JPS6217110B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、デイーゼル機関に使用されるユニ
ツト・インジエクタに関する。

一般に、ユニツト・インジエクタは、列型燃料
噴射ポンプや分配型燃料噴射ポンプなどと異な
り、高圧噴射管を使用することなく、デイーゼル
機関のシリンダ・ヘツドに直接的に取り付けら
れ、そのデイーゼル機関のカム・シヤフトによつ
て駆動されて燃料を噴射するように構成されてき
ている。

通常、この種のユニツト・インジエクタは、リ
ードを備えるプランジヤをコントロール・ラツク
によつて回転させ、そのプランジヤの有効行程を
変えて、噴射される燃料を調量してきている。

しかし、そのようなユニツト・インジエクタ
は、そのコントロール・ラツクを備えているた
め、デイーゼル機関のシリンダ・ヘツドに取り付
けられた状態において、そのシリンダ・ヘツド回
りの構造が極めて複雑になり、そのユニツト・イ
ンジエクタの駆動系続としてのカム・シヤフト・
プツシユ・ロツド、ロツカー・アームなどの取付
け位置を考慮すれば、そのユニツト・インジエク
タの取付け位置が極めて狭い範囲に制限され、そ
のシリンダ・ヘツドにおけるスペースの有効利用
を図ることが困難であつた。

また、近年では、所定の圧力に調圧された燃料
を絞りによつて調量してポンプ室に送り、さら
に、高圧燃料でプランジヤを駆動し、そのポンプ
室内の燃料を噴射するように構成されたユニツ
ト・インジエクタや、プランジヤ・ボア内にフリ
ー・ピストン型の調量プランジヤを備え、その調
量プランジヤによつて噴射される燃料を調量する
ように構成されたユニツト・インジエクタが提案
されてきているが、その絞によつて調量されるユ
ニツト・インジエクタは、燃料がその絞りを通過
してそのポンプ室に送られるとき、気泡が発生
し、噴射量が不安定になつたり、噴射時期にばら
つきを生じたりする虞れがあり、また、そのフリ
ー・ピストン型の調量プランジヤによつて調量さ
れるユニツト・インジエクタは、構造が複雑にな
り、しかも、望ましい噴射量および噴射時期を得
るためには、そのユニツト・インジエクタの構成
部品において、極めて高い加工精度が要求されて
いた。

この発明の目的は、ポンプ室内における気泡の
発生を防止し、そのポンプ室内での燃料の調量を
適正にし、望ましい燃料噴射量および噴射時期を
得てデイーゼル機関の機関性能を向上し、しか
も、そのデイーゼル機関のシリンダ・ヘツドへの
取付け状態において、そのシリンダ・ヘツド回り
の構造を簡略化するところのデイーゼル機関に使
用されるユニツト・インジエクタの提供にある。

それらを課題として、この発明のデイーゼル機
関に使用されるユニツト・インジエクタは、バル
ブ・シートおよび噴口を有するニードル・スピン
ドル・ボア、そのニードル・スピンドル・ボアの
燃料溜りに連絡されたプランジヤ・ボア、およ
び、そのプランジヤ・ボアの所定の部分におい
て、そのプランジヤ・ボアを広げるようにして、
そのプランジヤ・ボアに連絡されたスライダ・ボ
アを備えるバルブ本体と、ニードル・スプリング
によつて、そのバルブ・シートに着座されるよう
に、そのニードル・スピンドル・ボアに嵌め合わ
せられたノズル・ニードルと、そのプランジヤ・
ボア内にポンプ室を形成するように、そのプラン
ジヤ・ボアに往復摺動可能に配置され、かつ、リ
ードおよびそのリードをそのポンプ室に連絡する
連通路を備えるプランジヤと、そのスライダ・ボ
ア内に燃料室および油圧室を形成するように、そ
のプランジヤに嵌め合わせられ、かつ、そのスラ
イダ・ボアの内周面にヘリカル・スプライン結合
されて、そのスライダ・ボア内に往復動可能に配
置され、しかも、その燃料室をそのプランジヤの
リードに連絡し得るフイード・ホールを備えたコ
ントロール・スライダと、その燃料室および油圧
室の少なくとも一方に配置されたスライダ・リタ
ーン・スプリングと、その燃料室をフイード・ポ
ンプ側に連絡し得るように、そのバルブ本体に形
成された燃料通路と、その油圧室をコントロー
ル・オイル・ポンプ側に連絡し得るように、その
バルブ本体に形成された油通路とを含んで構成し
ている。

以下、この発明に係るデイーゼル機関に使用さ
れるユニツト・インジエクタの望ましい具体例に
ついて、図面を参照して説明する。

第１ないし第４図は、この発明のデイーゼル機
関に使用されるユニツト・インジエクタの具体例
１０を示している。

そのユニツト・インジエクタ１０は、バルブ・
シート２０および複数の噴口２１，２２を有する
ニードル・スピンドル・ボア１９、そのニード
ル・スピンドル・ボア１９の燃料溜り２３に連絡
されたプランジヤ・ボア３１、および、そのプラ
ンジヤ・ボア３１の上方の部分において、そのプ
ランジヤ・ボア３１を同心円的に広げるようにし
て、そのプランジヤ・ボア３１に連絡されたスラ
イダ・ボア３２を備えるバルブ本体１１と、ニー
ドル・スプリング４９によつて、そのバルブ・シ
ート２０に着座されるように、そのニードル・ス
ピンドル・ボア１９に嵌め合わせられたノズル・
ニードル２４と、そのプランジヤ・ボア３１内に
おいて、その燃料溜り２３側の位置にポンプ室３
４を形成するように、そのプランジヤ・ボア３１
に往復摺動可能に配置され、かつ、先端寄りの位
置にリード３５およびそのリード３５をそのポン
プ室３４に連絡する連通路３６を備えるプランジ
ヤ３３と、そのスライダ・ボア３２内に燃料室４
０および油圧室４１を形成するように、そのプラ
ンジヤ３３に嵌め合わせられ、かつ、そのスライ
ダ・ボア３２の内周面にヘリカル・スプライン結
合されて、そのスライダ・ボア３２内に往復動可
能に配置され、しかも、その燃料室４０をそのプ
ランジヤ３３のリード３５に連絡し得るフイー
ド・ホール３９を備えたコントロール・スライダ
３８と、その燃料室４０に配置されたスライダ・
リターン・スプリング４２と、その燃料室４０を
フイード・ポンプ（図示せず）側に連絡し得るよ
うに、そのバルブ本体１１に形成された燃料通路
４４と、その油圧室４１をコントロール・オイ
ル・ポンプ（図示せず）側に連絡し得るように、
そのバルブ本体１１に形成された油通路４６とよ
り構成されている。

バルブ本体１１は、互いにねじ結合されたナツ
ト１２およびプランジヤ案内１７によつて一体化
されたノズル１３、ニードル・スプリング案内１
４、仕切りプレート１５、および、スライダ案内
１６より構成されている。

すなわち、そのバルブ本体１１は、下端にノズ
ル嵌込み孔１８を備えて筒状に形成されたナツト
１２と、下端側をそのノズル嵌込み孔１８から突
出させるように、そのナツト１２内に嵌め込ま
れ、かつ、バルブ・シート２０および複数の噴口
２１，２２を有するニードル・スピンドル・ボア
１９を備えたノズル１３と、そのノズル１３の上
方の端面に載せるようにして、そのナツト１２内
に嵌め込まれ、かつ、上方を開口して、そのニー
ドル・スピンドル・ボア１９とほぼ同一軸心的に
配置されるニードル・スプリング・チヤンバ２６
を備えたニードル・スプリング案内１４と、その
ニードル・スプリング・チヤンバ２６の開口端を
閉塞するように、そのナツト１２内に嵌め込まれ
た仕切りプレート１５と、その仕切りプレート１
５の上方の端面に載せるようにして、そのナツト
１２内に嵌め込まれ、軸方向に伸長されたプラン
ジヤ・ボア３１およびそのプランジヤ・ボア３１
の上方の部分において、そのプランジヤ・ボア３
１を円心円的に広げるようにしてそのプランジ
ヤ・ボア３１に連絡されたスライダ・ボア３２を
備える筒状のスライダ案内１６と、そのノズル１
３、ニードル・スプリング案内１４、仕切りプレ
ート１５、および、スライダ案内１６をそのナツ
ト１２内に固定するように、そのナツト１２の上
端にねじ込まれたプランジヤ案内１７とより構成
されている。

勿論、そのノズル１３、ニードル・スプリング
案内１４、および、仕切りプレート１５は、互い
に連絡された燃料通路２５，２９、および、３０
をそれぞれ備え、そのプランジヤ・ボア３１をそ
のニードル・スピンドル・ボア１９の燃料溜り２
３に連絡している。

ノズル・ニードル２４は、そのノズル１３にお
けるバルブ・シート２０に着座されるようにし
て、そのニードル・スピンドル・ボア１９に往復
摺動可能に配置されている。

そのノズル・ニードル２４は、上端にピン２８
を一体的に備え、そのピン２８をそのニードル・
スプリング案内１４の下端に形成されたピン孔２
７に通し、そのニードル・スプリング・チヤンバ
２６内に配置されたスプリング・シート５０にピ
ン先端を接し、常に、そのニードル・スプリン
グ・チヤンバ２６内に配置されたニードル・スプ
リング４９により、そのバルブ・シート２０に押
し付けられている。

プランジヤ３３は、そのプランジヤ・ボア３１
の下方の位置にポンプ室３４を形成するように、
そのプランジヤ・ボア３１に往復摺動可能に配置
されている。

すなわち、そのプランジヤ３３は、上述の仕切
りプレート１５側の位置にポンプ室３４を形成す
るように、そのプランジヤ・ボア３１に収めら
れ、下端および上方寄りの部分が、そのバルブ本
体１１のスライダ案内１６およびプランジヤ案内
１７に往復摺動可能に支持されている。

勿論、そのポンプ室３４は、上述の燃料通路２
５，２９，３０を介して、そのニードル・スピン
ドル・ボア１９の燃料溜り２３に連絡されてい
る。

また、上述のように、そのプランジヤ３３がそ
のバルブ本体１１に往復摺動可能に支持されてい
る状態において、そのプランジヤ３３の下端寄り
の部分および上端寄りの部分を除く部分は、その
スライダ・ボア３２の内周面から所定の隙間を保
つて離されていることは勿論である。

さらに、そのスライダ・ボア３２のほぼ中央に
相当する位置で、そのプランジヤ３３の外周面に
はリード３５が形成され、そのプランジヤ３３の
下端寄りの位置の内側には、そのリード３５をそ
のポンプ室３４に連絡する連通路３６が形成され
ている。

勿論、そのプランジヤ３３は、上端にフオロワ
部分３７を備え、そのフオロワ部分３７とそのプ
ランジヤ案内１７の上方の端面との間には、バル
ブ・スプリング４８が配置されている。

コントロール・スライダ３８は、そのバルブ本
体１１のスライダ案内１６におけるスライダ・ボ
ア３２内で、下方の位置に燃料室４０を、上方の
位置に油圧室４１をそれぞれ形成するように、そ
のプランジヤ３３に嵌め合わせられ、しかも、そ
のスライダ・ボア３２の内周面にヘリカル・スプ
ライン結合されて、そのスライダ・ボア３２内に
往復動可能に配置されている。

すなわち、そのコントロール・スライダ３８の
外周面には、ヘリカル・スプライン溝が形成さ
れ、また、そのスライダ・ボア３２の内周面に
は、コントロール・スライダ３８の外周面に噛合
されるヘリカル・スプラインが形成されている。

従つて、そのコントロール・スライダ３８は、
そのスライダ・ボア３２内で、回転運動を伴つて
上下方向に往復動することが許容される。

また、そのコントロール・スライダ３８は、そ
のプランジヤ３３が往復摺動して所定の位置に置
かれるとき、その燃料室４０をそのプランジヤ３
３のリード３５に連絡するフイード・ホール３９
を備え、さらに、そのフイード・ホール３９の反
対側の位置で、そのリード３５をその燃料室４０
に連絡するスピル・ホール４３を備えている。

スライダ・リターン・スプリング４２は、その
燃料室４０に配置され、デイーゼル機関が停止さ
れているとき、そのコントロール・・スライダ３
８を始動位置に戻すように、そのコントロール・
スライダ３８を上方に押し上げている。

燃料通路４４は、その燃料室４０をフイード・
ポンプ（図示せず）側に連絡し得るように、その
バルブ本体１１に形成されている。

すなわち、その燃料通路４４は、一端、換言す
るならば、燃料ポート４５をそのバルブ本体１１
のプランジヤ案内１７における側面の側に開口
し、他端をその燃料室４０に連絡するように、そ
のバルブ本体１１のプランジヤ案内１７およびス
ライダ案内１６に形成されている。

油通路４６は、その油圧室４１をコントロール
オイル・ポンプ（図示せず）側に連絡し得るよう
に、そのバルブ本体１１に形成されている。

すなわち、その油通路４６は、一端、換言する
ならば、油圧ポート４７をそのバルブ本体１１の
プランジヤ案内１７における側面の側に開口し、
他端をその油圧室４１に連絡するように、そのプ
ランジヤ案内１７に形成されている。

上述のように構成されたユニツト・インジエク
タ１０は、デイーゼル機関（図示せず）のシリン
ダ・ヘツドにおいて、その噴口２１，２２を燃焼
室内に収め、しかも、そのプランジヤ３３のフオ
ロワ部分３７を、そのデイーゼル機関のカム・シ
ヤフトにおけるカム面に接触するようにして、そ
のシリンダ・ヘツドに取り付けられる。

そのようにしてシリンダ・ヘツドに取り付けら
れたユニツト・インジエクタ１０において、その
燃料通路４４の燃料ポート４５は、燃料配管（図
示せず）を介して、フイード・ポンプの供給ポー
トに連結される。

また、そのユニツト・インジエクタ１０におけ
る油通路４６の油圧ポート４７は、油圧配管（図
示せず）を介して、コントロール・オイル・ポン
プ（図示せず）の供給ポートに連結される。

そのコントロール・オイル・ポンプは、既存の
デイーゼル機関に使用される油圧ガバナとほぼ同
様に構成され、すなわち、そのコントロール・オ
イル・ポンプは、そのデイーゼル機関を搭載する
車両のアクセル・ペダルの踏み込み量がそのデイ
ーゼル機関の回転数に応じた油圧を発生し、その
油圧をその油圧ポート４７に送つている。

次に、上述のユニツト・インジエクタ１０の動
作を説明するに、先ず、フイード・ポンプからの
燃料が燃料ポート４５に送られ、カム・シヤフト
の回転によつてプランジヤ３３が往復摺動する
と、そのプランジヤ３３の摺動ストローク範囲の
所定の位置において、コントロール・スライダ３
８のフイード・ホール３９がそのプランジヤ３３
のリード３５に連絡され、燃料がポンプ室３４内
に送られて調量されるが、そのような燃料の調量
は、そのコントロール・オイル・ポンプからその
ユニツト・インジエクタ１０の油圧ポート４７に
送られる圧油によつて制御される。

すなわち、そのコントロール・オイル・ポンプ
からの圧油がそのユニツト・インジエクタ１０の
油圧室４１に送られ、その油圧室４１の圧力が、
その燃料室４０内の燃料の圧力およびスライダ・
リターン・スプリング４２の力よりも大きくなる
と、そのコントロール・スライダ３８は、第２図
に示された矢印の方向に回転しながら下方に摺動
する。

そのようにしてコントロール・スライダ３８が
回転しながら下方に摺動すると、そのコントロー
ル・スライダ３８およびプランジヤ３３は、第３
図に示された状態から第４図に示された状態に置
かれ、従つて、そのコントロール・スライダ３８
のフイード・ホール３９とそのプランジヤ３３の
リード３５との相対的な位置が変えられ、そのフ
イード・ホール３９とそのリード３５との連絡に
よつて、そのポンプ室３３内での燃料の調量がな
される。

勿論、そのフイード・ホール３９とリード３５
との相対的な位置のずれ、すなわち、そのコント
ロール・スライダ３８の回転角度および上下方向
への移動距離は、その油圧室４１に送られる圧油
の圧力に応じて決定される。

また、そのリード３５における傾斜角度を、そ
のコントロール・スライダ３８のヘリカル・スプ
ライン溝のねじれ角と同一にすると、燃料の噴射
時期が一定になり、またその傾斜角度とそのねじ
れ角とを違えると、燃料の噴射時期が変わること
は勿論である。

そのようにしてポンプ室３４内で調量された燃
料は、そのプランジヤ３３がカム・シヤフトで押
し込まれることによつて、そのポンプ室３４内で
圧縮され、その圧縮された燃料は、燃料通路３
０，２９，２５を介してニードル・スピンドル・
ボア１９の燃料溜り２３に送られる。

さらに、そのプランジヤ３３が押し込まれるこ
とにより、その燃料溜り２３における燃料の圧力
が所定の圧力に達すると、ノズル・ニードル２４
がニードル・スプリング４９に抗して持ち上げら
れ、所定の量の燃料がその噴口２１，２２から高
圧状態で霧状に噴射される。

如上の構成になるこの発明によれば、コントロ
ール・オイル・ポンプからの圧油によつてコント
ロール・スライダを回転運動に伴つて往復動さ
せ、そのコントロール・スライダのフイード・ホ
ールとプランジヤのリードとの相対的な位置を変
えているため、ユニツト・インジエクタのポンプ
室における燃料の調量がそのコントロール・オイ
ル・ポンプからの圧油によつて適正になされ、特
に、その燃料の調量の際に、そのフイード・ホー
ルとそのリードとの連絡において、燃料が極端に
絞られることなく、そのポンプ室での気泡の発生
が防止され、噴射圧力損失が少なくなり、噴射遅
れが防止され、噴射終りの切れが良くなり、所定
の燃料噴射量および噴射時期が得られ、デイーゼ
ル機関の機関性能が向上し、しかも、既存のユニ
ツト・インジエクタにおいて燃料の調量のために
使用されるコントロール・ラツクを備えていない
ため、そのデイーゼル機関のシリンダ・ヘツドへ
の取付け状態において、そのシリンダ・ヘツド回
りの構造が簡略化され、極めて実用的になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のデイーゼル機関に使用され
るユニツト・インジエクタの具体例を示す縦断面
図、第２図は第１図のユニツト・インジエクタに
おけるコントロール・スライダおよびバルブ本体
の結合手段を示す斜視図、第３図は第１図のユニ
ツト・インジエクタにおけるコントロール・スラ
イダのフイード・ホールとプランジヤのリードと
の連絡状態を示す拡大縦断面図、および、第４図
は第１図のユニツト・インジエクタにおいて回転
運動を伴つて下方に摺動されたコントロール・ス
ライダのフイード・ホールとプランジヤのリード
との連絡状態を示す拡大縦断面図である。 １０…デイーゼル機関に使用されるユニツト・
インジエクタ、１１…バルブ本体、１９…ニード
ル・スピンドル・ボア、２０…バルブ・シート、
２１，２２…噴口、２３…燃料溜り、２４…ノズ
ル・ニードル、３１…プランジヤ・ボア、３２…
スライダ・ボア、３３…プランジヤ、３４…ポン
プ室、３５…リード、３６…連通路、３８…コン
トロール・スライダ、３９…フイード・ホール、
４０…燃料室、４１…油圧室、４２…スライダ・
リターン・スプリング、４４…燃料通路、４６…
油通路、４９…ニードル・スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バルブ・シートおよび噴口を有するニード
   ル・スピンドル・ボア、そのニードル・スピンド
   ル・ボアの燃料溜りに連絡されたプランジヤ・ボ
   ア、および、そのプランジヤ・ボアの所定の部分
   において、そのプランジヤ・ボアを広げるように
   して、そのプランジヤ・ボアに連絡されたスライ
   ダ・ボアを備えるバルブ本体と、 ニードル・スプリングによつて、そのバルブ・
   シートに着座されるように、そのニードル・スピ
   ンドル・ボアに嵌め合わせられたノズル・ニード
   ルと、 そのプランジヤ・ボア内にポンプ室を形成する
   ように、そのプランジヤ・ボアに往復摺動可能に
   配置され、かつ、リードおよびそのリードをその
   ポンプ室に連絡する連通路を備えるプランジヤ
   と、 そのスライダ・ボア内に燃料室および油圧室を
   形成するように、そのプランジヤに嵌め合わせら
   れ、かつ、そのスライダ・ボアの内周面にヘリカ
   ル・スプライン結合されて、そのスライダ・ボア
   内に往復動可能に配置され、しかも、その燃料室
   をそのプランジヤのリードに連絡し得るフイー
   ド・ホールを備えたコントロール・スライダと、 その燃料室および油圧室の少なくとも一方に配
   置されたスライダ・リターン・スプリングと、 その燃料室をフイード・ポンプ側に連絡し得る
   ように、そのバルブ本体に形成された燃料通路
   と、 その油圧室をコントロール・オイル・ポンプ側
   に連絡し得るように、そのバルブ本体に形成され
   た油通路とを含むデイーゼル機関に使用されるユ
   ニツト・インジエクタ。