに向
けて付勢されている。図１に示すように、第１のノズル
ニードル２０は大径部２２の端部がディスタンスピース
１３の下端面に係止することによりリフト量を規制され
ている。また、第１のノズルニードル２０の内壁に配設
されたシム３５は、第１のノズルニードル２０のリフト
途中で後述する第２のノズルニードル２５の大径部２７
の端面２７ａに係止し、第２のノズルニードル２５に第
１のノズルニードル２０が係止した状態で第２の付勢手
段としての第２スプリング２９の付勢力に抗して第１の
ノズルニードル２０が第２のノズルニードル２５をリフ
トさせる。

【００２２】第１のノズルニードル２０の小径部２１と
大径部２２との境界部外壁周囲には受圧面２３が形成さ
れており、燃料溜まり６２内の高圧燃料から受ける力に
より第１のノズルニードル２０はリフト方向に力を受け
ている。図２に示すように、４本のピストンピン４１は
ディスタンスピース１３に往復移動可能に挿入されてい
る。本実施例ではコマンドピストン４０とピストンピン
４１とを一体に形成したが、本発明では別体に形成する
ことも可能である。

【００２３】第２のノズルニードル２５は、燃料噴射側
から小径部２６、大径部２７、ニードルエンド２８がこ
の順で形成されている。小径部２６の先端部はノズルボ
ディ１１の内壁に形成された第２の弁座１１ｂに着座可
能であり、第２の弁座１１ｂに着座することにより燃料
溜まり６２と第２の噴孔３２との連通が遮断される。第
１のノズルニードル２０のリフト途中で大径部２７の端
面２７ａにシム３５が係止される。ニードルエンド２８
の端面にはディスタンスピース１３内に収容された第２
スプリング２９が当接しており、この第２スプリング２
９により第２のノズルニードル２５は第２の弁座１１ｂ
に向けて付勢されている。

【００２４】第１のノズルニードル２０および第２のノ
ズルニードル２５がそれぞれ第１の弁座１１ａおよび第
２の弁座１１ｂに着座した図１に示す状態において、シ
ム３５と大径部２７とが軸方向に形成するクリアランス
ｈ₁と、大径部２２とディスタンスピース１３とが軸方
向に形成するクリアランスｈ₂との関係は、ｈ₁≦ｈ ₂
である。このため、第１のノズルニードル２０がディス
タンスピース１３に係止される前にシム３５が大径部２
７の端面２７ａに係止される。

【００２５】第１の噴孔３１は燃料溜まり６２よりも燃
料下流側に設けられ、第２の噴孔３２は第１の噴孔３１
よりも燃料下流側に設けられている。第１の弁座１１ａ
は燃料溜まり６２と第１の噴孔３１との間に設けられ、
第２の弁座１１ｂは第１の噴孔３１と第２の噴孔３２と
の間に設けられている。第１の噴孔３１の燃料入口側に
は第１のノズルニードル２０と第２のノズルニードル２
５とにより囲まれた油圧室３３が形成されており、第１
のノズルニードル２０のリフト時第１の噴孔３１から初
期噴射される燃料を一時的に蓄えている。第２の弁座１
１ｂよりも燃料下流側には第２の噴孔３２と連通するサ
ック室３４が形成されており、第２のノズルニードル２
５のリフト時第２の噴孔３２から初期噴射される燃料を
一時的に蓄えている。

【００２６】後述する電磁コイル部５１への通電オフ
時、圧力制御室６４に高圧燃料が供給されていると、第
１のノズルニードル２０が第１スプリング４２から第１
の弁座１１ａに向けて受ける付勢力と第１の圧力制御室
６４内の燃料圧力から第１の弁座１１ａに向けて受ける
力との和は燃料溜まり６２内の燃料圧力によりリフト方
向に受ける力よりも大きくなるので、第１のノズルニー
ドル２０は第１の弁座１１ａに着座している。電磁コイ
ル部５１への通電オン時、第１の圧力制御室６４内の高
圧燃料が燃料通路６３から排出され圧力制御室６４内の
燃料圧力が低下すると第１のノズルニードル２０は第１
の弁座１１ａから離座しリフトする。

【００２７】第２のノズルニードル２５が燃焼室内とほ
ぼ等しいサック室３４内の燃料圧力からリフト方向に受
ける力は第２スプリング２９から第２の弁座１１ｂに向
けて受ける付勢力よりも小さいので第２のノズルニード
ル２５は第２の弁座１１ｂに着座している。電磁弁５０
の電磁コイル部５１およびバルブボディ５２はリテーニ
ングナット５３によりインジェクタボディ１２と連結さ
れている。バルブボディ５２内にはアウタバルブ５４が
往復移動可能に収容されており、このアウタバルブ５４
にインナバルブ５５が収容されている。アウタバルブ５
４はアーマチャ５６に連結されており、図示しないスプ
リングによりアーマチャ５６が図３の下方に付勢される
ことによりアウタバルブ５４はバルブボディ５２の内壁
に形成された弁座５２ａに着座している。

【００２８】電磁コイル部５１への通電オフ時、アウタ
バルブ５４は図示しないスプリングの付勢力により弁座
５２ａに着座しており、アウタバルブ５４の内壁に形成
された弁座５４ａとインナバルブ５５との間にはクリア
ランスが形成されている。このため、燃料通路６１に供
給される高圧燃料はアウタバルブ５４の側壁を貫通して
形成される燃料通孔５４ｂを経て第１の圧力制御室６４
に供給される。

【００２９】次にインジェクタ１０の作動を図５に基づ
いて説明する。(1) 図５の（Ａ）に示すように、電磁コ
イル部５１の電磁コイル５７への通電オフ時、アウタバ
ルブ５４は図示しないスプリングの付勢力により弁座５
２ａに着座しており、インナバルブ５５と弁座５４ａと
の間にクリアランスが形成される。このため、燃料通路
６１、燃料通孔５４ｂを経て第１の圧力制御室６４に高
圧燃料が供給されている。第１のノズルニードル２０が
燃料溜まり６２内の燃料圧力からリフト方向に受ける力
は、第１スプリング４２の第１の弁座１１ａ方向への付
勢力と第１の圧力制御室６４内の燃料圧力から第１の弁
座１１ａ方向に受ける力との和よりも小さいので、第１
のノズルニードル２０は第１の弁座１１ａに着座してい
る。このとき、第２のノズルニードル２５は第２スプリ
ング２９の付勢力により第２の弁座１１ｂに着座してい
る。

【００３０】(2) 図５の（Ｂ）に示すように、電磁コイ
ル５７への通電をオンすると電磁コイル５７に発生する
磁力によりアーマチャ５６とともにアウタバルブ５４が
吸引されアウタバルブ５４は弁座５２ａから離座する。
アウタバルブ５４が吸引されると、アウタバルブ５４の
内壁に形成された弁座５４ｂとインナバルブ５５が当接
し、燃料通路６１から第１の圧力制御室６４への燃料供
給が遮断されるとともに、第１の圧力制御室６４と燃料
通路６３とが連通する。すると、第１の圧力制御室６４
内の高圧燃料が燃料通路６３を経て燃料タンク５にリタ
ーンされる。すると、第１の圧力制御室６４内の燃料圧
力が低下することにより、第１のノズルニードル２０が
第１の圧力制御室６４内の燃料圧力から受ける力と第１
スプリング４２の付勢力との和は燃料溜まり６２内の燃
料圧力により第１のノズルニードル２０がリフト方向に
受ける力よりも小さくなるので、第１のノズルニードル
２０は第１の弁座１１ａから離座する。シム３５が端面
２７ａと当接していない状態では、第２のノズルニード
ル２５は第２スプリング２９の付勢力により第２の弁座
１１ｂに着座したままである。第１のノズルニードル２
０が第１の弁座１１ａから離座することにより第１の噴
孔３１から燃料が噴射される。第１のノズルニードル２
０が弁座１１ａから離座すると、第１のノズルニードル
２０の小径部２１の先端部も高圧燃料からリフト方向に
力を受けるので、図６に示すように第１のノズルニード
ル２０のリフト速度が上昇し初期噴射率が速やかに上昇
する。さらに第１のノズルニードル２０がリフトすると
インジェクタ１０の噴射率はほぼ一定値になる。

【００３１】(3) 図５の（Ｃ）に示すように、第１のノ
ズルニードル２０がさらにリフトするとシム３５と端面
２７ａとが当接し、第２スプリング２９の第２の弁座１
１ｂ方向への付勢力に抗して第１のノズルニードル２０
および第２のノズルニードル２５がともにリフトする。
そして、第２のノズルニードル２５が第２の弁座１１ｂ
から離座すると第２の噴孔３２から燃料が噴射される。
第１の噴孔３１に加えて第２の噴孔３２からも燃料が噴
射されることにより、図６に示すようにインジェクタ１
０の噴射率が再び上昇する。第１のノズルニードル２０
および第２のノズルニードル２５がさらにリフトすると
噴射率は一定値になる。図６に示すように、初期噴射時
に噴射率が素早く上昇してほぼ一定値になり、さらに噴
射率が素早く上昇してほぼ一定値になるような二段階の
噴射率の変化を「ブーツ型噴射」という。

【００３２】リーク燃料通路である燃料通路６３の燃料
入口の絞りを調整することにより、第１の圧力制御室６
４からのリーク燃料量を変更できる。つまり、第１の圧
力制御室６４内の燃料圧力の低下速度を調整することに
より噴射率を制御可能である。(4) 図５の（Ｄ）に示す
ように、電磁コイル５７への通電をオフするとアウタバ
ルブ５４が弁座５２ａに着座し、燃料通路６１から第１
の圧力制御室６４に高圧燃料が供給される。すると、第
１のノズルニードル２０は第１の圧力制御室６４内の燃
料圧力により第１の弁座１１ａ方向に力を受けて速やか
に下降する。第１のノズルニードル２０が第１の弁座１
１ａに着座すると第１の噴孔３１からの燃料噴射が終了
する。第１のノズルニードル２０の下降に伴い第２のノ
ズルニードル２５は第２スプリング２９の付勢力により
第２の弁座１１ｂに向けて下降する。第１のノズルニー
ドル２０の着座とほぼ同時に第２のノズルニードル２５
が第２の弁座１１ｂに着座することにより第２の噴孔３
２からの噴射が終了し、インジェクタ１０からの燃料噴
射が終了する。

【００３３】次に、比較例１および比較例２と比較して
本実施例の作動および効果を説明する。比較例１は第１
実施例と同様に中空円筒状の第１のノズルニードルおよ
びこの第１のノズルニードルの内壁に往復移動可能に収
容される第２のノズルニードルを有するが、電磁弁およ
びこの電磁弁により圧力を調整される圧力制御室をもた
ず、燃料供給ポンプからの燃料供給圧の変化に応じて図
８の（Ａ）に示すような噴射率特性を示す燃料噴射装置
である。このため、第１のノズルニードルおよび第２の
ノズルニードルのリフトタイミングは、第１のノズルニ
ードルおよび第２のノズルニードルをそれぞれ下降方向
に付勢するスプリングの付勢力と燃料供給圧から第１の
ノズルニードルおよび第２のノズルニードルがリフト方
向に受ける力とのバランスにより決定される。このた
め、初期噴射時の噴射圧力が小さいので、図７の（Ａ）
に示すように燃焼室に噴射された燃料が良好に微粒化せ
ず燃焼不良の原因となる。また、低い燃料供給圧で第１
のノズルニードルが開弁することにより噴射期間が長く
なるので、燃費が低下しかつ噴射のシャープカット性が
低下する。

【００３４】この問題を解決するため中空円筒状の第１
のノズルニードルのリフトタイミングを電磁弁で制御し
ても、第２のノズルニードルのリフトタイミングはあく
までも第２のノズルニードルを下降方向に付勢するスプ
リングの付勢力と燃料供給圧力から受ける力とのバラン
スによって決定される。このため電磁弁の通電を制御し
て第１のノズルニードルのリフト時期をずらせることに
より初期噴射圧力を増加させることはできるが初期噴射
率を低減することはできない。

【００３５】比較例２は、一つのノズルニードルをも
ち、このノズルニードルの反噴射方向側に電磁弁で圧力
制御される圧力制御室を有する。燃料供給ポンプから供
給される高圧燃料はコモンレールで蓄圧されてインジェ
クタに供給される。比較例２では、一定圧の高圧燃料が
インジェクタに供給されているので、圧力制御室内の燃
料圧力を低下させノズルニードルがリフトすると、噴射
初期段階から高圧燃料が燃焼室に噴射される。このた
め、図７の（Ｂ）に示すように燃料が良好に微粒化され
る。しかし、図８の（Ｂ）に示すように初期噴射率が大
きくなるので、ＮＯｘの発生量が増加するという欠点が
ある。

【００３６】比較例１および比較例２に比較して第１実
施例の構成では、コモンレール３から一定圧の高圧燃料
が供給されているインジェクタ１０の電磁コイル５７へ
の通電を制御し、第１のノズルニードル２０が所定量リ
フトしてから第２のノズルニードル２５がリフトする構
成である。つまり、第１の噴孔３１からの燃料噴射から
所定時間遅れて第２の噴孔３２から燃料が噴射される。
このため、燃料の噴射時期および噴射量を高精度に制御
できるとともに、初期噴射率を低減しつつ初期噴射圧を
上昇させることができるので排気ガス中への有害物質の
混入を低下できる。また、噴霧分布が大きく燃料が良好
に微粒化されているので、燃焼効率が上昇することによ
り燃費を向上することができる。

【００３７】また、電磁コイル５７への通電期間を調整
することによりインジェクタ１０の噴射期間を任意に設
定できる。第１の噴孔３１だけの噴射期間は、第１のノ
ズルニードル２０および第２のノズルニードル２５の軸
方向に形成されるクリアランスまたは第１の圧力制御室
６４からリークする燃料の燃料通路の絞りを調整するこ
とにより制御できる。

【００３８】（第２実施例）本発明の第２実施例を図９
および図１０に示す。第１実施例と実質的に同一構成部
分には同一符号を付す。第１のノズルニードル２０およ
び第２のノズルニードル２５が第１の弁座１１ａおよび
第２の弁座１１ｂにそれぞれ着座しているとき、シム３
５と大径部２７の端面２７ａとの軸方向に形成されるク
リアランスｈ₁と、大径部２２とディスタンスピース７
７との軸方向に形成されるクリアランスｈ₂との間に
は、ｈ₁≧ｈ₂の関係がある。また、第２の付勢手段と
しての第２スプリング２９の一方の端部はピストンエン
ド２８に当接し、第２スプリング２９の他方の端部はコ
マンドピストン７６の係止部７６ａに当接している。

【００３９】電磁コイルへの通電がオンされ第１のノズ
ルニードル２０が第１の弁座１１ａから離座し第１のノ
ズルニードル２０とともにコマンドピストン７６がリフ
トすると、第２スプリング２９の軸方向長が伸びる。第
２スプリング２９の軸方向長が伸びると第２の弁座１１
ｂに向けて第２のノズルニードル２５を付勢する力が減
少し、第１のノズルニードル２０がディスタンスピース
７７の下端面に当接する前に第２スプリング２９の付勢
力の減少に伴い第２のノズルニードル２５が第２の弁座
１１ｂから離座する。第２のノズルニードル２５が第２
の弁座１１ｂから離座すると燃料溜まり６２から流入す
る高圧燃料の圧力により第２のノズルニードル２５はリ
フト方向に大きな力を受けることになるので第１実施例
と同様に初期噴射圧が速やかに上昇する。

【００４０】第２実施例でも第１実施例と同様にいわゆ
るブーツ型噴射が可能となるので、排ガス中に発生する
ＮＯｘおよびパティキュレートの量を減少することがで
きる。（第３実施例）本発明の第３実施例を図１１、図１２、
図１３および図１４に示す。第１実施例と実質的に同一
構成部分には同一符号を付す。

【００４１】図１１、図１２および図１３に示すよう
に、ピストンエンド２８の反噴射側には燃料通路８１、
８２および８３を介して第１の圧力制御室６４と連通す
る第２の圧力制御室８４が形成されている。第２の圧力
制御室８４は、ピストンエンド２８とコマンドピストン
８５とにより区画形成されている。第２の圧力室８４は
第２の弁座１１ｂに向けて第２のノズルニードル２５を
付勢する第２の付勢手段として作用する。燃料通路８
１、８２および８３と第２の圧力制御室８４との容積の
和は第１の圧力制御室６４の容積よりも十分に大きくな
るように設定されている。

【００４２】電磁コイル部５１の通電がオンされアウタ
バルブ５４が弁座５２ａから離座すると第１の圧力制御
室６４と燃料通路６３とが連通し第１の圧力制御室６４
内の高圧燃料が燃料通路６３を介して燃料タンクに流出
する。第１の圧力制御室６４内の燃料圧力の低下にとも
ない第１のノズルニードル２０はリフトを開始し、第１
の噴孔３１から燃料が噴射される。しかしながら、第２
の圧力制御室８４と燃料通路８１、８２および燃料通路
８３との容積の和は第１の第１の圧力制御室６４の容積
よりも十分に大きく設定されているので第１の圧力制御
室６４内の燃料圧力の低下開始から遅れて第２の圧力制
御室８４内の燃料圧力が低下する。これにより、第１の
ノズルニードル２０がリフトしてから第２のノズルニー
ドル２５がリフトし、第２の噴孔３２から燃料が噴射さ
れる。第２のニードル２５が一旦リフトすると燃料通路
６１を介して第２のニードル２５の先端部に供給される
高圧燃料の圧力により第２のノズルニードル２５はリフ
ト方向に大きな力を受ける。これにより第２のノズルニ
ードル２５はリフトを開始してからリフト速度が急速に
上昇する。第３実施例ではｈ₁≧ｈ₂に設定されてい
る。

【００４３】第１の噴孔３１に対する第２の噴孔３２か
らの噴射開始の時間遅れは燃料通路８１、８２および８
３の径または長さを変更することにより調整することが
できる。次にインジェクタ８０の作動を図１４に基づい
て説明する。 (1) 図１４の（Ａ）に示すように、電磁コイル部５１の
電磁コイル５７への通電オフ時、アウタバルブ５４は図
示しないスプリングの付勢力により弁座５２ａに着座し
ており、インナバルブ５５と弁座５４ａとの間にクリア
ランスが形成されている。このため、燃料通路６１、燃
料通孔５４ｂを経て第１の圧力制御室６４に高圧燃料が
供給されている。第１のノズルニードル２０が燃料溜ま
り６２内の燃料圧力からリフト方向に受ける力は、第１
スプリング４２から第１の弁座１１ａに向けて受ける付
勢力と第１の圧力制御室６４内の燃料圧力から第１の弁
座１１ａに向けて受ける力との和よりも小さいので、第
１のノズルニードル２０は第１の弁座１１ａに着座して
いる。このとき、第２の圧力制御室８４には第１の圧力
制御室６４から高圧燃料が供給されているので、第２の
ノズルニードル２５は第２の圧力制御室８４内の燃料圧
力から第２の弁座１１ｂに向けて受ける力により第２の
弁座１１ｂに着座している。

【００４４】(2) 図１４の（Ｂ）に示すように、電磁コ
イル５７への通電をオンすると電磁コイル５７に発生す
る磁力によりアーマチャ５６とともにアウタバルブ５４
が吸引されアウタバルブ５４は弁座５２ａから離座す
る。アウタバルブ５４が吸引されると、アウタバルブ５
４の内壁に形成された弁座５４ｂがインナバルブ５５と
当接し、燃料通路６１から第１の圧力制御室６４への燃
料供給が遮断されるとともに、第１の圧力制御室６４と
燃料通路６３とが連通する。そして、第１の圧力制御室
６４内の高圧燃料が燃料通路６３を経て燃料タンク５に
リターンされる。すると第１の圧力制御室６４内の燃料
圧力が低下することにより、第１のノズルニードル２０
は燃料溜まり６２内の燃料圧力から受ける力により第１
の弁座１１ａから離座し、燃料溜まり６２から供給され
る高圧燃料が第１の噴孔３１から噴射される。第１のノ
ズルニードル２０が弁座１１ａから離座すると、第１の
ノズルニードル２０がリフト方向に受ける受圧面積が増
加するので、第１のノズルニードル２０のリフト速度が
上昇し初期噴射圧が速やかに増加する。第１のノズルニ
ードル２０がさらに上昇すると噴射圧および噴射率は一
定値になる。

【００４５】図１４の（Ｂ）に示す第１の噴孔３１から
の初期噴射段階では、まず第１の圧力制御室６４内の高
圧燃料が燃料通路６３から排出されており、第２の圧力
制御室８４内の高圧燃料は僅かに燃料通路８２を介して
燃料通路６３から排出されているだけであり、第２のノ
ズルニードル２５は第２の弁座１１ｂに着座したままで
ある。

【００４６】(3) 図１４の（Ｃ）に示すように、第２の
圧力制御室８４から排出可能な程度に第１の圧力制御室
６４内の燃料圧力が低下すると、第２の圧力制御室８４
内の燃料圧力が低下し、第２のノズルニードル２５が第
２の弁座１１ｂから離座して第２の噴孔３２から燃料が
噴射される。第１の噴孔３１に加えて第２の噴孔３２か
らも燃料が噴射されることにより、インジェクタ８０の
噴射率および噴射圧が再び上昇し、さらに第１のノズル
ニードル２０および第２のノズルニードル２５がリフト
するとほぼ一定値になる。

【００４７】(4) 図１４の（Ｄ）に示すように、電磁コ
イル５７への通電をオフするとアウタバルブ５４が弁座
５２ａに着座し、燃料通路６１から第１の圧力制御室６
４に高圧燃料が供給され、さらに燃料通路８１、８２、
８３を介して第２の圧力制御室８４に高圧燃料が供給さ
れる。すると、第１のノズルニードル２０および第２の
ノズルニードル２５はそれぞれ第１の圧力制御室６４お
よび第２の圧力制御室８４内の燃料圧力により第１の弁
座１１ａおよび第２の弁座１１ｂ方向に力を受けて速や
かに下降する。第１のノズルニードル２０および第２の
ノズルニードル２５がそれぞれ第１の弁座１１ａおよび
第２の弁座１１ｂに着座するとインジェクタ８０からの
燃料噴射が終了する。

【００４８】（第４実施例）本発明の第４実施例を図１
５に示す。図１５は、インジェクタから噴射していない
状態を示している。第１実施例と実質的に同一構成部分
には同一符号を付す。第２のノズルニードル２５の小径
部２６の周囲を取り囲む第１のノズルニードル２０の小
径部２１の側壁にはこの側壁を径方向に貫通する燃料通
孔２０ｂが複数形成されている。燃料溜まり６２から燃
料通孔２０ｂに供給された高圧燃料は第２のノズルニー
ドル２５をリフト方向に付勢する。第１のニードル２０
はストッパ８６を介して第１の付勢手段としての第１ス
プリング７２により第１の弁座１１ａに向けて付勢され
ている。第１スプリング７２の一方の端部はストッパ８
６に当接し、第１スプリング７２の他方の端部はディス
タンスピース等に当接している。

【００４９】ピストンエンド２８はロッド４４および係
止板８７を介してコマンドピストン４０と連結されてお
り、第２のノズルニードル２５は第１の圧力制御室６５
内の燃料圧力から受ける力と第２の付勢手段としての第
２スプリング７３の付勢力とにより第２の弁座１１ｂに
向けて付勢されている。第２スプリング７３は一方の端
部を係止板８７に当接し、他方の端部をインジェクタボ
ディ等に当接している。

【００５０】電磁コイル５７への通電をオンすると、ア
ウタバルブ５４がリフトしてインナバルブ５５と弁座５
４ａが当接することにより燃料通路６１から第１の圧力
制御室６５への高圧燃料の供給が遮断される。さらに、
第１の圧力制御室６５とリーク用の燃料通路６３とが連
通するので、第１の圧力制御室６５内の高圧燃料が燃料
通路６３から排出され第１の圧力制御室６５内の燃料圧
力が低下する。第１の圧力制御室６５内の燃料圧力の低
下にともない第２のノズルニードル２５が弁座１１ｂか
ら離座し、第２の噴孔３２からまず燃料噴射が開始され
る。

【００５１】第２のノズルニードル２５がさらにリフト
するとピストンエンド２８がストッパ８６に係止しピス
トンエンド２８がストッパ８６に係止した状態のまま第
２のノズルニードル２５がリフトする。これにより第１
のノズルニードル２０がストッパ８６とともにリフトし
て第１の弁座１１ａから離座し、第２の噴孔３２に加え
て第１の噴孔３１からも燃料噴射が開始される。

【００５２】第４実施例では、第２のノズルニードル２
５をまずリフトさせて第２の噴孔３２から噴射を開始
し、続いて第１のノズルニードル２０をリフトさせて第
１の噴孔３１から噴射させるようにしている。第１の噴
孔３１および第２の噴孔３２からの噴射順序が第１実施
例と逆になっているが、第１実施例と同様に初期噴射率
を低減しつつ初期噴射圧を上昇させることができるので
排気ガス中への有害物質の混入を低下できる。また、良
好に微粒化された噴霧の分布が拡大するので、燃焼効率
が上昇することにより燃費を向上することができる。

【００５３】（第５実施例）本発明の第５実施例を図１
６に示す。第４実施例と実質的に同一構成部分には同一
符号を付す。第１のノズルニードル２０は第１スプリン
グ７２および第２スプリング７３の付勢力により第１の
弁座１１ａに向けて付勢されている。第１スプリング７
２と第２スプリング７３との間には係止板８７が介在し
ている。第１スプリング７２の一方の端部はストッパ８
６に当接し、他方の端部は第１の付勢手段の係止部とし
ての係止板８７に当接している。第２のノズルニードル
２５は、第２スプリング７３の付勢力により第２の弁座
１１ｂに向けて付勢されている。第２スプリング７３の
一方の端部は係止板８７に当接し、他方の端部はインジ
ェクタボディ等に当接している。

【００５４】電磁コイル５７への通電をオンすると、ア
ウタバルブ５４が弁座５２ａから離座して第１の圧力制
御室６５内の高圧燃料が燃料通路６３から排出される。
そして第２の弁座１１ｂに向けて第２のノズルニードル
２５を付勢する第１の圧力制御室６５内の燃料圧力が低
下すると、第２のノズルニードル２５が第２の弁座１１
ｂから離座し第２の噴孔３２から燃料噴射が開始され
る。第２のノズルニードル２５のリフトにともない係止
板８７も上方に移動するので第１スプリング７２の軸方
向長が長くなるとともに第２スプリング７３の軸方向長
は短くなる。第２のノズルニードル２５のリフト中は第
２スプリング７３の付勢力は第１のノズルニードル２０
には働かないので、第１スプリング７２の軸方向長が長
くなると第１のノズルニードル２０が第１スプリング７
２から第１の弁座１１ａ方向に受ける付勢力が低下す
る。そして、第１のノズルニードル２０が第１の弁座１
１ａから離座し、第２の噴孔３２に加えて第１の噴孔３
１からも燃料噴射が開始される。

【００５５】第５実施例では、第１の噴孔３１および第
２の噴孔３２からの噴射順序が第２実施例と逆になって
いるが、第２実施例と同様に初期噴射率を低減しつつ初
期噴射圧を上昇させることができるので排気ガス中への
有害物質の混入を低下できる。また、良好に微粒化され
た噴霧の分布が拡大するので、燃焼効率が上昇すること
により燃費を向上することができる。

【００５６】（第６実施例）本発明の第６実施例を図１
７に示す。第４実施例と実質的に同一構成部分には同一
符号を付す。第１のノズルニードル２０の反噴射側の端
部には、燃料通路８２を介して第１の圧力制御室６５と
連通する第２の圧力制御室８８が形成されている。第２
の圧力制御室８８は第１の弁座１１ａに向けて第１のノ
ズルニードル２０を付勢する第１の付勢手段として作用
する。第１の圧力制御室６５と第２の圧力制御室８８と
を連通する燃料通路８２を含む燃料通路の容積は第１の
圧力制御室６５の容積よりも十分大きくなるように設定
されている。第１のノズルニードル２０は受圧部材８９
を介して第２の圧力制御室８８内の燃料圧力から第１の
弁座１１ａ方向に付勢力を受ける。ロッド４４は往復移
動可能に受圧部材８９に貫挿されている。

【００５７】電磁コイル５７への通電がオンすると、ア
ウタバルブ５４が弁座５２ａから離座して第１の圧力制
御室６５内の高圧燃料が燃料通路６３から排出される。
そして第２の弁座１１ｂに向けて第２のノズルニードル
２５を付勢する第１の圧力制御室６５内の燃料圧力が低
下すると、第２のノズルニードル２５が第２の弁座１１
ｂから離座し第２の噴孔３２から燃料噴射が開始され
る。第２の圧力制御室８８内の燃料圧力は第１の圧力制
御室６５内の圧力低下に遅れて圧力が低下する。第２の
ノズルニードル２５のリフト途中で第２の圧力制御室８
８内の燃料圧力が所定圧以下になると、第１のノズルニ
ードル２０が第１の弁座１１ａから離座し第１の噴孔３
１から燃料噴射が開始される。

【００５８】第６実施例は、第１の噴孔３１および第２
の噴孔３２からの噴射順序が第３実施例と逆になってい
るが、第３実施例と同様に初期噴射率を低減しつつ初期
噴射圧を上昇させることができるので排気ガス中への有
害物質の混入を低下できる。また、良好に微粒化された
噴霧の分布が拡大するので、燃焼効率が上昇することに
より燃費を向上することができる。

【００５９】以上説明した本発明の実施例では、少なく
とも一つの圧力制御室を設けてノズルニードルのリフト
時期を制御したが、本発明では、圧力制御室を設けずに
電磁コイルの吸引力だけでノズルニードルのリフト時期
を制御することも可能である。

【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のイン
ジェクタの断面図を示す図３のＩ線部分の拡大図であ
る。

【図２】図１のII- II線断面図である。

【図３】本発明の第１実施例による燃料噴射装置のイン
ジェクタを示す断面図である。

【図４】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を燃料
供給システムに適用した一実施例を示す模式的構成図で
ある。

【図５】第１実施例のインジェクタの作動を示すもので
あり、（Ａ）はインジェクタの閉弁状態を示す模式的断
面図であり、（Ｂ）は第１の噴孔からの燃料噴射状態を
示す模式的断面図であり、（Ｃ）は第１の噴孔および第
２の噴孔からの燃料噴射状態を示す模式的断面図であ
り、（Ｄ）はインジェクタの閉弁状態を示す模式的断面
図である。

【図６】第１実施例の第１の圧力制御室の変化にともな
う噴射率の増減を示す特性図である。

【図７】（Ａ）は比較例１の燃料噴射状態を示す模式的
断面図であり、（Ｂ）は比較例２の燃料噴射状態を示す
模式的説明図であり、（Ｃ）は本実施例の燃料噴射状態
を示す模式的説明図である。

【図８】（Ａ）は比較例１の燃料供給圧力と噴射率の時
間変化を示す特性図であり、（Ｂ）は比較例２の燃料供
給圧力と噴射率の時間変化を示す特性図であり、（Ｃ）
は本実施例の燃料供給圧力と噴射率の時間変化を示す特
性図である。

【図９】本発明の第２実施例によるインジェクタの主要
部分を示す断面図である。

【図１０】図９のＸ部分の拡大断面図である。

【図１１】本発明の第３実施例による燃料噴射装置のイ
ンジェクタを示す断面図である。

【図１２】図１１のXII 線部分の拡大図である。

【図１３】図１１のXIII線部分の拡大図である。

【図１４】第３実施例のインジェクタの作動を示すもの
であり、（Ａ）はインジェクタの閉弁状態を示す模式的
断面図であり、（Ｂ）は第１の噴孔からの燃料噴射状態
を示す模式的断面図であり、（Ｃ）は第１の噴孔および
第２の噴孔からの燃料噴射状態を示す模式的断面図であ
り、（Ｄ）はインジェクタの閉弁状態を示す模式的断面
図である。

【図１５】本発明の第４実施例による燃料噴射装置のイ
ンジェクタを示す模式的断面図である。

【図１６】本発明の第５実施例による燃料噴射装置のイ
ンジェクタを示す模式的断面図である。

【図１７】本発明の第６実施例による燃料噴射装置のイ
ンジェクタを示す模式的断面図である。

【図１８】従来例１のインジェクタを示す模式的断面図
である。

【図１９】従来例２のインジェクタを示す模式的断面図
である。

【図２０】従来例３のインジェクタを示す模式的断面図
である。

【符号の説明】

３コモンレール１０インジェクタ１１ノズルボディ１１ａ第１の弁座１１ｂ第２の弁座２０第１のノズルニードル２５第２のノズルニードル２９第２スプリング（第２の付勢手段）３１第１の噴孔３２第２の噴孔４２第１スプリング（第１の付勢手段）５０電磁弁（電磁駆動手段）６４、６５第１の圧力制御室７２第１スプリング（第１の付勢手段）７３第２スプリング（第２の付勢手段）８０インジェクタ８４第２の圧力制御室８７係止板（係止部）８８第２の圧力制御室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 61/18 ３５０Ｆ０２Ｍ 61/18 ３５０Ｂ (72)発明者岡嶋正博愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料供給ポンプから供給された高圧燃料
をコモンレールで蓄圧し、前記コモンレールで蓄圧され
た高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射する燃料噴射装置
であって、軸方向に収容孔を設け、前記収容孔の周囲に前記収容孔
に連通し前記コモンレールから高圧燃料を供給される燃
料溜まりを設け、前記燃料溜まりよりも燃料下流側に前
記燃料溜まりと連通可能な第１の噴孔を設け、前記第１
の噴孔よりも燃料下流側に前記燃料溜まりと連通可能な
第２の噴孔を設け、前記燃料溜まりと前記第１の噴孔と
の間の前記収容孔を形成する内壁に第１の弁座を設け、
前記第１の噴孔と前記第２の噴孔との間の前記収容孔を
形成する内壁に第２の弁座を設けたノズルボディと、前記収容孔に往復移動可能に収容され、前記第１の弁座
に着座することにより前記燃料溜まりと前記第１の噴孔
との連通を遮断する中空筒状の第１のノズルニードル
と、前記第１のノズルニードルに往復移動可能に収容され、
前記第２の弁座に着座することにより前記燃料溜まりと
前記第２の噴孔との連通を遮断する第２のノズルニード
ルと、前記第１の弁座に向けて前記第１のノズルニードルを付
勢する第１の付勢手段と、前記第２の弁座に向けて前記第２のノズルニードルを付
勢する第２の付勢手段と、前記第１のノズルニードルの往復移動を制御可能な電磁
駆動手段とを備え、前記第１のノズルニードルが前記第１の弁座から離座し
た後、前記第１のノズルニードルから遅れて前記第２の
ノズルニードルが前記第２の弁座から離座することを特
徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】前記電磁駆動手段により前記コモンレー
ルから高圧燃料を供給可能であるとともに供給された高
圧燃料を排出可能な第１の圧力制御室を前記第１のノズ
ルニードルの反噴射側に設け、前記第１の圧力制御室内
の燃料圧力が低下することにより前記第１のノズルニー
ドルが前記第１の弁座から離座することを特徴とする請
求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】前記第１のノズルニードルは、前記第１
のノズルニードルのリフト途中で前記第２の付勢手段の
付勢力に抗して前記第２のノズルニードルをリフトさせ
ることを特徴とする請求項１または２記載の燃料噴射装
置。
【請求項４】前記第２の付勢手段は、一方の端部が前
記第１のノズルニードルとともに往復移動する係止部に
当接し前記一方の端部よりも噴射側の他方の端部が前記
第２のノズルニードルの反噴射側に当接する圧縮コイル
スプリングであり、前記係止部が前記第１のノズルニー
ドルとともにリフトすることにより前記圧縮コイルスプ
リングの軸長が伸び、前記第２の弁座に向けて前記第２
のノズルニードルを付勢する前記圧縮コイルスプリング
の付勢力が低下することにより前記第２のノズルニード
ルが前記第２の弁座から離座することを特徴とする請求
項１または２記載の燃料噴射装置。
【請求項５】前記第２の付勢手段は、前記第２のノズ
ルニードルの反噴射側に前記第１の圧力制御室と連通す
るように設けられ前記電磁駆動手段により前記コモンレ
ールから高圧燃料を供給可能であるとともに供給された
高圧燃料を排出可能な第２の圧力制御室を有し、前記第
２の圧力制御室に供給された高圧燃料により前記第２の
ノズルニードルは前記第２の弁座に向けて付勢され、前
記第１の圧力制御室の圧力低下に遅れて前記第２の圧力
制御室の圧力が低下することを特徴とする請求項２記載
の燃料噴射装置。
【請求項６】燃料供給ポンプから供給された高圧燃料
をコモンレールで蓄圧し、コモンレールで蓄圧された高
圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射する燃料噴射装置であ
って、軸方向に収容孔を設け、前記収容孔の周囲に前記収容孔
に連通し前記コモンレールから高圧燃料を供給される燃
料溜まりを設け、前記燃料溜まりよりも燃料下流側に前
記燃料溜まりと連通可能な第１の噴孔を設け、前記第１
の噴孔よりも燃料下流側に前記燃料溜まりと連通可能な
第２の噴孔を設け、前記燃料溜まりと前記第１の噴孔と
の間の前記収容孔を形成する内壁に第１の弁座を設け、
前記第１の噴孔と前記第２の噴孔との間の前記収容孔を
形成する内壁に第２の弁座を設けたノズルボディと、前記収容孔に往復移動可能に収容され、前記第１の弁座
に着座することにより前記燃料溜まりと前記第１の噴孔
との連通を遮断する中空筒状の第１のノズルニードル
と、前記第１のノズルニードルに往復移動可能に収容され、
前記第２の弁座に着座することにより前記燃料溜まりと
前記第２の噴孔との連通を遮断する第２のノズルニード
ルと、前記第１の弁座に向けて前記第１のノズルニードルを付
勢する第１の付勢手段と、前記第２の弁座に向けて前記第２のノズルニードルを付
勢する第２の付勢手段と、前記第２のノズルニードルの往復移動を制御可能な電磁
駆動手段とを備え、前記第２のノズルニードルが前記第２の弁座から離座し
た後、前記第２のノズルニードルから遅れて前記第１の
ノズルニードルが前記第１の弁座から離座することを特
徴とする燃料噴射装置。
【請求項７】前記電磁駆動手段により前記コモンレー
ルから高圧燃料を供給可能であるとともに供給された高
圧燃料を排出可能な第１の圧力制御室を前記第２のノズ
ルニードルの反噴射側に設け、前記第１の圧力制御室内
の燃料圧力が低下することにより前記第２のノズルニー
ドルが前記第２の弁座から離座することを特徴とする請
求項６記載の燃料噴射装置。
【請求項８】前記第２のノズルニードルは、前記第２
のノズルニードルのリフト途中で前記第１の付勢手段の
付勢力に抗して前記第１のノズルニードルをリフトさせ
ることを特徴とする請求項６または７記載の燃料噴射装
置。
【請求項９】前記第１の付勢手段は、一方の端部が前
記第２のノズルニードルとともに往復移動する係止部に
当接し前記一方の端部よりも噴射側の他方の端部が前記
第１のノズルニードルの反噴射側に当接する圧縮コイル
スプリングであり、前記係止部が前記第２のノズルニー
ドルとともにリフトすることにより前記圧縮コイルスプ
リングの軸長が伸び、前記第１の弁座に向けて前記第１
のノズルニードルを付勢する前記圧縮コイルスプリング
の付勢力が低下することにより前記第１のノズルニード
ルが前記第１の弁座から離座することを特徴とする請求
項６または７記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】前記第１の付勢手段は、前記第１のノ
ズルニードルの反噴射側に前記第１の圧力制御室と連通
するように設けられ前記電磁駆動手段により前記コモン
レールから高圧燃料を供給可能であるとともに供給され
た高圧燃料を排出可能な第２の圧力制御室を有し、前記
第２の圧力制御室に供給された高圧燃料により前記第１
のノズルニードルは前記第１の弁座に向けて付勢され、
前記第１の圧力制御室の圧力低下に遅れて前記第２の圧
力制御室の圧力が低下することを特徴とする請求項７記
載の燃料噴射装置。