(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内へガス燃料を供給する通路の途中に、ポペット形弁体を開閉自在に有するバルブボディを配置し、
ポペット形弁体をガス供給圧力に抗してばねで付勢することによりバルブボディの弁座に着座させ、
上記ポペット形弁体の弁軸に連動するロッドを有するソレノイドを、バルブボディの端部に連結し、ソレノイドを通電した時にロッドを介してポペット形弁体を開くようにし、  弁体及び弁軸を収納するバルブ収納室と、ソレノイドを収納するソレノイド収納部とを、隔壁により隔離し、
ソレノイド収納部内の空間部分を大気に連通し、
ソレノイド収納部とバルブ収納室との間に、繊維素材よりなるフィルターを配置していることを特徴とするガス機関用インジェクター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、シリンダ内へガス燃料を供給する通路の途中に、ガス燃料を供給するガス機関用インジェクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス機関においてシリンダ内にガス燃料を供給する手段として、１つには、ガス供給通路の途中にボール式（又はプレート式）のチェックバルブを２段式に設けた構造のものがあり、その他には、特開平４−１７１２５６号公報に記載されているように、ガス供給通路の途中にポペット形弁体を有するチェックバルブを備え、ばねによりガス供給圧力に抗して弁体を閉弁方向へ付勢した構造のものがある。いずれのチェックバルブも、シリンダ内圧力（主に吸気負圧）とガス供給圧力の差圧を利用して、バルブを開閉するようになっている。
【０００３】
このように、シリンダ内圧力とガス供給圧力との差圧を利用して開閉するバルブは、ガス燃料供給時期及び供給量を正確に制御することはできないため、その適用範囲が、主燃焼室と副室とを備えたガス機関であって、副室内へガス燃料を供給する構造に限定されている。すなわち、副室を有するガス機関では、ガス燃料供給時期及び供給量の制御は、主として燃焼室内で行なわれるため、副室内へのガス燃料供給時期等について厳格にその精度を要求されないからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前者のボール式のチェックバルブでは、長さ方向に沿って２段にチェックバルブを配置していることにより、動作の安定性を図り、かつ、ガス燃料の逆流を防ぐようにしているが、シリンダ内圧力とガス供給圧力の差は小さいために、その圧力差を利用する構造では、使用している間に粘着物質がボール等に付着すると、ボールが動かなくなり、作動不良に陥り易い。
【０００５】
また、過給機を備えることにより高出力化を図ったガス機関では、吸気行程の場合でもシリンダ内圧力が排気行程と同じ程度の圧力となることもあり、主に吸気負圧を利用してチェックバルブを開く構造であると、シリンダ内圧力等の変動により、チェックバルブの作動が不安定になり易い。
【０００６】
後者のポペット形弁体を用いたチェックバルブも、原理的には、上記ボール式のチェックバルブと同様であるので、同様が不具合が生じるのは避けられない。
【０００７】
【発明の目的】
本願発明の目的は、ガス機関において、ガス燃料供給通路内にポペット形弁体を有するインジェクターを配置し、ポペット形弁体をソレノイドによる強制駆動方式とすることにより、弁体の開閉作動を安定させ、ガス供給時期等を精度良く制御できるようにすることである。また、ソレノイド自体の作動を安定させることも目的の１つとしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１記載の発明は、シリンダ内へガス燃料を供給する通路の途中に、ポペット形弁体を開閉自在に有するバルブボディを配置し、ポペット形弁体をガス供給圧力に抗してばねで付勢することによりバルブボディの弁座に着座させ、上記ポペット形弁体の弁軸に連動するロッドを有するソレノイドを、バルブボディの端部に連結し、ソレノイドを通電した時にロッドを介してポペット形弁体を開くようにし、弁体及び弁軸を収納するバルブ収納室と、ソレノイドを収納するソレノイド収納部とを、隔壁により隔離し、ソレノイド収納部内の空間部分を大気に連通し、ソレノイド収納部とバルブ収納室との間に、繊維素材よりなるフィルターを配置していることを特徴とするガス機関用インジェクターである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は副室式ガス機関の概略説明図であり、ガス機関１はシリンダ１ａ内の主燃焼室２と、シリンダ１ａの上側に形成された副室３とを備えており、副室３には点火栓４が取り付けられると共に本願発明にかかるインジェクター８が取り付けられており、該インジェクター８はガス管５、ポンプ６及び開閉弁７を介してガス供給源に接続し、副室３にガス燃料を供給するようになっている。主燃焼室２には、吸気弁９と排気弁１０が設けられている。
【００１３】
図２はシリンダヘッド１１の縦断面部分図であり、副室３を内部に形成してなる副室本体３ａは、シリンダヘッド１１にパッキン１２を介して螺合しており、下端出口孔３ｂが主燃料室２に臨み、上端がスリーブ１３の下端に溶接されている。
【００１４】
スリーブ１３は上下のＯリング２２，２３を介してシリンダヘッド１１のスリーブ取付孔１４に嵌着されており、スリーブ１３内に形成された各取付孔２６，２７には前記点火栓４とインジェクター８がそれぞれ螺着されている。スリーブ１３の外周面には、上記上下のＯリング２２，２３の間に、前記ガス管５のガス供給通路１５に連通する環状通路１６が形成されると共に、該環状通路１６から（下側）副室側へと延びてインジェクター外周の環状室２４に至るガス通路１７が形成されており、前記環状室２４はインジェクター８のガス入口孔２５に連通している。スリーブ１３の下端部には、インジェクター８の下端弁孔から副室３に至るガス噴出通路１８が形成されている。環状室２４の上側部分は、Ｏリング１９を介してスリーブ１３の取付孔２６に嵌着している。
【００１５】
図３はインジェクター８の拡大縦断面図であり、インジェクター８の外殻は、細長い円筒状のバルブボディ３１と、該バルブボディ３１の上端おねじ部にＯリング３３を介して螺着された細長い円筒状の中間カバー３４と、該中間カバー３４の上端めねじ部にＯリング３５を介して螺着されたソレノイドケース３６と、ソレノイドケース３６の上端おねじ部にＯリング３７を介して螺着された有底筒形のキャップ３８とから構成されており、上記バルブボディ３１、中間カバー３４、ソレノイドケース３６及びキャップ３８は同一軸芯上に揃えられている。
【００１６】
バルブボディ３１内には、下端にポペット形弁体４１を一体に有する弁軸４２がバルブボディ軸芯方向（上下方向）に移動可能に挿入されており、バルブボディ３１の下端にはポペット形弁体４１が下方から着座する弁座４３が形成されている。また弁座４３の上側のバルブボディ内周面には、周方向に間隔をおいて複数の条突起４３ａが形成されており、ガス燃料を整流して副室３内へと導くようになっている。バルブボディ３１の上端部と上下方向の中間部の各内面には、軸方向寸法が短いオイル含浸メタル４４，４５がそれぞれ取り付けられ、極めて小さいクリアランス（たとえば５／１００mm程度のクリアランス）でもって、弁軸４２を摺動自在に保持している。このオイル含浸メタル４４，４５には、たとえばオイル含浸銅メタルが使用されており、たとえばタフトライド加工された耐熱鋼製の弁軸４２を外部からのオイル補強なしに潤滑性を保って保持するのである。
【００１７】
弁軸４２は中間カバー３４内のバルブ収納室３４ａへと突出し、上端部にはナット４６によりばね受け４７が固定されており、該ばね受け４７とバルブボディ３１の上端部との間にばね４８を縮設し、弁軸４２を上方に付勢することにより、ガス供給圧力に抗して弁体４１を弁座４３に着座させている。
【００１８】
ばね受け４７の上方には隔壁５０が形成され、該隔壁５０より上方の中間カバー３４部分と、ソレノイドケース３６と、キャップ３８により、ソレノイド収納部３９を構成し、そして該ソレノイド収納部３９は、前記隔壁５０により中間カバー３４のバルブ収納室３４ａから隔離している。前記隔壁５０の中央部にはロッド挿通孔５１が形成され、ソレノイドケース３６の移動ロッド（鉄心）５４が上記挿通孔５１を通ってバルブ収納室３４ａへと突出し、弁軸４２の上端に当接（あるいは結合）している。
【００１９】
隔壁５０の上面には、テフロン繊維あるいはカーボンファイバー等の繊維素材からなるリング状のフィルター４０が配置され、ロッド５４の外周に嵌合しており、また、前記下端室３６ａ内には、ソレノイドケース３６の下方への差込み量（螺挿量）を規制するスペーサ５６が配置されている。
【００２０】
ソレノイドケース３６内には前記ロッド５４を取り囲むソレノイド５３が配置されており、リード線６０を介して制御機構に接続し、ソレノイド５３が通電（励磁）すると移動ロッド５４を下方へと移動し、それにより弁軸４２を下方、すなわち開弁方向へと押すように構成されている。移動ロッド５４の上端部はキャップ３８内の上端空間部３８ａ内に望んでおり、該空間部分３８ａはブリーザ孔５８を介して大気に連通し、常時大気圧となっている。
【００２１】
【作用】
ソレノイド５３は、ガス機関の特性に合わせ、吸気弁９の開弁期間内の適当な時期に所定期間通電し、弁体４１を開くように設定されている。
【００２２】
図１の開閉弁７からポンプ６を介して図２のガス燃料供給通路１５内に供給されるガス燃料は、環状通路１６、ガス通路１７及び環状室２４へと流れ、ガス入口孔２５から図３に示すバルブボディ３１内の環状ガス通路６１に入る。そして、ソレノイド５３が通電して、移動ロッド５４を介して弁体４１を下方へと開くことにより弁孔から副室３へと供給される。
【００２３】
副室３内からバルブボディ３１内に侵入するカーボン等は、クリアランスを詰めたオイル含浸メタル４４，４５により、バルブボディ３１の奥部への侵入が阻止され、さらに、隔壁５０及びフィルター４０により、ソレノイドケース３６内への侵入も完璧に阻止される。
【００２４】
また、キャップ３８内の空間部分３８ａは、ブリーザ孔５８により常時大気圧に保たれているので、移動ロッド５４は常に安定作動する。
【００２５】
【その他の実施の形態】
（１）前記実施の形態では、副室を有し、該副室にガス燃料を供給する構造のガス機関に適用したが、たとえばシリンダ（燃焼室）に直接ガス燃料を供給する、いわゆる直噴式のガス機関に適用することも可能であり、また副室を備えていないガス機関において、吸気通路の途中にガス燃料を供給する構造のガス機関にも適用できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本願発明によると、
（１）シリンダ内へガス燃料を供給する通路の途中に、ポペット形弁体４１を開閉自在に有するバルブボディ３１を配置し、ポペット形弁体４１をばね４８により閉弁側に付勢してバルブボディ３１の弁座４３に着座させ、該バルブボディ３１の端部に、上記ポペット形弁体４１の弁軸４２に連動するロッド５４を有するソレノイド５３を取り付け、ソレノイド５３を通電した時にロッド５４を介してポペット形弁体４１を開くようにしているので、従来のように、シリンダ内圧力とガス供給圧力との差により開閉するチェックバルブあるいはポペット形弁体を有するチェックバルブに比べ、ガス供給圧力の変動あるいはシリンダ内圧力の変動にかかわらず、常に所定の時期に、所定の供給量だけ正確にガス燃料を供給することができる。
【００２７】
（２）シリンダ内圧力が弁体４１に対し閉弁方向に作用するようにポペット形弁体４１を備え、ソレノイド５３を通電した時に弁体４１をリフトしてガス燃料を供給するようにしているので、ガス燃料の逆流を確実に防ぐことができると共に、ソレノイドとして大きな容量は必要なく、小型のものを使用することができ、インジェクター８を小型化することができる。
【００２８】
（３）弁軸４２等を収納するバルブ収納室３４ａ，３１ａと、ソレノイド５３を収納するソレノイド収納部３９とを、隔壁５０により隔離しているので、ソレノイド収納部３９内へのカーボン等の侵入を防ぐことができ、ソレノイド５３によるロッド５４の作動不良を防止することができる。
【００２９】
（４）ソレノイド収納部３９の空間部分、特にロッド５４が突退する空間部分３８ａを大気に連通しているので、ソレノイド５３の移動ロッド５４の作動を安定させることができる。
【００３０】
（５）ソレノイド収納部３９とバルブ収納室３４ａとの間に、繊維素材よりなるフィルター４０を配置しているので、ソレノイド収納部３９へのカーボン等の侵入を一層確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  副室を有するガス機関の概略説明図である。
【図２】  本願発明を適用したガス機関用インジェクターを備えたガス機関のシリンダヘッド部分の縦断面部分図である。
【図３】  本願発明を適用したガス機関用インジェクター単体の縦断面拡大図である。
【符号の説明】
１  ガス機関
２  主燃焼室
３  副室
８  インジェクター
１１  シリンダヘッド
１５  ガス燃料通路
１６  環状通路
１７  ガス通路
１８  ガス噴出通路
３１  バルブボディ
３１ａ，３４ａ  バルブ収納室
３４  中間カバー
３６  ソレノイドケース
３８ａ  ソレノイド収納部の空間部分
３９  ソレノイド収納部
４０  フィルター
４１  ポペット形弁体
４２  弁軸
４３  弁座
４８  ばね
５０  隔壁
５３  ソレノイド
５４  移動ロッド
【図１】
0004105835.tif 000002
【図２】
0004105835.tif 000003
【図３】
0004105835.tif 000004