JPS59194073A - 電磁式ユニツト型燃料噴射器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はディーゼルエンジンのシリンダー内に燃料を
噴射するのに使用される型式のユニット型燃料噴射器に
関し、更には、そこに電磁制御の、圧力平衡型弁を有す
る電磁式ユニット型燃料噴射器に関する。

従来技術の説明 いわゆる「ジャーク型」のユニット型燃料噴射器はテイ
ーゼルエンジンの組合せシリンダー内に液体燃料を加圧
噴射するのに通常使用される。良く知られている様に、
か＼るユニット型噴射器は該ユニット型噴射器に組込ま
れている燃料噴射ノズルの圧力作動の噴射弁をシートか
ら押上げることを果す様に適当な高圧まで燃料を加圧す
る為に、例えば、エンジン駆動カムによシ作動されるプ
ランジャー型式のポンプとブッシングを含有する。

かかるユニット型噴射器の一形態では、プランジャーは
該プランジャーのポンプ行程の間に加圧従って燃料の噴
射を制御する為にブッシングの適当な口と協働するつる
巻ばね（Ｈｅ１ｉｃｅｓ　）を備える。

かＸるユニット型噴射器の他の形態では、電磁弁はユニ
ット型噴射器のポンプ室力・ら、例えば、燃料の排出を
制御する様にユニット型噴射器に組込壕れる。この後者
の型式の噴射器では、燃料噴射は組合された燃料噴射ノ
ズルの噴射弁をシートから押上げることを果す為に、プ
ランジャーが燃料の圧力を増弓蛍することが出来る様に
排出の流れを終結する為に該プランジャーのポンプ行程
の間に必要に応じて、該電磁弁を活性化することに依り
市制御される。かＸる電磁式ユニット型燃料噴身寸器の
典屋的実施例は、公知である（例えば１９７８年１２月
１２日付の「電磁式ユニット型燃料噴射器」と題する米
国特許第 ４．１２９，２５３号）。

発明の概要 本発明は、ブッシング内で往復動可能で且つ、例えば、
エンジン駆動カムに依り作動されるプランジャーを備え
るポンプ組立品を有し、更にプランジャーのポンプ行程
の間、を七ンプからの流れが噴射ノズルの噴霧チップ出
口を通る流出量を制御する為にそこにばね付勢され／こ
圧力作動の噴射弁を包含するユニットの燃料噴射ノスル
組立品に導かれている改善された電磁式ユニット型燃料
噴射器を提供する。ポンプからの燃料の流れは燃料排出
通路手段に対して常時開の圧力平衡型調節弁手段を包含
する通路手段を通って流れることが出来る。燃料噴射は
電磁作動の圧力平衡型弁手段の制御された活性化に依り
規定され、それに依り弁手段はプランジャーのポンプ行
程の間に燃料排出通路手段に対しポンプからの流れを閉
塞するように働き、それに依りプランジャーは次いで弁
への燃料の圧力を増強して噴射弁を脱座させることを可
能にする。圧力平衡型弁手段は燃料噴射サイクルの間に
通路の高圧に対して密封するように弁手段の電磁コイル
に依り適用されるのに必要な力を減少すべく作動する。

本発明の特徴として、弁はその迅速な開作動を助けるよ
うに配置された圧力補助プランジャーを有する中空ポペ
ット弁である。

本発明の第一の目的はポンプ行程の間に燃料の排出流量
を制御する為に電磁コイルの制御された活性化を受けて
作動可能であり更にかくして燃料噴射の開始及び終了を
制御する為に作動し、そのポペット弁はその全開位置捷
でそれを迅速に動かす為に該弁の開作動の間に作動する
圧力補助プランジャーを備えるそこに組込捷れた電磁作
動の圧力平衡型弁手段を有する改善された電磁式ユニッ
ト型燃料噴射器を提供することである。

本発明の他の目的及びその外の特徴のみならず本発明を
よシ良く理解する為に、添付図面を参照しつつ以下本発
明の詳細な説明する。

発明の背景 図面、特に第１．２及び３図を参照しながら、ヨーロッ
パ特許出願第００８７２１．５号に従って作られた電磁
式ユニット型燃料噴射器、即ち要するに、記述の様にユ
ニット型燃料噴射器ポンプ組立品の噴射器部分からの燃
料吐出量を制御する為にそこに組込まれた電磁作動の圧
力平衡型弁を有するユニット型燃料噴射器ポンプ組立品
が示されている。

図示の構造において、電磁式ユニット型燃料噴射器は垂
直な主体部分１ａと側体部分１ｂを包含する噴射器本体
１を包含する。該体部分１ａは、ポンププランジャー３
を滑動可能に収納する内径を有する円筒状下部壁又はブ
ッシング２及びプランジャー作動の従動部５を滑動可能
に収納するより大きい内径を有する上部壁４とを画成す
る段付きの孔を備える。従動部５は本体１の一端の外に
伸び、それによりそこに連結された従動部とプランジャ
ーは第４図に図式的に示される様にエンジン１駆動カム
又は揺れ腕（ｒｏｃｋｅｒ　）　　に依シ、史に通常の
様式のプランジャー戻しはね６に依り往復動される様に
なされる。止めピン７は該従動部の上方への行程（ｔｒ
ａｖｅｌ　）　　を制限する為に従動部５の軸方向のみ
ぞ５ａ内に本体１の上部を貫通して伸びる。

ポンプのプランジャー３は第１図に示す如くブッシング
２の下部開放端においてポンプ室８をブッシング２と共
に形成する。

ナツト１０は本体１の下端への伸長部を形成しておシ且
つそこにねじ込まれる。ナツト１０はその下端に開口１
０ａを有し、そこを通って組合された噴射器弁本体の下
端又は通常の燃料噴射ノズル組立品の、今後噴霧チップ
として参照される噴霧チップ１１が伸びる。

図示の如く噴霧デツプ１１はナツト１０の貫通する端ぐ
Ｉ）　（ｔｈｒｏｕｇｈ　ｃｏｕｎｔｅｒ−ｄｏｔｅ　
）に依り備えられる内部の肩部１０ｂに据付けられる肩
部１１ａを備える為にその上端で拡大される。噴霧チッ
プ１１と噴射器本体１の下端との間には、噴霧チップか
ら始って順に、定率（ｒａｔｅ　）　　はね箱１２、は
ね保持器１４、及び誘導部（ｄｉｒｅｃｔｏｒ　）　　
保持器１５が位置し、これらの要素は、図示の構造では
、製造及び組立を容易にする為に別々の要素とじて形成
される。ナツト１ｏは本体１の下端の外ねじ１７との保
合と対をなす為の内ねじ１６を備える。本体１へのナツ
ト１ｏの螺合は噴霧チップの上面Ｉｌｂと本体１の底面
との間に端部対端部で締付けられて積重ねられた定率ば
ね箱１２、ばね保持器１４、及び誘導部保持器１５を保
持する。これらの上述のすべての要素は重なり合って対
をなす面を有しそれに依りそれらは相互に圧力密封の関
係に保持される。

例えば、不図示の、供給ポンプ及び導管を経由する燃料
タンクからの燃料は図示構造では噴射器本体１の側面本
体部１ａの外辺端に隣接して備えられた内ねじを有する
垂直の盲孔の入口通路２０にねじ込まれる通常の孔を明
けた入口又は供給継手１８を含有する燃料供給通路手段
に依シブッシング２の下部開口端に所定の比較的低い供
給圧力で供給される。

第１図で最も良く判る様に、通常の燃料濾過器２１は入
口通路２ｏに適切に置かれ、供給接手１８に依シ保持さ
れる。第２及び３図で最も良く判る様に、入口通路２０
から一定間隔を保った側面本体部１ａの第二の内ねじを
切った垂直の盲孔は例えは不図示の燃料タンクへの燃料
の戻）の為にそこにねじ込まれた接手１８ａと共に排出
通路２２を画成する。

加えて、下部に詳細に説明される目的の為に、側面本体
部１ａばそこを通って円形の内部の上部壁２５、中間又
は弁棒案内壁２６、下部中間壁２７及び下部壁２８を画
成する段付きの垂直孔を有する。壁２５及び２１は共に
壁２６の内径よりも大きい内径を有し、壁２８は壁２７
の内径よりも大きい内径を有する。壁２５及び２６は平
らな肩部３０に依シ相互に連結される。壁２７は壁２６
に平らな肩部３１及び環状の円錐形弁座３２に依り連結
されて、後者は壁２６を取囲む。壁２７及び２８は平ら
な肩部３３に依り゛相互に連結される。弁棒案内壁２６
に平行且つそれから一定間隔を保ち肩部３１を貫通して
肩部３０から伸びる第二の貫通する孔は下部に詳細に説
明する目的の為に圧力均等化通路３４を画成する。

第１図に示す如く、はね保持器３５は、そこを貫通する
中央の開口３６を有して弁棒案内壁２６を画成する孔の
軸線と一直線の開口３６の軸線を有して側面本体部１ａ
の上面に例えはねじ３７に依り適切に固定される。この
ばね保持器の下面は上部穴の壁２５及び肩部３０を有す
る供給／弁ばね空洞を画成する。

第１及び３図に示す如く、側面本体部１ｂの下部壁２８
にゆるく収納されるよう々適当な直径を有する閉鎖ギャ
ップ４０はその上面を平らな肩部３３に隣接して、例え
はねじ４１に依り適切に固定される。この目的の為に閉
鎖キャップ４０に備えられた環状みぞ４３に位置するＯ
−リングシール４２はこの閉鎖キャップと平らな肩部３
３との間の漏れ止めを果す。図示の如く閉鎖キャンプ４
０は所定の高さの、好適には下部に説明される目的の為
に、第１及び３図で最も良く判る様に、中央の直立した
ポス４４を取囲む環状のみそ４５を有する該中央の直立
したボス４４を備える。閉鎖キャップ４０の上面は壁２
ｒ及び肩部３１と共に漏洩液溜め４６を画成する。

第１及び２図で最も良く判る様に、入口通路２０は水平
の入口導管４７及び壁２５を貫通して連結する上方に傾
斜した入口導管４８を経由して供給／弁ばね空洞３８と
連絡し、第３図で最も良く判る様に、排出通路２２は下
方に傾斜した排出導管５０を経由して漏洩液溜め４６と
連絡し、この導管は壁２７と該漏洩液溜めの肩部３１の
一部とを貫通して開口する。

ポンプ室８への燃料の出入シの為の通路５１は、第１図
に示す如く、一端において弁棒案内壁２６を貫通して弁
座３２の上の所定の距離に開口しその他端において第二
の下方に傾斜する部分５１ｂの一端に連結される下方に
傾斜した第一の部分５１ａを包含する。

通路５１の第二の部分５１ｂの対向端は該噴射器本体の
下端でポンプ室８に開口する弓形の室５２内に開口する
。

漏洩液溜め４６と通路５０の間の燃料の流れは中空ポペ
ット弁形式の電磁作動の圧力平衡型弁５５に依り制御さ
れる。弁５５はその上に円錐形の弁座面５７を有する頭
部とそこから上方に延びる弁棒５８を包含する。該弁棒
はポペット弁の開閉運動の間通路５１と常に燃料の連絡
状態にある環状の空洞６０を案内壁２６と共に形成する
様に該頭部５６に一番近く隣接する縮小した直径並びに
軸線方向の伸長部を有する第一の弁棒部分５８ａと、弁
棒案内壁２６に滑動可能に案内される直径を有する案内
棒部分５８ｂと、上部縮小直径部分５８Ｃと、ばね保持
器３５の開口３６を貫通して軸線方向に上方に延びるよ
り一層縮小した直径の外ねじを切られた自由端部５８ｂ
とを含有する。部分５８ｂと５８Ｃは平らな１１１部５
８ｅに依り相互に連結される。部分５８ｃと５８ｄは平
らな肩部５８ｆに依り相互に連結される。弁５５は弁棒
５８の部分５８０をゆるく取囲むコイルばね６１に依り
、第１図に関して下方に、弁開の方向に通常付勢されて
いる。図示の如く、ばねの一端は肩部５８ｅに隣接する
様に弁棒部分５８ｅを取囲む座金状のばね保持器６２と
当接する。ばね６１の他端はばね保持器３５の下面に当
接する。

加えて、弁５５の頭部５６及び弁棒５８はこの弁の重量
を実利的に減少し適当な軸線方向の伸長部を備える圧力
除去通路６３を画成する様に段付き直孔を有し、それに
依りその上端においてそれは半径方向開口６４を経由し
て供給／弁ばね空洞３８と流体連通状態に置かれること
が出来る。

第１図に関して上方の弁開の方向の弁５５の運動は図示
の構造で、長四角形の形状のソレノイド組立体の頭部６
５ａから中央にたれ下がる心棒６５ｂを有する電機子６
５を包含するソレノイド組立体７０に依り達成きれる。

電機子６５は例えば弁５５のねじを切った弁棒部分５８
ｄと孔６５ｃを貫通してねじ込まれて係合する内ねじを
切られた孔６５ｃを有することに依り弁５５に適切に固
定される。

電機子６５は又組合せた極片７６の対向する作動面の方
への該電機子の運動の間に燃料の通路の為にその頭部６
５ａを貫通して伸びる複数の通路６６を備える。第１図
で最も良く判る様に電機子はソレノイドのスペーサ６８
に備られた補完的な形状の電機子空洞６７にゆるく収納
される。

図示の如く、ソレノイド組立体７０は更に、例えば、ガ
ラス充填ナイロンの様な適当な合成樹脂材料で作られた
フランジ付の伏せたコツプ状のソレノイドケース７２を
有する全般的に７１で示される固定子組立品を含有し、
該固定子組立体はばね保持器３５と孔壁２５を取囲むよ
うな位置で、側体部１ｂと該組立体との間にはさまれた
ソレノイド・スペーサ６８と共に側体部１ｂの上面に例
えば第２図のねじ７３に依り固定される。巻かれた電磁
コイル７５を支持するコイルボビン７４及び分割された
複数片の極片７６はソレノイド・ケース７２内に支持さ
れる。図示の構造において、極片７６の下面は第１図に
示す如く、ソレノイド・ケース７２の下面と一直線に並
ぶ。この配置に依り、ソレノイド・スペーサ６８の厚さ
は、弁５５が第１図に示す閉位置にある時はソレノイド
・スペーサの上表面の水平面と電機子の上部作動面間に
隙間が存在しそれに依り極片と電機子の対向する作動面
間に最小の一定の空気間隙が存在する様に、側面本体部
１ｂ上の電機子６５の高さに関して予め選定される。特
定の実施例ではこの最小空気間隙は０１０３から０．１
１３ｗＴｌであった。

そして、第１．３及び４図で最も良く判る様に、弁５５
の頭部５６は該弁がこれらの図に示す如き閉位置にある
時は閉鎖キャップ４０のホス４４の自由端にぴったシと
隣接し且つその上に所定の隙間距離を保って位置する。

この距離は必要に応じて選定され、それに依９ホ゛ス４
４の自由端は、これらの図に関しては下方の、弁の開方
向における弁５５の行程を制限するように作動する位置
にある。

かくの如く、今丑で上部に参照された特定の噴射器に関
して、この隙間距離：は０１０３から０．１１３ｍｍで
あった。

ソレノイド・コイル７５は、第１図ではｊつの引込み口
とボスのみが示されている、一対の穴あきの直立するボ
ス７８の一対の内ねじを切った端末引込口Ｔ８に取付け
るのに適切に適合された、不図示の、電導体に依り、不
図示の、燃料噴射電子制御回路を経由して適当な電源に
接続することが出来、それに依り該電磁弁コイル（は該
技術において良く知られている様式でエンジンの操作条
件の機能として活性化されることが出来る。

ｇ　Ｉ図＋Ｃ図解する如く、例えば電磁弁スペーサ６８
及び電磁弁ケース７２に夫々備えられた適当な環状のみ
ぞ６８ａ及び７２ａに位置する適当なＯ−リングシール
６！：Ｉは側面本体部１ｂとソレノイド・スペーサ６８
との間及びこのスペーサとソレノイド・ケース７２間の
漏れ止めを果す為に使用される。

プランジャー３のポンプ行程の間、燃料は下部で次に説
明される吐出通路手段８０の入口端にポンプ室８から吐
出される様に適用される。

第１図を参照して、この吐出通路手段８０の上部１ｄ誘
導部保持器１５の下面に備えられた環状の凹部８３との
流れの連絡の為に誘導部保持器１５を貫通して上部凹部
８２から伸長する垂直の通路８１を包含する。

第１図に示す如く、ばね保持器１４は凹部８３と対面す
るようにそこに形成された拡大した室８４を備え更に円
形の平らな円板逆１ト弁８６の為の止め（５ｔｏｐ　）
　　を形成する突起８５は室８４の底部から上方に突出
している。

室８４は凹部８３を規定する開口部の末端を越えて横に
伸び、それに依９誘導部保持器１５の下部端面は逆止弁
８６が凹部８３に依シ規定される開口部を閉じるような
位置にある時に逆止弁８６の座を形成するであろう。

少くとも一つの傾斜した通路８７も又はね箱１２の上端
の環状のみぞ９ｏ七室８４を接続する為にばね保持器１
４に備えられる。このみぞ９０は該ばね箱を貫通する長
手方向通路９１に依りばね箱１２の底面上の同様な環状
のみそ９２と接続される。今度は下部みそ９２はばねチ
ップ１１内に移動可能な様に位置する針弁９５を取囲む
中央の通路９４に少くとも一つの傾斜した通路９３に依
り接続される。通路９４の下端には針弁９５の為のそれ
を取囲んで傾斜する環状の弁座９６を有する態別供給の
出口があり、更に該弁座の下に噴霧チップ１１の下端の
噴霧オリフィス９７が結合されている。

噴？ぞチップ１１の上端は針弁９５の開閉運動を案内す
る為の比１００を備える。針弁のピストン部分９５ａは
この孔１００と滑動可能な様に嵌合して通路９４の燃料
圧力を受けるその下端並びに開口１０２を経由してばね
室１０１の燃料圧力を受けるその上端を■し、両圧力は
ばね箱２５で形成される。針弁９５の縮小した直径の上
端部は該はね箱の中央開口１０２を貫通して伸びてばね
座１０３と隣接する。図示のその閉じた位置に針弁９５
を付勢するコイルはね１０４ははね座１０３とばね保持
器１４の間で圧縮される。

ばね室１０１に蓄積するという燃料圧力の如何なる傾向
をも防ぐ為に、第１図に示す如く、この室はばね箱１２
の外周辺表面に備えられた環状のみそ１０６に半径方向
のｆＬ通路１０５を通って逃がされる。緊密な嵌合がナ
ツト１０と定率ばね箱１２、はね保持器１４及び誘導部
保持器１５との間に存在するけれども、供給／弁ばね空
洞部３８の様な比較的低圧区域への戻り燃料の排出の為
にこれらの部品間には十分な直径の隙間がある。

図解の構造において、この燃料は該ナツトの内壁及び誘
導部保持器１５の上端に依り規定される空洞１１１にそ
の下端において開口し更にプランジャー３を取囲む環状
のみそ１１２にその上端において開口する噴射器本体１
０の傾斜した通路１１０を経由し、次いで供給／弁ばね
室３８との流れ連通の為の傾斜した通路１１４を経由し
て供給／弁ばね空洞３８に排出されて戻る。

作動の説明 さて詳細に第１及び４図を参照しながら、エンジン運転
の間、不図示の燃料タンクからの燃料は供給継手１８に
接続された不図示の供給導管を通って該電磁式ユニット
型燃料噴射器に、不図示のポンプに依り、所定の供給圧
力で供給される。供給継手１８を通って送られる如き燃
料は入口通路２０に流入し次いで入口導管４１と４８を
通って供給／ばね空／１５１３８内に流入する。この空
洞３８から燃料は次いで均圧化通路３４又は圧力逃し通
路６３と開口６４のいずれかに依り漏洩液溜め４６に自
由に流入出来る。

ソレノイド・組立体７０のソレノイ１り・コイル７５が
消勢される時は、ばね６１は弁ｊ坐３２に関して弁５５
を開いてそのまＸ保持する様に作動する。同時に弁５５
に結合される電機子６５も又、該電機子と極片７６の対
向する作動面間に所定の作動空気間隙を確立する為に極
片７６に関し、第１及び４図について、下方に動かされ
る。

開位置にある弁５５に依り、燃料は漏洩液溜め４６から
環状空洞６０に流入し、次いで通路５１及び弓形室５２
を経由してポンプ室８に流入することが出来る。かくし
てプランジャー３の吸入行程の間に、ポンプ室は燃料を
再度供給されるであろう。同時に、燃料は噴射ノズル組
立品に燃料を供給するのに使用される吐出通路手段８０
にも与えられるであろう。

その後、従動部５はプランジャー３を下方に動かす為に
、第４図に図式的に示される如く、例えばカム作動の揺
れ腕に依シ下方に、駆動され、このプランジャーの降下
運動は燃料をポンプ室から押のけてこの室及びそれに接
続する隣接通路の燃料の圧力を増加させる。

しかしながら、猶消勢状態の電磁コイル７５に依り、こ
の圧力は針弁９５に組合された戻ｐばね１０４の力に対
抗して針弁９５を揚げるのに必要なポツプ圧力（ｐｏｐ
　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　）より少い大きさの水準にのみ」
二昇することが出来る。

この期間には、ポンプ室８から押出された燃料は通路５
１及び環状空洞６０を経由して漏洩液間め４６に流れて
戻るととが出来、次いでこの空洞から燃料は戻りの為の
排出導管５０、排出通路２２及び排出継手１８ａを経由
して吐出され、例えば不図示の導管を経由して実質的に
大気圧の燃料を伝言する燃料タンクに戻されることが出
来る。ディーゼル燃料噴射器技術では通常的であるが、
多数の電磁式ユニット型燃料噴射器は不図示の共通の排
出導管に平行に接続されることが出来て、該共通排出導
管は該排出導管を通る燃料の流量を制御しそれに依り所
定供給の燃料圧力が各噴射器に維持される様にする為に
使用される、不図示の、オリフィス通路をそこに通常包
含する。

その後は、プランジャー３の連続する降下行程の間、ソ
レノイド・コイル７５に適当な電導体を通って適用され
る限定された％注と持続時間（例えばカム軸と揺れ腕の
リンクに関して組合せエンジンピストン位置の上死点の
中心についての時間）の電気（電流）パルスは極片７６
の方への電機子の運動を達成する為に電機子６５を引付
ける電磁界を生ずる。

第１及び４図を参照して、この電機子６５の上方への運
動によシ、電機子が弁５５に結合されているので、弁５
５がその関連弁座３２に対し着座させられ、これらの要
素の位置はこれらの図面に示されている。これが起ると
、通路５１及び環状空洞６ｏを経由する燃料の排出は最
早起らず、次いで之はプランジャー３が針弁９５を弁座
から離すことを果す為にポツプ圧力水準迄燃料圧力を増
加させることが出来る。次いで之は燃料を噴霧オリフィ
ス９７を辿って噴出させることを可能にする。

通常噴出圧力は更に続くプランジャーの下降運動の間増
加する。

電流パルスの終了は１磁界を消滅して、ば゛　ね６１が
再度弁５５を開く様にし更に電機子６５をその下方位置
に動かす様にする。弁５５の開放は再度燃料が通路５１
及び環状空洞６０を経由して漏洩液溜め４６に流入する
ことを可能にする。かくしてこの燃料排出流は吐出通路
手段８ｏのシステム圧力を解放して、それに依シばね１
０４は再び針弁９５の閉鎖を達成することが出来る。

再び弁５５を参照すると、図示の如くこの弁５５は、４
つの機能、即ち、 １）弁の応答及び作動速度を増加する為の弁の質量の減
少； ２）最少の力で弁を着座させる為の弁座の剛性の減小； ３）弁座の衝撃荷重を減少する為の剛性の減少；及び ４）弁開放応答（速度）を最大にする為に１つ又はそれ
以上の孔６４に依り低圧空洞、即ち供給／空洞３８に該
弁の頭部５６の端部を直接接続する通路６３の形成 を供すべく中空の中心部を有して構成される。

如何にして該４番目の機能、即ち弁開放速度を最大にす
ることが達成されるかは弁座３２に関してその開動作の
間の弁作動を考えることに依シ最も良く理解することが
出来る。

電機子６５が電磁固定子組立体７１に依り解放されて弁
ばね６１の力に依り加速された後に弁５５が第一に開き
始める時は、それは環状空洞６０の高圧と漏洩液溜め４
６との間の流路を備え、後者は通常比較的低い供給圧力
の燃料を含有する。

弁５５のこの開運動の結果、燃料は環状空洞６０から漏
洩液溜め４６に急速に流入して、この空洞の限定された
容量及び漏洩液溜め４６を他の低い供給圧力区域に接続
する徂合せ通路における限定された慣性並びに流体摩擦
に依シ漏洩液溜め４６内の燃料圧力は増加する。しかし
ながら、前述の圧力放出通路６３と半径方向孔６４に依
シ低圧区域、即ち供給／弁はね箱３８の供給圧区域に弁
頭部５６を直接接続することに依シ、漏洩液溜め４６の
増加した圧力に依シ弁５５の頭部５６に作用する流体力
は最小にされて、弁５５の開き時間は弁の開く方向に弁
５５を加速するのに利用し得るよシ高い正味量の力に依
り最小にされるであろう。又第１及び３図に示す如く、
弁棒案内壁２６及び弁座３２の有効作動接触面は弁５５
に作用する等しく且つ方向反対の流体力を備える様に同
一の直径を有する。即ち、環状空洞６０の燃料圧力を受
ける弁５５の対向する作用面積はこれらの図に示す如く
等しい。

加えて、漏洩液溜め４６と該弁組立品の電機子端部の供
給／弁ばね箱３８との間の均圧化通路３４を備えること
に依り弁開放速度に追加される増加は上部に説明される
様に弁を横切る圧力の均等化に依り実現される。

上述に加えて、図示の如くボス４４の位置決めに依シ、
漏洩液溜め４６と弁５５の弁頭部５６の端部との間の圧
力伝達面積を制限することにより、弁開放速度の更に改
善された増加が得られる。

本発明の詳細な説明 第５図は、圧力補助プランジャーを有し、一般的に５５
′　　で示される電磁作動の圧力平衡型ポペット弁を有
する本発明に依る電磁式ユニット型噴射器の実施例を示
し、同様の部分は同様の数字にダッシュを付して示しで
ある。

第５図に示す実施例において、噴射器本体部分１′　の
側体部１ｂ’　は弁棒案内壁２６′、中間壁２７′　　
及び内ねじを切った下部壁２８′を画成する様に形成さ
れるそこを貫通する段付き孔を有する。壁２７′　　及
び２８′は弁棒案内壁２６′　の内径よりも累進的によ
り大きくなる内径を有する。

図示の構造において、壁２６′　　及び２７′は平らな
肩部３１′　　及び環状円錐形弁座３２′に依り相互に
連結されて、後者は案内壁２６′を取囲む。壁２７′　
　及び２８′　　は平らな肩部３３′　　に依り相互に
連結される。

第５図に示すユニット型噴射器構造において、コツプ状
の外ねじを切った閉鎖キャップ４０′　　は肩部３３′
　　と当接するその上面を有して、壁２８′　　にねじ
込捷れて固定される。

閉鎖キャップ４０’　の上端にこの目的の為に備えられ
た環状のみぞ４３′　　に位置するＯ−リング４２′　
　はこの閉鎖キャップと該側面本体部の組合された内壁
間の漏れ止めを達成する為に使用される。図示の実施例
において、閉鎖キャップ４０′　　は適当な開口４０ａ
′　を備え、それに依シ、不図示の、スノくナーレンチ
の如き工具を図示の位置迄閉鎖キャップ４０′　　を締
める為に使用することが出来る。

図示の如く、閉鎖キャップ４０′　　は盲孔を有し、と
の盲孔は壁２γ′　及び底部の平らな壁４０ｃ′　に関
して適当に拡大する内径を有し、環状壁４０ｂ′　を画
成する為にその上部の内向きの端部から延びる。壁３３
′　　の中央部分を共に有する之等の壁はばね室空洞４
９を画成する。ばね空洞４９の直上に且つ同心に位置し
てこの実施例では壁２７′　　で画成される如き漏洩液
室空洞４６′　　がある。

第５図の構造において、入口通路２０は、′ソレノイド
コイル組立体７０′　　のリンク状゛ルノイド・コイル
スペーサ６８に依り部分的に、この構造に於て、画成さ
れる供給／電機予室空洞３８′　　内に開口する様に側
体部１　ｂ’の上面を貫通して上に通路２０から伸びる
傾斜した入口導管４８′　　を経由して通じる。この実
施例において、排出導管５０′　　は供給／′心イ幾子
空洞３８′　　に開口する為に排出導管５０′　　から
上方に伸びる垂直な均圧通路３４′と漏洩液溜め４６′
　　の両方と交差する様に、第５図では不図示の、その
組合された排出通路２２′　から水平に伸びる。

第５図の構造において、ポンプ室８′　への燃料の出入
りの通路５１′　　は弁座３２′上の所定の距離に弁棒
案内壁２６′　　を貫通して一端において開口し他端に
おいて第二の下方に傾斜して穴を明けられた通路部分５
１ｂ′　の一端に接続される下方に傾斜した第一通路部
分５１ａ′を包含する。孔部分５１ｂ′の対向する下端
はそこに適当に固定された硬化されたブッシング２′を
有する主本体部分ｌ　ａ’に孔壁４ａを貫通して開口す
る。ブッシング２′はブッシング２′の孔壁２ａ′の弓
形の室５２′　内に開口しかくして、事実上、ポンプ室
８′　との流れの連通を達成する為に通路５１′　　の
伸長部を形成する通路５ｉｄとみぞ５１ｃを備える。

さて不発明に依り、第５図のユニット型噴射器実施例の
ポペット弁は、第６図で最も良く判るように、円錐形の
弁座５γ′　を有し更に頭部５６′　　の対向する側か
ら伸びる弁棒５８′　　を有する頭部５６′　　を包含
する。弁棒５８′　　は弁座５７′　　に最も近く隣接
する縮小した直径を有す第一の弁棒部分５８ａ′；弁棒
案内壁２６′　　に滑動可能に案内される様な直径を有
する案内棒部分５８ｂ’；及び上部の縮小した直径の外
ねじを切られた部分５８ｂ′　を包含する第一の上向き
の心棒要素；及び頭部５６′　　の底部側面からたれ下
る縮小直径部分５８ｆ′　で；壁２７′　　に依シ漏洩
液空洞に往復動可能に受納される様に頭部５６′に関し
て適当な内径を有して軸線方向に位置する圧力補助プラ
ンジャー５８ｇ′　を画成する半径方向のフランジ部分
を有し；更にばね箱４９内にゆるく伸びるその下部自由
端で段付きのはね保持器フランジ５８ｈ′　を有する；
縮小直径部分５８ｆ′　を包含する第二のんれ下る弁棒
要素を包含する。

縮小直径の第一弁棒部分５８ａ′　は噴射器本体１′　
の通路５１′　　と常に流体流れが通じている状態にあ
る環状空洞６０′　　を案内壁２６′　　と共に形成す
る様に適当な軸線方向坤長部を有する。

弁５５′　ばばね保持器フランジ５８ｈ′　と当接する
一端と肩部３３′　　と昌接する他端を有する弁棒部分
５８ｆ′の下端をゆるく取囲むコイルはね６１に依り、
第５図に関して下方の、弁開の方向に通常付勢されてい
る。

図示の構造において、ポペット弁５５′　　は圧力放出
通路６３′　　を画成する段付きの貫通孔と、弁イ仝部
分５８ｂ′　の上端に隣接する半径方向の開口６４′　
　と、頭部５６′　　と圧力補助プランジャー５８ｇ′
　との中間にある弁棒部分５８ｆ′　を貫通する半径方
向開口６４ａ′を備え、それに依り、との弁は供給／電
機子空洞３８′、漏洩液空洞４６′　　とげね箱４９と
の間を流れ連通する為に作動する。

従って、第５図のユニット型噴射器実施例において、供
給継手１８を介して適当な供給圧力で供給される燃料は
入口導管４８′　　を通シ供給／電機子空洞３８′　　
に流入しポペット弁を横切り均圧通路３４′　　に依り
漏洩液空洞４６′　　と連絡し、次いで又圧力放出通路
６３′と該交差する穴又は穴６４′　　と６４ａ′　を
経由して該弁を通り漏洩液空洞４６′　　とはね箱４９
０両方を充満する。

プランジャー３′　の吸入行程の間、燃料は供給／電機
子空洞３８′　　から漏洩液溜め４６′を経由して通常
開のポペット弁５５′　　を通り環状の空洞６０′　　
内に次いで上記説明の如くポンプ室８′　と連通ずる通
路５１′　　を通って噴射器システムに入ることが出来
る。

第５図に示すユニット型噴射器実施例に於て、その噴射
器ノスル組立体は第１図の噴射器組立体の別々のはね保
持器１４と誘導部保持器１５の要素の代シに結合したば
ね保持器／誘導部保持器１５′　　を有し、それは後の
２つの同一視された要素に関する前述の機能と同じ機能
を備える様に構成される。がくの如く、ばね保持器／銹
導部保持器１５′　は逆止弁８６′　　の為の突起を室
８４′　　に備える様に適切な形状のその上端を有する
。

噴射器システムの低圧燃料の漏洩は適渦な排出通路手段
に依シ供給／電機子空洞３８′の如き比較的低圧の空洞
に戻される。

第５図に示す構造において、噴射ノスル組立品から排出
する燃料は噴射器本体１′　の主本体部分ｉ　ａ　Ｉ　
　の下端に隣接する空洞１１１′に流入する。噴射器本
体１′　の傾斜した通路１１０′　は一端に於て空洞１
１１′　と連絡し、他端に於てブッシング２′　の外に
備えられるみぞ１１５七連通する。みぞ１１５はすべて
ブッシング２′　に形成される、プランジャー３を取囲
む環状のみぞ１１２′　に開口し、次いで傾斜した通路
１１７を経由して供給／電機子空洞３８′　　と流れが
連通している噴射器本体１′の通路１１４′に開口する
傾斜した通路１１６と流れが連通している。

第５図に関して上向きの、弁開の方向のポペット弁５５
′　　の運動は、電機子の下端が該弁の肩部５８ｅ′　
に対して着座する様に外ねじを切った弁棒部分５８ｄ′
とねじ込才れて保合する内ねじを切った孔６５ｃ′を有
する電機子６５′　　を含有するソレノイド組立体に依
り達成はれる。図示の構造において、ポペット弁５５′
と電機子６５′の両者はこれらの部品の組立てを容易に
する為に夫々適当な工具を収納する細長いみぞ５８１′
と６５ｅ′を備える。

ソレノイド組立体７０′の極片７６のＦ都作動面と閉鎖
キャッップ４０′　　の底部４０　ｃ’との間の軸線方
向の距離に関する電機子／弁組立体５５′、６５′　の
全体の軸線方向の長さは、必要に応じて、電機子６５′
　　と極片７６の対向する作動面間に得られる予め定め
られた作動空気隙間を有してポペット弁５５′の開運動
を制限する様に、更にポペット弁の閉鎖を達成するコイ
ル７５の励起を受けて、予め定められた最小の固定した
空気隙間が電様子６５′　　と極片７６との間に維持さ
れる様に、必要に応じ予め選定される。特定の応用では
、弁行程及び最小の固定した空気隙間の寸法は第１−４
図に示す噴射器に対して上述の設定した寸法に対応した
。

第５図に示すユニット型噴射器実施例の作動は第１−４
図に示す噴射器のそれと同様であり、従ってポペット弁
５５′　　の作動は後述するが、その作動の完全な詳細
説明は必要々いと思われる。

前述のポペット弁５５の様に、弁５５′　　の弁座５７
′　　及びその組合せられた弁座３２′の角度は弁座５
７′　が後者の案内壁２６′　　と相互に連結する端部
において弁座３２′　　と係合する様に相互に関して予
め選定される。かくの如く、この弁座は弁のジャーナル
の直径と等しい直径を有し、且つソレノイド組立体７０
’　　のコイル７５の励起を受けて該組立体７０′　の
電機子６５′　　と極片７６に依り与えられる最小の力
に依り弁５５′　　と環状空洞６０′　　との間の高圧
通路の洩れ止めを可能にする様に画成される。

ポペット弁５５′　　は次の４つの機能を備える為に中
空の中央部を有して構成される。この４つの機能は、弁
の応答及び作動ｍ＝を増加する為の質量の減少と、最小
の力で弁が着座することを可能にする為の減少した弁座
の剛性と、弁座の衝撃荷重を減少する為の減少した弁の
剛性（該弁の環部５８ａ′　の設計は閉鎖衝撃を受ける
洩れ止めを確実にする為にたわみを備える）と、弁開放
応答（速度）を最大にする為に１つ又はそれ以上の穴又
は開口６４′　　に依り供給／電機子空＄１３８’　　
の如き低圧空洞に該弁の上端を直接接続する通路の形成
である。

均等化の応答は更に頭部５６′　上の弁座５７′　　と
圧力補助プランジャー５８ｇ′　との間の同様々貫通す
る交差孔又は出入口６４ａ′に依り促進され、該プラン
ジャーは又下部に詳廁に説明される様に速度衝突フラン
ジとして作用する。

如何にして第四の機能、即ち弁開放速度を最大にするこ
とが達成されるかはその開放する間の弁５５′　　の作
動を考慮することに依シ理解することが出来る。コイル
７５の消勢を受けて離されて、所定の力を有する弁戻シ
ばね６１′　　に依り加速された後に弁５５′　がまず
開き始める時は、環状空洞６０′　　にその時ある高圧
燃料と通常低い供給圧力を有する漏洩液空洞４６′　　
との間の流路を備えるであろう。この結果燃料は漏洩液
空洞４６′　　に急速に流入し、該漏洩液中洞内の圧力
はこの空洞の限定された容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ
　）と限定された慣性並びに他の低圧領域に漏洩液空洞
４６′　　を接続する通路５０′　　と３４′　　の流
体摩擦に依り過渡的に増加する。前述の通路６３′　　
及び出入口６４′　　と６４ａ′　とに依シ直接低圧領
域に弁頭部５６′　　を接続することに依り、漏洩液空
洞４６′　の増加した圧力に依り弁頭部５６′　に作用
する流体力は、最小に≧れ且つ弁開放時間は弁を加速す
る為に利用出来る力の高い正味の量に依り最小にされる
ことが出来る。

さて第５図のポペット弁５５′　　の実施例の特徴に依
シ、壁２７′　　に依りジャーナルで受けられる様に頭
部５６′　　より大きい外径を有する圧力補助プランジ
ャー５８ｇ′　はその一方の側に作用する漏洩液空洞４
６′　　のより高い過渡圧力を有する。しかしながら、
このプランジャー５８ｇ′　の対向する側ははね空洞４
９の比較的低い燃料圧力を受け、且つ後者は弁が開く開
弁５５の下端の低圧領域である。

かくして最初の弁開放の間、瞬間的な圧力差は圧力補助
プランジャー５８ｇ′　を横切って存在して弁開放速度
の一層の増加が得られるであろう。ポペット弁５５′　
　の最初の開放運動の間に圧力補助プランジャー５８ｇ
′　に作用するこの圧力差に加えて、弁障５７’と３２
′間のその時の狭い環状部を質流する高圧燃料の速度ベ
クトルは漏洩液圧力の函数として該弁の連続する開放運
動を更に強化する為に圧゛力補助プランジャー５８ｃ′
　の内向きの倶ｊ面に衝突するであろう。

例えは、特定の実施例の為の初速１犯ベクトルは実質的
に次の如くである。

３９．９９０千日パスカル（５，８００ｐｓｉ　）に於
て　　　　　　３８８　ｍ７秒（］、２４０Ｆｔ／秒）
１　］、　］Ｏ，−３１．６キロパスカル（１６，００
０ｐｓｉ）に於て　　　　８９６７７１／秒（２９４０
Ｆｔ／秒）１．２４．］０６キロパスカル（］　８，０
００　ｐｓｉ）に於て　　　１０３６ｍ、／秒（３４０
０Ｆｔ／秒）２０６．８４３キロパスカル（３０，００
０ｐｓｉ）に於て　　　１３７２ηＺ／秒（４５００Ｆ
ｔ／秒）これらの異なる圧力は２サイクルエンジンの異
なる速度の結果生じた。

圧力の過渡現象は発生して圧力補助プランジャー５８ｇ
′　に依り弁開放運動の速度を増加するのを助ける為に
使用されるけれども、出入口６４ａ′　は圧力のフィー
ドバックを高めて、典型的なステップ応答（５ｔｅｐ　
ｒｅｓｐｏｎｓｅ）、即ち高速度の弁応答を有する高圧
の流体圧システムの典型的な動的挙動を減衰させる様作
動する。これらの開口６４ａ′　は、また弁閉鎖の間に
ポペット弁５５′ヲ開いたｉｔにする流体力を最小にす
るように作動する。

第５図の噴射器実施例のポペット弁５５′はかくして通
常のジーゼル燃料噴射システムに固有の煙を効果的に減
少する為に噴射の抑制されない（流体圧の）終了（噴射
減衰率（１ｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｄｅｃａｙ　ｒａｔｅ　
）　）を備える様に作動する。ポペット弁５５′　　の
急速開放応答特性はこの様に改善された窒素酸化物（Ｎ
Ｏ）放出、炭化水素（ＨＣ）放出、加速煙及び低温始動
タイミングに貢献する燃料調整及びタイミングのより正
確な制御を高める。

本発明はこＸに開示された特定の実施例に関して説明さ
れているけれども、種々の修正は本発明の一範囲から逸
脱することなく、当業者に依り為されることが出来るの
で、それはこ＼に設定された詳細に限定されない。従つ
てこの出願は添付の特許請求に依り規定てれる如き本発
明の目的内にあり得る様な修正又は変更を包含する様意
図される。

【図面の簡単な説明】

第１図ｉｊ噴射器のポンプのプランジャーがポンプ行程
間にある様に位置する噴射器の要素と、励起されたその
電磁弁手段と立面図で示す噴射器ユニットの部分とを有
する電磁式ユニット型燃料噴射器の長手方向断（頂図で
ある； 第２図は第１図の線２−２に沿った第１図の電磁式ユニ
ット型燃料噴射器の断面図である； 第３図は第２図の線３−３に沿った第１図の燃料噴射器
の一部の横断面図である；第４図はポンプ行程間にある
のを示すプランジャー及び励起された電磁弁手段を有す
る第１図に従って構成された電磁式ユニット型燃料噴射
器の主要な作動要素を図式的に示す断面図である； 第５図は組込才れた圧力補助プランジャーを有する電磁
作動の圧力平衡型ポペット弁を有する本発明に依る電磁
式ユニット型燃料噴射器の長手方向断面図である；そし
て 第６図は、それ自体が、第５図の圧力補助プランジャー
を有するポペット弁の立面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １′　・・ハウジング手段、２ａ′　　・・ポンプシリ
ンタ一手段、３′　　・・・外部作動プランジャー、８
′−・ポンプ室、１１・弁本体、２６′・４Ｆ棒案内壁
、３１′　　・円すい形弁座、３４′　　通路手段、３
８′　　・・供給室、４６′　　　漏洩液室、４８′　
　・燃料通路、５０′　　・排出通路、５１′・・きの
こ弁で制御される通路手段、５５′電磁作動きのこ弁、
５６′　　　頭部、５８′　　・・弁棒、５８ａ′　・
縮小径弁棒部分、５８１′・第二弁棒部分、５８ｇ′　
・環状圧力補助プランジャー、６０′　　・・環状部分
、６１′　　・はね、６３′　　・・軸方回通路、６４
’、ｔｉ　Ｊ　ａ’　　・半径方向出入口手段、６５′
　　・−電機子、７０′・電磁コイル手段、８０・吐出
通路手段、９５・・噴射弁手段、９７　噴霧出口。 出　願　人　°　セネラル　モーターズコーポレーショ
ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電磁式ユニット型燃料噴射器であって；燃料源に一
   端において接続可能な燃料通路とハウジング手段から燃
   料を排出する為に接続可能な排出通路とを有するハウジ
   ング手段が設けられ、前記ハウジング手段は更に、供給
   室及び漏洩液室とその該凋洩液室端で弁棒案内壁を取囲
   む円錐形弁座との間に伸びる弁棒案内壁を備えて少くと
   も供給室並びに漏洩液室を画成する段付き孔を有し；前
   記ハウジング手段にポンプシリンタ一手段が設けられ；
   前記プランジャーのポンプ工程の間に燃料を吐出し、吸
   入行程の間に燃料を取入れる為に開口するポンプ室をそ
   れと共に画成すべく前記シリンダ一手段において往復動
   可能な外部から作動されるプランジャーが設けられ；燃
   料吐出の為にその一端において噴霧出口を有する゛弁本
   体を包含する前記ハウジング手段が設けられ；前記噴霧
   出口からの流れを制御する為に前記弁本体において可動
   な噴射弁手段が設けられ；前記ポンプ室を前記噴霧室に
   接続する吐出通路手段が設けられ；前記ポンプ室上前記
   漏洩液室と供給室との間を流れ連通ずる電磁作動ポペッ
   ト弁で制御される通路手段が設けられ、該通路手段は、
   往復運動の為に前記弁案内壁に摺動可能にジャーナル受
   けされたその一端から伸びる弁棒を備える頭部を有する
   ソレノイド作動ポペット弁を包含し、それにより前記頭
   部は前記弁座に対する開位置と閉位置との間で移動可能
   である電磁式ユニット型燃料噴射器において；前記弁棒
   は前記案内壁と共に前記弁で制御される通路手段の環状
   部を画成する前記頭部に一番近く隣接する縮小した直径
   の弁棒部分を有し、前記ポペット弁は更に前記頭部の対
   向端から伸びる第二の弁棒部分を包含し、更に前記第二
   の弁棒部分は前記漏洩液室に滑動可能に収納される少く
   とも環状の圧力補助プランジャーを包含し、それに依り
   前記ポペット弁が前記閉位装置から前記開位置の方に最
   初に動く時に前記環状部分から流れる高吐出速度で比較
   的高圧の燃料は前記ポペット弁の更に急速な開放をそれ
   に依シ達成する為に前記圧力補助プランジャーに衝突す
   るであろうし；前記ポペット弁は更に前記供給室と前記
   漏洩室間の流体の連絡を確立する様にそこに軸線方向の
   通路及び半径方向の出入口手段を有し；そして電磁手段
   は前記ハウジンク手段に作動し得る様に連結され、更に
   前記ソレノイド手段は前記ポペット弁の開閉運動を制御
   する様に前記ポペット弁に作動し得るように連結された
   電機子及びばねを含有することを特徴とする電磁式ユニ
   ット型燃料噴射器。 ２、特許請求の範囲第１項記載の電磁式ユニット型燃料
   噴射器において、前記ノ＼ウシング手段は前記供給室と
   前記漏洩液室を相互に連結する通路手段を包含し；前記
   環状の圧力補助プランジャーは前記頭部から軸線方向に
   一定間隔を保って前記漏洩液室に滑動可能に収納された
   環状のプランジャ一手段であり；前記半径方向の出入口
   手段は前記頭部と前記プランジャ一手段との間に出入口
   手段を含有し；そして前記電機子は前記供給室にゆるく
   収納されることを特徴とする電磁式ユニット型燃料噴射
   器。 ３　特許請求の範囲第１項記載の電磁式ユニット型燃料
   噴射器において、前記環状圧力補助プランジャーは前記
   頭部よシも大きい外径を有して前記漏′洩液室に於ける
   往復動可能々運動の為にそこから軸方向に一定間隔を保
   つ環状プランジャ一手段であることを特徴とする電磁式
   ユニット型燃料噴射器。