(57)【要約】【課題】インジェクタの本体３において、コマンドピストンの外周に形成される摺動クリアランス２３の拡大を抑制する。【解決手段】摺動クリアランス２３の周囲には、制御室流入路３４とは別に高圧の燃料が導入される高圧導入路４７ａ、４７ｂが設けられている。これにより、摺動クリアランス２３の外周側には、高圧の燃料が流動する高圧流動領域が、制御室流入路３４および高圧導入路４７ａ、４７ｂの３つに分かれて形成される。このため、摺動クリアランス２３を高圧流動領域により環状に包囲することができるので、高圧流動領域の高い燃料圧により、摺動クリアランス２３を形成する本体ボディ２１側の摺動面が外径側に変形するのを抑制することができる。この結果、噴射圧の高圧化に伴い摺動クリアランス２３を通る燃料が高圧化しても、摺動クリアランス２３の拡大を抑制することができる。【選択図】図２
2012132324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給源から高圧の燃料を受け入れる本体と、この本体の軸方向先端側に締結され高圧の燃料を噴射する噴射ノズルとを備え、前記本体の後端に高圧の燃料が流入する燃料室を形成し、この燃料室の燃料圧を増減することで前記噴射ノズルによる燃料の噴射を停止または開始するインジェクタにおいて、
前記本体は、前記噴射ノズルの弁体に前記燃料室の燃料圧を伝達するコマンドピストンと、このコマンドピストンを収容して軸方向に摺動自在に支持する本体ボディとを有し、
前記本体ボディは、前記コマンドピストンを軸方向に摺動自在に支持して収容する収容孔を有し、
前記コマンドピストンと前記本体ボディとは、前記収容孔において、前記コマンドピストンの摺動支持構造を構成して摺動クリアランスを形成し、この摺動クリアランスの後端側の孔領域を液密的に区画することで、前記燃料室を形成して前記燃料室の燃料圧を前記コマンドピストンに対して軸方向に作用させ、
前記摺動クリアランスの周囲には、前記燃料室に高圧の燃料を流入させるための燃料室流入路とは別に、高圧の燃料が導入される高圧導入路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、
前記本体ボディは、前記収容孔の後端が開口する孔開口面を有し、
前記燃料室は、前記収容孔の開口を覆うように前記孔開口面に圧接する板状部材により封鎖され、
前記燃料室流入路および前記高圧導入路は、前記孔開口面に開口するとともに、前記孔開口面に設けられた溝によって連通している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供給するインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、１００ＭＰａを超える超高圧の噴射圧により燃料を噴射供給するインジェクタ１００は、図３に示すような構造を有することが公知である。
すなわち、インジェクタ１００は、燃料供給源から高圧の燃料を受け入れる本体１０１と、本体１０１の軸方向先端側に締結され高圧の燃料を噴射する噴射ノズル（図示せず）とを備え、本体１０１の後端に高圧の燃料が流入する燃料室１０２を形成し、燃料室１０２の燃料圧を増減することで噴射ノズルによる燃料の噴射を停止または開始する（以下、燃料室１０２を制御室１０２と呼ぶ。）。
【０００３】
本体１０１は、噴射ノズルの弁体（図示せず）に制御室１０２の燃料圧を伝達するコマンドピストン１０３と、コマンドピストン１０３を収容して軸方向に摺動自在に支持する本体ボディ１０４とを有する。また、本体ボディ１０４は、コマンドピストン１０３を軸方向に摺動自在に支持して収容する収容孔１０５を有する。
【０００４】
さらに、コマンドピストン１０３と本体ボディ１０４とは、収容孔１０５において、コマンドピストン１０３の摺動支持構造を構成して摺動クリアランス１０６を形成し、摺動クリアランス１０６の後端側の孔領域を液密的に区画することで、制御室１０２を形成して制御室１０２の燃料圧をコマンドピストン１０３に対して軸方向に作用させる。
【０００５】
そして、制御室１０２の燃料圧を増減してコマンドピストン１０３から噴射ノズルの弁体に伝わる軸方向の作用力を増減することで、噴射ノズルによる燃料の噴射を停止または開始する。
【０００６】
ところで、インジェクタ１００では、噴射圧の高圧化進展に伴い次のような事態が課題視されるようになっている。
すなわち、制御室１０２の燃料は、摺動クリアランス１０６を通って摺動クリアランス１０６の先端側に形成される低圧室１０７にリークするが、噴射圧が高圧化すると摺動クリアランス１０６を通る燃料も高圧化するため、摺動クリアランス１０６が押し広げられてしまう。この結果、制御室１０２から低圧室１０７にリークする燃料が増加する事態が想定され、このような事態は、噴射圧の高圧化進展とともに、より一層、課題視されるようになるものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−１１２６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、インジェクタの本体において、コマンドピストンの外周に形成される摺動クリアランスの拡大を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のインジェクタは、燃料供給源から高圧の燃料を受け入れる本体と、本体の軸方向先端側に締結され高圧の燃料を噴射する噴射ノズルとを備え、本体の後端に高圧の燃料が流入する燃料室（制御室）を形成し、制御室の燃料圧を増減することで噴射ノズルによる燃料の噴射を停止または開始する。
【００１０】
本体は、噴射ノズルの弁体に制御室の燃料圧を伝達するコマンドピストンと、コマンドピストンを収容して軸方向に摺動自在に支持する本体ボディとを有する。また、本体ボディは、コマンドピストンを軸方向に摺動自在に支持して収容する収容孔を有する。
【００１１】
さらに、コマンドピストンと本体ボディとは、収容孔において、コマンドピストンの摺動支持構造を構成して摺動クリアランスを形成し、摺動クリアランスの後端側の孔領域を液密的に区画することで、制御室を形成して制御室の燃料圧をコマンドピストンに対して軸方向に作用させる。
そして、摺動クリアランスの周囲には、制御室に高圧の燃料を流入させるための燃料室流入路（以下、制御室流入路と呼ぶ。）とは別に、高圧の燃料が導入される高圧導入路が設けられている。
【００１２】
これにより、摺動クリアランスの外周側には、制御室流入路および高圧導入路のような高圧の燃料が流動する高圧流動領域が複数に分かれて形成される。このため、摺動クリアランスを高圧流動領域により環状に包囲することができるので、高圧流動領域の高い燃料圧により、摺動クリアランスを形成する本体ボディ側の摺動面が外径側に変形するのを抑制することができる。
【００１３】
この結果、インジェクタの本体において、噴射圧の高圧化に伴い摺動クリアランスを通る燃料が高圧化しても、コマンドピストンの外周に形成される摺動クリアランスの拡大を抑制することができる。
【００１４】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のインジェクタによれば、本体ボディは、収容孔の後端が開口する孔開口面を有し、制御室は、収容孔の開口を覆うように孔開口面に圧接する板状部材により封鎖されている。そして、制御室流入路および高圧導入路は、孔開口面に開口するとともに、孔開口面に設けられた溝によって連通している。
これにより、高圧流動領域の燃料圧を周方向において均一化することができるので、本体ボディ側の摺動面の変形抑制のばらつきを、周方向に関して抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】インジェクタの全体構成図である（実施例）。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（実施例）。
【図３】（ａ）はインジェクタの要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施形態のインジェクタは、燃料供給源から高圧の燃料を受け入れる本体と、本体の軸方向先端側に締結され高圧の燃料を噴射する噴射ノズルとを備え、本体の後端に高圧の燃料が流入する燃料室（制御室）を形成し、制御室の燃料圧を増減することで噴射ノズルによる燃料の噴射を停止または開始する。
【００１７】
本体は、噴射ノズルの弁体に制御室の燃料圧を伝達するコマンドピストンと、コマンドピストンを収容して軸方向に摺動自在に支持する本体ボディとを有する。また、本体ボディは、コマンドピストンを軸方向に摺動自在に支持して収容する収容孔を有する。
【００１８】
さらに、コマンドピストンと本体ボディとは、収容孔において、コマンドピストンの摺動支持構造を構成して摺動クリアランスを形成し、摺動クリアランスの後端側の孔領域を液密的に区画することで、制御室を形成して制御室の燃料圧をコマンドピストンに対して軸方向に作用させる。
そして、摺動クリアランスの周囲には、制御室に高圧の燃料を流入させるための制御室流入路とは別に、高圧の燃料が導入される高圧導入路が設けられている。
【００１９】
また、本体ボディは、収容孔の後端が開口する孔開口面を有し、制御室は、収容孔の開口を覆うように孔開口面に圧接する板状部材により封鎖されている。そして、制御室流入路および高圧導入路は、孔開口面に開口するとともに、孔開口面に設けられた溝によって連通している。
【実施例】
【００２０】
〔実施例の構成〕
実施例のインジェクタ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、１００ＭＰａを超える超高圧の噴射圧により燃料を噴射供給することができるものであり、例えば、ディーゼルエンジン（図示せず）の気筒内に燃料を直接的に噴射供給する。
【００２１】
インジェクタ１は、高圧の燃料を噴射する噴射ノズル２と、コモンレール等の燃料供給源から高圧の燃料を受け入れて噴射ノズル２に導く本体３と、噴射ノズル２を開弁させる電磁アクチュエータ４とを備え、噴射ノズル２を本体３の軸方向先端側に締結するとともに、電磁アクチュエータ４を本体３の軸方向後端側に締結することで構成されている。
なお、噴射ノズル２および電磁アクチュエータ４は、それぞれリテーニングナット５Ａ、５Ｂによるネジ締結によって本体３に締結される。
【００２２】
噴射ノズル２は、先端に噴孔６を有するノズルボディ７と、ノズルボディ７に収容されて軸方向に摺動自在に支持されるノズルニードル８とを有する。
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支持して収容する収容孔９、および、収容孔９に側方から接続して開口するとともにノズルボディ７の後端に開口する側方路１０を有し、噴孔６は収容孔９の先端に開口している。
【００２３】
また、噴射ノズル２は、高圧の燃料を噴射ノズル２に導く本体３側の高圧流路１２と側方路１０とが連通するように本体３に締結され、側方路１０を通じて本体３から収容孔９に高圧の燃料を受け入れる。ここで、ノズルボディ７とノズルニードル８とは、収容孔９において、側方路１０が開口する位置よりも後端側でノズルニードル８の摺動支持構造を構成して摺動クリアランス１３を形成し、摺動クリアランス１３よりも先端側で高圧の燃料を噴孔６まで導く先端側流路１４を形成している。また、先端側流路１４には径方向に拡大する袋部１４ａが設けられ、袋部１４ａに側方路１０が接続して開口している。
【００２４】
このように、側方路１０、先端側流路１４および袋部１４ａは、本体３から受け入れた高圧の燃料が流れる噴射ノズル２側の高圧流路１２をなし、噴射ノズル２側の高圧流路１２の燃料は、摺動クリアランス１３を介して、本体３に形成される低圧室１５にリークする。
【００２５】
また、収容孔９の先端には、ノズルニードル８の先端に設けられたシート部１６が離着するシート面１７が設けられており、噴孔６はシート面１７よりもさらに先端側で収容孔９に開口している。このため、シート部１６がシート面１７に離着することで、噴孔６と先端側流路１４との間が開閉されて燃料の噴射が開始したり停止したりする。
【００２６】
本体３は、後端において高圧の燃料が流入する燃料室１９を形成する。そして、電磁アクチュエータ４の動作に応じて燃料室１９の燃料圧が増減することで、噴射ノズル２による燃料の噴射が停止したり開始したりする（以下、燃料室１９を制御室１９と呼ぶ。）。
すなわち、本体３は、噴射ノズル２のノズルニードル８に制御室１９の燃料圧を伝達するコマンドピストン２０と、コマンドピストン２０を収容して軸方向に摺動自在に支持する本体ボディ２１とを有する。また、本体ボディ２１は、コマンドピストン２０を軸方向に摺動自在に支持して収容する収容孔２２を有する。
【００２７】
さらに、コマンドピストン２０と本体ボディ２１とは、収容孔２２において、コマンドピストン２０の摺動支持構造を構成して摺動クリアランス２３を形成し、摺動クリアランス２３の後端側の孔領域を液密的に区画することで、制御室１９を形成して制御室１９の燃料圧をコマンドピストン２０に対して軸方向に作用させる。そして、制御室１９の燃料圧を増減してコマンドピストン２０からノズルニードル８に伝わる軸方向の作用力を増減することで、噴射ノズル２による燃料の噴射を停止または開始する。
【００２８】
なお、摺動クリアランス２３よりも先端側の孔領域は、摺動クリアランス２３を介して制御室１９からリークした燃料が流れ込む低圧室１５をなし、低圧室１５には、摺動クリアランス１３を介して噴射ノズル２側の高圧流路１２からも燃料がリークして流れ込む。
【００２９】
また、本体ボディ２１には、低圧室１５の燃料を回収して燃料タンクに戻すための低圧流路２５が設けられている。ここで、本体ボディ２１は、本体ボディ２１の先端部をなすチップパッキン２６と、チップパッキン２６以外の主ボディ２７とから構成されており、低圧流路２５は主ボディ２７に設けられ、低圧室１５はチップパッキン２６と主ボディ２７とに跨って形成されている。
【００３０】
そして、低圧流路２５と低圧室１５とは主ボディ２７の先端面に設けられた溝２８を介して連通しており、低圧室１５の燃料は溝２８を介して低圧流路２５に流入する。なお、低圧室１５には、ノズルニードル８を閉側に付勢するスプリング２９が収容されている。
【００３１】
また、コマンドピストン２０とノズルニードル８との間にはプレッシャピン３０が配置されており、制御室１９の燃料圧は、コマンドピストン２０からプレッシャピン３０を介してノズルニードル８に伝達される。なお、プレッシャピン３０はスプリング２９とともに低圧室１５に収容されている。そしてプレッシャピン３０はスプリング２９の座を有しており、スプリング２９はプレッシャピン３０を介してノズルニードル８を閉側に付勢する。
【００３２】
また、主ボディ２７は、収容孔２２の後端が開口する孔開口面３２を有し、制御室１９は、収容孔２２の開口を覆うように孔開口面３２に圧接する板状部材３３により封鎖されている。ここで、制御室１９には、制御室１９に燃料を流入させるための制御室流入路３４や、制御室１９から燃料を流出させるための制御室流出路３５が接続しており、制御室流出路３５は、電磁アクチュエータ４の動作に応じて制御室１９に対して開閉される。
【００３３】
また、制御室流入路３４および制御室流出路３５のそれぞれにはイン、アウトオリフィス３６、３７が設けられており、イン、アウトオリフィス３６、３７は、制御室流出路３５が制御室１９に対して開放されているときに、制御室１９から制御室流出路３５への燃料の流出流量が制御室流入路３４を通じての制御室１９への燃料の流入流量よりも多くなるように設けられている。
【００３４】
また、板状部材３３には、制御室１９の一部、制御室流入路３４の一部およびイン、アウトオリフィス３６、３７に相当する穴や孔が設けられている。そして板状部材３３は、板状部材３３側の制御室１９と本体３側の制御室１９とが連通したり、板状部材３３側の制御室流入路３４と本体３側の制御室流入路３４とが連通したりするように孔開口面３２に圧接している。
なお、制御室流入路３４は、コモンレールから受け入れた高圧の燃料を噴射ノズル２に導く主要な高圧流路１２から分岐したものであって高圧流路１２の一部である。
【００３５】
電磁アクチュエータ４は、ソレノイドコイル３９への通電により磁気回路を形成するアーマチャ４０およびステータ４１を有し、アーマチャ４０と一体化された摺動軸部４２の先端に弁体４３を保持する。また、アーマチャ４０は、スプリング４４によりステータ４１から離間する方向に付勢され、摺動軸部４２はバルブボディ４５により軸方向に摺動自在に支持されている。
【００３６】
ここで、バルブボディ４５に設けられた孔や板状部材３３の外周側空間等が制御室流出路３５をなす。また、低圧流路２５は、孔開口面３２に開口して板状部材３３の外周側空間に接続することで、制御室流出路３５と連通し、弁体４３は、制御室流出路３５を制御室１９に対して開閉する。
【００３７】
これにより、ソレノイドコイル３９への通電が開始すると、アーマチャ４０がステータ４１の方に吸引されて移動するとともに弁体４３が軸方向後端側に移動し、制御室流出路３５が制御室１９に対して開放される。また、ソレノイドコイル３９への通電が停止すると、アーマチャ４０がステータ４１から離間する方向に移動するとともに弁体４３が軸方向先端側に移動し、制御室流出路３５が制御室１９に対して閉鎖される。
【００３８】
以上の構成により、ソレノイドコイル３９への通電開始により電磁アクチュエータ４が動作すると、制御室１９の燃料圧が低下してノズルニードル８に対し軸方向に作用する合力が開側に大きくなるので、ノズルニードル８が開側に移動して噴孔６と先端側流路１４との間が開放され、燃料の噴射が開始する。
【００３９】
また、ソレノイドコイル３９への通電停止により電磁アクチュエータ４が動作を停止すると、制御室１９の燃料圧が上昇してノズルニードル８に対し軸方向に作用する合力が閉側に大きくなるので、ノズルニードル８が閉側に移動して噴孔６と先端側流路１４との間が閉鎖され、燃料の噴射が停止する。
【００４０】
〔実施例の特徴〕
実施例のインジェクタ１の特徴を、図１および図２を用いて説明する。
まず、摺動クリアランス２３の周囲には、制御室流入路３４とは別に、高圧の燃料が導入される高圧導入路４７ａ、４７ｂが設けられ、高圧導入路４７ａ、４７ｂは、制御室流入路３４とともに孔開口面３２に開口する。
【００４１】
また、孔開口面３２にはＣ字状の溝５０が設けられ、溝５０は制御室流入路３４および高圧導入路４７ａ、４７ｂのそれぞれの開口部と交差している。これにより、制御室流入路３４と高圧導入路４７ａ、４７ｂとは溝５０により連通しているので、制御室流入路３４および高圧導入路４７ａ、４７ｂの全てに導入された燃料圧は均一化される。
【００４２】
ここで、制御室流入路３４および高圧導入路４７ａ、４７ｂの孔開口面３２における開口部は、収容孔２２の孔軸の周囲に９０°の等角度間隔で設けられている。また、制御室流入路３４は、流路軸が収容孔２２の孔軸と同一の平面に含まれるように、かつ流路軸が収容孔２２の孔軸と交差するように設けられている。また、高圧導入路４７ａ、４７ｂは、流路軸が収容孔２２の孔軸と平行するように設けられている。
なお、孔開口面３２には、制御室流入路３４および高圧導入路４７ａ、４７ｂのそれぞれの開口部以外に位置決め用の穴５１が開口している。
【００４３】
〔実施例の効果〕
実施例のインジェクタ１によれば、摺動クリアランス２３の周囲には、制御室流入路３４とは別に高圧の燃料が導入される高圧導入路４７ａ、４７ｂが設けられている。
これにより、摺動クリアランス２３の外周側には、高圧の燃料が流動する高圧流動領域が、制御室流入路３４および高圧導入路４７ａ、４７ｂの３つに分かれて形成される。
【００４４】
このため、摺動クリアランス２３を高圧流動領域により環状に包囲することができるので、高圧流動領域の高い燃料圧により、摺動クリアランス２３を形成する本体ボディ２１側の摺動面が外径側に変形するのを抑制することができる。
この結果、インジェクタ１の本体３において、噴射圧の高圧化に伴い摺動クリアランス２３を通る燃料が高圧化しても、コマンドピストン２０の外周に形成される摺動クリアランス２３の拡大を抑制することができる。
【００４５】
また、制御室流入路３４と高圧導入路４７ａ、４７ｂとは溝５０を介して互いに連通しており、制御室流入路３４および高圧導入路４７ａ、４７ｂのそれぞれに導入された燃料圧は均一化される。
これにより、摺動クリアランス２３周囲の高圧流動領域の燃料圧を周方向において均一化することができるので、本体ボディ２１側の摺動面の変形抑制のばらつきを、周方向に関して抑制することができる。
【００４６】
〔変形例〕
インジェクタ１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例のインジェクタ１によれば、制御室流入路３４および高圧導入路４７ａ、４７ｂは溝５０を介して連通していたが、制御室流入路３４および高圧導入路４７ａ、４７ｂの連通はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、制御室１９を介して制御室流入路３４および高圧導入路４７ａ、４７ｂが連通できるように高圧導入路４７ａ、４７ｂを設けてもよい。また、溝５０を板状部材３３の先端に設けてもよい。
また、実施例のインジェクタ１によれば、２つの高圧導入路４７ａ、４７ｂが設けられていたが、高圧導入路の設定数を１または３以上としてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  インジェクタ
２  噴射ノズル
３  本体
８  ノズルニードル（噴射ノズルの弁体）
１９  制御室（燃料室）
２０  コマンドピストン
２１  本体ボディ
２２  収容孔
２３  摺動クリアランス
３２  孔開口面
３３  板状部材
３４  制御室流入路（燃料室流入路）
４７ａ、４７ｂ  高圧導入路
５０  溝
【図１】
2012132324.tif 000003
【図２】
2012132324.tif 000004
【図３】
2012132324.tif 000005