DE102015015518A1 | 2017-06-14 | |||
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\¥0 2020/174898 23 卩(:170? 2020 /000824 請求の範囲 [請求項 1 ] 第 1弁座 5 1 3) 及び第 2弁座 (2 5匕, 5 1 匕) を有 する弁ボディ (2 0) と、 前記第 1弁座及び前記第 2弁座の両方に対向するように配置され、 前記第 1弁座に対して離座及び着座する第 1弁部 (3 6 3 , 6 2 3) 、 並びに前記第 2弁座に対して離座及び着座する第 2弁部 (3 6匕, 6 2匕) を有する弁体 (3 0) と、 を備え、 前記弁体の変位に伴って前記第 1弁部及び前記第 2弁部は一体的に 変位し、 前記第 1弁部が前記第 1弁座に対して離座及び着座することにより 、 第 1流体及び第 2流体の両方の噴射及び噴射の停止が行われ、 前記第 2弁部が前記第 2弁座に対して離座及び着座することにより 、 前記第 2流体の噴射及び噴射の停止が行われる 流体噴射装置。 [請求項 2] 前記第 1弁部が前記第 1弁座から離座することにより形成される流 路を第 1噴射流路 (\^/ 2 1) とし、 前記第 2弁部が前記第 2弁座から離座することにより形成される流 路を第 2噴射流路 (\^/ 2 2) とするとき、 前記第 1弁部及び前記第 2弁部が前記第 1弁座及び前記第 2弁座か ら離座したとき、 前記第 1流体は、 前記第 1噴射流路及び前記第 2噴 射流路のうち、 前記第 1噴射流路のみを流れて噴射され、 前記第 2流 体は、 前記第 1噴射流路及び前記第 2噴射流路の両方を流れて噴射さ れる 請求項 1 に記載の流体噴射装置。 [請求項 3] 前記弁体には、 前記第 1流体を前記第 1噴射流路に導入する導入流 路 (3 1〜 3 3) が形成されている 請求項 2に記載の流体噴射装置。 [請求項 4] 前記弁体の先端部には、 前記第 1弁部及び前記第 2弁部を同軸上に \¥0 2020/174898 24 卩(:170? 2020 /000824 有する同一円錐面 (3 5 , 6 1 ) が形成され、 前記弁ボディには、 前記第 1弁座及び前記第 2弁座を同軸上に有す る同一円錐面 (2 4 , 5 2) が形成されている 請求項 2又は 3に記載の流体噴射装置。 [請求項 5] 前記第 1弁部及び前記第 2弁部は、 前記弁体の円錐面に面として形 成され、 前記第 1弁座及び前記第 2弁座は、 前記弁ボディの円錐面に面とし て形成され、 前記弁体の円錐面及び前記弁ボディの円錐面の少なくとも一方には 、 環状溝 (3 4 , 5 0) が形成され、 前記弁体の円錐面には、 前記環状溝に対応する部分を境界として前 記第 1弁部及び前記第 2弁部が形成され、 前記弁ボディの円錐面には、 前記環状溝に対応する部分を境界とし て前記第 1弁座及び前記第 2弁座が形成されている 請求項 4に記載の流体噴射装置。 [請求項 6] 前記第 1弁部及び前記第 2弁部が前記第 1弁座及び前記第 2弁座に 着座したとき、 前記第 1弁部の全面及び前記第 2弁部の全面が前記弁 ボディの前記円錐面に接触する 請求項 4又は 5に記載の流体噴射装置。 [請求項 7] 前記弁体の先端部には、 前記第 1弁部及び前記第 2弁部を有する平 面 (3 7) が形成され、 前記弁ボディには、 前記第 1弁座及び前記第 2弁座を有する平面 ( 2 6) が形成されている 請求項 2又は 3に記載の流体噴射装置。 [請求項 8] 前記第 1弁部及び前記第 2弁部は、 前記弁体の平面に面として形成 され、 前記第 1弁座及び前記第 2弁座は、 前記弁ボディの平面に面として 形成され、 \¥0 2020/174898 25 卩(:170? 2020 /000824 前記弁体の平面及び前記弁ボディの平面の少なくとも一方には、 環 状溝 (3 4) が形成され、 前記弁体の平面には、 前記環状溝に対応する部分を境界として前記 第 1弁部及び前記第 2弁部が形成され、 前記弁ボディの平面には、 前記環状溝に対応する部分を境界として 前記第 1弁座及び前記第 2弁座が形成されている 請求項 7に記載の流体噴射装置。 [請求項 9] 前記第 1弁部及び前記第 2弁部が前記第 1弁座及び前記第 2弁座に 着座したとき、 前記第 1弁部の全面及び前記第 2弁部の全面が前記弁 ボディの平面に接触する 請求項 7又は 8に記載の流体噴射装置。 [請求項 10] 前記第 1噴射流路に前記第 1流体を導入する流路を導入流路 (3 1 〜 3 3) とするとき、 前記導入流路には、 前記第 1噴射流路に導入される前記第 1流体の 流量を調整する絞り部 (3 3) が形成されている 請求項 2〜 9のいずれか一項に記載の流体噴射装置。 [請求項 1 1 ] 前記第 1弁部が前記第 1弁座から離座することにより形成される流 路を第 1噴射流路とし、 前記第 2弁部が前記第 2弁座から離座することにより形成される流 路を第 2噴射流路とするとき、 前記第 1流体及び前記第 2流体を外部に噴射する噴孔 (2 9) の総 断面積は、 前記第 1噴射流路の流路断面積及び前記第 2噴射流路の流 路断面積のいずれよりも小さい 請求項 2〜 1 0のいずれか一項に記載の流体噴射装置。 [請求項 12] 前記第 1流体に印加される噴射のための圧力、 及び前記第 2流体に 印加される噴射のための圧力は、 同一の圧力に設定されている 請求項 2〜 1 1のいずれか一項に記載の流体噴射装置。 [請求項 13] 前記第 1流体に印加される噴射のための圧力よりも、 前記第 2流体 \¥0 2020/174898 26 卩(:170? 2020 /000824 に印加される噴射のための圧力の方が高い 請求項 2〜 1 1のいずれか一項に記載の流体噴射装置。 [請求項 14] 前記第 1流体に印加される噴射のための圧力は、 零に設定されてい る 請求項 1 3に記載の流体噴射装置。 [請求項 15] 前記第 1流体は液体であり、 前記第 2流体は気体である 請求項 2〜 1 4のいずれか一項に記載の流体噴射装置。 [請求項 16] 前記第 1流体は液体であり、 前記第 2流体は気体であり、 前記気体に印加される噴射のための圧力よりも、 前記液体に印加さ れる噴射のための圧力の方が高い 請求項 2〜 1 1のいずれか一項に記載の流体噴射装置。 [請求項 17] 前記気体は空気である 請求項 1 5又は 1 6に記載の流体噴射装置。 [請求項 18] 前記気体に印加される噴射のための圧力は一定の圧力に設定されて おり、 前記液体に印加される噴射のための圧力を調整する圧力制御、 及び 前記弁体の駆動制御により前記気体及び前記液体のそれぞれの噴射量 を制御する制御部 (1 6 0) を更に備える 請求項 1 5〜 1 7のいずれか一項に記載の流体噴射装置。 [請求項 19] 前記気体として、 可燃性ガスが用いられ、 前記弁体の駆動制御により前記可燃性ガスの噴射量を制御するとと もに、 前記液体に印加される噴射のための圧力を調整する圧力制御に より前記液体の噴射量を制御する制御部 (1 6 0) を更に備える 請求項 1 5又は 1 6に記載の流体噴射装置。 |
発明の名称 : 流体噴射装置
関連出願の相互参照
[0001 ] 本出願は、 2 0 1 9年2月 2 7日に出願された日本国特許出願 2 0 1 9—
0 3 4 4 8 5号に基づくものであって、 その優先権の利益を主張するもので あり、 その特許出願の全ての内容が、 参照により本明細書に組み込まれる。 技術分野
[0002] 本開示は、 流体噴射装置に関する。
背景技術
[0003] 近年、 車両から排出される二酸化炭素の削減やエミ ッションの低減を目的 として、 ディーゼルエンジンの燃料として軽油に代え て〇 ◦ (圧縮天然ガ ス) を用いる車両が開発されている。 〇 〇は、 軽油と比較すると着火性が 悪いため、 ディーゼルエンジンの気筒内で圧縮した際に 燃焼し難いという問 題がある。 そこで、 着火用に少量の軽油をディーゼルエンジンの 気筒内に噴 射することが検討されている。 このような構成の場合、 2種類の燃料を噴射 する燃料噴射装置をディーゼルエンジンに搭 載する必要がある。 従来、 2種 類の燃料を噴射する燃料噴射装置としては、 例えば下記の特許文献 1 に記載 の燃料噴射装置がある。
[0004] 特許文献 1 に記載の燃料噴射装置は、 第 1燃料及び第 2燃料の噴射を制御 するように構成される第 1弁二ード及び第 2弁二ードルと、 第 1弁二ードル 及び第 2弁二ードルのそれぞれに関連する第 1制御室及び第 2制御室と、 第 1制御弁と、 第 2制御弁とを備えている。 第 1制御弁は、 第 1制御弁部材を 備え、 第 1弁二ードルの開放及び閉鎖が行われるよう 第 1制御室の制御流 体の圧力を変化させるように構成されている 。 第 2制御弁は、 第 2制御弁部 材を備え、 第 2弁二ードルの開放及び閉鎖が行われるよう 第 2制御室の制 御流体の圧力を変化させるように構成されて いる。 第 1制御弁部材及び第 2 制御弁部材は、 共通制御弁軸に沿って直線動作するように構 成されている。 \¥0 2020/174898 2 卩(:17 2020 /000824 先行技術文献
特許文献
[0005] 特許文献 1 :特表 2 0 1 6 - 5 1 9 2 4 9号公報
発明の概要
[0006] 特許文献 1 に記載の燃料噴射装置では、 2種類の燃料を噴射するために、
2つの制御弁が必要であるため、 構造が複雑化する可能性がある。
なお、 このような課題は、 2種類の燃料を噴射する燃料噴射装置に限ら 、 任意の 2種類の流体を噴射する流体噴射装置に共通 る課題である。
[0007] 本開示の目的は、 2種類の流体を噴射する構成でありながら、 構造を簡素 化することの可能な流体噴射装置を提供する ことにある。
[0008] 本開示の一態様による流体噴射装置は、 弁ボディと、 弁体と、 を備える。
弁ボディは、 第 1弁座及び第 2弁座を有する。 弁体は、 第 1弁座及び第 2弁 座の両方に対向するように配置され、 第 1弁座に対して離座及び着座する第 1弁部、 並びに第 2弁座に対して離座及び着座する第 2弁部を有する。 弁体 の変位に伴って第 1弁体及び第 2弁体が _体的に変位する。 第 1弁部が第 1 弁座に対して離座及び着座することにより、 第 1流体及び第 2流体の両方の 噴射及び噴射の停止が行われる。 第 2弁部が第 2弁座に対して離座及び着座 することにより、 第 2流体の噴射及び噴射の停止が行われる。
[0009] この構成によれば、 一つの弁体に第 1弁部及び第 2弁部が形成されている ため、 従来の燃料噴射装置のように、 第 1流体に対応する弁体、 及び第 2流 体に対応する弁体を別々に有する構造と比較 すると、 構造を簡素化すること が可能である。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]図 1は、 第 1実施形態の燃料噴射システムの概略構成を すブロック図 である。
[図 2]図 2は、 第 1実施形態の流体噴射装置の断面構造を示す 面図である。 [図 3]図 3は、 第 1実施形態の流体噴射装置の動作例を示す断 図である。 \¥0 2020/174898 3 卩(:170? 2020 /000824
[図 4]図 4は、 第 1実施形態の第 1変形例の流体噴射装置の断面構造を示す断 面図である。
[図 5]図 5は、 第 2実施形態の流体噴射装置の断面構造を示す 面図である。 [図 6]図 6は、 比較例の流体噴射装置の断面構造を示す断面 図である。
[図 7]図 7は、 第 3実施形態の流体噴射装置の断面構造を示す 面図である。 [図 8]図 8は、 比較例の流体噴射装置の断面構造を示す断面 図である。
[図 9]図 9は、 第 4実施形態の流体噴射装置の断面構造を示す 面図である。 [図 10]図 1 0は、 第 5実施形態の流体噴射装置の断面構造を示す 面図であ る。
[図 1 1]図 1 1は、 第 5実施形態の流体噴射装置の動作例を示す断 図である
[図 12]図 1 2は、 第 6実施形態の流体噴射装置の断面構造を示す 面図であ る。
発明を実施するための形態
[001 1] 以下、 流体噴射装置の実施形態について図面を参照 しながら説明する。 説 明の理解を容易にするため、 各図面において同一の構成要素に対しては可 能 な限り同一の符号を付して、 重複する説明は省略する。
<第 1実施形態>
はじめに、 図 1 に示される燃料噴射システム 1の概要について説明する。 図 1 に示される燃料噴射システム 1は、 車両のディーゼルエンジンの気筒 1 0 0内に〇 ◦及び軽油の 2種類の燃料を噴射するシステムである、 〇 ◦ は、 ディーゼルエンジンの主燃料である。 軽油は、 着火用の燃料として用い られる。 本実施形態では、 軽油が第 1流体に相当し、 が、 可燃性ガス である第 2流体に相当する。 燃料噴射システム 1は、 流体噴射装置 1 0と、 気体燃料タンク 1 1 〇と、 液体燃料タンク 1 2 0と、 気体燃料ポンプ 1 3 0 と、 液体燃料ポンプ 1 4 0と、 駆動部 1 5 0と、 コントローラ 1 6 0とを備 えている。 本実施形態では、 コントローラ 1 6 0が制御部に相当する。
[0012] 気体燃料タンク 1 1 0には、 〇 〇、 又は〇 〇が低温液化した!- 〇 ( \¥0 2020/174898 4 卩(:170? 2020 /000824
液化天然ガス) が充填されている。 気体燃料ポンプ 1 3 0は、 気体燃料タン ク 1 1 〇に充填されている を流体噴射装置 1 0に圧送する。 または、 気体燃料ポンプ 1 3 0は、 気体燃料タンク 1 1 0に充填されている !_ ◦を 、 噴射に必要な圧力に昇圧された〇 ◦として流体噴射装置 1 0に圧送する 。 液体燃料タンク 1 2 0には、 軽油が充填されている。 液体燃料ポンプ 1 4 〇は、 液体燃料タンク 1 2 0に充填されている軽油を流体噴射装置 1 0に圧 送する。
[0013] 流体噴射装置 1 0は、 軸線 1 を中心に円筒状に形成される弁ボディ 2 0 と、 弁ボディ 2 0の内部に収容される弁体 3 0とを備えている。 弁体 3 0は 、 駆動部 1 5 0から付与される駆動力に基づいて軸線 1 に沿った方向に変 位する。 駆動部 1 5 0としては、 例えばソレノイ ド等を用いて弁体 3 0に電 磁力を付与することにより弁体 3 0を変位させるアクチユエータを用いるこ とができる。 駆動部 1 5 0によって弁体 3 0が変位することで、 弁体 3 0が 開閉動作する。 流体噴射装置 1 〇では、 弁体 3 0が開弁状態になることによ り、 及び軽油がディーゼルエンジンの気筒 1 0 0内に噴射される。
[0014] コントローラ 1 6 0は、 〇 IIやメモリ等を有するマイクロコンビユータ を中心に構成されている。 コントローラ 1 6 0は、 気体燃料ポンプ 1 3 0を 制御することにより、 流体噴射装置 1 の圧力を調整す る。 また、 コントローラ 1 6 0は、 液体燃料ポンプ 1 4 0を制御することに より、 流体噴射装置 1 〇に供給される軽油の圧力を調整する。 コントローラ 1 6 0は、 流体噴射装置 1 0に供給される 0 〇の圧力及び軽油の圧力が同 一の圧力となるように気体燃料ポンプ 1 3 0及び液体燃料ポンプ 1 4 0を制 御している。 さらに、 コントローラ 1 6 0は、 駆動部 1 5 0を制御すること により、 弁体 3 0の開閉動作を制御する。 コントローラ 1 6 0は、 気体燃料 ポンプ 1 3 0、 液体燃料ポンプ 1 4 0、 及び駆動部 1 5 0の制御を通じて、 気筒 1 0 0内に噴射される 0 〇及び軽油の噴射量や噴射時期を制御する燃 料噴射制御を実行する。
[0015] 次に、 流体噴射装置 1 〇の構造について具体的に説明する。 \¥0 2020/174898 5 卩(:17 2020 /000824
図 2に示されるように、 弁ボディ 2 0は、 軸線 1 を中心に円筒状に形成 されている。 なお、 以下では、 便宜上、 図 2に示される軸線 1 に平行な方 向 1, 2のうち、 1方向を上方とも称し、 2方向を下方とも称する
[0016] 弁ボディ 2 0の内部には、 軸線 1 に沿って延びるように第 1弁体収容孔
2 1及び第 2弁体収容孔 2 2が形成されている。 第 1弁体収容孔 2 1は、 弁 ボディ 2 0の先端部から上方に延びるように形成され いる。 第 2弁体収容 孔 2 2は、 第 1弁体収容孔 2 1の上端部に連通されるように形成されてい 。 軸線 1 に直交する第 1弁体収容孔 2 1及び第 2弁体収容孔 2 2のそれぞ れの断面形状は円形状に形成されている。 第 2弁体収容孔 2 2の内径は、 第 1弁体収容孔 2 1の内径よりも大きい。 第 1弁体収容孔 2 1及び第 2弁体収 容孔 2 2には、 弁体 3 0が収容されている。 第 2弁体収容孔 2 2の内周面と 弁体 3 0の外周面との間に形成される隙間は第 1供給流路 1 1 を構成して いる。 第 1供給流路\^/ 1 1 には軽油が供給されている。 第 1弁体収容孔 2 1 の内周面と弁体 3 0の外周面との間に形成される隙間は第 2供給流路 】 2 を構成している。 第 2供給流路\^/ 1 2には、 弁ボディ 2 0に形成される第 3 が供給されている。
[0017] 第 1弁体収容孔 2 1の上端部の内周面と弁体 3 0の外周面との間には、 摺 動シール部 4 0が設けられている。 摺動シール部 4 0は、 軸線 1 を中心に 円環状に形成されている。 摺動シール部 4 0は、 第 1弁体収容孔 2 1の内周 面と弁体 3 0の外周面との間に形成される隙間をシール ている。 これによ り、 第 1供給流路\^/ 1 1 と第 2供給流路\^/ 1 2とが互いに独立した流路とし て構成されている。 摺動シール部 4 0は、 軸線 1 に沿った方向に摺動可能 に弁体 3 0を支持している。
[0018] 弁ボディ 2 0の先端部の中央には、 第 1弁体収容孔 2 1から弁ボディ 2 0 の外部に貫通するように噴孔 2 9が形成されている。 噴孔 2 9は、 び軽油を気筒 1 〇〇内に噴射する部分である。 第 1弁体収容孔 2 1の内周面 のうち、 弁ボディ 2 0の先端部に位置する部分には、 円錐面 2 4が形成され \¥0 2020/174898 6 卩(:170? 2020 /000824
ている。 円錐面 2 4は、 軸線 1 を中心に形成されるとともに、 軸線 1 に 直交する内部空間の断面積が噴孔 2 9に近づくほど小さくなるように形成さ れている。
[0019] 弁体 3 0は、 軸線 1 を中心に有底円筒状に形成されている。 弁体 3 0の 先端部は、 軸線 1 を中心に円錐状に形成されている。 弁体 3 0の先端部に 形成される円錐面 3 5は、 弁ボディ 2 0の円錐面 2 4に対向するように配置 されている。 円錐面 3 5には、 軸線 1 を中心に円環状に形成される環状溝 3 4が設けられている。 弁体 3 0の円錐面 3 5は、 環状溝 3 4を境界として 2つの面 3 6 1〇に区分されている。 以下では、 一方の面 3 6 8を 「 第 1弁部 3 6 3」 と称し、 他方の面 3 6匕を 「第 2弁部 3 6匕」 と称する。
[0020] 弁体 3 0の内部には、 軸線 1 に沿って延びるように導入流路 3 1が形成 されている。 弁体 3 0には、 弁体 3 0において第 1供給流路 1 1 に面する 外周面から導入流路 3 1の内周面に貫通するように導入流路 3 2が形成され ている。 弁体 3 0の先端部には、 環状溝 3 4から導入流路 3 1の内周面に延 びるように複数の導入流路 3 3が形成されている。
[0021 ] 次に、 流体噴射装置 1 0の動作例について説明する。
図 3に示されるように、 弁体 3 0が閉弁状態であるとき、 弁体 3 0の第 1 弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6 が弁ボディ 2 0の円錐面 2 4に着座している 。 以下では、 弁ボディ 2 0の円錐面 2 4のうち、 弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3 が着座する面を第 1弁座 2 5 3と称し、 弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕が着座す る面を第 2弁座 2 5匕と称する。 弁体 3 0が閉弁状態であるとき、 弁体 3 0 の各弁部 3 6 3 , 3 6匕と弁ボディ 2 0の円錐面 2 4との間に形成される隙 間が閉塞されているため、 第 1供給流路\^/ 1 1 に供給される軽油、 及び第 2 供給流路 1 2に供給される 0 ◦は噴孔 2 9から噴射されない。
[0022] なお、 弁体 3 0及び弁ボディ 2 0の加工上のばらつきにより、 弁体 3 0の 円錐面 3 5の円錐角度及び弁ボディ 2 0の円錐面 2 4の円錐角度には、 実際 には、 ある程度のばらつきが生じる可能性がある。 このような加工上のばら つきにより、 弁ボディ 2 0の第 1弁座 2 5 3と弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3と \¥0 2020/174898 7 卩(:170? 2020 /000824
の間、 及び弁ボディ 2 0の第 2弁座 2 5匕と弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕との 間に隙間が形成されるおそれがある。 それらの間に隙間が形成されると、 弁 体 3 0が閉弁状態であるにも関わらず、 〇 ◦及び軽油が外部に漏れる懸念 がある。
[0023] この点、 弁ボディ 2 0の第 1弁座 2 5 3と弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3との 隙間が確実に閉塞されていれば、 仮に弁ボディ 2 0の第 2弁座 2 5匕と弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕との間に若干の隙間が形成されたとして 、 〇 ◦及 び軽油の漏れを防止することは可能である。 したがって、 本実施形態の流体 噴射装置 1 〇では、 弁体 3 0が閉弁状態であるとき、 弁ボディ 2 0の第 2弁 座 2 5匕と弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕との間に若干の隙間が形成されること は許容範囲であるが、 弁ボディ 2 0の第 1弁座 2 5 3及び弁体 3 0の第 1弁 部 3 6 3は確実に接触することが好ましい。
[0024] 図 3に示される状態から駆動部 1 5 0が弁体 3 0をリフト動作させると、 図 2に示されるように、 弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6匕が弁 ボディ 2 0の第 1弁座 2 5 3及び第 2弁座 2 5匕から離座する。 すなわち、 弁体 3 0の変位に伴って第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6匕が_体的に変位 することにより、 弁体 3 0が開弁する。 これにより、 弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3と弁ボディ 2 0の第 1弁座 2 5 3 との間に第 1噴射流路\^ 2 1が形成さ れるとともに、 弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕と弁ボディ 2 0の第 2弁座 2 5匕 との間に第 2噴射流路\^/ 2 2が形成される。 したがって、 第 1供給流路 】
1 に供給されている軽油は、 弁体 3 0の導入流路 3 1〜 3 3及び第 1噴射流 路\^/ 2 1 を通じて噴孔 2 9から噴射される。 また、 第 2供給流路\^/ 1 2に供 給されている 0 ◦は、 第 2噴射流路 2 2及び第 1噴射流路 2 1 を通じ て噴孔 2 9から噴射される。 よって、 軽油及び が気筒 1 0 0内に噴射 される。
[0025] このように、 本実施形態の流体噴射装置 1 0では、 弁体 3 0の第 1弁部 3
6 3が弁ボディ 2 0の第 1弁座 2 5 3に対して離座及び着座することにより 、 軽油及び の両方の噴射及び噴射の停止が行われる。 また、 弁体 3 0 \¥0 2020/174898 8 卩(:170? 2020 /000824
の第 2弁部 3 6 が弁ボディ 2 0の第 2弁座 2 5 に対して離座及び着座す ることにより、 の噴射及び噴射の停止が行われる。
[0026] 以上説明した本実施形態の流体噴射装置 1 0によれば、 以下の ( 1 ) 〜 (
9 ) に示される作用及び効果を得ることができる 。
( 1 ) 一つの弁体 3 0に第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6匕が形成されて いるため、 従来の燃料噴射装置のように 2種類の流体のそれぞれに対応する 2つの弁体を有する構造と比較すると、 構造を簡素化することができる。
[0027] ( 2 ) 弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6匕が弁ボディ 2 0の第
1弁座 2 5 3及び第 2弁座 2 5匕から離座したとき、 軽油は、 第 1噴射流路 1及び第 2噴射流路 2 2のうち、 第 1噴射流路\^/ 2 1のみを流れて噴 射され、 0 ◦は、 第 1噴射流路 2 1及び第 2噴射流路 2 2の両方を流 れて噴射される。 このような構成によれば、 簡素な構造で 2種類の流体を噴 射することが可能である。
[0028] ( 3 ) 弁体 3 0には、 軽油を第 1噴射流路\^/ 2 1 に導入する導入流路 3 1
〜 3 3が形成されている。 このような構成によれば、 軽油を噴射するための 構造を簡素化することが可能である。
( 4 ) 弁体 3 0の先端部には、 第 1弁部 3 6 3 及び第 2弁部 3 6匕を同軸 上に有する同一円錐面 3 5が形成されている。 弁ボディ 2 0には、 第 1弁座 2 5 3及び第 2弁座 2 5匕を同軸上に有する同一円錐面 2 4が形成されてい る。 このような構成によれば、 駆動部 1 5 0から弁体 3 0に付与される軸方 向の駆動力により弁ボディ 2 0の円錐面 2 4に弁体 3 0の円錐面 3 5を接触 させた際に、 楔効果により、 弁体 3 0に付与される軸方向の力よりも大きい 力を第 1弁座 2 5 3 と第 1弁部 3 6 3との接触部分、 及び第 2弁座 2 5匕と 第 2弁部 3 6匕との接触部分に付与することが可能であ 。 よって、 より確 実に弁体 3 0を閉弁状態にすることが可能である。
[0029] ( 5 ) 第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6 13は、 弁体 3 0の円錐面 3 5に面 として形成されている。 第 1弁座 2 5 3及び第 2弁座 2 5匕は、 弁ボディ 2 0の円錐面 2 4に面として形成されている。 弁体 3 0の円錐面 3 5には、 環 \¥0 2020/174898 9 卩(:170? 2020 /000824
状溝 3 4が形成されている。 弁体 3 0の円錐面 3 5には、 環状溝 3 4に対応 する部分を境界として第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6匕が形成されている 。 弁ボディ 2 0の円錐面 2 4には、 環状溝 3 4に対応する部分を境界として 第 1弁座 2 5 3及び第 2弁座 2 5匕が形成されている。 このような構成によ れば、 弁ボディ 2 0の円錐面 2 4に第 1弁座 2 5 3及び第 2弁座 2 5匕を稜 線で形成し、 且つ弁体 3 0の円錐面 3 5に第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6 匕を稜線で形成する場合と比較すると、 弁ボディ 2 0及び弁体 3 0の加工が 容易となる。
[0030] ( 6 ) 仮に弁体 3 0に環状溝 3 4が形成されていない場合には、 弁体 3 0 の複数の導入流路 3 3から第 1噴射流路\^/ 2 1 に軽油が直接供給されること になる。 この場合、 弁体 3 0の円錐面 3 5において複数の導入流路 3 3が開 口している部分には軽油が流れ易くなる一方 、 複数の導入流路 3 3が開口し ていない部分には軽油が流れ難い。 そのため、 弁体 3 0の円錐面 3 5の周方 向において軽油の流量分布にばらつきが生じ る。 これは、 流体噴射装置 1 0 から噴射される軽油の噴射状態にむらを生じ させる要因となる。 この点、 本 実施形態の流体噴射装置 1 〇では、 複数の導入流路 3 3を流れた軽油が環状 溝 3 4に流入することにより、 弁体 3 0の円錐面 3 5の周方向において軽油 の流量分布にばらつきを軽減することができ るため、 流体噴射装置 1 〇から 噴射される軽油の噴射状態にむらが生じ難く なる。
[0031 ] ( 7 ) 導入流路 3 3は、 導入流路 3 1から第 1噴射流路\^/ 2 1 に供給され る軽油の流量を調整する絞り部として機能す る。 このような構成によれば、 軽油の噴射量を容易に調整することが可能で ある。
( 8 ) 軽油に印加される噴射のための圧力、 及び 0 〇に印加される噴射 のための圧力は、 同一の圧力に設定されている。 このような構成によれば、 弁体 3 0の導入流路 3 3から第 1噴射流路\^/ 2 1 に供給される軽油が第 2供 給流路\^/ 1 2に流れたり、 第 2供給流路\^/ 1 2から第 2噴射流路\^/ 2 2に供 給される 0 〇が弁体 3 0の導入流路 3 3に流れたりすることを回避できる 。 よって、 流体噴射装置 1 〇の内部において軽油及び〇 〇が混合し難くな \¥0 2020/174898 10 卩(:17 2020 /000824
る。
[0032] (9) 流体噴射装置 1 0は、 液体である軽油と、 気体である〇 〇とを噴 射する。 このような構成によれば、 気体である〇 ◦の膨張エネルギを活用 して、 液体である軽油の噴射速度を向上させること ができるとともに、 液体 である軽油をより微粒化することが可能であ る。
[0033] (第 1変形例)
次に、 第 1実施形態の流体噴射装置 1 0の第 1変形例について説明する。 図 4に示されるように、 本変形例の弁ボディ 2 0には、 第 2供給流路 1 2に 0 ◦を供給するための流路として、 環状溝 1 4及び供給流路 1 5 が形成されている。 環状溝 弁ボディ 2 0の外周面に円環状に形成 されている。 供給流路\^/ 1 5は、 環状溝 \^/ 1 4と第 2供給流路\^/ 1 2とを連 通するように形成されている。 本変形例の流体噴射装置 1 〇では、 気体燃料 ポンプ 1 3 0から環状溝 1 4に 0 ◦が供給される。 環状溝 1 4に供給 される 供給流路\^/ 1 5を通じて第 2供給流路\^/ 1 2に供給される 。 このような構成であっても、 弁ボディ 2 0の内部に形成される第 2供給流 を供給することが可能である。
[0034] (第 2変形例)
次に、 第 1実施形態の流体噴射装置 1 〇の第 2変形例について説明する。 本変形例のコントローラ 1 6 0は、 流体噴射装置 1 0に供給される軽油の 圧力よりも、 〇 〇の圧力の方が高くなるように気体燃料ポン プ 1 3 0及び 液体燃料ポンプ 1 4 0を制御する。 すなわち、 本変形例では、 軽油に印加さ れる噴射のための圧力よりも、 〇 〇に印加される噴射のための圧力の方が 高い。 このような構成によれば、 〇 〇の流速を利用して軽油を噴射するこ とができる。 また、 軽油に印加される噴射のための圧力を小さく できること から、 液体燃料ポンプ 1 4 0として小型のボンプを用いることが可能で る
[0035] なお、 軽油に印加される噴射のための圧力を零に設 定することも可能であ る。 このような構成によれば、 液体燃料ポンプ 1 4 0そのものを不要とする \¥0 2020/174898 1 1 卩(:170? 2020 /000824
ことができる。
(第 3変形例)
次に、 第 1実施形態の流体噴射装置 1 〇の第 3変形例について説明する。
[0036] 本変形例のコントローラ 1 6 0は、 流体噴射装置 1 0に供給される 0 〇 の圧力よりも、 軽油の圧力が高くなるように気体燃料ポンプ 1 3 0及び液体 燃料ポンプ 1 4 0を制御する。 すなわち、 本変形例では、 〇 〇に印加され る噴射のための圧力よりも、 軽油に印加される噴射のための圧力の方が高 い 。 このような構成によれば、 第 1供給流路\^/ 1 1 を流れる軽油を摺動シール 部 4 0と弁体 3 0との間の摺動部分に流入させることが可能 ある。 また、 第 1供給流路\^/ 1 1 を流れる軽油を、 導入流路 3 1 〜 3 3を通じて第 2弁座 2 5 匕と第 2弁部 3 6 匕との間の摺動部分にも流入させることが可 能である 。 それらの摺動部分の少なくとも一方に軽油が 流入することにより、 それら の摺動部分の少なくとも一方を潤滑すること ができるため、 摺動部分の摩耗 を抑制することができる。
[0037] (第 4変形例)
次に、 第 1実施形態の流体噴射装置 1 〇の第 4変形例について説明する。 本変形例のコントローラ 1 6 0は、 駆動部 1 5 0を制御することにより、 弁体 3 0のリフ ト量や開弁時間等を調整する駆動制御を実行 する。 コントロ —ラ 1 6 0は、 この弁体 3 0の駆動制御を通じて、 状況に応じた 射量の調整を行う。 また、 コントローラ 1 6 0は、 液体燃料ポンプ 1 4 0を 制御することにより、 軽油に印加される噴射のための圧力を調整す る圧力制 御を行う。 コントローラ 1 6 0は、 液体燃料ポンプ 1 4 0の圧力制御を通じ て、 軽油の噴射量の調整を行う。 このような構成によれば、 の調圧が 不要でありながら、 〇 〇及び軽油の両方の噴射量を制御することが 可能で ある。
[0038] <第 2実施形態>
次に、 流体噴射装置 1 〇の第 2実施形態について説明する。 以下、 第 1実 施形態の流体噴射装置 1 〇との相違点を中心に説明する。 \¥0 2020/174898 12 卩(:170? 2020 /000824
図 5に示されるように、 本実施形態の流体噴射装置 1 0は、 弁体 3 0が閉 弁した際に、 弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6匕のそれぞれの全 面が、 弁ボディ 2 0の円錐面 2 4に接触するように構成されている。 これに より、 弁ボディ 2 0の第 1弁座 2 5 3 と弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3との接触 部分を第 1 ト部とすると、 第 1 ト部の内径 ø 1 0は弁体 3 0の第 1 弁部 3 6 3の内径に等しく、 第 1シート部の外径 ¢ 1 1は弁体 3 0の第 1弁 部 3 6 3の外径に等しくなっている。 また、 弁ボディ 2 0の第 2弁座 2 5匕 と弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕との接触部分を第 2シート部とすると、 第 2シ -卜部の内径 ø 2 0は弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕の内径に等しく、 第 2シー 卜部の外径 ø 2 1は弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕の外径に等しくなっている。
[0039] 図 6は、 比較例として、 弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3の一部が弁ボディ 2 0 の円錐面 2 4に接触するように構成された流体噴射装置 1 0の断面構造を図 示したものである。 この場合、 第 1シート部の内径 ø 1 0は、 弁ボディ 2 0 の円錐面 2 4の内径に等しく、 また第 1シート部の外径 0 1 1は弁体 3 0の 第 1弁部 3 6 3の外径に等しくなっている。 図 6に示される構造の場合、 4 つの径 0 1 0 , 0 1 1 , 0 2 0 , ø 2 1の同軸度の精度、 並びに第 1シート 部及び第 2シート部のそれぞれの幅の精度を高めるた には、 弁ボディ 2 0 の円錐面 2 4及び弁体 3 0の各弁部 3 6 3 , 3 6 のそれぞれに関して高い 加工精度が要求される。 そのため、 第 1シート部及び第 2シート部の同軸度 や幅の精度を高めることが困難になるおそれ がある。
[0040] これに対し、 図 5に示される本実施形態の流体噴射装置 1 0では、 4つの 径 0 1 0 , 0 1 1 , 0 2 0 , ¢ 2 1の同軸度の精度、 並びに第 1シート部及 び第 2シート部のそれぞれの幅の精度を高めるた には、 基本的には、 弁体 3 0の各弁部 3 6 13に関して加工精度を高めるだけでよい。 そのた め、 第 1シート部及び第 2シート部の同軸度や幅の精度を容易に高め こと が可能である。
[0041 ] 以上説明した本実施形態の流体噴射装置 1 0によれば、 以下の (1 0) に 示される作用及び効果を更に得ることができ る。 \¥0 2020/174898 13 卩(:170? 2020 /000824
( 1 0 ) 図 5に示される構造を有する流体噴射装置 1 0では、 弁体 3 0の 第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6匕が弁ボディ 2 0の第 1弁座 2 5 3及び第 2弁座 2 5匕に着座したとき、 第 1弁部 3 6 3の全面及び第 2弁部 3 6匕の 全面が弁ボディ 2 0の円錐面 2 4に接触する。 このような構成によれば、 第 1 シート部の内径 0 1 0及び外径 0 1 1、 並びに第 2シート部の内径 0 2 0 及び外径 ø 2 1の同軸度の精度、 並びに第 1 シート部及び第 2シート部のそ れそれの幅の精度を向上させ易くなる。
[0042] <第 3実施形態>
次に、 流体噴射装置 1 〇の第 3実施形態について説明する。 以下、 第 1実 施形態の流体噴射装置 1 〇との相違点を中心に説明する。
図 7に示されるように、 本実施形態の流体噴射装置 1 0では、 弁体 3 0の 先端部に平面 3 7が形成されている。 平面 3 7には、 軸線 1 を中心に円環 状に形成される環状溝 3 4が設けられている。 弁体 3 0には、 環状溝 3 4か ら導入流路 3 1の内周面に延びるように複数の導入流路 3 3が形成されてい る。 平面 3 7における環状溝 3 4の内側の部分には、 軸線 1 を中心に円形 状に形成される凹部 3 8が設けられている。
[0043] 弁ボディ 2 0の第 1弁体収容孔 2 1の内周面のうち、 弁ボディ 2 0の先端 部に位置する部分には、 平面 2 6が形成されている。 弁ボディ 2 0の平面 2 6は弁体 3 0の平面 3 7に対向している。 弁ボディ 2 0の先端部の中央には 、 第 1弁体収容孔 2 1から弁ボディ 2 0の先端面に貫通するように噴孔 2 9 が形成されている。 噴孔 2 9の内径は弁体 3 0の凹部 3 8の内径よりも小さ い。
[0044] 弁体 3 0の平面 3 7は、 環状溝 3 4を境界として 3 6 b に区分されている。 以下では、 一方の面 3 6 3を 「第 1弁部 3 6 3」 と称し 、 他方の面 3 6匕を 「第 2弁部 3 6匕」 と称する。 第 1弁部 3 6 3は、 弁体 3 0の平面 3 7のうち、 環状溝 3 4よりも内側に位置するとともに、 凹部 3 8の外側に位置する部分であって、 且つ弁ボディ 2 0の平面 2 6に対向する 部分である。 第 2弁部 3 6匕は、 弁体 3 0の平面 3 7のうち、 環状溝 3 4よ \¥0 2020/174898 14 卩(:170? 2020 /000824
りも外側に位置し、 且つ弁ボディ 2 0の平面 2 6に対向する部分である。
[0045] 弁ボディ 2 0の平面 2 6のうち、 弁体 3 0が閉弁した際に弁体 3 0の第 1 弁部 3 6 3が接触する部分は第 1弁座 2 5 3を構成し、 弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕が接触する部分は第 2弁座 2 5匕を構成している。
図 7に示される本実施形態の流体噴射装置 1 0は、 弁体 3 0が閉弁した際 に、 弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3の全面が弁ボディ 2 0の平面 2 6に接触する ように構成されている。 これにより、 弁ボディ 2 0の第 1弁座 2 5 3と弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3との接触部分を第 1 シート部とすると、 第 1シート部 の内径 0 1 0は弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3の内径に等しく、 第 1シート部の 外径 ø 1 1は弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3の外径に等しくなっている。 また、 弁ボディ 2 0の第 2弁座 2 5匕と弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕との接触部分を 第 2シート部とすると、 第 2シート部の内径 0 2 0は弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕の内径に等しく、 第 2シート部の外径 0 2 1は弁体 3 0の第 2弁部 3 6 の外径に等しくなっている。
[0046] 図 8は、 比較例として、 弁体 3 0の平面 3 7に凹部 3 8が設けられていな い流体噴射装置 1 〇の断面構造を図示したものである。 この場合、 第 1シー 卜部の内径 0 1 0は、 弁ボディ 2 0の平面 2 6の内径に等しく、 また第 1シ -卜部の外径 0 1 1は弁体 3 0の第 1弁部 3 6 3の外径に等しくなっている 。 図 8に示される構造の場合、 4つの径 ø 1 0 , 0 1 1 , 0 2 0 , ¢ 2 1の 同軸度の精度、 並びに第 1シート部及び第 2シート部のそれぞれの幅の精度 を高めるためには、 弁ボディ
3 6 13のそれぞれに関して高い加工精度が要求さ る。 そのため、 第 1シー 卜部及び第 2シート部の同軸度や幅の精度を高めること 困難になるおそれ がある。
[0047] これに対し、 図 7に示される本実施形態の流体噴射装置 1 0では、 4つの 径 0 1 0 , 0 1 1 , 0 2 0 , ¢ 2 1の同軸度の精度、 並びに第 1シート部及 び第 2シート部のそれぞれの幅の精度を高めるた には、 基本的には、 弁体 3 0の各弁部 3 6 13に関して加工精度を高めるだけでよい。 そのた \¥0 2020/174898 15 卩(:170? 2020 /000824
め、 第 1シート部及び第 2シート部の同軸度や幅の精度を容易に高め こと が可能である。
[0048] 以上説明した本実施形態の流体噴射装置 1 0によれば、 上記の (1) 〜 (
3) , (6) 〜 (9) に示される作用及び効果に加え、 以下の (1 1) 〜 (
1 3) に示される作用及び効果を得ることができる 。
(1 1) 弁体 3 0の先端部には、 第 1弁部 3 6 3 及び第 2弁部 3 6 匕を有 する平面 3 7が形成されている。 弁ボディ 2 0には、 第 1弁座 2 5 3及び第 2弁座 2 5匕を有する平面 2 6が形成されている。 このような構成によれば 、 弁ボディ 2 0及び弁体 3 0の接触部分を円錐状に形成する場合と比較 る と、 円錐角度のばらつきに起因する開口不良の発 生を抑制することができる
[0049] (1 2) 第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6匕は、 弁体 3 0の平面 3 7に面 として形成されている。 第 1弁座 2 5 3及び第 2弁座 2 5匕は、 弁ボディ 2 0の平面 2 6に面として形成されている。 弁体 3 0の平面には、 環状溝 3 4 に対応する部分を境界として第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6匕が形成され ている。 弁ボディ 2 0の平面 2 6には、 環状溝 3 4に対応する部分を境界と して第 1弁座 2 5 3及び第 2弁座 2 5匕が形成されている。 このような構成 によれば、 弁ボディ 2 0の平面 2 6に第 1弁座 2 5 3及び第 2弁座 2 5匕を 稜線で形成し、 且つ弁体 3 0の平面 3 7に第 1弁部 3 6 3 及び第 2弁部 3 6 匕を稜線で形成する場合と比較すると、 弁ボディ 2 0及び弁体 3 0の加工が 容易となる。
[0050] (1 3) 第 1弁部 3 6 3及び第 2弁部 3 6匕が第 1弁座 2 5 3及び第 2弁 座 2 5匕に着座したとき、 第 1弁部 3 6 3の全面及び第 2弁部 3 6匕の全面 が弁ボディ 2 0の平面 2 6に接触する。 このような構成によれば、 第 1シー 卜部の内径 ø 1 〇及び外径 ø 1 1、 並びに第 2シート部の内径 0 2 0及び外 径 0 2 1の同軸度の精度、 並びに第 1 シート部及び第 2シート部のそれぞれ の幅の精度を向上させ易くなる。
[0051 ] <第 4実施形態> \¥0 2020/174898 16 卩(:170? 2020 /000824
次に、 流体噴射装置 1 〇の第 4実施形態について説明する。 以下、 第 1実 施形態の流体噴射装置 1 〇との相違点を中心に説明する。
図 9に示されるように、 本実施形態の流体噴射装置 1 0では、 弁ボディ 2 〇の円錐面 2 4の先端部に当たる部分に、 半球状の空間からなるサック部 2 7が形成されている。 弁ボディ 2 0には、 サック部 2 7の内周面から弁ボデ ィ 2 0の先端面に貫通するように複数の噴孔 2 9が形成されている。 この流 体噴射装置 1 〇では、 弁体 3 0が開弁した際に、 第 1噴射流路\^/ 2 1 を通過 及び軽油がサック部 2 7に一時的に溜められた後、 複数の噴孔 2 9から噴射される。
[0052] 本実施形態の流体噴射装置 1 0では、 軸線 1 に直交する第 1噴射流路
2 1の流路断面積を 「3 1」 とし、 軸線 1 に直交する第 2噴射流路 2 2 の流路断面積を 「3 2」 とし、 軸線 1 に直交する複数の噴孔 2 9のそれぞ れの断面積の合計値である噴孔 2 9の総断面積を 「3 3」 とするとき、 断面 積 3 3は断面積 3 1 , 3 2のいずれよりも小さい。
[0053] 以上説明した本実施形態の流体噴射装置 1 0によれば、 以下の ( 1 4 ) に 示される作用及び効果を更に得ることができ る。
( 1 4 ) 噴孔 2 9の総断面積 3 3が噴射流路 2 1 , 2 2の断面積 3 1 , 3 2のいずれよりも小さければ、 〇 〇及び軽油が第 1噴射流路 2 1 を 通じてサック部 2 7に流入した際に、 及び軽油をサック部 2 7におい て一時的に溜めることができる。 これにより、 サック部 2 7の内部の圧力を 高めることができるため、 より的確に〇 〇及び軽油を噴射することが可能 となる。
[0054] <第 5実施形態>
次に、 流体噴射装置 1 〇の第 5実施形態について説明する。 以下、 第 1実 施形態の流体噴射装置 1 〇との相違点を中心に説明する。
図 1 0に示されるように、 本実施形態の弁ボディ 2 0には、 弁体収容孔 2 1が弁ボディ 2 0の先端面 2 8に貫通するように形成されている。 弁体収容 孔 2 1 には弁体 3 0が収容されている。 弁体収容孔 2 1の内周面と弁体 3 0 \¥0 2020/174898 17 卩(:170? 2020 /000824
の外周面との間に形成される隙間は、 0 ◦が流通する第 2供給流路 1 2 を構成している。 弁ボディ 2 0には、 を供給す るための流路として、 環状溝 \^/ 1 4及び供給流路\^/ 1 5が形成されている。 環状溝 \^/ 1 4は、 弁ボディ 2 0の外周面に円環状に形成されている。 供給流 路\^/ 1 5は、 環状溝 \^/ 1 4と第 2供給流路\^/ 1 2とを連通するように形成さ れている。 本実施形態の流体噴射装置 1 〇では、 気体燃料ポンプ 1 3 0から 環状溝 1 4に 0 ◦が供給される。 環状溝 1 4に供給される 0 ◦は、 供給流路\^/ 1 5を通じて第 2供給流路\^/ 1 2に供給される。
[0055] 弁体収容孔 2 1の開口部には、 円錐面 5 2が形成されている。 円錐面 5 2 は、 弁ボディ 2 0の先端面 2 8に向かうほど、 内径が大きくなるように末広 がり状に形成されている。
円錐面 5 2には、 軸線〇! 1 を中心に円環状に形成される環状溝 5 0が形成 されている。 円錐面 5 2は、 環状溝 5 1 匕に区分されている。 以下では、 一方の面を 「第 1弁座 5 1 3」 と称し、 他 方の面 5 1 匕を 「第 2弁座 5 1 匕」 と称する。
[0056] 弁ボディ 2 0において弁体収容孔 2 1の周囲にあたる部分には、 軽油が流 通する複数の第 1供給流路 1 1が形成されている。 複数の第 1供給流路 1 1は、 軸線 1 に対して平行に延びるように形成されている 。 各第 1供給 流路\^/ 1 1は、 導入流路 5 1 を通じて環状溝 5 0に連通されている。
[0057] 弁体 3 0の先端部 6 0は、 下方に向かうほど外径が大きくなるように円 錐 台状に形成されている。 先端部 6 0の外周に形成される円錐面 6 1は、 弁ボ ディ 2 0の円錐面 5 2に対向している。
次に、 本実施形態の流体噴射装置 1 〇の動作例について説明する。
[0058] 図 1 1 に示されるように、 弁体 3 0が閉弁状態であるとき、 弁体 3 0の円 錐面 6 1が弁ボディ 2 0の第 1弁座 5 1 3及び第 2弁座 5 1 匕に着座してい る。 以下では、 弁体 3 0の円錐面 6 1のうち、 弁ボディ 2 0の第 1弁座 5 1 3に接触する面を第 1弁部 6 2 3 と称し、 弁ボディ 2 0の第 2弁座 5 1 匕に 接触する面を第 2弁部 6 2匕と称する。 弁体 3 0が閉弁状態であるとき、 弁 \¥0 2020/174898 18 卩(:170? 2020 /000824
体 3 0の円錐面 6 1 と弁ボディ 2 0の各弁座 5 1 3 , 5 1 匕との間に形成さ れる隙間が閉塞されているため、 第 1供給流路\^/ 1 1 に供給されている軽油 及び第 2供給流路 1 2に供給されている 0 ◦は噴射されない。
[0059] 図 1 1 に示される状態から駆動部 1 5 0が弁体 3 0を下方に動作させると 、 図 1 0に示されるように、 弁体 3 0の第 1弁部 6 2 3及び第 2弁部 6 2匕 が弁ボディ 2 0の第 1弁座 5 1 3及び第 2弁座 5 1 匕から離座する。 これに より、 弁体 3 0の第 1弁部 6 2 3と弁ボディ 2 0の第 1弁座 5 1 3との間に 第 1噴射流路\^/ 2 1が形成されるとともに、 弁体 3 0の第 2弁部 3 6匕と弁 ボディ 2 0の第 2弁座 5 1 匕との間に第 2噴射流路 2 2が形成される。 よ って、 第 1供給流路\^/ 1 1 に供給されている軽油は、 導入流路 5 1及び第 1 噴射流路\^/ 2 1 を通じて噴射される。 また、 第 2供給流路\^/ 1 2に供給され ている 0 ◦は、 第 2噴射流路 2 2及び第 1噴射流路 2 1 を通じて噴射 される。 したがって、 軽油及び が気筒 1 0 0内に噴射される。
[0060] このように、 本実施形態の流体噴射装置 1 0では、 弁体 3 0の第 1弁部 6
2 3が弁ボディ 2 0の第 1弁座 5 1 3に対して離座及び着座することにより 、 軽油及び の両方の噴射及び噴射の停止が行われる。 また、 弁体 3 0 の第 2弁部 6 2 が弁ボディ 2 0の第 2弁座 5 1 に対して離座及び着座す ることにより、 の噴射及び噴射の停止が行われる。
[0061 ] 以上説明した本実施形態の流体噴射装置 1 0によれば、 第 1実施形態の流 体噴射装置 1 〇と同一又は類似の作用及び効果を得ること ができる。
<第 6実施形態>
次に、 流体噴射装置 1 〇の第 6実施形態について説明する。 以下、 第 1実 施形態の流体噴射装置 1 〇との相違点を中心に説明する。
[0062] 本実施形態の流体噴射装置 1 0は、 車両の排気の浄化を目的として、 排気 中に尿素水を噴射する尿素水噴射装置として 用いられる。 流体噴射装置 1 〇 は、 弁体 3 0を駆動させる構成として、 駆動部 1 5 0により弁体 3 0に外力 を付与する構成に代えて、 流体圧力を利用して弁体 3 0を駆動させる構成を 有している。 \¥0 2020/174898 19 卩(:170? 2020 /000824
[0063] 具体的には、 図 1 2に示されるように、 本実施形態の弁体 3 0において摺 動シール部 4 0に対して摺動する部分である摺動部 6 3の外径は、 それより も先端部側の中間部 6 4の外径よりも大きくなっている。 これにより、 摺動 部 6 3と中間部 6 4との間には段差部 6 5が形成されている。 また、 弁体 3 0は、 弁ボディ 2 0の内部に設けられるスプリング 7 0により弁ボディ 2 0 の円錐面 2 4に向かって付勢されている。
本実施形態の第 1供給流路 1 1 には尿素水が供給されている。 また、 第 2供給流路\^/ 1 2には、 第 3供給流路\^/ 1 3を通じて空気が供給されている 。 本実施形態では、 尿素水が第 1流体に相当し、 空気が第 2流体に相当する
[0064] 次に、 本実施形態の流体噴射装置 1 0の動作例について説明する。
弁体 3 0が閉弁状態であるとき、 弁体 3 0の段差部 6 5には、 第 1供給流 路\^/ 1 1 に供給される尿素水の圧力と、 第 2供給流路\^/ 1 2に供給される空 気の圧力との差に応じた流体圧力が付与され る。 コントローラ 1 6 0は、 流 体噴射装置 1 〇に尿素水を圧送するポンプ、 及び流体噴射装置 1 〇に空気を 圧送するポンプを制御することにより、 弁体 3 0に付与される流体圧力がス プリング 7 0の付勢力よりも大きくなるように尿素水の 力及び空気の圧力 を調整する。 弁体 3 0に付与される流体圧力がスプリング 7 0の付勢力より も大きくなることにより、 スプリング 7 0の付勢力に抗して弁体 3 0がリフ 卜動作し、 弁体 3 0が開弁する。
[0065] 以上説明した本実施形態の流体噴射装置 1 0のように、 流体噴射装置 1 0 で用いられる 2種類の流体の圧力を利用して弁体 3 0をリフト動作させるよ うにすれば、 駆動部 1 5 0が不要となるため、 構造を簡素化することが可能 である。
<他の実施形態>
なお、 各実施形態は、 以下の形態にて実施することもできる。
[0066] 第 1実施形態及び第 2実施形態では、 環状溝 3 4が、 弁体 3 0の円錐面
3 5及び弁ボディ 2 0の円錐面 2 4の少なくとも一方に形成されていればよ \¥0 2020/174898 20 卩(:170? 2020 /000824
い。 また、 第 3実施形態では、 環状溝 3 4が、 弁体 3 0の平面 3 7及び弁ボ ディ 2 0の平面 2 6の少なくとも一方に形成されていればよい その他の実 施形態についても同様である。
[0067] ディーゼルエンジンでは、 二酸化炭素の削減やエミッションの低減を目 的として、 燃料である軽油の噴射圧力が益々高くなって おり、 現在では 2 5 0 [ 1\/1 3 ] 以上にもなっている。 そのため、 燃料噴射装置の各部の耐圧の 向上が必要となっており、 また軽油の昇圧のためのポンプの仕事量も大 きく なるという課題がある。 このようなディーゼルエンジンにおいて軽油 を噴射 する燃料噴射装置として、 各実施形態の流体噴射装置 1 0を用いることが有 効である。 具体的には、 各実施形態の流体噴射装置 1 0において軽油及び空 気を噴射するように構成する。 これにより、 空気の圧力を活用して軽油を微 粒化して噴射することができるため、 上記のディーゼルエンジンの課題を解 決することが可能である。 なお、 流体噴射装置 1 0に用いられる気体として 空気を用いれば、 気体が可燃性ではないため、 そのポンプ等における可燃物 の漏れを考慮する必要がなくなる。 そのため、 ポンプの構造を簡素化するこ とができる。 また、 気体を貯蔵するためのタンクが不要となる。
[0068] ガソリンエンジンでは、 二酸化炭素の削減やエミッションの低減を目 的 として、 燃料であるガソリンの噴射圧が益々高くなっ ており、 現在では 3 0 [ 1\/1 3 ] 以上にもなっている。 そのため、 燃料噴射装置の各部の耐圧の向 上が必要となっており、 またガソリンの昇圧のためのポンプの仕事量 も大き くなるという課題がある。 このようなガソリンエンジンにおいてガソリ ンを 噴射する燃料噴射装置として、 各実施形態の流体噴射装置 1 0を用いること が有効である。 具体的には、 各実施形態の流体噴射装置 1 0においてガソリ ン及び空気を噴射するように構成する。 これにより、 空気の圧力を活用して ガソリンを微粒化して噴射することができる ため、 上記のガソリンエンジン の課題を解決することが可能である。 なお、 流体噴射装置 1 0に用いられる 気体として空気を用いれば、 気体が可燃性ではないため、 そのポンプ等にお ける可燃物の漏れを考慮する必要がなくなる 。 そのため、 ポンプの構造を簡 \¥0 2020/174898 21 卩(:170? 2020 /000824
素化することができる。 また、 気体を貯蔵するためのタンクが不要となる。
[0069] 流体噴射装置 1 0から液体燃料と空気とを噴射する場合には 空気に印 加される噴射の圧力が一定の圧力に設定され ていてもよい。 具体的には、 コ ントローラ 1 6 0は、 空気に印加される噴射のための圧力が一定の 圧力とな るように空気用のポンプを制御する。 また、 コントローラ 1 6 0は、 液体燃 料用のポンプを制御することにより、 液体燃料に印加される噴射のための圧 力を調整する圧力制御を行う。 さらに、 コントローラ 1 6 0は、 駆動部 1 5 0を制御することにより、 弁体 3 0のリフト量や開弁時間等を調整する駆動 制御を実行する。 コントローラ 1 6 0は、 液体燃料の圧力制御及び弁体 3 0 の駆動制御を通じて空気及び液体燃料のそれ ぞれの噴射量を制御する。 この ような構成によれば、 空気の圧力を制御する構成が不要となるため 、 気体燃 料ポンプ 1 3 0を簡略化することができる。
[0070] 各実施形態の流体噴射装置 1 0に用いられる 2種類の流体は適宜変更可 能である。 例えば、 可燃性の気体として、 プロパンガス (I - 〇) 等を用い てもよい。 なお、 プロパンガスを用いる場合、 プロパンガスを 1 [ IV! 3 ] 程度に圧縮した状態で流体噴射装置 1 0に供給することにより、 流体噴射装 置 1 0の内部では、 プロパンガスが液体の状態で存在していても よい。 すな わち、 流体噴射装置 1 0に用いられる気体には、 常温常圧状態で気体である 流体が含まれる。
[0071 ] 本開示に記載のコントローラ 1 6 0及びその制御方法は、 コンピュータ プログラムにより具体化された 1つ又は複数の機能を実行するようにプログ ラムされたプロセッサ及びメモリを構成する ことによって提供された 1つ又 は複数の専用コンピュータにより、 実現されてもよい。 本開示に記載のコン トローラ 1 6 0及びその制御方法は、 1つ又は複数の専用ハードウエア論理 回路を含むプロセッサを構成することによっ て提供された専用コンピュータ により、 実現されてもよい。 本開示に記載のコントローラ 1 6 0及びその制 御方法は、 1つ又は複数の機能を実行するようにプログ ムされたプロセッ サ及びメモリと 1つ又は複数のハードウエア論理回路を含む ロセッサとの \¥0 2020/174898 22 卩(:170? 2020 /000824
組み合わせにより構成された 1つ又は複数の専用コンピュータにより、 実現 されてもよい。 コンピュータプログラムは、 コンピュータにより実行される インストラクションとして、 コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録 媒 体に記憶されていてもよい。 専用ハードウエア論理回路及びハードウエア 論 理回路は、 複数の論理回路を含むデジタル回路、 又はアナログ回路により実 現されてもよい。
[0072] 本開示は上記の具体例に限定されるものでは ない。 上記の具体例に、 当 業者が適宜設計変更を加えたものも、 本開示の特徴を備えている限り、 本開 示の範囲に包含される。 前述した各具体例が備える各要素、 及びその配置、 条件、 形状等は、 例示したものに限定されるわけではなく適宜 変更すること ができる。 前述した各具体例が備える各要素は、 技術的な矛盾が生じない限 り、 適宜組み合わせを変えることができる。