JPS6069261A - 内燃機関用燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は針弁の変位量を検出することができる内燃機関
用燃料噴射弁に関する。

内燃機関の運転状態を電子的に制御するため、針弁の変
位量を検出するための検出器を備えた内燃機関用燃料噴
射弁が種々提案されている。

この種の検出器の１つとして、針弁とノズルがディとに
よって機械的スイッチを構成するようにした燃料噴射弁
が提案されている（特公昭５５−５０１８８号）。この
燃料噴射弁は、針弁とボディとの間の電気抵抗が、噴射
ノズルが閉じているときは零であるが、噴射ノズルが開
いているときけ側弁の軸部とがディとの間に燃料油の膜
が介在しているため数Ωの値になるということを利用し
たものである。しかしながら、このような機械的スイッ
チを用いた検出器は信頼性にやや欠けるという問題を有
している。

上述のスイッチング式の検出器のほかに、針弁と共に移
動する押圧部材先端に鉄芯を設け、該鉄芯が挿通される
１次巻線および２次巻線とから成るコイルを弁本体内に
装着し、コイル及び鉄芯によシ差動変圧器を構成し、２
次巻線がら針弁の位置に応じた電圧信号を取シ出すよう
にした検出器、抑圧部材先端に対向する固定部材先端に
サーチコイルを設け、抑圧部材の移動によル生じる渦電
流を上記サーチコイルで検出して針弁の変位量を検出す
るようにした検出器、成るいは、圧電素子を用いた圧電
式の検出器等が用いられている。

しかしながら、上述した従来の検出器は、内燃機関の運
転による振動、熱のために、巻線又は配線の断線事故が
生じやすく、長期間の使用に耐え得ないという欠点があ
った。

本発明の目的は、従って、内燃機関の運転によル生じる
振動、熱の影替を受けにくく、長期間の使用に耐える信
頼性の高い針弁リフト量検出器を備えた内燃機関用燃料
噴射弁を提供することにある。

本発明による内燃機関用燃料噴射弁の構成は、針弁の移
動に伴って移動する移動部材に光源からの光を投射する
第１の光伝導手段と、上記移動部材からの反射光を光−
電気変換手段に導く第２の光伝導手段とを備え、上記第
２の光伝導手段の受光端面に、上記移動部材の移動方向
と異なる方向からの反射光が入光するようになっている
点に特徴を有する。

第２の光伝導手段の受光端面は、例えば、移動部材の側
方に配置され、針弁がリフトした量に応じて、移動部材
の側面と受光端面との間の対向面積が賛化するように第
２の光伝導手段と移動部材との位置決めを行ない、これ
によシ、針弁のリフト量に応じ、た強さの反射光を、移
動部材の移動方向と異なる方向からその受光端面に入射
せしめ、針弁のリフト量に応じた強さの反射光を第２の
光伝導手段によ多光−電気変換手段に導くように構成し
てもよい。受光端面を移動部材の側方に配置し、移動部
材の移動方向と異なる方向からの反射光が受光端面に入
射するように構成すると、移動部材が第２の光伝導手段
に接触する心配が全くなくガるので、移動部材と第２の
光伝導手段の受光端部との間の間隙長の調節を極めて容
易に行々うことができ、第２の光伝導手段の固定と組付
性とが著しく向上する。

第１の光伝導手段は、例えば光ファイバとすることがで
き、この場合、光ファイバは、光ファイノぐ束としても
よいし、単一の光ファイバとしてもよい、１第２の光伝
導手段についても同様である。

以下、図示の実施例によシ本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明による内燃機関用燃料噴射弁の二部
断面図が示されている。

内燃機関用燃料噴射弁１は、ノズル本体２と、ノズル本
体２内で軸方向に移動して噴射開口を制御する針弁３と
、ノズルホルダ４と、ノズル本体２とノズルホル／４と
を中間プレート５を介して固定して一体とするりテイニ
ングナット６と、ノズルホルダ４内のスプリング室７内
に収納されているスプリング８と、針弁３の頭部に設け
られておりスプリング８によシ下方に押圧されているば
ね受け皿９とから々つている。ノズル本体２には油溜室
１０が設けてあル、ノズルホルダ４にはノズルホルダ４
を貫通して通油孔が穿設しである。

この通油孔は、第１図において通油孔１１で示してア）
、との通油孔１１と中間プレート５に形成されている通
油孔１２とは連通させである。ノズルホルダ４には、ノ
ズル本体２と針弁３との間隙から戻って来る燃料油を油
タンク（図示せず）に導く通油孔１３が穿設してあル、
ノズル本体２には、通油孔１２と油溜室１０とを連通さ
せる通油孔１４が穿設しである。

ばね受け皿９の上端部９ａには、ロッド１５の一端が固
着されており、針弁８の軸線方向の動きに従って移動す
る該ロッド１５の他端部は、スプリング室７の上方に形
成された穴１６内に受け入れられていると共に、穴１６
の入口付近に設けられた案内部材１７によってロッド１
５が滑動自在に案内支持されている。この案内部材１７
は、例えば、ジュラコン、オイルレスメタル、リン青銅
等から成シ、ロッド１５は、針弁３のリフト動作に応じ
てこの案内部材１７に案内されてその軸線方向に進退す
るので、ロッド１５と案内部材１７との間の摩耗はほと
んど生じない。

ロッド１５の上述の動きを光信号によって検出するため
、ロッド１５の他端部近傍には、光ファイバ束１８が設
けられている。ノズルホルダ４には、穴１６の軸線と直
角をなす軸線を有する貫通孔１９が穿設されておシ、こ
の貫通孔１９内に光ファイバ束１８の先端部が挿入され
ておシ、光ファイバ束１８の端面２０がロッド１５の他
端に対向するようになっている。

光ファイバ束１８は、第２図に示す如く、内側に受光側
を構成する光ファイバ束２１が配置され、外側に投光側
を構成する光ファイバ束２２が配置されて戊っている。

光ファイバ束２１および２２１ はそれぞれ単一の光ファイバであってもよく、また光７
アイバ束２１を単一の光ファイバとしてもよい。

第１図に戻ると、光ファイバ束１８は貫通孔１９の出口
に適宜の手段で固定されたガイド２３を挿通してノズル
ホルダ４外に導出されておシ、このガイド２３の中途を
カシメることにより光ファ付束１８がノズルホルダ４に
固着されている。従って、ガイド２３によって光ファイ
バ束１８の位置が固定されると共にオイルシールされて
いる。

一方、第３図に示す如く、内燃機関用燃料噴射弁１の本
体外において、光ファイバ束１８は光ファイバ束２１と
２２とに分離され、光ファイバ束２２の他端部にはコリ
メータレンズ等を介し平行光線を発する光源２４が固定
してあって、光源２４からの平行光線を、光ファイバ束
２２を介してロッド１５の先端部周壁に照射しうるよう
になし、光ファイバ束２１の他端側にはフォトトランジ
スタまたは光電子増倍管などの光電変換器２５が固定さ
れている。

ロッドＪ５と光ファイバ束１８との位置関係は、針弁３
が対応する弁座に着座しておシ噴射弁が閉状態のときに
は、第１図中実線で示される位置関係にあシ、ロッド１
５は光ファイバ束１８の端面２０とは対向しておらず、
一方、針弁３が全リフトの場合にその端面２０が全面的
にロッド１４の端部の周面と対向するように（第１図中
一点鎖線で示す）構成されている。

従って針弁３が全くリフトしていない場合には、光ファ
イバ束２２からの光は、ロッド１５の外周面に照射され
ず、一方、穴１６の上端内周壁は光を反射しないように
、例えば黒色に塗着されている。従って、この場合、光
ファイバ束２２から照射された光による反射光は生ぜず
、光ファイバ束２１に入射する光は殆んど零である。こ
のため、穴１６の上端内周壁は、例えば、プルニエル処
理を行うようにしてもよい。

一方、針弁３がリフトして、高反射率面と力るように処
理されているロッド１５の上端部外周面が光ファイバ束
１８の端面２０と対向すると、その対向面積に応じた量
の反射光が光ファイバ束２Ｉを介して光電変換器２５の
受光面に導かれる。

光電変換器２５からの出力信号は増幅器２６に供給され
、増幅器２６の出力信号のレベルが表示器２７によって
表示されるように構成しである。

以上の如く構成した本発明の燃料噴射弁の動作を説明す
ると、図示しない燃料噴射ポンプから高圧燃料油が供給
されると、高圧燃料油は通油孔１１゜１２および１４を
介して油溜室１０に導かれる。

そこで針弁３は油溜室１０内の燃料油の圧力を受けて、
スプリング８の押圧に抗して第１図において上方向に移
動し、内燃機関用燃料噴射弁１は開弁状態となり、ノズ
ル本体２の噴孔２８から燃料油が噴射される。一方、高
圧燃料油の供給が止むと油溜室１０内の圧力は低下し、
針弁３はスプリング８の力によシ第１図において下方向
に移動し、ノズル本体２のシート面に針弁３が当接して
内燃機関用燃料噴射弁は閉弁状態となシ、燃料油の噴射
は止む。このとき、ロッド１５は針弁３の移動に伴って
針弁３とともに同量だけ同一の方向に移動する。従って
、上述したように、光ファイバ束１８とロッド１５の先
端部との間において、針弁３のリフト動作に応じた相対
運動が生じ、光ファイバ束２１から針弁リフト量に応じ
た強さの反射光信号を取出すことができる。

この場合、光ファイバ束１８の端面２ｏは、移動体であ
るロッド１５の側方に配置され、ロッド１５の進退方向
、即ちその軸線方向とは異なる方向からの反射光を受光
端面２ｏに入射せしめるように構成されているので、光
ファイバ束１８とロッド１５との間の距離調節が簡単に
行なえ、このため組付性がよく、調節作業が著しく楽で
あるという優れた利点を有している。

尚、上記実施例では、ロッド１５を案内部材１７によシ
案内する構成としたが、案内部材１７は必ずしも必要で
はなく、ロッド１５をノズルポルダ４によ）案内せしめ
る場合には不要である。但し、穴１６内のロッド１５の
先端部近傍を暗部としたい場合には、ロッド１５の摺動
による摩耗で各素地が顕れるのを防止するために、上述
の如き材料から成る案内部材１７を設けることは極めて
有効でおる。

上記実施例では、光ファイバ束１８からの光を上端面が
平らなロッド１５の端部周面に投射し、この反射光の強
さによって針弁３のリフト等を検出するよう構成したが
、第４図に示されるように、ロッド１５の上端部を、円
錐形とし、針弁３が全くリフトしていない場合には点線
で示される如く、ファイバ束２１からみた視界から外れ
、針弁３が実線で示されるように全リフトした場合にそ
の円錐形部が完全に視界内に入シ、最大反射光が得られ
る構成としてもよい。この場合、ロッド１５０円錐頭部
のみを反射面とするが、反射面には、クロームメッキ、
アルミ蒸着等を施してもよいし、又は乱反射面としても
よい。反射面を乱反射面とすると、光フアイバ東側の受
光範囲が拡大されるので、位置決め調節が楽になる上、
反射光も強くなる等の利点を有する。

更に、光ファイバ束１８の端面２０とロッド１５との位
置関係は、第１図及び第４図に示すものに限定されず、
第５図に示すように、ロッド１５の中途の局面に光ファ
イバ束１８の端面２０が対向する配置とし、ロッド１５
の周面の一部１５ａに例えばクロムメッキを施して高反
射率面とすると共にその他の周面を黒色塗装又はプルニ
エル処理等によシ低反射率面とし、針弁３のリフト量に
応じて、その高反射率面１５ａと光ファイバ束１８の端
面との対向面積が変化する構成としてもよい。

第１図及び第５図に示したものは、ロッド１５の局面は
円形でおるが、ロッド１５の先端部を断面正方形に形成
し、光ファイバ束１８から見たロッド１５の反射面を実
質的に増大せしめるようにしてもよい。

また、光ファイバ束１８の端面２０に対向する、ロッド
１５の反射面を一定に保持する必要がある場合には、第
６図に示す如く、ロッド１５の上端部を断面矩形とし、
この矩形部分の外形に相応した案内孔を有する案内部材
４０を穴１６に設けることにより、ロッド１５の所定の
反射面１５ｂを常に光ファイバ束１８の端面２０に対向
せしめることができる。

光ファイバ束２１によシ検出される反射光の強さけ、種
々の原因によシ経時変化を生じるが、針弁３のリフト量
りと、噴射量Ｑと、燃料噴射ポンプの回転速度Ｎとの間
には、一定の関係があるため、これら三者の間のこの関
係を予めＲＯＭ等にマッシデータとしてストアしておき
、このマツプに基づいてリフト量の真の値を算出し、こ
の算出されたデータに基づいて光７７４７１束２１によ
り検出された反射光の強さを補正することができる。

第７図には、第１図に示した実施例の変形例が示されて
いる。第７図に示されている燃料噴射弁３１は、光ファ
イバ束１８をロッド３２の先端部に導びく貫通孔３３が
、ロッド３２の頭部３２ａを斜め上方から覗くように傾
斜して設けられると共に、ロッド３２０頭部３２ｍが円
錐形に形成されている点において第１図に示した燃料噴
射弁１と異なる。第７図において、第１図の各部と同一
の部分については、同一の符号を付し説明を省略する。

第８図には、本発明の他の実施例が示されている。第８
図に示されている燃料噴射弁４１は、ばね受け皿９の下
端部局面を覗くように、針弁３の軸線方向とは直角の軸
線を有する貫通孔４２が中間プレート５に形成されると
共に、光フ・７４７１９束！１ｉ、８−が挿通される貫
通孔４３がノズルホルダ４内に形成されている。貫通孔
４３の軸線は、ノズルホルダ４の軸線と略平行となって
おシ、中間プレート５に形成された貫通孔４４と連通し
ている。光ファイバ束１８は、ノズルホルダ４の外側か
ら貫通孔４３．４４内に挿通されておシ、その先端部は
、貫通孔４４内にアシ、光ファイバ束１８の端面２０は
、貫通孔４４内から、貫通孔４２内を覗いている。貫通
孔４“３内には、貫通孔４２と貫通孔４４とを光学的に
結ぶためのプリズム４５が配設されており、これによ）
、光ファイバ束１８から投射された光は、貫通孔４２内
に入ると第８図で右手方向に屈折し、ばね受け皿９の下
端部９ｂに到達することができる。ばね受け皿９の下端
部９ｂで反射した光は、逆の光路をたどって光フ′アー
イノ５束・１８の端面２０に達する。尚、第８図中、第
１図と対応する部分には同一の符号を付し、説明を省略
する。ばね受け皿９の下端部９ｂの表面には、クローム
メッキが施され、一方、針弁３の外周面及び中間プレー
ト５の内周面には黒色塗装が施されておシ、光ファイバ
束１８からの投光を、ばね受け皿９のみが反射するよう
になっている。そして、とのばね受け皿９の下端部は、
針弁３のリフト動作に応じて貫通孔４２の一端開口部と
の対向状態が変化するように調節されてお夛、従って、
針弁３のリフト量に応じた反射光が光ファイバ束２１を
介して取出される。

とのような構成によると、ばね受け皿９に針弁リフト量
検出用のロッドを設ける必要が力＜、構成が簡単となる
。

本発明によれば、上述の如く、燃料噴射弁内に光ファイ
バ束等の光伝導手段を設けるだけでよく、電気的配線は
不要であるから、振動に強く、耐振動性が向上すると共
に、光伝導手段の受光端面に、移動部材の移動方向と異
なる方向からの反射光を入射する配置としたので、移動
部材と光伝導手段の受光端部との間の間隙長の調節を極
めて容易に行なうことができ、組立、調節を著しく簡単
に行なうことができ、信頼性の向上と、組立コストの低
減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料噴射弁の一実施例を示す断面
図、第２図は光ファイバ束の断面を示す模式図、第３図
は検出器の構成を示すブロック図、第４図及び第５図は
第１図に示した燃料噴射弁の要部の変形例を示す要部拡
大図、第６図は、第１図に示した燃料噴射弁の変形例の
要部を示す概略構成図、第７図は第１図に示す燃料噴射
弁の変形例を示す断面図、第８図は本発明による燃料噴
射弁の他の実施例を示す断面図である。 １・・・燃料噴射弁、２・・・ノズル本体、３・・・針
弁、４・・・ノズルホルダ、１５・・・ロッド、１８，
２１．２２・・・光ファイバ束、２０・・・端面。 特許出願人　ヂーゼル機器株式会社 代理人　弁理士　高　野　昌　俊 第７図 特開！’ｌＲ６０−６９２６１（７） 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、針弁の移動に伴なって移動する移動部材に光源から
   の光を投射する第１の光伝導手段と、前記移動部材から
   の反射光を光−電気変換手段に導く第２の光伝導手段と
   を備え、前記第２の光伝導手段の受光面に前記移動部材
   の移動方向と異なる方向からの反射光が入光するように
   構成されたことを特徴とする内燃機関用燃料噴射弁。