JP5516355B2

JP5516355B2 - インジェクタ

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Publication number: JP5516355B2
Application number: JP2010256770A
Authority: JP
Inventors: 雄作齋藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-11-17
Also published as: JP2012107562A

Description

本発明は、エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタに関する。

従来から、超高圧の噴射圧により燃料を噴射供給するインジェクタ１００は、図２に示すような構造を有することが公知である。
すなわち、インジェクタ１００は、高圧の燃料を噴射する噴射ノズル１０１と、燃料供給源から高圧の燃料を受け入れて噴射ノズル１０１の方に導く本体１０２と、噴射ノズル１０１を開弁させる電磁アクチュエータ１０３とを備え、噴射ノズル１０１を本体１０２の軸方向先端に締結するとともに、電磁アクチュエータ１０３を本体１０２の軸方向後端に締結することで構成されている。

また、噴射ノズル１０１は、軸方向に移動して噴孔１０４を開閉するノズルニードル１０５と、ノズルニードル１０５を軸方向に摺動自在に支持して収容するノズルボディ１０６とを有し、ノズルニードル１０５は、ノズルボディ１０６に支持されるとともにスプリング１０７により閉弁方向に付勢され、ノズルボディ１０６との間に略円環筒状のノズル室１０８を形成する。

ノズル室１０８には高圧の燃料が流れる高圧流路１０９が接続しており、燃料供給源から本体１０２に受け入れられた高圧の燃料は、高圧流路１０９を通じてノズル室１０８に導かれる。これにより、ノズル室１０８は高圧流路１０９の一部をなし、ノズル室１０８の燃料圧はノズルニードル１０５に対し開弁方向に作用する。

また、本体１０２の軸方向後端にはノズルニードル１０５の軸方向移動を操作するための制御室１１０が設けられ、制御室１１０にも高圧流路１０９が接続しており高圧の燃料が導かれる。そして、制御室１１０の燃料圧はコマンドピストン１１１を介してノズルニードル１０５に対し閉弁方向に作用する。また、制御室１１０は、電磁アクチュエータ１０３により低圧流路１１２に対して開閉され、低圧流路１１２に対して開放されると燃料圧を下げ、低圧流路１１２に対して閉鎖されると燃料圧を上げる。

ここで、低圧流路１１２とは、高圧流路１０９の燃料圧よりも低圧の燃料が流れる燃料流路である。そして、低圧流路１１２には、ノズル室１０８の燃料がノズルボディ１０６とノズルニードル１０５との摺動クリアランスを通じてリークしたり、制御室１１０の燃料が本体ボディ１１３とコマンドピストン１１１との摺動クリアランスを通じてリークしたりすることで低圧化して流入する。

以上の構成により、電磁アクチュエータ１０３が動作すると、制御室１１０の燃料圧が低下してノズルニードル１０５に対し軸方向に作用する合力が開弁方向に大きくなるので、ノズルニードル１０５が開弁方向に移動して噴孔１０４とノズル室１０８との間が開放され、燃料の噴射が開始する。また、電磁アクチュエータ１０３が動作を停止すると、制御室１１０の燃料圧が上昇してノズルニードル１０５に対し軸方向に作用する合力が閉弁方向に大きくなるので、ノズルニードル１０５が閉弁方向に移動して噴孔１０４とノズル室１０８との間が閉鎖され、燃料の噴射が停止する。

ところで、インジェクタ１００の噴射ノズル１０１では、噴射圧の高圧化進展に伴い次のような事態が課題視されるようになっている。
すなわち、噴射ノズル１０１では、構成部品の点数をノズルニードル１０５およびノズルボディ１０６の２点に抑えるため、ノズルニードル１０５を軸方向後方部１１４においてノズルボディ１０６により直接的に摺動自在に支持するとともに、ノズルニードル１０５の軸方向先方部１１５によりノズルボディ１０６との間にノズル室１０８を形成させている。

そして、本体１０２の高圧流路１０９からノズル室１０８に高圧の燃料の供給を可能にするため、ノズル室１０８の後方部１１６を袋状に設けて径方向に拡大するとともに、軸方向に対して傾斜する燃料流路１１７を直線的に設けて高圧流路１０９の一部とし、後方部１１６に接続させている（以下、後方部１１６を袋穴１１６と呼び、燃料流路１１７をサイド流路１１７と呼ぶ。）。

このため、袋穴１１６とサイド流路１１７との接続によって流路側に突出する突起１１８が生じており、突起１１８に応力集中が発生して耐圧性が低下する事態が想定され、このような事態は、噴射圧の高圧化進展とともに、より一層、課題視されるようになるものと考えられる。

また、ノズル室１０８の燃料は、軸方向後方部１１４とノズルボディ１０６との間に形成される摺動クリアランスを通って低圧流路１１２にリークするが、噴射圧が高圧化すると摺動クリアランスを通る燃料も高圧化するため、摺動クリアランスが押し広げられてしまう。この結果、ノズル室１０８から低圧流路１１２にリークする燃料が増加する事態が想定され、このような事態も、噴射圧の高圧化進展とともに、より一層、課題視されるようになるものと考えられる。

なお、特許文献１には、袋穴とサイド流路との接続によって生じる突起の頂角が鈍角になるように袋穴を設けて、突起に発生する応力集中を緩和する技術が開示されている。しかし、突起の頂角が鈍角になるように袋穴を設ける加工は、突起の頂角が鋭角になる場合に比べて煩雑であり、加工費が高くなってしまう。また、突起の頂角を鈍角にしても、応力集中を完全に回避することはできず、さらなる噴射圧の高圧化進展によって、再び、突起における応力集中が課題視されるようになるものと考えられる。

特開２００６−１９４１７３号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、インジェクタの噴射ノズルにおいて、噴射圧の高圧化進展に伴い顕在化すると考えられる事態（袋穴とサイド流路との接続によって生じる突起の耐圧性低下、およびノズルニードルの外周に形成される摺動クリアランスの拡大）を回避することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のインジェクタは、高圧の燃料を噴射する噴射ノズルと、燃料供給源から高圧の燃料を受け入れる本体とを備え、噴射ノズルを本体の軸方向先端側に締結することで構成される。

また、噴射ノズルは、噴孔を有するノズルボディに収容され、軸方向に移動して噴孔を開閉するノズルニードルと、ノズルボディとは別体の筒状に設けられ、ノズルニードルを内周側で軸方向に摺動自在に支持してノズルニードルとの間に第１の摺動クリアランスを形成する筒状部材とを有する。そして、ノズルボディは、略円筒状に設けられて軸方向後端に開口するとともに噴孔に通じるシリンダを有し、ノズルニードルおよび筒状部材は、シリンダに収容されてノズルボディとの間に環状の燃料流路を形成し、ノズルニードルの後端部は筒状部材から軸方向後方に突出している。

本体は、ノズルニードルの軸方向への移動を操作するための制御室を形成し、ノズルニードルの後端に当接して制御室の燃料圧をノズルニードルに伝達するコマンドピストンを有する。また、本体の軸方向先端側には中間部材が配置され、本体および中間部材は、両方とも、高圧の燃料が流れる高圧流路の一部、および高圧流路の燃料圧よりも低圧の燃料が流れる低圧流路の一部を有する。そして、本体と中間部材とは、各々が有する高圧流路が互いに連通するように、かつ、各々が有する低圧流路が互いに連通するように組み込まれており、中間部材の高圧流路および低圧流路は中間部材の軸方向先端に開口している。

そして、噴射ノズルは、環状の燃料流路が中間部材の高圧流路と連通するように、かつ、ノズルニードルの後端部が中間部材の低圧流路に嵌まるように中間部材の軸方向先端に締結され、環状の燃料流路は、中間部材の高圧流路と連通することで噴射ノズルの高圧流路の一部をなし、コマンドピストンの先端は本体から軸方向先端側に突出して中間部材に摺接することなく中間部材の低圧流路にてノズルニードルの後端部に当接する。また、筒状部材は、所定の付勢手段により軸方向後方に付勢されて中間部材の軸方向先端に液密的に当接する。

そして、ノズルニードルの後端部は、中間部材の低圧流路に嵌まることで、中間部材との間に第１の摺動クリアランスよりも狭い第２の摺動クリアランスを形成して中間部材の低圧流路および本体の低圧流路を封鎖し、中間部材の低圧流路および本体の低圧流路には、第１の摺動クリアランスおよび第２の摺動クリアランスを通じて噴射ノズルの高圧流路から燃料が低圧化して流れ込む。

これにより、従来のノズル室に相当する環状の燃料流路を後方部において袋穴としたり、ノズルボディにサイド流路を設けて袋穴に接続したりしなくても、環状の燃料流路と中間部材側および本体側の高圧流路との連通により、噴孔に通じる噴射ノズル側の燃料流路に高圧の燃料を供給することができる。このため、袋穴とサイド流路との接続によって生じる突起の耐圧性低下を考慮することなく、噴射圧を高圧化することができる。

また、ノズルニードルと筒状部材との間に第１の摺動クリアランスが形成されるとともに、筒状部材の外周側には高圧の燃料が通る環状の燃料流路が形成される。このため、噴射圧の高圧化に伴い第１の摺動クリアランスを通る燃料が高圧化しても、筒状部材には外周側からも高圧の燃料圧が作用するので、第１の摺動クリアランスは拡大しなくなる。
以上により、噴射圧の高圧化進展に伴い顕在化すると考えられる事態（袋穴とサイド流路との接続によって生じる突起の耐圧性低下、およびノズルニードルの外周に形成される摺動クリアランスの拡大）を回避することができる。

また、摺動クリアランスを、高圧流路から低圧流路へリークする燃料の流れに関して直列の第１、第２の摺動クリアランスに分割することで、リーク量について、高圧流路の燃料圧が高圧であるときには第１の摺動クリアランスにより低減することができるとともに、高圧流路の燃料圧が中低圧であるときには第２の摺動クリアランスにより低減することができる。このため、アイドリング時のような２０ＭＰａ〜１００ＭＰａの低中圧から１５０ＭＰａを超える高圧の広い範囲で噴射圧を変化させても、リーク量を少ない量に維持することができる。

すなわち、ノズルニードルの後端部を中間部材により摺動自在に支持することなく、例えば筒状部材の内周側に低圧流路を形成する場合、高圧流路（筒状部材の外周側の環状の燃料流路）の燃料圧と筒状部材の内周側の低圧流路の燃料圧との圧力差によって筒状部材が内周側に変形する。

そして、内周側への変形量は高圧流路の燃料圧が高いほど大きく、内周側への変形量が大きいほど第１の摺動クリアランスが狭まり、ノズルニードルの軸方向への移動に支障が発生する虞が高まる（以下、ノズルニードルの外周側に配される部材（例えば、筒状部材）が内周側に変形することでノズルニードルの軸方向への移動に支障が発生する現象を、「くわえ込み」と呼ぶ。）。

そこで、噴射圧が高圧であって「くわえ込み」の虞が高い場合を想定し、噴射圧が高圧であるときの筒状部材の変形量を見込んで第１の摺動クリアランスを大きめに設定する。これにより、噴射圧が高圧になって筒状部材の変形量が大きくなっても「くわえ込み」の発生の虞を抑制しつつ、第１の摺動クリアランスを通る燃料のリーク量を抑制することができる。

また、第１の摺動クリアランスを大きめに設定すると、噴射圧が中低圧であるときに筒状部材の変形量が小さくなって第１の摺動クリアランスを通る燃料のリーク量が増加してしまう。そこで、第２の摺動クリアランスを第１の摺動クリアランスよりも狭くなるように設定する。これにより、噴射圧が中低圧であるときに、第１の摺動クリアランスに流入した燃料が低圧流路にリークするのを第２の摺動クリアランスにより抑制することができる。

なお、中間部材では、ノズルニードルを摺動自在に支持する部分が全周において内周側に変形するように燃料圧を受ける構造になっていないので、噴射圧が高圧になっても、中間部材において「くわえ込み」が発生する虞は極めて低い。

また、ノズルニードルの後端部は、本体の先端側に配置される中間部材により摺動自在に支持されて、第２の摺動クリアランスを形成するとともに低圧流路を封鎖し、コマンドピストンは、中間部材により摺動自在に支持されることなく、中間部材の低圧流路においてノズルニードルの後端部に当接している。これにより、中間部材の組み込み作業は、コマンドピストンの摺動支持を考慮することなく、第２の摺動クリアランスの精度のみを考慮して行うことができる。このため、中間部材の軸ズレ管理を緩和することができるので、製造等に係わる作業工数を減らすことができる。

（ａ）はインジェクタの全体構成図であり、（ｂ）はインジェクタの要部構成図である（実施例）。（ａ）はインジェクタの全体構成図であり、（ｂ）はインジェクタの要部構成図である（従来例）。

実施形態のインジェクタは、高圧の燃料を噴射する噴射ノズルと、燃料供給源から高圧の燃料を受け入れる本体とを備え、噴射ノズルを本体の軸方向先端側に締結することで構成される。

〔実施例の構成〕
実施例のインジェクタ１の構成を、図１を用いて説明する。
インジェクタ１は、１５０ＭＰａを超える超高圧の噴射圧により燃料を噴射供給することができるものであり、例えば、ディーゼルエンジン（図示せず）の気筒内に燃料を直接的に噴射供給する。

インジェクタ１は、高圧の燃料を噴射する噴射ノズル２と、コモンレール等の燃料供給源から高圧の燃料を受け入れて噴射ノズル２の方に導く本体３と、噴射ノズル２を開弁させる電磁アクチュエータ４とを備え、噴射ノズル２を本体３の軸方向先端側に締結するとともに、電磁アクチュエータ４を本体３の軸方向後端側に締結することで構成されている。

噴射ノズル２は、軸方向に移動して噴孔６を開閉するノズルニードル７と、ノズルニードル７を軸方向に移動自在に収容するノズルボディ８とを有する。ここで、ノズルボディ８は、略円筒状に設けられて軸方向後端に開口するシリンダ９を有し、ノズルニードル７は、シム１０を介してスプリング１１により閉弁方向に付勢されるようにシリンダ９に収容され、ノズルボディ８との間に略円環筒状のノズル室１２を形成する。

そして、ノズル室１２には、本体３の高圧流路１３から高圧の燃料が導かれて、ノズル室１２は高圧流路１３の一部をなし、ノズル室１２の燃料圧はノズルニードル７に対し開弁方向に作用する。
ここで、高圧流路１３とは、高圧の燃料が流れる燃料流路であり、燃料供給源から受け入れた高圧の燃料が各種のクリアランス等を通過することなく低圧化していない状態で流動する流路である。

また、シリンダ９の先端には、ノズルニードル７の先端に設けられたシート部１５が離着するシート面１６が設けられており、噴孔６はシート面１６よりもさらに先端側でシリンダ９に開口している。このため、シート部１５がシート面１６に離着することで噴孔６とノズル室１２との間が開閉され、噴孔６を通じての燃料噴射が開始したり停止したりする。

本体３は、ノズルニードル７の軸方向移動を操作するための制御室１８を軸方向後端に形成し、制御室１８の燃料圧をノズルニードル７に伝達するコマンドピストン１９を有する。そして、制御室１８の燃料圧は、コマンドピストン１９を介してノズルニードル７に対し閉弁方向に作用する。また、本体ボディ２０には、燃料供給源から受け入れた高圧の燃料を噴射ノズル２の方に導くように高圧流路１３が設けられている。また、高圧流路１３は、制御室１８にも分岐して接続しており、制御室１８には高圧の燃料が導かれる。

また、制御室１８は、電磁アクチュエータ４の弁体２２により、電磁アクチュエータ４に形成された低圧流路２３に対して開閉されるように設けられている。
ここで、低圧流路２３とは、高圧流路１３の燃料圧よりも低圧の燃料が流れる燃料流路であり、高圧流路１３を流動していた燃料が各種のクリアランス等を通過することにより低圧化した状態で流動する流路である。

例えば、制御室１８の先端側は、本体ボディ２０がコマンドピストン１９の後端部を摺動自在に支持することで封鎖されており、制御室１８の高圧の燃料は、本体ボディ２０とコマンドピストン１９との摺動クリアランス２４を通じて低圧流路２３にリークしている。なお、本体３に設けられる主な低圧流路２３は、本体ボディ２０の主要部たる本体主要部２６とコマンドピストン１９との間に形成される環状の本体側環状低圧路２７、本体側環状低圧路２７に平行するように本体主要部２６を軸方向に貫通する本体側貫通低圧路２８である。

そして、摺動クリアランス２４を通じて、本体側環状低圧路２７にリークした燃料は、本体主要部２６の先端で流れの方向を反転させて本体側貫通低圧路２８に流入する。そして、本体側貫通低圧路２８の燃料は、電磁アクチュエータ４の低圧流路２３に流入し、電磁アクチュエータ４の後端からインジェクタ１の外部に導かれて燃料タンクに戻る。

このため、制御室１８が低圧流路２３に対して開放されると制御室１８の燃料圧が低下し、制御室１８が低圧流路２３に対して閉鎖されると制御室１８の燃料圧が上昇する。
なお、高圧流路１３から制御室１８に向かう入側の流路にはオリフィス２９が設けられ、制御室１８から低圧流路２３に向かう出側の流路にはオリフィス３０が設けられており、オリフィス２９、３０は、弁体２２の開閉動作により制御室１８の燃料圧が確実に低下または上昇するように設けられている。

電磁アクチュエータ４は、ソレノイドコイル３２への通電により磁気回路を形成するアーマチャ３３およびステータ３４を有し、アーマチャ３３と一体化された摺動軸部の軸方向先端に弁体２２を保持する。また、アーマチャ３３は、スプリング３５によりステータ３４から離間する方向に付勢されている。

これにより、ソレノイドコイル３２への通電が開始すると、アーマチャ３３がステータ３４の方に吸引されて移動するとともに弁体２２が軸方向後方に移動し、制御室１８が低圧流路２３に対して開放される。また、ソレノイドコイル３２への通電が停止すると、アーマチャ３３がステータ３４から離間する方向に移動するとともに弁体２２が軸方向先方に移動し、制御室１８が低圧流路２３に対して閉鎖される。

以上の構成により、ソレノイドコイル３２への通電開始により電磁アクチュエータ４が動作すると、制御室１８の燃料圧が低下してノズルニードル７に対し軸方向に作用する合力が開弁方向に大きくなるので、ノズルニードル７が開弁方向に移動して噴孔６とノズル室１２との間が開放され、燃料の噴射が開始する。

また、ソレノイドコイル３２への通電停止により電磁アクチュエータ４が動作を停止すると、制御室１８の燃料圧が上昇してノズルニードル７に対し軸方向に作用する合力が閉弁方向に大きくなるので、ノズルニードル７が閉弁方向に移動して噴孔６とノズル室１２との間が閉鎖され、燃料の噴射が停止する。

〔実施例の特徴〕
実施例のインジェクタ１の特徴を、図１を用いて説明する。
まず、噴射ノズル２は、ノズルボディ８とは別体に設けられる筒状部材３７を有する。
筒状部材３７は、ノズルニードル７の後端部３８を軸方向に摺動自在に支持してノズルニードル７との間に第１の摺動クリアランス３９ａを形成するものであり、ノズルニードル７とともにシリンダ９に収容されてノズルボディ８との間に環状の燃料流路４０を形成する。また、ノズルニードル７は、後端部３８が筒状部材３７から軸方向後方に突出するように支持されている。

また、本体３の軸方向先端側には中間部材４１が配置され、中間部材４１は、噴射ノズル２と本体３とにより軸方向に挟み込まれている。中間部材４１は、高圧流路１３の一部および低圧流路２３の一部を有し、本体３と中間部材４１とは、各々が有する高圧流路１３が互いに連通するように、かつ、各々が有する低圧流路２３が互いに連通するように組み込まれており、中間部材４１の高圧流路１３および低圧流路２３は中間部材４１の軸方向先端に開口している。

また、中間部材４１の低圧流路２３は、中間部材４１の中央部を軸方向に貫通するように設けられ（以下、中間部材４１に設けられた低圧流路２３を中間部材低圧路４１ａと呼ぶ。）、中間部材４１の高圧流路１３は、中間部材４１において中間部材低圧路４１ａから偏心した部分を軸方向に貫通するように設けられている（以下、中間部材４１に設けられた高圧流路１３を中間部材高圧路４１ｂと呼ぶ。）。

そして、本体３および中間部材４１と噴射ノズル２との締結により、環状の燃料流路４０は、本体３の高圧流路１３および中間部材高圧路４１ｂと連通することで高圧流路１３の一部をなす（以下、環状の燃料流路４０を、ノズル側環状高圧路４０と呼ぶ。）。そして、ノズル側環状高圧路４０に、スプリング１１が収容されている。

また、本体３および中間部材４１と噴射ノズル２との締結により、ノズルニードル７の後端部３８は、中間部材低圧路４１ａの先端側の開口部に嵌まり込み、中間部材４１に摺動自在に支持されて中間部材低圧路４１ａを封鎖している。ここで、後端部３８と中間部材４１との間に形成される第２の摺動クリアランス３９ｂは、第１の摺動クリアランス３９ａよりも狭くなるように設けられている。

さらに、コマンドピストン１９の先端は、本体３から軸方向先端側に突出して、中間部材４１に摺接することなく中間部材低圧路４１ａにて後端部３８に当接する。そして、中間部材低圧路４１ａにおけるノズルニードル７とコマンドピストン１９との当接によって、制御室１８の燃料圧による付勢力がノズルニードル７に伝達されている。

また、筒状部材３７の先端部４２は、後方部４３よりも外周径が拡径されており、シム１０とともにスプリング１１を軸方向に支持するスプリング座として機能する。これにより、筒状部材３７は、スプリング１１により軸方向後方に付勢されて中間部材４１の軸方向先端に液密的に当接する。

なお、筒状部材３７の後方部４３は先端部４２よりも外周径が小径に設けられ、後方部４３とノズルボディ８との間に形成されるノズル側環状高圧路４０は、先端部４２とノズルボディ８との間に形成されるノズル側環状高圧路４０よりも断面積が大きくなっている。これにより、中間部材高圧路４１ｂとノズル側環状高圧路４０との連通が確保されている。

また、本体ボディ２０は、本体主要部２６と本体先端部４６とに分けて設けられ、本体先端部４６では、高圧流路１３が軸方向先方に向かって内周側に傾斜して貫通するように設けられている（以下、本体先端部４６の高圧流路１３を傾斜高圧路４７と呼ぶ。）。

また、本体先端部４６では、低圧流路２３が中央部を軸方向に貫通するように設けられている（以下、本体先端部４６の中央部で軸方向に設けられた低圧流路２３を先端中央低圧路４７ａと呼ぶ。）。そして、本体３と中間部材４１との締結により先端中央低圧路４７ａと中間部材低圧路４１ａとが連通する。
さらに、本体先端部４６は、コマンドピストン１９の先端部を先端中央低圧路４７ａに受け入れて摺動自在に支持するように設けられており、コマンドピストン１９は、自身の先端部と後端部とにおいて摺動自在に支持されている。

そして、コマンドピストン１９の先端部では、主に先端中央低圧路４７ａにおける燃料の通過を確保して中間部材低圧路４１ａと本体側貫通低圧路２８との間で燃料を自在に流動させるため、外周面が面取りされて軸方向に平行な平坦面４８が設けられている。なお、コマンドピストン１９の先端は、先端中央低圧路４７ａから先端側に突出して中間部材低圧路４１ａに入り込み、ノズルニードル７の後端部３８に当接している。

以上により、中間部材低圧路４１ａには、第１、第２の摺動クリアランス３９ａ、３９ｂを通じて噴射ノズル２の高圧流路１３から燃料が低圧化して流れ込む。そして、中間部材低圧路４１ａにリークした燃料は、先端中央低圧路４７ａを通って本体側貫通低圧路２８に流入する。なお、本体先端部４６の軸方向後端には、本体側環状低圧路２７と本体側貫通低圧路２８との連通を可能とするために窪み４９が設けられており、窪み４９も低圧流路２３をなす。また、先端中央低圧路４７ａは窪み４９に開口しており、先端中央低圧路４７ａに流入した燃料は窪み４９を通って本体側貫通低圧路２８に流入する。

なお、シリンダ９は、軸方向の中央部および先端部が後端部よりも縮径するように設けられており、ノズルニードル７は、縮径したシリンダ９の中央部においてノズルボディ８により摺動自在に支持されている。また、ノズルニードル７は、ノズルボディ８に摺接する自身の中央部５１よりも先端側の先端部５２によりノズル室１２を形成する。そして、中央部５１では、ノズル側環状高圧路４０とノズル室１２との連通を確保するため、外周面が面取りされて軸方向に平行な平坦面５３が設けられている。

〔実施例の効果〕
実施例のインジェクタ１によれば、噴射ノズル２は、ノズルニードル７を軸方向に摺動自在に支持してノズルニードル７との間に第１の摺動クリアランス３９ａを形成する筒状部材３７を有する。また、ノズルニードル７および筒状部材３７は、シリンダ９に収容されてノズルボディ８との間にノズル側環状高圧路４０を形成し、ノズル側環状高圧路４０は、中間部材高圧路４１ｂを介して本体３の傾斜高圧路４７と連通する。

さらに、ノズルニードル７の後端部３８は、筒状部材３７から軸方向後方に突出して中間部材低圧路４１ａを封鎖するとともに、中間部材４１に摺動自在に支持されて中間部材４１との間に第２の摺動クリアランス３９ｂを形成する。また、筒状部材３７は、スプリング１１により軸方向後方に付勢されて中間部材４１の軸方向先端に液密的に当接する。そして、中間部材低圧路４１ａには、第１、第２の摺動クリアランス３９ａ、３９ｂを通じて噴射ノズル２の高圧流路１３から燃料が低圧化して流れ込む。

これにより、噴射ノズル２において高圧流路１３を設けるため、袋穴を形成したり、ノズルボディ８にサイド流路を設けて袋穴に接続したりしなくても、ノズル側環状高圧路４０と中間部材高圧路４１ｂおよび傾斜高圧路４７との連通により、噴射ノズル２内に高圧の燃料を供給することができる。このため、袋穴とサイド流路との接続によって生じる突起の耐圧性低下を考慮することなく、噴射圧を高圧化することができる。

また、噴射圧の高圧化に伴い第１の摺動クリアランス３９ａを通る燃料が高圧化しても、筒状部材３７には外周側から高圧の燃料圧が作用するので、第１の摺動クリアランス３９ａは拡大しなくなる。
以上により、噴射圧の高圧化進展に伴い顕在化すると考えられる事態（袋穴とサイド流路との接続によって生じる突起の耐圧性低下、およびノズルニードル７の外周に形成される第１の摺動クリアランス３９ａの拡大）を回避することができる。

また、ノズルニードル７の外周に形成される摺動クリアランスをリーク燃料の流れに関して直列の第１、第２の摺動クリアランス３９ａ、３９ｂに分割することで、リーク量について、高圧流路１３の燃料圧が高圧であるときには第１の摺動クリアランス３９ａにより低減することができるとともに、高圧流路１３の燃料圧が中低圧であるときには第２の摺動クリアランス３９ｂにより低減することができる。このため、アイドリング時のような２０ＭＰａ〜１００ＭＰａの低中圧から１５０ＭＰａを超える高圧の広い範囲で噴射圧を変化させても、リーク量を少ない量に維持することができる。

たとえば、ノズルニードル７の後端部３８を筒状部材３７から軸方向後方に突出させず、筒状部材３７の内周側に低圧流路２３を形成する場合、ノズル側環状高圧路４０の燃料圧と筒状部材３７の内周側の低圧流路２３の燃料圧との圧力差によって筒状部材３７の後方部４３が内周側に変形する。
そして、後方部４３の変形量は高圧流路１３の燃料圧が高いほど大きく、後方部４３の変形量が大きいほど第１の摺動クリアランス３９ａが狭まり、「くわえ込み」の発生する虞が高まる。

そこで、噴射圧が高圧であって「くわえ込み」の虞が高い場合を想定し、噴射圧が高圧であるときの後方部４３の変形量を見込んで第１の摺動クリアランス３９ａを大きめに設定する。これにより、噴射圧が高圧になって後方部４３の変形量が大きくなっても「くわえ込み」の発生の虞を抑制しつつ、第１の摺動クリアランス３９ａを通る燃料のリーク量を抑制することができる。

また、第１の摺動クリアランス３９ａを大きめに設定すると、噴射圧が中低圧であるときに後方部４３の変形量が小さくなって第１の摺動クリアランス３９ａを通る燃料のリーク量が増加してしまう。そこで、第２の摺動クリアランス３９ｂを第１の摺動クリアランス３９ａよりも狭くなるように設定する。これにより、噴射圧が中低圧であるときに、第１の摺動クリアランス３９ａに流入した燃料が中間部材低圧路４１ａにリークするのを第２の摺動クリアランス３９ｂにより抑制することができる。

なお、中間部材４１では、ノズルニードル７の後端部３８を摺動自在に支持する部分（つまり、中間部材低圧路４１ａを形成する流路壁近傍部５５）が全周において内周側に変形するように燃料圧を受ける構造になっていない。

すなわち、流路壁近傍部５５は中間部材低圧路４１ａを形成するために環状をなしているが、中間部材低圧路４１ａの軸心を中心軸として周方向座標を考えた場合、流路壁近傍部５５の内、周方向座標が中間部材高圧路４１ｂと一致する部位のみが内周側に変形するように燃料圧を受け、その他の部位は内周側に変形するような燃料圧を受けない。このため、中間部材４１では、噴射圧が高圧になっても「くわえ込み」が発生する虞は極めて低い。

また、ノズルニードル７の後端部３８は、中間部材４１により摺動自在に支持されて第２の摺動クリアランス３９ｂを形成するとともに中間部材低圧路４１ａを封鎖し、コマンドピストン１９は、中間部材４１により摺動自在に支持されることなく、中間部材低圧路４１ａにおいて後端部３８に当接している。これにより、中間部材４１の組み込み作業は、コマンドピストン１９の摺動支持を考慮することなく、第２の摺動クリアランス３９ｂの精度のみを考慮して行うことができる。このため、中間部材４１の軸ズレ管理を緩和することができるので、製造等に係わる作業工数を減らすことができる。

〔変形例〕
インジェクタ１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。例えば、筒状部材３７を鉄鋼よりも高剛性の窒化ケイ素等の高強度セラミックを素材として設けることで、筒状部材３７の内周側への変形を抑制してもよい。

１インジェクタ
２噴射ノズル
３本体
６噴孔
７ノズルニードル
８ノズルボディ
９シリンダ
１１スプリング（付勢手段）
１３高圧流路
１８制御室
１９コマンドピストン
２３低圧流路
３７筒状部材
３８後端部（ノズルニードルの後端部）
３９ａ第１の摺動クリアランス
３９ｂ第２の摺動クリアランス
４０ノズル側環状高圧路（環状の燃料流路、噴射ノズルの高圧流路）
４１中間部材
４１ａ中間部材低圧路（中間部材の低圧流路）
４１ｂ中間部材高圧路（中間部材の高圧流路）
４７傾斜高圧路（本体の高圧流路）
４７ａ先端中央低圧路（本体の低圧流路）

Claims

高圧の燃料を噴射する噴射ノズルと、燃料供給源から高圧の燃料を受け入れる本体とを備え、前記噴射ノズルを前記本体の軸方向先端側に締結することで構成されるインジェクタにおいて、
前記噴射ノズルは、
噴孔を有するノズルボディに収容され、軸方向に移動して前記噴孔を開閉するノズルニードルと、
前記ノズルボディとは別体の筒状に設けられ、前記ノズルニードルを内周側で軸方向に摺動自在に支持して前記ノズルニードルとの間に第１の摺動クリアランスを形成する筒状部材とを有し、
前記ノズルボディは、略円筒状に設けられて軸方向後端に開口するとともに前記噴孔に通じるシリンダを有し、
前記ノズルニードルおよび前記筒状部材は、前記シリンダに収容されて前記ノズルボディとの間に環状の燃料流路を形成し、前記ノズルニードルの後端部は前記筒状部材から軸方向後方に突出しており、
前記本体は、前記ノズルニードルの軸方向への移動を操作するための制御室を形成し、前記ノズルニードルの後端に当接して前記制御室の燃料圧を前記ノズルニードルに伝達するコマンドピストンを有し、
前記本体の軸方向先端側には中間部材が配置され、
前記本体および前記中間部材は、両方とも、高圧の燃料が流れる高圧流路の一部、および高圧流路の燃料圧よりも低圧の燃料が流れる低圧流路の一部を有し、
前記本体と前記中間部材とは、各々が有する高圧流路が互いに連通するように、かつ、各々が有する低圧流路が互いに連通するように組み込まれており、前記中間部材の高圧流路および低圧流路は前記中間部材の軸方向先端に開口しており、
前記噴射ノズルは、前記環状の燃料流路が前記中間部材の高圧流路と連通するように、かつ、前記ノズルニードルの後端部が前記中間部材の低圧流路に嵌まるように前記中間部材の軸方向先端に締結され、前記環状の燃料流路は、前記中間部材の高圧流路と連通することで前記噴射ノズルの高圧流路の一部をなし、前記コマンドピストンの先端は前記本体から軸方向先端側に突出して前記中間部材に摺接することなく前記中間部材の低圧流路にて前記ノズルニードルの後端部に当接し、
前記筒状部材は、所定の付勢手段により軸方向後方に付勢されて前記中間部材の軸方向先端に液密的に当接し、
前記ノズルニードルの後端部は、前記中間部材の低圧流路に嵌まることで、前記中間部材との間に前記第１の摺動クリアランスよりも狭い第２の摺動クリアランスを形成して前記中間部材の低圧流路および前記本体の低圧流路を封鎖し、
前記中間部材の低圧流路および前記本体の低圧流路には、前記第１の摺動クリアランスおよび前記第２の摺動クリアランスを通じて前記噴射ノズルの高圧流路から燃料が低圧化して流れ込むことを特徴とするインジェクタ。