(57)【要約】【課題】ソレノイドによる電磁駆動方式を採用しながらも多段噴射を噴射間のインターバル無しで連続的に行い得るインジェクタ構造を提供する。【解決手段】先端に噴射口１２を開口したインジェクタボデー１１と、該インジェクタボデー１１の軸心部に昇降自在に収容され且つ前記噴射口１２のある座面に着座するよう付勢されて前記噴射口１２を塞ぐニードル弁１４と、該ニードル弁１４を付勢力に抗し退動させ得るよう前記インジェクタボデー１１内に設けられた第一ソレノイド１５及び第二ソレノイド１６とを備え、これら第一ソレノイド１５及び第二ソレノイド１６の夫々を二系統の独立した通電系により個別に励磁し得るように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に噴射口を開口したインジェクタボデーと、該インジェクタボデーの軸心部に昇降自在に収容され且つ前記噴射口のある座面に着座するよう付勢されて前記噴射口を塞ぐニードル弁と、該ニードル弁を付勢力に抗し退動させ得るよう前記インジェクタボデー内に設けられた第一ソレノイド及び第二ソレノイドとを備え、これら第一ソレノイド及び第二ソレノイドの夫々を二系統の独立した通電系により個別に励磁し得るように構成したことを特徴とするインジェクタ構造。
【請求項２】
インジェクタボデー内の先端側に形成され且つ供給燃料の圧力によりニードル弁を付勢力に抗し退動させる蓄圧室と、前記インジェクタボデー内で前記蓄圧室に取り囲まれるように形成され且つ供給燃料の圧力を前記蓄圧室側と均衡させて前記ニードル弁を前記座面に着座する位置に保持する制御室と、該制御室を前記第一ソレノイドの励磁により開放する開放弁機構とを備え、前記ニードル弁を前記第二ソレノイドの励磁による電磁力で引き上げて退動させ且つその退動により前記開放弁機構が物理的に開放されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ構造。
【請求項３】
制御室に設けられて供給燃料を開放するアウトオリフィスと、該アウトオリフィスのある座面に着座するよう付勢されて前記アウトオリフィスを塞ぐ弁体とを備え、該弁体を第一ソレノイドの励磁による電磁力で引き上げて前記アウトオリフィスを開放し且つ第二ソレノイドの励磁によるニードル弁の退動時に前記弁体が追従して退動するように構成して開放弁機構としたことを特徴とする請求項２に記載のインジェクタ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジェクタ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの燃料噴射に関し、噴射圧力の高圧化を図り且つ燃料の噴射タイミング及び噴射量等の噴射条件をエンジンの運転状態に応じて最適に制御する方式としてコモンレール式の燃料噴射装置が知られている。
【０００３】
図４はコモンレール式の燃料噴射装置の概要を示すものであり、ここに図示している燃料噴射装置では、燃料タンク１内の燃料が燃料ポンプ２により加圧されるようになっている。この燃料ポンプ２は、エンジン出力により駆動されるもので、燃料を要求される所定圧力に昇圧した上で圧送パイプ３を介しコモンレール４に供給して蓄圧状態で貯留させ得るようにしてあり、前記燃料ポンプ２には、コモンレール４における燃料圧を所定圧力に維持するための流量制御弁５が備えられ、また、燃料ポンプ２からリリーフされた燃料がオーバーフローパイプ６により燃料タンク１に戻されるようになっている。
【０００４】
また、コモンレール４内の燃料は、インジェクションパイプ７を介しエンジンの各気筒毎に装備された複数のインジェクタ８に向け供給されて前記各気筒内に噴射され、インジェクションパイプ７からインジェクタ８に供給された燃料のうち、各気筒への噴射に費やされなかった燃料は、各インジェクタ８からリーク燃料として連絡パイプ９を介しリーケージパイプ１０に集められて燃料タンク１へ戻されるようになっている。
【０００５】
斯かるコモンレール式の燃料噴射装置にあっては、図５にそのイメージをグラフで示す如く、パイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフタ噴射、ポスト噴射と呼ばれる多段噴射を実施できるようになっており、パイロット噴射には、予め燃焼室内に混合気を作ることで燃え易くしてドライバビリティと燃焼音を改善する効果があり、プレ噴射には、燃焼室内にタネ火を作ることでＮＯxを低減し且つ燃焼音を改善する効果があり、アフタ噴射には、燃え残り燃料を完全燃焼させ且つ排気温度を上昇させて排気ガスの後処理効果を向上する効果があり、ポスト噴射には、排気温度を上昇させて排気ガスの後処理効果を向上する効果がある（パティキュレートフィルタの再生のための燃料添加の目的で使用されることもある）。
【０００６】
尚、この種の燃料噴射装置に関連する先行技術文献情報としては、例えば、本発明と同じ出願人による下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−９５６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来におけるインジェクタ８では、耐久性等を考慮してソレノイドによる電磁駆動方式で開弁動作を行わせるようにしているが、このような電磁駆動方式での開弁動作は、それほど応答性の良いものではないため、例えば、メイン噴射の直前にプレ噴射を行う場合、理想的にはインターバル無しでプレ噴射からメイン噴射へ連続的に繋げたいところであるが、現実的にはプレ噴射の後に直ぐにメイン噴射を行うことができずにインターバルが介在し、この噴射間のインターバルにより筒内温度が一旦下がってしまうという問題があり、インターバルを零に近づけることで音等に関し更なる低減効果が得られる可能性がある。
【０００９】
尚、ソレノイドの代わりに応答性の高いピエゾ素子（圧電素子）を用いたインジェクタも存在するが、商用車等のエンジンに使用することを考えると、ピエゾ素子では耐久性に難があって採用できない。
【００１０】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、ソレノイドによる電磁駆動方式を採用しながらも多段噴射を噴射間のインターバル無しで連続的に行い得るインジェクタ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、先端に噴射口を開口したインジェクタボデーと、該インジェクタボデーの軸心部に昇降自在に収容され且つ前記噴射口のある座面に着座するよう付勢されて前記噴射口を塞ぐニードル弁と、該ニードル弁を付勢力に抗し退動させ得るよう前記インジェクタボデー内に設けられた第一ソレノイド及び第二ソレノイドとを備え、これら第一ソレノイド及び第二ソレノイドの夫々を二系統の独立した通電系により個別に励磁し得るように構成したことを特徴とするインジェクタ構造、に係るものである。
【００１２】
而して、このようにすれば、第一ソレノイド及び第二ソレノイドの夫々が二系統の独立した通電系により個別に励磁されるようになっているので、第一ソレノイド及び第二ソレノイドの何れか一方を励磁させた直後に間髪入れずに他方を励磁させることが可能であり、これによりニードル弁をインジェクタボデーの軸心部で連続的に退動させて噴射口を開放し、該噴射口から噴射間のインターバル無しで燃料を噴射して多段噴射を行うことが可能となる。
【００１３】
また、本発明においては、インジェクタボデー内の先端側に形成され且つ供給燃料の圧力によりニードル弁を付勢力に抗し退動させる蓄圧室と、前記インジェクタボデー内で前記蓄圧室に取り囲まれるように形成され且つ供給燃料の圧力を前記蓄圧室側と均衡させて前記ニードル弁を前記座面に着座する位置に保持する制御室と、該制御室を前記第一ソレノイドの励磁により開放する開放弁機構とを備え、前記ニードル弁を前記第二ソレノイドの励磁による電磁力で引き上げて退動させ且つその退動により前記開放弁機構が物理的に開放されるように構成すると良い。
【００１４】
このようにすれば、第一ソレノイドを励磁した際に、開放弁機構により制御室が開放されて該制御室の圧力が下がり、これにより蓄圧室側との圧力の均衡が崩れてニードル弁が付勢力に抗し退動し、これにより噴射口が開いて燃料が噴射されることになり、また、第二ソレノイドを励磁した際に、前記ニードル弁が電磁力で引き上げられて退動し、その退動により前記開放弁機構が物理的に開放されて制御室側の抵抗もなくなり、噴射口が支障なく開いて燃料が噴射されることになる。
【００１５】
更に、本発明においては、制御室に設けられて供給燃料を開放するアウトオリフィスと、該アウトオリフィスのある座面に着座するよう付勢されて前記アウトオリフィスを塞ぐ弁体とを備え、該弁体を第一ソレノイドの励磁による電磁力で引き上げて前記アウトオリフィスを開放し且つ第二ソレノイドの励磁によるニードル弁の退動時に前記弁体が追従して退動するように構成して開放弁機構とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
上記した本発明のインジェクタ構造によれば、ソレノイドによる電磁駆動方式を採用しながらも多段噴射を噴射間のインターバル無しで連続的に行うことができるので、噴射間のインターバルにより筒内温度が一旦下がってしまう事象を未然に回避することができ、単にプレ噴射からメイン噴射等へインターバル無しで連続的に繋げられるということだけにとどまらず、パイロット噴射やポスト噴射等を単発噴射ではない多段噴射で細かく細分化して実施することもでき、熱発生率を精度良く制御することができて燃焼性や騒音発生等に関し従来よりも高い改善効果を得ることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の第一ソレノイドを励磁した状態を示す断面図である。
【図３】図１の第二ソレノイドを励磁した状態を示す断面図である。
【図４】コモンレール式の燃料噴射装置の概要を示す系統図である。
【図５】図４の燃料噴射装置における多段噴射のイメージを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図中１１は先端に噴射口１２を開口したインジェクタボデーを示し、該インジェクタボデー１１の軸心部には、前記噴射口１２のある座面に着座するよう戻しバネ１３により付勢されて前記噴射口１２を塞ぐニードル弁１４が昇降自在に収容されていると共に、該ニードル弁１４を前記戻しバネ１３の付勢力に抗し退動させ得るよう前記インジェクタボデー１１内に第一ソレノイド１５及び第二ソレノイド１６とが備えられており、これら第一ソレノイド１５及び第二ソレノイド１６の夫々を二系統の独立した通電系により個別に励磁し得るように構成してある。
【００２０】
より具体的には、インジェクタボデー１１内の先端側に形成され且つ供給燃料の圧力によりニードル弁１４を戻しバネ１３の付勢力に抗し退動させる蓄圧室１７と、前記インジェクタボデー１１内で前記蓄圧室１７に取り囲まれるように形成され且つ供給燃料の圧力を前記蓄圧室１７側と均衡させて前記ニードル弁１４を前記座面に着座する位置に保持する制御室１８と、該制御室１８を前記第一ソレノイド１５の励磁により開放する開放弁機構１９とが備えられており、前記ニードル弁１４を前記第二ソレノイド１６の励磁による電磁力で引き上げて退動させ且つその退動により前記開放弁機構１９が物理的に開放されるように構成してある。
【００２１】
即ち、前記開放弁機構１９は、制御室１８における第一ソレノイド１５側の区画壁に設けられて供給燃料を開放するアウトオリフィス２０と、該アウトオリフィス２０のある座面に着座するよう戻しバネ２１により付勢されて前記アウトオリフィス２０を塞ぐ弁体２２とを備え、該弁体２２を第一ソレノイド１５の励磁による電磁力で引き上げて前記アウトオリフィス２０を開放し且つ第二ソレノイド１６の励磁によるニードル弁１４の退動時に前記弁体２２が追従して退動するように構成してある。
【００２２】
ここで、前記開放弁機構１９における弁体２２は、前記ニードル弁１４の中途部に摺動自在に外嵌装着されているが、前記ニードル弁１４の中途部に一体的に形成した第一鍔部２３により係止されて該第一鍔部２３以下には摺動できないようになっており、これにより第二ソレノイド１６の励磁によるニードル弁１４の退動時に前記弁体２２が追従して退動するようになっている。
【００２３】
また、ここに図示している例における前記弁体２２の下面には、前記第一鍔部２３を収容し得る凹部２４が形成されており、前記ニードル弁１４の退動時に追従する際に、前記凹部２４に前記第一鍔部２３が嵌まり込んだ状態で前記弁体２２が押し上げられるようになっている。
【００２４】
更に、前記ニードル弁１４を前記第二ソレノイド１６の励磁による電磁力で引き上げて退動させるにあたっては、前記第一ソレノイド１５と前記第二ソレノイド１６との間のニードル弁１４の中途部に強磁性体の昇降プレート２５が摺動自在に外嵌装着され、該昇降プレート２５が前記ニードル弁１４の中途部に一体的に形成した第二鍔部２６により係止されて該第二鍔部２６以上には摺動できないようになっている。
【００２５】
尚、前記蓄圧室１７と前記制御室１８の双方には、図示しないコモンレールからの高圧燃料が燃料供給ライン２７を介して供給されるようになっており、前記アウトオリフィス２０から開放される燃料は、燃料排出ライン２８を介して図示しない燃料タンクに戻されるようにしてある。
【００２６】
而して、このようにすれば、図２に示す如く、第一ソレノイド１５を励磁した際に、弁体２２が第一ソレノイド１５の励磁による電磁力で引き上げられて前記アウトオリフィス２０が開き、該アウトオリフィス２０を介し制御室１８が開放されて該制御室１８の圧力が下がり、これにより蓄圧室１７側との圧力の均衡が崩れてニードル弁１４が戻しバネ１３の付勢力に抗し退動する結果、噴射口１２が開いて燃料が噴射されることになる。
【００２７】
図３に示す如く、第二ソレノイド１６を励磁した際には、昇降プレート２５が電磁力で引き上げられて前記ニードル弁１４の中途部の第二鍔部２６に係止されるので、前記昇降プレート２５を介しニードル弁１４ごと引き上げられて該ニードル弁１４が退動し、その退動により第一鍔部２３が前記弁体２２に係止して該弁体２２を引き上げ、これにより開放弁機構１９が物理的に開放（アウトオリフィス２０が開放）されて制御室１８側の抵抗もなくなり、噴射口１２が支障なく開いて燃料が噴射されることになる。
【００２８】
以上の通り、第一ソレノイド１５及び第二ソレノイド１６の夫々が二系統の独立した通電系により個別に励磁されるようになっているので、第一ソレノイド１５及び第二ソレノイド１６の何れか一方を励磁させた直後に間髪入れずに他方を励磁させることが可能であり、これによりニードル弁１４をインジェクタボデー１１の軸心部で連続的に退動させて噴射口１２を開放し、該噴射口１２から噴射間のインターバル無しで燃料を噴射して多段噴射を行うことが可能となる。
【００２９】
従って、上記形態例によれば、ソレノイドによる電磁駆動方式を採用しながらも多段噴射を噴射間のインターバル無しで連続的に行うことができるので、噴射間のインターバルにより筒内温度が一旦下がってしまう事象を未然に回避することができ、単にプレ噴射からメイン噴射等へインターバル無しで連続的に繋げられるということだけにとどまらず、パイロット噴射やポスト噴射等を単発噴射ではない多段噴射で細かく細分化して実施することもでき、熱発生率を精度良く制御することができて燃焼性や騒音発生等に関し従来よりも高い改善効果を得ることができる。
【００３０】
尚、本発明のインジェクタ構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、メイン噴射の直前にプレ噴射を行う場合について具体的に説明しているが、これ以外の様々な多段噴射について適用しても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３１】
１１    インジェクタボデー
１２    噴射口
１４    ニードル弁
１５    第一ソレノイド
１６    第二ソレノイド
１７    蓄圧室
１８    制御室
１９    開放弁機構
２０    アウトオリフィス
２２    弁体
【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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