(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。弁体３０は、前記低圧用状態のときに弁室２０の壁面（被摺接シール部１４）との摺接により高圧遮断をする摺接シール部４５を有する。以下では、弁室２０内における低圧用状態のときに高圧ポート１１と連通する区画を高圧室２９とする。高圧室２９は、低圧用状態のときに摺接シール部４５の側方にかかるように構成されている。低圧用状態のときには、高圧室２９内の圧力により、被摺接シール部１４及び摺接シール部４５のうちの少なくとも一方が他方に押圧される。【選択図】      図３
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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摺接シール部（４５）を有し、
前記弁室内における前記低圧用状態のときに前記高圧ポートと連通する区画を高圧室（２９）とし、前記弁体の摺動方向に直交する方向を側方として、前記高圧室は、前記低圧用状態のときに前記摺接シール部の側方にかかるように構成され、
前記弁室の壁面における前記摺接シール部が摺接する部分を被摺接シール部（１４）として、低圧用状態のときには、前記高圧室内の圧力により、前記被摺接シール部及び前記摺接シール部のうちの少なくとも一方が他方に押圧される制御弁。
【請求項２】
前記弁室内に、前記弁体を外側方から前記摺動自在に支持したシリンダ（１３）が設置されると共に、前記シリンダの外周面と前記弁室の内周面との間に隙間（２９ａ）が形成され、前記隙間は前記高圧室の一部を構成し、
前記シリンダの内周面は前記弁室の壁面の一部を構成すると共に、前記シリンダの内周面における前記隙間の内側方に位置する部分の少なくとも一部は、前記被摺接シール部を構成し、
前記低圧用状態のときには、前記隙間内の圧力により、前記被摺接シール部が前記摺接シール部に押圧される請求項１記載の制御弁。
【請求項３】
前記弁体の内部に、前記高圧室の一部を構成すると共に前記摺接シール部の内側方にかかる弁体内高圧室（２９ｂ）が設けられ、
前記低圧用状態のときには、前記弁体内高圧室内の圧力により、前記摺接シール部が前記被摺接シール部に押圧される請求項１記載の制御弁。
【請求項４】
前記弁室内に、前記弁体を外側方から前記摺動自在に支持したシリンダ（１３）が設置されると共に、前記シリンダの外周面と前記弁室の内周面との間に隙間（２９ａ）が形成され、前記隙間は前記高圧室の一部を構成し、
前記シリンダの内周面は前記弁室の壁面の一部を構成すると共に、前記シリンダの内周面における前記隙間の内側方に位置する部分の少なくとも一部は、前記被摺接シール部を構成し、
前記弁体の内部に、前記高圧室の一部を構成すると共に前記摺接シール部の内側方にかかる弁体内高圧室（２９ｂ）が設けられ、
前記低圧用状態のときには、前記隙間内の圧力により、前記被摺接シール部が前記摺接シール部に押圧され、かつ、前記弁体内高圧室内の圧力により、前記摺接シール部が前記被摺接シール部に押圧される請求項１記載の制御弁。
【請求項５】
内部に前記弁室を備えた弁ボディ本体（１０ａ〜１０ｆ）と、前記弁ボディ本体とは別体の前記シリンダと、前記シリンダを前記弁ボディ本体に付勢する付勢部材（１２）と、を有する請求項２又は４記載の制御弁。
【請求項６】
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低圧側摺接シール部（４７）を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御弁。
【請求項７】
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、前記摺接シール部が高圧遮断をしてから、前記低圧側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、前記低圧側摺接シール部が低圧遮断をしてから、前記摺接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６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。
【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摺接シール部（４５）を有する。以下では、前記弁室内における前記低圧用状態のときに前記高圧ポートと連通する区画を高圧室（２９）とし、前記弁体の摺動方向に直交する方向を側方とする。前記高圧室は、前記低圧用状態のときに前記摺接シール部の側方にかかるように構成されている。
【００１２】
以下では、前記弁室の壁面における前記摺接シール部が摺接する部分を被摺接シール部（１４）とする。低圧用状態のときには、前記高圧室内の圧力により、前記被摺接シール部及び前記摺接シール部のうちの少なくとも一方が他方に押圧される。
【００１３】
本発明によれば、低圧用状態のときには、被摺接シール部及び摺接シール部の一方が他方に押圧されるため、被摺接シール部と摺接シール部との間の摺動クリアランスが低減される。そのため、摺動クリアランスからの、高圧ポートから低圧ポートへのリーク量が低減される。しかも、高圧ポート内の圧力がより高圧になる高圧時に、より強力に被摺接シール部及び摺接シール部の一方が他方に押圧されるので、リークがより顕著になる高圧時に、より強力にリーク量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の燃料噴射システムを示す図
【図２】制御弁の高圧用状態を示す図
【図３】制御弁の低圧用状態を示す図
【図４】制御弁のリーク量を示すグラフ
【図５】第２実施形態の制御弁を示す図
【図６】第３実施形態の制御弁を示す図
【図７】第４実施形態の制御弁を示す図
【図８】第５実施形態の制御弁を示す図
【図９】第６実施形態の制御弁を示す図
【図１０】第７実施形態の制御弁を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
［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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
＜制御弁１４１の構成＞
図２（ａ）は、制御弁１４１を示す正面断面図である。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「上」といい、その反対方向を「下」という。また、弁体３０の摺動方向に直交する方向を側方という。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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の内径の方が更に大きい。弁室中部２３の内径よりも弁室下部２４の内径の方が小さい。弁室下部２４の内径よりも弁室最下部２５の内径の方が更に小さい。
【００２９】
高圧ポート１１は、一端部が弁室上部２２の下部に連通しており、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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（ａ）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３（ａ）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。
【００３２】
図２（ｃ）は、図２（ａ）の一部を拡大した図である。弁室中部２３内には、シリンダ１３と付勢部材１２とが設置されている。シリンダ１３は、弁体３０を外側方から摺動自在に支持している。シリンダ１３の外周面と弁室中部２３の内周面との間には隙間２９ａが形成されている。シリンダ１３の下部は、他の部分よりも径が大きくなっており、径方向外方に突出している。
【００３３】
付勢部材１２は、弁室中部２３の天井面とシリンダ１３の下部の上面との間に介装されており、シリンダ１３の下面を弁室中部２３の底面に付勢している。付勢部材１２は、本実施形態では、コイルバネであるが、その他の弾性部材等であってもよい。シリンダ１３の内周面、上面及び外周面並びに下面の一部は、弁室２０の壁面の一部を構成している。本実施形態では、このように、シリンダ１３と弁ボディ本体１０ａ〜１０ｆとが別体であるため、弁ボディ１０を成型しやすい。しかも、付勢部材１２があるため、弁体３０の上昇時等にシリンダ１３の下面が弁室中部２３の底面から離間してシール不良を起こすおそれもない。
【００３４】
図２（ｂ）は、IIｂ−IIｂ線の断面を示す平面図である。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。それらのカット部４４どうしの各間部分は、シリンダ１３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が確保されている。
【００３５】
図３（ｃ）は、図３（ａ）の一部を拡大した図である。弁体中部３２におけるカット部４４の下方に位置する部分は、摺接シール部４５を構成している。摺接シール部４５は、低圧用状態ｓ２のときに、シリンダ１３の内周面の下部との摺接により、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。以下では、シリンダ１３の内周面における摺接シール部４５と摺接する部分を「被摺接シール部１４」とする。また、弁室２０内における低圧用状態ｓ２のときに高圧ポート１１と連通する区画を「高圧室２９」とする。隙間２９ａは、高圧室２９の一部を構成する。そのため、高圧室２９は被摺接シール部１４の外側方にかかっており、逆にいえば、高圧室２９の内側方に被摺接シール部１４が設けられていることになる。
【００３６】
再び図２（ａ）を参照にしつつ説明する。弁体中部３２の下端部の外周面は、低圧側摺接シール部４７を構成している。低圧側摺接シール部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、弁室最下部２５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、高圧室２９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（ａ）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、高圧室２９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、低圧側摺接シール部４７は、弁室最下部２５の内周面に摺接して弁室最下部２５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、摺接シール部４５は、図２（ｃ）に示すように、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３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。図３（ａ）は、低圧用状態ｓ２の制御弁１４１を示す正面断面図である。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、高圧室２９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、図３（ｃ）に示すように、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、被摺接シール部１４に摺接する。それにより、カット部４４と弁室下部２４との連通が遮られて高圧遮断がなされる。次に、図３（ａ）に示すように、低圧側摺接シール部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、弁室最下部２５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。
【００４６】
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、摺接シール部４５による高圧遮断がなされてから、低圧側摺接シール部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、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、低圧側摺接シール部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４５，４７を配置することで実現されている。
【００４７】
図３（ｃ）に示すように、低圧用状態ｓ２では、隙間２９ａ内の圧力により、シリンダ１３の内周面にある被摺接シール部１４が摺接シール部４５に押圧される。そのため、被摺接シール部１４と摺接シール部４５との間の摺動クリアランスが低減される。そのため、摺接シール部４５からのリーク量が低減される。しかも、高圧ポート１１内の圧力がより高圧になる高圧時に、より強力に被摺接シール部１４が摺接シール部４５に押圧されることになるので、リークがより顕著になる高圧時に、より強力にリーク量を低減できる。図３（ｂ）は、IIIｂ−IIIｂ線の断面を示す平面図である。
【００４８】
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。
【００４９】
＜低圧用状態ｓ２から高圧用状態ｓ１への切替＞
次に、再び図２を参照にしつつ、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。
【００５０】
すなわち、図２（ａ）に示すように、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。
【００５１】
弁体３０の下降に伴い、まず、低圧側摺接シール部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、弁室最下部２５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、図２（ｃ）に示すように、摺接シール部４５が弁室中部２３内から弁室下部２４内に変位して被摺接シール部１４から離れる。それにより、カット部４４が弁室下部２４に連通することにより、高圧遮断が解除される。その後に、図２（ａ）に示すように、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。
【００５２】
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、低圧側摺接シール部４７による低圧遮断がなされてから、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。
【００５３】
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。
【００５４】
＜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４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（シリンダ１３がない場合）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、リーク量をより低減できる。
【００５５】
次に、第２〜第７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、他の実施形態と異なる点のみを説明する。特に断りのない限りは、第１実施形態と異なる点を説明する。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。
【００５６】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の制御弁１４２（高圧用状態ｓ１）を示す正面断面図である。本実施形態では、弁体３０とアーマチャ６３とが一体になっている。そして、スプリング５１、圧力室５２、インポート５３、アウトポート５５等が設置されていない。すなわち、アクチュエータ６７により弁体３０を直接駆動する実施形態である。本実施形態によっても本発明を実施できる。
【００５７】
［第３実施形態］
図６は、第３実施形態の制御弁１４３（高圧用状態ｓ１）を示す正面断面図である。本実施形態では、弁体下部３３の内径が弁体中部３２の内径と等しくなっており、弁室下部２４と弁室最下部２５との境が、第１実施形態の場合と比べて下方にシフトしている。そして、弁体下部３３に低圧側摺接シール部４７が設けられると共に、低圧側摺接シール部４７と当接シール部４９とが一続きになっている。本実施形態によっても本発明を実施できる。
【００５８】
［第４実施形態］
図７は、第４実施形態の制御弁１４４（高圧用状態ｓ１）を示す正面断面図である。本実施形態では、シリンダ１３が、弁ボディ本体の一部を構成する部材１０ａに一体形成されている。そして、付勢部材１２が設置されてない。本実施形態によっても本発明を実施できる。
【００５９】
［第５実施形態］
図８は、第５実施形態の制御弁１４５（高圧用状態ｓ１）を示す正面断面図である。本実施形態では、シリンダ１３の上端から下端までの肉厚が略一定であり、付勢部材１２が皿バネである。本実施形態によっても本発明を実施できる。
【００６０】
［第６実施形態］
図９（ａ）は、第６実施形態の制御弁１４６（低圧用状態ｓ２）を示す正面断面図である。弁体３０の内部に、高圧室２９の一部を構成する弁体内高圧室２９ｂが設けられている。図９（ｃ）は、図９（ａ）の一部を拡大した図である。弁体内高圧室２９ｂは、弁体３０の外周面から内側方に延びてから、少なくとも下方（本実施形態では、上方及び下方）に延びた形状をしている。その下方に延びた部分が、摺接シール部４５の内側方にかかっている。よって、弁体内高圧室２９ｂの外側方に摺接シール部４５が設けられていることになる。
【００６１】
低圧用状態ｓ２では、隙間２９ａ内の圧力により、被摺接シール部１４が摺接シール部４５に押圧されるのに加え、弁体内高圧室２９ｂ内の圧力により、摺接シール部４５が被摺接シール部１４に押圧される。そのため、被摺接シール部１４と摺接シール部４５との間の摺動クリアランスがより強力に低減される。そのため、本実施形態によれば、より強力に高圧燃料Ｈのリーク量を抑えることができる。図９（ｂ）は、IXｂ−IXｂ線の断面を示す平面図である。
【００６２】
［第７実施形態］
次に図１０を参照しつつ、第７実施形態について説明する。本実施形態においては、第６実施形態と異なる点を説明する。図１０（ａ）は、本実施形態の制御弁１４７（低圧用状態ｓ２）を示す正面断面図である。図１０（ｃ）は、図１０（ａ）の一部を拡大した図である。弁室中部２３の内径が弁室上部２２及び弁室下部２４の内径よりも小さくなっている。そして、付勢部材１２及びシリンダ１３が設けられていない。弁体中部３２は、弁室中部２３の内周面に摺接している。弁室中部２３の下部の内周面は、被摺接シール部１４を構成している。
【００６３】
低圧用状態ｓ２のときには、弁体内高圧室２９ｂ内の圧力により、摺接シール部４５が被摺接シール部１４に押圧されることにより、摺動クリアランスが低減される。本実施形態によっても本発明を実施できる。図１０（ｂ）は、Xｂ−Xｂ線の断面を示す平面図である。
【００６４】
［その他の実施形態］
本実施形態は、次のように変更して実施することもできる。例えば、図２（ｃ）等に示すシリンダ１３を上下方向に小さくして、その内周面の全部が被摺接シール部１４を構成するようにしてもよい。また、例えば、付勢部材１２をなくして、シリンダ１３を弁ボディ本体の一部を構成する部材１０ａに、圧入又は溶接等により固定してもよい。
【００６５】
また、例えば、高圧用状態ｓ１から図３（ａ）等に示す低圧用状態ｓ２への切替時には、摺接シール部４５が高圧遮断をすると同時に又は高圧遮断をする直前に、低圧側摺接シール部４７が低圧遮断を解除するようにしてもよい。また、例えば、低圧用状態ｓ２から図２（ａ）等に示す高圧用状態ｓ１に切り替わる際には、低圧側摺接シール部４７が低圧遮断をすると同時に又は低圧遮断をする直前に、摺接シール部４５が高圧遮断を解除するようにしてもよい。また、例えば、低圧側摺接シール部４７を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０ａ…弁ボディ本体の一部を構成する部材、１１…高圧ポート、１２…付勢部材、１３…シリンダ、１４…被摺接シール部、１５…制御ポート、１９…低圧ポート、２０…弁室、２９…高圧室、２９ａ…隙間、２９ｂ…弁体内高圧室、３０…弁体、４５…摺接シール部、４７…低圧側摺接シール部、８７…制御室、１１０…燃料タンク、１３０…蓄圧室、１４１〜１４７…制御弁、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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【図１０】
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