(57)【要約】【課題】エンジンに燃料を噴射するインジェクタ１において、本体ボディ１７へのバルブユニット３５の組み付け等によって生じる本体ボディ１７のひずみによりコマンドピストン１５の摺動性が悪化するのを阻止する。【解決手段】本体ボディ１７に設けられた摺動穴１６にコマンドピストン１５に摺接する緩衝部材３６が配されている。そして、コマンドピストン１５は、緩衝部材３６を介して摺動穴１６に摺動自在に収容されている。これにより、バルブユニット３５の組付けによって本体ボディ１７に荷重が加わって、摺動穴１６の内周壁３７が内周側へ膨出しようとしても、緩衝部材３６により膨出が抑制される。このため、内周壁３７の膨出によるひずみによってコマンドピストン１５の摺動性が悪化するのを阻止することができる。【選択図】図２
2009228489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に設けられた噴孔を開閉するニードル弁と、
前記ニードル弁の後端側に配されて背圧を受けるコマンドピストンと、
前記コマンドピストンを摺動自在に収容する摺動穴が設けられたボディと
を備え、
背圧を増減することで、前記ニードル弁と前記コマンドピストンとを一体的に移動させて、前記噴孔を開閉するインジェクタにおいて、
前記摺動穴の後端部は、前記コマンドピストンにより封鎖されて前記コマンドピストンに背圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室をなし、
この背圧室への燃料の流出入状態を可変するバルブユニットが、前記背圧室の後端側でボディに組み付けられ、
前記摺動穴には、前記コマンドピストンに摺接する緩衝部材が配され、
前記コマンドピストンは、前記緩衝部材を介して前記摺動穴に摺動自在に収容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、
前記緩衝部材は、前記ボディよりも弾性係数が大きいことを特徴とするインジェクタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のインジェクタにおいて、
前記緩衝部材は、前記摺動穴の内周壁の内周側へのひずみを吸収する逃し部を有することを特徴とするインジェクタ。
【請求項４】
請求項３に記載のインジェクタにおいて、
前記緩衝部材は、前記逃し部を前記バルブユニット側に有することを特徴とするインジェクタ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記緩衝部材は、外周側に膨出する凸部を有していることを特徴とするインジェクタ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記摺動穴には、前記緩衝部材の先端側への進行を阻止する段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７】
先端に設けられた噴孔を開閉するニードル弁と、
前記ニードル弁の後端側に配されて背圧を受けるコマンドピストンと、
前記コマンドピストンを摺動自在に収容する摺動穴が設けられたボディと
を備え、
前記摺動穴の後端部は、前記コマンドピストンにより閉鎖されて前記コマンドピストンに背圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室をなし、
この背圧室への燃料の流出入状態を可変するバルブユニットが、前記背圧室の後端側でボディに組み付けられ、
背圧を増減することで、前記ニードル弁と前記コマンドピストンとを一体的に移動させて、前記噴孔を開閉するインジェクタの製造方法において、
前記ボディにおける前記バルブユニットの組付け予定位置に、前記バルブユニットのダミーを締め付け、
前記組付け予定位置に前記ダミーを締め付けた状態で前記摺動穴を設け、
前記摺動穴を設けた後、前記ダミーを外して、前記バルブユニットを前記組付け予定位置に組み付けることを特徴とするインジェクタの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のインジェクタの製造方法において、
前記ダミーは、前記摺動穴よりも径大の貫通穴を有していることを特徴とするインジェクタの製造方法。
【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するインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蓄圧式燃料噴射装置のように、高圧の燃料を噴射するシステムに採用されるインジェクタ１００では、ニードル弁１０１の後端に配されたコマンドピストン１０２の後端側に背圧室１０３を形成し、この背圧室１０３に燃料を流出入させるとともに背圧室１０３の燃料圧（背圧）を操作してニードル弁１０１とコマンドピストン１０２とを一体的に移動させ、噴孔１０４を開閉するものが公知である（図７参照）。
【０００３】
インジェクタ１００によれば、コマンドピストン１０２は、ボディ１０５に設けられた摺動穴１０８に摺動自在に収容されている。そして、摺動穴１０８の後端部が、コマンドピストン１０２により封鎖されて背圧室１０３をなし、背圧室１０３への燃料の流出入状態を可変するバルブユニット１０９が、背圧室１０３の後端側でボディ１０５に組み付けられている（特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、バルブユニット１０９は、例えば螺合による締め付けによってボディ１０５に組み付けられるので、ボディ１０５には締め付けによる大きな荷重が加わり、何らかのひずみが発生する虞がある。そして、例えば、図７（ｂ）の二点鎖線で示すように、摺動穴１０８の内周壁が内周側へ膨出するようにひずみが発生すると、コマンドピストン１０２の摺動性が悪化してしまう。
また、インジェクタ１００を、エンジンヘッドに固定する際にも、ボディ１０５に大きな荷重が加わるので、上記のひずみはさらに大きくなる虞がある。
【特許文献１】特開平９−１５８８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、エンジンに燃料を噴射するインジェクタにおいて、ボディへのバルブユニットの組み付け等によって生じるボディのひずみによりコマンドピストンの摺動性が悪化するのを阻止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のインジェクタは、先端に設けられた噴孔を開閉するニードル弁と、ニードル弁の後端側に配されて背圧を受けるコマンドピストンと、コマンドピストンを摺動自在に収容する摺動穴が設けられたボディとを備え、背圧を増減することで、ニードル弁とコマンドピストンとを一体的に移動させて、前記噴孔を開閉する。
【０００７】
そして、摺動穴の後端部は、コマンドピストンにより封鎖されてコマンドピストンに背圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室をなし、この背圧室への燃料の流出入状態を可変するバルブユニットが、背圧室の後端側でボディに組み付けられる。また、摺動穴には、コマンドピストンに摺接する緩衝部材が配され、コマンドピストンは、緩衝部材を介して摺動穴に摺動自在に収容されている。
【０００８】
これにより、ボディに荷重が加わって、摺動穴の内周壁が内周側へ膨出しようとしても、緩衝部材により膨出が抑制される。このため、ボディのひずみによりコマンドピストンの摺動性が悪化するのを阻止することができる。
【０００９】
〔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、緩衝部材はボディよりも弾性係数が大きい。
これにより、緩衝部材は、摺動穴内周壁が内周側へ膨出しようするのを確実に抑制することができるので、ボディのひずみによりコマンドピストンの摺動性が悪化するのを阻止することができる。
【００１０】
〔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、緩衝部材は、摺動穴の内周壁の内周側へのひずみを吸収する逃し部を有する。
これにより、摺動穴内周壁の膨出の抑制を逃し部によって部分的に緩和することで、緩衝部材およびボディへの応力の蓄積が回避される。つまり、ボディのひずみによりコマンドピストンの摺動性が悪化するのを阻止しつつ、応力の蓄積を回避することができる。
【００１１】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のインジェクタによれば、緩衝部材は、逃し部をバルブユニット側に有する。
これにより、バルブユニットの組付けによりボディに加わる荷重の影響が大きく、応力が蓄積されやすい部分に逃し部を設けているので、より効果的に応力の蓄積を回避することができる。
【００１２】
〔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、緩衝部材は、外周側に膨出する凸部を有している。
これにより、例えば、緩衝部材を摺動穴に圧入により配置する場合に、緩衝部材の外周と摺動穴の内周との摺動面積を減らすことができるので、小さい圧入荷重で緩衝部材を摺動穴に圧入することができる。
【００１３】
〔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、摺動穴には、緩衝部材の先端側への進行を阻止する段が設けられている。
これにより、緩衝部材を軸方向に位置決め固定することができる。
【００１４】
〔請求項７の手段〕
請求項７に記載のインジェクタの製造方法によれば、ボディにおけるバルブユニットの組付け予定位置に、バルブユニットのダミーを締め付け、組付け予定位置にダミーを締め付けた状態で摺動穴を設ける。そして、摺動穴を設けた後、ダミーを組付け予定位置から外して、バルブユニットを組付け予定位置に組み付ける。
これにより、ダミーの締め付けによってボディが予めひずんだ状態で摺動穴が設けられるので、ダミー除去後のバルブユニットの組付けによってボディが荷重を受けても、摺動穴の内周壁がさらに内周側にひずむことはない。このため、ボディのひずみによりコマンドピストンの摺動性が悪化するのを阻止することができる。
【００１５】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載のインジェクタの製造方法によれば、ダミーは、摺動穴よりも径大の貫通穴を有している。
これにより、ドリル等の穴開け工具は、ダミーにより進行方向を乱されることなく摺動穴を開けることができる。このため、ボディにダミーを締め付けた状態でも高精度に摺動穴を設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
最良の形態１のインジェクタは、先端に設けられた噴孔を開閉するニードル弁と、ニードル弁の後端側に配されて背圧を受けるコマンドピストンと、コマンドピストンを摺動自在に収容する摺動穴が設けられたボディとを備え、背圧を増減することで、ニードル弁とコマンドピストンとを一体的に移動させて、前記噴孔を開閉する。
そして、摺動穴の後端部は、コマンドピストンにより封鎖されてコマンドピストンに背圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室をなし、この背圧室への燃料の流出入状態を可変するバルブユニットが、背圧室の後端側でボディに組み付けられる。また、摺動穴には、コマンドピストンに摺接する緩衝部材が配され、コマンドピストンは、緩衝部材を介して摺動穴に摺動自在に収容されている。
また、緩衝部材はボディよりも弾性係数が大きい。
【００１７】
最良の形態２のインジェクタは、緩衝部材が、摺動穴の内周壁の内周側へのひずみを吸収する逃し部をバルブユニット側に有する。
最良の形態３のインジェクタは、緩衝部材が、外周側に膨出する凸部を有している。
最良の形態４のインジェクタは、摺動穴に、緩衝部材の先端側への進行を阻止する段が設けられている。
【００１８】
最良の形態５のインジェクタの製造方法は、ボディにおけるバルブユニットの組付け予定位置に、バルブユニットのダミーを締め付け、組付け予定位置にダミーを締め付けた状態で摺動穴を形成する。そして、摺動穴を形成した後、ダミーを外して、バルブユニットを組付け予定位置に組み付ける。また、ダミーは、摺動穴よりも径大の貫通穴を有している。
【実施例１】
【００１９】
〔実施例１の構成〕
実施例１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、例えば、コモンレール（図示せず）等の燃料供給源から高圧の燃料を受け入れてエンジンの各気筒内に噴射するものであって、図１に示すように、燃料を噴射するノズル２と、コモンレールから受け入れた燃料をノズル２へ導く本体３と、ノズル２を動作させる電磁アクチュエータ４とを備える。
【００２０】
ノズル２は、ノズルボディ７の先端に噴孔８を有し、噴孔８をニードル弁９の先端部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。すなわち、ノズルボディ７は、ニードル弁９を軸方向に摺動自在に収容して噴孔８に通じるノズル室１０を形成し、ニードル弁９の先端には、ノズルボディ７の先端部に離着するシート部１１が設けられている。そして、シート部１１がノズルボディ７に離着することで、噴孔８とノズル室１０との間が開閉されて燃料の噴射が開始または停止される。なお、ノズル室１０には、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１３が接続している。
【００２１】
本体３は、ニードル弁９の後端側に当接してニードル弁９と一体的に移動するコマンドピストン１５、コマンドピストン１５を摺動自在に収容する摺動穴１６を有する本体ボディ１７（ボディ）、ニードル弁９およびコマンドピストン１５を先端側に付勢する復元ばね１８を有する。
【００２２】
また、摺動穴１６の後端部は、コマンドピストン１５により封鎖されてコマンドピストン１５に背圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室２０をなしている。なお、背圧室２０は、背圧室２０からの燃料の流出を規制する絞り２１を有するオリフィスプレート２２により後端側を閉鎖されている。また、背圧室２０は、高圧流路１３と常に連通するように設けられている。
【００２３】
また、本体ボディ１７には、背圧室２０とともに、高圧流路１３の一部、復元ばね１８を収容するスプリング室２３等が形成されている。ここで、スプリング室２３には、ノズル室１０や背圧室２０からリークした燃料が流入しており、スプリング室２３の燃料は、後述する背圧操作のために背圧室２０から意図的に逃された燃料とともに、低圧流路２４からインジェクタ１の外部に導かれる。
【００２４】
電磁アクチュエータ４は、ソレノイドコイル２７への通電により後端側に駆動されるアーマチャ２８と、アーマチャ２８と一体的に設けられて軸方向に移動するガイド２９と、ガイド２９を摺動自在に支持するバルブボディ３０とを有し、ガイド２９の先端により、絞り２１を低圧流路２４に対して開閉する。
【００２５】
また、バルブボディ３０は、外周に雄ねじ３２が設けられており、この雄ねじ３２が本体ボディ１７に設けられた雌ねじ３３に螺合することで、本体ボディ１７に組付けられる。そして、この螺合により、バルブボディ３０は先端側へ変位して、本体ボディ１７とともにオリフィスプレート２２を軸方向に挟み込んで保持する。
【００２６】
そして、電磁アクチュエータ４は、アーマチャ２８およびガイド２９の移動により、絞り２１を低圧流路２４に対し開閉して、背圧を操作することで、コマンドピストン１５およびニードル弁９を一体的に軸方向に駆動する。
なお、以下の説明では、アーマチャ２８、ガイド２９、バルブボディ３０、および、オリフィスプレート２２を、背圧室２０への燃料の流出入状態を可変する機能に着目し、バルブユニット３５と呼ぶ場合がある。
【００２７】
以上の構成により、電磁アクチュエータ４のソレノイドコイル２７に通電が開始されると、バルブユニット３５において、アーマチャ２８およびガイド２９が後端側に移動して、背圧室２０から低圧流路２４への燃料の流出が始まり、背圧が低下する。このため、コマンドピストン１５およびニードル弁９に軸方向に作用する合力は、後端側に向かう方向に強くなり、ニードル弁９が後端側に移動して噴孔８が開放される。
【００２８】
また、電磁アクチュエータ４への通電が停止されると、バルブユニット３５において、アーマチャ２８およびガイド２９が先端側に移動して、背圧室２０から低圧流路２４への燃料の流出が止まり、高圧流路１３から背圧室２０への燃料の流入により背圧が上昇する。このため、コマンドピストン１５およびニードル弁９に軸方向に作用する合力は、先端側に向かう方向に強くなり、ニードル弁９が先端側に移動して噴孔８が閉鎖される。
【００２９】
また、図２に示すように、摺動穴１６には、コマンドピストン１５に摺接する緩衝部材３６が配されている。緩衝部材３６は、本体ボディ１７よりも弾性係数が大きく、円筒形状を呈しており、摺動穴１６に圧入固定されている。そして、コマンドピストン１５の外周面に緩衝部材３６が摺接し、コマンドピストン１５は、緩衝部材３６を介して摺動穴１６に摺動自在に収容される。
【００３０】
〔実施例１の効果〕
インジェクタ１によれば、摺動穴１６に、コマンドピストン１５に摺接する緩衝部材３６が配され、コマンドピストン１５は、緩衝部材３６を介して摺動穴１６に摺動自在に収容されている。
これにより、例えばバルブボディ３０の螺合締結によって本体ボディ１７に荷重が加わって、摺動穴１６の内周壁３７が内周側へ膨出しようとしても、緩衝部材３６により膨出が抑制される。このため、内周壁３７の膨出によるひずみによってコマンドピストン１５の摺動性が悪化するのを阻止することができる。
【００３１】
また、インジェクタ１によれば、緩衝部材３６は本体ボディ１７よりも弾性係数が大きい。
これにより、内周壁３７が内周側へ膨出しようとするのを緩衝部材３６により確実に抑制することができ、上記の摺動性悪化の阻止を確実に達成することができる。
【実施例２】
【００３２】
実施例２のインジェクタ１によれば、図３に示すように、緩衝部材３６は、内周壁３７の内周側へのひずみを吸収する逃し部３８を有する。
逃し部３８は緩衝部材３６の後端側の外周径を先端側よりも小さくすることで設けられている。すなわち、緩衝部材３６の後端部と内周壁３７との隙間が逃し部３８をなし、逃し部３８にひずみを逃すことができる構造となっている。
【００３３】
これにより、例えば、バルブボディ３０の螺合締結によってバルブユニット３５を本体ボディ１７に組み付ける際に、内周壁３７が内周側へ膨出するようにひずんでも、緩衝部材３６の後端部と内周壁３７との間に形成される逃し部３８にひずみを逃すことができる。このため、内周壁３７の膨出の抑制が逃し部３８によって部分的に緩和され、緩衝部材３６および本体ボディ１７への応力の蓄積が回避される。つまり、本体ボディ１７のひずみによりコマンドピストン１５の摺動性が悪化するのを阻止しつつ、応力の蓄積を回避することができる。
【００３４】
また、緩衝部材３６は、逃し部３８をバルブユニット３５側に有する。このため、バルブユニット３５の組付けにより本体ボディ１７に加わる荷重の影響が大きく、応力が蓄積されやすい部分に逃し部３８を設けているので、より効果的に応力の蓄積を回避することができる。
【実施例３】
【００３５】
実施例３のインジェクタ１によれば、図４に示すように、緩衝部材３６が、外周側に膨出する凸部４１を有している。例えば、軸方向に３つの凸部４１が環状に形成されている。なお、凸部４１の膨出により形成される環状の凹部４２は、内周壁３７の逃し部３８としても機能する。
【００３６】
これにより、例えば、緩衝部材３６を摺動穴１６に圧入により配置する場合に、緩衝部材３６の外周と摺動穴１６の内周との摺動面積を減らすことができるので、小さい圧入荷重で緩衝部材３６を摺動穴１６に圧入することができる。
【実施例４】
【００３７】
実施例４のインジェクタ１によれば、図５に示すように、摺動穴１６に、緩衝部材３６の先端側への進行を阻止する段４３が設けられている。
これにより、緩衝部材３６を軸方向に位置決め固定することができる。
【実施例５】
【００３８】
実施例５のインジェクタ１は、図６に示す手順に従って製造される。
まず、本体ボディ１７におけるバルブユニット３５の組付け予定位置４５に、バルブユニット３５のダミー４６を締め付ける（図６（ａ））。ここで、ダミー４６は、摺動穴１６よりも径大の貫通穴４７を有する円筒状を呈している。
次に、組付け予定位置４５にダミー４６を締め付けた状態で、ドリル等の穴開け工具により本体ボディ１７に摺動穴１６を設ける（図６（ｂ））。そして、摺動穴１６を設けた後に、ダミー４６を外し、さらに、熱処理、研削加工、仕上げ加工を施した後、バルブユニット３５を組付け予定位置４５に組み付ける（図６（ｃ））。
【００３９】
これにより、ダミー４６の締め付けによって本体ボディ１７が予めひずんだ状態で摺動穴１６が設けられるので、ダミー４６除去後のバルブユニット３５の組付けによって本体ボディ１７が荷重を受けても、内周壁３７がさらに内周側にひずむことはない。このため、本体ボディ１７のひずみによりコマンドピストン１５の摺動性が悪化するのを阻止することができる。
【００４０】
また、貫通穴４７は摺動穴１６よりも径大である。これにより、穴開け工具は、ダミー４６により進行方向を乱されることなく摺動穴１６を開けることができる。このため、本体ボディ１７にダミー４６を締め付けた状態でも高精度に摺動穴１６を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】インジェクタの全体構成図である（実施例１）。
【図２】インジェクタの要部構成図である（実施例１）。
【図３】インジェクタの要部構成図である（実施例２）。
【図４】インジェクタの要部構成図である（実施例３）。
【図５】インジェクタの要部構成図である（実施例４）。
【図６】インジェクタの製造方法の各工程の説明図である（実施例５）。
【図７】（ａ）は、インジェクタの全体構成図であり、（ｂ）は、インジェクタの要部構成図である（従来例）。
【符号の説明】
【００４２】
１    インジェクタ
２    ノズル
３    本体
４    電磁アクチュエータ
８    噴孔
９    ニードル弁
１５  コマンドピストン
１６  摺動穴
１７  本体ボディ（ボディ）
２０  背圧室
３５  バルブユニット
３６  緩衝部材
３７  内周壁
３８  逃し部
４１  凸部
４３  段
４５  組付け予定位置
４６  ダミー
４７  貫通穴
【図１】
2009228489.tif 000003
【図２】
2009228489.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009228489.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009228489.tif 000008
【図７】
2009228489.tif 000009