JP2015137627A - インジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】コマンドピストンが摩耗した場合に、コマンドピストンの交換作業を容易に行えるインジェクタを提供する。
【解決手段】インジェクタ１は、コマンドピストン１５が摺動する摺動孔２１の内周面の表面硬度が、コマンドピストン１５の表面硬度よりも高い。これによれば、コマンドピストン１５と摺動孔２１の内周面との間の摺動による摩耗は主にコマンドピストン１５に生じて、摺動孔２１の摩耗がほとんど生じない。このため、コマンドピストン１５が摩耗したら、摩耗したコマンドピストン１５を抜き取って新しいコマンドピストン１５を摺動孔２１に挿入するだけでよく、摺動孔２１の径の調整は不要となる。従って、コマンドピストン１５の交換作業を容易に行える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタに関する。

従来より、インジェクタとして、ノズルボディと、ノズルニードルと、ノズルニードルの後端側にノズルニードルとは別体に設けられたコマンドピストンと、コマンドピストンが摺動する摺動孔が形成されたボディとを備えるものが知られている（例えば特許文献１参照）。

従来のインジェクタでは、コマンドピストンと摺動孔内周面との摩耗を低減すべく、コマンドピストンと摺動孔内周面との表面硬度を同等にしている。
しかし、劣悪な燃料の使用や燃料への異物混入等によって、摩耗が大きくなる場合がある。コマンドピストンと摺動孔内周面は表面硬度が同等であるため、それぞれ同程度摩耗する。

コマンドピストンと摺動孔内周面との摩耗が進むと、作動不良の原因にもなるため、インジェクタ自体の交換やコマンドピストンの交換を行う必要がある。

近年、市場修理では、コスト面の観点等から、インジェクタ自体の交換よりも、コマンドピストンの交換の要望がある。
しかし、従来のインジェクタでは、コマンドピストンだけでなく摺動孔内周面も同程度摩耗する。つまり、コマンドピストンの交換時期には摺動孔内周面も十分磨耗している。

このため、現在のコマンドピストン交換作業では、摩耗したコマンドピストンを抜き取り、摺動孔の特に摩耗した部分に合わせて内周面を切削して孔径を調整し、初期のコマンドピストンよりわずかに径大なコマンドピストンを挿入するという工程が必要となる。
すなわち、コマンドピストンの交換作業が簡易に行えないという問題がある。

特開２０１２−１１２２５９号公報

そこで、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、コマンドピストンが摩耗した場合に、コマンドピストンの交換作業を容易に行えるインジェクタを提供することにある。

本発明のインジェクタは、先端に噴孔が形成されたノズルボディと、ノズルボディ内に摺動自在に収容されて噴孔を開閉するノズルニードルと、ノズルニードルの後端側に、ノズルニードルとは別体に設けられたコマンドピストンと、コマンドピストンが摺動する摺動孔が形成されたボディとを備える。
摺動孔の内周面の表面硬度が、コマンドピストンの表面硬度よりも高い。

すなわち、本発明では、コマンドピストンを積極的に摩耗させて、摺動孔の内周面の摩耗を抑制する構成としている。
これによれば、コマンドピストンと摺動孔の内周面との間の摺動による摩耗は主にコマンドピストンに生じて、摺動孔の摩耗がほとんど生じない。このため、コマンドピストンが摩耗したら、摩耗したコマンドピストンを抜き取って新しいコマンドピストンを摺動孔に挿入するだけでよく、摺動孔の径の調整は不要となる。従って、コマンドピストンの交換作業を容易に行える。

インジェクタの全体構成図である（実施例１）。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例１〕
〔実施例１の構成〕
実施例１の構成を図１を用いて説明する。
インジェクタ１は、例えば、コモンレール（図示せず）等の燃料供給源から高圧の燃料を受け入れてエンジンの各気筒内に噴射するものであって、図１に示すように、燃料を噴射するノズル２と、コモンレールから受け入れた燃料をノズル２へ導く本体３と、ノズル２を動作させる電磁アクチュエータ４とを備える。

ノズル２は、先端に噴孔７が形成されたノズルボディ８と、ノズルボディ８内に摺動自在に収容されて噴孔７を開閉するノズルニードル９とを備え、噴孔７をノズルニードル９の先端部により開閉することで、燃料の噴射を開始または停止するものである。

ノズルボディ８は、ノズルニードル９を軸方向に摺動自在に収容するとともに、噴孔７に通じるノズル室１１を形成する。ノズル室１１にはコモンレールからの高圧燃料が導入される。
そして、ノズルニードル９の先端に形成されたシート面１２がノズルボディ８の先端部の内周面に形成されたシート部１３に離着することで、噴孔７とノズル室１１との間が開閉されて燃料の噴射が開始または停止される。

本体３は、ノズルニードル９の後端側に、ノズルニードル９とは別体に設けられたコマンドピストン１５と、コマンドピストン１５が収容される軸方向孔１６が形成されたボディ１７と、コマンドピストン１５の外周に設けられてコマンドピストン１５を先端側に付勢するスプリング１８とを有する。

コマンドピストン１５は、軸方向孔１６に摺動自在に支持される摺動部２０を有する。
軸方向孔１６の内、摺動部２０が摺動する部分を摺動孔２１と呼ぶ。
また、コマンドピストン１５の後端側には、コマンドピストン１５に背圧を及ぼす燃料が流出入する制御室２２が形成されている。
コマンドピストン１５は、制御室２２の燃料圧をノズルニードル９に伝達する役割をする。

本体３には、コモンレールから導入した高圧燃料が流れる高圧流路２５と、低圧燃料が流れる低圧流路２６が設けられている。低圧燃料は低圧流路２６を介して燃料タンクへ導かれる。なお、ノズル室１１には、高圧流路２５を介してコモンレールからの高圧燃料が導入されている。

制御室２２は、高圧流路２５から高圧の燃料が常時流入可能となるように設けられ、かつ、低圧流路２６との間を電磁アクチュエータ４により開閉されるように設けられている。制御室２２の燃料圧は、コマンドピストン１５を介してノズルニードル９を閉弁側に付勢する。電磁アクチュエータ４は、制御室２２を低圧流路２６に開放して制御室２２から燃料を逃すことで、制御室２２の燃料圧を低下させてノズルニードル９を開弁側に駆動する。

なお、本体３は、制御室２２と高圧流路２５とを連通する流路を絞る流入側の絞り２８と、制御室２２と低圧流路２６とを連通する流路を絞る流出側の絞り２９が形成されたオリフィスプレート３０を有する。オリフィスプレート３０は、ボディ１７の後端側で軸方向孔１６の開口を塞ぐように設けられている。制御室２２は、オリフィスプレート３０とコマンドピストン１５との間に形成される。

そして、流出側の絞り２９は、流入側の絞り２８よりも燃料が通過しやすくなるように設けられているので、電磁アクチュエータ４が制御室２２を低圧流路２６に開放する際、制御室２２からの燃料の流出流量が制御室２２への燃料の流入流量よりも大きくなって制御室２２の燃料圧が低下する。

また、電磁アクチュエータ４は、通電により磁気回路を形成するソレノイドコイル（図示せず）と、ソレノイドコイルへの通電により磁気吸引されるアーマチャ３１と、アーマチャ３１の先端に保持されて制御室２２を低圧流路２６に対し開閉する弁体３２等を備える。
電磁アクチュエータ４は、オリフィスプレート３０の後端側に組付けられている。

そして、電磁アクチュエータ４は、ソレノイドコイルへの通電によりアーマチャ３１を後端側に磁気吸引して弁体３２により制御室２２を低圧流路２６に開放させ、ソレノイドコイルへの通電停止によりアーマチャ３１をスプリング（図示せず）に付勢させて弁体３２により制御室２２を低圧流路２６に対し閉鎖させる。

以上の構成により、電磁アクチュエータ４のソレノイドコイルに通電が開始されると、アーマチャ３１および弁体３２が後端側に移動して制御室２２が低圧流路２６に開放され、制御室２２の燃料圧が低下する。このため、ノズルニードル９が開弁側に駆動されて噴孔７を開放し、燃料の噴射が開始される。そして、電磁アクチュエータ４のソレノイドコイルへの通電が停止されると、アーマチャ３１および弁体３２が先端側に移動して制御室２２が低圧流路２６に対して閉鎖され、制御室２２の燃料圧が上昇する。このため、ノズルニードル９が閉弁側に駆動されて噴孔７を閉鎖し、燃料の噴射が停止される。

〔本実施例の特徴〕
本実施例のインジェクタ１では、摺動孔２１の内周面の表面硬度が、コマンドピストン１５の表面硬度よりも高い。
具体的には、例えば、ボディ１７は、クロムモリブデン鋼により形成されており、軸方向孔１６の内周面には、ダイヤモンドライクカーボンを主体とする被覆が施されている。コマンドピストン１５は高炭素クロム軸受鋼鋼材で形成されている。

なお、被覆は摺動部２０が摺動する摺動孔２１の内周面のみに少なくとも設けられていればよい。
表面硬度は、例えばロックウェルＣスケール表面硬度である。

〔本実施例の作用効果〕
本実施例では、コマンドピストン１５を積極的に摩耗させて、摺動孔２１の内周面の摩耗を抑制する構成としている。
これによれば、コマンドピストン１５と摺動孔２１の内周面との間の摺動による摩耗は主にコマンドピストン１５に生じて、摺動孔２１の摩耗がほとんど生じない。このため、コマンドピストン１５が摩耗したら、摩耗したコマンドピストン１５を抜き取って新しいコマンドピストン１５を摺動孔２１に挿入するだけでよく、摺動孔２１の径の調整は不要となる。

すなわち、電磁アクチュエータ４及びオリフィスプレート３０を取り外して、摩耗したコマンドピストン１５を抜き取り、新しいコマンドピストン１５を摺動孔２１に挿入するだけでよい。
従って、コマンドピストン１５の交換作業を容易に行える。

なお、ダイヤモンドライクカーボンの被覆を設けると、摺動抵抗となり得るような付着物が付きにくくなる。このため、良好な摺動性も確保できる。

〔変形例〕
実施例１では、摺動孔２１の内周面にダイヤモンドライクカーボンを主体とする被覆を施すことで、摺動孔２１の内周面の表面硬度を高めたが、この方法に限らない。
例えば、焼入れ等の熱処理によって摺動孔２１の内周面に表面硬化層を形成してもよい。また、窒化処理または浸炭処理によって摺動孔２１の内周面に表面硬化層を形成してもよい。
これらの場合でも、実施例１と同様に、コマンドピストン１５の交換作業を容易に行えるという作用効果を奏することができる。

また、コマンドピストン１５の摺動部２０の表面硬度が摺動孔２１の内周面の表面硬度よりも小さくなるように、摺動部２０の材質を変えてもよい。

１ インジェクタ
７ 噴孔
８ ノズルボディ
９ ノズルニードル
１５ コマンドピストン
１７ ボディ
２１ 摺動孔

Claims (4)

1. 先端に噴孔（７）が形成されたノズルボディ（８）と、
   前記ノズルボディ（８）内に摺動自在に収容されて前記噴孔（７）を開閉するノズルニードル（９）と、
   前記ノズルニードル（９）の後端側に、前記ノズルニードル（９）とは別体に設けられたコマンドピストン（１５）と、
   前記コマンドピストン（１５）が摺動する摺動孔（２１）が形成されたボディ（１７）とを備えるインジェクタ（１）において、
   前記摺動孔（２１）の内周面の表面硬度が、前記コマンドピストン（１５）の表面硬度よりも高い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、
   前記摺動孔（２１）の内周面には、ダイヤモンドライクカーボンを主体とする被覆が施されている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、
   前記摺動孔（２１）の内周面には、熱処理によって表面硬化層が形成されていることを特徴とするインジェクタ。
4. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
   前記摺動孔（２１）の内周面には、窒化処理または浸炭処理によって表面硬化層が形成されていることを特徴とするインジェクタ。

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