JP2008208825A - インジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】一枚のプレート１６に流入流路２３を設けるインジェクタ１において、流入流路２３におけるバリ発生の確認およびバリの除去を容易にし、さらに、入口オリフィス４３の径および長さの計測を容易にすることにある。
【解決手段】プレート１６には、流入流路２３、流出流路２４及び高圧流路２５が、一端面２１及び他端面２２に開口するように直線的に貫通して設けられている。そして、一端面２１には流入流路２３の開口部４６と高圧流路２５の開口部４７とを連通する溝４８が流出流路２４の開口部３９を避けて環状に設けられ、高圧流路２５、溝４８及び流入流路２３を介して背圧室に高圧の燃料が流入する。このため、流入流路２３の観察が容易になるので、流入流路２３におけるバリ発生の確認およびバリの除去が容易になり、さらに入口オリフィス４３の径および長さを容易に計測することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンに燃料を噴射するインジェクタに関する。

従来から、ノズルニードルの一端側に背圧室を形成し、この背圧室に燃料を流出入させることで背圧室の燃料圧（以下、背圧と呼ぶ）を操作してノズルニードルに噴孔を開閉させるインジェクタが公知である。

従来のインジェクタ１００は、図６に示すように、ノズルニードル１０１に閉方向に作用する付勢力（主に、背圧による付勢力とスプリング１０２による付勢力の合力）と、開方向に作用する付勢力（主に、ノズル室１０３の燃料圧による付勢力）とのバランスにより噴孔１０４が開閉される。

すなわち、背圧室１０６には、燃料供給源から燃料を流入させるための流入流路１０７、および背圧室１０６から燃料を流出させるための流出流路１０８が接続しており、各々にオリフィス（入口オリフィス１０９、出口オリフィス１１０）が設けられている。ここで、入口オリフィス１０９及び出口オリフィス１１０は、入口オリフィス１０９よりも出口オリフィス１１０の方が流量が大きくなるように設けられている。

そして、電磁弁１１３が作動すると、流出流路１０８が開放されて背圧室１０６から燃料が流出し、背圧が低下する。このため、ノズルニードル１０１に閉方向に作用する付勢力が、開方向に作用する付勢力よりも弱くなり、ノズルニードル１０１が開方向に駆動され、噴孔１０４が開放される。

また、電磁弁１１３が作動を停止すると、流出流路１０８が閉鎖されて背圧室１０６からの燃料の流出が停止し、背圧が上昇する。このため、ノズルニードル１０１に閉方向に作用する付勢力が、開方向に作用する付勢力よりも強くなり、ノズルニードル１０１が閉方向に駆動され、噴孔１０４が閉鎖される。

ところで、入口オリフィス１０９及び出口オリフィス１１０は、入口オリフィス１０９を含む流入流路１０７および出口オリフィス１１０を含む流出流路１０８とともに、本体ボディ１１４とは別の部材に設けられている。そして、この別の部材を一枚のプレート１１５とすることで、部品点数を減らすとともに、燃料のシール性を向上させている。

そして、プレート１１５における流入流路１０７は、図示右斜め上に向かい袋穴状に流路１１６を穿設し、図示左斜め上に向かい袋穴状に流路１１７を穿設し、さらに流路１１７の先端に入口オリフィス１０９を設け、入口オリフィス１０９を流路１１６に接続することで設けられる（特許文献１参照）。このため、入口オリフィス１０９と流路１１６との接続部にバリが発生する虞がある。そして、流路１１６が袋穴状に穿設されているため、バリ発生の確認及びバリの除去が困難であり、入口オリフィス１０９の径及び長さの計測も困難である。
特開２００３−９７３７８号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、一枚のプレートに入口オリフィスを含む流入流路を設けるインジェクタにおいて、流入流路におけるバリ発生の確認およびバリの除去、ならびに入口オリフィスの径および長さの計測を容易にすることにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のインジェクタは、ノズルニードルの一端側に背圧室を形成し、この背圧室に燃料を流出入させることで背圧室の燃料圧を操作してノズルニードルに噴孔を開閉させるものである。そして、背圧室の一端側に配される１つのプレートを備え、プレートの一端面及び他端面に開口するように直線的に貫通して設けられ、背圧室へ燃料を流入させる流入流路と、プレートの一端面及び他端面に開口するように直線的に貫通して設けられ、背圧室から燃料を流出させる流出流路と、プレートに２つの流路端を具備し、少なくとも一方の流路端がプレートの一端面に開口し、燃料供給源から受け入れた高圧の燃料が流れる高圧流路とが形成されている。

また、流入流路には、背圧室への燃料の流入流量を規制する入口オリフィスが設けられ、流出流路には、背圧室からの燃料の流出流量を規制する出口オリフィスが設けられ、プレートの一端面には流入流路の開口部と高圧流路の開口部とを連通する溝が流出流路の開口部を避けて設けられている。そして、高圧流路、溝及び流入流路を介して背圧室に高圧の燃料が流入し、流出流路を介して背圧室から燃料が流出する。

これにより、流入流路の観察が容易になる。このため、プレートに形成された流入流路におけるバリ発生の確認およびバリの除去が容易になり、さらに入口オリフィスの径および長さを容易に計測することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のインジェクタによれば、流入流路は溝に開口し、溝の幅は流入流路の開口径よりも大きい。
これにより、流入流路と溝との接続部でのバリの除去が容易になる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のインジェクタによれば、入口オリフィスよりも下流側の流入流路は、流路径が流路長よりも大きい。
これにより、入口オリフィスを通過した燃料が入口オリフィスの下流側の流路壁に沿うコアンダ効果を抑制することができる。このため、入口オリフィスの下流側の流入流路において、燃料の流量の変動が抑制されるので、燃料噴射に対する制御性能が向上する。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のインジェクタによれば、出口オリフィスは、入口オリフィスよりも流路抵抗が小さい。
これにより、流出流路の流路抵抗が流入流路の流路抵抗よりも小さくなるため、流出流路の開放により、確実に背圧を低下させることができる。

〔請求項５の手段〕
請求項５のインジェクタは、溝が流出流路の開口部の全周を囲う環状に設けられている。
これにより、溝の加工を旋盤で行うことができるので、加工コストを低減することができる。また、溝を流出流路の開口部の周囲に環状に設けることで、溝の燃料圧は全周において均等に作用する。このため、溝の周方向において燃料圧が偏って作用する部分がなくなるので、溝の燃料シール性が向上する。

〔請求項６の手段〕
請求項６のインジェクタは、高圧流路が、プレートの一端面及び他端面に開口するように直線的に貫通して設けられている。
これにより、高圧流路の観察が容易になる。このため、プレートに形成された高圧流路におけるバリ発生の確認およびバリの除去が容易になる。

最良の形態１のインジェクタは、ノズルニードルの一端側に背圧室を形成し、この背圧室に燃料を流出入させることで背圧室の燃料圧を操作してノズルニードルに噴孔を開閉させるものである。そして、背圧室の一端側に配される１つのプレートを備え、プレートの一端面及び他端面に開口するように直線的に貫通して設けられ、背圧室へ燃料を流入させる流入流路と、プレートの一端面及び他端面に開口するように直線的に貫通して設けられ、背圧室から燃料を流出させる流出流路と、プレートに２つの流路端を具備し、少なくとも一方の流路端がプレートの一端面に開口し、燃料供給源から受け入れた高圧の燃料が流れる高圧流路とが形成されている。

また、流入流路には、背圧室への燃料の流入流量を規制する入口オリフィスが設けられ、流出流路には、背圧室からの燃料の流出流量を規制する出口オリフィスが設けられ、プレートの一端面には流入流路の開口部と高圧流路の開口部とを連通する溝が流出流路の開口部を避けて設けられている。そして、高圧流路、溝、及び流入流路を介して背圧室に高圧の燃料が流入し、流出流路を介して背圧室から燃料が流出する。

また、流入流路は溝に開口し、溝の幅は流入流路の開口径よりも大きい。
また、出口オリフィスは、入口オリフィスよりも流路抵抗が小さい。
そして、溝は、流出流路の開口部の全周を囲う環状に設けられている。
また、高圧流路が、プレートの一端面及び他端面に開口するように直線的に貫通して設けられている。

最良の形態２のインジェクタは、入口オリフィスよりも下流側の流入流路は、流路径が流路長よりも大きい。

〔実施例１の構成〕
実施例１のインジェクタ１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
インジェクタ１は、図１に示すように、コモンレール（図示せず）等の燃料供給源から燃料を受け入れてノズル２に導く本体３と、本体３の一端側に組み付けられて噴孔開閉のアクチュエータとして機能する電磁弁４と、本体３の他端側に配されて燃料を噴射するノズル２とを備える。なお、電磁弁４は、ソレノイドコイル５への通電により作動して開弁する周知の構造を有する。

ノズル２は、他端に噴孔７が設けられるノズルボディ８、ノズルボディ８内に摺動自在に収容されるとともに噴孔７を開閉するノズルニードル９を有する。また、ノズルニードル９の一端には、本体ボディ１０に支持されるコマンドピストン１１が当接し、コマンドピストン１１の一端に背圧室１３が形成されている。

そして、背圧室１３の燃料圧（以下、背圧と呼ぶ）は、コマンドピストン１１を介してノズルニードル９を他端側（閉方向）へ付勢する。また、ノズルニードル９の他端側にはノズル室１４が形成され、ノズル室１４の燃料圧はノズルニードル９を一端側（開方向）へ付勢する。さらに、コマンドピストン１１の周囲にスプリング１５が配設され、ノズルニードル９を閉方向へ付勢している。

また、インジェクタ１は、背圧室１３の一端側に、本体ボディ１０とは別部材である略円板形状の一枚のプレート１６を備える。そして、プレート１６には、背圧室１３へ燃料を流入させる流入流路２３と、背圧室１３から燃料を流出させる流出流路２４と、コモンレールから受け入れた高圧の燃料が流れる高圧流路２５とが設けられている。

流入流路２３、流出流路２４及び高圧流路２５は、軸方向に対して平行に、かつ、プレート１６の一端面２１及び他端面２２に開口するように直線的に貫通して設けられている。そして、流入流路２３の他端側の開口部３６及び流出流路２４の他端側の開口部３７は背圧室１３に接続している。また、流出流路２４の一端側の開口部３９は電磁弁４により低圧流路４０に対して開閉され、高圧流路２５は他端側で本体３の高圧流路４２に接続している。

そして、流入流路２３には、背圧室１３への燃料の流入流量を規制する入口オリフィス４３が設けられ、流出流路２４には背圧室１３からの燃料の流出流量を規制する出口オリフィス４４が設けられている。なお、出口オリフィス４４は、入口オリフィス４３よりも流路抵抗が小さくなるように設けられている。

また、一端面２１には、流入流路２３の開口部４６と高圧流路２５の開口部４７とを連通する溝４８が、開口部３９を避けて設けられている。また、溝４８は、開口部３９を中心として、開口部３９の全周を囲う環状に設けられている。さらに、溝４８は、その幅が開口部４６の開口径よりも大きくなるように設けられている。

以上の構成により、コモンレールから導かれた高圧の燃料は高圧流路４２、２５を介してプレート１６の一端側に導かれ、プレート１６の一端側で、溝４８を介して開口部４７から開口部４６に導かれ、さらに、流入流路２３を介してプレート１６の他端側に（つまり、背圧室１３に）導かれる。
また、背圧室１３の燃料は流出流路２４を介してプレート１６の一端側に（つまり、電磁弁４に）導かれる。

これにより、電磁弁４が作動すると、流出流路２４が低圧流路４０に対して開放され、背圧室１３から燃料が流出する。このとき、流出流路２４からの燃料の流出流量の方が、高圧流路２５、溝４８及び流入流路２３を介する背圧室１３への燃料の流入流量よりも大きいため、背圧が低下する。この結果、ノズルニードル９に閉方向に作用する付勢力（主に、背圧による付勢力とスプリング１５による付勢力の合力）が、開方向に作用する付勢力（主に、ノズル室１４の燃料圧による付勢力）よりも弱くなり、ノズルニードル９が開方向に駆動され、噴孔７が開放される。

また、電磁弁４が作動を停止すると、流出流路２４が閉鎖されて背圧室１３からの燃料の流出が停止する。そして、高圧流路２５、溝４８、及び流入流路２３を介する背圧室１３への高圧の燃料の流入により、背圧が上昇する。このため、ノズルニードル９に閉方向に作用する付勢力が、開方向に作用する付勢力よりも強くなり、ノズルニードル９が閉方向に駆動され、噴孔７が閉鎖される。

〔実施例１の効果〕
実施例１のインジェクタ１は、流入流路２３が、プレート１６の一端面２１及び他端面２２に開口するように直線的に貫通して設けられている。このため、流入流路２３の観察が容易になり、流入流路２３におけるバリ発生の確認およびバリの除去が容易になり、さらに、入口オリフィス４３の径および長さを容易に計測することができる。

また、実施例１のインジェクタ１では、流入流路２３は溝４８に開口し、溝４８の幅は流入流路２３の開口径よりも大きい。これにより、流入流路２３と溝４８との接続部でのバリの除去が容易になる。

また、実施例１のインジェクタ１では、溝４８が開口部３９の全周を囲う環状に設けられている。
これにより、溝４８の加工を旋盤で行うことができるので、加工コストを低減することができる。また、溝４８を開口部３９の周囲に環状に設けることで、溝４８の燃料圧は全周において均等に作用する。このため、溝４８の周方向において燃料圧が偏って作用する部分がなくなるので、溝４８の燃料シール性が向上する。

また、実施例１のインジェクタ１では、高圧流路２５が、プレート１６の一端面２１及び他端面２２に開口するように直線的に貫通して設けられている。
これにより、高圧流路２５の観察が容易になる。このため、プレート１６に形成された高圧流路２５におけるバリ発生の確認およびバリの除去が容易になる。

実施例２のインジェクタ１によれば、図３に示すように、入口オリフィス４３よりも下流側の流入流路２３は、流路径Ｄが流路長Ｈよりも大きい。これにより、入口オリフィス４３を通過した燃料が入口オリフィス４３の下流側の流路壁に沿うコアンダ効果を抑制することができる。このため、流入流路２３において入口オリフィス４３の下流側の流量の変動が抑制されるので、燃料噴射に対する制御性能が向上する。

実施例３のインジェクタ１によれば、図４に示すように、高圧流路２５が、軸方向に対して傾斜し、かつ、プレート１６の一端面２１及び他端面２２に開口するように直線的に貫通して設けられている。
これにより、軸方向に対する高圧流路２５の傾斜角を自在に設定することで、高圧流路２５の他端面２２における開口部５０の位置、つまり、プレート１６への高圧の燃料の導入口の位置を自由に設定できる。

実施例４のインジェクタ１によれば、図５に示すように、流入流路２３が、軸方向に対して傾斜し、かつ、プレート１６の一端面２１及び他端面２２に開口するように直線的に貫通して設けられている。
これにより、軸方向に対する流入流路２３の傾斜角を自在に設定することで、開口部３６の開口範囲を自由に設定できる。このため、プレート１６の他端面２２における燃料シール性の設定が容易になる。

〔変形例〕
実施例１〜４のインジェクタ１では、流出流路２４が、軸方向に対して平行に、かつ、プレート１６の一端面２１及び他端面２２に開口するように直線的に貫通して設けられていたが、流出流路２４を軸方向に対して傾斜して設けてもよい。
また、実施例３のインジェクタ１では、高圧流路２５のみが傾斜して設けられており、実施例４のインジェクタ１では、流入流路２３のみが傾斜して設けられていたが、流入流路２３、流出流路２４、高圧流路２５の内の２流路を軸方向に対して傾斜して設けてもよく、３流路の全てを軸方向に対して傾斜して設けてもよい。

インジェクタの全体構成図である（実施例１）。 （ａ）はプレートの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。 （ａ）はプレートの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（実施例２）。 （ａ）はプレートの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である（実施例３）。 （ａ）はプレートの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である（実施例４）。 （ａ）はインジェクタの全体構成図であり、（ｂ）はプレートの断面図である（従来例）。

符号の説明

１ インジェクタ
２ ノズル
３ 本体
７ 噴孔
９ ノズルニードル
１３ 背圧室
１６ プレート
２１ 一端面
２２ 他端面
２３ 流入流路
２４ 流出流路
２５ 高圧流路
３９ 流出流路の一端側の開口部
４３ 入口オリフィス
４４ 出口オリフィス
４６ 流入流路の一端側の開口部
４７ 高圧流路の一端側の開口部
４８ 溝

Claims (6)

1. ノズルニードルの一端側に背圧室を形成し、この背圧室に燃料を流出入させることで前記背圧室の燃料圧を操作して前記ノズルニードルに噴孔を開閉させるインジェクタにおいて、
   前記背圧室の一端側に配される１つのプレートを備え、
   前記プレートの一端面及び他端面に開口するように直線的に貫通して設けられ、前記背圧室へ燃料を流入させる流入流路と、
   前記プレートの一端面及び他端面に開口するように直線的に貫通して設けられ、前記背圧室から燃料を流出させる流出流路と、
   前記プレートに２つの流路端を具備し、少なくとも一方の流路端が前記プレートの一端面に開口し、燃料供給源から受け入れた高圧の燃料が流れる高圧流路とが形成され、
   前記流入流路には、前記背圧室への燃料の流入流量を規制する入口オリフィスが設けられ、
   前記流出流路には、前記背圧室からの燃料の流出流量を規制する出口オリフィスが設けられ、
   前記プレートの一端面には前記流入流路の開口部と前記高圧流路の開口部とを連通する溝が前記流出流路の開口部を避けて設けられ、
   前記高圧流路、前記溝、及び前記流入流路を介して前記背圧室に高圧の燃料が流入し、前記流出流路を介して前記背圧室から燃料が流出することを特徴とするインジェクタ。
2. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
   前記流入流路は前記溝に開口し、
   前記溝の幅は前記流入流路の開口径よりも大きいことを特徴とするインジェクタ。
3. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
   前記入口オリフィスよりも下流側の前記流入流路は、流路径が流路長よりも大きいことを特徴とするインジェクタ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインジェクタにおいて、
   前記出口オリフィスは、前記入口オリフィスよりも流路抵抗が小さいことを特徴とするインジェクタ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインジェクタにおいて、
   前記溝は、前記流出流路の開口部の全周を囲う環状に設けられていることを特徴とするインジェクタ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインジェクタにおいて、
   前記高圧流路は、前記プレートの一端面及び他端面に開口するように直線的に貫通して設けられていることを特徴とするインジェクタ。

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