JPH0350377A - 筒内燃料噴射装置 - 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〉 この発明は、エンジンのシリンダ内に燃料を噴射する筒
内燃料噴射装置に関し、例えば、加圧空気の押込みによ
る強制掃気を行う２サイクルエンジンに好適な筒内燃料
噴射装；ｄに関するものである。

〈従来の技術〉 エンジンの吸気管に燃料を噴射する吸気管内噴射装置に
対して、筒内噴射装置はエンジンのシリンダ内に直接燃
料を噴射するものであり、例えば第９図に示Ｊような２
ザイクルエンジンに使用される。

これはシリンダ１００のシリンダヘッド１０２に、吸気
バルブ１０４と排気バルブ１０６とを２個ずつ備え、ま
た点火コイル１０８と点火ブラシ１１０とを含む点火装
置１１２を備えている。インテークマニホールド１１４
には、過給機どしＣ機械式のスーパーヂャージャ１１６
が設（プられ、クランクシｊｙ７１〜１１８により駆動
される２個のまゆ型ロータ１２０の回転に基づき、空気
をシリンダ１００内に圧送づるようになっＣいる。更に
シリンダヘッド１０２には、シリンダ１００内に燃料を
直接吹き込む筒内燃料噴射装置１２２が設けられている
。

そして、第１０図の上段に示すように、ビス１〜ン１２
／Ｉの上死点で点火装ｆＦｔ　１１２にＪζり爆発が生
じ、右下に示すように彫版によるピストン１２４の下降
の後半でブローダウンに移り、排気バルブ１０６が開く
。更に吸気バルブ１０４も聞き、下段に示ザようにスー
パーチト−ジャ１１６より圧送される空気がシリンダ内
に送り込まれて、この空気にＪ、リシリンダ内の燃焼ガ
ス（↓Ｊｌガス）がエキゾーストマニホールド１２６を
通じて強制的に掃気される。また筒内燃料噴射式Ｎ１２
２によりシリンダ内に燃料が噴射され、くの混合気がＩ
１縮されて１述の爆発となる。

このような筒内燃料噴射装置として提案されているイン
ジェクタは、一般にハウジングの燃料噴射口を外側から
開閉覆る外聞式のバルブ部材を備え、そのバルブ部材を
ばね手段によりハウジング内へ引ぎ込んで閉位置に保持
するとともに、ソレノイド等の電磁駆動手段によりその
バルブ部材をばね手段のイ」勢力に抗して押し出づこと
により、噴射口を開状態として燃料噴射を行うのが普通
である。吸気管内噴射式のインジェクタは一般に内聞式
のバルブを備え、バルブ部材をばね手段でハウジング内
の弁座に押し付【プて閉状態を維持する一方、電磁駆動
手段でそのバルブ部材を引き込むことにより開状態とす
るのに対し、上記筒内噴射式のインジェクタではこれと
動きが逆になる外聞弁方式を採用するのは、シリンダ内
に端面が露出するバルブ部材がｍ発圧力で開弁じてしま
わないようにするためである。

〈発明が解決しようとづる課題〉 このような外聞式のバルジ描込において、電磁駆動手段
でバルブ部材を前進させることにＪこり開動作を行わせ
る場合、電磁駆動手段は一般に、コアとそれを取り巻く
コイルにより構成されるソレノイドを含み、その内側に
バルブ部材が差し通され、王のバルブ部材の後端に固定
のアーマチユアがソレノイドに電磁吸引される構成が普
通である。

上記コイルはコイルボビンを介しく二Ｊ　７’に巻かれ
ているが、励磁電流の供給にＪ：り発熱することは避は
得ない。その上、筒内燃料噴射式の場合は、インジェク
タがシリンダヘッドに直接取付けられてエンジンの高熱
を直接受ｔプるため、吸気管内噴射式のインジェクタよ
り一層コイルは加熱され易い。このようにコイルが自己
発熱及び外部からの熱伝導により加熱されると、コイル
抵抗が増大し、電磁吸引力の低下を招く。

ここで、ハウジング内を流通する燃料により＝１イルを
冷Ｍ１できると好都合なのぐあるが、上記のようなイン
ジェクタの燃料通路は、一般にバルブ部材とコアの間に
軸方向に形成され、燃料はそのバルブ部材と」アの間を
通って噴射口に導かれるか、あるいは噴射口とソレノイ
ドとの中間部分からハウジング内に供給されて噴射口に
導かれるかのいずれかであり、燃料によるコイル冷却は
ほとんど期待できない。

本発明はソレノイドのコイルを効果的に冷却することを
課題としでなされたものである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明に係る筒内燃料１ＩＣ，Ｉ射装百は、例えば前）
ホのような２リ−イクルエンジン、つまりシリンダへラ
ドに設【ノられた吸気バルブ、損気バルブ及び点火装置
と、その吸気バルブを経てシリンダ内に空気を送り込む
過給機とを備え、それら両バルブの開状態において前記
過給機から送り込まれる加圧空気にＪ、り強制ｉｌ＋気
が行われる２サイクルエンジン等に好適に使用されて、
シリンダ内に燃料を噴射するものあり、次のように構成
される。

すなわち、内部に燃料通路が形成されたハウジングと、
そのハウジングの燃料噴射口をハウジング内外側から開
閉すべく開位置と閉位置とに移動さけられるバルブ部材
と、そのバルブ部材を閉位置に常時イ」勢するばね手段
と、そのばね手段のイ（１勢力に抗してバルブ部材を閉
位置から閉位置に移動させる電磁駆動手段とを備え、 その電磁駆動手段は、 内部を前記バルブ部材が移動可能に貫通Ｊる位置固定の
コアと、そのコアの外側に嵌合されたコイルボビンと、
そのコイルボビンに巻かれたコイルと、前記バルブ部材
の前記コアを貫通した端部に一体的に設（〕られたアー
マ１」アとを備え、前記コイルとハウジングとの間に、
燃料をｒＪＩ！Ｊ射口に導く前記燃料通路が形成されて
いることを特徴と１゛るものである。

〈作　用〉 上記のような構成により、ハウジング内を流通する燃料
は、電磁駆動手段の部分においてはコイルに直接接触し
つつ通過して下流の噴射口に至る。

従って、この燃料の流れにより電磁駆動手段の：Ｊコイ
ル効果的に冷却される。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明覆る。

第１図はその一実施例である筒内燃料噴射装置（以下、
インジエクタという）２の全体を丞す断面図である１、
このインジェクタ２は第９図に示Ｊような２サイクルエ
ンジンに対し、符号１２２の位置に固定されるものであ
る。１ 第１図から明らかように、このインジェクタ２は第一ハ
ウジング部材４．第二ハウジング部材６゜ガイド部材８
及びシート部材１０を備え、これらが相互に一体化され
て、全体として１個のハウジング１２を構成している１
、第一ハウジング部材４と第二ハウジング部材６とは、
０リング１４を介してカシメ付【プられ、第二ハウジン
グ部材６とガイド部材８とシート部材１０とは、互いに
溶接で固定されている。

このようなハウジング１２内には棒状のバルブ部材１６
が設けられている。このバルブ部材１６は第一バルブ部
材１８と第二バルブ部材２０との２分割４ＭＭとされ、
互い同軸的に突ぎ合わされηいる。

第一バルブ部材１８はガイド部材８とシート部材１０に
ガイドされて、軸方向に移動可能に保持され、その先端
にバルブヘッド２２を備えでいる。

バルブヘッド２２は先端に向かって大きく　＜＞る円錐
台状に形成され、またその端面（バルブ端面）には第２
図及び第４図に示すように、浅い円銘面状の四部２４が
形成されて、平面はバルブ端面の外周部に環状に残って
いるに過ぎない。このようなバルブ端面は、エンジンの
シリンダ燃焼室に露出することとなる。シート部材１０
の先端には、バルブヘッド２２より僅かにテーパ率の小
さい燃料噴出口２６が外部に向かって広がるＪζうに形
成されており、この開口部（バルブシート）にバルブヘ
ッド２２が着座して液密なシール部２８が形成される。

第１図及び第２図に示すように、第一バルブ部材１８の
ガイド部材８から後方に突ぎ出た後端部（内端部）には
ストッパ３０が装着され、このス１〜ツバ３０に保持さ
れたスプリングリテーナ３２とガイド部材８との間に、
第一スプリング３４が所定の圧縮予荷重をもって配量さ
れでいる。このスプリング３４は第一ばね手段として機
能するもので、第一バルブ部材１８をバルブヘッド２２
が噴射口２６を閉じる閉位置に常時付勢している。

第一バルブ部材１８の移動スト１コークＳ（第２図）は
ストッパ３０とガイド部材８とのギャプで与えられ、燃
料噴射時にはこのストロークだ１ノ第一バルブ部材１８
が前進してバルブヘッド２２が噴射口２６のシート部か
ら浮き上がり、これが閉位置となる。

第１図に戻って、前述の第二バルブ部材２０はハウジン
グ１２の後方に延び、電磁駆動手段の主体をなすソレノ
イド３６内に突入している。ソレノイド３６はフランシ
イ」き円筒状の］ア３８を備え、］コア８はそのフラン
ジ部３８ａにおいてスペーサ４０を介して第一ハウジン
グ部材４と第二ハウジング部材６との間に前述のカシメ
で挟まれ、固定されている。コア３８の外側にはコイル
ボビン（以下、１１にボビンという）４２が嵌合され、
０ このボビン４２にコイル４４が巻かれている１、またボ
ビン１１．２にはアダフ”り／＋（’５．４６を介して
十と−のターミナル（端子）４８．４８が取り伺りられ
、コイル４４に対してこれらのターミナル４８．４８を
経て外部から励磁電流が供給される。

な、１３、各アダプタ４６と第一・ハウジング部材４と
の間には燃料漏れ防止のためＯリング４９が挿入されて
いる。

第二バルブ部材２０はコア３８内を軸り向に移動可能に
貫通し、］コア８から突出した後端部にはアーマデユア
５０が固定されている。このアマチュア５０とコア３８
とのエヤギ１１ツブは前記スペーサ−４０で調整されで
おり、］コイル４への通電によりアーマチュア５０がコ
ア３８に吸引されることで、第二バルブ部材２０が第一
スプリング３／ｌの（＝Ｊ勢力に抗し゛（曲進し、第一
パルプ部材１８を開位置へ突き動かり−。

この第二バルブ部材２０は、第二ばね手段としての第ニ
スプリング５２によって第一バルブ部材１８の側に常時
付勢されている９、この第ニスブリ１ ング５２はアーマチュア５０とスプリング止めパイプ５
４どの間に圧縮量荷車をもって装着されており、従って
第一バルブ部材１Ｂに対し第一スプリング３／Ｉとは反
対向ぎの付勢力を及ぼづ゛。しかし、この第ニスプリン
グ５２のばね力は第一スプリング３４のばね力に比べて
遥かに弱く、閉位置にある第一バルブ部材１８に対して
第二バルブ部材２０を常に突き合わせ状態に保つ役割を
果たＪｂのである。この結束、第一バルブ部材１８を閉
位置に付勢するばね力は、第一スプリング３４のばね力
から第ニスプリング５）２のそれを差し引いたものとな
り、概念的にはそのような差の荷重を有するばね手段が
第一パル１部材１８を閉方向に引き込んでいると考える
ことかできる。なお、第ニスプリング５２のばね荷重は
、スプリング止めバイブ５４の第一ハウジング部材４へ
の挿入量テ調整でき、その後、第一ハウジング部材４を
外側から＝１−キングすることでパイ１５４の位置が固
定される。

第二バルブ部材２０の後方への移動量はストツ２ パ（以下、パックス１−ツバという）５６にＪ：つて規
制される。このパックス１ヘツパ５６はアーマデユア５
０に対向して第一ハウジング部材４に固定されているが
、両者間の隙間は第一バルブ部材１８のバルブストロー
クＳより小さくはない１．つまり、このパックス１〜ツ
バ５６は、第一パルプ部材１８の閉動作を妨げるもので
はなく、第二バルブ部材２０が第一・バルブ部材１８か
ら離れて過度に後退することをＮｌ止づる機能を宋たり
−。

ハウジング１２内には、その後端部に形成された燃ｒ１
供給ボート５８から先端部の燃ＦＡ噴射口２６まで燃料
を導く燃料通路６０が形成されており、これについて更
に詳しく説明づ′る。

供給ボート５８の内側には燃料中のゴミ等を捕獲するス
トレープロ２が設けられ、これを通過した燃料は第−通
路部６４にＪ、リアーマチュア５０の付近に至る。ここ
から燃料通路はアーマデユア５０を迂回してコア３８と
ボヒ゛ン４２との間、並びにコイル４４と第一ハウジン
グ部材４との間を通る。つまり、第５図及び第６図に示
すように、３ 第一ハウジング部材４の第一通路６４を形成する内周面
には、４木の満６６が軸り向に形成され、この内周面に
溝６６より短いリング６８が圧入されることにより、こ
れら４木の満６６を燃料が通るＪ：うになっている。更
に、ボビン４２は］ア３８にかたく嵌合されているが、
ボビン４２の内周面には第７図に示寸ように、４木の溝
７０がコア３８と平行に形成され、これらが上述の４本
の溝６６ど瓦いに連通している。つまり、これら４本の
溝７０がコア３８とボビン４２との間に形成された燃料
通路となっていて、燃料は」イル４４の内周のごく近く
を流通Ｊ−ることとなる。

さらにまたアーマチュア５０を迂回した燃料通路は、前
述のようにコイル４４と第一ハウジング部材４の間を通
る。すなわち、第５図及び第８図に示Ｊように、ボビン
４２の後方フランジ部４２ａの後端面ど第一ハウジング
部材４の内端面との間には隙間７１ａが設けられ、また
、ボビン４２の後方７ランジ部４２ａの外周縁と第一ハ
ウジング部材４の内周面との間にも隙間７１ｂが設けら
４ れている１、従って第一ハウジング部月４の４木の溝６
６を通ってきた燃料は、これらの隙間７１ａ。

７１ｂを通って］イル４／１と第一ハウジング部月４ど
の間に流入Ｊる。ぞして、ボビン４２の前ｈノランジ部
／１２ｂの前端面には複数の凸部４２ｃが形成され、こ
れら凸部４２ＣにＪ、ってコイルボビン４２の前方フラ
ンジ４２ｂとコア３８の７ンンジ部３８ａどの間に隙間
４２ｄが生じる。−］コイル４と第一ハウジング部材４
との間に流入した燃料は、この隙間４２　ｄを通ってボ
ビン内周面の満７０の燃料と合流づ−る。なお、前述の
ように第一ハウジング部！Ａ４をＬｉ１通しくいる各ア
ダプタ４６の外周にはＯリング４９が挿入されているの
で、コイル４４を浸漬している燃料が外部へ漏れること
はない。

そして、ボビン４２の４本の満７０は、コア３８の７ラ
ンジ部３８ａに形成された４個の連通孔７２及びスペー
サ４０の中央穴７４を経て、第二ハウジング部材６の中
央空間に相当する第二通路７６に連通している。この第
二通路７６は第２図５ から明らかなように、ガイド部材８の中心部を軸方向に
走る第三通路７８に対し、ガイド部材８に形成された４
個の半径方向の連通孔８０により連通しくいる。

ここで、１１ｎ述の第一・バルブ部材１８は、ガイド部
材８の後端部に形成された後方バルブガイド部８２と、
シー１〜部材１０の後端部に形成された前方バルブガイ
ド部８４との２箇所Ｃ軸方向の移動がガイドされるが、
前方バルブガイド部８４により高い案内精度が与えられ
、これがガイド機能の主体をなしている。そして、この
前方バルブガイド部８４を迂回して燃料通路が通る。つ
まり、シート部材１０はガイド部材８の先端側開口部に
液密に嵌合されているが、その方イド部材８の内周面に
は、第２図及び第３図に示すように４本の溝８６がシー
ト部材１０の内端を越えて軸方向に形成され、更にこれ
らの満８６は先端（外端）側において４個の半径方向の
連通孔８８にＪ、す、シート部材１０の中央孔８９に通
じ、第一バルブ部材１８はこの部分が小径部９２とされ
ている。この６ 結果、上流側の第三通路７８から前方バルブガイド部８
４を迂回して噴射［］２６側に至るバイパス燃わ１通路
（以下、単にバイパス通路という）９０が形成されてい
る。なお、噴射口２６のｉｔ′１萌には高精度の隙間が
（ｄ与されたｔ１吊部９１が形成され、ここの流路断面
積により１回当たり噴射行１が規定される。

以上のようなインジェクタは第１図に示す第二ハウジン
グ部月６のねじ部９６にａ３い−Ｃ１第９図のようにシ
リンダヘッドに固定され、使用されることとなる。

そして、］コイル４への通用にｊこるソレノイド３６の
励磁によりアーマデユア５０がコア３８に吸引されると
、第二バルジ部月２０が前進し、第一スプリング３７１
の付勢ツノに抗して第一バルブ部材１８をＵ■位置に突
き動かし、これにＪ、り噴１８［１２６からシリンダ内
に燃料が噴射される。ソレノイド３６が澗磁されると、
第一・スプリング３４のばね力により第一バルブ部材１
８が閉位置に復帰し、この復帰動作に伴い第二バルブ部
月２０が押７ し戻される１、ここで、第一と第二のバルブ部材１８及
び２０の２分割構造のため、全体としての可動部分の質
量に対して、噴ｍ　ｒ］　２６を閉じる第一バルブ部材
１８の慣性質けは十分に小さく、従っ−（この第一バル
ブ部月１８がシー１〜部月１０に着座覆る際のバウンシ
ングがごく小ざく、燃料の遮断精度がよくなって後ダレ
が抑制される。また、第一バルブ部材１８が閉位；肖で
停止した後も、第二バルブ部材２０は慣性により第ニス
プリング５２を圧縮しつつ後退しＪ：うとり°るが、パ
ックス１−ツバ５６により過度の後退が防止され、−旦
は第一バルブ部材１８から離れても、すぐ突き合わせ状
態に戻る。つまり、第二バルブ部月２０が大きく後退す
ると、第一スプリング５２の反発力で押し戻されて第一
バルブ部月１８に強く衝突し、噴射口２６が一時的に開
くおそれがあるが、これが回避される。

また、第一バルブ部月１８のバルブ端面はシリンダ内の
燃焼室に臨むが、四部２／１が形成されているため、噴
射口２６から燃料がたれても、全体８ が平坦面の場合に比べ一〇人さ−ｈ液滴ど／、Ｉ：らり
゛、ススの発生が抑制される。

インジェクタに供給される燃料は、前述のよ−）に燃料
供給口５８から流入し、燃料通路６０を通って燃料噴射
口２６まで導かれる。途中ソレノイド３６の部分におい
ては、コア３８とボビン４２との間の溝７０及びコイル
／ｌ／Ｉと第一ハウジング部材４どの間を流通づ−る１
、このようにコイル／１／ｌの周りに充填された燃ｒ１
が、コイル自体の発熱及びシリングヘッド１０２から伝
わる］ニンジンの熱を吸収してインジェクタ先端部に移
動づ−るので、コイル４Ｉ！！が冷却され、熱による電
気抵抗の増大に起因する電磁吸引力の低下が抑制される
。１なＪ３、以上の説明は文字通り例丞であり、本発明
はこの実施例の記載に限定されること４１＜、当業者の
常識に基づき、種々の変形を施した態様で実施し得るこ
とは勿論である。例えば＝１ア３８とボビン４２との間
の７Ｆｌ￥７０を無くし、その燃料分をすべてコイル／
Ｉ４と第一ハウジング部材４どの間を流通させるように
することもできる。

９ 〈発明の効果〉 本発明によれば、ハウジング内を流通する燃料がバルブ
聞開用のソレノイドのコイルに的接接しつつ燃料噴射［
二１の側へ流通ずるため、コイルが過熱状態とｂり易い
筒内燃料噴射装置にあって、そのコイルが効果的に冷却
され、ソレノイドの電磁吸引）〕の低下が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である筒内燃料噴射装置の全
体断面図、第２図はその先端側の部分断面図、第３図は
第２図にお【ノる△−Ａ断面図、第４図は第２図の先端
部分の拡大断面図、第５図は第１図におりる中央部分の
部分断面図、第６図は第５図におけるＢ−Ｂ断面図、第
７図は同じくＣＧ断面図、第８図は同じく１つ−Ｄ断面
図、第９図は第１図の噴ＯＡ装置が好適に使用されるエ
ンジンの一例を承り断面図、第１０図はそのエンジンの
作動説明図である。 １２・・・ハウジング １６・・・バルブ部材 ０ １８・・・第一バルブ部材 ２０・・・第二バルブ部材 ２４・・・四　　　部 ２６・・・燃料噴射口 ３４・・・第一スプリング ３６・・・ソレノイド ３８・・・コ　　　ア ４２・・・コイルボビン ４２ｄ・・・隙　　　間 ４４・・・コ　イ　ル ５０・・・アーマチュア ５２・・・第ニスプリング ５６・・・パックス１〜ツバ ６０・・・燃料通路 ６６．７０．８（３・・・溝 ７２．８０．８８・・・連　　通　　孔９４・・・ｈ（
置部 ７１ａ、７１ｂ　・・・隙　　　聞

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンのシリンダ内に燃料を噴射する筒内燃料噴射装
   置であつて、 内部に燃料通路が形成されたハウジングと、そのハウジ
   ングの燃料噴射口をハウジングの外側から開閉すべく開
   位置と閉位置とに移動させられるバルブ部材と、 そのバルブ部材を閉位置に常時付勢するばね手段と、 そのばね手段の付勢力に抗してバルブ部材を閉位置から
   開位置に移動させる電磁駆動手段とを備え、 その電磁駆動手段は、 内部を前記バルブ部材が移動可能に貫通する位置固定の
   コアと、 そのコアの外側に嵌合されたコイルボビンと、そのコイ
   ルボビンに巻かれたコイルと、 前記バルブ部材の前記コアを貫通した端部に一体的に設
   けられたアーマチュアとを備え、前記コイルとハウジン
   グとの間に、燃料を前記噴射口に導く前記燃料通路が形
   成されていることを特徴とする筒内燃料噴射装置。