(57)【要約】【課題】ガス燃料用インジェクタについて、そのサイズアップを最小限に抑えながら高い燃料漏出防止機能を発揮できるようにする。【解決手段】燃料通路開閉手段を構成する開閉弁の弁体が弁バネで閉弁方向に付勢されており、エンジン駆動時に開弁してガス燃料を噴射し、エンジン停止時に閉弁して燃料通路を閉止するガス燃料用インジェクタ１Ａにおいて、その燃料通路開閉手段を、電磁駆動式の第１の開閉弁１１とその上流側に配置した電磁駆動式以外の駆動手段による第２の開閉弁２１Ａを備えた直列２段式とし、エンジン駆動時に第２の開閉弁２１Ａが開弁状態を維持しながら、第１の開閉弁１１により電磁駆動で開閉制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料通路開閉手段を構成する開閉弁の弁体が弁バネで閉弁方向に付勢されており、エンジン駆動時に開弁してガス燃料を噴射し、エンジン停止時に閉弁して燃料通路を閉止するガス燃料用インジェクタにおいて、前記燃料通路開閉手段が、電磁駆動式の第１の開閉弁とこの開閉弁の上流側に配置した電磁駆動式以外の駆動手段による第２の開閉弁を備えた直列２段式であって、エンジン駆動時に前記第２の開閉弁が開弁状態を維持しながら、前記第１の開閉弁を電磁駆動により開閉制御することを特徴とするガス燃料用インジェクタ。
【請求項２】
前記第２の開閉弁は、エンジンの駆動により上昇しエンジンの停止により低下するエンジン油圧またはエンジン冷却水圧の圧力変動を圧力導入室に導入することで、前記弁バネのバネ圧がかかるダイヤフラムを往復変位させて弁開閉を行い、エンジン停止時に前記バネ圧で前記ダイヤフラムが閉弁位置に変位した状態を維持し、エンジン駆動時に前記圧力導入室の正圧が前記バネ圧に勝って前記ダイヤフラムが開弁位置に変位した状態を維持することを特徴とする請求項１に記載したガス燃料用インジェクタ。
【請求項３】
前記第２の開閉弁は、エンジンの駆動により低下しエンジンの停止により大気圧に一致するエンジン吸気管の圧力変動を圧力導入室に導入することで、前記弁バネのバネ圧がかかるダイヤフラムを往復変位させて弁開閉を行うものであり、エンジン停止時に前記バネ圧で前記ダイヤフラムが閉弁位置に変位した状態を維持し、エンジン駆動時に前記圧力導入室の負圧が前記バネ圧に勝って前記ダイヤフラムが開弁位置に変位した状態を維持することを特徴とする請求項１に記載したガス燃料用インジェクタ。
【請求項４】
前記第２の開閉弁は、前記第１の開閉弁よりも燃料シール性能が高いことを特徴とする請求項１，２または３に記載したガス燃料用インジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンが要求する量のガス燃料を噴射するガス燃料用インジェクタに関し、殊に、エンジン停止時の燃料漏出防止機能を高めたガス燃料用インジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境規制の厳格化等に基づいて、エンジン停止時におけるインジェクタの燃料漏出防止性能の向上が求められており、殊に、液化プロパンガス（ＬＰＧ）などの高圧ガス燃料の噴射に用いるガス燃料用インジェクタにおいては、斯かる要求が特に厳しくなっている。
【０００３】
これに対し、実開平５−６１５０号公報には、金属同士が密着する第１のシール部と一方が弾性面からなる第２のシール部とからなり、耐久性と燃料シール性の両立を図ったインジェクタが提案されている。しかし、この手段を採用した場合でも、高圧のガス燃料を確実に遮断するには開閉弁を閉鎖方向に付勢する弁バネのバネ荷重を充分に大きくする必要が生じるため、インジェクタの大型化とコストアップが避けられないものとなる。
【０００４】
一方、特開２００１−２０８３６号公報には、２個の磁気回路を備えて遮断機能と噴射制御機能を両立しながら燃料シール性能の向上を図ったインジェクタも提案されている。しかしながら、このように燃料遮断部分と噴射制御部分とを分ける場合には、２つの磁気回路の干渉を避けるためにインジェクタの大型化が上記同様に避けられないものとなる。またこの場合、２つの磁気回路に通電するために余分な電力を消費することにも繋がる。
【特許文献１】実開平５−６１５０号公報
【特許文献２】特開２００１−２０８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、ガス燃料用インジェクタについて、そのサイズアップを最小限に抑えながら高い燃料漏出防止機能を発揮できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は、燃料通路開閉手段を構成する開閉弁の弁体が弁バネで閉弁方向に付勢されており、エンジン駆動時に開弁してガス燃料を噴射し、エンジン停止時に閉弁して燃料通路を閉止するガス燃料用インジェクタにおいて、その燃料通路開閉手段が、電磁駆動式の第１の開閉弁とその上流側に配置した電磁駆動式以外の駆動手段による第２の開閉弁を備えた直列２段式とされ、エンジン駆動時に第２の開閉弁が開弁状態を維持しながら、第１の開閉弁が電磁駆動で開閉制御されることを特徴とするものとした。
【０００７】
このように、ガス燃料用インジェクタの燃料通路開閉手段を電磁駆動式のものとそれ以外の駆動手段によるものとの直列２段式とし、エンジン駆動時に上流側の第２の開閉弁が開弁状態を維持した状態で第１の開閉弁で燃料流量を調整するものとし、エンジン停止時には２つの開閉弁で燃料通路を二重に閉鎖するものとしたことで、比較的コンパクトな構成でも高い燃料シール性能を長期間に亘って発揮しやすいものとなる。
【０００８】
また、この場合、第２の開閉弁は、エンジンの駆動により上昇しエンジンの停止により低下するエンジン油圧またはエンジン冷却水圧の圧力変動を圧力導入室に導入することで、弁バネのバネ圧がかかるダイヤフラムを往復変位させて弁開閉を行うものとされ、エンジン停止時にバネ圧でダイヤフラムが閉弁位置に変位した状態を維持し、エンジン駆動時に圧力導入室内の正圧がバネ圧に勝ってダイヤフラムが開弁位置に変位した状態を維持する、ことを特徴としたものとすれば、比較的簡易な構成としながら弁開閉のために電力を要することなく、第２の開閉弁の確実な開閉動作を実現できるものとなる。
【０００９】
或いは、その第２の開閉弁は、エンジンの駆動により低下しエンジンの停止により大気圧に一致するエンジン吸気管の圧力変動を圧力導入室に導入することで、弁バネのバネ圧がかかるダイヤフラムを往復変位させて弁開閉を行うものとされ、エンジン停止時にバネ圧でダイヤフラムが閉弁位置に変位した状態を維持し、エンジン駆動時に圧力導入室の負圧がバネ圧に勝ってダイヤフラムが開弁位置に変位した状態を維持する、ことを特徴としたものとしても同様である。
【００１０】
さらに、上述したガス燃料用インジェクタにおいて、その第２の開閉弁は第１の開閉弁よりも燃料シール性能が高いものとしたことを特徴とするものとすれば、第１の開閉弁の弁バネによるバネ加重を必要最小限に抑えることにより、インジェクタのサイズと開弁に要するエネルギーを最少としながら、エンジン停止時の燃料漏出防止機能を確実に発揮しやすいものとなる。
【発明の効果】
【００１１】
ガス燃料用インジェクタの燃料通路開閉手段を、電磁駆動式のものとそれ以外の駆動手段によるものとの直列２段式とした本発明によると、そのサイズアップを最小限に抑えながら高い燃料漏出防止機能を発揮できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明における第１の実施の形態であるインジェクタ１Ａの縦断面図を示している。インジェクタ１Ａは、常閉式のガス燃料用インジェクタ（燃料噴射弁）であって、電磁コイル１７、固定鉄心１３、可動鉄心１４を有しており、可動鉄心１４の下側には弁体１２が付設され、これが弁ストローク方向に対し直角に設けられた円盤状の弁バネ１５により支持されて弁シート１８とともに電磁駆動式の開閉弁１１となっており、これらで第１のバルブユニット１０を構成しているが、以上の構成部分およびその機能は、従来のガス燃料用インジェクタの本体部分と同様である。
【００１４】
そして、本発明においてはその燃料通路開閉手段が、上述した電磁駆動式の第１の開閉弁１１に加え、その上流側に電磁駆動式以外の駆動手段による第２の開閉弁２１Ａを配置した直列２段式とされており、エンジン停止時に第１の開閉弁１１及び第２の開閉弁２１Ａは閉弁状態を維持し、エンジン駆動時には第２の開閉弁２１Ａは閉弁状態を維持しながら第１の開閉弁１１が電磁駆動で弁開閉制御を行うようになっている点を特徴としている。
【００１５】
本実施の形態においては、第１の開閉弁１１を備えた第１のバルブユニット１０の上流側、即ち、インジェクタ１Ａの基端側（図中上端側）に、第２の開閉弁２１Ａを有した第２のバルブユニット２０Ａが配置されており、この第２のバルブユニット２０Ａはエンジン駆動時に圧力が上昇するエンジン油圧を駆動源として、開弁状態を維持するようになっている。
【００１６】
即ち、このバルブユニット２０Ａにおいては、図示しない燃料タンクから送られたガス燃料を導入するための燃料導入管３０が燃料導入室２２内に開口し、この燃料導入管３０の開口部とこれに対向して配置した弁ロッド２５先端の弁体とで第２の開閉弁２１Ａを構成している。そして、バルブユニット２０Ａは、燃料導入室２２側と隔壁２４で区画されたダイヤフラム室２３Ａを有しており、このダイヤフラム室２３Ａは、さらにダイヤフラム２６により２つ部屋２３ａ，２３ｂに区画されている。
【００１７】
弁ロッド２５は、隔壁２４を直角に貫通して配置され、その基端側をダイヤフラム２６の中央部に固定されており、ダイヤフラム２６が圧力変動で往復変位することにより、隔壁２４を貫通した孔内を摺動して開閉弁２１Ａを開閉させ、インジェクタ１Ａの入口部分における燃料通路の開閉を行うようになっている。
【００１８】
第２のバルブユニット２０Ａを拡大した部分縦断面図である図２を参照して、ダイヤフラム室２３Ａの隔壁２４から離れた側の部屋２３ｂは、ダイヤフラム２６を隔壁２４方向（閉弁方向）に変位させるようにバネ圧を発揮するコイル式の弁バネ２７が配置されているとともに、部屋２３ｂ内の空気を外部に逃がすための連通管２９Ａが開口して大気側と連通している。
【００１９】
また、隔壁２４に面した側の部屋２３ａには、エンジン油圧の圧力変動を導入するための導入管２８Ａが開口して圧力導入室とされている。そして、図３の配置図に示すように、エンジン４に付設した油圧ポンプ４０から延設されたエンジン油圧配管４１が途中で分岐管４２により分岐され、第２のバルブユニット２０Ａの圧力導入室である部屋２３ａに接続されて、エンジン油圧が導入されるようになっている。
【００２０】
本実施の形態のインジェクタ１Ａは以上のような構成であり、エンジン駆動時に第２のバルブユニット２０Ａの部屋２３ａに導入したエンジン油圧が弁バネ２７のバネ圧に勝り、ダイヤフラム２６を開弁方向に変位させて開閉弁２１Ａの開弁状態を維持し、エンジン停止時には部屋２３ａに導入しているエンジン油圧が低下して、弁バネ２７のバネ圧がこれに勝るようになり、ダイヤフラム２６が閉弁方向に変位して弁体２１の閉弁状態を維持する。
【００２１】
一方、第１のバルブユニット１０は、通常の電磁駆動式のインジェクタ機能を発揮するものであるが、電磁コイル１７に通電していないエンジン停止時には、弁バネ１５のバネ圧により第１の開閉弁１１は閉鎖された状態となる。しかし、従来のインジェクタでは、燃料圧力が高い場合、或いは弁体が劣化したりバネ圧が低下したりした場合には、燃料が外部に漏出することがあった。
【００２２】
これに対し、本実施の形態のインジェクタ１Ａでは、エンジン停止時に第２の開閉弁２１Ａが閉鎖状態を維持することにより、燃料の漏出を確実に回避できるようになっている。その後、図３に示すように、エンジン始動によりエンジン油圧配管４１、分岐管４２を介して第２のバルブユニット２０Ａにエンジン油圧が導入されると、第２の開閉弁２１Ａは開弁状態を維持し、第１の開閉弁１１が種々のエンジン運転情報を検知している電子制御ユニット１００により電磁駆動で開閉制御されることで、エンジン４に要求流量に応じたガス燃料を安定的に供給することが可能となる。
【００２３】
従って、本実施の形態のインジェクタ１Ａは、従来例のインジェクタと同様の構成を備えた第１のバルブユニット１０に、電磁駆動ではない駆動手段による第２のバルブユニットを追加するだけで、エンジン停止時に高い燃料漏出機能を発揮するものとなり、磁気回路同士が干渉するという問題が生じることもなく、且つ、そのためのサイズアップやコストアップも最小限に抑えることができ、余分な電力消費も不要なものとなる。
【００２４】
尚、第２の開閉弁２１Ａの弁体をより柔軟にして密着度を高めたり、弁バネ２７のバネ圧を充分に高くしたりして、その燃料シール性能を第１の開閉弁１１よりも高めることにより、第１の開閉弁１１の弁バネ１５のサイズと開弁に要する電力消費量を最小限に抑えながら、エンジン停止時の燃料漏出防止機能をより高いものとすることができる。
【００２５】
また、本実施の形態の応用例として、第２のバルブユニット２０Ａの圧力導入室にエンジン油圧を導入する代わりに、エンジン駆動に伴い圧力の上昇するエンジン冷却水圧を導入するようにしても、上記同様の作用・効果が期待できるものとなる。
【００２６】
図４は、本発明における第２の実施の形態のインジェクタ１Ｂの特徴部分である、第２のバルブユニット２０Ｂ部分を拡大した縦断面図を示している。本実施の形態においても第１のバルブユニット１０部分の構成及び機能は前述したインジェクタ１Ａと同様であり、第２のバルブユニット２０Ｂの構成もほぼ同様であるが、その開閉弁２１Ｂの駆動方式が、圧力導入室にエンジン油圧やエンジン冷却水圧等の圧力（正圧）を導入するのではなく、エンジン吸気負圧を導入することにより開弁するようにした点を特徴としている。
【００２７】
本実施の形態では、図５の配置図に示すように、エンジン４から延設されたエンジン吸気管５が途中で分岐管５０により分岐され、インジェクタ１Ｂの第２のバルブユニット２０Ｂに接続されてエンジン吸気負圧を導入するようになっている。そして、図４に示すように、今度はダイヤフラム室２３Ｂ内でダイヤフラム２６により区画され弁バネ２７を配置した側の部屋２３ｄが圧力導入室となり、これに開口した導入管２９Ｂを介してエンジン吸気負圧を導入し、その吸引力でダイヤフラム２６を開弁方向に変位させるようにした点を特徴としており、第１の実施の形態のインジェクタ１Ａと同様の作用・効果を発揮するものとなっている。
【００２８】
即ち、エンジン４の始動により、エンジン吸気負圧がエンジン吸気管５，分岐管５０を介して圧力導入室である部屋２３ｄに導入され、その負圧による吸引力が弁バネ２７のバネ圧に勝ることにより、ダイヤフラム２６が開弁方向に変位した状態となって開閉弁２１Ｂが開弁状態を維持するようになっており、エンジン停止時には部屋２３ｄ内は大気圧に一致して吸引力がなくなるため、弁バネ２７のバネ圧により開閉弁２１Ａが閉弁状態を維持して、燃料の漏出を回避するものである。
【００２９】
また、本実施の形態では、隔壁２４側の部屋２３ｃ内部で大気側に連通する連通管２８Ｂが開口しており、部屋２３ｃ内に空気を出し入れしてダイヤフラム２６の変位動作を妨げないようになっている。さらに、本実施の形態においても、第２の開閉弁２１Ｂの燃料シール性能を第１の開閉弁１１よりも高めることにより、第１の開閉弁１１における弁バネ１５のサイズと開弁に要する電力消費量を最小限に抑えながら、エンジン停止時の燃料漏出防止機能をより高いものとすることができる。
【００３０】
尚、上述した実施の形態においては、インジェクタ１Ａ，１Ｂの構造として、インジェクタ上部から燃料供給する所謂トップフィードタイプのものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、側面から燃料を導入するサイドフィードタイプ、或いは底部から燃料を導入するボトムフィードタイプのインジェクタにおいても同様に適用できるものである。
【００３１】
以上、述べたように、ガス燃料用インジェクタについて、本発明により、そのサイズアップを最小限に抑えながら高い燃料漏出防止機能を発揮できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明における第１の実施の形態のインジェクタの縦断面図。
【図２】図１のインジェクタの第２のバルブユニットを示す部分縦断面図。
【図３】図１のインジェクタの配置図。
【図４】本発明における第２の実施の形態のインジェクタ第２のバルブユニットを示す部分拡大図。
【図５】図４のインジェクタの配置図。
【符号の説明】
【００３３】
１Ａ，１Ｂ  インジェクタ、４  エンジン、５  エンジン吸気管、１０，２０Ａ，２０Ｂ  バルブユニット、１１，２１Ａ，２１Ｂ  開閉弁、１５，２７  弁バネ、２３Ａ，２３Ｂ  ダイヤフラム室、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ  部屋、２６  ダイヤフラム、４２，５０  分岐管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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