JP2805215B2 - 熱料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ディーゼル機関に使用される燃料噴射装
置に関する。

従来の技術 第８図は、従来例の燃料噴射装置の一種で、燃料噴射
ポンプと燃料噴射ノズルが一体化されたユニットインジ
ェクタと呼ばれるものである。この種の燃料噴射装置の
インジェクタボディ（１）へ内装されたプランジャバレ
ル（２）に、プランジャ（３）が上下摺動自在に差し込
まれている。プランジャバレル（２）内におけるプラン
ジャ（３）下側のプランジャ室（４）へ向けて、燃料供
給孔（５）が形成されている。プランジャ（３）には、
その外周に斜め方向のリード（６）が形成され、このリ
ード（６）が、プランジャ（３）の端面からそのプラン
ジャ（３）内部に形成された通路（７）を通ってプラン
ジャ室（４）に連通している。そして、プランジャ
（３）を下側に摺動させて圧送行程に入ると、燃料供給
孔（５）がまずプランジャ（３）によって塞がれること
から、プランジャ室（４）内の燃料が加圧されて、ノズ
ルバルブ（８）から通路（９）を通って、ノズル（10）
側へ燃料が圧送される。そして、プランジャ（３）が更
に下降してリード（６）が燃料供給孔（５）に連通する
と、プランジャ室（４）内が、この燃料供給孔（５）側
に開放されることから、このプランジャ室（４）内が低
圧となり、燃料の圧送が終了する。燃料供給孔（５）側
へ排出された燃料は、インジェクタボディ（１）内周の
燃料溜り（11）からスピルプロテクタ（12）の出口を通
って、シリンダヘッド（13）の燃料通路（14）側へ排出
される。また、プランジャ（３）が圧送行程を終えて上
方に摺動すると、逆にリード（６）から燃料がプランジ
ャ室（４）側に吸入される。

発明が解決しようとする課題 上記のように、リード（６）は、プランジャ（３）の
圧送工程中に、燃料供給孔（５）側と連通することによ
って、その燃料の圧送を終了させる役目をなすが、従来
においては、１つのリード（６）から同じく１つの燃料
供給孔（５）側に同時に大量の燃料が排出されるため、
この種の燃料噴射装置の噴射燃料の圧力を1000kg/cm²以
上に高圧化するとこのときのスピルエネルギーは極めて
大きくなり、リードやポート内にキャビテーション腐触
を発生するという欠点がある。この発明は、このような
スピルエネルギーを減少させることによって、かかるキ
ャビテーションの発生を防止し、燃料噴射圧力の一層の
高圧化を図ることを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するため、この発明では、プランジ
ャ室内に開口する燃料の絞り流出用ポートと燃料吸排用
ポートをプランジャバレルに形成し、前記プランジャ室
内の燃料を加圧して圧送するプランジャの外周に、その
プランジャの圧送行程の終わりに前記燃料の絞り流出用
ポートに連通する第１のリードと、その第１のリードよ
りも遅れて他方の燃料吸排用ポートに連通する第２のリ
ードを形成するとともに、前記各ポートのプランジャバ
レル外周側の出口を塞ぐようにしてプランジャバレルの
外側に取り付けたスピルプロテクタ若しくはスロットル
部材などの閉鎖部材には、絞り流出用ポート側において
はその絞り流出用ポートの燃料を排出させる小径のポー
トを、燃料吸排用ポート側においてはその燃料吸排用ポ
ートの燃料を排出させる大径のポートをそれぞれ形成し
たことを特徴とする。

作 用 上記この発明の構成によれば、圧送工程の終了時にお
ける燃料のスピルが段階的に行なわれることから、スピ
ルエネルギーが低減され、それだけキャビテーションの
発生を抑えることができる。

更に、スロットル部材にポート径を形成することで、
燃料噴射圧力に応じて予め適宜大きさのポート径を有す
るスロットル部材を選択することができ、燃料圧力の段
階適低減による気泡の発生を最小にすることができる。

実施例 この発明の実施例を示す第１図及び第２図において、
（21）は燃料噴射装置（Ａ）のポンプボディ、（22）
は、このポンプボディ（21）に内装されたプランジャバ
レル、（23）は、そのプランジャバレル（22）のプラン
ジャ挿入孔内に挿入されたプランジャを示している。プ
ランジャバレル（22）のプランジャ挿入孔におけるプラ
ンジャ（23）の頂部にプランジャ室（24）が形成され、
更にこのプランジャ室（24）の燃料吐出側に、デリベリ
バルブ（28）が配設されて、公知のボッシュ型燃料噴射
ポンプが構成されている。プランジャバレル（22）に
は、プランジャ（23）の燃料圧送行程の終了時期の位
置、即ち上死点位置におけるそのプランジャ（23）の両
側において、燃料の絞り流出用ポート（29）と燃料吸排
用ポート（30）が直径方向に相対向して一対に形成され
ている。これらのポート（29）（30）の両外側のプラン
ジャバレル（22）の外周（22a）には、燃料の絞り流出
用の小径ポート（36）とこれより大径の即ち、流動抵抗
の小さい燃料吸排用大径ポート（40）が貫設されたリン
グ状のスピルプロテクタ（38）が被嵌されている。小径
ポート（36）は、絞り流出用ポート（29）の中心から上
方寄りの位置、即ちプランジャ室（24）から後述の第１
のリード（42）を介して絞り流出用ポート（29）内に逆
流吐出される燃料中に気泡が発生した場合に速やかにそ
の絞り流出用ポート（29）の外部へ気泡が排出される位
置に開口されている。また、プランジャバレル（22）の
前記の各ポート（29）（30）に対応して形成された一対
のリード（42）、（43）は、絞り流出用ポート（29）側
のリード（42）がプランジャ（23）の加圧方向の移動に
対して寸法ｘだけ進出した位置に形成されている。上記
第１図は、プランジャ（23）の圧送行程の途中（リード
42、43がポート29、30に連通しない状態）を示してお
り、プランジャ室（24）内の燃料が加圧されて、燃料噴
射ノズル（27）側に圧送されている状態を示す。

そして、更に、プランジャ（23）が圧送行程の終了時
期まで移行すると、燃料の絞り流出用ポート（29）へ、
それに対応する第１のリード（42）が連通するので、先
ずこの第１のリード（42）を通してプランジャ室（24）
内の燃料がスピルプロテクタ（38）の外部に排出され
て、プランジャ室（24）内の圧力が低下し、燃料の圧送
が終了する。その直後プランジャ（23）が寸法ｘだけ更
に続けて移行すると、第２のリード（43）が燃料吸排用
ポート（30）に連通するので、この第１図の第２のリー
ド（43）側からもスピルプロテクタ（38）の外部に燃料
が排出される。従って、プランジャ室（24）内の燃料
は、第１、第２のリード（42）（43）によって段階的に
圧力低下しつつスピルプロテクタ（38）外部へ排出され
ることとなり、これによってスピルエネルギーが漸減さ
れ、キャビテーションの発生を抑えることができる。

次に、この発明の他の実施例を示す第３図及び第４図
において、（121）はユニットインジェクタ（Ｂ）のイ
ンジェクタボディ、（122）は、このインジェクタボデ
ィ（121）に内装されたプランジャバレル、（123）はそ
のプランジャバレル（122）のプランジャ挿入孔内に挿
入されたプランジャを示している。プランジャバレル
（122）のプランジャ挿入孔におけるプランジャ（123）
の下端側にプランジャ室（124）が形成され、更にこの
プランジャ室（124）の下端に、スペーサ（125）を介し
て、インジェクタボディ（121）に螺じ込まれたナット
（126）により、前記従来と同様のノズル部（127）が取
り付けられている。前記スペーサ（125）部分には、プ
ランジャ室（124）内の燃料を前記ノズル部（127）側に
供給するノズルバルブ（128）が設けられている。プラ
ンジャバレル（122）には、プランジャ（123）の燃料圧
送方向に対する後退位置即ち上死点位置におけるそのプ
ランジャ（123）の両側において、燃料の絞り流出用ポ
ート（129）と燃料吸排用ポート（130）が直径方向に相
対向して形成されている。

これらのポート（129）（130）の外側において、イン
ジェクタボディ（121）に大径の螺子穴（131）（131）
が形成されて、これらの螺子穴（131）（131）に、それ
ぞれスロットル部材（132）（133）が螺じ込まれてい
る。螺子穴（131）の外側に、更に大径の凹所（134）
（134）が形成され、スロットル部材（132）（133）に
形成した大径部（135）（135）が、この凹所（134）（1
34）の内周面にカシメによって固着されている。これら
のスロットル部材（132）（133）のうち、その一方に形
成されたスロットルポート（136）は、他方のスロット
ルポート（137）よりも小さく、その小径側のスロット
ルポート（136）が主としてスピル用とし、他方の大径
側のスロットルポート（137）が主として吸入用として
用いられるものである。このスロットルポート（13
6）、（137）は、燃料噴射圧力に応じて予め適宜大きさ
のものに選択設定し、気泡発生の抑止効果を顕著にする
ことができる。

更に、その各スロットル部材（132）（133）の外側に
おいて、第４図のように１つのリング状のスピルプロテ
クタ（138）が、インジェクタボディ（121）に外嵌とし
て取り付けられている。このスピルプロテクタ（138）
には、それぞれのスロットルポート（136）（137）に連
通して、これらのスロットルポート（136）（137）と異
なる位置に各々２個のプロテクタ穴（139）（140）が形
成されている。他方、プランジャ（123）の上端部外周
には、プランジャバレル（122）の前記の各ポート（12
9）（130）に対応して、一対の第１・第２リード（14
2）（143）が形成されているが、インジェクタボディ
（121）のポート（129）（130）が、プランジャ（123）
摺動方向の同一位置に形成されているのに対し、これら
のリード（142）（143）は、大径のスロットルポート
（137）に連通するバレル燃料吸排用ポート（130）側の
第２のリード（143）が、プランジャ（123）の加圧方向
の移動に対して寸法ｘだけ後退した位置に形成されてい
る。

上記第３図は、プランジャの圧送行程の途中を示して
おり、プランジャ室（124）内の燃料が加圧されて、燃
料噴射ノズル（127）側に圧送されている。そして、更
に、プランジャ（123）が圧送方向である下方に摺動す
ると、まず、小径スロットルポート（136）側の絞り流
出用ポート（129）へ、それに対応する第１のリード（1
42）が連通するので、まずこのリード（142）を通して
プランジャ室（124）内の燃料が排出されて、プランジ
ャ室（124）内が低圧となり、燃料の圧送が終了する。
この第１のリード（142）から絞り流出用ポート（129）
側へ排出された燃料は、小径のスロットルポート（13
6）から、その外側の空間を通ってスピルプロテク（13
8）のプロテクタ穴（139）より排出される。更に、プラ
ンジャ（123）が下降すると、第２のリード（143）が大
径スロットルポート（137）側の燃料吸排用ポート（13
0）に連通するので、この第２のリード（143）側からも
燃料が排出される。

従って、プランジャ室（124）内の燃料は、第１・第
２のリード（142）（143）によって段階的に行なわれる
ことになり、これによってスピルエネルギーが低減さ
れ、キャビテーションの発生を抑えることができる。こ
のとき、燃料の圧送を終了させるためのスピルを主とし
て行なう小径スロットルポート（136）は、このスロッ
トルポート（136）が絞られていることにより、絞り流
出用ポート（129）を流れる燃料の圧力をコントロール
し、その絞り流出用ポート（129）中に気泡を発生する
のを防止して、よりキャビテーションの発生しにくい構
造となっている。なお、前記プロテクタ穴（139）（14
0）は、それぞれプランジャバレル（122）のポート（13
0）側からのスピルに対して、そのスピル燃料がインジ
ェクタボディ（121）を差し込んでいるシリンダベット
の壁面に衝突してそのヘッド部分を侵食しない位置で、
かつ、エアを溜めないような位置に形成する。またこれ
らのプロテクタ穴（139）（140）の径を適切な大きさに
することによっても、前記プランジャバレル（122）の
ポート（129）（130）を通る圧力をコントロールして、
キャビテーションの発生をより有効的に防止することが
できる。

第４図で示すように、スピルプロテクタ（138）の内
側においては、各スロットルポート（136）（137）同士
は相互に連通せず、その外側のシリンダヘッド側で連絡
しており、これによって、圧力が相互に伝わりにくくし
てスピルエネルギーの他方への影響を少なくしている。
プランジャ（123）が下死点まで摺動して再び上昇過程
に入ると、まず、第２のリード（143）が大径スロット
ルポート（137）側の燃料吸排用ポート（130）に連通し
て、この燃料吸排用ポート（130）側から燃料が吸入さ
れ、次いで第１のリード（142）が小径スロットルポー
ト（136）側の絞り流出用ポート（129）に連通するが、
第２のリード（143）側の方が通路面積が大きいことか
ら、吸入抵抗が少なく、主としてこの大径スロットルポ
ート（137）側より燃料が効率良く吸入されるととも
に、気泡の発生も抑えられる。

第３図において、プランジャバレル（122）の各ポー
ト（129）（130）の上部側には、インジェクタボディ
（121）内周面とプランジャバレル（122）外周面との間
において、この間の燃料の漏れを防ぐためのＯリング
（145）が、インジェクタボディ（121）側へ形成された
溝に挿入されて設けられているが、このＯリング（14
5）と絞り流出用ポート（129）との間において、プラン
ジャバレル（122）の外周に複数個のラビリンス溝（14
6）を設け、このラビリンス溝（146）による効果によっ
て、Ｏリング（145）側に伝達される燃料圧力を低減
し、Ｏリング（145）の欠損を防止するようにしてい
る。

第５図及び第６図は、第７図のような燃料噴射ポンプ
において、スピルプロテクタを二重構造として、スピル
時のエネルギーを段階的に低下させるようにしたもので
ある。即ち、第７図において、下側の燃料噴射カム（5
1）によって上下に摺動するプランジャ（23）の上部側
が、プランジャ室（24）とされ、このプランジャ室（2
4）からその上部側のデリバリバルブ（52）を介して、
図示しない燃料噴射弁側に燃料を供給するようにしたも
のにおいて、プランジャ（23）外周のリード（53）との
連通によって燃料の圧送を停止するスピルポート（54）
の外側において、第５図のように、スピルプロテクタ
（55）（56）を内外二重に設けている。プランジャバレ
ル（22）の絞り流出用ポート（29）の外側に形成された
溝によって、そのポート（29）と第１の内側のスピルプ
ロテクタ（56）との間に第１室（57）を形成し、このス
ピルプロテクタ（56）のプロテクタ穴（58）を、絞り流
出用ポート（29）の中心線に対して外れた位置に形成
し、更に、両スピルプロテクタ（55）（56）との間に第
２室（60）を形成し、外側の第２のスピルプロテクタ
（55）のプロテクタ穴（62）を、第１のプロテクタ穴
（56）と異なる位置に開口させている。これらのスピル
プロテクタ（55）（56）は、ともに内外二重状にしてプ
ランジャバレル（22）の下向きの段部（63）下側に外嵌
され、更に、その各プロテクタ（55）（56）下端に形成
した突起（64）（65）を、プランジャバレル（22）に外
嵌されるバレルカラー（67）上端の凹部（66）（66）へ
ともに係合させて、上下及び円周方向に位置決めしてい
る。尚、第６図中、（68）は、第７図のように、バレル
カラー（66）下端に外嵌されるプランジャの戻し用バネ
受である。

発明の効果 以上のように、この発明によれば、１対のリードを設
けてこれらのリードを段階的にプランジャバレル側のポ
ートへ連通させることによって、燃料の排出を段階的に
行なわせるものであり、これにより、スピルエネルギー
が減少されてキャビテーションの発生を抑制できるとい
う効果がある。

また、スロットル部材を適宜大きさのポート径を有す
るものとして予め選択しておくことでキャビテーション
の発生の抑止効果を更に顕著にすることができる。

しかも、プランジャバレルに形成した燃料吸排用ポー
トと絞り流出用ポートとは、バレル外周に取り付けたス
ピルプロテクタで相互に仕切られるとともに、このスピ
ルプロテクタに形成した小径と大径のポートから外部へ
排出させるようにしているから、特に、第１のリードが
連通する絞り流出用ポート側では、第１のリードから流
出する燃料をその絞り流出用ポート内に十分な圧力を持
って蓄えることが出来る。このため、この絞り流出用ポ
ート側の正圧を保持して、キャビテーションの発生をよ
り効果的に抑制できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を示す燃料噴射装置の要部
の縦断面図、第２図は、第１図のプランジャポート部分
で横断した横断面図、第３図は、他の実施例に係る燃料
噴射装置の要部の縦断面図、第４図は第３図のプランジ
ャポート部分で横断した横断面図、第５図は、スピルプ
ロテクタを二重に配置した構造を示すバレルポート部分
の拡大縦断面図、第６図は、第５図実施例における各ス
ピルプロテクタ部分を分解して示す斜視図、第７図は、
第５図及び第６図のスピルプロテクタを取り付ける燃料
噴射ポンプの縦断面図、第８図は、従来のユニットイン
ジェクタを示す全体縦断面図である。 （22）（122）……プランジャバレル、（23）（123）…
…プランジャ、 （24）（124）……プランジャ室、（29）（129）……絞
り流出用ポート、 （30）（130）……燃料吸排用ポート、（36）（136）…
…小径ポート、 （37）（137）……大径ポート、（38）（138）……スピ
ルプロテクタ、 （42）（142）……第１のリード、（43）（143）……第
２のリード。 （121）……インジェクタボディ、（132）（133）……
スロットル部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平１−83169（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−166666（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02M 59/26 310 F02M 59/26 330

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プランジャ室内に開口する燃料の絞り流出
   用ポートと燃料吸排用ポートをプランジャバレルに形成
   し、前記プランジャ室内の燃料を加圧して圧送するプラ
   ンジャの外周に、そのプランジャの圧送行程の終わりに
   前記燃料の絞り流出用ポートに連通する第１のリード
   と、その第１のリードよりも遅れて他方の燃料吸排用ポ
   ートに連通する第２のリードを形成するとともに、前記
   各ポートのプランジャバレル外周側の出口を塞ぐように
   してプランジャバレルの外側に取り付けたスピルプロテ
   クタ若しくはスロットル部材などの閉鎖部材には、絞り
   流出用ポート側においてはその絞り流出用ポートの燃料
   を排出させる小径のポートを、燃料吸排用ポート側にお
   いてはその燃料吸排用ポートの燃料を排出させる大径の
   ポートをそれぞれ形成したことを特徴とする燃料噴射装
   置。
2. 【請求項２】燃料の絞り流出用ポートをインクジェクタ
   ボディに螺着したスロットル部材に形成した特許請求の
   範囲第１項記載の燃料噴射装置。