(57)【要約】【課題】弁部材の高速な変位を確実に実現する燃料噴射装置の提供。【解決手段】弁ボディ４０に形成された圧力制御室５３内に、該制御室５３に連通する流入側燃料流路５２および流出側燃料流路５４を有し、燃料の圧力で該流入側燃料流路５２を遮断するフローティングプレート７０を備える燃料噴射装置１００において、シリンダ５６の内周部５９の最小径部において摺動部６２が摺動自在に配置されるノズルニードル６０は、フローティングプレート７０から受圧部６１が離間した位置でニードルストッパ５７に段付部６３を当接させて、その圧力制御室５３側への変位を規制されることを特徴とする。加えて、シリンダ５６およびノズルニードル６０は、内周部５９および摺動部６２間に、ニードルストッパ５７および段付部６３間と連通する空間９０を形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給燃料流路を介して供給源から供給される燃料の噴孔からの噴射が、制御装置からの制御信号に応じて、弁部により制御され、前記供給燃料流路から供給された燃料の一部が戻し燃料流路に流出される燃料噴射装置において、
前記供給燃料流路側に連通する流入側燃料流路と、
径方向が円筒状部材により区画され、前記流入側燃料流路から燃料が流入する圧力制御室と、
前記戻し燃料流路に連通し前記圧力制御室から燃料を流出させる流出側燃料流路と、
前記円筒状部材の前記流出側燃料流路側とは反対側に設けられ、前記円筒状部材の内周部の最小径部よりも径方向外側に位置する第一規制部と、
前記制御信号に応じて、前記流出側燃料流路と前記戻し燃料流路との連通および遮断を切り替えることで、前記圧力制御室内の燃料の圧力を制御する圧力制御弁と、
前記圧力制御室内に変位可能に配置され、前記流出側燃料流路が前記戻し燃料流路と連通状態に切り替えられると、前記流入側燃料流路と前記圧力制御室との連通を遮断するように、前記圧力制御室内の燃料の圧力によって前記流入側燃料流路側に付勢される遮断部材と、
前記圧力制御室の前記弁部側を区画し前記圧力制御室内の燃料の圧力を受ける受圧部、および前記内周部の前記最小径部において摺動自在な摺動部を有し、前記受圧部が受ける前記圧力制御室内の燃料の圧力に応じて前記円筒状部材の軸方向に往復変位することで、前記弁部を開閉する弁部材であって、前記第一規制部と前記軸方向において対向し、前記摺動部よりも前記弁部側かつ当該摺動部の径方向外側に位置し、前記遮断部材から前記受圧部が離間した位置で前記第一規制部に当接することで、前記圧力制御室側への変位を規制する第一当接部を有する弁部材と、
前記円筒状部材と前記弁部材との間に形成される空間であって、少なくとも前記弁部の閉弁状態においては、前記第一規制部と前記第一当接部との間に連通し、また、前記第一規制部と前記第一当接部が当接状態においては、前記円筒状部材と前記弁部材で周囲を区画される空間とを、備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記弁部材は、前記摺動部と前記第一当接部との間に、前記空間を形成する凹部を具備し、当該凹部は前記摺動部の径方向を深さ方向とすることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記摺動部と前記第一当接部との間に、前記摺動部の周方向において、連続して環状に形成されることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記凹部は、前記摺動部と前記第一当接部との間に、前記摺動部の周方向において、間隔をあけて複数形成されることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記円筒状部材は、前記内周部と、前記第一規制部との間に、前記空間を形成する凹部を具備し、当該凹部は前記内周部の径方向を深さ方向とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記遮断部材は、前記弁部材の往復変位方向に沿う方向に、前記圧力制御室内を変位可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記弁部材は、全体として円柱状に形成され、
前記第一当接部は、前記弁部材の外周壁部において前記第一規制部と前記軸方向に対向する部分に設けられることを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記第一規制部は、前記円筒状部材の前記内周部の内径を拡大することによって形成され、
前記第一当接部は、前記弁部材の外周壁部の外径を拡大することによって形成されることを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記円筒状部材は、第二規制部を有し、
前記遮断部材は、前記第二規制部に当接することで、前記弁部材側への変位を規制する第二当接部を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記遮断部材は、円盤状に形成され、
前記第二規制部は、前記円筒状部材の前記内周部に設けられ、
前記第二当接部は、前記遮断部材の外周部に設けられることを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
前記第二規制部は、前記円筒状部材の前記内周部の内径を拡大することによって形成され、
前記第二当接部は、前記遮断部材の前記弁部材側の外周部に形成されることを特徴とする請求項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、供給燃料流路を介して供給源から供給される燃料の噴孔からの噴射が、制御装置からの制御信号に応じて、弁部により制御され、供給燃料流路から供給された燃料の一部が戻し燃料流路に流出される燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弁座部を有する弁ボディと、弁ボディに対して往復変位自在であって、弁座部とともに弁部をなすシート部を有する弁部材と、を備える燃料噴射装置が知られている。この弁部材は、弁ボディに形成された圧力制御室内の燃料から圧力を受ける受圧部をさらに有しており、圧力制御室内の燃料の圧力に応じて変位し、シート部を弁座部に着座自在としている。加えて、圧力制御室と連通する流入側流路部および流出側流路部が弁ボディにはさらに形成されている。この流出側燃料流路には、制御装置からの制御信号に応じて、その連通および遮断を切り替える圧力制御弁が設けられている。
【０００３】
さらに、特許文献１に開示の燃料噴射装置は、圧力制御室内に、制御室内を変位可能な遮断部材をさらに備えている。この遮断部材は、圧力制御弁による流出側流路部の戻し燃料流路部との連通状態への切り替えによって、燃料の圧力により流入側燃料流路側に付勢される部材である。
【０００４】
以上のような特許文献１の燃料噴射装置によれば、制御装置からの制御信号に応じて圧力制御弁が流出側燃料流路を戻し燃料流路と連通状態に切り替えると、燃料の流出によって圧力制御室内の圧力は低下する。この圧力制御弁による燃料の圧力の制御によれば、圧力制御室内に配置された遮断部材は、流入側燃料流路側に付勢され、流入側燃料流路と圧力制御室との連通を遮断する。流入側燃料流路からの燃料流入の遮断によって圧力制御室の圧力が急速に低下することによれば、弁ボディの圧力制御室側に向けて弁部材は速やかに直線状の往復変位を開始し、シート部を弁座部から離座させることとなるのである。
【０００５】
一方、特許文献２に開示の燃料噴射装置は、円筒状の円筒状部材が設けられる弁ボディと、当該円筒状部材に内嵌されて軸方向に沿って往復変位する弁部材とを備えている。この円筒状部材には、軸方向において当該支持部の弁座部側に位置し、当該円筒状部材の内周部の最小径部よりも径方向外側に位置する逆停止肩部が形成されている。加えて、弁部材には、円筒状部材の内周部に摺動自在に支持される円柱状の摺動部、および円筒状部材の逆停止肩部と軸方向において対向し、当該摺動部よりもシート部側かつ当該摺動部の径方向外側に位置する停止肩部が設けられている。以上の構成では、弁部材は、圧力制御室側への変位によって、円筒状部材の逆停止肩部に停止肩部を当接させることとなるので、当該圧力制御室側への変位を規制されるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１０８９４８号公報
【特許文献２】特許第４０５４６２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
さて、特許文献１に開示のような遮断部材を備える燃料噴射装置では、圧力制御室の圧力低下によって制御室側へ変位を開始した弁部材は、その直線変位を規制され難い。故に、圧力制御室内から受圧する受圧部が、弁部材の変位によって、圧力制御室内で変位自在な遮断部材と接触する事態を生じ得る。この接触により受圧部と遮断部材との間から燃料が一旦追い出されてしまうと、受圧部および遮断部材は、圧力制御室内および弁部周辺の燃料の圧力によって互いに吸着してしまうのである。この吸着によって互いの動きを規制された遮断部材および弁部材は、互いに異なる動作を行うことができなくなる。このような遮断部材および弁部材の一体での動作によれば、具体的には、弁部の開閉が正しく行われない状態、又は、遮断部材が圧力制御室と流入側流路部とを遮断する動作が正しく行われない状態を生じることとなるのである。
【０００８】
そこで、特許文献２に開示のように、弁部材の圧力制御室側への変位を規制する構成を、弁ボディおよび弁部材に設けることが考えられる。しかし、特許文献２に開示の構成では、逆停止肩部は、軸方向において当該内周部の弁座部側に位置し、また、停止肩部は、当該軸方向において摺動部よりもシート部側かつ当該摺動部の径方向外側に位置している。そして、円筒状部材および弁部材は、この内周部および摺動部間に実質的に空間を形成していない。故に、弁部材の圧力制御室側への変位により、逆停止肩部および停止肩部間に位置していた燃料は、逆停止肩部および停止肩部のそれぞれに隣接する内周部および摺動部間に追いやられることなく、当該逆停止肩部および停止肩部間に留まったまま圧縮されて、急激な圧力上昇を示す。さらに、逆停止肩部と停止肩部間とが接触した状態から弁部材が弁部側へ変位すると、燃料が供給され難い逆停止肩部および停止肩部間では、急激な圧力低下が生じることとなり、停止部と逆停止部が瞬間的に吸着する可能性がある。以上によれば、特許文献２に開示の構成をそのまま用いた場合、逆停止肩部および停止肩部間の圧力の変動に起因して、弁部材の変位を妨げる力が生じることとなる。故に、遮断部材の設置により獲得されるはずの弁部材を高速変位させる効果が阻害されることとなるのである。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、弁部材の高速な変位を確実に実現することができる燃料噴射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、供給燃料流路を介して供給源から供給される燃料の噴孔からの噴射が、制御装置からの制御信号に応じて、弁部により制御され、供給燃料流路から供給された燃料の一部が戻し燃料流路に流出される燃料噴射装置において、供給燃料流路側に連通する流入側燃料流路と、径方向が円筒状部材により区画され、流入側燃料流路から燃料が流入する圧力制御室と、戻し燃料流路に連通し圧力制御室から燃料を流出させる流出側燃料流路と、円筒状部材の流出側燃料流路側とは反対側に設けられ、円筒状部材の内周部の最小径部よりも径方向外側に位置する第一規制部と、制御信号に応じて、圧力制御室と戻し燃料流路との連通および遮断を切り替えることで、圧力制御室内の燃料の圧力を制御する圧力制御弁と、圧力制御室内に変位可能に配置され、流出側燃料流路が戻し燃料流路と連通状態に切り替えられると、流入側燃料流路と圧力制御室との連通を遮断するように、圧力制御室内の燃料の圧力によって流入側燃料流路側に付勢される遮断部材と、圧力制御室の弁部側を区画し圧力制御室内の燃料の圧力を受ける受圧部、および内周部の最小径部において摺動自在な摺動部を有し、受圧部が受ける圧力制御室内の燃料の圧力に応じて円筒状部材の軸方向に往復変位することで、弁部を開閉する弁部材であって、第一規制部と軸方向において対向し、摺動部よりも弁部側かつ当該摺動部の径方向外側に位置し、遮断部材から受圧部が離間した位置で第一規制部に当接することで、圧力制御室側への変位を規制する第一当接部を有する弁部材と、円筒状部材と弁部材との間に形成される空間であって、少なくとも弁部の閉弁状態においては、第一規制部と第一当接部との間に連通し、また、第一規制部と第一当接部が当接状態においては、円筒状部材と弁部材で周囲を区画される空間とを、備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、圧力制御室側へ変位した弁部材は、第一当接部を円筒状部材の内周部の最小径部よりも径方向外側に位置する第一規制部に当接させることにより、遮断部材から受圧部が離間した位置で圧力制御室側への変位が規制される。この弁部材の変位の規制によって、圧力制御室内の燃料の圧力を受ける弁部材の受圧部と、圧力制御室内を変位する遮断部材との接触を回避することによれば、これらの間に常に燃料を介在させることができる。故に、弁部材および遮断部材は、圧力制御室内および弁部周辺の燃料の圧力によって互いに吸着してしまうことなく、それぞれ異なる動作を行うことができる。
【００１２】
さらに、第一規制部は、円筒状部材の流出側燃料流路側とは反対側且つ内周部の最小径部よりも径方向外側に位置している。また、第一当接部は、円筒状部材の軸方向において第一規制部と対向し、摺動部よりも弁部側かつ当該摺動部の径方向外側に位置している。加えて、円筒状部材と弁部材との間には、弁部の閉弁状態において第一規制部と第一当接部との間に連通する空間が形成されている。以上によれば、弁部材の圧力制御室側への変位した時、円筒状部材と弁部材とで区画された空間が形成されているので、当該空間が第一規制部と第一当接部間に連通することにより、内周部および摺動部間に追いやられるはずの燃料が当該空間へ流れ込む。故に、弁部材の圧力制御室側への変位による第一規制部および第一当接部間の圧力上昇の変動が緩和される。加えて、空間は、第一規制部へ第一当接部が当接した際にも存在し得るため、第一規制部および第一当接部間の圧力上昇の変動の緩和は、弁部材の圧力制御室側への変位が終了するまで実施され得る。また、第一規制部および第一当接部間の圧力は、当該第一規制部および当該第一当接部間が空間中の燃料および供給源から供給される燃料と接するため、空間が形成されていない場合と比較し、全体として高い圧力で分布し得える。そのため弁部材の弁部側への変位の際は、第一規制部と第一当接部が吸着し難くなる。
【００１３】
さらに、円筒状部材と弁部材との間に形成される空間は、第一規制部と第一当接部が当接した状態においては、円筒状部材と弁部材とで周囲を区画される。故に、弁部材の弁部側への変位によって、当該空間と連通する第一規制部および第一当接部間に戻り得る。これにより、第一規制部および第一当接部間の圧力の低下する変動が緩和される。以上により、第一規制部および第一当接部間の圧力の変動に起因して生じる弁部材の変位を妨げる力が低減される。
【００１４】
したがって、遮断部材の作用が確実に発揮されることとなり、燃料噴射装置は、弁部材の高速変位を確実に実現することができるのである。
【００１５】
請求項２に記載の発明によると、弁部材は、摺動部と第一当接部との間に、空間を形成する凹部を具備し、当該凹部は摺動部の径方向を深さ方向とすることを特徴とする。この発明によれば、摺動部と第一当接部との間に位置する凹部により、第一規制部及び第一当接部の弁部材の変位による圧力変動が緩和される。また当該凹部は、弁部材の圧力制御室側への変位に応じて、円筒状部材の内周部と重畳する領域を拡大させる。これにより、内周部および摺動部間に形成される空間は、第一規制部へ第一当接部が当接するまでに次第に大きくなる。したがって、第一規制部及び第一当接部の弁部材の変位による圧力変動が確実に緩和される。
【００１６】
請求項３に記載の発明によると、凹部は、摺動部と第一当接部との間に、摺動部の周方向において、連続して環状に形成されることを特徴とする。この発明によれば、圧力の変動を緩和する空間が、摺動部の周方向において連続して環状に形成されることとなる。故に、第一規制部および第一当接部間に位置していた燃料は、全ての周方向において、凹部からなる空間に円滑に移動できる。以上により、第一規制部および第一当接部間の圧力の上昇は、円筒状部材と弁部材との間に形成される空間によってさらに確実に緩和される。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明によると、凹部は、摺動部と第一当接部との間に、摺動部の周方向において、間隔をあけて複数形成されることを特徴とする。この発明によれば、圧力の変動を緩和する空間が、摺動部と第一当接部との間に、当該摺動部の周方向において間隔をあけて複数形成される。故に、第一規制部および第一当接部間に位置していた燃料は、複数の空間のうちのいずれかに円滑に移動し得る。以上により、第一規制部および第一当接部間の圧力の上昇は、確実に緩和される。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明によると、円筒状部材は、内周部と第一規制部との間に、空間を形成する凹部を具備し、当該凹部は内周部の径方向を深さ方向とすることを特徴とする。この発明によれば、円筒状部材において内周部と第一規制部との間に空間を形成する凹部を具備させることで、当該円筒状部材は、弁部材の摺動部との間に確実に空間を形成できる。故に、圧力の変動を緩和する空間を、簡素な構成で実現できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によると、弁部材の往復変位方向に沿う方向に圧力制御室内を変位する遮断部材は、当該弁部材の受圧部との接触を生じ易い。故に、第一規制部および第一当接部によって、遮断部材と受圧部との接触の回避を図る作用は、請求項６に記載の発明において、特に有効に発揮されることとなるのである。
【００２０】
請求項７に記載の発明によると、弁部材は、全体として円柱状に形成され、第一当接部は、弁部材の外周壁部において第一規制部と軸方向に対向する部分に設けられることを特徴とする。この発明によれば、全体として円柱状に形成される弁部材の外周壁部において第一規制部と軸方向に対向する部分に設けられた第一当接部を、第一規制部に当接させることで、弁部材の変位は規制される。以上によれば、簡素な構成で、確実に弁部材の変位を規制し、弁部材の高速変位を確実に実現できる燃料噴射装置を提供し得るのである。
【００２１】
請求項８に記載の発明によると、第一規制部は、円筒状部材の内周壁である内周部の内径を拡大することによって形成され、第一当接部は、弁部材の外周壁部の外径を拡大することによって形成されることを特徴とする。この発明によれば、弁部材は、外周壁部の外径を拡大することによって第一当接部を形成しているので、変位を規制する構成の追加に起因にした、受圧部の大きさの制限を生じない。故に、圧力制御室内の圧力の変動を、確実に受けることができる受圧部を有する弁部材とすることができる。したがって、弁部材は高速な変位速度を維持することができるのである。
【００２２】
請求項９に記載の発明によると、円筒状部材は、第二規制部を有し、遮断部材は、第二規制部に当接することで、弁部材側への変位を規制する第二当接部を有することを特徴とする。この発明によれば、遮断部材は、第二当接部を円筒状部材の有する第二規制部に当接させることにより、弁部材側への変位を規制される。この遮断部材の変位の規制によって、受圧部との接触を確実に防止することができる。このように互いの吸着を未然に防がれた遮断部材と弁部材は、それぞれ異なる動作を確実に行うことができるのである。
【００２３】
請求項１０に記載の発明によると、遮断部材は、円盤状に形成され、第二規制部は、円筒状部材の内周壁である内周部に設けられ、第二当接部は、遮断部材の外周部に設けられることを特徴とする。この発明によれば、円盤状に形成される遮断部材の外周部に設けられた第二当接部を、円筒状部材の内周壁である内周部に設けた第二規制部に当接させることで、遮断部材の変位は規制される。以上によれば、遮断部材は、簡素な構成であっても、弁部材側への変位を規制されるとともに、圧力制御室と流入側燃料流路とを遮断する動作を確実に行うことができるのである。
【００２４】
請求項１１に記載の発明によると、第二規制部は、円筒状部材の内周壁である内周部の内径を拡大することによって形成され、第二当接部は、遮断部材の弁部材側の外周部に形成されることを特徴とする。この発明によれば、遮断部材は、弁部材側の外周部に第二当接部を形成しているので、当該遮断部材の変位を規制する構成の追加に起因にした外径の縮小を要しない。故に、圧力制御室内の燃料による圧力を広い面積で確実に受けて、流入側燃料流路側にさらに強く付勢される遮断部材とすることができる。以上により、遮断部材が確実に流入側燃料流路と圧力制御室との連通を遮断することによれば、弁部材の高速変位がさらに確かなものとなるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態による燃料噴射装置を備える燃料供給システムの構成図である。
【図２】本発明の第一実施形態による燃料噴射装置の縦断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態による燃料噴射装置の特徴部分を拡大した図である。
【図４】本発明の第一実施形態による燃料噴射装置の特徴部分をさらに拡大した図である。
【図５】図３の変形例を示す図である。
【図６】図４の変形例を示す図である。
【図７】図５の変形例を示す図である。
【図８】本発明の第三実施形態による燃料噴射装置の特徴部分を説明する図であって、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図３のさらに別の変形例を示す図である。
【図１０】図４のさらに別の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００２７】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態による燃料噴射装置１００が用いられた燃料供給システム１０を、図１に示す。尚、本実施形態の燃料噴射装置１００は、内燃機関であるディーゼル機関２０の燃焼室２２内に向けて直接的に燃料を噴射する、所謂、直接噴射式燃料供給システムである。
【００２８】
燃料供給システム１０は、フィードポンプ１２、高圧燃料ポンプ１３、コモンレール１４、機関制御装置１７、および燃料噴射装置１００等から構成されている。
【００２９】
フィードポンプ１２は、電動式のポンプであって、燃料タンク１１内に収容されている。フィードポンプ１２は、燃料タンク１１内に貯留されている燃料に、この燃料の蒸気圧よりも高圧であるフィード圧を与える。このフィードポンプ１２は、高圧燃料ポンプ１３に燃料配管１２ａによって接続されており、所定のフィード圧を与えた液相状態の燃料をこの高圧燃料ポンプ１３に供給する。尚、燃料配管１２ａには、調圧弁（図示しない）が設けられており、高圧燃料ポンプ１３に供給される燃料の圧力を所定値に保っている。
【００３０】
高圧燃料ポンプ１３は、ディーゼル機関に取り付けられて、当該ディーゼル機関の出力軸からの動力によって駆動される。高圧燃料ポンプ１３は、コモンレール１４に燃料配管１３ａによって接続されており、フィードポンプ１２によって供給された燃料にさらに圧力を加えて、該コモンレール１４に供給する。加えて、高圧燃料ポンプ１３は、機関制御装置１７と電気的に接続された電磁弁（図示しない）を有している。この電磁弁の機関制御装置１７による開閉の制御によって、高圧燃料ポンプ１３からコモンレール１４に供給される燃料の圧力は最適に制御される。
【００３１】
コモンレール１４は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料からなる管状の部材であり、ディーゼル機関のバンクあたりの気筒数に応じた複数の分岐部１４ａが形成されている。この分岐部１４ａは、供給燃料流路１４ｄを形成する燃料配管によって、それぞれ燃料噴射装置１００に接続されている。また、燃料噴射装置１００と高圧燃料ポンプ１３とは、戻し燃料流路１４ｆを形成する燃料配管によって接続されている。この構成によりコモンレール１４は、高圧燃料ポンプ１３によって高圧な状態で供給された燃料を一時的に蓄え、圧力を保持したまま複数の燃料噴射装置１００に供給燃料流路１４ｄを介して分配する。加えて、コモンレール１４は、それぞれの端部にコモンレールセンサ１４ｂおよび圧力レギュレータ１４ｃを有している。コモンレールセンサ１４ｂは、機関制御装置１７に電気的に接続されており、燃料の圧力および温度を検出して当該機関制御装置１７に出力する。圧力レギュレータ１４ｃは、コモンレール１４内の燃料の圧力を一定に保持するとともに、余剰分の燃料を減圧して排出する。この圧力レギュレータ１４ｃを通過した余剰分の燃料は、コモンレール１４と燃料タンク１１との間を接続する燃料配管１４ｅ内の流路を介して、当該燃料タンク１１へ戻される。
【００３２】
燃料噴射装置１００は、コモンレール１４の分岐部１４ａを通じて供給される圧力の高められた燃料を噴孔４４から噴射する装置である。具体的に、燃料噴射装置１００は、供給燃料流路１４ｄを介して高圧燃料ポンプ１３から供給される燃料の噴孔４４からの噴射が、機関制御装置１７からの制御信号に応じて、弁部５０により制御される。加えて、この燃料噴射装置１００において、供給燃料流路１４ｄから供給された燃料の一部であり、噴孔４４からの噴射されなかった余剰分の燃料は、燃料噴射装置１００と高圧燃料ポンプ１３との間を連通する戻し燃料流路１４ｆに流出され、高圧燃料ポンプ１３へと戻される。この燃料噴射装置１００は、ディーゼル機関２０の燃焼室２２の一部を構成するヘッド部材２１に設けられる挿入孔に挿入されて、取り付けられている。燃料噴射装置１００は、ディーゼル機関２０の燃焼室２２毎に複数配置され、当該燃焼室２２内に向け直接的に燃料を、具体的には１６０から２２０メガパスカル（ＭＰａ）程度の噴射圧力で噴射する。
【００３３】
機関制御装置１７は、マイクロコンピュータからなり、上述したコモンレールセンサ１４ｂに加えて、ディーゼル機関２０の回転速度を検出する回転速度センサ、スロットル開度を検出するスロットルセンサ、吸入吸気量を検出エアフローセンサ、過給圧を検出する過給圧センサ、冷却水温を検出する水温センサ、および潤滑油の油温を検出する油温センサ等、種々のセンサと電気的に接続されている。機関制御装置１７は、これらの各センサからの情報に基づいて、高圧燃料ポンプ１３の電磁弁および各燃料噴射装置１００の弁部５０の開閉を制御するための電気信号を、高圧燃料ポンプ１３の電磁弁および各燃料噴射装置１００に出力する。
【００３４】
次に、図２に基づいて燃料噴射装置１００の構成について、さらに説明する。
【００３５】
燃料噴射装置１００は、制御弁駆動部３０、弁ボディ４０、ノズルニードル６０、およびフローティングプレート７０を備えている。尚、便宜的に、弁部５０側（図２の下方）を燃料噴射装置１００の先端側、弁部５０とは反対側（図２の上方）を燃料噴射装置１００の基端側とする。
【００３６】
制御弁駆動部３０は、弁ボディ４０内に収容されている。この制御弁駆動部３０は、ターミナル３２、ソレノイド３１、固定子３６、可動子３５、スプリング３４、およびバルブシート部材３３を有している。ターミナル３２は、導電性を備える金属材料によって形成され、一端を弁ボディ４０から外部に露出させているとともに、他端をソレノイド３１と接続させている。ソレノイド３１は、螺旋状に巻設されており、ターミナル３２を介して機関制御装置１７からのパルス電流の供給を受ける。ソレノイド３１は、この電流の供給を受けることで、軸方向に沿って周回する磁界を発生させる。固定子３６は、磁性材料によって形成された円筒状の部材であって、ソレノイド３１によって発生された磁界内で帯磁する。可動子３５は、磁性材料によって形成される二段円柱状の部材であって、固定子３６の軸方向先端側に配置されている。可動子３５は、帯磁した固定子３６によって基端側に吸引される。スプリング３４は、金属製の線材を周回状に巻設したコイルスプリングであって、可動子３５を固定子３６から離間させる方向に付勢している。バルブシート部材３３は、弁ボディ４０の後述する制御弁座部４７ａとともに圧力制御弁８０を形成している。バルブシート部材３３は、可動子３５の固定子３６とは反対側に設けられて、制御弁座部４７ａに着座自在である。ソレノイド３１による磁界の形成の無い場合、バルブシート部材３３は、スプリング３４の付勢力によって制御弁座部４７ａに着座している。ソレノイド３１によって磁界が形成された場合、バルブシート部材３３は、制御弁座部４７ａから離座する。
【００３７】
弁ボディ４０は、ノズルボディ４１、シリンダ５６、第一バルブボディ４６、第二バルブボディ４７、ホルダ４８、リテーニングナット４９を有している。この弁ボディ４０には、高圧燃料ポンプ１３およびコモンレール１４（図１参照）等と繋がる供給燃料流路１４ｄ側に連通する流入側燃料流路５２、シリンダ５６によって区画され流入側燃料流路５２から燃料が流入する圧力制御室５３、および戻し燃料流路１４ｆと連通し圧力制御室５３から燃料を流出させる流出側燃料流路５４が形成されている。これら流入側燃料流路５２および流出側燃料流路５４の圧力制御室５３へ開口する開口端５２ｂ，５４ｂ（図３参照）は、ともにフローティングプレート７０に対して基端側に位置している。
【００３８】
ノズルボディ４１は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料よりなる有底円筒状の部材であって、ノズルニードル収容部４３、弁座部４５、および噴孔４４を有している。ノズルニードル収容部４３は、ノズルボディ４１の軸方向に沿って形成され、ノズルニードル６０を収容する円筒穴である。このノズルニードル収容部４３には、高圧燃料ポンプ１３およびコモンレール１４からの高圧な燃料が供給される。弁座部４５は、シリンダ５６の軸方向において、当該シリンダ５６の圧力制御室５３とは反対側に位置するノズルニードル収容部４３の先端側の底壁に形成されて、ノズルニードル６０の先端と接触自在である。噴孔４４は、弁座部４５のさらに先端側に位置し、ノズルボディ４１の内側から外側に向けて放射状に複数形成された微小な孔部である。この微小な噴孔４４を通過することで、高圧な燃料は、微粒化および拡散して空気と混合し易い状態となる。
【００３９】
シリンダ５６は、金属材料よりなる円筒状の部材であって、ノズルニードル収容部４３内に、当該収容部４３と同軸となるよう配置され、第一バルブボディ４６の先端側に保持されている。このシリンダ５６は、基端側で第一バルブボディ４６の先端側の壁部とともに圧力制御室５３を区画している。加えてシリンダ５６の内周壁には、シリンダ内周部５９が設けられている。このシリンダ内周部５９は、圧力制御室５３のシリンダ５６の軸方向においてフローティングプレート７０と反対側に位置し、ノズルニードル６０を軸方向に沿って往復変位自在に摺動させる円筒状の部位である。加えて、ノズルニードル６０を修道させる部位は、シリンダ５６の内周部５９のうち、最も内径が小さい最小径部である。
【００４０】
第一バルブボディ４６および第二バルブボディ４７は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料よりなる円柱状の部材である。第二バルブボディ４７は、ホルダ４８の先端側に保持されるとともに、第一バルブボディ４６を先端側で保持している。これら第一バルブボディ４６および第二バルブボディ４７には、流入側燃料流路５２および流出側燃料流路５４の一部が設けられている。特に、第二バルブボディ４７に形成された流入側燃料流路５２および流出側燃料流路５４には、各流路の最大流量を規定するための絞り部である流入側絞り流路５２ａおよび流出側絞り流路５４ａがそれぞれ設けられている。加えて、第二バルブボディ４６ａの基端側には、制御弁駆動部３０のバルブシート部材３３とともに圧力制御弁８０を形成する制御弁座部４７ａが設けられている。この圧力制御弁８０は、流出側燃料流路５４と戻し燃料流路１４ｆとの連通および遮断を切り替えることで、圧力制御室５３内の燃料の圧力を制御することができる。
【００４１】
ホルダ４８は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料よりなる筒状の部材であって、軸方向に沿って形成される縦孔４８ａ，４８ｂ、およびソケット部４８ｃを有している。縦孔４８ａは、流入側燃料流路５２の一部であって、第二バルブボディ４７に形成されている流入側燃料流路５２と連通している。縦孔４８ｂは、先端側で制御弁駆動部３０を収容している。加えて、縦孔４８ｂの基端側には、開口端を閉塞するようソケット部４８ｃ形成されている。このソケット部４８ｃは、内部に制御弁駆動部３０のターミナル３２の一端が突出しており、機関制御装置１７と接続されたプラグ部（図示しない）と嵌合自在である。このソケット部４８ｃと図示しないプラグ部との接続によれば、機関制御装置１７から制御弁駆動部３０へのパルス電流の供給が可能となる。
【００４２】
リテーニングナット４９は、金属材料よりなる二段円筒状の部材であって、ノズルボディ４１の一部、第一バルブボディ４６、および第二バルブボディ４７を収容しつつ、ホルダ４８の先端側に螺合されている。加えて、リテーニングナット４９は、内周壁部で段差部４９ａを形成している。この段差部４９ａは、リテーニングナット４９のホルダ４８への取り付けによって、ノズルボディ４１および第一，第二バルブボディ４６ａ，４６ｂをホルダ４８側に付勢する。
【００４３】
ノズルニードル６０は、高速度工具鋼等の金属材料よって全体として円柱状に形成されて、シート部６５、受圧部６１、摺動部６２、および鍔部材６７を有している。シート部６５は、ノズルニードル６０の先端部に形成されて、弁ボディ４０の弁座部４５に着座自在である。このシート部６５は、ノズルニードル収容部４３内に供給される高圧な燃料の噴孔４４への連通および遮断を切り替える弁部５０を弁座部４５とともに構成している。受圧部６１は、ノズルニードル６０の基端部に形成されて圧力制御室５３の弁部５０側を区画し、圧力制御室５３内の燃料の圧力を受ける。摺動部６２は、ノズルニードル６０の受圧部６１側に位置し、シリンダ５６の内周部５９の最小径部に対して摺動自在に配置される円柱状の部位である。鍔部材６７は、ノズルニードル６０の外周壁部に外嵌され、当該ノズルニードル６０に保持される環状の部材である。
【００４４】
加えて、ノズルニードル６０は、リターンスプリング６６によって弁部５０側に付勢されている。リターンスプリング６６は、金属製の線材を周回状に巻設したコイルスプリングであって、先端側を鍔部材６７の基端側の面に、基端側をシリンダ５６の先端側の端面に、それぞれ着座させている。以上の構成によるノズルニードル６０は、受圧部６１の受ける圧力制御室５３内の燃料の圧力に応じてシリンダ５６に対して摺動部６２の軸方向に直線状に往復変位することで、シート部６５を弁座部４５に着座および離座させ、弁部５０の開閉を行うこととなる。
【００４５】
フローティングプレート７０は、金属材料よりなる円盤状の部材であって、絞り流路７１を有している。このフローティングプレート７０は、その軸方向をシリンダ５６の軸方向と同一方向に向けられた状態で、当該シリンダ５６の筒内部である圧力制御室５３内に収容されており、ノズルニードル６０の往復変位方向に沿う方向に変位可能である。このフローティングプレート７０は、流出側燃料流路５４と戻し燃料流路１４ｆとが連通状態への切り替えられると、流入側燃料流路５２と圧力制御室５３との連通を遮断するように、圧力制御室５３内の燃料の圧力によって当該流路５４側に付勢される。加えて、絞り流路７１は、フローティングプレート７０の径方向の中央に、軸方向沿って形成されている。フローティングプレート７０によって流入側燃料流路５２が閉塞されると、圧力制御室５３内の燃料は、この絞り流路７１を通過して流出側燃料流路５４へ流出する。尚、絞り流路７１の流路面積は、流出側絞り流路５４ａの流路面積よりも小さい。
【００４６】
（特徴部分）
次に、図２〜図４に基づいて燃料噴射装置１００の特徴部分について、さらに詳細に説明する。
【００４７】
弁ボディ４０は、ニードルストッパ５７およびプレートストッパ５８をさらに有している。これらのニードルストッパ５７およびプレートストッパ５８は、具体的には、シリンダ５６の内周部５９に設けられている。ニードルストッパ５７は、シリンダ５６において内周部５９の弁座部４５側に位置し、当該シリンダ５６の流出側燃料流路５４側とは反対側である部分に設けられており、当該シリンダ５６の軸方向において内周部５９の先端側に位置している。このニードルストッパ５７は、当該シリンダ５６の内周部５９の内径を拡大することによって形成されており、隣接する最も内径の小さい部分である最小径部の内周面よりも径方向外側に位置している。また、プレートストッパ５８は、シリンダ５６において内周部５９の基端側に位置しており、内周部５９の内径を拡大することによって形成されている。
【００４８】
ノズルニードル６０は、外周壁部に段付部６３をさらに有している。この段付部６３は、ノズルニードル６０の外周壁部の外径を拡大することによって形成されており、摺動部６２よりもシート部６５側かつ当該摺動部６２の径方向外側に位置している。段付部６３は、ニードルストッパ５７の先端側で、ニードルストッパ５７と軸方向において対向して位置している。ノズルニードル６０の圧力制御室５３側への変位によれば、段付部６３は、ニードルストッパ５７に接近して、フローティングプレート７０から受圧部６１が離間した位置で当該ニードルストッパ５７に当接することとなる。以上のような段付部６３とニードルストッパ５７との当接によれば、ノズルニードル６０の圧力制御室５３側への変位は規制される。
【００４９】
加えて、ノズルニードル６０は、摺動部６２と段付部６３との間に、空間９０を形成する凹部６２ａを具備している。この凹部６２ａは、摺動部６２の径方向を深さ方向としており、当該摺動部６２の周方向において連続して環状に形成されている。この凹部６２ａが形成されることで、ノズルニードル６０の摺動部６２を形成する外周壁部の外径は、内周部５９に直接的に接触する部分（図４Φ  Ａ１）から、段付部６３に向って一旦細くなっている（図４Φ  Ｂ１）。加えて、凹部６２ａは、弁部５０の閉弁時においても、その基端側を内周部５９と径方向に重畳させている。
【００５０】
以上の構成により、シリンダ５６およびノズルニードル６０は、シリンダ５６およびノズルニードル６０間に、ニードルストッパ５７および段付部６３間と連通する空間９０を形成する。この空間９０は、少なくとも弁部５０の閉弁状態においては、ニードルストッパ５７と段付部６３との間に連通する。また、空間９０は、ニードルストッパ５７と段付部６３が当接状態においては、シリンダ５６とノズルニードル６０とによって周囲を区画される。以上の構成では、ノズルニードル６０の圧力制御室５３側への変位において、空間９０は、ニードルストッパ５７および段付部６３間の圧力上昇の変動を緩和することができる。
【００５１】
加えて、摺動部６２に凹部６２ａを形成しているので、空間９０は、ノズルニードル６０の圧力制御室５３側への変位に応じて、その体積が大きくなる。故に、空間９０の体積は、弁部５０の閉弁時と開弁時では、開弁時の方が大きくなる（図４  二点鎖線参照）。さらに、閉弁時において、空間９０は開弁時とは逆にニードルストッパ５７および段付部６３間の急な圧力低下を緩和する効果があり、内周部５９と径方向に重畳する凹部６２ａの形態により、空間９０はノズルニードル６０の圧力制御室５３側への変位開始時には既に形成されることとなる。故に、空間９０による圧力の緩和作用は、ノズルニードル６０の変位開始直後から発揮され得る。
【００５２】
フローティングプレート７０は、プレートストッパ５８に突き当てて接触させる当接部７３をさらに有している。具体的には、フローティングプレート７０は、ノズルニードル６０側の外周壁部における径方向の外側の縁部を当接部７３としている。この当接部７３は、プレートストッパ５８の基端側で当該ストッパ５８と対向して位置しており、フローティングプレート７０のノズルニードル６０側への変位によって、プレートストッパ５８に接近して、当接する。以上のような当接部７３とプレートストッパ５８との当接によれば、フローティングプレート７０のノズルニードル６０側への変位は規制される。
【００５３】
ここで、弁部５０を閉弁状態とするノズルニードル６０の受圧部６１と、第一バルブボディ４６と接触状態であるフローティングプレート７０との間隙は、当接部７３とプレートストッパ５８との間隙および段付部６３とニードルストッパ５７との間隙の総和よりも広く設定されている。以上のような間隙の設定によれば、フローティングプレート７０から受圧部６１が離間した位置で、ノズルニードル６０は圧力制御室５３側への変位が規制されることとなる。
【００５４】
加えて、ノズルニードル６０とフローティングプレート７０との間には、プレートスプリング７６が設けられている。プレートスプリング７６は、例えば金属製の線材を周回状に巻設したコイルスプリングであって、先端側をノズルニードル６０の基端側の面に、基端側をフローティングプレート７０の先端側の端面に、それぞれ着座させている。このプレートスプリング７６は、フローティングプレート７０をノズルニードル６０に対して基端側に付勢している。プレートスプリング７６の付勢によれば、フローティングプレート７０は、当該プレート７０の基端側と先端側との間に圧力差が無い場合であっても、流入側燃料流路５２側に付勢されて、第一バルブボディ４６の先端側の壁部に接触している。
【００５５】
また、第一バルブボディ４６および第二バルブボディ４７に形成されている流入側燃料流路５２および流出側燃料流路５４の圧力制御室５３への各開口端５２ｂ，５４ｂは、フローティングプレート７０の中心軸に軸対称となるよう配置されている。具体的には、流出側燃料流路５４の開口端５４ｂは、フローティングプレート７０の中央に向けて開口しており、絞り流路７１と対向している。加えて、流入側燃料流路５２の開口端５２ｂは、流出側燃料流路５４の開口端５４ｂの周囲に複数開口している。この各開口端５２ｂ，５４ｂの配置によれば、フローティングプレート７０の軸方向は、シリンダ５６の軸方向に対して傾き難くなる。故に、フローティングプレート７０は、当接部７３をプレートストッパ５８に確実に当接させて、変位を規制されることとなる。
【００５６】
以上の構成による燃料噴射装置１００が、機関制御装置１７からの制御信号に応じて弁部５０を開閉させ燃料の噴射を行う動作を、図２〜図４に基づいて以下に説明する。
【００５７】
機関制御装置１７のパルス電流に応じて発生するソレノイド３１による磁界は、圧力制御弁８０を開弁する。これにより戻し燃料流路１４ｆと連通状態となった流出側燃料流路５４からの燃料の流出は、圧力制御室５３内において、まず流出側燃料流路５４の開口端５４ｂ付近を減圧させる。プレートスプリング７６の付勢力によって、流入側燃料流路５２側に付勢され、第一バルブボディ４６の先端側の壁部に接触しているフローティングプレート７０は、基端側と先端側との間に生じる圧力差によって、流出側燃料流路５４の開口端５４ｂ側に吸い付けられて、流入側燃料流路５２側にさらに強く付勢される。フローティングプレート７０に対して流出側燃料流路５４と同じ側に開口端５２ｂを備える流入側燃料流路５２は、この付勢された当該プレート７０によって圧力制御室５３との連通を遮断される。流入側燃料流路５２からの燃料の流入を遮断された圧力制御室５３では、絞り流路７１を通過する燃料の流出によって、急速な減圧が生じることとなる。
【００５８】
圧力制御室５３内の急速な減圧によって、圧力制御室５３内の燃料から受圧部６１が受ける力とリターンスプリング６６の付勢力との総和よりも、ノズルニードル収容部４３内の燃料から主にシート部６５等が受ける力が上回ることとなったノズルニードル６０は、直ちに圧力制御室５３側に高速で押し上げられる。圧力制御室５３側へ変位するノズルニードル６０は、シート部６５を弁座部４５から離座させて、弁部５０を開弁状態とする。
【００５９】
ノズルニードル６０が圧力制御室５３側へ変位する時、シリンダ５６とノズルニードル６０とで区画された空間９０が形成されており、当該空間９０はニードルストッパ５７と段付部６３間に連通している。故に、ニードルストッパ５７および段付部６３間に位置していた内周部５９および摺動部６２間に追いやられるはずの燃料は、これらニードルストッパ５７および段付部６３のそれぞれに隣接する内周部５９および摺動部６２間の空間９０へ流れ込む。このように、シリンダ５６とノズルニードル６０間に空間９０を形成することで、ニードルストッパ５７および段付部６３間の圧力上昇の変動は緩和される。そして、さらに圧力制御室５３側への変位を継続するノズルニードル６０は、段付部６３をニードルストッパ５７に当接させることにより、受圧部６１のフローティングプレート７０への接触を生じる以前に、その変位を規制されることとなる。加えて、この空間９０は、ニードルストッパ５７と段付部６３とが当接した際にも存在し得るため、ニードルストッパ５７および段付部６３間の圧力上昇の変動の緩和は、ノズルニードル６０の圧力制御室５３側への変位が終了するまで実施され得る。
【００６０】
機関制御装置１７のパルス電流に応じたソレノイド３１による磁界の消失によって、圧力制御弁８０は閉弁する。これにより戻し燃料流路１４ｆと遮断状態となった流出側燃料流路５４からの燃料の流出は停止する。流出側燃料流路５４の開口端５４ｂ付近へ絞り流路７１を通過して燃料が流入することによれば、当該開口端５４ｂへ向うフローティングプレート７０の付勢力は、最終的にはプレートスプリング７６による付勢力のみとなる。すると、フローティングプレート７０は、流入側燃料流路５２の開口端５２ｂ付近の燃料の圧力によって、ノズルニードル６０側へと押し下げられる。ノズルニードル６０側へ変位するフローティングプレート７０は、当接部７３をプレートストッパ５８に当接させることにより、ノズルニードル６０の受圧部６１と接触する以前に、その変位が規制されることとなる。
【００６１】
フローティングプレート７０のノズルニードル６０側への変位によれば、流入側燃料流路５２と圧力制御室５３とが再び連通する。流入側燃料流路５２からの燃料の流入が再開された圧力制御室５３では、急速な増圧が生じることとなる。圧力制御室５３内の急速な増圧によって、圧力制御室５３内の燃料から受圧部６１が受ける力とリターンスプリング６６による付勢力との総和は、ノズルニードル収容部４３内の燃料から主にシート部６５等が受ける力を再び上回る。すると、ノズルニードル６０は直ちに圧力制御弁８０側に高速で押し下げられる。このとき、ニードルストッパ５７および段付部６３間の圧力は、当該ニードルストッパ５７および当該段付部６３間が空間９０中の燃料および供給燃料流路１４ｄから供給される燃料と接するため、空間９０が形成されていない場合と比較し、全体として高い圧力で分布し得える。そのためノズルニードル６０の弁部５０側への変位の際は、ニードルストッパ５７と段付部６３とが吸着し難くなる。
【００６２】
加えて、シリンダ５６とノズルニードル６０との間に形成される空間９０は、ニードルストッパ５７と段付部６３とが当接した状態においては、シリンダ５６とノズルニードル６０とで周囲を区画される。故に、ノズルニードル６０の弁部５０側への変位により、空間９０内に位置していた燃料は、当該空間９０と連通するニードルストッパ５７および段付部６３間に戻り得る。そのため、ニードルストッパ５７および段付部６３間の圧力低下の変動が緩和される。そして、ノズルニードル６０は、シート部６５を弁座部４５に着座させることで、弁部５０を閉弁状態とする。
【００６３】
ここまで説明した第一実施形態では、ノズルニードル６０の変位の規制によって、受圧部６１と、フローティングプレート７０との接触を回避することができる。故に、これらの間に常に燃料を介在させ得るので、ノズルニードル６０およびフローティングプレート７０は、圧力制御室５３内およびノズルニードル収容部４３内の燃料の圧力によって互いに吸着してしまうことはない。このような段付部６３およびニードルストッパ５７の相乗作用によれば、ノズルニードル６０およびフローティングプレート７０は、上述したような、それぞれ異なる動作を確実に行うことができるのである。
【００６４】
さらに、シリンダ５６およびノズルニードル６０間にニードルストッパ５７および段付部６３間と連通可能な空間９０を形成することで、ニードルストッパ５７および段付部６３間の圧力の変動を緩和できる。故に、ニードルストッパ５７および段付部６３間の圧力の変動に起因して生じるノズルニードル６０の高速変位を妨げる力を低減できる。
【００６５】
したがって、フローティングプレート７０の作用が確実に発揮されることとなり、燃料噴射装置１００は、ノズルニードル６０の高速変位を確実に実現することができるのである。
【００６６】
加えて第一実施形態では、摺動部６２の段付部６３との間に位置する凹部６２ａは、ノズルニードル６０の圧力制御室５３側への変位に応じて、内周部５９と重畳する領域を拡大させる。この構成により、ノズルニードル６０の圧力制御室５３側への変位に応じて、空間９０が大きくなるので、ニードルストッパ５７および段付部６３間に位置していた燃料は、凹部６２ａからなる当該空間９０に円滑に移動できる。故に、ニードルストッパ５７および段付部６３間の圧力の上昇は、空間９０によって確実に緩和される。そして、この効果の向上は、簡素な構成で実現できる。
【００６７】
さらに第一実施形態では、凹部６２ａは、摺動部６２の周方向において連続して環状に形成されるので、圧力の変動を緩和する空間９０は、摺動部６２の周方向において連続して環状に形成されることとなる。故に、ニードルストッパ５７および段付部６３間に位置していた燃料は、全ての周方向において、摺動部６２および内周部５９間の空間９０に円滑に移動できる。以上により、ニードルストッパ５７および段付部６３間の圧力の上昇は、内周部５９および摺動部６２間の空間９０によってさらに確実に緩和される。
【００６８】
また第一実施形態では、ノズルニードル６０の外周壁部に設けた段付部６３を、シリンダ５６の内周部５９に設けたニードルストッパ５７に当接させることで、簡素な構成でありながら、ノズルニードル６０の確実な変位の規制を実現している。さらに、段付部６３がノズルニードル６０の外周壁部の外径拡大によって形成されることによれば、変位の規制のための構成追加にともなった受圧部６１の大きさの制限が引き起こされない。故に、圧力制御室５３内の圧力の変動を、ノズルニードル６０は受圧部６１によって確実に受けることができる。したがって、ノズルニードル６０は高速な変位速度を維持することができるのである。
【００６９】
また加えて第一実施形態では、当接部７３およびプレートストッパ５８の相乗作用によるフローティングプレート７０の変位の規制によっても、当該プレート７０およびノズルニードル６０は、互いの吸着を未然に防がれることとなる。故に、フローティングプレート７０とノズルニードル６０とは、それぞれ異なる動作を確実に行うことができるのである。
【００７０】
さらに加えて第一実施形態では、当接部７３はフローティングプレート７０の外周壁部であり、プレートストッパ５８はシリンダ５６の内周部５９に設けられている。故に、簡素な構成でありながら、フローティングプレート７０の確実な変位の規制が実現されるのである。加えて、フローティングプレート７０のノズルニードル６０側の外周壁部に当接部７３を形成しているので、当該プレート７０は、変位規制のための構成追加に起因にした外径の縮小を要しない。故に、圧力制御室５３内の燃料による圧力を広い面積で確実に受けて、流入側燃料流路５２側にさらに強く付勢されるフローティングプレート７０とすることができるのである。
【００７１】
そして、ニードルストッパ５７および段付部６３によってフローティングプレート７０と受圧部６１との接触の回避を図る作用は、ノズルニードル６０とフローティングプレート７０との変位方向が同一であって、受圧部６１とフローティングプレート７０との接触を生じ易いこの第一実施形態において、特に有効に発揮されるのである。
【００７２】
尚、第一実施形態において、機関制御装置１７が請求項に記載の「制御装置」に、高圧燃料ポンプ１３が請求項に記載の「供給源」に、ノズルニードル６０が請求項に記載の「弁部材」に、段付部６３が請求項に記載の「第一当接部」に、フローティングプレート７０が請求項に記載の「遮断部材」に、当接部７３が請求項に記載の「第二当接部」に、シリンダ５６が請求項に記載の「円筒状部材」に、ニードルストッパ５７が請求項に記載の「第一規制部」に、プレートストッパ５８が請求項に記載の「第二規制部」に、内周部５９の一部が請求項に記載の「最小径部」に、それぞれ相当する。
【００７３】
（第二実施形態）
図５および図６に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態のフローティングプレート２７０、ノズルニードル２６０、ならびにバルブボディ２４６は、第一実施形態のフローティングプレート７０、ノズルニードル６０、ならびに第一バルブボディ４６および第二バルブボディ４７に、それぞれ相当する。以下、第二実施形態の構成について詳細に説明する。
【００７４】
第二実施形態のフローティングプレート２７０は、第一実施形態のフローティングプレート７０のように、プレートスプリング７６によって基端側に付勢されていない。加えて、フローティングプレート２７０は、ノズルニードル２６０側の外周壁部における径方向の外側の縁部に、フローティングプレート２７０の径方向に沿って設けられる溝部２７８を有している。この溝部２７８は、フローティングプレート２７０の当接部７３と、シリンダ５６のプレートストッパ５８とが当接した状態で、フローティングプレート２７０の基端側と先端側とを連通させる燃料流路となる。
【００７５】
加えて第二実施形態では、圧力制御室５３に連通する流入側燃料流路２５２および流出側燃料流路２５４の流路形状が簡素化されている。この各燃料流路２５２，２５４の簡素化に対応して、第一実施形態で第一バルブボディ４６および第二バルブボディ４７に相当する構成が、第二実施形態では単一のバルブボディ２４６に簡素化されている。具体的に、流入側燃料流路２５２の圧力制御室５３への開口端２５２ｂ、および流出側燃料流路２５４の圧力制御室５３への開口端２５４ｂは、互いに隣接しており、フローティングプレート２７０の中央から偏心した位置に向けてそれぞれ開口している。
【００７６】
また第二実施形態のノズルニードル２６０は、第一実施形態によるノズルニードル６０の受圧部６１、摺動部６２、および段付部６３に相当する、受圧部２６１、摺動部２６２、段付部２６３を有している。さらに、摺動部２６２は、第一実施形態の凹部６２ａに相当し、摺動部２６２の周方向において連続して環状に形成される凹部２６２ａを具備している。この凹部２６２ａが形成されることで、ノズルニードル２６０の摺動部２６２を形成する外周壁部の外径は、内周部５９に直接的に接触する部分（図６  ΦＡ２）から、段付部２６３に向って一旦細くなっている（図６  ΦＢ２）。
【００７７】
以上の構成により、シリンダ５６およびノズルニードル２６０は、内周部５９および摺動部２６２間に、ニードルストッパ５７および段付部２６３間と連通する空間２９０を形成する。ノズルニードル２６０の圧力制御室５３側への変位において、空間２９０は、ニードルストッパ５７および段付部２６３間の圧力上昇の変動を緩和することができる。
【００７８】
加えて、摺動部２６２に凹部２６２ａを形成しているので、空間２９０は、ノズルニードル２６０の圧力制御室５３側への変位に応じて、その体積が大きくなる。故に、空間２９０の体積は、弁部５０（図１参照）の閉弁時と開弁時では、開弁時の方が大きくなる（図６  二点鎖線参照）。さらに、閉弁時において内周部５９と径方向に重畳する凹部２６２ａの形態により、空間２９０はノズルニードル２６０の圧力制御室５３側への変位開始時には既に形成されることとなる。故に、空間２９０による圧力の緩和作用は、ノズルニードル２６０の変位開始直後から発揮され得る。
【００７９】
以上説明した構成の第二実施形態では、流出側燃料流路２５４が遮断された状態において、フローティングプレート２７０は、バルブボディ２４６の内壁部から離間している。この状態から流出側燃料流路２５４と戻し燃料流路１４ｆとが連通状態に切り替えられると、フローティングプレート２７０は、流出側燃料流路２５４の開口端２５４ｂ付近の減圧によって、当該開口端２５４ｂ側に吸い寄せられ、変位する。そして、フローティングプレート２７０は、圧力制御室５３の内壁部に接触し、強く付勢されることで流入側燃料流路２５２と圧力制御室５３との連通を遮断することとなる。燃料の流入を遮断された圧力制御室５３からは、絞り流路７１および当該絞り流路７１と対向する開口端２５４ｂを通過して燃料が流出する。
【００８０】
以上によれば、圧力制御室５３では急速な減圧が生じ、ノズルニードル２６０を高速で押し上げることとなる。ノズルニードル２６０が圧力制御室５３側へ変位すると、ニードルストッパ５７および段付部２６３間に位置していた燃料は、これらニードルストッパ５７および段付部２６３のそれぞれに隣接する内周部５９および摺動部２６２間に追いやられる。そこでシリンダ５６およびノズルニードル２６０間にニードルストッパ５７および段付部２６３間と連通可能な空間２９０を形成することで、ニードルストッパ５７および段付部２６３間の圧力上昇の変動を緩和することができる。そして、ノズルニードル２６０は、段付部２６３をニードルストッパ５７に当接させることで、受圧部２６１のフローティングプレート２７０への接触を生じる以前に、その変位を規制されることとなる。
【００８１】
また、流出側燃料流路２５４と戻し燃料流路１４ｆとの遮断によれば、流出側燃料流路２５４の開口端２５４ｂ付近の圧力の回復および、流入側燃料流路２５２の開口端２５２ｂ付近の高い圧力によって、フローティングプレート２７０はノズルニードル２６０側に押し下げられる。このフローティングプレート２７０は、当接部７３をプレートストッパ５８に当接させることにより、変位が規制されることとなる。加えて、溝部２７８の燃料流路としての作用によれば、プレートストッパ５８がフローティングプレート２７０の変位を規制している場合であっても、フローティングプレート２７０のノズルニードル２６０側へ向う燃料の流入は妨げられ難い。故に、ノズルニードル２６０を圧力制御弁８０側に高速で押し下げることが確実にできるのである。
【００８２】
このとき、ノズルニードル２６０の弁部５０側への変位により、空間２９０内に位置していた燃料は、ニードルストッパ５７および段付部２６３間に戻り得る。故に、ニードルストッパ５７および段付部２６３間の圧力が低下する変動が緩和される。そして、ノズルニードル２６０は、シート部６５を弁座部４５に着座させることで、弁部５０を閉弁状態とする（図２参照）。
【００８３】
以上のように、プレートスプリング７６の有無、ならびに流入側燃料流路２５２および流出側燃料流路２５４の流路形状にかかわらず、段付部２６３およびニードルストッパ５７による相乗作用は確実に発揮される。加えて、当接部７３およびプレートストッパ５８の相乗作用も同様に発揮される。さらに、空間２９０によってニードルストッパ５７および段付部２６３間の圧力の変動も確実に緩和される。したがって、第二実施形態においても、ノズルニードル２６０の高速変位は確実に実現されるのである。
【００８４】
尚、第二実施形態において、ノズルニードル２６０が請求項に記載の「弁部材」に、段付部２６３が請求項に記載の「第一当接部」に、フローティングプレート２７０が請求項に記載の「遮断部材」に、それぞれ相当する。
【００８５】
（第三実施形態）
図７および図８に示すように、本発明の第三実施形態は第二実施形態の変形例である。第三実施形態による燃料噴射装置３００は、第二実施形態のシリンダ５６およびノズルニードル２６０に相当するシリンダ３５６およびノズルニードル３６０を備えている。以下、第三実施形態による燃料噴射装置３００の構成について詳細に説明する。
【００８６】
第三実施形態のシリンダ３５６は、第二実施形態によるシリンダ５６の内周部５９およびニードルストッパ５７に相当する、内周部３５９およびニードルストッパ３５７を有している。
【００８７】
また、第三実施形態のノズルニードル３６０は、第二実施形態によるノズルニードル２６０の摺動部２６２および段付部２６３に相当する、摺動部３６２および段付部３６３を有している。この摺動部３６２は、段付部３６３と隣接する先端側の端部に、スリット部３６２ａを複数具備している。このスリット部３６２ａは、当該摺動部３６２の径方向を深さ方向とし、ノズルニードル３６０の軸方向に沿って形成される凹部であって、摺動部３６２の周方向において、所定の間隔をあけて複数形成されている。この複数のスリット部３６２ａは、摺動部３６２の周方向において等間隔で、全周に亘って形成されている（図８参照）。加えて、各スリット部３６２ａの基端側は、弁部５０（図２参照）が閉弁した状態において、シリンダ３５６の内周部３５９と径方向に重畳している。
【００８８】
以上の構成により、シリンダ３５６およびノズルニードル３６０は、内周部３５９および摺動部３６２間に、ニードルストッパ３５７および段付部３６３間と連通する空間３９０を形成する。ノズルニードル３６０の圧力制御室５３側への変位において、空間３９０は、ニードルストッパ３５７および段付部３６３間の圧力上昇の変動を緩和することができる。
【００８９】
加えて、摺動部３６２にスリット部３６２ａを形成しているので、空間３９０は、ノズルニードル３６０の圧力制御室５３側への変位に応じて、その体積が大きくなる。故に、空間３９０の体積は、弁部５０の閉弁時と開弁時では、開弁時の方が大きくなる。さらに、閉弁時において内周部３５９と径方向に重畳するスリット部３６２ａの形態により、空間３９０はノズルニードル３６０の圧力制御室５３側への変位開始時には既に形成されることとなる。故に、空間３９０による圧力の緩和作用は、ノズルニードル３６０の変位開始直後から発揮され得る。
【００９０】
ここまで説明した第三実施形態では、ノズルニードル３６０が圧力制御室５３側へ変位すると、ニードルストッパ３５７および段付部３６３間に位置していた燃料は、これらのそれぞれに隣接する内周部３５９および摺動部３６２間に追いやられる。この内周部３５９および摺動部３６２間に空間３９０を形成することで、ニードルストッパ３５７および段付部３６３間の圧力が上昇する変動を緩和することができる。一方、ノズルニードル３６０の弁部５０側への変位によれば、内周部３５９および摺動部３６２間の空間３９０内に位置していた燃料は、ニードルストッパ３５７および段付部３６３間に戻り得る。故に、ニードルストッパ３５７および段付部３６３間の圧力低下の変動が緩和される。
【００９１】
さらに第三実施形態では、摺動部３６２の周方向に形成される複数のスリット部３６２ａによって、圧力の変動を緩和する空間３９０が、当該摺動部３６２の周方向において、所定の間隔をあけて複数形成されることとなる。故に、ニードルストッパ３５７および段付部３６３間に位置していた燃料は、全ての周方向において、複数の空間３９０のうちのいずれかに円滑に移動できる。以上により、ニードルストッパ３５７および段付部３６３間の圧力の上昇は、内周部３５９および摺動部３６２間の空間３９０によってさらに確実に緩和される。
【００９２】
そして、これら複数の空間３９０は、ノズルニードル３６０の圧力制御室５３側への変位に応じて次第に大きくなる。故に、ニードルストッパ３５７および段付部３６３間に位置していた燃料は、空間３９０にさらに円滑に移動できる。故に、ニードルストッパ３５７および段付部３６３間の圧力の変動は、摺動部３６２のスリット部３６２ａおよび内周部３５９間の空間３９０によって確実に緩和される。そして、この効果の向上は、簡素な構成で実現できる。
【００９３】
したがって、第三実施形態においても、空間３９０の作用発揮によってニードルストッパ３５７および段付部３６３間の圧力の変動が確実に緩和されるので、燃料噴射装置３００はノズルニードル３６０の高速変位を実現できるのである。
【００９４】
尚、第三実施形態において、シリンダ３５６が請求項に記載の「円筒状部材」に、ニードルストッパ３５７が請求項に記載の「第一規制部」に、ノズルニードル３６０が請求項に記載の「弁部材」に、スリット部３６２ａが請求項に記載の「凹部」に、段付部３６３が請求項に記載の「第一当接部」に、それぞれ相当する。
【００９５】
（第四実施形態）
図９および図１０に示すように、本発明の第四実施形態は第二実施形態の別の変形例である。第四実施形態による燃料噴射装置４００は、第二実施形態のノズルニードル２６０およびシリンダ５６に相当する、ノズルニードル４６０およびシリンダ４５６を備えている。以下、第四実施形態による燃料噴射装置４００の構成について詳細に説明する。
【００９６】
第四実施形態のノズルニードル４６０は、第二実施形態によるノズルニードル２６０の摺動部２６２および段付部２６３に相当する、摺動部４６２および段付部４６３を有している。この摺動部４６２の段付部４６３と隣接する先端側の端部からは、第二実施形態における凹部２６２ａに相当する構成が省略されている。
【００９７】
シリンダ４５６の内周壁部には、第二実施形態の内周部５９およびニードルストッパ５７に相当する、内周部４５９およびニードルストッパ４５７が設けられている。この内周部４５９は、圧力制御室５３の先端側に隣接し、ノズルニードル４６０を軸方向に沿って往復変位自在に摺動させる円筒状の部位である。ニードルストッパ４５７は、シリンダ４５６の内周壁部において内周部４５９の先端側に位置する部分に設けられている。このニードルストッパ４５７は、当該シリンダ４５６の内周壁部の内径を拡大することによって形成されており、隣接する内周部４５９の内周面よりも径方向外側に位置している。
【００９８】
加えて、シリンダ４５６は、内周部４５９のうち最も内径が小さい最小径部とニードルストッパ４５７との間であって、ニードルストッパ４５７と隣接する先端側の端部に、摺動部４６２とともに空間４９０を形成する凹部４５９ａを具備している。この凹部４５９ａは、シリンダ内周部４５９の径方向を深さ方向とし、内周部４５９の周方向において連続して環状に形成されている。そして、この凹部４５９ａの形成により、シリンダ４５６の内周部４５９を形成する内周壁部の内径は、摺動部４６２に直接的に接触する部分（図１０  ΦＢ４）から、ニードルストッパ４５７に向って一旦太くなっている（図１０  ΦＡ４）。また、この凹部４５９ａは、深さ方向である径方向の長さが、ノズルニードル４６０の軸方向に沿った幅方向の長さよりも短くされている。この凹部４５９ａの形態によれば、空間４９０の体積を確保しつつ、段付部４６３が当該空間４９０内の燃料の圧力を受ける面積を低減することができる。
【００９９】
以上の構成により、シリンダ４５６およびノズルニードル４６０間には、ニードルストッパ４５７および段付部４６３間と連通する空間４９０が形成される。故に、ノズルニードル４６０が圧力制御室５３側へ変位すると、ニードルストッパ４５７および段付部４６３間に位置していた燃料は、これらのそれぞれに隣接する内周部４５９および摺動部４６２間に追いやられ得る。そのため、これらシリンダ４５６およびノズルニードル４６０間に空間４９０を形成することで、ニードルストッパ４５７および段付部４６３間の圧力が上昇する変動を緩和することができる（図１０  二点鎖線参照）。一方、ノズルニードル４６０の先端側への変位によれば、空間４９０内に位置していた燃料は、ニードルストッパ４５７および段付部４６３間に戻り得る。故に、ニードルストッパ４５７および段付部４６３間の圧力低下の変動が緩和される。
【０１００】
したがって、第四実施形態においても、凹部４５９ａという簡素な構成によって形成できる空間４９０の圧力変動を緩和する作用の発揮により、ニードルストッパ４５７および段付部４６３間の圧力の変動に起因して生じるノズルニードル４６０の高速変位を妨げる力を低減できる。故に、フローティングプレート２７０の作用発揮による、ノズルニードル４６０の高速変位が実現されるのである。
【０１０１】
尚、第四実施形態において、シリンダ４５６が請求項に記載の「円筒状部材」に、ニードルストッパ４５７が請求項に記載の「第一規制部」に、ノズルニードル４６０が請求項に記載の「弁部材」に、段付部４６３が請求項に記載の「第一当接部」に、それぞれ相当する。
【０１０２】
（他の実施形態）
以上、本発明による複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【０１０３】
上記実施形態においては、フローティングプレートの変位方向と、ノズルニードルの変位方向とが同一とされていた。しかし、ノズルニードルの変位方向とは異なる方向に変位自在なフローティングプレートが、圧力制御室内に配置された燃料噴射装置に本発明を適用してもよい。
【０１０４】
上記実施形態においては、シリンダ５６の内周壁部を拡大することで形成したプレートストッパ５８に、フローティングプレート７０，２７０の外周部による当接部７３を当接させて、フローティングプレート７０，２７０の変位を規制していた。しかし、ノズルニードル６０の変位を規制する形態は、これに限定しない。例えば、「第二当接部」に相当する構成を、外周壁部や基端側の外周部に有するフローティングプレートであってもよい。加えて、「第二規制部」に相当する構成は、シリンダ５６に限らず、バルブボディ４６ａ，２４６やノズルボディ４１に設けられていてもよい。さらには、「第二規制部」および「第二当接部」に相当する構成を備えない燃料噴射装置であってもよい。
【０１０５】
上記実施形態においては、圧力制御室５３内の燃料の圧力を制御する圧力制御弁８０を開閉する駆動部として、ソレノイド３１の電磁力で可動子３５を駆動する機構を用いていた。しかし、機関制御装置１７からの制御信号に応じて可動し、圧力制御弁８０を開閉できる駆動部であれば、ソレノイドを用いた形態以外の、例えばピエゾ素子を用いる形態であってもよい。
【０１０６】
上記第一〜第三実施形態では、凹部又はスリット部をノズルニードルの摺動部に形成することにより、圧力を緩和させるための空間が形成されていた。また、第四実施形態では、凹部を内周部に形成することにより、圧力を緩和させるための空間が形成されていた。しかし、これらの凹部に相当する構成を、摺動部および内周部がともに具備していてもよい。
【０１０７】
以上、燃料を燃焼室２２に直接的に噴射するディーゼル機関２０に用いられる燃料噴射装置に、本発明を適用した例を説明した。しかし、本発明は、ディーゼル機関２０に限らず、オットーサイクル機関等の内燃機関に用いられる燃料噴射装置に適用されてもよい。加えて、燃料噴射装置によって噴射される燃料は、軽油に限らず、ガソリン、および液化石油ガス等であってもよい。さらには、外燃機関等の燃料を燃焼させる機関の燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射装置に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  燃料供給システム、１１  燃料タンク、１２  フィードポンプ、１３  高圧燃料ポンプ（供給源）、１４  コモンレール、１４ａ  分岐部、１４ｂ  コモンレールセンサ、１４ｃ  圧力レギュレータ、１２ａ，１３ａ，１４ｅ  燃料配管、１４ｄ  供給燃料流路、１４ｆ  戻し燃料流路、１７  機関制御装置（制御装置）、２０  ディーゼル機関、２１  ヘッド部材、２２  燃焼室、３０  制御弁駆動部、３１  ソレノイド、３２  ターミナル、３３  バルブシート部材、３４  スプリング、３５  可動子、３６  固定子、４０  弁ボディ、４１  ノズルボディ、４３  ノズルニードル収容部、４４  噴孔、４５  弁座部、４６  第一バルブボディ、４７  第二バルブボディ、２４６  バルブボディ、４７ａ  制御弁座部、４８  ホルダ、４８ａ，４８ｂ  縦孔、４８ｃ  ソケット部、４９  リテーニングナット、４９ａ  段差部、５０  弁部、５２，２５２  流入側燃料流路、５２ａ，２５２ｂ  流入側絞り流路、５２ｂ，２５２ｂ  開口端、５３  圧力制御室、５４，２５４  流出側燃料流路、５４ａ，２５４ｂ  流出側絞り流路、５４ｂ，２５４ｂ  開口端、５６，３５６，４５６  シリンダ（円筒状部材）、５７，３５７，４５７  ニードルストッパ（第一規制部）、５８  プレートストッパ（第二規制部）、５９，３５９，４５９  シリンダ内周部（最小径部）、４５９ａ  凹部、６０，２６０，３６０，４６０  ノズルニードル（弁部材）、６１，２６１  受圧部、６２，２６２，３６２，４６２  摺動部、２６２ａ  凹部、３６２ａ  スリット部（凹部）、６３，２６３，３６３，４６３  段付部（第一当接部）、６５  シート部、６６  リターンスプリング、６７  鍔部材、７０，２７０  フローティングプレート（遮断部材）、７１  絞り流路、７３  当接部（第二当接部）、７６  プレートスプリング、２７８  溝部、８０  圧力制御弁、９０，２９０，３９０，４９０  空間、１００，３００，４００  燃料噴射装置
【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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【図１０】
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