(57)【要約】【課題】流出通路からの燃料流出を最小限に抑え、インジェクタ効率を向上させることが可能な蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁を提供する。【解決手段】高圧ポンプ２１から吐出され蓄圧器２２に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁１００であって、該燃料噴射弁１００は、ノズル１の先端部に形成された噴孔４を開閉する針弁２と、該針弁２と一体に往復動作するコマンドピストン８と、該コマンドピストン８の背後に形成され燃料が流入する制御室３２と、該制御室３２の燃料が流出するアウトレットオリフィス１０と、該アウトレットオリフィス１０の開閉を制御する制御弁９とを備え、前記制御室３２に臨むコマンドピストン８の端部に突起部８０を設け、該突起部８０は、コマンドピストン８がフルリフトの状態にある時アウトレットオリフィス１０内に挿入され、アウトレットオリフィス１０の流路面積を縮小するように形成されている。【選択図】図２
2010084524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ポンプから吐出され蓄圧器に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記制御室に臨む前記弁体の端部に突起部を設け、該突起部は、前記弁体がフルリフトの状態にある時前記流出通路内に挿入され、該流出通路の流路面積を縮小するように形成されていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁。
【請求項２】
高圧ポンプから吐出され蓄圧器に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記制御弁の先端に連結部を介して突起部が設けられ、該突起部は制御室内に位置し、該突起部は、前記制御弁が開いた状態にある時前記流出通路内に挿入され、該流出通路の流路面積を縮小するように形成されていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記流出通路の開口面積と前記突起部の断面積に差をもたせ、前記突起部が前記流出通路に挿入された時、前記流出通路と前記突起部の隙間から所定量の燃料が流出し、前記制御室内の圧力が前記弁体をフルリフト状態に保持する圧力以下となるように、前記突起部の断面積を設定することを特徴とする請求項１若しくは２記載の蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁。
【請求項４】
高圧ポンプから吐出され蓄圧器に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記流入通路の上流側に上流側開閉弁が設けられるとともに、前記流出通路の下流側に下流側開閉弁が設けられ、夫々の開閉弁が前記制御弁の動作に連動して開閉制御されることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ポンプから吐出され蓄圧器で蓄圧された高圧燃料を燃料噴射弁に供給し、該燃料噴射弁の弁体をリフトさせることにより高圧燃料をノズルの噴孔からエンジンの燃焼室内に噴射するように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンなどに用いられる燃料噴射装置として、蓄圧式（コモンレール式）燃料噴射装置が知られている。蓄圧式燃料噴射装置は、高圧ポンプにより加圧された高圧燃料をコモンレール（蓄圧器）内にて所定の圧力に保持して蓄え、該コモンレール内に蓄えられた高圧燃料をエンジンの燃料噴射弁に送給し、該燃料噴射弁を電磁式アクチュエータを備えた制御弁で開閉制御することにより該燃料噴射弁からエンジンの燃焼室へ高圧燃料を噴射する構成を備えている。このような蓄圧式燃料噴射装置は、噴射圧力の高圧化を図りつつ噴射タイミング等の噴射条件を最適に制御可能で高精度の燃料噴射制御を可能としており、エンジンの高出力化、低燃費化、及びＮＯｘ排出量の抑制が図れることから、近年多く採用されてきている。
【０００３】
図７は、従来の蓄圧式燃料噴射装置の一例を示す断面図である。同図に示すように蓄圧式燃料噴射装置は、燃料タンク２０からの燃料が順次送られる高圧ポンプ２１と蓄圧器２２と、該蓄圧器２２から送給された高圧燃料が供給される燃料噴射弁１００とから構成される。前記燃料噴射弁１００は、先端部にノズル１が設けられ、ノズル先端には燃料を噴射する噴孔４が設けられている。ノズル１の内周には針弁２が往復摺動可能に嵌合されており、燃料の無噴射時に該針弁２の先端部がノズル１のシート部５ａに当接して、高圧燃料が燃料溜り５に貯留される。前記ノズル１は、噴射弁本体７内に収納され、ノズル支持リング３を噴射弁本体７下部のネジ７ａにねじ込むことにより、スペーサ６と共同にて噴射弁本体７に固定されている。
【０００４】
前記噴射弁本体７の中央の孔７ｂには、コマンドピストン８が往復摺動可能に嵌入されている。該コマンドピストン８の下部８ａは前記針弁２の上端部に当接しており、これらは一体に往復動作する。該コマンドピストン８の下部８ａと前記噴射弁本体７との間には、針弁ばね９ａが介装され、該針弁ばね９ａは、燃料の無噴射時においては、前記針弁２の先端部を前記ノズル１のシート部５ａに圧接している。
【０００５】
高圧燃料を生成する高圧ポンプ２１により、燃料タンク２０内から吸入されて高圧に加圧された燃料は、蓄圧器２２に導入され該蓄圧器２２にて所定の高圧に保持されている。この高圧燃料は、燃料入口管１２ａを通してインレットコネクタ１１の燃料入口通路１２を通して前記噴射弁本体７内に導入されるようになっている。
該噴射弁本体７内においては、２つの燃料通路１４ａ及び１４ｂに分岐され、その一方である燃料通路１４ａは針弁２が臨む燃料溜り５に連通している。他方の燃料通路１４ｂは、インレットオリフィス１３を通して制御室３２に連通している。該制御室３２は、前記コマンドピストン８の上部８ｂに臨んで形成され、アウトレットオリフィス１０を経てリーク通路１６に連通している。
【０００６】
前記アウトレットオリフィス１０はソレノイド弁装置１５ｓにより開閉される。該ソレノイド弁装置１５ｓは、ソレノイドコイル１５及び制御弁９及び該制御弁９が固定されたアーマチュア１５ａによって構成され、前記ソレノイドコイル１５により前記アーマチュア１５ａ及び制御弁９が引き上げられると、制御弁９が開き前記制御室３２内がリークライン１６に開放される。
【０００７】
即ち、前記燃料噴射弁１００において、燃料噴射時には、前記ソレノイドコイル１５により、前記アーマチュア１５ａ及び制御弁９が引き上げられ開くと、前記制御室３２内がリークライン１６に開放されて燃料通路１４ｂをオープンにする。
これにより、前記燃料通路１４ａを通して燃料溜り５内に送られていた高圧燃料の圧力は、上記したように燃料通路１４ｂがオープンになっているため、該高圧燃料の圧力が針弁２の下側から作用して、該針弁２をシート部５ａから上方に離間させて該針弁２を開弁させる。
そして、燃料溜り５内の高圧燃料は、前記シート部５ａを通して前記ノズル１の噴孔４からエンジンの燃焼室内に噴射される。
【０００８】
上記したように、燃料噴射弁１００において燃料噴射期間中は、制御弁９をリフトさせることによってアウトレットオリフィス１０から燃料を流出させ、制御室３２内の圧力を低下させ、コマンドピストン８を上方にリフトさせていた。このとき、コマンドピストン８の位置は、制御室３２内の圧力、即ち制御室３２内に溜められた燃料がコマンドピストン８の上部８ｂを上方から押圧する圧力と、燃料溜り５内に溜められた燃料が針弁２を下方から押圧する圧力との圧力バランスによって決定される。
また、制御室３２内の圧力降下の度合いは、インレットオリフィス１３の径、アウトレットオリフィス１０の径、及び制御弁９のリフト量に影響される。
【０００９】
このような燃料噴射弁を備えた構成として、特許文献１（特開平１１−８２２２０号公報）には、燃料噴射弁の制御弁のリフト特性を、リフト量の増大に応じて溢流通路（アウトレットオリフィス）の開口面積の変化率が大きくなるようにした構成が開示されている。これにより初期噴射率を小さく抑えつつ後期噴射率を大きく確保でき、且つスピル性能の向上を図っている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−８２２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１等に記載される燃料噴射装置においては、噴射期間中のアウトレットオリフィスからの燃料流出は無駄な流出であり、インジェクタ効率を向上させる観点及び高圧ポンプの容量を小さくする観点から、極力最小限に抑えることが望まれている。
燃料噴射弁の迅速な開弁のためには、制御室内の圧力を素早く低下させる必要があり、この観点からアウトレットオリフィスの径は大きいほど好ましいとされる。しかしながら、アウトレットオリフィスの径が大きすぎると、開弁期間中に、インレットオリフィスから制御室へ燃料が流入し、そのまま制御室を通過してアウトレットオリフィスから流出する燃料量が多くなり、インジェクタ効率が低下してしまうという問題があった。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、流出通路（アウトレットオリフィス）からの燃料流出を最小限に抑え、インジェクタ効率を向上させることが可能な蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために以下の装置を提案する。
高圧ポンプから吐出され蓄圧器に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記制御室に臨む前記弁体の端部に突起部を設け、該突起部は、前記弁体がフルリフトの状態にある時前記流出通路内に挿入され、該流出通路の流路面積を縮小するように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、弁体がフルリフト状態にある期間は、突起部が流出通路に挿入されて燃料流出面積を縮小することにより流出通路からの燃料流出を最小限に抑えることができ、インジェクタ効率を向上させることが可能となる。また、高圧ポンプの動力低減、小型化も可能であり、延いてはエンジンの燃費向上を図ることができる。また、従来の燃料噴射弁に比べて流出通路の径を大きく設定することも可能であるため、制御室の圧力降下に要する時間を短縮化することが可能である。
さらに本発明では、弁体に突起部を設ける構成としているため燃料噴射弁の構造自体が簡素となり容易に製造可能である。
【００１４】
また、高圧ポンプから吐出され蓄圧器に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記制御弁の先端に連結部を介して突起部が設けられ、該突起部は制御室内に位置し、該突起部は、前記制御弁が開いた状態にある時前記流出通路内に挿入され、該流出通路の流路面積を縮小するように形成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、弁体がフルリフト状態にある期間は、突起部が流出通路に挿入されて燃料流出面積を縮小することにより流出通路からの燃料流出を最小限に抑えることができ、インジェクタ効率を向上させることが可能となる。また、高圧ポンプの動力低減、小型化も可能であり、延いてはエンジンの燃費向上を図ることができる。また、従来の燃料噴射弁に比べて流出通路の径を大きく設定することも可能であるため、制御室の圧力降下に要する時間を短縮化することが可能である。
さらに本発明では、弁体側ではなく制御弁側に突起部を設ける構成としているため、弁体の重量が増加することなく、該弁体の加速度を高く維持できる。
【００１６】
また、前記流出通路の開口面積と前記突起部の断面積に差をもたせ、前記突起部が前記流出通路に挿入された時、前記流出通路と前記突起部の隙間から所定量の燃料が流出し、前記制御室内の圧力が前記弁体をフルリフト状態に保持する圧力以下となるように、前記突起部の断面積を設定することを特徴とする。
これにより、制御室への燃料流入と流出のバランスを好適に保ち、弁体のフルリフト状態を安定的に保持することが可能となる。
【００１７】
また、高圧ポンプから吐出され蓄圧器に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記流入通路の上流側に上流側開閉弁が設けられるとともに、前記流出通路の下流側に下流側開閉弁が設けられ、夫々の開閉弁が前記制御弁の動作に連動して開閉制御されることを特徴とする。
【００１８】
本発明では、制御弁の開弁時には上流側開閉弁を閉とし、下流側開閉弁を開に制御することにより、すばやい制御室内の圧力降下を図り、弁体を迅速にリフトすることが可能である。また、制御弁の開弁期間中における燃料の無駄な流出を防止でき、インジェクタ効率を向上させることが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
以上記載のごとく本発明によれば、弁体がフルリフト状態にある期間は、流出通路からの燃料流出を最小限に抑えることができ、インジェクタ効率を向上させることが可能となる。また、高圧ポンプの動力低減、小型化も可能であり、延いてはエンジンの燃費向上を図ることができる。
また、弁体に突起部を設ける構成とすることにより、燃料噴射弁の構造自体が簡素となり容易に製造可能となる。
さらに、制御弁に突起部を設ける構成とすることにより、弁体の重量を増加させることなく、該弁体の加速度を高く維持できる。
さらにまた、制御室の上流側と下流側に夫々開閉弁を設け、制御弁と連動して開閉制御されるように構成することにより、制御に自由度が増し、適切な制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る燃料噴射装置の軸心線に沿う断面図である。図１に示すように第１実施形態に係る燃料噴射装置は、燃料供給源である燃料タンク２０から燃料を汲み上げて所定圧力で送り出す高圧ポンプ２１と、該高圧ポンプ２１から供給される燃料を所定の供給圧力に蓄圧する蓄圧器（コモンレール）２２と、該蓄圧器２２と燃料入口管１２ａで接続された燃料噴射弁１００と、を備えている。
【００２２】
前記燃料噴射弁１００は、蓄圧器２２から供給された高圧燃料をエンジンの燃焼室内に噴射する弁であり、以下のように構成される。
前記燃料噴射弁１００は、先端部に燃料を噴射する噴孔４が形成されたノズル１を備えている。該ノズル１は、その内周に針弁２が往復摺動可能に嵌合されており、燃料の無噴射時には、該針弁２の先端部が該ノズル１のシート部５ａに当接されることにより噴孔４が閉じた状態となり、燃料が燃料溜り５に貯留される。
前記ノズル１は筒状の噴射弁本体７内に収納され、ノズル支持リング３を該噴射弁本体７下部のネジ７ａにねじ込むことにより、スペーサ６と共同にて噴射弁本体７に固定されている。
【００２３】
前記噴射弁本体７の中央の孔７ｂには、コマンドピストン８が往復摺動可能に嵌入されている。該コマンドピストン８の下部８ａは前記針弁２の上端部に当接している。該コマンドピストン８と前記針弁２により弁体が形成され、これらは一体に往復動作する。該コマンドピストン８の下部８ａと噴射弁本体７の間には針弁ばね９ａが介装され、該針弁ばね９ａは、無噴射時においては、針弁２の先端部をノズル１のシート部５ａに圧接している。前記コマンドピストン９の上部８ｂの背後には制御室３２が形成されている。
前記制御室３２は、前記コマンドピストン８の上端部８ｃに臨んで形成されるとともに、インレットオリフィス１３を通して後述する燃料通路１４ｂに連通している。
【００２４】
前記噴射弁本体７の側部にはインレットコネクタ１１が連結されており、該インレットコネクタ１１内には燃料入口通路１２が形成されている。該燃料入口通路１２の入口側は、前記蓄圧器２２から延設される燃料入口管１２ａに接続されている。
前記燃料入口通路１２の出口側は噴射弁本体７内にて２つに分岐される。この分岐された一方の通路は制御室３２に通じる燃料通路１４ｂで、他方の通路は針弁２が臨む燃料溜り５に通じる燃料通路１４ａである。
前記燃料通路１４ｂは制御室３２に連通しており、該制御室３２はアウトレットオリフィス１０を介してリークライン１６に連通している。また、前記燃料通路１４ａは燃料溜り５を介して噴孔４に連通している。
【００２５】
前記燃料噴射弁１００の上方には制御弁ユニット１５ｓが設置されている。該制御弁ユニット１５ｓは、ソレノイドコイル１５及び制御弁９及び該制御弁９が固定されたアーマチュア１５ａ等によって構成される。前記制御弁９は、ソレノイドコイル１５に供給する電流を制御することにより、アウトレットオリフィス１０からリークライン１６に繋がる燃料通路を開閉するようになっている。
【００２６】
上記した構成を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、燃料タンク２０から汲み出されて高圧ポンプ２１から所定圧力で送給された高圧燃料は、蓄圧器２２にて蓄圧される。該蓄圧された高圧燃料は燃料入口管１２ａ、燃料入口通路１２を通って燃料噴射弁１００に供給される。
燃料の無噴射時には、制御弁９が下方に位置して制御室３２とリークライン１６が閉じた状態にあり、制御室３２内に保持された燃料の圧力、即ちコマンドピストン８と針弁２を下方に押し下げる圧力が、これらを押し上げる圧力よりも大となって、コマンドピストン８及び針弁２が下方に位置し、噴孔４を閉じている。
【００２７】
燃料の噴射時には、ソレノイドコイル１５によりアーマチュア１５ａ及び制御弁９が引き上げられ開くと、制御室３２内がリークライン１６に開放されて制御室３２をオープンにする。これにより、制御室３２内の高圧燃料がリークライン１６に排出され、制御室３２内の圧力降下が起きる。よって針弁２の下側から作用する高圧燃料の圧力が、制御室圧によりコマンドピストン８を下方に押圧する圧力と針弁ばね９ａにより針弁を下方に押圧する圧力に打ち勝って、該針弁２をシート部５ａから上方に離間させて該針弁２を開弁させる。そして、燃料溜り５内の高圧燃料はシート部５ａを通してノズル１の噴孔４からエンジンの燃焼室内に噴射せしめられる。
【００２８】
このような燃料噴射弁１００においては、制御室３２の燃料流入側に位置するインレットオリフィス１３と、制御室３２の燃料流出側に位置するアウトレットオリフィス１０によって、制御室３２の燃料の流出入量を制御するように構成されている。燃料の噴射期間中は、制御弁９をリフトさせることによりアウトレットオリフィス１０より燃料を流出させ、制御室３２内の圧力を低下させてコマンドピストン８をリフトさせる。制御室３２の圧力降下の度合いは、インレットオリフィス径、アウトレットオリフィス径、及び制御弁９のリフト量によって決定する。コマンドピストン８のすばやいリフト、即ち噴射弁１００の迅速な開弁のためには、制御室３２内の圧力をすばやく低下させる必要がある。この観点からは、アウトレットオリフィス１０は大きいほどよいと考えられるが、アウトレットオリフィス径が大きすぎると、開弁期間中にインレットオリフィス１３から制御室３２へ流入した燃料がそのまま制御室３２を通過しアウトレットオリフィス１０から流出してしまう。流出する燃料量が多すぎるとインジェクタ効率が下がってしまう。
【００２９】
そこで本第１実施形態では、以下の構成を備えることにより流失する燃料を最小限としてインジェクタ効率を低下させずに迅速な開弁を可能としている。
即ち本第１実施形態では、前記制御室３２に臨むコマンドピストン８の上端部８ｃに、突起部８０を設けた構成としている。該突起部８０は柱状に形成され、突起部８０の軸方向に対する断面積はアウトレットオリフィス１０の開口面積より小さく形成されている。また、コマンドピストン８がフルリフト状態の時、即ち燃料噴射弁１００（針弁２）が全開状態の時に、前記突起部８０もコマンドピストン８とともにリフトされてアウトレットオリフィス１０内に、該突起部８０の少なくとも先端部が挿入されるようになっている。
【００３０】
図２を参照して、コマンドピストン８の動作を説明する。図２（ａ）は燃料の無噴射時（燃料噴射弁の開弁前）であり、制御弁９が下方に位置して制御室３２からリークライン１６に連通する通路が閉じた状態にあり、制御室３２内の圧力が高くコマンドピストン８が下方に位置している。このとき、突起部８０は制御室３２内に位置し、アウトレットオリフィス１０には挿入されていない。図２（ｂ）は燃料の噴射開始時（燃料噴射弁の開弁初期）であり、制御弁９が上方にリフトされている途中であり、このときアウトレットオリフィス１０が全開になるため制御室３２内の燃料が流出して該制御室３２が圧力降下し、コマンドピストン８がリフトされる。図２（ｃ）は燃料の噴射時（燃料噴射弁のフルリフト時）であり、コマンドピストン８のリフト量が最大となり、突起部８０がアウトレットオリフィス１０内に挿入された状態となっている。これにより、アウトレットオリフィス１０の流路面積が縮小され、制御室３２よりリークライン１６に流出する燃料が低減する。
【００３１】
図３に、本実施形態の燃料噴射弁における制御弁９及び針弁２のリフト位置と制御室圧と、比較例として従来の燃料噴射弁における制御弁９及び針弁２のリフト位置と制御室圧の時系列変化を夫々示す。図３（Ａ−１）は実施形態の燃料噴射弁における制御弁リフト位置、（Ａ−２）は制御室圧、（Ａ−３）は針弁リフト位置の時系列変化を夫々表したグラフで、（Ｂ−１）は従来の燃料噴射弁における制御弁リフト位置、（Ｂ−２）は制御室圧、（Ｂ−３）は針弁リフト位置の時系列変化を夫々表したグラフである。
従来の燃料噴射弁１００は、制御弁３２をリフトするとこれに伴い制御室圧が降下し、これによりコマンドピストン８のリフト動作に連動して針弁２のリフト位置が上昇する。フルリフト状態における制御室圧の圧力降下はＡ１となる。そして、制御弁３２を閉弁する側に制御すると、制御室圧が上昇してコマンドピストン８とともに針弁２のリフト位置が下がる。
【００３２】
これに対して本実施形態の燃料噴射弁１００においては、制御弁３２をリフトするとこれに伴い制御室圧が降下しコマンドピストン８に連動して針弁２のリフト位置が上昇する。このときの制御室３２内の圧力降下はＡ２となる。この圧力降下Ａ２は従来の圧力降下Ａ１と略同等である。そしてコマンドピストン８がリフトして突起部８０がアウトレットオリフィス１０内に挿入されるとアウトレットオリフィス１０の流路面積が縮小するため燃料の流出が低減し、制御室圧が僅かに上昇する。この時の制御室３２内の圧力は、制御弁３２閉弁時の圧力に比べて圧力差Ａ３を有するものとし、コマンドピストン８及び針弁２を押し上げる圧力の方がこれらを押し下げる圧力より大きく、且つ圧力差Ａ３が、少なくともコマンドピストン８及び針弁２をフルリフト状態に保持する圧力差以上となるようにする。
【００３３】
これは、アウトレットオリフィス１０の開口面積と突起部８０の断面積に差をもたせ、コマンドピストン８がフルリフトの状態にある時、アウトレットオリフィス１０と突起部８０の隙間から所定量の燃料が流出し続け、制御室３２内の圧力がコマンドピストン８及び針弁２をフルリフト状態に保持する圧力以下となるように、前記突起部の断面積を設定することにより達成できる。突起部８０の挿入によるアウトレットオリフィス１０の過大な面積の低減は、制御室３２への燃料流入と流出のバランスを崩し、制御室３２の圧力を増加させ、コマンドピストン３２のリフト状態が保てなくなる。従って、上記したようにアウトレットオリフィス１０の開口面積と突起部８０の断面積に差をもたせることにより、燃料噴射時に、コマンドピストン８のフルリフト状態を安定的に維持することが可能となる。尚、図３に矢印で示す（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の位置は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の時期に一致する。
【００３４】
本第１実施形態によれば、コマンドピストン８がフルリフト状態にある期間は、突起部８０がアウトレットオリフィス１０に挿入されて燃料流出面積を縮小することによりアウトレットオリフィス１０からの燃料流出を最小限に抑えることができ、インジェクタ効率を向上させることが可能となる。また、高圧ポンプの動力低減、小型化も可能であり、延いてはエンジンの燃費向上を図ることができる。また、従来の燃料噴射弁に比べてアウトレットオリフィス１０の径を大きく設定することも可能であるため、制御室３２の圧力降下に要する時間を短縮化することが可能である。さらに本第１実施形態では、コマンドピストン８に突起部８０を設ける構成としているため燃料噴射弁の構造自体が簡素となり容易に製造可能である。
【００３５】
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態に係る燃料噴射装置の軸心線に沿う断面図である。尚、以下の第２実施形態及び第３実施形態において、上記した第１実施形態と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
図４に示すように、第２実施形態に係る燃料噴射装置は、燃料タンク２０から汲み出した燃料を所定の高圧で送り出す高圧ポンプ２１と、該高圧ポンプ２１からの燃料を所定の供給圧力に蓄圧する蓄圧器２２と、該蓄圧器２２からの高圧燃料が供給される燃料噴射弁１００と、を備えている。
【００３６】
前記燃料噴射弁１００は、上記した第１実施形態と略同様の構成を有するが、コマンドピストン８の上端部８ｃに突起部８０を設けずに、制御弁９の先端部に突起部９０を設けた構成としている。該突起部９０の具体的構成を図５に示す。同図に示すように、該突起部９０は、制御弁３２の先端に棒状の連結部９０ｂを介して突起先端部９０ａが連結されている。該連結部９０ｂは、制御弁３２の先端に形成された孔部９０ｃにねじ込みによって固定される。該連結部９０ｂの長さは、制御弁９の最大リフト量と略同一とするとよい。即ち、制御弁９が完全に開放されている時に、連結部９０ｂに連結された突起先端部９０ａがアウトレットオリフィス１０内に挿入され、制御弁９が完全に閉じている時に、突起先端部９０ａが制御室３２内に位置してアウトレットオリフィス１０が完全に開放されるように構成する。
【００３７】
前記突起部９０は、その突起先端部９０ａの断面積がアウトレットオリフィス１０の流路面積よりも小さくなるように形成される。さらに、上記した第１実施形態と同様に、アウトレットオリフィス１０の開口面積と突起部９０の断面積に差をもたせる。この差は、コマンドピストン８がフルリフトの状態にある時、アウトレットオリフィス１０と突起部９０の隙間から所定量の燃料が流出し、制御室３２内の圧力がコマンドピストン８及び針弁２をフルリフト状態に保持する圧力以下に維持されるように設定される。
【００３８】
本第２実施形態によれば、コマンドピストン８がフルリフト状態にある期間は、突起部９０がアウトレットオリフィス１０に挿入されて燃料流出面積を縮小することによりアウトレットオリフィス１０からの燃料流出を最小限に抑えることができ、インジェクタ効率を向上させることが可能となる。また、高圧ポンプの動力低減、小型化も可能であり、延いてはエンジンの燃費向上を図ることができる。また、従来の燃料噴射弁に比べてアウトレットオリフィス１０の径を大きく設定することも可能であるため、制御室３２の圧力降下に要する時間を短縮化することが可能である。また、本第２実施形態では、コマンドピストン８側ではなく制御弁９側に突起部９０を設ける構成としているため、コマンドピストン８の重量が増加することなく、該コマンドピストン８の加速度を高く維持できる。
【００３９】
（第３実施形態）
図６は本発明の第３実施形態に係る燃料噴射装置の軸心線に沿う断面図である。
図６に示すように、第３実施形態に係る燃料噴射装置は、燃料タンク２０から汲み出した燃料を所定の高圧で送り出す高圧ポンプ２１と、該高圧ポンプ２１からの燃料を所定の供給圧力に蓄圧する蓄圧器２２と、該蓄圧器２２からの高圧燃料が供給される燃料噴射弁１００と、を備えている。
【００４０】
前記燃料噴射弁１００は、上記した第１、第２実施形態と略同様の構成を有するが、コマンドピストン８の突起部８０、制御弁９の突起部９０を設けずに、インレットオリフィス１３より上流側の燃料通路１４ｂ上に上流側開閉弁４１を設け、アウトレットオリフィス１０より下流側のリーク通路１６上に下流側開閉弁４２を設けた構成としている。これらの開閉弁４１、４２は、夫々制御弁９の開閉と連動して動作する。
前記制御弁９の開時には、上流側開閉弁４１を閉とし、下流側開閉弁４２を開とする。これにより、すばやい制御室３２の圧力降下を図り、コマンドピストン８を迅速にリフトすることが可能である。また、制御弁９の開弁期間中における燃料の無駄な流出を防止でき、インジェクタ効率を向上させることが可能である。
一方、前記制御弁９の閉時には、上流側開閉弁４１を開とする。
尚、本第３実施形態の構成は、上記した第１実施形態及び第２実施形態の構成に付加することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、燃料の流出を低減することによってインジェクタ効率が向上できるとともに高圧ポンプの小型化が可能であり、延いては燃費を向上させることが可能であるため、蓄圧式燃料噴射装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射装置の軸心線に沿う断面図である。
【図２】図１に示した燃料噴射弁における制御室近傍の要部拡大図で、（ａ）は燃料噴射弁（針弁）の閉弁時、（ｂ）は開弁初期、（ｃ）は開弁時の状態を示す図である。
【図３】本実施形態の燃料噴射弁における（Ａ−１）制御弁リフト位置、（Ａ−２）制御室圧、（Ａ−３）針弁リフト位置の時系列変化を表したグラフと、比較例として従来の燃料噴射装置における（Ｂ−１）制御弁リフト位置、（Ｂ−２）制御室圧、（Ｂ−３）針弁リフト位置の時系列変化を表したグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射装置の軸心線に沿う断面図である。
【図５】図４の制御弁と突起部の拡大図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る燃料噴射装置の軸心線に沿う断面図である。
【図７】従来の燃料噴射装置の軸心線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      ノズル
２      針弁
４      噴孔
５      燃料溜り
７      噴射弁本体
８      コマンドピストン
９      制御弁
１０    アウトレットオリフィス（流出通路）
１１    インレットコネクタ
１２    燃料入口通路
１３    インレットオリフィス（流入通路）
１４ａ、１４ｂ  燃料通路
１５ｓ  制御弁ユニット
２０    燃料タンク
２１    高圧ポンプ
２２    蓄圧器
８０、９０  突起部
９０ａ  突起先端部
９０ｂ  連結部
９０ｃ  孔部
１００  燃料噴射弁
【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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【図６】
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【図７】
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