(57)【要約】【課題】高圧ポートから低圧ポートへのリーク量を抑える。【解決手段】制御弁１４１は、弁室２０と高圧ポートと１１と低圧ポート１９と制御ポート１５と弁体３０とを有する。弁室２０内には、各ポートを他のポートに連通させるための流路２８が形成される。弁体３０の摺動により、制御ポート１５に高圧ポート１１が連通した高圧用状態ｓ１と、低圧ポート１９が連通した低圧用状態ｓ２とに切り替わる。弁体３０は、低圧用状態のときに弁室２０の壁面との摺接により、制御ポート１５と他のポート１１，１９との連通を遮る第１摺接シール部４１及び第２摺接シール部４５を有する。低圧用状態のときには、流路２８における第１摺接シール部４１と第２摺接シール部４５との間に、いずれのポート１１，１５，１９からも遮られた中間室Ｍが形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁室（２０）と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に高圧源（１３０）が接続される高圧ポート（１１）と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記高圧源よりも低圧の低圧源（１１０）が接続される低圧ポート（１９）と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に制御対象（８７）が接続される制御ポート（１５）と、前記弁室内に摺動自在に収容されている弁体（３０）とを有し、
前記弁室内には、前記高圧ポート及び前記低圧ポートを前記制御ポートに連通させるための流路（２８）が形成され、
前記制御ポート及び前記低圧ポートに対する前記高圧ポートの連通を遮ることを高圧遮断とし、前記制御ポート及び前記高圧ポートに対する前記低圧ポートの連通を遮ることを低圧遮断とし、低圧遮断をしつつ高圧遮断を解除した状態を高圧用状態（ｓ１）とし、高圧遮断をしつつ低圧遮断を解除した状態を低圧用状態（ｓ２）として、
前記弁体の摺動により、前記高圧用状態と前記低圧用状態とに切り替わる制御弁において、
前記弁体は、前記低圧用状態のときに前記弁室の壁面との摺接により高圧遮断をして前記高圧用状態のときに高圧遮断を解除する第１摺接シール部（４１）を有し、かつ、前記第１摺接シール部よりも前記流路に沿って前記制御ポート側に、前記低圧用状態のときに前記弁室の壁面との摺接により高圧遮断をして前記高圧用状態のときに高圧遮断を解除する第２摺接シール部（４５）を有し、
前記低圧用状態のときには、前記流路における前記第１摺接シール部と前記第２摺接シール部との間に、前記高圧ポート、前記低圧ポート及び前記制御ポートのいずれからも遮られた中間室（Ｍ）が形成される制御弁。
【請求項２】
前記弁体は、前記高圧用状態のときに前記弁室の壁面との摺接により低圧遮断をして前記低圧用状態のときに低圧遮断を解除する第３摺接シール部（４７）を有し、
前記高圧用状態から前記低圧用状態に切り替わる際には、前記第１摺接シール部及び前記第２摺接シール部のうちの少なくとも一方のシール部が高圧遮断をしてから、前記第３摺接シール部が低圧遮断を解除し、
前記低圧用状態から前記高圧用状態に切り替わる際には、前記第３摺接シール部が低圧遮断をしてから、少なくとも前記一方のシール部が高圧遮断を解除するように構成された請求項１記載の制御弁。
【請求項３】
前記高圧用状態から前記低圧用状態に切り替わる際には、前記第１摺接シール部及び前記第２摺接シール部が高圧遮断をすることにより前記中間室が形成されてから、前記第３摺接シール部が低圧遮断を解除し、
前記低圧用状態から前記高圧用状態に切り替わる際には、前記第３摺接シール部が低圧遮断をしてから、前記第１摺接シール部及び前記第２摺接シール部が高圧遮断を解除することにより、低圧遮断をしてから前記中間室が消滅するように構成された請求項２記載の制御弁。
【請求項４】
前記弁体に、前記弁体の摺動方向に対して斜めをなす方向に貫通する貫通穴（４３）が設けられ、
前記貫通穴は、前記流路の一部を構成し、かつ、低圧用状態のときには、前記中間室の一部を構成する請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御弁。
【請求項５】
前記弁室の内周面及び前記弁体の外周面のうちの少なくとも一方には、高圧用状態のときに、前記貫通穴を前記高圧ポートに連通させる環状の溝（１２，４２）が設けられた請求項４記載の制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象に高圧源又は低圧源を択一的に連通させることにより、制御対象の圧力を制御する制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射システムには、燃料ポンプから供給される高圧燃料を増幅するための増圧器を有するものがある。増圧器は、ピストン室内に摺動自在に収容されているピストンを有しており、燃料噴射時にピストンを前進させることで、ピストンの前方に設けられた加圧室を圧縮して、燃料を加圧する仕組みになっている。
【０００３】
ピストンを前進させるための力は、ピストンに加わる圧力バランスを変化させることで得ている。すなわち、加圧室とは別にピストンの前方に設けられている制御室内が減圧されると、ピストンが前進して加圧室を圧縮する。噴射終了後は、制御室内を元の圧力にまで昇圧すれば、制御室内及び加圧室内の圧力並びにピストンスプリングの付勢力によりピストンが初期位置にまで後退する。
【０００４】
ここで、制御室の減圧及び昇圧には制御弁を用いている。具体的には、制御弁は、制御室に接続される制御ポートと、高圧源に接続される高圧ポートと、低圧源に接続される低圧ポートとを有する。そして、制御ポートに高圧ポートが連通した高圧用状態と、制御ポートに低圧ポートが連通した低圧用状態とに切り替わる。低圧用状態になると制御室内が減圧され、高圧用状態になると制御室内が昇圧される。この制御弁はスプール弁構造をしており、少なくとも低圧用状態のときには、高圧ポートを摺接シールで遮る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４０３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような制御弁は、弁体の摺接シール部と弁室の壁面との間に摺動クリアランスが形成される。その摺動クリアランスにより、高圧ポートから低圧ポートへの大量のすり抜けリークが発生する。このようなリークは特に高圧源から供給される燃料圧が高圧の時に、摺動クリアランスが燃料圧により拡大するため増加する。このようなリーク量の増加は、燃料噴射システムのポンプ仕事を増加させるため、システム全体としての効率悪化につながる。
【０００７】
上記課題に対して、例えば特許文献１では、弁体を２つに分割し、外側の弁体の下部に、高圧用状態のときに低圧ポートを遮る非摺接式の低圧シール部を設け、内側の弁体の下部に、低圧用状態のときに高圧ポートを遮る非摺接式の高圧シール部を設けている。それにより、高圧用状態のみならず、低圧用状態のときにも、摺動クリアランスができない非摺接式のシールによりポートを遮ることにより、高圧ポートから低圧ポートへのリーク量を低減させている。しかしながら、上記構成は弁体の分割により弁体強度が低下するため、作動信頼性が低下してしまう。また、弁体強度を確保しようとすると弁体の体格が大きくなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、低圧用状態のときには摺接シールにより高圧ポートと他のポートとの連通を遮る態様の制御弁において、高圧ポートから低圧ポートへのリーク量を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の制御弁は、弁室（２０）と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に高圧源（１３０）が接続される高圧ポート（１１）と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記高圧源よりも低圧の低圧源（１１０）が接続される低圧ポート（１９）と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に制御対象（８７）が接続される制御ポート（１５）と、前記弁室内に摺動自在に収容されている弁体（３０）とを有する。前記弁室内には、前記高圧ポート及び前記低圧ポートを前記制御ポートに連通させるための流路（２８）が形成されている。
【００１０】
以下では、前記制御ポート及び前記低圧ポートに対する前記高圧ポートの連通を遮ることを高圧遮断とし、前記制御ポート及び前記高圧ポートに対する前記低圧ポートの連通を遮ることを低圧遮断とする。また、低圧遮断をしつつ高圧遮断を解除した状態を高圧用状態（ｓ１）とし、高圧遮断をしつつ低圧遮断を解除した状態を低圧用状態（ｓ２）とする。
【００１１】
前記制御弁は、前記弁体の摺動により、前記高圧用状態と前記低圧用状態とに切り替わる。前記弁体は、前記低圧用状態のときに前記弁室の壁面との摺接により高圧遮断をして前記高圧用状態のときに高圧遮断を解除する第１摺接シール部（４１）を有し、かつ、前記第１摺接シール部よりも前記流路に沿って前記制御ポート側に、前記低圧用状態のときに前記弁室の壁面との摺接により高圧遮断をして前記高圧用状態のときに高圧遮断を解除する第２摺接シール部（４５）を有する。前記低圧用状態のときには、前記流路における前記第１摺接シール部と前記第２摺接シール部との間に、前記高圧ポート、前記低圧ポート及び前記制御ポートのいずれからも遮られた中間室（Ｍ）が形成される。
【００１２】
本発明によれば、低圧用状態のときには、高圧ポートと低圧ポートとの間に中間室が形成される。そのため、高圧ポートから低圧ポートへのリーク経路は、次のようになる。すなわち、高圧ポートから第１摺接シール部の摺動クリアランスを通過して中間室に至ってから、さらに第２摺接シール部の摺動クリアランスを通過して低圧ポートに至る経路になる。そのため、リーク経路が長くなり、リーク量が抑えられる。また、中間室内の圧力が、高圧ポート内の圧力と低圧ポート内の圧力との間の中間圧になることで、第１摺接シール部を挟む両側の圧力差及び第２摺接シール部を挟む両側の圧力差が、それぞれ小さくなる。そのため、この点でも各摺動クリアランスからのリーク量が抑えられる。さらに、第２摺接シール部については、高圧ポート内の圧力よりも小さい中間圧しか加わらないことにより、圧力による摺動クリアランスの膨張も抑えられる。そのため、この点でもリーク量が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の燃料噴射システムを示す図
【図２】燃料噴射システムの制御弁の高圧用状態を示す図
【図３】制御弁のIII−III断面を示す図
【図４】制御弁のIV−IV断面を示す図
【図５】制御弁の低圧用状態を示す図
【図６】制御弁のリーク量を示すグラフ
【図７】第２実施形態の制御弁を示す図
【図８】第３実施形態の制御弁を示す図
【図９】第４実施形態の制御弁を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。
【００１５】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態の燃料噴射システム１００を示す図である。燃料噴射システム１００は、燃料タンク１１０と、燃料ポンプ１２０と、蓄圧室１３０と、複数の増圧器１４０及びインジェクタ１５０と、ＥＣＵ（図示略）とを有する。なお、図では、一の増圧器１４０のみを、拡大すると共に中心線を通る断面で示している。
【００１６】
燃料タンク１１０は、燃料を蓄えるためのタンクである。燃料タンク１１０と燃料ポンプ１２０との間には、燃料タンク１１０内の燃料を燃料ポンプ１２０に供給するための第１通路Ｒ１が設けられている。燃料ポンプ１２０は、燃料を高圧化して高圧燃料Ｈにするためのポンプである。燃料ポンプ１２０と蓄圧室１３０との間には、燃料ポンプ１２０内の燃料を蓄圧室１３０に供給するための第２通路Ｒ２が設けられている。
【００１７】
蓄圧室１３０は、高圧燃料Ｈを一時的に蓄えておくための容器である。本実施形態では、蓄圧室１３０は、複数の増圧器１４０に高圧燃料Ｈを供給するコモンレールである。蓄圧室１３０と各増圧器１４０との間には、蓄圧室１３０内の高圧燃料Ｈを増圧器１４０に供給するための高圧通路Ｒ３が設けられている。
【００１８】
増圧器１４０は、燃料噴射時に高圧燃料Ｈを増圧させるための装置である。増圧器１４０の端からインジェクタ１５０に、増圧された高圧燃料Ｈが供給される。インジェクタ１５０は、高圧燃料Ｈを断続的に所望のタイミングで内燃機関の気筒内に噴射するための装置である。増圧器１４０及びインジェクタ１５０と燃料タンク１１０との間には、低圧化された燃料を燃料タンク１１０に戻すための低圧通路Ｒ４が設けられている。なお、図では、一の増圧器１４０及びインジェクタ１５０と燃料タンク１１０との間の低圧通路Ｒ４のみを示し、その他の増圧器１４０及びインジェクタ１５０と燃料タンク１１０との間の低圧通路Ｒ４の図示は省略している。
【００１９】
ＥＣＵ（図示略）は、燃料ポンプ１２０、増圧器１４０、インジェクタ１５０等を制御する。
【００２０】
次に増圧器１４０について、より詳しく説明する。増圧器１４０は、ピストンボディ８０と、ピストン９０と、制御弁１４１とを有する。なお、以下では、ピストン９０の摺動方向一方（図では左）を「前」といい、その反対（図では右）を「後」という。
【００２１】
ピストンボディ８０は、前側部分８０ａと後側部分８０ｂとに分割形成されており、それらは締結材８０ｃにより締結されている。ピストンボディ８０は、ピストン室８３と流入ポート８１と流出ポート８９とを有する。ピストン室８３は、ピストンボディ８０の内部に設けられている。流入ポート８１は、ピストンボディ８０の後端からピストン室８３に連通している。流入ポート８１には高圧通路Ｒ３が連通している。流出ポート８９は、ピストンボディ８０の前端からピストン室８３に連通している。流出ポート８９はインジェクタ１５０に連通している。
【００２２】
ピストン９０は、ピストン室８３に前後に摺動自在に収容されている。ピストン９０は前後中間部に他の部分よりも径が大きいピストン大径部９１を有する。ピストン室８３は、ピストン９０の前端よりも前方部分が加圧室８８を構成し、ピストン大径部９１よりも前方部分が制御室８７を構成し、ピストン大径部９１よりも後方全体が背圧室８４を構成している。
【００２３】
ピストン９０には、背圧室８４と加圧室８８とを連通させる連通穴９３が設けられている。連通穴９３には、逆止弁９４が設けられている。逆止弁９４は、背圧室８４内の圧力の方が加圧室８８内の圧力よりも高いときには開弁し、低いときには閉弁する。背圧室８４内におけるピストン大径部９１の後方には、ストッパ９６が設けられている。ストッパ９６は、ピストン大径部９１に当接されることによりピストン９０のそれ以上の後退を阻止する。ピストン９０の後端部とストッパ９６との間には、ピストンスプリング９７が介装されている。
【００２４】
背圧室８４内の圧力は、ピストン９０を前方に押圧する。他方、加圧室８８内の圧力と、制御室８７内の圧力と、ピストンスプリング９７の付勢力とは、ピストン９０を後方に押圧する。これらの力のバランスの変化により、ピストン９０が前後方向に変位する。
【００２５】
＜制御弁１４１の構成＞
図２は、制御弁１４１を示している。制御弁１４１は、弁ボディ１０と弁体３０と弁駆動機構５０と駆動制御機構６０とを有する。以下では図に合わせて、弁体３０の摺動方向の一方を「下」といい、その反対方向を「上」という。但し、制御弁１４１は、前記摺動方向を水平方向にして設置する等、任意の方向に設置できる。
【００２６】
弁ボディ１０は、ピストンボディ８０に設けられた凹部８２内に設置されている。弁ボディ１０は、複数の部材１０ａ〜１０ｆに分割されており、それらは締結材１０ｐ，１０ｑにより、ピストンボディ８０に締結されている。
【００２７】
弁ボディ１０は、弁室２０と高圧ポート１１と低圧ポート１９と制御ポート１５とを有する。弁室２０は、弁ボディ１０の内部に形成されている。弁室２０は、上から順に、弁室最上部２１、弁室上部２２、弁室中部２３、弁室下部２４及び弁室最下部２５を有する。弁室最上部２１の内径よりも弁室上部２２の内径の方が大きい。弁室上部２２の内径よりも弁室中部２３の内径の方が小さい。弁室中部２３の内径よりも弁室下部２４の内径の方が大きい。弁室下部２４の内径よりも弁室最下部２５の内径の方が小さい。
【００２８】
高圧ポート１１は、一端部が弁室上部２２に連通しており、他端部が背圧室ポート８４ａを介して背圧室８４に連通している。よって、高圧ポート１１の他端部は、高圧通路Ｒ３等を介して蓄圧室１３０（高圧源）に接続されている。低圧ポート１９は、一端部が弁室最下部２５の底面に連通しており、他端部が低圧通路Ｒ４に連通している。よって、低圧ポート１９の他端部は、低圧通路Ｒ４を介して燃料タンク１１０（低圧源）に接続されている。制御ポート１５は、一端部が弁室下部２４に連通しており、他端部が制御室ポート８７ａを介して制御室８７（制御対象）に連通している。
【００２９】
弁体３０は、弁室２０内に上下方向に摺動自在に収容されている。弁体３０は、上から順に、弁体上部３１と、弁体上部３１よりも外径が小さい弁体中部３２と、弁体中部３２よりも更に外径が小さい弁体下部３３とを有する。弁体上部３１の外周面は、弁室上部２２の内周面に摺接している。弁体中部３２の外周面は、弁室中部２３及び弁室最下部２５の内周面に摺接している。弁室２０の壁面と弁体中部３２及び弁体下部３３との間の隙間は、高圧ポート１１及び低圧ポート１９を制御ポート１５に連通されるための流路２８を構成している。
【００３０】
弁体３０には、弁体上部３１を上下方向に対して斜めをなす方向に貫通する貫通穴４３が設けられている。貫通穴４３の下側の開口は、弁体中部３２の外周面と弁室上部２２の内周面との間の隙間に連通している。貫通穴４３は流路２８の一部を構成している。
【００３１】
図３は、図２に示すIII−III線の断面を示している。弁室上部２２には、その内周面に沿って環状に延びる弁室溝１２が設けられている。また、弁体上部３１には、その外周面に沿って環状に延びる弁体溝４２が設けられている。そのため、高圧用状態ｓ１のときには、弁体３０が回動して貫通穴４３の上側の開口がいずれの方向にきても、その開口は弁室溝１２及び弁体溝４２を介して高圧ポート１１に連通する。弁室溝１２及び弁体溝４２は、流路２８の一部を構成している。
【００３２】
図４は、図２に示すIV−IV線の断面を示している。弁体中部３２の上下中間部には、周方向に間隔をおいてカット部４４（図では三方カット）が設けられている。カット部４４どうしの各間部分は、弁室中部２３の内周面に摺接している。そして、カット部４４によって流路２８が確保される。
【００３３】
再び図２を参照しつつ説明する。弁体中部３２の下端部にも、上下中間部（カット部４４）と同様に、周方向に間隔をおいてカット部４８が設けられている。カット部４８どうしの各間部分は、弁室最下部２５の内周面に摺接している。そして、カット部４８によって流路２８が確保される。
【００３４】
以下では、制御ポート１５及び低圧ポート１９に対する高圧ポート１１の連通を遮ることを「高圧遮断」とし、制御ポート１５及び高圧ポート１１に対する低圧ポート１９の連通を遮ることを「低圧遮断」とする。また、図２のように弁体３０が下降した状態であって、低圧遮断をしつつ高圧遮断を解除した状態を「高圧用状態ｓ１」とする。また、図５のように弁体３０が上昇した状態であって、高圧遮断をしつつ低圧遮断を解除した状態を「低圧用状態ｓ２」とする。
【００３５】
図５に示すように、弁体上部３１の外周面における弁体溝４２の下方に位置する部分は、第１摺接シール部４１を構成している。第１摺接シール部４１は、低圧用状態ｓ２のときに、弁室上部２２の内周面における弁室溝１２の上方に位置する部分との摺接により、弁室溝１２と弁体溝４２との連通を遮って高圧遮断をする。また、弁体中部３２の外周面におけるカット部４４の下方に位置する部分は、第２摺接シール部４５を構成している。第２摺接シール部４５は、低圧用状態ｓ２のときに、弁室中部２３の内周面との摺接により、カット部４４と弁室下部２４との連通を遮って高圧遮断をする。
【００３６】
図２に示すように、弁体中部３２の下部の外周面におけるカット部４８の上方に位置する部分は、第３摺接シール部４７を構成している。第３摺接シール部４７は、高圧用状態ｓ１のときに、弁室最下部２５の内周面との摺接により、カット部４８と弁室下部２４との連通を遮って低圧遮断をする。また、弁体下部３３の下面は、非摺接式の当接シール部４９を構成している。当接シール部４９は、高圧用状態ｓ１のときに、弁室最下部２５の底面との当接により、低圧ポート１９の開口を塞いで低圧遮断をする。
【００３７】
弁駆動機構５０は、圧力室５２とスプリング５１とを有する。圧力室５２は、弁室２０における弁体上部３１よりも上側部分に形成されている。圧力室５２は、インポート５３を介して高圧ポート１１に連通している。インポート５３には、インオリフィス５４が設けられている。また、圧力室５２は、アウトポート５５を介して低圧通路Ｒ４に連通している。アウトポート５５には、アウトオリフィス５６が設けられている。スプリング５１は、圧力室５２の天井面と弁体３０との間に設置されている。
【００３８】
圧力室５２内の圧力とスプリング５１の付勢力とは、弁体３０を下方に押圧する。他方、流路２８内や低圧ポート１９内の圧力は、弁体３０を上方に押圧する。これらの力のバランスの変化により、弁体３０が上下方向に変位する。
【００３９】
駆動制御機構６０は、圧力室５２内の圧力を制御するための機構であって、アーマチャ６３と、弁部６４、アーマチャスプリング６５と、アクチュエータ６７とを有する。アーマチャ６３は、上下方向に摺動自在に設置されており、下端部に弁部６４が収容されている。弁部６４は、アウトオリフィス５６の開口の上方に設けられている。アーマチャスプリング６５はアーマチャ６３を下方に付勢している。アクチュエータ６７は、アーマチャ６３を上方に駆動するための装置である。アクチュエータ６７は、本実施例では、電磁ソレノイドであるが、例えばピエゾアクチュエータ等、それ以外のものであってもよい。アクチュエータ６７は、ＥＣＵ（図示略）により制御される。
【００４０】
＜高圧用状態ｓ１＞
次に、同図２を参照しつつ、制御弁１４１の初期状態（高圧用状態ｓ１）について説明する。アクチュエータ６７が通電されない初期状態では、アーマチャ６３及び弁部６４がアーマチャスプリング６５の付勢力により下降している。そのため、弁部６４がアウトオリフィス５６の開口を塞いでいる。そのため、圧力室５２内は、インオリフィス５４から供給される圧力（高圧燃料Ｈ）が蓄積することで高圧になっている。そのため、圧力室５２内の圧力等が弁体３０を下方に押圧する力が、流路２８内の圧力等が弁体３０を上方に押圧する力を上回っている。そのため、弁体３０が下降している。
【００４１】
このとき、当接シール部４９は、弁室最下部２５の底面に当接して低圧ポート１９の開口を塞ぐことにより、低圧遮断をしている。また、第３摺接シール部４７は、弁室最下部２５の内周面に摺接して、カット部４８と弁室下部２４との連通を遮ることにより、低圧遮断をしている。他方、第１摺接シール部４１は、弁室溝１２の上縁よりも下方に配されており、弁室溝１２と弁体溝４２との連通を遮っていない。そのため、高圧遮断がなされていない。また、第２摺接シール部４５は、弁室下部２４内に配されており、カット部４４と弁室下部２４との連通を遮っていない。そのため、高圧遮断がなされていない。そのため、高圧用状態ｓ１になっている。
【００４２】
高圧用状態ｓ１では、図１に示すように、蓄圧室１３０の圧力が、高圧通路Ｒ３、流入ポート８１、背圧室８４、背圧室ポート８４ａ、高圧ポート１１、弁室２０、制御ポート１５、制御室ポート８７ａを経て制御室８７に供給される。そのため、制御室８７内は高圧になる。そのため、制御室８７内の圧力等がピストン９０を後方に押圧する力が、背圧室８４内の圧力がピストン９０を前方に押圧する力を上回る。そのため、ピストン９０は、ストッパ９６に当接するまで後退する。
【００４３】
＜高圧用状態ｓ１から低圧用状態ｓ２への切替＞
次に、図５を参照しつつ、高圧用状態ｓ１から低圧用状態ｓ２への切替について説明する。高圧燃料Ｈを噴射する燃料噴射時には、制御弁１４１は、次のようにして、高圧用状態ｓ１から低圧用状態ｓ２に切り替わる。
【００４４】
すなわち、アクチュエータ６７が通電されることにより、アーマチャ６３が吸引されて、アーマチャ６３及び弁部６４が上昇する。それにより、アウトオリフィス５６の開口が開かれる。それにより、圧力室５２内の圧力が、アウトポート５５及び低圧通路Ｒ４を経て燃料タンク１１０に流出することにより、圧力室５２内の圧力が低下する。それにより、圧力室５２内の圧力等が弁体３０を下方に押圧する力が、流路２８内の圧力等が弁体３０を上方に押圧する力を下回るようになり、弁体３０が上昇する。
【００４５】
その上昇に伴い、まず、当接シール部４９が弁室最下部２５の底面から離れて低圧ポート１９の開口を開くことにより、当接シール部４９による低圧遮断が解除される。次に、第１摺接シール部４１が、弁室溝１２の上縁よりも上方に変位して、弁室上部２２の内周面に摺接する。それにより、弁室溝１２と弁体溝４２との連通が第１摺接シール部４１により遮られて、第１摺接シール部４１による高圧遮断がなされる。また、それと略同時に、第２摺接シール部４５が、弁室下部２４内から弁室中部２３内に変位して、弁室中部２３の内周面に摺接する。それにより、カット部４４と弁室下部２４との連通が第２摺接シール部４５により遮られて、第２摺接シール部４５による高圧遮断がなされる。それにより、流路２８内における第１摺接シール部４１と第２摺接シール部４５との間に、高圧ポート１１、低圧ポート１９及び制御ポート１５のいずれからも遮られた中間室Ｍが形成される。このとき、弁体溝４２及び貫通穴４３は、中間室Ｍの一部を構成する。
【００４６】
その後に、第３摺接シール部４７が、弁室最下部２５内から弁室下部２４内に変位することにより、弁室最下部２５の内周面から離れる。それにより、カット部４８が弁室下部２４に連通することにより、低圧遮断が解除される。
【００４７】
以上により、制御弁１４１が高圧用状態ｓ１から低圧用状態ｓ２に切り替わる。このように、第１摺接シール部４１及び第２摺接シール部４５による高圧遮断がなされてから、第３摺接シール部４７による低圧遮断が解除されるため、高圧ポート１１と低圧ポート１９とが連通する瞬間がなく、高圧ポート１１から低圧ポート１９への高圧燃料Ｈのリークが抑えられる。このような構成は、第１摺接シール部４１及び第２摺接シール部４５が高圧遮断をするまでの弁体３０の上方へのストロークよりも、第３摺接シール部４７が低圧遮断を解除するまでの弁体３０の上方へのストロークの方が長くなるように、各摺接シール部４１，４５，４７を配置することで実現されている。
【００４８】
低圧用状態ｓ２では、高圧ポート１１から低圧ポート１９へのリーク経路は、次のようになる。すなわち、高圧ポート１１から第１摺接シール部４１の摺動クリアランスを通過して中間室Ｍに至ってから、さらに第２摺接シール部４５の摺動クリアランスを通過して低圧ポート１９に至る経路になる。そのため、リーク経路が長くなり、リーク量が抑えられる。
【００４９】
第２摺接シール部４５が高圧遮断をしてから低圧遮断が解除されるため、中間室Ｍ内の形成当初の圧力は、高圧ポート１１内の圧力となる。その後、中間室Ｍ内の高圧燃料Ｈが、第２摺接シール部４５の摺動クリアランスを通過して低圧ポート１９にリークすることにより、中間室Ｍ内の圧力が、高圧ポート１１内の圧力と低圧ポート１９内の圧力との間の中間圧になる。そのため、第１摺接シール部４１を挟む両側の圧力差及び第２摺接シール部４５を挟む両側の圧力差が、それぞれ小さくなる。そのため、各摺動クリアランスからのリーク量が抑えられる。さらに、第２摺接シール部４５については、高圧ポート１１内の圧力よりも小さい中間圧しか加わらないことにより、圧力による摺動クリアランスの膨張も抑えられる。そのため、この点でもリーク量が抑えられる。
【００５０】
制御弁１４１が低圧用状態ｓ２になると、図１に示す状態から、制御室８７内の圧力が、制御室ポート８７ａ、制御ポート１５、弁室２０、低圧ポート１９、低圧通路Ｒ４を経て、燃料タンク１１０に流出することにより、制御室８７内が低圧になる。それにより、制御室８７内の圧力等がピストン９０を後方に押圧する力が、背圧室８４内の圧力がピストン９０を前方に押圧する力を下回るようになる。それにより、図１に示す状態から、ピストン９０が前進する。それにより加圧室８８が圧縮されて、加圧室８８内の圧力が上昇する。このとき、逆止弁９４があるため、加圧室８８内の圧力が連通穴９３から背圧室８４に逆流することはない。そのため、加圧室８８内の圧力は、インジェクタ１５０内に供給され、インジェクタ１５０内の高圧燃料Ｈの圧力が増大する。
【００５１】
＜低圧用状態ｓ２から高圧用状態ｓ１への切替＞
次に、再び図２を参照しつつ、低圧用状態ｓ２から高圧用状態ｓ１に戻すときを説明する。燃料の噴射を終了する噴射終了時には、制御弁１４１は、次のようにして、低圧用状態ｓ２から高圧用状態ｓ１に切り替わる。
【００５２】
すなわち、アクチュエータ６７の通電が停止されることにより、アーマチャ６３及び弁部６４が下降してアウトオリフィス５６の開口が閉じられる。それにより、圧力室５２内の圧力が再び上昇することにより、弁体３０が下降する。
【００５３】
弁体３０の下降に伴い、まず、第３摺接シール部４７が、弁室下部２４内から弁室最下部２５内に変位して、弁室最下部２５の内周面に摺接する。それにより、カット部４８と弁室下部２４との連通が遮断されることにより、低圧遮断がなされる。次に、第１摺接シール部４１が弁室溝１２の上縁よりも下方に変位することにより、弁室溝１２と弁体溝４２とが連通する。それにより、第１摺接シール部４１による高圧遮断が解除される。また、それと略同時に、第２摺接シール部４５が弁室中部２３内から弁室下部２４内に変位することにより、弁室中部２３の内周面から離れる。それにより、上側のカット部４４が弁室下部２４に連通することにより、第２摺接シール部４５による高圧遮断が解除される。それらにより、中間室Ｍが消滅する。その後に、当接シール部４９が弁室最下部２５の底面に当接して低圧ポート１９の開口を塞ぐことにより、当接シール部４９による低圧遮断もなされる。
【００５４】
以上により、制御弁１４１が低圧用状態ｓ２から高圧用状態ｓ１に戻る。このように、第３摺接シール部４７による低圧遮断がなされてから、第１摺接シール部４１及び第２摺接シール部４５による高圧遮断が解除されるため、ここでも、高圧ポート１１と低圧ポート１９とが連通する瞬間がなく、高圧ポート１１から低圧ポート１９への高圧燃料Ｈのリークが抑えられる。
【００５５】
制御弁１４１が高圧用状態ｓ１に戻ると、制御室８７内の圧力が上昇していき、再び図１に示すように、ピストン９０がストッパ９６に当接するまで後退する。
【００５６】
＜本実施形態の効果＞
本実施形態によれば、上記のとおり、高圧ポート１１から低圧ポート１９への高圧燃料Ｈのリーク量を抑えることができる。図６は、横軸に、高圧燃料Ｈの圧力（システム制御圧）を示し、縦軸に、高圧ポート１１から低圧ポート１９への高圧燃料Ｈのリーク量を示している。曲線Ｃ１は本実施形態を示し、曲線Ｃ２は従来（高圧遮断をする摺接シール部が１つの場合）を示している。本実施形態によれば、供給される高圧燃料Ｈがより高圧のときに、リーク量を従来に比べてより低減することができる。
【００５７】
次に、第２〜第４実施形態について説明する。これらの実施形態においては、第１実施形態と異なる点のみを説明する。また、第１実施形態の部材等と同一の又は対応する部材等については、同一の符号を付する。但し、制御弁については、実施形態毎に異なる符号を付する。
【００５８】
［第２実施形態］
図７は、第２実施形態の制御弁１４２を示す正面断面図である。弁体３０の上部には貫通穴４３が複数本設けられている。これら複数本の貫通穴４３は、弁体３０の内部で互いに交わっていても（すなわち、連通していても）よいし、交わっていなくてもよい。図は、交わっている場合を示している。本実施形態によれば、貫通穴４３が１個の場合に比べて、高圧用状態ｓ１における高圧ポート１１と制御ポート１５との連通面積を広くでき、切替の応答性が上がる。
【００５９】
［第３実施形態］
図８（ａ）は、第３実施形態の制御弁１４３を示す正面断面図である。図８（ｂ）は、VIIIｂ−VIIIｂ線の断面を示す平面図である。弁体上部３１には、弁体溝４２の代わりに、カット４２ｂ（図では三方カット）が設けられている。本実施形態によっても、本発明を実施できる。
【００６０】
［第４実施形態］
図９（ａ）は、第４実施形態の制御弁１４４を示す正面断面図である。図９（ｂ）は、IXｂ−IXｂ断面を示す平面図である。弁体中部３２には、カット部４４の代わりに、縮径部４４ｂが設けられており、それにより流路２８が確保される。本実施形態によっても、本発明を実施できる。
【００６１】
［その他の実施形態］
本実施形態は、例えば、次のように変更してもよい。図３（ａ）に示すように弁室溝１２及び弁体溝４２を設ける代わりに、弁体３０に回り止めを設けて、高圧用状態ｓ１では常に貫通穴４３が高圧ポート１１に直接連通するようにしてもよい。また、弁室溝１２及び弁体溝４２の両方を設ける代わりに、一方のみを設けてもよい。
【００６２】
また、例えば、図２等に示す第３摺接シール部４７をなくしてもよい。また、例えば、切換時には、高圧遮断及びその解除並びに低圧遮断及びその解除が、上記以外の順序で行われるようにしてもよい。但し、高圧用状態ｓ１から低圧用状態ｓ２に切り替わる際には、第１摺接シール部４１及び第２摺接シール部４５の少なくとも一方のシール部が高圧遮断をしてから、第３摺接シール部４７が低圧遮断を解除するのが好ましい。また、低圧用状態ｓ２から高圧用状態ｓ１に切り替わる際には、前記第３摺接シール部が低圧遮断をしてから、少なくとも前記一方のシール部が高圧遮断を解除するのが好ましい。最も好ましくは、実施形態の順序で行われることである。
【００６３】
また、例えば、高圧用状態ｓ１から図５に示す低圧用状態ｓ２に切り替わる際には、次のようになるようにしてもよい。すなわち、第１摺接シール部４１が高圧遮断をしてから、第３摺接シール部４７が低圧遮断を解除し、その後に第２摺接シール部４５が高圧遮断をすることにより、中間室Ｍ内の形成当初の圧力が、低圧ポート１９内の圧力となるにしてもよい。この場合、その後に、高圧ポート１１内の高圧燃料Ｈが、第１摺接シール部４１の摺動クリアランスを通過して、中間室Ｍ内にリークすることにより、中間室Ｍ内が中間圧になる。
【００６４】
また、例えば、貫通穴４３の代わりに、次に示す構造を設けてもよい。すなわち、弁体３０に回り止めを設け、かつ、弁室溝１２をなくすと共に、弁体上部３１に次に示す連通溝を設ける。その連通溝は、弁体溝４２における高圧ポート１１の開口から周方向に離間した部分から、弁体上部３１の外周面に沿って下方に延びて、弁体中部３２の外周面と弁室上部２２の内周面との間の隙間に連通する。
【符号の説明】
【００６５】
１１…高圧ポート、１２…弁室溝、１５…制御ポート、１９…低圧ポート、２０…弁室、２８…流路、３０…弁体、４１…第１摺接シール部、４２…弁体溝、４３…貫通穴、４５…第２摺接シール部、４７…第３摺接シール部、１４１〜１４４…制御弁、Ｍ…中間室、ｓ１…高圧用状態、ｓ２…低圧用状態。
【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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