JP2008163758A - 燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料噴射装置において、発生したベーパ等の確実に排出できるようにする。
【解決手段】プランジャ110を摺動自在に収容して燃料の圧送室Cを画定する筒体140、圧送室に連通し得る供給口161aをもつ燃料の供給通路221a、供給通路内の燃料が圧送室へ流入するのを許容する第1弁体160、燃料の一部を元に戻し得る戻し通路136、供給通路と戻し通路を連通する連通路147、圧送室内の燃料を戻し通路に排出する排出口141bをもつ排出通路146、圧送室内の加圧された燃料を噴射する噴射ノズル300を備え、排出通路146は、供給口161a及び排出口141bよりも上方の所定位置まで延在する隔壁148により連通路147から隔離されて、戻し通路136に連通するように形成されている。これによれば、圧送室内の燃料に混入したベーパが効率良く排出され、特に高温時において安定した高精度の燃料噴射を行うことができる。
【選択図】図3
【解決手段】プランジャ110を摺動自在に収容して燃料の圧送室Cを画定する筒体140、圧送室に連通し得る供給口161aをもつ燃料の供給通路221a、供給通路内の燃料が圧送室へ流入するのを許容する第1弁体160、燃料の一部を元に戻し得る戻し通路136、供給通路と戻し通路を連通する連通路147、圧送室内の燃料を戻し通路に排出する排出口141bをもつ排出通路146、圧送室内の加圧された燃料を噴射する噴射ノズル300を備え、排出通路146は、供給口161a及び排出口141bよりも上方の所定位置まで延在する隔壁148により連通路147から隔離されて、戻し通路136に連通するように形成されている。これによれば、圧送室内の燃料に混入したベーパが効率良く排出され、特に高温時において安定した高精度の燃料噴射を行うことができる。
【選択図】図3
Description
本発明は、往復動するプランジャにより燃料を圧送して噴射する燃料噴射装置に関し、特に、二輪車等に搭載される小型エンジンの吸気通路に燃料を噴射するのに適用される燃料噴射装置に関する。
二輪車等に搭載される電子制御型の燃料噴射装置としては、燃料タンクよりも低い位置の吸気管等に配置されて、燃料タンクから導かれた燃料を、電磁駆動されるプランジャのポンプ作用により圧送して噴射ノズルから燃料を噴射すると共に、余剰の燃料及び発生したベーパをリターンパイプにより燃料タンクに戻すようにしたものが知られている。
このような燃料噴射装置は、例えば図6に示すように、往復動により燃料の圧送及び吸引を行うプランジャ1、プランジャ1と一体的に移動する円筒状のアマチャ2、アマチャ2及びプランジャ1を摺動自在に収容して圧送室Cを画定する円筒状のインナーヨーク3、インナーヨーク3の周りに配置された励磁用のコイル4、コイル4の周りに配置されたアウターヨーク5及びエンドヨーク6、燃料供給通路7から圧送室Cへ燃料を供給する供給口8、供給口8を開閉して圧送室C内への燃料の流入を許容するインレットチェックバルブ9と、圧送室Cから余剰の燃料及び発生したベーパを排出する排出口10及び排出通路11、排出口10を開閉して燃料及びベーパの排出のみを許容するスピルバルブ12、余剰の燃料及び発生したベーパを燃料タンクに戻すべくインナーヨーク3の外側でかつコイル4の内側に形成されると共に排出通路11にも連通する戻し通路13、燃料供給通路7と戻し通路13を連通する環状の連通路14、圧送室Cから吐出された燃料を噴射する噴射ノズル15等を備えている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、この燃料噴射装置においては、図6に示すように、円筒状のインナーヨーク3の周りに形成された環状の連通路14を介して、鉛直方向の略同等の高さにおいて燃料供給通路7及び供給口8と排出口10及び排出通路11が連通しているため、圧送室Cから排出口10及び排出通路11を通して排出されたベーパが、プランジャ1の戻りによる吸引行程で、戻し通路13に向わずに連通路14を通って供給口8から圧送室C内に再び吸引される虞があり、又、燃料供給通路7内のベーパが連通路14を通って排出口10から圧送室C内に再び吸引される虞がある。
これでは、分離されたベーパを戻し通路から外部(燃料タンク)に向けて効率よく排出することができず、特に、ベーパの発生が増加する高温時においては、燃料噴射特性に影響を及ぼし、所望の燃料噴射特性を確保することが困難になる虞がある。
これでは、分離されたベーパを戻し通路から外部(燃料タンク)に向けて効率よく排出することができず、特に、ベーパの発生が増加する高温時においては、燃料噴射特性に影響を及ぼし、所望の燃料噴射特性を確保することが困難になる虞がある。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、部品点数の削減、構造の簡素化、小型化、低コスト化、組付け性の改善等を図りつつ、発生したベーパ等を効率良く排出することができ、特に高温時に高精度で安定した燃料噴射を行うことができる燃料噴射装置を提供することにある。
本発明の燃料噴射装置は、往復動により燃料を圧送及び吸引するプランジャと、プランジャを摺動自在に収容して燃料の圧送室を画定する筒体と、圧送室に連通し得る供給口をもつ燃料の供給通路と、供給通路内の燃料が圧送室へ流入するのを許容する第1弁体と、燃料の一部を元に戻し得る戻し通路と、供給通路と戻し通路を連通する連通路と、圧送室内の燃料を戻し通路に排出するべく筒体の側面に排出口をもつ排出通路と、圧送室の下流側に配置され圧送された所定圧力以上の燃料を噴射する噴射ノズルを備え、プランジャは、圧送行程の初期領域で排出口を開放しかつ初期領域以外の後期領域で排出口を閉塞して燃料を噴射する燃料噴射装置であって、上記排出通路は、供給口及び排出口よりも上方の所定位置まで延在する隔壁により連通路から隔離されて、戻し通路に連通するように形成されている、構成となっている。
この構成によれば、プランジャの吸引行程により第1弁体を経て供給通路から燃料が圧送室内に供給され、プランジャが圧送行程に入ると、その初期領域でベーパ混じりの燃料が、圧送室から排出口を経て排出通路に流出し、上方の所定位置まで延在する隔壁により、連通路(及び供給通路)に流れ込むことなく戻し通路に導かれ、後期領域でプランジャが排出口を閉塞して、所定以上の圧力に加圧された圧送室内の燃料が噴射ノズルから噴射される。一方、プランジャが吸引行程に入ると、供給通路から第1弁体を経て圧送室内に燃料が吸引されると共に、供給通路内に発生したベーパは、連通路を経た後、上方の所定位置まで延在する隔壁により、排出通路及び排出口を経て圧送室に流れ込むことなく戻し通路に導かれる。
このように、圧送室から排出通路に流出したベーパは、連通路及び供給通路に流れ込んで再び圧送室に吸引されることなく、戻し通路を通して確実に排出され、又、供給通路内に発生したベーパは、排出通路に流れ込んで再び圧送室に吸引されることなく、戻し通路を通して確実に排出されるため、圧送室内の燃料に混入したベーパが効率良く排出され、特に高温時において安定した高精度の燃料噴射を行うことができる。
この構成によれば、プランジャの吸引行程により第1弁体を経て供給通路から燃料が圧送室内に供給され、プランジャが圧送行程に入ると、その初期領域でベーパ混じりの燃料が、圧送室から排出口を経て排出通路に流出し、上方の所定位置まで延在する隔壁により、連通路(及び供給通路)に流れ込むことなく戻し通路に導かれ、後期領域でプランジャが排出口を閉塞して、所定以上の圧力に加圧された圧送室内の燃料が噴射ノズルから噴射される。一方、プランジャが吸引行程に入ると、供給通路から第1弁体を経て圧送室内に燃料が吸引されると共に、供給通路内に発生したベーパは、連通路を経た後、上方の所定位置まで延在する隔壁により、排出通路及び排出口を経て圧送室に流れ込むことなく戻し通路に導かれる。
このように、圧送室から排出通路に流出したベーパは、連通路及び供給通路に流れ込んで再び圧送室に吸引されることなく、戻し通路を通して確実に排出され、又、供給通路内に発生したベーパは、排出通路に流れ込んで再び圧送室に吸引されることなく、戻し通路を通して確実に排出されるため、圧送室内の燃料に混入したベーパが効率良く排出され、特に高温時において安定した高精度の燃料噴射を行うことができる。
上記構成において、圧送室内の燃料が排出通路へ流出するのを許容する第2弁体を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、第2弁体は、プランジャの圧送行程の初期領域においてのみ開弁し、プランジャの吸引行程においては閉弁するため、隔壁及び第2弁体により、供給通路内に発生したベーパが排出通路を経て再び圧送室に吸引されるのをより確実に防止することができる。
この構成によれば、第2弁体は、プランジャの圧送行程の初期領域においてのみ開弁し、プランジャの吸引行程においては閉弁するため、隔壁及び第2弁体により、供給通路内に発生したベーパが排出通路を経て再び圧送室に吸引されるのをより確実に防止することができる。
上記構成において、筒体は、第1弁体を収容する第1弁室、第2弁体を収容する第2弁室、連通路、隔壁、及び排出通路を、一体的に画定するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、圧送室を画定する筒体に対して、第1弁室、第2弁室、連通路、隔壁、及び排出通路が一体的に形成されることで、これら相互間の配置関係を高精度に位置決めすることができ、特に、連通路の上流側に位置する供給通路の供給口及び排出通路の排出口と両者を隔離する隔壁の相互間の高さ関係を所望の高さ寸法となるように高精度に設定ないし管理することができる。
この構成によれば、圧送室を画定する筒体に対して、第1弁室、第2弁室、連通路、隔壁、及び排出通路が一体的に形成されることで、これら相互間の配置関係を高精度に位置決めすることができ、特に、連通路の上流側に位置する供給通路の供給口及び排出通路の排出口と両者を隔離する隔壁の相互間の高さ関係を所望の高さ寸法となるように高精度に設定ないし管理することができる。
上記構成において、プランジャと一体的に電磁駆動されるアマチャと、アマチャ及びプランジャを往復動自在に収容すると共に筒体に連結された円筒状のヨークを有し、円筒状のヨークは、その内部において、戻し通路を画定するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、戻し通路をヨークとコイルの間に設ける場合に比べて、ヨークとコイルを接近させて配置できるため、磁路を短くしつつ磁気損失を抑制して、発生する電磁力(推力)を大きくすることができ、又、ベーパを排出するための戻し通路を確保しつつも、装置の小径化、小型化等を達成することができる。
この構成によれば、戻し通路をヨークとコイルの間に設ける場合に比べて、ヨークとコイルを接近させて配置できるため、磁路を短くしつつ磁気損失を抑制して、発生する電磁力(推力)を大きくすることができ、又、ベーパを排出するための戻し通路を確保しつつも、装置の小径化、小型化等を達成することができる。
上記構成において、アマチャ及びプランジャは、同一材料により一体成形されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、同一材料により一体的に形成することにより、組付け工数の削減、部品点数の削減、コストの低減等を達成することができる。
この構成によれば、同一材料により一体的に形成することにより、組付け工数の削減、部品点数の削減、コストの低減等を達成することができる。
上記構成において、戻し通路は、アマチャの内部を軸線方向に貫通するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、円筒状のヨークの内部において、戻し通路を確保しつつも、アマチャがヨークの内周面を摺動する際の摺動面を全周において均一に確保できるため、摺動抵抗を減らしつつアマチャをより円滑に作動させることができる。
この構成によれば、円筒状のヨークの内部において、戻し通路を確保しつつも、アマチャがヨークの内周面を摺動する際の摺動面を全周において均一に確保できるため、摺動抵抗を減らしつつアマチャをより円滑に作動させることができる。
上記構成において、排出通路は、排出口から排出された燃料を戻し通路に導くべく、排出口の近傍においてヨークの内部に連通するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、圧送室から排出口を通して導き出されたベーパを、排出口及び第2弁体の周りに留まらせることなく、即座に排出通路を通して戻し通路に向けて排出することができる。
この構成によれば、圧送室から排出口を通して導き出されたベーパを、排出口及び第2弁体の周りに留まらせることなく、即座に排出通路を通して戻し通路に向けて排出することができる。
上記構成において、排出通路は、鉛直方向の略上方に向けて伸長するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、排出口から排出されたベーパを、その上昇力を利用して排出通路から戻し通路に向けて効率よく排出することができる。
この構成によれば、排出口から排出されたベーパを、その上昇力を利用して排出通路から戻し通路に向けて効率よく排出することができる。
上記構成をなす燃料噴射装置によれば、部品点数の削減、構造の簡素化、小型化、低コスト化、組付け性の改善等を達成しつつ、発生したベーパ等を効率良く排出することができ、特に高温時に高精度で安定した燃料噴射を行うことができる、特に二輪車等に搭載される小型エンジンに好適な電子制御型の燃料噴射装置を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図5は、本発明に係る燃料噴射装置の一実施形態を示すものであり、図1はこの装置を二輪車に搭載されたエンジンEに適用した燃料供給のシステム図、図2及び図3はこの装置の断面図、図4は装置の一部をなすプランジャ及びアマチャを示す図、図5は装置の動作を説明する部分断面図である。
図1ないし図5は、本発明に係る燃料噴射装置の一実施形態を示すものであり、図1はこの装置を二輪車に搭載されたエンジンEに適用した燃料供給のシステム図、図2及び図3はこの装置の断面図、図4は装置の一部をなすプランジャ及びアマチャを示す図、図5は装置の動作を説明する部分断面図である。
この装置を適用する燃料供給システムは、図1に示すように、二輪車の燃料タンク20、エンジンEの吸気通路Eaに臨むように配置された燃料噴射装置M、燃料を供給するフィードホース30、フィードホース30の途中に配置された低圧フィルタ40、供給された燃料の一部を燃料タンク20に戻すリターンホース50、装置Mの駆動を制御する駆動回路等を含むコントロールユニット60等を備えている。
燃料噴射装置Mは、図2に示すように、電磁力により駆動されて燃料の圧送を行うプランジャポンプ100、所定の圧力以上に加圧された燃料を噴射する噴射ノズル300等を備えている。
燃料噴射装置Mは、図2に示すように、電磁力により駆動されて燃料の圧送を行うプランジャポンプ100、所定の圧力以上に加圧された燃料を噴射する噴射ノズル300等を備えている。
プランジャポンプ100は、図2に示すように、上下方向L(軸線方向)に往復動するプランジャ110、プランジャ110と一体的に形成されたアマチャ120、円筒状のインナーヨーク130、インナーヨーク130の下端に嵌合されて通路を形成する筒体としての通路部材140、通路部材140の周りに嵌合されたフィルタ部材150、通路部材140に配置された第1弁体としてのインレットチェックバルブ160、通路部材140に配置された第2弁体としてのスピルバルブ170、アマチャ120(及びプランジャ110)を上方の休止位置に戻すリターンスプリング180、インナーヨーク130の周りに嵌合されたボビン190、ボビン190に巻回された励磁用のコイル200、ボビン190の上端から下端まで伸長して形成されたアウターヨーク210、コイル200を覆うように成型されると共に供給パイプ221及び電気接続用のコネクタ222を形成する樹脂製のケース220等を備えている。
プランジャ110は、図2ないし図4に示すように、磁性ステンレス材料を用いてアマチャ120と一体的に形成されており、後述する通路部材140の貫通路141に対して摺動自在に嵌合されるように円柱状に形成されている。
アマチャ120は、図2ないし図4に示すように、磁性ステンレス材料を用いてプランジャ110と一体的に形成されており、後述するインナーヨーク130の内周面132に摺動自在に嵌合するように円筒状に形成され、その内部を貫通する肉抜き部121及び3つの貫通孔122を備えている。3つの貫通孔122は、周方向において等間隔に形成されている。
肉抜き部121及び貫通孔122は、余剰の燃料及び発生したベーパを燃料タンク20に戻す戻し通路の一部を画定するものである。
アマチャ120は、図2ないし図4に示すように、磁性ステンレス材料を用いてプランジャ110と一体的に形成されており、後述するインナーヨーク130の内周面132に摺動自在に嵌合するように円筒状に形成され、その内部を貫通する肉抜き部121及び3つの貫通孔122を備えている。3つの貫通孔122は、周方向において等間隔に形成されている。
肉抜き部121及び貫通孔122は、余剰の燃料及び発生したベーパを燃料タンク20に戻す戻し通路の一部を画定するものである。
このように、アマチャ120は、その内部を軸線方向Lに貫通する肉抜き部121及び貫通孔122を画定するように形成されているため、インナーヨーク130の内部において、戻し通路136を確保しつつも、アマチャ120がインナーヨーク130の内周面132を摺動する際の摺動面を全周において均一に確保でき、摺動抵抗を減らしつつアマチャ120をより円滑に作動させることができる。
そして、プランジャ110は、アマチャ120と一体的に移動して、貫通路141の下方に画定される圧送室Cに対して、上方の休止位置に戻る際に燃料を吸引する吸引行程を行い、下方に移動する際に圧送室Cの燃料を圧縮して圧送する圧送行程を行うようになっている。
ここでは、アマチャ120及びプランジャ110は、同一材料により一体成形されているため、組付け工数の削減、部品点数の削減、コストの低減等を達成できる。
ここでは、アマチャ120及びプランジャ110は、同一材料により一体成形されているため、組付け工数の削減、部品点数の削減、コストの低減等を達成できる。
インナーヨーク130は、図2及び図3に示すように、磁路として機能する磁性材料を用いて、外周面131及び内周面132を画定する円筒状に形成されており、その軸線方向Lの略中間領域において、外周面131の一部が外側に向けて末広がり状の台形断面をなすように肉抜きされた環状ギャップ溝133、その上端においてリターンホース50を接続するためのコネクタ134、その下端において通路部材140を連結する連結部135等を備えている。
そして、インナーヨーク130は、その内部において、余剰の燃料及び発生したベーパを燃料タンク20に戻す戻し通路136を画定している。
尚、インナーヨーク130の上方領域の内部には、アマチャ120を当接させて停止させる休止位置を規定する円筒状のストッパ137が設けられている。ストッパ137は、戻し通路136の一部を画定している。
尚、インナーヨーク130の上方領域の内部には、アマチャ120を当接させて停止させる休止位置を規定する円筒状のストッパ137が設けられている。ストッパ137は、戻し通路136の一部を画定している。
このように、円筒状のインナーヨーク130は、その内部において、戻し通路136を画定するように形成されているため、戻し通路をインナーヨーク130とコイル200の間に設ける場合に比べて、インナーヨーク130とコイル200を接近させて配置できるため、磁路を短くしつつ磁気損失を抑制して、発生する電磁力(推力)を大きくすることができ、又、ベーパを排出するための戻し通路136を確保しつつも、装置の小径化、小型化等を達成することができる。
通路部材140は、図2及び図3、図5に示すように、非磁性のステンレス材料を用いて略多段円筒状に形成され、プランジャ110を摺動自在に嵌合させる円形断面をなす貫通路141、貫通路141の側面から径方向に貫通する貫通孔141a、貫通孔141aよりも上方位置において貫通路141の側面から径方向に貫通する排出口141b、貫通孔141aの外側に形成された凹状の第1弁室142、排出口141bの外側に形成された凹状の第2弁室143、上端においてインナーヨーク130の連結部135を嵌合する円筒部144、リターンスプリング180の下端部を支持する上面部145、第2弁室143から上面部145に向けて貫通する排出通路146、後述する供給通路221aと戻し通路136を連通する連通路147、排出通路146と連通路147を隔離する隔壁148、フィルタ部材150を外嵌させる外周面149a、フィルタ部材150を担持する環状フランジ149b、噴射ノズル300を嵌合して固定するための円形断面をなす嵌合凹部149c等を備えている。
貫通路141は、貫通孔141a及び排出口141bが設けられた近傍領域においては、燃料を吸引して圧送する圧送室Cを画定するようになっている。
第1弁室142は、インレットチェックバルブ160(第1弁体)を嵌合させて収容するように形成されている。
第2弁室143には、スピルバルブ170(第2弁体)を嵌合させて収容するように形成されている。
第1弁室142は、インレットチェックバルブ160(第1弁体)を嵌合させて収容するように形成されている。
第2弁室143には、スピルバルブ170(第2弁体)を嵌合させて収容するように形成されている。
円筒部144は、インナーヨーク130の連結部135(内周面)に嵌合されて、貫通路141の軸心とインナーヨーク130の戻し通路136の軸心を同軸L上に位置決めするようになっている。
上面部145は、平坦に形成されており、リターンスプリング180の下端部を支持すると共に戻し通路136の下端、排出通路146の上端、連通路147の上端、隔壁148の上端をそれぞれ画定している。
上面部145は、平坦に形成されており、リターンスプリング180の下端部を支持すると共に戻し通路136の下端、排出通路146の上端、連通路147の上端、隔壁148の上端をそれぞれ画定している。
排出通路146は、図2及び図5に示すように、排出口141bから排出された燃料又はベーパ(ベーパ混じりの燃料)を戻し通路136に導くべく、排出口141bの近傍において鉛直方向の略上方に向けて伸長するように形成されている。
このように、排出通路146は、排出口141bの近傍に形成されているため、圧送室Cから排出口141bを通して導き出されたベーパを、排出口141b及びその直近下流近傍に留まらせることなく、即座に排出通路146を通して戻し通路136に向けて排出することができる。
また、排出通路146は、鉛直方向の略上方に向けて伸長するように形成されているため、排出口141bから排出されたベーパを、その上昇力を利用して、排出通路146から戻し通路136に向けて効率よく排出することができる。
このように、排出通路146は、排出口141bの近傍に形成されているため、圧送室Cから排出口141bを通して導き出されたベーパを、排出口141b及びその直近下流近傍に留まらせることなく、即座に排出通路146を通して戻し通路136に向けて排出することができる。
また、排出通路146は、鉛直方向の略上方に向けて伸長するように形成されているため、排出口141bから排出されたベーパを、その上昇力を利用して、排出通路146から戻し通路136に向けて効率よく排出することができる。
連通路147は、図3に示すように、後述する供給通路221a内の余剰の燃料又は発生したベーパを戻し通路136に導くべく、インナーヨーク130との連結領域において、供給通路221aから戻し通路136に斜め上方に向うように2つ形成されている。
隔壁148は、図3に示すように、後述する供給口161a及び排出口141bよりも上方の所定高さに位置する上面部145まで延在して、排出通路146を連通路147から隔離した状態で、排出通路146と連通路147をそれぞれ戻し通路136に連通させるように形成されている。
すなわち、隔壁148は、排出口141bから流れ出たベーパが排出通路146及び連通路147を経て再び供給口161aに吸い込まれるのを防止できるように、かつ、供給口161aの上流側に発生したベーパが連通路147及び排出通路146を経て排出口141bから圧送室C内に吸い込まれるのを防止できるように、鉛直方向において所定の高さをなすように形成されている。
ここでは、図3に示すように、装置の軸線方向Lが上下方向(鉛直方向)に向う状態において、隔壁148が排出通路146を連通路147から隔離するように形成されているが、軸線方向Lが鉛直方向(重力方向)に対して所定角度傾斜した状態で装置が二輪車等に装着された場合においても、隔壁148は、排出口141b→排出通路146→連通路147→供給口161aへのベーパの流れ、及び、供給口161aの上流側→連通路147→排出通路146→排出口141bへのベーパの流れを防止できるように、鉛直方向(重力方向)において所定の高さをなすように形成されている。
隔壁148は、図3に示すように、後述する供給口161a及び排出口141bよりも上方の所定高さに位置する上面部145まで延在して、排出通路146を連通路147から隔離した状態で、排出通路146と連通路147をそれぞれ戻し通路136に連通させるように形成されている。
すなわち、隔壁148は、排出口141bから流れ出たベーパが排出通路146及び連通路147を経て再び供給口161aに吸い込まれるのを防止できるように、かつ、供給口161aの上流側に発生したベーパが連通路147及び排出通路146を経て排出口141bから圧送室C内に吸い込まれるのを防止できるように、鉛直方向において所定の高さをなすように形成されている。
ここでは、図3に示すように、装置の軸線方向Lが上下方向(鉛直方向)に向う状態において、隔壁148が排出通路146を連通路147から隔離するように形成されているが、軸線方向Lが鉛直方向(重力方向)に対して所定角度傾斜した状態で装置が二輪車等に装着された場合においても、隔壁148は、排出口141b→排出通路146→連通路147→供給口161aへのベーパの流れ、及び、供給口161aの上流側→連通路147→排出通路146→排出口141bへのベーパの流れを防止できるように、鉛直方向(重力方向)において所定の高さをなすように形成されている。
このように、通路部材140(筒体)は、圧送室C、排出口141b、第1弁室142、第2弁室143、連通路147、隔壁148、及び排出通路146を一体的に画定するように形成されているため、これら相互間の配置関係を高精度に位置決めすることができ、特に、連通路147の上流側に位置する供給通路221aに通じる後述の供給口161a及び排出通路146の排出口141bと、両者を隔離する隔壁148の相互間の高さ関係を所望の高さ寸法となるように高精度に設定ないし管理することができる。
また、通路部材140が非磁性ステンレス材料により形成されているため、コイル200への通電により発生した磁力線がこの領域(通路部材140)まで流れ込むのを遮断でき、インナーヨーク130及び後述するアウターヨーク210により形成される短い磁路内を流れさせることができる。
また、通路部材140が非磁性ステンレス材料により形成されているため、コイル200への通電により発生した磁力線がこの領域(通路部材140)まで流れ込むのを遮断でき、インナーヨーク130及び後述するアウターヨーク210により形成される短い磁路内を流れさせることができる。
フィルタ部材150は、図2及び図3、図5に示すように、樹脂材料を用いて形成され、ゴミ等の混入物又はベーパを燃料から分離するフィルタ151、連通路147に連通する連通孔152を備えている。フィルタ部材150は、筒状部材140の外周面149aに外嵌され、その下端が環状フランジ149bに担持され、その上端が後述するケース220の内周面223に嵌合されたOリングを押圧するようにして組み込まれるようになっている。
そして、フィルタ部材150は、後述する供給通路221a内の燃料に含まれるゴミ等の混入物又は発生したベーパを燃料から分離するようになっている。
そして、フィルタ部材150は、後述する供給通路221a内の燃料に含まれるゴミ等の混入物又は発生したベーパを燃料から分離するようになっている。
インレットチェックバルブ160(第1弁体)は、図2及び図3、図5に示すように、第1弁室142に嵌合されると共に供給口161a及び貫通孔161bを画定するスリーブ161、スリーブ161内に配置されて供給口161aを開閉する球状の弁162、弁162を閉弁方向に付勢する圧縮型のスプリング163等により形成されている。
そして、インレットチェックバルブ160は、プランジャ110の吸引行程において(弁162が供給口161aを開放することで)、所定圧力以上の燃料が、供給口161a→貫通孔161b→貫通孔141aを通して、圧送室C内に流れ込むのを許容すると共に、プランジャ110の圧送行程において(弁162が供給口161aを閉鎖することで)、供給口161aから外部(供給通路221a又は連通路147)に燃料が流れ出るのを規制するようになっている。
そして、インレットチェックバルブ160は、プランジャ110の吸引行程において(弁162が供給口161aを開放することで)、所定圧力以上の燃料が、供給口161a→貫通孔161b→貫通孔141aを通して、圧送室C内に流れ込むのを許容すると共に、プランジャ110の圧送行程において(弁162が供給口161aを閉鎖することで)、供給口161aから外部(供給通路221a又は連通路147)に燃料が流れ出るのを規制するようになっている。
スピルバルブ170(第2弁体)は、図2及び図3、図5に示すように、第2弁室143に嵌合されると共に排出通路146に連通する連通孔171aを画定する有底状のスリーブ171、スリーブ171内に配置されて排出口141bを開閉する球状の弁172、弁172を閉弁方向に付勢する圧縮型のスプリング173等により形成されている。
そして、スピルバルブ170は、プランジャ110の吸引行程において(弁172が排出口141bを閉鎖することで)、排出通路146から排出口141bを通して、圧送室C内に燃料又はベーパが流れ込むのを規制すると共に、プランジャ110の圧送行程の初期領域において(弁172が排出口141bを開放することで)、排出口141bから排出通路146を経て戻し通路136に燃料又はベーパが流れ出るのを許容するようになっている。
そして、スピルバルブ170は、プランジャ110の吸引行程において(弁172が排出口141bを閉鎖することで)、排出通路146から排出口141bを通して、圧送室C内に燃料又はベーパが流れ込むのを規制すると共に、プランジャ110の圧送行程の初期領域において(弁172が排出口141bを開放することで)、排出口141bから排出通路146を経て戻し通路136に燃料又はベーパが流れ出るのを許容するようになっている。
このように、プランジャ110の圧送行程の初期領域においてのみ開弁しかつプランジャ110の吸引行程においては閉弁するスピルバルブ170を設けたことにより、隔壁148と協働して、供給通路221a内に発生したベーパが排出通路146及び排出口141bを経て再び圧送室Cに吸引されるのを、より確実に防止することができる。
リターンスプリング180は、図2及び図3に示すように、圧縮型のコイルスプリングであり、インナーヨーク130の下方空間に収容されて、その上端部がアマチャ120の下面部に当接され、その下端部が通路部材140の円筒部144の内側において上面部145に当接され、所定の圧縮代に圧縮された状態で装着されている。
そして、リターンスプリング180は、コイル200が通電されたときアマチャ120(及びプランジャ110)が下方に移動するのを許容すると共に、コイル200が非通電のときアマチャ120(及びプランジャ110)を上方の休止位置(ストッパ137に当接する位置)に復帰させるように付勢力を及ぼしている。
そして、リターンスプリング180は、コイル200が通電されたときアマチャ120(及びプランジャ110)が下方に移動するのを許容すると共に、コイル200が非通電のときアマチャ120(及びプランジャ110)を上方の休止位置(ストッパ137に当接する位置)に復帰させるように付勢力を及ぼしている。
ボビン190は、図2及び図3に示すように、樹脂材料を用いて、中央に円形断面の貫通路191、外周面に矩形断面の環状溝192を画定するように形成されている。
貫通路191には、図2及び図3に示すように、インナーヨーク130が嵌合して取り付けられ、環状溝192には励磁用のコイル200が巻回されている。
貫通路191には、図2及び図3に示すように、インナーヨーク130が嵌合して取り付けられ、環状溝192には励磁用のコイル200が巻回されている。
アウターヨーク210は、図2及び図3に示すように、磁路として機能する磁性材料を用いて、ボビン190を上下方向において挟む上側ヨーク211及び下側ヨーク212、上側ヨーク211と下側ヨーク212を接続するべく上下方向(軸線方向L)に伸長する2つの縦ヨーク213を画定するように形成されている。
すなわち、アウターヨーク210は、インナーヨーク130と協働して磁路を形成すると共に、磁気損失を抑制できると共に発生する電磁力(推力)を大きくすることができるように形成されている。これにより、プランジャ110の応答性を高めることができ、噴射ノズル300から噴射される噴射量の精度を向上させることができる。
すなわち、アウターヨーク210は、インナーヨーク130と協働して磁路を形成すると共に、磁気損失を抑制できると共に発生する電磁力(推力)を大きくすることができるように形成されている。これにより、プランジャ110の応答性を高めることができ、噴射ノズル300から噴射される噴射量の精度を向上させることができる。
ケース220は、図2及び図3に示すように、コイル200を巻回したボビン190及びアウターヨーク210を一体的に組み込んだ状態で、樹脂材料を用いて成型(モールド)されており、燃料を供給する供給通路221aを画定する供給パイプ221、コネクタ222、Oリングを嵌合させるべくインナーヨーク130の外周面131よりも大きい径をなす内周面223等を備えている。
供給パイプ221は、図1に示すように、燃料タンク20から燃料を供給するべく、フィードホース30に接続されるようになっている。
供給通221aは、フィルタ部材150(及び供給口161a)よりも上流側において、連通路147を介して、インナーヨーク130内の戻し通路136に連通するように形成されている。
供給パイプ221は、図1に示すように、燃料タンク20から燃料を供給するべく、フィードホース30に接続されるようになっている。
供給通221aは、フィルタ部材150(及び供給口161a)よりも上流側において、連通路147を介して、インナーヨーク130内の戻し通路136に連通するように形成されている。
すなわち、供給通路221aから供給された燃料の一部は、プランジャ110の吸引行程において、フィルタ部材150及び供給口161aを経て、圧送室C内に流れ込み、余剰の燃料及びフィルタ部材150の上流側で発生したベーパは、連通路147を経て、戻し通路136を通り抜け、リターンホース50を介して燃料タンク20に戻されるようになっている。
噴射ノズル300は、図2及び図3に示すように、通路部材140の嵌合凹部149cに嵌合されるべく筒状に形成されたノズルボデー310、圧送室Cの下端に形成された吐出通路311、吐出通路311からの流出のみを許容するチェックバルブ320(すなわち、弁321、弁321を閉弁方向に付勢するスプリング322)、燃料が所定圧力以上のとき開弁するポペットバルブ330(すなわち、ポペット弁331、ポペット弁331を閉弁方向に付勢するスプリング332)等を備えている。
次に、上記燃料噴射装置の動作について説明する。
先ず、アマチャ120(及びプランジャ110)が休止位置にある状態において、コイル200が通電されると、電磁駆動力が発生して、休止位置にあるプランジャ110は、リターンスプリング180の付勢力に抗して下向きに移動し始めて、圧送室C内の燃料を加圧しつつ圧送行程を開始する。
そして、この圧送行程の初期領域においては、図5(a)に示すように、圧送される燃料が所定の圧力(与圧)以上になるとスピルバルブ170が開弁して排出口141bを開放し、ベーパ混じりの燃料が排出通路146から戻し通路136(さらには、リターンホース50→燃料タンク20)に向けて排出される。
すなわち、排出通路146は、隔壁148を介して、連通路147と隔離されているため、排出通路146を通り抜けたベーパが、連通路147を通って供給口161aの直近上流に流れ込み、吸引行程の際に再び供給口161aから圧送室C内に吸引されるのを防止することができる。
先ず、アマチャ120(及びプランジャ110)が休止位置にある状態において、コイル200が通電されると、電磁駆動力が発生して、休止位置にあるプランジャ110は、リターンスプリング180の付勢力に抗して下向きに移動し始めて、圧送室C内の燃料を加圧しつつ圧送行程を開始する。
そして、この圧送行程の初期領域においては、図5(a)に示すように、圧送される燃料が所定の圧力(与圧)以上になるとスピルバルブ170が開弁して排出口141bを開放し、ベーパ混じりの燃料が排出通路146から戻し通路136(さらには、リターンホース50→燃料タンク20)に向けて排出される。
すなわち、排出通路146は、隔壁148を介して、連通路147と隔離されているため、排出通路146を通り抜けたベーパが、連通路147を通って供給口161aの直近上流に流れ込み、吸引行程の際に再び供給口161aから圧送室C内に吸引されるのを防止することができる。
続いて、プランジャ110がさらに移動することにより圧送行程の後期領域に入ると、図5(b)に示すように、プランジャ110の側面が排出口141bを閉塞すると同時に、圧送室C内の燃料をさらに昇圧させる。
そして、圧送室C内の燃料が所定の圧力に上昇した時点で、チェックバルブ320が開弁し、所定圧力以上の燃料が、ポペットバルブ330を開弁させると同時にエンジンEの吸気通路内に噴射される。
そして、圧送室C内の燃料が所定の圧力に上昇した時点で、チェックバルブ320が開弁し、所定圧力以上の燃料が、ポペットバルブ330を開弁させると同時にエンジンEの吸気通路内に噴射される。
一方、燃料噴射後においてコイル200への通電が断たれると、リターンスプリング180の付勢力により、プランジャ110及びアマチャ120は上方に向けて移動し始める。このとき、インレットチェックバルブ160が開弁して吸引行程が開始され、供給通路221a内の燃料がフィルタ部材150を経て、供給口161aから貫通孔161b,141aを経て圧送室C内に吸引される。
このとき、燃料内に発生したベーパは、フィルタ部材150により積極的に分離されて、連通路136から戻し通路136に(さらには、リターンホース50→燃料タンク20)に向けて排出される。
このとき、燃料内に発生したベーパは、フィルタ部材150により積極的に分離されて、連通路136から戻し通路136に(さらには、リターンホース50→燃料タンク20)に向けて排出される。
ここで、連通路147は、隔壁148を介して、排出通路146と隔離されているため、連通路147を通り抜けたベーパが、排出通路146を通って排出口141bの直近に流れ込み、再び排出口141bから圧送室C内に流れ込むのを防止することができる。
噴射ノズル300からの燃料の噴射においては、上記プランジャポンプ100による圧送行程及び吸引行程からなる一連の動作が連続的に繰り返されることになる。
噴射ノズル300からの燃料の噴射においては、上記プランジャポンプ100による圧送行程及び吸引行程からなる一連の動作が連続的に繰り返されることになる。
このように、上記燃料供給装置によれば、圧送室Cから排出通路146に流出したベーパは、連通路147及び供給通路221aに流れ込んで再び圧送室Cに吸引されることなく、戻し通路136を通して確実に排出され、又、供給通路221a内に発生したベーパは、排出通路146に流れ込んで再び圧送室Cに吸引されることなく、戻し通路136を通して確実に排出されるため、圧送室C内の燃料に混入したベーパが効率良く排出され、特に高温時において安定した高精度の燃料噴射を行うことができる。
上記実施形態においては、プランジャ110を電磁駆動により駆動する手法を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、プランジャ110をその軸線方向に往復動させて燃料の吸引及び圧送を行わせるものであれば、その他の駆動源を適用してもよい。
上記実施形態においては、プランジャ110とアマチャ120を同一材料で一体的に形成した場合を示したが、これに限定されるものではなく、プランジャ110をその他の軽量材料により別個に形成した後に、アマチャに接合してもよい。
上記実施形態においては、プランジャ110とアマチャ120を同一材料で一体的に形成した場合を示したが、これに限定されるものではなく、プランジャ110をその他の軽量材料により別個に形成した後に、アマチャに接合してもよい。
上記実施形態においては、筒体として通路部材140を採用し、この通路部材140に対して、圧送室C、排出口141b、第1弁室142、第2弁室143、連通路147、隔壁148、及び排出通路146を一体的に形成した場合を示したが、これに限定されるものではなく、別々に形成してもよく、供給口161a及び排出口141bよりも鉛直方向の上方まで延在する隔壁を設け、この隔壁により、排出通路146と連通路147を隔離しつつ戻し通路136に連通するように形成されていれば、その他の形態を適用してもよい。
上記実施形態においては、戻し通路として、インナーヨーク130の内部に設けた戻し通路136を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、従来のようにインナーヨークとボビンの間に戻し通路を設けた構成において、本発明を採用してもよい。
上記実施形態においては、第2弁体としてのスピルバルブ170を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、スピルバルブ170を廃止した構成においても、本発明の構成を採用することができる。
上記実施形態においては、第2弁体としてのスピルバルブ170を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、スピルバルブ170を廃止した構成においても、本発明の構成を採用することができる。
以上述べたように、本発明の燃料噴射装置は、部品点数の削減、構造の簡素化、小型化、低コスト化、組付け性の改善等を達成しつつ、発生したベーパ等を効率良く排出することができ、特に高温時に高精度で安定した燃料噴射を行うことができるため、二輪車等に搭載される小型エンジンにおける電子制御型の燃料噴射装置として適用できるのは勿論のこと、二輪車以外の軽車両、あるいは、小型化が要求されないその他の車両等に搭載されるエンジンにおいても有用である。
E エンジン
20 燃料タンク
30 フィードホース
40 低圧フィルタ
50 リターンホース
60 コントロールユニット
L 軸線方向
100 プランジャポンプ
110 プランジャ
120 アマチャ
121 肉抜き部(戻し通路)
122 貫通孔(戻し通路)
130 インナーヨーク(円筒状のヨーク)
131 外周面
132 内周面
133 環状ギャップ溝
134 コネクタ
135 連結部
136 戻し通路
137 ストッパ
140 通路部材(筒体)
141 貫通路
C 圧送室
141a 貫通孔
141b 排出口
142 第1弁室
143 第2弁室
144 円筒部
145 上面部
146 排出通路
147 連通路
148 隔壁
150 フィルタ部材
151 フィルタ
152 連通孔
160 インレットチェックバルブ(第1弁体)
161 スリーブ
161a 供給口
161b 貫通孔
162 弁
163 スプリング
170 スピルバルブ(第2弁体)
171 スリーブ
171a 連通孔
172 弁
173 スプリング
180 リターンスプリング
190 ボビン
200 励磁用のコイル
210 アウターヨーク
220 ケース
221 供給パイプ
221a 供給通路
222 コネクタ
300 噴射ノズル
310 ノズルボデー
311 吐出通路
320 チェックバルブ
330 ポペットバルブ
20 燃料タンク
30 フィードホース
40 低圧フィルタ
50 リターンホース
60 コントロールユニット
L 軸線方向
100 プランジャポンプ
110 プランジャ
120 アマチャ
121 肉抜き部(戻し通路)
122 貫通孔(戻し通路)
130 インナーヨーク(円筒状のヨーク)
131 外周面
132 内周面
133 環状ギャップ溝
134 コネクタ
135 連結部
136 戻し通路
137 ストッパ
140 通路部材(筒体)
141 貫通路
C 圧送室
141a 貫通孔
141b 排出口
142 第1弁室
143 第2弁室
144 円筒部
145 上面部
146 排出通路
147 連通路
148 隔壁
150 フィルタ部材
151 フィルタ
152 連通孔
160 インレットチェックバルブ(第1弁体)
161 スリーブ
161a 供給口
161b 貫通孔
162 弁
163 スプリング
170 スピルバルブ(第2弁体)
171 スリーブ
171a 連通孔
172 弁
173 スプリング
180 リターンスプリング
190 ボビン
200 励磁用のコイル
210 アウターヨーク
220 ケース
221 供給パイプ
221a 供給通路
222 コネクタ
300 噴射ノズル
310 ノズルボデー
311 吐出通路
320 チェックバルブ
330 ポペットバルブ
Claims (8)
- 往復動により燃料を圧送及び吸引するプランジャと、前記プランジャを摺動自在に収容して燃料の圧送室を画定する筒体と、前記圧送室に連通し得る供給口をもつ燃料の供給通路と、前記供給通路内の燃料が前記圧送室へ流入するのを許容する第1弁体と、燃料の一部を元に戻し得る戻し通路と、前記供給通路と前記戻し通路を連通する連通路と、前記圧送室内の燃料を前記戻し通路に排出するべく前記筒体の側面に排出口をもつ排出通路と、前記圧送室の下流側に配置され圧送された所定圧力以上の燃料を噴射する噴射ノズルを備え、前記プランジャは、圧送行程の初期領域で前記排出口を開放しかつ前記初期領域以外の後期領域で前記排出口を閉塞して燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
前記排出通路は、前記供給口及び排出口よりも上方の所定位置まで延在する隔壁により前記連通路から隔離されて、前記戻し通路に連通するように形成されている、
ことを特徴とする燃料噴射装置。 - 前記圧送室内の燃料が前記排出通路へ流出するのを許容する第2弁体を含む、
ことを特徴とする請求項1記載の燃料噴射装置。 - 前記筒体は、前記第1弁体を収容する第1弁室、前記第2弁体を収容する第2弁室、前記連通路、前記隔壁、及び前記排出通路を、一体的に画定するように形成されている、
ことを特徴とする請求項2記載の燃料噴射装置。 - 前記プランジャと一体的に電磁駆動されるアマチャと、前記アマチャ及びプランジャを往復動自在に収容すると共に前記筒体に連結された円筒状のヨークを有し、
前記ヨークは、その内部において、前記戻し通路を画定するように形成されている、
ことを特徴とする請求項3記載の燃料噴射装置。 - 前記アマチャ及び前記プランジャは、同一材料により一体成形されている、
ことを特徴とする請求項4記載の燃料噴射装置。 - 前記戻し通路は、前記アマチャの内部を軸線方向に貫通するように形成されている、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の燃料噴射装置。 - 前記排出通路は、前記排出口から排出された燃料を前記戻し通路に導くべく、前記排出口の近傍において前記ヨークの内部に連通するように形成されている、
ことを特徴とする請求項4ないし6いずれかに記載の燃料噴射装置。 - 前記排出通路は、鉛直方向の略上方に向けて伸長するように形成されている、
ことを特徴とする請求項7記載の燃料噴射装置。
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