特許 6962039 燃料噴射装置

(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】6962039

(24)【登録日】2021年10月18日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】燃料噴射装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 47/00 20060101AFI20211025BHJP

   F02M 47/02 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   F02M47/00 C

   F02M47/00 F

   F02M47/02

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-136432(P2017-136432)

(22)【出願日】2017年7月12日

(65)【公開番号】特開2019-19693(P2019-19693A)

(43)【公開日】2019年2月7日

【審査請求日】2020年6月16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

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】井上 光二郎

(72)【発明者】

【氏名】近藤 淳

【審査官】 二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０４４８１７６７（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１５８８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００２３３７２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３９／００−７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料を噴射する噴孔（３９）が形成され、燃料が充填される制御室（３５）、前記制御室に燃料を流入させる流入流路（３２）及び前記制御室から燃料を流出させる流出流路（３３）、が内部に設けられる弁ボデー（２０，２２０，３２０）と、
前記制御室の燃料圧力の変動によって変位し、前記噴孔を開閉するニードル（５０）と、
前記制御室に変位可能に収容され、前記制御室に臨む開口壁（２７）への着座によって当該開口壁に開口する前記流入流路の流入開口（３２ａ）を閉塞する閉塞部材（６０）と、
前記制御室に収容され、前記閉塞部材を前記開口壁へ向けて付勢する付勢部材（６８）と、を備え、
前記制御室を区画する区画壁（７０ａ）には、前記閉塞部材及び前記付勢部材を収容する収容室部（３７）と、前記ニードルに燃料圧力を作用させる背圧室部（３６）とに前記制御室を区分けする分割壁部（７５）が形成され、
前記分割壁部には、前記収容室部及び前記背圧室部を互いに連通させる絞り孔（７７）と、前記付勢部材を挟んで前記閉塞部材と対向する位置にて前記付勢部材を支持する支持面部（７６）と、が設けられており、
前記収容室部に充填される燃料の容量は、前記ニードルが前記噴孔を閉じた状態にて前記背圧室部に充填される燃料の容量よりも少ない燃料噴射装置。

【請求項2】

前記絞り孔は、円筒孔状に形成され、
前記絞り孔の内径（ｄ３）は、円柱状に区画された前記背圧室部の内径（ｄ１）の２分の１以下である請求項１に記載の燃料噴射装置。

【請求項3】

前記閉塞部材には、前記制御室から流出する燃料の流量を規定するアウトオリフィス（６２）が設けられており、
前記絞り孔の流路面積（Ａ３）は、前記アウトオリフィスの流路面積（Ａ２）よりも大きい請求項１又は２に記載の燃料噴射装置。

【請求項4】

前記区画壁には、前記閉塞部材の周囲を囲む筒状の第一周壁部（７１）、及び前記付勢部材の周囲を囲む筒状の第二周壁部（７２）、が形成されており、
前記第二周壁部の内法（ｄ２２）は、前記第一周壁部の内法（ｄ２１）よりも小さい請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。

【請求項5】

前記弁ボデーは、
前記制御室の周囲を囲む筒状の外シリンダ部材（３７０）と、
前記外シリンダ部材の内周壁に摺動可能に内嵌され、前記分割壁部を形成する内シリンダ部材（１７０）と、を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この明細書による開示は、噴孔から燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、燃料噴射装置の一種として、例えば特許文献１には、圧力室及び噴孔が形成されたボデーと、圧力室の制燃料圧力の変動による変位で噴孔を開閉するニードルと、制御室に収容されるフローティングプレートとを備えた構成が開示されている。こうした構成の燃料噴射装置では、フローティングプレートとノズルニードルの頂面との間に、プレートスプリングが設けられている。プレートスプリングは、流入口へ向けてフローティングプレートを付勢している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１５４３１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

さて、近年の燃料噴射装置には、特定の噴射期間のうちに噴射可能な噴射量の増加が要求されている。噴射量の増加のためには、ニードルのリフト量を大きく確保する必要がある。しかし、特許文献１の構成において、ニードルのリフト量を拡大してしまうと、以下の二つの問題に起因して、噴射量の精度の悪化が引き起こされ得た。

【0005】

一つ目の問題は、圧力室の容積拡大に起因した脈動である。詳記すると、リフト量の拡大のためには、圧力室の容積を増加させる必要がある。しかし、圧力室の容積が拡大されると、圧力室からの燃料流出に伴う燃料圧力の脈動周期が長くなってしまう。その結果、脈動の収束に時間を要してしまい、ノズルニードルの開弁方向への変位の態様が不安定となる。

【0006】

また二つ目の問題は、フロートスプリングの過剰な圧縮である。詳記すると、リフト量の拡大によってニードルがフローティングプレートに接近すると、フロートスプリングは、ニードルとフローティングプレートとの間で大きく圧縮されてしまう。すると、フロートスプリングからフローティングプレートに作用する力が偏り、フローティングプレートを傾かせてしまう事態が生じ得る。その結果、流入口を開閉するフローティングプレートの挙動にばらつきが生じ、ひいてはノズルニードルの閉弁方向への変位の態様が不安定となる。

【0007】

本開示は、ニードルの開弁方向への変位量が拡大されても、噴射量の精度を維持可能な燃料噴射装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、燃料を噴射する噴孔（３９）が形成され、燃料が充填される制御室（３５）、制御室に燃料を流入させる流入流路（３２）及び制御室から燃料を流出させる流出流路（３３）、が内部に設けられる弁ボデー（２０，２２０，３２０）と、制御室の燃料圧力の変動によって変位し、噴孔を開閉するニードル（５０）と、制御室に変位可能に収容され、制御室に臨む開口壁（２７）への着座によって当該開口壁に開口する流入流路の流入開口（３２ａ）を閉塞する閉塞部材（６０）と、制御室に収容され、閉塞部材を開口壁へ向けて付勢する付勢部材（６８）と、を備え、制御室を区画する区画壁（７０ａ）には、閉塞部材及び付勢部材を収容する収容室部（３７）と、ニードルに燃料圧力を作用させる背圧室部（３６）とに制御室を区分けする分割壁部（７５）が形成され、分割壁部には、収容室部及び背圧室部を互いに連通させる絞り孔（７７）と、付勢部材を挟んで閉塞部材と対向する位置にて付勢部材を支持する支持面部（７６）と、が設けられており、収容室部に充填される燃料の容量は、ニードルが噴孔を閉じた状態にて背圧室部に充填される燃料の容量よりも少ない燃料噴射装置とされている。

【0009】

この態様では、分割壁部により制御室が収容室部及び背圧室部に区分けされたうえで、収容室部及び背圧室部は、絞り孔によって互に連通されている。故に、制御室の容積を増加させても、分割壁部が無い場合と比較して、ニードルに燃料圧力を作用させる背圧室部の容積は、小さく抑制され得る。以上によれば、制御室からの燃料流出に伴う背圧室部の燃料圧力の脈動周期が短くなるため、脈動の早期の収束を実現でき、ニードルの開弁方向への変位の態様が安定化し得る。

【0010】

加えて、分割壁部の支持面部によって付勢部材が支持される構成であれば、ニードルが開弁方向に大きく変位しても、付勢部材の過剰な圧縮は、生じない。故に、付勢部材は、閉塞部材を正しい姿勢で開口壁へ向けて付勢できる。そのため、流入開口を開閉する閉塞部材の挙動のばらつきが抑制され得る。以上によれば、ニードルの閉弁方向への変位の態様も安定化し得る。

【0011】

したがって、燃料噴射装置は、ニードルの開弁方向への変位量が拡大されても、噴射量の精度を維持できる。

【0012】

尚、上記括弧内の参照番号は、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、技術的範囲を何ら制限するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第一実施形態による燃料噴射装置を含む燃料供給システムの全体構成を示す図である。

【図2】燃料噴射装置の縦断面図である。

【図3】制御室の近傍の構成を示す縦断面図である。

【図4】第二実施形態における制御室の近傍の構成を示す縦断面図である。

【図5】第三実施形態における制御室の近傍の構成を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本開示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。

【0015】

（第一実施形態）
本開示の第一実施形態による燃料噴射装置１０は、図１に示す燃料供給システム１に用いられている。燃料噴射装置１０は、内燃機関であるディーゼルエンジン（以下、「エンジン２」）の各燃焼室２ｂに、燃料タンク４に貯留された燃料を供給する。燃料供給システム１は、フィードポンプ５、高圧燃料ポンプ６、コモンレール３、及び制御装置９等を、燃料噴射装置１０と共に備えている。

【0016】

フィードポンプ５は、例えばトロコイド式の電動ポンプである。フィードポンプ５は、高圧燃料ポンプ６に内蔵されている。フィードポンプ５は、燃料タンク４に貯留された燃料としての軽油を、高圧燃料ポンプ６に圧送する。フィードポンプ５は、高圧燃料ポンプ６と別体で、例えば燃料タンク４の内部に配置される構成であってもよい。

【0017】

高圧燃料ポンプ６は、例えばプランジャ式のポンプである。高圧燃料ポンプ６は、エンジン２の出力軸によって駆動される。高圧燃料ポンプ６は、燃料配管６ａによってコモンレール３と接続されている。高圧燃料ポンプ６は、フィードポンプ５により供給された燃料をさらに昇圧し、高圧燃料としてコモンレール３に供給する。

【0018】

コモンレール３は、高圧燃料配管３ｂを介して複数の燃料噴射装置１０と接続されている。コモンレール３は、余剰燃料配管８ａを介して燃料タンク４と接続されている。コモンレール３は、高圧燃料ポンプ６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各燃料噴射装置１０に分配する。コモンレール３には、減圧弁８が備えられている。減圧弁８は、コモンレール３の燃料圧力が目標圧力よりも高い場合に、余剰になった燃料を余剰燃料配管８ａへ排出する。

【0019】

制御装置９は、各燃料噴射装置１０と電気的に接続された電子制御ユニットである。制御装置９は、エンジン２の稼動状態に応じて、各燃料噴射装置１０による燃料の噴射を制御する。制御装置９は、マイクロコンピュータ又はマイクロコントローラを主体に構成された演算回路と、各燃料噴射装置１０の電磁制御弁４０（図２参照）に駆動電流を印加する駆動回路等とによって構成されている。

【0020】

燃料噴射装置１０は、燃焼室２ｂを形成するヘッド部材２ａの挿入孔に挿入された状態で、ヘッド部材２ａに取り付けられている。燃料噴射装置１０は、高圧燃料配管３ｂを介して供給される高圧燃料を、噴孔３９から燃焼室２ｂへ向けて直接的に噴射する。燃料噴射装置１０は、噴孔３９からの燃料の噴射を制御する弁構造を備えている。燃料噴射装置１０は、高圧燃料の一部を、噴孔３９の開閉に使用する。燃料噴射装置１０に供給された燃料の一部は、戻り配管８ｂ及び余剰燃料配管８ａを通じて燃料タンク４へ戻される。

【0021】

燃料噴射装置１０は、図２及び図３に示すように、弁ボデー２０、ノズルニードル５０、電磁制御弁４０、可動プレート６０及びサポートスプリング６８を備えている。

【0022】

弁ボデー２０は、インジェクタボデー部材２１、流路形成部材２２、ノズルボデー部材２３、リテーニングナット２４、及びシリンダ７０等の複数の金属部材を組み合わせることによって構成されている。弁ボデー２０の内部には、高圧燃料通路３１、流入流路３２、流出流路３３、制御室３５、及び低圧室３８が設けられている。加えて弁ボデー２０には、制御シート面部２６、開口壁２７、及び噴孔３９が形成されている。

【0023】

高圧燃料通路３１は、インジェクタボデー部材２１、流路形成部材２２、及びノズルボデー部材２３に亘って形成されている。高圧燃料通路３１は、高圧燃料配管３ｂ（図１参照）と接続されている。高圧燃料通路３１は、高圧燃料配管３ｂを通じてコモンレール３（図１参照）から供給される高圧燃料を、噴孔３９へ向けて流通させる。

【0024】

流入流路３２は、流路形成部材２２にて高圧燃料通路３１から分岐されており、高圧燃料通路３１と制御室３５とを連通させている。流入流路３２は、高圧燃料通路３１を流通する高圧燃料の一部を制御室３５に流入させる。流入流路３２の制御室３５側の端部は、開口壁２７に流入開口３２ａとして開口している。流入開口３２ａは、真円状の開口であってもよく、円環状の開口であってもよい。

【0025】

流出流路３３は、流路形成部材２２にて流入流路３２と隣接する位置に設けられた燃料流路である。流出流路３３は、制御室３５と低圧室３８とを連通させている。流出流路３３は、制御室３５から燃料を流出させる。流出流路３３の制御室３５側の端部は、開口壁２７に流出開口３３ａとして開口している。流出開口３３ａの低圧室３８側の端部は、制御シート面部２６の中央に排出開口３３ｂとして開口している。流出開口３３ａ及び排出開口３３ｂは、それぞれ真円状の開口である。

【0026】

制御室３５は、流路形成部材２２、シリンダ７０、及びノズルニードル５０等によって区画された空間である。制御室３５は、ノズルニードル５０を挟んで噴孔３９の反対側に位置している。制御室３５には、流入流路３２を通じて供給された燃料が充填されている。制御室３５の燃料圧力は、流入流路３２を通じた燃料の流入と、流出流路３３を通じた燃料の流出とにより、変動する。

【0027】

低圧室３８は、インジェクタボデー部材２１に設けられた収容空間である。低圧室３８には、電磁制御弁４０が収容されている。低圧室３８は、制御室３５よりも低圧な燃料によって満たされている。低圧室３８は、戻り配管８ｂ（図１参照）と接続されており、流出流路３３を通じて排出された余剰燃料を戻り配管８ｂに流通させる。

【0028】

制御シート面部２６は、流路形成部材２２においてインジェクタボデー部材２１と接する上端面に設けられている。制御シート面部２６は、排出開口３３ｂの周囲を囲む平坦な円環状に形成されている。

【0029】

開口壁２７は、流路形成部材２２においてノズルボデー部材２３と接する下端面の中央に設けられている。開口壁２７は、制御室３５を区画する区画壁７０ａの一部であって、制御室３５の天井面を形成している。開口壁２７には、上述した流入開口３２ａ及び流出開口３３ａが設けられている。開口壁２７には、可動プレート６０が離着座する。

【0030】

噴孔３９は、ヘッド部材２ａ（図１参照）へ挿入される弁ボデー２０において、挿入方向の先端部に形成されている。噴孔３９は、燃焼室２ｂ（図１参照）に露出している。弁ボデー２０の先端部は、円錐状又は半球状に形成されている。噴孔３９は、弁ボデー２０の内側から外側に向けて放射状に複数設けられている。各噴孔３９は、燃焼室２ｂへ向けて高圧燃料を噴射する。高圧燃料は、噴孔３９を通過することによって霧化され、空気と混合容易な状態となる。

【0031】

ノズルニードル５０は、金属材料により円柱形に形成されている。ノズルニードル５０は、制御室３５の燃料圧力の変動により、軸方向に沿って弁ボデー２０に対し相対変位し、噴孔３９の開閉を行う。ノズルニードル５０の噴孔３９側の先端は円錐形に形成されている。ノズルニードル５０は、ノズルボデー部材２３に収容されており、高圧燃料通路３１を通じて供給された高圧燃料から噴孔３９を開く方向（以下、「開弁方向」）の力を受ける。ノズルニードル５０は、ニードルスプリング５３の付勢力により、シリンダ７０に対して噴孔３９を閉じる方向（以下、「閉弁方向」）へ付勢されている。ノズルニードル５０には、ニードル受圧面５１及びニードル摺動面５２が形成されている。

【0032】

ニードル受圧面５１は、制御室３５に臨むノズルニードル５０の軸方向の端面に形成されている。ニードル受圧面５１は、制御室３５に充填された高圧燃料から、閉弁方向の力を受ける。ニードル摺動面５２は、ノズルニードル５０の外周壁面のうちで、シリンダ７０に内嵌された部分である。ニードル摺動面５２は、シリンダ７０によって摺動可能に支持されている。ニードル摺動面５２は、シリンダ７０との間で油密を形成している。

【0033】

電磁制御弁４０は、低圧に収容され、排出開口３３ｂを開閉する機構である。電磁制御弁４０は、制御弁体４２及び駆動部４１を有している。制御弁体４２は、排出開口３３ｂを開閉する弁体である。駆動部４１は、駆動電流に基づいて制御弁体４２を変位させることにより、排出開口３３ｂを開閉する。制御装置９からの電力供給が無い場合、駆動部４１は、制御弁体４２を制御シート面部２６に着座させて、制御室３５から低圧室３８への燃料流出を中断させる。一方、制御装置９からの電力供給が有る場合、駆動部４１は、制御弁体４２を制御シート面部２６から離座させ、制御室３５から低圧室３８への燃料流出を可能にする。

【0034】

可動プレート６０は、金属材料によって円盤状に形成されている。可動プレート６０は、制御室３５に配置されている。可動プレート６０は、ノズルニードル５０の軸方向に沿って往復変位する。可動プレート６０には、連通孔６１が形成されている。連通孔６１は、可動プレート６０の径方向の中心に設けられており、軸方向に沿って可動プレート６０を貫通している。制御弁体４２によって排出開口３３ｂが開弁状態とされると、制御室３５の燃料は、連通孔６１及び流出流路３３を順に流通し、低圧室３８に排出される。連通孔６１には、アウトオリフィス６２が設けられている。

【0035】

アウトオリフィス６２は、開口壁２７に着座した可動プレート６０が流入開口３２ａを閉じた状態にて、連通孔６１を流れる燃料流量を規定し、所定流量の燃料を制御室３５から流出流路３３へと流出させる。連通孔６１の内径ｄ２は、例えばφ０．１ｍｍ程度に規定されており、連通孔６１においてアウトオリフィス６２を除く区間の内径よりも小さくされている。アウトオリフィス６２は、可動プレート６０の軸方向の上下における燃料の圧力差を拡大させる。圧力差によって流出開口３３ａに吸引された可動プレート６０は、開口壁２７に押し付けられて、流入開口３２ａを閉じることができる。可動プレート６０は、三方弁として機能し、流入開口３２ａから制御室３５への常時の高圧燃料の流入を防ぐ静リークレス構造を実現させている。

【0036】

サポートスプリング６８は、金属材料よりなる線材を円筒螺旋状に巻回してなる弾性部材である。サポートスプリング６８の外径は、可動プレート６０の外径よりも小さくされている。サポートスプリング６８は、可動プレート６０と実質的に同軸となる配置にて、軸方向に押し縮められた状態で、制御室３５に配置されている。サポートスプリング６８は、可動プレート６０を開口壁２７へ向けて付勢しており、開口壁２７と当接する初期位置に可動プレート６０を戻す機能を有している。

【0037】

次に、制御室３５を区画しているシリンダ７０の構成を、さらに詳しく説明する。シリンダ７０は、全体として略円柱状に形成された制御室３５を、軸方向において二つの空間に分割しており、具体的には、制御室３５を背圧室部３６と収容室部３７とに区分けしている。シリンダ７０には、制御室３５を区画し、且つ、背圧室部３６及び収容室部３７を規定する区画壁７０ａとして、分割壁部７５、第一周壁部７１、第二周壁部７２、及び第三周壁部７３が形成されている。

【0038】

背圧室部３６は、軸方向に分割された制御室３５の二つの空間のうちで、ニードル受圧面５１に接する一方の空間である。背圧室部３６は、分割壁部７５、第三周壁部７３、及びニードル受圧面５１によって円柱状に区画されている。背圧室部３６の内径ｄ１は、例えばφ３．５ｍｍ程度に規定されている。背圧室部３６は、ノズルニードル５０に燃料圧力を作用させる。

【0039】

収容室部３７は、軸方向に分割された制御室３５の二つの空間のうちで、開口壁２７と接する他方の空間である。収容室部３７は、分割壁部７５、第一周壁部７１、第二周壁部７２、及び開口壁２７によって二段円柱状に区画されている。収容室部３７は、背圧室部３６と実質的に同軸となるように形成されている。収容室部３７は、可動プレート６０及びサポートスプリング６８を収容している。収容室部３７に充填される燃料の容量は、ノズルニードル５０が噴孔３９を閉じた状態にて背圧室部３６に充填される燃料の容量よりも小さい。換言すれば、可動プレート６０及びサポートスプリング６８の各体積を収容室部３７の容積から差し引いた値は、噴孔３９の閉弁時における背圧室部３６の容積よりも小さい。

【0040】

分割壁部７５は、シリンダ７０の軸方向にて、第二周壁部７２及び第三周壁部７３の間に設けられている。分割壁部７５は、シリンダ７０の軸方向と直交する横断面に沿った平板状に形成されている。分割壁部７５によって制御室３５は、上述の背圧室部３６と収容室部３７とに分割されている。分割壁部７５には、支持面部７６及び絞り孔７７が設けられている。

【0041】

支持面部７６は、分割壁部７５の両側のうちで、収容室部３７に臨む上側面に設けられている。支持面部７６には、サポートスプリング６８の一端が載置されている。支持面部７６は、サポートスプリング６８を挟んで可動プレート６０と軸方向に対向する位置にて、サポートスプリング６８を支持している。支持面部７６によって支持されることで、サポートスプリング６８は、ノズルニードル５０の変位から物理的に遮断される。

【0042】

絞り孔７７は、分割壁部７５を厚さ方向に貫通する円筒孔状の貫通開口である。絞り孔７７は、分割壁部７５の中央であって、支持面部７６の内周側に設けられている。絞り孔７７は、背圧室部３６及び収容室部３７と同軸となる配置で形成されている。絞り孔７７は、収容室部３７及び背圧室部３６を互いに連通させている。

【0043】

絞り孔７７の内径ｄ３は、アウトオリフィス６２の内径ｄ２よりも大きく、且つ、背圧室部３６の内径ｄ１よりも小さい。絞り孔７７の内径ｄ３は、例えばφ０．２〜０．８程度に規定されている。絞り孔７７の内径ｄ３は、アウトオリフィス６２の内径ｄ２の２〜７倍程度である。換言すれば、絞り孔７７の流路面積Ａ３は、アウトオリフィス６２の流路面積Ａ２よりも大きく、アウトオリフィス６２の流路面積Ａ２に対して４〜５０倍程度に設定されている。一方で、絞り孔７７の内径ｄ３は、背圧室部３６の内径ｄ１の２分の１以下であることが望ましく、後述するような背圧室部３６の脈動を低減するため、より望ましくは、背圧室部３６の内径ｄ１の５分の１以下である方がよい。

【0044】

第一周壁部７１は、シリンダ７０の内周壁のうちで、最も開口壁２７に近い部分である。第一周壁部７１は、収容室部３７を区画しており、可動プレート６０の周囲を囲む円筒状に形成されている。第一周壁部７１の内径（内法）ｄ２１は、可動プレート６０の外径よりも僅かに大きくされている。

【0045】

第二周壁部７２は、シリンダ７０の内周壁のうちで、第一周壁部７１と分割壁部７５との間の部分である。第二周壁部７２は、収容室部３７を区画しており、サポートスプリング６８の周囲を囲む円筒状に形成されている。第二周壁部７２の内径（内法）ｄ２２は、サポートスプリング６８の外径よりも僅かに大きくされており、且つ、第一周壁部７１の内径ｄ２１よりも小さくされている。

【0046】

第三周壁部７３は、シリンダ７０の内周壁のうちで、分割壁部７５よりもニードル受圧面５１側に位置する部分である。第三周壁部７３は、第二周壁部７２及び第一周壁部７１と実質的に同軸である。第三周壁部７３は、背圧室部３６を区画すると共に、ニードル摺動面５２を摺動可能に支持している。第三周壁部７３の内径（内法）は、背圧室の内径ｄ１であり、第一周壁部７１の内径ｄ２１よりも僅かに小さくされている。一方で、第三周壁部７３の内径ｄ１は、第二周壁部７２の内径ｄ２２よりも大きくされている。

【0047】

ここまで説明した燃料噴射装置１０では、制御装置９から入力される駆動電流によって燃料の噴射が指示されると、電磁制御弁４０の開弁により、アウトオリフィス６２及び流出流路３３を通じた制御室３５から低圧室３８への燃料流出が開始される。これによる制御室３５の圧力降下により、ノズルニードル５０は、噴孔近傍の高圧燃料に押し上げられ、開弁方向へ向けて変位し、噴孔３９からの燃料噴射を開始させる。

【0048】

一方、制御装置９の制御による電磁制御弁４０の閉弁によれば、可動プレート６０を開口壁２７に押し付けていた油圧力が低下する。その結果、可動プレート６０は、流入開口３２ａの燃料圧力によって開口壁２７から離座し、制御室３５への高圧燃料の流入を可能にする。これによる制御室３５の圧力回復によれば、ノズルニードル５０は、閉弁方向に押し下げられて、噴孔３９からの燃料流出を停止させる。

【0049】

以上の第一実施形態では、分割壁部７５により制御室３５が収容室部３７及び背圧室部３６に区分けされたうえで、収容室部３７及び背圧室部３６は、絞り孔７７によって互に連通されている。故に、制御室３５の容積を増加させても、分割壁部７５が無い場合と比較して、背圧室部３６の容積は、小さく抑制され得る。以上によれば、制御室３５からの燃料流出に伴う背圧室部３６の燃料圧力の脈動周期が短くなるため、脈動の早期の収束が可能になる。故に、ノズルニードル５０の開弁方向への変位速度が波打つように変動する事態は、防がれ得る。その結果、電磁制御弁４０の開弁時間に対する燃料噴射量のばらつきが低減され得る。

【0050】

加えて第一実施形態では、サポートスプリング６８が、分割壁部７５の支持面部７６によって支持される構成である。そのため、ノズルニードル５０の開弁方向への大きな変位によってニードル受圧面５１が可動プレート６０に接近しても（図３ 二点鎖線参照）、サポートスプリング６８の過剰な圧縮は生じない。故に、サポートスプリング６８は、可動プレート６０を正しい姿勢で開口壁２７へ向けて付勢できる。その結果、流入開口３２ａを開閉する可動プレート６０の挙動のばらつきは、抑制され得る。以上によれば、電磁制御弁４０の閉弁後に制御室３５へ流入する燃料流量の変動が抑制されるため、ノズルニードル５０の閉弁方向への変位の態様も安定化し得る。その結果、電磁制御弁４０の開弁時間に対する燃料噴射量のばらつきが低減され得る。

【0051】

したがって、燃料噴射装置１０は、噴射量の増加のためにノズルニードル５０の開弁方向への変位量が拡大されても、噴孔３９から噴射される燃料の噴射量の精度を維持できる。

【0052】

さらに、支持面部７６にてサポートスプリング６８を支持する構成であれば、サポートスプリング６８に許容される圧縮の縮み代の制約が実質的に無くなる。その結果、ノズルニードル５０の最大リフト量の拡大が容易に実現され得る。加えて、サポートスプリング６８は、開弁方向に変位するノズルニードル５０から上昇力を受けない。故に、サポートスプリング６８による可動プレート６０の付勢が安定的に実施され、可動プレート６０は、傾くことなく正しい姿勢を維持できる。以上によれば、燃料噴射の精度は、いっそう向上可能となる。

【0053】

加えて第一実施形態では、絞り孔７７の内径ｄ３は、背圧室部３６の内径ｄ１の２分の１以下とされている。このように絞り孔７７の内径ｄ１が設定されれば、背圧室部３６に生じる脈動を抑える絞り孔７７の機能は、高い確実性をもって発揮される。

【0054】

また第一実施形態のように、絞り孔７７の流路面積Ａ３は、アウトオリフィス６２の流路面積Ａ２よりも大きくされている。こうした構成であれば、絞り孔７７は、背圧室部３６からの燃料流出を実質的に妨げない。故に、分割壁部７５が形成されていても、電磁制御弁４０の開弁後における背圧室部３６の圧力降下は、分割壁部７５の無い構成と同様、早急に生じ得る。したがって、噴射精度と応答性の両立が可能となる。

【0055】

さらに第一実施形態では、収容室部３７に充填される燃料の容量は、背圧室部３６に充填される燃料の容量よりも少なくされている。このように、収容室部３７を満たす燃料量が少なく抑えられていれば、電磁制御弁４０の開弁後に、燃料流出に伴った制御室３５の圧力降下は、速やかに生じ得る。以上によれば、制御装置９の制御に対する高い応答性が確保される。

【0056】

加えて第一実施形態では、第二周壁部７２の内径ｄ２２が第一周壁部７１の内径ｄ２１よりも小さく設定されている。以上によれば、収容室部３７の余分な容積が低減され得るため、収容室部３７に充填される燃料量を少なくできる。以上によれば、燃料流出に伴う制御室３５の圧力降下の遅延を抑え、ノズルニードル５０のリフト開始のタイミングは、電磁制御弁４０の開弁タイミングに近づき得る。したがって、制御室３５を分割しても、燃料噴射装置１０の高い応答性は、確保可能となる。

【0057】

尚、第一実施形態では、ノズルニードル５０が「ニードル」に相当し、可動プレート６０が「閉塞部材」に相当し、サポートスプリング６８が「付勢部材」に相当する。

【0058】

（第二実施形態）
図４に示す第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態の弁ボデー２２０は、第一実施形態のノズルボデー部材２３（図３参照）に相当するノズルボデー部材２２３に加えて、バルブ収容部材１２３を有している。さらに、第二実施形態のシリンダ２７０は、背圧室部３６及び収容室部３７のうちで、背圧室部３６のみを区画する構成とされている。

【0059】

バルブ収容部材１２３は、金属材料によって円盤状に形成されている。バルブ収容部材１２３は、流路形成部材２２とノズルボデー部材２２３との間に、これらの部材と実質的に同軸に配置されている。バルブ収容部材１２３には、縦孔１３１ａが形成されている。縦孔１３１ａは、軸方向に沿ってバルブ収容部材１２３を貫通している。縦孔１３１ａは、高圧燃料通路３１の一部であって、ノズルボデー部材２２３へ向けて高圧燃料を流通させる。

【0060】

バルブ収容部材１２３には、収容室部３７が設けられている。バルブ収容部材１２３には、収容室部３７を区画する区画壁７０ａとして、第一周壁部７１、第二周壁部７２、及び分割壁部７５が形成されている。バルブ収容部材１２３には、可動プレート６０及びサポートスプリング６８が収容されている。サポートスプリング６８は、分割壁部７５の支持面部７６と可動プレート６０との間に、圧縮された状態で配置されている。

【0061】

シリンダ２７０は、ノズルボデー部材２２３に収容されている。シリンダ２７０は、バルブ収容部材１２３の下端面１２３ａに、ニードルスプリング５３の付勢力によって押し当てられている。シリンダ２７０の内周壁には、背圧室部３６を区画する第三周壁部７３が形成されている。背圧室部３６は、バルブ収容部材１２３の分割壁部７５に設けられた絞り孔７７を通じて、収容室部３７と連通している。

【0062】

ここまで説明した第二実施形態でも、収容室部３７と背圧室部３６とに区分けされた制御室３５の構造により、第一実施形態と同様に、背圧室部３６に生じる脈動を早期に収束させることが可能になる。加えて、サポートスプリング６８がノズルニードル５０の変位から遮断されているため、第一実施形態と同様に、可動プレート６０は、流入開口３２ａの開閉する作動を正しく行い得る。したがって、第二実施形態による燃料噴射装置でも、噴孔３９（図２参照）から噴射される燃料の噴射量の精度は、維持可能となる。

【0063】

また第二実施形態では、背圧室部３６がシリンダ２７０によって区画されており、収容室部３７がバルブ収容部材１２３によって区画されている。こうした構成により、分割壁部７５及び絞り孔７７は、バルブ収容部材１２３の下端面１２３ａの部分に形成されている。そのため、シリンダ内側の中間に分割壁部及び絞り孔を設ける構成と比較して、収容室部３７及び絞り孔７７を例えば切削可能等によって形成する加工の難易度は、低く抑制され得る。以上のように、制御室３５を分割する構成において、背圧室部３６及び収容室部３７をそれぞれ別の部材によって区画すれば、高い加工精度の確保が容易となる。さらに、切削加工後の洗浄工程における切削クズの洗浄の容易性も、確保され易くなる。

【0064】

（第三実施形態）
図５に示す第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態の弁ボデー３２０には、第一実施形態のシリンダ７０（図３参照）に替えて、外シリンダ３７０及び内シリンダ１７０が設けられている。

【0065】

外シリンダ３７０は、金属材料により、制御室３５の全体の周囲を囲む円筒状に形成されている。外シリンダ３７０の内周壁には、第一周壁部７１及び第三周壁部７３に加えて、摺動壁部７４及び規制部７８が形成されている。摺動壁部７４は、外シリンダ３７０の軸方向にて、第一周壁部７１と第三周壁部７３の間に形成されており、第一周壁部７１と軸方向に連続している。摺動壁部７４の内径は、第一周壁部７１の内径と実質的に同一であり、内シリンダ１７０の外径とも実質的に同一である。規制部７８は、摺動壁部７４と第三周壁部７３との間に形成された径方向の段差である。規制部７８は、内シリンダ１７０との当接により、ノズルニードル５０に近接する方向への内シリンダ１７０の変位を規制する。

【0066】

内シリンダ１７０は、金属材料により、有底の円筒状に形成されている。内シリンダ１７０は、可動プレート６０と軸方向に間隔を開けて並ぶ配置にて、外シリンダ３７０の内側に収容されている。内シリンダ１７０は、摺動壁部７４に内嵌されており、外シリンダ３７０の軸方向に沿って、摺動壁部７４に対し摺動可能である。内シリンダ１７０には、第二周壁部７２及び分割壁部７５が設けられている。

【0067】

分割壁部７５は、内シリンダ１７０の底壁１７１によって形成されている。底壁１７１において収容室部３７に臨む内側面が支持面部７６となる。支持面部７６には、サポートスプリング６８が載置されている。支持面部７６に作用するサポートスプリング６８の復元力により、内シリンダ１７０は、底壁１７１を規制部７８に当接させた初期位置に戻される。また、底壁１７１の中央に形成された貫通開口が、絞り孔７７となっている。

【0068】

ここまで説明した第三実施形態でも、収容室部３７と背圧室部３６とに制御室３５を区分けした構造により、背圧室部３６に生じる脈動を早期に収束させることが可能になる。加えて、サポートスプリング６８がノズルニードル５０の変位から遮断されているため、可動プレート６０は、流入開口３２ａを開閉する作動を正しく行い得る。したがって、第三実施形態による燃料噴射装置でも、噴孔３９（図２参照）から噴射される燃料の噴射量の精度は、維持可能となる。

【0069】

加えて第三実施形態では、制御室３５を分割する絞り孔７７の位置が、内シリンダ１７０の摺動によって変位可能である。故に、背圧室部３６に生じる脈動に伴った絞り孔７７の移動が、脈動を低減させるダンパー効果を発揮する。こうしたダンパー効果が発揮されることによれば、背圧室部３６に生じる脈動は、さらに早期に収束可能となる。

【0070】

また第三実施形態でも、分割壁部７５及び絞り孔７７が内シリンダ１７０の底壁１７１に形成されるため、シリンダ内側の中間に分割壁部及び絞り孔を設ける構成と比較して、加工の難易度を低く抑えることが可能となる。その結果、高い加工精度の維持が容易となる。加えて、切削クズを洗浄する工程の容易性も確保可能となる。

【0071】

尚、第三実施形態では、内シリンダ１７０が「内シリンダ部材」に相当し、外シリンダ３７０が「外シリンダ部材」に相当する。

【0072】

（他の実施形態）
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示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。

【0073】

上記第一実施形態では、サポートスプリングを支持する分割壁部のような支持部材が、シリンダと一体で設けられていた。また上記第二，第三実施形態では、サポートスプリングを支持する支持部材が、バルブ収容部材及び内シリンダとして、各シリンダとは別体で設けられていた。以上のように、制御室の区分けする構造を実現するための各部材の構成は、適宜変更されてよい。

【0074】

上記実施形態では、可動プレートを付勢するサポートスプリングとして、コイルスプリングが用いられていた。しかし、可動プレートを付勢する付勢部材は、例えば板バネ等であってもよい。

【0075】

上記実施形態にて、絞り孔は、円筒孔状に形成されていた。しかし、絞り孔の形状及び大きさは、脈動の抑制が可能であれば、適宜変更されてよい。さらに、背圧室部及び収容室部の各形状及び各容積も、適宜変更可能である。

【0076】

上記実施形態では、電磁制御弁が制御室からの燃料流出を制御していた。しかし、燃料噴射装置は、電磁制御弁に替えて、ピエゾアクチュエータを有する制御弁を備えていてもよい。また上記実施形態では、燃料として軽油を噴射する燃料噴射装置に本開示の制御室の分割構造を適用した例を説明した。しかし、上記の制御室の分割構造は、軽油以外の燃料を噴射する燃料噴射装置にも適用可能である。

【符号の説明】

【0077】

１０ 燃料噴射装置、２０，２２０，３２０ 弁ボデー、２７ 開口壁、３２ 流入流路、３２ａ 流入開口、３３ 流出流路、３５ 制御室、３６ 背圧室部、３７ 収容室部、３９ 噴孔、５０ ノズルニードル（ニードル）、６０ 可動プレート（閉塞部材）、６２ アウトオリフィス、６８ サポートスプリング（付勢部材）、７０ａ 区画壁、７１ 第一周壁部、７２ 第二周壁部、７５ 分割壁部、７６ 支持面部、７７ 絞り孔、１７０ 内シリンダ（内シリンダ部材）、３７０ 外シリンダ（外シリンダ部材）、Ａ２ アウトオリフィスの流路面積、Ａ３ 絞り孔の流路面積、ｄ１ 背圧室部の内径、ｄ２１ 第一周壁部の内径（内法）、ｄ２２ 第二周壁部の内径（内法）、ｄ３ 絞り孔の内径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】