(57)【要約】【課題】押圧部材が変位を開始する時期の変動が低減された燃料噴射装置を提供する。【解決手段】制御ボディ４０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、および当該制御室５３から燃料を流出させる流出口５４ａを有している。これら流入口５２ａおよび流出口５４ａは、圧力制御室５３に露出する当接面９０に開口している。また、圧力制御室５３内には、燃料の圧力で押圧面８６によって当接面９０を流入口５２ａと当該圧力制御室５３とを遮断するように押圧するフローティングプレート７０が配置されている。以上の形態の燃料噴射装置１００において、制御ボディ４０の当接面９０のうち、フローティングプレート７０の変位軸方向において押圧面８６の外縁８７と対向する外縁対向面部９１は、変位軸方向に沿って窪み且つ当該押圧面８６の外縁８７の形状に沿って延びる凹部９２を有することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給流路から供給される供給燃料の噴孔からの噴射を制御する弁部を開閉し、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であって、
前記供給流路を流通した燃料が流入口から流入し、前記戻り流路へは流出口を経由して燃料を排出する圧力制御室、および前記圧力制御室に露出し前記流入口および前記流出口が開口する当接面、を有する制御ボディと、
前記流出口と前記戻り流路との連通および遮断を切り替え、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、
前記圧力制御室内の燃料の圧力に応じて、前記弁部を開閉する弁部材と、
前記圧力制御室内に往復変位可能に配置され、前記往復変位によって前記当接面に当接する押圧面を有し、前記圧力制御弁によって前記流出口と前記戻り流路とが連通されると、前記押圧面が前記当接面を前記流入口と前記圧力制御室との連通を遮断するように押圧し、前記圧力制御弁によって前記流出口と前記戻り流路とが遮断されると、前記押圧面が前記当接面の前記流入口を前記圧力制御室へ開放するように変位する押圧部材と、を備え、
前記当接面のうち、前記押圧部材の変位軸方向において前記押圧面の外縁と対向する外縁対向面部は、前記変位軸方向に沿って窪み且つ当該押圧面の外縁の形状に沿って延びる凹部を有することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記凹部は、前記押圧面の外縁の形状に沿って延び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。
【請求項３】
前記当接面は、前記圧力制御室を区画する円筒状の円筒状壁部によって囲まれ、
円盤状の前記押圧部材は、前記円筒状壁部内に配置され、前記変位軸方向の端面に前記押圧面を形成し、
前記円筒状壁部の径方向における前記凹部の幅は、前記円筒状壁部の内径と前記押圧部材の外径との差よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記制御ボディは、前記凹部の内周側に、当該凹部と同心であり且つ当該凹部から独立して前記当接面から窪む流入凹部を有し、
前記流入凹部は、前記流入口を形成することを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記流入凹部の内周側および外周壁側の周壁面のうち、前記当接面と連続する連続面部は、前記変位軸方向に沿って形成されることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記凹部の深さは、前記流入凹部の深さよりも浅いことを特徴とする請求項４又は５に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記制御ボディは、前記流入凹部の内周側であって、前記当接面の径方向中央部に、前記当接面から窪む流出凹部を有し、
前記流出凹部は、前記流出口を形成することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記当接面のうち、前記流出凹部と前記流入凹部とを接続する接続面部は、当該流出凹部の底部側に向うに従い、径方向内側に傾斜してい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】
前記流出凹部の周壁面は、当該流出凹部の底部側に向うに従い、径方向内側に傾斜していることを特徴とする請求項７又は８に記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記流入凹部の内周壁面には、前記流入凹部の径方向の幅を、当該流入凹部の底部側において減少させる段差面部が形成されることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
前記押圧部材は、当該押圧部材の最外径に対して、前記押圧面の外径を縮径する縮径部を、前記押圧面の径方向外側に有することを特徴とする請求項３〜１０のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】
前記押圧部材は、前記押圧面を形成する前記変位軸方向の端面に向かって窪むことにより前記縮径部を形成することを特徴とする請求項１１に記載の燃料噴射装置。
【請求項１３】
前記押圧部材は、前記押圧面を形成する前記変位軸方向の端面に向かうに従い径方向内側に傾斜する前記縮径部を形成することを特徴とする請求項１１に記載の燃料噴射装置。
【請求項１４】
前記縮径部は、球面状に湾曲することを特徴とする請求項１３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と、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】
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、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ている。この押圧部材は、圧力制御室に露出し流入口および流出口が開口する当接面と、当該押圧部材の変位軸方向において対向する押圧面を、軸方向の端面に形成している。圧力制御弁によって流出口と戻り流路とが連通されると、押圧部材は、圧力制御室から流出口に向かう燃料の流れによって、当該流出口の開口する当接面に吸引され、押圧面で当接面を押圧する。この押圧面による当接面の押圧により、押圧部材は、流入口と圧力制御室および流出口との連通を遮断する。
【０００４】
また、圧力制御弁によって圧力制御弁によって流出口と戻り流路とが遮断されると、流入口から圧力制御室に流入する燃料の流れによって、押圧部材は、当接面から押圧面を離間させる方向に圧力を受ける。すると、流入口内の燃料に加えて、流出口内および圧力制御室内の燃料が、押圧面と当接面との間に浸透し、これら押圧面と当接面との密着を解く。そして、押圧部材は、押圧面と当接面との密着を解かれつつ、流入口内の燃料から受ける圧力によって変位を開始する。
【０００５】
この押圧部材の変位によって、流入口と圧力制御室および流出口とが再び連通状態となることで、圧力制御室内の燃料の圧力は上昇する。この圧力制御室内の燃料圧力の上昇に応じて、弁部材は弁部を閉じる。以上のように、弁部が閉じられ、噴孔に燃料が供されなくなることによって、燃料噴射装置は当該噴孔からの燃料の噴射を停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１０８９４８号公報
【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に開示の燃料噴射装置では、弁部材が弁部を閉じるためには、押圧部材が当接面から離間し、流入口と圧力制御室を連通状態となり、圧力制御室の燃料の圧力を上昇させる必要がある。その連通通路として、当該押圧部材の外周壁部と、当接面を囲み圧力制御室を区画する内周壁部との間に隙間が存在しなければならない。しかし、圧力制御室を区画する内周壁部と押圧部材の外周壁部との間に隙間が存在していることにより、押圧部材が当接面に沿って変位し、押圧面が当接する当接面の位置にずれが引き起こされる。この押圧面の当接する位置のずれによって、押圧面と当接面との接触幅、具体的には、流入口又は流出口から押圧面の外縁まで距離が増減してしまう。
【０００８】
ここで、上述した押圧面と当接面との接触幅が大きい部分の密着は解かれ難く、接触幅が小さい部分の密着は解かれ易い。故に、押圧面と当接面との接触幅の増減は、押圧面および当接面間の密着が解かれるまでの時間をばらつかせる要因となる。そして、この時間のばらつきは、圧力制御弁によって流出口から戻り流路への燃料流通が遮断された後、押圧部材が変位を開始する時期の変動を引き起こす要因となる。
【０００９】
押圧部材の変位の開始時期が変動することによれば、圧力制御室内の圧力上昇の様態も安定せず、ひいては弁部材による弁部の閉弁時期の変動が引き起こされてしまう。故に、噴孔から噴射される燃料量のばらつきが増加し、燃料噴射装置の噴射精度は低下することとなる。
【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、噴射精度の向上を図るため、押圧部材が変位を開始する時期の変動が低減され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、供給流路から供給される供給燃料の噴孔からの噴射を制御する弁部を開閉し、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であって、供給流路を流通した燃料が流入口から流入し、戻り流路へは流出口を経由して燃料を排出する圧力制御室、および圧力制御室に露出し流入口および流出口が開口する当接面、を有する制御ボディと、流出口と戻り流路との連通および遮断を切り替え、圧力制御室内の燃料の圧力を制御する圧力制御弁と、圧力制御室内の燃料の圧力に応じて、弁部を開閉する弁部材と、圧力制御室内に往復変位可能に配置され、往復変位によって当接面に当接する押圧面を有し、圧力制御弁によって流出口と戻り流路とが連通されると、押圧面が当接面を流入口と圧力制御室との連通を遮断するように押圧し、圧力制御弁によって流出口と戻り流路とが遮断されると、押圧面が当接面の流入口を圧力制御室へ開放するように変位する押圧部材と、を備え、当接面のうち、押圧部材の変位軸方向において押圧面の外縁と対向する外縁対向面部は、変位軸方向に沿って窪み且つ当該押圧面の外縁の形状に沿って延びる凹部を有することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、制御ボディは、当接面のうち、押圧部材の変位軸方向において押圧面の外縁と対向する外縁対向面部から窪み、且つ押圧面の外縁の形状に沿って延びる凹部を有している。故に、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排出される燃料が経由する流出口が開口し圧力制御室に露出する当接面に押圧面が当接した状態で、凹部は、当該押圧面の外縁を径方向に跨ぐこととなる。
【００１３】
このように、凹部が押圧面の外縁を径方向に跨ぐことで、押圧面と当接面との接触幅は、当接面において流入口又は流出口から凹部までの距離となる。故に、当接面に沿って押圧部材が変位し、押圧面が当接する位置がずれた場合であっても、凹部が押圧面の外縁を跨いでいる範囲では、押圧面と接触面との接触幅は増減しなくなる。この接触幅が増減しないことによれば、圧力制御弁によって流出口から戻り流路への燃料流通が遮断された後、押圧面および当接面間の密着が解かれるまでの時間のばらつきは抑制され得る。したがって、押圧部材が変位を開始する時期の変動は低減され得る。
【００１４】
上述したように、押圧部材が変位を開始する時期の変動を低減することにより、圧力制御室内の圧力上昇の様態は安定する。故に、弁部材による弁部の閉弁時期の変動は抑制されるので、噴孔から噴射される燃料量はばらつき難くなる。したがって、燃料噴射装置は噴射精度が向上し得る。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、凹部は、押圧面の外縁の形状に沿って延びる環状であることを特徴とする。この発明によれば、環状の凹部は、当該凹部の周方向に亘って押圧面の外縁を跨ぐことができる。故に、押圧面と接触面との接触幅を増減させない凹部の作用が確実に発揮されるので、押圧面および当接面間の密着が解かれるまでの時間のばらつき抑制の効果がさらに確かなものとなり得る。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、当接面は、圧力制御室を区画する円筒状の円筒状壁部によって囲まれ、円盤状の押圧部材は、円筒状壁部内に配置され、変位軸方向の端面に押圧面を形成し、円筒状壁部の径方向における凹部の幅は、円筒状壁部の内径と押圧部材の外径との差よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、円盤状の押圧部材は、当接面を囲む円筒状の円筒状壁部内に配置されている。このような形態において、押圧部材は、当接面に沿う方向に、円筒状壁部の内径と当該押圧部材の外径との差だけ変位し得る。そこで、円筒状壁部の径方向における凹部の幅を、当該壁部の内径と押圧部材の外径との差よりも大きくすることで、凹部は、当接面と押圧面とが当接した状態において当該押圧面の外縁を径方向に確実に跨ぐことができる。以上のように、凹部が当接面に沿って生じる押圧面の外縁のずれを確実に許容することで、当接面と押圧面との接触幅の増減は確実に防止され得る。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、制御ボディは、凹部の内周側に、当該凹部と同心であり且つ当該凹部から独立して当接面から窪む流入凹部を有し、流入凹部は、流入口を形成することを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、流入凹部は、凹部から独立しており、凹部の内周側の当接面から当該凹部と同心に窪んでいる。故に、当接面のうち、流入凹部と凹部とを接続する面部が押圧面と接触する接触幅は、当該凹部の周方向に亘って一定となり得る。加えて、流入口を形成する流入凹部には、供給流路を流通した燃料が流入する。
【００２０】
以上の構成では、流入凹部と凹部を接続する面部は、当該凹部の周方向に亘って押圧面との接触幅が一定であるので、押圧面との間に浸入する燃料によって当該押圧面との密着を当該周方向において均等に解かれ得る。故に、押圧部材の変位開始の際に、押圧部材の変位軸方向が、円筒状壁部の軸方向に対して傾く事態を未然に防ぎ得る。
【００２１】
以上によれば、押圧部材は、変位を開始する際の挙動が安定する。故に、押圧部材の変位を開始する時期の変動は、さらに低減され得る。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、流入凹部の内周側および外周側の周壁面のうち、当接面と連続する連続面部は、変位軸方向に沿って形成されることを特徴とする。この発明によれば、当接面は、押圧面によって繰り返し押圧されることで、変位軸方向に沿って磨耗する。そこで、流入凹部の内周側および外周側の周壁面のうち、接触面と連続する連続面部を、変位軸方向に沿って形成する。この流入凹部の周壁面形状によれば、押圧面による押圧に起因して当接面が変位軸方向に磨耗しても、当該周壁面の連続面部の径方向における位置は移動しない。故に、当接面において流入凹部が窪む位置、および流入凹部の径方向の幅は変化しない。以上により、変位を開始する際に流入凹部内の燃料によって押圧部材が受ける力は、当接面が磨耗しても、変化し難くなる。したがって、流入口を圧力制御室へ開放する際の押圧部材の挙動は、長期に亘って安定し得る。
【００２３】
請求項６に記載の発明では、凹部の深さは、流入凹部の深さよりも浅いことを特徴とする。この発明において、流入凹部には供給流路を流通した燃料が流入するため、流入凹部内は、圧力制御室内と連通する凹部内よりも高圧となり得る。故に、流入凹部と凹部とを隔てる部分は、流入凹部内および凹部内間の圧力差に耐え得るだけの強度を要する。そこで、凹部の深さを流入凹部の深さよりも浅くし、流入凹部の底部側周囲の肉厚を確保することによれば、流入凹部と凹部とを隔てる部分の強度を向上し得る。
【００２４】
請求項７に記載の発明では、制御ボディは、流入凹部の内周側であって、当接面の径方向中央部に、当接面から窪む流出凹部を有し、流出凹部は、流出口を形成することを特徴とする。この発明によれば、流出凹部は、流入凹部の内周側であって、当接面の径方向中央部に、当接面から窪んでいる。故に、当接面のうち、流入凹部と流出凹部とを接続する面部の接触幅は、流入凹部の周方向に亘って一定となる。
【００２５】
以上の構成により、流入凹部と流出凹部を接続する面部は、当該流入凹部の周方向に亘って押圧面との接触幅が一定であるので、の流入凹部から押圧面との間に侵入する燃料によって、押圧面との密着を当該周方向において均等に解かれ得る。故に、押圧部材の変位開始の際に、押圧部材の変位軸方向が、円筒状壁部の軸方向に対して傾く事態は未然に防ぎ得る。
【００２６】
請求項８に記載の発明では、当接面のうち、流出凹部と流入凹部とを接続する接続面部は、当該流出凹部の底部側に向うに従い、径方向内側に傾斜していることを特徴とする。この発明によれば、当接面のうち、流出凹部と流入凹部とを接続する接続面部は、押圧面によって押圧されて弾性変形し、当該押圧面と接触する。このような構成とすることで、押圧部材の変位開始の際に、弾性変形した接続面部が、流出凹部の底部側に向うに従い、径方向内側に傾斜した形状に復元しようとするので、当該当接面と押圧面との間に燃料が浸入し易くなる。故に、接続面部と押圧面との密着が解かれ易くなり、流入口を圧力制御室へ開放する際の押圧部材の挙動はさらに安定化する。
【００２７】
ここで、流出凹部と流入凹部とを隔てる壁部は、押圧面によって押圧力を繰り返し受けるので、強度が確保されなければならない。そこで、請求項９に記載の発明では、流出凹部の周壁面は、当該流出凹部の底部側に向うに従い、径方向内側に傾斜していることを特徴とする。この発明では、流出凹部の周壁面を、当該流出凹部の底部側に向うに従い、径方向内側に傾斜した形状としているので、流出凹部と流入凹部とを隔てる壁部は、流出凹部の底部側においてその幅が増加し得る。また、請求項１０に記載の発明では、流入凹部の内周壁面には、流入凹部の径方向の幅を、当該流入凹部の底部側において減少させる段差面部が形成されることを特徴とする。この発明でも、流出凹部と流入凹部とを隔てる壁部は、流入凹部の底部側において幅が増加する。以上の請求項９および請求項１０に記載の発明によれば、流出凹部と流入凹部とを隔てる壁部の強度は向上し得る。
【００２８】
請求項１１に記載の発明では、押圧部材は、当該押圧部材の最外径に対して、前記押圧面の外径を縮径する縮径部を、押圧面の径方向外側に有することを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、押圧部材の最外径に対して押圧面の外径を縮径する縮径部を当該押圧面の径方向外側に有する押圧部材では、押圧面は、押圧部材の変位軸方向の端面において、当該端面の径方向中央部に集まって形成される。このように、押圧面を押圧部材の端面の中央部に寄せることで、当該押圧部材の軸方向が正しい変位軸方向に対して傾いた場合であっても、押圧面と当接面との間に生じる面圧が全体に亘って均等になり易い。これにより、押圧面と当接面との間における燃料の漏れが抑制されるので、押圧面で当接面を押圧することによって流入口と圧力制御室との遮断を確実に実施し得る押圧部材を獲得することができる。
【００３０】
請求項１２に記載の発明のように、押圧部材は、押圧面を形成する変位軸方向の端面に向かって窪むことにより縮径部を形成してもよい。又は、請求項１３に記載の発明のように、押圧部材は、押圧面を形成する変位軸方向の端面に向かうに従い径方向内側に傾斜する縮径部を形成してもよい。さらに、このように傾斜させた縮径部は、請求項１４に記載のように、球面状に湾曲していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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】当接面に形成された環状凹部、流入凹部、および流出凹部の形状および配置を説明するための図であって、図４のＶ矢視図である。
【図６】本発明の特徴部分である環状凹部近傍を拡大した図である。
【図７】図３の変形例を示す図である。
【図８】図４の変形例を示す図である。
【図９】図６の変形例を示す図である。
【図１０】図４の別の変形例を示す図である。
【図１１】図６の別の変形例を示す図である。
【図１２】図１０の変形例を示す図である。
【図１３】図１１の変形例を示す図である。
【図１４】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】
【００３２】
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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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最適に制御される。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
次に、燃料噴射装置１００の構成について、図２および図３に基づいて、図１を参照しつつさらに説明する。
【００４１】
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、プレートスプリング７６、およびフローティングプレート７０を備えている。
【００４２】
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。
【００４３】
制御ボディ４０は、ノズルボディ４１、シリンダ５６、バルブボディ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、バルブボディ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に露出する当接面９０を有している。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を当接面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を当接面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。
【００４４】
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を挟んでバルブボディ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。
【００４５】
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、当該ノズルニードル収容部４３と同軸上に配置されている。このシリンダ５６において、バルブボディ４６側となる軸方向の端面がバルブボディ４６に保持されている。シリンダ５６の内周壁は、バルブボディ４６の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円筒状壁部５７を形成している。この円筒状壁部５７は、当接面９０を環状に囲っている。またシリンダ５６の内周壁のうち、軸方向において円筒状壁部５７よりも噴孔４４側の部分は、ノズルニードル６０をその軸方向に沿って摺動させる円筒状のシリンダ摺動部５９を形成している。
【００４６】
バルブボディ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。このバルブボディ４６は、制御弁座部４７ａ、当接面９０、流出路５４、および流入路５２を具備している。制御弁座部４７ａは、バルブボディ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、当接面９０は、バルブボディ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ている。この当接面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、この当接面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、バルブボディ４６の軸方向に対して傾斜している。流入路５２は、当接面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、バルブボディ４６の軸方向に対して傾斜している。
【００４７】
さらにバルブボディ４６は、当接面９０から窪み流出口５４ａを形成する流出凹部９７を有している。また、バルブボディ４６は、当接面９０から窪み流入口５２ａを形成する流入凹部９４を有している。流出凹部９７は、当接面９０の径方向中央部において円状に窪んでいる。流入凹部９４は、当接面９０において流出凹部９７の径方向外側に位置し、流出凹部９７と同心で円環状に窪んでいる。これら流出凹部９７および流入凹部９４は、互いに独立しており、繋がっていない。
【００４８】
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のバルブボディ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のバルブボディ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。
【００４９】
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、バルブボディ４６を収容しつつ、ホルダ４８のバルブボディ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およびバルブボディ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およびバルブボディ４６を、ホルダ４８とともに挟持している。
【００５０】
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、受圧面６１、スプリング収容部６２、ニードル摺動部６３、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。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とは反対側となる端部であって、圧力制御室５３側の端部によって形成されている。この受圧面６１は、当接面９０および円筒状壁部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。スプリング収容部６２は、受圧面６１の径方向中央部にノズルニードル６０と同軸に形成される円筒穴である。このスプリング収容部６２は、プレートスプリング７６の一部を収容している。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、円筒状壁部５７よりも受圧面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。
【００５１】
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、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。
【００５２】
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８６および連通孔７１を有している。このフローティングプレート７０は、圧力制御室５３内に往復変位可能に配置されており、変位軸方向がシリンダ５６の軸方向に沿っている。加えて、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ている。フローティングプレート７０の変位軸方向の両端面７３ａ，７３ｂのうち、当接面９０と当該変位軸方向において対向する端面７３ａは、押圧面８６を形成している。この押圧面８６は、フローティングプレート７０の往復変位によって当接面９０に当接する。また、押圧面８６の中央部からは連通孔７１が、当該フローティングプレート７０の変位軸方向に沿って延伸している。連通孔７１は、フローティングプレート７０の押圧面８６が当接面９０に当接している際に、圧力制御室５３と流出路５４とを連通させる燃料流路となる。この連通孔７１は、絞り部７１ａおよび連通凹部７１ｂを具備している。絞り部７１ａは、連通孔７１の流路面積を絞り、当該連通孔７１を流れる燃料の流量を調整する。この絞り部７１ａは、フローティングプレート７０の軸方向の両端面７３ａ，７３ｂのうち、受圧面６１と対向する端面７３ｂよりも、当該押圧面を形成する端面７３ａに近接している。また、連通凹部７１ｂは連通孔７１の一対の開口のうち、端面７３ｂの開口を拡大している。一方、変位軸方向において、押圧面８６と反対側となる端面７３ｂは、プレートスプリング７６によって付勢されている。
【００５３】
プレートスプリング７６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。プレートスプリング７６の軸方向の一端は、プレートスプリング７６の端面７３ｂに着座している。またプレートスプリング７６の軸方向の他端は、ノズルニードル６０のスプリング収容部６２に収容されている。プレートスプリング７６は、フローティングプレート７０およびノズルニードル６０間に、これらと同軸且つ軸方向に縮められ状態で配置されている。
【００５４】
以上の構成によって、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に対して当接面９０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の軸方向の端面７３ａ，７３ｂ間における圧力差が小さい場合であっても、当接面９０側に付勢されて、当該当接面９０に押圧面８６を当接させている。
【００５５】
（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。
【００５６】
シリンダ５６の円筒状壁部５７の内径φＡ１（図４参照）に対して、フローティングプレート７０の最外径φＢ１（図４参照）は小さくされている。これらシリンダ５６の内径φＡ１とフローティングプレート７０の最外径φＢ１との差によって、シリンダ５６およびフローティングプレート７０間には隙間が生じている。この隙間によって、フローティングプレート７０は圧力制御室５３内を円滑に往復変位することができる。加えて、流入口５２ａから圧力制御室５３に流入した燃料は、この隙間を通過して、フローティングプレート７０の端面７３ｂ側に移動することができる。
【００５７】
当接面９０のうち、フローティングプレート７０の変位軸方向において、押圧面８６の外縁８７と対向する外縁対向面部９１は、変位軸方向に沿って窪む環状凹部９２を有している。この環状凹部９２は、押圧面８６の外縁８７の形状に沿って円環状に延びている。この環状凹部９２の内周側に流入凹部９４および流出凹部９７は位置している。加えて、これら環状凹部９２、流入凹部９４、および流出凹部９７は、互いに独立した凹部であって、同心である（図５参照）。以上の構成では、当接面９０において、環状凹部９２と流入凹部９４とは接続面部９３によって接続されており、流入凹部９４と流出凹部９７とは接続面部９６によって接続されている。これら接続面部９３，９６は、ともに円環状となる。さらに、この環状凹部９２の径方向における幅は、円筒状壁部５７の内径φＡ１とフローティングプレート７０の最外径φＢ１との差よりも大きい。また加えて、環状凹部９２の深さは、流入凹部９４の深さよりも浅く形成されている。
【００５８】
加えて、流出凹部９７の周壁面９７ａは、当該流出凹部９７の底部側に向うに従い、径方向内側に傾斜している（図６参照）。また、流入凹部９４の内周側の周壁面９４ａおよび外周側の周壁面９４ｂのうち、当接面９０と連続している連続面部９５ａ，９５ｂは、フローティングプレート７０の変位軸方向に沿って形成されている。このように連続面部９５ａ，９５ｂを変位軸方向に沿って形成するのは、バルブボディ４６を製造する際に、当該バルブボディ４６の端面を軸方向に切削することによって、当接面９０は仕上げられるからである。具体的には、連続面部９５ａ，９５ｂがバルブボディ４６の軸方向に沿っていることで、バルブボディ４６の端面を切削する切削量によって、流入凹部９４の径方向の幅、および当接面９０における流入凹部９４の位置が径方向においてばらつき難くなる。
【００５９】
フローティングプレート７０は、当該プレート７０の最外径φＢ１に対して押圧面８６の外径を縮径する縮径部８９を、当該押圧面８６の径方向外側に有している。この縮径部８９によって、フローティングプレート７０の最外径φＢ１に対して押圧面８６の外縁８７の外径φＣ１（図４参照）は縮小されている。縮径部８９は、フローティングプレート７０の変位軸まわりに円環状に延びている。この縮径部８９の形状により、押圧面８６と当接面９０とが当接した状態で、押圧面８６の径方向外側に、円環状の切り欠き空間８８が形成される。この縮径部８９は、具体的に、押圧面８６を形成している端面７３ａと連続するフローティングプレート７０の外周壁面を当該端面７３ａに向かって窪ませることにより形成されている。この形状によって、押圧面８６の外周側に段差が形成されたようになっている。
【００６０】
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。
【００６１】
機関制御装置１７のパルス電流に応じてソレノイド３１が発生する磁界は、圧力制御弁８０を開弁する。この圧力制御弁８０の作動によって、流出口５４ａと戻り流路１４ｆとが連通し、流出路５４および縦孔４８ｂを通じて圧力制御室５３から燃料が流出する。これにより、圧力制御室５３内において、まず流出口５４ａ付近の減圧が生じ、フローティングプレート７０は、当接面９０に向って吸引されるとともに、端面７３ｂに圧力制御室５３内の燃料による圧力を受ける。加えて、フローティングプレート７０は、端面７３ｂ側からプレートスプリング７６の付勢力を受けている。これら流出口５４ａ付近の減圧およびプレートスプリング７６の付勢力は、バルブボディ４６の当接面９０に当接していた押圧面８６を、当該当接面９０にさらに強く押圧する。このようにフローティングプレート７０の押圧面８６が当接面９０を押圧することによって、当該当接面９０に開口する流入口５２ａと圧力制御室５３とが遮断される。流入口５２ａからの燃料の流入を遮断された圧力制御室５３では、連通孔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。
【００６２】
圧力制御室５３内の急速な減圧によって、圧力制御室５３内の燃料から受圧面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、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。
【００６３】
このように、圧力制御弁８０によって流入口５２ａと戻り流路１４ｆとが連通された状態では、当接面９０のうち、流入凹部９４から環状凹部９２までの接続面部９３と、流出凹部９７から流入凹部９４までの接続面部９６とが、押圧面８６に当接する。このとき、環状凹部９２は、常に押圧面８６の外縁８７を径方向に跨ぐこととなる。具体的には、環状凹部９２の内周側の周壁面は、押圧面８６の外縁８７よりも径方向内側に位置する。加えて、環状凹部９２の外周側の周壁面は、押圧面８６の外縁８７よりも径方向外側に位置する。以上により、流入凹部９４の外周側において、押圧面８６と当接面９０とが接触する幅は、接続面部９３の径方向の幅となり、当接面９０に沿ってフローティングプレート７０が変位することで押圧面８６が当接する位置がずれた場合であっても、増減しない。加えて、流入凹部９４の内周側において、押圧面８６と当接面９０とが接触する幅は、接続面部９６の径方向の幅となり、当接面９０に沿ってフローティングプレート７０が変位することで押圧面８６が当接する位置がずれた場合であっても、増減しない。また、流入凹部９４内に流入路５２を通じて流入した高圧の燃料は、フローティングプレート７０を押し下げる方向に圧力を加えている。
【００６４】
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、流出口５４ａと戻り流路１４ｆとが遮断され、流出路５４および縦孔４８ｂを通じた燃料の流出は停止する。流出凹部９７内に連通孔７１を通過した燃料が流入することによれば、フローティングプレート７０に作用している押圧面８６を当接面９０に押圧する力は、プレートスプリング７６による付勢力が主となる。すると、フローティングプレート７０は、流入凹部９４内を満たしている高圧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。
【００６５】
フローティングプレート７０の変位によって押圧面８６が当接面９０から離間を開始する際において、流入凹部９４内の燃料は、当接面９０のうちの接続面部９３および接続面部９６と、押圧面８６との間に侵入し、これらの間の密着を解く。押圧面８６と接続面部９３および接続面部９６との接触幅が当該押圧面８６の当接する位置のずれに起因して増減しないことによれば、流入凹部９４内の燃料によって押圧面８６および当接面９０間の密着が解かれるのに要する時間のばらつきは抑制される。故に、圧力制御弁８０によって流出口５４ａから戻り流路１４ｆへの燃料流通が遮断された後、フローティングプレート７０が変位を開始する時期の変動は低減され得る。
【００６６】
そして、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、流入口５２ａは圧力制御室５３に再び開放される。これにより、流入路５２からの燃料の流入が再開される。流入路５２から流入した燃料は、フローティングプレート７０とシリンダ５６との間の隙間を通過し、圧力制御室５３内の圧力を急速に増加させる。圧力制御室５３内の急速な増圧によって、圧力制御室５３内の燃料から受圧面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は圧力制御弁８０側に高速で押し下げられる。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。
【００６７】
ここまで説明した第一実施形態によれば、フローティングプレート７０が当接面９０に沿って変位し、押圧面８６が当接する当接面９０の位置にずれが引き起こされた場合であっても、フローティングプレート７０が変位を開始する時期の変動は低減される。故に、圧力制御弁８０によって流出口５４ａから戻り流路１４ｆへの燃料流通が遮断された後、圧力制御室５３内の圧力上昇の様態は安定することとなる。以上によれば、ノズルニードル６０による弁部５０の閉弁時期の変動は抑制される。したがって、燃料噴射装置１００は、噴孔４４から噴射される燃料量がばらつき難くなり、噴射精度が向上する。
【００６８】
そして、押圧面８６の外縁８７が環状凹部９２内に位置させることにより、押圧面８６と当接面９０との接触面積は低減される。故に、押圧面８６と当接面９０との張り付きが解かれ易くなるので、これら押圧面８６および当接面９０間の密着が解かれるのに要する時間は短縮される。以上により、フローティングプレート７０の当接面９０からの離間応答性が向上するので、噴射精度とともに、閉弁時における応答性も向上した燃料噴射装置１００とすることができる。
【００６９】
加えて、第一実施形態によれば、円盤状のフローティングプレート７０は、当接面９０に沿う方向に、円筒状壁部５７の内径φＡ１と当該フローティングプレート７０の最外径φＢ１との差だけ変位し得る。そこで、環状凹部９２の径方向における幅を、円筒状壁部５７の内径φＡ１とフローティングプレート７０の最外径φＢ１との差よりも大きくすることで、環状凹部９２は、押圧面８６の外縁８７を確実に跨ぐことができる。以上のように、環状凹部９２が当接面９０に沿って生じる押圧面８６の外縁８７のずれを確実に許容することで、流入凹部９４の外周側における押圧面８６と当接面９０との接触幅の増減は確実に防止され得る。故に、押圧面８６および当接面９０間の密着が解かれるのに要する時間のばらつきは、確実に抑制され得る。
【００７０】
また、第一実施形態によれば、流入凹部９４の外周側および外周側において、押圧面８６と接触する接続面部９３および接続面部９６は、ともに円環状である。故に、当接面９０が押圧面８６と接触する接触幅は、周方向に亘って一定となる。加えて、流入凹部９４は円環状である。以上の構成では、接続面部９３および接続面部９６は、円環状の流入凹部９４から押圧面８６との間に侵入する燃料によって、当該押圧面８６との密着を周方向において均等に解かれ得る。故に、フローティングプレート７０が変位を開始した際に、当該フローティングプレート７０の変位軸方向がシリンダ５６の軸方向に対して傾く事態を未然に防ぎ得る。以上によれば、変位を開始する際において、フローティングプレート７０の挙動を安定することができるので、当該フローティングプレート７０の変位開始の時期の変動はさらに低減され得る。
【００７１】
さらに第一実施形態では、連続面部９５ａおよび連続面部９５ｂ（図６参照）を、フローティングプレート７０変位軸方向に沿って形成している。この流入凹部９４の内周側および外周側の周壁面９４ａ，９４ｂの形状によれば、押圧面８６による押圧に起因して当接面９０が変位軸方向に磨耗しても、これら周壁面９４ａ，９４ｂの連続面部９５ａ，９５ｂの径方向における位置は移動しない。故に、押圧面８６によって繰り返し押圧されることによって当接面９０がフローティングプレート７０の変位軸方向に沿って磨耗しても、当接面９０において流入凹部９４が窪む位置、および流入凹部９４の径方向の幅は変化しない。以上により、変位を開始する際に流入凹部９４内の燃料によってフローティングプレート７０が受ける力は、当接面９０が磨耗しても、変化し難くなる。したがって、流入口５２ａと圧力制御室５３とが連通した際のフローティングプレート７０の挙動は、長期に亘って安定し得る。
【００７２】
また加えて、第一実施形態によれば、流入路５２から燃料が流入する流出凹部９７内は、圧力制御室５３内と連通する環状凹部９２内よりも高圧となり得る。故に、流入凹部９４と環状凹部９２とを隔てる壁部９３ａは、流入凹部９４内および環状凹部９２内間の圧力差に耐え得るだけの強度を要する。そこで、環状凹部９２の深さを流入凹部９４の深さよりも浅くし、壁部９３ａにおける流入凹部９４の底部側周囲の肉厚を確保することによれば、当該壁部９３ａの強度を向上し得る。一方、流入凹部９４の深さを大きくすることによれば、流入路５２を通じて供給された高圧の燃料を、当該流入凹部９４を通じて周方向に流通させるための流路面積を確保できる。したがって、フローティングプレート７０を押し下げる際に要する高圧の燃料を、流入凹部９４内に確実に流通させられる。
【００７３】
さらに加えて、第一実施形態によれば、流出凹部９７の周壁面９７ａ（図６参照）は、当該流出凹部９７の底部側に向うに従い、径方向内側に傾斜しているので、流出凹部９７と流入凹部９４とを隔てる壁部９６ａは、流出凹部９７の底部側においてその幅が増加する。故に、流出凹部９７と流入凹部９４とを隔てる壁部９６ａの強度を向上させることができる。
【００７４】
またさらに第一実施形態では、フローティングプレート７０の最外径φＢ１に対して押圧面８６の外縁８７の外径φＣ１を縮径する縮径部８９を当該押圧面８６の径方向外側に有する。このフローティングプレート７０では、押圧面８６は、当該フローティングプレート７０の変位軸方向の端面７３ａにおいて、当該端面７３ａの径方向中央部に集まって形成されておいる。このように、押圧面８６を端面７３ａの中央部に寄せることで、当該フローティングプレート７０の軸方向が正しい変位軸方向に対して傾いた場合であっても、押圧面８６と当接面９０との間に生じる面圧が全体に亘って均等になり易い。これにより、押圧面８６と当接面９０との間における燃料の漏れが抑制されるので、流入口５２ｂと圧力制御室５３との遮断を確実に実施し得るフローティングプレート７０を獲得することができる。
【００７５】
さらに、縮径部８９によって押圧面７３を端面７３ａの中央部に寄せることで、当該押圧面７３の面積を縮小できる。これにより、押圧面７３と当接面９０との接触面積を低減できるので、これら押圧面７３と当接面９０との間に、さらに高い面圧を生じさせることができる。したがって、フローティングプレート７０による流入口５２ｂと圧力制御室５３との遮断はさらに確実なものとなり得る。
【００７６】
また加えて、縮径部８９によって押圧面７３を端面７３ａの中央部に寄せることにより、流入凹部９４を径方向に縮小できるので、流入口５２ａの面積は低減される。故に、流入凹部９４内の燃料からフローティングプレート７０に作用している力であって、当該フローティングプレート７０を押し下げる力は減少する。故に、押圧面８６と当接面９０との間に生じる面圧はさらに確実に高められる。以上のように、押圧面８６と当接面９０との間の面圧を高めることで、フローティングプレート７０は、流入口５２ａと圧力制御室５３とを確実に遮断し、燃料噴射装置１００の噴射精度向上に寄与することができる。
【００７７】
尚、第一実施形態において、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。
【００７８】
（第二実施形態）
図７〜図９に示す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、バルブボディ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、バルブボディ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では、第一実施形態におけるプレートスプリング７６に相当する構成は省略されている。以下、第二実施形態による燃料噴射装置２００の構成を詳細に説明する。
【００７９】
まず、ノズルニードル２６０では、プレートスプリング７６の省略に伴って、スプリング収容部６２に相当する円筒穴が省略されている。
【００８０】
バルブボディ２４６は、第一実施形態のバルブボディ４６における環状凹部９２、流入凹部９４、および流出凹部９７に相当する環状凹部２９２、流入凹部２９４、および流出凹部２９７を有している（図８参照）。バルブボディ２４６におけるこれら環状凹部２９２、流入凹部２９４、および流出凹部２９７は、当接面２９０の径方向に拡大されている。これら流入凹部２９４、および流出凹部２９７は、それぞれ流入口２５２ａおよび流出口２５４ａを形成している。加えて、流入凹部２９４の内周壁面２９４ａには、当該流入凹部２９４の径方向の幅を、底部側において減少させる段差面部２９５ｃ（図９参照）が形成されている。また流出凹部２９７の周壁面２９７ａは、第一実施形態の周壁面９７ａと同様に、当該流出凹部２９７の底部側に向うに従い、径方向内側に傾斜している（図９参照）。
【００８１】
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において縮径部８９および当該縮径部８９によって形成される切り欠き空間８８が省略されている。故に、フローティングプレート２７０における押圧面２８６の外縁２８７の径は、当該フローティングプレート２７０の外径と同一である。この押圧面２８６の外縁２８７は、変位軸方向において環状凹部２９２と対向している。
【００８２】
以上の構成による第二実施形態の燃料噴射装置２００では、流入口２５２ａと戻り流路１４ｆ（図１参照）とが遮断された状態では、フローティングプレート２７０の押圧面２８６は、バルブボディ２４６の当接面２９０から離間している。そして、流入口２５２ａと戻り流路１４ｆ（図１参照）とが連通すると、フローティングプレート２７０は、圧力制御室５３内の燃料から圧力を受けて、当接面２９０に向かって変位する。フローティングプレート２７０は、押圧面２８６を当接面２９０に当接させた後、当該押圧面２８６で当接面２９０を押圧することで、流入口２５２ａと圧力制御室５３とを遮断する。このとき、押圧面２８６の外縁２８７と対向する環状凹部２９２は、当該外縁２８７を常に跨ぐこととなる。故に、当接面２９０に沿ってフローティングプレート２７０が変位することで押圧面２８６の当接する位置がずれた場合であっても、流入凹部２９４の外周側において、押圧面２８６と接触する幅は、接続面部２９３の径方向における幅となり、増減しない。
【００８３】
フローティングプレート２７０の変位によって押圧面２８６が当接面２９０から離間を開始する際において、流入凹部２９４内の燃料は、接続面部２９３と押圧面２８６との間に侵入し、これらの間の密着を解く。押圧面２８６と接続面部２９３との接触幅が当該押圧面２８６の当接する位置のずれに起因して増減しないことによれば、流入凹部２９４内の燃料によって押圧面２８６および当接面２９０間の密着が解かれるのに要する時間のばらつきは抑制される。故に、第二実施形態においても、圧力制御弁８０によって流出口２５４ａから戻り流路１４ｆ（図１参照）への燃料流通が遮断された後、フローティングプレート２７０が変位を開始する時期の変動は低減され、圧力制御室５３内の圧力上昇の様態は安定することとなる。以上によれば、ノズルニードル２６０による弁部５０（図２参照）の閉弁時期の変動は抑制される。したがって、燃料噴射装置２００の噴射精度は向上し得る。
【００８４】
加えて第二実施形態では、流入凹部２９４の内周壁面２９４ａ（図９参照）には、段差面部２９５ｃが形成され、且つ流出凹部２９７周壁面２９７ａが傾斜している。故に、流出凹部２９７と流入凹部２９４とを隔てる壁部２９６ａは、流出凹部２９７の底部側においてその幅が増加する。したがって、流出凹部２９７と流入凹部２９４とを隔てる壁部２９６ａの強度を向上させることができる。
【００８５】
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、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、それぞれ相当する。
【００８６】
（第三実施形態）
図１０および図１１に示す本発明の第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態の燃料噴射装置３００は、第一実施形態のフローティングプレート７０およびバルブボディ４６に相当するフローティングプレート３７０およびバルブボディ３４６を備えている。以下、第三実施形態による燃料噴射装置３００の構成を詳細に説明する。
【００８７】
第三実施形態におけるフローティングプレート３７０は、第一実施形態のフローティングプレート７０において縮径部８９に相当する縮径部３８９を有している。この縮径部３８９によって、フローティングプレート３７０の最外径φＢ３に対して押圧面３８６の外縁３８７の外径φＣ３（図１０参照）は縮小されている。縮径部３８９は、フローティングプレート３７０の変位軸まわりに円環状に延びている。この縮径部３８９の形状により、押圧面３８６と当接面３９０とが当接した状態で、押圧面３８６の径方向外側に、円環状の切り欠き空間３８８が形成されている。この縮径部３８９は、押圧面３８６を形成する変位軸方向の端面３７３ａに向かうに従い径方向内側に円錐状に傾斜している。この縮径部３８９によって、押圧面３８６の外縁３８７は、当接面３９０の環状凹部３９２と変位軸方向において対向する。
【００８８】
バルブボディ３４６は、第一実施形態のバルブボディ４６に対して、流出凹部３９７の周壁面３９７ａの形状が異なっている。この流出凹部３９７の周壁面３９７ａは、当接面３９０と連続する連続面部３９７ｂが、フローティングプレート３７０の変位軸方向に沿って形成されている。また、周壁面３９７ａのうち連続面部３９７ｂよりも流出凹部３９７の底部側の部分は、当該底部側に向うに従い、径方向内側に傾斜している。一方、流入凹部３９４の内周壁面３９４ａは、連続面部３９７ｂと同様に、フローティングプレート３７０の変位軸方向に沿って形成されている。以上により、流出凹部３９７と流入凹部３９４とを隔てる壁部３９６ａは、流出凹部３９７の底部側においてその幅が増加する。故に、流出凹部３９７と流入凹部３９４とを隔てる壁部３９６ａの強度を向上させることができる。加えて、連続面部３９７ｂを変位軸方向、即ちバルブボディ３４６の軸方向に沿って形成することで、当接面３９０がフローティングプレート３７０の変位軸方向に沿って磨耗しても、当接面３９０における流出凹部３９７の径は変化しない。また、バルブボディ３４６を製造する際に、当該バルブボディ３４６の端面を軸方向に切削することによって、当接面３９０は仕上げることによれば、当該端面を切削する切削量によって流入凹部３９４の径がばらつく事態も抑制できる。
【００８９】
ここまで説明した第三実施形態では、円錐状に傾斜した縮径部３８９の形状により、押圧面３８６の外縁３８７を、環状凹部３９２が跨ぐことができる。故に、流入凹部３９４の外周側において、当接面３９０と押圧面３８６とが接触する接触幅は、流入凹部３９４および環状凹部３９２を接続する接続面部３９３の径方向の幅となり、押圧面３８６の当接する位置のずれに起因して増減しない。以上によれば、流入凹部３９４内の燃料によって押圧面３８６および当接面３９０間の密着が解かれるのに要する時間のばらつきは抑制される。これにより、圧力制御室５３内の圧力上昇の様態は安定することとなり、ひいてはノズルニードル６０による弁部５０（図２参照）の閉弁時期の変動が抑制され得る。したがって、燃料噴射装置３００の噴射精度は向上し得る。
【００９０】
尚、第三実施形態において、フローティングプレート３７０が請求項に記載の「押圧部材」に相当する。
【００９１】
（第四実施形態）
図１２および図１３に示す本発明の第四実施形態は、第三実施形態の変形例である。第四実施形態の燃料噴射装置４００は、第三実施形態のフローティングプレート３７０およびバルブボディ３４６に相当するフローティングプレート４７０およびバルブボディ４４６を備えている。以下、第三実施形態による燃料噴射装置４００の構成を詳細に説明する。
【００９２】
第四実施形態におけるフローティングプレート４７０は、第三実施形態のフローティングプレート３７０と同様に、フローティングプレート４７０の最外径φＢ４に対して、押圧面４８６の外縁４８７の外径φＣ４（図１２参照）を縮める縮径部４８９を有している。縮径部４８９は、フローティングプレート４７０の変位軸まわりに円環状に延びている。この縮径部４８９の形状により、押圧面４８６と当接面４９０とが当接した状態で、押圧面４８６の径方向外側に、円環状の切り欠き空間４８８が形成されている。この縮径部４８９は、押圧面３８６を形成する変位軸方向の端面３７３ａに向かうに従い径方向内側に円錐状に傾斜し、且つ球面状に湾曲している。
【００９３】
このような縮径部４８９の形状であっても、押圧面４８６の外縁４８７を、環状凹部４９２は跨ぐことができる。故に、押圧面４８６の当接する位置のずれに起因して、押圧面４８６および当接面４９０間の密着が解かれるのに要する時間がばらつく事態は抑制される。以上により、圧力制御室５３内の圧力上昇の様態が安定することによって、ノズルニードル６０による弁部５０（図２参照）の閉弁時期の変動は抑制され得る。したがって、燃料噴射装置４００の噴射精度は向上し得る。
【００９４】
また、第四実施形態のバルブボディ４４６において、流入凹部４９４および流出凹部４９７を接続する接続面部４９６は、流出凹部４９７の底部側に向うに従い、径方向内側に傾斜している。故に、接続面部４９６は、押圧面４８６に押圧されることで、当該押圧面４８６に沿った形状に弾性変形する。すると、フローティングプレート４７０が押圧面４８６を当接面４９０から離間させる方向に変位を開始した際に、弾性変形した接続面部４９６は、流出凹部４９７の底部側に向うに従って径方向内側に傾斜した形状に復元しようとする。故に、この接続面部４９６と押圧面４８６との間に燃料が浸入し易くなるので、当接面４９０と押圧面４８６との密着は解かれ易くなる。以上によれば、押圧面４８６を当接面４９０から離間させる際のフローティングプレート４７０の挙動は、さらに安定化する。
【００９５】
尚、第四実施形態において、フローティングプレート４７０が請求項に記載の「押圧部材」に相当する。
【００９６】
（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。
【００９７】
上記実施形態では、請求項に記載の「凹部」として、流入凹部の外周側に環状に形成されたものを例に説明した。しかし。凹部の形状は、上記のような環状のものに限定されない。例えば「凹部」は、押圧面の外縁の形状に沿って延伸する円弧状の凹部を複数配置することにより、全体として環状を呈する形態であってもよい。或いは、流入凹部の外周側に、微小な溝を複数設けることで、ローレット目（ＪＩＳ Ｂ ０９５１参照）を形成し、当該ローレット目を請求項に記載の「凹部」とみなす構成としてもよい。
【００９８】
上記実施形態では、押圧面および当接面は円形であった。加えて、流出凹部は当接面の径方向中央部に円形に窪んでおり、環状凹部および流入凹部は、この流出凹部と同心の円環状であった。しかし、これら押圧面および当接面の形状は、円形に限定されるものではなく、楕円形等であってもよい。また、流出凹部、環状凹部および流入凹部の形状も円状および円環状に限定されるものではなく、楕円形状又は環状等であってもよい。さらに、これら当接面、流出凹部、環状凹部、および流入凹部は、互いに同心でなくてもよい。また加えて、流出凹部および流入凹部は、当接面に形成されていなくてもよい。
【００９９】
上記実施形態では、環状凹部の径方向における幅は、シリンダの円筒状壁部の内径とフローティングプレートの外径との差よりも大きくしていた。しかし、押圧面の外縁を跨ぐことができれば、環状凹部の径方向の幅は適宜設定されてよい。また、図１４に示すように、環状凹部５９２の径方向における幅を拡大することで、フローティングプレート５７０に切欠部を設けることなく、当該環状凹部５９２が押圧面５８６の外縁５８７を跨ぐ形態とし得る。
【０１００】
また、上記実施形態で設けた切欠部の容積は、可能な限り低減されることが望ましい。切欠部の容積を小さくすることで、圧力制御室内に貯留される燃料量を低減できる。この圧力制御室内に貯留される燃料量の低減によって、ノズルニードルが変位を開始するまでに当該圧力制御室から排出しなければならない燃料量を小さくできる。故に、燃料の温度に依存して、圧力制御室から連通孔を通過して流出する燃料の流速が変化することが、ノズルニードルが変位を開始する時期に与える影響を低減できる。このように、燃料の温度に依存した噴射のばらつきを低減することにより、燃料噴射装置の温度特性の向上を図り得る。
【０１０１】
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、圧力制御室の径方向内壁がシリンダではなく、ホルダの内壁部で構成された構造の燃料噴射装置であってもよいし、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】
【０１０２】
１０  燃料供給システム、１１  燃料タンク、１２  フィードポンプ、１２ａ  燃料配管、１３  高圧燃料ポンプ、１３ａ  燃料配管、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、１４ｅ  燃料配管、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、４６，２４６，３４６，４４６  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  流入路、５２ａ，２５２ａ  流入口、５３  圧力制御室、５４  流出路、５４ａ  流出口、５６  シリンダ、５７  円筒状壁部、５９  シリンダ摺動部、６０，２６０  ノズルニードル（弁部材）、６１  受圧面、６２  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、７０，２７０，３７０，４７０，５７０  フローティングプレート（押圧部材）、７１  連通孔、７１ａ  絞り部、７１ｂ  連通凹部、７３ａ，７３ｂ，３７３ａ  端面、７６  プレートスプリング、８０  圧力制御弁、８６，２８６，３８６，４８６，５８６  押圧面、８７，２８７，３８７，４８７，５８７  外縁、８８，３８８，４８８  切り欠き空間、８９，３８９，４８９  縮径部、９０，２９０，３９０，４９０  当接面、９１  外縁対向面部、９２，２９２，３９２，４９２，５９２  環状凹部（凹部）、９３，２９３，３９３  接続面部、９３ａ  壁部、９４，２９４，３９４，４９４  流入凹部、９４ａ，２９４ａ，３９４ａ  周壁面、９４ｂ  周壁面、９５ａ，９５ｂ  連続面部、２９５ｃ  段差面部、９６，４９６  接続面部、９６ａ，２９６ａ，３９６ａ  壁部、９７，２９７，３９７，４９７  流出凹部、９７ａ，３９７ａ  周壁面、３９７ｂ  連続面部、１００，２００，３００，４００  燃料噴射装置、φＡ１  円筒状壁部の内径、φＢ１，φＢ３，φＢ４  フローティングプレートの最外径、φＣ１，φＣ３，φＣ４  押圧面の外縁の外径
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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