JP5152024B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射弁に関し、例えば内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に適用して好適なものである。

従来技術として、下記特許文献１に開示された燃料噴射弁がある。この燃料噴射弁は、筒状のハウジングであるケーシング本体および弁座支持体と、ケーシング本体の一部からなり内側空間の軸方向孔が上流側燃料通路となる筒状の固定子部と、ハウジング内に設けられて軸方向に往復変位することにより噴孔からの燃料の噴射を断続する弁部材である弁ニードルと、ハウジング内の固定子部より噴孔側に設けられ磁気コイルに通電されることによりケーシング本体の固定子部に磁気吸引される筒状の可動子とを備えている。

弁ニードルは、可動子の内側に挿設されて可動子を案内する軸状部と、軸状部から径外方向に突設され可動子の反噴孔側の端面と接触可能なストッパとを有している。そして、可動子よりも噴孔側においてケーシング本体および弁座支持体と弁ニードル軸状部との間の空間を形成する軸方向孔が下流側燃料通路となっている。可動子は軸方向に貫通する燃料通路を有しており、この燃料通路が、固定子部内の上流側燃料通路とケーシング本体および弁座支持体内の下流側燃料通路とを連通している。

特表２００３−５１２５５７号公報

しかしながら、上記従来技術の燃料噴射弁では、可動子（可動コア）を貫通する燃料通路は、加工性や燃料流通特性等から比較的大径とする必要があるため、固定子部（固定コア）の軸方向投影領域内にまで形成されている。これに伴い、固定子部に対向する可動子の面積が減少し、可動子の磁気回路を形成する部分が減少することにより、コイルに通電された際に、固定子部との間に充分な磁気吸引力を発生し難いという問題がある。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、固定コアと可動コアとの間の磁気吸引力を高め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。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
筒状のハウジングと、
ハウジング内の予め定める位置に固定され、内側の空間が上流側燃料通路となる筒状の固定コアと、
ハウジング内に設けられ、軸方向に往復変位することにより噴孔を開閉して噴孔からの燃料の噴射を断続する弁部材と、
ハウジング内の固定コアより噴孔側に設けられ、コイルに通電されることにより固定コアに磁気吸引される筒状の可動コアと、を備え、
弁部材は、
可動コアの内側に挿設される軸状部と、
軸状部の反噴孔側の端部において径外方向に鍔状に突設され、固定コアの内側にあって、可動コアの反噴孔側の面と接触可能なストッパ部と、を有し、
可動コアよりも噴孔側におけるハウジングと弁部材との間の空間が、上流側燃料通路よりも下流側の下流側燃料通路となる燃料噴射弁であって、
可動コアの外周面部とハウジングの内周面部とが接触して、可動コアが軸方向に変位する際の可動コア案内部となっており、
ストッパ部の外周面部の周方向の一部と固定コアの内周面部とが接触して、弁部材が軸方向に変位する際の弁部材案内部となっており、
ストッパ部の外周面部の周方向の残部と固定コアの内周面部との間には、軸方向に延びる第１通路空間が形成されており、
軸状部の外周面部と可動コアの内周面部との間には、軸方向に延びる第２通路空間が形成されており、
弁部材の軸方向の変位位置に係わらず、上流側燃料通路と下流側燃料通路とが第１通路空間および第２通路空間を介して連通しており、
弁部材の軸方向に直交する断面において、軸状部の外周面部および可動コアの内周面部はともに円形であり、第２通路空間は、軸状部の外周面部と可動コアの内周面部との間の全周に亘って形成されて、固定コアと軸方向に対向する箇所から内周側に外れていることを特徴としている。

これによると、可動コアの外周面部とハウジングの内周面部との接触部を可動コア案内部とし、ストッパ部の外周面部の周方向の一部と固定コアの内周面部との接触部を弁部材案内部として、固定コアの内周面部より内側に形成される第１通路空間と固定コアよりも内周径が小さい可動コアの内周面部よりも内側に形成される第２通路空間とにより上流側燃料通路と下流側燃料通路とを連通することができる。
したがって、可動コアの固定コアに対向する部分に上流側燃料通路と下流側燃料通路とを連通する燃料通路を設ける必要がなく、可動コアの磁気回路を形成する部分の減少を抑止して、固定コアと可動コアとの間の磁気吸引力を高めることができる。

また、請求項１に記載の発明では、弁部材の軸方向に直交する断面では、軸状部の外周面部および可動コアの内周面部はともに円形であり、第２通路空間は、軸状部の外周面部と可動コアの内周面部との間の全周に亘って形成されていることを特徴としているので、可動コアの弁部材軸状部の挿通孔と第２通路空間となる孔とを共通の断面円形状の孔として形成することができる。したがって、可動コアへの当該孔の形成加工が容易である。

また、請求項２に記載の発明では、弁部材の軸方向から見たときに、第１通路空間と第２通路空間とが重なっていることを特徴としている。

これによると、第１通路空間と第２通路空間とからなる上流側燃料通路と下流側燃料通路との連通構造の形成が容易であるとともに、上流側燃料通路と下流側燃料通路との連通構造の燃料流通抵抗の増大を抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の燃料噴射弁において、弁部材の軸方向に直交する断面では、ストッパ部の外周面部の前記残部は、中心に向かって凹んだ略円弧状であることを特徴としている。

これによると、弁部材の軸方向から見たときに第１通路空間と第２通路空間とが重なる連通構造を容易に形成することができる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁において、弁部材の軸方向に直交する断面では、ストッパ部の外周面部の前記残部は、直線状であることを特徴としている。

これによると、ストッパ部の外周面部のうち第１通路空間を形成する部分の形成加工が容易である。

また、請求項５に記載の発明では、第１通路空間は複数形成され、複数の第１通路空間がストッパ部の外周面部の周方向において均等に設けられていることを特徴としている。

これによると、ストッパ部の外周面部と固定コアの内周面部との接触部からなる弁部材案内部を複数均等に設けて弁部材の安定した案内を行うことができるとともに、第１通路空間を複数均等に設けて燃料の安定した流通を行うことができる。

本発明を適用した一実施形態における燃料噴射弁であるインジェクタ１０の構造を示す断面図である。 インジェクタ１０の要部構造を示す断面図である。 図２におけるＩＩＩ矢視図である。 他の実施形態におけるニードルの上面図である。 他の実施形態におけるニードルの上面図である。 他の実施形態におけるニードルの上面図である。 他の実施形態におけるインジェクタ１０の要部構造を示す断面図である。 他の実施形態におけるインジェクタ１０の要部構造を示す断面図である。 他の実施形態におけるインジェクタ１０の要部構造を示す断面図である。 他の実施形態におけるインジェクタ１０の要部構造を示す断面図である。

以下、本発明を適用した実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本発明を適用した一実施形態のインジェクタ１０を示す断面図である。また、図２は、インジェクタ１０の要部構造を示す断面図であり、図３は、図２のＩＩＩ矢視図である。

図１に示すインジェクタ１０は、燃料噴射弁であって、たとえば直噴式のガソリンエンジンに適用される。直噴式のガソリンエンジンにインジェクタ１０を適用する場合、インジェクタ１０はエンジンヘッド（図示せず）に搭載される。

インジェクタ１０は、予め定める軸方向Ｚ（開閉方向）に延びる筒部材１１、筒部材１１の軸方向Ｚ一端部に設けられる入口部材１２、筒部材１１の軸方向Ｚ他端部に設けられるノズルホルダ１３、インジェクタ１０内部を軸方向Ｚへ往復移動可能に収容されるニードル１４、およびニードル１４を駆動する駆動部１５を有している。

以下、インジェクタ１０の方向として、筒部材１１が延びる方向を軸方向Ｚ（図１における上下方向）と称し、軸方向Ｚの一方を開弁方向Ｚ１（図１における上方、反噴孔側）と称し、軸方向Ｚの他方を閉弁方向Ｚ２（図１における下方、噴孔側）と称することがある。

筒部材１１は、軸方向Ｚへ概ね内径が同一の筒状に形成されている。筒部材１１は、磁性を有する磁性部１６および磁性を有しない非磁性部１７を有している。磁性部１６は、非磁性部１７よりも開弁方向Ｚ１に位置する。したがって閉弁方向Ｚ２に位置する筒部材１１の端部は、非磁性部１７となる。このような非磁性部１７は、磁性部１６とノズルホルダ１３との磁気的な短絡を防止する。磁性部１６および非磁性部１７は、たとえばレーザ溶接などにより一体に接続されている。また筒部材１１は、たとえば一体に成形した後、熱加工などにより一部を磁性化または非磁性化してもよい。また、非磁性部は、磁性部に対し板厚を薄くした磁気の絞りを設けた形状としてもよい。

入口部材１２は、開弁方向Ｚ１に位置する筒部材１１の端部に設けられる。入口部材１２は、筒部材１１の内周側に圧入されている。入口部材１２は軸方向Ｚに貫通する燃料入口１８を有する。燃料入口１８には、燃料ポンプ（図示せず）から燃料が供給される。燃料入口１８には、燃料フィルタ１９が設けられる。燃料フィルタ１９は、燃料に含まれる異物を除去する。したがって燃料入口１８に供給された燃料は、燃料フィルタ１９を経由して筒部材１１の内周側に流入する。

ノズルホルダ１３は、閉弁方向Ｚ２に位置する筒部材１１の端部に設けられる。したがって筒部材１１とノズルホルダ１３とは、協働して筒状のハウジングを構成する。またノズルホルダ１３は、磁性を有する。したがって筒部材１１の非磁性部１７は、軸方向Ｚに関して、磁性部１６と磁性を有するノズルホルダ１３との間に位置する。ノズルホルダ１３は、筒状に形成される。

ノズルホルダ１３は、略同軸であり内径が互いに異なる大径部２０、中径部２１、小径部２２および取付部２３を有している。３つの径部２０〜２２のうち、大径部２０は、最も内径が大きく、次に中径部２１の内径が大きく、小径部２２は最も内径が小さい。また３つの径部２０〜２２の位置関係は、大径部２０が開弁方向Ｚ１の端部に位置し、小径部２２が閉弁方向Ｚ２の端部に位置し、中径部２１が軸方向Ｚの中央、すなわち大径部２０と小径部２２との間に位置する。大径部２０の内径は、筒部材１１の内径と略等しく、筒部材１１と略同軸となるように配置される。取付部２３は、閉弁方向Ｚ２に位置する小径部２２の端部に設けられる。したがってノズルホルダ１３の閉弁方向Ｚ２の端部は、取付部２３となる。取付部２３には、ノズルボディ２４が設けられる。

ノズルボディ２４は、筒状に形成され、例えば圧入あるいは溶接などによりノズルホルダ１３の取付部２３に固定されている。ノズルボディ２４の内壁面は、閉弁方向Ｚ２に向かうにつれて内径が小さくなるように傾斜し、いわゆる尖鋭状に形成される。このようなノズルボディ２４の先端部には、ノズルボディ２４を軸方向Ｚに貫いて内壁面と外壁面とを連通する噴孔２５が形成される。また噴孔２５の周囲の内壁面は、弁座２９として機能する。

ニードル１４は、弁部材であって、筒部材１１、ノズルホルダ１３およびノズルボディ２４の内周側に軸方向Ｚへ往復移動可能に収容されている。ニードル１４は、軸方向Ｚへ往復変位することによって噴孔２５を開閉して、噴孔２５からの燃料の噴射を断続する。ニードル１４は、ノズルボディ２４と概ね同軸上に配置されている。ニードル１４は、軸部２６、ストッパ２７およびシール部２８を有している。ニードル１４は、軸部２６の一方の端部側すなわち燃料入口１８側（反噴孔側）の端部において径外方向に鍔状に（フランジ状に）突出するように設けられたストッパ２７を有している。また、ニードル１４は、軸部２６の他方の端部側すなわち燃料入口１８とは反対側（噴孔側）の端部にシール部２８を有している。シール部２８は、ノズルボディ２４に形成されている弁座２９に着座可能である。

また、ニードル１４の周囲において、スットパ２７の周囲に第１通路空間からなる燃料通路６１が形成され、軸部２６の周囲に第２通路空間からなる燃料通路６２が形成される。燃料通路６１および燃料通路６２が、後述する固定コア３５の内側の空間である上流側燃料通路３２１と、可動コア３６よりも噴孔側においてノズルホルダ１３とニードル１４との間に形成された空間である下流側燃料通路３２２とを常時（ニードル１４の軸方向Ｚ変位位置に係わらず）連通し、燃料通路３２１、６１、６２、３２２が、燃料入口１８から噴孔２５に向かう燃料通路となっている。

これにより、燃料フィルタ１９を経由して筒部材１１の内周側に流下した燃料は、固定コア３５内側の上流側燃料通路３２１を介してニードル１４ストッパ２７の周囲に形成される燃料通路６１に流入し、さらに燃料通路６１の下端部に接続するように形成される燃料通路６２から噴孔側に導かれる。その後、燃料は、ニードル１４とノズルホルダ１３との間に形成される下流側燃料通路３２２を流下し、噴孔２５側へ流入する。燃料通路６１、６２の構成については後で詳述する。

次に、ニードル１４を駆動する駆動部１５に関して説明する。図２は、ニードル１４が着座している閉弁状態にあるインジェクタ１０の一部を拡大している断面図である。駆動部１５は、ニードル１４を軸方向Ｚに沿って駆動する。駆動部１５は、スプール３３、コイル３４、固定コア３５、磁性プレート５０、可動コア３６、コネクタ３７、第１スプリング３９、第２スプリング４６、アッパハウジング７０、ノズルホルダ１３、および筒部材１１を有している。

スプール３３は、筒部材１１の外周側に設置されている。スプール３３は、樹脂で筒状に形成され、外周側にコイル３４が巻かれている。コイル３４は、通電されることによって固定コア３５に可動コア３６を吸引する磁力を発生する。コイル３４は、コネクタ３７の端子部３８に電気的に接続している。端子部３８は、コネクタ３７に装着される外部電気回路（図示せず）と電気的に接続され、外部電気回路によってコイル３４への通電状態が制御される。

固定コア３５は、筒部材１１を挟んでコイル３４の内周側であって、予め定める設置位置に固定される。固定コア３５は、例えば鉄などの磁性材料により筒状に形成され、筒部材１１の内周側に例えば圧入などにより固定されている。磁性プレート５０は、磁性材料から形成され、コイル３４の外周側を覆っている。また、アッパハウジング７０は、磁性材料から構成され、コイル３４の反噴孔側（開弁方向Ｚ１側）を覆っている。

可動コア３６は、筒部材１１の内周側、およびノズルホルダ１３の大径部２０の内周側に軸方向Ｚへ往復移動可能に設置されている。可動コア３６は、例えば鉄などの磁性材料から筒状に形成されている。固定コア３５内には第１スプリング３９が配置されている。第１スプリング３９は、一方の端部がニードル１４に接しており、他方の端部がアジャスティングパイプ４０と接している。第１スプリング３９は、軸方向Ｚへ伸長する力を有している。そのため、可動コア３６およびニードル１４は、第１スプリング３９により弁座２９に着座する閉弁方向Ｚ２へ押し付けられる。アジャスティングパイプ４０は、固定コア３５の内周側に圧入されている。これにより、第１スプリング３９の荷重は、アジャスティングパイプ４０の圧入量を調整することにより調整される。コイル３４に通電していないとき、可動コア３６およびニードル１４は、閉弁方向Ｚ２へ押し付けられ、シール部２８は弁座２９に着座する。

このように駆動部１５は、固定コア３５および可動コア３６を有している。可動コア３６には、ニードル１４の軸部２６（軸状部）が挿入されている。すなわち、可動コア３６は、弁部材であるニードル１４の軸部２６の周囲に筒状に設けられている。可動コア３６は、径方向の中央部に軸方向Ｚへ貫く挿通孔が形成される。挿通孔に臨む内周面部（以下、「穴部」ということがある）４１は、内径がニードル１４の軸部２６の外径よりも大きく形成されている。そのため、ニードル１４は、穴部４１の内周側を軸方向Ｚへ移動可能である。

軸部２６の横断面すなわち軸方向Ｚに直交する断面では、軸部２６の外周面部４２および可動コア３６の内周面部４１はともに中心を同一とする円形であり、軸部２６外周面部４２と可動コア３６内周面部４１との間には、軸部２６の全周に亘って燃料通路６２が軸方向Ｚに延びるように形成されている。

また、可動コア３６の径方向外側の外周面部４３は、筒部材１１の内周面部４４と接触している。本実施の形態では、筒部材１１の内周面部４４と接触する可動コア３６の外周面部４３は、残余の面部より径方向外方に突出する凸部４３である。凸部４３は、開弁方向Ｚ１に位置する可動コア３６の端部に設けられる。また凸部４３が筒部材１１と接触部分は、非磁性部１７から成る部位である。

したがって可動コア３６の凸部４３は、非磁性部１７の内周面部４４と接触した状態で軸方向Ｚに変位するので、可動コア３６と非磁性部１７とは摺動する。これにより、可動コア３６は、常に摺動抵抗（摩擦力）が生じた状態で、非磁性部１７によって軸方向Ｚの移動が案内される。すなわち、可動コア３６の外周面部４３とハウジングの一部である非磁性部１７の内周面部４４との接触部が、可動コア３６が軸方向Ｚに変位する際の可動コア案内部となっている。

ニードル１４に設けられるストッパ２７は、開弁方向Ｚ１への可動コア３６の変位を規制する。ストッパ２７の外径は、穴部４１の内径よりも大きい。そのため、ニードル１４のストッパ２７は、開弁方向Ｚ１に位置する可動コア３６の端面部４５（以下、「可動コア３６の上端面部４５」ということがある）と接する。ストッパ２７と可動コア３６の上端面部４５とが接することにより、可動コア３６とニードル１４との間におけるニードル１４の弁座２９側（閉弁方向Ｚ２）への移動および可動コア３６の固定コア３５側への相対的な移動は制限される。これにより、ニードル１４のストッパ２７は、可動コア３６とニードル１４との過剰な相対移動を制限する。

また、ストッパ２７は、筒状の固定コア３５の内方側にて軸方向Ｚに沿って往復変位する。図３に示すように、ストッパ２７（ストッパ部）は、円盤形状から円形の一部形状もしくは楕円形の一部形状を径外方向から複数等間隔に切り欠いた形状をなしている。ストッパ２７の外周面部２７１は、周方向の一部である外周面部２７１ａが固定コア３５の内周面部３５１と接触している。ストッパ２７の外周面部２７１ａは、固定コア３５の内周面部３５１と接触した状態で軸方向Ｚに変位するので、ストッパ２７と固定コア３５とは摺動する。これにより、ニードル１４のストッパ２７は、固定コア３５との接触によって常に摺動抵抗（摩擦力）が生じた状態で、固定コア３５によって軸方向Ｚの移動が案内される。すなわち、ストッパ２７の外周面部２７１の周方向の一部である外周面部２７１ａと固定コア３５の内周面部３５１との接触部が、ニードル１４（弁部材）が軸方向Ｚに変位する際の弁部材案内部となっている。

ストッパ２７１の外周面部２７１のうち、外周面部２７１ａ以外の部分（周方向の残部）である外周面部２７１ｂは、ストッパ２７の横断面すなわち軸方向Ｚに直交する断面では、中心に向かって凹んだ円弧状（略円弧状であればよく楕円弧状等を含む）をなしている。ストッパ２７の外周面部２７１ｂと固定コア３５の内周面部３５１との間に、前述した燃料通路６１が軸方向Ｚ（紙面表裏方向）に延びるように形成されている。

図３から明らかなように、軸方向Ｚから見たときに、燃料通路６１と燃料通路６２とは一部同士が重なり合っている。すなわち、燃料通路６１の一部と燃料通路６２の一部とが軸方向Ｚに延びる直線状の燃料通路を形成している。

可動コア３６の反噴孔側の面である上端面部４５には、内周側縁部に軸方向Ｚの開弁方向Ｚ１に突出した凸部５１が環状に設けられている。固定コア３５側に突出した凸部５１が設けられることによって、凸部５１の外周側には、固定コア３５の下端面部４９と可動コア３６の上端面部４５との間に、可動コア３５の変位位置に係わらずコア間空間５２が形成される。凸部５１を設けることによって固定コア３５と可動コア３６とが当接する際の当接面積を低減し、所謂スクイズ力を低減するようになっている。

可動コア３６は、閉弁方向Ｚ２に位置する端部４８（以下、「可動コア３６の下端面部４８」ということがある）が弾性部材である第２スプリング４６と接している。第２スプリング４６は、軸方向Ｚへ伸長する力を有している。第２スプリング４６は、開弁方向Ｚ１に位置する端部が可動コア３６と接し、閉弁方向Ｚ２に位置する端部がノズルホルダ１３と接している。第２スプリング４６は、ノズルホルダ１３の大径部２０および中径部２１に収容されている。中径部２１と小径部２２との接続部分には、内径が互いに異なるので段差があり、閉弁方向Ｚ２に位置する第２スプリング４６の端部が当接する段差面部４７が形成される。中径部２１の内径は、第２スプリング４６の外径よりもやや大きくなるように選択される。このような中径部２１によって、第２スプリング４６の傾きおよび曲がりが低減される。したがって、第２スプリング４６の押し付け力を精密に維持することができる。

第２スプリング４６は、軸方向Ｚへ伸長する力を有している。そのため、可動コア３６は、第２スプリング４６によって応力を付勢され固定コア３５側（開弁方向Ｚ１）へ押し付けられている。可動コア３６には、第１スプリング３９からニードル１４を経由して閉弁方向Ｚ２への閉弁力ｆ１が加わり、第２スプリング４６から開弁方向Ｚ１への開弁力ｆ２が加わる。図２では、理解を容易にするため、実際に閉弁力ｆ１および開弁力ｆ２が作用する部位には図示せず、閉弁力ｆ１および開弁力ｆ２が作用する方向を図示する。

第１スプリング３９の押し付け力である閉弁力ｆ１は、第２スプリング４６の押し付け力である開弁力ｆ２よりも大きく設定される。そのため、コイル３４への通電が停止されている閉弁状態では、第１スプリング３９に接するニードル１４は、ストッパ２７に接する可動コア３６とともに第２スプリング４６の開弁力ｆ２に抗して噴孔２５側（閉弁方向Ｚ２）へ移動している。その結果、コイル３４への通電が停止されている閉弁状態では、ニードル１４のシール部２８は弁座２９に着座している。

前述したように、本実施形態のインジェクタ１０において、図２に示すように、ハウジングの一部をなすノズルホルダ１３は、大径部２０、中径部２１、小径部２２を有しており、大径部２０の内側に可動コア３６が配設されている。また、第２スプリング４６は、ノズルホルダ１３の大径部２０および中径部２１の内側に配設され、反噴孔側（開弁方向Ｚ１側）の端部が可動コア３６の下端面部４８に接して支持され、噴孔側（閉弁方向Ｚ２側）の端部がノズルホルダ１３の中径部２１と小径部２２との間の段差面部４７に接して支持されている。

ここで、大径部２０および中径部２１が大内径部であり、小径部２２が小内径部である。したがって、ハウジングの一部をなすノズルホルダ１３は、小内径部である小径部２２と、この小径部２２より反噴孔側に小径部２２よりも内径が大きい大内径部である中径部２１および大径部２０とを有し、小径部２２と弁部材であるニードル１４との間に噴孔２５に向かう燃料通路３２２が形成されるとともに、大内径部の一部である中径部２１と小内径部である小径部２２との間の段差面部４７が弾性部材である第２スプリング４６の噴孔側の端部を支持する座面となっている。

次に、上記の構成によりインジェクタ１０の作動について説明する。

先ず、開弁時の動作に関して説明する。コイル３４への通電が停止されているとき、固定コア３５と可動コア３６との間には磁気吸引力は発生しない。したがって、ニードル１４は、第１スプリング３９の押し付け力である閉弁力ｆ１によって閉弁方向Ｚ２に押圧されている。このとき、ニードル１４のストッパ２７は、可動コア３６の上端面部４５（本例では凸部５１のうち内周側の部分）に接している。そのため、可動コア３６は、第１スプリング３９の閉弁力ｆ１と第２スプリング４６の押し付け力である開弁力ｆ２との差によってニードル１４とともに開弁状態のときよりも閉弁方向Ｚ２へ移動して、可動コア３６は固定コア３５と離れている。このようにニードル１４が開弁状態のときよりも閉弁方向Ｚ２へ移動することにより、ニードル１４のシール部２８は弁座２９に着座している。したがって、燃料は噴孔２５から噴射されない。この閉弁状態では、可動コア３６の下端面部４８は、段差面部４７とは離間した位置に停止している。

閉弁状態からコイル３４に通電すると、コイル３４に発生した磁界により磁性プレート５０、アッパハウジング７０、磁性部１６、可動コア３６、固定コア３５およびノズルホルダ１３には磁束が流れ、磁気回路が形成される。これにより、固定コア３５と可動コア３６との間には磁気吸引力が発生する。固定コア３５と可動コア３６との間に発生する磁気吸引力と第２スプリング４６の開弁力ｆ２との和が第１スプリング３９の閉弁力ｆ１よりも大きくなると、可動コア３６は開弁方向Ｚ１への移動を開始する。このとき、可動コア３６の上端面部４５にストッパ２７が接しているニードル１４は、可動コア３６とともに開弁方向Ｚ１へ移動する。その結果、ニードル１４のシール部２８は、弁座２９から離れる。

燃料入口１８からインジェクタ１０の内部へ流入した燃料は、前述したように燃料フィルタ１９、入口部材１２の内周側、アジャスティングパイプ４０の内周側、固定コア３５の内周側（上流側燃料通路３２１）、燃料通路６１、燃料通路６２、中径部２１の内周側（下流側燃料通路３２２）、小径部２２の内周側（下流側燃料通路３２２）を順次経由して、ノズルボディ２４の内周側に流入する。ノズルボディ２４に流入した燃料は、弁座２９から離れたニードル１４とノズルボディ２４との間を経由して噴孔２５へ流入する。これにより、噴孔２５から燃料が噴射される。

このように、可動コア３６には、磁気吸引力だけでなく第２スプリング４６の開弁力ｆ２も加わっている。そのため、コイル３４へ通電すると、発生した磁気吸引力により可動コア３６およびニードル１４は迅速に開弁方向Ｚ１へ移動する。

上述したように、閉弁状態から磁気吸引力が作用すると、可動コア３６およびニードル１４は、可動コア３６の上端面部４５とストッパ２７とが接することによって一体となって開弁方向Ｚ１へ移動する。可動コア３６およびニードル１４は、可動コア３６の上端面部４５（本例では凸部５１）が固定コア３５の下端面部４９と衝突して噴孔２５を全開（最大開度）とするまで開弁方向Ｚ１へ移動する。可動コア３６が固定コア３５に衝突すると、可動コア３６とニードル１４とは軸方向Ｚへ相対移動可能であるので、ニードル１４は開弁方向Ｚ１への慣性力によって、ストッパ２７が可動コア３６の上端面部４５から離間して、さらに開弁方向Ｚ１への移動を継続する。このようにストッパ２７が離間しても、ストッパ２７は第１スプリング３９と接触している状態が維持されるので、なんら他の部材にストッパ２７が衝突することはない。したがってニードル１４がバウンドすることなく、噴孔２５からの不規則な燃料の噴射は低減される。

また、ニードル１４は開弁方向Ｚ１への慣性力によって開弁方向Ｚ１への移動を継続して、可動コア３６とストッパ２７とが離れると、ニードル１４には可動コア３６を経由した第２スプリング４６の開弁力ｆ２が加わらない。そのため、ニードル１４には、第１スプリング３９の押し付け閉弁力ｆ１のみが加わる。すなわち可動コア３６とニードル１４とが離れると、ニードル１４に対し閉弁方向Ｚ２へ加わる力が大きくなる。したがって、ニードル１４の開弁方向Ｚ１への過剰な移動が制限され、いわゆるオーバーシュートは低減される。

同様に、ニードル１４が開弁方向Ｚ１への慣性力によって開弁方向Ｚ１への移動を継続して、可動コア３６とニードル１４とが離れると、可動コア３６には第２スプリング４６の開弁力ｆ２および磁気吸引力が加わり、第１スプリング３９の閉弁力ｆ１が加わらない。すなわち可動コア３６とストッパ２７とが離れると、可動コア３６に対し開弁方向Ｚ１へ加わる力が大きくなる。したがって、可動コア３６が固定コア３５に衝突すると、その衝撃により可動コア３６は閉弁方向Ｚ２へ跳ね返ることなく、少なくともコイル３４が通電されている期間は固定コア３５に接触した状態が維持される。

可動コア３６が固定コア３５に衝突する時の衝撃力は、衝撃力に寄与する重量が低減されるため（可動コア３６分の重量のみとなるため）小さくなる。このように衝撃力が小さいために、可動コア３６は極めて跳ね返り難い。

さらに、ニードル１４がオーバーシュートして、ニードル１４に加わる力が第１スプリング３９の閉弁力ｆ１のみとなると、ニードル１４は開弁方向Ｚ１への移動速度が減少し、オーバーシュート量が最大となった後、閉弁力ｆ１によって閉弁方向Ｚ２へ移動を開始する。一方、可動コア３６は、磁気吸引力および第２スプリング４６の開弁力ｆ２によって固定コア３５に接触した状態であるので、ニードル１４が閉弁方向Ｚ２へ移動するとき、固定コア３５と接触している可動コア３６によって閉弁方向Ｚ２への移動が規制される。その結果、ニードル１４には再び磁気吸引力および第２スプリング４６の開弁力ｆ２が加わるので、ニードル１４は開弁状態を維持することができる。このように、可動コア３６とニードル１４とは相対的に移動可能であるため、ニードル１４のバウンドにともなう噴孔２５からの不規則な燃料の噴射は低減される。したがって、コイル３４への通電時間が短期間でも、噴孔２５から噴射される燃料の噴射量を精密に制御することができる。

次に閉弁時の動作に関して説明する。開弁状態（全開状態）からコイル３４への通電を停止すると、固定コア３５と可動コア３６との間の磁気吸引力は消滅する。これにより、ニードル１４は、第１スプリング３９の閉弁力ｆ１によって可動コア３６とともに閉弁方向Ｚ２へ移動を開始する。したがってニードル１４のシール部２８は再び弁座２９に着座し、燃料通路３２と噴孔２５との間の燃料の流れは遮断される。したがって、燃料の噴射は終了する。

コイル３４への通電を停止したとき、可動コア３６およびニードル１４は第１スプリング３９の閉弁力ｆ１によって第２スプリング４６の開弁力ｆ２に抗して閉弁方向Ｚ２へ迅速に移動する。

ニードル１４のシール部２８が弁座２９に着座すると、ニードル１４は衝突の衝撃によって開弁方向Ｚ１へ跳ね返ろうとする。ここで、可動コア３６とニードル１４とは相対移動可能であるため、ニードル１４のシール部２８が弁座２９に着座しても、可動コア３６は閉弁方向Ｚ２へ向かう慣性力によって、そのまま閉弁方向Ｚ２への移動を継続し、可動コア３６とニードル１４とは離れる。

そのため、ニードル１４には第１スプリング３９の閉弁力ｆ１のみが加わり、可動コア３６には第２スプリング４６の開弁力ｆ２のみが加わる。したがって可動コア３６とニードル１４とが離れることによって、ニードル１４に作用する合力が閉弁力ｆ１のみになり、ニードル１４の開弁方向Ｚ１への跳ね返りが防止される。これにより、コイル３４への通電を停止すると、噴孔２５からの燃料の噴射は迅速に停止される。したがって、不規則な燃料の噴射が低減され、噴孔２５から噴射される燃料の噴射量を精密に制御することができる。

ニードル１４が弁座２９に衝突する時の衝撃力は、衝撃力に寄与する重量が低減されるため（ニードル１４分の重量のみとなるため）小さくなる。このように衝撃力が小さいために、ニードル１４は極めて跳ね返り難い。

また、ニードル１４が着座すると、ニードル１４に対して相対変位可能な可動コア３６は、閉弁方向Ｚ２への慣性力によって、可動コア３６を開弁方向Ｚ１に付勢する第２スプリング４６の開弁力ｆ２に打ち勝ち、さらに閉弁方向Ｚ２に過剰に変位、いわゆるアンダーシュートする。

可動コア３６がアンダーシュートして、可動コア３６に加わる力が第２スプリング４６の開弁力ｆ２のみとなると、可動コア３６は閉弁方向Ｚ２への移動速度が減少し、アンダーシュート量が最大となった後、開弁力ｆ２によって開弁方向Ｚ１へ移動を開始する。一方、ニードル１４は、第１スプリング３９の閉弁力ｆ１によってシール部２８が弁座２９に着座した状態である。開弁力ｆ２によって開弁方向Ｚ１へ移動する可動コア３６は、ニードル１４のストッパ２７により移動が規制されて停止し、次の開弁動作が開始可能な閉弁状態となる。

上述の構成および作動によれば、可動コア３６の外周面部４３とハウジングの一部である筒部材１１の内周面部４４との接触部を可動コア案内部とし、ニードル１４ストッパ２７の外周面部２７１の周方向の一部である外周面部２７１ａと固定コア３５の内周面部３５１との接触部を弁部材案内部として、ストッパ２７の外周面部２７１の周方向の残部である外周面部２７１ｂと固定コア３５の内周面部３５１との間に形成した燃料通路６１と、ニードル１４軸部２６の外周面部４２と可動コア３６の内周面部４１との間に形成した燃料通路６２とで、上流側燃料通路３２１と下流側燃料通路３２２とを連通している。

すなわち、固定コア３５の内周面部３５１より内側に形成される燃料通路６１と、固定コア３５よりも内周径が小さい可動コア３６の内周面部４１よりも内側に形成される燃料通路６２とにより、上流側燃料通路３２１と下流側燃料通路３２２とを連通している。

したがって、可動コア３６の固定コア３５に対向する部分に上流側燃料通路３２１と下流側燃料通路３２２とを連通する燃料通路を設ける必要がない。すなわち、可動コア３６のコイル通電時に磁気回路を形成することが可能な部分を犠牲として燃料通路を設ける必要がない。これによって、固定コア３５と可動コア３６との間の磁気吸引力を向上することができる。

また、軸方向Ｚから見たときに、燃料通路６１と燃料通路６２とが重なっている。したがって、上流側燃料通路３２１と下流側燃料通路３２２とを連通する燃料通路の形成が容易であるとともに、燃料通路６１から燃料通路６２へ直線的に燃料を流通して燃料通路６１、６２の燃料流通抵抗の増大を抑制することができる。

また、ニードル１４のストッパ２７の外周面部２７１のうち外周面部２７１ｂは、軸方向Ｚ直交断面を中心に向かって凹んだ略円弧状としている。これによると、軸方向Ｚから見たときに燃料通路６１と燃料通路６２とが重なる連通構造を容易に形成することができる。

また、複数の燃料通路６１がストッパ２７の外周面部２７１の周方向において均等に設けられている。これによると、ストッパ２７の外周面部２７１ａと固定コア３５の内周面部３５１との接触部からなる弁部材案内部を複数均等に設けてニードル１４変位の際に安定した案内を行うことができるとともに、複数の燃料通路６１を複数均等に設けて燃料の安定した流通を行うことができる。

また、ニードル１４軸部２６の外周面部４２および可動コア３６の内周面部４１はともに軸方向Ｚ直交断面を円形としており、燃料通路６２を軸部２６の全周に亘って円周状に均等に形成している。これによると、ニードル１４挿通孔と燃料通路６２用の孔とを可動コア３６に共通の孔として設けることができる。したがって、ニードル１４挿通孔と燃料通路６２用の孔と別々に形成する必要がないので、孔の加工が容易である。さらに、この孔は、通路断面円形状の孔であるので、加工は極めて容易である。また、燃料通路６２は、軸部２６と可動コア３６との間に均等に形成されているので、燃料の安定した流通を行うことができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記一実施形態では、ニードル１４のストッパ２７の外周面部２７１に、軸方向Ｚ直交断面が中心に向かって凹んだ略円弧状である外周面部２７１ｂを複数有していたが、燃料通路６１の必要流路面積を確保できるものであればこれに限定されるものではない。燃料通路６１を形成する外周面部２７１ｂは、複数であることがより好ましいが、単数であってもかまわない。また、燃料通路６１を形成する外周面部２７１ｂは、軸方向Ｚ直交断面が直線状であってもよい。これによれば、燃料通路６１を形成するための外周面部２７１ｂの加工が容易である。例えば、図４〜図６に示すようなストッパ２７を有するニードル１４であってもよい。

また、上記一実施形態では、燃料通路６１と燃料通路６２とが、軸方向Ｚから見たときに重なり合っていたが、これに限定されるものではない。例えば、ストッパ２７の下端面（噴孔側端面）もしくはこれに対向する可動コア３６の上端面（反噴孔側端面）の少なくともいずれかに径方向に延びる溝部を形成して、燃料通路６１の下流端と燃料通路６２の上流端とを繋ぐものであってもよい。

また、上記一実施形態では、ハウジングと接触して可動コア案内部を構成する可動コア３６の外周面部（凸部）４３の位置は、可動コア３６の外側面のうち上端面（反噴孔側面）近傍に設けられていたが、これに限定されるものではない。可動コア３６の上端面と下端面との間にあればよく、単数であっても複数であってもよい。例えば、図７に示すように、可動コア３６の軸方向中間部に設けるものであってもよいし、図８に示すように、可動コア３６の下端面近傍に設けるものであってもよい。また、図９に示すように、可動コア３６の上端面近傍と下端面近傍とに設けるものであってもよい。

また、上記一実施形態では、可動コア３６には中央部に挿通孔が１つだけ設けられていたが、例えば、図１０に示すように、可動コア３６にコア間空間５２と下流側燃料通路３２２とを連通する連通路５３を弁開閉時の圧力回復孔として形成した燃料噴射弁であっても、本発明を適用して有効である。

また、上記一実施形態では、筒部材１１とノズルホルダ１３とでハウジングを構成するものとしていたが、これに限定されるものではなく、例えば３部材以上でハウジングを構成するものであってもよい。

また、上記一実施形態では、インジェクタ１０は、直噴式のガソリンエンジンに適用されるものとしていたが、直噴式のガソリンエンジンに限るものではなく、ポート噴射式のガソリンエンジン、またはディーゼルエンジンなどに適用してもよい。

１０ インジェクタ（燃料噴射弁）
１１ 筒部材（ハウジングの一部）
１３ ノズルホルダ（ハウジングの一部）
１４ ニードル（弁部材）
２５ 噴孔
２６ 軸部（軸状部）
２７ ストッパ（ストッパ部）
３４ コイル
３５ 固定コア
３６ 可動コア
４１ 内周面部（可動コア３６の内周面部）
４２ 外周面部（軸部２６の外周面部）
４３ 外周面部（可動コア３６の外周面部）
４４ 内周面部（ハウジングの内周面部）
６１ 燃料通路（第１通路空間）
６２ 燃料通路（第２通路空間）
２７１ 外周面部（ストッパ２７の外周面部）
２７１ａ 外周面部（外周面部２７１の一部）
２７１ｂ 外周面部（外周面部２７１の残部）
３２１ 上流側燃料通路（燃料通路３２の一部）
３２２ 下流側燃料通路（燃料通路３２の一部）
３５１ 内周面部（固定コア３５の内周面部）

Claims (5)

1. 筒状のハウジングと、
   前記ハウジング内の予め定める位置に固定され、内側の空間が上流側燃料通路となる筒状の固定コアと、
   前記ハウジング内に設けられ、軸方向に往復変位することにより噴孔を開閉して前記噴孔からの燃料の噴射を断続する弁部材と、
   前記ハウジング内の前記固定コアより噴孔側に設けられ、コイルに通電されることにより前記固定コアに磁気吸引される筒状の可動コアと、を備え、
   前記弁部材は、
   前記可動コアの内側に挿設される軸状部と、
   前記軸状部の反噴孔側の端部において径外方向に鍔状に突設され、前記固定コアの内側にあって、前記可動コアの反噴孔側の面と接触可能なストッパ部と、を有し、
   前記可動コアよりも噴孔側における前記ハウジングと前記弁部材との間の空間が、前記上流側燃料通路よりも下流側の下流側燃料通路となる燃料噴射弁であって、
   前記可動コアの外周面部と前記ハウジングの内周面部とが接触して、前記可動コアが軸方向に変位する際の可動コア案内部となっており、
   前記ストッパ部の外周面部の周方向の一部と前記固定コアの内周面部とが接触して、前記弁部材が軸方向に変位する際の弁部材案内部となっており、
   前記ストッパ部の外周面部の周方向の残部と前記固定コアの内周面部との間には、軸方向に延びる第１通路空間が形成されており、
   前記軸状部の外周面部と前記可動コアの内周面部との間には、軸方向に延びる第２通路空間が形成されており、
   前記弁部材の軸方向の変位位置に係わらず、前記上流側燃料通路と前記下流側燃料通路とが前記第１通路空間および前記第２通路空間を介して連通しており、
   前記弁部材の軸方向に直交する断面において、前記軸状部の外周面部および前記可動コアの内周面部はともに円形であり、
   前記第２通路空間は、前記軸状部の外周面部と前記可動コアの内周面部との間の全周に亘って形成されて、前記固定コアと軸方向に対向する箇所から内周側に外れていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記弁部材の軸方向から見たときに、前記第１通路空間と前記第２通路空間とが重なっていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記弁部材の軸方向に直交する断面において、前記ストッパ部の外周面部の前記残部は、中心に向かって凹んだ略円弧状であることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記弁部材の軸方向に直交する断面において、前記ストッパ部の外周面部の前記残部は、直線状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁。
5. 前記第１通路空間は、複数形成され、前記ストッパ部の外周面部の周方向において均等に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃料噴射弁。

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