JPH10266921A - 燃料噴射装置 - Google Patents
燃料噴射装置Info
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- JPH10266921A JPH10266921A JP8866997A JP8866997A JPH10266921A JP H10266921 A JPH10266921 A JP H10266921A JP 8866997 A JP8866997 A JP 8866997A JP 8866997 A JP8866997 A JP 8866997A JP H10266921 A JPH10266921 A JP H10266921A
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- Japan
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- valve
- balance chamber
- fuel
- return spring
- injection device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、針弁のリフトを制御するために
バランスチャンバ内の燃料圧を解放する排出路の通路面
積を可及的に狭くして排出路の開閉弁の開弁に要するア
クチュエータの出力を抑えた燃料噴孔装置を提供する。 【解決手段】 バランスチャンバ30内の燃料圧を解放
する開閉弁55のボール68は、バランスチャンバ30
内に配置した針弁戻し用と兼用の戻しばね65のばね力
を受けるリテーナ66に支持されており、入口側開口部
の弁座70に着座して排出路63を閉じる方向に付勢さ
れている。アクチュエータに連結された軸部材61の可
及的に細く加工した先端軸部64が排出路63に挿通さ
れてボール68を開弁方向に押す。排出路63及びボー
ル68はバランスチャンバ30内の燃料圧を受ける面積
が狭く、アクチュエータの出力を低減させている。
バランスチャンバ内の燃料圧を解放する排出路の通路面
積を可及的に狭くして排出路の開閉弁の開弁に要するア
クチュエータの出力を抑えた燃料噴孔装置を提供する。 【解決手段】 バランスチャンバ30内の燃料圧を解放
する開閉弁55のボール68は、バランスチャンバ30
内に配置した針弁戻し用と兼用の戻しばね65のばね力
を受けるリテーナ66に支持されており、入口側開口部
の弁座70に着座して排出路63を閉じる方向に付勢さ
れている。アクチュエータに連結された軸部材61の可
及的に細く加工した先端軸部64が排出路63に挿通さ
れてボール68を開弁方向に押す。排出路63及びボー
ル68はバランスチャンバ30内の燃料圧を受ける面積
が狭く、アクチュエータの出力を低減させている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジン或いは直噴式ガソリンエンジン等のエンジンに適用
可能な燃料噴射装置に関する。
ジン或いは直噴式ガソリンエンジン等のエンジンに適用
可能な燃料噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディーゼル機関等のエンジンにお
いて、燃焼室への燃料の噴射制御を行う燃料噴射装置と
して、例えば、特開平3−965号公報や特開平4−1
71266号公報に開示されたものがある。これらの燃
料噴射装置は、噴射ノズルの先端に形成された噴孔を開
閉する針弁を有しており、噴射ノズル先端側において噴
孔を開放する方向に作用する燃料圧を受けて針弁を開く
方向に作用する力と、バランスチャンバ内の燃料圧に基
づいて針弁を閉じる方向に作用する力とのバランスによ
って燃料噴射を制御するものである。特開平4−171
266号公報に開示されている形式の燃料噴射装置は、
バランスチャンバ内の燃料圧の解放のために排出路を開
閉する弁を、三方弁としたものである。一方、特開平3
−965号公報に開示されている形式の燃料噴射装置
は、バランスチャンバ内の燃料圧を解放するために排出
路を開閉する弁を二方弁としたものである。いずれも、
バランスチャンバの排出路の出口側開口部を閉鎖する弁
部材を有するものである。
いて、燃焼室への燃料の噴射制御を行う燃料噴射装置と
して、例えば、特開平3−965号公報や特開平4−1
71266号公報に開示されたものがある。これらの燃
料噴射装置は、噴射ノズルの先端に形成された噴孔を開
閉する針弁を有しており、噴射ノズル先端側において噴
孔を開放する方向に作用する燃料圧を受けて針弁を開く
方向に作用する力と、バランスチャンバ内の燃料圧に基
づいて針弁を閉じる方向に作用する力とのバランスによ
って燃料噴射を制御するものである。特開平4−171
266号公報に開示されている形式の燃料噴射装置は、
バランスチャンバ内の燃料圧の解放のために排出路を開
閉する弁を、三方弁としたものである。一方、特開平3
−965号公報に開示されている形式の燃料噴射装置
は、バランスチャンバ内の燃料圧を解放するために排出
路を開閉する弁を二方弁としたものである。いずれも、
バランスチャンバの排出路の出口側開口部を閉鎖する弁
部材を有するものである。
【0003】更に、バランスチャンバ内の燃料圧を解放
するための排出路を開閉する弁として、排出路を挿通す
る弁ステムを有するボール弁を備えた燃料噴射装置が、
特開昭61−244864号公報に開示されている。図
8は、かかるボール弁を用いた燃料噴射装置の概略説明
図である。この燃料噴射装置においては、バランスチャ
ンバ80内の燃料圧を解放するための排出路81の開閉
は、排出路81を挿通する弁ステム82の先端に設けた
ボール弁83によって行われる。この例では、ボール弁
83は、燃料路86,87及び排出路81に対する開閉
を開口88,89の開閉で行う三方弁としての働きをし
ている。図8は、電磁弁のアクチュエータ84を駆動し
て弁ステム82を押し出し、高圧燃料供給源からの燃料
路85から分岐した燃料路86をボール弁83によって
閉じている状態を示している。ボール弁83が燃料路8
6の開口89を閉じているときには、針弁90の端面が
露呈するバランスチャンバ80は排出路81と連通す
る。バランスチャンバ80内の燃料圧は排出路81に解
放され、受圧面92で受ける燃料圧が針弁90をリフト
させ、燃料が噴孔91から噴射される。一方、アクチュ
エータ84の付勢を解除してボール弁83が排出路81
の開口88を閉じているときには、燃料路86の圧力が
燃料路87からバランスチャンバ80に至り、針弁90
を押し下げて噴孔91からの燃料の噴射を停止してい
る。
するための排出路を開閉する弁として、排出路を挿通す
る弁ステムを有するボール弁を備えた燃料噴射装置が、
特開昭61−244864号公報に開示されている。図
8は、かかるボール弁を用いた燃料噴射装置の概略説明
図である。この燃料噴射装置においては、バランスチャ
ンバ80内の燃料圧を解放するための排出路81の開閉
は、排出路81を挿通する弁ステム82の先端に設けた
ボール弁83によって行われる。この例では、ボール弁
83は、燃料路86,87及び排出路81に対する開閉
を開口88,89の開閉で行う三方弁としての働きをし
ている。図8は、電磁弁のアクチュエータ84を駆動し
て弁ステム82を押し出し、高圧燃料供給源からの燃料
路85から分岐した燃料路86をボール弁83によって
閉じている状態を示している。ボール弁83が燃料路8
6の開口89を閉じているときには、針弁90の端面が
露呈するバランスチャンバ80は排出路81と連通す
る。バランスチャンバ80内の燃料圧は排出路81に解
放され、受圧面92で受ける燃料圧が針弁90をリフト
させ、燃料が噴孔91から噴射される。一方、アクチュ
エータ84の付勢を解除してボール弁83が排出路81
の開口88を閉じているときには、燃料路86の圧力が
燃料路87からバランスチャンバ80に至り、針弁90
を押し下げて噴孔91からの燃料の噴射を停止してい
る。
【0004】この燃料噴射装置においては、排出路81
を開閉する弁体がボール弁83であるため、ボール弁8
3が排出路81を閉じるシール部が線接触となり、シー
ル部に作用する圧力が非常に高い値となる。したがっ
て、シール部に摩耗が生じるのを避けることができず、
この摩耗部分を通る燃料のリークが生じる。更に、弁体
の作動時にボール弁83の周囲における燃料の乱流によ
ってボール弁が振動を起こすという暴れ現象が発生し、
弁体のリフト量調節ができず、燃料噴射率制御が不可能
になるという問題もある。したがって、この燃料噴射装
置においては、バランスチャンバ内の燃料圧を解放する
弁は、この弁を通しての燃料のリークを回避することが
できず、燃料用ポンプに無駄な仕事の負担がかかり、エ
ンジンの燃費が悪化する。
を開閉する弁体がボール弁83であるため、ボール弁8
3が排出路81を閉じるシール部が線接触となり、シー
ル部に作用する圧力が非常に高い値となる。したがっ
て、シール部に摩耗が生じるのを避けることができず、
この摩耗部分を通る燃料のリークが生じる。更に、弁体
の作動時にボール弁83の周囲における燃料の乱流によ
ってボール弁が振動を起こすという暴れ現象が発生し、
弁体のリフト量調節ができず、燃料噴射率制御が不可能
になるという問題もある。したがって、この燃料噴射装
置においては、バランスチャンバ内の燃料圧を解放する
弁は、この弁を通しての燃料のリークを回避することが
できず、燃料用ポンプに無駄な仕事の負担がかかり、エ
ンジンの燃費が悪化する。
【0005】また、本出願人は、図4〜図7に示す燃料
噴射装置を既に提案している(特願平8−249088
号)。この燃料噴射装置は、燃料を噴射する噴孔19を
備えた本体3、本体3の中空部4内を往復動し且つ一端
で噴孔19を開閉する針弁17、針弁17のリフト量を
制御するため燃料圧の受圧面となる針弁17の他端が露
呈しているバランスチャンバ30、バランスチャンバ3
0に燃料圧を供給する供給路32、バランスチャンバ3
0内の燃料圧を解放する排出路33、排出路を開閉する
ための開閉弁5、開閉弁5を開閉作動するアクチュエー
タ6、及び開閉弁5を閉弁位置に向かって付勢する戻し
ばね35を具備している。
噴射装置を既に提案している(特願平8−249088
号)。この燃料噴射装置は、燃料を噴射する噴孔19を
備えた本体3、本体3の中空部4内を往復動し且つ一端
で噴孔19を開閉する針弁17、針弁17のリフト量を
制御するため燃料圧の受圧面となる針弁17の他端が露
呈しているバランスチャンバ30、バランスチャンバ3
0に燃料圧を供給する供給路32、バランスチャンバ3
0内の燃料圧を解放する排出路33、排出路を開閉する
ための開閉弁5、開閉弁5を開閉作動するアクチュエー
タ6、及び開閉弁5を閉弁位置に向かって付勢する戻し
ばね35を具備している。
【0006】本体1の上方肩部には燃料入口部2が形成
されており、本体1の中央本体3には軸心に沿って中空
部4が形成されている。また、中空部4には、排出路3
3の開閉を行う開閉弁5が配置されている。アクチュエ
ータ6を構成する圧電素子7は、固定キャップ8を中央
本体3にねじ込むことにより本体1内に収納される。圧
電素子7は、コントロールユニット9からの制御信号を
受けて開閉弁5を開く方向に駆動する。アクチュエータ
6の出力軸10は、圧電素子7から中空部4に延びてお
り、且つ中央本体3に縮径して形成された縮径部11を
貫通し、ノズル先端側において中空部4に設けられたガ
イド片12に対して摺動可能に案内されている。出力軸
10は、アクチュエータ6の圧電素子7の作動により、
高速で軸方向の往復動を繰り返すことができる。なお、
圧電素子7は、戻しばね7aにより、非作動位置に戻る
ように付勢されている。
されており、本体1の中央本体3には軸心に沿って中空
部4が形成されている。また、中空部4には、排出路3
3の開閉を行う開閉弁5が配置されている。アクチュエ
ータ6を構成する圧電素子7は、固定キャップ8を中央
本体3にねじ込むことにより本体1内に収納される。圧
電素子7は、コントロールユニット9からの制御信号を
受けて開閉弁5を開く方向に駆動する。アクチュエータ
6の出力軸10は、圧電素子7から中空部4に延びてお
り、且つ中央本体3に縮径して形成された縮径部11を
貫通し、ノズル先端側において中空部4に設けられたガ
イド片12に対して摺動可能に案内されている。出力軸
10は、アクチュエータ6の圧電素子7の作動により、
高速で軸方向の往復動を繰り返すことができる。なお、
圧電素子7は、戻しばね7aにより、非作動位置に戻る
ように付勢されている。
【0007】高圧燃料供給源であるコモンレール(図示
せず。)から燃料入口部2に供給された燃料は、本体1
に形成された第1燃料路22からコントロール部材13
に形成された第2燃料路23及びノズル本体14に形成
された第3燃料路24を経て、受圧部としてのテーパ面
21が露呈された燃料溜まり25に至る。
せず。)から燃料入口部2に供給された燃料は、本体1
に形成された第1燃料路22からコントロール部材13
に形成された第2燃料路23及びノズル本体14に形成
された第3燃料路24を経て、受圧部としてのテーパ面
21が露呈された燃料溜まり25に至る。
【0008】コントロール部材13は中央本体3とノズ
ル本体14との間に配置されている。コントロール部材
13とノズル本体14は、ノズル本体14に係合する固
定キャップ15を中央本体3のねじ部にねじ込むことに
より中央本体3に対して結合され、本体1の一部を形成
している。針弁17は、ノズル本体14に形成された中
空穴16内を摺動可能に挿通されている。中空穴16内
において針弁17の回りに形成される隙間18は燃料溜
まり25からの高圧燃料の通路を形成している。針弁1
7の中段に形成されたテーパ面21は、針弁17が噴孔
19を開く方向に燃料圧を受ける受圧部を形成してい
る。針弁17がリフトしてテーパ面20から離間する
と、燃料が噴孔19から噴射され、針弁17が下降して
テーパ面20に着座すると燃料の噴射が停止する。
ル本体14との間に配置されている。コントロール部材
13とノズル本体14は、ノズル本体14に係合する固
定キャップ15を中央本体3のねじ部にねじ込むことに
より中央本体3に対して結合され、本体1の一部を形成
している。針弁17は、ノズル本体14に形成された中
空穴16内を摺動可能に挿通されている。中空穴16内
において針弁17の回りに形成される隙間18は燃料溜
まり25からの高圧燃料の通路を形成している。針弁1
7の中段に形成されたテーパ面21は、針弁17が噴孔
19を開く方向に燃料圧を受ける受圧部を形成してい
る。針弁17がリフトしてテーパ面20から離間する
と、燃料が噴孔19から噴射され、針弁17が下降して
テーパ面20に着座すると燃料の噴射が停止する。
【0009】燃料噴射装置の要部を図5の拡大図に基づ
いて説明する。コントロール部材13は、中心軸からオ
フセットした位置において、本体1側に形成されたピン
穴26とコントロール部材13側に設けられたピン穴2
7との間にピン28が嵌入することにより、中央本体3
に対して位置ずれするのが防止される。また、コントロ
ール部材13にはノズル本体14側に開いた中空穴29
が形成されている。中空穴29には、燃料圧を受ける受
圧面31として後述の針弁17の端部が露呈しており、
中空穴29と受圧面31とでバランスチャンバ30が形
成されている。コントロール部材13のノズル本体14
側の端面37aにおいて、第2燃料路23に連通し且つ
径方向中心側に伸びる燃料の供給路32が形成されてい
る。供給路32はバランスチャンバ30に高圧の燃料圧
を供給する。更に、コントロール部材13の中央位置に
は、軸線方向に貫通する排出路33が形成されており、
排出路33は、一端でバランスチャンバ30に開口し、
他端で中央本体3の中空部4に開口している。
いて説明する。コントロール部材13は、中心軸からオ
フセットした位置において、本体1側に形成されたピン
穴26とコントロール部材13側に設けられたピン穴2
7との間にピン28が嵌入することにより、中央本体3
に対して位置ずれするのが防止される。また、コントロ
ール部材13にはノズル本体14側に開いた中空穴29
が形成されている。中空穴29には、燃料圧を受ける受
圧面31として後述の針弁17の端部が露呈しており、
中空穴29と受圧面31とでバランスチャンバ30が形
成されている。コントロール部材13のノズル本体14
側の端面37aにおいて、第2燃料路23に連通し且つ
径方向中心側に伸びる燃料の供給路32が形成されてい
る。供給路32はバランスチャンバ30に高圧の燃料圧
を供給する。更に、コントロール部材13の中央位置に
は、軸線方向に貫通する排出路33が形成されており、
排出路33は、一端でバランスチャンバ30に開口し、
他端で中央本体3の中空部4に開口している。
【0010】開閉弁5は、アクチュエータ6の出力軸1
0の端面10aに対して当接する端面34aを有する弁
ステム34を有している。開閉弁5を閉じる方向に弁ス
テム34を付勢する戻しばね35が、弁ステム34にコ
ッタ36aによって固定されたリテーナ36とコントロ
ール部材13の上端面37との間に圧縮状態で設けられ
ている。弁ステム34は、コントロール部材13に形成
されている排出路33を僅かな間隙を残して挿通し、且
つバランスチャンバ30内に延びている。弁ステム34
の端部には排出路33を開閉可能な弁傘38が設けられ
ている。
0の端面10aに対して当接する端面34aを有する弁
ステム34を有している。開閉弁5を閉じる方向に弁ス
テム34を付勢する戻しばね35が、弁ステム34にコ
ッタ36aによって固定されたリテーナ36とコントロ
ール部材13の上端面37との間に圧縮状態で設けられ
ている。弁ステム34は、コントロール部材13に形成
されている排出路33を僅かな間隙を残して挿通し、且
つバランスチャンバ30内に延びている。弁ステム34
の端部には排出路33を開閉可能な弁傘38が設けられ
ている。
【0011】開閉弁5の詳細を図7に基づいて説明す
る。図7に示す燃料噴射装置の要部の構造は、針弁17
を燃料噴射を停止する側に付勢する手段としてのばねの
形態が相違する以外は、図5に示す燃料噴射装置の要部
と同じである。弁傘38は、円錐状からなるテーパ面で
ある弁フェース39を有している。弁フェース39は、
排出路33のバランスチャンバ30側に位置する入口側
開口部に形成された円錐状のテーパ状の弁座40に対し
て、密嵌合する形状を有している。圧電素子7が非駆動
状態であると、弁傘38の弁フェース39は、戻しばね
35のばね力によって弁座40に着座して排出路33を
閉じるので、開閉弁5は閉弁状態となる。圧電素子7に
電流が供給されて駆動状態となると、開閉弁5の弁ステ
ム34は戻しばね35のばね力に打ち勝って図7におい
て下方に押し下げられる。弁傘38の弁フェース39は
弁座40から離れ、開閉弁5は排出路33を開くので、
矢印で示す若干の燃料の流れが生じて、バランスチャン
バ30内の燃料圧は排出路33と弁ステム34との間隙
を通って中空部4に解放される。
る。図7に示す燃料噴射装置の要部の構造は、針弁17
を燃料噴射を停止する側に付勢する手段としてのばねの
形態が相違する以外は、図5に示す燃料噴射装置の要部
と同じである。弁傘38は、円錐状からなるテーパ面で
ある弁フェース39を有している。弁フェース39は、
排出路33のバランスチャンバ30側に位置する入口側
開口部に形成された円錐状のテーパ状の弁座40に対し
て、密嵌合する形状を有している。圧電素子7が非駆動
状態であると、弁傘38の弁フェース39は、戻しばね
35のばね力によって弁座40に着座して排出路33を
閉じるので、開閉弁5は閉弁状態となる。圧電素子7に
電流が供給されて駆動状態となると、開閉弁5の弁ステ
ム34は戻しばね35のばね力に打ち勝って図7におい
て下方に押し下げられる。弁傘38の弁フェース39は
弁座40から離れ、開閉弁5は排出路33を開くので、
矢印で示す若干の燃料の流れが生じて、バランスチャン
バ30内の燃料圧は排出路33と弁ステム34との間隙
を通って中空部4に解放される。
【0012】図5に戻ると、中空穴29の段部41と針
弁17の軸端44に取り付けられた針弁用リテーナ42
との間には、リターンスプリングとしての皿ばね43が
圧縮状態で介装されている。皿ばね43は、針弁17に
対して噴孔19を通る燃料の流れを遮断する閉鎖方向に
付勢している。供給路32からの燃料圧がバランスチャ
ンバ30に達するように、針弁用リテーナ42と皿ばね
43とには適宜の孔(図示せず。)が穿設されている。
バランスチャンバ30内の燃料圧が針弁17の受圧面3
1に作用することに基づく力は、受圧面である針弁17
のテーパ面21に作用する燃料圧及び針弁17に作用す
る皿ばね43の戻し力とのバランスによって弁体のリフ
トを制御する。コントロール部材13に針弁用リテーナ
42を収容するように形成された段部47には、針弁1
7の弁閉鎖状態から針弁17の開放状態に至る距離Hが
設けられている。したがって、針弁17は距離Hの範囲
で弁の開閉方向に移動可能である。
弁17の軸端44に取り付けられた針弁用リテーナ42
との間には、リターンスプリングとしての皿ばね43が
圧縮状態で介装されている。皿ばね43は、針弁17に
対して噴孔19を通る燃料の流れを遮断する閉鎖方向に
付勢している。供給路32からの燃料圧がバランスチャ
ンバ30に達するように、針弁用リテーナ42と皿ばね
43とには適宜の孔(図示せず。)が穿設されている。
バランスチャンバ30内の燃料圧が針弁17の受圧面3
1に作用することに基づく力は、受圧面である針弁17
のテーパ面21に作用する燃料圧及び針弁17に作用す
る皿ばね43の戻し力とのバランスによって弁体のリフ
トを制御する。コントロール部材13に針弁用リテーナ
42を収容するように形成された段部47には、針弁1
7の弁閉鎖状態から針弁17の開放状態に至る距離Hが
設けられている。したがって、針弁17は距離Hの範囲
で弁の開閉方向に移動可能である。
【0013】開閉弁5による排出路33の開放の際、弁
傘38の弁フェース39が弁座40から離れることによ
る有効開口面積は、開閉弁5の殆どの作動範囲におい
て、排出路33と弁ステム34との間の間隙の通路断面
積よりも小さくなるように設定されているので、開閉弁
5の開度がバランスチャンバ30内の燃料圧の低下の程
度を定めることになる。供給路32は絞りとして機能し
ており、供給路32を流れる燃料よりも排出路33から
流れ出る燃料の方が多いので、排出路33が開放される
と、バランスチャンバ30内の燃料圧が中空部4に解放
される。
傘38の弁フェース39が弁座40から離れることによ
る有効開口面積は、開閉弁5の殆どの作動範囲におい
て、排出路33と弁ステム34との間の間隙の通路断面
積よりも小さくなるように設定されているので、開閉弁
5の開度がバランスチャンバ30内の燃料圧の低下の程
度を定めることになる。供給路32は絞りとして機能し
ており、供給路32を流れる燃料よりも排出路33から
流れ出る燃料の方が多いので、排出路33が開放される
と、バランスチャンバ30内の燃料圧が中空部4に解放
される。
【0014】この燃料噴射装置は、上記のように構成さ
れており、次のように作動する。圧電素子7が駆動され
ていない状態では、戻しばね35はリテーナ36を介し
て弁ステム34を上方に付勢しており、開閉弁5を閉じ
ている。アクチュエータ6を駆動して、戻しばね35の
ばね力に抗して弁ステム34を押し下げると、開閉弁5
が開いてバランスチャンバ30内の燃料圧が解放され
る。テーパ面21に作用する燃料圧に基づいて針弁17
を開く方向に付勢する力が、針弁17の上面即ち受圧面
31に作用する燃料圧に基づいて針弁17を閉じる方向
に付勢する力と皿ばね43による戻し力との合力に打ち
勝つので、針弁17がリフトされ、噴孔19から燃焼室
への燃料噴射が行われる。コントロールユニット9から
圧電素子7への電流の供給が絶たれると、戻しばね35
が弁ステム34を引き上げるので、開閉弁5は閉じられ
る。バランスチャンバ30内の燃料圧は供給路32から
の供給により回復し、針弁17は燃料の噴射を停止す
る。回復した燃料圧は、弁傘38に作用して、戻しばね
35の作用に加えて弁フェース39を弁座40に押し当
てる方向に付勢する。したがって、バランスチャンバ3
0内の燃料圧が高ければ高いほど開閉弁5の閉弁力が大
きくなり、開閉弁5を通っての燃料のリークを阻止する
ことができる。
れており、次のように作動する。圧電素子7が駆動され
ていない状態では、戻しばね35はリテーナ36を介し
て弁ステム34を上方に付勢しており、開閉弁5を閉じ
ている。アクチュエータ6を駆動して、戻しばね35の
ばね力に抗して弁ステム34を押し下げると、開閉弁5
が開いてバランスチャンバ30内の燃料圧が解放され
る。テーパ面21に作用する燃料圧に基づいて針弁17
を開く方向に付勢する力が、針弁17の上面即ち受圧面
31に作用する燃料圧に基づいて針弁17を閉じる方向
に付勢する力と皿ばね43による戻し力との合力に打ち
勝つので、針弁17がリフトされ、噴孔19から燃焼室
への燃料噴射が行われる。コントロールユニット9から
圧電素子7への電流の供給が絶たれると、戻しばね35
が弁ステム34を引き上げるので、開閉弁5は閉じられ
る。バランスチャンバ30内の燃料圧は供給路32から
の供給により回復し、針弁17は燃料の噴射を停止す
る。回復した燃料圧は、弁傘38に作用して、戻しばね
35の作用に加えて弁フェース39を弁座40に押し当
てる方向に付勢する。したがって、バランスチャンバ3
0内の燃料圧が高ければ高いほど開閉弁5の閉弁力が大
きくなり、開閉弁5を通っての燃料のリークを阻止する
ことができる。
【0015】図7に示す例は、針弁17の閉鎖方向に作
用する針弁用戻しばねとして、皿ばねの代わりにコイル
ばね46とした例である。図3に示す例においては、図
2に示した実施例における構成要素と同一の要素には同
じ符号を付してある。コイルばね46は、一端が針弁用
リテーナ42に当接し且つ他端が中空穴29の上底面に
当接した状態で、バランスチャンバ30に圧縮状態で収
容されている。戻しばね機能としては、コイルばね46
は皿ばね43と変わるところがない。コイルばね46の
係止用に中空穴29の上底面をそのまま利用できるの
で、図1及び図2に示した実施例における皿ばね43の
ように、中空穴29に皿ばね43を係止するための段部
41を形成する必要がないという利点がある。
用する針弁用戻しばねとして、皿ばねの代わりにコイル
ばね46とした例である。図3に示す例においては、図
2に示した実施例における構成要素と同一の要素には同
じ符号を付してある。コイルばね46は、一端が針弁用
リテーナ42に当接し且つ他端が中空穴29の上底面に
当接した状態で、バランスチャンバ30に圧縮状態で収
容されている。戻しばね機能としては、コイルばね46
は皿ばね43と変わるところがない。コイルばね46の
係止用に中空穴29の上底面をそのまま利用できるの
で、図1及び図2に示した実施例における皿ばね43の
ように、中空穴29に皿ばね43を係止するための段部
41を形成する必要がないという利点がある。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭61−244864号公報に開示されている形式の
燃料噴射装置は、弁ステム82の先端に設けたボール弁
83は、組立上、排出路81に対する関係が必ずしも明
確ではない。即ち、ボール弁83がボール弁83より径
が小さい排出路81へどのようにして組付けたかという
連結関係が明確ではなく、且つ作動上も、バランスチャ
ンバ80内の高い燃料圧に対抗して如何にアクチュエー
タ84を小型化するかについて開示するところはない。
開昭61−244864号公報に開示されている形式の
燃料噴射装置は、弁ステム82の先端に設けたボール弁
83は、組立上、排出路81に対する関係が必ずしも明
確ではない。即ち、ボール弁83がボール弁83より径
が小さい排出路81へどのようにして組付けたかという
連結関係が明確ではなく、且つ作動上も、バランスチャ
ンバ80内の高い燃料圧に対抗して如何にアクチュエー
タ84を小型化するかについて開示するところはない。
【0017】また、本出願人が提案した燃料噴射装置
(特願平8−249088号)では、排出路33の開閉
用に用いる開閉弁5が弁ステム部34と弁傘38とから
成るポペット弁として構成されているため、開閉弁5を
開く場合には、バランスチャンバ30内の燃料圧に打ち
勝って開閉弁5を開く必要がある。エンジンが高負荷、
高回転で運転されている状態では、高い噴射応答性が要
求されるため、燃料噴射圧力を高くする必要がある。高
負荷、高回転運転状態である場合でも開閉弁5を開弁す
るには、高いバランスチャンバ30内の燃料圧に打ち勝
つために電磁ソレノイドや圧電素子等のアクチュエータ
6の出力を大きくする必要がある。そのため、アクチュ
エータ(ソレノイド)が大型化し、燃料噴射装置自体も
大型化するという問題がある。また、アクチュエータの
負荷が増大し、ソレノイドが消費する電力が増加すると
いう問題もある。その結果、製造コストが上昇する。
(特願平8−249088号)では、排出路33の開閉
用に用いる開閉弁5が弁ステム部34と弁傘38とから
成るポペット弁として構成されているため、開閉弁5を
開く場合には、バランスチャンバ30内の燃料圧に打ち
勝って開閉弁5を開く必要がある。エンジンが高負荷、
高回転で運転されている状態では、高い噴射応答性が要
求されるため、燃料噴射圧力を高くする必要がある。高
負荷、高回転運転状態である場合でも開閉弁5を開弁す
るには、高いバランスチャンバ30内の燃料圧に打ち勝
つために電磁ソレノイドや圧電素子等のアクチュエータ
6の出力を大きくする必要がある。そのため、アクチュ
エータ(ソレノイド)が大型化し、燃料噴射装置自体も
大型化するという問題がある。また、アクチュエータの
負荷が増大し、ソレノイドが消費する電力が増加すると
いう問題もある。その結果、製造コストが上昇する。
【0018】アクチュエータ6の負荷を軽減するために
は、弁傘38の有効受圧面積(弁フェース部39の径)
を小さくすればよいが、以下の理由により限界がある。
即ち、開閉弁5であるポペット弁には、戻しばね35に
より閉弁方向の付勢力が与えられている。戻しばね35
は、図5に示すように、バランスチャンバ30を画成す
るコントロール部材13の上端面37と弁ステム34の
上部にコッタ36aを介して取り付けられたリテーナ3
6との間に配置されている。
は、弁傘38の有効受圧面積(弁フェース部39の径)
を小さくすればよいが、以下の理由により限界がある。
即ち、開閉弁5であるポペット弁には、戻しばね35に
より閉弁方向の付勢力が与えられている。戻しばね35
は、図5に示すように、バランスチャンバ30を画成す
るコントロール部材13の上端面37と弁ステム34の
上部にコッタ36aを介して取り付けられたリテーナ3
6との間に配置されている。
【0019】ここで、弁ステム34に形成されるコッタ
36aの係合溝34bの径は、コッタ36aの取付け強
度や加工精度の面から、成立可能な最小径Sが決まる。
即ち、開閉弁5の弁傘38の径は弁ステム34の径より
も大であるので、このインジェクタの組立に際して、開
閉弁の弁体はコントロール部材13のバランスチャンバ
30が形成される側から弁ステム34を貫通させる必要
がある。弁ステム34の最大径は係合溝34bの径Sよ
りも大きいのであるから、コントロール部材13に形成
する排出路33の径は、弁ステム34の最大径よりも大
とする必要がある。また、弁フェース39の径は排出路
33の径よりも大である。このように、係合溝34bの
形成可能な最小径Sから、弁ステム34、排出路33、
弁座40、弁フェース39の最小径がそれぞれ順次決ま
るため、弁傘38の有効受圧面積を小さくするには限界
がある。
36aの係合溝34bの径は、コッタ36aの取付け強
度や加工精度の面から、成立可能な最小径Sが決まる。
即ち、開閉弁5の弁傘38の径は弁ステム34の径より
も大であるので、このインジェクタの組立に際して、開
閉弁の弁体はコントロール部材13のバランスチャンバ
30が形成される側から弁ステム34を貫通させる必要
がある。弁ステム34の最大径は係合溝34bの径Sよ
りも大きいのであるから、コントロール部材13に形成
する排出路33の径は、弁ステム34の最大径よりも大
とする必要がある。また、弁フェース39の径は排出路
33の径よりも大である。このように、係合溝34bの
形成可能な最小径Sから、弁ステム34、排出路33、
弁座40、弁フェース39の最小径がそれぞれ順次決ま
るため、弁傘38の有効受圧面積を小さくするには限界
がある。
【0020】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
課題を解決することであり、バランスチャンバに供給路
を介して供給された燃料圧を、開閉弁で排出路を開くこ
とによって解放し、バランスチャンバに受圧面を露呈さ
せた針弁のリフト量を制御して、針弁のリフト時に噴孔
から燃料を噴射する燃料噴射装置において、排出路内に
挿通される軸部材の径、従って排出路の径を可及的に小
さくして、弁部材の大きさも小さくすることにより、開
閉弁を開くためにバランスチャンバ内の燃料圧に抗して
弁部材を作動させるアクチュエータの出力が小さくて済
む燃料噴射装置を提供することである。
課題を解決することであり、バランスチャンバに供給路
を介して供給された燃料圧を、開閉弁で排出路を開くこ
とによって解放し、バランスチャンバに受圧面を露呈さ
せた針弁のリフト量を制御して、針弁のリフト時に噴孔
から燃料を噴射する燃料噴射装置において、排出路内に
挿通される軸部材の径、従って排出路の径を可及的に小
さくして、弁部材の大きさも小さくすることにより、開
閉弁を開くためにバランスチャンバ内の燃料圧に抗して
弁部材を作動させるアクチュエータの出力が小さくて済
む燃料噴射装置を提供することである。
【0021】この発明は、上記の目的を解決するため、
以下のように構成されている。即ち、この発明は、燃料
を噴射する噴孔を備えた本体、前記本体の中空部内を往
復動し且つ一端で前記噴孔を開閉する針弁、前記針弁の
リフト量を制御するため燃料圧の受圧面となる前記針弁
の他端が露呈しているバランスチャンバ、前記バランス
チャンバに燃料圧を供給する供給路、前記バランスチャ
ンバ内の燃料圧を解放する排出路、前記排出路を開閉す
るための開閉弁、前記開閉弁を閉弁方向に付勢する戻し
ばね、及び前記戻しばねに抗して前記開閉弁を開弁方向
に駆動するアクチュエータを具備し、前記開閉弁は前記
排出路内に延び且つ前記アクチュエータによって前記バ
ランスチャンバ内に向かって駆動される軸部材及び前記
バランスチャンバ内に配置され且つ前記戻しばねによっ
て付勢されて閉弁状態で前記排出路の入口側開口部を閉
鎖する弁部材を有し、前記戻しばねは前記バランスチャ
ンバ内に配置されていることから成る燃料噴射装置に関
する。
以下のように構成されている。即ち、この発明は、燃料
を噴射する噴孔を備えた本体、前記本体の中空部内を往
復動し且つ一端で前記噴孔を開閉する針弁、前記針弁の
リフト量を制御するため燃料圧の受圧面となる前記針弁
の他端が露呈しているバランスチャンバ、前記バランス
チャンバに燃料圧を供給する供給路、前記バランスチャ
ンバ内の燃料圧を解放する排出路、前記排出路を開閉す
るための開閉弁、前記開閉弁を閉弁方向に付勢する戻し
ばね、及び前記戻しばねに抗して前記開閉弁を開弁方向
に駆動するアクチュエータを具備し、前記開閉弁は前記
排出路内に延び且つ前記アクチュエータによって前記バ
ランスチャンバ内に向かって駆動される軸部材及び前記
バランスチャンバ内に配置され且つ前記戻しばねによっ
て付勢されて閉弁状態で前記排出路の入口側開口部を閉
鎖する弁部材を有し、前記戻しばねは前記バランスチャ
ンバ内に配置されていることから成る燃料噴射装置に関
する。
【0022】この発明による燃料噴射装置は、上記のよ
うに構成されているため、次のように作動する。即ち、
開閉弁は、排出路内に延び且つアクチュエータによって
バランスチャンバ内に向かって駆動される軸部材と、バ
ランスチャンバ内に配置され且つ戻しばねによって付勢
されて閉弁状態で排出路の入口側開口部を閉鎖する弁部
材を有しており、且つ弁部材に閉弁力を与える戻しばね
をバランスチャンバ内に配置したので、軸部材と弁部材
は別体構成となり、戻しばねの係合用のリテーナを軸部
材に係止させるコッタを形成する必要がない。したがっ
て、この燃料噴射装置のインジェクタを組立の際に、軸
部材をバランスチャンバ側から排出路に通す必要がなく
なり、軸部材を、排出路の出口側開口部から挿入して配
置させることができる。軸部材の径、特に排出路内に挿
通される軸部材の径を加工上許容される最小径にまで縮
径加工することができるので、排出路の径も最小限の大
きさとなり、排出路を閉鎖する弁部材の大きさも最小限
のものとすることができる。弁部材の大きさが小さくな
るので、バランスチャンバ内の燃料圧が高くなっても、
その燃料圧に抗して弁部材を開くためのアクチュエータ
の負荷が軽減され、消費電力も低く抑えることができ
る。
うに構成されているため、次のように作動する。即ち、
開閉弁は、排出路内に延び且つアクチュエータによって
バランスチャンバ内に向かって駆動される軸部材と、バ
ランスチャンバ内に配置され且つ戻しばねによって付勢
されて閉弁状態で排出路の入口側開口部を閉鎖する弁部
材を有しており、且つ弁部材に閉弁力を与える戻しばね
をバランスチャンバ内に配置したので、軸部材と弁部材
は別体構成となり、戻しばねの係合用のリテーナを軸部
材に係止させるコッタを形成する必要がない。したがっ
て、この燃料噴射装置のインジェクタを組立の際に、軸
部材をバランスチャンバ側から排出路に通す必要がなく
なり、軸部材を、排出路の出口側開口部から挿入して配
置させることができる。軸部材の径、特に排出路内に挿
通される軸部材の径を加工上許容される最小径にまで縮
径加工することができるので、排出路の径も最小限の大
きさとなり、排出路を閉鎖する弁部材の大きさも最小限
のものとすることができる。弁部材の大きさが小さくな
るので、バランスチャンバ内の燃料圧が高くなっても、
その燃料圧に抗して弁部材を開くためのアクチュエータ
の負荷が軽減され、消費電力も低く抑えることができ
る。
【0023】また、この燃料噴射装置において、バラン
スチャンバ内には、弁部材を支持すると共に戻しばねの
ばね力を受けるリテーナが配置されている。戻しばねの
ばね力は、リテーナによって受け止められ、リテーナに
支持された弁部材を排出路の入口側開口部に対して押し
付けて開閉弁を閉じるように付勢している。
スチャンバ内には、弁部材を支持すると共に戻しばねの
ばね力を受けるリテーナが配置されている。戻しばねの
ばね力は、リテーナによって受け止められ、リテーナに
支持された弁部材を排出路の入口側開口部に対して押し
付けて開閉弁を閉じるように付勢している。
【0024】また、この燃料噴射装置において、リテー
ナ内又はリテーナとバランスチャンバとの間には、バラ
ンスチャンバ内に供給された燃料の排出路への流れを許
容する通路が形成されている。供給路を通じてバランス
チャンバ内に供給された燃料は、リテーナ内又はリテー
ナとバランスチャンバとの間に形成された通路を通じて
排出路に排出可能となる。
ナ内又はリテーナとバランスチャンバとの間には、バラ
ンスチャンバ内に供給された燃料の排出路への流れを許
容する通路が形成されている。供給路を通じてバランス
チャンバ内に供給された燃料は、リテーナ内又はリテー
ナとバランスチャンバとの間に形成された通路を通じて
排出路に排出可能となる。
【0025】また、この燃料噴射装置において、開閉弁
の弁部材はボールであり、開閉弁の弁座は排出路の入口
側開口部に形成され且つ閉弁状態でボールが密嵌合する
テーパ面として構成されている。弁部材の形状は、量産
性を考慮すると、ベアリング等に用いるボールが好まし
い。ボールが座着する弁座は、排出路の入口側開口部に
おいて、ボールが密嵌合するテーパ面として形成され、
開閉弁はボール弁として構成されることになる。弁部材
であるボールの球面が弁座のテーパ面に案内されつつ密
嵌合して座着するので、開閉弁のスムーズで速やかな弁
作動を得ることができる。また、閉弁状態では弁部材の
弁フェースと弁座の間に十分なシールを得ることができ
る。
の弁部材はボールであり、開閉弁の弁座は排出路の入口
側開口部に形成され且つ閉弁状態でボールが密嵌合する
テーパ面として構成されている。弁部材の形状は、量産
性を考慮すると、ベアリング等に用いるボールが好まし
い。ボールが座着する弁座は、排出路の入口側開口部に
おいて、ボールが密嵌合するテーパ面として形成され、
開閉弁はボール弁として構成されることになる。弁部材
であるボールの球面が弁座のテーパ面に案内されつつ密
嵌合して座着するので、開閉弁のスムーズで速やかな弁
作動を得ることができる。また、閉弁状態では弁部材の
弁フェースと弁座の間に十分なシールを得ることができ
る。
【0026】更に、この燃料噴射装置において、開閉弁
用の戻しばねは、針弁の他端に作用して噴孔を閉じる方
向に針弁を付勢する戻しばねと兼用される。この場合に
は、ばね部品の点数の低減に寄与することができる。噴
孔を閉じる方向に針弁を付勢するための戻しばねは、バ
ランスチャンバに収容される。戻しばねは、一側におい
てリテーナに係合して弁部材を閉弁方向に付勢し、他側
において針弁の他端に係合する。このように構成する
と、バランスチャンバ内の空間を開閉弁と針弁とに兼用
される戻しばねの収容のために利用することができ、燃
料噴射装置のコンパクト化に寄与することができる。ま
た、戻しばねの形態は、皿ばね又はコイルばねとするこ
とができる。
用の戻しばねは、針弁の他端に作用して噴孔を閉じる方
向に針弁を付勢する戻しばねと兼用される。この場合に
は、ばね部品の点数の低減に寄与することができる。噴
孔を閉じる方向に針弁を付勢するための戻しばねは、バ
ランスチャンバに収容される。戻しばねは、一側におい
てリテーナに係合して弁部材を閉弁方向に付勢し、他側
において針弁の他端に係合する。このように構成する
と、バランスチャンバ内の空間を開閉弁と針弁とに兼用
される戻しばねの収容のために利用することができ、燃
料噴射装置のコンパクト化に寄与することができる。ま
た、戻しばねの形態は、皿ばね又はコイルばねとするこ
とができる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、こ
の発明の実施例を説明する。図1はこの発明による燃料
噴射装置の一実施例を示す全体断面図、図2はその要部
拡大断面図、図3はこの発明による燃料噴射装置に用い
られる戻しばねのばね力を受けるリテーナの平面図であ
る。図1〜図3に示すこの発明による燃料噴射装置の実
施例は、図4〜図7に示した例と比較して、主として、
バランスチャンバに関連して設けられる開閉弁と戻しば
ねとに関する構造が相違するのみであり、その他の構造
については、基本的に変わるところがない。したがっ
て、図1〜図3に示す実施例においては、図4〜図7に
示した例に用いられている構成要素と同等の構成要素に
ついては、同じ符号を付して、その再度の説明を省略す
る。
の発明の実施例を説明する。図1はこの発明による燃料
噴射装置の一実施例を示す全体断面図、図2はその要部
拡大断面図、図3はこの発明による燃料噴射装置に用い
られる戻しばねのばね力を受けるリテーナの平面図であ
る。図1〜図3に示すこの発明による燃料噴射装置の実
施例は、図4〜図7に示した例と比較して、主として、
バランスチャンバに関連して設けられる開閉弁と戻しば
ねとに関する構造が相違するのみであり、その他の構造
については、基本的に変わるところがない。したがっ
て、図1〜図3に示す実施例においては、図4〜図7に
示した例に用いられている構成要素と同等の構成要素に
ついては、同じ符号を付して、その再度の説明を省略す
る。
【0028】この燃料噴射装置は、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(図示せ
ず。)に適用される。燃料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」とい
う。)を通じて供給された燃料は、エンジンに設けた各
燃焼室に噴射される。この燃料噴射装置における本体5
0はシリンダヘッド等のベースに設けた穴部(図示せ
ず。)にシール部材を介して密封状態に取り付けられ
る。本体50の下端には、ノズルが密封状態に形成され
ている。なお、アクチュエータ56として、2段のソレ
ノイド57a,57bを用いており、ソレノイド57
a,57bは固定キャップ58内に収容され、且つ中央
本体3にねじ止めされている。また、アクチュエータ5
6の出力軸60は、更にその先端側に設けられた軸部材
61と一体的であり、中央本体3に対してガイド62に
よって案内されて軸方向に高速で往復動する。出力軸6
0は、出力軸戻しばね59によって復帰位置に付勢され
ており、ソレノイド57a,57bの励磁によって開閉
弁55を開弁することができる。
ステム、或いはアキュムレータ噴射システム(図示せ
ず。)に適用される。燃料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」とい
う。)を通じて供給された燃料は、エンジンに設けた各
燃焼室に噴射される。この燃料噴射装置における本体5
0はシリンダヘッド等のベースに設けた穴部(図示せ
ず。)にシール部材を介して密封状態に取り付けられ
る。本体50の下端には、ノズルが密封状態に形成され
ている。なお、アクチュエータ56として、2段のソレ
ノイド57a,57bを用いており、ソレノイド57
a,57bは固定キャップ58内に収容され、且つ中央
本体3にねじ止めされている。また、アクチュエータ5
6の出力軸60は、更にその先端側に設けられた軸部材
61と一体的であり、中央本体3に対してガイド62に
よって案内されて軸方向に高速で往復動する。出力軸6
0は、出力軸戻しばね59によって復帰位置に付勢され
ており、ソレノイド57a,57bの励磁によって開閉
弁55を開弁することができる。
【0029】図2に示した要部の拡大断面図に基づい
て、開閉弁55を含むこの発明による燃料噴射装置の要
部について説明する。なお、コントロール部材13とノ
ズル本体14との間には、中間板13aが設けられてい
る。中間板13aには、第2燃料路23と第3燃料路2
4との間を連通する中間燃料路23aが形成されてい
る。また、中間板13aには、針弁17の軸端44と針
弁用リテーナ42とが貫通又は収容する孔が形成されて
いる。針弁用リテーナ42は、ノズル本体14に対し
て、環状板67によって支持されている。
て、開閉弁55を含むこの発明による燃料噴射装置の要
部について説明する。なお、コントロール部材13とノ
ズル本体14との間には、中間板13aが設けられてい
る。中間板13aには、第2燃料路23と第3燃料路2
4との間を連通する中間燃料路23aが形成されてい
る。また、中間板13aには、針弁17の軸端44と針
弁用リテーナ42とが貫通又は収容する孔が形成されて
いる。針弁用リテーナ42は、ノズル本体14に対し
て、環状板67によって支持されている。
【0030】開閉弁55の軸部材61の先端は、コント
ロール部材13の上部中央に形成された排出路63内に
延びる先端軸部64を有している。排出路63と先端軸
部64との間には、バランスチャンバ30内の燃料が排
出される隙間が残されている。バランスチャンバ30内
には、戻しばね65が配置されている。戻しばね65の
一端は、針弁用リテーナ42に係止して、針弁17を閉
弁する方向に付勢し、戻しばね65の他端は、バランス
チャンバ30内に配置されたリテーナ66に係止してお
り、リテーナ66が戻しばね65のばね力を受けて、後
述するように開閉弁55を閉弁方向に付勢している。し
たがって、戻しばね65は、針弁17を閉弁位置に向か
って付勢する戻しばねと、開閉弁5を閉弁位置に向かっ
て付勢する戻しばねとを兼ねている。
ロール部材13の上部中央に形成された排出路63内に
延びる先端軸部64を有している。排出路63と先端軸
部64との間には、バランスチャンバ30内の燃料が排
出される隙間が残されている。バランスチャンバ30内
には、戻しばね65が配置されている。戻しばね65の
一端は、針弁用リテーナ42に係止して、針弁17を閉
弁する方向に付勢し、戻しばね65の他端は、バランス
チャンバ30内に配置されたリテーナ66に係止してお
り、リテーナ66が戻しばね65のばね力を受けて、後
述するように開閉弁55を閉弁方向に付勢している。し
たがって、戻しばね65は、針弁17を閉弁位置に向か
って付勢する戻しばねと、開閉弁5を閉弁位置に向かっ
て付勢する戻しばねとを兼ねている。
【0031】排出路63を開閉することで開閉弁55を
開閉するため、バランスチャンバ30内の排出路63と
リテーナ66との間には、弁部材としてのボール68が
設けられている。排出路63のバランスチャンバ30側
の入口側開口部には、円錐面から成るテーパ状の弁座7
0が形成されており、ボール68の弁フェース69が弁
座70に密嵌合可能である。また、戻しばね65のばね
力はリテーナ66を介してボール68に作用し、アクチ
ュエータ56が非作動位置にあっても軸部材61の先端
軸部64に当接している。
開閉するため、バランスチャンバ30内の排出路63と
リテーナ66との間には、弁部材としてのボール68が
設けられている。排出路63のバランスチャンバ30側
の入口側開口部には、円錐面から成るテーパ状の弁座7
0が形成されており、ボール68の弁フェース69が弁
座70に密嵌合可能である。また、戻しばね65のばね
力はリテーナ66を介してボール68に作用し、アクチ
ュエータ56が非作動位置にあっても軸部材61の先端
軸部64に当接している。
【0032】リテーナ66の平面図が図3に示されてい
る。リテーナ66は、中央位置にあるリテーナ本体72
と、リテーナ本体72から四方に延びるアーム部73と
から構成されている。リテーナ本体72の上面には、ボ
ール68の下半分を収納可能な凹面71が形成されてお
り、ボール68を安定的に支持している。したがって、
リテーナ66は、バランスチャンバ30内を移動可能で
ある。ボール68はリテーナ66に保持されたまま、弁
座70又は先端軸部64に当接する。アーム部73は、
戻しばね65のコイルと当接してばね力を受ける役割を
担うと共に、バランスチャンバ30内での移動の際に、
バランスチャンバ30の内壁面に対するガイドとしての
機能も果している。隣合うアーム部73,73間は空間
となっており、バランスチャンバ30内に収容された状
態では、これらの空間を通して燃料が排出路63に向か
って流れることができる。
る。リテーナ66は、中央位置にあるリテーナ本体72
と、リテーナ本体72から四方に延びるアーム部73と
から構成されている。リテーナ本体72の上面には、ボ
ール68の下半分を収納可能な凹面71が形成されてお
り、ボール68を安定的に支持している。したがって、
リテーナ66は、バランスチャンバ30内を移動可能で
ある。ボール68はリテーナ66に保持されたまま、弁
座70又は先端軸部64に当接する。アーム部73は、
戻しばね65のコイルと当接してばね力を受ける役割を
担うと共に、バランスチャンバ30内での移動の際に、
バランスチャンバ30の内壁面に対するガイドとしての
機能も果している。隣合うアーム部73,73間は空間
となっており、バランスチャンバ30内に収容された状
態では、これらの空間を通して燃料が排出路63に向か
って流れることができる。
【0033】この燃料噴射装置の作動は以下のとおりで
ある。即ち、ソレノイド57a,57bを励磁してアク
チュエータ56を作動すると、軸部材61の先端軸部6
4は、ボール68をリテーナ66と共に押し下げて、ボ
ール68を弁座70から離脱させる。バランスチャンバ
30内の燃料圧は、排出路63を通じて中空本体3の中
空部に解放される。バランスチャンバ30内の燃料圧は
低下して、針弁17がリフトすることになる。なお、開
閉弁55の開弁と共に、戻しばね65は圧縮されて、ば
ね力が大きくなり、針弁の開弁圧を高めることになる。
しかし、本来、針弁17の開弁圧は、コモンレール内の
圧力がゼロとなったときに、燃料噴射装置50から燃料
がリークしないようにするために設定する圧力であるの
で、その値はコモンレール圧力(蓄圧時)と比較して非
常に小さい。戻しばね65のばね力の増加も僅かである
ので、開弁圧が上昇したとしても、コモンレールの蓄圧
時の圧力と比較すると、殆ど影響はない。
ある。即ち、ソレノイド57a,57bを励磁してアク
チュエータ56を作動すると、軸部材61の先端軸部6
4は、ボール68をリテーナ66と共に押し下げて、ボ
ール68を弁座70から離脱させる。バランスチャンバ
30内の燃料圧は、排出路63を通じて中空本体3の中
空部に解放される。バランスチャンバ30内の燃料圧は
低下して、針弁17がリフトすることになる。なお、開
閉弁55の開弁と共に、戻しばね65は圧縮されて、ば
ね力が大きくなり、針弁の開弁圧を高めることになる。
しかし、本来、針弁17の開弁圧は、コモンレール内の
圧力がゼロとなったときに、燃料噴射装置50から燃料
がリークしないようにするために設定する圧力であるの
で、その値はコモンレール圧力(蓄圧時)と比較して非
常に小さい。戻しばね65のばね力の増加も僅かである
ので、開弁圧が上昇したとしても、コモンレールの蓄圧
時の圧力と比較すると、殆ど影響はない。
【0034】なお、アクチュエータ56は、2段のソレ
ノイド57a,57bを有する形式としたが、1段のソ
レノイドのみを有する形式のものであっても、またソレ
ノイド以外の、例えば高速性に優れ且つ応答性が良好な
圧電素子としてもよい。
ノイド57a,57bを有する形式としたが、1段のソ
レノイドのみを有する形式のものであっても、またソレ
ノイド以外の、例えば高速性に優れ且つ応答性が良好な
圧電素子としてもよい。
【0035】
【発明の効果】この発明は、上記のように構成されてい
るので、次のような効果を奏する。即ち、従来のポペッ
ト弁によって排出路のための開閉弁を構成した燃料噴射
装置では、軸部材のポペット弁のコッタ係合溝の径は、
強度上最小限の径に設定されており、ポペット弁の弁ス
テムの径もコッタ係合溝の径よりも大きくなる。そこ
で、この発明による燃料噴射装置は、弁部材と軸部材と
を分離した別部品とし、開閉弁の戻しばねをバランスチ
ャンバ内に配置することにより、軸部材の径を加工上許
容される最小径にすることを可能としたものである。こ
の最小径としては、従来のポペット弁の場合のコッタ3
6aと係合する係合溝の径Sに相当する径である。バル
ブの径が小さくなることにより、排出路の内径も小さく
なり、バランスチャンバ内に露呈される弁部材の面積も
遙に小さくて済み、バランスチャンバ内の燃料圧に抗し
て弁部材を押し込むのに要するアクチュエータの出力も
小さいもので済むことになる。その結果、アクチュエー
タの負荷が軽減され、消費電力の低減(燃費低減)、或
いはアクチュエータの小型化(エンジンのコンパクト
化)が可能となる。また、弁部材としてボールを用いる
と、弁部材の製作が容易であり、開閉弁の戻しばねと針
弁の戻しばねとを兼用すると部品点数の低減に貢献する
ことができる。
るので、次のような効果を奏する。即ち、従来のポペッ
ト弁によって排出路のための開閉弁を構成した燃料噴射
装置では、軸部材のポペット弁のコッタ係合溝の径は、
強度上最小限の径に設定されており、ポペット弁の弁ス
テムの径もコッタ係合溝の径よりも大きくなる。そこ
で、この発明による燃料噴射装置は、弁部材と軸部材と
を分離した別部品とし、開閉弁の戻しばねをバランスチ
ャンバ内に配置することにより、軸部材の径を加工上許
容される最小径にすることを可能としたものである。こ
の最小径としては、従来のポペット弁の場合のコッタ3
6aと係合する係合溝の径Sに相当する径である。バル
ブの径が小さくなることにより、排出路の内径も小さく
なり、バランスチャンバ内に露呈される弁部材の面積も
遙に小さくて済み、バランスチャンバ内の燃料圧に抗し
て弁部材を押し込むのに要するアクチュエータの出力も
小さいもので済むことになる。その結果、アクチュエー
タの負荷が軽減され、消費電力の低減(燃費低減)、或
いはアクチュエータの小型化(エンジンのコンパクト
化)が可能となる。また、弁部材としてボールを用いる
と、弁部材の製作が容易であり、開閉弁の戻しばねと針
弁の戻しばねとを兼用すると部品点数の低減に貢献する
ことができる。
【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。
断面図である。
【図2】図1に示す燃料噴射装置の要部拡大断面図であ
る。
る。
【図3】図1に示す燃料噴射装置に用いられるリテーナ
の平面図である。
の平面図である。
【図4】本出願人が既に提案した燃料噴射装置の断面図
である。
である。
【図5】図4に示した燃料噴射装置の要部拡大断面図で
ある。
ある。
【図6】図4に示した燃料噴射装置に用いられる弁ステ
ムの断面図である。
ムの断面図である。
【図7】本出願人が既に提案した燃料噴射装置の別の形
態の要部拡大断面図である。
態の要部拡大断面図である。
【図8】従来の燃料噴射装置の要部断面図である。
1 本体 3 中央本体 4 中空部 13 コントロール部材 14 ノズル本体 16 中空穴 17 針弁 19 噴孔 20 テーパ面 21 テーパ面 29 中空穴 30 バランスチャンバ 31 受圧面 32 供給路 55 開閉弁 56 アクチュエータ 60 出力軸 61 軸部材 63 排出路 64 先端軸部 65 戻しばね 66 リテーナ 68 ボール(弁部材) 69 弁フェース 70 弁座
Claims (5)
- 【請求項1】 燃料を噴射する噴孔を備えた本体、前記
本体の中空部内を往復動し且つ一端で前記噴孔を開閉す
る針弁、前記針弁のリフト量を制御するため燃料圧の受
圧面となる前記針弁の他端が露呈しているバランスチャ
ンバ、前記バランスチャンバに燃料圧を供給する供給
路、前記バランスチャンバ内の燃料圧を解放する排出
路、前記排出路を開閉するための開閉弁、前記開閉弁を
閉弁方向に付勢する戻しばね、及び前記戻しばねに抗し
て前記開閉弁を開弁方向に駆動するアクチュエータを具
備し、前記開閉弁は前記排出路内に延び且つ前記アクチ
ュエータによって前記バランスチャンバ内に向かって駆
動される軸部材及び前記バランスチャンバ内に配置され
且つ前記戻しばねによって付勢されて閉弁状態で前記排
出路の入口側開口部を閉鎖する弁部材を有し、前記戻し
ばねは前記バランスチャンバ内に配置されていることか
ら成る燃料噴射装置。 - 【請求項2】 前記バランスチャンバ内には、前記弁部
材を支持すると共に前記戻しばねのばね力を受けるリテ
ーナが配置されていることから成る請求項1に記載の燃
料噴射装置。 - 【請求項3】 前記リテーナ内又は前記リテーナと前記
バランスチャンバとの間には、前記バランスチャンバ内
に供給された燃料の前記排出路への流れを許容する通路
が形成されていることから成る請求項2に記載の燃料噴
射装置。 - 【請求項4】 前記開閉弁の前記弁体はボールであり、
前記開閉弁の弁座は前記排出路の前記入口側開口部に形
成され且つ前記閉弁状態で前記ボールが密嵌合するテー
パ面であることから成る請求項1〜3のいずれか1項に
記載の燃料噴射装置。 - 【請求項5】 前記戻しばねは、前記針弁の前記他端に
作用して前記噴孔を閉じる方向に前記針弁を付勢する戻
しばねを兼ねていることから成る請求項1〜4のいずれ
か1項に記載の燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8866997A JPH10266921A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8866997A JPH10266921A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 燃料噴射装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10266921A true JPH10266921A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=13949234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8866997A Pending JPH10266921A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 燃料噴射装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10266921A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003506622A (ja) * | 1999-08-04 | 2003-02-18 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | コモンレールインジェクタ |
CN108506130A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-07 | 莆田市宏业精密机械有限公司 | 减少高压共轨燃油动态泄漏的喷油器 |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP8866997A patent/JPH10266921A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003506622A (ja) * | 1999-08-04 | 2003-02-18 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | コモンレールインジェクタ |
JP4746230B2 (ja) * | 1999-08-04 | 2011-08-10 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | コモンレールインジェクタ |
CN108506130A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-07 | 莆田市宏业精密机械有限公司 | 减少高压共轨燃油动态泄漏的喷油器 |
CN108506130B (zh) * | 2018-04-18 | 2024-06-11 | 莆田市博泰动力设备有限公司 | 减少高压共轨燃油动态泄漏的喷油器 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040917 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041005 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050531 |