(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給口を通して注入される燃料の移動のための第1流路が内部に形成され、上部に制御バルブハウジングが設けられているバルブボディと、
前記バルブボディの下部に結合され、第1流路を通して供給される燃料が満たされてニードルを上側方向に加圧することによって、ニードルを持ち上げて燃料が噴射されるようにするノズルチャンバーが形成されているノズル部と、
前記バルブボディの内部に設けられ、前記ノズル部のニードルを駆動するニードル駆動部と、
前記ニードル駆動部の上部に形成され、燃料供給口を通して注入される燃料が満たされることによってニードル駆動部を下側方向に加圧するための圧力が形成される上部圧力チャンバーと、
前記上部圧力チャンバーの下部に位置し、燃料が満たされることによって前記ニードル駆動部を上側方向に加圧するための圧力が形成される下部圧力チャンバーと、
前記制御バルブハウジングを経て前記バルブボディに形成され、前記下部圧力チャンバーに接続されて下部圧力チャンバーに燃料が供給できるようにする第2流路と、
前記制御バルブハウジングに設けられ、制御信号に応じて前記第2流路を開閉することによって、下部圧力チャンバーに供給される燃料の流量を制御する制御ニードルと、
前記下部圧力チャンバーと接続するようにバルブボディに形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバーの燃料が満たされる制御チャンバーと、
前記制御チャンバーに接続され、制御チャンバー内部の燃料がバルブボディの外部に排出されるようにする制御オリフィスを含むことを特徴とする電子制御燃料噴射弁。
【請求項２】
前記ニードル駆動部は、
前記ノズル部のニードルを駆動できるように、前記バルブボディの内部に設けられるスピンドルと、
前記スピンドルの上部に設けられ、上部圧力チャンバーに満たされる燃料による圧力によって、前記スピンドルを下側方向に加圧する圧力ピストンと、
前記圧力ピストンに嵌るように設けられ、前記スピンドルを下側方向に加圧するバネを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子制御燃料噴射弁。
【請求項３】
燃料供給口を通して注入される燃料の移動のための第1流路が内部に形成され、上部に制御バルブハウジングが設けられているバルブボディと、
前記バルブボディに結合され、第1流路を通して供給される燃料が満たされてニードルを上側方向に加圧することによって、ニードルを持ち上げて燃料が噴射されるようにするノズルチャンバーが形成されているノズル部と、
前記バルブボディの内部に設けられ、前記ノズル部のニードルを駆動するニードル駆動部と、
前記ニードル駆動部の上部に形成され、燃料供給口を通して注入される燃料が満たされることによってニードル駆動部を下側方向に加圧するための圧力が形成される上部圧力チャンバーと、
前記上部圧力チャンバーの下部に位置し、燃料が満たされることによって前記ニードル駆動部を上側方向に加圧するための圧力が形成される下部圧力チャンバーと、
前記制御バルブハウジングを経て前記ニードル駆動部の内部へ形成され、前記下部圧力チャンバーに接続されることによって下部圧力チャンバーに燃料が供給できるようにする第2流路と、
前記制御バルブハウジングに設けられ、制御信号に応じて前記第2の流路を開閉することによって、下部圧力チャンバーに供給される燃料の流量を制御する制御ニードルと、
前記下部圧力チャンバーと接続するようにバルブボディに形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバーの燃料が満たされる制御チャンバーと、
前記制御チャンバーに接続され、制御チャンバー内部の燃料がバルブボディの外部に排出されるようにする制御オリフィスを含むことを特徴とする電子制御燃料噴射弁。
【請求項４】
前記ニードル駆動部は、
前記バルブボディの内部において前記制御バルブハウジングに嵌るように設けられ、前記上部圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって前記ノズル部のニードルを下側方向に加圧するスピンドルと、
前記スピンドルに嵌り、スピンドルを下側方向に加圧するバネを含み、
前記第2流路が前記スピンドルの内部の中心に形成されることを特徴とする請求項３に記載の電子制御燃料噴射弁。
【請求項５】
前記スピンドルには、前記下部圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力を受け、上側方向に駆動力が作用できるように、段差のある圧力作用面が更に形成されていることを特徴とする請求項２または４に記載の電子制御燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御燃料噴射弁に関するものであって、エンジンの運転条件とは独立して制御信号に応じて燃料噴射時期と噴射量を制御することができる電子制御燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子制御技術の発展に伴い、電子制御エンジンが急速に広がっている傾向の中で、低負荷においても高圧噴射が可能であり、制御信号に応じての噴射制御が容易なコモンレール型の燃料噴射方式が、電子制御エンジンに主に適用されている。
【０００３】
コモンレール燃料噴射システムの中核装置である電子制御燃料噴射弁について、多くの研究開発が行われており、燃料噴射弁の性能向上のために様々な燃料噴射弁駆動方式の特許が多数出願されている。
【０００４】
従来の機械式燃料噴射弁は、ノズル部のチャンバー内に注入される燃料の圧力のみによって、ニードルを持ち上げて燃料を噴射する構造であって、燃料の噴射時期と噴射量等の噴射特性が常に一定であるので、エンジンの運転条件とは独立して燃料噴射制御が行われないという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のような問題点を解決するための本発明の目的は、従来の機械式燃料噴射弁とは異なり、エンジンの運転条件とは独立して制御信号に応じて燃料の噴射時期や噴射量などを制御できるようにし、燃料噴射の制御方式においては、制御ニードルを通して高圧の燃料を下部圧力チャンバーに伝達してノズルのニードルを持ち上げる力を増加させることによって、燃料噴射の制御が迅速に行われるようにし、構造が簡単であるため、部品の組み立ておよび交換、かつ部品の精密加工が容易であり、流路の構造が単純であるため、加工が容易になる電子制御燃料噴射弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記のような目的を達成し、従来の欠点を除去するための課題を遂行する本発明は、燃料供給口を通して注入される燃料の移動のための第1流路が内部に形成され、上部に制御バルブハウジングが設けられているバルブボディと、前記バルブボディの下部に結合され、第1流路を通して供給される燃料が満たされてニードルを上側方向に加圧することによって、ニードルを持ち上げて燃料が噴射されるようにするノズルチャンバーが形成されているノズル部と、前記バルブボディの内部に設けられ、前記ノズル部のニードルを駆動するニードル駆動部と、前記ニードル駆動部の上部に形成され、燃料供給口を通して注入される燃料が満たされることによってニードル駆動部を下側方向に加圧するための圧力が形成される上部圧力チャンバーと、前記上部圧力チャンバーの下部に位置し、燃料が満たされることによって前記ニードル駆動部を上側方向に加圧するための圧力が形成される下部圧力チャンバーと、前記制御バルブハウジングを経て前記バルブボディに形成され、前記下部圧力チャンバーに接続されて下部圧力チャンバーに燃料を供給できるようにする第2流路と、前記制御バルブハウジングに設けられ、制御信号に応じて前記第2流路を開閉することによって下部圧力チャンバーに供給される燃料の流量を制御する制御ニードルと、前記下部圧力チャンバーと接続するようにバルブボディに形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバーの燃料が満たされる制御チャンバーと、前記制御チャンバーに接続され、制御チャンバー内部の燃料がバルブボディの外部に排出されるようにする制御オリフィスと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、前記ニードル駆動部は、前記ノズル部のニードルを駆動するために、前記バルブボディの内部に設けられるスピンドルと、前記スピンドルの上部に設けられ、上部圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力のよって前記スピンドルを下側方向に加圧する圧力ピストンと、前記圧力ピストンが嵌るように前記圧力ピストンに設けられ、前記スピンドルを下側方向に加圧するバネと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
一方、本発明は、燃料供給口を通して注入される燃料の移動のための第1流路が内部に形成され、上部に制御バルブハウジングが設けられているバルブボディと、前記バルブボディに結合され、第1流路を通して供給される燃料が満たされてニードルを上側方向に加圧することによって、ニードルを持ち上げて燃料が噴射されるようにするノズルチャンバーが形成されているノズル部と、前記バルブボディの内部に設けられ、前記ノズル部のニードルを駆動するニードル駆動部と、前記ニードル駆動部の上部に形成され、燃料供給口を通して注入される燃料が満たされることによってニードル駆動部を下側方向に加圧するための圧力が形成される上部圧力チャンバーと、前記上部圧力チャンバーの下部に位置し、燃料が満たされることによって前記ニードル駆動部を上側方向に加圧するための圧力が形成される下部圧力チャンバーと、前記制御バルブハウジングを経て前記ニードル駆動部の内部に形成され、前記下部圧力チャンバーに接続されることによって下部圧力チャンバーに燃料を供給できるようにする第2流路、前記制御バルブハウジングに設けられ、制御信号に応じて前記第2流路を開閉することによって下部圧力チャンバーに供給される燃料の流量を制御する制御ニードルと、前記下部圧力チャンバーと接続するようにバルブボディに形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバーの燃料が満たされる制御チャンバーと、前記制御チャンバーに接続され、制御チャンバー内部の燃料がバルブボディの外部に排出されるようにする制御オリフィスと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、前記ニードル駆動部は、前記バルブボディの内部において前記制御バルブハウジングに嵌るように設けられ、第2流路が内部の中心に形成され、上部圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって前記ノズル部のニードルを下側方向に加圧するスピンドルと、前記スピンドルに嵌り、スピンドルを下側方向に加圧するバネと、を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、前記スピンドルには、前記下部圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力を受け、上側方向に駆動力が作用できるように、段差のある圧力作用面が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上で説明したように、本発明によると、従来の機械式燃料噴射弁とは異なり、エンジンの運転条件とは独立して制御信号に応じて制御ニードルを作動することによって、燃料の噴射時期と噴射量を制御することができ、燃料噴射の制御方式においては、制御ニードルを通して高圧の燃料を下部圧力チャンバーに伝達してノズル部のニードルを持ち上げる力を増加させることによって、燃料噴射の制御が迅速に行われるようになっており、構造が簡単であるため、部品の交換が容易であり、スピンドルとピストンを分離・製造して高精度の加工が必要な加工面を最小化することによって、部品の精密加工が容易になり、製造コストを削減することができ、第2流路が制御バルブハウジングを経てスピンドルの内部へ形成されることによって、下部圧力チャンバーに接続される流路の構造が単純になり、加工が容易になるため、本発明は非常に有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁を示す例示図である。
【図２】本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルの取り付け構造を詳細に示す例示図である。
【図３】本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁のスピンドルと下部圧力チャンバーの構造を詳細に示す例示図である。
【図４】本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが閉じて燃料が噴射されていない場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図である。
【図５】本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが開いて燃料が噴射されている場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図である。
【図６】本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが再び閉じ、燃料噴射が終了した場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図である。
【図７】本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁を示す例示図である。
【図８】本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルの取り付け構造を詳細に示す例示図である。
【図９】本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁のスピンドルと下部圧力チャンバーの構造を詳細に示す例示図である。
【図１０】本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが閉じて燃料が噴射されていない場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図である。
【図１１】本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが開いて燃料が噴射されている場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図である。
【図１２】本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが再び閉じ、燃料噴射が終了した場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態である構成とその作用を、添付図面に鑑みて詳細に説明すると、次の通りである。また、本発明を説明するにあたって、関連した公知の機能あるいは構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を余計に不明確にすると判断された場合には、その詳細な説明は省略する。
【００１４】
図1は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁を示す例示図であり、図2は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルの取り付け構造を詳細に示す例示図であり、図3は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁のスピンドルと下部圧力チャンバーの構造を詳細に示す例示図であり、図4は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが閉じて燃料が噴射されていない場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図であり、図5は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが開いて燃料が噴射されている場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図であり、図6は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが再び閉じ、燃料噴射が終了した場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図である。
【００１５】
図に示すように、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁100は、燃料供給口210を通して注入される燃料が移動できるように第1流路220が内部に形成され、上部に制御バルブハウジング281が設けられているバルブボディ200と、前記バルブボディ200の下部に結合され、前記第1流路220を通して供給される燃料が満たされて内部に設けられるニードル320を上側方向に加圧することによって、ニードル320を持ち上げて燃料がノズル孔330を通して噴射されるようにするノズルチャンバー310が形成されているノズル部300と、前記バルブボディ200の内部に設けられ、前記ノズル300のニードル320を駆動するニードル駆動部240と、前記ニードル駆動部240の上部に形成され、燃料供給口210通して注入される燃料が満たされることによってニードル駆動部240を下側方向に加圧するための圧力が形成される上部圧力チャンバー230と、前記上部圧力チャンバー230の下部に位置するようにバルブボディ200に形成され、燃料が満たされることによってニードル駆動部240を上側方向に加圧するための圧力が形成される下部圧力チャンバー231と、前記制御バルブハウジング281を経て前記バルブボディ200に形成され、前記下部圧力チャンバー231に接続されることによって前記燃料供給口210を通して供給される燃料が満たされるようにする第2流路221と、前記制御バルブハウジング281に設けられ、制御信号に応じて前記第2流路221を開閉することによって下部圧力チャンバー231に供給される燃料の流量を制御する制御ニードル280と、前記下部圧力チャンバー231と接続するようにバルブボディ200に形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバー231の燃料が満たされる制御チャンバー270と、前記制御チャンバー270に接続されるように制御チャンバー200に形成され、制御チャンバー270の内部に満たされた燃料がバルブボディ200の外部に排出されるようにする制御オリフィス271と、を含む。
【００１６】
前記ニードル280は、制御信号に応じて動作するアクチュエータ（図示せず）によって作動され、前記第2流路221を開閉して前記下部圧力チャンバー231に流入する燃料の流量を制御できるように構成される。
【００１７】
一方、前記ニードル駆動部240は、ノズル部300のニードル320を駆動できるように、前記バルブボディ200の内部に設けられるスピンドル250と、前記スピンドル250の上部に設けられ、上部圧力チャンバー230に満たされる燃料の圧力によって前記スピンドル250を下側方向に加圧する圧力ピストン260と、前記圧力ピストン260が嵌るように前記圧力ピストン260に設けられ、前記スピンドル250を下側方向に加圧するバネ261と、を含む。
【００１８】
このような第1の実施形態による本発明は、前記のようにスピンドル250と圧力ピストン260とを分離して備えることにより、精密加工の必要なスピンドル250及び圧力ピストン260と、バルブボディ200の内径との間のギャップ調節が容易であり、これにより、バルブの製造コストが削減される。
【００１９】
すなわち、上部圧力チャンバー230と下部圧力チャンバー231の内部に満たされる高圧の燃料が、スピンドル250とバルブボディ200の内径と、かつ、圧力ピストン260とバルブボディ200の内径との間のギャップへ漏洩することを防止するために、間隙を非常に小さく加工しなければならないが、スピンドル250と圧力ピストン260とが一体に形成されていれば、1つの部品に精密加工の必要な加工面が非常に多いため、加工が難しかったが、本発明の第1の実施形態においては、スピンドル250と圧力ピストン260を分離して構成することによって、それぞれの部品に精密加工の必要な加工面が最小化されるように設計して部品の精密加工が容易であるというメリットがある。
【００２０】
一方、前記スピンドル250には、前記下部圧力チャンバー231に満たされる燃料の圧力を受け、上側方向に駆動力が作用するように段差のある圧力作用面251が形成されている。一方、前記制御チャンバー270と制御オリフィス271は、スピンドル250が上側方向に駆動される時には、下部圧力チャンバー231と接続されて下部圧力チャンバー231の内部の燃料をバルブボディ200の外部に排出する反面、スピンドル250が駆動されていない場合には、下部圧力チャンバー231との接続が遮断され、燃料が排出されないようになっている。
【００２１】
このように構成される本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の動作状態を説明する。まず、燃料が噴射されていない場合には、前記燃料供給口210を通して供給される高圧の燃料は、圧力ピストン260の上部に形成されている上部圧力チャンバー230と、第1流路220に沿ってノズル部300のノズルチャンバー310に満たされる。
【００２２】
このように燃料噴射が行われない待機期間には、制御ニードル280が第2流路221を密閉して閉じているため、燃料が第2流路221を通して下部圧力チャンバー231に伝達されない。
【００２３】
このため、上部圧力チャンバー230に充填された燃料の圧力によって圧力ピストン260の上部から下側方向に作用する力と、バネ261によって下側方向に作用する力との合力が、ノズルチャンバー310に満たされてノズル部300のニードル320に上側方向に作用する圧力による力よりも大きいため、ニードル320が閉じた状態を維持するようになり、ノズル孔330を通した燃料噴射が発生しなくなる。
【００２４】
一方、燃料噴射が開始する場合には、制御信号に応じてドライバが動作して制御ニードル280を上昇させると、制御ニードル280が防いでいた第2流路221が開放され、高圧の燃料が下部圧力チャンバー231に伝達され、下部圧力チャンバー231に満たされる燃料の圧力がスピンドル250の圧力作用面251に作用する。
【００２５】
これにより、ノズル部300のノズルチャンバー310に満たされた燃料によってニードル320に作用する圧力と、下部圧力チャンバー231に満たされる燃料によってスピンドル250に作用する圧力とによって、スピンドル250とノズル部300のニードル320を上側方向に押し上げる力が、上部圧力チャンバー230に満たされて圧力ピストン260の上部に作用する圧力による力と、バネ261によって下側方向に作用する力との合力よりも大きくなり、スピンドル250とノズル部300のニードル320が上昇し、ノズル孔330を通して燃料の噴射が行われるようになる。
【００２６】
一方、燃料の噴射が終了する場合には、制御信号に応じて制御ニードル280が下側方向に移動して、下部圧力チャンバー231に接続される第2流路221を遮断する。
【００２７】
このように、第2流路221が遮断されると、下部圧力チャンバー231には更なる燃料供給が行われない一方、制御オリフィス270を通して燃料が排出され、下部圧力チャンバー231内部の圧力が下がるようになる。
【００２８】
これにより、スピンドル250とノズル部300のニードル320を上昇させる燃料圧力による力が、スピンドル250とノズル部300のニードル320を押す圧力ピストン260の上部に作用する圧力による力と、バネ261による力との合力よりも小さくなり、ノズル部300のニードル320が下降して流路を遮断し、ノズル孔330を通した燃料噴射が終了する。
【００２９】
このような本発明の第1の実施形態は、従来の機械式燃料噴射弁とは異なり、エンジンの運転条件とは独立して制御信号に応じて制御ニードル280を操作して燃料の噴射時期と噴射量を制御することができる。
【００３０】
また、燃料噴射の制御方式が、制御ニードル280を通して高圧の燃料を下部圧力チャンバー231に伝達して、ノズル部300のニードル320を持ち上げる力を増加させることにより、燃料噴射の制御が迅速に行われることができる。
【００３１】
また、スピンドル250と圧力ピストン260とを分離して製造することにより、それぞれの部品において精密加工の必要な加工面が最小化されるように設計し、部品の精密加工が容易であるメリットがある。
【００３２】
また、構造が簡単であるため、部品の組み立て及び交換が容易であり、特に、ノズル部の交換が容易であるメリットがある。
【００３３】
一方、図7は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁を示す例示図であり、図8は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルの取り付け構造を詳細に示す例示図であり、図9は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁のスピンドルと下部圧力チャンバーの構造を詳細に示す例示図であり、図10は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが閉じて燃料が噴射されていない場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図であり、図11は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが開いて燃料が噴射されている場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図であり、図12は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが再び閉じ、燃料噴射が終了した場合においての動作状態および燃料の流れを示す例示図である。
【００３４】
図に示すように、本発明の第2実施形態による燃料噴射弁100は、燃料供給口210を通して注入される燃料が移動できるように、第1流路220が内部に形成され、上部に制御バルブハウジング281が設けられているバルブボディ200と、前記バルブボディ200の下部に結合され、前記第1流路220を通して供給される燃料が満たされて、内部に設けられているニードル320
を上側方向に加圧することにより、内部に設けられているニードル320を持ち上げて燃料がノズル孔330を通して噴射されるようにノズルチャンバー310が形成されているノズル部300と、前記バルブボディ200の内部に設けられ、前記ノズル部300のニードル320を駆動するニードル駆動部240と、前記ニードル駆動部240の上部に形成され、燃料供給口210を通して注入される燃料が満たされることによって、ニードル駆動部240を下側方向に加圧するための圧力が形成される上部圧力チャンバー230と、前記上部圧力チャンバー230の下部に位置するようにバルブボディ200に形成され、燃料が満たされることによってニードル駆動部240を上側方向に加圧するための圧力が形成される下部圧力チャンバー231と、前記制御バルブハウジング281を経て前記ニードル駆動部240の内部へ形成され、前記下部圧力チャンバー231に接続されることによって、下部圧力チャンバー231に燃料が供給できるようにする第2流路221と、前記制御バルブハウジング281に設けられ、制御信号に応じて前記第2流路221を開閉することによって下部圧力チャンバー231に供給される燃料の流量を制御する制御ニードル280と、前記下部圧力チャンバー231と接続するようにバルブボディ200に形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバー231の燃料が満たされる制御チャンバー270と、前記制御チャンバー270に接続するようにバルブボディ200に形成され、制御チャンバー270の内部に満たされた燃料がバルブボディ200の外部に排出されるようにする制御オリフィス271と、を含む。
【００３５】
前記制御ニードル280は、制御信号に応じて動作するドライバ（actuator、図示せず）によって作動され、前記第2流路221を開閉して前記下部圧力チャンバー231に流入する燃料の流量を制御できるようになっている。
【００３６】
前記ニードル駆動部240は、前記バルブボディ200の内部において上部圧力チャンバー230の下部に位置するように設けられ、上部圧力チャンバー230に満たされる燃料の圧力によって、前記ノズル部300のニードル320を下側方向に加圧するスピンドル250と、前記スピンドル250に嵌り、スピンドル250を下側方向に加圧するバネ261を含む。
【００３７】
一方、前記スピンドル250には、前記制御バルブハウジング281が挿入されるように、中心部に挿入孔252が形成されている。
【００３８】
前記のように形成される挿入孔252に、第2流路221が形成されている制御バルブハウジング281が挿入されて結合されることによって、スピンドル250の内部に第2流路221が位置することになり、第2流路221の構造が単純になるため、第2流路221の加工が容易になる。
【００３９】
一方、前記挿入穴252には、前記第2流路221を通して移動される燃料が、スピンドル250の外部に形成されている下部圧力チャンバー231に供給されるように下部圧力チャンバー231に接続される多数の接続穴253が形成されている。
【００４０】
一方、前記スピンドル250には、前記下部圧力チャンバー231に満たされる燃料の圧力によって上側方向に駆動力が作用するように、段差のある圧力作用面251が形成されている。
一方、前記制御チャンバー270と制御オリフィス271は、スピンドル250が上側方向に駆動される時には、下部圧力チャンバー231と接続されて下部圧力チャンバー231の内部の燃料をバルブボディ200の外部に排出する反面、スピンドル250が駆動されていない場合には、下部圧力チャンバー231との接続が遮断され、燃料が排出されないようになっている。
【００４１】
このような本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の動作状態を説明する。
【００４２】
まず、燃料が噴射されていない場合には、前記燃料供給口210を通して供給される高圧の燃料は、スピンドル250の上部に形成されている上部の圧力チャンバー230と、第1流路220に沿ってノズル部300のノズルチャンバー310に満たされる。
【００４３】
このように燃料噴射が行われない待機期間には、制御ニードル280が第2流路221を密閉して閉じているため、燃料が第2流路221を通して下部圧力チャンバー231に伝達されない。
【００４４】
このため、上部圧力チャンバー230に充填された燃料の圧力によってスピンドル250の上部から下側方向に作用する力と、バネ261によって下側方向に作用する力との合力が、ノズルチャンバー310に満たされてノズル部300のニードル320に上側方向に作用する圧力による力よりも大きいため、ニードル320が閉じた状態を維持するようになり、ノズル孔330を通して燃料噴射が発生しなくなる。
【００４５】
一方、燃料噴射が開始する場合には、制御信号に応じてドライバが動作して制御ニードル280が上昇すると、制御ニードル280が防いでいた第2流路221が開放され、高圧の燃料がスピンドル250の内部から接続孔253を通して下部圧力チャンバー231に伝達され、下部圧力チャンバー231に満たされる燃料の圧力がスピンドル250の圧力作用面251に作用する。
【００４６】
これにより、ノズル部300のノズルチャンバー310に満たされた燃料によってニードル320に作用する圧力と、下部圧力チャンバー231に満たされる燃料によるスピンドル250に作用する圧力によって、スピンドル250とノズル部300のニードル320を上側方向に押し上げる力が、上部圧力チャンバー230に満たされてスピンドル250の上部に作用する圧力による力と、バネ261によって下側方向に作用する力との合力よりも大きくなり、スピンドル250とノズル部300のニードル320が上昇し、ノズル孔330を通して燃料の噴射が行われるようになる。
【００４７】
一方、燃料の噴射が終了する場合には、制御信号に応じて制御ニードル280が下側方向に移動して、下部圧力チャンバー231に接続される第2流路221を遮断する。
【００４８】
このように、第2流路221が遮断されると、下部圧力チャンバー231には、更なる燃料供給が行われない一方、制御オリフィス270を通して燃料が排出され、下部圧力チャンバー231内の圧力が下がるようになる。
【００４９】
これにより、スピンドル250とノズル部300のニードル320を上昇させる燃料圧力による力が、スピンドル250とノズル部300のニードル320を押すスピンドルの上部に作用する圧力による力と、バネ261による力との合力よりも小さくなり、ノズル部300のニードル320が下降して流路を遮断し、ノズル孔330を通した燃料噴射が終了される。
【００５０】
このような本発明は、従来の機械式燃料噴射弁とは異なり、エンジンの運転条件とは独立して制御信号に応じて制御ニードル280を操作することによって、燃料の噴射時期と噴射量を制御することができる。
【００５１】
また、燃料噴射の制御方式は、制御ニードル280を通して高圧の燃料を下部圧力チャンバー231に伝達し、ノズル部300のニードル320を持ち上げる力を増加させるように、燃料噴射の制御が迅速に行われるようになる。
【００５２】
また、第2流路の構造が簡素化され、加工が容易であり、部品の組み立て及び交換が容易である。
【００５３】
本発明は、上述した特定の好ましい実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、誰でも多様な変形実施が可能なのはもちろん、そのような変更は、請求の範囲の記載の範囲内である。
【符号の説明】
【００５４】
100：燃料噴射弁
200：バルブボディ
210：燃料供給口
220：第1流路
221：第2流路
230：上部圧力チャンバー
231：下部圧力チャンバー
240：ニードル駆動部
250：スピンドル
251：圧力作用面
252：挿入孔
253：接続孔
260：圧力ピストン
261：バネ
270：制御チャンバー
271：制御オリフィス
280：制御ニードル
281：制御バルブハウジング
300：ノズル部
310：ノズルチャンバー
320：ニードル
330：ノズル孔
【図１】
0005779661.tif 000002
【図２】
0005779661.tif 000003
【図３】
0005779661.tif 000004
【図４】
0005779661.tif 000005
【図５】
0005779661.tif 000006
【図６】
0005779661.tif 000007
【図７】
0005779661.tif 000008
【図８】
0005779661.tif 000009
【図９】
0005779661.tif 000010
【図１０】
0005779661.tif 000011
【図１１】
0005779661.tif 000012
【図１２】
0005779661.tif 000013