JP4968180B2 - インジェクタ - Google Patents
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Description
請求項1に記載のインジェクタは、軸方向に上下動して噴孔を開閉するニードル弁と、ニードル弁を上下動させる駆動力を発生するアクチュエータとを備える。また、このインジェクタには、ニードル弁に対し軸方向に作用する燃料圧がアクチュエータの動作状態に応じて増減する作動室と、ニードル弁の上下動に応じて容積が拡縮することで、ニードル弁に対し閉弁方向に作用する燃料圧が増減するダンパ室とが形成され、作動室の燃料圧が増減することでニードル弁が上下動するとともに、ダンパ室の燃料圧が増減することでニードル弁の上下動の速度が低減される。
請求項2に記載のインジェクタによれば、ストッパは、シリンダの下端部であり、凹部には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられている。そして、ニードル弁は、シリンダの下端面に段面が当接することで上昇が規制される。
これにより、凹部における段面の位置を可変することで、ダンパ室の容積やニードル弁のリフト量を可変できる。
請求項3に記載のインジェクタによれば、ストッパは、シリンダの下端部であり、凹部には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられている。また、シリンダの下端部の外周には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられている。そして、ニードル弁は、シリンダの段面に自身の段面が当接することで上昇が規制される。
これにより、凹部における段面の位置、およびシリンダ下端部における段面の位置の両方を可変することで、ダンパ室の容積やニードル弁のリフト量を可変できる。このため、ダンパ室の容積やニードル弁のリフト量に関して設定の自由度を高めることができる。
請求項4に記載のインジェクタによれば、ストッパは、シリンダの外周からダンパ室に向けて径方向に膨出する膨出部であり、ニードル弁は、膨出部に係合することで上昇が規制される。
これにより、膨出部の形状、容積等を可変することで、ダンパ室の容積やニードル弁のリフト量を可変できる。また、膨出部とニードル弁との係合面積等を可変することで、ニードル弁と膨出部との間に作用するリンキング力を操作してニードル弁の下降開始遅れを可変できる。
請求項5に記載のインジェクタによれば、シリンダの上面は、下方に向かってテーパ状に縮径するテーパ面であり、テーパ面の上端が、壁面に圧接している。
これにより、シリンダの圧接面を低減して壁面に対する面圧を高めることができる。このため、ダンパ室のシール性を高めることができる。
請求項6に記載のインジェクタによれば、シリンダは、凹部に嵌合して摺動する摺動軸部を有し、摺動軸部よりも上側の部分は、摺動軸部よりも径小である。
これにより、径小部分の径を可変することで、ダンパ室の容積を可変できる。
請求項7に記載のインジェクタによれば、オリフィスは、ダンパ室への開口部よりも作動室、作動流路または噴射流路への開口部の方が径大である。
これにより、ダンパ室からの燃料の流出流に剥離が発生するように、オリフィスを設けることができる。このため、ダンパ室からの燃料の流出流量を下げることができるので、ニードル弁の上昇速度を下げることができる。
請求項8に記載のインジェクタによれば、オリフィスは、ダンパ室への開口部よりも作動室、作動流路または噴射流路への開口部の方が径小である。
これにより、ダンパ室からの燃料の流出流に剥離が発生しないように、オリフィスを設けることができる。このため、ダンパ室からの燃料の流出流量を上げることができるので、ニードル弁の上昇速度を上げることができる。
請求項9に記載のインジェクタによれば、アクチュエータは、圧電素子への電圧印加により発生する伸長力をニードル弁の駆動力として利用する。
圧電素子は、電圧印加に対する応答性に優れるので、圧電素子をアクチュエータとして利用することでインジェクタの制御応答性を高めることができる。
また、シリンダの上面は、下方に向かってテーパ状に縮径するテーパ面であり、テーパ面の上端が、壁面に圧接している。
また、アクチュエータは、圧電素子への電圧印加により発生する伸長力をニードル弁の駆動力として利用する。
最良の形態4のインジェクタによれば、シリンダは、凹部に嵌合して摺動する摺動軸部を有し、摺動軸部よりも上側の部分は、摺動軸部よりも径小である。
最良の形態6のインジェクタによれば、オリフィスは、ダンパ室への開口部よりも作動室、作動流路または噴射流路への開口部の方が径小である。
実施例1のインジェクタ1の構成を、図1および図2に基づいて説明する。
インジェクタ1は、例えば、ガソリン直噴エンジン(図示せず)の気筒毎に配され、燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレールから燃料の分配を受けるとともに、コモンレールから受け入れた高圧の燃料を気筒内に直接噴射するものである。
ここで、中間部12は上端部11よりも径小に設けられ、中間部12と本体ボディ7との間に形成される環状空間は、ニードル弁3を直接的に上下動させる燃料圧を発生する作動室13をなす。
また、シリンダ34の外周側の空間は、円環状をなしており、下方をニードル弁3の上端部11により封鎖されている。そして、この空間は、ニードル弁3の上下動に応じて容積が拡縮することで燃料圧が増減するダンパ室40をなしている。
なお、スプリング35は、段面42よりも内周側で凹部17に収容されている。
実施例1のインジェクタ1は、ニードル弁3の上端部11に設けられて上方に開口する凹部17に嵌合し、ニードル弁3に対し軸方向に相対的に摺動するシリンダ34と、シリンダ34を上方に付勢し、シリンダ34の上端を中間ボディ29に圧接させるスプリング35とを備え、シリンダ34の外周側かつニードル弁3の上側の空間がダンパ室40をなす。また、シリンダ34は、ニードル弁3と係合してニードル弁3の上昇を規制するストッパ43を有し、ダンパ室40は、作動流路23の一部である流路22aにオリフィス44を介して連通している。そして、オリフィス44は、流路22aを有する下部ボディ27に設けられている。
これにより、凹部17における段面42の位置を可変することで、ダンパ室40の容積やニードル弁3のリフト量を可変できる。
これにより、シリンダ34の圧接面を低減して中間ボディ29の下端面に対する面圧を高めることができる。このため、ダンパ室40のシール性を高めることができる。
圧電素子は、電圧印加に対する応答性に優れるので、圧電素子をアクチュエータ4として利用することでインジェクタ1の制御応答性を高めることができる。
実施例2のインジェクタ1によれば、図3に示すように、ストッパ43としてのシリンダ34の下端部の外周に、下方に向かって段状に縮径するように段面46が設けられている。そして、ニードル弁3は、シリンダ34の段面46に自身の段面42が当接することで上昇が規制される。また、摺動軸部37としてのシリンダ34の下端部は、段面46の上下に分かれてニードル弁3の上端部11に支持されている。
実施例3のインジェクタ1によれば、図4に示すように、ストッパ43は、シリンダ34の外周からダンパ室40に向けて径方向に膨出する膨出部48である。また、膨出部48はシリンダ34の上端部をなしており、膨出部48の上面がテーパ面38をなすとともに、テーパ面38の上端が中間ボディ29の下端面に圧接している。そして、ニードル弁3は、上端部11の上面が膨出部48に当接することで上昇が規制される。
実施例4のインジェクタ1によれば、図5に示すように、シリンダ34は、摺動軸部37よりも上側の部分が摺動軸部37よりも径小である。そして、テーパ面38は、径小部分の上面に設けられている。
これにより、径小部分の径を可変することで、ダンパ室40の容積を可変できる。
実施例5のインジェクタ1によれば、図6に示すように、オリフィス44は、ダンパ室40への開口部よりも流路22aへの開口部の方が径大であり、流路22aからダンパ室40に向かってテーパ状に縮径している。
これにより、ダンパ室40からの燃料の流出流に剥離が発生しやすくなる。このため、ダンパ室40からの燃料の流出流量を下げることができるので、ニードル弁3の上昇速度を下げることができる。
実施例6のインジェクタ1によれば、図7に示すように、オリフィス44は、ダンパ室40への開口部よりも流路22aへの開口部の方が径小であり、流路22aからダンパ室40に向かってテーパ状に拡径している。
これにより、ダンパ室40からの燃料の流出流に剥離が発生しにくくなる。このため、ダンパ室40からの燃料の流出流量を上げることができるので、ニードル弁3の上昇速度を上げることができる。
実施例7のインジェクタ1によれば、図8に示すように、オリフィス44は、中間ボディ29に設けられ、噴射流路16の一部である連通路31とダンパ室40とを連通している。
実施例8のインジェクタ1によれば、図9に示すように、オリフィス44は、下部ボディ27に設けられ、噴射流路16の一部である燃料溜まり25とダンパ室40とを連通している。
これにより、実施例7と同様の効果を得ることができる。
実施例9のインジェクタ1によれば、図10に示すように、オリフィス44は、シリンダ34に設けられ、噴射流路16の一部であるシリンダ内流路39とダンパ室40とを連通している。
これにより、実施例7と同様の効果を得ることができる。
実施例10のインジェクタ1によれば、図11に示すように、オリフィス44は、ニードル弁3の上端部11に設けられ、作動室13とダンパ室40とを連通している。
実施例1〜8のインジェクタ1によれば、オリフィス44は、下部、上部、中間ボディ27〜29のいずれか1つに設けられていたが、オリフィス44を上部、中間ボディ28、29の2つに跨って設けてもよく、下部、中間ボディ27、29の2つに跨って設けてもよく、下部、上部、中間ボディ27〜29の3つに跨って設けてもよい。
2 噴孔
3 ニードル弁(単一部材)
4 アクチュエータ
7 本体ボディ(単一部材)
11 上端部(ニードル弁の上端部)
13 作動室
16 噴射流路
17 凹部
23 作動流路
34 シリンダ(単一部材)
35 スプリング
37 摺動軸部
38 テーパ面
40 ダンパ室
42 段面
43 ストッパ
44 オリフィス
46 段面
48 膨出部
Claims (9)
- 軸方向に上下動して噴孔を開閉するニードル弁と、ニードル弁を上下動させる駆動力を発生するアクチュエータとを備え、
前記ニードル弁に対し軸方向に作用する燃料圧が前記アクチュエータの動作状態に応じて増減する作動室と、
前記ニードル弁の上下動に応じて容積が拡縮することで、前記ニードル弁に対し閉弁方向に作用する燃料圧が増減するダンパ室とが形成され、
前記作動室の燃料圧が増減することで前記ニードル弁が上下動するとともに、前記ダンパ室の燃料圧が増減することで前記ニードル弁の上下動の速度が低減されるインジェクタにおいて、
前記ニードル弁の上端部に設けられて上方に開口する凹部に嵌合し、前記ニードル弁に対し軸方向に相対的に摺動するシリンダと、
このシリンダを上方に付勢し、前記シリンダの上端を前記ニードル弁の上端よりも上側の壁面に圧接させるスプリングとを備え、
前記作動室に燃料を流出入させる作動流路、および前記噴孔に燃料を導く噴射流路が形成され、
前記シリンダの外周側かつ前記ニードル弁の上側の空間が前記ダンパ室をなし、
前記シリンダは、前記ニードル弁と係合して前記ニードル弁の上昇を規制するストッパを有し、
前記ダンパ室は、前記作動室、前記作動流路または前記噴射流路にオリフィスを介して連通しており、
このオリフィスは、前記作動室を形成する部材群に含まれる単一部材、または、前記作動流路もしくは前記噴射流路を有する単一部材に設けられていることを特徴とするインジェクタ。 - 請求項1に記載のインジェクタにおいて、
前記ストッパは、前記シリンダの下端部であり、
前記凹部には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられ、
前記ニードル弁は、前記シリンダの下端面に前記段面が当接することで上昇が規制されることを特徴とするインジェクタ。 - 請求項1に記載のインジェクタにおいて、
前記ストッパは、前記シリンダの下端部であり、
前記凹部には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられ、
前記シリンダの下端部の外周には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられ、
前記ニードル弁は、前記シリンダの段面に自身の段面が当接することで上昇が規制されることを特徴とするインジェクタ。 - 請求項1に記載のインジェクタにおいて、
前記ストッパは、前記シリンダの外周から前記ダンパ室に向けて径方向に膨出する膨出部であり、
前記ニードル弁は、前記膨出部に係合することで上昇が規制されることを特徴とするインジェクタ。 - 請求項1ないし請求項4の内のいずれか1つに記載のインジェクタにおいて、
前記シリンダの上面は、下方に向かってテーパ状に縮径するテーパ面であり、
このテーパ面の上端が、前記壁面に圧接していることを特徴とするインジェクタ。 - 請求項1ないし請求項5の内のいずれか1つに記載のインジェクタにおいて、
前記シリンダは、前記凹部に嵌合して摺動する摺動軸部を有し、
この摺動軸部よりも上側の部分は、前記摺動軸部よりも径小であることを特徴とするインジェクタ。 - 請求項1ないし請求項6の内のいずれか1つに記載のインジェクタにおいて、
前記オリフィスは、前記ダンパ室への開口部よりも前記作動室、前記作動流路または前記噴射流路への開口部の方が径大であることを特徴とするインジェクタ。 - 請求項1ないし請求項6の内のいずれか1つに記載のインジェクタにおいて、
前記オリフィスは、前記ダンパ室への開口部よりも前記作動室、前記作動流路または前記噴射流路への開口部の方が径小であることを特徴とするインジェクタ。 - 請求項1ないし請求項8の内のいずれか1つに記載のインジェクタにおいて、
前記アクチュエータは、圧電素子への電圧印加により発生する伸長力を前記ニードル弁の駆動力として利用することを特徴とするインジェクタ。
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