JP3069752B2 - 電磁式内燃機関燃料噴射装置 - Google Patents

電磁式内燃機関燃料噴射装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関燃料噴射シス
テム用の電磁式噴射装置、とくにその制御弁およびアン
カに関する。
【０００２】
【従来の技術】前記のタイプの噴射装置は、通常、ノズ
ルの制御室を流出導管に連結する制御弁によって開かれ
る燃料噴射用ノズルを持つ中空体を具備する。ノズル
は、通常、プランジャと制御室内の燃料圧力によって閉
じられ、制御室内の圧力を減少しプランジャを持ち上げ
る制御弁によって開かれる。
【０００３】既知の噴射装置の制御弁は、通常、制御室
を流出導管に連結する穴の中の円錐座と共働する球を具
備する。球は電磁石のアンカ要素によって制御され、球
が永久に上記要素に接触し続けるようにアンカが移動す
る。通常はアンカにはまた円錐自由面を持つ棒が備えら
れている。この円錐自由面は、第２の球によって調整可
能なストッパの上に拘束される。このストッパもまた、
棒をストッパに対し、調整可能に心出しすることを可能
とするために、これもまた円錐自由面を持っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のタイプの制御弁
は多数の欠点を持つ。それら欠点のうちの第一のもの
は、プランジャとアンカ要素とが、連続的接触を保つた
めに、アンカの移動を高精度に調整することを必要とす
る。さらに関係する運動部分の比較的大きい重量の結果
として、緩慢な閉鎖および衝撃に基づくプランジャの苛
酷な摩耗の双方が発生する。
【０００５】最後に第２の球と２つの円錐座とによるア
ンカの停止が、２つの接触円周に沿って生じるため、関
係する苛酷な圧力の結果として、球が各円錐面に溝を付
け、押痕または凹みを形成する。その結果、球の性能が
損われ、アンカの移動にばらつきが生じ、ストッパを頻
繁に調整することが必要になる。
【０００６】本発明の目的は、既知の噴射装置に定型的
に附随する上記の欠点を克服するために、極めて簡単な
制御弁とアンカを構成要素とする電磁式燃料噴射装置を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、噴射ノ
ズルを開くための制御弁であって、制御室を流出導管に
連結する穴を具備するものと、電磁石のアンカによって
制御されるプランジャとを具備し、電磁石によって吸引
された場合にアンカの移動を拘束するようにストッパ手
段が設けられている噴射装置において、プランジャの移
動が、ストッパ手段から独立したストッパによって拘束
されて、プランジャの移動が、アンカの移動よりも小さ
くなされていることを特徴とする噴射装置が提供され
る。
【０００８】
【実施例】限定するためのものではない望ましい本発明
の実施例が、例として添付図を参照しながら記述されて
いる。
【０００９】図１の番号(10)は、内燃機関燃料噴射装置
を示し、これは、通常高圧（たとえば１５００バール）
の室（図示されていない）に連通する噴射ノズル(12)を
底部に収納した円錐状中空体(11)を具備する。
【００１０】既知の方法で高圧室には、加圧燃料インプ
ット導管(13)により、環状室(14)と内側導管（図示され
ていない）を経て、燃料が供給される。インプット導管
(13)から、燃料は高圧（たとえば１５００バール）ポン
プにより供給される。
【００１１】中空体(11)内には、円筒状軸方向空洞(16)
を有するブッシュ(15)が収納され、同空洞(16)には同心
のスパイラルばねによって押下げられる軸方向滑り棒(1
7)が収容されている。滑り棒(17)は、下向きに延び底部
は尖端部となって終わり、この尖端部はノズル(12)の内
側の座に係合し、それによりプランジャとして作用す
る。
【００１２】滑り棒(17)は弁(19)によって制御され、弁
(19)はリングナット(22)によって本体(11)に固定された
ブッシュ(21)上の電磁石(20)によって制御される。ブッ
シュ(21)は、本体(11)の頂部を閉じるキャップ(23)に収
納されている。
【００１３】電磁石(20)は、電気コイル(25)を収容した
磁気コア(24)を具備し、電気コイル(25)には、キャップ
(23)の付属品(26)上の電気結合により電気が供給され
る。電磁石(20)はまた、円板(28)の形をした磁気アンカ
を具備し、これは、ブッシュ(21)の内壁の円筒部分(29)
の内側に収容されている。円板(28)は、コア(24)内の軸
方向穴(32)の内側に挿入された棒(31)に取付けられてい
る。穴(32)は既知の方法で、キャップ(23)によって燃料
流出導管(33)と連通し、燃料タンクに連結されている。
【００１４】穴(32)にはまた、円板(28)を下向きに押す
ためのヘリカル圧縮ばね(34)が収容されている。円板(2
8)は、軸方向穴(32)と連通する半径方向開口(36)を備
え、かつ底部では軸(37)よりなる制御弁(19)のためのア
クチュエータと一体となっている。軸(37)は、円板(28)
の上の棒(31)の反対側にある。
【００１５】制御弁(19)は、環状室(14)から上方へ延び
る区画(39)の中に収容されたほぼ円筒状の弁部材または
弁体(38)を具備する。弁体(38)の底部には、ブッシュ(1
5)の頂端部の座内側に密封された肩部(41)が備えられて
いる。弁体(38)の頂部には、中空体(11)の肩部(43)上に
載せられた鍔(42)が備えられている。弁体(38)の上の第
２の肩部(44)は、環状室(14)を上向きに密封するための
シール部(46)を収容している。
【００１６】弁体(38)は、同心の円筒状制御室(47)を備
えている。制御室(47)は、底部で空洞(16)と連通し、導
管(13)から加圧された燃料を受けとるために半径方向穴
(48)を経て環状室(14)と連通し、外側では頂部で軸方向
計量穴(49)と連通する。穴(49)は、弁体(38)の平坦面に
開口している。
【００１７】弁体(38)の鍔(42)は、中空体(11)上のねじ
を切られた座(53)の内側へねじ込まれたリングナット(5
2)によって中空体(11)に固定されたベル形部材(51)と一
体である。部材(51)は、リングナット(52)の内面に環状
室(56)を形成するスリーブ(54)を具備する。スリーブ(5
4)の内面は、弁(19)のアクチュエータ(37)のための精密
案内部として作用する。
【００１８】ベル形部材(51)はまた、リング(57)を具備
し、部材(51)がスリーブ(54)を弁体(38)に対して中央に
保つことができるように弁体(38)の鍔(42)をリング(57)
（図２）が囲繞している。最後に部材(51)は、平坦環状
部分(59)を有する鍔(58)を具備し、環状部分(59)は、リ
ングナット(52)によって鍔(42)の平坦環状部分(61)に係
合されている。鍔(42)の上面は、鍔(58)の上の凹所(63)
と釣り合う環状室(64)を形成する凹所(62)を具備する。
環状室(64)は、鍔(58)を通る２個以上の傾斜した穴(65)
を経て、環状室(56)と連通する。
【００１９】本発明によれば、棒(31)は、ねじを切られ
た部分(75)、鍔(76)、軸(37)と一体である。棒(31)と軸
(37)は、鍔(76)が円板(28)の面に接触するまでねじ部分
(75)を円板(28)のねじ穴(77)の内側にねじ込むことによ
り、円板(28)に強固に固定されている。部分(75)が偶発
的にゆるんで外れることを防止するために、部分(75)は
さらにトルクを加えられ、または２つの連結ねじの部分
を変形させてもよい。既知の方法、例えば溶接または鋲
止めに比べて、上記の連結は、２つのねじの接触面が大
きいために大きい信頼性をもたらす。さらに、苛酷な圧
力と作動速度のために、既知の連結は不可避的に破損す
る。
【００２０】円板(28)の上向き移動を拘束するために、
キャップ(23)には、キャップ(23)のねじ座(81)の内側へ
ねじ込まれたねじピン(79)と一体になっている軸(78)よ
りなる調整可能なストッパが収容されている。座(81)
は、穴(32)と同心であり、座(81)には、流出導管(33)
（図１）との連通を可能とする多数の軸方向凹所が備え
られている。ピン(79)と軸(78)の間の肩部は、ばね(34)
の一端を支持している。
【００２１】棒(31)の自由面(82)は平坦であり、他方軸
(78)の自由面(83)は丸みをつけられている。すなわち球
面状先端(83)の形になっていて、先端(83)は、一定の移
動「ａ」（図２）の後に表面(82)を直接拘束する役に立
つ。球面状先端(83)はまた、不可避の機能加工公差に基
づく軸(78)に対する棒(31)の心狂いの或る量を許容す
る。
【００２２】穴(49)の栓をするプランジャ(67)は、２つ
の正反対の端面(70)(71)を持つ板、すなわち円板よりな
る。端面(70)の面は、弁体(38)の面(68)の上に、密封さ
れて載せられている。この目的のためには、面(68)と端
面(70)の面との双方は、高精度に機械加工されている。
他方端面(71)は、軸(37)の端の面(72)によって係合さ
れ、面(72)は僅かに丸みをつけられ、すなわちこれもま
た球面状先端の形をしている。
【００２３】板(67)は、さらなるほぼ円筒形凹所(66)よ
り成る座の中に内包されている。凹所(66)は、鍔(58)の
上に、ベル形部材(51)と同心に、形成されている。凹所
(66)は、横壁(84)（図３）および板(67)の上向き移動を
拘束するための底壁(86)を具備する。
【００２４】凹所(66)は、板(67)に横壁(84)に対する或
る量の半径方向隙間を許し、しかも同時に面(68)を完全
に覆い、そのため板(67)が軸方向に自由に移動すること
を可能ならしめる。底壁(86)は、板(67)が軸(37)によっ
て開放されたときには、室(47)内の燃料圧力による板(6
7)の上向き移動が、棒(31)およびその結果としての円板
(28)の移動量ａよりも本質的に小さい距離ｂだけ移動し
た後に拘束されるような位置にある。
【００２５】室(47)を環状室(64)に連結する穴(49)に
は、板(67)が一定距離移動したときにより大きい吐出係
数が得られるようにするために、鍔(42)の平坦面に開口
した大直径の一部分(87)が設けられている。勿論板(67)
は部分(87)のすべてを覆うものでなければならない。
【００２６】板(67)の代案として、または板(67)への追
加として、吐出係数を増大するために、板(67)は多角
形、すなわち交互に円形部分(88)と平坦部分(89)とを持
つ多角形（図４）を生成するように切り出されていても
よい。この様な設計は、便宜状は図４に示されるように
交互に３個の同一の平坦部分(89)と、３個の同一の円形
部分(88)より成るものであってもよい。
【００２７】本発明による噴射装置は下記のように作動
する。
【００２８】電磁石(20)は通常は消磁されている。その
状態では円板(28)はばね(34)（図２）によってコア(24)
から引き離されていて、板(67)は部分(87)と穴(49)を閉
じるように軸(37)によって押し下げられたままであり、
空洞(16)を経て、制御室(47)（図１）内の燃料圧力はそ
れぞれのばねと組合わさって棒(17)を押下げ、その底部
がノズル(12)を閉じている。
【００２９】電磁石(20)が励磁されると、円板(28)が上
昇し、それにより軸(37)に板(67)を解放させ、板(67)は
室(47)の中の燃料圧力によって持ち上げられ、一定の距
離ｂ（図３）を移動した後に、凹所(66)の壁(86)によっ
て拘束される。
【００３０】他方円板(28)の棒(31)は、面(82)が棒(78)
の尖端(83)に接触するまで、より大きい距離ａだけ上昇
する。円板(28)がコア(24)に付着するのを防止するため
に、移動量ａはこの二者の接触を防止するような大きさ
とされている。最大限界位置で、隙間「ａ−ｂ」が、軸
(37)の尖端(72)と板(67)の端面(71)との間に存在する。
【００３１】今や室(47)の中の燃料は、穴(49)、部分(8
7)、端面(89)（但し、あるとして）（図４）を経て環状
室(64)へ流入し（図３）、室(64)から傾斜した穴(65)を
経て環状室(56)へ、さらに流出導管(33)へ、流れる。
【００３２】ストッパ(86)は耐摩耗性であるから、板(6
7)の移動量ｂは一定のままであり、例えアンカ(28)の落
下時間が摩耗のために有る程度増大したとしても、弁(1
9)の開口時間は不変である。
【００３３】しかし、距離ｂの移動によりただちに制御
室(47)（図１）内の圧力を回復するための最大吐出係数
が実現し、棒(17)が下降してノズル(12)を閉じる。制御
室(47)内の圧力の低下により、棒(17)は上昇し、ノズル
(12)が開いて燃料をエンジン・シリンダの中へ噴射す
る。
【００３４】電磁石(20)が消磁されると、ばね(34)（図
３）は円板(28)を押し戻して下げ、軸(37)は、距離「ａ
−ｂ」を移動した後に、再び係合し、板(67)に部分(87)
と穴(49)を被う閉鎖位置を回復させる。このようにして
軸(37)が板(67)に係合してからは、アンカ(28)、棒(3
1)、軸(37)の慣性は少くとも部分的には板(67)によって
担持され、それは面(68)の上へ突出し一層急速に室(47)
を閉じるのに役立つ。
【００３５】本発明の範囲から離れることなく、ここに
記述し例示された噴射装置に変更がなされ得ることは当
業熟練者には明らかであろう。例えば、板(67)の上面
((72)は、軸(37)の相補面と係合する中空または曲面で
あってもよく、電磁石(20)と弁体(38)は別々に噴射装置
(10)の中空体(11)に取付けられてもよく、流れを容易に
し渦の発生を防止するために、円筒形でなく、板(67)に
向かって直径の増大する円錐面とされてもよい。
【００３６】
【発明の効果】本発明による噴射装置の利点は前述から
明らかであろう。制御弁の開閉速度の増大に加えて、こ
の噴射装置は、アンカストッパ(78)の調整を実際上皆無
とする。実際に噴射はもはやアンカの移動によって決定
されるのではなく、しかも板(67)の重量はストッパ(86)
の摩耗を皆無とするほどに小さい。さらに棒(31)は軸(7
8)によって直接に停止させられるために、２つの自由面
の球による溝刻みにより引き起こされる移動量のばらつ
きは皆無となる。関連する機械加工は、既知の噴射装置
で必要な円錐面の機械加工よりも相当に安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電磁式噴射装置の一部切開き図で
ある。
【図２】図１の噴射装置の制御中の拡大断面図である。
【図３】異なる作用位置にある図２の制御弁の断面図で
ある。
【図４】弁の詳細の変形例の拡大平面図である。
【符号の説明】
12 噴射ノズル 19 制御弁 20 電磁石 28 アンカ 33 流出導管 47 制御室 67 プランジャ 78 ストッパ手段 86 ストッパ ａ 移動 ｂ 移動
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リタ ディ ジオイア イタリア国 バリ 70124 ヴィア サ ボティノ 81 (56)参考文献 特開 平１−285654（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−226558（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−37169（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 39/00 - 71/04 F16K 31/06 - 31/11

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 噴射ノズル(12)を開くための制御弁(19)
    であって、制御室(47)を流出導管(33)に連結する穴(49)
    を具備するものと、電磁石(20)のアンカ(28)によって制
    御されるプランジャ(67)とを具備し、電磁石(20)によっ
    て吸引された場合にアンカ(28)の移動(a) を拘束するよ
    うにストッパ手段(78)が設けられている噴射装置におい
    て、 プランジャ(67)の移動が、ストッパ手段(78)から独立し
    たストッパ(86)によって拘束されて、プランジャ(67)の
    移動(b) が、アンカ(28)の移動(a) よりも小さくなされ
    ており、 アンカが、棒(31)と一体になった円板(28)よりなり、ス
    トッパ手段が、棒(31)と同心の調整可能なピン(79)上の
    要素を具備し、要素(78)の自由面(83)が、丸みをつけら
    れかつ上記棒(31)の自由面(82)を直接に拘束するように
    なされている、 ことを特徴とする噴射装置。
  2. 【請求項２】 穴(49)が弁部材(38)の平坦面(68)に開口
    し、プランジャが、平坦面(68)と対をなす平坦面(70)を
    有する板(67)よりなり、板(67)の反対側面(71)が、棒(3
    1)と一体であって棒(31)とは反対側に円板(28)から伸び
    る軸(37)に係合されている、 ことを特徴とする請求項１記載の噴射装置。
  3. 【請求項３】 棒(31)が、ねじを切られた部分(75)を具
    備し、これによって円板(28)が棒(31)が強固に固定さ
    れ、軸(37)が、棒(31)と一体でありかつ弁体(38)に収容
    されたスリーブ(54)によって案内される、 ことを特徴とする請求項２記載の噴射装置。
  4. 【請求項４】 弁体(38)が、ねじを切られたリングナッ
    ト(52)およびスリーブ(54)上に支持されたベル形部材(5
    1)によって中空体(11)中で密封され、板(67)が、ベル形
    部材(51)の中に形成されかつストッパ(86)を具備する座
    (66)内を移動する、 ことを特徴とする請求項３記載の噴射装置。
  5. 【請求項５】 穴(49)が、室(47)からの燃料吐出係数を
    増大するための大直径の部分(87)に開口している、 ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の
    噴射装置。
  6. 【請求項６】 板(67)が、室(47)の圧力降下を助長する
    ためにほぼ多角形である、 ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の
    噴射装置。
  7. 【請求項７】 多角形が、交互に平坦辺(89)および円形
    辺(88)である一連の辺を具備する、 ことを特徴とする請求項６記載の噴射装置。
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