JPH11280608A

JPH11280608A - 燃料噴射弁装置

Info

Publication number: JPH11280608A
Application number: JP8656798A
Authority: JP
Inventors: Hidetsugu Takemoto; 英嗣竹本; Akikazu Kojima; 昭和小島; Yoshihiro Narahara; 義広楢原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁弁の作動停止時には燃料リークを確実に
防止可能な燃料噴射弁装置を提供する。【解決手段】燃料噴射しないとき、電磁コイル部６１
への通電は行わないため、第２圧縮スプリング２７の付
勢力によるアーマチャ５１の図１で下向きの力により第
２シート面６０が案内部材４２の案内孔開口端５０に当
接する。またアーマチャ５１の第１シート面５５と摺動
部材３１の端面とは当接する。このため、第２制御室３
３から燃料通路５４への燃料の漏出は防止される。した
がって、電磁コイル部６１側への燃料の漏出は、電磁コ
イル部の通電オフ時にも確実に防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弁装置に関するも
ので、特に、内燃機関の燃料噴射用の弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、排気規制強化、地球環境保護、内
燃機関の運転性向上の観点から、燃料タンクから汲み上
げられた燃料を高圧に蓄圧し、この蓄圧された高圧燃料
を電子制御弁の開閉により内燃機関に所望のタイミング
で噴射する燃料噴射装置が用いられるようになってきて
いる。

【０００３】たとえば、ディーゼルエンジン用の燃料噴
射装置として知られている電子制御式燃料噴射装置は、
いわゆるコモンレール内に高圧燃料を蓄圧し、このコモ
ンレールから分岐する分岐管の途中に設けられる電子制
御弁の開閉に応じて所望の噴射量の燃料が気筒内に所望
のタイミングで噴射される。このような蓄圧式燃料噴射
システムに用いられる燃料噴射装置として、たとえば特
開平９−１７８０４１号公報に記載されるようなものが
公知である。この燃料噴射装置は、高圧燃料通路と低圧
燃料通路を連通または遮断する電磁弁を備え、この電磁
弁の可動部材と一体に駆動する弁部材が当接可能な弁座
部が形成されている。そして、弁座部への弁部材の当接
時、弁部材の減径領域が可撓性である結果として弁部材
が変形することで、弁座部と弁部材との隙間の発生を抑
制することでシール性を高めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の弁装置によると、電磁弁の可動部材と一体に
駆動される弁部材と電磁弁ボディとは摺動可能である必
要がある。このため、弁部材の外壁と、この弁部材を摺
動可能に案内する電磁弁ボディの内壁との間には、極小
ではあるが隙間が存在し、この隙間を通って高圧燃料が
低圧側へリークするという問題がある。たとえば、電磁
弁が作動を停止しているときにおいても上述した弁部材
の外壁と電磁弁ボディの内壁との間の隙間から燃料がリ
ークするため、この燃料リーク量を補給するためにフィ
ードポンプを作動させる必要があることから、このフィ
ードポンプを駆動するエンジントルク損失が発生し、燃
料消費量が増大するという問題がある。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、電磁弁の作動停止時には燃料リー
クを確実に防止可能な燃料噴射弁装置を提供することも
目的とする。本発明の他の目的は、高圧燃料通路と低圧
燃料通路とを構造的に完全に分離状態とし、電磁弁閉弁
開弁にかかわらず燃料リークを実質的に発生しない状況
を生成する燃料噴射弁装置を提供することにある。

【０００６】本発明のさらに他の目的は、電磁弁閉弁開
弁に関わらずエンジントルクの損失ならびに燃料消費量
の増大を低減する燃料噴射弁装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１または
２記載の燃料噴射弁装置によると、電磁コイルの通電オ
フ時、第１弁と第２弁とで高圧側の第２制御室と低圧側
とが遮断されるので、燃料噴射しないとき、高圧側の燃
料が低圧側に漏出されるのが防止される。本発明の請求
項３記載の燃料噴射弁装置によると、第２弁の可動部材
が前記第１弁の可動部材と一体に設けられているため、
構成が簡単でありながら、燃料噴射しないとき、高圧側
の燃料が低圧側に漏出されるのが防止される。

【０００８】本発明の請求項４記載の燃料噴射弁装置に
よると、第２制御室の燃料の昇圧時に、圧力増による弾
性変形を利用して、第２制御室と低圧側とを遮断するた
め、構成が簡単でありながら、燃料噴射の有無に関わら
ず、高圧側の燃料が低圧側に漏出されるのが防止され
る。本発明の請求項５記載の燃料噴射弁装置によると、
第２弁の可動部材が第１弁の可動部材と別部材であるた
め、寸法誤差が多少あっても、燃料噴射停止時に、高圧
側の燃料の低圧側への漏出を確実に防止することができ
る。

【０００９】本発明の請求項６記載の燃料噴射弁装置に
よると、第１弁のシート部に当接または離間する部材が
シート部に当接したとき、前記部材の摺動方向および前
記部材の中心軸まわり回転方向に前記部材が変形または
移動可能であるため、第１弁の閉弁時のシール性が向上
する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例を図面に基づいて説明する。（第１実施例）本発明の一実施例のエンジン用燃料噴射
装置の全体構成を図３に示すとともに、エンジンの各気
筒の燃焼室ごとに設けられたインジェクタを図１に示
す。まずエンジンの各気筒ごとに設けられるインジェク
タ１０の構成について説明する。

【００１１】図１において、弁ボディ１１は内部に、ニ
ードル弁２１、第１圧縮スプリング２６、第２圧縮スプ
リング２７、摺動部材３１、案内部材４１、アーマチャ
５１および電磁コイル部６１を収容している。弁ボディ
１１の先端には外部と油溜室１５とを連通する噴孔１３
が形成されている。

【００１２】油溜室１５は、図３に示すコモンレール４
から分岐管９１を経由して高圧燃料を供給する燃料通路
１２が連通している。また弁ボディ１１には、供給通路
１２と第１制御室１６とを連通する第１絞り通路１７が
ニードル弁２１の摺動部２２をバイパスして形成されて
いる。また弁ボディ１１の内部には、ニードル弁２１を
摺動可能に案内する摺動壁としての小径内壁１８と、こ
の内径よりも大径の内径をもつ大径内壁１９が形成され
ている。大径内壁１９に摺動可能に摺動部材３１が収容
され、大径内壁１９に案内部材４１が固定されており、
案内部材４１の反噴孔側に電磁弁収容室２０が形成され
ている。

【００１３】ニードル弁２１は、弁ボディ１１の小径内
壁１８に摺接可能な摺動部２２と、弁ボディ１１の弁座
２３に当接および離間可能なシート部２４とが形成され
ている。ニードル弁２１は、弁ボディ１１の内部で軸方
向に往復摺動可能である。また摺動部２２の一方の側に
燃料溜室１５が形成され、他方の側に第１制御室１６が
形成されている。

【００１４】第１圧縮スプリング２６は、一方の端部が
ニードル弁２１の後端に当接し、他方の端部が摺動部材
３１の端面に当接している。摺動部材３１は、弁ボディ
１１の大径内壁１９に摺動可能な円盤状部材である。こ
の摺動部材３１の板厚方向に貫通する第２絞り通路３２
が形成されている。これにより第２絞り通路３２は、第
１制御室１６と第２制御室３３とを常時連通する。摺動
部材３１の他方の端面は、案内部材４１の端面に当接ま
たは離間可能である。

【００１５】案内部材４１は、基本形が円柱状で、中央
にアーマチャ５１を摺動可能に案内する案内孔４２が形
成され、外壁が大径内壁１９に圧入固定されている。。
そして、案内部材４１の摺動部材３１側に凹部４３が形
成されることにより弁ボディ１１の内部に第２制御室３
３を形成している。アーマチャ５１は、基本形が円柱状
で、フランジ部５２と円柱部５３とからなる。このアー
マチャ５１の構成については、図２に示すように、内部
にＴ字状の燃料通路５４が形成されている。この燃料通
路５４は、アーマチャ５１の第１シート面５５に一端５
６が開口し、他端５７が電磁弁収容室２０に開口してい
る。円柱部５３は、第２制御室３３に常時対面する第１
環状凹部５８と、電磁弁収容室２０に開放または閉塞可
能な第２環状凹部５９が形成されている。そして、アー
マチャ５１の第２環状凹部に連続する部分に円錐状斜面
としての第２シート部６０が形成されている。図２は、
第２シート面６０が案内部材４１の案内孔４２の電磁弁
収容室側開口端５０に当接した状態を示す。図２に示す
状態からアーマチャ５１の第２シート面６０が案内孔４
２の開口端５０から離間する側に移動すると、電磁弁収
容室２０と第２環状凹部５９とは開放状態となる。開放
状態では、燃料通路５６の一端５６と第２制御室３３と
が連通するため、第２絞り通路３２、第２制御室３３、
燃料通路５４と電磁弁収容室２０とが連通した状態とな
る。

【００１６】電磁コイル部６１は、弁ボディ１１の電磁
弁収容室２０に設けられている。この電磁コイル部６１
は、電子制御ユニットＥＣＵ６からの駆動信号により通
電または遮断される。電磁弁収容室２０は、第２圧縮ス
プリング２７を備え、その第２圧縮スプリング２７の一
端が弁ボディ１１に当接し、他端がアーマチャ５１の反
シート面６３に当接する。第２圧縮スプリング２７のス
プリング設定力は、第１圧縮スプリング２６のスプリン
グ設定力よりも十分大きな設定勢力になっている。

【００１７】電磁コイル部６１の通電オフ時、第２圧縮
スプリング２７により付勢されるアーマチャ５１のシー
ト面５５が摺動部材３１を噴孔側に付勢し、摺動部材３
１の端面に当接する第１圧縮スプリング２６により付勢
されるニードル弁２１のシート部２４が弁座２３に当接
する。これにより噴孔１３からの燃料の噴射が遮断され
る。

【００１８】電磁コイル部６１への通電オン時、アーマ
チャ５１が図１で電磁コイル部６１側に吸引され、摺動
部材３１の端面３４からアーマチャ５１の第１シート面
５５が離間する。すると、供給通路１２は、第１絞り通
路１７、第１制御室１６、第２絞り通路３２、第２の制
御室３３、燃料通路５４を通り電磁弁収容室２０内に連
通する。

【００１９】燃料噴射時、電磁コイル部６１の通電より
第２圧縮スプリング２７の付勢力に打ち勝ってアーマチ
ャ５１を図１で上向きに吸引するため、第１制御室１６
の圧力は、第１絞り通路１７を経由して流入する燃料
と、第２絞り通路３２及び第２制御室３３からアーマチ
ャ５１の燃料通路５４を通して電磁弁収容室２０側に流
出する燃料とで決まる圧力まで低下する。したがって、
ニードル弁２１が図１で下向きに加わる油圧力が低下
し、上向き力が打ち勝ち、ニードル弁２１が開弁して噴
孔１３から燃料が噴射される。

【００２０】燃料噴射しないとき、電磁コイル部６１へ
の通電は行わないため、第２圧縮スプリング２７の付勢
力によるアーマチャ５１の図１で下向きの力により第２
シート面６０が案内部材４２の案内孔開口端５０に当接
する。この電磁コイル部６１の通電オフ時、案内部材４
１の案内孔４２の内壁とアーマチャ５１の円柱部５３の
外壁との隙間から燃料が侵入するが、第２シート面６０
が案内部材４１の開口端５０に当接するため、上記隙間
から電磁弁収容室２０側への燃料の漏出が防止される。
アーマチャ５１の第１シート面５５と摺動部材３１の端
面３４とは当接することで、第２制御室３３から燃料通
路５４への燃料の漏出は防止される。したがって、電磁
コイル部６１側への燃料の漏出は、電磁コイル部の通電
オフ時にも確実に防止される。このため、電磁コイル部
６１の閉弁時、油溜室１５側の高圧燃料が低圧側の電磁
弁収容室２０にリークすることが防止される。

【００２１】図３において、ディーゼル機関（以下、
「エンジン」という）８には、複数の気筒に対応して個
々にインジェクタ１０が配設され、インジェクタ１０か
ら各気筒への燃料の噴射は、噴射制御用電磁弁５のオン
オフにより制御される。インジェクタ１０は各気筒共通
のコモンレール４に接続されており、噴射制御用電磁弁
５が開弁している期間、コモンレール４の燃料がインジ
ェクタ１０の各気筒に噴射される。コモンレール４には
連続的に燃料噴射圧に相当する高い所定圧が蓄圧される
必要があるため、供給配管９、吐出弁７１を経て高圧ポ
ンプ３が接続される。この高圧ポンプ３は、燃料タンク
１から公知のフィードポンプ２を経て吸入された燃料を
高圧に加圧し、コモンレール４内の燃料を高圧に制御維
持する。

【００２２】このシステムを制御する電子制御ユニット
ＥＣＵ６には、たとえばエンジン回転数センサ７２およ
び負荷センサ７３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ＥＣＵ６は各噴射制御用電磁弁５に制御信号
を出力する。これと同時に、ＥＣＵ６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
６に制御信号を出力する。コモンレール４内の圧力を検
出する圧力センサ７の信号があらかじめ回転数や負荷に
応じて設定した最適値となるように高圧ポンプ３の吐出
量を制御する。

【００２３】（第２実施例）本発明の第２実施例を図４
に示す。図４に示す第２実施例は、アーマチャ５１と案
内部材４１との摺動部材４１との摺動部分に特徴があ
る。その他の構成部分については、基本的に第１実施例
と同様である。

【００２４】案内部材４１の一部分は、薄肉円筒状の延
長部７７を有する。第２制御室３３に高圧が作用する
と、この延長部７７の先端が微小変形し、アーマチャ５
１の円柱部５３の外周壁に密着する方向に微小変形し、
円柱部５３の外壁と案内孔４２との間の隙間を微小とす
る。この第２実施例によると、電磁コイル部６１の通電
オフ時、アーマチャ５１の第１シート面５５と摺動部材
３１の端面３４とは当接するとともに、第２制御室３３
の圧力上昇により延長部７７の先端がアーマチャ５１の
円柱部５３の外周壁に密着する方向に微小変形し、第２
制御室３３の高圧側と電磁弁制御室２０側の低圧側との
シールを確保する。したがって、電磁コイル部６１側へ
の燃料の漏出は、電磁コイル部の通電オフ時にも確実に
防止される。このため、電磁コイル部６１の閉弁時、油
溜室１５側の高圧燃料が低圧側の電磁弁収容室２０にリ
ークすることが防止される。

【００２５】（第３実施例）本発明の第３実施例を図５
に示す。図５に示す第３実施例は、アーマチャ５１の先
端側のシート部にボール状のシート材７９を有する。摺
動部材３１の反噴孔側の端面３４に半球面状の半球状内
壁面８０が形成される。この半球状内壁面８０の内部に
ボール状のシート材７９が隙間を介して収容される。そ
して、摺動部材３１の半球状内壁面８０からシート材７
９が抜けないように環状係止部材８１が摺動部材３１の
端面３４に接合されている。

【００２６】アーマチャ５１の先端部は、ボール状のシ
ート材７９に当接するように球面状のシート面８４が形
成される。その他の構成については、基本的に図２に示
す第１実施例のアーマチャの構成と同様である。この第
３実施例によると、シート材７９が摺動部材３１の半球
状内壁面８０の内部で隙間を介して回動可能であるた
め、案内部材４１の案内孔４２に摺動可能に案内される
アーマチャ５１の円柱部５３の嵌合に僅かな公差があっ
たとしても、アーマチャ５１のシート面８４でシート材
７９が密着するように動くので、閉弁時、アーマチャ５
１の第２シート面６０が案内部材４１の案内孔開口端５
０に密接に当接するとともに、シート面８４がシート材
７９に密接に接合し、このシート面８４においてシール
を確保する。一方、シート面８４のアーマチャ軸方向位
置の中心軸がずれたとしても、シート材７９にシート面
８４が密着するため、この部分でのシールを確保する。

【００２７】（第４実施例）本発明の第４実施例を図６
に示す。図６に示す第４実施例は、アーマチャ５１のシ
ート面を傾斜させた例である。摺動部材３１の反噴孔側
端面に円柱部８６を有する。この円柱部８６の上端面と
してのシート面８７が傾斜される。このシート面８７の
傾斜角度は、アーマチャ５１のシート面８５の傾斜角度
と一致している。アーマチャ５１のその他の構成は基本
的に図２に示す第１実施例と同様である。

【００２８】この第４実施例によると、電磁コイル部６
１の通電オフ時、図６に示すように、アーマチャ５１の
第２シート面６０が案内部材４１の案内孔開口端５０に
当接するとき、シート面８５が円柱部８６のシート面８
７と密着するようにアーマチャ５１が回転する。このた
め、アーマチャ５１の先端部分の第１の弁部分の寸法精
度が緩和できるので、製造コストを低減することができ
る。

【００２９】上述した実施例では、弁ボディ１１の大径
内壁１８に往復摺動可能な摺動部材３１を用いたが、本
発明では、この摺動部材３１に代えて弁ボディに固定さ
れた部材を用いる構成にしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による弁装置を示す断面図
である。

【図２】図１に示すアーマチャ周辺付近の拡大断面図で
ある。

【図３】本発明の第１実施例を適用した蓄圧式燃料噴射
装置の構成図である。

【図４】本発明の第２実施例によるアーマチャ周辺部分
を示す断面図である。

【図５】本発明の第３実施例によるアーマチャ周辺部分
を示す断面図である。

【図６】本発明の第４実施例によるアーマチャ周辺部分
を示す断面図である。

【符号の説明】

１１弁ボディ１２供給通路１３噴孔１５油溜室１６制御室１７第１絞り通路１８小径内壁１９大径内壁２０電磁弁収容室２１ニードル弁（噴射制御弁部材）２６第１圧縮スプリング２７第２圧縮スプリング３１摺動部材（固定部材）３２第２絞り通路３３第２制御室４１案内部材４２案内孔５１アーマチャ（部材）５４燃料通路５５第１シート面６０第２シート面６１電磁コイル部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 61/10 Ｆ０２Ｍ 61/10 Ｓ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】往復動可能な噴射制御弁部材と、噴孔、前記噴射制御弁部材が当接可能な弁座および前記
噴射制御弁部材を往復動可能に案内する案内孔を有する
弁ボディと、前記弁座に前記噴射制御弁部材を当接する方向に付勢す
る第１付勢手段と、前記弁ボディの内部の前記噴射制御弁部材側に形成され
る第１制御室と反弁部材側に形成される第２制御室とを
連通する絞り通路を有し、前記弁ボディの内壁に固定さ
れる部材と、前記弁ボディに設けられる電磁コイル部と、前記第２制御室と低圧側とを連通可能な燃料通路を有す
る往復動可能なアーマチュアと、前記第２制御室と低圧側の間に設けられた弁装置であっ
て、前記第２制御室と低圧側とを導通または遮断する第
１弁と、前記第１弁より低圧側に設けられた弁装置であって、前
記第２制御室と低圧側とを導通または遮断する第２弁と
を備えたことを特徴とする燃料噴射弁装置。
【請求項２】往復動可能な噴射制御弁部材と、噴孔、前記噴射制御弁部材が当接可能な弁座および前記
噴射制御弁部材を往復動可能に案内する案内孔を有する
弁ボディと、前記弁座に前記噴射制御弁部材を当接する方向に付勢す
る第１付勢手段と、前記第１付勢手段による付勢力を小さくする方向に前記
付勢手段の当接位置を変更可能な摺動部材であって、前
記弁ボディの内部の前記噴射制御弁部材側に形成される
第１制御室と反噴射制御弁部材側に形成される第２制御
室とを連通する絞り通路を有し、前記弁ボディの内壁を
摺動可能な摺動部材と、前記弁ボディに設けられる電磁コイル部と、前記第２制御室と低圧側とを連通可能な燃料通路を有す
る往復動可能なアーマチュアと、前記アーマチュアを前記摺動部材を押圧する方向に付勢
し、前記第１付勢手段よりも付勢力の大きな第２付勢手
段と、前記第２制御室と低圧側の間に設けられた弁装置であっ
て、前記第２制御室と低圧側とを導通または遮断する第
１弁と、前記第１弁より低圧側に設けられた弁装置であって、前
記第２制御室と低圧側とを導通または遮断する第２弁と
を備えたことを特徴とする燃料噴射弁装置。
【請求項３】前記第２弁の可動部材は、前記第１弁の
可動部材と一体に設けられていることを特徴とする請求
項１または２記載の燃料噴射弁装置。
【請求項４】前記第２弁は、前記第２制御室の燃料の
昇圧時に、圧力増による弾性変形を利用して、所定の圧
力以上になったとき前記第２制御室と前記低圧側とを遮
断することを特徴とする請求項１または２記載の燃料噴
射弁装置。
【請求項５】前記第２弁の可動部材は、前記第１弁の
可動部材と別部材であることを特徴とする請求項１また
は２記載の燃料噴射弁装置。
【請求項６】前記第１弁は、前記摺動部材の反噴孔側
端面に傾斜するシート部を有し、この第１弁のシート部
に当接または離間する部材が、前記シート部に当接した
とき前記シート部に密着するように前記部材の摺動方向
および前記部材の中心軸まわり回転方向に変形または移
動可能なことを特徴とする請求項１または２記載の燃料
噴射弁装置。