(57)【要約】【課題】  差圧切替弁の切替途中に、高圧燃料通路と低圧燃料通路とが、差圧切替弁を介して連通することのないインジェクタを提供する。【解決手段】  増圧器１７および噴射ノズル１５の作動切替を行う差圧切替弁１２は、高圧燃料通路２８の開閉を行う高圧切替弁６１と、低圧燃料通路２７の開閉を行う低圧切替弁６２とを備え、電磁弁１３のＯＮでは、先ず、高圧切替弁６１が高圧燃料通路２８を閉じ、次に、低圧切替弁６２が低圧燃料通路２７を開く。また、電磁弁１３のＯＦＦでは、先ず、低圧切替弁６２が低圧燃料通路２７を閉じ、次に、高圧切替弁６１が高圧燃料通路２８を開く。このように、差圧切替弁１２の切替途中に高圧燃料通路２８と低圧燃料通路２７とが同時に開くことがなく、インジェクタ２に供給される高圧燃料の圧力の低下を防ぐことができる。【選択図】  図１
2008215229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料と低圧燃料が切り替えられる差圧室を有し、この差圧室が高圧燃料または低圧燃料に切り替えられることで作動する作動器と、
高圧燃料が供給される切替弁背圧室の油圧変化により、前記差圧室の圧力を高圧燃料または低圧燃料に切り替える差圧切替弁と、
前記切替弁背圧室と低圧側との連通または遮断を行い、前記切替弁背圧室を高圧燃料または低圧燃料に切り替える電動アクチュエータ弁と、
を備えるインジェクタにおいて、
前記差圧切替弁は、
前記切替弁背圧室の油圧変化により、前記差圧室と高圧側との連通を行う高圧燃料通路の開閉を行う高圧切替弁と、
前記切替弁背圧室の油圧変化により、前記差圧室と低圧側との連通を行う低圧燃料通路の開閉を行う低圧切替弁とを備え、
前記切替弁背圧室の油圧変化により、前記差圧室を低圧側に切り替える際は、
先ず、前記高圧切替弁が、前記高圧燃料通路を閉じ、
次に、前記低圧切替弁が、前記低圧燃料通路を開くものであり、
前記切替弁背圧室の油圧変化により、前記差圧室を高圧側に切り替える際は、
先ず、前記低圧切替弁が、前記低圧燃料通路を閉じ、
次に、前記高圧切替弁が、前記高圧燃料通路を開くことを特徴とするインジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記高圧切替弁において前記高圧燃料通路の開閉を行う第１可動弁と、
前記低圧切替弁において前記低圧燃料通路の開閉を行う第２可動弁とは、
独立して可動する独立弁体であることを特徴とするインジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のインジェクタにおいて、
前記高圧切替弁は、前記第１可動弁の他に、
前記第１可動弁が前記高圧燃料通路を開く方向に、前記第１可動弁を付勢する第１リターンスプリング、
前記第１可動弁が前記高圧燃料通路を閉じる方向に、前記第１可動弁を付勢する第１高圧室を有し、
前記第１リターンスプリングが配置される第１スプリング室に、前記高圧切替弁における前記切替弁背圧室が形成されることを特徴とするインジェクタ。
【請求項４】
請求項２に記載のインジェクタにおいて、
前記低圧切替弁は、前記第２可動弁の他に、
前記第２可動弁が前記低圧燃料通路を閉じる方向に、前記第２可動弁を付勢する第２リターンスプリング、
前記第２可動弁が前記低圧燃料通路を開く方向に、前記第２可動弁を付勢する第２高圧室を有し、
前記第２リターンスプリングが配置される第２スプリング室に、前記低圧切替弁における前記切替弁背圧室が形成されることを特徴とするインジェクタ。
【請求項５】
請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記高圧切替弁において前記高圧燃料通路の開閉を行う第１可動弁と、
前記低圧切替弁において前記低圧燃料通路の開閉を行う第２可動弁とは、
一体に設けられていることを特徴とするインジェクタ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載のインジェクタにおいて、
このインジェクタは、高圧燃料が供給される燃料溜を備え、この燃料溜の燃料の噴射と噴射停止の作動を行う噴射ノズルを備えるものであり、
前記作動器は、前記差圧室が高圧燃料あるいは低圧燃料に切り替えられることで変位する増圧ピストンを備える増圧器であり、
前記増圧ピストンは、前記差圧室が高圧燃料から低圧燃料に切り替えられて変位することで、前記燃料溜の高圧燃料の増圧作動を行う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、高圧燃料と低圧燃料が切り替えられる差圧室を有し、差圧室が高圧燃料または低圧燃料に切り替えられることで作動する作動器（例えば、増圧器）を備えたインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
（既存の技術）
差圧室が高圧燃料または低圧燃料に切り替えられることで作動する作動器を備えたインジェクタの一例として、増圧器を搭載したインジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種のインジェクタの一例を、図１（ａ）を参照して説明する。
インジェクタ２は、図示上部に切替弁背圧室１１を備える差圧切替弁１２、切替弁背圧室１１の内圧を切り替える電磁弁１３（電動アクチュエータ弁の一例）、図示上部にノズル背圧室１４を備える噴射ノズル１５、中間部に差圧室１６を備える増圧器１７（作動器の一例）を具備する。
【０００３】
差圧切替弁１２は、３方切替弁であり、高圧燃料が供給される切替弁背圧室１１が電磁弁１３によって低圧側に連通されることで切替弁背圧室１１が低圧側へ切り替わり、差圧室１６およびノズル背圧室１４の内圧を下げる「低圧切替」を行う。
逆に、電磁弁１３が切替弁背圧室１１と低圧側の連通を遮断することで切替弁背圧室１１が高圧側へ切り替わり、差圧室１６およびノズル背圧室１４の内圧を上げる「高圧切替」を行う。
【０００４】
電磁弁１３は、通電停止時（ＯＦＦ）に切替弁背圧室１１と低圧側の連通を遮断し、通電時（ＯＮ）に切替弁背圧室１１と低圧側を連通させるものであり、ＯＮで差圧切替弁１２を「低圧切替」させ、ＯＦＦで差圧切替弁１２を「高圧切替」させるものである。
噴射ノズル１５のノズル背圧室１４は、差圧室１６を介して差圧切替弁１２により内圧が切り替わるものであり、差圧切替弁１２の「低圧切替（電磁弁１３のＯＮ）」によりノズル背圧室１４が低圧側へ切り替わることで燃料を噴射し、逆に、差圧切替弁１２の「高圧切替（電磁弁１３のＯＦＦ）」によりノズル背圧室１４が高圧側へ切り替わることで噴射停止を行う。
【０００５】
増圧器１７は、２段の増圧ピストン５１を用いた燃料加圧装置であり、差圧切替弁１２の「低圧切替（電磁弁１３のＯＮ）」により差圧室１６が低圧側へ切り替わることで増圧ピストン５１が下降して、増圧ピストン５１の下部に形成された増圧室５３内の燃料が加圧され、増圧室５３に連通する噴射ノズル１５の燃料溜４４の燃料圧力をレール圧より高める。逆に、差圧切替弁１２の「高圧切替（電磁弁１３のＯＦＦ）」により差圧室１６が高圧側へ切り替わることでリターンスプリング５２の復元力によって増圧ピストン５１が上昇して初期位置へ戻る。
なお、増圧室５３は、一方向弁５４ａを含む燃料通路５４を介してコモンレール１と連通しており、増圧ピストン５１の停止中は、増圧室５３および燃料溜４４の燃料圧力がレール圧に維持される。
【０００６】
（既存技術の問題点）
インジェクタ２に搭載される差圧切替弁１２を説明する。
差圧切替弁１２は、インジェクタボディ２１の内部方向に摺動自在に支持される切替可動弁２２によって、差圧室１６に通じる燃料通路２６を、高圧燃料が供給される等圧室２３に通じる高圧燃料通路２８、または低圧側に通じる低圧燃料通路２７の一方に切り替えるものである。
【０００７】
切替可動弁２２の上部には、インジェクタボディ２１の上下方向に摺動自在に支持される摺動ピストンが設けられ、その摺動ピストンの下部には、図示上方から下方に向かって上部弁体（第２可動弁に相当）、小径部、下部弁体（第１可動弁に相当）が形成されている。
切替可動弁２２における上部弁体と下部弁体で挟まれる空間（小径部の周囲の空間）によって弁室が形成されており、この弁室は、常に燃料通路２６を介して差圧室１６内と連通する。
【０００８】
切替可動弁２２における上部弁体は、差圧室１６に燃料通路２６を介して連通する弁室と、低圧側に通じる低圧燃料通路２７との連通と遮断の切り替えを行うものであって、差圧室１６と低圧燃料通路２７との開閉を行うものである。
そして、切替可動弁２２の下降に伴って上部弁体が下降すると、上部弁体がインジェクタボディ２１に着座して差圧室１６に通じる弁室と低圧燃料通路２７の連通を遮断し（低圧燃料通路２７を閉じる）、逆に切替可動弁２２の上昇に伴って上部弁体が上昇すると、上部弁体がインジェクタボディ２１から離座して差圧室１６に通じる弁室と低圧燃料通路２７を連通させる（低圧燃料通路２７を開く）。
【０００９】
切替可動弁２２における下部弁体は、差圧室１６に燃料通路２６を介して連通する弁室と、等圧室２３に通じる高圧燃料通路２８との連通と遮断の切り替えを行うものであって、差圧室１６と高圧燃料通路２８との開閉を行うものである。
そして、切替可動弁２２の下降に伴って下部弁体が下降すると、下部弁体がインジェクタボディ２１から離座して差圧室１６に通じる弁室と高圧燃料通路２８を連通させ（高圧燃料通路２８を開く）、逆に切替可動弁２２の上昇に伴って下部弁体が上昇すると、下部弁体がインジェクタボディ２１に着座して差圧室１６に通じる弁室と高圧燃料通路２８の連通を遮断する（高圧燃料通路２８を閉じる）。
【００１０】
上記で示したように、差圧切替弁１２は、１つの切替可動弁２２に設けられた上部弁体と下部弁体の変位に基づき、差圧室１６に通じる弁室を、低圧燃料通路２７または高圧燃料通路２８の一方に切り替えるものである。
このため、上記で示した差圧切替弁１２は、次の問題がある。
差圧室１６を高圧状態から低圧側へ切り替える際は、切替可動弁２２を上昇変位させ、（１）先ず、上部弁体がインジェクタボディ２１から離座し、（２）次に、下部弁体がインジェクタボディ２１に着座する。
逆に、差圧室１６を低圧状態から高圧側へ切り替える際は、切替可動弁２２を下降変位させ、（１’）先ず、下部弁体がインジェクタボディ２１から離座し、（２’）次に、上部弁体がインジェクタボディ２１に着座する。
【００１１】
差圧切替弁１２の切替途中である上記（１）〜（２）の間、および上記（１’）〜（２’）の間では、上部弁体と下部弁体とが、共にインジェクタボディ２１から離座した状態になる。即ち、高圧燃料通路２８と低圧燃料通路２７が弁室を介して連通した状態になる。
このため、コモンレール１から供給された高圧燃料が、高圧燃料通路２８→弁室→低圧燃料通路２７の経路で流出してしまう。この結果、インジェクタ２の高圧燃料の圧力が下がる問題がある。
【特許文献１】特開２００６−１６１５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、差圧切替弁の切替途中に、高圧燃料通路と低圧燃料通路とが、差圧切替弁を介して連通することのないインジェクタの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するインジェクタの差圧切替弁は、切替弁背圧室の油圧変化により、差圧室と高圧側との連通を行う高圧燃料通路の開閉を行う高圧切替弁と、切替弁背圧室の油圧変化により、差圧室と低圧側との連通を行う低圧燃料通路の開閉を行う低圧切替弁とを備える。
そして、切替弁背圧室の油圧変化により、差圧室を低圧側に切り替える際は、先ず、高圧切替弁が、高圧燃料通路を閉じ、次に、低圧切替弁が、低圧燃料通路を開く。
また、切替弁背圧室の油圧変化により、差圧室を高圧側に切り替える際は、先ず、低圧切替弁が、低圧燃料通路を閉じ、次に、高圧切替弁が、高圧燃料通路を開く。
このように、差圧切替弁が切り替わる際、切替途中に高圧燃料通路と低圧燃料通路とが同時に開くことがなく、高圧燃料通路と低圧燃料通路とが差圧切替弁を介して連通することがない。
このため、差圧切替弁の切替途中に高圧燃料通路の高圧燃料が、高圧燃料通路→差圧切替弁→低圧燃料通路の経路で流出する不具合がなく、インジェクタに供給される高圧燃料の圧力の低下を防ぐことができる。
【００１４】
［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するインジェクタは、高圧切替弁において高圧燃料通路の開閉を行う第１可動弁と、低圧切替弁において低圧燃料通路の開閉を行う第２可動弁とが、独立して可動する独立弁体である。
【００１５】
［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するインジェクタにおける高圧切替弁は、第１可動弁の他に、第１可動弁が高圧燃料通路を開く方向に、第１可動弁を付勢する第１リターンスプリング、第１可動弁が高圧燃料通路を閉じる方向に、第１可動弁を付勢する第１高圧室を有するものであり、第１リターンスプリングが配置される第１スプリング室に、高圧切替弁における切替弁背圧室が形成される。
【００１６】
［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用するインジェクタにおける低圧切替弁は、第２可動弁の他に、第２可動弁が低圧燃料通路を閉じる方向に、第２可動弁を付勢する第２リターンスプリング、第２可動弁が低圧燃料通路を開く方向に、第２可動弁を付勢する第２高圧室を有するものであり、第２リターンスプリングが配置される第２スプリング室に、低圧切替弁における切替弁背圧室が形成される。
【００１７】
［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用するインジェクタは、高圧切替弁において高圧燃料通路の開閉を行う第１可動弁と、低圧切替弁において低圧燃料通路の開閉を行う第２可動弁とが、一体に設けられている。
【００１８】
［請求項６の手段］
請求項６の手段を採用するインジェクタにおける作動器は、インジェクタ内で噴射圧を増加させる増圧器であり、増圧ピストンは、差圧室が高圧燃料から低圧燃料に切り替えられて変位することで、燃料溜の高圧燃料の増圧作動を行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
最良の形態におけるインジェクタは、高圧燃料と低圧燃料が切り替えられる差圧室を有し、この差圧室が高圧燃料または低圧燃料に切り替えられることで作動する作動器（例えば、増圧器）と、高圧燃料が供給される切替弁背圧室の油圧変化により、差圧室の圧力を高圧燃料または低圧燃料に切り替える差圧切替弁と、切替弁背圧室と低圧側との連通または遮断を行い、切替弁背圧室を高圧燃料または低圧燃料に切り替える電動アクチュエータ弁とを備える。
差圧切替弁は、切替弁背圧室の油圧変化により、差圧室と高圧側との連通を行う高圧燃料通路の開閉を行う高圧切替弁と、切替弁背圧室の油圧変化により、差圧室と低圧側との連通を行う低圧燃料通路の開閉を行う低圧切替弁とを備えるものであり、
切替弁背圧室の油圧変化により、差圧室を低圧側に切り替える際に、
先ず、高圧切替弁が、高圧燃料通路を閉じ、
次に、低圧切替弁が、低圧燃料通路を開くように設けられるとともに、
切替弁背圧室の油圧変化により、差圧室を高圧側に切り替える際に、
先ず、低圧切替弁が、低圧燃料通路を閉じ、
次に、高圧切替弁が、高圧燃料通路を開くように設けられるものである。
【実施例１】
【００２０】
実施例１では、先ず図１（ａ）を参照して本発明が適用されていない既存のインジェクタを搭載する燃料噴射装置の概略構成を「参考例」として説明し、その後で図１（ｂ）を参照して本発明が適用されたインジェクタを「実施例１の特徴」として説明する。
〔参考例の説明〕
燃料噴射装置は、エンジン（例えばディーゼルエンジン：図示しない）の各気筒に燃料噴射を行うコモンレール式燃料噴射装置であり、コモンレール１、インジェクタ２、サプライポンプ（図示しない）、制御装置（図示しない）等によって構成される。
【００２１】
コモンレール１は、インジェクタ２に供給する高圧燃料を蓄圧する周知な蓄圧容器であり、コモンレール１に蓄圧された燃料は、インジェクタ配管を介してインジェクタ２へ供給される。コモンレール１内に蓄圧する燃料圧力（レール圧）は、サプライポンプからコモンレール１に供給されるポンプ吐出量、およびコモンレール１から燃料を溢流させる減圧弁によって調圧される。また、コモンレール１には、プレッシャリミッタが取り付けられており、コモンレール１内のレール圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレール１内のレール圧が限界設定圧以下に抑えられる。減圧弁またはプレッシャリミッタから溢流した燃料は、リリーフ配管を経て燃料タンク３に戻される。なお、減圧弁は、設けられない場合もある。
【００２２】
インジェクタ２は、エンジンの各気筒毎に搭載されるものであり、コモンレール１より分岐する複数のインジェクタ配管の下流端に接続されて、コモンレール１に蓄圧された高圧燃料を各気筒内に噴射供給するもので、その具体的な構成は後述する。
なお、インジェクタ２からのリーク燃料も、リリーフ配管を経て燃料タンク３に戻される。
【００２３】
サプライポンプは、コモンレール１へ高圧燃料を圧送する高圧燃料ポンプであり、燃料タンク３内の燃料をサプライポンプ内へ吸引するフィードポンプと、フィードポンプが吸い上げた燃料を加圧してコモンレール１へ圧送する高圧ポンプとを備える。フィードポンプおよび高圧ポンプは共通のカムシャフトによって駆動されるものであり、このカムシャフトは、エンジンによって回転駆動される。
【００２４】
サプライポンプには、フィードポンプから高圧ポンプの加圧室内に燃料を導く燃料流路に、その燃料流路の開度度合を調整するためのＳＣＶ（吸入調量弁）が搭載されている。ＳＣＶは、制御装置からのポンプ駆動信号によって制御されることにより、加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整し、コモンレール１へ圧送する燃料の吐出量を変更する調量バルブであり、コモンレール１へ圧送する燃料の吐出量を調整することによりレール圧を調整する。即ち、制御装置はＳＣＶを制御することにより、レール圧を車両走行状態に応じた圧力に制御する。
【００２５】
（インジェクタ２の説明）
次に、本発明が適用されていない参考例のインジェクタ２の構成を、図１の上側を上、図１の下側を下として説明する。なお、この上下は説明のためのものであり、実際の搭載方向に関わるものではない。
インジェクタ２は、上部に形成された切替弁背圧室１１の内圧変化により切り替えられる差圧切替弁１２と、切替弁背圧室１１の内圧を変化させる電磁弁１３と、上部に形成されたノズル背圧室１４の内圧変化により噴射と噴射停止が切り替えられる噴射ノズル１５と、中間部に形成された差圧室１６の内圧変化により増圧と増圧停止（初期位置へ戻るを含む）が切り替えられる増圧器１７とを備える。
【００２６】
（差圧切替弁１２の説明）
差圧切替弁１２は、３方切替弁であり、インジェクタボディ２１の上下方向に摺動自在に支持される切替可動弁２２によって、差圧室１６に通じる燃料通路２６を、高圧燃料が供給される等圧室２３に通じる高圧燃料通路２８、または低圧側に通じる低圧燃料通路２７の一方に切り替えるものである。
【００２７】
切替可動弁２２の上部には、インジェクタボディ２１の上下方向に摺動自在に支持される摺動ピストンが設けられ、その摺動ピストンの上面に切替弁背圧室１１が形成されている。この切替弁背圧室１１は、コモンレール１から高圧燃料が供給される等圧室２３に通じる高圧燃料通路２４と接続されており、等圧室２３に供給される高圧燃料が高圧燃料通路２４、およびこの高圧燃料通路２４に設けられた入口オリフィス２４ａを介して供給されるようになっている。
切替可動弁２２における摺動ピストンの下部には、上方から下方に向かって上部弁体（第２可動弁に相当）、小径部、下部弁体（第１可動弁に相当）が形成されている。
切替可動弁２２における上部弁体と下部弁体で挟まれる空間（小径部の周囲の空間）によって弁室が形成されており、この弁室は、常に燃料通路２６を介して差圧室１６内と連通する。
【００２８】
切替可動弁２２における上部弁体は、差圧室１６に燃料通路２６を介して連通する弁室と、低圧側に通じる低圧燃料通路２７との連通と遮断の切り替えを行うものである。言葉を代えると、切替可動弁２２における上部弁体は、差圧室１６と低圧燃料通路２７との開閉を行うものである。
そして、切替可動弁２２の下降に伴って上部弁体が下降すると、上部弁体がインジェクタボディ２１に着座して差圧室１６に通じる弁室と低圧燃料通路２７の連通を遮断し（低圧燃料通路２７を閉じる）、逆に切替可動弁２２の上昇に伴って上部弁体が上昇すると、上部弁体がインジェクタボディ２１から離座して差圧室１６に通じる弁室と低圧燃料通路２７を連通させる（低圧燃料通路２７を開く）。
【００２９】
切替可動弁２２における下部弁体は、差圧室１６に燃料通路２６を介して連通する弁室と、等圧室２３に通じる高圧燃料通路２８との連通と遮断の切り替えを行うものである。言葉を代えると、切替可動弁２２における下部弁体は、差圧室１６と高圧燃料通路２８との開閉を行うものである。
そして、切替可動弁２２の下降に伴って下部弁体が下降すると、下部弁体がインジェクタボディ２１から離座して差圧室１６に通じる弁室と高圧燃料通路２８を連通させ（高圧燃料通路２８を開く）、逆に切替可動弁２２の上昇に伴って下部弁体が上昇すると、下部弁体がインジェクタボディ２１に着座して差圧室１６に通じる弁室と高圧燃料通路２８の連通を遮断する（高圧燃料通路２８を閉じる）。
【００３０】
差圧切替弁１２は、上記の構成を採用することで、電磁弁１３が低圧燃料通路２５を開くことで、切替弁背圧室１１の内圧が低下して切替可動弁２２が上昇し、差圧室１６の連通先が低圧燃料通路２７に切り替わることで、増圧器１７の差圧室１６、およびこの差圧室１６に連通する噴射ノズル１５のノズル背圧室１４の内圧を下げる「低圧切替」を実行する。
逆に、差圧切替弁１２は、電磁弁１３が低圧燃料通路２５を閉じることで、切替弁背圧室１１の内圧が上昇して切替可動弁２２が下降し、差圧室１６の連通先が高圧燃料通路２８に切り替わることで、増圧器１７の差圧室１６、およびこの差圧室１６に連通する噴射ノズル１５のノズル背圧室１４の内圧を上げる「高圧切替」を実行する。
なお、切替可動弁２２に一方向（例えば、上方）へ向かうバネ力を作用させるものであっても良い。
【００３１】
（電磁弁１３の説明）
電磁弁１３は、例えば、インジェクタボディ２１の上部に締結固定されるものであり、低圧燃料通路２５における出口オリフィス２５ａの開閉を行う可動弁３１、低圧燃料通路２５を閉じる方向へ可動弁３１を付勢するリターンスプリング３２、および可動弁３１を磁気吸引して低圧燃料通路２５を開かせる電磁駆動部３３から構成される。
可動弁３１は、上下方向（軸方向）へ摺動自在に支持され、下端面において低圧燃料通路２５の出口オリフィス２５ａを閉塞可能な弁体３１ａと、この弁体３１ａの上部に固定された略円板形状を呈する磁性体製のアーマチャ３１ｂとからなる。
電磁駆動部３３は、絶縁被覆が形成された導電線を多数巻回してなるコイル３４と、このコイル３４を収容する磁性体製のステータ３５とからなる。
【００３２】
そして、電磁駆動部３３は、コイル３４が通電（ＯＮ）されることでアーマチャ３１ｂを上方へ磁気吸引して低圧燃料通路２５の出口オリフィス２５ａを開き、切替弁背圧室１１を低圧側へ連通させ、コイル３４の通電が停止（ＯＦＦ）されることでアーマチャ３１ｂがリターンスプリング３２の作用で低圧燃料通路２５の出口オリフィス２５ａを閉塞し、切替弁背圧室１１と低圧側の連通を遮断する。
この作動により、電磁弁１３のＯＮで差圧切替弁１２を「低圧切替」させ、ＯＦＦで差圧切替弁１２を「高圧切替」させることができる。
【００３３】
（噴射ノズル１５の説明）
噴射ノズル１５は、燃料の噴射と停止を切り替えるものであり、インジェクタボディ２１の下部に締結されるノズルホルダ４１の内部において上下方向（軸方向）へ摺動自在に支持されるニードル４２を備え、このニードル４２は、スプリング４２ａの付勢力により下方へ付勢されている。
ニードル４２は、上部に設けられたニードル摺動部がノズルホルダ４１内において摺動自在に支持されるものであり、ニードル４２の下端円錐部がノズルホルダ４１の下端内面に形成された環状シートに着座または離座する。なお、ノズルホルダ４１の下端には、環状シートの内側と外部とを連通する噴孔４３が複数形成されている。
【００３４】
ニードル４２の中間部には、ニードル４２とノズルホルダ４１に囲まれる空間によって燃料溜４４が形成されている。この燃料溜４４は、後述する増圧室５３と燃料通路４５を介して連通しており、増圧室５３の燃料圧力が燃料溜４４に供給される。また、燃料溜４４は、ニードル４２の下側とノズルホルダ４１の隙間に形成される下側空間と連通しており、ニードル４２の離座時に燃料溜４４に供給された燃料が下側空間を通って噴孔４３から噴射される。なお、燃料溜４４および下側空間に供給される高圧燃料は、ニードル４２の径差に作用して、ニードル４２に対して上向き（離座方向）の力を発生させる。
【００３５】
ニードル摺動部の上部には、燃料の圧力によってニードル４２に下向き（着座方向）の力を発生させるためのノズル背圧室１４が形成されている。このノズル背圧室１４は、ニードル摺動部の上面、インジェクタボディ２１およびノズルホルダ４１で囲まれる空間で形成される。ノズル背圧室１４は、増圧器１７の差圧室１６と燃料通路４６を介して接続されている。この燃料通路４６には、流路面積を絞るオリフィス４６ａが設けられるとともに、このオリフィス４６ａと並列に一方向弁４６ｂが設けられている。
この一方向弁４６ｂは、差圧室１６からノズル背圧室１４へ燃料を流し、逆にノズル背圧室１４から差圧室１６へ燃料を流すのを停止するものであり、ニードル４２の上昇速度（ニードル背圧室１４の降圧速度）を遅くし、ニードル４２の下降速度（ニードル背圧室１４の昇圧速度）を速める手段である。
【００３６】
ノズル背圧室１４が連通する差圧室１６の内圧は、上述したように、差圧切替弁１２によって高圧または低圧に切り替えられる。即ち、噴射ノズル１５のノズル背圧室１４は、差圧室１６を介して差圧切替弁１２により内圧が切り替わる。
このため、差圧切替弁１２の「低圧切替（電磁弁１３のＯＮ）」により差圧室１６の内圧が低下すると、差圧室１６を介してノズル背圧室１４の内圧も低下する。ニードル４２の下向き（着座方向）の力より、ニードル４２の上向き（離座方向）の力が上回ると、ニードル４２がリフトして燃料溜４４に供給された高圧燃料が噴孔４３から噴射される。
逆に、差圧切替弁１２の「高圧切替（電磁弁１３のＯＦＦ）」により差圧室１６の内圧が上昇すると、差圧室１６を介してノズル背圧室１４の内圧も上昇する。ニードル４２の下向き（着座方向）の力が、ニードル４２の上向き（離座方向）の力より上回ると、ニードル４２が下降する。そして、ニードル４２がノズルホルダ４１に着座することで噴孔４３からの燃料噴射が停止される。
【００３７】
（増圧器１７の説明）
増圧器１７は、等圧室２３に対する差圧室１６の圧力低下により下方へ変位する増圧ピストン５１と、この増圧ピストン５１を初期位置（上方）へ戻すリターンスプリング５２とを備える。
増圧ピストン５１は、インジェクタボディ２１の内部で上下方向に摺動自在に支持される。この増圧ピストン５１には、上方より下方へ向けて、バネ座、バネ収容軸、大径部および小径部が設けられている。
バネ座およびバネ収容軸は、コモンレール１より高圧燃料を受ける等圧室２３内に配置されるものであり、この等圧室２３は常にレール圧に保たれる。等圧室２３の高圧燃料は、増圧ピストン５１の上側の径差に作用して、増圧ピストン５１に下向き（増圧方向）の力を発生させる。
バネ座は、増圧ピストン５１を上方（初期位置復帰方向）へ付勢するリターンスプリング５２の着座部である。リターンスプリング５２は、復元力によりバネ座を上方へ付勢する圧縮コイルスプリングである。
【００３８】
大径部および小径部は、ともにインジェクタボディ２１に摺動自在に支持されるものであり、大径部と小径部の段差と、インジェクタボディ２１との間に差圧室１６が形成される。
また、小径部の下面と、インジェクタボディ２１との間には、増圧ピストン５１の上下変位によって容積が変化し、増圧ピストン５１の下降によって燃料の加圧が行われる増圧室５３が形成されている。
この増圧室５３は、等圧室２３から増圧室５３のみに燃料を流す一方向弁５４ａを備えた燃料通路５４を介して等圧室２３に連通している。このため、増圧ピストン５１が停止状態および初期位置へ戻る上昇中は増圧室５３および噴射ノズル１５の燃料溜４４の燃料圧力がレール圧に維持され、増圧ピストン５１が下降すると増圧室５３の内圧が高まり、増圧室５３および燃料溜４４の燃料圧力がレール圧より高まる。
【００３９】
差圧室１６の内圧は、上述したように、差圧切替弁１２によって高圧または低圧に切り替えられる。
このため、差圧切替弁１２の「低圧切替（電磁弁１３のＯＮ）」により差圧室１６が低圧側へ切り替わると、増圧ピストン５１の上向き（初期位置復帰方向）の力より、増圧ピストン５１の下向き（増圧方向）の力が上回り、増圧ピストン５１が下降して増圧室５３の容積が減少し、増圧室５３および噴射ノズル１５の燃料溜４４の燃料圧力がレール圧より高まる。
逆に、差圧切替弁１２の「高圧切替（電磁弁１３のＯＦＦ）」により差圧室１６が高圧側へ切り替わると、増圧ピストン５１の上向き（初期位置復帰方向）の力が、増圧ピストン５１の下向き（増圧方向）の力より上回り、増圧ピストン５１が上昇して増圧ピストン５１が初期位置（上側）に復帰する。
【００４０】
〔実施例１の特徴〕
上記参考例で示した燃料噴射装置における差圧切替弁１２は、１つの切替可動弁２２に設けられた上部弁体と下部弁体の変位に基づき、差圧室１６に通じる弁室を、低圧燃料通路２７または高圧燃料通路２８の一方に切り替える。
このため、上記で示した差圧切替弁１２は、差圧室１６を高圧状態から低圧側へ切り替える際の切替途中と、差圧室１６を低圧状態から高圧側へ切り替える際の切替途中とにおいて、上部弁体と下部弁体とが、共にインジェクタボディ２１から離座した状態になり、高圧燃料通路２８と低圧燃料通路２７が弁室を介して連通した状態になる。
このため、コモンレール１から供給された高圧燃料が、高圧燃料通路２８→弁室→低圧燃料通路２７の経路で流出してしまう。この結果、インジェクタ２の高圧燃料の圧力が下がるとともに、サプライポンプのポンプ損失が大きくなってしまう。
【００４１】
そこでこの実施例１では、上記の問題点を解決すべく本発明を採用している。
この実施例１のインジェクタ２は、本発明を採用するため、高圧燃料と低圧燃料が切り替えられる差圧室１６を有し、この差圧室１６が高圧燃料または低圧燃料に切り替えられることで作動する増圧器１７（作動器の一例）と、高圧燃料が供給される切替弁背圧室１１の油圧変化により、差圧室１６の圧力を高圧燃料または低圧燃料に切り替える差圧切替弁１２と、切替弁背圧室１１と低圧側との連通または遮断を行い、切替弁背圧室１１を高圧燃料または低圧燃料に切り替える電磁弁１３（電動アクチュエータ弁の一例）とを具備する。
【００４２】
そして、この実施例１の差圧切替弁１２は、
切替弁背圧室１１の油圧変化により、差圧室１６と高圧側との連通を行う高圧燃料通路２８の開閉を行う高圧切替弁６１と、
切替弁背圧室１１の油圧変化により、差圧室１６と低圧側との連通を行う低圧燃料通路２７の開閉を行う低圧切替弁６２とを備えるものであり、
切替弁背圧室１１の油圧変化により、差圧室１６を低圧側に切り替える際に、
先ず、高圧切替弁６１が高圧燃料通路２８を閉じ、
次に、低圧切替弁６２が低圧燃料通路２７を開くように設けられるとともに、
切替弁背圧室１１の油圧変化により、差圧室１６を高圧側に切り替える際に、
先ず、低圧切替弁６２が低圧燃料通路２７を閉じ、
次に、高圧切替弁６１が高圧燃料通路２８を開くように設けられている。
具体的に、この実施例１の差圧切替弁１２は、高圧切替弁６１において高圧燃料通路２８の開閉を行う第１可動弁６３と、低圧切替弁６２において低圧燃料通路２７の開閉を行う第２可動弁６４とが、独立して可動する独立弁体を採用している。
【００４３】
（高圧切替弁６１の説明）
第１可動弁６３の上部には、インジェクタボディ２１の上下方向に摺動自在に支持される第１摺動ピストンが設けられている。この第１ピストンの上面と、インジェクタボディ２１に囲まれる空間によって、第１高圧室６５が形成されている。この第１高圧室６５は、等圧室２３と高圧燃料通路２４を介して連通しており、第１可動弁６３に閉弁方向（下方）に向かう付勢力を与える。
なお、この実施例１の第１高圧室６５は、低圧切替弁６２において後述する第２高圧室７１と、高圧連通路２４’を介して連通するものである。
【００４４】
第１可動弁６３の下部には、第１摺動ピストンより小径の第１開閉弁体が設けられている。この第１開閉弁体は、高圧燃料通路２８の上端開口部（弁開口）を開閉するものであり、上方へ変位して第１開閉弁体の下端面がインジェクタボディ２１から離座すると、高圧燃料通路２８と燃料通路２６とが高圧切替弁６１の下部に形成される第１弁室を介して連通し（高圧燃料通路２８を開く）、下方へ変位して第１開閉弁体の下端面がインジェクタボディ２１に着座すると、第１開閉弁体が高圧燃料通路２８と燃料通路２６との連通を遮断する（高圧燃料通路２８を閉じる）。
なお、第１弁室は、低圧切替弁６２において後述する第２弁室と、燃料通路６６を介して連通するものである。
【００４５】
また、高圧切替弁６１は、第１可動弁６３の他に、第１可動弁６３が高圧燃料通路２８を開く方向（上方）に第１可動弁６３を付勢する第１リターンスプリング６７を備える。この第１リターンスプリング６７は、第１摺動ピストンと第１開閉弁体との段差の下面に当接して、第１可動弁６３を上方に付勢する圧縮コイルスプリングである。
この第１リターンスプリング６７が配置される第１スプリング室は、高圧切替弁６１における切替弁背圧室１１であり、電磁弁１３が閉じられた状態（ＯＦＦ）では、入口オリフィス２４ａを介して高圧連通路２４’から高圧燃料が供給され、第１リターンスプリング６７の付勢力とともに、第１可動弁６３を上方へ変位させる。逆に、電磁弁１３が開かれた状態（ＯＮ）では、第１スプリング室（高圧切替弁６１における切替弁背圧室１１）は低圧燃料通路２５を介して排圧され、第１高圧室６５による付勢力によって第１可動弁６３を下方へ変位させる。
【００４６】
（低圧切替弁６２の説明）
第２可動弁６４の上部には、インジェクタボディ２１の上下方向に摺動自在に支持される第２摺動ピストンが設けられ、第２可動弁６４の下部には、第２摺動ピストンより小径の第２開閉弁体が設けられている。第２摺動ピストンと第２開閉弁体との段差の下面と、インジェクタボディ２１に囲まれる空間によって、第２高圧室７１が形成されている。この第２高圧室７１は、等圧室２３と高圧燃料通路２４を介して連通しており、第２可動弁６４に開弁方向（上方）に向かう付勢力を与える。
【００４７】
第２可動弁６４の下部の第２開閉弁体は、低圧燃料通路２７の上端開口部（弁開口）を開閉するものであり、上方へ変位して第２開閉弁体の下端面がインジェクタボディ２１から離座すると、低圧燃料通路２７と燃料通路２６とが低圧切替弁６２の下部に形成される第２弁室を介して連通し（低圧燃料通路２７を開く）、下方へ変位して第２開閉弁体の下端面がインジェクタボディ２１に着座すると第２開閉弁体が低圧燃料通路２７と燃料通路２６との連通を遮断する（低圧燃料通路２７を閉じる）。
なお、第２弁室は、上述したように燃料通路６６を介して高圧切替弁６１の第１弁室と連通するものであり、第２可動弁６４が上昇して低圧燃料通路２７が開かれると、低圧燃料通路２７は、第２弁室、燃料通路６６、第１弁室を介して燃料通路２６に連通するものである。
【００４８】
低圧切替弁６２は、第２可動弁６４の他に、第２可動弁６４が低圧燃料通路２７を閉じる方向（下方）に、第２可動弁６４を付勢する第２リターンスプリング７２を備える。
第２リターンスプリング７２は、第２摺動ピストンの上面に当接して、第２可動弁６４を下方に付勢する圧縮コイルスプリングである。
この第２リターンスプリング７２が配置される第２スプリング室は、低圧切替弁６２における切替弁背圧室１１であり、電磁弁１３が閉じられた状態（ＯＦＦ）では、入口オリフィス２４ａを介して高圧連通路２４’から高圧燃料が供給され、第２リターンスプリング７２の付勢力とともに、第２可動弁６４を下方へ変位させる。逆に、電磁弁１３が開かれた状態（ＯＮ）では、第２スプリング室（低圧切替弁６２における切替弁背圧室１１）は低圧燃料通路２５を介して排圧され、第２高圧室７１による付勢力によって第２可動弁６４を上方へ変位させる。
【００４９】
（高圧切替弁６１と低圧切替弁６２とが差動する説明）
この実施例１では、第１可動弁６３における第１摺動ピストンおよび第１開閉弁体の径が、第２可動弁６４における第２摺動ピストンおよび第２開閉弁体の径と略同じに設けられている。
このため、第１高圧室６５の圧力によって第１可動弁６３の受ける閉弁力が、第２高圧室７１の圧力によって第２可動弁６４の受ける開弁力より上回るため、第１、第２リターンスプリング６７、７２の付勢力が同じであっても、上述したように、差圧室１６を低圧側に切り替える際に、先ず高圧切替弁６１が高圧燃料通路２８を閉じ、次に低圧切替弁６２が低圧燃料通路２７を開く作動を行うとともに、差圧室１６を高圧側に切り替える際に、先ず低圧切替弁６２が低圧燃料通路２７を閉じ、次に高圧切替弁６１が高圧燃料通路２８を開く作動を行う。
なお、高圧切替弁６１と低圧切替弁６２の差動時期は、第１、第２可動弁６３、６４における第１、第２摺動ピストンと第１、第２開閉弁体の径差や、第１、第２リターンスプリング６７、７２の付勢力の差によって調整することができる。
【００５０】
（実施例１の効果）
この実施例１のインジェクタ２は、電磁弁１３をＯＮして差圧室１６を低圧側に切り替える際に、先ず、高圧切替弁６１が高圧燃料通路２８を閉じ、次に、低圧切替弁６２が低圧燃料通路２７を開く作動を行う。また、電磁弁１３がＯＦＦして差圧室１６を高圧側に切り替える際に、先ず、低圧切替弁６２が低圧燃料通路２７を閉じ、次に、高圧切替弁６１が高圧燃料通路２８を開く作動を行う。
このように、差圧切替弁１２が切り替わる際、切替途中に高圧燃料通路２８と低圧燃料通路２７とが同時に開くことがなく、高圧燃料通路２８と低圧燃料通路２７とが差圧切替弁１２を介して連通することがない。
このため、差圧切替弁１２の切替途中に高圧燃料通路２８の高圧燃料が、高圧燃料通路２８→差圧切替弁１２→低圧燃料通路２７の経路で流出する不具合がなく、インジェクタ２に供給される高圧燃料の圧力の低下を防ぐことができるとともに、サプライポンプのポンプ損失が大きくなる不具合を回避できる。
【実施例２】
【００５１】
実施例２の差圧切替弁１２を図２を参照して説明する。なお、実施例２において、実施例１と同一符号は、同一機能物を示すものである。
上記実施例１では、高圧切替弁６１の第１可動弁６３と、低圧切替弁６２の第２可動弁６４とを、独立して設ける例を示した。
これに対し、この実施例２は、図２に示すように、高圧切替弁６１の第１可動弁６３と、低圧切替弁６２の第２可動弁６４とを一体に設けたものである。
このように設けると、第１、第２可動弁６３、６４を一体に設けたスプールとインジェクタボディ２１との摺動クリアランスによって静リークが生じるものの、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
〔変形例〕
上記の実施例では、電動アクチュエータ弁の一例として電磁弁１３を示したが、アクチュエータにピエゾを多数スタックしたピエゾスタックを用いるなど、他の電動アクチュエータ弁を用いても良い。
上記の実施例では、作動器の一例として増圧器１７を示したが、高圧燃料と低圧燃料が切り替えられる差圧室１６を有し、差圧室１６が高圧燃料または低圧燃料に切り替えられることで作動する作動器を備えるインジェクタであれば、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】燃料噴射装置の概略図である（参考例と実施例１）。
【図２】差圧切替弁の概略図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００５４】
２  インジェクタ
１１  切替弁背圧室
１２  差圧切替弁
１３  電磁弁（電動アクチュエータ弁）
１５  噴射ノズル
１６  差圧室
１７  増圧器（作動器）
２７  低圧燃料通路
２８  高圧燃料通路
４４  燃料溜
５１  増圧ピストン
６１  高圧切替弁
６２  低圧切替弁
６３  第１可動弁
６４  第２可動弁
６５  第１高圧室
６７  第１リターンスプリング
７１  第２高圧室
７２  第２リターンスプリング
【図１】
2008215229.tif 000003
【図２】
2008215229.tif 000004