JP2019173736A - Fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの燃焼室内等に燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device that injects fuel into a combustion chamber of an engine or the like.
一般に良く知られている燃料噴射装置の中には、ノズルニードルの直上に圧力室を有すると共に、圧力室を高圧源(コモンレール等)又は低圧源(燃料タンク等)の一方に択一的に接続する制御弁を有するものがある。制御弁は、アクチュエータと弁体とを有し、燃料を噴射させるときは、アクチュエータに通電してそのロッドにより弁体を下降させる。それにより、圧力室を低圧源に連通させて、圧力室内を減圧する。それにより、ノズルニードルが上昇して開弁することにより、噴孔から燃料が噴射されるようになる。 Some well-known fuel injectors have a pressure chamber directly above the nozzle needle and selectively connect the pressure chamber to one of a high pressure source (such as a common rail) or a low pressure source (such as a fuel tank). Some have a control valve. The control valve has an actuator and a valve body. When fuel is injected, the actuator is energized and the valve body is lowered by the rod. Thereby, the pressure chamber is communicated with a low pressure source, and the pressure chamber is depressurized. As a result, the nozzle needle rises and opens, so that fuel is injected from the nozzle hole.
他方、噴射を終了させるときには、制御弁は、アクチュエータへの通電を停止してロッドを退入させることにより弁体を上昇させる。それにより、圧力室を高圧源(コモンレール)に連通させて、圧力室内をコモンレール圧にまで復圧させる。それにより、ノズルニードルが下降して閉弁することにより、噴孔からの燃料噴射が終了する。 On the other hand, when ending injection, the control valve raises the valve body by stopping energization of the actuator and retracting the rod. Thereby, the pressure chamber is communicated with a high pressure source (common rail), and the pressure chamber is restored to the common rail pressure. Thereby, the nozzle needle descends and closes, whereby the fuel injection from the nozzle hole is completed.
このような燃料噴射装置においては、ノズルニードルを開閉する噴射サイクル毎に、何らかの影響により、燃料の噴射量が変動してしまうことがある。その要因の1つとして、制御弁の弁体の動き方が安定していないことが考えられる。それにより、エンジン出力が変動する不具合が発生するおそれがある。 In such a fuel injection device, the fuel injection amount may fluctuate due to some influence for each injection cycle for opening and closing the nozzle needle. As one of the factors, it can be considered that the movement of the valve body of the control valve is not stable. As a result, there is a risk that the engine output fluctuates.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、燃料噴射量の変動を抑制して、安定したエンジン出力を実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize a stable engine output by suppressing fluctuations in the fuel injection amount.
本発明の燃料噴射装置(100)は、噴孔(18a)を備えているボディ(10)と、前記ボディ内に摺動自在に収容されており摺動により前記噴孔を開閉するノズルニードル(20)と、内部の圧力変化により前記ノズルニードルを摺動させる圧力室(25)と、前記圧力室内の圧力を変化させる制御弁(101〜109)とを有する。 The fuel injection device (100) of the present invention includes a body (10) having an injection hole (18a), and a nozzle needle (slidably accommodated in the body and opening and closing the injection hole by sliding). 20), a pressure chamber (25) for sliding the nozzle needle by a change in internal pressure, and control valves (101 to 109) for changing the pressure in the pressure chamber.
前記制御弁は、弁室(30)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記圧力室が接続されている圧力室ポート(34)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に高圧源が接続される高圧ポート(31)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記高圧源よりも低圧の低圧源が接続される低圧ポート(39)と、前記弁室内に往復変位自在に収容されている弁体(40)とを有する。前記弁体は、前記往復変位により、前記高圧ポートの開口を開くと共に前記低圧ポートの開口を塞ぐ第1位置(P1)と、前記高圧ポートの開口を塞ぐと共に前記低圧ポートの開口を開く第2位置(P2)とに変位するように構成されている。 The control valve includes a valve chamber (30), a pressure chamber port (34) having one end communicating with the valve chamber and the other end connected to the pressure chamber, and one end connected to the valve chamber. A high pressure port (31) connected to the other end and a high pressure port connected to the other end, and a low pressure connected to the valve chamber at one end and a low pressure source lower than the high pressure source connected to the other end. A port (39); and a valve body (40) accommodated in the valve chamber so as to be reciprocally displaceable. The valve body opens the opening of the high-pressure port and closes the opening of the low-pressure port by the reciprocating displacement, and the second position opens the opening of the low-pressure port while closing the opening of the high-pressure port. It is configured to be displaced to the position (P2).
燃料噴射装置(100)は、前記弁体の変位により、前記圧力室内の圧力を変化させて前記ノズルニードルを摺動させることにより、前記噴孔を開閉する。 The fuel injection device (100) opens and closes the nozzle hole by sliding the nozzle needle while changing the pressure in the pressure chamber according to the displacement of the valve body.
以下では、前記弁体の往復変位方向に直交する方向を側方とする。前記制御弁は、前記弁体が前記第1位置及び第2位置にきたときに、前記弁体に側方側から当接することにより、前記弁体の側方への位置ズレを抑制するガイド(G)を有する。 Below, let the direction orthogonal to the reciprocating displacement direction of the said valve body be a side. The control valve, when the valve body comes to the first position and the second position, comes into contact with the valve body from the side, thereby suppressing the displacement of the valve body to the side ( G).
本発明に至った経緯は、次のとおりである。本発明者らの試算によると、従来の弁体は、側方への位置規制がないため、弁体の変位時に側方に位置ズレし、さらにその位置ズレにより弁体が傾く可能性がある。その位置ズレや傾きにより、弁体は、高圧ポートを塞ぎ低圧ポートを開く第2位置では高圧ポートを完全には塞ぎ切れず、高圧ポートから弁室内に多少なりとも圧力が流入する。それにより、弁室内の圧力が上がることにより、圧力室ポートから弁室内への排圧が阻害される。それにより、圧力室から圧力室ポート、弁室を経ての低圧ポートへの排圧量が減少する。その結果、ノズルニードルの開弁が遅くなり、燃料噴射量が低下する。 The background to the present invention is as follows. According to the calculation by the present inventors, the conventional valve body is not laterally restricted, so that the valve body may be displaced laterally when the valve body is displaced, and the valve body may be tilted due to the positional deviation. . Due to the displacement and inclination, the valve body does not completely close the high pressure port in the second position where the high pressure port is closed and the low pressure port is opened, and pressure flows into the valve chamber from the high pressure port to some extent. As a result, the pressure in the valve chamber increases, and the exhaust pressure from the pressure chamber port to the valve chamber is inhibited. Thereby, the amount of exhaust pressure from the pressure chamber to the low pressure port via the pressure chamber port and the valve chamber is reduced. As a result, the valve opening of the nozzle needle is delayed and the fuel injection amount is reduced.
しかしながら、そのような位置ズレや傾きは、いずれの噴射サイクルにおいても起こる訳ではない。上記とは異なり、弁体の変位時に位置ズレや傾きが生じず、そのため、圧力室ポートからの排圧が阻害されない場合には、燃料噴射量が低下しない。本結果から、噴射サイクル毎に弁体に位置ズレや傾きが生じたり生じなかったりすると、燃料噴射量が噴射サイクル毎に変動し、エンジン出力が変動する不具合が発生する可能性(課題)があることを明らかにした。 However, such misalignment or inclination does not occur in any injection cycle. Unlike the above, no displacement or inclination occurs when the valve body is displaced, and therefore the fuel injection amount does not decrease when the exhaust pressure from the pressure chamber port is not hindered. From this result, there is a possibility (problem) that the fuel injection amount fluctuates for each injection cycle and the engine output fluctuates if the valve body is displaced or tilted for each injection cycle. It revealed that.
まずは、このような課題の発見自体に意義があるといえる。なぜなら、従来からも、例えばノズルニードル等に対しては、ガイドを設けていた。しかしながら、それと同様のガイドを制御弁の弁体に対しても設けるという発想はなかった。上記課題が認識されていなかったからである。 First of all, it can be said that the discovery of such issues is significant. This is because, conventionally, a guide is provided for a nozzle needle, for example. However, there was no idea of providing a similar guide to the valve body of the control valve. This is because the above problem has not been recognized.
そして、さらなる意義として、本発明では、上記課題に基づいて、制御弁の弁体に対して、側方への位置ズレを抑制するガイドを設けるようにした。そのため、いずれの噴射サイクルでも弁体の側方への位置ズレを抑制できると共に、その位置ズレによる傾きの発生も抑制できる。そのため、噴射サイクル毎に弁体に位置ズレや傾きが生じたり生じなかったりするのが抑制される。そのため、燃料の噴射量が変動するのを抑えて、安定したエンジン出力を実現できる。 And as a further significance, in the present invention, based on the above-mentioned problem, a guide for suppressing the lateral displacement of the valve body of the control valve is provided. Therefore, in any injection cycle, the displacement of the valve body to the side can be suppressed, and the occurrence of inclination due to the displacement can be suppressed. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of displacement or inclination of the valve body in each injection cycle. Therefore, it is possible to suppress the fluctuation of the fuel injection amount and realize a stable engine output.
次に本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments, and can be implemented with appropriate modifications without departing from the spirit of the invention.
[第1実施形態]
図1は本実施形態の燃料噴射装置100を示す正面断面図である。以下では、便宜上、図面に合わせて燃料噴射装置100の先端側を「下」といい、後端側を「上」という。但し、燃料噴射装置100は、例えば、先後方向を上下方向に対して斜めにして、又は先後方向を水平方向にして設置する等、先後方向を任意の方向にして設置することができる。燃料噴射装置100は、ボディ10と、ノズルニードル20と、制御弁101とを有する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a front sectional view showing a
ボディ10は、上から順に、メインボディ11と上側プレート12と下側プレート13とノズルボディ14とを有する。上側プレート12と下側プレート13とノズルボディ14とは、リテーニングナット16によりメインボディ11に締結されている。ボディ10内には、高圧通路18と低圧通路19とが形成されている。高圧通路18は、高圧源(コモンレール等)に連通しており、高圧源から高圧燃料Hが供給される。低圧通路19は、高圧源よりも低圧の低圧源(燃料タンク等)に連通している。
The
メインボディ11は、上下方向に長い円柱状の部材であり、高圧通路18の一部を構成する穴と、アクチュエータ取付穴11aとが上下方向に貫通している。アクチュエータ取付穴11a内には、制御弁101のアクチュエータ70が収納されている。アクチュエータ取付穴11aの壁面とアクチュエータ70との間の隙間部分は、低圧通路19の一部を構成している。
The
ノズルボディ14は、上下方向に長い円筒状の部材であり、その内側には、ノズルニードル20が上下方向に摺動自在に収容されている。ノズルボディ14の内壁とノズルニードル20との間の隙間は、高圧通路18の一部を構成している。高圧通路18の下端部には、噴孔18aが形成されている。
The
上側プレート12及び下側プレート13は、それぞれ円盤状の部材であり、それぞれ高圧通路18の一部を構成する穴が上下方向に貫通している。
Each of the
ノズルニードル20は、噴孔18aを塞ぐことにより高圧燃料Hの噴射を止めるように構成されている。ノズルニードル20の上部には、筒状のニードルシリンダ23の下部が外嵌されている。ニードルシリンダ23の上部には、圧力室プレート24が設置されている。ノズルニードル20の上端面とニードルシリンダ23の内周面と圧力室プレート24の下端面との間の区画は、圧力室25を構成している。ニードルシリンダ23とノズルニードル20との間には、ニードルスプリング28が介装されている。ニードルスプリング28は、ノズルニードル20を下方に付勢すると共に、その反力でニードルシリンダ23及び圧力室プレート24を上方に付勢している。
The
高圧通路18内の圧力はノズルニードル20を上方に押圧する。他方、圧力室25内の圧力及びニードルスプリング28の付勢力は、ノズルニードル20を下方に押圧する。これらの力バランスの変化により、ノズルニードル20が上下方向に変位する。
The pressure in the
<制御弁101の構成>
次に、制御弁101の構成について説明する。制御弁101は、弁室30と弁体40と付勢部材49とアクチュエータ70とを有する。弁室30は、上側プレート12に下方に開口する形で形成されている。弁室30には、高圧ポート31と圧力室ポート34と駆動ポート36と低圧ポート39とが連通している。
<Configuration of
Next, the configuration of the
高圧ポート31は、高圧通路18と弁室30とを連通させており、詳しくは、下側プレート13を上下方向に貫通している。高圧ポート31の下端部は、ノズルボディ14内における高圧通路18の上端部に連通している。他方、高圧ポート31の上端部は弁室30の下面中央部に連通している。高圧ポート31には、高圧ポートオリフィス31aが設けられている。
The high-
圧力室ポート34は、圧力室25と弁室30とを連通させており、詳しくは、下側プレート13及び圧力室プレート24を上下方向に貫通している。圧力室ポート34には、圧力室ポートオリフィス34aが設けられている。
The
駆動ポート36は、アクチュエータ取付穴11aと弁室30とを連通させており、詳しくは、上側プレート12の上面から弁室30の天井面中央部にまで貫通している。駆動ポート36の弁室30側の開口部周縁には、テーパー状に凹んだ傾斜面37が設けられている。
The
低圧ポート39は、低圧通路19と弁室30とを連通させており、詳しくは、上側プレート12を上下方向に貫通している。低圧ポート39の上部は、アクチュエータ取付穴11a内における低圧通路19に連通している。他方、低圧ポート39の下部は、駆動ポート36の下部又は傾斜面37に開口している。図では、駆動ポート36の下部に開口しており、この場合、駆動ポート36の下部は、低圧ポート39の下部を兼ねる。低圧ポート39には、低圧ポートオリフィス39aが設けられている。
The
弁体40は、上下方向に長い弁体軸部45と、弁体軸部45の上部から水平方向に突出した弁体傘部41とを有する。弁体傘部41の下面と弁室30の底面との間には、弁体40を上方に付勢する付勢部材49が介装されている。付勢部材49は、本実施形態ではコイルバネであるが、これ以外の弾性部材等であってもよい。弁体軸部45の上端部は、テーパー状に加工されており、傾斜面37に当接可能に構成されている。
The
図2(a)は、図2(b)のIIa−IIa線の断面を示す平面図である。弁体傘部41の外周面には、周方向に間隔をおいてカット部42が設けられている。弁体傘部41の外周面におけるカット部42どうしの間部分は、弁室30の内周面に摺接している。そのため、弁室30の内周面は、弁体傘部41を上下方向に案内する変位ガイド面Gd(ガイドG)を構成している。そして、カット部42により、弁室30における弁体傘部41よりも下側から上側にまで連通する流路が確保されている。
Fig.2 (a) is a top view which shows the cross section of the IIa-IIa line | wire of FIG.2 (b). Cut
再び図1を参照しつつ説明する。アクチュエータ70は、ピエゾ素子を備えたピエゾアクチュエータである。アクチュエータ70は、本体71及び軸部72、軸部72の下方に設けられたシリンダ82、シリンダ82の内側に摺動自在に設置された大径ピストン74及び小径ピストン76、第1スプリング85及び第2スプリング87等を有する。アクチュエータ70は、これらの各部材によって、熱膨張等による寸法精度のずれが吸収されるように構成されている。
A description will be given with reference to FIG. 1 again. The actuator 70 is a piezo actuator provided with a piezo element. The actuator 70 includes a main body 71 and a
詳しくは、シリンダ82の内側における大径ピストン74と小径ピストン76との間には、油圧室75が設けられている。シリンダ82の下端面は、アクチュエータ取付穴11aの底面に当接している。小径ピストン76の下端部には、駆動ポート36内に挿入されるロッド77が設けられている。第1スプリング85は、大径ピストン74を上方に付勢すると共にその反力でシリンダ82を下方に付勢している。第2スプリング87は、小径ピストン76を下方に付勢すると共に、その反力でシリンダ82を上方に付勢している。
Specifically, a
<初期状態>
次に同図1を参照しつつ、燃料噴射装置100の機能について説明する。アクチュエータ70が通電されていない状態では、付勢部材49の付勢力により弁体40が上昇している。それにより、弁体40は、高圧ポート31の開口を開くと共に低圧ポート39の開口(駆動ポート36の開口)を塞ぐ第1位置P1(ストロークの上端)に配される。そのため、圧力室25は、圧力室ポート34、弁室30、高圧ポート31を介して高圧通路18に連通する。そのため、圧力室25内は、高圧通路18から供給される高圧燃料Hが蓄積することで、高圧になっている。この状態では、圧力室25内の圧力等がノズルニードル20を下方に押圧する力の方が、高圧通路18内の圧力等がノズルニードル20を上方に押圧する力よりも、大きくなる。そのため、ノズルニードル20は下降しており、下端部で噴孔18aを塞いでいる。すなわち、ノズルニードル20は閉弁している。
<Initial state>
Next, the function of the
<燃料噴射時>
この状態(図1の状態)から、アクチュエータ70に電圧が印加されると、軸部72が下方に伸長し、その伸長は大径ピストン74、油圧室75、小径ピストン76に伝達される。小径ピストン76は、下端部のロッド77で、弁体40を下方に押圧する。
<During fuel injection>
When a voltage is applied to the actuator 70 from this state (the state shown in FIG. 1), the
それにより、図2(b)に示すように、弁体40が下降する。このとき弁体40は、弁体傘部41の外周面が変位ガイド面Gd(弁室30の内周面)に摺接しているため、弁体40の側方(水平方向)への位置ズレ、及び姿勢の傾きが抑制される。そのため、弁体40は、下方に安定して変位できる。そのため、弁体40の下降毎に、弁体40が側方に位置ズレしたりしなかったりすることや、弁体40が傾いたり傾かなかったりすることが、抑制される。
Thereby, as shown in FIG.2 (b), the
この弁体40の下降により、まず、弁体軸部45の上端部が弁室30の天井面から離れて低圧ポート39の開口(駆動ポート36の開口)を開くことにより、弁室30が低圧ポート39に連通する。次に、弁体40の下部が弁室30の底面に当接して高圧ポート31の開口を塞ぐことにより、弁室30と高圧ポート31との連通が遮られる。なお、以下では、弁体40の位置において、このように高圧ポート31の開口を塞ぐと共に低圧ポート39の開口を開く位置(ストロークの下端)を、第2位置P2という。
When the
この第2位置P2に弁体40が配されることにより、圧力室25内の圧力が、圧力室ポート34、弁室30、低圧ポート39を経て低圧通路19に流出する。それにより、圧力室25内の圧力が下がる。このとき、上記のとおり、弁体40の下降毎に、弁体40に位置ズレや傾きが発生したりしなかったりすることがないので、弁体40の下降毎に、圧力室25内の圧力低下が順調行われたり鈍ったりするのが抑制される。
By disposing the
圧力室25内の圧力低下により、図1に示す圧力室25内の圧力等がノズルニードル20を下方に押圧する力の方が、高圧通路18内の圧力等がノズルニードル20を上方に押圧する力よりも小さくなる。それにより、図1に示す状態からノズルニードル20が上昇して、ノズルニードル20の下端部が噴孔18aから離れる。すなわち、ノズルニードル20が開弁する。それにより、噴孔18aから高圧燃料Hが噴射されるようになる。このとき、上記のとおり、弁体40の下降毎に、圧力室25内の圧力低下が順調行われたり鈍ったりするのが抑制されるので、噴射サイクル毎の燃料噴射量のバラツキが少なく、安定した噴射が可能となる。
Due to the pressure drop in the
<燃料噴射終了時>
この状態から、アクチュエータ70に印加された電圧が放電されると、再び図1に示すように、軸部72が上昇し、大径ピストン74、油圧室75、及び小径ピストン76が初期位置まで戻る。そのため、ロッド77を介し下方に押圧されていた弁体40が上昇する。
<At the end of fuel injection>
When the voltage applied to the actuator 70 is discharged from this state, as shown in FIG. 1 again, the
この弁体40の上昇により、まず、弁体軸部45の下部が弁室30の底面から離れて高圧ポート31の開口を開くことにより、弁室30が高圧ポート31に連通する。次に、弁体軸部45の上部が弁室30の天井面に当接して低圧ポート39の開口を塞ぐことによりすなわち、弁体40が第1位置P1に配されることにより、弁室30と低圧ポート39との連通が遮られる。
As the
このとき、圧力室25は、圧力室ポート34、弁室30、高圧ポート31を介して高圧通路18に連通する。そのため、圧力室25内は、高圧通路18から供給される高圧燃料Hが蓄積することで、再び高圧になる。
At this time, the
圧力室25内の圧力の上昇により、圧力室25内の圧力等がノズルニードル20を下方に押圧する力の方が、高圧通路18内の圧力等がノズルニードル20を上方に押圧する力よりも大きくなる。それにより、ノズルニードル20が下降して、ノズルニードル20の下端部が噴孔18aを塞ぐ。すなわち、ノズルニードル20が閉弁する。それにより、噴孔18aから高圧燃料Hの噴射が終了する。
As the pressure in the
<本実施形態の効果>
本実施形態によれば、上記のとおり、噴射サイクル毎のバラツキの少ない安定した噴射が可能となるので、安定したエンジン出力を実現できる。
<Effect of this embodiment>
According to the present embodiment, as described above, since stable injection with little variation for each injection cycle is possible, stable engine output can be realized.
次に、第2〜第9実施形態について説明する。これらの実施形態においては、特に断りのない限り、第1実施形態と異なる点のみを説明する。第1実施形態の部材等と同一又は類似の部材等については、同一の符号を付する。但し、制御弁については、実施形態毎に異なる符号を付する。 Next, second to ninth embodiments will be described. In these embodiments, only differences from the first embodiment will be described unless otherwise specified. The members that are the same as or similar to the members of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. However, the control valves are given different symbols for each embodiment.
[第2実施形態]
図3(b)は、第2実施形態の制御弁102を示す正面断面図である。図3(a)は、IIIa−IIIa線の断面を示す平面図である。本実施形態は弁体傘部41のカット部42(流路)の箇所を多くしたものである。このように、カット部42の箇所を多くすることで、燃料流れが均一化され、弁体40に作用する側方への力の偏りが小さくなり、上下方向への変位がより安定化する。
[Second Embodiment]
FIG. 3B is a front sectional view showing the
[第3実施形態]
図4は、第3実施形態の制御弁103を示す正面断面図である。弁体傘部41は、第1実施形態のものに比べて小さく、そのため、外周面が弁室30の内周面に摺接していない。代わりに、弁体軸部45が下方に長くなっている。そして、弁室30の底面には、ガイド凹部32が形成されている。そのガイド凹部32の底面に高圧ポート31が連通している。そのガイド凹部32の内周面が変位ガイド面Gdを構成している。その変位ガイド面Gdに、弁体軸部45の下部の外周面が摺接している。また、弁体軸部45の下部には、流路を確保するための複数のカット部47が周方向に間隔をおいて形成されている。本実施形態によっても、本発明を実施できる。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a front sectional view showing the
[第4実施形態]
図5は、第4実施形態の制御弁104を示す正面断面図である。本実施形態については、第3実施形態と異なる点のみを説明する。弁体40が上側部分40aと下側部分40bに分割されている。上側部分40aは、弁体軸部45における弁体傘部41よりも上側の部分のみであり、低圧ポート39の開口を塞ぐ部分を含んでいる。他方、下側部分40bは、それ以外の部分全てであり、高圧ポート31の開口を塞ぐ部分を含んでいる。本実施形態によれば、弁体40における低圧ポート39の開口を塞ぐ部分と高圧ポート31の開口を塞ぐ部分との間の加工精度が不要となり、容易かつ安価にシール性を確保できるようになる。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is a front sectional view showing the
[第5実施形態]
図6を参照しつつ、第5実施形態の制御弁105を説明する。図6(a)は、弁体40が第1位置P1に配されたときを示す正面断面図であり、図6(b)は、弁体40が第2位置P2に配されたときを示す正面断面図である。弁体軸部45における上端面に被ガイド穴46が設けられている。その被ガイド穴46にアクチュエータ70のロッド77の先端部が摺動自在に挿入されている。そのロッド77の先端部の外周面が変位ガイド面Gdを構成している。本実施形態によっても、本発明を実施できる。なお、本実施形態では、被ガイド穴46にロッド77が摺動自在に挿入されているが、ロッド77のストロークを弁体40のストロークと同じに揃えることができる場合には、摺動不能に係合させてもよい。
[Fifth Embodiment]
The
[第6実施形態]
図7を参照しつつ、第6実施形態の制御弁106を説明する。図7(a)は、弁体40が第1位置P1に配されたときを示す正面断面図である。図7(b)は、弁体40が上下中間部にあるときを示す正面断面図である。図7(c)は、弁体40が第2位置P2に配されたときを示す正面断面図である。
[Sixth Embodiment]
The
弁室30内における低圧ポート39の開口の周辺には、上下方向に対して斜めに延びるテーパー状の第1ガイド面G1が設けられている。また、弁室30内における高圧ポート31の開口の周辺には、上下方向に対して斜めに延びるテーパー状の第2ガイド面G2が設けられている。これら第1ガイド面G1及び第2ガイド面G2が、弁体40の側方へのずれを抑制するガイドGを構成している。
A tapered first guide surface G1 extending obliquely with respect to the vertical direction is provided around the opening of the
弁体40は、弁体本体55と第1シール体52と第2シール体58とに分割形成されている。弁体本体55の上面には第1凹部54が形成され、弁体本体55の下面には第2凹部56が形成されている。第1シール体52は、第1凹部54に係合する鋼球である。第2シール体58は、第2凹部56に係合する鋼球である。弁体本体55の上部にある弁体傘部41と弁室30の底面との間には、弁体本体55を上方に付勢する付勢部材49が介装されている。第1シール体52の上面には、アクチュエータ70のロッド77が当接している。
The
図7(a)に示すように弁体40が第1位置P1にきた状態において、弁体本体55と弁室30の底面との間隙c1の方が、第2シール体58と第2ガイド面G2との間隙c2よりも大きい。そのため、たとえ弁体本体55が傾いても、第2シール体58が第2ガイド面G2に当接するよりも先に弁体本体55の方が弁室30の底面に当接する、といった事態になりにくい。
As shown in FIG. 7A, in the state where the
次に、図7(a)に示す状態から、弁体40を下降させるときについて説明する。アクチュエータ70に電圧が印加されるとロッド77で弁体40を下方に押圧する。それにより、図7(b)に示すように、弁体40が下降して低圧ポート39の開口を開く。このとき弁体40は、外乱等の影響で側方にずれてしまうことがある。その外乱としては、例えば、圧力室ポート34から低圧ポート39に流れ込む高圧燃料Hの流速が、弁体40の右方よりも左方で大きくなることで、弁体40が左方に引き寄せられる場合が考えられる。その後、弁体40がさらに下降してストロークの下端部にきたときに、第2シール体58が第2ガイド面G2に摺接する。そして、さらなる下降に従い、第2シール体58は第2ガイド面G2に沿って摺動する。そのため、弁体40の側方への位置ズレが補正される。そして、図7(c)に示すように、第2シール体58が高圧ポート31の開口を塞ぐことにより、すなわち、弁体40が第2位置P2に配されることにより、弁室30と高圧ポート31との連通が遮られる。
Next, the case where the
次に、図7(c)に示す状態から、弁体40を上昇させるときについて説明する。アクチュエータ70の電圧が放電されるとロッド77が退入する。それにより、図7(b)に示すように、弁体40が上昇して高圧ポート31の開口を開く。このときも、上記と同様、弁体40は、外乱等の影響で側方にずれてしまうことがある。その後、弁体40がさらに上昇してストロークの上端部にきたときに、第1シール体52が第1ガイド面G1に摺接する。そして、さらなる上昇に従い、第1シール体52は第1ガイド面G1に沿って摺動する。そのため、弁体40の側方への位置ズレが補正される。そして、図7(a)に示すように、第1シール体52が低圧ポート39の開口を塞ぐことにより、すなわち、弁体40が第1位置P1に配されることにより、弁室30と低圧ポート39との連通が遮られる。
Next, the case where the
本実施形態よれば、上記のとおり、ストロークの中間部で弁体40が側方にずれても、ストロークの両端部にある両ガイド面G1,G2で、弁体40の側方への位置ズレが補正される。そのため、噴射サイクル毎に弁体40に位置ズレや傾きが生じたり生じなかったりするのが抑制される。さらに、弁体本体55と独立構造の第1シール体52及び第2シール体58が、球状のシール面を持つため、たとえ弁体本体55に軸ずれ及び傾きが発生しても、その影響を抑制できる。
According to the present embodiment, as described above, even if the
[第7実施形態]
図8を参照しつつ、第7実施形態の制御弁107を説明する。図8(a)は、弁体40が第1位置P1に配されたときを示す正面断面図であり、図8(b)は、弁体40が第2位置P2に配されたときを示す正面断面図である。本実施形態については、第6実施形態と異なる点のみを説明する。
[Seventh Embodiment]
The
第1シール体52及び第2シール体58は、球状ではなく、上下円錐台形状(ソロバン駒形状)をしている。本実施形態によれば、第1シール体52及び第2シール体58を球状に比べて小さくできる。また、球状に限定されないことで、構造の自由度が向上する。
The
[第8実施形態]
図9を参照しつつ、第8実施形態の制御弁108を説明する。図9(a)は、弁体40が第1位置P1に配されたときを示す正面断面図であり、図9(b)は、弁体40が第2位置P2に配されたときを示す正面断面図である。本実施形態については、第6実施形態と異なる点のみを説明する。弁体本体55と第1シール体52と第2シール体58とが一体となっている。本実施形態によっても本発明を実施できる。
[Eighth Embodiment]
The
[第9実施形態]
図10,図11を参照しつつ、第9実施形態の制御弁109を説明する。図10(a)は、本実施形態の制御弁109を示す正面断面図である。図10(b)は、Xb−Xb線の断面を示す底面図である。本実施形態については、第8実施形態と異なる点のみを説明する。
[Ninth Embodiment]
The
高圧ポート31の開口周辺には、第2ガイド面G2が設けられていない。代わりに、弁室30の底面に円筒形の筒体60が接合されている。その筒体60は、上端部に、筒体60の中心軸線を中心とした周方向に螺旋状に延びる端面を備え、その端面が第2ガイド面G2を構成している。弁体40は第2ガイド面G2に摺接可能な螺旋状摺接面43を備えている。
The second guide surface G2 is not provided around the opening of the high-
筒体60の下部には、筒体60の内側と外側とを連通させるための連通孔63が設けられている。また、筒体60の内径は、弁体軸部45における筒体60の内側に配される部分の外径よりも大きい。よって、筒体60の内周面と弁体軸部45の外周面との間にも流路が確保される。
A
次に、図10(a)に示す状態から、弁体40を下降させるときについて説明する。アクチュエータ70は電圧が印加されると、ロッド77で弁体40を下方に押圧する。それにより、図11(a)に示すように、弁体40が下降して低圧ポート39の開口を開く。このとき弁体40は、上記の場合と同様、外乱等の影響で側方にずれてしまうことがある。その後、弁体40がさらに下降してストロークの下端部にきたときに、弁体40の螺旋状摺接面43が筒体60の第2ガイド面G2に摺接する。そして、さらなる下降に従い、弁体40の螺旋状摺接面43は、筒体60の第2ガイド面G2に沿って摺動する。そのため、図11(b)に示すように、弁体40の側方への位置ズレが補正される。そして、40の下端部が高圧ポート31の開口を塞ぐことにより、すなわち、弁体40が第2位置P2に配されることにより、弁室30と高圧ポート31との連通が遮られる。
Next, the case where the
本実施形態によれば、筒体60の螺旋状の端面(第2ガイド面G2)及び弁体40の螺旋状摺接面43が、調心機能を備えており、弁体40の軸ずれを抑制することができる。そのため、本実施形態によっても、本発明を実施することができる。
According to the present embodiment, the spiral end surface (second guide surface G2) of the
[その他の実施形態]
上記実施形態は、次のように変更して実施することもできる。例えば、図1等に示す弁体40の往復変位方向を燃料噴射装置100の先後方向とは異なる方向にしてもよい。また、例えば、アクチュエータ70を電磁ソレノイド等にしてもよい。また、ロッド77で弁体傘部41を押圧するようにしてもよい。
[Other Embodiments]
The above embodiment can also be implemented with the following modifications. For example, the reciprocating displacement direction of the
また、例えば、図4に示す第3実施形態等において、弁体40を上下反対にして、ガイド凹部32及び変位ガイド面Gdを低圧ポート39側に設けてもよい。また、例えば、同第3実施形態等において、ガイド凹部32及び変位ガイド面Gdを高圧ポート31側及び低圧ポート39側の両方に設けてもよい。また、例えば、図5に示す第4実施形態の弁体40において、弁体軸部45の下部のみを下側部分40bにして、それ以外を上側部分40aにしてもよい。
Further, for example, in the third embodiment shown in FIG. 4 and the like, the
また、例えば、図10等に示す第9実施形態等において、弁体40を上下反対にして、筒体60を低圧ポート39側に設けてもよい。また、例えば、同第9実施形態において、弁体40の上下両側に螺旋状摺接面43を設けて筒体60を高圧ポート31側及び低圧ポート39側の両側に設けてもよい。また、例えば、同第9実施形態において、筒体60を下側プレート13に一体形成してもよい。
Further, for example, in the ninth embodiment shown in FIG. 10 and the like, the
10…ボディ、18a…噴孔、20…ノズルニードル、25…圧力室、30…弁室、31…高圧ポート、32…ガイド凹部、34…圧力室ポート、39…低圧ポート、40…弁体、40a…弁体の上側部分、40b…弁体の下側部分、41…弁体傘部、42…カット部、43…螺旋状摺接面、45…弁体軸部、46…被ガイド穴、49…付勢部材、52…第1シール体、55…弁体本体、58…第2シール体、60…筒体、63…連通孔、70…アクチュエータ、77…ロッド、100…燃料噴射装置、101〜109…制御弁、c1…弁体本体と弁室の内端面との間隙、c2…第2シール体と第2ガイド面との間隙、G…ガイド、Gd…変位ガイド面、G1…第1ガイド面、G2…第2ガイド面、P1…第1位置、P2…第2位置。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記制御弁は、弁室(30)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記圧力室が接続されている圧力室ポート(34)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に高圧源が接続される高圧ポート(31)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記高圧源よりも低圧の低圧源が接続される低圧ポート(39)と、前記弁室内に往復変位自在に収容されている弁体(40)とを有し、前記弁体は、前記往復変位により、前記高圧ポートの開口を開くと共に前記低圧ポートの開口を塞ぐ第1位置(P1)と、前記高圧ポートの開口を塞ぐと共に前記低圧ポートの開口を開く第2位置(P2)とに変位するように構成され、
前記弁体の変位により、前記圧力室内の圧力を変化させて前記ノズルニードルを摺動させることにより、前記噴孔を開閉する燃料噴射装置(100)において、
前記弁体の往復変位方向に直交する方向を側方として、前記制御弁は、前記弁体が前記第1位置及び前記第2位置にきたときに、前記弁体に側方側から当接することにより、前記弁体の側方への位置ズレを抑制するガイド(G)を有する燃料噴射装置。 A body (10) having an injection hole (18a), a nozzle needle (20) slidably accommodated in the body and opening and closing the injection hole by sliding, and the nozzle by an internal pressure change A pressure chamber (25) for sliding the needle, and control valves (101 to 109) for changing the pressure in the pressure chamber;
The control valve includes a valve chamber (30), a pressure chamber port (34) having one end communicating with the valve chamber and the other end connected to the pressure chamber, and one end connected to the valve chamber. A high pressure port (31) connected to the other end and a high pressure port connected to the other end, and a low pressure connected to the valve chamber at one end and a low pressure source lower than the high pressure source connected to the other end. A port (39) and a valve body (40) accommodated in the valve chamber so as to be reciprocally displaceable. The valve body opens an opening of the high-pressure port by the reciprocating displacement and Disposed to a first position (P1) for closing the opening and a second position (P2) for closing the opening of the high-pressure port and opening the opening of the low-pressure port,
In the fuel injection device (100) that opens and closes the nozzle hole by changing the pressure in the pressure chamber by sliding the valve body and sliding the nozzle needle,
With the direction perpendicular to the reciprocating displacement direction of the valve body as a side, the control valve abuts the valve body from the side when the valve body reaches the first position and the second position. The fuel injection device which has a guide (G) which suppresses position shift to the side of the valve body by.
前記制御弁は、前記弁体傘部を前記第1位置側に付勢する付勢部材(49)と、前記弁体を前記第2位置側に押圧するアクチュエータ(70)とを備えている請求項2記載の燃料噴射装置。 The valve body includes a valve body shaft portion (45) extending in a reciprocating displacement direction of the valve body, and a valve body umbrella portion (41) projecting laterally from the valve body shaft portion (45). ,
The control valve includes an urging member (49) for urging the valve body umbrella portion toward the first position, and an actuator (70) for pressing the valve body toward the second position. Item 3. The fuel injection device according to Item 2.
前記弁体は、前記第1位置側にきたときに前記第1ガイド面に沿って摺動し、前記第2位置側にきたときに前記第2ガイド面に沿って摺動することにより、前記側方への位置ズレが補正されるように構成されている請求項1記載の燃料噴射装置。 The guide has a first guide surface (G1) and a second guide surface (G2) extending obliquely with respect to the reciprocating displacement direction,
The valve body slides along the first guide surface when it comes to the first position side, and slides along the second guide surface when it comes to the second position side, The fuel injection device according to claim 1, wherein the fuel injection device is configured to correct a lateral displacement.
前記弁体は、弁体本体(55)と、前記弁体本体とは別体であり、前記第1ガイド面に摺接する第1シール体(52)と、前記弁体本体及び前記第1シール体とは別体であり、前記第2ガイド面に摺接する第2シール体(58)とを有し、
前記制御弁は、前記弁体本体を前記第1位置側に付勢する付勢部材(49)と、前記弁体を前記第2位置側に付勢するアクチュエータ(70)とを有する請求項8記載の燃料噴射装置。 The first guide surface is provided around the opening of the low pressure port, and the second guide surface is provided around the opening of the high pressure port,
The valve body is separate from the valve body main body (55) and the valve body main body, and includes a first seal body (52) that is in sliding contact with the first guide surface, the valve body main body, and the first seal. A second seal body (58) that is separate from the body and slidably contacts the second guide surface;
The control valve includes an urging member (49) for urging the valve body main body toward the first position, and an actuator (70) for urging the valve body toward the second position. The fuel injection device described.
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