JPH0640930Y2

JPH0640930Y2 - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0640930Y2
Application number: JP15488588U
Authority: JP
Inventors: 岳志 ▲高▼橋; 崇山本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2003-11-30
Also published as: JPH0276169U

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、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。

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。

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。

〔考案が解決しようとする課題〕

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。

〔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、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。

〔作用〕

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。

〔実施例〕

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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〕

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【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。