(57)【要約】【課題】  増圧室に燃料を導く燃料通路に設けられた増圧系逆止弁の作用によって燃料溜の圧力が圧力脈動の頂上圧に保たれても、圧力脈動の影響による２次噴射が生じないインジェクタを提供する。【解決手段】  増圧燃料通路５４の増圧系逆止弁５４ａとは別に、入口燃料通路６１にも高圧系逆止弁６２を設けた。これにより、インジェクタ２の噴射作動により圧力脈動が生じても、増圧室５３および燃料溜４４の圧力が圧力脈動の頂上圧になるとともに、ノズル背圧室１４の圧力も圧力脈動の頂上圧になる。このため、ニードル４２に対して圧力脈動の脈動幅の圧差によるリフト力が生じず、圧力脈動の影響による２次噴射が生じない。また、燃料溜４４とノズル背圧室１４が共に圧力脈動の頂上圧に保たれるため、圧力脈動の影響を受けることなく次回の燃料噴射を行うことができ、噴射精度を高めることができる。【選択図】  図１
2008232026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧油源から高圧燃料の供給を受ける燃料高圧部を有するインジェクタであって、
このインジェクタは、
ノズル背圧室を有し、噴射燃料が供給される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と、
前記燃料溜に通じる増圧室の容積を減少させて前記燃料溜の燃料圧力を高める増圧ピストンを有する増圧器と、
前記燃料高圧部に供給された高圧燃料を前記増圧室に導く増圧燃料通路に設けられ、前記増圧室の高圧燃料が前記燃料高圧部側に逆送されるのを防ぐ増圧系逆止弁と、
前記高圧油源から前記燃料高圧部を介して前記ノズル背圧室に高圧燃料を導く燃料通路で、且つ前記増圧燃料通路とは別の燃料通路に設けられ、高圧燃料が前記高圧油源側に逆送されるのを防ぐ高圧系逆止弁と、
を備える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、
前記噴射ノズルは、前記ノズル背圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、燃料の噴射と噴射停止の作動を行い、
前記増圧器は、前記燃料高圧部に通じる高圧側と燃料圧力の低い低圧側とが切り替えられる差圧室を有し、この差圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、前記増圧ピストンを変位させて前記燃料溜に通じる前記増圧室の容積を減少または増大させる作動を行い、
当該インジェクタは、前記差圧室を高圧側または低圧側に切り替える差圧切替弁を備えるとともに、前記差圧室と前記ノズル背圧室を連通させる燃料通路を備え、前記差圧切替弁によって前記差圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、前記ノズル背圧室も高圧側または低圧側に切り替えられるものであり、
前記高圧系逆止弁は、前記高圧油源と前記燃料高圧部とを連通する入口燃料通路に設けられることを特徴とするインジェクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記噴射ノズルは、前記ノズル背圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、燃料の噴射と噴射停止の作動を行い、
前記増圧器は、前記燃料高圧部に通じる高圧側と燃料圧力の低い低圧側とが切り替えられる差圧室を有し、この差圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、前記増圧ピストンを変位させて前記燃料溜に通じる前記増圧室の容積を減少または増大させる作動を行い、
当該インジェクタは、前記差圧室を高圧側または低圧側に切り替える差圧切替弁を備えるとともに、前記差圧室と前記ノズル背圧室を連通させる燃料通路を備え、前記差圧切替弁によって前記差圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、前記ノズル背圧室も高圧側または低圧側に切り替えられるものであり、
前記高圧系逆止弁は、前記燃料高圧部と前記差圧切替弁とを連通する高圧燃料通路に設けられることを特徴とするインジェクタ。
【請求項４】
請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記噴射ノズルは、前記燃料溜が高圧側または低圧側に切り替えられることで、燃料の噴射と噴射停止の作動を行い、
前記増圧器は、前記燃料高圧部に通じる高圧側と燃料圧力の低い低圧側とが切り替えられる差圧室を有し、この差圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、前記増圧ピストンを変位させて前記燃料溜に通じる前記増圧室の容積を減少または増大させる作動を行い、
当該インジェクタは、前記差圧室を高圧側または低圧側に切り替える差圧切替弁を備えるとともに、この差圧切替弁を介すことなく前記燃料高圧部と前記ノズル背圧室とを接続する燃料通路を備え、
前記高圧系逆止弁は、前記高圧油源と前記燃料高圧部とを連通する入口燃料通路に設けら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、
前記噴射ノズルは、前記燃料溜が高圧側または低圧側に切り替えられることで、燃料の噴射と噴射停止の作動を行い、
前記増圧器は、前記燃料高圧部に通じる高圧側と燃料圧力の低い低圧側とが切り替えられる差圧室を有し、この差圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、前記増圧ピストンを変位させて前記燃料溜に通じる前記増圧室の容積を減少または増大させる作動を行い、
当該インジェクタは、前記差圧室を高圧側または低圧側に切り替える差圧切替弁を備えるとともに、この差圧切替弁を介すことなく前記燃料高圧部と前記ノズル背圧室とを接続する燃料通路を備え、
前記高圧系逆止弁は、前記差圧切替弁を介すことなく前記燃料高圧部と前記ノズル背圧室とを接続する燃料通路に設けられることを特徴とするインジェクタ。
【請求項６】
請求項２または請求項４に記載のインジェクタにおいて、
このインジェクタは、前記高圧系逆止弁と並行して、前記入口燃料通路より燃料流路面積の小さい圧力復帰補助通路を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、噴射ノズルの燃料溜の燃料圧力を高める増圧器を搭載するインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
（既存の技術）
噴射ノズルの燃料溜の燃料圧力を増加可能な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、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。
【０００６】
インジェクタ２は、コモンレール１（高圧油源）とインジェクタ配管を介して接続される燃料入口を備えるとともに、この燃料入口から高圧燃料が供給される等圧室２３（燃料高圧部に相当する）を備えている。
そして、燃料入口からノズル背圧室１４への高圧燃料の供給は、燃料入口→等圧室２３→差圧切替弁１２→差圧室１６→ノズル背圧室１４の順に成される。
一方、燃料入口から燃料溜４４への高圧燃料の供給は、燃料入口→等圧室２３→増圧室５３→燃料溜４４の順に成される。
このように、インジェクタ２の内部では、ノズル背圧室１４へ高圧燃料を供給する燃料流路と、燃料溜４４へ高圧燃料を供給する燃料流路とが、等圧室２３で分岐して別々に独立して設けられる。
【０００７】
（既存技術の問題点）
既存技術の問題点を、図２（ａ）を参照して説明する。
インジェクタ２は、電磁弁１３のＯＮ−ＯＦＦ作動により燃料噴射αを行うことで、インジェクタ２の内部において水撃が生じ、その水撃による圧力変動によってインジェクタ２内およびインジェクタ配管内に圧力伝播による圧力脈動が生じる。
【０００８】
等圧室２３から増圧室５３へ燃料を導く増圧燃料通路５４には、等圧室２３から増圧室５３側へのみ燃料を流す増圧系逆止弁５４ａが設けられており、増圧室５３で加圧された高圧燃料が燃料供給側（等圧室２３側）に逆送されるのが防がれている。
このため、増圧室５３および燃料溜４４の圧力は、増圧系逆止弁５４ａの作用により、図２（ａ）の実線Ａで示すように、圧力脈動の頂上圧で保たれる。
このように、増圧室５３とともに燃料溜４４の圧力が、燃料噴射直後に圧力脈動の頂上圧になることで、噴射ノズル１５のニードル４２には開弁方向に向かう大きなリフト力が作用する。
（ｉ）このため、燃料噴射直後は、増圧系逆止弁５４ａの作用（頂上圧に保つ作用）によって、ニードル４２に対して開弁方向の大きなリフト力が加わる。
【０００９】
一方、圧力脈動が発生することにより、等圧室２３内の圧力が、図２（ａ）の破線Ｂで示すように、圧力脈動の頂上圧と最下圧との間で変動する。ノズル背圧室１４は、差圧切替弁１２と差圧室１６を介して等圧室２３と連通した状態であるため、ノズル背圧室１４の圧力は、等圧室２３内の圧力と同様、圧力脈動の頂上圧と最下圧との間で変動することになる。
（ｉｉ）このため、燃料噴射直後は、圧力脈動によってノズル背圧室１４の圧力が低下した状態において、ノズル背圧室１４によるニードル４２の閉弁方向の付勢力が小さくなる。
【００１０】
上記（ｉ）、（ｉｉ）で示したように、圧力脈動の頂上圧と最下圧の脈動幅の圧力差によって燃料溜とノズル背圧室に圧力差が生じ、その圧力差によりニードル４２には開弁方向のリフト力が加わることになる。このため、図２（ａ）に示すように、既存技術のインジェクタ２では、燃料噴射が終了した後にノズル背圧室１４の圧力が圧力脈動によって最下圧に達すると（横軸ｔ１参照）、噴射指令がなくても（電磁弁１３がＯＦＦ状態であっても）再度開弁して２次噴射βが発生してしまう問題が生じる。
【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】
【００１１】
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、増圧室に燃料を導く増圧燃料通路に設けられた増圧系逆止弁の作用によって、増圧室および燃料溜の圧力が圧力脈動の頂上圧に保たれても、圧力脈動の影響による２次噴射が生じ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】
【００１２】
［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は、燃料高圧部に供給された高圧燃料を増圧室に導く増圧燃料通路に設けられて、増圧室の高圧燃料が燃料高圧部側に逆送されるのを防ぐ「増圧系逆止弁」と、高圧油源から燃料高圧部を介してノズル背圧室に高圧燃料を導く燃料通路で、且つ増圧燃料通路とは別の燃料通路に設けられて、高圧燃料が高圧油源側に逆送されるのを防ぐ「高圧系逆止弁」とを備える。
これにより、インジェクタの噴射作動による水撃作用により圧力脈動が生じたとしても、増圧室および燃料溜の圧力が増圧系逆止弁の作用で圧力脈動の頂上圧になるとともに、ノズル背圧室の圧力も高圧系逆止弁の作用で圧力脈動の頂上圧になる。即ち、燃料溜とノズル背圧室は、共に圧力脈動の頂上圧に保たれる。
【００１３】
このため、ニードルに対して圧力脈動に起因する燃料溜とノズル背圧室との圧力差によるリフト力が生じない。この結果、燃料噴射が終了した後に圧力脈動の影響によって２次噴射が発生する不具合を防止することができる。
また、燃料噴射の直後に「意図的に燃料噴射」を行う際、燃料溜とノズル背圧室が共に圧力脈動の頂上圧に保たれるため、圧力脈動の影響を受けることなく燃料噴射を行うことができる。このため、燃料噴射の直後に実施される「意図的な燃料噴射」の噴射精度を高めることができる。
【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、差圧室を高圧側または低圧側に切り替える差圧切替弁を備えるとともに、差圧室とノズル背圧室を連通させる燃料通路を備え、差圧切替弁によって差圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、ノズル背圧室も高圧側または低圧側に切り替えられる。
そして、高圧系逆止弁は、高圧油源と燃料高圧部とを連通する入口燃料通路に設けられるものである。
【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は、差圧室を高圧側または低圧側に切り替える差圧切替弁を備えるとともに、差圧室とノズル背圧室を連通させる燃料通路を備え、差圧切替弁によって差圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、ノズル背圧室も高圧側または低圧側に切り替えられる。
そして、高圧系逆止弁は、燃料高圧部と差圧切替弁とを連通する高圧燃料通路に設けられるものである。
【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は、差圧室を高圧側または低圧側に切り替える差圧切替弁を備えるとともに、この差圧切替弁を介すことなく燃料高圧部とノズル背圧室とを接続する燃料通路を備える。
そして、高圧系逆止弁は、高圧油源と燃料高圧部とを連通する入口燃料通路に設けられるものである。
【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、差圧室を高圧側または低圧側に切り替える差圧切替弁を備えるとともに、この差圧切替弁を介すことなく燃料高圧部とノズル背圧室とを接続する燃料通路を備える。
そして、高圧系逆止弁は、差圧切替弁を介すことなく燃料高圧部とノズル背圧室とを接続する燃料通路に設けられるものである。
【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は、高圧系逆止弁と並行して、入口燃料通路より燃料流路面積の小さい圧力復帰補助通路を備える。
これにより、高圧系逆止弁が閉じている場合であっても、燃料高圧部と高圧油源とが、流路面積が小さく絞り作用を奏する圧力復帰補助通路を介して連通することで、燃料高圧部の圧力を高圧油源の圧力に近づけることができる。
【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、高圧油源から高圧燃料の供給を受ける燃料高圧部を有する。
また、このインジェクタは、燃料高圧部に通じる高圧側と燃料圧力の低い低圧側とが切り替えられるノズル背圧室を有し、このノズル背圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、噴射燃料が供給される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と、燃料高圧部に通じる高圧側と燃料圧力の低い低圧側とが切り替えられる差圧室を有するとともに、差圧室が高圧側または低圧側に切り替えられることで、燃料溜に通じる増圧室の容積を減少させて燃料溜の燃料圧力を高める増圧ピストンを有する増圧器とを備える。
さらに、このインジェクタは、燃料高圧部に供給された高圧燃料を増圧室に導く増圧燃料通路に設けられ、増圧室の高圧燃料が燃料高圧部側に逆送されるのを防ぐ増圧系逆止弁と、高圧油源から燃料高圧部を介してノズル背圧室に高圧燃料を導く燃料通路で、且つ増圧燃料通路とは別の燃料通路に設けられ、高圧燃料が高圧油源側に逆送されるのを防ぐ高圧系逆止弁とを備える。
【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）等を参照して本発明が適用された燃料噴射装置を「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（高圧油源）、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を備える。この切替可動弁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、切替可動弁２２の下部には、上方から下方に向かって上部弁体、小径部、下部弁体が形成されている。
【００２７】
切替可動弁２２の上側には、燃料の圧力によって切替可動弁２２に下向き（高圧切替方向）の力を発生させるための切替弁背圧室１１が形成されている。この切替弁背圧室１１は、摺動ピストンの上面とインジェクタボディ２１とで囲まれる空間によって形成される。
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。
【００２８】
また、切替弁背圧室１１は、低圧側（リリーフ配管を介して燃料タンク３に連通する側）に通じる低圧燃料通路２５と接続されており、低圧燃料通路２５に設けられた出口オリフィス２５ａを介して切替弁背圧室１１内の燃料が排出可能に設けられている。
この低圧燃料通路２５は、電磁弁１３によって開閉されるものであり、電磁弁１３が低圧燃料通路２５（出口オリフィス２５ａ）を開くことで切替弁背圧室１１の内圧が下がり、切替可動弁２２が差圧で上昇する。逆に、電磁弁１３が低圧燃料通路２５（出口オリフィス２５ａ）を閉じることで切替弁背圧室１１の内圧が上がり、切替可動弁２２が差圧で下降する。
【００２９】
差圧切替弁１２は、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）によって弁室を形成している。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。
上部弁体は、差圧室１６に通じる燃料通路２６と、低圧側に通じる低圧燃料通路２７の連通と遮断の切り替えを行うものであり、切替可動弁２２が下降すると上部弁体がインジェクタボディ２１に着座して燃料通路２６と低圧燃料通路２７の連通を遮断し、逆に切替可動弁２２が上昇すると燃料通路２６と低圧燃料通路２７を連通させる。
下部弁体は、差圧室１６に通じる燃料通路２６と、等圧室２３に通じる高圧燃料通路２８の連通と遮断の切り替えを行うものであり、切替可動弁２２が下降すると差圧室１６と高圧燃料通路２８を連通し、逆に切替可動弁２２が上昇するとインジェクタボディ２１に着座して差圧室１６と高圧燃料通路２８の連通を遮断する。
【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と並列に逆止弁４６ｂが設けられている。
この逆止弁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のみに燃料を流す増圧系逆止弁５４ａを備えた増圧燃料通路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〕
インジェクタ２は、インジェクタ配管が接続される燃料入口（高圧燃料供給ポート：図示しない）を備え、燃料入口に供給された高圧燃料は、インジェクタボディ２１に形成された入口燃料通路６１を介して等圧室２３に導かれる。
そして、燃料入口からノズル背圧室１４への高圧燃料の供給は、燃料入口→入口燃料通路６１→等圧室２３→高圧燃料通路２８→差圧切替弁１２→燃料通路２６→差圧室１６→燃料通路４６→ノズル背圧室１４の順に成される。
一方、燃料入口から燃料溜４４への高圧燃料の供給は、燃料入口→入口燃料通路６１→等圧室２３→増圧燃料通路５４→増圧室５３→燃料通路４５→燃料溜４４の順に成される。
このように、インジェクタ２の内部では、ノズル背圧室１４へ高圧燃料を供給する燃料流路と、燃料溜４４へ高圧燃料を供給する燃料流路とが、等圧室２３で分岐して別々に独立して設けられている。
【００４１】
次に、参考例におけるインジェクタ２の問題点を、図２（ａ）を参照して説明する。
インジェクタ２は、電磁弁１３のＯＮ−ＯＦＦ作動により燃料噴射αを行うことで、インジェクタ２の内部において水撃が生じ、その水撃による圧力変動によってインジェクタ２内およびインジェクタ配管内に圧力伝播による圧力脈動が生じる。
【００４２】
等圧室２３から増圧室５３へ燃料を導く増圧燃料通路５４には、等圧室２３から増圧室５３側へのみ燃料を流す増圧系逆止弁５４ａが設けられているため、圧力室５３および燃料溜４４の圧力は、増圧系逆止弁５４ａの作用により、図２（ａ）の実線Ａで示すように、圧力脈動の頂上圧で保たれることになり、噴射ノズル１５のニードル４２には開弁方向の大きなリフト力が加わった状態になる。
【００４３】
一方、等圧室２３内の圧力は、図２（ａ）の破線Ｂで示すように、圧力脈動の頂上圧と最下圧との間で変動する。ノズル背圧室１４は、差圧切替弁１２と差圧室１６を介して等圧室２３と連通しており、ノズル背圧室１４の圧力は、等圧室２３内の圧力と同様、圧力脈動の頂上圧と最下圧との間で変動することになる。このため、圧力脈動によってノズル背圧室１４の圧力が低下した状態ではノズル背圧室１４によるニードル４２の閉弁方向の付勢力が小さくなる。
【００４４】
このように、参考例のインジェクタ２は、圧力脈動の頂上圧と最下圧の脈動幅の圧差分だけニードル４２には開弁方向のリフト力が加わることになる。このため、燃料噴射が終了した後にノズル背圧室１４の圧力が圧力脈動によって最下圧に達すると（横軸ｔ１参照）、噴射指令がなくても（電磁弁１３がＯＦＦ状態であっても）再度開弁して２次噴射βが発生してしまう。
【００４５】
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、燃料入口から高圧燃料の供給を受ける等圧室２３（燃料高圧部に相当する）を有する。
そして、インジェクタ２は、等圧室２３に通じる高圧側と燃料圧力の低い低圧側とが切り替えられるノズル背圧室１４を有し、このノズル背圧室１４が高圧側または低圧側に切り替えられることで、噴射燃料が供給される燃料溜４４の燃料の噴射と噴射停止の作動を行う噴射ノズル１５と、等圧室２３に通じる高圧側と燃料圧力の低い低圧側とが切り替えられる差圧室１６を有するとともに、差圧室１６が低圧側に切り替えられることで、燃料溜４４に通じる増圧室５３の容積を減少させて燃料溜４４の燃料圧力を高める増圧ピストン５１を有する増圧器１７と、等圧室２３に供給された高圧燃料を増圧室５３に導く増圧燃料通路５４に設けられ、増圧室５３の高圧燃料が等圧室２３側に逆送されるのを防ぐ増圧系逆止弁５４ａと、燃料入口から等圧室２３を介してノズル背圧室１４に高圧燃料を導く燃料通路で、且つ増圧燃料通路５４とは別の燃料通路に設けられ、高圧燃料が燃料入口側に逆送されるのを防ぐ高圧系逆止弁６２とを具備する。
【００４６】
実施例１のインジェクタ２は、上記参考例に対し、高圧系逆止弁６２を追加したことで本発明を実施するものである。
この実施例１の高圧系逆止弁６２は、燃料入口から等圧室２３へ高圧燃料を供給する入口燃料通路６１に設けられるものであり、燃料入口から等圧室２３のみへ燃料を流し、等圧室２３から燃料入口側へ燃料が流れるのを阻止する構造のものである。具体的な一例を示すと、高圧系逆止弁６２は、入口燃料通路６１を開閉する可動弁体（例えば、ボール弁等）と、この可動弁体を燃料供給側（上流側：燃料入口側）へ付勢するリターンスプリングとからなる。なお、高圧系逆止弁６２に限らず、他の増圧系逆止弁５４ａ、逆止弁４６ｂの構造も、一方向のみに燃料を流す構造であれば限定されるものではなく、板バネを用いたリード弁など、他の周知の逆止弁構造を採用可能なものである。
【００４７】
（実施例１の効果）
この実施例１のインジェクタ２は、増圧燃料通路５４の増圧系逆止弁５４ａとは別に、入口燃料通路６１にも高圧系逆止弁６２を設けたことにより、インジェクタ２の噴射作動による水撃作用により圧力脈動が生じたとしても、増圧室５３および燃料溜４４の圧力が増圧系逆止弁５４ａの作用で圧力脈動の頂上圧になるとともに、ノズル背圧室１４の圧力も高圧系逆止弁６２の作用で圧力脈動の頂上圧になる。即ち、燃料溜４４とノズル背圧室１４は、共に圧力脈動の頂上圧に保たれる。
【００４８】
このことを、図２（ｂ）を参照して説明する。
インジェクタ２は、電磁弁１３のＯＮ−ＯＦＦ作動により燃料噴射αを行うことで、インジェクタ２の内部において水撃が生じ、その水撃による圧力変動によってインジェクタ２内およびインジェクタ配管内に圧力伝播による圧力脈動が生じる。
等圧室２３から増圧室５３へ燃料を導く増圧燃料通路５４には、等圧室２３から増圧室５３側へのみ燃料を流す増圧系逆止弁５４ａが設けられているため、圧力室５３および燃料溜４４の圧力は、増圧系逆止弁５４ａの作用により、図２（ｂ）の実線Ａ’で示すように、圧力脈動の頂上圧で保たれる。
一方、燃料入口から等圧室２３へ燃料を導く入口燃料通路６１には、燃料入口から等圧室２３側へのみ燃料を流す高圧系逆止弁６２が設けられているため、等圧室２３およびこの等圧室２３に通じるノズル背圧室１４の圧力は、高圧系逆止弁６２の作用により、図２（ｂ）の破線Ｂ’で示すように、圧力脈動の頂上圧で保たれる。
【００４９】
このように、インジェクタ２の噴射動作の直後に水撃作用による圧力変動が生じたとしても、ニードル４２に開弁方向のリフト力を生じさせる燃料溜４４の圧力と、ニードル４２に閉弁方向の付勢力を生じさせるノズル背圧室１４の圧力とが、共に圧力脈動の頂上圧に保たれるため、ニードル４２に対して圧力脈動の脈動幅の圧差によるリフト力が生じない。この結果、燃料噴射が終了した後に圧力脈動の影響によって２次噴射が発生する不具合がない。
また、燃料噴射の直後に「意図的に燃料噴射」を行う際、燃料溜４４とノズル背圧室１４が共に圧力脈動の頂上圧に保たれるため、圧力脈動の影響を受けることなく燃料噴射を行うことができる。このため、燃料噴射の直後に実施される「意図的な燃料噴射」の噴射精度を高めることができる。即ち、コモンレール式燃料噴射装置の噴射精度を高めることができる。
さらに、既存のインジェクタ２に高圧系逆止弁６２を追加するだけで、本願発明を実施することができる。即ち、インジェクタ２のコスト上昇を抑えて、本発明の優れた効果を得ることができる。
【実施例２】
【００５０】
実施例２のインジェクタ２を図３を参照して説明する。なお、以下の各実施例において、実施例１と同一符号は、同一機能物を示すものである。
上記の実施例１では、入口燃料通路６１に高圧系逆止弁６２を設ける例を示した。
これに対し、この実施例２は、等圧室２３から差圧切替弁１２に高圧燃料を導く高圧燃料通路２８に、等圧室２３から差圧切替弁１２側へのみ燃料を流し、差圧切替弁１２から等圧室２３側へ燃料が流れるのを阻止する高圧系逆止弁６２を設けたものである。
この実施例２を採用しても、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００５１】
実施例３のインジェクタ２を図４を参照して説明する。
上記の実施例１では、入口燃料通路６１に高圧系逆止弁６２を設けて、等圧室２３の圧力を圧力脈動の頂上圧に保持させる例を示した。
しかるに、高圧系逆止弁６２によって等圧室２３の圧力が圧力脈動の頂上圧に保持された状態では、制御装置がレール圧センサによってモニターするレール圧と、インジェクタ２内の圧力とが異なってしまう。
【００５２】
そこで、この実施例３のインジェクタ２には、高圧系逆止弁６２と並行して、入口燃料通路６１より燃料流路面積の小さい絞りとして作用する圧力復帰補助通路６３を設けている。
具体的にこの実施例３の圧力復帰補助通路６３は、高圧系逆止弁６２を構成する可動弁体を貫通する小径の絞り通路であり、この小径の絞り通路によって可動弁体の開閉状態に関わらず、入口燃料通路６１の上流側（コモンレール１側）と下流側（等圧室２３側）とを常時連通する。
なお、この実施例３では、高圧系逆止弁６２自身に圧力復帰補助通路６３を形成する例を示すが、上述したオリフィス４６ａと逆止弁４６ｂのように、高圧系逆止弁６２をバイパスするバイパス路を設け、そのバイパス路に絞り作用を成す圧力復帰補助通路６３を設けても良い。
【００５３】
この実施例３に示すように、入口燃料通路６１に高圧系逆止弁６２を設ける場合、高圧系逆止弁６２と並行する圧力復帰補助通路６３を設けることにより、燃料噴射作動による圧力脈動により高圧系逆止弁６２が閉じられ、等圧室２３の圧力が圧力脈動の頂上圧に保持された後、等圧室２３とコモンレール１とが絞り作用を奏する圧力復帰補助通路６３を介して連通することで、等圧室２３の燃料圧力を徐々にレール圧に近づけることができる。この結果、次回の噴射までに等圧室２３内の燃料圧力が、制御装置のモニターするレール圧になる、あるいはレール圧に近づくため、高精度にニードル４２のリフト制御を行うことができ、インジェクタ２によって高精度の噴射制御を実施できる。
【実施例４】
【００５４】
実施例４のインジェクタ２を図５を参照して説明する。
上記実施例１では、ノズル背圧室１４の燃料圧力を差圧切替弁１２によって切り替えて、燃料溜４４の圧力変化とともにニードル４２のリフト制御を実施する例を示した。
これに対し、この実施例４は、主に燃料溜４４の圧力変化によってニードル４２のリフト制御を実施するものである。
【００５５】
具体的に、実施例１においてノズル背圧室１４に燃料を導く燃料通路４６は、差圧室１６とノズル背圧室１４とを接続するものであったが、この実施例４においてノズル背圧室１４に燃料を導く燃料通路４６’は、差圧切替弁１２および差圧室１６を介すことなく等圧室２３とノズル背圧室１４とを連通するものであり、ノズル背圧室１４の圧力が略レール圧に保たれる。
これによって、インジェクタ２は、増圧器１７の作動による燃料溜４４の圧力増加によってニードル４２がリフトして燃料噴射を実施し、燃料溜４４の圧力低下によってニードル４２が下降して燃料噴射を停止する作動を行う。
【００５６】
このように、燃料通路４６’によって等圧室２３の燃料圧力を直接的にノズル背圧室１４に供給するインジェクタ２であっても、上記実施例１と同様に、入口燃料通路６１に高圧系逆止弁６２を設けることで、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例５】
【００５７】
実施例５のインジェクタ２を図６を参照して説明する。
上記の実施例４では、入口燃料通路６１に高圧系逆止弁６２を設ける例を示した。
これに対し、この実施例５は、等圧室２３からノズル背圧室１４に高圧燃料を導く燃料通路４６’（増圧燃料通路とは別の燃料通路の一例）に、等圧室２３からノズル背圧室１４へのみ燃料を流し、ノズル背圧室１４から等圧室２３側へ燃料が流れるのを阻止する高圧系逆止弁６２を設けたものである。
この実施例５を採用しても、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
なお、燃料噴射作動による圧力脈動により高圧系逆止弁６２が閉じられ、ノズル背圧室１４の圧力が圧力脈動の頂上圧に保持されても、ノズル背圧室１４と燃料溜４４はニードル４２の摺動クリアランスを介して微小連通しているため、高圧系逆止弁６２が閉じられた後、ノズル背圧室１４の圧力はニードル４２の摺動クリアランスを介して徐々に燃料溜４４の圧力に戻るものである。
【実施例６】
【００５８】
実施例６のインジェクタ２を図７を参照して説明する。
この実施例６のインジェクタ２は、上記実施例４の高圧系逆止弁６２と並行して、入口燃料通路６１より燃料流路面積が小さく絞りとして作用する圧力復帰補助通路６３を設けたものである。
この圧力復帰補助通路６３は、上記実施例３で示したものと同等であり、上記実施例３と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
〔変形例〕
上記の実施例では、燃料高圧部の一例として等圧室２３を示したが、増圧燃料通路５４の通路上流端より上流側のインジェクタ２内であれば良く、燃料高圧部は等圧室２３に限定されるものではない。
上記の実施例では増圧器１７を差圧室１６の圧力変化によって作動させる例を示したが、電動アクチュエータ（例えば、ピエゾスタック、電磁アクチュエータ等）により増圧ピストン５１を直接的あるいは間接的（例えば、ストローク増加手段等を介在させる等）に駆動するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【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】電磁弁の駆動電流波形、増圧室と等圧室の圧力変動、および燃料噴射率の関係を示すタイムチャートである（参考例と実施例１）。
【図３】燃料噴射装置の概略図である（実施例２）。
【図４】燃料噴射装置の概略図である（実施例３）。
【図５】燃料噴射装置の概略図である（実施例４）。
【図６】燃料噴射装置の概略図である（実施例５）。
【図７】燃料噴射装置の概略図である（実施例６）。
【符号の説明】
【００６１】
１  コモンレール（高圧油源）
２  インジェクタ
１２  差圧切替弁
１４  ノズル背圧室
１５  噴射ノズル
１６  差圧室
１７  増圧器
２３  等圧室（燃料高圧部）
２８  燃料高圧部と差圧切替弁とを連通する高圧燃料通路
４４  燃料溜
４６  差圧室とノズル背圧室を連通する燃料通路
４６’  差圧切替弁を介すことなく等圧室とノズル背圧室とを接続する燃料通路
５１  増圧ピストン
５３  増圧室
５４  増圧燃料通路
５４ａ  増圧系逆止弁
６１  入口燃料通路
６２  高圧系逆止弁
６３  圧力復帰補助通路
【図１】
2008232026.tif 000003
【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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