JPH0640930Y2 - Fuel injector - Google Patents

Fuel injector

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Publication number
JPH0640930Y2
JPH0640930Y2 JP15488588U JP15488588U JPH0640930Y2 JP H0640930 Y2 JPH0640930 Y2 JP H0640930Y2 JP 15488588 U JP15488588 U JP 15488588U JP 15488588 U JP15488588 U JP 15488588U JP H0640930 Y2 JPH0640930 Y2 JP H0640930Y2
Authority
JP
Japan
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fuel
chamber
overflow
valve
annular
Prior art date
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JP15488588U
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Japanese (ja)
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JPH0276169U (en
Inventor
岳志 ▲高▼橋
崇 山本
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a fuel injection device for use in an internal combustion engine.

〔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、溢流弁
に溢流弁を開弁方向に付勢するばねを取り付け、このば
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。
[Prior Art] A plunger driven by an engine, a fuel pressurizing chamber filled with fuel and pressurized by the plunger, and the fuel pressure in response to the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber has a predetermined pressure. The needle that opens when the pressure exceeds the limit, the overflow valve that is slidably inserted into the sliding hole and that controls the fuel overflow in the fuel pressurizing chamber, and the overflow valve that is in the axial direction of the sliding hole. The present applicant has already proposed a unit injector that includes a piezoelectric element that controls the opening and closing of an overflow valve by moving the valve to a position where the fuel injection is performed when the overflow valve is closed. See Japanese Patent Application No. 62-335259). In this unit injector, the end of the sliding hole is opened into the large diameter fuel overflow chamber, and a valve seat is formed at the end of this sliding hole so that the overflow valve is located in the fuel overflow chamber and above the valve seat. Has an enlarged head that can be seated on, and an annular fitting portion that seals contact with the inner peripheral surface of the sliding hole is formed at the end of the overflow valve on the side opposite to the enlarged head. A pressurized fuel introducing chamber is formed around the outer peripheral surface of the overflow valve between the expansion heads, and this pressurized fuel introducing chamber is connected to the fuel pressurizing chamber, and the overflow valve is biased in the opening direction. The fuel injection chamber is started when the expansion head is separated from the valve seat by the spring force of this spring and the overflow valve is closed against the spring force of this spring. Of the pressurized fuel overflows into the fuel overflow chamber via the pressurized fuel introduction chamber, thereby stopping the fuel injection.

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
向の力が作用し、その結果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。従って燃料が適正に噴射
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。
However, in this unit injector, when the overflow valve is opened to stop fuel injection, high-pressure fuel overflows into the fuel overflow chamber, and as a result, the fuel pressure in the fuel overflow chamber temporarily becomes high. Since the high pressure acts on the tip surface of the enlarged head of the overflow valve, a force in the valve closing direction acts on the overflow valve, and as a result, the overflow valve is closed again as soon as it is opened. become. Therefore, the fuel is not properly injected, and there is a problem that the fuel injection is particularly short.

このような問題を解決するために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、溢流弁が摺動孔の軸線方向において互いに間隔を
隔てかつ摺動孔内周面と密封的に接触する第1の環状嵌
合部および第2の環状嵌合部を具備し、第1環状嵌合部
と第2環状嵌合部間の摺動孔内壁面上に環状の弁座を形
成すると共に第1環状嵌合部と第2環状嵌合部間の溢流
弁外周面上にこの弁座上に着座可能な環状弁部を形成
し、環状弁部と第1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この加圧燃料導入室を
燃料加圧室に連結すると共に環状弁部と第2環状嵌合部
間の溢流弁外周面周りに環状の燃料溢流室を形成し、第
2環状嵌合部に関して燃料溢流室と反対側の摺動孔内に
形成された背圧室に2〜3kg/cm2のフィード圧の燃料を
導いて第2環状嵌合部の外側端面に2〜3kg/cm2のフィ
ード圧を作用させ、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
装置が本出願人により既に提案されている(特願昭63-2
34822号参照)。この燃料噴射装置では溢流弁に第2環
状嵌合部を設けることによって溢流弁の開弁時に燃料溢
流室内に溢流した高圧の燃料が第2環状嵌合部の外側端
面上に作用せず、従って溢流弁に対して高圧燃料による
閉弁力が作用することがないので溢流弁は一旦開弁する
と開弁し続けることになる。
In order to solve such a problem, a plunger driven by an engine, a fuel pressurizing chamber filled with fuel and pressurized by the plunger, and the fuel pressure in advance in response to the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber Needle that opens when the specified pressure is exceeded, overflow valve slidably inserted in the slide hole, and fuel pressurization chamber by moving the overflow valve in the axial direction of the slide hole. And an actuator for controlling the overflow of fuel from the fuel cell, wherein the overflow valves are spaced from each other in the axial direction of the sliding hole and are in sealing contact with the inner peripheral surface of the sliding hole. And a second annular fitting portion, forming an annular valve seat on the inner wall surface of the sliding hole between the first annular fitting portion and the second annular fitting portion, and An annular valve portion that can be seated on this valve seat is formed on the outer peripheral surface of the overflow valve between the two annular fitting portions, and An annular pressurized fuel introduction chamber is formed around the outer peripheral surface of the overflow valve between the annular fitting portions, the pressurized fuel introduction chamber is connected to the fuel pressurization chamber, and between the annular valve portion and the second annular fitting portion. An annular fuel overflow chamber is formed around the outer peripheral surface of the overflow valve, and the back pressure chamber formed in the sliding hole on the side opposite to the fuel overflow chamber with respect to the second annular fitting portion is 2 to 3 kg / cm. The fuel with a feed pressure of 2 is introduced to apply a feed pressure of 2 to 3 kg / cm 2 to the outer end surface of the second annular fitting portion, and the fuel is pressurized when the annular valve portion of the overflow valve separates from the valve seat. The present applicant has already proposed a fuel injection device in which the pressurized fuel in the chamber is made to overflow into the fuel overflow chamber through the pressurized fuel introduction chamber (Japanese Patent Application No. 63-2.
See 34822). In this fuel injection device, by providing the overflow valve with the second annular fitting portion, the high-pressure fuel overflowing into the fuel overflow chamber when the overflow valve is opened acts on the outer end surface of the second annular fitting portion. Therefore, since the valve closing force of the high pressure fuel does not act on the overflow valve, the overflow valve will continue to open once it opens.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

しかしながらこの燃料噴射装置では溢流弁の第2環状嵌
合部の外側端面に高圧ではないが2〜3kg/cm2のフィー
ド圧が作用しており、このフィード圧によって溢流弁に
は閉弁方向の力が作用している。従ってこのフィード圧
によって溢流弁開弁時に溢流弁の開口面積が小さくな
り、特に高速運転時の噴射切れが悪くなるという問題を
生ずる。この問題は機関高回転時における燃料供給ポー
トから燃料加圧室への燃料の充填不足を解消するために
燃料のフィード圧を上昇させたときに特に大きな問題と
なる。
However, in this fuel injection device, a feed pressure of 2-3 kg / cm 2 is acting on the outer end surface of the second annular fitting portion of the overflow valve, but this feed pressure causes the overflow valve to close. Directional force is acting. Therefore, this feed pressure causes a problem that the opening area of the overflow valve becomes small when the overflow valve is opened, and the disconnection of the injection becomes worse especially at high speed operation. This problem becomes particularly serious when the feed pressure of the fuel is increased in order to eliminate the insufficient filling of the fuel into the fuel pressurizing chamber from the fuel supply port at the time of high engine speed.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

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、溢流弁が摺動孔の軸線方向において互いに間隔を
隔てかつ摺動孔内周面と密封的に接触する第1の環状嵌
合部および第2の環状嵌合部を具備し、第1環状嵌合部
と第2環状嵌合部間の摺動孔内壁面上に環状の弁座を形
成すると共に第1環状嵌合部と第2環状嵌合部間の溢流
弁外周面上にこの弁座上に着座可能な環状弁部を形成
し、環状弁部と第1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環状弁部と第2環状嵌合部間の
溢流弁外周面周りに環状の燃料溢流室を形成し、第2環
状嵌合部に関して燃料溢流室と反対側の摺動孔内に形成
された背圧室を大気に開放して第2環状嵌合部の外側端
面に大気圧を作用させ、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。
To solve the above problems, according to the present invention, a plunger driven by an engine, a fuel pressurizing chamber filled with fuel and pressurized by the plunger, and a fuel pressurizing chamber in response to fuel pressure in the fuel pressurizing chamber Needle that opens when the fuel pressure exceeds a predetermined pressure, overflow valve slidably inserted in the slide hole, and move the overflow valve in the axial direction of the slide hole. A fuel injection device, comprising: an actuator for controlling the overflow of fuel from the fuel pressurizing chamber, wherein fuel is injected when the overflow valve stops the overflow of fuel from the fuel pressurizing chamber. The valve includes a first annular fitting portion and a second annular fitting portion that are spaced apart from each other in the axial direction of the sliding hole and are in sealing contact with the inner peripheral surface of the sliding hole. Forming an annular valve seat on the inner wall surface of the sliding hole between the first portion and the second annular fitting portion, and The overflow valve between the annular fitting and the second annular fitting is formed with an annular valve that can be seated on the valve seat on the outer peripheral surface of the overflow valve, and the overflow valve between the annular fitting and the first annular fitting is formed. An annular pressurized fuel introducing chamber is formed around the outer peripheral surface to connect the pressurized fuel introducing chamber to the fuel pressurizing chamber, and an annular valve around the outer peripheral surface of the overflow valve between the annular valve portion and the second annular fitting portion. The fuel overflow chamber is formed, and the back pressure chamber formed in the sliding hole on the side opposite to the fuel overflow chamber with respect to the second annular fitting portion is opened to the atmosphere and is attached to the outer end surface of the second annular fitting portion. Atmospheric pressure is applied so that the pressurized fuel in the fuel pressurizing chamber can overflow into the fuel overflow chamber via the pressurized fuel introducing chamber when the annular valve portion of the overflow valve separates from the valve seat. .

〔作用〕[Action]

第2環状嵌合部の外側端面上に大気圧を作用させること
によって溢流弁に背圧室内の圧力に基づく閉弁方向の力
が作用しなくなる。
By applying atmospheric pressure to the outer end surface of the second annular fitting portion, the force in the valve closing direction based on the pressure in the back pressure chamber does not act on the overflow valve.

〔実施例〕〔Example〕

第1図から第8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。
1 to 8 show the case where the present invention is applied to a unit injector.

第1図から第4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。
Referring to FIGS. 1 to 4, 1 is a housing body,
Reference numeral 2 denotes a nozzle having a nozzle opening 3 at its tip, 4 denotes a spacer, 5 denotes a sleeve, and 6 denotes a nozzle holder for fixing the nozzle 2, the spacer 4, and the sleeve 5 to the housing body 1. A needle 7 for controlling the opening / closing of the nozzle port 3 is slidably inserted into the nozzle 2, and the top of the needle 7 is attached to a spring retainer 9 via a pressure pin 8.
Connected to. This spring retainer 9 is a compression spring 10
Is always pressed downward, and this pressing force is transmitted to the needle 7 via the pressing pin 8. Therefore, the needle 7 is always urged by the compression spring 10 in the valve closing direction.

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。プラ
ンジャ孔11の内壁面上には燃料供給ポート20から燃料ポ
ート21に向けて延びる円周溝23が形成される。従ってプ
ランジャ12が下降してプランジャ12が燃料供給ポート20
および燃料ポート21を閉鎖したときに燃料供給ポート20
と燃料ポート21とは円周溝23を介して互いに連通せしめ
られ、従って燃料ポート21内の燃料圧は燃料供給ポート
20内と同じフィード圧に維持される。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。
On the other hand, a plunger hole 11 is formed in the housing body 1 coaxially with the needle 7, and a plunger 12 is slidably inserted into the plunger hole 11. The upper end of the plunger 12 is connected to a tappet 13, which is a compression spring.
It is always urged upward by 14. This tappet 13
Is moved up and down by a cam (not shown) driven by the engine, and thereby the plunger 12 is moved up and down in the plunger hole 11. On the other hand, in the plunger hole 11 below the plunger 12, a fuel pressurizing chamber 15 defined by the lower end surface 12a of the plunger 12 is formed. This fuel pressurization chamber
15 is connected to a needle pressurizing chamber 18 via a rod-shaped filter 16 and a fuel passage 17 (FIG. 4).
Through the annular fuel passage 19 around the needle 7
Connected to. Further, as shown in FIG. 3, a fuel supply port 20 that opens into the fuel pressurizing chamber 15 is formed on the inner wall surface of the plunger hole 11 when the plunger 12 is in the upper position. 2-3k in fuel pressurization chamber 15
Fuel with a feed pressure of about g / cm 2 is supplied. The fuel supply port 20 is, for example, a fuel tank (not shown) via a fuel discharge passage 20a extending in a direction perpendicular to the fuel supply port 20 and a relief valve (not shown) having a valve opening pressure of about 2 to 3 kg / cm 2. Connected to. Further, as shown in FIG. 3, a fuel port 21 is formed on the side opposite to the fuel supply port 20 with respect to the plunger hole 11, which is inevitably formed when the fuel supply port 20 is drilled. The outer end of 21 is closed by a blind plug 22. This fuel port 21 is a fuel supply port
It extends coaxially with 20 and opens in the plunger hole 11. A circumferential groove 23 extending from the fuel supply port 20 toward the fuel port 21 is formed on the inner wall surface of the plunger hole 11. Therefore, the plunger 12 descends and the plunger 12 moves to the fuel supply port 20.
And fuel supply port 20 when fuel port 21 is closed
And the fuel port 21 are communicated with each other through a circumferential groove 23, so that the fuel pressure in the fuel port 21 is proportional to the fuel supply port.
Maintained at the same feed pressure as in 20. The compression spring accommodating chamber 24 accommodating the compression spring 10 for pressing the needle 7 is connected to the fuel supply port 20 via the fuel return passage 25, and the fuel leaked into the compression spring accommodating chamber 24 passes through the fuel return passage 25. It is returned to the inside of the fuel supply port 20 via. On the other hand, a circumferential groove 26 is formed on the outer peripheral surface of the plunger 12 slightly above the lower end surface 12a of the plunger, and the circumferential groove 26 is formed through the fuel escape hole 27 formed in the plunger 12 to allow the fuel It is made to communicate with the inside of the pressure chamber 15.

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1図および第2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2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の外側端面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。
On the other hand, a sliding hole 30 extending laterally is formed in the housing body 1 in the vicinity of the lateral side in the plunger hole 11. Therefore, the sliding hole 30 is formed such that its axis is parallel to the straight line substantially orthogonal to the common axis of the plunger 12 and the needle 7 with a space therebetween. An overflow valve is installed in this sliding hole 30.
31 is slidably inserted. As shown in FIGS. 1 and 2, the sliding holes 30 are small-diameter holes arranged coaxially with each other.
32 and a large-diameter hole 33, a step portion 34 is formed between the small-diameter hole 32 and the large-diameter hole 33 and is substantially perpendicular to the common axis of the small-diameter hole 32 and the large-diameter hole 33. An annular valve seat 35 is formed at the connecting portion between the step portion 34 and the small diameter hole 32. On the other hand, the overflow valve 31 comprises a small diameter portion 36 located in the small diameter hole 32 and a large diameter portion 37 located in the large diameter hole 33. A first annular fitting portion 38 is formed at the outer end of the small diameter portion 36 for sealingly contacting the inner wall surface of the small diameter hole 32, and the inner wall surface of the large diameter hole 33 is formed at the outer end of the large diameter portion 37. A second annular mating portion 39 is formed that sealingly contacts the. On the outer peripheral surface of the overflow valve 31 between the first annular fitting portion 38 and the second annular fitting portion 39, an annular valve portion 40 that can be seated on the valve seat 35 is formed. An annular pressurized fuel introduction chamber 41 is formed around the outer peripheral surface of the overflow valve 31 between the annular valve portion 40 and the first annular fitting portion 38, and between the annular valve portion 40 and the second annular fitting portion 39. An annular fuel overflow chamber 42 is formed around the outer peripheral surface of the overflow valve 31. As shown in FIG. 2, the diameter of the outer peripheral surface of the large diameter portion 37 that defines the fuel overflow chamber 42 is formed to be larger than the diameter of the small diameter hole 32. Therefore, the volume of the fuel overflow chamber 42 is considerably small. Has been formed. Small diameter hole
The outer end of 32 is closed by a blind plug 43, and an overflow valve back pressure chamber 44 is formed between the blind plug 43 and the overflow valve 31. A compression spring 45 is inserted into the overflow valve back pressure chamber 44 in a direction to separate the annular valve portion 40 of the overflow valve 31 from the valve seat 35, that is, to bias the overflow valve 31 toward the valve opening direction. . In the large diameter portion 37 of the overflow valve 31, a fuel passage 46 that extends in the radial direction and opens into the fuel overflow chamber 42.
A fuel passage 47 that extends in the axial direction and opens into the overflow valve back pressure chamber 44 is formed in the small diameter portion 36. These fuel passages 46, 47 communicate with each other in the overflow valve 31, so that the overflow valve back pressure chamber 44 communicates with the fuel overflow chamber 42 via the fuel passages 46, 47. Outer end surface 48 of the second annular fitting portion 39
A concave groove 49 extending to the vicinity of the fuel passage 46 is formed in the central portion of the. As described above, since the concave groove 49 and the fuel passages 46 and 47 are formed in the overflow valve 31, the mass of the overflow valve 31 is considerably reduced.

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50が形成される。この燃料溢流路50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7図に示
されるように溢流弁背圧室44は燃料通路51を介して垂直
方向に延びる燃料通路52に連結され、この燃料通路52の
下端部は第3図に示すように燃料ポート21に連結され
る。また、第7図に示されるように燃料溢流室42は燃料
流出通路53に連結され、この燃料流出通路53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。
As shown in FIG. 4, a fuel overflow passage 50 extending upward from the fuel passage 17 and constantly opening into the pressurized fuel introduction chamber 41 is formed in the housing body 1. This fuel overflow channel 50 is always in communication with the fuel pressurizing chamber 15, and therefore the pressurized fuel introducing chamber 41
Always communicates with the fuel pressurizing chamber 15. Further, as shown in FIG. 7, the overflow valve back pressure chamber 44 is connected to a vertically extending fuel passage 52 through a fuel passage 51, and the lower end portion of the fuel passage 52 is as shown in FIG. It is connected to the fuel port 21. Further, as shown in FIG. 7, the fuel overflow chamber 42 is connected to the fuel outflow passage 53, and the fuel flowing out from the fuel outflow passage 53 is returned to, for example, a fuel tank (not shown).

第1図および第2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の端面が第
2環状嵌合部39の外側端面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間には背圧室
65が形成され、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1図および第2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。
Large-diameter hole of sliding hole 30 as shown in FIG. 1 and FIG.
A rod guide 61 for guiding and supporting the rod 60 is provided at the outer end of 33.
The rod guide 61 has a rod hole
Equipped with 62. The rod 60 includes a hollow cylindrical small diameter portion 63 slidably inserted in the rod hole 62 and a large diameter portion 64 slidably inserted in the large diameter hole 33. Is brought into contact with the outer end surface 48 of the second annular fitting portion 39. A back pressure chamber is provided between the inner end of the rod guide 61 and the large diameter portion 64 of the rod 60.
65 is formed, and a pressure control chamber 66 defined by the end surface 63a of the small diameter portion 63 is formed at the end of the rod 60 on the side opposite to the large diameter portion 64. Above the pressure control chamber 66 is an actuator.
70 are placed. As shown in FIGS. 1 and 2, the rod 60 has a hollow cylindrical shape, so that the mass of the rod 60 is considerably small.

第1図から第3図および第8図に示すようにロッドガイ
ド61の内端部とロッド60の大径部64間に形成された背圧
室65には背圧室65から上方に延びる大気連通孔67aの下
端部が開口する。この大気連通孔67aの上端部は横方向
に延びる大気連通孔67bを介してプランジャ孔11の内周
壁面上に形成された環状溝68に連結される。この環状溝
68は更に大気連通孔67cを介して例えば燃料タンク(図
示せず)内に接続される。即ち、この大気連通孔67cは
大気に開放される。従って背圧室65は大気連通孔67a,67
b、環状溝68および大気連通孔67cを介して大気に開放さ
れることになる。なお、この環状溝68はプランジャ孔11
とプランジャ12間を通って漏洩した燃料を捕獲する役目
も果たしている。
As shown in FIGS. 1 to 3 and 8, the back pressure chamber 65 formed between the inner end of the rod guide 61 and the large diameter portion 64 of the rod 60 has an atmosphere extending upward from the back pressure chamber 65. The lower end of the communication hole 67a opens. The upper end portion of the atmosphere communication hole 67a is connected to the annular groove 68 formed on the inner peripheral wall surface of the plunger hole 11 via the atmosphere communication hole 67b extending in the lateral direction. This annular groove
Further, 68 is connected to, for example, a fuel tank (not shown) via an atmosphere communication hole 67c. That is, the atmosphere communication hole 67c is opened to the atmosphere. Therefore, the back pressure chamber 65 is connected to the atmosphere communication holes 67a, 67
b, it is opened to the atmosphere through the annular groove 68 and the atmosphere communication hole 67c. The annular groove 68 is formed in the plunger hole 11
Also plays a role in capturing the fuel leaked through between the plunger 12 and.

第1図および第5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。
Actuator 70 as shown in FIGS.
Is an actuator housing 72 formed integrally with the housing body 1 and having a piston hole 71 formed therein, a piston 73 slidably inserted in the piston hole 71, and an end plate 74 covering the top of the actuator housing 72. , End plates
An end plate holder 75 for fixing the 74 to the top of the actuator housing 72 and a synthetic resin cap 76 for covering the upper end of the end plate 74 are provided. Between the piston 73 and the end plate 74, a piezo piezoelectric element 77 in which a large number of piezoelectric element plates are laminated is inserted,
A variable volume chamber 78 defined by the lower end surface of the piston 73 is formed in the piston hole 71 below the piston 73. The variable volume chamber 78 communicates with the pressure control chamber 66 via the fuel passage 79. An annular cooling chamber 80 is formed between the piston 73 and the actuator housing 72, and a compression spring 81 that constantly biases the piston 73 upward is inserted in the cooling chamber 80. When the piezoelectric element 77 is charged with electric charge, the piezoelectric element 77 expands in the axial direction, and as a result, the volume of the variable volume chamber 78 decreases. On the other hand, when the electric charge charged in the piezoelectric element 77 is discharged, the piezoelectric element 77 contracts in the axial direction, and as a result, the volume of the variable volume chamber 78 increases.

第5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を常時上方に向けて押圧
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5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。
As shown in FIG. 5, the check valve 82 is attached to the housing body 1.
Is inserted. This check valve 82 is a ball 84 that controls the opening and closing of the valve port 83, and a rod that controls the lift amount of the ball 84.
85 and a compression spring 86 that constantly pushes the ball 84 and the rod 85 upward, so that the valve port 83 is normally closed by the ball 84. The valve port 83 of the check valve 82 is connected to, for example, a low-pressure fuel pump (not shown) via the fuel inflow passage 87, and low-pressure fuel of 2-3 kg / cm 2 is supplied from the fuel inflow passage 87. The check valve 82 can flow only to the inside of the variable volume chamber 78. Therefore, when the fuel pressure in the variable volume chamber 78 falls below 2-3 kg / cm 2 , the fuel volume is changed through the check valve 82. Replenished in chamber 78. Therefore the variable volume chamber 78
The inside is always filled with fuel. On the other hand, as shown in FIG. 5, the lower end of the cooling chamber 80 is connected to, for example, a low pressure fuel pump (not shown) via a fuel inflow passage 88, and
Low-pressure fuel of ~ 3 kg / cm 2 flows from the fuel inlet passage 88 to the cooling chamber 80.
Supplied within. This fuel cools the piezoelectric element 77. Further, as shown in FIG. 3, the lower end of the cooling chamber 80 is connected to the fuel supply port 20 through the fuel outflow passage 89, and the cooling chamber 80 extends from the cooling chamber 80 toward the fuel supply port 20. A non-return valve 90 is provided which is only flowable. This check valve 90 is a ball that controls the opening and closing of the valve port 91.
92, a rod 93 that regulates the lift amount of the ball 92, and a compression spring 94 that constantly presses the ball 92 and the rod 93 upward. The fuel in the cooling chamber 80 cools the piezoelectric element 77 and then passes through the fuel outflow passage 89 to the fuel supply port 20.
Is supplied to.

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1図およ
び第2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内の低圧の燃料は一方では燃料溢流路50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、他方では燃料通路52,51、溢流弁背圧室44および溢
流弁31内の燃料通路47,46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53から排出される。従ってこのとき加圧燃料導入室4
1、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。
As described above, the fuel is supplied to the cooling chamber 80 through the fuel inflow passage 88.
Then, this fuel cools the piezoelectric element 77 and then is supplied into the fuel supply port 20 through the fuel outflow passage 89 and the check valve 90. As shown in FIG. 3, when the plunger 12 is at the upper position, the fuel is supplied from the fuel supply port 20 into the fuel pressurizing chamber 15, so that the fuel pressurizing chamber 15 has an amount of about 2 to 3 kg / cm 2 at this time. The pressure is low. On the other hand, at this time, the piezoelectric element 77 is in the maximum contraction position, and at this time, the fuel pressure in the variable volume chamber 78 and the pressure control chamber 66 is a low pressure of about 2 to 3 kg / cm 2 . Therefore, at this time, the overflow valve 31 is moved to the right in FIGS. 1 and 2 by the spring force of the compression spring 45 so that the annular valve portion 40 is separated from the valve seat 35, that is, the overflow valve 31 is opened. is doing. Therefore, the low-pressure fuel in the fuel pressurizing chamber 15 is supplied to the fuel overflow chamber 42 via the fuel overflow passage 50 and the pressurized fuel introducing chamber 41 on the one hand, and the fuel passages 52, 51 and the overflow valve on the other hand. The fuel is supplied into the fuel overflow chamber 42 via the back pressure chamber 44 and the fuel passages 47 and 46 in the overflow valve 31, and the fuel supplied into the fuel overflow chamber 42 is discharged from the fuel outflow passage 53. Therefore, at this time, the pressurized fuel introduction chamber 4
1, 2 to 3 kg / cm 2 in the fuel overflow chamber 42 and the overflow valve back pressure chamber 44
Filled with low pressure fuel.

次いでプランジャ12が下降すると燃料供給ポート20およ
び燃料ポート21がプランジャ12によって閉鎖されるが溢
流弁31が開弁しているために燃料加圧室15内の燃料は燃
料溢流路50、溢流弁22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。
Next, when the plunger 12 descends, the fuel supply port 20 and the fuel port 21 are closed by the plunger 12, but the overflow valve 31 is opened, so that the fuel in the fuel pressurizing chamber 15 overflows the fuel overflow passage 50. It flows into the fuel overflow chamber 42 via the pressurized fuel introduction chamber 41 of the flow valve 22. Therefore, at this time as well, the fuel pressurizing chamber 15
The fuel pressure inside is as low as 2-3 kg / cm 2 .

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1図およ
び第2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50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。
Next, when the piezoelectric element 77 is charged with electric charge to start fuel injection, the piezoelectric element 77 expands in the axial direction, and as a result, the piston 73 descends, so that the variable volume chamber 78 is lowered.
And the fuel pressure in the pressure control chamber 66 rises rapidly. When the fuel pressure in the pressure control chamber 66 rises, the rod 60 moves to the left in FIGS. 1 and 2, so that the overflow valve 31 also moves to the left, and the annular valve of the overflow valve 31 moves. Part 40 is valve seat 35
And the overflow valve 31 is closed. When the overflow valve 31 is closed, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 rapidly rises due to the downward movement of the plunger 12, and the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 is a predetermined pressure, for example 1500 kg / cm 2 When the above constant pressure is exceeded, the needle 7 is opened and fuel is injected from the nozzle port 3. At this time, high pressure is also applied to the pressurized fuel introducing chamber 41 of the overflow valve 31 via the fuel overflow passage 50, but since the pressure receiving areas of both axial end faces of the pressurized fuel introducing chamber 41 are equal, the high pressure causes overflow. The driving force does not act on the flow valve 31.

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。前述したように背
圧室65は大気に開放されているのでこの背圧室65内の圧
力によって溢流弁31を開弁方向に付勢する力が発生しな
い。更にロッド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1図お
よび第2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50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の外側端面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の外側端面48に作用せ
ず、この外側端面48には大気圧が作用している。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の断面積を差し引いた面積に対
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溢流弁31内の燃料
通路46を介して燃料通路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。また、高圧燃料が溢流弁背圧室
44内に噴出すると溢流弁背圧室44内の燃料圧が上昇し、
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
は開弁方向の付勢力が作用する。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
の燃料噴出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。また、機関回転数或いは機関
負荷が高くなると燃料加圧室15内の加圧燃料の圧力が高
くなり、従って溢流弁31が開弁したときの燃料溢流室42
内の圧力上昇が大きくなる。更に、このとき燃料通路47
からの燃料噴射作用は強力となり、溢流弁背圧室44内の
圧力上昇が大きくなる。従って機関回転数或いは機関負
荷が高くなるとそれに伴って溢流弁31を開弁方向に付勢
する力が強くなる。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5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。
Next, when the charge charged in the piezoelectric element 77 is discharged to stop the fuel injection, the piezoelectric element 77 is discharged.
77 contracts. As a result, the piston 73 is raised by the spring force of the compression spring 81, and the fuel pressure in the variable volume chamber 78 and the pressure control chamber 66 is reduced. As described above, since the back pressure chamber 65 is open to the atmosphere, the pressure in the back pressure chamber 65 does not generate the force for urging the overflow valve 31 in the valve opening direction. Further, the masses of the rod 60 and the overflow valve 31 are small, so that when the fuel pressure in the pressure control chamber 66 decreases, the rod 60 and the overflow valve 31 immediately move to the right in FIGS. 1 and 2 due to the spring force of the compression spring 45. Moving toward the annular valve part of the overflow valve 31
40 separates from the valve seat 35 and the overflow valve 31 opens immediately. When the overflow valve 31 is opened, the high-pressure fuel in the fuel pressurizing chamber 15 is jetted into the fuel overflow chamber 42 through the fuel overflow channel 50 and the pressurized fuel introducing chamber 41, and as a result, the fuel pressurizing chamber The fuel pressure in 15 drops rapidly. On the other hand, when the pressurized fuel is jetted into the fuel overflow chamber 42 because the volume of the fuel overflow chamber 42 is small, the fuel pressure in the fuel overflow chamber 42 temporarily becomes considerably high. As described above, the second portion is provided between the outer end surface 48 of the large diameter portion 37 of the overflow valve 31 and the fuel overflow chamber 42.
Since the annular fitting portion 39 is formed, the high pressure generated in the fuel overflow chamber 42 does not act on the outer end surface 48 of the large diameter portion 37 of the overflow valve 31, and the outer end surface 48 is affected by atmospheric pressure. is doing. As a result, the high pressure generated in the fuel overflow chamber 42 is due to the large diameter hole of the sliding hole 30.
It acts only in the opening direction of the overflow valve 31 with respect to the area obtained by subtracting the cross-sectional area of the small diameter hole 32 from the cross-sectional area of 33.
31 is urged in the valve opening direction by the high pressure generated in the fuel overflow chamber 42. When high-pressure fuel is ejected into the fuel overflow chamber 42, a part of this high-pressure fuel is ejected from the fuel passage 47 into the overflow valve back pressure chamber 44 via the fuel passage 46 in the overflow valve 31. When high-pressure fuel is ejected from the fuel passage 47 in this way, a biasing force in the valve opening direction acts on the overflow valve 31 due to the reaction force of the ejection action. In addition, the high-pressure fuel is overflow valve back pressure chamber
When jetting out into the 44, the fuel pressure in the overflow valve back pressure chamber 44 rises,
As a result, the fuel pressure in the overflow valve back pressure chamber 44 acts on the overflow valve 31 in the opening direction. When the overflow valve 31 is opened in this way, the pressure in the fuel overflow chamber 42 rises, the fuel is ejected from the fuel passage 47, and the pressure in the overflow valve back pressure chamber 44 rises. As soon as the annular valve portion 40 of the overflow valve 31 leaves the valve seat 35 due to the urging force of the overflow valve 31, the overflow valve 31 is rapidly opened, and the overflow valve 31 is opened once it is opened. Held in. Therefore, when the overflow valve 31 is opened, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 is continuously and rapidly decreased. Therefore, immediately after the overflow valve 31 is opened, the needle 7 is lowered and the fuel injection is stopped. Further, when the engine speed or the engine load becomes high, the pressure of the pressurized fuel in the fuel pressurizing chamber 15 becomes high, so that the fuel overflow chamber 42 when the overflow valve 31 opens.
The pressure rise inside becomes large. Further, at this time, the fuel passage 47
The fuel injection action from is strong, and the pressure rise in the overflow valve back pressure chamber 44 increases. Therefore, as the engine speed or engine load increases, the force for urging the overflow valve 31 in the valve opening direction increases accordingly. On the other hand, when the piezo-piezoelectric element 77 is contracted to open the overflow valve 31 and the fuel pressure in the variable volume chamber 78 is reduced, the fuel pressure in the variable volume chamber 78 is changed to the fuel inflow passage 87 (the fifth If it becomes lower than the fuel pressure in the figure, low-pressure fuel is replenished into the variable volume chamber 78 via the check valve 82.

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が燃料供給ポート20および
燃料ポート21に連通する。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な
っており、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に連通すると燃料加圧室15内の高圧の燃料が
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内に噴出する。このとき燃料供給ポ
ート20および燃料ポート21内に噴出した高圧の燃料は逆
止弁90が設けられているために冷却室80内に流入せず、
この高圧燃料は燃料通路51,52を介して溢流弁背圧室44
内に流入し、更に溢流弁31内の燃料通路46,47を介して
燃料溢流室42内に流入する。その結果、溢流弁背圧室4
6,47および燃料溢流室42内が高圧となるために溢流弁31
には強力な開弁方向の力が作用し、斯くして溢流弁31が
強制的に開弁せしめられる。従って円周溝26は溢流弁31
が何らかの原因で閉弁状態に保持せしめられるのを阻止
するフェイルセーフの役目を果たしている。
When the plunger 12 is further lowered, the circumferential groove 26 formed on the outer peripheral surface of the plunger 12 communicates with the fuel supply port 20 and the fuel port 21. At this time, the overflow valve 31 is normally open, but if the overflow valve 31 is closed for some reason, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 is still high, and therefore the circumferential groove is closed. When 26 communicates with the fuel supply port 20 and the fuel port 21, the high-pressure fuel in the fuel pressurizing chamber 15 passes through the fuel escape hole 27 and the circumferential groove 26 and the fuel supply port 20.
And jets into the fuel port 21. At this time, the high-pressure fuel injected into the fuel supply port 20 and the fuel port 21 does not flow into the cooling chamber 80 because the check valve 90 is provided,
This high-pressure fuel is passed through the fuel passages 51 and 52 to the overflow valve back pressure chamber 44.
Into the fuel overflow chamber 42 via the fuel passages 46 and 47 in the overflow valve 31. As a result, the overflow valve back pressure chamber 4
6,47 and the fuel overflow chamber 42 becomes high pressure, so that the overflow valve 31
A strong force in the valve opening direction acts on the valve, and thus the overflow valve 31 is forcibly opened. Therefore, the circumferential groove 26 is
Plays a role as a fail-safe that prevents the valve from being held closed for some reason.

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。
Next, the plunger 12 rises and returns to the upper end position, and starts descending again.

このようにプランジャ12には燃料加圧室15内の燃料が15
00kg/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50の長さを短くすることができるので燃料溢流
路50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ち上がり、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。
In this way, the fuel in the fuel pressurizing chamber 15 is
A strong downward driving force is applied to achieve a high pressure of 00 kg / cm 2 or more. However, since the sliding hole 30 is arranged on the side of the plunger 12, the sliding hole 30 is not distorted, and thus the smooth sliding action of the overflow valve 31 can be ensured. Further, since the sliding hole 30 is arranged laterally on the side of the plunger 12, the sliding hole 30 can be arranged close to the fuel pressurizing chamber 15. As a result, the length of the fuel overflow passage 50 can be shortened, so that the volume of the fuel pressurizing chamber 15 including the fuel overflow passage 50 can be reduced. Therefore, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 can be easily increased, and good atomization of the injected fuel can be ensured. Further, since the volume of the fuel pressurizing chamber 15 can be reduced, the fuel pressurizing chamber 15 can be opened when the overflow valve 31 is opened.
The fuel pressure in 15 drops immediately and the fuel injection stops immediately. Therefore, since the fuel injection does not continue under a low pressure after the overflow valve 31 is opened, it is possible to suppress the generation of smoke and to improve the engine output and the fuel consumption rate. Further, the fuel injection amount immediately rises in response to the opening / closing operation of the overflow valve 31, and the fuel injection immediately stops, so that good pilot injection can be performed.

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。
Further, by forming the sliding hole 30 so as to extend laterally on the side of the plunger 12, the width of the unit injector can be narrowed, and further, the piezoelectric element 77.
Is arranged so that its axis is substantially perpendicular to the common axis of the sliding hole 30 and the rod 60, that is, substantially parallel to the common axis of the plunger 12 and the needle 7, the side of the unit injector is The width can be further narrowed.

〔考案の効果〕[Effect of device]

背圧室が大気に開放されているために溢流弁が開弁した
ときには溢流弁の開口面積が十分に大きくなる。その結
果、燃料加圧室内の燃料圧が急速に低下するために良好
な燃料の噴射切れを確保することができる。
Since the back pressure chamber is open to the atmosphere, when the overflow valve opens, the opening area of the overflow valve becomes sufficiently large. As a result, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber is rapidly reduced, so that good fuel injection can be ensured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は第4図のI-I線に沿ってみたユニットインジェ
クタの側面断面図、第2図は第1図の一部の拡大側面断
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1図のIV-IV線に沿ってみた側面断面
図、第5図は第1図および第7図のV-V線に沿ってみた
側面断面図、第6図は第1図の平面図、第7図は第1図
のVII-VII線に沿ってみた平面断面図、第8図は第3図
のVIII-VIII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、 60……ロッド、65……背圧室、 66……圧力制御室、 67a,67b,67c……大気連通孔、 77……ピエゾ圧電素子、78……可変容積室。
1 is a side sectional view of the unit injector taken along the line II in FIG. 4, FIG. 2 is an enlarged side sectional view of a portion of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. FIG. 4 is a side sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1, FIG. 5 is a side sectional view taken along line VV in FIGS. 1 and 7, and FIG. 6 is a plan view of FIG. 1, FIG. 7 is a plan sectional view taken along line VII-VII of FIG. 1, and FIG. 8 is a plan sectional view taken along line VIII-VIII of FIG. is there. 3 ... Nozzle port, 7 ... Needle, 11 ... Plunger hole, 12 ... Plunger, 15 ... Fuel pressurizing chamber, 20 ... Fuel supply port, 30 ... Sliding hole, 31 ... Overflow valve , 35 ... Valve seat, 38 ... First annular fitting part, 39 ... Second annular fitting part, 40 ... Annular valve part, 41 ... Pressurized fuel introducing chamber, 42 ... Fuel overflow chamber , 60 ... Rod, 65 ... Back pressure chamber, 66 ... Pressure control chamber, 67a, 67b, 67c ... Atmosphere communication hole, 77 ... Piezo-piezoelectric element, 78 ... Variable volume chamber.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【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、上記溢流弁が上記摺
動孔の軸線方向において互いに間隔を隔てかつ摺動孔内
周面と密封的に接触する第1の環状嵌合部および第2の
環状嵌合部を具備し、該第1環状嵌合部と第2環状嵌合
部間の摺動孔内壁面上に環状の弁座を形成すると共に第
1環状嵌合部と第2環状嵌合部間の溢流弁外周面上に上
記弁座上に着座可能な環状弁部を形成し、該環状弁部と
第1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
連結すると共に該環状弁部と第2環状嵌合部間の溢流弁
外周面周りに環状の燃料溢流室を形成し、該第2環状嵌
合部に関して該燃料溢流室と反対側の摺動孔内に形成さ
れた背圧室を大気に開放して第2環状嵌合部の外側端面
に大気圧を作用させ、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。
1. A plunger driven by an engine, a fuel pressurizing chamber which is filled with fuel and pressurized by the plunger, and a pressure which is predetermined in response to fuel pressure in the fuel pressurizing chamber. The needle that opens when the temperature exceeds the limit, the overflow valve that is slidably inserted into the sliding hole, and the overflow valve that moves the overflow valve in the axial direction of the sliding hole to remove the overflow valve from the fuel pressurizing chamber. A fuel injection device, comprising: an actuator for controlling the overflow of fuel, wherein the fuel injection is performed when the overflow valve stops the overflow of fuel from the fuel pressurizing chamber. A first annular fitting portion and a second annular fitting portion which are spaced apart from each other in the axial direction of the moving hole and are in sealing contact with the inner peripheral surface of the sliding hole; The annular valve seat is formed on the inner wall surface of the sliding hole between the second annular fitting portions, and the first annular fitting portion and the first annular fitting portion are formed. An annular valve portion which can be seated on the valve seat is formed on the outer peripheral surface of the overflow valve between the annular fitting portions, and an annular valve portion is provided around the outer peripheral surface of the overflow valve between the annular valve portion and the first annular fitting portion. A pressurized fuel introducing chamber is formed, the pressurized fuel introducing chamber is connected to the fuel pressurizing chamber, and an annular fuel overflow is formed around the overflow valve outer peripheral surface between the annular valve portion and the second annular fitting portion. A chamber, and the back pressure chamber formed in the sliding hole on the side opposite to the fuel overflow chamber with respect to the second annular fitting portion is opened to the atmosphere to form a large space on the outer end surface of the second annular fitting portion. Fuel which is made to cause the pressurized fuel in the fuel pressurizing chamber to overflow into the fuel overflow chamber via the pressurized fuel introducing chamber when the annular valve portion of the overflow valve is separated from the valve seat by applying atmospheric pressure. Injection device.
JP15488588U 1988-09-21 1988-11-30 Fuel injector Expired - Lifetime JPH0640930Y2 (en)

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GB8921014A GB2224786B (en) 1988-09-21 1989-09-15 A fuel injection device

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