JP3796735B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射弁にかかるもので、とくに蓄圧器（コモンレール）などから供給される高圧燃料を所定のタイミングで噴射する燃料噴射弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料噴射弁について図２ないし図４にもとづき概説する。
図２は、燃料噴射弁１の要部拡大断面図であって、燃料噴射弁１は、インジェクターハウジング２と、ノズルボディ３と、ノズルニードル４と、バルブピストン５と、バルブボディ６と、背圧制御部７と、を有する。
【０００３】
インジェクターハウジング２には、その先端部にノズルボディ３を取り付けるとともに、その上方部に高圧燃料導入部８を設ける。この高圧燃料導入部８よりさらに上方部に上記背圧制御部７を設けてある。
燃料タンク９からの燃料を燃料ポンプ１０により高圧として、コモンレール１１（蓄圧器）に蓄え、高圧燃料導入部８から燃料噴射弁１に高圧燃料を供給する。
すなわち、高圧燃料導入部８からインジェクターハウジング２およびノズルボディ３にかけて燃料通路１２を形成し、ノズルニードル４の受圧部４Ａに高圧燃料を供給可能とする。さらに、高圧燃料導入部８から燃料通路１２の一部を図２中上方に延ばして背圧制御部７部分から燃料還流路１３を形成し、燃料タンク９に燃料を還流可能とする。
【０００４】
ノズルボディ３には、その先端部に燃料の噴射孔１４を任意の数だけ形成し、噴射孔１４につながるシート部１５にノズルニードル４の先端部がシートして噴射孔１４を閉鎖し、ノズルニードル４がシート部１５からリフトすることにより噴射孔１４を開放して燃料を噴射可能とする。
【０００５】
ノズルニードル４の上方部には、ノズルニードル４をシート部１５へのシート方向に付勢するノズルスプリング１６を設け、ノズルニードル４に一体のバルブピストン５をさらに上方に延ばしてある。
【０００６】
バルブボディ６は、下方円筒部１７および上方フランジ部１８を有し、下方円筒部１７の上方中央部に制御圧室１９を形成し、バルブピストン５の先端部を下方側からこの制御圧室１９に臨ませる。バルブピストン５は、バルブボディ６の摺動孔６Ａ内を図中上下方向に摺動可能である。
制御圧室１９は、バルブボディ６の下方円筒部１７に形成した導入側オリフィス２０に連通している。
導入側オリフィス２０は、高圧燃料導入部８に連通する圧力導入路２１、およびインジェクターハウジング２とバルブボディ６（下方円筒部１７）との間に形成した環状の圧力導入室２２に連通し、コモンレール１１からの導入圧力を制御圧室１９に供給している。
したがって、制御圧室１９は、導入側オリフィス２０、圧力導入室２２および圧力導入路２１を介して燃料通路１２にも連通している。
【０００７】
なお、圧力導入室２２の下端部（低圧側）には、シールリングなどのシール部材２３を設けて、高圧側の圧力導入室２２とインジェクターハウジング２の低圧側とをシール可能としている。
【０００８】
制御圧室１９は、下方円筒部１７から上方フランジ部１８にかけて形成した開閉用通路２４を介して開閉用オリフィス２５にも連通しており、背圧制御部７のバルブボール２６（制御弁体）が開閉用通路２４を開閉することにより、開閉用オリフィス２５を開閉可能としている。
なお、制御圧室１９におけるバルブピストン５の頂部５Ａの受圧面積は、ノズルニードル４の受圧部４Ａの受圧面積より大きくしてある。
【０００９】
背圧制御部７は、制御圧室１９内の圧力（すなわち、ノズルニードル４の背圧）を制御することによりノズルニードル４のリフト動作を制御するもので、上記バルブボール２６と、バルブボール２６に一体のアーマチュア２７と、マグネット２８と、マグネットコア２９と、バルブスプリング３０と、上述の制御圧室１９と、を有する。
【００１０】
アーマチュア２７は、マグネット２８およびマグネットコア２９に発生する所定の磁束により吸引される。
【００１１】
こうした構成の燃料噴射弁１において、コモンレール１１からの高圧燃料は、高圧燃料導入部８から燃料通路１２を介してノズルニードル４の受圧部４Ａに供給されるとともに、圧力導入路２１、圧力導入室２２および導入側オリフィス２０を介して制御圧室１９におけるバルブピストン５の頂部５Ａに供給される。
したがって、ノズルニードル４は、バルブピストン５を介して制御圧室１９の背圧を受け、ノズルスプリング１６の付勢力と併せて、ノズルボディ３のシート部１５にシートし、噴射孔１４を閉鎖している。
【００１２】
マグネット２８に所定タイミングで駆動信号を供給することにより、マグネット２８はバルブスプリング３０の付勢力に抗してアーマチュア２７を吸引し、バルブボール２６がリフトし開閉用オリフィス２５を解放すると、制御圧室１９の高圧が開閉用オリフィス２５を介し燃料還流路１３を通って燃料タンク９に還流するため、制御圧室１９におけるバルブピストン５の頂部５Ａに作用していた高圧が解放され、ノズルニードル４は受圧部４Ａの高圧によりノズルスプリング１６の付勢力に抗してシート部１５からリフトし、噴射孔１４を解放して燃料を噴射する。
マグネット２８を消磁することにより、バルブボール２６が開閉用オリフィス２５を閉鎖すれば、制御圧室１９内の圧力がバルブピストン５を介してノズルニードル４をそのシート位置（シート部１５）にシートさせ、噴射孔１４を閉鎖し、燃料噴射を終了させる。
【００１３】
しかして、燃料噴射システムの要請から、噴射燃料圧力がより高圧化する傾向にあり、とくに制御圧室１９の周辺において高圧力による諸問題が顕在化する可能性がある。
すなわち、マグネット２８が駆動され開閉用オリフィス２５が開放されたとき、制御圧室１９内は減圧されることになるが、制御圧室１９と導入側オリフィス２０を介して連通している圧力導入室２２は瞬間的にはまだ高圧状態のままであり、この外周側の圧力導入室２２から内周側の制御圧室１９への圧力差によってバルブボディ６が、圧力導入室２２の部分において外方から内方にバルブボディ６の下方円筒部１７および上方フランジ部１８の境界部分の付近で、バルブボディ６は、いわばちょうどその首を締め付けられるようにわずかに変形するという問題がある。
【００１４】
とくに、バルブボディ６は、その下方円筒部１７における導入側オリフィス２０付近の肉厚が薄いため、導入側オリフィス２０部分の機械的強度不足の問題がある。
【００１５】
図３は、圧力導入室２２およびシール部材２３部分の拡大断面図であって、圧力導入室２２およびシール部材２３の内方（中心軸側）に位置するバルブボディ６の下方円筒部１７における摺動孔６Ａとバルブピストン５とは、バルブピストン５の摺動を可能とするように本来わずかな摺動クリアランス３１を設けているものであるが、矢印で示すように、下方円筒部１７がバルブピストン５側に変形することにより（図中実線）、この摺動クリアランス３１が狭くなり、バルブピストン５の摺動（上下動）に不具合を生ずるという問題がある。
さらに、バルブボディ６とインジェクターハウジング２の内壁面２Ａとの間に低圧側クリアランス３２を設けて、シール部材２３をこえてわずかに漏れ出る燃料を低圧側に流すようにしているが、この低圧側クリアランス３２が下方円筒部１７のバルブピストン５側への変形により拡大し、下方円筒部１７とシール部材２３との間から高圧燃料（システム圧）の漏れが増加し、噴射量の変化その他の噴射特性に影響を及ぼすという問題がある。
【００１６】
図４は、バルブボディ６の下方円筒部１７および上方フランジ部１８の変形を誇張して示す概略断面図であって、矢印で示すように、バルブボディ６が圧力導入室２２の部分に位置する下方円筒部１７が中心方向に変形する結果、下方円筒部１７はそのスカート形状が外方に広がるように変形するとともに、上方フランジ部１８の外周部が下方に、かつ開閉用通路２４および開閉用オリフィス２５を形成してある中心部が上方（バルブボール２６側）に変形する（図中実線）。したがって、バルブボール２６の上方フランジ部１８へのシート位置が上方に移動してしまう結果、アーマチュア２７のリフト量が燃料圧力およびバルブボディ６の強度によって変化し、噴射量の変化その他の噴射特性に影響を及ぼすという問題がある。
【００１７】
しかも、それぞれの燃料噴射弁１の固体間で変形および強度のバラツキが発生すると、燃料噴射システム全体の特性にも影響を及ぼすという問題がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、燃料の高圧化に対応して、バルブボディの変形を防止し、噴射特性を良好に維持可能な燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【００１９】
また本発明は、圧力導入室に臨む導入側オリフィスのまわりの機械的強度を増強可能とした燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【００２０】
また本発明は、インジェクターハウジング、バルブボディおよびバルブピストンなどの間に形成してある摺動クリアランスおよび低圧側クリアランスなどを適正に維持可能として、バルブピストンの良好な駆動を保障可能とした燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【００２１】
また本発明は、圧力導入室からの高圧燃料によるバルブボディの変形を防止し、背圧制御部の制御弁体のシート部分を適正な位置に維持可能としてその駆動を保障可能とした燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、圧力導入室ないしシール部材とバルブピストンの頂部との相対位置関係を工夫して圧力導入室における高圧燃料によりバルブボディの変形を抑制すること、具体的には、圧力導入室のシール部材の位置よりバルブピストンの頂部すなわち、制御圧室の位置を下方（低圧側）にずらせて、高圧による変形に対する影響を少なくすることに着目したもので、高圧側につながる圧力導入室から導入側オリフィスを介して高圧燃料の供給を受けるとともに、低圧側につながる開閉用オリフィスに連通可能な制御圧室をバルブボディに形成し、ノズルニードルを制御するためのバルブピストンをこの制御圧室に臨ませ、上記開閉用オリフィスを制御弁体により開閉して、上記バルブピストンを介した上記ノズルニードルによる噴射孔の開閉作用を可能とした燃料噴射弁であって、上記制御圧室を上記圧力導入室より低圧側に位置させたことを特徴とする燃料噴射弁である。
【００２３】
上記圧力導入室の低圧側にシール部材を設けるとともに、上記バルブボディの摺動孔内における上記バルブピストンの摺動方向に直交する面内において、このシール部材は、上記バルブピストンの摺動に影響を及ぼさない位置にこれを設けることができる。
【００２４】
上記制御圧室と上記導入側オリフィスとを連通する連通路を形成することができる。
【００２５】
上記バルブボディは、下方円筒部および上方フランジ部を有し、この下方円筒部に上記導入側オリフィスおよび上記制御圧室を形成し、上記開閉用オリフィスを有する開閉用通路をこの下方円筒部からこの上方フランジ部にかけて形成するとともに、当該燃料噴射弁のインジェクターハウジングと上記バルブボディのこの下方円筒部との間に上記圧力導入室を形成することができる。
【００２６】
本発明による燃料噴射弁においては、制御圧室を圧力導入室より低圧側に位置させ、圧力導入室の位置よりバルブピストンの頂部を下方（低圧側）にずらせて、高圧による変形に対する影響を少なくするようにしたので、圧力導入室における高圧燃料によりバルブボディの下方円筒部が中心軸方向に変形されることを極力抑制して既述のような諸問題を解消可能であるとともに、バルブピストンの長さを短縮可能として、その応答性など駆動性能を向上することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態による燃料噴射弁４０を図１にもとづき説明する。ただし、図２ないし図４と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
図１は、燃料噴射弁４０の要部断面図であって、燃料噴射弁４０においては、前述の燃料噴射弁１（図２）と異なる構成は、バルブボディ６およびバルブピストン５の部分である。
すなわち、バルブボディ６に形成する制御圧室１９を従来の燃料噴射弁１の場合より、図中下方に位置させている。
【００２８】
より具体的には、開閉用通路２４を従来より長くして、制御圧室１９を圧力導入室２２ないしそのシール部材２３より、低圧側すなわち、図中下方にずらせてある。
【００２９】
さらに、導入側オリフィス２０と制御圧室１９とを連通可能な細長い連通路４１を形成することにより、制御圧室１９を低圧側に移動させた分だけの通路長さを確保している。
したがって、バルブボディ６の摺動孔６Ａ内におけるバルブピストン５の摺動方向に直交する面内において、圧力導入室２２ないしそのシール部材２３は、背圧制御部７の駆動にともなう制御圧室１９および圧力導入室２２における圧力変化ないし圧力差によってバルブピストン５の摺動に影響を及ぼすことがないような部位に位置することになる。
【００３０】
こうした構成の燃料噴射弁４０においては、導入側オリフィス２０のまわりには、細長い連通路４１のみしか形成されておらず、導入側オリフィス２０が連通路４１を介して制御圧室１９に連通しているので、導入側オリフィス２０のまわりにはバルブボディ６の下方円筒部１７の肉厚があり、この部分の機械的強度を保持可能である。
【００３１】
また、制御圧室１９が、シール部材２３すなわち圧力導入室２２より低圧側にずれているので、バルブボディ６の下方円筒部１７が中心方向に変形せず、したがって、図３において説明したような高圧燃料による影響を受けずにバルブピストン５のバルブボディ６内での摺動を保障することができる。
【００３２】
さらに、導入側オリフィス２０のまわりの部分の機械的強度を確保可能であり、バルブボディ６の下方円筒部１７および上方フランジ部１８の変形が抑制されているので、図４において説明したようなバルブボール２６のシート位置も変動することなく、噴射特性が変化することもない。
【００３３】
しかも、バルブピストン５の長さ自体を従来の燃料噴射弁１の場合より短くすることができるので、燃料噴射弁４０としては、その可動部としてのバルブピストン５の重量を減らすことができ、バルブピストン５の駆動による衝撃力を低減し、その応答性の向上とともに、性能向上による信頼性も確保することができる。
【００３４】
なお、上述のような作用効果を得るために、燃料噴射弁４０全体の構成自体を大きく変更する必要がなく、バルブボディ６およびバルブピストン５部分のみの変更でよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、バルブボディに形成する制御圧室を圧力導入室からずらせたので、圧力導入室における高圧燃料によるバルブボディの変形を防止して、機械的強度および噴射特性を適正レベルに維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による燃料噴射弁４０の要部断面図である。
【図２】燃料噴射弁１の要部拡大断面図である。
【図３】同、圧力導入室２２およびシール部材２３部分の拡大断面図である。
【図４】同、バルブボディ６の下方円筒部１７および上方フランジ部１８の変形を誇張して示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射弁（図２）
２ インジェクターハウジング
２Ａ インジェクターハウジング２の内壁面
３ ノズルボディ
４ ノズルニードル
４Ａ ノズルニードル４の受圧部
５ バルブピストン
５Ａ バルブピストン５の頂部
６ バルブボディ
６Ａ バルブボディ６の摺動孔
７ 背圧制御部
８ 高圧燃料導入部
９ 燃料タンク
１０ 燃料ポンプ
１１ コモンレール（蓄圧器）
１２ 燃料通路
１３ 燃料還流路
１４ 噴射孔
１５ シート部
１６ ノズルスプリング
１７ バルブボディ６の下方円筒部
１８ バルブボディ６の上方フランジ部
１９ 制御圧室
２０ 導入側オリフィス
２１ 圧力導入路
２２ 環状の圧力導入室
２３ シール部材（シールリング）
２４ 開閉用通路
２５ 開閉用オリフィス
２６ バルブボール（制御弁体）
２７ アーマチュア
２８ マグネット
２９ マグネットコア
３０ バルブスプリング
３１ バルブボディ６の下方円筒部１７における摺動孔６Ａとバルブピストン５との間の摺動クリアランス
３２ バルブボディ６とインジェクターハウジング２の内壁面２Ａとの間の低圧側クリアランス
４０ 燃料噴射弁（実施の形態、図１）
４１ 細長い連通路
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射弁にかかるもので、とくに蓄圧器（コモンレール）などから供給される高圧燃料を所定のタイミングで噴射する燃料噴射弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料噴射弁について図２ないし図４にもとづき概説する。
図２は、燃料噴射弁１の要部拡大断面図であって、燃料噴射弁１は、インジェクターハウジング２と、ノズルボディ３と、ノズルニードル４と、バルブピストン５と、バルブボディ６と、背圧制御部７と、を有する。
【０００３】
インジェクターハウジング２には、その先端部にノズルボディ３を取り付けるとともに、その上方部に高圧燃料導入部８を設ける。この高圧燃料導入部８よりさらに上方部に上記背圧制御部７を設けてある。
燃料タンク９からの燃料を燃料ポンプ１０により高圧として、コモンレール１１（蓄圧器）に蓄え、高圧燃料導入部８から燃料噴射弁１に高圧燃料を供給する。
すなわち、高圧燃料導入部８からインジェクターハウジング２およびノズルボディ３にかけて燃料通路１２を形成し、ノズルニードル４の受圧部４Ａに高圧燃料を供給可能とする。さらに、高圧燃料導入部８から燃料通路１２の一部を図２中上方に延ばして背圧制御部７部分から燃料還流路１３を形成し、燃料タンク９に燃料を還流可能とする。
【０００４】
ノズルボディ３には、その先端部に燃料の噴射孔１４を任意の数だけ形成し、噴射孔１４につながるシート部１５にノズルニードル４の先端部がシートして噴射孔１４を閉鎖し、ノズルニードル４がシート部１５からリフトすることにより噴射孔１４を開放して燃料を噴射可能とする。
【０００５】
ノズルニードル４の上方部には、ノズルニードル４をシート部１５へのシート方向に付勢するノズルスプリング１６を設け、ノズルニードル４に一体のバルブピストン５をさらに上方に延ばしてある。
【０００６】
バルブボディ６は、下方円筒部１７および上方フランジ部１８を有し、下方円筒部１７の上方中央部に制御圧室１９を形成し、バルブピストン５の先端部を下方側からこの制御圧室１９に臨ませる。バルブピストン５は、バルブボディ６の摺動孔６Ａ内を図中上下方向に摺動可能である。
制御圧室１９は、バルブボディ６の下方円筒部１７に形成した導入側オリフィス２０に連通している。
導入側オリフィス２０は、高圧燃料導入部８に連通する圧力導入路２１、およびインジェクターハウジング２とバルブボディ６（下方円筒部１７）との間に形成した環状の圧力導入室２２に連通し、コモンレール１１からの導入圧力を制御圧室１９に供給している。
したがって、制御圧室１９は、導入側オリフィス２０、圧力導入室２２および圧力導入路２１を介して燃料通路１２にも連通している。
【０００７】
なお、圧力導入室２２の下端部（低圧側）には、シールリングなどのシール部材２３を設けて、高圧側の圧力導入室２２とインジェクターハウジング２の低圧側とをシール可能としている。
【０００８】
制御圧室１９は、下方円筒部１７から上方フランジ部１８にかけて形成した開閉用通路２４を介して開閉用オリフィス２５にも連通しており、背圧制御部７のバルブボール２６（制御弁体）が開閉用通路２４を開閉することにより、開閉用オリフィス２５を開閉可能としている。
なお、制御圧室１９におけるバルブピストン５の頂部５Ａの受圧面積は、ノズルニードル４の受圧部４Ａの受圧面積より大きくしてある。
【０００９】
背圧制御部７は、制御圧室１９内の圧力（すなわち、ノズルニードル４の背圧）を制御することによりノズルニードル４のリフト動作を制御するもので、上記バルブボール２６と、バルブボール２６に一体のアーマチュア２７と、マグネット２８と、マグネットコア２９と、バルブスプリング３０と、上述の制御圧室１９と、を有する。
【００１０】
アーマチュア２７は、マグネット２８およびマグネットコア２９に発生する所定の磁束により吸引される。
【００１１】
こうした構成の燃料噴射弁１において、コモンレール１１からの高圧燃料は、高圧燃料導入部８から燃料通路１２を介してノズルニードル４の受圧部４Ａに供給されるとともに、圧力導入路２１、圧力導入室２２および導入側オリフィス２０を介して制御圧室１９におけるバルブピストン５の頂部５Ａに供給される。
したがって、ノズルニードル４は、バルブピストン５を介して制御圧室１９の背圧を受け、ノズルスプリング１６の付勢力と併せて、ノズルボディ３のシート部１５にシートし、噴射孔１４を閉鎖している。
【００１２】
マグネット２８に所定タイミングで駆動信号を供給することにより、マグネット２８はバルブスプリング３０の付勢力に抗してアーマチュア２７を吸引し、バルブボール２６がリフトし開閉用オリフィス２５を解放すると、制御圧室１９の高圧が開閉用オリフィス２５を介し燃料還流路１３を通って燃料タンク９に還流するため、制御圧室１９におけるバルブピストン５の頂部５Ａに作用していた高圧が解放され、ノズルニードル４は受圧部４Ａの高圧によりノズルスプリング１６の付勢力に抗してシート部１５からリフトし、噴射孔１４を解放して燃料を噴射する。
マグネット２８を消磁することにより、バルブボール２６が開閉用オリフィス２５を閉鎖すれば、制御圧室１９内の圧力がバルブピストン５を介してノズルニードル４をそのシート位置（シート部１５）にシートさせ、噴射孔１４を閉鎖し、燃料噴射を終了させる。
【００１３】
しかして、燃料噴射システムの要請から、噴射燃料圧力がより高圧化する傾向にあり、とくに制御圧室１９の周辺において高圧力による諸問題が顕在化する可能性がある。
すなわち、マグネット２８が駆動され開閉用オリフィス２５が開放されたとき、制御圧室１９内は減圧されることになるが、制御圧室１９と導入側オリフィス２０を介して連通している圧力導入室２２は瞬間的にはまだ高圧状態のままであり、この外周側の圧力導入室２２から内周側の制御圧室１９への圧力差によってバルブボディ６が、圧力導入室２２の部分において外方から内方にバルブボディ６の下方円筒部１７および上方フランジ部１８の境界部分の付近で、バルブボディ６は、いわばちょうどその首を締め付けられるようにわずかに変形するという問題がある。
【００１４】
とくに、バルブボディ６は、その下方円筒部１７における導入側オリフィス２０付近の肉厚が薄いため、導入側オリフィス２０部分の機械的強度不足の問題がある。
【００１５】
図３は、圧力導入室２２およびシール部材２３部分の拡大断面図であって、圧力導入室２２およびシール部材２３の内方（中心軸側）に位置するバルブボディ６の下方円筒部１７における摺動孔６Ａとバルブピストン５とは、バルブピストン５の摺動を可能とするように本来わずかな摺動クリアランス３１を設けているものであるが、矢印で示すように、下方円筒部１７がバルブピストン５側に変形することにより（図中実線）、この摺動クリアランス３１が狭くなり、バルブピストン５の摺動（上下動）に不具合を生ずるという問題がある。
さらに、バルブボディ６とインジェクターハウジング２の内壁面２Ａとの間に低圧側クリアランス３２を設けて、シール部材２３をこえてわずかに漏れ出る燃料を低圧側に流すようにしているが、この低圧側クリアランス３２が下方円筒部１７のバルブピストン５側への変形により拡大し、下方円筒部１７とシール部材２３との間から高圧燃料（システム圧）の漏れが増加し、噴射量の変化その他の噴射特性に影響を及ぼすという問題がある。
【００１６】
図４は、バルブボディ６の下方円筒部１７および上方フランジ部１８の変形を誇張して示す概略断面図であって、矢印で示すように、バルブボディ６が圧力導入室２２の部分に位置する下方円筒部１７が中心方向に変形する結果、下方円筒部１７はそのスカート形状が外方に広がるように変形するとともに、上方フランジ部１８の外周部が下方に、かつ開閉用通路２４および開閉用オリフィス２５を形成してある中心部が上方（バルブボール２６側）に変形する（図中実線）。したがって、バルブボール２６の上方フランジ部１８へのシート位置が上方に移動してしまう結果、アーマチュア２７のリフト量が燃料圧力およびバルブボディ６の強度によって変化し、噴射量の変化その他の噴射特性に影響を及ぼすという問題がある。
【００１７】
しかも、それぞれの燃料噴射弁１の固体間で変形および強度のバラツキが発生すると、燃料噴射システム全体の特性にも影響を及ぼすという問題がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、燃料の高圧化に対応して、バルブボディの変形を防止し、噴射特性を良好に維持可能な燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【００１９】
また本発明は、圧力導入室に臨む導入側オリフィスのまわりの機械的強度を増強可能とした燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【００２０】
また本発明は、インジェクターハウジング、バルブボディおよびバルブピストンなどの間に形成してある摺動クリアランスおよび低圧側クリアランスなどを適正に維持可能として、バルブピストンの良好な駆動を保障可能とした燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【００２１】
また本発明は、圧力導入室からの高圧燃料によるバルブボディの変形を防止し、背圧制御部の制御弁体のシート部分を適正な位置に維持可能としてその駆動を保障可能とした燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、圧力導入室ないしシール部材とバルブピストンの頂部との相対位置関係を工夫して圧力導入室における高圧燃料によりバルブボディの変形を抑制すること、具体的には、圧力導入室のシール部材の位置よりバルブピストンの頂部すなわち、制御圧室の位置を下方（低圧側）にずらせて、高圧による変形に対する影響を少なくすることに着目したもので、高圧側につながる圧力導入室から導入側オリフィスを介して高圧燃料の供給を受けるとともに、低圧側につながる開閉用オリフィスに連通可能な制御圧室をバルブボディに形成し、ノズルニードルを制御するためのバルブピストンをこの制御圧室に臨ませ、上記開閉用オリフィスを制御弁体により開閉して、上記バルブピストンを介した上記ノズルニードルによる噴射孔の開閉作用を可能とした燃料噴射弁であって、上記制御圧室を上記圧力導入室より低圧側に位置させたことを特徴とする燃料噴射弁である。
【００２３】
上記圧力導入室の低圧側にシール部材を設けるとともに、上記バルブボディの摺動孔内における上記バルブピストンの摺動方向に直交する面内において、このシール部材は、上記バルブピストンの摺動に影響を及ぼさない位置にこれを設けることができる。
【００２４】
上記制御圧室と上記導入側オリフィスとを連通する連通路を形成することができる。
【００２５】
上記バルブボディは、下方円筒部および上方フランジ部を有し、この下方円筒部に上記導入側オリフィスおよび上記制御圧室を形成し、上記開閉用オリフィスを有する開閉用通路をこの下方円筒部からこの上方フランジ部にかけて形成するとともに、当該燃料噴射弁のインジェクターハウジングと上記バルブボディのこの下方円筒部との間に上記圧力導入室を形成することができる。
【００２６】
本発明による燃料噴射弁においては、制御圧室を圧力導入室より低圧側に位置させ、圧力導入室の位置よりバルブピストンの頂部を下方（低圧側）にずらせて、高圧による変形に対する影響を少なくするようにしたので、圧力導入室における高圧燃料によりバルブボディの下方円筒部が中心軸方向に変形されることを極力抑制して既述のような諸問題を解消可能であるとともに、バルブピストンの長さを短縮可能として、その応答性など駆動性能を向上することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態による燃料噴射弁４０を図１にもとづき説明する。ただし、図２ないし図４と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
図１は、燃料噴射弁４０の要部断面図であって、燃料噴射弁４０においては、前述の燃料噴射弁１（図２）と異なる構成は、バルブボディ６およびバルブピストン５の部分である。
すなわち、バルブボディ６に形成する制御圧室１９を従来の燃料噴射弁１の場合より、図中下方に位置させている。
【００２８】
より具体的には、開閉用通路２４を従来より長くして、制御圧室１９を圧力導入室２２ないしそのシール部材２３より、低圧側すなわち、図中下方にずらせてある。
【００２９】
さらに、導入側オリフィス２０と制御圧室１９とを連通可能な細長い連通路４１を形成することにより、制御圧室１９を低圧側に移動させた分だけの通路長さを確保している。
したがって、バルブボディ６の摺動孔６Ａ内におけるバルブピストン５の摺動方向に直交する面内において、圧力導入室２２ないしそのシール部材２３は、背圧制御部７の駆動にともなう制御圧室１９および圧力導入室２２における圧力変化ないし圧力差によってバルブピストン５の摺動に影響を及ぼすことがないような部位に位置することになる。
【００３０】
こうした構成の燃料噴射弁４０においては、導入側オリフィス２０のまわりには、細長い連通路４１のみしか形成されておらず、導入側オリフィス２０が連通路４１を介して制御圧室１９に連通しているので、導入側オリフィス２０のまわりにはバルブボディ６の下方円筒部１７の肉厚があり、この部分の機械的強度を保持可能である。
【００３１】
また、制御圧室１９が、シール部材２３すなわち圧力導入室２２より低圧側にずれているので、バルブボディ６の下方円筒部１７が中心方向に変形せず、したがって、図３において説明したような高圧燃料による影響を受けずにバルブピストン５のバルブボディ６内での摺動を保障することができる。
【００３２】
さらに、導入側オリフィス２０のまわりの部分の機械的強度を確保可能であり、バルブボディ６の下方円筒部１７および上方フランジ部１８の変形が抑制されているので、図４において説明したようなバルブボール２６のシート位置も変動することなく、噴射特性が変化することもない。
【００３３】
しかも、バルブピストン５の長さ自体を従来の燃料噴射弁１の場合より短くすることができるので、燃料噴射弁４０としては、その可動部としてのバルブピストン５の重量を減らすことができ、バルブピストン５の駆動による衝撃力を低減し、その応答性の向上とともに、性能向上による信頼性も確保することができる。
【００３４】
なお、上述のような作用効果を得るために、燃料噴射弁４０全体の構成自体を大きく変更する必要がなく、バルブボディ６およびバルブピストン５部分のみの変更でよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、バルブボディに形成する制御圧室を圧力導入室からずらせたので、圧力導入室における高圧燃料によるバルブボディの変形を防止して、機械的強度および噴射特性を適正レベルに維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による燃料噴射弁４０の要部断面図である。
【図２】燃料噴射弁１の要部拡大断面図である。
【図３】同、圧力導入室２２およびシール部材２３部分の拡大断面図である。
【図４】同、バルブボディ６の下方円筒部１７および上方フランジ部１８の変形を誇張して示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射弁（図２）
２ インジェクターハウジング
２Ａ インジェクターハウジング２の内壁面
３ ノズルボディ
４ ノズルニードル
４Ａ ノズルニードル４の受圧部
５ バルブピストン
５Ａ バルブピストン５の頂部
６ バルブボディ
６Ａ バルブボディ６の摺動孔
７ 背圧制御部
８ 高圧燃料導入部
９ 燃料タンク
１０ 燃料ポンプ
１１ コモンレール（蓄圧器）
１２ 燃料通路
１３ 燃料還流路
１４ 噴射孔
１５ シート部
１６ ノズルスプリング
１７ バルブボディ６の下方円筒部
１８ バルブボディ６の上方フランジ部
１９ 制御圧室
２０ 導入側オリフィス
２１ 圧力導入路
２２ 環状の圧力導入室
２３ シール部材（シールリング）
２４ 開閉用通路
２５ 開閉用オリフィス
２６ バルブボール（制御弁体）
２７ アーマチュア
２８ マグネット
２９ マグネットコア
３０ バルブスプリング
３１ バルブボディ６の下方円筒部１７における摺動孔６Ａとバルブピストン５との間の摺動クリアランス
３２ バルブボディ６とインジェクターハウジング２の内壁面２Ａとの間の低圧側クリアランス
４０ 燃料噴射弁（実施の形態、図１）
４１ 細長い連通路
Claims (3)
- 高圧側につながる圧力導入室から導入側オリフィスを介して高圧燃料の供給を受けるとともに、低圧側につながる開閉用オリフィスに連通可能な制御圧室をバルブボディに形成し、
ノズルニードルを制御するためのバルブピストンをこの制御圧室に臨ませ、
前記開閉用オリフィスを制御弁体により開閉して、前記バルブピストンを介した前記ノズルニードルによる噴射孔の開閉作用を可能とした燃料噴射弁であって、
前記バルブボディは、下方円筒部および上方フランジ部を有し、この下方円筒部に摺動孔を形成し、この摺動孔内において前記バルブピストンを摺動可能とし、
この下方円筒部に前記導入側オリフィスおよび前記制御圧室を形成し、
前記開閉用オリフィスを有する開閉用通路をこの下方円筒部からこの上方フランジ部にかけて形成するとともに、
当該燃料噴射弁のインジェクターハウジングと前記バルブボディのこの下方円筒部との間に前記圧力導入室を形成し、
前記制御圧室を前記圧力導入室より、前記バルブピストンの前記摺動孔内での摺動方向における前記ノズルニードル方向側に位置させて、前記バルブピストンの頂部を前記圧力導入室より、前記摺動方向における前記ノズルニードル方向側に位置させ、前記圧力導入室内の前記高圧燃料の高圧力による前記下方円筒部の前記バルブピストン方向への変形を防止可能としたことを特徴とする燃料噴射弁。 - 前記圧力導入室の、前記バルブピストンの前記摺動方向における前記ノズルニードル方向側に位置させてシール部材を設けるとともに、
前記下方円筒部の前記摺動孔内における前記バルブピストンの前記摺動方向に直交する面内において、前記バルブピストンの頂部を、このシール部材より、前記バルブピストンの前記摺動方向における前記ノズルニードル方向側に位置させたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。 - 前記制御圧室と前記導入側オリフィスとを連通する連通路を形成したことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
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