JPH0861152A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 圧縮天然ガス燃料を使用する電磁式燃料噴射
装置において、プランジャ又は本体の規制部分のいずれ
かに取り付けられる緩衝部材の接触面を曲面形状にし
て、緩衝部材がプランジャ又は規制部分に接触した時に
緩衝部材に生ずる応力を分散且つ低減すること。 【構成】 管状の本体１２内に配置されているプランジ
ャ３６を電磁作用により軸線方向に沿って往復動させる
ことにより弁４８を開閉し、燃料の噴射を制御する燃料
噴射装置であって、開弁時における前記プランジャの移
動を規制する本体内の規制部分と該規制部分に対向する
プランジャの面とのいずれか一方に緩衝部材５２が取り
付けられる燃料噴射装置において、緩衝部材の接触面を
曲面形状にしたことを特徴とする。このため接触時の応
力がこの形状によって分散されることとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射装置
に関し、特に、電磁作用により圧縮天然ガス（Compress
ed Natural Gas；以下、「ＣＮＧ」という）等の燃料の
噴射を制御する燃料噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＮＧを燃料とする内燃機関で用いられ
る燃料噴射装置としては種々あるが、いわゆる電磁制御
式のものが広く用いられている。電磁制御式燃料噴射装
置は、一般に、管状の本体内のプランジャを電磁コイル
の電磁作用により往復動させることで、弁を開閉して燃
料の噴射を制御する構成となっている。即ち、電磁コイ
ルが非励磁状態にあるとき、プランジャは圧縮ばねのば
ね力により閉弁位置に移動され、一方、電磁コイルが励
磁状態にあるときは、プランジャは圧縮ばねのばね力に
抗して開弁位置に移動されるのである。

【０００３】ところで、プランジャは、閉弁位置から開
弁位置に移動する際、本体内に設けられた規制部分に接
することで停止される。しかし、この規制部分は電磁コ
イルによって発生した磁束が通過する部分であり、且つ
プランジャとの間で吸引力を働かせる部分であるので、
プランジャが規制部分に直接接することは好ましくな
く、規制部分には、ゴム等の弾性材料から成る平板状の
緩衝部材が取り付けられているのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような電磁制
御式の燃料噴射装置では、燃料制御の応答性を向上させ
るために、プランジャを高速で移動させる傾向がある。
特に、マルチポイント方式では、燃料噴射装置ごとの流
量を大きくすべきとの要請から、弁の開き度、即ちプラ
ンジャのストロークを増加させる必要があり、よって、
電磁コイルの励磁時にプランジャはより高速で移動する
ことになる。

【０００５】このように、プランジャは高速で規制部分
に接するため、緩衝部材の緩衝特性や耐久性を向上させ
ることが望ましい。

【０００６】かかる課題に対しては、緩衝部材の板厚
（プランジャの移動方向の寸法）を大きくすることが考
えられる。しかし、従来の緩衝部材は平板状のものであ
り、それ自体が規制部分とプランジャとの間のエアギャ
ップを形成するため、単に緩衝部材の板厚を増しただけ
では、プランジャのストロークの短縮化、或は、燃料噴
射装置の大型化を招いてしまう。

【０００７】そこで、本発明の目的は、プランジャのス
トロークを短くすることなく、プランジャと規制部分と
の接触時における衝撃を効率よく吸収、緩和することが
でき、且つ、耐久性のある緩衝部材を有する燃料噴射装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、管状の本体内に配置されているプランジャ
を電磁作用により軸線方向に沿って往復動させることに
より弁を開閉し、燃料の噴射を制御する燃料噴射装置に
おいて、開弁時におけるプランジャの移動を規制する本
体内の規制部分と、該規制部分に対向するプランジャの
面とのいずれか一方に取り付けられ、軸線方向に直交す
る断面の面積が取付側に向かって漸次増加する形状を有
する弾性材料から成る緩衝部材を備えることを特徴とし
ている。

【０００９】

【作用】上述の構成によれば、プランジャが電磁コイル
の電磁作用により後方に移動して緩衝部材に接し、その
後方移動が規制された際、緩衝部材は、プランジャとの
接触による衝撃力を吸収緩和する。緩衝部材の接触面の
形状が曲面となっているので、接触時の衝撃力は分散さ
れ、その結果として接触時に緩衝部材に生ずる応力も分
散されることになる。

【００１０】また、緩衝部材の接触面が曲面となってい
るため、接触面の面積が従来の平面形状より大きく、よ
って、接触時の緩衝部材表面の単位面積あたりの伸びが
小さくなる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に従って本発明による燃料噴射装
置の好適な実施例について詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の第１実施例によるＣＮＧ
用の燃料噴射装置１０を示している。図１において、符
号１２は、燃料噴射装置１０の本体を示し、この本体１
２は、管状のハウジング１４と、ハウジング１４の一端
側（以下、この側を「前」側とする）に同軸に取り付け
られたヘッド１６と、ハウジング１４の他端側（以下、
この側を「後」側とする）に同軸に取り付けられた燃料
導入管１８とから構成されている。

【００１３】ハウジング１４の前後方向における中央部
は、内管部分及び外管部分から成る２重管構造となって
いる。内管部分と外管部分との間には、後方に開放する
環状空間２０が形成されており、この環状空間２０に環
状の電磁コイル２２が装着されている。

【００１４】燃料導入管１８の外面にはフランジ２４が
形成されており、このフランジ２４をハウジング１４の
後端部に嵌合してハウジング１４の後端縁部を内方に変
形することで、燃料導入管１８はハウジング１４に固定
されるようになっている。燃料導入管１８をハウジング
１４に固定すると、フランジ２４の内面２６が、ハウジ
ング１４内に装着された電磁コイル２２の後端部に接触
すると共に、燃料導入管１８の前端部が電磁コイル２２
の内側に挿入される。なお、図示実施例では、燃料導入
管１８のフランジ２４に設けられた穴を通してリード線
２８が電磁コイル２２に接続されている。

【００１５】また、燃料導入管１８の後端部はＣＮＧタ
ンク（図示しない）からの配管に接続され、ＣＮＧタン
クからＣＮＧが燃料導入管１８内の燃料導入路２９を通
ってハウジング１４内に導入されるようになっている。
なお、図示するように、燃料導入路２９の後端部に燃料
を濾過するストレーナ３０を取り付けておくのが好適で
ある。

【００１６】ハウジング１４の前端部に取り付けられて
いるヘッド１６は、燃料導入管１８からハウジング１４
内に導入されたＣＮＧを外部（実際には、当該燃料噴射
装置が取り付けられる内燃機関のインテークマニホール
ド等の内部）に噴射させるためのものであり、その中心
部には燃料噴射ノズル穴としての貫通孔３２が形成され
ている。このヘッド１６は、ハウジング１４の前端部に
嵌合され、ハウジング１４の前端縁部を内方に変形する
ことで、ハウジング１４に固定されるようになってい
る。

【００１７】ハウジング１４の内部空間、より詳細に
は、ハウジング１４の内管部分、ヘッド１６及び燃料導
入管１８により囲まれる内部空間３４には、磁性体から
成るプランジャ３６が配置されている。このプランジャ
３６は、ハウジング１４の内管部分の内面に案内されて
前後方向に摺動可能となっている。プランジャ３６の内
部には燃料孔３８が設けられている。燃料孔３８はプラ
ンジャ３６の後端面の中心から中心軸線に沿って延びて
おり、プランジャ３６の前端面に近いある一点から外方
に延びる４つの斜孔４０によって、ハウジング１４の前
側の内部空間３４に通じている。従って、燃料導入管１
８により導入されたＣＮＧは、プランジャ３６の燃料孔
３８及び斜孔４０を経てハウジング１４の内部空間３４
に導かれることとなる。

【００１８】プランジャ３６と燃料導入管１８との間に
は圧縮ばね４２が配置されており、この圧縮ばね４２の
ばね力によりプランジャ３６は前方、即ちヘッド１６側
に常時押圧されている。図示実施例では、圧縮ばね４２
の一端はプランジャ３６の燃料孔３８の後部拡径部分４
４に挿入され、他端は燃料導入管１８の燃料導入路２９
の前部拡径部分４６に挿入されている。プランジャ３６
の前端面には弁体４８が固着されており、この弁体４８
に対向するヘッド１６の後端面は弁座５０として機能す
るようになっている。従って、圧縮ばね４２のばね力に
よりプランジャ３６が前方に移動されると、弁体４８は
弁座５０に密着し、ヘッド１６の貫通孔３２とハウジン
グ１４の内部空間３４との間は遮断される。

【００１９】一方、プランジャ３６は、電磁コイル２２
が励磁されると、電磁作用により圧縮ばね４２のばね力
に抗して後方に移動するようになっている。プランジャ
３６のこの後方移動により、弁体４８は弁座５０から分
離し、ヘッド１６の貫通孔３２はハウジング１４の内部
空間３４に連通される。

【００２０】プランジャ３６の後方移動は、規制部分と
しての燃料導入管１８の前端面５４により規制される
が、プランジャ３６との直接接触を防止して接触時の衝
撃を緩和するために、燃料導入管１８の前端面５４には
環状の緩衝部材５２が燃料導入路の出口を囲むようにし
て取り付けられている。

【００２１】緩衝部材５２はゴム等の弾性材料から作ら
れている。また、緩衝部材５２の形状は、燃料噴射装置
１０の軸線方向に直交する断面（横断面）の面積がプラ
ンジャ３６側の先端部から燃料導入管１８側の底部にか
けて漸次増加するような曲面形状となっている。かかる
形状としては種々考えられるが、図２に明示するような
形状とするのが好適である。

【００２２】次に、上記構成の燃料噴射装置１０におい
て、本発明の作用について詳細に説明する。

【００２３】ＣＮＧタンクから燃料導入管１８の後端部
に供給されたＣＮＧはストレーナ３０を通過して濾過さ
れた後、燃料導入路を流れてハウジング１４内に導かれ
る。ハウジング１４内に導入されたＣＮＧは、更にプラ
ンジャ３６の燃料孔３８から斜孔４０を通過し、ヘッド
１６側の内部空間３４に導かれる。

【００２４】ここで、電磁コイル２２が非励磁状態にあ
る場合、プランジャ３６は圧縮ばね４２によりヘッド１
６側に押圧され、弁体４８は弁座５０に密着する。この
時、ＣＮＧがヘッド１６の貫通孔３２から噴射されるこ
とはない。一方、電磁コイル２２に通電してこれを励磁
すると、プランジャ３６は圧縮ばね４２のばね力に抗し
て後方に移動し、弁体４８はヘッド１６から分離するた
め、ＣＮＧはハウジング１４の内部空間３４からヘッド
１６の貫通孔３２を通って外部に噴射される。

【００２５】プランジャ３６は、電磁コイル２２の電磁
作用により後方に移動された際、燃料導入管１８に取り
付けられた緩衝部材５２に接することで、その後方移動
が規制される。この際、緩衝部材５２は、プランジャ３
６との接触による衝撃力を吸収緩和するが、その接触面
の形状が曲面となっているので、接触時の衝撃力は分散
され、その結果として接触時に緩衝部材５２に生ずる応
力も分散されることになる。また、緩衝部材５２の横断
面の面積はプランジャ３６側ほど小さいため、緩衝部材
５２はプランジャ３６側ほどばね定数が小さくなってい
る。従って、プランジャ３６が緩衝部材５２に接触して
から完全に停止するまでの緩衝部材５２の変形量は、従
来の平板状の緩衝部材５２に比して大きい。これは、プ
ランジャ３６が緩衝部材５０に接してから停止するまで
に要する時間が従来のものに比して長くなることを意味
し、よって、同一の衝撃エネルギを吸収する場合に緩衝
部材に生ずる最大応力は従来のものに比して低減され
る。

【００２６】図３は本発明の第２実施例を示したもので
ある。この第２実施例による燃料噴射装置１００の構成
は前述の第１実施例の燃料噴射装置１０と実質的に同等
であるが、緩衝部材１５２の取付位置が異なっている点
で両者は相違している。この燃料噴射装置１００では、
緩衝部材１５２はプランジャ１３６の後端面（図３にお
いてはプランジャの右側端面）に取り付けられている。
この場合、緩衝部材１５２はプランジャ１３６と共に移
動するが、図２に示す緩衝部材５２と同様の形状を有す
るため、緩衝部材５２と実質的に同等な緩衝特性を呈す
ることとなる。

【００２７】以上、第１及び第２の実施例に基づいて本
発明を説明したが、本発明は上記実施例に限られるもの
でないことはいうまでもない。例えば、上記の燃料噴射
装置はＣＮＧ用のものであるが、本発明はガソリン、液
化天然ガス等の液体燃料用の燃料噴射装置にも適用可能
である。

【００２８】また、緩衝部材５２の形状は図２に示すも
のに限られず、応力を分散させる形状であれば、他の形
状とすることも可能である。例えば、円弧、楕円の弧、
又は半径の異なる複数の弧をなめらかに合成した曲線で
構成される形状としてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、プ
ランジャ又は本体の規制部分のいずれかに取り付けられ
る緩衝部材の接触面を曲面形状にしたことで、緩衝部材
がプランジャ又は規制部分に接触した時に緩衝部材に生
ずる応力を分散且つ低減することができる。従って、接
触時における衝撃力の緩衝特性は、従来の平板状の緩衝
部材に比して大幅に改善され、耐久性も向上する。

【００３０】また、緩衝部材の接触面が曲面となってい
るため、接触面の面積が従来の平面形状より大きく、よ
って、接触時の緩衝部材表面の単位面積あたりの伸びが
小さくなる。これも、緩衝部材の耐久性を向上させ、ひ
いては燃料噴射装置の寿命を延ばすものである。

【００３１】更に、本発明によれば、緩衝部材の緩衝特
性及び耐久性が向上するので、緩衝部材の板厚を増すこ
となく、プランジャの移動速度を増加させることが可能
となる。これは、マルチポイント方式等において噴射燃
料の流量を増加させるべくプランジャのストロークを大
きくしたい場合に、特に有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を示す
図であって、本体の軸線に沿った断面図である。

【図２】図１におけるＡ部の拡大図である。

【図３】本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す
図１と同様な断面図である。

【符号の説明】

１０…燃料噴射装置、１２…本体、１４…ハウジング、
１６…ヘッド、１８…燃料導入管、２０…環状空間、２
２…電磁コイル、２４…フランジ、２６…内面、２８…
リード線、２９…燃料導入路、３０…ストレーナ、３２
…貫通孔、３４…内部空間、３６…プランジャ、３８…
燃料導入孔、４０…斜孔、４２…圧縮ばね、４４…拡径
部分（プランジャ３６側）、４６…拡径部分（燃料導入
孔３８側）、４８…弁体、５０…弁座、５２…緩衝部
材、５４…前端面（燃料導入管１８側）、１００…燃料
噴射装置、１１８…燃料導入管、１３６…プランジャ、
１５４…前端面（燃料導入管１８側）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状の本体内に配置されているプランジ
   ャを電磁作用により軸線方向に沿って往復動させること
   により弁を開閉し、燃料の噴射を制御する燃料噴射装置
   において、開弁時における前記プランジャの移動を規制
   する前記本体内の規制部分と、該規制部分に対向する前
   記プランジャの面とのいずれか一方に取り付けられ、前
   記軸線方向に直交する断面の面積が取付側に向かって漸
   次増加する形状を有する弾性材料から成る緩衝部材を備
   えることを特徴とする燃料噴射装置。