JP2014062524A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】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の燃料通路断面積の拡大を可能にする。
【解決手段】固定コア５の中空部５ａを，戻しスプリング３３を収容してその横振れを規制するスプリングガイド孔５ａ１と，このスプリングガイド孔の後端に連なる，それより大径のリテーナ圧入孔５ａ２とで構成する一方，スプリングリテーナ３６には，リテーナ圧入孔５ａ２の内周面に圧入される圧入円筒部３６ａと，この圧入円筒部の前端に一体に連設され，内，外径が圧入円筒部３６ａより小径となる縮径筒部３６ｂとを設けると共に，この縮径筒部３６ｂの前端面を戻しスプリング３３の後端を支承する後部スプリング座３５とし，縮径筒部３６ｂに，その内周面及び外周面間を連通する切欠き３７を設けた。
【選択図】図１

Description

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，前記弁ハウジング内に燃料を導く中空部を有する固定コアと，前記中空部内周面に圧入固定される中空円筒状の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，前記固定コアの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及び前記可動コア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。

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。

特開平１１−３０３６８５号公報

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，徒に変更することはできない。そこで，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。

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。

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，前記弁ハウジング内に燃料を導く中空部を有する固定コアと，前記中空部内周面に圧入固定される中空円筒状の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，前記固定コアの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及び前記可動コア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，前記固定コアの中空部を，前記戻しスプリングを収容してその横振れを規制するスプリングガイド孔と，このスプリングガイド孔の後端に連なる，それより大径のリテーナ圧入孔とで構成する一方，前記スプリングリテーナには，前記リテーナ圧入孔の内周面に圧入固定される圧入円筒部と，この圧入円筒部の前端に一体に連設され，内，外径が前記圧入円筒部のそれより小径となる縮径筒部とを設けると共に，この縮径筒部の前端面を前記戻しスプリングの後端を支承する後部スプリング座とし，前記縮径筒部に，その内周面及び外周面間を連通する切欠きを設けたことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記リテーナ圧入孔内で，前記圧入円筒部の内外にわたり形成される燃料通路の断面積をＡ，前記縮径筒部の内外わたり形成される燃料通路の断面積をＢとしたとき，Ａ＜Ｂの関係を満足させるように，前記切欠きを形成したことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，固定コアの中空部を，戻しスプリングを収容してその横振れを規制するスプリングガイド孔と，このスプリングガイド孔の後端に連なる，それより大径のリテーナ圧入孔とで構成する一方，スプリングリテーナには，リテーナ圧入孔の内周面に圧入固定される圧入円筒部と，この圧入円筒部の前端に一体に連設され，内，外径が前記圧入円筒部のそれより小径となる縮径筒部とを設けると共に，この縮径筒部の前端面を戻しスプリングの後端を支承する後部スプリング座とし，縮径筒部に，その内周面及び外周面間を連通する切欠きを設けたので，戻しスプリングの外径の変更を行うことなく，スプリングリテーナの圧入円筒部の大径化と，縮径筒部による後部スプリング座の確保とを同時に達成することができ，しかも圧入円筒部の大径化，即ちその中空部の大径化と，縮径筒部に設けられる切欠きとにより，リテーナ圧入孔内のスプリングリテーナに形成される燃料通路の断面積を充分に確保でき，燃料が縮径筒部を通過する際の圧力損失を少なくし，これによ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。一方，リテーナ圧入孔より小径のスプリングガイド孔は，戻しスプリングの横振れを規制するので，戻しスプリングの後端部を後部スプリング座に常に確実に支承させて，戻しスプリングの作動の安定化を図ることができる。

本発明の第２の特徴によれば，リテーナ圧入孔内で，縮径筒部の内外わたり形成される燃料通路の断面積Ｂを，圧入円筒部の内外にわたり形成される燃料通路の断面積Ａよりも大としたので，縮径筒部が燃料の流れ抵抗となることを確実に回避できる。

本発明の実施形態に係るガス燃料用噴射弁の縦断面図。 図１の２−２線断面図。 図１の３−３線断面図。 図１中のスプリングリテーナの斜視図。

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。

先ず，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とよりなっている。固定コア５は，その前端部を非磁性円筒体４内に突入させていて，その前端の吸引面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。

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。

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。

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。

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。

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。

大径縦孔３０は固定コア５の中空部５ａと連通し，その大径縦孔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。

一方，固定コア５の中空部５ａ内周面には，中空円筒状のスプリングリテーナ３６が圧入固定され，このスプリングリテーナ３６の前端に形成された後部スプリング座３５と前記前部スプリング座３４との間に，弁体１３を弁座７側に付勢する戻しスプリング３３が縮設される。

図１及び図２において，固定コア５の中空部５ａは，戻しスプリング３３を収容してその横振れを規制するスプリングガイド孔５ａ１と，このスプリングガイド孔５ａ１の後端に連なる，それより大径のリテーナ圧入孔５ａ２とで構成される。そのリテーナ圧入孔５ａ２の後端には，それより大径の燃料入口筒６の中空部６ａが連なっており，燃料入口筒６の入口には燃料フィルタ３９が装着される。

一方，戻しスプリングリテーナ３６は，図１及び図４に示すように，リテーナ圧入孔５ａ２の内周面に圧入固定される圧入円筒部３６ａと，この圧入円筒部３６ａの前後両端にそれぞれテーパ部３６ｃを介して連設され，内，外径が圧入円筒部３６ａのそれより小径となる一対の円筒状の縮径筒部３６ｂ，３６ｂとを構成され，このスプリングリテーナ３６の前後両半部は対称形とされ，一対の縮径筒部３６ｂ，３６ｂの端面は，前部スプリング座３４に対向する後部スプリング座３５となり得る。各縮径筒部３６ｂには，圧入円筒部３６ａの端部に食い込む複数の切欠き３７，３７…が設けられる。このスプリングリテーナ３６には，その両端の各一個の切欠き３７，３７間を接続する一条のスリット３８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。

スプリングリテーナ３６の自由状態において，圧入円筒部３６ａの外径は，リテーナ圧入孔５ａ２への圧入代を考慮してリテーナ圧入孔５ａ２の内径より大径に設定され，縮径筒部３６ｂの外径はリテーナ圧入孔５ａ２の内径より小径に設定される。またスプリングリテーナ３６の全長は，リテーナ圧入孔５ａ２の長さより長く設定される。

このスプリングリテーナ３６の装着に際しては，先ず戻しスプリング３３を燃料入口筒６側から固定コア５のスプリングガイド孔５ａ１及び可動コア１２の大径縦孔３０に挿入して，その前端部を前部スプリング座３４に支承させる。次いで，一方の縮径筒部３６ｂを燃料入口筒６側からリテーナ圧入孔５ａ２に挿入して，圧入荷重を加える。すると，前部側のテーパ部３６ｃがリテーナ圧入孔５ａ２の後方開口縁により徐々に絞りられることにより，スプリングリテーナ３６全体が弾性的に縮径されながら，圧入円筒部３６ａがリテーナ圧入孔５ａ２の内周面に圧入固定される。その際，スプリングリテーナ３６前端の後部スプリング座３５が戻しスプリング３３の後端を支承しながら戻しスプリング３３に圧縮荷重を付与し，その圧縮荷重が，弁体１３を閉弁方向に付勢する所定のセット荷重となったところで圧入円筒部３６ａのリテーナ圧入孔５ａ２への圧入を停止する。即ち，戻しスプリング３３のセット荷重は，圧入円筒部３６ａのリテーナ圧入孔５ａ２への圧入深さによって調整される。

尚，スプリングリテーナ３６において，その前端及び後端に一対の縮径筒部３６ｂ，３６ｂを形成して，前半部及び後半部を対称形にしたことは，圧入円筒部３６ａのリテーナ圧入孔５ａ２への圧入に際して，何れの縮径筒部３６ｂ，３６ｂを先頭にしてリテーナ圧入孔５ａ２に挿入しても，スプリングリテーナ３６の前端に正規の後部スプリング座３５を配置させ，誤組みを防ぐためである。したがって，機能的には，圧入円筒部３６ａの前端に一個の縮径筒部３６ｂを設けるだけで足りる。

図２及び図３に示すように，スプリングリテーナ３６の装着状態において，リテーナ圧入孔５ａ２内では，圧入円筒部３６ａの内外にわたり形成される燃料通路の断面積をＡ，前部の縮径筒部３６ｂの内外わたり形成される燃料通路の断面積をＢとしたとき，Ａ＜Ｂの関係を満足させるように，縮径筒部３６ｂにおける切欠き３７，３７…の形状及び個数が決定される。

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。

また燃料入口筒６の後端部外周において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。

次に，この実施形態の作用について説明する。

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。

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。

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，中空のスプリングリテーナ３６，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。

ところで，固定コア５の中空部５ａを，戻しスプリング３３を収容してその横振れを規制するスプリングガイド孔５ａ１と，このスプリングガイド孔５ａ１の後端に連なる，それより大径のリテーナ圧入孔５ａ２とで構成する一方，スプリングリテーナ３６には，リテーナ圧入孔５ａ２の内周面に圧入固定される圧入円筒部３６ａと，この圧入円筒部３６ａの前端に一体に連設され，内，外径が前記圧入円筒部３６ａのそれより小径となる縮径筒部３６ｂとを設けると共に，この縮径筒部３６ｂの前端面を戻しスプリング３３の後端を支承する後部スプリング座３５とし，縮径筒部３６ｂに，その内周面及び外周面間を連通する切欠き３７を設けたので，戻しスプリング３３の外径の変更を行うことなく，スプリングリテーナ３６の圧入円筒部３６ａの大径化と，縮径筒部３６ｂによる後部スプリング座３５の確保とを同時に達成することができ，しかも圧入円筒部３６ａの大径化，即ちその中空部の大径化と，縮径筒部３６ｂに設けられる複数の切欠き３７とにより，リテーナ圧入孔５ａ２内のスプリングリテーナ３６に形成される燃料通路の断面積を充分に確保でき，即ち，縮径筒部３６ｂ周辺の燃料通路は複数の切欠き３７により拡大が図られ，燃料が縮径筒部３６ｂを通過する際の圧力損失を少なくすることができるので，スプリングリテーナ３６をガス燃料がスムーズに流れることになる。

特に，リテーナ圧入孔５ａ２内で，縮径筒部３６ｂの内外にわたり形成される燃料通路の断面積Ｂを，圧入円筒部３６ａの内外にわたり形成される燃料通路の断面積Ａよりも大としたので，縮径筒部３６ｂが燃料の流れ抵抗となることを回避できる。以上により，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。

この場合，図示例のように，切欠き３７，３７…を圧入円筒部３６ａの端部にまで食い込ませると，縮径筒部３６ｂ周りの燃料通路の拡大に加えて，圧入円筒部３６ａの端部でも燃料通路が拡大することになるから，燃料がスプリングリテーナ３６を通過する際の圧力損失を一層少なくすることができる。

一方，リテーナ圧入孔５ａ２より小径のスプリングガイド孔５ａ１は，戻しスプリング３３の横振れを規制するので，戻しスプリング３３の後端部を後部スプリング座３５に常に確実に支承させて，戻しスプリング３３の作動の安定化を図ることができる。

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，スプリングリテーナ３６において，両端の各縮径筒部３６ｂを，その基部から先端にわたり連続したテーパ状に形成することができ，この場合，縮径筒部３６ｂのテーパ状の外周面が，スプリングリテーナ３６のリテーナ圧入孔５ａ２への圧入時のガイドとなる。また本発明は，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。

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・・・リテーナ圧入孔
７・・・・・弁座
９・・・・・ノズル孔
１２・・・・可動コア
１３・・・・弁体
３３・・・・戻しスプリング
３５・・・・後部スプリング座
３６・・・・スプリングリテーナ
３６ａ・・・圧入円筒部
３６ｂ・・・縮径筒部
３７・・・・切欠き

Claims (2)

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，前記弁ハウジング（３）内に燃料を導く中空部（５ａ）を有する固定コア（５）と，前記中空部（５ａ）内周面に圧入固定される中空円筒状の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，前記弁座と協働してノズル孔（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）の前端の吸引面（５ｂ）に対向する可動コア（１２）と，前記スプリングリテーナ（３６）及び前記可動コア（１２）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，
   前記固定コア（５）の中空部（５ａ）を，前記戻しスプリング（３３）を収容してその横振れを規制するスプリングガイド孔（５ａ１）と，このスプリングガイド孔（５ａ１）の後端に連なる，それより大径のリテーナ圧入孔（５ａ２）とで構成する一方，前記スプリングリテーナ（３６）には，前記リテーナ圧入孔（５ａ２）の内周面に圧入固定される圧入円筒部（３６ａ）と，この圧入円筒部（３６ａ）の前端に一体に連設され，内，外径が前記圧入円筒部（３６ａ）のそれより小径となる縮径筒部（３６ｂ）とを設けると共に，この縮径筒部（３６ｂ）の前端面を前記戻しスプリング（３３）の後端を支承する後部スプリング座（３５）とし，前記縮径筒部（３６ｂ）に，その内周面及び外周面間を連通する切欠き（３７）を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 請求項１記載の燃料噴射弁において，
   前記リテーナ圧入孔（５ａ２）内で，前記圧入円筒部（３６ａ）の内外にわたり形成される燃料通路の断面積をＡ，前記縮径筒部（３６ｂ）の内外わたり形成される燃料通路の断面積をＢとしたとき，Ａ＜Ｂの関係を満足させるように，前記切欠き（３７）を形成したことを特徴とする燃料噴射弁。

Images