JP2664806B2 - 転用可能燃料噴射装置 - Google Patents
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- F02M63/0012—Valves
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明分野 本発明は、燃料噴射装置、特に、変更可能な量で、か
つ変則的なタイミングで内燃式エンジンに循環式に燃料
を噴射するためのユニット燃料噴射装置に関する。
つ変則的なタイミングで内燃式エンジンに循環式に燃料
を噴射するためのユニット燃料噴射装置に関する。
従来技術の説明 ユニット燃料噴射装置は、通常２種に分類される。す
なわち、ペールによる米国特許第4,721,247号で示され
たタイプの開口ノズル噴射装置と、米国特許第4,463,90
1号で示されたタイプの閉鎖ノズル噴射装置とがある。
開口及び閉鎖ノズル噴射装置は、異なった噴射特性を有
し、いずれのタイプも考え得るすべてのエンジン適用業
務について他方よりも優れているとは言えない。従っ
て、エンジンあるいは自動車の製造業者は、エンジンが
使用される特定の適用業務のみに依って当該エンジンに
据付けることができるよう両方のタイプの燃料噴射シス
テムを維持することが必要となり得る。
なわち、ペールによる米国特許第4,721,247号で示され
たタイプの開口ノズル噴射装置と、米国特許第4,463,90
1号で示されたタイプの閉鎖ノズル噴射装置とがある。
開口及び閉鎖ノズル噴射装置は、異なった噴射特性を有
し、いずれのタイプも考え得るすべてのエンジン適用業
務について他方よりも優れているとは言えない。従っ
て、エンジンあるいは自動車の製造業者は、エンジンが
使用される特定の適用業務のみに依って当該エンジンに
据付けることができるよう両方のタイプの燃料噴射シス
テムを維持することが必要となり得る。
しかしながら、一つしか使用しないことを知りなが
ら、ふたつの別個の燃料噴射システムを開発しかつ製造
することは、必要な当初投資額を増大させるばかりでな
く、後から生ずる部品価格、倉庫及びサービス費用をも
増大させるものである。これらの費用要因は、閉鎖ノズ
ル噴射装置のみあるいは開口ノズル噴射装置のみとなる
よう特に設計された噴射装置が、多目的のものよりもよ
り最適化された設計（例えば、コンパクト化、簡易化等
がなされた設計）を可能とするという事実に関連する利
益を相殺してしまう。
ら、ふたつの別個の燃料噴射システムを開発しかつ製造
することは、必要な当初投資額を増大させるばかりでな
く、後から生ずる部品価格、倉庫及びサービス費用をも
増大させるものである。これらの費用要因は、閉鎖ノズ
ル噴射装置のみあるいは開口ノズル噴射装置のみとなる
よう特に設計された噴射装置が、多目的のものよりもよ
り最適化された設計（例えば、コンパクト化、簡易化等
がなされた設計）を可能とするという事実に関連する利
益を相殺してしまう。
米国特許第5,209403号では、上部制御サブアセンブリ
を開口ノズル・タイプ又は閉鎖ノズル・タイプの噴射装
置ノズル・サブアセンブリのいずれかとともに相互変更
可能な状態で使用できるためには、モジュラ・ベースの
ユニット燃料噴射装置をいかにして構築できるかという
点を最初に開示している。さらに特定すれば、この能力
は、タイミング・チャンバ解放弁構造を、全部下部噴射
プランジャーの上の噴射装置の上部に配置することによ
って達成できる。しかしながら、この場合、全体として
相互変更可能な開口及び閉鎖ノズル・タイプの噴射装置
ノズル・サブアセンブリを有するユニット燃料噴射装置
を提供する特定の目的のために設計された噴射装置とは
異なり、従来技術による噴射装置ノズル構造は単に制御
サブアセンブリとともに使用するために適合されている
にすぎない。従って、従前の出願の設計では、燃料噴射
装置の開口から閉鎖ノズル・オプションへの変更を、エ
ンジンの据付に影響を与えずに、また閉鎖ノズル噴射装
置又は開口ノズル噴射装置のいずれかのみとなるよう特
に設計された燃料噴射装置に関して性能又は費用上の妥
協を受け入れずに行うことは、不可能である。
を開口ノズル・タイプ又は閉鎖ノズル・タイプの噴射装
置ノズル・サブアセンブリのいずれかとともに相互変更
可能な状態で使用できるためには、モジュラ・ベースの
ユニット燃料噴射装置をいかにして構築できるかという
点を最初に開示している。さらに特定すれば、この能力
は、タイミング・チャンバ解放弁構造を、全部下部噴射
プランジャーの上の噴射装置の上部に配置することによ
って達成できる。しかしながら、この場合、全体として
相互変更可能な開口及び閉鎖ノズル・タイプの噴射装置
ノズル・サブアセンブリを有するユニット燃料噴射装置
を提供する特定の目的のために設計された噴射装置とは
異なり、従来技術による噴射装置ノズル構造は単に制御
サブアセンブリとともに使用するために適合されている
にすぎない。従って、従前の出願の設計では、燃料噴射
装置の開口から閉鎖ノズル・オプションへの変更を、エ
ンジンの据付に影響を与えずに、また閉鎖ノズル噴射装
置又は開口ノズル噴射装置のいずれかのみとなるよう特
に設計された燃料噴射装置に関して性能又は費用上の妥
協を受け入れずに行うことは、不可能である。
また、米国特許第5,209403号は、前記のペールの特許
及びワーリック等、米国特許第4,986,472号のような、
従来技術による解放弁では不可能であった、タイミング
流体のタイミング・チャンバからの滴下をより正確に制
御するために、解放弁の開口行程を変更することを課題
とした。さらに特定すれば、先行出願は、タイミング・
チャンバ滴下率がバネ圧力から独立して厳密に制御され
得るように解放弁の開口行程を調整することを可能とす
るタイミング・チャンバ解放構造を提供している。しか
しながら、ここで考慮されていないのは、不十分なバネ
圧力によって弁要素のがたつきを生ずることとなる一
方、弁要素のバネ負荷が高いことによって過度の「自重
湾曲」価（すなわち、低速エンジン作動条件下で解放弁
が生成する噴射圧力と高速エンジン作動条件下で解放弁
が生成する噴射圧力との差）を生ずることとなるという
ことであり、いずれも結果として、過度に高速の圧力又
は不十分に低速の圧力を生ずることを意味する。
及びワーリック等、米国特許第4,986,472号のような、
従来技術による解放弁では不可能であった、タイミング
流体のタイミング・チャンバからの滴下をより正確に制
御するために、解放弁の開口行程を変更することを課題
とした。さらに特定すれば、先行出願は、タイミング・
チャンバ滴下率がバネ圧力から独立して厳密に制御され
得るように解放弁の開口行程を調整することを可能とす
るタイミング・チャンバ解放構造を提供している。しか
しながら、ここで考慮されていないのは、不十分なバネ
圧力によって弁要素のがたつきを生ずることとなる一
方、弁要素のバネ負荷が高いことによって過度の「自重
湾曲」価（すなわち、低速エンジン作動条件下で解放弁
が生成する噴射圧力と高速エンジン作動条件下で解放弁
が生成する噴射圧力との差）を生ずることとなるという
ことであり、いずれも結果として、過度に高速の圧力又
は不十分に低速の圧力を生ずることを意味する。
発明の概要 上記のことから、２種の個別の燃料噴射システムの開
発及び製造を要せず、閉鎖ノズル・タイプ燃料噴射装置
又は開口ノズル・タイプ燃料噴射装置のいずれとしても
作用し得るユニット燃料噴射装置システムを提供するこ
とが本発明の全般的な目的である。
発及び製造を要せず、閉鎖ノズル・タイプ燃料噴射装置
又は開口ノズル・タイプ燃料噴射装置のいずれとしても
作用し得るユニット燃料噴射装置システムを提供するこ
とが本発明の全般的な目的である。
前記目的に基づいて、本発明のさらに特定された目的
は、エンジンの据付に影響を与えることなく、またタイ
ミング又は調量原則を変更することなく、燃料噴射装置
を開口から閉鎖ノズル・オプションに転用できる相互変
更可能なサブアセンブリを使用した燃料噴射装置を提供
することである。
は、エンジンの据付に影響を与えることなく、またタイ
ミング又は調量原則を変更することなく、燃料噴射装置
を開口から閉鎖ノズル・オプションに転用できる相互変
更可能なサブアセンブリを使用した燃料噴射装置を提供
することである。
また、閉鎖ノズル噴射装置又は開口ノズル噴射装置の
いずれかのみのために特に設計された燃料噴射装置に関
して性能又は費用の面で妥協を要せず、上記目的の達成
を可能とする方法で燃料噴射装置の設計を最適化するこ
とも本発明の目的である。
いずれかのみのために特に設計された燃料噴射装置に関
して性能又は費用の面で妥協を要せず、上記目的の達成
を可能とする方法で燃料噴射装置の設計を最適化するこ
とも本発明の目的である。
また、本発明のもう一つの目的は、弁要素のがたつき
又は過度の噴射圧力自重湾曲を生ずることなく、タイミ
ング・チャンバ解放弁の開口行程が弁閉鎖要素に課され
るバネ負荷とは独立して調整され得るようなタイミング
・チャンバ解放弁構造を提供することである。
又は過度の噴射圧力自重湾曲を生ずることなく、タイミ
ング・チャンバ解放弁の開口行程が弁閉鎖要素に課され
るバネ負荷とは独立して調整され得るようなタイミング
・チャンバ解放弁構造を提供することである。
これらの目的は、２つのサブアセンブリを備えるよう
燃料噴射装置を設計することによって発明の実施例に基
づいて達成される。第１のサブアセンブリは、閉鎖及び
開口両方のノズル・オプションにおいて使用される制御
サブ・アセンブリであり、これは、常に燃料噴射装置の
上部を形成する（但し、噴射装置を作動するドライブ・
トレイン（drive train）のカムシャフトは、通常のよ
うに、適切に構成された異なったカムシャフトが閉鎖ノ
ズル及び開口ノズル燃料噴射装置とともに使用される点
で異なる）。第２のサブアセンブリは、ノズル・サブア
センブリであり、開口及び閉鎖ノズル・バージョンの少
なくとも二つのバージョンで形成され、そのいずれも、
修正を要せず、またエンジンの据付に影響を与えること
なく、制御サブアセンブリとともに使用できる。これ
は、外部エンベロープ及び調量制御原則が、開口ノズル
・タイプの噴射装置ノズル・サブアセンブリ又は閉鎖ノ
ズル・タイプの噴射装置ノズル・アセンブリのいずれを
制御サブアセンブリに据付けた場合であっても同一であ
ることを理由とする。
燃料噴射装置を設計することによって発明の実施例に基
づいて達成される。第１のサブアセンブリは、閉鎖及び
開口両方のノズル・オプションにおいて使用される制御
サブ・アセンブリであり、これは、常に燃料噴射装置の
上部を形成する（但し、噴射装置を作動するドライブ・
トレイン（drive train）のカムシャフトは、通常のよ
うに、適切に構成された異なったカムシャフトが閉鎖ノ
ズル及び開口ノズル燃料噴射装置とともに使用される点
で異なる）。第２のサブアセンブリは、ノズル・サブア
センブリであり、開口及び閉鎖ノズル・バージョンの少
なくとも二つのバージョンで形成され、そのいずれも、
修正を要せず、またエンジンの据付に影響を与えること
なく、制御サブアセンブリとともに使用できる。これ
は、外部エンベロープ及び調量制御原則が、開口ノズル
・タイプの噴射装置ノズル・サブアセンブリ又は閉鎖ノ
ズル・タイプの噴射装置ノズル・アセンブリのいずれを
制御サブアセンブリに据付けた場合であっても同一であ
ることを理由とする。
ある特定の様式において、発明は、前記先行出願にお
いて示されかつ説明がなされた開口ノズル噴射装置から
始めて、単に開口ノズル噴射装置バージョンの下半部
（すなわち、開口ノズル・サブアセンブリ）を従来より
もある程度長くすることによって最低限の譲歩が必要な
だけで（但し、閉鎖ノズル噴射装置ノズル・サブアセン
ブリ内の穴あけは、かつて必要とされていたものよりも
複雑な配列が必要となるため、開口ノズル・バージョン
のものに関連して標準化されなければならない）、閉鎖
ノズル・サブアセンブリの外部に外側から適合された。
両方のノズルが同一の外部エンベロープを呈しているた
め、共通の上部制御アセンブリが調量制御原則が同一で
あることを保証することにより、エンジンの据付が噴射
装置ノズル・サブアセンブリの選択による影響を受けな
くなった。
いて示されかつ説明がなされた開口ノズル噴射装置から
始めて、単に開口ノズル噴射装置バージョンの下半部
（すなわち、開口ノズル・サブアセンブリ）を従来より
もある程度長くすることによって最低限の譲歩が必要な
だけで（但し、閉鎖ノズル噴射装置ノズル・サブアセン
ブリ内の穴あけは、かつて必要とされていたものよりも
複雑な配列が必要となるため、開口ノズル・バージョン
のものに関連して標準化されなければならない）、閉鎖
ノズル・サブアセンブリの外部に外側から適合された。
両方のノズルが同一の外部エンベロープを呈しているた
め、共通の上部制御アセンブリが調量制御原則が同一で
あることを保証することにより、エンジンの据付が噴射
装置ノズル・サブアセンブリの選択による影響を受けな
くなった。
さらに、このバージョンでは、がたつきを防ぐに十分
な高さの弁要素の固有振動数、及び低速エンジン作動条
件のもとでの十分な噴射圧力を保証し、かつ高速エンジ
ン作動条件のもとでの過度な噴射圧力を回避する、弁自
重湾曲価を得るよう低質量弁要素及びこれに対応するバ
ネ率を有する弁バネを提供することによって、上記の弁
のがたつき及び噴射圧力の自重湾曲の問題が回避されて
いる。
な高さの弁要素の固有振動数、及び低速エンジン作動条
件のもとでの十分な噴射圧力を保証し、かつ高速エンジ
ン作動条件のもとでの過度な噴射圧力を回避する、弁自
重湾曲価を得るよう低質量弁要素及びこれに対応するバ
ネ率を有する弁バネを提供することによって、上記の弁
のがたつき及び噴射圧力の自重湾曲の問題が回避されて
いる。
しかしながら、相互変更可能な設計を達成するよう特
に設計された、本発明の第２の様式において、驚くこと
に、サブ・アセンブリの最適化された設計が妥協なしで
達成され得ることが判明した。すなわち、相互変更可能
な設計には、噴射装置を閉鎖ノズル噴射装置のみとして
あるいは開口ノズル噴射装置のみとして製造する場合
に、性能の改良又は費用削減のいずれのためにも、変更
を要する特性が含まれなかった。言い換えれば、両方の
バージョンにおいて最大の数の部品が共通である相互変
更可能な開口／閉鎖ノズル燃料噴射装置の設計の達成
は、最高の性能及び費用の最少化の達成と矛盾しないこ
とが判明した。
に設計された、本発明の第２の様式において、驚くこと
に、サブ・アセンブリの最適化された設計が妥協なしで
達成され得ることが判明した。すなわち、相互変更可能
な設計には、噴射装置を閉鎖ノズル噴射装置のみとして
あるいは開口ノズル噴射装置のみとして製造する場合
に、性能の改良又は費用削減のいずれのためにも、変更
を要する特性が含まれなかった。言い換えれば、両方の
バージョンにおいて最大の数の部品が共通である相互変
更可能な開口／閉鎖ノズル燃料噴射装置の設計の達成
は、最高の性能及び費用の最少化の達成と矛盾しないこ
とが判明した。
本発明の前記及びその他の目的、特性及び利点は、本
発明の実施例を示した添付の図面に照らして読まれれ
ば、以下の詳細な説明から明かとなる。
発明の実施例を示した添付の図面に照らして読まれれ
ば、以下の詳細な説明から明かとなる。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の第１実施例による閉鎖ノズル燃料噴
射装置の断面図である。
射装置の断面図である。
図２は、本発明の第１実施例による開口ノズル燃料噴
射装置の断面図である。
射装置の断面図である。
図３は、図１及び２の両方による燃料噴射装置の制御
サブアセンブリの断面図である。
サブアセンブリの断面図である。
図４は、図１の燃料噴射装置において図３の制御サブ
アセンブリとともに使用するための閉鎖ノズル・タイプ
のノズル・サブアセンブリの断面図である。
アセンブリとともに使用するための閉鎖ノズル・タイプ
のノズル・サブアセンブリの断面図である。
図５は、図２の燃料噴射装置において図３の制御サブ
アセンブリとともに使用するための開口ノズル・タイプ
のノズル・サブアセンブリの断面図である。
アセンブリとともに使用するための開口ノズル・タイプ
のノズル・サブアセンブリの断面図である。
図６は、本発明による噴射装置の第２の制御サブアセ
ンブリの断面図である。
ンブリの断面図である。
図７は、図６の制御サブアセンブリとともに使用する
ための閉鎖ノズル・タイプの第２のノズル・サブアセン
ブリの断面図である。
ための閉鎖ノズル・タイプの第２のノズル・サブアセン
ブリの断面図である。
図８は、図６の制御サブアセンブリとともに使用する
ための開口ノズル・タイプの第２のノズル・サブアセン
ブリの断面図である。
ための開口ノズル・タイプの第２のノズル・サブアセン
ブリの断面図である。
図９は、図６の制御サブアセンブリについて図７のノ
ズル・サブアセンブリを使用して形成された第２の閉鎖
ノズル燃料噴射装置の断面図である。
ズル・サブアセンブリを使用して形成された第２の閉鎖
ノズル燃料噴射装置の断面図である。
図10は、図６の制御サブアセンブリについて図８のノ
ズル・サブアセンブリを使用して形成された開口ノズル
燃料噴射装置の断面図である。
ズル・サブアセンブリを使用して形成された開口ノズル
燃料噴射装置の断面図である。
図11乃至13は、タイミング・チャンバ解放弁アセンブ
リの３種類の改訂様式を示す。
リの３種類の改訂様式を示す。
図14は、図11乃至13の弁アセンブリの弁要素の平面図
である。
である。
図15は、タイミング・チャンバにおける流体の圧力解
放のない噴射装置と比較した、異なったバネ率のバネを
備えた図11乃至13の弁アセンブリにおける噴射圧力とエ
ンジン速度との関係を示したグラフである。
放のない噴射装置と比較した、異なったバネ率のバネを
備えた図11乃至13の弁アセンブリにおける噴射圧力とエ
ンジン速度との関係を示したグラフである。
実施例の詳細な説明 噴射装置１及び２は、当初、２つの異なったタイプの
噴射装置の設計の融合を達成するためには間違いなく妥
協を受け入れなければならないことを認識した上で、
「共通化された」開口／閉鎖ノズル噴射装置アプローチ
に特に適した新たな噴射装置技術を特に設計するのでは
なく、既知の噴射装置技術を使用して、相互変更可能な
噴射装置システムの概念の実現可能性を示すために開発
されたものである。開口及び閉鎖ノズル噴射装置の構造
上の最も顕著な差異は、噴射装置の下部、ノズル部分
（その名称に反映されているように、閉鎖ノズル噴射装
置は、開口ノズル噴射装置にあるような相手側部品のな
いノズル弁アセンブリ５を有し、これによってその下
部、調量及び噴射プランジャー６、７及びこれが作用す
るこれに対応する調量及び噴射チャンバに関連する差異
が生じている部分）にあり、この部分は、個別のサブア
センブリ10、11（それぞれ図４、５）から構成されてい
る。
噴射装置の設計の融合を達成するためには間違いなく妥
協を受け入れなければならないことを認識した上で、
「共通化された」開口／閉鎖ノズル噴射装置アプローチ
に特に適した新たな噴射装置技術を特に設計するのでは
なく、既知の噴射装置技術を使用して、相互変更可能な
噴射装置システムの概念の実現可能性を示すために開発
されたものである。開口及び閉鎖ノズル噴射装置の構造
上の最も顕著な差異は、噴射装置の下部、ノズル部分
（その名称に反映されているように、閉鎖ノズル噴射装
置は、開口ノズル噴射装置にあるような相手側部品のな
いノズル弁アセンブリ５を有し、これによってその下
部、調量及び噴射プランジャー６、７及びこれが作用す
るこれに対応する調量及び噴射チャンバに関連する差異
が生じている部分）にあり、この部分は、個別のサブア
センブリ10、11（それぞれ図４、５）から構成されてい
る。
図１は、閉鎖ノズル噴射装置１を示し、図２は開口ノ
ズル噴射装置２を示す。従って、これらの２つの図面
は、異なった噴射特性を有する噴射装置を示している。
このように、米国特許第5,209403号以前は、いずれのタ
イプの燃料噴射装置も、所望される特定のタイプの噴射
装置の態様のみにおいて機能するよう、すなわち、開口
又は閉鎖ノズル噴射装置のいずれかの概念のみに基づい
て機能するよう特に設計されていた。しかしながら、前
記先行出願の開発により、噴射装置１及び２は、閉鎖ノ
ズル・タイプの噴射装置ノズル・サブアセンブリ10（図
４）及び開口ノズル・タイプの噴射装置ノズル・サブア
センブリ11（図５）の間で選択をなすことによって、タ
イミング及び調量原則を変更することなく、閉鎖ノズル
・タイプ燃料噴射装置１又は開口ノズル・タイプ燃料噴
射装置２のいずれとしても作用できるユニット燃料噴射
装置を提供するような態様で部品の共通因子を共有する
ことが可能である。すなわち、調量及び噴射プランジャ
ー並びにその戻しバネの寸法及び行程が適切に調整され
ている限り、共通の上部制御サブアセンブリ13（図３）
は、ノズル・アセンブリが開口ノズル又は閉鎖ノズルの
いずれの原則に基づいて作用しているかにかかわらず調
量及び噴射を制御することができる。
ズル噴射装置２を示す。従って、これらの２つの図面
は、異なった噴射特性を有する噴射装置を示している。
このように、米国特許第5,209403号以前は、いずれのタ
イプの燃料噴射装置も、所望される特定のタイプの噴射
装置の態様のみにおいて機能するよう、すなわち、開口
又は閉鎖ノズル噴射装置のいずれかの概念のみに基づい
て機能するよう特に設計されていた。しかしながら、前
記先行出願の開発により、噴射装置１及び２は、閉鎖ノ
ズル・タイプの噴射装置ノズル・サブアセンブリ10（図
４）及び開口ノズル・タイプの噴射装置ノズル・サブア
センブリ11（図５）の間で選択をなすことによって、タ
イミング及び調量原則を変更することなく、閉鎖ノズル
・タイプ燃料噴射装置１又は開口ノズル・タイプ燃料噴
射装置２のいずれとしても作用できるユニット燃料噴射
装置を提供するような態様で部品の共通因子を共有する
ことが可能である。すなわち、調量及び噴射プランジャ
ー並びにその戻しバネの寸法及び行程が適切に調整され
ている限り、共通の上部制御サブアセンブリ13（図３）
は、ノズル・アセンブリが開口ノズル又は閉鎖ノズルの
いずれの原則に基づいて作用しているかにかかわらず調
量及び噴射を制御することができる。
特に、先行出願に記載されるタイミング・チャンバ圧
力制御弁を有する高圧力燃料噴射装置の上半部を形成す
る制御部分が共通制御サブアセンブリ13となり得ること
が決定された。かかる制御サブアセンブリは、上部バレ
ル部19に据付けられる主戻りバネ受け又はトップ・スト
ップ17、バレル５と噴射装置継手23との間で保持され、
上部プランジャー25によって支えられ、かつその中に緩
やかに固定された噴射装置リンク24（図示されていない
従来技術によるカム駆動噴射装置ドライブ・トレインの
一部をなす）を有する主戻りバネ21を備える、。また、
制御サブアセンブリ13は、中間、タイミング・プランジ
ャー27及び玉弁式タイミング・チャンバ解放弁アセンブ
リ29を含む。開口ノズル噴射装置２の作用の詳細は、先
行出願において開示されたものと同一であるので、かか
る詳細については先行出願を参照されたい（かかる詳細
は、この目的でここでの言及によって本明細書に組み込
まれている）。但し、弁要素のがたつき又は過度の噴射
圧力自重湾曲を生ずることなく、その開口行程のバネ負
荷から独立した調整を可能とする目的を達成するために
タイミング・チャンバ解放弁アセンブリ29を実行するた
めの好適な方法（その修正様式を含む）は、図11乃至15
に関連して以下に記載される。
力制御弁を有する高圧力燃料噴射装置の上半部を形成す
る制御部分が共通制御サブアセンブリ13となり得ること
が決定された。かかる制御サブアセンブリは、上部バレ
ル部19に据付けられる主戻りバネ受け又はトップ・スト
ップ17、バレル５と噴射装置継手23との間で保持され、
上部プランジャー25によって支えられ、かつその中に緩
やかに固定された噴射装置リンク24（図示されていない
従来技術によるカム駆動噴射装置ドライブ・トレインの
一部をなす）を有する主戻りバネ21を備える、。また、
制御サブアセンブリ13は、中間、タイミング・プランジ
ャー27及び玉弁式タイミング・チャンバ解放弁アセンブ
リ29を含む。開口ノズル噴射装置２の作用の詳細は、先
行出願において開示されたものと同一であるので、かか
る詳細については先行出願を参照されたい（かかる詳細
は、この目的でここでの言及によって本明細書に組み込
まれている）。但し、弁要素のがたつき又は過度の噴射
圧力自重湾曲を生ずることなく、その開口行程のバネ負
荷から独立した調整を可能とする目的を達成するために
タイミング・チャンバ解放弁アセンブリ29を実行するた
めの好適な方法（その修正様式を含む）は、図11乃至15
に関連して以下に記載される。
さらに、本発明によれば、サブアセンブリ10、11に
は、いずれも修正なしで同一のエンジンに据付けられる
よう共通の外部エンベロープが設けられている。共通の
外部エンベロープの達成は、単独で使用するものよりも
ある程度大きく／長い開口ノズル噴射装置及び閉鎖ノズ
ル噴射装置のポート位置を開口ノズル・バージョンのも
のと合わせるために必要な穴あけの修正においてある程
度複雑さの増した閉鎖ノズル設計を受け入れることを意
味するものであった。
は、いずれも修正なしで同一のエンジンに据付けられる
よう共通の外部エンベロープが設けられている。共通の
外部エンベロープの達成は、単独で使用するものよりも
ある程度大きく／長い開口ノズル噴射装置及び閉鎖ノズ
ル噴射装置のポート位置を開口ノズル・バージョンのも
のと合わせるために必要な穴あけの修正においてある程
度複雑さの増した閉鎖ノズル設計を受け入れることを意
味するものであった。
前記特許出願の燃料噴射装置の下半部は、開口ノズル
・タイプのノズル・サブアセンブリ11として採用されて
いる。このサブアセンブリ11は、前記調量及び噴射プラ
ンジャー７に加えて、ノズル・リテナー34（下部本体部
30及び噴射装置カップ32を噴射装置バレル19に固定して
いる）内の噴射装置カップ32に設けられる下部本体部30
を備える。ここでも、その詳細な説明については、先行
出願第SN.07/729,500号を参照されたい。
・タイプのノズル・サブアセンブリ11として採用されて
いる。このサブアセンブリ11は、前記調量及び噴射プラ
ンジャー７に加えて、ノズル・リテナー34（下部本体部
30及び噴射装置カップ32を噴射装置バレル19に固定して
いる）内の噴射装置カップ32に設けられる下部本体部30
を備える。ここでも、その詳細な説明については、先行
出願第SN.07/729,500号を参照されたい。
図４のノズル・サブアセンブリ10は、上記米国特許第
4,463,901号の閉鎖ノズル燃料噴射装置に関して記載さ
れた原則に基づいて作用するが、燃料がノズル・サブア
センブリ10へまたノズル・サブアセンブリ10から流入流
出するポート及び通路が開口ノズルによるノズル・サブ
アセンブリ11のものと整合することを確実にし、また噴
射及び調量の誤りではないかと思われる］プランジャー
が適切な行程を実行し、かつ制御サブアセンブリ13の作
動の下で適切な圧力での正確な量の燃料を調量しかつ噴
射するような大きさとなっていることを確実にするため
に構造的な修正が加えられている。これに関して、開口
及び閉鎖の両方のノズル・バージョンについて同一の戻
りバネ36が使用されており、このため戻りバネ36は、噴
射装置１及び２について図１及び２で示されているよう
に、サブアセンブリ10、11のプランジャー６、７の周囲
ではなく、ここでは制御サブアセンブリ13とともに示さ
れていることに注目されたい。このような戻りバネ36の
共用は以下の理由で望ましいものである。すなわち、戻
りバネ36は、閉鎖ノズル噴射装置１においてタイミング
・プランジャー27に対して直接的に作用し、また開口ノ
ズル噴射装置２において下部、噴射及び調量プランジャ
ー７を通じてタイミング・プランジャー27に対して間接
的に作用する。従って、いずれのバージョンにおいて
も、同一の圧力がタイミング・プランジャー27に作用
し、よって制御サブアセンブリ13の調整が不要となる。
但し、これは代替となるものである。さらに、戻りバネ
36が閉鎖ノズルによるノズル・アセンブリの噴射及び調
量プランジャー６に作用しないため（タイミング・プラ
ンジャー27の位置から独立して調量を行うことが可能と
なる）、同一のバネを両方のノズル・サブアセンブリに
ついて使用することができ、個別のバネＳが、スリーブ
の上端部と噴射及び調量プランジャー６に形成されたシ
ョルダーの間で作用するよう、戻りバネ36とプランジャ
ー６との間に同心状に設けられたスリーブ内に設けられ
ている。
4,463,901号の閉鎖ノズル燃料噴射装置に関して記載さ
れた原則に基づいて作用するが、燃料がノズル・サブア
センブリ10へまたノズル・サブアセンブリ10から流入流
出するポート及び通路が開口ノズルによるノズル・サブ
アセンブリ11のものと整合することを確実にし、また噴
射及び調量の誤りではないかと思われる］プランジャー
が適切な行程を実行し、かつ制御サブアセンブリ13の作
動の下で適切な圧力での正確な量の燃料を調量しかつ噴
射するような大きさとなっていることを確実にするため
に構造的な修正が加えられている。これに関して、開口
及び閉鎖の両方のノズル・バージョンについて同一の戻
りバネ36が使用されており、このため戻りバネ36は、噴
射装置１及び２について図１及び２で示されているよう
に、サブアセンブリ10、11のプランジャー６、７の周囲
ではなく、ここでは制御サブアセンブリ13とともに示さ
れていることに注目されたい。このような戻りバネ36の
共用は以下の理由で望ましいものである。すなわち、戻
りバネ36は、閉鎖ノズル噴射装置１においてタイミング
・プランジャー27に対して直接的に作用し、また開口ノ
ズル噴射装置２において下部、噴射及び調量プランジャ
ー７を通じてタイミング・プランジャー27に対して間接
的に作用する。従って、いずれのバージョンにおいて
も、同一の圧力がタイミング・プランジャー27に作用
し、よって制御サブアセンブリ13の調整が不要となる。
但し、これは代替となるものである。さらに、戻りバネ
36が閉鎖ノズルによるノズル・アセンブリの噴射及び調
量プランジャー６に作用しないため（タイミング・プラ
ンジャー27の位置から独立して調量を行うことが可能と
なる）、同一のバネを両方のノズル・サブアセンブリに
ついて使用することができ、個別のバネＳが、スリーブ
の上端部と噴射及び調量プランジャー６に形成されたシ
ョルダーの間で作用するよう、戻りバネ36とプランジャ
ー６との間に同心状に設けられたスリーブ内に設けられ
ている。
閉鎖ノズルによるノズル・サブアセンブリ10は、ノズ
ル弁アセンブリ５及び調量及び噴射プランジャー６に加
えて、下部本体部40（この中に燃料送込み及びドレン通
路40a、40b並びに質量変更可能調量及び噴射チャンバ40
cが形成される）、燃料配給板42、弁バネ受け44、及び
リテナー48内で一方が他方の上に重なっている噴射装置
カップ46を備える。リテナー34と同様に、リテナー48
は、ノズル・サブアセンブリ10を制御サブアセンブリ13
に接続し、よって噴射装置１を形成する。噴射装置１
は、これによって、開口ノズル・ユニット燃料噴射装置
２の一部であるときと同様の方法で制御サブアセンブリ
が機能した場合であっても、制御サブアセンブリ13の制
御のもとで、前記の既知の閉鎖ノズル・ユニット燃料噴
射装置と同一のタイミング及び調量原則によって作用す
ることができる（但し、通常の場合と同様に、閉鎖ノズ
ル燃料噴射装置として使用されたときには、開口ノズル
燃料噴射装置に使用されるときと異なったカムで駆動す
ることとなる）。
ル弁アセンブリ５及び調量及び噴射プランジャー６に加
えて、下部本体部40（この中に燃料送込み及びドレン通
路40a、40b並びに質量変更可能調量及び噴射チャンバ40
cが形成される）、燃料配給板42、弁バネ受け44、及び
リテナー48内で一方が他方の上に重なっている噴射装置
カップ46を備える。リテナー34と同様に、リテナー48
は、ノズル・サブアセンブリ10を制御サブアセンブリ13
に接続し、よって噴射装置１を形成する。噴射装置１
は、これによって、開口ノズル・ユニット燃料噴射装置
２の一部であるときと同様の方法で制御サブアセンブリ
が機能した場合であっても、制御サブアセンブリ13の制
御のもとで、前記の既知の閉鎖ノズル・ユニット燃料噴
射装置と同一のタイミング及び調量原則によって作用す
ることができる（但し、通常の場合と同様に、閉鎖ノズ
ル燃料噴射装置として使用されたときには、開口ノズル
燃料噴射装置に使用されるときと異なったカムで駆動す
ることとなる）。
上記の燃料噴射装置システムは、エンジンの据付に影
響を与えることなく、またタイミング又は調量原則を変
更することなく、燃料噴射装置を開口から閉鎖ノズル・
オプションに転換できるような相互変更可能なサブアセ
ンブリを有効に構築できることが示されたが、既述のよ
うに、最適化された設計からの妥協を受け入れざるを得
なかった。従って、「共通化された」設計概念を新たな
開口ノズル及び閉鎖ノズル燃料噴射装置の開発における
設計要因として含めるとしたら、いかなる結果が生ずる
かを決定する必要があった。図６及び７は、開発して得
られた閉鎖ノズル・ユニット燃料噴射装置１′及び開口
ノズル・ユニット燃料噴射装置２′を示したものであ
り、また図８乃至10は、かかる燃料噴射装置が備える制
御サブアセンブリ13′及びノズル・サブアセンブリ1
0′、11′を示す。
響を与えることなく、またタイミング又は調量原則を変
更することなく、燃料噴射装置を開口から閉鎖ノズル・
オプションに転換できるような相互変更可能なサブアセ
ンブリを有効に構築できることが示されたが、既述のよ
うに、最適化された設計からの妥協を受け入れざるを得
なかった。従って、「共通化された」設計概念を新たな
開口ノズル及び閉鎖ノズル燃料噴射装置の開発における
設計要因として含めるとしたら、いかなる結果が生ずる
かを決定する必要があった。図６及び７は、開発して得
られた閉鎖ノズル・ユニット燃料噴射装置１′及び開口
ノズル・ユニット燃料噴射装置２′を示したものであ
り、また図８乃至10は、かかる燃料噴射装置が備える制
御サブアセンブリ13′及びノズル・サブアセンブリ1
0′、11′を示す。
最初に、制御サブアセンブリ13′を検討すると、制御
サブアセンブリ13と同様に、制御サブアセンブリ13′
は、上部バレル部19′にマウントされた主戻りバネ受け
又はトップ・ストップ17′、バレル５′及び噴射装置継
手23′との間で保持され、上部プランジャー25′によっ
て支えられかつ噴射装置リンク24′（図示されていな
い、従来技術によるカム駆動噴射装置ドライブ・トレイ
ンの一部を形成する）がこれに緩やかに固定されている
主戻りバネ21′、並びに上部プランジャー25′の下に設
けられ、かつ上面と上部プランジャー25′の底面の間で
質量変更可能タイミング・チャンバを画定する、中間、
タイミング・プランジャー27′を備える。また、制御サ
ブアセンブリ13′は、全体が制御サブアセンブリ13′内
に配置されるタイミング・チャンバ解放弁アセンブリ2
9′を含む。タイミング・チャンバ解放弁アセンブリ2
9′は、タイミング・プランジャー27′において環状溝5
0dに向けて開口する複数のラジアル・ボア50b及び50cと
連通する軸方向通路50aによって、また上部バレル部1
9′においてこの溝を交互に、噴射装置上部バレル部1
9′の外部にマウントされたそれぞれの帯状高圧力限界
弁56及び57を通じてエンジン・ヘッド（図示されていな
い）のドレン・レールと接続する少なくとも一つの弁の
設けられた通路52又は少なくとも一つの弁通路54（タイ
ミング・プランジャーの位置による）によって形成され
るプランジャー・ドレン経路を備える。解放弁アセンブ
リ29′は、タイミング流体の圧力が帯状弁バネによって
設定された所定値を上回るか又は下回るかによって、プ
ランジャー・ドレン経路及び少なくとも一方の通路52又
は54を通じたタイミング流体の流れを開始しかつ閉鎖す
るための圧力発動弁手段を構成する。図示される実施例
において、上部バレル部19′は、内部に少なくとも一つ
の通路52又は54の出力ポートが形成され、かつ閉鎖状態
において少なくとも一つのポートを閉鎖しまた帯状のバ
ネ部材を少なくとも一つのポートにおけるタイミング流
体によって与えられた圧力のもとで少なくとも一つのポ
ートからのタイミング流体の解放を可能とするよう円周
壁面からはずした第２の、開口状態に弾力的に移動する
ように帯状弾性弁バネ部材がその上にマウントされてい
る少なくとも一つの表面部分を有する円周壁面を有する
弁体として機能する。
サブアセンブリ13と同様に、制御サブアセンブリ13′
は、上部バレル部19′にマウントされた主戻りバネ受け
又はトップ・ストップ17′、バレル５′及び噴射装置継
手23′との間で保持され、上部プランジャー25′によっ
て支えられかつ噴射装置リンク24′（図示されていな
い、従来技術によるカム駆動噴射装置ドライブ・トレイ
ンの一部を形成する）がこれに緩やかに固定されている
主戻りバネ21′、並びに上部プランジャー25′の下に設
けられ、かつ上面と上部プランジャー25′の底面の間で
質量変更可能タイミング・チャンバを画定する、中間、
タイミング・プランジャー27′を備える。また、制御サ
ブアセンブリ13′は、全体が制御サブアセンブリ13′内
に配置されるタイミング・チャンバ解放弁アセンブリ2
9′を含む。タイミング・チャンバ解放弁アセンブリ2
9′は、タイミング・プランジャー27′において環状溝5
0dに向けて開口する複数のラジアル・ボア50b及び50cと
連通する軸方向通路50aによって、また上部バレル部1
9′においてこの溝を交互に、噴射装置上部バレル部1
9′の外部にマウントされたそれぞれの帯状高圧力限界
弁56及び57を通じてエンジン・ヘッド（図示されていな
い）のドレン・レールと接続する少なくとも一つの弁の
設けられた通路52又は少なくとも一つの弁通路54（タイ
ミング・プランジャーの位置による）によって形成され
るプランジャー・ドレン経路を備える。解放弁アセンブ
リ29′は、タイミング流体の圧力が帯状弁バネによって
設定された所定値を上回るか又は下回るかによって、プ
ランジャー・ドレン経路及び少なくとも一方の通路52又
は54を通じたタイミング流体の流れを開始しかつ閉鎖す
るための圧力発動弁手段を構成する。図示される実施例
において、上部バレル部19′は、内部に少なくとも一つ
の通路52又は54の出力ポートが形成され、かつ閉鎖状態
において少なくとも一つのポートを閉鎖しまた帯状のバ
ネ部材を少なくとも一つのポートにおけるタイミング流
体によって与えられた圧力のもとで少なくとも一つのポ
ートからのタイミング流体の解放を可能とするよう円周
壁面からはずした第２の、開口状態に弾力的に移動する
ように帯状弾性弁バネ部材がその上にマウントされてい
る少なくとも一つの表面部分を有する円周壁面を有する
弁体として機能する。
タイミング・チャンバ解放弁アセンブリ29′の性質及
び作用の詳細は共有される同時継続出願米国特許出願米
国特許第5,275,337号において開示されているものと同
一であるので、詳細についてはかかる特許出願を参照さ
れたい。かかる特許出願はこの目的でここでの言及によ
って本明細書に組み込まれる。
び作用の詳細は共有される同時継続出願米国特許出願米
国特許第5,275,337号において開示されているものと同
一であるので、詳細についてはかかる特許出願を参照さ
れたい。かかる特許出願はこの目的でここでの言及によ
って本明細書に組み込まれる。
但し、限界弁56、57が、高い圧力を精度良く規制でき
るよう、バネ部材の予荷重をこれによって閉鎖される一
つ又は複数の出力ポート区域に集中できるような態様
で、噴射装置の上部バレル19′の外部にマウントされる
連続又は分割弁バネ部材を備える。また、バネ部材は、
噴射装置上部バレル部19′の表面にマウントされるよう
に図示されているが、参照される米国特許第5,275,337
号において記載されるように、タイミング・プランジャ
ーへの弁バネ部材のマウントも、可能であり、これも制
御サブアセンブリが本発明に基づく開口及び閉鎖ノズル
・タイプの噴射装置ノズル・サブアセンブリと相互交換
可能に作用する能力に影響を与えるものではない。さら
に、限界弁56、57は、同様に当該適用の様々な弁の実施
例の形をとることができる。
るよう、バネ部材の予荷重をこれによって閉鎖される一
つ又は複数の出力ポート区域に集中できるような態様
で、噴射装置の上部バレル19′の外部にマウントされる
連続又は分割弁バネ部材を備える。また、バネ部材は、
噴射装置上部バレル部19′の表面にマウントされるよう
に図示されているが、参照される米国特許第5,275,337
号において記載されるように、タイミング・プランジャ
ーへの弁バネ部材のマウントも、可能であり、これも制
御サブアセンブリが本発明に基づく開口及び閉鎖ノズル
・タイプの噴射装置ノズル・サブアセンブリと相互交換
可能に作用する能力に影響を与えるものではない。さら
に、限界弁56、57は、同様に当該適用の様々な弁の実施
例の形をとることができる。
制御サブアセンブリ13′の部分ではないが、燃料選別
要素58及びＯリング・シール59が、ノズル・サブアセン
ブリ10′及び11′のこれらの部分が両方のタイプのノズ
ル・サブアセンブリに共通の部分を共有することを反映
するために制御サブアセンブリ13′とともに示されてい
る。選別要素58及びシール59の両噴射装置１′及び２′
における位置は、図６及び７で見ることができる。
要素58及びＯリング・シール59が、ノズル・サブアセン
ブリ10′及び11′のこれらの部分が両方のタイプのノズ
ル・サブアセンブリに共通の部分を共有することを反映
するために制御サブアセンブリ13′とともに示されてい
る。選別要素58及びシール59の両噴射装置１′及び２′
における位置は、図６及び７で見ることができる。
図９は、図６に示す閉鎖ノズル・ユニット燃料噴射装
置を形成するための閉鎖ノズル・タイプの噴射装置ノズ
ル・サブアセンブリ10′を示す。サブアセンブリ10′
は、下部噴射装置本体部60、燃料配給プランジャー・シ
ート・ディスク61、バネ受けブロック62、内燃式エンジ
ンの燃焼室（図示されていない）に燃料を噴射するため
のスプレー穴を有する噴射ノズル63aを有する噴射装置
カップ63及び噴射装置カップ63を捕獲するためのショル
ダー64aを有するリテナー64を備える。リテナー64は、
その底部端から突出するスプレー・ノズル63aとともに
ショルダー64aで支持される噴射装置カップ63を受け
る。下部本体部60は、スプリング受けブロック62及び噴
射装置カップ63に重なっているプランジャー・シート・
ディスク61において支持されるリテナー64がこれを受け
ている。さらに、リテナー64は、受けた部分を上部バレ
ル部19′とともに端と端を接した形で固定している。こ
のために、リテナー64の上端部は、内端ねじを有してお
り、これによってリテナー64は、図６に示す上部噴射装
置上部バレル部19′の底部端の外部ねじと接続されてい
る。往復下部、調量及び噴射プランジャー65は、下部本
体部60を通じて延在するボアがこれを受け、また質量変
更可能な調量及び噴射チャンバが調量及び噴射プランジ
ャー65の底部端とプランジャー・シート・ディスク61の
対向面の間に形成される。噴射装置カップ63のノズル63
aの穴を通じた燃料の流れは、従来技術による方法で弁
バネSvによって作動する弁ピン67を含む圧力反応型弁ア
センブリ66によって制御される。噴射作業の最後に、調
量及び噴射チャンバに残った燃料は、ドレン弁68と上部
バレル部19′の内周面に形成されるショルダー80の間で
作動するドレン弁バネSdの力に抗してドレン弁68を開く
レベルまで圧力を加えられたときに、エンジン・ドレン
経路に戻る。プランジャー戻しバネ36′は、下部調量及
び噴射プランジャー65と制御サブアセンブリ13′のタイ
ミング・プランジャーの間で作動し、各噴射サイクルが
終結する時点でこれらを図６に示す位置に戻す。このた
めに、バネ36′の下端部は、プランジャー65のショルダ
ーにおいて支持されるバネ保持器69と嵌合し、また、バ
ネ36′の上部端は、タイミング・プランジャー27′の底
部端のショルダー27a′と嵌合する。
置を形成するための閉鎖ノズル・タイプの噴射装置ノズ
ル・サブアセンブリ10′を示す。サブアセンブリ10′
は、下部噴射装置本体部60、燃料配給プランジャー・シ
ート・ディスク61、バネ受けブロック62、内燃式エンジ
ンの燃焼室（図示されていない）に燃料を噴射するため
のスプレー穴を有する噴射ノズル63aを有する噴射装置
カップ63及び噴射装置カップ63を捕獲するためのショル
ダー64aを有するリテナー64を備える。リテナー64は、
その底部端から突出するスプレー・ノズル63aとともに
ショルダー64aで支持される噴射装置カップ63を受け
る。下部本体部60は、スプリング受けブロック62及び噴
射装置カップ63に重なっているプランジャー・シート・
ディスク61において支持されるリテナー64がこれを受け
ている。さらに、リテナー64は、受けた部分を上部バレ
ル部19′とともに端と端を接した形で固定している。こ
のために、リテナー64の上端部は、内端ねじを有してお
り、これによってリテナー64は、図６に示す上部噴射装
置上部バレル部19′の底部端の外部ねじと接続されてい
る。往復下部、調量及び噴射プランジャー65は、下部本
体部60を通じて延在するボアがこれを受け、また質量変
更可能な調量及び噴射チャンバが調量及び噴射プランジ
ャー65の底部端とプランジャー・シート・ディスク61の
対向面の間に形成される。噴射装置カップ63のノズル63
aの穴を通じた燃料の流れは、従来技術による方法で弁
バネSvによって作動する弁ピン67を含む圧力反応型弁ア
センブリ66によって制御される。噴射作業の最後に、調
量及び噴射チャンバに残った燃料は、ドレン弁68と上部
バレル部19′の内周面に形成されるショルダー80の間で
作動するドレン弁バネSdの力に抗してドレン弁68を開く
レベルまで圧力を加えられたときに、エンジン・ドレン
経路に戻る。プランジャー戻しバネ36′は、下部調量及
び噴射プランジャー65と制御サブアセンブリ13′のタイ
ミング・プランジャーの間で作動し、各噴射サイクルが
終結する時点でこれらを図６に示す位置に戻す。このた
めに、バネ36′の下端部は、プランジャー65のショルダ
ーにおいて支持されるバネ保持器69と嵌合し、また、バ
ネ36′の上部端は、タイミング・プランジャー27′の底
部端のショルダー27a′と嵌合する。
ノズル・サブアセンブリ10′を有する噴射装置１′
が、1992年 月 日出願の、「燃料ドレン・バルブ
を有する高圧燃料噴射装置」と表題の付された、共通に
譲渡された、同時継続出願米国特許第5,320,278号と完
全に一致する態様で構成される限りにおいて（但し、上
記の出願でバネ保持器にこの機能を与えているのに対
し、本出願では、個別のドレン弁68とドレン・バネSdを
使用している）、この閉鎖ノズル・タイプ噴射装置１′
の構成及び作用の他の側面についての詳細は、上記出願
を参照することによって理解できる。上記出願はこの目
的でここでの言及によって本明細書に組み込まれてい
る。
が、1992年 月 日出願の、「燃料ドレン・バルブ
を有する高圧燃料噴射装置」と表題の付された、共通に
譲渡された、同時継続出願米国特許第5,320,278号と完
全に一致する態様で構成される限りにおいて（但し、上
記の出願でバネ保持器にこの機能を与えているのに対
し、本出願では、個別のドレン弁68とドレン・バネSdを
使用している）、この閉鎖ノズル・タイプ噴射装置１′
の構成及び作用の他の側面についての詳細は、上記出願
を参照することによって理解できる。上記出願はこの目
的でここでの言及によって本明細書に組み込まれてい
る。
開口ノズル・タイプのノズル・サブアセンブリ11′
は、下部噴射装置本体部70、内燃式エンジンの燃焼室
（図示されていない）に燃料を噴射するためのスプレー
穴を有する噴射ノズル73を有する噴射装置カップ72及び
噴射装置カップ72を捕獲するショルダー74aを有するリ
テナー74を備える。リテナー74は、その底部端から突出
するスプレー・ノズル72aとともにショルダー74aにおい
て支持される、噴射装置カップ72を受ける。下部本体部
70は、噴射装置カップ72において支持されるリテナー74
がこれを受けている。さらに、リテナー74は、噴射装置
カップ72及び下部本体部70を制御サブアセンブリ13′の
上部バレル部19′とともに端と端を接した形で固定して
いる。このために、リテナー74の上部端は、内部ねじを
有しており、これによってリテナー74は、図７に示す上
部噴射装置バレル部19′の底部端の外部ねじと接続され
ている。下部、調量及び噴射プランジャー76は、噴射装
置カップ72の中央ボアで往復運動するように設けられて
おり、また下部噴射装置本体部を通じて上方に延在して
いる。質量変更可能調量及び噴射チャンバが噴射装置カ
ップ72の中央ボア内の調量及び噴射プランジャー76の下
に形成されている。調量及び噴射プランジャー76は、上
部バネ保持器77と下部バネ保持器78の間に捕獲されてい
る戻りバネＳによって図面に示された底部端位置から戻
される。
は、下部噴射装置本体部70、内燃式エンジンの燃焼室
（図示されていない）に燃料を噴射するためのスプレー
穴を有する噴射ノズル73を有する噴射装置カップ72及び
噴射装置カップ72を捕獲するショルダー74aを有するリ
テナー74を備える。リテナー74は、その底部端から突出
するスプレー・ノズル72aとともにショルダー74aにおい
て支持される、噴射装置カップ72を受ける。下部本体部
70は、噴射装置カップ72において支持されるリテナー74
がこれを受けている。さらに、リテナー74は、噴射装置
カップ72及び下部本体部70を制御サブアセンブリ13′の
上部バレル部19′とともに端と端を接した形で固定して
いる。このために、リテナー74の上部端は、内部ねじを
有しており、これによってリテナー74は、図７に示す上
部噴射装置バレル部19′の底部端の外部ねじと接続され
ている。下部、調量及び噴射プランジャー76は、噴射装
置カップ72の中央ボアで往復運動するように設けられて
おり、また下部噴射装置本体部を通じて上方に延在して
いる。質量変更可能調量及び噴射チャンバが噴射装置カ
ップ72の中央ボア内の調量及び噴射プランジャー76の下
に形成されている。調量及び噴射プランジャー76は、上
部バネ保持器77と下部バネ保持器78の間に捕獲されてい
る戻りバネＳによって図面に示された底部端位置から戻
される。
調量及び噴射プランジャー76が、上部保持器77を通じ
て作用するバネＳ′によって上方に移動するときに、上
部バレル部19′のショルダー80は、バネＳ′によって生
じ得る上部バネ保持器77の上方移動を制限するストップ
面となる。上部保持器77がショルダー80によって形成さ
れたストップ面と嵌合すれば、下部調量及び噴射プラン
ジャー76の多大な運動量により、下部調量及び噴射プラ
ンジャー76は、ランド76aが下部バネ保持器78のカウン
ターボア78aに嵌合するまで、バネ保持器77、78を通じ
て自由に上方運動を続ける。この時点で、下部、調量及
び噴射プランジャー76の運動量は、下部保持器78を通じ
てバネＳ′に転移される。
て作用するバネＳ′によって上方に移動するときに、上
部バレル部19′のショルダー80は、バネＳ′によって生
じ得る上部バネ保持器77の上方移動を制限するストップ
面となる。上部保持器77がショルダー80によって形成さ
れたストップ面と嵌合すれば、下部調量及び噴射プラン
ジャー76の多大な運動量により、下部調量及び噴射プラ
ンジャー76は、ランド76aが下部バネ保持器78のカウン
ターボア78aに嵌合するまで、バネ保持器77、78を通じ
て自由に上方運動を続ける。この時点で、下部、調量及
び噴射プランジャー76の運動量は、下部保持器78を通じ
てバネＳ′に転移される。
これにより、調量及び噴射プランジャー76の衝撃を和
らげた形での停止が生じ、これによって、上部バネ保持
器77と下部、調量及び噴射プランジャー76との間に堅い
接続があるような場合（この場合、上部バネ保持器は、
この堅い金属部品の運動量すべてを吸収しなければなら
なくなる）に関する損耗やノイズを減ずることができ
る。同時に、調量及び噴射プランジャー76の行程は、噴
射装置が噴射を行うために必要な最大燃料投与量と実質
的に等しい最大質量を有する噴射チャンバを生成するに
ちょうど十分な量に限定される。これにより、噴射装置
内での燃料の爆発が回避できる。すなわち、下部、調量
及び噴射プランジャー76が例えば上部プランジャー25′
の１インチの行程全部をフォローした場合、そのもとで
多大な真空度が生じ、プランジャー76はエンジンの燃焼
室から多くの空気を引き込むことになる。この空気は、
下方行程中に著しく圧縮され、特に、この空気自体が燃
料負荷状態となるため、噴射チャンバ内での燃料の爆発
を生ずる場合がある。これに対し、調量及び噴射プラン
ジャー76の上方の動きを、例えば、上部プランジャー2
5′の半分（例えば、１インチに対して0.5インチ）に制
限することにより、空気量及びその圧縮及び加熱の度合
いの両方を、燃料の爆発を回避する程度にまで減じるこ
とができる。
らげた形での停止が生じ、これによって、上部バネ保持
器77と下部、調量及び噴射プランジャー76との間に堅い
接続があるような場合（この場合、上部バネ保持器は、
この堅い金属部品の運動量すべてを吸収しなければなら
なくなる）に関する損耗やノイズを減ずることができ
る。同時に、調量及び噴射プランジャー76の行程は、噴
射装置が噴射を行うために必要な最大燃料投与量と実質
的に等しい最大質量を有する噴射チャンバを生成するに
ちょうど十分な量に限定される。これにより、噴射装置
内での燃料の爆発が回避できる。すなわち、下部、調量
及び噴射プランジャー76が例えば上部プランジャー25′
の１インチの行程全部をフォローした場合、そのもとで
多大な真空度が生じ、プランジャー76はエンジンの燃焼
室から多くの空気を引き込むことになる。この空気は、
下方行程中に著しく圧縮され、特に、この空気自体が燃
料負荷状態となるため、噴射チャンバ内での燃料の爆発
を生ずる場合がある。これに対し、調量及び噴射プラン
ジャー76の上方の動きを、例えば、上部プランジャー2
5′の半分（例えば、１インチに対して0.5インチ）に制
限することにより、空気量及びその圧縮及び加熱の度合
いの両方を、燃料の爆発を回避する程度にまで減じるこ
とができる。
ノズル・サブアセンブリ11′を有する噴射装置２′
が、1992年９月16日出願の「衝撃を和らげるプランジャ
ー・ストップを有する高圧燃料噴射装置」と表題の付さ
れた、共通に譲渡された、米国特許第5299738号の開示
と完全に一致する態様で構成される限りにおいて、この
衝撃を和らげるストップの特徴及びこの開口ノズル・タ
イプ噴射装置２′の構成及び作用の他の側面の詳細は、
前記出願を参照することによって得ることができ、かか
る出願はこの目的でここでの言及によって本明細書に組
み込まれるものである。さらに、本明細書では、衝撃を
和らげたストップの一つの態様が示されかつ説明されて
いるが、本出願において具現化されるあらゆる様式を、
本発明に基づくノズル・サブアセンブリ11′に使用でき
ることを評価されたい。
が、1992年９月16日出願の「衝撃を和らげるプランジャ
ー・ストップを有する高圧燃料噴射装置」と表題の付さ
れた、共通に譲渡された、米国特許第5299738号の開示
と完全に一致する態様で構成される限りにおいて、この
衝撃を和らげるストップの特徴及びこの開口ノズル・タ
イプ噴射装置２′の構成及び作用の他の側面の詳細は、
前記出願を参照することによって得ることができ、かか
る出願はこの目的でここでの言及によって本明細書に組
み込まれるものである。さらに、本明細書では、衝撃を
和らげたストップの一つの態様が示されかつ説明されて
いるが、本出願において具現化されるあらゆる様式を、
本発明に基づくノズル・サブアセンブリ11′に使用でき
ることを評価されたい。
閉鎖及び開口タイプ・ノズル・サブアセンブリ10、1
0′及び11、11′の一つの特定の様式のみが制御サブア
センブリ13、13′それぞれとともに使用されるよう説明
されているが、複数の異なったタイプの開口ノズル及び
／又は閉鎖ノズル・タイプのノズル・サブアセンブリ
を、本システムを様々な異なったタイプのエンジン又は
エンジン作動条件に適合できるように、当該制御アセン
ブリとともに相互変更可能な形で使用することができる
こと、また異なった燃料投与量の噴射又は異なったポー
ト位置等を有するように設計された同一タイプのサブア
センブリについても同様のことが言えることを評価され
たい。
0′及び11、11′の一つの特定の様式のみが制御サブア
センブリ13、13′それぞれとともに使用されるよう説明
されているが、複数の異なったタイプの開口ノズル及び
／又は閉鎖ノズル・タイプのノズル・サブアセンブリ
を、本システムを様々な異なったタイプのエンジン又は
エンジン作動条件に適合できるように、当該制御アセン
ブリとともに相互変更可能な形で使用することができる
こと、また異なった燃料投与量の噴射又は異なったポー
ト位置等を有するように設計された同一タイプのサブア
センブリについても同様のことが言えることを評価され
たい。
これに関して、特定の状況においては、いずれかのノ
ズル・サブアセンブリ11′、13′を有する制御アセンブ
リ13を利用することが望ましいと企図されることが評価
されるべきである。しかしながら、本出願の発明の背景
の項で述べたように、上記及び先行出願07/729,500で開
示された制御アセンブリ13のタイミング・チャンバ解放
弁アセンブリ29の設計は、不十分なバネ圧力が弁要素の
がたつきを生じる可能性があり、また弁要素の高い弁バ
ネ負荷が、エンジン速度が早いときには過度となり、ま
たエンジン速度が遅いときには不十分となる噴射圧力を
生じ得る過度の「自重湾曲」価（すなわち、低速エンジ
ン作動条件のもとで解放弁が生成する噴射圧力と高速エ
ンジン作動条件のもとで解放弁が生成する噴射圧力との
差）を生ずる可能性があるという事実を考慮にいれてい
ない。これらの要因に留意して、修正された解放弁アセ
ンブリ29″について好適な様式を有する上部プランジャ
ー25″を図11乃至15に関して開示する。
ズル・サブアセンブリ11′、13′を有する制御アセンブ
リ13を利用することが望ましいと企図されることが評価
されるべきである。しかしながら、本出願の発明の背景
の項で述べたように、上記及び先行出願07/729,500で開
示された制御アセンブリ13のタイミング・チャンバ解放
弁アセンブリ29の設計は、不十分なバネ圧力が弁要素の
がたつきを生じる可能性があり、また弁要素の高い弁バ
ネ負荷が、エンジン速度が早いときには過度となり、ま
たエンジン速度が遅いときには不十分となる噴射圧力を
生じ得る過度の「自重湾曲」価（すなわち、低速エンジ
ン作動条件のもとで解放弁が生成する噴射圧力と高速エ
ンジン作動条件のもとで解放弁が生成する噴射圧力との
差）を生ずる可能性があるという事実を考慮にいれてい
ない。これらの要因に留意して、修正された解放弁アセ
ンブリ29″について好適な様式を有する上部プランジャ
ー25″を図11乃至15に関して開示する。
最初に、図11乃至13を参照すると、その上部プランジ
ャー25″は、以下の点で図３（及び先行出願の図３）の
上部プランジャー25と異なる。すなわち、中央溝80が、
その底部端に形成され、かつこれにネジ止めされている
弁シート要素82によって閉鎖され、またタイミング流体
ドレン通路82aを含む弁アセンブリ29″を受けるように
設けられており、これは、ベース・ストップによってそ
の上端で閉鎖される中央ボアを有し、かつ玉弁要素29a
のための弁シート及びプランジャー自体の下部端に直接
設けられているタイミング流体ドレン通路25aを有する
プランジャー25と異なっている。
ャー25″は、以下の点で図３（及び先行出願の図３）の
上部プランジャー25と異なる。すなわち、中央溝80が、
その底部端に形成され、かつこれにネジ止めされている
弁シート要素82によって閉鎖され、またタイミング流体
ドレン通路82aを含む弁アセンブリ29″を受けるように
設けられており、これは、ベース・ストップによってそ
の上端で閉鎖される中央ボアを有し、かつ玉弁要素29a
のための弁シート及びプランジャー自体の下部端に直接
設けられているタイミング流体ドレン通路25aを有する
プランジャー25と異なっている。
弁アセンブリ29″については、２ピース、玉要素弁29
aと玉シート弁要素29bではなく、１ビース弁要素29″ａ
が使用されており、これは、解放弁バネSrの動きによっ
てドレン通路82aの内部端をシールするよう弁シート要
素82の弁シートを嵌合するために、球体（図11）、円錐
形（図12）又は平面（図13）の突起を有する。バネSrに
よって弁要素29″に適用された力は、一つ又は複数のシ
ム84によって調整でき、また弁要素が開口できる度合い
は、適切な長さ（距離が制限されすぎると、タイミング
・チャンバからの不十分な流れが生じ、また長い弁行程
は、弁要素29″ａのがたつきを生ずることとなる。0.00
9″の行程ががたつきを生じない十分な流れを確実にす
ることが判明している）の弁ストップ突起86aを有する
弁ストップ86を選択することによって設定される。代替
となるものとして、また、バネ力を調整するためのシム
84の使用に加えて、弁ストップ要素86′又は86″を、バ
ネ力を増大するために一体的なシム86′ａ又は86″ａ
（図12、13）とともに設けることができる。
aと玉シート弁要素29bではなく、１ビース弁要素29″ａ
が使用されており、これは、解放弁バネSrの動きによっ
てドレン通路82aの内部端をシールするよう弁シート要
素82の弁シートを嵌合するために、球体（図11）、円錐
形（図12）又は平面（図13）の突起を有する。バネSrに
よって弁要素29″に適用された力は、一つ又は複数のシ
ム84によって調整でき、また弁要素が開口できる度合い
は、適切な長さ（距離が制限されすぎると、タイミング
・チャンバからの不十分な流れが生じ、また長い弁行程
は、弁要素29″ａのがたつきを生ずることとなる。0.00
9″の行程ががたつきを生じない十分な流れを確実にす
ることが判明している）の弁ストップ突起86aを有する
弁ストップ86を選択することによって設定される。代替
となるものとして、また、バネ力を調整するためのシム
84の使用に加えて、弁ストップ要素86′又は86″を、バ
ネ力を増大するために一体的なシム86′ａ又は86″ａ
（図12、13）とともに設けることができる。
バネ力は、二つの観点から重要である。第１に、バネ
力は、タイミング流体を滴下するために弁29″が解放さ
れる閾値を設定し、よって、噴射圧力の限界値を設定す
る。第２に、バネ力は、移動質量（すなわち、弁要素2
9″とこれとともに移動するバネの部分の質量）ととも
に、弁29″の固有振動数を決定し、これによって弁の振
動が弁シート要素82に対する弁要素29″のがたつきを生
ずる地点を設定する。これに関して、バネ力と移動質量
の組み合わせは、弁29″のがたつきを防ぐよう、約7,00
0Hzを超える固有振動数を生ずるように選択されるべき
であり、固有振動数は、バネ力の増大及び弁要素29″ａ
とバネSrの移動質量の減少にともなって増大することが
判明している。例えば、バネ率350lbs.F/in.のバネと工
具鋼から形成される弁要素29″によって十分な高さの固
有数波数を得ることができる（0.002514lbs.F/in.の移
動質量を生ずる）が、弁要素が軽量のセラミック素材
（比較すると、0.2037lbs.の移動質量しか生じない）製
であれば、バネ率285lbs.F/in.にすぎないバネを使用し
ても同一の弁要素を使用できる。これに対して、より重
量の大きい弁要素が343lbs.F/in.のバネ率のバネではが
たつきを生ずることが判明した。なぜなら、固有振動数
が、0.00336lbs.の移動質量の結果、6300Hzをわずかに
下回る程度に減じられたからである。
力は、タイミング流体を滴下するために弁29″が解放さ
れる閾値を設定し、よって、噴射圧力の限界値を設定す
る。第２に、バネ力は、移動質量（すなわち、弁要素2
9″とこれとともに移動するバネの部分の質量）ととも
に、弁29″の固有振動数を決定し、これによって弁の振
動が弁シート要素82に対する弁要素29″のがたつきを生
ずる地点を設定する。これに関して、バネ力と移動質量
の組み合わせは、弁29″のがたつきを防ぐよう、約7,00
0Hzを超える固有振動数を生ずるように選択されるべき
であり、固有振動数は、バネ力の増大及び弁要素29″ａ
とバネSrの移動質量の減少にともなって増大することが
判明している。例えば、バネ率350lbs.F/in.のバネと工
具鋼から形成される弁要素29″によって十分な高さの固
有数波数を得ることができる（0.002514lbs.F/in.の移
動質量を生ずる）が、弁要素が軽量のセラミック素材
（比較すると、0.2037lbs.の移動質量しか生じない）製
であれば、バネ率285lbs.F/in.にすぎないバネを使用し
ても同一の弁要素を使用できる。これに対して、より重
量の大きい弁要素が343lbs.F/in.のバネ率のバネではが
たつきを生ずることが判明した。なぜなら、固有振動数
が、0.00336lbs.の移動質量の結果、6300Hzをわずかに
下回る程度に減じられたからである。
可能な限り低いバネ率のバネの使用（すなわち、可能
な限り軽量の弁要素を使用することを意味する）は、弁
のがたつきの観点ではなく、前記の「自重湾曲」の問題
を最小化するために所望される。すなわち、図15を参照
した場合にみられるように、バネSrのバネ率が増大する
と、噴射圧力対エンジン速度の曲線が、タイミング流体
解放弁が設けられていないベース・ラインの状態のそれ
と接近し、また低速での噴射圧力と高エンジン速度での
噴射圧力の圧力差が最大となる。低速作動中に十分な圧
力が得られ、また高速作動中に過度の圧力を生じないこ
とを確実なものとするために、本発明は、エンジン速度
が1,400から2,500rpmの間での圧力自重湾曲が約8,000ps
iを超えてはならないことを発見した。この観点から、
図15からわかることは、バネ率が650lbs.F/in.であるこ
とによって固有振動数ががたつきを回避するに十分な高
さとなったとしても、高いバネ率は、圧力自重湾曲を増
大し、650バネの場合には、1,400と2,500psi［rpmでは
？］の間で12,000psiを超える圧力湾曲を生ずる。その
結果、低エンジン作動速度で十分な高圧力が得られる場
合には（例えば、1,400rpmで約18乃至20kpsi）、噴射圧
力が高速作動範囲で生じ、これは、噴射装置の耐性を超
えるほど高く（30,000psiを超える）なる。従って、350
バネと工具鋼の弁及び285バネとセラミックの弁のいず
れも、図15において十分に低い自重湾曲価を示し、また
前記のように、いずれの場合も弁のがたつきを回避する
よう十分に高い固有振動数を有する弁アセンブリが得ら
れることとなる。
な限り軽量の弁要素を使用することを意味する）は、弁
のがたつきの観点ではなく、前記の「自重湾曲」の問題
を最小化するために所望される。すなわち、図15を参照
した場合にみられるように、バネSrのバネ率が増大する
と、噴射圧力対エンジン速度の曲線が、タイミング流体
解放弁が設けられていないベース・ラインの状態のそれ
と接近し、また低速での噴射圧力と高エンジン速度での
噴射圧力の圧力差が最大となる。低速作動中に十分な圧
力が得られ、また高速作動中に過度の圧力を生じないこ
とを確実なものとするために、本発明は、エンジン速度
が1,400から2,500rpmの間での圧力自重湾曲が約8,000ps
iを超えてはならないことを発見した。この観点から、
図15からわかることは、バネ率が650lbs.F/in.であるこ
とによって固有振動数ががたつきを回避するに十分な高
さとなったとしても、高いバネ率は、圧力自重湾曲を増
大し、650バネの場合には、1,400と2,500psi［rpmでは
？］の間で12,000psiを超える圧力湾曲を生ずる。その
結果、低エンジン作動速度で十分な高圧力が得られる場
合には（例えば、1,400rpmで約18乃至20kpsi）、噴射圧
力が高速作動範囲で生じ、これは、噴射装置の耐性を超
えるほど高く（30,000psiを超える）なる。従って、350
バネと工具鋼の弁及び285バネとセラミックの弁のいず
れも、図15において十分に低い自重湾曲価を示し、また
前記のように、いずれの場合も弁のがたつきを回避する
よう十分に高い固有振動数を有する弁アセンブリが得ら
れることとなる。
作用において、弁アセンブリ29″は、噴射作業の開始
時点では閉鎖しているが、タイミング・チャンバ内のタ
イミング流体の圧力に反映される噴射圧力が所定の最大
圧力を超えた時点で、弁要素の下側で作動するタイミン
グ・チャンバ内のタイミング流体がバネSrのバネ負荷を
克服し、制御された態様で、タイミング流体ドレン通路
82aを開口させる。そこで、タイミング流体がタイミン
グ・チャンバから通路82aを通って弁要素29″周辺に、
ドレン・ポート88を経由して溝80の上部から、ドレン通
路Ｄ（図１乃至３）に流出し、これ以外は従来技術によ
る方法でエンジン・ドレン経路に導く。その結果、上部
プランジャー25″とタイミング・プランジャー27の間の
油圧リンクとして機能する、タイミング・チャンバが崩
壊し、よって上部プランジャー25″の下方移動を吸収
し、プランジャー・アセンブリによって噴射チャンバ内
の燃料に適用される力を制限する。
時点では閉鎖しているが、タイミング・チャンバ内のタ
イミング流体の圧力に反映される噴射圧力が所定の最大
圧力を超えた時点で、弁要素の下側で作動するタイミン
グ・チャンバ内のタイミング流体がバネSrのバネ負荷を
克服し、制御された態様で、タイミング流体ドレン通路
82aを開口させる。そこで、タイミング流体がタイミン
グ・チャンバから通路82aを通って弁要素29″周辺に、
ドレン・ポート88を経由して溝80の上部から、ドレン通
路Ｄ（図１乃至３）に流出し、これ以外は従来技術によ
る方法でエンジン・ドレン経路に導く。その結果、上部
プランジャー25″とタイミング・プランジャー27の間の
油圧リンクとして機能する、タイミング・チャンバが崩
壊し、よって上部プランジャー25″の下方移動を吸収
し、プランジャー・アセンブリによって噴射チャンバ内
の燃料に適用される力を制限する。
図14から見ることができるように、タイミング流体
は、上下からみたときに三角形となるように形成するこ
とによって弁要素29″の周囲に流れることが可能とな
る。この形状は、バネSrの底面及び中央決定突起92を支
持するフランジ90を提供し、平坦な面は、弁要素29″と
溝80内の上部プランジャーの内壁との間に流体経路を創
造する。
は、上下からみたときに三角形となるように形成するこ
とによって弁要素29″の周囲に流れることが可能とな
る。この形状は、バネSrの底面及び中央決定突起92を支
持するフランジ90を提供し、平坦な面は、弁要素29″と
溝80内の上部プランジャーの内壁との間に流体経路を創
造する。
産業上の適用可能性 本発明は、内燃式エンジン、特にディーゼル・エンジ
ンのための広範囲な燃料噴射システムに適用性が見いだ
せる。本発明は、広範囲の異なったエンジン及びエンジ
ン使用条件の要件を満たすために容易かつ低コストで適
合できる一つの燃料噴射システムが所望される場合に特
に有用である。
ンのための広範囲な燃料噴射システムに適用性が見いだ
せる。本発明は、広範囲の異なったエンジン及びエンジ
ン使用条件の要件を満たすために容易かつ低コストで適
合できる一つの燃料噴射システムが所望される場合に特
に有用である。
フロントページの続き (72)発明者 タール，ユル ジェイ, アメリカ合衆国，インディアナ州 47201，コロンバス，パイン ヒル ド ライブ 1235 (72)発明者 ピーターズ，レスター エル. アメリカ合衆国，インディアナ州 47201，コロンバス，ダブリュ．ダム ロード 8543 (72)発明者 ザルバス，トーマス エル. アメリカ合衆国，インディアナ州 47203，コロンバス，リバー ロード 3715 (56)参考文献 米国特許5094397（ＵＳ，Ａ)
Claims (26)
- 【請求項１】下部端に噴射穴を有する噴射装置本体と、
上部プランジャーと、タイミング・プランジャーと、噴
射装置本体内での往復運動のためにマウントされた下部
プランジャーとを有するタイプの内燃式エンジンのため
のユニット燃料噴射装置であって、 噴射装置が上部制御サブアセンブリと下部ノズル・サブ
アセンブリの二つのサブアセンブリに分割され、 上部制御サブアセンブリは、噴射装置本体の上部部分
と、上部およびタイミング・プランジャーと、を備え、 複数の異なったノズル・サブアセンブリが制御サブアセ
ンブリの下部端に相互変更可能な形でマウントできるよ
う設けられており、 該ノズル・サブアセンブリの少なくとも一つは、前記噴
射穴及びこれを通って噴射穴に延在するボアを有する噴
射装置本体の下部と、該ボアにマウントされた前記下部
プランジャーと、を備えた閉口ノズル・タイプのノズル
・サブアセンブリであり、 該ノズル・サブアセンブリの少なくとも一つは、前記噴
射穴及びその中の調量・噴射チャンバを有する噴射装置
本体の下部部分と、噴射チャンバ内での往復運動のため
にマウントされた前記下部プランジャーと、調量・噴射
チャンバから噴射穴への流体の流れを制御する圧力反応
弁と、を備えた閉鎖ノズル・タイプのノズル・サブアセ
ンブリであるユニット燃料噴射装置。 - 【請求項２】すべてのノズル・サブアセンブリは、燃料
噴射装置がいずれのノズル・アセンブリが制御サブアセ
ンブリに添付されたかを問わず同一の外部寸法及び構成
を有するよう同一の外部寸法及び構成を有し、これによ
って、エンジン内での燃料噴射装置の据付に影響を与え
ることなく、燃料噴射装置を一のタイプのノズル・サブ
アセンブリから別のタイプのノズル・サブアセンブリに
転換できる請求項１記載のユニット燃料噴射装置。 - 【請求項３】すべてのノズル・サブアセンブリは同一の
調量制御原則を使用し、これによって、制御サブアセン
ブリの修正を要せず、燃料噴射装置を一のタイプのノズ
ル・サブアセンブリから別のタイプのノズル・サブアセ
ンブリに転換できる請求項１記載のユニット燃料噴射装
置。 - 【請求項４】前記制御サブアセンブリは、タイミング・
プランジャー内の通路手段と、前記タイミング流体が所
定値を超えたか超えないかによって噴射装置本体の上部
に形成される少なくとも一つの流れの通路と、を通過す
るとともに、上部プランジャーとタイミング・プランジ
ャーの間で画定される質量変更可能なタイミング流体チ
ャンバからのタイミング流体の流れを開始し、かつブロ
ックするための圧力発動弁手段をさらに備え、 前記圧力発動弁手段は、少なくとも一つの出力ポートが
形成される少なくとも一つの表面区域を備える円周壁面
と、弁本体の円周壁面上にマウントされた帯状の弾性弁
バネ部材と、を有する弁本体を含み、 前記バネ部材は閉鎖状態において前記少なくとも一つの
ポートをシールし、 前記少なくとも一つのポート内で流体によって加えられ
た圧力下で、前記少なくとも一つのポートからの流体の
解放を可能とするために前記帯状バネ部材が前記円周壁
面からはずされた第２の閉口状態の弾性によって、前記
バネ部材は移動可能である請求項３記載のユニット燃料
噴射装置。 - 【請求項５】前記制御サブアセンブリは、前記タイミン
グ流体が所定値を超えたか超えないかによって、タイミ
ング・プランジャー内の通路手段と、噴射装置本体の上
部に形成された少なくとも一つの流れの通路と、を通過
するとともに、上部プランジャーとタイミング・プラン
ジャーの間で画定される質量変更可能なタイミング流体
チャンバからのタイミング流体の流れを開始し、かつブ
ロックするための圧力発動弁手段をさらに備え、 前記圧力発動弁手段は、少なくとも一つの出力ポートが
形成される少なくとも一つの表面区域を備える円周壁面
と、弁本体の円周壁面上にマウントされた帯状の弾性弁
バネ部材と、を有する弁本体を含み、 前記バネ部材は閉鎖状態において前記少なくとも一つの
ポートをシールし、 前記少なくとも一つのポート内で流体によって加えられ
た圧力下で、前記少なくとも一つのポートからの流体の
解放を可能とするために前記帯状バネ部材が前記円周壁
面からはずされた第２の閉口状態の弾性によって、前記
バネ部材は移動可能である請求項１記載のユニット燃料
噴射装置。 - 【請求項６】解放ノズル・サブアセンブリは、各噴射サ
イクル終結の時点での下部プランジャーの戻り移動を、
衝撃を吸収する態様での前記上部ピストンの移動を下回
るものに制限する衝撃緩和手段をさらに備える請求項５
記載のユニット燃料噴射装置。 - 【請求項７】解放ノズル・サブアセンブリは、各噴射サ
イクル終結の時点での下部プランジャーの戻り移動を、
衝撃を吸収する態様での前記上部ピストンの移動を下回
るものに制限する衝撃緩和手段をさらに備える請求項１
記載のユニット燃料噴射装置。 - 【請求項８】ドレン通路は、前記調量・噴射チャンバか
らのドレン経路を提供するよう閉鎖ノズル・タイプのノ
ズル・サブアセンブリの噴射本体の下部に形成され、 圧力反応弁手段は、調量・噴射チャンバ内の燃料の圧力
が所定値を下回ったときに前記ドレン通路を閉鎖させる
ために設けられ、 圧力反応弁手段は、下部プランジャーの上部周辺に、噴
射装置本体の下部内周面に形成されたドレン経路の出力
端に重なる関係で設けられている環状バネ保持器と、前
記バネ保持器と制御サブアセンブリの噴射装置本体の上
部内周面に形成されるショルダーとの間で作動するバネ
と、を備えた請求項５記載のユニット燃料噴射装置。 - 【請求項９】ドレン通路は、前記調量・噴射チャンバか
らのドレン経路を提供するよう閉鎖ノズル・タイプのノ
ズル・サブアセンブリの噴射本体の下部に形成され、 圧力反応弁手段は、調量・噴射チャンバ内の燃料の圧力
が所定値を下回ったときに前記ドレン通路を閉鎖させる
ために設けられ、 圧力反応弁手段は、下部プランジャーの上部周辺に、噴
射装置本体の下部内周面に形成されたドレン経路の出力
端に重なる関係で設けられている環状バネ保持器と、前
記バネ保持器と制御サブアセンブリの噴射装置本体の上
部内周面に形成されるショルダーとの間で作動するバネ
と、を備えた請求項１記載のユニット燃料噴射装置。 - 【請求項１０】下部端に噴射穴を有する噴射装置本体
と、噴射装置本体内で往復するために装填された上部プ
ランジャー及び下部プランジャーと、を備えた内燃式エ
ンジン用の燃料噴射装置であって、 前記噴射装置は、上部制御サブアセンブリと下部ノズル
・サブアセンブリの二つのサブアセンブリに分割され、 前記上部制御サブアセンブリは、噴射装置本体の上部
と、前記上部プランジャーと、を備え、 前記下部ノズル・サブアセンブリは、前記噴射穴、及び
噴射すべき燃料が調量されるチャンバを有する噴射装置
本体の下部と、前記噴射穴を通じて前記チャンバ内に調
量される燃料噴射のための前記下部プランジャーと、を
備え、 複数の異なる種類の前記下部ノズル・サブアセンブリ
が、上部制御サブアセンブリの下部端に交換可能に装着
できる燃料噴射装置。 - 【請求項１１】前記複数の異なる下部ノズル・サブアセ
ンブリは、すべて同一の外部寸法及び構成を備え、 いずれの種類の下部ノズル・サブアセンブリが前記上部
制御サブアセンブリに装着されたかを問わず、当該燃料
噴射装置を同一の形状のエンジンへ据え付けることがで
き、かつ、当該燃料噴射装置を構成する前記下部ノズル
・アセンブリを、一の種類の前記下部ノズル・サブアセ
ンブリから他の種類の前記下部ノズル・サブアセンブリ
に交換可能な請求項10記載の燃料噴射装置。 - 【請求項１２】すべてのノズル・サブアセンブリは、同
一の調量制御原則を使用し、これによって、制御サブア
センブリの修正を要せず、燃料噴射装置を一のタイプの
ノズル・サブアセンブリから別のタイプのノズル・サブ
アセンブリに転換できる請求項10記載のユニット燃料噴
射装置。 - 【請求項１３】すべてのノズル・サブアセンブリは同一
の調量制御原則を使用し、これによって、制御サブアセ
ンブリの修正を要せず、燃料噴射装置を一のタイプのノ
ズル・サブアセンブリから別のタイプのノズル・サブア
センブリに転換できる請求項10記載のユニット燃料噴射
装置。 - 【請求項１４】前記制御サブアセンブリは、タイミング
・プランジャー内の通路手段と、前記タイミング流体が
所定値を超えたか超えないかによって噴射装置本体の上
部に形成される少なくとも一つの流れの通路と、を通過
するとともに、上部プランジャーとタイミング・プラン
ジャーの間で画定される質量変更可能なタイミング流体
チャンバからのタイミング流体の流れを開始し、かつブ
ロックするための圧力発動弁手段をさらに備え、 前記圧力発動弁手段は、少なくとも一つの出力ポートが
形成される少なくとも一つの表面区域を備える円周壁面
と、弁本体の円周壁面上にマウントされた帯状の弾性弁
バネ部材と、を有する弁本体を含み、 前記バネ部材は閉鎖状態において前記少なくとも一つの
ポートをシールし、 前記少なくとも一つのポート内で流体によって加えられ
た圧力下で、前記少なくとも一つのポートからの流体の
解放を可能とするために前記帯状バネ部材が前記円周壁
面からはずされた第２の閉口状態の弾性によって、前記
バネ部材は移動可能である請求項12記載のユニット燃料
噴射装置。 - 【請求項１５】前記制御サブアセンブリは、前記タイミ
ング流体が所定値を超えたか超えないかによって、タイ
ミング・プランジャー内の通路手段と、噴射装置本体の
上部に形成された少なくとも一つの流れの通路と、を通
過するとともに、上部プランジャーとタイミング・プラ
ンジャーの間で画定される質量変更可能なタイミング流
体チャンバからのタイミング流体の流れを開始し、かつ
ブロックするための圧力発動弁手段をさらに備え、 前記圧力発動弁手段は、少なくとも一つの出力ポートが
形成される少なくとも一つの表面区域を備える円周壁面
と、弁本体の円周壁面上にマウントされた帯状の弾性弁
バネ部材と、を有する弁本体を含み、 前記バネ部材は閉鎖状態において前記少なくとも一つの
ポートをシールし、 前記少なくとも一つのポート内で流体によって加えられ
た圧力下で、前記少なくとも一つのポートからの流体の
解放を可能とするために前記帯状バネ部材が前記円周壁
面からはずされた第２の閉口状態の弾性によって、前記
バネ部材は移動可能である請求項10記載のユニット燃料
噴射装置。 - 【請求項１６】解放ノズル・サブアセンブリは、各噴射
サイクル終結の時点での下部プランジャーの戻り移動
を、衝撃を吸収する態様での前記上部ピストンの移動を
下回るものに制限する衝撃緩和手段をさらに備える請求
項14記載のユニット燃料噴射装置。 - 【請求項１７】解放ノズル・サブアセンブリは、各噴射
サイクル終結の時点での下部プランジャーの戻り移動
を、衝撃を吸収する態様での前記上部ピストンの移動を
下回るものに制限する衝撃緩和手段をさらに備える請求
項10記載のユニット燃料噴射装置。 - 【請求項１８】ドレン通路は、前記調量・噴射チャンバ
からのドレン経路を提供するよう閉鎖ノズル・タイプの
ノズル・サブアセンブリの噴射本体の下部に形成され、 圧力反応弁手段は、調量・噴射チャンバ内の燃料の圧力
が所定値を下回ったときに前記ドレン通路を閉鎖させる
ために設けられ、 圧力反応弁手段は、下部プランジャーの上部周辺に、噴
射装置本体の下部内周面に形成されたドレン経路の出力
端に重なる関係で設けられている環状バネ保持器と、前
記バネ保持器と制御サブアセンブリの噴射装置本体の上
部内周面に形成されるショルダーとの間で作動するバネ
と、を備えた請求項14記載のユニット燃料噴射装置。 - 【請求項１９】ドレン通路は、前記調量・噴射チャンバ
からのドレン経路を提供するよう閉鎖ノズル・タイプの
ノズル・サブアセンブリの噴射本体の下部に形成され、 圧力反応弁手段は、調量・噴射チャンバ内の燃料の圧力
が所定値を下回ったときに前記ドレン通路を閉鎖させる
ために設けられ、 圧力反応弁手段は、下部プランジャーの上部周辺に、噴
射装置本体の下部内周面に形成されたドレン経路の出力
端に重なる関係で設けられている環状バネ保持器と、前
記バネ保持器と制御サブアセンブリの噴射装置本体の上
部内周面に形成されるショルダーとの間で作動するバネ
と、を備えた請求項10記載のユニット燃料噴射装置。 - 【請求項２０】前記制御サブアセンブリは、タイミング
・プランジャー内の通路手段と、前記タイミング流体が
所定値を超えたか超えないかによって噴射装置本体の上
部に形成される少なくとも一つの流れの通路と、を通過
するとともに、上部プランジャーとタイミング・プラン
ジャーの間で画定される質量変更可能なタイミング流体
チャンバからのタイミング流体の流れを開始し、かつブ
ロックするための圧力発動弁手段をさらに備え、 前記圧力発動弁手段は、前記上部プランジャー内に配置
され、かつ弁要素と、弁要素を前記上部プランジャー内
に形成された弁シートに対して付勢するバネ手段と、前
記弁要素の弁開口動作を制限するために前記バネ手段に
よって支えられるストップ手段と、を含み、 前記バネ手段は、前記弁要素及びバネ手段の移動質量と
共同し、弁要素のがたつきを防ぐに十分な高さの弁要素
の固有振動数、及び低速エンジン作動条件のもとでの十
分な噴射圧力を保証し、かつ高速エンジン作動条件での
過度の噴射圧力を回避する弁自重湾曲価を達成するため
の作動手段を形成する、バネ率を有する請求項10記載の
ユニット燃料噴射装置。 - 【請求項２１】燃料源から噴射装置に供給される燃料の
圧力の機能としてサイクル毎に変更可能な量の燃料を、
タイミング流体源から噴射装置へ供給されるタイミング
流体の圧力の機能として各サイクル中に変更可能な時点
で、定期的に噴射するために、流体を滴下するための流
体通路を有するエンジンのヘッド内にマウントされるよ
う適合される燃料噴射装置であって、 本体の下部端に中央ボア及び噴射装置穴を含む噴射装置
本体と、 前記中央ボア内にマウントされた上部プランジャー及び
下部プランジャーと、該下部プランジャーと前記噴射装
置穴を含む前記噴射装置本体の下部端の間に画定され、
各噴射装置サイクルの一部において燃料源と連通する質
量変更可能な噴射チャンバと、前記上部プランジャーの
下に設けられ、各噴射装置サイクルの一部においてタイ
ミング流体源と連通する質量変更可能タイミング・チャ
ンバと、を含む往復運動プランジャーと、 前記タイミング・チャンバ内のタイミング流体が所定の
圧力を超えることによって生成される開口圧力に応じて
タイミング・チャンバ・ドレン通路手段を開口するため
の圧力反応弁手段であって、前記弁手段が前記上部プラ
ンジャー内に設けられ、かつ前記ドレン通路が前記噴射
装置本体を通じて、エンジン・ヘッド内に設けられた流
体経路と連通して設けられる前記噴射装置本体の側壁面
で終了する通路を含み、前記弁手段が弁要素と、該弁要
素を前記上部プランジャー内に形成される弁シートに対
して付勢する弁バネ手段と、前記弁要素の弁開口動作を
制限するための前記バネ手段によって支えられるストッ
プ手段とを備え、前記バネ手段が前記弁要素及びバネ手
段の移動質量と共同し、弁要素のがたつきを防ぐに十分
な高さの弁要素の固有振動数及び低速エンジン作動条件
のもとで十分な噴射圧力を保証し、高速エンジン作動条
件のもとでの過度噴射圧力を回避する弁手段についての
弁自重湾曲値を達成するための作動手段を形成する、バ
ネ率を有する、弁手段と、 を備えた、燃料噴射装置。 - 【請求項２２】前記下部プランジャー及び前記噴射チャ
ンバ及び前記噴射装置穴を含む噴射装置本体の下部端
が、第１の、開口ノズル・モジュールを形成し、前記上
部及び中間プランジャー、前記弁手段及び噴射装置本体
の上部が第２の、制御モジュールを形成し、少なくとも
一つの追加的な、閉鎖ノズル・モジュールが設けられ、
前記閉鎖ノズル・モジュールが下部プランジャーが質量
変更可能噴射チャンバ内に往復運動するようにマウント
されており、かつ圧力反応ノズル弁が前記質量変更可能
噴射チャンバからの前記下部噴射装置本体部の下部端に
形成された噴射穴を通じた流れを制御するよう設けられ
る、下部噴射装置本体部を備え、前記開口ノズル及び前
記閉鎖ノズルのいずれかのモジュールが前記ユニット燃
料噴射装置を形成するよう前記閉鎖ノズルのいずれかの
モジュールが前記ユニット燃料噴射装置を形成するよう
前記制御モジュルーとともに相互変更可能な形で使用で
きる、請求項21記載の燃料噴射装置。 - 【請求項２３】弁要素の固有振動数が少なくとも約7,00
0Hzである、請求項21記載の燃料噴射装置。 - 【請求項２４】弁手段が、約１、400rpmの低速エンジン
作動条件と、約2,500rpmの高速エンジン作動条件の間で
約8,000psiを下回るバネ自重湾曲価を有する、請求項23
記載の燃料噴射装置。 - 【請求項２５】前記下部プランジャーと、前記噴射チャ
ンバ及び前記噴射装置穴を含む噴射装置本体の下部端
が、第１の、開口ノズル・モジュールを形成し、前記上
部及び中間プランジャー、前記弁手段及び噴射装置本体
の上部が第２の、制御モジュールを形成し、少なくとも
一つの追加的な、閉鎖ノズル・モジュールが設けられ、
前記閉鎖ノズル・モジュールが、下部プランジャーが質
量変更可能な噴射チャンバ内に往復運動するようにマウ
ントされ、かつ圧力反応ノズル弁が前記質量変更可能噴
射チャンバからの前記下部噴射装置本体部の下部端に形
成された噴射穴を通じた流れを制御するように設けられ
ている、下部噴射装置本体部を備え、前記開口ノズル及
び前記閉鎖ノズルのいずれかのモジュールが前記ユニッ
ト燃料噴射装置を形成するよう前記制御モジュールとと
もに相互変更可能な形で使用できる、請求項24記載の燃
料噴射装置。 - 【請求項２６】弁手段が、約1,400rpmの低速エンジン作
動条件と、約2,500rpmの高速エンジン作動条件の間で約
8,000psiを下回る弁自重湾曲価を有する、請求項21記載
の燃料噴射装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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