(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔を開閉する弁部材と、
前記噴孔の燃料上流側に弁座を有する弁ボディであって、前記弁部材が前記弁座に着座することにより前記噴孔を閉塞し、前記弁部材が前記弁座から離座することにより前記噴孔を開放する弁ボディと、
前記弁部材を前記噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える第１圧力室および第２圧力室と、
前記第１圧力室および前記第２圧力室へ高圧燃料を導入する高圧通路と、
前記第１圧力室および前記第２圧力室から前記高圧燃料を排出する低圧通路との連通状態を切換える制御弁と、
前記制御弁の切換え動作に応じて、前記第１圧力室と前記低圧通路とを連通させて前記弁部材を第１リフト動作させ、その後、前記第２圧力室と前記低圧通路とを連通させて前記弁部材を第２リフト動作させる燃料噴射装置において、
前記弁部材の前記第１リフト動作時、前記第２圧力室と前記高圧通路との連通状態を、前記高圧通路から前記第２圧力室へ流入する高圧燃料量を制限するように制御する連通制御部を設けたことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記連通制御部は、前記弁ボディと前記弁部材の間に設けられ、前記弁部材が第１リフト動作することにより、前記高圧通路から前記第２圧力室へ流入する高圧燃料量を制限するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
噴孔を開閉するニードルと、
前記噴孔の燃料上流側に弁座を有する弁ボディであって、前記ニードルが前記弁座に着座することにより前記噴孔を閉塞し、前記ニードルが前記弁座から離座することにより前記噴孔を開放する弁ボディと、
前記ニードルと協働する複数の伝達部材と、
内部に前記伝達部材が摺動自在に配設された空洞部を有するハウジング部と、
前記空洞部の内部に摺動自在に配設される前記伝達部材と、
前記伝達部材を前記噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える第１圧力室および第２圧力室と、
前記第１圧力室および第２圧力室へ高圧燃料を導入する高圧通路と、
前記第１圧力室および第２圧力室から前記高圧燃料を排出する低圧通路との連通状態を切換える制御弁と、
前記制御弁の切換え動作に応じて、前記第１圧力室と前記低圧通路とを連通させて前記ニードルを第１リフト動作させ、その後、前記第２圧力室と前記低圧通路とを連通させて前記ニードルを第２リフト動作させる燃料噴射装置において、
前記ニードルの前記第１リフト動作時、前記第２圧力室と前記高圧通路との連通状態を、前記高圧通路から前記第２圧力室へ流入する高圧燃料量を制限するように制御する連通制御部を設け、前記連通制御部を前記ニードルの第１リフト動作と協働する前記伝達部材と前記ハウジング部との間に設けたたことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
前記連通制御部は、前記ハウジング部に設けられた前記空洞部の径よりも大径の第１環状溝部と、
前記第１環状溝部と前記第２圧力室とを接続する第１連絡通路と、
前記ハウジング部に設けられた前記空洞部の径よりも大径の第２環状溝部と、
前記第２環状溝部と前記高圧通路とを接続する第２連絡通路と、
前記ニードルの第１リフト動作と協働する前記伝達部材に設けられ、前記空洞部の径よりも小径の第３環状溝部とを備え、
前記ニードルの第１リフト動作前は、前記第１環状溝部、前記第２環状溝部および前記第３環状溝部とを連通させて前記第２圧力室と前記高圧通路とを連通させ、
前記ニードルの第１リフト動作と協働する前記伝達部材が第１リフト動作を完了することで、前記第３環状溝部の端部が前記第１環状溝部と前記第２環状溝部との連通状態を、前記第２環状溝部から前記第１環状溝部へ流入する高圧燃料量を制限するように制御するように構成したことを特徴とする請求項３に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、段階的に燃料を噴射可能な燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼル機関において低排出物（ＮＯＸ、ＨＣ、黒煙）および高出力、低燃費を両立させるためにエンジンの運転条件に応じて噴射率を可変にすることが必要である。この要件を実現するために、従来技術としてニードルを付勢するように２個のばねを構成した２段開弁圧のノズルが公知となっている。
【０００３】
しかし、この技術では燃料噴射ポンプから圧送される燃料圧力はエンジン運転状態によって変動するので、エンジンが要求する噴射率を全運転条件において実現するのは困難である。
【０００４】
そこで、例えば米国特許５，６９４，９０３号に開示されている従来の燃料噴射弁は、ニードルを噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える制御室を設けるものがある。これは、ノズル燃料溜りに導入される燃料圧力により噴孔を開放方向に受ける力と制御室の燃料圧力から噴孔閉塞方向に受ける力との大小関係により噴射を制御している。制御室の燃料圧力を制御しているパイロットバルブステムの開口面積を変化させることにより制御室圧力を変化させ、ニードルを段階的にリフトさせて要求の噴射率を得ようとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、米国特許５，６９４，９０３号に開示されている従来の燃料噴射弁の構成では、制御室と高圧燃料が供給される高圧通路は、常に連通されている。
【０００６】
一方、制御室の燃料圧力を制御しているパイロットバルブステムの開口面積を変化させることにより、制御室内の高圧燃料を低圧通路へ排出することで制御室圧力を変化させ、ニードルを段階的にリフトさせている。
【０００７】
つまり、ニードルをリフトさせている間は、常に制御室を介して高圧通路から低圧通路へ燃料が放出されるので、高圧燃料を圧送する供給ポンプは無駄な仕事をしている。特に、ニードルの第２リフト動作時の低圧通路へ放出される燃料は多く、無駄な仕事は増大して、燃費悪化の原因となっている。
【０００８】
本発明の目的は上記の点に鑑み、多段階にリフトを制御するために制御室へ供給される高圧燃料を低圧通路へ放出することなく無駄な仕事を抑制して、エンジンの全運転状態に応じて要求する噴射率を安定して得られるようにニードルリフトを段階的に制御可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によると、制御弁の切換え動作に応じて、第１圧力室と低圧通路とを連通させて弁部材を第１リフト動作させ、その後、第２圧力室と低圧通路とを連通させて弁部材を第２リフト動作させる燃料噴射装置であって、高圧通路より第１圧力室および第２圧力室へ高圧燃料を導入させることで弁部材は噴孔を閉塞している。この状態から弁部材が第１リフトすることにより、第２圧力室と高圧通路との連通状態を、高圧通路から第２圧力室へ流入する高圧燃料量を制限するように制御する連通制御部を設けた。
【００１０】
この連通制御部は、弁部材の第２リフト動作を制御する第２圧力室と低圧通路とを制御弁により連通させても、高圧通路との連通を制御して高圧通路から低圧通路への燃料放出を制限する。よって、無駄な仕事は抑制されて燃費向上に貢献する。
【００１１】
本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によると、連通制御部を、弁ボディと弁部材の間に設け、弁部材が第１リフト動作することにより、高圧通路から第２圧力室へ流入する高圧燃料量を制限するように構成した。
【００１２】
このように、連通制御部を弁ボディと弁部材の間にコンパクトに収容できる燃料噴射装置を提供することが可能となる。
【００１３】
本発明の請求項３記載の燃料噴射装置によると、制御弁の切換え動作に応じて、第１圧力室と低圧通路とを連通させてニードルを第１リフト動作させ、その後、第２圧力室と低圧通路とを連通させてニードルを第２リフト動作させる燃料噴射装置であって、高圧通路より第１圧力室および第２圧力室へ高圧燃料を導入させることでニードルは噴孔を閉塞している。この状態からニードルが第１リフトすることにより、高圧通路とニードルの第２リフト動作を制御する第２圧力室との間の連通を制御する連通制御部を、ハウジング部とニードルの第１リフト動作と協働する伝達部材との間に設けた。
【００１４】
この連通制御部は、ニードルの第２リフト動作を制御する第２圧力室と低圧通路とを制御弁により連通させても、高圧通路との連通を制御して高圧通路から低圧通路への燃料放出を制御する。よって、無駄な仕事は抑制されて燃費向上に貢献する。
【００１５】
本発明の請求項４記載の燃料噴射装置によると、ニードルの第１リフト動作前は、第１環状溝部、第２環状溝部および第３環状溝部とを連通させて第２リフト動作を決定する第２圧力室と高圧通路とを連通させることでニードルは噴孔を閉塞している。
【００１６】
この状態からニードルの第１リフト動作と協働する伝達部材が第１リフト動作を完了することで、第３環状溝部の端部が第１環状溝部と第２環状溝部との連通状態を、前記第２環状溝部から前記第１環状溝部へ流入する高圧燃料量を制限するように制御するように連通制御部を構成した。
【００１７】
この連通制御部は、弁ボディ内の空洞部とニードルの第１リフト動作と協働する伝達部材との間に連通制御部を収容可能としたので、コンパクトな燃料噴射装置を提供することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の燃料噴射装置の構成を図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態による燃料噴射装置を示す全体断面図である。
【００２０】
燃料噴射装置１の構成は、基本的に図１に示すように燃料噴射弁ハウジング１１内の空洞部１１ｄに、第１制御ピストン２５、第２制御ピストン２４を配置させ、この各制御ピストン２５、２４に各々面する第１圧力室６０、第２圧力室６５の燃料圧力を第１圧力室６０上方に配設した電磁弁３０により制御することで第２制御ピストン２４の下方側に設けられ、後述する噴孔１２ｂを開閉するニードル２１のリフト量を変化させ、噴射率形状を自由に設定可能にできるものである。
【００２１】
ここで、本発明の燃料噴射装置では、第１圧力室６０の燃料圧力を変化させ第１制御ピストン２５とともに第２制御ピストン２４を第１リフトさせることにより、後述する第２制御ピストン２４と空洞部１１ｄとの間に設けた連通制御部１０が高圧燃料を導入する高圧通路５１と、第２リフト動作を制御する第２圧力室６５との連通状態を、高圧通路から第２圧力室へ流入する高圧燃料量を制限するように制御できるように構成した。以下、本発明の燃料噴射装置全体の構成を図１を用いて詳細に説明する。
【００２２】
燃料噴射装置１は、図示しないエンジンのエンジンヘッドに挿入搭載され、エンジンの各気筒に燃料を直接噴射するように構成されている。燃料噴射ポンプから吐出された高圧燃料は、図示しない蓄圧管の蓄圧室で所定圧に蓄圧され、燃料噴射装置１に供給される。燃料噴射ポンプは、エンジンの回転数、負荷、あるいは、吸入燃料圧力、吸入空気量、冷却水の温度に従い燃料吐出圧を調整する。
【００２３】
燃料噴射装置１のハウジング１１と弁ボディ１２とはチップパッキン１３をはさみリテーニングナット１４で締結されている。弁部材２０は、噴孔１２ｂ側からニードル２１、ロッド２３、第２制御ピストン２４、および第１制御ピストン２５により構成されている。ロッド２３、第２制御ピストン２４、および第１制御ピストン２５は伝達部材を構成している。
【００２４】
ニードル２１は、弁ボディ１２に往復自在に支持されている。ニードル２１は、第１スプリング１５によりロッド２３を介し弁ボディ１２に形成した弁座１２ａに付勢されている。第２スプリング１６は、ハウジング１１内のロッド２３の周囲にロッド２３と同軸に嵌挿され、チップパッキン１３にスプリング座１７を押圧している。図１に示すように、スプリング座１７がチップパッキン１３に着座しているとき、スプリング座１７の下端面１７ａはニードル２１の肩部２２と隙間ｈ１、つまり、第１リフト量を形成している。スプリング座１７がチップパッキン１３に着座しているとき、スプリング座１７の下端面１７ａはチップパッキン１３の下端面１３ａよりｈ２、つまり、第２リフト量分突き出している。従って、ニードル２１の最大リフト量はｈ１＋ｈ２となる。
【００２５】
電磁弁３０は、ハウジング１１の上部とナット３１で締結されている。電磁弁３０は、アーマチャ３２、ボディ３３、プレート３４、コイル３５、第１制御弁４０、第２制御弁４３、第１スプリング４２、第２スプリング４４等で構成される。第１制御弁４０および第２制御弁４３は、可動部材である。
【００２６】
第２制御弁４３は内周壁により第１制御弁４０を往復移動自在に支持し、同軸上に配置されている。第２制御弁４３は第２スプリング４４の付勢力によりボディ３３に形成した弁座３３ａに着座可能であり、第１制御弁４０は第１スプリング４２の付勢力によりプレート３４に着座可能である。第１制御弁４０の上部に位置するコア４１は、コイル３５に通電することにより発生する励磁吸引力により上方にリフトし第２制御弁４３の端部４３ａに当接してＨ１リフトする（図２）。この位置からコイル３５に供給される電流値が更に高い場合、第１制御弁４０のコア４１に働く励磁吸引力は大きくなり、第１制御弁４０および第２制御弁４３がともに上昇し、第２制御弁４３がアーマチャ３２の係止部３２ｂに当接してＨ２リフトして停止する。よって、第１制御弁４０はＨ１＋Ｈ２の最大リフトをする。
【００２７】
ハウジング１１の空洞部１１ｄに、第１制御ピストン２５、第２制御ピストン２４をニードル２１の軸方向と同一方向に摺動自在に嵌挿させ、第１制御ピストン２５の反噴孔方向に第１圧力室６０、および第２制御ピストン２４の反噴孔方向に第２圧力室６５が面するように配置させ、夫々圧力室６０、６５の燃料圧力を変化させることで第１制御ピストン２５、第２制御ピストン２４をリフトさせロッド２３を介してニードル２１と協働するように配置した。本例では、第１制御ピストン２５と第２制御ピストン２４とを別体としたが、一体に構成してもよい。
【００２８】
第１リフト動作を制御する第１圧力室６０への高圧燃料の供給は、燃料入口５０、高圧通路５１、入口絞り６１へと順に経由して導入される。この高圧状態の第１圧力室６０内の燃料圧力を低圧状態に変化させるために、第１制御弁４０を開弁させてプレート３４に形成された出口絞り６２を開放させ、燃料通路６４、低圧通路５６、燃料出口５８へと順に排出されて燃料タンク３に至る。ここで、出口絞り６２の流路面積は入口絞り６１の流路面積よりも大きい。
【００２９】
第２リフト動作を制御する第２圧力室６５への高圧燃料の供給は、燃料入口５０、高圧通路５１を経て第２圧力室６５へ導入されるが、高圧通路５１と第２圧力室６５との間に両者の連通状態を高圧通路５１から第２圧力室６５へ流入する高圧燃料量を制限するように制御する連通制御部１０を設けた。この連通制御部１０は、ニードル２１の第１リフト動作と協働する第２制御ピストン２４とハウジング１１内の空洞部１１ｄとの間に設けられ、第２制御ピストン２４が第１リフトをすることにより、高圧通路５１と第２圧力室６５との連通状態を制御するように構成される。
【００３０】
本例では、この連通制御部１０を第２制御ピストン２４とハウジング１１内の空洞部１１ｄとの間に構成したが、ニードル２１の第１リフト動作と協働する他の伝達部材である例えばロッド２３あるいは第１制御ピストン２５と、ハウジング１１内の空洞部１１ｄとの間に構成してもよい。
【００３１】
前述した連通制御部１０は、ハウジング部１１の空洞部１１ｄに設けられた空洞部１１ｄの径よりも大径の第１環状溝部１１ａと、第１環状溝部１１ａと高圧通路５１とを接続する第２連絡通路７２と、ハウジング部１１の空洞部１１ｄに設けられた空洞部の径よりも大径の第２環状溝部１１ｂと、第２環状溝部１１ｂとニードル２１の第２リフト動作を制御する第２圧力室６５とを接続する第１連絡通路７１と、ニードル２１の第１リフト動作と協働する第２制御ピストン２４に設けられた第２制御ピストン２４の径よりも小径の第３環状溝部２４ａより構成される。
【００３２】
ニードル２１と協働する第２制御ピストン２４が第１制御ピストン２５とともに第１リフトをする前では、高圧通路５１内の高圧燃料は、第２連絡通路７２、第１環状溝部１１ａ、第３環状溝部２４ａ、第２環状溝部１１ｂ、第１連絡通路７１へと順に経由して導入され、第２圧力室６５への高圧燃料の供給が行われる。このとき、第３環状溝部２４ａの端部２４ｂと第１環状溝部１１ａの端部１１ｃの間は、図１に示すようにｈ３開口した状態である。
【００３３】
ニードル２１と協働する第２制御ピストン２４が第１リフトｈ１をすることにより、第３環状溝部２４ａの端部２４ｂが移動して、第１環状溝部１１ａの端部１１ｃに接する以上にリフトすることで第１環状溝部１１ａと第３環状溝部２４ａの連通は遮断される。よって、第２圧力室６５と高圧通路５１の連通は遮断される。この時の第１リフト量ｈ１およびｈ３寸法は、ｈ１＞ｈ３となるように設定される。ここで、ｈ１＜ｈ３となるように設定すれば、第１環状溝部１１ａと第３環状溝部２４ａの通路を狭めて高圧通路５１から第２圧力室６５へ流入する高圧燃料の導入を制限することができる。
【００３４】
高圧状態の第２圧力室６５の燃料圧力を低圧状態に変化させるには、第２制御弁４３を開弁させてボディ３３に形成した弁座３３ａを開放させ、燃料通路６８、燃料通路６４、低圧通路５６、燃料出口５８へと順に排出されて燃料タンク３に至る。ここで、燃料通路６８に設けられた出口絞り６７の流路面積は第１連絡通路７１に設けられた入口絞り６６の流路面積よりも大きい。
【００３５】
このように、第１圧力室６０および第２圧力室６５内部の燃料圧力を変化させて第１制御ピストン２５および第２制御ピストン２４を段階的にリフトさせることでニードル２１を段階的にリフトさせている。そして、このニードル２１が弁座１２ａに着座することにより複数個の噴孔１２ｂを閉塞している。そして、第１のリフトで開口する噴孔１２ｂと、第２のリフトで開口する噴孔１２ｂを備えることにより噴射率を可変可能な構成としている。
【００３６】
次に、燃料噴射装置１の作動を図１、図２、および図３を用いて説明する。図２は、第１実施形態による第１リフトを示す部分断面図である。図３は、第１実施形態による第２リフトを示す部分断面図である。
【００３７】
まず、図示しない燃料噴射ポンプから燃料が吐出され、図示しない蓄圧管に送出される。蓄圧管の蓄圧室で所定の燃料圧に蓄圧された高圧燃料は燃料噴射装置１に供給される。また、図示しないエンジン制御装置（ＥＣＵ）により、エンジンの運転条件に応じた制御弁駆動電流が生成され、図１に示す電磁弁３０のコイル３５に供給される。駆動電流の供給によりコイル３５に励磁吸引力が発生すると、第１スプリング４２の付勢力に抗し第１制御弁４０を吸引する。すると、出口絞り６２が開放され、第１圧力室６０が出口絞り６２を介して低圧側の燃料通路６４に連通する。入口絞り６１より出口絞り６２の流路面積が大きく設定されているので、流入燃料より流出燃料が多く、第１圧力室６０の燃料圧力は低下し始める。第１圧力室６０の燃料圧力が低下し、第１スプリング１５の設定荷重と、第１圧力室６０および第２圧力室６５の燃料圧力から受ける力との合力である噴孔閉塞方向の力がニードルを押し上げる力より小さくなるとニードル２１は開弁し始める。コイル３５で発生する励磁吸引力が第１スプリング４２と第２スプリング４４の合力より小さいとき、図２に示す第１リフト量Ｈ１の位置で第１制御弁４０は、停止する。
【００３８】
第１制御弁４０が開弁し、図２に示す第１リフト量Ｈ１になると、第１圧力室６０の燃料圧力が低下し、第１スプリング１５の初期設定荷重と合わせた力が低下することにより、高圧通路５１よりの燃料圧力によりニードル２１が第１スプリング１５に抗して押し上げられ、ロッド２３を介し第１制御ピストン２５および第２制御ピストン２４は共に持上げられ、ニードル２１は噴孔１２ｂを開弁する。そして、ニードル２１が第１リフト量ｈ１まで上昇する。第１リフト量ｈ１から第２スプリング１６の初期設定荷重が負荷されるため、ニードル２１はｈ１でリフトを停止する。
【００３９】
ここで、ニードル２１が第２制御ピストン２４とともに第１リフト量ｈ１リフトすることにより、連通制御部１０の一部である第３環状溝部２４ａの端部２４ｂが移動して、第１環状溝部１１ａの端部１１ｃに接する以上にリフトすることで第１環状溝部１１ａと第３環状溝部２４ａの連通は遮断されて第２圧力室６５と高圧通路５１の連通は遮断される。この時、第２圧力室６５内の燃料圧力は、高圧状態を維持して、ニードル２１は第１リフト量ｈ１位置で停止している。
【００４０】
次いで、電磁弁３０のコイル３５に高い電流が流れると励磁吸引力が増加し、第２制御弁４３も第１制御弁４０とともに第１スプリング４２、第２スプリング４４の付勢力に抗して弁座３３ａを開弁し図３に示すリフト状態（Ｈ１＋Ｈ２）になる。第２制御弁４３が弁座３３ａを開放することで、第２圧力室６５内の高圧燃料が排出される。この時、第２圧力室６５へ高圧燃料が導入される燃料供給上流側に設けた上述した連通制御部１０により高圧通路５１との接続を遮断しているので、第２圧力室６５内の高圧燃料の圧力低下は高い応答性で実現できる。よって、ニードル２１の開弁応答性は向上する。
【００４１】
連通制御部１０が、第２圧力室６５と高圧通路５１との通路を狭めるように構成されていても、高圧通路５１から第２圧力室６５への高圧燃料の導入が抑制されて第２圧力室６５内の高圧燃料の圧力低下は促進され、ニードル２１の開弁応答性は向上する。また、適度の絞り効果に狙いをもつ連通制御部１０とすると、第３環状溝部２４ａの端部２４ｂおよび第１環状溝部１１ａの端部１１ｃの軸方向位置寸法の加工精度に余裕ができ、加工容易となる。
【００４２】
このように、第２圧力室６５の燃料圧力が低下し、二一ドル２１は第１リフト量ｈ１からさらにリフトを開始して第２リフト量ｈ２まで上昇する。ニードル２１のリフトはｈ１＋ｈ２となり、最大リフト状態で停止する。ニードル２１のリフトがｈ１＋ｈ２の最大リフト状態時、連通制御部１０は、第２圧力室６５と高圧通路５１との接続を遮断したままである。よって、ニードル２１を第２リフトさせている間は、連通制御部１０が高圧通路５１から第２圧力室６５を経由して低圧通路５６へ燃料が放出されるのを防止して、高圧燃料を圧送する供給ポンプの無駄な仕事を抑制している。
【００４３】
また、前述した連通制御部１０は、第２圧力室６５と高圧通路５１との通路を狭めるように構成し、第２圧力室６５と高圧通路５１との間の燃料流量を調節することができるので、第２圧力室６５の燃料出入り口に設けてある出口絞り６７および入口絞り６６を廃止することが可能となる。よって、コストおよび更なる応答性の向上に寄与する。
【００４４】
端部２４ｂおよび端部１１ｃの形状は、軸方向に略直角な面でなくてもよく例えばテーパ面、あるいは曲面等であってもよい。
【００４５】
第２圧力室６５の燃料圧力が、低下していくとニードル２１を開弁させようとする力はさらに増加していくが、ニードル２１の肩部２２がチップパッキン１３の下端面１３ａに係止されているので、ニードル２１はこれ以上リフトしない。噴孔開放方向の荷重はチップパッキン１３が受ける。
【００４６】
所定の駆動パルス時間が過ぎると、コイル３５への駆動電流の供給が停止され、第１制御弁４０および第２制御弁４３が閉弁する。第１制御弁４０が出口絞り６２を閉塞することで、入口絞り６１からの高圧燃料により第１圧力室６０は、高圧状態となってニードル２１と協働する第１制御ピストン２５および第２制御ピストン２４は閉弁方向に移動する。この第２制御ピストン２４の移動に伴い連通制御部１０の一部である第３環状溝部２４ａの端部２４ｂが移動して、第１環状溝部１１ａの端部１１ｃを通過し、第１環状溝部１１ａと第３環状溝部２４ａは連通される。よって、第２圧力室６５と高圧通路５１は連通されて第２圧力室６５に高圧燃料が導入される。
【００４７】
一方、第２制御弁４３が弁座３３ａに着座することにより、第２圧力室６５は、高圧状態となって、ニードル２１の閉弁方向の力が追加されることにより、ニードル２１は完全閉弁状態となって、噴孔１２ｂを確実に閉塞し図１の状態となる。
【００４８】
（第２実施形態）
本第２実施形態を図４を用いて説明する。図４は、本発明の第２実施形態による燃料噴射装置を示す断面図である。第１の実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付し説明を省略する。
【００４９】
第１実施形態と本第２実施形態では、第１制御ピストンおよび第２制御ピストンと、この各制御ピストンに各々面する第１圧力室および第２圧力室の燃料圧力を電磁弁３０により制御しニードル２１のリフト量を変化させ、噴射率形状を自由に設定可能とした点は同じだが、第１制御ピストンおよび第２制御ピストンに面する第１圧力室および第２圧力室の配置が異なる。また、本第２実施形態でも第１実施形態と同じくニードル２１の第１リフト動作と協働する第２制御ピストンが第１リフトをすることにより、高圧通路５１と第２リフト動作を制御する第２圧力室との連通状態を、高圧通路５１から第２圧力室へ流入する高圧燃料量を制限するように制御するように連通制御部１０は構成される。
【００５０】
以下、本第２実施形態の燃料噴射装置の構成を連通制御部１０周辺を中心に説明する。図４の電磁弁３０の構成は模式的に示されている。電磁弁３０の弁部３０ａは、コイル３５に駆動電流が供給されていない状態を示し、弁部３０ｂは第１制御弁だけがリフトしている状態を示し、弁部３０ｃは第１制御弁および第２制御弁がリフトしている状態を示している。
【００５１】
第１制御ピストン２７は、第２制御ピストン２４の反噴孔側に位置している。ニードル２１が弁座１２ａに着座した状態で第１制御ピストン２７は、第２制御ピストン２４と非接触である。第２制御ピストン２４と第１制御ピストン２７との間に第１圧力室６０が形成されており、第１制御ピストン２７の第１圧力室６０と反対側に第２圧力室６５が形成されている。
【００５２】
ここで、第２リフト動作を制御する第２圧力室６５への高圧燃料の供給は、燃料入口５０、高圧通路５１を経て第２圧力室６５へ導入されるが、高圧通路５１と第２圧力室６５との間に両者の連通を制御する連通制御部１０を設けた。この連通制御部１０は、ニードル２１の第１リフト動作と協働する第２制御ピストン２４とハウジング１１内の空洞部１１ｄとの間に設けられ、第２制御ピストン２４が第１リフトをすることにより、高圧通路５１と第２圧力室６５との連通状態を、高圧通路５１から第２圧力室６５へ流入する高圧燃料量を制限するように制御するように構成される。
【００５３】
ニードル２１と協働する第２制御ピストン２４が第１リフトをする前では、高圧通路５１内の高圧燃料は、第２連絡通路７２、第１環状溝部１１ａ、第３環状溝部２４ａ、第２環状溝部１１ｂ、第１連絡通路７１へと順に経由して導入され、第２圧力室６５への高圧燃料の供給が行われる。このとき、第３環状溝部２４ａの端部２４ｂと第１環状溝部１１ａの端部１１ｃの間は、図１に示すようにｈ３開口した状態である。
【００５４】
弁部３０ｂが選択され、ニードル２１と協働する第２制御ピストン２４が第１リフトｈ１をし、第１制御ピストン２７に当接する過程で、第３環状溝部２４ａの端部２４ｂが移動して、第１環状溝部１１ａの端部１１ｃに接する以上にリフトすることで第１環状溝部１１ａと第３環状溝部２４ａの連通は遮断される。よって、第２圧力室６５と高圧通路５１の連通は遮断される。この時の第１リフト量ｈ１およびｈ３寸法は、ｈ１＞ｈ３となるように設定される。
【００５５】
次いで、弁部３０ｃが選択され、第１制御ピストン２７および第２制御ピストン２４は共に第２リフトをする。
【００５６】
所定の駆動パルス時間が過ぎると、コイル３５への駆動電流の供給が停止され、弁部３０ａが選択されて、第１圧力室６０が燃料高圧状態となって、第２制御ピストン２４が閉弁方向に移動する。この時、連通制御部１０は高圧通路５１と第２圧力室６５とを連通させ、第２圧力室６５も燃料高圧状態となってニードル２１は完全閉弁し噴孔１２ｂは閉じられて噴射は停止する。
【００５７】
上記の実施形態では２段階のリフトを実現しているが、例えば噴孔閉塞方向に弁部材に燃料圧力を加える制御室の数を３個以上にしても連通制御部１０は２段以降の制御室と高圧通路の連通を遮断することができる。
【００５８】
また、上述した作動の説明ではニードルの第２リフト動作への切替えを１回の噴射の工程中で行う制御例を示したが、この例以外の１回の噴射の工程中で行う制御例として、例えば高速域では第２リフト動作までを行い、低速域では第１リフト動作のみで閉弁させる等のエンジンの運転条件に応じて適宜選択して制御される。
【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を示す全体断面図である。
【図２】第１実施例による第１リフトを示す部分断面図である。
【図３】第１実施例による第２リフトを示す部分断面図である。
【図４】本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１２ｂ  噴孔
２１  ニードル（弁部材）
１２ａ  弁座
１２  弁ボディ
６０  第１圧力室
６５  第２圧力室
５１  高圧通路
５６  低圧通路
３０  制御弁
１  燃料噴射装置
１０  連通制御部
２４、２５、  伝達部材（弁部材）
１１  ハウジング
１１ｄ  空洞部
１１ｂ  第１環状溝部
１１ａ  第２環状溝部
２４ａ  第３環状溝部
７１  第１連絡通路
７２  第２連絡通路
２４ｂ  （第３環状溝部の）端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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