JP2686718B2 - 自動車用の天然ガス燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、天然ガス自動車におけ
る燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高圧ガス容器からエンジンに天然
ガス燃料を供給する経路の途中に、燃料遮断用の電磁弁
を設けた自動車用の天然ガス燃料供給装置は公知であ
る。このような装置では、エンジンを始動操作するのに
伴って電磁弁を開いて燃料を供給し、エンジンの停止時
には電磁弁を閉じて燃料供給を停止し、天然ガスが漏出
するのを防止するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
電磁弁では、開弁動作時に天然ガス燃料の高圧に打ち勝
つだけの大きな吸引力が必要であるため、コイルが大型
化するきらいがあった。しかも、通常はエンジンの始動
モータと電気的に同時に作動するため、始動モータによ
る電圧降下が大きく、電磁弁の開弁にとってはより過酷
な条件が課せられることとなって、なお一層大きなコイ
ルが要求される結果となっていた。

【０００４】一方、電磁弁の開弁後の保持には小電流で
よいから、保持のためにそのまま通電を続けることは無
駄な電力の消耗となる欠点があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、電磁弁を小型化
でき、また、無駄な電力の消耗を防止し得る天然ガス燃
料供給装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの手段として、本発明は、高圧ガス容器からエンジン
に天然ガス燃料を供給する経路の途中に燃料遮断用の電
磁弁を設けた自動車用の天然ガス燃料供給装置におい
て、電磁弁に、開弁動作を行わせるための低抵抗の開弁
用コイル部と、開弁状態に保持するための高抵抗の保持
用コイル部とを設け、開弁用コイル部を、イグニション
スイッチに対してエンジンの始動モータと並列に接続
し、保持用コイル部を、エンジンの回転数が一定以上に
達した場合に閉成制御される油圧スイッチを介してイグ
ニションスイッチに接続した構成となっている。

【０００７】

【作用】本発明の作用は以下のとおりである。イグニシ
ョンスイッチが接続されていないときは、始動モータお
よび油圧スイッチに通電されず、したがって燃料遮断用
の電磁弁にも通電されないので、電磁弁は閉弁状態とな
っていて燃料の供給が停止されている。

【０００８】イグニションスイッチが接続されると、始
動モータに通電されてエンジンが始動する。それと同時
に電磁弁の開弁用コイル部にも通電されて電磁弁が開
き、エンジンへの燃料供給が開始される。ここで、開弁
用コイル部は低抵抗であるため、電源から大電流が通
じ、燃料の高圧に打ち勝つ大きな吸引力が発揮されて開
弁動作が確実に行われる。

【０００９】エンジンの回転数が一定以上に達すると、
エンジンの油圧ポンプの圧力が上昇して油圧スイッチが
閉じ、この油圧スイッチを介して電磁弁の保持用コイル
部に通電される。この段階で始動モータへの通電が停止
されても、保持用コイル部により開弁状態に保持され、
燃料の供給が継続されてエンジンの回転が維持される。
この間、保持用コイル部は高抵抗であるためにそこに流
れる電流は小さく抑えられ、電力消費が制限される。

【００１０】イグニションスイッチの接続が解除される
と、保持用コイル部への通電が停止することによって電
磁弁が閉じ、燃料供給が停止される。

【００１１】また、エンジンの回転中に失速等により偶
発的に停止したときは、油圧スイッチが開き、電磁弁が
閉じられて同じく燃料の供給が停止される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３に基づ
いて説明する。まず、天然ガス燃料の供給経路を図１に
よって説明する。燃料となる圧縮天然ガスは、高圧ガス
容器１から管路２を通り、同一構造の２個の燃料遮断用
の電磁弁３、３、高圧減圧弁４および低圧減圧弁５を経
て、自動車のエンジン６の空気ミキサ７に供給されるよ
うになっている。

【００１３】また、高圧減圧弁４と低圧減圧弁５の間に
は、緊急時において上記の各電磁弁３を閉じる機能を果
たす昇圧防止スイッチ８が介設されている。なお、高圧
ガス容器１には、過流防止機構の組み込まれた元弁１０
が設けられ、逆止弁１１および燃料弁１２を介して燃料
の充填口１３に接続されており、燃料の充填用配管が構
成されている。

【００１４】次に、上記した燃料遮断用の電磁弁３の構
造を図２によって説明する。この電磁弁３はパイロット
弁構造となっており、ボディ１５の両側面には入口ポー
ト１６と出口ポート１７とがそれぞれ形成され、上面に
ソレノイド１９の取付孔２０が穿設されてその底面に両
ポート１６、１７を連通する縦向きの主弁口２１が形成
されている。

【００１５】ソレノイド１９は、詳しくは後記するコイ
ルを巻装したコイルボビン２３の上端に固定鉄心２４が
嵌着されているとともに、そのコイルボビン２３の中心
孔内に下方に突出して嵌着されたガイドパイプ２５内に
可動鉄心２６が摺動自由に嵌装され、両鉄心２４、２６
の間に可動鉄心２６を下動付勢する圧縮コイルばね２７
が介装されている。また、コイルボビン２３の上面から
外周にわたる範囲には、外部鉄心２８が装着されてい
る。

【００１６】可動鉄心２６の下端の縮径部２６ａの外周
には、上記した主弁口２１に接離して開閉する主弁体３
１を下端部に嵌着した弁スリーブ３０の上端部が、その
縮径部２６ａの外周とガイドパイプ２５の内周の両方と
にクリアランスを持って嵌合され、可動鉄心２６の縮径
部２６ａを半径方向に貫通して嵌着されたピン３３の両
突出端が、弁スリーブ３０の周面に開口された嵌合孔３
４に上下方向のクリアランスを持って嵌められている。

【００１７】上記した主弁体３１には、縦方向に貫通し
たパイロットオリフィス３６が形成され、可動鉄心２６
の下端面に、そのオリフィス３６の上面に接離して開閉
するパイロット弁体３７が嵌着されている。

【００１８】すなわち、圧縮コイルばね２７の弾力で可
動鉄心２６が下動付勢されているときは、パイロット弁
体３７がオリフィス３６に、主弁体３１が主弁口２１に
それぞれ押し付けられて閉じており、可動鉄心２６に圧
縮コイルばね２７の弾力に抗した上方への吸引力が作用
すると、ピン３３が弁スリーブ３０の嵌合孔３４に遊嵌
していることにより、まず可動鉄心２６のみが上動して
パイロットオリフィス３６が開き、入口ポート１６から
流入した流体が、ガイドパイプ２５の内周と弁スリーブ
３０の外周の間の隙間、および弁スリーブ３０の内周と
可動鉄心２６の縮径部２６ａの外周の間の隙間からオリ
フィス３６を通って出口ポート１７側に流出する。それ
により、出口ポート１７側の流体圧力が上昇して主弁体
３１に上向きの圧力が作用し、引き続く可動鉄心２６の
上動により、弁スリーブ３０とともに主弁体３１が小さ
い力で持ち上げられて主弁口２１が開放するようになっ
ている。

【００１９】本実施例では特に、上記した電磁弁３のコ
イルボビン２３に、開弁動作を行わせるための低抵抗の
開弁用コイル部３９と、開弁状態に保持するための高抵
抗の保持用コイル部４０とが巻装されている。そして、
電磁弁３からは、保持用コイル部４０に接続されたリー
ド線４２と、開弁用コイル部３９に接続されたリード線
４３と、アース線４４とが引き出されている。

【００２０】続いて、図３によって上記の電磁弁３の制
御系統を説明する。両電磁弁３とも制御系統は同じであ
る。符号４５はイグニションスイッチであってバッテリ
４６に接続されており、第１の出力端子４７ａから引き
出された第１の接続線４８ａがエンジン６の始動モータ
５０に、第２の出力端子４７ｂから引き出された第２の
接続線４８ｂがエンジン６のイグニションコイル５１に
接続されている。

【００２１】第１の接続線４８ａには上記したリード線
４３が分岐して接続され、イグニションスイッチ４５の
第１の出力端子４７ａに対して、電磁弁３の開弁用コイ
ル部３９が始動モータ５０と並列に接続されている。一
方の第２の接続線４８ｂにはリード線４２が分岐して接
続され、第２の出力端子４７ｂに対して、電磁弁３の保
持用コイル部４０がイグニションコイル５１と並列に接
続されており、その保持用コイル部４０のリード線４２
の途中に、エンジン６の油圧モータに接続された油圧ス
イッチ５３が介設されている。

【００２２】本実施例は上記のような構造であって、続
いてその作動を説明する。イグニションスイッチ４５が
接続されていないときは、第１、第２の接続線４８ａ、
４８ｂのいずれにも通電されず、したがって燃料遮断用
の電磁弁３にも通電されないので、両電磁弁３は閉弁状
態となっていて燃料の供給が停止されている。

【００２３】イグニションスイッチ４５の第１と第２の
出力端子４７ａ、４７ｂが接続されると、第１の接続線
４８ａにより始動モータ５０に通電されてエンジン６が
始動するとともに、第２の接続線４８ｂによりイグニシ
ョンコイル５１に通電される。それと同時に、始動モー
タ５０と並列接続された両電磁弁３の開弁用コイル部３
９にも通電され、そうすると、電磁弁３の可動鉄心２６
が圧縮コイルばね２７の弾力に抗して固定鉄心２４側に
吸引されて上動し、既述したようにパイロットオリフィ
ス３６に続いて主弁口２１が開き、エンジン６への圧縮
天然ガスの供給が開始される。

【００２４】ここで、開弁用コイル部３９は低抵抗であ
るため、バッテリ４６から大電流が通じ、燃料の高圧に
打ち勝って可動鉄心２６を上動させるのに必要な大きな
電磁吸引力が発揮されて、開弁動作が確実に行われる。

【００２５】エンジン６の回転数が一定以上に達する
と、エンジン６の油圧ポンプの圧力が上昇して油圧スイ
ッチ５３が閉じ、第２の接続線４８ｂから油圧スイッチ
５３を介して電磁弁３の保持用コイル部４０に通電され
る。それにより可動鉄心２６が開弁方向の吸引力を受
け、この段階でイグニションスイッチ４５の接続を第２
の出力端子４７ｂのみとして始動モータ５０への通電が
停止されても、保持用コイル部４０により開弁状態に保
持され、エンジン６の回転が維持される。この間、保持
用コイル部４０は高抵抗であるためにそこに流れる電流
は小さく抑えられ、電力消費が制限される。

【００２６】イグニションスイッチ４５の接続が解除さ
れると、保持用コイル部４０への通電が停止することに
より可動鉄心２６の吸引力が除去され、可動鉄心２６が
圧縮コイルばね２７の復元弾力で下動してパイロットオ
リフィス３６および主弁口２１が閉じられ、燃料供給が
停止される。

【００２７】なお、エンジン６の回転中に失速等により
偶発的に停止したときは、油圧スイッチ５３が開き、保
持用コイル部４０への通電が停止されることにより、同
じく電磁弁３が閉じて燃料の供給が停止される。

【００２８】また、緊急時には、上記の経路とは別に、
図１に示す昇圧防止スイッチ８からの信号によって、両
電磁弁３が閉じられる。

【００２９】なお、上記実施例では、供給経路に２個の
燃料遮断用の電磁弁３を介設して安全性をより確実とし
た例を示したのであるが、１個の電磁弁３のみを設けた
燃料供給装置にも本発明は同様に適用することが可能で
ある。

【００３０】

【発明の効果】このように本発明によれば、電磁弁を開
弁する際には低抵抗の開弁用コイル部を使用して大電流
を流し、それにより大きな吸引力を発揮させるようにし
たから、コイルをいたずらに大きくすることなく小型に
まとめることができ、一方、開弁状態に保持する場合は
高抵抗の保持用コイル部を使用して保持のみに必要な小
電流を流すようにしたから、無駄な電力の消耗を防止す
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の燃料供給経路図である。

【図２】本実施例に係る燃料遮断用の電磁弁の断面図で
ある。

【図３】その電磁弁の制御系統図である。

【符号の説明】

１：高圧ガス容器 ２：管路 ３：電磁弁 ６：エンジ
ン ３９：開弁用コイル部 ４０：保持用コイル部 ４
５：イグニションスイッチ ４６：バッテリ ５０：始動モータ ５３：油圧スイッチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧ガス容器からエンジンに天然ガス燃
   料を供給する経路の途中に燃料遮断用の電磁弁を設けた
   自動車用の天然ガス燃料供給装置において、 前記電磁弁に、開弁動作を行わせるための低抵抗の開弁
   用コイル部と、開弁状態に保持するための高抵抗の保持
   用コイル部とを設け、前記開弁用コイル部を、イグニシ
   ョンスイッチに対してエンジンの始動モータと並列に接
   続し、前記保持用コイル部を、エンジンの回転数が一定
   以上に達した場合に閉成制御される油圧スイッチを介し
   て前記イグニションスイッチに接続したことを特徴とす
   る自動車用の天然ガス燃料供給装置。