(57)【要約】【課題】燃料噴射弁において、プランジャをより円滑に作動させると同時に、ストッパの摩耗量を低減させることで耐久性の向上を図る。【解決手段】燃料噴射弁１０を構成するバルブハウジング１２には、固定コア部３８に臨むようにガイド孔４８に沿ってプランジャ１６が移動自在に設けられ、その基端には弾性材料からなるストッパ部材６８が設けられる。このストッパ部材６８は、プランジャ１６の基端１６ａに装着されるベース部７０と、該ベース部７０に対して固定コア部３８側へと膨出した複数の接触部７２とからなり、前記接触部７２は、例えば、半球形状に形成され、ベース部７０の周方向に沿って互いに等間隔離間するように設けられる。そして、ソレノイド部１４の励磁作用下にプランジャ１６が固定コア部３８側へと移動した際、複数の接触部７２が前記固定コア部３８の先端へと当接することで移動が規制される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスの流通する流路を有したハウジングと、前記ハウジングの内部に移動自在に設けられ先端に弁体を有したプランジャと、前記ハウジングの端部に設けられ前記燃料ガスを噴射するノズルとを有し、コイルへの通電作用下に前記プランジャを固定コアに向けて吸引して開閉状態を切り替える燃料噴射弁において、
前記プランジャ又は前記プランジャに臨む固定コアのいずれか一方の端面に設けられ、前記プランジャの前記固定コア側への移動を規制可能なストッパ部材を有し、
前記ストッパ部材は、弾性材料からなり前記プランジャの移動方向から見て円形、楕円形又は長円状に形成されると共に、前記プランジャの周方向に沿って複数並んで設けられることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記ストッパ部材は、前記プランジャの移動方向に向かって膨出した半球形状に形成されることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料噴射弁において、
前記ストッパ部材は、前記周方向に沿って均等に配置されることを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスをエンジン等に供給するための燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からＣＮＧ等の燃料ガスを内燃機関へと供給する燃料噴射弁が知られており、例えば、特許文献１に開示された燃料噴射装置では、管状のハウジングの内部に燃料ガスの流通する流路が形成され、該流路の外周側には通電作用下に励磁するコイルが設けられると共に、前記流路に臨むように磁性体からなるプランジャが移動自在に設けられている。また、プランジャの先端には弁体が設けられ、弁座部に対して着座・離間させることで、燃料ガスの噴射される噴射孔と流路との連通状態を切り替えている。
【０００３】
そして、コイルに通電することでプランジャが燃料噴射孔から離間する方向へと移動し、前記プランジャに臨むようにハウジングの端部に設けられた環状の緩衝部材へと当接することで移動が規制され弁開状態となる。これにより、燃料ガスが流路から燃料噴射孔へと供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−６１１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に係る燃料噴射弁では、緩衝部材がゴム等の弾性材料から形成されているため、長年の使用によって摩耗してしまうことが懸念されると共に、弁開動作に伴ってプランジャを緩衝部材から離間させる際に貼り付きが発生してしまうことが懸念される。
【０００６】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、プランジャをより円滑に作動させると同時に、ストッパの摩耗量を低減させることで耐久性の向上を図ることが可能な燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は、燃料ガスの流通する流路を有したハウジングと、ハウジングの内部に移動自在に設けられ先端に弁体を有したプランジャと、ハウジングの端部に設けられ燃料ガスを噴射するノズルとを有し、コイルへの通電作用下にプランジャを固定コアに向けて吸引して開閉状態を切り替える燃料噴射弁において、
プランジャ又はプランジャに臨む固定コアのいずれか一方の端面に設けられ、プランジャの固定コア側への移動を規制可能なストッパ部材を有し、
ストッパ部材は、弾性材料からなりプランジャの移動方向から見て円形、楕円形又は長円状に形成されると共に、プランジャの周方向に沿って複数並んで設けられることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、燃料噴射弁を構成するプランジャ又は固定コアのいずれか一方の端面に弾性材料からなるストッパ部材を設け、プランジャの移動方向から見て円形、楕円形又は長円状に形成すると共に、プランジャの周方向に沿って複数並べて設けている。
【０００９】
従って、コイルの励磁作用下にプランジャが固定コア側に向かって移動し、ストッパ部材が固定コア又はプランジャの端面へと当接して弾性変形する際、円形、楕円形又は長円状に形成されたストッパ部材を径方向外側に略均等に拡がるように変形させることができる。
【００１０】
その結果、ストッパ部材の周方向における径方向への変形量が略均等となり、ストッパ部材の特定部位だけが摩耗したり、特定のストッパ部材だけが摩耗するような偏摩耗が防止される。しかも、変形量が低減されることで摩耗が抑制されると共に偏摩耗も防止されるため耐久性の向上を図ることができる。また、ストッパ部材をプランジャの周方向に沿って複数並べることで、周方向に沿って連続的に従来技術に係る燃料噴射弁のストッパと比較してプランジャ又は固定コアとの接触面積を低減できるため、プランジャが固定コアから離間する際の貼り付きが防止され、円滑にプランジャを作動させることが可能となる。
【００１１】
また、ストッパ部材を、プランジャの移動方向に向かって膨出した半球形状とすることにより、ストッパ部材に固定コア又はプランジャが当接して弾性変形する際に、接触部位が断面平面状のストッパ部材と比較して接触量（接触面積）を低減できるため、その摩耗が低減され耐久性のさらなる向上を図ることができる。
【００１２】
さらに、ストッパ部材を、周方向に沿って均等に配置することにより、プランジャと固定コアとが当接した際の衝撃を、それぞれのストッパ部材が均等に緩衝するため、プランジャが傾いたりすることなく動作することができる。それと共に、特定のストッパ部材だけが摩耗するような偏摩耗の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１４】
すなわち、燃料噴射弁を構成するプランジャ又は固定コアのいずれか一方の端面に弾性材料からなるストッパ部材を設け、プランジャの移動方向から見て円形、楕円形又は長円状に形成すると共に、プランジャの周方向に沿って複数並べて設けることにより、プランジャが固定コア側に向かって移動し、ストッパ部材が固定コア又はプランジャの端面へと当接して弾性変形する際、ストッパ部材を径方向外側に向けて略均等に拡がるように変形させることができる。その結果、ストッパ部材の周方向における変形量が略均等となり、しかも、変形量が低減されることで摩耗が抑制され耐久性の向上を図ることができる。また、ストッパ部材をプランジャの周方向に沿って複数並べることで、周方向に沿って連続的に形成されたストッパ部材と比較して接触面積を低減できるため、プランジャが固定コアから離間する際の貼り付きが防止され、円滑にプランジャを作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁の全体断面図である。
【図２】図１の燃料噴射弁におけるストッパ部材近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図３Ａは、図２のストッパ部材の設けられたプランジャの基端を示す平面図であり、図３Ｂは、図３Ａにおけるストッパ部材の接触部を示す側面図である。
【図４】図４Ａは、第１変形例に係るストッパ部材の設けられたプランジャの平面図であり、図４Ｂは、第２変形例に係るストッパ部材の設けられたプランジャの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る燃料噴射弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁を示す。
【００１７】
この燃料噴射弁１０は、図１に示されるように、筒状のバルブハウジング（ハウジング）１２と、該バルブハウジング１２の外周側に設けられるソレノイド部１４と、該ソレノイド部１４の励磁作用下に軸方向に移動するプランジャ１６と、前記バルブハウジング１２の先端に設けられ燃料を噴射するノズル部材（ノズル）１８とを含む。
【００１８】
なお、以下、燃料噴射弁１０におけるバルブハウジング１２側を基端側（矢印Ａ方向）、ノズル部材１８側を先端側（矢印Ｂ方向）として説明する。
【００１９】
バルブハウジング１２は、例えば、金属製材料から形成され、基端側（矢印Ａ方向）に形成される第１ハウジング部２０と、該第１ハウジング部２０の先端側（矢印Ｂ方向）に形成されソレノイド部１４を保持する第２ハウジング部２２と、前記第２ハウジング部２２の先端側（矢印Ｂ方向）に設けられる第３ハウジング部２４とからなる。
【００２０】
第１ハウジング部２０の外周面には環状溝を介してパッキン２６が装着され、一方、前記第１ハウジング部２０の内部には、基端に開口して軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に延在した燃料導入孔２８が形成され、この燃料導入孔２８の開口部には燃料ガスに含まれる塵埃等を除去可能な筒状のフィルタ３０が装着される。
【００２１】
また、第１ハウジング部２０の先端側には、その外周面を覆うように樹脂モールド部３２が形成され、該樹脂モールド部３２には、内部に通電用端子３４を有したカプラ３６が側方に突出するように設けられる。なお、樹脂モールド部３２は、第２ハウジング部２２の基端側の一部を覆うように形成される。
【００２２】
そして、第１ハウジング部２０は、例えば、図示しないガスタンクに接続された燃料分配管Ｃへと接続され、燃料導入孔２８に対して燃料ガスが供給される。また、カプラ３６には、図示しないコントローラ等に接続されたコネクタ（図示せず）が装着される。
【００２３】
第２ハウジング部２２は、第１ハウジング部２０に対して径方向外側に拡径し、その中央には先端側（矢印Ｂ方向）に向かって延在した円筒状の固定コア部３８が形成され、該固定コア部３８のさらに中心には燃料導入孔２８と連通した貫通孔４０が形成される。この貫通孔４０には管状のリテーナ４２が挿入される。
【００２４】
また、固定コア部３８の外周側には、先端側に向かって開口した収納部４４が環状に形成され、後述するソレノイド部１４のコイル５０及びボビン５２が収納される。
【００２５】
第３ハウジング部２４は、その基端側（矢印Ａ方向）に形成された鍔部４６が第２ハウジング部２２の先端に加締められることで一体的且つ同軸状に保持され、その内部には軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿ってガイド孔４８が形成される。このガイド孔４８は、第２ハウジング部２２の先端に臨むと共に、その内部にプランジャ１６が移動自在に収納される。
【００２６】
ソレノイド部１４は、例えば、第２ハウジング部２２の収納部４４に設けられコイル５０を保持するボビン５２と、該ボビン５２及びコイル５０のさらに外周側を覆うモールド部５４とを備え、前記ボビン５２の内周面及びモールド部５４の外周面がそれぞれ収納部４４の内壁面に当接すると共に、前記コイル５０が図示しない配線を介して通電用端子３４と接続されている。そして、図示しないコントローラからの制御信号によってコイル５０が通電されることで励磁する。
【００２７】
プランジャ１６は、例えば、磁性を有した金属製材料から形成され、その中心には基端から先端に向かって延在した縦孔５６を有し、該縦孔５６の基端側（矢印Ａ方向）には径方向外側に拡径したスプリング受け部５８が形成されている。
【００２８】
そして、固定コア部３８におけるリテーナ４２の先端とスプリング受け部５８との間にスプリング６０が介装される。このスプリング６０は、例えば、コイルスプリングからなり、その弾発力はプランジャ１６を固定コア部３８から離間する方向（矢印Ｂ方向）に向かって付勢している。
【００２９】
また、プランジャ１６の先端には、縦孔５６と連通し該縦孔５６と直交する径方向外側に向かって貫通した複数の横孔６２が形成されると共に、先端には弾性材料から円盤状に形成された弁体６４が装着される。
【００３０】
そして、弁体６４は、プランジャ１６の移動作用下にノズル部材１８の基端に形成された弁座部６６へと着座自在に設けられる。
【００３１】
さらに、プランジャ１６の基端（端面）１６ａは、図１〜図３Ｂに示されるように、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と直交した平面且つ環状に形成され、この基端にはストッパ部材６８が装着される。このストッパ部材６８は、例えば、ゴム等の弾性材料からなり、プランジャ１６に装着されるベース部７０と、該ベース部７０に対して突出するように設けられた複数の接触部７２とを含む。
【００３２】
ベース部７０は、例えば、プランジャ１６の外周径より小さな円環状に形成されプランジャ１６の基端１６ａに対して接着等によって固定される。
【００３３】
接触部７２は、例えば、プランジャ１６の軸方向（図１中、矢印Ｂ方向）から見て円形状に形成され、且つ、ベース部７０から離間する方向（矢印Ａ方向）に向かって半球形状に膨出し、該ベース部７０の周方向に沿って互いに等間隔離間するように設けられる（図３Ａ参照）。
【００３４】
なお、接触部７２は、上述したようにプランジャ１６の軸方向から見て円形状に形成される場合に限定されるものではなく、例えば、楕円形状であってもよいし長円形状であってもよい。すなわち、接触部７２は、外周部位に円弧部を有した形状であればよい。
【００３５】
ノズル部材１８は、図１に示されるように、例えば、円筒状に形成され、その基端が第３ハウジング部２４の先端に対して一体的に加締められ、先端がエンジンにおける吸気管（図示せず）に挿入される。このノズル部材１８の中心には軸方向に沿って延在するノズル孔７４が形成され、該ノズル孔７４の基端がプランジャ１６の弁体６４に臨むように設けられる。
【００３６】
また、ノズル孔７４は、基端側（矢印Ａ方向）に形成され弁座部６６に臨む弁孔７６と、該弁孔７６に隣接する小径孔７８と、該小径孔７８に対して徐々に拡径するテーパ孔８０と、該テーパ孔８０の先端側に形成される大径孔８２とからなり、前記大径孔８２は略一定径でノズル部材１８の先端まで延在しガス燃料噴孔として機能する。
【００３７】
本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図１に示されるソレノイド部１４が非励磁状態でプランジャ１６が下降し弁体６４が弁座部６６へと着座した弁閉状態を初期状態として説明する。
【００３８】
この初期状態において、図示しないコントローラからの制御信号がカプラ３６の通電用端子３４へと入力され、それに伴ってコイル５０が通電されることで励磁して磁束が生じプランジャ１６がスプリング６０の弾発力に抗して固定コア部３８側（矢印Ａ方向）へと吸引され移動する。そして、プランジャ１６の基端１６ａに設けられたストッパ部材６８の接触部７２が前記固定コア部３８の先端に当接することで該プランジャ１６の移動が規制されて停止し、弁体６４が弁座部６６から離間した弁開状態となる。
【００３９】
この際、ストッパ部材６８の接触部７２は、図２及び図３Ｂに示されるように、固定コア部３８側（矢印Ａ方向）に向かって膨出した半球形状に形成され、且つ、図３Ａに示されるように隣接する接触部７２同士が所定間隔離間しているため、前記接触部７２が固定コア部３８の先端へと当接した際（図３Ｂ中、二点鎖線形状参照）、プランジャ１６の軸方向から見て接触部７２が径方向外側に略均等に拡がるように放射状に弾性変形しながら潰れていく（図３Ａ中、矢印Ｄ方向）。
【００４０】
そのため、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、接触部７２の周方向における径方向外側への変形量Ｅ（図３Ｂ参照）が略均等となり、それに伴って、径方向外側への変形量Ｅが少なくなる。この変形量Ｅを少なくすることは、接触部７２と固定コア部３８との摺接量を減らすこととなる。そのため、摩耗を抑制することができると共に、ストッパ部材６８とプランジャ１６の基端１６ａとの境界部位Ｆ（図３Ｂ参照）に付与される応力が抑制されるため、前記接触部７２の前記ベース部７０からの剥離が防止される。
【００４１】
このように燃料噴射弁１０が弁開状態となることで、バルブハウジング１２の燃料導入孔２８に供給された燃料ガスが貫通孔４０及びプランジャ１６の縦孔５６及び横孔６２からガイド孔４８を通じてノズル部材１８のノズル孔７４へと流入し、その大径孔８２から噴射される。
【００４２】
一方、燃料噴射弁１０からの燃料ガスの噴射を停止する場合には、図示しないコントローラからの制御信号を停止することで、コイル５０が非励磁状態となり、それに伴って、プランジャ１６に対する固定コア部３８側（矢印Ａ方向）への吸引力が滅勢する。これにより、プランジャ１６はスプリング６０の弾発力によってノズル部材１８側（矢印Ｂ方向）へと付勢され移動することで、図１に示される弁体６４が弁座部６６へと着座した弁閉状態となる。その結果、バルブハウジング１２からノズル部材１８へと流れていた燃料ガスの流通が遮断され、燃料ガスのノズル孔７４からの噴射が停止する。
【００４３】
この際、プランジャ１６が固定コア部３８から離間する方向（矢印Ｂ方向）へ移動する際、該固定コア部３８に当接していたストッパ部材６８の接触部７２が前記固定コア部３８の先端から離脱するが、半球形状、且つ、周方向に沿って並ぶように複数設けられた接触部７２は、従来技術に係る燃料噴射弁における環状のストッパと比較し、固定コア部３８との接触面積が小さいため前記固定コア部３８との貼り付きが防止され、前記ストッパ部材６８を有したプランジャ１６を円滑に固定コア部３８から離間させ作動させることができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態では、燃料噴射弁１０を構成するプランジャ１６の基端１６ａに弾性材料からなるストッパ部材６８を備え、該ストッパ部材６８には、プランジャ１６に装着されるベース部７０に対して周方向に沿って等間隔離間し、該ベース部７０から離間する方向に断面半円形状に膨出した複数の接触部７２が設けられる。そして、ソレノイド部１４を構成するコイル５０の励磁作用下にプランジャ１６が固定コア部３８側（矢印Ａ方向）へと移動しストッパ部材６８が該固定コア部３８の先端へと当接して弾性変形する際、各接触部７２が径方向外側に向けて略均等に拡がるように変形するため、接触部７２の周方向における変形量が略均等となり、該変形量が低減されることで摩耗が抑制されると共に偏摩耗も防止される。その結果、ストッパ部材６８の摩耗量が低減され耐久性の向上を図ることができる。
【００４５】
また、各接触部７２を径方向外側へと略均等に変形させることで、ストッパ部材６８とプランジャ１６の基端１６ａとの境界部位Ｆに付与される応力が抑制されるため、前記接触部７２の前記ベース部７０からの剥離を防止することができ、ストッパ部材６８の耐久性を延ばすことが可能となる。
【００４６】
さらに、複数の接触部７２をストッパ部材６８の周方向に沿って設けることで、周方向に連続した環状のストッパを有した従来技術に係る燃料噴射弁と比較し、固定コア部３８に対する接触量（接触面積）を低減できるため、プランジャ１６が前記固定コア部３８から離間する際の貼り付きが好適に防止され、該プランジャ１６を円滑に下降させることができる。
【００４７】
さらにまた、接触部７２を半球形状に形成することで、例えば、接触部７２の接触部位が断面平坦状に形成される場合と比較し、固定コア部３８の先端との接触量（接触面積）を低減できるため、プランジャ１６を下降させストッパ部材６８を固定コア部３８から離間させる場合に、各接触部７２の貼り付きが好適に抑制され、前記プランジャ１６の作動抵抗となることがなく円滑に移動させることができる。また、固定コア部３８との接触による摩耗を低減することができ、耐久性の向上を図ることが可能となる。
【００４８】
次に、第１及び第２変形例に係るストッパ部材１００、１１０について、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら説明する。この第１変形例に係るストッパ部材１００は、図４Ａに示されるように、隣接する接触部１０２の一部がベース部１０４の周方向に沿って重なり合うように配置され、第２変形例に係るストッパ部材１１０では、隣接する接触部１１２同士が前記ベース部１１４の周方向において互いに接触するように配置されている点で、それぞれ本実施の形態に係る燃料噴射弁１０のストッパ部材６８と異なっている。このような構成とした場合でも、上述したストッパ部材６８と略同等の効果が得られる。
【００４９】
また、上述したストッパ部材６８、１００、１１０は、プランジャ１６の基端１６ａに設けられる場合に限定されるものではなく、前記プランジャ１６の当接する固定コア部３８の先端に設けるようにしてもよい。すなわち、互いに向かい合うプランジャ１６の基端１６ａ側か固定コア部３８の先端側のいずれか一方にストッパ部材６８、１００、１１０が設けられていればよい。
【００５０】
さらに、ストッパ部材６８、１００、１１０は、複数の接触部７２、１０２、１１２が設けられたベース部７０、１０４、１１４を介してプランジャ１６へ装着する場合に限定されるものではなく、前記ベース部７０、１０４、１１４を有さずに前記接触部７２、１０２、１１２が直接プランジャ１６に対して装着される構成であってもよい。
【００５１】
なお、本発明に係る燃料噴射弁は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…燃料噴射弁                    １２…バルブハウジング
１４…ソレノイド部                  １６…プランジャ
１８…ノズル部材                    ２８…燃料導入孔
３８…固定コア部                    ５０…コイル
６０…スプリング                    ６４…弁体
６６…弁座部                        ６８、１００、１１０…ストッパ部材
７０、１０４、１１４…ベース部      ７２、１０２、１１２…接触部
７４…ノズル孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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