JPH01315660A - 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はかるために、燃料噴射を電気
的に制御することが広く要請されるようになってきた。

そこでこれに応えるために本出願人は、電磁石によって
電気的に作動させることができる高圧燃料噴射装置を特
願昭６２−１９２５７７号として先に提案している。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。噴射弁体はボディーに固定
され蓄圧室の後壁を形成する内蓋部材のシリンダに後端
部を挿入させることによって燃料噴射口に対して進退自
在に保持されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような装置では、噴射弁体は小室内にお
いて燃料から受ける力と蓄圧室内において燃料から受け
る力との差によって燃料噴射口を閉じる方向に押圧され
るものであるから、燃料噴射口の密閉をより確実にする
ためには噴射弁体後端面の面積は大きいほうが好ましい
。

そこで、噴射弁体後端部に他の部分よりも大径な大径部
を設けることが考えられるが、このようにすると噴射弁
体の内蓋部材内側へ挿入される部分の方が太き（なるた
めに、噴射弁体を内蓋部材へ組み込めなくなる。そして
これを解決するために、内蓋部材の前記大径部を保持す
る部分と大径部よりも小径な部分を保持する部分とを別
体に形成すると、これら両部材の同心度の管理を行わな
ければならずきわめて高精度な加工が要求される。

一方、両部材間の心ずれを吸収するために、これら部材
を相対的に移動できるようにすると、噴射弁体作動中に
一方の部材が跳ねてしまったりする不都合が起きる。本
発明はこのような事情に鑑みなされたもので、噴射弁体
の後端部に大径部を設ける構造としても噴射弁体を保持
する保持部材の製造が困難になったり、保持部材が跳ね
たりするようなことがないエンジンの高圧燃料噴射装置
を提供するものである。また、さらに内蓋部材の軸線と
ノズルチップの軸線とがずれるようなことがあっても、
このずれを吸収して噴射弁体に無理な力が作用するのを
抑えることによって、噴射弁体の作動が重（なるような
ことがない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、噴射弁体の後端部に
他の部分よりも大径な大径部を設け、この大径部を摺動
自在に保持する内蓋部材に、前記噴射弁体に嵌装され大
径部との間に弁口の弁体側に連通された室を形成する蓋
体を噴射弁体軸線と直交する方向に移動可能に積層した
ものである。

また、さらに噴射弁体の大径部を別体に形成し、この大
径部を噴射弁体に積層すると共に、接合面を噴射弁体軸
線と直交する方向に延在させたものである。

〔作用〕

本発明においては、蓋体は噴射弁体によって内蓋部材と
自動的に心合わせされると共に、蓄圧室内の燃料の圧力
によって押圧され内蓋部材に固定された状態に保たれる
。また、噴射弁体の軸線と内蓋部材の軸線とのずれが大
径部が噴射弁体に対して移動することによって吸収され
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の第１
の実施例を示す縦断面図で、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／ｃＪ）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内を前後に画成し蓄圧室７の後壁を形成する円板状
の内蓋部材１２が挟持固定されている。

１３は前記燃料噴射口２を開閉する噴射弁体であり、第
２図に拡大して示すように後端部には他の部分よりも大
径に形成された大径部１５が一体に設けられている。１
４はこの大径部１５と蓄圧室７内に臨んでいる小径部１
９との間に設けられ、大径部１５よりは小径であって前
記小径部１９よりは大径に形成された中径部である。こ
の中径部１４と小径部１９との間には蓄圧室７に臨む受
圧部２０が設けられている。噴射弁体１３のこれら中径
部１４および大径部１５が設けられた部分には、オリフ
ィス１６．１６を介して蓄圧室７に連通された吊央室１
７が形成されている。１８は噴射弁体１３の後端部に圧
入されオリフィスを介して中央室１７と後述する小室と
を連通ずる黄銅製のオリフィス部材である。

前記内蓋部材１２の中央部には前記大径部１５を摺動自
在に保持するシリンダ２１が一体に設けられている。２
２はこの内蓋部材１２の前面側に積層された蓋体であり
、前記中径部１４が貫通するシリンダ２３を有し噴射弁
体１３に嵌装されている。２４はこのシリンダ２１の後
方に設けられたきわめて小さな容積の小室であり、内蓋
部材１２の軸線上に配置された弁口２５を介して後述す
る弁体側と連通されている。この弁口２５は小室２４内
の圧力を後節１０内へ逃がすもので、シリンダ２１の軸
線上に配置されている。前記蓋体２２は内蓋部材１２に
設けられた凹陥部２６に、噴射弁体軸線に直交する方向
に移動できるように遊嵌されている。すなわち、凹陥部
２６は蓋体２２の外周面との間に間隙ｇが設けられる内
径を有している。ここで、蓋体２２および凹陥部２６の
互いに接触する面には、密着性を高めるために鏡面仕上
げが施されている。また、シリンダ２１は大径部１５よ
りも前方へ長く形成されており、大径部１５と蓋体２２
との間には環状室２７が形成されている。この環状室２
７は連通路２８で弁口２５の後述する弁体側、換言すれ
ば、後節工０内に連通されている。

したがって、噴射弁体１３の後部は内蓋部材１２によっ
て小室２４内に臨んだ状態に保持されている。一方、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２９に挿入されることによって蓄
圧室７内に臨むように軸線方向に進退自在に保持されて
いる。ノズルチップ２９と前箱８との間には噴射弁体１
３のリフト量などを調整するシム３１が介装されている
。

そして、噴射弁体１３の略中央部には鍔部１３ｂが突設
されており、この鍔部１３ｂで係止されるばね受け３２
と蓋体２２の前面との間には、噴射弁体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３３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。３４は燃料供給口３内に開口され後
節１０の周壁を軸線方向に貫通する第１燃料通路、３５
は内蓋部材１２の後面と前面との間を連通ずる第２燃料
通路である。このため、燃料供給口３に供給された加圧
された燃料は、これら燃料通路を介して蓄圧室７に導入
され、その後にオリフィス１６から中央室１７内へ導入
される。３６は後節１０内と外部とを連通ずる燃料戻し
口で、後節１０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は中央に軸孔を有するコア４１と、このコ
ア４１に嵌装された電磁コイル４２と、この電磁コイル
４２およびコア４１にそれらの外側を被覆するように嵌
装された円筒状のヨーク４３とからなり、全体が円柱状
に形成されている。

４５は電磁石９と弁口２５との間に介装され弁口２５を
開閉する弁体である。弁体４５は第３図に示すように、
弁棒が電磁石９側へ延設されコア４１の軸孔に挿入され
て進退自在に保持されている。また弁体４５の外周部に
はコア４１およびヨーク４３に対向して円板状のアーマ
チュア４６がかしめ固定されている。すなわち、アーマ
チュア４６は弁体４５をその前端部が突出した状態に嵌
入させる凹陥部４７を有しており、この凹陥部４７の開
口縁部を内径方向へ塑性変形させることによって弁体４
５に固定される。

前記ヨーク４３は電磁コイル４２の外側を覆い前記コア
４１を保持する小径なコア保持部分４３ａと、内蓋部材
１２に螺合してヨーク４３をボディー側に固定する大径
な固定部分４３ｂとが一体に形成され、この固定部分４
３ｂの前端面はシム５１を介して内蓋部材１２に当接さ
れている。コア保持部分４３ａと固定部分４３ｂとの間
の部分は、前記アーマチュア４６に対向するように前方
へ向かって小径になるように内側へ突出されておリ、こ
こにアーマチュア対向部分４３Ｃが一体に設けられてい
る。そしてこのアーマチュア対向部分４３ｃと前記固定
部分４３ｂとの間であってアーマチュア対向部分４３Ｃ
に近接する部分は、他の部分に比較して断面積が小さく
なるように形成されている。なお図示しないがヨーク４
３などの部材には前記燃料灰し口３６と弁口２九−との
間を連通ずる連通孔が設けられている。

５５は弁体４５を常時弁口２５方向へ押圧しそれ自体軸
線方向に圧縮変形する圧縮コイルばねである。このばね
５５はコア４１の反アーマチュア側であって軸線上に設
けられた凹陥部５６内に装填されている。５７は弁体３
５の後端部に設けられたばね受け、５８は凹陥部５６の
開口縁に後方から螺着され螺入量によってばね５５の弾
撥力を調整する調整用ねしである。ここで、コア４１に
は磁束がコアの調整用ねじ螺着部分に流れるのを抑える
凹みが設けられている。

６１は電磁石９の電磁コイル４２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６１は
ねじ軸状に形成され移籍１０の後壁を貫通した状態に鍔
部およびナツト６２で固定されており、軸線方向に重ね
られたナツト６２゜６２間に端子６３が挟持されている
。６４は端子部材６１と移籍１０との間をシールするシ
ール材である。

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に電圧が印加されてないときは、蓄圧
室７および小室２４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。このとき、大径
部１５を設けることによって、燃料の圧力が噴射弁体１
３を前方へ押圧する方向に作用する面積を大きくするこ
とができる。その結果、噴射弁体１３を閉じる方向に押
圧する力を大きくし、燃料噴射口２を確実に閉塞するこ
とができる。また、このため、圧縮コイルばね３３の弾
↑Ωカを小さくしたり、さらには圧縮コイルばね３３を
なくすることも可能になる。

一方、電磁石９に電圧が印加されると、電磁コイル４２
の周囲にアーマチュア４６に迂回する磁束が発生するた
め、弁体４５が弁口２５から後退し、小室２４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、電磁１石９の電圧の印加が解
除されると、容積の小さな小室２４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。この燃料噴射口２を閉じる際も大径部１５前
側の環状室２７には大気圧と同様な圧力しか作用しない
ので、噴射弁体１３の移動が妨げられることがない。

また、内蓋部材１２および蓋体２２の加工に際しては、
それぞれの部材を個々に精度よく加工すればよい。すな
わち、これら部材に噴射弁体１３を組付ければ、蓋体２
２が噴射弁体軸線と直交する方向に移動して自動的に噴
射弁体１３および内蓋部材１２に心合わせされるからで
ある。したがって、個々の部品について加工精度の管理
を行えばよく、これらの部材を組付けた状態においてシ
リンダ２１およびシリンダ２３の同心度を管理する必要
がないから、製造が困難になるようなことがない。しか
も、蓋体２２は組付けられた後は蓄圧室７内の燃料の圧
力によって内蓋部材１２方向へ常時押圧され内蓋部材１
２に固定された状態に保たれるので、跳ねて内蓋部材１
２から離れるようなことがない。

第４図は第２の実施例を示すエンジンの高圧燃料噴射装
置の縦断面図、第５図は要部の拡大断面図であり、これ
らの図において第１図および第２図に示すものと同一あ
るいは同等な部材には同一符号し、その説明は省略する
。

この実施例においては、噴射弁体１３の大径部１５が別
体に形成されている。そして、この大径部１５は噴射弁
体１３に積層されると共に、大径部１５と噴射弁体１３
との接合面は噴射弁体軸線と直交する方向に延在してい
る。換言すれば、噴射弁体１３の大径部１５と中径部１
４とは噴射弁体軸線と直交する平面によって分割されて
おり、大径部１５と中径部１４とは噴射弁体軸線と直交
する方向に相対的に移動することができる。ここで、大
径部１５と中径部１４との接合面を平滑に形成すること
によって、中央室１７内の燃料が接合面から漏れるのが
防止されている。

また、弁体４５の弁口２５側の先端面は平滑な平面状に
形成されている。前記弁口２５の弁体４５側の開口縁に
は円錐座７１が設けられており、この円錐座７１と弁体
４５の先端面との間に鋼球７２が介装されている。ここ
で、鋼球７２は、その一部が円錐座７１から突出する大
きさとされている。

したがって、大径部１５は噴射弁体１３に対して径方向
へ移動することができ、この移動によって、噴射弁体１
３と内蓋部材１２との軸線のずれを吸収することができ
る。そのため、内蓋部材１２の軸線とノズルチップ２９
の軸線とがずれるようなことがあっても、噴射弁体１３
に無理な力が作用するようなことがないから、噴射弁体
１３の作動が重くなるようなことがない。

第６図は第３の実施例を示す要部の拡大断面図であり、
同図に示す実施例においては、中央室１７が噴射弁体１
３の軸線方向に短くされ、大径部１５を貫通しないよう
に設けられている。７３は大径部１５の外周面に設けら
れた環状溝であり、オリフィス７４を介して中央室１７
に連通されると共に、第３燃料通路７５を介して蓄圧室
７および第１燃料通路３４に連通されている。

したがって、大径部１５が噴射弁体１３に対して径方向
へ移動するときに中央室１７も一体的に移動させること
ができる。そのため、中央室１７がずれたりすることが
ないから、中央室１７から燃料が漏れたりするおそれが
ない。

なお、上記実施例においては蓋体２２を比較的厚く形成
し、内蓋部材１２との蓋体２２との接触面に鏡面仕上げ
を施した例について説明したが、鏡面仕上げは必ずしも
必要とするものではなく、蓋体２２は薄く形成すること
もできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、噴射弁体の後端部
に他の部分よりも大径な大径部を設け、この大径部を摺
動自在に保持する内蓋部材に、前記噴射弁体に嵌装され
大径部との間に弁口の弁体側に連通された室を形成する
蓋体を噴射弁体軸線と直交する方向に移動可能に積層し
たから、蓋体を組付は時においては内蓋部材と自動的に
心合わせすることができ、しかも噴射装置の使用時にお
いては蓄圧室内の燃料の圧力によって内蓋部材に固定さ
れた状態に保つことができる。

したがって、後端部に大径部を有する噴射弁体を二つの
保持部材で保持する構造としても、各部材を組付けた状
態において精度を管理する必要がないから、保持部材の
製造が困難になることがなく、しかも保持部材が使用中
に跳ねるようなこともない。

また、さらに噴射弁体の大径部を別体に形成し、この大
径部を噴射弁体に積層すると共に、接合面を噴射弁体軸
線と直交する方向に延在させたから、大径部の移動によ
って噴射弁体の軸線と内蓋部材の軸線とのずれを吸収す
ることができる。その結果、内蓋部材の軸線とノズルチ
・７プの軸線とがずれるような場合があっても、このず
れを吸収して噴射弁体に無理な力が作用するのを抑える
ことができるから、噴射弁体の作動が重くなるようなこ
とがない。

【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の第
１の実施例を示す縦断面図、第２図は同しく要部を拡大
して示す断面図、第３図は弁体を示す断面図、第４図は
第２の実施例を示すエンジンの高圧燃料噴射装置の縦断
面図、第５図は同じく要部の拡大断面図、第６図は第３
の実施例を示す要部の拡大断面図である。 ６・・・・ボディー、７・・・・蓄圧室、１２・・・・
内蓋部材、１３・・・・噴射弁体、１４・・・・中径部
、１５・・・・大径部、２１・・・・シリンダ、２２・
・・・蓋体、２４・・・・小室、２５・・・・弁口、４
５・・・・弁体。 特許出願人　ヤマハ発動機株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、前記噴射弁体の後端部に他の部分よりも大径
   な大径部を設け、この大径部を摺動自在に保持する内蓋
   部材に、前記噴射弁体に嵌装され大径部との間に弁口の
   弁体側に連通された室を形成する蓋体を噴射弁体軸線と
   直交する方向に移動可能に積層してなるエンジンの高圧
   燃料噴射装置。
2. （２）請求項１において、噴射弁体の大径部を別体に形
   成し、この大径部を噴射弁体に積層すると共に、大径部
   と噴射弁体との接合面を噴射弁体軸線と直交する方向に
   延在させてなるエンジンの高圧燃料噴射装置。