(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料をシリンダ内に噴射する噴孔を備えた噴射弁と、該噴射弁に往復摺動可能に嵌合された針弁と、該針弁を閉弁方向に押圧する針弁スプリングと、
クランク軸に連動されるタペットにより本体内を往復摺動せしめられ、プランジャ室内に供給された燃料を加圧して、前記針弁に作用させて該針弁を開弁するプランジャとを備えた燃料噴射装置において、
前記プランジャは、その軸線方向において、前記タペット側に位置する第１プランジャと、前記プランジャ室に臨み、該第１プランジャに対して相対移動可能な第２プランジャとに分割されてなるとともに、
前記第２プランジャを前記針弁の開弁後の所定期間、反プランジャ室側に退避させる退避手段を備え、前記退避手段が、前記第１プランジャと第２プランジャとの間に介装され、セット荷重が前記針弁スプリングの開弁荷重よりも大きく設定されたスプリングからなることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記退避手段のスプリングのセット荷重をＳｐ1、前記針弁の開弁荷重をＳｐ2とすると、両者の関係が、
Ｓｐ1／Ａ1＞Ｓｐ2／Ａ2
ただし、Ａ1（第２プランジャの断面積）＝π（Ｄ1）2／４
Ａ2（針弁の有効断面積）＝π（Ｄ22−ｄ2）／４
Ｄ1＝第２プランジャの直径
Ｄ2＝針弁の大径部の直径
ｄ＝針弁の小径部の直径
になるように設定されてなる請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
燃料をシリンダ内に噴射する噴孔を備えた噴射弁と、該噴射弁に往復摺動可能に嵌合された針弁と、該針弁を閉弁方向に押圧する針弁スプリングと、
クランク軸に連動されるタペットにより本体内を往復摺動せしめられ、プランジャ室内に供給された燃料を加圧して、前記針弁に作用させて該針弁を開弁するプランジャとを備えた燃料噴射装置において、
前記プランジャは、その軸線方向において、前記タペット側に位置する第１プランジャと、前記プランジャ室に臨み、該第１プランジャに対して相対移動可能な第２プランジャとに分割されてなるとともに、
前記第２プランジャを前記針弁の開弁後の所定期間、反プランジャ室側に退避させる退避手段を備え、前記退避手段が、前記第１プランジャと第２プランジャとの間に形成された油室と、該油室内の圧力を調整する調圧装置とを備えてなることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
前記第１プランジャと第２プランジャとの間に、該第２プランジャの退避期間を調整する調整手段を設けてなる請求項１乃至３の何れか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記プランジャ室と排油路との間を開閉して噴射時期を制御する制御弁を備えてなる請求項１若しくは３記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記制御弁がソレノイドによって駆動されるポペット弁からなる請求項５記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着火遅れ期間中の燃料噴射量を減少させることにより、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減可能にした内燃機関用燃料噴射装置、特にソレノイドで燃料噴射タイミングが制御される電磁式ユニットインジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３〜図４は、実願平１−５４６０２号にて提案されている内燃機関用電磁式ユニットインジェクタの従来技術の１例を示し、図３はその要部縦断面図、図４は作動説明図である。
【０００３】
図３において、３は本体で、これのプランジャ孔３ｊにはプランジャ１が往復摺動自在に嵌合され、上部のタペット孔５ａにはタペット５が往復摺動自在に嵌合されている。
前記プランジャ１は、タペット５の上端係合部に係合されて該タペット５とともに往復動するようになっている。６は戻しスプリングで、上記プランジャ１及びタペット５を上方に戻すように付勢されている。
前記タペット５はロッカアーム（不図示）を介して燃料カム（不図示）に連結され、該燃料カムによってプランジャ１及びタペット５が一体で前記戻しスプリング６の弾力に抗して往復動するようになっている。
【０００４】
３ａはプランジャ室で、前記プランジャ１の頂面が臨み、これに導入される燃料を加圧するようになっている。
１１は燃料噴射ノズル、９はスプリングケージ、４はスペーサであり、該燃料噴射ノズル１１のノズルボデー１１ａ、スプリングケージ９及びスペーサ４はノズルナット７を本体３の下部のねじにねじ込むことにより、該本体３に強固にかつ流体密に固定されている。
【０００５】
前記本体３の、前記プランジャ１挿入用の孔３ｊの側方にはポペット弁孔３ｆが穿設され、該ポペット弁孔３ｆにはポペット弁２が往復動可能に嵌合されている。
３ｇは前記ポペット弁孔３ｆの下方に連設された下部孔である。また、前記ポペット弁孔３ｆの上部にはポペット弁２の弁座３ｈが設けられている。
３ｐは前記下部孔３ｇ内に形成された燃料溜で、該燃料溜３ｐは本体３の下面にボルト２ｂによって固定された蓋１８及び下部孔３ｇによって区画形成されている。
【０００６】
前記ポペット弁２の下方移動制限機能を有する蓋１８がボルトにより固定されている。前記蓋１８の上面は前記下部孔３ｇとともに上記のように燃料溜３ｐを形成している。該燃料溜３ｐには本体３の下部の燃料溜２４から本体３内の供給通路３ｄを経て燃料が供給されるようになっている。この燃料は後述する排油通路３ｅを経て燃料タンク（不図示）へ排出されるようになっている。前記弁座３ｈの上部には排油溜３ｃが形成されており、前記燃料溜３ｐと排油溜３ｃの間には連通路３ｋが開けられ、両溜間の圧力が均等化されるようになっている。
【０００７】
前記プランジャ室３ａへの燃料の出入りのための燃料通路３ｂは一端が前記ポペット弁孔３ｆの環状円錐形の弁座３ｈよりも所定距離下方に開口している。前記排油溜３ｃと前記燃料通路３ｂとの間の燃料流はソレノイド作動の前記ポペット弁２により制御される。
３ｅは排油孔で、前記連通路３ｋを介して前記燃料溜３ｐ及び排油溜３ｃに連通されている。
【０００８】
前記ポペット弁２は円錐形の弁フェース２ｍをそなえ、摺動部２ｂと、上方に延びる弁軸部２ｃとにより形成されている。該摺動部２ｂの周囲にはポペット弁２の開閉運動時に燃料通路３ｂと排油溜３ｃを連通する環状溝２１が本体３内に設けられている。前記ポペット弁２は軽量化の目的で中空になっており、後述するアーマチュア１３の締付け時に用いる六角孔を備えている。前記ポペット弁２の弁軸部２ｃの上端面はアーマチュア室１３ａに開放され、該上端面には長方形のアーマチュア１３が締付け固定されており、該アーマチュア１３には、これの運動時に燃料を通過させるため複数の孔２３が穿けられている。
【０００９】
また、前記ポペット弁２は円錐形の弁フェース２ｍの上方に肩部を形成し、ここに下部ばね受け２６が係合されている。該下部ばね受け２６の上方にはポペット弁２を開放させる方向に付勢されたスプリング１５と該スプリング１５を固定し制限する上部ばね受け２７とが設置されている。１２はソレノイドステータであり、該ソレノイドステータ１２はソレノイドスペーサ１４を介してボルト２２により本体３に締付け固定されている。ソレノイドステータ１２は、例えば合成樹脂材からなるソレノイドケース１２ｄ、ソレノイドコイル１２ｃを保持するコイルボビン１２ｂと磁気回路を構成するＥ字形コア１２ａより構成されている。前記ソレノイドコイル１２ｃと本体３の間には前記アーマチュア１３が設置されている。図はポペット弁２が閉鎖した状態を示しており、この状態ではソレノイドステータ１２とアーマチュア１３の対向する作動面の間には最小隙間（０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度）が存在する。
【００１０】
また、前記ポペット弁２の開放状態では、該ポペット弁２の下端面２ａが蓋１８の上面に当接している。該蓋１８は前記ポペット弁２との当接状態において、該ポペット弁２の空洞部２ｐと燃料溜３ｐとを連通させる通路（孔もしくは溝）１８ｃを有する。
【００１１】
前記ソレノイドコイル１２ｃは一対の端子が接続されており、この端子には電気配線によりソレノイド制御装置３１（燃料噴射電子制御回路）及び電源に接続されている。また、該ソレノイド制御装置３１には、エンジン回転速度、油温、給気圧等を検出する検出器３２が接続されている。
【００１２】
かかる従来の電磁式ユニットインジェクタにおいて、エンジンの運転中、燃料タンクからの燃料が、燃料ポンプ及び燃料パイプを経てシリンダヘッド内燃料供給通路より、本体３下部の燃料溜２４に所定の比較的低い圧力で供給される。該燃料溜２４に供給された燃料は、本体３内の供給通路３ｄを経て燃料溜３ｐに供給され、さらに排油路３ｅを経て、燃料タンクへ排出される。
【００１３】
図４（Ａ）はプランジャ１が下降している状態を示し、ポペット弁２が閉じるとプランジャ室３ａに充填された燃料は加圧され、スペーサ４の燃料通路４ａを通過して噴射ノズル１１に嵌合された針弁１０を開弁させ、燃料噴射が始まる。次いで図４（Ｂ）に示すように、ポペット弁２が開くと、プランジャ１により加圧されていたプランジャ室３ａ内の燃料は燃料通路３ｂへ押し出されて、燃料噴射は終了する。さらに図４（Ｃ）に示すように、プランジャ１が下降より上昇に転ずると、プランジャ室３ａへ燃料通路３ｂを介して供給圧（通常１〜６Ｋｇｆ／ｃｍ2）に加圧された燃料が流入し、充填され、これにより燃料噴射の１サイクルが終了する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示される従来技術に係る電磁式ユニットインジェクタにあっては、図５に示すように、ポペット弁が閉じて噴射圧の上昇が始まり、針弁が開弁した後に噴射が始まり、噴射圧は針弁開弁時に一旦若干低下した後、プランジャの下降に従い、比例的に上昇する。
【００１５】
従って、かかる従来技術においては、プランジャのストロークに従い、一義的に噴射圧が上昇するので、殊に噴射時期の着火遅れ期間中の噴射量が噴射圧の上昇に従って多くなることとなり、このため着火遅れ期間後の燃焼の立ち上がりが急激となって、シリンダ内圧力が上昇し、これによってＮＯｘ発生量が増大し易いという問題点を有している。
【００１６】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、噴射初期の着火遅れ期間中の噴射圧の上昇及びこれに伴う噴射率（噴射量）の増大を抑制して、エンジン性能に対応した噴射量を得ることにより、緩やかで安定した燃焼をなさしめて燃焼温度が低下し、ＮＯｘの発生量が低減された燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、燃料をシリンダ内に噴射する噴孔を備えた噴射弁と、該噴射弁に往復摺動可能に嵌合された針弁と、該針弁を閉弁方向に押圧する針弁スプリングと、
クランク軸に連動されるタペットにより本体内を往復摺動せしめられ、プランジャ室内に供給された燃料を加圧して、前記針弁に作用させて該針弁を開弁するプランジャとを備えた燃料噴射装置において、
前記プランジャは、その軸線方向において、前記タペット側に位置する第１プランジャと、前記プランジャ室に臨み、該第１プランジャに対して相対移動可能な第２プランジャとに分割されてなるとともに、
前記第２プランジャを前記針弁の開弁後の所定期間、反プランジャ室側に退避させる退避手段を備えたことを要旨とする。
【００１８】
そして本発明は、前記退避手段の具体的構成にかかり、請求項１記載の発明は、前記退避手段が、前記第１プランジャと第２プランジャとの間に介装され、セット荷重が前記針弁スプリングの開弁荷重よりも大きく設定されたスプリングからなる。
【００１９】
従って、かかる発明においては、請求項２に記載のように、前記退避手段のスプリングのセット荷重をＳｐ1、前記針弁の開弁荷重をＳｐ2とすると、両者の関係が、
Ｓｐ1／Ａ1＞Ｓｐ2／Ａ2
ただし、Ａ1（第２プランジャの断面積）＝π（Ｄ1）2／４
Ａ2（針弁の有効断面積）＝π（Ｄ22−ｄ2）／４
Ｄ1＝第２プランジャの直径
Ｄ2＝針弁の大径部の直径
ｄ＝針弁の小径部の直径
になるように設定される。
【００２０】
また、請求項３記載の発明は、前記退避手段が、前記第１プランジャと第２プランジャとの間に形成された油室と、該油室内の圧力を調整する調圧装置とを備えてなる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れかにおいて、前記第１プランジャと第２プランジャとの間に、該第２プランジャの退避期間を調整する調整手段を設けてなる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１若しくは３の何れかにおいて、前記プランジャ室と排油路との間を開閉して噴射時期を制御する制御弁を備えてなる。
【００２３】
また、好ましくは請求項６記載のように、前記制御弁がソレノイドによって駆動されるポペット弁からなる。
【００２４】
かかる発明によれば、第１プランジャ及び第２プランジャが一体にて下降中、該第２プランジャが燃料の供給通路を閉じ、次いで制御弁が排油路を閉じてプランジャ室内の燃料の圧力の上昇が始まり、該圧力が針弁に作用して針弁スプリングの開弁圧に達すると針弁が開き、燃料の噴射が始まる。
該噴射開始後、針弁の開弁により噴射圧は若干低下し、その後２つのプランジャの下降により噴射圧が上昇するが、該噴射圧がプランジャ側のスプリングのセット圧力を超えると該スプリングが撓み、第２プランジャが第１プランジャに対して相対変位を始め、噴射圧は一定期間上記セット圧力に保持され、その上昇が抑制される。
【００２５】
従って、かかる発明によれば、噴射圧の上昇始めから噴射の初期の着火遅れ期間内における噴射圧の上昇が抑制され、従って噴射量が従来技術よりも噴射量が減少し、着火遅れ期間後の燃焼の急激な立ち上がりが抑制される。
これによって初期燃焼が緩やかでかつ安定した燃焼となって燃焼温度が低下し、ＮＯｘの発生量が低減される。
【００２６】
また、請求項６記載の発明によれば、制御弁を、エンジン運転条件に対応して高精度でかつ自由に開閉制御することができ、燃料消費率を低減しかつＮＯｘ発生量を低減し得る燃料噴射モードを得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態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かぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る電磁式ユニットインジェクタの断面図である。
図１において、３は本体で、これのプランジャ孔３ｆには後述する第１プランジャ１ａ及び第２プランジャ１ｂが往復摺動自在に嵌合され、上部のタペット孔５ａにはタペット５が往復摺動自在に嵌合されている。
前記第１プランジャ１ａは、タペット５の上端係合部の係合溝５ｂに上下を拘束されて係合され、該タペット５とともに往復動するようになっている。６は戻しスプリングで、上記プランジャ１及びタペット５を上方に戻すように付勢されている。
前記タペット５はロッカアーム（不図示）を介して燃料カム（不図示）に連結され、該燃料カムによってプランジャ１及びタペット５が一体で前記戻しスプリング６の弾力に抗して往復動するようになっている。
【００２９】
３ａはプランジャ室で、前記第２プランジャ１ｂの頂面が臨み、これに導入される燃料を加圧するようになっている。
３ｂは前記本体３に穿設された燃料供給通路で、前記ポペット弁によって開閉されるようになっている。
前記第１プランジャ１ａと第２プランジャ１ｂとの間には、該プランジャ１ａ，１ｂ間に形成されるスプリング室３２ａ内にコイルスプリングからなるスプリング３２が介装され、前記第１プランジャ１ａから延設された支持部１ａ1の端部に螺合されたナット１ｃで前記第２プランジャ１ｂの締め込み量を変化させることによって、前記スプリング３２のセット荷重（取付荷重）、即ち第２プランジャ１ｂが前記スプリング３２を圧縮して、上方に前記第１プランジャ１ａに対して相対変位し始める荷重を変化させるようになっている。
【００３０】
また、前記第１プランジャ１ａの支持部１ａ1の途中には、第２プランジャ１ｂの上端部１ｄと当接可能な段差部１ｃが形成され、前記第２プランジャ１ｂの第１プランジャ１ａに対する相対変位、つまり第２プランジャ１ｂのストロークＳを規制している。なお、前記スプリング３２は皿ばねであっても良い。
４１は前記本体３の、プランジャ孔３ｊの第１プランジャ１ａが嵌合される部位の中間部に刻設された漏洩油の逃し溝で、小径の逃し孔４２により前記供給通路３ｄに接続されている。
【００３１】
１１は燃料噴射ノズルで、ノズルボデー１１ａと該ノズルボデー１１ａ内に往復摺動自在に嵌合された針弁１０及びノズルボデー１１ａの締め付け用としてのノズルナット７ｂからなる。
前記ノズルボデー１１ａの先端部には燃料溜１１ｃ及び燃料噴射用の複数の噴孔１１ｂが設けられている。１０ａは下端が該燃料溜１１ｃに開口される燃料通路である。
【００３２】
９はスプリングケージ、７ａはノズルナットであり、該スプリングケージ９は前記本体３の下部に該ノズルナット７ａによって螺着されて両者の接合面３５を流体密に圧接している。
また、前記ノズルボデー１１ａは、前記ノズルナット７ｂによって、前記スプリングケージ９の下部に螺着されて両者の接合面３６を流体密に圧接している。
【００３３】
８は前記スプリングケージ９内に収納された針弁スプリングで、前記本体３の下面と前記針弁１０の頭部に当接されるばね受け８ａとの間に介装され、所定のセット荷重（取付荷重）、即ち前記針弁１０の開弁圧に相当するセット荷重で以って取り付けられている。
１０ａは、前記スプリングケージ９内に穿設された燃料通路で、下端が前記ノズルボデー１１ａ内の燃料通路１０ａに連通されるとともに、上端が前記プランジャ室３ａに連通されている。
【００３４】
前記本体３の、前記第１、第２プランジャ１ａ，１ｂが嵌合されるプランジャ孔３ｊの側方にはポペット弁孔３ｆが設けられ、該ポペット弁孔３ｆには中空の弁ケース３０が挿入されている。
３７はスプリングケースで、前記本体３のポペット弁孔３ｆの上部のねじ部に螺合されて前記弁ケース３０をその上下接合面３９，３８にて流体密になるように押し込んでいる。
【００３５】
２はポペット弁で、前記弁ケース３０の内周に往復摺動自在に嵌合されるとともに円錐形の弁フェース２ｍを備え、該弁フェース２ｍと該弁ケース３０のシート部３ｈとが当接されたとき閉弁し、該弁フェース２ｍとシート部３ｈとが離れたとき開弁するようになっている。
前記ポペット弁２の内周は中空に形成され、その下部空間３ｐは後述するアーマチュア室１３ａに微小通路を介して連通され、ポペット弁２に不要な燃料圧力が掛からないようにしている。
【００３６】
１５は前記ポペット弁２の戻し用のスプリングで、前記スプリングケース３７内に収納され、該スプリングケース３７の支持面と前記ポペット弁２の支持面２ｈとの間に介装され、該ポペット弁２を開弁する方向に付勢されている。
３０ｂは前記弁ケース３０の内周の前記シート部３ｈに臨んで形成された燃料溝であり、該燃料溝３０ｂは該弁ケース３０内の燃料通路３０ｃ及び本体３内の燃料通路３ｂを介して前記プランジャ室３ａに連通されている。
【００３７】
また、３０ｅは前記弁ケース３０に円周方向に沿って複数個設けられた排油路で、該排油路３０ｅは本体３に設けられた排油路（排油出口）３ｅに連通されている。
【００３８】
前記ポペット弁２の上方に延びる弁軸部２ｃの上端部には、電導体からなるアーマチュア１３がナット２ｑによって固着されている。
該アーマチュア１３は、例えば、合成樹脂材等の非電導材料からなるスペーサ１４に形成されたアーマチュア室１３ａ内に収納されている。
【００３９】
１２はソレノイドステータで、次のように構成されている。
１２ａは、例えば剛性樹脂材等の非電導材料からなるソレノイドケースで、前記スペーサ１４とともに前記本体３の上面に複数のボルト（不図示）によって固着されている。
１２ａはＥ字形コアで、その内部にはソレノイドコイル１２ｃを保持するコイルボビン１２ｂが収納されて磁気回路を構成している。
図１は前記ソレノイドコイル１２ｃ側に前記アーマチュア１３が吸引されて、前記ポペット弁２が閉弁した状態を示している。
【００４０】
前記ソレノイドコイル１２ｃは、図３に示す従来技術と同様に、該ソレノイドコイル１２ｃへの電流を制御するソレノイド制御装置３１に接続されるとともに、該ソレノイド制御装置３１には検出器３２にて検出されるエンジンの回転速度、油温、給気圧等を検出する検出器３２からのエンジン運転状態が入力されるようになっている。
【００４１】
かかる構成からなる電磁式ユニットインジェクタを備えたエンジンの運転時において、燃料ポンプ及び燃料パイプを経てシリンダヘッド内の燃料供給通路より本体３の下部の燃料溜２４に所定の比較的低い圧力（１〜６Ｋｇｆ／ｃｍ2程度）で燃料が供給される。該燃料溜２４に供給された燃料は、本体３内の供給通路３ｄに導かれる。
【００４２】
そして、前記タペット５の戻しスプリング６の弾力により、該タペット５を介して第１プランジャ１ａ及び第２プランジャ１ｂが上昇して、第２プランジャ１ｂが供給通路３ｄを開き、かつ後述するようにソレノイドステータ１２とアーマチュア１３との共働によりポペット弁２が開かれると、該供給通路３ｄ内の燃料がプランジャ室３ａ内に導入される。
【００４３】
次に、前記ソレノイド制御装置３１によるソレノイドステータ１２、アーマチュア１３及びポペット弁２の作動を説明するに、図５（ａ）に示すように、時刻ｔ1にソレノイドコイル１２ｃが通電されるとソレノイド磁気回路に磁束が発生し、ソレノイドステータ１２とアーマチュア１３との間に電磁吸引力Ｆｃが発生するが、該電磁吸引力Ｆｃがポペット弁２のスプリング１５のセット荷重よりも大きくならないとアーマチュア１３とポペット弁２の結合体は上方へ動き出さない。
【００４４】
時刻ｔ2に前記電磁吸引力Ｆｃがスプリング１５のセット荷重より大きくなると図５（ｃ）に示すように、アーマチュア１３がソレノイドステータ１２側の吸引力Ｆｃによって吸引され、ポペット弁２は上昇（リフト）し、時刻ｔ3になると該ポペット弁２の弁座３ｈに着座し、弁開口部は閉鎖される。
その後、ソレノイドコイル１２ｃの駆動電圧は図５（ａ）に示すように、ポペット弁２を閉鎖保持するに必要な電圧Ｖ2へ低下せしめられる。
【００４５】
一方、前記第１プランジャ１ａ及び第２プランジャ１ｂは、タペット５を介して下降せしめられており、該第２プランジャ１ｂの下端部１ｂ1が前記供給通路３ｄを閉じ、さらに前記のようにソレノイドステータ１２が通電されてアーマチュア１３がＥ字形コア１２ａに吸引されてポペット弁２が閉じるとプランジャ室３ａ及びこれに通ずる燃料通路３ｂ，３０ｃ，３０ｂ，１０ａ，１１ｃ等は密閉となって圧力が上昇する。
そして該圧力、即ち燃料溜１１ｃ内の圧力が針弁スプリング８のセット荷重即ち開弁圧に打ち勝つと、針弁１０が開弁し、プランジャ室３ａ内から燃料通路１０ａを経て燃料溜１１ｃに導かれていた燃料が噴孔１１ｂからエンジンの燃焼室（不図示）内に噴射される。
【００４６】
図２は、かかる燃料噴射時における噴射圧（噴射圧力）及び噴射率の時間変化を示し、図２（Ａ）はこの発明の実施形態の場合、（Ｂ）は図３に示すような従来技術の場合をそれぞれ示す。
【００４７】
図２（Ａ）において、前記ポペット弁２の閉弁した点Ａから噴射圧Ｐの上昇が始まり、Ｂ点に達して前記のように開弁圧Ｐ1となって針弁１０が開弁すると、噴射圧Ｐの上昇が一旦停止して下降に転ずるが、第１プランジャ１ａ及び第２プランジャ１ｂの下降によって、Ｃ点から噴射圧Ｐは再び上昇する。
【００４８】
そして、噴射圧が前記第１プランジャ１ａと第２プランジャ１ｂとの間に介装されたスプリング３２のセット荷重（取付荷重）相当圧力Ｐ2に達すると、該スプリング３２が撓み始め、前記第１プランジャ１ａが下降しても、前記スプリング３２の撓みにより、噴射圧Ｐは前記スプリング３２のセット荷重相当圧力Ｐ2とバランスして、後述するように図２（Ａ）のＤ〜Ｅに示される一定期間、該セット荷重相当圧力Ｐ2に保持される。
【００４９】
即ち、前記スプリング３２が撓み始め、第２プランジャ１ｂが第１プランジャ１ａに対して相対移動し始めるときの力の関係は、次の（１）式で表わされる。
Ｐ2＝Ｓｐ1／Ａ1＞Ｓｐ2／Ａ2      ……（１）
ここで、Ｓｐ1＝スプリング３２のセット荷重
Ａ1（第２プランジャ１ｂの断面積）＝π（Ｄ1）2／４
Ｄ1＝第２プランジャの直径
Ｓｐ2＝針弁１０のばね力
Ａ2（針弁１０の燃料油圧作用面積）＝π（Ｄ22−ｄ2）／４
Ｄ2＝針弁１０の大径部の直径
ｄ＝針弁１０の小径部の直径
【００５０】
そして、前記（１）式を満足して前記スプリング３２が撓み、該スプリング３２の撓み量が図１のＳとなって第２プランジャ１ｂの上端部１ｄと第１プランジャ１ａの段差部１ｃとが当接すると（図２（Ａ）のＥ点）、該スプリング３２の撓みがこの最大撓みに保持されたまま第２プランジャ１ｂは第１プランジャ１ａと同期して下降し、これとともに噴射圧Ｐは上昇する。
【００５１】
そして図５の時刻ｔ6にソレノイド駆動電流が遮断されると、アーマチュア１３及びこれに固定されたポペット弁２はスプリング１５の弾力によって下降せしめられ、該ポペット弁２の弁フェース２ｍが弁ケース３０のシート部３０ｈから離れて該ポペット弁２が開弁する。
該ポペット弁２の開弁により、プランジャ室３ａとこれに連なる燃料通路３ｂ，３０ｃ，１０ａ及び燃料溜１１ｃ内の燃料は燃料溝３０ｂ及びポペット弁２を通り、排油路３０ｅ及び３ｅを経て、燃料タンク（不図示）側に排出される。
【００５２】
かかるポペット弁２の開弁により、噴射圧Ｐは図２（Ａ）のＦ点から下降し、さらに針弁１０の開弁圧Ｐ1よりも小さくなると該針弁１０が閉弁し、燃料噴射が終了する。また、前記排油はポペット弁２の開弁期間中継続される。
そして、第１プランジャ１ａ及び第２プランジャ１ｂが上昇を始め、該第２プランジャ１ｂの下端面１ｂ1が供給通路３ｄを開き、燃料がプランジャ室３ａに供給され、１サイクルを終了する。
【００５３】
以上のように、かかる実施形態によれば、従来技術においては、図２（Ｂ）に示すように、プランジャ１（図１参照）の下降中ポペット弁２が閉弁して噴射圧Ｐが上昇し、Ｂ点にて針弁１０の開弁圧Ｐ1に達すると針弁１０が開き、噴射圧ＰがＣ点まで下降した後、プランジャ１の下降とともに噴射圧Ｐが上昇するのに対し、この実施形態においては、図２（Ａ）に示すように針弁１０の開弁によって噴射圧ＰがＣ点まで下降した後、前記（１）式を満足する状態となってスプリング３２が撓むことにより、第２プランジャ１ｂが第１プランジャ１ａに対して相対変位し、これによって噴射圧が上記圧力Ｐ2に一定期間（図２（Ａ）のＤ〜Ｅ間）保持され、該噴射圧Ｐの上昇が抑制される。
【００５４】
従って、本発明の実施形態によれば、噴射圧の上昇始め（図２（Ａ）のＡ点）から着火遅れ期間における燃料の噴射率Ｑが図２（Ａ）のＱ2のように、従来技術のＱ1よりも小さくなり、即ち燃料噴射量が抑制される。
これによって、着火遅れ期間後の燃焼の急激な立ち上がりが抑制されて、緩やかでかつ安定した燃焼となって燃焼温度が低下し、ＮＯｘの発生量が低減される。
【００５５】
なお、上記実施形態においては、図１に示すように、第１プランジャ１ａと第２プランジャ１ｂとの間にスプリング３２を介装しているが、第２実施形態では次のように構成する。
即ち、図１において、スプリング３２を除去してスプリング室３２ａに所定圧力に加圧された圧油を導入して油圧室とし、該油圧室の圧力を調圧弁によって調整するように構成する。
【００５６】
従って、かかる第２実施形態によれば、前記油圧室内の油圧を前記（１）式におけるスプリングのセット荷重相当圧力Ｐ2に設定し、該油圧室内の圧力変化を第１実施形態におけるスプリング３２の荷重特性（ばね定数）と同様に設定する。
これにより、かかる第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同様に、図２に示される噴射圧及び噴射率の特性と同様な着火遅れ期間中の噴射率低下特性が得られる。
【００５７】
【発明の効果】
以上記載のごとく、本発明によれば、噴射圧の上昇始めから針弁が開弁して噴射が始まり、さらに噴射圧が上昇すると第２プランジャのスプリングが撓み、第２プランジャが第１プランジャに対して相対変位することによって、一定期間噴射圧の上昇が抑えられる。これによって噴射初期の着火遅れ期間における噴射圧の上昇が抑制されて噴射量が減少し、燃焼の急激な立ち上がりが抑制される。
【００５８】
従って、本発明によれば、初期燃焼が緩やかでかつ安定した燃焼となって、従来技術に較べて燃焼温度が低下し、ＮＯｘの発生を低減することができる。
【００５９】
また請求項６のように構成すれば、エンジンの運転条件に対応して高精度でかつ自在に噴射時期の電子制御が可能となり、燃料消費率の低下とＮＯｘの低減とを同時になし得る最適の噴射モードを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る電磁式ユニットインジェクタの縦断面図である。
【図２】  上記第１実施形態における噴射特性線図であり、（Ａ）は本発明、（Ｂ）は従来技術による場合を示す。
【図３】  従来技術に係る電磁式ユニットインジェクタの縦断面図である。
【図４】  従来技術におけるポペット弁の作動説明図である。
【図５】  従来技術におけるポペット弁の作動及び噴射特性線図である。
【符号の説明】
１ａ        第１プランジャ
１ｂ        第２プランジャ
２          ポペット弁
３          本体
３ａ        プランジャ室
３ｂ        燃料通路
３ｃ        排油溜
３ｅ        排油路
３ｆ        ポペット弁孔
５          タペット
６          戻しスプリング
７ａ，７ｂ  ノズルナット
８          針弁スプリング
９          スプリングケージ
１０        針弁
１０ａ      燃料通路
１１        燃料噴射ノズル
１１ａ      ノズルボデー
１１ｂ      噴孔
１１ｃ      燃料溜
１２        ソレノイドステータ
１２ａ      Ｅ字形コア
１２ｂ      コイルボビン
１２ｃ      ソレノイドコイル
１２ｄ      ソレノイドケース
１３        アーマチュア
１３ａ      アーマチュア室
１４        スペーサ
１５        スプリング
３０        弁ケース
３０ｂ      燃料溝
３０ｃ      燃料通路
３２        スプリング
３２ａ      スプリング室
３７        スプリングケース
【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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