JP3525613B2

JP3525613B2 - 内燃機関の燃料噴射装置

Info

Publication number: JP3525613B2
Application number: JP05701496A
Authority: JP
Inventors: 勉伏屋
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1996-02-21
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 2004-05-10
Anticipated expiration: 2016-02-21
Also published as: JPH09228921A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電磁力で駆動さ
れる内燃機関の燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多気筒エンジンの燃料噴射装置に
は、電子回路によって噴射量、噴射時期等の制御を行う
燃料噴射方式（電子制御燃料噴射システム）、噴射ポン
プから共通の通路を経て各燃焼室に燃料を分配する共同
噴射方式（コモンレール噴射システム）、噴射ポンプか
ら共通の通路及び蓄圧室を経て各燃焼室に燃料を分配す
る蓄圧式噴射方式（アキュムレータ噴射システム）等が
あり、これらの方式の燃料噴射装置自体には、噴射ポン
プからの燃料を一旦溜めておくための蓄圧室は設けられ
ていないので、各燃料噴射装置への燃料の供給は共通の
通路であるコモンレール即ち蓄圧室を通じて行われてい
る。

【０００３】従来、内燃機関の燃料噴射装置として、例
えば、特開平４−２２８８７２号公報に開示されたもの
がある。該公報に開示されたタイプの燃料噴射装置を図
７を参照して説明する。

【０００４】燃料噴射装置のインジェクタ本体６１内に
は、中空穴６２、燃料溜まりの開弁圧力室６３及びバラ
ンスチャンバ６４が形成されている。ニードル弁６５
は、中空穴６２に摺動自在に嵌合された大径部６６と、
大径部６６に一体に設けた小径部６７からなり、小径部
６７の先端には弁体部６８が設けられている。バランス
チャンバ６４内において、ニードル弁６５とケーシング
との間にはリターンスプリング８２が配置されている。
インジェクタ本体６１にはホール形の噴射ノズル６９が
設けられ、噴射ノズル６９の先端には噴口７０が形成さ
れている。また、噴射ノズル６９の先端にはバルブシー
ト７１が形成され、ニードル弁６５における弁体部６８
のバルブフェースがバルブシート７１に着座することに
より噴口７０は閉じる。

【０００５】インジェクタ本体６１は蓄圧配管（図示せ
ず）から高圧燃料を内部へ導入するため供給口７２を有
し、供給口７２に通じる流路は２つの流路７３，７４に
分岐し、一方の流路７３はオリフィス８１を介してバラ
ンスチャンバ６４に連通し、他方の流路７４は開弁圧力
室６３へ連通している。また、インジェクタ本体６１に
はバランスチャンバ６４と外部とを連通するオリフィス
７６が形成されている。また、オリフィス７６とオリフ
ィス８１は固定オリフィスであり、オリフィス７６の内
径ｄ_Aはオリフィス８１の内径ｄ_Bよりも通路断面積が
大きく設定されているので、オリフィス７６から流出す
る燃料流量はオリフィス８１の大きさによって決まるこ
とになる。

【０００６】インジェクタ６０には、インジェクタ本体
６１に形成したオリフィス７６を開閉してバランスチャ
ンバ６４内の圧力を制御できる電磁弁７５が設けられて
いる。電磁弁７５は二方弁から成る弁体７８から構成さ
れている。燃料供給口７２から導入された高圧燃料はバ
ランスチャンバ６４と開弁圧力室６３とへ導入され、ニ
ードル弁６５に作用する。電磁弁７５が通電されていな
い時には、オリフィス７６はリターンスプリング８０に
よって閉じられており、一方で高圧燃料がバランスチャ
ンバ６４と開弁圧力室６３とに供給されているので、ニ
ードル弁６５に作用する圧力の面積差とリターンスプリ
ング８２によって、ニードル弁６５は下方へ押し付けら
れ、噴口７０は閉じた状態になっている。電磁弁７５の
ソレノイド７７を励磁すると、弁体７８がリターンスプ
リング８０のばね力に抗して吸引され、オリフィス７６
が開き、その結果、オリフィス７６を通じてバランスチ
ャンバ６４内の燃料が放出され、バランスチャンバ６４
の圧力が降下し、リターンスプリング８２のばね力のみ
が作用する。開弁圧力室６３内の圧力の方がバランスチ
ャンバ６４内の押し下げ力よりも大きくなると、ニード
ル弁６５は上昇し、噴口７０が開き、噴口７０を通じて
燃焼室への燃料の噴射が始まる。電磁弁７５のソレノイ
ド７７が消磁されると、弁体７８はオリフィス７６を閉
じ、オリフィス８１を通じて導入された高圧燃料によっ
てバランスチャンバ６４内の燃料圧は瞬時に高まり、そ
の結果、ニードル弁６５が降下し、噴口７０が閉じ、噴
口７０からの燃料の噴射が停止する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す燃料噴射装置６０は、電磁弁７５によってバランス
チャンバ６４内の燃料圧を制御してニードル弁６５の噴
口７０の開閉を制御している。従って、電磁弁７５の作
動タイミングはバランスチャンバ６４内の燃料圧を介す
る間接的な作動となるので、電磁弁７５の動き（タイミ
ング）に比較してニードル弁６５の動き（タイミング）
が必然的に遅くなり、制御レスポンスが遅くなる。特
に、エンジンが部分負荷であり、燃料噴射装置６０から
の燃料噴射が低噴射量となる領域では、噴射量が不安定
になり、或いは過剰な噴射量が噴射されたりし、ＨＣの
発生を増加させる等の問題が発生する。また、電磁弁７
５によってバランスチャンバ６４内の燃料圧を制御して
いるため、バランスチャンバ６４内の燃料圧を下げる時
には、バランスチャンバ６４内の高圧燃料をリークさせ
ており、場合によっては、燃焼室への噴射量の数倍の高
圧燃料をリークさせることがあり、このことは燃料ポン
プに過大な無駄な仕事をさせることになり、燃費をアッ
プさせることになる。上記燃料噴射装置では、開弁圧力
室６３側の圧力に対し、バランスチャンバ６４の圧力を
電磁弁７５とオリフィス８１とオリフィス７６によりバ
ランスさせたり、下げたりすることで、ニードル弁６５
の開閉を行うものである。ニードル弁６５のリフト始め
が電磁弁７５のレスポンスと制御室の圧力降下の分が加
算され、コマンドパルスより遅れ、それによってパイロ
ット噴射のインタバルをつめることができない等の問題
が生じる。

【０００８】そこで、本出願人は、上記の問題を解決し
た内燃機関の燃料噴射装置を開発し、先に特願平７−２
７０７２１号として出願した。該内燃機関の燃料噴射装
置を図５を参照して説明する。

【０００９】上記燃料噴射装置は、インジェクタ本体６
０内にニードル弁３５が往復摺動する中空穴４９、及び
中空穴４９によって燃料溜まりの機能を有する開弁圧力
室１９と閉弁圧力室４０が形成されている。インジェク
タ本体６０には、上部に挿通孔５２が形成され、下部に
バルブシート４１と噴口４３が形成されている。上記燃
料噴射装置では、開弁圧力室１９と閉弁圧力室４０につ
いて、ニードル弁３５が噴口４３を開放する方向に燃料
圧を付勢する側を開弁圧力室１９とし、噴口４３を閉鎖
する方向に燃料圧を付勢する側を閉弁圧力室４０とす
る。ニードル弁３５における小径部３７の先端には、燃
料ノズル部３９を構成する弁部３８が設けられている。
開弁圧力室１９と閉弁圧力室４０とは連絡通路４４を通
じて連通する。インジェクタ本体６０における中空穴４
９は、上部の大径穴５６と下部の小径穴５７とから構成
されている。インジェクタ本体６０には、燃料ポンプ
（図示せず）からの高圧燃料を開弁圧力室１９内へ導入
するため、燃料供給口４２が形成されている。ニードル
弁３５は、中空穴４９の大径穴５６に摺動自在に嵌合さ
れた大径部３６と、大径部３６に一体に設けられた小径
穴５７に摺動自在に嵌合された小径部３７とから構成さ
れている。インジェクタ本体６０とその上部５９は別体
に構成されている。

【００１０】ニードル弁３５の上部に設けた連接ロッド
４６がインジェクタ本体６０の挿通孔５２を貫通してい
る。挿通孔５２にはシールリング５１が配置され、連接
ロッド４６の摺動運動で閉弁圧力室４０内の高圧燃料が
外部に漏洩しないように構成されている。連接ロッド４
６の上端部には、吸着プレート４８が一体に固定されて
いる。インジェクタ本体６０の上方には電磁弁４５が設
けられており、電磁弁４５のケーシング５８と吸着プレ
ート４８との間にはリターンスプリング５０が配置され
ている。電磁アクチュエータは、インジェクタ本体６０
に設けた挿通孔５２を摺動するニードル弁３５に設けた
連接ロッド４６及び連接ロッド４６に固着した吸着プレ
ート４８に電磁力を付勢させるソレノイド４７から構成
されている。

【００１１】この内燃機関の燃料噴射装置は、ニードル
弁３５は、開弁圧力室１９に露出している噴口４３を開
放する方向に燃料圧を受ける受圧面積５３と、閉弁圧力
室４０に露出している噴口４３を閉鎖する方向に燃料圧
を受ける受圧面積５４とを有している。この内燃機関の
燃料噴射装置は、上記構成において、図６の（Ｂ）に示
すように、開弁圧力室１９と閉弁圧力室４０についてニ
ードル弁３５の受圧面積５３と受圧面積５４とに付勢さ
れる燃料圧がバランスされている。図６の（Ａ）に示す
ように、電磁弁４５のソレノイド４７が励磁することに
よって、電磁力が発生して電磁アクチュエータが駆動す
る。電磁弁４５が駆動すると、図６の（Ｄ）に示すよう
に、吸着プレート４８がリターンスプリング５０のばね
力に抗して吸着され、ニードル弁３５がリフトする方向
に付勢され、図６の（Ｃ）に示すように、ニードル弁３
５のシート面５５の分の受圧面積が増加して噴口４３が
開弁する。図６の（Ｅ）に示すように、ニードル弁３５
がリフトして噴口４３を開放すると、図６の（Ｆ）に示
すように、その噴射期間中に噴口４３から所定の噴射量
の燃料が噴射される。電磁弁４５のソレノイド４７が消
磁すると、吸着プレート４８への電磁力が消え、図６の
（Ｄ）に示すように、リターンスプリング５０のばね力
によってニードル弁３５が下降して噴口４３が閉弁され
る。

【００１２】この内燃機関の燃料噴射装置は、また、イ
ンジェクタ本体６０の燃料供給口４２は、ニードル弁３
５の受圧面積５３側の開弁圧力室１９に連通し、受圧面
積５３側の開弁圧力室１９と受圧面積５４側の閉弁圧力
室４０とは連絡通路４４で連通されている。燃料ポンプ
（図示せず）からの高圧燃料は、燃料供給口４２を通じ
て開弁圧力室１９に導入されると、開弁圧力室１９から
連絡通路４４を通じてバランスチャンバ３４内へ直ちに
供給される。それ故に、受圧面積５３と受圧面積５４と
にかかる燃料圧は、互いにバランスし、ニードル弁３５
に対しては燃料圧が作用しない構造に構成されている。

【００１３】この内燃機関の燃料噴射装置は、上記のよ
うに、ニードル弁３５を電磁アクチュエータにより直接
駆動する構造に構成することによって、コマンドパルス
に対するニードル弁３５のレスポンスを向上させること
ができる。また、閉弁圧力室４０は、燃料供給路４２に
直接連通せずに、開弁圧力室１９に連絡通路４４を通じ
て連通しているので、燃料ポンプからの燃料圧の脈動が
影響せず、開弁圧力室１９との燃料圧が安定してバラン
スさせることができる。

【００１４】しかしながら、図５に示す内燃機関の燃料
噴射装置では、開弁圧力室１９と閉弁圧力室４０との圧
力が常時バランスされているため、閉弁圧力室４０の圧
力以外に閉弁方向の荷重をニードル弁３５に与える必要
があり、リターンスプリング５０が必要になり、また、
ニードル弁３５のリフト時には、開弁圧力室１９側の受
圧面積が増加するため、リターンスプリング５０の荷重
を小さくすることが不可能であり、ニードル弁３５のア
クチュエータ自体を小型化することが困難である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、電磁アクチュエータを用
いてニードル弁を直接駆動するものであり、閉弁圧力室
の燃料圧をニードル弁の閉弁方向に作用させると共に、
閉弁圧力室と開弁圧力室との受圧面積を同一面積に設定
した状態で、バルブタイミング時の所定期間内において
開弁圧力室側の圧力を閉弁圧力室側の圧力よりも低く維
持するため、開弁圧力室の燃料圧を絞り部を通じてニー
ドル弁の開弁方向に作用させ、開弁時にはニードル弁の
シート面に負荷される燃料圧がニードル弁に作用するた
め圧力がバランスされ、閉弁時には電磁アクチュエータ
が無効になって閉弁方向の圧力が大きくなり、リターン
スプリングの荷重を最小限に低減でき、アクチュエータ
を小型化することができる内燃機関の燃料噴射装置を提
供することである。

【００１６】この発明は、中空穴と噴口を形成すると共
に燃料供給源に通じる燃料供給口を形成したインジェク
タ本体、前記インジェクタ本体の前記中空穴内で摺動可
能に保持されて前記噴口を開閉するニードル弁、前記ニ
ードル弁を前記噴口を開放する方向に電磁力を付勢する
アクチュエータ、前記インジェクタ本体に形成され且つ
前記ニードル弁を閉弁方向に燃料圧を付勢する前記燃料
供給口に連通する閉弁圧力室、前記インジェクタ本体に
形成され且つ前記ニードル弁を開弁方向に燃料圧を付勢
する前記噴口に連通する開弁圧力室、前記閉弁圧力室と
前記開弁圧力室とを連通する前記インジェクタ本体に形
成された連絡通路、及び前記連絡通路に設けられた前記
閉弁圧力室に発生する燃料圧より前記開弁圧力室に発生
する燃料圧を遅延させる絞り部、から成る内燃機関の燃
料噴射装置に関する。

【００１７】また、前記噴口を閉鎖する方向に前記ニー
ドル弁をばね力で付勢するリターンスプリングを設けた
ものである。

【００１８】また、前記絞り部は、前記ニードル弁のス
テム部の外周面と前記インジェクタ本体に形成された前
記ステム部が貫通する貫通孔との隙間によって形成され
ている。

【００１９】又は、この内燃機関の燃料噴射装置は、前
記開弁圧力室と前記閉弁圧力室とは前記インジェクタ本
体に形成された圧力溜まり室を介して連通され、前記絞
り部が前記圧力溜まり室と前記閉弁圧力室との間に形成
されている。更に、前記絞り部は、前記ニードル弁の連
接ロッドに形成されたテーパ面によってより絞られてい
るものである。

【００２０】この内燃機関の燃料噴射装置は、上記のよ
うに構成されているので、高圧燃料が燃料供給口を通じ
て閉弁圧力室に導入され、開弁時には閉弁圧力室から絞
り部を通じて圧力を降下させて状態で開弁圧力室へ導入
される。そのため、開弁圧力室の圧力は開弁時には常に
閉弁圧力室よりも低くなる。この時、開弁圧力室側の受
圧面積と閉弁圧力室側の受圧面積が等しいとすると、常
に閉弁方向の力がニードル弁に作用する。開弁圧力室側
は閉弁時と開弁時とで受圧面積がニードル弁のシートの
分だけ変化し、開弁方向への力が大きくなり、結果的
に、ニードル弁の上下の力のバランスは圧力ではほぼ釣
り合うことになる。それ故、戻り側のリターンスプリン
グのばね力の負担は小さくなり、又は電磁弁のホールド
電流も小さくて済む。

【００２１】また、閉弁中には絞り部に通過用の隙間を
設けておき、開弁までに閉弁圧力室と開弁圧力室との圧
力を等しくしておく。これにより、ニードル弁を引き上
げる初期段階における電磁弁の負荷を軽減できる。な
お、絞り部の通過面積は、ニードル弁のリフトより、あ
まり変化しないように設定する。それにより、動作の安
定を得る。この内燃機関の燃料噴射装置は、噴射開始時
の圧力よりも高くなる。このため、初期噴射率の増大が
懸念されるが、これは電磁弁側の工夫により、例えば、
ニードル弁の上昇を二段化する等により改善する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による内燃機関の燃料噴射装置の実施例を説明する。図
１はこの発明による内燃機関の燃料噴射装置の一実施例
を示す概略断面図である。

【００２３】この内燃機関の燃料噴射装置は、インジェ
クタ本体１内には、ニードル弁５が往復摺動する中空穴
２、及び中空穴２によって燃料チャンバの機能を有する
開弁圧力室３と閉弁圧力室４が形成されている。インジ
ェクタ本体１には、上部に挿通孔２２が形成され、下部
にバルブシート１１と噴口１３が形成されている。この
実施例では、ニードル弁５が噴口１３を開放する方向に
燃料圧を付勢する側を開弁圧力室３とし、噴口１３を閉
鎖する方向に燃料圧を付勢する側を閉弁圧力室４とす
る。ニードル弁５における小径部７の先端には、燃料ノ
ズル部９を構成する弁部８が設けられ、そのシート面２
５がバルブシート１１に着座し、噴口１３が閉鎖されて
いる。インジェクタ本体１における中空穴２は、上部の
大径穴２６と下部の小径穴２７とから構成されている。
インジェクタ本体１には、燃料ポンプ（図示せず）から
の高圧燃料を閉弁圧力室４内へ導入するため、燃料供給
口１２が形成されている。

【００２４】ニードル弁５は、中空穴２の大径穴２６に
摺動自在に嵌合された大径部６と、大径部６に一体に設
けられた小径穴２７に摺動自在に嵌合された小径部７と
から構成されている。ニードル弁５のインジェクタ本体
１の中空穴２への配置は、インジェクタ本体１を二つ割
り構造に構成するか、或いはインジェクタ本体１の上部
２９を別体に構成してニードル弁５を中空穴２に配置し
た後に、インジェクタ本体１の上部２９をインジェクタ
本体１に固着することによって達成される。

【００２５】ニードル弁５の上部に設けた連接ロッド１
６がインジェクタ本体１の挿通孔２２を貫通している。
挿通孔２２にはシールリング２１が配置され、連接ロッ
ド１６の摺動運動で閉弁圧力室４内の高圧燃料が外部に
漏洩しないように構成されている。連接ロッド１６の上
端部には、アーマチャの吸着プレート１８が一体に固定
されている。インジェクタ本体１の上方には電磁弁１５
が設けられ、電磁弁１５のケーシング２８と吸着プレー
ト１８との間にはリターンスプリング２０が配置されて
いる。電磁アクチュエータは、インジェクタ本体１に設
けた挿通孔２２を摺動するニードル弁５に設けた連接ロ
ッド１６及び連接ロッド１６に固着した吸着プレート１
８に電磁力を付勢させるソレノイド１７から構成されて
いる。

【００２６】この内燃機関の燃料噴射装置は、ニードル
弁５の大径部６の両側に形成されている開弁圧力室３と
閉弁圧力室４とをインジェクタ本体１に形成された連絡
通路１４によって連通し、連絡通路１４に絞り部１０を
設け、開弁圧力室３におけるニードル弁５の受圧面積２
３と閉弁圧力室４におけるニードル弁５の受圧面積２４
とを等しく構成し、両室での燃料圧がバランスさせられ
ている。連絡通路１４は、インジェクタ本体１の中空穴
２の壁面に形成した溝でもよく、インジェクタ本体１に
穿孔して形成してもよく、外方に通じる孔を埋栓等で閉
鎖してもよく、或いはインジェクタ本体１を二つ割り構
造に構成して分割面に形成して両者を接合してもよい。
即ち、ニードル弁５は、開弁圧力室３に露出している噴
口１３を開放する方向に燃料圧を受ける受圧面積２３
と、閉弁圧力室４に露出している噴口１３を閉鎖する方
向に燃料圧を受ける受圧面積２４とを有している。ま
た、インジェクタ本体１の燃料供給口１２は、ニードル
弁５の受圧面積２４側の閉弁圧力室４に連通し、受圧面
積２３側の開弁圧力室３と受圧面積２４側の閉弁圧力室
４とは連絡通路１４で絞り部１０を通じて連通されてい
る。

【００２７】開弁圧力室３と閉弁圧力室４とにおいてニ
ードル弁５の受圧面積２３と受圧面積２４とに付勢され
る燃料圧をバランスさせるためには、例えば、受圧面積
２３と受圧面積２４とのニードル弁軸心に直角方向の断
面積を等しくするか、或いは連接ロッド１６の径をニー
ドル弁５に対するインジェクタ本体１に形成されたバル
ブシート径にほぼ等しく形成することによって達成され
る。燃料ポンプ（図示せず）からの高圧燃料は、燃料供
給口１２を通じて閉弁圧力室３に導入されると、閉弁圧
力室３から連絡通路１４及び絞り部１０を通じて時間遅
れを発生させて開弁圧力室３へ供給される。それ故に、
受圧面積２３と受圧面積２４とにかかる燃料圧は、絞り
部１０の遅れを考慮して安定状態では互いにバランス
し、ニードル弁５に対しては燃料圧が作用しない構造に
構成されている。

【００２８】この内燃機関の燃料噴射装置は、上記の構
成において、連絡通路１４における絞り部１０の遅れを
考慮すると、各部品のタイムチャートが図４に示すよう
になる。図４の（Ａ）で示すように、電磁弁１５のソレ
ノイド１７が付勢されると、吸着プレート１８がリター
ンスプリング２０のばね力に抗して電磁力によって吸着
され、ニードル弁５が上昇して噴口１３が開口される。
この時、図４の（Ｂ）で示すように、燃料源から燃料供
給口１２を通じて供給された高圧燃料の閉弁圧力室４で
は常に一定値の燃料圧が作用しているが、連絡通路１４
の絞り部１０を通って供給される開弁圧力室３では絞り
部１０分の圧力降下が発生する。一方、ニードル弁５が
電磁弁１５で上昇させられると、図４の（Ｃ）で示すよ
うに、ニードル弁５に作用する受圧面積は、ニードル弁
５がリフトによってニードル弁５のシート面２５に作用
する受圧面積の分が開弁側に加わることになる。

【００２９】そこで、図４の（Ａ）（Ｂ）及び（Ｃ）を
考慮すると、ニードル弁５に作用する開弁方向力と閉弁
方向力とは、図４の（Ｄ）に示すようになる。即ち、ニ
ードル弁５を開弁する開弁方向力は、（受圧面積２３×
燃料圧）＋電磁弁１５の電磁力である。また、ニードル
弁５を閉弁する閉弁方向力は、（受圧面積２４×燃料
圧）＋リターンスプリング２０のばね力であり、常に一
定である。従って、ソレノイド１７が付勢されて電磁弁
１５が駆動、或いは保持されている時には、開弁方向力
が閉弁方向力より大きくなり、ニードル弁５はリフトさ
れて噴口１３が開放する。しかしながら、ソレノイド１
７が消磁して電磁弁１５が無効になると、連絡通路１４
に絞り部１０が存在しているので、開弁圧力室３が閉弁
圧力室４より絞られているだけ遅れが発生し、しかも噴
口１３を通じて開弁圧力室３から高圧燃料が噴射される
ので、開弁圧力室３内の圧力が急激に低下し、開弁圧力
室３と閉弁圧力室４との圧力バランスが崩れ、ニードル
弁５が噴口１３を閉鎖する。ニードル弁５が噴口１３を
閉鎖した後は、図４の（Ｄ）に示すように、絞り部１０
を通じて閉弁圧力室４から開弁圧力室３へ高圧燃料が流
入するが、所定経過後はリターンスプリング２０のばね
力の分だけ、閉弁方向力が開弁方向力より大きくなって
安定する。ニードル弁５が噴口１３を閉鎖すると、ニー
ドル弁５のシート面２５の受圧面積分が無くなる。ニー
ドル弁５のリフトタイミングは、図４の（Ｅ）に示すよ
うに、斜線で示すようになる。上記バルブタイミングに
よって、図４の（Ｆ）に示すように、噴口１３からの燃
料噴射タイミングが決定され、所定の噴射量が噴口１３
から噴射される。

【００３０】次に、図２を参照して、この発明による内
燃機関の燃料噴射装置の別の実施例を説明する。この実
施例では、開弁圧力室３と閉弁圧力室４とは、インジェ
クタ本体１に形成された圧力溜まり室３１を介して連通
されている。圧力溜まり室３１は、インジェクタ本体１
に設けた仕切り壁３２によって閉弁圧力室４から区切ら
れている。仕切り壁３２に形成した貫通孔３３には、ニ
ードル弁５の連接ロッド１６が貫通しており、貫通孔３
３の壁面と連接ロッド１６の外周面との間に絞り部３０
が形成されている。圧力溜まり室３１は、絞り部３０を
通じて閉弁圧力室４に連通している。また、圧力溜まり
室３１は、連絡通路１４を通じて開弁圧力室３に連通し
ている。従って、開弁圧力室３は圧力溜まり室３１と絞
り部３０を通じて閉弁圧力室４に連通しているので、燃
料供給口１２から供給される高圧燃料は閉弁圧力室４か
ら絞り部３０の作用で時間遅れによって開弁圧力室３に
供給され、開弁圧力室３の圧力は閉弁圧力室４の圧力よ
り低下することになり、図２に示すタイムチャートと同
様な機能を果たすことになる。開弁圧力室３内の低下し
た圧力が燃料の噴射圧力となり、リターンスプリング２
０の負担が低減され、それによってリターンスプリング
２０のばね力に抗してニードル弁５をリフトさせる電磁
弁１５の負担が低減される。

【００３１】次に、図３を参照して、この発明による内
燃機関の燃料噴射装置の更に別の実施例を説明する。こ
の実施例では、仕切り壁３２に形成した貫通孔３３に挿
通されたニードル弁５における連接ロッド１６の外周面
にテーパ面３４が形成され、テーパ面３４が仕切り壁３
２の貫通孔３３の周面に着座するように構成されてい
る。仕切り壁３２の貫通孔３３の壁面と連接ロッド１６
の外周面との間には、図２の実施例と同様に絞り部３０
が形成されている。従って、この実施例では、閉弁圧力
室４内の高圧燃料の圧力と開弁圧力室３内の高圧燃料の
圧力との間には、開弁圧力室３の方が低くなり、図２に
示すタイムチャートと同様な機能を果たすことになる。
また、ニードル弁５が閉弁した時には、絞り部３０の絞
り作用が大きくなり、開弁圧力室３内の圧力を閉弁圧力
室４の圧力に比較してより低圧に維持することになる。
この実施例では、基本的には、リターンスプリング２０
を不要にするが、振動の影響を防止するため、リターン
スプリング２０を設ける場合でも、リターンスプリング
２０のばね力は極めて小さいもので良く、アクチュエー
タ即ち電磁弁１５を小型化でき、消費電力も低減するこ
とができる。

【００３２】更に、この発明による内燃機関の燃料噴射
装置は、上記各実施例のように構成されているが、上記
各実施例に限定されるものではなく、例えば、上記各実
施例では、開弁圧力室３と閉弁圧力室４とを連通する連
絡通路１４をインジェクタ本体１に形成しているが、構
造を簡素化するための実施例として、図示していない
が、ニードル弁５とインジェクタ本体１の中空穴２との
摺動面に形成することもできる。

【００３３】

【発明の効果】この発明による内燃機関の燃料噴射装置
は、以上のように構成されているので、開弁圧力室の圧
力は閉弁圧力室の圧力より絞り部の絞り作用によって圧
力降下し、その絞りによる圧力降下分だけ閉弁力が小さ
くて済むようになり、リターンスプリングのばね力を極
めて小さく設定することができる。従って、リターンス
プリングのばね力に抗して開弁するための電磁弁の電磁
力を小さく設定でき、電磁弁即ち電磁アクチュエータを
小型化でき、消費電力も小さくて済むようになる。ま
た、リターンスプリングのばね力を小さく設定できるの
で、応答性即ちレスポンスを向上させることができる。
また、この内燃機関の燃料噴射装置は、非常に簡便な構
造で構成することができ、小型化することができ、しか
も、電磁弁の応答性を適切に設定することで、小型用か
ら大型用まで幅広く対応して共通化することもでき、高
圧下に曝される部品点数が非常に少ないこと、軽油のみ
ならず、あらゆる燃料のあらゆる圧力の噴射に適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による内燃機関の燃料噴射装置の一実
施例を示す断面図である。

【図２】この発明による内燃機関の燃料噴射装置の別の
実施例を示す断面図である。

【図３】この発明による内燃機関の燃料噴射装置におけ
る絞り部についての他の実施例を示す説明図である。

【図４】この発明による内燃機関の燃料噴射装置のタイ
ムチャートを示す線図である。

【図５】従来の内燃機関の燃料噴射装置を示す断面図で
ある。

【図６】図５の内燃機関の燃料噴射装置のタイムチャー
トを示す線図である。

【図７】従来の別の内燃機関の燃料噴射装置を示す断面
図である。

【符号の説明】

１インジェクタ本体２中空穴３開弁圧力室４閉弁圧力室５ニードル弁１０，３０絞り部１２燃料供給口１３噴口１４連絡通路１５電磁弁１６連接ロッド１７ソレノイド２０リターンスプリング２３第１受圧面積２４第２受圧面積２５シート面２６，２７中空穴３１圧力溜まり室３３貫通孔３４テーパ面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 51/06 F02M 51/08 F02M 47/00 F02M 47/02 F02M 61/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】中空穴と噴口を形成すると共に燃料供給
源に通じる燃料供給口を形成したインジェクタ本体、前
記インジェクタ本体の前記中空穴内で摺動可能に保持さ
れて前記噴口を開閉するニードル弁、前記ニードル弁を
前記噴口を開放する方向に電磁力を付勢するアクチュエ
ータ、前記インジェクタ本体に形成され且つ前記ニード
ル弁を閉弁方向に燃料圧を付勢する前記燃料供給口に連
通する閉弁圧力室、前記インジェクタ本体に形成され且
つ前記ニードル弁を開弁方向に燃料圧を付勢する前記噴
口に連通する開弁圧力室、前記閉弁圧力室と前記開弁圧
力室とを連通する前記インジェクタ本体に形成された連
絡通路、及び前記連絡通路に設けられた前記閉弁圧力室
に発生する燃料圧より前記開弁圧力室に発生する燃料圧
を遅延させる絞り部、から成る内燃機関の燃料噴射装
置。
【請求項２】前記噴口を閉鎖する方向に前記ニードル
弁をばね力で付勢するリターンスプリングを設けた請求
項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】前記絞り部は、前記ニードル弁のステム
部の外周面と前記インジェクタ本体に形成された前記ス
テム部が貫通する貫通孔との隙間によって形成されてい
る請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】前記開弁圧力室と前記閉弁圧力室とは前
記インジェクタ本体に形成された圧力溜まり室を介して
連通され、前記絞り部が前記圧力溜まり室と前記閉弁圧
力室との間に形成されている請求項１に記載の内燃機関
の燃料噴射装置。
【請求項５】前記圧力溜まり室と前記閉弁圧力室との
間に形成された前記絞り部は、前記ニードル弁の連接ロ
ッドに形成されたテーパ面によって絞られている請求項
４に記載の内燃機関の燃料噴射装置。