JP4355640B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、サプライポンプ、該サプライポンプより圧送される燃料を蓄えるコモンレール、該コモンレールに接続されて燃料を噴射するインジェクタを備えてなるディーゼル機関の燃料噴射装置の構成に関するものであり、より詳しくは、加圧室内への燃料の吸入量を調整可能とするサプライポンプの構成に関するものである。

従来、サプライポンプと、該サプライポンプより圧送される燃料を蓄えるコモンレールと、該コモンレールに接続されて燃料を噴射するインジェクタを備えてなる燃料噴射装置は公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。また、前記サプライポンプにおいては、加圧室内への燃料の吸入量を調整可能とする、いわゆる吸入調量型とするものが周知となっている。この吸入量の調整は、吸入量制御弁に設けた電磁弁をコントローラにて制御することで行われることとしている。また、前記コモンレールには、燃料圧力を検出するための圧力センサ、及び、燃料をリークさせるための電磁弁を設け、コモンレール内の燃料圧力を一定に維持したり、減速時に減圧をしたりする制御が行われることとしている。
特開２００１−８２２３０号公報

しかし、従来の吸入調量型の燃料噴射装置の構成においては、吸入量制御弁の電磁弁がコスト高につながり、また、その制御のためのソフト開発・調整等が必要となるといった問題がある。他方、上記特許文献１にも開示されるように、コモンレールにおいては、燃料をリークさせて燃料圧力の制御を行うこととしており、このリークされる燃料を利用し、加圧室での燃料の吸入量を制御できないかと考えた。本発明では、吸入調量型の燃料噴射装置において、新規な構成の吸入量制御弁を備えたサプライポンプを具備する燃料噴射装置を提案する。

本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、サプライポンプ（２Ａ）と、該サプライポンプ（２Ａ）より圧送される燃料を蓄えるコモンレール（３）と、該コモンレール（３）に接続されて燃料を噴射するインジェクタ（４・・・）を備えてなる燃料噴射装置（１Ａ）であって、前記コモンレール（３）には調圧用制御弁（３Ｂ）を設け、前記サプライポンプ（２Ａ）には吸入量制御弁（２０）を設け、前記調圧用制御弁（３Ｂ）からリークさせる燃料の量を制御することでコモンレール（３）内の燃料圧力を制御するとともに、リークした燃料にて前記吸入量制御弁（２０）を制御して、サプライポンプ（２Ａ）の加圧室（２ｂ）における燃料の吸入量を制御する構成とし、前記調圧用制御弁（３Ｂ）と、前記吸入量制御弁（２０）を連通する第一の油路（９Ａ）に、リークした燃料を蓄えるアキュムレータ（６２）が設けられるとともに、前記加圧室（２ｂ）と前記吸入量制御弁（２０）を連通する第二の油路（２４ｃ）は、第三の油路（２４ｓ）を介して前記第一の油路（９Ａ）に連通されるものである。

請求項２においては、請求項１記載の燃料噴射装置において、前記サプライポンプ（２Ａ）のハイドロリックヘッド（４０）には、プランジャ（２ａ）を摺動させるカム（４４）に近い側から遠い側に向う順に、プランジャ（２ａ）、インレットバルブ仕組（４６）、アウトレットバルブ仕組（４７）、高圧管継手（４８）が配置され、前記インレットバルブ仕組（４６）、アウトレットバルブ仕組（４７）、高圧管継手（４８）は、前記プランジャ（２ａ）の中心軸と同一軸線上に配置される構成としたものである。

請求項３においては、請求項２記載の燃料噴射装置において、前記プランジャ（２ａ）の摺動部であるプランジャバレル（４１）の外部であって、該プランジャ（２ａ）を摺動させるカム（４４）に近い側には、該プランジャ（２ａ）の脱落防止具（６１）を設けたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に記載の発明では、サプライポンプ（２Ａ）と、該サプライポンプ（２Ａ）より圧送される燃料を蓄えるコモンレール（３）と、該コモンレール（３）に接続されて燃料を噴射するインジェクタ（４・・・）を備えてなる燃料噴射装置（１Ａ）であって、前記コモンレール（３）には調圧用制御弁（３Ｂ）を設け、前記サプライポンプ（２Ａ）には吸入量制御弁（２０）を設け、前記調圧用制御弁（３Ｂ）からリークさせる燃料の量を制御することでコモンレール（３）内の燃料圧力を制御するとともに、リークした燃料にて前記吸入量制御弁（２０）を制御して、サプライポンプ（２Ａ）の加圧室（２ｂ）における燃料の吸入量を制御する構成とし、前記調圧用制御弁（３Ｂ）と、前記吸入量制御弁（２０）を連通する第一の油路（９Ａ）に、リークした燃料を蓄えるアキュムレータ（６２）が設けられるとともに、前記加圧室（２ｂ）と前記吸入量制御弁（２０）を連通する第二の油路（２４ｃ）は、第三の油路（２４ｓ）を介して前記第一の油路（９Ａ）に連通されるので、コモンレール内の燃料圧力を制御するための調圧用制御弁を制御することで、吸入量制御弁を制御して加圧室での燃料の吸入量を調量し、コモンレール内の燃料圧力を制御することができる。換言すれば、リークされる燃料を利用して、加圧室での燃料の吸入量を制御することができる。
そして、この構成では、制御される電磁弁は、調圧用制御弁だけであるので、吸入量制御弁を電磁弁としていた従来の構成と比較して、装置構成の簡素化、コスト削減、制御の簡素化といったメリットが得られる。

また、コモンレールよりリークされた燃料を、直接的に油路を介して加圧室へ供給することができ、燃料の戻しによって燃料タンク内の燃料温度が上昇するといったことをなくすことができる。

請求項２に記載の如く、請求項１記載の燃料噴射装置において、前記サプライポンプ（２Ａ）のハイドロリックヘッド（４０）には、プランジャ（２ａ）を摺動させるカム（４４）に近い側から遠い側に向う順に、プランジャ（２ａ）、インレットバルブ仕組（４６）、アウトレットバルブ仕組（４７）、高圧管継手（４８）が配置され、前記インレットバルブ仕組（４６）、アウトレットバルブ仕組（４７）、高圧管継手（４８）は、前記プランジャ（２ａ）の中心軸と同一軸線上に配置される構成としたので、加圧室から高圧管継手に至るまでの容積を小さく構成することができ、燃料の圧送ロスの低減や、装置全体のコンパクト化を図ることができる。
また、インレットバルブ仕組と、アウトレットバルブ仕組を別体に構成しているため、インレットバルブ仕組とプランジャバレルとの間の高圧シール面（図５参照）、インレットバルブ仕組とアウトレットバルブ仕組の間の高圧シール面、アウトレットバルブ仕組と高圧管継手との間の高圧シール面が容易に加工できるようになっている。

請求項３に記載の如く、請求項２記載の燃料噴射装置において、前記プランジャ（２ａ）の摺動部であるプランジャバレル（４１）の外部であって、該プランジャ（２ａ）を摺動させるカム（４４）に近い側には、該プランジャ（２ａ）の脱落防止具（６１）を設けたので、仕組み時においては、プランジャの摺動部からプランジャが脱落することを防止することができ、エンジンへのサプライポンプの取付が容易となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１に、本発明にかかる燃料噴射装置の構成例１の構成を示す。

燃料噴射装置１Ａは、サプライポンプ２Ａ、コモンレール３、インジェクタ４・４・・等から構成される。

フィードポンプ６にて燃料タンク５から汲み上げられた燃料は、配管６Ａを介してサプライポンプ２Ａ内へ供給される。前記配管６Ａには、フィードポンプ６の吐出側と吸入側を連通するバイパス配管６ｂが設けられており、該バイパス配管６ｂに設けた調圧弁６ｃにて、サプライポンプ２Ａに供給される燃料圧力が調整される。また、前記配管６Ａには、温度センサ６ａが設けられており、該温度センサ６ａによって燃料温度が測定できるようになっている。

サプライポンプ２Ａには吸入量制御弁２０が設けられており、前記配管６Ａより供給される燃料は、該吸入量制御弁２０、油路２４ｃ、逆止弁２ｄを介してプランジャ２ａの加圧室２ｂ内へ供給される。この吸入量制御弁２０によって加圧室２ｂ内への燃料の吸入量が制御されることとしている。前記加圧室２ｂ内においてプランジャ２ａにて加圧された燃料は、逆止弁２ｃを介してコモンレール３内へ吐出される。前記コモンレール３内の燃料は、各インジェクタ４・４・・へ供給され、コントローラ１０の制御により、各インジェクタ４・４・・にて燃料噴射が行われる。

また、前記コモンレール３には、コモンレール３内の燃料圧力を検出するための圧力センサ３Ａ、及び燃料圧力を制御する調圧用制御弁３Ｂが設けられている。該調圧用制御弁３Ｂが開かれると、コモンレール３内の燃料がリークされ、コモンレール３内の圧力が減少されるようになっている。これら圧力センサ３Ａ、調圧用制御弁３Ｂは、コントローラ１０に接続されている。コントローラ１０は、圧力センサ３Ａによる燃料圧力の検出値に基づいて調圧用制御弁３Ｂの開閉制御を行い、コモンレール３内の燃料圧力を所定値に設定する。

図２に示すごとく、前記調圧用制御弁３Ｂは、コモンレール３の燃料リークポート３ａを閉じる弁体３ｂと、該弁体３ｂを押さえるアーマチャ３ｃと、アーマチャ３ｃを前記燃料リークポート３ａ側に付勢するスプリング３ｄと、前記スプリング３ｄの付勢力と同じ方向の吸引力をアーマチャ３ｃに印加するソレノイド３ｅを具備している。前記スプリング３ｄは、アーマチャ３ｃを図において左側へ付勢しており、前記ソレノイド３ｅが通電されない場合では、スプリング３ｄの付勢力により、燃料リークポート３ａが閉じられる。尚、前記スプリング３ｄのバネ力は、ソレノイド３ｅが故障等により通電不可能となった場合においても燃料噴射が行えるように、コモンレール３内の圧力が燃料噴射可能な値となるように設定されている。一方、前記ソレノイド３ｅが通電されると、その励磁電流の大きさに応じて、アーマチャ３ｃにバネ力と同じ方向の付勢力が作用し、燃料リークポート３ａが開く圧力が増加されるようになっており、励磁電流の大きさを制御することにより、コモンレール３内の圧力を所定の値とすることができる。

図２に示すごとく、前記吸入量制御弁２０は、シリンダ室２１と、該シリンダ室２１内で摺動するピストン２２と、該ピストン２２を一側方向に付勢するスプリング２３等を具備して構成されている。シリンダ室２１内は、ピストン２２によって燃料供給室２１ａと、制御室２１ｂの二つの部屋に分断されている。ピストン２２の小径部２２ａは燃料供給室２１ａ側に配置され、大径部２２ｃは制御室２１ｂ側に配置される。また、ピストン２２の小径部２２ａと大径部２２ｃの間は、円錐台形の中間部２２ｂとし、該中間部２２ｂと後述のポート２５ｃとの間にて絞りが形成されるようになっている。また、前記スプリング２３は、ピストン２２の小径部２２ａと、燃料供給室２１ａの壁面の間に挟装される。

また、前記燃料供給室２１ａには、ポート２５ａが設けられており、フィードポンプ６より吐出された燃料は、前記配管６Ａ及び油路２４ａを介して、該ポート２５ａより燃料供給室２１ａ内へ流入される。また、前記燃料供給室２１ａには、ポート２５ｂが設けられており、該ポート２５ｂより、燃料供給室２１ａ内の燃料を油路２４ｂ、絞り２７ｂ、配管７Ａを介して燃料タンク５にリークさせることとしている。尚、このリークされる燃料は、絞り２７ｂにより制限することとし、燃料供給室２１ａ内の燃料圧力が適正に維持されるようになっている。また、前記燃料供給室２１ａには、ポート２５ｃが設けられており、燃料供給室２１ａ内の燃料は、該ポート２５ｃより油路２４ｃを介して前記加圧室２ｂに吸入される。

また、前記制御室２１ｂには、ポート２５ｅが設けられており、コモンレール３の燃料リークポート３ａよりリークされた燃料は、配管９Ａ、油路２４ｅを介して、該ポート２５ｅより制御室２１ｂ内へ流入される。また、前記制御室２１ｂには、ポート２５ｄが設けられており、該ポート２５ｄより、制御室２１ｂ内の燃料を油路２４ｄ、絞り２７ｄ、配管８Ａを介して燃料タンク５にリークさせることとしている。尚、このリークされる燃料は、絞り２７ｄにより制限することとし、制御室２１ｂ内の燃料圧力が適正に維持されるようになっている。

また、制御室２１ｂ内の燃料圧力は、ピストン２２の大径部２２ｃの端面に作用して、ピストン２２を図２において右方向へ付勢する。また、燃料供給室２１ａ内のスプリング２３は、ピストン２２の小径部２２ａの端面に作用して、ピストン２２を図２において左方向へ付勢する。

そして、前記制御室２１ｂ内の燃料圧力を調整し、ピストン２２の右方向への付勢力を変更することにより、ピストン２２が左右方向に移動させる。前記制御室２１ｂ内の燃料圧力の調整は、ポート２５ｅからの燃料の流入量の調量、つまりは、調圧用制御弁３Ｂからのリーク量を調整することにより行われる。このように、ピストン２２の左右方向の位置を変更することにより、前記ポート２５ｃに対するピストン２２の大径部２２ｃの位置を変更し、前記ポート２５ｃの開度を変更することとしている。つまりは、ピストン２２が図２において左側へ移動した場合にはポート２５ｃの開度（開口面積）が増加し、ピストン２２が図２において右側へ移動した場合にはポート２５ｃの開度（開口面積）が減少されるようになっている。以上のように構成し、コントローラ１０にて前記調圧用制御弁３Ｂの開度を調整してコモンレール３のリーク量を制御し、これにより、吸入量制御弁２０のポート２５ｃの開度を調整し、ポート２５ｃから流出される燃料量を調整し、加圧室２ｂにおける燃料の吸入量を調整することとしている。

図３は、（ａ）コモンレール３内の燃料圧力を設定圧力に保つ場合、（ｂ）エンジン始動時においてコモンレール３内の燃料圧力を昇圧させる場合、（ｃ）急減速時においてコモンレール３内の燃料圧力を下げる場合、のそれぞれにおける、吸入量制御弁２０のピストン２２の位置について示している。図３（ａ）に示すごとく、コモンレール３内の燃料圧力を設定圧力に保つ場合には、コントローラ１０は、調圧用制御弁３Ｂを制御して、燃料リークポート３ａからのリーク量を調整する。リークされた燃料は、吸入量制御弁２０の制御室２１ｂに流入し、これにより、ピストン２２の左右位置が設定される。そして、このピストン２２の左右位置の設定により、ポート２５ｃの開度が設定され、油路２４ｃ、逆止弁２ｄを介しての加圧室２ｂへの燃料の供給量が決定される。図３（ａ）の例では、ポート２５ｃの開口面積は、全開状態の約半分に設定された状態を示している。また、コモンレール３内に圧力変動が生じた場合には、コントローラ１０は、前記圧力センサ３Ａの検出値に基づき、調圧用制御弁３Ｂの開度を調整し、これにより加圧室２ｂにおける燃料の吸入量を制御し、コモンレール３内の燃料圧力を設定圧力に調整する。また、例えば、コモンレール３内の圧力が設定圧力よりも低下した場合には、コントローラ１０は、調圧用制御弁３Ｂの開度を減少させ、燃料のリーク量を減少させる。これにより、吸入量制御弁２０の制御室２１ｂの燃料圧力が減少され、ピストン２２が図において左側へ移動し、ポート２５ｃの開度が増加される。そして、加圧室２ｂにおける燃料の吸入量が増加され、コモンレール３への燃料の吐出量が増加されることにより、コモンレール３の燃料圧力が設定圧力まで上昇されることになる。

また、図３（ｂ）に示すごとく、エンジン始動時においてコモンレール３内の燃料圧力を昇圧させる場合には、コントローラ１０は、調圧用制御弁３Ｂのソレノイドの通電をせずに、燃料リークポート３ａを閉じることとする。これにより、吸入量制御弁２０の制御室２１ｂ内の燃料圧力は低く設定され、ピストン２２は図において左方向に移動してポート２５ｃの開度が広く設定される。図３（ｂ）の例では、ポート２５ｃは略全開に設定された状態を示している。これにより、加圧室２ｂにおける燃料の吸入量が増加されるとともに、コモンレール３からの燃料のリークが規制されるため、エンジン始動時において、より短時間でコモンレール３内の燃料圧力を設定圧力まで昇圧させることができる。

また、図３（ｃ）に示すごとく、急減速時においてコモンレール３内の燃料圧力を下げる場合には、コントローラ１０は、調圧用制御弁３Ｂのソレノイドの励磁電流を高く設定し、燃料リークポート３ａの開度を増加させる。これにより、吸入量制御弁２０の制御室２１ｂ内の燃料圧力は高く設定され、ピストン２２が図において右方向に移動してポート２５ｃの開度が狭く設定される。図３（ｃ）の例では、ポート２５ｃは略全閉に設定された状態を示している。これにより、加圧室２ｂにおける燃料の吸入量が減少されるとともに、コモンレール３からの燃料のリーク量が増加するため、急減速時において、より短時間でコモンレール３内の燃料圧力を下げることができる。

以上のように、サプライポンプ２Ａと、該サプライポンプ２Ａより圧送される燃料を蓄えるコモンレール３と、該コモンレール３に接続されて燃料を噴射するインジェクタを備えてなる燃料噴射装置１Ａであって、前記コモンレール３には調圧用制御弁３Ｂを設け、前記サプライポンプ２Ａには吸入量制御弁２０を設け、前記調圧用制御弁３Ｂからリークさせる燃料の量を制御することでコモンレール３内の燃料圧力を制御するとともに、リークした燃料にて前記吸入量制御弁２０を制御して、サプライポンプ２Ａの加圧室２ｂにおける燃料の吸入量を制御する構成とするものである。これにより、調圧用制御弁３Ｂを制御することで、吸入量制御弁２０を制御して加圧室２ｂにおける燃料の吸入量を調量し、コモンレール３内の燃料圧力を制御することができる。そして、この構成では、制御される電磁弁は、調圧用制御弁３Ｂだけであるので、吸入量制御弁２０を電磁弁としていた従来の構成と比較して、装置構成の簡素化、コスト削減、制御の簡素化といったメリットが得られる。つまり、従来は、コモンレール３内の燃料圧力の制御につき、二つの電磁弁が必要とされていたところ、本案では、一つの電磁弁で燃料圧力の制御を行うことができるのである。

次に、上記の構成を実施する場合のサプライポンプの構成例について説明する。図４に示すごとく、ハイドロリックヘッド４０には、プランジャバレル４１が嵌設されており、該プランジャバレル４１内に上下摺動自在にプランジャ２ａが設けられている。該プランジャ２ａの下部には、スプリング受け４２が係合されており、該スプリング受け４２はタペット４３に載置されている。タペット４３の下方には、カム４４が配されており、該カム４４により、タペット４３が持ち上げられ、スプリング受け４２を介してプランジャ２ａが上方へ移動して加圧室２ｂ内の燃料の圧送行程が行われるようになっている。また、スプリング受け４２とハイドロリックヘッド４０の間には、スプリング４５が挟装されており、スプリング受け４２及びプランジャ２ａを常時下方へ付勢し、これによりプランジャ２ａを下方へ移動させて加圧室２ｂ内での燃料の吸入行程が行われるようになっている。尚、図の例では、プランジャバレル４１はハイドロリックヘッド４０と別体に構成されるものであるが、プランジャバレル４１を設けずに、ハイドロリックヘッド４０にプランジャ２ａの摺動部を形設する構成としてもよい。

また、前記ハイドロリックヘッド４０には、プランジャ２ａを摺動させるカム４４に近い側から遠い側に向う順に、プランジャ２ａ、インレットバルブ仕組４６、アウトレットバルブ仕組４７、高圧管継手４８が配置され、前記インレットバルブ仕組４６、アウトレットバルブ仕組４７、高圧管継手４８は、プランジャの中心軸と同一軸線上に配置される構成としている。プランジャ２ａが上下方向に摺動される本実施例の構成では、前記プランジャ２ａの上方には、インレットバルブ仕組４６が配置され、該インレットバルブ仕組４６の上方には、アウトレットバルブ仕組４７が配置され、該アウトレットバルブ仕組４７の上方には、高圧管継手４８が配置され、前記プランジャ２ａ、インレットバルブ仕組４６、アウトレットバルブ仕組４７、高圧管継手４８は、プランジャ２ａの中心軸と同一軸線上に配置される構成としている。この構成により、プランジャ２ａ上方の加圧室２ｂから高圧管継手４８に至るまでの容積を小さく構成することができ、燃料の圧送ロスの低減や、装置全体のコンパクト化を図ることができる。また、インレットバルブ仕組４６と、アウトレットバルブ仕組４７を別体に構成しているため、インレットバルブ仕組４６とプランジャバレル４１との間の高圧シール面４９ａ（図５参照）、インレットバルブ仕組４６とアウトレットバルブ仕組４７との間の高圧シール面４９ｂ、アウトレットバルブ仕組４７と高圧管継手４８との間の高圧シール面４９ｃが容易に加工できるようになっている。

図５に示すごとく、インレットバルブ仕組４６は、バルブシート４６Ａと、該バルブシート４６Ａ内の油路を開閉する入口弁４６Ｂ等から構成される。バルブシート４６Ａは、ハイドロリックヘッド４０の挿入穴４０Ａ内に設けられ、プランジャバレル４１の上面との間で高圧シール面４９ａを形成している。バルブシート４６Ａには、プランジャバレル４１の加圧室２ｂと通じる複数の油路４６ａ・４６ａが上下方向に形成されている。これら油路４６ａ・４６ａの内側には、シート部４６ｂが形成され、該シート部４６ｂの上部にバルブシート面４６ｓが形成され、該バルブシート面４６ｓに入口弁４６Ｂが着座される構成としている。シート部４６ｂには、入口弁４６Ｂ側に開放される油路４６ｄが設けられ、該油路４６ｄの開口部が入口弁４６Ｂによって開閉される。また、バルブシート４６Ａとハイドロリックヘッド４０の挿入穴４０Ａの間には、環状の油室４６Ｃが形成されており、該油室４６Ｃと、油路４６ｄとが、油路４６ｆ・４６ｆによって連通されている。

また、バルブシート４６Ａには、上下方向に入口弁４６Ｂの摺動孔４６Ｄが形成され、該摺動孔４６Ｄの下部に大径孔４６Ｅが形成される。該大径孔４６Ｅは、前記油路４６ａ・４６ａに連通されている。入口弁４６Ｂには、上方が開放される油路４６ｇが形成される。また、入口弁４６Ｂには、油路４６ｇの下部と、前記大径孔４６Ｅとを連通させる油路４６ｈ・４６ｈが形成される。また、入口弁４６Ｂにおいて、油路４６ｇの上方にはスプリング収容孔４６ｋが形成されており、スプリング４６ｍが収容されている。このスプリング４６ｍの上端は、アウトレットバルブ仕組４７のバルブシート４７Ａの下面に当接されている。

また、アウトレットバルブ仕組４７は、バルブシート４７Ａと、前記インレットバルブ仕組４６と、高圧管継手４８との間の油路４７ａを開閉する出口弁４７Ｂとから構成される。バルブシート４７Ａには、上下方向に油路４７ａが形成され、該油路４７ａは、前記入口弁４６Ｂのスプリング収容孔４６ｋ、及び油路４６ｇに連通されることとしている。油路４７ａとスプリング収容孔４６ｋの間は、高圧シール面４９ｂによってシールされている。油路４７ａは、断面視Ｙ字状に形成されてバルブシート面４７ｓを形成し、球状の出口弁４７Ｂがバルブシート面４７ｓに当着されて、油路４７ａが閉じられる構成としている。

また、高圧管継手４８には、上下方向に吐出油路４８Ａが形成され、該吐出油路４８Ａの下部には、前記バルブシート４７Ａの油路４７ａと連通する複数の油路４８ａ・４８ａが上下方向に形成されている。該油路４８ａ・４８ａの内側には、前記出口弁４７Ｂが上昇した際に、該出口弁４７Ｂを当着させる当着部４８ｂが形成されている。また、油路４８ａ・４８ａと油路４７ａとの間は、高圧シール面４９ｃによってシールされている。

また、ハイドロリックヘッド４０において、前記油室４６Ｃが形成される位置には、吸入ポート４０ａが設けられており、該吸入ポート４０ａより、燃料が流入されるようになっている。該吸入ポート４０ａは、ハイドロリックヘッド４０に形成される燃料ギャラリ４０ｃと、油路４０ｂを介して連通されている。

以上の構成において、燃料の圧送行程の際には、図５に示すごとく、プランジャ２ａの上昇により加圧室２ｂ内の燃料が圧縮される。圧縮された高圧燃料は、油路４６ａ・４６ａより、大径孔４６Ｅへ流入し、さらに、入口弁４６Ｂの油路４６ｈ・４６ｇに流入して入口弁４６Ｂを下方へ押し下げる。これにより、バルブシート面４６ｓが入口弁４６Ｂによって閉じられる。そして、高圧燃料は、油路４６ｇ、スプリング収容孔４６ｋを介して油路４７ａへ流入し、出口弁４７Ｂを押し上げて油路４８ａ・４８ａ、吐出油路４８Ａに流入する。このようにして、吐出油路４８Ａへ圧送された燃料は、図示せぬコモンレール３へ供給される。一方、燃料の吸入行程の際には、図６に示すごとく、プランジャ２ａの下降により、入口弁４６Ｂの油路４６ｇ・４６ｈ、大径孔４６Ｅ、バルブシート４６Ａの油路４６ａ・４６ａ内の燃料が、加圧室２ｂに吸入される。また、油室４６Ｃ内の燃料が、油路４６ｆ・４６ｆを介して油路４６ｄに流入し、入口弁４６Ｂを押し上げて、大径孔４６Ｅに流入し、油路４６ａ・４６ａを介して加圧室２ｂに吸入される。また、この際、吐出油路４８Ａの高圧燃料により、バルブシート面４７ｓは出口弁４７Ｂにより閉じられている。このようにして、加圧室２ｂにて燃料の吸入が行われる。

次に、プランジャ２ａの脱落防止のための構成について説明する。仕組み時においては、図７に示すごとく、プランジャ２ａの下端にはスプリング受け４２が取り付けられるとともに、該スプリング受け４２と、ハイドロリックヘッド４０の間にスプリング４５が挟装される。この場合、スプリング４５の付勢力により、スプリング受け４２がハイドロリックヘッド４０から離れる方向に付勢されるため、プランジャ２ａがプランジャ摺動部から脱落することがあった。そこで、図４、図７、図８に示すごとく、プランジャ摺動部（プランジャバレル４１）の外部であって、プランジャ２ａを摺動させるカム４４に近い側には、プランジャ２ａの脱落防止具６１が設けられ、該脱落防止具６１がプランジャ２ａのカム４４側の円錐台形状部２ｆに係止することにより、プランジャ２ａがプランジャ摺動部より脱落するのを防止できることとした。これにより、仕組み性の向上を図ることができるようになる。尚、図の例では、プランジャバレル４１はハイドロリックヘッド４０と別体に構成されるものであるが、プランジャバレル４１を設けずに、ハイドロリックヘッド４０にプランジャ２ａの摺動部を形設する構成としてもよい。この場合は、ハイドロリックヘッド４０に脱落防止具６１を取り付けるものとする。

脱落防止具６１は、板状の部材を側面視凹形に折り曲げて構成されるものであり、その両側の立設部６１ａ・６１ａには、プランジャバレル４１に設けた係止穴４１ａ・４１ａに係合される係止部６１ｂ・６１ｂが設けられている。図８の（ａ）の構成例では、立設部６１ａ・６１ａを平面視略直線状の壁面に構成し、図８の（ｂ）の構成例では、立設部６１ａ・６１ａを平面視略円弧状の壁面に構成した例を示している。また、脱落防止具６１の水平部６１ｃには、略Ｕ字状のプランジャ挿入穴６１ｄが設けられており、プランジャ２ａの小径部２ｇに対して、該プランジャ挿入穴６１ｄの屈曲部を、プランジャ２ａの軸と直交する方向から近づけることが可能となっている。これにより、プランジャ挿入穴６１ｄの幅を、プランジャ２ａのスプリング受け４２との係合部２ｈの径よりも小さく構成することができる。そして、以上の構成により、プランジャ２ａが脱落しようとした場合には、円錐台形状部２ｆがプランジャ挿入穴６１ｄに係止され、プランジャ２ａの脱落が防止される。

図９に、本発明にかかる燃料噴射装置の構成例２の構成を示す。本構成例においては、図１に示す構成例１と基本構成を同じくしつつ、前記調圧用制御弁３Ｂと、吸入量制御弁２０の制御室２１ｂとを連通する第一の油路（配管９Ａ）に、リークした燃料を蓄えるアキュムレータ６２を設けた構成とするものである。この構成によれば、コモンレール３の燃料リークポート３ａからのリークがない場合においても、制御室２１ｂ内の燃料圧力は、アキュムレータ６２内に蓄えられた燃料によって確保されるため、ピストン２２の位置を、スプリング２３の付勢力に抗して一定の位置に維持することができるようになる。尚、配管９Ａと燃料タンク５とを連通する配管９Ｂに安全弁９ｃを設け、配管９Ａ内の圧力が異常に高圧となった場合には、安全弁９ｃを介して、燃料をドレンさせることができるようにしている。

図１０に、本発明にかかる燃料噴射装置の実施例１の構成を示す。本実施例においては、上記構成例１（図１）、構成例２（図９）と基本構成を同じくしつつ、加圧室２ｂと吸入量制御弁２０を連通する第二の油路２４ｃは、第三の油路２４ｓを介して前記第一の油路（配管９Ａ）に連通される構成としている。この構成によれば、コモンレール３よりリークされた燃料を、直接的に油路２４ｓを介して加圧室２ｂへ供給することができる。そして、図９の構成例２の構成の配管９Ｂを省くことができ、また、これにより、リークされた燃料の燃料タンク５への戻しをなくすことができ、燃料の戻しによって燃料タンク５内の燃料温度が上昇するといったこともなくなる。尚、油路２４ｓには絞り２４ｕが設けられ、燃料は減圧した後に油路２４ｃに合流される。

図１１に、本発明にかかる燃料噴射装置の構成例３の構成を示す。本構成例においては、燃料調量用のコントロールラック７１を、前記調圧用制御弁３Ｂよりリークさせた燃料の圧力により動作させることにより、加圧室２ｂからコモンレール３への燃料の吐出量を制御し、コモンレール３内の燃料圧力の圧力制御を行う構成とするものである。即ち、サプライポンプ２Ｂと、該サプライポンプ２Ｂより圧送される燃料を蓄えるコモンレール３と、該コモンレール３に接続されて燃料を噴射するインジェクタを備えてなる燃料噴射装置１Ｄであって、前記コモンレール３には調圧用制御弁３Ｂを設け、前記サプライポンプ２Ｂには燃料調量用のコントロールラック７１を設け、前記調圧用制御弁３Ｂからリークさせる燃料の量を制御することでコモンレール３内の燃料圧力を制御するとともに、リークした燃料にて前記コントロールラック７１を制御して、サプライポンプ２Ｂの燃料の加圧室２ｂからコモンレール３への燃料の吐出量を制御する構成とするものである。

プランジャ２ａには上部リード２ｍが設けられている。また、該プランジャ２ａは、コントロールラック７１によって回転され、前記上部リード２ｍと加圧室２ｂの燃料吸入ポート２ｐとの位置関係を変更することにより、加圧室２ｂの燃料吸入ポート２ｐが閉じられるタイミングを設定できるようになっている。例えば、燃料吸入ポート２ｐを閉じるタイミングが早くなるように設定されると、燃料圧送時における燃料吸入ポート２ｐからの燃料の溢流が少なくなり、コモンレール３への燃料圧送量が増加される。そして、前記コントロールラック７１は、シリンダ７０内に一端が挿入されて、挿入端部が油室７２内の燃料圧力を受けて図において左方向へ付勢される一方、他端がシリンダ７０の外部に突出され、スプリング７３によって、図において右方向へ付勢されるようになっている。また、前記油室７２へは、コモンレール３よりリークした燃料が、調圧用制御弁３Ｂを介して流入される。

以上の構成において、調圧用制御弁３Ｂの制御により、油室７２の燃料圧力が上昇されると、コントロールラック７１が図において左方向へ移動されて、プランジャ２ａの回転角度位置が燃料圧送量を少なくする位置に設定される。一方、油室７２の燃料圧力が低い場合には、コントロールラック７１がスプリング７３の付勢力によって図において右方向へ移動されて、プランジャ２ａの回転角度位置が燃料圧送量を多くする位置に設定される。以上のように、コモンレール３よりリークされた燃料を利用してコントロールラック７１を制御することによれば、吸入量制御弁２０を設けることなく、コモンレール３への燃料の供給量を調整することができ、これにより、コモンレール３内の圧力を制御することができる。

構成例１の燃料噴射装置のシステム構成図。 吸入量制御弁の構成について示す図。 （ａ）は、コモンレール内の燃料圧力を設定圧力に保つ場合における吸入量制御弁のピストンの位置について示す図。（ｂ）は、エンジン始動時においてコモンレール内の燃料圧力を昇圧させる場合における吸入量制御弁のピストンの位置について示す図。（ｃ）は、急減速時においてコモンレール内の燃料圧力を下げる場合における吸入量制御弁のピストンの位置について示す図。 サプライポンプの構成について示す図。 圧送行程におけるインレットバルブ仕組、アウトレットバルブ仕組の構成について示す図。 吸入行程におけるインレットバルブ仕組、アウトレットバルブ仕組の構成について示す図。 脱落防止具によりプランジャの脱落が規制される状態を示す図。 （ａ）は、立設部を平面視略直線状の壁面に構成した脱落防止具の平面図。（ｂ）は、立設部を平面視略円弧状の壁面に構成した脱落防止具の平面図。 構成例２の燃料噴射装置のシステム構成図。 実施例１の燃料噴射装置のシステム構成図。 構成例３の燃料噴射装置のシステム構成図。

１Ａ 燃料噴射装置
２Ａ サプライポンプ
３ コモンレール
３Ｂ 調圧用制御弁
２０ 吸入量制御弁

Claims (3)

1. サプライポンプ（２Ａ）と、該サプライポンプ（２Ａ）より圧送される燃料を蓄えるコモンレール（３）と、該コモンレール（３）に接続されて燃料を噴射するインジェクタ（４・・・）を備えてなる燃料噴射装置（１Ａ）であって、前記コモンレール（３）には調圧用制御弁（３Ｂ）を設け、前記サプライポンプ（２Ａ）には吸入量制御弁（２０）を設け、前記調圧用制御弁（３Ｂ）からリークさせる燃料の量を制御することでコモンレール（３）内の燃料圧力を制御するとともに、リークした燃料にて前記吸入量制御弁（２０）を制御して、サプライポンプ（２Ａ）の加圧室（２ｂ）における燃料の吸入量を制御する構成とし、前記調圧用制御弁（３Ｂ）と、前記吸入量制御弁（２０）を連通する第一の油路（９Ａ）に、リークした燃料を蓄えるアキュムレータ（６２）が設けられるとともに、前記加圧室（２ｂ）と前記吸入量制御弁（２０）を連通する第二の油路（２４ｃ）は、第三の油路（２４ｓ）を介して前記第一の油路（９Ａ）に連通されることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 請求項１記載の燃料噴射装置において、前記サプライポンプ（２Ａ）のハイドロリックヘッド（４０）には、プランジャ（２ａ）を摺動させるカム（４４）に近い側から遠い側に向う順に、プランジャ（２ａ）、インレットバルブ仕組（４６）、アウトレットバルブ仕組（４７）、高圧管継手（４８）が配置され、前記インレットバルブ仕組（４６）、アウトレットバルブ仕組（４７）、高圧管継手（４８）は、前記プランジャ（２ａ）の中心軸と同一軸線上に配置される構成としたことを特徴とする燃料噴射装置。
3. 請求項２記載の燃料噴射装置において、前記プランジャ（２ａ）の摺動部であるプランジャバレル（４１）の外部であって、該プランジャ（２ａ）を摺動させるカム（４４）に近い側には、該プランジャ（２ａ）の脱落防止具（６１）を設けたことを特徴とする燃料噴射装置。

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