(57)【要約】【課題】燃料の噴射量の精確な制御を行うことができる燃料噴射装置を提供すること。【解決手段】燃料噴射装置１は、ノズルボディ４０と、第１燃料収容室４１内を進退可能な噴射制御弁２０と、を備える。噴射制御弁２０は、第１位置まで前進することにより、第１燃料通路５１と第１燃料収容室４１とを連通するとともに第１燃料収容室４１と第３燃料通路５３とを遮断し、第２位置まで後退することにより、第１燃料通路５１と第１燃料収容室４１とを遮断するとともに第１燃料収容室４１と第３燃料通路５３とを連通する。また、一端側が第１燃料収容室４１よりも下流側であり、かつニードル弁閉鎖室４３に連通する第４燃料通路５４の連通部よりも上流側に連通し、他端側が第４燃料通路５４に連通する第５燃料通路５５を備える。第５燃料通路５５は、第３燃料通路５３とニードル弁閉鎖室４３間の燃料を排出して閉鎖補助ピストン３０の変動による圧力変動を抑制する。【選択図】図１
2010209875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１燃料収容室、第２燃料収容室、第３燃料収容室、及び前記第２燃料収容室から燃料噴射装置の外部に至る噴孔が形成されたノズルボディと、
前記ノズルボディ内部のニードル弁保持部に保持されたニードル弁と、
前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも先端側に設けられ、前記第２燃料収容室を有するニードル弁開放手段と、
前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも基端側に設けられ、前記第３燃料収容室を有するニードル弁閉鎖手段と、
前記ノズルボディ内部に保持されて、前記第１燃料収容室を進退可能な噴射制御弁と、を備え、
前記ノズルボディは、
燃料供給源から前記第１燃料収容室に至る第１燃料通路と、
前記第１燃料収容室から前記第２燃料収容室に至る第２燃料通路と、
前記第１燃料収容室から前記第３燃料収容室に至る第３燃料通路と、
前記第３燃料収容室から燃料噴射装置の外部の低圧部に至る第４燃料通路と、を有し、
前記噴射制御弁は、
第１位置まで前進することにより、前記第１燃料通路と前記第１燃料収容室とを連通するとともに、前記第１燃料収容室と前記第３燃料通路とを遮断し、
第２位置まで後退することにより、前記第１燃料通路と前記第１燃料収容室とを遮断するとともに、前記第１燃料収容室と前記第３燃料通路とを連通し、
前記ニードル弁は、
前進してノズルボディに着座することにより、前記第２燃料収容室と前記噴孔とを遮断し、
後退してノズルボディから離座することにより、前記第２燃料収容室と前記噴孔とを連通させ、
前記ニードル弁開放手段は、前記第２燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を後退させ、
前記ニードル弁閉鎖手段は、前記第３燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を前進させ、
一端側が、前記第１燃料収容室よりも下流側であり、かつ前記第３燃料収容室における前記第４燃料通路の連通部よりも上流側に連通し、他端側が前記第４燃料通路に連通する第５燃料通路を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射装置であって、
前記ニードル弁閉鎖手段は、
前記第３燃料収容室内を進退可能に設けられた閉鎖補助ピストンをさらに有し、
前記閉鎖補助ピストンは、
最後退位置で前記第３燃料通路と前記第３燃料収容室とを遮断し、
前進状態に移行することにより前記第３燃料通路と前記第３燃料収容室とを連通し、
前記第３燃料収容室は、
前記閉鎖補助ピストンが前記前進状態の際は前記閉鎖補助ピストンにより前記第３燃料通路が連通する閉鎖補助圧力室と、前記第４燃料通路が連通するリターン圧力室と、に区画され、
前記閉鎖補助ピストンは、前記前進状態から最後退位置に移行して、前記第３燃料通路と前記閉鎖補助圧力室とを遮断することで、前記第１燃料収容室の燃料が前記第３燃料通路を通って前記第３燃料収容室に流入することを抑制し、前記第１燃料収容室の燃料が前記燃料噴射装置の外部に流出することを抑制し、
前記第５燃料通路の一端側は、前記閉鎖補助圧力室に連通することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射装置であって、
前記第３燃料通路に前記第１燃料収容室側から前記第３燃料収容室側への流れを許容し、前記第３燃料収容室側から前記第１燃料収容室側への流れを阻害する逆止弁を備え、
前記第５燃料通路の一端側は、前記第３燃料通路の前記逆止弁のシート部よりも第３燃料収容側に連通することを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置に関する。特には、ディーゼルエンジンに用いられ、燃料供給源から高圧で供給される燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンには、燃料を噴射する燃料噴射装置が用いられる。
図７は、従来例に係る燃料噴射装置７０１の断面図である。
この燃料噴射装置７０１は、第１燃料収容室７４１、第２燃料収容室７４２、ニードル弁閉鎖室７４３、および、第２燃料収容室７４２から燃料噴射装置７０１の外部に至る噴孔７４５が形成されたノズルボディ７４０と、このノズルボディ７４０内部のニードル弁保持部７４６に保持されたニードル弁７１０と、ノズルボディ７４０のニードル弁閉鎖室７４３内部に設けられた閉鎖補助ピストン７３０と、ノズルボディ７４０の噴射制御弁保持部７４４に保持されて、第１燃料収容室７４１内を進退可能な噴射制御弁７２０と、を備える。
【０００３】
ノズルボディ７４０には、燃料供給源から第１燃料収容室７４１に至る第１燃料通路７５１、第１燃料収容室７４１から第２燃料収容室７４２に至る第２燃料通路７５２、第１燃料収容室７４１からニードル弁閉鎖室７４３に至る第３燃料通路７５３、および、ニードル弁閉鎖室７４３から燃料噴射装置７０１の外部の低圧部に至る第４燃料通路７５４が形成される。
【０００４】
噴射制御弁７２０は、噴射制御弁７２０が前進して第１燃料収容室７４１の第３燃料通路７５３側の内壁に当接する第１位置まで移動することにより、第１燃料通路７５１と第１燃料収容室７４１とを連通するとともに、第１燃料収容室７４１と第３燃料通路７５３とを遮断する。また、噴射制御弁７２０が後退して第１燃料通路７５１近傍の内壁に当接する第２位置まで後退することにより、第１燃料通路７５１と第１燃料収容室７４１とを遮断するとともに、第１燃料収容室７４１と第３燃料通路７５３とを連通する。
この噴射制御弁７２０は、噴射制御弁保持部７４４内を摺動可能な略円柱状の案内部７２２と、この案内部７２２の先端側に設けられて略円盤形状の鍔状の拡径部７２３と、この拡径部７２３の先端側に設けられた略円柱状の閉鎖部７２４と、を備える。
【０００５】
ニードル弁７１０は、前進してノズルボディ７４０に着座することにより、第２燃料収容室７４２と噴孔７４５とを遮断し、後退してノズルボディ７４０から離座することにより、第２燃料収容室７４２と噴孔７４５とを連通する。
【０００６】
以上の燃料噴射装置７０１の動作は、以下のようになる。
燃料供給源から第１燃料通路７５１に燃料が供給されている。この状態で、噴射制御弁７２０を第１位置まで前進させると、第１燃料通路７５１と第１燃料収容室７４１とが連通するとともに、第１燃料収容室７４１と第３燃料通路７５３とが遮断される。よって、第１燃料通路７５１から第１燃料収容室７４１および第２燃料通路７５２を通って第２燃料収容室７４２に燃料が流入し、第２燃料収容室７４２内の燃料圧力が上昇する。すると、第２燃料収容室７４２内の燃料圧力により、ニードル弁７１０が後退してノズルボディ７４０から離座する。これにより、第２燃料収容室７４２内の燃料は、噴孔７４５から噴射される。
【０００７】
一方、噴射制御弁７２０を第２位置まで後退させると、第１燃料通路７５１と第１燃料収容室７４１とが遮断されるとともに、第１燃料収容室７４１と第３燃料通路７５３とが連通する。よって、第２燃料通路７５２から第１燃料収容室７４１および第３燃料通路７５３を通ってニードル弁閉鎖室７４３に燃料が流入し、ニードル弁閉鎖室７４３内の燃料圧力が上昇する。すると、ニードル弁閉鎖室７４３内の燃料圧力により、閉鎖補助ピストン７３０が前進する。閉鎖補助ピストン７３０が前進すると、ニードル弁閉鎖室７４３内は、閉鎖補助ピストン７３０により、第３燃料通路７５３に連通する閉鎖補助圧力室７４３２と、ニードル弁７１０側のリターン圧力室７４３３とに区画される。また、前進した閉鎖補助ピストン７３０は、ニードル弁７１０を押圧して前進させる。これにより、ニードル弁７１０がノズルボディ７４０に着座して、燃料の噴射が停止する。
【０００８】
このとき、閉鎖補助ピストン７３０に形成された微小連通路７３３１を通って、閉鎖補助圧力室７４３２内の燃料が閉鎖補助ピストン７３０の下側に形成されたリターン圧力室７４３３に流出する。すると、閉鎖補助圧力室７４３２内の燃料圧力が低下するのに伴い、閉鎖補助ピストン７３０とニードル弁７１０を離間する方向に付勢するばね７３１により、閉鎖補助ピストン７３０が第３燃料通路７５３側に後退していき、初期位置まで戻る。
これにより、燃料の噴射停止時（噴射制御弁７２０が第１位置から第２位置に移行するとき）に、第１燃料収容室７４１内の燃料が第３燃料通路７５３、ニードル弁閉鎖室７４３、及び第４燃料通路７５４を通って外部に流出するのを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特願２００８−１５９２６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
噴射制御弁７２０は、第１燃料収容室７４１内の１燃料通路７５１近傍の内壁に当接する第２位置から前進して、第１燃料収容室７４１の第３燃料通路７５３近傍の内壁に当接する第１位置に移動すると、噴射制御弁７２０により第３燃料通路７５３と第１燃料収容室７４１とが遮断される。しかしながら、噴射制御弁７２０の移動速度によっては、噴射制御弁７２０が第２位置から第１位置に移動しているときに、燃料が第１燃料収容室７４１から第３燃料通路７５３へ流入し、この回り込んだ燃料がニードル弁閉鎖室７４３に流入する場合がある。すると、その燃料圧力により閉鎖補助ピストン７３０が押圧されて前進し、ニードル弁１０を前進方向に荷重する場合がある。
【００１１】
また、回り込んだ燃料がニードル弁閉鎖室７４３に流入することで前進した閉鎖補助ピストン７３０が、ばね７３１により初期位置である最後退位置に移動する場合に、閉鎖補助圧力室７４３２や第３燃料通路７５３内の燃料が第１燃料収容室７４１側に押し戻される。すると、第１燃料収容室５４１側に押し戻された燃料により、第１位置に位置する噴射制御弁７２０が押し返されて第１位置から離れてしまう場合があった。
【００１２】
このように、噴射制御弁７２０が第２位置から第１位置に移動する間に生じる圧力変動により閉鎖補助ピストン７３０が変動し、結果として噴孔７４５からの噴射量が変動し、精確な制御が出来ない場合が生じていた。
【００１３】
本発明は、噴射制御弁が、第１燃料収容室内の第１燃料通路近傍の内壁に当接する第２位置から反転して、第１燃料収容室の第３燃料通路近傍の内壁に当接する第１位置に移動する間に生じる圧力変動を抑制し、燃料の噴射量の精確な制御を行うことができる燃料噴射装置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】
【００１４】
（１）本発明の燃料噴射装置（例えば、後述の燃料噴射装置１）は、第１燃料収容室（例えば、後述の第１燃料収容室４１）、第２燃料収容室（例えば、後述の第２燃料収容室４２）、第３燃料収容室（例えば、後述のニードル弁閉鎖室４３）、及び前記第２燃料収容室から燃料噴射装置の外部に至る噴孔（例えば、後述の噴孔４５）が形成されたノズルボディ（例えば、後述のノズルボディ４０）と、前記ノズルボディ内部のニードル弁保持部（例えば、後述のニードル弁保持部４６）に保持されたニードル弁（例えば、後述のニードル弁１０）と、前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも先端側に設けられ、前記第２燃料収容室を有するニードル弁開放手段（例えば、後述の第２燃料収容室４２、段差部１３および燃料溜まり部４２１）と、前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも基端側に設けられ、前記第３燃料収容室を有するニードル弁閉鎖手段（例えば、後述のニードル弁閉鎖室４３および閉鎖補助ピストン３０）と、前記ノズルボディ内部に保持されて、前記第１燃料収容室を進退可能な噴射制御弁（例えば、後述の噴射制御弁２０）と、を備え、前記ノズルボディは、燃料供給源から前記第１燃料収容室に至る第１燃料通路（例えば、後述の第１燃料通路５１）と、前記第１燃料収容室から前記第２燃料収容室に至る第２燃料通路（例えば、後述の第２燃料通路５２）と、前記第１燃料収容室から前記第３燃料収容室に至る第３燃料通路（例えば、後述の第３燃料通路５３）と、前記第３燃料収容室から燃料噴射装置の外部の低圧部に至る第４燃料通路（例えば、後述の第４燃料通路５４）と、を有し、前記噴射制御弁は、第１位置（例えば、後述の第１位置）まで前進することにより、前記第１燃料通路と前記第１燃料収容室とを連通するとともに、前記第１燃料収容室と前記第３燃料通路とを遮断し、第２位置（例えば、後述の第２位置）まで後退することにより、前記第１燃料通路と前記第１燃料収容室とを遮断するとともに、前記第１燃料収容室と前記第３燃料通路とを連通し、前記ニードル弁は、前進してノズルボディに着座することにより、前記第２燃料収容室と前記噴孔とを遮断し、後退してノズルボディから離座することにより、前記第２燃料収容室と前記噴孔とを連通させ、前記ニードル弁開放手段は、前記第２燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を後退させ、前記ニードル弁閉鎖手段は、前記第３燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を前進させ、一端側が、前記第１燃料収容室よりも下流側であり、かつ前記第３燃料収容室における前記第４燃料通路の連通部よりも上流側に連通し、他端側が前記第４燃料通路に連通する第５燃料通路（例えば、後述の第５燃料通路５５）を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【００１５】
（１）の発明によれば、燃料噴射装置の動作は以下のようになる。
すなわち、燃料供給源から第１燃料通路に燃料が供給されている。この状態で、噴射制御弁を第１位置まで前進させると、第１燃料通路と第１燃料収容室とが連通するとともに、第１燃料収容室と第３燃料通路とが遮断される。
第１燃料通路から第１燃料収容室および第２燃料通路を通って第２燃料収容室に燃料が流入し、第２燃料収容室内の燃料圧力が上昇する。すると、ニードル弁開放手段が動作して、第２燃料収容室内の燃料圧力によりニードル弁が後退してノズルボディから離座する。これにより、第２燃料収容室内の燃料は、噴孔から噴射される。
燃料噴射弁が第１位置まで前進する過程において、第３燃料通路又は第３燃料収容室に流入した燃料は、第５燃料通路を経由して第４燃料通路に流入し、燃料噴射装置の外部に排出される。
【００１６】
一方、噴射制御弁を第２位置まで後退させると、第１燃料通路と第１燃料収容室とが遮断されるとともに、第１燃料収容室と第３燃料通路とが連通する。よって、第１燃料収容室および第３燃料通路を通って第３燃料収容室に燃料が流入し、ニードル弁閉鎖手段によりニードル弁が前進する。これにより、ニードル弁がノズルボディに着座して、燃料の噴射が停止する。
【００１７】
一端側が第１燃料収容室よりも下流側であって、かつ第３燃料収容室内の第４燃料通路の連通部よりも上流側に連通し、他端側が第４燃料通路に連通する第５燃料通路を備えるとした。これにより、第３燃料通路及び第３燃料収容室に流入した燃料を、第５燃料通路を経由して速やかに第４燃料通路に流出させ、噴射制御弁が第２位置から第１位置に前進する過程において生じる第３燃料通路及び第３燃料収容室に生じる圧力変動を抑制することができる。そして、噴射制御弁が後退方向に押し戻されたり、ニードル弁が前進方向に荷重されたりすることを抑制することができる。
【００１８】
（２）前記ニードル弁閉鎖手段は、前記第３燃料収容室内を進退可能に設けられた閉鎖補助ピストン（例えば、後述の閉鎖補助ピストン３０）をさらに有し、前記閉鎖補助ピストンは、最後退位置で前記第３燃料通路と前記第３燃料収容室とを遮断し、前進状態に移行することにより前記第３燃料通路と前記第３燃料収容室とを連通し、前記第３燃料収容室は、前記閉鎖補助ピストンが前記前進状態の際は前記閉鎖補助ピストンにより前記第３燃料通路が連通する閉鎖補助圧力室（例えば、後述の閉鎖補助圧力室４３２）と、前記第４燃料通路が連通するリターン圧力室（例えば、後述のリターン圧力室４３３）と、に区画され、前記閉鎖補助ピストンは、前記前進状態から最後退位置に移行して、前記第３燃料通路と前記閉鎖補助圧力室とを遮断することで、前記第１燃料収容室の燃料が前記第３燃料通路を通って前記第３燃料収容室に流入することを抑制し、前記第１燃料収容室の燃料が前記燃料噴射装置の外部に流出することを抑制し、前記第５燃料通路の一端側は、前記閉鎖補助圧力室に連通することを特徴とする。
【００１９】
（２）の発明によれば、ニードル弁閉鎖手段は、第３燃料収容室内を進退する閉鎖補助ピストンを有し、閉鎖補助ピストンが最後退位置に位置することで第３燃料通路と第３燃料収容室とを遮断し、閉鎖補助ピストンが前進すると第３燃料通路と第３燃料収容室とを連通するとした。また、第３燃料収容室は、閉鎖補助ピストンが前進状態で閉鎖補助圧力室とリターン圧力室とに区画される。そして第５燃料通路の一端側が閉鎖補助圧力室に連通するとした。
これにより、噴射制御弁が第１位置に前進する過程において、第３燃料通路及び第３燃料収容室の閉鎖補助圧力室に流入した燃料を、第５燃料通路を経由して燃料噴射装置の外部に排出することができる。
【００２０】
（３）前記第３燃料通路に前記第１燃料収容室側から前記第３燃料収容室側への流れを許容し、前記第３燃料収容室側から前記第１燃料収容室側への流れを阻害する逆止弁（例えば、後述の逆止弁室５３１及び逆止弁ピストン６０）を備え、前記第５燃料通路の一端側は、前記第３燃料通路の前記逆止弁の着座部よりも第３燃料収容室側に連通することを特徴とする。
【００２１】
（３）の発明によれば、第３燃料通路に逆止弁を設け、第５燃料通路の一端側を逆止弁の着座部よりも第３燃料収容室側に連通するとした。逆止弁を設けることにより、第３燃料通路から逆止弁より下流側に流入した燃料が、第３燃料通路を通って第１燃料収容室に逆流することを防止することができる。また、第５燃料通路は、逆止弁よりも下流側に連通するので、第３燃料通路に流入した燃料を、第５燃料通路を経由して燃料噴射装置の外部に排出することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、第５燃料通路を設けることにより、噴射制御弁が第２位置から第１位置に移動する間に生じる圧力変動を抑制し、燃料の噴射量の精確な制御を行うことができる燃料噴射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置の構成を示す断面図である。
【図２】前記実施形態に係る燃料噴射装置の動作を説明するための図（その１）である。
【図３】前記実施形態に係る燃料噴射装置の動作を説明するための図（その２）である。
【図４】前記実施形態に係る燃料噴射装置の動作を説明するための図（その３）である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射装置の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る燃料噴射装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の従来例に係る燃料噴射装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１を参照して燃料噴射装置１の全体概要について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置１の構成を示す断面図である。なお、以下の図１〜図６において、ニードル弁１０、噴射制御弁２０、および閉鎖補助ピストン３０の寸法および移動ストローク量は、理解の容易のため、実際よりも誇張して描かれている。
【００２５】
燃料噴射装置１は、図示しないハウジング内に収容されて、アクチュエータ７０の動作に応じて、燃料供給源から高圧で供給される燃料を噴射するものである。
この燃料噴射装置１は、ニードル弁１０と、噴射制御弁２０と、この噴射制御弁を付勢するばね２１と、ニードル弁閉鎖手段としての閉鎖補助ピストン３０と、この閉鎖補助ピストン３０を付勢する弾性部材としてのばね３１と、燃料が逆流するのを留める逆止弁としての逆止弁ピストン６０と、これらを収容する円柱形状のノズルボディ４０と、を備える。
【００２６】
ノズルボディ４０は、４つの部材で構成されており、このノズルボディ４０の内部には、基端側から先端側に向かって順番に、第１燃料収容室４１、後述の第３燃料通路５３の途中に設けられる逆止弁室５３１、ニードル弁閉鎖手段および第３燃料収容室としてのニードル弁閉鎖室４３、ならびに、ニードル弁開放手段としての第２燃料収容室４２が形成されている。
【００２７】
また、ノズルボディ４０には、図示しない燃料供給源から第１燃料収容室４１に至る第１燃料通路５１、第１燃料収容室４１から第２燃料収容室４２に至る第２燃料通路５２、第１燃料収容室４１からニードル弁閉鎖室４３に至る第３燃料通路５３、および、ニードル弁閉鎖室４３からノズルボディ４０の外部の図示しない低圧部に至る第４燃料通路５４が形成される。また、第３燃料通路５３には、逆止弁ピストン６０が設けられる逆止弁室５３１が形成される。
ここで、燃料供給源としては、例えば、コモンレールを介して接続された高圧ポンプが挙げられる。
また、低圧部としては、例えば、燃料タンク、低圧ポンプと高圧ポンプとの間の燃料通路、および、高圧ポンプ内の加圧室より上流側の燃料通路などが挙げられる。
【００２８】
第１燃料収容室４１は、ノズルボディ４０の延在方向に沿って延在する略円筒形状の空間である。
この第１燃料収容室４１の基端面には、ノズルボディ４０の基端面に至る断面円形状の貫通孔が形成され、この貫通孔は、噴射制御弁２０を保持する噴射制御弁保持部４４となっている。
噴射制御弁保持部４４の内径は、第１燃料収容室４１の内径よりも小さくなっており、これにより、第１燃料収容室４１の基端面には、段差部４１１が形成される。
【００２９】
第１燃料通路５１は、ノズルボディ４０の基端面から、貫通孔である噴射制御弁保持部４４の先端側の内周面まで延びている。
【００３０】
ニードル弁閉鎖室４３は、ノズルボディ４０の延在方向に沿って延在する略円筒形状の空間である。このニードル弁閉鎖室４３の先端側には、周方向に沿って段差部４３１が形成されている。ニードル弁閉鎖室４３には、第３燃料通路５３及び第４燃料通路５４が接続される。
第３燃料通路５３は、第１燃料収容室４１の先端面の略中央からニードル弁閉鎖室４３の基端面の略中央に至る貫通孔である。第３燃料通路５３には、逆止弁室５３１が形成され、第１燃料収容室４１から逆止弁室５３１に至る通路を上流側第３燃料通路５３ａ、逆止弁室５３１からニードル弁閉鎖室４３に至る通路を下流側第３燃料通路５３ｂとする。
第４燃料通路５４は、ニードル弁閉鎖室４３の先端側の内周面からノズルボディ４０の基端面まで延びている。
【００３１】
逆止弁室５３１は、第３燃料通路５３の途中に設けられ、ノズルボディ４０の延在方向に沿って延在する略円筒形状の空間である。逆止弁室５３１には、逆止弁ピストン６０と逆止弁ピストン６０を逆止弁室５３１の延在方向基端側に付勢するばね６１が設けられており、上流側第３燃料通路５３ａ、下流側第３燃料通路５３ｂ、第５燃料通路５５が接続されている。
逆止弁室５３１の容積は、上流側第３燃料通路５３ａ及び下流側第３燃料通路５３ｂの容積の合計よりも大きくなるよう形成される。
【００３２】
逆止弁室５３１の延在方向基端側は、逆止弁室５３１の内側面から上流側第３燃料通路５３ａにかけて所定の角度を持って接続する傾斜部５３２が形成されている。この傾斜部５３２は、逆止弁ピストン６０の基端側の面が当接する着座部となる。
第５燃料通路５５は、一端側が逆止弁室５１の先端面側の内周面に連通し、他端側が第４燃料通路５４に連通する貫通孔であり、その内径は、下流側第３燃料通路５３ｂの内径よりも小さく形成される。
【００３３】
第２燃料収容室４２は、ノズルボディ４０の延在方向に沿って延在する略円筒形状の空間である。
第２燃料収容室４２の先端側には、ノズルボディ４０の外部に至る貫通孔が形成され、この貫通孔は噴孔４５となっている。
第２燃料収容室４２の延在方向基端側には、内周が拡張されたニードル弁開放手段としての燃料溜まり部４２１が形成されている。
【００３４】
ノズルボディ４０には、ニードル弁閉鎖室４３から第２燃料収容室４２に至る貫通孔が形成され、この貫通孔は、ニードル弁１０を保持するニードル弁保持部４６となっている。
第２燃料通路５２は、第１燃料収容室４１の段差部４１１よりも先端側の部分の内周面から第２燃料収容室４２の燃料溜まり部４２１まで延びている。
【００３５】
ニードル弁１０は、ノズルボディ４０のニードル弁保持部４６に保持されており、このニードル弁１０の先端側は、第２燃料収容室４２の延在方向に沿って、第２燃料収容室４２内を進退可能である。
ニードル弁１０は、ニードル弁保持部４６に摺動可能に保持される円柱形状のニードル弁本体１１と、このニードル弁本体１１の基端側に鍔状に形成された移動規制部１２と、を備える。
【００３６】
ニードル弁本体１１のニードル弁保持部４６よりも基端側は、ニードル弁閉鎖室４３内に露出している。
移動規制部１２は、ニードル弁本体１１のうちニードル弁閉鎖室４３内に露出した部分に形成される。
【００３７】
ニードル弁１０の移動規制部１２の外径は、ニードル弁閉鎖室４３の段差部４３１より基端側の部分の内径に比較して、大きくなっている。よって、ニードル弁１０が後退すると、移動規制部１２が段差部４３１に突き当たって、ニードル弁１０の後退が規制される。
【００３８】
ニードル弁本体１１の外周面のうち燃料溜まり部４２１の近傍に位置する部分には、周方向に沿って円環状に、ニードル弁開放手段としての段差部１３が形成されている。
ニードル弁本体１１の段差部１３よりも先端側の部分の外径は、ニードル弁本体１１の段差部１３より基端側の部分の外径に比較して小さくなっており、このニードル弁本体１１の段差部１３より先端側の部分の外周面と、第２燃料収容室４２の内周面との間には、燃料が流通する間隙が形成されている。
【００３９】
以上のニードル弁１０では、ニードル弁本体１１の先端面が第２燃料収容室４２の先端側から離座することにより、第２燃料収容室４２の燃料溜まり部４２１と第２燃料収容室４２の先端部分に形成された噴孔４５とが連通し、ニードル弁本体１１の先端面が第２燃料収容室４２の先端側に着座することにより、第２燃料収容室４２の燃料溜まり部４２１と噴孔４５とが遮断される。
【００４０】
噴射制御弁２０は、ノズルボディ４０の噴射制御弁保持部４４に保持されており、図示しないピエゾ式アクチュエータ７０により、第１燃料収容室４１の延在方向に沿って、第１燃料収容室４１内を進退可能である。
噴射制御弁２０は、円柱形状の噴射制御弁本体２２と、この噴射制御弁本体２２に鍔状に形成されている。
通路閉鎖部２３は、噴射制御弁本体２２のうち第１燃料収容室４１に露出した部分に形成されている。
噴射制御弁本体２２は、噴射制御弁保持部４４に摺動可能に保持される。この噴射制御弁本体２２の外周面のうち第１燃料通路５１に対向する部分から通路閉鎖部２３までの部分には、縮径部２２１が形成されている。
【００４１】
ばね２１は、第１燃料収容室４１の先端面と、噴射制御弁２０の通路閉鎖部２３との間に設けられて、噴射制御弁２０を後退する方向に付勢する。
【００４２】
噴射制御弁２０がばね２１の付勢力に抗して前進して、噴射制御弁本体２２の先端面が第１燃料収容室４１の先端面に当接した状態を、噴射制御弁２０の第１位置とする。
噴射制御弁２０が第１位置に位置すると、噴射制御弁本体２２の先端面が第１燃料収容室４１の先端面に当接するとともに、通路閉鎖部２３と第１燃料収容室４１の段差部４１１との間に間隙が形成される。
【００４３】
第１燃料通路５１は貫通孔である噴射制御弁保持部４４の先端側に連通しており、上流側第３燃料通路５３ａは第１燃料収容室４１の先端面に連通しているため、この状態では、第１燃料収容室４１と上流側第３燃料通路５３ａとが遮断されるとともに、第１燃料通路５１と第１燃料収容室４１とが連通される。
【００４４】
一方、噴射制御弁２０が後退して、通路閉鎖部２３が第１燃料収容室４１の段差部４１１に当接した状態を噴射制御弁２０の第２位置とする。
噴射制御弁２０が第２位置に位置すると、通路閉鎖部２３が第１燃料収容室４１の段差部４１１に当接するとともに、噴射制御弁本体２２の先端面と第１燃料収容室４１の先端面とが離間して間隙が形成される。この状態では、第１燃料通路５１と第１燃料収容室４１とが遮断されるとともに、第１燃料収容室４１と上流側第３燃料通路５３ａとが連通される。
図１は、噴射制御弁２０が第２位置に位置した状態を示す。
【００４５】
閉鎖補助ピストン３０は、ニードル弁閉鎖室４３内を進退可能に設けられ、ニードル弁閉鎖室４３の内壁面を摺動する略円柱形状の仕切部３３と、この仕切部３３のニードル弁１０側の端部から棒状に延出する補助力伝達部３２と、を備える。
【００４６】
ニードル弁閉鎖室４３は、仕切部３３により、第３燃料通路５３に連通する閉鎖補助圧力室４３２と、第４燃料通路５４が連通するリターン圧力室４３３と、に区画される。
【００４７】
仕切部３３の基端側の部分は、上流側第３燃料通路５３ａ側に向かって突出する略円錐形状となっている。
また、仕切部３３には、閉鎖補助圧力室４３２とリターン圧力室４３３とを連通する微小連通路３３１が形成される。この微小連通路３３１は、閉鎖補助ピストン３０の仕切部３３の外周面を凹ませることにより、閉鎖補助ピストン３０とニードル弁閉鎖室４３との間に形成される。
【００４８】
ばね３１は、ニードル弁閉鎖室４３内の閉鎖補助ピストン３０とニードル弁１０の基端側との間に設けられて、閉鎖補助ピストン３０およびニードル弁１０を離間する方向に付勢する。
【００４９】
逆止弁ピストン６０は、逆止弁室５３１内を進退可能に設けられており、後退時に傾斜部５３２に突き当たって上流側第３燃料通路５３ａを閉塞する閉塞部６２と、閉塞部６２から先端側（下流側第３燃料通路５３ｂ側）に棒状に突出して、前進時に逆止弁室５３１の先端面に当接する支持部６３と、を備える。
閉塞部６２の基端側（上流側第３燃料通路５３ａ側）の面は、傾斜部５３２の形状に対応して曲面状となっている。
【００５０】
ばね６１は、逆止弁室５３１内の逆止弁ピストン６０と逆止弁室５３１の先端面との間に設けられ、逆止弁ピストン６０を基端側に付勢している。このばね６１の付勢力は、閉鎖補助ピストン３０を付勢するばね３１の付勢力よりも小さいことが好ましい。
【００５１】
上流側第３燃料通路５３ａは、逆止弁室５３１の基端面の略中央に形成され、第１燃料収容室４１に延びる貫通孔である。
また、下流側第３燃料通路５３ｂは、逆止弁室５３１の先端面に、逆止弁室５３１の内周面近傍に形成され、ニードル弁閉鎖室４３に延びる貫通孔である。この下流側第３燃料通路５３ｂは、逆止弁ピストン６０の位置にかかわらず、逆止弁ピストン６０の支持部６３が逆止弁室５３１の先端面に当接した状態であっても、常時逆止弁室５３１とニードル弁閉鎖室４３とを連通する。
【００５２】
以下に、閉鎖補助ピストン３０と逆止弁ピストン６０の動作について説明する。
すなわち、まず、噴射制御弁２０が第１位置に位置して、第１燃料収容室４１と上流側第３燃料通路５３ａとが遮断されている状態を説明する。
このとき、逆止弁ピストン６０は、第１位置に位置する噴射制御弁２０により、第１燃料収容室４１と上流側第３燃料通路５３ａとが遮断されているので、ばね６１により逆止弁ピストン６０が最も後退した位置まで付勢されている。そして、閉塞部６２の曲面形状の部分が逆止弁室５３１の傾斜部５３２に当接し、上流側第３燃料通路５３ａを閉塞している。したがって、上流側第３燃料通路５３ａと逆止弁室５３１が遮断される。この状態を、逆止弁ピストン６０の最後退位置とする。
また、閉鎖補助ピストン３０は、ばね３１によりが最も後退した位置まで付勢されて、仕切部３３の円錐形状の部分がニードル弁閉鎖室４３の基端面の下流側第３燃料通路５３ｂを閉塞している。この状態を、閉鎖補助ピストン３０の最後退位置とする。
【００５３】
閉鎖補助ピストン３０がこの最後退位置に位置した状態では、仕切部３３の円錐状の部分が下流側第３燃料通路５３ｂを塞いで、下流側第３燃料通路５３ｂと閉鎖補助圧力室４３２とが遮断される。
また、閉鎖補助ピストン３０がこの最後退位置に位置した状態では、ニードル弁１０が移動規制部１２に規制されるまで後退しても、閉鎖補助ピストン３０の補助力伝達部３２の先端面とニードル弁１０の基端面との間に間隙が形成されるように、閉鎖補助ピストン３０およびニードル弁１０の移動ストロークや長さが設定されている。
【００５４】
次に、噴射制御弁２０が第１位置から第２位置に後退する場合を説明する。
噴射制御弁２０が第１位置から後退すると、第１燃料収容室４１と上流側第３燃料通路５３ａとが連通し、第１燃料収容室４１の燃料が上流側第３燃料通路５３ａに流入する。
そして、第２燃料通路５２と上流側第３燃料通路５３ａとが連通し、第２燃料通路５２の燃料が上流側第３燃料通路５３ａに流入する。
すると、上流側第３燃料通路５３ａの燃料圧力により、逆止弁ピストン６０がばね６１の付勢力に抗して前進し、逆止弁ピストン６０の閉塞部６２が逆止弁室５３１の傾斜部５３２から離間して隙間が生じる。
【００５５】
この状態では、上流側第３燃料通路５３ａ内の燃料は、逆止弁室５３１に流入し、逆止弁室５３１内の燃料は、第５燃料通路５５と下流側第３燃料通路５３ｂに流入する。
このとき、逆止弁室５３１は、上流側第３燃料通路５３ａ及び下流側第３燃料通路５３ｂの容積の合計よりも大きいため、下流側第３燃料通路５３ｂの燃料圧力が閉鎖補助ピストン３０を前進させるに足る圧力となるまでには、燃料が逆止弁室５３１に流入してからタイムラグが生じる。このとき、第５燃料通路５５の内径は下流側第３燃料通路５３ｂの内径よりも非常に小さく形成されるため、逆止弁室５３１に流入した燃料の大部分が下流側第３燃料通路５３ｂに流入する。
【００５６】
そして、逆止弁室５３１から下流側第３燃料通路５３ｂに流入する燃料が所定の燃料圧力になると、この下流側第３燃料通路５３ｂの燃料圧力により、閉鎖補助ピストン３０がばね２１の付勢力に抗して前進して、補助力伝達部３２の先端面がニードル弁１０の基端面に当接する。
【００５７】
この状態では、下流側第３燃料通路５３ｂ内の燃料は、ニードル弁閉鎖室４３の閉鎖補助圧力室４３２に流入して、第２燃料収容室４２の燃料溜まり部４２１内の燃料圧力とニードル弁閉鎖室４３の閉鎖補助圧力室４３２内の燃料圧力とが等しくなっている。
そして、閉鎖補助ピストン３０の仕切部３３の円錐形状の部分が受圧部として閉鎖補助圧力室４３２からの燃料圧力を受けることで、閉鎖補助ピストン３０を介して、ニードル弁１０には、前進させる向きに力が加わる。
同時に、ニードル弁１０の円環状の段差部１３が受圧部として燃料溜まり部４２１からの燃料圧力を受けることで、ニードル弁１０には、後退させる向きに力が加わる。
【００５８】
ここで、閉鎖補助ピストン３０の仕切部３３の最大径は、ニードル弁１０の段差部１３の最大径よりも大きく、閉鎖補助ピストン３０の仕切部３３の受圧面積は、ニードル弁１０の段差部１３の受圧面積よりも大きくなっている。よって、閉鎖補助ピストン３０を前進させる力は、ニードル弁１０を後退させる力よりも大きくなり、閉鎖補助ピストン３０の補助力伝達部３２の先端面でニードル弁１０の基端側を押圧して、ニードル弁１０を前進させる。
【００５９】
次に、噴射制御弁２０が第２位置に戻った状態について説明する。
この状態では、第１燃料通路５１と第１燃料収容室４１とが遮断されているので、第１燃料通路５１から燃料が流入せず、第１燃料収容室４１と第２燃料通路５２内の燃料が徐々に少なくなる。このため上流側第３燃料通路５３ａに流入する燃料も少なくなるので、上流側第３燃料通路５３ａの燃料圧力も徐々に小さくなる。
上流側第３燃料通路５３ａの燃料圧力が逆止弁ピストン６０を付勢するばね６１の付勢力よりも小さくなると、逆止弁ピストン６０は最後退位置に移動し、上流側第３燃料通路５３ａと逆止弁室５３１とが遮断される。
【００６０】
上流側第３燃料通路５３ａと逆止弁室５３１とが遮断され、逆止弁室５３１内の燃料は第５燃料通路５５を通って第４燃料通路５４に流出するので、下流側第３燃料通路５３ｂの燃料圧力も徐々に低下する。
【００６１】
このとき、ニードル弁閉鎖室４３においては、微小連通路３３１を通って燃料が閉鎖補助圧力室４３２からリターン圧力室４３３に流出し、閉鎖補助圧力室４３２内の燃料圧力が徐々に低下していく。
リターン圧力室４３３内に流出した燃料は、第４燃料通路５４を通ってノズルボディ４０の外に排出される。
閉鎖補助圧力室４３２内の燃料圧力がばね３１の付勢力より小さくなると、閉鎖補助ピストン３０は、ばね３１の付勢力により後退して最後退位置に移動していく。
閉鎖補助ピストン３０が後退していく過程において、閉鎖補助圧力室４３２内の燃料が下流側第３燃料通路５３ｂを通って下流側第３燃料通路５３ｂ内の燃料とともに逆止弁室５３１へと逆流する場合がある。
しかし、逆流した燃料は、逆止弁ピストン６０が最後退位置に位置するので上流側第３燃料通路５３ａには流出せず、第５燃料通路５５を通って第４燃料通路５４からノズルボディ４０の外部に流出する。
【００６２】
次に、噴射制御弁２０が第２位置から第１位置に前進する場合を説明する。
噴射制御弁２０が第１位置まで速やかに前進すると、上述のように、第１燃料収容室４１と上流側第３燃料通路５３ａとが遮断されるとともに、第１燃料通路５１と第１燃料収容室４１とが連通して、第１燃料通路５１内の高圧燃料が第１燃料収容室４１に流入していく。
【００６３】
このとき、噴射制御弁２０の前進する速度が遅い場合には、第１燃料通路５１と第１燃料収容室４１とが連通したことにより流入した高圧燃料が通路閉鎖部２３の先端面に回り込んで上流側第３燃料通路５３ａに流出する場合がある。
逆止弁室５３１のばね６１が逆止弁ピストン６０を後退させる付勢力は、このときに流入する燃料圧力よりも小さいため、逆止弁ピストン６０が前進して高圧燃料は逆止弁室５３１へと流入する。
そして、逆止弁室５３１に流入した燃料は、第５燃料通路５５を通って第４燃料通路５４からノズルボディ４０の外へと流出する。
【００６４】
噴射制御弁２０が第１位置に達すると、上流側第３燃料通路５３ａ内の燃料は逆止弁室５３１に流入するので、上流側第３燃料通路５３ａ内の燃料圧力は次第に低下し、所定圧力まで低下すると、逆止弁ピストン６０を基端面側に付勢するばね６１の付勢力が燃料圧力より大きくなり、ばね６１は逆止弁ピストン６０を最後退位置まで後退させる。
逆止弁ピストン６０が最後退位置に位置すると、上流側第３燃料通路５３ａと逆止弁室５３１とが遮断されるので、上流側第３燃料通路５３ａ内の燃料圧力は、噴射制御弁２０が再び第２位置への後退を開始するまで逆止弁ピストン６０を前進させない程度に維持される。したがって、上流側第３燃料通路５３ａ内の燃料圧力による噴射制御弁２０を後退させる方向の力は抑制される。このため、噴射制御弁２０を前進させるためのアクチュエータ７０の駆動力を小さくすることができる。
そして、噴射制御弁２０の前進する速度が遅い場合にも、噴射制御弁２０が第２位置から第１位置へと移動する時間はごく短時間であるので、逆止弁室５３１から下流側第３燃料通路５３ｂに流出した燃料の圧力は、閉鎖補助ピストン３０を前進させるに足る圧力とはならず、閉鎖補助ピストン３０は最後退位置に保持される。
仮に、閉鎖補助ピストン３０が前進した場合であっても、上述のように、その後閉鎖補助ピストン３０が後退する際に逆止弁室５３１に逆流する閉鎖補助圧力室４３２や下流側第３燃料通路５３ｂの燃料は、逆止弁ピストン６０が最後退位置に位置することにより、上流側第３燃料通路５３ａに逆流しない。よって、上流側第３燃料通路５３ａの燃料圧力により噴射制御弁２０を第１位置から押し戻す方向に押圧して、噴射制御弁２０が第１位置から離れてしまうような、噴射制御弁２０への悪影響を抑制することができる。
【００６５】
以下、燃料噴射装置１の動作について、図２〜図４を参照しながら説明する。
ＳＴ１は、図２（ａ）に示すように、初期状態である。すなわち、燃料供給源から第１燃料通路５１に燃料が高圧で供給されるとともに、ばね２１の付勢力により、噴射制御弁２０が後退して第２位置に位置している。これにより、噴射制御弁２０の通路閉鎖部２３が第１燃料収容室４１の段差部４１１に当接するため、第１燃料通路５１内の高圧の燃料は、噴射制御弁２０の縮径部２２１と噴射制御弁保持部４４の内周面との隙間に留まっている。
【００６６】
また、逆止弁室５３１では、ばね６１の付勢力により逆止弁ピストン６０が逆止弁室５３１の傾斜部５３２に当接している。これにより、上流側第３燃料通路５３ａと逆止弁室５３１とが遮断されている。
【００６７】
また、ばね３１の付勢力により、ニードル弁１０は前進して第２燃料収容室４２の先端側に着座し、閉鎖補助ピストン３０は後退して最後退位置に位置して下流側第３燃料通路５３ｂを閉鎖している。これにより、第２燃料収容室４２、第２燃料通路５２、第１燃料収容室４１、上流側第３燃料通路５３ａ内には、前回の噴射動作により流入した燃料がある程度の圧力で閉じ込められている。また、逆止弁室５３１内の燃料は、第５燃料通路５５により第４燃料通路５４を通ってノズルボディ４０の外部に排出されており、リターン圧力室４３３内の燃料は、第４燃料通路５４を通ってノズルボディ４０の外部に排出されている。
【００６８】
ＳＴ２では、この状態から、図２（ｂ）に示すように、アクチュエータ７０を駆動すると、ばね２１の付勢力に抵抗して噴射制御弁２０が前進して第１位置に位置する。
【００６９】
すると、噴射制御弁本体２２の先端面が第１燃料収容室４１の先端面に当接し、第１燃料収容室４１と上流側第３燃料通路５３ａとが遮断されるので、上流側第３燃料通路５３ａへの高圧な燃料の供給が遮断される。
また、通路閉鎖部２３が第１燃料収容室４１の段差部４１１から離れて、通路閉鎖部２３と第１燃料収容室４１の段差部４１１との間に間隙が形成されるので、第１燃料通路５１内の高圧な燃料は、噴射制御弁２０の縮径部２２１と噴射制御弁保持部４４の内周面との隙間、第１燃料収容室４１、および第２燃料通路５２を通って、第２燃料収容室４２の燃料溜まり部４２１に流入する。上述のように、この燃料溜まり部４２１の燃料は、既にある程度の圧力であるため、第１燃料通路５１内の高圧な燃料が供給されることにより、第２燃料収容室４２内の燃料圧力が上昇する。
【００７０】
ＳＴ３では、燃料溜まり部４２１内の燃料圧力が所定の圧力に到達すると、図２（ｃ）に示すように、この燃料溜まり部４２１内の燃料圧力により、ニードル弁１０の移動規制部１２が段差部４３１に突き当たるまで、ばね３１に抗してニードル弁１０が後退する。これにより、ニードル弁１０は第２燃料収容室４２の先端側から離座して、第２燃料収容室４２内の燃料が噴孔４５を通して噴射される。
【００７１】
ＳＴ４では、アクチュエータ７０の駆動を停止して、噴射制御弁２０に対する押圧力を解除する。すると、図３（ａ）に示すように、ばね２１の付勢力により、噴射制御弁２０が後退して第２位置に位置する。すると、通路閉鎖部２３が第１燃料収容室４１の段差部４１１に当接して噴射制御弁保持部４４を閉鎖する。これにより、第１燃料通路５１と第１燃料収容室４１とが遮断されるとともに、第１燃料収容室４１と上流側第３燃料通路５３ａとが連通する。よって、第１燃料収容室４１の燃料が、噴射制御弁本体２２の先端面と第１燃料収容室４１の先端面との間隙を通って、上流側第３燃料通路５３ａに流入し、上流側第３燃料通路５３ａ内の圧力が上昇する。
【００７２】
上流側第３燃料通路５３ａに流入した燃料圧力により、逆止弁ピストン６０の曲面状の部分のうち、上流側第３燃料通路５３ａに露出した部分が押圧されて、逆止弁ピストン６０が前進する。
すると、上流側第３燃料通路５３ａと逆止弁室５３１とが連通され、上流側第３燃料通路５３ａの燃料が逆止弁室５３１に流入する。
【００７３】
逆止弁室５３１に流入すると、逆止弁室５３１と下流側第３燃料通路５３ｂは常時連通しているため、逆止弁室５３１内に流入した燃料は、下流側第３燃料通路５３ｂに流入し、下流側第３燃料通路５３ｂ内の燃料圧力が上昇する。
【００７４】
閉鎖補助ピストン３０が最後退位置に位置しているため、仕切部３３により下流側第３燃料通路５３ｂは閉塞されている状態であるが、下流側第３燃料通路５３ｂに流入した燃料圧力により、この仕切部３３の円錐形状の部分のうち下流側第３燃料通路５３ｂに露出した部分が押圧されて、閉鎖補助ピストン３０が前進する。
【００７５】
ＳＴ５では、図３（ｂ）に示すように、閉鎖補助ピストン３０が前進したため、仕切部３３による下流側第３燃料通路５３ｂの閉塞が解除され、下流側第３燃料通路５３ｂに流入した燃料は、ニードル弁閉鎖室４３の閉鎖補助圧力室４３２に流入し、閉鎖補助圧力室４３２内の圧力が上昇する。閉鎖補助圧力室４３２の内部の圧力が所定の圧力に到達すると、閉鎖補助圧力室４３２に流入した燃料圧力により、この仕切部３３の円錐形状の部分全体が押圧されて、閉鎖補助ピストン３０が前進して、この閉鎖補助ピストン３０の補助力伝達部３２の先端面がニードル弁１０の基端面に当接する。
【００７６】
ＳＴ６では、図３（ｃ）に示すように、閉鎖補助圧力室４３２内の燃料が仕切部３３を押圧する。ここで、閉鎖補助ピストン３０が前進する向きに加える力は、第２燃料収容室４２の燃料溜まり部４２１内の燃料が段差部１３を押圧して、ニードル弁１０に後退する向きに加える力よりも大きい。よって、閉鎖補助ピストン３０がニードル弁１０とともに前進して、ニードル弁１０が第２燃料収容室４２の先端側に着座して、噴孔４５からの燃料の噴射が停止する。
【００７７】
ＳＴ７では、図４に示すように、第１燃料収容室４１内の燃料は、上流側第３燃料通路５３ａに流入していき、第１燃料収容室４１の内部の圧力は徐々に低下する。
これとともに、上流側第３燃料通路５３ａ内の燃料は逆止弁室５３１に流入するので、上流側第３燃料通路５３ａの内部の圧力も少しずつ低下する。そして、上流側第３燃料通路５３ａの内部の圧力が所定の圧力未満になると、ばね６１の付勢力により、逆止弁ピストン６０が後退して、逆止弁室５３１の傾斜部５３２に当接する。
これにより、上流側第３燃料通路５３ａと逆止弁室５３１とが遮断される。
【００７８】
一方で、閉鎖補助圧力室４３２の内部の燃料は、仕切部３３に形成された微小連通路３３１を通って、少しずつリターン圧力室４３３に流出し、このリターン圧力室４３３に流出した燃料は、第４燃料通路５４を通ってノズルボディ４０の外部に排出される。
これにより、閉鎖補助圧力室４３２の内部の圧力は、少しずつ低下し、閉鎖補助圧力室４３２の内部の圧力が所定の圧力未満になると、ばね３１の付勢力により、閉鎖補助ピストン３０が後退して最後退位置まで移行する。
【００７９】
このとき、閉鎖補助ピストン３０の仕切部３３の円錐形状の部分全体により、閉鎖補助圧力室４３２の燃料を下流側第３燃料通路５３ｂ側に押圧する力が生じ、その力により、下流側第３燃料通路５３ｂ内の燃料が逆止弁室５３１に逆流する場合がある。
しかし、逆止弁ピストン６０が最後退位置に位置することにより、逆止弁室５３１と上流側第３燃料通路５３ａとが遮断されているため、逆流した下流側第３燃料通路５３ｂ内の燃料や、逆止弁室５３１内の燃料が上流側第３燃料通路５３ａに流入することはない。
そして、逆流した下流側第３燃料通路５３ｂ内の燃料と逆止弁室５３１内の燃料とは、第５燃料通路５５を通って第４燃料通路５４に流出し、ノズルボディ４０の外部に排出される。
これにより、第２燃料収容室４２、第２燃料通路５２、第１燃料収容室４１、及び上流側第３燃料通路５３ａ内には、燃料がある程度の圧力で閉じ込められて、初期状態に復帰する。
【００８０】
図５を参照して、第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係る燃料噴射装置１の断面図である。第２実施形態は、第３燃料通路５３の構成が第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の部分については説明を省略する。なお、第１実施形態と同様の場合は同じ符号を付している。
【００８１】
第３燃料通路５３は、第１燃料収容室４１とニードル弁閉鎖室４３とを直接に連通する貫通孔であり、その途中には、第１実施形態における逆止弁室５３１は形成されない。また、第１実施形態において逆止弁室５３１に設けられていた逆止弁ピストン６０及びばね６１も第２実施形態にかかる第３燃料通路５３には設けられない。
【００８２】
第５燃料通路５５は、一端側が第３燃料通路５３に連通し、他端側が第４燃料通路５４に連通する貫通孔である。
閉鎖補助ピストン３０が最前進位置から最後退位置に移動する際に、閉鎖補助圧力室４３２の内部において、閉鎖補助ピストン３０の仕切部３３の円錐形状の部分全体から基端側への圧力が生じ、燃料が第３燃料通路５３に逆流する場合がある。
すると、この閉鎖補助圧力室４３２から第３燃料通路５３に流入する燃料は、第３燃料通路５３に連通する第５燃料通路５５を通って、第４燃料通路５４に流出し、ノズルボディ４０の外部に排出される。
【００８３】
図６を参照して、第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係る燃料噴射装置１の断面図である。第３実施形態は、第５燃料通路５５の位置が第２実施形態と異なる。以下、第２実施形態と異なる点を中心に説明し、第２実施形態と同様の部分については説明を省略する。なお、第１実施形態と同様の場合は同じ符号を付している。
【００８４】
第５燃料通路５５は、一端側が閉鎖補助圧力室４３２に連通し、他端側が第４燃料通路５４に連通する貫通孔である。この第５燃料通路５５の閉鎖補助圧力室４３２側の貫通口は、閉鎖補助圧力室４３２の内周面であって、閉鎖補助ピストン３０が最後退位置に位置するときの、段差部４３１と閉鎖補助ピストン３０の仕切部３３の円柱状部分の基端側端部とで形成される空間と連通する位置に形成される。
【００８５】
閉鎖補助ピストン３０が最前進位置から最後退位置に移動する際に、閉鎖補助圧力室４３２の内部において、閉鎖補助ピストン３０の仕切部３３の円錐形状の部分全体から基端側への圧力が生じ、燃料が第３燃料通路５３に逆流する場合がある。
このとき、この閉鎖補助圧力室４３２から第３燃料通路５３に逆流しようとする燃料は、段差部４３１と仕切部３３の略円錐状の部分に形成される斜面とに押圧されて第５燃料通路５５に流出する。そして、燃料は、第５燃料通路５５を通って第４燃料通路５４に流出し、ノズルボディ４０の外部に排出される。
【００８６】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）一端側が第１燃料収容室４１よりも下流側であって、かつニードル弁閉鎖室４３内の第４燃料通路５４の連通部よりも上流側に連通し、他端側が第４燃料通路５４に連通する第５燃料通路５５を備える。これにより、第３燃料通路５３及びニードル弁閉鎖室４３に流入した燃料を、第５燃料通路５５を経由して速やかに第４燃料通路５４に流出させ、噴射制御弁２０が第２位置から第１位置に前進する過程において生じる第３燃料通路５３及びニードル弁閉鎖室４３に生じる圧力変動を抑制することができる。そして、噴射制御弁２０が後退方向に押し戻されたり、ニードル弁１０が前進方向に荷重されたりすることを抑制することができる。
【００８７】
（２）ニードル弁閉鎖室４３内を進退する閉鎖補助ピストン３０を設け、閉鎖補助ピストン３０が最後退位置に位置することで第３燃料通路５３とニードル弁閉鎖室４３とを遮断し、閉鎖補助ピストン３０が前進すると第３燃料通路５３とニードル弁閉鎖室４３とを連通するとした。また、ニードル弁閉鎖室４３は、閉鎖補助ピストン３０が前進状態で閉鎖補助圧力室４３２とリターン圧力室４３３とに区画される。そして第５燃料通路５５の一端側が閉鎖補助圧力室４３２に連通する。
これにより、噴射制御弁２０が第１位置に前進する過程において、第３燃料通路５３及びニードル弁閉鎖室４３の閉鎖補助圧力室４３２に流入した燃料を、第５燃料通路５５を経由してノズルボディ４０の外部に排出することができる。
【００８８】
（３）第３燃料通路５３に逆止弁として逆止弁ピストン６０を有する逆止弁室５３１を設け、第５燃料通路５５の一端側を逆止弁ピストン６０の着座部（傾斜部５３２）よりもニードル弁閉鎖室４３側に連通するとした。逆止弁室５３１及び逆止弁ピストン６０を設けたことにより、上流側第３燃料通路５３ａから逆止弁室５３１に流入した燃料が、上流側第３燃料通路５３ａを通って第１燃料収容室４１に逆流することを防止することができる。また、第５燃料通路５５は、逆止弁ピストン６０の着座部よりも下流側に連通するので、逆止弁室５３１に流入した燃料を、第５燃料通路５５を経由してノズルボディ４０の外部に排出することができる。
【００８９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、噴射制御弁２０をピエゾ式のアクチュエータで駆動したが、これに限らず、電磁式や油圧式のアクチュエータで駆動してもよい。
また、本実施形態では、微小連通路３３１を閉鎖補助ピストン３０の仕切部３３の外周面を凹ませることにより形成したが、これに限らず、閉鎖補助ピストン３０の仕切部３３の内部側に穿設してもよいし、ノズルボディ４０のニードル弁閉鎖室４３の内周面に形成してもよい。
【００９０】
また、本実施形態では、閉鎖補助ピストン３０の補助力伝達部３２により、直接、ニードル弁１０の基端側を押圧したが、これに限らず、閉鎖補助ピストン３０とニードル弁１０との間に部材を設け、この部材を介してニードル弁１０の基端側を押圧してもよい。
また、本実施形態では、ニードル弁本体１１の外周面の１箇所に受圧部としての段差部１３を形成したが、これに限らず、ニードル弁本体１１の先端側外周面などの複数箇所に段差部を設けてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１  燃料噴射装置
１０  ニードル弁
２０  噴射制御弁
３０  閉鎖補助ピストン
３１  ばね
４０  ノズルボディ
４１  第１燃料収容室
４２  第２燃料収容室
４３  ニードル弁閉鎖室
４５  噴孔
５１  第１燃料通路
５２  第２燃料通路
５３  第３燃料通路
５３ａ  上流側第３燃料通路
５３ｂ  下流側第３燃料通路
５４  第４燃料通路
５５  第５燃料通路
６０  逆止弁ピストン
６１  ばね
４３２  閉鎖補助圧力室
４３３  リターン圧力室
５３１  逆止弁室
【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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