JPS6046266B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プランジャよりも大径を有するサーボピスト
ンをソレノイドバルブによつて制御し、該サーボピスト
ンと連動するプランジャによつて発生せしめられた高圧
の燃料を噴射ノズルから噴射するようにした内燃機関の
噴射装置に関するものである。

従来のこの種の燃料噴射装置としては、特公昭５４−３
５２５４号公報、特公昭５４−２６６５１号公報に示す
如きものが知られているが、これら従来の各燃料噴射装
置はそれぞれ下記の如き欠点を有している。

即ち、第１５図に示す特公昭５４−３５２５４号公報の
燃料噴射装置は、（１）サーボピストン室２０７の流入
口２１１及び流出口２１２をスライドバルブ２０２で開
閉し、更に該スライドバルブ２０２をソレノイドバルブ
２０１と連動する球形の可動弁２０３の流出口２０４及
び流入口２０５の開閉によりスライドバルブ２０２の端
面２０６に作用する油圧力を調整して作動させるように
しているため、可動弁２０３の流出口面積を大きくする
場合には、運動部分２０１，２０２の質量が大きくなる
のでその運動部分の作動を強力にするためにより、強力
なソレノイド２１１が必要となり、また可動弁２０３の
受圧面積が大きくなるのでソレノイドバルブ２０１を圧
力バランスタイプにする必要があり、燃料噴射装置自体
の構造が複雑になるとともに耐久性即ち、可動弁２０３
の摩耗した表面が回動して油密不良になつたり、摩耗に
より弁座径が変化し圧力バランスが崩れる等の耐久性に
問題があつた。

（２）サーボピストン室２０７の流入口２１１及び流出
口２１２が一本の制御孔２０８で兼用されているため、
噴射行程中の噴射パターンを制御するためにサーボピス
トン２０９に形成した円錐形突起２１０が充填行程中に
も影響を及ぼすという不具合がある。

第１６図に示す特公昭５４−２６６５１号公報の燃料噴
射装置は、ソレノイドバルブ３０５の下動時に、該ソレ
ノイドバルブ３０５と連動しているバルブ３０１がピス
トン室３０４の流入口３０３を閉弁し、その際、バルブ
３０６で直接サーボピストン室３０４の流出口３０２を
開弁するようにし、一方、ソレノイドバルブ３０５の上
動時には、逆にバルブ３０１が流入口３０３を開弁する
とともにバルブ３０６は流出口３０２を閉弁するように
しているため、ソレノイドバルブ３０５の受圧荷重とソ
レノイドバルブ３０７の吸引力とによつてサーボピスト
ン室３０４の流入口３０３及び流出口３０２の大きさが
制限されるので、多くの燃料を燃料噴射時間を短くして
高圧て噴射することが困難である。

本発明は上記の如き従来の燃料噴射装置の諸問題を鑑み
、サーボピストン室の流入口をソレノイドバルブによつ
て制御されるコニカルバルブで開閉することによつて、
燃料の噴射量と噴射時期及びエンジンの回転速度とをエ
ンジンの全使用域に，わたり最適に制限し得るとともに
、燃料の高圧噴射を容易ならしめるようにした構造簡単
且つ小形軽量の内燃機関の燃料噴射装置を提供すること
を目的としてなされたものである。

以下、本発明の内燃機関の燃料噴射装置を第１図ないし
第１０図に示す本発明第１実施例及び第１１図ないし第
１４図に示す本発明第２実施例に基づいて説明すると、
第１図にはディーゼルエンジンＹのシリンダヘッド部に
装着された本発明第１実施例の燃料噴射装置Ｚが示され
ている。

この燃料噴射装置Ｚは、シリンダヘッド２に設けたポン
プノズル取付穴６内にその先端部のノズルをシリンダブ
ロック１内のピストン５の上方に形成さ・れた作動室４
内に臨ませた状態でノズル押え１３によつて取付けられ
たポンプノズルＸと、ディーゼルエンジンＹの外部に配
設された燃料供給ポンプ１８と、前記ポンプノズル内に
収容されたソレノイドバルブ（後に詳述する）を制御す
る制御器２０より構成されており、燃料供給ポンプ１８
によつて燃料バイブ１０及び燃料供給管１１を介してポ
ンプノズルＸ内に送られた燃料タンク１９内の燃料を、
エンジンの回転状態を検知するセンサー２１から与えら
れた入力信号に従つて制御器２０でポンプノズルＸのソ
レノイドバルブを制御し、所定量の燃料を作動室４内に
噴射するようになつている。以下、このポンプノズルｘ
の構造を詳述する。

ポンプノズルｘは、第２図に示すようにノズルバルブ３
２を有する噴射ノズル部と、プランジャ５９と該プラン
ジャ５９を駆動させるサーボピストン６０を有するポン
プ部５５と、該ポンプ部５５のサーボピストン６０を制
御するソレノイドバルブ１１１を有する制御部１０５と
を同軸状に順次結合させて構成されている。噴射ノズル
部３０は、第２図、第４図及び第７図に示すように、ノ
ズルバルブ３２を摺動自在に嵌挿したノズルボディ３１
と短軸状のノズルストップスペーサ３３とインジェクタ
ケージ３４より構成されており、該ノズルストップスペ
ーサ３３とインジェクタケージ３４に跨つて連通形成さ
れたノズルスプリングシート嵌挿穴４０内にはスプリン
グ３６で前記ノズルバルブ３２を常時閉弁方向に付勢せ
しめるノズルスプリングシート３９が嵌装されている。

このノズルボディ３１とノズルストップスペーサ３３と
インジェクタケージ３４とはノズル取付ナット３５によ
つて一体的に後述するプランジャボディ５８の先端部に
衝合締着されている。尚、ノズルストップスペーサ３３
のノズルボデイ３１側の端面３３ａは、ノズルバルブ３
２の上端面３２ａと衝合することによつてノズルバルブ
３２のリフト上限を規制する如く作用する。インジェク
タケージ３４の上端面には後述するプランジャボディ５
８のプランジャ室６７とフイドバルブ室６８とを相互に
連通せしめる如く半径方向に延びる凹溝４１が形成され
ている。更に、この凹溝４１は、インジェクタケージ３
４の縦孔４２とノズルストップスペーサ３３の斜孔４３
とノズルボディ３１の環状凹溝４４及び斜孔４５を介し
てノズルボディの先端部に形成した油溜室３８内に連通
せしめられている。この凹溝４１から油溜室３８に至る
油通路４６は、加圧された高圧燃料の油溜室３８内に送
るためのものであり、以下、この油通路４６を高圧燃料
通路４６という。又、インジェクタケージ３４の上端面
には、凹溝４１の外に第７図に示すようにノズルスプリ
ングシート嵌挿穴４０と後述するプランジャボディ５８
の斜孔８３を連通せしめる斜孔４７が形成されている。
尚、符号３７はスプリング３６の調整用シム、４８，４
８はプランジャボディ５８とインジェクタケージ３４と
ノズルストップスペーサ３３との円周方向の位置決め用
平行ピン、４９は噴孔をそれぞれ示している。ポンプ部
５５は、第２図ないし第５図及び第７図に示すように、
プランジャ５９を収容するためのプランジャ室６７を有
するプランジャボディ５８とサーボピストン６０を収容
するためのサーボピストン室７６を有するサーボピスト
ンボディ５７と後述のコニカルバルブ６１を収容するた
めのコニカルバルブ室８４を有するコニカルバルブボデ
ィ５６を締結ボルト８５，８５・・ ・（第５図）て
同軸状に締結固定して構成されている。

サボピストンボデイ５７をその軸方向に貫通して形成さ
れたサーボピストン室７６は、プランジャボディ５８を
その軸方向に貫通して形成されたプランジャ室６７と同
軸状に連通せしめられている。このサーボピストン室７
６内には大径のサーボピストン６０が、プランジャ室６
７内には小径のプランジャ５９がそれぞれ軸方向に摺動
自在に嵌挿されており、このサーボピストン６０とプラ
ンジャ５９とはサーボピストン室７６内及びプランジャ
室６７内に流入出する燃料の圧力に応じて一体的に往復
動せしめられる。このサーボピストン６０とプランジャ
５９の横断面積比によつて燃料の噴射圧力が決定される
。又、このサーボピストン室７６とプランジャ室６７と
はそれぞれサーボピストンボディ５７及びプランジャボ
ディ５８の軸心に対して適宜寸法だけ偏心させて形成さ
れている。コニカルバルブボディ５６は、その一側面か
ら径方向に適宜深さの横穴７１を形成し、その外端部に
前記燃料供給管１１を螺着せしめている。

この横穴７１は、前記燃料供給ポンプ１８から圧送され
る燃料を受入れるための通路であり、以下、この横穴７
１を供給燃料通路７１という。このコニカルバルブボデ
ィ５６は軸心部には、供給燃料通路７１と直交して連通
する如くコニカルバルブ室８４とサーボピストン室流入
口７７とが同軸状に形成されている。このサーボピスト
ン室流入口７７は、該サーボピストン室流入口７７から
サーボピストン室７６内に嵌挿されたサーボピストン６
０の頂面を臨み得るように形成されており、この供給燃
料通路７１側の開口端面を後述するコニカルバルブ６１
のためのバルブシート７９としている。一方、コニカル
バルブ室８４は、コニカルバルブボディ５６の上端面か
ら供給燃料通路７１に向けて貫設されており、該コニカ
ルバルブ室８４内には、コニカルバルブ６１が軸方向に
摺動自在に嵌挿されている。コニカルバルブ６１は、供
給燃料通路７１側を閉塞した有底筒状に形成されており
、コニカルバルブ室８４内の背圧を制御することによつ
て上下動せしめられ、その先端部を前記サーボピストン
室流入口７７のバルブシート７９に着座又は離間させて
該サーボピストン室流入口７７を開閉するように作用す
る。

このコニカルバルブ６１はその内部に嵌装されたスプリ
ング６５によつて適宜の付勢力で常時コニカルバルブシ
ート７９側に付勢せしめられている。又、このコニカル
バルブ室８４は、その外端面側に取付けた円板状のソレ
ノイドバルブシート１ノ０６の下端面によつてその一端
が閉塞されている。

このソレノイドバルブシート１０６には、コニカルバル
ブ室８４と連通する軸方向の貫通穴１４４，１４４と、
該ソレノイドバルブシート１０６をその径方向に向けて
貫設された横穴１４１と該ソレノイドバルブシート１０
６の上端面とを連通せしめる連通孔１４２とが形成され
ている。この貫通穴１４４は、コニカルバルブ室８４内
に収容された燃料の流出通路となるものであり、ソレノ
イドバルブシート１０６の上部に載置したソレノイドス
ペーサ１０７の軸心部に設けられた貫通穴１４５と連通
せしめられている。一方、連通孔１４２は、コニカルバ
ルブ室８４内に燃料を導入するための燃料導入口１４２
となるものであり、その上端開口部を後述するソレノイ
ドバルブ１１１のバルブシート１４３とする一方、他端
を横穴１４１と連通する如くソレノイドバルブシート１
０６の下部側周面に形成した環状溝１４０及び該環状溝
１４０と連通するコニカルバルブボディ５６の斜孔９７
を介して前記供給燃料通路７１に連通せしめている。

従つて、燃料導入口１４２が開弁されている時には供給
燃料通路７１内の燃料が斜孔９７、環状溝１４０、横穴
１４１及び燃料導入口１４２を通つてソレノイドスペー
サ１０７の貫通孔１４５内に入り、さらに該貫通孔１４
５からソレノイドバルブシート１０６の貫通穴１４４，
１４４を介してコニカルバルブ室８４内に導入せしめら
れる。以下、この供給燃料通路７１からコニカルバルブ
室８４に至る一連の油通路１３９をコニカルバルブ室燃
料導入通路１３９（第３図）という。尚、燃料導入口１
４２が閉弁されている時には、コニカルバルブ室８４内
に収容された燃料は貫通穴１４４，１４４を通つてソレ
ノイドスペーサ１０７の貫通穴１４５内に入り、さらに
後述する制御部１０５のスターデ，イックコア１１０の
軸心部に形成された油通路１５２を通つて燃料戻し管１
２４側に排出される。一方、コニカルバルブ６１のコニ
カルバルブ室８４の室壁に対する摺接面には適宜幅の環
状溝８０が形成されている。この環状溝８０は、第５図
．に示す如くコニカルバルブ６１が閉弁されているとき
はコニカルバルブ室８４をその径方向に貫通して形成し
た逃油孔８８と連通し、該コニカルバルブ６１が開弁さ
れているときには非連通状態になるようにその軸方向の
形成位置が適宜に設定さ・れている。この逃油孔８８の
一端は、サーボピストン室流出口８７を介してサーボピ
ストン室７６に連通せしめられ、また他の一端はオリフ
ィス８９及びコニカルバルブボディ５６の下端面に形成
した凹溝９０を介して外部の燃料タンク１９に接続され
ている。以下、このサーボピストン室流出口８７、環状
溝８０、逃油孔８８及び凹溝９０からなる一連の油通路
９４を作動油逃し通路９４という。又凹溝９０は、サー
ボピストンボディ５７の縦孔９２及びプランジャボディ
５８の斜孔９３を介してサーボピストン６０の背圧側に
連通されており、該サーボピストン６０のリーク油は該
縦孔９２及び斜孔９３を通つて燃料タンク１９側に゜排
出される。従つて、コニカルバルブ６１が開弁された時
にはサーボピストン室流出口８７が閉塞されているため
、サーボピストン室流入口７７からサーボピストン室７
６内に導入された燃料はその燃料圧力によつてサーボピ
ストン６１を下方に移動させる如く作用し、またコニカ
ルバルブ６１が閉弁された時にはサーボピストン室流出
口８７が開かれるためサーボピストン６１は後述するフ
ィードバルブ６２を介してプランジャポンプ室６７内に
導入された燃料の圧力によつて上方に移動せしめられる
。更に、プランジャボディ５８の下端部には、前記イン
ジェクタケージ３４の凹溝４１にその一端を開口する如
くフィードバルブ室６８が形成されている。

このフィードバルブ室６８は、凹溝４１を介してプラン
ジャ室６７と連通せしめられている。又、フィードバル
ブ室６８の上端部はプランジャボディ５８の斜孔７４と
サーボピストンボディ５７の縦孔７３及びコニカルバル
ブボディ５６の縦孔７２を介して前記供給燃料通路７１
と連通せしめられている。このフィードバルブ室６８内
には小孔６９，６９を有するフィードバルブ６２が嵌装
されており、該フィードバルブ６２はスプリング６４の
バネカによつて常時閉弁方向に付勢されている。この供
給燃料通路７１からフィードバルブ室６８に至る一連の
油通路７０は、プランジャ室６７内に燃料を充填するた
めのものであり、以下、この油通路７０を燃料充填通路
７０という。又、このポンプ部５５には、第７図に示す
ように、供給燃料通路７１と前記インジェクタケージ３
４のノズルスプリングシート嵌挿穴４０とを直接連通せ
しめる油通路８６が形成されている。このコニカルバル
ブボディ５６の斜孔８１とサーボピストンボディ５７の
縦孔８２とプランジヤボデイ５８の斜孔８３及びインジ
ェクタケージ３４の斜孔４７で構成された油通路８６（
第７図）は、ノズルバルブ３２の開弁圧がノズルスプリ
ング３６の取付荷重とノズルバルブ３２の背圧荷重との
和により決まるところから、その背圧力を生じさせるた
めノズルスプリングシート嵌挿穴４０内に送られる燃料
の通路となるものであり、以下、この油通路８６をノズ
ルバルブ付勢用燃料通路８６という。尚、符号６３は、
コニカルバルブボディ５６とサーボピストンボディ５７
とプランジャボディ５８相互間の円周方向の位置決め用
平行ピンを示している。制御部１０５は、第２図及び第
３図に示す如く前記制御器２０によつて励磁時期及び励
磁時間が制御されるソレノイドコイル１１６と該ソレノ
イドコイル１１６の吸引力によつて開閉弁駆動されるソ
レノイドバルブ１１１より構成されている。

ソレノイドバルブ１１１は、両端に針弁状の弁体１３５
，１３６を有する適宜長さの四方摺り棒体（軸方向両端
に連通する凹溝付棒体でもよい）で形成されており、そ
の一方の弁体１３５側寄りに円板状の鍔部１３７を形成
している。このソレノイドバルブ１１１は、長い四方摺
部を有する弁体１３６側を、段付内周面を有する直筒状
のアクチブコア１１２内にその大径内周面側から嵌挿し
、その鍔部１３７をアクチブコア１１２の内周面の段部
端面１１２ａに当接させている。更に、このアクチブコ
ア１１２の下端面から下方に突出した弁体１３６側には
、鍔付き細長筒状のスターテイクコア１１０がアクチブ
コア１１２との間にロアースプリング１１３を介在させ
た状態で嵌挿されている。このスターテイクコア１１０
とアクチブコア１１２は、鍔付細長筒状のコアガイド１
０９のコア嵌挿穴１６２内に嵌挿されている。又、この
コアガイド１０９の上部はコア嵌挿穴１６２に連続する
小径の螺条穴１６４とされており、該螺条穴１６４内に
はその軸心部に逃油孔１４８を形成したアッパーシート
１１９が嵌合せしめられている。このコアガイド１０９
は、前記コニカルバルブボディ５６に螺着された下側サ
ポート１１５によつてスターテイクコア１１０の鍔部と
ともに前記ソレノイドスペーサ１０７に締着固定せしめ
られている。アッパーシート１１９とソレノイドバルブ
１１１の鍔部との間には、前記ロアースプリング１１３
よりも小さいバネ定数と取付時荷重とを有するアッパー
スプリング１１４が嵌装されている。尚、この時、ソレ
ノイドバルブ１１１の上部弁体１３５はアッパーシート
１１９のバルブシート１４９に、又、下部弁体１３６は
前記ソレノイドバルブシート１０６のバルブシート１４
３にそれぞれ着座し得る如く近接対向せしめられている
ため、ソレノイドバルブ１１１は、アッパースプリング
１１４とロアースプリング１１３のバネカの差によつて
常時アクチブコア１１２と一体的にアッパーシート１１
９側に付勢せしめられ、逃油孔１４８を閉弁するように
なつている。尚、このアッパーシート１１９の逃油孔１
４８は、アクチブコア１１２の連通孔１４７，１４７・
・・・・・及びスターテイクコア１１０のソレノイドバ
ルブ嵌挿穴１５１とソレノイドバルブ四方摺部との間に
形成された連通孔１５２（第８図）を介して前記ソレノ
イドバルブシート１０６の貫通穴１４４に連通せしめら
れている。このソレノイドバルブシート１０６の貫通穴
１４４からアッパーシート１１９の外側に螺着された上
側サポート１１８の内部空間１５０、更に該内部空間１
５０から片口管継手１２３に至る一連の連通路をコニカ
ルバルブ室流出通路１６５という。尚、この時、アッパ
ーシート１１９のバルブシート１４９は、コニカルバル
ブ室８４内から燃料油を排出するための排出口として作
用するため、以下、バルブシート１４９を燃料排出口１
４９という。下側サポート１１５とコアガイド１０９の
間に形成された空間部１１５ａ内には、ソレノイドバル
ブ１１１をその吸引力によつて開閉駆動するための筒状
のソレノイドコイル１１６が嵌装されている。

このソレノイドコイル１１６は、該ソレノイドコイル１
１６が励磁されたとき前記アクチブコア１１２を下方に
吸引移動させることがてきるように、その軸方向中心を
アクチブコア１１２の軸方向中心より下方に位置せしめ
ている。従つて、ソレノイドコイル１１６が励磁される
と、その吸引力によつてソレノイドバルブ１１１はアク
・チブコア１１２とともに下方に引き下げられ、その下
側弁体１３６でコニカルバルブ室８４の燃料導入口１４
３を閉弁すると同時に、燃料排出口１４９を開弁する。
又、ソレノイドコイル１１６が非励磁状態になると、そ
の吸引力が解除されるため、ソレノイドバルブ１１１は
ロアースプリング１１３とアッパースプリング１１４の
バネカの差によつて再び上方に引き上げられ、コニカル
バルブ室８４の燃料導入口１４３を開弁すると同時に、
燃料排出口１４９を閉弁する如く作用する。尚、この時
、アッパーシート１１９を螺回操作してソレノイドバル
ブ１１１に対する軸方向の相対位置を変化させることに
よつて、ソレノイドバルブ１１１のバルブ開度とバルブ
行程とを適宜に調整することがてきる。尚、符号１０，
１０ａ，１０ｂ，１０ｃは多気筒エンジンの場合の各シ
リンダー毎の燃料バイブ、１１７はヨーク、１２０はコ
アガイド１０９と下側サポート１１５とを一体的に結合
するための結合用ナット、１２１はアッパーシート１１
９のロックナット、１２２は管継手ボルト、１２４，１
２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃは各シリンダー毎の燃料戻
し管、１２６はソレノイドコイル１１６の接続端子をそ
れぞれ示している。続いて、本発明第１実施例の内燃機
関の燃料噴射装置の作動並びにその作用を第９図及び第
１０図（前記燃料噴射装置を簡略図示したもの）を併用
して説明すると、この燃料噴射装置Ｚは、内燃機関Ｙに
よつて駆動せしめられる燃料供給ポンプ１８で燃料タン
ク１９内の燃料をポンプノズルＸに供給するとともに、
内燃機関Ｙの回転状態に応じてそのフライホィール２２
部に取付けたセンサー２１からの信号を従つて制御器２
０でポンプノズルＸ内のソレノイドバルブ１１１を適宜
開閉制御するようになつている。

尚、供給燃料は、調圧．バルブ２４によつて供給圧力が
適宜に設定されるとともに、アキュムレータ２５によつ
てその圧力脈動が吸引されている。先す、第９図を参照
してソレノイドコイル１１６が通電された楊合のポンプ
ノズルＸの作動を説．明すると、ソレノイドコイル１１
６は制御器２０によつて通電されると励磁し、その吸引
力によつてソレノイドバルブ１１１を下動せしめ、コニ
カルバルブ室８４の燃料導入口１４３を閉弁すると同時
に、その燃料排出口１４９を開弁する如く作・用する。

燃料排出口１４９が開弁すると、コニカルバルブ室８４
内に収容されていた燃料油はコニカルバルブ室燃料排出
通路１６５を通つて燃料戻し管１２４から燃料タンク１
９側に流出する。コニカルバルブ室８４内から燃料油が
流出すると、コニカルバルブ６１の前後において差圧が
生じ、コニカルバルブ６１は供給燃料通路７１内の燃料
圧により上動せしめられサーボピストン室７６の流入口
７７を開弁する。サーボピストン室流入口７７が開弁さ
れると供給燃料通路７１内の燃料油がサーボピストン室
７６内に導入される。この時、サーボピストン室流出口
８７がコニカルバルブ６１の摺動面によつて閉塞されて
いるため、サ”−ボピストン６０は燃料油によつて下方
に押し下げられる。サーボピストン６０が下方に押し下
げられると、該サーボピストン６０とともにプランジャ
５９も下方に押し下げられる。プランジャ５９が下動せ
しめられると、プランジャ室６７内の燃料油が加圧され
、その燃料圧によつてフィードバルブ６２が閉弁される
とともに、ノズル油溜室３８内の燃料圧力が急激に上昇
せしめられてノズルバルブ３２が開弁し、プランジャ室
６７内の燃料が順次高圧燃料通路４６を通つて噴口４９
，４９・・・・・・から作動室４内に噴射される。プラ
ンジャ５９がリフト下限位置まで下がると、ノズル油溜
室３８内の燃料圧が降下するためノズルバルブ３２に作
用するスプリング３６の付勢力及びノズルバルブ付勢用
燃料通路８６を介してノズルスプリングシート嵌挿穴４
０内に流入した燃料油の圧力によつてノズルバルブ３２
が閉弁され、燃料の噴射が終了する。次に、第１０図を
参照してソレノイドコイル１１６が通電状態から通電遮
断された場合におけるポンプノズルＸの作動を説明する
と、ソレノイドコイル１１６が通電遮断されるとソレノ
イドバルブ１１１に対する吸引力が解除されるため、ソ
レノイドバルブ１１１はスプリングカによつて上動せし
められ、コニカルバルブ室８４の燃料導入口１４３を開
弁し、燃料排出口１４９を閉弁する。

燃料導入口１４３が開弁されると供給燃料通路７１内の
燃料油がコニカルバルブ室燃料導入通路１３９からコニ
カルバルブ室８４内に流入し、コニカルバルブ６１の前
後における燃料圧力が均衡し、コニカルバルブ６１はス
プリング６５のバネ力によつて下動せしめられ、サーボ
ピストン室流入口７１を閉弁する。コニカルバルブ６１
が下動すると、その摺接面に形成した環状溝８０が逃油
口８８と連通するため、サーボピストン室流出口８７が
開弁され、サーボピストン室７６内の燃料油は燃料油逃
し通路９４を通つて燃料タンク１９側に流出しサーボピ
ストン室７６内の油圧が降下する。するとプランジャ室
６７内の油圧も運動して降下する。そのために燃料充填
通路７０内の高圧の燃料油がフィードバルブ６２をその
燃料圧で押し開いてプランジャ室６７内に流入し、さら
にプランジャ５９及びサーボピストン６０を上動せしめ
る如くして充填される。この第９図に示す噴射過程と第
１０図に示す充填過程と６を順次繰り返して行なうこと
によつて内燃機関Ｙが継続的に運転される。

又、このポンプノズルＸの噴射量は、燃料の充填時間す
なわちプランジャ５９の戻し行程長さとサーボピストン
６０の戻し速度とによつて決定される。

この充填時間は、ソレノイドコイル１１６の通電遮断時
間を適宜に設定することによつて調整され、又、サーボ
ピストン６０の戻し速度は、燃料油逃し通路９４内に設
けたオリフィス８９でサーボピストン室７６からの流出
燃料を適宜に絞ることによつて調整される。次に第１１
図ないし第１４図に示す本発明第２実施例の燃料噴射装
置を説明すると、この第２実施例の燃料噴射装置は、第
１１図に示すようにサーボピストン室流入口７７をソレ
ノイドバルブ１１１によつて制御されるコニカルバルブ
６１で開閉してサーボピストン６０を駆動させ、噴射ノ
ズル部３０から燃料を高圧で噴射させるという基本構造
は前記第１実施例と同様であるが、ただ、前記コニカル
バルブ６１の背圧制御方式のみが前記．第１実施例の場
合と異つている。

即ち、第１２図に示すように、このポンプノズルＸのコ
ニカルバルブ６１は、供給燃料通路７１内に露出した先
端部の供給燃料上流側の側壁コニカルバルブ６１の内外
を連通せしめる如く小径の貫通穴１５６を形．成し、こ
の貫通穴１５６をコニカルバルブ室８４の燃料導入口１
５６とする一方、該コニカルバルフ室８４の上部開口端
を閉塞せしめる如く取りつけられたソレノイドバルブシ
ート１２８に前記燃料導入口１５６より大径としたコニ
カルバルブ室・８４からの燃料排出口１５５を形成して
いる。そして、この燃料導入口１５６と燃料排出口１５
５の内、燃料排出口１５５のみを、ソレノイドコイル１
１６の吸引力によつて上下方向に移動せしめられるアク
チブコア１３１と一体的に結合されたソレノイドバルブ
１１１の弁体１３６で開閉するようにしている。即ち、
ソレノイドバルブ１１１で適宜にコニカルバルブ室８４
の燃料排出口１５５を開閉することによつてコニカルバ
ルブ室８４内に嵌装されたコニカルバルブ６１に背圧を
制御し、その制御圧力に応じてコニカルバルブ６１を進
退させて該コニカルバルブ６１でサーボピストン室流入
口７７を開閉するようにしている。尚、ノ燃料排出口１
５５から流出した燃料油は、ソレノイドコイル１１６の
軸心部に取付けたスターテイクコア１３３の連通口１４
８を介して燃料戻し管１２４側に排出せしめられる。こ
のポンプノズルＸは、ソレノイドコイル１１６が励磁さ
れる第１３図に示すように、ソレノイドコイル１１６の
吸引力によつてソレノイドバルブ１１１が上動せしめら
れ、コニカルバルブ室８４の燃料排出口１５５が開弁さ
れ、それに伴つてコニカルバルブ室８４内の燃料油が燃
料排出口１５５から流出すると同時に、供給燃料通路７
１内の燃料油が燃料導入口１５６からコニカルバルブ室
８４内に流入する。

この時、燃料導入口１５６の通路面積を流出口１５５の
通路面積よりも小さく形成してコニカルバルブ６１の前
後において差圧を生じせしめるような燃料の絞り流出作
用が生じる大きさとしているため、コニカルバルブ６１
は供給燃料通路７１内の燃料圧力とコニカルバルブ室８
４内の燃料圧力との差圧の発生によつて、コニカルバル
ブ室８４側に向けて上動せしめられサーボピストン室流
入口７７を開弁する。一方、ソレノイドコイル１１６が
通電状態から通電遮断されると、ソレノイドバルブ１１
１に対するソレノイドコイル１１６の吸引力が解除され
るため、ソレノイドバルブ１１１はバネ１３２のバネカ
によつて下方に押し下げられコニカルバルブ室８４の燃
料排出口１５５を閉弁する。

燃料排出口１５５が閉弁されるとコニカルバルブ６１の
前後における燃料圧力が均衡し、コニカルバルブ６１は
バネ６５によつて下動せしめられサーボピストン室流入
口７７を閉弁する如く作用する。尚、サーボピストン室
流入口７７がコニカルバルブ６１によつて開弁あるいは
閉弁された後のポンプノズルＸの各部の作動状態は前記
第１実施例の場合と同様であるため説明を省略する。又
、第１１図において符号１３０はコア−ガイド、１３３
はスターテイクコアを示し、その他の部材は全て前記第
１実施例の第２図に示す各部材に対応しているため、第
１実施例の説明の項を参照されたし。この第１実施例及
び第２実施例に示すポンプノズルｘは、サーボピストン
室流入口７７をコニカルバルブ６１で開閉するようにし
ているため、該サーボピストン室流入口７７を口径を大
きく取ることができ、しかも、コニカルバルブ６１のバ
ルブシート７９をサーボピストン室７６に近接配置して
いるため、サーボピストン室７６内へ燃料油を迅速に導
入することができ、燃料を短時間に高圧で噴射させるこ
とができる。

又、ノズルスプリングシート嵌挿穴４０内に燃料油の一
部を直流流入せしめているため、ノズルバルブ３２の開
弁圧を決めるノズルスプリング３６の装着部を小形コン
パタクトにすることができる。

更に、コニカルバルブ室８４からの流出油を、ソレノイ
ドコイル１１６の軸心部に形成したコニカルバルブ室流
出通路１６５内を流通せしめるようにしているため、該
流出油によつてソレノイドコイル１１６が冷却され、ソ
レノイドコイル１１６の昇温による吸引能力低下を防ぐ
ことがてき、ソレノイドバルブ１１１をより確実に作動
せしめることができる。

次に本発明の内燃機関の燃料噴射装置の効果を説明する
と、本発明の内燃機関の燃料噴射装置は、サーボピスト
ンの作動を制御する場合に、該サーボピストンが収容さ
れたサーボピストン室へ作動油となる燃料油を導入する
ためのサーボピストン室流入口を直接ソレノイドバルブ
によつて開閉制御するのではなく、該サーボピストン室
流入口に対向配置したコニカルバルブの作動を、該コニ
カルバルブが収容されたコニカルバルブ室へ作動油とな
る燃料を導入するためのコニカルバルブ室燃料導入路と
該コニカルバルブ室から燃料を排出するための燃料排出
口とをソレノイドバルブによつて開閉して該コニカルバ
ルブの背圧調整をすることにより制御し、もつて該コニ
カルバルブをして上記サーボピストン室流入口を開閉制
御するようにしているため、該サーボピストン室流入口
を直接ソレノイドバルブで開閉する場合に比して制御す
べき燃料流量が少なく、このため該ソレノイドバルブの
バルブシート面積を小さくすることができ、その結果、
ソレノイドバルブとして吸引力の小さい小形のものを使
用することが可能となり、それだけソレノイド部の小形
軽量化を図り得るという効果がある。

更に、サーボピストン室を流入口を該流入口に対向配置
されたコニカルバルブで開閉するようにしているため、
コニカルバルブのバルブリフトＬの変化札に対するサー
ボピストン室流入口の開口面積Ａの変化植の比ＤＡ／Ｄ
Ｌが、第１５図に示す従来例の如くスライドバルブでサ
ーボピストン室の流入口を開閉する場合のスライドバル
ブのストロークＳの変イ図Ｓに対する流入口開口面積Ａ
の変化晶の比ＤＡ／ＤＳよりも大きくなり、それだけサ
ーボピストン室内に燃料油を迅速に導入せしめることが
でき、燃料噴射時間を短縮して燃料をより高圧で噴射す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の燃料噴射装置を有する内燃
機関の要部断面図、第２図は第１図に示した燃料噴射装
置のポンプノズルの縦断面図、第３図は第２図の■部拡
大図、第４図は第２図の■部拡大図、第５図は第２図の
■一■線要部断面図、第６図は第５図の■矢視図、第７
図は第６図の■−■縦断面図、第８図は第３図の■−■
横断面図、第９図及び第１０図は第２図のポンプノズル
の作動説明図、１１図は本発明第２実施例の燃料噴射装
置のポンプノズルの縦断面図、第１２図は第１１図の■
部拡大図、第１３図及び第１４図は第１１図のポンプノ
ズルの作動説明図、第１５図及び第１６図は従来例の燃
料噴射装置のポンプノズルの構造説明図である。 １８・・・・・・燃料供給ポンプ、２０・・・・・・制
御器、３０・・・・・・噴射ノズル部、３２・・・・・
・ノズルバルブ、５５・・・・・・ポンプ部、５９・・
・・・・プランジャ、６０・・サーボピストン、６１・
・・・・コニカルバルブ、７６・・・・サーボピストン
室、７７・・・・・・サーボピストンノ室流入口、８４
・・・・・・コニカルバルブ室、８７・・サーボピスト
ン室流出口、１０５−・・・・・制御部、１１１・・・
・・・ソレノイドバルブ、１４３・・・・・・コニカル
バルブ室燃料導入口、１４９・・・・・・コニカルバル
ブ室燃料排出口、Ｘ・・・・・・ポンプノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 供給燃料の一部によつて駆動される大径のサーボピ
   ストン６０と、該サーボピストン６０と連動して往復動
   し燃料を圧送する小径のプランジャ５９とを有するポン
   プ部５５と該ポンプ部５５から送られた高圧燃料油を噴
   射するためのノズルバルブ３２を有する噴射ノズル部３
   ０と前記サーボピストン６０を制御するためのソレノイ
   ドバルブ１１１を有する制御部１０５からなるポンプノ
   ズルＸと、該ポンプノズルＸのソレノイドバルブ１１１
   を開閉制御するための制御器２０から構成され、前記制
   御器２０によつて制御される前記ソレノイドバルブ１１
   １の開閉動作によつて供給燃料の一部を前記サーボピス
   トン室７６内に導入せしめ、その燃料圧で前記サーボピ
   ストン６０を駆動させ、前記噴射ノズル部３０から燃料
   を噴射させるようにした内燃機関の燃料噴射装置であつ
   て、前記サーボピストン６０を収容するために前記ポン
   プノズルＸに形成されたサーボピストン室７６に、前記
   サーボピストン６０の作動油となる供給燃料の一部を該
   サーボピストン室７６内に導入するためのサーボピスト
   ン室流入口７７と該供給燃料を該サーボピストン室７６
   から排出するためのサーボピストン室流出口８７とを設
   けるとともに、前記サーボピストン室流入口７７には該
   サーボピストン室流入口７７を開閉するコニカルバルブ
   ６１を対向配置して該コニカルバルブ６１を収容するコ
   ニカルバルブ室８４への燃料油の導入又は排出により該
   コニカルバルブ６１をして前記サーボピストン室流入口
   ７７を閉塞又は開口せしめる如くする一方、前記コニカ
   ルバルブ室８４内に燃料油を導入するためのコニカルバ
   ルブ室燃料導入路１３９と該コニカルバルブ室８４から
   燃料油を排出するための燃料排出路１４９を上記ソレノ
   イドバルブ１１１によつて開閉制御するようにしたこと
   を特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。