JPH02123277A - ユニット型燃料噴射装置 - 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１ この発明は、ディーゼルエンジン等に用いられるユニッ
ト型燃料噴射装置に関する。

［従来の技術１ 従来のこの種の燃料噴射装置としては、例えば特開昭５
９−１９４０７３号公報に記載のものが知られている。

この燃料噴射装置は、燃料加圧部によって加圧された燃
料を燃料噴射部から機関の燃焼室に噴射させる一方、電
磁弁部によって燃料加圧部による燃料の加圧終了時期を
制御するようにしたものであり、燃料加圧部は、燃料加
圧室と、往動時には燃料加圧室内の燃料を加圧し、復動
時には燃料加圧室内に燃料を吸引導入するプランジャと
を備えている。また、電磁弁部は、燃料加圧室に弁座を
介して連通するとともに、燃料供給手段から燃料が供給
される燃料溜まり室と、この燃料溜まり室に一端部を突
出させて配置され、弁座に着座する弁部が形成された弁
体と、この弁体の他端部に設けられたアーマチュアと、
このアーマチュアを弁体の移動方向に対して移動自在に
収納するアーマチュア室と、弁体を弁座からリフトする
ように付勢するばね（移動手段）と、アーマチュアを磁
気吸引することにより、ばねの付勢力に抗して弁体を着
座移動させる電磁ソレノイド（移動手段）とを備えてお
り、燃料溜まり室内には、弁体の一端面が突き当たるこ
とによってその最大リフト量を規制するストッパ部が設
けられている。

上記構成の燃料噴射装置においては、プランジャの復動
時には電磁ソレノイドが消磁されており、ばねの付勢力
によって弁体が弁座からリフトしている６　したがって
、燃料溜まり室に供給された燃料は、燃料加圧室に導入
される。

プランジャが往動し始めると、電磁ソレノイドが励磁さ
れ、弁体が弁座に着座する。これによって、燃料溜まり
室と燃料加圧室との間が遮断される。したがって、燃料
加圧室内の燃料が加圧され、その加圧された燃料が燃料
噴射部から噴射される。

プランジャの往動後期には、電磁ソレノイドが消磁され
、弁体が弁座からす７トする。すると、燃料加圧室内の
燃料が燃料溜まり室に逆流し、燃料加圧室内の圧力が低
下する。これによって、燃料噴射が終了する。

ところで、弁体のリフト時に燃料加圧室内の高圧燃料が
燃料溜まり室内に流入すると、その燃料の一部は弁体と
ストッパ部との開に入り込み、弁体をばねの付勢力に抗
して弁座側へ移動させようとする。仮に、弁体がそのリ
フト移動中に弁座側へ移動（以下、逆移動と称する。）
すると、開弁面積が狭くなり、燃料加圧室から燃料溜ま
り室への流入量が減少する。この結果、燃料加圧室内の
圧力低下に遅れが生じ、燃料噴射切れが悪化するという
問題を招来する。

そこで、上記の燃料噴射装置においては、弁体に、一端
がストッパ部に突き当たる弁体の一端面に開口し、他端
がアーマチュア室に臨む他端部外周面に開口する連通孔
を形成している。このような連通孔を形成すると、燃料
加圧室から燃料溜まり室に流入した燃料が連通孔を介し
てアーマチュア室に流入し、弁体の他端部を弁座からリ
フトする方向へ押圧する。この押圧力によって、弁体の
一端部に作用する着座移動方向への押圧力が打ち消され
る。したがって、弁体が逆移動するのを防止することが
できる。

［発明が解決しようとする課題１ ところが、連通孔が形成された上記従来の燃料噴射装置
にあっては、アーマチュア室に充満している燃料によっ
てアーマチュアの移動が阻害され、ひいては弁体の着座
移動お上びリフＦ移動が阻害される。このため、電磁ソ
レノイドの励磁および消磁に対する弁体の応答速度が低
下し、その結果高噴射率を得るのが困難になるという問
題があった。

そこで、この出願の発明者は、アーマチュア室に燃料を
導入しないユニット型燃料噴射装置を開発しようと鋭意
研究した。ところが、アーマチュア室に燃料を導入しな
いようにすると、前述したように、弁体とストッパ部と
の開に入り込む燃料によって弁体が逆移動せしめられ、
燃料の噴射切れが悪化するという問題が生じてしまう。

［発明の目的］ この発明は、上記事情を考慮してなされたもので、弁体
の応答速度の向上と、逆移動の防止とを同時に達成する
ことがでとるユニット型燃料噴射装置を提供することを
目的とする。

［目的を達成するための手段］ この発明は、上記の目的を達成するために、アーマチュ
ア室を燃料の循環系に対して遮断し、ストッパ部に一端
が弁体が突き当たる面に開口し、他端が大気圧に開放さ
れたスピル孔を形成し、しかもこのスピル孔の開口部の
寸法を、弁体がストッパ部に突き当たった際にスピル孔
の開口部が弁体によって遮蔽されるよう、ストッパ部に
突き当たる端面における弁体の寸法よりも小さく設定し
たものである。

［作用１ プランジャの往動（加圧移動）初期に、移動手段が弁体
を弁座に着座移動させる。このとき、アーマチュア室が
燃料循環系に対して遮断され、その内部に燃料が導入さ
れていないから、アーマチュアが燃料によってその移動
を阻害されることはない。したがって、弁体の応答速度
を向上させることができる。

弁体が弁座に着座すると、燃料加圧室が燃料溜まり室に
対して遮断され、プランジャによる燃料の実質的な加圧
が開始される。加圧された燃料は燃料噴射部から噴射さ
れる。

プランジャの往動（加圧移動）後期に、移動手段が弁体
を弁座からリフトさせる。このリフト移動時の応答速度
も上記と同様に向上する６弁体がす７トすると、燃料加
圧室内の燃料が燃料溜まり室内に逆流する。この結果、
燃料加圧室内の圧力が低下し、燃料噴射が終了する。こ
のとき、燃料溜まり室内に流入した燃料の一部は、弁体
とストッパ部との間に入り込むが、その燃料はスピル孔
を介して大気圧に開放される。したがって、弁体は着座
移動方向へ押圧されることがほとんどない。

よって、弁体が逆移動するのを防止することができる。

プランジャの復動時には、弁体は移動手段によりストッ
パ部に突き当たった状態に維持される。

この状態においては、ストッパ部におけるスピル孔の開
口部が弁体によって遮蔽されている。したがって、燃料
溜まり室内に導入された燃料は、スピル孔から流出する
ことなく、燃料加圧室内に吸引導入される。

［実施例１ 以下、この発明の一実施例について、添付の第１図ない
し第３図を参照して説明する。

図において符号１は装置本体であり、この装置本体１は
、本体部２を備えている。この本体部２は、第２図にお
いて上下方向に延びる垂直部２ａと、この垂直部２ａの
中間部から側方へ突出する側部２ｂとから構成されてい
る。垂直部２ａには、燃料を加圧するための燃料加圧部
３が設けられるとともに、燃料加圧部３によって加圧さ
れた燃料をエンジンの燃焼室（いずれも図示せず）に噴
射するための燃料噴射部４が設けられている。一方、側
部２ｂには、燃料の噴射開始時期および噴射終了時期を
制御するための電磁弁部５が設けられている。

まず、燃料加圧部３について説明すると、垂直部２ａに
は、その上端面から下方に向かって延びる大径シリンダ
孔３１と、この大径シリンダ孔３１の底面から大径シリ
ンダ孔３１と軸線を一致させて下方へ延びる小径シリン
ダ孔３２と、燃料が導入される燃料加圧室３３とが順次
連設されている。

大径シリンダ孔３１には、追従部材３４が摺動自在に設
けられている。この追従部材３４は、その上部と垂直部
２ａの上端面との開に設けられたプランジャばね３５に
よって上方へ付勢されており、図示しないカム軸のカム
部に抑圧接触せしめられている。そして、カム軸の回転
に追従して上下動するようになっている。なお、追従部
材３４には、垂直部２ａの上部に形成された長孔２１を
貫通する規制部材３６が固定されており、この規制部材
３６が長孔２１の上側に位置する側面に突き当たること
によ１）、追従部材３４の上方への移動可能範囲が規制
されている。

一方、小径シリンダ孔３２には、プランジャ３７が摺動
自在に設けられている。このプランジャ３７は、下動（
往動）時に燃料加圧室３３内の燃料を加圧する一方、上
動（復動）時に燃料加圧室３３内に燃料を吸引導入する
ためのもので、その上端部が追従部材３４の下端部に上
下方向移動不能に取り付けられ、これによって追従部材
３４と一体に上下動するようになっている。また、小径
シリンダ孔３２の中央部には、燃料加圧室３３内の燃料
が小径シリンダ孔３２の内周面とプランジャ３７の外周
面との間を通って装置の外部へ漏出するのを防止するた
めのリークストッパ溝３２ａが形成されている。

次に、燃料噴射部４について説明すると、垂直部２ａの
下端部には、保持筒４１がその軸線を小径シリンダ孔３
２の細線と一致させて螺合されている。この保持筒４１
の内部には、垂直部２ａ側から下方へ向かって順次、ば
ねホルダ４２、スペーサ４３および噴射ノズル４４が挿
入されている。

これらばねホルダ４２、スペーサ４３および噴射７ズル
４４は、保持筒４１を締め付けることにより、保持筒４
１とともに垂直部２ａに固定されている。

上記構成において、燃料加圧部３３内の燃料がプランジ
ャ３７によって加圧されると、その加圧された燃料は、
垂直部２ａに形成された通路２２、並びにばねホルダ４
２、スペーサ４３および噴射ノズル４４に渡って形成さ
れた通路４５を介して噴射ノズル４４内に圧送される。

そして、噴射ノズル４４の針弁４４ａをばねホルダ４２
内に設けられたノズルばね４６の付勢力に抗してリフト
させ、噴射ノズル４４の先端部に形成された噴射孔（図
示せず）から噴射される。

次に、電磁弁部５について説明すると、側部２ｂには、
その上端面から下端面まで貫通する貫通孔５１が形成さ
れている。この貫通孔５１は、上端側から下端側へ向か
って順次位置する、小径孔部５１ａ、中径孔部５１ｂお
よび大径孔部５１ｃを備えており、小径孔部５１ａの中
央部には環状溝５１ｅが形成され、下端部には中径孔部
５ｉｂ側へ向かって漸次拡径するテーパ孔状の弁座５１
ｄが形成されている。

小径孔部５１ａには、弁体５２が摺動自在に設けられて
いる。この弁体５２の下端部には、中径孔部５１ｂ内に
突出する弁頭部５２ａが形成されているにの弁頭部５２
ａの上端部には、弁座５１ｄに着座する弁部５２ｂが形
成されている。この弁部Ｓ２ｂの上側に続く弁体５２の
中間部には、環状四部５２ｃが形成されている。この環
状四部５２ｃと小径孔部５１ａの内周面とによって燃料
供給戻り室５３が形成されている。この燃料供給戻り室
５３は、本体部２に形成された通路２３を介して燃料加
圧室３３に連通せしめられている。

なお、燃料供給戻り室５３は、燃料加圧室３３に連通せ
しめられている関係上、その内部が高圧になるが、その
圧力による環状凹部５２ｃの上下の両側面に対する押圧
力は互いに打ち消し合う６したがって、弁体５２が燃料
供給戻り室５３内の圧力によって軸線方向へ移動せしめ
られることはない。

また、弁体５２の上端部は、小径孔部５１ａ６・ら上方
へ突出しており、そこには雄ねじ部（図示せず）が形成
されている。この雄ねじ部には、ナツト５４が螺合され
ており、このナツト５４によって弁体５２の上端部にア
ーマチュア５５が固定されている。このアーマチュア５
５を囲うようにして、側部２ｂの上端面には、ソレノイ
ドケース５６が設けられている。このソレノイドケース
５６と側部２ｂの上端面とによってアーマチュア室５６
ａが形成されている。このアーマチュア室５６ａにアー
マチュア５５が上下方向移動自在に収納されている。ま
た、アーマチュア５５と対向するソレノイドケース５６
の下端面には、通電時に７−マチエア５５を磁気吸引し
、これによって弁体５２を着座させる電磁ソレノイド（
移動手段）５７が設けられている。一方、電磁ソレノイ
ド５７に対する通電停止中に、弁体５２を弁座５１ｄか
ら９７トさせて開弁させるために、ナツト５４とソレノ
イドケース５６との間には、弁体５２を下方へ付勢する
バルブばね（移動手段）５８が設けられている。

なお、電磁ソレノイド５７に対する通電時期およびその
停止時期は、マイクロコンピュータ等の制御部（図示せ
ず）により、エンジンの回転数および負荷等の運転状態
に基づいて制御されている。

また、上記大径孔部５１ｃには、蓋体５９が挿入固定さ
れている。この蓋体５９と弁体５２とによって中径孔部
５ｉｂ内に燃料溜まり室６０が区画形成されている。こ
の燃料溜まり室６０は、弁座５１ｄを介して燃料供給戻
り室５３に連通せしめられる一方、通路２４および継手
７を介して燃料ポンプ８に接続され、燃料タンク９から
５〜６Ｋｇ７ｃｍ２程度の低圧の燃料が供給されるよう
になっている。

また、上記蓋体５９の上面中央部には、ストッパ部材（
ストッパ部）６１がスペーサ６２を介して螺合固定され
ている。このストッパ部材６１は、弁体５２の最大リフ
ト量を規制するためのもので、その上面中央部に弁体５
２が突き当たるようになっている。

ここで、第１図から明らかなように、アーマチュア室５
６ａは、燃料加圧室３３、燃料供給戻り室５３、燃料溜
まり室６０等の燃料の循環系に対して遮断されており、
アーマチュア室り６ａ内には燃料が導入されていない。

したがって、弁体５２には燃料によるリフト移動方向へ
の押圧力が作用しない。そこで、弁体５２が逆移動を防
止する必要があり、そのためにこの燃料噴射装置におい
ては、ストッパ部材６１にスピル孔６３を形成している
。このスピル孔６３の一端は、弁体５２が突き当たるス
トッパ部材６１の上面中央部に開口しており、この開口
部の直径は、弁体５２の下端面の直径よりも小さくなさ
れている。したがって、弁体５２がストッパ部材６１に
突き当たると、スピル孔６３の開口部は弁体５２によっ
て遮蔽され、これによって燃料溜まり室６０とスピル孔
６３との開が遮断されるようになっている。また、スピ
ル孔６３の他端は、ストッパ部材６１および蓋体５９を
貫通して蓋体５９の下面に開口しており、燃料タンク９
に接続されている。

なお、図中符２５は、リーク通路である。このリーク通
路２５は、燃燃料加圧室３３、燃料溜まり室５３および
料噴射ノズル４４からそれぞれ漏出した燃料を燃料タン
ク９に戻すために形成されたもので、一端がばねホルダ
４２の内周面に開口し、他端がリークストッパ溝３２ａ
および環状溝３２ａを経由して側部２ｂの側面に開口し
ている６そして、その他端開口部が燃料タンク９に接続
されている。

上記構成の燃料噴射装置においては、プランジャ３７の
往動時に、制御部が燃料を噴射すべき時期であると判断
すると、電磁ソレノイド５７に通電され、弁体５２が着
座移動せしめられる。このと外、アーマチュア室り６ａ
内に燃料が導入されていないから、アーマチュア５５が
燃料によってその移動を阻害されることがない。したが
って、弁体５２の応答速度を向上させることができる。

弁体５２が弁座５１ｄに着座すると、プランジャ３７に
よる燃料の加圧が開始する。加圧された燃料は、通路２
２および４５を介して燃料噴射ノズル４４に圧送される
。そして、針弁４４ａをリフトさせ、燃料噴射ノズル４
４の噴射孔から噴射される。

プランジャ３７の加圧移動後期において、制御部が燃料
の噴射を終了すべき時期であると判断すると、電磁ソレ
ノイド５７に対する通電が停止される。すると、バルブ
ばね５８の付勢力によって弁体５２が弁座５１ｄからリ
フトせしめられる。

このリフト時における弁体５２の応答速度も上記と同様
に向上する。弁体５２がリフトすると、燃料溜まり室６
０が燃料供給戻り室５３を介して燃料加圧室３３と連通
し、燃料加圧室３３内の燃料が燃料溜まり室６０内に流
入する。この結果、燃料加圧室３３内の圧力が低下し、
燃料噴射が終了する。

ここで、燃料加圧室３３から燃料溜まり室６１内に燃料
が流入すると、その一部は弁体５２とストッパ部材６１
との開に入り込む、しかるに、その燃料はスピル孔６３
を介して燃料タンク９に流出する。したがって、弁体５
２は燃料によって着座移動方向へ押圧されることがほと
んどない。よって、弁体５２が逆移動するのを防止する
ことができ、弁体５２はストッパ部材６１に突き当たる
まで速やかにリフトする。したがって、燃料の噴射口れ
を向上させることができる。

プランジャ３７の復動時には、電磁ソレノイド５７に対
する通電が停止しており、弁体５２はストッパ部材６１
に突き当たった状態を維持する。

この状態においては、スピル孔６３が弁体５２によっ−
て遮蔽されている。したがって、ポンプ８がら燃料溜ま
り室６０内に供給された燃料は、スピル孔６３からタン
ク９へ流出することなく、燃料加圧室３３内へ吸引導入
される。

以下、上記行程を繰り返す。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものでなく、
その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である
。

例えば、上記の実施例においては、弁体５２、電磁ソレ
ノイド５７等をそれぞれ本体部２に組み付けるようにし
ているが、それらを本体部２とは別体のケーシングに組
み付けた電磁弁を予め準備し、それを本体部２に組み付
けるようにしてもよ（１゜ また、第２図において２点鎖線で示すように、側部２ｂ
にアーマチュア室５６ａから下方へ向かって延び、側部
２ｂの下端面に開口するリーク孔２６を形成してもよい
。このようなリーク孔２６を形成すれば、燃料供給戻り
室５３および燃料溜まり室６０から弁体５２と小径孔部
５１ａとの開を通ってアーマチュア室り６ａ内に漏出し
た燃料を外部に戻すことができ、これによってアーマチ
ュア室り６ａ内に燃料が充満するのを確実に防止するこ
とができる。

［発明の効果１ 以上説明したように、この発明のユニツ）型燃料噴射装
置によれば、アーマチュア室を燃料循環系に対して遮断
し、ストッパ部に一端が弁体が突ト当たる面に開口し、
他端が大気圧に開放されたスピル孔を形成し、しかもこ
のスピル孔の開口部の寸法を、弁体がストッパ部に突き
当たった際にスピル孔の開口部が弁体によって遮蔽され
るよう、ストッパ部に突き当たる端面における弁体の寸
法よりも小さく設定したものであるから、弁体の応答速
度を向上させることができるとともに、弁体の逆移動を
防止して燃料の噴射切れを向上させることができ、さら
にこれらの相乗効果によって短時間高噴射を実現するこ
とができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の一実施例を示すもので
、第１図はその要部を示す拡大正断面図、第２図は正断
面図、第３図は側断面図である。 ３・・・燃料加圧部、４・・・燃料噴射部、５・・・電
磁弁部、３３・・・燃料加圧室、３７・・・プランジャ
、４４・・・燃料噴射ノズル、５１ｄ・・・弁座、５２
・・・弁体、５５・・・アーマチュア、５７・・・電磁
ソレノイド（移動手段）、５８・・・バルブばね（移動
手段）、６０・・・燃料溜まり室、６１・・・ストッパ
部材（ストッパｌ）、６３・・・スピル孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料が導入される燃料加圧室およびこの燃料加圧室内
   の燃料を加圧するプランジャを有する燃料加圧部と、こ
   の燃料加圧部によって加圧された燃料を噴射する燃料噴
   射部と、前記燃料加圧室に弁座を介して連通し、かつ内
   部に燃料が供給される燃料溜まり室、この燃料溜まり室
   に一端部が突出して配置され、前記弁座に着座する弁部
   が形成された弁体、この弁体の他端部に設けられたアー
   マチュア、このアーマチュアを移動自在に収納するアー
   マチュア室、前記弁体を弁座に対して着座・リフトさせ
   る移動手段を有する電磁弁部とを備え、前記燃料溜まり
   室内にその内部に突出した前記弁体の一端面が突き当た
   ることにより、その弁体のリフト量を規制するストッパ
   部が設けられたユニット型燃料噴射装置において、前記
   アーマチュア室を燃料の循環系に対して遮断し、前記ス
   トッパ部に一端が前記弁体が突き当たる面に開口し、他
   端が大気圧に開放されたスピル孔を形成し、しかもこの
   スピル孔の開口部の寸法を、前記弁体が前記ストッパ部
   に突き当たった際に弁体によって遮蔽されるよう、前記
   ストッパ部に突き当たる端面における弁体の寸法よりも
   小さく設定したことを特徴とするユニット型燃料噴射装
   置。