JPH10274126A

JPH10274126A - インジェクタ

Info

Publication number: JPH10274126A
Application number: JP9133997A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Nakano; 太中野; Tadashi Uchiyama; 正内山
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料増圧式のインジェクタにおいて、作動オ
イルが作用する圧力室又は燃料が増圧される増圧室から
の動的な高圧力に起因して、増圧ピストンとその摺動中
空穴との間をシールする樹脂製シール部材が劣化するの
を防止する。【解決手段】圧力室８からの作動オイルが増圧ピスト
ン１１９と大径中空穴２６との隙間２７を通じて、スプ
リング室３０内にリークするのをシール部材である樹脂
製のＯリング４４がシールしている。圧力室８とＯリン
グ４４との間に位置する増圧ピストン１１９と大径中空
穴２６との摺動面４９ａ，４９ｂ間には、金属製のＣ形
リング９１が設けられている。圧力室からのインパルス
状の動的高圧力は、Ｃ形リング９１が受け止めて、Ｏリ
ング４４にまで作用するのを防ぎ、Ｏリング４４の劣化
を防止している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コモンレールか
ら供給された増圧室内の燃料を増圧ピストンによって増
圧するインジェクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジン用油圧作動式電子制御燃
料噴射装置として、例えば、特表平６−５１１５２７号
公報に開示されたものがある。この燃料噴射装置に用い
られるインジェクタは、エンジンの燃料噴射行程におい
て油圧作動の噴射器の燃料流量特性を可変的に制御した
り、迅速な始動を可能にしたものであり、例えば、図１
０に示されるような構造を有している。

【０００３】図１０に示すように、インジェクタ１は、
中空穴４６を備え且つ噴孔１３を形成されたノズル本体
２、増圧室７を形成する燃料供給本体（プランジャバレ
ル）５、ノズル本体２と燃料供給本体５との間に位置す
るスペーサ本体８１と中空孔２９を備えた中空スペーサ
本体２１、高圧作動オイルが供給される圧力室８を備え
ているインジェクタ本体４、及びリーク通路であるドレ
ン溝３９とドレン通路３８を備え且つソレノイド弁１６
を配置したソレノイド本体３の各本体を備えている。ケ
ース６は、ノズル本体２、スペーサ本体８１、中空スペ
ーサ本体２１及び燃料供給本体５を取り囲み、ケース６
とこれら各本体との間に燃料チャンバ２０を形成し且つ
これら本体を一体化するために、インジェクタ本体４に
固定されている。ケース６は、一端がノズル本体２の段
部の当接面１４に係止してシールされ、他端がインジェ
クタ本体４に螺入された嵌合面８０でシールされてい
る。ケース６に形成された燃料供給口１１と燃料排出口
１２がコモンレール５１に開口し、燃料がコモンレール
５１から燃料チャンバ２０に常時供給されている。

【０００４】インジェクタ１は、燃料チャンバ２０から
供給された燃料を増圧するための燃料供給本体５内に形
成された増圧室７、増圧室７から噴孔１３へと燃料を供
給するため、スペーサ本体８１、中空スペーサ本体２１
及びノズル本体２に形成された燃料通路２２、ノズル本
体２の中空穴４６内で摺動可能に保持されて燃料圧によ
って噴孔１３を開放する針弁２３、増圧室７の燃料を増
圧する増圧ピストン１０９、増圧ピストン１０９の端部
に高圧を付与する高圧作動オイルが供給される圧力室
８、及び圧力室８に高圧作動オイルの供給を制御するソ
レノイド弁（制御弁）１６を有している。

【０００５】リターンスプリング１８は、中空スペーサ
本体２１に形成された中空孔２９内に配置され、噴孔１
３を閉鎖する方向に針弁２３にばね力を付勢する。リタ
ーンスプリング１８の一端は針弁２３の上端に当接し、
他端はスペーサ本体８１に当接している。インジェクタ
本体４に形成された大径中空穴２６で形成される中空部
のスプリング室３０は、増圧ピストン１０９の大径部１
１５の端面と燃料供給本体５との端面との間に形成され
ている。スプリング室３０には、増圧ピストン１０９を
圧力室８側へ付勢するリターンスプリング１７が配置さ
れている。インジェクタ本体４に形成された中空穴８５
には、作動オイルをカットする側にソレノイド弁１６を
付勢するリターンスプリング１９が配置されている。増
圧ピストン１０９が配置されたスプリング室３０は、燃
料供給本体５に形成された排出路８３及び排出路８３に
配置された逆止弁８４を通じて燃料チャンバ２０に連通
している。スプリング室３０には、通常、漏洩燃料が入
り込んでおり、燃料チャンバ２０内の燃料圧と同等の状
態であるが、増圧ピストン１０９の往復動によって流入
燃料がスプリング室３０から排除されて空所が形成され
ている。

【０００６】増圧ピストン１０９は、増圧室７の一部を
下端面で形成するプランジャである小径部１１４、圧力
室８の一部を上端面で形成すると共にインジェクタ本体
４の大径中空穴２６内を往復動する大径部１１５、及び
大径部１１５の外周全周辺から垂下して大径中空穴２６
の内面を摺動する摺動面４９を構成するガイドリング部
１１８から構成されている。ガイドリング部１１８は、
増圧ピストン１０９の上下動を安定させる機能を有す
る。増圧ピストン１０９の小径部１１４は燃料供給本体
５に形成された小径中空穴４２を往復動し、大径部１１
５はインジェクタ本体４に形成された大径中空穴２６を
往復動する。また、インジェクタ本体４に形成された大
径中空穴２６にはゴム製Ｏリングから成るシール部材４
４が配置され、増圧ピストン１０９と大径中空穴２６と
の隙間をシール部材４４でシールし、圧力室８内の高圧
作動オイルがスプリング室３０へ漏洩しないように、ス
プリング室３０と圧力室８とが遮断されている。増圧ピ
ストン１０９を復帰させるため、リターンスプリング１
７が、燃料供給本体５と増圧ピストン１０９との間に圧
縮状態で配設されている。小径部１１４と大径部１１５
とは別体で構成され、小径部１１４の頂面１１６が大径
部１１５の内面に当接している。

【０００７】燃料供給本体５に形成された小径中空穴４
２の端部には、増圧室７が形成されている。増圧室７へ
の燃料の供給は、燃料チャンバ２０から中空スペーサ本
体２１に形成した燃料通路３７とスペーサ本体８１に形
成した燃料通路３５を通じて行われる。燃料通路３５に
は、増圧室７の高圧燃料が燃料チャンバ２０に逆流する
のを防止するため、逆止弁３６が組み込まれている。ま
た、増圧室７内の増圧された燃料は、スペーサ本体８
１、中空スペーサ本体２１及びノズル本体２に形成され
た燃料通路２２を通じて噴孔１３へと供給される。ノズ
ル本体２と針弁２３との間には、燃料通路が形成され、
針弁２３の先端のテーパ面４５に高圧燃料圧が付与され
ることによって針弁２３はリフトする。針弁２３は、ノ
ズル本体２の中空穴４６内で摺動可能に保持されて燃料
圧によってリフトされ、噴孔１３を開放する。

【０００８】増圧ピストン１０９は、圧力室８に面する
大径部１１５の頂面７５の外周部が切り欠かれた平らな
面７３に形成されている。圧力室８を形成するインジェ
クタ本体４の壁面は、増圧ピストン１０９の頂面７５に
対して平行な平らな面７２に形成されている。従って、
圧力室８において、増圧ピストン１０９の平らな面７３
とインジェクタ本体４の平らな面７２との間には、狭い
環状隙間７４が形成されている。また、増圧ピストン１
０９は、その頂面７５の中央の突出部がリターンスプリ
ング１７のばね力によってインジェクタ本体４の平らな
面７２に当接している。

【０００９】インジェクタ１において、リターンスプリ
ング１７を収容したスプリング室３０は、増圧ピストン
１０９の大径部１１５及びガイドリング部１１８が摺動
するインジェクタ本体４に形成された大径中空穴２６に
形成されている。増圧ピストン１０９とインジェクタ本
体４の大径中空穴２６との摺動面４９は、大径部１１５
と大径中空穴２６との間に配置されたシール部材４４に
よってシールされているので、スプリング室３０から圧
力室８への燃料の漏洩は阻止されている。増圧ピストン
１０９用のリターンスプリング１７が配置されているス
プリング室３０には、小径部１１４のプランジャ回り即
ち燃料供給本体５の小径中空穴４２と小径部１１４の外
周面との間の摺動面４３における極僅かな隙間を通じて
増圧室７から燃料がリークする。また、インジェクタ本
体４と燃料供給本体５との当接面間における極僅かな隙
間４８を通じて燃料チャンバ２０からも燃料がリークす
る。通常はスプリング室３０には増圧ピストン１０９の
ストローク分の空所が形成されて燃料が入り込んでい
る。そこで、スプリング室３０における空所が増圧ピス
トン１０９のストローク分以下となる程度まで燃料が侵
入すると、増圧ピストン１０９の往復動に伴ってスプリ
ング室３０に存在する燃料が排出路８３を通じて燃料チ
ャンバ２０へ排出される。排出された燃料の逆流は、逆
止弁８４の作用で阻止される。

【００１０】リターンスプリング１７は、燃料供給本体
５の上面とスプリングリテーナ１１７との間に圧縮状態
で配設されているので、小径部１１４を大径部１１５の
動作に追従させている。小径部１１４が大径部１１５に
当接する頂面１１６は、全体が滑らかな凸曲面に形成さ
れている。

【００１１】また、インジェクタ１が組み込まれたエン
ジンにおける燃料供給システムとして、図９に示すもの
が知られている。燃料供給システムでは、エンジンの各
気筒にインジェクタ１がそれぞれ設けられている。イン
ジェクタ１には、燃料供給のための共通の通路であるコ
モンレール５１が設けられている。コモンレール５１に
は、燃料ポンプ５３の駆動によって燃料タンク５２の燃
料が燃料フィルタ５４を通じて供給される。コモンレー
ル５１は各インジェクタ１に連通し、燃料回収通路５５
を通じて燃料タンク５２に回収される。即ち、インジェ
クタ１は、その燃料供給口１１と燃料排出口１２とに所
定圧の燃料が常に供給されているコモンレール５１に配
置されている。

【００１２】インジェクタ１は、燃料圧の増圧のため
に、高圧の作動流体即ち作動オイルを圧力室８へ供給す
るように構成されている。インジェクタ１は、高圧オイ
ルマニホルド５６にそれぞれ連結されている。高圧オイ
ルマニホルド５６には、オイル溜まり５７からのオイル
がオイルポンプ５８の作動によってオイル供給路６１を
通じて供給され、オイル供給路６１の途中にはオイルク
ーラ５９やオイルフィルタ６０が設けられている。ま
た、オイル供給路６１は、オイルギャラリ６２に通じる
潤滑系通路６７とインジェクタ１の圧力室８に供給され
る作動オイル系通路６６に分岐している。作動オイル系
通路６６には、高圧オイルポンプ６３が設けられ、高圧
オイルポンプ６３から高圧オイルマニホルド５６へのオ
イルの供給は流量制御弁６４を介してコントロールされ
ている。コントローラ５０は、流量制御弁６４の制御と
インジェクタ１のソレノイド１０の制御を行うように構
成されている。コントローラ５０には、エンジンの作動
状況として、回転センサ６８で検出されたエンジン回転
数、負荷センサ６９で検出されたアクセル開度及び位置
センサ７０で検出されたクランク角が入力されている。
また、コントローラ５０には、高圧オイルマニホルド５
６に設置した圧力センサ７１で検出された高圧オイルマ
ニホルド５６の作動オイル圧が入力される。

【００１３】インジェクタ１は、噴孔１３の針弁２３に
よる開閉作動がソレノイド１０の制御によって行われる
ものであり、コントローラ５０からの指令でソレノイド
１０が付勢されると、アーマチャ３２が吸着され、アー
マチャ３２に固定されているソレノイド弁１６がリター
ンスプリング１９のばね力に抗してリフトする。ソレノ
イド弁１６がリフトすると、ソレノイド弁１６のテーパ
面８６とインジェクタ本体４のバルブシート８７との間
に形成される通路３３が開口し、高圧作動オイルが高圧
オイルマニホルド５６からインジェクタ本体４に形成さ
れた供給路３１と通路３４を通じて圧力室８に供給され
る。圧力室８に高圧作動オイルが供給されると、増圧ピ
ストン１０９の大径部１１５の頂面７５とインジェクタ
本体４の壁面（平らな面）７２との間に形成された環状
隙間７４に高圧作動オイルが供給され、増圧ピストン１
０９に作動圧が付勢される。一方、コモンレール５１の
燃料は、ケース６に形成された供給口１１から燃料チャ
ンバ２０に供給され、次いで、燃料チャンバ２０から中
空スペーサ本体２１に形成した燃料通路３７、スペーサ
本体８１に形成された燃料通路３５を通じて増圧室７に
供給されている。

【００１４】増圧ピストン１０９が圧力室８内の作動オ
イルの圧力で下降すると、燃料通路３５が逆止弁３６に
よって閉鎖され、増圧室７内の燃料が増圧される。増圧
室７の燃料が増圧されると、燃料圧はリターンスプリン
グ１８のばね力に抗して針弁２３をリフトさせる。ま
た、ソレノイド１０によるソレノイド弁１６への付勢力
が解放すると、リターンスプリング１９のばね力でソレ
ノイド弁１６が下降し、ソレノイド弁１６に設けたドレ
ン溝３９が開放し、圧力室８の高圧作動オイルはドレン
溝３９とドレン通路３８を通じて排出される。圧力室８
の高圧作動オイルが排出されると、増圧ピストン１０９
がリターンスプリング１７のばね力で元に復帰し、増圧
室７は燃料チャンバ２０と同等の圧力になり、針弁２３
にかかる燃料圧が低下し、リターンスプリング１８のば
ね力で針弁２３のテーパ面４５がノズル本体２のバルブ
シートに着座して噴孔１３が閉鎖する。

【００１５】上記のインジェクタ１によれば、増圧ピス
トン１０９による燃料増圧仕事の一部が逆止弁８４を開
いて燃料を排出する仕事に費やされるので、燃料噴射量
の目標未達成、即ち、出力不足を生じたり、サイクル
間、気筒間での燃料噴射のバラツキ、即ち、エンジン出
力軸が回転変動をするという不都合を生じている。

【００１６】そこで、本出願人は、図１１に示すよう
に、排出路８３と逆止弁８４とを廃止し、摺動面４３に
ゴム製Ｏリングから成るシール部材４７を設け、且つ大
径中空穴２６を開放通路４０により大気に開放したイン
ジェクタ９０を提案した（特願平８−４６８３０号）。
大径中空穴２６への燃料の浸入と浸入した燃料の排出を
無くすることにより、増圧ピストン１０９の増圧仕事に
ロスを無くして、増圧作用をフルに発揮させることが可
能になった。図１１に示すインジェクタ９０は、図１０
に示すインジェクタ１と比較して、構造大径中空穴２６
へのリークを許容する液体とその排出の点、及び大径中
空穴２６へのリークを防止すべき液体をシールするため
のシール部材の設け方の点以外の細部については同等で
あり、且つ同等の構成要素については同じ符号を付した
ので、重複する説明を省略する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、増圧ピ
ストンを有するインジェクタにおいては、圧力室内の作
動油圧が増圧ピストンに作用すると、増圧室において大
径部と小径部との面積比の倍率で増圧された燃料がイン
ジェクタの先端に設けられている噴孔から噴射される。
図１０と図１１に示したインジェクタにおいては、燃料
と作動オイルとが互いに混入しないように、樹脂製Ｏリ
ングから成るシール部材によって増圧室と圧力室とを分
離している。即ち、図１０に示したインジェクタ１で
は、大径中空穴２６と増圧ピストン１０９の大径部１１
５（及びそれに繋がるガイドリング部１１８）との摺動
面４９の間にゴム製Ｏリングから成るシール部際４４を
配置し、スプリング室３０内にリークした燃料を排出路
８３を通じて燃料チャンバ２０に排出している。そし
て、図１１に示したインジェクタ９０では、小径中空穴
４２と増圧ピストン１０９の小径部１１４との摺動面４
３の間にゴム製Ｏリングから成るシール部材４７を配置
し、スプリング室３０内にリークした作動オイルを開放
通路４０を通じてシリンダヘッドカバー内に排出してい
る。

【００１８】しかしながら、増圧ピストン１０９は噴射
サイクル毎に高速で往復動するため、シール部材４４，
４７であるＯリングは摩耗によって劣化しやすい。特
に、図１１に示したインジェクタでは、小径中空穴４２
と増圧ピストン１０９の小径部１１４との摺動面４３の
間に設けられるシール部材４７に対して、増圧室７内の
極めて高い圧力がインパルス（衝撃波）状に作用するの
で、シール部材４７の周辺においてキャビテーションを
引き起こし、Ｏリングの表面が荒れてシール性能が著し
く低下する。シール部材４７のシール性能が低下する
と、燃料増圧室７内の燃料は、摺動面４３を通じてスプ
リング室３０にリークして、開放通路４０を通じてシリ
ンダヘッドカバー内に排出され、エンジン潤滑油に混入
して、潤滑油粘度の低下、エンジン潤滑不良、及びエン
ジン焼付き等のエンジン運転上の不具合を生じるおそれ
がある。また、上記と逆の経路で、潤滑油が燃料中に混
入して、排気ガスの悪化（スモークの増加）という不具
合を生じる可能性もある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、増圧ピストンの大径部又
は小径部と中空穴との摺動面を通じての増圧燃料のリー
クを前記摺動面間に設けたシール部材で阻止するインジ
ェクタであって、圧力室又は増圧室と前記シール部材と
の間において、圧力室又は増圧室からのインパルス状の
瞬間的な高圧力、即ち動的な高圧力を前記摺動面の途中
で遮断してシール部材に作用させないようにして上記の
問題点を解消するインジェクタを提供することである。

【００２０】この発明は、コモンレールからの燃料が供
給される本体に形成された増圧室、前記増圧室内の燃料
を増圧するため前記本体に形成された圧力室に供給され
る作動流体で駆動される増圧ピストン、前記増圧室から
の燃料を噴射する噴孔を燃料圧によって開閉するため前
記本体内でリフトする針弁、前記増圧ピストンを駆動す
るため前記作動流体の前記圧力室への供給を制御する制
御弁、前記増圧ピストンを復帰させるリターンスプリン
グ、及び燃料チャンバを形成するため前記本体の外周に
配置され且つ前記コモンレールに開口する燃料供給口と
燃料排出口とが形成されたケースを具備し、前記増圧ピ
ストンは、前記本体内に形成された中空穴に摺動可能に
嵌合されると共に前記圧力室の壁面の一部を形成する大
径部、及び前記中空穴に摺動可能に嵌合されると共に前
記増圧室の壁面の一部を形成する小径部から成り、前記
増圧ピストンの前記大径部と前記中空穴との摺動面間に
はシール部材が設けられ、前記シール部材と前記圧力室
との間に位置する前記摺動面間にはシールリングが設け
られていることから成るインジェクタに関する。

【００２１】このインジェクタは、増圧ピストンの大径
部と中空穴との摺動面間にシール部材を設けた形式のイ
ンジェクタであり、シール部材と圧力室との間に位置す
る摺動面間にシールリングを設けているので、制御弁が
開閉する際に圧力室の作動オイルが示すインパルス状の
高い圧力は、シールリングによって遮断される。したが
って、シール部材は、作動オイルが示す動的な高圧力を
直接受けることがなく、シール性能の劣化が防止され
る。

【００２２】また、この発明は、コモンレールからの燃
料が供給される本体に形成された増圧室、前記増圧室内
の燃料を増圧するため前記本体に形成された圧力室に供
給される作動流体で駆動される増圧ピストン、前記増圧
室からの燃料を噴射する噴孔を燃料圧によって開閉する
ため前記本体内でリフトする針弁、前記増圧ピストンを
駆動するため前記作動流体の前記圧力室への供給を制御
する制御弁、前記増圧ピストンを復帰させるリターンス
プリング、及び燃料チャンバを形成するため前記本体の
外周に配置され且つ前記コモンレールに開口する燃料供
給口と燃料排出口とが形成されたケースを具備し、前記
増圧ピストンは、前記本体内に形成された大径中空穴に
摺動可能に嵌合されると共に前記圧力室の壁面の一部を
形成する大径部、及び前記本体内に形成された小径中空
穴に摺動可能に嵌合されると共に前記増圧室の壁面の一
部を形成する小径部から成り、前記増圧ピストンの前記
小径部と前記中空穴との摺動面間にはシール部材が設け
られ、前記シール部材と前記増圧室との間に位置する前
記摺動面間にはシールリングが設けられていることから
成るインジェクタに関する。

【００２３】このインジェクタは、増圧ピストンの小径
部と中空穴との摺動面間にシール部材を設けた形式のイ
ンジェクタであり、シール部材と増圧室との間に位置す
る摺動面間にシールリングを設け、このシールリングに
よって、圧力室の作動オイルによって増圧室内の燃料が
増圧ピストンによって増圧されるときに発生するインパ
ルス状の高圧力を遮断する。したがって、シール部材
は、増圧室内の燃料が示す動的な高圧力を直接受けるこ
とがなく、シール性能の劣化が防止される。

【００２４】この発明によるインジェクタにおいて、シ
ール部材は樹脂製Ｏリングであり、シールリングは径方
向にばね性を有する金属製Ｃ形リングである。樹脂製Ｏ
リングは燃料又は作動オイルのインパルス状の高圧力や
周辺で生じるキャビテーションによって損傷を受けやす
いが、金属製Ｃ形リングは、高圧やキャビテーションに
対しては耐性があり、損傷を受けにくい。また、金属製
Ｃ形リングのみでは作動オイルのリークを防止できない
が、Ｏリングが静的圧力を受け止めて作動オイルのリー
クを防止する。作動オイルのインパルス状の動的な高圧
力は、金属製Ｃ形リングによって緩和されるので、Ｏリ
ングへの高圧やキャビテーションの影響が少なくなる。
また、金属製Ｃ形リングは径方向にばね性を有するの
で、燃料又は作動オイルの高圧が金属製Ｃ形リングの周
囲を伝播してＯリングに向かおうとする場合に、その圧
力によって金属製Ｃ形リングは、圧力の伝播路を閉じる
ように径方向に変形するので、Ｏリング上記高圧力が作
用するのを防止する。

【００２５】この発明によるインジェクタにおいて、金
属製Ｃ形リングは、増圧ピストンの大径部又は小径部に
形成された周溝に縮径状態で嵌合されている。金属製Ｃ
形リングは拡径方向にばね性を有するので、燃料又は作
動オイルのインパルス状の高圧力が金属製Ｃ形リングの
周囲を伝播してＯリングに向かおうとする場合に、金属
製Ｃ形リングは、その圧力によって拡径方向に変形して
圧力を受け止めると共にの伝播路を閉じ、Ｏリングに上
記高圧力が作用するのを防止する。

【００２６】この発明によるインジェクタにおいて、増
圧ピストンの大径部又は小径部には、圧力室又は増圧室
と周溝とを連通する連通路が形成されている。圧力室又
は増圧室に生じた作動オイル又は燃料の高圧は、増圧ピ
ストンの大径部又は小径部と中空穴との摺動面間を通じ
てシール部材に向かうばかりでなく、増圧ピストンの大
径部又は小径部に形成された連通路を通じて、増圧ピス
トンの周溝に及んで金属製Ｃ形リングの内周面に作用す
る。拡径方向にばね性を有する金属製Ｃ形リングは、連
通路を通じて作用する作動オイル又は燃料のインパルス
状の高圧力を受けて外側に拡径変形し、Ｏリングへ向か
う高圧圧力の伝播路となっている摺動面間の隙間を遮断
するので、Ｏリングに上記高圧力が作用するのを防止す
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
によるインジェクタの実施例を説明する。図１はこの発
明によるインジェクタの第１実施例の要部である増圧ピ
ストンの大径部とその周辺の構造とを示す断面図であ
る。図１に示した部分以外のインジェクタの構造は図１
０に示すインジェクタの構造と同じであるので、再度の
説明を省略する。また、図１に示す構造のうち、図１０
のインジェクタに示された構成要素と同一の構成要素に
は同じ符号を付し、且つそれらの構成要素とその基本的
な燃料噴射動作についても変わるところがないので、重
複する説明も省略する。

【００２８】図１には、増圧ピストン１１９の大径部１
１５とガイドリング部１１８とが示されており、小径部
は省略されている。大径中空穴２６の摺動面４９ａと、
大径中空穴２６内を往復動する増圧ピストン１１９の摺
動面４９ｂとの間には極僅かな隙間２７を完全に取り除
くことは不可能である。したがって、圧力室８からの作
動オイルは、隙間２７を通じてスプリング室３０にリー
クしようとする。この作動オイルのリークは、摺動面４
９ａ，４９ｂ間に設けたシール部材であるＯリング４４
によって防止される。Ｏリング４４は、樹脂製、特にゴ
ムで製作されたものであるので、燃料又は作動オイルの
インパルス状の高圧力や周辺で生じるキャビテーション
によって損傷を受けやすい。

【００２９】圧力室８のインパルス状の高圧力がＯリン
グ４４に直接作用するのを防止するため、Ｏリング４４
と圧力室８との間に位置する摺動面４９ａ，４９ｂ、即
ち、Ｏリング４４から見て圧力室８に近い位置の摺動面
４９ａ，４９ｂ間にシールリングである金属製Ｃ形リン
グ（ピストンリングと同様のリング、以下「Ｃ形リン
グ」と略す）９１が設けられている。この例では、増圧
ピストン１１９の大径部１１５に周溝９２を形成し、周
溝９２内にＣ形リング９１を縮径状態で配置している
が、周溝を大径中空穴２６側に形成してもよい。制御弁
であるソレノイド弁１６の作動により圧力室８内の作動
オイルはインパルス状の高圧力を示し、この動的な作動
オイルのインパルス状の高圧力は周溝９２内に配置され
たシールリングであるＣ形リング９１が受け止め、Ｏリ
ング４４は静的な略一定の圧力のみを受け持つことにな
る。このように、ＯリングとＣ形リングとの分担によ
り、シール性と耐久性とが向上する。

【００３０】また、金属製のＣ形リング９１は、金属製
であるが故に高圧やキャビテーションに対しては耐性が
あり、損傷を受けにくい。圧力室８から隙間２７を通じ
てＯリング４４へ向かう作動オイルのインパルス状の高
圧力は、Ｃ形リング９１によって緩和されるので、Ｏリ
ング４４へのキャビテーションの影響が少なくなる。ま
た、Ｃ形リング９１は、図７に示すように全体形状がＣ
形の形状を有していて一部が欠けているので、わずかの
力で径方向に拡径・縮径可能であり、径方向にばね性を
有している。したがって、燃料又は作動オイルのインパ
ルス状の高圧力がＣ形リング９１の周囲を伝播してＯリ
ング４４に向かおうとする場合に、その圧力によってＣ
形リング９１は、圧力の伝播路を閉じるように径方向に
変形するので、Ｏリングに作用する上記高圧が緩和され
る。

【００３１】大径部１１５に周溝９２を形成してＣ形リ
ング９１を収容した場合には、Ｃ形リング９１は拡径方
向にばね性を有するので、燃料又は作動オイルの高圧が
Ｃ形リング９１の周囲を伝播してＯリング４４に向かお
うとする場合に、Ｃ形リング９１は、その圧力によって
拡径方向に変形する。拡径したＣ形リング９１は、大径
中空穴２６の摺動面４９ａに当接して圧力の伝播路を閉
じ、Ｏリング４４に作用するインパルス状の高圧力を緩
和する。

【００３２】このインジェクタにおいて、Ｃ形リング９
１を更に変形しやすくするために、増圧ピストン１１９
の大径部１１５には、圧力室８と周溝９２とを連通する
連通路９３，９４が形成されている。圧力室８に生じた
作動オイル又は燃料の高圧は、増圧ピストンの大径部１
１５に形成された連通路９３，９４を通じて、増圧ピス
トン１１９の周溝９２に及んでＣ形リング９１の内周面
に作用する。拡径方向にばね性を有するＣ形リング９１
は、作動オイル又は燃料の高圧を受けて外側に拡径変形
しやすくなる。

【００３３】図２はこの発明によるインジェクタの第２
実施例の要部である増圧ピストンの小径部とその周辺の
構造とを示す断面図である。図２に示した部分以外のイ
ンジェクタの構造は図１１に示すインジェクタの構造と
同じであるので、ここでは再度の説明を省略する。ま
た、図１に示す構造のうち、図１１のインジェクタに示
された構成要素と同一の構成要素には同じ符号を付した
ので、それらの構成要素とその基本的な燃料噴射動作に
ついても変わるところがないので、重複する説明も省略
する。

【００３４】図２には、増圧ピストン１２０の小径部１
１４のみが示されており、大径部は省略されている。小
径中空穴４２の摺動面４３ａと、小径中空穴４２内を往
復動する増圧ピストン１２０の小径部１１４の摺動面４
３ｂとの間には極僅かな隙間２８を完全に取り除くこと
は不可能である。したがって、増圧室７からの燃料は、
隙間２８を通じてスプリング室３０にリークしようとす
る。この作動オイルのリークは、摺動面４３ａ，４３ｂ
間に設けたシール部材であるＯリング４７によって防止
される。Ｏリング４７は燃料又は作動オイルのインパル
ス状の高圧力や周辺で生じるキャビテーションによって
損傷を受けやすい。

【００３５】増圧室７のインパルス状の高圧力がＯリン
グ４７に直接作用するのを防止するため、Ｏリング４７
と増圧室７との間に位置する摺動面４３ａ，４３ｂ、即
ち、Ｏリング４７から見て増圧室７に近い位置の摺動面
４３ａ，４３ｂ間にシールリングであるＣ形リング９５
が設けられている。Ｃ形リング９５は、Ｃ形リング９１
と同様、金属製である。この例では、増圧ピストン１２
０の小径部１１４に周溝９６を形成し、周溝９６内にＣ
形リング９５を縮径状態で配置しているが、周溝を小径
中空穴４２側に形成してもよい。増圧ピストン１２０の
増圧行程中、増圧室７内の作動オイルはインパルス状の
高圧力を示し、この動的な作動オイルの動的な高圧力は
周溝９６内に配置されたシールリングであるＣ形リング
９５が受け止め、Ｏリング４７は静的な略一定の圧力の
みを受け持つことになる。

【００３６】また、金属製のＣ形リング９５の形状、ば
ね変形、インパルス状の高圧力の吸収等の作用は、図１
に示したＣ形リング９１の奏する作用と同様であり、重
複する説明を省略する。Ｃ形リング９５は増圧室７で生
じる燃料のインパルス状の高圧力を受け止めてゴム製の
Ｏリング４７に表面荒れ等の損傷等を生じさせるのを防
止し、Ｏリング４７は主として静的な圧力を受け止め
る。なお、破線で示す９７は、周溝９６の更に増圧室７
に近い位置において小径部１１４に形成した減圧溝であ
る。減圧溝９７は、増圧室７で生じたインパルス状の高
圧力を減圧させる作用がある。

【００３７】次に、図３〜図５に基づいて、この発明に
よる更に別の実施例を説明する。図３は、この発明によ
る更に別の実施例であるインジェクタに用いられる増圧
ピストン１２１の要部の断面図である。図４は、連通路
９８，９９の作用を説明する図である。図５は図３に示
す増圧ピストンの小径部の底面図である。図３〜図５に
示す実施例は、図２において、増圧ピストン１２０の小
径部１１４に増圧室７と周溝９６とを連通する連通路９
８，９９を設けたものに相当する。増圧ピストン１２１
の小径部１１４のみが示されており、大径部は省略され
ている。また、連通路９８，９９以外の構造について
は、図２に示した実施例と同様であり、同じ構成要素に
は同じ符号を用いたので、重複する説明を省略する。

【００３８】連通路９８，９９の機能は、図１に示す連
通路９３，９４の機能と同様である。図４に示すよう
に、増圧室７内にインパルス状の高燃料圧が生じた状態
では、隙間２８を通じてその高い燃料圧Ｐ₁がＣ形リン
グ９５の下面９５ａに作用する。Ｃ形リング９５は、燃
料圧Ｐ₁によって周溝９６の上面９６ｂから離れて周溝
９６の下面９６ａに当接する。同時に、増圧室７に生じ
たイパルス状の燃料圧は、連通路９８，９９を通じて、
Ｃ形リング９５の内面９５ｂに対して圧力Ｐ₂で作用す
る。燃料圧Ｐ₂は、Ｃ形リング９５を拡径変形させて小
径中空穴４２側の摺動面４３ａに押し当てる。しだがっ
て、Ｃ形リング９５は図４に示す位置を取り、増圧室７
に生じたインパルス状の高燃料圧はＣ形リング９５が受
け止めて、Ｏリング４７にまで及ばず、Ｏリング４７に
作用する燃料圧Ｐ₃には、インパルス状の高燃料圧が作
用しない。

【００３９】次に、図６に基づいて、この発明の更に別
の実施例について説明する。図６は、図２に示した実施
例と同様、増圧ピストン１２２の小径部１１４におい
て、小径中空穴４２と小径部１１４との摺動面４３ａ，
４３ｂ間であって、増圧室７とシール部材（図示ぜず、
図２のシール部材４７と同じものでよい）との間に位置
する摺動面４３ａ，４３ｂ間に断面が略三角形状をした
金属製のＣ形リング１００を配置したものである。Ｃ形
リング１００は、図示したように、断面が三角形状を有
する周溝１０３に緩く嵌合するように配置されており、
Ｃ形リング１００の三角形の斜面に相当するテーパ面１
０１が周溝１０３のテーパ面１０４に対向している。増
圧室７内にインパルス状の高燃料圧が生じると、Ｃ形リ
ング１００は、テーパ面１０１に圧力Ｐ₄に基づいてシ
ール部材側に向かう力と拡径する方向の力との合成力を
受け、周溝１０３の下面１０５と小径中空穴４２の摺動
面４３ａとに当接するように拡径変形と軸方向変位を
し、図示の位置を採る。したがって、増圧室７に生じた
インパルス状の高燃料圧は、Ｃ形リング１００で受け止
められて、Ｏリングから成るシール部材４７に悪影響が
及ばない。

【００４０】図８は、燃料噴射サイクルにおいてシール
部材であるＯリングにかかる圧力を時間の経過に伴う変
化を示したグラフである。図８のＣに示すグラフは、Ｏ
リングのみを有する従来のインジェクタにおいてＯリン
グに作用する圧力であり、噴射を開始してまもなく高い
インパルス状の高圧力がＯリングに作用していること、
及びその直後にＲ１で示すように反射波が繰り返される
こと、及び噴射終了後もＲ２で示す反射波が発生してい
ることが分かる。このＲ１で示す圧力変動の激しい間は
キャビテーションが発生しやすい期間である。これに対
して、シールリング（Ｃ形リング）を適用したこの発明
によるインジェクタでは、図８のＡで示す一点鎖線のグ
ラフから分かるように、全噴射期間にわたってＯリング
に作用する圧力は格段に低減していることがわかる。ま
た、図８のＢで示す二点鎖線で示すグラフは、シールリ
ング（Ｃ形リング）を適用すると共に減圧溝９７を適用
した場合の圧力の変化を示すグラフであるが、Ｏリング
に作用する圧力は更に低減されていることが分かる。

【００４１】

【発明の効果】この発明によるインジェクタは、上記の
ように、増圧ピストンを、本体内に形成された中空穴に
摺動可能に嵌合されると共に圧力室の壁面の一部を形成
する大径部、及び中空穴に摺動可能に嵌合されると共に
増圧室の壁面の一部を形成する小径部から構成し、増圧
ピストンの大径部又は小径部と中空穴との摺動面間には
シール部材を設け、シール部材と圧力室との間又はシー
ル部材と増圧室との間に位置する摺動面間にシールリン
グを設けたので、圧力室又は増圧室からのインパルス状
の高圧力が摺動面の途中で遮断されてシール部材に作用
しない。即ち、制御弁が作動する際に圧力室の作動オイ
ルや増圧室の燃料が示すインパルス状の高圧力は、シー
ルリングによって遮断される。シール部材である樹脂製
のＯリングは、作動オイルが示すインパルス状の高圧力
を受けることがなく、周辺でキャビテーションが発生す
ることも抑制され、受圧する絶対圧も低減させることが
できる。したがって、Ｏリングの寿命の長期化を図るこ
とができる。また、シール部材とシールリングとの組み
合わせにより、動的な高圧力に対しても、高いシール性
能を保つと共にＯリングの耐久性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるインジェクタの一実施例の要部
を示す断面図である。

【図２】この発明によるインジェクタの別の実施例の要
部を示す断面図である。

【図３】この発明によるインジェクタの更に別の実施例
の要部を示す断面図である。

【図４】図３に示すインジェクタの要部の拡大断面図で
ある。

【図５】図３に示すインジェクタに適用される増圧ピス
トンの小径部の底面図である。

【図６】この発明による更に別の実施例における要部の
断面図である。

【図７】この発明によるインジェクタに適用される金属
製Ｃ形リングの斜視図である。

【図８】燃料噴射サイクルにおいてシール部材であるＯ
リングにかかる圧力を時間の経過に伴う変化を示したグ
ラフである。

【図９】エンジンの燃料噴射装置の燃料供給システムを
示す概略説明図である。

【図１０】従来のインジェクタを示す断面図である。

【図１１】従来の別のインジェクタを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２ノズル本体３ソレノイド本体４インジェクタ本体５燃料供給本体６ケース７増圧室８圧力室１１燃料供給口１２燃料排出口１３噴孔１６ソレノイド弁（制御弁）１７リターンスプリング２０燃料チャンバ２３針弁２６大径中空穴３０スプリング室４２小径中空穴４３，４９摺動面４４シール部材（Ｏリング）４７シール部材（Ｏリング）５１コモンレール９１，９５，１００金属製Ｃ形リング９２，９６，１０３周溝９３，９４，９８，９９連通路１１４小径部１１５大径部１１９，１２０，１２１，１２２増圧ピストン

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 61/16 Ｆ０２Ｍ 61/16 Ｘ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コモンレールからの燃料が供給される本
体に形成された増圧室、前記増圧室内の燃料を増圧する
ため前記本体に形成された圧力室に供給される作動流体
で駆動される増圧ピストン、前記増圧室からの燃料を噴
射する噴孔を燃料圧によって開閉するため前記本体内で
リフトする針弁、前記増圧ピストンを駆動するため前記
作動流体の前記圧力室への供給を制御する制御弁、前記
増圧ピストンを復帰させるリターンスプリング、及び燃
料チャンバを形成するため前記本体の外周に配置され且
つ前記コモンレールに開口する燃料供給口と燃料排出口
とが形成されたケースを具備し、前記増圧ピストンは、
前記本体内に形成された中空穴に摺動可能に嵌合される
と共に前記圧力室の壁面の一部を形成する大径部、及び
前記中空穴に摺動可能に嵌合されると共に前記増圧室の
壁面の一部を形成する小径部から成り、前記増圧ピスト
ンの前記大径部と前記中空穴との摺動面間にはシール部
材が設けられ、前記シール部材と前記圧力室との間に位
置する前記摺動面間にはシールリングが設けられている
ことから成るインジェクタ。
【請求項２】前記シール部材は樹脂製Ｏリングであ
り、前記シールリングは径方向にばね性を有する金属製
Ｃ形リングであることから成る請求項１に記載のインジ
ェクタ。
【請求項３】前記金属製Ｃ形リングは、前記増圧ピス
トンの前記大径部に形成された周溝に縮径状態で嵌合さ
れていることから成る請求項２に記載のインジェクタ。
【請求項４】前記増圧ピストンの前記大径部には、前
記圧力室と前記周溝とを連通する連通路が形成されてい
ることから成る請求項３に記載のインジェクタ。
【請求項５】コモンレールからの燃料が供給される本
体に形成された増圧室、前記増圧室内の燃料を増圧する
ため前記本体に形成された圧力室に供給される作動流体
で駆動される増圧ピストン、前記増圧室からの燃料を噴
射する噴孔を燃料圧によって開閉するため前記本体内で
リフトする針弁、前記増圧ピストンを駆動するため前記
作動流体の前記圧力室への供給を制御する制御弁、前記
増圧ピストンを復帰させるリターンスプリング、及び燃
料チャンバを形成するため前記本体の外周に配置され且
つ前記コモンレールに開口する燃料供給口と燃料排出口
とが形成されたケースを具備し、前記増圧ピストンは、
前記本体内に形成された大径中空穴に摺動可能に嵌合さ
れると共に前記圧力室の壁面の一部を形成する大径部、
及び前記本体内に形成された小径中空穴に摺動可能に嵌
合されると共に前記増圧室の壁面の一部を形成する小径
部から成り、前記増圧ピストンの前記小径部と前記中空
穴との摺動面間にはシール部材が設けられ、前記シール
部材と前記増圧室との間に位置する前記摺動面間にはシ
ールリングが設けられていることから成るインジェク
タ。
【請求項６】前記シール部材は樹脂製Ｏリングであ
り、前記シールリングは径方向にばね性を有する金属製
Ｃ形リングであることから成る請求項５に記載のインジ
ェクタ。
【請求項７】前記金属製Ｃ形リングは、前記増圧ピス
トンの前記小径部に形成された周溝に縮径状態で嵌合さ
れていることから成る請求項６に記載のインジェクタ。
【請求項８】前記増圧ピストンの前記小径部には、前
記増圧室と前記周溝とを連通する連通路が形成されてい
ることから成る請求項７に記載のインジェクタ。