JPH0988757A - 蓄圧式燃料噴射システムの安全装置及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄圧式燃料噴射システムにおいて、内部部品
組付後の再分解が容易に行える安全装置を提供する。 【解決手段】 インジェクタが正常な間欠型の噴射を繰
り返しているとき、ボディ６の摺動孔内をピストン２６
が往復移動を繰り返す。インジェクタが過剰な燃料量を
噴射したとき、ピストン２６の入口側圧力と出口側圧力
との差圧が過大になり、ボール３０が圧縮コイルスプリ
ング３４に抗してシート部６９に当接し、燃料通路が遮
断される。部品の組付け後の検査工程において、不良品
と判定されたとき、プレート２４をねじ回してボディ６
から取り外し、ボディ６を破損することなしに、ボディ
６の内部に収容するスプリング３４、スライダ３２、ボ
ール３０またはピストン２６を新たな部品に交換するこ
とができる。したがって、交換した部品以外の部品を再
使用することができるので、製造コストを低減すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄圧式燃料噴射システ
ムに用いられる安全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平７−３５００４号公報に開示され
る安全装置は、高圧燃料を蓄える蓄圧容器と内燃機関
（以下、「エンジン」という。）の各気筒に設けられる
インジェクタとを結ぶ燃料配管の途中に取り付けられる
もので、ボディの内部に移動可能に設けられる弁部材
と、この弁部材の着座時に流路を閉じる弁座部と、この
弁座部から前記弁部材が離反する方向に付勢するスプリ
ングと、このスプリングと流体力とのバランスにより位
置が決まるピストンとを有する。そして、ピストンに
は、上流側と下流側とを連通する絞り通路が形成されて
いる。

【０００３】エンジンに供給される燃料流量の許容され
る最大流量を超える場合、弁部材が弁座部に着座するこ
とで流路を閉じる。最大流量以下の場合の作動は、前記
の絞り通路前後の差圧に起因した流体力とスプリング力
とのバランスによりピストンの位置が決まる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この蓄圧式燃料噴射シ
ステムでは、蓄圧容器に蓄圧されている高圧燃料は例え
ば１５０ＭＰａときわめて高いため、１つの気筒のイン
ジェクタより生じた反射波が蓄圧容器を介して他の気筒
に伝播され、その気筒のインジェクタの開閉時期に影響
を与え、噴射量及び噴射時期がばらついてしまうため、
上記特開平７−３５００４号公報に開示されるエンジン
の定圧噴射弁のための安全装置では、インジェクタの配
管中に蓄圧容器からのインジェクタへの燃料の供給のみ
許容し、インジェクタから蓄圧容器への燃料の圧力伝播
を規制している。

【０００５】高圧燃料を蓄える蓄圧容器とエンジン用イ
ンジェクタとを接続する燃料供給管に設けられる安全装
置は、例えば図３に示すように、ボディ６の内部に圧縮
コイルスプリング３４、スライダ３２、ボール３０およ
びピストン２６が移動可能に収容されており、ピストン
２６の一端がプレート２４に当接可能になっている。こ
のプレート２４は、ボディ６の内壁に圧入により固定さ
れている。このボディ６のプレート２４側の端部にコネ
クタ７８がボディ６の端部でかしめ固定されている。

【０００６】この従来の安全装置によると、組付時、ボ
ディ６の内部に圧縮コイルスプリング３４、スライダ３
２、ボール３０およびピストン２６を収容した後、ボデ
ィ６の一端側開口からプレート２４を圧入し、固定する
ため、プレート２４が圧入固定された後はボディ６の内
部の圧縮コイルスプリング３４、スライダ３２、ボール
３０およびピストン２６の部品交換を行うことができな
い。プレート２４をボディ６に圧入固定することは、プ
レート２４の固定作業が容易に行え、低コストでできる
という利点がある。

【０００７】しかし、このプレート２４をボディ６に圧
入固定するという取付方法を採用することにより、次の
ような問題点が生じている。安全装置を組付た後の検査
工程においてこの安全装置の作動流量測定を行う場合、
この測定流量の結果から安全装置の性能が規格外となっ
たとき、この安全装置を部品として使用することはでき
ない。このため、ボディ６を再使用するとすれば、ボデ
ィ６の内部のピストン２６、ボール３０、スライダ３２
などの部品を交換する必要がある。例えば、この安全装
置の性能を決める要素としては、ピストン２６の外径、
ピストン２６の長さ、連通路８１の内径、などがある
が、例えば、ピストン２６が不良品であれば、このピス
トン２６の部品を取り出して新たなピストンに交換する
ことで、安全装置の性能を規格内にすることができる。
この場合、ピストン２６を交換するだけで、他の部品は
そのまま再使用することができれば、部品コストが安価
になる。また、ボディ６のシート部７９とプレート２４
の端面間の長さＬが規格外でも、長さの異なるピストン
２６に交換するだけで他の部品をそのまま再使用するこ
とができれば、この場合にも部品コストは安価にでき
る。ところが、上述したようにプレート２４が圧入固定
されていると、このボディ６からプレート２４を取り外
すことはできない。したがって、安全装置の組付後の検
査工程において不良品と判定された安全装置については
再使用することができないため高コストになるという問
題がある。

【０００８】また、このような安全装置の不良品発生率
が増加した場合、使用可能な多数の部品を再使用しない
で廃棄するため、製造コストが高くなるという問題があ
る。本発明の目的は、検査工程で製品性能が規格外とな
った場合にも部品交換による多数の部品の再使用を可能
とした蓄圧式燃料噴射システムの安全装置を提供するこ
とにある。

【０００９】また本発明の別の目的は、内部部品組付後
の再分解が容易に行える蓄圧式燃料噴射システムの安全
装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の蓄圧式燃料噴射
システムの安全装置は、請求項１では、高圧燃料を蓄え
る蓄圧容器と間欠作動型のインジェクタとを接続する燃
料配管に設けられる安全装置において、シリンダボディ
の内部に収容する部品を交換可能に前記シリンダボディ
にねじ結合されるストッパを設けている。したがって、
ストッパを取り外すことで、シリンダボディの内部の部
品を容易に交換でき、交換した部品以外の部品を再使用
することができるので、製造コストを低減することがで
きる。

【００１１】請求項２に記載の安全装置では、部品の組
付け後の検査工程において、不良品と判定されたとき、
シリンダボディにねじ結合されるストッパをねじ回して
取り外し、シリンダボディを破損することなしに、シリ
ンダボディの内部に収容する付勢手段、スライダ、弁体
またはピストンを新たな部品に交換することができる。

【００１２】この安全装置によると、インジェクタが正
常な間欠型の噴射を繰り返しているとき、シリンダボデ
ィの摺動孔内をピストンが往復移動を繰り返し、このと
きのピストンの挙動は、インジェクタの噴射に応じて変
動するピストンの入口側圧力と出口側圧力との差圧によ
ってピストンが下流側へ押される力と付勢手段の付勢力
とによって決まる。そして、インジェクタが過剰な燃料
量を噴射したとき、ピストンの入口側圧力と出口側圧力
との差圧が過大になり、弁体が付勢手段に抗してシート
部に当接し、ピストンとシート部が接合するため、燃料
通路が遮断される。

【００１３】請求項３記載の蓄圧式燃料噴射システムの
安全装置の使用方法によると、組付け後の検査工程にお
いて、簡単な部品交換作業により再使用することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。多気筒ディーゼル機関用燃料噴射装置に
本発明を適用した第１実施例を図１と図２に示す。本発
明の蓄圧式燃料噴射システムの安全装置は、インジェク
タとこのインジェクタに供給する燃料の圧力を保持する
蓄圧容器との間を結ぶ燃料配管の途中に設けられてい
る。

【００１５】図２において、ディーゼル機関（以下「エ
ンジン」という）１には複数の気筒に対応して個々にイ
ンジェクタ２が配設され、インジェクタ２から各気筒へ
の燃料の噴射は、噴射制御用電磁弁３のオンオフにより
制御される。インジェクタ２は各気筒共通の高圧蓄圧容
器２０の蓄圧室４に接続されており、噴射制御用電磁弁
３が開弁している期間、蓄圧室４の燃料がインジェクタ
２からエンジン１の各気筒に噴射される。蓄圧室４には
燃料噴射圧に相当する高い所定圧が連続的に蓄圧される
必要があるため、供給配管５、吐出弁１６を経て高圧供
給ポンプ７が接続される。この高圧供給ポンプ７は、燃
料タンク８から公知の低圧供給ポンプ９を経て吸入され
た燃料を高圧に加圧し、蓄圧室４内の燃料を高圧に制御
維持する。

【００１６】このシステムを制御する電子制御ユニット
ＥＣＵ４０には、例えばエンジン回転数センサ１２およ
び負荷センサ１３より、回転数と負荷の情報が入力さ
れ、これらの信号より判断されるエンジン運転状態に応
じて決定される最適の噴射時期、噴射量（噴射期間）と
なるように、ＥＣＵ４０は各噴射制御用電磁弁３に制御
信号を出力する。これと同時に、ＥＣＵ４０は回転数と
負荷等に応じて噴射圧力が最適値となるように高圧供給
ポンプ７に制御信号を出力する。蓄圧室４には蓄圧容器
圧を検出する圧力センサ１４が配設されており、圧力セ
ンサ１４の信号が予め回転数や負荷に応じて設定した最
適値となるように高圧供給ポンプ７の吐出量を制御す
る。そして、蓄圧容器２０には、安全装置１０が取り付
けられる。

【００１７】安全装置１０は、図１に示すように、筒状
のボディ６の内部に、圧縮コイルスプリング３４、スラ
イダ３２、ボール３０、ピストン２６、プレート２４が
収容されている。圧縮コイルスプリング３４は、スプリ
ング室６７に収容され、一方の端部３４１がボディ６の
肩部６１に当接し、他方の端部３４２がスライダ３２の
肩部３２１に当接する。圧縮コイルスプリング３４の付
勢力は、極小で、流量がないときピストン２６をプレー
ト２４に当接する位置に戻す役割りを果たす。

【００１８】スライダ３２は、圧縮コイルスプリング３
４を案内する円筒状突起３２２と、ボディ６の内壁６２
に摺動する摺動部３２４とからなる。摺動部３２４は、
内壁６２との摺動をよくするための面取り部３２５が形
成されている。また摺動部３２４の端面には、ボール３
０の位置ずれを防止するための円錐状の案内凹部３２７
が形成されている。

【００１９】ボール３０は、弁部材として機能し、スラ
イダ３２の案内凹部３２７に当接し、ピストン２６の端
面２６２にも当接する。弁座部としてのシート部６９に
ボール３０が当接することにより、内壁６２により形成
される流路を完全に閉塞する。ピストン２６は、円柱状
で、下方に流体を導入する凹部２６１が形成され、この
凹部２６１と端面２６２とを連通する絞り通路に相当す
る連通路２６３が形成されている。ピストン２６の外周
壁２６４は、軸方向に同径の円柱状に形成されている。
このピストン２６は、筒状の内壁６３に軸方向に摺動可
能に収容されている。

【００２０】プレート２４は、円板状であり、板厚方向
に貫通する連通孔２４１、２４２を有し、外周部にねじ
部２４３が形成され、このねじ部２４３がボディ６の雌
ねじ部６４にねじ結合し、ピストン２６のストッパとし
て機能する。次に、この安全装置１０の作動について説
明する。図２に示すように、インジェクタ２は、噴射制
御用電磁弁３が開弁している期間、蓄圧室４の高圧燃料
を導入し、インジェクタ２からエンジン１の各気筒に噴
射する。蓄圧容器２０の蓄圧室４から高圧燃料が図１に
示す燃料流入口２２１に導入されると、この燃料は、連
通路２４１、２４２、凹部２６１、連通路２６３、内壁
６２と端面３２８との間の隙間及びスプリング室６７を
経由して、燃料導出口６８からインジェクタ２に供給さ
れる。

【００２１】本実施例によると、流量がゼロのとき、図
１に示す初期位置の状態になり、圧縮コイルスプリング
３４の付勢力によりピストン２６がプレート２４に当接
している。この状態から流量が増加すると、ピストン２
６の連通路２６３の前後の流体の差圧が発生する。この
差圧による流体力が圧縮コイルスプリング３４のスプリ
ング力より小さいときには、ピストン２６、ボール３０
およびスライダ３２の位置が図１に示す位置に保持され
る。

【００２２】次いで、絞り通路に相当する連通路２６３
の前後の流体の差圧による流体力が圧縮コイルスプリン
グ３４のスプリング力に打ち勝つと、ピストン２６、ボ
ール３０およびスライダ３２が前記初期位置から軸方向
下方に移動する。この状態では、連通路２６３の前後の
流体の差圧による流体力と圧縮コイルスプリング３４の
スプリング力とがバランスする位置にピストン２６があ
る。

【００２３】そして、連通路２６３の前後の流体の差圧
による流体力が更に増大すると、ボール３０がシート部
６９に当接する。このボール３０がシート部６９に当接
した位置では、連通路２６３の前後の流体の差圧による
流体力と、圧縮コイルスプリング３４の付勢力およびシ
ート部６９に働く反力とがバランスする。この位置では
もはや高圧流体は流れない状態となる。これにより、過
度の流体圧力による過度の流量が規制され、安全弁とし
て作用する。

【００２４】この実施例によると、部品の組付時、ボデ
ィ６の内部に圧縮コイルスプリング３４、スライダ３
２、ボール３０およびピストン２６を順に挿入し、最後
にプレート２４をねじ止め固定する。組付完了後、検査
工程においてこの安全装置１０が良品と判定されればこ
の安全装置１０をエンジンの燃料配管中に取り付ける。
検査工程においてこの安全装置１０の燃料流量を測定す
る。燃料流量が規格範囲内であればこの製品を良品と判
定し、規格外であれば不良品と判定する。

【００２５】不良品と判定された場合、この安全装置１
０のプレート２４をねじ回しして取り外し、ボディ６の
内部の部品を交換する。例えばピストン２６を交換する
ことで、ピストンストロークあるいは連通路２６３の内
径などを変更することができる。部品交換後、再度検査
し、検査において良品と判定されれば、その製品は再使
用される。再使用する場合、ピストン２６を新たな製品
に交換するだけで、他の部品を再使用することができる
ため、製品の部品コストが低減できるという効果があ
る。

【００２６】反対に、仮にプレート２４の圧入固定され
た従来品においては、このプレートをボディ６から取り
外すことはできない。このため不良検査工程において不
良品と判定された製品については、廃棄せざるをえなか
った。この場合、製品を構成する各種多数の部品をすべ
て廃品とするため、製品の材料、組付等に基づく製品コ
ストが増大するという問題点があった。これに対し、上
述のように、本実施例によると、プレート２４をねじ回
して取り外しし、ピストン２６等の部品を別部品に交
換、組付し、再度プレートをねじ留め固定することによ
り、多数の部品を再使用し、規格内に当てはまる製品を
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による蓄圧式燃料噴射システム
の安全装置を示す断面図である。

【図２】本発明の実施例による安全装置を適用したエン
ジン用燃料噴射装置を示す概略構成図である。

【図３】従来品の安全装置の断面図である。

【符号の説明】

６ ボディ（シリンダボディ） １０ 安全装置 ２４ プレート（ストッパ） ２６ ピストン ２８ スリーブ ３０ ボール（弁体） ３２ スライダ ３４ 圧縮コイルスプリング（付勢手段） ６４ 雌ねじ部 ６７ スプリング室（燃料通路） ６８ 燃料導出口（燃料通路） ６９ シート部（弁座部） ２２１ 燃料流入口（燃料通路） ２６３ 連通路（絞り通路） ２４１、２４２ 連通孔 ２４３ ねじ部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧燃料を蓄える蓄圧容器と間欠作動型
   のインジェクタとを接続する燃料配管に設けられる安全
   装置であって、 シリンダボディの内部に収容する部品を交換可能に前記
   シリンダボディにねじ結合されるストッパを設けたこと
   を特徴とする蓄圧式燃料噴射システムの安全装置。
2. 【請求項２】 高圧燃料を蓄える蓄圧容器と間欠作動型
   のインジェクタとを接続する燃料配管に設けられる安全
   装置であって、 高圧燃料を導入する導入口、前記インジェクタに高圧燃
   料を供給する導出口、および、前記導入口と前記導出口
   とを連通する摺動孔を有するシリンダボディと、 前記摺動孔に摺動自在に往復動するとともに、前記導入
   口側と前記導出口側とを連通する燃料絞り通路を有する
   ピストンと、 このピストンの出口側端部に当接する弁体と、 一端が前記弁体の出口側端部に当接し、前記シリンダボ
   ディの前記摺動孔に摺動可能なスライダと、 一端が前記スライダの前記出口側端部に当接し、他端が
   シリンダボディに当接することで、前記ピストンを導入
   口側に付勢する付勢手段と、 前記シリンダボディの内壁に形成され、前記付勢手段の
   付勢力に抗して前記弁体が着座可能なシート部であっ
   て、前記弁体の着座時に前記導入口と前記導出口の間の
   燃料の流通を遮断するシート部と、 前記ピストンの導入口側に設けられ、前記ピストンの入
   口側端部を当接可能な端面を有し、前記シリンダボディ
   の前記導入口近傍の内壁にねじ結合されるストッパとを
   備えたことを特徴とする請求項１記載の蓄圧式燃料噴射
   システムの安全装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の安全装置の使用方法であ
   って、 安全装置の性能が不良であると判定されたとき、前記ス
   トッパをねじ回して前記シリンダボディから前記ストッ
   パを取り外し、 前記シリンダボディの内部の付勢手段、スライダ、弁
   体、ピストンの少なくとも一種を別部品と交換し、 前記シリンダボディの内部に前記交換後の付勢手段、ス
   ライダ、弁体、ピストンを収容し、 しかる後、前記シリンダボディに前記ストッパをねじ回
   してねじ結合することを特徴とする蓄圧式燃料噴射シス
   テムの安全装置の使用方法。