JPH10153154A - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴射特性調整工程において、絞り孔を形成す
る部材の歩留まりを向上するとともに、絞り孔を形成す
る部材の取り替え回数を低減する蓄圧式燃料噴射装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 第１の絞り板５１と第２の絞り板５２が
別部材で板状に形成されているので、第１の絞り板５１
または第２の絞り板５２の一方を取り替えることによ
り、第１の絞り孔６６と第２の絞り孔６７のどちらか一
方のみの流量特性を変えることができる。したがって噴
射特性調整工程において、製造した絞り板の点数に対し
て適合する絞り板の点数の歩留りが向上する。さらに、
加工ばらつきによる噴射特性への影響が１枚分だけにな
るので、絞り板の取り替えにより所望の噴射特性を得や
すくなる。これにより、噴射特性調整工程における絞り
板の交換回数が低減し、調整工数が低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧燃料を一種の
サージタンクであるコモンレールに蓄圧し、この蓄圧さ
れた高圧燃料を内燃機関に噴射するようにした電磁制御
式の蓄圧式燃料噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高圧供給ポンプによってコモ
ンレールに高圧燃料を加圧圧送して蓄圧し、コモンレー
ルで蓄圧された高圧燃料を内燃機関（以下、「内燃機
関」をエンジンという）に噴射する電磁制御式の燃料噴
射装置として、特開昭６３−１４７９６６号公報、特開
平７−３１０６２２号公報に示されるものが知られてい
る。これら燃料噴射装置は、噴孔を開閉する弁部材の反
噴孔側に高圧燃料通路と連通する圧力制御室を設け、こ
の圧力制御室と低圧側空間とを電磁二方弁で断続するこ
とにより燃料噴射を制御している。

【０００３】高圧燃料通路と圧力制御室との間には高圧
燃料通路から圧力制御室に流入する燃料流量を制限する
第１の絞り孔が形成され、圧力制御室と低圧側空間との
間には電磁二方弁の開弁時に圧力制御室から低圧側空間
に流出する燃料流量を制限する第２の絞り孔が形成され
ている。電磁二方弁の開閉時の応答速度が変化しなけれ
ば、燃料噴射時期、燃料噴射量および燃料噴射率等の噴
射特性は第１の絞り孔および第２の絞り孔の流量特性に
よって概ね制御される。

【０００４】噴射特性の内、噴射開始時期、噴射終了時
期、および噴射初期の噴射量は、電磁二方弁が開弁した
際に高圧燃料通路から圧力制御室に流入する燃料流量
と、圧力制御室から低圧側空間に流出する燃料流量との
差によって決定される。噴射後期の噴射量および噴射切
れ（ピーク噴射率から噴射が終了するまでの時間）は、
電磁二方弁が閉弁してから圧力制御室に高圧燃料通路か
ら流入する燃料流量によって決定されることになる。し
たがって、エンジンの所望の噴射特性を得るために第１
の絞り孔または第２の絞り孔を形成する部材を取り替え
て各絞り孔の流量特性を変更することにより調整作業を
行っている。

【０００５】前述したように、燃料噴射時期、燃料噴射
量および燃料噴射率等の噴射特性は第１の絞り孔および
第２の絞り孔の流量特性によってほぼ一義的に決定され
るため、各絞り孔の加工時の孔形状や孔面積、孔真円
度、孔入口形状、孔出口形状および孔面粗度等の精度に
よって燃料噴射時期、燃料噴射量および燃料噴射率は大
きくばらつく。

【０００６】また、エンジン運転領域の全域に渡って確
実に燃料噴射が可能で、噴射初期に燃料噴射率を押さ
え、かつ噴射切れを良好に行う理想的な燃料噴射を実現
するため、極めて加工困難で高精度を得ることが困難な
φ０．２〜φ０．４mm程度の微細径で前述した第１の絞
り孔および第２の絞り孔を加工する必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−３１０６２２号公報に示される燃料噴射装置では、
第１の絞り孔および第２の絞り孔は同一部材に加工され
ているので、燃料噴射時期、噴射初期の特性または噴射
後期の特性等を調整、あるいはそれら全ての特性を調整
するためにどちらか一方の絞り孔の流量特性を変えよう
としても両絞り孔の形成されている部材を取り替えなけ
ればならない。したがって、噴射特性調整工程において
製造部材点数に対する適合部材点数の歩留まりが低くな
るという問題がある。さらに、一度に両方の絞り孔が変
わることにより絞り孔の加工精度のばらつきが相乗され
ることもあるので所望の流量特性を得難い。これにより
部材の取り替え回数が増加するので調整工数が増加する
という問題もある。

【０００８】特開昭６３−１４７９６６号公報に示され
る燃料噴射装置では、第１の絞り孔および第２の絞り孔
が形成されている部材が別部材であるため、一方の部材
を取り替えればその部材に形成された絞り孔の流量特性
を変更することができる。しかし、両部材の一方が他方
を摺動可能に支持しており、この摺動部で圧力制御室の
高圧燃料をシールする必要があるので、両部材の摺動を
可能にした上で高圧燃料をシールできるように摺動クリ
アランスは非常に小さくなっている。したがって、一方
の部材だけを取り替えるとクリアランスが小さすぎて摺
動が困難になったり、クリアランスが大きくなりすぎて
燃料が漏れたりするという問題が生じやすいので、実際
に取り替える場合は、摺動性およびシール性の確認され
た別の両部材と元の両部材とを取り替えなければなら
ず、前述した特開平７−３１０６２２号公報に示さる燃
料噴射装置と同様に噴射特性調整工程において製造部材
点数に対する適合部材点数の歩留まりが低くなるという
問題がある。さらに、一度に両方の絞り孔が変わること
により絞り孔の加工精度のばらつきが相乗されることも
あるので、所望の流量特性を得難く、部材の取り替え回
数が増加し、調整工数が増加するという問題も同様に発
生する。

【０００９】前述したように各絞り孔の径は非常に小さ
いので、例えば最も一般的な加工方法であるドリル加工
にて孔開けを行う場合、工作機械へのドリル取付時の振
れ、ドリルの切れ味、さらにドリルそのものの径のばら
つきにより孔形状や精度にばらつきが発生しやすい。ま
た、ドリル孔開け後のバリ取り作業も容易ではなく、そ
のバリの除去量の違いによっても孔を通過する流量のば
らつきが大きくなる。したがって、絞り孔を形成する部
材を取り替えたとしても所望の流量特性に加工されてい
ないために他の部材に取り替える必要が生じ、噴射特性
調整工程における部材の取り替え回数が増え調整工数が
増加するという問題がある。

【００１０】本発明はこのような間題点に鑑み、噴射特
性調整工程において、絞り孔を形成する部材の歩留まり
を向上するとともに、絞り孔を形成する部材の取り替え
回数を低減する蓄圧式燃料噴射装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
蓄圧式燃料噴射装置によると、第１の絞り孔を形成する
第１の絞り板と第２の絞り孔を形成する第２の絞り板が
それぞれ別部材で構成されているので、噴射特性調整工
程において、第１の絞り板および第２の絞り板の一方を
取り替えるだけで第１の絞り孔と第２の絞り孔のどちら
か一方のみの流量特性を変えることができる。

【００１２】したがって、例えば噴射特性の調整工程に
おいて、噴射率波形、圧力制御室の圧力、あるいは噴孔
を開閉する弁部材の変位等をモニターしながら第１の絞
り孔および第２の絞り孔の流量特性を任意に変えること
ができるので、噴射開始時期、噴射量、噴射終了時期等
が容易に調整でき、所定の噴射量範囲に調整することが
可能となる。さらに、第１の絞り板および第２の絞り板
の歩留まりを向上させることができる。

【００１３】さらに、２枚の絞り板を一度に代える必要
がないので、加工ばらつきによる噴射特性への影響が１
枚分だけになる。したがって、絞り板の取り替えにより
所望の噴射特性を得やすいので噴射特性調整工程におけ
る絞り板の取り替え回数が低減し、調整工数が低減す
る。本発明の請求項２記載の蓄圧式燃料噴射装置による
と、第１の絞り孔および第２の絞り孔を各絞り板の軸と
平行に形成することにより、加工が容易になり、かつ加
工精度を向上することができる。

【００１４】本発明の請求項３記載の蓄圧式燃料噴射装
置によると、ドリル加工後にさらにリーマ加工を施して
各絞り孔を形成することにより加工精度を向上すること
ができるので、所望の流量特性を有する絞り孔を得るこ
とができる。本発明の請求項４記載の蓄圧式燃料噴射装
置によると、第１の絞り孔と第２の絞り孔を放電加工で
形成することにより加工精度をさらに向上することがで
きる。

【００１５】本発明の請求項５記載の蓄圧式燃料噴射装
置によると、第１の絞り孔および第２の絞り孔の最終加
工工程において、流体に砥粒を混入させた研摩材を所定
流量に達するまで通過させる研摩加工を施すことにより
加工精度を向上することができる。したがって、第１の
絞り孔と第２の絞り孔個々の流量特性のばらつきも少な
くなるので、噴射特性調整工程において絞り板の取り替
え回数を少なくすることができる。

【００１６】本発明の請求項６記載の蓄圧式燃料噴射装
置によると、第１の絞り板および第２の絞り板をノック
ピンにて位置決めするため、絞り板同士の位置決めが容
易になる。本発明の請求項７記載の蓄圧式燃料噴射装置
によると、第１の絞り板および第２の絞り板は２本のノ
ックピンにより位置決めされ、各絞り板の中心から各絞
り板に形成された２本のノックピンを貫挿する２個の貫
通孔の中心までの距離は異なり、各絞り板の中心は２個
の貫通孔の中心を通る仮想直線上に位置しないことによ
り、絞り板を取り替える際に絞り板の左右または表裏を
間違えてもノックピンを挿入できない。したがって、絞
り板を取り替える際の誤組み付けを無くすことができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の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〜図６に示す。図２に示すインジェクタ１は、図
示しないディーゼルエンジンの燃焼室内へ間欠的に燃料
を噴射する電磁制御式の燃料噴射装置であって、高圧燃
料を蓄圧する図示しないコモンレールから図示しない燃
料配管がインレット６０に接続されており、コモンレー
ルから高圧燃料が供給されている。また、図示しないエ
ンジン制御装置（以下、「エンジン制御装置」をＥＣＵ
という）からインジェクタ１に制御信号を送出するワイ
ヤハーネスがコネクタ７０に接続されており、ＥＣＵか
ら送出される制御信号によりインジェクタ１の燃料噴射
が制御される。

【００１８】インジェクタ１の噴孔側に設けられた噴射
ノズル１０のノズルボディ１１には、噴孔１１ａを開閉
するニードル弁２０が往復移動可能に収容されている。
ノズルボディ１１およびインジェクタボディ１３はパッ
キンチップ１２を挟んでリテーニングナット１４で結合
されている。ニードル弁２０の反噴孔側にはプレッシャ
ピン２１が配設されており、プレッシャピン２１の反噴
孔側にはプレッシャピン２１に接触あるいは連結する制
御ピストン２２が配設されている。ニードル弁２０、プ
レッシャピン２１および制御ピストン２２は、特許請求
の範囲に記載した「弁部材」を構成している。プレッシ
ャピン２１はスプリング２３内に貫挿されており、スプ
リング２３はプレッシャピン２１を図２の下方、つまり
噴孔閉塞方向に付勢している。２５と２６はニードル弁
２０を閉弁方向に付勢するためのスプリング２３のセッ
ト荷重調整用のスペーサである。制御ピストン２２の反
噴孔側には圧力制御室６２が設けられている。

【００１９】インレット６０内に収容された燃料フィル
タ６１から導入された高圧燃料は、高圧燃料通路６３と
高圧燃料通路６４とに分岐する。高圧燃料通路６３に分
岐した高圧燃料はニードル弁２０の周囲に環状に形成さ
れた燃料溜まり２４に供給され、高圧燃料通路６４に分
岐した高圧燃料は圧力制御室６２に供給されている。燃
料溜まり２４内の高圧燃料の圧力は図２の上方、つまり
燃料溜まり２４と噴孔１１ａとが連通するリフト方向に
ニードル弁２０を付勢し、圧力制御室６２内の高圧燃料
の圧力は図２の下方、つまりニードル弁２０が噴孔１１
ａを閉塞する方向に制御ピストン２２を付勢する。

【００２０】図３に示す低圧燃料通路６５は制御ピスト
ン２２およびニードル弁２０の摺動クリアランスからの
リーク燃料を回収するための燃料通路であり、スプリン
グ２３を収容するばね室２７と連通している。図１に示
すように、低圧燃料通路６５は、後述する第１絞り板５
１および第２絞り板５２にそれぞれ形成された燃料通路
５１ｂ、５２ｂを介して低圧側空間としての低圧燃料室
６８に連通している。低圧燃料室６８の燃料は、バルブ
シリンダ４５内に設けられた低圧燃料通路４５ａ、弁軸
４１内に設けられた低圧燃料通路４１ａ、押圧部材４２
に設けられた低圧燃料通路４２ａ、アーマチャ３４を貫
通する貫通孔３４ａ、コア３１の中心を連通する低圧燃
料通路３１ａ、ハウジング５０内に設けられた低圧燃料
通路６９を経て、図２に示すリーク燃料回収用のユニオ
ン７３内の低圧燃料通路７３ａに流出する。したがっ
て、インジェクタ内の余剰燃料は最終的には低圧燃料通
路６９、低圧燃料通路７３ａを介してインジェクタ１の
外部に排出される。

【００２１】図１に示すように、第１の絞り板５１、第
２の絞り板５２はインジェクタボディ１３とバルブシリ
ンダ４５との間に重ねられて挟持されている。第１の絞
り孔６６は第１の絞り板５１に形成され、高圧燃料通路
６４から圧力制御室６２へ流入する燃料流量を規制して
いる。第２の絞り孔６７は第２の絞り板５２に形成さ
れ、圧力制御室６２から低圧燃料室６８へ流出する燃料
流量を規制している。図５および図６に示すように、第
１の絞り孔６６、第２の絞り孔６７は各絞り板の軸と平
行に形成されているので、容易にかつ高精度に加工でき
る。

【００２２】第１の絞り板５１、第２の絞り板５２は円
板状に形成され、中心軸から同一間隔だけオフセットさ
れた位置に貫通孔５１ａ、５２ａがそれぞれ２個形成さ
れている。貫通孔５１ａ、５２ａは図３に示す位置決め
用のノックピン５５を貫挿する孔である。各絞り板の中
心は、各絞り板に形成された２個の貫通孔の中心を結ぶ
仮想直線上に位置していないので、両絞り板を重ねて貫
通孔５１ａ、５２ａにノックピン５５を挿入することに
より各絞り板の回転方向は一義的に決定される。そし
て、２本のノックピン５５によってインジェクタボディ
１３に対する各絞り板の位置決めがなされた状態で、バ
ルブシリンダ４５とインジェクタボディ１３とがねじ結
合している。

【００２３】また図５および図６に示すように、第１の
絞り板５１、第２の絞り板５２には燃料通路５１ｂ、５
２ｂが形成されている。燃料通路５１ｂ、５２ｂはノッ
クピン５５で位置決めした状態で連通する位置に形成さ
れており、低圧燃料通路６５と低圧燃料室６８とを連通
している。図６の（Ｂ）に示すように、第２の絞り板５
２の電磁弁３０側には、電磁弁３０の後述する球状部材
４３の平面シート座となる円環状の平面部５２ｃが加工
されている。球状部材４３が平面部５２ｃに密着するこ
とにより圧力制御室６２と低圧燃料室６８との連通が遮
断される。

【００２４】第１の絞り孔６６および第２の絞り孔６７
を、通常のドリル加工後にリーマ加工を施して形成して
もよいし、放電加工により形成してもよい。さらに、最
終加工工程において、流体に砥粒を混入させた研摩材を
所定流量に達するまで通過させて絞り孔を研摩加工して
もよい。図１に示す電磁弁３０は、圧力制御室６２と低
圧燃料室６８とを断続する電磁二方弁であり、リーテー
ニングナット５９とインジェクタボディ１３との間に配
設されている。ピン５３はコア３１とハウジング５０と
の回転方向の位置決めを行うものであり、かつリテーニ
ングナット５９を締めつけるときにコア３１とハウジン
グ５０とが互いに相対回動しコイル３２に給電する図３
に示す給電ターミナル７２に負荷が加わることを防止す
るものである。

【００２５】図１に示すように、コイル３２はコア３１
内に巻装されており、図２に示すコネクタ７０に埋設さ
れたターミナル７１から電力が供給される。コア３１は
厚さ０．２mm程度の珪素鋼板をスパイラル状に積層して
形成したものであり、内周に配設した図１に示す円筒部
材３３に珪素鋼板が溶接されている。後述する可動部材
４０の押圧部材４２は円筒部材３３の内部に貫挿されて
いる。

【００２６】可動部材４０は、弁軸４１、押圧部材４
２、球状部材４３および支持部材４４からなる。弁軸４
１と押圧部材４２とは圧力制御室６２の燃料圧力から受
ける力およびスプリング４７の付勢力により互いに押圧
されており、別体に形成されてはいるが離反しないで往
復移動する。押圧部材４２は磁気回路への影響を避ける
ために非磁性ステンレス等で構成されている。弁軸４１
はコア３１の噴孔側に配設されたバルブシリンダ４５に
往復移動可能に支持されており、耐摩耗性に優れた材質
で形成されている。弁軸４１は磁気回路外にあるので磁
性体で構成してもかまわない。弁軸４１のコア側には径
方向および軸方向に正確に位置決めされたアーマチャ３
４が圧入、かしめ、溶接のいずれかまたは複数の手段で
固定されており、弁軸４１はアーマチャ３４とともに往
復移動する。アーマチャ３４は耐摩耗性よりも磁気回路
の一部としての特性が要求されるので、例えば珪素鋼に
より形成されている。アーマチャ３４には燃料中の移動
抵抗を低減するために複数の貫通孔３４ａが形成されて
いる。

【００２７】可動部材４０のリフト量はスペーサ５４の
軸長を変更することにより調整できる。可動部材４０の
最大リフト位置は、弁軸４１が円筒部材３３に係止され
ることにより規定される。このとき、アーマチャ３４と
コア３１との間にはエアギャップが確保されるので、コ
イル３２への通電をオンからオフにするときに速やかに
可動部材４０が図１の下方に移動する。

【００２８】弁軸４１の先端部には円筒状に形成された
支持部材４４が圧入または溶接等で固定されている。支
持部材４４と球状部材４３との間には数μｍのクリアラ
ンスが形成されており、球状部材４３は弁軸４１の先端
に形成された円錐状凹面と支持部材４４の内壁とにより
回動自在に組み付けられている。支持部材４４の先端部
をかしめることにより球状部材４３は支持部材４４から
の脱落を防止されている。球状部材４３は、セラミック
または超硬合金の球の一部分に平面部が加工された構造
になっており、弁軸４１のリフト量は後述するように１
００μｍ程度であるから、弁軸４１のリフト位置に関わ
らず球状部材４３が所定角度以上回転しようとしても球
状部材４３の平面部が第２の絞り板５２に係止される。
したがって、球状部材４３の平面部は常に第２の絞り孔
６７に面している。球状部材４３が第２の絞り板５２に
形成された平面部５２ｃとの平面同士の当接により第２
の絞り孔６７を閉塞すると、圧力制御室６２からの燃料
を完全にシールできる。また、球状部材４３と第２の絞
り孔６７との位置や相対角度がずれた場合にも確実に球
状部材４３が第２の絞り孔６７を閉塞できる。

【００２９】押圧部材４２は、摺動クリアランスよりも
大きなクリアランスを円筒部材３３と形成して円筒部材
３３に往復移動自在に貫挿されている。スプリング４７
は球状部材４３が第２の絞り孔６７を閉塞する方向に押
圧部材４２を付勢している。スプリング４７の付勢力は
シム４６の厚みを変更することにより調節できる。次
に、第１実施例における各部寸法を示す。

【００３０】第１の絞り孔６６の直径＝φ０．２０mm、
第２の絞り孔６７の直径＝φ０．３２mm、制御ピストン
２２の直径＝φ５．０mm、可動部材４０のストローク＝
０．１０mm、ニードル弁２０の直径＝φ４．０mm、ニー
ドル弁２０のシート径＝φ２．２５mmである。また、ス
プリング４７の荷重は５０Ｎ、スプリング２３の荷重は
４０Ｎである。

【００３１】次に、インジェクタ１の作動について説明
する。 (1) コイル３２への通電オフ時、スプリング４７の付勢
力により押圧部材４２が図１の下方に押下される。球状
部材４３は第２の絞り板５２に着座し、圧力制御室６２
と低圧燃料室６８との連通が遮断される。電磁弁３０の
可動部材４０を閉弁方向に付勢するためのスプリング４
７のセット荷重は５０Ｎに設定されている。一方、電磁
弁３０のシート径である第２の絞り孔６７の直径がφ
０．３２mm、シート最大直径がφ０．５０mmに設定され
ているので、コモンレールから導入される燃料圧力（≒
圧力制御室圧力）が１５０ＭＰａの場合においても電磁
弁３０を開弁方向に作用させる油圧荷重は１９．５Ｎで
ある。したがって、コイル３２への通電がオフされてい
る限り可動部材４０はリフトしない。

【００３２】また、制御ピストン２２の直径＝φ５．０
mm、ニードル弁２０の直径＝φ４．０mm、ニードル弁２
０のシート径＝φ２．２５mmであることから、制御ピス
トン２２の受圧面積はニードル弁２０の受圧面積よりも
大きく、その差は約１１mm²に設定されている。さら
に、スプリング２３の付勢力は噴孔閉塞方向に働いてい
るので、コイル３２への通電がオフされている限り圧力
制御室６２の燃料圧力から制御ピストン２２が噴孔閉塞
方向に受ける力とスプリング２３の付勢力との和は、燃
料溜まり２４の燃料圧力からニードル弁２０がリフト方
向に受ける力よりも大きい。したがって、ニードル弁２
０により噴孔１１ａは閉塞され燃料噴射は行われない。

【００３３】(2) コイル３２への通電をオンすることに
より生じる電磁力は約６０Ｎに設定されているので、コ
イル３２に発生するアーマチャ３４を吸引する電磁力と
圧力制御室６２の燃料圧力から可動部材４０が開弁方向
に受ける力との和がスプリング４７の付勢力よりも大き
くなるので可動部材４０がリフトし球状部材４３は第２
の絞り板５２から離座する。球状部材４３が第２の絞り
板５２から離座すると、第２の絞り孔６７と低圧燃料室
６８とが連通し、圧力制御室６２の燃料が第２の絞り孔
６７から低圧燃料室６８に流出する。第２の絞り孔６７
の通路抵抗は第１の絞り孔６６の通路抵抗よりも小さい
ので、球状部材４３が第２の絞り板５２から離座し圧力
制御室６２と低圧燃料室６８とが連通すると圧力制御室
６２の燃料圧力が低下する。圧力制御室６２の燃料圧力
が低下し、圧力制御室６２の燃料圧力から制御ピストン
２２が噴孔閉塞方向に受ける力とスプリング２３の付勢
力との和が、燃料溜まり２４の燃料圧力からニードル弁
２０がリフト方向に受ける力よりも小さくなると、ニー
ドル弁２０がリフトし、噴孔１１ａから燃料が噴射され
る。

【００３４】上記状態が続き、所定の噴射終了時期がく
るとコイル３２への通電を遮断する。この時、アーマチ
ャ３４を吸引するための電磁力６０Ｎが０になるため、
可動部材４０を閉弁方向に付勢するスプリング４７の付
勢力によって電磁弁３０は閉弁する。すると、高圧燃料
通路６４から第１の絞り孔６６を介して圧力制御室６２
に流入する高圧燃料により圧力制御室６２の圧力が上昇
し、圧力制御室６２の燃料圧力から制御ピストン２２が
噴孔閉塞方向に受ける力とスプリング２３の付勢力との
和が、燃料溜まり２４の燃料圧力からニードル弁２０が
リフト方向に受ける力よりも大きくなるので、ニ一ドル
弁２０が噴孔１１ａを閉塞し噴射が終了する。

【００３５】以上の噴射開始から噴射終了までの可動部
材４０の変位量、圧力制御室６２の圧力、制御ピストン
２２の変位量、および噴孔１１ａから噴射される噴射率
のそれぞれの変化と、第１の絞り孔６６または第２の絞
り孔６７の流量特性との関係を図７の特性図を用いてさ
らに詳細に説明する。図７に示す実線と点線の特性は、
第１の絞り孔の流量特性を変えたものであり、実線の方
が径が小さい。つまり、実線の方が通路抵抗が大きくな
っている。

【００３６】インジェクタ１の噴射特性は、第１の絞り
孔６６から圧力制御室６２に流入する燃料流量と、第２
の絞り孔６６を介して圧力制御室６２から低圧燃料室６
８に流出する燃料流量によって概ね決定される。噴射特
性の内、噴射開始時期、初期噴射率の上昇度合いは、電
磁弁３０が開弁した後に圧力制御室６２へ流入する燃料
流量と、圧力制御室６２から低圧燃料室６８に流出する
燃料流量との差によって決定される。すなわち、第１の
絞り孔６６および第２の絞り孔６７の流量特性が変われ
ば、電磁弁３０が開弁した直後の圧力制御室６２におけ
る圧力の降下速度が変わり、噴射開始時期が変わる。し
たがって、各絞り板の流量特性にばらつきがあると、電
磁弁３０が開弁してから制御ピストン２２の開弁圧に達
するまでの時間が変わり、噴射開始時期が変わる構造と
なっている。

【００３７】図７に示すように、第１の絞り孔において
通路抵抗の大きい実線の方が圧力制御室６２の圧力降下
速度が早くなっており、噴射開始時期も早く、初期噴射
率の上昇度合いが大きい。圧力制御室２２の圧力が降下
して制御ピストン２２の開弁圧に達し制御ピストン２２
が開弁行程に入ると、制御ピストン２２に作用する開弁
方向と閉弁方向の力は静的に釣り合った状態となる。し
かしながら、第１実施例では第２の絞り孔６７の通路抵
抗を第１の絞り孔６６の通路抵抗よりも小さくすること
により圧力制御室６２から流出する燃料流量を圧力制御
室６２に流入する燃料流量よりも大きくなるように設定
してあるので、次の瞬間には圧力制御室６２の圧力が低
下する。このため、静的な力の釣り合いが崩れ開弁方向
の力が閉弁方向の力より大きくなるので、制御ピストン
２２が開閉弁方向に力の釣り合う位置までリフトする。
この繰り返しにより、最終的に制御ピストン２２は設定
された所定のリフト位置まで到達する。制御ピストン２
２の開弁行程における圧力制御室６２の圧力はほぼ一定
している。この一定圧力と開弁圧は、第１の絞り孔６６
および第２の絞り孔６７の流量特性によらず、噴孔開放
方向と噴孔閉塞方向にそれぞれ作用するニードル弁２０
と制御ピストン２２との受圧面積の差とニードル弁２０
を噴孔閉塞方向に付勢するスプリング２３の付勢力とか
ら一義的に決まる。また、一定圧力が継続する時間は制
御ピストン２２がフルリフト点まで到達するまでの時間
であるため、第１の絞り孔６６および第２の絞り孔６７
の流量特性が変化すれば変化する構造となっており、図
７に示すように通路抵抗の小さい点線に示す第１の絞り
孔の方が実線よりも継続時間が長くなっている。

【００３８】制御ピストン２２がフルリフト点まで到達
すると、圧力制御室６２の圧力はニードル弁２０の開弁
圧より低下し、第１の絞り孔６６および第２の絞り孔６
７の流量特性の差のみで決まる圧力まで低下し、その圧
力値が持続される。これは、燃料噴射率がほぼ一定とな
る領域であり、ニードル弁２０の先端での圧力が一定で
あればその大きさに変化は生じない。

【００３９】さらに時間が経過し所定の噴射終了時期が
近づくとコイル３２への通電をオフし電磁弁３０を閉弁
させる。すると、開弁時と同様に噴孔開放方向と噴孔閉
塞方向にそれぞれ作用するニードル弁２０と制御ピスト
ン２２との受圧面積の差とニードル弁２０を噴孔閉塞方
向に付勢するスプリング２３の付勢力とから一義的に決
まる閉弁圧に達するまで圧力制御室６２の圧力が上昇す
る。圧力制御室６２の圧力が閉弁圧に達すると制御ピス
トン２２が噴孔閉塞側に移動する。厳密には、コイル３
２への通電がオフされスプリング４７の付勢力により可
動部材４０が第２の絞り孔６７の閉塞方向に移動するに
したがい第２の絞り孔６７から流出する燃料流量が減少
するので、電磁弁３０の閉弁前に制御ピストン２２は噴
孔閉塞側に移動する。

【００４０】制御ピストン２２の閉弁圧は、開弁圧と同
様に、第１の絞り孔６６および第２の絞り孔６７の流量
特性によらず同じ値になるが、電磁弁３０が閉弁を開始
してから、制御ピストン２２の閉弁圧まで圧力制御室６
２の圧力が上昇するまでの時間は、第１の絞り孔６６お
よび第２の絞り孔６７の流量特性が変わり電磁弁３０の
開弁時点での圧力制御室６２の圧力に差があれば、当然
のことながら変化する。さらに、制御ピストン２２の閉
弁行程では、開弁行程と同様に第１の絞り孔６６および
第２の絞り孔６７の燃料流量の差により噴孔閉塞に要す
る時間が変化する構造となっている。図７に示すように
通路抵抗の大きい実線に示す第１の絞り孔の方が点線よ
りも噴孔閉塞に要する時間が長くなっている。つまり、
噴射終了時の燃焼噴射率の降下速度が遅くなっている。

【００４１】以上のごとく、第２の絞り孔の流量特性を
変化させず第１の絞り孔の通路抵抗を大きくすると、噴
射開始時期が早く、初期噴射率が高い噴射特性を有す
る。また噴射終了時期が遅く、噴射切れ（ピーク噴射率
から噴射が終了するまでの時間）が遅い噴射特性にな
る。逆に、第２の絞り孔の流量特性を変化させず第１の
絞り孔の通路抵抗を小さくすると、噴射開始時期が遅
く、初期噴射率が低い噴射特性を有する。また噴射終了
時期が早く、噴射切れが早い噴射特性になる。

【００４２】噴射切れを除く噴射特性は、第１の絞り孔
に流入する燃料流量と第２の絞り孔から流出する燃料流
量との差によって依存する。したがって、第１の絞り孔
の通路抵抗を変化させず第２の絞り孔の通路抵抗を変化
させても、噴射開始時期、初期噴射率、噴射終了時期を
変動させることができる。噴射切れは、第２の絞り孔の
通路抵抗を変更しても変動せず、第１の絞り孔の通路抵
抗を変更することにより変動させる。

【００４３】以上説明した本発明の第１実施例では、第
１の絞り孔６６と第２の絞り孔６７を構成する第１の絞
り板５１、第２の絞り板５２がそれぞれ別部材で構成さ
れているため、噴射特性調整工程において第１の絞り板
５１または第２の絞り板５２のどちらか一方を取り替え
れば、第１の絞り孔６６と第２の絞り孔６７のどちらか
一方の流量特性だけを変えることができる。よって、噴
射開始時期や、初期噴射率、また噴射終了時期や噴射切
れを任意に調整可能である。したがって噴射特性調整工
程において、製造した絞り板の点数に対して適合する絞
り板の点数の歩留りが向上する。さらに、２枚の絞り板
を一度に取り替える必要がないので、加工ばらつきによ
る噴射特性への影響が１枚分だけになる。したがって、
絞り板の取り替えにより所望の噴射特性を得やすくなる
ので噴射特性調整工程における絞り板の取り替え回数が
低減し、調整工数が低減する。

【００４４】絞り板を取り替える際、各絞り孔の流量特
性を予め検査しておく必要があることは言うまでもな
い。第１実施例では、各絞り板単品の状態で１０ＭＰａ
のディーゼル燃料である軽油を通過させ、その燃料流量
を測定する方法で検査している。噴射特性の調整工程に
おいて、噴射率波形、圧力制御室圧、あるいはニードル
弁変位等をモニターすれば、第１の絞り孔と第２の絞り
孔の流量特性を任意に意図する方向に変換することがで
きるため、噴射開始時期、噴射量、噴射終了時期の調整
が容易に行え、所定の噴射量範囲に調整することが可能
となる。

【００４５】さらに、本実施例の第１の絞り孔および第
２の絞り孔には、通常のドリル加工に加えてリーマ加工
を行っている。あるいはドリル加工ではなく、放電加
工、さらには最終加工工程にて流体に砥粒を混入させた
研摩材を所定流量に達するまで通過させる研摩加工が施
されおり、それぞれの絞り孔の加工精度を極めて高くす
ることができる。それぞれの部材の燃料通過方向に沿っ
て所定の時間研摩を行う研摩加工が施された絞り孔を採
用するので、ドリル加工や放電加工だけを施した絞り孔
に比べ、流量係数に大きく作用する燃料入口部のＲ形状
のばらつきが少なく、流量特性に関し極めてばらつきの
少ない絞り孔を得ることができる。また図５および図６
に示すように、第１の絞り孔６６および第２の絞り孔６
７は、それぞれを形成する部材の軸線に対し平行に配設
された孔であり、ドリル加工、リーマ加工、放電加工を
する際にも加工しやすい上に、砥粒を混入させた研摩材
を通過させる際にも絞り孔全面に均一に砥粒が接触でき
るので加工時のばらつきが非常に少ない。

【００４６】さらに第１実施例では、加工時に絞り孔を
通過する砥粒の流量を測定し、一定の流量になった時点
で加工を終了しているので非常に流量ばらつきが少な
く、絞り孔の入口部に関しては、通常のドリル加工等で
必要となるバリ取り作業も実施していないので、加工工
数が低減する。以上の如く、加工の最終工程において流
体に砥粒を混入させた研摩材を所定流量に達するまで通
過させる研摩加工を施すと、非常に流量ばらつきの少な
い絞り孔が実現できる。すなわち、本実施例の絞り孔の
形状や孔面積・孔真円度・孔入口形状・孔出口形状・孔
面粗度等は高精度に仕上がっている。したがって、所望
の流量特性を有する絞り孔を得ることができるので、噴
射特性の調整工程における絞り板の取り替え回数が低減
し、調整工数が低減するという効果がある。

【００４７】さらに、第１の絞り板５１および第２の絞
り板５２は、それぞれが略円板状の形状を有し、組付け
時に２本のノックピンにて回転方向の位置決めがなされ
る構成であるため、絞り板を取り替える際の誤組み付け
を少なくすることができる。 （第２実施例）本発明の第２実施例による燃料噴射装置
を図８に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には
同一符号を付す。

【００４８】第１の絞り板５６に形成された第１の絞り
孔７６は、圧力制御室６２に向けて流れる燃料流れ方向
が第１実施例と逆になるように形成されているが、作用
においては第１実施例と同じである。電磁弁３０の可動
部材８０は、弁軸８１、ロッド８２、押圧部材８３、球
状部材４３、支持部材４４からなる。第１実施例の押圧
部材４２がロッド８２および押圧部材８３の２部材から
構成されている。コイル３２に電力を供給するコネクタ
８４は、後述するスクリュウねじ９０を電磁弁３０の軸
方向上部に設けたので、電磁弁３０の斜め上方に配設さ
れている。

【００４９】スクリュウねじ９０はガスケット９１を介
してハウジング９２にねじ込まれるため、ガスケット９
１の厚みを変更することによりねじ込み量を調整するこ
とができる。そして、ハウジング９２へのスクリュウね
じ９０のねじ込み量を調整することにより、押圧部材８
３を付勢するスプリング４７の付勢力を外部から変更で
きる。

【００５０】第２実施例では、第１の絞り板８０および
第２の絞り板５２を取り替えるだけでなく、ガスケット
を取り替えスプリング４７の付勢力を変更することによ
り容易に噴射特性を調整できるので、噴射特性の調整工
程での負荷量を第１実施例に比較してさらに低くでき
る。 （第３実施例）本発明の第３実施例を図９および図１０
に示す。

【００５１】第１の絞り板１００に貫通孔１００ａ、１
００ｂ、第２の絞り板１０１に貫通孔１０１ａ、１０１
ｂがそれぞれ形成されている。各貫通孔はノックピンを
挿入し、インジェクタボディに対する第１の絞り板１０
０および第２の絞り板１０１の位置決めを行うものであ
る。ここで、貫通孔１００ａと貫通孔１００ｂとを結
ぶ仮想直線、ならびに貫通孔１０１ａと貫通孔１０１ｂ
とを結ぶ仮想直線上に各絞り板の中心が位置していな
い。さらに、各絞り板に形成した貫通孔１００ａ、１
０１ａと各絞り板の中心との距離をａ、各絞り板に形成
した貫通孔１００ｂ、１０１ｂと各絞り板の中心との距
離をｂとすると、ａ＞ｂになるように設定している。
との構成により、第１実施例と同様に各絞り板の回転
方向が一義的に決定されることに加え、各絞り板の表裏
も一義的に決定される。つまり、各絞り板の回転方向お
よび表裏を誤って組付けようとしてもノックピンを挿入
できないので、燃料通路１００ｃと燃料通路１０１ｃと
が連通しないという誤組付けを確実に防止できる。

【００５２】第３実施例では、およびの構成により
絞り板の回転方向および表裏を規制したが、本発明で
は、の構成だけを採用することにより絞り板の回転方
向を規制することも可能である。以上説明した本発明の
複数の実施例では、各絞り板にノックピンを貫挿する貫
通孔を２個形成したが、３個以上形成することも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるインジェクタの主要
部を示す断面図である。

【図２】図４のII−II線断面図である。

【図３】図４のIII −III 線断面図である。

【図４】第１実施例のインジェクタを示す平面図であ
る。

【図５】（Ａ）は第１実施例の第１の絞り板を示す平面
図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】（Ａ）は第１実施例の第２の絞り板を示す平面
図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】可動部材変位、圧力制御室の圧力、制御ピスト
ン変位、噴射率の経時変化を示す特性図である。

【図８】本発明の第２実施例によるインジェクタの主要
部を示す断面図である。

【図９】本発明の第３実施例による第１の絞り板を示す
平面図である。

【図１０】本発明の第３実施例による第２の絞り板を示
す平面図である。

【符号の説明】

１ インジェクタ（蓄圧式燃料噴射装置） １０ 噴射ノズル １１ａ 噴孔 ２０ ニードル弁（弁部材） ２１ プレッシャピン（弁部材） ２２ 制御ピストン（弁部材） ３０ 電磁弁 ３１ コア ３２ コイル ４０ 可動部材 ４１ 弁軸（可動部材） ４２ 押圧部材（可動部材） ４３ 球状部材（可動部材） ４４ 支持部材（可動部材） ５１ 第１の絞り板 ５１ａ 貫通孔 ５２ 第２の絞り板 ５２ａ 貫通孔 ６３、６４ 高圧燃料通路 ６５ 低圧燃料通路 ６６ 第１の絞り孔 ６７ 第２の絞り孔 ６８ 低圧燃料室 １００ 第１の絞り板 １００ａ、１００ｂ 貫通孔 １０１ 第２の絞り板 １０１ａ、１０１ｂ 貫通孔

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コモンレールで蓄圧された高圧燃料を内
   燃機関に噴射する蓄圧式燃料噴射装置であって、 蓄圧された高圧燃料を噴孔に供給可能な高圧燃料通路と
   前記噴孔とを断続する弁部材と、 前記弁部材の反噴孔側に設けられ前記高圧燃料通路から
   供給される燃料圧力により前記弁部材を前記噴孔遮断方
   向に付勢する圧力制御室と低圧側空間とを断続する電磁
   弁と、 前記高圧燃料通路から前記圧力制御室に流入する燃料流
   量を制限する第１の絞り孔が形成された第１の絞り板
   と、 前記第１の絞り板と厚み方向に重ねられ前記第１の絞り
   孔よりも通路抵抗が小さく前記電磁弁の開弁時に前記圧
   力制御室から前記低圧側空間に流出する燃料流量を制限
   する第２の絞り孔が形成された第２の絞り板と、 を備えることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記第１の絞り孔は前記第１の絞り板の
   軸線と平行に形成され、前記第２の絞り孔は前記第２の
   絞り板の軸線と平行に形成されることを特徴とする請求
   項１記載の蓄圧式燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 前記第１の絞り孔および前記第２の絞り
   孔は、ドリル加工後にリーマ加工を施して形成される孔
   であることを特徴とする請求項２記載の蓄圧式燃料噴射
   装置。
4. 【請求項４】 前記第１の絞り孔および前記第２の絞り
   孔は、放電加工により加工される孔であることを特徴と
   する請求項１または２記載の蓄圧式燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 前記第１の絞り孔および前記第２の絞り
   孔は、最終加工工程において、流体に砥粒を混入させた
   研摩材を所定流量に達するまで通過させる研摩加工を施
   して形成される孔であることを特徴とする請求項１〜４
   のいずれか一項記載の蓄圧式燃料噴射装置。
6. 【請求項６】 前記第１の絞り板および前記第２の絞り
   板は、それぞれが略円板状に形成され、組付け時に少な
   くとも２本のノックピンによりそれぞれ位置決めされる
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の蓄
   圧式燃料噴射装置。
7. 【請求項７】 前記第１の絞り板および前記第２の絞り
   板は２本のノックピンにより位置決めされ、各絞り板の
   中心から各絞り板に形成された前記２本のノックピンを
   貫挿する２個の貫通孔の中心までの距離は異なり、各絞
   り板の中心は前記２個の貫通孔の中心を通る仮想直線上
   に位置しないことを特徴とする請求項６記載の蓄圧式燃
   料噴射装置。