KR100687517B1

KR100687517B1 - 연료분사밸브

Info

Publication number: KR100687517B1
Application number: KR1020050042913A
Authority: KR
Inventors: 무츠미 츠지노; 마사하루 와카바야시; 도시히로 가와이
Original assignee: 아이상 고교 가부시키가이샤; 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2007-02-27
Also published as: JP4416571B2; JP2005337111A; KR20060046138A

Abstract

과제

연료분사구멍이 닫혀 있을 때, 연료분사구멍으로 연료가 유출되는 것을 방지할 수 있는 연료분사밸브를 제공한다.

해결수단

밸브 (30) 는 밸브시트 (40) 측 단부에 고리형상의 맞닿음부 (32b) 를 갖고 있다. 또, 밸브 (30) 에는 탄성체 (33) 가 형성되어 있다. 탄성체 (33) 의 밸브시트 (40) 측에는 고리형상의 돌출부 (33a) 가 형성되어 있다. 돌출부 (33a) 의 선단면은 맞닿음부 (32b) 의 맞닿음면 (32c) 보다 밸브시트 (40) 측으로 돌출되어 있다. 맞닿음부 (32b) 에는 노치부 (32d) 가 형성되어 있다. 탄성체 (33) 의 돌출부 (33a) 의 선단면이 밸브시트 (40) 의 맞닿음면 (41a) 에 맞닿으면, 연료분사밸브 (41b) 가 닫힌다. 또, 탄성체 (33) 와 밸브 (30) 와 밸브시트 (40) 에 의해 형성되는 영역 (32e) 에 저류되어 있는 연료는 노치부 (32d) 를 통해 배출된다.

Description

연료분사밸브{FUEL INJECTION VALVE}

도 1 은 일 실시형태의 종단면도이다.

도 2 는 일 실시형태의 동작시에서의, 도 1 에 W 로 나타내는 부분의 확대도이다.

도 3 은 일 실시형태의 동작시에서의, 도 1 에 W 로 나타내는 부분의 확대도이다.

도 4 는 일 실시형태의 동작시에서의, 도 1 에 W 로 나타내는 부분의 확대도이다.

도 5 는 제 2 V-V 선 화살표 방향에서 본 도면이다.

도 6 은 종래의 연료분사밸브의 동작시에서의 요부의 확대도이다.

도 7 은 종래의 연료분사밸브의 동작시에서의 요부의 확대도이다.

도 8 은 종래의 연료분사밸브의 동작시에서의 요부의 확대도이다.

* 부호의 설명 *

10 : 연료분사밸브 20 : 본체

21 : 고정 코어부 21a, 31a, 35a, 41d : 연료통로

22 : 지지부 23 : 연료필터

30 : 밸브 31 : 밸브 몸체

32 : 밸브 선단부 32a : 오목부

32b : 맞닿음부 32c, 41a : 맞닿음면

32d : 노치부 (도출(逃出)부) 32e, 32f : 영역

33 : 탄성체 33a : 볼록부

35 : 스프링 어저스터 36 : 스프링

40 : 밸브시트 41 : 밸브시트 몸체

41a : 맞닿음면 41c : 홈

50 : 구동부 51 : 코일

62 : 커넥터

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 평10-231755호

본 발명은 내연기관, 특히 액화가스연료를 사용하는 내연기관의 연료분사밸브로서 바람직한 연료분사밸브에 관한 것이다.

내연기관의 연료로는 가솔린 등의 액체연료나 액화석유가스 (LPG) 등의 액화가스연료가 사용된다.

액화가스연료용을 사용하는 내연기관에서는, 액화가스연료는 액체상태로 연료분사밸브에 공급됨과 함께, 액체상태로 연료분사밸브로부터 분사된다. 이 때 문에, 액화가스연료를 사용하는 내연기관의 연료분사밸브는, 액체연료를 사용하는 내연기관의 연료분사밸브에 비해 고내압이 요구된다. 액화가스연료를 사용하는 내연기관의 연료분사밸브로서 특허문헌 1 에 기재되어 있는 연료분사밸브가 공지되어 있다.

특허문헌 1 에 기재되어 있는 연료분사밸브의 요부의 구성을 도 6 에 나타낸다. 도 6 에 나타나 있는 연료분사밸브는 밸브 (230) 와 밸브시트 (240) 를 구비하고 있다.

밸브 (230) 는 원통 형상의 밸브 몸체 (232) 를 갖고 있다. 밸브 몸체 (232) 는 밸브시트 (240) 측 단부에 원형 측벽 (232a) 과 원형 링 (232c) 을 갖고 있다. 원형 측벽 (232a) 은 원형 링 (232c) 보다 밸브 몸체 (232) 의 직경방향 내측에 형성되어 있다. 원형 측벽 (232a) 에 의해 형성되어 있는 오목부 (232b) 에는 밸브 헤드 (233) 가 수용되어 있다. 밸브 헤드 (233) 는 탄성재료에 의해 형성되어 있으며, 구(球) 형상을 갖고 있다. 또, 밸브 헤드 (233) 는 밸브시트 (240) 측 단부 (선단부) 가 원형 측벽 (232a) 의 선단부로부터 밸브시트 (240) 측으로 돌출된 상태에서 오목부 (232b) 에 수용되어 있다. 또, 밸브 헤드 (233) 의 선단부는 원형 링 (232c) 의 선단면 (맞닿음면 ; 232d) 으로부터 밸브시트 (240) 측으로 돌출된 상태에서 수용부 (232b) 에 수용되어 있다.

밸브시트 (240) 는 밸브시트 몸체 (241) 를 갖고 있다. 밸브시트 몸체 (241) 는 원형 링 (232c) 의 맞닿음면 (232d) 이 맞닿는 맞닿음면 (241a) 과, 연료를 분사하는 연료분사구멍 (241b) 을 갖고 있다. 또, 원형 링 (232c) 의 맞닿 음면 (232d) 이 밸브시트 몸체 (241) 의 맞닿음면 (241a) 에 맞닿기 전에, 밸브 헤드 (233) 의 선단부가 연료분사구멍 (241b) 의, 밸브 (230) 측 단부 (상류측 단부 ; 241c) 에 맞닿도록 오목부 (241d) 가 형성되어 있다.

다음으로, 종래의 연료분사밸브의 동작을 도 6 ∼ 도 8 을 사용하여 설명한다.

밸브 (230) 가 도 6 에 나타내는 위치에 배치되어 있을 때에는, 연료분사구멍 (241b) 이 열림 상태가 된다. 이에 따라, 액화가스연료는 액체상태에서 연료 유입부로부터 연료분사구멍 (241b) 으로 유출되어, 연료분사구멍 (241b) 으로부터 액체상태로 분사된다.

밸브 (230) 가 밸브시트 (240) 측으로 이동하여 도 7 에 나타내는 위치에 배치되면, 밸브 헤드 (233) 의 선단부가 연료분사구멍 (241b) 의 상류측 단부 (241c) 에 맞닿아 연료분사구멍 (241b) 이 닫힘 상태가 된다. 이에 따라, 연료 유입부로부터 연료분사구멍 (241b) 으로의 액화가스연료의 유출이 정지되어, 연료분사구멍 (241b) 으로부터의 액화가스연료의 분사가 정지된다.

밸브 (230) 가 밸브시트 (240) 측으로 더욱 이동하여 도 8 에 나타내는 위치에 배치되면, 원형 링 (232c) 의 맞닿음면 (232d) 이 밸브시트 몸체 (241) 의 맞닿음면 (241a) 에 맞닿아 밸브 (230) 의 이동이 정지된다. 이 때, 밸브 헤드 (233) 는 압축되어, 도 8 에 나타내는 바와 같이 변형된다. 이에 따라, 밸브 헤드 (233) 의 조기의 열화가 방지된다.

종래의 연료분사밸브는 밸브 헤드 (233) 와 원형 링 (232c) 에 의해 연료를 시일(seal)하고 있다.

이 때문에, 원형 링 (232c) 의 맞닿음면 (232d) 이 밸브시트 몸체 (241) 의 맞닿음면 (241a) 에 맞닿았을 때, 밸브 헤드 (233) 와 밸브 몸체 (232) 와 밸브시트 몸체 (241) 에 의해 형성되는 영역 (232e) 내에 액화가스연료가 액체상태로 저류된다.

영역 (232e) 내에 저류되어 있는 액체상태의 액화가스연료는 내연기관으로부터 발생하는 열 등에 의해 가열된다. 영역 (232e) 내의 액화가스연료가 가열되면, 액화가스연료가 기화되어 영역 (232e) 내의 압력이 상승한다. 영역 (232e) 내의 압력이 상승하면, 밸브헤드 (233) 에 의한 시일성이 저하되어, 영역 (232e) 내에 저류되어 있는 액화가스연료가 연료분사구멍 (241b) 으로 유출될 가능성이 있다.

이와 같이, 연료분사구멍 (241b) 이 닫혀 있을 때 액화가스연료가 연료분사구멍 (241b) 으로 유출되면, 내연기관의 성능 등이 저하될 가능성이 있다.

그래서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 연료분사구멍이 닫혀 있을 때 연료분사구멍으로 연료가 유출되는 것을 방지할 수 있는 연료분사밸브를 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 청구항 1 에 기재된 구성을 구비하 고 있다.

청구항 1 에 기재된 연료분사밸브는, 연료분사구멍을 갖는 밸브시트와, 연료분사구멍을 개폐하는 밸브를 구비하고 있다. 밸브 또는 밸브시트의 일방에는 탄성체가 형성되어 있으며, 이 탄성체는 밸브가 밸브시트에 맞닿기 전에 밸브시트 또는 밸브에 맞닿고, 밸브가 밸브시트에 맞닿을 때까지 변형된다. 탄성체가 밸브시트 또는 밸브에 맞닿음으로써, 연료 유입부로부터 연료분사구멍으로의 연료의 유출이 정지된다. 또, 본 발명은, 밸브가 밸브시트에 맞닿았을 때, 탄성체와 밸브와 밸브시트에 의해 형성되는 영역에 저류되어 있는 연료를 흘려보내는 도출부를 구비하고 있다.

본 발명의 「연료분사밸브」는 여러가지 연료를 분사하는 연료분사밸브로서 사용할 수 있지만, 액체가스연료를 액체상태로 분사하는 연료분사밸브로서 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 「밸브」로는 여러가지 구조의 밸브를 사용할 수 있다.

본 발명의 「도출부」는 탄성체와 밸브와 밸브시트에 의해 형성되는 영역에 저류되어 있는 연료를 연료분사구멍 이외의 개소로 흘려보낼 수 있으면 되어, 여러가지 구성을 채용할 수 있다. 또, 「도출부」는 액체상태의 연료 또는 기체상태의 연료 중 어느 것을 흘려보내는 것이어도 된다.

또, 본 발명은 청구항 2 에 기재된 구성을 구비하고 있다.

청구항 2 에 기재된 연료분사밸브에서는 도출부가 밸브에 형성되어 있다.

또, 본 발명은 청구항 3 에 기재된 구성을 구비하고 있다.

청구항 3 에 기재된 연료분사밸브에서는, 탄성체와 밸브와 밸브시트에 의해 형성되는 영역과 연료 유입부를 연통하는 공극을 도출부로서 사용하고 있다.

본 발명의 「공극」으로는 노치부나 구멍 등을 사용할 수 있다.

또, 본 발명은 청구항 4 에 기재된 구성을 구비하고 있다.

청구항 4 에 기재된 연료분사밸브에서는 밸브와 밸브시트가 맞닿는 맞닿음면에 형성된 노치부를 도출부로서 사용하고 있다.

본 발명의 「노치부」는 밸브시트와 맞닿는 밸브시트의 맞닿음면에 형성하는 것이 바람직하지만, 밸브와 맞닿는 밸브시트의 맞닿음면에 형성해도 된다.

또, 본 발명은 청구항 5 에 기재된 구성을 구비하고 있다.

청구항 5 에 기재된 연료분사밸브에서는, 밸브와 밸브시트가 맞닿는 맞닿음면으로서, 소정의 표면거칠기보다 거친 면거칠기를 갖는 맞닿음면을 도출부로서 사용하고 있다.

본 발명에서는 밸브시트가 맞닿는 밸브의 맞닿음면을 도출부로서 사용하는 것이 바람직하지만, 밸브가 맞닿는 밸브시트의 맞닿음면을 도출부로서 사용해도 된다.

「소정의 표면거칠기보다 거친 면거칠기」로는, 탄성체와 밸브와 밸브시트에 의해 형성되는 영역 내의 압력이 상승하여, 영역 내에 저류되어 있는 연료가 연료분사구멍으로 유출되기 전에 연료를 흘려보내는 것이 가능한 면거칠기가 선택된다. 「소정의 표면거칠기보다 거친 면거칠기」는, 탄성체의 특성이나 밸브를 밸브시트 방향으로 탄성지지하는 스프링의 특성 등에 따라 결정되지만, 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.

또, 본 발명은 청구항 6 에 기재된 구성을 구비하고 있다.

청구항 6 에 기재된 연료분사밸브로는 탄성체와 밸브와 밸브시트에 의해 형성되는 영역 내의 압력이 설정압력 이상이 되었을 때 연료를 흘려보내는 도출부를 사용하고 있다.

「설정압력」으로는, 영역 내에 저류되어 있는 연료가 연료분사구멍으로 유출되는 압력 이하의 값이 사용된다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에, 본 발명의 연료분사밸브의 실시형태를 설명한다.

본 실시형태의 연료분사밸브의 종단면도를 도 1 에 나타낸다. 본 실시형태의 연료분사밸브는 연료탱크로부터 공급되는 액체상태의 LPG 를 분사한다.

본 실시형태의 연료분사밸브 (10) 는, 개략하면, 본체 (20), 밸브 (밸브체 ; 30), 밸브시트 (40), 구동부 (50) 에 의해 구성되어 있다.

본체 (20) 는 통 형상의 부재이다. 본체 (20) 의 내주측 구멍은 연료통로 (21a) 로서 사용된다. 본체 (20) 는 상류측 (도 1 의 상측) 에 배치되는 고정 코어부 (21) 와, 하류측 (도 1 의 하측) 에 배치되는 지지부 (22) 를 갖고 있다. 고정 코어부 (21) 와 지지부 (22) 는 자성재에 의해 형성되어 있다. 고정 코어부 (21) 와 지지부 (22) 는 비자성재에 의해 형성된 슬리브 (23) 를 통해 연접되어 있다.

또한, 연료통로 (21a) 의 상류측에는 필터 (23) 가 부착되어 있다.

밸브 (30) 는 밸브 몸체 (31) 와, 밸브 몸체 (31) 의 하류측 (도 1 의 하측) 에 접합되어 있는 밸브 선단부 (32) 를 갖고 있다. 밸브 몸체 (31) 와 밸브 선단부 (32) 는 다른 재료로 형성되어 있다. 물론, 밸브 몸체 (31) 와 밸브 선단부 (32) 를 같은 재료로 일체로 형성해도 된다. 또, 밸브 몸체 (31) 와 밸브 선단부 (32) 중 적어도 밸브 몸체 (31) 는 자성재에 의해 형성되어 있다.

밸브 몸체 (31) 는 단이 있는 통 형상의 부재이고, 밸브 선단부 (32) 는 바닥을 갖는 통 형상의 부재이다. 밸브 몸체 (31) 와 밸브 선단부 (32) 의 내주측 구멍은 연료통로 (31a) 로서 사용된다. 또, 밸브 몸체 (31) 의 측벽에는 연료통로 (31a) 와, 밸브시트 몸체 (41) 에 의해 형성되는 연료통로 (41d) 를 연통하는 연통구멍 (31b) 이 형성되어 있다.

밸브 (30) 는 지지부 (22) 및 밸브시트 몸체 (41) 에 대해 축방향 (도 1 의 상하 방향) 에 슬라이딩이 자유롭게 배설되어 있다.

밸브 선단부 (32) 는 하류측 (밸브시트 (40) 와 대향하는 측) 에 맞닿음부 (32b ; 도 2 참조) 와 탄성체 (33) 를 갖고 있다.

밸브 선단부 (32) 및 탄성체 (33) 의 상세한 것에 대해서는 후술한다.

밸브시트 (40) 는 밸브시트 몸체 (41) 를 갖고 있다. 밸브시트 몸체 (41) 는 압입 등에 의해 지지부 (22) 의 내주면에 부착된다.

밸브시트 몸체 (41) 는 바닥을 갖는 통 형상의 부재이다. 밸브시트 몸체 (41) 의 바닥부에는 맞닿음면 (41a ; 도 2 참조) 과 연료분사구멍 (41b) 이 형성되어 있다.

밸브시트 몸체 (41) 의 내주측의 구멍은 연료통로 (41d) 로서 사용된다. 또, 밸브시트 몸체 (41) 의, 밸브 선단부 (32) 와 대향하는 내주면에는 축방향 (도 1 의 상하 방향) 으로 홈 (41c) 이 형성되어 있다. 이에 따라, LPG 는 연료통로 (41d) 로부터 홈 (41c) 을 통해 연료분사구멍 (41b) 으로 유출 가능하다.

또한, 홈부 (41c) 가 본 발명의 「연료 유입부」에 대응된다.

밸브시트 몸체 (41) 의 상세는 후술한다.

또, 밸브 (30) 를 밸브시트 (40) 의 방향 (연료분사구멍 (41b) 을 닫는 방향) 으로 탄성지지하는 스프링 (36) 이 형성되어 있다. 스프링 (36) 은 스프링 어저스터 (spring adjuster ; 35) 와 밸브 (30 ; 밸브 몸체 (31)) 사이에 형성되어 있다.

스프링 어저스터 (35) 는 통 형상의 부재이고, 본체 (20 ; 고정 코어부 (21)) 의 내주면의 소정 위치에 코킹 등에 의해 고정된다. 스프링 어저스터 (35) 의 고정위치를 조정함으로써, 밸브 (30) 를 밸브시트 (40) 방향으로 탄성지지하는 스프링 (36) 의 탄성지지력을 조정할 수 있다.

스프링 어저스터 (35) 의 내주측 구멍은 연료통로 (35a) 로서 사용된다. 이에 따라, LPG 는 필터 (23), 연료통로 (21a, 35a, 31a, 41d) 및 홈 (41c) 을 통해 연료분사구멍 (41b) 으로 공급 가능하다.

또한, 밸브 (30) 가 밸브시트 (40) 에 맞닿은 상태에서는, 고정 코어부 (21) 와 밸브 (30 ; 밸브 몸체 (31)) 사이에 미소 공극이 형성되도록 구성되어 있다.

밸브 (30) 를 구동시키는 구동부 (50) 는 고정 코어부 (21) 와, 고정 코어부 (21) 를 둘러싸도록 배치된 코일 (51) 에 의해 구성되어 있다.

여기에서, 코일 (51) 은 본체 (20) 의 대부분과 함께 수지 성형체 (61) 에 의해 피복되어 있다. 수지 성형체 (61) 에는 소켓부 (61a) 가 형성되어 있다. 소켓부 (61a) 에는 코일 (51) 에 접속되어 있는 커넥터 (62) 가 형성되어 있다. 이에 따라, 코일 (51) 은 커넥터 (62) 를 통해 전원장치와 접속 가능하다.

다음으로, 도 1 에 W 로 나타내는 요부의 구성을 도 2 및 도 5 를 사용하여 설명한다. 또한, 도 5 는 도 2 의 V-V 선 화살표 방향에서 본 도면이다.

상기 기술한 바와 같이, 밸브 선단부 (32) 는 바닥을 갖는 통 형상의 부재이다.

밸브 선단부 (32) 의 밸브시트 (40) 측에는 오목부 (32a) 및 맞닿음부 (32b)가 형성되어 있다. 맞닿음부 (32b) 는 오목부 (32a) 보다도 밸브 선단부 (32) 의 직경방향 외측에 형성되어 있다.

맞닿음부 (32b) 는 고리형상으로 형성되며, 밸브시트 (40) 측으로 돌출되어 있다. 맞닿음부 (32b) 의 밸브시트 (40) 측 단면 (선단면 ; 32c) 은 맞닿음면으로서 작용한다.

오목부 (32a) 에는 탄성체 (33) 가 접착 등에 의해 부착되어 있다. 탄성체 (33) 는 밸브시트 (40) 측으로 돌출된다. 고리형상의 돌출부 (33a) 가 형성되어 있다. 돌출부 (33a) 는 직경방향의 외측에 공간 (영역 ; 33b) 이 형성되며, 직경방향의 내측에 공간 (영역 ; 33c) 이 형성되도록 구성되어 있다.

또, 돌출부 (33a) 의 밸브시트 (40) 측 단면 (선단면) 이 맞닿음부 (32b) 의 선단면 (32c) 보다 밸브시트 (40) 측으로 돌출되도록 구성되어 있다. 돌출부 (33a) 의 선단면과 맞닿음부 (32b) 의 선단면 (32c) 사이의 거리는 탄성체 (33) 의 필요 이상의 변형을 방지하여, 탄성체 (33) 의 조기 열화를 방지할 수 있는 거리로 설정된다.

또한, 연료분사밸브 (41b) 가 닫혔을 때, 탄성체 (33) 와 밸브 선단부 (32 ; 밸브 (30)) 와 밸브시트 몸체 (41 ; 밸브시트 (40)) 에 의해 형성되는 공간 (영역 (33b)) (도 4 참조) 에 저류되어 있는 LPG 를 흘려보내는 도출부가 형성되어 있다.

본 실시형태에서는, 밸브 선단부 (32) 의 맞닿음부 (32b) 의 선단면 (32c) 에, 영역 (33b) 과 홈 (41c ; 도 1 참조) 을 연통하는 노치부 (32d) 를 4 개 형성하고 있다.

또, 노치부 (32d) 의 형상, 수, 배치위치 등은 적절히 선택 가능하다.

다음으로, 본 실시형태의 동작을 도 2 ∼ 도 3 을 사용하여 설명한다.

코일 (51) 에 전류가 공급되면, 코일 (51) 로부터 고정 코어부 (21), 밸브 몸체 (31), 지지부 (22), 코일 (51) 방향으로 자속이 흘러, 밸브 (30 ; 밸브 몸체 (31) 와 밸브 선단부 (32)) 를 고정 코어부 (21) 방향으로 이동시키는 힘이 발생한다. 이에 따라, 밸브 (30) 는 스프링 (36) 의 탄성지지력에 저항하여, 밸브시트 (40) 로부터 이간되는 방향 (도 1 의 상방향) 으로 이동한다. 그리고, 밸브 (30) 는 밸브 몸체 (31) 가 고정 코어부 (21) 에 맞닿은 위치에서 정지한다.

이 경우, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 연료분사구멍 (41b) 이 열린다. 이에 따라, 홈부 (41c) 로부터 연료분사구멍 (41b) 으로 LPG 가 유출되고, 연료분 사구멍 (41b) 으로부터 LPG 가 분사된다.

도 2 에 나타내는 상태에서, 코일 (51) 로의 전류공급을 정지하면, 밸브 (30) 는 스프링 (36) 의 탄성지지력에 의해 밸브시트 (40) 방향 (도 1 의 하방향) 으로 이동한다.

그리고, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 탄성체 (33) 의 돌출부 (33a) 의 선단면이 밸브시트 몸체 (41) 의 맞닿음면 (41a) 에 맞닿으면, 연료분사구멍 (41b) 이 닫힌다.

이에 따라, 홈부 (41c) 로부터 연료분사구멍 (41b) 으로의 LPG 의 유출이 정지되어, 연료분사구멍 (41b) 으로부터의 LPG 의 분사가 정지된다.

밸브 (30) 가 스프링 (36) 의 탄성지지력에 의해 밸브시트 (40) 방향으로 더욱 이동하면, 탄성체 (33) 의 돌출부 (33a) 는 압축되어 변형된다. 즉, 탄성체 (33) 의 돌출부 (33a) 는 영역 (33b 및 33c) 방향으로 변형된다.

그리고, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 밸브 선단부 (32) 의 선단면 (32b) 의 맞닿음면 (32c) 이, 밸브시트 몸체 (41) 의 맞닿음면 (41a) 에 맞닿으면, 밸브 (30) 의 이동이 정지된다.

여기에서, 맞닿음부 (32b) 의 맞닿음면 (32c) 이 밸브시트 몸체 (41) 의 맞닿음면 (41a) 에 맞닿았을 때, 탄성체 (33) 와 밸브 선단부 (32 ; 밸브 (30)) 와 밸브시트 몸체 (41 ; 밸브시트 (40)) 에 의해 형성되는 공간 (영역 ; 33b) 에 액체상태의 LPG 가 저류된다. 이 영역 (33b) 에 저류되어 있는 액체상태의 LPG 는, 내연기관으로부터 발생하는 열에 의해 가열되어 기화된다. 영역 (33b) 에 저류 되어 있는 액체상태의 LPG 가 기화되면, 영역 (33b) 내의 압력이 상승하여, 탄성체 (33) 에 의한 시일 효과가 저하될 가능성이 있다.

본 실시형태에서는, 맞닿음부 (32b) 의 맞닿음면 (32c) 에 영역 (33b) 과 홈부 (41c) 를 연통하는 노치부 (32d) 가 형성되어 있다. 이 때문에, 밸브 (30 ; 밸브 선단부 (32)) 가 밸브시트 (40 ; 밸브시트 몸체 (41) 에 맞닿았을 때, 영역 (33b) 내에 저류되어 있는 LPG 를 홈부 (41c) 측으로 흘려보낼 수 있다.

따라서, 연료분사밸브 (41b) 를 닫고 있을 때의 영역 (33b) 내의 압력 상승에 의한 탄성체 (33) 의 시일 효과의 저하를 방지할 수 있으며, 연료분사밸브 (41b) 로의 LPG 의 유출을 방지할 수 있다.

이상의 실시형태에서는, 밸브 (30) 의 맞닿음부 (32b) 의 선단면 (맞닿음면 ; 32c) 에 형성한 영역 (33b) 과 연료 유입부 (홈부 (41c)) 를 연통하는 노치부 (32d) 를 도출부로서 사용했지만, 도출부의 구성이나 배치위치 등은 여러가지로 변경 가능하다.

예컨대, 영역 (33b) 과 연료 유입부 (홈부 (41c)) 를 연통하는 구멍 등의 공극을 밸브 (30 ; 밸브 선단부 (32)) 에 형성하고, 이 공극을 도출부로서 사용할 수 있다. 이 경우, 공극의 크기, 배치 위치나 수 등은 적절히 선택 가능하다.

영역 (33b) 과 연료 유입부를 연통하는 노치부나 구멍 등의 공극부는 작업성 등의 관점에서 밸브 (30) 에 형성하는 것이 바람직하지만, 밸브시트 (40) 에 형성해도 된다.

또는, 밸브 (30) 의 맞닿음부 (32b) 의 선단면 (맞닿음면 (32c)) 의 면거칠 기 (표면의 거칠기) 를 소정의 표면거칠기 이상으로 형성하고, 이 선단면 (32c) 을 도출부로서 사용할 수 있다. 이 경우, 선단면 (32c) 의 면거칠기는, 영역 (33b) 내의 압력이 탄성체 (33) 에 의한 시일성이 저하하는 압력에 도달되기 전에 영역 (33b) 내의 LPG 가 연료 유입부측으로 흘러나가는 면거칠기로 설정된다. 이 선단면 (32c) 의 면거칠기는, 탄성체 (33) 나 스프링 (36) 의 특성 등에 따라 결정되지만, 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 밸브 (30) 의 맞닿음부 (32b) 의 맞닿음면 (32c) 이 맞닿는 밸브시트 (40) 의 맞닿음면 (41a) 의 면거칠기는 2 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

작업성의 관점에서는, 밸브시트 (40) 의 맞닿음면 (41a) 에 맞닿는 밸브 (30) 의 맞닿음면 (32c) 을 도출부로서 사용하는 것이 바람직하지만, 밸브 (30) 의 맞닿음면 (32c) 과 맞닿는 밸브시트 (40) 의 맞닿음면 (41a) 을 도출부로서 사용할 수도 있다.

맞닿음면을 도출부로서 사용하는 경우에는, 맞닿음면의 면거칠기를 소정의 면거칠기로 설정하기만 해도 되기 때문에, 도출부를 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 도출부로서 사용하는 공극이나 맞닿음면은 액체상태의 LPG 또는 기체상태의 LPG 중 어느 것을 흘려보내는 구성이어도 되지만, 적어도 기체상태의 LPG 를 흘려보내는 구성이면 된다.

또는, 영역 (33b) 내의 압력이 설정압력 이상이 되면, 영역 (33b) 내의 LPG 를 연료 유입부로 흘려보내는 도출부를 사용할 수 있다.

이러한 도출부를 사용하는 경우, 영역 (33b) 내의 압력이 설정압력 미만인 상태에서는, LPG 는 영역 (33b) 내에 유지된다. 즉, 밸브 (30) 의 맞닿음면 (32c) 에 의한 시일 효과를 기대할 수 있다. 이 때문에, 시일 효과를 높이면서, 연료분사구멍에 LPG 가 유출되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은, 실시형태에서 설명한 구성에 한정되지 않고, 여러가지 변경, 추가, 삭제가 가능하다.

예컨대, 밸브에 탄성체를 형성했지만, 밸브시트에 탄성체를 형성할 수도 있다. 또한, 탄성체로는 탄성체와 밸브시트 또는 탄성체와 밸브가 맞닿음으로써 연료분사밸브를 닫을 수 있으면, 여러가지 구성의 탄성체를 사용할 수 있다. 예컨대, 고리형상의 탄성체를 사용할 수도 있다. 또는, 연료분사구멍의 상류측 단부에 맞닿을 수 있는 형상 (예컨대, 구 형상) 의 탄성체를 사용할 수도 있다.

또, 밸브나 밸브시트로는, 실시형태에서 설명한 구성의 밸브나 밸브시트에 한정되지 않고, 여러가지 구성의 밸브나 밸브시트를 사용할 수 있다. 예컨대, 탄성체와 밸브가 맞닿는 맞닿음면을 갖는 밸브시트를 사용했지만, 탄성체가 맞닿는 맞닿음면과 밸브가 맞닿는 맞닿음면을 갖는 밸브시트를 사용할 수 있다.

또, 액화석유가스 (LPG) 를 액체상태에서 분사하는 연료분사밸브에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 액화천연가스 (LNG) 등의 액화가스연료를 액체상태로 분사하는 연료분사밸브로서 사용할 수 있다. 또한, 액화가스연료 이외의 여러가지 연료를 분사하는 연료분사밸브로서 사용할 수도 있다.

청구항 1 에 기재된 연료분사밸브를 사용하면, 밸브가 밸브시트에 맞닿았을 때, 탄성체와 밸브와 밸브시트에 의해 형성되는 영역에 저류되어 있는 연료를 흘려보내는 도출부가 형성되어 있기 때문에, 연료분사구멍이 닫혀 있을 때 연료분사구멍으로 연료가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 내연기관의 성능을 향상시킬 수 있다.

청구항 2 에 기재된 연료분사밸브를 사용하면, 도출부를 형성하는 작업이 용이하다.

청구항 3 에 기재된 연료분사밸브를 사용하면, 도출부를 간단하게 형성할 수 있다.

청구항 4 에 기재된 연료분사밸브를 사용하면, 도출부를 보다 간단하게 형성할 수 있다.

청구항 5 에 기재된 연료분사밸브를 사용하면, 맞닿음면의 면거칠기를 설정하는 것만으로 도출부를 형성할 수 있다.

청구항 6 에 기재된 연료분사밸브를 사용하면, 시일성을 향상시키면서 연료가 연료분사구에 유출되는 것을 방지할 수 있다.

Claims

연료분사구멍을 갖는 밸브시트와, 상기 밸브시트에 맞닿을 수 있는 밸브와, 상기 밸브 또는 상기 밸브시트의 일방에 형성된 탄성체를 구비하고, 상기 탄성체는, 상기 밸브가 상기 밸브시트에 맞닿기 전에 상기 밸브시트 또는 상기 밸브에 맞닿도록 구성되어 있으며, 상기 탄성체가 상기 밸브시트에 맞닿음으로써 연료 유입부로부터 상기 연료분사구멍으로의 연료의 유출이 정지되는 연료분사밸브로서,

상기 밸브가 상기 밸브시트에 맞닿았을 때, 상기 탄성체와 상기 밸브와 상기 밸브시트에 의해 형성되는 영역에 저류되어 있는 연료를 흘려보내는 도출부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 연료분사밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 도출부는 상기 밸브에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 도출부는 상기 영역과 상기 연료 유입부를 연통하는 공극인 것을 특징으로 하는 연료분사밸브.
제 3 항에 있어서, 상기 공극은 상기 밸브와 상기 밸브시트가 맞닿는 맞닿음면에 형성된 노치부인 것을 특징으로 하는 연료분사밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 도출부는 상기 밸브와 상기 밸브시트가 맞닿는 맞닿음면이고, 상기 맞닿음면은 소정의 표면거칠기보다 거친 면거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 연료분사밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 도출부는 상기 영역내의 압력이 설정압력 이상이 되었을 때 상기 연료를 흘려보내는 것을 특징으로 하는 연료분사밸브.