JP3458451B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents
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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、コモンレールに蓄圧さ
れた高圧燃料が供給されて、ディーゼルエンジンに噴射
する蓄圧式の燃料噴射装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、コモンレールと呼ばれる一種
のサージタンクに高圧燃料を蓄圧し、この蓄圧した高圧
燃料をディーゼルエンジンへ噴射する燃料噴射装置が公
知である。この蓄圧式の燃料噴射装置では、初期噴射率
を低くするための手段として、図６に示すように、油圧
ピストン１００の背圧を制御する制御室１１０に可動弁
体１２０が配されている。この可動弁体１２０には、制
御室１１０より流出する燃料の流出速度を遅くするため
のオリフィス１３０が設けられている。また、可動弁体
１２０は、制御室１１０内でスプリング１４０によって
制御室１１０に連通する連通路１５０を閉塞する方向
（図示上方）へ押圧されている。 【０００３】従って、燃料噴射開始時には、制御室１１
０の燃料が可動弁体１２０のオリフィス１３０を通って
連通路１５０より排出されることから、制御室１１０よ
り流出する燃料の流出速度が遅くなる。その結果、油圧
ピストン１００により駆動されるニードル（図示しな
い）がゆっくりと上昇（リフト）するため、初期噴射率
が低くなる。 【０００４】また、燃料噴射終了時には、連通路１５０
を介して高圧燃料が制御室１１０へ導入されるが、この
時、可動弁体１２０は、流入する高圧燃料の圧力がスプ
リング１４０の付勢力を上回るため、図７に示すよう
に、制御室１１０内で押し下げられて連通路１５０を開
口する。この結果、高圧燃料が瞬時に制御室１１０へ導
入されることにより、油圧ピストン１００とともにニー
ドルが一気に下降して燃料噴射が終了する。 【０００５】燃料噴射終了後は、制御室１１０に高圧燃
料が充満して、制御室１１０の内部圧力が連通路１５０
の内圧と等しくなることにより、可動弁体１２０がスプ
リング１４０の付勢力によって再び連通路１５０を閉塞
する初期位置に復帰する。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の燃料
噴射装置では、メイン噴射に先立ってパイロット噴射を
行なう場合に、パイロット噴射とメイン噴射との噴射間
隔が小さい場合には、以下のような問題が生じる。つま
り、パイロット噴射が行なわれた後、可動弁体１２０が
初期位置に戻る前にメイン噴射が開始されると、制御室
１１０の燃料が可動弁体１２０のオリフィス１３０だけ
を通過して流出するのではなく、図７にて実線矢印で示
すように、可動弁体１２０の外周を通り抜けて流出する
ことから、ニードルのリフト速度が速くなり、その結
果、メイン噴射の初期噴射率が高くなってしまう。 【０００７】また、可動弁体１２０が戻る寸前の所でメ
イン噴射が行なわれる場合には、可動弁体１２０が初期
位置に復帰した状態でメイン噴射が行なわれたり、可動
弁体１２０が初期位置に復帰していない状態でメイン噴
射が行なわれたりする。このため、初期噴射率が低くな
ったり高くなったりする現象、いわゆる不斉噴射という
問題が生じる。本発明は、上記事情に基づいて成された
もので、その目的は、メイン噴射の初期噴射率を低くす
るとともに、安定した噴射を行なうことのできる燃料噴
射装置の提供にある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１では、燃料の流入及び流出に応じて内部圧
力が変動する制御室と、この制御室の圧力変動に応じて
軸方向に変位する油圧ピストンと、この油圧ピストンに
連動して噴孔を開閉するニードルを内蔵したノズルと、
通路断面積の小さい固定絞り部を有し、この固定絞り部
が前記制御室に連通する燃料通路と、この燃料通路を介
して前記制御室に高圧燃料を導入する高圧通路と、前記
燃料通路を介して前記制御室から高圧燃料を排出する低
圧通路と、前記高圧通路と前記低圧通路の何方か一方を
選択して前記燃料通路に連通させる三方切替弁と、この
三方切替弁により前記低圧通路を前記燃料通路に連通さ
せ、その燃料通路を介して前記制御室から前記低圧通路
へ燃料が流出する時に、その流出する燃料流量に応じて
前記制御室へ燃料が補給される燃料補給手段とを備え、
前記油圧ピストンは、内部に所定量の燃料を蓄えること
のできる燃料室、およびこの燃料室と前記制御室とを連
通する小孔が設けられ、前記燃料補給手段は、前記油圧
ピストンに設けられた前記燃料室と前記小孔とから成る
技術的手段を採用する。 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【作用】上記構成より成る本発明の燃料噴射装置は、制
御室が燃料通路を介して三方切替弁により切り替えられ
た低圧通路と連通することにより、制御室の燃料が燃料
通路を通って低圧通路へ排出される。この時、制御室の
燃料は、燃料通路に設けられた固定絞り部を通って流出
するため、制御室より流出する燃料の流出速度は遅くな
る。また、制御室から燃料が流出する時に、その燃料流
量に応じて制御室へ燃料が補給されるので、燃料の流出
によって制御室の内部圧力が低下する度合いが低く抑え
られる。その結果、油圧ピストンに連動するニードルの
リフト動作が遅くなって、初期噴射率が低下する。 【００１２】 【００１３】 【００１４】また、制御室が高圧通路と連通して制御室
の内部圧力が閉弁圧以上に上昇した時に、油圧ピストン
に連動するニードルが着座して燃料噴射を終了する。こ
の時、高圧燃料の流入に伴って制御室の内部圧力が上昇
するが、制御室に流入した高圧燃料が小孔を通って燃料
室へ流れ込むことにより、制御室の圧力上昇は遅くな
る。しかし、小孔によって燃料室の圧力上昇が遅れるた
め、制御室の圧力上昇は、圧力低下の時ほど圧力変化が
遅くなることはない。 【００１５】 【実施例】次に、本発明の燃料噴射装置の一実施例を図
１〜図５に基づいて説明する。図１および図２は制御室
を含む要部の拡大断面図である。本実施例の燃料噴射装
置１（図３参照）は、共通のサージタンク（図示しな
い）より分岐した導入管（図示しない）に接続されて、
ディーゼルエンジン（図示しない）の各シリンダ毎に取
り付けられている。 【００１６】この燃料噴射装置１は、図３に示すよう
に、ノズルボディ２、ニードル３（図４参照）、チップ
パッキン４、ノズルホルダ５、油圧ピストン６、三方電
磁弁７（本発明の三方切替弁）等より構成されている。
なお、ノズルボディ２とニードル３により本発明のノズ
ルが構成される。 【００１７】ノズルボディ２は、図４に示すように、そ
の先端に高圧燃料を噴出するための噴孔８が設けられ
て、内周部にニードル３を摺動自在に保持する。このノ
ズルボディ２には、噴孔８に通じるサックホール９、こ
のサックホール９に繋がるシート面１０、燃料噴射時に
サックホール９と連通する燃料溜まり１１、この燃料溜
まり１１に高圧燃料を供給する燃料供給路１２が設けら
れている。 【００１８】ニードル３は、図４に示すように、円錐形
状を成す先端外周面にシート部３ａが形成されており、
ニードル３が下降してシート部３ａがノズルボディ２に
形成されたシート面１０に着座する（図４に示す状態）
ことにより、ノズルボディ２の燃料溜まり１１とサック
ホール９との間を遮断して燃料噴射を終了する。また、
ニードル３がリフト（図示上方への移動）してシート部
３ａがシート面１０より離れると、サックホール９に高
圧燃料が供給されて、噴孔８より燃料噴射が行なわれ
る。 【００１９】このニードル３は、ノズルボディ２の燃料
溜まり１１に流入する高圧燃料の圧力がニードル３をリ
フトさせる方向に作用し、油圧ピストン６の背圧および
ノズルホルダ５に収容されたスプリング１３の付勢力が
ニードル３を押し下げる方向に作用する。そして、油圧
ピストン６の背圧が閉弁圧以上に上昇した時に図示下方
へ押し下げられて、シート部３ａがシート面１０に着座
し、油圧ピストン６の背圧が開弁圧以下に低下した時に
図示上方へリフトして、シート部３ａがシート面１０よ
り離れる。 【００２０】チップパッキン４は、ノズルボディ２とノ
ズルホルダ５との間に挟持されて、ニードル３の最大リ
フト量を規制する。このチップパッキン４には、ノズル
ボディ２に形成された燃料供給路１２に通じる連絡路１
４が形成されている。 【００２１】ノズルホルダ５は、中央部を長手方向（図
３の上下方向）に貫通して、その内部に油圧ピストン６
を摺動自在に嵌装するとともに、その油圧ピストン６の
上端部に、油圧ピストン６の背圧を制御するための制御
室１５を形成する長孔１６が設けられている。 【００２２】また、ノズルホルダ５には、配管継手１７
を介して導入管より供給された高圧燃料を導入する燃料
導入路１８が設けられている。その燃料導入路１８は、
ノズルホルダ５の長手方向に延びて形成され、一端はチ
ップパッキン４側の下端面に開口してチップパッキン４
の連絡路１４と連通し、他端は三方電磁弁７側の上端面
に開口する。 【００２３】油圧ピストン６は、長孔１６に配されたス
プリング１３の内部を通るプレッシャピン１９を介して
ニードル３と連結され、油圧ピストン６の背圧（制御室
１５の内部圧力）に応じて長孔１６内を変位する。ま
た、油圧ピストン６には、図１に示すように、内部に所
定量の燃料を蓄えることのできる燃料室６ａと、この燃
料室６ａと制御室１５とを連通する小孔６ｂとが設けら
れている。なお、燃料室６ａと小孔６ｂにより、本発明
の燃料補給手段が構成される。上述のノズルボディ２、
チップパッキン４、およびノズルホルダ５は、図３およ
び図４に示すように、リテーニングナット２０によって
締結されている。 【００２４】三方電磁弁７は、図３に示すように、ノズ
ルホルダ５の上部に設置されて、リテーニングナット２
１によりノズルホルダ５と締結されるボディ２２、この
ボディ２２の上部に配置されるコイル２３、鉄芯２４、
アーマチュア２５、および内部に組み込まれるアウタバ
ルブ２６とインナバルブ２７等より構成されている。な
お、コイル２３、鉄芯２４、アーマチュア２５、アウタ
バルブ２６、およびインナバルブ２７等の各部品は、ボ
ディ２２とともに全体を筒状に覆うリテーニングナット
２８によって組付けられている。 【００２５】ボディ２２には、ノズルホルダ５の燃料導
入路１８と連通して高圧燃料で満たされる高圧通路２
９、オーバーフローした燃料を排出する低圧通路３０、
高圧通路２９と低圧通路３０の何方か一方の通路と連通
可能に設けられた燃料通路３１が形成されている。この
燃料通路３１は、制御室１５に開口する一端側の通路断
面積が小さく設定されて、図１および図２に示すよう
に、固定オリフィス３１ａ（本発明の固定絞り部）を形
成する。 【００２６】コイル２３は、三方電磁弁７の上端部に設
けられたコネクタ３２を介して通電を受けることにより
磁力を発生する。鉄芯２４は、コイル２３が通電される
ことで磁化して電磁石となる。アーマチュア２５は、ボ
ディ２２と鉄芯２４との間でスペーサ３３によって形成
される空間内に配されて、コイル２３への通電時に電磁
石となる鉄芯２４側へ吸引される。 【００２７】アウタバルブ２６は、ボディ２２の中央内
部に摺動自在に保持されるとともに、その上端部でアー
マチュア２５と連結されて、鉄芯２４の内周部に配され
たスプリング３４によって図示下方へ付勢されている。
従って、アウタバルブ２６は、コイル２３の通電状態に
応じてアーマチュア２５とともに移動して、ボディ２２
に対する位置が変化する。 【００２８】具体的には、コイル２３が通電されていな
い時には、スプリング３４の付勢力によって図示下方へ
押し下げられて、ボディ２２に形成された低圧通路３０
と燃料通路３１との間を遮断する初期位置（図１参照）
に移動し、コイル２３が通電された時には、スプリング
３４の付勢力に抗して鉄芯２４側へ吸引されて、低圧通
路３０と燃料通路３１とが連通するリフト位置（図２参
照）に移動する。 【００２９】また、アウタバルブ２６には、コイル２３
が通電されていない時、つまりスプリング３４の付勢力
によって初期位置へ押し下げられている時に、ボディ２
２に形成された高圧通路２９と燃料通路３１とを連絡す
る油路３５が形成されている。 【００３０】インナバルブ２７は、アウタバルブ２６の
内部に配置されて、アウタバルブ２６がインナバルブ２
７に対して摺動自在に移動できるように構成されてい
る。このインナバルブ２７は、コイル２３への通電によ
って、アウタバルブ２６がアーマチュア２５とともに鉄
芯２４側へ吸引された時に、アウタバルブ２６に形成さ
れた油路３５を遮断する。 【００３１】次に、本実施例の作動を図５に示すタイム
チャートを参照しながら説明する。なお、図５のタイム
チャートは、メイン噴射に先立ってパイロット噴射を行
なう場合を示すもので、図５（ａ）はコイル２３の通電
状態、図５（ｂ）はアウタバルブ２６の挙動、図５
（ｃ）は制御室１５の圧力変動、図５（ｄ）は燃料室６
ａの圧力変動、図５（ｅ）はニードル３の挙動を示す。 【００３２】まず、三方電磁弁７のコイル２３が通電さ
れていない時は、アウタバルブ２６が初期位置に戻って
いることから、制御室１５は、燃料通路３１および油路
３５を介して高圧通路２９と連通される（図１参照）。
これにより、制御室１５および油圧ピストン６の燃料室
６ａには高圧燃料が充填されて、制御室１５の内部圧力
が閉弁圧以上に保たれている。この結果、ニードル３
は、油圧ピストン６およびプレッシャピン１９を介して
押し下げられて、シート部３ａがシート面１０に着座す
ることにより、燃料の噴射は行なわれない。 【００３３】その後、三方電磁弁７のコイル２３が通電
されると、スプリング３４の付勢力に抗してアーマチュ
ア２５が鉄芯２４に吸引されることにより、アウタバル
ブ２６は、アーマチュア２５とともにリフト位置へ移動
する。この結果、アウタバルブ２６の内部に配置された
インナバルブ２７がアウタバルブ２６に形成された油路
３５を遮断することで、高圧通路２９と燃料通路３１と
の間が遮断されると同時に、低圧通路３０と燃料通路３
１とが連通する（図２参照）。 【００３４】これにより、制御室１５に充填されていた
燃料は、固定オリフィス３１ａを形成する燃料通路３１
を通って低圧通路３０へ排出される。この時、燃料の流
出に伴って制御室１５の内部圧力が低下すると、制御室
１５と油圧ピストン６の燃料室６ａとの圧力差（制御室
１５より燃料室６ａの方が高圧となる）に応じて、燃料
室６ａの燃料が小孔６ｂを通って制御室１５へ流出する
ため、制御室１５の圧力低下に追従して燃料室６ａの圧
力も低下する。 【００３５】このように、固定オリフィス３１ａを形成
する燃料通路３１の作用によって制御室１５より流出す
る燃料の流出速度が遅くなることに加えて、制御室１５
と燃料室６ａとの圧力差に応じて燃料室６ａより制御室
１５へ燃料が補給されることから、制御室１５の内部圧
力は除々に低下することになる。 【００３６】制御室１５の内部圧力が低下して開弁圧
（図５（ｃ）参照）まで達すると、ニードル３がリフト
してサックホール９に高圧燃料が供給されて、噴孔８よ
り噴射される。この時、ニードル３のリフト動作は、制
御室１５の圧力低下に伴ってゆっくりと行なわれること
から、初期噴射率は低くなる。 【００３７】続いて、三方電磁弁７のコイル２３への通
電が停止されると、スプリング３４の付勢力によってア
ウタバルブ２６が初期位置に戻ることにより、油路３５
を介して高圧通路２９と燃料通路３１とが連通して、制
御室１５に高圧燃料が導入される。 【００３８】高圧燃料の流入によって制御室１５の内部
圧力が閉弁圧（図５（ｃ）参照）まで上昇すると、油圧
ピストン６およびプレッシャピン１９を介してニードル
３が押し下げられて、ニードル３のシート部３ａがシー
ト面１０に着座することにより、燃料噴射が終了する。 【００３９】ここで、制御室１５の内部圧力は、高圧燃
料の流入に伴って上昇するが、油圧ピストン６の燃料室
６ａとの圧力差（燃料室６ａより制御室１５の方が高圧
となる）に応じて、制御室１５の高圧燃料が小孔６ｂを
通って燃料室６ａへ流入することから、制御室１５の圧
力上昇は遅くなる。しかし、小孔６ｂの作用によって燃
料室６ａの圧力上昇が遅れるため、制御室１５の圧力上
昇は、圧力低下の時ほど圧力変化が遅くなることはな
い。つまり、ニードル３がリフトする時の速度より速い
速度で下降するため、噴射切れが良好となる。 【００４０】このように、本実施例では、初期噴射率が
低く、噴射切れの良い噴射を行なうことが可能となり、
メイン噴射に先立ってパイロット噴射を行なう場合で
も、図５のタイムチャートに示すように、上述の噴射が
安定的に２回繰り返されることになる。なお、パイロッ
ト噴射は、メイン噴射に対して噴射量が少ないことか
ら、燃料室６ａの圧力が大きく低下する前に噴射を終了
する（図５（ｄ）、（ｅ）参照）ため、良好な噴射切れ
が得られる。 【００４１】 【発明の効果】本発明の燃料噴射装置は、燃料通路に固
定絞り部を設けるとともに、その固定絞り部を通って制
御室より燃料が流出する際に、その流出する燃料流量に
応じて制御室へ燃料が補給される燃料補給手段を備えて
いる。その結果、制御室の内部圧力が低下する度合いが
抑えられ、制御室の圧力低下が遅くなるため、ニードル
のリフト動作がゆっくりと行なわれて、初期噴射率を低
くすることができる。また、メイン噴射に先立ってパイ
ロット噴射を行なう場合において、パイロット噴射とメ
イン噴射との噴射間隔が小さい場合でも、メイン噴射の
初期噴射率が低くなったり高くなったりする現象、いわ
ゆる不斉噴射が生じることはない。
れた高圧燃料が供給されて、ディーゼルエンジンに噴射
する蓄圧式の燃料噴射装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、コモンレールと呼ばれる一種
のサージタンクに高圧燃料を蓄圧し、この蓄圧した高圧
燃料をディーゼルエンジンへ噴射する燃料噴射装置が公
知である。この蓄圧式の燃料噴射装置では、初期噴射率
を低くするための手段として、図６に示すように、油圧
ピストン１００の背圧を制御する制御室１１０に可動弁
体１２０が配されている。この可動弁体１２０には、制
御室１１０より流出する燃料の流出速度を遅くするため
のオリフィス１３０が設けられている。また、可動弁体
１２０は、制御室１１０内でスプリング１４０によって
制御室１１０に連通する連通路１５０を閉塞する方向
（図示上方）へ押圧されている。 【０００３】従って、燃料噴射開始時には、制御室１１
０の燃料が可動弁体１２０のオリフィス１３０を通って
連通路１５０より排出されることから、制御室１１０よ
り流出する燃料の流出速度が遅くなる。その結果、油圧
ピストン１００により駆動されるニードル（図示しな
い）がゆっくりと上昇（リフト）するため、初期噴射率
が低くなる。 【０００４】また、燃料噴射終了時には、連通路１５０
を介して高圧燃料が制御室１１０へ導入されるが、この
時、可動弁体１２０は、流入する高圧燃料の圧力がスプ
リング１４０の付勢力を上回るため、図７に示すよう
に、制御室１１０内で押し下げられて連通路１５０を開
口する。この結果、高圧燃料が瞬時に制御室１１０へ導
入されることにより、油圧ピストン１００とともにニー
ドルが一気に下降して燃料噴射が終了する。 【０００５】燃料噴射終了後は、制御室１１０に高圧燃
料が充満して、制御室１１０の内部圧力が連通路１５０
の内圧と等しくなることにより、可動弁体１２０がスプ
リング１４０の付勢力によって再び連通路１５０を閉塞
する初期位置に復帰する。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の燃料
噴射装置では、メイン噴射に先立ってパイロット噴射を
行なう場合に、パイロット噴射とメイン噴射との噴射間
隔が小さい場合には、以下のような問題が生じる。つま
り、パイロット噴射が行なわれた後、可動弁体１２０が
初期位置に戻る前にメイン噴射が開始されると、制御室
１１０の燃料が可動弁体１２０のオリフィス１３０だけ
を通過して流出するのではなく、図７にて実線矢印で示
すように、可動弁体１２０の外周を通り抜けて流出する
ことから、ニードルのリフト速度が速くなり、その結
果、メイン噴射の初期噴射率が高くなってしまう。 【０００７】また、可動弁体１２０が戻る寸前の所でメ
イン噴射が行なわれる場合には、可動弁体１２０が初期
位置に復帰した状態でメイン噴射が行なわれたり、可動
弁体１２０が初期位置に復帰していない状態でメイン噴
射が行なわれたりする。このため、初期噴射率が低くな
ったり高くなったりする現象、いわゆる不斉噴射という
問題が生じる。本発明は、上記事情に基づいて成された
もので、その目的は、メイン噴射の初期噴射率を低くす
るとともに、安定した噴射を行なうことのできる燃料噴
射装置の提供にある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１では、燃料の流入及び流出に応じて内部圧
力が変動する制御室と、この制御室の圧力変動に応じて
軸方向に変位する油圧ピストンと、この油圧ピストンに
連動して噴孔を開閉するニードルを内蔵したノズルと、
通路断面積の小さい固定絞り部を有し、この固定絞り部
が前記制御室に連通する燃料通路と、この燃料通路を介
して前記制御室に高圧燃料を導入する高圧通路と、前記
燃料通路を介して前記制御室から高圧燃料を排出する低
圧通路と、前記高圧通路と前記低圧通路の何方か一方を
選択して前記燃料通路に連通させる三方切替弁と、この
三方切替弁により前記低圧通路を前記燃料通路に連通さ
せ、その燃料通路を介して前記制御室から前記低圧通路
へ燃料が流出する時に、その流出する燃料流量に応じて
前記制御室へ燃料が補給される燃料補給手段とを備え、
前記油圧ピストンは、内部に所定量の燃料を蓄えること
のできる燃料室、およびこの燃料室と前記制御室とを連
通する小孔が設けられ、前記燃料補給手段は、前記油圧
ピストンに設けられた前記燃料室と前記小孔とから成る
技術的手段を採用する。 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【作用】上記構成より成る本発明の燃料噴射装置は、制
御室が燃料通路を介して三方切替弁により切り替えられ
た低圧通路と連通することにより、制御室の燃料が燃料
通路を通って低圧通路へ排出される。この時、制御室の
燃料は、燃料通路に設けられた固定絞り部を通って流出
するため、制御室より流出する燃料の流出速度は遅くな
る。また、制御室から燃料が流出する時に、その燃料流
量に応じて制御室へ燃料が補給されるので、燃料の流出
によって制御室の内部圧力が低下する度合いが低く抑え
られる。その結果、油圧ピストンに連動するニードルの
リフト動作が遅くなって、初期噴射率が低下する。 【００１２】 【００１３】 【００１４】また、制御室が高圧通路と連通して制御室
の内部圧力が閉弁圧以上に上昇した時に、油圧ピストン
に連動するニードルが着座して燃料噴射を終了する。こ
の時、高圧燃料の流入に伴って制御室の内部圧力が上昇
するが、制御室に流入した高圧燃料が小孔を通って燃料
室へ流れ込むことにより、制御室の圧力上昇は遅くな
る。しかし、小孔によって燃料室の圧力上昇が遅れるた
め、制御室の圧力上昇は、圧力低下の時ほど圧力変化が
遅くなることはない。 【００１５】 【実施例】次に、本発明の燃料噴射装置の一実施例を図
１〜図５に基づいて説明する。図１および図２は制御室
を含む要部の拡大断面図である。本実施例の燃料噴射装
置１（図３参照）は、共通のサージタンク（図示しな
い）より分岐した導入管（図示しない）に接続されて、
ディーゼルエンジン（図示しない）の各シリンダ毎に取
り付けられている。 【００１６】この燃料噴射装置１は、図３に示すよう
に、ノズルボディ２、ニードル３（図４参照）、チップ
パッキン４、ノズルホルダ５、油圧ピストン６、三方電
磁弁７（本発明の三方切替弁）等より構成されている。
なお、ノズルボディ２とニードル３により本発明のノズ
ルが構成される。 【００１７】ノズルボディ２は、図４に示すように、そ
の先端に高圧燃料を噴出するための噴孔８が設けられ
て、内周部にニードル３を摺動自在に保持する。このノ
ズルボディ２には、噴孔８に通じるサックホール９、こ
のサックホール９に繋がるシート面１０、燃料噴射時に
サックホール９と連通する燃料溜まり１１、この燃料溜
まり１１に高圧燃料を供給する燃料供給路１２が設けら
れている。 【００１８】ニードル３は、図４に示すように、円錐形
状を成す先端外周面にシート部３ａが形成されており、
ニードル３が下降してシート部３ａがノズルボディ２に
形成されたシート面１０に着座する（図４に示す状態）
ことにより、ノズルボディ２の燃料溜まり１１とサック
ホール９との間を遮断して燃料噴射を終了する。また、
ニードル３がリフト（図示上方への移動）してシート部
３ａがシート面１０より離れると、サックホール９に高
圧燃料が供給されて、噴孔８より燃料噴射が行なわれ
る。 【００１９】このニードル３は、ノズルボディ２の燃料
溜まり１１に流入する高圧燃料の圧力がニードル３をリ
フトさせる方向に作用し、油圧ピストン６の背圧および
ノズルホルダ５に収容されたスプリング１３の付勢力が
ニードル３を押し下げる方向に作用する。そして、油圧
ピストン６の背圧が閉弁圧以上に上昇した時に図示下方
へ押し下げられて、シート部３ａがシート面１０に着座
し、油圧ピストン６の背圧が開弁圧以下に低下した時に
図示上方へリフトして、シート部３ａがシート面１０よ
り離れる。 【００２０】チップパッキン４は、ノズルボディ２とノ
ズルホルダ５との間に挟持されて、ニードル３の最大リ
フト量を規制する。このチップパッキン４には、ノズル
ボディ２に形成された燃料供給路１２に通じる連絡路１
４が形成されている。 【００２１】ノズルホルダ５は、中央部を長手方向（図
３の上下方向）に貫通して、その内部に油圧ピストン６
を摺動自在に嵌装するとともに、その油圧ピストン６の
上端部に、油圧ピストン６の背圧を制御するための制御
室１５を形成する長孔１６が設けられている。 【００２２】また、ノズルホルダ５には、配管継手１７
を介して導入管より供給された高圧燃料を導入する燃料
導入路１８が設けられている。その燃料導入路１８は、
ノズルホルダ５の長手方向に延びて形成され、一端はチ
ップパッキン４側の下端面に開口してチップパッキン４
の連絡路１４と連通し、他端は三方電磁弁７側の上端面
に開口する。 【００２３】油圧ピストン６は、長孔１６に配されたス
プリング１３の内部を通るプレッシャピン１９を介して
ニードル３と連結され、油圧ピストン６の背圧（制御室
１５の内部圧力）に応じて長孔１６内を変位する。ま
た、油圧ピストン６には、図１に示すように、内部に所
定量の燃料を蓄えることのできる燃料室６ａと、この燃
料室６ａと制御室１５とを連通する小孔６ｂとが設けら
れている。なお、燃料室６ａと小孔６ｂにより、本発明
の燃料補給手段が構成される。上述のノズルボディ２、
チップパッキン４、およびノズルホルダ５は、図３およ
び図４に示すように、リテーニングナット２０によって
締結されている。 【００２４】三方電磁弁７は、図３に示すように、ノズ
ルホルダ５の上部に設置されて、リテーニングナット２
１によりノズルホルダ５と締結されるボディ２２、この
ボディ２２の上部に配置されるコイル２３、鉄芯２４、
アーマチュア２５、および内部に組み込まれるアウタバ
ルブ２６とインナバルブ２７等より構成されている。な
お、コイル２３、鉄芯２４、アーマチュア２５、アウタ
バルブ２６、およびインナバルブ２７等の各部品は、ボ
ディ２２とともに全体を筒状に覆うリテーニングナット
２８によって組付けられている。 【００２５】ボディ２２には、ノズルホルダ５の燃料導
入路１８と連通して高圧燃料で満たされる高圧通路２
９、オーバーフローした燃料を排出する低圧通路３０、
高圧通路２９と低圧通路３０の何方か一方の通路と連通
可能に設けられた燃料通路３１が形成されている。この
燃料通路３１は、制御室１５に開口する一端側の通路断
面積が小さく設定されて、図１および図２に示すよう
に、固定オリフィス３１ａ（本発明の固定絞り部）を形
成する。 【００２６】コイル２３は、三方電磁弁７の上端部に設
けられたコネクタ３２を介して通電を受けることにより
磁力を発生する。鉄芯２４は、コイル２３が通電される
ことで磁化して電磁石となる。アーマチュア２５は、ボ
ディ２２と鉄芯２４との間でスペーサ３３によって形成
される空間内に配されて、コイル２３への通電時に電磁
石となる鉄芯２４側へ吸引される。 【００２７】アウタバルブ２６は、ボディ２２の中央内
部に摺動自在に保持されるとともに、その上端部でアー
マチュア２５と連結されて、鉄芯２４の内周部に配され
たスプリング３４によって図示下方へ付勢されている。
従って、アウタバルブ２６は、コイル２３の通電状態に
応じてアーマチュア２５とともに移動して、ボディ２２
に対する位置が変化する。 【００２８】具体的には、コイル２３が通電されていな
い時には、スプリング３４の付勢力によって図示下方へ
押し下げられて、ボディ２２に形成された低圧通路３０
と燃料通路３１との間を遮断する初期位置（図１参照）
に移動し、コイル２３が通電された時には、スプリング
３４の付勢力に抗して鉄芯２４側へ吸引されて、低圧通
路３０と燃料通路３１とが連通するリフト位置（図２参
照）に移動する。 【００２９】また、アウタバルブ２６には、コイル２３
が通電されていない時、つまりスプリング３４の付勢力
によって初期位置へ押し下げられている時に、ボディ２
２に形成された高圧通路２９と燃料通路３１とを連絡す
る油路３５が形成されている。 【００３０】インナバルブ２７は、アウタバルブ２６の
内部に配置されて、アウタバルブ２６がインナバルブ２
７に対して摺動自在に移動できるように構成されてい
る。このインナバルブ２７は、コイル２３への通電によ
って、アウタバルブ２６がアーマチュア２５とともに鉄
芯２４側へ吸引された時に、アウタバルブ２６に形成さ
れた油路３５を遮断する。 【００３１】次に、本実施例の作動を図５に示すタイム
チャートを参照しながら説明する。なお、図５のタイム
チャートは、メイン噴射に先立ってパイロット噴射を行
なう場合を示すもので、図５（ａ）はコイル２３の通電
状態、図５（ｂ）はアウタバルブ２６の挙動、図５
（ｃ）は制御室１５の圧力変動、図５（ｄ）は燃料室６
ａの圧力変動、図５（ｅ）はニードル３の挙動を示す。 【００３２】まず、三方電磁弁７のコイル２３が通電さ
れていない時は、アウタバルブ２６が初期位置に戻って
いることから、制御室１５は、燃料通路３１および油路
３５を介して高圧通路２９と連通される（図１参照）。
これにより、制御室１５および油圧ピストン６の燃料室
６ａには高圧燃料が充填されて、制御室１５の内部圧力
が閉弁圧以上に保たれている。この結果、ニードル３
は、油圧ピストン６およびプレッシャピン１９を介して
押し下げられて、シート部３ａがシート面１０に着座す
ることにより、燃料の噴射は行なわれない。 【００３３】その後、三方電磁弁７のコイル２３が通電
されると、スプリング３４の付勢力に抗してアーマチュ
ア２５が鉄芯２４に吸引されることにより、アウタバル
ブ２６は、アーマチュア２５とともにリフト位置へ移動
する。この結果、アウタバルブ２６の内部に配置された
インナバルブ２７がアウタバルブ２６に形成された油路
３５を遮断することで、高圧通路２９と燃料通路３１と
の間が遮断されると同時に、低圧通路３０と燃料通路３
１とが連通する（図２参照）。 【００３４】これにより、制御室１５に充填されていた
燃料は、固定オリフィス３１ａを形成する燃料通路３１
を通って低圧通路３０へ排出される。この時、燃料の流
出に伴って制御室１５の内部圧力が低下すると、制御室
１５と油圧ピストン６の燃料室６ａとの圧力差（制御室
１５より燃料室６ａの方が高圧となる）に応じて、燃料
室６ａの燃料が小孔６ｂを通って制御室１５へ流出する
ため、制御室１５の圧力低下に追従して燃料室６ａの圧
力も低下する。 【００３５】このように、固定オリフィス３１ａを形成
する燃料通路３１の作用によって制御室１５より流出す
る燃料の流出速度が遅くなることに加えて、制御室１５
と燃料室６ａとの圧力差に応じて燃料室６ａより制御室
１５へ燃料が補給されることから、制御室１５の内部圧
力は除々に低下することになる。 【００３６】制御室１５の内部圧力が低下して開弁圧
（図５（ｃ）参照）まで達すると、ニードル３がリフト
してサックホール９に高圧燃料が供給されて、噴孔８よ
り噴射される。この時、ニードル３のリフト動作は、制
御室１５の圧力低下に伴ってゆっくりと行なわれること
から、初期噴射率は低くなる。 【００３７】続いて、三方電磁弁７のコイル２３への通
電が停止されると、スプリング３４の付勢力によってア
ウタバルブ２６が初期位置に戻ることにより、油路３５
を介して高圧通路２９と燃料通路３１とが連通して、制
御室１５に高圧燃料が導入される。 【００３８】高圧燃料の流入によって制御室１５の内部
圧力が閉弁圧（図５（ｃ）参照）まで上昇すると、油圧
ピストン６およびプレッシャピン１９を介してニードル
３が押し下げられて、ニードル３のシート部３ａがシー
ト面１０に着座することにより、燃料噴射が終了する。 【００３９】ここで、制御室１５の内部圧力は、高圧燃
料の流入に伴って上昇するが、油圧ピストン６の燃料室
６ａとの圧力差（燃料室６ａより制御室１５の方が高圧
となる）に応じて、制御室１５の高圧燃料が小孔６ｂを
通って燃料室６ａへ流入することから、制御室１５の圧
力上昇は遅くなる。しかし、小孔６ｂの作用によって燃
料室６ａの圧力上昇が遅れるため、制御室１５の圧力上
昇は、圧力低下の時ほど圧力変化が遅くなることはな
い。つまり、ニードル３がリフトする時の速度より速い
速度で下降するため、噴射切れが良好となる。 【００４０】このように、本実施例では、初期噴射率が
低く、噴射切れの良い噴射を行なうことが可能となり、
メイン噴射に先立ってパイロット噴射を行なう場合で
も、図５のタイムチャートに示すように、上述の噴射が
安定的に２回繰り返されることになる。なお、パイロッ
ト噴射は、メイン噴射に対して噴射量が少ないことか
ら、燃料室６ａの圧力が大きく低下する前に噴射を終了
する（図５（ｄ）、（ｅ）参照）ため、良好な噴射切れ
が得られる。 【００４１】 【発明の効果】本発明の燃料噴射装置は、燃料通路に固
定絞り部を設けるとともに、その固定絞り部を通って制
御室より燃料が流出する際に、その流出する燃料流量に
応じて制御室へ燃料が補給される燃料補給手段を備えて
いる。その結果、制御室の内部圧力が低下する度合いが
抑えられ、制御室の圧力低下が遅くなるため、ニードル
のリフト動作がゆっくりと行なわれて、初期噴射率を低
くすることができる。また、メイン噴射に先立ってパイ
ロット噴射を行なう場合において、パイロット噴射とメ
イン噴射との噴射間隔が小さい場合でも、メイン噴射の
初期噴射率が低くなったり高くなったりする現象、いわ
ゆる不斉噴射が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御室を含む要部の拡大断面図（燃料導入時）
である。 【図２】制御室を含む要部の拡大断面図（燃料排出時）
である。 【図３】燃料噴射装置の全体断面図である。 【図４】ノズル部の断面図である。 【図５】本実施例の作動を示すタイムチャートである。 【図６】従来技術を説明する要部断面図である。 【図７】従来技術を説明する要部断面図である。 【符号の説明】 １ 燃料噴射装置 ２ ノズルボディ（ノズル） ３ ニードル（ノズル） ６ 油圧ピストン ６ａ 燃料室（燃料補給手段） ６ｂ 小孔（燃料補給手段） ７ 三方電磁弁（三方切替弁） １７ 制御室 ２９ 高圧通路 ３０ 低圧通路 ３１ 燃料通路 ３１ａ 固定オリフィス（固定絞り部）
である。 【図２】制御室を含む要部の拡大断面図（燃料排出時）
である。 【図３】燃料噴射装置の全体断面図である。 【図４】ノズル部の断面図である。 【図５】本実施例の作動を示すタイムチャートである。 【図６】従来技術を説明する要部断面図である。 【図７】従来技術を説明する要部断面図である。 【符号の説明】 １ 燃料噴射装置 ２ ノズルボディ（ノズル） ３ ニードル（ノズル） ６ 油圧ピストン ６ａ 燃料室（燃料補給手段） ６ｂ 小孔（燃料補給手段） ７ 三方電磁弁（三方切替弁） １７ 制御室 ２９ 高圧通路 ３０ 低圧通路 ３１ 燃料通路 ３１ａ 固定オリフィス（固定絞り部）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02M 47/00
F02M 47/02
F02M 45/08
F02M 61/10
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】燃料の流入及び流出に応じて内部圧力が変
動する制御室と、 この制御室の圧力変動に応じて軸方向に変位する油圧ピ
ストンと、 この油圧ピストンに連動して噴孔を開閉するニードルを
内蔵したノズルと、 通路断面積の小さい固定絞り部を有し、この固定絞り部
が前記制御室に連通する燃料通路と、 この燃料通路を介して前記制御室に高圧燃料を導入する
高圧通路と、 前記燃料通路を介して前記制御室から高圧燃料を排出す
る低圧通路と、 前記高圧通路と前記低圧通路の何方か一方を選択して前
記燃料通路に連通させる三方切替弁と、 この三方切替弁により前記低圧通路を前記燃料通路に連
通させ、その燃料通路を介して前記制御室から前記低圧
通路へ燃料が流出する時に、その流出する燃料流量に応
じて前記制御室へ燃料が補給される燃料補給手段とを備
え、 前記油圧ピストンは、内部に所定量の燃料を蓄えること
のできる燃料室、およびこの燃料室と前記制御室とを連
通する小孔が設けられ、 前記燃料補給手段は、前記油圧ピストンに設けられた前
記燃料室と前記小孔とから成ることを特徴とする 燃料噴
射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11724394A JP3458451B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11724394A JP3458451B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 燃料噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07324662A JPH07324662A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3458451B2 true JP3458451B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=14706938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11724394A Expired - Fee Related JP3458451B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 燃料噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3458451B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4519143B2 (ja) * | 2007-01-19 | 2010-08-04 | 株式会社デンソー | インジェクタ |
-
1994
- 1994-05-30 JP JP11724394A patent/JP3458451B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07324662A (ja) | 1995-12-12 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |