(57)【要約】【課題】燃料噴射量の変動を抑制して、安定したエンジン出力を実現する。【解決手段】燃料噴射装置１００は、ボディ１０と、ノズルニードル２０と、内部の圧力変化によりノズルニードル２０を摺動させる圧力室２５と、圧力室２５内の圧力を変化させる制御弁１０１とを有する。制御弁１０１は、弁体４０を有する。弁体４０は、低圧ポート３９の開口を塞ぐと共に高圧ポート３１の開口を開く第１位置Ｐ１と、高圧ポート３１の開口を塞ぐと共に低圧ポート３９の開口を開く第２位置Ｐ２とに変位する。制御弁１０１は、弁体４０が少なくとも第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２にきたときに、弁体４０に側方側から当接することにより、弁体４０の側方への位置ズレを抑制するガイドＧを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔（１８ａ）を備えているボディ（１０）と、前記ボディ内に摺動自在に収容されており摺動により前記噴孔を開閉するノズルニードル（２０）と、内部の圧力変化により前記ノズルニードルを摺動させる圧力室（２５）と、前記圧力室内の圧力を変化させる制御弁（１０１〜１０９）とを有し、
前記制御弁は、弁室（３０）と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記圧力室が接続されている圧力室ポート（３４）と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に高圧源が接続される高圧ポート（３１）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が接続される低圧ポート（３９）と、前記弁室内に往復変位自在に収容されている弁体（４０）とを有し、前記弁体は、前記往復変位により、前記高圧ポートの開口を開くと共に前記低圧ポートの開口を塞ぐ第１位置（Ｐ１）と、前記高圧ポートの開口を塞ぐと共に前記低圧ポートの開口を開く第２位置（Ｐ２）とに変位するように構成され、
前記弁体の変位により、前記圧力室内の圧力を変化させて前記ノズルニードルを摺動させることにより、前記噴孔を開閉する燃料噴射装置（１００）において、
前記弁体の往復変位方向に直交する方向を側方として、前記制御弁は、前記弁体が前記第１位置及び前記第２位置にきたときに、前記弁体に側方側から当接することにより、前記弁体の側方への位置ズレを抑制するガイド（Ｇ）を有する燃料噴射装置。
【請求項２】
前記ガイドは、前記弁体の往復変位方向に延びる変位ガイド面（Ｇｄ）を有し、前記弁体は前記変位ガイド面に側方から摺接するように構成されている請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記弁体は、前記弁体の往復変位方向に延びる弁体軸部（４５）と、前記弁体軸部（４５）から前記側方に突出している弁体傘部（４１）とを有し、
前記制御弁は、前記弁体傘部を前記第１位置側に付勢する付勢部材（４９）と、前記弁体を前記第２位置側に押圧するアクチュエータ（７０）とを備えている請求項２記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記弁室の内周面が前記変位ガイド面を構成しており、前記変位ガイド面に前記弁体傘部の外周面が摺接しており、前記弁体傘部の外周部における前記変位ガイド面に摺接する部分どうしの間に流路（４２）が設けられている請求項３記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記弁室における前記往復変位方向の少なくともいずれか一方の内端面にはガイド凹部（３２）が設けられており、前記ガイド凹部の内周面が前記変位ガイド面を構成しており、前記変位ガイド面に前記弁体軸部の外周面が摺接している請求項３記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記弁体軸部における前記第１位置側の端部に被ガイド穴（４６）が設けられており、前記被ガイド穴に前記アクチュエータのロッド（７７）が摺動自在に挿入されており、前記ロッドの外周面が前記変位ガイド面を構成している請求項３記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記弁体は、前記低圧ポートの開口を塞ぐ低圧ポート側部分（４０ａ）と、前記高圧ポートの開口を塞ぐ高圧ポート側部分（４０ｂ）とに分割形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記ガイドは、前記往復変位方向に対して斜めに延びる第１ガイド面（Ｇ１）及び第２ガイド面（Ｇ２）を有し、
前記弁体は、前記第１位置側にきたときに前記第１ガイド面に沿って摺動し、前記第２位置側にきたときに前記第２ガイド面に沿って摺動することにより、前記側方への位置ズレが補正されるように構成されている請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記第１ガイド面は、前記低圧ポートの開口の周囲に設けられ、前記第２ガイド面は、前記高圧ポートの開口の周囲に設けられ、
前記弁体は、弁体本体（５５）と、前記弁体本体とは別体であり、前記第１ガイド面に摺接する第１シール体（５２）と、前記弁体本体及び前記第１シール体とは別体であり、前記第２ガイド面に摺接する第２シール体（５８）とを有し、
前記制御弁は、前記弁体本体を前記第１位置側に付勢する付勢部材（４９）と、前記弁体を前記第２位置側に付勢するアクチュエータ（７０）とを有する請求項８記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
弁体（４０）が前記第１位置にきた状態において、前記弁体本体と前記弁室の前記第２位置側の内端面との間隙（ｃ１）の方が、前記第２シール体と前記第２ガイド面との間隙（ｃ２）よりも大きい請求項９記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
前記弁室の前記往復変位方向の少なくともいずれか一方の内端面には筒体（６０）が固定されており、前記筒体の前記固定された側とは反対側の端面は、螺旋状に延びると共に前記第１ガイド面又は前記第２ガイド面を構成し、前記弁体は、前記螺旋状の前記第１ガイド面又は前記第２ガイド面に摺接する螺旋状摺接面（４３）を備えている請求項８記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】
前記筒体の内径の方が、前記弁体における前記筒体の内側に配される部分の外径よりも大きく、かつ、前記筒体には、前記筒体の内側から外側にまで連通する連通孔（６３）が設けられている請求項１１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、エンジンの燃焼室内等に燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に良く知られている燃料噴射装置の中には、ノズルニードルの直上に圧力室を有すると共に、圧力室を高圧源（コモンレール等）又は低圧源（燃料タンク等）の一方に択一的に接続する制御弁を有するものがある。制御弁は、アクチュエータと弁体とを有し、燃料を噴射させるときは、アクチュエータに通電してそのロッドにより弁体を下降させる。それにより、圧力室を低圧源に連通させて、圧力室内を減圧する。それにより、ノズルニードルが上昇して開弁することにより、噴孔から燃料が噴射されるようになる。
【０００３】
他方、噴射を終了させるときには、制御弁は、アクチュエータへの通電を停止してロッドを退入させることにより弁体を上昇させる。それにより、圧力室を高圧源（コモンレール）に連通させて、圧力室内をコモンレール圧にまで復圧させる。それにより、ノズルニードルが下降して閉弁することにより、噴孔からの燃料噴射が終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７８０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような燃料噴射装置においては、ノズルニードルを開閉する噴射サイクル毎に、何らかの影響により、燃料の噴射量が変動してしまうことがある。その要因の１つとして、制御弁の弁体の動き方が安定していないことが考えられる。それにより、エンジン出力が変動する不具合が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、燃料噴射量の変動を抑制して、安定したエンジン出力を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の燃料噴射装置（１００）は、噴孔（１８ａ）を備えているボディ（１０）と、前記ボディ内に摺動自在に収容されており摺動により前記噴孔を開閉するノズルニードル（２０）と、内部の圧力変化により前記ノズルニードルを摺動させる圧力室（２５）と、前記圧力室内の圧力を変化させる制御弁（１０１〜１０９）とを有する。
【０００８】
前記制御弁は、弁室（３０）と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記圧力室が接続されている圧力室ポート（３４）と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に高圧源が接続される高圧ポート（３１）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が接続される低圧ポート（３９）と、前記弁室内に往復変位自在に収容されている弁体（４０）とを有する。前記弁体は、前記往復変位により、前記高圧ポートの開口を開くと共に前記低圧ポートの開口を塞ぐ第１位置（Ｐ１）と、前記高圧ポートの開口を塞ぐと共に前記低圧ポートの開口を開く第２位置（Ｐ２）とに変位するように構成されている。
【０００９】
燃料噴射装置（１００）は、前記弁体の変位により、前記圧力室内の圧力を変化させて前記ノズルニードルを摺動させることにより、前記噴孔を開閉する。
【００１０】
以下では、前記弁体の往復変位方向に直交する方向を側方とする。前記制御弁は、前記弁体が前記第１位置及び第２位置にきたときに、前記弁体に側方側から当接することにより、前記弁体の側方への位置ズレを抑制するガイド（Ｇ）を有する。
【００１１】
本発明に至った経緯は、次のとおりである。本発明者らの試算によると、従来の弁体は、側方への位置規制がないため、弁体の変位時に側方に位置ズレし、さらにその位置ズレにより弁体が傾く可能性がある。その位置ズレや傾きにより、弁体は、高圧ポートを塞ぎ低圧ポートを開く第２位置では高圧ポートを完全には塞ぎ切れず、高圧ポートから弁室内に多少なりとも圧力が流入する。それにより、弁室内の圧力が上がることにより、圧力室ポートから弁室内への排圧が阻害される。それにより、圧力室から圧力室ポート、弁室を経ての低圧ポートへの排圧量が減少する。その結果、ノズルニードルの開弁が遅くなり、燃料噴射量が低下する。
【００１２】
しかしながら、そのような位置ズレや傾きは、いずれの噴射サイクルにおいても起こる訳ではない。上記とは異なり、弁体の変位時に位置ズレや傾きが生じず、そのため、圧力室ポートからの排圧が阻害されない場合には、燃料噴射量が低下しない。本結果から、噴射サイクル毎に弁体に位置ズレや傾きが生じたり生じなかったりすると、燃料噴射量が噴射サイクル毎に変動し、エンジン出力が変動する不具合が発生する可能性（課題）があることを明らかにした。
【００１３】
まずは、このような課題の発見自体に意義があるといえる。なぜなら、従来からも、例えばノズルニードル等に対しては、ガイドを設けていた。しかしながら、それと同様のガイドを制御弁の弁体に対しても設けるという発想はなかった。上記課題が認識されていなかったからである。
【００１４】
そして、さらなる意義として、本発明では、上記課題に基づいて、制御弁の弁体に対して、側方への位置ズレを抑制するガイドを設けるようにした。そのため、いずれの噴射サイクルでも弁体の側方への位置ズレを抑制できると共に、その位置ズレによる傾きの発生も抑制できる。そのため、噴射サイクル毎に弁体に位置ズレや傾きが生じたり生じなかったりするのが抑制される。そのため、燃料の噴射量が変動するのを抑えて、安定したエンジン出力を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の燃料噴射装置を示す図
【図２】第１実施形態の制御弁を示す図
【図３】第２実施形態の制御弁を示す図
【図４】第３実施形態の制御弁を示す図
【図５】第４実施形態の制御弁を示す図
【図６】第５実施形態の制御弁を示す図
【図７】第６実施形態の制御弁を示す図
【図８】第７実施形態の制御弁を示す図
【図９】第８実施形態の制御弁を示す図
【図１０】第９実施形態の制御弁を示す図
【図１１】制御弁の弁体を下降させたときを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
［第１実施形態］
図１は本実施形態の燃料噴射装置１００を示す正面断面図である。以下では、便宜上、図面に合わせて燃料噴射装置１００の先端側を「下」といい、後端側を「上」という。但し、燃料噴射装置１００は、例えば、先後方向を上下方向に対して斜めにして、又は先後方向を水平方向にして設置する等、先後方向を任意の方向にして設置することができる。燃料噴射装置１００は、ボディ１０と、ノズルニードル２０と、制御弁１０１とを有する。
【００１８】
ボディ１０は、上から順に、メインボディ１１と上側プレート１２と下側プレート１３とノズルボディ１４とを有する。上側プレート１２と下側プレート１３とノズルボディ１４とは、リテーニングナット１６によりメインボディ１１に締結されている。ボディ１０内には、高圧通路１８と低圧通路１９とが形成されている。高圧通路１８は、高圧源（コモンレール等）に連通しており、高圧源から高圧燃料Ｈが供給される。低圧通路１９は、高圧源よりも低圧の低圧源（燃料タンク等）に連通している。
【００１９】
メインボディ１１は、上下方向に長い円柱状の部材であり、高圧通路１８の一部を構成する穴と、アクチュエータ取付穴１１ａとが上下方向に貫通している。アクチュエータ取付穴１１ａ内には、制御弁１０１のアクチュエータ７０が収納されている。アクチュエータ取付穴１１ａの壁面とアクチュエータ７０との間の隙間部分は、低圧通路１９の一部を構成している。
【００２０】
ノズルボディ１４は、上下方向に長い円筒状の部材であり、その内側には、ノズルニードル２０が上下方向に摺動自在に収容されている。ノズルボディ１４の内壁とノズルニードル２０との間の隙間は、高圧通路１８の一部を構成している。高圧通路１８の下端部には、噴孔１８ａが形成されている。
【００２１】
上側プレート１２及び下側プレート１３は、それぞれ円盤状の部材であり、それぞれ高圧通路１８の一部を構成する穴が上下方向に貫通している。
【００２２】
ノズルニードル２０は、噴孔１８ａを塞ぐことにより高圧燃料Ｈの噴射を止めるように構成されている。ノズルニードル２０の上部には、筒状のニードルシリンダ２３の下部が外嵌されている。ニードルシリンダ２３の上部には、圧力室プレート２４が設置されている。ノズルニードル２０の上端面とニードルシリンダ２３の内周面と圧力室プレート２４の下端面との間の区画は、圧力室２５を構成している。ニードルシリンダ２３とノズルニードル２０との間には、ニードルスプリング２８が介装されている。ニードルスプリング２８は、ノズルニードル２０を下方に付勢すると共に、その反力でニードルシリンダ２３及び圧力室プレート２４を上方に付勢している。
【００２３】
高圧通路１８内の圧力はノズルニードル２０を上方に押圧する。他方、圧力室２５内の圧力及びニードルスプリング２８の付勢力は、ノズルニードル２０を下方に押圧する。これらの力バランスの変化により、ノズルニードル２０が上下方向に変位する。
【００２４】
＜制御弁１０１の構成＞
次に、制御弁１０１の構成について説明する。制御弁１０１は、弁室３０と弁体４０と付勢部材４９とアクチュエータ７０とを有する。弁室３０は、上側プレート１２に下方に開口する形で形成されている。弁室３０には、高圧ポート３１と圧力室ポート３４と駆動ポート３６と低圧ポート３９とが連通している。
【００２５】
高圧ポート３１は、高圧通路１８と弁室３０とを連通させており、詳しくは、下側プレート１３を上下方向に貫通している。高圧ポート３１の下端部は、ノズルボディ１４内における高圧通路１８の上端部に連通している。他方、高圧ポート３１の上端部は弁室３０の下面中央部に連通している。高圧ポート３１には、高圧ポートオリフィス３１ａが設けられている。
【００２６】
圧力室ポート３４は、圧力室２５と弁室３０とを連通させており、詳しくは、下側プレート１３及び圧力室プレート２４を上下方向に貫通している。圧力室ポート３４には、圧力室ポートオリフィス３４ａが設けられている。
【００２７】
駆動ポート３６は、アクチュエータ取付穴１１ａと弁室３０とを連通させており、詳しくは、上側プレート１２の上面から弁室３０の天井面中央部にまで貫通している。駆動ポート３６の弁室３０側の開口部周縁には、テーパー状に凹んだ傾斜面３７が設けられている。
【００２８】
低圧ポート３９は、低圧通路１９と弁室３０とを連通させており、詳しくは、上側プレート１２を上下方向に貫通している。低圧ポート３９の上部は、アクチュエータ取付穴１１ａ内における低圧通路１９に連通している。他方、低圧ポート３９の下部は、駆動ポート３６の下部又は傾斜面３７に開口している。図では、駆動ポート３６の下部に開口しており、この場合、駆動ポート３６の下部は、低圧ポート３９の下部を兼ねる。低圧ポート３９には、低圧ポートオリフィス３９ａが設けられている。
【００２９】
弁体４０は、上下方向に長い弁体軸部４５と、弁体軸部４５の上部から水平方向に突出した弁体傘部４１とを有する。弁体傘部４１の下面と弁室３０の底面との間には、弁体４０を上方に付勢する付勢部材４９が介装されている。付勢部材４９は、本実施形態ではコイルバネであるが、これ以外の弾性部材等であってもよい。弁体軸部４５の上端部は、テーパー状に加工されており、傾斜面３７に当接可能に構成されている。
【００３０】
図２（ａ）は、図２（ｂ）のIIａ−IIａ線の断面を示す平面図である。弁体傘部４１の外周面には、周方向に間隔をおいてカット部４２が設けられている。弁体傘部４１の外周面におけるカット部４２どうしの間部分は、弁室３０の内周面に摺接している。そのため、弁室３０の内周面は、弁体傘部４１を上下方向に案内する変位ガイド面Ｇｄ（ガイドＧ）を構成している。そして、カット部４２により、弁室３０における弁体傘部４１よりも下側から上側にまで連通する流路が確保されている。
【００３１】
再び図１を参照しつつ説明する。アクチュエータ７０は、ピエゾ素子を備えたピエゾアクチュエータである。アクチュエータ７０は、本体７１及び軸部７２、軸部７２の下方に設けられたシリンダ８２、シリンダ８２の内側に摺動自在に設置された大径ピストン７４及び小径ピストン７６、第１スプリング８５及び第２スプリング８７等を有する。アクチュエータ７０は、これらの各部材によって、熱膨張等による寸法精度のずれが吸収されるように構成されている。
【００３２】
詳しくは、シリンダ８２の内側における大径ピストン７４と小径ピストン７６との間には、油圧室７５が設けられている。シリンダ８２の下端面は、アクチュエータ取付穴１１ａの底面に当接している。小径ピストン７６の下端部には、駆動ポート３６内に挿入されるロッド７７が設けられている。第１スプリング８５は、大径ピストン７４を上方に付勢すると共にその反力でシリンダ８２を下方に付勢している。第２スプリング８７は、小径ピストン７６を下方に付勢すると共に、その反力でシリンダ８２を上方に付勢している。
【００３３】
＜初期状態＞
次に同図１を参照しつつ、燃料噴射装置１００の機能について説明する。アクチュエータ７０が通電されていない状態では、付勢部材４９の付勢力により弁体４０が上昇している。それにより、弁体４０は、高圧ポート３１の開口を開くと共に低圧ポート３９の開口（駆動ポート３６の開口）を塞ぐ第１位置Ｐ１（ストロークの上端）に配される。そのため、圧力室２５は、圧力室ポート３４、弁室３０、高圧ポート３１を介して高圧通路１８に連通する。そのため、圧力室２５内は、高圧通路１８から供給される高圧燃料Ｈが蓄積することで、高圧になっている。この状態では、圧力室２５内の圧力等がノズルニードル２０を下方に押圧する力の方が、高圧通路１８内の圧力等がノズルニードル２０を上方に押圧する力よりも、大きくなる。そのため、ノズルニードル２０は下降しており、下端部で噴孔１８ａを塞いでいる。すなわち、ノズルニードル２０は閉弁している。
【００３４】
＜燃料噴射時＞
この状態（図１の状態）から、アクチュエータ７０に電圧が印加されると、軸部７２が下方に伸長し、その伸長は大径ピストン７４、油圧室７５、小径ピストン７６に伝達される。小径ピストン７６は、下端部のロッド７７で、弁体４０を下方に押圧する。
【００３５】
それにより、図２（ｂ）に示すように、弁体４０が下降する。このとき弁体４０は、弁体傘部４１の外周面が変位ガイド面Ｇｄ（弁室３０の内周面）に摺接しているため、弁体４０の側方（水平方向）への位置ズレ、及び姿勢の傾きが抑制される。そのため、弁体４０は、下方に安定して変位できる。そのため、弁体４０の下降毎に、弁体４０が側方に位置ズレしたりしなかったりすることや、弁体４０が傾いたり傾かなかったりすることが、抑制される。
【００３６】
この弁体４０の下降により、まず、弁体軸部４５の上端部が弁室３０の天井面から離れて低圧ポート３９の開口（駆動ポート３６の開口）を開くことにより、弁室３０が低圧ポート３９に連通する。次に、弁体４０の下部が弁室３０の底面に当接して高圧ポート３１の開口を塞ぐことにより、弁室３０と高圧ポート３１との連通が遮られる。なお、以下では、弁体４０の位置において、このように高圧ポート３１の開口を塞ぐと共に低圧ポート３９の開口を開く位置（ストロークの下端）を、第２位置Ｐ２という。
【００３７】
この第２位置Ｐ２に弁体４０が配されることにより、圧力室２５内の圧力が、圧力室ポート３４、弁室３０、低圧ポート３９を経て低圧通路１９に流出する。それにより、圧力室２５内の圧力が下がる。このとき、上記のとおり、弁体４０の下降毎に、弁体４０に位置ズレや傾きが発生したりしなかったりすることがないので、弁体４０の下降毎に、圧力室２５内の圧力低下が順調行われたり鈍ったりするのが抑制される。
【００３８】
圧力室２５内の圧力低下により、図１に示す圧力室２５内の圧力等がノズルニードル２０を下方に押圧する力の方が、高圧通路１８内の圧力等がノズルニードル２０を上方に押圧する力よりも小さくなる。それにより、図１に示す状態からノズルニードル２０が上昇して、ノズルニードル２０の下端部が噴孔１８ａから離れる。すなわち、ノズルニードル２０が開弁する。それにより、噴孔１８ａから高圧燃料Ｈが噴射されるようになる。このとき、上記のとおり、弁体４０の下降毎に、圧力室２５内の圧力低下が順調行われたり鈍ったりするのが抑制されるので、噴射サイクル毎の燃料噴射量のバラツキが少なく、安定した噴射が可能となる。
【００３９】
＜燃料噴射終了時＞
この状態から、アクチュエータ７０に印加された電圧が放電されると、再び図１に示すように、軸部７２が上昇し、大径ピストン７４、油圧室７５、及び小径ピストン７６が初期位置まで戻る。そのため、ロッド７７を介し下方に押圧されていた弁体４０が上昇する。
【００４０】
この弁体４０の上昇により、まず、弁体軸部４５の下部が弁室３０の底面から離れて高圧ポート３１の開口を開くことにより、弁室３０が高圧ポート３１に連通する。次に、弁体軸部４５の上部が弁室３０の天井面に当接して低圧ポート３９の開口を塞ぐことによりすなわち、弁体４０が第１位置Ｐ１に配されることにより、弁室３０と低圧ポート３９との連通が遮られる。
【００４１】
このとき、圧力室２５は、圧力室ポート３４、弁室３０、高圧ポート３１を介して高圧通路１８に連通する。そのため、圧力室２５内は、高圧通路１８から供給される高圧燃料Ｈが蓄積することで、再び高圧になる。
【００４２】
圧力室２５内の圧力の上昇により、圧力室２５内の圧力等がノズルニードル２０を下方に押圧する力の方が、高圧通路１８内の圧力等がノズルニードル２０を上方に押圧する力よりも大きくなる。それにより、ノズルニードル２０が下降して、ノズルニードル２０の下端部が噴孔１８ａを塞ぐ。すなわち、ノズルニードル２０が閉弁する。それにより、噴孔１８ａから高圧燃料Ｈの噴射が終了する。
【００４３】
＜本実施形態の効果＞
本実施形態によれば、上記のとおり、噴射サイクル毎のバラツキの少ない安定した噴射が可能となるので、安定したエンジン出力を実現できる。
【００４４】
次に、第２〜第９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、特に断りのない限り、第１実施形態と異なる点のみを説明する。第１実施形態の部材等と同一又は類似の部材等については、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。
【００４５】
［第２実施形態］
図３（ｂ）は、第２実施形態の制御弁１０２を示す正面断面図である。図３（ａ）は、IIIａ−IIIａ線の断面を示す平面図である。本実施形態は弁体傘部４１のカット部４２（流路）の箇所を多くしたものである。このように、カット部４２の箇所を多くすることで、燃料流れが均一化され、弁体４０に作用する側方への力の偏りが小さくなり、上下方向への変位がより安定化する。
【００４６】
［第３実施形態］
図４は、第３実施形態の制御弁１０３を示す正面断面図である。弁体傘部４１は、第１実施形態のものに比べて小さく、そのため、外周面が弁室３０の内周面に摺接していない。代わりに、弁体軸部４５が下方に長くなっている。そして、弁室３０の底面には、ガイド凹部３２が形成されている。そのガイド凹部３２の底面に高圧ポート３１が連通している。そのガイド凹部３２の内周面が変位ガイド面Ｇｄを構成している。その変位ガイド面Ｇｄに、弁体軸部４５の下部の外周面が摺接している。また、弁体軸部４５の下部には、流路を確保するための複数のカット部４７が周方向に間隔をおいて形成されている。本実施形態によっても、本発明を実施できる。
【００４７】
［第４実施形態］
図５は、第４実施形態の制御弁１０４を示す正面断面図である。本実施形態については、第３実施形態と異なる点のみを説明する。弁体４０が上側部分４０ａと下側部分４０ｂに分割されている。上側部分４０ａは、弁体軸部４５における弁体傘部４１よりも上側の部分のみであり、低圧ポート３９の開口を塞ぐ部分を含んでいる。他方、下側部分４０ｂは、それ以外の部分全てであり、高圧ポート３１の開口を塞ぐ部分を含んでいる。本実施形態によれば、弁体４０における低圧ポート３９の開口を塞ぐ部分と高圧ポート３１の開口を塞ぐ部分との間の加工精度が不要となり、容易かつ安価にシール性を確保できるようになる。
【００４８】
［第５実施形態］
図６を参照しつつ、第５実施形態の制御弁１０５を説明する。図６（ａ）は、弁体４０が第１位置Ｐ１に配されたときを示す正面断面図であり、図６（ｂ）は、弁体４０が第２位置Ｐ２に配されたときを示す正面断面図である。弁体軸部４５における上端面に被ガイド穴４６が設けられている。その被ガイド穴４６にアクチュエータ７０のロッド７７の先端部が摺動自在に挿入されている。そのロッド７７の先端部の外周面が変位ガイド面Ｇｄを構成している。本実施形態によっても、本発明を実施できる。なお、本実施形態では、被ガイド穴４６にロッド７７が摺動自在に挿入されているが、ロッド７７のストロークを弁体４０のストロークと同じに揃えることができる場合には、摺動不能に係合させてもよい。
【００４９】
［第６実施形態］
図７を参照しつつ、第６実施形態の制御弁１０６を説明する。図７（ａ）は、弁体４０が第１位置Ｐ１に配されたときを示す正面断面図である。図７（ｂ）は、弁体４０が上下中間部にあるときを示す正面断面図である。図７（ｃ）は、弁体４０が第２位置Ｐ２に配されたときを示す正面断面図である。
【００５０】
弁室３０内における低圧ポート３９の開口の周辺には、上下方向に対して斜めに延びるテーパー状の第１ガイド面Ｇ１が設けられている。また、弁室３０内における高圧ポート３１の開口の周辺には、上下方向に対して斜めに延びるテーパー状の第２ガイド面Ｇ２が設けられている。これら第１ガイド面Ｇ１及び第２ガイド面Ｇ２が、弁体４０の側方へのずれを抑制するガイドＧを構成している。
【００５１】
弁体４０は、弁体本体５５と第１シール体５２と第２シール体５８とに分割形成されている。弁体本体５５の上面には第１凹部５４が形成され、弁体本体５５の下面には第２凹部５６が形成されている。第１シール体５２は、第１凹部５４に係合する鋼球である。第２シール体５８は、第２凹部５６に係合する鋼球である。弁体本体５５の上部にある弁体傘部４１と弁室３０の底面との間には、弁体本体５５を上方に付勢する付勢部材４９が介装されている。第１シール体５２の上面には、アクチュエータ７０のロッド７７が当接している。
【００５２】
図７（ａ）に示すように弁体４０が第１位置Ｐ１にきた状態において、弁体本体５５と弁室３０の底面との間隙ｃ１の方が、第２シール体５８と第２ガイド面Ｇ２との間隙ｃ２よりも大きい。そのため、たとえ弁体本体５５が傾いても、第２シール体５８が第２ガイド面Ｇ２に当接するよりも先に弁体本体５５の方が弁室３０の底面に当接する、といった事態になりにくい。
【００５３】
次に、図７（ａ）に示す状態から、弁体４０を下降させるときについて説明する。アクチュエータ７０に電圧が印加されるとロッド７７で弁体４０を下方に押圧する。それにより、図７（ｂ）に示すように、弁体４０が下降して低圧ポート３９の開口を開く。このとき弁体４０は、外乱等の影響で側方にずれてしまうことがある。その外乱としては、例えば、圧力室ポート３４から低圧ポート３９に流れ込む高圧燃料Ｈの流速が、弁体４０の右方よりも左方で大きくなることで、弁体４０が左方に引き寄せられる場合が考えられる。その後、弁体４０がさらに下降してストロークの下端部にきたときに、第２シール体５８が第２ガイド面Ｇ２に摺接する。そして、さらなる下降に従い、第２シール体５８は第２ガイド面Ｇ２に沿って摺動する。そのため、弁体４０の側方への位置ズレが補正される。そして、図７（ｃ）に示すように、第２シール体５８が高圧ポート３１の開口を塞ぐことにより、すなわち、弁体４０が第２位置Ｐ２に配されることにより、弁室３０と高圧ポート３１との連通が遮られる。
【００５４】
次に、図７（ｃ）に示す状態から、弁体４０を上昇させるときについて説明する。アクチュエータ７０の電圧が放電されるとロッド７７が退入する。それにより、図７（ｂ）に示すように、弁体４０が上昇して高圧ポート３１の開口を開く。このときも、上記と同様、弁体４０は、外乱等の影響で側方にずれてしまうことがある。その後、弁体４０がさらに上昇してストロークの上端部にきたときに、第１シール体５２が第１ガイド面Ｇ１に摺接する。そして、さらなる上昇に従い、第１シール体５２は第１ガイド面Ｇ１に沿って摺動する。そのため、弁体４０の側方への位置ズレが補正される。そして、図７（ａ）に示すように、第１シール体５２が低圧ポート３９の開口を塞ぐことにより、すなわち、弁体４０が第１位置Ｐ１に配されることにより、弁室３０と低圧ポート３９との連通が遮られる。
【００５５】
本実施形態よれば、上記のとおり、ストロークの中間部で弁体４０が側方にずれても、ストロークの両端部にある両ガイド面Ｇ１，Ｇ２で、弁体４０の側方への位置ズレが補正される。そのため、噴射サイクル毎に弁体４０に位置ズレや傾きが生じたり生じなかったりするのが抑制される。さらに、弁体本体５５と独立構造の第１シール体５２及び第２シール体５８が、球状のシール面を持つため、たとえ弁体本体５５に軸ずれ及び傾きが発生しても、その影響を抑制できる。
【００５６】
［第７実施形態］
図８を参照しつつ、第７実施形態の制御弁１０７を説明する。図８（ａ）は、弁体４０が第１位置Ｐ１に配されたときを示す正面断面図であり、図８（ｂ）は、弁体４０が第２位置Ｐ２に配されたときを示す正面断面図である。本実施形態については、第６実施形態と異なる点のみを説明する。
【００５７】
第１シール体５２及び第２シール体５８は、球状ではなく、上下円錐台形状（ソロバン駒形状）をしている。本実施形態によれば、第１シール体５２及び第２シール体５８を球状に比べて小さくできる。また、球状に限定されないことで、構造の自由度が向上する。
【００５８】
［第８実施形態］
図９を参照しつつ、第８実施形態の制御弁１０８を説明する。図９（ａ）は、弁体４０が第１位置Ｐ１に配されたときを示す正面断面図であり、図９（ｂ）は、弁体４０が第２位置Ｐ２に配されたときを示す正面断面図である。本実施形態については、第６実施形態と異なる点のみを説明する。弁体本体５５と第１シール体５２と第２シール体５８とが一体となっている。本実施形態によっても本発明を実施できる。
【００５９】
［第９実施形態］
図１０，図１１を参照しつつ、第９実施形態の制御弁１０９を説明する。図１０（ａ）は、本実施形態の制御弁１０９を示す正面断面図である。図１０（ｂ）は、Xｂ−Xｂ線の断面を示す底面図である。本実施形態については、第８実施形態と異なる点のみを説明する。
【００６０】
高圧ポート３１の開口周辺には、第２ガイド面Ｇ２が設けられていない。代わりに、弁室３０の底面に円筒形の筒体６０が接合されている。その筒体６０は、上端部に、筒体６０の中心軸線を中心とした周方向に螺旋状に延びる端面を備え、その端面が第２ガイド面Ｇ２を構成している。弁体４０は第２ガイド面Ｇ２に摺接可能な螺旋状摺接面４３を備えている。
【００６１】
筒体６０の下部には、筒体６０の内側と外側とを連通させるための連通孔６３が設けられている。また、筒体６０の内径は、弁体軸部４５における筒体６０の内側に配される部分の外径よりも大きい。よって、筒体６０の内周面と弁体軸部４５の外周面との間にも流路が確保される。
【００６２】
次に、図１０（ａ）に示す状態から、弁体４０を下降させるときについて説明する。アクチュエータ７０は電圧が印加されると、ロッド７７で弁体４０を下方に押圧する。それにより、図１１（ａ）に示すように、弁体４０が下降して低圧ポート３９の開口を開く。このとき弁体４０は、上記の場合と同様、外乱等の影響で側方にずれてしまうことがある。その後、弁体４０がさらに下降してストロークの下端部にきたときに、弁体４０の螺旋状摺接面４３が筒体６０の第２ガイド面Ｇ２に摺接する。そして、さらなる下降に従い、弁体４０の螺旋状摺接面４３は、筒体６０の第２ガイド面Ｇ２に沿って摺動する。そのため、図１１（ｂ）に示すように、弁体４０の側方への位置ズレが補正される。そして、４０の下端部が高圧ポート３１の開口を塞ぐことにより、すなわち、弁体４０が第２位置Ｐ２に配されることにより、弁室３０と高圧ポート３１との連通が遮られる。
【００６３】
本実施形態によれば、筒体６０の螺旋状の端面（第２ガイド面Ｇ２）及び弁体４０の螺旋状摺接面４３が、調心機能を備えており、弁体４０の軸ずれを抑制することができる。そのため、本実施形態によっても、本発明を実施することができる。
【００６４】
［その他の実施形態］
上記実施形態は、次のように変更して実施することもできる。例えば、図１等に示す弁体４０の往復変位方向を燃料噴射装置１００の先後方向とは異なる方向にしてもよい。また、例えば、アクチュエータ７０を電磁ソレノイド等にしてもよい。また、ロッド７７で弁体傘部４１を押圧するようにしてもよい。
【００６５】
また、例えば、図４に示す第３実施形態等において、弁体４０を上下反対にして、ガイド凹部３２及び変位ガイド面Ｇｄを低圧ポート３９側に設けてもよい。また、例えば、同第３実施形態等において、ガイド凹部３２及び変位ガイド面Ｇｄを高圧ポート３１側及び低圧ポート３９側の両方に設けてもよい。また、例えば、図５に示す第４実施形態の弁体４０において、弁体軸部４５の下部のみを下側部分４０ｂにして、それ以外を上側部分４０ａにしてもよい。
【００６６】
また、例えば、図１０等に示す第９実施形態等において、弁体４０を上下反対にして、筒体６０を低圧ポート３９側に設けてもよい。また、例えば、同第９実施形態において、弁体４０の上下両側に螺旋状摺接面４３を設けて筒体６０を高圧ポート３１側及び低圧ポート３９側の両側に設けてもよい。また、例えば、同第９実施形態において、筒体６０を下側プレート１３に一体形成してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０…ボディ、１８ａ…噴孔、２０…ノズルニードル、２５…圧力室、３０…弁室、３１…高圧ポート、３２…ガイド凹部、３４…圧力室ポート、３９…低圧ポート、４０…弁体、４０ａ…弁体の上側部分、４０ｂ…弁体の下側部分、４１…弁体傘部、４２…カット部、４３…螺旋状摺接面、４５…弁体軸部、４６…被ガイド穴、４９…付勢部材、５２…第１シール体、５５…弁体本体、５８…第２シール体、６０…筒体、６３…連通孔、７０…アクチュエータ、７７…ロッド、１００…燃料噴射装置、１０１〜１０９…制御弁、ｃ１…弁体本体と弁室の内端面との間隙、ｃ２…第２シール体と第２ガイド面との間隙、Ｇ…ガイド、Ｇｄ…変位ガイド面、Ｇ１…第１ガイド面、Ｇ２…第２ガイド面、Ｐ１…第１位置、Ｐ２…第２位置。
【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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【図１１】
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