JP2001263192A - Electromagnetic fuel injection nozzle for common rail - Google Patents

Electromagnetic fuel injection nozzle for common rail

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JP2001263192A
JP2001263192A JP2000073078A JP2000073078A JP2001263192A JP 2001263192 A JP2001263192 A JP 2001263192A JP 2000073078 A JP2000073078 A JP 2000073078A JP 2000073078 A JP2000073078 A JP 2000073078A JP 2001263192 A JP2001263192 A JP 2001263192A
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JP
Japan
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common rail
valve
pressure
needle valve
fuel
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JP2000073078A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Hasegawa
敏行 長谷川
Takashi Kobayashi
小林  孝
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Bosch Corp
Original Assignee
Bosch Automotive Systems Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable nozzle hole type fuel injection nozzle for a common rail free to inject spray suitable for a combustion state of an engine without increasing size of an actuator for fuel injection control as well as suitable for a fuel injection system having the common rail which is furnished with a function to carry out fuel injection control by controlling a needle valve 4. SOLUTION: An electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail constitutes its characteristic feature of providing a two-way valve 28 having a pressure chamber 51 free to control back pressure of a needle valve 4 by taking notice of providing the two-way valve 28 having the pressure chamber 51 free to control back pressure of the needle valve 4 to receive high pressure fuel from the common rail, a valve body 27 provided in the needle valve 4 free to reciprocate and free to drive the needle valve 4 by driving it in the axial direction, a driveshaft 26 to drive the valve body 27 in the axial direction and a solenoid 25 free to drive the driveshaft 26 in the axial direction.

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】本発明はコモンレール用電磁
式燃料噴射ノズルにかかるもので、とくに燃料の蓄圧器
(コモンレール)からの高圧燃料をディーゼルエンジン
その他の内燃機関などに燃料を霧化状態で供給するため
の電磁式燃料噴射ノズルであって、ソレノイドの構成を
小型化することができるコモンレール用電磁式燃料噴射
ノズルに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail, and in particular, supplies high-pressure fuel from a fuel accumulator (common rail) to a diesel engine or other internal combustion engines in the form of atomized fuel. The present invention relates to an electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail which can reduce the size of a solenoid.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、内燃機関における燃焼の促
進、出力および燃費の向上、さらには燃焼騒音や窒素酸
化物(NOx)排出の低減を目的として、可変噴孔型燃
料噴射ノズルなどの電磁式燃料噴射ノズルの研究開発が
行われている。たとえば、特開昭59−18006号に
開示されている燃料噴射装置では、ノズルボディ内に摺
動自在に収容したニードル弁の先端部にテーパー状の受
圧面を形成してこれに燃料圧力を作用させて開弁し、ノ
ズルボディの先端部において軸方向に多段階に形成して
ある複数の噴孔を選択して燃料を噴射させるように構成
している。また特開平4−76266号に開示されてい
る燃料噴射ノズルのように、ニードル弁の受圧面に燃料
圧力を作用させて開弁し、ホールと連通している複数の
噴孔をロータリーバルブを用いて噴孔の開度を調節し、
噴孔断面積を可変とする技術も検討されている。さらに
特開平8−193560号に開示されている可変噴孔型
燃料噴射ノズルのように、ロータリーバルブを回転させ
ることにより、多段階の噴孔を選択することができるよ
うになっている構成を採用するものもある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to promote combustion in an internal combustion engine, to improve output and fuel efficiency, and to reduce combustion noise and nitrogen oxide (NOx) emissions, an electromagnetic type such as a variable injection hole type fuel injection nozzle has been used. Research and development of fuel injection nozzles are underway. For example, in a fuel injection device disclosed in JP-A-59-18006, a tapered pressure receiving surface is formed at the tip of a needle valve slidably housed in a nozzle body, and a fuel pressure acts on the tapered pressure receiving surface. Then, the valve is opened, and a plurality of injection holes formed in multiple stages in the axial direction at the tip end portion of the nozzle body are selected to inject fuel. Further, as in a fuel injection nozzle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-76266, a valve is opened by applying a fuel pressure to a pressure receiving surface of a needle valve, and a plurality of injection holes communicating with holes are formed using a rotary valve. To adjust the opening of the orifice,
A technique for making the injection hole cross-sectional area variable is also being studied. Further, as in the variable injection hole type fuel injection nozzle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-193560, a configuration in which a multistage injection hole can be selected by rotating a rotary valve is adopted. Some do.

【0003】しかして、従来開発されているのは、ニー
ドル弁に燃料圧力をかけることによりこれをリフトさ
せ、噴孔の開放による燃料噴射を行っている、いわゆる
ジャーク式の燃料噴射ノズルであって、このタイプの可
変噴孔型燃料噴射ノズルをコモンレール式燃料噴射シス
テムに直ちに適用することはできない。すなわち、コモ
ンレール式燃料噴射システムにおいては、コモンレール
に蓄圧した高圧燃料を燃料噴射ノズルに常時供給可能と
しておき、電磁弁などのアクチュエーターによりニード
ル弁を開閉駆動するもので、燃料の噴射タイミング、噴
射期間、噴射圧力および噴射量などを適正に制御するこ
とができるが、ニードル弁の開閉制御すなわち、噴射制
御を行う必要がある。しかしながら、たとえば上記特開
平8−193560号のタイプの噴孔選択機構をもつ燃
料噴射ノズルをコモンレール式燃料噴射システムに搭載
することを考えた場合、燃料噴射ノズル側で燃料噴射の
制御を行う機能がないことから、燃料噴射制御を行うた
めの機構をノズル内部に組み込む必要がある。すなわ
ち、コモンレール式燃料噴射システム用の可変噴孔型燃
料噴射ノズルとしては、ニードル弁を駆動制御して燃料
噴射制御を行う機能を付加した燃料噴射ノズルを開発す
る必要がある。
However, what is conventionally developed is a so-called jerk type fuel injection nozzle in which fuel pressure is lifted by applying fuel pressure to a needle valve to perform fuel injection by opening an injection hole. However, this type of variable injection hole type fuel injection nozzle cannot be immediately applied to a common rail type fuel injection system. That is, in the common rail type fuel injection system, high pressure fuel accumulated in the common rail is always supplied to the fuel injection nozzle, and the needle valve is opened and closed by an actuator such as an electromagnetic valve. Although the injection pressure and the injection amount can be appropriately controlled, it is necessary to control the opening and closing of the needle valve, that is, perform the injection control. However, for example, when a fuel injection nozzle having an injection hole selection mechanism of the type described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-193560 is considered to be mounted on a common rail type fuel injection system, a function of controlling fuel injection on the fuel injection nozzle side is provided. Therefore, it is necessary to incorporate a mechanism for performing fuel injection control inside the nozzle. That is, as the variable injection hole type fuel injection nozzle for the common rail type fuel injection system, it is necessary to develop a fuel injection nozzle having a function of controlling the fuel injection by driving the needle valve.

【0004】とくにディーゼルエンジン用の燃料噴射ノ
ズルにおいては、噴射のための燃料圧力がガソリンエン
ジン用の燃料噴射ノズルに比較してはるかに高いため、
コモンレール式燃料噴射システムにおいてニードル弁の
リフトを駆動制御するアクチュエーターが、ニードル弁
を直接駆動する、いわゆる直動タイプであると、このア
クチュエーターが大型化する問題があり、アクチュエー
ターの大型化を避けるためには何らかの工夫が必要であ
る。
[0004] In particular, in a fuel injection nozzle for a diesel engine, the fuel pressure for injection is much higher than that in a gasoline engine.
If the actuator that drives and controls the lift of the needle valve in the common rail fuel injection system is a so-called direct-acting type that directly drives the needle valve, there is a problem that this actuator becomes large. Requires some ingenuity.

【0005】なおまた、とくにディーゼルエンジン用の
燃料噴射ノズルにおいては、高圧燃料を噴射する必要が
あることから、燃費を向上させるためにも内部の燃料シ
ール性が良好であることが要請されている。
[0005] In particular, in a fuel injection nozzle for a diesel engine, it is necessary to inject high-pressure fuel. Therefore, in order to improve fuel efficiency, it is required that the internal fuel seal be good. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、高圧燃料を蓄える蓄
圧器(コモンレール)を備えた燃料噴射システムに適し
たコモンレール用電磁式燃料噴射ノズルを提供すること
を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and is an electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail suitable for a fuel injection system having an accumulator (common rail) for storing high-pressure fuel. The task is to provide

【0007】また本発明は、ニードル弁を駆動制御して
燃料噴射制御を行うための機構を備えたコモンレール用
電磁式燃料噴射ノズルを提供することを課題とする。
Another object of the present invention is to provide a common rail electromagnetic fuel injection nozzle having a mechanism for controlling fuel injection by driving and controlling a needle valve.

【0008】また本発明は、燃料噴射制御を行うための
アクチュエーターが大型化することがないようにしたコ
モンレール用電磁式燃料噴射ノズルを提供することを課
題とする。
Another object of the present invention is to provide an electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail in which an actuator for performing fuel injection control is not increased in size.

【0009】また本発明は、噴孔断面積を可変ないし選
択可能として、エンジンの燃焼状態に適した噴霧を噴射
可能なコモンレール用電磁式燃料噴射ノズルを提供する
ことを課題とする。
Another object of the present invention is to provide a common rail electromagnetic fuel injection nozzle capable of changing or selecting the injection hole cross-sectional area and injecting spray suitable for the combustion state of the engine.

【0010】また本発明は、シール性を改善したコモン
レール用電磁式燃料噴射ノズルを提供することを課題と
する。
Another object of the present invention is to provide an electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail with improved sealing performance.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、コモ
ンレールからの高圧燃料を受けるニードル弁の背圧を制
御可能な圧力室を有する二方弁を設けること、およびこ
の二方弁を開閉するためのドライブシャフトをその軸方
向に駆動可能なニリアーソレノイドなどのソレノイドを
設けることに着目したもので、高圧燃料を蓄えたコモン
レールからの該高圧燃料の供給を受けるとともに、噴孔
およびこの噴孔につながるシート面を形成したノズルボ
ディと、このノズルボディ内に往復動可能に設けるとと
もに、上記シート面からリフトすることにより上記噴孔
から上記高圧燃料を噴射可能とするニードル弁と、を有
するコモンレール用電磁式燃料噴射ノズルであって、上
記コモンレールからの高圧燃料を受ける上記ニードル弁
の背圧を制御可能な圧力室を有する二方弁と、上記ニー
ドル弁内に往復動可能に設けるとともに、その軸方向に
駆動することにより、上記ニードル弁を駆動可能とする
バルブボディと、このバルブボディをその軸方向に駆動
するドライブシャフトと、を設けるとともに、上記ドラ
イブシャフトをその軸方向に駆動可能なソレノイドと、
を設けたことを特徴とするコモンレール用電磁式燃料噴
射ノズルである。
That is, the present invention provides a two-way valve having a pressure chamber capable of controlling the back pressure of a needle valve receiving high-pressure fuel from a common rail, and for opening and closing the two-way valve. It focuses on providing a solenoid such as a niria solenoid that can drive the drive shaft in the axial direction, while receiving the supply of high-pressure fuel from a common rail that stores high-pressure fuel, as well as the injection hole and this injection hole. For a common rail having a nozzle body having a connected seat surface, and a needle valve provided reciprocally in the nozzle body and capable of injecting the high-pressure fuel from the injection hole by lifting from the seat surface. An electromagnetic fuel injection nozzle that can control the back pressure of the needle valve that receives high-pressure fuel from the common rail A two-way valve having a pressure chamber, a valve body that is provided reciprocally within the needle valve, and is driven in the axial direction, thereby driving the needle valve. A drive shaft for driving, and a solenoid capable of driving the drive shaft in its axial direction;
The electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail is characterized in that the nozzle is provided.

【0012】上記二方弁は、これを上記ニードル弁の頂
部に設けることができる。
[0012] The two-way valve may be provided at the top of the needle valve.

【0013】上記コモンレールから上記高圧燃料を受け
る燃料通路から分岐して上記圧力室に連通する導入オリ
フィスを形成することができる。
[0013] An introduction orifice branched from a fuel passage for receiving the high-pressure fuel from the common rail and communicating with the pressure chamber can be formed.

【0014】上記圧力室から低圧側に連通する導出オリ
フィスを形成することができる。
An outlet orifice communicating from the pressure chamber to the low pressure side can be formed.

【0015】上記ドライブシャフトの駆動にともなって
開閉するメカニカルシール部(第2のメカニカルシール
部)を上記圧力室と低圧側との間に形成することができ
る。
A mechanical seal portion (a second mechanical seal portion) that opens and closes when the drive shaft is driven can be formed between the pressure chamber and the low pressure side.

【0016】上記ノズルボディと上記ニードル弁との間
に、上記圧力室と上記ニードル弁の受圧部が臨む燃料溜
まり室との間をシールするクリアランスシール部(第1
のクリアランスシール部)を形成することができる。
A clearance seal (first seal) is provided between the nozzle body and the needle valve to seal a space between the pressure chamber and a fuel storage chamber facing a pressure receiving portion of the needle valve.
(A clearance seal portion) can be formed.

【0017】上記ニードル弁と上記バルブボディとの間
に、上記圧力室と上記噴孔との間をシールするクリアラ
ンスシール部(第2のクリアランスシール部)を形成す
ることができる。
[0017] A clearance seal portion (second clearance seal portion) for sealing between the pressure chamber and the injection hole may be formed between the needle valve and the valve body.

【0018】上記バルブボディは、これをロータリーバ
ルブとし、このロータリーバルブは、上記噴孔との相対
位置を調節可能であるとともに上記噴孔の噴孔断面積を
可変とすることができる。
The valve body is a rotary valve. The rotary valve can adjust the relative position with respect to the injection hole and can change the injection hole cross-sectional area of the injection hole.

【0019】本発明によるコモンレール用電磁式燃料噴
射ノズルにおいては、コモンレールからの高圧燃料を受
けるニードル弁の背圧を制御可能な圧力室を有する二方
弁を設け、この二方弁を開閉するためのドライブシャフ
トをその軸方向に駆動可能なニリアーソレノイドなどの
ソレノイドを設ける構成を採用したので、二方弁の開閉
操作のために駆動するドライブシャフトをわずかな駆動
力で駆動することが可能となり、高圧燃料が供給される
ノズルボディにおいてニードル弁のリフト操作を、バル
ブボディを介して、より小さなアクチュエーターによっ
て制御することができるとともに、全体をコンパクトに
製造可能である。さらに、シール性が良好なニードル弁
の頂部に二方弁を設けることとすれば、応答性を良好と
するとともに、燃料のリーク量を減少させ、燃費を向上
させることができる。なお、バルブボディをロータリー
バルブとし、噴孔断面積を可変あるいは異なる噴孔断面
積を選択するようにすれば、コモンレールから常時供給
される高圧燃料について、噴射期間、噴射圧力、あるい
は噴射量などを適正に調節して、エンジンの燃焼状態に
適した噴霧を噴射することができる。もちろん、噴孔断
面積を可変としない電磁式燃料噴射ノズルであっても、
コモンレールの特性を活かした噴霧の供給を行うことが
できる。
In the electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail according to the present invention, a two-way valve having a pressure chamber capable of controlling the back pressure of a needle valve receiving high-pressure fuel from the common rail is provided, and the two-way valve is opened and closed. The drive shaft that drives the two-way valve for opening and closing can be driven with a small driving force by adopting a configuration that provides a solenoid such as a niria solenoid that can drive the drive shaft in the axial direction. The lift operation of the needle valve in the nozzle body to which high-pressure fuel is supplied can be controlled by a smaller actuator via the valve body, and the whole can be manufactured compact. Further, if a two-way valve is provided at the top of the needle valve having good sealing performance, the responsiveness can be improved, the amount of fuel leakage can be reduced, and the fuel efficiency can be improved. If the valve body is a rotary valve and the injection hole cross-sectional area is variable or a different injection hole cross-sectional area is selected, the injection period, injection pressure, injection amount, etc. of the high-pressure fuel constantly supplied from the common rail can be adjusted. By properly adjusting, it is possible to inject a spray suitable for the combustion state of the engine. Of course, even with an electromagnetic fuel injection nozzle whose injection hole cross-sectional area is not variable,
Spray can be supplied utilizing the characteristics of the common rail.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施の形態による
コモンレール用電磁式燃料噴射ノズルをコモンレール用
可変噴孔型燃料噴射ノズル1を例に取って図1ないし図
10にもとづき説明する。図1は、コモンレール用可変
噴孔型燃料噴射ノズル1の断面図であって、コモンレー
ル用可変噴孔型燃料噴射ノズル1は、ノズルハウジング
2と、ノズルボディ3と、ニードル弁4と、噴孔選択機
構5と、噴射制御機構6と、制御回路7と、を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 taking a variable injection hole type fuel injection nozzle 1 for a common rail as an example. FIG. 1 is a cross-sectional view of a common rail variable injection hole type fuel injection nozzle 1. The common rail variable injection hole type fuel injection nozzle 1 includes a nozzle housing 2, a nozzle body 3, a needle valve 4, and an injection hole. It has a selection mechanism 5, an injection control mechanism 6, and a control circuit 7.

【0021】ノズルハウジング2は、コモンレール側ハ
ウジング8と、リニアーソレノイドハウジング9(第1
のソレノイドハウジング)と、ロータリーソレノイドハ
ウジング10(第2のソレノイドハウジング)と、ディ
スタンスピース11と、からなる。燃料タンク12から
燃料ポンプ13を介してコモンレール14(蓄圧器)に
高圧燃料を蓄え、コモンレール側ハウジング8に形成し
た燃料入口15に高圧燃料を供給可能とする。燃料入口
15から、ノズルハウジング2およびノズルボディ3に
かけて燃料通路16を形成し、ノズルボディ3内の燃料
溜まり室17においてニードル弁4の受圧部18にリフ
ト方向の圧力を作用可能とし、燃料溜まり室17からさ
らにノズルボディ3の先端部のホール19(図4)に至
る。
The nozzle housing 2 includes a common rail side housing 8 and a linear solenoid housing 9 (first
), A rotary solenoid housing 10 (second solenoid housing), and a distance piece 11. High-pressure fuel is stored in the common rail 14 (accumulator) from the fuel tank 12 via the fuel pump 13, and high-pressure fuel can be supplied to the fuel inlet 15 formed in the common rail side housing 8. A fuel passage 16 is formed from the fuel inlet 15 to the nozzle housing 2 and the nozzle body 3, and a pressure in a lift direction can be applied to a pressure receiving portion 18 of the needle valve 4 in a fuel storage chamber 17 in the nozzle body 3. 17 to a hole 19 at the tip of the nozzle body 3 (FIG. 4).

【0022】ノズルボディ3は、リテーニングナット2
0によりこれをノズルハウジング2に固定し、その先端
部が燃焼室21に臨んでいる。ノズルボディ3の先端部
には、互いに異なる二種類の噴孔断面積を有する複数の
噴孔(小径噴孔22および大径噴孔23)(とくに図5
および図6を参照)を形成してある。小径噴孔22およ
び大径噴孔23は、互いに交互に、たとえば45度間隔
で、それぞれ4個づつ形成してある。
The nozzle body 3 includes the retaining nut 2
This is fixed to the nozzle housing 2 by 0, and its front end faces the combustion chamber 21. At the tip of the nozzle body 3, a plurality of injection holes (small diameter injection holes 22 and large diameter injection holes 23) having two different types of injection hole cross-sectional areas (in particular, FIG.
And FIG. 6). The small-diameter injection holes 22 and the large-diameter injection holes 23 are formed alternately, for example, at intervals of 45 degrees, for example, four each.

【0023】ニードル弁4は、ノズルボディ3内にこれ
を往復動可能に設ける。すなわちニードル弁4は、ノズ
ルボディ3の燃料溜まり室上流側内壁面3Aとの間に摺
動可能な第1のクリアランスシール部24を介して、ま
た燃料溜まり室下流側内壁面3Bとの間を燃料通路16
としてその軸方向にこれを往復動可能としてある。
The needle valve 4 is provided in the nozzle body 3 so as to be able to reciprocate. That is, the needle valve 4 is slidable between the nozzle body 3 and the inner wall surface 3A on the upstream side of the fuel reservoir through the first clearance seal portion 24, and between the needle valve 4 and the inner wall surface 3B on the downstream side of the fuel reservoir. Fuel passage 16
This can be reciprocated in the axial direction.

【0024】図2は、コモンレール用可変噴孔型燃料噴
射ノズル1におけるノズルボディ3先端部分、噴孔選択
機構5および噴射制御機構6部分を示す要部拡大断面図
である。噴射制御機構6は、ニードル弁4をその軸方向
に駆動してニードル弁4による噴孔(小径噴孔22およ
び大径噴孔23)の開閉を制御するもので、リニアーソ
レノイド25(第1のソレノイド)と、ドライブシャフ
ト26と、ロータリーバルブ27(バルブボディ)と、
二方弁28と、シャフトスプリング29と、ニードル弁
スプリング30と、を有する。噴孔選択機構5は、ロー
タリーソレノイド31(第2のソレノイド)と、上記ド
ライブシャフト26およびロータリーバルブ27と、を
有する。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the nozzle body 3, the injection hole selection mechanism 5, and the injection control mechanism 6 in the variable injection hole type fuel injection nozzle 1 for the common rail. The injection control mechanism 6 controls the opening and closing of the injection holes (small-diameter injection holes 22 and large-diameter injection holes 23) by driving the needle valve 4 in the axial direction thereof, and controls the linear solenoid 25 (the first solenoid valve 25). A solenoid, a drive shaft 26, a rotary valve 27 (valve body),
It has a two-way valve 28, a shaft spring 29, and a needle valve spring 30. The injection hole selection mechanism 5 includes a rotary solenoid 31 (second solenoid), the drive shaft 26 and the rotary valve 27.

【0025】図3は、ロータリーバルブ27の拡大斜視
図、図4は、ホール19にロータリーバルブ27がシー
トするとともにニードル弁4がリフトした状態の噴孔選
択機構5の要部拡大断面図、図5は、図2のV−V線断
面図、図6は、図5と同様の断面図であって、とくに図
3に示すように、ドライブシャフト26の先端部にロー
タリーバルブ27を一体に形成してある。
FIG. 3 is an enlarged perspective view of the rotary valve 27, and FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of the injection hole selection mechanism 5 in a state where the rotary valve 27 is seated in the hole 19 and the needle valve 4 is lifted. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 2, and FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIG. 5, in which a rotary valve 27 is integrally formed at the tip of the drive shaft 26, as shown in FIG. I have.

【0026】とくに図4に示すように、ニードル弁4
は、その先端部のシート部32がノズルボディ3の小径
噴孔22および大径噴孔23につながるシート面33に
シートすることによって、燃料入口15からの燃料通路
16と小径噴孔22および大径噴孔23とを遮断および
開放可能としている。シート部32とシート面33とに
より第1のメカニカルシール部34を形成している。ニ
ードル弁4がニードル弁スプリング30(図2)の付勢
力に抗してシート面33からリフトすることにより小径
噴孔22あるいは大径噴孔23から高圧燃料を燃焼室2
1内に噴射可能とする。
In particular, as shown in FIG.
The fuel passage 16 from the fuel inlet 15 and the small-diameter injection holes 22 and the large-diameter injection holes 22 and the large-diameter injection holes The diameter injection hole 23 can be shut off and opened. The seat part 32 and the seat surface 33 form a first mechanical seal part 34. When the needle valve 4 lifts from the seat surface 33 against the urging force of the needle valve spring 30 (FIG. 2), high-pressure fuel is supplied from the small-diameter injection hole 22 or the large-diameter injection hole 23 to the combustion chamber 2.
Injection into 1 is possible.

【0027】図3および図4に示すように、ロータリー
バルブ27は円錐状にこれを形成して、その円錐状シー
ト部35が同じく円錐凹状のホール19にシート可能と
するとともに、その円周方向に等角度間隔(90度間
隔)で選択用燃料通路36を形成し、選択用燃料通路3
6が小径噴孔22あるいは大径噴孔23に連通可能であ
る。
As shown in FIGS. 3 and 4, the rotary valve 27 is formed in a conical shape so that the conical seat portion 35 can also seat in the conical concave hole 19, and its circumferential direction is The selection fuel passages 36 are formed at equal angular intervals (90-degree intervals) in the
6 can communicate with the small diameter injection hole 22 or the large diameter injection hole 23.

【0028】ドライブシャフト26には、ロータリーバ
ルブ27の基端側(図4中上側)にシール用膨大部37
を形成して、ニードル弁4の内壁面4Aとの間に第2の
クリアランスシール部38を形成可能としている。ニー
ドル弁4の内壁面4Aとドライブシャフト26における
シール用膨大部37より上流側との間は、圧力切替え通
路部39となっている。
The drive shaft 26 is provided with an enlarged sealing portion 37 at the base end side (upper side in FIG. 4) of the rotary valve 27.
To form a second clearance seal portion 38 between the needle valve 4 and the inner wall surface 4A. A pressure switching passage portion 39 is provided between the inner wall surface 4A of the needle valve 4 and the upstream side of the seal expanding portion 37 in the drive shaft 26.

【0029】なおロータリーバルブ27(バルブボデ
ィ)の構成としては、燃料通路16と小径噴孔22ある
いは大径噴孔23とを連通ないし選択可能であれば、図
3に示した構成以外にも任意の構成を採用可能である。
たとえば図7に示すロータリーバルブ40(バルブボデ
ィ)は、円錐状シート部35に沿って平行に選択用燃料
通路41を形成してある。また図8に示すロータリーバ
ルブ42(バルブボディ)は、ロータリーバルブ42の
上面に開口形成した導入孔部43と、円錐状シート部3
5に開口形成した選択用孔部44と、を連通可能として
ある。なお、噴孔断面積を可変としないバルブボディを
採用することもできる。
The configuration of the rotary valve 27 (valve body) is not limited to the configuration shown in FIG. 3 as long as the fuel passage 16 and the small-diameter injection hole 22 or the large-diameter injection hole 23 can be communicated or selected. Can be adopted.
For example, a rotary valve 40 (valve body) shown in FIG. 7 has a selection fuel passage 41 formed in parallel along a conical seat portion 35. The rotary valve 42 (valve body) shown in FIG. 8 includes an introduction hole 43 formed in the upper surface of the rotary valve 42 and a conical seat 3.
5 can be communicated with the selection hole 44 formed in the opening. It should be noted that a valve body that does not have a variable injection hole cross-sectional area may be employed.

【0030】リニアーソレノイド25(第1のソレノイ
ド)は、とくに図1および図2に示すように、ドライブ
シャフト26およびロータリーバルブ27をその軸方向
に駆動するもので、ドライブシャフト26のフランジ部
材45とスプリングシート部46との間に介装したシャ
フトスプリング29の付勢力に抗して、ドライブシャフ
ト26の頭部47がアーマチュア48に吸引される。ド
ライブシャフト26の頭部47がアーマチュア48に吸
引されることにより、ドライブシャフト26したがって
ロータリーバルブ27がホール19方向にシャフトリフ
ト量L1(図1、図2)だけリフトし、図4に示すよう
に、ロータリーバルブ27はホール19に向かってシャ
フトリフト量L1分だけ移動し、ホール19にシートす
る。図9および図10にもとづき後述するように、この
ロータリーバルブ27のホール19へのシートにより、
噴射制御機構6における二方弁28が切り替わってニー
ドル弁4がリフトすることになる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the linear solenoid 25 (first solenoid) drives the drive shaft 26 and the rotary valve 27 in the axial direction thereof. The head 47 of the drive shaft 26 is attracted to the armature 48 against the biasing force of the shaft spring 29 interposed between the spring seat portion 46 and the armature 48. When the head 47 of the drive shaft 26 is sucked by the armature 48, the drive shaft 26 and thus the rotary valve 27 are lifted in the direction of the hole 19 by the shaft lift amount L1 (FIGS. 1 and 2), as shown in FIG. The rotary valve 27 moves toward the hole 19 by the shaft lift amount L1 and seats in the hole 19. As will be described later with reference to FIGS. 9 and 10, the rotary valve 27 seats in the hole 19,
The two-way valve 28 in the injection control mechanism 6 switches, and the needle valve 4 is lifted.

【0031】ロータリーソレノイド31(第2のソレノ
イド)は、とくに図1および図2に示すようにドライブ
シャフト26したがってロータリーバルブ27をその軸
まわりに回動駆動するもので、ドライブシャフト26の
フランジ部材45に固定したマグネット49を介して、
通常は、エンジンの燃焼室21における排気工程時ある
いは吸気工程時に、ドライブシャフト26を所定円周角
度だけ回動させ、ロータリーバルブ27における選択用
燃料通路36とホール19における小径噴孔22あるい
は大径噴孔23との相対位置を制御調整し、たとえば図
5に示すように、小径噴孔22に選択用燃料通路36を
臨ませるか、あるいは図6に示すように大径噴孔23に
選択用燃料通路36を臨ませるか、を操作する。なお、
ロータリーソレノイド31の駆動力を十分に大きなもの
とすれば、燃焼室21内が高圧状態の圧縮工程あるいは
燃焼工程であっても、ロータリーバルブ27と小径噴孔
22あるいは大径噴孔23との相対位置の制御調整操作
は可能である。図5は、高負荷低回転時に適した噴霧を
噴射可能な状態を示す。図6は、低負荷高回転時に適し
た噴霧を噴射可能な状態を示す。なお図5および図6の
いずれに示した場合であっても、選択用燃料通路36
は、小径噴孔22および大径噴孔23が完全にその通路
内部に位置するようにこれを回動選択することにより、
小径噴孔22および大径噴孔23の通常は円形の噴孔断
面形状をそのまま維持して噴射が可能であり、噴霧の形
状および方向を正常に保つことができる。
The rotary solenoid 31 (second solenoid) drives the drive shaft 26 and thus the rotary valve 27 to rotate around its axis, as shown in FIGS. 1 and 2, and a flange member 45 of the drive shaft 26. Via the magnet 49 fixed to
Normally, at the time of an exhaust process or an intake process in the combustion chamber 21 of the engine, the drive shaft 26 is rotated by a predetermined circumferential angle, and the fuel passage 36 for selection in the rotary valve 27 and the small-diameter injection hole 22 or the large-diameter The relative position with respect to the injection hole 23 is controlled and adjusted. For example, as shown in FIG. 5, the selection fuel passage 36 faces the small-diameter injection hole 22, or as shown in FIG. The operator operates whether the fuel passage 36 is exposed. In addition,
If the driving force of the rotary solenoid 31 is set to be sufficiently large, the relative position between the rotary valve 27 and the small-diameter injection hole 22 or the large-diameter injection hole 23 can be increased even in the compression process or the combustion process in which the combustion chamber 21 is in a high pressure state. Position control adjustment operation is possible. FIG. 5 shows a state in which a suitable spray can be ejected at high load and low rotation. FIG. 6 shows a state in which a suitable spray can be ejected at low load and high rotation. In either case shown in FIGS. 5 and 6, the selection fuel passage 36
By rotating and selecting the small-diameter injection hole 22 and the large-diameter injection hole 23 so that they are completely located inside the passage,
Injection can be performed while maintaining the normally circular cross-sectional shape of the small-diameter injection hole 22 and the large-diameter injection hole 23, and the shape and direction of the spray can be normally maintained.

【0032】図9および図10は、二方弁28の構成を
示す一部省略要部断面図であって、図9は、ニードル弁
4がシート状態で噴射を行わない無噴射状態の断面図、
図10は、図4と同様に、ニードル弁4がリフトして噴
射を行う噴射状態の断面図である。図2、図9、および
図10に示すように、二方弁28においては、燃料通路
16から分岐する導入オリフィス50を介してニードル
弁4の頂部に圧力室51を形成し、この圧力室51に連
通して、ニードル弁スプリング30のスプリング室52
を形成してある。この圧力室51およびスプリング室5
2は、ニードル弁4の背圧を制御するもので、ニードル
弁4の内壁面4Aとドライブシャフト26におけるシー
ル用膨大部37より上流側との間の圧力切替え通路部3
9と常時連通している。なお前記第1のクリアランスシ
ール部24(図1、図2参照)は、ノズルボディ3とニ
ードル弁4との間において、圧力室51とニードル弁4
の受圧部18が臨む燃料溜まり室17との間をシールす
るものである。また前記第2のクリアランスシール部3
8(図4参照)は、ニードル弁4とバルブボディ3との
間において、圧力室51と噴孔(小径噴孔22および大
径噴孔23)との間をシールするものである。
FIGS. 9 and 10 are cross-sectional views of the main part of the two-way valve 28, in which a part of the two-way valve 28 is omitted. FIG. ,
FIG. 10 is a cross-sectional view of an injection state in which the needle valve 4 lifts and performs injection similarly to FIG. As shown in FIGS. 2, 9, and 10, in the two-way valve 28, a pressure chamber 51 is formed at the top of the needle valve 4 through an introduction orifice 50 branched from the fuel passage 16, and the pressure chamber 51 is formed. To the spring chamber 52 of the needle valve spring 30.
Is formed. The pressure chamber 51 and the spring chamber 5
Reference numeral 2 denotes a back pressure of the needle valve 4, and a pressure switching passage portion 3 between the inner wall surface 4 </ b> A of the needle valve 4 and the upstream side of the seal expanding portion 37 in the drive shaft 26.
9 is always in communication. The first clearance seal portion 24 (see FIGS. 1 and 2) is provided between the nozzle body 3 and the needle valve 4 and the pressure chamber 51 and the needle valve 4.
Is sealed with the fuel storage chamber 17 facing the pressure receiving portion 18. Further, the second clearance seal portion 3
Reference numeral 8 (see FIG. 4) seals between the pressure chamber 51 and the injection holes (the small-diameter injection holes 22 and the large-diameter injection holes 23) between the needle valve 4 and the valve body 3.

【0033】ドライブシャフト26の軸方向に沿って、
かつ、スプリング室52に連通して、シール室53を形
成する。シール室53内には、ドライブシャフト26に
取り付けた可動シール部材54と、スプリングシート部
46のスリーブ55に取り付けた固定シール部材56
と、を設ける。固定シール部材56と可動シール部材5
4との間で第2のメカニカルシール部57を形成する。
固定シール部材56とスプリングシート部46およびス
リーブ55との間にはOリング58を配置する。
Along the axial direction of the drive shaft 26,
Further, a seal chamber 53 is formed in communication with the spring chamber 52. A movable seal member 54 attached to the drive shaft 26 and a fixed seal member 56 attached to the sleeve 55 of the spring seat portion 46 are provided in the seal chamber 53.
And are provided. Fixed seal member 56 and movable seal member 5
4, the second mechanical seal portion 57 is formed.
An O-ring 58 is arranged between the fixed seal member 56 and the spring seat 46 and the sleeve 55.

【0034】固定シール部材56とドライブシャフト2
6との間は、常時低圧の導出オリフィス59となってお
り、シャフトスプリング29のスプリング室60および
還流通路61を介して低圧側(燃料タンク12側)に燃
料を還流する。すなわち第2のメカニカルシール部57
は、ドライブシャフト26の駆動にともなって圧力室5
1と低圧側との間を開閉する。なお、二方弁28の特性
は、主に導入オリフィス50および導出オリフィス59
の断面積の比によってこれを決定することができる。
The fixed seal member 56 and the drive shaft 2
There is a low-pressure outlet orifice 59 between the valve spring 6 and the fuel tank 6 at a low pressure side (the fuel tank 12 side) through the spring chamber 60 of the shaft spring 29 and the return passage 61. That is, the second mechanical seal portion 57
The pressure chamber 5 is driven by the drive shaft 26.
Open and close between 1 and low pressure side. The characteristics of the two-way valve 28 mainly depend on the inlet orifice 50 and the outlet orifice 59.
This can be determined by the ratio of the cross-sectional areas of

【0035】前記制御回路7(図1)は、負荷センサー
62および回転数センサー63からの信号にもとづき、
リニアーソレノイド25(噴射制御機構6)およびロー
タリーソレノイド31(噴孔選択機構5)を駆動制御す
る。
The control circuit 7 (FIG. 1), based on signals from the load sensor 62 and the rotation speed sensor 63,
The drive control of the linear solenoid 25 (injection control mechanism 6) and the rotary solenoid 31 (injection hole selection mechanism 5) is performed.

【0036】こうした構成のコモンレール用可変噴孔型
燃料噴射ノズル1において、燃焼室21内が比較的低圧
状態のとき、すなわち、エンジンの排気工程あるいは吸
気工程において、噴孔選択機構5におけるロータリーソ
レノイド31を駆動してドライブシャフト26をその軸
まわりに所定円周角だけ回動することにより、ドライブ
シャフト26の先端部のロータリーバルブ27における
選択用燃料通路36とノズルボディ3のホール19にお
ける小径噴孔22あるいは大径噴孔23との相対位置関
係を操作し、図5あるいは図6に示す状態を選択する。
In the fuel injection nozzle 1 of the variable injection hole type for common rails having such a configuration, when the inside of the combustion chamber 21 is in a relatively low pressure state, that is, in the exhaust process or the intake process of the engine, the rotary solenoid 31 of the injection hole selection mechanism 5 is used. Is driven to rotate the drive shaft 26 around the axis by a predetermined circumferential angle, so that the selection fuel passage 36 in the rotary valve 27 at the tip of the drive shaft 26 and the small-diameter injection hole in the hole 19 of the nozzle body 3 The state shown in FIG. 5 or FIG. 6 is selected by operating the relative positional relationship with the nozzle 22 or the large-diameter injection hole 23.

【0037】噴射制御機構6における二方弁28の作用
について、以下説明する。通常の無噴射状態では、図9
に示すように、シャフトスプリング29(図2)の付勢
力によってドライブシャフト26の頭部47が図2中上
方に引き上げられており、ロータリーバルブ27の円錐
状シート部35がホール19の内壁面から軸方向にシャ
フトリフト量L1分だけ離れた状態にあるため、ニード
ル弁4は圧力室51およびスプリング室52における高
圧燃料およびニードル弁スプリング30の付勢力によっ
てシート面33にシートしている。すなわち、圧力室5
1およびスプリング室52におけるニードル弁4の受圧
面積51S(ニードル弁4の直径からドライブシャフト
26の直径を引いた分の面積)は、ノズルボディ3のシ
ート面33におけるニードル弁4のシート部32の受圧
面積32S(ニードル弁4の直径からそのシート部32
の直径を引いた分の面積)より大きく、さらにニードル
弁スプリング30の付勢力が加わるので、ニードル弁4
は、圧力室51に臨むその頂部およびシート面33にシ
ートしているその下端部がともに高圧燃料で充満してい
ても、そのシート部32がシート面33にシートするこ
とになる。なお、スプリング室52に連通しているシー
ル室53における可動シール部材54および固定シール
部材56による第2のメカニカルシール部57が閉鎖状
態であるため、このシール室53も高圧状態である。
The operation of the two-way valve 28 in the injection control mechanism 6 will be described below. In a normal non-injection state, FIG.
2, the head 47 of the drive shaft 26 is pulled upward in FIG. 2 by the urging force of the shaft spring 29 (FIG. 2), and the conical seat portion 35 of the rotary valve 27 is moved from the inner wall surface of the hole 19. The needle valve 4 is seated on the seat surface 33 by the high pressure fuel in the pressure chamber 51 and the spring chamber 52 and the urging force of the needle valve spring 30 because the needle valve 4 is axially separated by the shaft lift amount L1. That is, the pressure chamber 5
1 and the pressure receiving area 51S of the needle valve 4 in the spring chamber 52 (the area obtained by subtracting the diameter of the drive shaft 26 from the diameter of the needle valve 4) corresponds to the seat portion 32 of the needle valve 4 on the seat surface 33 of the nozzle body 3. The pressure receiving area 32S (from the diameter of the needle valve 4 its seat portion 32)
And the urging force of the needle valve spring 30 is applied.
This means that even if both the top facing the pressure chamber 51 and the lower end seating on the seat surface 33 are filled with high-pressure fuel, the seat portion 32 will seat on the seat surface 33. Since the second mechanical seal portion 57 of the seal chamber 53 communicating with the spring chamber 52 by the movable seal member 54 and the fixed seal member 56 is in a closed state, the seal chamber 53 is also in a high-pressure state.

【0038】したがって、高圧状態の燃料通路16とと
もに導入オリフィス50から圧力室51およびスプリン
グ室52がシール室53および圧力切替え通路部39と
ともに高圧状態にあり、ニードル弁4は圧力室51にお
ける高圧力によりそのシート部32がシート面33にシ
ートした状態にあって、小径噴孔22あるいは大径噴孔
23が開放されず、無噴射状態である。なお、ニードル
弁4のシート部32およびドライブシャフト26のシー
ル用膨大部37から噴孔(小径噴孔22および大径噴孔
23)に向かうロータリーバルブ27の周辺は低圧状態
となっている。また、第2のメカニカルシール部57を
隔てて導出オリフィス59およびシャフトスプリング2
9のスプリング室60も還流通路61(図1)を経て燃
料タンク12に連通して低圧状態にある。
Therefore, the pressure chamber 51 and the spring chamber 52 are in a high pressure state together with the seal chamber 53 and the pressure switching passage section 39 from the introduction orifice 50 together with the fuel passage 16 in the high pressure state. When the sheet portion 32 is seated on the sheet surface 33, the small-diameter injection hole 22 or the large-diameter injection hole 23 is not opened, and there is no injection. The periphery of the rotary valve 27 from the seat portion 32 of the needle valve 4 and the expanding portion 37 for sealing of the drive shaft 26 to the injection holes (small diameter injection holes 22 and large diameter injection holes 23) is in a low pressure state. The orifice 59 and the shaft spring 2 are separated by a second mechanical seal 57.
The spring chamber 60 of No. 9 also communicates with the fuel tank 12 via the return passage 61 (FIG. 1) and is in a low pressure state.

【0039】ロータリーバルブ27の選択用燃料通路3
6と小径噴孔22あるいは大径噴孔23との連通状態を
確定したのち、噴射制御機構6におけるリニアーソレノ
イド25を駆動することにより、シャフトスプリング2
9の付勢力に抗してドライブシャフト26の頭部47を
アーマチュア48が吸引すると、図4および図10に示
すように、ロータリーバルブ27の円錐状シート部35
がホール19にシートするとともに、可動シール部材5
4が固定シール部材56から離れて第2のメカニカルシ
ール部57が開放され、二方弁28が切り替わる。すな
わち、とくに図10に示すように、第2のメカニカルシ
ール部57が開放されることにより、圧力室51、スプ
リング室52およびシール室53、さらに圧力切替え通
路部39が、導出オリフィス59およびスプリング室6
0に連通して大気圧レベルまで近い低圧状態に切り替わ
る。したがって、二方弁28における圧力バランスが切
り替わり、ニードル弁4は燃料通路16および燃料溜ま
り室17からの高圧を受圧部18が受けて、シート面3
3からリフトし(リフト量L2、図10)、小径噴孔2
2あるいは大径噴孔23を開放し、燃焼室21に噴射を
行うことができる。
The fuel passage 3 for selecting the rotary valve 27
After the communication state between the small diameter injection hole 22 and the large diameter injection hole 22 or the large diameter injection hole 23 is determined, the linear solenoid 25 in the injection control mechanism 6 is driven to thereby rotate the shaft spring 2.
When the armature 48 sucks the head 47 of the drive shaft 26 against the urging force of the rotary shaft 9, the conical seat portion 35 of the rotary valve 27 as shown in FIGS.
Seats in the hole 19 and the movable seal member 5
4 is separated from the fixed seal member 56, the second mechanical seal portion 57 is opened, and the two-way valve 28 is switched. That is, as shown in FIG. 10 in particular, when the second mechanical seal portion 57 is opened, the pressure chamber 51, the spring chamber 52, the seal chamber 53, and the pressure switching passage 39 are formed by the outlet orifice 59 and the spring chamber. 6
It switches to a low pressure state close to the atmospheric pressure level by communicating with zero. Therefore, the pressure balance in the two-way valve 28 switches, and the needle valve 4 receives the high pressure from the fuel passage 16 and the fuel storage chamber 17 by the pressure receiving portion 18, and the seat surface 3
3 (lift amount L2, FIG. 10);
The 2 or large diameter injection hole 23 can be opened to inject into the combustion chamber 21.

【0040】燃料の噴射を終了させるには、リニアーソ
レノイド25を「オフ」とする。この「オフ」により、
シャフトスプリング29の付勢力ドライブシャフト26
およびロータリーバルブ27が図10の状態から上昇
し、第2のメカニカルシール部57が閉鎖されて導出オ
リフィス59とシール室53との連通状態が遮断され、
シール室53、スプリング室52、圧力室51および圧
力切替え通路部39の圧力が再び上昇し、ニードルバル
ブ4が既述の燃料圧力の釣合いにより図9の状態に下降
して閉弁する。
To terminate the fuel injection, the linear solenoid 25 is turned off. This "off"
Energizing drive shaft 26 of shaft spring 29
And the rotary valve 27 rises from the state of FIG. 10, the second mechanical seal portion 57 is closed, and the communication state between the lead-out orifice 59 and the seal chamber 53 is cut off.
The pressures in the seal chamber 53, the spring chamber 52, the pressure chamber 51, and the pressure switching passage 39 are increased again, and the needle valve 4 is lowered to the state shown in FIG.

【0041】かくして、噴射制御機構6におけるドライ
ブシャフト26およびロータリーバルブ27の軸方向へ
の上下動操作によりニードル弁4を軸方向に駆動し、小
径噴孔22あるいは大径噴孔23を開閉することができ
るとともに、噴孔選択機構5におけるドライブシャフト
26およびロータリーバルブ27の回動により小径噴孔
22あるいは大径噴孔23のいずれかを選択して噴孔断
面積を可変とし、エンジンの状態に適した噴霧を噴射可
能である。
Thus, the needle valve 4 is driven in the axial direction by the vertical movement of the drive shaft 26 and the rotary valve 27 in the injection control mechanism 6 in the axial direction to open and close the small diameter injection hole 22 or the large diameter injection hole 23. The drive shaft 26 and the rotary valve 27 in the injection hole selection mechanism 5 rotate to select either the small-diameter injection hole 22 or the large-diameter injection hole 23 to change the cross-sectional area of the injection hole. Suitable spray can be injected.

【0042】また、二方弁28自体をできるだけニード
ル弁4の近傍に配置し、ニードル弁4の基端部(圧力室
51)および先端部、さらにはロータリーバルブ27に
近い部分(シール用膨大部37の周辺)において高圧お
よび低圧の切替えを行うようにしたので、応答性が良好
である。すなわち、ニードル弁4とノズルボディ3の燃
料溜まり室上流側内壁面3Aとの間の摺動可能な第1の
クリアランスシール部24(図2)、およびロータリー
バルブ27のシール用膨大部37とニードル弁4の内壁
面4Aとの間の摺動可能な第2のクリアランスシール部
38(図4、図9、図10)は、そのシール性および応
答性が良好であり、漏れ燃料の量を減少させ、燃費を向
上することができる。さらに、ニードル弁4のシート部
32とノズルボディ3のシート面33との間の第1のメ
カニカルシール部34(図4、図9)、および固定シー
ル部材56と可動シール部材54との間で第2のメカニ
カルシール部57(図9、図10)において高圧および
低圧の切替えを行うようにしたので、応答性を良好に
し、漏れ燃料の量を減少させることができる。
Further, the two-way valve 28 itself is arranged as close to the needle valve 4 as possible, and the base end (pressure chamber 51) and the tip end of the needle valve 4 and the portion close to the rotary valve 27 (the sealing enormous portion) (Around 37), switching between high pressure and low pressure is performed, so that responsiveness is good. That is, the first clearance seal portion 24 (FIG. 2) slidable between the needle valve 4 and the inner wall surface 3A of the nozzle body 3 on the upstream side of the fuel storage chamber, and the sealing enlarged portion 37 of the rotary valve 27 and the needle The slidable second clearance seal portion 38 (FIGS. 4, 9, and 10) slidable between the inner wall surface 4A and the valve 4 has good sealing properties and responsiveness, and reduces the amount of leaking fuel. As a result, fuel efficiency can be improved. Further, the first mechanical seal portion 34 (FIGS. 4 and 9) between the seat portion 32 of the needle valve 4 and the seat surface 33 of the nozzle body 3, and between the fixed seal member 56 and the movable seal member 54. Since the switching between high pressure and low pressure is performed in the second mechanical seal portion 57 (FIGS. 9 and 10), the responsiveness can be improved and the amount of leaking fuel can be reduced.

【0043】また、ニードル弁4およびロータリーバル
ブ27を駆動するためのアクチュエーター(リニアーソ
レノイド25およびロータリーソレノイド31)をそれ
ほど大きくする必要がなく、コンパクトな構成とするこ
とができるとともに、上述のように良好な応答性を得る
ことができるので、必要であれば、パイロット噴射など
を行うことができる。
In addition, the actuators (the linear solenoid 25 and the rotary solenoid 31) for driving the needle valve 4 and the rotary valve 27 do not need to be so large, so that a compact structure can be achieved, and as described above, a favorable configuration can be obtained. Response can be obtained, so that pilot injection or the like can be performed if necessary.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、コモンレ
ールに接続するコモンレール用可変噴孔型燃料噴射ノズ
ルにおいて、ニードル弁の駆動機構として二方弁、ドラ
イブシャフトおよびソレノイドを採用して、ニードル弁
のリフト状態を実現可能としたので、全体をコンパクト
に構成するとともに、常時高圧状態を維持したコモンレ
ールの特性を活かし、エンジンの性能向上に大きく寄与
することができる。さらに、シール性が良好なニードル
弁の近傍においてシール機構を設けるようにしたので、
シール性能および応答性を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, a two-way valve, a drive shaft and a solenoid are used as a drive mechanism of a needle valve in a variable injection hole type fuel injection nozzle for a common rail connected to a common rail. Since the lift state of the valve can be realized, the entire structure can be made compact, and the characteristics of the common rail that always maintains a high pressure state can be utilized to greatly contribute to the improvement of engine performance. Furthermore, since a sealing mechanism is provided in the vicinity of the needle valve having good sealing properties,
Seal performance and responsiveness can be improved.

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

【図1】本発明の実施の形態によるコモンレール用可変
噴孔型燃料噴射ノズル1(コモンレール用電磁式燃料噴
射ノズル)の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a common rail variable injection hole type fuel injection nozzle 1 (common rail electromagnetic fuel injection nozzle) according to an embodiment of the present invention.

【図2】同、コモンレール用可変噴孔型燃料噴射ノズル
1におけるノズルボディ3先端部分、噴孔選択機構5、
および噴射制御機構6部分を示す要部拡大断面図であ
る。
FIG. 2 shows the tip portion of a nozzle body 3 of a variable injection hole type fuel injection nozzle 1 for a common rail, an injection hole selection mechanism 5,
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a part of an injection control mechanism 6;

【図3】同、ロータリーバルブ27の拡大斜視図であ
る。
FIG. 3 is an enlarged perspective view of the rotary valve 27;

【図4】同、ホール19にロータリーバルブ27がシー
トするとともにニードル弁4がリフトした状態の噴孔選
択機構5の要部拡大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of the injection hole selection mechanism 5 in a state where the rotary valve 27 seats in the hole 19 and the needle valve 4 is lifted.

【図5】同、図2のV−V線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 2;

【図6】同、図5と同様の断面図である。FIG. 6 is a sectional view similar to FIG. 5;

【図7】同、本発明における他の例によるロータリーバ
ルブ40の斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a rotary valve 40 according to another example of the present invention.

【図8】同、本発明における他の例によるロータリーバ
ルブ42の斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of a rotary valve 42 according to another example of the present invention.

【図9】同、二方弁28の構成を示す一部省略要部断面
図であって、ニードル弁4がシート状態で噴射を行わな
い無噴射状態の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an essential part showing a configuration of the two-way valve 28 in a non-injection state in which the needle valve 4 does not perform injection in a seat state.

【図10】同、二方弁28の構成を示す一部省略要部断
面図であって、図4と同様に、ニードル弁4がリフトし
て噴射を行う噴射状態の断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part of the two-way valve 28, showing the configuration of the two-way valve 28, similar to FIG. 4, in an injection state in which the needle valve 4 lifts and performs injection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コモンレール用可変噴孔型燃料噴射ノズル(コモン
レール用電磁式燃料噴射ノズル、実施の形態、図1) 2 ノズルハウジング 3 ノズルボディ 3A ノズルボディ3の燃料溜まり室上流側内壁面(図
2) 3B ノズルボディ3の燃料溜まり室下流側内壁面(図
2) 4 ニードル弁 4A ニードル弁4の内壁面(図2、図4) 5 噴孔選択機構 6 噴射制御機構 7 制御回路 8 ノズルハウジング2のコモンレール側ハウジング 9 ノズルハウジング2のリニアーソレノイドハウジン
グ 10 ノズルハウジング2のロータリーソレノイドハウ
ジング 11 ノズルハウジング2のディスタンスピース 12 燃料タンク 13 燃料ポンプ 14 コモンレール(蓄圧器) 15 燃料入口 16 燃料通路 17 燃料溜まり室 18 ニードル弁4の受圧部 19 ノズルボディ3のホール 20 リテーニングナット 21 燃焼室 22 小径噴孔(噴孔) 23 大径噴孔(噴孔) 24 第1のクリアランスシール部 25 リニアーソレノイド(第1のソレノイド) 26 ドライブシャフト 27 ロータリーバルブ(バルブボディ) 28 二方弁 29 シャフトスプリング 30 ニードル弁スプリング 31 ロータリーソレノイド(第2のソレノイド) 32 ニードル弁4のシート部 32S ノズルボディ3のシート面33におけるニード
ル弁4のシート部32の受圧面積(32S<51S、図
2、図9) 33 ノズルボディ3のシート面 34 第1のメカニカルシール部 35 ロータリーバルブ27の円錐状シート部 36 ロータリーバルブ27の選択用燃料通路 37 ドライブシャフト26のシール用膨大部 38 第2のクリアランスシール部 39 圧力切替え通路部 40 ロータリーバルブ(バルブボディ、図7) 41 選択用燃料通路 42 ロータリーバルブ(バルブボディ、図8) 43 導入孔部 44 選択用孔部 45 ドライブシャフト26のフランジ部材 46 スプリングシート部 47 ドライブシャフト26の頭部 48 アーマチュア 49 マグネット 50 導入オリフィス 51 圧力室 51S 圧力室51およびスプリング室52におけるニ
ードル弁4の受圧面積(32S<51S、図2) 52 ニードル弁スプリング30のスプリング室 53 シール室 54 可動シール部材 55 スプリングシート部46のスリーブ 56 固定シール部材 57 第2のメカニカルシール部 58 Oリング 59 導出オリフィス 60 シャフトスプリング29のスプリング室 61 還流通路 62 負荷センサー 63 回転数センサー L1 ドライブシャフト26(ロータリーバルブ27)
のシャフトリフト量(図1、図2) L2 ニードル弁4のリフト量(図10)
Reference Signs List 1 Variable injection hole type fuel injection nozzle for common rail (electromagnetic fuel injection nozzle for common rail, embodiment, FIG. 1) 2 Nozzle housing 3 Nozzle body 3A Inner wall surface of nozzle body 3 on the upstream side of fuel reservoir chamber (FIG. 2) 3B nozzle Inner wall surface of fuel reservoir chamber downstream side of body 3 (FIG. 2) 4 Needle valve 4A Inner wall surface of needle valve 4 (FIGS. 2 and 4) 5 Injection hole selection mechanism 6 Injection control mechanism 7 Control circuit 8 Common rail side of nozzle housing 2 Housing 9 Linear solenoid housing of nozzle housing 2 10 Rotary solenoid housing of nozzle housing 2 11 Distance piece of nozzle housing 2 12 Fuel tank 13 Fuel pump 14 Common rail (pressure accumulator) 15 Fuel inlet 16 Fuel passage 17 Fuel reservoir 18 Needle valve 4 Pressure receiving part of 19 Hole of retaining body 3 20 retaining nut 21 combustion chamber 22 small diameter injection hole (injection hole) 23 large diameter injection hole (injection hole) 24 first clearance seal portion 25 linear solenoid (first solenoid) 26 drive shaft 27 rotary valve (Valve body) 28 Two-way valve 29 Shaft spring 30 Needle valve spring 31 Rotary solenoid (second solenoid) 32 Seat portion of needle valve 4 32S Pressure receiving area of seat portion 32 of needle valve 4 on seat surface 33 of nozzle body 3 (32S <51S, FIGS. 2, 9) 33 Seat surface of nozzle body 3 34 First mechanical seal portion 35 Conical seat portion of rotary valve 27 36 Fuel passage for selecting rotary valve 27 37 Sealing of drive shaft 26 Enormous part 38 Rear seal portion 39 Pressure switching passage portion 40 Rotary valve (valve body, FIG. 7) 41 Selection fuel passage 42 Rotary valve (valve body, FIG. 8) 43 Introducing hole portion 44 Selection hole portion 45 Flange member of drive shaft 26 Spring seat part 47 Head of drive shaft 26 48 Armature 49 Magnet 50 Introduction orifice 51 Pressure chamber 51S Pressure receiving area of needle valve 4 in pressure chamber 51 and spring chamber 52 (32S <51S, FIG. 2) 52 Spring of needle valve spring 30 Chamber 53 Seal chamber 54 Movable seal member 55 Sleeve of spring seat part 46 56 Fixed seal member 57 Second mechanical seal part 58 O-ring 59 Outgoing orifice 60 Spring chamber 61 of shaft spring 29 Circulation path 62 load sensor 63 speed sensor L1 drive shaft 26 (rotary valve 27)
Lift amount of shaft (FIGS. 1 and 2) Lift amount of L2 needle valve 4 (FIG. 10)

───────────────────────────────────────────────────── 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 61/04 F02M 61/04 F A 61/10 61/10 G 61/16 61/16 K 61/18 330 61/18 330C 61/20 61/20 N Fターム(参考) 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA12 BA17 BA36 BA67 CB01 CC05U CC06T CC06U CC08T CC14 CC18 CC20 CC23 CC26 CC30 CC66 CC67 CC68U CC70 CD10 CE13 CE22 DC01 DC09──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02M 61/04 F02M 61/04 F A 61/10 61/10 G 61/16 61/16 K 61/18 330 61/18 330C 61/20 61/20 NF term (reference) 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA12 BA17 BA36 BA67 CB01 CC05U CC06T CC06U CC08T CC14 CC18 CC20 CC23 CC26 CC30 CC66 CC67 CC68U CC70 CD10 CE13 CE22 DC01 DC09

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高圧燃料を蓄えたコモンレールからの
該高圧燃料の供給を受けるとともに、噴孔およびこの噴
孔につながるシート面を形成したノズルボディと、 このノズルボディ内に往復動可能に設けるとともに、前
記シート面からリフトすることにより前記噴孔から前記
高圧燃料を噴射可能とするニードル弁と、を有するコモ
ンレール用電磁式燃料噴射ノズルであって、 前記コモンレールからの高圧燃料を受ける前記ニードル
弁の背圧を制御可能な圧力室を有する二方弁と、 前記ニードル弁内に往復動可能に設けるとともに、その
軸方向に駆動することにより、前記ニードル弁を駆動可
能とするバルブボディと、 このバルブボディをその軸方向に駆動するドライブシャ
フトと、を設けるとともに、 前記ドライブシャフトをその軸方向に駆動可能なソレノ
イドと、を設けたことを特徴とするコモンレール用電磁
式燃料噴射ノズル。
1. A nozzle body having an injection hole and a seat surface connected to the injection hole, receiving a supply of the high-pressure fuel from a common rail storing the high-pressure fuel, and a reciprocatingly provided nozzle body in the nozzle body. A needle valve capable of injecting the high-pressure fuel from the injection hole by lifting from the seat surface, and an electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail, the needle valve receiving high-pressure fuel from the common rail. A two-way valve having a pressure chamber capable of controlling a back pressure; a valve body which is provided in the needle valve so as to be able to reciprocate, and which is driven in the axial direction to drive the needle valve; A drive shaft for driving the body in the axial direction, and driving the drive shaft in the axial direction. An electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail, characterized in that provided a solenoid capable, the.
【請求項2】 前記二方弁は、これを前記ニードル弁
の頂部に設けることを特徴とする請求項1記載のコモン
レール用電磁式燃料噴射ノズル。
2. The electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail according to claim 1, wherein the two-way valve is provided at a top of the needle valve.
【請求項3】 前記コモンレールから前記高圧燃料を
受ける燃料通路から分岐して前記圧力室に連通する導入
オリフィスを形成したことを特徴とする請求項1記載の
コモンレール用電磁式燃料噴射ノズル。
3. The electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail according to claim 1, wherein an introduction orifice branched from a fuel passage receiving the high-pressure fuel from the common rail and communicating with the pressure chamber is formed.
【請求項4】 前記圧力室から低圧側に連通する導出
オリフィスを形成したことを特徴とする請求項1記載の
コモンレール用電磁式燃料噴射ノズル。
4. An electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail according to claim 1, wherein an outlet orifice communicating with the low pressure side from the pressure chamber is formed.
【請求項5】 前記ドライブシャフトの駆動にともな
って開閉するメカニカルシール部を前記圧力室と低圧側
との間に形成したことを特徴とする請求項1記載のコモ
ンレール用電磁式燃料噴射ノズル。
5. The electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail according to claim 1, wherein a mechanical seal portion that opens and closes when the drive shaft is driven is formed between the pressure chamber and a low pressure side.
【請求項6】 前記ノズルボディと前記ニードル弁と
の間に、前記圧力室と前記ニードル弁の受圧部が臨む燃
料溜まり室との間をシールするクリアランスシール部を
形成したことを特徴とする請求項1記載のコモンレール
用電磁式燃料噴射ノズル。
6. A clearance seal portion is formed between the nozzle body and the needle valve to seal a space between the pressure chamber and a fuel accumulation chamber facing a pressure receiving portion of the needle valve. Item 2. An electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail according to Item 1.
【請求項7】 前記ニードル弁と前記バルブボディと
の間に、前記圧力室と前記噴孔との間をシールするクリ
アランスシール部を形成したことを特徴とする請求項1
記載のコモンレール用電磁式燃料噴射ノズル。
7. A clearance seal portion is formed between the needle valve and the valve body to seal between the pressure chamber and the injection hole.
An electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail as described.
【請求項8】 前記バルブボディは、これをロータリ
ーバルブとし、 このロータリーバルブは、前記噴孔との相対位置を調節
可能であるとともに前記噴孔の噴孔断面積を可変とする
ことを特徴とする請求項1記載のコモンレール用電磁式
燃料噴射ノズル。
8. The valve body according to claim 1, wherein the valve body is a rotary valve, and the rotary valve is capable of adjusting a relative position with respect to the injection hole and changing an injection hole cross-sectional area of the injection hole. The electromagnetic fuel injection nozzle for a common rail according to claim 1.
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