JP2003148277A - 燃料噴射弁 - Google Patents
燃料噴射弁Info
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- JP2003148277A JP2003148277A JP2001345706A JP2001345706A JP2003148277A JP 2003148277 A JP2003148277 A JP 2003148277A JP 2001345706 A JP2001345706 A JP 2001345706A JP 2001345706 A JP2001345706 A JP 2001345706A JP 2003148277 A JP2003148277 A JP 2003148277A
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- fuel
- pinhole
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/165—Filtering elements specially adapted in fuel inlets to injector
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピンホールに燃料中のゴミが詰まるのを防止
して、制御性、安全性を確保し、かつ噴射燃料の圧損を
増加させることのない高性能な燃料噴射弁を提供する。 【解決手段】 ピエゾアクチュエータ14によって駆動
される大径ピストン61と、ノズルニードル12を昇降
させる3方弁5を開閉駆動する小径ピストン部材63の
間に油密室62を設ける。油密室62は、大径ピストン
61下端部に設けたピンホール8および通路72を介し
て外部へ至るドレーン通路2に連通しており、通路72
には、焼結金属材からなるフィルタ部材82が配設して
ある。通路72における燃料の流量は非常に小さいの
で、目の細かいフィルタを装着しても圧損が大きな問題
となることはなく、燃料中のゴミを除去して機能低下を
防止する。
して、制御性、安全性を確保し、かつ噴射燃料の圧損を
増加させることのない高性能な燃料噴射弁を提供する。 【解決手段】 ピエゾアクチュエータ14によって駆動
される大径ピストン61と、ノズルニードル12を昇降
させる3方弁5を開閉駆動する小径ピストン部材63の
間に油密室62を設ける。油密室62は、大径ピストン
61下端部に設けたピンホール8および通路72を介し
て外部へ至るドレーン通路2に連通しており、通路72
には、焼結金属材からなるフィルタ部材82が配設して
ある。通路72における燃料の流量は非常に小さいの
で、目の細かいフィルタを装着しても圧損が大きな問題
となることはなく、燃料中のゴミを除去して機能低下を
防止する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射弁に関するものである。
射弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジン等に高圧燃料を噴射
するために、従来より、ピエゾアクチュエータ等を用い
た油圧駆動式の燃料噴射弁が用いられている。かかる燃
料噴射弁は、ピエゾアクチュエータの伸縮に伴って変位
する大径のピストン部材と、作動油を充填した油密室、
および弁部材を駆動する小径のピストン部材を、この順
に同軸的に配置し、大径のピストン部材の変位を油密室
で油圧変換し、拡大して小径のピストン部材に伝達して
いる。
するために、従来より、ピエゾアクチュエータ等を用い
た油圧駆動式の燃料噴射弁が用いられている。かかる燃
料噴射弁は、ピエゾアクチュエータの伸縮に伴って変位
する大径のピストン部材と、作動油を充填した油密室、
および弁部材を駆動する小径のピストン部材を、この順
に同軸的に配置し、大径のピストン部材の変位を油密室
で油圧変換し、拡大して小径のピストン部材に伝達して
いる。
【0003】ピエゾアクチュエータの伸長時、大径のピ
ストン部材および油密室を介して小径のピストン部材が
下降し、弁部材を開弁すると、ノズルニードルに背圧を
与える制御室の圧力が低下し、ノズルニードルが上昇し
て噴孔から燃料が噴射される。その後、ピエゾアクチュ
エータを収縮させると、大径のピストン部材が上昇する
のに伴い、小径のピストン部材が上昇し、弁部材が閉弁
して燃料噴射が停止される。
ストン部材および油密室を介して小径のピストン部材が
下降し、弁部材を開弁すると、ノズルニードルに背圧を
与える制御室の圧力が低下し、ノズルニードルが上昇し
て噴孔から燃料が噴射される。その後、ピエゾアクチュ
エータを収縮させると、大径のピストン部材が上昇する
のに伴い、小径のピストン部材が上昇し、弁部材が閉弁
して燃料噴射が停止される。
【0004】一方、上記構成では、油密室からリークす
る作動油を補充する必要があり、このため、油密室に逆
止弁を介して作動油を供給する機構を設けたものがある
(例えば、米国特許第5779149号、特開平11−
166653号公報等)。しかしながら、この機構に
は、組付け後に油密室に作動油を充填する際に空気が
残って、作動が不十分となる、作動を長期間停止して
いると小径ピストンが重力で降下し、作動油が逆止弁を
介して補充されるため、小径ピストンが上昇できなくな
る、通電回路の断線等でピエゾアクチュエータが収縮
できなくなると、油密室の油圧が高いままとなり、燃料
噴射が持続する、といった問題がある。そこで、油密室
と外部を接続するピンホールを設けて、制御性、安全性
を向上させることが提案されている。
る作動油を補充する必要があり、このため、油密室に逆
止弁を介して作動油を供給する機構を設けたものがある
(例えば、米国特許第5779149号、特開平11−
166653号公報等)。しかしながら、この機構に
は、組付け後に油密室に作動油を充填する際に空気が
残って、作動が不十分となる、作動を長期間停止して
いると小径ピストンが重力で降下し、作動油が逆止弁を
介して補充されるため、小径ピストンが上昇できなくな
る、通電回路の断線等でピエゾアクチュエータが収縮
できなくなると、油密室の油圧が高いままとなり、燃料
噴射が持続する、といった問題がある。そこで、油密室
と外部を接続するピンホールを設けて、制御性、安全性
を向上させることが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ピンホール
を設けただけの構成では、燃料中に混入したゴミがピン
ホールに詰まると、ピンホールが機能しなくなるという
問題が生じる。燃料噴射弁の燃料導入路の入口には、通
常、噴孔(径:約100μm)を閉塞するおそれのある
ゴミを除去するためにフィルタが装着されるため、この
フィルタの目を細かくすることで、問題を回避すること
が容易に考えられる。しかしながら、フィルタの目を細
かくすると、圧損が増加してしまい、必要な燃料噴射圧
が得られないおそれがある。
を設けただけの構成では、燃料中に混入したゴミがピン
ホールに詰まると、ピンホールが機能しなくなるという
問題が生じる。燃料噴射弁の燃料導入路の入口には、通
常、噴孔(径:約100μm)を閉塞するおそれのある
ゴミを除去するためにフィルタが装着されるため、この
フィルタの目を細かくすることで、問題を回避すること
が容易に考えられる。しかしながら、フィルタの目を細
かくすると、圧損が増加してしまい、必要な燃料噴射圧
が得られないおそれがある。
【0006】本発明は上記実情に課題を解決するための
もので、その目的は、ピンホールに燃料中のゴミが詰ま
るのを防止して、制御性、安全性を確保することがで
き、しかも圧損を増加させることのない高性能な燃料噴
射弁を提供することにある。
もので、その目的は、ピンホールに燃料中のゴミが詰ま
るのを防止して、制御性、安全性を確保することがで
き、しかも圧損を増加させることのない高性能な燃料噴
射弁を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の燃料噴射弁
は、アクチュエータによって駆動される大径の第1のピ
ストン部材と、ノズルニードルを昇降させる弁部材を開
閉駆動する小径の第2のピストン部材を有し、これら両
ピストン部材の間に作動流体を充填した油密室を設け
て、上記第1のピストン部材の変位を拡大して上記第2
のピストン部材に伝達するものである。上記油密室はピ
ンホールを介して外部へ至る通路に連通するとともに、
上記ピンホールと上記通路の間には、フィルタ部材が配
設してある。
は、アクチュエータによって駆動される大径の第1のピ
ストン部材と、ノズルニードルを昇降させる弁部材を開
閉駆動する小径の第2のピストン部材を有し、これら両
ピストン部材の間に作動流体を充填した油密室を設け
て、上記第1のピストン部材の変位を拡大して上記第2
のピストン部材に伝達するものである。上記油密室はピ
ンホールを介して外部へ至る通路に連通するとともに、
上記ピンホールと上記通路の間には、フィルタ部材が配
設してある。
【0008】上記ピンホールを設けることで、制御性、
安全性が向上するが、ピンホールにゴミが詰まると機能
しなくなるおそれがある。そこで、本発明では、上記ピ
ンホールと外部へ至る通路の間に、フィルタ部材を設け
て、上記通路から上記ピンホールを介して油密室に流入
する燃料中のゴミを捕集する。上記通路で発生する流れ
は、油密室からのリーク分を補給するもので、燃料の流
量は非常に小さく、目の細かいフィルタを装着しても圧
損が大きな問題となることはない。
安全性が向上するが、ピンホールにゴミが詰まると機能
しなくなるおそれがある。そこで、本発明では、上記ピ
ンホールと外部へ至る通路の間に、フィルタ部材を設け
て、上記通路から上記ピンホールを介して油密室に流入
する燃料中のゴミを捕集する。上記通路で発生する流れ
は、油密室からのリーク分を補給するもので、燃料の流
量は非常に小さく、目の細かいフィルタを装着しても圧
損が大きな問題となることはない。
【0009】請求項2では、上記フィルタ部材を金属焼
結材で構成する。金属焼結材は、高温、高圧、高粘度の
条件下でも好適に使用され、また、洗浄により、繰り返
し再生できるので有用である。
結材で構成する。金属焼結材は、高温、高圧、高粘度の
条件下でも好適に使用され、また、洗浄により、繰り返
し再生できるので有用である。
【0010】請求項3のように、上記ピンホールは、上
記油密室の近傍に配置される。具体的には、請求項4の
ように、上記第1のピストン内に上記油密室と上記外部
通路とを結ぶ通路を設けて、該通路に上記ピンホールを
設けることができる。
記油密室の近傍に配置される。具体的には、請求項4の
ように、上記第1のピストン内に上記油密室と上記外部
通路とを結ぶ通路を設けて、該通路に上記ピンホールを
設けることができる。
【0011】あるいは、請求項5のように、上記第1の
ピストンが摺動するシリンダ形成部材内に上記油密室と
上記外部通路とを結ぶ通路を設けて、該通路に上記ピン
ホールを設けることもできる。
ピストンが摺動するシリンダ形成部材内に上記油密室と
上記外部通路とを結ぶ通路を設けて、該通路に上記ピン
ホールを設けることもできる。
【0012】いずれの場合も、請求項6のように、上記
フィルタ部材が上記ピンホールの近傍に配置されている
と、上記ピンホールへ流入するゴミを確実に除去して、
機能低下を阻止する効果が高い。
フィルタ部材が上記ピンホールの近傍に配置されている
と、上記ピンホールへ流入するゴミを確実に除去して、
機能低下を阻止する効果が高い。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
を図面に従って説明する。図1は、本発明を適用した燃
料噴射弁1の構成を示す図で、例えば、ディーゼルエン
ジンのコモンレール噴射システムに好適に使用される。
燃料噴射弁1は、ハウジングHの先端(図の下端)に設
けた噴孔11をノズルニードル12の上下動により開閉
して、燃料の噴射を開始ないし停止するもので、図略の
制御回路によって作動が制御される。噴孔11は、ノズ
ルニードル12が上端位置にある時に開となり、高圧燃
料通路3に続く燃料溜まり31と導通して燃料が供給さ
れる一方、ノズルニードル12がノズルシート13に着
座する下端位置において閉となり、燃料溜まり31との
導通が遮断されて燃料の供給が停止される。
を図面に従って説明する。図1は、本発明を適用した燃
料噴射弁1の構成を示す図で、例えば、ディーゼルエン
ジンのコモンレール噴射システムに好適に使用される。
燃料噴射弁1は、ハウジングHの先端(図の下端)に設
けた噴孔11をノズルニードル12の上下動により開閉
して、燃料の噴射を開始ないし停止するもので、図略の
制御回路によって作動が制御される。噴孔11は、ノズ
ルニードル12が上端位置にある時に開となり、高圧燃
料通路3に続く燃料溜まり31と導通して燃料が供給さ
れる一方、ノズルニードル12がノズルシート13に着
座する下端位置において閉となり、燃料溜まり31との
導通が遮断されて燃料の供給が停止される。
【0014】高圧燃料通路3は、燃料溜まり31から上
方向に延び、ハウジングH上側部に設けたインレット3
2を介して外部のコモンレール(図略)に連通してい
る。ハウジングH内には、また、燃料戻し用のドレーン
通路2が形成されており、ハウジングH上端部に設けた
逆止弁21とアウトレット22を介して、外部の燃料タ
ンク(図略)に至る外部通路に連通している。ノズルニ
ードル12の上方には、制御室4が形成され、ノズルニ
ードル12は、制御室4内に配したスプリング41のば
ね力と制御室4の油圧によって閉方向(下方)へ付勢さ
れている。
方向に延び、ハウジングH上側部に設けたインレット3
2を介して外部のコモンレール(図略)に連通してい
る。ハウジングH内には、また、燃料戻し用のドレーン
通路2が形成されており、ハウジングH上端部に設けた
逆止弁21とアウトレット22を介して、外部の燃料タ
ンク(図略)に至る外部通路に連通している。ノズルニ
ードル12の上方には、制御室4が形成され、ノズルニ
ードル12は、制御室4内に配したスプリング41のば
ね力と制御室4の油圧によって閉方向(下方)へ付勢さ
れている。
【0015】制御室4の油圧は、弁部材としての3方弁
5によって制御される。3方弁5は、弁室51内に略球
形の弁体52を配設してなり、弁室51はメインオリフ
ィス42を介して制御室4と常に連通している。弁室5
1は、頂面にドレーンポート23が、底面に高圧ポート
33が開口しており、弁室51内の弁体52が上方また
は下方に移動して上記2つのポートの一方を閉塞する
と、他方が開放されて制御室4と導通する。ドレーンポ
ート23はドレーン通路2に連通し、高圧ポート33は
高圧燃料通路3に連通している。
5によって制御される。3方弁5は、弁室51内に略球
形の弁体52を配設してなり、弁室51はメインオリフ
ィス42を介して制御室4と常に連通している。弁室5
1は、頂面にドレーンポート23が、底面に高圧ポート
33が開口しており、弁室51内の弁体52が上方また
は下方に移動して上記2つのポートの一方を閉塞する
と、他方が開放されて制御室4と導通する。ドレーンポ
ート23はドレーン通路2に連通し、高圧ポート33は
高圧燃料通路3に連通している。
【0016】よって、弁室51がドレーンポート23に
連通すると、制御室4は低圧となり、ノズルニードル1
2がノズルシート13から離れて上昇する。一方、弁室
51が高圧ポート33に連通すると、制御室4は高圧と
なり、ノズルニードル12が下降してノズルシート13
に着座する。また、制御室4は、サブオリフィス43に
よって、3方弁5を介さずに高圧燃料通路3と常に連通
している。これにより、高圧燃料通路3からサブオリフ
ィス43を経て制御室4に燃料が流入するので、噴射開
始時にはノズルニードル12を緩やかに開弁させ、噴射
終了時にはノズルニードル12を迅速に閉弁させること
ができる。
連通すると、制御室4は低圧となり、ノズルニードル1
2がノズルシート13から離れて上昇する。一方、弁室
51が高圧ポート33に連通すると、制御室4は高圧と
なり、ノズルニードル12が下降してノズルシート13
に着座する。また、制御室4は、サブオリフィス43に
よって、3方弁5を介さずに高圧燃料通路3と常に連通
している。これにより、高圧燃料通路3からサブオリフ
ィス43を経て制御室4に燃料が流入するので、噴射開
始時にはノズルニードル12を緩やかに開弁させ、噴射
終了時にはノズルニードル12を迅速に閉弁させること
ができる。
【0017】ハウジングHの上端部内には、ピエゾアク
チュエータ14と、その下端に接して一体に変位するピ
エゾピストン15が収容されている。ピエゾアクチュエ
ータ14は公知の構成で、電荷の注入によって伸長し、
電荷の放出によって収縮する圧電体を積層してなり、印
加電圧に応じて伸縮してピエゾピストン15を駆動す
る。ピエゾピストン15の外周にはシールリング16が
配設されて、ピエゾアクチュエータ14側への燃料の侵
入を阻止している。ピエゾピストン15の下方には、第
1のピストン部材である大径ピストン61、変位を拡大
するための油密室62、第2のピストン部材である小径
ピストン63がこの順に配設され、ピエゾアクチュエー
タ14およびピエゾピストン15の変位を拡大して小径
ピストン63に伝達する。この時の変位拡大率は、大小
ピストン61、62の径差に応じて決定される。
チュエータ14と、その下端に接して一体に変位するピ
エゾピストン15が収容されている。ピエゾアクチュエ
ータ14は公知の構成で、電荷の注入によって伸長し、
電荷の放出によって収縮する圧電体を積層してなり、印
加電圧に応じて伸縮してピエゾピストン15を駆動す
る。ピエゾピストン15の外周にはシールリング16が
配設されて、ピエゾアクチュエータ14側への燃料の侵
入を阻止している。ピエゾピストン15の下方には、第
1のピストン部材である大径ピストン61、変位を拡大
するための油密室62、第2のピストン部材である小径
ピストン63がこの順に配設され、ピエゾアクチュエー
タ14およびピエゾピストン15の変位を拡大して小径
ピストン63に伝達する。この時の変位拡大率は、大小
ピストン61、62の径差に応じて決定される。
【0018】3方弁5の弁体52は、通常状態では、弁
室51の圧力によってドレーンポート23を閉塞してお
り、小径ピストン63が下降して弁体52を押し下げる
と、ドレーンポート23が開放され、高圧ポート33が
閉鎖される。なお、ドレーンポート23の弁室51への
開口部は、円錐面に形成され、一方、高圧ポート33の
弁室51への開口部はフラット面となっている。このよ
うに一方をフラット形状とすると、弁体52の軸ずれを
吸収できるため、好ましい。
室51の圧力によってドレーンポート23を閉塞してお
り、小径ピストン63が下降して弁体52を押し下げる
と、ドレーンポート23が開放され、高圧ポート33が
閉鎖される。なお、ドレーンポート23の弁室51への
開口部は、円錐面に形成され、一方、高圧ポート33の
弁室51への開口部はフラット面となっている。このよ
うに一方をフラット形状とすると、弁体52の軸ずれを
吸収できるため、好ましい。
【0019】大径ピストン61の中間部周りに形成され
る空間は、ドレーン通路2に連通する油溜まり室7とな
してある。油溜まり室7には、スプリング71が収容さ
れて大径ピストン61およびピエゾピストン15を上方
に付勢し、ピエゾアクチュエータ14の伸縮に応じて一
体に上下動可能としている。
る空間は、ドレーン通路2に連通する油溜まり室7とな
してある。油溜まり室7には、スプリング71が収容さ
れて大径ピストン61およびピエゾピストン15を上方
に付勢し、ピエゾアクチュエータ14の伸縮に応じて一
体に上下動可能としている。
【0020】大径ピストン61内には、軸方向に通路7
2が設けられ、通路72の上端は側方に屈曲して、油溜
まり室7に開口している。通路72の下端は、大径ピス
トン61の下端中央に圧入固定される有底筒状のピンホ
ール形成部材81内通路に接続し、ピンホール形成部材
81の底面中央を貫通して形成されるピンホール8を介
して、油密室62に連通している。ピンホール8は、大
径ピストン61の下端中央に圧入固定される有底筒状の
ピンホール形成部材81の底面中央を貫通して形成され
る。ピンホール8は、組付け時に燃料を油密室に充填す
るための通路として、または、リーク等により油密室6
2の油圧が所定圧以下となった時に燃料を補充し、油圧
が所定圧以上となった時に燃料を排出するための通路と
して機能する。ピンホール8の大きさは、油密室62の
変位伝達機能に支障がない範囲で、また、異常時に一定
期間以上油密室62の圧力が高い状態が続かないよう
に、例えば、直径:0.01〜0.03mm程度に設定
される。なお、ドレーン通路2は、アウトレット22近
傍に設けたボールとスプリングからなる逆止弁21によ
り、外部通路より高い圧力に保たれているので、油密室
62への燃料補充は容易になされる。
2が設けられ、通路72の上端は側方に屈曲して、油溜
まり室7に開口している。通路72の下端は、大径ピス
トン61の下端中央に圧入固定される有底筒状のピンホ
ール形成部材81内通路に接続し、ピンホール形成部材
81の底面中央を貫通して形成されるピンホール8を介
して、油密室62に連通している。ピンホール8は、大
径ピストン61の下端中央に圧入固定される有底筒状の
ピンホール形成部材81の底面中央を貫通して形成され
る。ピンホール8は、組付け時に燃料を油密室に充填す
るための通路として、または、リーク等により油密室6
2の油圧が所定圧以下となった時に燃料を補充し、油圧
が所定圧以上となった時に燃料を排出するための通路と
して機能する。ピンホール8の大きさは、油密室62の
変位伝達機能に支障がない範囲で、また、異常時に一定
期間以上油密室62の圧力が高い状態が続かないよう
に、例えば、直径:0.01〜0.03mm程度に設定
される。なお、ドレーン通路2は、アウトレット22近
傍に設けたボールとスプリングからなる逆止弁21によ
り、外部通路より高い圧力に保たれているので、油密室
62への燃料補充は容易になされる。
【0021】ここで、本発明では、燃料中の微小なゴミ
を捕集、除去するために、ピンホール8と外部通路の間
にフィルタ部材82を配設する。図1の第1の実施の形
態では、油溜まり室7に接続する通路72の上端部内に
フィルタ部材82を配設しており、ピンホール8にゴミ
が詰まって機能しなくなるのを防止する。フィルタ部材
82として、好適には、焼結金属材からなるフィルタ部
材82が用いられ、プラスチックフィルタ等に比べて、
高温、高圧、高粘度下での耐久性に優れ、洗浄による再
生使用が容易である等の点で優位である。具体的には、
このような焼結金属フィルタとして、金属粉末を型内で
焼結させて多孔質体としたものや、金属繊維を成形、焼
結したもの、さらに、複数枚の金網を積層して焼結した
もの等、種々のフィルタがあり、いずれも、小さなスペ
ースに設置可能で所望の微小なゴミを効率よく除去でき
る。
を捕集、除去するために、ピンホール8と外部通路の間
にフィルタ部材82を配設する。図1の第1の実施の形
態では、油溜まり室7に接続する通路72の上端部内に
フィルタ部材82を配設しており、ピンホール8にゴミ
が詰まって機能しなくなるのを防止する。フィルタ部材
82として、好適には、焼結金属材からなるフィルタ部
材82が用いられ、プラスチックフィルタ等に比べて、
高温、高圧、高粘度下での耐久性に優れ、洗浄による再
生使用が容易である等の点で優位である。具体的には、
このような焼結金属フィルタとして、金属粉末を型内で
焼結させて多孔質体としたものや、金属繊維を成形、焼
結したもの、さらに、複数枚の金網を積層して焼結した
もの等、種々のフィルタがあり、いずれも、小さなスペ
ースに設置可能で所望の微小なゴミを効率よく除去でき
る。
【0022】上記構成の燃料噴射弁1の作動を説明す
る。燃料噴射を開始するためにピエゾアクチュエータ1
4に電圧を印加すると、ピエゾアクチュエータ14が伸
長して、ピエゾピストン15、大径ピストン61を同じ
変位量だけ下方に移動させ、油密室62の油圧を上昇さ
せる。油密室62の油圧上昇により小径ピストン63が
下降すると、3方弁5の弁体52が押し下げられ、ドレ
ーンポート23を開放する。この時、弁体52のリフト
量は、ピエゾアクチュエータ14の変位に対して大径ピ
ストン61と小径ピストン63の受圧面積の比に応じて
拡大される。
る。燃料噴射を開始するためにピエゾアクチュエータ1
4に電圧を印加すると、ピエゾアクチュエータ14が伸
長して、ピエゾピストン15、大径ピストン61を同じ
変位量だけ下方に移動させ、油密室62の油圧を上昇さ
せる。油密室62の油圧上昇により小径ピストン63が
下降すると、3方弁5の弁体52が押し下げられ、ドレ
ーンポート23を開放する。この時、弁体52のリフト
量は、ピエゾアクチュエータ14の変位に対して大径ピ
ストン61と小径ピストン63の受圧面積の比に応じて
拡大される。
【0023】弁体52のリフトに伴い、弁室51とドレ
ーンポート23が導通し、次いで高圧ポート33との導
通が遮断されるために、弁室51の圧力が低下し、制御
室4の圧力を低下させる。そして、ノズルニードル12
に上向きに作用する燃料溜まり31の油圧力が、制御室
4の油圧力およびスプリング41のバネ力に勝ると、ノ
ズルニードル12がノズルシート13からリフトし、燃
料の噴射が開始される。
ーンポート23が導通し、次いで高圧ポート33との導
通が遮断されるために、弁室51の圧力が低下し、制御
室4の圧力を低下させる。そして、ノズルニードル12
に上向きに作用する燃料溜まり31の油圧力が、制御室
4の油圧力およびスプリング41のバネ力に勝ると、ノ
ズルニードル12がノズルシート13からリフトし、燃
料の噴射が開始される。
【0024】燃料噴射の停止に当たっては、ピエゾアク
チュエータ14の電荷を放出させてその電圧をゼロにす
る。この間に、ピエゾアクチュエータ14は、電圧印加
時の変位量だけ収縮して元の長さに戻り、大径ピストン
61がスプリング71に付勢されて上昇する。これによ
り、油密室62の油圧が低下すると、小径ピストン63
は、弁体52を高圧ポート33の高圧に抗してシートさ
せる力を失い、弁体52とともに上昇する。弁体52が
初期状態に戻ると、弁室51が高圧ポート33に導通
し、ドレーンポート23との導通が遮断されるために、
弁室51および制御室4の圧力が再び上昇して、ノズル
ニードル12をノズルシート13に着座させ、燃料噴射
が停止する。
チュエータ14の電荷を放出させてその電圧をゼロにす
る。この間に、ピエゾアクチュエータ14は、電圧印加
時の変位量だけ収縮して元の長さに戻り、大径ピストン
61がスプリング71に付勢されて上昇する。これによ
り、油密室62の油圧が低下すると、小径ピストン63
は、弁体52を高圧ポート33の高圧に抗してシートさ
せる力を失い、弁体52とともに上昇する。弁体52が
初期状態に戻ると、弁室51が高圧ポート33に導通
し、ドレーンポート23との導通が遮断されるために、
弁室51および制御室4の圧力が再び上昇して、ノズル
ニードル12をノズルシート13に着座させ、燃料噴射
が停止する。
【0025】この間、油密室62の燃料は、また大小ピ
ストン61、63の外周のクリアランスを介して、また
ピンホール8を介してドレーン通路2にリークするが、
噴射終了後、リークに相当する分の燃料が、ピンホール
8を介して補充されるので、油密室62の油圧を所定圧
に保持することができる。また、ピンホール8を設けた
ことにより、例えば、燃料噴射中にピエゾアクチュエー
タ14への通電回路が断線する等の異常が生じた場合、
ピエゾアクチュエータ14の電荷を放出することができ
なくなっても、ピンホール8を介して油密室62の燃料
が油溜まり室7へリークするため、油密室62の圧力は
次第に低下する。よって、油密室62の油圧が高いまま
維持されて、燃料噴射が継続するおそれがなく、安全性
が高い。
ストン61、63の外周のクリアランスを介して、また
ピンホール8を介してドレーン通路2にリークするが、
噴射終了後、リークに相当する分の燃料が、ピンホール
8を介して補充されるので、油密室62の油圧を所定圧
に保持することができる。また、ピンホール8を設けた
ことにより、例えば、燃料噴射中にピエゾアクチュエー
タ14への通電回路が断線する等の異常が生じた場合、
ピエゾアクチュエータ14の電荷を放出することができ
なくなっても、ピンホール8を介して油密室62の燃料
が油溜まり室7へリークするため、油密室62の圧力は
次第に低下する。よって、油密室62の油圧が高いまま
維持されて、燃料噴射が継続するおそれがなく、安全性
が高い。
【0026】そして、本実施の形態では、ピンホール8
に連通する通路72内に、フィルタ部材82を配置した
ので、油密室62に補充される燃料中の微小なゴミが除
去できる。従って、ピンホール8にゴミが詰まって機能
しなくなるのを防止できる。ここで、フィルタ部材82
が配置される通路72内を流通する燃料は、燃料リーク
に相当する僅かな量で、多量の噴射燃料が流通する高圧
燃料通路3と比べて、圧倒的に少量であるので、フィル
タ部材82の目を細かくしても圧損増が大きな問題とな
ることはない。特に、フィルタ部材82を焼結金属材か
らなるフィルタとすれば、省スペースで、効率よく微小
なゴミを除去できる。
に連通する通路72内に、フィルタ部材82を配置した
ので、油密室62に補充される燃料中の微小なゴミが除
去できる。従って、ピンホール8にゴミが詰まって機能
しなくなるのを防止できる。ここで、フィルタ部材82
が配置される通路72内を流通する燃料は、燃料リーク
に相当する僅かな量で、多量の噴射燃料が流通する高圧
燃料通路3と比べて、圧倒的に少量であるので、フィル
タ部材82の目を細かくしても圧損増が大きな問題とな
ることはない。特に、フィルタ部材82を焼結金属材か
らなるフィルタとすれば、省スペースで、効率よく微小
なゴミを除去できる。
【0027】また、燃料噴射弁1の組み立て後、油密室
62に燃料を充填するために、通常、高圧燃料通路3を
真空ポンプに連結して燃料噴射弁1内を真空にしてか
ら、ドレーン通路2を通じて燃料を供給する。この時、
ピンホール8により、油密室62内が容易に真空にでき
るので、速やかに燃料を充填することができ、空気が残
って不具合を生じることがない。さらに、通路72に配
置されるフィルタ部材82を通過させることで、燃料中
の微小なゴミが除去されるので、ピンホール8にゴミが
詰まるのを防止できる。
62に燃料を充填するために、通常、高圧燃料通路3を
真空ポンプに連結して燃料噴射弁1内を真空にしてか
ら、ドレーン通路2を通じて燃料を供給する。この時、
ピンホール8により、油密室62内が容易に真空にでき
るので、速やかに燃料を充填することができ、空気が残
って不具合を生じることがない。さらに、通路72に配
置されるフィルタ部材82を通過させることで、燃料中
の微小なゴミが除去されるので、ピンホール8にゴミが
詰まるのを防止できる。
【0028】さらに、上記第1の実施の形態では、フィ
ルタ部材82を、ピンホール8が設けられる大径ピスト
ン61内に形成した通路72に配設したので、組み立て
工程に先立って、フィルタ部材82およびピンホール形
成部材81を大径ピストン61に圧入固定して一体化し
ておくことができる。このように、フィルタ部材82を
ピンホール8の近傍、好ましくは、同一部材内に設置す
ると、部品の管理が容易である上、通路72内へのゴミ
等の侵入を防止できるので、有利である。
ルタ部材82を、ピンホール8が設けられる大径ピスト
ン61内に形成した通路72に配設したので、組み立て
工程に先立って、フィルタ部材82およびピンホール形
成部材81を大径ピストン61に圧入固定して一体化し
ておくことができる。このように、フィルタ部材82を
ピンホール8の近傍、好ましくは、同一部材内に設置す
ると、部品の管理が容易である上、通路72内へのゴミ
等の侵入を防止できるので、有利である。
【0029】図2に、本発明の第2の実施の形態として
示すように、フィルタ部材82を、ピンホール形成部材
81内に配置することもできる。この場合は、筒状のピ
ンホール形成部材81の上端開口を閉鎖するように、ピ
ンホール8が形成される底面との間に間隔をおいて、フ
ィルタ部材82を配置する。ピンホール8とフィルタ部
材82の間を空けるのは、燃料に接する面を大きくし、
フィルタ面の全面を使用して効率よくゴミを捕集するた
めである。このように、フィルタ部材82とピンホール
8を近接させることで、ピンホール8近傍のゴミを確実
に除去して、より効果的にフィルタ機能を発揮させるこ
とができる。
示すように、フィルタ部材82を、ピンホール形成部材
81内に配置することもできる。この場合は、筒状のピ
ンホール形成部材81の上端開口を閉鎖するように、ピ
ンホール8が形成される底面との間に間隔をおいて、フ
ィルタ部材82を配置する。ピンホール8とフィルタ部
材82の間を空けるのは、燃料に接する面を大きくし、
フィルタ面の全面を使用して効率よくゴミを捕集するた
めである。このように、フィルタ部材82とピンホール
8を近接させることで、ピンホール8近傍のゴミを確実
に除去して、より効果的にフィルタ機能を発揮させるこ
とができる。
【0030】図3に、本発明の第3の実施の形態として
示すように、ハウジングH内に、筒状のシリンダ形成部
材9を別体で設け、このシリンダ形成部材9にピンホー
ル8を設けた構成とすることもできる。シリンダ形成部
材9の内周は、大径ピストン61および小径ピストン6
3が摺動するシリンダとなしてある。この時、油密室6
2は、大径ピストン61、小径ピストン63とシリンダ
形成部材9に囲まれる空間で形成され、側壁に開口する
ピンホール8およびこれに連続する通路91を介してド
レーン通路2に連通している。通路91の途中には、ピ
ンホール8と間隔をおいてフィルタ部材82が配設して
あり、油密室62に充填される燃料中のゴミを除去する
ようになっている。
示すように、ハウジングH内に、筒状のシリンダ形成部
材9を別体で設け、このシリンダ形成部材9にピンホー
ル8を設けた構成とすることもできる。シリンダ形成部
材9の内周は、大径ピストン61および小径ピストン6
3が摺動するシリンダとなしてある。この時、油密室6
2は、大径ピストン61、小径ピストン63とシリンダ
形成部材9に囲まれる空間で形成され、側壁に開口する
ピンホール8およびこれに連続する通路91を介してド
レーン通路2に連通している。通路91の途中には、ピ
ンホール8と間隔をおいてフィルタ部材82が配設して
あり、油密室62に充填される燃料中のゴミを除去する
ようになっている。
【0031】この構成においても、ピンホール8とドレ
ーン通路2の間にフィルタ部材82に配設することで、
同様の効果が得られる。また、フィルタ部材82をピン
ホール8の近傍、好適には、同一部材であるシリンダ形
成部材9内に配置することで、組付けや部品の管理が容
易になり、ゴミ等の侵入を防止できる効果も高い。
ーン通路2の間にフィルタ部材82に配設することで、
同様の効果が得られる。また、フィルタ部材82をピン
ホール8の近傍、好適には、同一部材であるシリンダ形
成部材9内に配置することで、組付けや部品の管理が容
易になり、ゴミ等の侵入を防止できる効果も高い。
【図1】本発明の第1の実施の形態における燃料噴射弁
の全体構成を示す断面図である。
の全体構成を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態における燃料噴射弁
の全体構成を示す断面図である
の全体構成を示す断面図である
【図3】本発明の第3の実施の形態における燃料噴射弁
の全体構成を示す断面図である
の全体構成を示す断面図である
H ハウジング
1 燃料噴射弁
11 噴孔
12 ノズルニードル
13 ノズルシート
14 ピエゾアクチュエータ(アクチュエータ)
15 ピエゾピストン
2 ドレーン通路
21 逆止弁
23 ドレーンポート
3 高圧通路
31 燃料溜まり
33 高圧ポート
4 制御室
5 3方弁(弁部材)
51 弁室
52 弁体
61 大径ピストン(第1のピストン部材)
62 油密室
63 小径ピストン(第2のピストン部材)
7 油溜まり室
71 スプリング
72 通路
8 ピンホール
81 ピンホール形成部材
82 フィルタ部材
9 シリンダ形成部材
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
F02M 61/16 F02M 61/16 C
Claims (6)
- 【請求項1】 アクチュエータによって駆動される大径
の第1のピストン部材と、ノズルニードルを昇降させる
弁部材を開閉駆動する小径の第2のピストン部材を有
し、これら両ピストン部材の間に作動流体を充填した油
密室を設けて、上記第1のピストン部材の変位を拡大し
て上記第2のピストン部材に伝達する燃料噴射弁におい
て、上記油密室をピンホールを介して外部へ至る通路に
連通させるとともに、上記ピンホールと上記通路の間に
フィルタ部材を配設したことを特徴とする燃料噴射弁。 - 【請求項2】 上記フィルタ部材が金属焼結材からなる
請求項1記載の燃料噴射弁。 - 【請求項3】 上記ピンホールが上記油密室の近傍に配
置されている請求項1記載の燃料噴射弁。 - 【請求項4】 上記第1のピストン内に上記油密室と上
記外部通路とを結ぶ通路を設けて、該通路に上記ピンホ
ールを設けた請求項3記載の燃料噴射弁。 - 【請求項5】 上記第1のピストンが摺動するシリンダ
形成部材内に上記油密室と上記外部通路とを結ぶ通路を
設けて、該通路に上記ピンホールを設けた請求項3記載
の燃料噴射弁。 - 【請求項6】 上記フィルタ部材が上記ピンホールの近
傍に配置されている請求項1ないし5のいずれか記載の
燃料噴射弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001345706A JP2003148277A (ja) | 2001-11-12 | 2001-11-12 | 燃料噴射弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001345706A JP2003148277A (ja) | 2001-11-12 | 2001-11-12 | 燃料噴射弁 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003148277A true JP2003148277A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19159003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001345706A Pending JP2003148277A (ja) | 2001-11-12 | 2001-11-12 | 燃料噴射弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003148277A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7234650B2 (en) | 2003-11-10 | 2007-06-26 | Denso Corporation | Three-way valve and fuel injection device having the same |
CN101956636A (zh) * | 2009-07-20 | 2011-01-26 | 卡特彼勒公司 | 用于燃料喷射器的并行线路燃料过滤 |
JP2015117655A (ja) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料噴射弁 |
-
2001
- 2001-11-12 JP JP2001345706A patent/JP2003148277A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7234650B2 (en) | 2003-11-10 | 2007-06-26 | Denso Corporation | Three-way valve and fuel injection device having the same |
DE102004054108B4 (de) * | 2003-11-10 | 2013-01-17 | Denso Corporation | Dreiwegeventil und dieses aufweisende Brennstoffeinspritzvorrichtung |
CN101956636A (zh) * | 2009-07-20 | 2011-01-26 | 卡特彼勒公司 | 用于燃料喷射器的并行线路燃料过滤 |
JP2015117655A (ja) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料噴射弁 |
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