(57)【要約】【課題】  従来に比べて構成の大型化、複雑化を招くことなく、ダイナミックレンジの広い燃料噴射を実現することを課題とする。【解決手段】  １つの燃料噴射弁において、開弁制御でそれぞれ燃料を噴射制御する並列設置された２つの可動弁体３ａ，３ｂと、それぞれ異なる付勢力を可動弁体３ａ，３ｂに与えるリターンスプリング６ａ，６ｂと、２つの可動弁体３ａ，３ｂを共通に開弁制御するアクチュエータの電磁コイル２を備え、一方の可動弁体の開弁タイミングは他方の可動弁体の開弁タイミングよりも遅れて開弁して構成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が噴射される噴射口の周囲に弁座が形成された弁座部材と、一端側に前記弁座部材の弁座に着座する弁部を備え、前記弁部が前記弁座に着座して閉弁し、前記弁部が前記弁座から離脱して開弁する可動弁体と、前記可動弁体が前記弁座に着座する位置に、前記可動弁体を付勢する付勢手段とを備え、前記可動弁体の開弁時に前記噴射口から燃料を噴射する噴射手段と、
前記可動弁体を前記付勢手段の付勢力に抗して、前記弁部を前記弁座から離脱させて前記可動弁体を開弁制御するアクチュエータと
を備えた内燃機関の燃料噴射弁において、
前記噴射手段を複数備え、
前記複数の噴射手段の内、少なくとも１つの前記噴射手段の開弁タイミングは他の前記噴射手段の開弁タイミングよりも遅れて開弁する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項２】
前記他の噴射手段の開弁タイミングよりも遅れて開弁する前記噴射手段に備えられた付勢手段の付勢力は、前記他の噴射手段における付勢手段の付勢力よりも大きく設定されている
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒に供給される燃料を噴射制御し、小型、軽量で流量制御に優れた内燃機関の燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１気筒あたり２つの燃料噴射弁を備えた内燃機関が知られており、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。この文献１に記載された技術では、吸気管内に形成される吸気通路内に直接燃料を噴射する燃料噴射装置を備えたエンジンにおいて、燃料噴射装置は、二本のインジェクタを備え、これらのインジェクタを吸気管の上下の位置になるように配置している。これにより、エンジンの出力およびレスポンスの向上が図られる一方、大量の燃料を供給しながらも、燃料の霧化特性を低下させず、また低負荷時に一本のインジェクタを休止させることで低負荷時に安定した回転を得ることができるものである。
【特許文献１】特開平０６−３１７２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の燃料噴射弁においては、各気筒毎に二本のインジェクタを備える構成を採用することで、以下に示す不具合が生じることになる。
【０００４】
先ず、気筒あたり一本のインジェクタを備えた通常のタイプのものに比べて、気筒あたりインジェクタが一本増えるので、エンジンの重量が増加してしまい、気筒の数が増えるにしたがって重量増加は顕著となる。特に、スポーツタイプの二輪車のエンジンでは小型軽量化が要求されているので、上記従来のタイプのエンジンには使用しづらい。
【０００５】
また、インジェクタの個数が増えることにより、インジェクタの開弁を制御するＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）とインジェクタとを電気的に接続する配線の本数も増大し、配線重量の増加や配線スペースの確保が問題となる。また、配線の複雑化により、製造工数の増加を招くことにもなる。
【０００６】
さらに、各インジェクタが独立して噴射制御されるため、インジェクタの個数の増加に伴って、各インジェクタの噴射を制御する制御プログラムの複雑化や膨大化を招くおそれがあった。また、上記種々の増大化や複雑化に伴ってコストも上昇することになる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来に比べて構成の大型化、複雑化を招くことなく、ダイナミックレンジの広い燃料噴射を実現した内燃機関の燃料噴射弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、燃料が噴射される噴射口の周囲に弁座が形成された弁座部材と、一端側に前記弁座部材の弁座に着座する弁部を備え、前記弁部が前記弁座に着座して閉弁し、前記弁部が前記弁座から離脱して開弁する可動弁体と、前記可動弁体が前記弁座に着座する位置に、前記可動弁体を付勢する付勢手段とを備え、前記可動弁体の開弁時に前記噴射口から燃料を噴射する噴射手段と、前記可動弁体を前記付勢手段の付勢力に抗して、前記弁部を前記弁座から離脱させて前記可動弁体を開弁制御するアクチュエータとを備えた内燃機関の燃料噴射弁において、前記噴射手段を複数備え、前記複数の噴射手段の内、少なくとも１つの前記噴射手段の開弁タイミングは他の前記噴射手段の開弁タイミングよりも遅れて開弁することを特徴とする。
【０００９】
上記特徴の請求項１記載の発明によれば、小型軽量で、燃料の流量制御性に優れた燃料噴射弁を提供することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、前記他の噴射手段の開弁タイミングよりも遅れて開弁する前記噴射手段に備えられた付勢手段の付勢力は、前記他の噴射手段における付勢手段の付勢力よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１１】
上記特徴の請求項２記載の発明によれば、複数の噴射手段に対して、容易かつ簡単な構成で異なる開弁タイミングを設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料噴射弁の構成を示す図である。図１に示す実施例１の燃料噴射弁は、１つの燃料噴射弁において、開弁／閉弁の制御により燃料の噴射を制御する可動弁体を２つ備え、２つの可動弁体を共通のアクチュエータで開弁制御することを特徴としている。
【００１４】
図１において、磁性体（金属）で形成された筒状のケーシング１の外側に、可動弁体に対して共通のアクチュエータとなる電磁コイル２が固定され、ケーシング１の内側には、筒状のアンカー３１ａとボール３２ａとを溶接して一体化した可動弁体３ａと、同様に筒状のアンカー３１ｂとボール３２ｂとを溶接して一体化した可動弁体３ｂが軸方向に摺動自由に並列に嵌挿されている。各ボール３２ａ，３２ｂの周壁には、燃料通路となる燃料通し孔３３ａ，３３ｂが開口されている。
【００１５】
各可動弁体３ａ，３ｂの各アンカー３１ａ，３１ｂの上方（図示状態の位置関係に対して）に所定のクリアランスを持たせて、筒状のコア部材４ａ，４ｂがケーシング１の内壁に固定されている。各コア部材４ａ，４ｂ内には筒状のスプリングストッパ５ａ，５ｂが嵌挿されて固定され、各スプリングストッパ５ａ，５ｂの下端とアンカー３１ａ，３１ｂの段付部との間には、可動弁体３ａ，３ｂに軸下方向に付勢力を与える付勢手段として機能する各リターンスプリング６ａ，６ｂが圧縮状態で嵌挿されている。
【００１６】
ケーシング１の下端部内側には、各可動弁体３ａ，３ｂのボール３２ａ，３２ｂを着座し、中心部に各噴射口７ａ，７ｂを開口した各弁座部材８ａ，８ｂが溶接結合され、弁座部材８ａ，８ｂの下端には、複数のノズル孔を開口したノズルプレート９ａ，９ｂが溶接結合されている。
【００１７】
電磁コイル２の非通電時は、リターンスプリング６ａ，６ｂの弾性圧縮力によって可動弁体３ａ，３ｂが弁座部材８ａ，８ｂの着座面に着座して閉弁する一方、電磁コイル２の通電時には、励磁された電磁コイル２で発生した電磁力によって可動弁体３ａ，３ｂが弁座部材８ａ、８ｂの着座面から離脱して開弁する。
【００１８】
ケーシング１の下端部外側には、キャップ部材１０が固定され、電磁コイル２の外側を覆うコイルカバー１１の下端部がケーシング１に溶接結合されている。キャップ部材１０の上端フランジ部とコイルカバー１１の段付部との間には、シール部材１２が嵌挿されている。
【００１９】
ケーシング１の上端部には、燃料フィルタ１３が嵌挿して固定されている。コイルカバー１１の上端部からケーシング１の上端部に至る部分と電磁コイル２に通電するリード（図示せず）の端部を除く部分が、樹脂で射出成形によってモールドされて樹脂ケーシング１４が形成されている。樹脂ケーシング１４の上端面と金属製のケーシング１の上端フランジ面との間にシール部材１５が嵌挿されている。
【００２０】
このように構成された燃料噴射弁において、図示しない燃料ポンプによって圧送された燃料は、燃料配管を介して燃料フィルタ１３からケーシング１内に導入され、筒状のスプリングストッパ５ａ，５ｂ及びアンカー３１ａ，３１ｂの内側に至り、燃料通し孔３３ａ，３３ｂから外側の空間に流出し、ボール３２ａ，３２ｂと弁座部材８ａ，８ｂの着座面との隙間からボール３２ａ，３２ｂと着座面とが接触して閉塞された部分までを満たしている。
【００２１】
このような状態で、電磁コイル２が通電されると、励磁された電磁コイル２で発生した磁力でコア部材４ａ，４ｂが磁化され、コア部材４ａ，４ｂの電磁吸引力によって磁性体で形成された可動弁体３ａ，３ｂがリターンスプリング６ａ，６ｂの付勢力に抗して上方に引き上げられ、アンカー３１ａ，３１ｂの上端面がコア部材４ａ，４ｂの下端面に突き当たる位置までストロークする。これにより、可動弁体３ａ，３ｂのボール３２ａ，３２ｂが着座面から離脱して開弁し、燃料は噴射口７ａ，７ｂから流出し、ノズルプレート９ａ，９ｂの複数のノズル孔を通って放射状に噴射される。
【００２２】
一方、電磁コイル２の通電を遮断すると、コア部材４ａ，４ｂの電磁吸引力は消滅して、可動弁体３ａ，３ｂはリターンスプリング６ａ，６ｂの付勢力によって下降し、弁座部材８ａ，８ｂの着座面に突き当たって着座し閉弁する。
【００２３】
このような構成の燃料噴射弁において、リターンスプリング６ａ，６ｂの弾性圧縮力は、一方の弾性圧縮力が他方の弾性圧縮力に比べて大きく設定されている。例えばリターンスプリング６ａの弾性圧縮力がリターンスプリング６ｂの弾性圧縮力よりも大きく設定されている場合には、電磁コイル２の通電により双方の可動弁体３ａ，３ｂに同等の電磁吸引力が作用した場合に、弾性圧縮力が大きく設定されたリターンスプリング６ａで付勢力が与えられる可動弁体３ａの開弁タイミングは、リターンスプリング６ａの弾性圧縮力よりも小さい弾性圧縮力に設定されたリターンスプリング６ｂで付勢力が与えられる可動弁体３ｂの開弁タイミングよりも遅れることになる。
【００２４】
このように、２つの可動弁体３ａ，３ｂの開弁タイミングを異なるタイミングに設定することで、電磁コイル２の通電タイミングを設定して燃料の噴射量を決める燃料パルス幅と燃料噴射量との関係は、例えば図２に示すような特性となる。
【００２５】
すなわち、エンジンのアイドル時等の燃料の低流量時には、燃料パルス幅は小さくなり、可動弁体３ｂが開弁した後遅れて可動弁体３ａが開弁することになり、可動弁体３ａの開弁時間は可動弁体３ｂのそれに比べて極めて短くなる。このような場合には、遅れて開弁した可動弁体３ａでは、燃料が噴射されないか、もしくは噴射された場合であっても極微量の燃料しか噴射されないことになる。このため、燃料は実質的に１つの可動弁体３ｂにより噴射されることになり、燃料噴射の低流量領域に制御可能領域を設定することが可能となり、微量噴射の精度を確保することができる。
【００２６】
一方、エンジンの高回転高負荷時等の運転領域では、燃料パルス幅が大きくなり、双方の可動弁体３ａ，３ｂが開弁している期間が設定され、燃料は双方の可動弁体３ａ、３ｂにより噴射されることになる。これにより、大流量の噴射量を達成することが可能となり、従来のように燃料噴射弁が複数ある場合と同等の燃料噴射特性を得ることができる。
【００２７】
また、１つのケーシング１内に２つの可動弁体３ａ，３ｂを収納し、１つのアクチュエータで２つの可動弁体３ａ，３ｂを共通に開弁制御することで、燃料配管、可動弁体３ａ，３ｂのハウジング、アクチュエータの電磁コイル２とＥＣＵとを電気的に接続するコネクタや配線部材が、１つの可動弁体を備えた従来の燃料噴射弁と同様に１つで済むため、構成の小型軽量化、簡素化、ならびに低コスト化を図ることができる。
【００２８】
さらに、リターンスプリング６ａとリターンスプリング６ｂの弾性圧縮力を変えることで、容易かつ簡単な構成で、２つの可動弁体３ａ，３ｂの開弁タイミングを異なるように設定することができる。
【００２９】
なお、上記実施例１では、１つの燃料噴射弁に対して可動弁体が２つの場合を一例として説明したが、可動弁体は２以上の複数であってもよく、この場合には、電磁コイル２の電磁吸引力は可動弁体の個数に見合った大きさに設定され、少なくとも１つの可動弁体の開弁タイミングは他の開弁タイミングよりも遅く開弁されるように設定される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料噴射弁の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す構成の燃料噴射弁における、燃料パルス幅と燃料噴射量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…ケーシング
２…電磁コイル
３ａ，３ｂ…可動弁体
４ａ，４ｂ…コア部材
５ａ，５ｂ…スプリングストッパ
６ａ，６ｂ…リターンスプリング
７ａ，７ｂ…噴射口
８ａ，８ｂ…弁座部材
９ａ，９ｂ…ノズルプレート
１０…キャップ部材
１１…コイルカバー
１２…シール部材
１３…燃料フィルタ
１４…樹脂ケーシング
１５…シール部材
３１ａ，３１ｂ…アンカー
３２ａ，３２ｂ…ボール
３３ａ，３３ｂ…燃料通し孔
【図１】
2006242152.tif 000003
【図２】
2006242152.tif 000004