(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの気筒内に作動流体を燃料として供給するための作動流体供給装置において、
収容室を有する本体部と、
前記収容室内に配置され、第１方向又は該第１方向の反対方向である第２方向に移動す
る第１のピストンと、
前記収容室内において前記第１のピストンよりも前記第２方向側に配置され、前記第１又は第２方向に移動する第２のピストンとを備え、
前記本体部には、第１の開口部と、第２の開口部とが設けられ、
前記第１のピストンを前記第１方向に移動させることによって、前記収容室内において
前記第１方向の端部に貯留された燃料として作動流体が、前記第１の開口部を介して前記収容室外に流出され、
前記第２のピストンを前記第２方向に移動させることによって、前記収容室内において前記第２方向の端部に貯留された燃料とは異なる種類の作動流体が、前記第２の開口部を介して前記収容室外に流出されることを特徴とする作動流体供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の作動流体供給装置において、
前記収容室は、前記第１方向側に位置する第１の空間と、前記第２方向側に位置する第２の空間とに区画され、前記第１の空間の前記第１又は前記第２方向に沿った断面積は、前記第２の空間の前記第１又は前記第２方向に沿った断面積よりも小さいことを特徴とする作動流体供給装置。
【請求項３】
請求項２記載の作動流体供給装置において、
前記第１のピストンにおける前記第１方向側の端部は、前記収容室の前記第１の空間内に位置し、
前記第１のピストンにおける前記第２方向側の端部は、前記収容室の前記第２の空間内に位置しており、
前記第１のピストンにおける前記第１方向側の端部の表面積は、前記第２のピストンにおける第２方向側の端部の表面積よりも狭いことを特徴とする作動流体供給装置。
【請求項４】
請求項３記載の作動流体供給装置において、
更に、前記第２のピストンを前記第１方向に付勢する付勢部材を備えることを特徴とする作動流体供給装置。
【請求項５】
請求項２記載の作動流体供給装置において、
前記第１のピストンにおける前記第１方向側の端部及び前記第２方向側の端部は、前記収容室の前記第１の空間内に位置しており、
前記第２のピストンにおける前記第１方向側の端部は、前記収容室の前記第１の空間内に位置し、
前記第２のピストンにおける前記第２方向側の端部は、前記収容室の前記第２の空間内に位置しており、
前記第２のピストンにおける前記第２方向側の端部の表面積は、前記第２のピストンにおける第１方向側の端部の表面積よりも広いことを特徴とする作動流体供給装置。
【請求項６】
請求項５記載の作動流体供給装置において、
更に、前記第２のピストンを前記第１方向に付勢する第１の付勢部材と、
前記第２のピストンを前記第２方向に付勢する第２の付勢部材と、を備え、
前記第２の付勢部材が前記第２のピストンに付与する付勢力は、前記第１の付勢部材が前記第２のピストンに付与する付勢力よりも弱いことを特徴とする作動流体供給装置。
【請求項７】
ディーゼルエンジンの気筒内に作動流体を燃料として供給するための流体供給システムで
あって、
請求項３又は４記載の作動流体供給装置と、
前記気筒内に燃料を噴射するインジェクタに、前記収容室から前記第１の開口部を介して流出した燃料として作動流体を導くための第１の流路と、
前記気筒内を排気するための排気弁を開閉する排気弁駆動部に、前記収容室から前記第
２の開口部を介して流出した燃料とは異なる種類の作動流体を導くための第２の流路と、
前記第１のピストン及び前記第２のピストンの移動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記インジェクタから作動流体を燃料として前記気筒内に噴射する場合、前記収容室内
において前記第１方向の端部に燃料として作動流体を供給した後、前記第２のピストンを前記第１方向に移動させ、
前記排気弁を開く場合、前記収容室内において前記第２方向の端部に燃料とは異なる種類の作動流体が貯留された状態で、前記第２のピストンを前記第２方向に移動させることを特徴とする流体供給システム。
【請求項８】
請求項７記載の流体供給システムは、更に、
前記気筒内の吸気を行う吸気弁を開閉するための吸気弁駆動部に、前記作動流体供給装
置から燃料とは異なる種類の作動流体を導くための吸気用流路と、
前記収容室内において前記第２方向の端部に貯留された燃料とは異なる種類の作動流体を、前記排気弁駆動部又は前記吸気弁駆動部に選択して供給する選択装置と
を備えることを特徴とする流体供給システム。
【請求項９】
請求項７又は８記載の流体供給システムにおいて、
前記作動流体供給装置は、前記収容室内において前記第１方向の端部、前記収容室内において前記第２方向の端部、及び前記収容室内において前記第１のピストンと前記第２のピストンとの間に作動流体を供給可能であり、
前記制御装置は、
前記インジェクタから作動流体を燃料として前記気筒内に噴射する場合、前記収容室内
において前記第１方向の端部に燃料として作動流体を供給した後、前記収容室内において前記第２方向の端部に燃料とは異なる種類の作動流体を供給し、
前記排気弁を開く場合、前記収容室内において前記第２方向の端部に燃料とは異なる種類の作動流体が貯留された状態で、前記収容室内において前記第１のピストンと前記第２のピストンとの間に燃料とは異なる種類の作動流体を供給することを特徴とする流体供給システム。
【請求項１０】
請求項７又は８記載の流体供給システムは、更に、
前記第２のピストンを、前記第１方向又は前記第２方向に移動させるピストン駆動部を備えることを特徴とする流体供給システム。
【請求項１１】
ディーゼルエンジンの気筒内に作動流体を燃料として供給するための流体供給システムで
あって、
請求項５又は６記載の作動流体供給装置と、
前記気筒内に燃料を噴射するインジェクタに、前記収容室から前記第１の開口部を介し
て流出した燃料として作動流体を導くための第１の流路と、
前記気筒内を排気するための排気弁を開閉する排気弁駆動部に、前記収容室から前記第
２の開口部を介して流出した燃料とは異なる種類の作動流体を導くための第２の流路と、
前記第１のピストン及び前記第２のピストンの移動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記インジェクタから作動流体を燃料として前記気筒内に噴射する場合、前記収容室内
において前記第１方向の端部に燃料として作動流体を供給した後、前記第１のピストンを前記第１方向に移動させ、
前記排気弁を開く場合、前記収容室内において前記第２方向の端部に燃料とは異なる種類の作動流体が貯留された状態で、前記第２のピストンを前記第２方向に移動させることを特徴とする流体供給システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の流体供給システムは、更に、
前記気筒内の吸気を行う吸気弁を開閉するための吸気弁駆動部に、前記作動流体供給装
置から燃料とは異なる種類の作動流体を導くための吸気用流路と、
前記収容室内において前記第２方向の端部に貯留された燃料とは異なる種類の作動流体を、前記排気弁駆動部又は前記吸気弁駆動部に選択して供給する選択装置と
を備えることを特徴とする流体供給システム。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の流体供給システムにおいて、
前記作動流体供給装置は、前記収容室内において前記第１方向の端部、前記収容室内において前記第２方向の端部、及び前記収容室内において前記第１のピストンと前記第２のピストンとの間に作動流体を供給可能であり、
前記制御装置は、
前記インジェクタから作動流体を燃料として前記気筒内に噴射する場合、前記収容室内
において前記第１方向の端部に燃料として作動流体を供給した後、前記収容室内において前記第２方向の端部の作動流体圧を保持した上で、前記収容室内において前記第１のピストンと前記第２のピストンとの間に燃料とは異なる種類の作動流体を供給し、
前記インジェクタへの燃料として作動流体の供給後に前記排気弁を開く場合、前記収容室内において前記第２方向の端部に燃料とは異なる種類の作動流体が貯留された状態で、前記収容室内において前記第１のピストンと前記第２のピストンとの間に燃料とは異なる種類の作動流体を供給することを特徴とする流体供給システム。
【請求項１４】
請求項１１又は１２記載の流体供給システムは、更に、
前記第１のピストンを、前記第１方向又は前記第２方向に移動させる第１のピストン駆動部と、
前記第２のピストンを、前記第１方向又は前記第２方向に移動させる第２のピストン駆動部とを備えることを特徴とする流体供給システム。
【請求項１５】
請求項９又は１３記載の流体供給システムにおいて、
前記作動流体供給装置は、予め設定された規定量に定量された燃料として作動流体を、前記収容室内において前記第１方向の端部に供給する定量装置を有することを特徴とする流体供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部装置に作動流体を供給するための作動流体供給装置に関する。また、本発明は、作動流体供給装置を備える流体供給システムに係り、詳しくは、ディーゼルエンジンの気筒内に燃料を噴射するインジェクタに対して、作動流体を、燃料として供給するための流体供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶用のディーゼルエンジンに燃料を供給するための流体供給システムとして、例えば、特許文献１に記載のシステムが提案されている。こうした流体供給システムは、図１５（ａ）に示すように、第１の作動流体供給装置２０２と、第２の作動流体供給装置２０５とを備えている。第１の作動流体供給装置２０２は、ディーゼルエンジンの気筒２００内に燃料を噴射するインジェクタ（外部装置）２０１に対して燃料を供給する。第２の作動流体供給装置２０５は、気筒２００内の排気に用いられる排気弁２０３を開閉する排気弁駆動部（外部装置）２０４に作動流体を供給する。【０００３】
ここで、２サイクルのディーゼルエンジンに対する各作動流体供給装置２０２，２０５の駆動態様について説明する。【０００４】
第１の行程では、気筒２００内の気体は、気筒２００内に位置するピストン２０６の上昇によって断熱圧縮されて高温になる。この状態で、インジェクタ２０１は、第１の作動流体供給装置２０２によって供給された燃料を気筒２００内に噴射する。こうして噴射された燃料が気筒２００内で燃焼すると、ピストン２０６が押し下げられる。ピストン２０６の降下途中では、図１５（ｂ）に示すように、第２の作動流体供給装置２０５から作動流体が供給されて、排気弁駆動部２０４が駆動することにより、排気弁２０３が開く。すると、気筒２００内の排気が開始される。その後、ピストン２０６が下死点又はその近傍まで移動すると、気筒２００内におけるピストン２０６の上方域２０８は、吸気口２０７を介して外部と連通される。その結果、気筒２００内に気体が吸気口２０７を介して流入すると共に、気筒２００内の気体が排気弁２０３を介して排出される。そして、ピストン２０６が下死点に到達して上昇し始めると、行程が第１の行程から第２の行程に移行される。【０００５】
第２の行程では、ピストン２０６が、下死点から上死点に向けて上昇する。すると、気筒２００内の上方域２０８と外部との吸気口２０７を介した連通が解消される。このため、気筒２００内に吸気口２０７を介して気体が流入しなくなる。また、ピストン２０６が上昇する過程で排気弁２０３が閉じられると、ピストン２０６の上昇に伴う気筒２００内の気体の断熱圧縮が開始され、行程が第２の行程から第１の行程に移行される。このように第１の行程及び第２の行程が順番に繰り返し行われることにより、ディーゼルエンジンが駆動する。【０００６】
ところで、ディーゼルエンジンは、複数の気筒２００を有している。そして、１つの気筒２００に対して、作動流体供給装置２０２，２０５がそれぞれ一つずつ設けられている。そのため、ディーゼルエンジンを構成する気筒２００の数が多いほど、各作動流体供給装置２０２，２０５を備える流体供給システムが大型化する。【０００７】
なお、こうした問題は、複数の気筒を有するディーゼルエンジンを動力源とする移動体であれば船舶以外の他の移動体でも同様に発生し得る。また、発電機の動力源として用いられるディーゼルエンジンでも、同様の問題が発生し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１１４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、複数の外部装置に対して作動流体を個別に供給することができる作動流体供給装置及び流体供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、収容室を有する本体部と、収容室内に配置され、第１方向又は該第１方向の反対方向である第２方向に移動する第１のピストンと、収容室内において第１のピストンよりも第２方向側に配置され、第１又は第２方向に移動する第２のピストンとを備える作動流体供給装置が提供される。本体部には、第１の開口部と、第２の開口部とが設けられている。第１のピストンを第１方向に移動させることによって、収容室内において第１方向の端部に貯留された作動流体が、第１の開口部を介して収容室外に流出される。また、第２のピストンを第２方向に移動させることによって、収容室内において第２方向の端部に貯留された作動流体が、第２の開口部を介して収容室外に流出される。【００１１】
上記構成によれば、第１の開口部から作動流体を流出させるため、収容室内において第１方向の端部に作動流体を貯留した状態で、第１のピストンが第１方向に移動する。すると、収容室内において第１方向の端部に貯留された作動流体は、第１のピストンにより押し出されて第１の開口部から収容室外に流出する。そして、第１の開口部から流出された作動流体が第１の外部装置に供給される。これにより、第１の外部装置を駆動させることができる。【００１２】
その後、第２の開口部から作動流体を流出させるため、収容室内において第２方向の端部に作動流体を貯留した状態で、第２のピストンを第２方向に移動させる。すると、収容室内において第２方向の端部に貯留された作動流体は、第２のピストンにより押し出されて第２の開口部から収容室外に流出する。そして、第２の開口部から流出された作動流体が第２の外部装置に供給される。これにより、第２の外部装置を駆動させることができる。したがって、複数の外部装置に対して作動流体を個別に供給することができる。【００１３】
上記の作動流体供給装置において、収容室は、第１方向側に位置する第１の空間と、第２方向側に位置する第２の空間とに区画され、第１の空間の第１又は第２方向に沿った断面積は、第２の空間の第１又は第２方向に沿った断面積よりも小さいことが好ましい。【００１４】
上記の作動流体供給装置において、第１のピストンにおける第１方向側の端部は、収容室の第１の空間内に位置し、第１のピストンにおける第２方向側の端部は、収容室の第２の空間内に位置しており、第１のピストンにおける第１方向側の端部の表面積は、第２のピストンにおける第２方向側の端部の表面積よりも狭いことが好ましい。【００１５】
上記構成によれば、第２のピストンを第１方向に移動させ、該第２のピストンによって第１のピストンを第１方向に押すことにより、第１のピストンの移動に伴い第１の外部装置に供給される作動流体の圧力を高くすることができる。つまり、収容室内において第１方向の端部に供給された作動流体を、高圧に調整した状態で第１の外部装置に向けて送り出すことができる。【００１６】
上記の作動流体供給装置において、第２のピストンを第１方向に付勢する付勢部材を備えることが好ましい。【００１７】
上記構成によれば、第２のピストンを第１方向に移動させる場合には、付勢部材からの付勢力を利用することができる。【００１８】
上記の作動流体供給装置において、第１のピストンにおける第１方向側の端部及び第２方向側の端部は、収容室の第１の空間内に位置しており、第２のピストンにおける第１方向側の端部は、収容室の第１の空間内に位置し、第２のピストンにおける第２方向側の端部は、収容室の第２の空間内に位置しており、第２のピストンにおける第２方向側の端部の表面積は、第２のピストンにおける第１方向側の端部の表面積よりも広いことが好ましい。【００１９】
上記構成によれば、第２のピストンが第２方向に移動されると、第２のピストンの移動に伴い第２の外部装置に供給される作動流体の流体圧を低くすることができる。つまり、収容室内において第２方向の端部に供給された作動流体を、減圧した状態で第１の外部装置に送り出すことができる。【００２０】
上記の作動流体供給装置において、更に、第２のピストンを第１方向に付勢する第１の付勢部材と、第２のピストンを第２方向に付勢する第２の付勢部材と、を備え、第２の付勢部材が第２のピストンに付与する付勢力は、第１の付勢部材が第２のピストンに付与する付勢力よりも弱いことが好ましい。【００２１】
上記構成によれば、第２のピストンを第１方向及び第２方向に移動させる場合には、第１の付勢部材及び第２の付勢部材からの付勢力を利用することができる。【００２２】
上記課題を解決するため、本発明の第二の態様によれば、ディーゼルエンジンの気筒内に作動流体を燃料として供給するための流体供給システムが提供される。流体供給システムは、上記の作動流体供給装置と、気筒内に燃料を噴射するインジェクタに、収容室から第１の開口部を介して流出した作動流体を導くための第１の流路と、気筒内を排気するための排気弁を開閉する排気弁駆動部に、収容室から第２の開口部を介して流出した作動流体を導くための第２の流路と、第１のピストン及び第２のピストンの移動を制御する制御装置と、を備えている。制御装置は、インジェクタから作動流体を燃料として気筒内に噴射する場合、収容室内において第１方向の端部に作動流体を供給した後、第２のピストンを第１方向に移動させ、排気弁を開く場合、収容室内において第２方向の端部に作動流体が貯留された状態で、第２のピストンを第２方向に移動させる。【００２３】
上記構成によれば、収容室内における第１方向側の端部に作動流体が供給された後に、第２のピストンが第１方向に移動されると、第１のピストンが、第２のピストンによって第１方向に押されて第１の方向に移動する。すると、収容室内における第１方向側の端部の作動流体が、第１のピストンにより押し出され第１の開口部から収容室の外に流出される。このとき、第１の開口部から流出された作動流体は、収容室内に供給された際の圧力から高圧に調圧されている。そして、こうした作動流体が、第１の流路を介してインジェクタに供給され、このインジェクタは、供給された作動流体を燃料としてディーゼルエンジンの気筒内に噴射する。【００２４】
また、収容室内における第２方向側の端部に作動流体が貯留された状態で、第２のピストンが第２方向に移動されると、収容室内における第２方向側の端部の作動流体が、第２のピストンにより押し出されて第２の開口部から収容室の外に流出される。こうした作動流体が、第２の流路を介して排気弁駆動部に供給される。そして、排気弁駆動部は、作動流体が供給されることにより排気弁を開く。【００２５】
つまり、一つの気筒に対して一つの作動流体供給装置を設けることにより、インジェクタへの燃料の供給及び排気弁の開閉の両方を行うことができる。したがって、燃料供給用の装置と、排気弁を開閉させるための装置とを別々に設ける場合と比較して、流体供給システムの小型化が可能である。【００２６】
上記の流体供給システムは、更に、気筒内の吸気を行う吸気弁を開閉するための吸気弁駆動部に、作動流体供給装置から作動流体を導くための吸気用流路と、収容室内において第２方向の端部に貯留された作動流体を、排気弁駆動部又は吸気弁駆動部に選択して供給する選択装置とを備えることが好ましい。【００２７】
４サイクルのディーゼルエンジンでは、気筒内に吸気するための吸気弁が設けられている。そこで、本発明では、貯留室内において第２方向の端部に貯留された作動流体を、選択装置の駆動によって、排気弁駆動部に供給したり、吸気弁駆動部に供給したりすることができる。そして、排気弁駆動部に作動流体が供給された場合、排気弁駆動部によって排気弁が開く。一方、吸気弁駆動部に作動流体が供給された場合、吸気弁駆動部によって吸気弁が開く。つまり、一つの気筒に対して一つの作動流体供給装置を設けることにより、気筒内への燃料の噴射、排気弁の開閉及び吸気弁の開閉を行うことができる。したがって、吸気弁用の装置を作動流体供給装置とは別途設ける場合と比較して、システムの小型化が可能である。【００２８】
上記の流体供給システムにおいて、供給装置は、収容室内において第１方向の端部、収容室内において第２方向の端部、及び収容室内において第１のピストンと第２のピストンとの間に作動流体を供給可能であり、制御装置は、インジェクタから作動流体を燃料として気筒内に噴射する場合、収容室内において第１方向の端部に作動流体を供給した後、収容室内において第２方向の端部に作動流体を供給し、排気弁を開く場合、収容室内において第２方向の端部に作動流体が貯留された状態で、収容室内において第１のピストンと第２のピストンとの間に作動流体を供給することが好ましい。【００２９】
上記構成によれば、収容室内における第１方向側の端部に作動流体が供給された状態で、収容室内における第２方向側の端部に作動流体が供給されると、第２のピストンは、収容室内において第２方向側の端部の作動流体圧によって、第１方向に移動される。その結果、第１のピストンが、第２のピストンに押されるように第１方向に移動し、収容室内における第１方向側の端部の作動流体が、第１の開口部及び第１の流路を介してインジェクタに供給される。そして、インジェクタからは、作動流体が燃料として気筒内に噴射される。【００３０】
その後、収容室内における第２方向側の端部に作動流体が貯留された状態で、収容室内における第１のピストンと第２のピストンとの間に作動流体が供給されると、第１のピストンと第２のピストンとの間の作動流体圧により、第２のピストンが第２方向に移動される。その結果、収容室内における第２方向側の端部の作動流体が、第２の開口部及び第２の流路を介して排気弁駆動部に供給される。そして、排気弁駆動部は、作動流体が供給されることにより排気弁を開く。つまり、収容室内の各領域の作動流体圧を調整することで、ディーゼルエンジンを適切に駆動させることが可能となる。【００３１】
上記の流体供給システムは、更に、第２のピストンを、第１方向又は第２方向に移動させるピストン駆動部を備えることが好ましい。【００３２】
上記構成によれば、供給装置から収容室内に供給された作動流体を利用して第２のピストンを第１又は第２方向に移動させる場合と比較して、第２のピストンの応答速度を速くすることができる。【００３３】
上記課題を解決するため、本発明の第三の態様によれば、ディーゼルエンジンの気筒内に作動流体を燃料として供給するための流体供給システムが提供される。流体供給システムは、上記の作動流体供給装置と、気筒内に燃料を噴射するインジェクタに、収容室から第１の開口部を介して流出した作動流体を導くための第１の流路と、気筒内を排気するための排気弁を開閉する排気弁駆動部に、収容室から第２の開口部を介して流出した作動流体を導くための第２の流路と、第１のピストン及び第２のピストンの移動を制御する制御装置と、を備えている。制御装置は、インジェクタから作動流体を燃料として気筒内に噴射する場合、収容室内において第１方向の端部に作動流体を供給した後、第１のピストンを第１方向に移動させ、排気弁を開く場合、収容室内において第２方向の端部に作動流体が貯留された状態で、第２のピストンを第２方向に移動させる。【００３４】
上記構成によれば、収容室内における第１方向側の端部に作動流体が供給された後に、第１のピストンが第１方向に移動されると、収容室内における第１方向側の端部の作動流体が、第１のピストンにより押し出され第１の開口部から収容室の外に流出される。こうした作動流体は、第１の流路を介してインジェクタに供給され、このインジェクタは、供給された作動流体を燃料としてディーゼルエンジンの気筒内に噴射する。【００３５】
また、収容室内における第２方向側の端部に作動流体が貯留された状態で、第２のピストンが第２方向に移動されると、収容室内における第２方向側の端部の作動流体が、第２のピストンにより押し出されて第２の開口部から収容室の外に流出される。このとき、第２の開口部から流出される作動流体は、収容室内に供給された際の圧力から減圧されている。そして、こうした作動流体は、第２の流路を介して排気弁駆動部に供給され、この排気弁駆動部は、作動流体が供給されることにより排気弁を開く。【００３６】
つまり、一つの気筒に対して一つの作動流体供給装置を設けることにより、インジェクタへの燃料の供給及び排気弁の開閉の両方を行うことができる。したがって、燃料供給用の装置と、排気弁を開閉させるための装置とを別々に設ける場合と比較して、流体供給システムの小型化が可能である。【００３７】
上記の流体供給システムは、更に、前記気筒内の吸気を行う吸気弁を開閉するための吸気弁駆動部に、作動流体供給装置から作動流体を導くための吸気用流路と、収容室内において第２方向の端部に貯留された作動流体を、排気弁駆動部又は吸気弁駆動部に選択して供給する選択装置とを備えることが好ましい。【００３８】
４サイクルのディーゼルエンジンでは、気筒内に吸気するための吸気弁が設けられている。そこで、本発明では、貯留室内において第２方向の端部に貯留された作動流体を、選択装置の駆動によって、排気弁駆動部に供給したり、吸気弁駆動部に供給したりすることができる。そして、排気弁駆動部に作動流体が供給された場合、排気弁駆動部によって排気弁が開く。一方、吸気弁駆動部に作動流体が供給された場合、吸気弁駆動部によって吸気弁が開く。つまり、一つの気筒に対して一つの作動流体供給装置を設けることにより、気筒内への燃料の噴射、排気弁の開閉及び吸気弁の開閉を行うことができる。したがって、吸気弁用の装置を作動流体供給装置とは別途設ける場合と比較して、システムの小型化が可能である。【００３９】
上記の流体供給システムにおいて、供給装置は、収容室内において第１方向の端部、収容室内において第２方向の端部、及び収容室内において第１のピストンと第２のピストンとの間に作動流体を供給可能であり、制御装置は、インジェクタから作動流体を燃料として気筒内に噴射する場合、収容室内において第１方向の端部に作動流体を供給した後、収容室内において第２方向の端部の作動流体圧を保持した上で、収容室内において第１のピストンと第２のピストンとの間に作動流体を供給し、インジェクタへの作動流体の供給後に排気弁を開く場合、収容室内において第２方向の端部に作動流体が貯留された状態で、収容室内において第１のピストンと第２のピストンとの間に作動流体を供給することが好ましい。【００４０】
上記構成によれば、収容室内における第１方向側の端部に作動流体が供給された状態で、収容室内における第２方向側の端部の作動流体圧が保持され、さらに、収容室内における第１のピストンと第２のピストンとの間に作動流体が供給される。すると、第１のピストンは、収容室内における第１のピストンと第２のピストンとの間の作動流体圧が高くなることで第１方向に移動される。その結果、収容室内において第１方向側の端部の作動流体が、第１の開口部及び第１の流路を介してインジェクタに供給される。そして、インジェクタからは、作動流体が燃料として気筒内に噴射される。【００４１】
その後、収容室内において第２方向側の端部の作動流体圧の保圧が解除された状態で、収容室内において第１のピストンと第２のピストンとの間に作動流体が供給されると、第１のピストンと第２のピストンとの間の作動流体圧により、第２のピストンが第２方向に移動される。その結果、収容室内における第２方向側の端部の作動流体が、第２の開口部及び第２の流路を介して排気弁駆動部に供給される。そして、排気弁駆動部は、作動流体が供給されることにより排気弁を開く。つまり、収容室内の各領域の作動流体圧を調整することで、ディーゼルエンジンを適切に駆動させることが可能となる。【００４２】
上記の流体供給システムは、更に、第１のピストンを、第１方向又は第２方向に移動させる第１のピストン駆動部と、第２のピストンを、第１方向又は第２方向に移動させる第２のピストン駆動部を備えることが好ましい。【００４３】
上記構成によれば、供給装置から収容室内に供給された作動流体を利用して第２のピストンを第１又は第２方向に移動させる場合と比較して、第１のピストン及び第２のピストンの応答速度を速くすることができる。【００４４】
上記の流体供給システムにおいて、前記供給装置は、予め設定された規定量に定量された作動流体を、前記収容室内において前記第１方向の端部に供給する定量装置を有することが好ましい。【００４５】
一般に、燃料をインジェクタに供給するためのシリンダ内には、インジェクタによる一回の燃料噴射量よりも多い大量の作動流体が貯留されている。そして、シリンダ内におけるピストンの移動量を調整することにより、適量の作動流体がインジェクタに供給される。この場合、こうしたピストンの移動量を適切に検知する必要があり、ピストンの構成が複雑化したり、高圧のシリンダ内の圧力を検出するための構成が複雑化したりしてしまう。しかも、本発明の作動流体供給装置の収容室内においては、第１のピストン及び第２のピストンが設けられており、インジェクタだけではなく、排気弁駆動部にも作動流体を供給する必要があり、こうした収容室内でインジェクタに供給する作動流体を定量することは困難である。【００４６】
この点、本発明によれば、収容室の外部に設けられた定量装置によって定量された作動流体が収容室内において第１の方向の端部に供給される。そのため、インジェクタに作動流体を供給する際においては、第１のピストンを高精度に制御しなくても、適量の作動流体がインジェクタに供給される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の流体供給システムの第１の実施形態を示す模式図。
【図２】第１の実施形態において、収容室内に燃料が供給される様子を示す模式図。
【図３】第１の実施形態において、収容室から供給された燃料をインジェクタが気筒内に噴射する様子を示す模式図。
【図４】第１の実施形態において、排気弁が開いた状態を示す模式図。
【図５】第１の実施形態において、気筒内が掃気される様子を示す模式図。
【図６】第１の実施形態における燃料供給処理ルーチンを説明するフローチャート。
【図７】本発明の流体供給システムの第２の実施形態を示す模式図。
【図８】本発明の流体供給システムの第３の実施形態を示す模式図。
【図９】本発明の流体供給システムの第４の実施形態を示す模式図。
【図１０】本発明の流体供給システムの第５の実施形態を示す模式図。
【図１１】本発明の流体供給システムの別の実施形態を示す模式図。
【図１２】本発明の流体供給システムの別の実施形態を示す模式図。
【図１３】本発明の流体供給システムの別の実施形態を示す模式図。
【図１４】本発明の流体供給システムの別の実施形態を示す模式図。
【図１５】（ａ）（ｂ）は従来の流体供給システムの一例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
（第１の実施形態）
以下、本発明の流体供給システムを、２サイクルのディーゼルエンジンに燃料を供給するためのシステムに具体化した第１の実施形態について、図１〜図６に従って説明する。
【００４９】
図１に示すように、流体供給システム１１は、ディーゼルエンジンの複数（図１では１つのみ図示）の気筒１２内に燃料（例えば、重油）をそれぞれ供給するためのシステムである。流体供給システム１１は、各気筒１２にそれぞれ対応する複数（図１では１つのみ図示）の作動流体供給装置１３と、作動流体供給装置１３を制御する制御装置１６とを備えている。作動流体供給装置１３は、作動流体としての燃料をコモンレール方式のインジェクタ（外部装置）１７に供給したり、燃料とは異なる種類の作動油（作動流体）を排気弁駆動部（外部装置）１５に供給したりする。この排気弁駆動部１５は、気筒１２内の排気時や掃気に用いられる排気弁１４を作動させる。なお、ディーゼルエンジンは、移動体としての船舶に搭載されている。
【００５０】
次に、気筒１２の構成について説明する。
【００５１】
気筒１２内には、気筒内ピストン２０が設けられている。気筒内ピストン２０は、上下方向に移動可能である。気筒１２の側壁には、複数（図１では２つのみ図示）の吸気口２１が形成されている。図５に示すように、気筒内ピストン２０が下死点近傍に位置する場合、気筒１２内において気筒内ピストン２０の上方域２２は、吸気口２１を介して外部と連通する。この状態で図示しない加圧器（例えば、ポンプ）によって加圧された気体（例えば、空気）が、吸気口２１を介して、気筒１２内の上方域２２に供給される。このときに排気弁１４が開いていると、気筒１２内は掃気される。「掃気」とは、２サイクルのディーゼルエンジンの気筒１２において、新しい気体（空気）を気筒１２内に吸入すると共に、燃焼後の気筒１２から気体を排出することをいう。
【００５２】
次に、作動流体供給装置１３について説明する。
【００５３】
図１に示すように、作動流体供給装置１３は、本体部３１を備えている。本体部３１内には、収容室３０が形成されている。収容室３０内は、上側に位置する第１の空間３２と、第１の空間３２の下側に位置する第２の空間３３とからなる。第１の空間３２を縦断面積は、第２の空間３３の縦断面積よりも小さい。
【００５４】
収容室３０内には、第１のピストン３４と、第１のピストン３４の下側に位置する第２のピストン３５とが設けられている。第１のピストン３４は、柱形状をなしている。つまり、第１のピストン３４の上端の表面積は、第１のピストン３４の下端の表面積とほぼ同等である。そして、第１のピストン３４は、本体部３１の内側面に沿って、第１の空間３２内を第１方向としての上方及び第２方向としての下方に摺動する。また、第１のピストン３４の下端は、該第１のピストン３４が収容室３０内における最上位に位置する場合であっても、第２の空間３３に位置している。
【００５５】
第２のピストン３５は、柱状をなしている。第２のピストン３５の上端の表面積は、第１のピストン３４の下端の表面積よりも広く、且つ第２のピストン３５の下端の表面積とほぼ同等である。そして、第２のピストン３５は、第１のピストン３４とは別に、本体部３１の内側面に沿って、第２の空間３３内を上下方向に摺動する。
【００５６】
なお、収容室３０内において第２のピストン３５の下側には、付勢部材としてのコイルばね３６が設けられている。コイルばね３６は、第２のピストン３５を上方に付勢する。付勢部材としては、第２のピストン３５を上方に押し上げることができる部材であれば、コイルばね３６以外の他の部材（例えば、エアばね、マグネット）であってもよい。
【００５７】
本体部３１の上壁部３１ａには、収容室３０の内と外とを連通する第１の開口部３７が形成されている。第１の開口部３７には、インジェクタ１７に燃料を導くための燃料供給用流路（第１の流路）３８が連結されている。本体部３１の下壁部３１ｂには、収容室３０の内と外とを連通する第２の開口部３９が形成されている。第２の開口部３９には、排気弁駆動部１５に作動油を導くための排気弁用流路（第２の流路）４０が連結されている。
【００５８】
本体部３１には、連通路４１が設けられている。連通路４１は、収容室３０内において第２のピストン３５よりも下側の領域（以下、「第１領域」ともいう。）と、収容室３０内において第１及び第２の各ピストン３４，３５の間の領域（以下、「第２領域」ともいう。）とを連通する。なお、第１領域が、収容室３０における第２方向の端部に相当する。
【００５９】
連通路４１の中途位置には、流体排出部としての第１電磁弁４２が設けられている。第１電磁弁４２には、作動油を貯留する作動油タンク４３まで延びる排出流路４４が連結されている。第１電磁弁４２は、制御装置１６からの指令に基づき、作動油の流動方向を切り替えるべく作動する。第１電磁弁４２が第１の態様である場合、第１電磁弁４２は第１領域及び第２領域からの作動油の流出を規制する。第１電磁弁４２が第２の態様である場合、第１電磁弁４２は、第１領域から作動油タンク４３への作動油の流出を規制する一方、第２領域から作動油タンク４３への作動油の流出を許容する。第１電磁弁４２が第３の態様である場合、第１電磁弁４２は、第２領域から作動油タンク４３への作動油の流動を規制する一方、第１領域から作動油タンク４３への作動油の流出を許容する。第１電磁弁４２が第４の態様である場合、第１電磁弁４２は第１領域及び第２領域からの作動油の流出を許容する。
【００６０】
作動流体供給装置１３には、燃料及び作動油を個別に収容室３０内に供給するための供給装置５０が設けられている。供給装置５０は、燃料を供給する第１の供給機構部５１と、作動油を供給する第２の供給機構部５２とを有している。
【００６１】
第１の供給機構部５１には、定量装置としての圧送装置５６と、第１ポンプ５４とが設けられている。圧送装置５６は、第１のピストン３４よりも上側の領域（以下、「第３領域」という。）に燃料を圧送する。なお、第３領域が、収容室３０における第１方向の端部に相当する。
【００６２】
第１ポンプ５４は、燃料タンク５３に貯留される燃料を圧送装置５６内に供給する。圧送装置５６は、供給された燃料を一時的に貯留する貯留部（図示略）と、貯留部内の燃料を収容室３０に送り出すべく変位するピストン（図示略）と、ピストンの動力源となるモータなどのアクチュエータ（図示略）と、ピストンの移動量を検出する検出センサとを備えている。アクチュエータは、制御装置１６からの指令に基づき作動する。具体的には、圧送装置５６のアクチュエータは、上記貯留部内における燃料の貯留量が予め設定された規定量になった場合にピストンによって貯留部内の燃料が吐出されるように駆動する。つまり、圧送装置５６は、規定量の燃料を間欠的に収容室３０の第３領域に送り出す。
【００６３】
また、第１の供給機構部５１には、燃料戻し機構５５が設けられている。燃料戻し機構５５は、収容室３０の第３領域における燃料圧が予め設定された燃料圧規定値以上になった場合に収容室３０内の燃料の一部を燃料タンク５３に戻す。
【００６４】
第２の供給機構部５２には、作動油タンク４３に貯留される作動油を収容室３０に向けて吐出（圧送）する第２ポンプ（圧送部）６０と、第２ポンプ６０から吐出された作動油を第１領域又は第２領域に選択的に導くための第２電磁弁（選択部）６１とが設けられている。第２電磁弁６１は、制御装置１６からの指令に基づき、第１の態様、第２の態様及び第３の態様の何れかに変更可能である。第２電磁弁６１が第１の態様である場合には第１領域及び第２領域への作動油の供給が禁止され、第２電磁弁６１が第２の態様である場合には第１領域への作動油の供給が許容される。第２電磁弁６１が第３の態様である場合には第２領域への作動油の供給が許容される。
【００６５】
第２ポンプ６０と第２電磁弁６１との間の流路６２には、アキュムレータ６３が接続されている。
【００６６】
次に、排気弁駆動部１５について説明する。
【００６７】
排気弁駆動部１５は、油圧式の駆動部である。排気弁駆動部１５は、シリンダ部７１と、油圧室７０内で一方向（図１では上下方向）に移動する排気弁用ピストン７２と、排気弁用ピストン７２を図１における上方に付勢するコイルばね７３とを備えている。シリンダ部７１内には、油圧室７０が形成されている。
【００６８】
油圧室７０内に作動油が供給されない場合には、コイルばね７３の付勢力によって、排気弁用ピストン７２が図１における上方に移動する。その結果、排気弁用ピストン７２に連結された排気弁１４は閉じられる。一方、油圧室７０内に作動油が供給される場合、排気弁用ピストン７２は、油圧室７０内における作動油圧によりコイルばね７３からの付勢力に抗して図１における下方に移動する。その結果、排気弁１４は開く。
【００６９】
油圧室７０内には、作動流体供給装置１３から作動油が排気弁用流路４０を介して供給される。排気弁用流路４０の中途位置には、制御装置１６からの指令に基づき作動する第１の切替えバルブ７５が設けられている。第１の切替えバルブ７５には、作動油タンク４３に作動油を導くための第１の排出用流路７６が連結されている。
【００７０】
第１の切替えバルブ７５は、第１の態様、第２の態様及び第３の態様のいずれかに変更される。すなわち、第１の切替えバルブ７５が第１の態様である場合には、作動流体供給装置１３から排気弁駆動部１５への作動油の流動が許容される。このとき、第１の排出用流路７６には、第１の切替えバルブ７５を介して作動油が流入しない。また、第１の切替えバルブ７５が第２の態様である場合には、排気弁駆動部１５から第１の排出用流路７６を介した作動油タンク４３への作動油の流動（排出）が許容される。このとき、作動流体供給装置１３から排気弁駆動部１５への作動油の流動は第１の切替えバルブ７５によって規制される。また、第１の切替えバルブ７５が第３の態様である場合には、作動流体供給装置１３から第２の開口部３９を介した作動油の流出、及び排気弁駆動部１５からの作動油の流出が規制される。
【００７１】
次に、この実施形態の流体供給システム１１の作用について、図２〜図５を参照して説明する。
【００７２】
さて、排気弁１４が閉じているときに気筒内ピストン２０が上昇すると、気筒１２内の気体は断熱圧縮される。図２に示すように、第１ポンプ５４の作動によって、圧送装置５６からは、規定量に定量された燃料が、制御装置１６からの指令によって、収容室３０内の第３領域に圧送（供給）される。すると、コイルばね３６によって上方に付勢される第１及び第２の各ピストン３４，３５は、第３領域の燃料圧（作動流体圧）によって、コイルばね３６の付勢力に抗して下方に移動する。そして、規定量の燃料を第３領域に送り出した圧送装置５６内には、第１ポンプ５４によって燃料が再び供給される。そして、圧送装置５６の貯留部に規定量の燃料が再び溜まると、圧送装置５６は、規定量の燃料を収容室３０内の第３領域に圧送する。
【００７３】
気筒内ピストン２０が上死点に到達した時点、又は上死点から下方に向けて移動（降下）し始める時点で、収容室３０の第１領域に作動油が供給され始める。このとき、図３に示すように、第１電磁弁４２が第１の態様に変更され、連通路４１を介した第１領域及び第２領域からの作動油の流出が規制される。また、第１の切替えバルブ７５が第２の態様に変更され、第１領域から第１の排出用流路７６を介した作動油の流出が規制される。この状態で第２電磁弁６１が第２の態様に変更されると、第２ポンプ６０及びアキュムレータ６３によって、収容室３０内の第１領域に作動油が供給され、第１領域内の作動油圧が上昇する。
【００７４】
その結果、第２のピストン３５は、第１領域内の作動油圧及びコイルばね３６からの付勢力によって上方に摺動される。すると、第１のピストン３４は、第２のピストン３５に押されるようにして上方に摺動する。
【００７５】
そして、収容室３０内の第３領域に貯留される燃料は、上方に摺動する第１のピストン３４により押し出される。第１のピストン３４の上側の表面積は、第２のピストン３５の下側の表面積よりも狭い。そのため、第３領域から第１の開口部３７を介して流出する燃料の圧力は、第２のピストン３５を上方に摺動させるべく第１領域に供給される作動油圧よりも高くなっている。そして、第１の開口部３７から流出した燃料は、燃料供給用流路３８を介してインジェクタ１７内へと導かれる。すると、インジェクタ１７からは燃料が気筒１２内に噴射される。その結果、気筒１２内に噴射された燃料は、自然に燃焼される。そして、気筒内ピストン２０は、気筒１２内に噴射された燃料の燃焼によって得た力を利用して下死点に向けて移動する。
【００７６】
その後、図４に示すように、インジェクタ１７からの燃料噴射が完了する直前又は燃料噴射の完了時点で、収容室３０内の第２領域に作動油が供給され始める。すなわち、第１電磁弁４２が第１の態様で維持され、連通路４１を介した第１領域及び第２領域から作動油タンク４３への作動油の流出が規制される。また、第１の切替えバルブ７５が第１の態様に変更され、第１領域から排気弁駆動部１５への作動油の流動が許容される。この状態で第２電磁弁６１が第３の態様に変更されると、第２ポンプ６０及びアキュムレータ６３によって、収容室３０内の第２領域に作動油が供給され、第２領域内の作動油圧が上昇する。
【００７７】
このとき、第１のピストン３４は、上方にほとんど移動できない状態になっている。そのため、第２のピストン３５は、第２領域内の作動油圧によって、コイルばね３６からの付勢力に抗して下方に摺動する。すると、第１領域からは、第１の排気弁用流路４０を介して、排気弁駆動部１５を構成するシリンダ部７１の油圧室７０内に作動油が供給される。その結果、油圧室７０内の作動油圧の上昇に伴って、排気弁用ピストン７２が下方に移動する。すると、排気弁用ピストン７２に連結された排気弁１４が開いて、気筒１２内が排気される。
【００７８】
そして、排気弁１４が開いた状態を維持するために、シリンダ部７１の油圧室７０内が保圧される。すなわち、第１の切替えバルブ７５が第３の態様に切り替えられる。このとき、第１領域から排気弁用流路４０への作動油の流出も規制される。そして、排気弁１４の開いた状態が保持される間に、第１電磁弁４２が第４の態様に変更される。つまり、収容室３０の第１領域及び第２領域からの連通路４１を介した作動油の流出が許容される。このとき、第２電磁弁６１が第１の態様に変更され、収容室３０の第２領域への作動油の供給が停止される。すると、コイルばね３６からの付勢力を利用して第２のピストン３５が上方に摺動し始める。これにより、第２領域の作動油は、作動油タンク４３及び第１領域に排出される。
【００７９】
また、排気弁１４が開いた状態で気筒内ピストン２０が下死点近傍まで降下すると、図５に示すように、気筒１２内の上方域２２が、吸気口２１を介して外部と連通する。すると、吸気口２１からは、図示しない加圧器によって加圧された気体が気筒１２内に供給される。このとき、排気弁１４が開いているため、気筒１２内は掃気される。
【００８０】
その後、下死点に気筒内ピストン２０が到達すると、気筒内ピストン２０は上昇し始める。気筒内ピストン２０の上昇により、気筒１２内の上方域２２と外部との連通状態が解消される。この時点では、作動油が収容室３０内の第２領域に供給されていない。
【００８１】
また、この状態で第１の切替えバルブ７５が第２の状態に変更されると、第１領域から排気弁駆動部１５の油圧室７０への作動油の供給が規制されると共に、排気弁駆動部１５から第１の排出用流路７６を介した作動油タンク４３への作動油の排出が許容される。このとき、コイルばね７３からの付勢力に基づく排気弁用ピストン７２の上方への移動によって、油圧室７０内の作動油は、第１の排出用流路７６を介して作動油タンク４３へと排出される。その結果、排気弁用ピストン７２に連結された排気弁１４は閉じられる。すると、気筒１２内はほぼ密閉されるため、気筒内ピストン２０の上昇によって、気筒１２内は断熱圧縮される。こうしたサイクルが繰り返されることにより、ディーゼルエンジンが駆動する。
【００８２】
次に、上記のようにディーゼルエンジンを駆動させる際に制御装置１６が実行する燃料供給処理ルーチンについて、図６に示すフローチャートを参照して説明する。この実施形態の燃料供給処理ルーチンは、１つの気筒１２に燃料を供給するための処理ルーチンである。
【００８３】
さて、燃料供給処理ルーチンにおいて、制御装置１６は、気筒内ピストン２０の上死点への移動（上昇）によって気筒１２内の気体が圧縮中であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。圧縮中ではない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、制御装置１６は、圧縮中になるまでステップＳ１０の判定処理を繰り返し行う。一方、圧縮中である場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、制御装置１６は、収容室３０内の第３領域に燃料を供給すべく供給装置５０を駆動させる（ステップＳ１１）。すなわち、制御装置１６は、規定量の燃料が第３領域に供給されるように圧送装置５６を制御する。
【００８４】
続いて、制御装置１６は、収容室３０内の第１領域に作動油を供給すべく供給装置５０を駆動させる（ステップＳ１２）。すなわち、制御装置１６は、第１電磁弁４２を第２の態様にし、第１領域からの作動油の流出を規制すると共に、第１の切替えバルブ７５を第２の態様にし、第１領域から排気弁駆動部１５への作動油の流出を規制する。また、制御装置１６は、第２電磁弁６１を第２の態様にした状態で第２ポンプ６０を作動する。
【００８５】
そして、制御装置１６は、収容室３０の第２領域に作動油を供給すべく供給装置５０を駆動させる（ステップＳ１３）。すなわち、制御装置１６は、第１電磁弁４２を第１の態様にすると共に、第１の切替えバルブ７５を第１の態様にする。また、制御装置１６は、第２電磁弁６１を第３の態様にする。このとき、第２ポンプ６０は作動中であるため、第２領域には作動油が供給される。
【００８６】
続いて、制御装置１６は、排気弁１４を開いた状態で保持する（ステップＳ１４）。すなわち、制御装置１６は、第１の切替えバルブ７５を第３の態様にすると共に、第２領域への作動油の供給を停止させる。また、制御装置１６は、第１電磁弁４２を第４の態様にする。
【００８７】
そして、制御装置１６は、気筒１２内の掃気が終了したか否か、即ち下死点に到達した気筒内ピストン２０の上昇によって気筒１２内の上方域２２と外部との吸気口２１を介した連通状態が解消されたか否かを判定する（ステップＳ１５）。気筒１２内の掃気が終了していない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、制御装置１６は、その処理を前述したステップＳ１４に移行する。一方、気筒１２内の掃気が終了した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、制御装置１６は、排気弁１４を閉じる（ステップＳ１６）。すなわち、制御装置１６は、第２電磁弁６１を第１の態様にする。また、制御装置１６は、第１の切替えバルブ７５を第２の態様にし、排気弁駆動部１５の油圧室７０内の作動油を作動油タンク４３に流出させる。その後、制御装置１６は、その処理を前述したステップＳ１０に移行する。
【００８８】
以上、この実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
【００８９】
（１）インジェクタ１７に燃料を供給するため、第１ポンプ５４及び圧送装置５６の作動によって収容室３０内の第３領域に燃料を供給した状態で、第２のピストン３５が上方に摺動される。すると、第１のピストン３４は、第２のピストン３５により押し上げられて上方へと移動する。その結果、第３領域の燃料は、第１の開口部３７を介して収容室３０外に流出し、燃料供給用流路３８によってインジェクタ１７に導かれる。そして、インジェクタ１７に導かれた燃料は、気筒１２内に噴射される。
【００９０】
また、排気弁駆動部１５に作動油を供給するため、収容室３０内の第１領域に作動油を供給した状態で、第２のピストン３５が下方に摺動される。すると、第１領域の作動油は、第２の開口部３９を介して収容室３０外に流出し、排気弁用流路４０によって排気弁駆動部１５に導かれる。その結果、排気弁駆動部１５が駆動し、閉じられていた排気弁１４が開く。つまり、作動流体供給装置１３を１つの気筒１２に対して１つ設けることにより、複数の外部装置（この場合、インジェクタ１７及び排気弁駆動部１５）に対して作動流体を個別に供給することができる。そのため、インジェクタ１７用の作動流体供給装置と排気弁駆動部１５用の作動流体供給装置とを別々に設ける場合と比較して、流体供給システム１１の小型化が可能である。
【００９１】
（２）作動流体供給装置１３は、インジェクタ１７及び排気弁駆動部１５に対して個別に作動流体を供給可能である。そのため、供給装置５０の駆動を適切に制御することにより、インジェクタ１７及び排気弁駆動部１５に対して、それぞれ適切なタイミングで燃料及び作動油を供給することができる。つまり、ディーゼルエンジンを適切に駆動させることができる。
【００９２】
（３）第１及び第２の各ピストン３４，３５は、収容室３０内の第１領域、第２領域及び第３領域内の流体圧を個別に制御することにより収容室３０内で個別に摺動する。つまり、第１及び第２のピストン３４，３５をそれぞれ摺動させるための駆動源（モータなどのアクチュエータ）を設けることなく、燃料及び作動油を、インジェクタ１７及び排気弁駆動部１５に供給することができる。したがって、駆動源が不要となる分、作動流体供給装置１３の複雑化が抑制される。
【００９３】
（４）第１の空間３２の断面積のほうが第２の空間３３の断面積よりも小さい。そのため、第１の開口部３７からインジェクタ１７に供給される燃料圧を、第２の開口部３９から排気弁駆動部１５に供給される作動油圧よりも高圧にすることができる。したがって、高圧の燃料をインジェクタ１７から気筒１２内に噴射することができる。
【００９４】
（５）収容室３０内の第１領域及び第２領域内の作動油は個別に排出可能である。そのため、第１領域及び第２領域内の不要な作動油を、収容室３０内から適切に排出することができる。
【００９５】
（６）収容室３０内には、第２のピストン３５を上方に付勢するコイルばね３６が設けられている。そのため、燃料をインジェクタ１７に供給する際には、コイルばね３６からの付勢力を利用して、第１及び第２のピストン３４，３５をそれぞれ上方に摺動させることができる。
【００９６】
（７）また、収容室３０の第３領域には、圧送装置５６によって定量の燃料が供給される。ここで、圧送装置５６を設けない構成を採用した場合、収容室３０内でインジェクタ１７への燃料の供給量を調整したり、高温及び高圧に耐えるように複雑なシール機構を備えたセンサによって第１のピストン３４の移動量を検出したりするために、収容室３０内の構成が複雑化する。この点、本実施形態では、定量された燃料が第３領域に供給されるため、第１のピストン３４の移動量を高精度に制御する必要もないため、収容室３０内の構成の複雑化を抑制することができる。
【００９７】
また、圧送装置５６を設けない構成を採用した場合、収容室３０の第３領域に供給した後に、インジェクタ１７への燃料の供給量を調整する必要があるため、第１のピストン３４の移動量を制御する必要がある。これに対し、本実施形態では、定量された状態で第３領域に燃料が供給されるため、第１のピストン３４の移動量を高精度に調整しなくてもよい。つまり、作動流体供給装置１３がインジェクタ１７への燃料供給以外の仕事（具体的には、排気弁１４を作動させる仕事）をしている間に、燃料の圧力が調圧される。そのため、インジェクタ１７に対して高圧の燃料を速やかに供給することが可能となる。
【００９８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図７に従って説明する。第２の実施形態は、４サイクルのディーゼルエンジンに燃料を供給する点などが第１の実施形態と異なっている。以下の説明において、第１の実施形態と相違する部分について主に説明する。また、第１の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００９９】
図７に示すように、４サイクルのディーゼルエンジンを構成する気筒１２には、排気弁１４及びインジェクタ１７に加え、吸気弁８０と、吸気弁８０を駆動させる油圧式の吸気弁駆動部８１とが設けられている。気筒１２に燃料を供給する流体供給システム１１Ａの作動流体供給装置１３Ａは、吸気弁駆動部８１にも作動油を供給可能となっている。
【０１００】
次に、作動流体供給装置１３Ａについて説明する。
【０１０１】
作動流体供給装置１３Ａの本体部３１の下壁部３１ｂには、第３の開口部８２が、第２の開口部３９とは別に形成されている。収容室３０内において第２のピストン３５の下側の第１領域に貯留される作動油は、第３の開口部８２を介して外部に流出する。第３の開口部８２は、吸気用流路８３を介して吸気弁駆動部８１に連結されている。第１領域に貯留される作動油は、排気弁駆動部１５及び吸気弁駆動部８１に供給可能である。
【０１０２】
吸気用流路８３には、制御装置１６からの指令によって作動する第２の切替えバルブ８４が設けられている。第２の切替えバルブ８４には、作動油タンク４３に作動油を導くための第２の排出用流路８５が連結されている。
【０１０３】
第２の切替えバルブ８４は、第１の態様、第２の態様及び第３の態様のいずれかに変更可能である。すなわち、第２の切替えバルブ８４が第１の態様である場合には、作動流体供給装置１３Ａから吸気弁駆動部８１への作動油の流動が許容される。このとき、第２の排出用流路８５には、第２の切替えバルブ８４を介して作動油が流入しない。また、第２の切替えバルブ８４が第２の態様である場合には、吸気弁駆動部８１からの第２の排出用流路８５を介した作動油タンク４３への作動油の流動（排出）が許容される。このとき、作動流体供給装置１３Ａから吸気弁駆動部８１への作動油の流動は第２の切替えバルブ８４によって規制される。また、第２の切替えバルブ８４が第３の態様である場合には、作動流体供給装置１３Ａから第３の開口部８２を介した作動油の流出、及び吸気弁駆動部８１からの作動油の流出が規制される。
【０１０４】
したがって、第１の切替えバルブ７５及び第２の切替えバルブ８４により、収容室３０内の第１領域に貯留される作動油を、排気弁駆動部１５又は吸気弁駆動部８１に選択的に供給すべく駆動する選択装置が構成されている。
【０１０５】
次に、吸気弁駆動部８１について説明する。
【０１０６】
吸気弁駆動部８１は、シリンダ部９１と、油圧室９０内で一方向（図７では上下方向）に移動する吸気弁用ピストン９２と、吸気弁用ピストン９２を図７における上方に付勢するコイルばね９３とを備えている。シリンダ部９１内には、油圧室９０が形成されている。油圧室９０内に作動油が供給されない場合には、コイルばね９３の付勢力によって吸気弁用ピストン９２が図７における上方に移動する。その結果、吸気弁用ピストン９２に連結される吸気弁８０は、閉じられる。一方、油圧室９０内に作動油が供給される場合、吸気弁用ピストン９２は、油圧室９０内の作動油圧によってコイルばね９３からの付勢力に抗して図７における下方に移動する。その結果、吸気弁８０は開く。
【０１０７】
この実施形態の流体供給システム１１の作用のうち、気筒１２内の排気時及び吸気時の作用を中心に説明する。
【０１０８】
さて、燃料をインジェクタ１７に供給する際には、収容室３０内の第１領域に作動油が供給され、第１及び第２の各ピストン３４，３５が上方に摺動される。気筒１２内の排気時には、収容室３０内の第２領域に作動油を供給することにより、第２のピストン３５が下方に摺動される。すると、第１領域に貯留される作動油は、第２のピストン３５に押し出されるようにして第２の開口部３９を介して本体部３１外に流出する。そして、第１の切替えバルブ７５が第１の態様に変更されていると、排気弁駆動部１５には、排気弁用流路４０を介して作動油が供給される。その結果、排気弁駆動部１５が駆動し、排気弁１４が開く。このタイミングでは、気筒１２内で気筒内ピストン２０が上方に移動している。そのため、上方域２２内の気体の大部分は、気筒内ピストン２０に押し出されるようにして排気弁１４から気筒１２外に排気される。
【０１０９】
なお、排気弁１４が開くと、第１の切替えバルブ７５が第３の態様に変更されることで、排気弁駆動部１５の油圧室７０が保圧されると共に、収容室３０内の第１領域の圧力が保圧される。つまり、排気弁１４の開いた状態が保持される。吸気弁８０を作動させない時点では、第２の切替えバルブ８４が第３の態様とされる。
【０１１０】
そして、排気を終了させる際には、第１の切替えバルブ７５が第２の態様に変更される。さらに、第１電磁弁４２が第１の態様に変更され、第１領域及び第２領域からの作動油の流出が規制される。すると、排気弁駆動部１５の油圧室７０内からは作動油が作動油タンク４３に排出される。その結果、コイルばね７３の付勢力によって排気弁用ピストン７２が上方に移動することにより、排気弁１４が閉じられる。
【０１１１】
４サイクルのディーゼルエンジンの場合、排気が終わった気筒１２では吸気が行われる。吸気の開始前において、収容室３０内の第２領域への作動油の供給は継続されている。この状態で、第２の切替えバルブ８４が第１の態様に変更されると、収容室３０内の第１領域に残っている作動油が、第２のピストン３５に押し出されて、第３の開口部８２より本体部３１外へと流出する。
【０１１２】
すると、作動油は、吸気用流路８３を介して、吸気弁駆動部８１の油圧室９０内に流入する。そして、油圧室９０内の作動油圧が上昇する。その結果、吸気弁用ピストン９２がコイルばね９３の付勢力に抗して下方に移動し、吸気弁用ピストン９２に連結された吸気弁８０が開く。このタイミングでは、気筒１２内で気筒内ピストン２０が下方に移動している。そのため、気筒１２内には、吸気弁８０を介して気体が流入する。
【０１１３】
なお、吸気弁８０が開くと、第２の切替えバルブ８４が第３の態様に変更されると共に、収容室３０内の第２領域への作動油の供給が停止される。すると、吸気弁駆動部８１の油圧室９０が保圧されるため、吸気弁８０の開いた状態が保持される。この時点では、第１の切替えバルブ７５は第３の態様に変更されている。
【０１１４】
そして、吸気弁８０の開いた状態が保持される間に、第１電磁弁４２が第４の態様に変更される。つまり、収容室３０の第１領域及び第２領域からの連通路４１を介した作動油の流出が許容される。すると、コイルばね３６からの付勢力を利用して第２のピストン３５が上方に摺動し始める。これにより、第２領域の作動油は、作動油タンク４３及び第１領域に排出される。
【０１１５】
その後、吸気を終了させる際には、第２の切替えバルブ８４が第２の態様に変更される。そのため、吸気弁駆動部８１の油圧室９０内の作動油は、第２の排出用流路８５を介して作動油タンク４３に排出される。すると、油圧室９０内の作動油圧が低下し、吸気弁用ピストン９２は、コイルばね９３の付勢力によって上方に移動する。その結果、吸気弁８０が閉じられる。
【０１１６】
その後、収容室３０内の第３領域には、燃料が供給される。そして、燃料の供給が完了されると、第１電磁弁４２が第１の態様に変更され、連通路４１を介した第１領域及び第２領域からの作動油の流出が規制される。この状態で、第１領域に作動油が供給される。すると、第２のピストン３５は、コイルばね３６からの付勢力及び第１領域の作動油圧によって上方に摺動する。その結果、第１のピストン３４は、第２のピストン３５によって上方に押され、第３領域の燃料がインジェクタ１７に供給される。
【０１１７】
以上、この実施形態では、第１の実施形態の効果（１）〜（７）の効果に加え、以下に示す効果を得ることができる。
【０１１８】
（８）一つの気筒１２に対して、作動流体供給装置１３Ａを一つ設けることにより、気筒１２への燃料の供給、気筒１２の排気及び吸気を行うことができる。そのため、燃料供給用の装置、排気用の装置及び吸気用の装置を別々に設ける場合と比較して、流体供給システム１１Ａの大型化を抑制することができる。
【０１１９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を図８に従って説明する。第３の実施形態は、収容室３０内の全ての領域に作動流体の一例としての燃料を供給する点が第１の実施形態と異なっている。以下の説明において、第１の実施形態と相違する部分について主に説明する。また、第１の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１２０】
図８に示すように、この実施形態の流体供給システム１１Ｂには、作動流体供給装置１３Ｂと、作動流体供給装置１３Ｂの収容室３０内の各領域（第１領域、第２領域及び第３領域）に燃料を個別に供給する供給装置５０Ａとが設けられている。
【０１２１】
供給装置５０Ａは、第１の供給機構部５１Ａと、第１の供給機構部５１Ａとは別に設けられた第２の供給機構部５２Ａとを備えている。第１の供給機構部５１Ａには、圧送装置５６Ａと、該圧送装置５６Ａに対して燃料タンク５３に貯留される燃料を吐出する第１ポンプ５４とが設けられている。圧送装置５６Ａは、第１ポンプ５４から供給された燃料を一時的に貯留する貯留部（図示略）と、貯留部内の燃料を収容室３０側に送り出すべく変位するピストン（図示略）とを備えている。ピストンは、第２の供給機構部５２Ａから供給された燃料の燃料圧（作動流体圧）に基づき変位する。
【０１２２】
第２の供給機構部５２Ａは、燃料タンク５３に貯留される燃料を吐出する第２ポンプ６０と、該第２ポンプ６０の下流側（収容室３０に近い側）に配置される第３電磁弁１００とを備えている。第２ポンプ６０と第３電磁弁１００とを繋ぐ流路６２には、アキュムレータ６３が接続されている。
【０１２３】
第３電磁弁１００は、制御装置１６からの指令によって、第１の態様及び第２の態様に切替え可能に構成されている。第３電磁弁１００が第１の態様である場合、第２ポンプ６０から吐出された燃料は、作動油として圧送装置５６Ａに供給される。このように第２ポンプ６０から吐出された燃料が作動油として圧送装置５６Ａに供給されると、圧送装置５６Ａでは、第２ポンプ６０からの燃料に基づく燃料圧によってピストンが変位し、貯留部内の燃料が収容室３０内の第３領域に向けて圧送される。一方、第３電磁弁１００が第２の態様である場合、第２ポンプ６０から吐出された燃料は、収容室３０内の第１領域及び第２領域側に供給される。
【０１２４】
また、第３電磁弁１００と収容室３０との間には、第２の態様である第３電磁弁１００を介して供給された燃料を、第１領域又は第２領域に導くように作動する第２電磁弁６１が設けられている。つまり、第３電磁弁１００が第２の態様であると共に、第２電磁弁６１が第２の態様である場合、第２ポンプ６０から吐出された燃料は、収容室３０内の第１領域に供給される。また、第３電磁弁１００が第２の態様であると共に、第２電磁弁６１が第３の態様である場合、第２ポンプ６０から吐出された燃料は、収容室３０内の第２領域に供給される。したがって、この実施形態では、第３電磁弁１００及び第２電磁弁６１により、選択機構が構成されている。
【０１２５】
以上、この実施形態では、第１の実施形態の効果（１）〜（７）の効果に加え、以下に示す効果を得ることができる。
【０１２６】
（９）この実施形態では、各供給機構部５１Ａ，５２Ａは、共通の燃料タンク５３から燃料を汲み上げている。そのため、一種類の作動流体（燃料）によって、インジェクタ１７による燃料噴射及び排気弁１４の開閉の両方を行うことができる。
【０１２７】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を図９に従って説明する。第４の実施形態は、収容室３０内に供給された燃料を、減圧して排気弁駆動部１５に作動油として供給する点などが第３の実施形態と異なっている。以下の説明において、第３の実施形態と相違する部分について主に説明する。また、第３の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１２８】
図９に示すように、作動流体供給装置１３Ｆの収容室３０内には、柱状の第１のピストン３４Ａと、第１のピストン３４Ａの下側に位置する第２のピストン３５Ａとが設けられている。第１のピストン３４Ａの下端は、第１のピストン３４Ａが下方に移動した場合でも、収容室３０の第１の空間３２内に位置している。
【０１２９】
第２のピストン３５Ａの上部は、上下方向に沿った断面積が狭い柱状の小径部３５Ａ１であると共に、第２のピストン３５Ａの下部は、該小径部３５Ａ１よりも上下方向に沿った断面積が広い柱状の大径部３５Ａ２である。小径部３５Ａ１の上端は、収容室３０の第１の空間３２内に位置している。小径部３５Ａ１の上端の表面積は、第１のピストン３４Ａの上端の表面積及び下端の表面積とほぼ同等である。大径部３５Ａ２は、収容室３０の第２の空間３３内に位置している。大径部３５Ａ２の下端の表面積は、第１のピストン３４Ａの上端の表面積よりも広い。
【０１３０】
収容室３０内において第２のピストン３５Ａの下側には、第１の付勢部材としての第１のコイルばね１３１が設けられている。第１のコイルばね１３１は、第２のピストン３５Ａを上方に付勢する。収容室３０内において第１のピストン３４Ａと第２のピストン３５Ａとの間には、第２の付勢部材としての第２のコイルばね１３２が設けられている。第２のコイルばね１３２は、第２のピストン３５Ａを下方に付勢する。第２のコイルばね１３２が第２のピストン３５Ａに付与する下方への付勢力は、第１のコイルばね１３１が第２のピストン３５Ａに付与する上方への付勢力よりも弱い。
【０１３１】
なお、第１の付勢部材及び第２の付勢部材は、第２のピストン３５Ａを付勢できる構成であればコイルばね以外の他の付勢部材（例えば、エアばね、マグネット）であってもよい。
【０１３２】
この実施形態の供給装置５０Ａは、第３の実施形態の供給装置５０Ａよりも高圧の燃料を収容室３０の各領域（第１領域、第２領域及び第３領域）に供給可能となっている。
【０１３３】
次に、この実施形態の流体供給システム１１Ｂの作用について説明する。
【０１３４】
排気弁１４が閉じているときに気筒内ピストン２０が上昇すると、気筒１２内の気体は断熱圧縮される。第１ポンプ５４は、圧送装置５６Ａの内部から、燃料を、制御装置１６からの指令に基づいて、収容室３０内の第３領域に圧送（供給）する。このとき、第１電磁弁４２は第２の態様に変更されている。そのため、収容室３０内の第２領域からの連通路４１を介した燃料の流出は許容されている。その一方で、収容室３０内の第１領域からの連通路４１を介した燃料の流出は規制されている。
【０１３５】
すると、収容室３０内の第３領域に燃料が供給されることで、第１のピストン３４Ａは、第２のコイルばね１３２からの付勢力に抗して下方に摺動する。所定量の燃料を第３領域に送り出した後、圧送装置５６からの燃料の吐出が停止される。そして、圧送装置５６内には、第１ポンプ５４によって燃料が再び供給される。
【０１３６】
この状態で気筒内ピストン２０が上死点に到達した時点、又は上死点から下方に向けて移動（降下）し始める時点で、第１電磁弁４２は第１の態様に変更される。すると、収容室３０内の第１領域及び第２領域からの連通路４１を介した燃料の流出が規制される。そして、第２領域に燃料が作動油として供給される。この時点では、第１の切替えバルブ７５が第２の態様に変更されており、第１領域から第１の排出用流路７６を介した燃料の流出が規制される。
【０１３７】
すると、収容室３０内の第２領域の燃料圧が上昇する。このとき、第１領域からは燃料が収容室３０の外に流出しないため、第１のピストン３４Ａは、第２領域内の燃料圧及び第２のコイルばね１３２の付勢力によって上方に摺動される。その結果、収容室３０内の第３領域に貯留される燃料は、上方に摺動する第１のピストン３４Ａにより押し出される。そして、第１の開口部３７から流出した燃料は、高圧に維持された状態で、燃料供給用流路３８を介してインジェクタ１７内へと導かれる。すると、インジェクタ１７は、制御装置１６からの指令に基づいて、燃料を気筒１２内に噴射する。その結果、気筒１２内に噴射された燃料は、自然に燃焼される。そして、気筒内ピストン２０は、気筒１２内に噴射された燃料の燃焼によって得た力を利用して下死点に向けて移動する。
【０１３８】
その後、インジェクタ１７からの燃料噴射後に気筒１２内を掃気する際には、第１の切換えバルブ７５が第１の態様に変更され、第１領域から排気弁駆動部１５への燃料の供給が許容される。この時点では、第１のピストン３４Ａは収容室３０内の最上位に位置していると共に、第２領域に燃料が供給されている。そのため、第２領域における燃料圧と第２のコイルばね１３２からの付勢力によって、第２のピストン３５Ａは、第１のコイルばね１３１からの上方への付勢力に抗して下方に摺動する。その結果、第１領域の燃料は、作動油として排気弁駆動部１５に供給される。すると、排気弁駆動部１５によって、排気弁１４が開き、気筒１２内が排気される。
【０１３９】
第２のピストン３５Ａの上端の表面積は、第２のピストン３５Ａの下端の表面積と比較して狭い。そのため、排気弁駆動部１５には、収容室３０内の第２領域に供給された燃料の圧力よりも減圧された燃料が供給される。
【０１４０】
そして、排気弁１４が開いた状態を維持するために、シリンダ部７１の油圧室７０内が保圧される。すなわち、第１の切替えバルブ７５が第３の態様に切り替えられる。このとき、第１領域から排気弁用流路４０への燃料の流出も規制される。そして、排気弁１４の開いた状態が保持されている間に、第１電磁弁４２が第４の態様に変更される。つまり、収容室３０の第１領域及び第２領域からの連通路４１を介した燃料の流出が許容される。このとき、第２電磁弁６１が第１の態様に変更され、収容室３０の第２領域への燃料の供給が停止される。すると、第１のコイルばね１３１からの付勢力によって、第２のピストン３５Ａは、第２のコイルばね１３２からの下方への付勢力に抗して上方に摺動し始める。これにより、第２領域の燃料は、燃料タンク５３及び第１領域に排出される。この行程により、第１領域における燃料の貯留量が増加する。
【０１４１】
また、排気弁１４が開いた状態で気筒内ピストン２０が下死点近傍まで降下すると、気筒１２内の上方域２２が、吸気口２１を介して外部と連通する。すると、吸気口２１からは、図示しない加圧器によって加圧された気体が気筒１２内に供給される。このとき、排気弁１４が開いているため、気筒１２内は掃気される。
【０１４２】
その後、下死点に気筒内ピストン２０が到達すると、気筒内ピストン２０は上昇し始める。気筒内ピストン２０の上昇により、気筒１２内の上方域２２と外部との連通状態が解消される。そして、この状態で第１の切替えバルブ７５が第２の様態に変更されると、コイルばね７３からの付勢力に基づく排気弁用ピストン７２の上方への移動によって、油圧室７０内の燃料は、第１の排出用流路７６を介して燃料タンク５３に排出される。すると、油圧室７０内が減圧され、排気弁１４は閉じられる。その結果、気筒１２内はほぼ密閉されるため、気筒内ピストン２０の上昇によって、気筒１２内は断熱圧縮される。こうしたサイクルが繰り返されることにより、ディーゼルエンジンが駆動する。
【０１４３】
以上、この実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
【０１４４】
（１０）インジェクタ１７に燃料を供給するため、収容室３０内の第３領域に燃料を供給した状態で、第１のピストン３４Ａが上方に摺動される。すると、第３領域の燃料は、第１の開口部３７を介して収容室３０外に流出し、燃料供給用流路３８によってインジェクタ１７に導かれる。そして、インジェクタ１７に導かれた燃料は、気筒１２内に噴射される。また、排気弁駆動部１５に燃料を供給するため、収容室３０内の第１領域に燃料が貯留された状態で、第２のピストン３５Ａが下方に摺動される。すると、第１領域の燃料は、第２の開口部３９を介して収容室３０外に流出し、排気弁用流路４０によって排気弁駆動部１５に導かれる。その結果、排気弁駆動部１５が駆動し、閉じられていた排気弁１４が開く。つまり、作動流体供給装置１３Ｆを１つの気筒１２に対して１つ設けることにより、複数の外部装置（この場合、インジェクタ１７及び排気弁駆動部１５）に対して作動流体を個別に供給することができる。そのため、インジェクタ１７用の作動流体供給装置と排気弁駆動部１５用の作動流体供給装置とを別々に設ける場合と比較して、流体供給システム１１の小型化が可能である。
【０１４５】
（１１）作動流体供給装置１３Ｆは、インジェクタ１７及び排気弁駆動部１５に対して個別に燃料を供給可能である。そのため、供給装置５０Ａの駆動を適切に制御することにより、インジェクタ１７及び排気弁駆動部１５に対して、それぞれ適切なタイミングで燃料を供給することができる。つまり、ディーゼルエンジンを適切に駆動させることができる。
【０１４６】
（１２）第１及び第２の各ピストン３４Ａ，３５Ａは、収容室３０内の第１領域、第２領域及び第３領域内の燃料圧を個別に制御することにより収容室３０内で個別に摺動する。つまり、第１及び第２のピストン３４Ａ，３５Ａをそれぞれ摺動させるための駆動源（モータなどのアクチュエータ）を設けることなく、燃料を、インジェクタ１７及び排気弁駆動部１５に供給することができる。したがって、駆動源が不要となる分、作動流体供給装置１３Ｆの複雑化を抑制することができる。
【０１４７】
（１３）第１の空間３２の断面積のほうが第２の空間３３の断面積よりも小さい。そのため、第２の開口部３９から排気弁駆動部１５に供給される燃料圧を、第１の開口部３７からインジェクタ１７に供給される燃料圧よりも低圧にすることができる。したがって、高圧の燃料が供給される場合でも、排気弁駆動部１５に対して適切に調圧された燃料を供給することができる。つまり、排気弁駆動部１５によって排気弁１４を適切に開閉することができる。
【０１４８】
（１４）収容室３０内の第１領域及び第２領域の燃料は個別に排出可能である。そのため、第１領域及び第２領域内の不要な燃料を、収容室３０内から適切に排出することができる。
【０１４９】
（１５）第１のコイルばね１３１及び第２のコイルばね１３２を設けることにより、コイルばねからの付勢力を利用して第２のピストン３５Ａを上方及び下方に摺動させることができる。
【０１５０】
（１６）この実施形態では、収容室３０内に供給される燃料の圧力を減圧することが可能である。そのため、高圧の燃料を収容室３０に供給可能な供給装置５０Ａを採用することができる。この場合、低圧の燃料を供給可能な供給装置を採用する場合と比較して、燃料を供給するための管路を小径化することができる。そのため、システム全体の小型化が可能となる。
【０１５１】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態を図１０に従って説明する。第５の実施形態は、４サイクルのディーゼルエンジンに燃料を供給する点などが第４の実施形態と異なっている。以下の説明において、第４の実施形態と相違する部分について主に説明する。また、第４の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１５２】
図１０に示すように、４サイクルのディーゼルエンジンを構成する気筒１２には、排気弁１４及びインジェクタ１７に加え、吸気弁８０と、吸気弁８０を駆動させる油圧式の吸気弁駆動部８１とが設けられている。そして、流体供給システム１１Ａの作動流体供給装置１３Ｇは、吸気弁駆動部８１にも燃料を供給できるようになっている。
【０１５３】
作動流体供給装置１３Ｇの本体部３１の下壁部３１ｂには、第３の開口部８２が、第２の開口部３９とは別に形成されている。収容室３０内において第２のピストン３５Ａの下側（第１領域）に貯留される燃料は、第３の開口部８２を介して外部に流出する。第３の開口部８２は、吸気用流路８３を介して吸気弁駆動部８１に連結されている。第１領域に貯留される燃料は、排気弁駆動部１５及び吸気弁駆動部８１に供給可能である。
【０１５４】
吸気用流路８３には、制御装置１６からの指令によって作動する第２の切替えバルブ８４が設けられている。第２の切替えバルブ８４には、燃料タンク５３に燃料を導くための第２の排出用流路８５が連結されている。第２の切替えバルブ８４は、第１の態様、第２の態様及び第３の態様に変更可能である。したがって、第１の切替えバルブ７５及び第２の切替えバルブ８４により、収容室３０内の第１領域に貯留される燃料を、排気弁駆動部１５又は吸気弁駆動部８１に選択的に供給すべく駆動する選択装置が構成されている。
【０１５５】
この実施形態の流体供給システム１１の作用のうち、気筒１２内の排気時及び吸気時の作用を中心に説明する。
【０１５６】
さて、燃料をインジェクタ１７に供給する際には、収容室３０内の第２領域に燃料が供給され、第１のピストン３４Ａが上方に摺動される。気筒１２内の排気時には、第１電磁弁４２を第１の態様にして第１領域及び第２領域からの連通路４１を介した燃料の流出を規制した状態で、第２領域に燃料が供給される。これより、第２のピストン３５Ａが下方に摺動される。すると、第１領域に貯留される燃料は、第２のピストン３５Ａに押し出されるようにして第２の開口部３９を介して本体部３１外に流出する。そして、第１の切替えバルブ７５が第１の態様に変更されていると、排気弁駆動部１５には、排気弁用流路４０を介して燃料が作動油として供給される。その結果、排気弁駆動部１５が駆動し、排気弁１４が開く。このタイミングでは、気筒１２内で気筒内ピストン２０が上方に移動している。そのため、上方域２２内の気体の大部分は、気筒内ピストン２０に押し出されるようにして排気弁１４から気筒１２外に排気される。
【０１５７】
なお、排気弁１４が開くと、第１の切替えバルブ７５が第３の態様に変更されることで、排気弁駆動部１５の油圧室７０が保圧されると共に、収容室３０内の第１領域の圧力が保圧される。つまり、排気弁１４の開いた状態が保持される。吸気弁８０を作動させない時点では、第２の切替えバルブ８４が第３の態様に変更される。
【０１５８】
そして、排気を終了させる際には、第１の切替えバルブ７５が第２の態様に変更される。すると、排気弁駆動部１５の油圧室７０内からは燃料が燃料タンク５３に排出される。その結果、コイルばね７３の付勢力によって排気弁用ピストン７２が上方に移動することにより、排気弁１４が閉じられる。
【０１５９】
４サイクルのディーゼルエンジンの場合、排気が終わった気筒１２では吸気が行われる。吸気の開始前において、収容室３０内の第２領域への燃料の供給は継続されている。この状態で、第２の切替えバルブ８４が第１の態様に変更されると、収容室３０内の第１領域に残っている燃料が、第２のピストン３５Ａに押し出されて、第３の開口部８２より本体部３１外へと流出する。
【０１６０】
すると、燃料は、吸気用流路８３を介して、吸気弁駆動部８１の油圧室９０内に作動油として流入する。そして、油圧室９０内の燃料圧が上昇する。その結果、吸気弁用ピストン９２がコイルばね９３の付勢力に抗して下方に移動し、吸気弁用ピストン９２に連結された吸気弁８０が開く。このタイミングでは、気筒１２内で気筒内ピストン２０が下方に摺動している。そのため、気筒１２内には、吸気弁８０を介して気体が流入する。
【０１６１】
なお、吸気弁８０が開くと、第２の切替えバルブ８４が第３の態様に変更されると共に、収容室３０内の第２領域への燃料の供給が停止される。すると、吸気弁駆動部８１の油圧室９０が保圧されるため、吸気弁８０の開いた状態が保持される。この時点では、第１の切替えバルブ７５は第３の態様に変更されている。
【０１６２】
そして、吸気弁８０の開いた状態が保持されている間に、第１電磁弁４２が第４の態様に変更される。つまり、収容室３０の第１領域及び第２領域からの連通路４１を介した燃料の流出が許容される。すると、第１のコイルばね１３１からの付勢力を利用し、第２のピストン３５Ａが、第２のコイルばね１３２からの付勢力に抗して上方に摺動し始める。これにより、第２領域の燃料は、燃料タンク５３及び第１領域に排出される。
【０１６３】
その後、吸気を終了させる際には、第２の切替えバルブ８４が第２の態様に変更される。そのため、吸気弁駆動部８１の油圧室９０内の燃料は、第２の排出用流路８５を介して燃料タンク５３に排出される。すると、油圧室９０内の燃料圧が低下し、吸気弁用ピストン９２は、コイルばね９３の付勢力によって上方に移動する。その結果、吸気弁８０が閉じられる。
【０１６４】
その後、収容室３０内の第３領域には、燃料が供給される。そして、燃料の供給が完了されると、第１電磁弁４２が第１の態様に変更され、第１領域及び第２領域からの燃料の流出が規制される。この状態で、第２領域に燃料が供給される。すると、第１のピストン３４Ａは、第２のコイルばね１３２からの付勢力及び第２領域内の圧力によって上方に摺動する。その結果、第３領域の燃料がインジェクタ１７に供給される。
【０１６５】
以上、この実施形態では、第４の実施形態の効果（１０）〜（１６）の効果に加え、以下に示す効果を得ることができる。
【０１６６】
（１７）一つの気筒１２に対して、作動流体供給装置１３Ａを一つ設けることにより、気筒１２への燃料の供給、気筒１２の排気及び吸気を行うことができる。そのため、燃料供給用の装置、排気用の装置及び吸気用の装置を別々に設ける場合と比較して、流体供給システム１１Ａの大型化を抑制することができる。
【０１６７】
なお、上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
【０１６８】
・第３の実施形態において、各供給機構部５１Ａ，５２Ａが利用する燃料タンクを、それぞれ個別に設けてもよい。この場合、インジェクタ１７への供給用の作動流体、及び排気弁駆動部１５への供給用の作動流体は別々の流体であってもよい。
【０１６９】
・第２の実施形態において、流体供給システム１１Ａを構成する供給装置を、供給装置５０Ａに変更してもよい。この場合、収容室３０内の第１領域及び第２領域にも、燃料が供給される。
【０１７０】
・第１〜第３の各実施形態において、収容室３０内にコイルばね３６を設けなくてもよい。例えば、図１１に示すように、流体供給システム１１Ｃの作動流体供給装置１３Ｃにおいて、第２のピストン３５を、永久磁石又は磁性を有する磁性体で構成してもよい。この場合、収容室３０外において第２のピストン３５を包囲するように電磁コイル（ピストン駆動部）１１０が配置される。また、電磁コイル１１０への電流供給により発生する電磁力を利用して、第２のピストン３５が上下方向に摺動される。この構成によれば、収容室３０内の各領域の作動流体圧を調整して第２のピストン３５及び第１のピストン３４を摺動させる場合と比較して、第２のピストン３５の応答速度を速くすることができる。
【０１７１】
また、図１２に示すように、流体供給システム１１Ｅの作動流体供給装置１３Ｅには、第２のピストン３５を上下方向に移動させるモータなどのアクチュエータ（ピストン駆動部）１２０と、アクチュエータ１２０からの駆動力を第２のピストン３５に伝達するための連結部材１２１とを設けてもよい。この場合、アクチュエータ１２０の駆動を制御することにより、第２のピストン３５が上下方向に摺動する。
【０１７２】
また、電磁力やアクチュエータ１２０の駆動力を用いて第２のピストン３５を上下方向に摺動させる構成では、図１１及び図１２に示すように、第２の供給機構部５２及び第１の切替えバルブ７５を省略してもよい。この場合、収容室３０内の第１領域に作動油を予め貯留した状態で、第２のピストン３５が下方に摺動することで、排気弁駆動部１５に作動油が供給される。一方、第２のピストン３５が上方に摺動することで、排気弁駆動部１５内の作動油が第１領域内に戻される。
【０１７３】
・第２の実施形態において、排気弁用流路４０に、第２の開口部３９を介して第１領域から流出した作動油の流動方向を排気弁駆動部１５又は吸気弁駆動部８１に選択的に切り替えるための切替部を設けてもよい。この場合、排気弁１４を開く際は、排気弁駆動部１５に作動油が供給されるように切替部を作動させる。吸気弁８０を開く際は、吸気弁駆動部８１に作動油が供給されるように切替部を作動させる。この構成によれば、第３の開口部８２及び吸気用流路８３を省略することができる。
【０１７４】
・第２の実施形態において、収容室３０内の第２領域に貯留される作動油を吸気弁駆動部８１に供給するように変更してもよい。すなわち、図１３に示すように、流体供給システム１１Ｄの作動流体供給装置１３Ｄにおいて、第１及び第２のピストン３４，３５間の第２領域に貯留された作動油を外部に流出させるように、第３の開口部８２を設けてもよい。吸気弁駆動部８１を作動させる場合、第２領域に作動油が貯留された状態で第１及び第２のピストン３４，３５を相対的に接近させることにより、第２領域の作動油が第３の開口部８２を介して外部に流出する。この作動油が吸気用流路８３を介して吸気弁駆動部８１に供給されることにより、該吸気弁駆動部８１が駆動し、吸気弁８０が開く。
【０１７５】
・第４及び第５の各実施形態において、各供給機構部５１Ａ，５２Ａが利用する燃料タンクを、それぞれ個別に設けてもよい。この場合、インジェクタ１７への供給用の作動流体、及び排気弁駆動部１５への供給用の作動流体は別々の流体であってもよい。
【０１７６】
・第４及び第５の各実施形態において、収容室３０内にコイルばね１３１，１３２を設けなくてもよい。例えば、図１４に示すように、流体供給システム１１Ｃの作動流体供給装置１３Ｃにおいて、第１のピストン３４Ａ及び第２のピストン３５Ａを、永久磁石又は磁性を有する磁性体で構成してもよい。この場合、収容室３０外において第１のピストン３４Ａを包囲するように第１の電磁コイル（第１のピストン駆動部）１４０が配置されると共に、収容室３０外において第２のピストン３５Ａを包囲するように第２の電磁コイル（第２のピストン駆動部）１４１が配置される。そして、第１の電磁コイル１４０への電流供給により発生する電磁力を利用して、第１のピストン３４Ａが上下方向に摺動される。同様に、第２の電磁コイル１４１への電流供給により発生する電磁力を利用して、第２のピストン３５Ａが上下方向に摺動される。この構成によれば、収容室３０内の各領域の作動流体圧を調整して第２のピストン３５Ａ及び第１のピストン３４Ａを摺動させる場合と比較して、第２のピストン３５Ａ及び第１のピストン３４Ａの応答速度を速くすることができる。
【０１７７】
また、電磁力を駆動力として第１のピストン３４Ａ及び第２のピストン３５Ａを上下方向に摺動させる構成では、図１４に示すように、第２の供給機構部５２Ａ及び第１の切替えバルブ７５を省略してもよい。この場合、収容室３０内の第１領域に作動油を予め貯留した状態で、第２のピストン３５Ａが下方に摺動することで、排気弁駆動部１５に作動油が供給される。一方、第２のピストン３５Ａが上方に摺動することで、排気弁駆動部１５内の作動油が第１領域内に戻される。
【０１７８】
・第５の実施形態において、排気弁用流路４０に、第２の開口部３９を介して第１領域から流出した作動油の流動方向を排気弁駆動部１５又は吸気弁駆動部８１に選択的に切り替えるための切替部を設けてもよい。この場合、排気弁１４を開く際は、排気弁駆動部１５に燃料が供給されるように切替部を作動させる。吸気弁８０を開く際は、吸気弁駆動部８１に燃料が供給されるように切替部を作動させる。この構成によれば、第３の開口部８２及び吸気用流路８３を省略することができる。
【０１７９】
・各実施形態において、収容室３０内の第１の空間３２の断面積を、第２の空間３３の断面積と同程度にしてもよいし、第２の空間３３の断面積よりも広くしてもよい。
【０１８０】
・第１及び第２の各実施形態において、収容室３０内の第１領域及び第２領域に供給する作動流体は、空気などの気体であってもよい。
【０１８１】
・第２の実施形態において、第１の開口部３７から流出した作動流体を、吸気弁駆動部８１に供給してもよい。この場合、作動流体供給装置１３Ａには、第３の開口部８２及び吸気用流路８３を設けなくてもよい。また、インジェクタ１７に燃料を供給するための専用の装置を、作動流体供給装置１３Ａとは別途設けることが好ましい。この構成によれば、吸気用の装置と排気用の装置とを別々に設ける場合と比較して、流体供給システムの大型化を抑制することができる。
【０１８２】
・本発明の流体供給システムを搭載する移動体は、ディーゼルエンジンを動力源とするものであれば、船舶以外の他の移動体（例えば、工事用の重機）であってもよい。
【０１８３】
・本発明の流体供給システムによって燃料が供給されるディーゼルエンジンは、発電用のエンジンであってもよい。
【０１８４】
・各実施形態において、インジェクタ１７に供給する燃料は、気筒１２内で自然に燃焼する流体であれば、重油以外の他の燃料（例えば、軽油）であってもよい。
【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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【図８】
0005965926.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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