JP2897620B2 - 点火プラグ一体型筒内直噴インジェクタ - Google Patents

点火プラグ一体型筒内直噴インジェクタ

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JP2897620B2
JP2897620B2 JP5298080A JP29808093A JP2897620B2 JP 2897620 B2 JP2897620 B2 JP 2897620B2 JP 5298080 A JP5298080 A JP 5298080A JP 29808093 A JP29808093 A JP 29808093A JP 2897620 B2 JP2897620 B2 JP 2897620B2
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14Direct injection into combustion chamber
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は筒内直噴エンジンに用い
られる点火プラグ一体型筒内直噴インジェクタに関す
る。
【0002】
【従来の技術】筒内に直接燃料を噴射する筒内直噴火花
点火エンジンに用いる点火プラグとインジェクタとを一
体化させた点火プラグ一体型筒内直噴インジェクタが開
発されており、例えば実開昭63−154760号公報
に記載されたものがある。同公報の点火プラグ一体型筒
内直噴インジェクタは、中心に中央電極を配し、その外
側に密着させてヨークを配設し、さらにこのヨークの外
側に間隙を設けてからハウジングを配設し、前記ヨーク
とハウジングの間に設けられた間隙を通して燃料を軸方
向先端に設けられた噴口に導くものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この様な点
火プラグ一体型筒内直噴インジェクタは、過酷な使用条
件下においても所要の量の燃料を精確に噴射することが
要求され、例えば常に高い同軸度を保つことが重要であ
る。したがって、中心軸の周りに軸対称な構造で形成さ
れていることが望ましい。ところが、前記、実開昭63
−154760号公報による点火プラグ一体型筒内直噴
インジェクタでは、中心に中央電極を配し、その外側に
密着させてヨークを配設し、さらにこのヨークの外側に
間隙を設けてからハウジングを配設し、前記ヨークとハ
ウジングの間に設けられた間隙を通して燃料が噴口に導
かれるが、この燃料を噴口に導くためにヨークとハウジ
ングの間に設けられた間隙が中心軸周りに対称に形成さ
れておらず、ある部分ではヨークとハウジングは密着し
ている(図3参照)。したがって、その様な部分で断面
をとって見ると、中心軸の周囲のある範囲では燃料が流
れ、残りの範囲では燃料が流れていないということにな
る。これは燃料の流れる方の側は冷却されるが、燃料の
流れない方の側は冷却されず軸の周囲の温度分布が不均
一となることを意味し、軸の周囲の膨張あるいは縮小が
均等にならず同軸度の悪化を招来し、所要の量の噴射が
できなくなることにつながる。本発明は上記問題に鑑
み、中心軸まわりの温度分布が不均一にならない様に燃
料の流路が形成された点火プラグ一体型筒内直噴インジ
ェクタを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半径方
向の最中心に軸方向の先端に設けられた中心電極に接続
する導電体を配し、該中心電極の半径方向外側に密接し
て絶縁体を配設し、さらに該絶縁体の半径方向外側に間
隙を設けて外筒を配設し、前記絶縁体と前記外筒との間
に設けられた前記間隙は中心軸に軸対称な断面とし、こ
れを噴射口に燃料を導く燃料通路としたことを特徴とす
る点火プラグ一体型筒内直噴インジェクタが提供され
る。
【0005】
【作用】絶縁体と外筒との間に設けられた中心軸に軸対
称な断面の間隙に、噴射口に導かれる燃料が流されるの
で中心軸の周囲の温度分布が均一化され同軸度が損なわ
れない。
【0006】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を説明
する。図1は本発明による点火プラグ一体型筒内直噴イ
ンジェクタの構造を示す図である。図において、1は点
火プラグ一体型筒内直噴インジェクタの全体を示す。2
は高圧配電線であり、一方の端部は図示されない配電器
に接続され、他方の端部が導電性材料で作られた第1導
電体3に接続されている。第1導電体3の高圧配電線2
に接続されていない方の端部は導電性材料で作られた筒
状の第2導電体4の一方の端部に挿入されて接続されて
いる。第2導電体4の他方の端部には導電性材料で作ら
れたアジャスティングバー5の一方の端部が挿入されて
接続されている。アジャスティングバー5は後述の第2
絶縁体12の内周に密着されたアジャスティングパイプ
5aの内部に配設され、位置決め後にアジャスティング
パイプ5aをかしめることによって軸方向の位置が固定
される。アジャスティングバー5の他方の端部は導電性
材料で作られたリターンスプリング6の一方の端部を押
圧して接している。リターンスプリング6の他方の端部
は導電性材料で作られたニードル7を押圧して接してい
る。ニードル7は導電性材料で作られたニードルハウジ
ング8の内部に摺接している。ニードルハウジング8の
先端には中心電極9が設けられている。該中心電極9の
中央には燃料を噴出するための噴口9aが設けられてい
る。11は第1絶縁体、12は第2絶縁体、13は第3
絶縁体、14は位置決め用の第4絶縁体、15は第5絶
縁体であって、中心部に配設され高電圧が流れる第1導
電体3、第2導電体4、アジャスティングバー5、リタ
ーンスプリング6、ニードル7、ニードルハウジング8
と、外側に配設されそれぞれ導電性の金属で作られた第
1筒体21、フランジ付き第2筒体22、シム23、ス
プール24、カラー25、第3筒体26、燃料通路配設
部材27、第1ハウジング28、第2ハウジング29と
の間を電気的に絶縁している。なお、第2ハウジング2
9の先端部は中心電極9を取り巻くような形に成形され
接地電極10が形成されている。30は電磁コイルであ
って、コイル用コード31によって電流が流されると励
磁してニードル7を動かし、それによって燃料が噴口9
aから噴出される。40は連結部材であって、第1筒体
21と、第1ハウジング28の拡大された端部の間に嵌
入され軸回りの回転方向の位置決め後にナット41によ
って固定される。また連結部材40はコイル用コード3
1の外部との接続部分42と、外部の燃料パイプとの接
続部分43とを有し、該接続部分43から導入された燃
料を第1筒体21と、第1ハウジング28の間に設けら
れた燃料流路に導く内部通路44を有する。
【0007】以上が、本発明の基本的な構成であるが、
本実施例では、さらに以下の様な工夫が盛り込まれ、性
能の安定を図っている。第1は組付け精度の向上のため
の工夫であって、図2に示されるが、以下の手順で行う
ことによって精度の向上を図っている。 (1)先ず第5絶縁体15に、燃料シールのためのOリ
ング51を組み付けたニードルハウジング8をネジ部S
で螺合する、なお、この作業は、ニードルハウジング8
の頂部に設けられた内6角部を6角スパナを使用して回
転させることによって行われ、テーパ状の対向部T1
はガスシール61が組み込まれる。 (2)次に、第2ハウジング29にニードルハウジング
8が組み付けられた第5絶縁体15を組付ける。この時
第5絶縁体15と第2ハウジング29はF部で精度良く
接する様にするが、これはOリング52のシール機能を
十分に果たさせるためと、第5絶縁体15と第2ハウジ
ング29の同軸度を径の大きい所で合わせるという点で
意味がある。また、テーパ状の対向部T2 には、T1
同様にガスシール62が組み込まれる。 (3)次に、第5絶縁体15の凹部に位置決め用の第4
絶縁体14を載置し、その上に、さらに燃料通路配設部
材27を載置してから第2ハウジング29の上端縁を内
側に変形させることによってかしめ、これで、先端に中
心電極9を有するニードルハウジング8と、第5絶縁体
15と、位置決め用の第4絶縁体14と、燃料通路配設
部材27と第2ハウジング29が組上がった状態とな
る。ここで、位置決め用の第4絶縁体14と第5絶縁体
15とはG部、H部で接し、位置決め用の第4絶縁体1
4と燃料通路配設部材27とはI部、J部で接し組付け
精度を出す様にしている。 (4)上記の様に組み上げられた状態でもニードルハウ
ジング8と、第5絶縁体15との螺合部や、各部品の寸
法誤差の積み重ねによって中心電極9と燃料通路配設部
材27との同軸度は不十分であるため、燃料通路配設部
材27の内径を基準にニードルハウジング8の内径部の
シート部の円筒加工、研磨を行って同軸度を出す。 (5)そして、ニードル7を組付けるがニードル7は第
3絶縁体13、カラー25と一体構造となっている。カ
ラー25と燃料通路配設部材27とは接しているのでカ
ラー25とニードル7はニードル組み立て体として同軸
度が出ている必要があるものである。
【0008】第2は磁気の逃げの防止のための工夫であ
って、電磁コイル30の周囲のカラー25、フランジ付
き第2筒体22、第3筒体26は主に鉄系の磁性体で作
り、電磁コイル30の周りに閉磁路を形成する。これに
よって、磁気を強くするとともに構造をコンパクトにし
ている。そして、上記の3部材に接触している燃料通路
配設部材27と第1筒体21をステンレススチール等の
非磁性体材料で作ることによって第3筒体26やカラ−
25→燃料通路配設部材27→第2ハウジング29→シ
リンダヘッド(図示しない)、あるいは第3筒体26→
第1筒体21の様に磁気が逃げていくのを防いでいる。
これは、特に第2ハウジング29が点火プラグのアース
でもあるので点火系の電気系とインジェクタの電気系を
分離し、各々の信頼性、性能を保つ上でも重要なことで
ある。
【0009】第3は噴射量調整のための工夫であって、
これはニードルハウジング8に対するニードル7の押圧
力を適正に保つためにリターンスプリング6の付勢力を
調整するもので、本発明によれば周辺部材の第1絶縁体
11や第2絶縁体12が非金属性の材料で形成されてい
るためにリターンスプリング6を押圧するアジャスティ
ングバー5を直接にかしめることができないので、第2
絶縁体12にアジャスティングパイプ5aを一体的に密
着させておいて、該アジャスティングパイプ5aの中に
アジャスティングバー5を予め入れておき、それを移動
させてリターンスプリング6の付勢力が適切になる様に
位置決めしてアジャスティングパイプのX部でかしめ
る。
【0010】第4は燃焼圧に対する強度向上のための工
夫であって、ニードルハウジング8を第5絶縁体15に
ネジ止めで一体化したが、ここに接着剤を入れて固める
ことによってさらに強度を増すことができる。また、燃
焼圧の荷重をJ部、H部の大きい面で受け、かしめをA
部の外周の大きい所で行うことによってかしめ部の単位
面積当たりの荷重を減らし、強度的に有利にした。
【0011】次に、上記の様な工夫を含めて構成された
本装置の作動について説明する。本装置は点火プラグと
しての作動と、燃料噴射弁としての作動をするが始めに
燃料噴射弁としての作動を説明する。外部の燃料パイプ
を通って供給された燃料は連結部材40の接続部分43
より本装置の内部に入り、まず連結部材40の内部通路
44を通り、次に第1筒体21と第1ハウジング28の
間の流路を通り、次に該第1筒体21と第1ハウジング
28の間の流路に連続した第3筒体26と第1ハウジン
グ28の間の流路を通り、燃料通路配設部材27の外側
に達する。燃料通路配設部材27の外側に達した燃料は
該燃料通路配設部材27の外側と内側を貫通して設けら
れている燃料通路を通って燃料通路配設部材27の内側
に流れ込み、続いて第3絶縁体13と、位置決め用の第
4絶縁体14の間の隙間を通って,ニードル7のシャフ
ト7aと中間ガイド7bの上面と第3絶縁体13の底面
およびニードルハウジング8とで画定される部分に達す
る、中間ガイド7bはニードルハウジング8の内周面が
円形断面であるのに対して四辺形であるので、前記部分
に達した燃料は中間ガイド7bとニードルハウジング8
の内周面との隙間を通って、ニードル7のシャフト7a
と中間ガイド7bの下面とニードル7の先端部7cの上
面およびニードルハウジング8とで画定される部分に達
する。
【0012】ここで、ニードル7の先端部7cの内部に
は上面と円錐状に仕上げられた下面とを貫通する斜めの
孔7dが設けられているが、電磁コイル30に通電され
ていない時には、ニードル7の先端部7cの下側の円錐
状に仕上げられたその頂部が、ニードルハウジング8の
内側の底部に形成された前記ニードル7の先端部7cの
下側に形成された円錐よりも鈍角に形成された逆円錐の
中央に設けられた孔に入り込むようにされているので、
燃料は前記ニードル7の先端部7cの内部の貫通する斜
めの孔7dを通り前記ニードル7の先端部7cの下側の
円錐面とニードルハウジング8の内側の底部に形成され
た円錐面との間の隙間にまで達するがそこで停止され
る。ニードルハウジング8の内側の底部に形成された前
記ニードル7の先端部7cの下側に形成された円錐より
も鈍角に形成された逆円錐の中央に設けられた孔の下方
には燃焼室(図示されない)に通ずる噴口9aが設けら
れているので、電磁コイル30に通電されてニードル7
全体が上方に引き上げられ、ニードル7の円錐状の下面
の頂部が閉じていたニードルハウジング8の内側の底部
に形成された前記ニードル7の先端部7cの下側に形成
された円錐よりも鈍角に形成された逆円錐の中央に設け
られた孔が開かれると燃料は噴口9aを通って燃焼室に
噴出される。
【0013】次に、点火プラグとしての作動を説明する
が、配電器から高圧電線2を通って伝えられた高圧電流
は第1導電体3、第2導電体4、アジャスティングバー
5、リターンスプリング6、ニードル7、ニードルハウ
ジング8を経てニードルハウジング8の先端部に配設さ
れた中心電極9に達する。中心電極9の回りにはそれを
取り巻くような形に成形され接地電極10が形成されて
いるので中心電極9と接地電極10との間で火花放電が
発生する。
【0014】
【発明の効果】本発明は、上記の様に構成され作用する
ので、外部の燃料パイプを通って供給された燃料は、前
記外部の燃料パイプおよび外部電源との接続を行う連結
部材40の部分を含めて、その先、最終的に噴口9aか
ら排出されるまで中心軸周りに軸対称に形成された燃料
の通路を通っていくので均一に冷却が行われ熱による歪
みの発生が防止され燃料の噴射を正確におこなうことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による点火プラグ一体型筒内直噴インジ
ェクタの内部構造を示す断面図である。
【図2】図1の下側の部分の詳細を示す図である。
【図3】従来技術による点火プラグ一体型筒内直噴イン
ジェクタの構造を示す図である。
【符号の説明】
1…点火プラグ一体型筒内直噴インジェクタ 2…高圧配電線 3…第1導電体(中心電極の導電路) 4…第2導電体(中心電極の導電路) 5…アジャスティングバー(中心電極の導電路) 5a…アジャスティングパイプ(中心電極の導電路) 6…リターンスプリング(中心電極の導電路) 7…ニードル(中心電極の導電路) 8…ニードルハウジング(中心電極の導電路) 9…中心電極 9a…噴口 10…接地電極 11…第1絶縁体 12…第2絶縁体 13…第3絶縁体 14…位置決め用の第4絶縁体 15…第5絶縁体 21…第1筒体(金属製) 22…フランジ付き第2筒体(金属製) 24…スプール(金属製) 25…カラー(金属製) 26…第3筒体(金属製) 27…燃料通路配設部材(金属製) 28…第1ハウジング(金属製) 29…第2ハウジング(金属製) 30…電磁コイル(金属製) 40…連結部材(金属製) 51…オイルシール 52…オイルシール 61…ガスシール 62…ガスシール S…ネジ部 T1 …テーパ部 T2 …テーパ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02P 13/00 303 F02M 57/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半径方向の最中心に軸方向の先端に設け
    られた中心電極に接続する導電体を配し、該導電体の半
    径方向外側に密接して絶縁体を配設し、さらに該絶縁体
    の半径方向外側に間隙を設けて外筒を配設し、前期絶縁
    体と前期外筒との間に設けられた前記間隙は中心軸に対
    して軸対称な断面とし、これを軸方向の先端に設けられ
    た中心電極の中心に配設された噴射口に燃料を導く燃料
    通路としたことを特徴とする点火プラグ一体型筒内直噴
    インジェクタ。
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US08/345,186 US5497744A (en) 1993-11-29 1994-11-28 Fuel injector with an integrated spark plug for a direct injection type engine
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013513070A (ja) * 2009-12-07 2013-04-18 マクアリスター テクノロジーズ エルエルシー 大型エンジン用途に適した統合型燃料噴射点火装置および関連する使用および製造方法
CN101608593B (zh) * 2008-06-16 2014-10-08 现代自动车株式会社 用于发动机的点火火花塞的管单元

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101608593B (zh) * 2008-06-16 2014-10-08 现代自动车株式会社 用于发动机的点火火花塞的管单元
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