(57)【要約】【課題】高い耐久性を維持しつつ、弁部の応答性を向上させた燃料噴射装置の提供。【解決手段】制御ボディ４０には、圧力制御室５３、当該制御室５３に燃料を流入させる流入口５２ａ、当該制御室５３から燃料を流出させる流出口５４ａ、ならびに流入口５２ａおよび流出口５４ａが開口する開口壁面９０が形成されている。この圧力制御室５３内には、燃料の圧力により開口壁面９０を押圧することで流入口５２ａと当該圧力制御室５３とを遮断するフローティングプレート７０が配置されている。このような燃料噴射装置１００において、開口壁面９０には流入口５２ａの周囲を窪ませた流入凹部９４と、流出口５４ａの周囲を窪ませた流出凹部９７とが形成されている。そして、流入凹部９４は流出凹部９７よりも深く窪んでいる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給流路（１４ｄ）から供給される供給燃料の噴孔（４４）からの噴射を制御する弁部（５０）を開閉し、当該制御に伴って供給燃料の一部を戻り流路（１４ｆ）に排出する燃料噴射装置（１００）であって、
前記供給流路（１４ｄ）を流通した燃料が流入口（５２ａ）から流入し、前記戻り流路（１４ｆ）に流出口（５４ａ）から燃料を排出する圧力制御室（５３）、および前記圧力制御室（５３）に露出し前記流入口（５２ａ）および前記流出口（５４ａ）が開口する開口壁面（９０）を有する制御ボディ（４０）と、
前記流出口（５４ａ）と前記戻り流路（１４ｆ）との連通および遮断を切り替え、前記圧力制御室（５３）内の燃料の圧力を制御する圧力制御弁（８０）と、
前記圧力制御室（５３）内の燃料の圧力に応じて前記弁部を開閉する弁部材（６０）と、
前記圧力制御室（５３）内に往復変位可能に配置され、往復変位する変位軸方向において前記開口壁面（９０）に対向する押圧面（７３）を有し、前記圧力制御弁（８０）によって前記流出口（５４ａ）と前記戻り流路（１４ｆ）とが連通すると、前記押圧面（７３）によって前記流入口（５２ａ）と前記圧力制御室（５３）および前記流出口（５４ａ）との連通を遮断するように前記開口壁面（９０）を押圧し、前記圧力制御弁（８０）によって前記流出口（５４ａ）と前記戻り流路（１４ｆ）とが遮断すると、前記流入口（５２ａ）を前記圧力制御室（５３）へ開放するよう前記開口壁面（９０）から離間するよう変位する押圧部材（７０）と、を備え、
前記開口壁面（９０）は、前記流出口（５４ａ）の周りを囲む流出周囲面部（９７ａ）、および前記流入口（５２ａ）を囲む流入周囲面部（９４ａ）を有し、
前記押圧面（７３）は、前記流出周囲面部（９７ａ）と前記変位軸方向において対向する流出対向面部（９７ｂ）、および前記流入周囲面部（９４ａ）と前記変位軸方向において対向する流入対向面部（９４ｂ）を有し、
前記流出周囲面部（９７ａ）又は前記流出対向面部（９７ｂ）は、前記変位軸方向において対向する前記流出対向面部（９７ｂ）又は前記流出周囲面部（９７ａ）とは反対側に窪む流出凹部（９７）を形成し、
前記流入周囲面部（９４ａ）および前記流入対向面部（９４ｂ）のうち、前記流出凹部（９７）の形成される前記押圧面（７３）又は前記開口壁面（９０）が有する一方は、前記変位軸方向において対向する前記流入対向面部（９４ｂ）又は前記流入周囲面部（９４ａ）とは反対側に前記流出凹部（９７）よりも深く窪む流入凹部（９４）を形成することを特徴とする燃料噴射装置（１００）。
【請求項２】
前記押圧面（７３）は、円形であって、
前記流入凹部（９４）は、前記押圧面（７３）と同軸上に位置する環状であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置（１００）。
【請求項３】
前記流入凹部（９４）を周方向に燃料が流通し、その流路面積は、前記流入口（５２ａ）の開口面積の半分の面積よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置（１００）。
【請求項４】
前記開口壁面（９０）又は前記押圧面（７３）において、前記流入凹部（９４）は、前記流出凹部（９７）の外周側に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置（１００）。
【請求項５】
前記制御ボディ（４０）は、前記流入周囲面部（９４ａ）および前記流出周囲面部（９７ａ）が設けられる前記開口壁面（９０）を形成し、前記圧力制御室（５３）を区画する流路形成ボディ（４６）を有し、
前記流入凹部（９４）および前記流出凹部（９７）は、前記流入周囲面部（９４ａ）および前記流出周囲面部（９７ａ）によって形成され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（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給流路から供給される供給燃料の噴孔からの噴射を制御するために弁部を開閉し、当該制御に伴って供給燃料の一部を戻り流路に排出する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧力制御室を有する制御ボディと、圧力制御室内の燃料の圧力に応じて弁部を開閉する弁部材を備える燃料噴射装置が知られている。このような燃料噴射装置において制御ボディの圧力制御室には、供給流路を流通した燃料が流入する流入口および戻り流路に燃料を排出する流出口が開口している。また、圧力制御室内の燃料の圧力は、流出口と戻り流路との連通および遮断を切り替える圧力制御弁によって制御される。
【０００３】
このような燃料噴射装置の一種として、例えば特許文献１には、圧力制御室内に、当該圧力制御室内を往復変位可能な押圧部材をさらに備えた構成が開示されている。この押圧部材は、圧力制御弁が流出口と戻り流路とを連通すると、流出口の近傍の燃料圧力の低下によって、当該流出口の開口する開口壁面に吸引されて、押圧面によって当該開口壁面を押圧する。開口壁面を押圧することによって、押圧部材は流入口と圧力制御室および流出口とを遮断する。また、圧力制御弁が流出口と戻り流路を遮断すると、押圧部材は、流入口を経由して供給流路から供給される高圧の供給燃料によって押され、開口壁面から離間する方向へ変位する。この押圧部材の変位によって、流入口と圧力制御室とが連通する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６‐１０８９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、本発明者らは、特許文献１に開示のような燃料噴射装置において、押圧面および開口壁面間による燃料の遮断をさらに確実なものとすべく、これら押圧面と開口壁面との接触面積を低減することで、接触した部分の面圧を高める構成について検討を行った。その結果、本発明者らは、開口壁面又は押圧面に、接触面積を低減するための流出凹部および流入凹部を形成する構成を想到した。
【０００６】
具体的に、流出凹部は、開口壁面において流出口の周りを囲む流出周囲面部を、対向する押圧面と反対側に窪ませることによって形成される。又は、流出凹部は、押圧面において流出周囲面部と対向する流出対向面部を、対向する開口壁面とは反対側に窪ませることによって形成される。
【０００７】
一方、流入凹部は、開口壁面において流入口の周りを囲む流入周囲面部を、対向する押圧面とは反対側に窪ませることによって形成される。又は、流入凹部は、流入周囲面部と対向する流入対向面部を、対向する開口壁面から離間する方向に窪ませることによって形成される。
【０００８】
しかし、上述したような流入凹部および流出凹部が押圧面又は開口壁面のうち一方にともに形成された形態では、制御ボディ又は押圧部材において、流入凹部と流出凹部との間を隔てる隔壁部に、燃料による圧力が強く作用することが判明した。詳しく説明すると、押圧部材が開口壁面を押圧している状態では、流出凹部内では、流出口からの燃料の排出によって、圧力の下降が生じる。一方、流入凹部内では、押圧部材が開口壁面を押圧しているために、流入口から流入する燃料の漏れが少ない、もしくは漏れがない。故に、この流入凹部内は高圧が保持される。以上により、流入凹部と流出凹部との間を隔てる隔壁部には、これら各凹部内の燃料圧力の差によって、流入凹部側から流出凹部側に向かって圧縮する力が繰り返し作用するのである。
【０００９】
流入凹部および流出凹部の窪みの深さが同じ場合、これら凹部の窪みを共に深くすると、流入凹部と流出凹部との間を隔てる隔壁部に作用する力は増加してしまう。故に、燃料噴射装置の耐久性を考慮すると、これら凹部の窪みを共に深くすることができない。そのため、例えば流入凹部内に供給燃料を多く蓄積しておき、開口壁面から離間する方向に押圧部材が変位した際に、この蓄積された供給燃料を圧力制御室に放出させることで、圧力制御室内の圧力回復を早めるといった作用を発揮させるまでには至らなかった。したがって本発明者らは、圧力制御室内のすみやかな圧力回復によって得られる弁部の応答性向上という効果を諦めざるを得なかった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、高い耐久性を維持しつつ、弁部の応答性を向上させた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】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、供給流路（１４ｄ）から供給される供給燃料の噴孔（４４）からの噴射を制御する弁部（５０）を開閉し、当該制御に伴って供給燃料の一部を戻り流路（１４ｆ）に排出する燃料噴射装置（１００）であって、供給流路（１４ｄ）を流通した燃料が流入口（５２ａ）から流入し、戻り流路（１４ｆ）に流出口（５４ａ）から燃料を排出する圧力制御室（５３）、および圧力制御室（５３）に露出し流入口（５２ａ）および流出口（５４ａ）が開口する開口壁面（９０）を有する制御ボディ（４０）と、流出口（５４ａ）と戻り流路（１４ｆ）との連通および遮断を切り替え、圧力制御室（５３）内の燃料の圧力を制御する圧力制御弁（８０）と、圧力制御室（５３）内の燃料の圧力に応じて弁部を開閉する弁部材（６０）と、圧力制御室（５３）内に往復変位可能に配置され、往復変位の方向において開口壁面（９０）に対向する押圧面（７３）を有し、圧力制御弁（８０）によって流出口（５４ａ）と戻り流路（１４ｆ）とが連通すると、押圧面（７３）によって流入口（５２ａ）と圧力制御室（５３）および流出口（５４ａ）との連通を遮断するように開口壁面（９０）を押圧し、圧力制御弁（８０）によって流出口（５４ａ）と戻り流路（１４ｆ）とが遮断すると、流入口（５２ａ）を圧力制御室（５３）へ開放するよう開口壁面（９０）から離間するよう変位する押圧部材（７０）と、を備え、開口壁面（９０）は、流出口（５４ａ）の周りを囲む流出周囲面部（９７ａ）、および流入口（５２ａ）を囲む流入周囲面部（９４ａ）を有し、押圧面（７３）は、流出周囲面部（９７ａ）と変位軸方向において対向する流出対向面部（９７ｂ）、および流入周囲面部（９４ａ）と変位軸方向において対向する流入対向面部（９４ｂ）を有し、流出周囲面部（９７ａ）又は流出対向面部（９７ｂ）は、変位軸方向において対向する流出対向面部（９７ｂ）又は流出周囲面部（９７ａ）とは反対側に窪む流出凹部（９７）を形成し、流入周囲面部（９４ａ）および流入対向面部（９４ｂ）のうち、流出凹部（９７）の形成される押圧面（７３）又は開口壁面（９０）が有する一方は、変位軸方向において対向する流入対向面部（９４ｂ）又は流入周囲面部（９４ａ）とは反対側に流出凹部（９７）よりも深く窪む流入凹部（９４）を形成することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、圧力制御弁が流出口と戻り流路とを連通すると、流出口の周囲を囲む流出周囲面部の近傍の燃料圧力は低下する。この圧力低下によって、押圧部材は、流出周囲面部を有する開口壁面に向けて吸引され、押圧面で当該開口壁面を押圧することで、圧力制御室と当該開口壁面に開口する流入口とを遮断する。この状態下、流出周囲面部又は当該流出周囲面部と対向する流出対向面部を、変位軸方向において対向する流出対向面部又は流出周囲面部とは反対側に窪ませて形成された流出凹部内では、流出口からの燃料の排出によって、圧力の下降が生じる。一方、流入周囲面部又は当該流入周囲面部と変位軸方向において対向する流入対向面部を、変位軸方向において対向する流入対向面部又は流入周囲面部とは反対側に窪ませて形成された流入凹部内では、押圧部材が開口壁面を押圧しているために、流入口から流入した燃料の漏れが少ない、もしくは漏れがない。故に、流入凹部内は高圧が保持される。加えて、流出凹部の形成される押圧面又は開口壁面によって、流入凹部も形成される。以上により、制御ボディ又は押圧部材において、流入凹部と流出凹部との間を隔てる隔壁部は、これら各凹部内の燃料圧力の差によって、流入凹部側から流出凹部側に向かって圧縮する力を繰り返し受ける。
【００１３】
しかし、請求項１に記載の発明では、流入凹部は、変位軸方向において流出凹部よりも深く窪んでいる。故に、制御ボディ又は押圧部材において、流出凹部の底部を形成している底壁部は、流入凹部と流出凹部との間を隔てる隔壁部を、流入凹部側から流出凹部側に向かって圧縮する力に抗して、流出凹部側から流入凹部側に向かって支持する。故に、流入凹部の窪みを深くしても、流入凹部と流出凹部との隔てる部分の強度は、高いまま維持され得る。これにより、燃料噴射装置の耐久性の確保が図られ得る。
【００１４】
加えて、流入凹部の窪みを深くできることにより、流入凹部内に蓄積できる供給燃料量を多くできる。故に、圧力制御弁によって流出口と戻り流路とが遮断され、開口壁面とは反対側への押圧部材の変位によって、流入口が圧力制御室に開放された際に、圧力制御室に放出される燃料量は増加する。これにより、圧力制御室内では燃料圧力の回復がすみやかに生じるので、弁部材は、当該圧力制御室内の燃料圧力に応じて弁部を早急に閉弁できる。これにより、燃料噴射装置の応答性の向上が図られる。
【００１５】
したがって、高い耐久性を維持しつつ、弁部の応答性を向上させた燃料噴射装置を実現することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、押圧面（７３）は、円形であって、流入凹部（９４）は、押圧面（７３）と同軸上に位置する環状であることを特徴とする。この発明によれば、押圧部材は、流入凹部から放出される供給燃料によって開口壁面とは反対側への力を受ける。この押圧面が円形であり、流入凹部が当該押圧面と同軸上に位置する環状であることから、流入凹部から放出される燃料によって押圧面に作用する力は、当該押圧面の周方向において均等になり得る。押圧面に均等な力を受けられれば、押圧部材は円滑に変位を開始することができる。故に、圧力制御室内への供給燃料の流入によるすみやかな圧力回復によって、弁部材が弁部を閉じるまでの時間は短縮され得る。したがって、燃料噴射装置の応答性は、さらに向上し得る。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、流入凹部（９４）を周方向に燃料が流通し、その流路面積は、流入口（５２ａ）の開口面積の半分の面積よりも大きいことを特徴とする。この発明によれば、流入口から流入凹部内に流入した燃料は、環状の当該流入凹部の周方向に沿って二手に分かれ、この流入凹部内を流通する。この周方向における流入凹部の流路面積を、流入口の開口面積の半分の面積よりも大きくすることで、二手に分かれた燃料の流れのそれぞれは、流入凹部内を円滑に流れ得る。故に、流入口から流入する燃料は流入凹部内にすみやかに行き渡ることとなる。以上により、開口壁面から押圧部材が離間した際の、流入凹部から圧力制御室への供給燃料の放出は確実に行われる。したがって、燃料噴射装置の応答性の向上は、さらに確実なものとなり得る。
【００１８】
ここで、圧力制御室内に配置される押圧部材は、変位軸方向において押圧部材を挟んで押圧面側となる空間と、当該変位軸方向において押圧部材を挟んで押圧面とは反対側となる空間とに当該圧力制御室を分ける。圧力制御室全体ですみやかな圧力回復を生じさせるためには、流入口および流入凹部から押圧部材を挟んで押圧面側となる空間に放出された燃料が、押圧部材を挟んで押圧面とは反対側となる空間に、すみやかに到達できるような形態であることが望ましい。
【００１９】
そこで請求項４に記載の発明では、開口壁面（９０）又は押圧面（７３）において、流入凹部（９４）は、流出凹部（９７）の外周側に形成されることを特徴とする。これにより、流入凹部は、流出凹部よりも押圧面の外縁に近接して位置する。流入凹部から放出された燃料が押圧部材を挟んで押圧面とは反対側となる空間に到達するまでの流通距離は、当該流入凹部を流出凹部よりも押圧面の外縁に近接させる方が、流出凹部を流入凹部よりも押圧面の外縁に近接させて位置させるよりも短くなる。以上により、押圧部材を挟んで押圧面とは反対側となる空間内の圧力回復が円滑となるので、圧力制御室全体でのすみやかな圧力回復が実現し得る。これにより、弁部材による弁部の早急な閉弁が可能となるので、燃料噴射装置の応答性の向上はさらに確実なものとなる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、制御ボディ（４０）は、流入周囲面部（９４ａ）および流出周囲面部（９７ａ）が設けられる開口壁面（９０）を形成し、圧力制御室（５３）を区画する流路形成ボディ（４６）を有し、流入凹部（９４）および流出凹部（９７）は、流入周囲面部（９４ａ）および流出周囲面部（９７ａ）によって形成されることを特徴とする。
【００２１】
燃料噴射装置において形成されるこれら流入凹部および流出凹部は、非常に小さいので、加工が難しい。ここで、燃料噴射装置において、圧力制御室を区画する流路形成ボディは、当該圧力制御室内に収容される押圧部材よりも大きくなる。故に、流入凹部および流出凹部の加工の難度は、これら凹部を流路形成ボディに形成する場合よりも、押圧部材に形成する場合の方が高くなる。
【００２２】
そこで、請求項５に記載の発明のように、流入凹部および流出凹部が、流路形成ボディに設けられた流入周囲面部および流出周囲面部によって形成される形態とすることにより、これら流入凹部および流出凹部の加工を容易に行い得る。以上により、流入凹部および流出凹部の加工の確実性を高め、不良の発生を低減できる。したがって、燃料噴射装置の耐久性の維持は、さらに確実なものとなる。
【００２３】
尚、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号ないし説明は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を分かり易く示す一例であり、発明の内容を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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の近傍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４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図４の矢印ＶＩで示した部分を拡大した図である。
【図７】図４の変形例を示す図である。
【図８】図５の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
（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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、当該調圧弁によって高圧燃料ポンプ１３に供給される燃料の圧力は所定値に保たれる。
【００２９】
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、当該コモンレール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所定の圧力に制御される。
【００３０】
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。これら複数の分岐部１４ａは、供給流路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、戻り流路１４ｆを形成する燃料配管によって接続されている。以上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に供給流路１４ｄを介して分配する。加えて、コモンレール１４は、軸方向の両端部のうち、一方の端部にコモンレールセンサ１４ｂを、他方の端部に圧力レギュレータ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。
【００３１】
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供給燃料を噴孔４４から噴射する装置である。具体的に、燃料噴射装置１００は、供給流路１４ｄを介して高圧燃料ポンプ１３から供給される供給燃料の噴孔４４からの噴射を、機関制御装置１７からの制御信号に応じて制御する弁部５０を備えている。加えて、この燃料噴射装置１００において、供給流路１４ｄから供給された供給燃料の一部であって、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り流路１４ｆに排出され、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の一部であるヘッド部材２１の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。
【００３２】
機関制御装置１７は、マイクロコンピュータ等によって構成されている。この機関制御装置１７は、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。
【００３３】
次に、燃料噴射装置１００の構成について、図２又は図３に基づいて説明する。
【００３４】
燃料噴射装置１００は、制御弁駆動部３０、制御ボディ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。
【００３５】
制御弁駆動部３０は、制御ボディ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、延伸方向の両端部のうち、一方の端部を制御ボディ４０から外部に露出させているとともに、他方の端部をソレノイド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によって軸方向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、制御ボディ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の軸方向において固定子３６とは反対側に設けられて、制御弁座部４７ａに着座する。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。
【００３６】
制御ボディ４０は、ノズルボディ４１、シリンダ５６、オリフィスプレート４６、ホルダ４８、リテーニングナット４９を有している。これらノズルボディ４１、オリフィスプレート４６、およびホルダ４８は、噴孔４４が形成されるヘッド部材２１（図１参照）への挿入方向先端側から、この順で並んでいる。この制御ボディ４０には、流入路５２、流出路５４、圧力制御室５３、および圧力制御室５３に露出する開口壁面９０が形成されている。流入路５２は、高圧燃料ポンプ１３およびコモンレール１４等と繋がる供給流路１４ｄ（図１参照）側に連通しており、当該流入路５２の流路端である流入口５２ａを開口壁面９０に開口させている。また、流出路５４は、高圧燃料ポンプ１３と繋がる戻り流路１４ｆ（図１参照）側に連通しており、当該流出路５４の流路端である流出口５４ａを開口壁面９０に開口させている。圧力制御室５３は、シリンダ５６等によって区画され、供給流路１４ｄ（図１参照）を通過した燃料が流入口５２ａから流入し、戻り流路１４ｆ（図１参照）に流出口５４ａを経由して燃料を排出する。
【００３７】
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る。このノズルボディ４１は、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（図１参照）から高圧な燃料が供給される。弁座部４５は、ノズルニードル収容部４３の底壁に形成されて、ノズルニードル６０の先端と接触する。噴孔４４は、弁座部４５を挟んでオリフィスプレート４６とは反対側に位置し、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ている。この噴孔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。
【００３８】
シリンダ５６は、金属材料よりなり、オリフィスプレート４６およびノズルニードル６０とともに圧力制御室５３を区画する円筒状の部材である。シリンダ５６は、ノズルニードル収容部４３内に、当該ノズルニードル収容部４３と同軸となるように配置されている。このシリンダ５６において、オリフィスプレート４６側となる軸方向の端面がオリフィスプレート４６に保持されている。
【００３９】
このシリンダ５６は、内壁面によって、制御壁面部５７、シリンダ摺動部５９、プレートストッパ部５８ａ、およびニードルストッパ部５８ｂを形成している。制御壁面部５７は、シリンダ５６の軸方向においてオリフィスプレート４６側に位置し、開口壁面９０を囲っている。シリンダ摺動部５９は、シリンダ５６の軸方向においてオリフィスプレート４６とは反対側に位置し、ノズルニードル６０をその軸方向に沿って摺動させる。このシリンダ摺動部５９の内径は、制御壁面部５７の内径に対して縮径されている。プレートストッパ部５８ａは、シリンダ摺動部５９と制御壁面部５７との内径の差によって形成される段差部であって、フローティングプレート７０と当該プレート７０の変位軸方向において対向している。このプレートストッパ部５８ａは、ノズルニードル６０に近接する方向へのフローティングプレート７０の変位を規制する。ニードルストッパ部５８ｂは、変位軸方向において、シリンダ摺動部５９に対して制御壁面部５７とは反対側に形成されている。このニードルストッパ部５８ｂは、変位軸方向においてプレートストッパ部５８ａとは反対方向を向いており、フローティングプレート７０に近接する方向へのノズルニードル６０の変位を規制する。
【００４０】
オリフィスプレート４６は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料よりなり、ノズルボディ４１とホルダ４８との間で保持されている円柱状の部材である。このオリフィスプレート４６は、制御弁座部４７ａ、開口壁面９０、流出路５４、および流入路５２を形成している。制御弁座部４７ａは、オリフィスプレート４６の軸方向の両端面のうち、ホルダ４８側の端面に形成され、制御弁駆動部３０のバルブシート部材３３等とともに圧力制御弁８０を構成している。また、開口壁面９０は、オリフィスプレート４６のノズルボディ４１側の端面の径方向中央部に形成された平坦な面である。この開口壁面９０は、円筒状のシリンダ５６によって囲まれて円形をなしている。流出路５４は、この開口壁面９０の径方向中央部から、制御弁座部４７ａに向って延びている。この流出路５４は、オリフィスプレート４６の軸方向に対して傾斜している。流入路５２は、開口壁面９０において流出路５４の径方向外側から、制御弁座部４７ａを形成する端面に向って延びている。この流入路５２は、オリフィスプレート４６の軸方向に対して傾斜している。
【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、供給流路１４ｄ（図１参照）と流入路５２とを連通する燃料流路である。一方、縦孔４８ｂのオリフィスプレート４６側には制御弁駆動部３０が収容されている。加えて、縦孔４８ｂのオリフィスプレート４６とは反対側には、縦孔４８ｂの開口を閉塞するようソケット部４８ｃが形成されている。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る。リテーニングナット４９は、ノズルボディ４１の一部およびオリフィスプレート４６を収容しつつ、ホルダ４８のオリフィスプレート４６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およびオリフィスプレート４６をホルダ４８側に押し付ける。これにより、リテーニングナット４９は、ノズルボディ４１およびオリフィスプレート４６を、ホルダ４８とともに挟持している。
【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おり、シート部６５、弁受圧面６１、ニードル摺動部６３、ニードル係止部６８、リターンスプリング６６、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の軸方向の両端部のうち、圧力制御室５３とは反対側となる端部に形成されて、制御ボディ４０の弁座部４５に着座する。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。弁受圧面６１は、ノズルニードル６０の軸方向の両端部のうち、シート部６５とは反対側となる、圧力制御室５３側の端部によって形成されている。この弁受圧面６１は、開口壁面９０および制御壁面部５７とともに圧力制御室５３を区画しており、当該圧力制御室５３内の燃料の圧力を受ける。
【００４４】
ニードル摺動部６３は、ノズルニードル６０の円柱状の外周壁のうち、制御壁面部５７よりも弁受圧面６１側に位置する部分である。このニードル摺動部６３は、シリンダ５６の内周壁によって形成されるシリンダ摺動部５９に対して摺動自在に支持されている。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。ニードル係止部６８は、ニードル摺動面６３よりも軸方向シート部６５側に形成されており、ノズルニードル６０の外径を拡大することによって形成される段差部である。このニードル係止部６８は、ノズルニードル６０の変位軸方向において、シリンダ５６のニードルストッパ部５８ｂと対向する面を形成する。ニードル係止部６８がニードルストッパ部５８ｂに係止されることによって、フローティングプレート７０に近接する方向へのノズルニードル６０の変位は規制される。
【００４５】
このノズルニードル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る。リターンスプリング６６は、軸方向の一端を鍔部材６７の圧力制御室５３側の面に、他端をシリンダ５６の弁部側の端面に、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、弁受圧面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に対してシリンダ５６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を開閉する。
【００４６】
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、押圧面７３、押圧受圧面７７、プレート係止部７８、外周壁面７４、制限孔７１を有している。このフローティングプレート７０は、シリンダ５６と同軸上に配置され、圧力制御室５３内に往復変位可能に配置されている。フローティングプレート７０の往復変位する変位軸の方向は、ノズルニードル６０の変位軸の方向に沿っている。このフローティングプレート７０の変位軸方向の両端面のうち、開口壁面９０と当該変位軸方向において対向する端面は、押圧面７３を形成している。押圧面７３は、円形であって、フローティングプレート７０の往復変位によって開口壁面９０に当接する。この押圧面７３と変位軸方向において反対側となるフローティングプレート７０の端面は、変位軸方向において弁受圧面６１と対向する押圧受圧面７７を形成している。この押圧受圧面７７は、圧力制御室５３内の燃料によって、開口壁面９０に向かう方向に力を受ける。また、押圧受圧面７７の外縁には、シリンダ５６のプレートストッパ部５８ａと変位軸方向において対向するプレート係止部７８が形成されている。このプレート係止部７８は、プレートストッパ部５８ａに係止されることにより、ノズルニードル６０に近接する方向へのフローティングプレート７０の変位を規制する。
【００４７】
以上の両端面間を連続させている外周壁面７４は、フローティングプレート７０の変位軸まわりに位置し、当該プレート７０の変位軸方向に沿っている。この外周壁面７４は、変位軸と直交する方向において制御壁面部５７と対向している。シリンダ５６に対してフローティングプレート７０が同軸に位置した状態では、外周壁面７４は、制御壁面部５７との間に燃料の流通可能な隙間を形成している。これら外周壁面７４および制御壁面部５７間の隙間を通して、フローティングプレート７０に対して開口壁面９０側となる圧力制御室５３の空間に流入した燃料は、当該プレート７０に対して弁受圧面６１側となる圧力制御室５３の空間に流通する。
【００４８】
制限孔７１は、フローティングプレート７０の押圧受圧面７７の径方向の中央部から、流出口５４ａに向かって延伸している。この制限孔７１の延伸方向は、当該フローティングプレート７０の変位軸方向に沿っている。制限孔７１は、流出口５４ａと対向している押圧面７３の径方向の中央部に、その一端を開口させている。制限孔７１は、フローティングプレート７０の押圧面７３が開口壁面９０に当接した状態下で、圧力制御室５３と流出口５４ａとを連通し、且つ圧力制御室５３から流出口５４ａへの燃料の流通量を制限する。
【００４９】
この制限孔７１は、絞り部７１ａおよび凹部７２を具備している。絞り部７１ａは、制限孔７１における最小の流路面積を規定し、当該制限孔７１を流れる燃料の流通量を定める。この絞り部７１ａの流路面積は、流出口５４ａの開口面積よりも小さくされている。また、絞り部７１ａは、フローティングプレート７０の軸方向の両端面のうち、押圧受圧面７７を形成するよりも、押圧面７３を形成する端面に近接している。凹部７２は、フローティングプレート７０と同軸上に位置する円筒穴であって、弁受圧面６１とは反対側に押圧受圧面７７から窪み、制限孔７１の流路面積を部分的に拡大している。凹部７２によって、押圧受圧面７７における制限孔７１の開口は拡大されている。
【００５０】
ここで、圧力制御室５３内に配置されるフローティングプレート７０は、開口空間５３ａと背圧空間５３ｂとに当該圧力制御室５３を分ける（図４参照）。開口空間５３ａは、変位軸方向においてフローティングプレート７０を挟んで押圧面７３側となる空間である。一方、背圧空間５３ｂは、変位軸方向においてフローティングプレート７０を挟んで押圧面７３とは反対側の、押圧受圧面７７側となる空間である。
【００５１】
（特徴部分）
次に、燃料噴射装置１００の特徴部分について、図４〜図６に基づいてさらに詳細に説明する。
【００５２】
制御ボディ４０のオリフィスプレート４６には、流出凹部９７および流入凹部９４が形成されている。これら流出凹部９７および流入凹部９４は、第一実施形態では開口壁面９０の有する流出周囲面部９７ａおよび流入周囲面部９４ａによって形成されている。ここで、押圧面７３において、これら流出周囲面部９７ａおよび流入周囲面部９４ａと変位軸方向に対向する面部を、それぞれ流出対向面部９７ｂおよび流入対向面部９４ｂとする。流出周囲面部９７ａが変位軸方向において対向する流出対向面部９７ｂとは反対側に窪むことによって、流出凹部９７は形成されている。また、流入周囲面部９４ａが変位軸方向において対向する流入対向面部９４ｂとは反対側に窪むことによって、流入凹部９４は形成されている。さらに、この流入凹部９４は、変位軸方向において流出凹部９７よりも深く窪んでいる。具体的には、流出凹部９７の窪みの深さに対して、流入凹部９４の窪みの深さは、第一実施形態では、１．５〜２倍程度とされている。ただし、流入凹部９４の窪みの深さと流入凹部９４の窪みの深さとの比は、この値に限定されるものではない。
【００５３】
加えて、開口壁面９０において、流出凹部９７は当該開口壁面９０の径方向の中央部に位置する円形の窪みである。この流出凹部９７の外周側に流入凹部９４は位置している。流入凹部９４は、円形の押圧面７３と同軸上に位置する円環状である。加えて、流入凹部９４は、開口壁面９０および流出凹部９７と同心となるよう形成されている。以上により、オリフィスプレート４６において、流出凹部９７および流入凹部９４の間には、これらを互いに独立させる円環状の隔壁部９５が形成されている。
【００５４】
また、流入凹部９４よりも流出凹部９７が浅いことにより、流入凹部９４の底面９４ｃと流出凹部９７の底面９７ｃとが、変位軸方向においてずれている（図５参照）。これら流入凹部９４と流出凹部９７との窪みの深さの違いによって、隔壁部９５の内周側には、流出凹部９７の底面９７ｃを形成するする底壁部９６が位置している。
【００５５】
さらに、流入凹部９４には、当該流入凹部９４の底面９４ｃに開口する流入口５２ａから燃料が流入する。この燃料は、流入凹部９４を周方向に流通する。第一実施形態では、この流入凹部９４の流路面積は、流入口５２ａの開口面積の半分の面積よりも大きくされている。ここで、流入凹部９４の流路面積とは、円環状の流入凹部９４を径方向に切断した断面における断面積である。
【００５６】
以上の構成による燃料噴射装置１００が、弁部５０を開閉させ燃料の噴射を行う動作と、当該動作によって隔壁部９５に作用する力について、以下図４〜図６に基づいて、図２を参照しつつ説明する。
【００５７】
圧力制御弁８０の作動によって流出口５４ａと戻り流路１４ｆ（図１参照）とが連通する前において、フローティングプレート７０は、プレート係止部７８をプレートストッパ部５８ａに着座させている。この状態から、圧力制御弁８０の作動によって流出口５４ａと戻り流路１４ｆとが連通すると、流出路５４を経由して圧力制御室５３から燃料が流出する。これにより生じる流出口５４ａ付近の減圧によって、フローティングプレート７０は、開口壁面９０に向かって吸引され、プレート係止部７８をプレートストッパ部５８ａから離間させる方向に変位する。この変位によって開口壁面９０に押圧面７３を当接させたフローティングプレート７０は、当該押圧面７３で開口壁面９０を押圧することによって、当該開口壁面９０に開口する流入口５２ａと圧力制御室５３とを遮断する。
【００５８】
この状態下、流出凹部９７内には、押圧受圧面７７と弁受圧面６１との間に位置していた燃料が制限孔７１を経由して流入する。また、流出凹部９７内からは、流出口５４ａを経由して燃料が排出される。上述したように、制限孔７１の絞り部７１ａの流路面積よりも流出口５４ａの開口面積が大きいので、流出凹部９７内では圧力の下降が生じる。これにより、流出凹部９７内の燃料の圧力は、圧力制御室５３内の燃料の圧力よりも確実に低くなる。
【００５９】
一方、流入凹部９４内では、流入口５２ａを経由した供給燃料の流入によって、圧力の上昇が生じる。これにより、流入凹部９４内の燃料の圧力は、圧力制御室５３内の燃料の圧力よりも確実に高くなる。以上により、オリフィスプレート４６において、流入凹部９４と流出凹部９７との間を隔てる隔壁部９５は、これら各凹部９４，９７内の燃料圧力の差によって、流入凹部９４側から流出凹部９７側に向かって圧縮する力を受ける。さらに、隔壁部９５は、フローティングプレート７０による押圧面７３の押圧によって、変位軸方向に圧縮する力を受ける。
【００６０】
上述したような圧力制御室５３からの制限孔７１および流出口５４ａを経由した燃料の排出が継続されると、当該圧力制御室５３内の燃料圧力は所定の圧力まで下降する。圧力制御室５３内の圧力がこの所定の圧力を下回ると、ノズルニードル６０は、圧力制御室５３側に押し上げられ、シート部６５を弁座部４５から離座させ、弁部５０の開弁を開始する。その後、ノズルニードル６０の圧力制御室５３側への変位は、ニードル係止部６８のニードルストッパ部５８ｂへの当接によって規制される（図３参照）。この当接によって、弁部５０の開度は最大となる。
【００６１】
圧力制御弁８０の閉弁により、流出口５４ａと戻り流路１４ｆ（図１参照）とが遮断されると、フローティングプレート７０は、流入口５２ａから流入する燃料によって弁受圧面６１側へと押され、変位を開始する。フローティングプレート７０の開口壁面９０からの離間により、隔壁部９５は、押圧面７３の押圧による圧縮力から開放される。加えて、流入凹部９４と流出凹部９７とが連通することにより、隔壁部９５は、これら各凹部９４，９７内の圧力差に起因した圧縮力からも開放される。
【００６２】
そして、フローティングプレート７０の開口壁面９０からの離間により、圧力制御室５３の開口空間５３ａには、圧力制御室５３と連通した流入口５２ａを経由した供給燃料と、流入凹部９４内に蓄積されていた高圧の供給燃料とが放出される。開口空間５３ａに流入した燃料は、制限孔７１と、外周壁面７４および制御壁面部５７間の隙間とを流通し、背圧空間５３ｂに到達する。背圧空間５３ｂを含めた圧力制御室５３内全体での圧力回復によって、ノズルニードル６０は弁部５０側に押し下げられ、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のように、制御ボディ４０に流入凹部９４および流出凹部９７が共に設けられると、燃料噴射装置１００の継続的な動作によって、圧縮力の印加と開放とが繰り返される隔壁部９５が形成される。このような形態では、隔壁部９５に作用する圧縮力に起因して、特に流入凹部９４の底面９４ｃと、流入凹部９４の内周側の周壁面９４ｅとが連続する角部９４ｄに応力が集中し易い。この応力は、流入凹部９４および流出凹部９７の窪みが深くなるほど、即ち、変位軸方向における隔壁部９５の高さが増すほど、大きくなる。
【００６４】
しかし、第一実施形態では、流入凹部９４は、流出凹部９７よりも深く窪んでいるので、当該流入凹部９４の内周側に底壁部９６が形成される。この底壁部９６は、隔壁部９５を、流入凹部９４側から流出凹部９７側に向かって圧縮する力に抗して、流出凹部９７側から流入凹部９４側に向かって支持する。故に、流入凹部９４の窪みを深くしても、隔壁部９５に作用する圧縮力に起因して角部９４ｄに生じる応力を低減できる。これにより隔壁部９５の強度は、高いまま維持され得る。これにより、燃料噴射装置１００の耐久性の確保が図られ得る。
【００６５】
これにより、流入凹部９４の窪みを深くすることによって、流入凹部９４内に蓄積できる供給燃料量を多くできる。故に、圧力制御弁８０によって流出口５４ａと戻り流路１４ｆ（図１参照）とが遮断され、開口壁面９０とは反対側にフローティングプレート７０が変位した際に、当該流入凹部９４から圧力制御室５３に放出される燃料量は増加する。以上により、圧力制御室５３内では燃料圧力の回復がすみやかに生じ得るので、ノズルニードル６０は、当該圧力制御室５３内の燃料圧力に応じて弁部５０を早急に閉弁できる。これにより、燃料噴射装置１００の応答性の向上が図られる。
【００６６】
したがって、高い耐久性を維持しつつ、弁部５０の応答性を向上させた燃料噴射装置１００を実現することができる。
【００６７】
加えて第一実施形態では、流入口５２ａから流入凹部９４内に流入した燃料は、円環状の当該流入凹部９４の周方向に沿って二手に分かれ、この流入凹部内を流通する。この周方向における流入凹部９４の流路面積を、流入口５２ａの開口面積の半分の面積よりも大きくすることで、二手に分かれた燃料の流れのそれぞれは、この流入凹部９４内を円滑に流れ得る。故に、流入口５２ａから流入する燃料は、流入凹部９４内にすみやかに行き渡ることとなる。以上により、開口壁面９０からフローティングプレート７０が離間した際の、流入凹部９４から圧力制御室５３への供給燃料の放出は確実に行われる。したがって、燃料噴射装置１００の応答性の向上は、さらに確実なものとなり得る。
【００６８】
また第一実施形態では、フローティングプレート７０は、流入凹部９４から放出される供給燃料によって開口壁面９０とは反対側への力を受ける。この押圧面７３が円形であり、流入凹部９４が当該押圧面７３と同軸上に位置する円環状であることから、流入凹部９４から放出される燃料によって押圧面７３に作用する力は、当該押圧面７３の周方向において均等になり得る。押圧面７３に均等な力を受けられれば、フローティングプレート７０は円滑に変位を開始することができる。故に、圧力制御室５３内への供給燃料の流入によるすみやかな圧力回復によって、ノズルニードル６０が弁部５０を閉じるまでの時間は短縮され得る。したがって、燃料噴射装置１００の応答性は、さらに向上し得る。
【００６９】
さらに第一実施形態では、開口壁面９０において流出凹部９７の外周側に形成される流入凹部９４は、当該流出凹部９７よりも押圧面７３の外縁に近接して位置している。圧力制御室５３の開口空間５３ａに流入凹部９４から放出された燃料が背圧空間５３ｂに到達するまでの流通距離は、当該流入凹部９４を流出凹部９７よりも押圧面７３の外縁に近接させる方が、流出凹部９７を流入凹部９４よりも押圧面７３の外縁に近接させて位置させるよりも短くなる。以上により、開口空間５３ａから背圧空間５３ｂへの流通に要する時間を短縮できるので、当該背圧空間５３ｂを含む圧力制御室５３全体でのすみやかな圧力回復が実現し得る。これにより、ノズルニードル６０による弁部５０の早急な閉弁が可能となるので、燃料噴射装置１００の応答性の向上はさらに確実なものとなる。
【００７０】
また加えて、燃料噴射装値において形成されるこれら流入凹部９４および流出凹部９７は、非常に小さいので、加工が難しい。一方、フローティングプレート７０は、制御ボディ４０を構成するオリフィスプレート４６およびシリンダ５６によって形成される圧力制御室５３内に収容されているので、これらオリフィスプレート４６およびシリンダ５６よりも小さい。故に、流入凹部９４および流出凹部９７の加工の難度は、これら凹部９４，９７をオリフィスプレート４６に形成する場合よりも、フローティングプレート７０に形成する場合の方が高くなる。そこで第一実施形態では、流入凹部９４および流出凹部９７をともに加工の容易なオリフィスプレート４６に形成することで、当該流入凹部９４および流出凹部９７の加工の確実性を高め、不良の発生を低減できる。したがって、燃料噴射装置１００の耐久性の維持は、さらに確実なものとなる。
【００７１】
尚、上記実施形態において、オリフィスプレート４６が請求項に記載の「流路形成部材」に、ノズルニードル６０が請求項に記載の「弁部材」に、フローティングプレート７０が請求項に記載の「押圧部材」に、それぞれ相当する。
【００７２】
（第二実施形態）
図７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。第二実施形態の燃料噴射装置２００は、第一実施形態の、ノズルニードル６０、オリフィスプレート４６、およびフローティングプレート７０に相当するノズルニードル２６０、オリフィスプレート２４６、およびフローティングプレート２７０、を備えている。加えて燃料噴射装置２００は、フローティングプレート２７０を開口壁面２９０側に付勢するプレートスプリング２７６を備えている。そのため、ノズルニードル２６０には、プレートスプリング２７６のコイル軸方向の一端を収容するスプリング収容部２６２が形成されている。このスプリング収容部２６２は、ノズルニードル２６０の軸方向に沿って弁受圧面２６１の径方向中央部に形成される円筒穴である。
【００７３】
さらに第二実施形態では、流入凹部２９４および流出凹部２９７は、ともにフローティングプレート２７０に設けられている。そのため、オリフィスプレート２４６の開口壁面２９０は、平面であって窪みを有しない。以下、第二実施形態による燃料噴射装置２００の構成を、図７に基づいて詳細に説明する。
【００７４】
上述したように、フローティングプレート２７０には流出凹部２９７および流入凹部２９４が形成されている。流出凹部２９７は、押圧面２７３の流出対向面部２９７ｂが、変位軸方向において対向する開口壁面２９０の流出周囲面部２９７ａとは反対側に窪むことによって形成されている。また、流入凹部２９４は、押圧面２７３の流入対向面部２９４ｂが、変位軸方向において対向する開口壁面２９０の流入周囲面部２９４ａとは反対側に窪むことによって形成されている。第二実施形態でも、流入凹部２９４は、変位軸方向において流出凹部２９７よりも深く窪んでいる。
【００７５】
加えて、流出凹部２９７は、押圧面２７３の径方向の中央部に位置する円形の窪みである。この流出凹部２９７の外周側に流入凹部２９４は位置している。流入凹部２９４は、円環状であって、押圧面２７３および流出凹部２９７と同軸上に配置されている。以上により、フローティングプレート２７０において、流出凹部２９７および流入凹部２９４間には、これらを互いに独立させる円環状の隔壁部２９５が形成されている。この隔壁部２９５は、流出凹部２９７の底面２９７ｃを形成するする底壁部２９６によって内周側から支持されている。また、流入凹部２９４には、当該流入凹部２９４の開口と対向する流入口２５２ａから燃料が流入する。この燃料は、流入凹部２９４を周方向に流通する。第二実施形態でも、この流入凹部２９４の流路面積は、流入口２５２ａの開口面積の半分の面積よりも大きくされている。
【００７６】
以上の構成による燃料噴射装置２００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７に基づいて、図２および図３を参照しつつ以下説明する。
【００７７】
圧力制御弁８０が流出口２５４ａと戻り流路１４ｆ（図１参照）とを遮断した状態では、流入口２５２ａを閉じる方向へのプレートスプリング２７６の付勢力によって、フローティングプレート２７０は、押圧面２７３を開口壁面２９０に当接させている。この状態から、圧力制御弁８０の作動によって流出口２５４ａと戻り流路１４ｆとが連通すると、流出口２５４ａを経由した圧力制御室５３内の燃料の排出が開始される。これにより生じる流出口２５４ａ近傍の減圧によって、フローティングプレート２７０は、開口壁面２９０に向かって吸引され、押圧面２７３で開口壁面２９０を押圧することによって、流入口２５２ａを閉じる。圧力制御室５３内の燃料の排出が継続されると、当該圧力制御室５３内の燃料圧力は下降する。圧力制御室５３内の圧力が所定の圧力をさらに下回ると、ノズルニードル２６０は、圧力制御室５３側に押し上げられ、シート部６５を弁座部４５から離座させ、弁部５０を開弁させる。
【００７８】
圧力制御弁８０の閉弁により、流出口２５４ａと戻り流路１４ｆ（図１参照）とが遮断されると、フローティングプレート２７０は、流入口２５２ａから流入する高圧の燃料の圧力によってノズルニードル２６０側へと押される。このノズルニードル２６０側に向かって作用する流入凹部２９７内の高圧燃料による力が、開口壁面２９０側に向かって作用するプレートスプリング２７６の付勢力を上回ると、フローティングプレート２７０は変位を開始する。開口壁面２９０からのフローティングプレート２７０の離間により、流入口２５２ａと圧力制御室５３とが連通する。これにより、圧力制御室５３への高圧燃料の導入が開始される。
【００７９】
そして、流入口２５２ａから圧力制御室５３に流入した燃料は、当該圧力制御室５３内の圧力を回復させる。この圧力制御室５３内の圧力回復によって、ノズルニードル２６０は弁部５０側に押し下げられる。ノズルニードル２６０は、シート部６５を弁座部４５に着座させて、噴孔４４を閉じる。
【００８０】
弁部５０が閉弁状態となった後も、圧力制御室５３において、フローティングプレート２７０を挟んで開口壁面２９０側の空間から、フローティングプレート２７０を挟んでノズルニードル２６０側の空間への燃料の流通は継続される。故に、圧力制御室５３において、フローティングプレート２７０の開口壁面２９０側とノズルニードル２６０側との圧力差は漸減する。すると、フローティングプレート２７０をノズルニードル２６０側に押していた力よりもプレートスプリング２７６の付勢力が強くなるので、当該フローティングプレート２７０は、開口壁面２９０側へ向けて再び変位を開始する。そして、フローティングプレート２７０は、プレートスプリング２７６の付勢力によって開口壁面２９０に押圧面２７３を当接させた状態に戻る。
【００８１】
ここまで説明したような流入凹部２９４および流出凹部２９７がともにフローティングプレート２７０に形成された第二実施形態でも、隔壁部２９５には、これら凹部２９４，２９７間の圧力差に起因した圧縮力が作用する。しかし、流入凹部２９４よりも流出凹部２９７の窪みが浅いので、隔壁部２９５は、底壁部２９６によって内周側から支持されることとなり、高い強度を維持し得る。したがって、燃料噴射装置２００の耐久性は確保され得る。
【００８２】
加えて、流入凹部２９４内に蓄積できる供給燃料量を増加させるために、流入凹部２９４の窪みを深くすることが可能になる。故に、フローティングプレート２７０が開口壁面２９０から離間した際に、流入凹部２９４から圧力制御室５３に放出される燃料量を増加させることができる。以上により、圧力制御室５３内の圧力回復がすみやかに生じるので、ノズルニードル２６０は、当該圧力制御室５３内の燃料圧力に応じて弁部５０を早急に閉弁できる。これにより、燃料噴射装置２００の応答性は向上し得る。
【００８３】
したがって、流入凹部２９４および流出凹部２９７がともにフローティングプレート２７０に設けられる第二実施形態であっても、流入凹部２９４を流出凹部２９７よりも深く窪ませることによって、燃料噴射装置２００の耐久性と応答性とを両立できる。
【００８４】
尚、第二実施形態において、フローティングプレート２７０が請求項に記載の「押圧部材」に相当する。
【００８５】
（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、本発明はこれら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。
【００８６】
上記実施形態では、流入凹部は、円形の開口壁面又は押圧面において、これらと同軸上に位置する円環状の溝であった。また流出凹部は、流入凹部の内周側に形成される円形の窪みであった。しかし、流入凹部および流出凹部の形成される形状および配置は、上記実施形態で説明したものに限定されない。例えば、図８に示すように、流出凹部３９７は、円形の開口壁面３９０において、当該開口壁面３９０の中心から偏心して配置される円形の窪みであってもよい。そして、流入凹部３９４は、この流出凹部３９７の外縁に沿って三日月形状に延伸する溝であってもよい。このように、流入凹部３９４は、流出凹部３９７の周囲を全周に亘って囲む円環状ではない形状であっても、その窪みの深さを流出凹部３９７よりも深くされることによって、燃料噴射装置の耐久性の維持と、応答性の向上とに貢献することができる。或いは、流入凹部は、流出凹部よりも外周側に形成されていなくてもよい。例えば、上記実施形態に対して流入側と流出側とが入れ替えた形態であってもよい。具体的には、開口壁面の径方向中央部に、流入口が開口するとともに、当該開口壁面の外縁に流入口よりも近接して流出口が開口する形態であってもよい。このような形態であっても、流入凹部の窪みを、流出凹部の窪みよりも深くすることによって、燃料噴射装置の耐久性と応答性とを両立することができる。
【００８７】
上記第二実施形態では、流入凹部および流出凹部をフローティングプレートに形成し、このフローティングプレートをプレートスプリングで開口壁面側に付勢する形態を説明した。しかし、第一実施形態のように、オリフィスプレートに流入凹部および流出凹部が形成された形態において、フローティングプレートを開口壁面側に付勢するプレートスプリングを設けてもよく、流入凹部および流出凹部をフローティングプレートに形成した形態において、プレートスプリングが省略されていてもよい。
【００８８】
上記実施形態では、流入凹部の周方向における流路面積は、流入口５２ａの開口面積の半分の面積よりも大きくされていた。しかし、流入口５２ａから流入凹部内に流入した供給燃料が、当該流入凹部内を滞りなく流通できれば、当該流路面積は、当該開口面積の半分と同等、又はそれ以下の面積であってもよい。
【００８９】
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。
【００９０】
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】
【００９１】
１０  燃料供給システム、１１  燃料タンク、１２  フィードポンプ、１２ａ，１３ａ，１４ｅ  燃料配管、１３  高圧燃料ポンプ、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、１４ｄ  供給流路、１４ｆ  戻り流路、１７  機関制御装置、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  制御ボディ、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、４６，２４６  オリフィスプレート（流路形成ボディ）、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  流入路、５２ａ，２５２ａ  流入口、５３  圧力制御室、５３ａ  開口空間、５３ｂ  背圧空間、５４  流出路、５４ａ  流出口、５６  シリンダ、５７  制御壁面部、５８ａ  プレートストッパ部、５８ｂ  ニードルストッパ部、５９  シリンダ摺動部、６０，２６０  ノズルニードル（弁部材）、６１  弁受圧面、２６２  スプリング収容部、６３  ニードル摺動部、６５  シート部、６６  リターンスプリング、６７  鍔部材、６８  ニードル係止部、７０，２７０  フローティングプレート（押圧部材）、７０ａ  外壁面、７１，２７１  制限孔、７１ａ  絞り部、７２，２７２  凹部、７３，２７３  押圧面、７４  外周壁面、２７６  プレートスプリング、７７  押圧受圧面、７８  プレート係止部、８０  圧力制御弁、９０，２９０，３９０  開口壁面、９４，２９４，３９４  流入凹部、９４ａ，２９４ａ  流入周囲面部、９４ｂ，２９４ｂ  流入対向面部、９４ｃ  底面、９４ｄ  角部、９４ｅ  周壁面、９５，２９５  隔壁部、９６，２９６  底壁部、９７，２９７，３９７  流出凹部、９７ａ，２９７ａ  流出周囲面部、９７ｂ，２９７ｂ  流出対向面部、９７ｃ，２９７ｃ  底面、１００，２００  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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