WO2014050506A1 - 燃料噴射弁 - Google Patents
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- F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
- F02M51/0682—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the body being hollow and its interior communicating with the fuel flow
Definitions
- the present invention relates to a nozzle member having a valve seat and a nozzle hole, a cylindrical valve housing connected to the rear end of the nozzle member, a fixed core connected to the rear end of the valve housing, and the valve A valve assembly for opening and closing the nozzle hole in cooperation with the seat, a movable core facing the suction surface at the front end of the fixed core, and a valve assembly comprising a link connecting the valve member and the movable core; A return spring which is compressed between the fixed core and the valve assembly to urge the valve body in the valve closing direction, and is disposed so as to surround the fixed core.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the flow resistance between the central fuel passage and the nozzle hole as much as possible, and to increase the fuel injection stroke without increasing the valve opening stroke and opening time of the valve body. It is an object of the present invention to provide the fuel injection valve which can be increased in quantity.
- a nozzle member having a valve seat and a nozzle hole, a cylindrical valve housing continuously connected to the rear end of the nozzle member, and a rear end of the valve housing Fixed core, a valve body for opening and closing a nozzle hole in cooperation with the valve seat, a movable core facing the suction surface at the front end of the fixed core, and a connecting rod for connecting the valve body and the movable core
- a coil for causing the movable core to be attracted to the fixed core by the generated magnetic force to open the valve body, and a central fuel passage communicating with the fuel supply portion is provided at the central portion of the fixed core and the movable core.
- the rear end of the connecting rod is provided with a rear recess opening to the central fuel passage and a rear notch opening the rear recess to the fuel chamber
- the valve body is a hollow cylinder Is formed inside
- an inner fuel passage which communicates with the nozzle hole when the valve body is opened, and a front recess formed in the inner fuel passage at the front end of the connecting rod, and this front recess
- a front notch which opens into the fuel chamber.
- the present invention is characterized in that the depths of the rear and front notches are set to be equal to or deeper than the depths of the corresponding rear and front recesses. It features.
- conical guide protrusions are formed on the bottom surfaces of the rear and front recesses.
- the rear end portion of the connecting rod is provided with the rear side recess opened to the central fuel passage and the rear notch which opens the rear side recess to the fuel chamber Allowing the fuel to flow smoothly from the central fuel passage to the fuel chamber through the rear recess and the rear notch, and at the front end of the link, a front recess opening in the inner fuel passage of the valve body, By providing a front notch opened in the fuel chamber, fuel can smoothly flow from the fuel chamber to the inner fuel passage through the rear notch and the rear recess, and further on the outside and the inside of the valve body, By providing the inner and outer fuel passages communicating in parallel with the nozzle hole when opening the valve, the fuel flow path around the valve can be expanded, and the valve opening stroke of the valve is increased accordingly.
- the depths of the rear and front notches are set to be equal to or deeper than the depths of the corresponding rear and front recesses, whereby the rear and front recesses are formed.
- the rear recess cooperates with the rear notch to flow the fuel from the central fuel passage to the fuel chamber, and the front recess cooperates with the front notch.
- the flow of fuel from the central fuel passage to the fuel chamber, and the inner fuel passage from the fuel chamber can be guided more smoothly.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a gas fuel injection valve according to an embodiment of the present invention.
- First Embodiment FIG. 2 is an enlarged view of two parts in FIG. 1 (however, the valve open state is shown).
- First Embodiment FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG.
- First Embodiment FIG. 4 is an exploded perspective view of the valve assembly in FIG. First Embodiment
- the nozzle member side is referred to as the front
- the fuel inlet cylinder side is referred to as the rear.
- the valve body 1 of the injection valve I is a hollow cylindrical valve made of a magnetic material and having a cap-like nozzle member 2 and a front end portion fitted to the inner peripheral surface of the nozzle member 2 and joined by welding or the like.
- the fixed core 5 has a front end portion whose front end surface is a suction surface 5 a and is inserted into the nonmagnetic cylindrical body 4.
- the nozzle member 2 is provided with a flat valve seat 7 and a plurality of nozzle holes 9, 9 arranged on a predetermined circumference C (see FIG. 3) of the valve seat 7.
- a rear spring receiving hole 19 and a retainer press-in hole 18 having a larger diameter than that of the rear spring receiving hole 19 are provided at the central portion of the fixed core 5 and the inner periphery of the retainer press-in hole 18
- a pipe-shaped spring retainer 36 having a hollow portion 36a on the surface is press-fitted and fixed.
- the spring retainer 36 is provided with a single slit 37, whereby the diameter of the spring retainer 36 can be reduced elastically, and the outer diameter of the spring retainer 36 is determined by the press fit margin to the retainer press-in hole 18 In consideration of this, the diameter is set larger than the inner diameter of the retainer press-fit hole 18 in the free state.
- the front spring seat 36 is constituted by the front end face of the spring retainer 36.
- the hollow portion 6 a of the fuel inlet cylinder 6 having a larger diameter is connected to the rear end of the retainer press-in hole 18, and the fuel filter 38 is attached to the inlet of the fuel inlet cylinder 6.
- the inner peripheral surface of the valve housing 3 is a sliding guide surface 3a, and the valve assembly 10 is fitted on the sliding guide surface 3a.
- the valve assembly 10 has a cylindrical movable core 12 slidably fitted to the sliding guide surface 3a and having the rear end face opposite to the suction surface 5a at the front end of the fixed core 5, and the valve seat 7
- the valve body 13 works to open and close the nozzle holes 9, 9,...
- the connecting rod 14 having a smaller diameter than the movable core 12 and the valve body 13 to connect them.
- the movable core 12 has a front spring receiving hole 30 coaxially aligned with the rear spring receiving hole 19 of the fixed core 5 at its central portion, and has a connecting cylinder 12a at its front end.
- the valve body 13 generally has a hollow cylindrical shape, and includes an annular valve portion 13a opposed to the valve seat 7 and a connecting cylindrical portion 13b integrally connected to the rear end of the valve portion 13a.
- the portion 13a is adapted to open and close the nozzle holes 9, 9 ... by being separated and seated on the valve seat 7.
- connection cylindrical portion 13b has a bowl-shaped journal portion 13b1 which is slidably fitted on the sliding guide surface 3a on the outer periphery.
- the connection cylindrical portion 13b is provided with a plurality of notches 50, 50,... Opened in the inner peripheral surface, the outer peripheral surface, and the rear end surface.
- the connecting rod 14 has a pair of rear and front connecting ends 14a and 14c aligned in the axial direction, and a smaller diameter collar 14b and integrally connecting the rear and front connecting ends 14a and 14c. It has a symmetrical shape.
- the rear connection end 14a is fitted to the inner peripheral surface of the connection cylindrical portion 12a of the movable core 12 and joined by welding or the like, and the front connection end 14c is connected to the inner peripheral surface of the connection cylindrical portion 13b of the valve body 13 Fit and join by welding etc.
- the movable core 12, the connecting rod 14 and the valve body 13 are integrally connected.
- each rear and front notch 52a, 52b is formed such that its depth is equal to or deeper than the depth of the corresponding recess 51a, 51b.
- a part of the rear end face of the rear connection end 14 a fitted to the connection cylindrical portion 12 a of the movable core 12 constitutes an annular front spring seat 34 facing the front spring accommodation hole 30 of the movable core 12.
- the front connecting end 14c and the connecting cylindrical portion 13b of the valve body 13 are fitted so that the phases of the respective notches 52b and 50 coincide with each other.
- the hollow portion 36a of the spring retainer 36, the rear spring accommodation hole 19, and the front spring accommodation hole 30 constitute a central fuel passage 49 communicating with the inside of the fuel inlet cylinder 6 through the central portion of the fixed core 5 and the movable core 12.
- the rear recess 51a and the rear notch 52a of the connecting rod 14 are opened in the central fuel passage 49.
- the hollow portion of the valve portion 13a is an inner fuel passage 56, and when the valve portion 13a is separated from the valve seat 7, it communicates with the nozzle holes 9, 9,.
- the front recess 51b and the front notch 52b of the connecting rod 14 are opened.
- each notch 50 has a bottom surface 50 a axially opposed to the fuel chamber 55.
- the hollow portion of the valve portion 13a is an inner fuel passage 56, and when the valve portion 13a is separated from the valve seat 7, it communicates with the nozzle holes 9, 9,.
- the inner fuel passage 56 In the inner fuel passage 56, the front recess 51b and the front notches 52b, 52b.
- An annular outer fuel passage 57 is defined between the valve body 13 and the valve housing 3 in front of the journal portion 13b1 and in which the notches 50 of the valve body 13 are opened.
- the outer peripheral surface of the valve body 13 facing the outer fuel passage 57 is smaller in diameter than the journal 13 b 1
- the inner peripheral surface of the valve housing 3 facing the outer fuel passage 57 is An enlarged diameter portion 3b larger in diameter than the journal portion 13b1 is provided. Therefore, the outer fuel passage 57 is defined between the outer peripheral surface of the valve body 13 having a diameter smaller than that of the journal portion 13b1 and the enlarged diameter portion 3b of the inner peripheral surface of the valve housing 3 having a larger diameter than the journal portion 13b1. It will be of volume.
- the return springs 33 disposed in the rear and front spring receiving holes 19 and 30 are compressed with a predetermined set load, and the set The load urges the valve body 13 in the valve closing direction, that is, in the direction of seating on the valve seat 7.
- the set load is adjusted by the press-fit depth of the spring retainer 36 into the retainer press-fit hole 18.
- a coil assembly 20 is disposed which surrounds the fixed core 5 from the area where the movable core 12 of the valve housing 3 is fitted.
- the coil assembly 20 comprises a bobbin 21 fitted on the outer periphery of the valve housing 3, the nonmagnetic cylindrical body 4 and the fixed core 5, and a coil 22 wound on the outer periphery of the bobbin 21.
- a magnetic coil housing 23 covering the solid body 20 is disposed on the outer periphery of the solid body 20.
- the fixed core 5 is integrally formed with a yoke flange 24 projecting from the outer peripheral surface thereof and supporting the rear end surface of the bobbin 21.
- the rear end portion of the coil housing 23 is fitted to the outer peripheral surface of the yoke flange 24.
- an annular end wall 23a which abuts on the front end face of the bobbin 21 and the front end from the inner peripheral end of the annular end wall 23a
- the cylindrical portion 23b to be formed is integrally formed.
- a resin mold layer 26 covering the coil housing 23 and the fuel inlet cylinder 6 continuously is formed on the outer peripheral surface of the coil housing 23 and the fuel inlet cylinder 6, and a coupler 28 projecting to one side is integrated with the resin mold layer 26.
- the coupler 28 holds a current-carrying terminal 27 connected to the coil 22.
- a pair of front and rear flanges 41, 42 defining an annular front seal groove 40 is formed on the outer periphery of the nozzle member 2, and the front seal groove 40 has the nozzle member 2 attached to the intake pipe E of the engine. When inserted into Ea, the seal member 43 closely attached to the inner circumferential surface is attached.
- annular rear seal groove 45 is defined on the outer periphery of the rear end portion of the fuel inlet cylinder 6, and the inner periphery of the fuel distribution pipe D fitted to the rear end portion of the fuel inlet cylinder 6 is formed on this rear seal groove 45.
- a seal member 47 in close contact with the surface is mounted.
- valve assembly 10 In the de-energized state of the coil 22, as shown in FIG. 1, the valve assembly 10 is pressed forward by the set load of the return spring 33, and the valve body 13 is seated on the valve seat 7.
- the magnetic flux generated thereby sequentially travels through the coil housing 23, the valve housing 3, the movable core 12, the fixed core 5 and the coil housing 23, and the magnetic force generated between the fixed core 5 and the movable core 12
- the valve assembly 10 is attracted to the suction surface 5 a of the fixed core 5 against the set load of the return spring 33, and the valve body 13 is separated from the valve seat 7. ...open.
- the gas fuel sent from the gas fuel tank (not shown) to the fuel distribution pipe D flows into the fuel inlet cylinder 6 and is filtered by the fuel filter 38, and the central fuel passage 49 (spring retainer After passing through the hollow portion 36 a 36, the rear spring accommodation hole 19 of the fixed core 5, and the front spring accommodation hole 30 of the movable core 12, the air flows into the rear recess 51 a of the link 14.
- the gas fuel that has flowed into the rear side recess 51a is smoothly deflected in the radial direction by the conical guide projection 53a that protrudes from the bottom surface of the rear side recess 51a, so that the plurality of rear notches 52a and 52a can be smoothed.
- the gas fuel does not stagnate at the bottom of the rear side recess 51a because it is guided to. Then, the gas fuel transferred from the rear side recess 51a to the fuel chamber 55 in the valve housing 3 flows forward, and a part of the fuel hits the bottom surface 50a of the plurality of notches 50, 50.
- the fuel is divided approximately equally into the inner and outer fuel passages 56, 57, and the other fuel flows along the longitudinal grooves 54, 54... Of the connecting rod 14 and passes through the front notches 52b, 52b. It flows into the inner fuel passage 56 inside the portion 13a.
- the gas fuel flowing down the bottom surface of the longitudinal grooves 54 can be smoothly introduced into the front recess 51b by being guided by the lower conical guide projection 53, and the gas can be introduced into the bottom of the front recess 51b. There is no fuel hate.
- the gas fuel branched from the fuel chamber 55 to the inner and outer fuel passages 56, 57 is injected into the intake pipe E of the engine from the plurality of nozzle holes 9, 9.
- the fuel chamber 55 on the outer periphery of the connecting rod 14 and the nozzle holes 9, 9 ... opened in the valve seat 7 both have cylindrical inner fuel passages 56 with relatively large volumes and annular outer fuel passages 57.
- the fuel passage around the valve body 13 can be expanded, so that the fuel injection amount from the nozzle hole 9 can be increased without increasing the valve opening stroke and the valve opening time of the valve body 13. It can be easily increased to meet the demand for higher engine power. Further, since it is not necessary to increase the valve-opening stroke of the valve body 13, it is possible to prevent the coil, and hence the injection valve I, from being enlarged, and to suppress the increase in the power consumption of the coil.
- the inner and outer fuel passages 56, 57 are provided at the rear end of the valve body 13 and fit into the inner peripheral surface of the valve body 13 with the notches 50 opened at the inner peripheral surface, outer peripheral surface and rear end surface
- the fuel chamber 55 in the valve housing 3 communicates with the fuel chamber 55 in the valve housing 3 through the front notch 52b and the longitudinal groove 54 of the connecting rod 14 so that the valve body 13 and the connecting rod 14 do not get in the way
- the fuel can be smoothly diverted from the fuel chamber 55 to the inner and outer fuel passages 56, 57.
- the notch 50 and the front notch 52b can be easily formed at the time of each processing, and the productivity is improved. It can be enhanced.
- the connecting cylindrical portion 12a of the valve body 13 can stabilize the opening and closing posture of the valve body 13, Moreover, the fuel chamber 55 and the outer fuel passage 57 can be communicated with each other without being interfered with the journal portion 13b1 by the notch 50 of the connecting cylindrical portion 12a.
- the outer fuel passage 57 is defined between the outer peripheral surface of the valve body 13 having a diameter smaller than that of the journal portion 13b1 and the enlarged diameter portion 3b of the inner peripheral surface of the valve housing 3 having a larger diameter than the journal portion 13b1.
- the expansion of the volume of the outer fuel passage 57 and the expansion of the fuel passage around the valve body 13 can be obtained, and the fuel injection amount from the nozzle hole 9 can be easily increased.
- the present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention.
- the present invention can also be applied to an injection valve for liquid fuel such as gasoline.
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Abstract
燃料噴射弁において、弁体(13),可動コア(12)及び連杆(14)よりなる弁組立体(10)と,固定コア(5)及び可動コア(12)を貫く中央燃料通路(49)と,連杆(14)及び弁ハウジング(3)間に画成される燃料室(55)と,弁体(13)及び弁ハウジング(3)間に画成され,燃料室(55)をノズル孔(9)に連通し得る外側燃料通路(57)とを備え,連杆(14)の後端部に,中央燃料通路(49)に開口する後側凹部(51a)と,この後側凹部(51a)を燃料室(55)に開放する後部切欠き(52a)とを設け,また弁体(13)を中空円筒状に形成してその内側に,ノズル孔(9)と連通し得る内側燃料通路(56)を設け,連杆(14)の前端部に,内側燃料通路(56)に開口する前側凹部(51b)と,この前側凹部(51b)を燃料室(55)に開放する前部切欠き(52b)とを設けた。これにより、中央燃料通路及びノズル孔間の流路抵抗を極力減少させて,弁体の開弁ストローク及び開弁時間を増加させることなく燃料噴射量を増加させ得るようにする。
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る固定コアと,前記弁座と協働してノズル孔を開閉する弁体,前記固定コアの前端の吸引面に対向する可動コア,並びに前記弁体及び前記可動コア間を連結する連杆よりなる弁組立体と,前記固定コア及び前記弁組立体間に縮設されて前記弁体を閉弁方向へ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開弁させるコイルとを備えてなり,前記固定コア及び可動コアの中心部に燃料供給部に連通する中央燃料通路を設け,また前記連杆及び前記弁ハウジング間に,前記中央燃料通路に連通する燃料室を画成し,前記弁体及び前記弁ハウジング間に,前記弁体の開弁時,前記燃料室を前記ノズル孔に連通する外側燃料通路を設けた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。
かゝる燃料噴射弁では,弁体の開弁時,燃料は,固定コア可動コアの中心部に設けられる中央燃料通路から,可動コアの横孔を経て弁ハウジング内側の燃料室に移り,そして弁ハウジング及び弁体間に画成される外側燃料通路を通ってノズル孔から噴射されるようになっている。したがって,中央燃料通路からノズル孔に至る燃料流路には複数の屈曲部が存在し,これが流路抵抗となるため,エンジンの高出力化に伴う燃料噴射量増の要請がある場合には,弁体の開弁ストローク及び開弁時間を多く設定することを余儀なくされる。しかしながら,そうすることは,コイルの容量増大,延いては燃料噴射弁の大型化のみならず,コイルの消費電力の増加を招くことになって好ましくない。
本発明は,かゝる事情に鑑みてなされたもので,中央燃料通路及びノズル孔間の流路抵抗を極力減少させて,弁体の開弁ストローク及び開弁時間を増加させることなく燃料噴射量を増加させ得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る固定コアと,前記弁座と協働してノズル孔を開閉する弁体,前記固定コアの前端の吸引面に対向する可動コア,並びに前記弁体及び前記可動コア間を連結する連杆よりなる弁組立体と,前記固定コア及び前記弁組立体間に縮設されて前記弁体を閉弁方向へ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開弁させるコイルとを備えてなり,前記固定コア及び可動コアの中心部に燃料供給部に連通する中央燃料通路を設け,また前記連杆及び前記弁ハウジング間に,前記中央燃料通路に連通する燃料室を画成し,前記弁体及び前記弁ハウジング間に,前記弁体の開弁時,前記燃料室を前記ノズル孔に連通する外側燃料通路を設けた燃料噴射弁において,前記連杆の後端部に,前記中央燃料通路に開口する後側凹部と,この後側凹部を前記燃料室に開放する後部切欠きとを設け,また前記弁体を中空円筒状に形成してその内側に,該弁体の開弁時に前記ノズル孔と連通する内側燃料通路を設け,前記連杆の前端部に,前記内側燃料通路に開口する前側凹部と,この前側凹部を前記燃料室に開放する前部切欠きとを設けたことを第1の特徴とする。
また本発明は,第1の特徴に加えて,前記後部及び前部切欠きの各深さを,対応する前記後側及び前側凹部の深さと同等もしくはそれよりも深く設定したことを第2の特徴とする。
さらに本発明は,第2の特徴に加えて,前記後側及び前側凹部の各底面に円錐状のガイド突起を形成したことを第3の特徴とする。
本発明の第1の特徴によれば,連杆の後端部に,中央燃料通路に開口する後側凹部と,この後側凹部を前記燃料室に開放する後部切欠きとを設けたことで,中央燃料通路から後側凹部及び後部切欠きを通して燃料室へ燃料をスムーズに流すことができ,また連杆の前端部に,弁体の内側燃料通路に開口する前側凹部と,この前側凹部を前記燃料室に開放する前部切欠きとを設けたことで,燃料室から内側燃料通路へ後部切欠き及び後側凹部を通して燃料をスムーズに流すことができ,さらに弁体の外側及び内側に,弁体の開弁時,ノズル孔に並列して連通する内側及び外側燃料通路を設けたことで,弁体周りの燃料流路を拡大することができ,以上によって弁体の開弁ストロークを増加させることなく,ノズル孔からの燃料噴射量を容易に増加させ得て,エンジンの高出力化に応えることができる。また弁体の開弁ストローク及び開弁時間の増加の必要がないことから,コイル,延いては燃料噴射弁の大型化を避けることができ,またコイルの消費電力の増加をも抑えることができる。
本発明の第2の特徴によれば,後部及び前部切欠きの各深さを,対応する前記後側及び前側凹部の深さと同等もしくはそれよりも深く設定したことで,後側及び前側凹部での燃料の淀みを防ぐことができ,したがって後側凹部は,後部切欠きと協働して中央燃料通路から燃料室への燃料の流れを,また前側凹部は,前部切欠きと協働して燃料室から内側燃料通路への燃料の流れをそれぞれスムーズに誘導することができ,ノズル孔からの燃料噴射量を一層容易に増加させることができる。
本発明の第3の特徴によれば,後側及び前側凹部の各底面に円錐状のガイド突起を形成したことで,中央燃料通路から燃料室への燃料の流れと,燃料室から内側燃料通路への燃料の流れをそれぞれ一層スムーズに誘導することができる。
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
7・・・・・弁座
9・・・・・ノズル孔
10・・・・弁組立体
12・・・・可動コア
13・・・・弁体
14・・・・連杆
22・・・・コイル
33・・・・戻しスプリング
49・・・・中央燃料通路
51a・・・後側凹部
51b・・・前側凹部
52a・・・後部切欠き
52b・・・前部切欠き
53a・・・ガイド突起
53b・・・ガイド突起
55・・・・燃料室
56・・・・内側燃料通路
57・・・・外側燃料通路
2・・・・・ノズル部材
3・・・・・弁ハウジング
5・・・・・固定コア
7・・・・・弁座
9・・・・・ノズル孔
10・・・・弁組立体
12・・・・可動コア
13・・・・弁体
14・・・・連杆
22・・・・コイル
33・・・・戻しスプリング
49・・・・中央燃料通路
51a・・・後側凹部
51b・・・前側凹部
52a・・・後部切欠き
52b・・・前部切欠き
53a・・・ガイド突起
53b・・・ガイド突起
55・・・・燃料室
56・・・・内側燃料通路
57・・・・外側燃料通路
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。尚,本発明の噴射弁において,ノズル部材側を前と言い,燃料入口筒部側を後という。
先ず,図1及び図2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,キャップ状のノズル部材2と,このノズル部材2の内周面に前端部を嵌合して溶接等により結合される,磁性体よりなる中空円筒状の弁ハウジング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結される固定コア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,前端面を吸引面5aとする前端部を非磁性円筒体4内に突入させている。
ノズル部材2には,平坦な弁座7と,この弁座7における所定の円周C(図3参照)上に配列される複数のノズル孔9,9…とが設けられる。
固定コア5の中心部には,後部スプリング収容孔19と,この後部スプリング収容孔19の後端に連なる,それより大径のリテーナ圧入孔18とが設けられ,このリテーナ圧入孔18の内周面に中空部36aを有するパイプ状のスプリングリテーナ36が圧入固定される。このスプリングリテーナ36には一条のスリット37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おり,このスプリングリテーナ36の外径は,リテーナ圧入孔18への圧入代を考慮して,自由状態でリテーナ圧入孔18の内径より大径に設定される。このスプリングリテーナ36の前端面により後部スプリング座35が構成される。
リテーナ圧入孔18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38が装着される。
図2~図4に示すように,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には弁組立体10が嵌装される。この弁組立体10は,摺動案内面3aに摺動自在に嵌合して後端面を固定コア5の前端の吸引面5aに対向させる円筒状の可動コア12と,前記弁座7と協働して前記ノズル孔9,9…を開閉する弁体13と,上記可動コア12及び弁体13間を連結する,それらより小径の連杆14とで構成される。固定コア5及び可動コア12の対向面間には,弁体13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。
可動コア12は,その中心部に固定コア5の後部スプリング収容孔19と同軸上に並ぶ前部スプリング収容孔30を有し,またその前端には連結筒部12aを有する。
弁体13は,総じて中空円筒状をなすもので,弁座7に対向する環状の弁部13aと,この弁部13aの後端に一体に連なる連結筒部13bとよりなっており,その弁部13aは,弁座7に離,着座することによりノズル孔9,9…を開閉するようになっている。
また連結筒部13bは,前記摺動案内面3aに摺動自在に嵌合する鍔状のジャーナル部13b1を外周に有する。この連結筒部13bには,その内周面,外周面及び後端面に開口する複数の切欠き50,50…が設けられる。
連杆14は,その軸方向に並ぶ一対の後側及び前側連結端部14a,14cと,これら後側及び前側連結端部14a,14c間を一体に連結する,それらより小径の杆部14bとよりなっていて,前後対称形をなしている。その後側連結端部14aを可動コア12の連結筒部12aの内周面に嵌合して溶接等により結合し,また前側連結端部14cを弁体13の連結筒部13bの内周面に嵌合して溶接等により結合する。こうして可動コア12,連杆14及び弁体13の三者は一体に結合される。
上記14の後側及び前側連結端部14a,14cには,それぞれの端面に開口する円形の後側及び前側凹部51a,51bと,それら後側及び前側凹部51a,51bを対応する連結端部14a,14cの外周面に開放する各複数の後部及び前部切欠き52a,52a…;52b,52b…と,各後側及び前側凹部51a,51bの底面から突出する円錐状のガイド突起53a,53bとが設けられる。各後部及び前部切欠き52a,52bは,それぞれの深さが対応する凹部51a,51bの深さと同等もしくはそれよりも深くなるように形成される。
また杆部14bの外周には,後部及び前部切欠き52a,52b間を直線的に連通する複数条の縦溝54,54…が設けられる。可動コア12の連結筒部12aに嵌合した後側連結端部14aの後端面の一部は,可動コア12の前部スプリング収容孔30に臨む環状の前部スプリング座34を構成する。また前側連結端部14cと弁体13の連結筒部13bとは,それぞれの切欠き52b,50の位相を互いに一致させるように嵌合される。
スプリングリテーナ36の中空部36a,後部スプリング収容孔19,前部スプリング収容孔30は,固定コア5及び可動コア12の中心部を貫いて燃料入口筒6内と連通する中央燃料通路49を構成し,この中央燃料通路49には,連杆14の後側凹部51a及び後部切欠き52aが開口する。また前記弁部13aの中空部は内側燃料通路56とされ,弁部13aが弁座7から離座したとき,ノズル孔9,9…に連通するようになっている。この内側燃料通路56は,連杆14の前側凹部51b及び前部切欠き52bが開口する。
連杆14と,その外周面に対向する前記弁ハウジング3の内周面との間には,連杆14の縦溝54,54…及び弁体13の切欠き50,50…が開口する燃料室55が画成され,各切欠き50は,上記燃料室55に軸方向で対向する底面50aを有する。
前記弁部13aの中空部は内側燃料通路56とされ,弁部13aが弁座7から離座したとき,ノズル孔9,9…に連通するようになっている。この内側燃料通路56には,連杆14の前側凹部51b及び前部切欠き52b,52b…が開口する。
ジャーナル部13b1の前方において,弁体13と弁ハウジング3との間には,弁体13の切欠き50,50…が開口する環状の外側燃料通路57が画成される。その際,弁体13の,上記外側燃料通路57に臨む外周面は,上記ジャーナル部13b1よりも小径に形成される一方,弁ハウジング3の上記外側燃料通路57に臨む内周面には,上記ジャーナル部13b1よりも大径の拡径部3bが設けられる。したがって,外側燃料通路57は,ジャーナル部13b1より小径の弁体13の外周面と,ジャーナル部13b1より大径の弁ハウジング3内周面の拡径部3bとの間に画成される,大容積のものとなる。
再び図1において,前部スプリング座34と後部スプリング座35との間に,後部及び前部スプリング収容孔19,30に配設される戻しスプリング33が所定のセット荷重をもって縮設され,そのセット荷重が弁体13を閉弁方向,即ち弁座7への着座方向へ付勢する。そのセット荷重は,スプリングリテーナ36のリテーナ圧入孔18への圧入深さにより調整される。
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,その一側方に突出するカプラ28が一体成形され,このカプラ28は,コイル22に連なる通電用端子27を保持する。
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フランジ41,42が形成され,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シール部材43が装着される。
また燃料入口筒6の後端部外周に環状の後部シール溝45が画成され,この後部シール溝45には,燃料入口筒6の後端部に嵌装される燃料分配管Dの内周面に密接するシール部材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,図1に示すように,弁組立体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,弁体13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及び可動コア12間に発生する磁力により,図2に示すように,弁組立体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の吸引面5aに吸引され,弁体13を弁座7から離座させ,ノズル孔9,9…を開く。
ノズル孔9,9…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38により濾過され,中央燃料通路49(スプリングリテーナ36の中空部36a,固定コア5の後部スプリング収容孔19,可動コア12の前部スプリング収容孔30)を通過後,連杆14の後側凹部51aに流入する。この後側凹部51aに流入したガス燃料は,その後側凹部51aの底面より突出した円錐状のガイド突起53aにより流れが半径方向へ反らされることで,スムーズに複数の後部切欠き52a,52a…へ誘導されるので,上記後側凹部51aの底部にガス燃料が淀むことはない。そして上記後側凹部51aから弁ハウジング3内の燃料室55に移ったガス燃料は前方へ流下し,その燃料の一部は,弁体13の複数の切欠き50,50…の各底面50aに当たって内側及び外側燃料通路56,57に略均等に分流し,他の燃料は,連杆14の縦溝54,54…に沿って流れ,前部切欠き52b,52b…及び前側凹部51bを経て弁部13a内側の内側燃料通路56に流入する。その際,縦溝54,54…の底面を流下するガス燃料は,下部の円錐状のガイド突起53に誘導されて前側凹部51bにスムーズに流入することができ,上記前側凹部51bの底部にガス燃料が淀むことはない。こうして,燃料室55から内側及び外側燃料通路56,57に分流したガス燃料は,複数のノズル孔9,9…からエンジンの吸気管E内に噴射される。
このように,連杆14外周の燃料室55と,弁座7に開口するノズル孔9,9…とは,何れも容積が比較的大きい筒状の内側燃料通路56と環状の外側燃料通路57を介して連通するので,弁体13周りの燃料流路を拡大することができ,これにより弁体13の開弁ストローク及び開弁時間を増加させることなく,ノズル孔9からの燃料噴射量を容易に増加させ得て,エンジンの高出力化に応えることができる。また弁体13の開弁ストロークの増加の必要がないことから,コイル,延いては噴射弁Iの大型化を避けることができ,またコイルの消費電力の増加をも抑えることができる。
特に,内側及び外側燃料通路56,57は,弁体13の後端部に設けられてその内周面,外周面及び後端面に開口する切欠き50と,弁体13の内周面に嵌合結合する連杆14の前部切欠き52b及び縦溝54とを介して弁ハウジング3内の燃料室55に連通するので,弁体13及び連杆14の嵌合部に邪魔されることなく,燃料室55から内側及び外側燃料通路56,57に燃料をスムーズに分流させることができる。しかも,互いに嵌合される弁体13及び連杆14は個別製作されるものであるから,それぞれの加工時に,切欠き50及び前部切欠き52bを容易に形成することができ,生産性を高めることができる。
また弁体13の連結筒部12aは,弁ハウジング3の内周面に摺動自在に嵌合する鍔状のジャーナル部13b1を有することで,弁体13の開閉姿勢を安定させることができ,しかも連結筒部12aの切欠き50によって,ジャーナル部13b1に干渉されることなく,燃料室55及び外側燃料通路57間を連通することができる。
しかも,外側燃料通路57は,ジャーナル部13b1より小径の弁体13の外周面と,ジャーナル部13b1より大径の弁ハウジング3内周面の拡径部3bとの間に画成されるので,外側燃料通路57の容積の拡大,延いては弁体13周りの燃料流路の拡大を得て,ノズル孔9からの燃料噴射量を容易に増加させることができる。
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,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。
Claims (3)
- 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)の後端に連設される固定コア(5)と,前記弁座(7)と協働してノズル孔(9)を開閉する弁体(13),前記固定コア(5)の前端の吸引面(5a)に対向する可動コア(12),並びに前記弁体(13)及び前記可動コア(12)間を連結する連杆(14)よりなる弁組立体(10)と,前記固定コア(5)及び前記弁組立体(10)間に縮設されて前記弁体(13)を閉弁方向へ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)を開弁させるコイル(22)とを備えてなり,前記固定コア(5)及び可動コア(12)の中心部に燃料供給部に連通する中央燃料通路(49)を設け,また前記連杆(14)及び前記弁ハウジング(3)間に,前記中央燃料通路(49)に連通する燃料室(55)を画成し,前記弁体(13)及び前記弁ハウジング(3)間に,前記弁体(13)の開弁時,前記燃料室(55)を前記ノズル孔(9)に連通する外側燃料通路(57)を設けた燃料噴射弁において,
前記連杆(14)の後端部に,前記中央燃料通路(49)に開口する後側凹部(51a)と,この後側凹部(51a)を前記燃料室(55)に開放する後部切欠き(52a)とを設け,また前記弁体(13)を中空円筒状に形成してその内側に,該弁体(13)の開弁時に前記ノズル孔(9)と連通する内側燃料通路(56)を設け,前記連杆(14)の前端部に,前記内側燃料通路(56)に開口する前側凹部(51b)と,この前側凹部(51b)を前記燃料室(55)に開放する前部切欠き(52b)とを設けたことを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項1記載の燃料噴射弁において,
前記後部及び前部切欠き(52a,52b)の各深さを,対応する前記後側及び前側凹部(51a,51b)の深さと同等もしくはそれよりも深く設定したことを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項2記載の燃料噴射弁において,
前記後側及び前側凹部(51a,51b)の各底面に円錐状のガイド突起(53a,53b)を形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
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