JP3788048B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，ディーゼルエンジン，直噴式ガソリンエンジン等のエンジンに適用される蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの燃料噴射装置として、コモンレールに貯溜された燃料を複数のインジェクタに供給し、燃料の一部を作動流体として利用してインジェクタを作動させると共に、かかる各インジェクタの作動によってコモンレールから供給された燃料を、インジェクタの先端に形成された噴孔からエンジンの燃焼室に噴射する型式のコモンレール式と呼称されている蓄圧式燃料噴射装置、或いは作動流体をエンジンオイルとし、オイルポンプによって加圧されたエンジンオイルを高圧オイルマニホルドに蓄圧し、高圧オイルマニホルドから制御弁を通じてインジェクタに供給した高圧オイルによって増圧ピストンを作動し、増圧ピストンによって増圧室内に導入した燃料を増圧してインジェクタから噴射するオイル作動型の燃料噴射装置のような蓄圧式燃料噴射装置が知られている。
【０００３】
図６には，上記の蓄圧式燃料噴射装置のうち，コモンレール式燃料噴射装置の一例が概略化されて示されている。燃料タンク５４からフィルタ５５を経てフィードポンプ５６によって吸い上げられて所定の吸入圧力に加圧された燃料は，燃料管５７を通じて高圧燃料ポンプ５８に送られる。高圧燃料ポンプ５８は，例えばエンジンによって駆動される，所謂，プランジャ式のサプライポンプであり，燃料を運転状態等に基づいて定められる高圧に昇圧し，昇圧された燃料を燃料管５９を通じてコモンレール５２に供給する。コモンレール５２に所定圧力に昇圧した状態で貯溜された燃料は，コモンレール５２からそれぞれ燃料供給管５３を通じて，複数のインジェクタ５１に供給される。図示のエンジンは，６気筒エンジンであり，６つの気筒（図示せず）には，それぞれの燃焼室に燃料を噴射するインジェクタ５１が配設されている。なお，エンジンは，図示の６気筒に限らず，４気筒でもよいことは明らかである。
【０００４】
高圧燃料ポンプ５８からリリーフされた燃料は，戻し管６０を通じて燃料タンク５４に戻される。また，燃料管５９からインジェクタ５１に供給された燃料のうち，燃焼室への噴射に費やされなかった燃料は，戻し管６１を通じて燃料タンク５４に戻される。コントローラ６２には，各種のセンサ，即ち，エンジン回転数を検出するクランク角度センサ，エンジン負荷を代表するものとしてのアクセル開度を検出するアクセル開度センサ，高圧燃料の温度を検出する燃料温度センサ等の各種センサからの信号が入力される。その他のエンジンの運転状態を検出するセンサとしては，吸気管内圧力を検出する吸気管内圧力センサ，冷却水温度を検出する水温センサ等がある。また，コントローラ６２には，コモンレール５２に設けられている圧力センサ６３が検出したコモンレール５２内の燃料圧力（以下，コモンレール圧力という）の検出信号が送られる。
【０００５】
コントローラ６２は，これらの信号に基づいて，エンジン出力がその運転状態に即した最適なものになるように，例えば，燃料が最適な噴射時期に最適な燃料噴射量でもって対応する燃焼室に噴射されるように，燃料の噴射時期や噴射量を含む噴射条件を定め，その噴射条件に従って燃料噴射を制御する。インジェクタ５１から噴射される燃料の噴射圧はコモンレール圧力に略等しい。燃料噴射量は，噴射期間と噴射圧力とによって決定されるが，噴射圧力は，流量制御弁６４によって制御されるコモンレール５２への高圧燃料の送出し量によって制御される。インジェクタ５１からの燃料の噴射でコモンレール５２内の燃料が消費された場合や，燃料噴射量を変更する場合には，コントローラ６２は，コモンレール圧力が所定の圧力となるように，流量制御弁６４を制御して高圧燃料ポンプ５８からコモンレール５２への燃料の送出し量を制御する。なお，エンジンの運転状態がコモンレールの内圧の減圧要求状態であるとき，コモンレールの内圧を所望の減圧された圧力に早期に移行するため，高圧プレッシャレギュレータを電磁的に開状態にし，コモンレールの内圧の高圧燃料の一部を強制的に低圧側に開放するように構成したものが特開平１０−５４３１８号公報に開示されている。
【０００６】
従来のコモンレール式燃料噴射装置では、コモンレール圧力を下降させるためには、インジェクタ５１から燃焼室への燃料の噴射又は圧力制御室からの動的リークで燃料を消費するか、インジェクタからの静的リークによって燃料を消費する以外に手段がない。燃料噴射条件が急激に変化する遷移状態の場合には、目標のコモンレール圧力への追従性が十分でなく、コモンレール圧力が下降しきらないか、又は下降するにしても時間がかり過ぎるという現象が発生する。そのため、図５の（ａ）に示すコモンレール圧力のグラフ、（ｂ）に示す圧力偏差のグラフ及び（ｃ）のＮＯｘの発生率のグラフに見られるように、圧力下降の遅れによって、ＮＯｘが増加するという問題がある。即ち、（ａ）に示すコモンレール圧力がＣに示すように降下が遅れると、圧力偏差のグラフ（ｂ）に示すように、圧力調節の遅れＥが表れる。そのために燃料噴射圧力が高く、ＮＯｘの発生率のグラフ（ｃ）において、時間領域ＩにおいてグラフＨに示すように、ＮＯｘの発生率が高くなっている。なおグラフ（ｄ）は、スモーク排出量を示すグラフである。
【０００７】
そこで，図６において，コモンレール５２と戻し管６１とをリーク路６６によって接続し，リーク路６６に圧力逃がし弁６７を配設することが提案されている。圧力逃がし弁６７は，例えば，図７に示すようなソレノイド６８を有する電磁弁から構成されている。高圧流体の流入路６９は流入側ピース７０の流入通路７１と連通している。圧力逃がし弁６７によって逃がされた高圧流体は，流出側部材７３の流出路７４を通じて逃がされる。アーマチュア７５の先端には，弁体７６が設けられている。アーマチュア７５は，ばね７７によって，弁体７６が流入側ピース７０の流入通路７１の出口側開口部７２を一定の力で塞ぐように付勢されている。ソレノイド６８の励磁によって，ばね７７の力に抗してアーマチュア７５を吸引すると，弁体７６が流入通路７１の出口側開口部７２を開放し，コモンレール５２内の高圧流体の圧力を逃がすことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような圧力逃がし弁６７の構造では，コモンレール圧力が例えば２００ＭＰａ以上に高くなると，圧力逃がし弁６７が非作動状態であっても，静的リーク量が増大するため，高いコモンレール圧力が必要なときに，コモンレール圧力が上昇しないという現象が生じる。そこで，コモンレール圧力が高圧になっても，シール特性を維持して，圧力逃がし弁からの静的リークを無くす点で解決すべき課題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記課題を解決することであり，コモンレール圧力の迅速な低下を確保するのにコモンレール圧力を逃がす圧力逃がし弁を設け，コモンレール圧力が高圧になったときの圧力逃がし弁からの静的リークを無くして，エンジン性能の向上と排気ガス特性の改善とに必要なコモンレール圧力の高圧化に対処し得る蓄圧式燃料噴射装置を提供することである。
【００１０】
この発明は、ポンプから送り出される作動流体を貯溜する蓄圧室、前記蓄圧室から供給される作動流体の圧力作用に基づいて作動して燃料を燃焼室内に噴射するインジェクタ、エンジンの運転状態を検出する検出手段、前記検出手段からの検出信号に応じて前記インジェクタからの燃料噴射を制御するコントローラ、及び前記蓄圧室内の作動流体圧力を逃がす圧力逃がし弁を備えた蓄圧式燃料噴射装置であって、前記コントローラは、前記検出信号に基づいて前記蓄圧室における作動流体の圧力を減圧するための減圧指令信号を出力するものであり、前記圧力逃がし弁は、閉弁状態では前記蓄圧室に貯溜された作動流体の圧力作用によって閉弁方向に付勢されるセルフシール構造に構成されていると共に、前記減圧指令信号に応答して作動するアクチュエータによって開弁して前記蓄圧室における作動流体圧力を減圧するものである蓄圧式燃料噴射装置において、前記圧力逃がし弁は、前記蓄圧室内の燃料を排出する排出路に備わるスロート部を貫通して前記排出路の前記蓄圧室側に延びた弁ステム部と、前記弁ステム部の先端に一体化されて設けられ且つ閉弁状態で前記スロート部の入口側開口部に形成された弁シートに対して接触する弁フェースを有する弁体部とから成る弁部材を有し、前記弁シート又は前記弁フェースのいずれか一方に圧力キャンセル用の凹部が形成されており、該凹部は、前記弁シート又は前記弁フェースに形成された環状溝と該環状溝から放射状に延びて前記蓄圧室内の燃料を排出する排出路に連通する放射状溝とから構成されていると共に、前記弁部材は、補強プレートによって前記弁ステム部の端部に前記弁体部をレーザー溶接によって固着されていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【００１１】
この発明による蓄圧式燃料噴射装置においては，例えば，高負荷運転から急激に低負荷運転へ移行する場合のように，蓄圧室における作動流体の圧力を減圧すべき場合には，そうしたエンジンの運転状態を検出する検出手段からの検出信号に基づいて，コントローラは，蓄圧室における作動流体の圧力を減圧するための減圧指令信号に出力する。圧力逃がし弁は，その減圧指令信号に基づいて作動するアクチュエータによって開弁して，蓄圧室における作動流体圧力を逃がし，蓄圧室の燃料圧力を減圧する。高負荷運転のように蓄圧室における圧力を高圧力にする場合には，逃がし弁は閉弁状態となる。逃がし弁は，閉弁状態では蓄圧室に貯溜された作動流体の圧力作用によって閉弁方向に付勢されるセルフシール構造に構成されているので，蓄圧室からの静的リークが確実に防止される。
【００１２】
前記圧力逃がし弁は、前記蓄圧室内の燃料を排出する排出路に備わるスロート部を貫通して前記排出路の前記蓄圧室側に延びた弁ステム部と、前記弁ステム部の先端に一体化されて設けられ且つ閉弁状態で前記スロート部の入口側開口部に形成された弁シートに対して接触する弁フェースを有する弁体部とから成る弁部材を有している。弁ステム部と弁体部とは、当初、それぞれ別体で成形するようにしたので、径が小さくてしかも精度のよいものを得ることができ、それゆえ、弁ステム部と弁体部とを結合した弁部材は燃料圧を受ける部分の面積が小さくなる。従って、開弁時に弁部材を押し出すときの開弁作動力が小さくなる。
また、前記弁シート又は前記弁フェースのいずれか一方には圧力キャンセル用の凹部が形成されている。圧力キャンセル用の凹部とは、コモンレール内の圧力が導入される凹部である。凹部を形成することにより、凹部に導入された燃料圧力が受圧面からの押圧力を打ち消すように作用するので、開弁時に弁部材を押し出す時の開弁動作力が小さくなる。
また、前記凹部は、前記弁シート又は前記弁フェースに形成された環状溝と前記環状溝から放射状に延びて前記蓄圧室内の燃料を排出する排出路に連通する放射状溝とから構成されている。前記凹部を弁体部の弁フェース面に形成する場合には、前記凹部は前記弁フェースに形成された環状溝と前記環状溝から放射状に延びて前記蓄圧室内の燃料を排出する排出路に連通する放射状溝とから構成されている。凹部は必ずしも溝状である必要はないが、このような形状の溝にすれば、弁体部の弁シートに対する座りが安定し、弁シート等の偏摩耗を防止することができる。
また，前記弁部材は補強プレートによって前記弁ステム部の端部に前記弁体部をレーザー溶接によって固着されている。弁体部は中心孔を有しており，中心孔に弁ステム部の先端部を嵌合し，弁ステム部の先端面と弁体部における弁シートの反対側端面とに補強プレートを当て，弁ステム部，弁本体及び補強プレートをレーザー溶接にて一体化するのが好ましい。補強プレートは弁体部や弁ステム部にクラックが発生するのを防止する。
【００１６】
前記蓄圧式燃料噴射装置は，前記作動流体を前記ポンプとしての高圧燃料ポンプから送り出される燃料とし，前記蓄圧室を燃料を貯溜するコモンレールとしたコモンレール式燃料噴射装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下，図１〜図５を参照して，この発明の実施例を説明する。図１はこの発明による蓄圧式燃料噴射装置に用いられる圧力逃がし弁の一実施例を示す断面図，図２は図１に示す圧力逃がし弁の要部拡大断面図，図３は圧力逃がし弁の弁体部を示す平面図，図４は図３のＡ−Ａ線で示す面で切断した断面図，図５はこの発明による蓄圧式燃料噴射装置の作動状態を説明するグラフである。なお，図４においては，弁体の周囲の構造が想像線で示されている。この発明による蓄圧式燃料噴射装置は，全体構成としては，図６に示されたものを用いることができるので，圧力逃がし弁の構造以外については，再度の説明を省略する。
【００１８】
図１を参照すると、この蓄圧式燃料噴射装置に用いられる圧力逃がし弁１は、その本体２の一端部に形成された雄ねじ部３を、コモンレール５２のベース４２に設けたねじ穴部４３に螺合し、更に、雄ねじ部３の先端部に形成されたテーパ部４をねじ穴部４３の奥部に形成されたテーパ孔部４４に液密に当接させることにより、コモンレール５２に対して密封状態に取り付けられる。圧力逃がし弁１の本体２には、高圧燃料を排出する排出路５が形成されており、排出路５は、コモンレール５２に形成されている高圧燃料溜まり室４５に接続している。
【００１９】
本体２には軸心に沿って中空穴６が形成されている。中空穴６には，後述する排出路５の開閉を行うための圧力逃がし弁１の主要な弁構造が形成される制御ブロック７と，制御ブロック７を押さえ込む押さえブロック８とが配置されている。圧力逃がし弁１を作動させるアクチュエータは，電磁ソレノイド１０から構成される電磁アクチュエータ９であり，電磁ソレノイド１０はソレノイドブロック１２によって固定キャップ１１に取り付けられており，固定キャップ１１を本体２の外周にねじ込むことにより，制御ブロック７と押さえブロック８とは，ソレノイドブロック１２によって中空穴６内に押さえられた状態で本体２内に取り付けられている。電磁ソレノイド１０は，コントローラ６２からの制御信号を受けて図１の左方に向けて作動し，圧力逃がし弁１を開く方向に駆動する。
【００２０】
電磁ソレノイド１０のプランジャ１３の動きは制御部材１４に伝達される。制御部材１４は，制御ブロック１４との間に介装された戻しばね１５によって復帰方向に付勢されており，電磁ソレノイド１０が消磁されたときに，制御部材１４を非作動位置に復帰させて，圧力逃がし弁１を閉弁状態とする。また，電磁ソレノイド１０が励磁されたときには，制御部材１４は，戻しばね１５の付勢力に抗して作動位置に移動され，圧力逃がし弁１を開弁状態に移行させる。制御部材１４は，電磁ソレノイド１０の作動により，高速で軸方向の往復動を繰り返すことができる。本体２の外周には，固定キャップ１１によって排出路部材１６が挟込み状態で取り付けられている。排出路部材１６には，コモンレール５２側の排出路５と圧力逃がし弁１を通じて連通可能な排出路１７が形成されている。
【００２１】
図２は，圧力逃がし弁１の制御ブロック７，制御部材１４，及び弁部材２５の詳細を示す拡大図である。制御ブロック７には，一側において，コモンレール５２側の排出路５と連通する小径の弁入口部２０が形成されており，他側において，戻しばね１５の一端部を収容する大径のばね収容部２１，制御部材１４の一端部を摺動自在に案内する中径の制御部材案内部２２，及び後述する圧力逃がし弁１の弁ステム２６のヘッド部２７が収容される小径の弁出口２３が形成されている。弁入口部２０と弁出口部２３とは，最小径のスロート部２４によって連通されている。
【００２２】
圧力逃がし弁１の弁構造部は，制御部材１４に当接するヘッド部２７を有する弁ステム２６と，弁ステム２６の端部にレーザー溶接にて結合された弁体２８とからなる。弁ステム２６はこの発明の弁ステム部を構成し，弁体２８はこの発明の弁体部を構成している。ばね収容部２１に収容されている戻しばね１５は，圧縮状態で介装されているので，常に制御部材１４に対して弁ステム２６から離れる方向に付勢する力を与えている。即ち，戻しばね１５は圧力逃がし弁１を閉弁方向に付勢している。径方向に伸びる排出路１８が，制御部材案内部２２に対して開口するように形成されており，排出路１８は，本体２に径方向に形成された排出路１９を通じて排出路１７と接続している。排出路５，１７，１８，１９及びスロート部２４は，リーク路３８を構成している。
【００２３】
弁ステム２６は，制御部材１４に形成されているスロート孔２４を僅かな間隙を残して挿通し且つ弁入口部２０内に延びている。弁ステム２６の端部には弁入口部２０とスロート部２４との連通を遮断することで開弁可能な弁体２８が設けられている。弁体２８には，図３及び図４に示すように，中心孔２９が形成され，中心孔２９の中程にはテーパ面からなる段部３０が形成されている。弁ステム２６と弁体２８はそれぞれ別体で製作される。弁ステム２６と弁体２８の中心孔２９に嵌合すると，段部３０と弁ステム２６の細径部が係合して位置決めがなされ，弁体２８の下端面３１と弁ステム２６の下端面３２（図４の想像線で示す）とが面一になるように構成されている。弁部材２５は，弁体２８の下端面３１と弁体２８を貫通配置される弁ステム２６の下端面３２とに補強プレート３３を当ててレーザー溶接で一体化されている。補強プレート３３は高圧に晒される弁体２８や弁ステム２６にクラックが発生するのを防止する機能を果たす。また，弁ステム２６と弁体２８はそれぞれ別体で製作されるので，弁ステム２６及び弁体２８の径を小さくすることができる。従って，弁部材２５自体が小型化するので，弁部材２５に作用する燃料圧は小さいものとなる。
【００２４】
弁体２８は，円柱状部分３６の上端に円錐状からなるテーパ面である弁フェース３９を有している。弁フェース３９は，スロート部２４の弁入口部２０側の開口に形成された円錐状の凹面をなす弁シート４０に対して，丁度嵌まり合う形状を有している。したがって，電磁ソレノイド１０が消磁されて制御部材１４が戻しばね１５によって復帰位置に付勢されている状態では，弁体２８は，コモンレール５２の高い燃料圧力によって閉弁方向に付勢される。即ち，圧力逃がし弁１は，閉弁状態ではコモンレール５２に貯溜された高圧燃料の圧力作用によって閉弁方向に付勢されるセルフシール構造に構成されている。弁フェース３９には，図３及び図４に示すように，中心孔２９と同心円状に環状溝３４が形成されており，環状溝３４から放射状に外向きに等角度で放射状溝３５が形成されている。即ち，放射状溝３５は点対称となるように形成されている。放射状溝３５は環状溝３４と弁入口部２０とを連通し，弁入口部２０内，即ち，コモンレール５２内の燃料圧を環状溝３４に導くことができる。環状溝３４に導入された燃料圧は弁体２８に対して弁体２８を押し下げようとする力として作用し，弁体２８を弁シート４０に押し付ける力をキャンセルするように作用する。従って，開弁時に弁体２８を押し下げる力は小さくて済み，小型のアクチュエータでも十分機能を果たすことができる。
【００２５】
電磁ソレノイド１０が非通電時即ち非駆動時には，弁部材２５は戻しばね１５が与えるばね力によって閉じた状態となり，この状態では，弁体２８の弁フェース３９は，弁シート４０に対して面接触状態に着座してリーク路３８を閉じている。電磁ソレノイド１０が励磁されると，弁部材２５の弁ステム２６は戻しばね１５のばね力に打ち勝って図１及び図２において左方に押される。このとき，弁体２８の弁フェース３９は弁シート４０から離れてリーク路３８の弁入口部２０側の開口を開くので，燃料の流れが生じ，コモンレール５２内の燃料圧力はスロート部２４と弁ステム２６との間隙を通って，排出路１８，１９を経て排出路１７に解放される。
【００２６】
この実施例は、上記のように構成されており、次のように作動する。電磁ソレノイド１０が励磁されていないときは、戻しばね１５は制御部材１４を図において右方に付勢している。弁入口部２０に作用するコモンレール５２側の高圧の燃料圧力は、弁体２８に作用してその弁フェース３９を弁シート４０に押圧させているので、弁部材２５は、コモンレール５２の燃料圧力が高ければ高いほどシール力が強くなるセルフシールの状態で、リーク路３８を閉じている。この状態では、コモンレール５２からの高圧燃料は、弁入口部２０からスロート部２４に流れることができず、コモンレール５２の静的リークを阻止することができる。したがって、エンジンの運転状態に応じてコモンレール５２の圧力について増圧要求がある場合にも、コモンレール５２の圧力を急速に上昇させることができる。
エンジンの運転状態に応じてコモンレール圧力に減圧要求がなされると、コントローラ６２は電磁ソレノイド１０を励磁し、図２に示されているように制御部材１４は、制御部材案内部２２の左端に当接するまで戻しばね１５に抗して図２において左方に押される。制御部材１４は、弁部材２５の弁ステム２６を、弁入口部２０における燃料圧力に基づく閉弁力に抗して左方に押し、弁体２８の弁フェース３９を弁シート４０から離脱させる。したがって、圧力逃がし弁１は開弁し、コモンレール５２内の高圧燃料は、弁入口部２０から弁スロート部２４、弁出口部２３、排出路１８、１９を経て、圧力逃がし弁１の外部に排出され、コモンレール圧力は急速に減圧する。
【００２７】
図５（ａ）はコモンレール圧力の時間変化を、同（ｂ）は目標コモンレール圧力との偏差の時間変化を、同（ｃ）は排気ガス中のＮＯｘの発生率の時間変化を、更に同（ｄ）はスモークの排出量を表している。この発明によれば、圧力逃がし弁１が備えられているので、エンジンの運転状態がコモンレールの減圧要求状態であるときには、図５（ａ）においてＢで示すように、圧力逃がし弁１が備えられていないＣで示す場合と比較して、コモンレール圧力の低下の遅れを防止し、且つコモンレール圧力の変動を少なくすることができる。また、同（ｂ）に示す目標コモンレール圧力との偏差で見ると、圧力逃がし弁１が設けられるこの発明によれば、Ｄで示すように圧力の偏差に大きな変化はみられないが、圧力逃がし弁１が設けられないと、ＥやＦで示すように圧力変動が生じる。また、同（ｃ）のＮＯｘの発生率で示すように、時間間隔Ｉの範囲内において、圧力逃がし弁１が備えられている場合（Ｇで示す）には、圧力逃がし弁１が備えられていない場合（Ｈで示す）と比較して、ＮＯｘの発生を約１７％の低下させることができる。
【００２８】
また，この蓄圧式燃料噴射装置によれば，弁フェース３９には，中心孔２９と同心円状に環状溝３４が形成され，且つ環状溝３４から放射状に外向きに放射状溝５５が形成されているので，弁入口部２０内の燃料圧を環状溝３４に導くことができ，環状溝３４に導入された燃料圧によって弁体２８は開弁方向の力を受けるので，従来のものに比べて小さな力で圧力逃がし弁１を開くことができる。従って，小型の電磁ソレノイド１０を採用することができるだけでなく，電磁ソレノイド１０で消費される電力も少なくて済む。
【００２９】
上記実施例では，弁部材２５の弁ステム２６と弁体２８を補強プレート３３を介してレーザー溶接することにより一体化する例について示したが，必ずしもレーザー溶接による必要はなく，例えば，弁ステム２６を弁体２８に圧入し，弁ステム２６の先端をかしめるようにして一体化することも可能である。また，上記実施例では，開弁作動用のアクチュエータ９として電磁ソレノイド１０を例に挙げて説明したが，圧電素子等の他の手段を用いてもよい。
【００３０】
以上，この蓄圧式燃料噴射装置は，コモンレール式燃料噴射装置として説明したが，作動流体をポンプとしての高圧オイルポンプから送り出されるオイルとし，蓄圧部をオイルを貯溜する高圧オイルマニホルドとしたオイル作動式燃料噴射装置に適用してもよいことは明らかである。
【００３１】
【発明の効果】
この発明による蓄圧式燃料噴射装置は，上記のように構成されているので，コモンレール内の燃料圧力が高ければ高いほど，その燃料圧力は強く圧力逃がし弁を閉じる閉弁力として利用され，その結果，圧力逃がし弁を通じての燃料のリークを回避することができ，高圧燃料ポンプに無駄な仕事の負担をかけることがなくなり，コモンレール圧力を早期に上昇させることができる。また，弁フェースの弁シートに対する接触は面接触であるので，面圧を適正な値に設定することができ，弁シートの摩耗を回避することができる。圧力逃がし弁をポペット弁とし，弁シートをポペット弁の弁体部が当接するテーパ状凹面から構成すると，圧力逃がし弁は，燃料の乱流流れが生じても，テーパ面同士の嵌合により安定して速やかに作動するとともに，閉弁状態では弁フェースと弁シートの間に十分なシールを得て，燃料のリークを防止することができる。
【００３２】
また，弁ステム部と弁体部とはそれぞれ別体で成形されているので，細くて精度のよい弁ステム部及び弁体部を得ることができ，それゆえ，弁ステム部と弁体部とを結合して製作した弁部材は燃料圧を受ける部分の面積が小さくなる。従って，開弁時に圧力逃がし弁の開弁作動力は小さくて済むので，小型のアクチュエータを使用することができるようになるとともに，消費電力も少なくて済む。
【００３３】
また、特に弁体部に燃料圧を導入するための凹部が形成されているので、凹部に導入された燃料圧力が圧力逃がし弁を閉じる方向の力をキャンセルするように作用することとなり、開弁作動力は一層小さくて済むという利点がある。また、前記凹部は弁フェースに形成した環状溝と該環状溝から放射状に外向きに延びて蓄圧室内の燃料を排出する排出路に連通する放射状溝とから構成されているので、弁体部の弁シートに対する座りが安定し、弁シート等の偏摩耗を防止することができるという利点がある。また、弁ステム部と弁体部とを一体化する際に、補強プレートを介して弁ステム部と弁体部とをレーザー溶接にて一体化すれば、補強プレートによって弁体部及び弁ステム部にクラックが発生するのを防止することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による蓄圧式燃料噴射装置に用いられる圧力逃がし弁の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１に示す圧力逃がし弁の要部拡大断面図である。
【図３】図１に示す圧力逃がし弁の弁体部を示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線で示す面で切断した断面図である。
【図５】この発明による蓄圧式燃料噴射装置の作動状態を説明するグラフである。
【図６】従来の蓄圧式燃料噴射装置を示す概図である。
【図７】従来の蓄圧式燃料噴射装置に用いられる圧力逃がし弁の断面図である。
【符号の説明】
１ 圧力逃がし弁
２ 本体
５ 排出路
７ 制御ブロック
９ アクチュエータ
１０ 電磁ソレノイド
１３ プランジャ
１４ 制御部材
１５ 戻しばね
２０ 弁入口部
２３ 弁出口部
２４ スロート部
２５ 弁部材
２６ 弁ステム
２８ 弁体
２９ 中心孔
３１ 下端面
３２ 下端面
３３ 補強プレート
３４ 環状溝（凹部）
３５ 放射状溝（凹部）
３８ リーク路
３９ 弁フェース
４０ 弁シート
５１ インジェクタ
５２ コモンレール
５８ 高圧燃料ポンプ
６２ コントローラ
６３ 圧力センサ
６６ リーク路

Claims (2)

1. ポンプから送り出される作動流体を貯溜する蓄圧室、前記蓄圧室から供給される作動流体の圧力作用に基づいて作動して燃料を燃焼室内に噴射するインジェクタ、エンジンの運転状態を検出する検出手段、前記検出手段からの検出信号に応じて前記インジェクタからの燃料噴射を制御するコントローラ、及び前記蓄圧室内の作動流体圧力を逃がす圧力逃がし弁を備えた蓄圧式燃料噴射装置であって、前記コントローラは、前記検出信号に基づいて前記蓄圧室における作動流体の圧力を減圧するための減圧指令信号を出力するものであり、前記圧力逃がし弁は、閉弁状態では前記蓄圧室に貯溜された作動流体の圧力作用によって閉弁方向に付勢されるセルフシール構造に構成されていると共に、前記減圧指令信号に応答して作動するアクチュエータによって開弁して前記蓄圧室における作動流体圧力を減圧するものである蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記圧力逃がし弁は、前記蓄圧室内の作動流体を排出する排出路に備わるスロート部を貫通して前記排出路の前記蓄圧室側に延びた弁ステム部と、前記弁ステム部の先端に一体化されて設けられ且つ閉弁状態で前記スロート部の入口側開口部に形成された弁シートに対して接触する弁フェースを有する弁体部とから成る弁部材を有し、前記弁シート又は前記弁フェースのいずれか一方に圧力キャンセル用の凹部が形成されており、該凹部は、前記弁シート又は前記弁フェースに形成された環状溝と該環状溝から放射状に延びて前記蓄圧室内の作動流体を排出する排出路に連通する放射状溝とから構成されていると共に、前記弁部材は、補強プレートによって前記弁ステム部の端部に前記弁体部をレーザー溶接によって固着されていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
2. 前記蓄圧式燃料噴射装置は、前記作動流体を前記ポンプとしての高圧燃料ポンプから送り出される燃料とし、前記蓄圧部を燃料を貯溜するコモンレールとしたコモンレール式燃料噴射装置であることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置。

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