JPH0932684A

JPH0932684A - 内燃機関の燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0932684A
Application number: JP20031495A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Horiuchi; 重昭堀内; Tsutomu Fushiya; 勉伏屋
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料噴射装置において、バランスチャンバを
構成するコントロールスリーブとコントロールピストン
との間の摺動クリアランスを簡単に調整し、コントロー
ルピストンの加工を簡単にし、生産性を向上させる。【構成】この燃料噴射装置は、ホルダ本体１に固定さ
れたコントロールスリーブ７の中空穴５４にバランスチ
ャンバ３５を形成し、バランスチャンバ３５内の燃料圧
によって弁体のリフトを制御する。弁体のコントロール
ピストン２の上端面７５にボール７０を固着し、コント
ロールスリーブ７と弁体との摺動クリアランスの管理を
コントロールスリーブ７とボール７０との間の隙間で行
う。コントロールピストン２とコントロールスリーブ７
との間の摺動クリアランス７１の管理を容易にし、コン
トロールピストン２の製造コストを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関に使用
される燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多気筒エンジンの燃料噴射装置に
は、電子回路によって噴射量、噴射時期等の制御を行う
燃料噴射方式（電子制御燃料噴射システム）、噴射ポン
プから共通の通路を経て各燃焼室に燃料を分配する共同
噴射方式（コモンレール噴射システム）、噴射ポンプか
ら共通の通路及び蓄圧室を経て各燃焼室に燃料を分配す
る蓄圧式噴射方式（アキュムレータ噴射システム）等が
あり、これらの方式の燃料噴射装置自体には、噴射ポン
プからの燃料を一旦溜めておくための蓄圧室は設けられ
ていないので、各燃料噴射装置への燃料の供給は共通の
通路であるコモンレール即ち蓄圧室を通じて行われてい
る。

【０００３】従来、図５に示すような燃料噴射装置が知
られている。該燃料噴射装置は、ホルダ本体１の中央貫
通孔４７にコントロールスリーブ７を嵌合固定し、コン
トロールスリーブ７の中空穴５４に弁体のコントロール
ピストン２が摺動可能に嵌入されている。コントロール
スリーブ７に対するコントロールピストン２の摺動クリ
アランス７１は、両者の加工によって達成される。ホル
ダ本体１とコントロールスリーブ７との間には環状チャ
ンバ１８が形成され、環状チャンバ１８はコモンレール
等の高圧燃料源に通じる供給穴１７を通じて連通してい
る。コントロールスリーブの中央穴部５４には、コント
ロールピストン２の上面との間にバランスチャンバ３５
が形成されている。コントロールスリーブ７とホルダ本
体１との間の環状チャンバ１８の下端にはシール部材３
３が配設されている。コントロールピストン２のリフト
はバランスチャンバ３５内の燃料圧を作用させて制御す
るように構成されている。バランスチャンバ３５は、燃
料圧供給のためオリフィス６８を通じて環状チャンバ１
８に連通し、且つ燃料圧解放のため燃料路２６とオリフ
ィス２５を通じて外部へ連通している。オリフィス２５
はソレノイドバルブ１０に固定されたボール２７で開閉
されるように構成されている。

【０００４】また、インジェクタとして、例えば、特開
昭６２−２８２１６４号公報に開示されたものがある。
該インジェクタは、円筒部品で形成された制御チャンバ
内の燃料圧が針弁ピストンを押して針弁が弁座に密着さ
せて噴孔を閉鎖し、制御チャンバ内の燃料圧を急速に低
下させて針弁を上昇させて噴孔を開放して燃料を噴射す
るものである。制御チャンバへの燃料の供給は、針弁ピ
ストンに形成された流路、円筒部品に形成されたリング
路等を通じて加圧燃料の供給流路に連通している。

【０００５】また、ディーゼル機関要電磁燃料噴射装置
として、特開平３−９６４号公報に開示されたものがあ
る。該ディーゼル機関要電磁燃料噴射装置は、本体とス
リーブとで形成されたプランジャを制御するコントロー
ル室と、燃料を噴射するため燃料が溜められた噴射室と
に加圧燃料を供給するために、２つに分離された通路が
本体とスリーブに形成されている。コントロール室への
燃料の供給は本体に形成された供給オリフィスや環状凹
部を通じて行われる。

【０００６】また、電磁式内燃機関燃料噴射装置とし
て、特開平５−１１８２６１号公報に開示されたものが
ある。該電磁式内燃機関燃料噴射装置は、弁体が液密連
結手段で噴射装置の中空体内に収容されている。液密連
結手段は一対の精密研削された面と該面に隣接して中空
体と弁体との間で圧縮された密封リングを有する。中空
体内には円筒状軸方向空洞や制御室が形成され、制御室
と空洞内の圧力で摺動棒が制御される。制御室と空洞へ
の燃料供給は、インプット導管、環状室と中空体に形成
された導管を通じて行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５に示すような従来
の燃料噴射装置では、特に、コントロールピストン２の
外周面とコントロールスリーブ７の中空穴５４との摺動
クリアランス７１は、両者の加工を高精度に管理するこ
とによって達成されている。また、コントロールピスト
ン２とニードル弁とを制御するのにバランスチャンバ３
５内の燃料圧をコントロールピストン２の上面に付勢し
て行っているが、バランスチャンバ３５への燃料の供給
は、コモンレール等の高圧燃料供給源に通じて供給穴１
７に連通するコントロールスリーブ７に形成したオリフ
ィス６８やホルダ本体１に形成した環状チャンバ１８を
通じて行っている。ところで、前掲各公報にそれぞれ開
示されたものも、同様な構造に構成されているものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、燃料の供給
が共通の通路であるコモンレール即ち蓄圧室を通じて行
われるタイプの燃料噴射装置に適用され、弁体をニード
ル弁とボールを固定したコントロールピストンで構成
し、バランスチャンバを構成するコントロールスリーブ
内を摺動するコントロールピストンの端面にボールを固
定し、コントロールスリーブと弁体との摺動クリアラン
スをボールとコントロールスリーブとの隙間で管理し、
前記コントロールピストンと前記コントロールスリーブ
との摺動クリアランスの適正な調整を不要にして両者の
加工精度を要求されないように構成し、更に、バランス
チャンバへの燃料供給をホルダ本体及びコントロールス
リーブに形成した供給路で構成するか、又はコントロー
ルスリーブと弁体との摺動クリアランスを利用して供給
路を形成し、摺動クリアランスを利用する場合にはバラ
ンスチャンバへの供給流量をコントロールピストン又は
ボールとコントロールスリーブとの摺動クリアランスで
設定し、別途の燃料供給通路をホルダ本体やコントロー
ルスリーブに形成する必要がなく、コントロールピスト
ンの加工を容易にし、加工コストを低減し、生産性を向
上できる燃料噴射装置に関する。

【０００９】この発明は、燃料を噴射する噴孔を備えた
本体内を往復動し且つ燃料圧で前記噴孔を開放する弁
体、該弁体が貫通した燃料を溜める前記本体内の前記弁
体の回りに形成された燃料チャンバ、前記本体に固定さ
れたコントロールスリーブの中空穴に形成され且つ供給
路を通じて供給された燃料圧によって前記弁体のリフト
を制御するバランスチャンバ、及び該バランスチャンバ
内の燃料圧を解放する排出路を開閉する開閉弁を駆動す
るアクチュエータを具備し、前記弁体は前記バランスチ
ャンバ側に端面が位置する前記燃料チャンバを貫通する
コントロールピストンと該コントロールピストンに連結
された前記噴孔を開閉するニードル弁とから成り、前記
コントロールピストンの上端面には前記コントロールス
リーブに対する前記コントロールピストンの摺動クリア
ランスを調整するボールが固着されていることを特徴と
する内燃機関の燃料噴射装置に関する。

【００１０】また、前記バランスチャンバへ燃料を供給
する前記供給路は、前記ホルダ本体と前記コントロール
スリーブとの間に形成され且つ燃料供給源に通じる環状
チャンバと、該環状チャンバに連通し且つ前記コントロ
ールスリーブに形成された前記バランスチャンバに開口
するオリフィスとで形成されている。

【００１１】或いは、前記バランスチャンバへ燃料を供
給する前記供給路は、前記コントロールスリーブの前記
中空穴の壁面と前記コントロールピストンに固定された
前記ボールの球面との間の摺動クリアランスで形成され
ている。前記コントロールスリーブと前記ボールとの間
に形成された前記摺動クリアランスは前記燃料チャンバ
から前記バランスチャンバへの燃料供給量に応じて予め
決められた所定量に設定されている。更に、前記ボール
が着座する前記コントロールピストンの前記端面はその
中央が凹部に形成され、前記コントロールピストンの軸
芯上に前記ボールの中心が位置するように前記コントロ
ールピストンと前記ボールとが固着されていることが好
ましい。

【００１２】また、前記コントロールピストンの端面は
前記バランスチャンバに露出し、前記ニードル弁は前記
コントロールピストンに端面を互いに突き当てた状態で
接続部材で連結されている。

【００１３】この燃料噴射装置は、上記のように構成し
たので、前記コントロールスリーブに対する前記コント
ロールピストンの摺動クリアランスの調整は必要なく、
前記コントロールスリーブに対する前記ボールの摺動ク
リアランスを管理するのみであり、極めて摺動クリアラ
ンスの調整が容易であり、製造コストを低減できる。即
ち、ここで使用できるボールは、例えば、ベアリング等
に使用されているボールと同様のものを利用できるが、
通常、このようなボールは、その径が１μｍ程度のサイ
ズ差になっているので、最適のボール径のものの選定が
容易であり、コントロールスリーブとボールとの間の摺
動クリアランスの最適条件に設定でき、管理が極めて容
易になる。特に、コントロールスリーブとボールとの間
の摺動クリアランスをボールの選定で適正に管理でき、
コントロールスリーブとコントロールピストンとの隙間
は両者が接触しないように大きく形成できるので、コン
トロールピストンの摺動によるフリクションを大幅に低
減でき、コントロールピストンの作動レスポンスを向上
できる。即ち、コントロールスリーブとコントロールピ
ストンとの間の摺動クリアランスは、ボールとコントロ
ールスリーブと間の摺動クリアランスより大きく設定で
きるので、摺動抵抗はボールとコントロールスリーブと
の間の摺動クリアランスのみとなり、両者が互いに接触
したとしてもその接触面は小さく、コントロールピスト
ンの摺動によるフリクションが大幅に低下でき、コント
ロールピストンの作動応答性を向上できる。

【００１４】また、この燃料噴射装置では、前記コント
ロールピストンと前記ニードル弁とのリフトを制御する
前記バランスチャンバへの燃料供給は、前記コントロー
ルピストンと前記ホルダ本体に形成した環状チャンバ、
オリフィス又は通路を利用することができる。或いは、
前記バランスチャンバへの燃料供給は、前記コントロー
ルピストン及び前記ボールと前記コントロールスリーブ
との摺動クリアランスを利用して構成することもでき、
その場合には、上記のような環状チャンバ、オリフィス
又は通路を設けることなく、前記ノズル本体と前記コン
トロールスリーブとの間にシール部材を配設する必要も
なく、構造そのものを簡単に構成でき、製造コストを低
減でき、生産性を向上できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による燃料噴射装置の実施例を説明する。以下の図面に
おいて、同一の構造及び機能を有する部品には同一の符
号を付し、重複する説明は省略する。まず、図１及び図
２を参照して、この発明による燃料噴射装置の一実施例
を説明する。図１はこの発明による燃料噴射装置の一実
施例を示す断面図、及び図２は図１の燃料噴射装置の要
部を示す断面図である。

【００１６】この燃料噴射装置は、図示していないが、
コモンレール噴射システム、或いはアキュムレータ噴射
システムに適用され、噴射ポンプから燃料が供給される
共通の通路や蓄圧室（以下、コモンレール２９という）
を通じて供給される高圧燃料を内燃機関に設けた各燃焼
室に噴射するものである。この燃料噴射装置におけるホ
ルダ本体１はシリンダヘッド等のベースに設けた穴部
（図示せず）にシール部材４２を介して密封状態に取り
付けられる。ホルダ本体１の下端部には、ノズル本体４
がスリーブナット４０をホルダ本体１のねじ部に螺入す
ることによって固定され、ホルダ本体１の下端面とノズ
ル本体４との上端面とはシール面を構成する合わせ面２
２を構成している。ノズル本体４の外周面は上部が大径
部に且つ下部が小径部に形成され、スリーブナット４０
はノズル本体４の下部の段差面５５に嵌合した状態でホ
ルダ本体１のねじ部に螺入されている。

【００１７】ホルダ本体１の上部には、ねじ付き燃料入
口プラグ５を取り付けるためのプラグ取付穴４５が形成
されている。燃料入口プラグ５はホルダ本体１のプラグ
取付穴４５に螺入して取り付けられている。また、ホル
ダ本体１の上端部には、弁体を往復動させるためのソレ
ノイド式動弁機構６５がスリーブナット４６をホルダ本
体１のねじ部に螺入することによって固定される。ソレ
ノイド式動弁機構６５及びホルダ本体１とスリーブナッ
ト４６との間のシールはシール部材３１，３２で行われ
ている。この燃料噴射装置には、高圧燃料供給源のコモ
ンレール２９からの燃料が燃料入口プラグ５を通じて供
給される。また、この燃料噴射装置では、コントロール
ユニット３４からの作動信号の電流は、コネクタ或いは
ハーネス１３を通じて端子１６からソレノイド式動弁機
構６５へ通電されるものである。ソレノイド式動弁機構
６５は、弁体に負荷される燃料圧を燃料圧排出路（後述
の燃料路２６、オリフィス２５、中空室６３及び燃料戻
りパイプ１２）を通じて解放するアクチュエータ（後述
のコイル１４、ソレノイド１１，ソレノイドバルブ１０
及びボール２７）を構成している。

【００１８】ホルダ本体１に形成されたねじ穴４５には
燃料入口プラグ５が螺入されている。ホルダ本体１と燃
料入口プラグ５との間のシールは、シール部材３０によ
って達成されている。ホルダ本体１には弁体を貫通させ
る中央貫通孔４７が形成されると共に、中央貫通孔４７
と燃料入口プラグ５の燃料入口４９とを連通する供給穴
６が形成されている。また、ホルダ本体１の中央貫通孔
４７のほぼ中央部には、中央貫通孔４７が縮径されたガ
イド部６６が形成され、ガイド部６６には弁体のコント
ロールピストン２が貫通してガイド面３６を形成してい
る。ホルダ本体１の中央貫通孔４７はそれを貫通してコ
ントロールピストン２の回りに燃料を溜める燃料チャン
バ３７を形成している。また、ノズル本体４には、中央
貫通孔４７と連通する弁体のニードル弁３を挿入させる
中央貫通穴４８が形成されると共に、燃料を燃焼室（図
示せず）に噴射する噴孔５０が形成されている。

【００１９】上記の弁体は、燃料チャンバ３７を貫通す
るコントロールピストン２、コントロールピストン２の
上端面７５に固着されたボール７０、及びコントロール
ピストン２の下端面に接続部材３８で連結されたニード
ル弁３から構成されている。ボール７０は、図では２個
直列に配置されているが、１個でも或いは３個でも構成
することができるものである。コントロールピストン２
とニードル弁３とは、各端面が当接面５７で突き当たっ
た状態に配置され、両者の軸芯方向に直交する方向の軸
芯ずれを許容するばね力を有する接続部材３８によって
軸芯方向に一体的に保持されている。コントロールピス
トン２の下端部には環状溝５８が形成され、ニードル弁
３の上端部には環状溝５８が形成されている。接続部材
３８の両端部には内側へ突出する係止部を構成するビー
ド５９が形成されている。接続部材３８は、ニードル弁
３とコントロールピストン２との端部に跨がって嵌入さ
れ、接続部材３８のビード５９がコントロールピストン
２の環状溝５８とニードル弁３の環状溝５８に嵌入され
ている。

【００２０】コントロールピストン２とニードル弁３と
が接続部材３８で連結された領域には、燃料チャンバ３
７と連通する燃料チャンバ５６が形成されている。ニー
ドル弁３は、ノズル本体４の中央貫通穴４８に隙間５２
を形成する状態で摺動可能に挿入され、その先端部４１
のフェース面はノズル本体４に形成された噴孔５０が形
成されたシート面に着座している。ニードル弁３の回り
に形成される隙間５２は高圧燃料の通路を形成する。ま
た、ノズル本体４の中央貫通穴４８とニードル弁３の外
周面との間には隙間５２を持った摺動面２１が構成され
る。ノズル本体４の噴孔５０に着座して噴孔５０を開閉
するニードル弁３の先端のテーパ面にかかる燃料圧は、
弁体を上昇させる力として作用する。また、燃料チャン
バ３７内でのコントロールピストン２にかかる燃料圧は
総和で零になるように形成されている。

【００２１】ホルダ本体１の中央貫通孔４７にはコント
ロールスリーブ７が嵌合してシールを兼ねた嵌合面１９
を構成すると共に、中央貫通孔４７の上部段部にコント
ロールスリーブ７の肩部が当接して突き当てシール面２
３が形成されている。ホルダ本体１にコントロールスリ
ーブ７を嵌合することによって、両者間に環状チャンバ
１８が形成される。また、ホルダ本体１とコントロール
スリーブ７との間の環状チャンバ１８に対するシール
は、シール部材３３で行われる。コントロールスリーブ
７は、ホルダ本体１の上端部のねじ部に螺入された中空
孔４４を備えた固定プラグ８で固定されている。ホルダ
本体１とコントロールスリーブ７との間のシールは、突
き当てシール面２３によって達成されている。

【００２２】また、コントロールスリーブ７の下方に開
放する中空穴５４には、ボール７０とコントロールピス
トン２が摺動可能に嵌入される摺動面２０が形成される
と共に、中空穴５４の上部にはコントロールピストン２
に固定されたボール７０の上部半球面との間でバランス
チャンバ３５が形成されている。コントロールスリーブ
７には、バランスチャンバ３５と供給穴１７とを連通す
るオリフィス２４と、コントロールスリーブ７の上面に
通じるオリフィス２５及び燃料路２６とが形成されてい
る。供給穴１７は、燃料入口プラグ５を通じて高圧燃料
源のコモンレール２９に連通している。バランスチャン
バ３５は、オリフィス２４を通じて環状チャンバ１８と
連通している。従って、バランスチャンバ３５への燃料
の供給は、コモンレール２９から燃料入口プラグ５、燃
料入口４９、供給穴１７、環状チャンバ１８及びオリフ
ィス２４を通じて行われる。バランスチャンバ３５は、
バランスチャンバ３５内の燃料圧によってコントロール
ピストン２のリフトが制御されるように構成されてい
る。更に、コントロールスリーブ７には、その上面に通
じる燃料の外部への排出路を構成するオリフィス２５及
び燃料路２６とが形成されている。

【００２３】この燃料噴射装置は、バランスチャンバ３
５側のコントロールピストン２の端面７５にボール７０
が円形状に接触する固着部７３で電気抵抗溶接等で固着
されている。コントロールピストン２に固着したボール
７０の上面に別のボール７０が固着部７４で電気抵抗溶
接等で固着されている。特に、ボール７０の球面とコン
トロールスリーブ７の中空穴５４の壁面との間の摺動ク
リアランス７２は、予め決められた適正な所定量に設定
されている。これに対して、コントロールピストン２の
外周面とコントロールスリーブ７の中空穴５４の内壁面
との間の摺動クリアランス７１は、摺動クリアランス７
２よりも大きい断面積を有するように設定されれば、そ
れらの壁面の加工に高精度は要求されないものである。
また、ボール７０が着座するコントロールピストン２の
上端面７５は、その中央が凹部７６に形成され、ボール
７０のコントロールピストン２に対する設定が安定して
確実に固着できる。コントロールピストン２の軸芯上に
ボール７０の中心が位置するように、コントロールピス
トン２とボール７０とが固着されている。

【００２４】ソレノイド式動弁機構６５において、コン
トロールスリーブ７をホルダ本体１に固定する固定プラ
グ８には中空室６３が形成され、中空室６３にはオリフ
ィス２５の出口を開閉できるボール２７が配設されてい
る。ボール２７は、ソレノイド１１の付勢によって上下
動するソレノイドバルブ１０の下端面に固着されて一体
構造に構成されている。ソレノイド１１は、ソレノイド
支持部材１５を介在してスリーブナット４６によってホ
ルダ本体１に固定されている。ソレノイド１１の外周面
にはコイル１４が配設され、ソレノイド１１の上部には
ソレノイドバルブスプリング９が配設され、ソレノイド
バルブスプリング９はセットねじ６４でソレノイド１１
にセットされている。コイル１４には端子１６及びコネ
クタ（ハーネス）１３を通じてコントロールユニット３
４からの信号に応じた電流が供給される。コイル１４へ
の通電はソレノイド１１を付勢し、付勢されたソレノイ
ド１１はソレノイドバルブ１０がソレノイドバルブスプ
リング９のばね力に打ち勝って引き上げる作動をする。
即ち、ボール２７とソレノイドバルブ１０は、オリフィ
ス２５を開放するアクチュエータとして機能する。

【００２５】また、ソレノイド式動弁機構６５の上部に
はスリーブナット４６から延び出した燃料戻りパイプ１
２が配設されている。燃料戻りパイプ１２はソレノイド
１１の外周に形成される通路を通じて中空室６３に連通
されている。従って、バランスチャンバ３５内に供給さ
れている高圧燃料は、ソレノイドバルブ１０と一体のボ
ール２７がオリフィス２５を開放することによって、バ
ランスチャンバ３５から燃料路２６、オリフィス２５及
び中空室６３を通じて燃料戻りパイプ１２へ排出され
る。即ち、アクチュエータを構成するソレノイド式動弁
機構６５が作動すると、開閉弁を構成するボール２７が
オリフィス２５を開放し、バランスチャンバ３５内の燃
料圧は、排出路を構成する燃料路２６、オリフィス２
５、中空室６３及び燃料戻しパイプ１２を通じて解除さ
れる。

【００２６】この燃料噴射装置において、ニードル弁３
による噴孔５０を閉鎖するリターン作動は、コントロー
ルピストン２の下部に固定されたリテーナ３９とホルダ
本体１の中央貫通孔４７内の段部４３に係止して固定さ
れたリテーナ５３との間に配設されたリターンスプリン
グ２８によって行われる。コントロールピストン２の下
部に固定されたリテーナ３９は、ホルダ本体１の中央貫
通孔４７の段部６２より下方の大径部に対応する位置に
なるように設定されている。

【００２７】この発明による燃料噴射装置は、上記のよ
うに構成されており、次のように作動する。この燃料噴
射装置では、ソレノイド式動弁機構６５が付勢されてお
らず、ソレノイドバルブ１０とボール２７とがソレノイ
ドスプリング９のばね力で下方へ押し付けられ、オリフ
ィス２５はボール２７によって閉鎖されている。この状
態で、コモンレール２９からの高圧燃料は燃料入口プラ
グ５を通じて燃料入口４９に供給されている。燃料入口
４９から高圧燃料の一部は、供給穴１７、環状チャンバ
１８及びオリフィス２４を通じてバランスチャンバ３５
に供給される。また、燃料入口４９から高圧燃料の一部
は、供給穴６を通じてコントロールピストン２とニード
ル弁３の周囲に形成された燃料チャンバ３７，５６に供
給され、燃料チャンバ３７，５６及びニードル弁３の外
周のノズル本体４との間に形成される隙間５２に高圧燃
料が充満している。燃料チャンバ３７に充填された高圧
燃料は、シール部材３０によって密封されている。

【００２８】ソレノイドバルブ１０及びボール２７によ
ってオリフィス２５が閉鎖されている時には、供給穴１
７及びオリフィス２４を通じて供給されたバランスチャ
ンバ３５内の高圧燃料はコントロールピストン２の上面
にその燃料圧が付与され、コントロールピストン２を下
方へ押し下げる押圧力として作用する。また、リターン
スプリング２８のばね力は弁体を押し下げるばね力とし
て作用する。一方、ノズル本体４の噴孔５０に着座して
噴孔５０を開閉するニードル弁３の先端のテーパ面にか
かる燃料圧は、弁体を上昇させる力として作用する。言
い換えれば、コントロールピストン２とニードル弁３と
から成る弁体は、弁体にかかる燃料圧で上昇して噴孔５
０を開放できる構造に構成されるが、この実施例では、
ノズル本体４の噴孔５０に着座して噴孔５０を開閉する
ニードル弁３の先端のテーパ面にかかる燃料圧が、リタ
ーンスプリング２８のばね力とコントロールピストン２
の上面にかかるバランスチャンバ３５の燃料圧との総和
より大きくなって上昇させられる。

【００２９】そこで、コントロールユニット３４からの
指令でソレノイド式動弁機構６５のコイル１４に通電さ
れると、付勢されたソレノイド１１によってソレノイド
バルブ１０及びボール２７が持ち上げられ、オリフィス
２５が開放する。オリフィス２５が開放すると、バラン
スチャンバ３５内の高圧燃料が燃料路２６、オリフィス
２５を通じて中空室６３に排出され、次いで、中空室６
３から燃料戻りパイプ１２を通じて燃料タンクへ戻され
る。バランスチャンバ３５内の高圧燃料が排出される
と、ニードル弁３はその先端のテーパ面に作用する押し
上げる押圧力がリターンスプリング２８の力に打ち勝っ
て上昇し、コントロールピストン２に軸方向に固定され
ているニードル弁３が上昇し、噴孔５０が開放して燃焼
室（図示せず）への燃料噴射が行われる。

【００３０】次いで、コントロールユニット３４からの
指令でソレノイド式動弁機構６５のコイル１４への通電
が絶たれると、ソレノイド１１への付勢が絶たれ、バル
ブスプリング９のばね力でソレノイドバルブ１０とボー
ル２７とが下降し、ボール２７によってオリフィス２５
を閉鎖する。オリフィス２５が閉鎖すると、コモンレー
ル２９からの高圧燃料が燃料入口４９、供給穴１７、環
状チャンバ１８及びオリフィス２４を通じてバランスチ
ャンバ３５に供給され、高圧燃料が再びバランスチャン
バ３５内に溜められ、バランスチャンバ３５内の高圧燃
料は再びコントロールピストン２に固定されたボール７
０の上面に作用してコントロールピストン２を押し下
げ、ニードル弁３が噴孔５０を閉鎖し、噴孔５０からの
燃料噴射が終了する。この燃料噴射装置は、上記の作動
を繰り返して燃焼室へ燃料を間欠的に噴射させることが
できる。

【００３１】次に、図３及び図４を参照して、この燃料
噴射装置の別の実施例を説明する。図３はこの発明によ
る燃料噴射装置の別の実施例を示す断面図、及び図４は
図３の燃料噴射装置の要部を示す断面図である。この実
施例は、上記実施例と比較してバランスチャンバ３５へ
燃料を供給する構造が相違する以外は、同一の構成を有
し、同様に作用するものであるので、重複する説明はこ
こでは省略する。

【００３２】この燃料噴射装置では、特に、バランスチ
ャンバ３５は、コントロールピストン２の外周面とコン
トロールスリーブ７の壁面との間の摺動クリアランス７
１及びボール７０とコントロールスリーブ７との間の摺
動クリアランス７２を通じて燃料チャンバ３７と連通し
ている。更に、コントロールスリーブ７には、コントロ
ールスリーブ７の上面に通じるオリフィス２５及び燃料
路２６とが形成されていが、上記実施例で設けているバ
ランスチャンバ３５に高圧燃料を供給する供給路を構成
するオリフィス２４、環状チャンバ１８及び供給穴１７
は形成されおらず、また、シール部材３３も設けられて
いない。バランスチャンバ３５は、コントロールピスト
ン２が貫通した燃料を溜めるホルダ本体１内に形成され
た燃料チャンバ３７から高圧燃料が供給され、その燃料
圧によってコントロールピストン２のリフトを制御する
機能を有している。

【００３３】この燃料噴射装置は、上記のように、コン
トロールスリーブ７及びホルダ本体１に高圧燃料をバラ
ンスチャンバ３５に供給する供給路が形成されておら
ず、コントロールピストン２とコントロールスリーブ７
との間の摺動クリアランス７１及びコントロールスリー
ブ７とボール７０との間の摺動クリアランス７２を通じ
て燃料チャンバ３７から高圧燃料がバランスチャンバ３
５に供給されるように構成されていることである。コン
トロールスリーブ７とコントロールピストン２に固定さ
れたボール７０との間に形成された摺動クリアランス７
２は、燃料チャンバ３７からバランスチャンバ３５への
燃料供給量に応じて予め決められた適正な所定量に設定
されている。即ち、コモンレール２９からの高圧燃料
は、燃料入口プラグ５を通じて燃料入口４９に供給さ
れ、次いで、燃料入口４９から供給穴６を通じてコント
ロールピストン２とニードル弁３の周囲に形成された燃
料チャンバ３７，５６及びニードル弁３の外周のノズル
本体４との間に形成される隙間５２に充満される。一
方、バランスチャンバ３５内には、高圧燃料が燃料チャ
ンバ３７からコントロールスリーブ７とコントロールピ
ストン２との摺動クリアランス７１とコントロールスリ
ーブ７とボール７０との摺動クリアランス７２を通じて
充満される。燃料チャンバ３７に充填された高圧燃料
は、シール部材３０によって密封されている。また、燃
料チャンバ３７とバランスチャンバ３５とは、摺動クリ
アランス７１，７２によって連通状態に構成されてい
る。

【００３４】この実施例では、コントロールピストン２
の上端面７５に固着されているボール７０等の構造は上
記実施例のものと同様であるが、摺動クリアランス７
１，７２とがバランスチャンバ３５への高圧燃料の供給
路を構成している。即ち、ボール７０の球面とコントロ
ールスリーブ７の中空穴５４の壁面との摺動クリアラン
ス７２は、燃料チャンバ３７からバランスチャンバ３５
への燃料供給量に応じて予め決められた所定量に設定さ
れている。従って、コントロールスリーブ７の内壁面と
コントロールピストン２と外周面とで形成される摺動ク
リアランス７１は、摺動クリアランス７２よりも大きい
流路面積を有すると共に、燃料がバランスチャンバ３５
へ流入できる程度に設定されていれば、それらの壁面の
加工に高精度は要求されないものである。

【００３５】

【発明の効果】この発明による燃料噴射装置は、以上の
ように構成されているので、次のような特有の効果を有
する。即ち、この燃料噴射装置は、コントロールスリー
ブに対するコントロールピストンとの間の摺動クリアラ
ンスの高精度に調整する必要はなく、前記コントロール
スリーブに対する前記コントロールピストンに固定され
たボールの摺動クリアランスを管理するのみであり、摺
動クリアランスの管理が容易で且つ高精度に調整でき、
コントロールピストンのフリクションを大幅に低減で
き、その作動応答性を向上でき、しかもコントロールピ
ストンの製造コストを低減できる。また、前記コントロ
ールピストンと前記ニードル弁とのリフトを制御する前
記バランスチャンバへの燃料供給は、前記コントロール
ピストンと前記ホルダ本体に形成した環状チャンバ、オ
リフィス等の通路を通じて行うことができる。

【００３６】又は、コントロールスリーブと弁体との摺
動クリアランスをバランスチャンバへの高圧燃料の供給
路に構成した場合には、バランスチャンバへの燃料供給
をコントロールスリーブとコントロールピストン及びそ
れに固定したボールとの間の摺動クリアランスを通じて
行い、バランスチャンバへの供給流量を摺動クリアラン
ス又はコントロールピストンの上面に固定したボールと
コントロールスリーブの壁面とのクリアランスで設定で
きる。その場合には、ホルダ本体やコントロールスリー
ブに別途にオリフィス、環状チャンバ或いは燃料供給通
路を形成する必要がなく、コントロールピストンの加工
で高精度が要求されることがなく、その加工が容易にで
きる。即ち、コントロールピストンの上端面にボールを
固着し、ボールの球面とコントロールスリーブの中空穴
の内壁面との摺動クリアランスによって、燃料チャンバ
からバランスチャンバへの燃料供給量に応じて予め決め
られた所定量に設定するだけであり、ボールとコントロ
ールピストンとの間の隙間の管理が容易になり、コント
ロールピストンを高精度に加工する必要がなくなり、ク
リアランスの管理が極めて容易になり、加工コストを低
減し、生産性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による燃料噴射装置の一実施例を示す
断面図である。

【図２】図１の燃料噴射装置の一実施例を示す要部の断
面図である。

【図３】この発明による燃料噴射装置の別の実施例を示
す断面図である。

【図４】図３の燃料噴射装置の一実施例を示す要部の断
面図である。

【図５】従来の燃料噴射装置におけるバランスチャンバ
への燃料供給通路の領域の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ホルダ本体２コントロールピストン３ニードル弁４ノズル本体７コントロールスリーブ１８環状チャンバ２４，２５オリフィス３５バランスチャンバ３７，５６燃料チャンバ３８接続部材５０噴孔５４中空穴７０ボール７１，７２摺動クリアランス７３，７４固着部７５上端面７６凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料を噴射する噴孔を備えた本体内を往
復動し且つ燃料圧で前記噴孔を開放する弁体、該弁体が
貫通した燃料を溜める前記本体内の前記弁体の回りに形
成された燃料チャンバ、前記本体に固定されたコントロ
ールスリーブの中空穴に形成され且つ供給路を通じて供
給された燃料圧によって前記弁体のリフトを制御するバ
ランスチャンバ、及び該バランスチャンバ内の燃料圧を
解放する排出路を開閉する開閉弁を駆動するアクチュエ
ータを具備し、前記弁体は前記バランスチャンバ側に端
面が位置する前記燃料チャンバを貫通するコントロール
ピストンと該コントロールピストンに連結された前記噴
孔を開閉するニードル弁とから成り、前記コントロール
ピストンの上端面には前記コントロールスリーブに対す
る前記コントロールピストンの摺動クリアランスを調整
するボールが固着されていることを特徴とする内燃機関
の燃料噴射装置。
【請求項２】前記バランスチャンバへ燃料を供給する
前記供給路は、前記ホルダ本体と前記コントロールスリ
ーブとの間に形成され且つ燃料供給源に通じる環状チャ
ンバと、該環状チャンバに連通し且つ前記コントロール
スリーブに形成された前記バランスチャンバに開口する
オリフィスとで形成されていることを特徴とする請求項
１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】前記バランスチャンバへ燃料を供給する
前記供給路は、前記コントロールスリーブの前記中空穴
の壁面と前記コントロールピストンに固定された前記ボ
ールの球面との間の摺動クリアランスで形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射
装置。
【請求項４】前記コントロールスリーブと前記ボール
との間に形成された前記摺動クリアランスは前記燃料チ
ャンバから前記バランスチャンバへの燃料供給量に応じ
て予め決められた所定量に設定されていることを特徴と
する請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項５】前記ボールが着座する前記コントロール
ピストンの前記端面はその中央が凹部に形成され、前記
コントロールピストンの軸芯上に前記ボールの中心が位
置するように前記コントロールピストンと前記ボールと
が固着されていることを特徴とする請求項３又は４に記
載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項６】前記コントロールピストンの端面は前記
バランスチャンバに露出し、前記ニードル弁は前記コン
トロールピストンに端面を互いに突き当てた状態で接続
部材で連結されていることを特徴とする請求項１〜５の
いずれかに記載の内燃機関の燃料噴射装置。