(57)【要約】【課題】  ２つのノズルニードル２０、３０を備えた燃料噴射弁において、燃料噴射を終了する際、各ノズルニードル２０、３０をほぼ同時に着座させ、各噴孔１３ａ、１３ｂからの燃料をほぼ同時に停止させることを目的とする。【解決手段】  弁ボディ１０内に往復移動可能に収容され、弁ボディ１０に形成された第１噴孔１３ａを開閉する第１ノズルニードル２０と、この第１ノズルニードル２０内に往復移動可能に収容され、弁ボディ１０に形成された第２噴孔１３ｂを開閉する第２ノズルニードル３０と、第１噴孔１３ａと第２噴孔１３ｂをほぼ同時に閉弁させるように第１ノズルニードル２０と第２ノズルニードル３０とが駆動する駆動力を調整する調整段とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2006152924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給ポンプから供給された高圧燃料をコモンレールで蓄圧し、前記コモンレールで蓄圧された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射する燃料噴射弁であって、
（ａ）軸方向に収容孔が形成され、前記コモンレールからの高圧燃料を前記収容孔に供給する燃料流入通路が形成され、前記燃料流入通路よりも燃料下流側に第１噴孔と、さらに前記第１噴孔よりも燃料下流側に第２噴孔が形成され、前記第１噴孔との間の前記収容孔を形成する内壁に第１弁座が形成され、前記第１噴孔と前記第２噴孔との間の前記収容孔を形成する内壁に第２弁座が形成されている弁ボディ、
（ｂ）反噴孔側端面と噴孔側端面を有し、これら両端面にかかる燃料の圧力により発生する力の釣り合いにより、前記収容孔内を往復移動し、前記第１弁座に対して離着座することにより、前記第１噴孔からの燃料の噴射を制御する第１ノズルニードル、
（ｃ）反噴孔側端面と噴孔側端面を有し、これら両端面にかかる燃料の圧力により発生する力の釣り合いにより、前記第１ノズルニードル内を往復移動し、前記第２弁座に対して離着座することにより、前記第２噴孔からの燃料の噴射を制御する第２ノズルニードル、および
（ｄ）前記第１ノズルニードルと前記第２ノズルニードルのそれぞれの前記反噴孔側端面と前記収容孔の内壁で周囲を囲まれている圧力制御室を備え、
前記第１ノズルニードルおよび前記第２ノズルニードルには、
前記第１ノズルニードルおよび前記第２ノズルニードルを、それぞれ前記第１弁座および前記第２弁座にほぼ同時に着座させるため、その駆動力を調整するための調整手段が設けられていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記調整手段は、前記第１噴孔、および前記第２噴孔が開弁されている状態の前記第１弁座から前記第１ノズルニードルの前記噴孔側端面までの距離と、前記第２弁座から前記第２ノズルニードルの前記噴孔側端面までの距離とに基づき、
前記第１ノズルニードルの前記噴孔側端面、および前記第２ノズルニードルの前記噴孔側端面が、それぞれ前記第１弁座、および前記第２弁座にほぼ同時に着座するように、
前記第１ノズルニードルの前記反噴孔側端面、前記噴孔側端面の軸方向投影面の面積、および前記第２ノズルニードルの前記反噴孔側端面、前記噴孔側端面の軸方向投影面の面積を調整することによって前記駆動力を調整することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
少なくとも、前記第２ノズルニードルの前記反噴孔側端面の軸方向投影面の面積は、前記第２ノズルニードルの前記噴孔側端面の軸方向投影面の面積より大きいことを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記第１ノズルニードルの内壁と前記第２ノズルニードルの外壁との間には、前記圧力制御室から独立した中空室が形成され、
前記第１ノズルニードルの側壁には、この空間と前記弁ボディに形成されている前記収容孔とを連通する連通孔が形成され、
前記弁ボディには、前記中空室内に流入した燃料をその外部に排出するための燃料通路が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記第１ノズルニードルを前記第１噴孔の方向に付勢するスプリングが設けられ、
前記第１ノズルニードルには、前記スプリングの一端を支持させるフランジ部が径方向全周に形成されており、
このフランジ部の側面を前記収容孔の内壁の一部で案内させ、前記フランジ部の噴孔側の端面のみに前記燃料流入通路からの高圧燃料が作用する構造とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料を内燃機関の燃料室に噴射する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、中空円筒状に形成されている第１ノズルニードル、その第１ノズルニードルの中空部に収容されている第２ノズルニードル、および第１ノズルニードルの反噴孔側の端面に形成されている圧力制御室を備えている燃料噴射弁が知られている（特許文献１）。第１ノズルニードルの反噴孔側端面には、第２ノズルニードルが収容されている中空部に連通する連通孔が形成されており、圧力制御室内の圧力が第２ノズルニードルの反噴孔側端面に作用するようになっている。
【０００３】
この燃料噴射弁では、圧力制御室内の圧力を調整することにより、第１、第２ノズルニードルの反噴孔側端面および噴孔側端面にかかる燃料の圧力により発生する力の釣り合いを調整し、第１、第２ノズルニードルのリフト動作を制御している。この燃料噴射弁は、圧力制御室内の圧力を制御するだけで、第１、第２ノズルニードルの開弁タイミングをずらすことができ、１回の燃料噴射期間中の燃料噴射率を変化させることができる。
【特許文献１】国際公開第２００３／６９１５１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記従来の燃料噴射弁では、第１、第２ノズルニードルが開弁状態から閉弁する際、すなわち燃料噴射を終了する際、第２ノズルニードルの反噴孔側端面と噴孔側端面の軸方向投影面積が同じであるため、第２ノズルニードルは、第１ノズルニードルに対して個別に駆動させることができず、第１ノズルニードルが弁座に着座した後でないと、弁座に着座しなかった。言い換えると、上記従来の燃料噴射弁では、第１、第２ノズルニードルは、同時に弁座に着座させることができなかった。
【０００５】
第１、第２ノズルニードルを同時に弁座に着座させることができないと、第１ノズルニードルが弁座に着座してから、第２ノズルニードルが弁座に着座するまでの間、余分な燃料が噴射されることなる。余分な燃料が噴射されると、排ガス中に一酸化炭素（ＣＯ）が多く発生する可能性がある。
【０００６】
したがって、本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、２つのノズルニードルを備えている燃料噴射弁において、燃料噴射を終了する際、各ノズルニードルをほぼ同時に着座させることができる燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の燃料噴射弁は、燃料供給ポンプから供給された高圧燃料をコモンレールで蓄圧し、コモンレールで蓄圧された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射する燃料噴射弁であって、（ａ）軸方向に収容孔が形成され、コモンレールからの高圧燃料を収容孔に供給する燃料流入通路が形成され、燃料流入通路よりも燃料下流側に第１噴孔と、さらに第１噴孔よりも燃料下流側に第２噴孔が形成され、第１噴孔との間の収容孔を形成する内壁に第１弁座が形成され、第１噴孔と第２噴孔との間の収容孔を形成する内壁に第２弁座が形成されている弁ボディ、（ｂ）反噴孔側端面と噴孔側端面を有し、これら両端面にかかる燃料の圧力により発生する力の釣り合いにより、収容孔内を往復移動し、第１弁座に対して離着座することにより、第１噴孔からの燃料の噴射を制御する第１ノズルニードル、（ｃ）反噴孔側端面と噴孔側端面を有し、これら両端面にかかる燃料の圧力により発生する力の釣り合いにより、第１ノズルニードル内を往復移動し、第２弁座に対して離着座することにより、第２噴孔からの燃料の噴射を制御する第２ノズルニードル、および（ｄ）第１ノズルニードルと第２ノズルニードルのそれぞれの反噴孔側端面と収容孔の内壁で周囲を囲まれている圧力制御室を備え、第１ノズルニードルおよび第２ノズルニードルには、第１ノズルニードルおよび第２ノズルニードルを、それぞれ第１弁座および第２弁座にほぼ同時に着座させるため、その駆動力を調整するための調整手段が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
これにより、第１、第２ノズルニードルを、それぞれ第１、第２弁座にほぼ同時に着座させることが可能となり、第２噴孔から余分な燃料を噴射させることなく、燃料噴射を終了させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の燃料噴射弁の調整手段は、第１噴孔、および第２噴孔が開弁されている状態の第１弁座から第１ノズルニードルの噴孔側端面までの距離と、第２弁座から第２ノズルニードルの噴孔側端面までの距離とに基づき、第１ノズルニードルの噴孔側端面、および第２ノズルニードルの噴孔側端面が、それぞれ第１弁座、および第２弁座にほぼ同時に着座するように、第１ノズルニードルの反噴孔側端面、噴孔側端面の軸方向投影面の面積、および第２ノズルニードルの反噴孔側端面、噴孔側端面の軸方向投影面の面積を調整することによって駆動力を調整することを特徴としている。
【００１０】
本発明の燃料噴射弁は、第１、第２ノズルニードルの移動は、主にその端面（反噴孔側端面、噴孔側端面）にかかる圧力の釣り合いによって支配されている。これに対し、請求項２に記載の燃料噴射弁の調整手段では、第１、第２ノズルニードルの反噴孔側端面、噴孔側端面の面積比を調整することにより、それらの駆動力を調整することができ、それぞれ第１、第２弁座にほぼ同時に着座させることができる。
【００１１】
具体的には、請求項３に記載の燃料噴射弁は、少なくとも第２ノズルニードルの反噴孔側端面の軸方向投影面の面積は、第２ノズルニードルの噴孔側端面の軸方向投影面の面積より大きいことを特徴としている。
【００１２】
これにより、従来の燃料噴射弁の第２ノズルニードルとは違い、第２ノズルニードルを第１ノズルニードルの状態に支配されることなく駆動させることができるので、第１、第２ノズルニードルをそれぞれ第１、第２弁座にほぼ同時に着座させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の燃料噴射弁の第１ノズルニードルの内壁と第２ノズルニードルの外壁との間には、圧力制御室から独立した中空室が形成され、第１ノズルニードルの側壁には、この空間と弁ボディに形成されている収容孔とを連通する連通孔が形成され、弁ボディには、中空室内に流入した燃料をその外部に排出するための燃料通路が形成されていることを特徴としている。
【００１４】
これにより、圧力制御室内の燃料が第１ノズルニードルの内壁と第２ノズルニードルの外壁との間から漏れ出た燃料を上記中空室から略大気圧である燃料タンクに戻すことができるので、第１、第２ノズルニードルのそれぞれの反噴孔側端面に作用する圧力の効果を妨げることが無くなり、反噴孔側端面と噴孔側端面の軸方向投影面の面積を容易に所望の値にすることができる。
【００１５】
請求項５に記載の燃料噴射弁は、記第１ノズルニードルを第１噴孔の方向に付勢するスプリングが設けられ、第１ノズルニードルには、スプリングの一端を支持させるフランジ部が径方向全周に形成されており、このフランジ部の側面を収容孔の内壁の一部で案内させ、フランジ部の噴孔側の端面のみに燃料流入通路からの高圧燃料が作用する構造とすることを特徴としている。
【００１６】
これにより、フランジ部の下面にも燃料流入通路からの燃料の圧力が作用するため、第１ノズルニードルの噴孔側の軸方向投影面の面積を大きくすることができ、第１ノズルニードルの開弁方向へ移動する力を発生させやすくなる。したがって、燃料流入通路からの燃料の圧力が低圧での燃料噴射が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図１と図２に基づいて説明する。図１は、燃料噴射弁の要部断面図である。なお、図１は、燃料噴射停止時を示している。
【００１８】
図１に示す燃料噴射弁１は、図示しないエンジンのシリンダヘッドに挿入搭載され、エンジンの各気筒に燃料を直接噴射するように構成されている。図示しない燃料噴射ポンプから燃料配管を通って図示しないコモンレールに供給された高圧燃料は、コモンレール内で一定の高圧に蓄圧され、燃料配管を通って各気筒に配置された燃料噴射弁１に導入される。導入された燃料のうち余剰燃料は図示しない燃料タンクへ戻される。なお、図示しない燃料噴射ポンプは、エンジンの回転数、負荷、吸入燃料圧力、吸入空気量、冷却水の温度等に従って燃料吐出圧を調整するように設けられている。
【００１９】
燃料噴射弁１は、弁ボディ１０、第１ノズルニードル２０、第２ノズルニードル３０、第１スプリング２５、第２スプリング３３、および調圧装置８０から成っている。
【００２０】
弁ボディ１０には、略円柱状に形成され、その内部には、第１、第２ノズルニードル２０、３０、第１、第２スプリング２５、３３を収容する収容孔１５が軸方向に形成されている。そして、その収容孔１５の内壁には、第１ノズルニードル２０を往復移動可能に支持する案内部１６が形成されている。
【００２１】
弁ボディ１０の下端部には、ボディ端部１１とサック部１４が形成され、ボディ端部１１は、サック部１４に向かって先細形状となるように傾斜している。図１に示すように、そのボディ端部１１には、第１ノズルニードル２０が着座可能な第１弁座部１２ａと、その第１弁座部１２ａよりもサック部１４側に第１噴孔１３ａと、その第１噴孔１３ａよりもサック部１４側に第２ノズルニードル３０が着座可能な第２弁座部１２ｂと、第２弁座部１２ｂよりもサック部１４側に第２噴孔１３ｂとが形成されている。なお、第１噴孔１３ａの噴孔径は、第２噴孔１３ｂの噴孔径よりも小さい径となっている。
【００２２】
収容孔１５の内壁と、弁ボディ１０の外壁との間には、図１に示すように、収容孔１５に通じる燃料流入通路１７と、燃料流入通路１７から分岐する燃料通路１８と、第１リターン通路１９ａ、第２リターン通路１９ｂとが形成されている。燃料流入通路１７、および燃料通路１８は、コモンレールからの高圧燃料が供給される通路であり、第１、第２リターン通路１９ａ、１９ｂは、燃料噴射に使用されなかった余剰燃料を燃料タンクに戻すための通路である。
【００２３】
第１ノズルニードル２０は、中空円筒状に形成され、収容孔１５内を軸方向に往復移動可能に収容されている。第１ノズルニードル２０の反噴孔側の端面には、第１上端面２１が形成され、噴孔側の端面には、第１下端面２２が形成されている。
【００２４】
図１に示すように、第１下端面２２は、第１下端面部２２ａ、２２ｂから成り、第１下端面部２２ａは、第１下端面部２２ｂよりも第１ノズルニードル２０の外壁側に形成されている。第１下端面部２２ａと第１下端面部２２ｂとの境界部分には、第１弁座部１２ａに着座可能な第１シート部２２ｃが形成されている。第１シート部２２ｃが第１弁座部１２ａに着座することにより、第１噴孔１３ａからの燃料噴射が停止されるようになっている。
【００２５】
また、第１ノズルニードル２０の側壁には、周方向に突き出たフランジ部２４が形成されている。フランジ部２４の上面部と、収容孔１５に形成されている案内部１６の下面部との間には、第１ノズルニードル２０を第１弁座部１２ａに押し付ける方向の付勢力を持つ第１スプリング２５が設けられている。
【００２６】
また、第１ノズルニードル２０の側壁には、その外壁と内壁とを貫通する貫通孔２３が形成されている。
【００２７】
第２ノズルニードル３０は、円柱状に形成され、第１ノズルニードル２０内を軸方向に往復移動可能に収容されている。第２ノズルニードル３０の反噴孔側の端面には、第２上端面３１が形成され、噴孔側の端面には、第２下端面３２が形成されている。なお、本実施形態では、第２上端面３１は、その軸方向投影面の面積が第２下端面３２の軸方向投影面の面積よりも大きくなるように形成されている。
【００２８】
図１に示すように、第２下端面３２は、第２下端面部３２ａ、３２ｂから成り、第２下端面部３２ａは、第２下端面部３２ｂよりも第２ノズルニードル３０の外壁側に形成されている。第２下端面部３２ａと第２下端面部３２ｂとの境界部分には、第２弁座部１２ｂに着座可能な第２シート部３２ｃが形成されている。第２シート部３２ｃが第２弁座部１２ｂに着座することにより、第２噴孔１３ｂからの燃料噴射が停止されるようになっている。また、第２上端面３１と収容孔１５の内壁との間には、第２ノズルニードル３０を第２弁座部１２ｂに押し付ける方向の付勢力を持つ第２スプリング３３が設けられている。
【００２９】
第２ノズルニードル３０は、第２下端面３２よりも第２上端面３１の軸方向投影面の面積を大きくしているので、図に示すように、第２ノズルニードル３０を第１ノズルニードル２０の中に収容すると請求項に記載の中空室に相当する中間室７０が形成される。そして、中間室７０には、貫通孔２３が接続されている。
【００３０】
第１、第２ノズルニードル２０、３０の第１、第２上端面２１、３１と収容孔１５の内壁とによって周囲が囲まれる空間が形成され、その空間が圧力制御室６０となっている。さらに、第２ノズルニードル３０を収容した第１ノズルニードル２０の側壁と、その側壁に対向する収容孔１５の内壁との間には、空間が形成され、その空間が噴射孔側から、第１燃料溜り室４０、および第２燃料溜り室５０となっている。
【００３１】
圧力制御室６０には、所定の絞り径を有した絞りを介して、燃料通路１８が接続され、コモンレールからの高圧燃料が導入されるようになっている。さらに、圧力制御室６０には、所定の絞り径を有した絞りを介して、圧力制御室６０内の余剰燃料を燃料タンクに戻すための第１リターン通路１９ａが接続され、その第１リターン通路１９ａ途中には、調圧装置８０が設けられている。調圧装置８０を図示しない制御装置で操作することにより、第１リターン通路１９ａから燃料タンクに戻される燃料の量が調整され、圧力制御室６０内の圧力を調整することができる。
【００３２】
第１燃料溜り室４０には、燃料流入通路１７が接続され、コモンレールからの高圧燃料が随時導入されるようになっている。第２燃料溜り室５０には、第２リターン通路１９ｂが接続され、圧力制御室６０から第１、第２ノズルニードル２０、３０との摺接部を通って中間室７０内に漏れ、貫通孔２３を介して導入される燃料を第２リターン通路１９ｂを介して燃料タンクに戻すようになっている。
【００３３】
次に、調圧装置８０について説明する。調圧装置８０は、制御装置からの指令により駆動させられ、第１リターン通路１９ａを介して燃料タンクに戻される燃料量を調整することで、圧力制御室６０内の圧力を調整する。調圧装置８０は、ソレノイド８２、第３スプリング８３、制御弁８１から成っている。制御弁８１は、ソレノイド８２に駆動電流が供給されていない状態では、第３スプリング８３の付勢力により、図示しない弁座に着座し、第１リターン通路１９ａを遮断している。ソレノイド８２に駆動電流が通電されると、ソレノイド８２に発生する励磁吸引力により、制御弁８１が弁座から離座し、第１リターン通路１９ａを開放する。制御装置がソレノイド８２に駆動電流を所定時間通電することにより、制御弁８１を弁座から所定時間離座させ、圧力制御室６０内の燃料を燃料タンク戻す。すると、圧力制御室６０内の圧力は、制御弁８１が弁座から離座している時間に応じて低下していく。
【００３４】
次に、本実施形態の燃料噴射弁１の作動を図１および図２に基づいて説明する。図２（ａ）は、ソレノイド８２を通電制御したときの制御弁８１のリフト量の変化をしめしたものである。図２（ｂ）は、制御弁８１をリフトさせたときの圧力制御室６０の圧力状態を示したものである。図２（ｃ）は、第１ノズルニードル２０のリフト量の変化を示したものである。図２（ｄ）は、第２ノズルニードル３０のリフト量の変化を示したものである。図２（ｅ）は、燃料噴射弁１より噴射される燃料の噴射率の変化を示したものである。
【００３５】
（燃料噴射停止時）
第１、第２ノズルニードル２０、３０の収容孔１５に対する位置は、噴孔側の方向に作用する力と、反噴孔側の方向に作用する力との釣り合いによって支配されている。ここからは、噴孔側の方向に作用する力を噴孔方向付勢力と呼び、反噴孔側の方向に作用する力を反噴孔方向付勢力と呼ぶ。
【００３６】
燃料噴射停止時では、第１、第２ノズルニードル２０、３０に作用する力は、噴孔方向付勢力の方が勝っているので、ボディ端部１１に形成されている第１、第２弁座部１２ａ、１２ｂに第１、第２ノズルニードル２０、３０が押し付けられ、第１、第２噴孔１３ａ、１３ｂが閉弁され、燃料噴射が行われない状態となる。
【００３７】
ここで、この状態の第１、第２ノズルニードル２０、３０に作用する噴孔方向付勢力および反噴孔方向付勢力について説明する。コモンレール内の高圧燃料が燃料流入通路１７および燃料通路１８を介して第１燃料溜り室４０および圧力制御室６０に導入される。このとき、図２中の時刻ｔ１までの間、調圧装置８０には、制御装置から駆動電流が供給されていないので、第１リターン通路１９ａが制御弁８１によって遮断されており、圧力制御室６０の圧力は、コモンレール内の圧力と同じ値を示す（図２（ｂ）参照）。
【００３８】
第１ノズルニードル２０には、第１上端面２１の面積と圧力制御室６０内の圧力との積で求められる付勢力、および第１スプリング２５の付勢力の和である噴孔方向付勢力が働き、第１下端面部２２ａの軸方向投影面の面積と第１燃料溜り室４０内の圧力との積で求められる付勢力である反噴孔方向付勢力が働いている。
【００３９】
燃料噴射停止時では、第１ノズルニードル２０にかかる噴孔方向付勢力の方が、反噴孔方向付勢力よりも勝っているため、第１ノズルニードル２０は、第１弁座部１２ａに着座し、燃料が第１噴孔１３ａより噴射されない。
【００４０】
一方、第２ノズルニードル３０には、第２上端面３１の面積と圧力制御室６０内の圧力との積で求められる付勢力、および第２スプリング３３の付勢力の和である噴孔方向付勢力が働いている。なお、第１ノズルニードル２０が第１弁座部１２ａに着座している状態では、第２ノズルニードル３０における反噴孔方向付勢力は、一切発生しない。それは、第１ノズルニードル２０が第１弁座部１２ａに着座しており、第１燃料溜り室４０の高圧燃料が第２下端面部３２ａに作用しないためである。したがって、第２ノズルニードル３０も、第２弁座部１２ｂに着座し、燃料が第２噴孔１３ｂから噴射されない。
【００４１】
（第１噴孔開口時への作動）
図２中の時刻ｔ１に、制御装置から調圧装置８０に駆動電流が供給されると、制御弁８１がリフトされ、第１リターン通路１９ａが開放され、圧力制御室６０内の燃料が第１リターン通路１９ａを介して燃料タンクに戻される。燃料が燃料タンクに戻されると、圧力制御室６０内の圧力が所定の降下速度で低下し、第１、第２上端面２１、３１に作用する噴孔方向付勢力も低下する。
【００４２】
圧力制御室６０内の圧力が低下し、時刻ｔ２の所定の圧力まで下がると、第１ノズルニードル２０に作用する反噴孔方向付勢力の方が、噴孔方向付勢力よりも勝るようになり、第１ノズルニードル２０がリフトし始める（図２（ｃ）参照）。このとき、第１燃料溜り室４０内の高圧燃料が第１噴孔１３ａに導入され、燃料が噴射される。第１ノズルニードル２０がリフトし始めるときの圧力制御室６０内の圧力を第１ノズルニードル開弁圧力と呼ぶ（図２（ｂ）参照）。
【００４３】
このとき、第２ノズルニードル３０の第２下端面部３２ａにも、第１燃料溜り室４０内の高圧燃料が導入され、第２下端面部３２ａの軸方向投影面の面積と第１燃料溜り室４０内の圧力との積で求められる反噴孔方向付勢力が作用する。
【００４４】
しかし、第２上端面３１の面積と第１ノズルニードル開弁圧力との積で求められる付勢力と、第２スプリング３３の付勢力の和である噴孔方向付勢力は、上記反噴孔方向付勢力よりも勝っているので、依然として、第２ノズルニードル３０は、第２弁座部１２ｂに着座している。したがって、時刻ｔ２〜ｔ３までは、第１噴孔１３ａのみから第１燃料溜り室４０内の高圧燃料が噴射されることとなる（図２（ｅ）参照）。
【００４５】
（第１、第２噴孔開口時への作動）
圧力制御室６０内の圧力が第１ノズルニードル開弁圧力よりもさらに低下し、所定の圧力まで低下すると（図２中の時刻ｔ３）、第２上端面３１に作用する反噴孔方向付勢力が低下するので、第２ノズルニードル３０に作用する反噴孔方向付勢力の方が噴孔方向付勢力よりも勝るようになり、第２ノズルニードル３０がリフトし始める（図２（ｄ）参照）。このときの圧力制御室６０内の圧力を第２ノズルニードル開弁圧力と呼ぶ（図２（ｂ）参照）。
【００４６】
時刻ｔ３〜ｔ５まで、第１、第２ノズルニードル２０、３０がリフトされているので、第１燃料溜り室４０内の燃料が、第１、第２噴孔１３ａ、１３ｂに導入され、燃料が噴射される（図２（ｅ）参照）。
【００４７】
（燃料噴射停止時への作動）
運転状態に応じた所定時間が経過すると、時刻ｔ４時に、制御装置からの駆動電流の供給が停止され、調圧装置８０の制御弁８１が第１リターン通路１９ａを再び遮断する（図１参照）。すると、圧力制御室６０内の圧力は、再び処置の上昇速度で増加し始める。
【００４８】
時刻ｔ５になると、圧力制御室６０内の圧力が第２ノズルニードル閉弁圧力となり、図２（ｄ）に示すように、第２ノズルニードル３０は、第２噴孔１３ｂの方向に移動し始める。時刻ｔ６になると、圧力制御室６０内の圧力が第１ノズルニードル閉弁圧力となり、図２（ｃ）に示すように、第１ノズルニードル２０は、第１噴孔１３ａの方向に移動し始める。そして、時刻ｔ７になると、第１、第２ノズルニードル２０、３０は、それぞれ第１、第２弁座部１２ａ、１２ｂにほぼ同時に着座する。
【００４９】
本実施形態の場合、第１、第２ノズルニードル２０、３０がほぼ同時に第１、第２弁座部１２ａ、１２ｂに着座するように、第１、第２噴孔１３ａ、１３ｂが開弁しているときの第１、第２ノズルニードル２０、３０のリフト量（ノズルニードルのシート部から弁座部までの距離）に基づき、請求項に記載の調整手段を調整することにより、第１、第２ノズルニードル２０、３０の第１、第２噴孔１３ａ、１３ｂへ移動するタイミングを調整しているので、第１、第２ノズルニードル２０、３０をほぼ同時に第１、第２弁座部１２ａ、１２ｂに着座させることが可能となる。ここでいう、調整手段とは、第１ノズルニードル２０の第１上端面２１、第１下端面２２、および第２ノズルニードル３０の第２上端面３１、第２下端面３２の軸方向投影面の面積を調整する手段にあたる。これらの面積を調整することにより第１、第２ノズルニードル２０、３０を第１、第２弁座部１２ａ、１２ｂにほぼ同時に着座させることが可能となる。
【００５０】
具体的には、少なくとも第２ノズルニードル３０の第２上端面３１の軸方向投影面の面積を、第２下端面３２の軸方向投影面の面積よりも大きくしている。従来の燃料噴射弁では、第２ノズルニードルの上端面と下端面の軸方向投影面の面積は同じであったため、第１ノズルニードルが閉弁して、第２ノズルニードルの下端面に作用する燃料圧力を遮断した後でなければ、第２ノズルニードルは閉弁しなかった。本実施形態では、第２ノズルニードル３０の第２上端面３１の軸方向投影面の面積を第２下端面３２のそれよりも大きくしているので、第１ノズルニードル２０の状態にかかわらず、第２ノズルニードル３０を単独で駆動させることが可能となる。したがって、第１、第２ノズルニードル２０、３０を第１、第２弁座部１２ａ、１２ｂにほぼ同時に着座させることが可能となる。
【００５１】
さらに図１に示すように、第１、第２ノズルニードル２０、３０の間に形成される中間室７０を貫通孔２３、第２燃料溜り室５０、および第２リターン通路１９ｂを介して燃料タンクに接続している。このような構成とすることで、圧力制御室６０から第１、第２ノズルニードル２０、３０を通って中間室７０に漏れ出た燃料を燃料タンクに戻すことができる。したがって、中間室７０内の圧力は、常に燃料タンクの圧力と同じ、すなわちほぼ大気圧となる。
【００５２】
このように、中間室７０内の圧力をほぼ大気圧とすることができるので、第２ノズルニードル３０の中間室７０に晒される段部に圧力が作用しないので、第２上端面３１、第２下端面３２の軸方向投影面の面積を異ならせ、第２ノズルニードル３０の駆動力を調整することが可能となる。
【００５３】
（変形例１）
次に、第１の実施形態の変形例１の燃料噴射弁１を図３に基づいて説明する。図３は、変形例１の燃料噴射弁１の要部断面図である。なお、第１の実施形態と同一機能物は、同一符号を付す。ここでは、第１の実施形態と相違している特徴点のみを説明する。
【００５４】
図３に示すように、変形例１の燃料噴射弁１では、第１ノズルニードル２０に形成されているフランジ部２４の側面を案内部１６で第１ノズルニードル２０が軸方向移動可能となるように案内している。なお、このような構成となる場合、第１スプリング２５は、第２燃料溜り室５０内に設けられる。
【００５５】
これにより、フランジ部２４の噴孔側の端面にも第１燃料溜り室４０内の高圧燃料の圧力が作用するため、第１ノズルニードル２０の噴孔側の軸方向投影面の面積を大きくすることができ、反噴孔方向付勢力を第１の実施形態の場合よりも大きくすることができる。結果、第１燃料溜り室４０内の燃料の圧力が低圧であっても第１ノズルニードル２０をリフトさせることが可能となるので、燃料噴射が容易となる。
【００５６】
また、このような構成とすると、第１の実施形態の第１ノズルニードル２０と同じ反噴孔方向付勢力を発生させようとする場合、図３に示すように第１ノズルニードル２０のシート部２２ｃの直径であるシート径９０を第１の実施形態の第１ノズルニードル２０に比べ大きくすることができる。シート径９０を大きくすることができると、第１ノズルニードル２０の内径を大きくすることが可能となり、第２ノズルニードル３０の直径も大きくすることが可能となる。すると、第２ノズルニードル３０の剛性を高めることが可能となる。さらに、第２ノズルニードル３０の加工が容易となる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１実施形態の燃料噴射弁の要部断面図である。
【図２】第１実施形態の圧力制御室の圧力の変化に伴う噴射率の増減を示す特性図である。
【図３】変形例の燃料噴射弁の要部断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１                      燃料噴射弁
１０                    弁ボディ
１２ａ                  第１弁座部
１２ｂ                  第２弁座部
１３ａ                  第１噴孔
１３ｂ                  第２噴孔
１５                    収容孔
１７                    燃料流入通路
２０                    第１ノズルニードル
２１                    第１上端面（反噴孔側端面）
２２                    第１下端面（噴孔側端面）
２３                    貫通孔
２４                    フランジ部
３０                    第２ノズルニードル
３１                    第２上端面（反噴孔側端面）
３２                    第２下端面（噴孔側端面）
４０                    第１燃料溜り室
６０                    圧力制御室
７０                    中間室（中空室）
【図１】
2006152924.tif 000003
【図２】
2006152924.tif 000004
【図３】
2006152924.tif 000005