JP2003269298A - 燃料インジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁弁のマグネットユニット内の部品間の隙
間にある充満空気を初期動作時に素早く燃料に置換して
短時間のうちに燃料噴射量の制御の安定性を確保できる
ようにすること。 【解決手段】 固定スリーブ６１内に複数の部品を組み
込んで成るマグネットユニット６を有する燃料噴射制御
用の電磁弁４をインジェクタ本体２に設けて成る燃料イ
ンジェクタ１において、マグネットユニット６に送られ
る加圧燃料によって固定スリーブ６１内の各部品の隙間
に満たされている充満空気を固定スリーブ６１の外に逃
がして燃料に置換するための逃し通路６７Ｂを固定スリ
ーブ６１内に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の気筒内
へ燃料を直接噴射供給するための燃料インジェクタに関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】コモンレールシステムにおける如く、内
燃機関の気筒内へ燃料を直接噴射供給するためのインジ
ェクタとして、例えば特開平７−３１０６２１号公報に
開示されている型式の燃料インジェクタが公知である。
この燃料インジェクタは、電磁弁を通電させて開くこと
によってインジェクタ本体内の制御室を低圧部に連通さ
せ、これによりバルブピストンの背圧を除去してノズル
ニードルをリフトさせて燃料噴射を開始させ、所定の時
間経過後に電磁弁の通電を停止させて制御室と低圧部と
の連通状態を解除し、バルブピストンに所定の背圧を作
用させてノズルニードルを押し下げ、これにより燃料噴
射を終了させるように構成されている。 【０００３】ところで、インジェクタ本体に取り付けら
れ、外部から与えられる制御信号に従って開閉される燃
料噴射制御用の電磁弁は、ハウジングの役目を果たす固
定用スリーブ内にバックフローチューブ及び励磁コイル
が巻回された円筒状の固定コアが同軸的に配置されて固
定されており、且つ固定コアの内周面にはブッシュが嵌
め込まれた組立構造となっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】固定用スリーブ内に上
述の如く配設される各部品は、隣接する部品間に隙間が
生じないように所定の寸法精度をもって作製され、組み
立てられている。しかしながら、実際には各部品間には
若干ではあるが隙間が生じてしまい、これらの隙間は組
立直後には空気で満たされている。このような状態にあ
る燃料インジェクタを気筒に組み付けるなどして燃料噴
射動作を行わせると、駆動開始後、燃料及び電磁弁の温
度が上昇するにつれて間隙の空気が徐々に燃料に置き換
わることとなる。 【０００５】この結果、隙間の全てが燃料によって満た
されるまでの間は隙間内に空気が充填されていることで
十分な閉弁力が得られないため、電磁弁への通電のオ
ン、オフに応じて実行される制御室と低圧部との連通状
態の制御のためのアマチュアの吸引、離反動作における
バウンシング量が変化してしまい、インジェクタの組付
直後においては燃料噴射量の制御を安定に行うことがで
きず、内燃機関の回転変動を生じさせてしまうという問
題点を生じている。また、この問題を回避するために充
填空気を排除するまでテスト運転を行うことが考えられ
るが、このために無駄な運転時間及び燃料が費やされる
こととなり、非効率であるという別の問題を生じる。 【０００６】本発明は、従来技術における上述の問題点
を解決することができる、燃料インジェクタを提供する
ことにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、固定用スリーブ内に複数の部品を
組み込んで成るマグネットユニットを有する燃料噴射制
御用の電磁弁をインジェクタ本体に設けて成る燃料イン
ジェクタにおいて、前記マグネットユニットに送られる
加圧燃料によって前記固定用スリーブ内の各部品の隙間
に満たされている充満空気を前記固定用スリーブの外に
逃がして燃料に置換するための逃し通路を前記固定用ス
リーブ内に設けたことを特徴とする燃料インジェクタが
提案される。 【０００８】固定用スリーブ内の隙間に充満空気がある
状態で燃料インジェクタを作動させると、加圧された燃
料が隙間内に入り込み、この加圧燃料の圧力で充満空気
が逃し通路から速やかに追い出され、隙間には充満空気
に代えて燃料が充填される。したがって、インジェクタ
の組付直後においても短時間のうちに燃料噴射量の制御
を安定性を確保することができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例につき詳細に説明する。 【００１０】図１は本発明の実施の形態の一例を示す断
面図である。符号１で示されるのは、ディーゼル内燃機
関に燃料を噴射供給するためのコモンレールシステムに
用いられる燃料インジェクタである。燃料インジェクタ
１は、図示しないディーゼル内燃機関の気筒に組み付け
られ、図示しないコモンレールから供給される高圧燃料
を気筒内に所要のタイミングで、所要の量だけ噴射供給
するためのものであり、インジェクタ本体２に電磁弁４
を設けて成っている。図２には電磁弁４の要部が断面し
て詳細に示されている。 【００１１】インジェクタ本体２は、内部でバルブピス
トン２１が滑動する軸方向凹部２２を有する中空体２３
を備えている。中空体２３は、通常底部でバルブピスト
ン２１に接続されたノズルニードル２４の先端によって
閉じられる噴射オリフィス２５が終端になっているノズ
ルボディ２６に接続されている。 【００１２】中空体２３は、図示しない高圧燃料供給ポ
ンプに接続された取入具２７を囲んだ中空付属部２８を
形成している。燃料は噴射室２９に内部伝導路経由で導
かれ、ノズルボディ２６には噴射室２９の内部の加圧燃
料が作用する肩部３０が形成されている。ノズルスプリ
ング３１はバルブピストン２１とノズルニードル２４と
を下方に押すように作用する。 【００１３】したがって、バルブピストン２１が下方に
押されており、ノズルスプリング３１が圧縮されてノズ
ルニードル２４がノズルボディ２６の噴射オリフィス２
５を閉じる位置に保持されている場合には、燃料インジ
ェクタ１から燃料が噴射されない。また、ノズルスプリ
ング３１の力によりバルブピストン２１が上方に移動
し、ノズルニードル２４が噴射オリフィス２５を開く位
置に保持されている場合には、燃料インジェクタ１から
燃料が噴射される。 【００１４】中空体２３には、軸方向凹部２２と同軸で
中空体２３の軸方向に延びているドレーン室３２を下向
きに形成しているヘッド３３が形成されている。ヘッド
３３には、半径方向の供給伝導路３４及び軸方向のドレ
ーン伝導路３５と連通している制御室３７が形成されて
いる。供給伝導路３４は中空体２３内の半径方向伝導路
３６経由で取入具２７と連通しており、制御室３７の底
部はバルブピストン２１の上部表面で形成されている。 【００１５】噴射室２９には伝導路３８によって高圧燃
料が供給されている。一方、制御室３７にも高圧燃料が
供給されているが、ドレーン伝導路３５が後述するよう
に電磁弁４によって燃料低圧部に連通された場合には、
制御室３７の燃料圧力は噴射室２９の燃料圧力よりも低
くなる構成である。肩部３０の上部表面と比較してバル
ブピストン２１の上部表面の面積の方が大きく形成され
ているので、電磁弁４によりドレーン伝導路３５が閉じ
られて制御室３７が高圧燃料で満たされている場合に
は、ノズルニードル２４が噴射オリフィス２５を閉じる
位置に保持され、燃料噴射が行われない。 【００１６】一方、電磁弁４が開かれると、制御室３７
の燃料圧力はドレーン伝導路３５を通って燃料低圧部に
逃げ、制御室３７の燃料圧力は噴射室２９の燃料圧力よ
りも低くなるので、ノズルニードル２４が後退し、噴射
オリフィス２５を開く位置に保持するので燃料噴射が行
われる。 【００１７】制御室３７の燃料圧力を制御して燃料の噴
射開始、噴射終了を制御するため、電磁弁４がインジェ
クタ本体２に一体に設けられている。電磁弁４はマグネ
ットユニット６を含んで成っている。マグネットユニッ
ト６は、固定スリーブ６１内にバックフローチューブ６
２及び固定コア６３を備えて成っており、固定コア６３
には励磁コイル６４が設けられている。固定スリーブ６
１とバックフローチューブ６２との間にはＯリング６５
が設けられており、固定スリーブ６２とバックフローチ
ューブ６２との間から外部へ燃料が漏れないように構成
されている。 【００１８】バックフローチューブ６２には、燃料タン
クに接続されるドレーン取付部６２Ａが一体に形成され
ている。固定コア６３の軸方向の孔６６内には一端に小
孔６７Ａを形成して成るブッシュ６７が設けられてい
る。ブッシュ６７はその小孔６７Ａとドレーン取付部６
２Ａとが同軸となるよう、固定コア６３を貫通して取り
付けられている。このようにして、固定スリーブ６１内
には、バックフローチューブ６２、固定コア６３及びブ
ッシュ６７が同軸配置されている。固定用スリーブ６１
内に上述の如く配設される各部品は、隣接する部品間に
隙間が生じないように所定の寸法精度をもって作製さ
れ、組み立てられている。 【００１９】マグネットユニット６内の固定コア６３に
対向して、磁鉄によって構成される円盤状のアーマチュ
ア４１が設けられており、アーマチュア４１に一体に延
設された柱状部４１Ａの先端には弁体として働くボール
４２（図１参照）が保持されている。アーマチュア４１
は、図示しないバルブスプリングの力によって下方に押
し下げられており、ボール４２がドレーン伝導路３５の
開口端に押し付けられドレーン伝導路３５を塞ぐように
構成されている。 【００２０】したがって、マグネットユニット６が通電
されていない場合には、ボール４２によってドレーン伝
導路３５の開口端が塞がれており、これにより制御室３
７は高圧燃料により満たされているので、バルブピスト
ン２１によってノズルニードル２４が噴射オリフィス２
５を閉じており、燃料噴射は行われない。 【００２１】マグネットユニット６が通電されると、ア
ーマチュア４１はバルブスプリングの力に打ち勝ってマ
グネットユニット６に引き付けられ、ボール４２がドレ
ーン伝導路３５の開口端から離れ、制御室３７内の高圧
燃料がブッシュ６７及びドレーン取付部６２Ａを通って
低圧部に逃げ、制御室３７内の圧力が降下するので燃料
噴射が行われる。 【００２２】マグネットユニット６の通電が切られる
と、ノズルニードル２４が再び噴射オリフィス２５を閉
じる位置に戻されるため燃料噴射が終了する。 【００２３】ところで、マグネットユニット６におい
て、バックフローチューブ６２には固定コア６３と接触
する面において量部品の面粗度及び組み付けに起因する
間隙Ｇ１が生じており、また、固定スリーブ６１と固定
コア６３との間にも、その製造過程において生じる寸法
誤差により僅かな間隙Ｇ２が形成されている。 【００２４】これらの間隙Ｇ１、Ｇ２には、組立直後の
初期段階では空気が充満しているため、組立後において
燃料インジェクタ１を動作させた直後に間隙Ｇ１、Ｇ２
内の充満空気を電磁弁４外に素早く排出させて、燃料に
置換させるため、ブッシュ６７には充満空気を逃がすた
めの逃し通路が設けられている。 【００２５】図３にはブッシュ６７の斜視図が示されて
いる。図３から判るように、ブッシュ６７には、バック
フローチューブ６２と固定コア６３との間の間隙Ｇ１と
同じ高さ位置に４個の丸い孔状の逃し通路６７Ｂが設け
られている。したがって、マグネットユニット６が通電
されることにより、制御室３７内の高圧燃料がブッシュ
６７及びドレーン取付部６２Ａを通って低圧部に逃げる
とき、これにより間隙Ｇ１に作用する燃料圧力により間
隙Ｇ１、Ｇ２内の充満空気を逃し通路６７Ｂを通してブ
ッシュ６７内に逃すことができる。この結果、電磁弁４
内に生じている間隙Ｇ１、Ｇ２内の充満空気を素早く排
出すると同時に燃料に置き換えることができる。 【００２６】ここでは逃し通路６７Ｂは４箇所設けられ
ているが、箇所数はこれに限定されず１個以上で何箇所
であってもよく、また、その形状においても、丸い形状
でなく、四角形等任意の形状を適宜の大きさで適宜の位
置に設けるようにしてもよい。 【００２７】また、電磁弁４内の充満空気をさらに素早
く間隙Ｇ１、Ｇ２から外部に排出することができるよう
にするため、固定コア６３及びバックフローチューブ６
２には充満空気の移動を促進させるための補助通路が形
成されている。 【００２８】図４には固定コア６３の斜視図、図５には
バックフローチューブ６２の斜視図が示されており、図
４及び図５を参照してそれぞれに形成されている補助通
路について説明する。 【００２９】固定コア６３には、固定スリーブ６１と対
向する外周面６３Ａ上に溝状の４つの補助通路６３Ｂが
形成されており、それぞれの補助通路６３Ｂは固定コア
６３の上面６３Ｃから下面６３Ｄまで設けられている。
これらの補助通路６３Ｂにより固定コア６３の下面６３
Ｄ側や間隙Ｇ２内にある充満空気を固定コア６３の上面
６３Ｃまで素早く移動させることができる。 【００３０】ここでは、補助通路６３Ｂが４箇所設けら
れているが、補助通路６３Ｂは何箇所であってもよく、
また、補助通路６１Ｂは断面コ字形に形成されている
が、その他適宜の形状であってもよい。 【００３１】次に、バックフローチューブ６２には、固
定コア６３と対向する下面６２Ｂ上に補助通路６２Ｃが
欠き込むようにして形成されている。補助通路６２Ｃは
バックフローチューブ６２の中心部の孔にまで達してい
る。したがって、これらの補助通路６２Ｃにより、固定
スリーブ６１とバックフローチューブ６２と固定コア６
３との間の僅かな間隙にある充満空気、及び又は補助通
路６３Ｂを通って固定コア６３の上面６３Ｂと固定スリ
ーブ６１との間まで移動してきた充満空気を素早く逃し
通路６７Ｂ（図３参照）にまで移動させて排出し、燃料
に置換することができる。 【００３２】なお、補助通路６２Ｃと補助通路６３Ｂと
をそれぞれが相互に連通する位置に形成すれば、固定コ
ア６３の下面６３Ｄ側や間隙Ｇ２にある充満空気をさら
に短時間で固定コア６３の上面６３Ｃまで移動させ、上
面６３Ｃに移動してきた充満空気を補助通路６２Ｃを通
って間隙Ｇ１に移動することができるので、充満空気を
間隙Ｇ１から逃し通路４５Ｂを介して素早く排出するこ
とができる。 【００３３】本実施の形態では、補助通路６２Ｃは４箇
所設けられているが、これに限定されず、１箇所以上で
適宜の箇所数を設けることができ、その形状等も適宜の
形状としてもよい。さらに、補助通路６２Ｃは、固定コ
ア６３のバックフローチューブ６２との接触面に加工し
ても良い。 【００３４】燃料インジェクタ１は、以上のように、マ
グネットユニット６に送られる加圧燃料によって固定用
スリーブ６１内の各部品の隙間に満たされている充満空
気を固定用スリーブ６１の外に逃がして燃料に置換する
ための逃し通路６７Ｂをブッシュ６７に設けるようにし
たので、燃料インジェクタ１を気筒に組み付けるなどし
て燃料噴射動作を行わせても、駆動開始後、充満空気を
素早く燃料に置き換えることができる。 【００３５】この結果、隙間の全てが短時間で燃料によ
って満たされるので十分な閉弁力が得られる。これによ
り、隙間内に空気が充填されていることで十分な閉弁力
が得られないという理由で、電磁弁への通電のオン、オ
フに応じて実行される制御室と低圧部との連通状態の制
御のためのアマチュアの吸引、離反動作におけるバウン
シング量が変化することがなく、インジェクタの組付直
後においても燃料噴射量の制御を安定に行うことがで
き、内燃機関の回転変動を抑制することができる。した
がって、充満空気を排除するまでテスト運転を行う必要
がなくなるため、無駄な運転時間及び燃料を費やすこと
もなくなり、非常に効率的である。 【００３６】 【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、固定用ス
リーブ内に複数の部品を組み込んで成るマグネットユニ
ットを有する燃料噴射制御用の電磁弁をインジェクタ本
体に設けて成る燃料インジェクタにおいて、マグネット
ユニットに送られる加圧燃料によって固定用スリーブ内
の各部品の隙間に満たされている充満空気を固定用スリ
ーブの外に逃がして燃料に置換するための逃し通路を固
定用スリーブ内に設けるようにしたので、燃料インジェ
クタを気筒に組み付けるなどして燃料噴射動作を行わせ
ても、駆動開始後、充満空気を素早く燃料に置き換える
ことができる。 【００３７】この結果、隙間の全てが短時間で燃料によ
って満たされるので十分な閉弁力が得られる。これによ
り、隙間内に空気が充填されていることで十分な閉弁力
が得られないという理由で、電磁弁への通電のオン、オ
フに応じて実行される制御室と低圧部との連通状態の制
御のためのアマチュアの吸引、離反動作におけるバウン
シング量が変化することがなく、インジェクタの組付直
後においても燃料噴射量の制御を安定に行うことがで
き、内燃機関の回転変動を抑制することができる。した
がって、充満空気を排除するまでテスト運転を行う必要
がなくなるため、無駄な運転時間及び燃料を費やすこと
もなくなり、非常に効率的である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図。 【図２】図１に示した電磁弁のマグネットユニットの拡
大断面図。 【図３】図１に示したスリーブの斜視図。 【図４】図１に示した固定コアの斜視図。 【図５】図１に示したバックフローチューブの斜視図。 【符号の説明】 １ 燃料インジェクタ ２ インジェクタ本体 ４ 電磁弁 ６ マグネットユニット ２１ バルブピストン ２４ ノズルニードル ２５ 噴射オリフィス ２９ 噴射室 ３０ 肩部 ３１ ノズルスプリング ３２ ドレーン室 ３５ ドレーン伝導路 ３７ 制御室 ４１ アマチュアプレート ４２ ボール ６１ 固定スリーブ ６２ バックフローチューブ ６２Ｃ、６３Ｂ 通路 ６３ 固定コア ６４ 励磁コイル ６７ スリーブ ６７Ｂ 逃し通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 敬久 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ボッシュオートモーティブシステム 東松山工場内 (72)発明者 鈴木 嘉一 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ボッシュオートモーティブシステム 東松山工場内 Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AA07 AB02 AC09 BA07 BA12 BA51 BA65 CC01 CC06U CC14 CD04 CD12 CE23

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 固定用スリーブ内に複数の部品を組み込
   んで成るマグネットユニットを有する燃料噴射制御用の
   電磁弁をインジェクタ本体に設けて成る燃料インジェク
   タにおいて、 前記マグネットユニットに送られる燃料によって前記固
   定用スリーブ内の各部品の隙間に満たされている充満空
   気を前記固定用スリーブの外に逃がして燃料に置換する
   ための逃し通路を前記固定用スリーブ内に設けたことを
   特徴とする燃料インジェクタ。