特許 6902001 燃料噴射弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6902001

(24)【登録日】2021年6月22日

(45)【発行日】2021年7月14日

(54)【発明の名称】燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/08 20060101AFI20210701BHJP

   F02M 51/00 20060101ALI20210701BHJP

   F02M 51/06 20060101ALI20210701BHJP

【ＦＩ】

   F02M51/08 M

   F02M51/00 F

   F02M51/06 F

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-134991(P2018-134991)

(22)【出願日】2018年7月18日

(65)【公開番号】特開2020-12416(P2020-12416A)

(43)【公開日】2020年1月23日

【審査請求日】2020年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】田名田 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】鎌原 本也

【審査官】 櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１３０２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１６９１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２９７７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００４８３７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１３１１２７５１（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ５１／０８

Ｆ０２Ｍ ５１／００

Ｆ０２Ｍ ５１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向側の端部に噴射孔が設けられている弁ボディ（２０）と、
前記弁ボディの内側に、前記第１方向とその反対の第２方向との両方向である軸線方向に変位可能に設けられ、前記第１方向に変位して前記噴射孔を塞ぎ、前記第２方向に変位して前記噴射孔を開くニードル弁（３１）と、を備え、
前記弁ボディの内側における前記ニードル弁よりも前記第２方向側に、内部の圧力上昇により前記ニードル弁を前記第１方向に変位させ、内部の圧力低下により前記ニードル弁を前記第２方向に変位させる背圧室（３６）が形成され、
前記背圧室内の圧力を制御するための第１制御弁（５１）及び第２制御弁（５２）を、前記弁ボディの内側に備え、且つ、前記第１制御弁を駆動する第１アクチュエータ（５３）と、前記第２制御弁を駆動する第２アクチュエータ（５４）と、を備える燃料噴射弁において、
前記第１制御弁及び前記第２制御弁のいずれの制御弁（５１，５２）も、開くと前記背圧室内の圧力を低圧通路（５８）に逃がすものであり、
前記第２制御弁は、前記第１制御弁よりも前記軸線方向に長く、前記軸線方向に直交する方向を横として、前記第１制御弁の少なくとも一部の真横に前記第２制御弁の一部が配置され、且つ前記第１制御弁の前記第２方向側の端よりも前記第２方向側に前記第２制御弁の前記第２方向側の端が配置されており、
前記第１アクチュエータよりも前記第２方向側に前記第２アクチュエータが配置され、前記軸線方向にみた平面視で、前記第１アクチュエータの少なくとも一部に前記第２アクチュエータの一部が重なっている、燃料噴射弁。

【請求項2】

前記第２制御弁は、前記弁ボディに設けられている弁取付穴（４９）に挿入され、前記弁取付穴の内周面と前記第２制御弁との隙間は、前記低圧通路の一部を構成している請求項１に記載の燃料噴射弁。

【請求項3】

前記第１制御弁は、前記ニードル弁よりも前記軸線方向に短い請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。

【請求項4】

前記第１制御弁は、前記軸線方向に延びる第１棒状部（５１ｂ）と、前記第１棒状部の前記第２方向側の端部から前記横に突出する傘状の第１傘状部（５１ａ）とを有し、
前記第２制御弁は、前記軸線方向に延びる第２棒状部（５２ｂ）と、前記第２棒状部の前記第２方向側の端部から前記横に突出する傘状の第２傘状部（５２ａ）とを有し、
前記第１傘状部の真横に前記第２棒状部の一部が配置され、
前記軸線方向にみた平面視で、前記第１棒状部の中心に前記第２傘状部及び前記第２アクチュエータが重なっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料噴射弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料噴射弁の中には、弁ボディと、ニードル弁と、第１及び第２制御弁と、第１及び第２アクチュエータとを備えたものがある。弁ボディの下端部には、噴射孔が設けられている。ニードル弁は、弁ボディの内側に上下方向に変位可能に設けられており、下降して噴射孔を塞ぎ、上昇して噴射孔を開く。弁ボディの内側におけるニードル弁よりも上方には、背圧室が設けられている。背圧室は、その内部の圧力上昇によりニードル弁を下降させ、内部の圧力低下によりニードル弁を上昇させる。両制御弁は、弁ボディの内側に上下方向に変位可能に設けられており、背圧室の圧力を制御する。第１アクチュエータは、第１制御弁を駆動する。第２アクチュエータは，第２制御弁を駆動する。

【0003】

特許文献１では、このような燃料噴射弁において、第１制御弁が第２制御弁の内側に入り込む制御弁の同軸配置にすることにより、制御弁の省スペース化を図っている。さらに、第１アクチュエータが第２アクチュエータの内側に入り込むアクチュエータの同軸配置にすることにより、アクチュエータの省スペース化を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−２９７７１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１では、第１アクチュエータが第２アクチュエータの内側に入り込むため、第１アクチュエータの磁極面面積を外方へ拡大することが制限されると共に、第２アクチュエータの磁極面面積を内方へ拡大することが制限されてしまう。それにより、アクチュエータの駆動力も制限されてしまう。そのため、高圧燃料システムへの対応が困難になってしまう。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、第１及び第２アクチュエータの省スペース化を図りつつ、第１アクチュエータ又は第２アクチュエータの面積及び駆動力を大きくし易くすることにより、高圧燃料システムに対応し易くすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の燃料噴射弁は、第１方向側の端部に噴射孔が設けられている弁ボディと、前記弁ボディの内側に、前記第１方向とその反対の第２方向との両方向である軸線方向に変位可能に設けられ、前記第１方向に変位して前記噴射孔を塞ぎ、前記第２方向に変位して前記噴射孔を開くニードル弁と、を備える。前記弁ボディの内側における前記ニードル弁よりも前記第２方向側には、内部の圧力上昇により前記ニードル弁を前記第１方向に変位させ、内部の圧力低下により前記ニードル弁を前記第２方向に変位させる背圧室が形成されている。前記燃料噴射弁は、前記背圧室内の圧力を制御するための第１制御弁及び第２制御弁を、前記弁ボディの内側に備え、且つ、前記第１制御弁を駆動する第１アクチュエータと、前記第２制御弁を駆動する第２アクチュエータとを備える。

【0008】

前記第２制御弁は、前記第１制御弁よりも前記軸線方向に長い。前記軸線方向に直交する方向を横として、前記第１制御弁の少なくとも一部の真横に前記第２制御弁の一部が配置され、且つ前記第１制御弁の前記第２方向側の端よりも前記第２方向側に前記第２制御弁の前記第２方向側の端が配置されている。前記第１アクチュエータよりも前記第２方向側に前記第２アクチュエータが配置されている。前記軸線方向にみた平面視で、前記第１アクチュエータの少なくとも一部に前記第２アクチュエータの一部が重なっている。

【0009】

本発明によれば、第１制御弁５１よりも第２制御弁を長くすることにより、第１制御弁の真横に第２制御弁を配しつつも、第１制御弁を駆動する第１アクチュエータよりも第２方向側に、第２制御弁５２を駆動する第２アクチュエータを配置している。それにより、第１アクチュエータ５３と第２アクチュエータ５４とを干渉し合わないようにして、平面視で第１アクチュエータ５３に第２アクチュエータ５４の一部を重ねている。そのため、第１及び第２アクチュエータの省スペース化を図りつつも、第１アクチュエータ又は第２アクチュエータの面積を大きくし易くなり、それにより駆動力も大きくし易くなる。そのため、高圧燃料システムに対応し易くなる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態の燃料噴射弁を示す正面断面図

【図2】図１の燃料噴射弁の一部を拡大した正面断面図

【図3】図２の燃料噴射弁の平面断面図

【図4】図３の燃料噴射弁を図２とは異なる角度で切った断面図

【図5】比較例１の制御弁及びアクチュエータの配置を示す図

【図6】比較例２の制御弁及びアクチュエータの配置を示す図

【図7】第１実施形態の制御弁及びアクチュエータの配置を示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。

【0012】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の燃料噴射弁９３を示す正面断面図である。燃料噴射弁９３は、自動車のエンジンに適用される燃料噴射システム９０に搭載される。エンジンは、燃料として、軽油、ガソリン、エタノール、それらを混合した混合燃料等、液体燃料を用いることができる。

【0013】

燃料噴射システム９０は、蓄圧容器９１、高圧配管９２、燃料噴射弁９３、ＥＣＵ９４を備えている。蓄圧容器９１には、図示しない高圧ポンプから高圧燃料が供給される。蓄圧容器９１は、高圧燃料を高圧状態で内部に保持する。蓄圧容器９１には、各高圧配管９２を介して、各燃料噴射弁９３（図１では１つのみ表示）が接続されている。

【0014】

燃料噴射弁９３は、弁ボディ２０と、ニードル弁３１と、第１制御弁５１と、第２制御弁５２と、第１アクチュエータ５３と、第２アクチュエータ５４とを備える。なお、以下では、図面に合わせて、ニードル弁３１の長手方向（軸線方向）の一方を下方といい、当該長手方向の他方を上方というが、燃料噴射弁９３は、例えば、当該長手方向を上下方向に対して斜めにして設置したり、当該長手方向を水平方向にして設置したりする等、任意の方向に設置することができる。本実施形態でいう下方向は、本発明でいう第１方向に相当し、本実施形態でいう上方向は、本発明でいう第２方向に相当する。また、以下では、ニードル弁３１の長手方向（上下方向）に直交する方向を横という。

【0015】

弁ボディ２０は、下から順に、ノズルボディ２４、制御室プレート２３、オリフィスプレート２２、インジェクタボディ２１を有する。そして、ノズルボディ２４と制御室プレート２３とオリフィスプレート２２とは、インジェクタボディ２１の下部にリテーニングナット２９により締結されている。

【0016】

ノズルボディ２４は、上方に開口した筒状の部材であり、その下端部に噴射孔３４が設けられている。そのノズルボディ２４の内側に、ニードル弁３１が上下方向に変位可能に挿入されている。ノズルボディ２４の内周面の一部は、ニードル弁３１の外周面に摺接することによりニードル弁３１を上下方向に案内するガイド３８を構成している。ニードル弁３１は、下降して噴射孔３４を塞ぎ、上昇して噴射孔３４を開く。弁ボディ２０内には、高圧通路１３と、制御室４６と、背圧室３６と、低圧通路５８とが設けられている。

【0017】

高圧通路１３は、蓄圧容器９１から高圧配管９２を経てインジェクタボディ２１内に供給される高圧燃料を、噴射孔３４に送るための通路であり、インジェクタボディ２１、オリフィスプレート２２、制御室プレート２３の内部を通ってノズルボディ２４にまで延びている。また、ノズルボディ２４の内周面とニードル弁３１との間の隙間も、高圧通路１３の一部を構成している。ニードル弁３１のガイド３８に摺接する部分どうしの間には、高圧通路１３を確保するためのカット部３７が設けられている。

【0018】

低圧通路５８は、背圧室３６及び制御室４６内の圧力を逃がすための通路であり、インジェクタボディ２１内に設けられている。

【0019】

図２は、図１の一部を拡大した図である。詳しくは、その図２に示すIII−III線の断面図が、図３であり、その図３に示すII−II線の断面図が、図２である。

【0020】

背圧室３６は、ノズルボディ２４の内側におけるニードル弁３１よりも上方に設けられている。詳しくは、ニードル弁３１の上部には、シリンダ３５が外嵌されており、そのシリンダ３５とニードル弁３１との間には、ニードル弁３１を下方に押圧すると共に、その反力でシリンダ３５を上方に押圧するニードル弁スプリング３２が取り付けられている。その押圧力によりシリンダ３５が制御室プレート２３に押し当てられる。そして、その制御室プレート２３とシリンダ３５とニードル弁３１とに囲まれた空間が、背圧室３６を構成している。背圧室３６は、その内部の圧力上昇によりニードル弁３１を下降させ、内部の圧力低下によりニードル弁３１を上昇させる。

【0021】

制御室４６は、制御室プレート２３に設けられた上方に開口する凹部の開口が、オリフィスプレート２２により塞がれることにより形成されている。制御室４６は、制御室プレート２３に設けられた接続路４７を介して、背圧室３６に連通している。オリフィスプレート２２の下端部には、中間室２６を構成する下方に開口した凹部が形成されおり、その凹部（中間室２６）の天井面からオリフィスプレート２２の上端面にまで貫通する形で、第１流出路２５が設けられている。その第１流出路２５は、中間室２６と低圧通路５８とを連通させている。中間室２６を構成する凹部は、その開口が塞がれることにより、圧力室として機能する。また、オリフィスプレート２２の下端面における中間室２６の周囲には、下方に開口した環状の環状溝１６が凹設されている。また、オリフィスプレート２２には、第２流出路２７が上下方向に貫通する形で設けられている。第２流出路２７は、制御室４６と低圧通路５８とを連通させており、第２流出路２７には、流出路オリフィス２７ａが設けられている。

【0022】

制御室４６内には、従動弁４１が上下方向に変位可能に設置されると共に、従動弁４１を上方に押圧する従動弁スプリング４５が設けられている。従動弁４１は、制御室４６の天井面に当接した際には、中間室２６の開口を塞ぐと共に環状溝１６の開口を塞ぐ。その従動弁４１には、制御室４６と中間室２６とを連通させるための連通路４２が設けられている。その連通路４２には、連通路オリフィス４２ａが設けられている。他方、第１流出路２５にはオリフィスが設けられていない。そのため、従動弁４１が制御室４６の天井面に当接し、且つ第１流出路２５の上側の開口が開かれた状態では、連通路オリフィス４２ａを経て中間室２６内に流入した高圧燃料が、オリフィスを備えない第１流出路２５から素早く低圧通路５８内に排出されることとなる。他方、従動弁４１が制御室４６の天井面に当接し、且つ第１流出路２５の上側の開口が閉じられた状態では、連通路オリフィス４２ａを経て中間室２６内に流入した高圧燃料が中間室２６に蓄積することにより、中間室２６内の圧力が上昇する。

【0023】

図４は、図３に示すIV−IV線の断面図である。インジェクタボディ２１、オリフィスプレート２２、制御室プレート２３のそれぞれには、高圧通路１３の一部を構成する穴が設けられている。それらの穴は、正面視で低圧通路５８の後方に設けられている。

【0024】

オリフィスプレート２２には、高圧通路１３内の高圧燃料を制御室４６に流入させるための流入路１４が設けられている。その流入路１４は、環状溝１６に連通している。流入路１４には、流入路オリフィス１４ａが設けられている。

【0025】

図２に示すように、インジェクタボディ２１の下端部には、下方に開口した円筒状の第１収納凹部４４が設けられている。その第１収納凹部４４に、第１制御弁５１と第１アクチュエータ５３とが収納されている。

【0026】

第１制御弁５１は、第１流出路２５の上側の開口を開閉するための弁であり、上昇して第１流出路２５の上側の開口を開き、下降して当該開口を塞ぐ。第１制御弁５１は、上下方向に延びる棒状部５１ｂと、棒状部５１ｂの上端部に設けられた傘状の傘状部５１ａと、棒状部５１ｂの下端部に取り付けられた弁部５１ｃと、を有する。第１制御弁５１は、ニードル弁３１よりも上下方向に短い。第１収納凹部４４には、棒状部５１ｂを上下方向に摺動可能に支持する第１支持部材６１が設置されている。詳しくは、第１支持部材６１は筒状の部材であって、その内側に棒状部５１ｂが上下方向に摺動可能に挿入されている。第１収納凹部４４の内側における各部材どうしの間の隙間等は、低圧通路５８の一部を構成している。

【0027】

弁部５１ｃは、上部が半球状の形状をしており、その半球状の上部が、棒状部５１ｂの下端面に凹設された半球状の凹部内に収納されている。それにより、棒状部５１ｂの下端部に対して、弁部５１ｃが回動可能に係合している。そのため、例えば、寸法精度の誤差や熱膨張や外乱等により棒状部５１ｂが所望の状態から僅かに傾いた場合にも、その傾きを棒状部５１ｂと弁部５１ｃとの間で吸収することができる。そのため、弁部５１ｃで第１流出路２５の上側の開口を確実に塞ぐことができる。棒状部５１ｂと弁部５１ｃとは、一緒に上下方向に変位する。第１制御弁５１が上下方向に変位するストロークは、ニードル弁３１が上下方向に変位するストロークよりも短い。

【0028】

第１アクチュエータ５３は、第１制御弁５１の上端部（傘状部５１ａ）に作用することにより、第１制御弁５１を上下方向に駆動する。詳しくは、第１制御弁５１の上方には、第１制御弁５１を下方に押圧する第１制御弁スプリング５５が設けられている。その周囲に筒状の第１アクチュエータ５３が設けられている。本実施形態では、第１アクチュエータ５３は、ソレノイドであり、通電されると第１制御弁５１の上端部を磁力で引き寄せることにより、第１制御弁５１を上昇させる。それにより、第１流出路２５の上側の開口を開く。他方、当該通電が解除されると、当該引き寄せを行わなくなることにより、第１制御弁５１が第１制御弁スプリング５５の押圧力により下降する。それにより、第１流出路２５の上側の開口が閉じられる。第１アクチュエータ５３の通電は、ＥＣＵ９４により制御される。

【0029】

図１に示すように、インジェクタボディ２１の上端部には、上方に開口した円筒状の第２収納凹部４８が設けられている。平面視で、第２収納凹部４８の中心線は、第１収納凹部４４の中心線から偏心している。インジェクタボディ２１には、第２収納凹部４８の底面からインジェクタボディ２１の下端面にまで貫通した弁取付穴４９が設けられている。

【0030】

第２制御弁５２は、第２流出路２７の上側の開口を開閉するための弁であり、上昇して第２流出路２７の上側の開口を開き、下降して当該開口を塞ぐ。第２制御弁５２は、上下方向に延びる棒状部５２ｂと、棒状部５２ｂの上端部に設けられた傘状の傘状部５２ａと、棒状部５２ｂの下端部に取り付けられた弁部５２ｃと、弁部５２ｃに外嵌めされたリング５２ｄとを有する。本実施形態では、第２制御弁５２は、傘状部５２ａと棒状部５２ｂとが一体形成され、弁部５２ｃ及びリング５２ｄがそれらと別体で形成されている。但し、傘状部５２ａと棒状部５２ｂとを別体で形成して、それらを結合させもよい。また、棒状部５２ｂを上下方向に複数の部材に分割形成して、それらを結合させてもよい。

【0031】

第２制御弁５２は、その棒状部５２ｂと弁部５２ｃとリング５２ｄとが弁取付穴４９に挿入されると共に、傘状部５２ａが第２収納凹部４８に収納されることにより、インジェクタボディ２１内に上下方向に摺動可能に設置されている。第２制御弁５２は、ニードル弁３１よりも上下方向に長い。第２制御弁５２が上下方向に変位するストロークは、ニードル弁３１が上下方向に変位するストロークよりも短い。第２収納凹部４８の内側には、棒状部５２ｂの上部を上下方向に摺動可能に支持する第２支持部材６２が設置されている。詳しくは、第２支持部材６２は、筒状の部材であり、その内側に棒状部５２ｂの上部が摺動可能に挿入されている。第２収納凹部４８における第２支持部材６２よりも下方は、低圧通路５８の一部を構成している。弁部５２ｃは、第１制御弁５１の弁部５１ｃと同様の形状及び機能を有する。

【0032】

図２に示すように、弁取付穴４９の内周面と棒状部５２ｂとの間の隙間は、低圧通路５８の一部を構成している。詳しくは、弁取付穴４９の内径が、第２制御弁５２の外径よりも一回り大きくなっている。そして、リング５２ｄが、弁取付穴４９の内周面に摺接することにより、第２制御弁５２の下端部を横方向にずれにくくしている。

【0033】

図１に示すように、第２制御弁５２は、その下端が弁ボディ２０の上下中央部Ｃ１よりも下方に配置され、上端が弁ボディ２０の上下中央部Ｃ１よりも上方に配置されている。弁ボディ２０の上下中央部Ｃ１は、ノズルボディ２４の下端の高さからインジェクタボディ２１の上端の高さにまで上下方向に延びる線分の二等分線である。具体的には、第２制御弁５２は、その下端がインジェクタボディ２１の上下中央部Ｃ２よりも下方に配置され、上端がインジェクタボディ２１の上下中央部Ｃ２よりも上方に配置されている。インジェクタボディ２１の上下中央部Ｃ２は、インジェクタボディ２１の下端の高さからインジェクタボディ２１の上端の高さにまで上下方向に延びる線分の二等分線である。より具体的には、本実施形態では、第２制御弁５２は、その下端がインジェクタボディ２１の下端部に配置され、上端がインジェクタボディ２１の上端部に配置されている。

【0034】

第２アクチュエータ５４は、第２制御弁５２の上端部（傘状部５２ａ）に作用することにより、第２制御弁５２を上下方向に駆動する。詳しくは、第２制御弁５２の上方には、第２制御弁５２を下方に付勢する第２制御弁スプリング５６が設けられている。その周囲に筒状の第２アクチュエータ５４が設けられている。本実施形態では、第２アクチュエータ５４は、ソレノイドであり、通電されると第２制御弁５２の上端部を磁力で引き寄せることにより、第２制御弁５２を上昇させる。それにより、第２流出路２７の上側の開口を開く。他方、当該通電が解除されると、当該引き寄せを行わなくなることにより、第２制御弁５２が第２制御弁スプリング５６の押圧力により下降する。それにより、第２流出路２７の上側の開口が閉じられる。第２アクチュエータ５４は、締結部材５７によって、インジェクタボディ２１の上部に取り付けられている。第２アクチュエータ５４の通電は、ＥＣＵ９４により制御される。

【0035】

次に、図２を参照しつつ、本実施形態の燃料噴射弁９３の機能について、説明する。基本的には、第２制御弁５２の開閉に関係なく、第１制御弁５１を開くと、制御室４６内及び背圧室３６内が低圧になりニードル弁３１が上昇する。但し、第２制御弁５２を開きつつ第１制御弁５１を開くと、相対的に速く制御室４６内及び背圧室３６内が低圧になり、第２制御弁５２を閉じつつ第１制御弁５１を開くと、相対的に遅く制御室４６内及び背圧室３６内が低圧になる。また、基本的には、第２制御弁５２の開閉に関係なく、第１制御弁５１を閉じると、制御室４６内及び背圧室３６内が高圧になりニードル弁３１が下降する。但し、第２制御弁５２を閉じつつ第１制御弁５１を閉じると、相対的に速く制御室４６内及び背圧室３６内が高圧になり、第２制御弁５２を開きつつ第１制御弁５１を閉じると、相対的に遅く制御室４６内及び背圧室３６内が高圧になる。詳しくは、次のとおりである。

【0036】

少なくとも第１制御弁５１が閉じることにより、制御室４６内及び背圧室３６内が高圧になってニードル弁３１が下がった状態から、第１制御弁５１及び第２制御弁５２の両方が開いた状態になると、制御室４６内の圧力は、連通路４２、中間室２６及び第１流出路２５を経て低圧通路５８に流出すると共に、第２流出路２７からも低圧通路５８に流出する。そのため、制御室４６内及び背圧室３６内が相対的に速く低圧になり、ニードル弁３１が相対的に速く上昇する。

【0037】

他方、同じくニードル弁３１が下がった状態から、第１制御弁５１が開き且つ第２制御弁５２が閉じた状態になると、制御室４６内の圧力は、連通路４２、中間室２６及び第１流出路２５を経て低圧通路５８に流出するが、第２流出路２７からは低圧通路５８に流出しない。そのため、制御室４６内及び背圧室３６内が相対的に遅く低圧になり、ニードル弁３１が相対的に遅く上昇する。

【0038】

また、少なくとも第１制御弁５１が開くことにより制御室４６内及び背圧室３６内が低圧になってニードル弁３１が上がった状態から、第１制御弁５１及び第２制御弁５２の両方が閉じた状態になると、制御室４６内から連通路オリフィス４２ａを経て中間室２６内に流入する圧力が第１流出路２５から低圧通路５８に抜けなくなることにより、中間室２６内の圧力が上昇する。その中間室２６内の圧力上昇により、従動弁４１が下方に押し下げられて、従動弁４１が、制御室４６の天井面から離間する。そのため、環状溝１６が開いて、高圧通路１３内の高圧燃料が、流入路１４及び環状溝１６を経て制御室４６内に流入する。このとき、両制御弁５１，５２は閉じているので、その流入した高圧燃料は、そのまま制御室４６内及び背圧室３６内に蓄積する。それにより、制御室４６内及び背圧室３６内が相対的に速く高圧になり、ニードル弁３１が相対的に速く下降する。

【0039】

他方、同じくニードル弁３１が上がった状態から、第１制御弁５１が閉じ且つ第２制御弁５２が開いた状態になった場合にも、上記と同様のメカニズムで、従動弁４１が制御室４６の天井面から離間して、高圧通路１３内の高圧燃料が制御室４６内に流入する。そのため、制御室４６内の圧力が上昇する。但しこのとき、第２制御弁５２は開いているので、その流入した高圧燃料の一部は、第２流出路２７を経て低圧通路５８に流出する。そのため、制御室４６内及び背圧室３６内が相対的に遅く高圧になり、ニードル弁３１が相対的に遅く下降する。

【0040】

図５（ａ）は、比較例１の両アクチュエータ５３，５４の位置関係を示す平面図であり、図５（ｂ）は、そのVｂ−Vｂ線の断面図である。比較例１は、第１制御弁５１及び第１アクチュエータ５３の真横に、それらと同じサイズの第２制御弁５２及び第２アクチュエータ５４を並べて配置した場合の例である。この比較例１では、両アクチュエータ５３，５４の外径の和が、弁ボディ２０の内径よりも小さくなるようにしなければならない。

【0041】

図６（ａ）は、比較例２の両アクチュエータ５３，５４の位置関係を示す平面図であり、図６（ｂ）は、そのVIｂ−VIｂ線の断面図である。比較例２は、第２制御弁５２の内側に第１制御弁５１を配置すると共に、第２アクチュエータ５４の内側に第１アクチュエータ５３を配置した場合の例である。この比較例２では、第１アクチュエータ５３を外方へ拡大することが第２アクチュエータ５４により制限されると共に、第２アクチュエータ５４を内方へ拡大することが第１アクチュエータ５３により制限される。

【0042】

図７（ａ）は、本実施形態の両アクチュエータ５３，５４の位置関係を示す平面図であり、図７（ｂ）は、そのVIIｂ−VIIｂ線の断面図である。上記のとおり、平面視で、第１収納凹部４４の中心線と第２収納凹部４８の中心線とは偏心している。そのため、第１収納凹部４４に収納されている第１制御弁５１及び第１アクチュエータ５３の中心線は、第２収納凹部４８に収納されている第２制御弁５２及び第２アクチュエータ５４の中心線から偏心している。

【0043】

このように、第１制御弁５１よりも第２制御弁５２を長くすることにより、第１制御弁５１の真横に第２制御弁５２の下部を配置しつつも、第１制御弁５１を駆動する第１アクチュエータ５３よりも上方に、第２制御弁５２を駆動する第２アクチュエータ５４を配置している。それにより、第１アクチュエータ５３と第２アクチュエータ５４とを干渉し合わないようにして、平面視で第１アクチュエータ５３に第２アクチュエータ５４の一部を重ねている。

【0044】

本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。第１流出路２５及び第２流出路２７、第１制御弁５１及び第２制御弁５２、並びに第１アクチュエータ５３及び第２アクチュエータ５４等を備えた構成にすることにより、ニードル弁３１の上昇速度及び下降速度を制御することができる。

【0045】

また、平面視で第１アクチュエータ５３に第２アクチュエータ５４の一部を重ねているため、第１アクチュエータ５３又は第２アクチュエータ５４の面積（特に第２アクチュエータ５４の面積）を大きくし易くなる。そのため、第１アクチュエータ５３及び第２アクチュエータ５４の省スペース化を図りつつも、第１アクチュエータ５３又は第２アクチュエータ５４の磁極面面積を大きくし易くなり、それにより駆動力を大きくし易くなる。そのため、例えば、アクチュエータを１つのみ備える燃料噴射弁と同等の体格で、高圧燃料システムに対応し易くなる。

【0046】

また、第２制御弁５２がニードル弁３１よりも長く、それにより第２制御弁５２がインジェクタボディ２１の上部にまで延びているため、第２制御弁５２を駆動する第２アクチュエータ５４を、インジェクタボディ２１の上部又は上方に配置し易くなる。そのインジェクタボディ２１の上部又は上方では、下部に比べて第２アクチュエータ５４の設置スペースを大きく確保し易いため、これによっても、第２アクチュエータ５４の面積を大きくし易くなる。

【0047】

また、第１制御弁５１については、ニードル弁３１よりも短いため、質量も小さい。そのため、比較的小さい第１アクチュエータ５３でも、充分高応答に制御することができる。

【0048】

また、弁取付穴４９の内周面と第２制御弁５２との間の隙間が低圧通路５８の一部を兼ねることにより、弁ボディ２０の構造をシンプルにすることができる。

【0049】

［他の実施形態］
なお、本実施形態は、次のように変更して実施することもできる。例えば、第１アクチュエータ５３又は第２アクチュエータ５４を、ピエゾアクチュエータ等のソレノイド以外のアクチュエータにしてもよい。また、例えば、第２アクチュエータ５４を、インジェクタボディ２１の上端部又は上方に設ける代わりに、それ以外の位置に設けてもよい。

【0050】

また、例えば、各オリフィス１４ａ，２７ａ，４２ａを形成する代わりに、それらを備える流路１４，２７，４２自体の径を小さくすることにより、当該流路１４，２７，４２自体をオリフィスとして機能させてもよい。

【0051】

また、例えば、第２制御弁５２の長手方向をニードル弁３１の長手方向（上下方向）にして設置するのに代えて、第２制御弁５２の長手方向をニードル弁３１の長手方向に対して若干斜めにして設置してもよい。また、例えば、第２制御弁５２が第２流出路２７を開閉する構成に代えて、第２制御弁５２が流入路１４を開閉する構成にしてもよい。

【0052】

また、例えば、弁取付穴４９の内径を第２制御弁５２の外径よりも一回り大きくするのに代えて、弁取付穴４９又は第２制御弁５２に上下方向に延びる溝を設けて、その溝により低圧通路５８を確保してもよい。また、例えば、弁取付穴４９の内周面と棒状部５２ｂとの間の隙間を低圧通路５８の一部にするのに代えて、弁取付穴４９の横にそれと平行に延びる穴を設けて、その穴を低圧通路５８の一部にしてもよい。

【0053】

また、例えば、従動弁４１をなくしてもよい。その場合には、第１制御弁５１及び第２制御弁５２の両方を閉じれば、制御室４６内及び背圧室３６内が高圧になり、その状態から、第１制御弁５１及び第２制御弁５２の両方を開けば、相対的に速く低圧になり、一方のみを開けば、相対的に遅く低圧になることとなる。

【0054】

また、例えば、図７（ａ）では、平面視で、第１アクチュエータ５３の一部に、第２アクチュエータ５４の一部が重なっているが、平面視で、第１アクチュエータ５３の全部に、第２アクチュエータ５４の一部が重なるようにしてよい。また、例えば、図７（ｂ）では、第１制御弁５１の全体の真横に第２制御弁５２の下部を配置しているが、第１制御弁５１の上部のみの真横に第２制御弁５２の下部を配置してもよい。

【符号の説明】

【0055】

２０…弁ボディ、３１…ニードル弁、３４…噴射孔、３６…背圧室、５１…第１制御弁、５２…第２制御弁、５３…第１アクチュエータ、５４…第２アクチュエータ、９３…燃料噴射弁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】