JPH08296521A - インジェクタの針弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴射間のインターバル時間が短い場合であっ
ても良好な初期噴射特性を得ることができ、スピル特性
の悪化なく、初期噴射率の抑制が可能となるインジェク
タの針弁制御装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係るインジェクタ１の針弁制御
装置５０は、高燃圧の供給により制御室５２内で原位置
から押動されて針弁１６を下降させるピストン５６と、
このピストン５６に形成され上記針弁１６のリフト時に
上記制御室５２内の燃料を適宜排出させるオリフィス５
９と、上記ピストン５６が上記原位置に戻る過程で上記
制御室５２内の燃料を上記ピストン５６の背面側６５に
通す連通路６６とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインジェクタの針弁
制御装置に係り、特に、ディーゼルエンジン等に高圧燃
料を噴射供給するインジェクタにおいて、その初期噴射
を最適化すべく針弁を制御する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コモンレールと称される一種の
サージタンクに高圧燃料を蓄圧し、この高圧燃料をディ
ーゼルエンジン等に噴射供給するコモンレール式（ＣＲ
式）インジェクタが知られている。このインジェクタに
あっては、エンジン回転数によらず高い噴射圧力が常時
得られ、低回転域でも可燃混合気形成に有利な高い噴射
圧力が得られる利点がある。また、噴射時期の設定が自
由に行えるため多段噴射が可能となり、出力、排ガス特
性、騒音及び臭気等の改善に極めて有効となる。多段噴
射については、図９にその様子を概略的に示す。これに
よれば、先ずパイロット噴射が行われ、所定のインター
バル時間を経てメイン噴射が行われる。またの（）内
に示すように、メイン噴射の後にアフター噴射が行われ
ることもある。

【０００３】通常、このようなインジェクタには、その
初期噴射、即ち噴射開始直後の噴霧を最適化するため
に、針弁即ちノズルニードルのリフト或いは上昇速度を
制御するための装置が設けられている。

【０００４】図１０は従来の針弁制御装置を示し、図示
するように、アッパボディａとロアボディｂとで区画形
成される制御室ｃ内には、ダンピングオリフィスバルブ
ｄ、オリフィススプリングｅ、及び摺動可能なピストン
即ちパイロットオリフィスバルブｆがそれぞれ装入され
ている。制御室ｃの上方には図示しないソレノイドバル
ブが設けられ、この切替えにより無噴射時には高燃圧即
ち燃料による高圧が、噴射時にはそれをリークさせて生
じる低圧が、導圧ポートｇを通じて供給ないし導入され
るようになっている。

【０００５】具体的な動作を説明すれば、無噴射時には
図１１（ｄ）に示すように、制御室ｃ内に高圧が導入さ
れ、その高圧でコマンドピストンｈを下降させ、これに
連結するノズルニードル（図示せず）で噴孔（図示せ
ず）を塞ぐようになっている。噴射開始となればソレノ
イドバルブが切替えられ、図１１（ａ）の如く、導圧ポ
ートｇ内が低圧となり、制御室ｃ内からオリフィス孔ｉ
を通じて燃料が移動することで、制御室ｃ内は低圧とな
って、コマンドピストンｈ及びノズルニードルのリフト
を許容する。特にこのオリフィス孔ｉが、燃料の通過流
量を定め、ノズルニードルのリフト速度を制御する。よ
ってその孔径は、初期噴射を最適化する孔径となるよう
定められている。

【０００６】噴射の終了に際しては、導圧ポートｇから
の高圧がパイロットオリフィスバルブｆを下降させ、こ
れによってコマンドピストンｈに高圧を与えてノズルニ
ードルを下降させる。従って噴孔は閉塞し、噴射が終了
する。この状態で、パイロットオリフィスバルブｆを境
とする制御室ｃ内の導圧ポートｇ側室内即ち一端側室ｊ
内と、その反対側のダンピングオリフィスバルブｄ側室
内即ち他端側室ｋ内との圧力は、ほぼ同圧の高圧なの
で、オリフィススプリングｅによる付勢力と、オリフィ
ス孔ｉを通じた燃料の移動とにより、図１１（ｃ），
（ｄ）といった順序で、パイロットオリフィスバルブｆ
が上昇する。そして図１１（ｄ）の状態が、次噴射に向
けての待機状態となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
１サイクルの動作は各噴射毎に行われるものであるか
ら、多段噴射の場合にあっても、パイロット噴射、メイ
ン噴射、及びアフター噴射のそれぞれについて行われる
ことになる。

【０００８】しかし、上記装置の場合、パイロット又は
アフター噴射と、メイン噴射とのインターバル時間が短
くなると、図１１（ｂ）の状態から（ｄ）の状態への移
行、即ち次噴射待機状態への復帰が速やかに行われず、
正確な噴射が実行できないという問題がある。

【０００９】詳述すると、図１１（ｂ）に示す噴射終了
時点では、一端側室ｊ内に導圧ポートｇから高圧が送ら
れ、この高圧を受けてパイロットオリフィスバルブｆが
上端の原位置から下方に押動される。これによって他端
側室ｋ内は圧縮され、コマンドピストンｈを下降させ得
るような一端側室ｊ内とほぼ同圧の高圧となる。そして
オリフィススプリングｅがパイロットオリフィスバルブ
ｆに上昇力を与え、同時に一端側室ｊ内の燃料がオリフ
ィス孔ｉを通じて他端側室ｋ内に移動するため、パイロ
ットオリフィスバルブｆは図１１（ｃ）のように徐々に
上昇し、図１１（ｄ）の如く原位置に戻る。これから分
かるように、パイロットオリフィスバルブｆの復帰は、
特にオリフィス孔ｉの孔径が比較的小さいため、即座に
は行われない。

【００１０】ところが、インターバル時間が短くなる
と、パイロットオリフィスバルブｆが復帰する前（例え
ば図１１（ｃ）の状態）に噴射開始となり、一端側室ｊ
内の減圧によりパイロットオリフィスバルブｆの急上昇
が生じる。こうなると他端側室ｋ内も急減圧され、コマ
ンドピストンｈ及びノズルニードルの急リフトが生じ、
リフト速度の正確な制御が不可能となる。

【００１１】またこれにより、初期噴射率が増加してＮ
Ｏｘ、燃焼騒音等の増加を招き、また、燃料噴射量の急
増及び制御不良によりドライバビリティの低下等を招
く。

【００１２】そこで、本発明は上記課題を解決すべく創
案されたものであり、その目的は、噴射間のインターバ
ル時間が短い場合であっても良好な初期噴射特性を得る
ことができるインジェクタの針弁制御装置を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るインジェクタの針弁制御装置は、高燃
圧の供給により制御室内で原位置から押動されて針弁を
下降させるピストンと、このピストンに形成され上記針
弁のリフト時に上記制御室内の燃料を適宜排出させるオ
リフィスと、上記ピストンが上記原位置に戻る過程で上
記制御室内の燃料を上記ピストンの背面側に通す連通路
とを備えたものである。これによれば、噴射終了と同時
に下降されたピストンが原位置に戻る過程において、制
御室内の燃料は、オリフィスとは別の連通路を通じても
ピストンの背面側に移動される。これによってピストン
の復帰移動は速やかに行われ、その応答性は改善され
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。

【００１５】図２は、本発明に係る針弁制御装置が適用
されるインジェクタの全体を示す。図示するように、イ
ンジェクタ１は、ロアボディ２とアッパボディ３とから
主に構成される分割式のインジェクタボディ４を有す
る。ロアボディ２とアッパボディ３とはバルブナット５
で結合され、これらにはキャップボディ６が被せられて
いる。キャップボディ６内にはソレノイド７が設けら
れ、このソレノイド７には外部端子８から電力が供給さ
れる。ロアボディ２の先端部或いは下端部には、チップ
パッキン９を介してノズルボディ１０がリテーニングナ
ット１１を用いて結合される。またロアボディ２側部の
ボス取付部１２には、コモンレール（図示せず）から高
圧燃料を導入するためのインレットボス１３と、リーク
による低圧燃料を導出するためのアウトレットボス１４
とが取り付けられる。

【００１６】ノズルボディ１０の先端部には噴孔１５が
設けられ、この噴孔１５は針弁即ちノズルニードル１６
の上下移動により開閉される。インレットボス１３から
の高圧燃料は分岐１７からノズル側高圧通路１８に通じ
て油溜り室１９に溜められる。そしてその燃料は、ノズ
ルニードル１６が上昇すれば、ノズルニードル１６外周
の隙間を通じて噴孔１５から噴射される。ノズルニード
ル１６には油溜り室１９の位置にテーパ面２０が形成さ
れ、詳しくは後述するが、このテーパ面２０はノズルニ
ードル１６に高圧燃料による上昇力を与える。

【００１７】ロアボディ２の中心孔２１には、軸状に形
成されたコマンドピストン２２が、中心孔２１の摺動部
２３、及びスペーサ２４とシム２５とに対し摺動可能に
装入される。中心孔２１のスプリング収容部２６にはノ
ズルスプリング２７が装入され、ノズルスプリング２７
は、プレッシャピン２８を介して、ノズルニードル１６
を下方即ち閉方向に押圧或いは付勢する。プレッシャピ
ン２８の中心部にはコマンドピストン２２の下端面が当
接される。

【００１８】ソレノイド７を実質的に収容するソレノイ
ドボディ２９は、キャップボディ６によりリングスペー
サ３０を介してアッパボディ３に結合される。ソレノイ
ドボディ２９の軸心部には摺動軸３１が固定され、摺動
軸３１にはソレノイド弁体３２とスプリング３３とが嵌
合される。ソレノイド弁体３２は、摺動軸３１の外周面
と、アッパボディ３軸心部の摺動孔３４内周面とに対し
摺動可能である。またソレノイド弁体３２はスプリング
３３によって下方に付勢され、ソレノイド７が通電され
て噴射状態となるときは上方に移動される。

【００１９】図３は、このときの様子を詳細に示し、
（ａ）は無噴射状態（電流 OFF）、（ｂ）は噴射状態
（電流ON）を示す。先ず無噴射状態にあって、ソレノイ
ド弁体３２は下方に位置され、その縮径部３５の下端周
縁に形成された斜め面３６が、アッパボディ３の軸心部
に形成された導圧ポート３７の入口座面３８に面当たり
して、ソレノイド弁体３２の移動を規制する。このと
き、ソレノイド弁体３２に形成された横孔３９が、制御
側高圧通路４０の出口端としての周溝４１に一致すると
共に、横孔３９の内側に摺動軸３１の縮径部４２が位置
して、横孔３９内の高圧燃料をポート接続孔４３へと洩
れ出させる。摺動孔３４の下端には、高圧燃料をリーク
させるための制御側低圧通路４４が接続されるが、この
状態ではソレノイド弁体３２により閉とされ、リークは
なされない。結局、高圧通路４０からの高圧（コモンレ
ール圧）燃料は、その圧力を維持したまま導圧ポート３
７へと送られる。

【００２０】次に噴射状態となると、図３（ｂ）に示す
ように、ソレノイド弁体３２が上方に移動され、横孔３
９が周溝４１から若干外れ、縮径部４２がポート接続孔
４３の入口を塞ぐ。即ち、前記同様、縮径部４２の下端
周縁部と、ポート接続孔４３の上端周縁部との面取り部
分同士が面当たりする。これにより、高圧通路４０から
の高圧燃料は遮断されてポート接続孔４３には流通され
ない。そしてこのとき、ソレノイド弁体３２の縮径部３
５が導圧ポート３７を開き、この導圧ポート３７を低圧
通路４４へと連通させて、今度は導圧ポート３７からの
高圧燃料のリークを生じさせる。これによって、導圧ポ
ート３７内は低圧となる。なお、このリーク燃料は、図
２に仮想線で示す通路４４ａを通じてアウトレットボス
１４から排出される。

【００２１】図２に示すように、制御側低圧通路４４
は、ロアボディ２とアッパボディ３との隙間４５を介し
て、ロアボディ２に形成されたノズル側低圧通路４６へ
と連通される。さらに隙間４５は、アッパボディ３に形
成された低圧連通路４７を介して、ソレノイド弁体３２
のための移動室４８へと連通される。ノズル側低圧通路
４６は、中心孔２１の拡径部４９に接続され、これによ
り低圧燃料は、コマンドピストン２２と拡径部４９との
隙間、及びスプリング収容部２６を通じてプレッシャピ
ン２８にまで到達する。なおこれらへの高圧燃料の侵入
はない。

【００２２】ここで、ロアボディ２とアッパボディ３と
の境界部乃至接続部には、本発明に係る針弁制御装置５
０が設けられる。図１に示すように、針弁制御装置５０
は、ロアボディ２の軸心部に形成された有底円筒体状の
穴５１の内面と、アッパボディ３の下面とで区画形成さ
れる制御室５２を有する。制御室５２の一端即ち上端面
５３は平面とされ、その中心部には導圧ポート３７の出
口端が開口される。なお導圧ポート３７の出口端付近は
拡径されている。制御室５２内の他端即ち下端部にはダ
ンピングオリフィスバルブ５４が設けられている。ダン
ピングオリフィスバルブ５４は、有底円筒体状に形成さ
れ、その底部中心位置には、制御室５２の出口を実質的
に形成するダンピングオリフィス孔５４ａが設けられ
る。そして穴５１に連通して前記中心孔２１が設けられ
るため、オリフィス孔５４ａはコマンドピストン２２へ
の燃料の供給、或いは高圧・低圧の供給を行うことにな
る。ダンピングオリフィスバルブ５４の内筒部には、コ
イルスプリングによるオリフィススプリング５５が装入
される。そしてこのオリフィススプリング５５を介し
て、ピストンたるパイロットオリフィスバルブ５６が上
方に付勢されて設けられる。

【００２３】パイロットオリフィスバルブ５６は、制御
室５２の内側壁に沿って摺動可能に装入され、その実質
的な摺動部分をなす円盤状部５７と、円盤状部５７の中
心部から下方に延出されるテーパ軸部５８とから断面略
Ｔ字状に形成される。パイロットオリフィスバルブ５６
には、その中心に沿って、上側にはオリフィス即ちオリ
フィス孔５９が、下側には拡径孔６０が貫通して形成さ
れる。この拡径孔６０はダンピングオリフィスバルブ５
４の拡径孔６１と同径に形成されるが、オリフィス孔５
９はダンピングオリフィス孔５４ａよりも小径とされ
る。テーパ軸部５８は、円盤状部５７がダンピングオリ
フィスバルブ５４の上端面に当接したとき、ダンピング
オリフィスバルブ５４の内底面と隙間を形成するような
延出長とされる。そしてテーパ軸部５８は、ダンピング
オリフィスバルブ５４の内側壁とともに、オリフィスス
プリング５５の伸縮時の曲がりを防止するガイドの役割
も果たす。

【００２４】特にパイロットオリフィスバルブ５６に
は、円盤状部５７の径方向外側の部分に、その軸方向に
沿って貫通する孔部６２が形成される。孔部６２は、対
向位置に二つ形成され、その内径がオリフィス孔５９の
内径よりも大きく形成されると共に、その上下端は面取
りされている。そして孔部６２は、導圧ポート３７の出
口端の開口よりも径方向外側に位置され、これにより円
盤状部５７の上端面６３が制御室５２の上端面５３に当
接するとき、即ちパイロットオリフィスバルブ５６が原
位置に位置するとき、導圧ポート３７と孔部６２とは離
間されて連通しないようになっている。またこのとき、
面６３，５３同士は完全に面当たりし、導圧ポート３７
はオリフィス孔５９の部分を除いて閉鎖される。さらに
孔部６２は、ダンピングオリフィスバルブ５４の内側壁
のなす半径位置にその中心をほぼ位置させる。

【００２５】このようにして、制御室５２内には、パイ
ロットオリフィスバルブ５６を境とする一端即ち上端側
室６４と他端即ち下端側室６５とが形成されると共に、
パイロットオリフィスバルブ５６には、孔部６２によ
り、上端側室６４内に臨んで一端が開口され、下端側室
６５内に臨んで他端が開口される連通路６６が設けられ
ることになる。なお言い換えれば、上端側室６４は、制
御室５２の上端面５３とパイロットオリフィスバルブ５
６の上端面６３との間の空間であり、下端側室６５は、
パイロットオリフィスバルブ５６とダンピングオリフィ
スバルブ５４との間の空間である。

【００２６】次に、かかる構成からなるインジェクタ１
の動作説明を行う。図２に示すように、無噴射時、イン
レットボス１３から導入された高圧燃料は、分岐１７、
ノズル側高圧通路１８を通じて油溜り室１９に溜めら
れ、ノズルニードル１６にテーパ面２０を介して上昇力
を与える。他方、制御側高圧通路４０に分岐した高圧燃
料は、前述の通り導圧ポート３７に送られ、制御室５２
を通過してコマンドピストン２２に下降力を与える。結
局、このコマンドピストン２２とノズルスプリング２７
とによるノズルニードル１６への下降力が前記上昇力に
打ち勝って、ノズルニードル１６を下方に押圧し噴孔１
５を閉塞する。そしてこのとき、図１１（ｄ）の如く、
パイロットオリフィスバルブ５６は原位置に位置され
る。

【００２７】次に噴射時、油溜り室１９の高圧燃料がノ
ズルニードル１６に上昇力を与えるのは同様であるが、
導圧ポート３７の高圧燃料が制御側低圧通路４４にリー
クして低圧となり、制御室５２内の高圧燃料も導圧ポー
ト３７に排出されて低圧となるため、コマンドピストン
２２への下降力が著しく減少される。結局、前記上昇力
が、コマンドピストン２２への下降力、制御側低圧通路
４４からの低圧燃料によるプレッシャピン２８への下降
力、及びノズルスプリング２７による下降力の和に打ち
勝って、ノズルニードル１６をリフトさせて噴孔１５を
開放し、噴射を行わせる。

【００２８】特に噴射開始直後、図１を参照して、導圧
ポート３７が低圧となるので、下端側室６５内の高圧燃
料はオリフィス孔５９を通じて導圧ポート３７へと移動
する。このときの移動流量が高圧から低圧となる速度を
決定し、ノズルニードル１６の初期リフト速度或いは初
期噴射特性を決定することになる。そしてこのとき、連
通路６６は制御室５２の上端面５３によって閉鎖される
から、連通路６６を通じた燃料の移動はない。やがて
は、下端側室６５内の圧力が所定の低圧（リーク圧）に
安定する。以上の状態が図１１（ａ）の状態である。

【００２９】噴射終了時、再び導圧ポート３７内に高圧
燃料が送られると、その高圧燃料はパイロットオリフィ
スバルブ５６の上端面６３に作用し、オリフィススプリ
ング５５の付勢力に抗じてパイロットオリフィスバルブ
５６を下方に押動する。するとバルブ５６は、比較的短
時間でダンピングオリフィスバルブ５４に当接し、下端
側室６５内を高圧（コモンレール圧とほぼ同圧）とす
る。ダンピングオリフィス孔５４ａはこの高圧燃料の排
出流量を決定するが、その流量値は比較的大きい。こう
して、コマンドピストン２２には下降力が加わって、ノ
ズルニードル１６の比較的速い速度での下降が生じて噴
射が停止する。以上の状態が図１１（ｂ）の状態であ
る。

【００３０】ところが、図１１（ｂ）〜（ｄ）に示すよ
うな、これに続くパイロットオリフィスバルブ５６の復
帰が即座に行われる点が本形態の最も大きな特徴であ
る。即ち、パイロットオリフィスバルブ５６が下端位置
に移動されると、連通路６６は開放されて上端側室６４
内と下端側室６５内とを連通する。従来これらを連通し
ていたのはオリフィス孔５９のみであったが、本形態で
はこれとは別の連通路６６を形成したため通路面積を実
質的に拡大（変化）させることができる。よって高圧燃
料の移動流量を増すことができ、パイロットオリフィス
バルブ５６がオリフィススプリング５５の付勢力で原位
置に戻ろうとする場合、上端側室６４内の燃料を連通路
６６を通じて、パイロットオリフィスバルブ５６背面側
の下端側室６５内に即座に移動させ、パイロットオリフ
ィスバルブ５６の移動速度を高めることができる。これ
により、パイロットオリフィスバルブ５６の応答性が格
段に向上し、特に多段噴射に際してインターバル時間が
短い場合であっても、良好な初期噴射特性を得ることが
可能となる。またこれに伴う前述のＮＯｘ増加等の問題
点も解決することができる。

【００３１】図４は、多段噴射に際しての噴射特性を示
すグラフで、（ａ）は噴射・無噴射を制御するための入
力信号の様子を、（ｂ）は実際の噴射状態を示す。
（ｂ）において実線が本形態の場合、破線が従来の場合
であるが、これからも、〜とインターバル時間が短
くなるほど、初期噴射特性の向上が見られるのが分か
る。さらに本形態では、連通路６６を孔部６２による簡
単な構成とし、特に制御室５２の上端面５３を連通路６
６の開閉に利用したため、コストの低減化等を図れるメ
リットがある。

【００３２】次に変形例について説明する。

【００３３】図５は、パイロットオリフィスバルブ５６
の孔部６２を一つとし、図６は孔部６２を三つとして、
連通路６６の通路面積をそれぞれ変更した例を示してい
る。これら孔部６２はいずれも丸孔であるが、角孔等の
任意の形状にすることが可能である。

【００３４】図７は、円盤状部５７の側面に軸方向に沿
って延出する溝部６７を形成し、この溝部６７と制御室
５２側壁（図示省略）とによって区画される空間を連通
路６６とした例を示す。溝部６７は周方向 120°間隔で
三つ形成され、断面略半円状とされている。勿論この溝
部６７についても任意の変更が可能である。

【００３５】図８に示す例にあっては、こんどはパイロ
ットオリフィスバルブ５６の方ではなく、制御室５２の
側壁に軸方向に延出する溝部６８が形成されている。そ
してこの溝部６８と円盤状部５７の側面とが連通路６６
を区画形成する。ここで溝部６８は、制御室５２の上端
位置から、少なくともダンピングオリフィスバルブ５４
の上端位置まで延出され、パイロットオリフィスバルブ
５６の全ストローク領域について、高圧燃料の移動をし
得るようになっている。なおこの溝部６８も、周方向に
等間隔で三つ形成され断面略半円状とされている。前記
同様に変形も可能である。

【００３６】また、図示しないが、例えば制御室５２の
側壁に連通路６６の一端と他端とを開口し、ロアボディ
２内部に連通路６６を区画形成するようにしてもよい。

【００３７】さて、以上の形態は特に初期噴射特性の向
上を図るものであるが、以下に述べる変形例によれば、
噴射終了時の特性（スピル特性）をも併せて改善するこ
とができる。

【００３８】図１２に示すように、この変形例にあって
は、図１の形態にあったダンピングオリフィスバルブ５
４が省略されている。制御室５２内には比較的大径のコ
イルスプリングによるオリフィススプリング５５が設け
られ、オリフィススプリング５５の上側には形状の異な
るパイロットオリフィスバルブ５６が摺動可能に設けら
れる。オリフィススプリング５５の下端は穴５１の内底
面に当接され、その上端は、パイロットオリフィスバル
ブ５６の下端周縁部に形成された周溝７０内に嵌め入れ
られる。

【００３９】パイロットオリフィスバルブ５６は、その
上端面７１がドーム状乃至断面円弧状に形成され、その
中心に沿って、上側にはテーパ孔７２が、下側にはオリ
フィス孔７３が貫通して形成される。パイロットオリフ
ィスバルブ５６の下端面７４は周溝７０の部分を除いて
平面に形成される。そしてパイロットオリフィスバルブ
５６の径方向外側の部分に、連通路６６を区画する軸方
向に貫通した孔部６２が形成される。孔部６２は前記同
様、対向位置に二つ形成され、その内径がオリフィス孔
７３の内径よりも大きくされる。

【００４０】特にこのパイロットオリフィスバルブ５６
においては、穴５１の内側壁との摺動面をなす側面部７
５が、前記形態の場合よりも短い長さ（軸方向長さ）に
形成されており、これによって摺動時の摩擦抵抗を軽減
でき、スムーズ且つ応答性のよい動作を実現できる。ま
た下端面７４を平面としたので、軽量化による応答性向
上も実現できる。そして側面部７５は、摺動面を形成す
べくその外径が精密加工にて高精度に仕上げられるが、
その長さが短いことで加工長も減り、加工コストを減小
できるメリットがある。また前記形態の場合も同様であ
るが、パイロットオリフィスバルブ５６が穴５１の内側
壁に沿って摺動しこれら間での燃料移動はないため、上
端側室６４及び下端側室６５間の燃料の移動流量をオリ
フィス孔７３及び孔部６２の流路面積和のみによって決
定でき、これにより噴射特性のセッティング或いは変更
を、孔径や孔数等の変更のみで完全に決定することがで
きる。

【００４１】加えて、制御室５２の上端には、パイロッ
トオリフィスバルブ５６の上方への移動を規制するため
のバルブシート７６が設けられる。なおこのバルブシー
ト７６は、穴５１への圧入、制御室５２の上端面５３即
ちアッパボディ３へのねじ止め等により固定されてお
り、その固定方法は任意である。或いは、アッパボディ
３に一体形成しても構わない。バルブシート７６はその
中心に、導圧ポート３７と同径程度に形成された導圧口
７７を有する。この導圧口７７に対し、パイロットオリ
フィスバルブ５６のテーパ孔７２の上端開口径は大きく
形成されている。テーパ孔７２の上端周縁部がバルブシ
ート７６に当接するとき、パイロットオリフィスバルブ
５６の上方への移動は規制され、且つこのとき、導圧口
７７の下端出口は上端側室６４からは直接的には遮断さ
れ、導圧口７７はテーパ孔７２にのみ直接的に連通する
ことになる。

【００４２】また、前述の通りダンピングオリフィスバ
ルブ５４が省略されていることから、ロアボディ２の中
心孔２１は制御室５２内に直接連通されている。ここで
制御室５２には燃圧が作用しているから、コマンドピス
トン２２の制御室５２内への進入はない。

【００４３】上記構成による作用を説明すると、先ず噴
射時、パイロットオリフィスバルブ５６はバルブシート
７６に当接しており、下端側室６５の高圧燃料はオリフ
ィス孔７３、テーパ孔７２及び導圧口７７のみを通じて
導圧ポート３７へと排出される。

【００４４】そして噴射終了時、導圧ポート３７からは
高圧燃料が送られ、この高圧燃料は導圧口７７を通じた
後、パイロットオリフィスバルブ５６のテーパ孔７２内
壁を押圧する。こうなるとパイロットオリフィスバルブ
５６が僅かに下方に移動し、この瞬間に前述の上端側室
６４との遮断がなくなって、高圧燃料は上端側室６４内
に流入し、パイロットオリフィスバルブ５６をその上端
面７１から押圧する。さらにその高圧燃料は、テーパ孔
７２及びオリフィス孔７３も通ずるが、主に大径の孔部
６２を通じて下端側室６５内へと流入し、中心孔２１内
のコマンドピストン２２を直接的に下方に押圧する。こ
れにより、噴孔１５が閉塞されて噴射が終了する。

【００４５】ここで特に、前記形態の場合においては、
ダンピングオリフィスバルブ５４のダンピングオリフィ
ス孔５４ａを通じて高圧燃料の中心孔２１への移動を行
なっていた。これは耐久性等を考慮して、比較的小径の
ダンピングオリフィス孔５４ａを通過させることによ
り、コマンドピストン２２つまりノズルニードル１６の
下降速度を制限したことによるが、特に耐久性等に問題
がない場合、下降速度を高めて即座に噴孔１５を閉塞す
る方が噴射特性の点からは好ましい。本形態はこれを実
現したもので、即ち本形態によれば、ノズルニードル１
６の下降速度が高められて噴射終了時間を短縮でき、噴
射終了時における燃料の「切れ」を良好としてＨＣの発
生を抑え、噴射終了時の特性を大巾に改善することがで
きる。なお図１３においては、本形態と前記形態とによ
る噴射特性の比較がなされており、これからも本形態
（実線）が前記形態（破線）の場合に比べ、噴射終了時
間が短縮されているのが分かる。

【００４６】また本形態において、孔部６２の孔径や数
を適当に定め、連通路６６の通路面積和を適当に定めれ
ばノズルニードル１６の下降速度も最適に決定すること
ができる。そして中心孔２１への移動流量の増加に伴
い、ダンピングオリフィスバルブ５４の下降ストローク
量も短縮でき、ダンピングオリフィスバルブ５４の復帰
時間をも短縮できてより応答性が高められる。そして同
時に、ダンピングオリフィスバルブ５４の省略による構
造のシンプル化、低コスト化も達成できる。勿論本形態
においても、初期噴射特性の向上という前記同様の利点
は引き続き併せ持つ。また本形態のパイロットオリフィ
スバルブ５６はその上端面７１がドーム状であるから、
上端側室６４内の高圧燃料を孔部６２にスムーズに案内
できるメリットもある。

【００４７】このように、本発明は上記形態に限定され
ず種々の態様が可能である。

【００４８】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００４９】（１）噴射間のインターバル時間を短く設
定できる。

【００５０】（２）噴射間のインターバル時間が短い場
合であっても良好な初期噴射特性を得ることができる。

【００５１】（３）初期噴射率を小さくしても、噴射終
り時特性（スピル特性）を悪化させない。

【００５２】（４）ＮＯｘ、燃焼騒音等を減少し、ドラ
イバビリティを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る針弁制御装置の一形態を示す縦断
正面図である。

【図２】図１の針弁制御装置が採用されるインジェクタ
を示す縦断正面図である。

【図３】ソレノイド弁体の動作の様子を示し、（ａ）は
無噴射状態、（ｂ）は噴射状態を示す。

【図４】多段噴射に際しての噴射特性を示すグラフで、
（ａ）は入力信号、（ｂ）は噴射状態を示す。

【図５】変形例を示す斜視図である。

【図６】変形例を示す斜視図である。

【図７】変形例を示す斜視図である。

【図８】変形例を示す斜視図である。

【図９】多段噴射を説明するための図である。

【図１０】従来の針弁制御装置を示す縦断正面図であ
る。

【図１１】図１０の針弁制御装置における動作を示す縦
断正面図である。

【図１２】変形例を示す縦断正面図である。

【図１３】図１２の変形例による噴射特性を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１ インジェクタ ５０ 針弁制御装置 ５２ 制御室 １６ ノズルニードル（針弁） ５６ パイロットオリフィスバルブ（ピストン） ５９ オリフィス孔（オリフィス） ６５ 下端側室（ピストンの背面側） ６６ 連通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高燃圧の供給により制御室内で原位置か
   ら押動されて針弁を下降させるピストンと、該ピストン
   に形成され上記針弁のリフト時に上記制御室内の燃料を
   適宜排出させるオリフィスと、上記ピストンが上記原位
   置に戻る過程で上記制御室内の燃料を上記ピストンの背
   面側に通す連通路とを備えたことを特徴とするインジェ
   クタの針弁制御装置。