JP2001090634A - Injection valve for internal combustion engine - Google Patents

Injection valve for internal combustion engine

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JP2001090634A
JP2001090634A JP26806199A JP26806199A JP2001090634A JP 2001090634 A JP2001090634 A JP 2001090634A JP 26806199 A JP26806199 A JP 26806199A JP 26806199 A JP26806199 A JP 26806199A JP 2001090634 A JP2001090634 A JP 2001090634A
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chamber
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fuel
pressure
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守康 後藤
Shigeiku Enomoto
榎本  滋郁
Yuichi Sotozono
祐一 外薗
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Soken Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection valve of a pressure accumulating fuel injection device capable of reducing an initial injection rate, having a steep injection characteristic at the end of injection and capable of improving efficiency of the whole system. SOLUTION: A valve chest 3 is arranged between a nozzle chamber 42 on the outer periphery of a nozzle needle 4 for opening/closing a nozzle port 46 on the tip o a casing 41 and fuel supply passages 15, 23 communicated with a common rail. The valve chest 3 is partitioned into a high pressure chamber 32 connected with the fuel supply passages 15, 23, a control chamber 31 communicated with the nozzle chamber 42 and a low pressaure chamber 33 connected with fuel return passages 16, 17, and a tip part 21 having first/second valve parts of a control valve 2 is positioned in the control chamber 31. At injection starting time, the first valve part is opened, the control chamber 31 communicates with the high pressure chamber 32, so that high pressure fuel is supplied to the nozzle chamber 42, as initial injection rate reduces, the second valve part is closed, and since a part between the high pressure chamber and the low pressure chamber 33 is closed, a leak quantity reduces. At injection end time, the first valve part is closed, the second valve part is opened, and since high pressure fuel quickly flows out to the low pressure chamber 33, the end of injection becomes steep.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧燃料をコモン
レール(蓄圧室)に蓄圧し、この蓄圧した高圧燃料を内
燃機関に噴射する蓄圧式燃料噴射装置に用いられる噴射
弁に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injection valve used in a pressure-accumulation type fuel injection device for accumulating high-pressure fuel in a common rail (accumulation chamber) and injecting the accumulated high-pressure fuel into an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼル機関に燃料を噴射するシステ
ムの1つに、蓄圧式燃料噴射装置があり、噴射時期・噴
射量を自在に制御できるため、排ガス値の改善に有効で
あることが知られている。蓄圧式燃料噴射装置は、特開
平10−153155号公報等に記載されているよう
に、各気筒に共通の高圧燃料のコモンレールと、コモン
レールに高圧燃料を圧送する高圧ポンプを備え、コモン
レール内の高圧燃料を所定のタイミングで各気筒に噴射
供給するものである。特開平10−153155号公報
には、噴孔を開閉するノズルニードルと、圧力制御室内
の燃料圧力を受けてノズルニードルを閉弁方向に付勢す
る制御ピストンと、圧力制御室と低圧燃料室との連通を
遮断する電磁弁とを備える噴射弁が記載され、電磁弁を
開弁して圧力制御室を降下させることにより、制御ピス
トンおよびノズルニードルをリフトさせて、燃料を噴射
するようになしてある。
2. Description of the Related Art One of the systems for injecting fuel into a diesel engine is a pressure-accumulation type fuel injection device, which can freely control the injection timing and injection amount, and is known to be effective in improving the exhaust gas value. ing. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-153155, the pressure-accumulation type fuel injection device includes a common rail for high-pressure fuel common to each cylinder, and a high-pressure pump for pumping high-pressure fuel to the common rail. The fuel is injected and supplied to each cylinder at a predetermined timing. JP-A-10-153155 discloses a nozzle needle that opens and closes an injection hole, a control piston that receives fuel pressure in a pressure control chamber and urges the nozzle needle in a valve closing direction, a pressure control chamber and a low-pressure fuel chamber. An injection valve having an electromagnetic valve that shuts off communication between the control valve and the nozzle needle is opened by opening the electromagnetic valve to lower the pressure control chamber, thereby injecting fuel. is there.

【0003】しかしながら、上記構成では、制御ピスト
ンおよびノズルニードルの摺動部クリアランスから高圧
燃料がリークするため、高圧ポンプの圧送量を多くして
リークによる減少分を補う必要があり、システム全体の
効率を悪化させている問題があった。これに対し、例え
ば、特開平9−9086号公報に記載される噴射弁のよ
うに、制御ピストンを廃した構造とすると、リーク量を
少なくすることができる。ところが、この噴射弁では、
ノズル室の入口に絞りを設けて、ノズルニードルの上下
で圧力差を発生させることで得られる油圧力とノズルニ
ードルのスプリング力を噴射終了時の閉弁力としてお
り、このノズル室入口の絞りによって圧損を生じるため
に、噴射時の実噴射圧力が低下してしまう不具合があ
る。
However, in the above configuration, since high-pressure fuel leaks from the clearance between the sliding portions of the control piston and the nozzle needle, it is necessary to increase the pumping amount of the high-pressure pump to make up for the decrease due to the leak, and to improve the efficiency of the entire system. There was a problem that was worsening. On the other hand, for example, when the control piston is abolished as in the injection valve described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-9086, the leak amount can be reduced. However, with this injector,
A throttle is provided at the inlet of the nozzle chamber, and the hydraulic pressure obtained by generating a pressure difference between the upper and lower sides of the nozzle needle and the spring force of the nozzle needle are used as the valve closing force at the end of injection. Due to the pressure loss, there is a problem that the actual injection pressure during the injection decreases.

【0004】一方、特表平9−510525号公報に
は、ダブル座付弁によって圧力制御室の圧力を調整する
ことにより、噴射を制御する噴射弁が記載されている。
この構成を図7に示すと、噴射弁は、ノズルニードル2
01の外周に設けたノズル室202と、ダブル座付弁2
03を収容する圧力制御室204を有し、これらノズル
室202および圧力制御室204にそれぞれ通路20
5、206を介して燃料供給部207から高圧燃料が供
給されるようになしてある。また、圧力制御室204
は、通路208を介して燃料戻し部209に連通すると
ともに、通路210を介してスプリング室211に連通
している。圧力制御室204の上下面には、通路20
6、208の開口端部にテーパ状の弁座212、213
が形成してあり、ダブル座付弁203の外周部に設けた
2つのテーパ状の弁部が、その切換え位置に応じてこれ
ら弁座210、211を閉鎖する。
On the other hand, Japanese Patent Publication No. Hei 9-510525 discloses an injection valve which controls injection by adjusting the pressure in a pressure control chamber with a double seated valve.
FIG. 7 shows this configuration.
01 and a double seated valve 2
And a pressure control chamber 204 for accommodating the passages 20 in the nozzle chamber 202 and the pressure control chamber 204, respectively.
The high-pressure fuel is supplied from the fuel supply unit 207 via 5, 206. Further, the pressure control chamber 204
Communicates with the fuel return portion 209 via the passage 208 and communicates with the spring chamber 211 via the passage 210. In the upper and lower surfaces of the pressure control chamber 204, the passage 20 is provided.
6, 208, tapered valve seats 212, 213
Are formed, and two tapered valve portions provided on the outer peripheral portion of the double seat valve 203 close the valve seats 210 and 211 according to the switching position.

【0005】上記構成において、ダブル座付弁203が
ソレノイド214によって駆動され、下側の弁座213
から離れて上方へ移動すると、スプリング室211内の
燃料が燃料戻し部209に流出する。これにより、ノズ
ルニードル201が上昇して噴孔215から高圧燃料を
噴射される。ところが、この構成を実現するには、圧力
制御室204を構成するケーシング216を2つの弁座
212、213の間で2つのケーシング216a、21
6bに分割する必要がある。この場合、これらケーシン
グ216a、216bの衝合面のシール性を確保するに
は、ダブル座付弁203の摺動部と下側の弁座213の
μm単位での同軸度確保が必要とされるが、通常の嵌合
やノックピンによる位置決めではμm単位での同軸度確
保は不可能で、シール性を確保できない。そのため、噴
射終了時に圧力制御室204の圧力が十分に上昇しない
ために、噴射切れが悪くなる。
In the above configuration, the double seat valve 203 is driven by the solenoid 214 and the lower valve seat 213 is provided.
When it moves away from the upper side, the fuel in the spring chamber 211 flows out to the fuel return section 209. Thereby, the nozzle needle 201 rises and high-pressure fuel is injected from the injection hole 215. However, in order to realize this configuration, the casing 216 constituting the pressure control chamber 204 is provided between the two valve seats 212 and 213 by the two casings 216 a and 216.
6b. In this case, in order to ensure the sealing performance of the abutting surfaces of the casings 216a and 216b, it is necessary to ensure the coaxiality of the sliding portion of the double seated valve 203 and the lower valve seat 213 in μm units. However, it is impossible to secure coaxiality in a unit of μm by ordinary fitting or positioning using a knock pin, and it is not possible to secure sealing performance. Therefore, the pressure in the pressure control chamber 204 does not rise sufficiently at the end of the injection, so that the cut-off of the injection deteriorates.

【0006】また、これら従来の噴射弁は、いずれも圧
力制御室(ノズルニードルの背圧室)の圧力を降下させ
ることにより、ノズルニードルを開弁させて燃料噴射を
行う構成となっている。この構成では、ノズル室が常時
高圧であるために、初期噴射率が高く、噴射初期のNO
x発生量が多いという問題があった。
[0006] These conventional injection valves all have a structure in which fuel is injected by opening the nozzle needle by lowering the pressure in a pressure control chamber (back pressure chamber of the nozzle needle). In this configuration, since the nozzle chamber is always at a high pressure, the initial injection rate is high, and
There was a problem that the amount of x generation was large.

【0007】なお、ドイツ特許第2322414A号の
ように、ノズルニードルの背圧室を設けず、ノズル室の
圧力を昇圧させることで、ノズルニードルを開弁させる
構成のものがある。この構成では、電磁弁により油圧駆
動されるサーボ弁にて、噴射時のみ高圧通路からノズル
室へ高圧燃料が供給されるようにしてあり、初期噴射率
は低くなる。しかしながら、噴射中に高圧燃料の供給路
が大気圧のリリーフ通路に連通するため、高圧ポンプの
圧送量が多くなり、システム全体の効率を悪化させる問
題がある。
In addition, as in German Patent No. 2322214A, there is a configuration in which the nozzle needle is opened by increasing the pressure in the nozzle chamber without providing a back pressure chamber for the nozzle needle. In this configuration, a high-pressure fuel is supplied from the high-pressure passage to the nozzle chamber only at the time of injection by a servo valve that is hydraulically driven by an electromagnetic valve, and the initial injection rate is reduced. However, since the supply path of the high-pressure fuel communicates with the relief passage at the atmospheric pressure during the injection, the amount of pressure supplied by the high-pressure pump is increased, and there is a problem that the efficiency of the entire system is deteriorated.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
初期噴射率が低い、噴射終了が急峻(噴射切れがよ
い)という特性を同時に実現することで、高圧噴射の利
点を効果的に発揮することができ、システム全体の効率
を高めることができる蓄圧式燃料噴射装置の噴射弁を提
供することを目的とする。
Therefore, in the present invention,
By simultaneously realizing the characteristics of a low initial injection rate and a sharp end of injection (good injection cut-off), the advantages of high-pressure injection can be exhibited effectively, and a pressure-accumulation system that can increase the efficiency of the entire system An object of the present invention is to provide an injection valve of a fuel injection device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、コモ
ンレールに蓄圧された高圧燃料を内燃機関に噴射するた
めの噴射弁であって、筒状ケーシング内を軸線方向に摺
動して、該ケーシング先端の噴孔を開閉するノズルニー
ドルと、該ノズルニードルの外周に上記噴孔に連通させ
て設けられ、コモンレールから供給される高圧燃料の圧
力で上記ノズルニードルを開弁させるノズル室と、コモ
ンレールに連通する燃料供給通路と上記ノズル室との間
に設けられる弁室と、上記弁室内に配設されて上記ノズ
ル室への高圧燃料の流入・流出を制御する制御弁と、該
制御弁を駆動する駆動部を備えている。上記弁室に、非
噴射時に上記ノズル室内の高圧燃料を抜くための燃料戻
し通路を接続し、上記制御弁を、燃料噴射時には上記燃
料供給通路を開放して高圧燃料を上記ノズル室に導くと
ともに、上記燃料戻し通路への燃料の流入を阻止し、非
噴射時には上記燃料戻し通路を開放して上記ノズル室内
の高圧燃料を上記燃料戻し通路に導くとともに、上記燃
料供給通路からの燃料の流入を阻止するように形成す
る。
A first aspect of the present invention is an injection valve for injecting high pressure fuel stored in a common rail into an internal combustion engine, wherein the injection valve slides in a cylindrical casing in an axial direction. A nozzle needle that opens and closes the injection hole at the tip of the casing, a nozzle chamber that is provided on the outer periphery of the nozzle needle in communication with the injection hole, and opens the nozzle needle with the pressure of high-pressure fuel supplied from a common rail; A valve chamber provided between a fuel supply passage communicating with a common rail and the nozzle chamber; a control valve disposed in the valve chamber to control inflow and outflow of high-pressure fuel to and from the nozzle chamber; and the control valve. Is provided. A fuel return passage for discharging high-pressure fuel in the nozzle chamber during non-injection is connected to the valve chamber, and the control valve opens the fuel supply passage during fuel injection to guide high-pressure fuel to the nozzle chamber. Preventing fuel from flowing into the fuel return passage, opening the fuel return passage during non-injection to guide high-pressure fuel in the nozzle chamber to the fuel return passage, and preventing fuel from flowing from the fuel supply passage. Formed to prevent.

【0010】上記構成によれば、非噴射時の上記燃料供
給通路からの燃料の流入を阻止して、噴射時のみ上記ノ
ズル室に高圧燃料が供給されるようにしたので、初期噴
射率を低くできる。また、燃料噴射時には上記燃料戻し
通路への燃料の流入を阻止されるので、噴射中の燃料の
リークがなく、システム全体の効率も良好である。ま
た、噴射終了時には、上記燃料戻し通路を開放して、瞬
時に上記燃料戻し通路へ燃料を抜き、ノズル室の圧力を
低下させることができるので、噴射切れがよい。
According to the above configuration, the inflow of fuel from the fuel supply passage during non-injection is prevented, and high-pressure fuel is supplied to the nozzle chamber only during injection. it can. In addition, since fuel is prevented from flowing into the fuel return passage during fuel injection, there is no leakage of fuel during injection, and the efficiency of the entire system is good. Further, at the end of the injection, the fuel return passage is opened, the fuel is instantaneously discharged to the fuel return passage, and the pressure in the nozzle chamber can be reduced.

【0011】請求項2の構成では、上記弁室を、上記燃
料供給通路が接続される高圧室と、上記ノズル室に連通
する制御室と、燃料戻し通路が接続される低圧室とに区
画し、上記制御弁を、上記制御室と上記高圧室および上
記低圧室の間をそれぞれ開閉する第1の弁部および第2
の弁部を有し、かつこれら第1および第2の弁部の一方
の開弁時には他方が閉弁するように形成する。そして、
噴射開始時には、上記第1の弁部を開弁し上記第2の弁
部を閉弁して、上記燃料供給通路から上記高圧室および
上記弁室を経て上記ノズル室に高圧燃料を供給し、噴射
終了時には、上記第2の弁部を開弁し上記第1の弁部を
閉弁して上記ノズル室内の高圧燃料を上記弁室および上
記低圧室を経て上記燃料戻し通路へ排出する。
According to the second aspect of the invention, the valve chamber is divided into a high-pressure chamber connected to the fuel supply passage, a control chamber connected to the nozzle chamber, and a low-pressure chamber connected to the fuel return passage. A first valve unit for opening and closing the control valve between the control chamber and the high-pressure chamber and the low-pressure chamber, and a second valve unit.
The first and second valve portions are formed such that when one of the first and second valve portions is opened, the other is closed. And
At the start of injection, the first valve portion is opened, the second valve portion is closed, and high-pressure fuel is supplied from the fuel supply passage to the nozzle chamber via the high-pressure chamber and the valve chamber. At the end of the injection, the second valve portion is opened, the first valve portion is closed, and the high-pressure fuel in the nozzle chamber is discharged to the fuel return passage via the valve chamber and the low-pressure chamber.

【0012】上記構成によれば、噴射開始まで上記第1
の弁部が開弁されないので、上記ノズル室の圧力上昇が
緩やかで、初期噴射率を低くできる。また、噴射中は、
上記第2の弁部が閉弁しているので、上記燃料戻し通路
側へ燃料が流出することがなく、システム全体の効率も
良好である。そして、噴射終了時には、上記第2の弁部
を開弁し、速やかに上記燃料戻し通路へ燃料を排出し
て、上記ノズルニードルを閉弁できるので、噴射終了が
急峻となる。
[0012] According to the above configuration, until the start of injection, the first
Since the valve section is not opened, the pressure increase in the nozzle chamber is moderate and the initial injection rate can be reduced. Also, during injection,
Since the second valve portion is closed, fuel does not flow out to the fuel return passage side, and the efficiency of the entire system is good. Then, at the end of the injection, the second valve portion is opened, the fuel is quickly discharged to the fuel return passage, and the nozzle needle can be closed, so that the injection end is sharp.

【0013】請求項3の構成では、上記制御弁の摺動部
の径d1 を、上記第1の弁部の着座時のシート径d2 お
よび上記第2の弁部の着座時のシート径d3 とほぼ同径
とする。これにより、上記制御弁に作用する燃料の圧力
がバランスされ、駆動部となるソレノイドの必要吸引力
を低く抑えることができるので、ソレノイドの小型化が
可能である。
According to the third aspect of the present invention, the diameter d1 of the sliding portion of the control valve is determined by the seat diameter d2 when the first valve portion is seated and the seat diameter d3 when the second valve portion is seated. The diameter is almost the same. Thus, the pressure of the fuel acting on the control valve is balanced, and the required suction force of the solenoid serving as the driving unit can be suppressed low, so that the size of the solenoid can be reduced.

【0014】請求項4の構成では、上記制御弁が摺動可
能に配置される摺動孔の延長線上に、上記制御室を挟ん
で上記高圧室と上記低圧室を同軸的に配置する。そし
て、上記制御室内に上記制御弁の先端部を配置して、該
先端部の上記高圧室側に上記第1の弁部を、上記低圧室
側に上記第2の弁部を形成する。具体的には、上記制御
室を挟んで上記高圧室と低圧室を配置し、上記制御弁の
先端部に上記第1および第2の弁部を形成すると、構成
がコンパクトにできる。
According to a fourth aspect of the present invention, the high-pressure chamber and the low-pressure chamber are coaxially arranged on an extension of a slide hole in which the control valve is slidably arranged, with the control chamber interposed therebetween. Then, a tip portion of the control valve is disposed in the control chamber, and the first valve portion is formed on the high pressure chamber side of the tip portion, and the second valve portion is formed on the low pressure chamber side. Specifically, when the high-pressure chamber and the low-pressure chamber are arranged with the control chamber interposed therebetween and the first and second valve portions are formed at the tip of the control valve, the configuration can be made compact.

【0015】請求項5の構成では、上記先端部の上記低
圧室側端面を筒状に延出して上記第2の弁部を形成し、
これより小径とした上記低圧室の開口縁部に筒状の第2
の弁部が当接してこれを閉鎖するようにした。上記第2
の弁部を筒状のパイプシート弁とすることで、摺動部と
上記第2の弁部を精密な同軸度を要さずにシール可能と
なり、簡易な構成でシール性を確保できる。
According to a fifth aspect of the present invention, the second valve portion is formed by extending the end face of the tip portion on the side of the low-pressure chamber into a cylindrical shape.
A second cylindrical member is formed at the opening edge of the low-pressure chamber having a smaller diameter.
Was brought into contact with the valve to close it. The second
By using a tubular pipe seat valve as the valve portion, the sliding portion and the second valve portion can be sealed without requiring precise coaxiality, and the sealing property can be secured with a simple configuration.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図2は本発明の燃料噴射弁1を
備える蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図で、エンジン1
01の各気筒に共通に設けた蓄圧室としてのコモンレー
ル102を備えている。コモンレール102には、各気
筒毎に設けられる複数の燃料噴射弁1が接続され、コモ
ンレール102内に蓄圧される高圧燃料を、各燃料噴射
弁1から対応する気筒に噴射するようになしてある。燃
料噴射弁1の駆動は、制御部である電子制御ユニット
(ECU)103からの信号によって制御される。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is an overall configuration diagram of an accumulator type fuel injection device including the fuel injection valve 1 of the present invention.
01 is provided with a common rail 102 as a pressure accumulation chamber provided in common for each cylinder. A plurality of fuel injection valves 1 provided for each cylinder are connected to the common rail 102, and high-pressure fuel stored in the common rail 102 is injected from each fuel injection valve 1 to a corresponding cylinder. The driving of the fuel injection valve 1 is controlled by a signal from an electronic control unit (ECU) 103 which is a control unit.

【0017】コモンレール102には、燃料タンク10
7からフィードポンプ106を経て吸入される低圧燃料
を高圧に加圧する高圧サプライポンプ104が接続され
ている。ECU103は、コモンレール102に設けた
圧力センサ108等からの信号に基づき、燃料噴射弁1
の噴射圧力が予め負荷や回転数に応じて定めた所定値と
なるように、高圧サプライポンプ104の圧力制御弁1
05を駆動して、高圧サプライポンプ104からの圧送
量を調整する。これにより、コモンレール102内に高
圧サプライポンプ104から圧送される高圧燃料が、燃
料の噴射圧に相当する所定圧で蓄圧される。余剰の燃料
は、低圧流路109を介して燃料タンク107に戻され
る。
The common rail 102 has a fuel tank 10
7 is connected to a high-pressure supply pump 104 that pressurizes low-pressure fuel sucked through a feed pump 106 to a high pressure. The ECU 103 controls the fuel injection valve 1 based on a signal from a pressure sensor 108 or the like provided on the common rail 102.
Pressure control valve 1 of the high-pressure supply pump 104 so that the injection pressure of the high-pressure supply pump 104 becomes a predetermined value determined in advance in accordance with the load and the number of revolutions.
05 is driven to adjust the amount of pressure supplied from the high-pressure supply pump 104. As a result, the high-pressure fuel pumped from the high-pressure supply pump 104 into the common rail 102 is accumulated at a predetermined pressure corresponding to the fuel injection pressure. Excess fuel is returned to the fuel tank 107 via the low-pressure channel 109.

【0018】図1に、本発明の燃料噴射弁1の全体構成
を示す。図中、燃料噴射弁1は、制御弁2を収容し、弁
室3が形成される上下ケーシング11、12と、その下
方に配設されノズルニードル4を収容するノズルケーシ
ング41を有している。下部ケーシング12とノズルケ
ーシング41は、外周を保持する筒状部材13を上部ケ
ーシング11の下端部に螺結することによって固定され
る。上部ケーシング11の上端部には、制御弁2を駆動
する駆動部となるソレノイド5を収容する筒状のソレノ
イドケーシング51が螺結してある。また、上部ケーシ
ング11の側方に突出する筒状部14内には、上記図2
のコモンレール102に連通する燃料供給通路15が設
けられている。
FIG. 1 shows the overall configuration of a fuel injection valve 1 according to the present invention. In FIG. 1, a fuel injection valve 1 has upper and lower casings 11 and 12 in which a control valve 2 is accommodated and a valve chamber 3 is formed, and a nozzle casing 41 which is disposed below and accommodates a nozzle needle 4. . The lower casing 12 and the nozzle casing 41 are fixed by screwing the cylindrical member 13 holding the outer periphery to the lower end of the upper casing 11. At the upper end of the upper casing 11, a cylindrical solenoid casing 51 that accommodates a solenoid 5 serving as a drive unit for driving the control valve 2 is screwed. Further, in the cylindrical portion 14 protruding to the side of the upper casing 11, the above-described FIG.
A fuel supply passage 15 communicating with the common rail 102 is provided.

【0019】上部ケーシング11内には、軸線方向(上
下方向)に形成した摺動孔22内に上記制御弁2が摺動
可能に配設されている。制御弁2の先端部21(下端
部)は、上部ケーシング11の下端部に形成される摺動
孔22より大径の制御室31内に位置しており、制御室
31はの下方の下部ケーシング12上端部には、これよ
り小径の低圧室33が同軸的に形成してある。また、制
御室31の上方には、上記先端部21に連続する制御弁
2の径を摺動部径よりやや小径として、摺動孔22内壁
との間に高圧室32が形成してある。この高圧室32に
は、上記燃料供給通路15に連続する燃料供給通路23
が接続され、上記低圧室33は上下ケーシング11、1
2内に設けた燃料戻し通路16、17に連通している。
In the upper casing 11, the control valve 2 is slidably disposed in a sliding hole 22 formed in the axial direction (vertical direction). The distal end 21 (lower end) of the control valve 2 is located in a control chamber 31 having a larger diameter than the sliding hole 22 formed in the lower end of the upper casing 11, and the control chamber 31 is located below the lower casing. A lower-pressure chamber 33 having a smaller diameter is formed coaxially at the upper end of 12. Above the control chamber 31, a high-pressure chamber 32 is formed between the control valve 2 and the inner wall of the slide hole 22 with the diameter of the control valve 2 connected to the distal end 21 being slightly smaller than the diameter of the slide part. The high-pressure chamber 32 has a fuel supply passage 23 connected to the fuel supply passage 15.
The low-pressure chamber 33 is connected to the upper and lower casings 11, 1 and
It communicates with fuel return passages 16 and 17 provided in the inside 2.

【0020】これら制御室31と高圧室32および低圧
室33とで、互いに連通する弁室3を構成している。制
御弁2は、制御室31と高圧室32および低圧室33と
の間の連通、遮断を制御するもので、その詳細について
は後述する。なお、上記燃料戻し通路16、17は、制
御弁2を上方に付勢するスプリング6が配設されるスプ
リング室61内、制御弁2上端に固定されるプッシュロ
ッド52内空間、ソレノイドケーシング51上端部の通
路55を介して大気圧となる外部と連通している。
The control chamber 31, the high-pressure chamber 32 and the low-pressure chamber 33 constitute a valve chamber 3 communicating with each other. The control valve 2 controls communication and shutoff between the control chamber 31 and the high-pressure chamber 32 and the low-pressure chamber 33, and details thereof will be described later. The fuel return passages 16 and 17 are provided in a spring chamber 61 in which a spring 6 for urging the control valve 2 upward is disposed, a space in a push rod 52 fixed to an upper end of the control valve 2, and an upper end of the solenoid casing 51. It communicates with the outside which becomes atmospheric pressure through the passage 55 of the section.

【0021】ノズルニードル4は、下部ケーシング12
の下方に環状の封止部材62を介して配設した筒状のノ
ズルケーシング41内に上下方向に摺動可能に配設され
ている。ノズルニードル4の中間部周りには、ノズル室
42が形成してあり、ノズルケーシング41および下部
ケーシング12内を上下方向に延びる通路43を介し
て、常時、制御室31に連通している。ノズルニードル
4は、その上方に設けたスプリング室44内のスプリン
グ45によって閉弁方向(下方)に付勢されて、ノズル
ケーシング41下端の噴孔46を閉鎖している。また、
ノズルニードル4は下半部をやや小径として、ノズルケ
ーシング41内壁との間に空隙47を形成する一方、そ
の肩部48がノズル室42内に位置するようにしてあ
る。これにより、ノズル室42に導入される高圧燃料の
圧力がスプリング45の付勢力を上回ると、ノズルニー
ドル4が上昇を開始し、ノズル室42内の高圧燃料が空
隙47を経て噴孔46より噴射される。なお、スプリン
グ室44は連通孔49によって上方の低圧室33と連通
している。
The nozzle needle 4 is connected to the lower casing 12
Is slidably disposed in a vertical direction in a cylindrical nozzle casing 41 disposed below a circular sealing member 62. A nozzle chamber 42 is formed around an intermediate portion of the nozzle needle 4, and is always in communication with the control chamber 31 via a passage 43 extending vertically in the nozzle casing 41 and the lower casing 12. The nozzle needle 4 is urged in the valve closing direction (downward) by a spring 45 in a spring chamber 44 provided above the nozzle needle 4 to close the injection hole 46 at the lower end of the nozzle casing 41. Also,
The nozzle needle 4 has a slightly smaller diameter in the lower half and forms a gap 47 with the inner wall of the nozzle casing 41, while its shoulder 48 is located in the nozzle chamber 42. Thus, when the pressure of the high-pressure fuel introduced into the nozzle chamber 42 exceeds the urging force of the spring 45, the nozzle needle 4 starts to rise, and the high-pressure fuel in the nozzle chamber 42 is injected from the injection hole 46 through the gap 47. Is done. The spring chamber 44 communicates with the upper low-pressure chamber 33 through a communication hole 49.

【0022】ソレノイドケーシング51には、制御弁2
の上端に固定されるプッシュロッド52が、筒状のソレ
ノイド5の中空部を貫通して延び、その上端部外周に固
定されるアーマチャ53が固定されてソレノイド5に対
向している。ソレノイド5のコイル54に通電しない図
示の状態では、制御弁2は、ソレノイド5下方のスプリ
ング室61内のスプリング6によって、上方に付勢され
ており、ソレノイド5のコイル54に通電すると、アー
マチャ53が吸引されてこれと一体のプッシュロッド5
2および制御弁2が下方に移動する(図3参照)。
The solenoid valve 51 includes a control valve 2
A push rod 52 fixed to the upper end of the cylinder extends through the hollow portion of the cylindrical solenoid 5, and an armature 53 fixed to the outer periphery of the upper end is fixed and faces the solenoid 5. In the illustrated state in which the coil 54 of the solenoid 5 is not energized, the control valve 2 is urged upward by the spring 6 in the spring chamber 61 below the solenoid 5, and when the coil 54 of the solenoid 5 is energized, the armature 53 Is sucked and the push rod 5 integrated with this
2 and the control valve 2 move downward (see FIG. 3).

【0023】図4に示すように、制御室31内に位置す
る制御弁2の先端部21は、その上端側(高圧室32
側)がテーパ状の第1の弁部2aをなすとともに、下端
側は、外周部を筒状に延出してパイプシート状の第2の
弁部2bをなしている。第1の弁部2aに対向する高圧
室32の下端開口縁には、第1の弁部2aよりやや緩や
かに傾斜するテーパ状の第1のシート面34が形成して
あり、一方、第2の弁部2bに対向する低圧室33の上
端開口縁は、平面状の第2のシート面35となしてあ
る。このように、第2の弁部2bをパイプシート状と
し、これより小径の低圧室33上端開口縁に当接してこ
れを閉鎖するようにすると、第2の弁部2bと第2のシ
ート面35の同軸度が厳密に要求されず、分割形成した
上下ケーシング11、12をシール性を確保することが
可能である。この時、シール性をより確実にするには、
図のように、第2の弁部2bの内周径が低圧室33の径
よりも大径となるように形成するとよい。
As shown in FIG. 4, the distal end 21 of the control valve 2 located in the control chamber 31 has an upper end side (high pressure chamber 32).
Side) forms a first valve portion 2a having a tapered shape, and a lower end portion extends in a cylindrical shape at an outer peripheral portion to form a second valve portion 2b having a pipe seat shape. The lower end opening edge of the high-pressure chamber 32 opposed to the first valve portion 2a is formed with a tapered first seat surface 34 that is inclined slightly more gradually than the first valve portion 2a. The opening edge of the upper end of the low-pressure chamber 33 opposed to the valve portion 2b is a planar second seat surface 35. As described above, when the second valve portion 2b is formed in a pipe sheet shape, and is brought into contact with the upper end opening edge of the low-pressure chamber 33 having a smaller diameter than this, the second valve portion 2b and the second seat surface are closed. The coaxiality of 35 is not strictly required, and the divided upper and lower casings 11 and 12 can secure sealing performance. At this time, to ensure the sealing performance,
As shown in the drawing, it is preferable that the inner diameter of the second valve portion 2b is formed to be larger than the diameter of the low-pressure chamber 33.

【0024】また、制御弁2の摺動部の径d1 に対し、
第1の弁部2aの着座時のシート径d2 、および第2の
弁部2bの着座時のシート径d3 をほぼ同径とするのが
よい。これにより、制御弁2に作用する燃料の圧力がバ
ランスされ、ソレノイド5の必要吸引力を低く抑えるこ
とができるので、ソレノイド5の小型化、さらに噴射弁
全体の小型化に有効である。
Further, with respect to the diameter d1 of the sliding portion of the control valve 2,
The seat diameter d2 when the first valve portion 2a is seated and the seat diameter d3 when the second valve portion 2b is seated are preferably substantially the same. As a result, the pressure of the fuel acting on the control valve 2 is balanced, and the required suction force of the solenoid 5 can be kept low, which is effective for downsizing the solenoid 5 and further downsizing the entire injection valve.

【0025】次に上記構成の噴射弁の作動を説明する。
ソレノイド5のコイル54に通電しない通常状態(図1
に示す状態)では、スプリング室61内のスプリング6
によって制御弁2が上方に付勢され、第1の弁部2aが
第1のシート面34に着座して、高圧室32と制御室3
1との間を遮断し、第2の弁部2bが開弁して制御室3
1と低圧室33が連通している。この時、ノズル室42
は、制御室31および低圧室33を介して大気圧の燃料
戻し通路に連通しており、ノズルニードル4が噴孔46
を閉鎖している。
Next, the operation of the injection valve having the above configuration will be described.
In the normal state in which the coil 54 of the solenoid 5 is not energized (FIG. 1)
), The spring 6 in the spring chamber 61
As a result, the control valve 2 is urged upward, the first valve portion 2a is seated on the first seat surface 34, and the high-pressure chamber 32 and the control chamber 3
1 and the second valve portion 2b is opened to open the control room 3
1 communicates with the low-pressure chamber 33. At this time, the nozzle chamber 42
Communicates with the atmospheric pressure fuel return passage through the control chamber 31 and the low pressure chamber 33, and the nozzle needle 4
Is closed.

【0026】次に、コイル54に通電すると、アーマチ
ャ53がスプリング6の付勢力に打ち勝って吸引され、
これと一体のプッシュロッド52および制御弁2が下方
へ移動する。これにより、第2の弁部2bが第2のシー
ト面35に着座して閉弁し、制御室31と低圧室33の
間を遮断する。同時に、第1の弁部2aが開弁して、高
圧室32と制御室31とが連通し、燃料供給通路15、
23より供給される高圧燃料が、高圧室32、制御室3
1、通路43を経てノズル室42に供給される。そし
て、ノズル室42内の圧力が上昇して、ノズルニードル
4が開弁し、噴孔46から燃料が噴射される。
Next, when the coil 54 is energized, the armature 53 overcomes the urging force of the spring 6 and is attracted.
The push rod 52 and the control valve 2 integrated therewith move downward. As a result, the second valve portion 2b sits on the second seat surface 35 and closes, and shuts off the space between the control chamber 31 and the low-pressure chamber 33. At the same time, the first valve portion 2a opens, and the high-pressure chamber 32 and the control chamber 31 communicate with each other, and the fuel supply passage 15,
The high-pressure fuel supplied from 23 is supplied to the high-pressure chamber 32 and the control chamber 3
1. It is supplied to the nozzle chamber 42 through the passage 43. Then, the pressure in the nozzle chamber 42 increases, the nozzle needle 4 opens, and fuel is injected from the injection hole 46.

【0027】コイル54への通電を解除すると、スプリ
ング6の付勢力により制御弁2が上昇し、第1の弁部2
aが第1のシート面34に着座して、制御室31と高圧
室32の間を遮断する。同時に、第2の弁部2bが開弁
して、制御室31が低圧室33に連通し、ノズル室42
内の燃料が、通路43、制御室31、低圧室33を経て
大気圧の燃料戻し通路16、17より排出される。これ
により、ノズル室42内の圧力が低下して、ノズルニー
ドル4が閉弁し、燃料噴射が終了する。
When the energization of the coil 54 is released, the control valve 2 rises due to the urging force of the spring 6 and the first valve 2
a is seated on the first seat surface 34 to shut off the space between the control chamber 31 and the high-pressure chamber 32. At the same time, the second valve portion 2b opens, the control chamber 31 communicates with the low pressure chamber 33, and the nozzle chamber 42
The fuel inside is discharged from the atmospheric pressure fuel return passages 16 and 17 through the passage 43, the control chamber 31, and the low pressure chamber 33. As a result, the pressure in the nozzle chamber 42 decreases, the nozzle needle 4 closes, and the fuel injection ends.

【0028】図5に本発明の噴射弁の作動時のタイムチ
ャートを示す(図中、実線)。図の最上段はコイル54
への駆動信号を示し、コイル54に通電すると(駆動信
号ON)、制御弁2の第2の弁部2bが閉弁し、第1の
弁部2aが開弁して、上述したように高圧燃料がノズル
室42に流入してその圧力が上昇する。ノズル室42の
圧力が開弁圧に達すると、ノズルニードル4がリフトを
開始し、噴射がなされる。噴射開始時、本発明の構成で
は、高圧室32と制御室31の間が遮断されているた
め、制御室31、通路43、ノズル室42を昇圧するた
めに流入する高圧燃料が費やされ、初期の噴射率の立ち
上がりは、図に点線で示すノズル室が常時高圧となる従
来の噴射弁(上記図7の構成、図に作動を点線で示す)
に比べて緩やかになり、噴射初期のNOx発生を抑制で
きる。
FIG. 5 shows a time chart during the operation of the injection valve of the present invention (solid line in the figure). The top row of the figure shows the coil 54
When the coil 54 is energized (drive signal ON), the second valve portion 2b of the control valve 2 closes, the first valve portion 2a opens, and the high pressure is applied as described above. Fuel flows into the nozzle chamber 42 and its pressure increases. When the pressure in the nozzle chamber 42 reaches the valve opening pressure, the nozzle needle 4 starts lifting, and injection is performed. At the start of the injection, in the configuration of the present invention, since the high pressure chamber 32 and the control chamber 31 are shut off, the high pressure fuel flowing in to pressurize the control chamber 31, the passage 43, and the nozzle chamber 42 is consumed, The initial rise of the injection rate is based on the conventional injection valve in which the nozzle chamber indicated by the dotted line in the figure is always at a high pressure (the configuration of FIG. 7 described above, and the operation is indicated by the dotted line).
And the NOx generation at the beginning of the injection can be suppressed.

【0029】コイル54への通電を解除すると(駆動信
号OFF)、制御弁2の第1の弁部2aが閉弁し、第2
の弁部2bが開弁して、上述したように高圧燃料がノズ
ル室42から大気圧に流出する。これに伴い、ノズル室
42の圧力が急激に低下し、ノズル室42の圧力が閉弁
圧に達すると、ノズルニードル4は全閉し、噴射が終了
する。噴射終了時、本発明の構成では、ノズル室42の
高圧燃料が大気圧に開放されることで、速やかにノズル
室42の圧力が低下し、従来の噴射弁に比べて噴射終了
が急峻となる。
When the energization of the coil 54 is released (drive signal OFF), the first valve portion 2a of the control valve 2 closes, and the second
, The high pressure fuel flows out of the nozzle chamber 42 to the atmospheric pressure as described above. Accordingly, when the pressure in the nozzle chamber 42 suddenly decreases and the pressure in the nozzle chamber 42 reaches the valve closing pressure, the nozzle needle 4 is fully closed, and the injection ends. At the end of injection, in the configuration of the present invention, the high-pressure fuel in the nozzle chamber 42 is released to the atmospheric pressure, so that the pressure in the nozzle chamber 42 is quickly reduced, and the injection end is sharper than in the conventional injection valve. .

【0030】以上のように、本発明によれば、初期の噴
射率が低く、噴射終了が急峻な、噴射性能に優れた噴射
弁を実現できる。また、制御弁2の第2の弁部2bを精
密な同軸度が要求されないパイプシート状としたので、
制御室31とその下方の低圧室33の間でケーシングを
分割しても、第2の弁部2bとこれが着座する第2のシ
ート面35の間のシール性を確保することができる。さ
らに、本実施の形態において、ノズル室42に向かう高
圧燃料が流れる通路43を形成する部材、すなわち、上
下ケーシング11、12、ノズルケーシング41と封止
部材42のシール面71、72、73(図3に矢印で示
す)が高圧にさらされるのは噴射期間中だけである。つ
まり、ノズル室42および通路43が常時高圧となる従
来構成のような耐圧性が要求されないので、シール面7
1、72、73の加工を簡略化できる。
As described above, according to the present invention, an injection valve having a low initial injection rate, a sharp end of injection, and excellent injection performance can be realized. Further, since the second valve portion 2b of the control valve 2 is formed in a pipe sheet shape that does not require precise coaxiality,
Even if the casing is divided between the control chamber 31 and the low-pressure chamber 33 therebelow, the sealing performance between the second valve portion 2b and the second seat surface 35 on which the second valve portion 2b is seated can be ensured. Further, in the present embodiment, the members forming the passage 43 through which the high-pressure fuel flows toward the nozzle chamber 42, namely, the upper and lower casings 11, 12, the sealing surfaces 71, 72, 73 of the nozzle casing 41 and the sealing member 42 (FIG. (Indicated by an arrow in FIG. 3) is exposed to high pressure only during the injection period. That is, since the pressure resistance of the nozzle chamber 42 and the passage 43 is not required as in the conventional configuration in which the pressure is always high, the sealing surface 7 is not required.
The processing of 1, 72, 73 can be simplified.

【0031】なお、噴射弁からのリーク量は、制御
弁、制御ピストン、ノズルニードル等の摺動部クリアラ
ンスからのリークと、噴射制御のための制御弁作動に
起因するリークの2つがある。について、本発明でリ
ークが発生する通路は制御弁2の摺動部のみで、ノズル
ニードル4摺動部からのリークは噴射期間中のごく短時
間(最大1.5ms程度)であり、上記特開平10−1
53155号公報の構成に比べてリーク量が大幅に低減
する。また、について、本発明では噴射期間中、第2
の弁部2bが燃料戻し通路16、17に至る低圧室33
を閉鎖しているため、噴射期間中も高圧部が大気圧室に
連通する上記公報等の従来構成に比べてリーク量が少な
くなる。よって、全体としてリーク量は十分小さく、高
圧サプライポンプの圧送量を少なくすることができるの
で、システム全体の効率を向上させることができる。
The amount of leakage from the injection valve includes two types: leakage from a clearance of a sliding portion such as a control valve, a control piston, and a nozzle needle, and leakage due to operation of a control valve for controlling injection. In the present invention, the path where the leak occurs in the present invention is only the sliding portion of the control valve 2, and the leak from the sliding portion of the nozzle needle 4 is very short time (up to about 1.5 ms) during the injection period. Kaihei 10-1
The leak amount is greatly reduced as compared with the configuration of JP-A-53155. Also, in the present invention, during the injection period, the second
Of the low pressure chamber 33 reaching the fuel return passages 16 and 17
Is closed, the amount of leak is smaller than in the conventional configuration such as the above-mentioned publication in which the high-pressure portion communicates with the atmospheric pressure chamber even during the injection period. Therefore, the amount of leakage is sufficiently small as a whole, and the amount of pressure supplied by the high-pressure supply pump can be reduced, so that the efficiency of the entire system can be improved.

【0032】図6に本発明の第2の実施の形態として示
すように、本発明を公知の2段開弁圧のノズルと組み合
わせることも可能である。上記第1の実施の形態では、
ノズル室42の圧力がスプリング45の付勢力を越えた
時にノズルニードル4が開弁する構成としたが、本実施
例では、スプリング45に加えて、低圧室33の下部を
大径のスプリング室36となして第2のスプリング37
を配置し、ノズルニードル4上端に設けたプッシュロッ
ド38を下方に付勢する構成としてある。プッシュロッ
ド38はスプリング室44を貫通して上端の大径部がス
プリング室36内に位置している。燃料戻し通路16は
スプリング室36に接続され、また、燃料戻し通路17
を下方に延長した分岐路18がスプリング室44に接続
されている。他の構成は上記第1の実施の形態と同様で
ある。
As shown in FIG. 6 as a second embodiment of the present invention, the present invention can be combined with a well-known nozzle having a two-stage valve opening pressure. In the first embodiment,
Although the nozzle needle 4 opens when the pressure of the nozzle chamber 42 exceeds the urging force of the spring 45, in the present embodiment, in addition to the spring 45, the lower part of the low-pressure chamber 33 is connected to the large-diameter spring chamber 36. Then the second spring 37
Is arranged, and the push rod 38 provided at the upper end of the nozzle needle 4 is urged downward. The push rod 38 penetrates through the spring chamber 44, and the large diameter portion at the upper end is located in the spring chamber 36. The fuel return passage 16 is connected to the spring chamber 36 and the fuel return passage 17
Is connected to the spring chamber 44. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

【0033】この構成では、噴射開始時の開弁圧が、プ
ッシュロッド38を下方に付勢する第2のスプリング3
7の付勢力とノズルニードル4を下方に付勢するスプリ
ング45の付勢力の和となるので、初期噴射率をさらに
低くすることができる。
In this configuration, the valve opening pressure at the start of injection causes the second spring 3 that urges the push rod 38 downward.
7 and the urging force of the spring 45 for urging the nozzle needle 4 downward, the initial injection rate can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を示す内燃機関用噴
射弁の全体断面図(非通電時)である。
FIG. 1 is an overall cross-sectional view (when not energized) of an injection valve for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態の内燃機関用噴射弁を含む蓄
圧式燃料噴射装置の全体構成図である。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a pressure accumulating fuel injection device including an internal combustion engine injection valve according to the first embodiment.

【図3】第1の実施の形態の内燃機関用噴射弁の全体断
面図(通電時)である。
FIG. 3 is an overall cross-sectional view (when energized) of the injection valve for an internal combustion engine of the first embodiment.

【図4】第1の実施の形態の内燃機関用噴射弁の部分拡
大図である。
FIG. 4 is a partially enlarged view of the internal combustion engine injection valve according to the first embodiment;

【図5】本発明の作動を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態を示す内燃機関用噴
射弁の全体断面図(非通電時)である。
FIG. 6 is an overall cross-sectional view (when not energized) of an injection valve for an internal combustion engine showing a second embodiment of the present invention.

【図7】従来の内燃機関用噴射弁の全体断面図である。FIG. 7 is an overall sectional view of a conventional injection valve for an internal combustion engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 噴射弁 11、12 上下ケーシング 15 燃料供給通路 16、17 燃料戻し通路 2 制御弁 2a 第1の弁部 2b 第2の弁部 21 先端部 23 高圧通路 31 制御室(弁室) 32 高圧室(弁室) 33 低圧室(弁室) 34 第1のシート面 35 第2のシート面 4 ノズルニードル 41 ノズルケーシング 43 通路 5 ソレノイド(駆動部) 51 ソレノイドケーシング 6 スプリング 61 スプリング室 REFERENCE SIGNS LIST 1 injection valve 11, 12 upper and lower casing 15 fuel supply passage 16, 17 fuel return passage 2 control valve 2 a first valve portion 2 b second valve portion 21 distal end portion 23 high-pressure passage 31 control chamber (valve chamber) 32 high-pressure chamber ( Valve chamber) 33 Low-pressure chamber (Valve chamber) 34 First seat surface 35 Second seat surface 4 Nozzle needle 41 Nozzle casing 43 Passage 5 Solenoid (drive unit) 51 Solenoid casing 6 Spring 61 Spring chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 47/00 F02M 47/00 N F 47/02 47/02 51/00 51/00 F 61/16 61/16 D S (72)発明者 榎本 滋郁 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 外薗 祐一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA12 BA17 BA25 BA35 BA67 CB16 CC06T CC08T CC14 CC26 CC52 CC61 CC66 CC67 CC68U CD28 CD30 CE13 DA11 DA12 DA13 DA14 DC01 DC09 DC18──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) F02M 47/00 F02M 47/00 NF 47/02 47/02 51/00 51/00 F 61/16 61 / 16 DS (72) Inventor Shigeru Enomoto 14 Iwatani, Shimowasumi-cho, Nishio-shi, Aichi Prefecture Inside Japan Automotive Parts Research Institute (72) Inventor Yuichi Sotozono 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F term (reference) 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA12 BA17 BA25 BA35 BA67 CB16 CC06T CC08T CC14 CC26 CC52 CC61 CC66 CC67 CC68U CD28 CD30 CE13 DA11 DA12 DA13 DA14 DC01 DC09 DC18

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コモンレールに蓄圧された高圧燃料を内
燃機関に噴射するための噴射弁であって、筒状ケーシン
グ内を軸線方向に摺動して、該ケーシング先端の噴孔を
開閉するノズルニードルと、該ノズルニードルの外周に
上記噴孔に連通させて設けられ、コモンレールから供給
される高圧燃料の圧力で上記ノズルニードルを開弁させ
るノズル室と、コモンレールに連通する燃料供給通路と
上記ノズル室との間に設けられる弁室と、上記弁室内に
配設されて上記ノズル室への高圧燃料の流入・流出を制
御する制御弁と、該制御弁を駆動する駆動部を備え、上
記弁室に、非噴射時に上記ノズル室内の高圧燃料を抜く
ための燃料戻し通路を接続し、上記制御弁を、燃料噴射
時には上記燃料供給通路を開放して高圧燃料を上記ノズ
ル室に導くとともに、上記燃料戻し通路への燃料の流入
を阻止し、非噴射時には上記燃料戻し通路を開放して上
記ノズル室内の高圧燃料を上記燃料戻し通路に導くとと
もに、上記燃料供給通路からの燃料の流入を阻止するよ
うに形成したことを特徴とする内燃機関用噴射弁。
1. An injection valve for injecting high-pressure fuel stored in a common rail into an internal combustion engine, wherein the injection needle slides in a cylindrical casing in an axial direction to open and close an injection hole at a tip of the casing. A nozzle chamber provided on the outer periphery of the nozzle needle in communication with the injection hole and opening the nozzle needle with the pressure of the high-pressure fuel supplied from the common rail; a fuel supply passage communicating with the common rail; and the nozzle chamber. A valve chamber provided between the valve chamber, a control valve disposed in the valve chamber to control the inflow and outflow of high-pressure fuel to and from the nozzle chamber, and a drive unit for driving the control valve. A fuel return passage for discharging high-pressure fuel in the nozzle chamber during non-injection is connected to the control valve, and during fuel injection, the fuel supply passage is opened to guide high-pressure fuel to the nozzle chamber. Preventing fuel from flowing into the fuel return passage, opening the fuel return passage during non-injection to guide high-pressure fuel in the nozzle chamber to the fuel return passage, and preventing fuel from flowing from the fuel supply passage. An injection valve for an internal combustion engine, wherein the injection valve is formed so as to block.
【請求項2】 上記弁室を、上記燃料供給通路が接続さ
れる高圧室と、上記ノズル室に連通する制御室と、燃料
戻し通路が接続される低圧室とに区画し、上記制御弁
を、上記制御室と上記高圧室および上記低圧室の間をそ
れぞれ開閉する第1の弁部および第2の弁部を有し、か
つこれら第1および第2の弁部の一方の開弁時には他方
が閉弁するように形成して、噴射開始時には、上記第1
の弁部を開弁し上記第2の弁部を閉弁して、上記燃料供
給通路から上記高圧室および上記弁室を経て上記ノズル
室に高圧燃料を供給し、噴射終了時には、上記第2の弁
部を開弁し上記第1の弁部を閉弁して上記ノズル室内の
高圧燃料を上記弁室および上記低圧室を経て上記燃料戻
し通路へ排出するようになしたことを特徴とする請求項
1記載の内燃機関用噴射弁。
2. The valve chamber is divided into a high pressure chamber to which the fuel supply passage is connected, a control chamber communicating with the nozzle chamber, and a low pressure chamber to which a fuel return passage is connected. A first valve section and a second valve section for opening and closing the control chamber, the high pressure chamber, and the low pressure chamber, respectively, and one of the first and second valve sections is opened when the other is opened. Is formed so as to close the valve, and at the start of injection, the first
The valve section is opened and the second valve section is closed, and high-pressure fuel is supplied from the fuel supply passage to the nozzle chamber via the high-pressure chamber and the valve chamber. And the first valve portion is closed to discharge high-pressure fuel in the nozzle chamber to the fuel return passage via the valve chamber and the low-pressure chamber. An injection valve for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項3】 上記制御弁の摺動部の径d1 が、上記第
1の弁部の着座時のシート径d2 および上記第2の弁部
の着座時のシート径d3 とほぼ同径である請求項2記載
の内燃機関用噴射弁。
3. The diameter d1 of the sliding portion of the control valve is substantially the same as the seat diameter d2 when the first valve portion is seated and the seat diameter d3 when the second valve portion is seated. An injection valve for an internal combustion engine according to claim 2.
【請求項4】 上記制御弁が摺動する摺動孔の延長線上
に、上記高圧室、上記制御室および上記低圧室を同軸的
に順に配置し、上記制御室内に上記制御弁の先端部を配
置して、該先端部の上記高圧室側に上記第1の弁部を、
上記低圧室側に上記第2の弁部を形成した請求項3記載
の内燃機関用噴射弁。
4. The high-pressure chamber, the control chamber, and the low-pressure chamber are disposed coaxially on an extension of a sliding hole in which the control valve slides, and a tip of the control valve is disposed in the control chamber. The first valve portion is disposed on the high pressure chamber side of the distal end portion,
4. The injection valve for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the second valve portion is formed on the low pressure chamber side.
【請求項5】 上記先端部の上記低圧室側端面を筒状に
延出して上記第2の弁部を形成し、これより小径とした
上記低圧室の開口縁部に筒状の上記第2の弁部が当接し
てこれを閉鎖するようにした請求項4記載の内燃機関用
噴射弁。
5. The second valve portion is formed by extending an end surface of the tip portion on the side of the low-pressure chamber into a cylindrical shape, and the cylindrical second valve portion is formed at an opening edge of the low-pressure chamber having a smaller diameter. 5. An injection valve for an internal combustion engine according to claim 4, wherein said valve portion contacts and closes said valve portion.
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