(57)【要約】【課題】ニードルの軸方向に複数形成される摺動部の相互の偏心を許容する燃料噴射装置を提供する。【解決手段】第１弁ボディ１０および第２弁ボディ２０に収容されるニードル３０は、背圧室およびノズル室の燃料圧力を受けつつ、加圧室２２の燃料圧力の変化によって軸方向に往復移動する。第２弁ボディ２０とは別体で形成される大径シリンダ４０は、ニードル３０の径外側に摺動可能かつ液密に嵌合し、背圧室２１と加圧室２２との間の燃料の流れを規制する。このため、第１弁ボディ１０と摺動するニードル３０の第１摺動部３１と、大径シリンダ４０と摺動するニードル３０の第２摺動部３２とが加工公差等によりニードルの軸に対して偏心して形成される場合であっても、第２摺動部とともに大径シリンダが径方向へ移動する。これにより、第１ボディ１０と各摺動部３１、３２との摺動抵抗が大きくなることが防止され、燃料の噴射性能を保持することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が供給されるノズル室、該ノズル室と連通する噴孔、および弁座を有する第１弁ボディと、
前記第１弁ボディの反噴孔側に設けられ、背圧室および該背圧室より前記噴孔側で径外方向に拡がる加圧室を有する第２弁ボディと、
前記第１弁ボディおよび前記第２弁ボディに収容され、前記背圧室および前記ノズル室の燃料圧力を受けつつ、前記加圧室の燃料圧力の変化によって前記第１弁ボディの内壁に形成される摺接部と摺接して軸方向に往復移動し、前記弁座に離座および着座することで前記噴孔を開閉するニードルと、
前記ニードルの反噴孔側の端部に設けられ、前記ニードルを閉弁方向へ付勢するニードル付勢手段と、
前記加圧室に燃料を供給することで前記ニードル付勢手段の付勢力に抗して前記ニードルを開弁方向へ移動する駆動部と、を備える燃料噴射装置であって、
前記第２弁ボディとは別体として筒状に形成され、前記ニードルの反噴孔側に形成される大径部の径外側に摺動可能かつ液密に嵌合する大径シリンダと、
一端が前記大径シリンダの前記噴孔側の端部に接続し、他端が前記第１弁ボディの反噴孔側の端部に当接し、大径シリンダを反噴孔側へ付勢する大径付勢手段と、を備え、
前記大径シリンダは、前記加圧室を形成する前記第２弁ボディの軸方向反噴孔側の内壁と液密に当接し、前記背圧室と前記加圧室との間の燃料の流れを規制することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記第１弁ボディの反噴孔側の端部は、前記加圧室と前記ノズル室とを区画するプレート部にて形成されており、
さらに、前記第１弁ボディとは別体として筒状に形成され、前記プレート部と前記摺接部との間で前記ニードルの径外側に摺動可能かつ液密に嵌合する小径シリンダと、
一端が前記小径シリンダの前記噴孔側の端部に当接し、他端が前記ニードルの径外方向に突出して設けられるリング部に当接し、前記小径シリンダを反噴孔側へ付勢する小径付勢手段と、を備え、
前記小径シリンダは、前記プレート部の前記噴孔側の端部に液密に当接し、前記加圧室と前記ノズル室との間の燃料の流れを規制することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記第１弁ボディの噴孔は、第１噴孔と、該第１噴孔より軸中心に近い第２噴孔とを有し、
前記ニードルは、前記第１噴孔を開閉する筒状のアウターニードルと、該アウターニードルの内側に収容され、前記第２噴孔を開閉するインナーニードルと、を有し、
前記大径シリンダは、前記アウターニードルの反噴孔側に形成される大径部の径外側に摺動可能かつ液密に嵌合し、前記背圧室と前記加圧室との間の燃料の流れを規制することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記小径シリンダは、前記アウターニードルの径外側に摺動可能かつ液密に嵌合し、
前記小径付勢手段は、一端が前記小径シリンダの前記噴孔側の端部に当接し、他端が前記アウターニードルの径外方向に突出して設けられるリング部に当接し、前記小径シリンダを前記プレート部の前記噴孔側の端部へ付勢することを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記小径シリンダは、前記噴孔側の端部で径外方向に突出するフランジを設け、
前記小径付勢手段の径方向の大きさは、前記フランジに対応する大きさに形成されることを特徴とする請求項２または４に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記プレート部の軸方向の厚さを、前記ノズル室および前記加圧室に供給される燃料の圧力、並びに前記大径付勢手段および前記小径付勢手段の付勢力に対応可能な程度に小さく形成することで、前記大径シリンダまたは前記小径シリンダの軸方向の長さを大きく形成することを特徴とする請求項２、４または５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関に燃料を供給する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コモンレールに蓄えられた高圧燃料を内燃機関に供給するインジェクタにおいて、特許文献１および特許文献２に示すように、弁ボディに形成される加圧室へ駆動部から燃料を供給することでニードルを開弁方向へ付勢し、燃料を噴射する加圧開弁式の直動インジェクタが公知である。
このようなインジェクタでは、弁ボディに、上記の加圧室、ニードルを閉弁方向へ付勢する背圧室、およびニードルを開弁方向へ付勢するノズル室が形成されている。そして、これらの各圧力室の相互間に燃料が流通することを規制するため、ニードルの外壁には、弁ボディの内壁と小さいクリアランスを有する複数の摺動部が形成されている。
【０００３】
しかし、複数の摺動部がニードルの軸に対して偏心して形成される場合、摺動部と弁ボディの内壁との摺動抵抗が大きくなり、燃料の噴射性能が悪化する。さらに、摺動部と弁ボディの内壁との異常摩耗が生じる。
一方、ニードルの摺動部と弁ボディの内壁とのクリアランスを大きく形成すると、各圧力室の相互間に燃料が流通し、ニードルの作動が悪化する。さらに、弁ボディの弁座からニードルが離間するとき、ニードルの中心軸が弁ボディの中心軸から径方向へ移動し、各噴孔からの燃料噴射が均等にされなくなる。
また、特許文献３および特許文献４に示すように、駆動部の作動により背圧室の燃料を減圧することでニードルを開弁方向へ移動し、燃料を噴射する減圧開弁式のインジェクタが公知である。
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００６０３６７８２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５２０，４２３号明細書
【特許文献３】国際公開第２００５／０５０００２号パンフレット
【特許文献４】国際公開第２００５／０５０００３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ニードルの軸方向に複数形成される摺動部の相互の偏心を許容する燃料噴射装置を提供することにある。
本発明の目的は、弁ボディに形成される各圧力室間の液密性を確保する燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明によると、第１弁ボディおよび第２弁ボディに収容されるニードルは、背圧室およびノズル室の燃料圧力を受けつつ、加圧室の燃料圧力の変化によって軸方向に往復移動する。第２弁ボディとは別体として筒状に形成される大径シリンダは、ニードルの反噴孔側に形成される大径部に摺動可能かつ液密に嵌合する。大径付勢手段は、一端が大径シリンダの噴孔側の端部に接続し、他端が第１弁ボディの反噴孔側の端部に当接し、大径シリンダを反噴孔側へ付勢する。大径シリンダは、加圧室を形成する第２弁ボディの軸方向反噴孔側の内壁に液密に当接し、背圧室と加圧室との間の燃料の流れを規制する。このため、第１ボディと摺動するニードルの第１摺動部と、大径シリンダと摺動するニードルの第２摺動部とが加工公差等によりニードルの軸に対して偏心して形成される場合、大径シリンダが第２摺動部とともに径方向へ移動して各摺動部の軸ずれを吸収する。これにより、各摺動部の摺動抵抗が大きくなることが防止され、燃料の噴射性能を保持することができる。
さらに、大径付勢手段は、第１弁ボディの反噴孔側の端部に当接することで安定した付勢力を大径シリンダに印加する。このため、背圧室と加圧室との間の液密性を確保することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、第１弁ボディの反噴孔側の端部は、加圧室とノズル室とを区画するプレート部にて形成されており、第１弁ボディとは別体で形成される小径シリンダは、プレート部と摺接部の間でニードルの径外側に摺動可能かつ液密に嵌合する。小径付勢手段は、小径シリンダを反噴孔側へ付勢する。小径シリンダは、プレート部の噴孔側の端部に液密に当接し、加圧室とノズル室との間の燃料の流れを規制する。このため、第１ボディの軸方向の中間に摺接部を形成し、ノズル室へ燃料を供給する燃料通路を短縮して第１ボディの強度を確保するいわゆるセンターフィード式の燃料噴射装置において、第１摺動部、第２摺動部、および小径シリンダと摺動する第３摺動部がニードルの軸に対して偏心して形成される場合、大径シリンダが第２摺動部とともに径方向へ移動し、小径シリンダが第３摺動部とともに径方向へ移動して各摺動部の軸ずれを吸収する。これにより、第１弁ボディと各摺動部との摺動抵抗が大きくなることが防止され、燃料の噴射性能を保持することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によると、ニードルは、前記第１噴孔を開閉する筒状のアウターニードルと、アウターニードルの内側に収容され、第２噴孔を開閉するインナーニードルとを有する。大径シリンダは、アウターニードルの反噴孔側に形成される大径部に摺動可能かつ液密に嵌合し、背圧室と加圧室との間の燃料の流れを規制する。このため、アウターニードルに形成される第１摺動部と第２摺動部とがアウターニードルの軸に対して偏心して形成される場合であっても、燃料の噴射性能を保持することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明によると、小径シリンダは、アウターニードルの径外側に摺動可能かつ液密に嵌合する。小径付勢手段は、一端が小径シリンダの噴孔側の端部に当接し、他端がアウターニードルの径外方向に突出して設けられるリング部に当接する。小径シリンダは、小径付勢手段に付勢され、プレート部の噴孔側の端部に液密に当接し、ノズル室と加圧室との間の燃料の流れを規制する。このため、アウターニードルに形成される第１摺動部、第２摺動部およびと第３摺動部がアウターニードルの軸に対して偏心して形成される場合であっても、燃料の噴射性能を保持することができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明によると、小径シリンダは、噴孔側の端部で径外方向に突出するフランジを設け、小径付勢手段の径方向の大きさは、フランジに対応する大きさに形成される。このため、小径付勢手段の付勢力はフランジに対応して大きくなる。これにより、小径シリンダに大きな付勢力を印加し、ノズル室と加圧室との間の液密性を向上することができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明によると、プレート部の軸方向の厚さは、ノズル室および加圧室に供給される燃料の圧力、並びに大径付勢手段および小径付勢手段の付勢力に対応可能な程度に小さく形成される。このため、燃料噴射装置の軸方向の体格を大きくすることなしに大径シリンダの軸方向の長さを大きくすることができる。これにより、大径シリンダの内壁とニードルの第２摺動部との液密性を向上することができる。または、小径シリンダの軸方向の大きさを大きくし、小径シリンダの内壁とニードルの第３摺動部との液密性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料噴射装置（以下、燃料噴射装置を「インジェクタ」という。）を図１に示す。
本実施例のインジェクタ１は、ディーゼルエンジンの各気筒に取り付けられ、コモンレール８に高圧状態で蓄えられた燃料を各気筒に噴射する。インジェクタ１は、第１弁ボディ１０、第２弁ボディ２０、ニードル付勢手段としてのニードルスプリング２１、駆動部９、大径シリンダ４０、および大径付勢手段としての大径スプリング５０等を備えている。
【００１３】
第１弁ボディ１０は、例えば炭素鋼等の金属材料によって有底筒状に形成され、内部にノズル室１１を有する。第１弁ボディ１０は、底部の円錐状の内壁面に弁座１３を有し、弁座１３の先端にサック室１４を有する。第１弁ボディ１０の底側には、サック室１４を形成する内壁と外壁とを連通する噴孔１２が形成されている。噴孔１２は、第１弁ボディ１０の周方向に所定の間隔で複数形成されている。
【００１４】
第２弁ボディ２０は、有実筒状に形成され、第１弁ボディ１０の反噴孔側に設けられている。第２弁ボディ２０は、背圧室２１、およびこの背圧室２１より噴孔１２側に加圧室２２を有する。加圧室２２は背圧室２１より径外方向に拡がって形成されている。このため、加圧室２２と背圧室２１との間には段差部２６が形成される。
【００１５】
ニードル３０は、略円柱状に形成され、第１弁ボディ１０の内部に軸方向へ往復移動可能に収容されている。ニードル３０には、第１弁ボディ１０の内壁に形成される摺接部１５と所定のクリアランスを有して摺動する第１摺動部３１が形成されている。このクリアランスは、例えば１〜２μｍに設定され、ニードル３０が第１弁ボディ１０の中心軸から傾くことを防止している。
ニードル３０の噴孔側の端部には、第１弁ボディ１０の弁座１３に離座および着座するシート部１９が形成されている。ニードル３０は、シート部１９を弁座１３に離座および着座することで、噴孔１２を開閉する。
【００１６】
ニードル３０の反噴孔側の端部には径外方向に拡大する大径部３４が形成されている。大径部３４の噴孔側には加圧面３５が形成されている。大径部３４の径外側の外壁と背圧室２１を形成する第２弁ボディ２０の内壁とは比較的大きなクリアランスを有している。このため、大径部３４と第２弁ボディ２０の内壁との摺接が抑制される。大径部３４の反噴孔側にはニードルスプリング９１が設けられ、ニードル３０を噴孔側へ付勢している。
【００１７】
大径シリンダ４０は、筒状に形成され、ニードル３０の大径部３４の径外側に形成される第２摺動部３２に摺動可能に嵌合している。大径シリンダ４０は、大径シリンダ４０の内壁４２と第２摺動部３２とのクリアランスを例えば１〜２μｍに設定し、軸方向に所定の長さを有することで第２摺動部３２に液密に嵌合している。
大径スプリング５０は、一端４２が大径シリンダ４０の噴孔側の端部４３に例えば溶接、嵌合等により接続し、他端５２が第１弁ボディ１０の反噴孔側の端部１６に当接している。大径スプリング５０は、大径シリンダ４０を反噴孔側へ付勢している。このため、大径シリンダ４０の頭頂部４１は、段差部２６に液密に当接し、背圧室２１と加圧室２２との間の燃料の流れを規制している。
【００１８】
第２弁ボディ２０は、背圧室２１と連通する燃料通路２５、第１弁ボディの燃料通路１７と連通する燃料通路２４、および加圧室２２と連通する燃料通路２３を有している。燃料通路２５は、コモンレール８から供給される高圧燃料を背圧室２１へ供給する。燃料通路２４および燃料通路１７は、コモンレール８から供給される高圧燃料をノズル室１１へ供給する。
駆動部９は、図示しないピエゾスタック及びこのピエゾスタックに駆動されるポンプ等から構成されている。燃料通路２３は、駆動部９のポンプから供給される燃料を加圧室２２へ供給する。
【００１９】
次に、インジェクタ１の作動について説明する。
第１弁ボディ１０のノズル室１１には、コモンレール８から燃料通路２４、１７を経由し、例えば１８０〜２００ＭＰａの高圧燃料が供給されている。ノズル室１１の高圧燃料はニードル３０の受圧面３９に作用し、ニードル３０を開弁方向へ付勢している。
第２弁ボディ２０の背圧室２１には、コモンレール８から燃料通路２５を経由し、ノズル室１１と同じ圧力の高圧燃料が供給されている。背圧室２１の高圧燃料はニードル３０の反噴孔側の端部９４に作用し、ニードル３０を閉弁方向へ付勢している。
駆動部９のピエゾスタックに充電がされておらず、ピエゾスタックが軸方向に収縮しているとき、背圧室２１の燃料圧力が端部９４に作用する付勢力とニードルスプリング９１の付勢力との和は、ノズル室１１の燃料圧力が受圧面３９に作用する付勢力と加圧室２２の燃料圧力が加圧面３５に作用する付勢力との和より大きい。このため、ニードル３０は、シート部１９を弁座１３に着座し、噴孔１２を閉塞する。
【００２０】
図示しないＥＣＵの指令により、ピエゾスタックに充電が開始され、ピエゾスタックが軸方向に伸長すると、駆動部９のポンプから燃料が燃料通路２３を経由して加圧室２２に供給される。加圧室２２の燃料圧力はニードル３０の加圧面３５に作用し、ニードル３０を開弁方向へ付勢する。加圧室２２の燃料圧力が加圧面３５に作用する付勢力とノズル室１１の燃料圧力が受圧面３９に作用する付勢力との和は、背圧室２１の燃料圧力が端部９４に作用する付勢力とニードルスプリング９１の付勢力の和より大きくなる。このため、ニードル３０は開弁方向へ移動する。ニードル３０のシート部１９が弁座１３から離座すると、ノズル室１１、サック室１４および噴孔１２が連通し、噴孔１２から燃料が噴射される。
【００２１】
ＥＣＵの指令により、ピエゾスタックの放電が開始され、ピエゾスタックが軸方向に収縮すると、加圧室２２から燃料通路２３を経由して燃料が排出され、加圧室２２の燃料圧力が小さくなる。加圧室２２の燃料圧力が加圧面３５に作用する付勢力とノズル室１１の燃料圧力が受圧面３９に作用する付勢力の和が、背圧室２１の燃料圧力が端部９４に作用する付勢力とニードルスプリング９１の付勢力の和より小さくなると、ニードル３０は閉弁方向へ移動する。ニードル３０のシート部１９が弁座１３へ着座すると、噴孔１２から燃料の噴射が停止する。
【００２２】
本実施形態によると、大径シリンダ４０が、ニードル３０の第２摺動部に液密かつ摺動可能に嵌合している。このため、ニードル３０の第１摺動部３１と第２摺動部３２とが加工公差等によりニードル３０の軸に対して偏心して形成される場合であっても、大径シリンダ４０が第２摺動部３２とともに径方向へ移動し、各摺動部３１、３２の軸ずれを吸収する。これにより、各摺動部３１、３２の摺動抵抗が大きくなることなく、噴射性能を保持することができる。
さらに、大径スプリング５０は、第１弁ボディ１０の反噴孔側の端部１６に当接し、大径シリンダ４０に安定した付勢力を印加している。このため、大径シリンダ４０の頭頂部４１は段差部２６に常に液密に当接し、背圧室２１と加圧室２２との間の液密性を確保することができる。
【００２３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるインジェクタを図２および図３に示す。第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施例のインジェクタ２では、第１弁ボディ１０の反噴孔側にプレート部としての第１プレート８１が設けられている。第１プレート８１は、有実筒状に形成され、加圧室２２とノズル室１１とを区画している。第１プレート８１は、内部にニードル３０１を通す通路８２を有する。通路８２の内壁とニードル３０１の外壁とは比較的大きなクリアランスを形成している。このため、第１プレート８１の通路８２とニードル３０１との摺接が抑制される。
第１弁ボディ１０は、第１プレート８１の噴孔側端部８３から第１弁ボディ１０の噴孔１２までの間にノズル室１１を有している。燃料通路１７は、第１プレート８１の噴孔側端部８３の近傍でノズル室１１と連通している。第１弁ボディ１０の軸方向の中間位置にニードル３０１と摺接する摺接部１５が形成されている。
【００２４】
ニードル３０１には、径外方向に拡がる第１摺動部３１が形成されている。第１摺動部３１は、第１弁ボディ１０の摺接部１５と所定のクリアランスを有して摺動する。第１摺動部３１の周方向に平面部３６が３か所形成され、摺接部１５と平面部３６との間に燃料を通している。
第２弁ボディは、第２プレート２８および第３プレート２９から構成され、第１プレート８１の反噴孔側でこの順に設けられている。第２プレート２８は加圧室２２を有し、第３プレート２９は背圧室２１を有する。加圧室２２は背圧室２１より径外方向に拡がって形成されている。このため、第３プレート２９の噴孔側の端部には段差部２６が形成されている。
【００２５】
小径シリンダ６０は、筒状に形成され、ニードル３０１の第１摺動部３１の反噴孔側に形成される第３摺動部３３に摺動可能に嵌合している。小径シリンダ６０は、内壁６２と第３摺動部３３とのクリアランスを例えば１〜２μｍに設定し、軸方向に所定の長さを有し、第３摺動部３３に液密に嵌合している。小径シリンダ６０の噴孔側には径外方向へ突出するフランジ６４が設けられている。
小径スプリング７０は、径方向の大きさがフランジ６４に対応して形成されている。小径スプリング７０は、一端７１が小径シリンダ６０のフランジ６４に当接し、他端７２がニードル３０１の径外方向へ突出して設けられるリング部６８に当接している。小径スプリング７０は、小径シリンダ６０を反噴孔側へ付勢している。このため、小径シリンダ６０の頭頂部６１は、第１プレート８１の噴孔側の端部８３に当接し、加圧室２２とノズル室１１との間の燃料の流れを規制している。
インジェクタ２の作動は、第１実施形態と実質的に同一であるので説明を省略する。
【００２６】
本実施形態によると、大径シリンダ４０および小径シリンダ６０がそれぞれニードル３０１の第２摺動部３２および第３摺動部３３に液密かつ摺動可能に嵌合している。このため、ニードル３０１の第１摺動部３１、第２摺動部３２、および第３摺動部３３がニードル３０１の軸に対して偏心して形成される場合であっても、大径シリンダ４０が第２摺動部３２とともに径方向へ移動し、小径シリンダ６０が第３摺動部３３とともに径方向へ移動する。大径シリンダ４０および小径シリンダ６０が各摺動部３１、３２、３３の軸ずれを吸収するので、各摺動部３１、３２、３３の摺動抵抗が大きくなることなく、噴射性能を保持することができる。
さらに、本実施形態では、第１プレート８１の軸方向の厚さを、ノズル室１１および加圧室２２に供給される燃料圧力、並びに大径スプリング５０および小径スプリング７０の付勢力に対応可能な程度に小さく形成することができる。このため、インジェクタの軸方向の体格を大きくすることなしに加圧室２２を大きくし、この加圧室２２に収容されている大径シリンダ４０の軸方向の長さを大きくすることができる。これにより、大径シリンダ４０の内壁４２と第２摺動部３２との液密性を向上することができる。または、摺接部１５反噴孔側のノズル室１１を大きくし、このノズル室１１に収容されている小径シリンダ６０の軸方向の長さを大きくすることができる。これにより、小径シリンダ６０の内壁６２と第３摺動部３３との液密性を向上することができる。
また、小径スプリング７０の径方向の大きさは、フランジ６４に対応して大きく形成される。このため、小径スプリング７０は、小径シリンダ６０に大きな付勢力を印加し、ノズル室１１と加圧室２２との間の液密性を向上することができる。
【００２７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるインジェクタを図４に示す。第１、第２実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施例のインジェクタ３では、第１弁ボディ１０の底側に第１噴孔群１２１および第２噴孔群１２２が形成されている。第２噴孔群１２２は、第１噴孔群１２１よりも第１ボディ１０の軸中心側に設けられている。第１、第２噴孔群１２１、１２２は、第１弁ボディ１０の周方向に所定の間隔で複数形成されている。
【００２８】
アウターニードル３８は、筒状に形成され、第１弁ボディ１０の内部に軸方向へ往復移動可能に収容されている。アウターニードル３８には、第１弁ボディ１０の摺接部１５と所定のクリアランスを有して摺動する第１摺動部３１が形成されている。
インナーニードル３７は、略円柱状に形成され、アウターニードル３８の径内側に、アウターニードル３８と同軸に軸方向へ往復移動可能に収容されている。インナーニードル３７は、アウターニードル３８の径内方向の内壁と液密に摺接し、背圧室２１とノズル室１１との燃料の流れを規制している。インナーニードル３７の噴孔側の端部には、弁座１３に離座および着座するシート部１８が形成されている。インナーニードル３７は、シート部１８を弁座１３に離座および着座することで、第２噴孔群１２２を開閉する。
【００２９】
インナーニードル３７の反噴孔側の端部には径外方向に拡大する頭部９７が形成されている。頭部９７の反噴孔側にはインナーニードルスプリング９３が設けられ、インナーニードル３７を噴孔側へ付勢している。
大径シリンダ４０は、アウターニードル３８の大径部３４１の径外側に形成される第２摺動部３２に摺動可能に嵌合し、背圧室２１と加圧室２２との間の燃料の流れを規制している。
【００３０】
次に、インジェクタ３の作動について説明する。
第１弁ボディ１０のノズル室１１には、コモンレール８から燃料通路２４、１７を経由し、高圧燃料が供給されている。ノズル室１１の高圧燃料はアウターニードル３８の受圧面３９に作用し、アウターニードル３８を開弁方向へ付勢している。
第２弁ボディ２０の背圧室２１には、コモンレール８から燃料通路２５を経由し、ノズル室１１と同じ圧力の高圧燃料が供給されている。背圧室２１の高圧燃料はアウターニードル３８の反噴孔側の端部９４に作用し、アウターニードル３８を閉弁方向へ付勢している。
駆動部９のピエゾスタックに充電がされておらず、ピエゾスタックが軸方向に収縮しているとき、背圧室２１の燃料圧力が端部９４に作用する付勢力とアウターニードルスプリング９２の付勢力との和は、ノズル室１１の燃料圧力が受圧面３９に作用する付勢力と加圧室２２の燃料圧力が加圧面３５に作用する付勢力との和より大きい。このため、アウターニードル３８は、シート部１９を弁座１３に着座し、第１噴孔群１２１を閉塞する。
インナーニードル３７は、インナーニードルスプリング９３に付勢され、シート部１８を弁座１３に着座し、第２噴孔群１２２を閉塞する。
【００３１】
ＥＣＵの指令により、駆動部９のピエゾスタックに充電が開始されると、燃料が燃料通路２３を経由して加圧室２２に供給される。加圧室２２の燃料圧力はアウターニードル３８の加圧面３５に作用し、アウターニードル３８を開弁方向へ付勢する。加圧室２２の燃料圧力が加圧面３５に作用する付勢力とノズル室１１の燃料圧力が受圧面３９に作用する付勢力との和は、背圧室２１の燃料圧力が端部９４に作用する付勢力とニードルスプリング９１の付勢力の和より大きくなる。このため、アウターニードル３８は開弁方向へ移動する。アウターニードル３８のシート部１９が弁座１３から離座すると、ノズル室１１、サック室１４および第１噴孔群１２１が連通し、第１噴孔群１２１から燃料が噴射される。
ピエゾスタックに継続して充電がされると、アウターニードル３８の端部９４とインナーニードル３７の頭部９７とが当接し、インナーニードル３７は開弁方向へ移動する。インナーニードル３７のシート部１８が弁座１３から離座すると第１噴孔群１２１および第２噴孔群１２２から燃料が噴射される。
【００３２】
ＥＣＵの指令により、ピエゾスタックの放電が開始されると、加圧室２２から燃料通路２３を経由して燃料が排出され、加圧室２２の燃料圧力が小さくなる。
加圧室２２の燃料圧力が加圧面３５に作用する付勢力とノズル室１１の燃料圧力が受圧面３９に作用する付勢力の和は、背圧室２１の燃料圧力が端部９４に作用する付勢力とニードルスプリング９１の付勢力の和より小さくなる。このため、アウターニードル３８とインナーニードル３７とが一体で閉弁方向へ移動する。インナーニードル３７のシート部１８が弁座１３へ着座すると、第２噴孔群１２２から燃料の噴射が停止する。さらに加圧室２２の燃料圧力が小さくなり、アウターニードル３８のシート部１９が弁座１３へ着座すると、第１噴孔群１２１から燃料の噴射が停止する。
上述の第１、第２噴孔群から燃料を噴射する作動の他、エンジンの負荷に応じて駆動部９のピエゾスタックの充放電を制御し、第１噴孔群１２１のみから燃料を噴射することが可能である。
【００３３】
本実施形態によると、大径シリンダ４０は、アウターニードル３８の第２摺動部３２に液密かつ摺動可能に嵌合している。このため、アウターニードル３８の第１摺動部３１と、第２摺動部３２とがアウターニードル３８の軸に対して偏心して形成される場合であっても、大径シリンダ４０が第２摺動部３２とともに径方向へ移動する。大径シリンダ４０が各摺動部３１、３２の軸ずれを吸収するので、各摺動部３１、３２の摺動抵抗が大きくなることなく、噴射性能を保持することができる。
【００３４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるインジェクタを図５に示す。第１〜第３実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施例のインジェクタ４では、第１弁ボディ１０の反噴孔側に第１プレート８１が設けられている。第１弁ボディ１０は、第１プレート８１の噴孔側の端部８３から第１弁ボディ１０の噴孔１２までの間にノズル室１１を有している。燃料通路１７は、第１プレート８１の噴孔側の端部８３の近傍でノズル室１１と連通している。第１弁ボディ１０の軸方向の中間位置に摺接部１５が形成されている。
【００３５】
アウターニードル３８１には、第１弁ボディ１０の摺接部１５と所定のクリアランスを有して摺動する第１摺動部３１が形成されている。第１摺動部３１の周方向には平面部３６が形成され、摺接部１５との間に燃料を通している。
アウターニードル３８１の第１摺動部３１の反噴孔側に形成される第３摺動部３３に、小径シリンダ６０が摺動可能に嵌合している。小径シリンダ６０は、頭頂部６１を第１プレート８１の噴孔側の端部８３に当接し、加圧室２２とノズル室１１との間の燃料の流れを規制している。
大径シリンダ４０は、アウターニードル３８の大径部３４１に形成される第２摺動部３２に摺動可能に嵌合し、背圧室２１と加圧室２２との間の燃料の流れを規制している。
【００３６】
インナーニードル３７１は、アウターニードル３８１の径内側に、アウターニードル３８１と同軸に軸方向へ往復移動可能に収容されている。インナーニードル３７１は、アウターニードル３８１の径内方向の内壁と液密に摺接し、背圧室２１とノズル室１１との燃料の流れを規制している。
インジェクタ４の作動は、第３実施形態と実質的に同一であるので説明を省略する。
【００３７】
本実施形態によると、大径シリンダ４０および小径シリンダ６０がそれぞれアウターニードル３８１の第２摺動部３２および第３摺動部３３に液密かつ摺動可能に嵌合している。このため、アウターニードル３８１の第１摺動部３１、第２摺動部３２、および第３摺動部３３がアウターニードル３８１の軸に対して偏心して形成される場合であっても、大径シリンダ４０、小径シリンダ６０がそれぞれ第２、第３摺動部３２、３３とともに径方向へ移動して各摺動部３１、３２、３３の軸ずれを吸収するので、各摺動部３１、３２、３３の摺動抵抗が大きくなることなく、噴射性能を保持することができる。
【００３８】
（他の実施形態）
上述した複数の実施形態では、第２弁ボディ２０に形成される加圧室２２へ駆動部９から燃料を供給することでニードルを開弁方向へ付勢し、燃料を噴射する加圧開弁式の直動インジェクタについて説明した。これに対し、駆動部の作動によって加圧室の燃料を減圧することでニードルを開弁方向へ移動させ、燃料を噴射する減圧開弁式のインジェクタに本発明を適用しても良い。
上述した第３、第４実施形態では、サック室を形成する第１弁ボディの壁面に第２噴孔群を形成するいわゆるミニサックタイプ（ＭＳタイプ）のインジェクタについて説明した。これに対し、第２噴孔群をインナーニードルの覆う位置に形成するいわゆるバルブカバードオリフリスタイプ（ＶＣＯタイプ）のインジェクタに本発明を適用しても良い。
このように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態によるインジェクタを示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態によるインジェクタを示す断面図。
【図３】図２のIIIの方向から見た断面図。
【図４】本発明の第３実施形態によるインジェクタを示す断面図。
【図５】本発明の第４実施形態によるインジェクタを示す断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１：インジェクタ、８：コモンレール、９：駆動部、１０：第１弁ボディ、１１：ノズル室、１２：噴孔、１３：弁座、１５：摺接部、２０：第２弁ボディ、２１：背圧室、２２：加圧室、２６：段差部、３０：ニードル、３１：第１摺動部、３２：第２摺動部、３４：大径部、５０：大径シリンダ、５０：大径スプリング（大径付勢手段）、８１：第１プレート（プレート部）、９１：ニードルスプリング（ニードル付勢手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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