JP2811451B2

JP2811451B2 - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JP2811451B2
Application number: JP63233681A
Authority: JP
Inventors: 正憲大西; 弘一嵯峨
Original assignee: 株式会社ゼクセル
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1988-09-20
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH0281949A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、燃料噴射をパイロット噴射と主噴射との
２段階に分けて行うようにした燃料噴射装置に関する。

［従来の技術］従来のこの種の燃料噴射装置としては、例えば実開昭
61−149767号公報に記載のものが知られている。この公
報に記載の燃料噴射装置は、燃料加圧部によって燃料を
加圧する一方、燃料加圧部によって加圧された燃料を燃
料噴射部から機関の燃焼室に噴射するようにしたもので
あり、燃料加圧部は、内周面に燃料供給ポートが開口す
るシリンダ孔と、このシリンダ孔に連設された燃料加圧
室と、シリンダ孔に摺動自在に設けられ、燃料加圧室内
の燃料を加圧するポンププランジャとを備えている。一
方、燃料噴射部は、燃料加圧室から弁座を介して燃料が
圧送される噴射孔と、弁座に着座して噴射孔を閉じ、弁
座からリフトして噴射孔を開く針弁と、針弁のリフト方
向に並んで配置された第１および第２のノズルばねとを
備えている。第１のノズルばねは針弁を常時着座移動方
向へ付勢するものであるが、第２のノズルばねは針弁が
初期リフトを越えてリフトすると針弁を着座移動方向へ
付勢するようになっている。

このように構成された燃料噴射装置においては、ポン
ププランジャが加圧移動して燃料供給ポートと燃料加圧
室との間を遮断すると、ポンププランジャによる燃料の
加圧が開始される。そして、加圧された燃料が燃料噴射
部へ圧送されると、針弁は第２のノズルばねによって付
勢される位置、つまり初期リフト位置まで第１のノズル
ばねに抗してリフトする。これによって、パイロット噴
射が行なわれる。その後、燃料噴射部へ圧送される燃料
の圧力が増大すると、針弁が第１および第２のノズルば
ねの付勢力に抗してリフトし、これによって主噴射が行
なわれる。また、燃料加圧部による燃料の加圧が終了す
ると、第１および第２のノズル弁の付勢力により、針弁
が弁座に着座し、燃料噴射が終了する。

一方、ポンププランジャが復動すると、燃料供給ポー
トから燃料加圧室内に燃料が吸引される。

［発明が解決しようとする課題］上記従来の燃料噴射装置においては、第１および第２
のノズルばねを針弁のリフト方向に並べて配置している
ため、１つのノズルばねを用いた燃料噴射装置に比し
て、第２のノズルばねの分だけ全長が長くなり、装置が
大型化するという問題があった。この点は、燃料加圧部
と燃料噴射部とを一体に組み込んだユニット型の燃料噴
射装置において特に大きな問題であった。すなわち、ユ
ニット型の燃料噴射装置は、機関のシリンダヘッドに直
接組み込まれる関係上、機関を大型化することになり、
そのような機関を車両等に搭載する場合には、機関自体
のみならず周辺機器のレイアウトの自由度が大幅に拘束
される。そこで、ユニット型燃料噴射装置については小
型化を図ることが要望される。ところが、上記のように
２つのノズルばねを用いた場合には、装置の大型化が避
けられず、設計の自由度がより一層制限されるという問
題があった。

また、燃料加圧部による燃料の加圧終了後、針弁が弁
座に向かって着座移動する場合、着座移動当初は針弁が
第１および第２のノズルばねによって付勢されているの
で、急速に着座移動する。ところが、針弁が初期リフト
位置に達すると、第１のノズルばねによってのみ付勢さ
れることになる。しかも、第１のノズルばねの付勢力は
弱いものである。このため、針弁は燃料の圧力が低圧に
なるまで着座することができず、その間低率の燃料噴射
が続行することになり、いわゆる噴射切れが悪化すると
いう問題があった。またその結果、スモークが発生する
おそれがあった。

この発明は、上記問題を解決するためになされたもの
で、燃料噴射をパイロット噴射と主噴射との２段階に分
けて行うことができるのは勿論のこと、２つのノズルば
ねを用いたものに比して装置を大幅に小型化することが
できる燃料噴射装置を提供することを第１の目的とす
る。

また、燃料の圧力低下を待つことなく、燃料噴射を短
時間の内に終了させることができ、これによって燃料の
噴射切れを向上させることができる燃料噴射装置を提供
することを第２の目的とする。

［課題を解決するための手段］特許請求の範囲第１項に記載の発明（以下、第１の発
明と称する。）は、第１の目的を達成するためになされ
たもので、その目的を達成するために、ポンププランジ
ャの外周面に周方向に延びる周溝を形成し、シリンダ孔
の内周面にその軸線方向に延びる縦溝を形成し、周溝
を、ポンププランジャが燃料供給ポートと燃料加圧室と
の間を遮断してから所定距離加圧移動した後に燃料供給
ポートと対向して連通するように配置し、縦溝を、周溝
と前記燃料供給ポートとの連通時の少なくとも一時期に
周溝と燃料加圧室とを連通させ、その後ポンププランジ
ャによって燃料加圧室に対して遮断されるように配置し
たことを特徴としている。

また、特許請求の範囲第２項に記載の発明（以下、第
２の発明と称する。）は、第１の目的を達成するために
なされたもので、燃料噴射部に、内部に導入される燃料
によって針弁を着座移動方向へ押圧する燃料導入室を設
け、燃料加圧部に、燃料供給ポートを閉じてからさらに
加圧移動するポンププランジャにより、燃料加圧室と燃
料導入室とを遮断する閉状態と、燃料加圧室と燃料導入
室とを連通させて燃料加圧室内の高圧燃料を燃料導入室
に導入する開状態と、閉状態とに順次切り換えられる連
通路を設けたことを特徴としている。

さらに、特許請求の範囲第３項に記載の発明（以下、
第３の発明と称する。）は、第１および第２の目的を達
成するためになされたもので、特許請求の範囲第２項の
構成に加え、燃料加圧部に、連通路がポンププランジャ
によって開状態から閉状態に切り換えられた後、さらに
加圧移動するポンププランジャにより、燃料加圧室と燃
料導入室とを遮断する閉状態から燃料加圧室と燃料導入
室とを連通させる開状態に切り換えられる第２の連通路
を設けたことを特徴としている。

［作用］第１の発明において、ポンププランジャが加圧移動し
て燃料供給ポートと燃料加圧室との間を遮断すると、燃
料の実質的な加圧が開始される。加圧された燃料によっ
て針弁が弁座からリフトせしめられ、燃料が燃料噴射部
の噴射孔から噴射される。その後、ポンププランジャの
所定距離加圧移動すると、周溝が燃料供給ポートと連通
するとともに、縦溝を介して燃料加圧室と連通する。し
たがって、燃料加圧室内の高圧燃料が燃料供給ポートへ
向かって逆流する。この結果、燃料の圧力が低下し、針
弁がノズルばねの付勢力によって弁座に着座する。この
着座までの間の燃料噴射がパイロット噴射である。

その後、ポンププランジャがさらに加圧移動すると、
縦溝がポンププランジャにより燃料加圧室に対して遮断
され、ひいては燃料加圧室と燃料供給ポートとの間が遮
断される。この結果、ポンププランジャによる燃料加圧
が再開され、主噴射が行われる。

第２に発明において、ポンププランジャが加圧移動し
て燃料供給ポートと燃料加圧室との間を遮断遮蔽する
と、燃料の加圧が開始される。加圧された燃料によって
針弁が弁座からリフトせしめられ、燃料が噴射孔から噴
射される。その後、ポンププランジャがさらに加圧移動
すると、連通路が燃料加圧室と燃料導入室とを連通させ
る。その結果、燃料加圧室の高圧燃料が連通路を介して
燃料導入室に導入される。燃料導入室に導入された高圧
燃料は、ノズルばねとともに針弁を着座移動方向へ押圧
し、針弁を弁座に着座させる。これにより、燃料噴射が
中断する。これまでの間の燃料噴射がパイロット噴射で
ある。

その後、ポンププランジャがさらに加圧移動すると、
燃料加圧室と燃料導入室との間が遮断される。すると、
燃料加圧室の燃料の圧力が上昇する。一方、燃料導入室
内の燃料の圧力は一定に維持される。そして、燃料加圧
室内の燃料による針弁に対するリフト移動方向の押圧力
がノズルばねおよび燃料導入室内の燃料の針弁に対する
着座移動方向への押圧力より大きくなると、針弁が再度
リフトする。これにより、主噴射が行われる。

第３の発明において、連通路が燃料加圧室と燃料導入
室との間を遮断した後、ポンププランジャがさらに加圧
移動すると、第２の連通路が燃料加圧室と燃料導入室と
を連通させる。その結果、燃料加圧室の高圧燃料が第２
連通路を介して燃料導入室に導入される。燃料導入室に
導入された燃料は、ノズルばねとともに針弁を着座移動
方向へ押圧し、針弁を弁座に着座させる。これにより、
主噴射が終了する。

［実施例］以下、この発明の実施例について添付の第１図ないし
第６図を参照して説明する。

第１図および第２図は、第１の発明の一実施例を示す
ものであり、図中符号１は装置本体である。この装置本
体１内には、燃料加圧部２が組み込まれ、また装置本体
１の下端部には燃料噴射部３が組み付けられている。

まず、燃料加圧部２について説明すると、装置本体１
の内部には、軸線を上下方向に向けたプランジャバレル
21が挿入され、後述するノズルホルダ31によって固定さ
れている。このプランジャバレル21の中央部には、その
上端面から下端面まで貫通するシリンダ孔22が形成され
ている。このシリンダ孔22の内周面には、燃料供給ポー
ト22aの一端が開口せしめられている。この燃料供給ポ
ート22aの他端は、プランジャバレル21の外周面に開口
せしめられており、装置本体１の内周面とプランジャバ
レル21の外周面との間に形成された燃料室23を介して燃
料ポンプ（図示せず）に接続されている。

また、シリンダ孔22には、ポンププランジャ24が摺動
自在に設けられている。このポンププランジャ24の下端
面と後述するばねホルダ42の上端面とによって区画され
るシリンダ孔22の内部空間が燃料加圧室25とされてい
る。この燃料加圧室25には、燃料供給ポート22aを介し
て燃料が導入されるようになっている。また、ポンププ
ランジャ24の外周面には、予め定められたねじれ角をも
って周方向に延びるリード溝24aが形成されている。こ
のリード溝24aは、ポンププランジャ24の内部に形成さ
れた連通孔24bを介して燃料加圧室25に連通させめられ
ている。なお、ポンププランジャ24は、プランジャばね
26によってカム軸のカム部（いずれも図示せず）に押圧
接触せしめられており、カム軸の回転に追従して上下動
するようになっている。

上記構成において、ポンププランジャ24が下動して燃
料供給ポート22aを遮蔽し、燃料供給ポート22aと燃料加
圧室25との間を遮断すると、ポンププランジャ24による
燃料の加圧が開始される。ポンププランジャ24がさらに
移動し、リード溝24aが燃料供給ポート22aと対向する
と、燃料加圧室25が連通孔24bおよびリード溝24aを介し
て燃料供給ポート22aと連通し、燃料加圧室25内の燃料
が燃料供給ポート22aに逆流する。これによって、燃料
の加圧が終了する。

なお、ポンププランジャ24の上端部には、コントロー
ルスリーブ27が相対回動不能に設けられており、このコ
ントロール27にはコントロールラック28が噛み合ってい
る。そして、コントロールラック28を前進後退させてポ
ンププランジャ24を適宜回動させると、リード溝24aの
燃料供給ポート22aに対する対向箇所が変わる。これに
よって、ポンププランジャ24による燃料加圧開始時から
加圧終了時までのストローク長さを変えられるようにな
っている。

また、ポンププランジャ24が上動すると、燃料供給ポ
ンプ22aから燃料加圧室25内へ燃料が吸引される。

次に、燃料噴射部３について説明すると、装置本体１
の下端部には、プランジャバレル21と軸線を一致させた
ノズルホルダ31が螺合されており、装置本体１の下部か
らノズルホルダ31に渡る内部には、装置本体１側から下
方へ向かって順次、ばねホルダ32、スペーサ33および噴
射ノズル34が挿入されている。これらばねホルダ32、ス
ペーサ33および噴射ノズル34は、対向する端面どうしを
互いに接触させており、しかもばねホルダ32はその上端
面をプランジャバレル21の下端面に接触させている。し
たがって、ノズルホルダ31を締め付けると、噴射ノズル
34、スペーサ33およびばねホルダ32が順次プランジャバ
レル21に押圧され、これによってプランジャバレル21並
びにばねホルダ32、スペーサ33および噴射ノズル43がノ
ズルホルダ31とともに装置本体１に油密に固定されてい
る。

噴射ノズル34は、燃料噴射部２において加圧された燃
料を噴射するためのもので、ノズルホルダ31によって保
持固定されたノズル本体341を備えている。このノズル
本体341の内部には、その上端面から下方へ向かって順
次、弁収納孔342、弁座343およびノズル本体341の下端
面に開口する噴射孔344が形成されている。

弁収納孔342の中央部には、燃料溜まり室345が形成さ
れている。この燃料溜まり室345は、ノズル本体341、ス
ペーサ33およびばねホルダ32に渡って形成された通路35
を介して燃料加圧室25に連通せしめられている。また、
弁収納孔342には、針弁346が摺動自在に設けられてい
る。この針弁346は、弁収納孔342に摺動自在に設けられ
た上側の大径部346aと、下端部に弁座343に着座する弁
部346cが形成された下側の小径部346bとを備えており、
燃料溜まり室345に高圧の燃料が圧送されると、大径部3
46aと小径部346bとの段差部の径差面積が受圧面とな
り、燃料の圧力によって弁座343から上方へリフトせし
められるようになっている。

なお、針弁346がリフトすると、燃料溜まり室345に圧
送された燃料が、小径部346bの外周面と弁収納孔342の
内周面との間に形成された通路347、弁座343と弁座346c
との間を介して噴射孔344へ向かい、そこから機関の燃
焼室（いずれも図示せず）に噴射される。

上記ばねホルダ32には、その下端面から上方へ向かっ
て延びるばね収納室32aが形成されている。このばね収
納室32aには、ばね受け36および針弁346の上端面に形成
された突起346dを介して針弁346を下方へ付勢し、針弁3
46を弁座343に着座させるノズルばね37が設けられてい
る。

なお、ばね収納室32aは、ドレン孔32bを介して燃料室
23に連通せしめられており、噴射ノズル34からばね収納
室32a内に漏出した燃料を燃料室23に戻すようになって
いる。

ところで、上記構成では、１つのノズルばね37を設け
ているだけであるから、ポンププランジャ24の下動時、
燃料供給ポート22aが遮蔽されると、燃料の噴射が開始
される一方、リード溝24aが燃料供給ポート22aと対向す
ると、燃料の噴射が終了する。つまり、１回の噴射が行
なわれるだけであり、２段階の噴射が行なわれない。そ
こで、第１の発明においては、燃料加圧部２に、ポンプ
プランジャ24の下動に伴って燃料供給ポート22aと燃料
加圧室25との間を連通し、また遮断する連通路41Aを設
けている。

連通路41Aは、ポンププランジャ24の外周面に形成さ
れた環状溝（周溝）24cと、シリンダ孔22の内周面にそ
の軸線方向に沿って形成された縦溝22bとから構成され
ている。環状溝24cは、ポンププランジャ24の下端面と
リード溝24aとの間に配置されており、第２図（Ｂ）に
示すように、その下端縁からポンププランジャ24の下端
面までの距離L₁が、燃料供給ポート22aの直径（ポンプ
プランジャ24の移動方向における幅）D₁よりも大きく設
定されている。したがって、環状溝24cは、ポンププラ
ンジャ24が燃料供給ポート22aを遮蔽した後、距離（L₁
−D₁）だけ下動すると、燃料供給ポート22aと対向する
ことになる。

一方、縦溝22bは、環状溝24cと燃料供給ポート22aと
の対向が開始したときに、縦溝22bの上端部が既に環状
溝24cと対向するように配置されている。したがって、
環状溝22bが燃料供給ポート22aと対向すると、燃料加圧
室25と燃料供給ポート22aとが連通路41Aを介して連通す
ることになる。また、縦溝22bの下端縁から燃料供給ポ
ート22aの上端縁までの距離L₂は、距離L₁よりも大きく
なされており、しかも環状溝24cと燃料供給ポート22aと
の対向開始時における縦溝22bの下端縁からポンププラ
ンジャ24の下端面までの距離（＝L₂−L₁）は、燃料供給
ポート22aの直径D₁および環状溝24cの幅Ｗのいずれより
も小さくなされている。したがって、環状溝24cと燃料
供給ポート22aとの対向開始後、ポンププランジャ24が
距離（L₂−L₁）だけ下動すると、縦溝22bはポンププラ
ンジャ24によって遮蔽される。この結果、連通路41Aが
燃料加圧室25に対して遮断され、ひいては燃料加圧室25
と燃料供給ポート22aとの間が遮断される。

上記構成の燃料噴射装置においては、第２図（Ａ）に
示すように、ポンププランジャ24が燃料供給ポート22a
を燃料加圧室25に開放した状態から下動（加圧移動）を
開始する。したがって、加圧移動当初は、燃料加圧室25
内の燃料が燃料供給ポート22aに逆流するだけであり、
燃料の加圧はほとんど行なわれない。

次に、第２図（Ｂ）に示すように、ポンププランジャ
24が燃料供給ポート22aを遮蔽すると、燃料の実質的な
加圧が開始される。燃料の圧力がノズルばね37による針
弁346の開弁圧よりも高くなると、針弁346が弁座343か
らリフトし、燃料が噴射孔344から噴射される。

燃料供給ポート22aの遮断後、ポンププランジャ24が
距離（L₁−D₁）を越えて加圧移動し、第２図（Ｃ）に示
すように、環状溝24cが燃料供給ポート22aと対向する
と、燃料加圧室25と燃料供給ポート22aとが連通路41Aを
介して連通する。この結果、燃料加圧室25内の燃料が燃
料供給ポート22aに逆流し、燃料加圧室25内の圧力が低
下する。したがって、燃料噴射が一旦中断する。

この中断までの燃料噴射がパイロット噴射である。

環状溝24cと燃料供給ポート22aとの対向開始後、ポン
ププランジャ24が距離（L₂−L₁）を越えて加圧移動する
と、第２図（Ｄ）に示すように、ポンププランジャ24が
縦溝22bを遮蔽する。この結果、燃料加圧室25と燃料供
給ポート22aとの間が遮断される。したがって、燃料噴
射が再開される。

その後、ポンププランジャ24がさらに加圧移動し、第
２図（Ｅ）に示すように、リード溝24aが燃料供給ポー
ト22aと対向すると、燃料加圧室25と燃料供給ポート22a
とが連通孔24bおよびリード溝24aを介して連通する。し
たがって、燃料加圧室25内の燃料が燃料供給ポート22a
に逆流することになり、これによって燃料噴射が終了す
る。

ポンププランジャ24が縦溝22bを遮蔽してからリード
溝24aが燃料供給ポート22aと対向する間に行なわれる噴
射が主噴射である。なお、主噴射における噴射量につい
ては、ポンププランジャ24を正逆方向へ適宜回動させる
ことにより、調節可能である。

燃料噴射終了後、ポンププランジャ24は、カムによっ
て定められた距離だけさらに加圧移動し、その後、移動
方向を上方へ転じる。ポンププランジャ24が上方へ移動
すると、燃料供給ポート22aから燃料加圧室25内へ燃料
が吸引される。

以下、上記の各工程を繰り返す。

以上の実施例から明らかなように、第１の発明におい
ては、ポンププランジャの加圧開始後、周溝24cおよび
縦溝2bによって燃料加圧室25と燃料供給ポンプ22aとの
間を連通させ、その後遮断するようにしているから、燃
料噴射をパイロット噴射と主噴射との２段階に分けて行
うことができる。しかも、１つのノズルばね37を設置す
れば事足りる。したがって、２つのノズルばねを設置し
た従来の燃料噴射装置に比して装置全体を大幅に小型化
することができる。

なお、パイロット噴射と主噴射との間におけるポンプ
プランジャ24の加圧移動距離、換言すれば噴射が休止し
ている間におけるポンププランジャ24の加圧移動距離に
ついては、距離（L₂−L₁）を変えることによって変更可
能である。この場合、距離（L₂−L₁）は、縦溝22bの下
端縁の位置を変更することにより、任意に設定すること
ができる。

次に、第２および第３の発明の一実施例について、第
３図および第４図を参照して説明する。なお、上記第１
の発明の実施例と同様な部分には同一符号を付してその
説明を省略する。

第３図および第４図に示す燃料噴射装置においては、
シリンダ孔22の内周面の縦溝22bから若干上側に離間し
た位置に燃料供給ポート22aが開口せしめられ、また縦
溝22bの中央部と対向するシリンダ孔22の内周面には、
送油路42の一端が開口せしめられている。この送油路42
の他端は、ばね収納室32aを区画する壁面に開口せしめ
られている。したがって、ばね収納室42aは送油路42を
介して燃料加圧室25に連通せしめられ、以下に述べる特
定の時期に燃料加圧室25から燃料が圧送される。そし
て、圧送された燃料によって針弁346を着座移動方向へ
押圧することになる。つまり、この実施例においては、
ばね収納室32aが燃料導入室を兼ねている。

また、ポンププランジャ24の外周面には、リード溝24
aに加え、第２のリード溝24eが形成されている。この第
２のリード溝24eは、ポンププランジャ24の加圧移動終
期において送油路42と対向し、しかもリード溝24aが燃
料供給ポート22aと対向する以前に送油路42と対向する
ように配置されている。なお、ポンププランジャ24をコ
ントロールラック28によって回動させた場合であって
も、第２のリード溝24eが送油路42と対向してからリー
ド溝24aが燃料供給ポート22aと対向するまでの間におけ
るポンププランジャ24の加圧移動距離が変わらないよ
う、第２のリード溝24eのリードはリード溝24aのリード
と同一になされている。また、第２のリード溝24eは、
連通孔24bを介して燃料加圧室25に連通せしめられてい
る。

ここで、環状溝24c、縦溝22bおよび送油路42によって
第１の連通路（連通路）が構成され、第２のリード溝24
e、連通孔24bおよび送油路42によって第２の連通路が構
成されている。そして、ポンププランジャ24による実質
的な加圧が開始してから、第１の連通路43が燃料加圧室
25と送油路42とを連通させるまでの間にパイロット噴射
が行なわれ、その後のポンププランジャ24の加圧移動に
より、第１の連通路43が燃料加圧室25と送油路42との間
を遮断してから第２の連通路が燃料加圧室25と送油路42
との間を遮断するまでの間に主噴射が行なわれるように
なっている。

すなわち、第４図（Ａ）に示すように、環状溝24cの
幅Ｗは、燃料供給ポート22aと縦溝22bとの間の距離L₃よ
りも広くなっており、加圧移動当初においては環状溝24
cが燃料供給ポート22aと縦溝22bとの間を跨ぐように位
置している。この状態では、燃料供給ポート22aと燃料
加圧室25とが第１の連通路43を介して連通している。し
たがって、ポンププランジャ24が加圧移動しても燃料加
圧室25内の燃料が燃料供給ポート22aに逆流するだけで
あり、燃料の実質的な加圧は行なわれない。

第４図（Ｂ）に示すように、ポンププランジャ24が燃
料供給ポート22aを遮蔽し、これによって燃料供給ポー
ト22aと燃料加圧室25との間が遮断されると、ポンププ
ランジャ24による燃料の実質的な加圧が開始される。

一方、送油路42のシリンダ孔22における開口部の直径
D₂は、ポンププランジャ24の下端面から環状溝24cの下
端縁までの距離L₁よりも小さくなされており、しかも送
油路42の開口部は、ポンププランジャ24が燃料供給ポー
ト22aを遮蔽するのとほぼ同時に送油路42がポンププラ
ンジャ24によって遮蔽されるように位置せしめられてい
る。したがって、ポンププランジャ24によって燃料供給
ポート22aおよび送油路42が遮蔽された後は、燃料加圧
室25内の燃料の圧力は上昇するが、送油路42およびばね
収納室32a内の燃料はそこに一定圧で封じ込められる。
そして、燃料加圧室25内の燃料による針弁347に対する
リフト方向への押圧力が、封じ込められた燃料による針
弁346に対する着座移動方向への押圧力とノズルばね37
による付勢力との合力よりも大きくなると、針弁346が
弁座343からリフトし、燃料が噴射孔344から噴射され
る。

次に、環状溝24cが送油路42と対向すると、第４図
（Ｃ）に示すように、燃料加圧室25と送油路42とが第１
の連通路43を介して連通し、ひいては燃料加圧室25とば
ね収納室32aとが連通する。この結果、ばね収納室32a内
に燃料溜まり室345へ圧送される燃料と同圧の燃料が圧
送される。この燃料が針弁346を着座移動方向へ押圧
し、針弁346に対するリフト移動方向への押圧力を打ち
消す。したがって、針弁346は、ノズルばね37の付勢力
によって弁座343に着座せしめられる。

針弁346がリフトしてから着座までの間にパイロット
噴射が行なわれる。

また、送油路42の開口部の上端縁から縦溝22bの下端
縁までの距離L₄は距離L₁よりも大きくなされており、し
かも環状溝24cと送油路42との対向開始時における縦溝2
2bの下端縁からポンププランジャ24の下端面までの距離
（＝L₄−L₁）は、環状溝24cの幅Ｗおよび送油路42の直
径D₂のいずれよりも小さくなされている。したがって、
環状溝24cと送油路42とが対向した後、ポンププランジ
ャ24が距離（L₄−L₁）を越えて加圧移動すると、第４図
（Ｄ）に示すように、縦溝22bがポンププランジャ24に
よって遮蔽され、ひいては燃料加圧室25とばね収納室32
aとの間が遮断される。この結果、燃料加圧室25内の燃
料の圧力はポンププランジャ24の加圧移動に伴って上昇
するが、ばね収納室32a内の燃料の圧力は、送油路42が
遮蔽される直前にばね収納室32a内に導入された燃料の
圧力を保持する。そして、ポンププランジャ24の加圧移
動に伴って燃料加圧室25内の燃料の圧力が上昇し、ばね
収納室32a内の燃料による針弁346に対する着座移動方向
への押圧力とノズルばね37の付勢力との合力よりも大き
くなると、針弁3467が再度リフトし、噴射孔344から燃
料が噴射される。

次に、第４図（Ｅ）に示すように、第２のリード溝24
eが送油路42と対向すると、送油路42が第２の連通路44
を介して燃料加圧室25と連通し、ひいてはばね収納室32
aが燃料加圧室25と連通する。この結果、ばね収納室32a
内の燃料の圧力が燃料溜まり室345内の燃料の圧力と同
圧になり、ばね収納室32a内の燃料による針弁346に対す
る着座移動方向への押圧力が燃料溜まり室345内の燃料
による針弁346に対するリフト移動方向への押圧力を打
ち消す。したがって、針弁346は、ノズルばね37の付勢
力によって弁座343に再度着座せしめられる。この再度
着座までの間の噴射が主噴射である。

ポンププランジャ24がさらに加圧移動し、第４図
（Ｆ）に示すように、リード溝24aが燃料供給ポート22a
と対向すると、燃料加圧室25およびばね収納室32aが燃
料供給ポートと連通し、これによって燃料の実質的加圧
が終了する。

その後、ポンププランジャ24がその移動方向を上方へ
転ずると、燃料供給ポート22aから燃料加圧室25内に燃
料が吸引導入される。

このように、第２、第３の発明に係る上記の燃料噴射
装置においては、ポンププランジャ24による燃料加圧室
25内の燃料の実質的加圧が開始し、これによって針弁24
6がリフトした後、第１の連通路43にって燃料加圧室25
とばね収納室（燃料導入室）とを連通させて針弁346を
着座させるまでの間にパイロット噴射を行わせることが
できる。また、燃料加圧室25とばね収納室32aとの間が
遮断して針弁346が再度リフトした後、第２の連通路44
によって燃料加圧室25とばね収納室32aとを連通させて
針弁346を再度着座させるまでの間に主噴射を行わせる
ことができる。つまり、第１および第２の連通路43,44
によって２段噴射を行わせることができる。そしてその
結果、２段噴射が可能であるにも拘わらず、１つのノズ
ルばね37を設ければ事足りる。したがって、２つのノズ
ルばねを設けた従来の燃料噴射装置に比して、装置全体
を大幅に小型化することができる。

さらに、ばね収納室32a内に導入される燃料によって
針弁346を着座移動方向へ押圧し、針弁346に対するリフ
ト移動方向への押圧力を打ち消すようにしているから、
燃料の圧力低下を待つことなく、ノズルばね37によって
短時間のうちに着座させることができる。したがって、
燃料の噴射切れが向上し、これによってスモークの発生
を抑えることができる。

次に、第２および第３の発明の他の実施例について説
明する。

第５図に示す燃料噴射装置は、ばね収納室32a内にプ
ランジャ45を摺動自在に設け、このプランジャ45によっ
て針弁346を着座移動方向へ押圧するようにしたもので
ある。しかも、この場合には、プランジャ45の直径が針
弁346の直径よりも大きくなっているので、針弁346に対
する着座移動方向への押圧力がリフト移動方向への押圧
力よりも大きくなる。したがって、針弁346の着座移動
速度を速めることができ、より一層短時間のうちに針弁
346を着座させることができる。。

また、第６図に示す燃料噴射装置は、上記の実施例が
ばね収納室32aを燃料導入室と兼用していたのに対し、
ばね収納室32aの上側に、送油路42が開口する燃料導入
室46をばね収納室32aとは別個に設け、この燃料導入室4
6にばね受け36を介して針弁346を着座移動方向へ押圧す
るプランジャ47を摺動自在に設けたものである。

なお、第２の発明に係る上記の実施例の縦溝22bにつ
いては、これに代えて、ポンププランジャ24の外周面
に、環状溝24cから燃料加圧室25に臨む端面まで延びる
縦溝として形成してもよい。

また、第２の連通路44の連通孔24bについては、これ
に代えて、シリンダ孔22の内周面にその軸線方向に延び
る連通溝を形成してもよい。この場合、連通溝がポンプ
プランジャ24の移動に拘わらず常時燃料加圧室25と連通
し、かつ第２のリード溝24eと常時対向するように形成
すべきことは勿論である。

さらに、リード溝24aと第２のリード溝24eとを連結
し、１つのリード溝としてもよい。これは、リード溝24
aと第２のリード溝24eとが連通孔24bを介して連通して
いることからも明らかである。

［発明の効果］以上説明したように、第１の発明によれば、ポンププ
ランジャによる燃料の実質的加圧の開始後、燃料供給ポ
ートと燃料加圧室とを周溝および縦溝によって連通さ
せ、その後遮断するようにしているから、燃料噴射をパ
イロット噴射と主噴射との２段階に分けて行わせること
ができるのは勿論のこと、１つのノズルばねを設置すれ
ば事足りる。したがって、２つのノズルばねを設置した
従来の燃料噴射装置に比して装置を大幅に小型化するこ
とができるという効果が得られる。

また、第２の発明によれば、導入される燃料によって
針弁を着座移動方向へ押圧する燃料導入室を形成する一
方、この燃料導入室と燃料加圧室との間を連通・遮断す
る連通路を設けているから、第１の発明と同様の効果が
得られる。

さらに、第３の発明によれば、燃料加圧室と燃料導入
室とが連通路によって連通・遮断された後に、それらを
連通させる第２の連通路を設けているから、第１の発明
と同様に、燃料噴射をパイロット噴射と主噴射との２段
階に分けて行うことができ、また１つのノズルばねを設
置すれば事足りる。したがって、装置の小型化を図るこ
とができる。しかも、燃料の圧力低下を待たずに、針弁
を短時間で着座させることができ、この結果燃料の噴射
切れを向上させて、スモークの発生を抑えることができ
る等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例を示す一部省略縦断面
図、第２図はその作用を説明するための図、第３図は第
２および第３の発明の一実施例を示す一部省略縦断面
図、第４図はその作用を説明するための図、第５図およ
び第６図はそれぞれ第２、第３の発明の他の実施例を示
す概略構成図である。２……燃料加圧部、３……燃料噴射部、22……シリンダ
孔、24……ポンププランジャ、25……燃料加圧室、32a
……ばね収納孔（燃料導入室）、34……噴射ノズル、37
……ノズルばね、41A……連通路、42……送油路、43…
…第１の連通路（連通路）、44……第２の連通路、46…
…燃料導入室、343……弁座、344……噴射孔、346……
針弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 59/26 ３３０Ｆ０２Ｍ 59/26 ３３０Ｊ３３０Ｎ３３０Ｑ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02M 45/06 F02M 47/00 F02M 59/26 310 F02M 59/26 330 F02M 57/02 310 F02M 57/02 320 F02M 57/02 330 F02M 51/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内周面に燃料が供給される燃料供給ポート
が開口するシリンダ孔、このシリンダ孔に連設された燃
料加圧室、および前記シリンダ孔に摺動自在に設けら
れ、前記燃料加圧室の燃料を加圧するポンププランジャ
を有する燃料加圧部と、前記燃料加圧室に弁座を介して
連通せしめられた噴射孔、前記弁座に着座して前記燃料
加圧室と前記噴射孔との間を遮断する針弁、この針弁を
着座移動方向へ付勢するノズルばねを有する燃料噴射部
とを備え、前記ポンププランジャがその加圧移動時に前
記燃料供給ポートと前記燃料加圧室との間を遮断する
と、燃料の加圧が開始され、加圧された燃料によって前
記針弁を前記ノズルばねの付勢力に抗して前記弁座から
リフトさせることにより、前記噴射孔から燃料を噴射す
るようにした燃料噴射装置において、前記ポンププラン
ジャの外周面に周方向に延びる周溝を形成し、前記シリ
ンダ孔の内周面にその軸線方向に延びる縦溝を形成し、
前記周溝を、前記ポンププランジャが前記燃料供給ポー
トと前記燃料加圧室との間を遮断してから所定距離加圧
移動した後に前記燃料供給ポートと対抗して連通するよ
うに配置し、前記縦溝を、前記周溝と前記前記燃料供給
ポートとの連通時の少なくとも一時期に前記周溝と前記
燃料加圧室とを連通させ、その後前記ポンププランジャ
がさらに加圧移動するとポンププランジャにより前記燃
料加圧室に対して遮断されるように配置したことを特徴
とする燃料噴射装置。
【請求項２】内周面に燃料が供給される燃料供給ポート
が開口するシリンダ孔、このシリンダ孔に連設された燃
料加圧室、および前記シリンダ孔に摺動自在に設けら
れ、前記燃料加圧室の燃料を加圧するポンププランジャ
を有する燃料加圧部と、前記燃料加圧室に弁座を介して
連通せしめられた噴射孔、前記弁座に着座して前記燃料
加圧室と前記噴射孔との間を遮断する針弁、この針弁を
着座移動方向へ付勢するノズルばねを有する燃料噴射部
とを備え、前記ポンププランジャがその加圧移動時に前
記燃料供給ポートと前記燃料加圧室との間を遮断する
と、燃料の加圧が開始され、加圧された燃料によって前
記針弁を前記ノズルばねの付勢力に抗して前記弁座から
リフトさせることにより、前記噴射孔から燃料を噴射す
るようにした燃料噴射装置において、前記燃料噴射部に
内部に導入される燃料によって前記針弁を着座移動方向
へ押圧する燃料導入室を設け、前記燃料加圧部に、前記
燃料供給ポートを閉じてからさらに加圧移動する前記ポ
ンププランジャにより、前記燃料加圧室と前記燃料導入
室とを遮断する閉状態と、前記燃料加圧室と前記燃料導
入室とを連通させて前記燃料加圧室内の高圧燃料を前記
燃料導入室に導入する開状態と、閉状態とに順次切り換
えられる連通路を設けたことを特徴とする燃料噴射装
置。
【請求項３】前記燃料加圧部に、前記連通路が前記ポン
ププランジャによって開状態から閉状態に切り換えられ
た後、さらに加圧移動する前記ポンププランジャによ
り、前記燃料加圧室と前記燃料導入室とを遮断する閉状
態から前記燃料加圧室と前記燃料導入室とを連通させる
開状態に切り換えられる第２の連通路を設けたことを特
徴とする特許請求の範囲第２項に記載の燃料噴射装置。