JPH0567784B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、デイーゼルエンジン等に用いられ
るユニツト型燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の燃料噴射装置としては、例えば
特開昭59−194073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、燃料加圧部によつて加圧
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、電磁弁部によつ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ヤとを備え
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
けられたアーマチユアと、このアーマチユアを弁
体の移動方向に対して移動自在に収納するアーマ
チユア室と、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、アーマチユアを磁気
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つてその最大リフト量を
規制するストツ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
ヤの復動時には電磁ソレノイドが消磁されてお
り、ばねの付勢力によつて弁体が弁座からリフト
している。したがつて、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。

プランジヤが往動し始めると、電磁ソレノイド
が励磁され、弁体が弁座に着座する。これによつ
て、燃料溜まり室と燃料加圧室との間が遮断され
る。したがつて、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。プランジヤの往動後期には、電磁ソレノイ
ドが消磁され、弁体が弁座からリフトする。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。これによつ
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ツパ部との間に入り込み、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、一端がストツパ部に突き当たる弁体の一端面
に開口し、他端がアーマチユ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ユ
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。この押圧力によつて、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。したがつて、弁体を逆移動するのを防
止することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、連通孔が形成された上記従来の燃料
噴射装置にあつては、アーマチユア室に充満して
いる燃料によつてアーマチユアの移動が阻害さ
れ、ひいては弁体の着座移動およびリフト移動が
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
あつた。

そこで、この出願の発明者は、アーマチユア室
に燃料を導入しないユニツ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、アーマチユ
ア室に燃料を導入しないようにすると、前述した
ように、弁体とストツパ部との間に入り込む燃料
によつ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きるユニツト型燃料噴射
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
ーマチユア室を燃料の循環系に対して遮断し、ス
トツ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
ツパ部に突き当たつた際にスピル孔の開口部が弁
体によつて遮蔽されるよう、ストツパ部に突き当
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〕

プランジヤの往動（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
ーマチユ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
ユアが燃料によつてその移動を阻害されることは
ない。したがつて、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、プランジヤによる燃料
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。

プランジヤの往動（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。弁体が
リフトすると、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
ツ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。したがつて、弁体
は着座移動方向へ押圧されることがほとんどな
い。よつて、弁体が逆移動するのを防止すること
ができる。

プランジヤの復動時には、弁体は移動手段によ
りストツパ部に突き当たつた状態に維持される。
この状態においては、ストツパ部におけるスピル
孔の開口部が弁体によつて遮蔽されている。した
がつて、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〕

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によつて加圧された
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つて延び
る大径シリンダ孔３１と、この大径シリンダ孔３
１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の上端面との間に設けられた
プランジヤばね３５によつて上方へ付勢されてお
り、図示しないカム軸のカム部に押圧接触せしめ
られている。そして、カム軸の回転に追従して上
下動するようになつている。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
き当たることにより、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、プランジヤ３
７が摺動自在に設けられている。このプランジヤ
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、これによつて追従部材３４と
一体に上下動するようになつている。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
ヤ３７の外周面との間を通つ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ツパ溝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３２の軸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
から下方へ向かつて順次、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
噴射ノズル４４は、保持筒４１を締め付けること
により、保持筒４１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
プランジヤ３７によつて加圧されると、その加圧
された燃料は、垂直部２ａに形成された通路２
２、並びにばねホルダ４２、スペーサ４３および
噴射ノズル４４に渡つて形成された通路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２
ｂ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つて順次位置する、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５１ｂ
側へ向かつ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。この弁頭部５２ａの上端部には、弁座５
１ｄに着座する弁部５２ｂが形成されている。こ
の弁部５２ｂの上側に続く弁体５２の中間部に
は、環状凹部５２ｃが形成されている。この環状
凹部５２ｃと小径孔部５１ａの内周面とによつて
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２
３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。
したがつて、弁体５２が燃料供給戻り室５３内の
圧力によつ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５１ａか
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
つて弁体５２の上端部にアーマチユア５５が固定
されている。このアーマチユア５５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５
６と側部２ｂの上端面とによつてアーマチユア室
５６ａが形成されている。このアーマチユア室５
６ａにアーマチユア５５が上下方向移動自在に収
納されている。また、アーマチユア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
アーマチユア５５を磁気吸引し、これによつて弁
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５
７に対する通電停止中に、弁体５２を弁座５１ｄ
からリフ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、マイクロコンピユータ等の
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
よつて中径孔部５１ｂ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５〜６
Kg／cm²程度の低圧の燃料が供給されるようになつ
ている。

また、上記蓋体５９の上面中央部には、ストツ
パ部材（ストツパ部）６１がスペーサ６２を介し
て螺合固定されている。このストツパ部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５２が突き当たるよう
になつている。

ここで、第１図から明らかなように、アーマチ
ユア室５６ａ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、アーマチユア室５６ａ内に
は燃料が導入されていない。したがつて、弁体５
２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、ストツパ部材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
突き当たるストツパ部材６１の上面中央央部に開
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。したがつ
て、弁体５２がストツパ部材６１に突き当たる
と、スピル孔６３の開口部は弁体５２によつて遮
蔽され、これによつて燃料溜まり室６０とスピル
孔６３との間が遮断されるようになつている。ま
た、スピル孔６３の他端は、ストツパ部材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、他端がリークストツパ溝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。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
ヤ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
とき、アーマチユア室５６ａ内に燃料が導入され
ていないから、アーマチユア５５が燃料によつて
その移動を阻害されることがない。したがつて、
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
ヤ３７による燃料の加圧が開始する。加圧された
燃料は、通路２２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４４の噴射孔から噴射
される。

プランジヤ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の付勢力によつて
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６０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
トツパ部材６１との間に入り込む。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。したがつて、弁体５２は燃料によつて着
座移動方向へ押圧されることがほとんどない。よ
つて、弁体５２が逆移動するのを防止することが
でき、弁体５２はストツパ部材６１に突き当たる
まで速やかにリフトする。したがつて、燃料の噴
射切れを向上させることができる。

プランジヤ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
トツパ部材６１に突き当たつた状態を維持する。
この状態においては、スピル孔６３が弁体５２に
よつて遮蔽されている。したがつて、ポンプ８か
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
別体に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
い。

また、第２図において２点鎖線で示すように、
側部２ｂにアーマチユア室５６ａから下方へ向か
つて延び、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との間
を通つてアーマチユア室５６ａ内に漏出した燃料
を外部に戻すことができ、これによつてアーマチ
ユア室５６ａ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〕

以上説明したように、この発明のユニツト型燃
料噴射装置によれば、アーマチユア室を燃料循環
系に対して遮断し、ストツ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、弁体がストツパ部に突き当たつた際に
スピル孔の開口部が弁体によつて遮蔽されるよ
う、ストツ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つ
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…プランジヤ、４４
…燃料噴射ノズル、５１ｄ…弁座、５２…弁体、
５５…アーマチユア、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…ストツパ部材（ストツパ
部）、６３…スピル孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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ヤを有する燃
   料加圧部と、この燃料加圧部によつて加圧された
   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
   マチユア、このアーマチユアを移動自在に収納す
   るアーマチユア室、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ツパ部が設けられ
   たユニツト型燃料噴射装置において、前記アーマ
   チユア室を燃料の循環系に対して遮断し、前記ス
   トツ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
   弁体が前記ストツパ部に突き当たつた際に弁体に
   よつて遮蔽されるよう、前記ストツパ部に突き当
   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ツト型燃料噴射装置。