JPH10184488A

JPH10184488A - エンジンの燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH10184488A
Application number: JP8356476A
Authority: JP
Inventors: Hideki Nemoto; 英希根本; Tadashi Uchiyama; 正内山; Tomoaki Kakihara; 知明柿原
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-07-14
Also published as: EP0851117A1; US5950601A

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、エンジンの燃料噴射装置の増圧
ピストンを構成する大径部と小径部とを凸曲面接触させ
ることにより、外力等により大径部が傾倒しようとする
際の小径部の曲げを防止する。【解決手段】増圧ピストン１０９を構成する別体とし
ての小径部１１４と大径部１１５とは、リターンスプリ
ング１７によって圧力室８側に付勢され且つ互いに当接
させられている。インジェクタ本体４が外力や熱応力に
よって傾倒し、大径部１１５がこの傾倒に追従しようと
しても、大径部１１５の平らな底面１１７と小径部１１
４に形成された凸曲面状の頂面１１６とは転がりにより
接触点が移動するのみである。小径部１１４は、大径部
１１５によって曲げの作用を受けないので、燃料供給本
体５の中空孔４２との間でかじり等の不都合を生じな
い。

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、コモンレールか
ら供給された増圧室内の燃料を増圧ピストンによって増
圧するエンジンの燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジン用油圧作動式電子制御燃
料噴射装置として、例えば、特開平６−２９４３６２号
公報や特表平６−５１１５２４に開示されたものがあ
る。これらの燃料噴射装置は、エンジンの燃料噴射行程
において油圧作動の噴射器の燃料流量特性を可変的に制
御したり、迅速な始動を可能にしたものであり、例え
ば、図５に示されるような構造を有している。

【０００３】図５に示すように、燃料噴射装置１は、中
空穴と噴口１３を形成した本体、及び本体の外側に燃料
チャンバ２０を形成するように隙間を形成して配置され
たケース６から構成されている。燃料噴射装置１の本体
は、中空穴４６を備え且つ噴口１３を形成されたノズル
本体２、増圧室７を形成する燃料供給本体（プランジャ
バレル）５、ノズル本体２と燃料供給本体５との間に位
置するスペーサ本体８１と中空孔２９を備えた中空スペ
ーサ本体２１、高圧作動オイルが供給される圧力室８を
備えているインジェクタ本体４、及びリーク通路である
ドレン溝３９とドレン通路３８を備え且つソレノイド弁
１６を配置したソレノイド本体３から構成されている。
ケース６は、燃料チャンバ２０を形成するため、ノズル
本体２、スペーサ本体８１、中空スペーサ本体２１及び
燃料供給本体５を取り囲んでいる。ケース６は、本体と
の間に形成された燃料チャンバ２０を形成するため、ケ
ース６の一端がノズル本体２の段部の当接面１４に係止
してシールされ、他端がインジェクタ本体４に螺入され
た嵌合面８０でシールされている。コモンレール５１に
は、ケース６に形成された燃料供給口１１と燃料排出口
１２が開口し、燃料がコモンレール５１から燃料チャン
バ２０に常時供給されている。

【０００４】燃料噴射装置１は、燃料チャンバ２０から
供給された燃料を増圧するための燃料供給本体５内に形
成された増圧室７、増圧室７から噴口１３へと燃料を供
給するため、スペーサ本体８１、中空スペーサ本体２１
及びノズル本体２に形成された燃料通路２２、ノズル本
体２の中空穴４６内で摺動可能に保持されて燃料圧によ
って噴口１３を開放する針弁２３、増圧室７の燃料を増
圧する増圧ピストン９Ａ、増圧ピストン９Ａの端部に高
圧を付与する高圧作動オイルが供給される圧力室８、及
び圧力室８に高圧作動オイルの供給を制御するソレノイ
ド弁（制御弁）１６を有している。

【０００５】リターンスプリング１８は、中空スペーサ
本体２１に形成された中空孔２９内に配置され、噴口１
３を閉鎖する方向に針弁２３にばね力を付勢する。リタ
ーンスプリング１８の一端は針弁２３の上端に当接し、
他端はスペーサ本体８１に当接している。インジェクタ
本体４に形成された中空穴２６で形成される中空部のス
プリング室３０は、増圧ピストン９Ａの大径部２５Ａの
端面と燃料供給本体５との端面との間に形成されてい
る。スプリング室３０には、増圧ピストン９Ａを圧力室
８側へ付勢するリターンスプリング１７が配置されてい
る。インジェクタ本体４に形成された中空穴８５には、
作動オイルをカットする側にソレノイド弁１６を付勢す
るリターンスプリング１９が配置されている。増圧ピス
トン９Ａが配置されたスプリング室３０は、燃料供給本
体５に形成された排出路８３及び排出路８３に配置され
た逆止弁８４を通じて燃料チャンバ２０に連通してい
る。スプリング室３０には、通常、漏洩燃料が入り込ん
でおり、燃料チャンバ２０内の燃料圧と同等の状態であ
るが、増圧ピストン９Ａの往復動によって流入燃料がス
プリング室３０から排除されて空所が形成されている。

【０００６】増圧ピストン９Ａは、増圧室７の一部を下
端面で形成するプランジャである小径部２４Ａ、圧力室
８の一部を上端面で形成すると共にインジェクタ本体４
の中空穴２６内を往復動する大径部２５Ａ、及び大径部
２５Ａの外周部４７の全周辺から垂下して中空穴２６の
内面を摺動する摺動面４９を構成するガイドリング部４
１Ａから構成されている。ガイドリング部４１Ａは、増
圧ピストン９Ａの上下動を安定させる機能を有する。増
圧ピストン９Ａの小径部２４Ａは燃料供給本体５に形成
された中空孔４２を往復動し、大径部２５Ａはインジェ
クタ本体４に形成された中空穴２６を往復動する。ま
た、インジェクタ本体４に形成された中空穴２６にはシ
ール部材４４が配置され、増圧ピストン９Ａと中空穴２
６との隙間をシール部材４４でシールし、それによっ
て、圧力室８内の高圧作動オイルがスプリング室３０へ
漏洩しないように、スプリング室３０と圧力室８とが遮
断されている。増圧ピストン９Ａを復帰させるため、リ
ターンスプリング１７が、燃料供給本体５と増圧ピスト
ン９Ａとの間に圧縮状態で配設されている。なお、図５
では、小径部２４Ａと大径部２５Ａとが一体構造として
描かれているが、図７に示し且つ後述するように、別体
で構成することができる。

【０００７】燃料供給本体５に形成された中空孔４２の
端部には、増圧室７が形成されている。増圧室７への燃
料の供給は、燃料チャンバ２０から中空スペーサ本体２
１に形成した燃料通路３７とスペーサ本体８１に形成し
た燃料通路３５を通じて行われる。燃料通路３５には、
増圧室７の高圧燃料が燃料チャンバ２０に逆流するのを
防止するため、逆止弁３６が組み込まれている。また、
増圧室７内の増圧された燃料は、スペーサ本体８１、中
空スペーサ本体２１及びノズル本体２に形成された燃料
通路２２を通じて噴口１３へと供給される。ノズル本体
２と針弁２３との間には、燃料通路が形成され、針弁２
３の先端のテーパ面４５に高圧燃料圧が付与されること
によって針弁２３はリフトする。針弁２３は、ノズル本
体２の中空穴４６内で摺動可能に保持されて燃料圧によ
ってリフトされ、噴口１３を開放する。

【０００８】増圧ピストン９Ａは、圧力室８に面する大
径部２５Ａの頂面６５の外周部が切り欠かれた平らな面
７３に形成されている。圧力室８を形成するインジェク
タ本体４の壁面は、増圧ピストン９Ａの頂面６５に対し
て平行な平らな面７２に形成されている。従って、圧力
室８において、増圧ピストン９Ａの平らな面７３とイン
ジェクタ本体４の平らな面７２との間には、狭い環状隙
間７４が形成されている。また、増圧ピストン９Ａは、
その頂面６５の中央の突出部がリターンスプリング１７
のばね力によってインジェクタ本体４の平らな面７２に
当接している。

【０００９】燃料噴射装置１において、リターンスプリ
ング１７を収容したスプリング室３０は、増圧ピストン
９Ａの大径部２５Ａ及びガイドリング部４１Ａが摺動す
るインジェクタ本体４に形成された中空穴２６に形成さ
れている。増圧ピストン９Ａとインジェクタ本体４の中
空穴２６との隙間は、大径部２５Ａと中空穴２６との間
に配置されたシール部材４４によってシールされている
ので、スプリング室３０から圧力室８への燃料の漏洩は
阻止されている。スプリング室３０内に入り込んだ燃料
は、燃料供給本体５に形成された排出路８３を通じて燃
料チャンバ２０に排出するように構成されている。増圧
ピストン９Ａのリターンスプリング１７が配置されてい
るスプリング室３０には、小径部２４Ａのプランジャ回
り即ち燃料供給本体５の中空孔４２と小径部２４Ａの外
周面との間の摺動面における極僅かな隙間２８及びイン
ジェクタ本体４と燃料供給本体５との当接面間における
極僅かな隙間４８を通じて燃料チャンバ２０からの燃料
がリークして侵入する。スプリング室３０に侵入した燃
料は、排出路８３を通じて燃料チャンバ２０に排出され
る。排出路８３には逆止弁８４が配設されているので、
燃料が燃料チャンバ２０から排出路８３を通じてスプリ
ング室３０へ逆流することは阻止される。通常はスプリ
ング室３０には増圧ピストン９Ａのストローク分の空所
が形成されて燃料が入り込んでいる。そこで、スプリン
グ室３０における空所が増圧ピストン９Ａのストローク
分以下となる程度まで燃料が侵入すると、増圧ピストン
９Ａの往復動に伴って中空穴２６内のスプリング室３０
に存在する燃料が排出路８３を通じて燃料チャンバ２０
へ排出できるが、逆止弁８４の作用で逆流は阻止される
ように構成されている。

【００１０】また、燃料噴射装置１が組み込まれたエン
ジンにおける燃料供給システムとして、図４に示すもの
が知られている。燃料供給システムでは、エンジンの各
気筒に燃料噴射装置１がそれぞれ設けられている。燃料
噴射装置１には、燃料供給のための共通の通路であるコ
モンレール５１が設けられている。コモンレール５１に
は、燃料ポンプ５３の駆動によって燃料タンク５２の燃
料が燃料フィルタ５４を通じて供給される。コモンレー
ル５１は各燃料噴射装置１に連通し、燃料回収通路５５
を通じて燃料タンク５２に回収される。即ち、燃料噴射
装置１は、その燃料供給口１１と燃料排出口１２とに所
定圧の燃料が常に供給されているコモンレール５１に配
置されている。

【００１１】燃料噴射装置１は、燃料圧の増圧のため
に、高圧の作動流体即ち作動オイルを圧力室８へ供給す
るように構成されている。燃料噴射装置１は、高圧オイ
ルマニホルド５６にそれぞれ連結されている。高圧オイ
ルマニホルド５６には、オイル溜まり５７からのオイル
がオイルポンプ５８の作動によってオイル供給路６１を
通じて供給され、オイル供給路６１の途中にはオイルク
ーラ５９やオイルフィルタ６０が設けられている。ま
た、オイル供給路６１は、オイルギャラリ６２に通じる
潤滑系通路６７と燃料噴射装置１の圧力室８に供給され
る作動オイル系通路６６に分岐している。作動オイル系
通路６６には、高圧オイルポンプ６３が設けられ、高圧
オイルポンプ６３から高圧オイルマニホルド５６へのオ
イルの供給は流量制御弁６４を介してコントロールされ
ている。コントローラ５０は、流量制御弁６４の制御と
燃料噴射装置１のソレノイド１０の制御を行うように構
成されている。コントローラ５０には、エンジンの作動
状況として、回転センサ６８で検出されたエンジン回転
数、負荷センサ６９で検出されたアクセル開度及び位置
センサ７０で検出されたクランク角が入力されている。
また、コントローラ５０には、高圧オイルマニホルド５
６に設置した圧力センサ７１で検出された高圧オイルマ
ニホルド５６の作動オイル圧が入力される。

【００１２】燃料噴射装置１は、噴口１３の針弁２３に
よる開閉作動がソレノイド１０の制御によって行われる
ものであり、コントローラ５０からの指令でソレノイド
１０が付勢されると、アーマチャ３２が吸着され、アー
マチャ３２に固定されているソレノイド弁１６がリター
ンスプリング１９のばね力に抗してリフトする。ソレノ
イド弁１６がリフトすると、ソレノイド弁１６のテーパ
面８６とインジェクタ本体４のバルブシート８７との間
に形成される通路３３が開口し、高圧作動オイルが高圧
オイルマニホルド５６からインジェクタ本体４に形成さ
れた供給路３１と通路３４を通じて圧力室８に供給され
る。圧力室８に高圧作動オイルが供給されると、増圧ピ
ストン９Ａの大径部２５Ａの頂面６５とインジェクタ本
体４の壁面（平らな面）７２との間に形成された環状隙
間７４に高圧作動オイルが供給され、増圧ピストン９Ａ
に作動圧が付勢される。一方、コモンレール５１の燃料
は、ケース６に形成された供給口１１から燃料チャンバ
２０に供給され、次いで、燃料チャンバ２０から中空ス
ペーサ本体２１に形成した燃料通路３７、スペーサ本体
８１に形成された燃料通路３５を通じて増圧室７に供給
されている。

【００１３】増圧ピストン９Ａが圧力室８内の作動オイ
ルの圧力で下降すると、燃料通路３５が逆止弁３６によ
って閉鎖され、増圧室７内の燃料が増圧される。増圧室
７の燃料が増圧されると、燃料圧はリターンスプリング
１８のばね力に抗して針弁２３をリフトさせる。また、
ソレノイド１０によるソレノイド弁１６への付勢力が解
放すると、リターンスプリング１９のばね力でソレノイ
ド弁１６が下降し、ソレノイド弁１６に設けたドレン溝
３９が開放し、圧力室８の高圧作動オイルはドレン溝３
９とドレン通路３８を通じて排出される。圧力室８の高
圧作動オイルが排出されると、増圧ピストン９Ａがリタ
ーンスプリング１７のばね力で元に復帰し、増圧室７は
燃料チャンバ２０と同等の圧力になり、針弁２３にかか
る燃料圧が低下し、リターンスプリング１８のばね力で
針弁２３のテーパ面４５がノズル本体２のバルブシート
に着座して噴口１３が閉鎖する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】インジェクタ本体４
は、公知のクランプ部材と締付けボルト（図示せず）と
を用いてシリンダヘッドに固定される。図６には、シリ
ンダヘッド７５に装着された状態の燃料噴射装置１が示
されている。燃料噴射装置１がシリンダヘッド７５に固
定された状態では、インジェクタの肩部７９（図５のケ
ース６に相当）とシリンダヘッド７５の取付け穴９５と
の間に介装されたパッキン９６が押圧されているので、
このパッキン９６によって燃焼室と取付け穴とのシール
と、シリンダヘッド７５に形成されたコモンレール５１
のシールが達成される。クランプ部材と締付けボルトと
を用いてインジェクタ本体４をシリンダヘッド７５に固
定する際に、締付け力がインジェクタ本体４の軸心と一
致していなければ、インジェクタ本体４には、インジェ
クタ本体を傾倒させようとするモーメントが生じる。

【００１５】また、本出願人は、電子制御油圧駆動式の
燃料噴射装置を備えたエンジンとして、シリンダヘッド
７５をアルミニウム合金で作製し、マニホルド５６をＦ
Ｃ鋳鉄等の剛性の高い材料で作製したものを提案してい
る。シリンダヘッド７５の固定面８２にフランジ７７の
下面４３が当接するように、フランジ７７がシリンダヘ
ッド７５上に載置され、マニホルド５６はフランジ７７
を介してシリンダヘッド７５に固定されている。マニホ
ルド５６からインジェクタ本体４へ作動流体を供給する
ため、インジェクタ本体４とマニホルド５６とが供給管
７８で連結されている。

【００１６】アルミニウムから成るシリンダヘッド７５
は、エンジン運転に伴って熱膨張する。即ち、シリンダ
ヘッド７５に対するインジェクタ本体４のケース６の固
定面２３８とマニホルド５６を支持するフランジ７７を
載置するシリンダヘッド７５の固定面８２との高さ位置
が異なるため、シリンダヘッド７５の熱膨張に伴って、
インジェクタのケース６の固定面９４とシリンダヘッド
７５の固定面８２との間の距離は当初の間隔よりも増加
する。具体的には、シリンダヘッド７５の下面７６を基
準面とすると、エンジンが高温となる高負荷運転時には
シリンダヘッド７５が熱膨張を生じ、常温時に比較し
て、マニホルド５６の下面４３がインジェクタの固定面
９４よりより長く延びて高くなる。インジェクタ本体４
は、上記のとおりクランプ部材と締付けボルトとでシリ
ンダヘッド７５に固定されているから、インジェクタ本
体４には、矢印で示すようにマニホルド５６が配設され
た側とは反対側に傾斜させるようなモーメントＭが生じ
る。

【００１７】また、アルミニウムから成るシリンダヘッ
ド７５とＦＣ鋳鉄から成るマニホルド５６とは、熱膨張
係数が異なるために熱膨張量に差が生じる。固定面８２
の面内方向において、熱膨張量に差が生じると、その差
に応じてマニホルド５６からインジェクタ本体４に対し
て曲げを生じる力が働く。

【００１８】上記のクランプ部材による締付け力や熱膨
張に基づく変位・変形によって、インジェクタ本体４が
燃料供給本体５に対して傾倒することがある。図７は、
このような傾倒がインジェクタ本体４に生じた状態で
の、増圧ピストン９を中心とする要部を示した断面図で
ある。図７に示すように、増圧ピストン９は、別体で形
成された小径部２４と大径部２５とから構成されてい
る。小径部２４に嵌合したスプリングリテーナ１０５
は、小径部２４の頂面１０１から所定の距離だけ離れた
位置に形成された周溝１０３に嵌着されたスナップリン
グ１０４によって移動を制限されている。リターンスプ
リング１７は、燃料供給本体５の上面とスプリングリテ
ーナ１０５との間に圧縮状態で配置されており、スプリ
ングリテーナ１０５及びスナップリング１０４をこの順
に介して、小径部２４の平らな頂面１０１を大径部２５
の平らな底面１０２に当接させている。

【００１９】図７においては、各部の変位や変形は誇張
して示されている。特にインジェクタ本体４の傾倒は誇
張して描かれているが、実際にはインジェクタ本体４の
傾倒は僅かであり、インジェクタ本体４と燃料供給本体
５との当接面に極僅かに存在していた隙間４８が拡大す
る訳ではない。インジェクタ本体４が傾倒すると、増圧
ピストン９の大径部２５も図の矢印で示すように、イン
ジェクタ本体４の傾倒に追従しようとする。小径部２４
の頂面１０１と大径部２５の底面１０２とが互いに平坦
であると、大径部２５が僅かにでも傾倒すれば、大径部
２５は小径部２４の外周縁に対して押し下げ力を作用さ
せることになり、小径部２４に生じさせる曲げモーメン
トが大きくなって、小径部２４を傾倒させようとする。
一方、小径部２４の下部は、燃料供給本体５の中空孔４
２に嵌入されていることよって拘束されている。したが
って、小径部２４には大径部２５の傾倒方向と同じ方向
に曲げモーメントが生じ、小径部２４は、図示のように
曲げ変形を受ける。

【００２０】小径部２４に対する曲げモーメントや曲げ
変形は、小径部２４と中空孔４２との間において、図７
のＡ及びＢで示すようなエッジが存在する領域におい
て、かじりやスティックを生じさせる。その結果、小径
部２２４の往復運動に大きな抵抗が生じ、増圧ピストン
９が作動不良を起こしたり、小径部２２４と中空孔４２
の摺動面に異常摩耗が生じて増圧室７内の燃料リーク量
が増え、所望の噴射圧や噴射量が得られなくなるという
不都合が生じていた。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、大径部がインジェクタ本
体の傾倒と共に傾倒しても、小径部がその傾斜に追従し
ないようにして、小径部が抵抗を受けることなく往復運
動をして増圧ピストンの作動を円滑にし、小径部と中空
孔との摺動面に異常摩耗が生じることによる増圧室内の
燃料リークを防止して、所望の噴射圧及び噴射量を得る
ことを可能にするエンジンの燃料噴射装置を提供するこ
とである。

【００２２】この発明は、コモンレールからの燃料が供
給される本体に形成された増圧室、前記増圧室内の燃料
を増圧するため前記本体に形成された圧力室に供給され
る作動流体で駆動される増圧ピストン、前記増圧室から
の燃料を噴射する噴口を燃料圧によって開閉するため前
記本体内でリフトする針弁、前記増圧ピストンを駆動す
るため前記作動流体の前記圧力室への供給を制御する制
御弁、前記増圧ピストンを復帰させるリターンスプリン
グ、及び燃料チャンバを形成するため前記本体の外周に
配置され且つ前記コモンレールに開口する燃料供給口と
燃料排出口とが形成されたケースを具備し、前記増圧ピ
ストンは前記圧力室の壁面の一部を形成する大径部及び
前記増圧室の壁面の一部を形成すると共に前記リターン
スプリングのばね力によって前記大径部に当接する小径
部から成り、前記小径部の頂面及び前記頂面が当接する
前記大径部の底面の少なくとも一方の面が凸曲面に形成
されていることから成るエンジンの燃料噴射装置に関す
る。

【００２３】このエンジンの燃料噴射装置は、上記のよ
うに、増圧ピストンを圧力室の壁面の一部を形成する大
径部と、増圧室の壁面の一部を形成すると共にリターン
スプリングのばね力によって大径部に当接する小径部と
から構成し、小径部の頂面及び当該頂面が当接する大径
部の底面の少なくとも一方の面を凸曲面に形成したの
で、大径部がインジェクタ本体の傾倒と共に傾倒して
も、大径部と小径部とは、凸曲面上を転がるように接触
点を僅かに変えるだけである。したがって、小径部は大
径部の傾倒に追従せず、増圧ピストンの作動は円滑な状
態に維持される。

【００２４】前記凸曲面は球面の一部とされる。球面を
形成する球の中心は、例えば増圧室に置くのが好まし
い。凸曲面の球の中心をこのような位置に置くと、大径
部が傾倒した場合においても、その傾倒の程度にかかわ
らず、大径部が小径部に作用して増圧する力が球面を形
成する球の中心方向、即ち増圧室に向いたままである。
したがって、大径部の傾倒が増圧ピストンによる燃料の
増圧作用に対して及ぼす影響は可及的に少なくなる。

【００２５】前記凸曲面は小径部の頂面又は大径部の底
面に形成される。即ち、凸曲面は、小径部の頂面又は大
径部の底面のいずれか一方に形成される。凸曲面が形成
されない面は、平らな面に形成される。凸曲面は、小径
部の頂面又は大径部の底面の両方に形成することもでき
る。小径部の頂面及び大径部の底面に形成した場合に
は、両方の凸曲面同士が対向するように形成される。

【００２６】前記凸曲面の頂点は、凸曲面が形成される
小径部又は大径部の軸心に位置するように形成される。
このような構成を採用すると、インジェクタ本体の傾倒
が生じていない通常状態では、圧力室の圧力が大径部を
経て小径部に伝わる力、及びリターンスプリングが小径
部を経て大径部を押圧する力は、いずれも凸曲面の頂点
を経て伝わる。頂点に作用する力は、小径部又は大径部
の軸心を通るので、小径部及び大径部がその摺動面に対
してかじりを生じさせることがない。また、インジェク
タ本体の傾倒に追従して大径部が傾倒し、凸曲面が頂面
又は底面と接触する点が、頂点の位置する軸心から移動
しても、小径部及び大径部が摺動面に対して生じるこじ
りやかじりは可及的に少なくなる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
によるエンジンの燃料噴射装置の実施例を説明する。図
１はこの発明によるエンジンの燃料噴射装置の第１実施
例を示す断面図であり、図２はその要部の拡大断面図で
ある。図１に示すエンジンの燃料噴射装置は、図５に示
すエンジンの燃料噴射装置と比較して、同一の符号を付
した構成要素は同一の機能を有するものであるので、重
複する説明を省略する。また、エンジンの燃料噴射装置
としての基本的な燃料噴射動作についても変わるところ
がないので、燃料噴射動作についても重複する説明を省
略する。

【００２８】このエンジンの燃料噴射装置は、図４に示
す燃料供給システムに組み込んで適用されるものであ
り、エンジンの各気筒に配置されている。図１及び図２
を参照して、１つの燃料噴射装置についてこの発明によ
る実施例を説明する。燃料噴射装置１は、燃料供給シス
テムにおけるコモンレール５１に燃料供給口１１と燃料
排出口１２とが開口し、コモンレール５１の燃料が常に
供給される状態である。図２に要部が示された燃料噴射
装置１は、図７に要部が示された燃料噴射装置の小径部
２４の代わりに小径部１１４を用いたものである。大径
部１１５は、図７に用いられた大径部２５と同等の構造
を有するものであってよい。即ち、増圧ピストン１０９
は、それぞれ別体として形成された小径部１１４と大径
部１１５とから成っている。大径部１１５は、その周辺
部から垂下するガイドリング部１１８を有している。小
径部１１４と大径部１１５とは、両者の軸心が一致する
ように周面が同心状に配置されている。リターンスプリ
ング１７は、燃料供給本体５の上面とスプリングリテー
ナ１０５との間に圧縮状態で配設されているので、スプ
リングリテーナ１０５及びスナップリング１０４を介し
て小径部１１４を大径部１１５側に付勢し、小径部１１
４を大径部１１５の動作に追従させている。

【００２９】増圧ピストン１０９の大径部１１５の底面
１１７は平らな面に形成されているが、小径部１１４が
大径部１１５に当接する頂面１１６は、全体が滑らかな
凸曲面に形成されている。したがって、小径部１１４の
頂面１１６が大径部１１５の底面１１７に対して当接す
る領域は、点状若しくは点に近い小領域に限られてい
る。凸曲面の具体的な形状は、球面の一部である。ま
た、凸曲面は、その頂点が小径部１１４の軸心Ｃ−Ｃ上
に位置するように形成されている。したがって、インジ
ェクタ本体４が傾倒しない本来の状態では、小径部１１
４の頂面１１６は、凸曲面の頂点において大径部１１５
の底面１１７に当接し、大径部１１５との間に作用する
力は小径部１１４の軸心を通るバランスのよいものとな
っている。更に、球面の曲率は、球面を構成する球の中
心が増圧室７の壁面を構成する小径部１１４の下端面に
位置するように設定されている。

【００３０】燃料噴射装置１は、上記のように構成さ
れ、次のように作動する。図２に示す増圧ピストン１０
９の状態は、燃料噴射装置１のクランプ部材と締付けボ
ルトによる締付け、又はシリンダヘッド７５の熱膨張や
シリンダヘッド７５とマニホルド５６との熱膨張差等に
基づいて、インジェクタ本体４が傾倒した状態を示して
いる。図２においても、特にインジェクタ本体４の傾倒
は誇張して描かれているが、実際にはインジェクタ本体
４の傾倒は僅かであり、インジェクタ本体４と燃料供給
本体５との当接面に僅かに存在していた間隙４８が拡大
する訳ではない。大径部１１５がインジェクタ本体４の
傾倒に追従しても、大径部１１５の底面１１７は、小径
部１１４の頂面１１６である凸曲面上を当接しながら転
がるようにして相対的に変位し、接触の中心は図２でＤ
で示すように移動する。しかし、その変位量は大径部１
１５の傾倒がない状態での当接位置（小径部１１４の軸
心Ｃ−Ｃ上に位置）から僅かの変位量であり、従来の増
圧ピストンの構造のように、小径部１１４と大径部１１
５との接触点が直ちに小径部１１４の頂部エッジに移動
することはない。また、大径部１１５が小径部１１４に
対して傾倒しても、大径部１１５のガイドリング部１１
８は、スプリング室３０の空間が存在しているために、
小径部１１４と干渉することもない。

【００３１】大径部１１５がインジェクタ本体４の傾倒
に追従して傾倒する場合には、大径部１１５は、底面１
１７を小径部１１４の頂面１１６の凸曲面に対して当接
させながら転がるように傾倒する。したがって、小径部
１１４は大径部１１５の傾倒の影響を受けることが少な
く、小径部１１４には、曲げモーメントは殆ど作用しな
い。小径部１１４に対して曲げモーメントが作用しなけ
れば、小径部１１４は燃料供給本体５の中空孔４２との
間でかじりやスティックが発生せず、小径部１１４は中
空孔４２内で大きな抵抗なく往復動し、増圧ピストン１
０９はスムースに作動する。また、小径部１１４と中空
孔４２との間の摺動面に異常摩耗が発生することもない
ので、増圧室７からの燃料の異常な漏れも発生せず、所
望の噴射圧や噴射量が得られる。

【００３２】小径部１１４の頂面１１６に形成される凸
曲面を球面の一部で形成すると、インジェクタ本体４が
どの方向へ傾倒しようとも、大径部１１５の底面１１７
が当接しながら転がって接触点を変えるのみであり、小
径部１１４に曲げモーメントが生じるのを防ぐことがで
きる。また、凸曲面の頂点の位置を小径部１１４の軸心
Ｃ−Ｃ上に位置させると、大径部１１５の本来の姿勢で
は、大径部１１５から小径部１１４に作用する力は凸曲
面の頂点を介して小径部１１４の軸心に一致して作用す
ることになるので、小径部１１４の往復動、即ち、増圧
室７内の燃料の増圧する動作がスムースに行われる。更
に、凸曲面を球面の一部で形成する場合、球面を構成す
る球の中心を増圧室７の壁面を構成する小径部１１４の
下端面に置く（この場合、図示の凸曲面の曲率は誇張し
て描かれていることになる）と、大径部１１５が傾倒し
て接触の中心が小径部１１４の軸心から偏移したとして
も、大径部１１５から小径部１１４に作用する力の方向
は、増圧室７に向かうこととなり、増圧ピストン１０９
の増圧作用への影響が最小限に抑えられる。

【００３３】図３は、この発明によるエンジンの燃料噴
射装置の別の実施例を示す断面図である。この実施例に
おいては、図２に示すエンジンの燃料噴射装置で用いた
符号と同一の符号を付した構成要素は、図２に示した構
成要素と同一の機能を有するものであり、必要な場合を
除いて再度の説明を省略する。また、エンジンの燃料噴
射装置としての基本的な燃料噴射動作についても変わる
ところがないので、燃料噴射動作についても重複する説
明を省略する。図３に示す実施例は、凸曲面１２７を大
径部１２５の底面１２９に形成した例である。即ち、増
圧ピストン１１９は、小径部１２４と、小径部１２４に
向かう凸曲面１２７を底面１２９に設けた大径部１２５
とから成っている。大径部１２５には、その外周部から
垂下するガイドリング部１２８が形成されている。小径
部１２４は、図７に示す小径部２４と同等に、頂面１２
６は平らな面に形成されている。大径部１２５の凸曲面
１２７を球面の一部に形成する点、凸曲面１２７の頂点
を大径部１２５の軸心Ｅ−Ｅに一致させる点等は、図２
に示したような、凸曲面を小径部１１４の頂面１１６に
形成した場合と同様に構成することができる。傾倒が生
じていない本来の姿勢において、凸曲面１２７の頂点の
位置を大径部１２５の軸心Ｅ−Ｅと一致させると、小径
部１２４の中心軸線（図示省略）とも一致するようにな
り、小径部１２４と大径部１２５との間の力の伝達は、
本来の姿勢位置は勿論のこと、インジェクタ本体４の傾
倒で僅かにずれたとしても、スムースに行われる。

【００３４】以上、各実施例について説明したが、小径
部の頂面と大径部の底面の両方に凸曲面を設けてもよ
い。また、凸曲面を球面の一部が好ましいとしたが、球
面の一部でなくても、滑らかな凸曲面であれば他の曲面
であってもよいのは、明らかである。

【００３５】

【発明の効果】この発明によるエンジンの燃料噴射装置
は、上記のように、コモンレールから供給された増圧室
内の燃料を増圧ピストンによって増圧して燃料噴射する
エンジンの燃料噴射装置において、増圧ピストンを圧力
室の壁面の一部を形成する大径部と、増圧室の壁面の一
部を形成すると共にリターンスプリングのばね力によっ
て大径部に当接する小径部とから構成し、小径部の頂面
及び当該頂面が当接する大径部の底面の少なくとも一方
の面を凸曲面に形成したので、インジェクタ本体をクラ
ンプ部材と締付けボルトとで固定するときのクランプ力
や、シリンダヘッドの熱膨張或いはシリンダヘッドとマ
ニホルドとの熱膨張差に起因してインジェクタ本体が傾
倒し、増圧ピストンの大径部がインジェクタ本体の傾斜
に追従しようとする場合であっても、増圧ピストンの小
径部は、大径部の底面と小径部の頂面との間の当接面に
おける凸曲面の接触によって大径部に追従せず、小径部
に曲げモーメントを作用させることがない。そのため、
小径部は曲げ変形を受けず、増圧ピストンは燃料噴射装
置の本体内の中空孔との間でかじり等による抵抗が生じ
ない。その結果、増圧ピストンは作動不良を起こさず、
小径部と中空孔の摺動面に増圧室内の燃料リーク量を増
加させるような異常摩耗を生じることもなく、所望の噴
射圧及び噴射量を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるエンジンの燃料噴射装置の一実
施例を示す断面図である。

【図２】この発明によるエンジンの燃料噴射装置の一実
施例の主要部の拡大断面図である。

【図３】この発明によるエンジンの燃料噴射装置の別の
実施例を示す断面図である。

【図４】エンジンの燃料噴射装置の燃料供給システムを
示す概略説明図である。

【図５】従来のエンジンの燃料噴射装置を示す断面図で
ある。

【図６】電子制御油圧駆動式の燃料噴射装置のシリンダ
ヘッドとマニホルドとの取付け関係を示す図である。

【図７】従来のエンジンの燃料噴射装置の増圧ピストン
の傾倒状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１燃料噴射装置２ノズル本体３ソレノイド本体４インジェクタ本体５燃料供給本体６ケース７増圧室８圧力室９増圧ピストン１１燃料供給口１２燃料排出口１３噴口１６ソレノイド弁（制御弁）１７リターンスプリング２０燃料チャンバ２３針弁３０スプリング室４２中空孔５１コモンレール１０９，１１９増圧ピストン１１４，１２４小径部１１５，１２５大径部１１６，１２６頂面１１７，１２９底面１２７凸曲面Ｃ，Ｅ軸心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コモンレールからの燃料が供給される本
体に形成された増圧室、前記増圧室内の燃料を増圧する
ため前記本体に形成された圧力室に供給される作動流体
で駆動される増圧ピストン、前記増圧室からの燃料を噴
射する噴口を燃料圧によって開閉するため前記本体内で
リフトする針弁、前記増圧ピストンを駆動するため前記
作動流体の前記圧力室への供給を制御する制御弁、前記
増圧ピストンを復帰させるリターンスプリング、及び燃
料チャンバを形成するため前記本体の外周に配置され且
つ前記コモンレールに開口する燃料供給口と燃料排出口
とが形成されたケースを具備し、前記増圧ピストンは前
記圧力室の壁面の一部を形成する大径部及び前記増圧室
の壁面の一部を形成すると共に前記リターンスプリング
のばね力によって前記大径部に当接する小径部から成
り、前記小径部の頂面及び前記頂面が当接する前記大径
部の底面の少なくとも一方の面が凸曲面に形成されてい
ることから成るエンジンの燃料噴射装置。
【請求項２】前記凸曲面は球面の一部である請求項１
に記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項３】前記凸曲面は前記小径部の前記頂面又は
前記大径部の前記底面に形成されている請求項１又は２
に記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項４】前記凸曲面の頂点は、前記凸曲面が形成
される前記小径部又は前記大径部の軸心に位置するよう
に形成されている請求項３に記載のエンジンの燃料噴射
装置。
【請求項５】前記凸曲面が当接する前記小径部の前記
頂面又は前記大径部の前記底面は平らな面に形成されて
いる請求項３又は４に記載のエンジンの燃料噴射装置。