JPH1182235A - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インジェクタ上流側の蓄圧容器内において燃
料中の異物を捕捉するようにした蓄圧式燃料噴射装置を
提供する。 【解決手段】 蓄圧容器１の蓄圧室２に供給された高圧
燃料は、フィルタ２１のメッシュ２６の内側に入り、こ
のとき燃料中の異物が除去された後、コネクタ１２の燃
料通路１４からインジェクタへと供給される。したがっ
て、蓄圧容器１から外部に供給される燃料は、あらかじ
め異物が除去された状態であるから、インジェクタの精
密摺動部での異物による作動不良は発生しない。したが
って、燃料噴射特性は良好に適正なものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄圧室に蓄えた高
圧燃料を複数のインジェクタから所定のタイミングで噴
射するようにした内燃機関の燃料噴射装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】多気筒内燃機関の複数の気筒に対応して
設けられる複数のインジェクタに高圧燃料を供給する手
段として、蓄圧室に蓄えられた高圧燃料を各インジェク
タに供給するいわゆるコモンレール式燃料噴射装置が知
られている。このようなコモンレールとしての蓄圧容器
は、入口側が高圧配管を経て高圧供給ポンプに接続さ
れ、出口側が複数の配管を経て複数のインジェクタに接
続されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高圧供
給ポンプから蓄圧容器を経てインジェクタに供給される
燃料中に異物が混入する場合、インジェクタの噴射特性
が要求に不適合なものとなる。この場合、インジェクタ
の燃料通路中または精密摺動部分の隙間に異物が入り込
むと、燃料の流れが阻害されるので噴射開始及び噴射終
了時期について所望の噴射時期が得られない可能性があ
る。

【０００４】本発明の目的は、インジェクタ上流側の蓄
圧容器内において燃料中の異物を捕捉するようにした蓄
圧式燃料噴射装置を提供することにある。本発明の他の
目的は、インジェクタ内への異物の流入を阻止し、噴射
特性を適正に保つ蓄圧式燃料噴射装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１または
２記載の蓄圧式燃料噴射装置によると、蓄圧容器の蓄圧
室に供給された高圧燃料は、フィルタで濾過された後、
燃料出口から排出される。したがって、蓄圧容器から外
部に供給される燃料は、あらかじめ異物が除去された状
態であるから、インジェクタの精密摺動部での異物によ
る作動不良は発生しない。したがって、燃料噴射特性は
良好に適正なものとなる。

【０００６】本発明の請求項３記載の蓄圧式燃料噴射装
置の組付方法によると、蓄圧容器のインジェクタ側コネ
クタ取付用孔からフィルタを蓄圧室に挿入し、インジェ
クタ側コネクタをインジェクタ側コネクタ取付用孔にね
じ結合し、蓄圧容器とインジェクタ側コネクタとでフィ
ルタを挟持固定するため、フィルタ取付作業とコネクタ
取付作業と液密設定とが同時に簡便に行える。

【０００７】本発明の請求項４記載の蓄圧式燃料噴射装
置の組付方法によると、蓄圧容器に形成される第１コネ
クタ取付用孔側と反対側に開口される第２コネクタ取付
用孔にねじ結合される第２コネクタを取り外し再ねじ結
合することにより、インジェクタ側の第１コネクタを取
り外すことなしに、簡単にフィルタの交換をすることが
できるという効果がある。

【０００８】

【発明の実施の形態】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。ディーゼル機関用燃料噴射
装置に本発明を適用した一実施例を図１〜図３に示す。
図３において、ディーゼル機関（以下、「エンジン」と
いう）４には複数の気筒に対応して個々にインジェクタ
５が配設され、インジェクタ５から各気筒への燃料の噴
射は、噴射制御用電磁弁６のオンオフにより制御され
る。インジェクタ５は各気筒共通の蓄圧容器１の蓄圧室
２に接続されており、噴射制御用電磁弁６が開弁してい
る期間、蓄圧室２の燃料がインジェクタ５よりエンジン
４の各気筒に噴射される。蓄圧室２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７、吐出弁８を経て高圧供給ポンプ９が接
続される。この高圧供給ポンプ９は、燃料タンク１０か
ら公知の低圧供給ポンプ１１を経て吸入された燃料を高
圧に加圧し、蓄圧室２内の燃料を高圧に制御維持する。

【０００９】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１８およ
び負荷センサ１９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６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９に制御信号を出力する。蓄圧室２にはコモンレー
ル圧を検出する圧力センサ２０が配設されており、圧力
センサ２０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供給ポンプ９の吐出量を
制御する。

【００１０】そして、図１に示すように、蓄圧容器１
は、その長手方向に沿って内部に燃料蓄圧通路としての
蓄圧室２が直線状に形成されている。この蓄圧室２の延
びる軸に対し直交する方向に連通路１３が形成されてい
る。図１に示すように、蓄圧容器１の外部にコネクタ１
２が取り付けられている。このコネクタ１２は、インジ
ェクタ５に供給する燃料配送用の高圧配管を接続する締
結部材である。このコネクタ１２の内部の燃料通路１４
と蓄圧室２とは連通路１３により接続されている。そし
て蓄圧室２の内部にフィルタ２１が設けられている。

【００１１】このフィルタ２１は、支持体２２と、この
支持体２２に取り付けられるメッシュ２６とからなる。
支持体２２は、樹脂により一体成形され、上環状体２３
と下環状体２４とが４本の支柱部２５により連結されて
いる。４本の支柱部２５は周方向に等間隔に設けられ、
この内部に円筒状のメッシュ２６が接合されている。上
環状体２３はコネクタ１２の端面１２１に接合し、下環
状体２４は蓄圧室１の下内壁１１０に接合している。こ
れにより、蓄圧容器１の外部から蓄圧室２に供給される
高圧燃料は、メッシュ２６を経由して、連通路１３、燃
料通路１４を経て図３に示すインジェクタ５に供給され
る。このとき、メッシュ２６により燃料が濾過される。
したがって、燃料中の異物はメッシュ２６の外側から内
側には入り込まずに蓄圧室２のメッシュ外側に残留す
る。

【００１２】したがって、インジェクタ５に供給される
燃料は、異物が除去された燃料が供給されるから、イン
ジェクタ５の噴射特性に異常は発生しない。 （第２実施例）本発明の第２実施例に用いたインジェク
タを図４および図５に示す。インジェクタについて説明
すると、次の通りである。

【００１３】図４と図５に示すように、インジェクタ５
の下端部に設けられた噴射ノズル６２のノズルボディ７
１には図示しない噴孔を開閉するニードル弁８０が往復
移動可能に収容されている。ノズルボディ７１およびイ
ンジェクタボディ７３はディスタンスピース７２を挟ん
でリテーニングナット７４により結合されている。ニー
ドル弁８０の反噴射側にはプレッシャピン８１、および
このプレッシャピン８１と反噴射側で接触あるいは連結
する制御ピストン８２が配設されている。プレッシャピ
ン８１はスプリング８３内に貫挿されており、スプリン
グ８３はプレッシャピン８１を図４の下方に付勢してい
る。制御ピストン８２の反噴射側には制御圧力室１００
が設けられている。

【００１４】燃料インレット１３０を通して蓄圧容器か
ら高圧燃料が燃料供給通路２２１に供給され、この高圧
燃料は、後述する流入絞り１０１を介して制御圧力室１
００に供給される。インジェクタ５内の余剰燃料は燃料
排出通路１２４からインジェクタ外部に排出される。電
磁弁９０は二方電磁弁であり、インジェクタボディ７３
の上方に配設されている。電磁弁９０の弁部材９１は、
バルブボディ９３に往復移動可能に支持されており、バ
ルブボディ９３に設けた弁座９３ａに着座可能である。
弁部材９１はスプリング９７により弁座９３ａに向けて
付勢されている。弁部材９１内には軸方向両端に開口す
る圧力バランス室９１ａが設けられている。圧力バラン
ス室９１ａの反制御圧力室側の一方の開口部は圧力バラ
ンス室９１ａを形成する弁部材９１の内壁と摺動するバ
ランスピストン９２により封止されている。圧力バラン
ス室９１ａの他方の開口部は制御圧力室側に開口してお
り、圧力バランス室９１ａは制御圧力室１００と連通し
ている。

【００１５】弁部材９１のシート面積とバランスピスト
ン９２の断面積とはほぼ等しい。つまり、弁部材９１が
弁座９３ａに着座した図４に示す状態では、弁部材９１
が制御圧力室側の高圧燃料からリフト方向に受ける力
と、圧力バランス室９１ａの高圧燃料から弁座９３ａへ
の着座方向に受ける力はほぼ等しくなっている。弁部材
９１の他の受圧面に働く燃料圧力は、制御圧力室側の高
圧燃料および圧力バランス室９１ａの高圧燃料に比較し
て極めて小さいので、弁部材９１が電磁弁９０の開弁方
向および閉弁方向に受ける力はほぼ等しいと考えること
ができる。したがって、スプリング９７の付勢力を小さ
くしても弁部材９１は弁座９３ａに着座可能である。さ
らに、スプリング９７の付勢力に抗して弁部材９１をリ
フトするコイル９４の吸引力も小さくできるので、電磁
弁全体の体格を小型化できる。

【００１６】バランスピストン９２は、圧力バランス室
９１ａの他方の開口部を封止しており、圧力バランス室
９１ａを形成する弁部材９１の内壁と摺動可能である。
エンジンが始動し、蓄圧容器１からインジェクタ５に燃
料が供給されると、バランスピストン９２は圧力バラン
ス室９１ａの圧力によりストッパ９８に当接する。コイ
ル９４はコア９５に巻回されており、コネクタ１１０の
ピン１１１からコイル９４に駆動パルスが供給される。
コイル９４への通電をオンしたときに発生する磁力によ
りスプリング９７の付勢力に抗してアーマチャ９６とと
もに弁部材９１が吸引され、弁部材９１は弁座９３ａか
ら離座する。

【００１７】図５に示すように、制御ピストン８２の反
噴射側に設けられた制御圧力室１００は流入絞り１０１
を介して燃料供給通路２２１と連通しているとともに、
流出絞り１０２を介して圧力バランス室９１ａと連通し
ている。流出絞り１０２の流路径は流入絞り１０１の流
路径よりも大きい。つまり、流出絞り１０２の流路面積
は流入絞り１０１の流路面積よりも大きい。弁部材９１
が弁座９３ａに着座している場合、制御圧力室１００お
よび圧力バランス室９１ａは燃料低圧側としての燃料排
出通路１２２との連通を遮断されている。

【００１８】図４に示すように弁部材９１が弁座９３ａ
に着座した状態では、制御圧力室１００および圧力バラ
ンス室９１ａは燃料排出通路１２２との連通を遮断され
ている。弁部材９１が弁座９３ａから離座すると、制御
圧力室１００の高圧燃料は流出絞り１０２から燃料排出
通路１２２、１２３、１２４に流出し、インジェクタ５
から例えば燃料タンクに還流される。

【００１９】次に、インジェクタ５の作動について説明
する。 (1) コイル９４への通電オフ時、弁部材９１は弁座９３
ａに着座しているので制御圧力室１００および圧力バラ
ンス室９１ａと燃料排出通路１２２との連通は遮断され
ており、制御圧力室１００および圧力バランス室９１ａ
の燃料圧力は高圧である。このとき、前述したように電
磁弁９０の開弁方向および閉弁方向に燃料圧力から弁部
材９１が受ける力はほぼ等しくなっている。

【００２０】(2) コイル９４への通電をオンすると、弁
部材９１は弁座９３ａから離座し制御圧力室１００は低
圧側の燃料排出通路１２２と連通する。このとき、流出
絞り１０２の流路面積が流入絞り１０１の流路面積より
も大きいので、制御圧力室１００の燃料圧力が低下す
る。制御圧力室１００の圧力が低下すると制御ピストン
８２とともにニードル弁８０がリフトし、噴孔から燃料
が噴射される。

【００２１】供給配管を経由してインジェクタが接続さ
れるコネクタの蓄圧室側には、図１に示すように、それ
ぞれフィルタ２１が蓄圧容器１の内部に設けられる。フ
ィルタ２１のメッシュ２６のメッシュサイズは、２方弁
インジェクタ５の燃料流入絞り１０１のオリフィス径よ
り小さい。これによりインジェクタの燃料流入時に流入
絞り１０１のオリフィスでの異物の詰まりが防止され
る。またフィルタ２１のメッシュ２６のメッシュサイズ
は、蓄圧容器１からインジェクタ５への燃料供給量が適
正量以下に制限されない程度に小さいメッシュサイズを
用い選定するのが望ましい。

【００２２】これにより、高圧供給ポンプ９から蓄圧容
器１の内部の蓄圧室に供給される燃料は、フィルタ２１
のメッシュ２６で異物が除去された後、異物が除去され
た燃料がコネクタ１２から供給配管７を経てインジェク
タ５に供給される。したがって、蓄圧容器１の蓄圧室２
の内部であらかじめ燃料中の異物が除去されるため、イ
ンジェクタに供給される燃料中の異物は摺動部を阻害す
る程度のものが除去されているから、インジェクタの精
密摺動は適正に行われ、必要な燃料噴射開始及び終了が
適正な時期に行われる。

【００２３】（第３実施例）本発明の第３実施例を図６
および図７に示す。第３実施例は、蓄圧容器１へのフィ
ルタの取り付けに工夫をした搭載例を示す。図６に示す
ように、コネクタ１２には蓄圧容器１に取付け用のねじ
部２８と液密を保つ当接部２９とが形成される。一方蓄
圧容器１にはコネクタ取付け用のねじ部３８とコネクタ
１２の当接部２９が液密に着座するシート面３９とが形
成される。蓄圧室２の高さｈは、フィルタ２１の高さに
ほぼ等しい。

【００２４】組付け時、蓄圧室２にフィルタ２１を挿入
し、その後にコネクタ１２をねじ回しし蓄圧容器１にコ
ネクタ１２を締結する。図７は組付け後の状態を示す。
組付け後、コネクタ１２を当接部２９がシート面３９に
液密に当接し、ねじ部３８にねじ部２８がねじ結合す
る。締付け後の状態でフィルタ２１の上環状体２３と下
環状体２４とが蓄圧室２の上内壁としての端面１２１と
下内壁１１０に密着し、フィルタ２１の内側と外側とを
メッシュ２６を経由して連通する。このときフィルタ２
１は蓄圧容器１に対しコネクタ１２の当接部２９の端面
１２１で押さえつけられた状態で蓄圧容器１に固定され
る。

【００２５】この第３実施例によると、蓄圧容器１への
コネクタ１２のねじ結合作業時、フィルタ２１を固定可
能となり、蓄圧室２がコネクタ１２と蓄圧容器１により
液密に保たれる。したがって、フィルタ取付作業とコネ
クタ取付作業と液密設定とが同時に簡便に行えるという
効果がある。 （第４実施例）本発明の第４実施例を図８および図９に
示す。

【００２６】図８および図９に示す第４実施例は、フィ
ルタの取付けの工夫をした他の例である。この第４実施
例では、蓄圧容器１のコネクタ１２の反対側からフィル
タ２１を挿入し、第２のコネクタ３２のねじ締付により
蓄圧容器１にフィルタ２１を固定したものである。図８
は組立分解図を示し、図９は組付け後の状態を示す。第
２のコネクタ３２は、ねじ部３３とシート面３４と当接
部３５を有する。

【００２７】一方、蓄圧容器１にはねじ部５３とシート
面５４と大径孔５５が形成される。組付け時、蓄圧容器
１のねじ部５３側の孔からフィルタ２１を挿入し、ねじ
部５３にコネクタ３２のねじ部３３をねじ結合する。す
ると図９に示すように、シート面５４にシート面３４が
液密に当接し、当接部３５の先端がフィルタ２１を蓄圧
室２の内部に係止する。

【００２８】この第４実施例によると、コネクタ１２と
は別の第２の反対側の孔からフィルタ２１を挿入し、第
２のコネクタ３２をねじ結合することにより、比較的簡
便にフィルタ２１を組付け挿入固定することができる。
この第４実施例によると、コネクタ３２を取り外し再ね
じ結合することにより、インジェクタ側のコネクタ１２
を取り外すことなしに、簡単にフィルタ２１の交換をす
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の要部を示す概略断面図で
ある。

【図２】本発明の第１実施例による蓄圧容器ならびにそ
の周辺の燃料経路を示すシステム図である。

【図３】本発明の第１実施例による蓄圧式燃料噴射シス
テムの構成図である。

【図４】本発明の第２実施例の蓄圧式燃料噴射システム
に用いたインジェクタの断面図である。

【図５】本発明の第２実施例の蓄圧式燃料噴射システム
に用いたインジェクタの断面図である。

【図６】本発明の第３実施例によるフィルタの組付けに
工夫をした分解図である。

【図７】本発明の第３実施例によるフィルタの組付けに
工夫をした組立図である。

【図８】本発明の第４実施例によるフィルタの組付けに
工夫をした分解図である。

【図９】本発明の第４実施例によるフィルタの組付けに
工夫をした組立図である。

【符号の説明】

１ 蓄圧容器 ２ 蓄圧室 ５ インジェクタ １２ コネクタ １３ 連通路 １４ 燃料通路 ２１ フィルタ ２２ 支持体 ２３ 上環状体 ２４ 下環状体 ２５ 支柱部 ２６ メッシュ ２８ ねじ部 ２９ 当接部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧ポンプに接続された燃料入口とイン
   ジェクタに接続された燃料出口とを有し、高圧ポンプよ
   り圧送された燃料を蓄圧した後インジェクタに供給する
   蓄圧容器の燃料入口と燃料出口との間にフィルタを設け
   たことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 蓄圧容器の内部に長手方向に延びる蓄圧
   室を形成し、この蓄圧室のインジェクタに連通する連通
   路にフィルタを設けた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】 蓄圧容器にねじ結合するインジェクタ側
   コネクタ取付用孔からフィルタを蓄圧室に挿入し、イン
   ジェクタ側コネクタを前記インジェクタ側コネクタ取付
   用孔にねじ結合し、前記蓄圧容器と前記インジェクタ側
   コネクタとで前記フィルタを挟持固定することを特徴と
   する蓄圧式燃料噴射装置の組付方法。
4. 【請求項４】 蓄圧容器に形成される第１コネクタ取付
   用孔側と反対側に開口される第２コネクタ取付用孔から
   フィルタを蓄圧室に挿入し、この第２コネクタをねじ結
   合することにより蓄圧容器にフィルタを係止することを
   特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の組付方法。