(57)【要約】【課題】簡易な構造を有しつつも、エネルギーロスを抑制してより安定した燃料噴射を実現することのできる燃料噴射弁を提供する。【解決手段】本体３０は、リターン通路３９における背圧室３７と排出口４０との間の連通状態と遮断状態とを制御する制御弁６０と、同制御弁６０の弁体６１を挟み込む態様でシリンダ４４，４５に収容されて弁体６１とともに弁室４１に対して相対変位可能な一対のピストン７３，７４及びそれらピストン７３，７４を互いに挟む方向に付勢する一対の付勢ばね７５，７６を有してアクチュエータ７７の駆動に基づき制御弁６０を開弁位置または閉弁位置に変位させる変位機構７０とを備える。一対のピストン７３，７４のうちの下方側ピストン７３のみを弁体６１と一体に設け、一対の付勢ばね７５，７６のうちの下方ピストン付勢ばね７５の付勢力を上方ピストン付勢ばね７６の付勢力よりも大きくする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割体からなる本体の内部に、高圧燃料の供給口から噴孔に至る燃料通路と、前記噴孔を開閉するニードル弁と、該ニードル弁の一部が壁面の一部をなすように形成される背圧室と、前記燃料通路から分岐されるとともに該背圧室を介して前記高圧燃料の一部を燃料タンクへ排出する排出口に至るリターン通路と、前記背圧室の下流にて同背圧室と前記排出口との間を開閉制御する制御弁と、該制御弁の弁体が設けられる弁室と、前記制御弁の弁体を挟み込む態様でシリンダに収容されて該弁体とともに前記弁室に対して相対変位可能な一対のピストン及びそれらピストンを互いに挟む方向に付勢する一対の付勢部材を有してアクチュエータの駆動に基づき前記制御弁を開弁位置または閉弁位置に変位させる変位機構とを備え、前記制御弁の開閉に応じた圧力バランスの遷移に基づいて前記ニードル弁を開閉する燃料噴射弁において、
前記一対のピストンのうちの一方のみが前記制御弁の弁体と一体に設けられるとともに、前記一対の付勢部材は、前記制御弁の弁体を閉弁方向に付勢する側の付勢力が同弁体を開弁方向に付勢する側の付勢力よりも大きく設定されてなる
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記弁体と一体に設けられるピストンは、前記弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材側に設けられたピストンであり、該ピストンと前記弁体とは、ともに円柱状をなすものであり、該ピストンは、その直径が前記弁体の直径未満である
請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記弁体と、同弁体と一体に設けられるピストンとは、その間が縮径された棒状の部材によって連結されてなる
請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記本体は、前記背圧室と前記排出口との間が前記制御弁によって閉とされている状態にあるときに同制御弁の弁体の上方のシート部が着座する弁座部を有し、前記制御弁が開弁されるときの該弁座部での最大有効開口面積は、前記リターン通路における前記弁座部よりも下流側での最小通路断面積未満に設定されてなる
請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記制御弁の弁体の前記上方のシート部と前記本体の弁座部とは、ともに前記制御弁の軸線に対して直交する平面状に形成されてなる
請求項４に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記制御弁の弁体は、その上方のシート部がテーパ状または曲面状に形成されてなるとともに、前記本体の弁座部及びその近傍は、前記制御弁の軸線に対して直交する平面状に形成され、該弁座部には、前記テーパ状または曲面状に形成された弁体のシート部に係合可能で且つ当該弁座部と接離可能なリングが設けられてなる
請求項４に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記リングは、前記弁体のシート部に係合する内縁が、同弁体のシート部のテーパ面または曲面に倣う形状に形成されてなる
請求項６に記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記本体の弁座部及び前記制御弁の弁体の上方のシート部の少なくとも一方は、それら互いに当接する部分がテーパ状または曲面状に形成されてなるとともに、前記弁体及び該弁体と一体に設けられるピストン間を連結する棒状の部材が弾性変形の可能な低剛性部材からなる
請求項４に記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
前記複数の分割体からなる本体は、少なくとも前記弁室に対応する部位にて前記制御弁の軸線に直交する面と平行をなすように分割されてなり、それら分割された各分割体は、その各軸線が同一直線上に位置するように位置合わせする位置合わせ部材を介して接合されてなる
請求項４に記載の燃料噴射弁。
【請求項１０】
前記位置合わせ部材が、前記弁室に対応する部位にて分割された各分割体の分割面同士が当接された状態でその当接部に対応する部分に外嵌される同軸合わせブッシュである
請求項９に記載の燃料噴射弁。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の燃料噴射弁において、
前記制御弁の弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダの底面には、前記付勢部材の一方が収容されるとともにそれらピストン及びシリンダ間のリーク燃料が貯溜されるリーク溜まり室が形成されてなり、同リーク溜まり室と、前記リターン通路における前記弁室よりも下流側との間をバイパスするバイパス通路を更に備える
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１２】
前記バイパス通路は、前記制御弁の弁体及び該弁体と一体に設けられるピストンとをその軸方向に貫通するように形成されてなる
請求項１１に記載の燃料噴射弁。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の燃料噴射弁において、
前記バイパス通路には絞りが更に形成されてなる
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１４】
前記バイパス通路内には、前記リターン通路内の燃料の該バイパス通路を介した前記リーク溜まり室への流入を禁止する逆止弁が設けられてなる
請求項１１〜１３のいずれかに記載の燃料噴射弁。
【請求項１５】
請求項２〜１４のいずれかに記載の燃料噴射弁において、
前記制御弁の弁体は、前記弁体と一体に設けられるピストンまたは前記棒状の部材に連結される下方にもシート部を備えるとともに、前記本体は前記制御弁の開弁時に前記弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダの上部においてこのシート部が着座されるシリンダ側弁座部を備え、且つ前記本体には、前記燃料通路から分岐して同通路内の高圧燃料の一部を前記シリンダ内に直接導入する導入通路を備える
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１６】
請求項１５に記載の燃料噴射弁において、
前記導入通路には導入通路絞りが形成されてなる
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１７】
前記導入通路は、少なくとも前記シリンダとの接続部において、同シリンダの内周面と接線方向に交わるように接続されてなる
請求項１５または１６に記載の燃料噴射弁。
【請求項１８】
請求項１７に記載の燃料噴射弁において、
前記制御弁は、前記シリンダと前記導入通路との接続部に対応する前記棒状の部材の外周面に、外方に向かって突出するフィンを有してなる
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１９】
前記制御弁の弁体の下方のシート部と前記本体のシリンダ側弁座部とは、ともにテーパ状に形成されてなり、前記弁体の下方のシート部のテーパ角は、前記本体のシリンダ側弁座部のテーパ角以下となるように設定されてなる
請求項１５〜１８のいずれかに記載の燃料噴射弁。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれかに記載の燃料噴射弁において、
前記弁室には、前記制御弁の弁体の周囲を囲繞するフィルタ材が更に設けられてなる
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２１】
請求項２０に記載の燃料噴射弁において、
前記フィルタ材は筒状をなし、前記制御弁の弁体の上方のシート部が着座する弁座部の近傍にその周縁の一方が常時当接されるように他方からばねにて付勢されてなる
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２２】
前記燃料通路内を流通する燃料が、内燃機関に搭載される蓄圧配管から圧送される高圧燃料であり、当該燃料噴射弁が、前記高圧燃料を前記内燃機関の燃焼室に噴射供給する蓄圧配管用燃料噴射弁である
請求項１〜２１のいずれかに記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧燃料を内燃機関に対して噴射供給する燃料噴射弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の燃料噴射弁の一つとして、蓄圧配管（以下、「コモンレール」と記す。）を備えた燃料供給システムに用いられるものが知られている。このような燃料噴射弁には、コモンレールからの高圧燃料が流通する燃料通路と、同燃料通路内の高圧燃料を内燃機関に噴射するための噴孔とが形成されている。また、この燃料噴射弁の内部には、前記噴孔を開閉するためのニードル弁が設けられており、同ニードル弁は、その弁体が前記燃料通路内に表出した状態となっている。
【０００３】
ところで、近年、前記燃料供給システムにあっては、コモンレールに圧送される燃料のさらなる高圧化が進んでおり、これに伴って、燃料噴射弁の燃料通路を流通する燃料も高圧化されている。また、このような燃料噴射弁では、前記ニードル弁をアクチュエータにて直接、開閉駆動するのではなく、同ニードル弁に対して液体による押圧力を作用させ、その押圧力を制御することによって、ニードル弁をより小さな駆動力で変位させる技術が提案されている。
【０００４】
そして従来、このような燃料噴射弁としては、例えば特開平１１―１３５７７号公報や特開２０００―３４９６３号公報に記載されるものが知られている。
まず、前者の公報に記載の燃料噴射弁は、図１５に示されるように、燃料噴射弁の本体１００は複数の分割体から構成され、同本体１００には、高圧燃料が流通する燃料通路１０１と、同燃料通路１０１内の高圧燃料を噴射するための噴孔１０２とが形成されている。また、本体１００の内部には、噴孔１０２を開閉するためのニードル弁１２０がスライド移動可能に設けられており、このニードル弁１２０は、ばね１２１により閉弁方向に常に付勢されている。
【０００５】
また、ニードル弁１２０には、その噴孔１０２側とは反対側の端部１２０ａにピストン１２２が形成されており、同ピストン１２２は、本体１００内に形成されるシリンダ１０３内に摺動可能に挿入されている。また、本体１００内には、ピストン１２２の外面とシリンダ１０３の内面とにより区画される圧力室１０４が形成されている。この圧力室１０４には、本体１００に対して前記燃料通路１０１とは別に形成されて、同燃料通路１０１と同様に高圧燃料が流通する圧力通路１０５が接続されている。
【０００６】
また、本体１００内には、圧力通路１０５の途中において当該燃料噴射弁への燃料供給路と圧力室１０４との連通状態と遮断状態とを切り替える制御弁１３０が設けられている。同制御弁１３０は、弁体１３１と、同弁体１３１に対して一体的に形成されるとともに、弁体１３１の変位方向の両側に設けられる２つのピストン１３２とを備えている。そして、ピストン１３２が、本体１００の内部に形成されるシリンダ１０６ａ，１０６ｂ内に摺動可能に設けられ、弁体１３１が、本体１００の内部において両シリンダ１０６ａ，１０６ｂに連通するように形成される弁室１０７内で往復動可能となっている。なお、両シリンダ１０６ａ，１０６ｂは、本体１００においてそれぞれ異なる分割体に形成されている。
【０００７】
また、本体１００には、弁室１０７と各シリンダ１０６ａ，１０６ｂとの連通部に形成されるとともに、弁体１３１が接離する弁座部１０８ａ，１０８ｂが設けられている。
【０００８】
ここで、前記圧力通路１０５は、前記燃料供給路とシリンダ１０６ａ，１０６ｂのうちの一方のシリンダ１０６ａとを連通するとともに、弁室１０７と圧力室１０４とを連通するように形成されている。なお、本体１００には、両シリンダ１０６ａ，１０６ｂのうちの他方のシリンダ１０６ｂと燃料タンク（図示略）とを連通するリターン通路１０９が形成され、同リターン通路１０９には、その途中に絞り部１１０が形成されている。また、本体１００には、シリンダ１０６ａの内面とピストン１３２の外面とにより区画される区画室１１１と上記燃料タンクとを連通するとともに、区画室１１１内に流入した燃料を燃料タンク内に排出するリターン通路１１２が形成されている。
【０００９】
また、本体１００の内部には、制御弁１３０を弁座部１０８ａに当接するように変位させるアクチュエータ（図示略）と、前記区画室１１１内に収容されて制御弁１３０を弁座部１０８ｂに当接するように付勢するばね１３３とが設けられている。
【００１０】
このような構成の燃料噴射弁では、上記アクチュエータの非作動時には、ばね１３３の付勢力により制御弁１３０が弁座部１０８ｂに当接した状態となる。これにより、前記コモンレールと圧力室１０４とが連通されるとともに、圧力室１０４と前記リターン通路１０９とが遮断され、コモンレール内の高圧燃料が圧力室１０４へ流入する。この状態にあっては、圧力室１０４内の高圧燃料によりニードル弁１２０のピストン１２２に作用する押圧力と前記ばね１２１の付勢力とにより、ニードル弁１２０が閉弁位置に保持される。
【００１１】
また、前記アクチュエータの作動時には、制御弁１３０が弁座部１０８ａに当接した状態となる。これにより、前記コモンレールと圧力室１０４とが遮断されるとともに、圧力室１０４とリターン通路１０９とが連通され、圧力室１０４内の燃料がリターン通路１０９を介して前記燃料タンク内へ排出される。この状態にあっては、圧力室１０４内の燃料によりニードル弁１２０のピストン１２２に作用する押圧力が低下し、同押圧力とばね１２１の付勢力との合力よりも前記燃料通路１０１内の高圧燃料によるニードル弁１２０に作用する押圧力の方が大きくなる。これにより、ニードル弁１２０が開弁位置に変位され、燃料通路１０１内の高圧燃料が噴孔１０２から噴射される。
【００１２】
一方、後者の公報に記載の燃料噴射弁は、図１５に示した燃料噴射弁と同様、ニードル弁は、そのピストンに作用する流体の押圧力によって、噴孔を開閉するように変位され、その流体の圧力は、燃料噴射弁内に設けられる制御弁により制御される構成となっている。
【００１３】
この燃料噴射弁は、図１６にその本体２００の内部構造の一部を拡大して示すように、高圧燃料が流通する燃料通路２０１と、ニードル弁２３０のピストン２３０ａに対して高圧燃料による押圧力を作用させるための圧力室２０２とを備えている。また、本体２００には、これら燃料通路２０１と圧力室２０２とを連通する連通路２０３と、圧力室２０２内の燃料を燃料タンク（図示略）へ戻すリターン通路２０４とが設けられている。
【００１４】
また、この燃料噴射弁では、制御弁２２０は、リターン通路２０４の途中に設けられるとともに、圧力室２０２と上記燃料タンクとの連通状態と遮断状態とを切り替えることにより、ニードル弁２３０のピストン２３０ａに作用する高圧燃料の押圧力を制御する。
【００１５】
制御弁２２０は、複数の部材からなり、弁体２２１と、圧力ピストン２２２と、これら弁体２２１と圧力ピストン２２２との間に介在する中間ピストン２２３と、弁体２２１と圧力ピストン２２２と中間ピストン２２３とを挟み込むように設けられる一対の支持ピストン２２４ａ，２２４ｂとから構成されている。
【００１６】
弁体２２１は、球状をなしており、リターン通路２０４の途中に形成される弁室２０５内に往復動可能に設けられている。この弁体２２１は、弁室２０５の弁座部２０５ａに着座することにより圧力室２０２と前記燃料タンクとの連通状態を遮断し、逆に、弁体２２１が上記弁座部２０５ａから離座することにより圧力室２０２と燃料タンクとを連通状態にする。
【００１７】
また、各ピストン２２２〜２２４ａ，２２４ｂは、それぞれ柱状をなしており、本体２００の内部に形成されるシリンダ２０６〜２０９内に摺動可能に設けられている。ここで、支持ピストン２２４ａの外面とシリンダ２０８の内面とにより区画される区画室２１０内には、前記弁体２２１を弁室２０５の弁座部２０５ａに当接させる方向に付勢するばね２３１が設けられている。
【００１８】
また、上記区画室２１０と、支持ピストン２２４ｂの外面とシリンダ２０９の内面とにより区画される区画室２１１とには、前記燃料通路２０１から分岐する一対の分岐通路２１２ａ，２１２ｂがそれぞれ接続されている。これにより、高圧燃料が燃料通路２０１内へ圧送されている際には、その高圧燃料の一部が各分岐通路２１２ａ，２１２ｂを介して区画室２１０，２１１内に流入する。そして、区画室２１０，２１１内に流入した高圧燃料により両支持ピストン２２４ａ，２２４ｂが互いに接近する方向に押圧され、制御弁２２０を構成する弁体２２１やピストン２２２〜２２４ａ，２２４ｂが互いに離間しないように支持される。
【００１９】
また、この燃料噴射弁において、制御弁２２０の変位は、本体２００の内部に設けられるアクチュエータ（図示略）によって制御される。本体２００には、上記アクチュエータと、同アクチュエータにより変位される伝達ピストン２３２とが収容される収容孔２３３が形成されており、伝達ピストン２３２は、アクチュエータの外面と収容孔２３３の内面とにより区画される区画室２３４内で摺動可能となっている。また、本体２００には、区画室２３４の内部と、前記シリンダ２０６の内面と圧力ピストン２２２及び中間ピストン２２３の外面とにより区画される区画室２３５とを連通する連通路２３６が形成されている。そして、これら両区画室２３４，２３５と連通路２３６とには、作動流体が満たされている。
【００２０】
これら各公報に記載の燃料噴射弁では上述のように、いずれも制御弁１３０，２２０により、ニードル弁１２０，２３０のピストン１２２，２３０ａに作用する流体の押圧力を制御して、ニードル弁１２０，２３０を変位させている。これにより、作動力の小さなアクチュエータを用いても所望のタイミングにて高圧燃料の噴射を行うことができるようになる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これら従来の燃料噴射弁では、それぞれ次のような問題があった。
すなわち、前者の燃料噴射弁では、各シリンダ１０６ａ，１０６ｂは、本体１００においてそれぞれ異なる分割体に形成され、それらのシリンダ１０６ａ，１０６ｂ内を、一体的に形成された制御弁１３０の各ピストン１３２が摺動する構成となっている。このため、前記本体１００の製造誤差や組付け誤差があると両シリンダ１０６ａ，１０６ｂの中心線が一致しなくなるため、各シリンダ１０６ａ，１０６ｂの内面とピストン１３２の外面との間の間隙を大きく設定しなければ、制御弁１３０が円滑に変位しにくくなるという問題が生じる。
【００２２】
ただし、そうかといって、上記間隙を大きく設定すると、圧力通路１０５からシリンダ１０６ａへ流入する高圧燃料の一部が区画室１１１内に漏出し易くなり、リターン通路１１２を介して燃料タンクへ排出される量が増加する。このような高圧燃料の漏出量の増加は、燃料自身の消費につながるものではないものの、圧力エネルギとして蓄えられていたものが無駄に浪費（低下）されることとなり、ひいてはエネルギーロスが増大することとなる。
【００２３】
また、この漏出した燃料の圧力エネルギは、低下する際に熱エネルギに変わり、発熱量が増加することとなる。このため、燃料噴射弁のリターン通路１１２が、例えばゴムチューブ等を介して燃料タンクに連通されている場合には、発熱して高温となった燃料がゴムチューブ内を流通することにより、ゴムチューブが劣化し易くなるという問題も生じる。
【００２４】
一方、後者の燃料噴射弁では、制御弁２２０の各ピストン２２２〜２２４ａ，２２４ｂはそれぞれ別部材で構成されているため、各ピストン２２２〜２２４ａ，２２４ｂの外面と各シリンダ２０６〜２０９の内面との間の間隙を大きく設定せずとも、制御弁２２０の変位を円滑に行うことはできる。
【００２５】
しかしながら、この燃料噴射弁では、制御弁２２０の各部材が互いに離間しないようにするために、燃料通路２０１からの高圧燃料の押圧力を両支持ピストン２２４ａ，２２４ｂの外面に作用させている。これにより、両区画室２１０，２１１内の高圧燃料が、支持ピストン２２４ａ，２２４ｂの外面と区画室２１０，２１１の内面との間の各間隙を介してシリンダ２０６及び弁室２０５に漏出し、その漏出した燃料がリターン通路２０４を介して燃料タンク内へ排出される。従って、この燃料噴射弁にあっても、高圧燃料の漏出量が多くなり、エネルギーロスも大きなものとなる。
【００２６】
また、この燃料噴射弁では、制御弁２２０は、各シリンダ２０６〜２０９内で摺動する４つのピストン２２２〜２２４ａ，２２４ｂを有している。このため、これらシリンダ２０６〜２０９の内面及びピストン２２２〜２２４ａ，２２４ｂの外面をそれぞれ平滑にするための加工箇所が多くなり、製造コストの増大を招く要因となる。
【００２７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構造を有しつつも、エネルギーロスを抑制してより安定した燃料噴射を実現することのできる燃料噴射弁を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
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以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、複数の分割体からなる本体の内部に、高圧燃料の供給口から噴孔に至る燃料通路と、前記噴孔を開閉するニードル弁と、該ニードル弁の一部が壁面の一部をなすように形成される背圧室と、前記燃料通路から分岐されるとともに該背圧室を介して前記高圧燃料の一部を燃料タンクへ排出する排出口に至るリターン通路と、前記背圧室の下流にて同背圧室と前記排出口との間を開閉制御する制御弁と、該制御弁の弁体が設けられる弁室と、前記制御弁の弁体を挟み込む態様でシリンダに収容されて該弁体とともに前記弁室に対して相対変位可能な一対のピストン及びそれらピストンを互いに挟む方向に付勢する一対の付勢部材を有してアクチュエータの駆動に基づき前記制御弁を開弁位置または閉弁位置に変位させる変位機構とを備え、前記制御弁の開閉に応じた圧力バランスの遷移に基づいて前記ニードル弁を開閉する燃料噴射弁において、前記一対のピストンのうちの一方のみが前記制御弁の弁体と一体に設けられるとともに、前記一対の付勢部材は、前記制御弁の弁体を閉弁方向に付勢する側の付勢力が同弁体を開弁方向に付勢する側の付勢力よりも大きく設定されてなることを要旨とする。
【００２９】
上記構成によれば、一対のピストンのうちの一方のみを弁体に対して一体に設けるため、本体が例えば制御弁の上方で分割され、それら分割体の製造誤差や組付け誤差等により各シリンダの中心線が一致しない場合があっても、一対のピストンの外周面とシリンダの内周面との間の各間隙がほぼ一定に保たれる。このため、一対のピストンの双方を弁体に対して一体に設ける場合に比べて一対のピストンの外周面とシリンダの内周面との間の各間隙を小さく設定しても、それら一対のピストン及び弁体を円滑に変位させることができ、ひいては簡易な構造を有しつつ、より安定した燃料噴射を実現することができる。
【００３０】
また、一対の付勢部材を、前記一対のピストンを互いに挟む方向に付勢するように設けるため、制御弁の開弁時には、一対のピストンのうちの前記弁体に対して一体に設けられていないピストンが、リターン通路内を流通する高圧燃料の押圧力によって弁体から離間する方向に押し戻されることが抑制される。このため、上述した従来の燃料噴射弁のように、複数の分割体からなるピストンに対して高圧燃料による押圧力を作用させてその押圧力により各ピストンを付勢せずとも、前記弁体と同弁体に対して一体に設けられていないピストンとの当接状態が保持される。この結果、開弁位置にある制御弁の弁体が閉弁位置側へ不用意に変位することを抑制することができる。
【００３１】
また、この一対の付勢部材は、制御弁の弁体を閉弁方向に付勢する側の付勢力が、同弁体を開弁方向に付勢する側の付勢力よりも大きく設定される。このため、アクチュエータの非作動時には、前記制御弁の弁体が閉弁位置に保持され、リターン通路における背圧室と排出口との間が制御弁によって閉とされている状態に保持することができる。
【００３２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記弁体と一体に設けられるピストンは、前記弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材側に設けられたピストンであり、該ピストンと前記弁体とは、ともに円柱状をなすものであり、該ピストンは、その直径が前記弁体の直径未満であることを要旨とする。
【００３３】
上記構成によれば、弁体における前記弁体と一体に設けられるピストンが接続される側面には、前記燃料通路内に高圧燃料が圧送されている際において、前記弁室内の高圧燃料による押圧力の一部が前記制御弁の弁体を閉弁方向に変位させるように作用するようになる。このため、アクチュエータの非作動時には、前記制御弁の弁体が閉弁位置に保持され、リターン通路における背圧室と排出口との間が制御弁によって閉とされている状態に好適に保持することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の燃料噴射弁において、前記弁体と、同弁体と一体に設けられるピストンとは、その間が縮径された棒状の部材によって連結されてなることを要旨とする。
【００３５】
上記構成によれば、前記制御弁の弁体のみならず、前記弁体と一体に設けられるピストンも前記棒状の部材よりも大きな直径を有することとなる。これにより、弁体と一体に設けられるピストンにおける前記棒状の部材が接続される側面には、燃料通路内に高圧燃料が圧送されている際において、前記弁体に対して一体に設けられるピストンに対応するシリンダ内の高圧燃料による押圧力の一部が前記制御弁の弁体を開弁方向に変位させるように作用するようになる。
【００３６】
このため、アクチュエータの作動力を小さく設定しても、前記制御弁の弁体を開弁方向に変位させたり、同弁体を開弁位置に保持したりすることが可能となり、同アクチュエータの小型化、ひいては当該燃料噴射弁の小型化を図ることができる。
【００３７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射弁において、前記本体は、前記背圧室と前記排出口との間が前記制御弁によって閉とされている状態にあるときに同制御弁の弁体の上方のシート部が着座する弁座部を有し、前記制御弁が開弁されるときの該弁座部での最大有効開口面積は、前記リターン通路における前記弁座部よりも下流側での最小通路断面積未満に設定されてなることを要旨とする。
【００３８】
上記構成によれば、前記本体のリターン通路における弁座部の下流側において、同リターン通路の通路断面積が最小となる部分は、前記弁座部の最大有効開口面積をなす部分である。これにより、リターン通路には、前記弁座部の下流において絞りとして作用する部分がなく、制御弁の弁体が開弁した状態にあるときに、リターン通路における弁座部の下流で燃料の圧力が大きく上昇することが抑制される。このため、一対のピストンのうちの前記制御弁の弁体と一体に設けらていないピストンが、リターン通路における弁座部よりも下流にある燃料の押圧力によって、弁体と当接した状態から離間する方向に押し戻されることを抑制することができる。
【００３９】
また、このようにリターン通路における弁座部よりも下流側の内部において絞りとして作用する部分がないため、弁室内からリターン通路における弁室よりも下流側の内部へ流出した燃料は、排出口を介して速やかに燃料タンク内へと排出される。このため、制御弁の弁体を閉弁させる際には、その弁体が閉弁方向に変位しにくくなることを抑制することができる。
【００４０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の燃料噴射弁において、前記制御弁の弁体の前記上方のシート部と前記本体の弁座部とは、ともに前記制御弁の軸線に対して直交する平面状に形成されてなることを要旨とする。
【００４１】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の燃料噴射弁において、前記制御弁の弁体は、その上方のシート部がテーパ状または曲面状に形成されてなるとともに、前記本体の弁座部及びその近傍は、前記制御弁の軸線に対して直交する平面状に形成され、該弁座部には、前記テーパ状または曲面状に形成された弁体のシート部に係合可能で且つ当該弁座部と接離可能なリングが設けられてなることを要旨とする。
【００４２】
これら請求項５または６の各構成によれば、本体が例えば制御弁の上方で分割され、それら分割体の製造誤差や組付け誤差により各分割体の軸線が一致しない場合でも、制御弁の弁体の閉弁時において、同弁体の上方のシート部と前記本体の弁座部またはリングとを当接させることができる。このため、前記本体のリターン通路における背圧室と排出口との間が遮断された状態を確保することができ、制御弁の閉弁時おいて、弁室内の高圧燃料が前記弁体の上方のシート部と本体の弁座部との間の間隙を介してリターン通路内へ漏出することを抑制することができる。また、複数の分割体からなる本体を組み付ける際、それら分割体の組付け時の調芯を簡素化することが可能となり、燃料噴射弁の製造コストを低減することができる。
【００４３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の燃料噴射弁において、前記リングは、前記弁体のシート部に係合する内縁が、同弁体のシート部のテーパ面または曲面に倣う形状に形成されてなることを要旨とする。
【００４４】
上記構成によれば、制御弁の弁体における上方のシート部とリングにおける前記上方のシート部に係合する内縁との接触面積が増大され、弁体が閉弁した状態にある際の同弁体とリングとの接触応力が緩和される。このため、それら弁体及びリングの耐久性を向上することができる。
【００４５】
請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の燃料噴射弁において、前記本体の弁座部及び前記制御弁の弁体の上方のシート部の少なくとも一方は、それら互いに当接する部分がテーパ状または曲面状に形成されてなるとともに、前記弁体及び該弁体と一体に設けられるピストン間を連結する棒状の部材が弾性変形の可能な低剛性部材からなることを要旨とする。
【００４６】
上記構成によれば、本体が例えば制御弁の上方で分割され、各分割体の製造誤差等により、前記弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダと、前記弁座部との両中心線が一致しない場合があっても、制御弁の閉弁時に上方のシート部が弁座部に当接すると低剛性部材が弾性変形して両中心線のずれが吸収される。これにより、制御弁の閉弁時において、リターン通路における背圧室と排出口との間が遮断された状態を確保でき、弁室内の高圧燃料が上方のシート部と弁座部との間の間隙を介してリターン通路における弁室も下流へ漏出することを抑制することができる。このため、各分割体の製造時及び組付け時において、前記弁座部と、前記弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダとの両中心線を精度良く一致させる必要がなくなり、当該燃料噴射弁の製造コストを低減することができる。
【００４７】
請求項９に記載の発明は、請求項４に記載の燃料噴射弁において、前記複数の分割体からなる本体は、少なくとも前記弁室に対応する部位にて前記制御弁の軸線に直交する面と平行をなすように分割されてなり、それら分割された各分割体は、その各軸線が同一直線上に位置するように位置合わせする位置合わせ部材を介して接合されてなることを要旨とする。
【００４８】
上記構成によれば、位置合わせ部材により互いに接合された各分割体の軸線が一致するとともに、前記本体の弁座部の中心線と前記弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダの中心線とが一致する。このように、これら両中心線の正確な軸合わせが可能となるため、前記本体の弁座部及び弁体の上方のシート部の少なくとも一方がテーパ状または曲面状に形成される場合でも、前記弁体の閉弁時のリターン通路における背圧室と排出口との間が遮断された状態を確保することができる。このため、前記弁体の閉弁時において、弁室内の高圧燃料が前記弁体の上方のシート部と本体の弁座部との間の間隙を介してリターン通路における弁室より下流へ漏出することを抑制することができる。
【００４９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の燃料噴射弁において、前記位置合わせ部材が、前記弁室に対応する部位にて分割された各分割体の分割面同士が当接された状態でその当接部に対応する部分に外嵌される同軸合わせブッシュであることを要旨とする。
【００５０】
上記構成によれば、同軸合わせブッシュを、複数の分割体に対してそれらの分割面同士が当接された状態でその当接部に対応する部分に外嵌させるのみであるため、それら分割体の軸線を容易に一致させることができる。
【００５１】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の燃料噴射弁において、前記制御弁の弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダの底面には、前記付勢部材の一方が収容されるとともにそれらピストン及びシリンダ間のリーク燃料が貯溜されるリーク溜まり室が形成されてなり、同リーク溜まり室と、前記リターン通路における前記弁室よりも下流側との間をバイパスするバイパス通路を更に備えることを要旨とする。
【００５２】
上記構成によれば、弁室内の高圧燃料の一部が、前記弁体と一体に設けられるピストンに対応したシリンダの内周面とそのピストンの外周面との間の間隙を介してリーク溜まり室内へ漏出しても、その漏出した燃料を、前記バイパス通路を介してリターン通路における弁室より下流へ流出させることが可能となる。このため、リーク溜まり室内に前記弁室内から漏出した燃料があっても、前記アクチュエータが作動した際には、リーク溜まり室内の燃料をバイパス通路を介してリターン通路における弁室より下流へ流出しつつ、前記制御弁を閉弁位置から開弁位置へと迅速且つ確実に変位させることができる。
【００５３】
なお、上述のように、前記弁体に対して一体に設けられるピストンの外周面と同ピストンに対応するシリンダの内周面との間の間隙を小さく設定することが可能であるため、弁室内からリーク溜まり室内へ漏出される高圧燃料の量が低減される。これにより、リーク溜まり室内の燃料のバイパス通路を介したリターン通路内への流出量、すなわち燃料噴射弁内から燃料タンク内への排出量が減少される。このため、燃料噴射弁内で蓄えられる高圧燃料の圧力エネルギの低下が抑制されることとなり、エネルギーロスを低減することができる。
【００５４】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の燃料噴射弁において、前記バイパス通路は、前記制御弁の弁体及び該弁体と一体に設けられるピストンとをその軸方向に貫通するように形成されてなることを要旨とする。
【００５５】
上記構成によれば、特別な治具を用いなくてもバイパス通路を設けることができるため、前記本体に対してバイパス通路を設ける場合に比べ、同バイパス通路を形成する際の加工コストを低減することができる。また、同バイパス通路を形成する際の加工を容易に行うことができる。
【００５６】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の燃料噴射弁において、前記バイパス通路には絞りが更に形成されてなることを要旨とする。
上記構成によれば、バイパス通路内に絞りを設けるため、制御弁の弁体が閉弁する際には、前記リターン通路における弁体よりも下流側の内部の燃料がバイパス通路を介して前記リーク溜まり室内に流入しにくくなる。これにより、前記制御弁の閉弁方向への変位に伴ったリーク溜まり室の容積の拡大がされにくくなり、制御弁の閉弁方向への変位速度が低下される。このため、前記制御弁の弁体の上方のシート部が前記本体の弁座部に着座する際の衝撃が緩和され、これら制御弁の弁体と本体との耐久性を向上することができる。
【００５７】
請求項１４に記載の発明は、請求項１１〜１３のいずれかに記載の燃料噴射弁において、前記バイパス通路内には、前記リターン通路内の燃料の該バイパス通路を介した前記リーク溜まり室への流入を禁止する逆止弁が設けられてなることを要旨とする。
【００５８】
上記構成によれば、制御弁の弁体が開弁した際、弁室内からリターン通路における弁室よりも下流の内部へ流出した高圧燃料の一部がバイパス通路を介してリーク溜まり室内へ逆流することを抑制することができる。これにより、制御弁の開弁時において、リーク溜まり室内の圧力が急激に上昇することが抑制されるとともに、制御弁が閉弁方向に押し戻されて意図せず閉弁することが抑制される。
このため、制御弁が不用意に閉弁することがなくその閉弁タイミングを確実に制御することができるうえ、前記弁体の上方のシート部が本体の弁座部に激しく衝突することを抑制でき、それら弁体及び本体が損傷することを回避することができる。
【００５９】
請求項１５に記載の発明は、請求項２〜１４のいずれかに記載の燃料噴射弁において、前記制御弁の弁体は、前記弁体と一体に設けられるピストンまたは前記棒状の部材に連結される下方にもシート部を備えるとともに、前記本体は前記制御弁の開弁時に前記弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダの上部においてこのシート部が着座されるシリンダ側弁座部を備え、且つ前記本体には、前記燃料通路から分岐して同通路内の高圧燃料の一部を前記シリンダ内に直接導入する導入通路を備えることを要旨とする。
【００６０】
上記構成によれば、制御弁が閉弁位置から開弁位置へ変位すると、弁体の上方のシート部が本体の弁座部から離座して背圧室と排出口との間が連通される一方、弁体の下方のシート部が本体のシリンダ側弁座部に着座して、前記弁体と一体に設けられるピストンに対応したシリンダと弁室との間が遮断される。
【００６１】
逆に、制御弁が開弁位置から閉弁位置へ変位すると、弁体の上方のシート部が本体の弁座部に着座して背圧室と排出口との間が遮断される一方、弁体の下方のシート部が本体のシリンダ側弁座部から離座して、前記弁体と一体に設けられるピストンに対応したシリンダと弁室との間が連通される。
【００６２】
ここで、前記弁体と一体に設けられるピストンに対応したシリンダには、前記燃料通路から分岐する導入通路が接続されているため、制御弁が閉弁することにより、前記燃料通路と弁室とが導入通路を介して連通されるようになる。このため、前記リターン通路における弁室よりも上流側の内部には、燃料通路内の高圧燃料が、前記リターン通路との分岐部を経由して流入するのみならず、前記導入通路及び、弁体と一体に設けられるピストンに対応したシリンダ及び、弁室を介して流入するようにもなる。
【００６３】
このように、制御弁が開弁位置から閉弁方向に変位した際には、燃料通路内の高圧燃料が２方向からリターン通路における弁室よりも上流側の内部に流入するため、同リターン通路における弁室よりも上流側の内部を速やかに昇圧させることができる。この結果、前記背圧室内の高圧燃料による押圧力が逸早く増大され、その増大された押圧力をニードル弁における前記背圧室の壁面の一部をなす部分に作用させることができる。従って、制御弁が開弁位置から閉弁方向へ変位してからニードル弁によって前記噴孔が閉じられるまでの応答性を向上することができる。
【００６４】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の燃料噴射弁において、前記導入通路には導入通路絞りが形成されてなることを要旨とする。
上記構成によれば、制御弁の弁体における上方及び下方の両シート部がどちらも本体の弁座部及びシリンダ側弁座部に着座していない期間において、前記燃料通路内から導入通路を介して弁室内に導入される高圧燃料の量が減少される。これにより、弁室内からリターン通路における弁室よりも下流側へ流出する燃料の流出量が減少され、エネルギーロスをより低減することができる。また、ニードル弁の急激な開閉等に起因して生じる水撃作用により燃料通路内の高圧燃料に圧力脈動が生じることがあっても、その圧力脈動は、前記弁室内に伝わる途中において導入通路絞りによって減衰されるため、高圧燃料の圧力変動によって制御弁が意図せず振動や衝撃に曝されることを回避することができる。
【００６５】
請求項１７に記載の発明は、請求項１５または１６に記載の燃料噴射弁において、前記導入通路は、少なくとも前記シリンダとの接続部において、同シリンダの内周面と接線方向に交わるように接続されてなることを要旨とする。
【００６６】
上記構成によれば、燃料通路内の高圧燃料が導入通路を介して前記弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダ内に導入されると、その導入される高圧燃料は、前記弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダ内をその内周面に沿って旋回するようになる。この高圧燃料の旋回流によって遠心力が生じ、この遠心力により、前記制御弁の弁体と一体に設けられるピストンは、その軸線が前記弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダの中心線と一致するように調芯されるようになる。このため、前記弁体と一体に設けられるピストンが、同ピストンに対応するシリンダの内周面に片当たりすることを抑制することができる。
【００６７】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の燃料噴射弁において、前記制御弁は、前記シリンダと前記導入通路との接続部に対応する前記棒状の部材の外周面に、外方に向かって突出するフィンを有してなることを要旨とする。
【００６８】
上記構成によれば、燃料通路内の高圧燃料が導入通路を介して前記弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダ内に導入されると、そのシリンダ内に生じる高圧燃料の旋回流により、制御弁が前記旋回流の旋回方向と同一の方向に回転するようになる。このため、前記弁体と一体に設けられるピストンの外周面における前記弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダの内周面との接触に起因した摩耗を、そのピストンの外周面の周方向において均一にすることができる。
【００６９】
請求項１９に記載の発明は、請求項１５〜１８のいずれかに記載の燃料噴射弁において、前記制御弁の弁体の下方のシート部と前記本体のシリンダ側弁座部とは、ともにテーパ状に形成されてなり、前記弁体の下方のシート部のテーパ角は、前記本体のシリンダ側弁座部のテーパ角以下となるように設定されてなることを要旨とする。
【００７０】
ここで、前記下方のシート部のテーパ角が前記シリンダ側弁座部のテーパ角よりも小さい場合には、下方のシート部のテーパ角がシリンダ側弁座部のテーパ角よりも大きい場合よりも、下方のシート部がシリンダ側弁座部に着座した状態でのシール線の直径が小さくなる。
【００７１】
この点、上記構成によれば、前者の場合には、後者の場合に比べて弁体の下方のシート部が本体のシリンダ側弁座部に着座している際における前記弁体と一体に設けられるピストンに対応するシリンダ内の高圧燃料と前記下方のシート部との接触面積を減少することができる。ここで、前記弁体の下方のシート部に作用する高圧燃料による押圧力は、弁体を前記開弁位置から閉弁方向へ、すなわち弁体の下方のシート部が本体のシリンダ側弁座部から離座する方向へ変位させるように作用する。このため、前記接触面積を減少させることができることにより、前記弁体の下方のシート部が前記本体のシリンダ側弁座部に対して着座している状態を保持するのに必要な前記アクチュエータの作動力を低減することができる。この結果、アクチュエータの小型化、ひいては当該燃料噴射弁の小型化を好適に図ることができる。
【００７２】
請求項２０に記載の発明は、請求項１〜１９のいずれかに記載の燃料噴射弁において、前記弁室には、前記制御弁の弁体の周囲を囲繞するフィルタ材が更に設けられてなることを要旨とする。
【００７３】
上記構成によれば、前記供給口を介して燃料通路内に圧送される高圧燃料中に異物が混じっていたとしても、その異物は、前記弁体の上方のシート部と前記本体の弁座部との間の間隙を通過する前にフィルタ材によって捕集される。これにより、前記弁体の上方のシート部が前記本体の弁座部に着座した際に、前記異物を噛み込むことが抑制される。このため、前記弁体の上方のシート部が前記本体の弁座部に着座している際において、前記リターン通路における背圧室と前記排出口との間が遮断された状態をより確実に保持することができる。
【００７４】
請求項２１に記載の発明は、請求項２０に記載の燃料噴射弁において、前記フィルタ材は筒状をなし、前記制御弁の弁体の上方のシート部が着座する弁座部の近傍にその周縁の一方が常時当接されるように他方からばねにて付勢されてなることを要旨とする。
【００７５】
上記構成によれば、フィルタ材は、その周縁の一方が前記本体の弁座部の近傍から離間することが抑制される。このため、前記フィルタ材の周縁の一方が前記本体の弁座部の近傍から離間することによって前記異物の捕集能力が一時的に低下することを抑制することができる。
【００７６】
請求項２２に記載の発明は、請求項１〜２１のいずれかに記載の燃料噴射弁において、前記燃料通路内を流通する燃料が、内燃機関に搭載される蓄圧配管から圧送される高圧燃料であり、当該燃料噴射弁が、前記高圧燃料を前記内燃機関の燃焼室に噴射供給する蓄圧配管用燃料噴射弁であることを要旨とする。
【００７７】
上記構成によれば、前記燃料通路を流通する高圧燃料のさらなる高圧化が進む蓄圧配管用燃料噴射弁であっても、制御弁をその構造を簡易としつつ、エネルギーロスを抑制してより安定した燃料噴射を実現することができる。
【００７８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の燃料噴射弁を具体化した第１実施形態について説明する。
【００７９】
まず、図１を参照して、本実施形態の燃料噴射弁の周辺の構成について説明する。
同図１に示されるように、この燃料噴射弁は、内燃機関の燃焼室（ともに図示略）に対して燃料を噴射供給する燃料供給系２０に設けられている。同燃料供給系２０は、基本的には、燃料噴射弁の他に、燃料を貯溜する燃料タンク２１と、同燃料タンク２１内から燃料噴射弁へ供給される燃料が流通する供給通路２２と、燃料噴射弁へ供給されながらも上記内燃機関へは供給されず燃料タンク２１内へ排出される燃料が流通する排出通路２３とを備えて構成される。なお、図１では、燃料噴射弁を１つのみ図示しているが、この燃料噴射弁は通常、上記内燃機関の各気筒毎に所定数設けられている。
【００８０】
また、供給通路２２には、燃料タンク２１側から順に、燃料ポンプ２４と高圧ポンプ２５と蓄圧配管（以下、「コモンレール」と記す。）２６とが設けられている。なお、燃料ポンプ２４は、燃料タンク２１内の燃料を供給通路２２内へ汲み出すものであり、高圧ポンプ２５は、供給通路２２内を昇圧するものであり、コモンレール２６は、上記高圧ポンプ２５により昇圧された供給通路２２内の圧力を蓄えるとともに各燃料噴射弁に対して燃料を高圧状態で分配供給するものである。
【００８１】
次に、本実施形態の燃料噴射弁の構成について、図１〜図５を参照して詳細に説明する。
この燃料噴射弁は、図１に示されるように、複数（この例では４つ）の分割体、すなわち同図１において上方に設けられるものから順に第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄからなる円柱状の本体３０を備えている。これら第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄは、同一直線上に積み重ねられた状態で互いに離間しないようにリテーニングナット３１により固定されている。
【００８２】
上記第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄは、それぞれ同一の直径を有し、それらの各分割面が上記本体３０の軸線ｍに対して直交する平面をなすように分割されている。
【００８３】
一方、上記リテーニングナット３１は、第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄの外径よりも僅かに大きな内径を有する有底円筒状に形成されている。このリテーニングナット３１は、上記第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄを、それらの軸線ｍが一致するように積み重なった状態でその軸線ｍとリテーニングナット３１の軸線とが同一方向に指向するように内部に収容することが可能である。また、リテーニングナット３１は、その周壁３１ａの開口部３１ｂが、上記第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄを内部に収容した状態で第１分割体３０ａにおける軸線ｍの方向の中程に対応するように形成されている。
【００８４】
また、第１分割体３０ａの外周面とリテーニングナット３１の内周面とには、第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄが内部に収容された状態で螺合するねじ山が形成されている。
【００８５】
このように４つの第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄからなる本体３０には、その最上部に位置する第１分割体３０ａの上面に供給口３２が形成されており、この供給口３２には、前記供給通路２２の下流側の端部が接続されている。また、本体３０には、最下部に位置する第４分割体３０ｄの下面に所定数（図１では２つの場合を図示）の噴孔３３が形成されている。そして、本体３０の内部には、上記第１分割体３０ａの供給口３２から第４分割体３０ｄの噴孔３３に至る燃料通路３４が延設されている。
【００８６】
また、本体３０の内部には、第３分割体３０ｃの下部から第４分割体３０ｄの下部に亘ってそれらの軸線ｍ上に延設されるとともに、第４分割体３０ｄの中央部にて前記燃料通路３４に接続される空間部３５が形成されている。この空間部３５内には、第４分割体３０ｄの前記噴孔３３を開閉する棒状のニードル弁３６が摺動可能に収容されている。
【００８７】
上記ニードル弁３６は、上部において上記空間部３５の内径よりも僅かに小さな外径を有する大径部３６ａと、下部において上記大径部３６ａの外径よりも小さな外径を有する小径部３６ｂと、前記燃料通路３４と空間部３５との接続部においてその外径が小さくなるように徐変される徐変部３６ｃとを備えている。このニードル弁３６は、その徐変部３６ｃから小径部３６ｂの先端部に亘って上記燃料通路３４内に表出するように設けられている。ここで、前記空間部３５において、その上底面及び内周面とニードル弁３６の大径部３６ａの上面３６ｄとにより区画される空間は、背圧室３７となっている。
【００８８】
この背圧室３７内には、ニードル弁３６の大径部３６ａの上面３６ｄから上方に突出する突出部３６ｅが設けられている。同突出部３６ｅは、ニードル弁３６の小径部３６ｂの先端部によって前記噴孔３３が閉じられている状態では背圧室３７の上底面に当接せず、逆に、同小径部３６ｂの先端部によって上記噴孔３３が開けられると当接するようにその突出量が設定されている。
【００８９】
また、背圧室３７内には、上記ニードル弁３６を、その小径部３６ｂの先端部によって前記噴孔３３が閉じられる方向に常に付勢するニードル弁付勢ばね３８が収容されている。
【００９０】
また、前記本体３０の内部には、第３分割体３０ｃと第４分割体３０ｄとの分割部にて前記燃料通路３４から分岐するリターン通路３９が形成されている。このリターン通路３９は、その途中において前記背圧室３７に接続され、さらに同背圧室３７から第１分割体３０ａの外周面に形成される排出口４０に至るように延設されている。なお、この排出口４０には、前記排出通路２３の上流側の端部が接続されている。
【００９１】
また、リターン通路３９における前記背圧室３７の下流、すなわち同背圧室３７と上記排出口４０との間には、それら背圧室３７と排出口４０との間を開閉制御する円柱状の制御弁６０が配置されるとともに、その制御弁６０の弁体６１が収容される弁室４１が設けられている。この弁室４１は、前記第２分割体３０ｂと第３分割体３０ｃとの分割部における周方向の中央に設けられ、第２分割体３０ｂの下方の分割面と、第３分割体３０ｃの上方の分割面に形成される半球状の凹部４２の内面とにより区画されている。
【００９２】
また、弁室４１の上方の壁面を構成する第２分割体３０ｂの下方側の分割面には、その周方向の中央に、弁体６１の外径よりも小さな内径を有して上記弁室４１と前記リターン通路３９における弁室４１よりも下流側とを連通する開口４１ａが形成されている。ここで、弁室４１の内壁面における上記開口４１ａの周縁は、前記リターン通路３９における背圧室３７と排出口４０との間が前記制御弁６０によって閉とされている状態にあるときにその弁体６１が着座する上方側弁座部４３を構成している。
【００９３】
一方、弁体６１は、その上端部に、上記リターン通路３９における背圧室３７と排出口４０との間が前記制御弁６０によって閉とされている状態にあるときに弁室４１の上記上方側弁座部４３に着座する上方シート部６１ａを有している。
この弁体６１の上方シート部６１ａは、その先端において上記開口４１ａの内径よりも小さな径を有するように形成されている。
【００９４】
ここで、同図１に示すように、前記リターン通路３９には、前記燃料通路３４と背圧室３７との間に燃料通路側オリフィス部３９ａが形成されており、同燃料通路側オリフィス部３９ａは、その通路断面積が前記燃料通路３４の通路断面積よりも小さくなるように設定されている。さらに、リターン通路３９には、上記背圧室３７と前記弁室４１との間に弁室側オリフィス部３９ｂが形成されており、同弁室側オリフィス部３９ｂも、その通路断面積が上記燃料通路３４の通路断面積よりも小さくなるように設定されている。さらに、これらオリフィス部３９ａ，３９ｂは、燃料通路側オリフィス部３９ａの通路断面積が弁室側オリフィス部３９ｂの通路断面積よりも小さくなるように設定されている。なお、これらオリフィス部３９ａ，３９ｂの通路断面積は、弁室側オリフィス部３９ｂの通路断面積が燃料通路側オリフィス部３９ａの通路断面積よりも小さくなるように設定されていてもよいし、両オリフィス部３９ａ，３９ｂの通路断面積が等しくなるように設定されていてもよい。
【００９５】
また、前記本体３０の内部には、前記制御弁６０の弁体６１を、前記背圧室３７と排出口４０との間を連通状態にする開弁位置と、上記背圧室３７と排出口４０との間を遮断状態にする閉弁位置との間で変位させる変位機構７０が設けられている。
【００９６】
同図１に示すように、変位機構７０は、制御弁６０の弁体６１を棒部材７１，７２を介して挟み込む態様で本体３０内のシリンダ４４，４５に収容される一対のピストン７３，７４と、同一対のピストン７３，７４を互いに挟む方向に付勢する一対のピストン付勢ばね７５，７６と、アクチュエータ７７とを備える。
【００９７】
上記シリンダ４４，４５は、ともに前記弁室４１に開口するとともに、前記本体３０の軸線ｍ上を弁室４１から上方及び下方に向かって円筒状に延設されている。
【００９８】
これらシリンダ４４，４５のうちの上記弁室４１から下方に延びる下方側シリンダ４４は、前記制御弁６０の弁体６１の外径よりも小さな内径を有し、上記本体３０の第３分割体３０ｃ内においてその軸線ｍの方向の中央に設けられている。
【００９９】
この下方側シリンダ４４の内部には、前記一対のピストン７３，７４のうちの下方側ピストン７３と、同下方側ピストン７３と前記弁体６１との間に設けられる前記棒部材７１，７２のうちの下方側棒部材７１と、前記一対のピストン付勢ばね７５，７６のうちの下方ピストン付勢ばね７５とが収容されている。同下方ピストン付勢ばね７５は、下方側ピストン７３と下方側棒部材７１とを介して上記弁体６１を上方に、すなわち弁体６１が前記開弁位置から閉弁位置へ向かう方向に常に付勢している。このように、下方側シリンダ４４内において下方ピストン付勢ばね７５が上記下方側ピストン７３の下面と下方側シリンダ４４の底面との間に設けられるため、同下方側シリンダ４４内には、その底面と下方側ピストン７３の下面との間に空間が形成される。そして、その空間は、前記弁室４１内から下方側ピストン７３の外周面と下方側シリンダ４４の内周面との間の間隙を介して流入したリーク燃料が貯溜されるリーク溜まり室４４ａを構成している。
【０１００】
一方、前記シリンダ４４，４５のうちの上記弁室４１から上方に延びる上方側シリンダ４５は、前記制御弁６０の弁体６１の外径よりも大きな内径を有し、上記本体３０の第２分割体３０ｂ内の下部において前記開口４１ａを介して前記弁室４１と連通するように設けられている。
【０１０１】
この上方側シリンダ４５の内部には、前記一対のピストン７３，７４のうちの上方側ピストン７４と、同上方側ピストン７４と前記弁体６１との間に設けられる前記棒部材７１，７２のうちの上方側棒部材７２とが収容されている。
【０１０２】
他方、前記アクチュエータ７７は、例えばＰＺＴアクチュエータが用いられ、前記本体３０の第１分割体３０ａに対してその下方の分割面の中央にて開口するとともに同第１分割体３０ａの軸線ｍの方向の中央部に上底面を有する係合穴４６内に係入されている。このアクチュエータ７７は、上記本体３０の外部に設けられる電子制御装置（以後、「ＥＣＵ」と記す。）２８に対し、ドライバ２９を介して電気的に接続されている。なお、このアクチュエータ７７は、上記ＥＣＵ２８からドライバ２９を介して通電されると所定の長さに伸長し、逆に、ＥＣＵ２８からドライバ２９を介した通電が停止されると元の長さに縮退するように設定されている。
【０１０３】
また、前記本体３０の第２分割体３０ｂ内には、その上方の分割面の中央において前記上方側シリンダ４５の内径よりも大きな内径を有して開口するとともに、同上方側シリンダ４５に連通される円筒状の連通孔４７が形成されている。この連通孔４７内には、その内径よりも僅かに小さな外径を有する円柱状のブロック体７８が摺動可能に設けられている。また、同ブロック体７８には、その外周面に周方向に延びる環状溝７８ａが形成され、同環状溝７８ａには、上記連通孔４７に嵌入可能なシールリング７９が係合されている。
【０１０４】
また、前記第２分割体３０ｂの連通孔４７内には、同連通孔４７の内径と略同寸の外径を有するとともにブロック体７８の下面と連通孔４７の底面との間に配置される皿ばね８０が設けられている。この皿ばね８０は、前記ブロック体７８及びアクチュエータ７７を常に上方に向かって付勢し、アクチュエータ７７の上面が前記係合穴４６の上底面から離間しないように、且つアクチュエータ７７とブロック体７８とが互いに離間しないように保持する役割を担っている。
【０１０５】
さらに、上記第２分割体３０ｂ内には、上記ブロック体７８と前記上方側ピストン７４との間に、前記一対のピストン付勢ばね７５，７６のうちの上方ピストン付勢ばね７６が収容されている。この上方ピストン付勢ばね７６は、上記ブロック体７８と上方側ピストン７４とを互いに離間する方向に付勢するとともに、同上方側ピストン７４と前記上方側棒部材７２とを介して前記制御弁６０の弁体６１を下方に、すなわち同弁体６１が前記閉弁位置から開弁位置へ向かう方向に常に付勢している。
【０１０６】
さて、本実施形態では、前記一対のピストン付勢ばね７５，７６は、下方側ピストン７３を上方に、すなわち前記弁体６１を閉弁方向に付勢する下方ピストン付勢ばね７５の付勢力が上方ピストン付勢ばね７６の付勢力よりも大きく設定されている。
【０１０７】
また、本実施形態では、前記制御弁６０は、前記下方側棒部材７１と前記一対のピストン７３，７４のうちの下方側ピストン７３とが上記弁体６１に対して一体に設けられることにより構成されている。また、上記弁体６１に対して一体に設けられていない前記上方側ピストン７４と上方側棒部材７２とが一体に設けられている。
【０１０８】
また、図２に示されるように、この制御弁６０は、下方側ピストン７３の直径が弁体６１の直径よりも小さくなるように、且つ下方側棒部材７１の直径が下方側ピストン７３の直径よりもさらに小さくなるように形成されている。これにより、制御弁６０は、弁体６１と下方側ピストン７３とが、縮径された下方側棒部材７１によって連結され、その軸線方向の両側にて弁体６１と下方側ピストン７３とが周方向に膨出するように形成されている。
【０１０９】
また、図３に示されるように、制御弁６０の内部には、上記弁体６１と下方側棒部材７１と下方側ピストン７３とをその軸方向に貫通するとともに前記下方側シリンダ４４のリーク溜まり室４４ａ内と前記リターン通路３９における弁室４１よりも下流側との間をバイパスするバイパス通路６２が形成されている。なお、本実施形態では、この制御弁６０のバイパス通路６２は、それのみでは上記リーク溜まり室４４ａと前記リターン通路３９における弁室４１よりも下流側との間をバイパスする構成とはなっていない。そのため、前記上方側棒部材７２の内部には、上記制御弁６０のバイパス通路６２が延長されるかたちで同バイパス通路６２と上記リターン通路３９における弁室４１よりも下流側との間を連通する延長通路７２ａが形成されている。
【０１１０】
さらに、制御弁６０の内部には、上記バイパス通路６２の途中において、バイパス通路絞り部６３と、前記リターン通路３９内の燃料の上記延長通路７２ａ及びバイパス通路６２を介したリーク溜まり室４４ａ内への流入を禁止する逆止弁６４とが設けられている。
【０１１１】
上記バイパス通路６２は、前記弁体６１の上端面と同弁体６１の中央との間の大径通路部６２ａと、弁体６１の中央と前記下方側ピストン７３の下端面との間の小径通路部６２ｂとを備えている。上記大径通路部６２ａは、その内径が上記小径通路部６２ｂ内径よりも大きくなるように設けられている。
【０１１２】
このバイパス通路６２内には、その大径通路部６２ａと対応する部分に上記小径通路部６２ｂの内径よりも大きな直径を有するボール６４ａが係入されている。そして、このボール６４ａがバイパス通路６２内で上記小径通路部６２ｂの上端６４ｂに当接することにより、前記リターン通路３９における弁室４１よりも下流側の内部の燃料の上記延長通路７２ａ及びバイパス通路６２を介したリーク溜まり室４４ａ内への流入が禁止される。なお、上記上方側棒部材７２の延長通路７２ａは、上記ボール６４ａの直径よりも小さな内径にて形成されており、上記上方側棒部材７２と制御弁６０の弁体６１とが当接している状態では、ボール６４ａが制御弁６０のバイパス通路６２の内部から前記リターン通路３９の内部に移動することはない。
【０１１３】
また、同図３に示されるように、前記本体３０の弁室４１内には、前記上方側弁座部４３と前記弁体６１の上方シート部６１ａとの間に設けられ、同上方シート部６１ａに係合可能で且つ上記上方側弁座部４３と接離可能な平板状のリング６５が収容されている。このリング６５は、その内径が前記弁体６１におけるテーパ状に設けられた上方シート部６１ａの上端部の最小外径よりも大きく且つ同シート部６１ａの最大外径（弁体６１の外径）よりも小さくなるように形成されている。また、同リング６５は、上記弁体６１の上方シート部６１ａに係合する内縁が直角をなし、上記弁体６１の上方シート部６１ａと線接触している。
【０１１４】
また、前記制御弁６０の弁体６１には、前記下方側棒部材７１に連結される下方にもテーパ状のシート部６１ｂが形成されている。一方、本体３０の第３分割体３０ｃには、上記制御弁６０が開弁されているとき、すなわち弁体６１の上方シート部６１ａが本体３０の上方側弁座部４３から所定だけ下方に変位したときに前記下方側シリンダ４４の上部において弁体６１の下方シート部６１ｂが着座されるシリンダ側弁座部４８が設けられている。
【０１１５】
また、図２に示すように、上記本体３０の第３分割体３０ｃには、前記リターン通路３９の他に、前記第２分割体３０ｂとの分割部において前記燃料通路３４から分岐して同燃料通路３４内の高圧燃料の一部を前記下方側シリンダ４４内に直接導入する導入通路４９が延設されている。この導入通路４９は、上記下方側シリンダ４４に接続される端部が第３分割体３０ｃの軸線ｍの方向において前記制御弁６０の下方側棒部材７１と対応するように設けられている。さらに、導入通路４９には、その内部に導入通路絞り部５０が設けられている。
【０１１６】
また、本実施形態では、前記制御弁６０が開弁されているときにおける本体３０の上方側弁座部４３での最大有効開口面積が、前記リターン通路３９における上記上方側弁座部４３よりも下流側での最小通路断面積未満となるように設定されている。
【０１１７】
すなわち、制御弁６０の開弁時において、図４に示すように、本体３０の前記開口４１ａの内周面と前記上方側棒部材７２の外周面との間の最大有効開口面積Ｓ１（同図４（ｂ）参照）は、上記リターン通路３９における上方側弁座部４３よりも下流側での最小通路断面積Ｓ２（同図４（ａ）参照）未満となっている。
【０１１８】
次に、上述のように構成される燃料噴射弁の動作について説明する。
まず、前記コモンレール２６を介した燃料通路３４内への高圧燃料の圧送が行われず、ＥＣＵ２８からドライバ２９を介したアクチュエータ７７への通電がない場合には、同アクチュエータ７７の伸長はなく、燃料通路３４及びリターン通路３９内の燃料の圧力は低い。
【０１１９】
ここで、本実施形態では、前記一対のピストン付勢ばね７５，７６は、下方側ピストン７３を上方に、すなわち前記弁体６１を閉弁方向に付勢する下方ピストン付勢ばね７５の付勢力が上方ピストン付勢ばね７６の付勢力よりも大きく設定されている。このため、上記制御弁６０は、その弁体６１の上方シート部６１ａとリング６５の内周縁とが当接するとともに、同リング６５の上面と本体３０の上方側弁座部４３とが当接した状態となり、前記リターン通路３９における背圧室３７と排出口４０との間が弁体６１によって閉とされている状態に保持される。
【０１２０】
また、前記ニードル弁３６は、その徐変部３６ｃと小径部３６ｂとが上記燃料通路３４内に表出しているため、同徐変部３６ｃと小径部３６ｂとの外面には、燃料通路３４内の高圧燃料による押圧力の一部が作用する。そして、この高圧燃料による押圧力のうちの上記徐変部３６ｃに作用する押圧力は、ニードル弁３６を前記本体３０の噴孔３３を開く方向に変位させるように作用する。
【０１２１】
また、このニードル弁３６には、前記背圧室３７の壁面の一部をなす上面３６ｄや突出部３６ｅの上端面において、前記背圧室３７内の燃料による押圧力が上記噴孔３３を閉じる方向へ変位させるようにも作用する。
【０１２２】
なお、上述のように、燃料通路３４内の燃料の圧力は低いため、ニードル弁３６の徐変部３６ｃ及び上面３６ｄ及び突出部３６ｅの上端面に作用する燃料の押圧力も低い。これにより、ニードル弁３６の徐変部３６ｃに作用する燃料の押圧力よりも、上記上面３６ｄ及び突出部３６ｅの上端面に作用する燃料の押圧力と前記ニードル弁付勢ばね３８の付勢力との合力の方が大きくなる。この合力により、ニードル弁３６は噴孔３３を閉じた状態に保持され、上記燃料通路３４内から噴孔３３を介した内燃機関への高圧燃料の噴射供給は行われない。
【０１２３】
一方、ＥＣＵ２８からアクチュエータ７７への通電がない状態で、コモンレール２６から燃料噴射弁の燃料通路３４内へ高圧燃料が圧送される場合には、前記制御弁６０は前記閉弁位置に保持され、燃料通路３４とリターン通路３９における弁室４１よりも上流側との内部が所定の圧力まで高められる。
【０１２４】
ここで、本実施形態では、制御弁６０における弁体６１と下方側ピストン７３とは、同下方側ピストン７３の直径が弁体６１の直径未満となるように設けられるとともに、前記下方側ピストン７３の直径よりも小さな直径を有する下方側棒部材７１を介して連結されている。
【０１２５】
これにより、両通路３４，３９内の圧力が高められると、図５（ａ）に示されるように、前記弁体６１には、下方側棒部材７１との接続部における下方シート部６１ｂのテーパ面の全体（図５（ａ）中の領域Ｓ３）に高圧燃料による押圧力が作用し、制御弁６０が閉弁方向へ付勢される。また、同じく図５（ａ）に示されるように、前記下方側ピストン７３には、下方側棒部材７１が接続されるテーパ状の接続部７３ａにおけるテーパ面の全体（図５（ａ）中の領域Ｓ４）に高圧燃料による押圧力が作用し、制御弁６０が開弁方向へも付勢される。
【０１２６】
また、同図５（ａ）に示すように、制御弁６０の下方シート部６１ｂに作用する高圧燃料による押圧力と、接続部７３ａに作用する高圧燃料による押圧力とでは、下方シート部６１ｂに作用する高圧燃料による押圧力の方が大きい。このため、上記制御弁６０は、その全体に作用する高圧燃料による押圧力のうちの前記領域Ｓ３から領域Ｓ４を差し引いた領域（Ｓ３−Ｓ４）に作用する高圧燃料の押圧力により閉弁方向へ付勢されることとなる。
【０１２７】
また、前記ニードル弁３６は、その徐変部３６ｃに作用する燃料通路３４内の高圧燃料による押圧力により、前記本体３０の噴孔３３を開く方向へ変位するように付勢されている。さらに、ニードル弁３６は、前記ニードル弁付勢ばね３８による付勢力に加えて、前記背圧室３７内にあって同背圧室３７の壁面の一部をなすニードル弁３６の前記上面３６ｄや前記突出部３６ｅの上端面に作用する高圧燃料の押圧力により、上記噴孔３３を閉じる方向へ変位するようにも付勢されている。
【０１２８】
ここで、上記ニードル弁３６を変位させるように作用する付勢力のうち、同ニードル弁３６を、上記噴孔３３を閉じる方向へ付勢する付勢力の方が大きい。このため、ニードル弁３６は、噴孔３３を閉じた状態に保持され、燃料通路３４内から噴孔３３を介した内燃機関への高圧燃料の噴射供給は行われない。
【０１２９】
他方、コモンレール２６から燃料噴射弁の燃料通路３４内へ高圧燃料が圧送されている状態で、ＥＣＵ２８からアクチュエータ７７へ通電される場合には、まず、アクチュエータ７７が第１分割体３０ａの係合穴４６内で所定の長さだけ伸長する。また、このアクチュエータ７７の伸長に伴い、ブロック体７８が第２分割体３０ｂの連通孔４７内をアクチュエータ７７の伸長方向、すなわち下方に向かって変位する。
【０１３０】
ここで、上記第２分割体３０ｂの連通孔４７内におけるブロック体７８と上方側ピストン７４との間の空間には、前記燃料タンク２１内に貯溜される燃料と同一の燃料が燃料噴射弁の組付け時に充填されている。これにより、上述のようにブロック体７８が第２分割体３０ｂの連通孔４７内を変位すると、そのブロック体７８は、連通孔４７内の燃料と前記上方ピストン付勢ばね７６とを押圧して、前記上方側ピストン７４と上方側棒部材７２とを第２分割体３０ｂの上方側シリンダ４５内で下方へと変位させる。
【０１３１】
また、これら上方側ピストン７４及び上方側棒部材７２の下方への変位に伴い、前記制御弁６０は、上方側棒部材７２からの押圧により、同上方側棒部材７２と弁体６１とが当接した状態で前記弁室４１及び下方側シリンダ４４に対して下方へと変位する。この制御弁６０の下方への変位により、弁体６１の上方シート部６１ａ（リング６５）が本体３０の上方側弁座部４３から離座して前記リターン通路３９における背圧室３７と排出口４０との間が連通した状態となる。なお、この制御弁６０は、弁体６１の下方シート部６１ｂが上記本体３０のシリンダ側弁座部４８に着座する前記開弁位置に到達するまで前記アクチュエータ７７の駆動に基づいて変位される。
【０１３２】
また、このように変位する制御弁６０には、弁体６１の両シート部６１ａ，６１ｂが本体３０の上方側弁座部４３及びシリンダ側弁座部４８のどちらにも着座していない状態では、弁室４１及び下方側シリンダ４４内の高圧燃料による押圧力が以下のように作用している。
【０１３３】
図５（ｂ）に示すように、まず、前記弁体６１には、その下方シート部６１ｂのテーパ面の全体（図５（ｂ）中の領域Ｓ３）に高圧燃料による押圧力が作用しており、制御弁６０が閉弁方向へ付勢されている。また、前記下方側ピストン７３には、前記接続部７３ａのテーパ面の全体（図５（ｂ）中の領域Ｓ４）に高圧燃料による押圧力が作用しており、制御弁６０が開弁方向へも付勢されている。
ここで、上記下方シート部６１ｂに作用する高圧燃料による押圧力と接続部７３ａに作用する高圧燃料による押圧力とでは、下方シート部６１ｂに作用する高圧燃料による押圧力の方が大きい。このため、上記制御弁６０は、その全体に作用する高圧燃料による押圧力のうちの前記領域Ｓ３から領域Ｓ４を差し引いた領域（Ｓ３−Ｓ４）に作用する高圧燃料による押圧力により閉弁方向へ付勢される。
【０１３４】
また、上記制御弁６０には、弁体６１の下方シート部６１ｂが本体３０のシリンダ側弁座部４８に着座している状態では、弁室４１及び下方側シリンダ４４内の高圧燃料による押圧力が以下のように作用している。
【０１３５】
図５（ｃ）に示すように、まず、弁体６１には、その下方シート部６１ｂのテーパ面における前記下方側シリンダ４４内に表出する部分（図５（ｃ）中の領域Ｓ５）に高圧燃料による押圧力が作用しており、制御弁６０が閉弁方向へ付勢されている。なお、上記下方側シリンダ４４は、その内径が上記弁体６１の外径よりも小さく設定されているため、図５（ｃ）中に示す上記領域Ｓ５は、図５（ａ）及び（ｂ）に示す前記領域Ｓ３よりも小さくなっている。
【０１３６】
また、図５（ａ）及び（ｂ）に示した状態と同様に、前記下方側ピストン７３には、前記接続部７３ａのテーパ面の全体（図５（ｃ）中の領域Ｓ４）に高圧燃料による圧力が作用しており、制御弁６０が開弁方向へも付勢されている。ここで、上記下方シート部６１ｂに作用する高圧燃料による押圧力と接続部７３ａに作用する高圧燃料による押圧力とでは、下方シート部６１ｂに作用する高圧燃料による押圧力の方が大きい。このため、上記制御弁６０は、その全体に作用する高圧燃料による押圧力のうちの前記領域Ｓ５から領域Ｓ４を差し引いた領域（Ｓ５−Ｓ４）に作用する高圧燃料による押圧力により閉弁方向へ付勢される。なお、この場合、上記制御弁６０の外面に対して閉弁方向へ付勢するように作用する高圧燃料による押圧力は、図５（ａ）及び（ｂ）に示した位置にある制御弁６０の外面に作用する高圧燃料による押圧力に比べて低くなっている。
【０１３７】
さて、こうして制御弁６０が前記閉弁位置から開弁位置へと変位すると、前記リターン通路３９における背圧室３７と排出口４０との間が連通され、リターン通路３９における弁室４１よりも上流側の高圧燃料や燃料通路３４内の高圧燃料の一部がリターン通路３９における弁室４１よりも下流側へ流出可能となる。また、リターン通路３９における弁室４１よりも下流側へ流出した燃料は、上記排出口４０を介して前記排出通路２３内へと排出され、さらに燃料タンク２１内に戻流される。
【０１３８】
ここで、リターン通路３９には、燃料通路３４と背圧室３７との間に燃料通路側オリフィス部３９ａが設けられている。このため、制御弁６０の開弁時において燃料通路側オリフィス部３９ａを介した燃料通路３４内から背圧室３７内への高圧燃料の流出が低減され、リターン通路３９内の圧力が低下する。
【０１３９】
このように、リターン通路３９における弁室４１よりも上流側の内部の圧力が低下すると、背圧室３７内にあって前記ニードル弁３６の上面３６ｄや前記突出部３６ｅの上端面に作用する高圧燃料による押圧力が低くなる。そして、ニードル弁３６の徐変部３６ｃに作用する燃料通路３４内の高圧燃料による押圧力が、上記ニードル弁３６の上面３６ｄや前記突出部３６ｅの上端面に作用する高圧燃料による押圧力と背圧室３７内の前記ニードル弁付勢ばね３８による付勢力との合力よりも大きくなり、同ニードル弁３６が上方へ変位される。こうしてニードル弁３６が上方へ変位されると、前記本体３０の噴孔３３が開けられ、燃料通路３４内の高圧燃料が噴孔３３を介して噴射される。
【０１４０】
また、本体３０の噴孔３３から高圧燃料が噴射されている状態で、ＥＣＵ２８からアクチュエータ７７への通電が停止されると、同アクチュエータ７７は、元の長さに縮退する。また、このアクチュエータ７７の縮退に伴い、ブロック体７８が前記第２分割体３０ｂの連通孔４７内の皿ばね８０と上方ピストン付勢ばね７６との付勢力により連通孔４７内を上方へ変位される。
【０１４１】
さらに、ブロック体７８の上方への変位に伴い、上方側ピストン７４と制御弁６０とは、第３分割体３０ｃの下方側シリンダ４４内の下方ピストン付勢ばね７５の付勢力により、前記上方側棒部材７２と弁体６１とが当接した状態で、それぞれ対応するシリンダ４４，４５内を上方へ変位される。
【０１４２】
この制御弁６０の上方への変位により、弁体６１の下方シート部６１ｂが第３分割体３０ｃのシリンダ側弁座部４８から離座し、前記下方側シリンダ４４の内部と弁室４１の内部とが連通される。また、同じく制御弁６０の上方への変位により、弁体６１の上方シート部６１ａ（リング６５）が第２分割体３０ｂの上方側弁座部４３に着座し、前記リターン通路３９における背圧室３７と排出口４０との間が遮断される。
【０１４３】
こうして、リターン通路３９における背圧室３７と排出口４０との間が遮断されると、同リターン通路３９における弁室４１よりも上流側の内部の高圧燃料による圧力が徐々に高められる。これにより、前記ニードル弁３６の上面３６ｄ及び突出部３６ｅの上端面に作用する高圧燃料による押圧力が高められる。
【０１４４】
そして、前記背圧室３７内のニードル弁付勢ばね３８による付勢力と、ニードル弁３６の上面３６ｄと突出部３６ｅの上端面とに作用する高圧燃料による押圧力との合力が、ニードル弁３６の前記徐変部３６ｃに作用する高圧燃料による押圧力よりも大きくなると、ニードル弁３６が下方へと変位される。このニードル弁３６の下方への変位により、同ニードル弁３６の小径部３６ｂの先端が前記本体３０の噴孔３３に当接して同噴孔３３が閉じられ、燃料通路３４の内部から噴孔３３を介した高圧燃料の噴射が停止される。
【０１４５】
上述のように、この燃料噴射弁では、前記制御弁６０の開閉に応じた燃料通路３４及びリターン通路３９内の高圧燃料の圧力バランスの遷移に基づいて前記ニードル弁３６を開閉し、そのニードル弁３６の開閉を通じて内燃機関に対する燃料の噴射供給が間欠的に行われる。
【０１４６】
以上詳述したように、この実施形態にかかる燃料噴射弁によれば、以下に示すような多くの優れた効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、第２分割体３０ｂと第３分割体３０ｃとが弁室４１に対応する部位にて分割された本体３０を用いるとともに、一対のピストン７３，７４のうちの下方側ピストン７３のみを弁体６１に対して一体に設けている。これにより、それら分割体３０ｂ，３０ｃの製造誤差や組付け誤差等により各シリンダ４４，４５の中心線が一致しない場合があっても、一対のピストン７３，７４の外周面とシリンダ４４，４５の内周面との間の各間隙がほぼ一定に保たれる。
【０１４７】
このため、一対のピストンの双方を弁体に対して一体に設けた従来の燃料噴射弁に比べ、一対のピストン７３，７４の外周面とシリンダ４４，４５の内周面との間の各間隙を小さく設定しても、それら一対のピストン７３，７４及び弁体６１を円滑に変位させることができる。この結果、燃料通路３４を流通する高圧燃料のさらなる高圧化が進む蓄圧配管用燃料噴射弁であっても、簡易な構造を有しつつ、より安定した燃料噴射を実現することができる。
【０１４８】
（２）本実施形態では、一対のピストン付勢ばね７５，７６を、一対のピストン７３，７４を互いに挟む方向に付勢するように設けている。これにより、制御弁６０の開弁時において、一対のピストン７３，７４のうちの上方側ピストン７４が、リターン通路３９における弁室４１よりも下流側の内部を流通する高圧燃料による押圧力によって弁体６１から離間する方向に押し戻されることが抑制される。
【０１４９】
このため、上述した従来の燃料噴射弁のように複数の分割体からなるピストンに対して高圧燃料による押圧力を作用させ、その押圧力により各ピストンを付勢せずとも、前記弁体６１と上方側ピストン７４との当接状態が保持される。この結果、開弁位置にある制御弁６０の弁体６１が閉弁位置側へ不用意に変位することを抑制することができる。
【０１５０】
（３）本実施形態では、前記一対のピストン付勢ばね７５，７６は、制御弁６０の弁体６１を閉弁方向に付勢する下方ピストン付勢ばね７５の付勢力が、同弁体６１を開弁方向に付勢する上方ピストン付勢ばね７６の付勢力よりも大きく設定している。このため、アクチュエータの非作動時、すなわちＥＣＵ２８からアクチュエータ７７への通電が停止されているときには、制御弁６０の弁体６１が閉弁位置に保持され、リターン通路３９内において背圧室３７と排出口４０との間が制御弁６０によって閉とされている状態に保持することができる。
【０１５１】
また、リターン通路３９内において背圧室３７と排出口４０との間が遮断された状態で、高圧燃料がコモンレール２６から燃料通路３４内に圧送されると、その燃料通路３４内の高圧燃料の一部はリターン通路３９を介して弁室４１内に流入するものの、リターン通路３９における弁室４１よりも下流へは流出しない。
このため、制御弁６０が閉弁位置にあるとき、すなわち燃料噴射弁から高圧燃料が噴射されていないときにおいて、燃料通路３４内に圧送された高圧燃料が、意図せずリターン通路３９における弁室４１よりも下流へ流出し、排出口４０を介して排出通路２３内へ排出されることを抑制することができる。
【０１５２】
このように、制御弁６０の閉弁時において、本体３０に圧送された高圧燃料の排出通路２３への漏出が抑制されるため、燃料通路３４を流通する燃料のさらなる高圧化が進む蓄圧配管用燃料噴射弁であっても、エネルギーロスを低減することができる。
【０１５３】
（４）本実施形態では、制御弁６０の弁体６１と下方側ピストン７３とを、ともに円柱状をなすように設けるとともに、それら弁体６１と下方側ピストン７３とを、同下方側ピストン７３の直径よりも小さな直径を有する下方側棒部材７１により連結している。これにより、図５（ｂ）及び（ｃ）に示したように、下方側ピストン７３の接続部７３ａにおけるテーパ面には、コモンレール２６内から燃料通路３４内へ高圧燃料が圧送されている際において、下方側シリンダ４４内の高圧燃料による押圧力の一部が制御弁６０の弁体６１を開弁方向へ変位させるように常に作用する。
【０１５４】
このため、アクチュエータ７７の作動力を小さく設定しても、上記制御弁６０の弁体６１を開弁方向に変位させたり、同弁体６１を開弁位置に保持したりすることが可能となり、アクチュエータ７７の小型化、ひいては当該燃料噴射弁の小型化を図ることができる。
【０１５５】
（５）本実施形態では、制御弁６０の弁体６１と下方側ピストン７３とにおいて、下方側ピストン７３の直径は弁体６１の直径未満となるように設定している。これにより、図５（ａ）に示したように、コモンレール２６内から燃料通路３４内へ高圧燃料が圧送されている際において、弁体６１の下方シート部６１ｂのテーパ面には、下方側ピストン７３の接続部７３ａのテーパ面に作用する高圧燃料による押圧力よりも大きな押圧力が作用する。
【０１５６】
このため、制御弁６０は、コモンレール２６内から燃料通路３４内へ高圧燃料が圧送されている際において、制御弁６０の表面に作用する高圧燃料による押圧力により閉弁側へ付勢されるようになる。こうして、アクチュエータ７７の非作動時には、リーク溜まり室４４ａ内の下方ピストン付勢ばね７５の付勢力に加えて、弁体６１の上方シート部６１ａに作用する高圧燃料による押圧力によっても、弁体６１が閉弁方向へ付勢される。この結果、アクチュエータ７７の非作動時において、リターン通路３９内における背圧室３７と排出口４０との間が弁体６１によって閉とされている状態に好適に保持することができる。
【０１５７】
（６）本実施形態では、制御弁６０が開弁されているときにおける本体３０の上方側弁座部４３での最大有効開口面積を、前記リターン通路３９における上記上方側弁座部４３よりも下流側での最小通路断面積未満となるように設定している。これにより、本体３０のリターン通路３９における弁室４１の下流側において絞りとして作用する部分がなく、制御弁６０の弁体６１が開弁した状態にあるときに、リターン通路３９における弁室４１の下流で燃料の圧力が大きく上昇することが抑制される。
【０１５８】
このため、一対のピストン７３，７４のうちの上方側ピストン７４が、リターン通路３９における弁室４１よりも下流側の内部にある燃料の押圧力によって、弁体６１と当接した状態から離間する方向に押し戻されることを抑制することができる。
【０１５９】
また、このようにリターン通路３９における弁室４１よりも下流側の内部において絞りとして作用する部分がないため、弁室４１内からリターン通路３９における弁室４１よりも下流側の内部へ流出した燃料は、排出口４０を介して速やかに排出通路２３内へと排出される。このため、制御弁６０の弁体６１を閉弁させる際には、その弁体６１が閉弁方向に変位しにくくなることを抑制することができる。
【０１６０】
（７）本実施形態では、本体３０の弁室４１内に、第２分割体３０ｂの下方側の分割面の上方側弁座部４３と、制御弁６０の弁体６１の上方シート部６１ａとの間に設けられ、同上方シート部６１ａに係合可能で且つ上方側弁座部４３と接離可能な平板状のリング６５を収容している。
【０１６１】
ここで、制御弁６０の閉弁時には、弁体６１の上方シート部６１ａとリング６５の内周縁とが当接するとともに、同リング６５の上面と本体３０の上方側弁座部４３とが当接することにより、リターン通路３９内における背圧室３７と排出口４０との間が遮断された状態となる。また、本体３０の上方側弁座部４３とリング６５の上面とは、ともに制御弁６０の軸線ｍに対して直交する平面をなしているため、これらリング６５と上方側弁座部４３とが当接した状態では、リング６５の上面は、上方側弁座部４３に対する位置に拘わらずその全面が上方側弁座部４３に当接する。
【０１６２】
これにより、第２分割体３０ｂと第３分割体３０ｃとの製造誤差や組付け誤差により、第２分割体３０ｂの開口４１ａの中心線と第３分割体３０ｃの下方側シリンダ４４の中心線とが一致しない場合があっても、制御弁６０の閉弁時において、リング６５の上面の全体を上方側弁座部４３に対して当接させることができる。
【０１６３】
このため、制御弁６０の閉弁時おいて、リターン通路３９内における背圧室３７と排出口４０との間が遮断された状態を確保することができ、弁室４１内の高圧燃料が弁体６１の上方シート部６１ａと本体３０の上方側弁座部４３との間の間隙を介してリターン通路３９内へ漏出することを抑制することができる。また、本体３０を組み付ける際、第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄの調芯を簡素化することが可能となり、燃料噴射弁の製造コストを低減することができる。
【０１６４】
（８）本実施形態では、下方側シリンダ４４のリーク溜まり室４４ａ内とリターン通路３９における弁室４１よりも下流側との間をバイパスするバイパス通路６２を設けている。また、上方側棒部材７２の内部に、上記バイパス通路６２が延長されるかたちで同バイパス通路６２と、リターン通路３９における弁室４１よりも下流側との間を連通する延長通路７２ａを設けている。
【０１６５】
これにより、弁室４１内の高圧燃料の一部が、下方側シリンダ４４の内周面と下方側ピストン７３の外周面との間の間隙を介してリーク溜まり室４４ａ内へ漏出しても、その漏出した燃料を、バイパス通路６２と延長通路７２ａとを介してリターン通路３９における弁室４１より下流側へ流出させることが可能となる。
このため、リーク溜まり室４４ａ内に弁室４１内から漏出した燃料があっても、アクチュエータ７７の作動時には、リーク溜まり室４４ａ内の燃料をバイパス通路６２と延長通路７２ａとを介してリターン通路３９における弁室４１より下流へ流出しつつ、制御弁６０を開弁側へ迅速且つ確実に変位させることができる。
【０１６６】
なお、上述のように、下方側ピストン７３の外周面と下方側シリンダ４４の内周面との間の間隙を小さく設定することが可能であるため、弁室４１内からリーク溜まり室４４ａ内へ漏出される高圧燃料の量が低減される。これにより、リーク溜まり室４４ａ内の燃料のバイパス通路６２と延長通路７２ａとを介したリターン通路３９内への流入量、すなわち燃料噴射弁内から燃料タンク２１内への排出量が減少される。
【０１６７】
このため、燃料噴射弁内で蓄えられる高圧燃料の圧力エネルギの低下が抑制されることとなり、エネルギーロスをより低減することができる。また、弁室４１内から上方側ピストン７４の外周面と上方側シリンダ４５の内周面との間隙を介して連通孔４７内に流入した高圧燃料は、リターン通路３９内へ直接排出されることはない。これによっても、燃料噴射弁内で蓄えられる高圧燃料の圧力エネルギの低下が抑制されることとなり、エネルギーロスを好適に低減することができる。
【０１６８】
（９）本実施形態では、上記バイパス通路６２を、弁体６１と下方側棒部材７１と下方側ピストン７３とをその軸方向に貫通するように設けているため、特別な治具を用いなくてもバイパス通路６２を設けることができる。このため、本体３０の第３分割体３０ｃに対してバイパス通路を設ける場合に比べ、そのバイパス通路を形成する際の加工コストを低減することができるとともに、その加工を容易に行うことができる。
【０１６９】
（１０）本実施形態では、制御弁６０内のバイパス通路６２の途中に、バイパス通路絞り部６３を設けている。これにより、制御弁６０の弁体６１が閉弁する際には、リターン通路３９における弁室４１よりも下流側の内部の高圧燃料が延長通路７２ａとバイパス通路６２とを介してリーク溜まり室４４ａ内に流入しにくくなる。
【０１７０】
これにより、制御弁６０の閉弁方向への変位に伴ったリーク溜まり室４４ａの容積の拡大がされにくくなり、制御弁６０の閉弁方向への変位速度が低下される。また、同様に、制御弁６０の弁体６１が開弁する際には、リーク溜まり室４４ａ内の高圧燃料がバイパス通路６２と延長通路７２ａとを介してリターン通路３９における弁体６１よりも下流側の内部に排出されにくくなる。これにより、制御弁６０の開弁方向への変位に伴ったリーク溜まり室４４ａの容積の縮小がされにくくなり、この際にも制御弁６０の開弁方向への変位速度が低下される。
【０１７１】
これらのことより、制御弁６０の弁体６１の上方シート部６１ａが本体３０の上方側弁座部４３（リング６５）に着座する際、及び弁体６１の下方シート部６１ｂが本体３０のシリンダ側弁座部４８に着座する際の衝撃が緩和され、制御弁６０の弁体６１とリング６５と本体３０との耐久性を向上することができる。
【０１７２】
（１１）本実施形態では、リターン通路３９における弁室４１よりも下流側の内部の燃料の上記延長通路７２ａ及びバイパス通路６２を介したリーク溜まり室４４ａ内への流入を禁止する逆止弁６４を設けている。これにより、制御弁６０の弁体６１が開弁した際、弁室４１内からリターン通路３９における弁室４１よりも下流の内部へ流出した高圧燃料の一部が延長通路７２ａとバイパス通路６２とを介してリーク溜まり室４４ａ内へ逆流することを抑制することができる。
【０１７３】
このため、制御弁６０の開弁時において、リーク溜まり室４４ａ内の圧力が急激に上昇することが抑制されるとともに、制御弁６０が閉弁方向に押し戻されて意図せず閉弁することが抑制される。この結果、制御弁６０が不用意に閉弁することがなくその閉弁タイミングを確実に制御することができる。また、制御弁６０の弁体６１の上方シート部６１ａが本体３０の上方側弁座部４３（リング６５）に激しく衝突することを抑制でき、それら弁体６１とリング６５と本体３０とが損傷することを回避することができる。
【０１７４】
（１２）本実施形態では、制御弁６０の弁体６１における下方側棒部材７１に連結される下方にテーパ状のシート部６１ｂを、一方、本体３０の第３分割体３０ｃに、制御弁６０が開弁されているときに弁体６１の下方シート部６１ｂが着座されるシリンダ側弁座部４８を設けている。また、本体３０の第３分割体３０ｃに、第２分割体３０ｂとの分割部にて燃料通路３４から分岐し、燃料通路３４内の高圧燃料の一部を下方側シリンダ４４内に直接導入する導入通路４９を設けている。
【０１７５】
これにより、制御弁６０の弁体６１が開弁位置から閉弁位置へ変位すると、本体３０の燃料通路３４の内部と弁室４１の内部とが導入通路４９を介して連通されるようになる。このため、リターン通路３９における弁室４１よりも上流側の内部には、燃料通路３４内の高圧燃料が、リターン通路３９との分岐部を経由して流入するのみならず、上記導入通路４９及び下方側シリンダ４４及び弁室４１を介して流入するようにもなる。
【０１７６】
このように、制御弁６０の弁体６１が開弁位置から閉弁方向へ変位した際には、燃料通路３４内の高圧燃料が２方向からリターン通路３９における弁室４１よりも上流側の内部へ流入するため、同リターン通路３９における弁室４１よりも上流側の内部を速やかに昇圧させることができる。この結果、背圧室３７内の高圧燃料による押圧力が逸早く増大され、その増大された押圧力をニードル弁３６の上面３６ｄや突出部３６ｅの上端面に作用させることができる。従って、制御弁６０が開弁位置から閉弁方向へ変位した後においてニードル弁３６を逸早く変位させることが可能となり、制御弁６０が閉弁方向へ変位してからニードル弁３６によって本体３０の噴孔３３が閉じられるまでの応答性を向上することができる。
【０１７７】
（１３）本実施形態では、本体３０の第３分割体３０ｃの導入通路４９内に導入通路絞り部５０を設けている。これにより、制御弁６０の弁体６１における両シート部６１ａ，６１ｂがどちらも本体３０の弁座部４３，４８に着座していない期間において、燃料通路３４内から導入通路４９を介して弁室４１内に導入される高圧燃料の量が減少される。このため、弁室４１内からリターン通路３９における弁室４１よりも下流側へ流出する高圧燃料の流出量が減少され、エネルギーロスを好適に低減することができる。
【０１７８】
また、ニードル弁３６の急激な開閉等に起因して生じる水撃作用により燃料通路３４内の高圧燃料に圧力脈動が生じることがあっても、その圧力脈動は、弁室４１内に伝わる途中において導入通路絞り部５０によって減衰される。この結果、高圧燃料の圧力変動によって制御弁６０が意図せず振動や衝撃に曝されることを回避することができる。
【０１７９】
なお、上記第１実施形態は、例えば以下のように適宜変更することもできる。
・上記実施形態において、リング６５の内縁を、例えば図６に示す態様にて、制御弁６０の弁体６１の上方シート部６１ａのテーパ面に倣う形状に形成する構成としてもよい。このようにした場合には、制御弁６０の弁体６１の上方シート部６１ａとリング６５の内縁との接触面積が増大され、弁体６１が閉弁した状態にあるときの同弁体６１とリング６５との接触応力を緩和することができる。このため、それら弁体６１及びリング６５の耐久性を向上することができる。
【０１８０】
・上記実施形態において、リング６５は平板状をなすものには限定されない。
同リング６５は、その中心線を含む平面での断面形状が、例えば、円形状、楕円形状、多角形状等をなすものであってもよい。
【０１８１】
・上記実施形態において、制御弁６０の弁体６１の上方シート部６１ａを、例えば図７に示すような球面等の曲面状に形成する構成としてもよい。また、このようにした場合、リング６５の内縁を、弁体６１の上方シート部６１ａが係合されるように、例えば同図７に示した態様にてリング６５の上面から下面に向かうにつれて徐々にその内径が大きくなるテーパ状に形成する構成としてもよいし、弁体６１の曲面の一部に倣うように形成する構成としてもよい。
【０１８２】
・上記実施形態において、例えばバイパス通路６２の内径が全体的に小さく設けられている場合等には、バイパス通路６２内のバイパス通路絞り部６３を省略してもよい。
【０１８３】
・上記実施形態において、逆止弁６４は、球状のボール６４ａを備える構成には限定されない。このボール６４ａは、柱状や錐状等であってもよい。また、この逆止弁６４を省略してもよい。
【０１８４】
・上記実施形態において、上方側棒部材７２の内部の延長通路７２ａは、図３に示したような逆Ｌ字状に設けられることには限定されない。要は、上方側棒部材７２によってバイパス通路６２における弁体６１側の開口が閉塞されない構成であればよく、例えば、上方側棒部材７２における弁体６１との当接部に凹溝を設ける構成としてもよい。
【０１８５】
（第２実施形態）
つぎに、本発明にかかる燃料噴射弁の第２実施形態について説明する。
この第２実施形態では、前記第１実施形態と同様、燃料噴射弁は、図１にて示した燃料供給系２０と同一の構成の燃料供給系に設けられている。
【０１８６】
この燃料噴射弁では、前記第１実施形態の燃料噴射弁に対して、本体３０の第３分割体３０ｃと制御弁６０との構成が変更されている。以下、図８を参照して、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、同図８において、図２及び図３と同一の構成については同一の符号を付している。
【０１８７】
同図８に示すように、本実施形態の燃料噴射弁内に設けられる制御弁６０は、弁体６１の上方シート部６１ａが制御弁６０の軸線ｍに対して直交する平面状に形成されている。また、本体３０の弁室４１内において、弁体６１の上方シート部６１ａと弁室４１の上方側弁座部４３との間には、先の図１〜図３にて示したリング６５は設けられていない。これにより、この平面状の上方シート部６１ａを有する弁体６１は、閉弁された状態では、本体３０の第２分割体３０ｂにおける下方の分割面に設けられる上方側弁座部４３に直接着座する。
【０１８８】
また、本実施形態では、制御弁６０の内部には、図２及び図３にて示したバイパス通路６２は形成されておらず、本体３０の第３分割体３０ｃの内部においてリーク溜まり室４４ａの内部とリターン通路３９における弁室４１よりも下流側の内部とをバイパスするようにバイパス通路８２が形成されている。また、このように制御弁６０内にはバイパス通路６２が形成されていないため、上方側棒部材７２の内部には、図２及び図３にて示した延長通路７２ａは形成されていない。
【０１８９】
また、本実施形態では、同図８に示すように、弁室４１を構成する第３分割体３０ｃの凹部４２におけるシリンダ側弁座部４８の周縁が、テーパ状に形成されている。
【０１９０】
また、このテーパ状のシリンダ側弁座部４８と、弁体６１の同じくテーパ状の下方シート部６１ｂとは、弁体６１の下方シート部６１ｂのテーパ角αが本体３０のシリンダ側弁座部４８のテーパ角βよりも小さくなるように設定されている。
【０１９１】
以上説明したように、この実施形態にかかる燃料噴射弁によれば、前記第１実施形態における（１）〜（６）、（８）、（１２）、（１３）に記載した効果に加えて、以下に示すような優れた効果が得られるようになる。
【０１９２】
（１４）本実施形態では、制御弁６０の弁体６１の上方シート部６１ａと本体３０の上方側弁座部４３とを、ともに制御弁６０の軸線ｍに対して直交する平面状に形成している。ここで、制御弁６０の閉弁時には、弁体６１の上方シート部６１ａと本体３０の上方側弁座部４３とが直接当接することにより、リターン通路３９内における背圧室３７と排出口４０との間が遮断された状態となる。また、弁体６１の上方シート部６１ａと本体３０の上方側弁座部４３とは、ともに制御弁６０の軸線ｍに対して直交する平面をなしているため、上方シート部６１ａが上方側弁座部４３に着座すると、上方シート部６１ａは、上方側弁座部４３に対する位置に拘わらずその全周縁が上方側弁座部４３に当接する。
【０１９３】
これにより、第２、第３分割体３０ｂ，３０ｃの製造誤差等により、第２分割体３０ｂの開口４１ａの中心線と第３分割体３０ｃの下方側シリンダ４４の中心線とが一致しない場合があっても、制御弁６０の閉弁時において、弁体６１の上方シート部６１ａの全周縁を上方側弁座部４３に対して当接させることができる。このため、制御弁６０の閉弁時おいて、リターン通路３９内における背圧室３７と排出口４０との間が遮断された状態を確保することができ、弁室４１内の高圧燃料が弁体６１の上方シート部６１ａと本体３０の上方側弁座部４３との間の間隙を介してリターン通路３９内へ漏出することを抑制することができる。また、本体３０を組み付ける際、第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄの調芯を簡素化することが可能となり、燃料噴射弁の製造コストを低減することができる。
【０１９４】
（１５）本実施形態では、本体３０のシリンダ側弁座部４８と弁体６１の下方シート部６１ｂとを、下方シート部６１ｂのテーパ角αがシリンダ側弁座部４８のテーパ角βよりも小さくなるように設定している。ここで、下方シート部６１ｂのテーパ角αがシリンダ側弁座部４８のテーパ角βよりも小さい場合には、下方シート部６１ｂのテーパ角αがシリンダ側弁座部４８のテーパ角βよりも大きい場合よりも、下方シート部６１ｂがシリンダ側弁座部４８に着座した状態でのシール線の直径が小さくなる。
【０１９５】
これにより、前者（α＜β）の場合には、後者（α＞β）の場合に比べ、弁体６１の下方シート部６１ｂが本体３０のシリンダ側弁座部４８に着座している際における下方側シリンダ４４内の高圧燃料と下方シート部６１ｂとの接触面積を減少させることができる。ここで、弁体６１の下方シート部６１ｂに作用する高圧燃料の押圧力は、同弁体６１を開弁位置から閉弁方向へ、すなわち弁体６１の下方シート部６１ｂが本体３０のシリンダ側弁座部４８から離座する方向へ変位させるように作用する。
【０１９６】
このため、上記接触面積を減少させることができることにより、弁体６１の下方シート部６１ｂが本体３０のシリンダ側弁座部４８に対して着座している状態を保持するのに必要な前記アクチュエータ７７（図１参照）の作動力を低減することができる。この結果、アクチュエータ７７の小型化、ひいては当該燃料噴射弁の小型化を好適に図ることができる。
【０１９７】
なお、上記第２実施形態は、例えば以下のように適宜変更することもできる。・上記実施形態において、本体３０のバイパス通路６２内にバイパス通路絞り部を設ける構成としてもよい。
【０１９８】
・上記実施形態において、本体３０のバイパス通路８２内に、リターン通路３９内の燃料の該バイパス通路８２を介したリーク溜まり室４４ａ内への流入を禁止する逆止弁を設ける構成としてもよい。この逆止弁としては、例えば図３に示したようなボール６４ａを備えるものを用いることができる。
【０１９９】
・上記実施形態において、弁体６１の下方シート部６１ｂのテーパ角αと本体３０のシリンダ側弁座部４８のテーパ角βとが等しくなるように設定する構成としてもよい。このような構成としても、下方シート部６１ｂのテーパ角αがシリンダ側弁座部４８のテーパ角βよりも大きい場合に比べ、弁体６１の下方シート部６１ｂが本体３０のシリンダ側弁座部４８に着座している際における下方側シリンダ４４内の高圧燃料と下方シート部６１ｂとの接触面積を減少させることができる。
【０２００】
その他、前記各実施形態に共通した変更可能な要素としては、以下のようなものがある。
・上記各実施形態において、制御弁６０の弁体６１の上方シート部６１ａの全体を、図２中ではテーパ状に、一方図８中では制御弁６０の軸線ｍに対して直交する平面状に形成する例を示した。しかしながら、弁体６１の上方シート部６１ａの形状はこれらの形状には限定されない。同弁体６１の上方シート部６１ａを、本体３０の上方側弁座部４３またはリング６５の内縁と対応する部分及びその近傍において制御弁６０の軸線ｍに対して直交する平面状に形成する構成としてもよい。
【０２０１】
・上記各実施形態において、導入通路４９の内径が全体的に小さく設けられている場合等には、導入通路４９内の導入通路絞り部５０を省略してもよい。
・上記各実施形態において、例えば図９に示すように、本体３０の第３分割体３０ｃ内の導入通路４９の全体を、下方側シリンダ４４に対してその内周面と接線方向に交わるように接続する構成としてもよい。
【０２０２】
このようにした場合には、燃料通路３４内の高圧燃料が導入通路４９を介して下方側シリンダ４４内に導入されると、その導入される高圧燃料は、下方側シリンダ４４内をその内周面に沿って旋回するようになる。この高圧燃料の旋回流によって遠心力が生じ、この遠心力により、制御弁６０の下方側棒部材７１がその軸線と下方側シリンダ４４の中心線とが一致するように調芯される。このため、制御弁６０の下方側ピストン７３（図２参照）もその軸線と下方側シリンダ４４の中心線とが一致するように調芯され、下方側ピストン７３が下方側シリンダ４４の内周面に片当たりすることを抑制することができる。
【０２０３】
なお、上記導入通路４９は、その全体が下方側シリンダ４４の内周縁と接線方向に交わるように接続されることには限定されず、少なくとも下方側シリンダ４４との接続部が同下方側シリンダ４４の内周縁と接線方向に交わるように接続される構成であればよい。
【０２０４】
さらに、本体３０のリターン通路３９における背圧室３７と弁室４１との間における少なくとも弁室４１との接続部を、弁室４１内において前記下方側シリンダ４４内に生じる旋回流と同一の方向に旋回する旋回流が生じるように、上記弁室４１の内周面と接線方向に交わるように接続する構成としてもよい。
【０２０５】
・また、上記各導入通路４９を、下方側シリンダ４４に対してその内周面と接線方向に交わるように接続する場合には、例えば図１０に示すような態様で、制御弁６０の下方側棒部材７１の外周面に外方に向かって突出するフィン６６を設ける構成としてもよい。
【０２０６】
このようにした場合には、燃料通路３４内の高圧燃料が導入通路４９を介して下方側シリンダ４４内に導入され、下方側シリンダ４４内に高圧燃料の旋回流が生じると、制御弁６０がその旋回流の旋回方向と同一の方向に回転するようになる。このため、制御弁６０の下方側ピストン７３の外周面における下方側シリンダ４４の内周面との接触に起因した摩耗を、下方側ピストン７３の外周面の周方向において均一にすることができる。なお、この場合、このフィン６６の大きさ、形状、数等は、図１０に示した態様には限定されず、制御弁６０の大きさ等に応じて変更可能である。
【０２０７】
・上記各実施形態において、本体３０の第３分割体３０ｃの導入通路４９を省略してもよい。なお、このようにした場合には、制御弁６０の弁体６１の下方シート部６１ｂも省略可能である。
【０２０８】
・上記各実施形態において、本体３０の分割体の数や分割位置等は、図１にて示した態様には限定されず、同本体３０の内部構造等に応じて適宜変更可能である。ただし、本体３０は、少なくとも弁室４１に対応する部位にて前記軸線ｍに直交する面と平行をなすように分割される。
【０２０９】
・上記各実施形態において、制御弁６０の下方側棒部材７１を、弾性変形可能な低剛性部材にて形成する構成としてもよい。同下方側棒部材７１を弾性変形可能とすべく、例えば図１１示すような態様で下方側棒部材７１を、通常の使用に耐え得る範囲内で小径に形成したり、軟質材料から形成したりしてもよい。なお、図１１では、弁体６１の上方シート部６１ａ及び本体３０の上方側弁座部４３をともにテーパ状に形成した例を示しているが、これら上方シート部６１ａと上方側弁座部４３とのどちらか一方のみがテーパ状または曲面状に形成されていてもよい。ただし、上方シート部６１ａと上方側弁座部４３とのどちらか一方のみがテーパ状または曲面状に形成される場合には、そのテーパ状または曲面状に形成される一方は、自身のテーパ面または曲面に対して他方が係合可能となるように設けられる。
【０２１０】
この場合には、各分割体３０ｂ，３０ｃの製造誤差等により、上方側弁座部４３の開口４１ａと下方側シリンダ４４との両中心線が一致しなくても、制御弁６０の閉弁時に上方シート部６１ａが上方側弁座部４３に当接すると、下方側棒部材７１が弾性変形して両中心線のずれが吸収される。これにより、制御弁６０の弁体６１の閉弁時において、リターン通路３９における背圧室３７と排出口４０との間が遮断された状態を確保でき、弁室４１内の高圧燃料が上方シート部６１ａと上方側弁座部４３との間の間隙を介してリターン通路３９における弁室４１よりも下流へ漏出することを抑制することができる。このため、第２分割体３０ｂと第３分割体３０ｃとの製造時及び組付け時において、それら分割体３０ｂ，３０ｃにおける上記開口４１ａと下方側シリンダ４４との両中心線を精度良く一致させる必要がなくなり、当該燃料噴射弁の製造コストを低減することができる。
【０２１１】
・上記各実施形態において、第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄを、それらの軸線ｍが同一直線上に位置するように位置合わせする位置合わせ部材を介して接合する構成としてもよい。この位置合わせ部材としては、例えば図１２に示すように、第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄに対し、それらの分割面同士が当接された状態でその当接部に対応する部分に外嵌される筒状の同軸合わせブッシュ８３を用いることができる。なお、この同軸合わせブッシュ８３は、第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄの各分割部のうちの少なくとも第２分割体３０ｂと第３分割体３０ｃとの分割部に外嵌される。
【０２１２】
このようにした場合には、互いに接合された第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄの軸線ｍが一致するとともに、本体３０の上方側弁座部４３の開口４１ａの中心線と下方側シリンダ４４の中心線とが一致する。このように、これら両中心線の正確な軸合わせが可能となるため、本体３０の上方側弁座部４３及び弁体６１の上方シート部６１ａの少なくとも一方がテーパ状または曲面状に形成される場合でも、弁体６１の閉弁時のリターン通路３９における背圧室３７と排出口４０との間が遮断された状態を確保することができる。
【０２１３】
このため、前記同軸合わせブッシュ８３を設けることによっても、弁体６１の閉弁時において、弁室４１内の高圧燃料が弁体６１の上方シート部６１ａと本体３０の上方側弁座部４３との間の間隙を介してリターン通路３９における弁室４１より下流へ漏出することを抑制することができる。
【０２１４】
また、同軸合わせブッシュ８３を、第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄに対してそれらの分割面同士が当接された状態でその当接部対応する部分に外嵌させるのみであるため、第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄの軸線ｍを容易に一致させることができる。
【０２１５】
なお、こうした位置合わせ部材は、第１分割体３０ａ〜第４分割体３０ｄ同士の当接部に外嵌される同軸合わせブッシュ８３には限定されない。同位置合わせ部材として例えば棒体を使用し、その棒体を、互いに当接される分割体３０ａ〜３０ｄの両分割面において対向するように設けられる一対の係合穴に係合させる構成としてもよい。
【０２１６】
・上記各実施形態において、例えば図１３に示すような態様で、本体３０の弁室４１内に、制御弁６０の弁体６１を囲繞する筒状のフィルタ材８４を設ける構成としてもよい。また、このフィルタ材８４は焼結金属からなるものであり、同フィルタ材８４を、同図１３に示すように、本体３０の上方側弁座部４３の近傍にその上方側の周縁８４ａが常時当接するように下方側の周縁８４ｂからフィルタ材付勢ばね８５にて付勢する構成としてもよい。
【０２１７】
このように、弁室４１内にフィルタ材８４を設けることにより、本体３０の燃料通路３４内に供給される高圧燃料中に異物が混じっていたとしても、その異物は、弁体６１の上方シート部６１ａと本体３０の上方側弁座部４３との間の間隙を通過する前にフィルタ材８４によって捕集される。これにより、制御弁６０の弁体６１の上方シート部６１ａ（リング６５（図２参照））が本体３０の上方側弁座部４３に着座した際に、上記異物を噛み込むことが抑制される。このため、弁体６１の上方シート部６１ａが本体３０の上方側弁座部４３に着座している際において、リターン通路３９における背圧室３７と排出口４０（ともに図１参照）との間が遮断された状態をより確実に保持することができる。
【０２１８】
また、このフィルタ材８４を、上記上方側弁座部４３の近傍にその上方側の周縁８４ａが常時当接するように下方側の周縁８４ｂからフィルタ材付勢ばね８５にて付勢するため、フィルタ材８４は、その上方の周縁８４ａが上方側弁座部４３の近傍から離間することが抑制される。このため、フィルタ材８４の上方の周縁８４ａが本体３０の上方側弁座部４３の近傍から離間することによって前記異物の捕集能力が一時的に低下することを抑制することができる。
【０２１９】
また、燒結金属は目が細かいため、フィルタ材８４本来のフィルタとしての機能に加えて、オリフィスとしての機能を持たせることができる。
なお、このフィルタ材８４は、焼結金属からなるものには限定されず、例えば金属製のメッシュ等であってもよい。
【０２２０】
また、例えば、フィルタ材８４自身が弾性を有し、同フィルタ材８４が、その上方の周縁８４ａが本体３０の上方側弁座部４３の近傍に当接するとともに、下方の周縁８４ｂが弁室４１と下方側シリンダ４４との接続部の近傍に当接するように設けられる場合等には、フィルタ材付勢ばね８５を省略してもよい。
【０２２１】
・上記各実施形態において、制御弁６０の弁体６１と下方側ピストン７３とを、縮径された下方側棒部材７１によって連結するのではなく、例えば図１４に示すような態様で、弁体６１の直径未満の直径を有する下方側棒部材７１を弁体６１に対して直接接続する構成としてもよい。
【０２２２】
このようにした場合でも、アクチュエータ７７の非作動時には、リーク溜まり室４４ａ内の下方ピストン付勢ばね７５の付勢力に加えて、弁体６１の上方シート部６１ａに作用する高圧燃料による押圧力によっても、弁体６１が閉弁方向へ付勢される。このため、アクチュエータ７７の非作動時において、リターン通路３９内における背圧室３７と排出口４０との間が弁体６１によって閉とされている状態に好適に保持することができる。
【０２２３】
・上記各実施形態において、弁体６１に対して上方側棒部材７２と上方側ピストン７４とを一体に設けることにより制御弁６０を構成するようにしてもよい。
また、このようにした場合には、制御弁６０の閉弁時に弁体６１の下方シート部６１ｂが着座される弁座部を、例えば第３分割体３０ｃの上方側の分割面に設ける構成としてもよい。
【０２２４】
・上記各実施形態では、燃料供給系２０に蓄圧配管２６を備える蓄圧配管用燃料噴射弁の例を示したが、本発明は、蓄圧配管用燃料噴射弁以外に、蓄圧配管２６を有しない燃料供給系２０に設けられる燃料噴射弁にも同様に適用することができる。
【０２２５】
その他、前記実施形態、並びに以上の記載から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に記載する。
（イ）前記フィルタ材が、焼結金属製である請求項２０に記載の燃料噴射弁。
【０２２６】
上記構成によれば、燒結金属は目が細かいため、フィルタ材本来のフィルタとしての機能に加えて、オリフィスとしての機能を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる燃料噴射弁の第１実施形態についてその断面構造を示す断面図。
【図２】同実施形態にかかる燃料噴射弁について制御弁及びその周辺構造を拡大して示す部分断面図。
【図３】同燃料噴射弁について制御弁及びその周辺構造をさらに拡大して示す部分断面図。
【図４】図２の４ａ―４ａ線及び４ｂ―４ｂ線に沿った断面図。
【図５】制御弁に作用する高圧燃料による押圧力を説明するための説明図。
【図６】変形例にかかる燃料噴射弁についてその制御弁とリングとの当接部を拡大して示す部分断面図。
【図７】同じく変形例にかかる燃料噴射弁についてその制御弁とリングとの当接部を拡大して示す部分断面図。
【図８】第２実施形態にかかる燃料噴射弁について制御弁及びその周辺構造を拡大して示す部分断面図。
【図９】変形例にかかる燃料噴射弁について図２の８―８線に沿った断面構造を拡大して示す部分断面図。
【図１０】同じく変形例にかかる燃料噴射弁について制御弁及びその周辺構造を拡大して示す部分断面図。
【図１１】同じく変形例にかかる燃料噴射弁について制御弁及びその周辺構造を拡大して示す部分断面図。
【図１２】同じく変形例にかかる燃料噴射弁について制御弁及びその周辺構造を拡大して示す部分断面図。
【図１３】同じく変形例にかかる燃料噴射弁について制御弁及びその周辺構造を拡大して示す部分断面図。
【図１４】同じく変形例にかかる燃料噴射弁について制御弁及びその周辺構造を拡大して示す部分断面図。
【図１５】従来の燃料噴射弁についてその断面構造の一部を拡大して示す部分断面図。
【図１６】同じく従来の燃料噴射弁についてその断面構造の一部を拡大して示す部分断面図。
【符号の説明】
２０…燃料供給系、２１…燃料タンク、２２…供給通路、２３…排出通路、２４…燃料ポンプ、２５…高圧ポンプ、２６…蓄圧配管（コモンレール）、２８…電子制御装置（ＥＣＵ）、２９…ドライバ、３０…本体、３０ａ〜３０ｄ…第１〜第４分割体、３１…リテーニングナット、３１ａ…周壁、３１ｂ…開口部、３２…供給口、３３…噴孔、３４…燃料通路、３５…空間部、３６…ニードル弁、３６ａ…大径部、３６ｂ…小径部、３６ｃ…徐変部、３６ｄ…上面、３６ｅ…突出部、３７…背圧室、３８…ニードル弁付勢ばね、３９…リターン通路、３９ａ…燃料通路側オリフィス部、３９ｂ…弁室側オリフィス部、４０…排出口、４１…弁室、４１ａ…開口、４２…凹部、４３…上方側弁座部、４４…下方側シリンダ、４４ａ…リーク溜まり室、４５…上方側シリンダ、４６…係合穴、４７…連通孔、４８…シリンダ側弁座部、４９…導入通路、５０…導入通路絞り部、６０…制御弁、６１…弁体、６１ａ…上方シート部、６１ｂ…下方シート部、６２，８２…バイパス通路、６２ａ…大径通路部、６２ｂ…小径通路部、６３…バイパス通路絞り部、６４…逆止弁、６４ａ…ボール、６４ｂ…上端、６５…リング、６６…フィン、７０…変位機構、７１…下方側棒部材、７２…上方側棒部材、７２ａ…延長通路、７３…下方側ピストン、７３ａ…接続部、７４…上方側ピストン、７５…付勢部材としての下方ピストン付勢ばね、７６…付勢部材としての上方ピストン付勢ばね、７７…アクチュエータ、７８…ブロック体、７８ａ…環状溝、７９…シールリング、８０…皿ばね、８３…同軸合わせブッシュ、８４…フィルタ材、８４ａ…上方の周縁、８４ｂ…下方の周縁、８５…フィルタ材付勢ばね。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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