JP6413847B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に供給される燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。

従来、例えば特許文献１の燃料噴射装置は、圧力制御室内の燃料圧力に応じてノズルニードルを変位させることにより、噴孔からの燃料の噴射を制御している。このような燃料噴射装置は、ノズルニードルに加えて、ノズルボデー、シリンダ、オリフィスプレート、フローティングプレート等によって構成されている。

ノズルボデーは、噴孔に燃料を流通させる燃料通路を形成している。圧力制御室は、燃料通路内に配置されたシリンダによって区画されている。そして、圧力制御室へ燃料を流入させる流入口は、オリフィスプレートに形成されている。この圧力制御室への燃料の流入は、シリンダ内に配置されたフローティングプレートが燃料の圧力によってオリフィスプレートに押し付けられることにより、妨げられる。

特開２０１２‐２１４６３号公報

さて、特許文献１の燃料噴射装置では、フローティングプレートがオリフィスプレートに押し付けられる位置には、不可避的にずれが生じ得る。こうした位置のずれが拡大してしまうと、燃料の流入を妨げる押圧部材の機能は、正しく発揮されなくなる。その結果、圧力制御室内の燃料圧力の変動が正規の変動とは異なった態様となり、ノズルニードルのような弁部材の応答性をばらつかせてしまう懸念があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、フローティングプレート及びオリフィスプレートにそれぞれ相当する各部材間の位置のずれを低減することで、弁部材の応答性のばらつきが抑制された燃料噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、開示された一つの発明は、内燃機関（２０）の燃焼室（２２）に供給される燃料の噴射を、圧力制御室（５３）内の燃料圧力に応じて変位する弁部材（６０）によって制御する燃料噴射装置であって、燃料を噴射する噴孔（４４）、及び当該噴孔に燃料を流通させる燃料通路（５５）を形成する弁本体（４１）と、燃料通路内にて弁部材を挟んで噴孔の反対側となる位置に、圧力制御室を区画する区画部材（５６，４５６）と、弁本体に接しつつ区画部材と共に圧力制御室を区画し、当該圧力制御室に燃料を流入させる流入口（５２ａ）を形成するオリフィス部材（４６）と、区画部材内に配置され、圧力制御室内の燃料の圧力によってオリフィス部材に押し付けられることで、流入口から圧力制御室への燃料の流入を妨げる押圧部材（７０）と、弁本体に対する区画部材の相対位置を規定するガイド部（８０，４８０）と、を備え、区画部材は、弁本体にて燃料通路を区画している円筒状の通路壁（４２）と向かい合う対向壁（５７，４５７）を有し、ガイド部は、外周側の通路壁へ向けて突出する形状の対向壁によって形成され、区画部材の横断面におけるガイド部の先端（８１，４８１）は、通路壁に線接触するように通路壁よりも大きい曲率に形成されていている。

この発明のような燃料噴射装置において、押圧部材とオリフィス部材との位置ずれの要因は、主に以下の三つである。一つ目は、押圧部材と、押圧部材を収容している区画部材との間に生じる位置ずれである。二つ目は、区画部材と弁本体との間に生じる位置ずれである。三つ目は、弁本体と、弁本体と接しているオリフィス部材との間に生じる位置ずれである。本発明の発明者らは、これら三つの要因のうちで、特に二つ目の要因が大きいことを見出した。

そこでこの発明では、弁本体に対する区画部材の相対位置がガイド部によって規定されている。これにより、弁本体に対する区画部材の位置のずれは、低減され得る。よって、弁本体と接しているオリフィス部材と、区画部材内に配置された押圧部材との位置のずれも、低減され得る。以上によれば、押圧部材は、オリフィス部材の正しい位置に押し付けられる。その結果、弁部材の応答性のばらつきが抑制される。

尚、上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、本発明の範囲を何ら制限するものではない。

本発明の第一実施形態による燃料噴射装置が適用される燃料供給システムの全体構成を示す図である。 燃料噴射装置の縦断面図である。 圧力制御室近傍の制御ボデーを拡大した縦断面図であって、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 第二実施形態による制御ボデーの圧力制御室近傍を拡大した縦断面図であって、図６のＶ−Ｖ線断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 第三実施形態による制御ボデーの圧力制御室近傍を拡大した縦断面図であって、図８のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 第四実施形態による制御ボデーの圧力制御室近傍を拡大した縦断面図であって、図１０のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 図９のＸ−Ｘ線断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第一実施形態）
図１に示す燃料供給システム１０には、本発明の第一実施形態による燃料噴射装置１００が用いられている。燃料供給システム１０は、内燃機関であるディーゼル機関２０の燃焼室２２に、燃料噴射装置１００によって燃料を供給する。燃料供給システム１０は、フィードポンプ１２、高圧燃料ポンプ１３、コモンレール１４、機関制御装置１７、及び燃料噴射装置１００等から構成されている。

フィードポンプ１２は、燃料タンク１１内に収容された電動式のポンプである。フィードポンプ１２は、燃料タンク１１内に貯留されている軽油等の燃料に、燃料の蒸気圧よりも高いフィード圧を与える。フィードポンプ１２は、燃料配管１２ａによって高圧燃料ポンプ１３と接続されている。フィードポンプ１２は、所定のフィード圧を与えた液相状態の燃料を高圧燃料ポンプ１３に供給する。

高圧燃料ポンプ１３は、ディーゼル機関２０に取り付けられており、当該ディーゼル機関の出力軸によって駆動される。高圧燃料ポンプ１３は、燃料配管１３ａによってコモンレール１４と接続されている。高圧燃料ポンプ１３は、フィードポンプ１２によって供給された燃料をさらに昇圧し、コモンレール１４に供給する高圧燃料をつくり出す。高圧燃料ポンプ１３は、機関制御装置１７と電気的に接続された電磁弁を有している。電磁弁の開閉が機関制御装置１７によって制御されることにより、高圧燃料ポンプ１３からコモンレール１４に供給される燃料の圧力は、所定の圧力に調節される。

コモンレール１４は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料からなる管状の部材である。コモンレール１４には、ディーゼル機関の気筒数に応じた複数の分岐部１４ａが形成されている。各分岐部１４ａは、燃料配管１４ｄによって、複数の燃料噴射装置１００のうちのいずれかに接続されている。コモンレール１４は、高圧燃料ポンプ１３から供給される高圧燃料を一時的に蓄え、圧力を保持したまま複数の燃料噴射装置１００に分配する。

コモンレール１４には、コモンレールセンサ１４ｂ及び圧力レギュレータ１４ｃが設けられている。コモンレールセンサ１４ｂは、機関制御装置１７に電気的に接続されており、燃料の圧力及び温度を検出して当該機関制御装置１７に出力する。圧力レギュレータ１４ｃは、コモンレール１４の他方の端部に取り付けられている。圧力レギュレータ１４ｃは、コモンレール１４内の燃料の圧力を一定に保持すると共に、余剰分の燃料を減圧して低圧側に排出する。圧力レギュレータ１４ｃから排出された余剰燃料は、コモンレール１４及び燃料タンク１１間を接続している燃料配管１４ｅを通じて、燃料タンク１１に戻される。

機関制御装置１７は、演算回路としてのプロセッサ、ＲＡＭ、及び書き換え可能な不揮発性の記憶媒体を含むマイクロコンピュータ等によって構成されている。機関制御装置１７は、コモンレールセンサ１４ｂに加えて、ディーゼル機関２０の回転速度を検出する回転速度センサ等、種々のセンサと電気的に接続されている。機関制御装置１７は、これらの各センサからの情報に基づいて、高圧燃料ポンプ１３の電磁弁及び各燃料噴射装置１００の弁機構を制御するための制御信号を、高圧燃料ポンプ１３及び各燃料噴射装置１００に出力する。

燃料噴射装置１００は、燃焼室２２に直接的に燃料を噴射する。燃料噴射装置１００は、ディーゼル機関２０の燃焼室２２を形成するヘッド部材２１の挿入孔に挿入された状態で、当該ヘッド部材２１に取り付けられている。燃料噴射装置１００は、燃料配管１４ｄから供給された高圧燃料を、噴孔４４から燃焼室２２に噴射する。燃料噴射装置１００の噴射圧力は、１６０〜２５０メガパスカル（ＭＰａ）程度である。燃料噴射装置１００は、噴孔４４からの高圧燃料の噴射を制御する弁機構を備えている。弁機構は、機関制御装置１７からの制御信号に基づいて作動する圧力制御弁３５（図２等参照）と、噴孔４４を開閉する主弁部５０と、を含んでいる。燃料噴射装置１００は、噴孔４４を開閉するために、燃料配管１４ｄから供給される高圧燃料の一部を使用する。こうした燃料は、低圧側である燃料配管１４ｆに排出され、燃料配管１４ｅを通じて燃料タンク１１に戻される。

燃料噴射装置１００は、図２に示すように、駆動部３０、制御ボデー４０、ノズルニードル６０、及びフローティングプレート７０を備えている。

駆動部３０は、制御ボデー４０内に収容されている。駆動部３０は、制御弁フェース部材３３と接続されている。制御弁フェース部材３３は、後述する制御シート部４６ａと共に圧力制御弁３５を形成している。駆動部３０には、パルス状の制御信号が機関制御装置１７から供給される。駆動部３０は、制御信号に基づいて制御弁フェース部材３３を変位させることにより、圧力制御弁３５を開閉する。機関制御装置１７からの電力供給が無い場合、駆動部３０は、制御弁フェース部材３３を制御シート部４６ａに着座させる。これにより、圧力制御弁３５は閉弁状態となる。機関制御装置１７からの電力供給が有る場合、駆動部３０は、制御弁フェース部材３３を制御シート部４６ａから離座させる。これにより、圧力制御弁３５は開弁状態となる。

制御ボデー４０は、図２及び図３に示すように、噴孔４４、流入通路５２、流出通路５４、供給通路５５、及び圧力制御室５３を形成している。噴孔４４は、燃焼室２２（図１参照）へ挿入される制御ボデー４０の挿入方向の先端部に形成されている。先端部は、円錐状又は半球状に形成されている。噴孔４４は、制御ボデー４０の内側から外側に向けて放射状に複数設けられている。噴孔４４を通じて、高圧燃料が燃焼室２２内に噴射される。噴孔４４を通過することにより、高圧燃料は、微粒化及び拡散して空気と混合し易い状態となる。

流入通路５２の一方の通路端は、後述する縦孔４８ａと接続されている。流入通路５２の他方の通路端は、圧力制御室５３に繋がっている。流入通路５２は、燃料配管１４ｄ（図１参照）及び縦孔４８ａを通じて供給される高圧燃料を、圧力制御室５３に流入させる。流出通路５４の一方の通路端は、圧力制御弁３５に繋がっている。流出通路５４の他方の通路端は、圧力制御室５３に繋がっている。流出通路５４は、圧力制御弁３５の開弁により、圧力制御室５３内の燃料を燃料配管１４ｆ（図１参照）に流出させる。

供給通路５５は、制御ボデー４０の内部において流入通路５２から分岐している。供給通路５５は、制御ボデー４０を形成する複数の部材に跨って、円筒穴状に形成されている。供給通路５５は、燃料配管１４ｄ（図１参照）と噴孔４４とを連通させている。供給通路５５は、燃料配管１４ｄを通じて供給される高圧燃料を、噴孔４４に流通させる。

圧力制御室５３は、制御ボデー４０の内部においてノズルニードル６０を挟んで噴孔４４の反対側に位置している。圧力制御室５３は、流入通路５２からの高圧燃料の流入と、流出通路５４を通じた燃料の流出とによって圧力を変動させる。こうした燃料の圧力を用いて、圧力制御室５３は、ノズルニードル６０の変位を制御する。

制御ボデー４０は、ノズルボデー４１、シリンダ５６、オリフィスプレート４６、ホルダ４８、及びリテーニングナット４９等によって構成されている。ノズルボデー４１、オリフィスプレート４６、及びホルダ４８は、ヘッド部材２１（図１参照）への挿入方向の先端部側から、この順序で並んでいる。

ノズルボデー４１は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料よって形成された有底円筒状の部材である。ノズルボデー４１には、噴孔４４と、供給通路５５の一部とが形成されている。ノズルボデー４１は、ノズルニードル収容室４３及びシート部４５を有している。

ノズルニードル収容室４３は、ノズルボデー４１の軸方向に沿って形成された円筒穴である。ノズルニードル収容室４３は、供給通路５５を形成している。ノズルニードル収容室４３は、供給通路５５を区画している通路壁４２によって外周側を囲まれている。ノズルニードル収容室４３は、ノズルニードル６０を収容している。ノズルニードル収容室４３は、ノズルボデー４１のオリフィスプレート４６側の端面に開口している。

シート部４５は、供給通路５５に臨むノズルボデー４１の内周壁によって円錐状に形成されている。シート部４５は、先端部の内側に位置しており、ノズルニードル６０の先端と接触する。

シリンダ５６は、金属材料によって円筒状に形成されている。シリンダ５６は、通路壁４２の内周側に、ノズルボデー４１と同軸となるよう配置されている。シリンダ５６は、オリフィスプレート４６及びノズルニードル６０と共に圧力制御室５３を区画する円筒壁５７を有している。円筒壁５７は、径方向において通路壁４２と向かい合っている。軸方向における円筒壁５７の両端部のうち、一方の端部５８ｂは、オリフィスプレート４６に押し当てられている。他方の端部５８ａには、ノズルニードル６０が挿入されている。円筒壁５７は、ノズルニードル６０に外嵌されることにより、ノズルニードル６０を軸方向に沿って摺動可能に支持している。よって、シリンダ５６の軸方向は、ノズルニードル６０の変位方向に沿っている。

オリフィスプレート４６は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料よって円盤状に形成されている。オリフィスプレート４６には、流入通路５２及び流出通路５４と、供給通路５５の一部とが形成されている。オリフィスプレート４６は、制御シート部４６ａ及び当接壁面部４７を有している。

制御シート部４６ａは、ホルダ４８側を向くオリフィスプレート４６の頂面に形成されている。制御シート部４６ａは、制御弁フェース部材３３と共に圧力制御弁３５を形成している。圧力制御弁３５は、流出通路５４と燃料配管１４ｆ（図１参照）との間の連通及び遮断を切り換える。

当接壁面部４７は、ノズルニードル６０側を向くオリフィスプレート４６の底面に形成されている。当接壁面部４７は、オリフィスプレート４６の底面のうちで、シリンダ５６によって囲まれた円形状の領域である。当接壁面部４７は、シリンダ５６と共に圧力制御室５３を区画している。当接壁面部４７には、圧力制御室５３に高圧燃料を流入させる流入通路５２の開口５２ａと、圧力制御室５３から燃料を流出させる流出通路５４の開口５４ａと、一対のシール面部４７ａが形成されている。開口５２ａは、開口５４ａと同心の円環状に形成されている。開口５４ａは、当接壁面部４７の中央に円状に形成されている。シール面部４７ａは、開口５２ａの内周側及び外周側にそれぞれ設けられている。各シール面部４７ａは、開口５４ａと同心の円環状に形成されている。

ホルダ４８は、クロム・モリブデン鋼等の金属材料よりなる筒状の部材である。ホルダ４８には、軸方向に沿う縦孔４８ａ，４８ｂ、及びソケット部４８ｃが形成されている。縦孔４８ａは、燃料配管１４ｄ（図１参照）と流入通路５２及び供給通路５５とを繋いでいる。縦孔４８ｂは、駆動部３０を収容している。ソケット部４８ｃは、縦孔４８ｂの開口を塞ぐように形成されている。ソケット部４８ｃには、機関制御装置１７と接続されたプラグ部が嵌合される。ソケット部４８ｃに接続されたプラグ部を通じて、機関制御装置１７から駆動部３０にパルス状の制御信号が供給される。

リテーニングナット４９は、金属材料よりなる二段円筒状の部材である。リテーニングナット４９は、ノズルボデー４１の一部とオリフィスプレート４６とを収容しつつ、ホルダ４８に螺合されている。リテーニングナット４９は、段差部４９ａを有している。段差部４９ａは、径方向の段差を形成している。リテーニングナット４９のホルダ４８への取り付けにより、ノズルボデー４１及びオリフィスプレート４６は、互いに押し付けあって液密に接する。このようにしてリテーニングナット４９は、ノズルボデー４１及びオリフィスプレート４６を、ホルダ４８と共に挟持している。

ノズルニードル６０は、高速度工具鋼等の金属材料によって全体として円柱状に形成されている。ノズルニードル６０は、ノズルボデー４１の内部において、当該ノズルボデー４１の軸方向に沿って往復変位する。ノズルニードル６０は、金属製の線材を螺旋状に巻設したリターンスプリング６６により、シート部４５に向けて付勢されている。ノズルニードル６０は、フェース部６５及び弁受圧面６１を有している。

フェース部６５は、ノズルニードル６０の両端部のうちで、シート部４５と対向する一方の端部に形成されている。フェース部６５は、先端に向かうに従って外径の減少する円錐状に形成されている。フェース部６５は、ノズルニードル６０の変位により、シート部４５に離着座する。フェース部６５は、噴孔４４を開閉する主弁部５０をシート部４５と共に形成している。

弁受圧面６１は、ノズルニードル６０の軸方向の両端部のうち、圧力制御室５３側の端部によって形成されている。弁受圧面６１は、オリフィスプレート４６及びシリンダ５６と共に圧力制御室５３を区画している。弁受圧面６１に受ける燃料圧力の変動により、ノズルニードル６０は、フェース部６５をシート部４５へ離着座させる。

フローティングプレート７０は、金属材料によって円盤状に形成されている。フローティングプレート７０は、圧力制御室５３内に配置されている。フローティングプレート７０は、ノズルボデー４１の軸方向に沿って往復変位する。フローティングプレート７０は、流出通路５４から流出しようとする圧力制御室５３内の燃料の圧力により、頂面７３を当接壁面部４７に押し付けられる。こうして流出通路５４に向けて吸引されたフローティングプレート７０は、各シール面部４７ａに密着することにより、流入通路５２の開口５２ａを閉じる。その結果、流入通路５２から圧力制御室５３への高圧燃料の流入、及び流入通路５２から流出通路５４への燃料の流通が共に妨げられる。

フローティングプレート７０には、連通孔７１が形成されている。連通孔７１は、フローティングプレート７０の径方向の中心に設けられている。連通孔７１は、軸方向に沿ってフローティングプレート７０を貫通している。フローティングプレート７０は、流入通路５２の開口５２ａを閉じた状態下においても、所定の流量の燃料を、連通孔７１を通じて圧力制御室５３から流出通路５４へと流出させることができる。

次に、シリンダ５６に設けられたガイド部８０及び流路形成部５９の詳細を、図３及び図４に基づいて説明する。ガイド部８０は、円筒壁５７によって形成されている。ガイド部８０は、シリンダ５６の周方向に互いに間隔を開けつつ、複数（三つ）設けられている。各ガイド部８０は、周方向に等間隔で配置されている。ガイド部８０は、円筒壁５７の端部５８ａを外周側へ突出させることによって形成されている。ガイド部８０は、突出方向の先端８１を通路壁４２に接触させている。シリンダ５６の軸方向に垂直な横断面において、ガイド部８０の先端８１は、通路壁４２よりも大きい曲率に形成されている。ガイド部８０の先端８１は、シリンダ５６の軸方向に沿って所定の厚さを有している。こうした形状により、ガイド部８０の先端８１は、軸方向に所定の長さで通路壁４２に線接触している。ガイド部８０は、通路壁４２への接触により、ノズルボデー４１に対してシリンダ５６の相対位置を規定している。

流路形成部５９は、シリンダ５６の周方向において隣り合う二つのガイド部８０の間にそれぞれ形成されている。流路形成部５９においては、円筒壁５７の円筒形状が維持されている。複数（三つ）の流路形成部５９は、各ガイド部８０よりも通路壁４２から離れて位置している。各流路形成部５９は、対向する通路壁４２との間に、燃料を流通させる流通隙間５５ａをそれぞれ形成している。

ここまで説明した図２及び図３に示す燃料噴射装置１００では、圧力制御弁３５の開弁により、流出通路５４が燃料配管１４ｆ（図１参照）と連通状態となる。すると、圧力制御室５３から流出する燃料によって流出通路５４に吸引されたフローティングプレート７０が、シール面部４７ａと密着して流入通路５２の開口５２ａを閉じる。これにより、圧力制御室５３への高圧燃料の導入が妨げられる一方で、連通孔７１を通じた燃料の流出は継続される。その結果、圧力制御室５３内の燃料圧力の下降がすみやかに生じ、ノズルニードル６０は、圧力制御室５３側に素早く移動して、噴孔４４を開状態とする。

そして、圧力制御弁３５の閉弁により、流出通路５４と燃料配管１４ｆ（図１参照）とが遮断状態とされると、流入通路５２内の燃料は、開口５２ａに臨むフローティングプレート７０の頂面７３を押して、シール面部４７ａと頂面７３との間に入り込もうとする。すると、燃料によってシール面部４７ａと頂面７３とのリンキングが解かれることで、フローティングプレート７０は、当接壁面部４７から離れる方向へ移動する。その結果、開口５２ａから流入する高圧燃料によって圧力制御室５３の圧力が回復するため、ノズルニードル６０は、シート部４５側に移動して、噴孔４４を閉状態とする。

以上の燃料噴射装置１００において、フローティングプレート７０は、頂面７３の中心を当接壁面部４７の中心に一致させた状態で、オリフィスプレート４６に接触できるとは限らない。頂面７３及び当接壁面部４７との間には、不可避的に位置ずれ（軸ずれ）が生じ得る。こうした軸ずれが拡大してしまうと、頂面７３及びシール面部４７ａの間におけるリンクキングが不均等になってしまう。加えて、フローティングプレート７０を押し下げる燃料圧力の総和による力も、フローティングプレート７０の中心から偏心した位置に作用してしまう。これらの要因により、圧力制御弁３５の閉弁後にシール面部４７ａ及び頂面７３間のリンキングが解かれて、オリフィスプレート４６からフローティングプレート７０が離間する挙動は、不安定となり得る。その結果、圧力制御室５３の圧力回復の態様が安定せず、ひいては圧力制御弁３５の作動に対するノズルボデー４１の応答性がばらついてしまう。

そのため第一実施形態では、ノズルボデー４１に対するシリンダ５６の相対位置を、ガイド部８０が規定している。これにより、ノズルボデー４１に対するシリンダ５６の位置のずれが低減され得る。故に、ノズルボデー４１と接しているオリフィスプレート４６と、シリンダ５６内に配置されているフローティングプレート７０との位置のずれも、低減され得る。以上によれば、フローティングプレート７０は、頂面７３が当接壁面部４７に対して実質的に軸ずれしていない正しい位置にて、オリフィスプレート４６に押し付けられ得る。こうしてフローティングプレート７０とオリフィスプレート４６との間の軸ずれが低減されることにより、シール面部４７ａは、フローティングプレート７０の頂面７３と均等に密着し得る。その結果、オリフィスプレート４６から離れる際のフローティングプレート７０の挙動が安定するため、ノズルニードル６０の応答性のばらつきは、抑制される。

ここで、ノズルボデー４１及びオリフィスプレート４６間の軸ずれと、シリンダ５６及びフローティングプレート７０間の軸ずれも、オリフィスプレート４６及びフローティングプレート７０の間の軸ずれの要因となり得る。しかし、ノズルボデー４１は、オリフィスプレート４６に対して精度良く組付けられている。また、シリンダ５６及びフローティングプレート７０間の径方向の隙間は、通路壁４２及びガイド部８０を除く円筒壁５７間の隙間よりも、非常に小さい。よって、オリフィスプレート４６及びフローティングプレート７０間の軸ずれは、ノズルボデー４１に対するシリンダ５６の軸ずれが主要な要因となる。故に、ノズルボデー４１に対してシリンダ５６を正しい相対位置に維持する第一実施形態の構成は、フローティングプレート７０及びオリフィスプレート４６の軸ずれを効果的に低減させることができる。

加えて第一実施形態では、シリンダ５６によってガイド部８０が形成されているため、ノズルボデー４１の通路壁４２は、単純な円筒面状となっている。ノズルボデー４１の内周側に位置する通路壁４２を複雑な形状に形成する加工は、非常に困難である。故に、通路壁４２ではなく、円筒壁５７によってガイド部８０を形成する構成は、量産される燃料噴射装置１００に好適なのである。

また第一実施形態ではシリンダ５６がノズルニードル６０を支持している。こうした構成では、ノズルニードル６０が供給通路５５内にて傾いた場合に、シリンダ５６も、ノズルボデー４１に対して傾き、オリフィスプレート４６に対して軸ずれし得る。しかし、ノズルニードル６０を支持している端部５８ａがガイド部８０を形成していれば、このガイド部８０は、ノズルニードル６０の傾き発生を確実に防ぎ得る。その結果、シリンダ５６は、ノズルニードル６０諸共、ガイド部８０によって正しい位置に固定され続ける。よって、フローティングプレート７０及びオリフィスプレート４６の間の軸ずれは、効果的に低減される。

さらに第一実施形態では、流路形成部５９と通路壁４２との間に設けられた流通隙間５５ａを通じて、燃料は、噴孔４４へ流通し得る。故に、ガイド部８０が供給通路５５内に設けられていても、噴孔４４に供給される燃料の流量は、確保可能となる。

加えて第一実施形態では、複数のガイド部８０が形成されているため、シリンダ５６は、当接壁面部４７に沿ったあらゆる方向への軸ずれを規制され得る。故に、シリンダ５６内に位置するフローティングプレート７０は、オリフィスプレート４６と実質的に同軸となる位置にて当接壁面部４７に当接し、開口５２ａを塞ぐ動作を行うことができる。

また第一実施形態のシリンダ５６は、ガイド部８０を複数箇所にて通路壁４２に接触させている。故に、各ガイド部８０と通路壁４２との間の摩擦力により、シリンダ５６は、ノズルボデー４１に対する相対回転を抑制される。そのため、シリンダ５６がノズルボデー４１に対して不必要に相対回転することで、互いの接触部分が摩耗してしまう事態は、防がれ得る。

尚、第一実施形態において、ディーゼル機関２０が特許請求の範囲に記載の「内燃機関」に相当し、ノズルボデー４１が特許請求の範囲に記載の「弁本体」に相当し、オリフィスプレート４６が特許請求の範囲に記載の「オリフィス部材」に相当する。また、開口５２ａが特許請求の範囲に記載の「流入口」に相当し、供給通路５５が特許請求の範囲に記載の「燃料通路」に相当し、流通隙間５５ａが特許請求の範囲に記載の「間隙」に相当する。さらに、シリンダ５６が特許請求の範囲に記載の「区画部材」に相当し、円筒壁５７が特許請求の範囲に記載の「対向壁」に相当する。そして、ノズルニードル６０が特許請求の範囲に記載の「弁部材」に相当し、フローティングプレート７０が特許請求の範囲に記載の「押圧部材」に相当する。

（第二実施形態）
図５及び図６に示す本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態の制御ボデー２４０において、シリンダ２５６の外径は、通路壁４２の内径と実質同一か僅かに小さい値とされている。シリンダ２５６の円筒壁２５７には、内周側に窪む三つの凹部２５６ａが設けられている。各凹部２５６ａは、シリンダ２５６の軸方向に沿って延伸している。シリンダ２５６には、第二実施形態のガイド部２８０及び流路形成部２５９が形成されている。

ガイド部２８０は、円筒壁２５７のうちで凹部２５６ａの形成されていない領域によって形成されている。ガイド部２８０は、シリンダ２５６の周方向に互いに等しい間隔を開けて、複数（三つ）設けられている。シリンダ２５６の横断面において、ガイド部２８０は、通路壁４２と実質的に同一の曲率を有している。ガイド部２８０は、フローティングプレート７０の外周側から、リターンスプリング６６を載置させている端部２５８ａまで、シリンダ２５６及びノズルボデー４１の軸方向に沿って延伸している。こうした形状により、ガイド部２８０は、通路壁４２に面接触している。ガイド部２８０は、第一実施形態と同様に、通路壁４２への接触により、ノズルボデー４１に対してシリンダ２５６の相対位置を規定している。

流路形成部２５９は、円筒壁２５７のうちで凹部２５６ａを形成している領域によって形成されている。凹部２５６ａの底壁部分は、通路壁４２から離れる方向に湾曲している。流路形成部２５９は、シリンダ２５６の横断面において、内周側に凹む円弧状に形成されている。こうした形状により、各流路形成部２５９は、各ガイド部２８０よりも通路壁４２から離れて位置している。各流路形成部２５９は、対向する通路壁４２との間に、燃料を流通させる流通隙間２５５ａをそれぞれ形成している。

以上の第二実施形態でも、第一実施形態と同様の効果が発揮されて、フローティングプレート７０とオリフィスプレート４６との間の軸ずれは、低減される。その結果、ノズルニードル６０の応答性のばらつきが抑制される。

加えて第二実施形態のガイド部２８０は、シリンダ２５６の軸方向に沿って延伸している。故に、シリンダ２５６は、ガイド部２８０によって姿勢の傾きを規制される。故に、ノズルニードル６０がシリンダ２５６と共に傾こうとしても、シリンダ２５６は、軸方向をノズルボデー４１の軸方向に沿わせた姿勢を維持する。そのため、フローティングプレート７０及びオリフィスプレート４６の間の軸ずれは、効果的に低減される。

さらに第二実施形態では、通路壁４２に面接触するガイド部２８０が通路壁４２との間に生じさせる摩擦力により、シリンダ２５６は、ノズルボデー４１対する相対回転を抑制される。以上によれば、シリンダ２５６及びノズルボデー４１において、相互の接触部分が摩耗してしまう事態は、防がれ得る。尚、第二実施形態においては、流通隙間２５５ａが特許請求の範囲に記載の「間隙」に相当し、シリンダ２５６が特許請求の範囲に記載の「区画部材」に相当し、円筒壁２５７が特許請求の範囲に記載の「対向壁」に相当する。

（第三実施形態）
図７及び図８に示す本発明の第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態による制御ボデー３４０において、シリンダ３５６は、円筒孔を有する正六角柱状に形成されている。シリンダ３５６の筒壁３５７には、第三実施形態のガイド部３８０及び流路形成部３５９が形成されている。一方で、ノズルボデー３４１には、流路拡張部３４２ａが形成されている。

ガイド部３８０は、シリンダ３５６の各側面同士が接している六つの出隅３８１によって形成されている。ガイド部３８０は、シリンダ３５６の軸方向に沿って延伸している。ガイド部３８０は、軸方向に沿って延伸する各辺を、通路壁３４２に線接触させている。ガイド部３８０は、第一実施形態と同様に、通路壁３４２への接触により、ノズルボデー３４１に対してシリンダ３５６の相対位置を規定している。

流路形成部３５９は、シリンダ３５６の六つの側面によって形成されている。各流路形成部３５９は、対向する通路壁３４２との間に、燃料を流通させる流通隙間３５５ａをそれぞれ形成している。流路形成部３５９は、シリンダ３５６の径方向において、流路拡張部３４２ａと対向している。

流路拡張部３４２ａは、通路壁３４２を外周側に凹ませることで形成された溝部である。流路拡張部３４２ａは、流路形成部３５９から離れる方向に窪む形状により、当該流路形成部３５９と共に流通隙間３５５ａを形成している。流路拡張部３４２ａの形成により、流通隙間３５５ａは拡張されている。流路拡張部３４２ａは、シリンダ３５６の周方向に互いに等しい間隔を開けて、複数（三つ）形成されている。流路拡張部３４２ａは、軸方向において流路形成部３５９を跨ぐように延伸している。周方向における流路拡張部３４２ａの溝幅は、隣接する二つの出隅３８１の間隔よりも狭くされている。こうした流路拡張部３４２ａの形状及び配置により、シリンダ３５６が回転した場合でも、隣接する二つのガイド部３８０のうちの一方は、通路壁３４２のうちで流路拡張部３４２ａの形成されていない領域に接触し続けることができる。

以上の第三実施形態でも、第一実施形態と同様の効果が発揮されて、フローティングプレート７０とオリフィスプレート４６との間の軸ずれは、低減される。その結果、ノズルニードル６０の応答性のばらつきが抑制される。

加えて第三実施形態では、ノズルボデー３４１に形成された流路拡張部３４２ａによって流通隙間３５５ａの横断面積が拡大されている。故に、噴孔４４（図２参照）には、十分な燃料が供給可能となる。加えて第三実施形態では、隣接する二つのガイド部３８０のうちの一方が通路壁３４２との接触状態を維持し続けるため、ガイド部３８０が流路拡張部３４２ａに落ちる事態は、生じない。したがって、流路拡張部３４２ａが形成されていても、シリンダ３５６の相対位置を規定するガイド部３８０の機能は、確実に発揮される。尚、第三実施形態においては、ノズルボデー３４１が特許請求の範囲に記載の「弁本体」に相当し、流通隙間３５５ａが特許請求の範囲に記載の「間隙」に相当する。また、シリンダ３５６が特許請求の範囲に記載の「区画部材」に相当し、筒壁３５７が特許請求の範囲に記載の「対向壁」に相当する。

（第四実施形態）
図９及び図１０に示す本発明の第四実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第四実施形態のシリンダ４５６には、円筒壁４５７によって形成された三つのガイド部４８０と、三つの流路形成部５９とが交互に設けられている。ガイド部４８０は、円筒壁４５７を外周側へ突出させることによって形成されている。ガイド部４８０は、シリンダ４５６の軸方向に沿って延伸している。第一実施形態と同様に、シリンダ４５６の横断面において、ガイド部４８０の頂部４８１は、通路壁４２よりも大きい曲率に形成されている。ガイド部４８０は、軸方向に沿ってオリフィスプレート４６から遠ざかるに従い、通路壁４２から離れるよう内周側に傾斜した形状に形成されている。こうした形状により、ガイド部４８０は、突出方向の頂部４８１のうちで、オリフィスプレート４６側の端部４５８ｂに近い一部の範囲のみを、通路壁４２に線接触させている。ガイド部４８０は、通路壁４２への接触により、ノズルボデー４１に対してシリンダ４５６の相対位置を規定している。

以上の第四施形態でも、第一実施形態と同様の効果が発揮されて、フローティングプレート７０とオリフィスプレート４６との間の軸ずれは、低減される。その結果、ノズルニードル６０の応答性のばらつきが抑制される。加えて第四実施形態のシリンダ４５６は、内周側に傾斜するガイド部４８０の形状により、ノズルニードル収容室４３への挿入方向先端側ほど、細くなっている。以上の構成であれば、シリンダ４５６は、ノズルニードル収容室４３の開口に容易に挿入され得る。したがって、ガイド部４８０をシリンダ４５６に設けても、シリンダ４５６をノズルボデー４１内に配置する工程の作業性は、確保され得る。尚、第四実施形態においては、シリンダ４５６が特許請求の範囲に記載の「区画部材」に相当し、円筒壁４５７が特許請求の範囲に記載の「対向壁」に相当する。

（他の実施形態）
以上、本発明による複数の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

上記実施形態におけるガイド部は、全てシリンダに形成されていた。しかし、ノズルボデーの通路壁によってガイド部を形成することが可能である。加えて、シリンダの円筒壁及びノズルボデーの通路壁の両方にガイド部が形成されていてもよい。さらに、円筒壁と通路壁との間に配置された部材であって、シリンダ及びノズルボデーとは異なる部材が、ガイド部を形成可能である。また、上記実施形態のガイド部は、シリンダと一体で形成されていた。しかし、シリンダに組付けられた部品によってガイド部は形成可能である。

さらに、ガイド部の個数、形状、及び配置等は、適宜変更可能である。また、複数のガイド部の形状は、相互に異なっていてもよい。加えて、複数のガイド部のうちで隣接する二つの間隔は、不等間隔とすることができる。同様に、流路形成部の個数、形状、及び配置等も、適宜変更可能である。

以上、ディーゼル機関に用いられる燃料噴射装置に、本発明を適用した例を説明した。しかし、本発明は、ディーゼル機関に限らず、オットーサイクル機関等の内燃機関に用いられる燃料噴射装置に適用されてもよい。加えて、燃料噴射装置によって噴射される燃料は、軽油に限らず、ジメチルエーテル、液化石油ガス、ガソリン等であってもよい。

２０ ディーゼル機関（内燃機関）、２２ 燃焼室、４１，３４１ ノズルボデー（弁本体）、４２，３４２ 通路壁、３４２ａ 流路拡張部、４４ 噴孔、４６ オリフィスプレート（オリフィス部材）、５２ａ 開口（流入口）、５３ 圧力制御室、５５ 供給通路（燃料通路）、５５ａ，２５５ａ，３５５ａ 流通隙間（間隙）、５６，２５６，３５６，４５６ シリンダ（区画部材）、５７，２５７，４５７ 円筒壁（対向壁）、３５７ 筒壁（対向壁）、５８ａ 端部、５９，２５９，３５９ 流路形成部、６０ ノズルニードル（弁部材）、７０ フローティングプレート（押圧部材）、８０，２８０，３８０，４８０ ガイド部、１００ 燃料噴射装置

Claims (7)

1. 内燃機関（２０）の燃焼室（２２）に供給される燃料の噴射を、圧力制御室（５３）内の燃料圧力に応じて変位する弁部材（６０）によって制御する燃料噴射装置であって、
   燃料を噴射する噴孔（４４）、及び当該噴孔に燃料を流通させる燃料通路（５５）を形成する弁本体（４１）と、
   前記燃料通路内にて前記弁部材を挟んで前記噴孔の反対側となる位置に、前記圧力制御室を区画する区画部材（５６，４５６）と、
   前記弁本体に接しつつ前記区画部材と共に前記圧力制御室を区画し、当該圧力制御室に燃料を流入させる流入口（５２ａ）を形成するオリフィス部材（４６）と、
   前記区画部材内に配置され、前記圧力制御室内の燃料の圧力によって前記オリフィス部材に押し付けられることで、前記流入口から前記圧力制御室への燃料の流入を妨げる押圧部材（７０）と、
   前記弁本体に対する前記区画部材の相対位置を規定するガイド部（８０，４８０）と、を備え、
   前記区画部材は、前記弁本体にて前記燃料通路を区画している円筒状の通路壁（４２）と向かい合う対向壁（５７，４５７）を有し、
   前記ガイド部は、外周側の前記通路壁へ向けて突出する形状の前記対向壁によって形成され、
   前記区画部材の横断面における前記ガイド部の先端（８１，４８１）は、前記通路壁に線接触するように前記通路壁よりも大きい曲率に形成されていることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記対向壁は、前記弁部材に外嵌される筒状に形成され、
   前記ガイド部は、前記対向壁の軸方向の両端部のうちで、前記弁部材を支持する一方の端部（５８ａ）によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 前記ガイド部（４８０）は、前記オリフィス部材から遠ざかるに従い、前記通路壁から離れる形状であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
4. 前記対向壁は、前記ガイド部よりも前記通路壁から離れて位置し、当該通路壁との間に燃料を流通させる間隙（５５ａ）を形成する流路形成部（５９）、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
5. 前記通路壁には、前記流路形成部から離れる方向に窪む形状により、当該流路形成部と共に前記間隙を形成する流路拡張部（３４２ａ）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射装置。
6. 前記ガイド部は、互いに間隔を開けつつ複数形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
7. 前記ガイド部（２８０，４８０）は、前記弁部材の変位方向に沿って延伸することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。

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