JPH0255868A - ユニットインジェクタ - 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） 本発明はディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を噴射する
ユニットインジェクタに関するものであり、特に、小型
化したユニットインジェクタに関するものである。

（従来の技術） 従来、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置として、燃料
噴射ポンプと燃料噴射弁とが一体化された、いわゆるユ
ニットインジェクタがある。特開昭５９−５１１５６号
公報において提案されている技術は、その−例である。

ユニットインジェクタは、燃料ポンプと燃料噴射弁とが
一体化されたものであるから、該燃料ポンプと燃料噴射
弁とを連結するための、高圧力に耐える長いパイプの設
置を必要としない。したがって、該ユニットインジェク
タを設置するスペースを削減できるほか、高速回転時の
噴射特性の改善ができる利点を有している。

該ユニットインジェクタでは、噴射口を開閉するための
弁体（以下、ニードルバルブという）が、スプリングに
よって前記噴射口閉弁方向に付勢されている。そして、
前記ニードルバルブ中間部分の受圧面を取囲むように形
成された圧力室に供給された燃料の圧力が、前記スプリ
ングの反発力以上に上昇すると、該圧力が前記受圧面に
作用してニードルバルブが噴射口開弁方向に押し動かさ
れる。

噴射口が開かれると、燃料は燃焼室内に噴射される。燃
料が噴射されると前記圧力室の圧力が低下し、該圧力が
前記スプリングの反発力以下になるまで燃料が噴射され
ると、再びニードルバルブにより噴射口は閉ざされる。

（発明が解決しようとする課題） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。

前記スプリングの反発力が小さすぎて、燃料の噴射圧力
、すなわち前記圧力室の圧力が極端に低下するまで開弁
していると、燃料の噴射切れが悪く、後だれを生ずる。

したがって、圧力室の圧力が低下する以前に噴射口が閉
塞されることが望ましい。

反発力の大きなスプリングを使用して開弁圧を大きくす
れば、圧力室の圧力が低下する以前に噴射口を閉塞でき
るが、大きなスプリングを収納するスペースを確保する
必要があり、そのためにユニットインジェクタ全体の寸
法が大きくなるという問題点があった。

また、エンジンが、どのような回転状態にあっても、燃
料の噴射切れが良い状態を維持するためには、前記開弁
圧を、高回転、高負荷域では大きくできることが望まし
い。

しかしながら、従来のユニットインジェクタの構造では
、前記開弁圧を調整するのが容易ではなかった。そのた
めに、エンジンの回転状態に応じた適正な開弁圧を得に
くいという問題点があった。

本発明は、前述の問題点を解決し、小型化で、しかも大
きな開弁圧が得られるユニットインジェクタ、および前
記開弁圧の大きさを容易に調整することのできるユニッ
トインジェクタを提供することを目的とするものである
。

（課題を解決するための手段および作用）前記の問題点
を解決し、目的を達成するための本発明は、バレル内を
摺動するプランジャと、バレル内に燃料を吸入する燃料
吸入口と、該吸入された燃料が前記ニードルバルブに作
用して、該ニードルバルブが閉弁方向に付勢されるよう
に、前記高圧力室に吸入された燃料を導くための補助燃
料通路とを具備すると共に、バレルに開口された前記燃
料吸入口および補助燃料通路が、燃料吸入口、補助燃料
通路の順に閉塞されるように構成された点に特徴がある
。

上記構成を有する本発明では、バレル内に吸入された燃
料を加圧して噴射口に送給する行程において、プランジ
ャがバレル内を移動するとき、まず燃料吸入口が閉塞さ
れ、これより遅れて補助燃料通路が閉塞され゛る。

このように、前記補助燃料通路の閉塞時期が遅れること
によって、前記燃料吸入口が閉塞されてもしばらくの間
は補助燃料通路は開かれることになるので、該補助燃料
通路を介してニードルバルブに燃料の圧力が働き、該燃
料の圧力がニードルバルブを閉弁方向に付勢するための
スプリングの反発力に付加され、開弁圧を増加させるよ
うに作用する。

また、本発明は、バレル内を摺動するプランジャと、バ
レル内に燃料を吸入する燃料吸入口と、該吸入された燃
料が前記ニードルバルブに作用して、該ニードルバルブ
が閉弁方向に付勢されるように、前記高圧力室に吸入さ
れた燃料を導くための補助燃料通路と、端面が２分割さ
れ、該２分割された端面によって、互いが予定の角度を
有する段違い面が形成されたプランジャと、該プランジ
ャの回動手段とを具備した点に特徴がある。

上記第２番目の構成を有する本発明では、プランジャを
回動させて前記段違い面の段差を実質的に変化させるこ
とによって、前記燃料吸入口に対する補助燃料通路の閉
塞時期の遅れ幅を変化させ、ニードルバルブを燃料噴射
口の閉弁方向に付勢させる前記燃料の圧力を調整できる
。

すなわち、端面を２分割して形成した段違い面が、互い
に予定の角度を有しているので、プランジャ端面の円周
上に定めた２点における両段違い面の段差は、該円周上
に定める２点の位置によって異なってくる。プランジャ
を回動させることによって、前記２点の位置に相当する
燃料吸入口および補助燃料通路の位置を、プランジャの
円周上において変化させることができ、前記燃料吸入口
および補助燃料通路を閉塞する時期のずれを５１整でき
る。その結果、補助燃料通路を介してニードルバルブに
作用させる燃料の圧力の大きさを制御でき、開弁圧の調
整ができる。

（実施例） 以下に図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の縦断面図である。

同図において、プランジャ３は、インジェクタ本体１の
中心部に配置されたバレル２内を往復摺動できるように
設けられている。該バレル２の底部高圧力室２ａに面す
る前記プランジャ３の端面は２分割され、段違い面３１
．３２が形成されている。数段違い面の形状の詳細は第
２図に関して後述する。

該プランジャ３にはスパイラル状溝３８が設けられてい
る。該スパイラル溝３ａは縦溝３ｂを介して高圧力室２
ａと連絡さ゛れている。プランジャ３を回動させること
によってスパイラル状溝３ａと燃料吸入口１０との位置
関係を変、化させて燃料噴射量、燃料噴射時期等の調節
を行うことができる。

インジェクタ本体１の頭頂部内周面にはプランジャ戻し
用のスプリング４を格納するキャップ５が挿入されてい
て、該キャップ５の底部に当接されている座金６には前
記プランジャ３の他端が係合されている。

前記キャップ５はエンジンの回転に伴って駆動される図
示しないカム機構によって、スプリング４の圧縮方向に
押し下げられ、また、スプリング４の反発力によって逆
方向に押し戻される。こうして、キャップ５の往復動作
に伴って、プランジャ３はバレル２の内面を往復摺動す
る。

プランジャ３の回動角調整用円筒部材７は、バレル２の
細径線外周に沿って回動できるようになっているととも
に、プランジャ３は円筒部材７に対してはプランジャ３
の軸方向には摺動可能で、かつ回動方向には位置規制さ
れて係合されている。

該円筒部材７のフランジには、その一部分がウオーム８
と噛合うウオームホイルが形成されていて、ウオーム８
を回転させることによって円筒部材７はバレル２の周り
に回動する。その結果、該円筒部材７と係合されている
プランジャ３も共に回動する。

インジェクタ本体１の燃料取入れ口１ａには口金９が装
着されていて、燃料は該口金９および燃料取入れ口１ａ
を経由して、バレル２の側壁に開口部を有する燃料吸入
口１０に至る。

また、バレル２の長手方向において前記燃料吸入口１０
と同一レベル位置のバレル２の側壁には、補助燃料通路
１１の開口部１１ａが位置している。

補助燃料通路１１は円柱ブロック１２まで延長されてい
て、スプリング１３を収納するチャンバ１４に達してい
る。

前記円柱ブロック１２は、ピン１５によって中継管１６
および噴射ヘッド１７と連結されている。

これら中継管１６および噴射へラド１７の中心部には、
一端にスプリング１３の反発力を受ける座を兼ねた頭部
１８ｂが形成されたニードルバルブ１８が配置されてい
る。該ニードルバルブ１８は前記スプリング１３によっ
て噴射へラド１７の噴射口１９を閉塞する方向に付勢さ
れている。

ニードルバルブ１８と噴射へラド１７との間には圧力室
２０が形成されていて、該圧力室２０と前記バレル２の
高圧力室２ａとは主燃料通路２１で連絡されている。

締結用キャップ２２がインジェクタ本体１のねじ部にね
じ込まれて、前記噴射口１７、中継管１６、円柱ブロッ
ク１２およびバレル２は、堅固に締結され一体化されて
いる。

次に、前記ニードルバルブ１８の頭部１８ｂに作用する
燃料の圧力の調節について、第２図および第３図を参照
して説明する。

第２図（ａ）はプランジャ３の端部の形状を示す斜視図
、同図（ｂ）はプランジャ端部の側面図である。第２図
において、プランジャ３の端面は２分割され、段違い面
３１と３２とが形成されている。

段違い面３１はプランジャ３の中心軸に直角な面であり
、段違い面３２は護膜違い面３１に対して予定の角度を
存している。

第３図は、前記段違い面３１および燃料吸入口１０の位
置関係と、段違い面３２および補助燃料通路１１の開口
部１１ａの位置関係とを示す断面図である。

第３図（ａ）には第２図に示したプランジャ３の、符号
Ａで示される段違い面３１を形成するプランジャの側面
部分が燃料吸入口１０に位置し、符号Ａ′で示される段
違い面３２を形成するプランジャの側面部分が前記開口
部１１Ｈに位置するように、プランジャ３を回動させて
位置を調節した時のバレル２とプランジャ３との位置関
係が示されている。

第３図（ｂ）にはプランジャ３の、符号Ｂで示される段
違い而３１を形成するプランジャの側面部分が燃料吸入
口１０に位置し、符号Ｂ′で示される段違い面３２を形
成するプランジャの側面部分であって、前記Ａ′の位置
よりも面３１に対する段差の大きい部分が前記開口部１
１ａに位置するように、プランジャ３を回動させて位置
を調節した時のバレル２とプランジャ３との位置関係が
示されている。

なお、第２図、第３図ではスパイラル状溝３ａおよび縦
溝３ｂは図示が省略されている。

第３図において、プランジャ３が下降して燃料が加圧さ
れ、圧力室２０に送給される行程において、まず、一方
の段違い面３１が燃料吸入口１０を通過した時点で該燃
料吸入口１０は閉塞される。

この時点では、まだ、他方の段違い面３２が補助燃料通
路の開口部１１ａを通過していないので、該開口部１１
ａは閉塞されていない。

したがって、その後のプランジャ３の下降によって、前
記開口部１１ａが閉塞されるまで高圧力室２ａ内の燃料
は加圧され、補助燃料通路１１を介してチャンバ１４の
燃料も加圧される。該圧力は、前述のようにニードルバ
ルブ１８を閉弁方向に付勢するスプリング１３の反発力
と同様に、ニードルバルブ１８を閉弁させるように働き
、開弁圧を大きくする作用をする。前記開口部１１ａを
段違い面 ３２が通過して、該開口部１１ａが閉塞された後は、チ
ャンバ１４に作用する燃料の圧力は変化しない。

第３図（ａ）および（ｂ）に示した位置関係において、
同図（ａ）の位置関係より（ｂ）に示された位置関係の
方が燃料吸入口１０および開口部１１ａに位置する段違
い面３１および３２の段差が大きくなる。

したがって、第３図（ａ）より同図（ｂ）の位置関係に
プランジャ３を調節した方が開口部１１ａの閉塞時期の
遅れが大きくなり、その結果、チャンバ１４に作用する
燃料の圧力は大きくなり、開弁圧は大きくなる−０ 次に、上記構成のユニットインジェクタの動作について
再び第１図を参照して説明する。

スプリング４と図示しないカム機構との作用によって、
プランジャ３が往復動作され、高圧力室２ａへの燃料の
吸入と、圧力室２０への燃料の送給とが行われる。スプ
リング４の反発力によってプランジャ３が上昇する吸入
行程では、燃料吸入口１０からバレル２の高圧力室２ａ
に燃料が吸入される。

燃料が吸入された後、プランジャ３がストローク端部か
ら下降されると、高圧力室２ａに吸入された燃料は加圧
される。プランジャ３の端部には段違い面が形成されて
いるので、燃料の加圧行程において、まず燃料吸入口１
０が閉塞され、その後、２つの段違い面３１．３２の段
差の分だけ遅れて補助燃料通路１１が閉塞される。

補助燃料通路１１が吸入口１０より遅れて閉塞されるこ
とによって、補助燃料通路１１およびチャンバ１４内に
閉じこめられた燃料は該遅れ時間の間、下降するプラン
ジャ３で、加圧され、該加圧された燃料の圧力は、ニー
ドルバルブ１８を閉弁方向に付勢するようにニードルバ
ルブ１８の頭部１８ｂに作用する。

したがって、ニードルバルブ１８の頭部１８ｂに作用し
て噴射口１９を閉塞している圧力は、該スプリング１３
の反発力とニードルバルブ１８の頭部１８ｂに働く燃料
の圧力とが加算されたものとなる。

補助燃料通路１１が閉塞された後、プランジャ３はさら
に下降して、高圧力室２ａの圧力が高められる。高圧力
室２ａの底部と圧力室２０とは主燃料通路２１で連絡さ
れているので、プランジャ３の下降に伴って圧力室２０
の圧力も上昇する。

該圧力室２０の圧力は、ニードルバルブ１８の受圧面１
８ａに作用し、該受圧面１８ａに作用する圧力が、ニー
ドルバルブ１８の頭部１８ａに働く前記スプリング１３
の反発力と補助燃料通路１１およびチャンバ１４に閉じ
こめられた燃料の圧力とが加算された圧力、すなわち開
弁圧に達するとニードルバルブ１８は前記スプリング１
３を圧縮する方向に押上げられ、燃料はニードルバルブ
１８と噴射ヘッド１７の内面との間隙を通って噴射口１
９から燃焼室に噴射される。

上記説明のように、本実施例によれば、ニードルバルブ
１８の頭部１８ｂに燃料の圧力を作用させることができ
、かつ、該燃料の圧力の大きさを制御できる。

本実施例では、プランジャ３の端部段違い面３１をプラ
ンジャ３の中心軸に直角な面とし、段違い面３２は前記
段違い面３１に対して予定の角度を有するように形成し
たが、段違い面３２をプランジャ３の中心軸に直角な面
とし、段違い面３１を前記段違い面３２に対して予定の
角度を有するように形成しても本実施例と同様の効果が
得られる。

また、燃料吸入口１０に対して補助燃料通路１１の開口
部１１ａをバレル２の底部方向（噴射口方向）にずらせ
て設けるようにすれば、プランジャ３の端面に前記段違
い面を形成しなくても、ニードルバルブ１．８の頭部１
８に燃料の圧力を作用させることができ、前記スプリン
グ１３を小型化できるという効果が得られる。

要は、補助燃料通路１１が燃料吸入口１０より遅れて閉
塞されるように、プランジャ３の端部の段違い面が形成
されているか、燃料吸入口１０および補助燃料通路１１
の開口部１１ａが配置されていれば良い。

なお、燃料吸入口１０および補助燃料通路１１の開口部
１１ａは、バレル２の中心を挾んで対向していなくても
良い。

補助燃料通路１１は、燃料を高圧力室２ａからチャンバ
１４に導くようにした本実施例に限定されず、例えば、
ニードルバルブ１８に段差を設ける等して、受圧面を形
成し、該受圧面にニードルバルブ１８の周囲に燃料を導
くように補助燃料通路１１を設けて、ニードルバルブ１
８を閉弁させる方向に燃料の圧力が作用するように構成
しても良い。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
ような効果が達成される。

（１）ニードルバルブを噴射口閉弁方向に付勢するスプ
リングの反発力に加えて、加圧された燃料の圧力をニー
ドルバルブの噴射口閉弁方向に作用させることができる
ので、同一の開弁圧を得る場合には前記スプリングを小
さくできる。その結果、スプリングを収納するスペース
を小さくできユニットインジェクタ全体を小型化できる
。

（２）前記スプリングに付加する燃料の圧力を調節でき
るので、エンジンの回転状態、負荷状態等に合わせて所
望の開弁圧を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図（ａ）は
プランジャ端部の形状を示す斜視図、同図（ｂ）は同側
面図、第３図はプランジャ端部と燃料吸入口および補助
燃料通路の開口部との位置関係図である。 材、８・・・ウオーム、１０・・・燃料吸入口、１１・
・・補助燃料通路、ｌｌａ・・・補助燃料通路開口部、
１３・・・スプリング、１４・・・チャンバ、１７・・
・噴射ヘッド、１８・・・ニードルバルブ、１９・・・
噴射口、２０・・・圧力室、２１・・・主燃料通路代理
人　　弁理士　平木通人　外１名 １・・・インジェクタ本体、２・・・バレル、２ａ・・
・高圧力室、３・・・プランジャ、７・・・回動角調整
用円筒部第１図 第２図 第３図 （ａ） （ｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）バレル内を摺動するプランジャと、 燃料噴射口を開閉するニードルバルブと、 バレル内の高圧力室壁面に設けられた燃料吸入口と、 前記高圧力室に吸入された燃料を、噴射ヘッドに導くた
   めの主燃料通路と、 燃料の圧力が前記ニードルバルブに作用して、該ニード
   ルバルブが閉弁方向に付勢されるように、前記高圧力室
   に吸入された燃料を導くための補助燃料通路とを具備す
   ると共に、前記燃料吸入口およびバレルの壁面に開口し
   た前記補助燃料通路の開口部を、互いにバレルの長手方
   向にずらせて配置したことを特徴とするユニットインジ
   ェクタ。
2. （２）バレル内を摺動するプランジャと、 燃料噴射口を開閉するニードルバルブと、 バレル内の高圧力室壁面に設けられた燃料吸入口と、 前記高圧力室に吸入された燃料を、噴射ヘッドに導くた
   めの主燃料通路と、 燃料の圧力が前記ニードルバルブに作用して、該ニード
   ルバルブが閉弁方向に付勢されるように、前記高圧力室
   に吸入された燃料を導くための補助燃料通路とを具備す
   ると共に、前記プランジャの端面が２分割され、該２分
   割された端面によって段違い面が形成されていることを
   特徴とするユニットインジェクタ。
3. （３）前記プランジャの回動手段を具備すると共に、前
   記プランジャの端面が、２分割され、該２分割された端
   面によって互いが予定の角度を有している段違い面が形
   成されていることを特徴とする請求項２記載のユニット
   インジェクタ。
4. （４）前記高圧力室に吸入された燃料を、前記ニードル
   バルブの頭部およびニードルバルブの外周に設けられた
   受圧面の少なくとも一方に導ように、前記補助燃料通路
   を設けたことを特徴とする請求項１、２または３記載の
   ユニットインジェクタ。