(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射する噴孔を備えた本体、前記本体の中空部内を往復動し且つ一端で前記噴孔を開閉する針弁、前記針弁のリフト量を制御するため燃料圧の受圧面となる前記針弁の他端が露呈しているバランスチャンバ、前記バランスチャンバに燃料圧を供給する供給路、前記バランスチャンバ内の燃料圧を解放する排出路、前記排出路を開閉するための開閉弁、及び前記開閉弁を開閉作動するための駆動力を発生させるアクチュエータを具備し、前記アクチュエータの前記駆動力を前記開閉弁に伝達する駆動力伝達系には、前記駆動力伝達系内に発生する間隙を吸収する自動間隙調整機構が設けられていることから成るエンジンの燃料噴射装置において、
前記自動間隙調整機構は、前記駆動力伝達系に含まれる第１伝達部材、前記駆動力伝達系に含まれ且つ前記第１伝達部材と順次に前記駆動力を伝達する第２伝達部材、胴部と前記胴部の一端側を閉鎖する底部とを備え且つ前記第１伝達部材が前記胴部の他端側に嵌合することにより内部に調整用空間が形成されると共に前記第２伝達部材が前記底部に当接するカップ状バレル、前記第１伝達部材と前記カップ状バレルとの間に配設された圧縮ばね、及び前記カップ状バレルの前記底部に形成され且つ前記第２伝達部材によって開閉可能な開口を有する連通孔を具備し、前記カップ状バレルと前記第２伝達部材との間に発生する前記間隙を吸収するため前記間隙から前記連通孔を通じて前記調整用空間に液体が浸入可能であることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。
【請求項２】
前記開閉弁は、前記排出路を貫通して前記バランスチャンバ内に延びた弁ステム部及び前記弁ステム部の先端に設けられ且つ閉弁状態で前記排出路の入口側開口部に形成された弁シートに対して接触する弁フェースを有する弁傘から成ることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項３】
前記第１伝達部材は、前記アクチュエータのプッシュロッドであり、前記第２伝達部材は、前記開閉弁の前記弁ステム部であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項４】
前記液体は、前記バランスチャンバから前記排出路を通じて排出され且つ前記本体内に滞留している前記燃料であることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディーゼルエンジン又は直噴式ガソリンエンジン等のコモンレールから供給された増圧室内の燃料をインジェクタに形成された噴孔から噴射するエンジンの燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジン等のエンジンにおいて、燃焼室への燃料の噴射を制御する燃料噴射装置として、例えば、特開平３−９６５号公報や特開平４−１７１２６６号公報に開示されたものがある。これらの燃料噴射装置は、噴射ノズルの先端に形成された噴孔を開閉する針弁を有しており、噴孔を開放する方向に針弁に作用する燃料圧に対して、針弁を閉じる方向に作用するバランスチャンバ内の燃料圧を制御することにより、燃料噴射を制御するものである。
【０００３】
上記両公報に開示されているエンジンの燃料噴射装置においては、バランスチャンバの壁面はインジェクタ本体の壁面と針弁の受圧面とで形成されている。針弁に燃料圧を作用させているバランスチャンバ内の燃料圧を開放することによって針弁に対して噴孔を閉じる方向に作用する力を減少させ、噴孔を開く方向に作用する燃料圧に基づく力によって針弁をリフトさせている。バランスチャンバ内の燃料圧の大きさは、バランスチャンバ内の燃料の排出路を三方弁又は二方弁によって開閉制御することによって制御されている。
【０００４】
バランスチャンバからの排出路を閉鎖すべき状態であっても、上記の三方弁又は二方弁を用いた燃料噴孔装置ではバランスチャンバからの燃料のリークが避けられない。このような燃料のリークを防止するため、本出願人は、既に、バランスチャンバからの燃料の排出路を、バランスチャンバ内の燃料圧それ自体を利用することによって閉鎖して、バランスチャンバ内の燃料圧が高ければそれだけ排出路の閉鎖力を大きくしたエンジンにおける燃料噴射装置を提案している（特願平８−２４９０８８号）。
【０００５】
この提案によるエンジンの燃料噴射装置が図３及び図４に記載されている。図４は、図３のバランスチャンバ及び開閉弁を中心とした要部拡大断面図である。この燃料噴射装置７０によれば、インジェクタ本体１の上方肩部には燃料入口部２が形成されており、本体１の中央本体３には軸心に沿って中空部４が形成されている。また、中空部４には、後述する排出路の開閉を行う開閉弁５が配置されており、開閉弁５は、中央本体３の上部に位置するアクチュエータ６によって駆動される。アクチュエータ６は、固定キャップ８内によって本体１内に収納された圧電素子７から構成されている。圧電素子７は、コントロールユニット９からの制御信号を受けて作動し、開閉弁５を開く方向に駆動する。アクチュエータ６の出力部材であるプッシュロッド７１は、圧電素子７から中空部４に延びており、且つ中央本体３に縮径して形成されたガイド部１１と、ガイド部１１よりもノズル先端側において中空部４に設けられたガイド片１２とに対して、摺動可能に案内されている。プッシュロッド７１は、アクチュエータ６の圧電素子７の作動により、高速で軸方向の往復動を繰り返す。
【０００６】
コントロール部材１３は中央本体３とノズル本体１４との間に挟み付けられるように配置されており、ノズル本体１４に係合する固定キャップ１５を中央本体３のねじ部にねじ込むことにより、コントロール部材１３とノズル本体１４は、ともに中央本体３に対して結合されて、本体１の一部を構成している。ノズル本体１４には中空穴１６が形成されており、針弁１７が、中空穴１６内に隙間１８を残す状態で摺動可能に挿通されていて、針弁１７の回りに形成される隙間１８は高圧燃料の通路を形成している。ノズル本体１４の先端には燃料を内燃機関の燃焼室に噴射する噴孔１９が形成されている。針弁１７の先端はテーパ面となっており、針弁１７が軸方向に移動することにより、ノズル本体１４の中空穴１６の先端に形成されたテーパ面２０と座着又は離間して、噴孔１９から燃料の噴射のための燃料の流れを遮断又は許容する。また、針弁１７の中段に形成されたテーパ面２１は、針弁１７が噴孔１９を開く方向に燃料圧を受ける受圧部を形成している。針弁１７がリフトしてテーパ面２０から離間すると、高圧燃料は噴孔１９から燃焼室に噴射され、針弁１７が下降してテーパ面２０と当接すると燃料の流れを遮断して噴射を停止させる。
【０００７】
高圧燃料供給源であるコモンレール（図示せず）から燃料入口部２に供給された燃料は、本体１に形成された燃料路２２からコントロール部材１３に形成された燃料路２３を経て、更にノズル本体１４に形成された燃料路２４を経て、受圧部としてのテーパ面２１が露呈された燃料溜まり２５に至る。燃料溜まり２５に至った燃料は、針弁１７の回りに形成される隙間１８を経て、針弁１７が開弁したときに噴孔１９から噴射される。
【０００８】
また、コントロール部材１３の中心軸からオフセットした位置において、本体１と係合しているピン２８は、コントロール部材１３が中央本体３に対して位置ずれを生じるのを防止している。また、図４に示すように、コントロール部材１３にはノズル本体１４側に開いた中空穴２９が形成されている。中空穴２９には、燃料圧を受ける受圧面３１として後述の針弁１７の端部が露呈しており、中空穴２９の壁面と受圧面３１とでバランスチャンバ３０が形成されている。コントロール部材１３のノズル本体１４側の端面３７において、燃料路２３に連通し且つ径方向中心側に伸びる燃料の供給路３２が形成されている。供給路３２は、後述する針弁戻しばね４６の第２ばね受け４２の貫通孔４２ａを通じてバランスチャンバ３０に連通しており、バランスチャンバ３０内に高圧の燃料圧を供給する。更に、コントロール部材１３の中央位置には、軸線方向に貫通する排出路３３が形成されており、排出路３３は、一端でバランスチャンバ３０に開口し、他端で中央本体３の中空部４に開口している。
【０００９】
開閉弁５は、アクチュエータ６のプッシュロッド７１と当接した弁ステム３４と、開閉弁５を閉じる方向に付勢するための弁ステム戻しばね３５とを具備している。弁ステム３４は、この発明の弁ステム部を構成している。弁ステム戻しばね３５は、弁ステム３４に係止された第１ばね受け３６とコントロール部材１３との間に圧縮状態で介装されており、常に弁ステム３４に対して上方に付勢する力を与えている。
【００１０】
弁ステム３４は、コントロール部材１３に形成されている排出路３３を僅かな間隙を残して挿通し、且つバランスチャンバ３０内に延びている。弁ステム３４の端部には排出路３３を開閉可能な弁傘３８が設けられている。図４に示すように、弁傘３８は、円錐状からなるテーパ面である弁フェース３９を有している。弁フェース３９は、排出路３３のバランスチャンバ３０側の開口に形成された円錐状の凹面をなす弁シート４０に対して、丁度嵌まり合う形状を有している。圧電素子７が非駆動時には、プッシュロッド７１は戻しばね７ａによって復帰位置に戻され、開閉弁５は弁ステム戻しばね３５が与えるばね力によって閉じる状態となり、この状態では、弁傘３８の弁フェース３９は、弁シート４０に対して面接触状態に座着して排出路３３を閉じている。圧電素子７に電流が供給されて駆動状態となると、開閉弁５の弁ステム３４は弁ステム戻しばね３５のばね力に打ち勝って図において下方に押し下げられる。このとき、弁傘３８の弁フェース３９は弁シート４０から離れて排出路３３のバランスチャンバ３０側の開口を開くので、矢印で示す若干の燃料の流れがあり、バランスチャンバ３０内の燃料圧は排出路３３と弁ステム３４との間隙を通って中空部４に解放される。
【００１１】
中空穴２９の上底壁面と針弁１７の軸端４４に取り付けられた第２ばね受け４２との間には、コイルばねである針弁戻しばね４６が圧縮状態で介装されている。針弁戻しばね４６は、針弁１７に対して噴孔１９を通る燃料の流れを遮断する閉鎖方向に付勢している。供給路３２からの燃料圧がバランスチャンバ３０に達するように、第２ばね受け４２には適宜の貫通孔４２ａが穿設されている。バランスチャンバ３０内の燃料圧が針弁１７の受圧面３１に作用することに基づく力は、受圧面である針弁１７のテーパ面２１に作用する燃料圧及び針弁１７に作用する針弁戻しばね４６の戻し力とのバランスによって弁体のリフトを制御する。
【００１２】
開閉弁５が排出路３３を開放する際、弁傘３８の弁フェース３９が弁シート４０から離れることによる有効開口面積は、開放弁５の作動範囲の殆どにおいて、排出路３３と弁ステム３４との間の間隙の通路断面積よりも小さくなるように設定されているので、開閉弁５の開度がバランスチャンバ３０内の燃料圧の低下の程度を定めることになる。
【００１３】
上記の燃料噴射装置の作動について説明すると、圧電素子７が駆動されていない状態では、弁ステム戻しばね３５は第１ばね受け３６を介して弁ステム３４を付勢し、弁傘３８の弁フェース３９は弁シート４０に当接しているので、開閉弁５は排出路３３を閉じている。コモンレールからの高圧燃料は燃料入口部２から燃料路２２，２３及び２４を通じて燃料溜まり２５に供給されており、燃料溜まり２５に供給された燃料は針弁１７のテーパ面２１に作用して針弁１７をリフトする方向に付勢している。燃料は針弁１７の外周のノズル本体１４との間に形成される隙間１８にも至り、隙間１８は高圧燃料で満たされている。また、供給路３２及び貫通孔４２ａを通じて燃料圧がバランスチャンバ３０内に供給されており、燃料圧は針弁１７の受圧面３１に作用している。この状態では、受圧面３１に作用する燃料圧に基づいて針弁１７を閉じる側に付勢する力と針弁戻しばね４６の戻し力との合力は、受圧面であるテーパ面２１に作用する燃料圧に基づいて針弁１７を開く方向に作用する力を上回っているので、針弁１７は閉じて噴孔１９からの燃料の噴射を停止している。
【００１４】
コントロールユニット９からの制御により圧電素子７を駆動すると、弁ステム３４は弁ステム戻しばね３５の圧縮ばね力に抗して図において下方に付勢されて、弁傘３８の弁フェース３９が弁シート４０から離れるので、開閉弁５は排出路３３を開放することになる。供給路３２は絞りとして機能しており、供給路３２を流れる燃料よりも排出路３３から流れ出る燃料の方が多いので、排出路３３が開放されると、バランスチャンバ３０内の燃料圧が中空部４に解放される。バランスチャンバ３０内の燃料圧が解放されると、テーパ面２１に作用する燃料圧に基づいて針弁１７を開く方向に付勢する力が、針弁１７の受圧面３１に作用する燃料圧に基づいて針弁１７を閉じる方向に付勢する力と針弁戻しばね４６による戻し力との合力に打ち勝つので、針弁１７がリフトされ、噴孔１９から燃焼室への燃料噴射が行われる。開閉弁５が開く排出路３３の有効開口面積によってバランスチャンバ３０内の燃料圧の大きさが定まる。
【００１５】
コントロールユニット９から圧電素子７への電流の供給が絶たれると、弁ステム戻しばね３５のばね力によって開閉弁５は閉じられる。バランスチャンバ３０内の燃料圧は供給路３２からの燃料の供給により回復し、針弁１７は燃料の噴射を停止する。回復した燃料圧は、弁傘３８に作用して、弁ステム戻しばね３５の作用に加えて弁フェース３９を弁シート４０に押し当てる方向に付勢する。したがって、バランスチャンバ３０内の燃料圧が大きいほど開閉弁５の閉弁力も大きくなり、開閉弁５を通じての燃料のリークを阻止することができる。
【００１６】
ところで、弁ステム３４とプッシュロッド７１とは、加工上及び組立上の理由から別体として製作されている。即ち、弁ステム３４は、バランスチャンバ３０内の燃料圧を解放する機能を奏する必要があるため、小型で高強度且つ高精度に製作する必要がある。また、プッシュロッド７１はアクチュエータ６の駆動力をインジェクタの本体１内の長い距離に亘って伝えるため、充分な剛性を有する必要があり、比較的大型に製作される。更に、開閉弁５の弁傘３８はバランスチャンバ３０内にあって、弁ステム３４が排出路３３を貫通して延びる構造であるため、開閉弁５はバランスチャンバ３０側から組み立てられる。大型のプッシュロッド７１をバランスチャンバ３０側から組み立てるのは不可能であるため、弁ステム３４は、アクチュエータ６の出力部材であるプッシュロッド７１とは別体に構成される。
【００１７】
アクチュエータ６の駆動力を弁ステム３４に伝達するため、アクチュエータ６のプッシュロッド７１を開閉弁５の弁ステム３４の端部に当接させた構造が採用される。燃料の噴射を停止するタイミングでは、プッシュロッド７１はアクチュエータ６側の戻しばね７ａによって戻し位置に復帰され、弁ステム３４は、弁ステム３４に付設された戻しばね３５によって、開閉弁５の閉弁位置に戻される。戻しばね３５によって開閉弁５が閉弁位置に戻るには、プッシュロッド７１は、弁ステム３４が閉弁位置に復帰するのを妨げることがあってはならず、そのため、プッシュロッド７１の戻り量は弁ステム３４の戻り量よりも少なくならないように設定される。
【００１８】
アクチュエータ６のプッシュロッド７１と開閉弁５の弁ステム３４との間の間隙は、その設定及び管理が困難である。即ち、この間隙の設定が不充分であると、燃料噴射装置７０の噴射特性に悪影響が生じる。即ち、当接面間の間隙が大き過ぎると、プッシュロッド７１が間隙に相当するストロークを進む時間が長くなり且つ速度も速くなる。したがって、プッシュロッド７１と開閉弁５の弁ステム３４との衝突時の衝撃力が大きくなり、衝突面の摩耗も促進される。更に、開閉弁５を開放させようとするときに、アクチュエータのプッシュロッド７１のストロークが大きくならないと開閉弁５が開放されなくなり、反対にプッシュロッド７１が僅かでも戻ると開閉弁５が閉じることになる。このことは、燃料の噴射の正常なタイミングと比較すると、バランスチャンバ３０内の燃料圧の低下が遅れて燃料噴射は遅く始まり、反対に燃料圧の回復が速すぎて燃料噴射は速く終了するので、燃料噴射期間が短くなって、充分な燃料の噴射量が得られなくなることを意味している。また、アクチュエータ６としては圧電素子７やソレノイドが採用されるが、アクチュエータ６としてソレノイドを採用したとき、ソレノイドの作用は間隙が小さいほど発揮する性能が大となる性質を持ち、間隙が大きくなると、電磁弁の駆動力が低下してその機能を充分に発揮させることができない。
【００１９】
一方、上記間隙が狭過ぎると、場合によっては、アクチュエータ６の動作が終了しても、開閉弁５が閉じない事態にもなり、燃料の噴射が停止しないおそれもある。更に、上記間隙の調整も困難であり、上記のとおり衝突面の摩耗等により、経時（又は経年）的に噴射特性が変化する可能性もある。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、アクチュエータの出力部材であるプッシュロッドと、ポペット弁タイプの開閉弁とを別体で構成して互いに当接させている上記のエンジンの燃料噴射装置においては、プッシュロッドと開閉弁との間隙を高い精度で設定する必要がなく、しかも、前記間隙の大きさが変化したとしても自動的に調整され、安定した燃料噴射を行わせることを可能にすることが望まれている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、アクチュエータの駆動力を開閉弁に伝達する駆動力伝達系に自動間隙調整機構を配置することにより、上記駆動力伝達系内に間隙が発生したときであっても、自動間隙調整機構が間隙を吸収して、アクチュエータによる開閉弁の開閉動作を常に一定として、安定した燃料噴射を行うエンジンの燃料噴射装置を提供することである。
【００２２】
この発明は、燃料を噴射する噴孔を備えた本体、前記本体の中空部内を往復動し且つ一端で前記噴孔を開閉する針弁、前記針弁のリフト量を制御するため燃料圧の受圧面となる前記針弁の他端が露呈しているバランスチャンバ、前記バランスチャンバに燃料圧を供給する供給路、前記バランスチャンバ内の燃料圧を解放する排出路、前記排出路を開閉するための開閉弁、及び前記開閉弁を開閉作動するための駆動力を発生させるアクチュエータを具備し、前記アクチュエータの前記駆動力を前記開閉弁に伝達する駆動力伝達系には、前記駆動力伝達系内に発生する間隙を吸収する自動間隙調整機構が設けられていることから成るエンジンの燃料噴射装置に関する。
【００２３】
この発明によるエンジンの燃料噴射装置は、以上のように構成されているので、前記アクチュエータの前記駆動力を前記開閉弁に伝達する駆動力伝達系に間隙が発生すると、駆動力伝達系に設けられた自動間隙調整機構がその間隙を自動的に吸収するので、アクチュエータの出力動作は、駆動力伝達系においてガタツキなく開閉弁の開弁動作として伝達される。
【００２４】
また、この発明によるエンジンの燃料噴射装置において、前記開閉弁は、排出路を貫通して前記バランスチャンバ内に延びた弁ステム部及び弁ステム部の先端に設けられ且つ閉弁状態で排出路の入口側開口部に形成された弁シートに対して接触する弁フェースを有する弁傘から成っている。このような構造を有する開閉弁を用いると、バランスチャンバ内の燃料圧は、開閉弁の閉弁に利用することができる。アクチュエータの駆動力は、弁ステムを押して、弁傘をバランスチャンバ内に押し込むように作動する。
【００２５】
また、この発明によるエンジンの燃料噴射装置において、前記自動間隙調整機構は、前記駆動力伝達系に含まれる第１伝達部材、前記駆動力伝達系に含まれ且つ前記第１伝達部材と順次に前記駆動力を伝達する第２伝達部材、胴部と前記胴部の一端側を閉鎖する底部とを備え且つ前記第１伝達部材が前記胴部の他端側に嵌合することにより内部に調整用空間が形成されると共に前記第２伝達部材が前記底部に当接するカップ状バレル、前記第１伝達部材と前記カップ状バレルとの間に配設された圧縮ばね、及び前記カップ状バレルの前記底部に形成され且つ前記第２伝達部材によって開閉可能な開口を有する連通孔を具備し、前記カップ状バレルと前記第２伝達部材との間に発生する前記間隙を吸収するため前記間隙から前記連通孔を通じて前記調整用空間に液体が浸入可能であることから成っている。カップ状バレルと第２伝達部材との間に間隙が発生すると、第１伝達部材とカップ状バレルとの間に配設された圧縮ばねのばね力によってカップ状バレルが第１伝達部材側から押し出される。カップ状バレルに嵌入した第１伝達部材と底部とで区画される胴部内の空間が拡大して胴部内が負圧になるので、前記間隙から前記カップ状バレルの底部に形成された連通孔を通じて液体が胴部内に浸入する。胴部内に浸入した液体はその非圧縮性によって剛体として振る舞うので、アクチュエータからの駆動力は、第１伝達部材と第２伝達部材との間を伝わることになる。
【００２６】
また、この発明によるエンジンの燃料噴射装置において、前記第１伝達部材はアクチュエータのプッシュロッドであり、前記第２伝達部材は開閉弁の弁ステム部である。即ち、アクチュエータのプッシュロッドと開閉弁の弁ステム部とで駆動力伝達系が構成され、且つプッシュロッドと弁ステム部とは、両者の間に間隙が形成され得る当接構造となる。
【００２７】
更に、この発明によるエンジンの燃料噴射装置において、前記液体は、前記バランスチャンバから排出路を通じて排出され且つ本体内に滞留している燃料である。バランスチャンバから排出路を通じて排出された燃料は、本体内に滞留した後、燃料タンクへ回収されるが、自動間隙調整装置において胴部内に充填すべき液体として、バランスチャンバから排出された燃料を用いることにより、既存の液体が利用されて、自動間隙調整機構の構造、延いては燃料噴射装置の構造が簡単化されることになる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、この発明によるエンジンの燃料噴射装置の実施例を説明する。図１はこの発明によるエンジンの燃料噴射装置の一実施例を示す全体断面図、図２はその要部拡大断面図である。エンジンの燃料噴射装置の基本的な構造は、図３及び図４に示した燃料噴射装置７０の構造と比較して、アクチュエータ６の駆動力の伝達系を構成するプッシュロッド１０と開閉弁５の弁ステム部３４との間に自動間隙調整機構５０が介在されている点で異なる以外は同様の構造を有しており、同じ構成要素には同一の符号を付したので、再度の詳細な説明を省略する。この実施例のバランスチャンバ３０及び開閉弁５を中心とする詳細な構造についても、図４に示した構造と同じものである。
【００２９】
図１及び図２に示すこの発明によるエンジンの燃料噴射装置は、コモンレール噴射システム、或いはアキュムレータ噴射システム（図示せず）に適用される。燃料噴射ポンプからの燃料はコモンレールと称される共通の通路や蓄圧室に供給され、コモンレールに供給された燃料は、更に分岐管を通じて燃料噴射装置、即ち、インジェクタから各燃焼室に噴射される。図１を参照すると、この燃料噴射装置の本体１はシリンダヘッド等のベースに設けた穴部（図示せず）にシール部材を介して密封状態に取り付けられる。本体１の下端には、ノズルが密封状態に形成されている。
【００３０】
図２に基づいて自動間隙調整機構５０の構造について説明する。アクチュエータ６からの駆動力を伝達する駆動力伝達系に含まれる第１伝達部材としてのプッシュロッド１０と、第２伝達部材としての弁ステム３４との間には、自動間隙調整機構５０が配設されている。アクチュエータ６のプッシュロッド１０の先端部５１の近傍には、後述する調整用の圧縮ばね６１の一端が係止される鍔部５２が一体的に形成されている。カップ状バレル５４は、開放されている一側においてプッシュロッド１０の先端部５１が嵌入する胴部５５と、胴部５５の他側を閉鎖する底部５７とを備えている。プッシュロッド１０の先端部５１の周面５３と胴部５５の内周面５６との間は、燃料が僅かに漏れるリーク隙間となっている。
【００３１】
カップ状バレル５４の底部５７は周囲において径方向に延びる鍔部５８を有しており、鍔部５８とプッシュロッド１０の先端部５１に形成された鍔部５２との間に、自動間隙調整を行うために必要な力を与える調整用の圧縮ばね６１が圧縮状態で配設されている。圧縮ばね６１のばね力は、弁ステム戻しばね３５のばね力よりも弱く設定されている。カップ状バレル５４の底部５７には、カップ状バレル５４の外部と胴部５５の内部に形成される調整用空間６２とを連通する連通孔６０が貫通して形成されている。駆動力伝達系に間隙が生じていない状態では、開閉弁５の弁ステム３４の端面６３とカップ状バレル５４の底部５７の底面５９とは当接しており、連通孔６０の開口が閉じられている。
【００３２】
自動間隙調整機構５０は以上のように構成されており、その作動について以下に説明する。初期設定時は勿論のこと、経年変化や摩耗等に起因して、弁ステム３４の端面６３と底部５７の底面５９との間に、間隙が形成され易い。即ち、アクチュエータ６が非駆動状態になり、プッシュロッド１０が戻しばね７ａによって後退させられて、弁ステム３４が戻しばね３５のばね力によって開閉弁５を閉弁したときに、弁ステム３４の端面６３とカップ状バレル５４の底部５７の底面５９との間に間隙が発生する。このとき、鍔部５２と鍔部５８との間で圧縮状態に配設された圧縮ばね６１がカップ状バレル５４をプッシュロッド１０の先端部５１から押し出すように移動させる。
【００３３】
このとき、カップ状バレル５４の内部において、プッシュロッド１０の先端部５１と底部５７との間に形成されている調整用空間６２には、既に、バランスチャンバ３０から排出路３３を通じて排出された燃料が入り込んでいるが、上記圧縮ばね６１のばね力によってカップ状バレル５４が移動させられると、調整用空間６２は軸方向に延び、調整用空間６２内は負圧となって、弁ステム３４の端面６３と底部５７の底面５９との間に発生している間隙から連通孔６０を通じて調整用空間６２に燃料が更に浸入する。燃料の調整用空間６２内への浸入に応じて、カップ状バレル５４がプッシュロッド１０から突出する突出量が増加し、プッシュロッド１０と弁ステム３４との間の間隙が吸収される。
【００３４】
この動作は、底部５７の底面５９が弁ステム３４の端面６３に当接するまで続けられる。底面５９が端面６３に当接すると、圧縮ばね６１のばね力は、より強力な弁ステム戻しばね３５によって閉弁方向に付勢されている開閉弁５の弁ステム３４によって支持され、カップ状バレル５４の移動は停止する。同時に、連通孔６０が弁ステム３４の端面６３により閉鎖され、それ以後、燃料の連通孔６０を通じた調整用空間６２への浸入が阻止される。以上のように、プッシュロッド１０と弁ステム３４との間に間隙が発生すると、調整用空間６２への燃料の浸入によってプッシュロッド１０からのカップ状バレル５４の突出量が増加するので、駆動力伝達系に発生した間隙が自動的に吸収されて調整される。
【００３５】
調整用空間６２に浸入した燃料は、調整用空間６２内に留め置かれるので、プッシュロッド１０からの駆動力が作用するときには、剛体として振る舞い、弁ステム３４に駆動力を伝達する。なお、調整用空間６２に過剰な燃料が浸入した場合には、幾度かの燃料噴射が実行される過程において、プッシュロッド１０の先端部５１の周面５３と胴部５５の内周面５６との間に僅かに形成されるリーク間隙を通じて燃料が解放されるため、正常な量の燃料が調整用空間６２に保持されることになる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成されているので、次のような効果を奏する。即ち、この発明による燃料噴射装置は、燃料を噴射する噴孔を備えた本体、前記本体の中空部内を往復動し且つ一端で前記噴孔を開閉する針弁、前記針弁のリフト量を制御するため燃料圧の受圧面となる前記針弁の他端が露呈しているバランスチャンバ、前記バランスチャンバに燃料圧を供給する供給路、前記バランスチャンバ内の燃料圧を解放する排出路、前記排出路を開閉するための開閉弁、及び前記開閉弁を開閉作動するための駆動力を発生させるアクチュエータを具備し、前記アクチュエータの前記駆動力を前記開閉弁に伝達する駆動力伝達系には、前記駆動力伝達系内に発生する間隙を吸収する自動間隙調整機構が設けられているので、前記アクチュエータの前記駆動力を前記開閉弁に伝達する駆動力伝達系に間隙が発生すると、駆動力伝達系に設けられた自動間隙調整機構がその間隙を自動的に吸収し、アクチュエータの出力動作は、駆動力伝達系においてガタツキなく開閉弁の開弁動作として伝達されることとなって、駆動力伝達系内に間隙が発生したことによって開閉弁の開弁動作の遅れ等の不正常な開閉動作を回避し、安定し且つ確実な燃料噴射を得ることができる。また、この発明によるエンジンの燃料噴射装置において、前記自動間隙調整機構は、前記駆動力伝達系に含まれる第１伝達部材、前記駆動力伝達系に含まれ且つ前記第１伝達部材と順次に前記駆動力を伝達する第２伝達部材、胴部と前記胴部の一端側を閉鎖する底部とを備え且つ前記第１伝達部材が前記胴部の他端側に嵌合することにより内部に調整用空間が形成されると共に前記第２伝達部材が前記底部に当接するカップ状バレル、前記第１伝達部材と前記カップ状バレルとの間に配設された圧縮ばね、及び前記カップ状バレルの前記底部に形成され且つ前記第２伝達部材によって開閉可能な開口を有する連通孔を具備し、前記カップ状バレルと前記第２伝達部材との間に発生する前記間隙を吸収するため前記間隙から前記連通孔を通じて前記調整用空間に液体が浸入可能であることから成っているので、カップ状バレルと第２伝達部材との間に間隙が発生すると、第１伝達部材とカップ状バレルとの間に配設された圧縮ばねのばね力によってカップ状バレルが第１伝達部材側から押し出される。カップ状バレルに嵌入した第１伝達部材と底部とで区画される胴部内の空間が拡大して胴部内が負圧になるので、前記間隙から前記カップ状バレルの底部に形成された連通孔を通じて液体が胴部内に浸入する。胴部内に浸入した液体はその非圧縮性によって剛体として振る舞うので、アクチュエータからの駆動力は、第１伝達部材と第２伝達部材との間を伝わることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるエンジンの燃料噴射装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１に示す燃料噴射装置の要部拡大断面図である。
【図３】従来の燃料噴射装置を示す断面図である。
【図４】図３に示す燃料噴射装置の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１      本体
３      中央本体
４      中空部
５      開閉弁
６      アクチュエータ
１０    プッシュロッド（第１伝達部材）
１３    コントロール部材
１４    ノズル本体
１６    中空穴
１７    針弁
１９    噴孔
２９    中空穴
３０    バランスチャンバ
３１    受圧面
３２    供給路
３３    排出路
３４    弁ステム（第２伝達部材）
３８    弁傘
３９    弁フェース
４０    弁シート
５０    自動間隙調整機構
５４    カップ状バレル
５５    胴部
５７    底部
６０    連通孔
６１    圧縮ばね
６２    調整用空間
【図１】
0003738519.tif 000002
【図２】
0003738519.tif 000003
【図３】
0003738519.tif 000004
【図４】
0003738519.tif 000005