JPH07259687A

JPH07259687A - ２流体噴射弁

Info

Publication number: JPH07259687A
Application number: JP6071410A
Authority: JP
Inventors: Kazumitsu Kobayashi; 一光小林
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】主として気体燃料を噴射する燃料噴射弁にお
いて、閉弁時における弁体と弁座との間のシール性を向
上させ、かつ、弁体と弁座との間の潤滑性を向上させ弁
体および弁座の耐久性を高める。【構成】噴射弁本体４１内に、液体燃料が流通する液
体通路６１と、気体燃料が流通する気体通路５３と、噴
射口５０とに連通する弁室５４を形成し、弁室５４内
に、噴射口５０に対して液体通路６１または気体通路５
３の一方を選択的に連通させる弁体５７を設ける。そし
て、噴射口５０と弁室５４との間に、液体燃料の圧力よ
り大きく気体燃料の圧力より小さいばね力をもって、噴
射口５０を遮断する逆止弁６２を配設する。これによ
り、液体燃料は弁室５４内に貯留して弁体５７および第
２弁座５６等に付着するので、弁体５７と第２弁座５６
との間のシール性、および潤滑性を向上させることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等の燃料
噴射装置に用いて好適な２流体噴射弁に関し、特にメタ
ンを主成分とする気体燃料を噴射する場合に有効な２流
体噴射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジン等には、ガソ
リン、軽油、ＬＰＧ等の液体燃料が用いられているが、
低公害化を目的としてメタンを主成分とする圧縮天然ガ
ス（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｎａｔｕｒａｌｇａｓ：
ＣＮＧ）の利用が検討されている。このメタンを主成分
とする圧縮天然ガスは、例えば２００ｋｇ／ｃｍ²位ま
で圧縮作用を行っても液化せず、気体のままの燃料（気
体燃料）として使用される。

【０００３】このように、燃料噴射弁には液体燃料を噴
射するものと気体燃料を噴射するものとがあり、いずれ
の燃料も燃料噴射弁からエンジンの燃焼室内に向けて噴
射、供給することにより、吸入空気と混合して燃焼され
る。

【０００４】そこで、従来技術による燃料噴射弁につい
て図８に基づいて述べる。

【０００５】図において、１は段付筒状に形成された噴
射弁本体、２は該噴射弁本体１の先端側に設けられた段
付筒状の噴射ノズルを示し、該噴射ノズル２の先端内側
には、弁座２Ａを有する噴射口２Ｂが形成されている。
そして、弁座２Ａには後述のニードル弁４が離着座する
ようになっている。また、噴射ノズル２の基端側には略
Ｕ字形またはＣ字形の板材によって形成されたストッパ
３が噴射弁本体１の段部１Ａとの間に位置して設けら
れ、該ストッパ３はニードル弁４の開弁位置を規制して
いる。

【０００６】４は噴射ノズル２内に軸方向に可動に設け
られたニードル弁を示し、該ニードル弁４の基端側は噴
射弁本体１の段部１Ａ内へと伸長し、後述のアンカー９
に固着され、アンカー９と一体的に変位するようになっ
ている。そして、該ニードル弁４の先端側は噴射ノズル
２との間に燃料通路５を確保した状態で該噴射ノズル２
内を伸長し、その先端は弁座２Ａに離着座して噴射口２
Ｂの開閉を行なう弁体４Ａになっている。また、該ニー
ドル弁４の軸方向中間部には環状の突起４Ｂが形成さ
れ、該突起４Ｂはニードル弁４の開弁時にストッパ３と
当接して、開弁位置の規制を行なうようになっている。
さらに、弁体４Ａの先端側には噴射口２Ｂよりも小径に
形成され、軸方向に突出したピントル軸４Ｃが一体に設
けられている。これにより、噴射口２Ｂから噴出する燃
料はピントル軸４Ｃの外周で飛散する方向を変えられ、
所定の噴射パターンをもって噴射するようになる。

【０００７】６は噴射弁本体１内に軸方向に伸長して設
けられた筒状のコア部材を示し、該コア部材６は電磁ス
テンレス鋼等の磁性材料によって段付筒状に形成されて
いる。そして、該コア部材６は、その基端側に位置して
噴射弁本体１から図中上向きに突出した突出部６Ａと、
軸方向中間部に位置し、噴射弁本体１の基端側を施蓋す
べく、該噴射弁本体１の基端側にカシメ等の手段で固着
されたフランジ部６Ｂと、該フランジ部６Ｂから図中下
向きに伸長し、先端側内周に拡径穴６Ｃが形成されたコ
ア部６Ｄとから大略構成されている。そして、該コア部
６Ｄの外周には電磁コイル７が巻回されたコイルボビン
８が噴射弁本体１との間に位置して設けられている。

【０００８】９はコア部材６とニードル弁４との間に位
置して噴射弁本体１内に可動に配設されたアンカーを示
し、該アンカー９はコア部材６と同様の磁性材料によっ
て有蓋筒状に形成され、その先端部（下端側）内周には
ニードル弁４の基端側がカシメ等の手段を用いて固着さ
れている。そして、該アンカー９の基端側端面はコア部
６Ｄの先端面と所定寸法の隙間を介して対面し、電磁コ
イル７に給電を行なうと、磁化したコア部６Ｄからの磁
力によって図中上向きに吸引され、該アンカー９はニー
ドル弁４と一体的に摺動変位する。また、前記アンカー
９の外周側には、後述の燃料パイプ１１からの燃料を前
記燃料通路５内へ流通させるための隙間（図示せず）が
形成されている。

【０００９】かくして、前記コア部材６および電磁コイ
ル７等により、ニードル弁４を図中上向きに開弁動作さ
せる電磁アクチュエータ１０が構成されている。

【００１０】１１はコア部材６内に軸方向に嵌挿して固
着された燃料パイプ、１２は該燃料パイプ１１の先端と
アンカー９の端面との間に配設された弁ばねを示し、該
弁ばね１２はアンカー９を図中下向きに押圧することに
よって、ニードル弁４を常時閉弁方向に付勢している。
そして、該弁ばね１２のばね荷重は燃料パイプ１１によ
って調整され、該燃料パイプ１１はばね荷重の調整後に
カシメ等の手段でコア部材６に固着されている。

【００１１】１３はコア部材６の突出部６Ａに接続され
た燃料ホースで、該燃料ホース１３は燃料ポンプ（図示
せず）から圧送される燃料をフィルタ１４を介して燃料
パイプ１１内等に供給するようになっている。１５は噴
射弁本体１の基端側に位置して突出部６Ａ外周に一体化
されたコネクタを示し、該コネクタ１５を介して電磁コ
イル７に外部からパルス信号を入力し、コア部６Ｄの先
端面側に磁力を発生させるようになっている。

【００１２】さらに、１６は噴射ノズル２と、該噴射ノ
ズル２の噴射口２Ｂから突出したニードル弁４のピント
ル軸４Ｃを保護するプロテクタを示し、該プロテクタ１
６は樹脂材料等によって有底筒状に形成され、その基端
側は噴射噴射ノズル２の外周側に嵌着されている。そし
て、該プロテクタ１６の先端側に位置する底部１６Ａに
はピントル軸４Ｃの突出端側周囲を取囲むように噴出穴
１６Ｂが形成され、該噴出穴１６Ｂは噴射口２Ｂから噴
射される燃料が接触しない程度に大径となっている。

【００１３】従来技術の燃料噴射弁は上述の如き構成を
有するもので、液体燃料用の噴射弁として使用する場合
には、燃料ポンプ（図示せず）からの燃料は燃料ホース
１３、燃料パイプ１１等を介して噴射弁本体１内へと所
定の圧力をもって供給され、アンカー９とコイルボビン
８、噴射弁本体１の段部１Ａとの間の隙間を通って燃料
通路５内へと達する。そして、外部からのパルス信号に
よりコネクタ１５を介して電磁コイル７が給電される
と、コア部６Ｄの先端側に磁力が発生してアンカー９，
ニードル弁４が弁ばね１２に抗して吸引され、噴射ノズ
ル２の噴射口２Ｂから燃料が噴射するようになる。この
とき、噴射口２Ｂから噴出する燃料はピントル軸４Ｃの
外周で飛散する方向を変えられ、所定の噴射パターンを
もって噴射する。

【００１４】一方、電磁コイル７への給電が停止される
と、弁ばね１２によってアンカー９が押圧され、ニード
ル弁４が弁座２Ａに着座し、燃料の噴射を停止する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による燃料噴射弁では、例えばメタンガスを主成
分とする気体燃料用として使用した場合に、気体燃料と
液体燃料の物質的な性質の相違から、下記のような問題
が生ずる。

【００１６】即ち、ガソリン等の液体燃料は潤滑作用、
シール作用を有し、この液体燃料がニードル弁４や弁座
２Ａの表面等に付着することにより、閉弁時にはニード
ル弁４と弁座２Ａとの間でシール作用を発揮する。これ
に対し、気体燃料はこのようなシール作用がない。この
ため、ニードル弁４が弁座２Ａに着座した状態（閉弁状
態）であっても、ニードル弁４と弁座２Ａとの金属材料
同士の接触となって気密性を確保できず、気体燃料が噴
射口２Ｂから外部へ漏洩してしまうという問題がある。

【００１７】また、液体燃料はニードル弁４や弁座２Ａ
の表面等に付着することにより、閉弁動作時にニードル
弁４と弁座２Ａとの間に油膜を生じ潤滑作用を発揮す
る。これに対し、気体燃料はこのような潤滑作用がな
い。このため、ニードル弁４と弁座２Ａとの衝突により
ニードル弁４，弁座２Ａが摩耗または損傷し易いという
問題がある。

【００１８】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、主として気体燃料を使用する燃料噴射弁
として用いた場合に、閉弁時のシール性を向上させるこ
とができ、かつ、弁体と弁座との間の潤滑を行うことに
より、寿命や耐久性を向上させることができるようにし
た２流体噴射弁を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載した２流体噴射弁は、噴射口を
有し、該噴射口に連通する液体通路および気体通路が設
けられた噴射弁本体と、該噴射弁本体の液体通路と気体
通路との間に位置して該噴射弁本体内に設けられ、前記
液体通路と気体通路とを前記噴射口に対して選択的に
開、閉する弁体と、外部からの給電によって該弁体を
開、閉弁させる電磁アクチュエータと、前記噴射弁本体
の噴射口側に設けられ、該噴射口を開、閉する弁手段と
を備え、該弁手段は、前記液体通路と気体通路のうち高
圧側の通路が前記弁体で閉じられたときに、前記噴射口
を閉塞し、前記弁体が高圧側の通路を開き低圧側の通路
を閉じたときに、前記噴射口を開く構成としている。

【００２０】また、請求項２に記載したように、前記噴
射弁本体内には、前記噴射口、液体通路および気体通路
に連通する弁室を設け、該弁室と前記液体通路、気体通
路との間には前記弁体が選択的に離、着座する液体用の
第１弁座と気体用の第２弁座とを形成することが望まし
い。

【００２１】さらに、請求項３に記載したように、前記
液体通路には液体燃料を流通させ、前記気体通路には該
液体燃料よりも高圧の気体燃料を流通させ、前記噴射弁
本体内には該気体燃料の圧力よりも大きいばね力をもっ
て前記弁体を第２弁座に向け常時付勢し、前記電磁アク
チュエータによって弁体が第２弁座から離座し前記第１
弁座に着座するのを許す弁ばねを設けることが望まし
い。

【００２２】さらにまた、請求項４に記載したように、
前記弁手段は、前記弁室と噴射口との間に位置して噴射
弁本体内に設けられ、常時は前記噴射口を閉塞し、前記
弁室が高圧側の通路に連通したときに、該弁室内の液体
および気体が噴射口から噴射されるのを許す逆止弁によ
って構成することが望ましい。

【００２３】

【作用】請求項１の構成により、電磁アクチュエータに
対する給電に応じて液体通路と気体通路のうち高圧側の
通路が弁体によって閉じられると、弁手段によって噴射
口が閉塞される。また、液体通路と気体通路のうち高圧
側の通路が開かれ低圧側の通路が弁体によって閉じられ
ると、弁手段によって噴射口が開かれ、高圧側の通路を
流通する液体または気体が噴射口から外部に向けて噴射
される。

【００２４】また、請求項２の構成によれば、弁手段に
よって噴射口が閉塞されたとき、弁室内には低圧側の通
路を流通する液体または気体が弁室内に導入される。

【００２５】さらに、請求項３の構成によれば、電磁ア
クチュエータに対する給電が行われないとき、弁体が弁
ばねに付勢されて第２弁座に着座することにより、液体
通路を流通する液体燃料が第１弁座を介して弁室内に導
入され、弁体および弁体が離、着座する第１、第２の弁
座に、シール作用および潤滑作用を有する液体燃料が付
着する。

【００２６】さらにまた、請求項４の構成によれば、電
磁アクチュエータに対する給電が行われないとき、弁室
内に導入された液体燃料は、電磁アクチュエータに対す
る給電が行われるまで弁室内に貯留される。そして、電
磁アクチュエータに対する給電が行われると、弁体が弁
ばねの付勢力に抗して第１弁座に着座することにより、
気体通路を流通する気体燃料が、第２弁座を介して弁室
内に導入され、該弁室内に貯留された液体燃料と共に噴
射口から外部に向けて噴射される。

【００２７】

【実施例】以下、図１ないし図６に基づいて本発明の実
施例による２流体噴射弁を、自動車の燃料噴射装置に適
用した場合を例に挙げて説明する。

【００２８】図において２１は自動車の燃料タンクを示
し、該燃料タンク２１内にはガソリン等の液体燃料が貯
えられている。２２は燃料タンク２１内に設けられ、液
体燃料を吐出する燃料ポンプで、該燃料ポンプ２２とし
ては例えばタービン型の燃料ポンプが用いられる。２３
は一端側が燃料ポンプ２２の吐出口に接続され、他端側
が後述の圧力レギュレータ２４に接続された吐出配管
で、該吐出配管２３の途中には燃料フィルタ２５と電磁
開閉弁２６が設けられている。

【００２９】ここで、前記圧力レギュレータ２４の流入
側には吐出配管２３が接続されると共に、後述する燃料
噴射弁４０に液体燃料を供給する液体燃料管路２７と、
余剰燃料を燃料タンク２１に戻すリターン管路２８とが
接続されている。そして、圧力レギュレータ２４は液体
燃料管路２７等を介して燃料噴射弁４０に供給される液
体燃料の圧力（燃圧）を、例えば０．５〜１ｋｇ／ｃｍ
² とするように圧力制御している。

【００３０】２９は自動車に搭載されたガスボンベを示
し、該ガスボンベ２９内には圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等
の気体燃料が、例えば２００ｋｇ／ｃｍ² 程度の圧力を
もって貯えられている。３０はガスボンベ２９に付設さ
れた圧力レギュレータで、該圧力レギュレータ３０は後
述の気体燃料管路３２等を介して燃料噴射弁４０に供給
される気体燃料の圧力を、例えば７〜８ｋｇ／ｃｍ² と
するように圧力制御している。３１は圧力レギュレータ
３０に付設された圧力センサで、該圧力センサ３１は、
例えばガスボンベ２９内の気体燃料の圧力が予め設定さ
れた圧力（例えば７〜８ｋｇ／ｃｍ² ）以下に低下する
と、コントロールユニット３４に検出信号Ｓ1 を出力す
る。

【００３１】３２は一端側が圧力レギュレータ３０に接
続され、他端側が燃料噴射弁４０に接続された気体燃料
管路を示し、該気体燃料管路３２の途中には電磁開閉弁
３３が設けられている。

【００３２】３４は自動車に搭載されたコントロールユ
ニットで、該コントロールユニット３４は、例えばマイ
クロコンピュータ等によって構成されている。そして、
該コントロールユニット３４の入力側は、エンジンスイ
ッチ、各種センサ、スイッチ類（図示せず）と接続され
ると共に、前記圧力センサ３１と接続され、検出信号Ｓ
1 が入力されるようになっている。

【００３３】また、コントロールユニット３４の出力側
は電磁開閉弁２６，３３、燃料噴射弁４０等と接続され
ている。そして、コントロールユニット３４は、例えば
エンジン３５が作動状態（エンジンスイッチがＯＮ状
態）にある間は吐出配管２３を連通させ、停止状態（エ
ンジンスイッチがＯＦＦ状態）にあるときには吐出配管
２３を遮断すべく電磁開閉弁２６に制御信号Ｓ2 を出力
する機能と、例えばエンジン３５が作動状態にあるとき
には気体燃料管路３２を連通させ、停止状態にあるとき
には気体燃料管路３２を遮断すべく電磁開閉弁３３に制
御信号Ｓ3 を出力する機能とを有している。さらに、コ
ントロールユニット３４は、例えばガスボンベ２９内に
貯えられた気体燃料を、最適な空燃比を得るために必要
な量をもってエンジン３５の燃焼室内に噴射させるべ
く、燃料噴射弁４０に所定のパルス幅をもった噴射信号
Ｓ4 を出力する機能を有している。

【００３４】ここで、前記燃料噴射弁４０には、燃料タ
ンク２１内に貯えられた液体燃料と、ガスボンベ２９内
に貯えられた気体燃料とが供給されており、燃料噴射弁
４０は液体燃料または気体燃料の一方を選択的にエンジ
ン３５の燃焼室内に向けて噴射することができるように
なっている。

【００３５】このような本実施例による燃料噴射弁４０
の構成を図２ないし図６に基づき説明する。

【００３６】図２において、４１は段付筒状に形成され
た噴射弁本体を示し、該噴射弁本体４１は、一端側が後
述する液体導入路４３、電磁アクチュエータ４９等が設
けられる大径部４１Ａとなり、他端側が後述する気体通
路５３、弁室５４等が設けられる小径部４１Ｂとなって
いる。

【００３７】４２は噴射弁本体４１の大径部４１Ａ内に
軸方向に伸長して設けられた筒状のコア部材を示し、該
コア部材４２は従来技術で述べたコア部材６とほぼ同様
に電磁ステンレス鋼等の磁性材料によって段付筒状に形
成され、突出部４２Ａ、フランジ部４２Ｂおよび先端側
内周が拡径穴４２Ｃとなったコア部４２Ｄとから大略構
成されている。

【００３８】４３はコア部材４２の内周側に設けられた
液体導入路で、該液体導入路４３は液体燃料管路２７等
を介して、燃料タンク２１内の液体燃料を後述の弁室５
４に流通させるようになっており、液体通路６１の一部
を構成している。

【００３９】４４はコア部材４２のコア部４２Ｄ外周に
アンカガイド穴４４Ａを挿嵌させたコイルボビンを示
し、該コイルボビン４４の外周側には、噴射弁本体４１
との間に位置して電磁コイル４５が巻回されている。な
お、４６は噴射弁本体４１の一端側に位置して突出部４
２Ａ外周に一体化されたコネクタで、該コネクタ４６を
介して電磁コイル４５にコントロールユニット３４から
噴射信号Ｓ4 を入力することにより、後述の弁体５７を
開閉するようになっている。

【００４０】４７はコイルボビン４４のアンカガイド穴
４４Ａ内に軸方向への摺動が可能に設けられたアンカを
示し、該アンカ４７はコア部材４２と同様の磁性材料に
よって略筒状に形成され、図３に示すように一端側にば
ね受部４７Ａを有し、他端側に雌ねじ部４７Ｂを有して
いる。また、アンカ４７の外周部には、図４に示すよう
に４か所の面取部４７Ｃ，４７Ｃ，…が設けられ、該各
面取部４７Ｃとコイルボビン４４のアンカガイド穴４４
Ａとの間には連通路４８，４８，…が形成されている。
そして、これらコア部材４２、コイルボビン４４、電磁
コイル４５およびアンカ４７等によって電磁アクチュエ
ータ４９が形成されている。

【００４１】５０は噴射弁本体４１の小径部４１Ｂに径
方向に伸長して設けられた噴射口で、該噴射口５０は後
述の逆止弁６２を介して弁室５４内の液体燃料と共に気
体燃料をエンジン３５の燃焼室内に向けて噴射すべく、
エンジン３５の燃焼室内に開口している。

【００４２】５１は噴射弁本体４１の小径部４１Ｂ内に
設けられ、カシメ等の手段によって小径部４１Ｂの先端
側に固定された筒状の弁ホルダを示し、該弁ホルダ５１
の内周側には、小径の弁体ガイド穴５１Ａと該弁体ガイ
ド穴５１Ａよりも大径の弁穴５１Ｂが設けられている。
５２は弁ホルダ５１の弁穴５１Ｂ内に設けられた筒状の
継手管を示し、該継手管５２は、その外周側に形成され
た雄ねじ部を弁穴５１Ｂの内周側に形成された雌ねじ部
に螺着させて固定されている。

【００４３】５３は継手管５２の内周側に設けられた気
体通路で、該気体通路５３には気体燃料管路３２等を介
してガスボンベ２９内の気体燃料が導入されるようにな
っている。

【００４４】５４は弁ホルダ５１の弁穴５１Ｂ内に、継
手管５２によって画成されて設けられた弁室で、該弁室
５４と弁ホルダ５１の弁体ガイド穴５１Ａとの間には、
後述する弁体５７の第１弁部５７Ｃが離着座する第１弁
座５５が形成され、弁室５４と気体通路５３との間には
弁体５７の第２弁部５７Ｄが離着座する第２弁座５６が
形成されている。

【００４５】５７は噴射弁本体４１内に位置して、弁ホ
ルダ５１の弁体ガイド穴５１Ａ内に軸方向への摺動が可
能に設けられた棒状の弁体を示し、該弁体５７は図３に
示すように、一端側に雄ねじ部５７Ａ、他端側に弁部５
７Ｂがそれぞれ形成されている。ここで、弁部５７Ｂ
は、一端側が第１弁座５５に離着座する平坦状の第１弁
部５７Ｃとなり、他端側が第２弁座に離着座する円弧状
の第２弁部５７Ｄとなっている。また、図５に示すよう
に、弁体５７には４つの切溝５７Ｅ，５７Ｅ，…が互い
に９０度の角度間隔をもって形成され、該各切溝５７Ｅ
と弁ホルダ５１の弁体ガイド穴５１Ａとの間には連通路
５８が形成されている。そして、弁体５７は弁ホルダ５
１の弁体ガイド穴５１Ａ内に摺動可能に挿嵌され、雄ね
じ部５７Ａがアンカ４７の雌ねじ部４７Ｂに螺着されて
いる。

【００４６】５９はコア部材４２の拡径穴４２Ｃ内に設
けられた弁ばねを示し、該弁ばね５９は、一端側がコア
部材４２内に挿嵌された燃料パイプ６０の周縁部に係止
され、他端側がアンカ４７のばね受部４７Ａに係止され
ている。そして、弁ばね５９は、アンカ４７と弁体５７
とを、弁体５７の第２弁部５７Ｄが第２弁座５６に着座
する方向に常時付勢している。ここで、弁ばね５９のば
ね力は、コア部材４２内に挿嵌された燃料パイプ６０の
位置を変えることによって調整することができ、例えば
弁体５７の第２弁部５７Ｄが第２弁座５６に着座してい
るとき気体通路５３を介して第２弁部５７Ｄに作用する
気体燃料の圧力より大きく、かつ、電磁アクチュエータ
４９への給電によってアンカ４７がコア部材４２のコア
部４２Ｄに吸着される力よりも小さい所定の値に設定さ
れている。なお、燃料パイプ６０は、弁ばね５９のばね
力を調整した後にカシメ等の手段によってコア部材４２
に固着されている。

【００４７】ここで、６１は本実施例による液体通路を
示し、該液体通路６１は、液体導入路４３、連通路４８
および連通路５８をもって構成され、液体燃料管路２７
等を介して燃料タンク２１から圧送される液体燃料を弁
室５４内に導入するようになっている。

【００４８】さらに、６２は噴射口５０と弁室５４との
間に設けられた逆止弁を示し、該逆止弁６２は、図３に
示すように、噴射口５０と弁室５４とを連通させる弁体
摺動穴６３および弁座部６４と、弁体摺動穴６３内に設
けられ弁座部６４を開閉する逆止弁体６５と、該逆止弁
体６５を弁座部６４を閉じる方向に付勢する弁ばね６６
とから大略構成されている。そして、ここで、弁ばね６
６のばね力は、液体通路６１等を介して弁室５４内に導
入される液体燃料の圧力より大きく、かつ、気体通路５
３等を介して弁室５４内に導入される気体燃料の圧力よ
り小さい所定の値に設定されている。

【００４９】従って、前記逆止弁６２は、弁体５７が第
２弁座５６に着座して弁室５４内に液体燃料が導入され
ているときには弁室５４と噴射口５０とを遮断し、弁体
５７が第１弁座５５に着座して弁室５４内に気体燃料が
導入されているときには、該気体燃料の圧力によって弁
室５４と噴射口５０とを連通させ、気体燃料を噴射する
ようになっている。

【００５０】本実施例は以上のように構成されており、
電磁アクチュエータ４９への給電が行われないときに
は、弁体５７は弁ばね５９のばね力によって、図３に示
すように第２弁部５７Ｄが第２弁座５６に着座し、第１
弁部５７Ｃが第１弁座５５から離座する位置をとる。こ
れにより、気体通路５３が遮断され、弁室５４内には液
体燃料管路２７、液体通路６１等を介して燃料タンク２
１内の液体燃料が導入される。

【００５１】一方、電磁アクチュエータ４９への給電が
行われると、弁体５７は弁ばね５９のばね力に抗して、
図６に示すように第１弁部５７Ｃが第１弁座５５に着座
し、第２弁部５７Ｄが第２弁座５６から離座する位置を
とる。これにより、弁ホルダ５１の弁体ガイド穴５１Ａ
が遮断され、弁室５４内には、気体燃料管路３２、気体
通路５３等を介してガスボンベ２９内の気体燃料が導入
される。

【００５２】このような燃料噴射弁４０の動作を具体的
に述べると、コントロールユニット３４から、例えば図
７に示すような噴射信号Ｓ4 がコネクタ４６を介して電
磁コイル４５に供給されることにより、噴射信号Ｓ4 が
低レベルとなり電磁アクチュエータ４９が消磁されてい
る期間Ｔｉ′において、弁体５７は図３に示すように、
弁ばね５９のばね力によって第２弁部５７Ｄが第２弁座
５６に着座し、第１弁部５７Ｃが第１弁座５５から離座
する位置をとる。これにより、燃料タンク２１内の液体
燃料が、液体燃料管路２７および燃料噴射弁４０の液体
通路６１を介して、図３中に矢印Ｆで示すように弁室５
４内に導入される。このとき、弁室５４内に導入された
液体燃料の圧力は、逆止弁６２に用いられた弁ばね６６
のばね力よりも小さいため、液体燃料は弁室５４内に貯
留される。

【００５３】そして、噴射信号Ｓ4 が高レベルとなり電
磁アクチュエータ４９が励磁されている期間Ｔｉにおい
て、弁体５７は図６に示すように、弁ばね５９のばね力
に抗して第１弁部５７Ｃが第１弁座５５に着座し、第２
弁部５７Ｄが第２弁座５６から離座する位置をとる。こ
れにより、ガスボンベ２９内の気体燃料が、気体燃料管
路３２および気体通路５３を介して弁室５４内に導入さ
れる。このとき、弁室５４内に導入された気体燃料の圧
力は逆止弁６２に用いられた弁ばね６６のばね力よりも
大きいため、気体燃料は期間Ｔｉ′において弁室５４内
に貯留された液体燃料を伴って、図６中に矢印Ｇで示す
ように噴射口５０を介してエンジン３５の燃焼室内に噴
射される。

【００５４】即ち、エンジン３５の燃焼室内には、期間
Ｔｉ毎に、図７中に実線で囲んだ領域Ｇの間に噴射され
る気体燃料の他に、斜線を付した領域Ｆの間に弁室５４
の内容積とほぼ等しい量の液体燃料が同時に噴射される
ようになっている。

【００５５】このように、本実施例による燃料噴射弁４
０によれば、主として気体燃料を使用する場合でも、弁
体５７が気体通路５３を遮断しているとき、弁室５４内
には常時液体燃料が貯留されているので、弁体５７の第
２弁部５７Ｄと第２弁座５６との間を気密にシールする
ことができる。従って、弁体５７が気体通路５３を遮断
したとき、気体燃料が噴射口５０から外部に漏洩して燃
料制御等の性能を低下させるのを確実に防止することが
でき、品質、性能を大幅に向上させることができる。

【００５６】また、気体通路５３を遮断すべく弁体５７
の第２弁部５７Ｄが第２弁座５６に着座するとき、第２
弁部５７Ｄと第２弁座５６との衝合部に付着した液体燃
料が潤滑作用を発揮するので、弁体５７や第２弁座５６
の摩耗および損傷を効果的に防止でき、寿命や耐久性を
大幅に向上させることができる。

【００５７】なお、前記実施例では、液体通路６１等を
介して弁室５４内に導入される液体としてガソリン等の
液体燃料を用いた場合について述べたが、必ずしも燃料
として用いられる液体に限る必要はなく、例えば潤滑油
等を用いてもよい。

【００５８】また、弁体５７の弁部５７Ｂは、第１弁部
５７Ｃも円弧状とした算盤玉状のポペット弁体として形
成してもよい。

【００５９】さらに、逆止弁６２の配設位置を弁ホルダ
５１内に限ることはなく、例えば噴射口５０内に配設す
る構成としてもよい。

【００６０】さらにまた、噴射口５０の構造は、燃料を
吸気マニホルド内に噴射する場合、エンジンの燃焼室内
に噴射する場合、渦流室内に噴射する場合等によって、
燃料と吸気とが適正に混合するように適宜変更してもよ
い。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１または２に
記載の発明によれば、弁体によって液体通路と気体通路
のうち高圧側の通路が閉じられるとき、弁手段によって
噴射口が閉塞され、弁体によって低圧側の通路が閉じら
れるとき、弁手段によって噴射口が開かれるので、液体
燃料または気体燃料のうちの一方を単一の燃料噴射弁か
ら選択的に噴射させることができる。

【００６２】また、請求項３に記載の発明によれば、電
磁アクチュエータに対する給電が行われないとき、弁体
が弁ばねに付勢されて第２弁座に着座することにより、
液体通路を流通する液体燃料が弁室内に導入されるの
で、弁体と弁体が離、着座する第１弁座および第２弁座
に液体燃料を付着させることができる。従って、弁体と
第２弁座との間のシール性を大幅に向上させることがで
き、気体燃料が弁体と第２弁座との間から漏洩するのを
確実に防止することができる。また、弁体と第１弁座お
よび第２弁座との間の潤滑を行うことができ、弁体、第
１弁座および第２弁座の寿命や耐久性を大幅に向上させ
ることができる。

【００６３】さらに、請求項４に記載の発明によれば、
弁室内に導入された液体燃料は、弁室内に導入される気
体燃料と共に外部に向けて噴射されるまで弁室内に貯留
されるので、より確実に弁体、第１弁座および第２弁座
に液体燃料を付着させることができる。従って、閉弁時
におけるシール性をさらに効果的に向上させることがで
き、また、弁体、第１弁座および第２弁座の寿命や耐久
性をさらに効果的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による燃料噴射弁を用いた自動
車の燃料噴射装置を示す系統図である。

【図２】図１中の燃料噴射弁を燃料系統と共に示す縦断
面図である。

【図３】図２中に示す燃料噴射弁の要部を拡大して示す
要部拡大縦断面図である。

【図４】図３中の矢示IV−IV方向横断面図である。

【図５】図３中の矢示Ｖ−Ｖ方向横断面図である。

【図６】弁体が気体通路に対して開弁している状態を示
す図３と同様の要部拡大縦断面図である。

【図７】噴射信号と逆止弁の動作状態を示す特性線図で
ある。

【図８】従来技術による燃料噴射弁を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

４０燃料噴射弁４１噴射弁本体４２コア部材４５電磁コイル４７アンカ４８連通路４９電磁アクチュエータ５０噴射口５３気体通路５４弁室５５第１弁座５６第２弁座５７弁体５８連通路５９弁ばね６１液体通路６２逆止弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】噴射口を有し、該噴射口に連通する液体
通路および気体通路が設けられた噴射弁本体と、該噴射
弁本体の液体通路と気体通路との間に位置して該噴射弁
本体内に設けられ、前記液体通路と気体通路とを前記噴
射口に対して選択的に開、閉する弁体と、外部からの給
電によって該弁体を開、閉弁させる電磁アクチュエータ
と、前記噴射弁本体の噴射口側に設けられ、該噴射口を
開、閉する弁手段とを備え、該弁手段は、前記液体通路
と気体通路のうち高圧側の通路が前記弁体で閉じられた
ときに、前記噴射口を閉塞し、前記弁体が高圧側の通路
を開き低圧側の通路を閉じたときに、前記噴射口を開く
構成としてなる２流体噴射弁。
【請求項２】前記噴射弁本体内には、前記噴射口、液
体通路および気体通路に連通する弁室を設け、該弁室と
前記液体通路、気体通路との間には前記弁体が選択的に
離、着座する液体用の第１弁座と気体用の第２弁座とを
形成してなる請求項１に記載の２流体噴射弁。
【請求項３】前記液体通路には液体燃料を流通させ、
前記気体通路には該液体燃料よりも高圧の気体燃料を流
通させ、前記噴射弁本体内には該気体燃料の圧力よりも
大きいばね力をもって前記弁体を第２弁座に向け常時付
勢し、前記電磁アクチュエータによって弁体が第２弁座
から離座し前記第１弁座に着座するのを許す弁ばねを設
けてなる請求項２に記載の２流体噴射弁。
【請求項４】前記弁手段は、前記弁室と噴射口との間
に位置して噴射弁本体内に設けられ、常時は前記噴射口
を閉塞し、前記弁室が高圧側の通路に連通したときに、
該弁室内の液体および気体が噴射口から噴射されるのを
許す逆止弁によって構成してなる請求項２または３に記
載の２流体噴射弁。