JP2586613B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は例えばディーゼル機関に燃料を噴射供給す
るために使用される燃料噴射装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ディーゼル機関用燃料噴射装置として、例え
ば、特開昭59−165858号公報に開示されているように、
蓄圧装置により一定高圧に加圧された燃料を、ニードル
の長さ方向中間部外周を取り囲むように設けられた燃料
溜り室内に導いてその油圧を開弁方向の力としてニード
ルに作用させ、一方、ニードルの弁体部の反対側の他端
には同ニードルと一体的に移動するピストンを設け、こ
のピストンの端面に対して閉弁方向の力を加える燃料を
油通路を介して満たす圧力制御室を形成し、この圧力制
御室内の燃料の流入及び流出により前記ピストンの閉弁
方向の力を制御し、初期噴射率を抑え、かつ、反射終了
時には燃料をシャープカットするように構成したものが
ある。

第8,9図は上記燃料噴射装置における圧力制御室及び
プレート弁の構成を示すものであり、上部ケーシング50
と下部ケーシング51とにより圧力制御室52が形成されて
いる。上部ケーシング50には燃料を流入及び流出させる
油通路53が形成され、同ケーシング50の下面のシート部
54に開口している。下部ケーシング51に形成したシリン
ダ55には、ニードル（図示略）と一体的に移動するピス
トン56がその端部を圧力制御室52に臨ませた状態で摺動
可能に嵌合されている。

圧力制御室52内には油通路53と対応するオリフィス58
を備えたプレート弁57が前記シート部54に接離可能に収
容されている。又、プレート弁57の下面と前記ピストン
56の端面に形成した凹部59底面との間にはプレート弁57
をシート部54側に付勢する復帰用スプリング60が設けら
れ、プレート弁57はこの復帰用スプリング60により常に
はシート部54に着座し、油通路53より高圧燃料が流入す
る時にのみシート部54から離間するようになっている。

そして、第９図に示すように、プレート弁57の直径は
圧力制御室52の内径よりも小さく設定されて同弁57外周
と圧力制御室52の内壁52aとの間に所定の隙間が形成さ
れ、これにより、噴射終了時の圧力制御室52への燃料の
流入を妨げずに燃料のシャープカット化を図っている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記プレート弁57の外周と圧力制御室52の
内壁52aとの間に所定の隙間が設けられていてプレート
弁57はガイドされていないため、復帰用スプリング60の
付勢力と油通路53から流入する高圧燃料との圧力バラン
スによってシート部54に接離する際に、第８図に二点鎖
線で示すようにプレート弁57の倒れや、径方向への移動
が生じ易く、これによって復帰用スプリング60に偏荷重
が作用し耐久性が低下するという問題点がある。又、復
帰用スプリング60に偏荷重が作用すると、プレート弁57
の下面との間で滑って凹部59内に確実に納まらず、プレ
ート弁57及びピストン56間に挟まれることにより復帰用
スプリング60が折損するという問題点がある。又、プレ
ート弁57がシート部54に接する際に、第８図に示すよう
にプレート弁57が倒れていると外周縁部がシート部54に
エッジ当たりして摩耗し易く、これにより、シール不良
を引き起こすという問題点もある。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもの
であって、その目的はプレート弁の運動を圧力制御室の
内壁で案内することにより、プレート弁の倒れや遊びを
なくして復帰用スプリングの折損を防止することができ
るとともに、プレート弁のシート部へのエッジ当たりを
なくして外周縁部の摩耗を防止し、シール性を良好に維
持することができる燃料噴射装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するため、弁体摺動孔を有
し、蓄圧装置からの高圧の燃料を受ける燃料溜り室を有
し、さらに先端にノズル孔を設けたケーシング部材と、
このケーシング部材の弁体摺動孔に摺動自在に嵌合さ
れ、軸方向の移動により先端の弁体部でノズル孔を開閉
し、かつ、上記燃料溜り室の液圧を開弁方向の力として
受けるノズルニードルと、ケーシング部材内に形成され
たシリンダ内に摺動自在に嵌合され、前記ノズルニード
ルの基端側にて同ノズルニードルと一体的に移動するピ
ストンと、このピストンの一端面に対して閉弁方向の力
を加える燃料を油通路を介して満たすとともに、同油通
路と対応するオリフィスを備えたプレート弁を前記油通
路が開口するシート部に接離可能に収容し、さらにこの
プレート弁を前記シート部側に付勢する復帰用スプリン
グを有し、このプレート弁の作用による燃料の流入及び
流出により前記ピストンの閉弁方向の力を制御する圧力
制御室と、前記油通路に対して前記蓄圧装置からの高圧
燃料を供給する高圧側通路と圧力制御室の燃料を低圧側
へ逃がす低圧側通路とを切替接続する制御弁とを備えた
燃料噴射装置において、前記プレート弁を圧力制御室の
内壁に摺動可能に嵌合させるとともに、プレート弁には
シート部に接している時に閉鎖され、かつ、シート部か
ら離間している時に開放される切欠部を形成した燃料噴
射装置をその要旨とする。

又、プレート弁下面に復帰用スプリングの一部を収容
係止する係止凹部を設けてもよい。

［作用］ 蓄圧装置からの高圧の燃料はケーシング部材内に設け
た燃料溜り室に供給され、ノズルニードルには常時、開
弁方向の力が作用する。制御弁が油通路に圧力制御室の
燃料を低圧側へ逃がす低圧側通路を接続させるように切
替えられている状態では、プレート弁は復帰用スプリン
グの付勢力によって圧力制御室のシート部に着座してお
り、同弁のオリフィスを介して圧力制御室内の燃料が流
出し、ノズルニードルがピストンとともに一体的に移動
し、ノズル孔より燃料溜り室の燃料が噴射される。そし
て、制御弁が油通路に高圧側通路を接続させるように切
替えられると、プレート弁は復帰用スプリングの付勢力
に抗して圧力制御室の内壁によってガイドされながらシ
ート部から離間する。このプレート弁の離間に伴って切
欠部が開放されて圧力制御室内に高圧燃料が流入して圧
力が急上昇し、ノズル孔がノズルニードルにより閉鎖さ
れ、噴射がシャープにカットされる。

又、プレート弁下面に復帰用スプリングの一部を収容
係止する係止凹部を設けることにより、復帰用スプリン
グがプレート弁の所定位置に確実に係止されて滑ること
がないため、プレート弁及びピストン間に挟まれず、よ
って復帰用スプリングの折損が防止される。

［実施例］ 以下、この発明をディーゼル機関用燃料噴射装置に具
体化した一実施例を第１〜５図に従って説明する。

第５図はこの実施例のディーゼル機関用燃料噴射装置
の断面図である。下部のケーシング部材１はボディロア
２と連結部３と弁ケーシング４とからなり、リテーニン
グリング５により各部材2,3,4が一体化されている。

その弁ケーシング４内には弁体摺動孔６及び燃料溜り
室７が形成され、先端にはその燃料溜り室７に連通する
ノズル孔８が形成されている。上記弁体摺動孔６にはノ
ズルニードル９の大径部10が摺動自在に嵌合されてい
る。このノズルニードル９の大径部10には連結部11が形
成されるとともに、下方先端部には小径部12及び弁体部
13が一体形成されている。そして、この弁体部13により
シート部位Ｘが開閉されてノズル孔８からの噴射がオン
・オフされる。

上記ノズルニードル９の連結部11の基端には、フラン
ジ14、ピストンピン15及びピストン16が一体的に連結さ
れている。又、ノズルニードル９はバネ17により閉方向
に付勢されている。前記ピストン16はボディロア２に形
成されたシリンダ18内に摺動自在に嵌合され、又、シリ
ンダ18内には前記ピストン16の端部を臨ませる圧力制御
室19が形成されている。

前記ボディロア２上には三方制御弁21（電磁弁）を有
する上部のケーシング部材20が密着接続されている。即
ち、円筒形状のボディアッパ22をボディロア２に螺着
し、そのボディアッパ22の内部孔に三方弁ボディ23を配
置しリテーニングナット24がボディアッパ22の内部孔内
に螺入されている。

前記三方弁ボディ23内にアウタバルブ25が摺動自在に
嵌合され、そのアウタバルブ25内部孔にはインナバルブ
26が配置されている。そして、コイル27が消磁されてい
るときにはアウタバルブ25はバネ28の付勢力により下方
位置にあり、高圧側通路29と圧力制御室19とが油通路30
を介して連通される。又、コイル27励磁されているとき
にはアウタバルブ25は上動し、圧力制御室19とドレイン
通路（低圧側通路）31とが油通路30を介して連通され
る。

前記下部のケーシング部材１には燃料供給通路32が形
成され、その一端がケーシング部材（ボディロア２）１
の表面に露出され、他端が前記燃料溜り室７に連通され
るとともに、上部のケーシング部材20の高圧側通路29に
連通されている。さらに、その下部のケーシング部材
（ボディロア２）１の表面部においてインレット33が螺
入され、燃料供給通路32と連通している。

共通蓄圧装置（コモンレール）34は、燃料ポンプから
供給された燃料を蓄圧しており、各燃料噴射弁に供給す
るようになっている。そして、共通蓄圧装置34の高圧燃
料は前記インレット33、燃料供給通路32を介して燃料溜
り室７に供給されるとともに、三方制御弁21に供給され
る。又、前記ドレイン通路31の燃料はドレインタンクに
抜くことができるようになっている。

第1,2図に示すように、前記圧力制御室19内には前記
油通路30に対応するオリフィス36を備えたプレート弁35
が内壁19aに沿って摺動可能に嵌合されるとともに、前
記油通路30が開口するシート部37に接離可能となってい
る。

プレート弁35には周方向に所定間隔をおいて円弧状の
複数（この実施例では４つ）の切欠部38が形成されてい
る。各切欠部38は同弁35がシート部37に接している時に
はシート部37により閉鎖され、シート部37から離間して
いる時には開放されて前記油通路30に連通するようにな
っている。そして、各切欠部38はその開放時に圧力制御
室19内への高圧燃料の流入を容易にして同室19内の燃料
圧力の上昇を速め、ノズルニードル９を瞬時（0.2ms未
満）に移動させてノズル孔８を閉じ、噴射をシャープに
カットさせるようになっている。噴射カット時間Tendを
0.2ms以下とするためには、第４図に示すように全切欠
部38の面積を3mm²以上とするのが望ましく、この実施例
では4.5mm²に設定している。

又、プレート弁35の下面中央部には係止凹部39が形成
され、この凹部39と前記ピストン16の端面に形成した係
止凹部40との間にプレート弁35をシート部37側に付勢す
る復帰用スプリング41が介装されている。プレート弁35
はこの復帰用スプリング41により常には第１図に実線で
示すようにシート部37に着座し、油通路30より高圧燃料
が流入する時にのみ二点鎖線で示すように内壁19aに沿
ってシート部37から離間するようになっている。

従って、三方制御弁21の作用によりドレイン通路31と
油通路30とが連通されているときには、圧力制御室19の
燃料がオリフィス36を介して低圧側に流出して圧力制御
室19内の油圧がゆっくり降下し、ノズルニードル９は第
３図にＡで示すように開弁方向にゆっくり移動（リフ
ト）して燃料が噴射されることとなる。

又、三方制御弁21の作用により高圧側通路29と油通路
30とが連通すると、プレート弁35が復帰用スプリング41
の付勢力に抗してシート部37から離間し、各切欠部38が
開放されて圧力制御室19内に高圧燃料が流入して圧力が
急上昇し、この圧力を受けてピストン16からノズルニー
ドル９に加わる閉弁方向の力が燃料溜り室７の圧力によ
って開弁方向に加わる力を上回り、ノズルニードル９が
第３図にＢで示すように瞬時に移動されて、ノズル孔８
が閉鎖され、噴射がシャープにカットされる。

このとき、この実施例ではプレート弁35を圧力制御室
19の内壁19aに沿って摺動可能に嵌合させるように構成
したので、プレート弁35がシート部37に接離する際に、
従来のプレート弁57（第８図参照）のような倒れや径方
向への移動を防止して復帰用スプリング41に偏荷重を作
用させることがなく、復帰用スプリング41の耐久性を向
上することができる。又、プレート弁35のシート部37へ
の着座に際し、シート部37へのエッジ当たりをなくして
プレート弁35外周縁部の摩耗を防止することができ、シ
ール性を良好に維持することができる。

又、この実施例ではプレート弁35の下面に復帰用スプ
リング41を収容係止する係止凹部39を設けたので、復帰
用スプリング41をプレート弁35の所定位置に確実に係止
して滑りを防止でき、これにより、同スプリング41をプ
レート弁35弁及びピストン16間に挟むことによる復帰用
スプリング41の折損を防止することができる。

なお、前記実施例ではプレート弁35に形成した切欠部
38を円弧状としたが、第６図に示すように加工を容易に
するために直線状の切欠部42としてもよい。

又、前記実施例ではプレート弁35の外周に切欠部38を
形成したが、第７図に示すように同弁35のシート部37へ
の着座時において油通路30に連通しない長孔状の切欠部
43を所定間隔をおいて形成してもよい。

又、プレート弁35の軸方向への寸法を大きくすれば、
安定度をさらに向上することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によればプレート弁の
運動を圧力制御室の内壁で案内することにより、プレー
ト弁の倒れや遊びをなくしてスプリングの折損を防止す
ることができるとともに、プレート弁のシート部へのエ
ッジ当たりをなくして外周縁部の摩耗を防止し、シール
性を良好に維持することができる優れた効果がある。

又、プレート弁下面に復帰用スプリングの一部を収容
係止する係止凹部を設けることにより、復帰用スプリン
グをプレート弁の所定位置に係止させて滑りを確実に防
止し、よって復帰用スプリングの折損を確実に防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの発明を具体化したディーゼル機関用燃
料噴射装置の一実施例を示し、第１図はプレート弁を示
す縦断面図、第２図は同じく平断面図、第３図はノズル
ニードルの作動を説明するための図、第４図は噴射カッ
ト時間と切欠部総面積との関係を示すグラフ、第５図は
燃料噴射装置の全体を示す縦断面図、第６図は別のプレ
ート弁を示す平断面図、第７図は別のプレート弁を示す
平断面図、第８図は従来のプレート弁を示す縦断面図、
第９図は同じく従来のプレート弁を示す平断面図であ
る。 図中、１はケーシング部材、６は弁体摺動孔、７は燃料
溜り室、８はノズル孔、９はノズルニードル、13は弁体
部、16はピストン、18はシリンダ、19は圧力制御室、19
aは内壁、21は三方制御弁、29は高圧側通路、30は油通
路、31は低圧側通路、34は共通蓄圧装置、35はプレート
弁、36はオリフィス、37はシート部、38,42,43は切欠
部、39は係止凹部、41は復帰用スプリングである。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁体摺動孔を有し、蓄圧装置からの高圧の
   燃料を受ける燃料溜り室を有し、さらに先端にノズル孔
   を設けたケーシング部材と、 このケーシング部材の弁体摺動孔に摺動自在に嵌合さ
   れ、軸方向の移動により先端の弁体部でノズル孔を開閉
   し、かつ、上記燃料溜り室の液圧を開弁方向の力として
   受けるノズルニードルと、 ケーシング部材内に形成されたシリンダ内に摺動自在に
   嵌合され、前記ノズルニードルの基端側にて同ノズルニ
   ードルと一体的に移動するピストンと、 このピストンの一端面に対して閉弁方向の力を加える燃
   料を油通路を介して満たすとともに、同油通路と対応す
   るオリフィスを備えたプレート弁を前記油通路が開口す
   るシート部に接離可能に収容し、さらにこのフレート弁
   を前記シート部側に付勢する復帰用スプリングを有し、
   このプレート弁の作用による燃料の流入及び流出により
   前記ピストンの閉弁方向の力を制御する圧力制御室と、 前記油通路に対して前記蓄圧装置からの高圧燃料を供給
   する高圧側通路と圧力制御室の燃料を低圧側へ逃がす低
   圧側通路とを切替接続する制御弁と を備えた燃料噴射装置において、 前記プレート弁を圧力制御室の内壁に摺動可能に嵌合さ
   せるとともに、プレート弁にはシート部に接している時
   に閉鎖され、かつ、シート部から離間している時に開放
   される切欠部を形成したことを特徴とする燃料噴射装
   置。
2. 【請求項２】前記プレート弁下面に前記復帰用スプリン
   グの一部を収容係止する係止凹部を設けた請求項１に記
   載の燃料噴射装置。