(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料が供給される制御室と、
この制御室の圧力変動に伴って噴孔を開閉する噴孔開閉部材と、
前記制御室と低圧側との間を断続する電磁弁とを備えた燃料噴射装置であって、
前記電磁弁は、
前記制御室の高圧燃料を前記低圧側へ排出するための排出通路、及びこの排出通路の途中に設けられた弁座を有するバルブボディと、
このバルブボディに摺動自在に支持され、前記弁座に着座して前記排出通路を閉じ、前記弁座からリフトして前記排出通路を開く弁部材とを備え、
前記バルブボディと前記弁部材との摺動部に前記排出通路の一部を成す油路を形成し、 前記バルブボディには、前記制御室に通じる円筒孔が形成され、
前記弁部材は、前記円筒孔の内径より小さい外径を有する摺動部を有し、この摺動部が前記円筒孔に挿入されると共に、前記摺動部の一端側と他端側とにそれぞれガイド部が設けられて、このガイド部が前記円筒孔の内周面に摺動自在に支持され、且つ、それぞれの前記ガイド部に面取りあるいは溝が形成されて、前記円筒孔の内周面との間に隙間が設けられ、この隙間が前記油路の一部として使用されることを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンに高圧燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、燃料噴射時期を電磁弁の開閉によって制御する燃料噴射装置（特願平７−３１６３７０号参照）がある。電磁弁は、例えば図８に示すように、バルブボディ１００と、このバルブボディ１００に摺動自在に支持されるバルブ１１０とを備える。バルブボディ１００には、図示しない制御室より高圧燃料を排出するための排出通路１２０が形成され、この排出通路１２０の途中に円錐状のシート面が形成されている。バルブ１１０は、バルブボディ１００に形成された円筒孔に摺動自在に嵌装され、図示しないコイルが通電されるとシート面からリフトして排出通路１２０を開き、コイルへの通電が停止されるとシート面に着座して排出通路１２０を閉じる（図８に示す状態）ことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電磁弁は、バルブ１１０の往復運動をバルブボディ１００の円筒内周面１１１によってガイドしているため、バルブボディ１００の円筒内周面１１１とバルブ１１０との摺動クリアランスに異物が侵入すると、バルブ１１０の往復運動を阻害することになり、燃料噴射装置の噴射機能に影響を与えるという問題が発生する。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、バルブの摺動不良を防止できる燃料噴射装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の手段）
電磁弁は、バルブボディと弁部材との摺動部に排出通路の一部を成す油路を形成している。この場合、弁部材が弁座からリフトすると、制御室の高圧燃料が油路を通って低圧側へ排出される。これにより、燃料噴射毎にバルブボディと弁部材との摺動部へ燃料が流入するため、その燃料の流速によって摺動部に侵入した異物を洗い流すことができる。
なお、油路は、バルブボディと弁部材との摺動クリアランスより大きく形成されていることは言うまでもない。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図２は燃料噴射装置の縦断面図である。
本実施例の燃料噴射装置１は、ディーゼルエンジンに燃料を噴射するもので、図２に示すように、ノズル２、チップパッキン３、ノズルホルダ４、油圧ピストン５、電磁弁６等より構成されている。
【０００６】
ノズル２は、図３に示すように、先端に噴孔７を有するノズルボディ８と、このノズルボディ８の内部に摺動自在に支持されるニードル９とから成る。
ノズルボディ８は、その中央部に長孔１０が形成され、長孔１０の下端部に円錐状のシート面１１と、このシート面１１に繋がるサックホール１２とが形成され、そのサックホール１２に複数の噴孔７が開口している。また、このノズルボディ８には、長孔１０の途中に燃料溜まり１３が形成され、この燃料溜まり１３に高圧燃料を導く燃料導入路１４が形成されている。
ニードル９は、ノズルボディ８に形成された長孔１０に摺動自在に嵌装されている。ニードル９の下端部には、ノズルボディ８のシート面１１に着座するシート部１５が設けられている。
【０００７】
チップパッキン３は、ノズルボディ８とノズルホルダ４との間に挟持され、ニードル９の最大リフト量を規制している。このチップパッキン３には、ノズルボディ８の燃料導入路１４に通じる連絡路１６が形成されている。
ノズルホルダ４は、その中央部を上下方向に貫通する貫通孔１７と、図示しないコモンレールの蓄圧室で蓄圧された高圧燃料が供給される燃料供給路１８とが形成されている。この燃料供給路１８は、貫通孔１７の側方を上下方向に延びて形成され、下端側でチップパッキン３の連絡路１６に連通している。
油圧ピストン５は、ノズルホルダ４の貫通孔１７に摺動自在に嵌装され、プレッシャピン１９を介してニードル９と連結されている。
【０００８】
電磁弁６は、燃料の噴射時期を制御するもので、ノズルボディ８の上部に配され、リテーニングナット２０によりノズルボディ８に固定されている。
この電磁弁６は、バルブボディ２１、このバルブボディ２１に支持されるバルブ２２、及びこのバルブ２２を駆動する電磁式アクチュエータ２３等より構成される。なお、電磁式アクチュエータ２３は、内蔵されたコイル２４への通電状態に応じてバルブ２２を駆動する極めて周知の構造であるため、その説明は省略する。
【０００９】
バルブボディ２１は、ノズルホルダ４の上部に２枚のプレート部材（第１のプレート部材２５と第２のプレート部材２６）を介して配され、図１に示すように、中央部を円筒孔２７、シート面２８、及び小孔２９が貫通して設けられている。円筒孔２７は、バルブボディ２１の上端面から下端部まで上下方向に形成されている。シート面２８は、円筒孔２７の下端面中央部から略円錐状に窪んで形成されている。小孔２９は、シート面２８からバルブボディ２１の下端面までバルブボディ２１の底壁部を貫通して形成されている。
また、このバルブボディ２１には、図１に示すように、円筒孔２７の側方を上下方向に貫通する低圧通路３０が形成され、更にバルブボディ２１の上端面に外周部のみを残して全体に浅い窪み３１が形成されている。なお、低圧通路３０は、浅い窪み３１が形成されている領域に設けられている。
【００１０】
第１のプレート部材２５は、図２に示すように、ノズルホルダ４の上端面に当接して配され、中央部にノズルホルダ４の貫通孔１７に通じる丸孔（以下、制御室３２と呼ぶ）が形成されるとともに、ノズルホルダ４の燃料供給路１８に供給された高圧燃料を制御室３２に導く燃料通路３３及びオリフィス３４（図４参照）が形成されている。
第２のプレート部材２６は、図２に示すように、第１のプレート部材２５とバルブボディ２１との間に挟持され、中央部に第１のプレート部材２５の制御室３２とバルブボディ２１に形成された小孔２９とを連通するオリフィス３５（図４参照）が形成されている。従って、ノズルホルダ４の燃料供給路１８に供給された高圧燃料は、第１のプレート部材２５の燃料通路３３とオリフィス３４を通って制御室３２へ流入し、制御室３２よりオリフィス３５を通ってバルブボディ２１の小孔２９へ流入することができる。なお、第１のプレート部材２５に形成されたオリフィス３４より第２のプレート部材２６に形成されたオリフィス３５の方が通路断面積が大きく設定されている（図４参照）。
【００１１】
バルブ２２は、円盤形状のフランジ部３６と、このフランジ部３６の中央部に設けられて、バルブボディ２１の円筒孔２７に摺動自在に嵌挿される摺動部３７とを有する。摺動部３７の下端部は、略円錐形状に設けられ、その円錐形状の一部に設けられたシート部３８がバルブボディ２１のシート面２８に着座して小孔２９と円筒孔２７との間を遮断することができる。なお、摺動部３７の下端部が略円錐形状を成すことから、シート部３８がシート面２８に着座した状態（図１に示す状態）で、円筒孔２７の下端部に環状の空間３９が形成されている。
摺動部３７の外周面には、摺動部３７の長手方向（図１の上下方向）に延びる複数本の溝が形成され、この溝によって円筒孔２７の内周面との間に複数本の油路４０を形成している。この油路４０は、摺動部３７の外周面と円筒孔２７の内周面との間に設定される摺動クリアランスより大きく、燃料が流通できる程度の大きさに設定されている。また、油路４０は、シート部３８がシート面２８に着座した状態で、下端が前記環状の空間３９に通じ、上端がバルブボディ２１の上端面に形成された浅い窪み３１に通じている。従って、環状の空間３９は、油路４０と浅い窪み３１を通じて低圧通路３０に連通している。
【００１２】
次に、本実施例の作動を説明する。
電磁弁６のコイル２４への通電オフ時は、バルブ２２のシート部３８がシート面２８に着座しているため、高圧燃料が燃料供給路１８と燃料通路３３とを通って制御室３２及び貫通孔１７の上部空間（油圧ピストン５より上部の空間）に供給されている。これにより、制御室３２の燃料圧力が閉弁圧以上に保たれるため、ニードル９が油圧ピストン５及びプレッシャピン１９を通じて押し下げられ、ニードル９のシート部１５がシート面１１に着座することで燃料の噴射は行われない。
【００１３】
その後、電磁弁６のコイル２４が通電されると、バルブ２２がリフトしてバルブ２２のシート部３８がシート面２８より離脱することにより、制御室３２の高圧燃料がオリフィス３５→小孔２９→環状の空間３９→油路４０→浅い窪み３１を通って低圧通路３０より排出される。その際、燃料供給路１８より第１のプレート部材２５に形成された燃料通路３３とオリフィス３４を通じて制御室３２へ燃料が流入してくるが、制御室３２に対して出口側であるオリフィス３５の方が入口側であるオリフィス３４より通路断面積が大きく設定してあるため、結果的に制御室３２の圧力が低下する。
【００１４】
制御室３２の燃料圧力が低下して開弁圧まで低下すると、油圧ピストン５及びプレッシャピン１９とともにニードル９がリフトしてシート部１５がシート面１１より離脱することにより、サックホール１２に供給された高圧燃料が各噴孔７より噴射される。
続いて、電磁弁６のコイル２４への通電が停止されると、再びバルブ２２のシート部３８がシート面２８に着座して小孔２９を閉じることにより、高圧燃料が制御室３２に充填されて制御室３２の燃料圧力が上昇する。制御室３２の燃料圧力が閉弁圧以上に達すると、ニードル９が押し下げられ、シート部１５がシート面１１に着座することで燃料噴射を終了する。
【００１５】
（第１実施例の効果）
本実施例では、バルブ２２の摺動部３７に油路４０を設けているため、燃料噴射時、つまりバルブ２２のシート部３８がシート面２８から離脱した時に、制御室３２の高圧燃料が油路４０を通って低圧側へ排出される。これにより、燃料噴射毎に油路４０を燃料が流れるため、その燃料の流速によってバルブボディ２１の円筒孔２７とバルブ２２の摺動部３７との間に侵入した異物を洗い流すことができる。この結果、異物の侵入によるバルブ２２の摺動不良を防止でき、正常な噴射機能を確保できる。
なお、本実施例では、摺動部３７の外周面に溝を形成したが、円筒孔２７の内周面に溝を形成して油路４０としても良い。
【００１６】
（第２実施例）
図５はバルブ２２の側面図である。
本実施例は、図５に示すように、バルブ２２の摺動部３７の外周面に面取り３７ａを施すことによって油路４０を形成した場合の一例である。
【００１７】
（第３実施例）
図６はバルブ２２の側面図である。
本実施例は、円筒孔２７の内周面に摺接するガイド部４１を摺動部３７の上下方向に分割して設けた場合の一例である。この場合、例えば図６に示すように、摺動部３７の上部と下部にそれぞれガイド部４１を設け、更にそれぞれのガイド部４１に面取り４１ａを施す（あるいは溝を形成する）ことにより、円筒孔２７との接触面積を大幅に低減できるため、異物の侵入を防止できる効果を高めることができる。
【００１８】
（第４実施例）
図７はバルブボディ２１とバルブ２２の断面図である。
本実施例は、図７に示すように、バルブボディ２１に環状の空間３９と低圧通路３０とを連通する連通路４２を設けた場合の一例である。第１実施例では、燃料噴射時に制御室３２の燃料が油路４０を通って低圧通路３０へ流れる構成であるが、図７に示す様に環状の空間３９より連通路４２を通って直接低圧通路３０へ排出される構成でも良い。もちろん、この場合でも、全ての燃料が環状の空間３９から連通路４２を通って低圧通路３０へ排出される訳ではなく、一部の燃料は油路４０を通って低圧通路３０へ排出されるため、油路４０を流れる燃料の流速によって異物を洗い流すことができる効果は得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バルブボディとバルブの断面図である。
【図２】燃料噴射装置の縦断面図である。
【図３】ノズルの断面図である。
【図４】第１のプレート部材と第１のプレート部材の断面図である。
【図５】バルブの側面図である（第２実施例）。
【図６】バルブの側面図である（第３実施例）。
【図７】バルブボディとバルブの断面図である（第４実施例）。
【図８】バルブボディとバルブの断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
１    燃料噴射装置
６    電磁弁
７    噴孔
９    ニードル（噴孔開閉部材）
２１    バルブボディ
２２    バルブ（弁部材）
２７ 円筒孔
２８    シート面（弁座）
２９    小孔（排出通路）
３０    低圧通路（排出通路）
３２    制御室
３７ 摺動部
４０    油路
４１ ガイド部
４１ａ 面取り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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