(57)【要約】【課題】  三方弁の切換時に高圧の燃料が三方弁内で低圧側に漏洩しないようにする。【解決手段】  三方弁８の弁室３２内にアクチュエータ２８により往復動せしめられる弁体３５が配置される。弁室３２内には高圧燃料供給通路５、燃料流通通路１５および低圧燃料返戻通路２７が開口する。弁体３５の外周には弁室３２の内周面上を摺動する摺動シール面３７が形成され、弁体３５が弁室３２の中央に位置するときにはこの摺動シール面３７によって燃料流通通路１５の開口部４４が閉塞される。弁体３５が上昇又は下降すると燃料流通通路１５が高圧燃料供給通路５又は低圧燃料返戻通路２７に選択的に連結される。【選択図】      図２
2006070817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードル弁を備えた燃料噴射部に連結された燃料流通通路を高圧燃料供給通路又は低圧燃料返戻通路に選択的に連結可能な三方弁を具備し、該三方弁による燃料通路切換作用によって燃料噴射を制御するようにした燃料噴射装置において、三方弁の弁室内にアクチュエータにより往復動せしめられる弁体を配置し、該弁体の外周に弁室中央部の内周面上を摺動する摺動シール面を形成すると共に該摺動シール面のシール作用によって弁室内が弁体両側に位置する第１の弁室と第２の弁室とに分離され、上記高圧燃料供給通路を第１の弁室内に開口させると共に上記弁体によって該高圧燃料供給通路の開口部が開閉制御され、上記低圧燃料返戻通路を第２の弁室内に開口させると共に上記弁体によって該低圧燃料返戻通路の開口部が開閉制御され、上記燃料流通通路を弁室中央部の内周面上において弁室内に開口させ、弁体が高圧燃料供給通路の開口部を閉塞している第１の位置にあるときには燃料流通通路が第２の弁室内に開口し、弁体が低圧燃料返戻通路の開口部を閉塞している第２の位置にあるときには燃料流通通路が第１の弁室内に開口し、弁体が第１の位置と第２の位置との中間位置にあるときには弁体の摺動シール面によって燃料流通通路の開口部が閉塞される燃料噴射装置。
【請求項２】
上記弁体が高圧燃料供給通路の開口部を閉塞可能な第１のシール部と、低圧燃料返戻通路の開口部を閉塞可能な第２のシール部と、これら第１のシール部と第２のシール部間に形成された円筒部とにより構成され、該円筒部の外周面が上記摺動シール面を形成している請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
上記第１のシール部および第２のシール部が円錐状をなす請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
上記第１のシール部が着座する開口部のシート部および第２のシール部が着座する開口部のシート部が円錐状をなす請求項３に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
上記弁室が一対の隔壁間に形成されると共に高圧燃料供給通路の開口部および低圧燃料返戻通路の開口部が各隔壁上に夫々形成されており、弁体の平坦な端面を隔壁の平坦な内壁面上に着座させることによって各開口部が閉塞される請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
燃料流通通路の弁室側の端部が弁室中央部の内周面上に形成された環状溝からなる請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
三方弁のハウジングが２分割構造となっており、該ハウジングの分割面に上記環状溝が形成されている請求項６に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
上記環状溝の内周縁に該内周縁に沿って延びておりかつ該内周縁の周方向に互いに間隔を隔てた複数の摺動シール面案内用ガイド壁を形成した請求項７に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
上記弁体が高圧燃料供給通路の開口部を閉塞可能な第１のシール部と、低圧燃料返戻通路の開口部を閉塞可能な第２のシール部と、これら第１のシール部と第２のシール部間に配置された円筒状摺動子とにより構成され、該円筒状摺動子の外周面が上記摺動シール面を形成しており、弁体が上記第１の位置にあるときに燃料流通通路を第２の弁室内に連通させる燃料連通路が円筒状摺動子内に形成されており、弁体が上記第２の位置にあるときに燃料流通通路を第１の弁室内に連通させる別の燃料連通路が円筒状摺動子内に形成されている請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
上記弁体が弁体本体と、該弁体本体とは別体に形成されて高圧燃料供給通路の開口部を閉塞可能な第１のシール部と、該弁体本体とは別体に形成されて低圧燃料返戻通路の開口部を閉塞可能な第２のシール部とにより構成され、該弁体本体の外周面が上記摺動シール面を形成している請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
上記第１のシール部が上記弁体本体の一側面上において首振り可能に支承されたボールシートからなり、上記第２のシート部が上記弁体本体の他側面上において首振り可能に支承されたボールシートからなる請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】
上記弁室が一対の隔壁間に形成されると共に高圧燃料供給通路の開口部および低圧燃料返戻通路の開口部が各隔壁上に夫々形成されており、これら開口部が対応するボールシートによって閉塞される請求項１１に記載の燃料噴射装置。
【請求項１３】
ボールシートが一部を削除して平坦にした球体からなり、この削除された平坦な部分を対応する隔壁の平坦な内壁面上に着座することによって開口部が閉塞される請求項１２に記載の燃料噴射装置。
【請求項１４】
ボールシートが完全な球体からなり、ボールシートが着座する開口部のシート部が円錐状をなす請求項１２に記載の燃料噴射装置。
【請求項１５】
上記弁室の内周面上に中空円筒状の薄肉スリーブが嵌着されると共に上記弁体本体の摺動シール面が該スリーブの内周面上を摺動せしめられ、該スリーブの内周面上に上記燃料流通通路の開口部を構成するスリットが形成されている請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【請求項１６】
上記スリーブの端部と弁室の端面間にスリーブ固定用の弾性体を挿入した請求項１５に記載の燃料噴射装置。
【請求項１７】
上記スリーブの端部にテーパ面を形成し、弁室の端面周縁部に環状溝を形成し、該スリーブの端部を該環状溝内に挿入することによりスリーブが固定化される請求項１５に記載の燃料噴射装置。
【請求項１８】
上記弁体本体の一側面の外周縁上に弁室の内周面上を摺動する複数のガイド壁を該外周縁に沿い間隔を隔てて形成し、該弁体本体の他側面の外周縁上に弁室の内周面上を摺動する複数のガイド壁を上記弁体本体の一側面上のガイド壁と弁体本体から交互に反対方向に突出するように上記他側面の外周縁に沿い間隔を隔てて形成した請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料噴射装置において、ニードル弁を備えた燃料噴射部に連結された燃料流通通路を高圧燃料供給通路又は低圧燃料返戻通路に選択的に連結可能な三方弁を具備し、この三方弁による燃料通路切換作用によって燃料噴射を制御するようにした燃料噴射装置が公知である（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１０−２３８４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながらこの燃料噴射装置では三方弁による燃料通路切換作用時に高圧燃料供給通路が低圧燃料返戻通路に連通してしまい、その結果高圧燃料供給通路内の多量の高圧燃料が低圧燃料返戻通路内に漏洩してしまうという問題を生ずる。また、このように多量の高圧燃料が漏洩してしまうと高圧燃料を送り出す高圧燃料ポンプの容量が足りなくなってしまうという問題も発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題点を解決するために本発明によれば、ニードル弁を備えた燃料噴射部に連結された燃料流通通路を高圧燃料供給通路又は低圧燃料返戻通路に選択的に連結可能な三方弁を具備し、三方弁による燃料通路切換作用によって燃料噴射を制御するようにした燃料噴射装置において、三方弁の弁室内にアクチュエータにより往復動せしめられる弁体を配置し、弁体の外周に弁室中央部の内周面上を摺動する摺動シール面を形成すると共にこの摺動シール面のシール作用によって弁室内が弁体両側に位置する第１の弁室と第２の弁室とに分離され、高圧燃料供給通路を第１の弁室内に開口させると共に弁体によって高圧燃料供給通路の開口部が開閉制御され、低圧燃料返戻通路を第２の弁室内に開口させると共に弁体によって低圧燃料返戻通路の開口部が開閉制御され、燃料流通通路を弁室中央部の内周面上において弁室内に開口させ、弁体が高圧燃料供給通路の開口部を閉塞している第１の位置にあるときには燃料流通通路が第２の弁室内に開口し、弁体が低圧燃料返戻通路の開口部を閉塞している第２の位置にあるときには燃料流通通路が第１の弁室内に開口し、弁体が第１の位置と第２の位置との中間位置にあるときには弁体の摺動シール面によって燃料流通通路の開口部が閉塞される。
【発明の効果】
【０００５】
三方弁による燃料通路切換作用時に多量の高圧燃料が低圧燃料返戻通路内に漏洩するのを阻止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は燃料噴射装置の全体を図解的に示しており、図１において一点鎖線で囲まれた部分１はエンジンに取付けられた燃料噴射弁を示している。図１に示されるように燃料噴射装置は高圧の燃料を貯留するためのコモンレール２を備えており、このコモンレール２内には燃料タンク３内の燃料が高圧燃料ポンプ４を介して供給される。コモンレール２内の燃料圧は高圧燃料ポンプ４の吐出量を制御することにより機関運転状態に応じた目標燃料圧に維持され、目標燃料圧に維持されているコモンレール２内の高圧の燃料が高圧燃料供給通路５を介して燃料噴射弁１に供給される。
【０００７】
図１に示されるように燃料噴射弁１は燃焼室内に燃料を噴射するためのノズル部６と、噴射圧を増圧させるための増圧器７と、燃料通路を切換えるための三方弁８とを具備している。ノズル部６はニードル弁９を備えており、ノズル部６の先端にはニードル弁９の先端部により開閉制御される噴口１０（図示せず）が形成されている。ニードル弁９の周りには噴射される高圧燃料で満たされたノズル室１１が形成されており、ニードル弁９の頂面上には燃料で満たされている圧力制御室１２が形成されている。圧力制御室１２内にはニードル弁９を下方に向けて、即ち閉弁方向に付勢する圧縮ばね１３が挿入されており、この圧力制御室１２は絞り１４および燃料流通通路１５を介して三方弁８に連結されている。また、ノズル室１１は燃料流通通路１６に連結され、この燃料流通通路１６は燃料流通通路１５から燃料流通通路１６に向けてのみ流通可能な逆止弁１７を介して燃料流通通路１５に連結されている。
【０００８】
一方、増圧器７は一体成形された大径ピストン１８と小径ピストン１９とを具備する。小径ピストン１９と反対側の大径ピストン１８の頂面上には高圧の燃料で満たされた高圧室２０が形成されており、この高圧室２０は高圧燃料通路２１を介して高圧燃料供給通路５に連結されている。従って高圧室２０内には常時コモンレール２内の燃料圧（以下、コモンレール圧という）が作用している。これに対し、小径ピストン１９周りの大径ピストン１８の端面上には燃料で満たされた中間室２２が形成されており、この中間室２２内には大径ピストン１８を高圧室２０に向けて付勢する圧縮ばね２３が挿入されている。この中間室２２は絞り２４および燃料流通通路２５を介して燃料流通通路１５に連結されている。また、大径ピストン１８と反対側の小径ピストン１９の端面上には燃料で満たされた増圧室２６が形成されており、この増圧室２６は燃料流通通路１６に連結されている。
【０００９】
一方、三方弁８には高圧燃料供給通路５および燃料流通通路１５に加え、例えば燃料タンク３内に接続された低圧燃料返戻通路２７が連結されている。この三方弁８は電磁ソレノイド或いはピエゾ圧電素子のようなアクチュエータ２８によって駆動され、この三方弁８によって燃料流通通路１５が高圧燃料供給通路５又は低圧燃料返戻通路２７に選択的に連結される。
【００１０】
図１は、三方弁８による燃料通路切換作用によって燃料流通通路１５が高圧燃料供給通路５に連結されている場合を示している。この場合、ノズル部６については、ノズル室１１内および圧力制御室１２内は共にコモンレール圧となっている。このときノズル室１１内の燃料圧によりニードル弁９を上昇させる力よりも圧力制御室１２内の燃料圧および圧縮ばね１３のばね力によってニードル弁９を下降させる力の方が強い。そのため、ニードル弁９は下降せしめられており、その結果ニードル弁９が閉弁するために噴口１０からの燃料噴射は停止されている。一方、増圧器７については、このとき高圧室２０内、中間室２２内および増圧室２６内は全てコモンレール圧となっており、従ってこのときには図１に示されるように大径ピストン１８および小径ピストン１９は圧縮ばね２３のばね力によって上昇した状態に保持されている。
【００１１】
一方、三方弁８による通路切換作用によって燃料流通通路１５が低圧燃料返戻通路２７に連結されるとノズル部６の圧力制御室１２内の燃料圧が低下するためにニードル弁９が上昇し、その結果ニードル弁９が開弁してノズル室１１内の燃料が噴口１０から噴射される。一方、このとき中間室２２内の燃料圧が低下するために大径ピストン１８および小径ピストン１９には下向きの大きな力が作用し、その結果増圧室２６内の燃料圧はコモンレール圧よりも高くなる。従ってこのとき、燃料流通通路１６を介して増圧室２６内に連結されているノズル室１１内の燃料圧もコモンレール圧よりも高くなり、燃料噴射が行われている間、この高い燃料圧に維持される。従ってニードル弁９が開弁すると噴口１０からコモンレール圧よりも高い噴射圧でもって燃料が噴射されることになる。
【００１２】
次いで三方弁８による燃料通路切換作用により図１に示される如く燃料流通通路１５が再び高圧燃料供給通路５に連結されると、ノズル部６の圧力制御室１２内はコモンレール圧となり、その結果燃料の噴射が停止される。また、このとき増圧器７の中間室２２内もコモンレール圧となり、増圧室２６内もコモンレール圧となって大径ピストン１８および小径ピストン１９は圧縮ばね２３のばね力によって再び図１に示されるような上昇した状態に保持される。このように三方弁８による燃料通路切換作用によって燃料噴射が制御される。なお、この場合、燃料噴射はノズル部６と増圧部７との協働作業により行われるので図１に示される実施例ではノズル部６と増圧部７を併わせて燃料噴射部と称する。
【００１３】
図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に図１に示される三方弁８の第１実施例を示す。図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照すると、三方弁８内には一対の環状をなす隔壁３０，３１が間隔を隔てて配置されており、これら隔壁３０，３１間に円筒状をなす弁室３２が形成される。隔壁３０の下側には高圧燃料供給通路５に連通していて高圧燃料供給通路５の一部を構成している高圧燃料供給室３３が形成され、隔壁３１の上側には低圧燃料返戻通路２７に連通していて低圧燃料返戻通路２７の一部を構成している低圧燃料返戻室３４が形成される。
【００１４】
円筒状をなす弁室３２内にはロッド２９を介してアクチュエータ２８（図１）により弁室３２の中心軸線方向に往復動せしめられる弁体３５が配置される。弁体３５の中央部は薄肉円板状の円筒部３６からなり、この円筒部３６の外周には弁室３２の中央部の円筒状内周面上を摺動する摺動シール面３７が形成される。この円筒部３６によって、即ち摺動シール面３７のシール作用によって弁室３２が弁体３５の両側に位置する第１の弁室３８と第２の弁室３９とに分離される。
【００１５】
高圧燃料供給室３３、即ち高圧燃料供給通路５は隔壁３０上において第１の弁室３８内に開口しており、この開口部４０（図２（Ａ））は弁体３５によって開閉制御される。一方、低圧燃料返戻室３４、即ち低圧燃料返戻通路２７は隔壁３１上において第２の弁室３９内に開口しており、この開口部４１（図２（Ｃ））も弁体３５によって開閉制御される。なお、この第１実施例では弁体３５は円筒部３６の一側に開口部４０（図２（Ａ））を閉塞可能な第１の円錐状シール部４２（図２（Ａ））を有し、円筒部３６の他側に開口部４１（図２（Ｃ））を閉塞可能な第２の円錐状シール部４３（図２（Ｃ））を有する。従って弁体３５の円筒部３６はこれら第１のシール部４２と第２のシール部４３間に形成されることになる。
【００１６】
一方、燃料流通通路１５は弁室３２の中央部の円筒状内周面上において弁室３２内に開口せしめられており、この燃料流通通路１５の開口部４４（図２（Ａ））は図２（Ｂ）に示されるように弁体３５が弁室３２の中央部に位置しているときに弁体３５の摺動シール面３７によって完全に閉塞される。一方、図２（Ｃ）に示されるように弁体３５が高圧燃料供給通路５の開口部４０を閉塞している第１の位置にあるときには燃料流通通路１５が第２の弁室３９内に開口しており、このとき燃料流通通路１５は低圧燃料返戻通路２７に連通している。これに対し、図２（Ａ）に示されるように弁体３５が低圧燃料返戻通路２７の開口部４１を閉塞している第２の位置にあるときには燃料流通通路１５が第１の弁室３８内に開口しており、このとき燃料流通通路１５は高圧燃料供給通路５に連通している。そして上述したように弁体３５が第１の位置と第２の位置との中間位置にあるときには弁体３５の摺動シール面３７によって燃料流通通路１５の開口部４４が閉塞される。
【００１７】
さて、燃料流通通路１５の連結相手を高圧燃料供給通路５から低圧燃料返戻通路２７に切換えるときには図２の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の順で弁体３５が移動せしめられる。図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）からわかるようにこの間、第１の弁室３８と第２の弁室３９とは弁体３５により完全に分離された状態に保持されるので高圧燃料供給通路５が低圧燃料返戻通路２７に連通することはなく、斯くして高圧燃料供給通路５内の高圧燃料が低圧燃料返戻通路２７内に漏洩することがない。一方、燃料流通通路１５の連結相手を低圧燃料返戻通路２７から高圧燃料供給通路５に切換えるときには図２の（Ｃ），（Ｂ），（Ａ）の順で弁体３５が移動せしめられる。この間も第１の弁室３８と第２の弁室３９とは弁体３５により完全に分離された状態に保持されるので高圧燃料供給通路５が低圧燃料返戻通路２７に連通することはなく、斯くして高圧燃料供給通路５内の高圧燃料が低圧燃料返戻通路２７内に漏洩するのを阻止することができる。
【００１８】
図３（Ａ），（Ｂ）に三方弁８の第２実施例を示す。なお、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面に沿ってみた平面断面図を示している。図３（Ａ），（Ｂ）に示されるようにこの第２実施例では燃料流通通路１５の弁室３２側の端部が弁室３２の中央部の円筒状内周面上に形成された環状溝４５からなる。即ち、三方弁８による燃料通路切換作用時に摺動シール面３７による燃料流通通路１５の開口部４４（図２（Ａ））の閉塞時間が長くなると燃料通路の切換作用に応答遅れが生じ、その結果燃料の噴射制御に応答遅れが生じる。この場合、これら応答遅れを短かくするには開口部４４の閉塞時間を短かくすればよく、そのためには開口部４４の弁室３２の軸線方向長さを短かくすると共に摺動シール面３７の弁室３２の軸線方向長さを短かくする必要がある。しかしながら開口部４４の弁室３２の軸線方向長さを単に短かくすると十分な流路面積を確保できなくなるために燃料の噴射制御に応答遅れが生じてしまう。
【００１９】
そこでこの第２実施例では開口部４４の弁室３２の軸線方向長さを短かくしても十分な流路面積を確保しうるように燃料流通通路１５の端部を環状溝４５から構成し、摺動シール面３７の弁室３２の軸線方向長さを短かくすることによって燃料通路の切換作用および燃料噴射制御の良好な応答性を確保するようにしている。更にこの第２実施例では三方弁８のハウジングが図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って上部ハウジング４６と下部ハウジング４７とに２分割されており、下部ハウジング４７の上面に環状溝４５が形成されている。云い換えると三方弁８のハウジングが２分割構造となっており、三方弁８のハウジングの分割面に環状溝４５が形成される。
【００２０】
このように三方弁８の下部ハウジング４７の上面に環状溝４５を形成するようにした場合にはこの環状溝４５はフライス加工により容易に削成することができる。また、この場合、フライス加工によって図３（Ｃ）に示すように、環状溝４５の内周縁にこの内周縁に沿って延びておりかつこの内周縁の周方向に互いに間隔を隔てた複数の摺動シール面案内用ガイド壁４８を形成することもできる。これらガイド壁４８の内周面は弁室３２の内周面と同一の内径を有しており、このようなガイド壁４８を形成することによって弁体３５の摺動シール面３７の滑らかな摺動を確保することができる。
【００２１】
図４（Ａ），（Ｂ）は夫々第２実施例の変形例を示している。図４（Ａ）に示される変形例では第１の円錐状シール部４２が着座する開口部４０（図２（Ａ））のシート部が円錐状シート面３０ａから形成されており、第２の円錐状シール部４３が着座する開口部４１（図２（Ｃ））のシート部も円錐状シート面３１ａから形成されている。また、図４（Ｂ）に示される実施例では弁体３５の平坦な一方の端面３５ａが隔壁３０の平坦な内壁面上に着座することによって開口部４０が閉塞され、弁体３５の平坦な他方の端面３５ｂが隔壁３１の平坦な内壁面上に着座することによって開口部４１が閉塞される。
【００２２】
図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に三方弁８の第３実施例を示す。なお、図５（Ｄ）は図５（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿ってみた円筒状摺動子５３の断面図を示しており、図５（Ｅ）は図５（Ａ）のII−II線に沿ってみた円筒状摺動子５３の断面図を示しており、図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示される円筒状摺動子５３は図５（Ｄ）のＸ−Ｘ線に沿ってみた断面図を示している。
【００２３】
この第３実施例では、弁体５０が高圧燃料供給通路５の開口部４０（図５（Ｂ））を閉塞可能な第１の円錐状シール部５１と、低圧燃料返戻通路２７の開口部４１（図５（Ｂ））を閉塞可能な第２の円錐状シール部５２と、これら第１のシール部５１と第２のシール部５２間に配置された円筒状摺動子５３とを具備しており、円筒状摺動子５３の外周面が摺動シール面５４を形成している。また、この第３実施例では第１のシール部５１と第２のシール部５２とがロッド５５により互いに結合されており、このロッド５５上に円筒状摺動子５３が嵌着固定されている。更に、第１のシール部５１と円筒状摺動子５３との間には中空円筒状スペーサ５６が挿入されており、第２のシール部５２と円筒状摺動子５３との間にも中空円筒状スペーサ５７が挿入されている。
【００２４】
この第３実施例においても円筒状摺動子５３の一側に第１の弁室３８（図５（Ｃ））が形成され、円筒状摺動子５３の他側に第２の弁室３９（図５（Ａ））が形成される。円筒状摺動子５３の外周面上には図５（Ａ）に示されるように弁体５０、即ち第２のシール部５２が低圧燃料返戻通路２７の開口部４１を閉塞しているときに燃料流通通路１５に連通する第１の環状溝５８と、図５（Ｃ）に示されるように弁体５０、即ち第１のシール部５１が高圧燃料供給通路５の開口部４０を閉塞しているときに燃料流通通路１５に連通する第２の環状溝５９とが形成されている。図５（Ａ），（Ｄ）からわかるように第１の環状溝５８は円筒状摺動体５３内を延びる一対の燃料連通路６０を介して第１の弁室３８（図５（Ｃ））に連通しており、図５（Ｃ），（Ｅ）からわかるように第２の環状溝５９は円筒状摺動体５３内を延びる一対の燃料連通路６１を介して第２の弁室３９（図５（Ａ））に連通している。
【００２５】
即ち、この第３実施例では、図５（Ｃ）に示されるように弁体５０が高圧燃料通路５の開口部４０を閉塞している第１の位置にあるときには燃料流通通路１５が第２の環状溝５９、燃料流通路６１および第２の弁室３９を介して低圧燃料返戻通路２７に連結される。また、図５（Ａ）に示されるように弁体５０が低圧燃料返戻通路２７の開口部４１を閉塞している第２の位置にあるときには燃料流通通路１５が第１の環状溝５８、燃料流通路６０および第１の弁室３８を介して高圧燃料供給通路５に連結される。一方、弁体５０が第１の位置と第２の位置との中間位置にあるときには円筒状摺動体５３の摺動シール面５４によって燃料流通通路１５の開口部４４が閉塞される。
【００２６】
さて、図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）からわかるように燃料流通通路１５の連結相手が高圧燃料供給通路５から低圧燃料返戻通路２７に切換えられる間、或いは燃料流通通路１５の連結相手が低圧燃料返戻通路２７から高圧燃料供給通路５に切換えられる間は第１の弁室３８と第２の弁室３９とは円筒状摺動体５３により完全に分離された状態に保持されるので高圧燃料供給通路５が低圧燃料返戻通路２７に連通することはなく、斯くして高圧燃料供給通路５内の高圧燃料が低圧燃料返戻通路２７内に漏洩するのを阻止することができる。
【００２７】
図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に三方弁８の第４実施例を示す。この第４実施例では図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示されるように弁体７０が弁体本体７１と、弁体本体７１とは別体に形成されて高圧燃料供給通路５の開口部４０を閉塞可能な第１のシール部７２と、弁体本体７１とは別体に形成されて低圧燃料返戻通路２７の開口部４１を閉塞可能な第２のシール部７３とを具備しており、弁体本体７１の外周面が摺動シール面７４を形成している。また、この第４実施例では弁体７０をアクチュエータ２８のロッド２９に向けて付勢するための圧縮ばね７５が第１の弁室３８内に配置されており、この圧縮ばね７５のばね力によって第２のシール部７３は常時ロッド２９の先端部に当接せしめられる。
【００２８】
もう少し詳細に説明するとこの第４実施例では弁体本体７１の中央部が肉厚に形成されていてこの肉厚中央部の両側面上に夫々ボールシート保持孔７６，７７（図６（Ｂ））が形成されている。第１のシール部７２は弁体本体７１の一側面上に形成されたボールシート保持孔７６内において首振り可能に支承されたボールシートからなり、第２のシート部７３は弁体本体７１の他側面上に形成されたボールシート保持孔７７内において首振り可能に支承されたボールシートからなる。
【００２９】
この第４実施例においても第１実施例と同様に、図６（Ｃ）に示される如く弁体７０が高圧燃料供給通路５の開口部４０を閉塞している第１の位置にあるときには燃料流通通路１５が第２の弁室３９内に開口する。一方、図６（Ａ）に示される如く弁体７０が低圧燃料返戻通路２７の開口部４１を閉塞している第２の位置にあるときには燃料流通通路１５が第１の弁室３８内に開口する。更にこの第４実施例では第１実施例と同様に弁体７０が第１の位置と第２の位置との中間位置にあるときには弁体７０の摺動シール面７４によって燃料流通通路１５の開口部４４が閉塞される。
【００３０】
従ってこの第４実施例においても第１実施例と同様に燃料流通通路１５の連結相手が高圧燃料供給通路５から低圧燃料返戻通路２７に切換えられる間、或いは燃料流通通路１５の連結相手が低圧燃料返戻通路２７から高圧燃料供給通路５に切換えられる間は、第１の弁室３８と第２の弁室３９とは弁体７０により完全に分離された状態に保持されるので高圧燃料供給通路５が低圧燃料返戻通路２７に連通することはなく、斯くして高圧燃料供給通路５内の高圧燃料が低圧燃料返戻通路２７内に漏洩するのを阻止することができる。
【００３１】
なお、第４実施例におけるようにシート部として弁体７０上において首振り可能に支承されたボールシート７２，７３を用いることによって各開口部４０，４１の閉塞精度を高めることができる。なお、第４実施例で用いられているボールシート７２，７３は一部を削除して平坦にした球体からなり、これら削除された平坦な部分が夫々対応する隔壁３０，３１の平坦な内壁面上に着座することによって各開口部４０，４１が閉塞される。
【００３２】
図７（Ａ）は三方弁８の第５実施例を示している。この第５実施例では三方弁のハウジングが上部ハウジング８０と下部ハウジング８１とに２分割されており、弁室３２の内周面上に中空円筒状の薄肉スリーブ８２が嵌着されている。図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿ってみたスリーブ８２の平面断面図を示しており、図７（Ｃ）はスリーブ８２の斜視図を示している。図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）からわかるようにスリーブ８２の外周面上には全周に亘って延びる環状溝８３が形成されており、この環状溝８３内に燃料流通通路１５が開口する。一方、スリーブ８２の内周面上には環状溝８３に連通する複数のスリット８４が周方向に間隔を隔てて形成されている。これらスリット８４は燃料流通通路１５の弁室３２内への開口部を形成している。
【００３３】
スリーブ８２の下端部周りの拡大図を示す図７（Ｄ）に示されるようにスリーブ８２の下端部と弁室３２の端面間にはスリーブ８２を予め定められた位置に固定するためにリング状をなす弾性体８５が挿入されている。また、図７（Ｅ）に示されるようにスリーブ８２の下端部にテーパ面８６を形成し、弁室３２の端面周縁部に楔状の環状溝８７を形成し、スリーブ８２の下端部をこの環状溝８７内に挿入し、上部ハウジング８０と下部ハウジング８１を結合する際にスリーブ８２の下端部を環状溝８７内に押し込むことによってスリーブ８２を予め定められた位置に固定化することもできる。
【００３４】
この第５実施例では弁体７０の摺動シール面７４がスリーブ８２の内周面上を摺動し、それによって燃料通路の切換作用が行われる。このスリーブ８２は上部ハウジング８０と下部ハウジング８１とを結合する際のガイドの役目を果すばかりでなく、これらハウジング８０，８１を結合した際に弁室３２の内周面に段差が生じたとしても弁体７０はスリーブ８２の滑らかな内周面上を摺動するので弁体７０の安定した摺動作用を確保することができる。
【００３５】
図８（Ａ），（Ｂ）に三方弁８の第６実施例を示す。なお、図８（Ｂ）は図８（Ａ）に示される弁体７０の斜視図である。この第６実施例では、弁体本体７１の一側面の外周縁上に弁室３２の内周面上を摺動する複数のガイド壁９０が外周縁に沿い間隔を隔てて形成され、弁体本体７１の他側面の外周縁上にも弁室３２の内周面上を摺動する複数のガイド壁９１がガイド壁９０と弁体本体７１から交互に反対方向に突出するように上述の他側面の外周縁に沿い間隔を隔てて形成される。なお、図８（Ｂ）において破線Ｚは弁体７０が弁室３２の中央に位置するときの燃料流通通路１５の開口部４４の位置を示しており、このことから弁体７０が弁室３２の中央に位置しているときには弁体本体７１の外周面、即ち摺動シール面７４によって完全に閉塞されることがわかる。
【００３６】
一方、図８（Ａ）に示されるように弁体７０が上昇すると燃料流通通路１５の開口端、即ち環状溝４５の開口部４４はガイド壁９１間において弁室３２内に開口し、これに対し弁体７０が下降すると燃料流通通路１５の開口端、即ち環状溝４５の開口部４４はガイド壁９０間において弁室３２内に開口する。このようなガイド壁９０，９１を形成すると摺動シール面７４により環状溝４５の開口部４４を閉塞したときのシール性を向上できるばかりでなく、摺動シール面７４を形成している弁体本体７１の外周部の強度を高めることができ、更に弁体７０の摺動時に弁体７０が傾むかなくなるので弁体７０の滑らかな摺動作用を確保できると共に弁体７０が偏磨耗するのを阻止することができる。
【００３７】
図９は第４実施例から第６実施例に示される三方弁８のシール部の変形例を示している。図９に示されるようにこの変形例ではボールシート７２，７３が完全な球体から形成されている。また、この変形例ではボールシート７２が着座する開口部４０のシート部が円錐状シート面３０ａから形成されており、ボールシート７３が着座する開口部４１のシート部も円錐状シート面３１ａから形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】燃料噴射装置の全体図である。
【図２】三方弁の第１実施例の側面断面図である。
【図３】三方弁の第２実施例を示す図である。
【図４】第２実施例の変形例を示す図である。
【図５】三方弁の第３実施例を示す図である。
【図６】三方弁の第４実施例の側面断面図である。
【図７】三方弁の第５実施例を示す図である。
【図８】三方弁の第６実施例を示す図である。
【図９】シート部の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
２    コモンレール
５    高圧燃料供給通路
６    ノズル部
７    増圧器
８    三方弁
９    ニードル
１５，１６，２５    燃料流通通路
２７    低圧燃料返戻通路
２８    アクチュエータ
３２    弁室
３５，５０，７０    弁体
３６    円筒部
３７，５４，７４    摺動シール面
３８    第１の弁室
３９    第２の弁室
４０，４１，４４    開口部
４２，５１，７２    第１のシール部
４３，５２，７３    第２のシール部
４５，５８，５９，８３，８７    環状溝
４６，８０    上部ハウジング
４７，８１    下部ハウジング
４８    摺動シール面案内用ガイド壁
５３    円筒状摺動子
６０，６１    燃料連通路
７１    弁体本体
８２    薄肉スリーブ
８４    スリット
８５    弾性体
８６    テーパ面
９０，９１    ガイド壁
【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】
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【図９】
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