JPH0640928Y2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関に用いる燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術〕

機関により駆動されるプランジャと、燃料で満たされか
つプランジャにより加圧される燃料加圧室と、燃料加圧
室内の燃料圧に応動してこの燃料圧が予め定められた圧
力を越えたときに開弁するニードルと、摺動孔内に摺動
可能に挿入されかつ燃料加圧室内の燃料の溢流を制御す
る溢流弁と、溢流弁を摺動孔の軸線方向に移動せしめて
溢流弁の開閉制御を行う圧電素子とを具備し、溢流弁が
閉弁したときに燃料噴射が行われるようにしたユニット
インジェクタが本出願人により既に提案されている（特
願昭62-335259号公報参照）。このユニットインジェク
タでは摺動孔の端部を大径の燃料溢流室内に開口せしめ
ると共にこの摺動孔端部に弁座を形成し、溢流弁が燃料
溢流室内に位置しかつ弁座上に着座可能な拡大頭部を有
し、拡大頭部と反対側の溢流弁端部に摺動孔内周面と密
封的に接触する環状嵌合部を形成し、この環状嵌合部と
拡大頭部間の溢流弁外周面周りに加圧燃料導入室を形成
してこの加圧燃料導入室を燃料加圧室に連結し、環状嵌
合部に関して加圧燃料導入室と反対側の摺動孔内に環状
嵌合部により画定された溢流弁背圧室を形成してこの溢
流弁背圧室内に溢流弁を開弁方向に付勢するばねを挿入
し、溢流弁背圧室と燃料溢流室とを溢流弁内に形成した
燃料通路を介して互いに連通せしめ、溢流弁背圧室内に
挿入されたばねのばね力に抗して溢流弁を閉弁すること
により燃料噴射を開始させ、このばねのばね力により拡
大頭部が弁座から離れたときに燃料加圧室内の加圧燃料
が加圧燃料導入室を介して燃料溢流室内に溢流し、それ
によって燃料噴射が停止せしめられる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながらこのユニットインジェクタでは燃料噴射を
停止すべく溢流弁が開弁すると高圧の燃料が燃料溢流室
内に溢流し、その結果燃料溢流室内の燃料圧が一時的に
高圧となる、このときこの高圧が溢流弁の拡大頭部の先
端面に作用するためにこの高圧によって溢流弁に閉弁方
向の力が作用する。一方、燃料溢流室内の燃料圧が高圧
になるとこの高圧の燃料は溢流弁内に形成された燃料通
路を介して溢流弁背圧室内に流入する。その結果、溢流
弁背圧室内の燃料圧が高圧となり、この高圧によって溢
流弁に開弁方向の力が作用する。しかしながら溢流弁背
圧室と燃料溢流室とを連通する燃料通路を溢流弁内に形
成した場合にはこの燃料通路の断面積は溢流弁の径によ
って制限を受けるためにあまり大きくすることができ
ず、従ってこの燃料通路は比較的大きな流れ抵抗を有す
る。従って燃料溢流室内に高圧が発生したときにこの高
圧が燃料通路を介してただちに溢流弁背圧室内に伝達さ
れず、しかも燃料通路内を流れる間に燃料圧が低下する
ために溢流弁背圧室内に発生する燃料圧は低くなる。斯
くして溢流弁にはさほど強力な開弁方向の力が作用せ
ず、これに対して溢流弁に作用する閉弁方向の力が強い
ために溢流弁は開弁するや否や再び閉弁せしめられるこ
とになる。その結果、燃料が適正に噴射されず、特に燃
料噴射の噴射切れが悪いという問題を生じる。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本考案によれば機関により
駆動されるプランジャと、燃料で満たされかつプランジ
ャにより加圧される燃料加圧室と、燃料加圧室内の燃料
圧に応動してこの燃料圧が予め定められた圧力を越えた
ときに開弁するニードルと、摺動孔内に摺動可能に挿入
された溢流弁と、溢流弁を摺動孔の軸線方向に移動せし
めて燃料加圧室からの燃料の溢流を制御するアクチュエ
ータとを具備し、溢流弁が燃料加圧室からの燃料の溢流
を停止したときに燃料噴射が行われる燃料噴射装置にお
いて、摺動孔の内壁面上に環状の弁座を形成し、溢流弁
の一端部に摺動孔内周面と密封的に接触する環状嵌合部
を形成すると共に溢流弁の外周面上に環状嵌合部から間
隔を隔てて配置されかつ弁座上に着座可能な環状弁部を
形成し、環状弁部と環状嵌合部間の溢流弁外周面周りに
環状の加圧燃料導入室を形成して加圧燃料導入室を燃料
加圧室に連結すると共に弁座に関して加圧燃料導入室と
反対側に燃料溢流室を形成し、環状嵌合部に関して加圧
燃料導入室と反対側の摺動孔内に環状嵌合部により画定
された溢流弁背圧室を形成して溢流弁背圧室内に溢流弁
を燃料溢流室に向けて付勢するばねを挿入し、溢流弁背
圧室と燃料溢流室とを溢流弁内に形成された燃料通路お
よび溢流弁周りのハウジング内に形成された別個の燃料
通路を介して互いに連通せしめ、溢流弁の環状弁部が弁
座から離れたときに燃料加圧室内の加圧燃料を加圧燃料
導入室を介して燃料溢流室内に溢流せしめるようにして
いる。

〔作用〕

溢流弁背圧室と燃料溢流室とを連通する複数の燃料通路
を設けることによって燃料通路の断面積を増大せしめる
ことができる。その結果燃料溢流室内に高圧が発生する
と溢流弁背圧室内にもただちに高圧が発生し、溢流弁に
は強力な開弁方向への力が作用することになる。その結
果、溢流弁は一旦開弁すると開弁し続けることとなり、
斯くして燃料噴射がただちに停止せしめられる。

〔実施例〕

第１図から第７図に本考案をユニットインジェクタに適
用した場合について示す。

第３図から第６図を参照すると、１はハウジング本体、
２はその先端部にノズル口３を形成したノズル、４はス
ペーサ、５はスリーブ、６はこれらノズル２、スペーサ
４、スリーブ５をハウジング本体１に固締するためのノ
ズルホルダを夫々示す。ノズル２内にはノズル口３の開
閉制御を行うニードル７が摺動可能に挿入され、ニード
ル７の頂部は加圧ピン８を介してスプリングリテーナ９
に連結される。このスプリングリテーナ９は圧縮ばね10
により常時下方に向けて押圧され、この押圧力は加圧ピ
ン８を介してニードル７に伝えられる。従ってニードル
７は圧縮ばね10によって常時閉弁方向に付勢されること
になる。

一方、ハウジング本体１内にはニードル７と共軸的にプ
ランジャ孔11が形成され、このプランジャ孔11内にプラ
ンジャ12が摺動可能に挿入される。プランジャ12の上端
部はタペット13に連結され、このタペット13は圧縮ばね
14により常時上方に向けて付勢される。このタペット13
は機関駆動のカム（図示せず）により上下動せしめら
れ、それによってプランジャ12がプランジャ孔11内にお
いて上下動せしめられる。一方、プランジャ12下方のプ
ランジャ孔11内にはプランジャ12の下端面12aによって
画定された燃料加圧室15が形成される。この燃料加圧室
15は棒状フィルタ16および燃料通路17（第４図）を介し
てニードル加圧室18に連結され、このニードル加圧室18
はニードル７周りの環状燃料通路19を介してノズル口３
に連結される。また、プランジャ孔11の内壁面上には第
３図に示すようにプランジャ12が上方位置にあるときに
燃料加圧室15内に開口する燃料供給ポート20が形成さ
れ、この燃料供給ポート20から燃料加圧室15内に２〜3k
g/cm²程度のフィード圧の燃料が供給される。この燃料
供給ポート20は燃料供給ポート20から直角方向に延びる
燃料排出通路20aおよび開弁圧が２〜3kg/cm²程度のリリ
ーフ弁（図示せず）を介して例えば燃料タンク（図示せ
ず）に接続される。また、第３図に示されるようにプラ
ンジャ孔11に対して燃料供給ポート20と反対側には燃料
供給ポート20の穿設作業上必然的に形成される燃料ポー
ト21が形成され、この燃料ポート21の外端部は盲栓22に
よって閉鎖される。この燃料ポート21は燃料供給ポート
20と共軸的に延びてプランジャ孔11内に開口する。ニー
ドル７を押圧するための圧縮ばね10を収容する圧縮ばね
収容室24は燃料返戻通路25を介して燃料供給ポート20に
連結され、圧縮ばね収容室24内に漏洩した燃料は燃料返
戻通路25を介して燃料供給ポート20内に返戻される。一
方、プランジャ下端面12aよりもわずかばかり上方のプ
ランジャ12の外周面上には円周溝26が形成され、この円
周溝26はプランジャ12内に穿設された燃料逃し孔27を介
して燃料加圧室15内に連通せしめられる。

一方、ハウジング本体１内にはプランジャ孔11内の側方
近傍において横方向に延びる摺動孔30が形成される。従
ってこの摺動孔30はその軸線がプランジャ12とニードル
７の共通軸線にほぼ直交する直線に対し間隔を隔てて平
行をなすように形成される。この摺動孔30内には溢流弁
31が摺動可能に挿入される。第５図および第６図に示さ
れるように摺動孔30は互いに共軸的に配置された小径孔
32と大径孔33からなり、これら小径孔32と大径孔33の間
には小径孔32および大径孔33の共通軸線に対してほぼ垂
直をなす段部34が形成される。この段部34と小径孔32と
の接続部には環状をなす弁座35が形成される。一方、溢
流弁31は小径孔32内に位置する小径部36と大径孔33内に
位置する大径部37からなる。小径部36の外端部には小径
孔32の内壁面と密封的に接触する第１の環状嵌合部38が
形成され、大径部37の外端部には大径孔33の内壁面と密
封的に接触する第２の環状嵌合部39が形成される。これ
ら第１環状嵌合部38と第２環状嵌合部39間の溢流弁31の
外周面上には弁座35上に着座可能な環状弁部40が形成さ
れる。環状弁部40と第１環状嵌合部38間の溢流弁31の外
周面周りには環状の加圧燃料導入室41が形成され、環状
弁部40と第２環状嵌合部39間の溢流弁31の外周面周りに
は環状の燃料溢流室42が形成される。第６図に示される
ように燃料溢流室42を画定する大径部37の外周面の径は
小径孔32の径よりも大きく形成されており、従って燃料
溢流室42の容積はかなり小さく形成されている。小径孔
32の外端部は盲栓43により閉鎖されており、盲栓43と溢
流弁31との間には溢流弁背圧室44が形成される。この溢
流弁背圧室44内には溢流弁31の環状弁部40を弁座35から
引き離す方向、即ち溢流弁31を開弁方向に向けて付勢す
る圧縮ばね45が挿入される。溢流弁31の大径部37内には
半径方向に延びて燃料溢流室42内に開口する燃料通路46
が形成され、小径部36内には軸線方向に延びて溢流弁背
圧室44内に開口する燃料通路47が形成される。これらの
燃料通路46,47は溢流弁31内において互いに連通してお
り、従って溢流弁背圧室44は燃料通路46,47を介して燃
料溢流室42に連通する。第２環状嵌合部39側の溢流弁31
の端面48の中央部には燃料通路46の近傍まで延びる凹溝
49が形成される。このように溢流弁31内には凹溝49およ
び燃料通路46,47が形成されているので溢流弁31の質量
はかなり小さくなる。

一方、第１図、第３図および第４図に示されるように燃
料供給ポート20よりもわずかばかり上方のプランジャ孔
11の内周面上には環状溝50が形成され、プランジャ12に
形成された円周溝26はプランジャ12が最下端位置近傍に
達したときに環状溝50と連通する位置に形成される。第
１図に示されるようにこの環状溝50は一方では燃料通路
51を介して燃料溢流室42に連結され、他方では燃料通路
52を介して溢流弁背圧室44に連結され、従って溢流弁背
圧室44は燃料通路51,52を介して燃料溢流室42に連通せ
しめられる。従って溢流弁背圧室44と燃料溢流室42とは
溢流弁31内に形成された燃料通路46,47および溢流弁31
周りのハウジング本体１内に形成された燃料通路51,52
を介して互いに連通せしめられることになる。

第４図に示されるようにハウジング本体１内には燃料通
路17から上方に延びて常時加圧燃料導入室41内に開口す
る燃料溢流路53が形成される。この燃料溢流路53は常時
燃料加圧室15に連通しており、従って加圧燃料導入室41
は常時燃料加圧室15に連通している。また、第１図に示
されるように燃料溢流室42の下方部は燃料流出通路54に
連結され、この燃料流出通路54から流出した燃料は例え
ば燃料タンク（図示せず）へ返戻される。

第５図および第６図に示されるように摺動孔30の大径孔
33の外端部にはロッド60を案内支持するロッドガイド61
が嵌着され、このロッドガイド61はその内部にロッド孔
62を具備する。ロッド60はロッド孔62内に摺動可能に挿
入された中空円筒状の小径部63と、大径孔33内に摺動可
能に挿入された大径部64からなり、大径部64の端面が溢
流弁31の端面48に当接せしめられる、ロッドガイド61の
内端部とロッド60の大径部64間にはロッド背圧室65が形
成される。大径部64と反対側のロッド60の端部には小径
部63の端面63aにより画定された圧力制御室66が形成さ
れる。この圧力制御室66の上方にはアクチュエータ70が
配置される。第５図および第６図に示されるようにロッ
ド60は中空円筒状をなしており、従ってロッド60の質量
はかなり小さくなる。

第５図および第７図に示されるようにアクチュエータ70
はハウジング本体１と一体形成されかつその内部にピス
トン孔71を形成したアクチュエータハウジング72と、ピ
ストン孔71内に摺動可能に挿入されたピストン73と、ア
クチュエータハウジング72の頂部を覆う端板74と、端板
74をアクチュエータハウジング72の頂部に固定するため
の端板ホルダ75と、端板74の上端部を覆う合成樹脂製キ
ャップ76とを具備する。ピストン73と端板74間には多数
の圧電素子板を積層したピエゾ圧電素子77が挿入され、
ピストン73下方のピストン孔71内にはピストン73の下端
面によって画定された可変容積室78が形成される。この
可変容積室78は燃料通路79を介して圧力制御室66に連通
する。ピストン73とアクチュエータハウジング72間には
環状の冷却室80が形成され、この冷却室80内にはピスト
ン73を常時上方に向けて付勢する圧縮ばね81が挿入され
る。ピエゾ圧電素子77に電荷をチャージするとピエゾ圧
電素子77は軸方向に伸長し、その結果可変容積室78の容
積が減少する、一方、ピエゾ圧電素子77にチャージされ
た電荷をディスチャージするとピエゾ圧電素子77は軸方
向に収縮し、その結果可変容積室78の容積が増大する。

第７図に示されるようにハウジング本体１には逆止弁82
が挿入される。この逆止弁82は弁ポート83の開閉制御を
するボール84と、ボール84のリフト量を規制するロッド
85と、ボール84およびロッド85を常時下方に向けて押圧
する圧縮ばね86とを具備し、従って弁ポート83は通常ボ
ール84によって閉鎖される。逆止弁82の弁ポート83は燃
料流入通路87を介して例えば低圧燃料ポンプ（図示せ
ず）に連結され、２〜3kg/cm²の低圧の燃料が燃料流入
通路87から供給される。逆止弁82は可変容積室78内に向
けてのみ流通可能であり、従って可変容積室78内の燃料
圧が２〜3kg/cm²よりも低下すると燃料が逆止弁82を介
して可変容積室78内に補給される。従って可変容積室78
内は常時燃料によって満たされている。一方、第７図に
示されるように冷却室80の下端部は燃料流入通路88を介
して例えば低圧燃料ポンプ（図示せず）に連結され、２
〜3kg/cm²の低圧の燃料が燃料流入通路88から冷却室80
内に供給される。この燃料によってピエゾ圧電素子77が
冷却される。また、第３図に示されるように冷却室80の
下端部は燃料流出通路89を介して燃料供給ポート20に連
結され、この燃料供給ポート20内に冷却室80から燃料供
給ポート20に向けてのみ流通可能な逆止弁90が配置され
る。この逆止弁90は弁ポート91の開閉制御をするボール
92と、ボール92のリフト量を規制するロッド93と、ボー
ル92およびロッド93を常時上方に向けて押圧する圧縮ば
ね94からなる。冷却室80内の燃料はピエゾ圧電素子77を
冷却した後、燃料流出通路89を介して燃料供給ポート20
に供給される。また、第５図および第６図に示されるよ
うに冷却室80の下端部は燃料通路95を介してロッド背圧
室65に連結され、従ってロッド背圧室65は２〜3kg/cm²
の燃料で満たされる。

前述したように燃料は燃料流入通路88を介して冷却室80
内に供給され、次いでこの燃料はピエゾ圧電素子77を冷
却した後、燃料流出通路89および逆止弁90を介して燃料
供給ポート20内に供給される。第３図に示すようにプラ
ンジャ12が上方位置にあるときには燃料供給ポート20か
ら燃料加圧室15内に燃料が供給され、従ってこのときに
は燃料加圧室15内は２〜3kg/cm²程度の低圧になってい
る。一方、このときピエゾ圧電素子77は最大収縮位置に
あり、このとき可変容積室78および圧力制御室66内の燃
料圧は２〜3kg/cm²程度の低圧になっている。従ってこ
のとき溢流弁31は圧縮ばね45のばね力により第５図およ
び第６図において右方に移動して環状弁部40が弁座35か
ら離れている、即ち溢流弁31が開弁している。従って燃
料加圧室15内の低圧の燃料は燃料溢流路53および加圧燃
料導入室41を介して燃料溢流室42内に供給され、燃料溢
流室42内に供給された燃料は燃料流出通路54から排出さ
れる。従ってこのとき加圧燃料導入室41、燃料溢流室42
および溢流弁背圧室44内も２〜3kg/cm²の低圧の燃料で
満たされている。

次いでプランジャ12が下降すると燃料供給ポート20がプ
ランジャ12によって閉鎖されるが溢流弁31が開弁をして
いるために燃料加圧室15内の燃料は燃料溢流路53、溢流
弁31の加圧燃料導入室41を介して燃料溢流室42内に流出
する。従ってこのときも燃料加圧室15内の燃料圧は２〜
3kg/cm²程度の低圧となっている。

次いで燃料噴射を開始すべくピエゾ圧電素子77に電荷が
チャージされるとピエゾ圧電素子77は軸線方向に伸長
し、その結果ピストン73が下降するために可変容積室78
および圧力制御室66内の燃料圧が急激に上昇する。圧力
制御室66内の燃料圧が上昇するとロッド60が第５図およ
び第６図において左方に移動するためにそれに伴って溢
流弁31も左方に移動し、溢流弁31の環状弁部40が弁座35
に当接して溢流弁31が閉弁せしめられる。溢流弁31が閉
弁すると燃料加圧室15内の燃料圧はプランジャ12の下降
運動により急速に上昇し、燃料加圧室15内の燃料圧が予
め定められた圧力、例えば1500kg/cm²以上の一定圧を越
えるとニードル７が開弁してノズル口３から燃料が噴射
される。このとき燃料溢流路53を介して溢流弁31の加圧
燃料導入室41内にも高圧が加わるが加圧燃料導入室41の
軸方向両端面の受圧面積が等しいためにこの高圧によっ
て溢流弁31に駆動力が作用しない。

次いで燃料噴射を停止すべくピエゾ圧電素子77にチャー
ジされた電荷がディスチャージされるとピエゾ圧電素子
77が収縮する。その結果、ピストン73が圧縮ばね81のば
ね力により上昇せしめられるために可変容積室78および
圧力制御室66内の燃料圧が低下する。前述したようにロ
ッド60および溢流弁31の質量は小さく、従って圧力制御
室66内の燃料圧が低下するとロッド60および溢流弁31が
圧縮ばね45のばね力によりただちに第５図および第６図
において右方に移動し、溢流弁31の環状弁部40が弁座35
から離れて溢流弁31が即座に開弁する。溢流弁31が開弁
すると燃料加圧室15内の高圧の燃料が燃料溢流路53およ
び加圧燃料導入室41を介して燃料溢流室42内に噴出し、
その結果燃料加圧室15内の燃料圧は急速に低下する。一
方、燃料溢流室42の容積が小さいために加圧燃料が燃料
溢流室42内に噴出すると燃料溢流室42内の燃料圧は一時
的にかなり高圧となる。前述したように溢流弁31の大径
部37の端面48と燃料溢流室42間には第２環状嵌合部39が
形成されているので燃料溢流室42内に発生した高圧が溢
流弁31の大径部37の端面48に作用しない。その結果、燃
料溢流室42内に発生した高圧は摺動孔30の大径孔33の断
面積から小径孔32の断面積を差引いた面積に対して溢流
弁31の開弁方向にのみ作用し、斯くして溢流弁31は燃料
溢流室42内に発生した高圧によって開弁方向に付勢され
ることになる。また燃料溢流室42内に高圧の燃料が噴出
するとこの高圧燃料の一部は一方では溢流弁31内の燃料
通路46,47を介して溢流弁背圧室44内に供給され、他方
ではハウジング本体１内に形成された燃料通路51、環状
溝50および燃料通路52を介して溢流弁背圧室44内に供給
される。このように燃料溢流室42内の高圧燃料は複数個
の燃料通路を介して溢流弁背圧室44内に供給されるので
燃料通路の流路面積が増大することになり、斯くして高
圧燃料はあまり圧力低下することなくただちに溢流弁背
圧室44内に供給されることになる。従って燃料溢流室42
内に高圧が発生するや否や溢流弁背圧室44内には高圧が
発生することになり、その結果溢流弁背圧室44内の燃料
圧によって溢流弁31には強力な開弁方向の付勢力が作用
することになる。また、燃料溢流室42内に高圧が発生し
たときに溢流弁31内の燃料通路46,47内を流れる燃料は
燃料通路47から溢流弁背圧室44内に噴出する。このよう
に燃料通路47から高圧の燃料が噴出すると噴出作用の反
力により溢流弁31には開弁方向の付勢力が作用すること
になる。このように溢流弁31が開弁すると燃料溢流室42
内の圧力上昇、燃料通路47からの燃料噴射作用および溢
流弁背圧室44内の圧力上昇によって溢流弁31に開弁方向
の付勢力が作用するために溢流弁31の環状弁部40が弁座
35を離れるや否や溢流弁31は急速に開弁せしめられ、更
に溢流弁31は一旦開弁すると開弁状態に保持される。従
って溢流弁31が開弁すると燃料加圧室15内の燃料圧が連
続的に急速に低下するために溢流弁31が開弁するとただ
ちにニードル７が下降して燃料噴射が停止せしめられ
る。一方、溢流弁31を開弁するためにピエゾ圧電素子77
が収縮せしめられて可変容積室78の燃料圧が低下せしめ
られたときに可変容積室78の燃料圧が燃料流入通路87
（第７図）内の燃料圧よりも低くなれば逆止弁82を介し
て低圧の燃料が可変容積室78内に補給される。

次いでプランジャ12が更に下降するとプランジャ12の外
周面上に形成された円周溝26が環状溝50内と連通する。
このとき通常溢流弁31は開弁しているが何らかの原因で
もって溢流弁31が閉弁しているとすると燃料加圧室15内
の燃料圧は依然として高く、斯くして円周溝26が環状溝
50と連通すると燃料逃し孔27から円周溝26を介して環状
溝50内に送り込まれた高圧の燃料が一方では燃料通路51
を介して燃料溢流室42内に供給され、他方では燃料通路
52を介して溢流弁背圧室44内に供給される。その結果、
溢流弁31には強力な開弁方向の力が作用することにな
り、斯くして溢流弁31が強制的に開弁せしめられること
になる。従ってこれら円周溝26および環状溝50は溢流弁
31が閉弁状態に保持されることを防止するためのフェイ
ルセーフ作用を果たしている。

次いでプランジャ12が上昇して上端位置まで戻り、再び
下降を開始する。

第８図から第10図はユニットインジェクタの別の実施例
を示す。この実施例は第１図から第10図に示す実施例と
ほとんど同じ構造を有し、従って構造の異なる部分につ
いてのみ説明する。

この実施例では第１図、第３図および第４図に示すよう
なプランジャ孔11の内周面上に形成された環状溝50、お
よび燃料通路51,52が設けられておらず、第10図の示す
ようにこれら燃料通路51,52に代えて燃料溢流室42と溢
流弁背圧室44とを連通する燃料通路100がハウジング本
体１内に形成される。この実施例においても燃料溢流室
42内に高圧の燃料が噴出するとこの高圧燃料の一部は一
方では溢流弁31内の燃料通路46,47を介して溢流弁背圧
室44内に供給され、他方ではハウジング本体１内に形成
された燃料通路100を介して溢流弁背圧室44内に供給さ
れる。従って燃料溢流室42内に高圧が発生するや否や溢
流弁背圧室44内には高圧が発生し、従って溢流弁31には
溢流弁背圧室44内の燃料圧によって強力な開弁方向の付
勢力が作用することになる。

また、この実施例ではプランジャ12に形成された円周溝
26はプランジャ12が最下端位置近傍に達したときに燃料
供給ポート20および燃料ポート21と連通する位置に形成
されており、従って第８図および第９図に示す円周溝26
は第３図および第４図に示す実施例に比べて下方に形成
されている。更に第９図および第10図に示されるように
燃料ポート21は一対の燃料通路101,102を介して溢流弁
背圧室44内に連通せしめられている。プランジャ12が最
下端位置近傍に達して円周溝26が燃料供給ポート20およ
び燃料ポート21と連通したときには通常溢流弁31は開弁
している。しかしながらこのとき何らかの原因でもって
溢流弁31が閉弁しているとすると燃料加圧室15内の燃料
圧は依然として高く、従って円周溝26が燃料供給ポート
20および燃料ポート21と連通すると高圧の燃料が燃料逃
し孔27および円周溝26を介して燃料供給ポート20および
燃料ポート21内に流出する。このとき逆止弁90が設けら
れているために燃料供給ポート20および燃料ポート21内
に流出した高圧の燃料は燃料通路101,102を介して溢流
弁背圧室44内に送り込まれ、斯くして溢流弁31が強制的
に開弁せしめられる。従ってこの場合も円周溝26は溢流
弁31が閉弁状態に保持されることを防止するためのフェ
イルセーフ作用を果たしている。上述したいずれの実施
例においてもプランジャ12には燃料加圧室15内の燃料圧
が1500kg/cm²以上の高圧となるように強力な下向きの駆
動力が与えられる。しかしながら摺動孔30はプランジャ
12の側方に配置されているので摺動孔30が歪むことな
く、斯くして溢流弁31の円滑な摺動作用を確保すること
ができる。また、摺動孔30はプランジャ12の側方におい
て横方向に延びるように配置されているので摺動孔30を
燃料加圧室15に近接して配置することができる。その結
果、燃料溢流路53の長さを短くすることができるので燃
料溢流路53も含めた燃料加圧室15の容積を小さくするこ
とができる。従って燃料加圧室15内の燃料圧を容易に高
圧化することができるので良好な噴射燃料の微粒化を確
保することができる。更に、燃料加圧室15の容積を小さ
くすることができるので溢流弁31が開弁したときに燃料
加圧室15内の燃料圧がただちに低下し、燃料噴射がただ
ちに停止する。従って溢流弁31が開弁した後に低圧下で
燃料噴射が継続することがないのでスモークの発生を抑
制でき、しかも機関出力を向上できると共に燃料消費率
を向上することができる。また、溢流弁31の開閉動作に
応動して燃料噴射量が即座に立上がり、燃料噴射が即座
に停止するので良好なパイロット噴射を行うことができ
る。

また、摺動孔30をプランジャ12の側方において横方向に
延びるように形成することによってユニットインジェク
タの横巾を狭くすることができ、更にピエゾ圧電素子77
をその軸線が摺動孔30およびロッド60の共通軸線に対し
てほぼ直角をなすように、即ちプランジャ12とニードル
７の共通軸線に対してほぼ平行をなすように配置するこ
とによってユニットインジェクタの横巾を更に狭くする
ことができる。

〔考案の効果〕

燃料溢流室と溢流弁背圧室とを複数の燃料通路を介して
互いに連通せしめることによって燃料溢流室内の燃料圧
が高くなったときに溢流弁に開弁方向の強力な力を作用
させることができる。その結果、燃料噴射を停止すべく
溢流弁が開弁したときに溢流弁を確実に開弁状態に保持
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第５図のI-I線に沿ってみたユニットインジェ
クタの平面断面図、第２図は第１図の平面図、第３図は
第４図のIII-III線に沿ってみた側面断面図、第４図は
第５図のIV-IV線に沿ってみた側面断面図、第５図は第
４図のV-V線に沿ってみた側面断面図、第６図は第５図
の一部の拡大側面断面図、第７図は第１図および第５図
のVII-VII線に沿って見た側面断面図、第８図はユニッ
トインジェクタの別の実施例を示す側面断面図、第９図
は第８図のIX-IX線に沿ってみた側面断面図、第10図は
第８図のX-X線に沿ってみた平面断面図である。 ３……ノズル口、７……ニードル、 11……プランジャ孔、12……プランジャ、 15……燃料加圧室、20……燃料供給ポート、 30……摺動孔、31……溢流弁、 35……弁座、38……第１環状嵌合部、 39……第２環状嵌合部、40……環状弁部、 41……加圧燃料導入室、42……燃料溢流室、 44……溢流弁背圧室、 46,47,51,52,100,101,102……燃料通路、 50……環状溝、60……ロッド、 66……圧力制御室、77……ピエゾ圧電素子、 78……可変容積室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機関により駆動されるプランジャと、燃料
   で満たされかつプランジャにより加圧される燃料加圧室
   と、燃料加圧室内の燃料圧に応動して該燃料圧が予め定
   められた圧力を越えたときに開弁するニードルと、摺動
   孔内に摺動可能に挿入された溢流弁と、該溢流弁を摺動
   孔の軸線方向に移動せしめて該燃料加圧室からの燃料の
   溢流を制御するアクチュエータとを具備し、該溢流弁が
   燃料加圧室からの燃料の溢流を停止したときに燃料噴射
   が行われる燃料噴射装置において、上記摺動孔の内壁面
   上に環状の弁座を形成し、上記溢流弁の一端部に摺動孔
   内周面と密封的に接触する環状嵌合部を形成すると共に
   上記溢流弁の外周面上に該環状嵌合部から間隔を隔てて
   配置されかつ上記弁座上に着座可能な環状弁部を形成
   し、該環状弁部と環状嵌合部間の溢流弁外周面周りに環
   状の加圧燃料導入室を形成して該加圧燃料導入室を上記
   燃料加圧室に連結すると共に該弁座に関して加圧燃料導
   入室と反対側に燃料溢流室を形成し、上記環状嵌合部に
   関して加圧燃料導入室と反対側の摺動孔内に環状嵌合部
   により画定された溢流弁背圧室を形成して該溢流弁背圧
   室内に溢流弁を燃料溢流室に向けて付勢するばねを挿入
   し、溢流弁背圧室と燃料溢流室とを溢流弁内に形成され
   た燃料通路および溢流弁周りのハウジング内に形成され
   た別個の燃料通路を介して互いに連通せしめ、溢流弁の
   環状弁部が弁座から離れたときに燃料加圧室内の加圧燃
   料を上記加圧燃料導入室を介して燃料溢流室内に溢流せ
   しめるようにした燃料噴射装置。