(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が噴射される噴孔が形成されているバルブボディと、
前記噴孔を開閉する弁部材と、
前記弁部材の反噴孔側の端部に設けられているアーマチャと、
電力が供給されることにより、前記アーマチャとともに前記弁部材を噴孔開放方向へ吸引する電磁駆動部と、
前記弁部材の周囲の燃料から前記弁部材へ噴孔閉塞方向に作用する油圧を低減する油圧低減手段と、を備え、
前記油圧低減手段は、前記弁部材の反噴孔側の端部に軸方向に形成されている孔部と、前記孔部の内周側に設けられ前記孔部の内壁と軸方向に摺動可能であって低圧側と連通している連通孔が形成されているロッド部と、前記ロッド部の前記噴孔側の端部において前記孔部を形成する前記弁部材と前記ロッド部との間に形成され常に低圧側に連通する低圧室と、を有し、
前記ロッド部は、摺動する前記孔部と前記ロッド部との間から漏れる燃料を前記低圧室を経由して前記低圧側としての燃料タンクへ排出する連通孔を内周側に有する筒状に形成されていることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記孔部の内径は、前記噴孔の燃料入口側に形成され前記弁部材が着座可能な弁座部の内径よりもやや小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
燃料が噴射される噴孔が形成されているバルブボディと、
前記噴孔を開閉する弁部材と、
前記弁部材の反噴孔側の端部に設けられているアーマチャと、
電力が供給されることにより、前記アーマチャとともに前記弁部材を噴孔開放方向へ吸引する電磁駆動部と、
前記弁部材の周囲の燃料から前記弁部材へ噴孔閉塞方向に作用する油圧を低減する油圧低減手段と、を備え、
前記油圧低減手段は、前記電磁駆動部に軸方向へ形成され低圧側と連通している孔部と、前記弁部材の反噴孔側に軸方向へ伸びて一体に形成され前記孔部の内壁と摺動可能な小径部とを有し、
摺動する前記孔部と前記小径部との間から漏れる燃料は、前記孔部を経由して前記低圧側としての燃料タンクへ排出されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
前記孔部の内径は、前記噴孔の燃料入口側に形成され前記弁部材が着座可能な弁座部の内径よりもやや小さく形成されていることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記弁部材は、前記アーマチャが設けられている弁ロッド部と、前記弁ロッド部とは別体に同軸上に設けられ前記噴孔を開閉する弁ニードル部と、前記弁ロッド部と前記弁ニードル部とを接続する接続部とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
液化ガス燃料が導入され、前記噴孔から前記液化ガス燃料が噴射されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、内燃機関を「エンジン」という。）の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ディーゼルエンジンに適用されるコモンレール式の燃料噴射装置の場合、一般に二方電磁弁または三方電磁弁を有する燃料噴射装置が使用される。このような燃料噴射装置として、例えば特開平９−４２１０６号公報に開示されている技術が公知である。この場合、弁部材の反噴孔側に設けられた圧力制御室に高圧の燃料が導入されている。そして、圧力制御室内の高圧燃料を噴射毎に低圧側へリークさせることにより弁部材を駆動している。しかし、特開平９−４２１０６号公報に開示されている燃料噴射装置の場合、噴射毎に圧力制御室から高圧の燃料のリークが発生する。また、部品点数の増大ならびに構造の複雑化を招くという問題がある。
【０００３】
近年、燃料噴射装置へのコスト低減の要求は厳しくなっている。そこで、燃料噴射装置を構成する部品点数の低減を図るため、電磁駆動部により直接弁部材を駆動する、いわゆる直動方式の燃料噴射装置が検討されている。
一方、近年では、軽油の代替燃料として燃料の気化性や発火燃焼性あるいはエミッションなどを考慮してジメチルエーテル（ＤＭＥ）やセタン価向上のための添加剤を加えた液化石油ガス（ＬＰＧ）といった液化ガス燃料の使用が検討されている。なお、本明細書中で「ＬＰＧ」とは、特に指示しない限りセタン価向上剤を添加したものを意味する。液化ガス燃料を使用する場合、沸点が低いため気化しやすく燃料噴射装置からの燃料の漏出量が増大する傾向にある。そのため、燃料噴射装置から漏出した燃料を回収するための装置が必要となる。例えば、特開平１１―２２５９０号公報に開示されているように、気化した液化ガス燃料を回収するためのパージタンクならびにパージタンクに回収されたガス状の液化ガス燃料を圧縮し液化する圧縮ポンプが必要となる。その結果、燃料噴射装置のコストの増大を招くという問題がある。そこで、上述のように例えば図１０に示すような直動方式の燃料噴射装置１００を使用することにより、燃料噴射装置１００からの燃料の漏出量の低減を図ることが考えられている。
【０００４】
図１０に示す燃料噴射装置１００の場合、弁部材１０１は図中の上下方向に伸びており、弁部材１０１の上端にはアーマチャ１０２がレーザ溶接などにより一体に設けられている。ケーシング１０３およびバルブボディ１０４には孔１０３ａ、１０４ａが形成され、孔１０３ａ、１０４ａに弁部材１０１が収容されている。アーマチャ１０２と対向してステータ１０５が配置されており、コイル１０６の通電時にアーマチャ１０２がステータ１０５に吸引されると、弁部材１０１がスプリング１０７の付勢力に抗して図１０の上方へリフトする。これにより、噴孔１０８が開放され、コモンレールから供給された高圧燃料は噴孔１０８から噴射される。図１０に示すような燃料噴射装置１００は、構成する部品の点数が少なくコストの低減を図ることができる。また、図１０に示すような燃料噴射装置１００では、燃料の漏出量の低減を図ることができるため、漏出した燃料を回収するためのパージタンクおよび圧縮ポンプなどが不要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０に示すような燃料噴射装置１００の場合、弁部材１０１を電磁駆動部により直接駆動するため、電磁駆動部は弁部材１０１に作用する油圧による力に抗して弁部材１０１を駆動する必要がある。そのため、燃料噴射装置１００から噴射される燃料の噴射圧力を高めるためには、電磁駆動部を大型化し駆動力の増大を図る必要がある。しかし、エンジンの搭載部に確保される空間には制限があるため、電磁駆動部および燃料噴射装置１００の大きさには制限がある。その結果、現在では燃料の最大噴射圧力は３０ＭＰａ程度が限界であり、さらなる高圧化は困難であるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、電磁駆動部により弁部材が直接駆動され、体格の大型化を招くことなく噴射される燃料の圧力のさらなる高圧化が可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１または３記載の燃料噴射装置によると、油圧低減手段を備えている。油圧低減手段は、弁部材に作用する油圧のうち噴孔閉塞方向へ作用する油圧を低減する。噴孔閉塞方向へ弁部材に作用する油圧が低減されることにより、電磁駆動部が弁部材を駆動するために必要な力は小さくなる。そのため、電磁駆動部により弁部材を直接駆動する場合でも、例えば電磁駆動部の体格を保持したままで燃料噴射装置に供給される燃料の圧力を高めることができる。したがって、弁部材を電磁駆動部により直接駆動する場合でも、体格の大型化を招くことなく噴射される燃料のさらなる高圧化を図ることができる。
【０００８】
また、本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によると、油圧低減手段は弁部材の反噴孔側に形成されている孔部と、孔部の内周側を摺動可能なロッド部とを有している。ロッド部に形成されている連通孔は低圧側に連通しているため、弁部材に形成されている孔部の噴孔側の端面には低圧側の油圧が作用する。そのため、弁部材に作用する油圧が低減される。したがって、部品点数の増大を招くことなく簡単な構造で電磁駆動部が弁部材を駆動するために必要な力を低減することができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によると、孔部の内径は弁座部の内径よりもやや小さく形成されている。そのため、弁部材に作用する噴孔閉塞方向への油圧がやや大きくなる。これにより、電磁駆動部への電力の供給を停止したとき、弁部材は噴孔閉塞方向へ作用する油圧により噴孔閉塞方向へ付勢される。したがって、弁部材が噴孔閉塞方向へ移動するときの応答性を高めることができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の燃料噴射装置によると、油圧低減手段は低圧側と連通している孔部と、弁部材の端部に形成され孔部と摺動する小径部とを有している。孔部は低圧側に連通しているため、弁部材に形成されている小径部の反噴孔側の端面には低圧側の油圧が作用する。そのため、弁部材に作用する油圧が低減される。したがって、部品点数の増大を招くことなく簡単な構造で電磁駆動部が弁部材を駆動するために必要な力を低減することができる。
【００１１】
本発明の請求項４記載の燃料噴射装置によると、孔部の内径は弁座部の内径よりもやや小さく形成されている。そのため、弁部材に作用する噴孔閉塞方向への油圧がやや大きくなる。これにより、電磁駆動部への電力の供給を停止したとき、弁部材は噴孔閉塞方向へ作用する油圧により噴孔閉塞方向へ付勢される。したがって、弁部材が噴孔閉塞方向へ移動するときの応答性を高めることができる。
【００１２】
本発明の請求項５記載の燃料噴射装置によると、弁部材は弁ロッド部と弁ニードル部とを有し、弁ロッド部と弁ニードル部とは接続部により接続されている。これにより、弁ロッド部および弁ニードル部の加工誤差は接続部により吸収することができる。そのため、弁部材の寸法を精密に管理する必要がなく、弁部材の加工コストを低減することができる。
本発明の請求項６記載の燃料噴射装置は、液化ガス燃料が導入される。燃料噴射装置の弁部材を電磁駆動部により直接駆動することにより、液化ガス燃料を用いる場合でも燃料の漏出を低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置を適用した燃料噴射システムの概略を図２に示す。本実施例による燃料噴射システムは、ＤＭＥを燃料とするディーゼルエンジンのコモンレール式の燃料噴射システムである。
【００１４】
燃料タンク１内に蓄えられているＤＭＥは、図示しない低圧ポンプにより高圧ポンプ２へ給送される。高圧ポンプ２に給送されたＤＭＥは、高圧ポンプ２により加圧された後、コモンレール３へ供給される。コモンレール３には、噴射圧力（例えば５０ＭＰａから８０ＭＰａ）で蓄圧されたＤＭＥが蓄えられている。コモンレール３には、エンジンの気筒数に対応する燃料噴射装置１０が接続されている。これらの燃料噴射装置１０は、ＥＣＵ４からの駆動信号にしたがって駆動される。
【００１５】
燃料噴射装置１０は、ケーシング１１およびバルブボディ１２を備えている。ケーシング１１とバルブボディ１２とはディスタンスピース１３を介してリテーニングナット１４により締め付けられ一体に構成されている。ケーシング１１およびバルブボディ１２にはそれぞれ同軸の孔１１ａ、１２ａが形成されており、孔１１ａ、１２ａには弁部材２０が収容されている。弁部材２０は、軸方向へ伸びる棒状に形成されており、２カ所の摺動部２１、２２を有している。バルブボディ１２の先端部には複数の噴孔１５が形成されている。バルブボディ１２の噴孔１５の入口側には弁座部１６が設けられている。弁部材２０の先端には弁座部１６に着座可能な当接部２３が設けられている。当接部２３が弁座部１６へ着座することによりＤＭＥの流れが遮断され、噴孔１５からのＤＭＥの噴射が停止される。一方、当接部２３が弁座部１６から離座することによりＤＭＥの流れが開放され、噴孔１５からＤＭＥが噴射される。
【００１６】
弁部材２０は中間部であるディスタンスピース１３に対応する位置に拡径部２４を有している。拡径部２４には、ばね受け部材２５およびシム部材２６が配設されている。ケーシング１１の内壁とシム部材２６との間にはスプリング２７が設けられており、スプリング２７により弁部材２０は図２の下方すなわち噴孔閉塞方向へ付勢されている。
【００１７】
ばね受け部材２５は図３に示すように二つの分割可能な割片により構成され、シム部材２６はリング状の板材により形成されている。図４に示すように、弁部材２０の拡径部２４を挟んでばね受け部材２５を組み付け、さらにシム部材２６を組み付けることによりばね受け部材２５はシム部材２６によって径方向内側へ締め付けられ弁部材２０に固定される。なお、シム部材２６はばね力の調整機能を担うものであり、シム部材２６の板厚によりスプリング２７のばね力を調整可能である。
【００１８】
図２に示すように、ケーシング１１にはガスケット１７を挟んで吸入ポート部材１８が組み付けられている。吸入ポート部材１８はコモンレール３に接続されており、高圧のＤＭＥはコモンレール３から吸入ポート部材１８を経由して孔１１ａ、１２ａに導入される。吸入ポート部材１８にはＤＭＥに含まれる異物を除去するためのフィルタ部材１９が圧入固定されている。
【００１９】
ケーシング１１の反バルブボディ側には電磁駆動部３０が設置されている。電磁駆動部３０は、アーマチャ３１、ステータ３２およびコイル３３などを有している。アーマチャ３１は弁部材２０の反噴孔側の端部に弁部材２０と一体に固定されている。ステータ３２はアーマチャ３１と対向して配置されている。ステータ３２の外周側にはコイル３３が配設されている。コイル３３はＥＣＵ４から電力が供給されると磁界を発生する。コイル３３によって発生した磁界によりステータ３２とアーマチャ３１との間には磁気吸引力が発生する。本実施例の場合、弁部材２０は電磁駆動部３０のアーマチャ３１とステータ３２との間に発生する磁気吸引力によって噴孔開放方向へ吸引され、電磁駆動部３０によって直接駆動される。すなわち、本実施例の燃料噴射装置１０は直動方式の燃料噴射装置である。ステータ３２とケーシング１１との間にはシム３４が配設されている。キャップハウジング３５は、シム３４を挟んでステータ３２をケーシング１１に締め付け固定している。ステータ３２の内周側には、アーマチャ３１が移動可能に収容されるアーマチャ室３６が形成されている。
【００２０】
電磁駆動部３０およびスプリング２７を組み付ける場合、一体になっている弁部材２０およびアーマチャ３１は可能な限り図２の下方まで孔１１ａ、１２ａへ挿入される。この状態で弁部材２０にシム部材２６およびスプリング２７を組み付け、二つの半割状に分割されたばね受け部材２５を弁部材２０の拡径部２４に組み付ける。そして、ばね受け部材２５を接合した状態でばね受け部材２５にシム部材２６をはめ込み、ばね受け部材２５を固定する。その後、ケーシング１１にディスタンスピース１３およびバルブボディ１２をリテーニングナット１４により固定する。さらに、ケーシング１１の反バルブボディ側の端部にステータ３２およびシム３４をキャップハウジング３５によって固定することによりケーシング１１に電磁駆動部３０が組み付けられる。
【００２１】
上記の手順による電磁駆動部３０およびスプリング２７の組み付けにおいて、図３および図４に示すようにシム部材２６部材の内径φｄ１は弁部材２０の拡径部２４の外径φｄ２よりも大きく形成されている。例えば、φｄ１＝４．１ｍｍであり、φ２＝４．０ｍｍである。そのため、弁部材２０の反アーマチャ側から拡径部２４へシム部材２６を挿入可能である。また、図２に示すように、アーマチャ室３６においてアーマチャ３１のケーシング１１側の端面とケーシング１１のアーマチャ３１側の端面との間の距離Ｚを十分に確保することにより、弁部材２０を図２の下方まで容易に挿入することができ、スプリング２７などの各部材を容易に組み付けることができる。
【００２２】
アーマチャ３１を収容するアーマチャ室３６は、通路３７を介して孔１１ａに連通している。これにより、アーマチャ室３６には孔１１ａから高圧のＤＭＥが導入される。図１に示すように、弁部材２０の反噴孔側の端部には孔部２０ａが形成されている。孔部２０ａの内周側にはロッド部材２８が孔部２０ａの内壁と摺動可能に設けられている。孔部２０ａおよびロッド部材２８により特許請求の範囲の油圧低減手段が構成されている。孔部２０ａとロッド部材２８との間に形成される空間、すなわち孔部２０ａのロッド部材２８よりも噴孔１５側に形成される空間は低圧室２９となっている。ロッド部材２８には連通孔２８１が形成されており、一方の端部が低圧室２９に連通し、他方の端部が低圧側である図２に示す燃料タンク１に連通している。そのため、低圧室２９の内部の圧力は燃料タンク１の内部とほぼ同一の圧力（約０．６ＭＰａ）となっている。ロッド部材２８とステータ３２との間にはＯリング３８が設置されており、アーマチャ室３６から外部へＤＭＥが漏出するのを防止している。
【００２３】
孔部２０ａの内径とロッド部材２８の外径とはほぼ同一であるため、孔部２０ａの内壁とロッド部材２８の外壁とは摺動する。また、ロッド部材２８は例えば圧入などによりステータ３２に固定されている。そのため、一体のアーマチャ３１および弁部材２０が軸方向へ往復移動する場合、ロッド部材２８とアーマチャ３１および弁部材２０とは相対的に往復移動し、低圧室２９の容積は変化する。
【００２４】
孔部２０ａの内径およびロッド部材２８の外径をφｄ３とし、弁部材２０の当接部２３の外径ならびに当接部２３に対応するバルブボディ１２の弁座部１６の内径をφｄ４とする。このとき、例えばφｄ３＝１．８ｍｍおよびφｄ４＝１．８ｍｍのようにφｄ３＝φｄ４と設定すると、弁部材２０に作用する高圧のＤＭＥによる油圧力は均衡する。また、弁部材２０に作用するＤＭＥの油圧による力は低圧室２９の噴孔１５側の端面２９ａの面積に相当する分だけ減少する。そのため、燃料噴射装置１０から噴射されるＤＭＥの圧力を向上可能である。例えば、φｄ３＝φｄ４＝１．８ｍｍに設定した場合、ＤＭＥの圧力が約８０ＭＰａのときでも、電磁駆動部３０の体格、発生力あるいは部材の形状などを変更することなく弁部材２０を駆動することができる。
【００２５】
アーマチャ室３６のＤＭＥは、わずかな量が孔部２０ａとロッド部材２８との間のクリアランスを経由して低圧室２９へ漏出する。しかし、本実施例により低圧室２９へ漏出するＤＭＥの流量は、例えば特開平９−４２１０６号公報に開示されている燃料噴射装置のように圧力制御室の高圧燃料を噴射毎に低圧側へリークさせる場合の燃料の流量と比較して極めて少ない。そのため、低圧室２９に漏出したＤＭＥは燃料タンク１へ直接回収することができる。
【００２６】
次に、第１実施例による燃料噴射装置１０の作動について説明する。
ＥＣＵ４からコイル３３へ電力が供給されると、コイル３３に発生した磁界によりアーマチャ３１とステータ３２との間には磁気吸引力が発生する。アーマチャ３１とステータ３２との間に発生した磁気吸引力がスプリング２７の付勢力と孔１１ａ、１２ａの内部のＤＭＥの圧力によって噴孔閉塞方向へ弁部材２０に作用する力との和よりも大きくなると、アーマチャ３１ならびにアーマチャ３１と一体の弁部材２０は図２の上方へリフトする。これにより、当接部２３は弁座部１６から離座し、噴孔１５からの燃料の噴射が開始される。
【００２７】
コイル３３への電力の供給が停止されると、ステータ３２とアーマチャ３１との間の磁気吸引力は消滅する。そのため、スプリング２７の付勢力ならびにＤＭＥの圧力によって噴孔閉塞方向へ弁部材２０に作用する力により弁部材２０は図２の下方へ移動する。これにより、当接部２３は弁座部１６へ着座し、噴孔１５からの燃料の噴射が停止される。
【００２８】
以上、説明したように、本発明の第１実施例による燃料噴射装置１０によると、弁部材２０の反噴孔側の端部に低圧室２９を形成することにより、弁部材２０に噴孔閉塞方向へ作用する力を低減することができる。また、φｄ３とφｄ４とを同一にすることにより弁部材２０に作用するＤＭＥの圧力を均衡させることができる。そのため、弁部材２０を噴孔開放方向へ駆動するための力を低減することができる。したがって、電磁駆動部３０の駆動力を増大ならびに電磁駆動部３０の体格を大型化することなく噴射されるＤＭＥの圧力を高圧化することができる。
【００２９】
第１実施例では、弁部材２０を電磁駆動部３０により直接駆動する直動方式としているため、例えば圧力制御室の油圧を制御することにより弁部材を駆動する燃料噴射装置と比較して、燃料噴射装置１０から低圧側へ排出されるＤＭＥを大幅に低減することができる。また、直動方式とすることにより、本実施例のように燃料としてＤＭＥなどの高圧の液化ガス燃料を適用する場合でも燃料の漏出を低減することができる。
【００３０】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による燃料噴射装置について説明する。
第２実施例は第１実施例の変形であり、燃料噴射装置１０の構成は第１実施例と同一である。第２実施例では、φｄ３とφｄ４との関係が第１実施例と異なり、φｄ３＜φｄ４と設定している。φｄ３＜φｄ４と設定することにより、ＤＭＥの圧力により弁部材２０に作用する力は不均衡となり噴孔閉塞方向へ大きくなる。すなわち、φｄ４＝１．８ｍｍに対しφｄ３を噴射されるＤＭＥの最高圧力に応じて小さくする。これにより、コイル３３への電力の供給を停止してから当接部２３が弁座部１６へ着座するまでの期間が短縮され、閉弁時における弁部材２０の応答性が向上する。
【００３１】
ｄφ３の大きさは、φｄ４ならびにＤＭＥの最高噴射圧力に応じて算出可能である。例えば、ＤＭＥの最高噴射圧力が８０ＭＰａのとき、φｄ４＝１．８ｍｍに対し、φｄ３＝１．４ｍｍから１．６ｍｍに設定する。これにより、燃料噴射装置１０へ供給されるＤＭＥの圧力が８０ＭＰａの場合、ＤＭＥの圧力により弁部材２０に作用する力は、例えば図１０に示す従来の燃料噴射装置１００においてＤＭＥの圧力が約１５ＭＰａから３０ＭＰａのときに弁部材１０１に作用する力に相当する。
【００３２】
第２実施例では、ＤＭＥの圧力を向上した場合でも弁部材２０に作用する力を低減することができる。また、スプリング２７は弁部材２０の拡径部２４とケーシング１１の端面との間に配置されているため、例えば図１０に示す従来の燃料噴射装置１００のスプリング１０７と比較して、本実施例のスプリング２７はステータ３２の遠隔に配置されている。そのため、ロッド部材２８をステータ３２に容易に挿入することができる。したがって、孔部２０ａの内径およびロッド部材２８の外径の容易が変更であり、φｄ３の変更を容易にすることができる。
【００３３】
（第３実施例）
本発明の第３実施例による燃料噴射装置を図５に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図５に示すように、第３実施例による燃料噴射装置４０は弁部材４１の反噴孔側の端部に小径部４２が形成されている。小径部４２は弁部材４１の反噴孔側に伸びて弁部材４１と一体に形成されている。ステータ４３には孔部４３ａが形成されており、小径部４２は孔部４３ａの内周側を往復摺動可能である。孔部４３ａは低圧側である燃料タンク１に連通している。これにより小径部４２および孔部４３ａの端面には第１実施例の低圧室２９と同様に燃料タンク１の内部と同一の圧力が作用する。小径部４２の外径および孔部４３ａの内径φｄ５は、第１実施例または第２実施例のφｄ３と同様にφｄ５≦φｄ４である。小径部４２と孔部４３ａとの間のクリアランスから漏出するＤＭＥはわずかであるため、漏出した燃料は燃料タンク１に直接回収される。
【００３４】
第３実施例では、第１実施例と同様に閉弁方向へ弁部材４１に作用するＤＭＥの圧力を低減することができる。そのため、弁部材４１を駆動するために必要な力を低減することができる。
【００３５】
（第４実施例）
本発明の第４実施例による燃料噴射装置を図６に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図６に示すように、第４実施例による燃料噴射装置５０は弁部材５１の反噴孔側の端部に固定されているアーマチャ５２は平板状に形成されている。アーマチャ５２と対向してステータ５３が設けられている。ステータ５３とケーシング１１との間にはシム５４が配設されている。キャップハウジング５５は、シム５４を挟んでステータ５３をケーシング１１に締め付け固定している。弁部材５１には摺動部５１１が設けられている。摺動部５１１は、バルブボディ１２に形成されている孔１２ａの内壁と摺動可能である。
【００３６】
弁部材５１の反噴孔側の端部には小径部５１２が弁部材５１と一体に形成されている。小径部５１２は、ステータ５３に形成されている孔部５３ａの内周側を往復摺動可能である。孔部５３ａは低圧側である燃料タンク１に連通している。これにより孔部５３ａおよび小径部５１２の端面には燃料タンク１の内部と同一の圧力が作用する。孔部５３ａの内径および小径部５１２の外径φｄ７は、第１実施例または第２実施例のφｄ３と同様にφｄ７≦φｄ４である。小径部５１２と孔部５３ａとの間のクリアランスから漏出する燃料はわずかであるため、漏出したＤＭＥは燃料タンク１に直接回収される。
【００３７】
第４実施例では、弁部材５１は摺動部５１１および小径部５１２の２カ所でバルブボディ１２またはステータ５３と摺動する。そのため、第１実施例のように摺動部２１、摺動部２２および孔部２０ａの３カ所で摺動する場合と比較して、第４実施例では各部材の同軸度の管理を容易にすることができる。
【００３８】
（第５実施例）
本発明の第５実施例を図７に示す。
第５実施例による燃料噴射装置６０では、弁部材は弁ロッド部７１と弁ニードル部７２とから構成されており、弁ロッド部７１と弁ニードル部７２とは接続部７３により接続されている。接続部７３は、球形状のボール部材７３１と固定具７３２とを有している。
【００３９】
ケーシング６１には、一方の端部にバルブボディ６２が固定され、他方の端部に電磁駆動部８０が固定されている。バルブボディ６２には孔６２ａが形成されており、弁ニードル部７２に形成されている摺動部７４は孔６２ａの内壁と摺動可能である。バルブボディ６２の先端部には複数の噴孔６３が形成されている。バルブボディ６２の噴孔６３の入口側には弁座部６４が設けられている。弁ニードル部７２の先端には弁座部６４に着座可能な当接部７５が設けられている。当接部７５が弁座部６４へ着座することによりＤＭＥの流れが遮断され、噴孔６３からのＤＭＥの噴射が停止される。一方、当接部７５が弁座部６４から離座することによりＤＭＥの流れが開放され、噴孔６３からＤＭＥが噴射される。
【００４０】
ケーシング６１の反バルブボディ側には電磁駆動部８０が設置されている。電磁駆動部８０は、アーマチャ８１、ステータ８２、コイル８３およびキャップハウジング８４などを有している。アーマチャ８１は弁ロッド部７１の反噴孔側に弁ロッド部７１と一体に固定されている。ステータ８２はアーマチャ８１と対向して配置されている。ステータ８２の外周側にはコイル８３が配設されており、コイル８３はＥＣＵ４から電力が供給されると磁界を発生する。コイル８３によって発生した磁界によりステータ８２とアーマチャ８１との間には磁気吸引力が発生する。コイル８３に電力を供給することにより、弁部材である弁ロッド部７１および弁ニードル部７２は電磁駆動部８０により直接駆動される。キャップハウジング８４はコイル８３の外周側を包囲して設けられ、アーマチャ８１およびステータ８２とともに磁気回路を形成する。ステータ８２とケーシング６１とはシム８５を介してリテーニングナット６５により固定されている。
【００４１】
コモンレール３から供給される高圧のＤＭＥは、ステータ８２に形成されている吸入ポート８２１へ流入する。吸入ポート８２１へ流入したＤＭＥは、ステータ８２の中心軸とは偏心して形成されている流路８２２および流路８２３、アーマチャ８１に形成されている流路８１１、ならびにシム８５に形成されている流路８５１を経由してバルブボディ６２の先端部へ供給される。
【００４２】
弁ロッド部７１の反噴孔側の端部には小径部７６が形成されている。小径部７６は弁ロッド部７１の反噴孔側に伸びて弁ロッド部７１と一体に形成されている。ステータ８２には孔部８２ａが形成されており、小径部７６は孔部８２ａの内周側を往復摺動可能である。孔部８２ａは低圧側である燃料タンク１に連通している。これにより孔部８２ａおよび小径部７６の端面７６ａには燃料タンク１の内部と同一の圧力が作用する。小径部７６の外径および孔部８２ａの内径をφｄ９とし、バルブボディ６２の弁座部６４の内径および弁ニードル部７２の当接部７５の外径をφｄ１０とすると、第１実施例または第２実施例と同様にφｄ９≦φｄ１０である。小径部７６と孔部８２ａとの間のクリアランスから漏出するＤＭＥはわずかであるため、漏出した燃料は燃料タンク１に直接回収される。
【００４３】
次に、本実施例による燃料噴射装置６０の弁部材について詳細に説明する。
図８に示すように、弁部材は弁ロッド部７１および弁ニードル部７２を有し、弁ロッド部７１と弁ニードル部７２とは接続部７３により接続されている。弁ロッド部７１の弁ニードル部７２側の端面ならびに弁ニードル部７２の弁ロッド部７１側の端面は、いずれも中央部分が凹んだ円錐形状に形成され、この凹んだ空間にボール部材７３１が挟持されている。弁ロッド部７１および弁ニードル部７２にはそれぞれ径方向外側へ突出する突出部７１１、７２１が形成されており、これらの突出部７１１、７１２に固定具７３２が係止されている。固定具７３２には軸方向の両端部に一対の係止部７３２ａが形成されており、係止部７３２ａはそれぞれ弁ロッド部７１または弁ニードル部７２の突出部７１１、７１２に係止されている。
【００４４】
固定具７３２は、鋼などの金属材料から形成され、図９に示すように筒体の一部を削除した概ねＣ字形状の断面を有している。固定具７３２は弁ロッド部７１、弁ニードル部７２およびボール部材７３１の接続部分に径方向外側から装着可能である。また、固定具７３２は接続部分から取り外しも可能である。さらに、固定具７３２には軸方向の全長を変更可能とするための複数のスリット７３２ｂが形成されている。
【００４５】
固定具７３２に複数のスリット７３２ｂを形成し、固定具７３２を軸方向へ伸縮可能な構成とした理由は次の通りである。
燃料噴射装置６０は、一般にディーゼルエンジンが搭載されている車両が所定の走行距離（例えば約１０万ｋｍ）に達すると交換される。燃料噴射装置６０の交換時のコストを考慮すると、摩耗あるいは損耗の頻度の高いケーシング６１、バルブボディ６２および弁ニードル部７２のみを交換することが望ましい。この場合、弁ロッド部７１と弁ニードル部７２とを別体に構成する本実施例では、弁ロッド部７１および弁ニードル部７２を含む各部材に寸法のばらつきが生じる。そのため、部品交換後に弁部材を構成する弁ロッド部７１および弁ニードル部７２のリフト量すなわちアーマチャ８１とステータ８２との間の間隔が変動するおそれがある。そこで、ボール部材７３１の大きさを変更することでアーマチャ８１とステータ８２との間の間隔を調整する必要があり、ボール部材７３１の大きさに応じて固定具７３２が伸縮することが望ましい。そのため、固定具７３２を伸縮可能な構成としている。
【００４６】
第５実施例では、弁ロッド部７１と弁ニードル部７２との間にボール部材７３１が介在することにより、例えば加工誤差などによって弁ロッド部７１あるいは弁ニードル部７２が傾いた場合でも、その傾きをボール部材７３１によって許容しつつ弁ロッド部７１と弁ニードル部７２とを接続することができる。したがって、弁ロッド部７１あるいは弁ニードル部７２には高い加工精度が要求されず、加工工数および加工コストの低減を図ることができる。
【００４７】
以上、説明した複数の実施例では、燃料噴射装置に導入される燃料としてＤＭＥを使用する例について説明した。しかし、本発明としては、燃料としてＤＭＥに限らず例えばＬＰＧなどの他の液化ガス燃料または軽油もしくはガソリンなどの通常の液体燃料を使用することもできる。また、燃料噴射システムもコモンレール式に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置の電磁駆動部および噴孔の近傍を拡大した模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を適用したコモンレール式の燃料噴射システムを示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施例による燃料噴射装置のばね受け部材およびシム部材を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施例による燃料噴射装置の弁部材にばね受け部材およびシム部材を装着した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例による燃料噴射装置の電磁駆動部を拡大した模式的な断面図である。
【図６】本発明の第４実施例による燃料噴射装置を示す模式的な断面図である。
【図７】本発明の第５実施例による燃料噴射装置を示す模式的な断面図である。
【図８】本発明の第５実施例による燃料噴射装置の弁部材の接続部を示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の第５実施例による燃料噴射装置の固定具を示す概略斜視図である。
【図１０】従来の燃料噴射装置を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０、４０、５０、６０    燃料噴射装置
１２、６２    バルブボディ
１５、６３    噴孔
１６、６４    弁座部
２０、４１、５１    弁部材
２０ａ  孔部
２３、７５    当接部
２８    ロッド部材
２９    低圧室
３０、８０    電磁駆動部
３１、５２、８１    アーマチャ
４２、７６、５１２    小径部
４３ａ、５３ａ、８２ａ  孔部
７１    弁ロッド部（弁部材）
７２    弁ニードル部（弁部材）
７３    接続部
２８１    連通孔
７３１    ボール部材
７３２    固定具
【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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