(57)【要約】【課題】燃料消費率を良好に維持しながら排ガス中のＮＯｘを低減することができる燃料噴射装置およびこれを備えるディーゼル機関を提供すること。【解決手段】昇圧された燃料を蓄えておく蓄圧器３と、該蓄圧器３から前記燃料が供給されることにより開放して該燃料を噴射する燃料噴射弁４と、前記蓄圧器３から前記燃料噴射弁４へ燃料を供給する燃料供給路５と、該燃料供給路５に接続されて前記燃料噴射弁４への燃料供給を断続する主弁６と、該主弁６を駆動する主弁駆動機構７と、を具備する燃料噴射装置１０において、前記主弁駆動機構７は、前記主弁６を開度の異なる少なくとも二位置に移動せしめる構成を有するものであることを特徴とする。【選択図】　図１
2004019633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇圧された燃料を蓄えておく蓄圧器と、該蓄圧器から前記燃料が供給されることにより開放して該燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧器から前記燃料噴射弁へ燃料を供給する燃料供給路と、該燃料供給路に接続されて前記燃料噴射弁への燃料供給を断続する主弁と、該主弁を駆動する主弁駆動機構と、を具備する燃料噴射装置において、
前記主弁駆動機構は、前記主弁を開度の異なる少なくとも二位置に移動せしめる構成を有するものであることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記主弁駆動機構は、前記主弁の一端部に設けられ、前記主弁を閉位置に付勢する付勢部材と、前記主弁の他端部に流体を作用させ、前記主弁を開放せしめる駆動部と、を具備し、
前記駆動部は、流体供給源から前記他端部へ流体を供給する流体供給路と、該流体供給路に接続されて前記他端部への流体供給を断続する二つの弁機構と、これら二つの弁機構のうち一方に位置する弁機構を迂回して前記他端部に前記流体を供給する迂回路と、該迂回路に設けられた絞りと、を備えてなり、
前記他端部への流体供給にあたっては前記二つの弁機構のうち他方に位置する弁機構を先行して開放し、続いて一方に位置する弁機構を開放することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料噴射装置において、
前記他端部には、該他端部に作用する流体を前記流体供給源に戻す戻り路と、前記流体が作用する前記他端部とを連通する少なくとも一本の連通路が設けられており、かつ該少なくとも一本の連通路は、前記他端部に作用する流体の圧力が高くなるにしたがって流路抵抗が減少するように構成されていることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料噴射装置において、
前記少なくとも一本の連通路は、前記他端部の外表面に形成されたスリットであることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置と、
前記燃料噴射弁が取り付けられるシリンダヘッドと、を具備してなることを特徴とするディーゼル機関。
【請求項６】
請求項５に記載のディーゼル機関において、
前記蓄圧器、前記主弁、および前記主弁駆動機構が、前記シリンダヘッドとは分離して設けられていることを特徴とするディーゼル機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射装置およびこれを備えたディーゼル機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７はディーゼル機関に搭載される従来の燃料噴射装置１００の概略構成図である。図において符号１０１は燃料タンク、１０２は燃料を加圧供給する燃料ポンプ、１０３は燃料ポンプ１０２から加圧供給された燃料を所定の圧力もしくはそれ以上の圧力で蓄えておく蓄圧器、１０４は蓄圧器１０３から昇圧された燃料を供給されることにより開放してその燃料を噴射する燃料噴射弁、１０５は蓄圧器１０３から燃料噴射弁１０４へ燃料を供給する供給路である。
【０００３】
供給路１０５には、燃料噴射弁１０４への燃料供給を断続する電磁弁１０６が接続されている。電磁弁１０６には、蓄圧器１０３から燃料噴射弁１０４へ燃料を供給するポジションと、燃料噴射弁１０４への燃料供給を断って燃料噴射弁１０４側の供給路５に残った余圧を系外に逃がすポジションとを選択可能な三方向弁が使用されている。
【０００４】
また、電磁弁１０６には、燃料噴射弁１０４への燃料供給を断つポジションが選択されたときに、燃焼噴射弁１０４側に残って余圧を生じた燃料を排出するドレン排出路１０８が接続されており、その先には余剰の燃料を受けるドレンパン１０９が設置されている。
【０００５】
上記のように構成された燃料噴射装置１００を備えるディーゼル機関を運転したときの燃料噴射装置の作動の仕方について説明する。
蓄圧器１０３には燃料ポンプ１０２の働きにより昇圧された燃料が常時蓄えられており、ディーゼル機関が燃料噴射の行程に入ると、電磁弁１０６が開放され、蓄圧器３に蓄えられた燃料が燃料噴射弁１０４に供給される。燃料噴射の行程を終えると電磁弁１０６が閉じられ、燃料噴射弁１０４側の供給路１０５に残って余圧を生じた燃料が、電磁弁１０６に設けられたドレン排出路１０８を通じて排出され、ドレンパン１０９に回収される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の燃料噴射装置においては、図８に示すように、燃料噴射期間のすべてにわたってほぼ一定の噴射率で燃料噴射が行われる。このような燃料噴射方式では燃料消費率は優れているが、排ガス中のＮＯｘが多くなることがわかっており、大気汚染を助長する要因となるなど環境面で問題を生じる可能性がある。そのため、ＮＯｘ低減を図る何らかの対策が望まれている。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、燃料消費率を良好に維持しながら排ガス中のＮＯｘを低減することができる燃料噴射装置およびこれを備えるディーゼル機関を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料噴射装置およびこれを備えるディーゼル機関では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の燃料噴射装置によれば、昇圧された燃料を蓄えておく蓄圧器と、該蓄圧器から前記燃料が供給されることにより開放して該燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧器から前記燃料噴射弁へ燃料を供給する燃料供給路と、該燃料供給路に接続されて前記燃料噴射弁への燃料供給を断続する主弁と、該主弁を駆動する主弁駆動機構と、を具備する燃料噴射装置において、前記主弁駆動機構は、前記主弁を開度の異なる少なくとも二位置に移動せしめる構成を有するものであることを特徴とする。
【０００９】
この燃料噴射装置においては、開度の異なる少なくとも二位置で主弁が開くこととなる。
したがって、主弁の開度が小さい場合には、その流路における圧力損失が多く発生し、燃料噴射弁から噴射される噴射圧が低く抑えられることとなる。一方、主弁の開度が大きい場合には、その流路における圧力損失が少なくなり、燃料噴射弁から噴射される噴射圧が高められることとなる。
【００１０】
請求項２に記載の燃料噴射装置によれば、請求項１に記載の燃料噴射装置において、前記主弁駆動機構は、前記主弁の一端部に設けられ、前記主弁を閉位置に付勢する付勢部材と、前記主弁の他端部に流体を作用させ、前記主弁を開放せしめる駆動部と、を具備し、前記駆動部は、流体供給源から前記他端部へ流体を供給する流体供給路と、該流体供給路に接続されて前記他端部への流体供給を断続する二つの弁機構と、これら二つの弁機構のうち一方に位置する弁機構を迂回して前記他端部に前記流体を供給する迂回路と、該迂回路に設けられた絞りと、を備えてなり、前記他端部への流体供給にあたっては前記二つの弁機構のうち他方に位置する弁機構を先行して開放し、続いて一方に位置する弁機構を開放することを特徴とする。
【００１１】
この燃料噴射装置においては、他方の弁機構が一方の弁機構に先行して開放されることにより、迂回路および絞りを通った流体が主弁の他端部に作用して主弁を開放し、続いて一方の弁機構が開放されることにより流体供給路を通った流体が主弁の他端部に作用して主弁を開放することとなる。
すなわち、はじめに圧力の低い流体が主弁の他端部に作用し、次に圧力の高い流体が主弁の他端部に作用するようになっている。
これにより、主弁はまず小さい開度で開放され、その後大きい開度で開放されることとなる。
したがって、燃料噴射期間における前半の燃料噴射率が低く抑えられ、燃料噴射期間における後半の燃料噴射率が高められる。
【００１２】
請求項３に記載の燃料噴射装置によれば、請求項２に記載の燃料噴射装置において、前記他端部には、該他端部に作用する流体を前記流体供給源に戻す戻り路と、前記流体が作用する前記他端部とを連通する少なくとも一本の連通路が設けられており、かつ該少なくとも一本の連通路は、前記他端部に作用する流体の圧力が高くなるにしたがって流路抵抗が減少するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この燃料噴射装置においては、他端部に作用する流体の圧力が低い場合に、連通路の流路抵抗が大きくなるように設定されている。
したがって、他端部に作用して主弁を開こうとする流体の圧力と、主弁を閉じようとする付勢部材の付勢力とが瞬時に平衡することとなる。
【００１４】
請求項４に記載の燃料噴射装置によれば、請求項３に記載の燃料噴射装置において、前記少なくとも一本の連通路は、前記他端部の外表面に形成されたスリットであることを特徴とする。
【００１５】
この燃料噴射装置においては、連通路が他端部の外表面にスリット状に形成されており、他端部に作用する流体はこのスリットを通って戻り路に導かれることとなる。
【００１６】
請求項５に記載のディーゼル機関によれば、請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置と、前記燃料噴射弁が取り付けられるシリンダヘッドと、を具備してなることを特徴とする。
【００１７】
このディーゼル機関においては、燃料噴射期間における燃料噴射率を制御することができるので、燃料消費率を良好に維持しつつ、排ガス中のＮＯｘを低減させることが可能となる。
【００１８】
請求項６に記載のディーゼル機関によれば、請求項５に記載のディーゼル機関において、前記蓄圧器、前記主弁、および前記主弁駆動機構が、前記シリンダヘッドとは分離して設けられていることを特徴とする。
【００１９】
このディーゼル機関においては、蓄圧器、主弁、および主弁駆動機構を、シリンダヘッドとは分離して設けることにより、メンテナンスや部品の交換作業等が簡単に行える。
また、ディーゼル機関を設計する上での自由度が増し、シリンダヘッドの小型／軽量化が図れる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る燃料噴射装置およびこれを備えるディーゼル機関の第１の実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。
図１は燃料噴射装置１０の概略構成図である。図において符号１は燃料タンク、２は燃料を加圧供給する燃料ポンプ、３は燃料ポンプ２から加圧供給された燃料（たとえば、Ｃ重油）を所定の圧力もしくはそれ以上の圧力で蓄えておく蓄圧器、４は蓄圧器３から昇圧された燃料を供給されることにより開放してその燃料を噴射する燃料噴射弁、５は蓄圧器３から燃料噴射弁４へ燃料を供給する燃料供給路、６はこの燃料供給路５に接続されて燃料噴射弁４への燃料供給を断続する主弁、７はこの主弁６を駆動する主弁駆動機構である。
【００２１】
燃料噴射弁４は、バネによってニードルバルブ（図示せず）が閉じる方向に付勢されており、蓄圧器３から燃料供給路５を介して燃料がニードルバルブの下方に加わるとバネの付勢力に打ち勝ってニードルバルブが開く、いわゆる機械式のものである。
【００２２】
主弁６には、蓄圧器３から燃料噴射弁４へ燃料を供給するポジションと、燃料噴射弁４への燃料供給を断って燃料噴射弁４側の燃料供給路５に残った余圧を系外に逃がすポジションとを選択可能な三方向弁が使用されている。
また、この主弁６には、燃料噴射弁４への燃料供給を断つポジションが選択されたときに、燃料噴射弁４側に残って余圧を生じた燃料を排出するドレン排出路８が接続されており、その先には前述した燃料タンク１が設置されている。
【００２３】
主弁６は、燃料供給路５を通じて蓄圧器３から燃料を供給されるシリンダ部１１と、シリンダ部１１内に往復動可能に配置された制御ピストン１２とから構成されている。
【００２４】
シリンダ部１１には、燃料供給路５を通じて蓄圧器３に連通する空間Ａ１と、燃料噴射弁４に連通する空間Ａ２と、ドレン排出路８に連通する空間Ａ３と、後述するパイロット弁（弁機構）に連通して作動油を供給される空間Ａ４とが連続して設けられている。
【００２５】
制御ピストン１２には、空間Ａ１，Ａ２間に配置され、両空間を連通／遮断して燃料供給路５を断続する第１の弁体１３と、空間Ａ２，Ａ３間に配置され、両空間を連通／遮断してドレン排出路８を開閉する第２の弁体１４とが、制御ピストン１２の長さ方向に離間して設けられている。制御ピストン１２の他端面１２ｂは、後述するパイロット弁（弁機構）から供給される作動油の圧力を受けるべく空間Ａ４に配置されている。
【００２６】
シリンダ部１１は、長さ方向に垂直な断面を見るとどの部分においても円形をなし、空間Ａ１は空間Ａ２よりも大径に、空間Ａ２は空間Ａ３よりも小径に形成されている。空間Ａ１，Ａ２間にあたるシリンダ部１１の内壁面には、漏斗状に径を絞られた縮径部１１ａが形成されている。また、第１の弁体１３には、縮径部１１ａに当接することで空間Ａ１，Ａ２を仕切るテーパ状のシート部１３ａが形成されている。シート部１３ａは、縮径部１１ａに対しては最外周のエッジ部分を当接するようになっており（これを「外当たり」という）、第１の弁体１３が空間Ａ１，Ａ２間を閉じた状態では、空間Ａ１に供給された燃料の圧力がシート部１３ａに作用しないようになっている。
【００２７】
主弁駆動機構７は、制御ピストン１２の一端面１２ａに作用して制御ピストン１２を閉位置に付勢する戻しバネ（付勢部材）２１と、制御ピストン１２の他端面１２ｂに作動油（流体）の圧力を作用させて、制御ピストン１２を戻しバネ２１が付勢する方向と反対の方向に移動させる駆動部２２とから構成されている。
【００２８】
この駆動部２２は、図示しない作動油供給源から空間Ａ４へ作動油を供給する作動油供給路（流体供給路）２３と、この作動油供給路２３に直列に接続されて制御ピストン１２、すなわち空間Ａ４への作動油の供給を断続する２つのパイロット弁（弁機構）２４，２５と、これら２つのパイロット弁２４，２５のうち一方、すなわち制御ピストン１２側に位置するパイロット弁２５を迂回（バイパス）して空間Ａ４に作動油を供給する迂回路２６と、この迂回路２６の途中に設けられた絞り２７とから構成されている。
【００２９】
パイロット弁２４，２５はそれぞれ、作動油供給源から作動油を供給されるシリンダ部３１，３２と、各シリンダ部３１，３２内に往復動可能に配置された制御ピストン３３，３４と、これら制御ピストン３３，３４の一端面３３ａ，３４ａに作用して制御ピストン３３，３４をそれぞれ閉位置（紙面に向かって右方向）に付勢する戻しバネ３５，３６と、図示しない制御部に制御されて制御ピストン３３，３４をそれぞれ開位置（紙面に向かって左方向）に移動させる電磁駆動部３５ａ，３６ａとから構成されている。
【００３０】
シリンダ部３１内の空間Ａ５は、一方で作動油供給路２３に連通し、他方では空間Ａ５から延長された迂回路２６を通じて空間Ａ４に連通している。
また、シリンダ部３２内の空間Ａ６は、一方で作動油供給路２３に連通し、他方では空間Ａ６から延長された作動油供給路２３ａおよび前述した迂回路２６を通じて空間Ａ４に連通している。
【００３１】
制御ピストン３３，３４にはそれぞれ、作動油供給路２３と空間Ａ５，Ａ６との間に配置され、両空間を遮断して作動油供給路２３を断続する第３の弁体３７，３８と、空間Ａ５を画成する第４の弁体３９，４０とが、制御ピストン３３，３４の長さ方向に離間して設けられている。
空間Ａ４よりも下流側の作動油排出路（戻り路）４１には、作動油の流量を絞る絞り４２が設けられている。
【００３２】
図２はこの燃料噴射装置１０を備えるレシプロ式ディーゼル機関５０の概略構成図である。図において符号５１はシリンダ、５２はシリンダヘッド、５３はピストン、５４はコネクティングロッド、５５はクランクシャフト、５６はクランクケース、５７はバルブである。
【００３３】
燃料噴射装置１０は、燃料噴射弁４がシリンダヘッド５２の略中央に設置されているが、蓄圧器３、主弁６、および主弁駆動装置７がシリンダヘッド５２の側部に分けて設置されており、両者は燃料供給路５をなす管路で接続されている。
【００３４】
上記のように構成された燃料噴射装置１０を備えるディーゼル機関５０を運転した時の燃料噴射装置１０の作動の仕方について説明する。
ディーゼル機関５０が燃料噴射の行程に入ると、パイロット弁２４，２５がともに閉じられた状態から、パイロット弁２４が先行して作動を開始する。まず、電磁駆動部３５ａが作動して制御ピストン３３が一方向（紙面に向かって左方向）に移動し、第３の弁体３７が開いて作動油が空間Ａ５に流れ込み、さらに迂回路２６を通じて空間Ａ４に流れ込む。空間Ａ４に作動油が流れ込むと、作動油の圧力を受けて制御ピストン１２が他方向（紙面に向かって右方向）に移動し、第１の弁体１３が開くとともに第２の弁体１４がドレン排出路８を閉じ、蓄圧器３から空間Ａ１，Ａ２、燃料供給路５を通じて燃料噴射弁４に燃料が供給される。このとき、絞り２７の作用により空間Ａ４に流れ込む作動油の圧力が低く抑えられるため、制御ピストン１２の移動量が低く抑えられ、弁体１３の開度が低く抑えられて燃料噴射率が低く抑えられる。
【００３５】
続いて、パイロット弁２５が作動を開始する。まず、電磁駆動部３６ａが作動して制御ピストン３４が一方向に移動し、第３の弁体３８が開いて作動油が空間Ａ６に流れ込み、さらに作動油供給路２３ａおよび迂回路２６を通じて空間Ａ４に流れ込む。空間Ａ４に作動油が流れ込むと、作動油の圧力を受けて制御ピストン１２が他方向に移動して第１の弁体１３が開き、蓄圧器３から空間Ａ１，Ａ２、燃料供給路５を通じて燃料噴射弁４に燃料が供給される。このとき、絞り２７の作用を受けない作動油が作動油供給路２３，２３ａ、および迂回路２６を通じて空間Ａ４に流れ込むため、制御ピストン１２が最大限他方向に移動させられ、弁体１３がフルオープン（全開）とされて燃料噴射率が行程前半より高められる。
【００３６】
燃料噴射の行程を終えると、パイロット弁２４，２５が同時に閉じられる。すなわち、電磁駆動部３５，３６の作動が同時に解除され、パイロット弁２４では、戻しバネ３５により制御ピストン３３が他方向に移動し、第３の弁体３７が閉じて空間Ａ５、さらに空間Ａ４への作動油の供給が断たれるとともに、パイロット弁２５では、戻しバネ３６により制御ピストン３４が他方向に移動し、第３の弁体３８が閉じて空間Ａ６、さらに空間Ａ４への作動油の供給が断たれる。空間Ａ４への作動油の供給が断たれると、絞り４２を通じて空間Ａ４から作動油が排出され、作動油による制御ピストン１２の押推力が解除される。作動油による押推力が解除されると、制御ピストン１２が戻しバネ２１の付勢力を受けて一方向に移動し、第１の弁体１３が閉じるとともに第２の弁体１４がドレン排出路８を開き、燃料供給路５を通じての燃料供給が断たれる。
【００３７】
主弁６が閉じられると、燃料噴射弁４側の燃料供給路５に残って余圧を生じた燃料が、空間Ａ２，Ａ３、ドレン排出路８を通じて排出され、燃料タンク１に回収される。
【００３８】
このように、パイロット弁２４を先行して開放し、続いてパイロット弁２５を開放することにより、噴射行程１回当たりの燃料噴射の期間における前半の燃料噴射率が低く抑えられ、後半の燃料噴射率が高められる（吸入行程１回当たりの燃料噴射率の変化および各弁の開閉状態を示すと図３のようになる）。
【００３９】
なお、図１の燃料噴射装置１０では、パイロット弁２４とパイロット弁２５とを同じ大きさとし、パイロット弁２４の下流側の迂回路２６に絞り２７を設けることで空間Ａ４に作用する作動油の圧力が小さく（流量を少なく）なるようにしているが、このように絞り２７を設ける以外に、パイロット弁２４およびパイロット弁２５の大きさ自体を異ならせることで容量に大小の違いを与えることも可能である。
【００４０】
次に、本発明に係る燃料噴射装置およびこれを備えるディーゼル機関の第２の実施形態を図４および図５に基づいて説明する。なお、上記第１の実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態においては、制御ピストン１２の他端部に設けられたスリット（連通路）６０、および絞り４２（図１参照）を有しない作動油排出路４１を通じて空間Ａ４内の作動油が作動油供給源に戻されるようになっている。
【００４１】
スリット６０は、制御ピストン１２の他端部（第１の弁体１３と反対側に位置する端部）において、他端面１２ｂと作動油排出路４１とを連通する流路であり、制御ピストン１２の他端部外表面に形成された１本の溝である。
一方、作動油排出路４１には制御ピストン１２の他端部外表面に沿って環状に配置された環状部４１ａが設けられている。
【００４２】
したがって、パイロット弁２４，２５が閉じられた状態でも、空間Ａ４と作動油排出路４１とはスリット６０および環状部４１ａを介して連通していることとなる。
また、パイロット弁２４またはパイロット弁２４，２５が開かれて、制御ピストン１２の他端面１２ｂに作動油の圧力が作用すると、制御ピストン１２が他方向（紙面に向かって右方向）に移動することとなる。このとき、制御ピストン１２の他方向への移動量が大きいほどスリット６０と環状部４１ａとのオーバーラップ（重なり）が大きくなって、作動油の通過面積が大きくなる。
【００４３】
上記のように構成された燃料噴射装置２０を備えるディーゼル機関を運転したときの燃料噴射装置２０の作動の仕方について説明すると、パイロット弁２４，２５については上記第１の実施形態と全く同じに開閉動作を行って同様の燃料噴射率を実現する。
ただし、空間Ａ４内の作動油は、上述したようにスリット６０および環状部４１ａを通って作動油排出路４１に排出され、作動油供給源に戻されるようになっている。
また、制御ピストン１２が右方向に移動するとスリットの流路面積が大きくなり、空間Ａ４の圧力が低下するので、制御ピストン１２を右方向に押す力が弱められる。よって、力が平衡する位置で制御ピストン１２は止まることになる。
【００４４】
本実施形態においても、吸入行程１回当たりの燃料噴射期間における前半の燃料噴射率が低く抑えられ、後半の燃料噴射率が高められる（吸入行程１回当たりの燃料噴射率の変化および各弁の開閉状態を示すと図５のようになる）。
図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、上記のように構成された燃料噴射装置２０では、主弁６リフト量および燃料噴射率を階段状に変化させることができる。
【００４５】
なお、本実施形態ではスリット６０を、パイロット弁２４，２５が閉じられた状態でも、空間Ａ４と環状部４１ａとを連通する１本の溝としている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば図６（ａ）から図６（ｃ）に示すようなものとすることもできる。
図６（ａ）に示すスリット６０ａは、制御ピストン１２の他端部において、他端面１２ｂに作動油が作用したとき、空間Ａ４と環状部４１ａとを連通し、他端面１２ｂに作動油が作用しないとき、空間Ａ４と環状部４１ａとの連通を断つ流路であり、制御ピストン１２の他端部外表面に形成された１本の溝である。
すなわち、パイロット弁２４，２５が閉じられた状態では空間Ａ４と環状部４１ａとの連通が遮断されており、パイロット弁２４またはパイロット弁２４，２５が開かれ、制御ピストン１２の他端面１２ｂに作動油の圧力が作用して、制御ピストン１２が他方向に移動することにより空間Ａ４と環状部４１ａとが連通状態となる。
言い換えれば、図６（ａ）に示すスリット６０ａは、図４に示したスリット６０の長さが短くされたものである。
【００４６】
また、図６（ｂ）に示す連通路は、図４に示すスリット６０と図６（ａ）に示すスリット６０ａとから構成されたものであり、これらスリット６０，６０ａは互いに他端部外周面の反対側に設けられている。
したがって、パイロット弁２４，２５が閉じられた状態では、空間Ａ４と作動油排出路４１とがスリット６０および環状部４１ａを介して連通され、パイロット弁２４またはパイロット弁２４，２５が開かれた状態では、空間Ａ４と作動油排出路４１とがスリット６０，６０ａおよび環状部４１ａを介して連通されることとなる。
すなわち、制御ピストン１２が他方向に移動していくにしたがってスリット６０，６０ａと環状部４１ａとのオーバーラップ（重なり）が大きくなって、作動油の通過面積が大きくなる。
【００４７】
さらに、図６（ｃ）に示す連通路は、図４に示すスリット６０の平面視形状を変更したものである。
すなわち、図６（ｃ）に示すスリット６０ｃは、制御ピストン１２の他端面１２ｂで最大流路断面を有する平面視楔形の溝である。
【００４８】
したがって、パイロット弁２４，２５が閉じられた状態でも、空間Ａ４と作動油排出路４１とはスリット６０ｃおよび環状部４１ａを介して連通していることとなる。
また、パイロット弁２４またはパイロット弁２４，２５が開かれて、制御ピストン１２の他端面１２ｂに作動油の圧力が作用すると、制御ピストン１２が他方向（紙面に向かって右方向）に移動することとなる。このとき、制御ピストン１２の他方向への移動量が大きいほどスリット６０と環状部４１ａとのオーバーラップ（重なり）が大きくなって、作動油の通過面積が大きくなる。
【００４９】
なお、上述した実施形態においては、パイロット弁２４，２５が作動油供給路２３に対して接続されるとともに、パイロット弁２４がパイロット弁２５の上流側に位置するように配置されている。
しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、たとえばパイロット弁２４とパイロット弁２５とを連通する作動油供給路２３に作動油供給源から作動油が流れ込むように構成することも可能である。この場合、図１および図４において、パイロット弁２４およびパイロット弁２５を連通する作動油供給路２３の左側から作動油が作動油供給路２３に供給されることとなる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の燃料噴射装置およびディーゼル機関によれば、以下の効果を奏する。
請求項１に記載の燃料噴射装置によれば、開度の異なる少なくとも二位置以上で主弁が開かれることとなり、それぞれの開度で異なる燃料噴射率を得て、燃料噴射期間における燃料噴射率を制御することができるようになるので、燃料消費率を良好に維持しつつ、排ガス中のＮＯｘを低減させることができる。
【００５１】
請求項２に記載の燃料噴射装置によれば、燃料噴射期間における前半の燃料噴射率が低く抑えられ、燃料噴射期間における後半の燃料噴射率が高められることとなるので、燃料消費率を良好に維持しつつ、排ガス中のＮＯｘを低減させることができる。
【００５２】
請求項３に記載の燃料噴射装置によれば、他端面に作用して主弁を開こうとする作動油の圧力と、主弁を閉じようとする戻しバネの付勢力とが瞬時に平衡することとなるので、燃料噴射率を階段状に変化させることができる。
【００５３】
請求項４に記載の燃料噴射装置によれば、他端部の外表面にスリットを形成すればよいこととなるので、加工が容易で、装置全体として低廉化を図ることができる。
【００５４】
請求項５に記載のディーゼル機関によれば、燃料噴射期間における燃料噴射率を制御することができるようになるので、燃料消費率を良好に維持しつつ、排ガス中のＮＯｘを低減させることができる。
【００５５】
請求項６に記載のディーゼル機関によれば、蓄圧器、主弁、および主弁駆動機構を、シリンダヘッドとは分離して設けることにより、メンテナンスや部品の交換作業等を簡単に行うことができる。
また、ディーゼル機関を設計する上での自由度が増し、シリンダヘッドの小型／軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料噴射装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の燃料噴射装置を搭載したディーゼル機関の概略構成図である。
【図３】図１に示す燃料噴射装置の作動状態を説明するための図であって、吸入行程１回当たりの燃料噴射率の変化、および各弁の開閉状態を示す図表である。
【図４】本発明による燃料噴射装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】図４に示す燃料噴射装置の作動状態を説明するための図であって、吸入行程１回当たりの燃料噴射率の変化、および各弁の開閉状態を示す図表である。
【図６】図４に示すスリット（連通路）の変形実施形態を示す図であって、（ａ）は第１変形実施形態、（ｂ）は第２変形実施形態、（ｃ）は第３変形実施形態を示す図である。
【図７】従来の燃料噴射装置を示す概略構成図である。
【図８】図７に示す燃料噴射装置の作動状態を説明するための図であって、吸入行程１回当たりの燃料噴射率の変化、および各弁の開閉状態を示す図表である。
【符号の説明】
３　　蓄圧器
４　　燃料噴射弁
５　　燃料供給路
６　　主弁
７　　主弁駆動機構
１０　　燃料噴射装置
１２ａ　一端面（一端部）
１２ｂ　他端面（他端部）
２０　　燃料噴射装置
２１　　戻しバネ（付勢部材）
２２　　駆動部
２３　　作動油供給路（流体供給路）
２４　　パイロット弁（弁機構）
２５　　パイロット弁（弁機構）
２６　　迂回路
２７　　絞り
４１　　作動油排出路（戻り路）
５０　　ディーゼル機関
５２　　シリンダヘッド
６０　　スリット（連通路）
６０ａ　スリット（連通路）
６０ｃ　スリット（連通路）
１００　　燃料噴射装置
１０３　　蓄圧器
１０４　　燃料噴射弁
１０５　　燃料供給路
１０６　　主弁
【図１】
2004019633.tif 000003
【図２】
2004019633.tif 000004
【図３】
2004019633.tif 000005
【図４】
2004019633.tif 000006
【図５】
2004019633.tif 000007
【図６】
2004019633.tif 000008
【図７】
2004019633.tif 000009
【図８】
2004019633.tif 000010