KR20140108602A

KR20140108602A - 연료 분사 밸브

Info

Publication number: KR20140108602A
Application number: KR1020147023674A
Authority: KR
Inventors: 다쿠야 혼조
Original assignee: 가부시키가이샤게힌
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2014-09-11
Also published as: DE112013000957T5; WO2013121806A1; US20150001318A1; JP2013164057A; JP5924764B2; US20170114764A1

Abstract

원통형의 고정 코어와, 그 고정 코어에 대한 근접ㆍ이반을 가능하게 한 밸브 플런저와, 축방향 전체 길이에 걸쳐 직선형으로 연장된 하나의 긴 개구부를 가져 횡단면 형상이 대략 C자형으로 형성되고 축방향 양쪽 단부 외측 둘레에 테이퍼면을 각각 가지며 고정 코어 내에 압입되는 리테이너와, 리테이너 및 밸브 플런저 사이에 설치되는 복귀 스프링을 구비하는 연료 분사 밸브에 있어서, 리테이너(26A)의 둘레 방향 양쪽 단부에, 개구부(38)의 길이 방향 양쪽 단부의 폭을 넓히도록 하여 노치(40)가 형성된다. 이에 따라, 고정 코어에 리테이너를 압입할 때 상처가 생기거나 가루가 발생하는 것을 방지하면서, 리테이너를 형성하는 재료 선택의 자유도를 확보할 수 있게 한다.

Description

연료 분사 밸브{FUEL INJECTION VALVE}

본 발명은, 자성 금속으로 원통형으로 형성되는 고정 코어와, 그 고정 코어의 일단에 대향하여 동축으로 배치되고 상기 고정 코어에 대한 근접ㆍ이반을 가능하게 한 밸브 플런저와, 축방향 전체 길이에 걸쳐 직선형으로 연장된 하나의 긴 개구부를 가져 횡단면 형상이 대략 C자형으로 형성되고 축방향 양쪽 단부 외측 둘레에 테이퍼면을 각각 가지며 상기 고정 코어 내에 압입되는 리테이너와, 그 리테이너 및 상기 밸브 플런저 사이에 설치되는 코일형의 복귀 스프링을 구비하는 연료 분사 밸브에 관한 것이다.

횡단면 형상이 대략 C자형인 리테이너를 원통형의 고정 코어 내에 압입할 때, 리테이너의 외측 둘레면이 고정 코어의 내측 둘레면에 의해 깎여 미세한 가루가 발생하는 것을 방지하기 위해, 리테이너의 축방향 양쪽 단부 외측 둘레에 테이퍼면이 형성되도록 한 연료 분사 밸브가, 특허문헌 1에서 이미 알려져 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2003-314399호 공보

그런데, 축방향 양쪽 단부 외측 둘레에 테이퍼면을 가지며 횡단면 형상을 대략 C자형으로 한 리테이너는, 일반적으로는 테이퍼면을 형성하기 위한 경사면이 미리 형성되어 있는 평판형의 소재를 롤러로 라운딩하여 성형되는 것이지만, 그 때, 상기 소재에는 늘어나기 쉬운 부위와, 늘어나기 어려운 부위가 있어, 라운딩 성형후의 상기 테이퍼면의 각도가 리테이너의 둘레 방향에서 불균등해지는 경우가 있고, 특히 리테이너의 개구부를 사이에 두는 둘레 방향 양쪽 단부는 휘어짐이 생기기 쉬워, 리테이너의 축방향 양쪽 단부 외측 둘레에 테이퍼면이 형성되어 있더라도 고정 코어에 리테이너를 압입할 때 상처나 가루가 발생하는 원인이 되는 경우가 있다. 게다가 리테이너를 형성하는 재료에 따라서는, 라운딩 성형시의 가압력 및 재료 신도가 상이하기 때문에, 테이퍼면의 각도 변화가 재료에 따라 상이하여 재료 선택의 자유도가 작아진다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 고정 코어에 리테이너를 압입할 때 상처가 생기거나 가루가 발생하는 것을 방지하면서, 리테이너를 형성하는 재료 선택의 자유도를 확보할 수 있게 한 연료 분사 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 자성 금속으로 원통형으로 형성되는 고정 코어와, 그 고정 코어의 일단에 대향하여 동축으로 배치되고 상기 고정 코어에 대한 근접ㆍ이반을 가능하게 한 밸브 플런저와, 축방향 전체 길이에 걸쳐 직선형으로 연장된 하나의 긴 개구부를 가져 횡단면 형상이 대략 C자형으로 형성되고 축방향 양쪽 단부 외측 둘레에 테이퍼면을 각각 가지며 상기 고정 코어 내에 압입되는 리테이너와, 그 리테이너 및 상기 밸브 플런저 사이에 설치되는 코일형의 복귀 스프링을 구비하는 연료 분사 밸브에 있어서, 상기 리테이너의 둘레 방향 양쪽 단부에, 상기 개구부의 길이 방향 양쪽 단부의 폭을 넓히도록 하여 노치 또는 챔퍼부가 형성되는 것을 제1 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 제1 특징의 구성에 더하여, 상기 리테이너의 둘레 방향 중앙부에서 상기 개구부의 길이 방향 양쪽 단부에 대향하는 부분에 제2 노치가 형성되는 것을 제2 특징으로 한다.

본 발명의 제1 특징에 의하면, 개구부의 길이 방향 양쪽 단부를 넓히도록 하여 리테이너의 둘레 방향 양쪽 단부에 노치 또는 챔퍼부가 형성되기 때문에, 개구부가 있음으로써 라운딩 성형시에 휘어짐이 생기기 쉬운 부위를 제거하여, 리테이너를 고정 코어에 압입할 때 상처가 생기거나 가루가 생기는 것을 방지할 수 있다. 게다가 노치 또는 챔퍼부를 형성하는 구조일 뿐이며, 리테이너를 형성하는 재료가 한정되지는 않기 때문에 재료 선택의 자유도를 확보할 수 있다.

또한 본 발명의 제2 특징에 의하면, 리테이너의 둘레 방향 중앙부의 테이퍼면은 라운딩 성형시에 각도 변화가 생기기 쉬운 것이지만, 제2 노치에 의해 각도 변화가 생기기 쉬운 부분을 제거해 둠으로써 테이퍼면의 각도를 둘레 방향에서 균등화할 수 있고, 이것에 의해, 테이퍼면의 각도를 교정하는 작업이 불필요해져 공정수를 줄여 비용의 저감을 도모할 수 있도록 하면서, 리테이너를 고정 코어에 압입할 때 상처가 생기거나 가루가 생기는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태의 연료 분사 밸브의 종단면도이다. (제1 실시형태)
도 2는 리테이너의 사시도이다. (제1 실시형태)
도 3은 리테이너의 라운딩 성형을 설명하기 위한 사시도이다. (제1 실시형태)
도 4는 제2 실시형태의 리테이너의 사시도이다. (제2 실시형태)
[부호의 설명]
2 : 고정 코어 10 : 밸브 플런저
26A, 26B : 리테이너 27 : 복귀 스프링
38 : 개구부 39 : 테이퍼면
40 : 노치 41 : 제2 노치
42 : 챔퍼부 I : 연료 분사 밸브

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.

제1 실시형태

본 발명의 제1 실시형태에 관해 도 1∼도 3을 참조하면서 설명하면, 우선 도 1에서 이 연료 분사 밸브(I)는, 엔진에 공급되는 가스 연료를 분사하기 위한 것이며, 엔진의 흡기관(E)의 관벽에 형성되는 장착 구멍(Ea)에 연료 분사 밸브(I)의 일단부가 장착되어, 엔진의 흡기 행정시에 연료 분사 밸브(I)로부터 흡기관(E) 내에 가스 연료가 분사된다.

상기 연료 분사 밸브(I)는, 자성 금속에 의해 원통형으로 형성되는 고정 코어(2)와, 자성 금속에 의해 중공 원통형으로 형성되고 상기 고정 코어(2)의 일단에 비자성 원통체(3)를 통해 이어져 설치되는 밸브 하우징(4)과, 그 밸브 하우징(4)의 일단에 동축으로 결합되는 원통형의 노즐 부재(5)와, 상기 고정 코어(2)의 타단에 일단이 일체로 이어져 설치되는 원통형의 연료 입구통(6)과, 자성체로 이루어지며 상기 고정 코어(2)에 대한 근접ㆍ이반을 가능하게 하여 상기 밸브 하우징(4)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 밸브 플런저(10)를 구비한다.

상기 노즐 부재(5)는, 밸브 하우징(4) 내에 면한 평탄한 밸브 시트(7)와, 그 밸브 시트(7)의 중심부를 관통하여 노즐 부재(5)의 일단부면에 개구된 노즐 구멍(8)을 갖고 있고, 그 밸브 시트(7)의 위치를 조정하는 고리형의 심(9)이 노즐 부재(5) 및 밸브 하우징(4) 사이에 개재된다.

상기 밸브 플런저(10)는, 상기 고정 코어(2)의 일단의 흡인면(2a)에 대향하도록 하여 상기 밸브 하우징(4)에 슬라이딩 가능하게 끼워진다. 또한 밸브 플런저(10)의 일단에는, 상기 밸브 시트(7)에 안착할 수 있는 고무제의 안착 부재(11)가 가열에 의해 접합되고, 밸브 플런저(10)의 타단부면에는, 고무제인 고리형의 쿠션 부재(12)가 상기 흡인면(2a)에 대향하도록 하여 가열에 의해 접합된다. 그렇게 하여 상기 쿠션 부재(12) 및 상기 고정 코어(2)의 대향면 사이에는, 안착 부재(11)가 밸브 시트(7)에 안착될 때 밸브 플런저(10)의 개변 스트로크에 대응하는 미리 정해진 간극이 설정된다.

상기 고정 코어(2)의 일단으로부터 밸브 하우징(4)의 타단에 걸쳐 있는 영역은, 코일 조립체(14)로 둘러싸인 것이며, 이 코일 조립체(14)는, 밸브 하우징(4), 비자성 원통체(3) 및 고정 코어(2)의 외측 둘레에 끼워 맞춰지는 보빈(15)과, 이 보빈(15)의 외측 둘레에 감기는 코일(16)로 구성되고, 그 코일 조립체(14)는, 자성 금속으로 이루어진 코일 하우징(17)으로 덮힌다.

상기 밸브 하우징(4)에는, 상기 코일 조립체(14)의 일단부를 받치도록 하여 밸브 하우징(4)의 중간부로부터 반경 방향 외측으로 돌출된 제1 요크 플랜지(18)가 일체로 설치된다. 상기 코일 하우징(17)의 일단부에는 제1 요크 플랜지(18)가 끼워 맞춰지고, 코일 조립체(14)를 제1 요크 플랜지(18)와의 사이에 끼우는 제2 요크 플랜지(19)가 상기 코일 하우징(17)의 타단부에 일체로 설치된다.

또한 연료 입구통(6), 제2 요크 플랜지(19)를 갖는 코일 하우징(17) 및 제1 요크 플랜지(18)는, 연속적으로 이어지는 수지 몰드층(20)으로 피복되며, 이 수지 몰드층(20)에는, 그 일측방으로 돌출된 커플러(22)가, 상기 코일(16)에 이어지는 통전용 단자(21)를 유지하도록 하여 일체 성형된다.

상기 밸브 플런저(10)에는, 일단이 폐쇄되고 타단이 고정 코어(2)측에 개방된 바닥이 있는 세로 구멍(23)과, 그 세로 구멍(23)이 밸브 플런저(10)의 일단부 외측 둘레면에 개방된 복수의 가로 구멍(24…)이 형성되고, 상기 세로 구멍(23)의 중간부에는 상기 고정 코어(2)측에 면한 고리형의 스프링 받침단부(25)가 설치된다.

한편, 고정 코어(2) 내에는 리테이너(26A)가 압입되어 있고, 이 리테이너(26A) 및 상기 스프링 받침단부(25) 사이에 코일형의 복귀 스프링(27)이 설치되고, 이 복귀 스프링(27)이 발휘하는 스프링력에 의해 상기 밸브 플런저(10)는 그 일단의 안착 부재(11)를 밸브 시트(7)에 안착시키는 측으로 압박된다. 또한 고정 코어(2)에 이어지는 연료 입구통(6) 내에는 연료 필터(28)가 장착된다.

상기 노즐 부재(5)의 외측 둘레에는, 고리형의 제1 시일 홈(30)을 구획하는 한쌍의 합성 수지제의 링부재(31, 32)가 끼워져 부착되고, 제1 시일 홈(30)에는, 상기 노즐 부재(5)를 흡기관(E)의 장착 구멍(Ea)에 삽입했을 때, 그 내측 둘레면에 밀접하는 전방부 O링(33)이 장착된다.

또한 상기 연료 입구통(6)의 타단부 외측 둘레에는, 그 연료 입구통(6)의 타단에 형성되는 플랜지(36)와, 상기 수지 몰드층(20)에 의해 고리형의 제2 시일 홈(35)이 구획되고, 이 제2 시일 홈(35)에는, 상기 연료 입구통(6)의 외측 둘레에 연료 분배관(D)이 끼워졌을 때 그 연료 분배관(D)의 내측 둘레면에 밀접하는 O링(37)이 장착된다.

이러한 연료 분사 밸브(I)에서는, 코일(16)의 소자(消磁) 상태에서, 밸브 플런저(10)는 복귀 스프링(27)의 압박력에 의해 안착 부재(11)를 밸브 시트(7)에 안착시키고 있다. 이 상태로 연료 분배관(D)으로 보내진 가스 연료는, 연료 입구통(6)에 유입되어 연료 필터(28)로 여과되고, 리테이너(26A) 내로부터 밸브 플런저(10)의 세로 구멍(23) 및 가로 구멍(24…)을 통과하여 밸브 하우징(4) 내에서 대기한다. 이 때, 밸브 플런저(10)에는, 복귀 스프링(27)의 세팅 하중과 가스 연료의 압력이 폐밸브력으로서 작용하여, 안착 부재(11)가 밸브 시트(7)에 안착하는 방향으로 압박된다.

상기 코일(16)을 통전에 의해 여기하면, 이에 따라 생기는 자속이 코일 하우징(17), 제1 요크 플랜지(18), 밸브 하우징(4), 밸브 플런저(10), 고정 코어(2) 및 코일 하우징(17)을 순차적으로 달리고, 그 자력에 의해 밸브 플런저(10)가 복귀 스프링(27)의 세팅 하중에 대항하여 고정 코어(2)에 흡인되어 안착 부재(11)가 밸브 시트(7)로부터 떨어지고, 밸브 플런저(10)의 고무제의 쿠션 부재(12)가 고정 코어(2)의 흡인면(2a)에 접촉함으로써, 안착 부재(11)의 밸브 시트(7)에 대한 개방 한계가 규제된다.

도 2에서, 상기 리테이너(26A)는, 축방향 전체 길이에 걸쳐 직선형으로 연장된 하나의 긴 개구부(38)를 가지며 횡단면 형상이 대략 C자형으로 형성되어 있고, 이 리테이너(26A)의 축방향 양쪽 단부 외측 둘레에는 테이퍼면(39, 39)이 각각 형성된다.

그런데, 상기 리테이너(26A)는, 도 3에서 나타낸 바와 같이, 테이퍼면(39, 39)을 형성하기 위한 경사면(43a, 43a)이 미리 형성되어 있는 평판형의 소재(43)를 원통형의 형(44)에 의해 라운딩하도록 성형함으로써 성형되는 것이지만, 그 때, 상기 소재(44)에는 늘어나기 쉬운 부위와 늘어나기 어려운 부위가 있어, 라운딩 성형후의 상기 테이퍼면(39…)의 각도가 리테이너(26A)의 둘레 방향에서 불균등해지는 경우가 있다. 특히, 리테이너(26A)의 개구부(38)를 사이에 둔 둘레 방향 양쪽 단부는 휘어짐이 생기기 쉽고, 또한 리테이너(26A)의 둘레 방향 중앙부의 테이퍼면(39, 39)은 라운딩 성형시에 각도 변화가 생기기 쉽다.

그와 같은 휘어짐이나 각도 변화를 그대로 두고 리테이너(26A)를 고정 코어(2) 내에 압입하면, 상처나 가루 발생의 원인이 되는 경우가 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 상기 리테이너(26A)의 둘레 방향 양쪽 단부에, 상기 개구부(38)의 길이 방향 양쪽 단부의 폭을 넓히도록 하여 제1 노치(40, 40…)가 형성되고, 또한 리테이너(26A)의 둘레 방향 중앙부에서 상기 개구부(38)의 길이 방향 양쪽 단부에 대향하는 부분에 제2 노치(41, 41)가 형성된다.

그렇게 하여 제1 노치(40, 40…) 및 제2 노치(41…)는, 라운딩 성형전에 소재(44)를 펀칭으로 형성할 때, 도 3에서 나타낸 바와 같이 소재(44)에 미리 형성된다.

다음으로 이 제1 실시형태의 작용에 관해 설명하면, 개구부(38)의 길이 방향 양쪽 단부를 넓히도록 하여 리테이너(26A)의 둘레 방향 양쪽 단부에 제1 노치(40, 40…)가 형성되기 때문에, 개구부(38)가 있음으로써 라운딩 성형시에 휘어짐이 생기기 쉬운 부위를 제거하여, 리테이너(26A)를 고정 코어(2)에 압입할 때 상처가 생기거나 가루가 생기는 것을 방지할 수 있다. 게다가 제1 노치(40, 40…)를 형성하는 구조일 뿐이며, 리테이너(26A)를 형성하는 재료가 한정되는 것은 아니기 때문에, 재료 선택의 자유도를 확보할 수 있다.

또한 리테이너(26A)의 둘레 방향 중앙부에서 개구부(38)의 길이 방향 양쪽 단부에 대향하는 부분에 제2 노치(41…)가 형성되기 때문에, 리테이너(26A)의 둘레 방향 중앙부의 테이퍼면(39…)은 라운딩 성형시에 각도 변화가 생기기 쉬운 것이지만, 제2 노치(41…)에 의해 각도 변화가 생기기 쉬운 부분을 제거해 둠으로써, 테이퍼면(39…)의 각도를 둘레 방향에서 균등화할 수 있고, 이것에 의해, 테이퍼면(39…)의 각도를 교정하는 작업이 불필요해져 공정수를 줄여 비용의 저감을 도모할 수 있도록 하면서, 리테이너(26A)를 고정 코어(2)에 압입할 때 상처가 생기거나 가루가 생기는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

제2 실시형태

본 발명의 제2 실시형태에 관해 도 4를 참조하면서 설명하지만, 도 1∼도 3의 제1 실시형태에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙여 도시만 하고, 상세한 설명은 생략한다.

축방향 전체 길이에 걸쳐 직선형으로 연장된 하나의 긴 개구부(38)를 가지며 횡단면 형상이 대략 C자형으로 형성되고 축방향 양쪽 단부 외측 둘레에 테이퍼면(39, 39)을 각각 갖는 리테이너(26B)의 둘레 방향 양쪽 단부에, 개구부(38)의 길이 방향 양쪽 단부의 폭을 넓히도록 하여 챔퍼부(42, 42…)가 형성되고, 리테이너(26B)의 둘레 방향 중앙부에서 상기 개구부(38)의 길이 방향 양쪽 단부에 대향하는 부분에는 노치(41, 41)가 형성된다.

이 제2 실시형태에 의해서도 제1 실시형태와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 관해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고 다양하게 설계 변경을 하는 것이 가능하다.

Claims

자성 금속으로 원통형으로 형성되는 고정 코어(2)와, 그 고정 코어(2)의 일단에 대향하여 동축으로 배치되고 상기 고정 코어(2)에 대한 근접ㆍ이반을 가능하게 한 밸브 플런저(10)와, 축방향 전체 길이에 걸쳐 직선형으로 연장된 하나의 긴 개구부(38)를 가져 횡단면 형상이 대략 C자형으로 형성되고 축방향 양쪽 단부 외측 둘레에 테이퍼면(39)을 각각 가지며 상기 고정 코어(2) 내에 압입되는 리테이너(26A, 26B)와, 그 리테이너(26A, 26B) 및 상기 밸브 플런저(10) 사이에 설치되는 코일형의 복귀 스프링(27)을 구비하는 연료 분사 밸브에 있어서, 상기 리테이너(26A, 26B)의 둘레 방향 양쪽 단부에, 상기 개구부(38)의 길이 방향 양쪽 단부의 폭을 넓히도록 하여 노치(40) 또는 챔퍼부(42)가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
제1항에 있어서, 상기 리테이너(26A, 26B)의 둘레 방향 중앙부에서 상기 개구부(38)의 길이 방향 양쪽 단부에 대향하는 부분에 제2 노치(41)가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.