(57)【要約】【課題】キャビテーションエロージョンの発生を抑制する構造の圧力切換弁装置およびそれを備えて正確な燃料噴射制御の維持を可能とするインジェクタの提供を目的とする。【解決手段】高圧流体２００が導入される制御圧室１０１と、低圧に維持された低圧流路１０５と、制御圧室１０１と低圧流路１０５とを連通する絞り流路１０４と、絞り流路１０４を開閉する弁体１６０とを具備し、弁体１６０の開閉により制御圧室１０１から低圧流路１０５への高圧流体２００の流出を制御して制御圧室１０１の圧力を増減させる圧力切換弁装置１０であって、弁体１６０の閉弁時に弁体１６０により閉鎖される面１０２内に一端が開口する絞り流路１０４を複数並設する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧に維持された高圧流路から高圧流体が導入される制御圧室と、低圧に維持された低
圧流路と、上記制御圧室と上記低圧流路とを連通する絞り流路と、上記絞り流路を開閉す
る弁体とを具備し、上記弁体の開閉により上記制御圧室から上記低圧流路への上記高圧流
体の流出を制御して上記制御圧室の圧力を増減させる圧力切換弁装置であって、
上記弁体の閉弁時に上記弁体により閉鎖される絞り流路閉弁面内に一端が開口する上記
絞り流路を複数並設したことを特徴とする圧力切換弁装置。
【請求項２】
複数の上記絞り流路を、その中心軸が延設された仮想中心軸が上記低圧流路内で互いに
交差する角度で設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧力切換弁装置。
【請求項３】
複数の上記絞り流路を、この複数の上記絞り流路を成す一の絞り流路から噴出する噴流
の噴射方向と他の絞り流路から噴出する噴流の噴射方向とが相反する方向となり、この相
反する方向となる上記噴射方向の中心軸線が略同一線上に配されて、相反する方向からの
上記噴流を衝突させるように設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の圧力切換
弁装置。
【請求項４】
上記弁体には、上記弁体により閉鎖される面側を凹状に窪ませた凹部を形成し、該凹部
の内部に複数の上記絞り流路、および、相反する方向からの上記噴流を衝突させる噴流衝
突室領域を形成することを特徴とする請求項３に記載の圧力切換弁装置。
【請求項５】
筒状の基体の先端に設けられた噴孔から高圧に蓄圧された燃料の噴射と停止とを上記噴
孔の開閉によって行う噴射ノズル部と、上下動によって上記噴孔の開閉を行うニードルと
、上記ニードルの背面圧力の高低を切換えて上記ニードルの上下動を制御する圧力切換弁
装置と、上記圧力切換弁装置を駆動するアクチュエータと、を備えたインジェクタにおい
て、
上記圧力切換弁装置として請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧力切換弁装置を
具備し、
上記ニードルの背面に上記制御室を設けて、上記アクチュエータにより上記弁体を開閉
するのに伴い、上記制御圧室の圧力を増減させて上記ニードルを上下動させることを特徴
とするインジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力切換弁装置のキャビテーションエロージョンの進行抑制に関するもので
ある。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディーゼルエンジン用のコモンレール式燃料噴射装置に用いられるインジェクタ
として、コモンレールによって蓄圧された高圧の燃料を噴射ノズル内の燃料室に供給する
と共に、噴孔を開閉するニードルを閉弁方向に押圧する背圧を発生させるニードル背圧室
に供給し、ソレノイドやピエゾスタック等のアクチュエータによってニードル背圧を増減
することで燃料の噴射と停止とを切換えて、噴射時期および噴射量を自在に設定できるも
のが広く用いられるようになっている。
【０００３】
特許文献１には、加圧された燃料を制御油としてニードル背圧を制御する制御バルブの
駆動に利用してアクチュエータの負荷を軽減するインジェクタが開示されている。    
【０００４】
図１４に示す従来構造のインジェクタ１ｄは、筒状の基体１２５の先端に設けられた噴
孔１２０から高圧に蓄圧された燃料２００の噴射と停止とを上記噴孔１２０の開閉によっ
て行う噴射ノズル部１２と、上下動によって上記噴孔１２０の開閉を行うニードル１２２
と、上記ニードル１２２の背面圧力の高低を切換えて上記ニードル１２２の上下動を制御
する圧力切換弁装置１０ｄと、圧力切換弁部装置１０ｄを駆動するアクチュエータ１３、
１４と、を備えている。    
【０００５】
圧力切換弁装置１０ｄは、コモンレール２により、高圧に蓄圧された高圧燃料２００の
充填される高圧燃料流路１５１と低圧に維持された低圧燃料３００の菜充填される低圧燃
料流路１０６とに接続される制御圧室１０１と、低圧燃料流路１０６と制御圧室１０１と
を連通する絞り流路１０４ｄとを具備し、弁体１６０により絞り流路１０４ｄを開閉して
高圧燃料２００の制御室１０１から低圧流路１０５への流出を制御している。    
【０００６】
高圧燃料２００は、制御圧室１０１を介してニードル背圧室１２７に供給されるととも
に噴射ノズル部１２内に形成された燃料室１２３に供給され、低圧となった燃料は低圧流
路１４０を介して燃料タンク３へ還流している。    
【０００７】
アクチュエータ１３、１４はソレノイド部１４と制動部１３とからなり、ソレノイド１
４１の通電開閉によってアマーチャ１４３に連動する制動バルブ１３２が開閉駆動される
。制動バルブ１３２の開閉によって圧力切換弁装置１０ｄの弁体１６０が上下動して、絞
り流路１０４ｄを開閉する。
弁体１６０が開弁されると、ニードル背圧室１２７内の高圧燃料２００が制御圧室１０
１を介して絞り流路１０４ｄから低圧流路１０５に放出され、燃料室１２３内の高圧燃料
２００がニードル１２２を離座方向に押圧し、噴孔１２０が開放され、高圧燃料２００が
噴孔１２０から噴射される。
弁体１６０が閉弁されると、高圧流路１５１から制御圧室１０１を介してニードル背圧
室１２７に導入された高圧燃料２００によりニードル１２２を着座方向に押圧し、噴孔１
２０が閉鎖され、燃料噴射が停止される。
ニードル背圧室１２７内の圧力の増減によってニードル１２２の離着座が制御され、噴
孔１２０からの高圧燃料２００の噴射と停止とを制御できる。
【特許文献１】特開２００６−２５７８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、この様な内燃機関用のインジェクタ１ｄにおいては、制御圧室１０１内の高
圧燃料２００は、２００ＭＰａというような極めて高い圧力に蓄圧されており、一方、低
圧流路１０５内の低圧燃料３００は、ほぼ大気圧（０．１ＭＰａ程度）に保たれている。
このため、弁体１６０を開弁して、制御圧室１０１内の高圧燃料２００を絞り流路１０
４ｄから低圧流路１０５内に噴出する際に、極めて高い圧力の燃料が瞬間的に低圧下に晒
されることになる。    
【０００９】
図１２に示すように、高圧下（Ｐ１）におかれた流体を瞬間的に低圧下（Ｐ０）に移動
し、その流体の蒸気圧以下の圧力に晒されると液体状態の流体が気化するキャビテーショ
ンが発生する。
更に、このキャビテーションが流路内壁面に衝突したり周りの流体の圧力が上昇したり
するとキャビテーションの崩壊がおこり液体に凝縮する。
この時、非常に高い衝撃圧力を発生することが知られている。    
【００１０】
従って、インジェクタ１ｄの圧力切換弁装置１０ｄ内では、図１３（ａ）に示すように
、弁体１６０が開弁して、高圧流体２００が絞り流路１０４ｄを通って低圧流路１０５内
の低圧流体３００中に高圧噴流２０１として噴出される。
この時、急激な圧力低下により、高圧噴流２０１と低圧流体３００との界面に、高圧燃
料２００が気化したキャビテーション層２０２が発生する。
更に、図１３（ｂ）に示すように、高圧噴流２０１は渦流２０４とキャビテーション層
２０２とを伴って、絞り流路１０４ｄに対向する低圧流路１０４の内壁１０５の表面に衝
突する。
低圧流路内壁１０６の表面では、衝突の圧力によりキャビテーション崩壊２０４が発生
する。キャビテーション崩壊２０４は、極めて高い衝撃圧を伴い、図１３（ｃ）に示すよ
うに、低圧流路内壁１０６の表面の金属をえぐり取るキャビテーションエロージョン２０
６を引き起こすことがある。
この様なキャビテーションエロージョン２０６は、長期に渡って徐々に進行し、弁体１
６０の動作に影響を与え、インジェクタの燃料噴射制御の精度を低下する虞がある。    
【００１１】
本発明は、かかる実情を鑑みてなされたものであり、キャビテーションエロージョンの
発生を抑制する構造の圧力切換弁装置およびそれを備えて正確な燃料噴射制御の維持を可
能とするインジェクタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明では、高圧流路から高圧流体が導入される制御圧室と、低圧に維持され
た低圧流路と、制御圧室と低圧流路とを連通する絞り流路と、絞り流路を開閉する弁体と
を具備し、弁体の開閉により制御圧室から低圧流路への高圧流体の流出を制御して制御圧
室の圧力を増減させる圧力切換弁装置であって、上記弁体の閉弁時に上記弁体により閉鎖
される面内に一端が開口する上記絞り流路を複数並設する。        
【００１３】
請求項１の発明によれば、制御圧室の高圧流体が絞り流路から低圧流路へ噴出した時の
、対向する低圧流路内壁でのキャビテーションの衝突位置を一箇所に集中することなく複
数箇所に分散させることができる。
加えて、絞り流路の数に反比例して、高圧噴流の流速の低下が早くなり、高圧噴流の低
圧流路内壁への衝突時間を短縮できる。
更に、並設された複数の絞り流路から噴出する高圧噴流の周りに形成される渦流によっ
て、互いの高圧噴流が干渉し合い、低圧流路内壁に衝突する前にキャビテーションの崩壊
を引き起こすので、低圧流路内壁に衝突するキャビテーションの数の低減を図ることがで
きる。
従って、低圧流路内壁表面でのキャビテーションエロージョンの発生が抑制され、圧力
切換弁装置の消耗を抑制できる。  
【００１４】
請求項２の発明では、複数の上記絞り流路を、その中心軸が延設された仮想中心軸が上
記低圧流路内で互いに交差する角度で設ける。  
【００１５】
請求項２の発明によれば、制御圧室から噴出した複数の高圧噴流が低圧流路内壁に衝突
する前に、低圧流路内で互いに衝突してキャビテーションの崩壊を引き起こし、低圧流路
内壁に衝突するキャビテーションの数が減少する。
従って、低圧流路内壁表面でのキャビテーションエロージョンの発生が更に抑制され、
圧力切換弁装置の消耗を抑制できる。
【００１６】
請求項３の発明では、複数の上記絞り流路を、この複数の上記絞り流路を成す一の絞り
流路から噴出する噴流の噴射方向と他の絞り流路から噴出する噴流の噴射方向とが相反す
る方向となり、この相反する方向となる上記噴射方向の中心軸線が略同一線上に配されて
、相反する方向からの上記噴流を衝突させるように設ける。              
【００１７】
請求項３の発明によれば、絞り流路から噴出された高圧流体が互いに衝突し、低圧流路
内壁に到達する前に、噴射圧力が相殺されるとともに、キャビテーションが崩壊する。  
従って、低圧流路内壁表面でキャビテーションの崩壊が起こることなく、キャビテーシ
ョンエロージョンの発生が更に抑制され、圧力切換弁装置の消耗を抑制できる。    
【００１８】
請求項４の発明では、請求項３に記載の圧力切換弁装置において、弁体には、上記弁体
により閉鎖される面側を凹状に窪ませた凹部を形成し、該凹部の内部に複数の上記絞り流
路、および、相反する方向からの噴流を衝突させる噴流衝突室領域を形成する。    
【００１９】
請求項４の発明によれば、噴流衝突室領域内で、相反する方向からの複数の噴流が互い
に衝突して、キャビテーションが崩壊すると共に、噴流の噴射圧力が低下し、低圧流路内
に噴射されるときには、再びキャビテーションが発生することがない。従って、低圧流路
内壁でのキャビテーション崩壊が起こらず、圧力切換弁装置の消耗を抑制できる。  
【００２０】
請求項５の発明では、筒状の基体の先端に設けられた噴孔から高圧に蓄圧された燃料の
噴射と停止とを上記噴孔の開閉によって行う噴射ノズル部と、上下動によって上記噴孔の
開閉を行うニードルと、上記ニードルの背面圧力の高低を切換えて上記ニードルの上下動
を制御する圧力切換弁装置と、上記圧力切換弁装置を駆動するアクチュエータと、を備え
たインジェクタにおいて、上記圧力切換弁装置として請求項１ないし３のいずれか１項に
記載の圧力切換弁装置を具備し、上記ニードルの背面に上記制御室を設けて、上記アクチ
ュエータにより上記弁体を開閉するのに伴い、上記制御圧室の圧力を増減させて上記ニー
ドルを上下動させる。    
【００２１】
請求項５の発明によれば、圧力切換弁装置におけるキャビテーションエロージョンの発
生が抑制され、インジェクタにおける正確な燃料噴射制御の維持が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の第１の実施形態における圧力切換弁装置１０について、図１、２を参照して説
明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態における圧力切換弁装置１０の構成を示す断面
図、（ｂ）は、本図中Ａ−Ａ面における矢視平面図、（ｃ）は、本実施形態の効果を示す
断面模式図である。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、圧力切換弁装置１０は、高圧に維持された高圧流体
２００が導入される高圧流路として制御圧室１０１と、基体１００に形成され低圧に維持
された低圧流体３００が充填された低圧流路１０５と、基体１００の絞り流路形成部１０
３に設けられ御圧室１０１と低圧流路１０５とを連通する複数の絞り流路１０４と、絞り
流路１０４を開閉する弁体１６０とによって構成されている。
絞り流路１０４は、絞り流路形成部１０３の弁体１６０の閉弁時に弁体閉弁面１６１に
より閉鎖される絞り流路閉弁面１０２内に、一端が制御圧室１０１側に開口し、他端が低
圧流路１０５側に開口するように複数を並べて設けてある。
本発明の圧力切換弁装置１０は、弁体１６０の開閉により制御圧室１０１から低圧流路
１０５への高圧流体２００の流出を制御して制御圧室１０１の圧力を増減することができ
る。              
【００２３】
図１（ｃ）に示すように、弁体１６０が開弁されると、制御圧室１０１の高圧流体２０
０が絞り流路１０４から低圧流路１０５内へ高圧噴流２０１となって噴出する。
高圧噴流２０１と低圧流体３００との界面には、高圧噴流２０１の圧力と周りの定圧流
体３００との圧力差によってキャビテーション２０２層が発生する。
しかしながら、複数の絞り流路１０４から噴出した高圧噴流２０１の周りに形成される
渦流２０４によって、互いの高圧噴流２０１が干渉し合う。
このことにより、キャビテーション２０２が低圧流路内壁１０６に衝突する前に、キャ
ビテーション２０２同士が互いに衝突し、低圧流路１０５内でキャビテーション崩壊２０
４を引き起こすので、低圧流路内壁１０６に衝突するキャビテーション２０２の数を低減
することができる。
【００２４】
また、低圧流路内壁１０６でのキャビテーション２０２の衝突範囲２０５は、絞り流路
１０４が単数の場合に比べて、一箇所に集中することなく広い範囲に分散させることがで
きる。
従って、低圧流路内壁１０６表面でのキャビテーションエロージョンの発生が一箇所に
集中することなく分散されるので、低圧流路内壁１０６の消耗が飛躍的に抑制される。  
従って圧力切換弁装置１０の耐久性が向上し、正確な圧力切換制御の長期的な維持が可能
となる。  
【００２５】
図２（ａ）は、一定容積の制御圧室１０１と低圧流路１０５とが複数の絞り流路１０４
によって連通している場合の絞り流路１０４の数と高圧噴流２０１の噴出速度ν並びに噴
出時間ｔとの関係を示す特性図である。
図２（ａ）に示すように、制御圧室１０１に設けた絞り流路１０４を開弁した瞬間の高
圧流体２０１の噴出する初速度ν０は、絞り流路１０４の数によらず一定である。
しかし、噴出速度νの減少率は、絞り流路１０４の数に比例して大きくなり、噴出速度
νは２次関数的に減速し、噴出時間ｔは絞り流路１０４の数に対して反比例して短くなる
。
従って、絞り流路１０４の数が増えるに従って、高圧噴流２０１の流速νの低下が早く
なり、高圧噴流２０１の低圧流路内壁１０６への衝突時間を短縮できる。    
【００２６】
また、制御圧室１０１と低圧流路１０５とを連通したときに発生するキャビテーション
の総数は、絞り流路１０４の数によらず一定と考えられるが、図２（ｂ）に示すように、
絞り流路１０４の数が増えるに従って、絞り流路１０４当たりに対向する低圧流路内壁１
０６に衝突するキャビテーション２０２の数は判反比例的に減少する。                
【００２７】
図３、図４を参照して本発明の第２の実施形態における圧力切換弁装置１０ａについて
説明する。
なお、第１の実施形態と同一の構成については、同じ符号を付したので説明を省略する
（以下に述べる他の実施形態においても同様である。）。
図３（ａ）は、本発明の第２の実施形態における圧力切換弁装置１０ａの構成を示す断
面図、（ｂ）は、本図中Ａ−Ａ面における矢視平面図、（ｃ）は、本実施形態の効果を示
す断面模式図である。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態においては、絞り流路形成部１０３の絞
り流路閉弁面１０２内に複数の絞り流路１０４ａを、その中心軸が延設された仮想中心軸
が低圧流路１０５内で互いに交差する角度θで設ける。
例えば、本実施形態においては、２つの絞り流路１０４ａのなす交差角θを約３０°に
設定する。    
【００２８】
このため、図３（ｃ）に示すように、弁体１６０を開弁すると、高圧噴流２０１が絞り
流路１０４ａに対向する低圧流路内壁１０６に到達する前に、互いに衝突し、低圧流路１
０５内でキャビテーション崩壊２０４を引き起こす。
また、本実施形態においては、絞り流路１０４ａの中心軸を低圧流路内壁１０６に対し
て斜めに設けてあるので、絞り流路１０４ａの中心軸を低圧流路内壁１０６に対して直角
に設けた場合の絞り流路１０４ａの開口部から低圧流路内壁１０６までの距離Ｄに比べて
、高圧噴流２０１が低圧流路内壁１０６に到達するまでの噴流工程長さを長くすることが
可能となる。  
【００２９】
ここで、図４に低圧流体中に高圧流体を噴出したときに噴出孔からの距離とキャビテー
ション崩壊時に発生する衝撃力との関係を示す。
一般にキャビテーション崩壊時の衝撃には２つのピークが存在し、第１ピークは噴出孔
からの距離が長くなるに従って急激に小さくなることが知られている。  
従って、本実施形態においては、絞り流路１０４ａから噴出した高圧噴流２０１が、低
圧流路内壁１０６に到達するまでの距離を、図４中斜線部で示した領域となるように設定
することにより、キャビテーション崩壊時に発生する衝撃力を小さくして、更にキャビテ
ーションエロージョンの低減を図ることも期待できる。  
【００３０】
絞り流路１０４の数は、上記実施形態に示したように、２個に限定するものではなく、
図５（ａ）に示すように、弁体１６０によって閉弁される絞り流路閉弁面１０２内であれ
ば、幾つ設けても良い。  
【００３１】
また、図５（ｂ）に示すように、内径の異なる絞り流路１０４ｂを複数設けても良い。
この場合、絞り流路ごとに高圧噴流２０１の周りに発生する渦流２０４の方向、強さ等
にバラツキが生まれるため、低圧流路１０５内でのキャビテーション崩壊２０４の位置が
更に分散され、低圧流路内壁１０６表面でのキャビテーションエロージョンの発生を抑制
できると考えられる。  
【００３２】
更に、図５（ｃ）に示すように、絞り流路１０４ｅを異形に設けても良い。
絞り流路１０４ｅを異形にすることにより、高圧噴流の周りに発生する渦流が複雑化さ
れ、低圧流路内でのキャビテーション崩壊の位置が分散され、低圧流路内壁表面でのキャ
ビテーションエロージョンの発生を抑制できると考えられる。  
【００３３】
図６（ａ）は、本発明の第３の実施形態における圧力切換弁装置１０ｃの構成を示す断
面図、（ｂ）は、本図中Ａ−Ａ面における矢視平面図、（ｃ）は、本実施形態の効果を示
す断面模式図である。
本実施形態においては、複数の絞り流路１０４ｃを、絞り流路１０４ｃから噴出する高
圧流体２０１の噴射方向が互いに向かい合うように設けてある。
具体的には、絞り流路形成部１０３ｃを低圧流路１０５から制御圧室１０１に向かって
突出するように形成し、該絞り流路形成部１０３ｃの側面から複数の絞り流路１０４ｃを
突出部の中心に向かって穿設し、該突出部内には、相反する方向からの噴流を衝突させる
噴流衝突室領域１０５ｃが形成してある。  
【００３４】
更に、弁体１６０には、弁体１６０により閉鎖される面側を凹状に窪ませた凹部１６５
を形成し、該凹部１６５の内部に上記突出部に形成された複数の絞り流路１０４ｃと噴流
衝突室領域１０５ｃとが配置される。
上記突出部の外側の平面部１０２ｃと弁体閉弁面１６１ｃとが密着して絞り流路１０４
ｃが閉弁された状態となる。  
【００３５】
図６（ｃ）に示すように、本実施形態においては、噴流衝突室領域１０５ｃで、高圧噴
流２０１同士が衝突して、噴出圧力が低下するとともに、キャビテーション崩壊２０３が
発生する。
噴流衝突室領域１０５ｃから圧力の低下した高圧流体２００が低圧流路１０４内に流入
する際には、再びキャビテーションが発生しない圧力まで圧力が低下しており、低圧流路
内壁１０６表面でのキャビテーションエロージョンが回避されると考えられる。      
【００３６】
本発明の圧力弁装置をインジェクタに適用することにより、圧力弁装置におけるキャビ
テーションエロージョンが抑制され、インジェクタにおける正確な燃料噴射制御の維持が
可能となる。
本発明の第１の実施形態に示した圧力切換弁装置１０の適用される内燃機関に高圧燃料
を噴射するインジェクタ１の構成について図７、図８を参照して説明する。  
【００３７】
図７は、本実発明の圧力切換弁装置の適用されるインジェクタ１の断面図、図８は、そ
の要部を示す拡大断面図である。
インジェクタ１は、筒状の基体１２５の先端に設けられた噴孔１２０から高圧に蓄圧さ
れた燃料２００の噴射と停止とを噴孔１２０の開閉によって行う噴射ノズル部１２と、上
下動によって噴孔１２０の開閉を行うニードル１２２と、ニードル１２２の背面側に設け
られニードル背面の圧力の高低を切換えてニードル１２２の上下動を制御する圧力切換弁
装置１０と、圧力切換弁装置１０の弁体１６０の背圧を制御する弁体背圧制御部１１と、
弁体背圧制御部１１を介して圧力切換弁部装置１０を駆動するアクチュエータ１３、１４
と、を備えている。  
【００３８】
インジェクタ１は、コモンレール２と燃料タンク３と図略の制御装置とに接続され、コ
モンレール２により高圧に蓄圧された燃料２００を、基端部１５に設けられた高圧燃料流
路１５１から導入し、低圧となった燃料３００を低圧燃料流路１５２から燃料タンク３へ
還流している。  
【００３９】
本実施形態における圧力切換弁装置１０は、高圧燃料２００の充填される高圧燃料流路
１５１と低圧に維持された低圧燃料流路１０５とに接続される制御圧室１０１と、低圧燃
料流路１０５と制御圧室１０１とを連通する複数の絞り流路１０４とを具備し、弁体１６
０により絞り流路１０５を開閉して高圧燃料２００の制御室１０１から低圧流路１０５へ
の流出を制御し、制御圧室１０１の圧力を増減している。  
【００４０】
絞り流路１０４は、圧力切換弁装置１０の基体であるディスタンスピース１００に形成
された絞り流路形成部１０３の弁体閉弁面１６１により閉鎖される絞り流路閉弁面１０２
内に複数個が並んで設けられており、一端が制御圧室１０１側に開口し、他端が低圧流路
１０４側に開口している。    
【００４１】
高圧燃料流路１５１から導入された高圧燃料２００は、主流路１１１から分岐され、制
御圧室１０１を介してニードル背圧室１２７に供給されるとともに、ディスタンスピース
１００に形成された燃料供給路１０８を通って噴射ノズル部１１内に形成された燃料室１
２３に供給されている。  
【００４２】
圧力切換弁装置１０は、ニードル１２２の背面側に設けられ、弁体１６０の開閉によっ
て、ニードル背圧室１２７内に供給された高圧燃料２００の低圧流路１０４内への流入を
制御し、制御圧室１０１の圧力を増減させてニードル１２２の背面の圧力を制御し、ニー
ドル１２２を上下動させる。
更に、ディスタンスピース１００には、低圧流路１０５に連通し、外部の燃料タンク３
に接続される低圧燃料還流路１０７が形成されている。  
【００４３】
弁体１６０は、弁体背圧制御部１１を介して、アクチュエータ１３、１４によって開閉
駆動されている。
弁体背圧制御部１１は、弁体背圧制御部基体１１０と、高圧燃料流路１５１に連通する
主流路１１１と、分岐流路１１２、１１３、１１４と、制御圧室１０１の一部を形成する
制御圧室形成部１１５と、弁体１６０を摺動可能に保持する弁体保持部と、弁体１６０の
背面に形成される弁体背圧室１１５、弁体背圧室１１５と低圧室１３４とを連通する連通
路１１７と、低圧燃料還流路１０７に連通する低圧還流路１１８と、弁体１６０を閉弁方
向に付勢するコイルばね１１６とで構成されている。
主流路１１１から分岐された高圧燃料２００は、弁体１６０内に形成される背圧流路１
６３を通って、弁体１６０の背面に形成される弁体背圧室１１５に導入され、弁体１６０
を閉弁方向に押圧し、連通路１１７がアクチュエータ１３、１４によって開閉されると、
弁体背圧室１１５の圧力が増減し、弁体１６０が上下動する。  
【００４４】
アクチュエータ１３、１４はソレノイド部１４と制動部１３とによって構成されている
。制動部１３は、制動バルブニードル１３２と制御バルブニードル１３１の先端に固定さ
れる制動バルブ弁体１３４と、制動バルブ１３２を摺動可能に保持する筒状基体１３１と
によって構成されている。    
【００４５】
ソレノイド部１４は、アマーチャ１４３と、アマーチャ１４３を閉弁方向に付勢するコ
イルバネ１４２と、ソレノイド１４１と、ソレノイド１４１に通電する通電線１４０とに
よって構成されている。
アマーチャ１４３は、制動バルブ１３１の後端に固定され、ソレノイド１４１の通電開
閉によってアマーチャ１４３に連動する制動バルブ１３２が開閉駆動される。
ソレノイド１４１の通電時にはアマーチャ１４３が吸引され、制動バルブ１３２が開弁
し、ソレノイド１４１の閉電時には、付勢コイルバネ１４２によって、制動バルブ１３２
が閉弁する。
制動バルブ１３２の開閉によって弁体背圧室１１５の圧力が増減し、圧力切換弁装置１
０の弁体１６０が上下動する。  
【００４６】
基端部１５は、インジェクタ基体１５０とコモンレール２からの高圧燃料２００を導入
する高圧燃料供給部１５１と低圧燃料３００を燃料タンク３へ戻す低圧燃料排出部１５２
と図略の制御装置に接続されアクチュエータ１４に通電する端子部とによって構成されて
いる。    
【００４７】
弁体１６０は、弁体閉弁面１６１で絞り流路１０４の開閉を行うと共に、後部閉弁面１
６２で、制御圧室１０１への高圧燃料２００の供給と停止を行う。
弁体１６０が上昇すると、制御圧室１０１への高圧燃料２００の供給が停止されると共
に、絞り流路１０４が開弁され、ニードル背圧室１２７内の高圧燃料２００が制御圧室１
０１を介して絞り流路１０４から低圧流路１０５に放出され、ニードル背圧室１２７の圧
力が低下し、燃料室１２３内の高圧燃料２００によってニードル１２２が離座方向に押圧
され、噴孔１２０が開放され、高圧燃料２００が噴孔１２０から噴射される。    
【００４８】
弁体１６０が下降すると、高圧燃料２００が制御圧室１０１へ供給されると共に、絞り
流路１０４が閉弁され、制御圧室１０１の圧力が上昇し、更にニードル背圧室１２７に導
入された高圧燃料２００によりニードル１２２が着座方向に押圧され、噴孔１２０が閉鎖
され、燃料噴射が停止される。
ニードル背圧室１２７内の圧力の増減によってニードル１２２の離着座が制御され、噴
孔１２０からの高圧燃料２００の噴射と停止とを制御できる。    
【００４９】
図９（ａ）は、本発明の第１の実施形態における圧力切換弁装置１０を適用したインジ
ェクタ１におけるディスタンスピース１００の断面図、（ｂ）はその平面図である。
図９に示すように、ディスタンスピース１００には、絞り流路形成部１０３の弁体１６
０の閉弁時に弁体閉弁面１６１により閉鎖される絞り流路閉弁面１０２内に、一端が制御
圧室１０１側に開口し、他端が低圧流路１０５側に開口するように複数を並べて設けてあ
る。ディスタンスピース１００をこのように形成することにより、極めて容易に、本発明の第１の実施形態における圧力切換弁装置１０をインジェクタ１に適用することができる。本実施形態によれば、第１の実施形態と同様、低圧流路内壁１０６のキャビテーションエロージョンを抑制し、インジェクタ１における正確な燃料噴射制御の維持が可能となる。
【００５０】
図１０（ａ）は、本発明の第２の実施形態における圧力切換弁装置１０ａを適用したイ
ンジェクタ１におけるディスタンスピース１００ａの断面図、（ｂ）はその平面図である
。なお、本実施形態においては、基本となる構成は上述した第１の実施形態における圧力
切換弁装置１０を適用したインジェクタ１と同様であるので、特徴的な部分のみを説明す
る。
図１０に示すように、ディスタンスピース１００ａには、絞り流路形成部１０３の絞り
流路閉弁面１０２内に複数の絞り流路１０４ａを、その中心軸が延設された仮想中心軸が
低圧流路１０５内で互いに交差する角度で設ける。
例えば、本実施形態においては、２つの絞り流路１０４ａのなす交差角を約３０°に設
定する。ディスタンスピース１００ａをこのように形成することにより、極めて容易に、本発明の第２の実施形態における圧力切換弁装置１０ａをインジェクタ１に適用することができる。
更に、図５に示した絞り流路をディスタンスピース１００に適宜形成すれば、上述した
効果と同様の効果が期待できる。    
【００５１】
図１１は、本発明の第３の実施形態における圧力切換弁装置１０ｃを適用したインジェ
クタ１における要部拡大断面図である。
ディスタンスピース１００ｃに形成した絞り流路形成部１０３ｃには、複数の絞り流路
１０４ｃを、絞り流路１０４ｃから噴出する高圧流体の噴射方向が互いに向かい合うよう
に設けてある。
具体的には、絞り流路形成部１０３ｃを低圧流路１０５から制御圧室１０１に向かって
突出するように形成し、該絞り流路形成部１０３ｃの側面から複数の絞り流路１０４ｃを
突出部の中心に向かって穿設し、該突出部内には、相反する方向からの噴流を衝突させる
噴流衝突室領域１０５ｃが形成してある。
更に、弁体１６０には、弁体１６０により閉鎖される面側を凹状に窪ませた凹部１６５
を形成し、該凹部１６５の内部に上記突出部に形成された複数の絞り流路１０４ｃと噴流
衝突室領域１０５ｃとが配置される。
上記突出部の外側の平面部１０２ｃと弁体閉弁面１６１ｃとが密着して絞り流路１０４
ｃが閉弁された状態となる。
以上により、本発明の第３の実施形態における圧力切換弁装置をインジェクタに適用で
きる。  
【００５２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能である。例えば、上記実施形態において、アクチュエータとしてソレノイドを用いたインジェクタについて説明したが、ピエゾスタックを用いた場合においても本発明は適宜採用し得るものである。  
【００５３】
また、上記実施形態においては、弁体が高圧流路内に載置される圧力切換弁装置につい
て説明したが、弁体が低圧流路内に載置される圧力切換弁装置の場合にも、本発明は適宜
採用し得るものである。この場合、高圧流路から絞り流路を介して噴射される高圧噴流が、低圧流路内の弁体をキャビテーションエロージョンにより、浸食する虞があるが、複数の絞り流路を形成することにより弁体のキャビテーションエロージョンによる消耗を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態における圧力切換弁装置の構成を示す断面図、（ｂ）は、本図中Ａ−Ａ面における矢視平面図、（ｃ）は、本実施形態の効果を示す断面模式図。
【図２】（ａ）は、絞り流路の数と高圧噴流の噴出速度との関係を示す特性図、（ｂ）は絞り流路の数と対向する低圧流路内壁に衝突するキャビテーションの数を示す特性図。
【図３】（ａ）は、本発明の第２の実施形態における圧力切換弁装置の構成を示す断面図、（ｂ）は、本図中Ａ−Ａ面における矢視平面図、（ｃ）は、本実施形態の効果を示す断面模式図。
【図４】は、キャビテーションの崩壊時の衝撃力を示す特性図。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１、第２の実施形態における絞り流路の別の実施例を示す平面図。
【図６】（ａ）は、本発明の第３の実施形態における圧力切換弁装置の構成を示す断面図、（ｂ）は、本図中Ａ−Ａ面における矢視平面図、（ｃ）は、本実施形態の効果を示す断面模式図。
【図７】は、本発明の圧力切換弁装置を具備するインジェクタの構成を示す断面図。
【図８】図７に示すインジェクタの要部拡大断面図。
【図９】（ａ）は、本発明の第１の実施形態におけるインジェクタに用いられるディスタンスピースの断面図、（ｂ）はその平面図。
【図１０】（ａ）は、本発明の第２の実施形態におけるインジェクタに用いられるディスタンスピースの断面図、（ｂ）はその平面図。
【図１１】本発明の第３の実施形態におけるインジェクタの要部断面図。
【図１２】キャビテーションの発生メカニズムを示す状態図。
【図１３】従来のインジェクタにおけるキャビテーションの発生から壊食の発生状況を（ａ）〜（ｃ）の順を追って示す要部断面図。
【図１４】従来のインジェクタの構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００５５】
１０  圧力切換弁装置
１０１  制御圧室
１０２  絞り流路閉弁面
１０３  絞り流路形成部
１０４  絞り流路
１０５  低圧流路
１０６  低圧流路内壁
１６０  弁体
１６１  弁体閉弁面 
２００  高圧流体
２０１  高圧噴流
２０２  キャビテーション
２０３  キャビテーション崩壊
２０４  渦流
３００  低圧流体
【図５】
2008255981.tif 000003
【図１】
2008255981.tif 000004
【図２】
2008255981.tif 000005
【図３】
2008255981.tif 000006
【図４】
2008255981.tif 000007
【図６】
2008255981.tif 000008
【図７】
2008255981.tif 000009
【図８】
2008255981.tif 000010
【図９】
2008255981.tif 000011
【図１０】
2008255981.tif 000012
【図１１】
2008255981.tif 000013
【図１２】
2008255981.tif 000014
【図１３】
2008255981.tif 000015
【図１４】
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