JP2000205085A - ユニットインジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射ポンプと燃料噴射弁とが一体に組み
込まれたユニットインジェクタにおいて、圧力変動を抑
制してキャビティの発生と潰滅をなくし、キャビテーシ
ョンエロージョンの発生を防止して信頼性、及び耐久性
に富んだものを提供することを課題とする。 【解決手段】 針弁作動用スプリングを収納するスプリ
ング室と、燃料供給室とを連絡通路を介して連通する漏
洩燃料排出孔に絞り部材を設けてユニットインジェクタ
を構成し、この絞り部材の絞り効果により、燃料供給室
の圧力変動をそのままスプリング室に伝播しない様にし
て、スプリング室の圧力上昇を小さく、かつ、負圧発生
も抑制して、同スプリング室でのキャビティ発生、及び
その潰滅現象が殆ど起こらない様にし、キャビテーショ
ンエロージョンを防止し、以て信頼性、耐久性の高いユ
ニットインジェクタを得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関等
に使用され、燃料噴射ポンプと燃料噴射弁とが一体に組
み込まれてなるユニットインジェクタに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル機関において高性能で良好な
燃焼を行わせるためには、燃焼室に高圧で燃料噴射を行
うのが有効であることはよく知られている。

【０００３】この燃料噴射に際し好適な高圧力を容易に
得ようとすれば、燃料噴射ポンプを独立構造物として構
成することが考えられるが、その場合には、燃料噴射ポ
ンプと燃料噴射弁が離れることとなり、その間を高圧管
で連結した構造のものでは、前記の好まし高圧を発生さ
せることが技術的に難しくなる。

【０００４】従って、従来ではこの対策の一手段として
燃料噴射ポンプと燃料噴射弁が一体となって構成された
ユニットインジェクタが考案されるに至り、かつ実用に
供されている。

【０００５】このような、従来実用化されている燃料噴
射ポンプと燃料噴射弁が一体となって構成されたユニッ
トインジェクタの代表的一例につき、その概要を図４に
基づいて簡単に説明する。

【０００６】１は上方に配された燃料噴射ポンプ、２は
下方に配された燃料噴射弁で、同燃料噴射ポンプ１と燃
料噴射弁２が一体に連接されてユニットインジェクタが
構成されている。

【０００７】更に前記上方の燃料噴射ポンプ１は、その
内部に配置された往復動可能のプランジャ１Ａと、同プ
ランジャ１Ａを外部から付勢するばね６０とカム５を含
んでおり、カム５の回転により周期的に作用する押圧力
と、ばね６０の付勢力を利用してプランジャ１Ａを上下
に摺動自在に移動させる様に構成されている。

【０００８】また、前記下方に配された燃料噴射弁２
は、その先端に燃料の噴孔１１を穿孔し、内部にはスプ
リング１９で開弁圧を設定されて前記噴孔１１を開閉す
る針弁１４を備えている。

【０００９】この様に構成されたユニットインジェクタ
では、外部に設けられた燃料供給ポンプ６から燃料噴射
ポンプ１のプランジャ室へ燃料が導入されると、カム５
及びばね６０により上下に往復動される前記プランジャ
１Ａは、燃料供給ポンプ６から供給された燃料を高圧に
圧縮して燃料通路２１を経て燃料噴射弁２に圧送し、ス
プリング１９に抗して針弁１４を押し上げ、噴孔１１か
ら燃料を噴射することになる。

【００１０】図５には従来の前記ユニットインジェクタ
を更に詳細に示す。１０は下方に配置された燃料弁本
体、１１は燃料弁本体１０の先端に設けられた噴孔、１
２は前記燃料弁本体１０の内部を経て噴孔１１に燃料を
導く燃料通路、また、１３は針弁ガイド部で、燃料弁本
体１０と適当な間隔を有して摺動可能に構成されてい
る。

【００１１】１４は針弁で、その先端には噴孔１１を開
放、又は閉塞するシート部１５を有し、反対側には段差
状に形成され、同段差を利用して針弁１４の移動量を規
制する針弁肩部１６が設けられている。

【００１２】１７は針弁細軸部で、前記針弁肩部１６の
上側に連接して設けられ、同針弁肩部１６の更に上方に
形成されたスプリング受け１８によりスプリング室２２
内に設けられたスプリング１９を係合支持し、針弁１４
を軸方向に付勢する力を受けることになる。

【００１３】２１はスプリングケース２０内に形成され
た燃料通路で、プランジャ１Ａで画成されるプランジャ
室と前記燃料通路１２を連絡し、前記プランジャ１Ａに
より発生される高圧の燃料を燃料通路１２に供給する。

【００１４】また、前記スプリング室２２は漏洩燃料排
出孔２５に連通し、かつ、同漏洩燃料排出孔２５は長手
方向に延びた連絡通路２６により前記燃料供給室２４に
連通されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前記した様に構成され
た従来のユニットインジェクタにおいては、プランジャ
１Ａにより高圧にされた燃料が、燃料通路２１、１２を
経て供給され、スプリング１９の付勢力に抗して針弁１
４を押し上げ、噴孔１１から噴出されることになるが、
この際に針弁ガイド部１３から燃料の漏れがあり、漏れ
た高圧燃料がスプリング室２２に溜まってくる。

【００１６】そしてスプリング室２２に燃料が充満する
と、噴射のために針弁１４が上昇するとき、その充満し
た燃料を圧縮することになるためスプリング室２２の圧
力が上がり、ついには針弁１４が移動できず噴孔１１が
開かなくなるので、スプリング室２２に漏れてきた燃料
は逐次排出する必要がある。

【００１７】普通の燃料噴射弁ではスプリング室２２の
上部にスペースがあるので、排出機構を付加して前記の
様な漏洩燃料を簡単に外部へ導き出すことができるが、
ここに示した従来のユニットインジェクタでは、上部に
燃料噴射ポンプを有しているためにスペースに余裕がな
く、ここに排出機構を設けることが出来ずに前記漏洩燃
料を外部に導き出すことが難しいので、同漏洩燃料を燃
料供給室２４に戻すことが通常行われている。

【００１８】すなわち、燃料供給室２４とスプリング室
２２が連絡通路２６で連通した構造であるため、同連絡
通路２６を経て前記漏洩燃料を燃料供給室２４に戻すこ
とになるが、反面、この連絡通路２６の存在によりスプ
リング室２２に燃料供給室２４と同様の圧力変動が起
き、キャビテーションエロージョンにより、スプリング
１９が折損する等の不具合を生じるおそれがある。

【００１９】この状況を図６に示すと、図示省略のディ
ーゼル機関が作動してクランク角度が変化し、プランジ
ャ１Ａが移動することにより、燃料供給室２４及びスプ
リング室２２の圧力が上がるが、同プランジャ１Ａが燃
料給排孔２３を閉じると同時に圧力が低下して負圧が発
生する。

【００２０】次いでクランク角度が進むと再び圧力が立
ち上がって噴孔１１から燃料が噴出する時に最高圧とな
り、その後噴射終了時に高圧燃料が排出されて圧力が下
がるという変化が見られ、この変化の過程で発生した負
圧と高圧によりキャビティの発生と潰滅が行われ、キャ
ビテーションエロージョンに至るという不具合を伴うも
のである。

【００２１】本発明はこの様な従来のものにおける不具
合を解消し、圧力変動を抑制してキャビティの発生と潰
滅をなくし、キャビテーションエロージョンの発生を防
止して信頼性、及び耐久性に富んだユニットインジェク
タを提供することを課題とするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので、上方に燃料噴射ポンプを、
下方に燃料噴射弁を一体に連接配置して構成したユニッ
トインジェクタにおいて、前記燃料噴射弁を構成する針
弁作動用スプリングを収納するスプリング室と、前記燃
料噴射ポンプを構成する燃料供給室とを、連絡通路を介
して連通する漏洩燃料排出孔に絞り部材を設けたユニッ
トインジェクタを提供するものである。

【００２３】すなわち本発明によれば、針弁を作動する
スプリングを収納して燃料噴射弁を構成するスプリング
室と、燃料噴射ポンプを構成する燃料供給室とを連絡通
路及びこれに連なる漏洩燃料排出孔で連通し、かつ、こ
の漏洩燃料排出孔に絞り部材を入れているので、同絞り
部材の絞り効果により、燃料供給室の圧力変動はそのま
まスプリング室に伝播されないので、同スプリング室は
圧力上昇が小さくなると共に負圧発生も抑制されること
となり、スプリング室でのキャビティ発生、及びその潰
滅現象が殆ど起こらず、キャビテーションエロージョン
の防止を図る様にしたものである。

【００２４】また、本発明は上方に燃料噴射ポンプを、
下方に燃料噴射弁を一体に連接配置して構成したユニッ
トインジェクタにおいて、前記燃料噴射弁を構成する針
弁作動用スプリングを収納するスプリング室と、前記燃
料噴射ポンプを構成する燃料供給室とを、漏洩燃料排出
孔及び連絡間隙を介して連通したユニットインジェクタ
を提供するものである。

【００２５】すなわち、本発明によれば、前記同様に配
列されたスプリング室と燃料供給室は、漏洩燃料排出孔
及び連絡間隙を介して連通されているので、この連絡間
隙が絞り部となり、その絞り効果によって燃料供給室の
圧力変動をスプリング室と切り離し、スプリング室は圧
力上昇が小さくなると共に負圧発生も抑制され、キャビ
ティ発生、及びその潰滅は生ぜずに、キャビテーション
エロージョンの心配をなくするものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態を図１及
び図２により説明する。なお、本実施の形態において、
前記した従来のものと同一部分については図中に同一の
符号を付して示し、本実施の形態における特徴ある構成
を重点的に説明し、従来のものと重複する説明は省略す
る。

【００２７】即ち、本実施の形態においては、燃料噴射
弁２の一部を構成するスプリング室２２と、燃料噴射ポ
ンプ１の一部を構成する燃料供給室２４との間を、漏洩
燃料排出孔２５及び連絡通路２６で連通し、同漏洩燃料
排出孔２５には、中央に流れ方向に延びる絞り孔１０２
を有し、かつ、周面に形成したねじ部で係止して位置決
めした絞り部材１０１を配設している。

【００２８】本実施の形態では前記の様にスプリング室
２２と燃料供給室２４とが絞り部材１０１を介して連絡
されているので、燃料供給室２４に生じる圧力変動はス
プリング室２２にそっくりそのまま伝達されず、絞り部
材１０１の絞り孔１０２を通じて伝達されることにな
る。

【００２９】すなわち、図２において、燃料供給室２４
に生じる圧力変動は、記号Ｂで示す様にクランク角度の
進行に応じて最初に圧力の上昇があり、その後負圧を発
生し、更にピーク状の高圧を発生する変化を伴い、これ
は前記従来の装置のものとして図６において説明したも
のと全く同様の変化を行っている。

【００３０】しかし、本実施の形態におけるスプリング
室２２に伝達される圧力変動は、記号Ａで示す様に、初
期の圧力上昇は小さく、その後の負圧の発生はなく、更
にそれに続く圧力ピークも小さいものとなる。

【００３１】この様に本実施の形態のものにおいては、
従来スプリング室２２においてキャビティの潰滅に伴っ
て発生していたスプリング１９等のキャビテーションエ
ロージョンの発生をなくすることが出来、信頼性、耐久
性の高いユニットインジェクタを得ることが出来たもの
である。

【００３２】次に本発明の実施の第２形態について図３
に基づいて説明する。なお、本実施の形態においても、
前記した従来のもの、及び実施の第１形態のものと同一
の部分には同一の符号を付して示し、重複する説明は省
略する。

【００３３】即ち本実施の形態において、燃料噴射弁２
の一部を構成するスプリング室２２は、漏洩燃料排出孔
２５を経て、その先端に形成された環状溝２０１から、
連絡間隙２２６を介して燃料噴射ポンプ１の一部を構成
する燃料供給室２４に連通されている。

【００３４】そしてこの連絡間隙２２６は、前記燃料供
給室２４の一部を構成するプランジャバレル５０、及び
その下方に配置される中間金物５１の外周の一部を用い
て区画されており、前記環状溝２０１から燃料供給室２
４に通じる空隙部分は、ここを通過する燃料油等の流体
の流れを十分に絞り得る狭い間隙であり、名が体を表す
様に、この部位を連絡間隙と命名している。

【００３５】本実施の形態は、前記の様にスプリング室
２２と燃料供給室２４とは、狭い間隔で形成された連絡
間隙２２６で連通されているので、燃料供給室２４に生
じる圧力変動はスプリング室２２にそっくりそのまま伝
達されずにこの狭い連絡間隙２２６を経て伝達されるこ
とになる。

【００３６】すなわち、前記実施の第１形態のものと同
様に、本実施の形態においても燃料供給室２４内には前
記従来のものと同様に、クランク角度の進行に伴って最
初に小さな圧力の上昇があり、次いで負圧が発生し、そ
してピーク状の高圧を発生するという圧力変化がある
が、この圧力変化は連絡間隙２２６の絞り効果によって
スプリング室２２にそのまま伝達されることはない。

【００３７】従って本実施の形態のものにおいても前記
実施の第１形態と同様、従来スプリング室２２において
キャビティの潰滅に伴って発生していたスプリング１９
等のキャビテーションエロージョンの発生をなくするこ
とが出来、信頼性、耐久性の高いユニットインジェクタ
を得ることが出来たものである。

【００３８】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。

【００３９】例えば前記各実施の形態においては、燃料
噴射ポンプと燃料噴射弁の配列を上方に燃料噴射ポン
プ、下方に燃料噴射弁を配列として説明しているが、こ
こで言う上方又は下方は、垂直方向で上下に配列される
ことに限定されるものではなく、相対的に上下関係があ
ればそれでよく、また、水平方向で同一レベルの場合に
は、流れの上流側を上方とし、下流側を下方と読み替え
ればよい。

【００４０】従って、本発明のユニットインジェクタ
は、上下に延びるシリンダを直列に配列した通常のディ
ーゼル機関に採用されるものに限定されずに、シリンダ
がＶ字型に配列されるもの、及び実例は稀であるが、シ
リンダを水平配列したものにも適用されるものであるこ
とは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、上
方に燃料噴射ポンプを、下方に燃料噴射弁を一体に連接
配置して構成したユニットインジェクタにおいて、前記
燃料噴射弁を構成する針弁作動用スプリングを収納する
スプリング室と、前記燃料噴射ポンプを構成する燃料供
給室とを、連絡通路を介して連通する漏洩燃料排出孔に
絞り部材を設けて構成しているので、この漏洩燃料排出
孔に配置した絞り部材の絞り効果により、燃料供給室の
圧力変動はそのままスプリング室に伝播されることはな
く、同スプリング室は圧力上昇が小さくなると共に負圧
発生も抑制されることとなり、スプリング室でのキャビ
ティ発生、及びその潰滅現象が殆ど起こらずにキャビテ
ーションエロージョンを防止し、以て信頼性、耐久性の
高いユニットインジェクタを得ることが出来たものであ
る。

【００４２】また、請求項２の発明によれば、上方に燃
料噴射ポンプを、下方に燃料噴射弁を一体に連接配置し
て構成したユニットインジェクタにおいて、前記燃料噴
射弁を構成する針弁作動用スプリングを収納するスプリ
ング室と、前記燃料噴射ポンプを構成する燃料供給室と
を、漏洩燃料排出孔及び連絡間隙を介して連通して構成
しているので、この燃料供給室と漏洩燃料排出孔間に形
成された連絡間隙が絞りとなり、その絞り効果によって
燃料供給室の圧力変動をスプリング室と切り離すので、
スプリング室は圧力上昇が小さくなると共に負圧発生も
抑制され、キャビティ発生、及びその潰滅は起こらず、
キャビテーションエロージョンを防止して、信頼性及び
耐久性の高いユニットインジェクタを得ることが出来た
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係るユニットインジ
ェクタの要部の概要を示す説明図である。

【図２】図１のものにおいて、クランク角度が変動した
ときのスプリング室及び燃料供給室の圧力の変化を示す
説明図である。

【図３】本発明の実施の第２形態に係るユニットインジ
ェクタの要部の概要を示す説明図である。

【図４】従来のユニットインジェクタの概要を示す説明
図である。

【図５】図４のユニットインジェクタにおける要部の概
要を示す説明図である。

【図６】図５のものにおいて、クランク角度が変動した
ときのスプリング室及び燃料供給室の圧力の変化を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ポンプ ２ 燃料噴射弁 ５ カム ６ 燃料供給ポンプ １０ 燃料弁本体 １１ 噴孔 １２ 燃料通路 １３ 針弁ガイド部 １４ 針弁 １５ シート部 １６ 針弁肩部 １７ 針弁細軸部 １８ スプリング受け １９ スプリング ２０ スプリングケース ２１ 燃料通路 ２２ スプリング室 ２３ 燃料給排孔 ２４ 燃料供給室 ２５ 漏洩燃料排出孔 ２６ 連絡通路 ５０ プランジャバレル ５１ 中間金物 ６０ ばね １０１ 絞り部材 １０２ 絞り孔 ２０１ 環状溝 ２２６ 連絡間隙 １Ａ プランジャ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 高 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社相模原製作所内 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AA09 AB02 AC07 AD12 BA31 BA38 BA46 CA01S CA08 CA09 CB11 CB16 CC06T CC14 CC26 CC51 CC67 CC70 CE02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方に燃料噴射ポンプを、下方に燃料噴
   射弁を一体に連接配置して構成したユニットインジェク
   タにおいて、前記燃料噴射弁を構成する針弁作動用スプ
   リングを収納するスプリング室と、前記燃料噴射ポンプ
   を構成する燃料供給室とを、連絡通路を介して連通する
   漏洩燃料排出孔に絞り部材を設けたことを特徴とするユ
   ニットインジェクタ。
2. 【請求項２】 上方に燃料噴射ポンプを、下方に燃料噴
   射弁を一体に連接配置して構成したユニットインジェク
   タにおいて、前記燃料噴射弁を構成する針弁作動用スプ
   リングを収納するスプリング室と、前記燃料噴射ポンプ
   を構成する燃料供給室とを、漏洩燃料排出孔及び連絡間
   隙を介して連通したことを特徴とするユニットインジェ
   クタ。