JP4196151B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の燃料噴射装置の燃料の圧力を高圧にすることが求められている。従来の燃料噴射装置では、弁ボディの内部にノズルニードルを往復移動可能に収容し、弁座にノズルニードルが着座するとき閉弁する。ノズルニードルはコイルスプリングにより閉じ方向に付勢され、このコイルスプリングを抗する方向に電磁コイルへの通電によりノズルニードルが弁座から離れることで開弁する。このような電磁弁を備えた燃料噴射装置では、コイル巻数を増加することにより磁気吸引力を増大し、高圧の燃料圧力での作動を可能にする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の燃料噴射装置では、弁ボディの外径を増大すると、ノズルニードルの重量が増大し、コイルへの通電消費量が増大する。また、ノズルニードルの閉弁応答性を確保するにはコイルスプリング力を増大することが不可欠になる。コイルの巻数を増加すると、巻かれたコイルの外径が大きくなる。
【０００４】
本発明は、高圧の燃料圧力下での作動を可能にしつつ、コイルの巻数を減少し、またコイルの外径を小さくすることを可能にした構造をもつ燃料噴射装置を提供することを目的とする。
本発明の別の目的は、装置本体の体格を小さくすることと高圧の燃料圧力下で作動することとを両立可能な構造をもつ燃料噴射装置を提供することにある。
【０００５】
請求項１に記載の燃料噴射装置によると、弁ボディの弁座に当接可能なノズルニードルに機械的に連結される可動体は筒状であって、外壁が弁ボディの案内孔の内壁に案内される大径摺動部と、この大径摺動部のノズルニードル側に形成される小径筒部とを備える。そして、可動体に形成される絞り部があることで、燃料流れ方向について開弁動作時に可動体の入口側の圧力が出口側の圧力よりも大きな圧力を発生させる構造を有する。従って、燃料最大圧力を大きい値に維持しながら付勢手段の設定荷重を小さくすることができる。また、燃料の最大圧力を大きく維持しながらコイルにかける最低可動電圧を小さくすることができる。
【０００６】
開弁動作時、コイルにかかる電圧を小さくすることができる。開弁動作時のコイルにかかる電圧を一定にする場合、その定電圧による最高作動燃料圧力を上昇させることができる。
閉弁動作時、閉弁方向のアシスト力を大きくすることができる。したがって燃料の最大圧力を一定にしたとすれば、本発明の燃料噴射装置は付勢手段の設定荷重を小さくすることができる。
【０００７】
請求項２記載の燃料噴射装置によると、絞り部は小径筒部に内部の燃料通路と小径筒部の外壁とを連通する通孔であるため、可動体の小径筒部に径方向に通孔をすることで、装置本体の体格を小さくすることと高圧の燃料圧力下で作動することとを両立可能な構造を作ることができる。
請求項３記載の燃料噴射装置によると、絞り部は可動体軸方向に延びる溝からなるため、可動体軸方向に平行な溝を形成することで、装置本体の体格を小さくすることと高圧の燃料圧力下で作動することとを両立可能な構造を作ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置を図１に示す。
燃料噴射装置１は、弁部と電磁駆動部とからなる。弁部は、ホルダー１４内に固定される弁ボディ１２とノズルニードル１３と、可動体２３とからなる。電磁駆動部は、コイル３４、付勢手段としての圧縮コイルスプリング３３と、アジャストパイプ３２とからなる。
【０００９】
弁部については、ホルダー１４に固定される弁ボディ１２の弁座１６にノズルニードル１３が当接または離間可能になっている。ノズルニードル１３は、弁ボディ１２に対し軸方向に移動可能である。弁ボディ１２は、噴孔１５を有し、弁ボディ１２の内部と外部とを連通する。
【００１０】
電磁駆動部については、円筒状のパイプ２２の内部にコネクター３１が圧入により固定されている。コネクター３１のノズルニードル１３側には、パイプ２２の内部に可動体２３の大径摺動部２４が軸方向に往復移動可能に収容されている。可動体２３は円柱状の大径摺動部２４と小径筒部２５とからなる。大径摺動部２４がパイプ２２の案内孔２８を形成する内壁に軸方向に摺動可能になっている。小径筒部２５は、ノズルニードル１３の反噴孔側端部１３１と機械的に連結されている。小径筒部２５は、径方向に連通する絞り部としての通孔２７が形成されている。この絞り部としての通孔２７は、可動体２３の中心軸方向に形成される燃料通路２６に連通している。
コネクター３１は、軸方向に燃料通路７０が形成されている。コネクター３１の内壁にアジャストパイプ３２が固定されている。
【００１１】
付勢手段としての圧縮コイルスプリング３３は一端が可動体２３の大径摺動部２４に当接し、他端がアジャストパイプ３２に当接している。これにより、可動体２３を弁ボディ１２の弁座１６方向に当接するように付勢している。圧縮コイルスプリング３３は、所定の荷重に設定される。この設定荷重は、可動体２３の開弁動作時の負荷となり、高圧の燃料圧力の作動を制限する。パイプ２２の反噴孔側にはコネクター４１が固定されている。このコネクター４１は内部に軸方向に連通する燃料通路７０を有し、この燃料通路７０を形成する内壁にフィルター４２が取り付けられている。
弁ハウジング２１の内部にはパイプ２２の周りにコイル３４が配置されている。このコイル３４はターミナル３５を通して通電される電流により励磁される。
【００１２】
電磁駆動部の磁気回路は、可動体２３、コネクター３１、パイプ２２、弁ハウジング２１およびホルダー１４により構成されている。コイル３４が覆うパイプ２２の一部は非磁性化されている。
図示しない駆動回路よりターミナル３５を通してコイル３４に電流が供給されると、磁気吸引力により可動体２３はコネクター３１側に圧縮コイルスプリング３３に抗して吸引作動する。これにより、ノズルニードル１３が弁座１６から離間する。コイル３４へ供給される電流が遮断されると、磁気吸引力が低下し、可動体２３がコネクター３１から離れて図１で下方に移動し、これに伴いノズルニードル１３が弁座１６に当接する。これにより閉弁される。
【００１３】
以下、この第１実施例の機能について詳述する。
（１）コイル３４に非通電の時、圧縮コイルスプリング３３の付勢力により可動体２３は閉弁方向に付勢され、これによりノズルニードル１３が弁ボディ１２の弁座１６に当接している。この状態が閉弁状態である。
（２）この閉弁状態からコイル３４に通電されると、電磁吸引力により可動体２３が図１で上方向に移動する。このとき、絞り部２７の燃料通路２６側の圧力が相対的に大となり、ノズルニードル側の圧力が相対的に小となる。したがって、ノズルニードル１３が閉弁方向に働く補助力を増大する。絞り部２７があることで、燃料噴射装置の圧縮コイルスプリング３３の設定荷重を低減することができる。
【００１４】
（３）閉弁状態から開弁動作に移動する直前までは、絞り部２７に燃料の流れが発生しないため、可動体２３の入口側と出口側の可動体前後差圧が発生せず、圧縮コイルスプリング３３の設定荷重も相対的に低くすることができる。このため、開弁応答性が向上し、ダイナミックレンジが拡大するという効果がある。圧縮コイルスプリング３３の設定荷重を小さくすると、開弁動作時の応答性を向上することができる。また高圧の燃料圧力で弁開閉動作が可能となる。
【００１５】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図２に示す。
第２実施例は、円筒状のコネクター３１の管状厚肉部に軸方向に連通する絞り部５１、５２を形成した例である。
コネクター３１の中空部にはアジャスト部材５３が圧入により固定されている。アジャスト部材５３は、圧縮コイルスプリング３３の設定力を調整するものである。コネクター３１に対しアジャスト部材５３の軸方向位置に応じて圧縮コイルスプリング３３の付勢力が決まる。
コネクター３１の軸方向に連通する絞り部５１、５２はコネクター３１の入口側の空間と出口側の空間とを連通する直線形の絞り通路である。
【００１６】
可動体２３の大径摺動部２４の外壁には図３に示すように絞り部としての溝５６、５７、５８、５９が形成されている。
この第２実施例においては、第１実施例に比べると、前記（１）、（２）の作用効果があることの他に、閉弁状態から開弁動作に移行する直前までは、絞り部としての溝５６，５７，５８，５９に燃料の流れが発生しないため、可動体２３の入口側と出口側の可動体前後差圧が発生せず、圧縮コイルスプリング３３の設定荷重も相対的に低くすることができる。このため、開弁応答性が向上し、ダイナミックレンジが拡大するという効果がある。圧縮コイルスプリング３３の設定荷重を小さくすると、開弁動作時の応答性を向上することができる。また高圧の燃料圧力で弁開閉動作が可能となる。
なお、第２実施例では、絞り部を可動体の外周に設けたが、本発明では絞り部を可動体の内部に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例による可動体のIII-III線断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射装置
１２ 弁ボディ
１３ ノズルニードル
１４ ホルダー
１５ 噴孔
１６ 弁座
２１ 弁ハウジング（弁ボディ）
２２ パイプ（弁ボディ）
２３ 可動体
２４ 大径摺動部
２５ 小径筒部
２６ 燃料通路
２７ 絞り部
３１ コネクター
３２ アジャストパイプ
３３ 圧縮コイルスプリング（付勢手段）
３４ コイル
５１ 絞り部
５２ 絞り部
５６、５７、５８、５９ 溝（絞り部）

Claims (3)

1. 噴孔、案内孔、及び弁座を有する弁ボディと、
   前記弁座に当接または離間することにより閉弁状態または開弁状態に切り替えるノズルニードルと、
   このノズルニードルの反弁座側に連結され、前記案内孔の内壁に軸方向に摺動可能な可動体と、
   この可動体を閉弁方向に付勢する付勢手段と、
   通電されると励磁され電磁吸引力を発生するコイルとを備えた燃料噴射装置であって、
   前記可動体は、筒状であって、外壁が前記案内孔の内壁に案内される大径摺動部と、この大径摺動部の前記ノズルニードル側に形成される小径筒部とを備え、燃料の入口側と出口側とを連通する絞り部を有し、前記弁ボディは、前記大径摺動部と軸方向に当接するコネクターを備え、当該コネクターは、その入口側の空間と出口側の空間とを連通する絞り部であって、当該出口側の空間においては前記大径摺動部との当接面に連通する絞り部を有することを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記絞り部は、前記小径筒部に内部の燃料通路と前記小径筒部の外壁とを連通する通孔であることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 前記絞り部は、前記可動体軸方向に延びる溝からなることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。

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