(57)【要約】【課題】インジェクタ１と燃料供給源とを連結する配管に関して加工を煩雑にしたり、取り回しを変更したりすることなく、インジェクタ１で発生する燃料の圧力脈動が燃料供給源の方に伝わるのを抑制する。【解決手段】インジェクタ１のインレット５の燃料受入流路２２には、燃料に含まれる異物を除去するフィルタ２３と、燃料噴射の停止に伴う燃料の圧力脈動を減衰させる脈動減衰機構２７とが配されている。これにより、脈動減衰機構２７を、インジェクタ１とコモンレールとを連結する配管に設ける必要がなくなるので、配管に関して加工を煩雑にしたり、取り回しを変更したりすることなく、圧力脈動がコモンレールの方に伝わるのを抑制することができる。また、インジェクタ１自身に脈動減衰機構２７を配することで、圧力脈動を、より発生源に近いところで減衰させることができる。【選択図】図２
2009191773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードル弁により噴孔を開閉することで、燃料の噴射を開始または停止するインジェクタにおいて、
燃料供給源に通じる配管が接続するインレットを備え、
このインレットに、前記噴孔に通じる燃料受入流路が設けられて前記配管内と連通し、
この燃料受入流路には、燃料に含まれる異物を除去するフィルタと、燃料噴射の停止に伴う燃料の圧力脈動を減衰させる脈動減衰機構とが配さ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、
前記脈動減衰機構は、弾性変形により圧力脈動を減衰させる弾性体を有することを特徴とするインジェクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記脈動減衰機構は、前記フィルタの下流側に絞りを有し、この絞りの圧力損失により圧力脈動を減衰させることを特徴とするインジェクタ。
【請求項４】
請求項２に記載のインジェクタにおいて、
前記脈動減衰機構は、前記フィルタの下流側に絞りを有し、この絞りの圧力損失により圧力脈動を減衰させることを特徴とするインジェクタ。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のインジェクタにおいて、
前記絞りの圧力損失は、前記フィルタの圧力損失よりも大きいことを特徴とするインジェクタ。
【請求項６】
請求項４に記載のインジェクタにおいて、
前記絞りは、前記弾性体および圧力脈動に付勢されて変位するプレートに設けられ、
このプレートと前記弾性体とは、前記燃料受入流路の下流側に設けられる段と前記フィルタとで挟み込まれ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、インジェクタは、ニードル弁により噴孔を開閉することで燃料の噴射を開始または停止するように設けられているが、燃料噴射の停止により、インジェクタ内の燃料流路に燃料の圧力脈動が発生することが知られている。また、近年、広く採用されているコモンレール式燃料供給装置のように、燃料を極めて高圧に加圧して噴射するシステムのインジェクタでは、強い圧力脈動が発生してインジェクタ内からコモンレール等の燃料供給源にまで達することが知られている。
【０００３】
そして、圧力脈動が、例えばコモンレールに達すると、コモンレール内の燃料圧力が増幅され、インジェクタによる噴射量が大幅に乱れる虞がある。そこで、圧力脈動を減衰させる装置として、燃料流路を有するピストンと、ピストンを付勢するスプリングとから構成される燃料圧力脈動減衰装置が考えられている（例えば、特許文献１参照：以下の説明では、燃料圧力脈動減衰装置を脈動減衰機構と呼ぶ）。
【０００４】
この脈動減衰機構は、ピストンの燃料流路における圧力損失、スプリングの弾性変形、およびピストンの摺動抵抗により、燃料の圧力脈動を減衰させるものであり、例えば、コモンレールに高圧の燃料を供給する高圧ポンプと、燃料タンクから燃料を汲み上げて高圧ポンプに供給する低圧ポンプとの間の配管に設けられて、高圧ポンプの電磁弁の閉弁により発生する圧力脈動が低圧ポンプの方に伝わるのを抑制している。
【０００５】
しかし、特許文献１の脈動減衰機構は、燃料の配管に設けられるものであり、配管に、スプリングの係止部やピストンのストッパを設けたり、減衰チャンバを形成したりする必要がある。このため、配管の加工が煩雑になるとともに、配管の取り回しに変更が必要になる。この結果、特許文献１の脈動減衰機構を、インジェクタからコモンレール等への圧力脈動の伝播を抑制するために用いようとした場合、インジェクタとコモンレール等とを連結する配管に関して、加工が煩雑になるとともに取り回しの変更が必要になる。
【特許文献１】特開平１０−３１１２６７号公報
【発明の開示】
【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、インジェクタと燃料供給源とを連結する配管に関して加工を煩雑にしたり、取り回しを変更したりすることなく、インジェクタで発生する燃料の圧力脈動が燃料供給源の方に伝わるのを抑制することにある。
【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、ニードル弁により噴孔を開閉することで、燃料の噴射を開始または停止するものであり、燃料供給源に通じる配管が接続するインレットを備える。そして、インレットに、噴孔に通じる燃料受入流路が設けられて配管内と連通し、燃料受入流路には、燃料に含まれる異物を除去するフィルタと、燃料噴射の停止に伴う燃料の圧力脈動を減衰させる脈動減衰機構とが配されている。
【０００８】
これにより、脈動減衰機構を、インジェクタと燃料供給源とを連結する配管に設ける必要がなくなるので、配管に関して加工を煩雑にしたり、取り回しを変更したりすることなく、インジェクタで発生する燃料の圧力脈動が燃料供給源の方に伝わるのを抑制することができる。また、インジェクタ自身に脈動減衰機構を配することで、圧力脈動を、より発生源に近いところで減衰させることができる。
【０００９】
さらに、インレットの燃料受入流路にはフィルタが装着されるので、フィルタの近傍に脈動減衰機構を配することで、脈動減衰機構による減衰効果をフィルタの圧力損失によって増幅することができる。なお、インレットは、配管接続の便宜のためにインジェクタの本体から側方に突出しているので、燃料受入流路に、脈動減衰機構を配するための空間を追加するのが容易である。
【００１０】
〔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、脈動減衰機構は、弾性変形により圧力脈動を減衰させる弾性体を有する。
この手段は、脈動減衰機構の１態様を示すものである。
【００１１】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のインジェクタによれば、脈動減衰機構は、フィルタの下流側に絞りを有し、絞りの圧力損失により圧力脈動を減衰させる。
この手段は、脈動減衰機構の１態様を示すものである。また、絞りをフィルタの下流側に配することで、燃料噴射の停止に伴う発生直後の強力な圧力脈動を、最初に絞りにより減衰させることができる。
【００１２】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のインジェクタは、請求項２に記載のインジェクタであって、脈動減衰機構は、フィルタの下流側に絞りを有し、絞りの圧力損失により圧力脈動を減衰させる。
この手段は、脈動減衰機構の１態様を示すものであり、弾性体の弾性変形、および絞りの圧力損失の両方により圧力脈動を減衰させるものである。
【００１３】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のインジェクタによれば、絞りの圧力損失は、フィルタの圧力損失よりも大きい。
これにより、フィルタ単独の場合よりも、確実に圧力脈動に対する減衰効果を増幅することができる。
【００１４】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載のインジェクタによれば、絞りは、弾性体および圧力脈動に付勢されて変位するプレートに設けられている。そして、プレートと弾性体とは、燃料受入流路の下流側に設けられる段とフィルタとで挟み込まれている。
これにより、簡便に、脈動減衰機構を燃料受入流路に配することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
最良の形態１のインジェクタは、ニードル弁により噴孔を開閉することで、燃料の噴射を開始または停止するものであり、燃料供給源に通じる配管が接続するインレットを備える。そして、インレットに、噴孔に通じる燃料受入流路が設けられて配管内と連通し、燃料受入流路には、燃料に含まれる異物を除去するフィルタと、燃料噴射の停止に伴う燃料の圧力脈動を減衰させる脈動減衰機構とが配されている。
また、脈動減衰機構は、弾性変形により圧力脈動を減衰させる弾性体を有する。
【００１６】
最良の形態２のインジェクタによれば、脈動減衰機構は、フィルタの下流側に絞りを有し、絞りの圧力損失により圧力脈動を減衰させる。
また、絞りの圧力損失は、フィルタの圧力損失よりも大きい。
さらに、絞りは、弾性体および圧力脈動に付勢されて変位するプレートに設けられている。そして、プレートと弾性体とは、燃料受入流路の下流側に設けられる段とフィルタとで挟み込まれている。
【実施例１】
【００１７】
〔実施例１の構成〕
実施例１のインジェクタ１の構成を、図面に基づいて説明する。
インジェクタ１は、図１に示すように、燃料を噴射するノズル２と、ノズル２を動作させる電磁アクチュエータ３と、ノズル２および電磁アクチュエータ３が装着される本体４と、本体４と一体的に設けられて燃料供給源から燃料を受け入れるインレット５とを備える。
【００１８】
そして、インジェクタ１は、例えば、燃料タンク（図示せず）の燃料を高圧化して吐出する燃料供給ポンプ（図示せず）、燃料供給ポンプから吐出された高圧の燃料を高圧状態で蓄圧するとともにインジェクタ１に分配する燃料供給源としてのコモンレール（図示せず）、および電子制御装置（ＥＣＵと呼ぶ：図示せず）等とともに、蓄圧式の燃料供給装置を構成し、ディーゼルエンジンのような直噴型のエンジン（図示せず）に高圧の燃料を噴射供給する。
【００１９】
ノズル２は、ボディの先端に噴孔（図示せず）が設けられ、この噴孔をニードル弁（図示せず）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。なお、ノズル２のボディには、噴孔に通じる燃料流路（図示せず）が設けられている。そして、ニードル弁の先端が軸方向に変位して所定の着座位置に離着するとともに噴孔と燃料流路との間を開閉することで、燃料噴射の開始または停止が実行される。なお、ノズル２のボディに設けられる燃料流路は、コモンレールから供給される高圧の燃料が流通する高圧流路７の一部をなしている。
【００２０】
電磁アクチュエータ３は、ソレノイドコイル（図示せず）への通電開始または停止により軸方向に駆動されるアーマチャ９と、アーマチャ９の先端に保持されてアーマチャ９とともに軸方向に変位する弁体１０とを有する。そして、電磁アクチュエータ３は、弁体１０の変位により、ニードル弁に作用する背圧を操作することでニードル弁を軸方向に駆動する。
【００２１】
すなわち、ニードル弁の後端にはコマンドピストン１１が当接しており、コマンドピストン１１の後端には、ニードル弁およびコマンドピストン１１に背圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室１２が形成されている。そして、弁体１０は、背圧室１２を低圧流路１３に対して開閉することで背圧を操作する。なお、低圧流路１３とは、インジェクタ１から噴射されずに燃料タンクに戻る燃料が流通する流路である。
【００２２】
本体４は、コマンドピストン１１、ニードル弁の復元バネ（図示せず）、およびオリフィスプレート１５等を収容する。また、本体４には、背圧室１２等の各種の空間、ならびに高圧流路７および低圧流路１３等の流路が設けられている。そして、本体４の先端側にノズル２がリテーニングナット１６により締め付けられて固定され、後端側に電磁アクチュエータ３がリテーニングナット１７により締め付けられて固定されている。
【００２３】
ここで、オリフィスプレート１５は、背圧室１２への流出入を規制するオリフィス１８、１９を有し、コマンドピストン１１の収容孔を後端側で封鎖するように装着されて背圧室１２を形成する。なお、オリフィス１８は、高圧流路７から背圧室１２への燃料の流入を規制するものであり、オリフィス１９は、背圧室１２から低圧流路１３への燃料の流出を規制するものであり、オリフィス１８よりも燃料の通過流量が大きくなるように設けられている。
【００２４】
そして、オリフィス１９が電磁アクチュエータ３の弁体１０により、低圧流路１３に対して開閉されることで、背圧室１２への燃料の流出入状態が可変されて背圧が操作される。すなわち、弁体１０が後端側に変位してオリフィス１９が低圧流路１３に対して開放されると、オリフィス１８を通って背圧室１２に流入する燃料の流量よりもオリフィス１９を通って背圧室１２から流出する燃料の流量の方が大きくなるので、背圧が低下する。また、弁体１０が先端側に変位してオリフィス１９が低圧流路１３に対して閉鎖されると、背圧室１２からの燃料の流出が止まるので、背圧が上昇する。
【００２５】
インレット５は、本体４の側方に突出するように設けられ、コモンレールに通じる配管（図示せず）が接続している。また、インレット５には高圧流路７の一部をなす燃料受入流路２２が設けられ、燃料受入流路２２は、配管内と連通している。そして、燃料受入流路２２には、燃料に含まれる異物を除去するフィルタ２３が配されている。
【００２６】
フィルタ２３は、有底円筒状に設けられるとともに筒部２４に多数の細孔が形成されている。そして、筒部２４内に導入された燃料は、異物が除去されて細孔を通過し、筒部２４の外周と燃料受入流路２２の壁とのクリアランス２５に流入する（図２参照）。
【００２７】
つまり、フィルタ２３の圧力損失は、筒部２４の細孔における損失と、クリアランス２５における損失との合計である。そして、コモンレールにおける燃料圧力（以下、コモンレール圧と呼ぶ）は、このフィルタ２３の圧力損失を差し引いても充分に大きな噴射圧力が得られるように設定されている。
【００２８】
以上の構成により、電磁アクチュエータ３のソレノイドコイルに通電が開始されると、アーマチャ９および弁体１０が後端側に変位して背圧室１２から低圧流路１３への燃料の流出が始まり、背圧が低下する。このため、ニードル弁に軸方向に作用する合力は、噴孔を開放する方向に強くなり、ニードル弁が後端側に変位して噴孔を開放し、燃料の噴射が開始される。
【００２９】
そして、ソレノイドコイルへの通電が停止されると、アーマチャ９および弁体１０が先端側に変位して背圧室１２から低圧流路１３への燃料の流出が止まり、高圧流路７から背圧室１２への燃料の流入により背圧が上昇する。このため、ニードル弁に軸方向に作用する合力は、噴孔を閉鎖する方向に強くなり、ニードル弁が先端側に変位して噴孔を閉鎖し、燃料の噴射が停止される。
【００３０】
なお、ソレノイドコイルへの通電開始および通電停止は、ＥＣＵの指令により実行される。すなわち、ＥＣＵは、エンジン回転数、アクセル開度およびコモンレール圧等のエンジンの運転状態を示す各種の検出値に基づいて、ソレノイドコイルへの通電開始時期および通電期間を算出し、これらの算出値に応じて指令信号を合成してソレノイドコイルへ出力する。
【００３１】
〔実施例１の特徴〕
実施例１のインジェクタ１によれば、図２に示すように、インレット５の燃料受入流路２２においてフィルタ２３の下流側に、燃料噴射の停止に伴う燃料の圧力脈動を減衰させる脈動減衰機構２７が構成されている。すなわち、燃料噴射の停止により噴孔が閉鎖されると、高圧の圧力脈動がノズル２の先端部で発生し高圧流路７を上流側に向かって伝播する。そして、脈動減衰機構２７は、圧力脈動をインジェクタ１内で減衰させてコモンレールに伝播するのを抑制するために設けられている。
【００３２】
脈動減衰機構２７は、燃料受入流路２２における燃料流の方向と同方向に配されるコイルスプリング２８と、コイルスプリング２８の下流側に配されるプレート２９とにより構成されている。
【００３３】
ここで、プレート２９には、上流側から下流側に向かってテーパ状に縮径するテーパ流路３０が設けられている。また、コイルスプリング２８の上流端は、フィルタ２３の底部３１に当接して支持され、コイルスプリング２８の下流端は、プレート２９の上流側端面に当接している。これにより、プレート２９は、コイルスプリング２８の圧縮応力により下流側に付勢されて段３２に当接する。
【００３４】
つまり、コイルスプリング２８およびプレート２９は、燃料受入流路２２の下流側に設けられる段３２とフィルタ２３の底部３１とで挟み込まれて保持され、脈動減衰機構２７を構成している（図２（ａ）参照）。そして、燃料は、テーパ流路３０を流れることで、脈動減衰機構２７を上流側から下流側に通過することができる。
【００３５】
また、脈動減衰機構２７に圧力脈動が達すると、プレート２９が、圧力脈動により上流側に強力に付勢されてコイルスプリング２８を圧縮する（図２（ｂ）参照）。そして、コイルスプリング２８の圧縮変形により圧力脈動が吸収されて減衰する。
【００３６】
〔実施例１の効果〕
実施例１のインジェクタ１によれば、インレット５の燃料受入流路２２には、燃料に含まれる異物を除去するフィルタ２３と、燃料噴射の停止に伴う燃料の圧力脈動を減衰させる脈動減衰機構２７とが配されている。
これにより、脈動減衰機構２７を、インジェクタ１とコモンレールとを連結する配管に設ける必要がなくなるので、配管に関して加工を煩雑にしたり、取り回しを変更したりすることなく、圧力脈動がコモンレールの方に伝わるのを抑制することができる。また、インジェクタ１自身に脈動減衰機構２７を配することで、圧力脈動を、より発生源に近いところで減衰させることができる。
【００３７】
さらに、燃料受入流路２２には従来からフィルタ２３が装着されているので、フィルタ２３の近傍に脈動減衰機構２７を配することで、脈動減衰機構２７による減衰効果をフィルタ２３の圧力損失によって増幅することができる。なお、インレット５は、配管接続の便宜のためにインジェクタ１の本体４から側方に突出しているので、燃料受入流路２２に、脈動減衰機構２７を配するための空間を追加するのが容易である。
【００３８】
また、コイルスプリング２８とプレート２９とは、燃料受入流路２２の下流側に設けられる段３２とフィルタ２３の底部３１とで挟み込まれて保持されている。
これにより、簡便に、脈動減衰機構２７を燃料受入流路２２に配することができる。
【実施例２】
【００３９】
実施例２のインジェクタ１によれば、図３に示すように、脈動減衰機構２７のプレート２９は、テーパ流路３０の下流端に絞り３５が設けられている。
これにより、圧力脈動は、絞り３５を通過することによっても減衰する。つまり、脈動減衰機構２７は、コイルスプリング２８の圧縮変形、および絞り３５の圧力損失の両方により圧力脈動を減衰させる。このため、脈動減衰機構２７による圧力脈動の減衰効果を高めることができる。
【００４０】
また、絞り３５の圧力損失は、フィルタ２３の圧力損失よりも大きい。
これにより、確実に圧力脈動に対する減衰効果を増幅することができる。なお、絞り３５の圧力損失も、コモンレール圧に比べて充分に小さいものであり、噴射圧力に影響を及ぼすものではない。
さらに、絞り３５をフィルタ２３の下流側に形成することで、燃料噴射の停止に伴う発生直後の強力な圧力脈動を、最初に絞り３５により減衰させることができる。
【００４１】
〔変形例〕
実施例１、２のインジェクタ１によれば、脈動減衰機構２７は、フィルタ２３の下流側に配されていたが、図４に示すように、フィルタ２３の上流側に配してもよい。また、コイルスプリング２８等の弾性体と絞り３５とをフィルタ２３の上、下流側に分けて配してもよく、絞り３５のみにより脈動減衰機構２７を構成してもよい。
【００４２】
また、実施例１、２のインジェクタ１によれば、脈動減衰機構２７は、コイルスプリング２８の圧縮変形により圧力脈動を減衰させていたが、例えば、図５に示すように、板ばね３７の変形により圧力脈動を減衰させるようにしてもよい。
【００４３】
また、実施例１、２のインジェクタ１は、蓄圧式の燃料供給装置を構成し、ディーゼルエンジンのような直噴型のエンジンに高圧の燃料を噴射するものであったが、エンジンの吸気管に燃料を噴射するインジェクタ１に、実施例１、２等の脈動減衰機構２７を搭載させてもよい。
【００４４】
さらに、実施例１、２のインジェクタ１は、コモンレールを燃料供給源として、コモンレールとインレット５とが配管により接続されていたが、燃料供給ポンプを燃料供給源とし、燃料供給ポンプの吐出口とインレット５とを配管により接続するインジェクタ１に脈動減衰機構２７を搭載させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】インジェクタの構成図である（実施例１）。
【図２】（ａ）は非動作時の脈動減衰機構を示す要部構成図であり、（ｂ）は動作時の脈動減衰機構を示す要部構成図である（実施例１）。
【図３】脈動減衰機構を示す要部構成図である（実施例２）。
【図４】脈動減衰機構を示す要部構成図である（変形例）。
【図５】脈動減衰機構を示す要部構成図である（変形例）。
【符号の説明】
【００４６】
１  インジェクタ
５  インレット
２２  燃料受入流路
２３  フィルタ
２７  脈動減衰機構
２８  コイルスプリング（弾性体）
２９  プレート
３２  段
３５  絞り
３７  板ばね（弾性体）
【図１】
2009191773.tif 000003
【図２】
2009191773.tif 000004
【図３】
2009191773.tif 000005
【図４】
2009191773.tif 000006
【図５】
2009191773.tif 000007