JP3687758B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射装置に関し、特に蓄圧室で蓄圧した高圧燃料を電磁弁制御式のインジェクタに供給するディーゼルエンジンの蓄圧式燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジンの吸排気効率を向上させるための技術として、気筒あたりの排気弁および吸気弁の合計数を２弁から４弁に増加することが知られている。また、燃焼室と同軸上にインジェクタを搭載することにより、インジェクタのノズル各噴孔からの燃料噴霧を均一化させるとともに、スワール中心と燃焼室中心とを一致させて空気と燃料との混合気の均一化を図ることは周知の技術である。このように吸排気効率を向上させたディーゼルエンジンの燃料噴射システムに図１２に示す従来のインジェクタ１００を用いた場合の問題を以下に述べる。
【０００３】
図１２に示すエンジンは、各気筒あたり４バルブのＤＯＨＣエンジンである。インジェクタ１００は燃焼室１１３と同軸上に取り付けられている。シリンダヘッド１１０に取り付けられたインジェクタ１００は反噴射側端部であるインジェクタヘッド１００ａをエンジンヘッドカバー１１１の外部に突出させ、固定部材１１２によりシリンダヘッド１１０に押さえ付けられている。排気弁１２２および吸気弁１２５をそれぞれ往復駆動するカム１２１および１２４がカムシャフト１２０および１２３に取り付けられている。インジェクタ１００はこのカムシャフト１２０および１２３の間に配設され各気筒毎に合計４つの排気弁および吸気弁に取り囲まれている。そして、燃料供給配管接続部１０１はカムシャフト１２０および１２３よりも噴射側に設けられている。インジェクタ１００の燃料回収配管接続部１０２およびインジェクタ１００の電磁弁コネクタ１０３はインジェクタヘッド１００ａに取り付けられ、エンジンヘッドカバー１１１の外部に突出している。
【０００４】
しかしながら、図１２に示すような従来のインジェクタ１００をシリンダヘッド１１０に取付けようとする場合、燃料供給配管接続部１０１が排気弁１２２、吸気弁１２５、カムシャフト１２０および１２３、各気筒のカム１２１および１２４と干渉するため取付けが困難である。したがって、カムシャフト１２０および１２３や、駆動方式によってはロッカーアームを取り外さないとインジェクタ１００の取り付けおよび取り外しが困難であり、エンジンに対するインジェクタ１００の脱着工数が増加するという問題がある。
【０００５】
さらに図１２に示すような従来のインジェクタ１００では、カムシャフト、カム、駆動方式によってはロッカーアーム等の排気弁および吸気弁の駆動系の構造によりインジェクタ１００の形状、特に燃料供給配管接続部１０１の形状および位置に大きな制約を受けるので、各種エンジンに対するインジェクタの共通化が困難となっている。その結果多品種少量生産となりコストの低下を難しくしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平７−１０３１０７号公報に開示されている燃料供給装置は、図１２に示すような従来のインジェクタの問題点を解決するためになされたものである。特開平７−１０３１０７号公報に開示されているものでは、一旦インジェクタの側方に延出した延出部にインジェクタと平行方向に反噴射側から燃料供給部材が接続しているので、燃料供給配管が排気弁、吸気弁、排気弁および吸気弁の駆動系部品と干渉しない構造となっている。
【０００７】
しかしながら、特開平７−１０３１０７号公報に開示されているものでは、インジェクタ周囲に延出部を延出可能なスペースが必要である。このため、吸気用および排気用のそれぞれのカムシャフトをさらに近接させることが困難であり、エンジンヘッド側の体格を小型化しにくいという問題がある。また、エンジン小型化の要求によりインジェクタにカムシャフトを近接させた場合、延出部がカムシャフトよりも反噴射側で延出していないと、インジェクタ脱着の際に延出部が排気弁、吸気弁、排気弁および吸気弁の駆動系部品と干渉する恐れがあるので、インジェクタの保守が煩雑になる。
【０００８】
また、延出部および燃料供給部材で形成される燃料供給路に燃料を供給する燃料供給口がインジェクタヘッドとは異なる位置でヘッドカバーから外部に突出しているため、各気筒毎に複数の貫通孔をヘッドカバーに形成する必要があるのでヘッドカバーの加工工数が増加するとともに、インジェクタにヘッドカバーを嵌め込む際の位置決めが困難である。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、インジェクタの保守を容易にするとともに、各種エンジンに適用可能な燃料噴射装置を提供することを目的とする。また本発明の他の目的は、エンジンを小型化可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によると、インジェクタのニードル軸中心から偏心して電磁弁をインジェクタに設けるとともに、電磁弁を保持するハウジング内の側方に燃料供給通路を形成したことにより、インジェクタの径の拡大を最小限に抑えつつ、カムシャフトよりもインジェクタの反噴射側に燃料供給配管を接続する燃料供給配管接続部を設けることができる。したがって、燃料供給配管の脱着が容易となり、また燃料供給配管接続部が他部品と干渉しないので、インジェクタの脱着が容易になり保守性が向上する。さらに、インジェクタの形状が排気弁、吸気弁、排気弁および吸気弁の駆動系の構造にあまり制約されないので各種エンジンに同一のインジェクタを用いることができるため、インジェクタの製造コストを低減することができる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によると、燃料回収配管接続部をカムシャフトよりも反噴射側に設けることにより、余剰燃料を排出する構造のインジェクタにおいても燃料回収配管の脱着が容易となり、また燃料回収配管接続部が他部品と干渉しないためインジェクタの脱着が容易になり保守性が向上する。
本発明の請求項３記載の燃料噴射装置によると、カムシャフトとエンジンヘッドカバーとの間に燃料供給配管接続部および燃料回収配管接続部を設けることにより、エンジンヘッドカバー外部へのインジェクタの露出形状が単純化する。
【００１２】
本発明の請求項４記載の燃料噴射装置によると、請求項３記載の構造においてエンジンヘッドカバーの内部に蓄圧室を設けることにより、蓄圧室からインジェクタへの燃料供給配管の取り回しが容易になる。また、蓄圧室とインジェクタとを接続する燃料供給配管用の穴をインジェクタの本数分エンジンヘッドカバーに設ける必要がなく、燃料ポンプと蓄圧室とを接続する燃料供給配管用の穴を１個だけエンジンヘッドカバーに設ければよいため加工工数を低減できる。
【００１３】
本発明の請求項５記載の燃料噴射装置によると、燃料供給配管接続部および燃料回収配管接続部がエンジンヘッドカバーの外部に露出していることにより、カムシャフトとエンジンヘッドカバー間の空間を縮小できるので、エンジンの体格を小型化できる。
本発明の請求項６記載の燃料噴射装置によると、電力側コネクタ、燃料供給配管および燃料回収配管の取付け方向がインジェクタの軸方向と一致していることにより、電力側コネクタ、燃料供給配管および燃料回収配管の取付けが容易になり取付け工数が低減する。また、インジェクタにエンジンヘッドカバーを容易に嵌め込むことができる。
【００１４】
本発明の請求項７記載の燃料噴射装置によると、インジェクタとエンジンヘッドカバーとの間にインジェクタとエンジンヘッドカバーとの気密を保つシール部材を設けることにより、エンジンヘッドカバー内部に異物や水等が侵入することを防止することができる。
本発明の請求項８記載の燃料噴射装置によると、エンジンヘッドカバーの貫通孔および貫通孔におけるインジェクタの横断面形状がいずれも円形状であることにより、インジェクタ組付時の回転方向位置が規制されないため、インジェクタにエンジンヘッドカバーを容易に嵌め込むことができるとともに、インジェクタとエンジンヘッドカバーとの間をシール部材により確実にかつ容易にシールすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による蓄圧式燃料噴射装置を図１、図２および図３に示す。図１に示すエンジンはＤＯＨＣの４気筒エンジンであり、各気筒当たり排気弁および吸気弁を合わせて４個のバルブを備えている。インジェクタ１には図示しないコモンレールの蓄圧室で蓄圧された高圧燃料が図示しない燃料供給配管を介して供給されている。
【００１６】
まず、インジェクタ１の構造を図２に基づいて説明する。インジェクタ１の下端部に設けられた噴射ノズル２のノズルボディ１１には噴孔１１ａを開閉するニードル弁２０が往復移動可能に収容されている。ノズルボディ１１およびインジェクタボディ１３はディスタンスピース１２を挟んでリテーニングナット１４により結合されている。ニードル弁２０の反噴孔側には、プレッシャピン２１、およびこのプレッシャピン２１と反噴孔側で接触あるいは連結する制御ピストン２２が配設されている。プレッシャピン２１はスプリング２３内に貫挿されており、スプリング２３は、図２の下方つまり噴孔閉塞方向にプレッシャピン２１を付勢している。制御ピストン２２の反噴孔側には圧力制御室４１が設けられている。制御ピストン２２はノズルボディ１３の軸中心に往復移動可能に収容され、制御ピストン２２の周囲に高圧燃料通路６１、および余剰燃料排出用の低圧燃料通路６５が形成されている。
【００１７】
高圧燃料通路６１、６２および６３は燃料供給通路を構成しており、コモンレールから燃料供給配管、高圧燃料通路６３、高圧燃料通路６２を経て高圧燃料通路６１に高圧燃料が供給される。高圧燃料通路６１からニードル弁２０の周囲に環状に設けられた燃料溜まり２４に高圧燃料が供給され、この高圧燃料の圧力がニードル弁２０をリフトする方向に働く。また、低圧燃料通路６５はインジェクタ１内の摺動部等から漏れ出る余剰燃料を低圧燃料通路６６から低圧燃料通路６７に排出し、この余剰燃料は低圧燃料通路６７から図示しない燃料回収配管を経て燃料タンク等に回収される。
【００１８】
バルブハウジング１５は電磁弁３０を保持するためのハウジングであり、ディスタンスピース１６を挟んでノズルボディ１３とリテーニングナット１７により結合されている。ディスタンスピース１６には、高圧燃料通路６１と連通する高圧燃料通路６２、低圧燃料通路６５と連通する低圧燃料通路６６が形成されている。またディスタンスピース１６には、高圧燃料通路６２と圧力制御室４１とを連通し圧力制御室４１に高圧燃料を供給する流入絞り４２が形成されているとともに、圧力制御室４１の高圧燃料を低圧側に排出可能な流出絞り４３が形成されている。
【００１９】
バルブハウジング１５には、高圧燃料通路６２と連通し燃料供給配管接続部（以下、「燃料供給配管接続部」を供給接続部という）５０に開口する高圧燃料通路６３、低圧燃料通路６６と連通し燃料回収配管接続部（以下、「燃料回収配管接続部」を回収接続部という）５１に開口する低圧燃料通路６７が形成されている。
【００２０】
電磁弁３０は、圧力制御室４１と低圧の燃料通路６７とを断続する電磁二方弁であり、ニードル弁２０の軸中心と偏心してバルブハウジング１５内に収容されている。電磁弁３０が図２に示すようにニードル弁２０の軸中心から偏心してインジェクタ１に収容されていることによりバルブハウジング１５内のスペースを有効に使うことができるため、インジェクタ１の反噴射側端部であるインジェクタヘッド１ａの径の拡大を最小限に抑えつつ高圧燃料通路６３および低圧燃料通路６７をバルブハウジング１５内の側方に形成することができる。弁部材３１は流出絞り４３と低圧燃料通路６７とを断続するものであり、スプリング３２により閉弁方向に付勢されている。電磁弁３０のコイル３３はコア３４内に巻回されている。コネクタ５２に埋設されたピン５３からコイル３３に電力が供給される。
【００２１】
コイル３３への通電オフ時、弁部材３１はスプリング３２の付勢力によりディスタンスピース１６に設けた弁座１６ａに着座し、流出絞り４３と低圧燃料通路６７との連通を遮断しているので、圧力制御室４１の燃料圧力は高圧である。この圧力制御室４１の燃料圧力から受ける力とスプリング２３の付勢力との和によりニードル弁２０が図２の下方、つまり噴孔閉塞方向に受ける力は、噴孔閉塞時に燃料溜まり２４の高圧燃料によりニードル弁２０がドーナツ状の受圧面積から図２の上方つまり噴孔開放方向に受ける力よりも大きいので、噴孔１１ａはニードル弁２０により閉塞され、燃料噴射は行われない。
【００２２】
コイル３３への通電オン時、コア３４に発生する磁力によりスプリング３２の付勢力に抗して弁部材３１が弁座１６ａから離座し、流出絞り４３と低圧燃料通路６７とが連通すると、圧力制御室４１の高圧燃料が流出絞り４３から低圧燃料通路６７に流出する。流入絞り４２の流路面積は流出絞り４３の流路面積よりも小さいので、圧力制御室４１の燃料圧力は低下する。そして、高圧燃料によりドーナツ状の受圧面積からニードル弁２０が噴孔開放方向に受ける力が圧力制御室４１の燃料圧力から受ける力とスプリング２３の付勢力との和によりニードル弁２０が噴孔閉塞方向に受ける力よりも大きくなるとニードル弁２０はリフトし、噴孔１１ａから燃料が噴射される。
【００２３】
供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２はインジェクタヘッド１ａにインジェクタ１の軸中心と同一方向の反噴射側に延びて形成されている。
次に、図１に示す燃料供給システムについて説明する。インジェクタ１はシリンダヘッド７１に設けられた取付穴７２に燃焼室７１ａと同軸上に嵌合し、エンジンヘッドカバー８０に設けた貫通孔８０ａからエンジンヘッドカバー８０の外部にインジェクタヘッド１ａを突出させている。インジェクタヘッド１ａに設けられた供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２もエンジンヘッドカバー８０の外部に露出している。貫通孔８０ａを形成するエンジンヘッドカバー８０の内周縁部には耐熱性および耐油性に優れた弾性部材からなる円環状のシール部材８１が取り付けられており、インジェクタ１とエンジンヘッドカバー８０との間を気密にシールしている。貫通孔８０ａ、シール部材８１との当接部におけるインジェクタ１の横断面形状は円形状であり同心円上に位置しているので、インジェクタ１の取付け回転方向が組付誤差等により多少ずれても貫通孔８０ａを通してインジェクタ１にエンジンヘッドカバー８０を容易に被せることができるとともに、シール部材８１によりエンジンヘッドカバー８０とインジェクタ１との間を良好にシールできる。
【００２４】
カムシャフト７４および７７は図示しないエンジンのクランクシャフトと同期して回転（クランクシャフト２回転につき１回転）し、それぞれ軸方向に複数のカム７５および７８が設けられている。カムシャフト７４および７７がクランクシャフトと同期して回転することにより、排気弁７６および吸気弁７９が往復移動し燃焼室７１ａ内の吸排気が行なわれる。
【００２５】
各気筒に対応するインジェクタ１はカムシャフト７４とカムシャフト７７との間にカムシャフト７４、７７の軸方向に沿って配設されており、それぞれ合計４個の排気弁および吸気弁に囲まれている。インジェクタ１は、その一端をシリンダヘッド７１の取付穴７２に嵌合しており、二股形状の固定部材７３によりシリンダヘッド７１に押え付けるように固定されている。図３に示すように、固定部材７３を固定するための二面幅１３ａがインジェクタ１の径方向両端を切欠いて形成されている。
【００２６】
次に、インジェクタ１の組付け手順を説明する。
排気弁７６、吸気弁７９、カムシャフト７４および７７はエンジンにインジェクタ１を取り付ける前に既に組付けられている。取付穴７２にインジェクタ１を嵌合し、固定部材７３によりシリンダヘッド７１に押し付けるようにインジェクタ１を固定する。このようにしてシリンダヘッド７１に取り付けられたインジェクタ１は燃焼室７１ａと同軸上に配設されることになる。
【００２７】
シール部材８１を取り付けたエンジンヘッドカバー８０をインジェクタヘッド１ａ側から各インジェクタ１がシール部材８１内に収容されるように覆い被せる。
次に、供給接続部５０に燃料供給配管を接続し、回収接続部５１に燃料回収配管５１を接続する。さらに、コネクタ５２に電力側コネクタを電気的に接続することによりインジェクタ１のエンジンへの組付けが完了する。燃料供給配管、燃料回収配管および電力側コネクタはそれぞれインジェクタ１の軸方向と同一方向から接続されるので、例えばロボット等により組付けを行う場合には接続が容易になり組付工数が低減する。
【００２８】
第１実施例では、ニードル弁２０の軸中心から偏心させて電磁弁３０を配設したことにより、インジェクタ１の反噴射側に位置するインジェクタヘッド１ａ内に高圧燃料通路６３および低圧燃料通路６７を設け、インジェクタヘッド１ａにインジェクタ１の軸中心と同一方向の反噴射側に延びるように供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２を設けることができる。そして、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２がエンジンヘッドカバー８０から外部に露出していることにより、排気弁７６、吸気弁７９、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系部品と燃料供給配管、燃料回収配管および電力側コネクタとが干渉しないためエンジンヘッドカバー８０をシリンダヘッド７１に近づけることができる。さらに、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系部品をインジェクタ１に近接させることができるので、エンジンの体格を小型化できる。また、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系とインジェクタ１とが干渉しないのでインジェクタの形状がエンジン構造に左右されないことにより、各種エンジンに対するインジェクタの共通化を図ることができる。
【００２９】
また、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２がエンジンヘッドカバー８０の外部に露出していることにより、インジェクタ１をエンジンに取り付ける場合またはエンジンから取り外す場合、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系とインジェクタ１とが干渉しないので、エンジンヘッドカバー８０以外のカムシャフト等の吸排気弁駆動系部品を取り外さずに容易にインジェクタ１をエンジンに取り付けまたはエンジンから取り外すことができることにより、インジェクタ１の保守工数が低減する。
【００３０】
また、各気筒に対してインジェクタ用の貫通孔８０ａをエンジンヘッドカバー８０に一つ設けるだけでよく、特開平７−１０３１０７号公報に示されるもののように複数設ける必要がないので、エンジンヘッドカバー８０の加工工数が減少する。さらに、エンジンヘッドカバー８０に設けた貫通孔８０ａの数が少ないことにより、インジェクタ１にエンジンヘッドカバー８０を覆い被せる際のエンジンヘッドカバー８０の位置決めが簡単になるので、エンジンヘッドカバー８０の取り付けが容易になる。
【００３１】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図４に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第２実施例では、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２はインジェクタ２の軸方向と一定の角度を形成している。このため、供給接続部５０、回収接続部５１、コネクタ５２およびこれらに接続される配管等を含めた全高を低くできるので、エンジンヘッドカバー８０の外部に要するスペースが第１実施例に比べ小さくなる。
【００３２】
各気筒へのインジェクタ２の組付け時、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２の向きを全ての気筒で同じ向きに揃え、この傾きに合わせて斜め方向からエンジンヘッドカバー８０を取り付けることができる。
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図５および図６に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００３３】
第３実施例では、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２がインジェクタ３の軸方向と垂直方向にインジェクタヘッド５に設けられている。第３実施例では、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２のインジェクタヘッド３ａから径方向に突出する突出量に合わせ、シール部材８４との当接位置におけるリテーニングナット８３の径を大きくするとともに、エンジンヘッドカバー８２に設ける貫通孔８２ａの径をリテーニングナット８３の径に合わせて大きくすることによりインジェクタ組付け後エンジンヘッドカバー８２を容易にインジェクタ上方から取り付けることができる。
【００３４】
（第４実施例）
本発明の第４実施例を図７に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第４実施例では、第３実施例で用いた径の大きいリテーニングナット８３に代えて径方向幅の大きいシール部材８５を用いている。シール部材８５は弾性部材により形成されているので、インジェクタ４の組付け後にエンジンヘッドカバー８２を上方から取り付ける際、シール部材８５が弾性変形をおこしエンジンヘッドカバー８２を容易に取り付けることができる。
【００３５】
（第５実施例）
本発明の第５実施例を図８および図９に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
図９の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、第５実施例では、インジェクタ５の供給接続部５５および回収接続部５６がインジェクタ５の径方向両端に互いに離反する方向に延びるように形成されている。電磁弁３０はニードル弁２０の軸中心と偏心してインジェクタ１の反噴射側端部であるインジェクタヘッド５ａに配設されている。
【００３６】
図８に示すように、供給接続部５５および回収接続部５６はエンジンヘッドカバー８０を組付けた状態においてエンジンヘッドカバー８０とカムシャフト７４およびカムシャフト７７との間に位置しかつカムシャフト７４およびカムシャフト７７と直交する方向に位置している。電磁弁３０のコネクタ５７はエンンジンヘッドカバー８０の外部に露出している。
【００３７】
供給接続部５５および回収接続部５６はカムシャフト７４およびカムシャフト７７よりも図８の上方つまり反噴射側に設けられていることにより、排気弁７６、吸気弁７９、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系部品と干渉することなく燃料供給配管および燃料回収配管をインジェクタ５に取り付けることができる。
第５実施例では、前述した第１実施例〜第４実施例と同様に排気弁７６および吸気弁７９の駆動系部品を取り外すことなくインジェクタの脱着が容易になるので保守工数が低減する。さらに、排気弁７６、吸気弁７９、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系部品の構造にインジェクタ５の形状があまり制約されないので、各種エンジンにインジェクタ５を適用可能である。
【００３８】
また第５実施例では、エンジンカバー８０とカムシャフト７４、７７との間に供給接続部５５および回収接続部５６を設けたことにより、第１実施例〜第４実施例と比較して、カムシャフト７４、７７とエンジンヘッドカバーとの間の空間が拡大しエンジンの体格が大きくなるが、エンジンヘッドカバー８０の外部にコネクタ５７が露出しているだけなので、エンジンヘッドカバー８０外部へのインジェクタ５の露出形状が単純化される。
【００３９】
（第６実施例）
本発明の第６実施例を図１０および図１１に示す。第６実施例では、第５実施例のインジェクタ５を用い蓄圧室を有するコモンレール９１をエンジンヘッドカバー８０内部に収容したものである。第６実施例では、コモンレール９１をエンジンヘッドカバー８０内に収容することにより、図示しない燃料噴射ポンプからコモンレール９１に燃料を供給する燃料配管９２を取り付けるための貫通孔をエンジンヘッドカバー８０に一か所設けるだけでインジェクタ５に高圧燃料を供給することができる。またインジェクタ５とコモンレール９１との接続距離が短くなるのでコモンレール９１からインジェクタに高圧燃料を供給する燃料供給配管９３の取り回しが容易になる。
【００４０】
以上説明した本発明の上記実施例では、インジェクタのニードル弁の軸中心から偏心するように電磁弁を設けるとともに、電磁弁を保持するバルブハウジング内の側方に燃料供給通路としての高圧燃料通路および余剰燃料を排出する低圧燃料通路を設けたことにより、インジェクタの径の拡大を最小限に抑えつつ供給接続部および回収接続部をインジェクタのインジェクタヘッドに設けることができる。さらに、燃料供給配管、燃料回収配管および電力側コネクタが、排気弁、吸気弁、排気弁および吸気弁の駆動系部品と干渉しないので、これら部品を取り外すことなくインジェクタの脱着を容易に行うことができる。つまりインジェクタの保守性が向上するという効果がある。さらに、排気弁、吸気弁、排気弁および吸気弁の駆動系部品の構造にインジェクタの形状があまり制約されないので、各種エンジンに本発明の燃料噴射装置を適用可能である。
【００４１】
また上記実施例では、インジェクタの余剰燃料を排出する構成のインジェクタを用いたが、リターンレスのインジェクタを用いることも可能である。
また上記実施例では、排気弁および吸気弁を合わせて各気筒当たりバルブを４つ設置しているが、各気筒当たり２つのバルブを有するエンジンに本発明を適用することは可能である。また、エンジン気筒数は４気筒に限るものでない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図２】（Ａ）は第１実施例のインジェクタを示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。
【図３】図２の（Ａ）のIII-III 線断面図である。
【図４】本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図６】第３実施例のリテーニングナットを示す斜視図である。
【図７】本発明の第４実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第５実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図９】（Ａ）は第５実施例のインジェクタを示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。
【図１０】本発明の第６実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図１１】図１０においてエンジンヘッドカバーを取り外した状態におけるXI方向矢視図である。
【図１２】従来の燃料噴射装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２、３、４、５ インジェクタ
１ａ、３ａ、４ａ、５ａ インジェクタヘッド
１１ａ 噴孔
２０ ニードル弁
３０ 電磁弁
５０、５５ 供給接続部（燃料供給配管接続部）
５１、５６ 回収接続部（燃料回収配管接続部）
５２、５７ コネクタ
６１、６２、６３ 高圧燃料通路（燃料供給通路）
７１ シリンダヘッド
７４、７７ カムシャフト
７５、７８ カム
７６ 排気弁
７９ 吸気弁
８０、８２ エンジンヘッドカバー
８０ａ、８２ａ 貫通孔
８１、８４、８５ シール部材
９１ コモンレール
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射装置に関し、特に蓄圧室で蓄圧した高圧燃料を電磁弁制御式のインジェクタに供給するディーゼルエンジンの蓄圧式燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジンの吸排気効率を向上させるための技術として、気筒あたりの排気弁および吸気弁の合計数を２弁から４弁に増加することが知られている。また、燃焼室と同軸上にインジェクタを搭載することにより、インジェクタのノズル各噴孔からの燃料噴霧を均一化させるとともに、スワール中心と燃焼室中心とを一致させて空気と燃料との混合気の均一化を図ることは周知の技術である。このように吸排気効率を向上させたディーゼルエンジンの燃料噴射システムに図１２に示す従来のインジェクタ１００を用いた場合の問題を以下に述べる。
【０００３】
図１２に示すエンジンは、各気筒あたり４バルブのＤＯＨＣエンジンである。インジェクタ１００は燃焼室１１３と同軸上に取り付けられている。シリンダヘッド１１０に取り付けられたインジェクタ１００は反噴射側端部であるインジェクタヘッド１００ａをエンジンヘッドカバー１１１の外部に突出させ、固定部材１１２によりシリンダヘッド１１０に押さえ付けられている。排気弁１２２および吸気弁１２５をそれぞれ往復駆動するカム１２１および１２４がカムシャフト１２０および１２３に取り付けられている。インジェクタ１００はこのカムシャフト１２０および１２３の間に配設され各気筒毎に合計４つの排気弁および吸気弁に取り囲まれている。そして、燃料供給配管接続部１０１はカムシャフト１２０および１２３よりも噴射側に設けられている。インジェクタ１００の燃料回収配管接続部１０２およびインジェクタ１００の電磁弁コネクタ１０３はインジェクタヘッド１００ａに取り付けられ、エンジンヘッドカバー１１１の外部に突出している。
【０００４】
しかしながら、図１２に示すような従来のインジェクタ１００をシリンダヘッド１１０に取付けようとする場合、燃料供給配管接続部１０１が排気弁１２２、吸気弁１２５、カムシャフト１２０および１２３、各気筒のカム１２１および１２４と干渉するため取付けが困難である。したがって、カムシャフト１２０および１２３や、駆動方式によってはロッカーアームを取り外さないとインジェクタ１００の取り付けおよび取り外しが困難であり、エンジンに対するインジェクタ１００の脱着工数が増加するという問題がある。
【０００５】
さらに図１２に示すような従来のインジェクタ１００では、カムシャフト、カム、駆動方式によってはロッカーアーム等の排気弁および吸気弁の駆動系の構造によりインジェクタ１００の形状、特に燃料供給配管接続部１０１の形状および位置に大きな制約を受けるので、各種エンジンに対するインジェクタの共通化が困難となっている。その結果多品種少量生産となりコストの低下を難しくしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平７−１０３１０７号公報に開示されている燃料供給装置は、図１２に示すような従来のインジェクタの問題点を解決するためになされたものである。特開平７−１０３１０７号公報に開示されているものでは、一旦インジェクタの側方に延出した延出部にインジェクタと平行方向に反噴射側から燃料供給部材が接続しているので、燃料供給配管が排気弁、吸気弁、排気弁および吸気弁の駆動系部品と干渉しない構造となっている。
【０００７】
しかしながら、特開平７−１０３１０７号公報に開示されているものでは、インジェクタ周囲に延出部を延出可能なスペースが必要である。このため、吸気用および排気用のそれぞれのカムシャフトをさらに近接させることが困難であり、エンジンヘッド側の体格を小型化しにくいという問題がある。また、エンジン小型化の要求によりインジェクタにカムシャフトを近接させた場合、延出部がカムシャフトよりも反噴射側で延出していないと、インジェクタ脱着の際に延出部が排気弁、吸気弁、排気弁および吸気弁の駆動系部品と干渉する恐れがあるので、インジェクタの保守が煩雑になる。
【０００８】
また、延出部および燃料供給部材で形成される燃料供給路に燃料を供給する燃料供給口がインジェクタヘッドとは異なる位置でヘッドカバーから外部に突出しているため、各気筒毎に複数の貫通孔をヘッドカバーに形成する必要があるのでヘッドカバーの加工工数が増加するとともに、インジェクタにヘッドカバーを嵌め込む際の位置決めが困難である。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、インジェクタの保守を容易にするとともに、各種エンジンに適用可能な燃料噴射装置を提供することを目的とする。また本発明の他の目的は、エンジンを小型化可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によると、インジェクタのニードル軸中心から偏心して電磁弁をインジェクタに設けるとともに、電磁弁を保持するハウジング内の側方に燃料供給通路を形成したことにより、インジェクタの径の拡大を最小限に抑えつつ、カムシャフトよりもインジェクタの反噴射側に燃料供給配管を接続する燃料供給配管接続部を設けることができる。したがって、燃料供給配管の脱着が容易となり、また燃料供給配管接続部が他部品と干渉しないので、インジェクタの脱着が容易になり保守性が向上する。さらに、インジェクタの形状が排気弁、吸気弁、排気弁および吸気弁の駆動系の構造にあまり制約されないので各種エンジンに同一のインジェクタを用いることができるため、インジェクタの製造コストを低減することができる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によると、燃料回収配管接続部をカムシャフトよりも反噴射側に設けることにより、余剰燃料を排出する構造のインジェクタにおいても燃料回収配管の脱着が容易となり、また燃料回収配管接続部が他部品と干渉しないためインジェクタの脱着が容易になり保守性が向上する。
本発明の請求項３記載の燃料噴射装置によると、カムシャフトとエンジンヘッドカバーとの間に燃料供給配管接続部および燃料回収配管接続部を設けることにより、エンジンヘッドカバー外部へのインジェクタの露出形状が単純化する。
【００１２】
本発明の請求項４記載の燃料噴射装置によると、請求項３記載の構造においてエンジンヘッドカバーの内部に蓄圧室を設けることにより、蓄圧室からインジェクタへの燃料供給配管の取り回しが容易になる。また、蓄圧室とインジェクタとを接続する燃料供給配管用の穴をインジェクタの本数分エンジンヘッドカバーに設ける必要がなく、燃料ポンプと蓄圧室とを接続する燃料供給配管用の穴を１個だけエンジンヘッドカバーに設ければよいため加工工数を低減できる。
【００１３】
本発明の請求項５記載の燃料噴射装置によると、燃料供給配管接続部および燃料回収配管接続部がエンジンヘッドカバーの外部に露出していることにより、カムシャフトとエンジンヘッドカバー間の空間を縮小できるので、エンジンの体格を小型化できる。
本発明の請求項６記載の燃料噴射装置によると、電力側コネクタ、燃料供給配管および燃料回収配管の取付け方向がインジェクタの軸方向と一致していることにより、電力側コネクタ、燃料供給配管および燃料回収配管の取付けが容易になり取付け工数が低減する。また、インジェクタにエンジンヘッドカバーを容易に嵌め込むことができる。
【００１４】
本発明の請求項７記載の燃料噴射装置によると、インジェクタとエンジンヘッドカバーとの間にインジェクタとエンジンヘッドカバーとの気密を保つシール部材を設けることにより、エンジンヘッドカバー内部に異物や水等が侵入することを防止することができる。
本発明の請求項８記載の燃料噴射装置によると、エンジンヘッドカバーの貫通孔および貫通孔におけるインジェクタの横断面形状がいずれも円形状であることにより、インジェクタ組付時の回転方向位置が規制されないため、インジェクタにエンジンヘッドカバーを容易に嵌め込むことができるとともに、インジェクタとエンジンヘッドカバーとの間をシール部材により確実にかつ容易にシールすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による蓄圧式燃料噴射装置を図１、図２および図３に示す。図１に示すエンジンはＤＯＨＣの４気筒エンジンであり、各気筒当たり排気弁および吸気弁を合わせて４個のバルブを備えている。インジェクタ１には図示しないコモンレールの蓄圧室で蓄圧された高圧燃料が図示しない燃料供給配管を介して供給されている。
【００１６】
まず、インジェクタ１の構造を図２に基づいて説明する。インジェクタ１の下端部に設けられた噴射ノズル２のノズルボディ１１には噴孔１１ａを開閉するニードル弁２０が往復移動可能に収容されている。ノズルボディ１１およびインジェクタボディ１３はディスタンスピース１２を挟んでリテーニングナット１４により結合されている。ニードル弁２０の反噴孔側には、プレッシャピン２１、およびこのプレッシャピン２１と反噴孔側で接触あるいは連結する制御ピストン２２が配設されている。プレッシャピン２１はスプリング２３内に貫挿されており、スプリング２３は、図２の下方つまり噴孔閉塞方向にプレッシャピン２１を付勢している。制御ピストン２２の反噴孔側には圧力制御室４１が設けられている。制御ピストン２２はノズルボディ１３の軸中心に往復移動可能に収容され、制御ピストン２２の周囲に高圧燃料通路６１、および余剰燃料排出用の低圧燃料通路６５が形成されている。
【００１７】
高圧燃料通路６１、６２および６３は燃料供給通路を構成しており、コモンレールから燃料供給配管、高圧燃料通路６３、高圧燃料通路６２を経て高圧燃料通路６１に高圧燃料が供給される。高圧燃料通路６１からニードル弁２０の周囲に環状に設けられた燃料溜まり２４に高圧燃料が供給され、この高圧燃料の圧力がニードル弁２０をリフトする方向に働く。また、低圧燃料通路６５はインジェクタ１内の摺動部等から漏れ出る余剰燃料を低圧燃料通路６６から低圧燃料通路６７に排出し、この余剰燃料は低圧燃料通路６７から図示しない燃料回収配管を経て燃料タンク等に回収される。
【００１８】
バルブハウジング１５は電磁弁３０を保持するためのハウジングであり、ディスタンスピース１６を挟んでノズルボディ１３とリテーニングナット１７により結合されている。ディスタンスピース１６には、高圧燃料通路６１と連通する高圧燃料通路６２、低圧燃料通路６５と連通する低圧燃料通路６６が形成されている。またディスタンスピース１６には、高圧燃料通路６２と圧力制御室４１とを連通し圧力制御室４１に高圧燃料を供給する流入絞り４２が形成されているとともに、圧力制御室４１の高圧燃料を低圧側に排出可能な流出絞り４３が形成されている。
【００１９】
バルブハウジング１５には、高圧燃料通路６２と連通し燃料供給配管接続部（以下、「燃料供給配管接続部」を供給接続部という）５０に開口する高圧燃料通路６３、低圧燃料通路６６と連通し燃料回収配管接続部（以下、「燃料回収配管接続部」を回収接続部という）５１に開口する低圧燃料通路６７が形成されている。
【００２０】
電磁弁３０は、圧力制御室４１と低圧の燃料通路６７とを断続する電磁二方弁であり、ニードル弁２０の軸中心と偏心してバルブハウジング１５内に収容されている。電磁弁３０が図２に示すようにニードル弁２０の軸中心から偏心してインジェクタ１に収容されていることによりバルブハウジング１５内のスペースを有効に使うことができるため、インジェクタ１の反噴射側端部であるインジェクタヘッド１ａの径の拡大を最小限に抑えつつ高圧燃料通路６３および低圧燃料通路６７をバルブハウジング１５内の側方に形成することができる。弁部材３１は流出絞り４３と低圧燃料通路６７とを断続するものであり、スプリング３２により閉弁方向に付勢されている。電磁弁３０のコイル３３はコア３４内に巻回されている。コネクタ５２に埋設されたピン５３からコイル３３に電力が供給される。
【００２１】
コイル３３への通電オフ時、弁部材３１はスプリング３２の付勢力によりディスタンスピース１６に設けた弁座１６ａに着座し、流出絞り４３と低圧燃料通路６７との連通を遮断しているので、圧力制御室４１の燃料圧力は高圧である。この圧力制御室４１の燃料圧力から受ける力とスプリング２３の付勢力との和によりニードル弁２０が図２の下方、つまり噴孔閉塞方向に受ける力は、噴孔閉塞時に燃料溜まり２４の高圧燃料によりニードル弁２０がドーナツ状の受圧面積から図２の上方つまり噴孔開放方向に受ける力よりも大きいので、噴孔１１ａはニードル弁２０により閉塞され、燃料噴射は行われない。
【００２２】
コイル３３への通電オン時、コア３４に発生する磁力によりスプリング３２の付勢力に抗して弁部材３１が弁座１６ａから離座し、流出絞り４３と低圧燃料通路６７とが連通すると、圧力制御室４１の高圧燃料が流出絞り４３から低圧燃料通路６７に流出する。流入絞り４２の流路面積は流出絞り４３の流路面積よりも小さいので、圧力制御室４１の燃料圧力は低下する。そして、高圧燃料によりドーナツ状の受圧面積からニードル弁２０が噴孔開放方向に受ける力が圧力制御室４１の燃料圧力から受ける力とスプリング２３の付勢力との和によりニードル弁２０が噴孔閉塞方向に受ける力よりも大きくなるとニードル弁２０はリフトし、噴孔１１ａから燃料が噴射される。
【００２３】
供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２はインジェクタヘッド１ａにインジェクタ１の軸中心と同一方向の反噴射側に延びて形成されている。
次に、図１に示す燃料供給システムについて説明する。インジェクタ１はシリンダヘッド７１に設けられた取付穴７２に燃焼室７１ａと同軸上に嵌合し、エンジンヘッドカバー８０に設けた貫通孔８０ａからエンジンヘッドカバー８０の外部にインジェクタヘッド１ａを突出させている。インジェクタヘッド１ａに設けられた供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２もエンジンヘッドカバー８０の外部に露出している。貫通孔８０ａを形成するエンジンヘッドカバー８０の内周縁部には耐熱性および耐油性に優れた弾性部材からなる円環状のシール部材８１が取り付けられており、インジェクタ１とエンジンヘッドカバー８０との間を気密にシールしている。貫通孔８０ａ、シール部材８１との当接部におけるインジェクタ１の横断面形状は円形状であり同心円上に位置しているので、インジェクタ１の取付け回転方向が組付誤差等により多少ずれても貫通孔８０ａを通してインジェクタ１にエンジンヘッドカバー８０を容易に被せることができるとともに、シール部材８１によりエンジンヘッドカバー８０とインジェクタ１との間を良好にシールできる。
【００２４】
カムシャフト７４および７７は図示しないエンジンのクランクシャフトと同期して回転（クランクシャフト２回転につき１回転）し、それぞれ軸方向に複数のカム７５および７８が設けられている。カムシャフト７４および７７がクランクシャフトと同期して回転することにより、排気弁７６および吸気弁７９が往復移動し燃焼室７１ａ内の吸排気が行なわれる。
【００２５】
各気筒に対応するインジェクタ１はカムシャフト７４とカムシャフト７７との間にカムシャフト７４、７７の軸方向に沿って配設されており、それぞれ合計４個の排気弁および吸気弁に囲まれている。インジェクタ１は、その一端をシリンダヘッド７１の取付穴７２に嵌合しており、二股形状の固定部材７３によりシリンダヘッド７１に押え付けるように固定されている。図３に示すように、固定部材７３を固定するための二面幅１３ａがインジェクタ１の径方向両端を切欠いて形成されている。
【００２６】
次に、インジェクタ１の組付け手順を説明する。
排気弁７６、吸気弁７９、カムシャフト７４および７７はエンジンにインジェクタ１を取り付ける前に既に組付けられている。取付穴７２にインジェクタ１を嵌合し、固定部材７３によりシリンダヘッド７１に押し付けるようにインジェクタ１を固定する。このようにしてシリンダヘッド７１に取り付けられたインジェクタ１は燃焼室７１ａと同軸上に配設されることになる。
【００２７】
シール部材８１を取り付けたエンジンヘッドカバー８０をインジェクタヘッド１ａ側から各インジェクタ１がシール部材８１内に収容されるように覆い被せる。
次に、供給接続部５０に燃料供給配管を接続し、回収接続部５１に燃料回収配管５１を接続する。さらに、コネクタ５２に電力側コネクタを電気的に接続することによりインジェクタ１のエンジンへの組付けが完了する。燃料供給配管、燃料回収配管および電力側コネクタはそれぞれインジェクタ１の軸方向と同一方向から接続されるので、例えばロボット等により組付けを行う場合には接続が容易になり組付工数が低減する。
【００２８】
第１実施例では、ニードル弁２０の軸中心から偏心させて電磁弁３０を配設したことにより、インジェクタ１の反噴射側に位置するインジェクタヘッド１ａ内に高圧燃料通路６３および低圧燃料通路６７を設け、インジェクタヘッド１ａにインジェクタ１の軸中心と同一方向の反噴射側に延びるように供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２を設けることができる。そして、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２がエンジンヘッドカバー８０から外部に露出していることにより、排気弁７６、吸気弁７９、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系部品と燃料供給配管、燃料回収配管および電力側コネクタとが干渉しないためエンジンヘッドカバー８０をシリンダヘッド７１に近づけることができる。さらに、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系部品をインジェクタ１に近接させることができるので、エンジンの体格を小型化できる。また、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系とインジェクタ１とが干渉しないのでインジェクタの形状がエンジン構造に左右されないことにより、各種エンジンに対するインジェクタの共通化を図ることができる。
【００２９】
また、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２がエンジンヘッドカバー８０の外部に露出していることにより、インジェクタ１をエンジンに取り付ける場合またはエンジンから取り外す場合、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系とインジェクタ１とが干渉しないので、エンジンヘッドカバー８０以外のカムシャフト等の吸排気弁駆動系部品を取り外さずに容易にインジェクタ１をエンジンに取り付けまたはエンジンから取り外すことができることにより、インジェクタ１の保守工数が低減する。
【００３０】
また、各気筒に対してインジェクタ用の貫通孔８０ａをエンジンヘッドカバー８０に一つ設けるだけでよく、特開平７−１０３１０７号公報に示されるもののように複数設ける必要がないので、エンジンヘッドカバー８０の加工工数が減少する。さらに、エンジンヘッドカバー８０に設けた貫通孔８０ａの数が少ないことにより、インジェクタ１にエンジンヘッドカバー８０を覆い被せる際のエンジンヘッドカバー８０の位置決めが簡単になるので、エンジンヘッドカバー８０の取り付けが容易になる。
【００３１】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図４に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第２実施例では、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２はインジェクタ２の軸方向と一定の角度を形成している。このため、供給接続部５０、回収接続部５１、コネクタ５２およびこれらに接続される配管等を含めた全高を低くできるので、エンジンヘッドカバー８０の外部に要するスペースが第１実施例に比べ小さくなる。
【００３２】
各気筒へのインジェクタ２の組付け時、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２の向きを全ての気筒で同じ向きに揃え、この傾きに合わせて斜め方向からエンジンヘッドカバー８０を取り付けることができる。
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図５および図６に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００３３】
第３実施例では、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２がインジェクタ３の軸方向と垂直方向にインジェクタヘッド５に設けられている。第３実施例では、供給接続部５０、回収接続部５１およびコネクタ５２のインジェクタヘッド３ａから径方向に突出する突出量に合わせ、シール部材８４との当接位置におけるリテーニングナット８３の径を大きくするとともに、エンジンヘッドカバー８２に設ける貫通孔８２ａの径をリテーニングナット８３の径に合わせて大きくすることによりインジェクタ組付け後エンジンヘッドカバー８２を容易にインジェクタ上方から取り付けることができる。
【００３４】
（第４実施例）
本発明の第４実施例を図７に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第４実施例では、第３実施例で用いた径の大きいリテーニングナット８３に代えて径方向幅の大きいシール部材８５を用いている。シール部材８５は弾性部材により形成されているので、インジェクタ４の組付け後にエンジンヘッドカバー８２を上方から取り付ける際、シール部材８５が弾性変形をおこしエンジンヘッドカバー８２を容易に取り付けることができる。
【００３５】
（第５実施例）
本発明の第５実施例を図８および図９に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
図９の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、第５実施例では、インジェクタ５の供給接続部５５および回収接続部５６がインジェクタ５の径方向両端に互いに離反する方向に延びるように形成されている。電磁弁３０はニードル弁２０の軸中心と偏心してインジェクタ１の反噴射側端部であるインジェクタヘッド５ａに配設されている。
【００３６】
図８に示すように、供給接続部５５および回収接続部５６はエンジンヘッドカバー８０を組付けた状態においてエンジンヘッドカバー８０とカムシャフト７４およびカムシャフト７７との間に位置しかつカムシャフト７４およびカムシャフト７７と直交する方向に位置している。電磁弁３０のコネクタ５７はエンンジンヘッドカバー８０の外部に露出している。
【００３７】
供給接続部５５および回収接続部５６はカムシャフト７４およびカムシャフト７７よりも図８の上方つまり反噴射側に設けられていることにより、排気弁７６、吸気弁７９、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系部品と干渉することなく燃料供給配管および燃料回収配管をインジェクタ５に取り付けることができる。
第５実施例では、前述した第１実施例〜第４実施例と同様に排気弁７６および吸気弁７９の駆動系部品を取り外すことなくインジェクタの脱着が容易になるので保守工数が低減する。さらに、排気弁７６、吸気弁７９、排気弁７６および吸気弁７９の駆動系部品の構造にインジェクタ５の形状があまり制約されないので、各種エンジンにインジェクタ５を適用可能である。
【００３８】
また第５実施例では、エンジンカバー８０とカムシャフト７４、７７との間に供給接続部５５および回収接続部５６を設けたことにより、第１実施例〜第４実施例と比較して、カムシャフト７４、７７とエンジンヘッドカバーとの間の空間が拡大しエンジンの体格が大きくなるが、エンジンヘッドカバー８０の外部にコネクタ５７が露出しているだけなので、エンジンヘッドカバー８０外部へのインジェクタ５の露出形状が単純化される。
【００３９】
（第６実施例）
本発明の第６実施例を図１０および図１１に示す。第６実施例では、第５実施例のインジェクタ５を用い蓄圧室を有するコモンレール９１をエンジンヘッドカバー８０内部に収容したものである。第６実施例では、コモンレール９１をエンジンヘッドカバー８０内に収容することにより、図示しない燃料噴射ポンプからコモンレール９１に燃料を供給する燃料配管９２を取り付けるための貫通孔をエンジンヘッドカバー８０に一か所設けるだけでインジェクタ５に高圧燃料を供給することができる。またインジェクタ５とコモンレール９１との接続距離が短くなるのでコモンレール９１からインジェクタに高圧燃料を供給する燃料供給配管９３の取り回しが容易になる。
【００４０】
以上説明した本発明の上記実施例では、インジェクタのニードル弁の軸中心から偏心するように電磁弁を設けるとともに、電磁弁を保持するバルブハウジング内の側方に燃料供給通路としての高圧燃料通路および余剰燃料を排出する低圧燃料通路を設けたことにより、インジェクタの径の拡大を最小限に抑えつつ供給接続部および回収接続部をインジェクタのインジェクタヘッドに設けることができる。さらに、燃料供給配管、燃料回収配管および電力側コネクタが、排気弁、吸気弁、排気弁および吸気弁の駆動系部品と干渉しないので、これら部品を取り外すことなくインジェクタの脱着を容易に行うことができる。つまりインジェクタの保守性が向上するという効果がある。さらに、排気弁、吸気弁、排気弁および吸気弁の駆動系部品の構造にインジェクタの形状があまり制約されないので、各種エンジンに本発明の燃料噴射装置を適用可能である。
【００４１】
また上記実施例では、インジェクタの余剰燃料を排出する構成のインジェクタを用いたが、リターンレスのインジェクタを用いることも可能である。
また上記実施例では、排気弁および吸気弁を合わせて各気筒当たりバルブを４つ設置しているが、各気筒当たり２つのバルブを有するエンジンに本発明を適用することは可能である。また、エンジン気筒数は４気筒に限るものでない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図２】（Ａ）は第１実施例のインジェクタを示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。
【図３】図２の（Ａ）のIII-III 線断面図である。
【図４】本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図６】第３実施例のリテーニングナットを示す斜視図である。
【図７】本発明の第４実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第５実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図９】（Ａ）は第５実施例のインジェクタを示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。
【図１０】本発明の第６実施例による燃料噴射装置を示す断面図である。
【図１１】図１０においてエンジンヘッドカバーを取り外した状態におけるXI方向矢視図である。
【図１２】従来の燃料噴射装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２、３、４、５ インジェクタ
１ａ、３ａ、４ａ、５ａ インジェクタヘッド
１１ａ 噴孔
２０ ニードル弁
３０ 電磁弁
５０、５５ 供給接続部（燃料供給配管接続部）
５１、５６ 回収接続部（燃料回収配管接続部）
５２、５７ コネクタ
６１、６２、６３ 高圧燃料通路（燃料供給通路）
７１ シリンダヘッド
７４、７７ カムシャフト
７５、７８ カム
７６ 排気弁
７９ 吸気弁
８０、８２ エンジンヘッドカバー
８０ａ、８２ａ 貫通孔
８１、８４、８５ シール部材
９１ コモンレール
Claims (8)
- 蓄圧室で蓄圧された高圧燃料をエンジンの気筒に設けられたインジェクタに供給し、前記インジェクタの燃料噴射時期を電磁弁により制御する燃料噴射装置であって、
前記電磁弁は前記インジェクタのニードル軸中心から偏心して前記インジェクタに設けられ、
前記電磁弁に電力を供給するコネクタは前記インジェクタの反噴射側端部に設けられるとともに、前記コネクタを含む前記反噴射側端部はエンジンヘッドカバーに設けた貫通孔から前記エンジンヘッドカバーの外部に露出しており、
前記インジェクタに燃料供給配管を接続する燃料供給配管接続部は吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方に駆動力を伝達するカムシャフトよりも前記インジェクタの反噴射側に設けられるとともに、前記燃料供給配管接続部と接続し前記インジェクタの噴孔に高圧燃料を供給可能な燃料供給通路が前記電磁弁を保持するハウジング内の側方に形成され、前記電磁弁は前記インジェクタの軸心に対し前記燃料供給通路と反対側に偏心していることを特徴とする燃料噴射装置。 - 前記インジェクタは余剰燃料を排出する燃料回収配管接続部を有し、前記燃料回収配管接続部は前記カムシャフトよりも前記インジェクタの反噴射側に設けられることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
- 前記燃料供給配管接続部および前記燃料回収配管接続部は前記カムシャフトと前記エンジンヘッドカバーとの間に設けられていることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置。
- 前記蓄圧室は前記エンジンヘッドカバーの内部に設けられていることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射装置。
- 前記燃料供給配管接続部および前記燃料回収配管接続部は前記反噴射側端部に設けられ前記貫通孔から前記エンジンヘッドカバーの外部に露出していることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置。
- 前記コネクタと接続する電力側コネクタ、燃料供給配管および燃料回収配管の取付け方向は前記インジェクタの軸方向と一致することを特徴とする請求項５記載の燃料噴射装置。
- 前記インジェクタと前記エンジンヘッドカバーとの間に前記インジェクタと前記エンジンヘッドカバーとの気密を保つシール部材を設けることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の燃料噴射装置。
- 前記貫通孔および前記貫通孔における前記インジェクタの横断面形状はいずれも円形状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の燃料噴射装置。
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