JP3129239B2

JP3129239B2 - 燃料噴射弁

Info

Publication number: JP3129239B2
Application number: JP09151435A
Authority: JP
Inventors: 章正司
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 2001-01-29
Anticipated expiration: 2017-06-09
Also published as: JPH10339241A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射弁、例え
ば、ディーゼルエンジンに用いられる蓄圧式燃料噴射弁
などの、内燃機関への取付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、蓄圧式（コモンレール式）燃
料噴射弁は、蓄圧室から供給される高圧燃料を燃料噴射
弁の内部に設けた制御室に導入して、燃料制御弁のニー
ドル弁を下降させ、このニードル弁を常閉状態に保ち、
さらに、制御室内の燃料を燃料排出路にリークさせ、制
御室内を減圧することで、ニードル弁を上昇させ、この
ニードル弁を開いて燃料噴射孔より燃料噴射をする構成
である。

【０００３】このような燃料噴射弁を備えた内燃機関に
あっては、防塵や騒音防止のためヘッドカバーを取り付
けている。ヘッドカバーの取り付けに際しては、ヘッド
カバーに貫通孔を設け、この貫通孔に燃料噴射弁の本体
を貫通させた状態で取り付けている。ヘッドカバーの大
型化を避けるためである。

【０００４】この場合、貫通孔内に燃料噴射弁を固定す
るために、貫通孔に対応するつば部を弁本体に設け、リ
ング状のゴムを介して、つば部を貫通孔に嵌合させてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関は
ピストンの往復動に起因した振動を生じ、この振動が燃
料噴射弁をその軸方向に振動させる。また、燃料噴射弁
自体もニードル弁が軸方向に駆動されるので、軸方向振
動を生じるようになっている。

【０００６】このような軸方向振動がつば部に伝達され
ると、つば部があたかもスピーカのコーンと同様に機能
し、騒音を発生させることとなる。本発明は、以上の点
に鑑みなされたもので、つば部の振動による騒音発生の
防止を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。すなわち、本発明
は、電磁式アクチュエータの駆動に起因して弁本体内の
弁体により燃料噴射口を開閉する燃料噴射弁において、
前記弁本体は、弁本体を被取付け体に取付けるためのつ
ば部を有し、このつば部は、つば部の上面に環状溝を設
け、該環状溝内に振動抑制手段を有していることを特徴
とする。

【０００８】前記振動抑制手段は、つば部の上面に設け
られた環状溝に挿入された弾性部材で形成することが可
能である。またつば部の上面に設けられた環状溝には、
共鳴室を設けて振動抑制手段とすることができる。

【０００９】これら振動抑制手段により、つば部がスピ
ーカのコーンのように機能するのを防止する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施形態を、
図面を参照して説明する。＜燃料噴射装置の全体構成＞図１に、蓄圧式燃料噴射装
置の全体構成を示す。この装置は、燃料供給源である燃
料タンク１から燃料を汲み上げて、所定圧力で送出する
燃料ポンプ２（ロータリーサプライポンプ）と、この燃
料ポンプ２から送出されて来る燃料を受け、所定の供給
圧力に蓄圧する燃料蓄圧室３を備えている。

【００１１】この燃料蓄圧室３には、複数の燃料供給路
４が接続され、各燃料供給路４には、内燃機関に取り付
けられた複数の燃料噴射弁５が接続されている。内燃機
関がたとえば６気筒で、各気筒にそれぞれ１つの燃料噴
射弁５を設けた場合、燃料供給路４、及び、燃料噴射弁
５はそれぞれ６つとなる。

【００１２】前記燃料蓄圧室３には、燃料圧センサ６が
設けられ、燃料蓄圧室３内の燃料圧を検出するようにな
っている。さらに、この燃料圧センサ６は、コンピュー
タからなる制御装置７に接続されている。

【００１３】この制御装置７には、アクセルペダルが踏
み込まれた状態か否かを検出するアクセルセンサＳ１、
内燃機関への吸気圧力を検出する吸気圧センサＳ２、内
燃機関の冷却水の温度を検出する水温センサＳ３、内燃
機関の回転数を検出する機関回転数センサ（ＮＥセン
サ）Ｓ４、内燃機関への空気吸入量を検出するエアロフ
ローメータＳ５、車両に加わる慣性力を検出するＧセン
サＳ６他、車両制御に必要な各種センサが接続されてい
る。

【００１４】また、制御装置７には、燃料ポンプ駆動制
御部８、燃料噴射弁駆動制御部９が設けられ、これら
は、前記各種センサからの情報を基に決定される運転条
件に従って、燃料ポンプ２や燃料噴射弁５を駆動制御す
るようになっている。

【００１５】制御装置７では、予め設定された定常運転
用の目標圧力となるよう、燃料蓄圧室３内の燃料圧をフ
ィードバック制御する。すなわち、前記燃料圧センサ６
からの検出圧力が、前記目標圧力になるまで、前記燃料
ポンプ２に駆動信号を送り、燃料の供給を継続し、目標
圧力になったところで、前記燃料ポンプ２の駆動を停止
する制御を繰り返す。

【００１６】また、前記燃料蓄圧室３には、前記燃料蓄
圧室３内の圧力が、前記目標圧力を越えた、所定の設定
圧力となったとき、燃料蓄圧室３内の圧力を解放して逃
がすリリーフ弁１１が設けられている。このリリーフ弁
１１は、燃料供給源側すなわち燃料タンク１へと接続さ
れた燃料解放路１２に介在する形で設置される。＜燃料噴射弁＞まず、燃料噴射弁の基本構成を図２によ
り説明する。この図から、燃料噴射弁自体がその軸方向
に振動を生じることが理解されよう。図２に示したよう
に、燃料噴射弁５は、先端に燃料噴射孔２１を有する筒
状本体２２と、この筒状本体２２の内部に進退移動自在
に設けられ、進出時に前記燃料噴射孔２１を閉じ、後退
時に前記燃料噴射孔２１を開く針状のニードル弁２３
（弁体）と、このニードル弁２３を閉方向に付勢する付
勢手段としてのコイルスプリング２４とを備えている。

【００１７】さらに、燃料噴射弁５は、燃料供給源であ
る蓄圧室３から所定圧力で供給されてくる高圧燃料を前
記燃料噴射孔２１へ導く第１の燃料供給路３１と、高圧
燃料を受け入れて前記ニードル弁２３を閉方向に押圧す
る制御室３２と、前記第１の燃料供給路３１から分岐
し、燃料供給源である蓄圧室から所定圧力で供給されて
くる高圧燃料を前記制御室３２へと導く第２の燃料供給
路３３と、制御室３２内の高圧燃料を排出して制御室３
２内の液圧を下げる燃料排出路３４とを備えている。

【００１８】そして、第２の燃料供給路３３には、制御
室３２への燃料流入量を決定するインレットオリフィス
３３ａが設けられる一方、燃料排出路３４には燃料排出
量を決定するアウトレットオリフィス３４ａが設けられ
ている。これらインレットオリフィス３３ａとアウトレ
ットオリフィス３４ａの通路断面積の比は、例えば、
２：３といったように、アウトレットオリフィス３４ａ
をインレットオリフィス３３ａより大きく設定してい
る。

【００１９】また、前記ニードル弁２３は、前記制御室
３２に臨み、制御室３２内の燃料圧力を受けてニードル
弁２３を下降させるメイン・ピストン２３ａを有し、こ
のメイン・ピストン２３ａに対し、ニードル弁２３の燃
料噴射孔２１側に、サブ・ピストン２３ｃが設けられて
いる。このサブ・ピストン２３ｃに臨むように、前記燃
料噴射孔２１へと続く第１の燃料供給路３１の途中に燃
料溜まり３１ａが設けられている。このため、燃料溜ま
り３１ａ内の燃料圧がサブ・ピストン２３ｃに加わり、
ニードル弁２３を開く方向（図の上方）に押している。
このサブ・ピストン２３ｃが燃料溜まり３１ａ内の燃料
圧を受ける受圧面積Ｓｓは、前記メイン・ピストン２３
ａが制御室３２内の燃料圧を受ける受圧面積Ｓｍより小
さく設定されている。さらに、サブ・ピストン２３ｃの
メインピストン２３ａ側に、ニードル弁２３を閉弁方向
に付勢する前記コイルスプリング２４が配設されてい
る。

【００２０】前記メイン・ピストン２３ａが制御室３２
内の燃料圧から受ける押圧力をＦｍ、前記サブ・ピスト
ン２３ｃが燃料溜まり３１ａ内の燃料圧から受ける押圧
力をＦｓ、前記コイルスプリング２４の付勢力をＦｃと
したとき、定常時は、Ｆｍ＋Ｆｃ＞Ｆｓ、Ｆｃ＜Ｆｓで
ある。

【００２１】さらに、制御室３２からの燃料排出路３４
に介在し、閉時には制御室３２に高圧燃料を封じ込め、
開時には制御室３２から燃料排出路３４へと燃料を逃が
す、常閉の背圧制御弁３５が設けられている。この背圧
制御弁３５は、電磁弁で形成され、筒状本体２２内に設
けられている。そして、この背圧制御弁３５が閉じてい
るときは、制御室３２に印加される燃料圧が上昇し、そ
の圧力により、メイン・ピストン２３ａが押され、これ
にスプリング２４の付勢力も加わってニードル弁２３が
下降する。

【００２２】その際、第１の燃料供給路３１から燃料溜
まり３１ａにも制御室３２内に印加されたと同圧の燃料
が導入され、サブ・ピストン２３ｃを押すが、その押圧
力Ｆｓは、Ｆｍ＋Ｆｃに抗しきれないので、ニードル弁
２３は燃料噴射孔２１を閉じた状態に保持される。

【００２３】その後、背圧制御弁３５が開かれると、燃
料排出路３４から制御室３２内の燃料が排出するが、こ
のとき、アウトレットオリフィス３４ａをインレットオ
リフィス３３ａより大きく設定してあるため、制御室３
２内への燃料流入量より制御室内からの燃料流出量が多
くなり、その結果、制御室３２内の燃料圧が下降する。

【００２４】そして、Ｆｍ＋Ｆｃ＜Ｆｓとなった時点
で、スプリング２４の付勢力に抗してニードル弁２３が
リフトし、燃料噴射孔２１が開き、燃料噴射が開始され
る。このように、燃料噴射弁５ではニードル弁２３が、
弁の軸方向に振動する。＜燃料噴射弁の取付け構造＞燃料噴射弁５は、内燃機関
（ディーゼルエンジン）のシリンダヘッド５１に取り付
けられる。そして、実際の燃料噴射弁は、図３に示した
ように、筒状本体２２の上部に背圧制御弁３５への通電
制御回路接続用のコネクタ４１が設けられ、このコネク
タ４１を避けるため、燃料排出路３４が、筒状本体２２
の上部斜め方向に傾いて設けられる。

【００２５】さらに、内燃機関のシリンダヘッド５１
は、燃料噴射弁５をも包含するように、防塵や騒音防止
のためのヘッドカバー５２で覆われている。このヘッド
カバー５２には、燃料噴射弁５を貫通させる貫通孔５３
が設けられている。シリンダヘッドにヘッドカバー５２
を取付けるに当たっては、貫通孔５３内に燃料噴射弁を
固定するために、貫通孔５３に対応するつば部５７が燃
料噴射弁５の筒状本体２２に設けられ、このつば部周囲
にリング状のゴム５５を介して、つば部５７が貫通孔５
３に嵌合するように構成されている。

【００２６】さらに、図４に示したように、このつば部
５７の上面には、断面矩形の環状溝６１が設けられ、そ
の環状溝６１内に、制振用部材６２、例えば、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、熱可塑性ポリ
ウレタンなどの熱可塑性エラストマーなど、制振用とし
て利用できる樹脂、例えばブチルゴム等の制振用のゴム
が充填あるいは嵌合されている。これらにより、本発明
の振動抑制手段が構成される。図５、図６には、他の振
動抑制手段を示してあり、前記環状溝６１の側壁に沿
う、一対の側壁６５とその側壁の上縁間に架設され、所
定の窓孔６６を有して、環状溝内部に共鳴室６７を形成
した構成である。窓孔６６は、図５において４つ設けて
いるが、窓孔６６を連続して環状に形成してもよい。

【００２７】このような共鳴室６７を形成することで、
特定周波数の振動を相殺し、特定周波数の異音を排除す
ることができる。上記構成において、騒音や異音の原因
は、内燃機関におけるピストンの往復動に起因した振動
が燃料噴射弁５をその軸方向に振動させること。また、
燃料噴射弁５自体においてニードル弁２３が軸方向に駆
動されることで軸方向に振動を生じることによる。この
ような軸方向振動がつば部５７に伝達されると、つば部
があたかもスピーカのコーンと同様に機能し、騒音を発
生させることとなるが、上記例では、環状溝６１内に制
振用部材６２を充填・嵌合し、あるいは、共鳴室６７を
設けたので、そのような振動を吸収あるいは打ち消し
て、騒音を防止する。

【００２８】なお、本件では、ディーゼルエンジンに使
用する蓄圧式燃料噴射弁について適用した例を説明した
が、上記したような軸方向振動が伝達され、かつ、つば
部を介して内燃機関に取り付けられる燃料噴射弁である
ならば、どのような形式・構成の燃料噴射弁であって
も、本件発明の適用対象であることはいうまでもない。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、前記構成としたので、
燃料噴射弁に加わる軸方向振動がつば部に伝達されて
も、その振動を振動抑制手段が吸収するなどして抑制す
るので、騒音を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本件発明にかかる燃料噴射装置の全体構成図

【図２】燃料噴射弁の一例を示した図

【図３】燃料噴射弁の取付け構造を示した図

【図４】つば部に設けた振動抑制手段を示した図

【図５】他の振動抑制手段を示した図

【図６】図５の上面図

【符号の説明】

１・・燃料供給源である燃料タンク２・・燃料ポンプ３・・燃料蓄圧室４・・燃料供給路５・・燃料噴射弁６・・燃料圧センサ７・・制御装置８・・燃料ポンプ駆動制御部９・・燃料噴射弁駆動制御部１１・・リリーフ弁１２・・燃料解放路２１・・燃料噴射孔２２・・筒状本体２３・・ニードル弁２３ａ・・メイン・ピストン２３ｃ・・サブ・ピストン２４・・コイルスプリング３１・・第１の燃料供給路３２・・制御室３２ｂ・・燃料通路３３・・第２の燃料供給路３３ａ・・インレットオリフィス（燃料導入口）３４・・燃料排出路３４ａ・・アウトレットオリフィス３５・・背圧制御弁Ｓ１・・アクセルセンサＳ２・・吸気圧センサＳ３・・水温センサＳ４・・機関回転数センサＳ５・・エアロフローメータＳ６・・Ｇセンサ４１・・コネクタ５１・・シリンダヘッド５２・・ヘッドカバー５３・・貫通孔５５・・リング状のゴム５７・・つば部６１・・環状溝（振動抑制手段）６２・・制振用部材（振動抑制手段）６５・・一対の側壁６６・・窓孔６７・・共鳴室（振動抑制手段）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁式アクチュエータの駆動に起因して
弁本体内の弁体により燃料噴射口を開閉する燃料噴射弁
において、前記弁本体は、弁本体を被取付け体に取付けるためのつ
ば部を有し、このつば部は、つば部の上面に環状溝を設け、該環状溝
内に振動抑制手段を有していることを特徴とする燃料噴
射弁。
【請求項２】前記振動抑制手段は、前記環状溝に挿入
された弾性部材であることを特徴とする請求項１記載の
燃料噴射弁。