JPS6185571A - 内燃機関のユニツトインジェクタ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は燃料噴射ノズルと燃料圧送用プランジャが一体
となってシリンダヘッドに装着されるユニットインジェ
クタに関する。

（従来技術及びその問題点） 斯かるユニットインジェクタとして従来、特開昭５４−
５０７２６号が公知である。この従来のものは噴射始め
と噴射路りとを単一の電磁弁により制御し得るように構
成されており、該電磁弁に、より噴射量及び噴射時期は
制御できるが、送油率（噴射率）を制御することはでき
ず、また始動時の低電圧時（セルモータを駆動する関係
上電源が低電圧となる。）においても燃料の始動増量を
計るために電磁弁を作動させなければならないため電圧
不足にて電磁弁の作動が不確実となって始動増量が確実
に得られないと共に、制御装置や電磁弁が故障した場合
に直ちに燃料噴射を停止できないという問題がある。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、通常運転時
は電磁弁の閉弁時間を制御するごとにより噴射時期及び
噴射量を制御し得るものでありながら、送油率の制御を
も行なうことができ、しかも始動時においては電磁弁に
関係なくその燃料の始動増量を確実に得ることができる
と共に、制御装置や電磁弁が故障した場合、燃料の圧送
が行なわれないようにして、燃料噴射を直ちに停止し得
るようにした内燃機関のユニットインジェクタを提供す
ることを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため本発明においては、プラン
ジャバレル内に軸方向に往復動自在に嵌装された燃料圧
送用プランジャをプランジャバレル内にて通常運転送油
率大位置・通常運転送油率小位置・始動位置・緊急停止
位置に回動調整し得る如く配設すると共に、内燃機関の
運転状態に応じて前記プランジ中を所定回動位置に制御
駆動する駆動手段を設け、前記プランジャを通常運転送
油率大・小位置に回動させた時、燃料吸入路と燃料溢流
路をプランジャ加圧室にそれぞれ連通する吸入縦溝及び
溢流縦溝を前記プランジャにそれぞれ設けると共に、該
プランジャを通常運転送油率大・小位置及び始動位置に
それぞれ回動させた時前記吸入縦溝を前記燃料吸入路に
連通ずる吸入グルーブを前記プランジャに設け、更に該
プランジャを通常運転送油率小位置に回動させた状態に
おけるその圧送行程時に前記吸入縦溝と前記燃料吸入路
とを連通ずる送油率低下用リークグルーブを前記プラン
ジャに設けてなり、前記プランジャが通常運転送油率大
・小位置にある時前記燃料吸入路が前記吸入グルーブ及
び前記吸入縦溝を介して且つ前記燃料溢流路が前記溢流
縦溝を介して前記プランジャ加圧室にそれぞれ連通され
、また始動位置にある時前記燃料吸入路が前記吸入グル
ーブ及び前記吸入縦溝を介して前記プランジャ加圧室に
連通されると共に前記燃料溢流路と前記プランジャ加圧
室との連通が前記プランジャにて遮断され、更に緊急停
止位置にある時前記燃料吸入路が前記吸入縦溝を介して
前記プランジャ加圧室に連通されると共に前記燃料溢流
路と前記プランジャ加圧室との連通が前記プランジャに
て遮断されるように構成したものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明のユニットインジェクタの縦断面を示し、
同図中１はユニットインジェクタボディで、プランジャ
バレル２が一体に設けである。該プランジャバレル２の
下端部には燃料噴射ノズル３がディスタンスピース４．
５を介してリテーニングナツト６により支持しである。

前記ノズル３はノズルボディ７内に、該ノズルボディ７
の噴射孔（図示省略）を開閉するノズルニー１゛ル８を
上下動可能に嵌装してなり、該ノズルニードル８はノズ
ルばね９により噴射孔を閉塞する方向、即ち下方向に付
勢されている。前記プランジャバレル２のプランジャ加
圧室２ａの内部と前記ノズルボディ７の噴射孔近傍の加
圧空間である油溜室（図示省略）との間は、ディスタン
スピース４゜５に設けた通路１０．１１及びノズルボデ
ィ７に設けた通路（図示省略）を介して連通している。

前記ユニットインジェクタボディ１の一側に設けた燃料
人口１２は、該ユニットインジェクタボディｌ内に設け
た燃料吸入路１３を介して前記プランジャバレル２のプ
ランジャ嵌装室１４内と連通している。また、前記ユニ
ットインジェクタボディ１の他側に設けた燃料出口１５
は前記ユニットインジェクタボディｌ内に設けた燃料溢
流路１６を介して前記プランジャ嵌装室１４内と連通し
ている。なお、該燃料溢流路１６と燃料吸入路１３のプ
ランジャ嵌装室１４内に対する開口端面ば周方向に互い
に１８０°偏位して対向した状態に配置されている。

前記燃料溢流路１６の途中には電磁弁１７が介装され、
該電磁弁１７の閉弁時間を制御することにより燃料噴射
時期及び燃料噴射量を制御し得るようになっている。

前記プランジャ嵌装室１４内には燃料圧送用プランジャ
１８が回動及び軸方向（上下方向）に往復動自在に嵌装
しである。該プランジャ１８は、第２図に示す如く通常
運転送油率大位置・通常運転送油率小位置・始動位置・
緊急停止位置の４位置に択一的に回動調整し得るように
なっている。

即ち、前記プランジャ１８は前記ユニットインジェクタ
ボディ１の上側に回転自在に設けたコントロールスリー
ブ１９に対して回転止めされていると共に軸方向には摺
動可能に係合しである。該コントロールスリーブ１９に
固定したピニオン２０には回動１ｉ１１用コントロール
ラツク２１が噛合し、該コントロールラック２１を第１
図中矢印方向へ移動させることにより前記プランジャ１
８を回動調整できるようになっている。なお、前記コン
トロールラック２１は図示しないステンピングモータ、
リニアモータ或いは油圧ピストン等の駆動手段に連結さ
れている。

前記プランジャ１８はプランジャばね２２により上方に
付勢され、該ばね２２はプランジャ１８の上端に固定し
たタペットであるばね受部材２３と、ユニットインジェ
クタボディ１の上部に突設した筒状部２４の内底部のば
ね受段部２５との間に介装しである。前記ばね受部材２
３は逆有底筒状カバー２６内に嵌合してあり、該カバー
２６は前記筒状部２４の内周面に摺動自在に径嵌合しで
ある。

前記カバー２６の上端面には回転カム（図示省略）のカ
ム面が摺接し、該カムは内燃機関（図示省略）の出力軸
に連結され、該内燃機関と連動して回転するもので、該
カムの回転に伴い前記プランジャ１８が往復動する。

前記プランジャ嵌装室１４のプランジャ１８下端面とデ
ィスタンスピース４上端面との間に前記プランジャ加圧
室２ａが画成されている。

前記プランジャ１８の外周面−側には互いに同一長さの
吸入縦溝２７が、また他側には溢流縦溝２８がそれぞれ
設けられている。これら吸入縦溝及び溢流縦溝２７及び
２８は前記プランジャ１８の軸方向に沿い且つ周方向に
偏位している。前記吸入縦溝及び溢流縦溝２７及び２８
の下端は前記プランジャ１８の下端面において開放して
いると共に、上端はプランジャ１８の軸方向略中間位置
にある。該プランジャ１８が上限位置にある時前記吸入
縦溝２７及び溢流縦溝２８の各上端は前記燃料吸入路１
３及び燃料溢流路１６よりも上方位置、即ち前記ピニオ
ン２０と略同レベルに位置している。

前記プランジャ１８の軸方向略中間部外周面には第２図
に示す如く一端が前記吸入縦溝２７の長さ方向略中間位
置に連通された所定寸法の吸入グルーブ２９が設けられ
ている。該吸入グルーブ２９は上限位置にある前記プラ
ンジャ１８を通常運転送油率大・小位置及び始動位置に
それぞれ回動させた時第３図（Ａ）、ＣＢ）、（Ｃ）に
示す如く燃料吸入路１３と連通し、これにより該吸入路
１３と吸入縦溝２７とが前記吸入グルーブ２９を介して
連通ずるようになっている。

前記プランジャ１８の吸入縦溝２７の一側縁部近傍外周
面には第２図に示す如く送油率低下用リークグルーブ３
０が設けられている。該リークグルーブ３０は前記吸入
グルーブ２９の下側縁部からプランジャ１８の下端面に
亘って設けられている。前記リークグルーブ３０は前記
プランジャ１８を第３図（Ｂ、）に示す如く通常運転送
油率小位置に回動させた状態におけるその圧送イ１′程
時に前記吸入路１３と吸入′４１溝２７とを連通ずるも
ので、前記吸入縦溝２７の一側縁から周方向に離間する
に従いプランジャ嵌装孔１４の内周面との間の間隙が漸
次小さくなるように設けられている。

なお、前記ノズルばね９が嵌装されたノズルばね嵌装室
３１の内部は、ディスタンスピース４及びユニットイン
ジェクタボディ１にそれぞれ設けた通路３２及び３３を
介して前記吸入路１３に連通されている。

なお、前記電磁弁１７及びコントロールラック２１の駆
動手段は電子制御装置（図示省略）に電気的に接続しで
ある。該電子制御装置には燃料噴射制御上必要とするエ
ンジン回転数、負荷、冷却水温度及び排気ガス温度等の
各種データ信号が入力され、これらの各信号を基に当該
エンジンの運転状態に最も適した噴射量にすべく、前記
ＴＬ電磁弁７をコントロールする信号を出力するように
なっている。前記燃料人口１２は管路を介してフィード
ホンブ（いずれも図示省略）の吐出口に接続してあり、
また、前記燃料出口１５は管路を介して燃料タンク（い
ずれも図示省略）に接続しである。なお、第１図中３２
及び３３は前記噴射ノズル３からのリーク燃料を燃料吸
入路１３に導入する戻し通路で、ディスタンスピース４
及びユニットインジェクタボディ１にそれぞれ設けであ
る。

（作用） 次に上記構成になる本発明の内燃機関のユニットインジ
ェクタの作用を説明する。まず、内燃機関が高速運転状
態即ち通常運転送油率大の場合はコントロールランク２
１力４区動手段により制御駆動されることにより、プラ
ンジャ１８は第３図（Ａ）及び（ＡＩ）に示す如く通常
運転送油率大位置に回動調整される。この状態において
は、プランジャ１８が上限位置にある時燃料吸入路１３
とプランジャ加圧室２ａが吸入グルーブ２９及び吸入縦
溝２７を介して、また燃料溢流路１６とプランジャ加圧
室２ａが溢流縦′ａ２８を介してそれぞれ連通している
。

このような状態において、カムの回転によりカバー２６
を介してタペットであるばね受部材２３に周期的な操作
力が付与されると、プランジャばね２２の付勢力と相ま
ってプランジャ１８がプランジャ嵌装室１４内を上下方
向に往復動じ、その上昇吸入行程「第３図（Ａ）の状態
」にて燃料人口１２から燃料吸入路１３、吸入グルーブ
２９及び吸入箱ａ２７を介して加圧室２ａ内に燃料が吸
入され、その後の下降圧送行程「第３図（Ａ１）の状態
」にて前記吸入路１３がプランジャ１８の周壁面にて閉
塞されると共に燃料溢流路１６が電磁弁１７により閉塞
されると、前記吸入された燃料が加圧されて高圧となり
、通路１０．１１を介して油溜室に送られる。これによ
って該油溜室内の圧力が上昇し、該圧力がノズルばね９
の付勢力に打ち恥つと（開弁圧に達すると）ノズルニー
ドル８は上昇開弁じて噴射孔より燃料が送油重大の状態
で噴射される。この場合前記型（ｎ弁１７を閉塞する時
期を制御することにより噴射時期を、閉弁時間を制御す
ることにより噴射量をそれぞれ制御し得るもので、この
閉弁時間は電子制御コ１１装置からの出力信号で制御さ
れて、当該内燃機関の運転状態に見合った最適噴射時期
及び噴射量状態となるものである。

次に内燃機関が低速運転状態、即ち通常運転送油率小の
場合、コントロールラック２１が駆動手段により制御駆
動されることにより、プランジャ１８は第３図（Ｂ）及
び（Ｂ１）に示ず如（通常運転送油率小位置（通常運転
送油率大位置より反時計方向に略２５度回動じた位置）
に回動調整される。この状態においてはプランジャ１８
が上限位置にある時、通常運転送油率大位置と同様燃料
吸入路１３とプランジャ加圧室２ａが吸入ブルーフ２９
及び吸入縦溝２７を介して、また燃料溢流路１６とプラ
ンジャ加圧室２ａが溢流縦溝２８を介してそれぞれ連通
している。

このような状態において、プランジャ１８の上昇吸入行
程口第３図（Ｂ）の状態」にて燃料入口される点は、前
記通常運転送油率大の場合と同様であるが、その後の下
降圧送行程「第３図（Ｂ１）の状態」にて吸入路１３と
吸入縦溝２７とがリークグルーブ３０を介して連通して
いるため、燃料溢流路１６が電磁弁１７により閉塞され
ることにより、吸入された燃料が加圧されても、その圧
力の一部が吸入縦溝２７及びリークグルーブ２９を介し
て吸入路１３側へリークする。従って、前記通常運転送
油率大の場合に比べて、そのリーク分だけ加圧室２ａ内
の圧力が低く押さえられ、従って噴射孔より燃料が送油
率小の状態で噴射される。

また、内燃機関の始動時は、コントロールラック２１が
駆動手段により制御駆動されることにより、プランジャ
１８は第３図（Ｃ）及び（ＣＩ）に示す如く始動位置（
通常運転送油率大位置より時計方向に略２０度回動した
位置）に回動調整される。この状態においては、プラン
ジャ１８が上限位置にある時、吸入路１３が吸入グルー
ブ２９及び吸入縦溝２７を順次介して加圧室２ａと連通
し、溢流路１６と溢流縦溝２８は互いに周方向に偏位し
て、前記溢流路１６がプランジャ１８の周壁面にて閉塞
されているため、溢流路１６と加圧室２ａとの連通は遮
断されている。

このような状態においては、プランジャ１８の上昇吸入
行程にて燃料人口１２から燃料吸入路１３、吸入グルー
ブ２９及び吸入縦溝２７を順次介して加圧室２ａ内に燃
料が吸入され、その後の下降圧送行程にて吸入路１３が
プランジャ１８の周壁面にて閉塞されると直ちに吸入さ
れた燃料が加圧されて、上記同様に油溜室内の圧力が開
弁圧に達すると、噴射孔から燃料が噴射される。この場
合は溢流路１６と加圧室２ａとの連通は電磁弁１７に関
係な（プランジャ１８の周壁にて常に遮断された状態に
あり、加圧室２ａ内に吸入された燃料はプランジャ１８
の下降行程途中において全く溢流することなくその全量
が噴射孔から噴射されるものであり、従って電磁弁１７
に関係なく始動時の燃料の増量を確実に得ることができ
る。

更に、電子制御装置或いは電磁弁１７が故障して燃料噴
射制御を行うことができなくなった場合は、コントロー
ルラック２１を駆動させてプランジャ１８を第３図（Ｄ
）及び（Ｄｌ）に示す如く緊急停止位置（通常運転送油
率大位置から反時計方向に略３０度回動した位置）に回
動調整する。この状態においては、吸入縦溝２７は吸入
路１３と連通しているが、溢流縦溝２８は溢流路１６に
対して周方向に偏位して該溢流路１６はプランジャ１８
の周壁面にて閉塞されているため、加圧室２ａに対して
は遮断された状態にある。

このような状態においてはプランジャ１８が上昇吸入行
程時に燃料人口１２から燃料吸入路１３及び吸入縦溝２
７を介して加圧室２ａ内へ燃料が吸入されるが、下降圧
送行程時に加圧室２ａ内の圧力は吸入縦溝２７から燃料
吸入路１３側へリークして加圧室２ａ内の圧力がノズル
ニードル８の開弁圧に達しないため燃料噴射は行われず
、従って内燃段間が緊急停止するものである。

（発明の効果） 以上の如く本発明の内燃機関のユニットインジェクタは
、プランジャバレル内に軸方向に往復動自在に嵌装され
た燃料圧送用プランジャをプランジャバレル内にて通常
運転送油率大位置・通常運転送油率小位置・始動位置・
緊急停止位置に回動調整し得る如く配設すると共に、内
燃機関の運転状態に応じて前記プランジャを所定回動位
置に制御駆動する駆動手段を設け、前記プランジャを通
常運転送油率大・小位置に回動させた時、燃料吸入路と
燃料溢流路をプランジャ加圧室にそれぞれ連通ずる吸入
縦溝及び溢流縦溝を前記プランジャにそれぞれ設けると
共に、該プランジャを通常運転送油率大・小位置及び始
動位置にそれぞれ回動させた時前記吸入縦溝を前記燃料
吸入路に連通ずる吸入グルーブを前記プランジャに設け
、更に該プランジャを通常運転送油率小位置に回動させ
た状態におけるその圧送行程時に前記吸入縦溝と前記燃
料吸入路とを連通ずる送油率低下用リークグルーブを前
記プランジャに設けてなり、該プランジャが通常運転送
油率大・小位置にある時前記燃料吸入路が前記吸入グル
ーブ及び前記吸入縦溝を介して且つ前記燃料溢流路が溢
流縦溝を介してプランジャ加圧室に連通され、また始動
位置にある時前記燃料吸入路が吸入グルーブ及び吸入縦
溝を介して前記プランジャ加圧室に連通されると共に前
記燃料溢流路とプランジャ加圧室との連通がプランジャ
にて遮断され、更に緊急停止位置にある時前記燃料吸入
路が前記吸入縦溝を介して前記プランジャ加圧室に連通
されると共に前記燃料溢流路と前記プランジャ加圧室と
の連通が前記プランジャにて遮断されるように構成した
から、通常運転時は電磁弁の閉弁時間を制御することに
より噴射時期及び噴射量を制御し得るものでありながら
、始動時においては電磁弁に関係なくその燃料の始動増
量を確実に得ることができると共に、制御装置や電磁弁
が故障した場合、燃料の圧送が行われず燃料噴射を直ち
に停止でき、しかも通常運転時における送油率をも可変
でき、更に構成部品も既存の部品を転用できるのでコス
トも低減でき安価に提供できる等の効果を奏し得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はユニットイン
ジェクタの縦断面図、第２図はプランジャの要部拡大斜
視図、第３図は作用説明図である。 ２、−プランジャバレル、 ２ａ−・プランジャ加圧室、 ３−・−燃料噴射ノズル、１３−燃料吸入路、１４・・
−プランジャ嵌装室、 １６・−燃料溢流路、　　　１７−電磁弁、１８・・・
〜燃料圧送用プランジャ、 ２７・−吸入縦溝、　　　２８−・溢流縦溝、２９・−
吸入グルーブ、　３０−　リークグルーブ。 出　願　人　ヂーゼル機器株式会社 代　理　人　　弁理士　渡　部　敏　音間　　　長　　
門　　侃　　二 鑵ｌ暦 孝３図 手続初ｊＬＥ書　（自発） 昭和６０年１０月３１８ １、事件の表示 昭和５９年特許願第２０５５７４号 ２、発明の名称 内燃機関のユニットインジェクタ ３、補正をする者 ４、代理人 ５、補正の対象 １、明！１１８′の発明の詳細な説明の欄２、明細書の
図面の簡単な説明の欄 ３、図面（第１図〜第３図） ６、補正の内容 ■、明細書第８頁第３行目に記載の「第２図Ｊを「第３
図」と補正する。 ２、同第１０頁第１８行目に記載の「−側」と「縁部」
との間に「（吸入グルーブ２９側）」を加入する。 ３、同第１１頁第１行目に記載の「下側縁部」を「上側
縁部」と補正する。 ４、同第１１頁第２行目に記載の「プランジャ１８の上
端面」を「吸入縦溝２７の上端面」と補正する。 ５、第１１頁第１３行目に記載の「通路」を「戻し通路
」と補正する。 ６、同第１１頁第１４行目に記載の「されている。」の
後に「なお、これら戻し通路３２及び３３は前記燃料噴
射ノズル３からのリーク燃料を燃料吸入路１３に導入す
るものである。」を加入する。 ７、同第１２頁第７行目〜第１０行目に亘って記載の「
なお、・・・設けである。」を削除する。 ８、同第１５頁第１０行目に記載の「リークグルーブ」
を［吸入グルーブ」と補正する。 ９、同第２０頁第５行目に記載の「第３図は作用説明図
である。」を「第３図は第１図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿
う断面図で、作用説明図を兼用するものである。」と補
正する。 １０、第１図、第２図及び第３図を別紙の通り補正する
。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、燃料噴射ノズルとプランジャバレル内に軸方向に往
   復動自在に嵌装された燃料圧送用プランジャとが一体と
   なってシリンダヘッドに装着されると共に、燃料溢流路
   に介装した電磁弁の閉弁時間を制御することにより噴射
   時期及び噴射量を制御し得るようにした内燃機関のユニ
   ットインジェクタにおいて、前記プランジャをプランジ
   ャバレル内にて通常運転送油率大位置・通常運転送油率
   小位置・始動位置・緊急停止位置に回動調整し得る如く
   配設すると共に、内燃機関の運転状態に応じて前記プラ
   ンジャを所定回動位置に制御駆動する駆動手段を設け、
   前記プランジャを通常運転送油率大・小位置に回動させ
   た時、燃料吸入路と燃料溢流路をプランジャ加圧室にそ
   れぞれ連通する吸入縦溝及び溢流縦溝を前記プランジャ
   にそれぞれ設けると共に、該プランジャを通常運転送油
   率大・小位置及び始動位置にそれぞれ回動させた時前記
   吸入縦溝を前記燃料吸入路に連通する吸入グルーブを前
   記プランジャに設け、更に該プランジャを通常運転送油
   率小位置に回動させた状態におけるその圧送行程時に前
   記吸入縦溝と前記燃料吸入路とを連通する送油率低下用
   リークグルーブを前記プランジャに設けてなり、前記プ
   ランジャが通常運転送油率大・小位置にある時前記燃料
   吸入路が前記吸入グルーブ及び前記吸入縦溝を介して且
   つ前記燃料溢流路が前記溢流縦溝を介して前記プランジ
   ャ加圧室にそれぞれ連通され、また始動位置にある時前
   記燃料吸入路が前記吸入グルーブ及び前記吸入縦溝を介
   して前記プランジャ加圧室に連通されると共に前記燃料
   溢流路と前記プランジャ加圧室との連通が前記プランジ
   ャにて遮断され、更に緊急停止位置にある時前記燃料吸
   入路が前記吸入縦溝を介して前記プランジャ加圧室に連
   通されると共に前記燃料溢流路と前記プランジャ加圧室
   との連通が前記プランジャにて遮断されるように構成し
   たことを特徴とする内燃機関のユニットインジェクタ。