(57)【要約】【課題】センターフィードタイプのインジェクタ１において、噴射終了時のノズルニードル８のバウンスを低減する。【解決手段】インジェクタ１は、ピストン先端部４２とニードル後端部４３との外周を囲うクリアランスシール機能を有する筒部材４４を備え、コマンドピストン１７が後端側に移動した時に形成されるピストン先端部４２とニードル後端部４３と筒部材４４とで囲まれる空間に燃料が流入しダンパー室となる。これによれば、コマンドピストン１７の閉弁速度によるエネルギーを油圧ダンパーにより吸収することができる。また、噴射終了時、閉弁速度によるエネルギーにより、ノズルニードル８がシート部１２からバウンスしようとしても、ダンパー室の燃料の油圧によるダンパー効果により、バウンスが生じない、もしくは、バウンスが低減される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に噴孔が形成されたノズルボディと、
前記ノズルボディ内に摺動自在に収容されて前記噴孔を開閉するノズルニードルと、
前記ノズルニードルの後端側に、前記ノズルニードルとは別体に設けられたコマンドピストンと、
前記コマンドピストンを収容する軸方向穴が形成されたボディとを備え、
前記コマンドピストンと前記軸方向穴の内周面との間の空間を高圧燃料が流れる高圧流路とするインジェクタにおいて、
前記コマンドピストンと前記ノズルニードルとの間に、前記空間を流れる高圧燃料を利用した油圧ダンパーが設けられていることを特徴とするインジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記コマンドピストンの先端部と前記ノズルニードルの後端部との外周を囲う筒部材を備え、
前記筒部材の内周面と、前記コマンドピストンの先端部及び前記ノズルニードルの後端部の外周面との間にはクリアランスシールが形成され、
前記コマンドピストンの上昇時に形成される前記コマンドピストンの先端部と前記ノズルニードルの後端部と前記筒部材とで囲まれる空間に燃料が流入して、この空間がダンパー室をなすことを特徴とするインジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに燃料を噴射するインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からインジェクタには、ノズルニードルとノズルニードルの後端に配されたコマンドピストンとを備え、コマンドピストンの背圧を操作してノズルニードルとコマンドピストンとを一体的に移動させ、ノズルニードルがノズルボディのシート部から離座及び着座することで、噴孔を開閉するものがある。
このようなインジェクタでは、ノズルニードルとコマンドピストンとが一体であると、部品が軸方向に長くなるために芯出しに高精度の加工が求められるので、ノズルニードルとコマンドピストンとを別体に設けているものがある。
【０００３】
そして、別体に設けたノズルニードルとコマンドピストンとを接続する方法として、図３に示すインジェクタ１００のように、ノズルニードル１０１とコマンドピストン１０２とを機械的に接触させ、断面Ｃ形状の接続部材１０３によってノズルニードル１０１とコマンドピストン１０２とを接続する技術がある（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、ノズルニードル１０１とコマンドピストン１０２とを機械的に接触させる構造では、噴射の終了時（すなわち、ノズルニードル１０１がノズルボディ１０４のシート部に着座する際）に、コマンドピストン１０２とノズルニードル１０１の閉弁速度によるエネルギーにより、ノズルニードル１０１がシート部からバウンスする虞がある。そして、このバウンスにより、２次噴射が発生したり、多段噴射の際の次の噴射に影響を与えたりするため、噴射性能が悪化する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、センターフィードタイプのインジェクタにおいて、噴射終了時のノズルニードルのバウンスを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のインジェクタは、先端に噴孔が形成されたノズルボディと、ノズルボディ内に摺動自在に収容されて噴孔を開閉するノズルニードルと、ノズルニードルの後端側に、ノズルニードルとは別体に設けられたコマンドピストンと、コマンドピストンを収容する軸方向穴が形成されたボディとを備える。そして、コマンドピストンと軸方向穴の内周面との間の空間を高圧燃料が流れる高圧流路とする。すなわち、本発明のインジェクタはいわゆるセンターフィードタイプのインジェクタである。
【０００８】
そして、本発明のインジェクタは、コマンドピストンとノズルニードルとの間に、空間を流れる高圧燃料を利用した油圧ダンパーが設けられている。
【０００９】
これによれば、コマンドピストンの閉弁速度によるエネルギーを油圧ダンパーにより吸収することができる。また、噴射終了時にノズルニードルが噴孔を閉じようと弁座に着座する際に、弁座からバウンスしようとしても、油圧ダンパーのダンパー効果により抑制されて、バウンスが生じない、もしくは、バウンスが低減される。
【００１０】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のインジェクタは、コマンドピストンの先端部とノズルニードルの後端部との外周を囲う筒部材を備える。
そして、筒部材の内周面と、コマンドピストンの先端部及びノズルニードルの後端部の外周面との間にはクリアランスシールが形成され、筒部材とコマンドピストン及びノズルニードルとの摺動構造により、コマンドピストンとノズルニードルとが連結されている。
そして、コマンドピストンの上昇時に形成されるコマンドピストンの先端部とノズルニードルの後端部と筒部材とで囲まれる空間に燃料が流入して、この空間がダンパー室をなす。
【００１１】
これによれば、比較的簡単な構成によりコマンドピストンとノズルニードルとの間に油圧ダンパーを設けることができ、噴射終了時のノズルニードルのバウンスをなくす、もしくは低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は、インジェクタの全体構成図であり、(ｂ)は、(ａ)の要部拡大図である（実施例１）。
【図２】（ａ）、（ｂ）、(ｃ)は、インジェクタ作動時の要部の作動を説明する説明図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は、インジェクタの要部構成図であり、（ｂ）は、（ａ）の接続部材による係合構造の軸方向視図である（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のインジェクタは、先端に噴孔が形成されたノズルボディと、ノズルボディ内に摺動自在に収容されて噴孔を開閉するノズルニードルと、ノズルニードルの後端側に、ノズルニードルとは別体に設けられたコマンドピストンと、コマンドピストンを収容する軸方向穴が形成されたボディとを備える。そして、コマンドピストンと軸方向穴の内周面との間の空間を高圧燃料が流れる高圧流路とするセンターフィードタイプのインジェクタであって、コマンドピストンとノズルニードルとの間に、空間を流れる高圧燃料を利用した油圧ダンパーが設けられている。
【００１４】
コマンドピストンの先端部とノズルニードルの後端部との外周を囲う筒部材を備え、筒部材の内周面と、コマンドピストンの先端部及びノズルニードルの後端部の外周面との間にはクリアランスシールが形成され、筒部材とコマンドピストン及びノズルニードルとの摺動構造により、コマンドピストンとノズルニードルとが連結されている。
そして、コマンドピストンの上昇時に形成されるコマンドピストンの先端部とノズルニードルの後端部と筒部材とで囲まれる空間に燃料が流入して、この空間がダンパー室をなす。
【実施例１】
【００１５】
〔実施例１の構成〕
実施例１のインジェクタ１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
インジェクタ１は、例えば、コモンレール（図示せず）等の燃料供給源から高圧の燃料を受け入れてエンジンの各気筒内に噴射するものであって、図１に示すように、燃料を噴射するノズル２と、コモンレールから受け入れた燃料をノズル２へ導く本体３と、ノズル２を動作させる電磁アクチュエータ４とを備える。
【００１６】
ノズル２は、先端に噴孔６が形成されたノズルボディ７と、ノズルボディ７内に摺動自在に収容されて噴孔６を開閉するノズルニードル８とを備え、噴孔６をノズルニードル８の先端部により開閉することで、燃料の噴射を開始または停止するものである。
【００１７】
ノズルボディ７は、ノズルニードル８を軸方向に摺動自在に収容するとともに、噴孔６に通じるノズル室１０を形成する。そして、ノズルニードル８の先端に形成されたシート面１１がノズルボディ７の先端部の内周面に形成されたシート部１２に離着することで、噴孔６とノズル室１０との間が開閉されて燃料の噴射が開始または停止される。
【００１８】
ノズルニードル８は、後端側の径大なニードルガイド１３と、ニードルガイド１３の先端側に設けられて先端にシート面１１を有する小径部１４とからなっており、ノズル室１０は小径部１４の周囲に形成されている。そして、ニードルガイド１３に形成された連通路１６を介して、ノズル室１０にコモンレールからの高圧燃料が供給される。
【００１９】
本体３は、ノズルニードル８の後端側に、ノズルニードル８とは別体に設けられたコマンドピストン１７と、コマンドピストン１７を収容する軸方向穴１８が形成された本体ボディ２０と、コマンドピストン１７の外周に設けられてコマンドピストン１７を先端側に付勢するスプリング２１を有する。
【００２０】
コマンドピストン１７は、本体ボディ２０に摺動自在に支持される摺動部２２と、摺動部２２の先端側に設けられて軸方向穴１８内周面との間に隙間２３（空間）を形成する軸部２４とを有し、隙間２３は高圧燃料が流れる高圧流路となっている。この隙間２３は、高圧燃料通路２６に常に連通し、連通路１６を介してノズル室１０に連通している。また、コマンドピストン１７の後端側には、コマンドピストン１７に背圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室２７が形成されている。
【００２１】
本体ボディ２０は、後端部に、コマンドピストン１７の摺動部２２が摺動する筒状のシール部材２８を有する。シール部材２８は軸方向穴１８の後端部に挿入されて、その後端側をオリフィスプレート３０に、その先端側をスプリング２１に支持されている。また、シール部材２８の内周面と摺動部２２の外周面との間にクリアランスシールを形成するように構成されている。
【００２２】
ここで、コマンドピストン１７の後端、オリフィスプレート３０、シール部材２８で囲まれる空間が背圧室２７であり、背圧室２７は、シール部材２８に形成されたＩＮオリフィス３１を介して高圧燃料通路２６と接続するとともに、オリフィスプレート３０に形成されたＯＵＴオリフィス３２を介して低圧燃料通路３３と接続している。
【００２３】
また、本体ボディ２０には、スプリング２１を収容するスプリング室３４が形成されているが、このスプリング室３４も常に高圧燃料通路２６と連通する高圧流路となっている。すなわち、スプリング室３４が低圧部となるサイドフィードタイプのインジェクタとは異なり、インジェクタ１は低圧部が存在せず、コマンドピストン１７の周囲及びスプリング室３４を高圧流路とするセンターフィードタイプである。
スプリング２１は、先端側をワッシャ３６を介してコマンドピストン１７に形成された段差部に係止され、後端側をシール部材２８に係止されている。
【００２４】
電磁アクチュエータ４は、ソレノイドコイル３７への通電により後端側に駆動されるアーマチャ３８と、アーマチャ３８と一体的に設けられて軸方向に移動するガイド４０とを有し、ガイド４０の先端にある弁体４１により、ＯＵＴオリフィス３２を低圧燃料通路３３に対して開閉する。
【００２５】
そして、電磁アクチュエータ４は、アーマチャ３８およびガイド４０の移動により、ＯＵＴオリフィス３２を低圧燃料通路３３に対し開閉して、背圧室２７の燃料圧を操作することで、コマンドピストン１７を軸方向に駆動する。
【００２６】
〔実施例１の特徴〕
実施例１のインジェクタ１は、コマンドピストン１７の先端部（以下、ピストン先端部４２とする）とノズルニードル８の後端部（以下、ニードル後端部４３とする）との外周を囲う円筒状の筒部材４４を備える。
ピストン先端部４２は、軸部２４の先端に小径に設けられ、ニードル後端部４３はニードルガイド１３の後端側に、ピストン先端部４２と略同径に設けられている。そして、筒部材４４は、先端部の外径が径小になるようなテーパー状に形成されており、先端はニードル後端部４３とニードルガイド１３との間の段差部４６に係止されている。
【００２７】
また、筒部材４４の内周面とピストン先端部４２の外周面との間、筒部材４４の内周面とニードル後端部４３の外周面との間にはクリアランスシールが形成され、筒部材４４とコマンドピストン１７及びノズルニードル８との摺動構造により、コマンドピストン１７とノズルニードル８とが連結されている。
筒部材４４の外径は、コマンドピストン１７のピストン先端部４２よりも後端側の外径とほぼ等しく、筒部材４４の外周は高圧流路（隙間２３）となっている。
【００２８】
そして、コマンドピストン１７が後端側に移動した時（上昇時）に形成されるピストン先端部４２とニードル後端部４３と筒部材４４とで囲まれる空間に燃料が流入して、この空間がダンパー室４７をなす（図２（ｂ）参照）。
すなわち、コマンドピストン１７とノズルニードル８との間に、隙間２３を流れる高圧燃料を利用した油圧ダンパーが設けられている。
【００２９】
〔実施例１の作動〕
図１、２を用いて、インジェクタ１の作動を説明する。尚、図２はダンパー室４７への燃料の流出入をわかりやすくするために、筒部材４４の内周面とピストン先端部４２及びニードル後端部４３の外周面との間の隙間を大きく記載している。
【００３０】
１．噴射指令前
まず、噴射指令前の状態では、ＯＵＴオリフィス３２は弁体４１により低圧燃料通路３３に対して閉じられており、背圧室２７からの燃料流出入はなく、背圧室２７はコモンレールのレール圧と同じ高圧状態にある。
【００３１】
そのため、コマンドピストン１７においては、背圧室２７の圧力と高圧流路（隙間２３及びスプリング室３４）の燃料圧とにより油圧力が釣り合い、スプリング２１により先端側への力が働く。
また、ノズルニードル８においては、シート面１１より後端側に燃料圧がかかるため先端側への力が働き、シート面１１はシート部１２に着座した状態（閉弁）を保っている。
また、噴射前の状態では、図２（ａ）に示すように、ピストン先端部４２とニードル後端部４３とは当接している。
【００３２】
２．噴射指令後
次に、電磁アクチュエータ４のソレノイドコイル３７に通電が開始されると、アーマチャ３８が後端側に移動して、弁体４１がＯＵＴオリフィス３２を開放し、背圧室２７から低圧燃料通路３３への燃料の流出が始まり、背圧が低下する。
【００３３】
このため、コマンドピストン１７においては、後端側に向かう力が発生し、コマンドピストン１７は後端側に移動し始める（図２（ｂ）参照）。
コマンドピストン１７が後端側に移動すると、クリアランスシール機能を備えた筒部材４４にて連結されているピストン先端部４２とニードル後端部４３とが離れ、ピストン先端部４２とニードル後端部４３と筒部材４４とで囲まれる空間（ダンパー室４７）が現れると同時に、ダンパー室４７の油圧は低くなる（図２（ｂ）参照）。
【００３４】
このため、ノズルニードル８においては、後端側に向かう力が発生し、ノズルニードル８が後端側に移動し、シート面１１がシート部１２から離れ、ノズル室１０の燃料が噴孔６から噴射される。
【００３５】
そして、しばらくすると、ダンパー室４７には、筒部材４４の内周面とピストン先端部４２及びニードル後端部４３の外周面との間の隙間４８（クリアランスシール）から、燃料が流入する。
【００３６】
３．噴射指令終了後
次に、電磁アクチュエータ４への通電が停止されると、アーマチャ３８が先端側に移動して、弁体４１がＯＵＴオリフィス３２を閉鎖し、背圧室２７から低圧燃料通路３３への燃料の流出が止まるとともに、ＩＮオリフィス３１を介した高圧燃料通路２６から背圧室２７への燃料の流入により背圧が上昇する。
【００３７】
このため、コマンドピストン１７においては、背圧室２７の圧力と高圧流路（隙間２３及びスプリング室３４）の燃料圧とにより油圧力が釣り合うが、スプリング２１により先端側への力が働き、コマンドピストン１７は先端側に移動する。
【００３８】
また、ノズルニードル８においては、コマンドピストン１７の移動によりダンパー室４７の油圧が上昇し、先端側への力が働く。これに加え、ニードルガイド１３に形成された連通路１６が流量絞りの機能を備えるため、連通路１６の下流側は上流側よりも圧力が低く、ノズルニードル８には先端側への力が働く。これにより、ノズルニードル８が先端側に移動し、シート面１１がシート部１２に着座して噴孔６が閉鎖され、噴射が終了する。
【００３９】
ここで、噴射終了時に、閉弁速度によるエネルギーによってノズルニードル８がシート部１２からバウンスしようとしても、このとき、ダンパー室４７にはダンパー効果を発生させるための燃料が存在するため、ダンパー室４７の燃料の油圧によるダンパー効果により、バウンスが生じない、もしくは、バウンスが低減される。
【００４０】
そして、しばらくすると、ダンパー室４７の燃料は隙間４８より流出し、ピストン先端部４２とニードル後端部４３は当接し、噴射指令前の状態となる。
【００４１】
〔実施例１の効果〕
インジェクタ１によれば、コマンドピストン１７とノズルニードル８との間に、隙間２３を流れる高圧燃料を利用した油圧ダンパーが設けられている。
これによれば、コマンドピストン１７の閉弁速度によるエネルギーを油圧ダンパーにより吸収することができ、ノズルニードル８のバウンスの原因となる、ノズルニードル８がコマンドピストン１７およびノズルニードル８の閉弁速度によるエネルギーを低減することができる。また、噴射終了時に、閉弁速度によるエネルギーによってノズルニードル８がシート部１２からバウンスしようとしても、そのダンパー室４７の燃料の油圧によるダンパー効果により、バウンスが生じない、もしくは、バウンスが低減される。
【００４２】
また、本実施例では、ピストン先端部４２とニードル後端部４３との外周を囲うクリアランスシール機能を有する筒部材４４を備え、コマンドピストン１７が後端側に移動した時に形成されるピストン先端部４２とニードル後端部４３と筒部材４４とで囲まれる空間がダンパー室４７となる。
これによれば、比較的簡単な構成によりコマンドピストン１７とノズルニードル８との間に油圧ダンパーを設けることができ、噴射終了時のノズルニードル８のバウンスをなくす、もしくは低減することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１    インジェクタ
２    ノズル
３    本体
４    電磁アクチュエータ
６    噴孔
７    ノズルボディ
８    ノズルニードル
１７  コマンドピストン
１８  軸方向穴
２０  本体ボディ（ボディ）
２３  隙間（コマンドピストンと軸方向穴の内周面との間の空間）
３４  スプリング室（コマンドピストンと軸方向穴の内周面との間の空間）
４２  ピストン先端部（コマンドピストンの先端部）
４３  ピストン後端部（ノズルニードルの後端部）
４４  筒部材
４７  ダンパー室
４８  隙間（クリアランスシール）
【図１】
2010169062.tif 000003
【図２】
2010169062.tif 000004
【図３】
2010169062.tif 000005