JP7064363B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
図1は本実施形態の燃料噴射装置100を示す正面断面図である。以下では、便宜上、図面に合わせて燃料噴射装置100の先端側を「下」といい、後端側を「上」という。但し、燃料噴射装置100は、例えば、先後方向を上下方向に対して斜めにして、又は先後方向を水平方向にして設置する等、先後方向を任意の方向にして設置することができる。燃料噴射装置100は、ボディ10と、ノズルニードル20と、制御弁101とを有する。
次に、制御弁101の構成について説明する。制御弁101は、弁室30と弁体40と付勢部材49とアクチュエータ70とを有する。弁室30は、上側プレート12に下方に開口する形で形成されている。弁室30には、高圧ポート31と圧力室ポート34と駆動ポート36と低圧ポート39とが連通している。
次に同図1を参照しつつ、燃料噴射装置100の機能について説明する。アクチュエータ70が通電されていない状態では、付勢部材49の付勢力により弁体40が上昇している。それにより、弁体40は、高圧ポート31の開口を開くと共に低圧ポート39の開口(駆動ポート36の開口)を塞ぐ第1位置P1(ストロークの上端)に配される。そのため、圧力室25は、圧力室ポート34、弁室30、高圧ポート31を介して高圧通路18に連通する。そのため、圧力室25内は、高圧通路18から供給される高圧燃料Hが蓄積することで、高圧になっている。この状態では、圧力室25内の圧力等がノズルニードル20を下方に押圧する力の方が、高圧通路18内の圧力等がノズルニードル20を上方に押圧する力よりも、大きくなる。そのため、ノズルニードル20は下降しており、下端部で噴孔18aを塞いでいる。すなわち、ノズルニードル20は閉弁している。
この状態(図1の状態)から、アクチュエータ70に電圧が印加されると、軸部72が下方に伸長し、その伸長は大径ピストン74、油圧室75、小径ピストン76に伝達される。小径ピストン76は、下端部のロッド77で、弁体40を下方に押圧する。
この状態から、アクチュエータ70に印加された電圧が放電されると、再び図1に示すように、軸部72が上昇し、大径ピストン74、油圧室75、及び小径ピストン76が初期位置まで戻る。そのため、ロッド77を介し下方に押圧されていた弁体40が上昇する。
本実施形態によれば、上記のとおり、噴射サイクル毎のバラツキの少ない安定した噴射が可能となるので、安定したエンジン出力を実現できる。
図3(b)は、第2実施形態の制御弁102を示す正面断面図である。図3(a)は、IIIa-IIIa線の断面を示す平面図である。本実施形態は弁体傘部41のカット部42(流路)の箇所を多くしたものである。このように、カット部42の箇所を多くすることで、燃料流れが均一化され、弁体40に作用する側方への力の偏りが小さくなり、上下方向への変位がより安定化する。
図4は、第3実施形態の制御弁103を示す正面断面図である。弁体傘部41は、第1実施形態のものに比べて小さく、そのため、外周面が弁室30の内周面に摺接していない。代わりに、弁体軸部45が下方に長くなっている。そして、弁室30の底面には、ガイド凹部32が形成されている。そのガイド凹部32の底面に高圧ポート31が連通している。そのガイド凹部32の内周面が変位ガイド面Gdを構成している。その変位ガイド面Gdに、弁体軸部45の下部の外周面が摺接している。また、弁体軸部45の下部には、流路を確保するための複数のカット部47が周方向に間隔をおいて形成されている。本実施形態によっても、本発明を実施できる。
図5は、第4実施形態の制御弁104を示す正面断面図である。本実施形態については、第3実施形態と異なる点のみを説明する。弁体40が上側部分40aと下側部分40bに分割されている。上側部分40aは、弁体軸部45における弁体傘部41よりも上側の部分のみであり、低圧ポート39の開口を塞ぐ部分を含んでいる。他方、下側部分40bは、それ以外の部分全てであり、高圧ポート31の開口を塞ぐ部分を含んでいる。本実施形態によれば、弁体40における低圧ポート39の開口を塞ぐ部分と高圧ポート31の開口を塞ぐ部分との間の加工精度が不要となり、容易かつ安価にシール性を確保できるようになる。
図6を参照しつつ、第5実施形態の制御弁105を説明する。図6(a)は、弁体40が第1位置P1に配されたときを示す正面断面図であり、図6(b)は、弁体40が第2位置P2に配されたときを示す正面断面図である。弁体軸部45における上端面に被ガイド穴46が設けられている。その被ガイド穴46にアクチュエータ70のロッド77の先端部が摺動自在に挿入されている。そのロッド77の先端部の外周面が変位ガイド面Gdを構成している。本実施形態によっても、本発明を実施できる。なお、本実施形態では、被ガイド穴46にロッド77が摺動自在に挿入されているが、ロッド77のストロークを弁体40のストロークと同じに揃えることができる場合には、摺動不能に係合させてもよい。
図7を参照しつつ、第6実施形態の制御弁106を説明する。図7(a)は、弁体40が第1位置P1に配されたときを示す正面断面図である。図7(b)は、弁体40が上下中間部にあるときを示す正面断面図である。図7(c)は、弁体40が第2位置P2に配されたときを示す正面断面図である。
図8を参照しつつ、第7実施形態の制御弁107を説明する。図8(a)は、弁体40が第1位置P1に配されたときを示す正面断面図であり、図8(b)は、弁体40が第2位置P2に配されたときを示す正面断面図である。本実施形態については、第6実施形態と異なる点のみを説明する。
図9を参照しつつ、第8実施形態の制御弁108を説明する。図9(a)は、弁体40が第1位置P1に配されたときを示す正面断面図であり、図9(b)は、弁体40が第2位置P2に配されたときを示す正面断面図である。本実施形態については、第6実施形態と異なる点のみを説明する。弁体本体55と第1シール体52と第2シール体58とが一体となっている。本実施形態によっても本発明を実施できる。
図10,図11を参照しつつ、第9実施形態の制御弁109を説明する。図10(a)は、本実施形態の制御弁109を示す正面断面図である。図10(b)は、Xb-Xb線の断面を示す底面図である。本実施形態については、第8実施形態と異なる点のみを説明する。
上記実施形態は、次のように変更して実施することもできる。例えば、図1等に示す弁体40の往復変位方向を燃料噴射装置100の先後方向とは異なる方向にしてもよい。また、例えば、アクチュエータ70を電磁ソレノイド等にしてもよい。また、ロッド77で弁体傘部41を押圧するようにしてもよい。
Claims (6)
- 噴孔(18a)を備えているボディ(10)と、前記ボディ内に摺動自在に収容されており摺動により前記噴孔を開閉するノズルニードル(20)と、内部の圧力変化により前記ノズルニードルを摺動させる圧力室(25)と、前記圧力室内の圧力を変化させる制御弁(101~109)とを有し、
前記制御弁は、弁室(30)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記圧力室が接続されている圧力室ポート(34)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に高圧源が接続される高圧ポート(31)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記高圧源よりも低圧の低圧源が接続される低圧ポート(39)と、前記弁室内に往復変位自在に収容されている弁体(40)とを有し、前記弁体は、前記往復変位により、前記高圧ポートの開口を開くと共に前記低圧ポートの開口を塞ぐ第1位置(P1)と、前記高圧ポートの開口を塞ぐと共に前記低圧ポートの開口を開く第2位置(P2)とに変位するように構成され、
前記弁体の変位により、前記圧力室内の圧力を変化させて前記ノズルニードルを摺動させることにより、前記噴孔を開閉する燃料噴射装置(100)において、
前記弁体の往復変位方向に直交する方向を側方として、前記制御弁は、前記弁体が前記第1位置及び前記第2位置にきたときに、前記弁体に側方側から当接することにより、前記弁体の側方への位置ズレを抑制するガイド(G)を有し、
前記ガイドは、前記弁体の往復変位方向に延びる変位ガイド面(Gd)を有し、前記弁体は前記変位ガイド面に側方から摺接するように構成され、
前記弁体は、前記弁体の往復変位方向に延びる弁体軸部(45)と、前記弁体軸部(45)から前記側方に突出している弁体傘部(41)とを有し、
前記制御弁は、前記弁体傘部を前記第1位置側に付勢する付勢部材(49)と、前記弁体を前記第2位置側に押圧するアクチュエータ(70)とを備え、
前記弁室における前記往復変位方向の少なくともいずれか一方の内端面にはガイド凹部(32)が設けられており、前記ガイド凹部の内周面が前記変位ガイド面を構成しており、前記変位ガイド面に前記弁体軸部の外周面が摺接している燃料噴射装置。 - 前記弁体は、前記低圧ポートの開口を塞ぐ低圧ポート側部分(40a)と、前記高圧ポートの開口を塞ぐ高圧ポート側部分(40b)とに分割形成されている請求項1に記載の燃料噴射装置。
- 噴孔(18a)を備えているボディ(10)と、前記ボディ内に摺動自在に収容されており摺動により前記噴孔を開閉するノズルニードル(20)と、内部の圧力変化により前記ノズルニードルを摺動させる圧力室(25)と、前記圧力室内の圧力を変化させる制御弁(101~109)とを有し、
前記制御弁は、弁室(30)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記圧力室が接続されている圧力室ポート(34)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に高圧源が接続される高圧ポート(31)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記高圧源よりも低圧の低圧源が接続される低圧ポート(39)と、前記弁室内に往復変位自在に収容されている弁体(40)とを有し、前記弁体は、前記往復変位により、前記高圧ポートの開口を開くと共に前記低圧ポートの開口を塞ぐ第1位置(P1)と、前記高圧ポートの開口を塞ぐと共に前記低圧ポートの開口を開く第2位置(P2)とに変位するように構成され、
前記弁体の変位により、前記圧力室内の圧力を変化させて前記ノズルニードルを摺動させることにより、前記噴孔を開閉する燃料噴射装置(100)において、
前記弁体の往復変位方向に直交する方向を側方として、前記制御弁は、前記弁体が前記第1位置及び前記第2位置にきたときに、前記弁体に側方側から当接することにより、前記弁体の側方への位置ズレを抑制するガイド(G)を有し、
前記ガイドは、前記往復変位方向に対して斜めに延びる第1ガイド面(G1)及び第2ガイド面(G2)を有し、
前記弁体は、前記第1位置側にきたときに前記第1ガイド面に沿って摺動し、前記第2位置側にきたときに前記第2ガイド面に沿って摺動することにより、前記側方への位置ズレが補正されるように構成され、
前記第1ガイド面は、前記低圧ポートの開口の周囲に設けられ、前記第2ガイド面は、前記高圧ポートの開口の周囲に設けられ、
前記弁体は、弁体本体(55)と、前記弁体本体とは別体であり、前記第1ガイド面に摺接する第1シール体(52)と、前記弁体本体及び前記第1シール体とは別体であり、前記第2ガイド面に摺接する第2シール体(58)とを有し、
前記制御弁は、前記弁体本体を前記第1位置側に付勢する付勢部材(49)と、前記弁体を前記第2位置側に付勢するアクチュエータ(70)とを有する燃料噴射装置。 - 弁体(40)が前記第1位置にきた状態において、前記弁体本体と前記弁室の前記第2位置側の内端面との間隙(c1)の方が、前記第2シール体と前記第2ガイド面との間隙(c2)よりも大きい請求項3記載の燃料噴射装置。
- 噴孔(18a)を備えているボディ(10)と、前記ボディ内に摺動自在に収容されており摺動により前記噴孔を開閉するノズルニードル(20)と、内部の圧力変化により前記ノズルニードルを摺動させる圧力室(25)と、前記圧力室内の圧力を変化させる制御弁(101~109)とを有し、
前記制御弁は、弁室(30)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記圧力室が接続されている圧力室ポート(34)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に高圧源が接続される高圧ポート(31)と、一端部が前記弁室に連通しており他端部に前記高圧源よりも低圧の低圧源が接続される低圧ポート(39)と、前記弁室内に往復変位自在に収容されている弁体(40)とを有し、前記弁体は、前記往復変位により、前記高圧ポートの開口を開くと共に前記低圧ポートの開口を塞ぐ第1位置(P1)と、前記高圧ポートの開口を塞ぐと共に前記低圧ポートの開口を開く第2位置(P2)とに変位するように構成され、
前記弁体の変位により、前記圧力室内の圧力を変化させて前記ノズルニードルを摺動させることにより、前記噴孔を開閉する燃料噴射装置(100)において、
前記弁体の往復変位方向に直交する方向を側方として、前記制御弁は、前記弁体が前記第1位置及び前記第2位置にきたときに、前記弁体に側方側から当接することにより、前記弁体の側方への位置ズレを抑制するガイド(G)を有し、
前記ガイドは、前記往復変位方向に対して斜めに延びる第1ガイド面(G1)及び第2ガイド面(G2)を有し、
前記弁体は、前記第1位置側にきたときに前記第1ガイド面に沿って摺動し、前記第2位置側にきたときに前記第2ガイド面に沿って摺動することにより、前記側方への位置ズレが補正されるように構成され、
前記弁室の前記往復変位方向の少なくともいずれか一方の内端面には筒体(60)が固定されており、前記筒体の前記固定された側とは反対側の端面は、螺旋状に延びると共に前記第1ガイド面又は前記第2ガイド面を構成し、前記弁体は、前記螺旋状の前記第1ガイド面又は前記第2ガイド面に摺接する螺旋状摺接面(43)を備えている燃料噴射装置。 - 前記筒体の内径の方が、前記弁体における前記筒体の内側に配される部分の外径よりも大きく、かつ、前記筒体には、前記筒体の内側から外側にまで連通する連通孔(63)が設けられている請求項5記載の燃料噴射装置。
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