JP3832140B2 - ニードル弁のリフトダンパー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所謂コモンレール式のインジェクタに適用され、ニードル弁のリフトをダンピングするニードル弁のリフトダンパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コモンレール式の燃料噴射システムの概要を図８に示す。図示するように、このシステムにあっては、燃料タンク１内の燃料は、フィルタ２およびフィードポンプ３を介して高圧ポンプ４に供給され、高圧ポンプ４によって高圧（数十〜数百ＭＰａ）に昇圧された後、通路５を介してコモンレール６と呼ばれる蓄圧容器に供給される。コモンレール６内の燃料は、燃料供給通路７を介して各インジェクタ８に供給される。
【０００３】
各インジェクタ８に供給された高圧の燃料は、図９に示すように、その一部が通路９を介して圧力制御室１０に供給され、残りが通路１１を介してニードル弁１２の先端側の燃料溜り１３に供給される。圧力制御室１０内の燃圧は、リリーフ弁１４によって保持・解放される。リリーフ弁１４は、通常バネ１５に押圧されてリリーフ穴１６を塞ぎ、圧力制御室１０内の燃圧を保持し、電磁ソレノイド１７が通電されるとバネ１５に抗して引き上げられてリリーフ穴１６を開放し、圧力制御室１０内の燃圧を解放する。また、ニードル弁１２は、バネ１８によって常時下方に付勢されている。
【０００４】
かかるインジェクタ８は、電磁ソレノイド１７の通電を切ると、バネ１５で押し下げられるリリーフ弁１４によってリリーフ穴１６が塞がれ、圧力制御室１０内の燃圧が保持されるため、その燃圧およびバネ１８によるニードル弁１２の下降力がニードル弁１２の先端側（燃料溜り１３）の受圧部１９の燃圧によるニードル弁１２の上昇力よりも大きくなり、ニードル弁１２が下降する。よって、ニードル弁１２の先端の円錐部２０がシート部２１に着座し、インジェクタ８の噴孔２２が塞がれ、燃料の噴射は行われない。
【０００５】
また、電磁ソレノイド１７が通電されると、リリーフ弁１４がバネ１５に抗して引上げられ、リリーフ穴１６が開放されて圧力制御室１０内の燃圧が解放（リリーフ）されるため、ニードル弁１２の先端側（燃料溜り１３）の受圧部１９の燃圧によるニードル弁１２の上昇力がバネ１８によるニードル弁１２の下降力よりも大きくなり、ニードル弁１２が上昇する。よって、ニードル弁１２の円錐部２０がシート部２１から離間し、インジェクタ８の噴孔２２から高圧の燃料が噴射される。なお、圧力制御室１０から流出した燃料は、燃料回収通路２３を介して燃料タンク１に戻る（図８参照）。
【０００６】
ところで、上述のインジェクタ８においては、ニードル弁１２を比較的ゆっくり上昇させることが望まれている。ニードル弁１２を比較的ゆっくり上昇させれば、噴孔２２からの噴射される燃料の初期噴射率が低くなって、着火遅れ後の最初の燃焼が噴射率の低い少量の燃料でなされるため、穏やかな初期燃焼を確保でき、ＮＯｘの減少および騒音の低減に繋がるからである。
【０００７】
ニードル弁１２を比較的ゆっくり上昇させるインジェクタ８ａとして、図１０に示すものが知られている（特開昭５９−１６５８５８号公報等）。このインジェクタ８ａは、前述した図９に示すインジェクタ８と一部同様の構成部分を有するため、同様の構成部分には同一の符号を付して説明を省略し、相違部分のみを説明する。
【０００８】
図１０に示すインジェクタ８ａにおいては、ニードル弁１２の頂部に部材２４が装着されており、部材２４の上方に圧力制御室１０が形成されている。圧力制御室１０の天井部には、リリーフ穴１６が形成されている。リリーフ穴１６の周囲には、凸状に隆起されたシート部２５が形成されている。リリーフ穴１６は、中央部にオリフィス穴２６を有するリリーフ弁１４が、シート部２５に着座・離脱することによって、開閉される。
【０００９】
リリーフ弁１４は、通常バネ２７によってシート部２５に押し付けられてリリーフ穴１６を塞いでおり、三方弁２８から燃料が供給されるとその燃圧によってバネ２７に抗して押し下げられてリリーフ穴１６を開放する。三方弁２８は、コモンレール６（図８参照）から圧力制御室１０へ向かう通路９に介設され、Ｘ−Ｙが連通する状態と、Ｙ−Ｚが連通する状態とに適宜切り換えられる。
【００１０】
かかるインジェクタ８ａによれば、図１０に示すように、リリーフ弁１４がシート部２５に着座し、圧力制御室１０内の燃圧およびバネ１８によるニードル弁１２の下降力が、ニードル弁１２の先端側（燃料溜り１３）の受圧部１９の燃圧によるニードル弁１２の上昇力よりも大きい状態から、三方弁２８をＹ−Ｚ連通にすると、圧力制御室１０内の燃料がリリーフ弁１４のオリフィス穴２６から絞られつつ流出するので、圧力制御室１０内の燃圧が緩やかに減少し、ニードル弁１２が比較的ゆっくり上昇する。よって、噴孔２２からの初期噴射率が低くなる。
【００１１】
その後、三方弁２８をＸ−Ｙ連通にすると、コモンレール６内の燃料が通路７および９を介して高圧状態で圧力制御室１０に流入するので、その燃圧によってリリーフ弁１４がバネ２７に抗して押し下げられ、燃料が圧力制御室１０内に一気に流入して圧力制御室１０内の燃圧が一気に上昇し、ニードル弁１２が素早く下降する。よって、噴孔２２から噴射される燃料の噴射の切れが良好になる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記インジェクタ８ａにおいては、ニードル弁１２の上昇（リフト）のダンピングを、図１０に示すように、リリーフ弁１４がシート部２５に着座した状態で圧力制御室１０内の燃料がオリフィス穴２６から絞られながらリークすることによって達成しているので、オリフィス穴２６からのリーク時に生じるリーク流の乱れによってリリーフ弁１４が振らつき、リリーフ弁１４がシート部２５から瞬間的に離れることが考えられる。
【００１３】
こうなると、圧力制御室１０内の燃料が、オリフィス穴２６のみならず、離されたリリーフ弁１４とシート部２５との隙間からもリークするため、ニードル弁１２のリフトのダンピング効果が設計値よりも低下し、十分なダンピング効果が得られない。また、かかる不具合は、オリフィス穴２６からのリーク毎（噴孔２２からの噴射毎）に発生したり発生しなかったりするため、実際上、安定したダンピング効果（噴射率低減効果）を得ることが困難であった。
【００１４】
すなわち、上記インジェクタ８ａにおいては、ニードル弁１２の昇降（開閉）を制御する圧力制御室１０が、ニードル弁１２をダンピングするためのダンピング室をも兼用しているため、ニードル弁１２の上昇時にはダンピングのためにリリーフ弁１４がシート部２５に着座してシールする必要がある一方、ニードル弁１４の下降時にはそのシール部分（リリーフ弁１４とシート部２５）を離間する必要が生じる。
【００１５】
このようにニードル弁１２の昇降の度に、シール部分（リリーフ弁１４とシート部２５）を着座・離間させているため、ニードル弁１２の上昇時にダンピング室として機能する圧力制御室１０内の圧力変動によって、上述のようにリリーフ弁１４が振らつき、リリーフ弁１４がシート部２５から瞬間的に離れ、シールが不完全となることが考えられるのである。
【００１６】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、常に安定したダンピング効果が得られるニードル弁のリフトダンパーを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明は、ニードル弁を、ノズルボディに形成された収容穴に、軸方向にスライド自在にかつその収容穴との間に燃料通路をなす隙間が形成されるよう収容すると共に、圧力制御室内の燃圧を受けて押し下げられている上記ニードル弁を、前記燃圧をリリーフすることによりリフトさせるインジェクタに、ニードル弁のリフトをダンピングすべく設けられるニードル弁のリフトダンパーであって、上記ニードル弁に軸方向にスライド自在に装着されたカバー部材と、該カバー部材とニードル弁との間に形成され燃料が充満されるダンピング室と、該ダンピング室内の燃料を絞って室外にリークするリーク通路と、上記カバー部材の上方に配置されカバー部材の上昇位置を制限するストッパ部材と、上記ダンピング室内に収容され、上記カバー部材を上方に押し上げて上記ストッパ部材に押し付けるためのバネとを備え、上記ニードル弁の中腹部に、中径部と大径部とが形成され、上記カバー部材が、上記ノズルボディに形成された収納穴にその収納穴との間に燃料の通路が形成されるよう収容されると共に、上記ニードル弁の中腹部の大径部と密接するようかつ中径部と間隔を隔てるよう被嵌され、上記ダンピング室が、中腹部の中径部とカバー部材との間に形成され、上記リーク通路が、中腹部の中径部とカバー部材との隙間からなり、上記バネが、上記ニードル弁の中腹部の中径部に挿通されて、その上端が上記カバー部材に当接し、下端が上記ニードル弁の中腹部の大径部に当接するものである。
【００１８】
本発明によれば、ニードル弁がリフトするとき、カバー部材がストッパ部材によって上昇位置が制限されているので、そのカバー部材に対してニードル弁が上昇することになり、カバー部材とニードル弁との間に形成されるダンピング室内の燃料が圧縮され、かかる燃料がリーク通路を通って徐々にリークし、ニードル弁のリフトがダンピングされる。
【００１９】
ここで、ダンピング室を構成するカバー部材がニードル弁にスライド自在に装着されているので、カバー部材がニードル弁の昇降ガイドとなって、カバー部材のニードル弁に対するガタツキ（振らつき）が抑えられ、ダンピング室内の燃料は確実にリーク通路を通って絞られつつリークする。よって、常に安定したダンピング効果が発揮される。
【００２０】
また、本発明によれば、ニードル弁のリフトをダンピングするダンピング室を、ニードル弁の昇降を制御する圧力制御室とは別個に設けたので、従来技術で説明した図１０に示すタイプのようにニードル弁の上昇時にリーク側と圧力制御室をシールすると共にニードル弁の下降時にそのシールを開放するシール部分（リリーフ弁１４とシート部２５と着座・離間部分）が必要なくなり、安定したダンピングを実現できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００２４】
図１は本実施形態に係るニードル弁のリフトダンパーが内蔵されたインジェクタの概要図であり、図２(a),(b),(c) は上記リフトダンパーの作動を示す説明図である。
【００２５】
図１に示すインジェクタ８ｂは、前述した図８に示すコモンレール式燃料噴射システムに適用されるものであり、燃料供給通路７と燃料回収通路２３とが接続されるノズルボディ３０を有する。燃料供給通路７はノズルボディ３０内の第１通路３１と第２通路３２とに接続され、燃料回収通路２３はノズルボディ３０内の第３通路３３に接続されている。ノズルボディ３０は、上部ノズルボディ３０ａと下部ノズルボディ３０ｂとが筒状の連結部材３４によってネジ３５を介して一体化されて構成されており、その内部にニードル弁３６を軸方向にスライド自在に収容している。
【００２６】
ニードル弁３６の上方には、圧力制御室３７が形成されている。圧力制御室３７は、図２に示すように、ニードル弁３６の頂部３８と、上部ノズルボディ３０ａ内にニードル弁３６を収容すべく形成された穴３９の側面４０と、穴３９に上方から挿入された挿入部材４１の下端面部４２とから区画形成される。挿入部材４１の側部には、第１通路３１からの燃料が流入する環状の燃料貯留部４３が形成されている。挿入部材４１の内部には、燃料貯留部４３内の燃料を圧力制御室３７に導く中間通路４４と、圧力制御室３７内の燃圧（燃料）を上方へリリーフするリリーフ通路４５とが形成されている。挿入部材４１の上部には、リリーフ通路４５の出口であるリリーフ穴４６が開口されていると共に、そのリリーフ穴４６を開閉するリリーフ弁４７の弁座４８が形成されている。
【００２７】
リリーフ弁４７は、通常バネ４９によって下方へ押し付けられ弁座４８に着座してリリーフ穴４６を塞いでおり、電磁ソレノイド５０が通電されるとバネ４９に抗して上方に引き上げられ弁座４８から離間してリリーフ穴４６を開放する。バネ４９および電磁ソレノイド５０は、上部ノズルボディ３０ａの頂部に装着される蓋部材５１に夫々設けられている。蓋部材５１の下面と挿入部材４１の上面との間には、圧力制御室３７からリリーフ通路４５を通って流出した燃料を液密に収容するリリーフ室５２が形成されている。リリーフ室５２内の燃料は、挿入部材４１および上部ノズルボディ３０ａに形成された第３通路３３を介し、図８に示す燃料回収通路２３に導かれ、燃料タンク１に戻る。
【００２８】
上部ノズルボディ３０ａ内には、燃料供給通路７に接続された第２通路３２が形成されている。第２通路３２の先端は、ニードル弁３６にその軸方向に沿って形成された燃料通路５３に接続されている。燃料通路５３は、ニードル弁３６の表面に形成された溝や、ニードル弁３６をその収容穴３９よりも小径に形成することによって形成された隙間から構成される。ニードル弁３６は、上部に燃料通路５３と圧力制御室３７とを仕切る大径部５４を有し、中間部にバネ５５によって下方に押し付けられる鍔部５６を有し、下部にシート部５７に着座・離脱する円錐部５８を有する。下部ノズルボディ３０ｂの下端には噴孔５９が形成されている。
【００２９】
以上の構成によれば、図８に示すコモンレール６内の高圧（数十〜数百ＭＰａ）の燃料は、燃料供給通路７を介して図１に示すインジェクタ８ｂに供給され、第１通路３１を介して圧力制御室３７内に供給されると共に、第２通路３２を介してニードル弁３６の先端側に供給され、ノズルボディ３０内が高圧の燃料で満たされる。
【００３０】
ここで、電磁ソレノイド５０が通電オフのときには、バネ４９で押し下げられるリリーフ弁４７によってリリーフ穴４６が塞がれ、圧力制御室３７内の燃圧が保持されるため、その燃圧およびバネ５５によるニードル弁３６の下降力が、ニードル弁３６の先端側の受圧部６０の燃圧によるニードル弁３６の上昇力よりも大きくなり、ニードル弁３６が下降する。よって、ニードル弁３６の先端の円錐部５８がシート部５７に着座し、噴孔５９が塞がれ、燃料の噴射は行われない。
【００３１】
電磁ソレノイド５０が通電オンされると、リリーフ弁４７がバネ４９に抗して引上げられ、リリーフ穴４６が開放されて圧力制御室３７内の燃圧が解放（リリーフ）されるため、ニードル弁３６の先端側の受圧部６０の燃圧によるニードル弁３６の上昇力が、バネ５５によるニードル弁３６の下降力よりも大きくなり、ニードル弁３６が上昇する。よって、ニードル弁３６の円錐部５８がシート部５７から離間し、ニードル弁３６の括れ部６１と穴３９との間に蓄えられていた燃料の一部が噴孔５９から高圧で噴射される。また、圧力制御室３７からリリーフ室５２に流出した燃料は、第３通路３３および回収通路２３を介して燃料タンク１に戻る（図８参照）。
【００３２】
かかるインジェクタ８ｂの内部には、ニードル弁３６の上昇（リフト）をダンピングするニードル弁３６のリフトダンパーが設けられている。このリフトダンパーは、図２にも示すように、ニードル弁３６の頂部にスライド自在に装着されたカバー部材６２と、カバー部材６２とニードル弁３６との間に形成され燃料が充満されるダンピング室６３と、ダンピング室６３内の燃料を絞って室外にリークするリーク通路６４と、カバー部材６２の上方に配置されカバー部材６２の上昇位置を制限するストッパ部材６５とを備えている。
【００３３】
図２に示すように、上記カバー部材６２は、高さの低い円柱体または角柱体からなり、ニードル弁３６の頂部に形成された凸部６６に軸方向にスライド自在に被嵌され、圧力制御室３７内に収容されている。凸部６６は、円柱状でも角柱状でもよい。カバー部材６２は、凸部６６の形状に合わせて円穴または角穴に形成された係合穴６７を有する。係合穴６７と凸部６６との隙間は、カバー部材６２が自在にスライドできる範囲で可及的に小さく設定されることが望ましい。ダンピング室６３内の燃料をリーク通路６４からのみ流出させるためである。
【００３４】
上記ダンピング室６３は、係合穴６７の上面および側面と凸部６６の上面との間に区画形成される。上記リーク通路６４は、カバー部材６２の内部に、ダンピング室６３とリリーフ通路４５とを連通するように、形成されている。上記ストッパ部材６５は、圧力制御室３７の天井部、すなわち挿入部材４１の下端面部４２から構成されている。よって、カバー部材６２の上昇は、カバー部材６２の上面が圧力制御室３７の天井部（ストッパ部材６５）に当接することで、その上昇位置が制限される。
【００３５】
凸部６６には、カバー部材６２を上方に付勢する皿バネ６８が装着されている。皿バネ６８は、図２(a) に示すように、その中心部に形成された装着穴が凸部６６に挿通されて装着され、カバー部材６２を上方に押し上げてストッパ部材６５に押し付け、ダンピング室６３を広げた状態にする。この図２(a) の状態のとき、ニードル弁３６は、図１に示すように、その先端の円錐部５８がシート部５７に着座した状態となっている。よって、ニードル弁３６の最大昇降ストロークは、図２(a) におけるダンピング室６３の高さＨと一致する。
【００３６】
また、カバー部材６２の内部には、圧力制御室３７とリリーフ通路４５とを連通する排出通路６９が形成されている。排出通路６９は、カバー部材６２の下面から上面にかけて、カバー部材６２の周方向に所定間隔を隔てて複数形成されている。これにより、圧力制御室３７内の燃料は、排出通路６９を通ってリリーフ通路４５にリリーフされる。なお、図例では、中間通路４４の出口は、図２(a) の状態のとき、カバー部材６２の上面により覆われるようになっているが、これに限らず圧力制御室３７に開放されるようになっていてもよい。
【００３７】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００３８】
先ず、図１の状態すなわち図２(a) の状態（電磁ソレノイド５０の通電オフの状態）では、前述したように、リリーフ弁４７がリリーフ穴４６を閉じているので、圧力制御室３７内の燃圧およびバネ５５によるニードル弁３６の下降力が、ニードル弁３６の先端側の受圧部６０の燃圧によるニードル弁３６の上昇力よりも大きくなり、ニードル弁３６が下降する。よって、ニードル弁３６の円錐部５８がシート部５７に着座し、噴孔５９が塞がれ、燃料の噴射は行われない。
【００３９】
その状態で電磁ソレノイド５０が通電オンされると、リリーフ弁４７が引上げられてリリーフ穴４６が開放され、図２(a) に示すように、圧力制御室３７内の燃圧がカバー部材６２内に形成された排出通路６９を通ってリリーフ通路４５に解放（リリーフ）される。すると、ニードル弁３６の先端側の受圧部６０の燃圧によるニードル弁３６の上昇力が、バネ５５によるニードル弁３６の下降力よりも大きくなり、ニードル弁３６が上昇する。よって、ニードル弁３６の円錐部５８がシート部５７から離間し、ニードル弁３６の括れ部６１と穴３９との間に蓄えられていた燃料の一部が噴孔５９から高圧で噴射される。
【００４０】
このように、ニードル弁３６がリフトするとき、本実施形態では、図２(b) に示すように、カバー部材６２がストッパ部材６５に当接して上昇位置が制限されているので、そのカバー部材６２に対してニードル弁３６が上昇することになり、カバー部材６２とニードル弁３６との間に形成されたダンピング室６３内の燃料が圧縮され、かかる燃料がリーク通路６４を通って徐々にリリーフ通路４５にリークしつつ、ニードル弁３６がリフトすることになる。この結果、ニードル弁３６のリフトがダンピングされ、図１に示す噴孔５９からの噴射率が抑えられる。
【００４１】
ここで、ダンピング室６３を構成するカバー部材６２の係合穴６７がニードル弁３６の凸部６６に軸方向にスライド自在に装着されているので、係合穴６７と凸部６６とがニードル弁３６の昇降を案内するガイド部材を構成することとなり、カバー部材６２とニードル弁３６とのガタツキ（振らつき）が抑えられる。また、カバー部材６２は、図２(a) においては、その上面がストッパ部材６５（挿入部材４１の下端面部４２）にバネ６８で当接され、安定した状態となっている。よって、図２(a) においてストッパ部材６５に安定して押し付けられたカバー部材６２が、図２(b) にかけてガタツク（振らつく）ことなくニードル弁３６の上昇を許容するこことなり、ダンピング室６３内の燃料は、確実にリーク通路６４を通って絞られつつリークする。
【００４２】
また、本実施形態によれば、ニードル弁３６のリフトをダンピングするダンピング室６３を、ニードル弁３６の昇降を制御する圧力制御室３７とは別個に設けたので、圧力制御室３７の燃圧の昇降およびダンピング室６３のリークが独立して安定的に行われることになり、圧力制御室３７内の圧力変動によってダンピングが不安定になることはなく、常に安定したダンピング効果が発揮される。すなわち、本実施形態においては、従来技術で説明した図１０に示すタイプ（圧力制御室１０にダンピング室の機能を兼用させたタイプ）のようにニードル弁１２の上昇時にリーク側１６と圧力制御室１０をシールすると共にニードル弁１２の下降時にそのシールを開放するシール部分（リリーフ弁１４とシート部２５と着座・離間部分）が必要なくなり、安定したダンピングを実現できる。この結果、噴孔５９からの噴射率を安定して抑える（ダンピングする）ことができる。
【００４３】
その後、噴孔５９からの噴射を終了させるべくニードル弁３６を下降させるときは、図１に示す電磁ソレノイド５０を再び通電オフする。すると、噴孔５９からの噴射によってニードル弁３６の先端側の受圧部６０の燃圧が下がっているため、その燃圧によるニードル弁３６の上昇力が、バネ５５によるニードル弁３６の下降力よりも小さくなり、図２(c) に示すように、ニードル弁３６が下降する。よって、ニードル弁３６の先端の円錐部５８がシート部５７に着座し、噴孔５９が塞がれ、燃料の噴射が終了する。かかるニードル弁３６の下降時、ダンピング室６３によるダンピング機能が発揮されないため、ニードル弁３６は素早く下降する。よって、ニードル弁３６の先端の円錐部５８が素早くシート部５７に着座し、噴孔５９からの燃料噴射の切れは良好となる。
【００４４】
詳しくは、図２(b) から図２(c) にかけては、前段で述べたようにニードル弁３６が下降すると同時に、カバー部材６２が中間通路４４からの燃圧によって下方に押されて下降する。何故なら、図２(b) においては、圧力制御室３７内の燃料が排出通路６９を介してリリーフ通路４５側に逃がされるため、圧力制御室３７内の燃圧が中間通路４４側の燃圧よりも低くなるからである。こうしてカバー部材６２が下降するので、圧力制御室３７内には、中間通路４４からの燃料が満たされる。そして、圧力制御室３７内の燃圧が中間通路４４側の燃圧と等しくなるまで上昇すると、皿バネ６８によってカバー部材６２が押し上げられてストッパ部材６５に押し付けられ、図２(a) の状態に戻り、ダンピング室６３に燃料が再び充満する。そして、以降、図２(a),(b),(c) の作動が繰り返される。
【００４５】
変形実施形態を図３(a),(b),(c) に示す。
【００４６】
このニードル弁のリフトダンパは、前実施形態と同様に図１に示すインジェクタ８ｂに備えられ、図３に示すように、ニードル弁３６にスライド自在に装着されたカバー部材７０と、カバー部材７０とニードル弁３６との間に形成され燃料が充満されるダンピング室７１と、ダンピング室７１内の燃料を絞って室外にリークするリーク通路７２と、カバー部材７０の上方に配置されカバー部材７０の上昇位置を制限するストッパ部材６５とを備えている。
【００４７】
図３に示すように、上記カバー部材７０は、円筒体または角筒体からなり、中間部に仕切り板７３を有し、上部に窪み部７４を有し、下部に係合穴７５を有している。かかるカバー部材７０は、その係合穴７５がニードル弁３６の頂部に形成された凸部７６に軸方向にスライド自在に被嵌され、圧力制御室３７内に収容されている。凸部７６は、係合穴７５の形状に合わせて円柱状または角柱状に形成されている。係合穴７５と凸部７６との隙間は、カバー部材７０がスライド自在の範囲で可及的に小さく設定されることが望ましい。ダンピング室７１内の燃料をリーク通路７２からのみ流出させるためである。
【００４８】
上記ダンピング室７１は、仕切り板７３の下面と係合穴７５の側面と凸部７６の上面とから、区画形成される。上記リーク通路７２は、仕切り板７３を上下に貫通させて、ダンピング室７１とリリーフ通路４５とを連通するように形成されている。上記ストッパ部材６５は、圧力制御室３７の天井部、すなわち挿入部材４１の下端面部４２から構成されている。よって、カバー部材７０の上昇は、カバー部材７０の上面が圧力制御室３７の天井部（ストッパ部材６５）に当接することで、その上昇位置が制限される。
【００４９】
凸部７６には、カバー部材７０を上方に付勢するコイルバネ７７が装着されている。バネ７７は、図３(a) に示すように、凸部７６に挿通されて装着され、カバー部材７０を上方に押し上げてストッパ部材６５に押し付け、ダンピング室７１を広げた状態にする。この図３(a) の状態のとき、ニードル弁３６は、図１に示すように、その先端の円錐部５８がシート部５７に着座した状態となっている。よって、ニードル弁３６の最大昇降ストロークは、図３(a) におけるダンピング室７１の高さＨと一致する。
【００５０】
また、カバー部材７０の内部には、圧力制御室３７と窪み部７４（リリーフ通路４５）とを連通する排出通路７８が形成されている。排出通路７８は、カバー部材７０の上部側面に、カバー部材７０の周方向に所定間隔を隔てて複数形成されている。これにより、圧力制御室３７内の燃料は、排出通路７８を通って窪み部７４およびリリーフ通路４５にリリーフされる。なお、図例では、中間通路４４の出口は、図３(a) の状態のとき、カバー部材７０の上面により覆われるようになっているが、これに限らず圧力制御室３７に開放されるようになっていてもよい。
【００５１】
かかる図３に示す変形実施形態の作用は、前述した図２に示す前実施形態と同様であるので、以下に簡単に説明する。
【００５２】
先ず、図１の電磁ソレノイド５０が通電オフのとき、リリーフ弁４７がリリーフ穴４６を塞ぐので圧力制御室３７内の燃圧が保持され、図３(a) に示すようにニードル弁３６が下降した状態となる。その状態で、電磁ソレノイド５０が通電オンされると、リリーフ弁４７がリリーフ穴４６を開放するので圧力制御室３７内の燃圧が排出通路７８を通ってリリーフ通路４５側にリリーフされ、図３(b) に示すように、ニードル弁３６が上昇する。このとき、ダンピング室７１内の燃料が圧縮されつつリーク通路７２からリークするので、ニードル弁３６のリフトがダンピングされる。
【００５３】
ここで、ダンピング室７１を構成するカバー部材７０の係合穴７５がニードル弁３６の凸部７６に軸方向にスライド自在に装着されているので、係合穴７５と凸部７６とが昇降するニードル弁３６のガイド部材を構成することとなり、カバー部材７０とニードル弁３６とのガタツキ（振らつき）が抑えられる。また、カバー部材７０は、その上面がストッパ部材６５（挿入部材４１の下端面部４２）にバネ７７で押圧され、安定した状態となっている。よって、ダンピング室７１内の燃料は、ニードル弁３６の上昇時に確実にリーク通路７２を通って絞られつつリークする。また、ダンピング室７１は圧力制御室３７と別個に設けられている。従って、常に安定したダンピング効果が発揮され、図１に示す噴孔５９からの噴射率を安定して抑えることができる。
【００５４】
その後、噴孔５９からの噴射を終了させるべくニードル弁３６を下降させるときは、図１に示す電磁ソレノイド５０を再び通電オフする。すると、噴孔５９からの噴射によってニードル弁３６の先端側の受圧部６０の燃圧が下がっているため、その燃圧によるニードル弁３６の上昇力がバネ５５によるニードル弁３６の下降力よりも小さくなり、図３(c) に示すように、ニードル弁３６が下降する。かかるニードル弁３６の下降時、ダンピング室７１によるダンピング機能が発揮されないため、ニードル弁３６は素早く下降する。よって、ニードル弁３６の先端の円錐部５８が素早くシート部５７に着座し、噴孔５９からの燃料噴射の切れは良好となる。
【００５５】
詳しくは、図３(b) から図３(c) にかけては、前段で述べたようにニードル弁３６が下降すると同時に、カバー部材７０が中間通路４４からの燃圧によって下方に押されて下降する。何故なら、図３(b) においては、圧力制御室３７内の燃料が排出通路７８を介してリリーフ通路４５側に逃がされるため、圧力制御室３７内の燃圧が中間通路４４側の燃圧よりも低くなるからである。こうしてカバー部材７０が下降するので、圧力制御室３７内には、中間通路４４からの燃料が満たされる。そして、圧力制御室３７内の燃圧が中間通路４４側の燃圧と等しくなるまで上昇すると、バネ７７によってカバー部材７０が押し上げられてストッパ部材６５に押し付けられ、図３(a) の状態に戻り、ダンピング室７１に燃料が再び充満する。そして、以降、図３(a),(b),(c) の作動が繰り返される。
【００５６】
さらに別の実施形態を図４乃至図７に示す。
【００５７】
図４は本実施形態に係るニードル弁３６のリフトダンパーが内蔵されたインジェクタ８ｃの概要図であり、図５乃至図７は上記リフトダンパーの作動を示す説明図である。図４に示すインジェクタ８ｃは、基本的には前述した図１に示すインジェクタ８ｂと同様の構成であるため、同一の構成部分には同一の符号を伏してその説明を省略し、相違点のみを説明する。インジェクタ８ｃのニードル弁３６の中腹部３６ａには、図５にも示すように、小径部８０と中径部８１と大径部８２とが形成されている。小径部８０と中径部８１との段差部８３には、バネ８４のリテーナとして小径部８０に挿通された鍔部８５が、突き当てられている。
【００５８】
かかるインジェクタ８ｃに内蔵されるリフトダンパは、図５にも示すように、ニードル弁３６の中径部８１に軸方向にスライド自在に装着されたカバー部材８６を有する。カバー部材８６は、中径部８１にスライド自在に被嵌される内径を有する筒体部８６ａと、筒体部８６ａの上部に一体的に形成され中径部８１から所定間隙Ｌが隔てられる内径を有する蓋部８６ｂとからなる。カバー部材８６は、ノズルボディ３０内に形成された収納穴８７に収容される。収納穴８７とカバー部材８６との間には、燃料の通路８８が形成されている。
【００５９】
カバー部材８６とニードル弁３６（中径部８１）との間には、燃料が充満されるダンピング室８９が形成される。ダンピング室８９は、筒体部８６ａの内面と蓋部８６ｂの下面と大径部８２の上面と中径部８１の側面とにより、区画形成される。ダンピング室８９には、上記間隙Ｌから燃料が充満される。また、上記隙間Ｌは、ダンピング室８９内の燃料を絞って室外にリークするリーク通路ともなる。
【００６０】
カバー部材８６の上方には、カバー部材８６の上昇位置を制限するストッパ部材９０が設けられている。ストッパ部材９０は、カバー部材８６の収納穴８７とその上方の鍔部材８５の収納穴９１との段差部９２に、コーン状に形成されている。コーン状のストッパ部材９０は、カバー部材８６がそのストッパ部材９０に着座したとき、ニードル弁３６の軸芯をノズルボディ３０の軸芯に一致させる。ストッパ部材９０には、カバー部材８６がストッパ部材９０に着座したとき、燃料の上方から下方またはその逆の流れを確保するための溝部９３が形成されている。
【００６１】
ダンピング室８９内には、カバー部材８６を上方に押し上げてストッパ部材９０に押し付けるためのコイルバネ９４が収容されている。バネ９４は、中径部８１に挿通されて、その上端が蓋部材８６ｂに当接し、下端が大径部８２に当接し、図５の状態においてはニードル弁３６を下方に押し下げている。また、この図５の状態のとき、ニードル弁３６は、図１に示すように、その先端部の円錐部５８がシート部５７に着座した状態となっている。
【００６２】
かかる図４乃至図７に示す変形実施形態の作用は、前述した図２または図３に示す実施形態と基本的には同様であるので、以下に簡単に説明する。
【００６３】
先ず、図４の電磁ソレノイド５０が通電オフのとき、リリーフ弁４７がリリーフ穴４６を塞ぐので圧力制御室３７内の燃圧が保持され、その燃圧およびバネ８４によるニードル弁３６の下降力がニードル弁３６の先端側の受圧部６０の燃圧によるニードル弁３６の上昇力よりも大きくなり、図４乃至図５に示すようにニードル弁３６が下降する。よって、ニードル弁３６の先端の円錐部５８がシート部５７に着座し、インジェクタ８ｃの噴孔５９が塞がれ、燃料の噴射は行われない。
【００６４】
そして、その状態で電磁ソレノイド５０が通電オンされると、リリーフ弁４７がリリーフ穴４６を開放するので圧力制御室３７内の燃圧がリリーフ通路４５を通ってリリーフされ、ニードル弁３６の先端側の受圧部６０の燃圧によるニードル弁３６の上昇力がバネ８４によるニードル弁３６の下降力よりも大きくなり、図６に示すようにニードル弁３６が上昇する。よって、ニードル弁３６の先端の円錐部５８がシート部５７から離間し、噴孔５９から燃料が高圧で噴射される。かかるニードル弁３６の上昇時、図５乃至図６に示すダンピング室８９内の燃料が圧縮されつつリーク通路（隙間Ｌ）からリークするので、ニードル弁３６のリフトがダンピングされる。よって、噴孔５９からの噴射率が抑えられる。
【００６５】
ここで、ダンピング室８９を構成するカバー部材８６の筒体部８６ｂがニードル弁３６の大径部８２に軸方向にスライド自在に装着されているので、筒体部８６ａと大径部８２とが昇降するニードル弁３６のガイド部材を構成することとなり、カバー部材８６とニードル弁３６とのガタツキ（振らつき）が抑えられる。よって、ダンピング室８９内の燃料は、確実にリーク通路Ｌを通って絞られつつリークする。また、ダンピング室８９は圧力制御室３７と別個に設けられている。従って、常に安定したダンピング効果が発揮され、噴孔５９からの噴射率を安定して抑えることができる。
【００６６】
その後、噴孔５９からの噴射を終了させるべくニードル弁３６を下降させるときは、図４に示す電磁ソレノイド５０を再び通電オフする。すると、噴孔５９からの噴射によってニードル弁３６の先端側の受圧部６０の燃圧が下がっているため、その燃圧によるニードル弁３６の上昇力がバネ８４によるニードル弁３６の下降力よりも小さくなり、図７に示すように、ニードル弁３６が下降する。かかるニードル弁３６の下降時、ダンピング室８９によるダンピング機構が発揮されないため、ニードル弁３６は素早く下降する。よって、ニードル弁３６の先端の円錐部５８がシート部５７に素早く着座し、噴孔５９からの燃料噴射の切れは良好となる。
【００６７】
詳しくは、図６から図７にかけては、前段で述べたようにニードル弁３６が下降すると同時に、カバー部材８６も下降する。何故なら、カバー部材８６の上方域９５は図４に示す第２通路３２から供給された燃料によって高い燃圧となっているのに対し、カバー部材８６の下方域９６は噴孔５９からの燃料噴射によって燃圧が低くなっているため、かかる燃圧差によってカバー部材８６が下降するのである。そして、上記下方域９６の燃圧が上方域９５の燃圧と等しくなるまで上昇すると、バネ９４によってカバー部材８６が押し上げられてストッパ部材９０に押し付けられ、図５の状態に戻り、ダンピング室８９に燃料が充満する。そして、以降、図５、図６、図７の作動が繰り返される。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかるニードル弁のリフトダンパによれば、常に安定したダンピング効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すニードル弁のリフトダンパーが内蔵されたインジェクタの概要図である。
【図２】上記リフトダンパーの作動を示す説明図である。
【図３】変形実施形態としてのリフトダンパーの作動を示す説明図である。
【図４】更に別の実施形態に係るニードル弁のリフトダンパーが内蔵されたインジェクタの概要図である。
【図５】上記リフトダンパーの拡大図である。
【図６】上記リフトダンパーの作動を示す拡大図である。
【図７】上記リフトダンパーの作動を示す拡大図である。
【図８】コモンレール式の燃料噴射システムの概要図である。
【図９】上記燃料噴射システムに用いられるインジェクタの概要図である。
【図１０】従来例を示すニードル弁のリフトダンパーの概要図である。
【符号の説明】
８ｂ インジェクタ
３６ ニードル弁
３７ 圧力制御室
６２ カバー部材
６３ ダンピング室
６４ リーク通路
６５ ストッパ部材

Claims (1)

1. ニードル弁を、ノズルボディに形成された収容穴に、軸方向にスライド自在にかつその収容穴との間に燃料通路をなす隙間が形成されるよう収容すると共に、圧力制御室内の燃圧を受けて押し下げられている上記ニードル弁を、前記燃圧をリリーフすることによりリフトさせるインジェクタに、ニードル弁のリフトをダンピングすべく設けられるニードル弁のリフトダンパーであって、
   上記ニードル弁に軸方向にスライド自在に装着されたカバー部材と、該カバー部材とニードル弁との間に形成され燃料が充満されるダンピング室と、該ダンピング室内の燃料を絞って室外にリークするリーク通路と、上記カバー部材の上方に配置されカバー部材の上昇位置を制限するストッパ部材と、上記ダンピング室内に収容され、上記カバー部材を上方に押し上げて上記ストッパ部材に押し付けるためのバネとを備え、
   上記ニードル弁の中腹部に、中径部と大径部とが形成され、上記カバー部材が、上記ノズルボディに形成された収納穴にその収納穴との間に燃料の通路が形成されるよう収容されると共に、上記ニードル弁の中腹部の大径部と密接するようかつ中径部と間隔を隔てるよう被嵌され、上記ダンピング室が、中腹部の中径部とカバー部材との間に形成され、上記リーク通路が、中腹部の中径部とカバー部材との隙間からなり、上記バネが、上記ニードル弁の中腹部の中径部に挿通されて、その上端が上記カバー部材に当接し、下端が上記ニードル弁の中腹部の大径部に当接することを特徴とするニードル弁のリフトダンパー。

Images