JPH10122082A - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

蓄圧式燃料噴射装置

Info

Publication number
JPH10122082A
JPH10122082A JP16722997A JP16722997A JPH10122082A JP H10122082 A JPH10122082 A JP H10122082A JP 16722997 A JP16722997 A JP 16722997A JP 16722997 A JP16722997 A JP 16722997A JP H10122082 A JPH10122082 A JP H10122082A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
pressure
passage
movable member
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP16722997A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3719468B2 (ja
Inventor
Masafumi Murakami
雅史 邑上
Shuichi Matsumoto
修一 松本
Tetsuya Toyao
哲也 鳥谷尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP16722997A priority Critical patent/JP3719468B2/ja
Priority to FR9710907A priority patent/FR2752883B1/fr
Priority to DE1997138351 priority patent/DE19738351B4/de
Publication of JPH10122082A publication Critical patent/JPH10122082A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3719468B2 publication Critical patent/JP3719468B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/165Filtering elements specially adapted in fuel inlets to injector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0017Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/007Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0077Valve seat details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/02Fuel-injection apparatus having means for reducing wear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90Selection of particular materials
    • F02M2200/9038Coatings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Lift Valve (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料リーク量を低減し小型化可能で加工が容
易であり、高い耐久性を有する燃料噴射装置を提供す
る。 【解決手段】 球状部材43は、セラミックまたは超硬
合金により形成され、平板プレート51は母材に硬質皮
膜71が施されている。母材は高速度工具鋼や高温戻し
ダイス鋼等で形成され、母材の球状部材43とのシート
部にTiN 、CrN 、DLC 等の中の一種がコーティングされ
硬質皮膜71を形成している。球状部材43および平板
プレート51のシート部を耐摩耗性を有する材質で形成
したことにより、球状部材43および平板プレート51
の衝突、ならびに燃料中に混入している硬度の高いコン
タミによる球状部材43および平板プレート51のシー
ト部の摩耗が低減するので、電磁弁閉弁時における圧力
制御室からの燃料リーク量が低減し、高精度に燃料噴射
特性を保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧燃料を一種の
サージタンクであるコモンレールに蓄圧し、この蓄圧さ
れた高圧燃料を電磁制御式のインジェクタから噴射する
ようにした蓄圧式燃料噴射装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、高圧供給ポンプによってコモ
ンレールに高圧燃料を加圧圧送して蓄圧し、この蓄圧さ
れた高圧燃料を電磁制御式のインジェクタに供給し、イ
ンジェクタから内燃機関(以下、「内燃機関」をエンジ
ンという)に噴射する燃料噴射装置として、特開平5−
133296号公報、特開平1−232161号公報に
示されるものが知られている。
【0003】特開平5−133296号公報および特開
平1−232161号公報に開示されている燃料噴射装
置は、噴孔を開閉する弁部材の反噴孔側に高圧燃料を導
入する圧力制御室を有し、この圧力制御室と低圧側とを
電磁二方弁で断続することにより、弁部材による噴孔の
開閉を制御している。そして、電磁弁の可動部材と弁座
としての非可動部材とが平面同士で密着することにより
圧力制御室と低圧側との連通が遮断される構造である。
シート部を平面状に加工することは、円錐状のシート面
を有する可動部材および非可動部材のシート部の加工よ
りも容易である。また、シート面積を広くできるためシ
ート部における摩耗が減少し、良好なシール性を維持で
きる。
【0004】しかしながら、特開平5−133296号
公報に開示されているものでは、圧力制御室の燃料圧力
から可動部材のシート部が受ける力は電磁弁の開弁方向
に作用するので可動部材を非可動部材に着座させるばね
力が大きくなる。このため、このばね力に抗して非可動
部材から可動部材を離座させる電磁弁の吸引力を増加す
る必要があるので電磁弁の体格が大きくなるという問題
がある。
【0005】また、特開平1−232161号公報に開
示されているものでは、高圧燃料の圧力として500kg
/cm2(約50MPa )程度を開示しているが、100MPa
以上の高圧燃料を切り換える電磁二方弁に用いるには、
可動部材と非可動部材との接触面積を著しく大きくし過
ぎると電磁弁の開弁方向に働く油圧荷重が大きくなるの
で実用上適さないと考えられる。また、可動部材の設定
ストローク量が小さい場合や開弁直後の低ストローク時
には可動部材と非可動部材との対向面積が大きいので流
量係数が極めて小さくなることにより圧力損失が必要以
上に大きくなり過ぎるという問題がある。このため、可
動部材が非可動部材から離座しても開放圧力が十分に下
がらなかったり、電磁弁に開弁信号が送出されたあとも
実際に圧力が下がるまでに時間遅れが発生するという問
題がある。さらに、燃料溝により可動部材を非可動部材
から離座し易い構成にすることは、逆に言えば可動部材
が非可動部材に着座するときに反発力となって働くの
で、着座時の可動部材の跳ね上がり低減効果は期待でき
ない。また、可動部材と非可動部材との接触面積を開口
面積に較べ著しく大きくすることによりインジェクタの
径が大きくなるので、小型ディーゼルエンジンへの使用
に適さない。
【0006】本出願人は、このような問題を解決する燃
料噴射装置を、特願平7−190464号明細書で開示
している。この燃料噴射装置では、電磁弁の可動部材と
非可動部材との密着領域内において燃料逃し通路を設け
ることにより、密着面積を小さくするとともに、シート
面圧を上昇させることなく確実なシール性を確保してい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願平
7−190464号明細書に示される燃料噴射装置で
は、可動部材の表面に対して垂直方向に流速が大きい燃
料が衝突するので、燃料中に異物(以下、「異物」をコ
ンタミという)が混入している場合可動部材の表面が摩
耗する。燃料中に混入したコンタミの中で粒径が約2μ
m以下の小さなものは、インジェクタに取り付けられた
燃料フィルタを通り抜けインジェクタ内部に侵入可能で
ある。コンタミの中でも硬い成分である砂すなわちセラ
ミック系のものがインジェクタ内部に侵入すると可動部
材を激しく摩耗させる。可動部材が摩耗するとこの摩耗
部に侵入するコンタミにより非可動部材も摩耗する。特
願平7−190464号明細書に示される燃料噴射装置
のように可動部材と非可動部材との密着領域内において
燃料逃し通路を設けたものではシート面積が小さくなっ
ているので、シート部の摩耗により燃料のリーク量が増
加しやすく、その結果燃料噴射特性が変化する。
【0008】可動部材に鉄鋼を使用した場合、比較的に
硬度が高い高速度工具鋼でもその硬度はHv=700〜8
00程度であるので、セラミック系コンタミの硬度がHv
=1000〜2000なのに対し圧倒的に硬度が低い。
したがって、セラミック系のコンタミによる可動部材の
摩耗が大きくなるので耐久性が低下する。可動部材の摩
耗が大きくなると、可動部材の摩耗部に浸入するコンタ
ミにより非可動部材の摩耗も大きくなる。
【0009】非可動部材とのシート部が平坦に形成さ
れ、回動自在に支持される球状部材を有する可動部材の
場合、可動部材が非可動部材に着座するときに球状部材
の傾きにより球状部材の平面部よりも平面部外周のエッ
ジ部が先に非可動部材に衝突することがある。すると、
球状部材のエッジ部あるいはエッジ部が衝突する非可動
部材のシート部が極度に摩耗することにより、シート面
積が減少しシート面圧が増加する。シート面圧が増加す
ることにより、可動部材のシート部または非可動部材の
シート部の摩耗または破損がさらに激しくなる。上記の
ように耐久性に劣る材質で可動部材および非可動部材を
形成すると、使用中に燃料リーク量が著しく増加し、燃
料噴射特性が大きく変化するという間題点がある。
【0010】さらに、電磁弁の非可動部材に燃料逃し通
路を設け、可動部材とのシート部の面積を小さくした場
合、電磁弁閉弁時、あるいは閉弁直前の可動部材の低リ
フト時において、圧力制御室と低圧空間とを連通可能な
連通路近傍の薄肉部が連通路内部の燃料圧力により変形
し易く、破壊強度に対する信頼性が低いという問題があ
る。
【0011】特開平5−99095号公報および特開平
7−63135号公報に開示されている燃料噴射装置に
おいては、噴孔を開閉する弁部材および弁座部の少なく
とも一方の表面部分を耐摩耗性および耐食性を有する非
導電性材料で形成するか、または少なくともいずれか一
方に所定硬度の高硬度材皮膜を形成することによりシー
ト部の耐久性を保持しようとしている。
【0012】しかしながら、特開平5−99095号公
報および特開平7−63135号公報に開示されている
燃料噴射装置では、噴孔を開閉する弁部材と弁座部とは
平面同士による密着ではなく、球面と円錐面、または円
錐面と円錐面との当接である。したがって、平面加工を
する場合に比べシート部の加工精度を向上させることが
困難である。
【0013】さらに、電磁弁の可動部材と非可動部材と
のいずれか一方あるいは両方のシート部に所定硬度の高
硬度材皮膜を形成した場合、例えば皮膜の蒸着方向に対
して平行な面のように、皮膜の膜厚の不均一な箇所があ
ると燃料の流れを妨げ、皮膜が燃料の流れにより剥離し
易いという問題がある。本発明はこのような問題を解決
するためになされたものであり、燃料リーク量を低減し
小型化可能で加工が容易であり、高い耐久性を有する燃
料噴射装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1または
5記載の燃料噴射装置によると、圧力制御室の燃料から
電磁弁の可動部材が開弁方向に受ける力を小さくでき、
シート面圧を上昇させることなく確実なシール性が確保
できる。したがって、可動部材を閉弁方向に付勢する付
勢力を小さくすることが可能となるので、この付勢力に
抗して可動部材を吸引する電磁弁の磁力を低減できる。
以上の作用によりシート部の耐久性が向上するとともに
電磁弁のソレノイド部分を小型化可能である。
【0015】また、電磁弁閉弁時の高圧燃料のシール性
が向上すると高圧燃料のリーク量が減少するため、本発
明を採用することによってコモンレールに高圧燃料を供
給する高圧ポンプの負荷を軽減し、駆動トルクを低下で
きるので高圧ポンプの小型化が可能となる。また、可動
部材のシート部を耐摩耗性を有する材質で形成すること
により、平面弁座との衝突による可動部材の摩耗を低減
できる。さらに、燃料中に混入している硬度の高いセラ
ミック系のコンタミが可動部材に衝突しても可動部材の
摩耗量を低減できる。したがって、シート面積が減少し
てシート面圧が増加することを防止できるので、燃料リ
ーク量の増加を抑制し、燃料噴射特性を高精度に保持可
能である。
【0016】このように耐摩耗性に優れた材質として、
TiN 、CrN 、DLC(Dimond Like Carbon) のいずれか一種
による硬質皮膜か、あるいはセラミックまたは超硬合金
を用いることが望ましい。本発明の請求項2記載の燃料
噴射装置によると、可動部材に加え平面弁座のシート部
を耐摩耗性を有する材質で形成することにより、可動部
材との衝突による平面弁座の摩耗を低減できる。さら
に、燃料中に混入しているコンタミによる平面弁座の摩
耗を低減できる。
【0017】本発明の請求項3記載の燃料噴射装置によ
ると、圧力制御室の燃料から電磁弁の可動部材が開弁方
向に受ける力を小さくでき、シート面圧を上昇させるこ
となく確実なシール性が確保できる。したがって、可動
部材を閉弁方向に付勢する付勢力を小さくすることが可
能となるので、この付勢力に抗して可動部材を吸引する
電磁弁の磁力を低減できる。以上の作用によりシート部
分の耐久性が向上するとともに電磁弁のソレノイド部分
を小型化可能である。
【0018】また、電磁弁閉弁時の高圧燃料のシール性
が向上すると高圧燃料のリーク量が減少するため、本発
明を採用することによってコモンレールに高圧燃料を供
給する高圧ポンプの負荷を軽減し、駆動トルクを低下で
きるので高圧ポンプの小型化が可能となる。また、平面
弁座の可動部材とのシート部を耐摩耗性を有する材質で
形成することにより、可動部材との衝突による平面弁座
の摩耗を低減できる。さらに、燃料中に混入しているコ
ンタミによる平面弁座の摩耗を低減できる。したがっ
て、シート面積が減少してシート面圧が増加することを
防止できるので、燃料リーク量の増加を抑制し燃料噴射
特性を高精度に保持可能である。
【0019】本発明の請求項4記載の燃料噴射装置によ
ると、平面弁座と当接する球状部材が軸部材に回動自在
に支持されることにより、球状部材の動きにより球状部
材と平面弁座とが平面同士で良好に密着する。さらに、
球状部材のシート部が耐摩耗性を有する材質で形成され
ているので球状部材の平面部外周が平面弁座と衝突して
も球状部材の平面部外周が摩耗しにくいという効果があ
る。
【0020】本発明の請求項6記載の燃料噴射装置によ
ると、圧力制御室の燃料から電磁弁の可動部材が開弁方
向に受ける力を小さくでき、シート面圧を上昇させるこ
となく確実なシール性が確保できる。したがって、可動
部材を閉弁方向に付勢する付勢力を小さくすることが可
能となるので、この付勢力に抗して可動部材を吸引する
電磁弁の磁力を低減できる。以上の作用によりシート部
分の耐久性が向上するとともに電磁弁のソレノイド部分
を小型化可能である。
【0021】また、電磁弁閉弁時の高圧燃料のシール性
が向上すると高圧燃料のリーク量が減少するため、本発
明を採用することによってコモンレールに高圧燃料を供
給する高圧ポンプの負荷を軽減し、駆動トルクを低下で
きるので高圧ポンプの小型化が可能となる。また、可動
部材と平面弁座との少なくともいずれか一方のシート部
に耐摩耗性を有する皮膜を形成することにより、可動部
材と平面弁座との衝突による可動部材あるいは平面弁座
の摩耗を低減できる。さらに、燃料中に混入しているコ
ンタミによる可動部材あるいは平面弁座の摩耗を低減で
きる。したがって、シート面積が減少してシート面圧が
増加することを防止できるので、燃料リーク量の増加を
抑制し燃料噴射特性を高精度に保持可能である。
【0022】本発明の請求項7記載の燃料噴射装置によ
ると、燃料逃し通路を有する部材のシート部に形成され
る皮膜と燃料逃し通路を形成する側壁に形成される皮膜
とは膜厚が略同一であり連続するので、電磁弁開弁時の
側壁近傍の燃料の流れを妨げることがなく、皮膜の剥離
を防止することができる。本発明の請求項8記載の燃料
噴射装置によると、圧力制御室の燃料から電磁弁の可動
部材が開弁方向に受ける力を小さくでき、シート面圧を
上昇させることなく確実なシール性が確保できる。した
がって、可動部材を閉弁方向に付勢する付勢力を小さく
することが可能となるので、この付勢力に抗して可動部
材を吸引する電磁弁の磁力を低減できる。以上の作用に
よりシート部分の耐久性が向上するとともに電磁弁のソ
レノイド部分を小型化可能である。
【0023】また、電磁弁閉弁時の高圧燃料のシール性
が向上すると高圧燃料のリーク量が減少するため、本発
明を採用することによってコモンレールに高圧燃料を供
給する高圧ポンプの負荷を軽減し、駆動トルクを低下で
きるので高圧ポンプの小型化が可能となる。また、燃料
逃し通路を平面弁座に形成し、平面弁座の少なくとも連
通路と燃料逃し通路との間に平面弁座よりも硬い材質で
皮膜を形成することにより、連通路近傍の薄肉部の連通
路内部の燃料圧力に対する破壊強度を向上することがで
きる。したがって、連通路近傍の薄肉部が連通路内部の
燃料圧力により変形するのを抑制し、破壊強度に対する
信頼性を向上することができ、閉弁時のシール性をより
確実なものとすることができる。
【0024】本発明の請求項9記載の燃料噴射装置によ
ると、平面弁座の連通路近傍の径方向の上面幅は燃料逃
し通路の深さよりも小さいので、圧力制御室の燃料から
電磁弁の可動部材が開弁方向に受ける力を小さくでき
る。したがって、可動部材を閉弁方向に付勢する付勢力
を小さくすることが可能となるので、この付勢力に抗し
て可動部材を吸引する電磁弁の磁力を低減でき、電磁弁
のソレノイド部分を比較的小型にすることが可能であ
る。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図面に基づいて説明する。 (第1実施例)本発明の第1実施例による燃料噴射装置
を図1〜図4に示す。図3に示すインジェクタ1には、
図示しないコモンレールで蓄圧された一定圧の高圧燃料
が図示しない燃料配管を介して燃料フィルタ60を通っ
て供給されている。
【0026】インジェクタ1の噴孔側に設けられた噴射
ノズル10のノズルボディ11には、噴孔11aを開閉
するニードル弁20が往復移動可能に収容されている。
ノズルボディ11およびインジェクタボディ13はパッ
キンチップ12を挟んでリテーニングナット14で結合
されている。ニードル弁20の反噴孔側にはプレッシャ
ピン21が配設されており、プレッシャピン21の反噴
孔側にはプレッシャピン21に接触あるいは連結する制
御ピストン22が配設されている。ニードル弁20、プ
レッシャピン21および制御ピストン22は、特許請求
の範囲に記載した「弁部材」を構成している。プレッシ
ャピン21はスプリング23内に貫挿されており、スプ
リング23はプレッシャピン21を図3の下方、つまり
噴孔閉塞方向に付勢している。制御ピストン22の反噴
孔側には圧力制御室61が設けられている。
【0027】燃料フィルタ60とインジェクタボディ1
3の内周面との隙間は25μm程度に設定されており、
この隙間に燃料を通すことで燃料中のコンタミを濾過す
る。燃料フィルタ60から導入された高圧燃料は、高圧
燃料通路62と高圧燃料通路63に分岐する。高圧燃料
通路62に分岐した高圧燃料はニードル弁20の周囲に
環状に形成された燃料溜まり24に供給され、高圧燃料
通路63に分岐した高圧燃料は圧力制御室61に供給さ
れている。燃料溜まり24内の高圧燃料の圧力は図3の
上方、つまり燃料溜まり24と噴孔11aとが連通する
リフト方向にニードル弁20を付勢し、圧力制御室61
内の高圧燃料の圧力は図3の下方、つまりニードル弁2
0が噴孔11aを閉塞する方向に制御ピストン22を付
勢する。
【0028】図4に示すように、高圧燃料通路63と圧
力制御室61とは高圧燃料通路63から圧力制御室61
への流入燃料量を規制する第1の絞り部としての第1の
絞り孔65で連通されている。平面弁座としての平板プ
レート51には平板プレート51を軸方向に貫通し第1
の絞り孔65よりも通路抵抗の小さい第2の絞り部とし
ての第2の絞り孔66が形成されている。
【0029】低圧燃料通路64は制御ピストン22およ
びニードル弁20の摺動クリアランスからのリーク燃料
を回収するための燃料通路であり、低圧燃料室67に連
通している。低圧燃料通路68は低圧燃料室67に連通
し、インジェクタ内の余剰燃料を外部に排出するための
通路である。低圧燃料通路64、低圧燃料室67および
低圧燃料通路68は、特許請求の範囲に記載した「低圧
空間」を構成している。
【0030】電磁弁30は、圧力制御室61と低圧燃料
室67とを断続する電磁二方弁であり、リーテーニング
ナット52とインジェクタボディ13との間に配設され
ている。電磁コイル32はコア31内に巻装されてお
り、コネクタ33から電力が供給される。可動部材40
はシャフト41、支持部材42、球状部材43およびプ
ッシュロッド44からなり、シリンダ53に往復移動可
能に支持されている。シャフト41の電磁コイル32側
にはアーマチャ34が固定されている。シャフト41お
よび支持部材42は特許請求の範囲に記載した「軸部
材」を構成する。可動部材40のリフト量はスペーサ5
4の軸長を変更することにより調整できる。
【0031】図1に示すように、シャフト41の先端部
には円筒状に形成された支持部材42が圧入または溶接
等で固定されている。支持部材42と球状部材43との
間には数μmのクリアランスが形成されており、球状部
材43はシャフト41の先端に形成された円錐状凹面4
1aと支持部材42の内壁とにより回動自在に組み付け
られている。支持部材42の先端部をかしめることによ
り球状部材43は支持部材42からの脱落を防止されて
いる。球状部材43は、セラミックまたは超硬合金の球
の一部分に平面部43aが加工された構造になってい
る。
【0032】シリンダ53とインジェクタボディ13と
の間には平板プレート51が挟持されている。平板プレ
ート51には平板プレート51を軸方向に貫通する第2
の絞り孔66が形成されており、圧力制御室61と低圧
燃料室67とを連通可能である。図4に示す平板プレー
ト51は、後述する環状溝等を省略している。図2の
(B)に示すように、平板プレート51は母材70の表
面に硬質皮膜71をコーティングして形成されている。
母材70には焼き戻し温度が500〜650℃と高い高
速度工具鋼や高温戻しダイス鋼等を用いることが好まし
い。母材70の球状部材43とのシート部にTiN 、CrN
、DLC 等の中から一種がコーティングされ硬質皮膜7
1を形成している。TiN 、CrN 、DLC の硬度範囲はHV=
1000〜3000である。母材70を図2に示す形状
に加工後、真空アーク放電を利用し、陰極に取り付けた
皮膜材料を蒸気化またはイオン化して母材70上に皮膜
を形成するイオンプレーティング法の一種であるAIP 法
により硬質皮膜71が形成される。
【0033】球状部材43をTiN 、CrN 、DLC 等の硬質
皮膜でコーティングを施した鋼で構成することも可能で
あるし、平板プレート51をセラミックまたは超硬合金
で形成することも可能である。図1および図2に示すよ
うに、平板プレート51の球状部材43とのシート部に
は、第2の絞り孔66の開口周囲に環状の座面51aが
形成されている。この環状座面51aの外周側に環状の
溝が形成され、この環状溝により環状溝通路51bが形
成されている。前記環状溝から径方向外側に向けて放射
状に十字状の溝が形成されており、この十字状溝により
燃料溝通路51cが形成されている。燃料溝通路51c
の一端は環状溝通路51bと連通し燃料溝通路51cの
他端は低圧燃料室67に連通している。環状溝通路51
bおよび燃料溝通路51cは、特許請求の範囲に記載し
た「燃料逃し通路」を構成している。環状溝通路51b
および燃料溝通路51cは球状部材43と平板プレート
51との密着領域内に形成されており、球状部材43が
平板プレート51に着座した状態においても低圧燃料室
67と連通している。環状溝通路51bおよび燃料溝通
路51cにより扇状の座面51dが区切られている。
【0034】座面51aと座面51dとの平面高さは同
一高さに設定されており、電磁二方弁の閉弁時の球状部
材43と平板プレート51との接触は、環状溝を挟んで
内側および外側の両座面で行われる構成となっている。
座面51aの外周縁から径方向外側に向けてから環状溝
通路51bの深さが次第に深くなるようにテーパ面72
が形成されている。このような構成にしたのは次に述べ
る理由からである。
【0035】圧力制御室61は100MPa 以上の高圧に
なるため、第2の絞り孔66近傍の座面51aには大き
な力が加わり弾性変形してしまう可能性がある。第1実
施例の如く、座面51aの外周縁に続いてテーパ面72
を設け第2の絞り孔66近傍の径方向の肉厚を大きくと
ることによって、座面51aの変形を抑制し閉弁時のシ
ール性をより確実にできる。
【0036】球状部材43の平面部43aは座面51a
と座面51dの一部とに着座可能であり、球状部材43
が平板プレート51に着座すると第2の絞り孔66と環
状溝通路51bとの連通が遮断される。図1に示す各寸
法の具体例を次に示す。平面部43aの直径D1 =1.
6mm、球状部材43の直径D2 =2.0mm、第2の絞り
孔66の径D3 =0.35mm、環状溝通路51bの内径
4 =0.5mm、環状溝通路51bの外径D5 =1.0
mm、制御ピストン22の径D6 =4.5mmである。ま
た、球状部材43の削り代=0.4mm、第1の絞り孔6
5の径=0.25mm、可動部材40のリフト量=0.1
2mmである。
【0037】テーパ面を形成しない構成でシール性を確
認した結果、圧力制御室内の燃料圧力が150MPa 程度
まで良好なシール性を得るためには、第2の絞り孔周囲
の径方向の座面の厚みが約0.2mm以上必要である。
0.1mm程度であれば、本実施例のように環状の座面5
1aの外周縁からテーパ面72を設ける形状が有効とな
る。
【0038】次に、燃料噴射装置の作動について説明す
る。 (1) 電磁コイル32への通電オフ時、スプリング45の
付勢力によりプッシュロッド44が図3の下方に押下さ
れ、球状部材43が平板プレート51に着座する。図1
に示す球状部材43の平面部43aが平板プレート51
の座面51a、51dに当接することにより、圧力制御
室61と低圧燃料室67との連通が遮断される。スプリ
ング45のセット荷重は65Nに設定されており、イン
ジェクタ使用時における圧力制御室61の最大圧力が1
50MPa になったときに可動部材40が開弁方向に受け
る油圧荷重21.1Nよりも大きく設定されているの
で、コイル32への通電をオフした状態で可動部材40
がリフトすることはない。
【0039】制御ピストン22の受圧面積はニードル弁
20の受圧面積よりも大きく、スプリング23の付勢力
は噴孔閉塞方向に働いているので、圧力制御室61の燃
料圧力から制御ピストン22が噴孔閉塞方向に受ける力
とスプリング23の付勢力との和は、燃料溜まり24の
燃料圧力からニードル弁20がリフト方向に受ける力よ
りも大きい。したがって、エンジン始動直後における高
圧燃料通路62、63の圧力上昇速度が約25〜30MP
a/sec 程度の状態においても、ニードル弁20により噴
孔11aは閉塞され燃料噴射は行われない。
【0040】(2) 電磁コイル32への通電をオンする
と、コイル32に発生するアーマチャ34を吸引する電
磁力は約100Nに設定されているので、この電磁力と
圧力制御室61の燃料圧力から可動部材40が開弁方向
に受ける力との和がスプリング45の付勢力よりも大き
くなるので可動部材40が平板プレート51から離座す
る。球状部材43が平板プレート51から離座すると、
第2の絞り孔66と低圧燃料室67とが連通し、第2の
絞り孔66、低圧燃料室67、低圧燃料通路68、封止
部材55に形成された燃料回収通路55aを経て圧力制
御室61内の高圧燃料がインジェクタ1から排出され
る。第2の絞り孔66の通路抵抗は第1の絞り孔65の
通路抵抗よりも小さいので、球状部材43が平板プレー
ト51から離座し圧力制御室61と低圧燃料室67とが
連通すると圧力制御室61の燃料圧力が低下する。圧力
制御室61の燃料圧力が低下し、圧力制御室61の燃料
圧力から制御ピストン22が噴孔閉塞方向に受ける力と
スプリング23の付勢力との和が、燃料溜まり24の燃
料圧力からニードル弁20がリフト方向に受ける力より
も小さくなると、ニードル弁20がリフトし、噴孔11
aから燃料が噴射される。
【0041】次に、燃料逃し通路の有無による燃料噴射
装置の作用および効果の相違点について説明する。図5
の(A)は、圧力制御室61内の高圧燃料によって、球
状部材43の平面部43aに作用する圧力分布を示した
ものであり、環状溝通路51bおよび燃料溝通路51c
がない場合と比較してその分布形態の違いを模式的に表
したものである。図5の(B)は、第1実施例に用いた
寸法諸元のものに対して、圧力分布の理論値を計算した
結果である。さらに図6は、図5の圧力分布を受けた場
合の平面部43aが開弁方向に受ける油圧荷重を平面部
43a全域で積分して求めた値を示したものである。
【0042】電磁弁30が閉弁し高圧燃料をシールして
いる場合、高圧燃料はある圧力分布をもって球状部材4
3と平板プレート51との密着平面内に回り込む。第1
実施例では、この密着平面内に設けられた環状溝通路5
1bおよび燃料溝通路51cが低圧燃料室67に連通し
ていることにより、環状溝通路51bおよび燃料溝通路
51cは低圧燃料室67内の圧力(ドレン圧≒0)まで
降圧する。したがってその圧力分布は、図5に示すよう
に、第2の絞り孔66から環状溝通路51bまでをLO
G関数でつないだ平行円盤間の隙間流れであらわされる
周知の圧力分布を得る。
【0043】一方、低圧燃料室67と連通する環状溝通
路51bおよび燃料溝通路51cが構成されていない従
来のインジェクタの場合、図5の(B)に示した点線の
ように球状部材の平面部の外周縁部まで密着平面内の圧
力がドレン圧にまで降圧しないため、上記圧力分布は半
径方向に長い分布を有することになる。図6より、燃料
逃し通路が有る場合に電磁弁開弁方向に発生する油圧力
は、燃料逃し通路がない場合に比較して70%以上も低
減できることが分かる。このため、電磁弁閉弁方向に可
動部材40を付勢するスプリング45の付勢力を小さく
できるとともに、スプリング45の付勢力に抗して可動
部材40をリフトさせる電磁コイル32の磁力も小さく
できるので、電磁弁の体格を小型化できる。以上の効果
は、球状部材の平面部43aと平板プレート51のいず
れかを小径化することによっても得ることができる。た
だし、平面部43aと平板プレート51のいずれかを小
径化することにより電磁弁閉弁時のシート面積を極端に
小さくすると、シート面圧が極端に上昇するため初期性
能を得ることができても耐久性に問題が生じるので実用
上適さない。
【0044】また、電磁弁閉弁直前の状態における球状
部材43と平板プレート51との間隔が極めて小さい場
合においても、当然同様の効果が得られることは言うま
でもない。さらには、低圧燃料室67に連通する環状溝
通路51bおよび燃料溝通路51cは、第2の絞り孔6
6を中心にして十字状に延びる点対称位置に配設されて
いるため、平面部43aに働く圧力分布も対称形となっ
て分布する。すなわち、平面部43aの中心から径方向
に向けて対称形の圧力分布を得ることができるので、電
磁弁開閉弁時において球状部材43の傾きや偏心が発生
しにくく、安定した開閉弁制御が可能となっている。
【0045】さらに、円錐状凹面41aを有するシャフ
ト41に球状凸面を有する球状部材43が回動自在に収
容され、球状部材43の平面部43aが平板プレート5
1に着座する構成であるため、着座時の軸ずれを吸収で
き、球状部材43により圧力制御室61と低圧側とを確
実にシールできるとともに、電磁弁30の作動中に球状
部材43が流体によって動くことがなく安定した制御を
も可能とする。したがって、この構造は本実施例に示す
球状部材のみに限定されて使用されるものでなく、例え
ばボール弁の先端形状に応用しても良好な結果が得られ
ることは言うまでもない。
【0046】次に、球状部材43および平板プレート5
1のシート部を耐摩耗性に優れた材質で形成したことに
よる第1実施例の効果を比較例と比較して説明する。図
7、図8および図9に示す比較例は、球状部材101を
軸受用鋼球(SUJ2)、平板プレート110を高速度工具
鋼(SKH2)または炭素工具鋼(SK4F)で形成したもので
ある。軸受用鋼球、高速度工具鋼および炭素工具鋼の硬
度は、それぞれHV=700〜800である。第1実施例
としては、球状部材43はセラミック(Si3N4)で形成
し、平板プレート51は高速度工具鋼(SKH2)の母材70
にTiN をコーティングして硬質皮膜を形成したものを用
いる。TiN による硬質皮膜71の硬度はHV=2200〜
2800である。
【0047】球状部材および平板プレートのシート部の
摩耗は、(1) 球状部材と平板プレートとの衝突、(2) 燃
料中に混入したコンタミの衝突の二つの要因により発生
する。 (1) 可動部材100が平板プレート110に着座する場
合、球状部材101の平面部101aの中心が第2の絞
り孔102の中心からずれていると、図7の(A)およ
び図8の(A)に示すように、球状部材101が傾き平
面部101aの外周縁部(以下、エッジという)101
bが平板プレート110の平面部110aに衝突しやす
い。その結果、図7の(B)に示すようにエッジ101
bが摩耗する。すると、図7の(A)に示す摩耗前のシ
ート径d1 に対し、図7の(B)に示す摩耗後のシート
径d2 が小さくなる。
【0048】また、平板プレート110の平面部110
aもエッジ101bの衝突により、図8の(B)に示す
ようにえぐられるように摩耗する。すると、摩耗前の図
8の(A)に示すシート径d1 に対し、摩耗後のシート
径d3 が小さくなる。シート径が小さくなるとシート面
積が小さくなりシート面圧が上昇するので、球状部材1
01および平板プレート110のシート部の摩耗が加速
度的に進行する。また、球状部材101および平板プレ
ート110のシート部が衝突時の衝撃により疲労破壊を
起こしやすい状態になる。
【0049】(2) 球状部材101および平板プレート1
10は燃料中に混入したコンタミによっても摩耗する。
自動車の燃料タンク中には、燃料の補給時あるいは配管
接続部の取り外しによって混入した砂に代表されるセラ
ミック系のコンタミが存在する。これらの平均的な硬度
は約Hv=1000〜2000と非常に硬い。これらコン
タミの中で、インジェクタに取り付けた燃料フィルタの
25μmの隙間を通過可能な粒径の小さいものはインジ
ェンタの内部に侵入する。図9の(A)に示すように、
コンタミが高圧燃料とともに球状部材101に対して垂
直方向から衝突すると、第2の絞り孔102に面した平
面部101aが点線で示すように激しく摩耗する。平面
部101aが摩耗すると、図9の(B)に示すように平
面部101aの摩耗部を燃料とともにコンタミが流れて
ゆくことにより、球状部材101および平板プレート1
10が点線で示すようにさらに摩耗する。
【0050】本実施例および比較例の球状部材における
摩耗量δを比較した結果を図10に示す。図10に記載
されたAは、本実施例と比較例とを空気中にて107
作動させた場合を示し、球状部材が平板プレートに衝突
することにより生じる球状部材の摩耗量を示している。
Bは、コンタミ(アルミナAl2O3 、粒径0.39μm)
を混入した燃料の供給圧力が120MPa となるように設
定し24時間作動させた場合の摩耗量を示している。本
実施例のセラミックで形成した球状部材は、AおよびB
のどちらの条件においても比較例に対して摩耗量が圧倒
的に少ないことがわかる。
【0051】本実施例および比較例による、時間経過に
ともなう燃料リーク量および噴射量の変化を図11に示
す。本実施例と比較例との加工寸法に違いがあるので、
摩耗前の燃料リーク量および燃料噴射量は一致していな
いが、時間経過にともなう燃料リーク量および燃料噴射
量の変化の違いをみることができる。比較例では6時間
で急増したリーク量が、本実施例では24時間を経過し
てもほとんど増加していない。また、比較例では噴射量
も増加しているのに対し、本実施例ではほとんど変化し
ていない。球状部材に摩耗が生じると、球状部材と平板
プレートとのシート性能が著しく低下し、インジェクタ
のリーク量および噴射量を増加させることがわかる。こ
のように、球状部材をセラミックで形成することにより
シート部分の耐久性は著しく向上する。
【0052】本実施例および比較例の平板プレートにお
ける摩耗量の違いを図12に示す。図12は、本実施例
と比較例とを空気中にて107 回作動させた場合の平板
プレートの摩耗量δを示している。本実施例では、高速
度工具鋼にTiN コーティングを施すことにより平板プレ
ートの表面を高硬度に形成しているので、球状部材のエ
ッジ部分で平板プレートをえぐるような損傷が少ない。
したがってシート面積の減少が少ないので、燃料リーク
量を低減し燃料噴射特性を高精度に制御できる。
【0053】本発明の第1実施例によると、電磁弁閉弁
時、あるいは閉弁直前の可動部材の低リフト時において
も、可動部材40に発生する開弁方向に作用する圧力分
布を半径方向に短くできるためスプリング45の付勢力
に抗して可動部材40をリフトさせる電磁コイル32の
吸引力が小さくなるので電磁コイル32を小型化するこ
とができる。これは、座面51aに加えて扇状の座面5
1dの一部に可動部材40を密着させる構成であるため
シート面圧を上昇させることなく実現できるので、耐久
性を損なうことがないことは言うまでもない。また、電
磁弁閉弁時の高圧燃料のシールを確実にすることができ
るため、高圧燃料のリーク量を低減でき、コモンレール
に高圧燃料を供給するための高圧ポンプの負荷を軽減す
ることができるので、高圧ポンプの駆動トルクを小さく
できるとともに高圧ポンプの体格も小さくできる。
【0054】また、球状部材43の中心軸に対して半径
方向に等しい圧力分布となるため、球状部材43の傾き
や偏心が発生しにくく、安定した開閉弁制御が可能とな
る。これにより、均一な噴射量を得ることができ、安定
した噴射量制御を実現できる。特に微少量噴射制御を安
定して行うことができる。さらに、球状部材着座時の軸
ずれが吸収できるため、確実にシート面を密着すること
ができ、球状部材着座時の燃料リーク量をほぼゼロにす
ることも可能であり、高圧燃料のリーク量を低減でき
る。
【0055】また第1実施例では、球状部材43と平板
プレート51との密着領域内に環状溝通路51bおよび
燃料溝通路51dを形成したことにより、球状部材43
と平板プレート51とのシート面積を減少させる構成と
なっている。このような構成においては、球状部材43
と平板プレート51とのシート部の摩耗によるシート面
積の減少が燃料リーク量の増加をまねき、燃料噴射特性
を変化させる要因となる。しかしながら、球状部材43
と平板プレート51とのシート部が耐摩耗性に優れた材
質で形成されていることにより、シート面積の減少を防
止し、燃料噴射特性を高精度に保持できる。
【0056】上述の如く、第1実施例による燃料噴射装
置は、安価な手法で電磁弁からの燃料リーク量を低減で
きる上、コモンレールに高圧燃料を供給する高圧ポンプ
の体格を小型化することが可能で、安定した燃料噴射制
御を小さな電磁力で駆動できる。さらには高い耐久性を
も兼ね備えている。 (第2実施例)本発明の第2実施例を図13に示す。第
2実施例は、平板プレート51の環状溝通路51bの角
部を直角に形成したものであり、その他の構成は第1実
施例と同一である。
【0057】環状溝通路51bの角部を直角に形成した
ことにより第2の絞り孔66近傍の径方向の肉圧が第1
実施例に比べて小さくなる。したがって、圧力制御室内
の燃料圧力が150MPa 程度まで良好なシール性を得る
ためには、径方向の座面51aの厚みが約0.2mm以上
必要である。 (第3実施例)本発明の第3実施例を図14に示す。第
1実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【0058】第3実施例では、平板プレート80に設け
た第2の絞り孔66を中心として燃料通路51cを放射
状に等間隔に五本設けている。これは、可動部材40に
発生する圧力分布の半径方向長さを確実に短くするため
の実施例を示したものであり、特に150MPa 以上の高
圧を制御する場合に有効である。すなわち、これは15
0MPa 以上の高圧を制御するときに環状溝通路51bを
完全にドレン圧まで下げる手法である。ただし、燃料通
路本数は多いほどその効果は大きく、五本に限るもので
はない。
【0059】以上説明した第1実施例〜第3実施例で
は、支持部材とシャフトとを別体に形成しているため、
シャフトの熱処理工程が極めて容易となる。シャフト
は、電磁弁30の作動に伴うガイド部分(摺動部分)の
耐久性と、球状部材との高応力発生面(接触面)の耐久
性を確保することを目的に熱処理されている。このた
め、第1実施例のように最終工程にてシャフト先端をか
しめて球状部材の脱落を防止する場合、例えば合金綱を
材料にかしめ先端部を防炭処理した後、浸炭熱処理を実
施することになる。しかしながら、球状部材の直径は、
第1実施例で示したφ2.0mmと如く極めて小さいた
め、シャフト先端の防炭処理長さが小さく、この作業に
時間を要してしまう。そこで第1実施例〜第3実施例で
は、円筒状の支持部材をシャフトと別体に設けることに
より、シャフトの熱処理作業が容易になる。シャフトに
は組付け工程前に焼き入れ処理がなされており、その熱
処理工程は極めて容易に行うことができる。
【0060】また、第1実施例〜第3実施例では、圧入
または溶接によりシャフトに支持部材を取付けたが、本
発明ではねじ結合によりシャフトに支持部材を取付ける
ことも可能である。 (第4実施例)本発明の第4実施例を図15および図1
6に示す。第1実施例と実質的に同一構成部分には同一
符号を付す。第1実施例〜第3実施例では、平板プレー
ト側に燃料逃し通路を設けたが、第4実施例では球状部
材側に燃料逃し通路を設けている。図15に示す球状部
材91は、高速度工具鋼や高温戻しダイス鋼等からなる
母材のシート部側にTiN 、CrN 、DLC 等の中から一種が
コーティングされ硬質皮膜を形成している。図16に示
す平板プレート96は、セラミックまたは超硬合金によ
り形成されている。
【0061】図15の(B)に示すように、シャフト9
0は第1実施例におけるシャフト41と支持部材42と
を兼ねている。球状部材91の平面部の中央部には円形
の当接面92が形成され、この当接面92の周囲に環状
の環状溝通路93が形成されている。この環状溝通路9
3に連通し、当接面92を中心にして放射状に三本の燃
料溝通路94が等間隔に設けられている。球状部材に放
射状に形成される燃料溝通路の本数は、三本に限るもの
ではない。扇状の座面95は環状溝通路93および燃料
溝通路94に囲まれている。
【0062】図16の(A)および(B)に示すよう
に、平板プレート96には、第2の絞り孔66が形成さ
ているだけである。第4実施例では、平板プレート96
に第2の絞り孔66だけが形成されているため、第1実
施例〜第3実施例のように燃料溝通路近傍に薄肉部をも
たないのでより良好なシール性が確保できる。
【0063】以上説明した本発明の上記各実施例では、
球状部材および平板プレートのシート部をいずれも耐摩
耗性を有する材質で形成したが、球状部材および平板プ
レートの少なくともいずれか一方を耐摩耗性を有する材
質で形成することによっても、球状部材と平板プレート
とのシート部における摩耗を減少し、燃料噴射特性を高
精度に制御することができる。
【0064】(第5実施例)本発明の第5実施例を図1
7に示す。第1実施例と実質的に同一構成部分には同一
符号を付す。第5実施例では、平板プレート51には平
板プレート51を軸方向に貫通する第2の絞り孔66が
形成されており、圧力制御室61と低圧燃料室67とを
連通可能である。また、平板プレート51の環状溝通路
51bの底面と扇状の座面51dとの間には側壁51e
が設けられている。第2の絞り孔66近傍の座面51a
と扇状の座面51dとの平面高さhは同一高さに設定さ
れており、座面51aの上面幅wは平面高さhよりも小
さく設定されている。図17の(B)における各寸法の
具体例は、平面高さh=0.1mmであり、上面幅w=
0.08mmである。ここで、第2の絞り孔66は特許請
求の範囲に記載した「連通路」を構成し、平面高さhは
特許請求の範囲に記載された「燃料逃し通路の深さ」に
相当する。
【0065】平板プレート51は高速度工具鋼や高温戻
しダイス鋼等からなる母材70の表面にTiN 、CrN 、DL
C 等の中から一種がコーティングされ硬質皮膜71を形
成している。硬質皮膜71の硬度範囲はHV=1000〜
3000であり、母材70の硬度はHV=700〜800
程度である。母材70を図17に示す形状に加工後、真
空アーク放電を利用し、陰極に取り付けた皮膜材料を蒸
気化またはイオン化して母材70上に皮膜を形成するイ
オンプレーティング法の一種であるAIP 法により硬質皮
膜71が形成される。このため硬質皮膜71は、例えば
蒸着により形成された皮膜に比べて膜厚が均一に形成さ
れ、特に側壁51e近傍が連続的に形成される。さら
に、第2の絞り孔66近傍の薄肉部および座面51aの
破壊強度を向上している。
【0066】第5実施例では、硬質皮膜71は膜厚が均
一に連続的に形成されているので、電磁弁開弁時の側壁
51e近傍の燃料の流れを妨げることがなく、硬質皮膜
71の剥離を防止することができる。さらに、電磁弁閉
弁時、あるいは閉弁直前の可動部材の低リフト時におい
て、第2の絞り孔66近傍の薄肉部および座面51aが
第2の絞り孔66内部の制御室圧により変形するのを硬
質皮膜71により抑制しているので、第2の絞り孔66
近傍の薄肉部および座面51aの破壊強度に対する信頼
性を向上することができ、閉弁時のシール性をより確実
なものとすることができる。
【0067】さらにまた、座面51aの上面幅wは平面
高さhよりも小さく設定されているため、可動部材40
に発生する開弁方向に作用する圧力分布を半径方向に短
くできる。したがって、スプリング45の付勢力に抗し
て可動部材40をリフトさせる電磁コイル32の吸引力
が小さくなるので、電磁コイル32を比較的小型にする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による蓄圧式燃料噴射装置
における電磁弁の主要部を示す斜視図である。
【図2】第1実施例の平板プレートを示すものであり、
(A)は平面図を示し、(B)は(A)のB−B線断面
図を示す。
【図3】第1実施例の蓄圧式燃料噴射装置を示す断面図
である。
【図4】第1実施例の蓄圧式燃料噴射装置の主要部を示
す断面図である。
【図5】第1実施例の電磁弁におけるシート部の圧力分
布を示し、(A)は断面形状と圧力分布との位置関係を
示し、(B)はシート部の半径方向距離と圧力との関係
を示す特性図である。
【図6】燃料逃し通路が有る場合と無い場合の油圧荷重
の違いを示す特性図である。
【図7】(A)は第1実施例における球状部材の回動状
態を示す模式的断面図であり、(B)は球状部材の外周
縁部の摩耗を示す模式的断面図である。
【図8】(A)は第1実施例における球状部材の回動状
態を示す模式的断面図であり、(B)は平板プレートの
摩耗状態を示す模式的断面図である。
【図9】(A)は第1実施例における燃料中のコンタミ
による球状部材の摩耗状態を示す模式的断面図であり、
(B)は球状部材および平板プレートの摩耗を示す模式
的断面図である。
【図10】球状部材の材質による摩耗の違いを示す特性
図である。
【図11】噴射量およびリーク量の経時変化を示す特性
図である。
【図12】平板プレートの材質による摩耗の違いを示す
特性図である。
【図13】第2実施例の平板プレートを示すものであ
り、(A)は平面図を示し、(B)は(A)のB−B線
断面図を示す。
【図14】第3実施例の平板プレートを示すものであ
り、(A)は平面図を示し、(B)は(A)のB−B線
断面図を示す。
【図15】第4実施例の球状部材を示すものであり、
(A)は側面図を示し、(B)は(A)のB方向矢視図
を示す。
【図16】第4実施例の平板プレートを示すものであ
り、(A)は平面図を示し、(B)は(A)のB−B線
断面図を示す。
【図17】第5実施例の平板プレートを示すものであ
り、(A)は平面図を示し、(B)は(A)のB−B線
断面図を示す。
【符号の説明】
1 インジェクタ 10 噴射ノズル 11a 噴孔 20 ニードル弁(弁部材) 21 プレッシャピン(弁部材) 22 制御ピストン(弁部材) 30 電磁弁 40 可動部材 41 シャフト(軸部材) 41a 円錐状凹面 42 支持部材(軸部材) 43 球状部材 43a 平面部(シート部) 51 平板プレート(平面弁座) 51a、51d 座面(シート部) 51b 環状溝通路(燃料逃し通路) 51c 燃料溝通路(燃料逃し通路) 51e 側壁 62、63 高圧燃料通路 64、68 低圧燃料通路 65 第1の絞り孔 66 第2の絞り孔(連通路) 67 低圧燃料室 70 母材 71 硬質皮膜 80 平板プレート(平面弁座) 91 球状部材 96 平板プレート(平面弁座)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 51/06 F02M 51/06 Z F16K 1/14 F16K 1/14 A 25/04 25/04 31/06 305 31/06 305L 305M 385 385A

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コモンレールで蓄圧された高圧燃料をイ
    ンジェクタの噴射ノズルから内燃機関に噴射する蓄圧式
    燃料噴射装置であって、 噴射ノズルの噴孔に高圧燃料を供給可能な高圧燃料通路
    と前記噴孔とを断続する弁部材と、 前記弁部材の反噴孔側に設けられ前記高圧燃料通路から
    供給される燃料圧力により前記弁部材を前記噴孔遮断方
    向に付勢する圧力制御室と低圧燃料通路または低圧燃料
    室からなる低圧空間とを断続する電磁弁とを備え、 前記電磁弁は、前記圧力制御室と前記低圧空間とを連通
    可能な連通路周囲に形成された平面弁座、および前記平
    面弁座に平面同士で密着することにより前記圧力制御室
    と前記低圧空間との連通を遮断する可動部材を有し、 前記可動部材と前記平面弁座との密着領域内において前
    記低圧空間と連通する燃料逃し通路が前記可動部材また
    は前記平面弁座のいずれか一方に形成され、 前記可動部材の少なくとも前記平面弁座とのシート部を
    耐摩耗性を有する材質で形成することを特徴とする蓄圧
    式燃料噴射装置。
  2. 【請求項2】 前記平面弁座の少なくとも前記可動部材
    とのシート部を耐摩耗性を有する材質で形成することを
    特徴とする請求項1記載の蓄圧式燃料噴射装置。
  3. 【請求項3】 コモンレールで蓄圧された高圧燃料をイ
    ンジェクタの噴射ノズルから内燃機関に噴射する蓄圧式
    燃料噴射装置であって、 噴射ノズルの噴孔に高圧燃料を供給可能な高圧燃料通路
    と前記噴孔とを断続する弁部材と、 前記弁部材の反噴孔側に設けられ前記高圧燃料通路から
    供給される燃料圧力により前記弁部材を前記噴孔遮断方
    向に付勢する圧力制御室と低圧燃料通路または低圧燃料
    室からなる低圧空間とを断続する電磁弁とを備え、 前記電磁弁は、前記圧力制御室と前記低圧空間とを連通
    可能な連通路周囲に形成された平面弁座、および前記平
    面弁座に平面同士で密着することにより前記圧力制御室
    と前記低圧空間との連通を遮断する可動部材を有し、 前記可動部材と前記平面弁座との密着領域内において前
    記低圧空間と連通する燃料逃し通路が前記可動部材また
    は前記平面弁座のいずれか一方に形成され、 前記平面弁座の少なくとも前記可動部材とのシート部を
    耐摩耗性を有する材質で形成することを特徴とする蓄圧
    式燃料噴射装置。
  4. 【請求項4】 前記可動部材は、軸部材および前記軸部
    材に回動自在に支持される球状部材を有し、前記球状部
    材は、前記平面弁座と平面同士で密着する平面部および
    前記軸部材と摺動する球状凸面部を有することを特徴と
    する請求項1、2または3記載の蓄圧式燃料噴射装置。
  5. 【請求項5】 前記耐摩耗性を有する材質は、TiN 、Cr
    N 、DLC のいずれか一種による硬質皮膜か、あるいはセ
    ラミックまたは超硬合金であることを特徴とする請求項
    1〜4のいずれか一項記載の蓄圧式燃料噴射装置。
  6. 【請求項6】 コモンレールで蓄圧された高圧燃料をイ
    ンジェクタの噴射ノズルから内燃機関に噴射する蓄圧式
    燃料噴射装置であって、 噴射ノズルの噴孔に高圧燃料を供給可能な高圧燃料通路
    と前記噴孔とを断続する弁部材と、 前記弁部材の反噴孔側に設けられ前記高圧燃料通路から
    供給される燃料圧力により前記弁部材を前記噴孔遮断方
    向に付勢する圧力制御室と低圧燃料通路または低圧燃料
    室からなる低圧空間とを断続する電磁弁とを備え、 前記電磁弁は、前記圧力制御室と前記低圧空間とを連通
    可能な連通路周囲に形成された平面弁座、および前記平
    面弁座に平面同士で密着することにより前記圧力制御室
    と前記低圧空間との連通を遮断する可動部材を有し、 前記可動部材と前記平面弁座との密着領域内において前
    記低圧空間と連通する燃料逃し通路が前記可動部材また
    は前記平面弁座のいずれか一方に形成され、 前記可動部材と前記平面弁座との少なくともいずれか一
    方のシート部に耐摩耗性を有する皮膜を形成することを
    特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
  7. 【請求項7】 前記燃料逃し通路を有する部材のシート
    部と、前記燃料逃し通路を形成する側壁とに耐摩耗性を
    有する皮膜を形成し、 前記燃料逃し通路を有する部材のシート部に形成される
    皮膜と前記側壁に形成される皮膜とは、膜厚が略同一で
    あり、連続することを特徴とする請求項6記載の蓄圧式
    燃料噴射装置。
  8. 【請求項8】 コモンレールで蓄圧された高圧燃料をイ
    ンジェクタの噴射ノズルから内燃機関に噴射する蓄圧式
    燃料噴射装置であって、 噴射ノズルの噴孔に高圧燃料を供給可能な高圧燃料通路
    と前記噴孔とを断続する弁部材と、 前記弁部材の反噴孔側に設けられ前記高圧燃料通路から
    供給される燃料圧力により前記弁部材を前記噴孔遮断方
    向に付勢する圧力制御室と低圧燃料通路または低圧燃料
    室からなる低圧空間とを断続する電磁弁とを備え、 前記電磁弁は、前記圧力制御室と前記低圧空間とを連通
    可能な連通路周囲に形成された平面弁座、および前記平
    面弁座に平面同士で密着することにより前記圧力制御室
    と前記低圧空間との連通を遮断する可動部材を有し、 前記可動部材と前記平面弁座との密着領域内において前
    記低圧空間と連通する燃料逃し通路が前記平面弁座に形
    成され、 前記平面弁座の少なくとも前記圧力制御室と前記低圧空
    間とを連通可能な連通路と前記燃料逃し通路との間に前
    記平面弁座よりも硬い材質で皮膜を形成することを特徴
    とする蓄圧式燃料噴射装置。
  9. 【請求項9】 前記平面弁座の前記連通路近傍の径方向
    の上面幅は前記燃料逃し通路の深さよりも小さいことを
    特徴とする請求項8記載の蓄圧式燃料噴射装置。
JP16722997A 1996-09-02 1997-06-24 蓄圧式燃料噴射装置 Expired - Fee Related JP3719468B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16722997A JP3719468B2 (ja) 1996-09-02 1997-06-24 蓄圧式燃料噴射装置
FR9710907A FR2752883B1 (fr) 1996-09-02 1997-09-02 Dispositif d'injection de carburant a accumulateur
DE1997138351 DE19738351B4 (de) 1996-09-02 1997-09-02 Speicherkraftstoffeinspritzsystem

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23169296 1996-09-02
JP8-231692 1996-09-02
JP16722997A JP3719468B2 (ja) 1996-09-02 1997-06-24 蓄圧式燃料噴射装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10122082A true JPH10122082A (ja) 1998-05-12
JP3719468B2 JP3719468B2 (ja) 2005-11-24

Family

ID=26491336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16722997A Expired - Fee Related JP3719468B2 (ja) 1996-09-02 1997-06-24 蓄圧式燃料噴射装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP3719468B2 (ja)
DE (1) DE19738351B4 (ja)
FR (1) FR2752883B1 (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020024681A (ko) * 2000-09-26 2002-04-01 박상록 디젤기관용 축압식 연료분사장치
KR20020024680A (ko) * 2000-09-26 2002-04-01 박상록 디젤기관용 축압식 연료분사장치
JP2008510915A (ja) * 2004-08-24 2008-04-10 ロバート ボッシュ ゲーエムベーハー 噴射弁用の制御弁
JP2008510914A (ja) * 2004-08-24 2008-04-10 ロバート ボッシュ ゲーエムベーハー 内燃機械用噴射ノズル
KR100822955B1 (ko) 2004-08-06 2008-04-16 로베르트 보쉬 게엠베하 내연기관의 연소 챔버 내부로 연료를 분사하는 장치
JP2008208825A (ja) * 2007-01-31 2008-09-11 Denso Corp インジェクタ
JP2009215892A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Denso Corp 制御弁およびインジェクタ
CN102251896A (zh) * 2011-06-14 2011-11-23 常州博瑞油泵油嘴有限公司 柴油机高压共轨喷油器的平面启闭结构
JP2018084291A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社Soken 弁構造体
JP2019090350A (ja) * 2017-11-13 2019-06-13 株式会社デンソー バルブ装置
CN117108424A (zh) * 2023-08-22 2023-11-24 浙江吉利控股集团有限公司 甲醇喷油器、发动机以及车辆

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9810208D0 (en) * 1998-05-13 1998-07-08 Lucas Ind Plc Fuel injector
US6802457B1 (en) 1998-09-21 2004-10-12 Caterpillar Inc Coatings for use in fuel system components
DE19847839A1 (de) 1998-10-16 2000-04-20 Gen Motors Corp Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
DE19939450A1 (de) * 1999-08-20 2001-03-01 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
WO2001061182A1 (en) * 2000-02-15 2001-08-23 Caterpillar Inc. Thin film coatings for fuel injector components
US6715693B1 (en) 2000-02-15 2004-04-06 Caterpillar Inc Thin film coating for fuel injector components
US6508416B1 (en) * 2000-04-28 2003-01-21 Delphi Technologies, Inc. Coated fuel injector valve
DE102008000171B4 (de) * 2007-01-31 2017-04-06 Denso Corporation Injektor und Plattenbauteil für diesen
DE102008055178A1 (de) 2008-12-30 2010-07-01 Robert Bosch Gmbh Kraftstoff-Injktor mit piezoelektrischem Aktuator
AT508050B1 (de) * 2009-03-24 2011-09-15 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine
DE102009015528B4 (de) * 2009-04-02 2021-08-12 Man Energy Solutions Se Ventileinheit einer Kraftstoffversorgungsanlage
DE102013212140A1 (de) * 2013-06-25 2015-01-08 Robert Bosch Gmbh Steuerventil
US10626834B2 (en) 2016-05-03 2020-04-21 GM Global Technology Operations LLC Fuel injector for an internal combustion engine
CN108506130B (zh) * 2018-04-18 2024-06-11 莆田市博泰动力设备有限公司 减少高压共轨燃油动态泄漏的喷油器
DE102018113662A1 (de) * 2018-06-08 2019-12-12 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Sitzplatte für einen Injektor
DE102020108668A1 (de) 2020-03-30 2021-09-30 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Nadelhubschalter und Kraftstoffinjektor mit einem solchen Nadelhubschalter

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4709679A (en) * 1985-03-25 1987-12-01 Stanadyne, Inc. Modular accumulator injector
US4951878A (en) * 1987-11-16 1990-08-28 Casey Gary L Pico fuel injector valve
JPH01232161A (ja) * 1988-03-14 1989-09-18 Yamaha Motor Co Ltd エンジンの高圧燃料噴射装置
DE3814156A1 (de) * 1988-04-27 1989-11-09 Mesenich Gerhard Pulsmoduliertes hydraulikventil
US4999052A (en) * 1988-10-05 1991-03-12 United Kingdon Atomic Energy Authority Method of producing nitrogen-strengthened alloys
EP0378230A1 (en) * 1989-01-13 1990-07-18 Idemitsu Petrochemical Co. Ltd. Method of and apparatus for producing diamond thin films
IT220660Z2 (it) * 1990-10-31 1993-10-08 Elasis Sistema Ricerca Fiat Perfezionamenti al sistema di otturatore per alta pressione in una valvola pilota di un iniettore elettromagnetico per sistemi di iniezione del combustibile di motori a combustione interna
IT220662Z2 (it) * 1990-10-31 1993-10-08 Elasis Sistema Ricerca Fita Nel Mezzogiorno Soc.Consortile P.A. Perfezionamenti alla valvola pilota e alla relativa ancora di comando odi un iniettore elettromagnetico per sistemi di iniezione del combustibile di motori a combustione interna
ATE173030T1 (de) * 1991-09-02 1998-11-15 Sumitomo Electric Industries Hartlegierung und deren herstellung
JP2655769B2 (ja) * 1991-10-01 1997-09-24 株式会社日立製作所 電磁式燃料噴射弁
EP0745764B1 (de) * 1995-06-02 2001-03-21 Ganser-Hydromag Ag Brennstoffeinspritzventil für Verbrennungskraftmaschinen
JP3584554B2 (ja) * 1995-07-26 2004-11-04 株式会社デンソー 蓄圧式燃料噴射装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020024680A (ko) * 2000-09-26 2002-04-01 박상록 디젤기관용 축압식 연료분사장치
KR20020024681A (ko) * 2000-09-26 2002-04-01 박상록 디젤기관용 축압식 연료분사장치
KR100822955B1 (ko) 2004-08-06 2008-04-16 로베르트 보쉬 게엠베하 내연기관의 연소 챔버 내부로 연료를 분사하는 장치
CN100510382C (zh) 2004-08-24 2009-07-08 罗伯特·博世有限公司 内燃机的喷油嘴
JP2008510915A (ja) * 2004-08-24 2008-04-10 ロバート ボッシュ ゲーエムベーハー 噴射弁用の制御弁
JP2008510914A (ja) * 2004-08-24 2008-04-10 ロバート ボッシュ ゲーエムベーハー 内燃機械用噴射ノズル
KR100850594B1 (ko) * 2004-08-24 2008-08-05 로베르트 보쉬 게엠베하 내연기관용 분사 노즐
JP2008208825A (ja) * 2007-01-31 2008-09-11 Denso Corp インジェクタ
JP2009215892A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Denso Corp 制御弁およびインジェクタ
CN102251896A (zh) * 2011-06-14 2011-11-23 常州博瑞油泵油嘴有限公司 柴油机高压共轨喷油器的平面启闭结构
JP2018084291A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社Soken 弁構造体
JP2019090350A (ja) * 2017-11-13 2019-06-13 株式会社デンソー バルブ装置
CN117108424A (zh) * 2023-08-22 2023-11-24 浙江吉利控股集团有限公司 甲醇喷油器、发动机以及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
JP3719468B2 (ja) 2005-11-24
DE19738351B4 (de) 2013-10-24
FR2752883A1 (fr) 1998-03-06
DE19738351A1 (de) 1998-03-05
FR2752883B1 (fr) 2000-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3719468B2 (ja) 蓄圧式燃料噴射装置
JP3584554B2 (ja) 蓄圧式燃料噴射装置
DE10039169B4 (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Kraftstoffpumpenteils
US5732888A (en) Electromagnetically operable valve
EP1452717B1 (en) Fuel injection valve
CN101874156B (zh) 具有球阀的燃料喷射器
CN1610793A (zh) 用于推进器和燃料喷射系统的流体流速控制阀和固定装置
US7055766B2 (en) Internal combustion engine fuel injector
US7303214B2 (en) Metallic compression joint and fuel injector having a metallic compression joint
JP2007507638A (ja) 圧印シールバンドを有する噴射器シール
JP2002106740A (ja) 電磁弁及びそれを用いた高圧ポンプ
EP0978650B1 (en) Seal
US6526949B2 (en) Valve apparatus
JP3719461B2 (ja) 蓄圧式燃料噴射装置
EP1302653A1 (en) Improvements to an internal combustion engine fuel injector having an electromagnetic metering valve
JPH10153154A (ja) 蓄圧式燃料噴射装置
JPH03219178A (ja) 電磁弁
EP0976923A2 (en) Fuel-injection apparatus
EP1633978A1 (de) Radialkolbenpumpe zur kraftstoffhochdruckerzeugung bei kraftstoffeinspritzsystemen von brennkraftmaschinen
JPS59221456A (ja) 電磁式燃料噴射弁
JP2002349745A (ja) 電磁弁
JP2009191731A (ja) ポンプ用プランジャおよびその製造方法
US7819379B2 (en) Attachment of an armature to a valve needle in a fuel injector control valve
US6758416B2 (en) Fuel injector having an expansion tank accumulator
CN111810332B (zh) 用于配量流体的阀

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040213

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040406

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20040412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050628

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050722

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050818

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050831

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080916

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110916

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110916

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120916

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120916

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130916

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees