JP2012122470A - Ｌｐｉ燃料システム用ソレノイドバルブ - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、ソレノイドコイルの発熱によって発生した気泡が車両の低速走行中の瞬間的な急加速によって燃料ポンプ側に流入する現象を無くし、これにより、燃料ポンプの燃料送出能力の低下を予防し、車両の走行状態を常に安定に維持できるＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブを提供する。
【解決手段】本発明のＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブは、ガスボンベ結合部と圧力バルブとの間に存在する隙間が外部に連結されることを遮断できるように圧力バルブの外周面のうちのガスボンベ結合部との連結部位に結合されて設置される気密維持部材と、気密維持部材と対面するガスボンベ結合部の先端に気密維持部材と接触するように一体に形成され、ガスボンベ結合部と気密維持部材との間の気密を強化させる気密強化部材とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、ＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブに係り、より詳しくは、低速走行中の瞬間的な急加速作動によって燃料ポンプに気泡が流入することを防止するＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブに関する。
一般的に、ＬＰＩ（ＬＰＩ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｒｏｐａｎｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）燃料システムとは、図１に示したとおり、ガスボンベ１に貯蔵されている液相の燃料を燃料ポンプ２でポンピングし、ポンピングされた燃料は圧力レギュレータなどを経てインジェクタ３から各気筒の燃焼室に噴射され、インジェクタ３から燃焼室に噴射されずに余った燃料はリターンバルブを経てガスボンベ１に再び戻るシステムであり、出力向上および排出ガスの減少などの効果を奏する（例えば特許文献１、２参照）。
通常、ＬＰＩ燃料システムを構成する燃料ポンプはガスボンベ内に設置されるが、その場合には燃料ポンプの保守および修理が容易ではないため、図１に示したとおり、ガスボンベ１の外部に燃料ポンプ２を設置する構成もある。
上記のようなガスボンベ１の外部に燃料ポンプ２が設置されたＬＰＩシステムでは、ガスボンベ１に貯蔵された燃料は、ソレノイドバルブ１０を通過した後に燃料ポンプ２に供給される。
ソレノイドバルブ１０は、図２および図３に示したとおり、工具取り付け部１１を中心に、一側にはプランジャーハウジング１２が形成され、他側にはガスボンベ結合部１３が形成される。プランジャーハウジング１２の中にはプランジャー１４が挿入設置され、ガスボンベ結合部１３の中には圧力バルブ１５が設置される。圧力バルブ１５の一端はプランジャー１４と連結され、他端はガスボンベ結合部１３を貫通して外部に突出した構成となる。
ここで、ガスボンベ結合部１３の外周面にはねじ山が加工されており、これにより、ガスボンベ結合部１３はガスボンベハウジング１ａとねじ結合方式で螺合される。
ガスボンベ結合部１３がガスボンベハウジング１ａに結合されると、ガスボンベ結合部１３を貫通して突出した圧力バルブ１５は、燃料吸入ポート２１および燃料排出ポート２２の間に位置される。
また、ソレノイドバルブ１０は、プランジャーハウジング１２内部にアーマチュア１６を結合する。プランジャー１４とアーマチュア１６との間には、プランジャー１４を弾力的に支持するスプリング１７が設置される。アーマチュア１６はプランジャーハウジング１２の外側に巻かれたソレノイドコイル１８を固定する役割も果たす。
また、工具取り付け部１１とガスボンベ結合部１３が連結する部位にはガスボンベハウジング１ａとの気密を維持するためのＯ−リング２３が設置され、圧力バルブ１５の先端部の外周面には燃料排出ポート２２との気密を維持するためのＯ−リング２４が設置される。
上記のとおり構成されたソレノイドバルブ１０は、エンジン作動時にバッテリから電源の供給を受け、燃料吸入ポート２１と燃料排出ポート２２が連通されるように常に開放された状態を維持する。
しかし、バッテリから電源の供給を受けて作動するソレノイドバルブ１０は、ソレノイドコイル１８の発熱温度が燃料の気化する温度より高いため、燃料が気化し、気泡２５が発生する。このように発生した気泡２５は図３に示したとおりプランジャーハウジング１２とプランジャー１４との間の隙間に存在する。
車両の低速走行時には、燃料の流速が遅いため、気泡２５は、プランジャーハウジング１２とプランジャー１４との間の隙間に留まり続け、燃料ポンプ２に流入することはないが、一定時間の低速走行中に瞬間的な急加速操作を行なった場合には、燃料の流速が急激に速くなり、気泡２５は、図４に示したとおり燃料排出ポート２２を通過して燃料ポンプ２に流入する。
燃料ポンプ２に気泡２５が流入すると、燃料ポンプ２は瞬間的に燃料を送出する能力を失い、これにより、インジェクタ３に燃料を円滑に供給できなくなり、走行が不安定になるという問題が発生する。
特開２００５−４２７００号公報 特表２００９−５３９０２２号公報
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ソレノイドコイルの発熱によって発生した気泡が車両の低速走行中の瞬間的な急加速によって燃料ポンプ側に流入する現象を無くし、これにより、燃料ポンプの燃料送出能力の低下を予防し、車両の走行状態を常に安定に維持できるＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブを提供することにある。
上記の目的を達成するためになされた本発明のＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブは、ガスボンベ結合部と圧力バルブとの間に存在する隙間が外部に連結されることを遮断できるように圧力バルブの外周面のうちのガスボンベ結合部との連結部位に結合されて設置される気密維持部材と、気密維持部材と対面するガスボンベ結合部の先端に気密維持部材と接触するように一体に形成され、ガスボンベ結合部と気密維持部材との間の気密を強化させる気密強化部材とを含むことを特徴とする。
ここで、気密維持部材は垂直部と水平部が一体に繋がった「Ｌ」字形の断面模様で形成された構造であり、気密強化部材は三角形の断面模様で形成された構造であることが好ましい。
気密維持部材において、垂直部の上端隅部はガスボンベ結合部の先端に備えられた内側傾斜面と接触するように設置され、水平部は気密強化部材の頂点と接するように設置されることが好ましい。
気密維持部材はゴムからなることが好ましく、特にゴム材質からなるＯ−リングであることが好ましく、気密強化部材はガスボンベ結合部と同一の材質からなることが好ましい。
本発明に係るＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブは、ソレノイドコイルの発熱によって発生した気泡が、車両の低速走行中の瞬間的な急加速によって燃料ポンプ側に流入する現象を、気密維持部材および気密強化部材を設置することによって遮断することができるため、気泡の燃料ポンプ側への流入を防止し、燃料ポンプの燃料送出能力の低下を予防することができ、インジェクタに燃料を円滑に供給することができるので車両を常に安定した状態で走行させることができる効果を有する。
ＬＰＩ燃料システムの概略的な構成図である。 ＬＰＩ燃料システムに用いられる従来のソレノイドバルブの斜視図である。 従来のソレノイドバルブがガスボンベハウジングに設置された状態の断面図である。 ソレノイドコイルの発熱によって発生した気泡が低速走行中の瞬間的な急加速によって燃料排出通路を通して燃料ポンプに流入される状態を示すための図である。 本発明により気密維持部材が備えられたソレノイドバルブの斜視図である。 本発明によるソレノイドバルブがガスボンベハウジングに設置された状態の断面図である。
以下、本発明の実施形態について添付した図面を参照にして詳細に説明する。
ＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブ１０は、図５および図６に示したとおり、工具取り付け部１１を中心に、一側にはプランジャーハウジング１２が形成され、他側にはガスボンベ結合部１３が形成される。プランジャーハウジング１２の中にはプランジャー１４が挿入設置され、ガスボンベ結合部１３の中には圧力バルブ１５が設置されており、圧力バルブ１５の一端はプランジャー１４と連結され、他端はガスボンベ結合部１３を貫通して外部に突出するように設置される。
ここで、ガスボンベ結合部１３の外周面にはねじ山が加工されており、これにより、ガスボンベ結合部１３はガスボンベハウジング１ａとねじ方式で結合される。
ガスボンベ結合部１３がガスボンベハウジング１ａに結合されると、ガスボンベ結合部１３を貫通して突出した圧力バルブ１５は、燃料吸入ポート２１および燃料排出ポート２２の間に位置する構造となる。
また、ソレノイドバルブ１０は、プランジャーハウジング１２内にアーマチュア１６を結合し、プランジャー１４とアーマチュア１６との間にプランジャー１４を弾力的に支持するスプリング１７を備える。アーマチュア１６は、プランジャーハウジング１２の外側に巻かれたソレノイドコイル１８を固定させる役割もする。
また、工具取り付け部１１とガスボンベ結合部１３が連結される部位にはガスボンベハウジング１ａとの気密を維持するためのＯ−リング２３が設置され、さらに、圧力バルブ１５の先端部の外周面には燃料排出ポート２２との気密を維持するためのＯ−リング２４が設置される。
一方、本発明によるソレノイドバルブ１０は、ガスボンベ結合部１３と圧力バルブ１５との間に存在する隙間と外部とが連通されることを遮断するために、圧力バルブ１５の外周面のうちのガスボンベ結合部１３との連結部位に環装装着された気密維持部材３０を含み、さらに、ガスボンベ結合部１３の先端に、ガスボンベ結合部１３と一体に形成され、気密維持部材３０と対向し、気密維持部材３０と接触して、ガスボンベ結合部１３と気密維持部材３０との間の気密を強化させる気密強化部材４０とを含んで構成される。
ここで、気密維持部材３０は、垂直部３１と水平部３２が一体に繋がった「Ｌ」字形の断面模様で形成された構造であり、気密強化部材４０は、気密維持部材３０に向って一つの頂点が突出した三角形の断面模様で形成された構造である。
気密維持部材３０において、垂直部３１の上端隅部の一方は、圧力バルブの外周面に接し、他方は、ガスボンベ結合部１３の先端に備えられた内側傾斜面１３ａと接触し、水平部３２は気密強化部材４０の頂点と接して設置される。
上記のとおり気密維持部材３０が設置されると、ガスボンベ結合部１３の内側傾斜面１３ａと圧力バルブ１５の外周面および垂直部３１の上面によって気密が維持された上部チャンバー５１が形成され、上部チャンバー５１の下方にはガスボンベ結合部１３の内側傾斜面１３ａと垂直部３１の外周面および水平部３２の上面によって気密が維持された下部チャンバー５２が形成された構造となる。
上部チャンバー５１と下部チャンバー５２とによって二重気密構造を形成することにより、ガスボンベ結合部１３と圧力バルブ１５との間に存在する隙間は外部との連通が確実に遮断された構造となる。
本発明により、気密維持部材３０はゴムからなることが好ましく、特にゴム材質からなるＯ−リング（Ｏ−ｒｉｎｇ）であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
また、気密強化部材４０はガスボンベ結合部１３と同一の材質からなることが好ましい。一例として、強度を備えたスチール（ｓｔｅｅｌ）またはプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃ）からなることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
上記のように構成されたソレノイドバルブ１０は、エンジン作動時にバッテリから電源の供給を受け、燃料吸入ポート２１と燃料排出ポート２２が連通するように常に開放された状態を維持する。
すなわち、ソレノイドバルブ１０のソレノイドコイル１８に、バッテリから電源が供給されると、アーマチュア１６に磁力が発生し、スプリング１７の弾性力に抗してプランジャー１４を引き寄せるため、プランジャー１４に固定された圧力バルブ１５もこれに随行し、燃料吸入ポート２１と燃料排出ポート２２が連通するようになる。
バッテリから電源の供給を受けて作動するソレノイドバルブ１０は、ソレノイドコイル１８の発熱温度が燃料の蒸発温度より高いため、燃料が気化して気泡２５が発生する。発生した気泡２５は、図６に示したとおりプランジャーハウジング１２とプランジャー１４との間の隙間に存在することになる。
車両の低速走行時には、燃料の流速が遅いため、気泡２５は、プランジャーハウジング１２とプランジャー１４との間の隙間に存在し続けることができ、燃料ポンプ２に流入することはないが、一定時間の低速走行中の瞬間的な急加速を行なった場合には、燃料の流速が急激に速くなるため、気泡２５は、プランジャーハウジング１２とプランジャー１４との間の隙間に存在し続けることができなくなり、隙間を出て、燃料排出ポート２２側に移動する。
しかし、本発明の実施形態は、気密維持部材３０および気密強化部材４０によってプランジャーハウジング１２とプランジャー１４との間の隙間が外部と連結されることを完全に遮断する構造であるため、プランジャーハウジング１２とプランジャー１４との間の隙間に存在する気泡２５は、燃料排出ポート２２側に移動できず、引続きプランジャーハウジング１２とプランジャー１４との間の隙間に存在することになる。
その結果、本発明の実施形態は、車両の低速走行中の瞬間的な急加速作動においても、燃料ポンプ２に気泡２５が流入することを根本的に防止するため、燃料ポンプ２の燃料送出能力の低下を予防することができ、これにより、インジェクタ３に燃料を円滑に供給することができるので車両を常に安定した状態で走行できるようになる。
１ ガスボンベ
１ａ ガスボンベハウジング
２ 燃料ポンプ
３ インジェクタ
１０ ソレノイドバルブ
１１ 工具取り付け部
１２ プランジャーハウジング
１３ ガスボンベ結合部
１３ａ 内側傾斜面
１４ プランジャー
１５ 圧力バルブ
１６ アーマチュア
１７ スプリング
１８ ソレノイドコイル
２１ 燃料吸入ポート
２２ 燃料排出ポート
２３、２４ Ｏ−リング
２５ 気泡
３０ 気密維持部材
３１ 垂直部
３２ 水平部
４０ 気密強化部材
５１ 上部チャンバー
５２ 下部チャンバー

Claims (8)

  1. ガスボンベ結合部と圧力バルブとの間に存在する隙間が外部に連結されることを遮断できるように前記圧力バルブの外周面のうちの前記ガスボンベ結合部との連結部位に結合されて設置される気密維持部材と、
    前記気密維持部材と対面する前記ガスボンベ結合部の先端に前記気密維持部材と接触するように一体に形成され、前記ガスボンベ結合部と前記気密維持部材との間の気密を強化させる気密強化部材と
    を含むことを特徴とするＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブ。
  2. 前記気密維持部材は、垂直部と水平部が一体に繋がった「Ｌ」字形の断面模様で形成されること
    を特徴とする請求項１に記載のＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブ。
  3. 前記気密強化部材は、三角形の断面模様で形成されること
    を特徴とする請求項１に記載のＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブ。
  4. 前記気密維持部材において、前記垂直部の上端隅部は、前記ガスボンベ結合部の先端に備えられた内側傾斜面と接触するように設置されること
    を特徴とする請求項２に記載のＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブ。
  5. 前記気密維持部材において、前記水平部は、前記気密強化部材の頂点と接するように設置されること
    を特徴とする請求項２に記載のＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブ。
  6. 前記気密維持部材はゴムからなること
    を特徴とする請求項１に記載のＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブ。
  7. 前記気密維持部材はゴム材質からなるＯ−リングであること
    を特徴とする請求項１に記載のＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブ。
  8. 前記気密強化部材は前記ガスボンベ結合部と同一の材質からなること
    を特徴とする請求項１に記載のＬＰＩ燃料システム用ソレノイドバルブ。
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