特開 2024-155570 燃料噴射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024155570

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】燃料噴射装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/00 20060101AFI20241024BHJP

【ＦＩ】

F02M51/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070390

(22)【出願日】2023-04-21

(71)【出願人】

【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】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】榊原 將至

(72)【発明者】

【氏名】奥野 佳則

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 尚

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 正浩

(72)【発明者】

【氏名】前田 一樹

【テーマコード（参考）】

3G066

【Ｆターム（参考）】

3G066AA07

3G066AB02

3G066AC09

3G066BA49

3G066BA67

3G066CC14

3G066CC26

3G066CE22

(57)【要約】

【課題】部材の摩耗を抑制可能な小型の燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】中間部材６０は、高圧燃料が供給される圧力制御室をニードルとの間に形成する中間部材本体６１、および、中間部材本体６１の圧力制御室側の面に開口し中間部材本体６１に対し圧力制御室とは反対側の低圧側空間４００に向かって延びる延伸通路６０３を有する。可動部材７２は、低圧側空間４００に設けられ、平面状の平面部７５０を有し、平面部７５０が中間部材６０から離間または中間部材６０に当接可能である。中間部材６０は、中間部材本体６１の低圧側空間４００側に形成され平面部７５０と当接可能な平面状の弁座面６２、弁座面６２から環状に凹み弁座面６２を内側弁座面６２１と外側弁座面６２２とに区画する高圧溝６３、および、高圧溝６３を形成する壁面に開口し高圧溝６３と延伸通路６０３とを接続する少なくとも１つの絞り孔６０５を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄圧配管（２）で蓄圧された高圧燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射装置であって、
前記高圧燃料が流入するノズル室（２００）、および、前記ノズル室に連通し前記高圧燃料を噴射する噴孔（２３）を有するノズルボデー（２０）と、
前記ノズル室内で往復移動可能に設けられ、前記ノズル室と前記噴孔との間を開閉し前記噴孔からの前記高圧燃料の噴射を断続する弁部材（３０）と、
前記弁部材に対し前記噴孔とは反対側に設けられ、前記高圧燃料が供給される圧力制御室（３００）を前記弁部材との間に形成する中間部材本体（６１）、および、前記中間部材本体の前記圧力制御室側の面に開口し前記中間部材本体に対し前記圧力制御室とは反対側の低圧側空間（４００）に向かって延びる延伸通路（６０３）を有する中間部材（６０）と、
前記低圧側空間に設けられ、平面状の平面部（７５０）を有し、前記平面部が前記中間部材から離間または前記中間部材に当接可能な可動部材（７２）と、を備え、
前記中間部材は、前記中間部材本体の前記低圧側空間側に形成され前記平面部と当接可能な平面状の弁座面（６２）、前記弁座面から環状に凹み前記弁座面を内側弁座面（６２１）と外側弁座面（６２２）とに区画する高圧溝（６３）、および、前記高圧溝を形成する壁面に開口し前記高圧溝と前記延伸通路とを接続する少なくとも１つの絞り孔（６０５）を有する燃料噴射装置。

【請求項2】

前記中間部材または前記可動部材の少なくとも一方に設けられ、前記内側弁座面または前記平面部に開口する流入側開口部（６４１、６６１、７６１）、および、前記低圧側空間と連通する流出側開口部（６４２、６６２、７６２）を有し、前記平面部が前記弁座面から離間または前記弁座面に当接することにより前記流入側開口部が開閉される逃がし通路（６４、６６、７６）をさらに備える請求項１に記載の燃料噴射装置。

【請求項3】

前記逃がし通路（６４）は、管路であって、前記流入側開口部（６４１）が前記内側弁座面に形成され、前記流出側開口部（６４２）が前記低圧側空間に連通し、
前記高圧溝は、環状に形成されている請求項２に記載の燃料噴射装置。

【請求項4】

前記中間部材は、前記高圧溝において前記内側弁座面と前記外側弁座面とを段差なく接続する封止部（６５）を有し、
前記逃がし通路（６６）は、前記内側弁座面、前記封止部の前記平面部側の端面、および、前記外側弁座面から凹むよう溝状に形成されている請求項２に記載の燃料噴射装置。

【請求項5】

前記逃がし通路（７６）は、管路であって、前記流入側開口部（７６１）が前記平面部に形成され、前記流出側開口部（７６２）が前記低圧側空間に連通し、
前記高圧溝は、環状に形成されている請求項２に記載の燃料噴射装置。

【請求項6】

前記逃がし通路は、前記可動部材に設けられた第１逃がし通路（７６）、および、前記中間部材に設けられた第２逃がし通路（６６）を有し、
前記第１逃がし通路は、管路であって、前記流入側開口部（７６１）が前記平面部に形成され、前記流出側開口部（７６２）が前記低圧側空間に連通し、
前記中間部材は、前記高圧溝において前記内側弁座面と前記外側弁座面とを段差なく接続する封止部（６５）を有し、
前記第２逃がし通路は、前記内側弁座面、前記封止部の前記平面部側の端面、および、前記外側弁座面から凹むよう溝状に形成されている請求項２に記載の燃料噴射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料噴射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、燃料中に異物が多く含まれるような新興国等の市場においてディーゼル車の使用機会が増加している。これにより、燃料噴射装置に対する異物による攻撃頻度が増加している。また、近年の燃費排ガス規制に対応するため、燃料圧力の高圧化が促進されている。燃料圧力の高圧化により、燃料噴射装置に対する異物による攻撃力が増大している。これらの原因により、燃料噴射装置の噴射を制御するための弁部の平面状の弁座面において、燃料中の異物による摩耗量が増加し、可動部材との当接時に求められるシール機能を喪失するおそれがある。その結果、燃料噴射装置の性能劣化を招くおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－１５３１５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、弁座面の摩耗量は、可動部材と弁座面との隙間を流れる燃料の流速と燃料圧力とに比例するため、摩耗量を低減するには、可動部材と弁座面との隙間を流れる燃料の流速を低減させるアプローチが考えられる。例えば、特許文献１の燃料噴射装置では、弁座面に開口し可動部材の当接により閉塞される開口部の内径を拡大することにより、可動部材と弁座面との隙間を流れる燃料の流速を低減させることが可能である。これにより、弁座面の摩耗量の低減を図ることができる。

【0005】

しかしながら、特許文献１の燃料噴射装置では、弁座面の摩耗量の低減を図ることを目的として、弁座面に開口する開口部の内径を拡大すると、可動部材が開口部内の燃料から受ける圧力である受圧力が増大するおそれがある。これにより、可動部材に作用する受圧力に対応可能な可動部材の駆動部が必要となり、開口部の内径を拡大することで耐異物性の向上を図ることができる一方、燃料噴射装置の大型化を招くという問題が生じるおそれがある。

【0006】

本発明の目的は、部材の摩耗を抑制可能な小型の燃料噴射装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、蓄圧配管（２）で蓄圧された高圧燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射装置であって、ノズルボデー（２０）と弁部材（３０）と中間部材（６０）と可動部材（７２）とを備える。ノズルボデーは、高圧燃料が流入するノズル室（２００）、および、ノズル室に連通し高圧燃料を噴射する噴孔（２３）を有する。弁部材は、ノズル室内で往復移動可能に設けられ、ノズル室と噴孔との間を開閉し噴孔からの高圧燃料の噴射を断続する。

【0008】

中間部材は、弁部材に対し噴孔とは反対側に設けられ、高圧燃料が供給される圧力制御室（３００）を弁部材との間に形成する中間部材本体（６１）、および、中間部材本体の圧力制御室側の面に開口し中間部材本体に対し圧力制御室とは反対側の低圧側空間（４００）に向かって延びる延伸通路（６０３）を有する。可動部材は、低圧側空間に設けられ、平面状の平面部（７５０）を有し、平面部が中間部材から離間または中間部材に当接可能である。

【0009】

中間部材は、中間部材本体の低圧側空間側に形成され平面部と当接可能な平面状の弁座面（６２）、弁座面から環状に凹み弁座面を内側弁座面（６２１）と外側弁座面（６２２）とに区画する高圧溝（６３）、および、高圧溝を形成する壁面に開口し高圧溝と延伸通路とを接続する少なくとも１つの絞り孔（６０５）を有する。

【0010】

弁座面に開口し可動部材の当接により閉塞される開口部を形成する環状の高圧溝の外周壁の内径を拡大することにより、可動部材と弁座面との隙間を流れる燃料の流速を低減させることができる。これにより、弁座面の摩耗量の低減を図ることができる。

【0011】

さらに、環状の高圧溝の外周壁の内径の拡大に応じて高圧溝の内周壁の外径を拡大することにより、可動部材の当接により閉塞される開口部の面積を一定の大きさに維持でき、可動部材に作用する受圧力の増大を抑制できる。これにより、可動部材の駆動部を大型化させる必要がなくなり、燃料噴射装置の大型化を抑制できる。したがって、弁座面の摩耗を抑制可能な小型の燃料噴射装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態による燃料噴射装置を示す断面図。

【図2】第１実施形態による燃料噴射装置の一部を示す断面図。

【図3】第１実施形態による燃料噴射装置の平面部、弁座面、および、その近傍を示す断面図。

【図4】第１実施形態による燃料噴射装置の平面部、弁座面、および、その近傍を示す断面図。

【図5】図４のＶ－Ｖ線断面図。

【図6】図５のＶＩ－ＶＩ線断面図。

【図7】第１実施形態による燃料噴射装置の弁座面、および、その近傍を示す斜視図。

【図8】比較形態による燃料噴射装置の平面部、弁座面、および、その近傍を示す模式図。

【図9】比較形態による燃料噴射装置の弁座面の開口部内径の大きさと燃料流速および受圧力との関係を示す図。

【図10】第１実施形態による燃料噴射装置の弁座面の開口部内径の大きさと燃料流速および受圧力との関係を示す図。

【図11】第２実施形態による燃料噴射装置の弁座面、および、その近傍を示す図。

【図12】図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図。

【図13】第３実施形態による燃料噴射装置の弁座面、および、その近傍を示す図。

【図14】図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線断面図。

【図15】第４実施形態による燃料噴射装置の弁座面、および、その近傍を示す図。

【図16】図１５のＸＶＩ－ＸＶＩ線断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、複数の実施形態による燃料噴射装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0014】

（第１実施形態）
第１実施形態の燃料噴射装置を図１に示す。燃料噴射装置１は、例えば図示しない車両に搭載された４気筒のディーゼルエンジンに適用される。燃料噴射装置１は、各気筒に設けられ、蓄圧された燃料としての軽油を貯留するコモンレール２に接続される。燃料噴射装置１は、コモンレール２から供給された高圧の燃料を各気筒の燃焼室に噴射する。つまり、燃料噴射装置１は、「蓄圧配管」としてのコモンレール２で蓄圧された高圧燃料を「内燃機関」としてのディーゼルエンジンに噴射する燃料噴射装置である。

【0015】

＜１＞図１、２に示すように、燃料噴射装置１は、ノズルボデー２０、「弁部材」としてのニードル３０、インジェクタボデー４０、リテーニングナット５０、中間部材６０、可動部材７２等を備える。ノズルボデー２０は、高圧燃料が流入するノズル室２００、および、ノズル室２００に連通し高圧燃料を噴射する噴孔２３を有する。ニードル３０は、ノズル室２００内で往復移動可能に設けられ、ノズル室２００と噴孔２３との間を開閉し噴孔２３からの高圧燃料の噴射を断続する。

【0016】

中間部材６０は、ニードル３０に対し噴孔２３とは反対側に設けられ、高圧燃料が供給される圧力制御室３００をニードル３０との間に形成する中間部材本体６１、および、中間部材本体６１の圧力制御室３００側の面に開口し中間部材本体６１に対し圧力制御室３００とは反対側の低圧側空間４００に向かって延びる延伸通路６０３を有する。可動部材７２は、低圧側空間４００に設けられ、平面状の平面部７５０を有し、平面部７５０が中間部材６０から離間または中間部材６０に当接可能である（図３、４参照）。

【0017】

中間部材６０は、中間部材本体６１の低圧側空間４００側に形成され平面部７５０と当接可能な平面状の弁座面６２、弁座面６２から環状に凹み弁座面６２を内側弁座面６２１と外側弁座面６２２とに区画する高圧溝６３、および、高圧溝６３を形成する壁面に開口し高圧溝６３と延伸通路６０３とを接続する少なくとも１つの絞り孔６０５を有する（図３～７参照）。

【0018】

＜２＞燃料噴射装置１は、逃がし通路６４をさらに備える。逃がし通路６４は、中間部材６０に設けられ、内側弁座面６２１に開口する流入側開口部６４１、および、低圧側空間４００と連通する流出側開口部６４２を有し、平面部７５０が弁座面６２から離間または弁座面６２に当接することにより流入側開口部６４１が開閉される（図３～７参照）。

【0019】

＜３＞逃がし通路６４は、管路であって、流入側開口部６４１が内側弁座面６２１に形成され、流出側開口部６４２が低圧側空間４００に連通している。高圧溝６３は、環状に形成されている（図３～７参照）。

【0020】

以下、燃料噴射装置１の構成について、より詳細に説明する。

【0021】

図２に示すように、ノズルボデー２０は、ノズル筒部２１、ノズル底部２２、噴孔２３を有する。ノズル筒部２１は、例えば金属により形成されている。ノズル筒部２１は、ノズル小径部２１１、ノズル大径部２１３を有している。ノズル小径部２１１は、略円筒状に形成されている。ノズル大径部２１３は、ノズル小径部２１１の一端に接続するようノズル小径部２１１と一体に略円筒状に形成されている。ノズル大径部２１３の外径は、ノズル小径部２１１の外径より大きい。ノズル大径部２１３の内径はノズル小径部２１１の内径より大きい。ノズル小径部２１１の内周壁とノズル大径部２１３の内周壁とは、テーパ状の壁面により接続されている。

【0022】

ノズル底部２２は、ノズル筒部２１のノズル小径部２１１のノズル大径部２１３とは反対側の端部を塞ぐようノズル筒部２１と一体に形成されている。噴孔２３は、ノズル底部２２を貫くよう形成されている。噴孔２３は、例えば、ノズル底部２２の周方向に等間隔で複数形成されている。ノズル底部２２の噴孔２３に対し上流側の内壁は、テーパ状に形成され、テーパ状の弁座２２０を形成している。

【0023】

ノズル室２００は、ノズル筒部２１、ノズル底部２２の内側に形成され、噴孔２３に連通している。

【0024】

ニードル３０は、ニードル本体３１、鍔部３２を有している。ニードル本体３１は、例えば金属により棒状に形成されている。ニードル本体３１は、軸方向に往復移動可能にノズル室２００に設けられている。ニードル本体３１は、一端が弁座２２０に当接または弁座２２０から離間可能なようノズル室２００に設けられている。以下、適宜、ニードル本体３１が弁座２２０に当接する方向を「閉弁方向」といい、ニードル本体３１が弁座２２０から離間する方向を「開弁方向」という。

【0025】

鍔部３２は、例えば金属により環状に形成され、ニードル本体３１の噴孔２３とは反対側の端部から所定距離離れた位置に設けられている。ニードル本体３１の一端が弁座２２０に当接した状態において、鍔部３２は、ノズル大径部２１３のノズル小径部２１１側の端部の径方向内側に位置している。また、この状態において、ニードル本体３１の他端の端面は、ノズル大径部２１３のノズル小径部２１１とは反対側の端面から所定距離噴孔２３側に離れている。

【0026】

ノズル大径部２１３の径方向内側には、シリンダ３４、ニードルスプリング３３、制御プレート３５、サポートスプリング３６が設けられている。シリンダ３４は、例えば金属により略円筒状に形成されている。シリンダ３４は、ニードル本体３１の噴孔２３とは反対側の端部の径方向外側に設けられている。

【0027】

シリンダ３４のニードル３０側の端部の内径は、ニードル本体３１の噴孔２３とは反対側の端部の外径よりやや大きい。シリンダ３４は、ニードル３０側の端部の内周壁がニードル本体３１の噴孔２３とは反対側の端部の外周壁と摺動可能、かつ、ニードル本体３１に対し軸方向に相対移動可能に設けられている。シリンダ３４の外径は、ノズル大径部２１３の内径より小さい。シリンダ３４の外周壁とノズル大径部２１３の内周壁との間には、略円筒状の隙間が形成されている。

【0028】

ニードルスプリング３３は、例えばコイルスプリングであり、ニードル本体３１の径方向外側において鍔部３２とシリンダ３４との間に設けられている。ニードルスプリング３３の一端は鍔部３２に当接し、他端はシリンダ３４に当接している。ニードルスプリング３３は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、ニードルスプリング３３は、シリンダ３４をニードル本体３１に対し開弁方向に付勢している。

【0029】

制御プレート３５は、プレート本体３５１、オリフィス通路３５０を有している。プレート本体３５１は、例えば金属により略円板状に形成されている。プレート本体３５１は、シリンダ３４のニードル３０とは反対側の端部の径方向内側において軸方向に往復移動可能に設けられている。オリフィス通路３５０は、プレート本体３５１の中央を板厚方向に貫くよう形成されている。オリフィス通路３５０は、ニードル３０とは反対側の端部の内径が、ニードル３０側の端部の内径より小さくなるようオリフィス状に形成されている。

【0030】

サポートスプリング３６は、例えばコイルスプリングであり、シリンダ３４の内周壁から径方向内側に延びる部位であるシリンダ延伸部３４１と制御プレート３５との間に設けられている。サポートスプリング３６の一端はシリンダ延伸部３４１に当接し、他端は制御プレート３５に当接している。サポートスプリング３６は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、サポートスプリング３６は、制御プレート３５をシリンダ３４に対し開弁方向に付勢している。

【0031】

中間部材６０は、ノズルボデー２０に対し噴孔２３とは反対側に設けられている。中間部材６０は、中間部材本体６１、高圧燃料通路６０１、供給通路６０２、延伸通路６０３を有している。中間部材本体６１は、例えば金属により略円板状に形成されている。中間部材本体６１は、噴孔２３側の端面が、ノズル大径部２１３のノズル小径部２１１とは反対側の端面に当接するよう設けられている。

【0032】

高圧燃料通路６０１は、中間部材本体６１の外縁部において中間部材本体６１の軸に対し傾斜し、中間部材本体６１の噴孔２３とは反対側の端面と噴孔２３側の端面とを接続するよう形成されている。供給通路６０２は、中間部材本体６１の軸に対し傾斜し、中間部材本体６１の噴孔２３とは反対側の端面と噴孔２３側の端面の中央とを接続するよう形成されている。ここで、供給通路６０２の噴孔２３とは反対側の端部は、高圧燃料通路６０１の噴孔２３とは反対側の端部に接続している。延伸通路６０３は、中間部材本体６１の軸に対し傾斜し、中間部材本体６１の噴孔２３とは反対側の端面と噴孔２３側の端面の中央とを接続するよう形成されている。

【0033】

供給通路６０２の噴孔２３側の端部には、絞り孔６０４が接続している。延伸通路６０３の噴孔２３とは反対側の端部には、絞り孔６０５が接続している。絞り孔６０５は、中間部材６０に対し噴孔２３とは反対側の空間に連通している。

【0034】

ノズル大径部２１３と中間部材本体６１との接続部の径方向外側には、ガイドリング８１が設けられている。ガイドリング８１は、例えば金属により略円筒状に形成されている。ガイドリング８１の内径は、ノズル大径部２１３の外径、および、中間部材本体６１のノズル大径部２１３側の端部の外径よりやや大きい。これにより、ノズルボデー２０と中間部材６０との径方向の位置ズレが抑制されている。

【0035】

シリンダ３４は、噴孔２３とは反対側の端面が、中間部材本体６１の噴孔２３側の端面に当接、または、中間部材本体６１の噴孔２３側の端面から離間可能である。圧力制御室３００は、シリンダ３４の内周壁およびニードル本体３１の噴孔２３とは反対側の端面と中間部材本体６１の噴孔２３側の端面との間に形成されている。

【0036】

高圧燃料通路６０１の噴孔２３側の端部は、ノズル大径部２１３の内周壁とシリンダ３４の外周壁との間に開口している。これにより、高圧燃料通路６０１は、ノズル室２００に連通している。供給通路６０２に接続する絞り孔６０４および延伸通路６０３の噴孔２３側の端部は、シリンダ３４の径方向内側、すなわち中間部材本体６１の圧力制御室３００側の面に開口している。これにより、供給通路６０２および延伸通路６０３は、圧力制御室３００に連通している。

【0037】

インジェクタボデー４０は、中間部材６０に対し噴孔２３とは反対側に設けられている。インジェクタボデー４０は、ボデー本体４１、ボデーねじ部４２、配管接続部４３、高圧燃料通路４０１を有している。ボデー本体４１は、例えば金属により筒状に形成されている。ボデー本体４１は、噴孔２３側の端面が、中間部材本体６１の噴孔２３とは反対側の端面に当接するよう設けられている。ボデーねじ部４２は、ボデー本体４１の噴孔２３側の端部の外周壁に形成されている。

【0038】

高圧燃料通路４０１は、ボデー本体４１の内周壁と外周壁との間においてボデー本体４１の軸に略平行となるよう形成されている。高圧燃料通路４０１は、ボデー本体４１の噴孔２３側の端面の高圧燃料通路６０１および供給通路６０２の開口部に対応する位置に開口している。これにより、高圧燃料通路４０１は、高圧燃料通路６０１および供給通路６０２に連通している。

【0039】

配管接続部４３は、ボデー本体４１の外周壁から径方向外側へ延びるようボデー本体４１と一体に形成されている（図１参照）。配管接続部４３の内側には、高圧燃料通路４０１に連通する通路が形成されている。配管接続部４３には、コモンレール２から延びる燃料配管が接続される。これにより、コモンレール２から供給された高圧の燃料は、配管接続部４３内の通路を経由して高圧燃料通路４０１に流れる。高圧燃料通路４０１に流れた燃料は、高圧燃料通路６０１を経由してノズル室２００に流れ、供給通路６０２を経由して圧力制御室３００に流れる。その結果、ノズル室２００および圧力制御室３００が高圧の燃料で満たされる。

【0040】

開閉部７０は、ボデー本体４１の噴孔２３側の端部の内側に設けられている。開閉部７０は、駆動部７１、可動部材７２を有している。可動部材７２は、軸部７３、磁性体部７４、先端部７５を有している。軸部７３は、例えば金属により棒状に形成されている。磁性体部７４は、例えば磁性体により環状の円板状に形成され、軸部７３の一方の端部に嵌め込まれている。先端部７５は、例えば金属により略球状に形成され、軸部７３の他方の端部に嵌め込まれている。

【0041】

可動部材７２は、ボデー本体４１の噴孔２３側の端部の内側において、ボデー本体４１の軸に略平行な方向に往復移動可能に設けられている。可動部材７２は、先端部７５が、中間部材本体６１の噴孔２３とは反対側の端面の絞り孔６０５に対応する部位に当接可能、または、当該部位から離間可能に設けられている。中間部材６０と可動部材７２との当接箇所周りの構成については、後に詳述する。

【0042】

低圧側空間４００は、可動部材７２の軸部７３の噴孔２３側の端部の径方向外側に形成されている。低圧側空間４００は、図示しない低圧燃料通路に連通している。可動部材７２の先端部７５が中間部材本体６１の噴孔２３とは反対側の端面の絞り孔６０５に対応する部位に当接しているとき、圧力制御室３００と低圧側空間４００との延伸通路６０３および絞り孔６０５を経由した連通は遮断されている。一方、可動部材７２が中間部材本体６１の噴孔２３とは反対側の端面の絞り孔６０５に対応する部位から離間しているとき、圧力制御室３００と低圧側空間４００との延伸通路６０３および絞り孔６０５を経由した連通は許容されている。このように、開閉部７０は、可動部材７２を中間部材本体６１に当接、または、中間部材本体６１から離間させることで、圧力制御室３００と低圧側空間４００との間を開閉する。

【0043】

駆動部７１は、可動部材７２に対し噴孔２３とは反対側に設けられ、通電により磁気吸引力を発生し、可動部材７２の磁性体部７４を噴孔２３とは反対側へ吸引可能である。車両に設けられたＥＣＵ１００（図１参照）は、駆動部７１への通電を制御可能である。ＥＣＵ１００は、駆動部７１への通電を制御することにより、開閉部７０の可動部材７２の作動を制御し、圧力制御室３００と低圧側空間４００との間の開閉を制御可能である。

【0044】

リテーニングナット５０は、ナット筒部５１、ナットねじ部５３を有している。ナット筒部５１は、例えば金属により形成されている。ナット筒部５１は、ナット小径部５１１、ナット中径部５１２、ナット大径部５１３を有している。ナット小径部５１１は、略円筒状に形成されている。ナット中径部５１２は、ナット小径部５１１の一端に接続するようナット小径部５１１と一体に略円筒状に形成されている。ナット中径部５１２の外径は、ナット小径部５１１の外径と同じである。ナット中径部５１２の内径は、ナット小径部５１１の内径より大きい。ナット大径部５１３は、ナット中径部５１２のナット小径部５１１とは反対側の端部に接続するようナット中径部５１２と一体に略円筒状に形成されている。ナット大径部５１３の外径は、ナット中径部５１２の外径と同じである。ナット大径部５１３の内径は、ナット中径部５１２の内径より大きい。

【0045】

ナットねじ部５３は、インジェクタボデー４０のボデーねじ部４２に螺合可能なよう、ナット大径部５１３のナット中径部５１２とは反対側の端部の内周壁に形成されている。リテーニングナット５０は、ナット小径部５１１のナット大径部５１３側の環状の端面が、ノズル大径部２１３のノズル小径部２１１側の環状の端面に当接し、ナットねじ部５３がボデーねじ部４２に螺合するようにして設けられている。これにより、ノズルボデー２０とインジェクタボデー４０とが互いに近付く方向の軸力が発生している。そのため、中間部材６０は、ノズルボデー２０とインジェクタボデー４０との間に挟まれ、ノズル大径部２１３の中間部材本体６１側の端面と中間部材本体６１のノズル大径部２１３側の端面との間、および、中間部材本体６１のボデー本体４１側の端面とボデー本体４１の中間部材本体６１側の端面との間に、所定の圧力が作用した状態となっている。

【0046】

次に、中間部材６０と可動部材７２との当接箇所周りの構成について詳細に説明する。

【0047】

図２～４に示すように、中間部材本体６１には、中間部材凹部６１０、凹部６１１が形成されている。中間部材凹部６１０は、中間部材本体６１のノズルボデー２０とは反対側の端面から環状に凹むよう形成されている。凹部６１１は、中間部材本体６１のノズルボデー２０とは反対側の端面のうち中間部材凹部６１０の径方向内側の部位から環状に凹むよう形成されている（図３参照）。中間部材本体６１のノズルボデー２０とは反対側の端面のうち凹部６１１の径方向内側に平面状の弁座面６２が形成されている（図４参照）。

【0048】

図５に示すように、高圧溝６３は、円環状に形成され、弁座面６２を円形の内側弁座面６２１と円環状の外側弁座面６２２とに区画している。

【0049】

図３、４に示すように、可動部材７２の先端部７５は、球状の部材の一部を平面状に加工することにより形成されている。この平面状の部位が平面部７５０に対応し、弁座面６２に当接可能である。

【0050】

図４、５に示すように、絞り孔６０５の延伸通路６０３とは反対側の端部は、高圧溝６３を形成する壁面である高圧溝６３の底面に開口している。本実施形態では、絞り孔６０５は、高圧溝６３の周方向に等間隔で４つ形成されている。

【0051】

図５～７に示すように、逃がし通路６４は、管路であって、流入側開口部６４１、流出側開口部６４２を有している。流入側開口部６４１は、内側弁座面６２１の中央に形成されている。そのため、可動部材７２の平面部７５０が弁座面６２から離間したとき、平面部７５０と弁座面６２との間の燃料は、流入側開口部６４１に流入可能である。流出側開口部６４２は、弁座面６２の径方向外側に位置する凹部６１１を形成するテーパ状の壁面に形成されている。そのため、逃がし通路６４の燃料は、流出側開口部６４２から低圧側空間４００に流出可能である。なお、図４、６では、平面部７５０と弁座面６２とが離間した状態を示している。

【0052】

次に、燃料噴射装置１の作動について説明する。

【0053】

コモンレール２からの高圧燃料は、高圧燃料通路４０１、高圧燃料通路６０１を経由してノズル室２００に供給される（図２参照）。ニードルスプリング３３は、ニードル３０に対し閉弁方向の荷重を加える。

【0054】

高圧燃料通路４０１の燃料の一部は、供給通路６０２に接続する絞り孔６０４を通って圧力制御室３００に供給される。図２に示すように、駆動部７１への通電がオフの状態では、圧力制御室３００は高圧燃料で満たされている。ニードル３０は、ニードルスプリング３３の荷重と圧力制御室３００の燃料圧力とから、閉弁方向の力を受ける。

【0055】

駆動部７１への通電がオンになると、可動部材７２は、駆動部７１の磁気吸引力により開弁方向に移動し、圧力制御室３００と低圧側空間４００との延伸通路６０３および絞り孔６０５を経由した連通が許容される。これにより、圧力制御室３００の制御プレート３５に対しニードル３０側の燃料は、オリフィス通路３５０を通って制御プレート３５に対し中間部材６０側に流れ、延伸通路６０３および絞り孔６０５を通って低圧側空間４００に流れ、低圧燃料通路に排出される。その結果、圧力制御室３００の燃料圧力が低下する。このとき、制御プレート３５は、圧力制御室３００の燃料圧力およびサポートスプリング３６の付勢力により中間部材６０に押し付けられている。

【0056】

圧力制御室３００の燃料圧力が低下すると、ニードル３０がニードルスプリング３３の荷重と圧力制御室３００の燃料圧力とから閉弁方向に受ける力よりも、ニードル３０がノズル室２００の燃料圧力から開弁方向に受ける力の方が大きくなる。そのため、ニードル３０が開弁方向に移動し、弁座２２０から離間する。これにより、ノズル室２００の燃料が噴孔２３から噴射される。

【0057】

駆動部７１への通電がオフになると、可動部材７２が閉弁方向に移動し、中間部材６０に当接し、圧力制御室３００と低圧側空間４００との延伸通路６０３および絞り孔６０５を経由した連通が遮断される。そのため、圧力制御室３００の燃料圧力は、供給通路６０２から供給される燃料により上昇する。これにより、ニードル３０がノズル室２００の燃料圧力から開弁方向に受ける力よりも、ニードル３０がニードルスプリング３３の荷重と圧力制御室３００の燃料圧力とから閉弁方向に受ける力の方が大きくなる。そのため、ニードル３０が閉弁方向に移動し、弁座２２０に当接する。これにより、ノズル室２００の燃料の噴孔２３からの噴射が停止する。なお、供給通路６０２から圧力制御室３００に高圧燃料が供給されるとき、制御プレート３５は、サポートスプリング３６の付勢力に抗してニードル３０側に移動し得る。

【0058】

次に、比較形態に対する本実施形態の優位な点について説明する。

【0059】

図８に示すように、比較形態では、延伸通路６０３に接続する絞り孔６０５が１つであり、絞り孔６０５の延伸通路６０３とは反対側の端部が弁座面６２の中央に開口する構成である。可動部材７２の平面部７５０が弁座面６２から離間したとき、絞り孔６０５から流出する燃料の量をＱ、絞り孔６０５を平面部７５０まで延長して形成される円筒状の仮想面の面積をＳｓｅａｔ＿ｉｎ、平面部７５０と弁座面６２との距離をｈ、絞り孔６０５の開口部の内径をＤｉｎとすると、可動部材７２の平面部７５０が弁座面６２から離間したときに、平面部７５０と弁座面６２との隙間において絞り孔６０５から径方向外側へ流れる燃料の流速Ｖｓｅａｔ＿ｉｎは、下記の式１により求めることができる。
Ｖｓｅａｔ＿ｉｎ＝Ｑ／Ｓｓｅａｔ＿ｉｎ＝Ｑ／πＤｉｎ×ｈ ・・・式１
式１のとおり、流速Ｖｓｅａｔ＿ｉｎは、内径Ｄｉｎに対し反比例の関係となるため、比較形態では、絞り孔６０５の開口部の内径Ｄｉｎを大きくすると、流速Ｖｓｅａｔ＿ｉｎが小さくなる（図９参照）。

【0060】

絞り孔６０５内の燃料の圧力をＰｉｎとすると、可動部材７２の平面部７５０に作用する受圧力Ｆｌｉｆｔは、下記の式２により求めることができる。式２における「＾」はべき乗を示す。
Ｆｌｉｆｔ＝Ｐｉｎ×π（Ｄｉｎ／２）＾２ ・・・式２
式２のとおり、絞り孔６０５の開口部の内径Ｄｉｎを大きくすると、受圧力Ｆｌｉｆｔが増大する（図９参照）。

【0061】

弁座面６２の摩耗量は、燃料の圧力と流速Ｖｓｅａｔ＿ｉｎに比例するため、比較形態では、絞り孔６０５の開口部の内径Ｄｉｎを大きくすることにより、流速Ｖｓｅａｔ＿ｉｎを小さくでき（式１、図９参照）、その結果、弁座面６２の摩耗量を低減できる。しかしながら、比較形態では、絞り孔６０５の開口部の内径Ｄｉｎを大きくすると、可動部材７２の平面部７５０の受圧面の面積が増大し、平面部７５０に作用する受圧力Ｆｌｉｆｔが増大するため（式２、図９参照）、可動部材７２を駆動する駆動部７１を大型化する必要があり、燃料噴射装置が大型化するおそれがある。したがって、想定使用範囲においては、弁座面６２の摩耗量を低減できるものの、燃料噴射装置が大型化するおそれがある（図９参照）。

【0062】

一方、本実施形態では、絞り孔６０５が連通する高圧溝６３の外周壁の内径すなわち外側弁座面６２２の内径をＤｉｎとすると、Ｄｉｎを大きくすることにより、流速Ｖｓｅａｔ＿ｉｎを小さくでき（式１、図１０参照）、その結果、弁座面６２の摩耗量を低減できる。

【0063】

また、本実施形態では、上記のようにＤｉｎを大きくするとともに、高圧溝６３の内周壁の外径すなわち内側弁座面６２１の外径を大きくすることにより、可動部材７２の平面部７５０の受圧面の面積を一定にできるため、平面部７５０に作用する受圧力Ｆｌｉｆｔを一定に（小さく）できる（図１０参照）。

【0064】

以上より、本実施形態では、外側弁座面６２２の内径Ｄｉｎを大きくすることにより弁座面６２の摩耗量を低減しつつ、内径Ｄｉｎの拡大に応じて内側弁座面６２１の外径を大きくすることにより平面部７５０に作用する受圧力Ｆｌｉｆｔを小さくし駆動部７１の大型化を抑制できる点で、比較形態に対し優位である。したがって、想定使用範囲において、弁座面６２の摩耗量を低減しつつ、燃料噴射装置１の大型化を抑制できる（図１０参照）。

【0065】

以上説明したように、＜１＞本実施形態では、中間部材６０は、中間部材本体６１の低圧側空間４００側に形成され平面部７５０と当接可能な平面状の弁座面６２、弁座面６２から環状に凹み弁座面６２を内側弁座面６２１と外側弁座面６２２とに区画する高圧溝６３、および、高圧溝６３を形成する壁面に開口し高圧溝６３と延伸通路６０３とを接続する少なくとも１つの絞り孔６０５を有する。

【0066】

弁座面６２に開口し可動部材７２の当接により閉塞される開口部を形成する環状の高圧溝６３の外周壁の内径を拡大することにより、可動部材７２と弁座面６２との隙間を流れる燃料の流速を低減させることができる。これにより、弁座面６２の摩耗量の低減を図ることができる。

【0067】

さらに、環状の高圧溝６３の外周壁の内径の拡大に応じて高圧溝６３の内周壁の外径を拡大することにより、可動部材７２の当接により閉塞される開口部の面積を一定の大きさに維持でき、可動部材７２に作用する受圧力の増大を抑制できる。これにより、可動部材７２の駆動部７１を大型化させる必要がなくなり、燃料噴射装置１の大型化を抑制できる。したがって、弁座面６２の摩耗を抑制可能な小型の燃料噴射装置１を実現できる。

【0068】

また、＜２＞本実施形態では、燃料噴射装置１は、逃がし通路６４をさらに備える。逃がし通路６４は、中間部材６０に設けられ、内側弁座面６２１に開口する流入側開口部６４１、および、低圧側空間４００と連通する流出側開口部６４２を有し、平面部７５０が弁座面６２から離間または弁座面６２に当接することにより流入側開口部６４１が開閉される。

【0069】

可動部材７２の平面部７５０が弁座面６２から離間したとき、平面部７５０と内側弁座面６２１との間の燃料（圧力）を、逃がし通路６４を経由して低圧側空間４００に逃がすことができる。これにより、平面部７５０に対する燃料からの受圧力をさらに小さくすることができ、駆動部７１の大型化をさらに抑制できる。

【0070】

また、＜３＞本実施形態では、逃がし通路６４は、管路であって、流入側開口部６４１が内側弁座面６２１に形成され、流出側開口部６４２が低圧側空間４００に連通している。高圧溝６３は、環状に形成されている。

【0071】

高圧溝６３の中心に対して軸対称形状のため、流れの偏りが少なく性能を安定させることができる。また、中間部材６０側の加工で完結し、可動部材７２側の加工が不要のため、加工コストを低減することができる。

【0072】

（第２実施形態）
第２実施形態の燃料噴射装置の一部を図１１、１２に示す。第２実施形態は、中間部材６０、逃がし通路の構成が第１実施形態と異なる。

【0073】

＜４＞本実施形態では、中間部材６０は、高圧溝６３において内側弁座面６２１と外側弁座面６２２とを段差なく接続する封止部６５を有している。

【0074】

本実施形態は、逃がし通路６４に代えて、逃がし通路６６を備えている。逃がし通路６６は、内側弁座面６２１、封止部６５の平面部７５０側の端面、および、外側弁座面６２２から凹むよう溝状に形成されている。

【0075】

逃がし通路６６の流入側開口部６６１は、内側弁座面６２１の中央に形成されている。逃がし通路６６の流出側開口部６６２は、弁座面６２の径方向外側に位置する凹部６１１を形成するテーパ状の壁面に形成されている。

【0076】

可動部材７２の平面部７５０が弁座面６２から離間したとき、平面部７５０と弁座面６２との間の燃料は、流入側開口部６６１に流入し、逃がし通路６６を通って、流出側開口部６６２から低圧側空間４００に流出可能である。

【0077】

以上説明したように、＜４＞本実施形態では、中間部材６０は、高圧溝６３において内側弁座面６２１と外側弁座面６２２とを段差なく接続する封止部６５を有している。逃がし通路６６は、内側弁座面６２１、封止部６５の平面部７５０側の端面、および、外側弁座面６２２から凹むよう溝状に形成されている。

【0078】

逃がし通路６６が溝状のため、第１実施形態と比べ、加工実現性が高い。また、中間部材６０側の加工で完結し、可動部材７２側の加工が不要のため、加工コストを低減することができる。

【0079】

（第３実施形態）
第３実施形態の燃料噴射装置の一部を図１３、１４に示す。第３実施形態は、可動部材７２、逃がし通路の構成が第１実施形態と異なる。

【0080】

＜５＞本実施形態では、先端部７５は円柱状に形成されている（図１４参照）。先端部７５の中間部材６０側の端面が平面部７５０に対応し、弁座面６２に当接可能である。

【0081】

本実施形態は、逃がし通路６４に代えて、逃がし通路７６を備えている。逃がし通路７６は、横通路７６５、縦通路７６６、流入側開口部７６１、流出側開口部７６２を有している。横通路７６５は、先端部７５の軸に対し垂直に延びるよう形成されている。これにより、先端部７５の外周壁において先端部７５の軸を挟む位置に流出側開口部７６２が形成されている。

【0082】

縦通路７６６は、横通路７６５の中央と平面部７５０の中央とを接続するよう形成されている。これにより、平面部７５０の中央に流入側開口部７６１が形成されている。

【0083】

可動部材７２の平面部７５０が弁座面６２から離間したとき、平面部７５０と弁座面６２との間の燃料は、流入側開口部７６１に流入し、逃がし通路７６の縦通路７６６、横通路７６５を通って、流出側開口部７６２から低圧側空間４００に流出可能である。

【0084】

以上説明したように、＜５＞本実施形態では、逃がし通路７６は、管路であって、流入側開口部７６１が平面部７５０に形成され、流出側開口部７６２が低圧側空間４００に連通している。高圧溝６３は、環状に形成されている。

【0085】

高圧溝６３の中心に対して軸対称形状のため、流れの偏りが少なく性能を安定させることができる。また、逃がし通路７６を可動部材７２側に設けることで、中間部材６０側の通路構造の複雑化を回避でき、加工コストを低減できる。

【0086】

（第４実施形態）
第４実施形態の燃料噴射装置の一部を図１５、１６に示す。第４実施形態は、中間部材６０、可動部材７２、逃がし通路の構成が第１実施形態と異なる。

【0087】

＜６＞本実施形態では、「逃がし通路」として、第２実施形態で示した逃がし通路６６、および、第３実施形態で示した逃がし通路７６を備えている。ここで、逃がし通路７６は「第１逃がし通路」に対応し、逃がし通路６６は「第２逃がし通路」に対応する。

【0088】

本実施形態は、逃がし通路６６を含む第２実施形態の構成と逃がし通路７６を含む第３実施形態の構成とを組み合わせた構成である。

【0089】

以上説明したように、＜６＞本実施形態では、逃がし通路は、可動部材７２に設けられた「第１逃がし通路」としての逃がし通路７６、および、中間部材６０に設けられた「第２逃がし通路」としての逃がし通路６６を有する。逃がし通路７６は、管路であって、流入側開口部７６１が平面部７５０に形成され、流出側開口部７６２が低圧側空間４００に連通している。

【0090】

中間部材６０は、高圧溝６３において内側弁座面６２１と外側弁座面６２２とを段差なく接続する封止部６５を有する。逃がし通路６６は、内側弁座面６２１、封止部６５の平面部７５０側の端面、および、外側弁座面６２２から凹むよう溝状に形成されている。

【0091】

本実施形態では、逃がし通路６６および逃がし通路７６の２つの逃がし通路を備えるため、１つの逃がし通路のみ備える第１～３実施形態と比べ、逃がし通路に流せる燃料の流量を増大できる。燃料圧力がより高圧の場合でも、平面部７５０に対する燃料からの受圧力を効果的に低減できる。

【0092】

（他の実施形態）
他の実施形態では、高圧溝を形成する壁面に開口し高圧溝と延伸通路とを接続する絞り孔は、４つに限らず、１つ以上であればいくつ形成されていてもよい。また、絞り孔は、高圧溝の底面に限らず、高圧溝を形成する壁面であれば、高圧溝の内周壁または外周壁等どの壁面に開口していてもよい。

【0093】

また、他の実施形態は、逃がし通路を備えていなくてもよい。逃がし通路を備えていなくても、中間部材が、弁座面を内側弁座面と外側弁座面とに区画する環状の高圧溝、および、高圧溝と延伸通路とを接続する絞り孔を有する構成により、燃料噴射装置を大型化させることなく、弁座面の摩耗を抑制可能である。

【0094】

このように、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0095】

１ 燃料噴射装置、２ コモンレール（蓄圧配管）、２０ ノズルボデー、２３ 噴孔、３０ ニードル（弁部材）、６０ 中間部材、６１ 中間部材本体、６２ 弁座面、６３ 高圧溝、７２ 可動部材、２００ ノズル室、３００ 圧力制御室、４００ 低圧側空間、６０３ 延伸通路、６０５ 絞り孔、６２１ 内側弁座面、６２２ 外側弁座面、７５０ 平面部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】