(57)【要約】【課題】安定した弁体の作動を可能とするインジェクタの電磁弁を提供するものである。【解決手段】ソレノイドケース１５内に電磁弁３を備え、この電磁弁３により燃料噴射を制御するインジェクタ１であって、電磁弁３は、ストッパ５０を設けて、ストッパ５０を、円筒部５０ａと、円筒部５０ａの外側へ向けて形成される鍔部５０ｂとで構成し、円筒部５０ａ内にスプリング室１４ｓを形成して、ここにスプリング１６を収納するとともに、この円筒部５０ａに半径方向に貫通する第一エア抜き孔５１を形成し、ソレノイドコア１４上に載置した鍔部５０ｂの下面とソレノイドコア１４の上面との間に、第一エア抜き孔５１とソレノイド１０の外部とを連通するエア抜き通路５２を設け、スプリング室１４ｓとソレノイド１０の外部とを第一エア抜き孔５１およびエア抜き通路５２を介して連通するように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドケース内に電磁弁を備え、この電磁弁により燃料噴射を制御するインジェクタであって、
前記電磁弁は、
ソレノイドケース内に設けられたソレノイドと、
前記ソレノイドケース内に形成される燃料通路を開閉する弁体と、
前記弁体と連結されて前記弁体を変位させるアーマチャと、
前記弁体を閉弁方向に付勢するスプリングとを備え、
前記ソレノイドのソレノイドコアに、前記アーマチャの上面と前記ソレノイドコアの下面との間にエアギャップを確保するストッパを設けて、
前記ストッパを、前記ソレノイドコア内に配置される円筒部と、前記ソレノイドコア上に載置され該円筒部の外側へ向けて形成される鍔部とで構成し、
前記円筒部内にスプリング室を形成して、ここにスプリングを収納するとともに、この円筒部に半径方向に貫通する第一エア抜き孔を形成し、
前記鍔部の下面と当該ソレノイドコアの上面との間に、前記第一エア抜き孔と前記ソレノイドの外部とを連通する第二エア抜き通路を設け、
前記スプリング室と前記ソレノイドの外部とを前記第一エア抜き孔および前記エア抜き通路を介して連通するように構成する、ことを特徴とするインジェクタ。
【請求項２】
前記ソレノイドケースに前記エア抜き通路と連通する第二エア抜き孔が形成され、
前記第二エア抜き孔に着脱自在な閉塞部材が装着される、請求項１に記載のインジェクタの電磁弁。
【請求項３】
前記ソレノイドケースに前記エア抜き通路と連通する第二エア抜き孔が形成され、
前記第二エア抜き孔に連通する配管が設けられる、請求項１に記載のインジェクタの電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンレール式の燃料噴射装置におけるインジェクタ、特にその電磁弁の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コモンレール式の燃料噴射装置に備えられるインジェクタは、電磁弁を用いてコマンドピストンの背圧を制御することにより、ニードル弁の制御を行って、燃料噴射を制御するように構成されている。
【０００３】
このようなインジェクタにおいて、電磁弁は、ソレノイドコイルに通電を行って、弁体と一体的に構成されるアーマチャを上方へ吸引し、該弁体にて閉じていた弁座を開放し、低圧燃料室へ高圧燃料を流出させる構成となっている。また、電磁弁は、ソレノイドコイルが通電されないときは、前記ソレノイドコア内に設けたスプリング室に内装するスプリングで前記弁体を下方へ付勢し、弁座が閉塞される構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図５（ａ）に示すように、前記特許文献１に示される電磁弁と異なる、従来の電磁弁１０３においては、ソレノイドコア１１４に内装されるスプリング１１６の周囲に、中空筒状の円筒部材からなるストッパ１５０が設けられている。
ストッパ１５０の上面は、ソレノイドコア１１４の上面とともにコネクタヘッド１２４の下面と当接している。また、ストッパ１５０の下面は、アーマチャ１２２の上面から上方へ突出した弁体１２１の上面に当接してその上方への移動を規制し、弁体１２１と一体的に連結されるアーマチャ１２２の上面とソレノイドコア１１４の下面との間に数十ミクロンのエアギャップ１５３を確保するように構成されている。
これにより、アーマチャ１２２のソレノイドコア１１４への密着を防ぎ、スプリング１１６の付勢力による弁体１２１の下方への戻し動作を円滑に行うことができるようになっている。なお、ソレノイドコア１１４は、ソレノイドケース１１５に収納されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７０１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１で示される従来の電磁弁においては、前記スプリング室にエアが入り込んだ場合のエア抜きについて十分に考慮された構造とはなっていない。
例えば、インジェクタの組み立ての際には前記スプリング室にエアが存在しており、あるいは一旦燃料タンクが空になった状態（いわゆるガス欠状態）から前記エンジンを始動する際に、前記インジェクタへ燃料を供給するための燃料配管に空気（エア）が溜まっている場合があり、このような場合に燃料噴射を開始すると、エアがスプリング室に入り込み、エアが抜けるまで前記弁体の作動が不安定になり、該弁体による弁座の開放及び閉塞を円滑に行うことができないという問題があった。
【０００７】
また、図５（ａ）に示される従来の電磁弁１０３においては、エアギャップ１５３の保持について十分に考慮された構造とはなっていない。
具体的には、図５（ｂ）に示すように、電磁弁１０３の組み付け時にソレノイドケース１１５の締め付けにより、該ソレノイドケース１１５の上側から下方へ向けての締付力（図５（ｂ）の太矢印部分）が作用し、コネクタヘッド１２４の下面が、側面視で略円弧状に膨出し、たわみ（図５（ｂ）の太線部分）が生じる。この場合に、弁体１２１が上方へ移動し、ストッパ１５０の下面と当接すると、コネクタヘッド１２４のたわみの分だけ、ストッパ１５０が上方へ押し上げられる。従って、ソレノイドコア１１４の下面と、ストッパ１５０の下面とに、段差ができ、エアギャップ１５３が保持されない。かかる場合には、弁体１２１の作動が不安定になり、該弁体１２１の下方への戻し動作が円滑に行うことができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされるものであり、その解決しようとする課題は、弁体の安定した作動を可能とするインジェクタの電磁弁を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、ソレノイドケース内に電磁弁を備え、この電磁弁により燃料噴射を制御するインジェクタであって、前記電磁弁は、ソレノイドケース内に設けられたソレノイドと、前記ソレノイドケース内に形成される燃料通路を開閉する弁体と、前記弁体と連結されて前記弁体を変位させるアーマチャと、前記弁体を閉弁方向に付勢するスプリングとを備え、前記ソレノイドのソレノイドコアに、前記アーマチャの上面と前記ソレノイドコアの下面との間にエアギャップを確保するストッパを設けて、前記ストッパを、前記ソレノイドコア内に配置される円筒部と、前記ソレノイドコア上に載置され該円筒部の外側へ向けて形成される鍔部とで構成し、前記円筒部内にスプリング室を形成して、ここにスプリングを収納するとともに、この円筒部に半径方向に貫通する第一エア抜き孔を形成し、前記鍔部の下面と当該ソレノイドコアの上面との間に、前記第一エア抜き孔と前記ソレノイドの外部とを連通する第二エア抜き通路を設け、前記スプリング室と前記ソレノイドの外部とを前記第一エア抜き孔および前記エア抜き通路を介して連通するように構成するものである。
【００１１】
請求項２においては、前記ソレノイドケースに前記エア抜き通路と連通する第二エア抜き孔が形成され、前記第二エア抜き孔に着脱自在な閉塞部材が装着されるものである。
【００１２】
請求項３においては、前記ソレノイドケースに前記エア抜き通路と連通する第二エア抜き孔が形成され、前記第二エア抜き孔に連通する配管が設けられるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
請求項１においては、スプリング室のエアをソレノイドの外部へ排出することが可能となる。したがって、弁体の安定した作動を可能とし、該弁体による燃料通路の開放及び閉塞を円滑に行うことができる。
また、ソレノイドコアとストッパのずれを防止して、アーマチャの上面と該ソレノイドコアの下面とのエアギャップの幅を所定の値に保つことが可能となる。したがって、弁体の安定した作動を可能とし、該弁体の下方への戻し動作を円滑に行うことができる。
【００１５】
請求項２においては、例えばインジェクタを組み立てた後であっても、スプリング室のエアをソレノイドケースの外部に排出することが可能となる。したがって、弁体の安定した作動を可能とし、該弁体による燃料通路の開放及び閉塞を円滑に行うことができる。
【００１６】
請求項３においては、エアをソレノイドケースの外部に自動的に排出することが可能となる。したがって、インジェクタを分解等することなく、弁体の安定した作動を可能とし、該弁体による燃料通路の開放及び閉塞を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るインジェクタの全体的な構成を示した断面図。
【図２】電磁弁の構成を示した断面図。
【図３】電磁弁のストッパの構成を示した図。
【図４】本発明の別実施形態に係るインジェクタの構成を示した断面図。
【図５】（ａ）従来の電磁弁のストッパの構成（ソレノイドケースの締付無し）を示した図、（ｂ）従来の電磁弁のストッパの構成（ソレノイドケースの締付時）を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明においては、図１の紙面上側を上、下側を下として上下位置関係を定義する。
【００１９】
図１に示すように、コモンレール式の燃料噴射装置に備えられるインジェクタ１は、ノズルホルダ２と、電磁弁３と、コマンドピストンガイド５と、ノズルボディ７とで主に構成されている。電磁弁３は、ノズルホルダ２の上部に付設されるとともにソレノイドケース１５に内装され、コマンドピストン４の背圧を制御して燃料の噴射制御を行う。コマンドピストンガイド５は、ノズルホルダ２の下部に付設され、内部に前記コマンドピストン４が軸心方向に摺動自在に設けられる。ノズルボディ７は、コマンドピストンガイド５の下部に付設され、内部にニードル弁６が軸心方向に摺動自在に設けられる。
このインジェクタ１は、図示せぬコモンレールから燃料供給路８へ供給された高圧燃料を、ノズルボディ７の先端に設けた噴口７ａから噴射することができるようになっている。
【００２０】
図１乃至図３に示すように、前記電磁弁３において、オリフィスプレート１２及びバルブボディ１３がバルブ押え部材１１にてノズルホルダ２上部に固定され、該バルブ押え部材１１上部にソレノイド１０のソレノイドコア１４を内装したソレノイドケース１５が固定されている。ソレノイドケース１５は、独立した部品であるソレノイド１０を燃料のリークを防ぎつつ電磁弁３に組み付けるために、ソレノイド１０をソレノイドケース１５で該ソレノイドケース１５の下方向への締め付けている。
【００２１】
前記バルブボディ１３には、軸形状の弁体２１が軸心方向、即ち上下方向に摺動自在に設けられている。該弁体２１は、ソレノイドコア１４のスプリング室１４ｓに内装されたスプリング１６によって常時下方（閉弁する方向）へ付勢されており、弁体シート面２１ａをバルブボディ１３の弁座シート面１３ａに着座させることで、弁体シート面２１ａと弁座シート面１３ａとの間の燃料通路となる間隙が閉塞され、高圧油路１３ｂから低圧燃料室１８への燃料の流出を規制するようになっている。この規制時には、前記コマンドピストン４の背圧とニードル弁６を上方へ移動させる圧力とが等しくなるが、コマンドピストン４の受圧面積がニードル弁６の受圧面積よりも大きいため、コマンドピストン４が下方に移動して、ニードル弁６を下方へ押圧する。その結果、燃料が噴射されないようになっている。
なお、説明の便宜上図１乃至図５では、弁体２１の弁体シート面２１ａと、弁座シート面１３ａとの間の燃料通路となる間隙が開放された状態を示すものとする。
【００２２】
また、前記弁体２１の上部には、該弁体を変位させるアーマチャ２２が一体的に連結され、アーマチャ２２の上面から該弁体２１の上端部が上方へ突出されている。アーマチャ２２は、前記ソレノイドコア１４とバルブボディ１３との間にスペーサ２３を介して形成される低圧燃料室１８の内部に上下方向に移動自在に配置されている。なお、スペーサ２３の上下方向の長さを調整することにより、低圧燃料室１８の内部の大きさ（即ち、アーマチャ２２の移動範囲）を調整することができる。
そして、前記ソレノイドコア１４に内装されるソレノイドコイル１７が通電されると、ソレノイドコア１４の下面が吸引面となり、前記アーマチャ２２が吸引されて弁体２１とともに上方へ移動される。この弁体２１の移動によって、弁体シート面２１ａが弁座シート面１３ａから離れて、高圧油路１３ｂ内の燃料が低圧燃料室１８へと流出される。このように制御油路９内の高圧燃料が低圧燃料室１８へと流出されるため、前記コマンドピストン４の背圧が減少される。そして、前記ニードル弁６がノズル燃料室６ａに供給された高圧燃料によってリフトされ、燃料の噴射が行われる。低圧燃料室１８の燃料は、リターン通路１９等を介して、図示せぬ燃料タンクに戻されるようになっている。なお、前記アーマチャ２２には、上下方向に複数の貫通孔２２ａが設けられており、上下に移動する際には、この貫通孔２２ａ内を燃料が通過して、燃料から受ける流動抵抗が低減されるようになっている。
以上のように、ソレノイドコア１４とバルブボディ１３の間の低圧燃料室１８内でアーマチャ２２を移動させ、該アーマチャ２２と一体的に構成される弁体２１にて噴射制御用の燃料の流通を制御し、燃料噴射を制御する構成となっている。
【００２３】
前記スプリング１６の外周側には、ストッパ５０が設けられる。ストッパ５０は、前記弁体２１の上方への移動を受け止めて、アーマチャ２２の上面とソレノイドコア１４の下面との間に数十ミクロンのエアギャップ５３を確保し、アーマチャ２２のソレノイドコア１４への密着を防ぎ、スプリング１６の付勢力による弁体２１の下方への戻し動作を円滑に行うことができるように構成されている。
ストッパ５０は、円筒部５０ａと、この円筒部の上部に設けられる鍔部５０ｂと、を具備して側面断面視で略Ｔ字状に構成されている。
【００２４】
円筒部５０ａは、中空筒状の部材であり、ソレノイドコア１４に内装されている。詳細には、ソレノイドコア１４の半径方向中央に軸孔が上下方向に貫設されており、この軸孔に円筒部５０ａが当該ソレノイドコア１４の内周面に接するように嵌挿されている。そして、この円筒部５０ａの内周側の空間が前述のスプリング室１４ｓとされて、ここにスプリング１６が収納されている。
【００２５】
円筒部５０ａの下面は、ソレノイドコア１４の下面と略同一水平面（段差がない状態）となるように配置され、弁体２１の上方への移動の際に、アーマチャ２２の上面から上方へ突出した弁体２１の上面と当接し、その移動を規制する。即ち、この突出した部分の上下方向の長さが、アーマチャ２２の上面とソレノイドコア１４の下面との間の隙間を形成し、これがエアギャップ５３となる。
円筒部５０ａの上部には、スプリング室１４ｓに入り込んだエアを抜き取るための第一エア抜き孔５１が、該スプリング室１４ｓと、その外部とを連通するように半径方向に貫設されている。
【００２６】
鍔部５０ｂは、ソレノイドコア１４と同程度の径をもった円環状の部材であり、前記円筒部５０ａの上端部から外側へ向けて略水平方向に延出されて形成されている。鍔部５０ｂはソレノイドコア１４に載置され、その上面でコネクタヘッド２４の下面と当接されるとともに、その下面でソレノイドコア１４の上面と当接されている。
【００２７】
そして、鍔部５０ｂの下面とソレノイドコア１４の上面との間に、エア抜き通路５２がスプリング室１４ｓから外側へ向けて設けられている。本実施形態において、エア抜き通路５２は、複数の凹状の溝を鍔部５０ｂの下面に半径方向に延びるように形成して構成されている。ただし、凹状の溝はソレノイドコア１４の上面に形成してもよい。このエア抜き通路５２は、その一端で円筒部５０ａの第一エア抜き孔５１と当該円筒部５０ａとソレノイドコアとの間に形成される間隙を介して連通され、その他端で鍔部５０ｂ及びソレノイドコア１４の外部と連通されている。
【００２８】
以上のような構成により、スプリング室１４ｓと、ソレノイド１０の外部とを、第一エア抜き孔５１及びエア抜き通路５２を介して連通し、スプリング室１４ｓのエアをソレノイド１０の外部へ排出することが可能となる。したがって、弁体２１の安定した作動を可能とし、該弁体２１の弁体シート面２１ａと、弁座シート面１３ａとの間の燃料通路となる間隙の開放及び閉塞を円滑に行うことができる。
【００２９】
また、以上のような本発明の一実施形態に係る電磁弁３では、ストッパ５０は側面断面視で略Ｔ字状に構成され、ストッパ５０の鍔部５０ｂの下面がソレノイドコア１４の上面に当接されている。
そのため、図３に示すように、ソレノイドケース１５の締め付けにより、該ソレノイドケース１５の上側から下方へ向けての締付力（図３の太矢印部分）が作用し、コネクタヘッド２４の下面が、側面視で略円弧状に膨出し、たわみ（図３の太線部分）が生じた場合であっても、前述したような従来の電磁弁１０３と同様の問題は生じない。
即ち、このような場合であっても、側面断面視で略Ｔ字状に構成されるストッパ５０は、弁体２１が上方へ移動し、アーマチャ２２の上面から上方へ突出した弁体２１の上面が該ストッパ５０の下面と当接しても、上方へ押し上げられず、ソレノイドコア１４の下面と、ストッパ５０の下面とに段差ができない。従って、ソレノイドコア１４とストッパ５０とのずれを防止して、アーマチャ２２の上面と該ソレノイドコア１４の下面とのエアギャップ５３の幅を所定の値に保つ（エアギャップ５３が保持される）ことが可能となり、弁体２１の安定した作動を可能とし、該弁体２１の下方への戻し動作を円滑に行うことができる。
【００３０】
次に、図２及び図３を用いて、ソレノイドケース１５に形成される第二エア抜き孔６１について説明する。
【００３１】
第二エア抜き孔６１は、第一エア抜き孔５１及びエア抜き通路５２を介してスプリング室１４ｓからソレノイド１０の外部へ排出されたエアを、電磁弁３の外部に排出するためのものである。
第二エア抜き孔６１は、ソレノイドケース１５の側壁部にその内部と外部とを連通するように半径方向（横方向）に貫設されている。そして、第二エア抜き孔６１は、その一端でソレノイドケース１５内側のエア抜き通路５２と連通され、その他端でソレノイドケース１５の外部と連通されている。
【００３２】
第二エア抜き孔６１には、閉塞部材が着脱自在に取り付けられている。具体的には、閉塞部材の一例であるねじ込み式のプラグ６２が第二エア抜き孔６１に螺挿されて取り付けられている。よって、スプリング室１４ｓのエアを抜く場合には、前記プラグ６２をソレノイドケース１５から取り外してエアを抜き、その後にプラグ６２をソレノイドケース１５の第二エア抜き孔６１に螺挿して取り付けて、この第二エア抜き孔６１を閉塞することができる。
なお、閉塞部材はねじ込み式のプラグ６２に限定されるものでなく、着脱自在に構成される部材であればよい。
【００３３】
以上のような構成により、スプリング室１４ｓとソレノイドケース１５の外部とを、第一エア抜き孔５１、エア抜き通路５２、及び第二エア抜き孔６１を介して連通し、スプリング室１４ｓのエアをソレノイドケース１５の外部へ排出することが可能となる。したがって、例えばインジェクタ１を組み立てた後であっても、スプリング室１４ｓのエアをソレノイドケース１５の外部に排出することができる。また、ガス欠状態からインジェクタ１を含む燃料噴射装置を適用したエンジンを始動する際に、燃料配管に溜まったエアがスプリング室１４ｓに入り込んだ場合であっても、インジェクタ１を分解等することなく、閉塞部材であるプラグ６２を取り外すことで容易にエアを排出することが可能となる。したがって、弁体２１の安定した作動を可能とし、該弁体２１の弁体シート面２１ａと、弁座シート面１３ａとの間の燃料通路となる間隙の開放及び閉塞を円滑に行うことができる。
【００３４】
次に、図４を用いて別実施形態に係る電磁弁３について説明する。
なお、以後の説明において同一構成の部材に関しては、同一の符号を付することでその説明を省略するものとする。
【００３５】
図４に示すように、電磁弁３のソレノイドケース１５に設けられた第二エア抜き孔６１には、前述のような閉塞部材ではなく、中空筒状の筒体７１が継手として螺挿され、ソレノイドケース１５の外側へ向けて開口された状態で取り付けられている。筒体７１の外側開口部には、エア抜きのための図示せぬ配管の一端が連通接続される。前記配管の他端には、例えば前記燃料タンクに連通接続される。
【００３６】
以上のような構成において、スプリング室１４ｓのエアを、ソレノイドケース１５の外部に自動的に排出することが可能となる。例えば、ガス欠状態からエンジンを始動する際に、燃料配管に溜まったエアがスプリング室１４ｓに入り込んだ場合であっても、インジェクタ１を分解等することなく、自動的にエアを排出することができる。したがって、前記弁体２１の安定した作動を可能とし、該弁体２１の弁体シート面２１ａと、弁座シート面１３ａとの間の間隙の燃料通路となる開放及び閉塞を円滑に行うことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１      インジェクタ
２      ノズルホルダ
３      電磁弁
７      ノズルボディ
１０    ソレノイド
１３    バルブボディ
１４    ソレノイドコア
１４ｓ  スプリング室
１５    ソレノイドケース
１６    スプリング
１７    ソレノイドコイル
２１    弁体
２２    アーマチャ
２３    スペーサ
２４    コネクタヘッド
５０    ストッパ
５０ａ  円筒部
５０ｂ  鍔部
５１    第一エア抜き孔
５２    エア抜き通路
６１    第二エア抜き孔
７１    筒体
【図１】
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【図２】
2010216357.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010216357.tif 000006
【図５】
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