JP3463565B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents
燃料噴射装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射装置、特に
噴孔の開口面積を可変とする燃料噴射装置に関する。
噴孔の開口面積を可変とする燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス規制の強化にともない燃料噴射
量の細かい制御が要求され、噴孔面積を可変とする燃料
噴射装置がいろいろと開示されている。例えば、特開昭
６２−２４８８６８号公報に記載の装置では圧電素子を
用いて噴孔面積を変えており、そのために構造が複雑と
なり、圧電素子に流す電流を制御する装置も必要とな
る。特開平５−３２１７８０号公報に記載の装置や、特
開平７−２２４７３９号公報に記載の装置では、ニード
ルバルブのリフト量を変えて噴孔面積を変えており、ニ
ードルバルブを壁面に押しつけることなく中間位置で停
止させることが必要だが、信頼性高くこれを実施するの
は非常に難しい。特開平５−３２１７８０号公報に記載
の装置や、特開平７−２２４７３９号公報に記載の装置
では、ニードルバルブのリフト量を変えて噴孔面積を変
えており、精密な加工と、精密な制御が要求される。特
開昭５７−３５１５５号公報に記載の装置や、特開平８
−３３８３４１号公報に記載の装置や、特開平８−９３
６０１号公報に記載の装置では噴孔の外側にロータリー
シャッタを設けたり、ニードルバルブを回転させたりし
て噴孔面積を変えており、複雑な加工と、精密な制御が
要求される。特開昭５９−１８００６３号公報に記載の
装置や、特開平６−２６４１６号公報に記載の装置で
は、ニードルバルブの中にニードルバルブを設けて、そ
れぞれのニードルバルブを別々に制御するものであっ
て、複雑な加工と、複雑な制御が要求される。
量の細かい制御が要求され、噴孔面積を可変とする燃料
噴射装置がいろいろと開示されている。例えば、特開昭
６２−２４８８６８号公報に記載の装置では圧電素子を
用いて噴孔面積を変えており、そのために構造が複雑と
なり、圧電素子に流す電流を制御する装置も必要とな
る。特開平５−３２１７８０号公報に記載の装置や、特
開平７−２２４７３９号公報に記載の装置では、ニード
ルバルブのリフト量を変えて噴孔面積を変えており、ニ
ードルバルブを壁面に押しつけることなく中間位置で停
止させることが必要だが、信頼性高くこれを実施するの
は非常に難しい。特開平５−３２１７８０号公報に記載
の装置や、特開平７−２２４７３９号公報に記載の装置
では、ニードルバルブのリフト量を変えて噴孔面積を変
えており、精密な加工と、精密な制御が要求される。特
開昭５７−３５１５５号公報に記載の装置や、特開平８
−３３８３４１号公報に記載の装置や、特開平８−９３
６０１号公報に記載の装置では噴孔の外側にロータリー
シャッタを設けたり、ニードルバルブを回転させたりし
て噴孔面積を変えており、複雑な加工と、精密な制御が
要求される。特開昭５９−１８００６３号公報に記載の
装置や、特開平６−２６４１６号公報に記載の装置で
は、ニードルバルブの中にニードルバルブを設けて、そ
れぞれのニードルバルブを別々に制御するものであっ
て、複雑な加工と、複雑な制御が要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
み、構造が簡単で、信頼性の高い噴孔面積可変の燃料噴
射装置を提供することを目的とする。
み、構造が簡単で、信頼性の高い噴孔面積可変の燃料噴
射装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【０００５】
【０００６】
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、バルブボデー先端のノズルボデー内にニードル弁を
移動自在に配設し、ニードル弁シート部をノズルボデー
シート部から離間させてノズルボデーのノズルボデーシ
ート部の下流側に形成されている噴孔へ燃料を導いて燃
料を噴射する燃料噴射装置であって、導入される燃料の
圧力が高いときには噴孔の入口の開口面積が大きく、導
入される燃料の圧力が低いときには噴孔の入口の開口面
積が小さくなるように、燃料圧力に応じて噴孔の入口の
開口面積を可変とする燃圧応動噴孔面積調節部材を具備
し、燃圧応動噴孔面積調節部材が、ノズルボデーの内側
の先端部に配設され燃料圧力に応じて伸縮する弾性部材
と弾性部材上に配設された弁体とから成り、燃料が弁体
の上面に導入されたときに、燃料圧力に応じて弁体が噴
孔の入口が形成されているノズルボデーの先端部の内面
に沿って移動して噴孔の入口の開口面積を変化せしめる
ことを特徴とする燃料噴射装置が提供される。この様に
構成された燃料噴射装置では、燃料圧力に応じて弾性部
材の収縮量が変化し、それにともない弁体が噴孔の入口
が形成されているノズルボデーの先端の内面にそって移
動して噴孔の入口の開口面積が変化せしめられ、燃料の
圧力が高いときには噴孔の入口の開口面積が大きくされ
て大量の燃料が噴射され、燃料の圧力が低いときには噴
孔の入口の開口面積が小さくされて少量の燃料が噴射さ
れる。
ば、バルブボデー先端のノズルボデー内にニードル弁を
移動自在に配設し、ニードル弁シート部をノズルボデー
シート部から離間させてノズルボデーのノズルボデーシ
ート部の下流側に形成されている噴孔へ燃料を導いて燃
料を噴射する燃料噴射装置であって、導入される燃料の
圧力が高いときには噴孔の入口の開口面積が大きく、導
入される燃料の圧力が低いときには噴孔の入口の開口面
積が小さくなるように、燃料圧力に応じて噴孔の入口の
開口面積を可変とする燃圧応動噴孔面積調節部材を具備
し、燃圧応動噴孔面積調節部材が、ノズルボデーの内側
の先端部に配設され燃料圧力に応じて伸縮する弾性部材
と弾性部材上に配設された弁体とから成り、燃料が弁体
の上面に導入されたときに、燃料圧力に応じて弁体が噴
孔の入口が形成されているノズルボデーの先端部の内面
に沿って移動して噴孔の入口の開口面積を変化せしめる
ことを特徴とする燃料噴射装置が提供される。この様に
構成された燃料噴射装置では、燃料圧力に応じて弾性部
材の収縮量が変化し、それにともない弁体が噴孔の入口
が形成されているノズルボデーの先端の内面にそって移
動して噴孔の入口の開口面積が変化せしめられ、燃料の
圧力が高いときには噴孔の入口の開口面積が大きくされ
て大量の燃料が噴射され、燃料の圧力が低いときには噴
孔の入口の開口面積が小さくされて少量の燃料が噴射さ
れる。
【０００８】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、弾性部材が弾性樹脂で形成されている燃料噴
射装置が提供される。この様に構成された燃料噴射装置
では、燃料圧力に応じて弾性樹脂で形成されている弾性
部材の収縮量が変化し、それにともない弁体が噴孔の入
口が形成されているノズルボデーの先端の内面にそって
移動して噴孔の入口の開口面積が変化せしめられて、燃
料の圧力が高いときには噴孔の入口の開口面積が大きく
されて大量の燃料が噴射され、燃料の圧力が低いときに
は噴孔の入口の開口面積が小さくされて少量の燃料が噴
射される。
において、弾性部材が弾性樹脂で形成されている燃料噴
射装置が提供される。この様に構成された燃料噴射装置
では、燃料圧力に応じて弾性樹脂で形成されている弾性
部材の収縮量が変化し、それにともない弁体が噴孔の入
口が形成されているノズルボデーの先端の内面にそって
移動して噴孔の入口の開口面積が変化せしめられて、燃
料の圧力が高いときには噴孔の入口の開口面積が大きく
されて大量の燃料が噴射され、燃料の圧力が低いときに
は噴孔の入口の開口面積が小さくされて少量の燃料が噴
射される。
【０００９】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
において、弾性部材が弁体とノズルボデーの内側の最先
端部の間に充填された燃料とされている燃料噴射装置が
提供される。この様に構成された燃料噴射装置では、燃
料圧力に応じて弁体とノズルボデーの内側の最先端部の
間に充填された燃料の体積が変化し、それにともない弁
体が噴孔の入口が形成されているノズルボデーの先端の
内面にそって移動して噴孔の入口の開口面積が変化せし
められ、燃料の圧力が高いときには噴孔の入口の開口面
積が大きくされて大量の燃料が噴射され、燃料の圧力が
低いときには噴孔の入口の開口面積が小さくされて少量
の燃料が噴射される。
において、弾性部材が弁体とノズルボデーの内側の最先
端部の間に充填された燃料とされている燃料噴射装置が
提供される。この様に構成された燃料噴射装置では、燃
料圧力に応じて弁体とノズルボデーの内側の最先端部の
間に充填された燃料の体積が変化し、それにともない弁
体が噴孔の入口が形成されているノズルボデーの先端の
内面にそって移動して噴孔の入口の開口面積が変化せし
められ、燃料の圧力が高いときには噴孔の入口の開口面
積が大きくされて大量の燃料が噴射され、燃料の圧力が
低いときには噴孔の入口の開口面積が小さくされて少量
の燃料が噴射される。
【００１０】請求項７の発明によれば、請求項１の発明
において、燃圧応動噴孔面積調節部材がニードル弁に配
置されている燃料噴射装置が提供される。この様に構成
された燃料噴射装置では、ニードル弁に配置されている
燃圧応動噴孔面積調節部材が、噴孔の入口に導入される
燃料の圧力が高いときには噴孔の入口の開口面積が大き
くされて大量の燃料が噴射され、燃料の圧力が低いとき
には噴孔の入口の開口面積が小さくされて少量の燃料が
噴射される。
において、燃圧応動噴孔面積調節部材がニードル弁に配
置されている燃料噴射装置が提供される。この様に構成
された燃料噴射装置では、ニードル弁に配置されている
燃圧応動噴孔面積調節部材が、噴孔の入口に導入される
燃料の圧力が高いときには噴孔の入口の開口面積が大き
くされて大量の燃料が噴射され、燃料の圧力が低いとき
には噴孔の入口の開口面積が小さくされて少量の燃料が
噴射される。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施の形態を説明する。図１は本発明の燃料噴射装置の
第１の実施の形態の全体の構造を示す図であって、図２
は先端部分を拡大した図である。バルブボデー１００は
ノズルボデー１１０と中間部１２０と駆動部１３０から
構成されている。ノズルボデー１１０内にはバルブ室１
１１が形成されていて、バルブ室１１１内をニードル弁
１４０の弁体部１４１と第１ガイド１４２が移動する。
実施の形態を説明する。図１は本発明の燃料噴射装置の
第１の実施の形態の全体の構造を示す図であって、図２
は先端部分を拡大した図である。バルブボデー１００は
ノズルボデー１１０と中間部１２０と駆動部１３０から
構成されている。ノズルボデー１１０内にはバルブ室１
１１が形成されていて、バルブ室１１１内をニードル弁
１４０の弁体部１４１と第１ガイド１４２が移動する。
【００１３】ニードル弁１４０の弁体部１４１は第１テ
ーパ面１４６と第１テーパ面１４６よりも中心軸線に対
する傾斜が大きい第２テーパ面１４７を有し、両者は縁
１４８を境にしてつらなっている。
ーパ面１４６と第１テーパ面１４６よりも中心軸線に対
する傾斜が大きい第２テーパ面１４７を有し、両者は縁
１４８を境にしてつらなっている。
【００１４】バルブ室１１１のテーパ面１１２の先の部
分に凹部１５０が形成されていて、凹部１５０に互いに
結合された弾性体１５１と断面がＵ字状の可動弁１５２
が配設されている。弾性体１５１はこの第１の実施の形
態においては、反発性のつよいバネ鋼で作られている。
そして、テーパ面１１２と凹部１５０の境目に入口を有
するノズル１１３が形成されている。
分に凹部１５０が形成されていて、凹部１５０に互いに
結合された弾性体１５１と断面がＵ字状の可動弁１５２
が配設されている。弾性体１５１はこの第１の実施の形
態においては、反発性のつよいバネ鋼で作られている。
そして、テーパ面１１２と凹部１５０の境目に入口を有
するノズル１１３が形成されている。
【００１５】中間部１２０内には連結棒１４３を介して
第１ガイド１４２に結合されているニードル弁１４０の
第２ガイド１４４を摺動可能に受容する第１空間１２１
と、ニードル弁１４０全体を先端側に付勢するスプリン
グ１４５を受容する第２空間１２２が形成されている。
燃料通路１２４は燃料パイプ１２３を通って送られてき
た燃料をノズルボデー１１０の燃料通路１１４に導くと
ともに、連通路１２５を介して第１空間１２１の第２ガ
イド１４４より上側の部分にも導く。燃料通路１２６は
後述するリターン回通路を通る燃料の一部を、第２空間
１２２とノズルボデー１１０のバルブ室１１１より上側
の部分に導く。
第１ガイド１４２に結合されているニードル弁１４０の
第２ガイド１４４を摺動可能に受容する第１空間１２１
と、ニードル弁１４０全体を先端側に付勢するスプリン
グ１４５を受容する第２空間１２２が形成されている。
燃料通路１２４は燃料パイプ１２３を通って送られてき
た燃料をノズルボデー１１０の燃料通路１１４に導くと
ともに、連通路１２５を介して第１空間１２１の第２ガ
イド１４４より上側の部分にも導く。燃料通路１２６は
後述するリターン回通路を通る燃料の一部を、第２空間
１２２とノズルボデー１１０のバルブ室１１１より上側
の部分に導く。
【００１６】駆動部１３０内にはソレノイド１３１が配
置されている。ソレノイド１３１は通電されると磁力を
発生し、リリーフ弁１３２をソレノイド１３１側に引き
寄せる。その結果、連通路１３４の出口側が開かれ中間
部１２０の第１空間１２１の第２ガイド１４４より上側
の部分がリターン通路１３３と連通され、閉弁時に当該
部分に残留していた燃料が排出される、そしてニードル
弁１４０にもソレノイド１３１の発生する磁力が作用し
ているのでソレノイド１３１側に引き寄せられ、中間部
１２０内の連通路１２５の出口側が塞がれ、燃料はノズ
ルボデー１１０のバルブ室１１１へ導かれる。
置されている。ソレノイド１３１は通電されると磁力を
発生し、リリーフ弁１３２をソレノイド１３１側に引き
寄せる。その結果、連通路１３４の出口側が開かれ中間
部１２０の第１空間１２１の第２ガイド１４４より上側
の部分がリターン通路１３３と連通され、閉弁時に当該
部分に残留していた燃料が排出される、そしてニードル
弁１４０にもソレノイド１３１の発生する磁力が作用し
ているのでソレノイド１３１側に引き寄せられ、中間部
１２０内の連通路１２５の出口側が塞がれ、燃料はノズ
ルボデー１１０のバルブ室１１１へ導かれる。
【００１７】機関運転中の閉弁時は、ソレノイド１３１
への通電が中止されニードル弁１４０はスプリング１４
５によってノズルボデー１１０側に押され、バルブ室１
１１のテーパ面１１２にニードル弁１４０の弁体部１４
１の縁１４８が当接する。また燃料ポンプ（図示せず）
から圧送されてくる燃料が、中間部１２０の第１空間１
２１の第２ガイド１４４より上側の部分に送られその圧
力による力がスプリング１４５の付勢力に加わる。その
結果、燃料は噴孔に到達せず噴射がされない。機関停止
時には、燃料ポンプも停止されるのでスプリング１４５
の付勢力だけでニードル弁１４０の弁体部１４１の縁１
４８をバルブ室１１１のテーパ面１１２に押しつけ燃料
の洩れを防ぐ。
への通電が中止されニードル弁１４０はスプリング１４
５によってノズルボデー１１０側に押され、バルブ室１
１１のテーパ面１１２にニードル弁１４０の弁体部１４
１の縁１４８が当接する。また燃料ポンプ（図示せず）
から圧送されてくる燃料が、中間部１２０の第１空間１
２１の第２ガイド１４４より上側の部分に送られその圧
力による力がスプリング１４５の付勢力に加わる。その
結果、燃料は噴孔に到達せず噴射がされない。機関停止
時には、燃料ポンプも停止されるのでスプリング１４５
の付勢力だけでニードル弁１４０の弁体部１４１の縁１
４８をバルブ室１１１のテーパ面１１２に押しつけ燃料
の洩れを防ぐ。
【００１８】次に機関運転時、低圧の燃料が導入される
場合について図３および、その先端部分を拡大した図４
を参照して説明する。まず機関運転中であるので、先述
のように駆動部１３０のソレノイド１３１は通電されて
磁力を発生しリリーフ弁１３２およびニードル弁１４０
はソレノイド１３１側に引きつけられる。したがって、
ニードル弁１４０の縁１４８はノズルボデー１１０のバ
ルブ室１１１のテーパ面１１１から離間し、燃料パイプ
１２３を通って圧送されてきた燃料はニードル弁１４０
の１４１の周りを満たす。
場合について図３および、その先端部分を拡大した図４
を参照して説明する。まず機関運転中であるので、先述
のように駆動部１３０のソレノイド１３１は通電されて
磁力を発生しリリーフ弁１３２およびニードル弁１４０
はソレノイド１３１側に引きつけられる。したがって、
ニードル弁１４０の縁１４８はノズルボデー１１０のバ
ルブ室１１１のテーパ面１１１から離間し、燃料パイプ
１２３を通って圧送されてきた燃料はニードル弁１４０
の１４１の周りを満たす。
【００１９】ここで燃料の圧力が可動弁１５２の上面に
作用し、可動弁１５２をバルブ室１１０の先端の凹部１
５０の底部に向けて動かそうとするが燃料の圧力が低い
ために弾性体１５１の付勢力に打ち勝つことができず、
その結果、図３、４に示すように可動弁１５２がノズル
１１３の入口側の開口部に突き出て、ノズル１１３の入
口側の開口面積が小さくされる。したがって、低圧で、
小さな開口面積の噴孔から燃料が噴射されるので、少量
の燃料を噴射することができる。
作用し、可動弁１５２をバルブ室１１０の先端の凹部１
５０の底部に向けて動かそうとするが燃料の圧力が低い
ために弾性体１５１の付勢力に打ち勝つことができず、
その結果、図３、４に示すように可動弁１５２がノズル
１１３の入口側の開口部に突き出て、ノズル１１３の入
口側の開口面積が小さくされる。したがって、低圧で、
小さな開口面積の噴孔から燃料が噴射されるので、少量
の燃料を噴射することができる。
【００２０】次に機関運転時、高圧の燃料が導入される
場合について説明する。この場合には、ニードル弁１４
０の位置は低圧の燃料を導入する場合と同じであるの
で、先端を拡大した図５のみを参照して説明する。高圧
の燃料を導入すると、燃料の圧力が可動弁１５２の上面
に作用し、可動弁１５２をバルブ室１１０の先端の凹部
１５０の底部に向けて動かそうとする力が弾性体１５１
の付勢力に打ち勝ち、可動弁１５２はバルブ室１１１の
凹部１５０内に押し込まれる。その結果、図５に示すよ
うに可動弁１５２がノズル１１３の入口側の開口部に突
き出なくなり、ノズル１１３の入口側の開口面積が大き
くなる。したがって、高圧で大きな開口面積の噴孔から
燃料が噴射されるので、大量の燃料を噴射することがで
きる。
場合について説明する。この場合には、ニードル弁１４
０の位置は低圧の燃料を導入する場合と同じであるの
で、先端を拡大した図５のみを参照して説明する。高圧
の燃料を導入すると、燃料の圧力が可動弁１５２の上面
に作用し、可動弁１５２をバルブ室１１０の先端の凹部
１５０の底部に向けて動かそうとする力が弾性体１５１
の付勢力に打ち勝ち、可動弁１５２はバルブ室１１１の
凹部１５０内に押し込まれる。その結果、図５に示すよ
うに可動弁１５２がノズル１１３の入口側の開口部に突
き出なくなり、ノズル１１３の入口側の開口面積が大き
くなる。したがって、高圧で大きな開口面積の噴孔から
燃料が噴射されるので、大量の燃料を噴射することがで
きる。
【００２１】以下、第１の実施の形態の変形例について
説明する。図６に示すのは、第１の変形例であって、こ
の第１の変形例ではバルブ室１１０の先端の凹部１５０
の底部に穴１５０ａを設けたところが異なる。この結
果、凹部１５０内の可動弁１５２の下側の空間に燃料、
エア等が溜って可動弁１５２の動き（凹部１５０の底部
への）が悪くなり、開口面積が縮小されることが防止さ
れる。
説明する。図６に示すのは、第１の変形例であって、こ
の第１の変形例ではバルブ室１１０の先端の凹部１５０
の底部に穴１５０ａを設けたところが異なる。この結
果、凹部１５０内の可動弁１５２の下側の空間に燃料、
エア等が溜って可動弁１５２の動き（凹部１５０の底部
への）が悪くなり、開口面積が縮小されることが防止さ
れる。
【００２２】図７に示すのは、第２の変形例であって、
この第２の変形例では弾性体をゴム等の弾性樹脂製の弾
性体１５１ａとしたところが異なる。この結果、弾性体
の加工コストを第１の実施の形態に比べて安くすること
ができる。
この第２の変形例では弾性体をゴム等の弾性樹脂製の弾
性体１５１ａとしたところが異なる。この結果、弾性体
の加工コストを第１の実施の形態に比べて安くすること
ができる。
【００２３】図８に示すのは、第３の変形例であって、
この第３の変形例では、可動弁１５２の下を空間にして
そこを燃料で充填して、燃料の圧縮性を利用するもので
ある。この結果、特に弾性体が不要なのでコストが安く
なる。
この第３の変形例では、可動弁１５２の下を空間にして
そこを燃料で充填して、燃料の圧縮性を利用するもので
ある。この結果、特に弾性体が不要なのでコストが安く
なる。
【００２４】図９に示すのは、第４の変形例であって、
この第４の変形例では、ノズルがそれぞれ第１の実施の
形態にくらべると径が細い第１ノズル１１３ａと第２ノ
ズル１１３ｂの２段にされている。そして、閉弁時には
図９の（Ａ）に示すようにニードル弁１４０の弁体１４
１の縁１４８が上流側に配置されている第１ノズル１１
３ａより上流側でバルブ室１１１のテーパ面１１２に当
接し、低圧の燃料を導入したときには図９の（Ｂ）に示
すように上流側に配置されている第１ノズル１１３ａの
み開口され下流側に配置されている第２ノズル１１３ｂ
は閉止され、高圧の燃料を導入したときには図９の
（Ｃ）に示すように上流側に配置されている第１ノズル
１１３ａと下流側に配置されている第２ノズル１１３ｂ
の両方が開口されるように、第１ノズル１１３ａと第２
ノズル１１３ｂは配置されている。このようにすること
により、低圧で燃料を噴射する時と、高圧で燃料を噴射
する時の差を明確にすることができる。
この第４の変形例では、ノズルがそれぞれ第１の実施の
形態にくらべると径が細い第１ノズル１１３ａと第２ノ
ズル１１３ｂの２段にされている。そして、閉弁時には
図９の（Ａ）に示すようにニードル弁１４０の弁体１４
１の縁１４８が上流側に配置されている第１ノズル１１
３ａより上流側でバルブ室１１１のテーパ面１１２に当
接し、低圧の燃料を導入したときには図９の（Ｂ）に示
すように上流側に配置されている第１ノズル１１３ａの
み開口され下流側に配置されている第２ノズル１１３ｂ
は閉止され、高圧の燃料を導入したときには図９の
（Ｃ）に示すように上流側に配置されている第１ノズル
１１３ａと下流側に配置されている第２ノズル１１３ｂ
の両方が開口されるように、第１ノズル１１３ａと第２
ノズル１１３ｂは配置されている。このようにすること
により、低圧で燃料を噴射する時と、高圧で燃料を噴射
する時の差を明確にすることができる。
【００２５】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図１０は第２の実施の形態の燃料噴射装置が閉弁し
ている状態を示していて、ノズルボデー２００以外は第
１の実施の形態と略同じで、バルブボデー２００はノズ
ルボデー２１０と中間部２２０と駆動部２３０から構成
されている。ノズルボデー２１０内には主バルブ室２１
１が形成されていて、主バルブ室２１１内を主ニードル
弁２４０の弁体部２４１と第１ガイド２４２が移動す
る。主ニードル弁２４０の弁体部２４１内に副バルブ室
２５０が形成されていて、副バルブ室２５０内には副ニ
ードルガイド２５２を有する副ニードル弁２５１が副ス
プリング２５３で付勢されて配置されている。
る。図１０は第２の実施の形態の燃料噴射装置が閉弁し
ている状態を示していて、ノズルボデー２００以外は第
１の実施の形態と略同じで、バルブボデー２００はノズ
ルボデー２１０と中間部２２０と駆動部２３０から構成
されている。ノズルボデー２１０内には主バルブ室２１
１が形成されていて、主バルブ室２１１内を主ニードル
弁２４０の弁体部２４１と第１ガイド２４２が移動す
る。主ニードル弁２４０の弁体部２４１内に副バルブ室
２５０が形成されていて、副バルブ室２５０内には副ニ
ードルガイド２５２を有する副ニードル弁２５１が副ス
プリング２５３で付勢されて配置されている。
【００２６】主バルブ室２１１の第１テーパ面２１２は
主ニードル弁２４０の弁体部２４１の主ニードルテーパ
面２４６に合致する面とされていて、燃料を噴射しない
閉弁時は主スプリング２４５の付勢力によって、主バル
ブ室２１１の第１テーパ面２１２に主ニードル弁２４０
の弁体部２４１の主ニードルテーパ面２４６が図２にし
めされるように当接せしめられて燃料通路２１８を通っ
て、主バルブ室２１１の第１テーパ面２１２より上方の
部分に導入された燃料の前進を阻止する。
主ニードル弁２４０の弁体部２４１の主ニードルテーパ
面２４６に合致する面とされていて、燃料を噴射しない
閉弁時は主スプリング２４５の付勢力によって、主バル
ブ室２１１の第１テーパ面２１２に主ニードル弁２４０
の弁体部２４１の主ニードルテーパ面２４６が図２にし
めされるように当接せしめられて燃料通路２１８を通っ
て、主バルブ室２１１の第１テーパ面２１２より上方の
部分に導入された燃料の前進を阻止する。
【００２７】第１テーパ面２１２に段差を介してつらな
る第２テーパー面２１３から放射状に複数の第１ノズル
２１４が形成されていて、さらに、第２テーパー面２１
３に角２１５を介してつらなる先細りの先端柱状壁面２
１６から放射状に複数の第２ノズル２１６が形成されて
いる。第２テーパー面２１３と先端柱状壁面２１６の間
の角２１５には、後述するように、閉弁時と、開弁して
低圧の燃料を導入した時に副ニードル弁２５１の先端の
副ニードルテーパー面２５４が当接する。
る第２テーパー面２１３から放射状に複数の第１ノズル
２１４が形成されていて、さらに、第２テーパー面２１
３に角２１５を介してつらなる先細りの先端柱状壁面２
１６から放射状に複数の第２ノズル２１６が形成されて
いる。第２テーパー面２１３と先端柱状壁面２１６の間
の角２１５には、後述するように、閉弁時と、開弁して
低圧の燃料を導入した時に副ニードル弁２５１の先端の
副ニードルテーパー面２５４が当接する。
【００２８】中間部２２０内には連結棒２４３を介して
第１ガイド２４２に結合されている主ニードル弁２４０
の第２ガイド２４４を摺動可能に受容する第１空間２２
１と、主ニードル弁２４０全体を先端側に付勢する主ス
プリング２４５を受容する第２空間２２２が形成されて
いる。なお、主ニードル弁２４０の中心部には副バルブ
室２５０と第１空間２２１の第２ガイド２４４より上側
の部分を連通する連通穴２４７が形成されている。燃料
通路２２４は燃料パイプ２２３を通って送られてきた燃
料をノズルボデー２１０の燃料通路２１８に導くととも
に、連通路２２５を介して第１空間２２１の第２ガイド
２４４より上側の部分にも導く。燃料通路２２６は後述
するリターン回通路を通る燃料の一部を、第２空間２２
２とノズルボデー２１０の主バルブ室２１１より上側の
部分に導く。
第１ガイド２４２に結合されている主ニードル弁２４０
の第２ガイド２４４を摺動可能に受容する第１空間２２
１と、主ニードル弁２４０全体を先端側に付勢する主ス
プリング２４５を受容する第２空間２２２が形成されて
いる。なお、主ニードル弁２４０の中心部には副バルブ
室２５０と第１空間２２１の第２ガイド２４４より上側
の部分を連通する連通穴２４７が形成されている。燃料
通路２２４は燃料パイプ２２３を通って送られてきた燃
料をノズルボデー２１０の燃料通路２１８に導くととも
に、連通路２２５を介して第１空間２２１の第２ガイド
２４４より上側の部分にも導く。燃料通路２２６は後述
するリターン回通路を通る燃料の一部を、第２空間２２
２とノズルボデー２１０の主バルブ室２１１より上側の
部分に導く。
【００２９】駆動部２３０内にはソレノイド２３１が配
置されている。第１の実施の形態と同様にソレノイド２
３１は通電されると磁力を発生し、リリーフ弁２３２を
ソレノイド２３１側に引き寄せる。その結果、連通路２
３４の出口側が開かれ中間部２２０の第１空間２２１の
第２ガイド２４４より上側の部分がリターン通路２３３
と連通され、閉弁時に当該部分に残留していた燃料が排
出される、そして主ニードル弁２４０にもソレノイド２
３１の発生する磁力が作用しているのでソレノイド２３
１側に引き寄せられ、中間部２２０内の連通路２２５の
出口側が塞がれ、燃料はノズルボデー２１０の主バルブ
室２１１へ導かれる。
置されている。第１の実施の形態と同様にソレノイド２
３１は通電されると磁力を発生し、リリーフ弁２３２を
ソレノイド２３１側に引き寄せる。その結果、連通路２
３４の出口側が開かれ中間部２２０の第１空間２２１の
第２ガイド２４４より上側の部分がリターン通路２３３
と連通され、閉弁時に当該部分に残留していた燃料が排
出される、そして主ニードル弁２４０にもソレノイド２
３１の発生する磁力が作用しているのでソレノイド２３
１側に引き寄せられ、中間部２２０内の連通路２２５の
出口側が塞がれ、燃料はノズルボデー２１０の主バルブ
室２１１へ導かれる。
【００３０】機関運転中の閉弁時には、ソレノイド２３
１の通電が中止され、主ニードル弁２４０は主スプリン
グ２４５によってノズルボデー２１０側に押され、先述
したように、主バルブ室２１１の第１テーパ面２１２に
主ニードル弁２４０の弁体部２４１のテーパ面２４６が
当接する。また、燃料ポンプ（図示せず）から圧送され
るてくる燃料が、中間部２２０の第１空間２２１の第２
ガイド２４４より上側の部分に送られその圧力による力
が主スプリング２４５の付勢力に加わる。その結果、燃
料は噴孔に到達せず噴射されない。機関停止時には、燃
料ポンプも停止されるので主スプリング２４５の付勢力
だけで主ニードル弁２４０の弁体部２４１のテーパ面２
４６を主バルブ室２１１の第１テーパ面２１２に押しつ
け燃料の洩れを防ぐ。
１の通電が中止され、主ニードル弁２４０は主スプリン
グ２４５によってノズルボデー２１０側に押され、先述
したように、主バルブ室２１１の第１テーパ面２１２に
主ニードル弁２４０の弁体部２４１のテーパ面２４６が
当接する。また、燃料ポンプ（図示せず）から圧送され
るてくる燃料が、中間部２２０の第１空間２２１の第２
ガイド２４４より上側の部分に送られその圧力による力
が主スプリング２４５の付勢力に加わる。その結果、燃
料は噴孔に到達せず噴射されない。機関停止時には、燃
料ポンプも停止されるので主スプリング２４５の付勢力
だけで主ニードル弁２４０の弁体部２４１のテーパ面２
４６を主バルブ室２１１の第１テーパ面２１２に押しつ
け燃料の洩れを防ぐ。
【００３１】次に機関運転時、低圧の燃料が導入される
場合について図１１を参照して説明する。まず機関運転
中であるので、先述のように駆動部２３０のソレノイド
２３１は通電されて磁力を発生しリリーフ弁２３２およ
び主ニードル弁２４０はソレノイド２３１側に引きつけ
られる。したがって、主ニードル弁２４０の主ニードル
テーパ面２４６はノズルボデー２１０の主バルブ室２１
１の第１テーパ面２１３から離間し、燃料パイプ２２３
を通って圧送されてきた燃料は主ニードル弁２４０の弁
体２４１の周りを満たす。
場合について図１１を参照して説明する。まず機関運転
中であるので、先述のように駆動部２３０のソレノイド
２３１は通電されて磁力を発生しリリーフ弁２３２およ
び主ニードル弁２４０はソレノイド２３１側に引きつけ
られる。したがって、主ニードル弁２４０の主ニードル
テーパ面２４６はノズルボデー２１０の主バルブ室２１
１の第１テーパ面２１３から離間し、燃料パイプ２２３
を通って圧送されてきた燃料は主ニードル弁２４０の弁
体２４１の周りを満たす。
【００３２】ここで燃料の圧力が副ニードル弁２５１の
副ニードルガイド２５２の下面に作用し副ニードル弁２
５１の副ニードルテーパ面２５４を主バルブ室２１１の
第１テーパ面から離間させようとするが燃料の圧力が低
いために副スプリング２５３の付勢力に打ち勝つことが
できず副ニードル弁２５１の副ニードルテーパ面２５４
は主バルブ室２１１の第１テーパ面から離間せず、図１
１に示すような状態となる。その結果、第１ノズル２１
４の入口は開放されるが、第２ノズル２１７の入口は閉
鎖されるので、燃料は第１ノズル２１４のみから噴射さ
れる。したがって、低圧で、小さな開口面積の噴孔から
燃料が噴射されるので、少量の燃料を噴射することがで
きる。
副ニードルガイド２５２の下面に作用し副ニードル弁２
５１の副ニードルテーパ面２５４を主バルブ室２１１の
第１テーパ面から離間させようとするが燃料の圧力が低
いために副スプリング２５３の付勢力に打ち勝つことが
できず副ニードル弁２５１の副ニードルテーパ面２５４
は主バルブ室２１１の第１テーパ面から離間せず、図１
１に示すような状態となる。その結果、第１ノズル２１
４の入口は開放されるが、第２ノズル２１７の入口は閉
鎖されるので、燃料は第１ノズル２１４のみから噴射さ
れる。したがって、低圧で、小さな開口面積の噴孔から
燃料が噴射されるので、少量の燃料を噴射することがで
きる。
【００３３】次に機関運転時、高圧の燃料が導入される
場合について図１２を参照して説明する。この場合に
は、燃料の圧力が副ニードル弁２５１の副ニードルガイ
ド２５２の下面に作用し副ニードル弁２５１の副ニード
ルテーパ面２５４を主バルブ室２１１の第１テーパ面か
ら離間させようとする力が、燃料の圧力が高いために副
スプリング２５３の付勢力に打ち勝ち、副ニードル弁２
５１は副バルブ室２５０内に押し込まれ副ニードル弁２
５１の副ニードルテーパ面２５４は主バルブ室２１１の
第１テーパ面から離間し、図１２に示すような状態とな
る。なお、この時、主ニードル弁２４０の中心部の連通
穴２４７を介して副ニードル弁２５１の副ニードルガイ
ド２５２の上側の燃料あるいはエアが排出されるので副
ニードル弁２５１の動きが妨げられない。その結果、第
１ノズル２１４のみならず、第２ノズル２１７の入口も
開放され、燃料は第１ノズル２１４と第２ノズル２１７
の両方から噴射される。したがって、高圧で、大きな開
口面積の噴孔から燃料が噴射されるので、大量の燃料を
噴射することができる。
場合について図１２を参照して説明する。この場合に
は、燃料の圧力が副ニードル弁２５１の副ニードルガイ
ド２５２の下面に作用し副ニードル弁２５１の副ニード
ルテーパ面２５４を主バルブ室２１１の第１テーパ面か
ら離間させようとする力が、燃料の圧力が高いために副
スプリング２５３の付勢力に打ち勝ち、副ニードル弁２
５１は副バルブ室２５０内に押し込まれ副ニードル弁２
５１の副ニードルテーパ面２５４は主バルブ室２１１の
第１テーパ面から離間し、図１２に示すような状態とな
る。なお、この時、主ニードル弁２４０の中心部の連通
穴２４７を介して副ニードル弁２５１の副ニードルガイ
ド２５２の上側の燃料あるいはエアが排出されるので副
ニードル弁２５１の動きが妨げられない。その結果、第
１ノズル２１４のみならず、第２ノズル２１７の入口も
開放され、燃料は第１ノズル２１４と第２ノズル２１７
の両方から噴射される。したがって、高圧で、大きな開
口面積の噴孔から燃料が噴射されるので、大量の燃料を
噴射することができる。
【００３４】次に、図１３に示すのは、第２の実施の形
態の変形例である。この変形例は第１の実施の形態のよ
うに、ノズルを径の太い一段のノズル２１４ａにしたも
のである。ノズル２１４ａは主バルブ室２１１の第２テ
ーパ面２１３から放射状に形成されている。そして、副
ニードル弁２５１の先端のテーパ面が主バルブ室２１１
の第２テーパ面２１３に合う副ニードルテーパ面２５４
ａとされている。そして、閉弁時と低圧の燃料を導入す
る時のように、副ニードルテーパ面２５４ａが主バルブ
室２１１の第２テーパ面２１３に押しつけられるとき
に、副ニードルテーパ面２５４ａが始まる縁２５５が、
ノズル２１４ａの中央部分にきてノズル２１４ａの入口
側の開口が絞られ開口面積が小さくなるようになってい
る。図１３の（Ａ）が閉弁時の状態、（Ｂ）が低圧の燃
料を導入した時の状態を示している。高圧の燃料を導入
した時は図１３の（Ｃ）に示されるように、副ニードル
テーパ面２５４ａが主バルブ室２１１の第２テーパ面２
１２から離間し入口側の開口が全開にされ開口面積は大
きくなる。このようにすることにより、第２の実施の形
態にくらべるとノズルの加工工数を減らすことができ
る。
態の変形例である。この変形例は第１の実施の形態のよ
うに、ノズルを径の太い一段のノズル２１４ａにしたも
のである。ノズル２１４ａは主バルブ室２１１の第２テ
ーパ面２１３から放射状に形成されている。そして、副
ニードル弁２５１の先端のテーパ面が主バルブ室２１１
の第２テーパ面２１３に合う副ニードルテーパ面２５４
ａとされている。そして、閉弁時と低圧の燃料を導入す
る時のように、副ニードルテーパ面２５４ａが主バルブ
室２１１の第２テーパ面２１３に押しつけられるとき
に、副ニードルテーパ面２５４ａが始まる縁２５５が、
ノズル２１４ａの中央部分にきてノズル２１４ａの入口
側の開口が絞られ開口面積が小さくなるようになってい
る。図１３の（Ａ）が閉弁時の状態、（Ｂ）が低圧の燃
料を導入した時の状態を示している。高圧の燃料を導入
した時は図１３の（Ｃ）に示されるように、副ニードル
テーパ面２５４ａが主バルブ室２１１の第２テーパ面２
１２から離間し入口側の開口が全開にされ開口面積は大
きくなる。このようにすることにより、第２の実施の形
態にくらべるとノズルの加工工数を減らすことができ
る。
【００３５】
【発明の効果】各請求項の発明によれば、弾性体の上に
弁体を配設しただけの燃圧応動噴孔面積調節部材で燃料
の圧力に応じて自動的に噴孔の面積を変更でき、極めて
簡単な構成で燃料の圧力に応じた噴孔流量の変更を信頼
性高く実現することが可能である。
弁体を配設しただけの燃圧応動噴孔面積調節部材で燃料
の圧力に応じて自動的に噴孔の面積を変更でき、極めて
簡単な構成で燃料の圧力に応じた噴孔流量の変更を信頼
性高く実現することが可能である。
【図１】本発明の第１の実施の形態の構造と作用（閉弁
時）を示す図である。
時）を示す図である。
【図２】図１のノズルボデー部分の拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の構造と作用（低圧
燃料導入時）を示す図である。
燃料導入時）を示す図である。
【図４】図２のノズルボデー部分の拡大図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の構造と作用（高圧
燃料導入時）を示すノズルボデー部分の拡大図である。
燃料導入時）を示すノズルボデー部分の拡大図である。
【図６】第１の実施の形態の第１の変形例のノズルボデ
ー部分の拡大図である。
ー部分の拡大図である。
【図７】第１の実施の形態の第２の変形例のノズルボデ
ー部分の拡大図である。
ー部分の拡大図である。
【図８】第１の実施の形態の第３の変形例のノズルボデ
ー部分の拡大図である。
ー部分の拡大図である。
【図９】第１の実施の形態の第４の変形例のノズルボデ
ー部分の拡大図であって、（Ａ）は閉弁時の状態を、
（Ｂ）は低圧燃料導入時の状態を、（Ｃ）は高圧燃料導
入時の状態を、示している。
ー部分の拡大図であって、（Ａ）は閉弁時の状態を、
（Ｂ）は低圧燃料導入時の状態を、（Ｃ）は高圧燃料導
入時の状態を、示している。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の構造と作用（閉
弁時）を示す図である。
弁時）を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の構造と作用（低
圧燃料導入時）を示す図である。
圧燃料導入時）を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の構造と作用（高
圧燃料導入時）を示す図である。
圧燃料導入時）を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態の変形例のノズルボデー部
分の拡大図であって、（Ａ）は閉弁時の状態を、（Ｂ）
は低圧燃料導入時の状態を、（Ｃ）は高圧燃料導入時の
状態を、示している。
分の拡大図であって、（Ａ）は閉弁時の状態を、（Ｂ）
は低圧燃料導入時の状態を、（Ｃ）は高圧燃料導入時の
状態を、示している。
１１０…ノズルボデー
１１１…バルブ室
１１２…テーパ面
１１３…ノズル
１１４……燃料通路
１２０…中間部
１２１…第１空間
１２２…第２空間
１２３…燃料パイプ
１２４…燃料通路
１２５…連通路
１２６…燃料通路
１３０…駆動部
１３１…ソレノイド
１３２…リリーフ弁
１３３…リターン通路
１３４…連通路
１４０…ニードル弁
１４１…弁体部
１４２…第１ガイド
１４３…連結棒
１４４…第２ガイド
１４５…スプリング
１４６…第１ニードルテーパ面
１４７…第１ニードルテーパ面連通穴
１４８…縁
１５０…凹部
１５１…副バルブ室
１５２…副ニードル弁
２１０…ノズルボデー
２１１…主バルブ室
２１２…第１テーパ面
２１３…第２テーパ面
２１４…第１ノズル
２１５…角
２１６…先端柱状壁面
２１７…第２ノズル
２１８…燃料通路
２２０…中間部
２２１…第１空間
２２２…第２空間
２２３…燃料パイプ
２２４…燃料通路
２２５…連通路
２２６…燃料通路
２３０…駆動部
２３１…ソレノイド
２３２…リリーフ弁
２３３…リターン通路
２３４…連通路
２４０…主ニードル弁
２４１…弁体部
２４２…第１ガイド
２４３…連結棒
２４４…第２ガイド
２４５…主スプリング
２４６…主ニードルテーパ面
２４７…連通穴
２５０…副バルブ室
２５１…副ニードル弁
２５２…副ニードルガイド
２５３…副スプリング
２５４…副ニードルテーパ面
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平11−62785（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−30167（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−17167（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−43176（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02M 61/18 330
F02M 61/18 320
F02M 61/18 350
F02M 61/10
Claims (3)
- 【請求項１】 バルブボデー先端のノズルボデー内にニ
ードル弁を移動自在に配設し、ニードル弁シート部をノ
ズルボデーシート部から離間させてノズルボデーのノズ
ルボデーシート部の下流側に形成されている噴孔へ燃料
を導いて燃料を噴射する燃料噴射装置であって、 導入される燃料の圧力が高いときには噴孔の入口の開口
面積が大きく、導入される燃料の圧力が低いときには噴
孔の入口の開口面積が小さくなるように、燃料圧力に応
じて噴孔の入口の開口面積を可変とする燃圧応動噴孔面
積調節部材を具備し、 燃圧応動噴孔面積調節部材がノズルボデーに配置されて
いて、 燃圧応動噴孔面積調節部材が、ノズルボデーの内側の先
端部に配設され燃料圧力に応じて伸縮する弾性部材と弾
性部材上に配設された弁体とから成り、燃料が弁体の上
面に導入されたときに、燃料圧力に応じて弁体が噴孔の
入口が形成されているノズルボデーの先端部の内面に沿
って移動して噴孔の入口の開口面積を変化せしめること
を特徴とする燃料噴射装置。 - 【請求項２】 弾性部材が弾性樹脂で形成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。 - 【請求項３】 弾性部材が弁体とノズルボデーの内側の
最先端部の間に充填された燃料であることを特徴とする
請求項１に記載の燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19561098A JP3463565B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19561098A JP3463565B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 燃料噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000027738A JP2000027738A (ja) | 2000-01-25 |
| JP3463565B2 true JP3463565B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=16344033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19561098A Expired - Fee Related JP3463565B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 燃料噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463565B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011142010A1 (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料噴射弁 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0723785D0 (en) * | 2007-12-05 | 2008-01-16 | Delphi Tech Inc | Compression sleeve for internal combustion engine components |
-
1998
- 1998-07-10 JP JP19561098A patent/JP3463565B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011142010A1 (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料噴射弁 |
| JP5648684B2 (ja) * | 2010-05-12 | 2015-01-07 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料噴射弁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000027738A (ja) | 2000-01-25 |
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