特許 5924771 燃料噴射弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5924771

(24)【登録日】2016年4月28日

(45)【発行日】2016年5月25日

(54)【発明の名称】燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/06 20060101AFI20160516BHJP

   F02M 21/02 20060101ALI20160516BHJP

【ＦＩ】

   F02M51/06 A

   F02M51/06 D

   F02M21/02 S

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-209246(P2012-209246)

(22)【出願日】2012年9月24日

(65)【公開番号】特開2014-62525(P2014-62525A)

(43)【公開日】2014年4月10日

【審査請求日】2015年6月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000141901

【氏名又は名称】株式会社ケーヒン

(74)【代理人】

【識別番号】100071870

【弁理士】

【氏名又は名称】落合 健

(74)【代理人】

【識別番号】100097618

【弁理士】

【氏名又は名称】仁木 一明

(74)【代理人】

【識別番号】100152227

【弁理士】

【氏名又は名称】▲ぬで▼島 愼二

(72)【発明者】

【氏名】本荘 拓也

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０２２７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３０３６８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ２１／０２、５１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁座（７）及びノズル孔（９）を有するノズル部材（２）と，このノズル部材（２）の後端に連設される筒状の弁ハウジング（３）と，この弁ハウジング（３）の後端に連設される中空の固定コア（５）と，この固定コア（５）の後端に連設される燃料入口筒（６）と，前記固定コア（５）内に配設，固定され，前記燃料入口筒（６）内を前記弁ハウジング（３）内に連通する中央燃料通路（５０）となる中空部を有するスプリングリテーナ（３６）と，前記弁ハウジング（３）内に収容され，前記弁座（７）と協働して前記ノズル孔（９）を開閉する弁体（１３）と，この弁体（１３）の後端に連設されて，前記固定コア（５）前端の吸引面（５ｂ）に対向する可動コア（１２）と，前記スプリングリテーナ（３６）前端の後部スプリング座（３５）と前記可動コア（１２）の前部スプリング座（３４）との間に縮設されて前記弁体（１３）を前記弁座（７）側に付勢する戻しスプリング（３３）と，前記固定コア（５）を囲繞するように配設され，通電時，発生磁力により前記可動コア（１２）を前記固定コア（５）に吸引させて前記弁体（１３）を前記弁座（７）から離座させるコイル（２２）とを備えてなる燃料噴射弁において，
前記スプリングリテーナ（３６）と前記固定コア（５）との間に，前記中央燃料通路（５０）と並列して前記燃料入口筒（６）内を前記弁ハウジング（３）内に連通する外側燃料通路（５１）を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項2】

請求項１記載の燃料噴射弁において，
前記固定コア（５）の内周面に嵌合固定されるスリーブ（３８）の内周面に前記スプリングリテーナ（３６）を嵌合固定し，前記スリーブ（３８）の外周面に前記外側燃料通路（５１）を溝状に形成したことを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項3】

請求項２記載の燃料噴射弁において，
前記スリーブ（３８）の前端部を前記スプリングリテーナ（３６）の前端より前方へ突出させ，このスリーブ（３８）の前端部内に，前記戻しスプリング（３３）の後端部を，その横振れを規制するように受容させたことを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項4】

請求項１記載の燃料噴射弁において，
前記固定コア（５）の内周面に前記スプリングリテーナ（３６）を嵌合固定し，これら固定コア（５）及びスプリングリテーナ（３６）の嵌合面の少なくとも一方に前記外側燃料通路（５１）を溝状に形成したことを特徴とする燃料噴射弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，弁座及びノズル孔を有するノズル部材と，このノズル部材の後端に連設される筒状の弁ハウジングと，この弁ハウジングの後端に連設される中空の固定コアと，この固定コアの後端に連設される燃料入口筒と，前記固定コア内に配設，固定され，前記燃料入口筒内を前記弁ハウジング内に連通する燃料通路となる中空部を有するスプリングリテーナと，前記弁ハウジング内に収容され，前記弁座と協働して前記ノズル孔を開閉する弁体と，この弁体の後端に連設されて，前記固定コア前端の吸引面に対向する可動コアと，前記スプリングリテーナ前端の後部スプリング座と前記可動コアの前部スプリング座との間に縮設されて前記弁体を前記弁座側に付勢する戻しスプリングと，前記固定コアを囲繞するように配設され，通電時，発生磁力により前記可動コアを前記固定コアに吸引させて前記弁体を前記弁座から離座させるコイルとを備えてなる燃料噴射弁の改良に関する。

【背景技術】

【0002】

かゝる燃料噴射弁は，下記特許文献１に開示されるように既に知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−３０３６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

かゝる燃料噴射弁では，エンジンの高出力化に伴ない，開弁時の燃料流量増の要請があり，それに応える一手段として，固定コアの中空部に圧入固定され，内部が燃料通路となる円筒状のスプリングリテーナの大径化が考えられる。しかしながら，スプリングリテーナは，その前端面で戻しスプリングの後端面を支承するものであり，また戻しスプリングは，弁体の所定の閉弁荷重を考慮して，その外径等が決定されるので，戻しスプリングの外径は，徒に変更することができない。したがって，スプリングリテーナのみを大径化すれば，スプリングリテーナの戻しスプリングに対するスプリング座機能が失われることになる。

【0005】

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，スプリングリテーナの戻しスプリングに対するスプリング座機能を失うことなく，スプリングリテーナ内を含む固定コア内部の燃料通路断面積の拡大を可能にして，開弁時の燃料流量増の要請に応えるようにした前記燃料噴射弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために，本発明は，弁座及びノズル孔を有するノズル部材と，このノズル部材の後端に連設される筒状の弁ハウジングと，この弁ハウジングの後端に連設される中空の固定コアと，この固定コアの後端に連設される燃料入口筒と，前記固定コア内に配設，固定され，前記燃料入口筒内を前記弁ハウジング内に連通する中央燃料通路となる中空部を有するスプリングリテーナと，前記弁ハウジング内に収容され，前記弁座と協働して前記ノズル孔を開閉する弁体と，この弁体の後端に連設されて，前記固定コア前端の吸引面に対向する可動コアと，前記スプリングリテーナ前端の後部スプリング座と前記可動コアの前部スプリング座との間に縮設されて前記弁体を前記弁座側に付勢する戻しスプリングと，前記固定コアを囲繞するように配設され，通電時，発生磁力により前記可動コアを前記固定コアに吸引させて前記弁体を前記弁座から離座させるコイルとを備えてなる燃料噴射弁において，前記スプリングリテーナと前記固定コアとの間に，前記中央燃料通路と並列して前記燃料入口筒内を前記弁ハウジング内に連通する外側燃料通路を設けたことを第１の特徴とする。

【0007】

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記固定コアの内周面に嵌合固定されるスリーブの内周面に前記スプリングリテーナを嵌合固定し，前記スリーブの外周面に前記外側燃料通路を溝状に形成したことを第２の特徴とする。

【0008】

さらに本発明は，第２の特徴に加えて，前記スリーブの前端部を前記スプリングリテーナの前端より前方へ突出させ，このスリーブの前端部内に，前記戻しスプリングの後端部を，その横振れを規制するように受容させたことを第３の特徴とする。

【0009】

さらにまた本発明は，第１の特徴に加えて，前記固定コアの内周面に前記スプリングリテーナを嵌合固定し，これら固定コア及びスプリングリテーナの嵌合面の少なくとも一方に前記外側燃料通路を溝状に形成したことを第４の特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の第１の特徴によれば，スプリングリテーナ周りの燃料通路の断面積は，スプリングリテーナ内の中央燃料通路の断面積に，スプリングリテーナ外側の外側燃料通路の断面積を加えた，拡大したものとなり，燃料の圧力損失を小さく抑えて，スプリングリテーナの内外で燃料の大流量の通過が可能になり，エンジンの高出力化に伴なう燃料流量増の要請に応えることができる。

【0011】

一方，スプリングリテーナは，従来通り，その前端の後部スプリング座により戻しスプリングの後端を支承するので，戻しスプリングの外径を変更する必要がないから，弁体の開閉特性の変化を回避し得る。

【0012】

本発明の第２の特徴によれば，固定コアの内周面に嵌合固定されるスリーブの内周面にスプリングリテーナを嵌合固定し，スリーブの外周面に外側燃料通路を溝状に形成したことで，溝状の外側燃料通路付きのスリーブは容易に成形することができ，生産性が良好となる。

【0013】

本発明の第３の特徴によれば，スリーブの前端部をスプリングリテーナの前端より前方へ突出させ，このスリーブの前端部内に，戻しスプリングの後端部を，その横振れを規制するように受容させたことで，スリーブの前端部により，戻しスプリングの後部スプリング座からのずれを防ぎ，戻しスプリングの作動の安定化を図ることができる。また戻しスプリングの後端部を高剛性とすべく密着巻きとする場合でも，その密着巻きの後端部は，スリーブの内側，即ち外側燃料通路の内側に配置されることになるから，外側燃料通路からの燃料の流出を阻害せず，燃料の圧力損失を抑えることができる。

【0014】

本発明の第４の特徴によれば，固定コアの内周面にスプリングリテーナを嵌合固定し，これら固定コア及びスプリングリテーナの嵌合面の少なくとも一方に前記外側燃料通路を溝状に形成したので，簡単な構造により前記外側燃料通路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係るガス燃料用噴射弁の縦断面図。

【図2A】図１の２Ａ部拡大図。

【図2B】図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線断面図。

【図3A】本発明の第２実施形態を示す，図２Ａとの対応図。

【図3B】図３Ａの３Ｂ−３Ｂ線断面図。

【図4A】本発明の第３実施形態を示す，図２Ａとの対応図。

【図4B】図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

【0017】

先ず，図１〜図２Ｂに示す本発明の第１実施形態の説明より始める。

【0018】

図１において，ガス燃料用噴射弁Ｉは，エンジンの吸気管Ｅの管壁に設けられる取り付け孔Ｅａに前端部が装着され，エンジンの吸気行程時，ガス燃料を吸気管Ｅ内に噴射する。この噴射弁Ｉの弁ボディ１は，円筒状のノズル部材２と，このノズル部材２の後端のフランジ部２ａの外周面に前端部が嵌合及び溶接により結合される，磁性体よりなる中空円筒状で内部をガス燃料通路とする弁ハウジング３と，この弁ハウジング３の後端に非磁性円筒体４を介して一体的に連設される中空円筒状の固定コア５と，この固定コア５の後端に一体に連設される中空円筒状の燃料入口筒６とよりなっており，この燃料入口筒６の中空部６ａの入口に燃料フィルタ３９が装着される。固定コア５は，その内径が弁ハウジング３の内径より小となるように形成されていて，前端の吸引面５ｂが弁ハウジング３の後述する弁プランジャ１０に対向するようになっている。

【0019】

ノズル部材２には，弁ハウジング３内に臨む平坦な弁座７と，この中心部を貫通する漏斗状の弁孔８と，この弁孔８の小径出口に連なるノズル孔９とが設けられる。ノズル部材２及び弁ハウジング３間には，前記弁座７の位置を調整する環状のシム１１が介装される。

【0020】

弁ハウジング３の内周面は摺動案内面３ａとされ，この摺動案内面３ａには弁プランジャ１０が摺動自在に嵌装される。この弁プランジャ１０は，前記固定コア５前端の吸引面５ｂに後端面を対向させて摺動案内面３ａに摺動自在に嵌合する円筒状の可動コア１２と，この可動コア１２の前端に一体に連設される，それより小径で円筒状の弁体１３とで構成され，その弁体１３の前端面には，前記弁座７に着座し得るゴム製の着座部材１７が焼き付けにより付設される。また弁体１３の外周面には，前記摺動案内面３ａに摺動自在に嵌合されるジャーナル部１３ａが一体に形成される。而して，固定コア５及び可動コア１２の対向面間には，着座部材１７の弁座７への着座時，弁体１３の開弁ストロークに相当する所定の間隙が設定される。

【0021】

弁ハウジング３の可動コア１２が嵌合する領域から固定コア５に亙り，それらを囲繞するコイル組立体２０が配設される。このコイル組立体２０は，弁ハウジング３，非磁性円筒体４及び固定コア５の外周に嵌合するボビン２１と，このボビン２１の外周に巻装されるコイル２２とで構成され，このコイル組立体２０の外周には，これを覆う磁性体のコイルハウジング２３が配設される。

【0022】

固定コア５には，その外周面より突出してボビン２１の後端面を支承するヨークフランジ２４が一体に形成され，このヨークフランジ２４の外周面にコイルハウジング２３の後端部が嵌合される。またコイルハウジング２３の前端部には，ボビン２１の前端面に当接する環状端壁２３ａと，この環状端壁２３ａの内周端より前方に突出して弁ハウジング３の外周面に嵌合して固着される円筒部２３ｂとが一体に形成される。こうしてコイル組立体２０及びコイルハウジング２３は弁ボディ１に取り付けられる。そして，コイルハウジング２３及び燃料入口筒６の外周面には，それらを連続的に被覆する樹脂モールド層２６が形成され，この樹脂モールド層２６には，その一側方に突出して，コイル２２に連なる通電用端子２７を保持するカプラ２８が一体成形される。

【0023】

弁プランジャ１０には，可動コア１２の後端面から始まり，その前端面手前で終わる大径縦孔３０と，この大径縦孔３０の底面から始まり弁体１３の前端面手前で終わる有底の小径縦孔３１と，この小径縦孔３１をジャーナル部１３ａより前方の弁体１３の前端部外周面に開放する複数の横孔３２，３２…とが設けられる。

【0024】

上記大径縦孔３０及び小径縦孔３１間に形成される後向きの環状段部は，前部スプリング座３４とされる。また固定コア５の中空部５ａの中心部には中空円筒状のスプリングリテーナ３６が配設，固定され，このスプリングリテーナ３６の前端面が，上記前部スプリング座３４と対向する後部スプリング座３５とされ，これら前部及び後部スプリング座３４，３５間には，大径縦孔３０に収容されて弁体１３を弁座７側へ付勢する戻しスプリング３３が縮設される。

【0025】

図１〜図２Ｂに示すように，固定コア５の中空部５ａは，上記大径縦孔３０と略同径で，それと同軸上に並ぶスプリングガイド孔５ａ１と，このスプリングガイド孔５ａ１の後端にテーパ部５ａ３を介して連なる，スプリングガイド孔５ａ１より大径の取り付け孔５ａ２とで構成され，その取り付け孔５ａ２の後端に前記燃料入口筒６の中空部６ａが連なっている。スプリングガイド孔５ａ１は，戻しスプリング３３を収容してその横振れを規制するようになっている。

【0026】

取り付け孔５ａ２の内周面にはスリーブ３８が圧入固定され，このスリーブ３８の中空部３８ａにスプリングリテーナ３６が，その前端の後部スプリング座３５で戻しスプリング３３の後端を支承しながら圧入固定される。その際，スプリングリテーナ３６の圧入深さの大小によって戻しスプリング３３のセット荷重が調整される。

【0027】

スプリングリテーナ３６の周壁には，軸方向に延び一条のスリット３７が設けられ，これによりスプリングリテーナ３６は弾性的に縮径が可能になっている。このスプリングリテーナ３６の外径は，スリーブ３８の中空部３６への圧入代を考慮して，自由状態でスリーブ３８の内径より大径に設定される。

【0028】

このスプリングリテーナ３６の中空部によって，燃料入口筒６内をスプリングガイド孔５ａ１に連通する中央燃料通路５０が構成される。スプリングガイド孔５ａ１は，弁プランジャ１０の大径縦孔３０，小径縦孔３１及び横孔３２を介して弁ハウジング３内と連通するので，結局，中央燃料通路５０は，燃料入口筒６内を弁ハウジング３内に連通させることになる。

【0029】

スリーブ３８の外周には，その軸方向に延びる複数条の外側燃料通路５１，５１…が溝状に形成され，これら外側燃料通路５１，５１…は，中央燃料通路５０と並列して，燃料入口筒６内をスプリングガイド孔５ａ１に連通させる。

【0030】

スリーブ３８は，その内径がスプリングガイド孔５ａ１と略同径になるように構成される。そして，このスリーブ３８は，その前端部がスプリングリテーナ３６の前端，即ち後部スプリング座３５より前方へ突出するように配置される。したがって，スリーブ３８の前端部の内周面は，後部スプリング座３５に支承される戻しスプリング３３の後端部３３ａを受容してその横振れを規制するスプリングガイド部の役割を果たすことになる。

【0031】

再び図１において，ノズル部材２の外周には，環状の前部シール溝４０を画成する前後一対の合成樹脂製のリング部材４１，４２が嵌着され，前部シール溝４０には，ノズル部材２をエンジンの吸気管Ｅの取り付け孔Ｅａに挿入したとき，その内周面に密接する前部Ｏリング４３が装着される。

【0032】

また燃料入口筒６の後端部外周に環状の後部シール溝４５が形成され，この後部シール溝４５には，燃料入口筒６の外周に燃料分配管Ｄを嵌装したとき，その内周面に密接する後部Ｏリング４７が装着される。

【0033】

次に，この第１実施形態の作用について説明する。

【0034】

コイル２２の消磁状態では，弁プランジャ１０は，戻しスプリング３３のセット荷重により前方に押圧され，着座部材１７を弁座７に着座させている。

【0035】

コイル２２を通電により励起すると，それにより生ずる磁束がコイルハウジング２３，弁ハウジング３，可動コア１２，固定コア５，コイルハウジング２３を順次走り，固定コア５及び弁プランジャ１０間に発生する磁力により弁プランジャ１０が戻しスプリング３３のセット荷重に抗して固定コア５に吸引され，着座部材１７を弁座７から離座させ，弁孔８を開く。

【0036】

弁孔８が開くと，図示しないガス燃料タンクから燃料分配管Ｄに送られたガス燃料が，燃料入口筒６に流入して燃料フィルタ３９により濾過され，固定コア５の中空部５ａへと向かう。その中空部５ａでは，ガス燃料は，スプリングリテーナ３６の中空部，即ち中央燃料通路５０と，固定コア５及びスリーブ３８間に形成される複数条の外側燃料通路５１，５１…とに分流する。そして，テーパ部５ａ３で合流しながら，スプリングガイド孔５ａ１，弁プランジャ１０の大径縦孔３０，小径縦孔３１及び横孔３２，３２…を通過して弁ハウジング３内に移り，弁孔８を経て，ノズル孔９からエンジンの吸気管Ｅ内に噴射される。

【0037】

上記より明らかなように，スプリングリテーナ３６周りの燃料通路の断面積は，中央燃料通路５０の断面積と，複数の外側燃料通路５１，５１…の断面積との和となるので，ガス燃料の圧力損失を小さく抑えて，スプリングリテーナ３６の内外でガス燃料の大流量の通過が可能になり，エンジンの高出力化に伴なう燃料流量増の要請に応えることができる。

【0038】

しかも前記外側燃料通路５１，５１…は，内側でスプリングリテーナ３６を支持するスリーブ３８の，固定コア５の内周面に嵌合する外周面に溝状に形成されるので，溝状の外側燃料通路５１，５１…付きのスリーブ３８の成形は容易であり，生産性が良好となる。

【0039】

一方，スプリングリテーナ３６は，従来通り，その前端の後部スプリング座３５により戻しスプリング３３の後端を支承するので，戻しスプリング３３の外径を変更する必要がないから，弁体１３の開閉特性の変化を回避し得る。

【0040】

さらにスリーブ３８の前端部は，これをスプリングリテーナ３６の前端より前方へ突出させて，このスリーブ３８の前端部内に，戻しスプリング３３の後端部３３ａを，その横振れを規制するように受容させたので，戻しスプリング３３の後部スプリング座３５からのずれを防ぎ，戻しスプリング３３の作動の安定化を図ることができる。しかも戻しスプリング３３の後端部３３ａでは，後部スプリング座３５による支持を安定させるよう剛性を付与すべく，コイルを数巻き密着させているが，この密着巻きの後端部は，スリーブ３８の内側，即ち外側燃料通路５１，５１…の内側に配置されることになるから，外側燃料通路５１，５１…からテーパ部５ａ３へ向かうガス燃料の流れを阻害しない。

【0041】

次に，図３Ａ及び図３Ｂに示す本発明の第２実施形態について説明する。

【0042】

この第２実施形態は，前記第１実施形態中のスリーブ３８を廃止しながら，スプリングリテーナ３６の外周に複数条の外側燃料通路５１，５１…を形成するものである。具体的には，固定コア５の中空部５ａが，スプリングガイド孔５ａ１と，このスプリングガイド孔５ａ１の後端にテーパ部５ａ３を介して連なる，スプリングガイド孔５ａ１より若干大径の取り付け孔５ａ２（前記第１実施形態における取り付け孔５ａ２よりも小径）とで構成され，その取り付け孔５ａ２に，外周面に複数条の外側燃料通路５１，５１…を溝状に形成したスプリングリテーナ３６が圧入固定される。その他の構成は，第１実施形態と同様であるので，図３Ａ及び図３Ｂ中，第１実施形態に対応する部分には同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。

【0043】

この第２実施形態によれば，第１実施形態のスリーブ３８を用いることなく，スプリングリテーナ３６の内外に中央燃料通路５０及び外側燃料通路５１，５１…を形成することができる。したがって，構造の簡素化を図りつゝ，ガス燃料の圧力損失を小さく抑えて，スプリングリテーナ３６の内外でガス燃料の大流量の通過が可能になり，エンジンの高出力化に伴なう燃料流量増の要請に応えることができる。

【0044】

最後に，図４Ａ及び図４Ｂに示す本発明の第３実施形態について説明する。

【0045】

この第３実施形態は，固定コア５の中空部５ａの取り付け孔５ａ２の内周面に複数条の外側燃料通路５１，５１…を溝状に形成した点を除けば，前記第２実施形態と同様の構成であるので，図４Ａ及び図４Ｂ中，第２実施形態に対応する部分には同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。

【0046】

この第３実施形態によっても，第２実施形態と同様に，第１実施形態のスリーブ３８を用いることなく，スプリングリテーナ３６の内外に中央燃料通路５０及び外側燃料通路５１，５１…を形成することができる。したがって，構造の簡素化を図りつゝ，ガス燃料の圧力損失を小さく抑えて，スプリングリテーナ３６の内外でガス燃料の大流量の通過が可能になり，エンジンの高出力化に伴なう燃料流量増の要請に応えることができる。

【0047】

本発明は，上記各実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は，ガソリン等の液体燃料用の噴射弁にも適用することができる。

【符号の説明】

【0048】

Ｉ・・・・・燃料噴射弁（ガス燃料用噴射弁）
２・・・・・ノズル部材
３・・・・・弁ハウジング
５・・・・・固定コア
５ａ・・・・固定コアの中空部
５ａ１・・・スプリングガイド孔
５ａ２・・・取り付け孔
７・・・・・弁座
９・・・・・ノズル孔
１２・・・・可動コア
１３・・・・弁体
３３・・・・戻しスプリング
３４・・・・前部スプリング座
３５・・・・後部スプリング座
３６・・・・スプリングリテーナ
５０・・・・中央燃料通路
５１・・・・外側燃料通路

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】