(57)【要約】【課題】リターン通路に解放される燃料の温度上昇を効果的に抑制する。【解決手段】燃料供給装置は、燃料タンク３からインジェクタ２への燃料の供給を行う燃料供給通路４と、インジェクタ２から噴射しきれない燃料を燃料タンク３に戻すリターン通路５とを備える。インジェクタ２としては、燃料供給通路４から供給される高圧燃料が蓄えられるコマンド室内の圧力に基づきニードルバルブが燃料噴射のための噴孔を閉じる位置に保持され、そのコマンド室内の高圧燃料をリターン通路５に解放することでニードルバルブが噴孔を開く位置に移動するものが用いられる。そして、インジェクタ２には、コマンド室からリターン通路５への燃料の流れによって駆動されるオルタネータが設けられる。従って、コマンド室内の高圧燃料がリターン通路５に解放されると、オルタネータが駆動されてリターン通路５内の燃料の流速、言い換えれば同燃料の持つ運動エネルギが低下する。【選択図】図１
2008038615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料を汲み上げて高圧燃料として前記インジェクタに供給し、そのインジェクタから燃料噴射を行うとともに噴射しきれない燃料をリターン通路を介して燃料タンクに戻すものであって、前記インジェクタとしては、コマンド室に蓄えられた前記高圧燃料の圧力に基づきニードルバルブが燃料噴射のための噴孔を閉じる位置に保持され、そのコマンド室内の高圧燃料を前記リターン通路に解放することで前記ニードルバルブが前記噴孔を開く位置に移動するものが用いられる燃料供給装置において、
前記コマンド室から前記リターン通路への燃料の流れによって駆動される被駆動機器を備えることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記被駆動機器は発電機である請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項３】
高圧燃料の供給を受けるコマンド室に蓄えられた同高圧燃料の圧力に基づきニードルバルブが燃料噴射のための噴孔を閉じる位置に保持され、そのコマンド室内の高圧燃料をリターン通路に解放することで前記ニードルバルブが前記噴孔を開く位置に移動するインジェクタにおいて、
前記コマンド室から前記リターン通路への燃料の流れによって駆動される被駆動機器を備える
ことを特徴とするインジェクタ。
【請求項４】
請求項３記載のインジェクタにおいて、
前記コマンド室と前記リターン通路とを連通・遮断する電磁バルブを備え、前記被駆動機器は電磁バルブ駆動用の電力を発生させる発電機であることを特徴とするインジェクタ。
【請求項５】
請求項４記載のインジェクタにおいて、
前記発電機によって発生した電力を蓄えるとともに前記電磁バルブを駆動するための電力の供給を行う蓄電器を更に備え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、燃料供給装置及びインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載される筒内燃料直接噴射式内燃機関においては、燃焼室内の圧力に抗して燃料噴射を行わなければならないため、燃料供給装置として高圧燃料を噴射可能なインジェクタを備えたものが用いられている。
【０００３】
こうした燃料供給装置では、燃料タンク内の燃料を汲み上げて高圧燃料としてインジェクタに供給し、そのインジェクタから燃焼室内への燃料噴射を行うとともに噴射しきれない燃料をリターン通路を介して燃料タンクに戻すようにしている。また、上記インジェクタとしては、高圧燃料の供給を受けるコマンド室に蓄えられた同高圧燃料の圧力に基づきニードルバルブが燃料噴射のための噴孔を閉じる位置に保持され、そのコマンド室内の高圧燃料をリターン通路に解放することでニードルバルブが上記噴孔を開く位置に移動するものが用いられている。なお、インジェクタにおけるコマンド室内の高圧燃料のリターン室への解放及びその停止は、例えば電磁バルブによってコマンド室とリターン通路との間を連通・遮断することで実現される。
【０００４】
従って、上記燃料供給装置では、インジェクタのコマンド室に蓄えられた高圧燃料をリターン通路に解放すると、ニードルバルブが噴孔を開く位置に移動し、インジェクタに供給された高圧燃料が噴孔から燃焼室内に噴射供給される。また、コマンド室からリターン通路への燃料の解放を停止して同コマンド室に高圧燃料を蓄えると、その高圧燃料の圧力によりニードルバルブが噴孔を閉じる位置に移動し、同噴孔から燃焼室内への燃料の噴射供給が停止される。
【０００５】
ところで、上述したように燃料を高圧化してインジェクタに供給する燃料供給装置では、同装置にて循環する燃料の温度が上昇し、上記インジェクタの樹脂製部品や燃料タンクから燃料を汲み上げるためのサプライポンプ等の樹脂製部品が熱的に悪影響を受けることが確認されている。このため、燃料供給装置のリターン通路に空冷式の燃料クーラを設け、同燃料クーラによってリターン通路を通って燃料タンクに戻る燃料を冷却することが行われている。しかし、近年では燃料の高圧化が更に進んで燃料温度が上昇する傾向にあることや、自動車における燃料クーラの設置スペースの関係から燃料クーラの容量増加に制限があることなどにより、空冷式の燃料クーラを設けるだけでは燃料の温度上昇を十分に抑制することが困難になってきている。
【０００６】
こうした状況に対処すべく、特許文献１に示されるように、燃料の熱をヒートパイプを介して放熱するとともに、そのヒートパイプの放熱部を自動車のクーラシステムにおけるエバポレータとコンプレッサとの間の低圧配管に固着することで、燃料からの放熱を効果的に行うことが考えられている。また、特許文献２に示されるように、燃料供給装置に設けられた燃料調量用の電磁バルブの電磁ソレノイドに対し必要以上の通電を行わないようにし、当該電磁ソレノイドの温度上昇による燃料の加温を極力抑えるようにすることも考えられている。
【特許文献１】特開昭５９−６２２６０公報
【特許文献２】特開２００３−２０６７９０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１、２の技術を適用すれば、燃料供給装置での燃料の温度上昇をある程度は抑制できるものの、その燃料の温度上昇の抑制を効果的に行うことができるとは言い切れない。これは、燃料供給装置における燃料の温度上昇の最大の要因は、コマンド室に蓄えられた高圧燃料をリターン通路に解放するときの燃料の温度の急上昇であって、こうした現象への対策が講じられていないためである。
【０００８】
なお、コマンド室に蓄えられた高圧燃料をリターン通路に解放するとき、その燃料の温度が急上昇するのは、以下の理由によると推測される。すなわち、コマンド室内の高圧燃料がリターン通路に解放されると、高圧状態にあるコマンド室から常圧状態にあるリターン通路へと燃料が高速で流れる。このときに高速でコマンド室からリターン通路へと流れる燃料は、同燃料の流速に対応した大きな運動エネルギを持っていることになる。そして、コマンド室からリターン通路へと燃料が流れる過程で上記運動エネルギが逃げ場を失って熱に変換されるため、コマンド室からリターン通路に解放された燃料の温度が急上昇する。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、リターン通路に解放される燃料の温度上昇を効果的に抑制することのできる燃料供給装置、及びインジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、燃料タンク内の燃料を汲み上げて高圧燃料として前記インジェクタに供給し、そのインジェクタから燃料噴射を行うとともに噴射しきれない燃料をリターン通路を介して燃料タンクに戻すものであって、前記インジェクタとしては、コマンド室に蓄えられた前記高圧燃料の圧力に基づきニードルバルブが燃料噴射のための噴孔を閉じる位置に保持され、そのコマンド室内の高圧燃料を前記リターン通路に解放することで前記ニードルバルブが前記噴孔を開く位置に移動するものが用いられる燃料供給装置において、前記コマンド室から前記リターン通路への燃料の流れによって駆動される被駆動機器を備えた。
【００１１】
インジェクタの噴孔からの燃料噴射を行うべく、コマンド室に蓄えられた高圧燃料をリターン通路に解放すると、高圧状態にあるコマンド室から常圧状態にあるリターン通路へと燃料が高速で流れ、同燃料の持つ大きな運動エネルギが熱に変換される。このことが燃料供給装置での燃料の温度上昇を招く最大の要因となる。上記構成によれば、コマンド室からリターン通路へと燃料が流れるとき、その燃料の流れによって被駆動機器が駆動され、同燃料の流速が低下することとなる。言い換えれば、コマンド室からリターン通路へ流れる燃料の運動エネルギを利用して被駆動機器が駆動され、その分だけ上記燃料の持つ運動エネルギが少なくなる。従って、コマンド室からリターン通路へと燃料が流れる過程での同燃料の運動エネルギの熱への変換が少なくなり、同燃料の温度上昇が抑えられる。このように燃料供給装置での燃料の温度上昇を招く最大の要因について対策を講じているため、その燃料の温度上昇を効果的に抑制することができるようになる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記被駆動機器は発電機であることを要旨とした。
上記構成によれば、コマンド室からリターン通路に流れる燃料の運動エネルギを発電機によって電力に変換することができ、その電力を他の電気機器の駆動に用いることができる。従って、上記燃料の運動エネルギを無駄にすることがなくなり、エネルギ効率の向上を図ることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明では、高圧燃料の供給を受けるコマンド室に蓄えられた同高圧燃料の圧力に基づきニードルバルブが燃料噴射のための噴孔を閉じる位置に保持され、そのコマンド室内の高圧燃料をリターン通路に解放することで前記ニードルバルブが前記噴孔を開く位置に移動するインジェクタにおいて、前記コマンド室から前記リターン通路への燃料の流れによって駆動される被駆動機器を備えた。
【００１４】
インジェクタの噴孔からの燃料噴射を行うべく、コマンド室に蓄えられた高圧燃料をリターン通路に解放すると、高圧状態にあるコマンド室から常圧状態にあるリターン通路へと燃料が高速で流れ、同燃料の持つ大きな運動エネルギが熱に変換される。このことがリターン通路に解放される燃料の温度の急上昇を招くことになる。上記構成によれば、コマンド室からリターン通路へと燃料が流れるとき、その燃料の流れによって被駆動機器が駆動され、同燃料の流速が低下することとなる。言い換えれば、コマンド室からリターン通路へ流れる燃料の運動エネルギを利用して被駆動機器が駆動され、その分だけ上記燃料の持つ運動エネルギが少なくなる。従って、コマンド室からリターン通路へと燃料が流れる過程での同燃料の運動エネルギの熱への変換が少なくなり、同燃料の温度上昇が抑えられる。このようにリターン通路に解放される燃料の温度の急上昇への対策を講じているため、その燃料の温度の急上昇を効果的に抑制することができる。また、インジェクタに被駆動機器を設けることで、そのインジェクタを設置したときに周囲のスペースが被駆動機器によって占められることを抑制できるとともに、インジェクタの設置と同時に被駆動機器も設置可能になるため設置作業が簡単になる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記コマンド室と前記リターン通路とを連通・遮断する電磁バルブを備え、前記被駆動機器は電磁バルブ駆動用の電力を発生させる発電機であることを要旨とした。
【００１６】
上記構成によれば、コマンド室からリターン通路に流れる燃料の運動エネルギを発電機によって電力に変換することができ、その電力を電磁バルブの駆動に用いることができる。従って、上記燃料の運動エネルギを無駄にすることがなくなり、エネルギ効率の向上を図ることができる。
【００１７】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明において、前記発電機によって発生した電力を蓄えるとともに前記電磁バルブを駆動するための電力の供給を行う蓄電器を更に備えた。
【００１８】
上記構成によれば、コマンド室からリターン通路に流れる燃料の運動エネルギを発電機によって電力に変換すると、その電力が蓄電器に蓄えられて電磁バルブの駆動に用いられる。このようにインジェクタにおける電磁バルブの駆動に必要な電力を、同インジェクタの発電機で発生した電力によってまかなうことができるため、電磁バルブを外部電源と繋ぐ配線等が不要になるとともに、その外部電源における電磁バルブ駆動分の消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を自動車用の筒内燃料直接噴射式内燃機関の燃料供給装置及びインジェクタに具体化した一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示されるように、この燃料供給装置は、内燃機関１の各気筒毎に設けられて燃焼室内に燃料噴射を行うインジェクタ２と、燃料タンク３からインジェクタ２への燃料の供給を行う燃料供給通路４と、インジェクタ２から噴射しきれない燃料を燃料タンク３に戻すリターン通路５とを備えている。
【００２０】
燃料供給通路４においては、燃料タンク３側からインジェクタ２側に向けて、フィルタ６、サプライポンプ７、コモンレール８が順に設けられている。サプライポンプ７は、燃料タンク３内の燃料を汲み上げてフィルタ６を通した後に高圧化し、その高圧燃料をコモンレール８に供給する。こうしてコモンレール８に蓄えられた高圧燃料は、内燃機関１における各気筒のインジェクタ２に供給される。また、サプライポンプ７からコモンレール８へと供給されない余剰の燃料は、バイパス通路９を介してリターン通路５に送り出される。
【００２１】
リターン通路５においては、バイパス通路９の接続された部分よりも下流の部分に空冷式の燃料クーラ１０が設けられている。そして、リターン通路５を通って燃料タンク３に向かう燃料は、燃料クーラ１０で冷却された後に燃料タンク３に戻される。
【００２２】
次に、インジェクタ２の構造について図２を参照して説明する。
図２（ａ）に示されるように、インジェクタ２におけるハウジング１１内の内部空間１２には、ハウジング１１の下端に形成された燃料を噴射するための噴孔１３を開閉するためのニードルバルブ１４が同バルブ１４の中心線方向に往復移動可能に設けられている。このニードルバルブ１４は、上記中心線上で延びるコマンドピストン１５及びノズルニードル１６を備えており、それらコマンドピストン１５とノズルニードル１６との間に配置されたコイルスプリング１８ａによって噴孔１３を閉じる方向（図中下方）に付勢されている。ノズルニードル１６は、噴孔１３を開閉するためのニードル部１６ａと、そのニードル部１６ａのコマンドピストン１５側の端部に設けられたピストン部１６ｂとを備えている。
【００２３】
上記ニードルバルブ１４の配置された内部空間１２は、コマンドピストン１５及びノズルニードル１６のピストン部１６ｂによって、コマンド室１７、アシスト室１８、及び燃料貯留室１９に区画されている。すなわち、内部空間１２において、コマンドピストン１５におけるノズルニードル１６側と反対側の部分はコマンド室１７となっており、コマンドピストン１５とノズルニードル１６のピストン部１６ｂとの間の部分はアシスト室１８となっており、ピストン部１６ｂよりも噴孔１３寄りの部分は同噴孔１３に連通する燃料貯留室１９となっている。
【００２４】
インジェクタ２のハウジング１１には上記燃料供給通路４が形成されている。そして、この燃料供給通路４は、ハウジング１１内にて二つに分岐してそれぞれ、コマンド室１７及び燃料貯留室１９に接続されている。また、ハウジング１１には上記リターン通路５がコマンド室１７に対しオリフィス２０を介して連通するように形成されている。更に、ハウジング１１にはリターン通路５から分岐してアシスト室１８に繋がるアシスト通路２１も形成されている。
【００２５】
ハウジング１１におけるコマンド室１７の近傍には、リターン通路５とコマンド室１７（正確にはオリフィス２０）との間を連通・遮断するための電磁バルブ２２が設けられている。この電磁バルブ２２は磁性体からなるバルブ本体２３を備えている。そして、バルブ本体２３は、リターン通路５とオリフィス２０との間を遮断する遮断位置と、それらリターン通路５とオリフィス２０との間を連通する連通位置との間で移動可能となっている。また、電磁バルブ２２は、バルブ本体２３を遮断位置と連通位置との間で移動させるためのコイルスプリング２４及び電磁ソレノイド２５を備えている。バルブ本体２３は、電磁ソレノイド２５の消磁状態にあってはコイルスプリング２４の付勢力によって図２（ａ）に示される遮断位置に移動され、電磁ソレノイド２５の励磁状態にあっては電磁力によってコイルスプリング２４の付勢力に抗して図２（ｂ）に示される連通位置に移動される。
【００２６】
電磁バルブ２２の電磁ソレノイド２５を消磁状態としてバルブ本体２３を図２（ａ）に示される遮断位置に移動させると、燃料供給通路４から供給される高圧燃料がコマンド室１７及び燃料貯留室１９に蓄えられる。この状態にあっては、コマンドピストン１５がコマンド室１７内の燃料圧に基づく押圧力とコイルスプリング１８ａの付勢力とによって、ニードルバルブ１４（ニードル部１６ａ）が噴孔１３を閉じる位置に移動する。
【００２７】
なお、このときニードルバルブ１４のノズルニードル１６におけるピストン部１６ｂには、燃料貯留室１９内の燃料圧に基づく押圧力が働くことになる。このようにピストン部１６ｂに働く押圧力の向きは、コマンド室１７内の燃料圧に基づきコマンドピストン１５に働く押圧力の向きとは逆方向になる。しかし、このピストン部１６ｂに働く押圧力によってニードルバルブ１４の噴孔１３を閉じる側への移動が妨げられることがないよう、コマンド室１７内の燃料圧に基づきコマンドピストン１５に働く押圧力の大きさとコイルスプリング１８ａの付勢力の大きさとが設定されている。すなわち、燃料貯留室１９内の燃料圧に基づきピストン部１６ｂに働く押圧力に比べて、コマンド室１７内の燃料圧に基づきコマンドピストン１５に働く押圧力とコイルスプリング１８ａの付勢力との合計が大となるよう、コマンドピストン１５におけるコマンド室１７内の燃料圧の受圧面積、及びコイルスプリング１８ａの弾性係数等が設定されている。
【００２８】
そして、電磁バルブ２２の電磁ソレノイド２５を励磁状態としてバルブ本体２３を図２（ｂ）に示される連通位置に移動させると、コマンド室１７に蓄えられた高圧燃料がオリフィス２０を介してリターン通路５に解放される。そして、コマンド室１７内の燃料がリターン通路５へと流れると、コマンド室１７内の燃料圧が低下して当該燃料圧に基づきコマンドピストン１５に働く押圧力が小となる。その結果、コマンド室１７内の燃料圧に基づきコマンドピストン１５に働く押圧力とコイルスプリング１８ａの付勢力との合計が、燃料貯留室１９内の燃料圧に基づきピストン部１６ｂに働く押圧力よりも小さくなり、ニードルバルブ１４（ニードル部１６ａ）が噴孔１３を開く位置に移動する。このように噴孔１３が開かれることにより、燃料貯留室１９内の燃料が噴孔１３を介して内燃機関１（図１）の燃焼室に噴射される。
【００２９】
なお、コマンド室１７内の燃料がリターン通路５に流れるとき、その燃料の一部はアシスト通路２１を通ってアシスト室１８に供給される。コマンドピストン１５におけるアシスト室１８内の燃料圧の受圧面積は、ピストン部１６ｂにおけるアシスト室１８内の燃料圧の受圧面積よりも大とされている。このため、アシスト室１８にアシスト通路２１から燃料が供給されると、そのアシスト室１８内の燃料圧に基づく力がニードルバルブ１４に対し噴孔１３を開く方向に働く。これによりニードルバルブ１４の噴孔１３を開く方向への移動が補助され、噴孔１３からの燃料噴射が応答性よく行われることとなる。
【００３０】
そして、噴孔１３からの燃料噴射が行われているとき、電磁バルブ２２の電磁ソレノイド２５を消磁状態とすることによってバルブ本体２３を遮断位置へと移動させると、コマンド室１７に高圧燃料が蓄えられ、ニードルバルブ１４（ニードル部１６ａ）が噴孔１３を閉じる位置に移動する。これにより噴孔１３からの燃料噴射は停止される。
【００３１】
ところで、燃料供給装置においては、燃料が燃料タンク３から燃料供給通路４、インジェクタ２、及びリターン通路５へと流れた後に同燃料タンク３に戻されるという循環過程で、燃料を燃料クーラ１０にて十分に冷却しきれずに燃料の温度が上昇するおそれがある。ここで、このときの燃料供給通路４の入り口からリターン通路５の出口にかけての燃料の温度分布を図３のグラフに二点鎖線で示す。同図から分かるように、燃料供給通路４の入り口（上流）からリターン通路５の出口（下流）にかけての燃料の流通経路において、特にインジェクタ２の出口部分で燃料の温度が高くなる傾向がある。これは、インジェクタ２のコマンド室１７内の高圧燃料をリターン通路５に解放するとき、［発明が解決しようとする課題］の欄に記載した理由により、同リターン通路５に解放された燃料の温度が急上昇して同燃料の温度が高くなるためである。そして、こうしたインジェクタ２の出口における燃料の温度の急上昇が燃料供給装置における燃料の温度上昇の最大の要因となる。
【００３２】
この実施形態では、燃料供給装置での燃料の温度上昇を招く上述した最大の要因について対策を講じ、その燃料の温度上昇を的確に抑制できるようにしている。詳しくは、高圧状態にあるコマンド室１７から低圧状態にあるリターン通路５へと高速に流れる燃料の運動エネルギを利用して駆動される被駆動機器を設け、その被駆動機器の駆動を通じて上記燃料の流速、言い換えれば燃料の持つ運動エネルギを低下させる。これにより、コマンド室１７からリターン通路５へと燃料が流れる過程での同燃料の運動エネルギの熱への変換が少なくなるため、その燃料の温度上昇を効果的に抑制することができ、インジェクタ２の出口における燃料の温度を図３に白抜き矢印で示すように実線の位置まで低下させることができる。このように、燃料供給装置での燃料の温度上昇を招く最大の要因について対策を講じているため、その燃料の温度上昇を図中に実線で示されるように効果的に抑制することができる。
【００３３】
次に、上述した被駆動機器の具体的な設置態様について、図４を参照して説明する。なお、この図はインジェクタ２におけるリターン通路５の上流端周りを示す拡大断面図である。
【００３４】
同図に示されるように、リターン通路５の上流端部分には、電磁バルブ２２のバルブ本体２３の移動方向に対し傾斜して延びる傾斜部５ａが形成されるとともに、同傾斜部５ａの下流端に繋がってバルブ本体２３の移動方向と同方向に延びる直線部５ｂが形成されている。
【００３５】
リターン通路５の傾斜部５ｂには、その傾斜部５ｂに沿って延びるドリル型の羽根車２６が設けられており、この羽根車２６はハウジング１１に設けられたオルタネータ２７に接続されている。オルタネータ２７としては、例えば図５に示されるようなものが採用されている。このオルタネータ２７は、羽根車２６（図４）に接続される入力軸２８と、入力軸２８と一体回転するロータ２９と、磁極を作るべくロータ２９に設けられた永久磁石３０と、ロータ２９の周りに配置されたステータ３１とを備えている。このようにロータ２９に磁極を作るために永久磁石３０が用いられるオルタネータ２７では、上記磁極を作るために電磁石が用いられる通常のオルタネータと比較して、電磁コイル、ブラシ、及びスプリングといった部品を設けなくてもよい分だけ小型化することができる。こうしたオルタネータ２７を採用することにより、同オルタネータ２７を小型化してハウジング１１に図４に示されるように搭載することが可能になる。
【００３６】
そして、図４において、コマンド室１７内の高圧燃料がリターン通路５に解放されると、その燃料が傾斜部５ａへと流れた後に更に直線部５ｂへと流れる。このとき、傾斜部５ａを通過する燃料により羽根車２６が回転してオルタネータ２７が駆動され、その駆動を通じて発電が行われる。このことは傾斜部５ａを通過する燃料の運動エネルギを利用してオルタネータ２７を駆動し、その燃料の運動エネルギをオルタネータ２７の駆動による発電を通じて電力に変換していることを意味する。このようにオルタネータ２７が駆動されることにより、傾斜部５ａを流れる燃料の流速、言い換えれば同燃料の持つ運動エネルギが低下され、その運動エネルギの熱への変換が少なくなる。
【００３７】
また、オルタネータ２７によって発生した電力はハウジング１１に設けられたバッテリ３２に蓄えられる。こうしたバッテリ３２としては、例えばリチウムイオン二次電池が採用される。そして、バッテリ３２に蓄えられた電力は電磁バルブ２２を駆動するため、より詳しくは電磁ソレノイド２５を励磁してバルブ本体２３を連通位置に移動させるために用いられる。なお、傾斜部５ａを流れる燃料によって駆動されるオルタネータ２７の発生する電力は、電磁バルブ２２の駆動に用いられる電力に比べて大きくなる。このため、インジェクタ２において、電磁バルブ２２の駆動に用いられる電力をオルタネータ２７の駆動によってまかなうことができ、その電磁バルブ２２の駆動のために外部電源、例えば車搭バッテリからの電力供給を受ける必要はなくなる。
【００３８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）インジェクタ２の噴孔１３から燃料噴射を行うべく、電磁バルブ２２を駆動してバルブ本体２３を連通位置に移動させ、コマンド室１７内の高圧燃料をリターン通路５に解放すると、高圧状態にあるコマンド室１７から常圧状態にあるリターン通路５へと燃料が高速で流れる。そして、リターン通路５の傾斜部５ａを燃料が流れるとき、その燃料により羽根車２６が回転してオルタネータ２７が駆動されるため、同燃料の流速が低下することとなる。言い換えれば、傾斜部５ａを流れる燃料の運動エネルギを利用してオルタネータ２７が駆動され、その分だけ上記燃料の持つ運動エネルギが少なくなる。従って、コマンド室１７からリターン通路５の傾斜部５ａを介して直線部５ｂへと燃料が流れる過程での同燃料の運動エネルギの熱への変換が少なくなり、同燃料の温度上昇が抑えられる。このように燃料供給装置での燃料の温度上昇を招く最大の要因について対策を講じることで、その燃料の温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００３９】
（２）上記オルタネータ２７の駆動によって発生した電力はハウジング１１に設けられたバッテリ３２に蓄えられ、このバッテリ３２からの給電を通じて上記電磁バルブ２２が駆動される。従って、リターン通路５の傾斜部５ａを通過する燃料の運動エネルギを無駄にすることがなくなり、エネルギ効率を向上させることができる。ここで、電磁バルブ２２の駆動に必要な電力については、オルタネータ２７によって発生した電力によってまかなうことができるようになる。従って、電磁バルブ２２を駆動するために、同バルブ２２の電磁ソレノイド２５を車載バッテリ等の外部電源に接続する必要はなくなり、その接続のための配線等が不要になる。また、車載バッテリからの電磁バルブ２２への給電が不要になることから、その分だけ車載バッテリの消費電力を低減することができる。
【００４０】
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・ドリル型の羽根車２６に代えて、図６に示される水車型の羽根車３３をリターン通路５における傾斜部５ａと直線部５ｂとの接続部分に設けてもよい。
【００４１】
・ドリル型の羽根車２６及びオルタネータ２７を設ける代わりに、図７に示される振動シャフト３４を傾斜部５ａに設けるとともに、その振動シャフト３４に発電用の圧電素子３５を接続してもよい。上記振動シャフト３４は、コマンド室１７から傾斜部５ａに燃料が流れるときの同燃料の脈動を受ける受圧部３６を備え、その燃料の脈動に基づき軸線方向に振動するものである。また、圧電素子３５は、インジェクタ２のハウジング１１に設けられるとともに、振動シャフト３４の軸線方向についての振動に基づき押されることで発電を行うものである。この場合、振動シャフト３４及び圧電素子３５が傾斜部５ａを流れる燃料によって駆動される被駆動機器ということになる。
【００４２】
・燃料の流れをオルタネータの回転運動に変換する機構として、例えば図８に示される変換機構３７を採用することもできる。この変換機構３７は、回転可能に設けられた複数の内歯３８を有するアウターロータ３９と、アウターロータ３９の内部に設けられて複数の外歯４０を有するインナーロータ４１と、インナーロータ４１と一体回転可能に連結されてオルタネータと接続される出力軸４２とを備えている。インナーロータ４１はアウターロータ３９に対し偏心しており、その状態でインナーロータ４１の外歯４０がアウターロータ３９の内歯３８と噛み合っている。また、インナーロータ４１の外歯４０の数は、アウターロータ３９の内歯３８の数と異なっている。変換機構３７において、アウターロータ３９の内部空間４３は吸入口４４及び排出口４５に繋がっており、リターン通路を流れる燃料は吸入口４４、内部空間４３、及び排出口４５の順に流れるようになっている。そして、こうした燃料の流れが生じると、アウターロータ３９が自身の中心線周りに回転しつつ、その内部のインナーロータ４１が上記中心線周りに回転し、インナーロータ４１とオルタネータとを繋ぐ出力軸４２も回転する。
【００４３】
・オルタネータ２７によって発生した電力を車載バッテリ等に蓄えるようにしてもよい。この場合、オルタネータ２７によって発生した電力がインジェクタ２側で使用される電力よりも大であるとき、インジェクタ２側で使いきることのできない余剰の電力を無駄にすることなく車載バッテリ等に蓄えることができる。そして、この車載バッテリから自動車における各種電気機器への給電が行われるため、自動車全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。
【００４４】
・オルタネータ２７をインジェクタ２の外部に設けてもよい。この場合も上記実施形態と同等の効果が得られるようになる。なお。上記実施形態のようにインジェクタ２の内部にオルタネータ２７を設ければ、そのインジェクタ２を設置したときに周囲のスペースがオルタネータ２７によって占められることを抑制できるとともに、インジェクタ２の設置と同時にオルタネータ２７等も設置可能になるため設置作業が簡単になる。
【００４５】
・オルタネータ２７により発生した電力をバッテリ３２に蓄えることは必須ではない。このバッテリ３２を省略してオルタネータ２７によって発生した電力を蓄えないようにすることも考えられる。この場合も上記実施形態の（１）と同等の効果は得られる。
【００４６】
・インジェクタ２周りに冷却水や潤滑油の通路を設けるとともに、この通路内の冷却水や潤滑油を強制的に流すためのポンプを設け、そのポンプをリターン通路５内の燃料の流れによって駆動されるものとしてもよい。この場合、上記ポンプが上記燃料の流れによって駆動される被駆動機器となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態の燃料供給装置全体を示す略図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、同燃料供給装置におけるインジェクタの内部構造を示す断面図。
【図３】燃料供給装置における燃料供給通路入り口からリターン通路出口にかけての燃料の温度を示すグラフ。
【図４】インジェクタにおけるリターン通路の上流端周りを示す拡大断面図。
【図５】オルタネータの内部構造を示す断面図。
【図６】被駆動機器の他の例を示す拡大断面図。
【図７】被駆動機器の他の例を示す拡大断面図。
【図８】リターン通路の燃料の流れをオルタネータの回転運動に変換する変換機構の構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１…内燃機関、２…インジェクタ、３…燃料タンク、４…燃料供給通路、５…リターン通路、５ａ…傾斜部、５ｂ…直線部、６…フィルタ、７…サプライポンプ、８…コモンレール、９…バイパス通路、１０…燃料クーラ、１１…ハウジング、１２…内部空間、１３…噴孔、１４…ニードルバルブ、１５…コマンドピストン、１６…ノズルニードル、１６ａ…ニードル部、１６ｂ…ピストン部、１７…コマンド室、１８…アシスト室、１８ａ…コイルスプリング、１９…燃料貯留室、２０…オリフィス、２１…アシスト通路、２２…電磁バルブ、２３…バルブ本体、２４…コイルスプリング、２５…電磁ソレノイド、２６…羽根車、２７…オルタネータ（発電機）、２８…入力軸、２９…ロータ、３０…永久磁石、３１…ステータ、３２…バッテリ（蓄電器）、３３…羽根車、３４…振動シャフト、３５…圧電素子、３６…受圧部、３７…変換機構、３８…内歯、３９…アウターロータ、４０…外歯、４１…インナーロータ、４２…出力軸、４３…内部空間、４４…吸入口、４５…排出口。
【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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