JPH10103176A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体中で衝撃的な圧力波を発生させ、この衝
撃的高圧波を有効に液体に伝播し、液体中での高圧波の
減衰を極力抑え、圧力波を噴射孔まで伝播させてそのエ
ネルギーにより液体を噴射させることができる液体噴射
装置を提供する。 【解決手段】 液体供給源と連通し下方に配置される加
圧室３２と、前記液体を噴射するための噴射孔と、この
噴射孔に前記加圧室から水平あるいは下方に液体を導く
噴射通路１５ａと、前記加圧室内の液体に衝撃圧を付与
するプランジャ１５２およびこれを駆動する電歪素子７
３または磁歪素子からなる高圧発生源１７を有する衝撃
的高圧発生手段とを具備し、前記噴射通路内の液体を介
して伝播した衝撃圧が到達した時点で開となるように構
成された弁手段を前記噴射孔近傍に配置し、前記高圧発
生源から発生する高圧波の伝播経路を、直接または反射
させて、前記噴射通路の加圧室側端部の開口部３３に向
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衝撃的高圧により
液体を噴射する液体噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の燃焼室に燃料を供給するため
の燃料供給ポンプが特開平８−８２２６６号公報に記載
されている。この公報記載の燃料供給ポンプは、圧電素
子を用いて容積型ポンプを構成したものであり、円筒状
シリンダ内に圧電素子（ＰＺＴアクチュエータ）により
駆動されるピストンを設け、ピストン押圧面側のシリン
ダ内部を加圧室とし、ピストンの対向面側の円筒端部に
燃料導入ポートと燃料吐出ポートの２つのポートを開口
させ、両ポートにはともに逆止弁を設けた構成である。

【０００３】このような構成において、圧電素子への電
圧印加によりその体積を変化させてピストンを駆動しこ
れを加圧室側に移動させ、加圧室の容積を変化させて加
圧室内の燃料圧力を上昇させ、燃料を吐出ポートから押
出すものである。このようにして、ピストン移動量、即
ち電圧に応じた圧電素子の定常的な体積変化量に応じて
加圧室内燃料の圧力が上昇し、この昇圧燃料は吐出ポー
トの逆止弁を通過して押出され、燃料パイプを介して高
圧インジェクタに供給される。

【０００４】上記公報記載の技術によれば、圧電素子へ
駆動信号が入力されてから実際に圧電素子が体積変化し
て必要な圧力に達するまでのタイムラグを考慮してイン
ジェクタの駆動信号を制御することにより、圧電素子の
体積変化後の定常状態になった変化量に基づく圧力上昇
に正確に対応させてインジェクタを制御し、噴射特性の
向上を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電素
子を駆動する場合、実際には、駆動信号入力直後に大き
な衝撃的圧力波を発生し、これが振動しながら減衰して
定常状態の圧力に達する。この衝撃的圧力波の圧力は圧
電素子の体積変化が定常状態に達したときの圧力よりも
充分に大きいが、過渡的な圧力であるため前述の公報記
載技術を含め従来これを利用した液体噴射技術は開発さ
れていなかった。

【０００６】しかも、上記公報記載の燃料噴射装置にお
いては、燃料タンクから上位にある高圧燃料ポンプより
下位にある燃料タンクから燃料をフィードポンプにより
汲み上げ、高圧燃料ポンプの燃料加圧室へ燃料を供給し
ている。このため、燃料経路内に空気が混入している場
合、あるいは燃料経路内に燃料蒸気の気泡がある場合、
そのまま燃料加圧室に運ばれてしまう。そのため、仮に
前記公報記載の燃料噴射装置の燃料供給ポンプの構造に
おいて、この衝撃的な高圧波を利用しようとしてピスト
ンを短時間に移動し加圧しても、燃料加圧室内に空気あ
るいは燃料蒸気の気泡が存在する状態では、空気あるい
は燃料蒸気の気泡が存在する状態では空気あるいは燃料
蒸気の気泡が圧縮されてしまい、燃料大きく昇圧するこ
とが不可能となってしまう。

【０００７】本発明においては、液体噴射装置において
液体供給路中に空気が混入している場合、あるいは液体
供給路中に液体蒸気の気泡がある場合でも、少なくとも
装置停止中に空気および液体蒸気の気泡が液体供給路中
より除去可能とし、衝撃的な高圧波を有効に利用した液
体噴射装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明においては、液体供給源と連通し下方に配置
される加圧室と、前記液体を噴射するための噴射孔と、
この噴射孔に前記加圧室から水平あるいは下方に液体を
導く噴射通路と、前記加圧室内の液体に衝撃圧を付与す
るプランジャおよびこれを駆動する電歪素子または磁歪
素子からなる高圧発生源を有する衝撃的高圧発生手段と
を具備し、前記噴射通路内の液体を介して伝播した衝撃
圧が到達した時点で開となるように構成された弁手段を
前記噴射孔近傍に配置し、前記高圧発生源から発生する
高圧波の伝播経路を、直接または反射させて、前記噴射
通路の加圧室側端部の開口部に向けたことを特徴とする
液体噴射装置を提供する。

【０００９】上記構成によれば、例えば圧電素子に電圧
を印加したときに発生する高圧波をロスなく確実に液体
に付与することができ、高圧波発生用のエネルギーが有
効に液体噴射のエネルギーとして利用される。また、加
圧室内で高圧波を反射させて進路を屈曲させることによ
り、高圧発生源のレイアウトの自由度が高まる。本発明
では、このような高圧波を減衰させずに噴射通路内を伝
播させることができ、途中のエネルギー損失を少なくす
ることができる。噴射孔に到達した高圧波のエネルギー
は、小面積の噴射孔で圧力がさらに高まり液体の運動エ
ネルギーに変換され噴射孔から液体が噴射される。

【００１０】

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
前記衝撃的高圧発生手段の動作時および非作動時とも
に、前記噴射孔近傍の弁手段上流側から前記噴射通路の
加圧室側端部までの噴射通路は全域にわたって常に開放
状態であることを特徴としている。

【００１１】この構成によれば、噴射通路内には噴射孔
の弁手段以外には入口部を含めその全長にわたって管路
を閉じる例えば逆止弁等が設けられず通路内は常に開放
状態であるため、高圧波のエネルギー損失が抑えられ
る。

【００１２】別の好ましい実施の形態においては、前記
加圧室に臨んで、前記噴射通路の端部および前記液体供
給源への連通路が開口し、前記衝撃的高圧発生手段の衝
撃圧付与面に対向する側の加圧室壁面には、前記噴射通
路の端部のみを開口させたことを特徴としている。

【００１３】この構成によれば、衝撃的高圧波の進行方
向となる高圧発生手段の衝撃圧付与面に対向する面に
は、噴射通路のみが開口し、燃料等の液体導入通路は高
圧波の進行方向の側面あるいは背面に設けられるため、
高圧波のエネルギーは有効に噴射通路内を伝播して噴射
孔に到達する。

【００１４】さらに別の好ましい実施の形態によれば、
前記弁手段は、前記噴射孔を境にして噴射通路側の液体
圧力から、噴射する空間側の液体圧力を引いた値が所定
値以下の場合に閉となるとともに、この弁手段に液体の
衝撃的高圧が到達作用することにより開となるように構
成したことを特徴としている。

【００１５】この構成によれば、噴射孔の弁手段は、弁
前後の圧力差が小さいときには閉状態であり、圧力差が
所定値を超えると開となって、圧力差に応じた噴射速度
で、高圧波の持続時間だけ液体を噴射することができ
る。

【００１６】別の好ましい実施の形態によれば、前記弁
手段は、この弁手段に液体の衝撃的高圧が到達するタイ
ミングで弁を開とする弁開閉駆動手段を備えたことを特
徴としている。

【００１７】この構成によれば、噴射孔の弁手段は弁開
閉駆動手段により開けられ、高圧波のエネルギーはこの
弁を開くために消費されない。したがって、噴射孔にお
いて、衝撃的高圧はそのまま維持され、大きな噴射速度
が得られる。また圧力が高い空間に対し液体を噴射する
ことが可能になる。

【００１８】別の好ましい実施の形態においては、前記
噴射通路を、その加圧室側端部から噴射孔方向に断面積
が減少するように形成したことを特徴としている。

【００１９】この構成によれば、噴射通路を伝播する高
圧波が、噴射孔に向かって通路断面積が徐々に狭まる部
分を進む間に圧力が高められ、噴射孔においてさらに大
きな噴射速度が得られる。

【００２０】好ましい実施の形態においては、前記液体
噴射装置は、被印刷物にインクを供給するためにインク
を噴射する印刷装置のインク噴射手段として使用された
ことを特徴としている。

【００２１】このような印刷装置のインク噴射手段とし
て用いることにより、インク噴射が、衝撃的高圧を利用
するので噴射速度を大きくすることができ、印刷速度を
速くすることができる。また、噴射孔近傍に弁手段が備
るため、インクの切れがよくなり、印刷の滲みを防止す
ることができる。また、噴射孔と印刷面との間の距離を
大きくすれば、インクの噴射速度が大きいため微粒化が
促進され、広い面をむらなく印刷できる。さらに、この
ような噴射孔と印刷面との間の距離を制御しながら、被
印刷物を噴射方向に対し直角方向に移動すれば、印刷の
むらや滲みのない状態で印刷の幅を制御することができ
る。

【００２２】別の好ましい実施の形態においては、前記
液体噴射装置は、ボイラーの燃焼室に燃料を供給する燃
料噴射手段として使用されたことを特徴としている。

【００２３】このようなボイラーの燃料噴射手段におい
ては、衝撃的高圧により燃料を噴射するので、燃料の噴
射速度が大きくなり、燃料が充分に微粒化する。したが
って、重油等の低揮発性の燃料であっても確実な燃焼が
可能になり、すすの発生を少なくして熱効率を高めるこ
とができる。

【００２４】別の好ましい実施の形態においては、前記
液体噴射装置は、内燃機関に潤滑油を供給するために潤
滑油を噴射する内燃機関の潤滑油供給手段として使用さ
れたことを特徴としている。

【００２５】このように、内燃機関の潤滑油供給手段と
して用いることにより、潤滑油は衝撃的高圧を利用して
噴射されるため、安定して確実な潤滑油供給ができ、円
滑なエンジン駆動が達成される。

【００２６】別の好ましい実施の形態においては、前記
液体噴射装置は、内燃機関の吸気系または燃焼室に直接
燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射装置として使用され
たことを特徴としている。

【００２７】このように内燃機関の燃料噴射装置として
用いることにより、燃料は衝撃的高圧を利用して噴射さ
れるので、燃焼室内が高圧になっても燃料を噴射するこ
とができる。したがって、ガソリンエンジンにおいて
は、圧縮行程終期の点火直前まで燃料噴射可能になり、
またディーゼルエンジンのように燃焼継続中の高圧の燃
焼室にも燃料を確実に噴射することができる。この場
合、燃料噴射速度が大きくなることにより、燃料が微粒
化し、燃料が確実に気化するので、未燃焼成分の発生が
抑制され、排気浄化性がよくなる。

【００２８】別の好ましい実施の形態においては、本発
明の液体噴射装置を燃料噴射式内燃機関に搭載したこと
を特徴としている。

【００２９】このような内燃機関は、衝撃的高圧を利用
した燃料噴射を行うので、噴射速度を高め微粒化を促進
して、高圧燃焼室内へ確実に燃料を供給することが可能
になる。したがって、２サイクルおよび４サイクルのガ
ソリンエンジンにおける吸気管噴射や筒内噴射だけでな
く、ディーゼルエンジンに対しても充分適用可能にな
り、あらゆる運転状態で確実な燃料噴射が達成され、燃
焼効率が高く未燃ガス成分の発生を抑制して排気エミッ
ションを向上させ、信頼性が高くしかも汎用性の高い燃
料噴射装置が得られる。

【００３０】

【実施例】図１は本発明に係る液体噴射装置を適用した
４サイクル内燃機関の構成図である。エンジン１は、燃
焼室上部を構成するシリンダヘッド２と、燃焼室の筒体
を構成するシリンダブロック３と、クランク室を形成す
るオイルパン４とにより構成される。クランク室内のク
ランク軸５は、クランクピン６およびピストンピン７を
介してピストン８に連結される。シリンダヘッド２には
吸気管９が設けられ、その端部にエンジン内燃焼室に臨
んで吸気弁１０が装着される。また、シリンダヘッド２
には、排気管１１が設けられ、その端部に排気弁１２が
装着される。シリンダヘッド２の中央部には点火プラグ
１３が装着される。

【００３１】この実施例では、エンジン燃焼室内に直接
燃料を噴射するためのインジェクタ１４がシリンダヘッ
ド２の上面から燃焼室内に臨んで設けられる。このイン
ジェクタ１４は、燃料パイプ１５を介して、上方に配置
される本発明に係る高圧発生装置１６に連通している。
この高圧発生装置１６は、後述の電歪手段（圧電素子）
からなる衝撃的高圧発生源１７を備えている。この高圧
発生源１７は制御回路１８に連結され所定のタイミング
で駆動制御される。高圧発生装置１６には、燃料供給パ
イプ２１を介して上方にある燃料タンク２２から燃料が
重力により導入される。２０はフィルターである。イン
ジェクタ１４にはエア抜きパイプ２３が接続され、イン
ジェクタ１４内部において発生する燃料蒸気や、組立時
にインジェクタ１４内部に混入する空気を不図示のエア
ベント孔を上部に持つ燃料タンク２２に導く。これによ
り、インジェクタ１４内部は常時燃料で満たされること
になる。燃料供給パイプ２１の途中、空気留りとなりや
すい箇所２１ａに第２のエア抜きパイプ２３ａが接続さ
れ、燃料供給パイプ２１中の空気が燃料タンク２２内の
燃料液面より上方に導かれる。これにより、エンジン停
止中、燃料パイプ１５内の空気は高圧発生装置１６に導
かれ、高圧発生装置１６内の空気は燃料供給パイプ２１
及び第２のエア抜きパイプ２３ａを通って燃料タンク２
２内上方に導かれる。これにより燃料パイプ１５および
インジェクタ１４内部は燃料で満たされるので、衝撃的
高圧波が確実に伝播するとともに、衝撃的高圧波がイン
ジェクタ１４内の噴射孔直前部に衝突してさらに圧力上
昇するのを可能とする。

【００３２】なお、燃料供給パイプ２１の空気溜りとフ
ィルター２０の間に手動開閉コックを配置してもよい。
さらに燃料供給パイプ２１の途中が上方に屈曲すること
なく、円滑に燃料タンク２２から高圧発生装置１６へ延
びる場合には、第２のエア抜きパイプ２３ａは不要とな
る。逆に高圧発生装置１６内に空気溜まりが形成される
場合、あるいは燃料パイプ１５の途中に空気溜まりが形
成される場合、それぞれ空気溜まりに第２のエア抜きパ
イプ２３ａを接続し、燃料タンク２２内上方に空気溜ま
りの空気あるいは燃料蒸気を導くようにする。

【００３３】図２は、上記実施例における高圧発生装置
１６とインジェクタ１４の詳細構成図である。インジェ
クタ１４は、先端に噴射孔４１を有する弁本体２４から
なり、この噴射孔４１に弁２５が装着される。弁２５は
スプリング２６により常に閉方向に付勢される。このイ
ンジェクタ１４には、袋ナット２７を介して燃料パイプ
１５が接続される。また、弁本体２４には側壁にエア抜
きポート２８が形成され、エア抜きパイプ２３が接続さ
れる。エア抜きポート２８は衝撃的高圧波の進行方向に
対向する位置ではなく、進行方向の側面に設けられてお
り、衝撃的高圧波のエネルギーはエア抜きポート２８か
ら飛散することなく、確実に噴射孔方向に伝播する。

【００３４】このインジェクタ１４に、後述のように、
衝撃的高圧波が伝播してくると、弁２５の内側面に衝突
しさらに昇圧する。そしてそのエネルギーにより、スプ
リング２６に抗して弁２５が押し開かれ、燃料が噴射さ
れる。即ち、燃料噴射すべき燃焼室側と弁本体２４の内
部の圧力差がスプリング２６に応じた所定値より小さい
ときには、弁２５は閉じた状態に保たれる。一方、衝撃
的高圧波が到達して、この弁内外の圧力差が所定値より
大きくなると弁２５が開かれ燃料が噴射される。

【００３５】高圧発生装置１６は、例えば筒状の本体３
１からなり、その内部に加圧室３２が形成される。この
加圧室３２の一方の端部側に、例えば後述の圧電素子か
らなる高圧発生源１７が装着される。この高圧発生源１
７は加圧室３２内に衝撃的高圧波を発生させ加圧室３２
内の燃料に衝撃的圧力を付与するものである。この加圧
室内燃料に対する衝撃高圧波の付与面１７ａに対向する
側の筒状本体３１の端部に加圧室３２に臨んで高圧波吐
出ポート３３が開口する。この吐出ポート３３には、袋
ナット３４を介して、前述のインジェクタ１４に連通す
る燃料パイプ１５が接続される。この燃料パイプ１５の
内部通路およびその端部の吐出ポート３３部分により高
圧燃料の噴射通路１５ａが構成される。高圧発生源１７
は、シール材２９を介してリード線３０により制御回路
１８（図１）に連結される。高圧発生源１７の衝撃高圧
波付与面１７ａに直交する筒状本体３１の側面、即ち、
高圧波が伝播する進行方向に対する直角な側面には、燃
料導入ポート３５が加圧室３２に臨んで開口する。この
燃料導入ポート３５には袋ナット３６を介して前述の燃
料ポンプ１９（図１）に連通する燃料供給パイプ２１が
接続される。

【００３６】このような構成の燃料噴射装置において、
加圧室３２内に燃料を充填した状態で、高圧発生源１７
の圧電素子（図示しない）に駆動電圧を印加すると、圧
電素子が形状変化する瞬間に衝撃的高圧波が発生する。

【００３７】この高圧波の発生作用は以下のとおりであ
る。まず電圧印加の瞬間に圧電素子が形状変化し、高圧
波付与面１７ａが加圧室側に移動する。この瞬時の移動
により、加圧室３２内の液体（燃料）粒子を押圧する
が、液体粒子は慣性で静止状態を保とうとするため、加
圧室３１内の燃料に対し大きな圧力が衝撃的に発生す
る。したがって、この衝撃的高圧波は、高圧波付与面１
７ａ側からその付与面１７ａに対し直角方向に、加圧室
の反対面側の対向する位置の高圧波吐出ポート３３に向
かって瞬時に伝播する。この圧力波が加圧室３２内を進
行中に加圧室の側面に開口する燃料導入ポート３５を通
過するが、このポート３５の開口方向は高圧波の進行方
向に対し直角方向であるため、これを瞬時に通過し高圧
波の圧力は、燃料導入ポート３５内の燃料およびこれに
連通する燃料供給パイプ２１内の燃料に対し実質上何等
作用せず、高圧波のエネルギーは全く消費されない。し
たがって、この燃料導入ポート３５に逆止弁等の開口遮
断手段を設ける必要はない。また開口遮断手段を設けて
いないので、加圧室３２内に空気が存在しても確実に排
出できる。燃料導入ポート３５は加圧室３２内上部の条
件を満たすならば高圧波付与面１７ａ前方でなければ良
く、高圧発生源１７と並列に加圧室３２内を臨む様に配
置してもよい。

【００３８】高圧発生源１７の高圧波付与面１７ａから
筒状本体３１の対向する端面に到達した衝撃的高圧波
は、この面に唯一形成された燃料吐出ポート３３内に進
入し、噴射通路１５ａ内の燃料を媒介としてインジェク
タ１４に向かって伝播する。このとき、燃料吐出ポート
３３には、逆止弁等の通路閉塞部材が介在しないため、
高圧波のエネルギーは消費されずに燃料の噴射通路１５
ａ内に進入する。

【００３９】インジェクタ１４に到達した衝撃的高圧波
は、前述のように、スプリング２６に抗して弁２５を開
き噴射孔４１から高圧燃料を噴射させる。この実施例で
は、インジェクタ１４の位置は、図示したように、シリ
ンダヘッド２の上面に設けて筒内噴射構造としている
が、これに代えて、一点鎖線で示したインジェクタ１４
ａのように、吸気管９の途中に設けてもよい。あるい
は、同じく一点鎖線で示したインジェクタ１４ｂのよう
に、シリンダブロック３の側壁に設けて筒内直接噴射を
行ってもよい。また、エア抜きパイプ２３は、前述の実
施例ではインジェクタ１４と気液分離手段である燃料タ
ンク２２を連通させているが、この構造に代えて、図１
の一点鎖線２３ａで示したように、インジェクタ１４と
高圧発生装置１６とを連通させるように配設してもよ
い。これにより、インジェクタ１４内の空気および燃料
蒸気を、加圧室３２に導くことができる。

【００４０】図３は、本発明の別の実施例の構成図であ
る。この実施例は、加圧室３２の内面に反射面Ｒを形成
し、高圧発生源１７からの高圧波を反射面Ｒで反射させ
て方向変更し、吐出ポート３３に導入するものである。
したがって、この加圧室内での高圧波付与面１７ａから
の高圧波進行経路は、図のＬで示すように、反射面Ｒで
屈曲した折れ線状の経路になる。反射面Ｒの角度や位置
あるいは数によって、折れ線状の経路が変り、高圧発生
源１７と吐出ポート３３の相対位置を変えて所望のレイ
アウトにすることができる。インジェクタを含むその他
の構成および作用効果は、前述の図２の実施例と同様で
ある。なお、燃料導入ポート３５は加圧室３２内上部と
なっている。

【００４１】図４は、高圧発生装置１６の各々別の例の
断面構造図である。図４（Ａ）は、加圧室３２の側壁面
３２ａをほぼ楕円曲面形状とした例を示す。この楕円曲
面を有する加圧室３２の頂部に高圧発生源１７が装着さ
れ、側面に燃料導入ポート３５が開口する。この例で
は、さらに、燃料噴射通路１５ａの加圧室側端部である
燃料吐出ポート３３の内面３３ａが、逆円錐状あるいは
あさがお形状に縮径し、噴射通路１５ａの断面積が反対
側端部の噴射孔に向かって（即ち、高圧波の進行方向に
向かって）徐々に狭められている。

【００４２】このような構成の高圧発生装置１６におい
て、高圧発生源１７の高圧波付与面１７ａから発生した
衝撃的高圧波は、この付与面１７ａから直進する成分が
吐出ポート３３に向かって伝播するとともに、側面に向
かった成分が楕円曲面の側壁面３２ａで反射して、吐出
ポート３３の開口面中央部に向かって伝播する。このよ
うに、吐出ポート３３の開口面に集束した高圧波は、噴
射通路入口のあさがお形状の縮径部を進行するときに、
圧力が増幅されてさらに高圧となって噴射通路１５ａ内
を通路出口側の噴射孔に向かって伝播する。この場合、
高圧発生源１７から発生した衝撃的高圧波の反射波が、
吐出ポート３３の開口面中央部に集束するように、予め
実験等により、最適な側壁面３２ａの楕円曲面の形状や
大きさおよび高圧発生源１７の高圧波付与面１７ａの位
置等を求め、形状を定めておく。楕円曲面の側壁３２ａ
の２つの楕円中心の一方に高圧波付与面１７ａを他方に
吐出ポート３３を配置すると、効率良く衝撃的高圧波を
収束して吐出ポート３３から燃料パイプ１５へ導くこと
ができる。なお、衝撃的高圧波のエネルギーは直進する
成分が大きく、燃料導入ポート３５を側壁３２ａに設け
ても、燃料供給パイプ２１から燃料ポンプ１９方向に僅
かなエネルギーの衝撃的高圧波しか伝播しない。このよ
うな構成により、衝撃的高圧波を昇圧して噴射孔におけ
る高圧波のエネルギーをさらに高めて大きな噴射エネル
ギーで燃料を噴射することができる。

【００４３】図４（Ｂ）は、加圧室３２自体を逆円錐状
あるいはあさがお形状に形成した例を示す。この例で
は、加圧室３２の側壁面３２ａが、吐出ポート３３に向
かって縮径し、吐出ポート３３の内面３３ａに滑らかに
連続している。また、燃料導入ポート３５は、高圧発生
源１７の高圧波付与面１７ａより背面側に設けられてい
る。

【００４４】このような構成の高圧発生装置１６におい
ても、前述の図４（Ａ）の例と同様に、高圧発生源１７
の高圧波付与面１７ａから発生した衝撃的高圧波は、進
行方向に向かって断面積が小さくなる加圧室３２内を進
行する間に昇圧され、さらに高い圧力となって噴射通路
１５ａ内に進入して噴射孔まで伝播し、そのエネルギー
により燃料を噴射させる。

【００４５】図４（Ｃ）は、加圧室３２の吐出ポート３
３に連なる燃料パイプ１５の端部を高圧波の進行方向に
向かって縮径させた例を示す。この例では、加圧室３２
の側面に燃料導入ポート３５が開口し、チェックボール
式の逆止弁９０が設けられる。前述のように、加圧室３
２の側面部の開口は、高圧発生源１７からの高圧波のエ
ネルギーに対しなんら減衰作用を施さないため、ここに
逆止弁９０を設けても衝撃的高圧が減衰することはな
い。このような逆止弁９０を設けることにより、燃料の
逆流が確実に防止される。なお望ましくないが、高圧波
付与面１７ａの前方、吐出ポート３３と並列に逆止弁を
持つ燃料導入ポート３５を設けてもよい。燃料ポンプ１
９から吐出エネルギーに抗して逆止弁を閉じるのに使わ
れる衝撃的高圧波のエネルギーは僅かであり、また逆止
弁により燃料供給パイプ２１内方向に衝撃的高圧波のエ
ネルギーが散逸しないからである。

【００４６】この例において、吐出ポート３３に対し高
圧発生源１７の高圧波付与面１７ａが対向して設けられ
るともに、吐出ポート３３の開口面の範囲内に高圧波付
与面１７ａが含まれるように、吐出ポート３３および高
圧発生源１７の相対的位置および大きさを定めておく。
このような構成により、高圧発生源１７から発生した衝
撃的高圧波は、その伝播中心部の最大エネルギー部分が
確実に吐出ポート３３内に進入し、ここで昇圧されてさ
らに高エネルギーとなって噴射通路１５ａ内を噴射孔に
向かって伝播する。

【００４７】なお、図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４
（Ｃ）のいずれの実施例においても、図示するように吐
出ポートが加圧室３２の最下部に配置され、燃料導入ポ
ート３５が加圧室３２の上部に配置される。図４（Ｃ）
の実施例においては、燃料導入ポート３５の上流側に逆
止弁９０を配置しており、加圧室３２から燃料タンク２
２への空気抜きができなくなるので、不図示ではあるが
加圧室３２の上部壁に空気孔を設け、エア抜きパイプ２
３ａを接続して、浮力によりあるいは衝撃的高圧波の
内、噴射に貢献する直進成分に比べ僅かなエネルギーし
か持たない側方に進む成分の圧力により、燃料タンク２
２内上部空間に空気を導くようにする。

【００４８】図５は、本発明に係るインジェクタの別の
構成例を示す。この例のインジェクタ１４は、前述の図
２のインジェクタが外側に開く外開弁型であるのに対
し、弁が内側に開く内開弁型の構成である。弁本体２４
の先端に形成した噴射孔４１の内側に、弁４０がガイド
スリーブ３７内に沿って摺動可能に配設される。弁４０
はスプリング３９により噴射孔４１側に押圧され閉じた
状態に付勢される。ガイドスリーブ３７の根元部には導
通孔３８が開口し、燃料パイプ１５内の燃料噴射通路１
５ａと弁本体２４内の燃焼通路室２４ａとを連通させ
る。スプリング３９は、このガイドスリーブ３７内に配
設され、スリーブ３７に固着される上側のシール部材９
１と下端部のシールリング（図示しない）により燃料の
浸入が防止された密閉空間内に装着される。弁本体２４
にはエア抜きポート２８が開口し、エア抜き配管２３を
介して前述の燃料タンク２２（図１）に連通する。

【００４９】このような構成において、高圧発生装置１
６側から、噴射通路１５ａ内の液体燃料を介して衝撃的
高圧波が伝播され、インジェクタ１４に達すると、導通
孔３８を通して高圧エネルギーが弁本体２４の内部に導
入され、弁４０をスプリング３９に抗して押し上げ、噴
射孔４１を開いて燃料を噴射させる。衝撃的高圧波はシ
ール部材９１の上部の円錐部により減衰することなく導
通孔３８に導かれ、導通孔３８から円筒形状の燃料通路
室２４ａ内に入る。衝撃的高圧波は燃料通路室２４ａの
壁に衝突して燃料通路室２４ａ上部の圧力を高める。こ
の昇圧部から第２の衝撃的高圧波が燃料通路室２４ａ内
下部の噴射孔４１方向に伝播する。エア抜きポート２８
は燃料通路室２４ａの中間部側壁に設けられており、第
２の衝撃的高圧波のエネルギーが散逸することはない。
なお、エア抜きポート２８はインジェクタ内の上部にあ
るので浮力により空気抜きしやすい。

【００５０】図６（Ａ）（Ｂ）は、本発明に係るインジ
ェクタのさらに別の構成例を示す。これらの例は、弁を
開閉する駆動手段を設けた例である。図６（Ａ）のイン
ジェクタ１４は、図２の例と同様に、外開型の弁２５か
らなる構成であり、この弁２５を駆動するための電磁ソ
レノイド６０を備えている。このような構成において、
高圧発生装置１６から衝撃的高圧波が到達するタイミン
グで、この電磁ソレノイドに通電して弁２５を開とし、
燃料を噴射孔４１から噴射させる。この開弁のタイミン
グは、予め実験等により、高圧発生装置の高圧発生源１
７に駆動電圧を印加してから高圧波がインジェクタ１４
に到達するまでの時間を求めておき、このタイミングで
ソレノイド６０に通電するように、制御回路を構成して
おく。

【００５１】このような構成により、高圧波のエネルギ
ーが弁開放のために消費されないため、さらに大きな噴
射エネルギーで液体燃料を噴射させることができる。な
お電磁ソレノイド６０には外周の一部に上方と下方を速
通する長手方向の切欠が設けられており、衝撃的高圧波
が噴射孔４１方向に円滑に伝播するようにされている。
また、電磁ソレノイド６０の外周のケース本体２４側に
長手方向に凹みを設けてもよい。なお、エア抜きポート
２８はインジェクタ内の上部にあるので、浮力により空
気抜きしやすい。

【００５２】図６（Ｂ）のインジェクタ１４は、図５の
例と同様に、内開型の弁４０からなる構成であり、この
弁４０を駆動するための電磁ソレノイド６０を備えてい
る。この電磁ソレノイド６０の構成および作用は図５
（Ａ）の例と同様であり、この例においても、高圧波の
エネルギーが弁開放のために消費されないため、大きな
噴射エネルギーで液体燃料を噴射させることができる。
なお、導通孔３８は傾斜しており、衝撃的高圧波をでき
るだけ減衰することなく燃料通路室２４ａ内に導くこと
が可能である。導通孔３８の燃料通路室２４ａ側出口と
対向して電磁ソレノイド６０に、外周の一部に上方と下
方を連通する長手方向の切欠が導通孔３８の数と一致し
た数設けられている。そして、電磁ソレノイド６０より
噴射孔４１側にエア抜きポート２８が設けられるので、
より噴射孔４１に近い部分までエア抜きすることができ
る。なお、図示のように、エア抜きポート２８がインジ
ェクタ下部にあっても、衝撃的高圧波のうちの、側方に
進む成分の圧力により、燃料タンク２２内上部空間に空
気を導くようにする。空気のインジェクタ内からの排出
は極く短時間に実施される。

【００５３】図７は、圧電素子を用いた高圧発生源１７
の詳細構成図である。この高圧発生源１７は、密閉ケー
ス７１内に設けた複数枚の圧電素子７３からなり、各圧
電素子７３間には、正極板１５１ａと負極板１５１ｂが
交互に配設される。これらの圧電素子７３、正極板１５
１ａおよび負極板１５１ｂは、積層された状態で、保持
具７４およびプランジャ１５２間に挟持され、ボルト７
２により相互に固定保持される。このようにボルト７２
で一体的に固定保持された圧電素子７３は、その保持具
７４を介して、ねじ部材７５により、密閉ケース７１内
に取付けられる。各正極板１５１ａ同士および負極板１
５１ｂ同士は、それぞれ導電板７６で連結され、正電荷
供給線３０３および負電荷供給線３０４を介して電圧調
整器３０２に接続される。密閉ケース７１からの各電荷
供給線３０３、３０４の取り出し部には、シール用グロ
メット７７が装着され、ケース内の密封性が保持され
る。電圧調整器３０２はＥＣＵ９５に接続され、後述の
ように駆動制御される。３００は交流電源、３０１は交
直変換回路である。

【００５４】ここで、圧電素子とは、いわゆる圧電効果
を有する素子からなる公知の圧電アクチュエータであ
る。なお、圧電効果を有する材料には、水晶から高分子
まで各種のものがあるが、圧電アクチュエータの材料と
しては圧電セラミックスの一種であるチタン酸ジルコン
酸鉛（ＰＺＴ）が代表的である。

【００５５】図７において、複数枚（この例では７枚）
の圧電素子（圧電セラミックス）７３およびこれらを挟
み込むように配置され一体化された正極板１５１ａと負
極板１５１ｂとにより電歪素子が形成される。交流電源
３００からの交流電流は交直変換回路３０１を経て直流
電圧に変換され、電圧調整器３０２に入力される。

【００５６】電圧調整器３０２は、ＥＣＵ９５により制
御され正電荷供給線３０３あるいは負電荷供給線３０４
とそれぞれ接続される２つのアウトプットの内、正電荷
供給線３０３側を所定の電圧の正電圧に調整する一方、
負電荷供給線３０４側をアースする。また正極板１５１
ａの電圧を下げる場合には、正極板１５１ａの電荷の一
部をアースさせる。正極板１５１ａと負極板１５１ｂの
間の圧電セラミックスは、２つの極板による電界の大き
さに略比例して、極板方向に変位する。この変位が図の
ものでは７つ集積されて大きな変位となる。

【００５７】図８は、このような圧電素子からなる高圧
発生部１７を高圧発生装置１６内に組込んだ状態の構成
図である。図中の圧電素子７３は、各極板１５１ａ、１
５１ｂを省略した外観を示す。図示したように、プラン
ジャ１５２が加圧室３２に臨んで装着される。このプラ
ンジャ１５２の端面が前述の高圧波付与面１７ａとな
る。圧電素子７３へのステップ的な電圧印加により、こ
のプランジャ１５２が変位して加圧室３２内の液体燃料
を押圧し、前述のように衝撃的高圧波を発生させ、これ
が前述のとおり、噴射通路１５ａ内に進入して噴射孔ま
で伝播する。

【００５８】この実施例では、圧電素子７３への電源供
給線３０３、３０４はシール材７７を介してケース７１
から取り出され、ケース７１内は密封状態に保たれる。
したがって、この例では、加圧室３２内に臨むプランジ
ャ１５２とともに、圧電素子７３や電極板および導電板
７６等を含む高圧発生源１７が燃料中に浸漬された状態
で保持される。

【００５９】図９は、高圧発生源１７の別の構成例を示
す。この例では、プランジャ１５２がケース７１に対
し、シールリング５０６を介して密封的に摺動する。電
源供給線３０３、３０４はケース７１に設けた開口５０
５を介して取り出される。その他の構成は図８の例と同
様である。

【００６０】図１０は、高圧発生源１７のさらに別の構
成例を示す。この例では、プランジャ１５２が金属ある
いは樹脂等からなるベローズ５０７で覆われ、加圧室３
２の密封状態が保たれる。電源供給線３０３、３０４
は、図９の例と同様に、ケース７１に設けた開口５０５
を介して取り出される。この例では、プランジャ１５２
の端面を覆うベローズ５０７の表面が高圧波付与面１７
ａ’を構成する。プランジャ１５２の移動に伴って、ベ
ローズ５０７が伸縮し、その高圧波付与面１７ａ’が、
前述のように、加圧室３２内の燃料に対し衝撃的高圧波
を付与する。

【００６１】図１１は、高圧発生源１７のさらに別の構
成例を示す。この例では、プランジャ１５２と加圧室３
２間に金属ダイヤフラム５０８を設けて、加圧室３２を
密封している。電源供給線３０３、３０４は、図９の例
と同様に、ケース７１に設けた開口５０５を介して取り
出される。この例では、プランジャ１５２の端面を覆う
ダイヤフラム５０８の表面が高圧波付与面１７ａ’を構
成する。プランジャ１５２の移動に伴って、ダイヤフラ
ム５０８が移動し、その高圧波付与面１７ａ’が、前述
のように、加圧室３２内の燃料に対し衝撃的高圧波を付
与する。

【００６２】なお、図８〜図１１の実施例において、燃
料導入ポート３５が図示の上で下部となっているが、燃
料導入ポート３５は、加圧室３２の鉛直上方となり、且
つ高圧発生源１７は水平方向となるように、高圧発生装
置１６が配置される。これにより、加圧室３２への空気
の進入が防止されるとともに、エンジン停止中の空気あ
るいは液体蒸気の浮力による加圧室３２からの排出が可
能となる。

【００６３】図１２は、高圧発生源１７の別の例の構成
図である。この実施例は、前述の電歪素子に代えて、磁
歪素子を用いた構成である。この磁歪素子とは、磁場の
中で伸び縮みする磁電材料、例えばテルビウム、ジスプ
ロシウム、鉛の三元系合金を使った磁心と、この磁心の
外周に巻かれたコイルからなるものである。コイルへの
通電量（例えば電圧、電流）を制御することにより磁心
が伸縮する。

【００６４】図１２において、磁歪素子７９の周囲にコ
イル８０が巻回され、その周囲に永久磁石８４が装着さ
れる。磁歪素子７９の端部にはプランジャ１５２が固定
される。このプランジャ１５２はスプリング８２の作用
により常に加圧室３２から引込む方向に付勢される。コ
イル８０はリード線７８を介して電圧調整器に接続され
る。電圧調整器は前述の例と同様にＥＣＵに接続され、
コイル８０への駆動電流を制御して磁歪素子７９への印
加電圧を調整する。コイル８０の駆動電圧を大きくする
とコイル８０を流れる駆動電流も大きくなりコイルが発
生する磁界の大きさも大きくなり、磁歪素子７９への印
加電圧が大きくなって、大きな衝撃的高圧波が発生す
る。その他の構成および作用効果は前述の電歪素子を用
いた実施例と同様である。本磁歪素子７９の駆動におい
ては、電圧調整器の替わりに電流調整器を配置し、定電
圧ながら大電流をステップ的にコイル８０に加えるよう
にしてもよい。さらに、磁歪素子７９の一方の端部を密
閉ケース７１の鏡板部にボルト等により固定するように
し、スプリング８２を廃止するようにしてもよい。

【００６５】図１３は、本発明に係る高圧発生装置で発
生する衝撃的高圧とその駆動信号との関係を示すグラフ
である。グラフａは圧力波形、グラフｂは駆動信号を示
す。グラフａにおいて、Ｐ１は図２、図３の外開式弁２
５あるいは図５の内開式弁４０を持つインジェクタの開
弁圧を示し、Ｐ０は加圧前の加圧室内圧力を示す。図示
したように、駆動信号をオンにした直後に、開弁圧を大
きく超える高圧が衝撃的に発生し、その後急激に減衰振
動する。前述の各実施例は、この駆動信号入力直後の衝
撃的高圧を液体中で有効に伝播して利用するものであ
る。また、図示したように、駆動信号をオフにした直後
に、一旦圧力波形が低下するとともにその振動の反作用
で圧力が上昇し、開弁圧Ｐ１を超える圧力波が発生す
る。このような駆動信号オフ時の圧力ピークをオン時と
同様に衝撃的圧力として噴射孔まで伝播し燃料噴射に利
用することも可能である。

【００６６】なお、高圧発生装置に図７等に示すように
電歪素子を使用するものでは、駆動信号は所定以上の電
圧値を持つパルス電圧信号であり、図１２に示す磁歪素
子においては、駆動信号は所定以上の電流値を持つパル
ス電流信号、あるいは所定以上の電圧値を持つパルス電
圧信号である。噴射流量の増減は、パルスの最高値（最
高電圧値あるいは最高電流値）を変化させ、あるいはパ
ルス数を変化させることにより可能である。

【００６７】図１４は、本発明に係る液体噴射装置を２
サイクル内燃機関に適用した例を示す。このエンジン１
は、前述の図１のエンジンと同様に、シリンダ内を摺動
するピストン８を有し、クランク室に連通する吸気管９
およびシリンダ内の燃焼室４３に連通する排気管１１を
備えている。また、クランク室と燃焼室４３とを、掃気
管４２で連通している。吸気管９内にはスロットル弁４
８およびリード弁４７が設けられる。シリンダヘッド２
には、燃焼室４３に臨んで、本発明に係る高圧燃料噴射
装置４４が設けられる。この高圧燃料噴射装置４４は、
前述の実施例における高圧発生装置１６とインジェクタ
１４とを一体に構成したものであり、前述の実施例と同
様に、衝撃的高圧波を利用して燃料を噴射するものであ
る。

【００６８】この高圧燃料噴射装置４４は、燃料供給パ
イプ２１を介して、噴射装置４４より高い位置に設けた
上部に不図示のブリーザ穴を設けた気液分離フロート室
４６に連通する。この気液分離フロート室４６は、液面
を一定とするためのフロート式弁４６ａ、燃料ポンプ１
９およびフィルタ２０を介して、燃料タンク２２に連通
する。高圧燃料噴射装置４４は、前述の実施例と同様
に、制御回路１８に連結され、さらに交流電源および交
直変換回路からなる電源回路４５に接続される。なお、
この高圧燃料噴射装置４４は、図の一点鎖線で示したよ
うに、シリンダブロックの側壁面あるいは吸気管９に設
けてもよい。

【００６９】この実施例のエンジンではさらに、オイル
を供給するために本発明の高圧発生装置を用いている。
４９はこの高圧オイル供給装置であり、前述の実施例の
高圧発生装置１６が用いられる。このオイル供給装置４
９からオイル配管５３、５４を介してインジェクタ５５
からクランク室およびシリンダ内にオイルが噴射され
る。オイル供給装置４９にはストレーナ５２を介してオ
イルタンク５１からオイルポンプ５０によりオイルが供
給される。このオイル供給装置４９は、前述の各実施例
と同様に、高圧発生源を有し、衝撃的高圧によりインジ
ェクタ５５からオイルを噴射するものであり、その構成
や衝撃的高圧波の発生原理や作用および噴射動作は前記
各実施例と同じである。なお、加圧室には一つの衝撃的
高圧発生部に対向した位置にオイル供給管５３に各々連
通する複数の潤滑油吐出ボートが設けられる。

【００７０】高圧発生装置４９内の不図示の加圧室上部
にエア抜きポート２８が設けられ、エア抜きポート２８
の位置より上方となるオイルタンク５１の上部に空気を
導くエア抜きパイプ２３ｂが配置されている。

【００７１】図１５は、図１４のエンジンにおける高圧
燃料噴射装置４４の構成例を示す。この燃料噴射装置４
４は、高圧発生装置と噴射弁とを一体化したものであ
り、図示したように、高圧発生源１７を有する加圧室３
２に、燃料パイプを介することなく、加圧室３２の直後
に縮径する噴射通路９６を介して噴射孔４１を設けたも
のである。この噴射孔４１には、スプリング２６を介し
て外開式の弁２５が装着される。高圧発生源１７の構成
および作用効果、および縮径する噴射通路９６の昇圧作
用ならびに高圧波の伝播作用や燃料噴射動作等は前記実
施例と同様である。なお、高圧発生装置４４は長手方向
を水平に配置するか、あるいは噴射孔４１を下に長手方
向を上下方向になるように配置される。いずれの場合で
も、エア抜きポートが加圧室３２の上部となるようにす
る。

【００７２】図１６は、噴射弁を一体に構成した高圧発
生装置からなる燃料噴射装置４４の別の例の構成図であ
る。この例の高圧発生源１７は、加圧室３２に対し高圧
波付与面１７ａが凹面を形成する圧電素子で構成され
る。加圧室３２の直後には縮径する噴射通路９６が形成
されその端部に内開式の弁４０が装着される。凹面形状
の高圧波付与面１７ａの集束作用ならびに高圧発生源１
７の構成および作用効果、および縮径する噴射通路９６
の昇圧作用ならびに高圧波の伝播作用や燃料噴射動作等
は前記実施例と同様である。なお、図１６において、高
圧発生装置４４は長手方向を水平に配置するか、あるい
は噴射孔４１を下に長手方向を上下方向になるように配
置される。長手方向を水平に配置する場合には、燃料供
給パイプ２１およびエア抜きポートが上方となるように
する。

【００７３】また、上記全ての実施例において、エア抜
きパイプ２３、２３ａ，２３ｂのいずれかを配置するも
のにおいて、エア抜きパイプの途中にエア抜きポート方
向への逆方向の流れを阻止し、燃料タンク２２あるいは
オイルタンク５１方向への順方向の流れを許容する逆止
弁を配置してもよい。加圧室３２の衝撃的高圧に起因し
て燃料あるいはオイルが噴射された後、加圧室３２内の
圧力が低下したとき、エア抜きパイプに逆方向の流れが
生じてエア抜き性が低下するのを防止するために有効で
ある。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高圧発生源を液体中に浸漬し、且つ高圧発生源近傍に空
気あるいは液体蒸気が存在しないようにできる。したが
って、例えば圧電素子に電圧を印加したときに発生する
高圧波をロスなく確実に液体に付与することができ、高
圧波発生用のエネルギーが有効に液体噴射のエネルギー
として利用される。また、加圧室内で高圧波を反射させ
て進路を屈曲させることにより、高圧発生源のレイアウ
トの自由度が高まる。本発明では、このような高圧波を
空気あるいは液体蒸気による減衰をさせずに噴射通路内
を伝播させることができ、途中のエネルギー損失を少な
くすることができる。噴射孔に到達した高圧波のエネル
ギーは、小面積の噴射孔で圧力がさらに高まり液体の運
動エネルギーに変換され噴射孔から液体が噴射される。

【００７５】このような液体噴射装置を例えば印刷装置
のインク噴射手段として用いることにより、インク噴射
が、衝撃的高圧を利用するので噴射速度を大きくするこ
とができ、印刷速度を速くすることができる。また、噴
射孔近傍に弁手段が備るため、インクの切れがよくな
り、印刷の滲みを防止することができる。また、噴射孔
と印刷面との間の距離を大きくすれば、インクの噴射速
度が大きいため微粒化が促進され、広い面をむらなく印
刷できる。さらに、このような噴射孔と印刷面との間の
距離を制御しながら、被印刷物を噴射方向に対し直角方
向に移動すれば、印刷のむらや滲みのない状態で印刷の
幅を制御することができる。

【００７６】また、本発明をボイラーの燃料噴射手段に
適用すれば、衝撃的高圧により燃料を噴射するので、燃
料の噴射速度が大きくなり、燃料が充分に微粒化する。
したがって、重油等の低揮発性の燃料であっても確実な
燃焼が可能になり、すすの発生を少なくして熱効率を高
めることができる。また、本発明を内燃機関の潤滑油供
給手段に適用すれば、潤滑油は衝撃的高圧を利用して噴
射されるため、安定して確実な潤滑油供給ができ、円滑
なエンジン駆動が達成される。

【００７７】さらに、本発明を内燃機関の燃料噴射装置
に適用すれば、燃料は衝撃的高圧を利用して噴射される
ので、燃焼室内が高圧になっても燃料を噴射することが
できる。したがって、ガソリンエンジンにおいては、圧
縮行程終期の点火直前まで燃料噴射可能になり、またデ
ィーゼルエンジンのように燃焼継続中の高圧の燃焼室に
も燃料を確実に噴射することができる。この場合、燃料
噴射速度が大きくなることにより、燃料が微粒化し、燃
料が確実に気化するので、未燃焼成分の発生が抑制さ
れ、排気浄化性がよくなる。

【００７８】このような内燃機関は、衝撃的高圧を利用
した燃料噴射を行うので、噴射速度を高め微粒化を促進
して、高圧燃焼室内へ確実に燃料を供給することが可能
になる。したがって、２サイクルおよび４サイクルのガ
ソリンエンジンにおける吸気管噴射や筒内噴射だけでな
く、ディーゼルエンジンに対しても充分適用可能にな
り、あらゆる運転状態で確実な燃料噴射が達成され、燃
焼効率が高く未燃ガス成分の発生を抑制して排気エミッ
ションを向上させ、信頼性が高くしかも汎用性の高い燃
料噴射装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した４サイクルエンジンの構成
図。

【図２】 本発明に係る液体噴射装置の実施例の構成
図。

【図３】 本発明に係る液体噴射装置の別の実施例の構
成図。

【図４】 本発明に係る高圧発生装置の例を示す断面
図。

【図５】 本発明に係るインジェクタの別の例の構成
図。

【図６】 本発明に係るインジェクタのさらに別の例の
構成図。

【図７】 本発明に係る高圧発生源の詳細構成図。

【図８】 本発明に係る高圧発生源の組立て状態の構成
図。

【図９】 高圧発生源の別の例の構成図。

【図１０】 高圧発生源のさらに別の例の構成図。

【図１１】 高圧発生源のさらに別の例の構成図。

【図１２】 本発明に係る別の高圧発生源の構成説明
図。

【図１３】 本発明に係る衝撃的高圧波と駆動信号のグ
ラフ。

【図１４】 本発明を適用した２サイクルエンジンの構
成図。

【図１５】 本発明に係る噴射弁一体型の燃料噴射装置
の構成図。

【図１６】 噴射弁一体型の燃料噴射装置の別の実施例
の構成図。

【符号の説明】

１４：インジェクタ、１５：燃料パイプ、１５ａ：燃料
噴射通路、１６：高圧発生装置、１７：高圧発生源、１
７ａ：高圧波（衝撃波）付与面、２２：燃料タンク、２
３：エア抜きパイプ、２５：弁、３２：加圧室、３３：
吐出ポート、３５：燃料導入ポート、Ｒ：反射面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｆ０２Ｍ 63/06 51/04 Ｆ２３Ｄ 11/34 Ｂ 63/06 Ｈ０１Ｌ 41/12 Ｆ２３Ｄ 11/34 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３Ａ Ｈ０１Ｌ 41/09 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｕ 41/12

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体供給源と連通し下方に配置される加
   圧室と、 前記液体を噴射するための噴射孔と、 この噴射孔に前記加圧室から水平あるいは下方に液体を
   導く噴射通路と、 前記加圧室内の液体に衝撃圧を付与するプランジャおよ
   びこれを駆動する電歪素子または磁歪素子からなる高圧
   発生源を有する衝撃的高圧発生手段とを具備し、 前記噴射通路内の液体を介して伝播した衝撃圧が到達し
   た時点で開となるように構成された弁手段を前記噴射孔
   近傍に配置し、 前記高圧発生源から発生する高圧波の伝播経路を、直接
   または反射させて、前記噴射通路の加圧室側端部の開口
   部に向けたことを特徴とする液体噴射装置。
2. 【請求項２】 前記衝撃的高圧発生手段の動作時および
   非作動時ともに、前記噴射孔近傍の弁手段上流側から前
   記噴射通路の加圧室側端部までの噴射通路は全域にわた
   って常に開放状態であることを特徴とする請求項１に記
   載の液体噴射装置。
3. 【請求項３】 前記加圧室に臨んで、前記噴射通路の端
   部および前記液体供給源への連通路が開口し、 前記衝撃的高圧発生手段の衝撃圧付与面に対向する側の
   加圧室壁面には、前記噴射通路の端部のみを開口させた
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
4. 【請求項４】 前記弁手段は、前記噴射孔を境にして噴
   射通路側の液体圧力から、噴射する空間側の液体圧力を
   引いた値が所定値以下の場合に閉となるとともに、この
   弁手段に液体の衝撃的高圧が到達作用することにより開
   となるように構成したことを特徴とする請求項１、２ま
   たは３に記載の液体噴射装置。
5. 【請求項５】 前記弁手段は、この弁手段に液体の衝撃
   的高圧が到達するタイミングで弁を開とする弁開閉駆動
   手段を備えたことを特徴とする請求項１、２または３に
   記載の液体噴射装置。
6. 【請求項６】 前記噴射通路を、その加圧室側端部から
   噴射孔方向に断面積が減少するように形成したことを特
   徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の液体噴
   射装置。
7. 【請求項７】 前記液体噴射装置は、被印刷物にインク
   を供給するためにインクを噴射する印刷装置のインク噴
   射手段として使用されたことを特徴とする請求項１から
   ６までのいずれかに記載の液体噴射装置。
8. 【請求項８】 前記液体噴射装置は、ボイラーの燃焼室
   に燃料を供給する燃料噴射手段として使用されたことを
   特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の液体
   噴射装置。
9. 【請求項９】 前記液体噴射装置は、内燃機関に潤滑油
   を供給するために潤滑油を噴射する内燃機関の潤滑油供
   給手段として使用されたことを特徴とする請求項１から
   ６までのいずれかに記載の液体噴射装置。
10. 【請求項１０】 前記液体噴射装置は、内燃機関の吸気
    系または燃焼室に直接燃料を噴射する内燃機関の燃料噴
    射装置として使用されたことを特徴とする請求項１から
    ６までのいずれかに記載の液体噴射装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０の液体噴射装置を搭載した
    ことを特徴とする燃料噴射式内燃機関。