JPH01224451A - エンジンの高圧燃料噴射装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば高速ディーゼルエンジンに用いられるエ
ンジンの高圧燃料噴射装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、ディーゼルエンジンにおいては、−層の低燃料消
費化や排気の清浄化などの要請から、燃料噴射を電気的
に制御する技術が広く注目されるされる、ようになって
きた。この種の技術が採用された燃料噴射装置としては
例えば特開昭６２−２８２１６４号公報（発明の名称：
インジェクタ）に開示されたものがある。これは、燃料
噴射口を開閉する噴射弁体の前後に燃料圧を作用させる
いわゆるバランス形のものであり、燃料圧によって燃料
噴射口を閉じる一方、燃料噴射時は電磁石で作動される
弁体で噴射弁体の背面の圧力を逃がす弁口を開いて噴射
弁体を後退させることによって、燃料を噴射するように
構成されている。すなわち、弁体は弁開時に電磁石に吸
着されるアーマチュアに設けられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような電磁石を利用した装置におい
ては、磁気吸着力はアーマチュアと電磁石の対向間隔の
２乗に反比例する。したがって、弁体を開くためにアー
マチュアを磁気吸着する場合、磁気吸着力は弁体が弁口
に着座している状態のときに小さく、弁体が弁口から離
れるにしたがって急激に大きくなる。そのため、弁体の
弁口から離れる動作が緩慢になり、開弁時の応答性を向
上させるのが困難となっている。本発明はこのような事
情に鑑みなされたもので、開弁時の応答性がよくなるエ
ンジンの高圧燃料噴射装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る高圧燃料噴射装置は、電磁石で弁口を開閉
するように作動される弁体に、弁口閉時に電磁石に磁気
吸着され弁口開時に電磁石から離間する永久磁石を設け
たものである。

〔作用〕

本発明においては、永久磁石と電磁石との間に発生する
磁気反ＩＲ力は、弁体が弁口に着座している状態におい
て一番大きく、弁体が弁口から離れるにしたがって小さ
くなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図により詳細に説明する。第
１図は本発明に係るエンジンの高圧燃料噴射装置を示す
縦断面図で、同図において全体を符号１で示す燃料噴射
装置は全体として略円柱状に形成されている。この燃料
噴射装置１の前端には燃料噴射口２が開口され、後端に
は燃料供給口３が軸線方向に沿って後方へ開口されてい
る。この燃料供給口３には燃料ポンプ４により、高圧（
例えば約５００　ｋｇ／ｃ＋ａ）に加圧された燃料が燃
料タンク５から圧送される。

６はボディーで、前部が小径で後部が大径な略円筒状を
呈し内部に蓄圧室７を有する中空の前箱８と、この前箱
８の後部開口に設けた雌ねじに螺合し前箱８の後方およ
び電磁石９の外側を覆う後端１０とからなり、前箱８の
外周面に設けられた雄ねじ１１で図示しないエンジン本
体に取付けられる。前箱８と後端１０との間にはボディ
ー６内を前後に画成する円板状の内蓋部材１２が挾持さ
れている。この内蓋部材１２の中央部には前記燃料噴射
口２を開閉する噴射弁体１３の後部を保持する軸孔１４
が設けられている。噴射弁体１３の後部は前部に比較し
て大径に形成されている。−方、噴射弁体１３の前部は
、前端部１３ａが前箱８の前端に螺着されたノズルチッ
プ１５に挿入されることによって保持されている。ノズ
ルチップ１５と前箱８との間には噴射弁体１３のリフト
量などを調整するシム１６が介装されている。１７は軸
孔１４の底部と噴射弁体１３の後端面とによって形成さ
れたきわめて小さな容積を有する小室である。すなわち
、噴射弁体１３はボディー６内に収容され、前部が蓄圧
室７内に臨み、後部が小室１７内に臨むように軸線方向
に進退自在に保持されている。そして、略中央部には鍔
部１３ｂが突設されており、この鍔部１３ｂで係止され
るばね受け１８と内蓋部材１２の前面との間には、噴１
　射弁体１３を常時燃料噴射口２を閉じる方向に付勢す
る圧縮コイルばね１９が弾装されている。

前記燃料供給口３は前箱８の中心からずれた外周部付近
に配置されている。２１は燃料供給口３内に開口され後
端１０の周壁を軸線方向に貫通する縦燃料通路、２２は
内蓋部材１２の軸孔１４と外周面との間を半径方向に貫
通する横燃料通路である。これら燃料ｉｌｌ路２１．２
２は連絡通路２３で互いに連通されている。横燃料通路
２２はオリイス２４を介して前記小室１７に連通される
と共に、内蓋部材１２の前面に螺着された黄銅製のオリ
フィス部材２７のオリフィスを介して蓄圧室７に連通さ
れている。このため、燃料供給口３に供給された加圧さ
れた燃料は、これら燃料通路およびオリフィスを介して
蓄圧室７および小室１７に導入される。２８は小室１７
と後端１０内とを連通し小室■７内の圧力を後端１０内
へ逃がす弁口であり、内蓋部材１２の軸線上に配置され
ている。

そして、後端１０内は燃料戻し口２９で外部と連通され
ている。この燃料戻し口２９は後端１ｏの後端部に圧入
固定された管体で軸線方向に沿って後方へ開口するよう
に形成され、燃料タンク５に接続されている。

前記電磁石９は内蓋部材１２の後面にスペーサ３１を介
して重ねられ中央に軸孔を有する第１コア３３ａと、こ
の第１コア３３ａに非磁性材性のカラー３４を介して積
層される第２コア３３ｂと、これらコアに嵌装されたボ
ビンを有する第１．第２電磁コイル３５ａ、３５ｂと、
これら電磁コイルおよびコアに後方から被冠された有底
円筒状のホルダー３６とからなる。そして、電磁石９は
ホルダー３６の前端部を内蓋部材１２に螺合させ、ホル
ダー３６の底部に螺着させた固定ねじ３７と内蓋部材１
２との間に内側部材を挾持することによって、弁口２８
に対向するように配設されている。なお、図示しないが
ホルダー３６などの部材には前記燃料灰し口２９と弁口
２８との間を連通ずる連通孔が設けられている。

３８は前記弁口２８を開閉する弁体である。この弁体３
８は小室１７内に臨み弁口２８を小室１７側から開閉す
るものであり、前端に向かうに従って直径が大きくなる
縦断面略半円形に形成され、圧縮コイルばね３９で常時
弁口２８を閉じる・方向に付勢されている。弁体３８の
弁棒は弁口２８を貫通して電磁石９側へ延設され、第１
コア３３ａの軸孔内に進退自在に保持されている。３９
は第１．第２コア３３ａ、３３ｂ間に介装された円板状
の永久磁石であり、弁棒の軸孔から後方へ突出した部分
に設けられている。この永久磁石３９はカラー３４より
も弁体３８のリフト量だけ薄く形成されている。そして
、永久磁石３９は弁体３８が弁口２８を閉じているとき
は第２コア３３ｂに磁気吸着され、弁口２８を開くとき
は第１コア３３ａに磁気吸着される。第１．第２コア３
３ａ、３３ｂの永久磁石３９が対向する面にナイロンな
どからなるきわめて薄い弾性膜を貼着すれば、永久磁石
３９とコアとの衝突を緩衝することができる。

４１は電磁石９の第１．第２電磁コイル３５ａ。

３５ｂを外部電源に接続するための外部接続用端子部材
である。この端子部材４１はねじ軸状に形成され後端１
０の後壁を貫通した状態に鍔部４１ａおよびナツト４２
で固定されており、軸線方向に重ねられたナツト４２．
４２間に端子４３が挟持されている。４４は端子部材４
１と後端１０との間をシールするシール材である。

ここで、第１．第２電磁コイル３５ａ、３５ｂの通電制
御としては、第１．第２電磁コイル３５ａ、３５ｂに交
互に通電して永久磁石３９を吸着する磁束を発生させる
、あるいは両方のコイルに同時に通電し一方のコイルに
永久磁石３９を吸着する磁束を発生させ、他方のコイル
に永久磁石３９と反撥しあう磁束を発生させるなど適宜
選択することができる。

このように構成されたエンジンの高圧燃料噴射装置にお
いては、電磁石９が第２コア３３ｂに永久磁石３９を吸
着するように制御されているときは、蓄圧室７および小
室１７内の圧力が釣り合っているので燃料噴射口２は閉
じられた状態に保たれる。一方、電磁石９が第２コア３
３ｂと、永久磁石３９とが反撥し、第１コア３３ａと永
久磁石３９とが吸着するように制御されると、弁体３８
が弁口２８から後退し、小室１７内が急激に減圧される
。その結果、噴射弁体１３は蓄圧室７内の燃料の圧力に
よって後退し、燃料噴射口２が開かれて燃料が噴射され
る。

そして、この弁開時において、永久磁石３９と第２コア
３３ｂとの間に発生する磁気反１ａ力は、弁体３８が弁
口２８に着座している状態において一番大きく、弁体３
８が弁口２８から離れるにしたがって小さくなる。換言
すれば、弁口２８を開く際、大きな力を必要とする初期
の段階において、大きな力を作用させることができる。

このため、静止している弁体３８および永久磁石３９を
大きな力で瞬間的に移動させて弁口２８を開くことがで
き、それによって弁体３８の応答性を高めることができ
る。

所望の燃料が噴射されると、電磁石９は永久磁石３９が
第２コア３３ｂに吸着するように制御される。その結果
、容積の小さな小室１７の圧力が瞬間的に上昇して噴射
弁体１３を押圧するため、燃料噴射口２は閉じられる。

この弁体３８が閉じられる際、小室１７内に流入する燃
料の圧力は弁体３８の前端面に作用する。このため、弁
体３８を迅速に作動させ、しかも着座直後衝突によって
弁体３８が跳ねるのを抑えることができる。

第２図は他の実施例を高圧燃料噴射装置の縦断面図であ
り、同図において第１図に示すものと同一あるいは同等
な部材には同一符号を付しその説明は省略する。５１は
電磁石であり、内蓋部材１２に螺着された円筒状の黄銅
型のホルダー５２と、このホルダー５２の内孔に圧入固
定されたコア５３と、コア５２に嵌装された一個の電磁
コイル５４と、ホルダー５２の後端部に螺着された弁体
３８のリフトｔを調整する調整ねじ５５とからなる。弁
体３８はコア５２に進退自在に保持され、反小室１７側
から弁口２８を開閉する。噴射弁体１３の後端部には中
央室５６が形成され、この中央室５６は後端部に圧入さ
れたオリフィス部材５７のオリフィスを介して弁口２８
と連通され、連通孔５８を介して横燃料通路２２と連通
されている。

電磁石５１は弁閉時において永久磁石３９をコア５２に
吸着し、弁開時において永久磁石３９と反Ｊａシあうよ
うに制御される。コア５２および調整ねじ５５の永久磁
石３９が対向する面には、第３図に示すように、ナイロ
ンなどからなるきわめて薄い弾性膜５９．５９を貼着さ
れており、これら部材と永久磁石３９との衝突を緩衝す
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、電磁石で弁口を開
閉するように作動される弁体に、弁口閉時に電磁石に磁
気吸着され弁口開時に電磁石から離間する永久磁石を設
けたから、この弁開時において、弁体が弁口に着座して
いる状態において永久磁石に一番大きな磁気反溌力を作
用させることができる。

したがって、静止している弁体および永久磁石を大きな
力で瞬間的に移動させることができるから、弁開時にお
ける弁体の応答性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの高圧燃料噴射装置を示
す縦断面図、第２図は他の実施例を示す高圧燃料噴射装
置の縦断面図、第３図は同じく一部を示す拡大断面図で
ある。 ７・・・・蓄圧室、９・・・・電磁石、１７・・・・小
室、２８・・・・弁口、３８・・・・弁体、３９・・・
・永久磁石、５１・・・・電磁石。 特許出願人　ヤマハ発動機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加圧された燃料が導入される蓄圧室および小室を有する
   ボディーと、このボディー内に前部が蓄圧室内に臨み後
   部が小室内に臨むように保持され燃料噴射口を開閉する
   噴射弁体と、前記小室の圧力を逃がす弁口を開閉し電磁
   石で作動される弁体とを備えた高圧燃料噴射装置におい
   て、弁体に弁口閉時に電磁石に磁気吸着され弁口開時に
   電磁石から離間する永久磁石を設けてなるエンジンの高
   圧燃料噴射装置。