JPS5965561A - ユニツトインジエクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はユニットインジェクタ、詳しくはディーゼル
エンジンに使用されるユニットインジェクタの改良に関
する。

一般に、ユニットインジェクタは燃料加圧機（ｊ１￥と
噴射ノズルが気筒別に一体一組となってエンジンのシリ
ンダヘッドに直接取付られエンジンのカム軸によって駆
動されるものである。

ユニットインジェクタでは噴射ポンプと噴射ノズルとを
接続する噴射パイプを必要と・ｌず、列型ポンプなどで
の噴射パイプの介在に起因する噴射特性の不安定要素、
回転変化による噴射時期、噴射期間などの変動は著しく
減少する。

従来のユニットインジェクタとしては、例えば第１．２
図に示ずようなもの（ＳＡＥ　Ｐａｐｅｒ７５０７７３
参照）がある。このユニットインジェクタもこつい゛ζ
説明すると、Ｉはユニントインジェフタを示し、このユ
ニットインジェクタ１は燃料加圧部２とノズル部３とを
有している。燃料加圧部２はハウジング４に固定された
プランジャボディ５と、該プランジャボディ５の摺動孔
６内に摺動自在に収納されたプランジャ７とからなり、
摺動孔６の先端側に圧力室８を画成している。ノズル部
３ば、プランジャボディ５の先端側にプレッシャピース
９、スプリングケース１０を介して固定されたノズルボ
ディＩＩと、ノズルボディ１１に支持されたニードルバ
ルブ１２と、スプリングケース１０内に配置されたニー
ドルスプリング１３とからなる。なお、これらの燃料加
圧部２とノズル部３とはケーシング１４により結合され
ている。前記圧力室８への燃料の供給は、燃料インレソ
ｌ−１５よりハウジング４に形成された燃料通路１６を
介してプランジャボディ５のアッパボート１７、プラン
ジャ７の外周面に形成されたスパイラル状のメータリン
グリセス１８およびプランジャ７の軸心部に形成された
垂直ｒＬＩ９を通して行われる。また、圧力室８からの
高圧燃料は、プレッシャピース９、スゲリングケース】
０およびノズルボディ１１に形成された１０ｉ圧燃料通
ＩｉＦ！ｒ　２０よりニードル室２１を経て、スプレィ
デツプ２２の噴口２３に導かれる。すなわち、プランジ
ャボディ５とノズルボディ１１との間に挾持されたスプ
リングケース１０の軸心部にはニードルスプリング１３
を収納したスプリング室２４が形成されており、該スプ
リング室２４を迂回するように上記１ｒＧ圧燃料通１／
８２０はスプリング室２４の半径方向外側に形成されて
いる。ニードルバルブ１２もノズルボディ１１の軸心部
に配設され（プランジャ７と同軸上に）、その後端はス
プリング室２４内に収納されたプレッシャビン２５に当
接している。また、ニードルバルブ１２の後端部はノズ
ルボディ１１に慴動自在に支持されている（ずなわら、
ニードル室２１の上方のノズルボディ１１にはニードル
ガイド部２６が設けられている）。したがって、このよ
うなユニソｉ・インジェクタ１は、エンジンの回転に同
期して回転するカムシャフト２７によりプッシュロッド
２８、ロッカアーム２９を介してプランジャ７を往復動
（第１．２図中上下動）させることによって圧力室８内
の；た料を加圧し、この高圧燃料を高圧燃料通１／３２
０ヲ介してニードル室２１に専き、ニードルレノ〈ルフ
゛１２をニードルスプリング１３に対抗して１−緊ら１
・番、）゛ることにより、噴口２３から燃料を噴射する
。

しかしながら、このような従来のユニ・ノドインジェク
タ１にあっては、ニードＪレノ＼ルフ゛１２のｆ＆　Ｄ
ｉｉｉ　ｆｉｌ（をノズルボディ１１のニートルカ゛イ
ドｒ］１９２６で支１、Ｙシ、圧力室８とニートルカ゛
イドｆｉｌ＋　２（ｉとの間にさらにスプリング室２４
を直列に配置１にしＣいるノコめに、ユニット・インジ
ェクタ１の軸／Ｊ’　ｌｉ＋Ｊの長さく特に先（’ｌｊ
１部の長さ）が長くなつ′ζ４９す、また１］１圧燃料
通路２０がスプリング室２４およびニードルガイド部２
６を迂回して、スゲリングケースＩＯ、ノズルボディ１
１の半径方向外側に形成さレテいるために、ユニ・ノド
インジェクタ１の外径（特に、先０１１１部の外ｉ子）
が大きくなっている。

そのために、このユニットインジェクタ１を／ｈ型エン
ジン（例えば１０００ｃｃ〜２０００ｃｃクラス）に装
着する場合には、その取付位置が必然的に大きく制限さ
れる（取付に対する自由度が殆どない）という問題点が
生じていた。その結果、小型エンジンにおいて最適の燃
ん°Ｌ効率をｆ−！７ることができない、また、エンジ
ン全高が高くなってしまうという問題点があった。ずな
わら、ユニットインジェクタ１をシリンダの軸線上に配
置することにより最良の燃焼リフ率をｊ！７るごとがで
きるが、ｉノ（：　；ＩＧのユニットインジェクタ１で
はそのノズル部３の外径が人き（、長さも長いため、吸
排気バルブとの干渉等からシリンダ軸線上に配設できな
いのである。

この発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので、ケーシング内で往復動するプランジャによって
燃料を加圧するＷ４料油加圧１Ｍ構と、加圧燃料の燃圧
に応動してニードルバルブが開閉し燃料を噴射するノズ
ルと、が一体に組み付りられたユニットインジェクタに
おいて、前記燃料加圧機構で発生した面圧燃料をニード
ルバルブの先端まで導＜　ｉｔ’！ｉ圧燃料通路をニ−
ドルバルブの軸部外円面に沿って配設するとともに、該
ニードルバルブの後端部を前記プランジャに摺動自在に
支持させることにより、上記ｌ？ｒＪ題点を解決するこ
とを目的としている。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第３図はこの発明の一実施例を示す図である。まず、構
成を説明する。第３図において、３Ｉはユニソｊ−イン
シェククであり、ユニットインジェクタ３１は円筒状の
ケーシング３２を有している。ケーシング３２の軸心部
には軸方向に延在する摺動孔３３が形成されており、こ
の摺動孔３３には摺動自在にプランジャ３４が挿入され
ている。

プランジャ３４にはその先端面（図中下端面）に開口し
摺動孔３３と同一の中心軸線を有し、かつこの中心軸線
方向に延在するガイド孔３５が形成されている。また、
プランジ中３４の後間１部にはプランジャ３４の軸線に
対して直角方向にピン３Ｅｉが挿入されており、このピ
ン３６はケーシング３２に当接することにより、プラン
ジャ３４の図中上下方向の最大上限位置を規制している
。さらに、プランジャ３４の後端部にはスプリングリテ
ーナ３７が固着されており、このスプリングリテーナ３
７とケーシング３２との間にはスプリング３８が縮設さ
れ、このスプリング３）３は常時プランジャ３４を図中
上方向に付勢している。また、プランジャ３４は図外の
エンジンの動力機構に連結するカム３９により往復駆動
（図中上下動）される。ケーシング３２の先〜１１）に
はスベ−−１Ｉ４０を介してノズルボディ４Ｉがボルダ
４２によって固着されており、これらのケーシング３２
、スペーサ４（）およびノズルボディ４１はピン４３に
より正確に位置決めされている。したがって、このスベ
〜す４０およびプランジャ３４により摺動孔３３の先端
側に圧力室４４が画成されている。ノズルボディ４１の
先ｊＭｉ１部はケーシング３２に固着されたその後端部
よりも小径に形成され、該先端部（スプレィチップ）に
は複数の噴口４５が形成されている。４６はノズルボデ
ィ４１およびスペーサ４（）の軸心部にその軸線方向に
延在するように（ｆＵ動孔３３と同軸上に）形成された
高圧燃料通路であり、このｊｎｉｎ燃圧通路４６の上θ
１１，１は前記圧力室４４に、下＋’７ｉ１．ｌは１１
：１記１１ΔＤ　４５に開口、連通している。高圧燃料
通１／３　、ＩＧの先端側は拡径されて燃料溜り室４７
が形成され”ζ才；す、また高圧りに１料通Ｉ？ｌｆ　
４６内には往復動自在にニードルバルブ４８が収納され
ている。したがって、二−ドルハルフ゛４８とプランジ
ャ３４とは１司Φ山」二に配設されている。ニードルバ
ルブ４８はその先１Ｍ１１部が噴［１４５を開閉可能で
あり（ずなわｊ）、ニードルバルブ４８の円錐状の先端
面はＩｔＡ　ｉ’４　ｙＩＹＩり室４７の円錐状シート
面に着座して噴口４５を閉止する）、その後１’ｌ？１
．１部は圧力室４４の中央部をＰｉ　ｉ！７１してプラ
ンジ＋３４に形成されたガイド孔３５に１８動自在に支
持されている。プランジャ３４およびガイド孔３５の摺
動面は極めて高精度に任」二げられており（すなわち、
これらの間隙が所定（１’ｃ　（２〜５μ）を保持する
よう番こ仕上げられている）、後述する燃料通路から圧
力室４４に供給された燃料を圧力室４４で加圧する際に
ガイド孔３５がらの燃料洩れを防止して圧力室４４内の
圧力ＩＪ’：　−）を極力小さくし、これらの油密性を
保持している。高圧りｔ口材ｊｆｆｌ路４６の圧力室４
４側θ１！１部（ノズルボディ４１の上部に形成された
部分）は拡径されてスプリング室４９を形成し、このス
プリング室４９にはニードルバルブ４８を取り囲むよう
にニードルスプリング５０が縮設されている。ずなわら
、ニードルスプリング５０の」二＋５．’；ｌはストッ
パ５１に、その下１７：ｉｊはリングプレー１−５２に
それぞれ当接している。ストッパ５１はつば伺きの円筒
状部月より−８り、その孔内にはニー１ルハルブ４８の
軸部が遊嵌され、そのつば部がニードルスプリング５０
の上端とスペーサ４０との間に挾まれることにより位置
決めされている。また、ス１−ソバ５１の筒状部分には
ストッパ５１内部とスプリング室４９とを連通ずる開口
５３が形成されている。また、リングプレー１・５２も
上記ス１ヘソパ５１と同様につば付円ｆＩｊｊ状部（１
よりなり、そのつば部に」二記二。

−ドルスプリング５０が当接するとともに、その孔内壁
面がニードルバルブ４）３の球根状の軸部に球面接触し
ている。したがって、ニー１ルハルブ４８はニードルス
プリング５０によって常時閉弁方向にに−ドルバルブ４
８の円錐状の先端部が噴口４５を閉止するように）付勢
されていることになる。また、ニードルスプリング５０
の付勢力はスビソパ５１とニードルスプリング５０の上
端との間に開弁圧凋整用シム５４を介装し、その厚さ等
を変えることにより所定の付勢力に調整される。ニード
ルバルブ４８はガイド孔３５に挿入されている部分（後
端部）以外は高圧燃料通路４Ｇ内にいわゆる遊挿された
状ｇ３に−ドルバルブ４８の軸部外周面とｉｌ圧燃料通
路４６の内壁面との間に所定の隙間が形成されている状
態）で収納されており、ガイド孔３５との１１ａ動精度
およびシート面の密封性を確保するために、ニードルバ
ルブ４８の形状は次のように形成されている。ずなわら
、リングプレート５２の孔内壁面とこの孔内壁面に接触
するニードルバルブ４８の軸部はともに球面状に形成さ
れており、ニードルバルブ４８が往復動することによっ
て生じるニードルバルブ４８軸部の撓み等によるリング
プレート５２の傾きを防止している。さらに、ニードル
バルブ４８には前記球根状の軸部の下方にニードルバル
ブ４）（の他の軸部よりも小径のくびれ部５５が形成さ
れており、このくびれ部５５はニードルバルブ４８の往
復動番によるニードルバルブ４８軸部の１１２のを吸収
し、ガイド孔３５およびシート面の位置精度の誤差をな
くする。また、前述したピン４３によってもガイド孔３
５およびシート面の位置精度が高められるとともに、噴
口４５のエンジン燃焼室（図示していない）に対する位
置決めとしても利用される。なお、このピン４０は複数
個設置、）てもにい。高圧燃料通路４６の圧力室４４側
の端部、すなわちスプリング室４９には燃料供給通１／
３５６が開口しており、この燃料供給通路５Ｇは制御弁
５７の下流側（高圧側）に連通している。制御弁５７に
は図外の燃料供給源から燃料が供給されており、制御弁
５７からの燃料は燃料供給通路５６を経てスプリング室
４９に供給され、さらにスプリング室４９に供給された
燃料ばストッパ５１に形成されている開口５３あるいば
リングプレーＩ・５２とスプリング室４９内壁面との隙
間を経て高圧燃料通路４６全域および圧力室４４に専か
れるようにｌ（っている。制御弁５７はエンジンの運転
状態に応じて所定のタイミングで開閉し、圧力室４４内
で加圧された燃料の制御、すなわち噴射時期等の制御を
行う。また、圧力室４４からガイド孔３５に４１１洩し
た燃料を、この制御＃、５７の上流側（イ１（月−側）
にリターンさせるために、プランジャ３４の外周面に形
成されたグループ５８を介してガイド孔３５と連通可能
なリターン通Ｍｆｉ　５９がプランジ中３４およびケー
シング３２に形成されている。

したがって、このユニットインジェクタ３１は圧力室伺
にｌｔ、Ａ料を供給する燃料供給通路５にが可１１ピな
限り圧力室４４側に設けられ、また圧力室４４からの高
圧燃料を噴口４５に導く高圧燃料ｊｌｎ　Ｉ／＆４６が
ニードルバルブ４８の外周面に沿って配設されており、
ユニットインジェクタ３１の外径（特にノズルホディ４
１の外径）は従来に比して小さくなっている。また、ニ
ードルバルブ４８の往１３Ｌ動をガイドするニードルガ
イド部はプランジャ３４に形成されたガイド孔３５であ
り、ユニッＩ・インジェクタ３１の軸方向の長さも従来
に比して短くなっている。

次に作用を説明する。力Ｊ・３９がプランジャ３４を駆
動しない場合には、プランジャ３４は上限位置に保持さ
れている。このとき、制御弁５７は開状態にあり、燃料
は燃料供給通路５６を介して高圧燃料通路４６および圧
力室４４に供給され、これらは低圧状態の燃料で；角だ
される。そのために、ニードルバルブ４８はニードルス
プリング５０の付勢力によって噴口４５を閉じており、
噴口４５から燃料の噴射は行われない。。

次に、カム３９によってプランジャ３４が下動すると、
圧力室４４内の燃料は高圧燃料通路４６および燃料供給
通路５６に送出される。このとき、制御弁５７が開状態
であると、燃料供給通路５６に圧力室４４から送出され
た燃料は制御弁５７を介して図外の１１１．料供給源に
戻される。次いで、このプランジャ３４の下動行程中に
所定の望ましいタイミングで制御弁５７を開状態にする
と、燃料供給通路５６　にり燃才１の戻りが遮断される
。したがつて、圧力室４４内でプランジャ３４により圧
ｔｉ？ｉ、＋Ｉ’ｂ圧化された燃料は高圧燃料通路４６
を経て燃料ｉ１ｉ’１り室４７に達する。さらに、この
高圧燃料は所定の付勢力に調整されているニードルスプ
リング５０に抗してニードルバルブ４日を開弁方向に（
図中上方に）移動させて、噴口４５から噴射される。

なお、プランジャ３４の下動行程中に圧力室４４からガ
イｌ゛孔３５に漏洩した燃料は、リターン通路５９を介
して制ｆａｌｌ弁５７の上流側に戻される。

次に、所定のタイミングで制御弁５７を再び開状態にす
ると、前記同様に圧力室４４から送出された燃料は燃料
供給通路５６を介して制御弁５７側に戻される。したが
って、高圧燃料通路４６内の燃料はその圧力が低下し、
ニードルバルブ４８が閉弁方向に移動して、噴口４５か
らの燃料の噴射を停止する。

以上説明してきたように、この発明によれば、摺動孔が
形成されたケーシングと、この１１？動孔に摺動自在に
挿入されたプランジャと、このプランジャの先端面に開
口する前記摺動孔と同軸のガイド孔と、前記ケーシング
の先誦に固着され、先端部に噴口を有するノズルボディ
と、前記プランジャおよびノズルボディにより前記１７
．７動孔の先端側に画成された圧力室と、前記ノズルボ
ディに形成されて前記圧力室と噴口とを接続する摺動孔
り同軸の高圧りｈ１１部路と、この高圧燃料通路内に往
復動自在に収納され、その後Ｉ′ｔ１：、１部が前記ガ
イド孔に１ｔ１動自在に支持、されるとともに、先端部
で前記噴口を開閉可能なニードルバルブと、前記高圧燃
料通路の圧力室側に内装され前記ニードルバルブを閉弁
方向に付勢するニードルスプリングと、前記ＩＩ′ｌ＋
圧燃料通路の圧力室側の端部に開口し、圧力室に燃料源
からの燃料を供給する燃料供給通路と、を備えたユニッ
トインジェクタとしたため、従来に比して軸方向の長さ
が大幅に短かく、またその外径も小さい小型のユニット
インジェクタを得ることがきる。したがかて、このユニ
ットインジェクタは小型エンジンへの取付けにおける自
由度を高めることができる。ずなわら、小型エンジンに
おいて吸排気バルブとの干渉等に左右されず帰道のｌμ
焼効率を潜ることができる位置にユニ、７ト・インジェ
クタを配置できる。この結果、エンジンの燃焼すＪ率を
向上させることができるとともに、さらにはエンジンの
全高も低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のユニットインジェクタのレイアウトを示
ず断面図、第２図は第１し１のＺ上ニソ（・インジェク
タの要ｒｉｆｔ　ＩｊＪｉ面図、第３１：：／Ｉ　＆、
Ｌこの発明に係るユニットインジェクタの一実＃ｉｉｉ
例を示すその概略１１〕１面図である。 ３］　　−−ユニットインジェクタ） ：３２−−−ケーシング、 ３：Ｊ　−−−−−−ｉｉｊ動孔、 ３４−−一一−−プランジャ、 ３５−−−−−−ガイド孔１ ．１１−−−−−ノズルボディ、 ４４−−−−一圧力室、 ４５−〜−−−−噴口、 ４６・−−〜−−高圧燃１’：１通路、４Ｂ　−−−−
−ｍ＝−「ルハルブ ４９−・−スプリング室、 ５０−−−−−−二−ドルスプリング、５Ｇ　−−−−
一燃料供給通１ｉ’＋’ｒ　。 特許出願人　　　　　　１−１産自動車株式会社代理人
弁理士　有我軍一部 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 摺動孔が形成されたケーシングと、この１ト１動孔に慴
   動自在に挿入されたプランジャと、このプランジャの先
   端面に開口する前記摺動孔と同軸のガイ１孔と、前記ケ
   ーシングの先ｉ’１ｉＷｌに固着され、先端部に噴口を
   有するノズルボディと、前記プランジャおよびノズルボ
   ディにより前記（ｔ１動孔の先（ｆ：ｊ１１側に画成さ
   れた圧力室と、前記ノズルボディに形成されて前記圧力
   室と噴Ｌ１とを接続する（Ｕ動孔と同！ｉｌｌの高圧燃
   料通路と、この高圧燃料通１／／ｆ内に往ｊ々動自在に
   収納され、その後端部が前記ガイド孔に摺動自在に支持
   されるとともに、先端部で前記噴口を開閉可能なニード
   ルバルブと、前記高圧燃料通路の圧力室側に内装され前
   記ニードルバルブを閉弁方向に付勢するニードルスプリ
   ングと、前記高圧燃料通路の圧力室側の端部に開口し、
   圧力室に燃料源からの燃料を供給する燃料供給通１１１
   凸と、を備えたことを特徴とするユニットインジェクタ
   。