CN112567125A - 燃料喷射阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够使耐久性比以往提高，能够使燃料的喷射量比以往均匀的燃料喷射阀。另外，提供能够以比以往高的燃料压力进行喷射，能够使产品的可靠性比以往提高的燃料喷射阀。因此，在将开设于可动芯(30)的中心轴的由贯通孔构成的阀芯插通孔(31)的孔径设为φB，将相对于阀芯插通孔(贯通孔)(31)滑动的阀芯(20)的中间部(22)的外径设为φC，将相对于阀芯(20)的顶端侧(下游侧)的球面部(230)滑动的具有喷射孔(11)的顶端构件(12)的内周面(121)的直径设为φD，将阀芯(20)的顶端侧(下游侧)的球面部(230)的最外径(球径)设为φE，将位于比阀芯(20)的顶端侧(下游侧)的球面部(230)靠后端侧(上游侧)的位置且处于阀芯(20)的中间部(22)的作为最小径部的细部(223)的外径设为φF的情况下，满足φB>φC>φD>φE>φF，并且按照可动芯(30)的侧面与喷嘴主体(10)的内周面不接触的形状关系构成。

Description

燃料喷射阀
技术领域
本公开涉及燃料喷射阀。
背景技术
以往，已知有与用于在内燃机的共轨喷射系统中喷射燃料的共轨喷射器有关的发明(参考下述专利文献1)。专利文献1所记载的共轨喷射器设置有具备燃料供给部的喷射器外壳。燃料供给部与设置于喷射器外壳的外部的中央燃料高压储存器以及设置于喷射器外壳的内部的压力室连接。从该压力室与控制阀的位置关联地喷射高压负荷的燃料。
在压力室内的压力比经由供给节流阀而与燃料供给部连接的控制室内的压力大的情况下，上述控制阀动作以使在喷射器的长度方向孔处，喷嘴针从底座升起。该喷嘴针能够对抗容纳于喷嘴弹簧室内的喷嘴弹簧的预负荷力而在轴向上进行往返运动。
在这样的共轨喷射器中，控制室由圆筒形的室形成。在该控制室的室内，形成于与燃烧室相反一侧的喷嘴针的端部的控制销具有密封作用，能够进行偏移。喷嘴弹簧室在与燃烧室相反一侧的喷嘴针的端部的区域，配置于控制室的外侧(参考该文献的权利要求1等)。
在该以往的发明的喷射器中，控制室的容积不被喷嘴弹簧的结构空间左右，而能够将控制室与和燃烧室相反一侧的喷嘴针的端部处的喷嘴弹簧室进行组合。因而，能够结合喷嘴针能够良好闭合的、具有高弹簧强度的喷嘴弹簧。由此，能够准确地决定喷射时间以及喷射时期(参考该文献、第0006段等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2003-506620号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上述以往的发明的喷射器那样，在内燃机所使用的喷射器(燃料喷射阀)中，要求降低内燃机的排气气体中的粒子状物质，每一个循环的燃料的喷射次数处于增加的趋势。因而，要求提高燃料喷射阀的耐久性，使燃料的喷射量变均匀。
本公开是鉴于上述缘由而完成的，其目的在于提供能够使耐久性比以往提高，能够使燃料的喷射量比以往均匀的燃料喷射阀。
用于解决问题的技术手段
本公开的一个方案为一种燃料喷射阀，其具备：喷嘴主体，其设置有喷射孔；阀芯，其具有使所述喷射孔开闭的顶端部；可动芯，其开设有被所述阀芯能够滑动地内插的贯通孔，且与所述阀芯的后端部卡合而与所述阀芯一起移动；以及固定芯，其利用磁吸引力来吸引所述可动芯，该燃料喷射阀的特征在于，所述阀芯的所述顶端部具有相对于所述喷嘴主体的内周面滑动的球面部，所述阀芯的所述顶端部与所述后端部之间的中间部具有被插通至所述贯通孔而相对于所述贯通孔滑动的插通部、以及位于比所述插通部靠下游侧并且比所述球面部靠上游侧的位置的细部，在将开设于所述可动芯的所述贯通孔的孔径设为φB，将相对于所述贯通孔滑动的所述阀芯的所述中间部处的所述插通部的外径设为φC，将相对于所述阀芯的所述球面部滑动的所述喷嘴主体的内周面的直径设为φD，将所述阀芯的所述球面部的最外径设为φE，将所述阀芯的所述中间部处的所述细部的外径设为φF的情况下，满足φB>φC>φD>φE>φF，并且按照所述可动芯的侧面与所述喷嘴主体的内周面不接触的形状关系构成。
发明的效果
根据本公开的上述一个方案，能够提供能够使耐久性比以往提高，能够使燃料的喷射量比以往均匀的燃料喷射阀。
上述以外的问题、构成以及效果通过以下的实施方式的说明变清楚。
附图说明
图1为本公开的一个实施方式的燃料喷射阀的纵剖面图。
图2为图1所示的燃料喷射阀的阀芯的后端部的放大立体图。
图3为图1所示的燃料喷射阀的阀芯的后端部的放大俯视图。
图4为图1所示的燃料喷射阀的阀芯的后端部的附近的放大纵剖面图。
图5为图1所示的燃料喷射阀的阀芯的顶端部的附近的放大纵剖面图。
图6为图1所示的燃料喷射阀的阀芯和阀芯附近部件的示意图。
具体实施方式
以下，参考附图，对本公开的燃料喷射阀的实施方式进行说明。
图1为本公开的一个实施方式的燃料喷射阀1的纵剖面图。图2、3为图1所示的燃料喷射阀1的阀芯20的后端部21的放大立体图、放大俯视图。图4为图1所示的燃料喷射阀1的阀芯20的后端部21的附近的放大纵剖面图。图5为图1所示的燃料喷射阀1的阀芯20的顶端部23的附近的放大纵剖面图。图6为图1所示的燃料喷射阀1的阀芯20和阀芯20附近部件的示意图。
本实施方式的燃料喷射阀1具备筒状的喷嘴主体10、设置于沿着该喷嘴主体10的中心轴A的轴向Da(以下，简称为“轴向Da”。)的顶端的喷射孔11、以及具有在轴向Da上延伸地使喷射孔11开闭的顶端部23的阀芯20。另外，燃料喷射阀1具备：可动芯30，其与阀芯20的后端部21卡合地与阀芯20一起在轴向Da上移动；筒状的固定芯40，其利用磁吸引力来吸引该可动芯30；以及线圈50，其使该固定芯40产生磁吸引力。在此，阀芯20的后端部21是指轴向Da上的阀芯20的与顶端部23相反一侧的端部(还称为基端部)。
关于详细内容将在后面叙述，本实施方式的燃料喷射阀1作为第1特征而具有如下构成。在将开设于可动芯30的中心轴的由贯通孔构成的阀芯插通孔31的孔径设为φB，将相对于阀芯插通孔(贯通孔)31滑动的阀芯20的中间部22的外径设为φC，将相对于阀芯20的顶端侧(下游侧)的球面部230滑动的具有喷射孔11的顶端构件12的滑动的直径设为φD，将阀芯20的顶端侧(下游侧)的球面部230的最外径(球径)设为φE，将位于比阀芯20的顶端侧(下游侧)的球面部230靠后端侧(上游侧)的位置且处于阀芯20的中间部22的作为最小径部的细部223的外径设为φF的情况下，满足φB>φC>φD>φE>φF，并且按照可动芯30的侧面与喷嘴主体10的内周面不接触的形状关系构成。换言之，阀芯20的顶端部23具有相对于喷嘴主体10的顶端构件12的内周面滑动的球面部230，阀芯20的顶端部23与后端部21之间的中间部22具有被插通至开设于可动芯30的由贯通孔构成的阀芯插通孔31而相对于阀芯插通孔(贯通孔)31滑动的插通部222以及位于比插通部222靠下游侧并且比球面部230靠上游侧的位置的细部223，在将开设于可动芯30的中心轴的阀芯插通孔(贯通孔)31的孔径设为φB，将相对于阀芯插通孔(贯通孔)31滑动的阀芯20的中间部22处的插通部222的外径设为φC，将相对于阀芯20的球面部230滑动的喷嘴主体10的顶端构件12的内周面的直径设为φD，将阀芯20的球面部230的最外径(球径)设为φE，将阀芯20的中间部22处的细部223的外径设为φF的情况下，满足φB>φC>φD>φE>φF，并且按照可动芯30的侧面与喷嘴主体10的内周面不接触的形状关系构成。
同样地，关于详细内容将在后面叙述，本实施方式的燃料喷射阀1作为第2特征而具有如下构成。阀芯20从后端部21至顶端部23为止由一个构件构成。另外，阀芯20的顶端部23具有球面部230，相对于喷嘴主体10的顶端构件12的内周面121滑动的球面部230的顶端侧滑动部231和与喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124接地(落座)的球面部230的阀座部232由同一球体面构成。
同样地，关于详细内容将在后面叙述，本实施方式的燃料喷射阀1作为第3特征而具有如下构成。喷嘴主体10具有凹状的顶端构件12，其形成有喷射孔11，容纳阀芯20的顶端部23。阀芯20从后端部21至顶端部23为止由一个构件构成，在后端部21和顶端部23分别具有后端侧滑动部211和顶端侧滑动部231。而且，阀芯20构成为在喷射孔11的开闭时，后端部21的后端侧滑动部211与固定芯40的内周面41相接地在轴向Da上滑动，且顶端部23的顶端侧滑动部231与顶端构件12的凹部122的内周面121相接地在轴向Da上滑动。
以下，对本实施方式的燃料喷射阀1的各部分更详细地进行说明。
如前所述，燃料喷射阀1主要具备喷嘴主体10、阀芯20、可动芯30、固定芯40以及线圈50。另外，燃料喷射阀1例如具备线圈架51、螺旋弹簧61、调整构件62、小螺旋弹簧63、壳体70、树脂部80以及过滤器90。另外，喷嘴主体10具有顶端构件12。
喷嘴主体10例如被设置成在轴向Da上延伸的大致圆筒状，在顶端处具有喷射孔11。在喷嘴主体10的内部插入有在轴向Da上延伸的圆杆状或者圆柱状的阀芯20。喷嘴主体10在设置有喷射孔11的顶端侧具有小径部13，在与喷射孔11相反一侧的后端部具有大径部14。大径部14的外径与小径部13的外径相比被扩径。
小径部13在顶端部的内侧具有在顶端侧开口的凹状的内部空间130，顶端构件12被插入或者压入至该凹状的内部空间130。顶端构件12具有凹状，例如，底面即顶端面的外边缘遍及全周地焊接于小径部13的顶端的开口部的内边缘，从而固定于小径部13。小径部13在顶端部的外周面形成有槽131(在图示例中，上下两级的槽131)，例如树脂制的芯片密封件等燃烧气体的密封构件15被嵌入于该槽131。
大径部14具有在固定芯40侧的端部(也就是说，后端部)具有开口部的有底圆筒状的内部空间140，在该内部空间140(具有间隙地)中收容有圆环状或者圆筒状的可动芯30。在大径部14的内部空间140的底部的中央部还设置有圆筒状的凹部141，在该凹部141收容有向使可动芯30从喷射孔11离开的方向、即开阀方向施力的小螺旋弹簧63的一端。
在大径部14中，带台阶的圆筒状的固定芯40的顶端部被压入至内部空间140的开口部的内侧，喷嘴主体10(的大径部14)与固定芯40通过焊接接合。由此，喷嘴主体10与固定芯40之间的间隙被密闭，大径部14的内部的空间被密闭。在喷嘴主体10的大径部14以及固定芯40的顶端部的外周，配置有圆筒状的线圈架51和缠绕于该线圈架51的线圈50，在其外周隔着树脂部80固定有有底圆筒状的壳体70。
如图1至图4所示，阀芯20在与使喷射孔11开闭的顶端部23相反一侧的后端部21例如具有多个后端侧滑动部211、多个流路形成部212以及圆环状或者短圆柱状的卡合部213。另外，阀芯20例如如图1至图5所示在后端部21和顶端部23分别具有后端侧滑动部211和顶端侧滑动部231。进而，阀芯20在后端部21与顶端部23之间的中间部22的外周面221、与喷嘴主体10的内周面16之间，具有间隙G1。
阀芯20例如由SUS等金属材料等制成，从后端部21至顶端部23为止由一个构件构成。即，包括后端部21、顶端部23以及它们之间的中间部22的阀芯20整体例如由一个材料构成，在各部分之间不具有基于焊接的接合部、螺钉等机械性的接合部。更具体而言，阀芯20例如通过利用车床、加工中心等对一根杆状或者柱状的金属材料进行切削加工，利用无心磨床等进行研磨加工而制成。
阀芯20的后端部21的多个后端侧滑动部211在阀芯20的轴向Da上的与喷射孔11侧的顶端部23相反一侧的后端部21的周向上隔开间隔地设置。阀芯20例如在后端部21的周向上隔开间隔地设置有3个后端侧滑动部211。此外，后端部21既可以在周向上具有两个后端侧滑动部211，也可以在周向上具有4个以上的后端侧滑动部211。
由在轴向Da上与可动芯30相邻的后端部21的端部构成的卡合部213、以及后端部21与顶端部23之间的中间部22具有以与喷嘴主体10的中心轴A大致同轴的阀芯20的中心轴A’为中心的圆筒状的外周面。另外，在阀芯20中，作为后端部21的与可动芯30相邻的端部的卡合部213的外径与中间部22的外径相比被扩径，如图1以及图4所示，中间部22(具有间隙地)被插通至可动芯30(的由贯通孔构成的阀芯插通孔31)，从而后端部21与可动芯30卡合。
后端部21的多个后端侧滑动部211例如在后端部21的周向上按照相等的间隔设置。即，如图3所示，后端部21的周向上的后端侧滑动部211的中心211c的角度间隔AS相等。例如，当在后端部21的周向上隔开间隔地设置有3个后端侧滑动部211的情况下，在后端部21的周向上隔着流路形成部212而相邻的后端侧滑动部211的中心211c的角度间隔AS为120°。另外，当在后端部21的周向上隔开间隔地设置有4个后端侧滑动部211的情况下，在后端部21的周向上隔着流路形成部212而相邻的后端侧滑动部211的中心211c的角度间隔AS为90°。
后端部21的后端侧滑动部211例如为阀芯20的圆筒状的后端部21的未被切掉而残留的部分，具有部分圆筒状的外周面。即，后端侧滑动部211由具有多个缺口的圆筒状的后端部21的外周面的一部分构成。此外，通过切掉圆筒状的后端部21的外周面的一部分，从而设置有多个流路形成部212。
多个流路形成部212在相邻的后端侧滑动部211与后端侧滑动部211之间，比后端侧滑动部211靠后端部21的径向的内侧设置。如图1以及图4所示，流路形成部212在阀芯20的后端部21与被该阀芯20的后端部21内插的圆筒状的固定芯40的内周面41之间形成燃料的流路FC。在后端部21在周向上具有3个后端侧滑动部211的情况下，在后端部21形成3个流路形成部212。另外，在后端部21在周向上具有4个后端侧滑动部211的情况下，在后端部21形成4个流路形成部212。即，设置于后端部21的后端侧滑动部211的数量与流路形成部212的数量相等。另外，当在后端部21的周向上按照相等的间隔设置有多个后端侧滑动部211的情况下，在后端部21的周向上按照相等的间隔形成多个流路形成部212。
流路形成部212具有设置于相邻的后端侧滑动部211与后端侧滑动部211之间的平坦面212a。如图3所示，例如，在后端部21在周向上按照相等的间隔具有3个后端侧滑动部211的情况下，隔着后端侧滑动部211而相邻的流路形成部212的平坦面212a之间的夹角IA的角度为60°。另外，例如，在后端部21在周向上按照相等的间隔具有4个后端侧滑动部211的情况下，隔着后端侧滑动部211而相邻的流路形成部212的平坦面212a之间的夹角IA的角度为90°。其分别与正三角形的内角和正方形的内角相等。
即，在后端部21在周向上按照相等的间隔具有多个后端侧滑动部211的情况下，隔着后端侧滑动部211而相邻的流路形成部212的平坦面212a之间的夹角IA的角度与具有与后端侧滑动部211的数量相等的数量的顶点的正多角形的内角相等。
另外，在图2以及图3所示的例子中，在后端部21的周向上，形成有流路形成部212的部分的角度范围AR2比形成有后端侧滑动部211的部分的角度范围AR1大。即，与后端部21的卡合部213相比靠螺旋弹簧61侧的圆筒状的外周面中的、作为构成后端侧滑动部211的部分圆筒面而残留的部分小于半周。换言之，与后端部21的卡合部213相比靠螺旋弹簧61侧的圆筒状的外周面被切掉半周以上而形成有流路形成部212。
卡合部213比流路形成部212靠阀芯20的顶端侧设置，并被设置成比流路形成部212靠径向的外侧伸出。另外，在图2以及图3所示的例子中，卡合部213具有遍及后端部21的周向的全周连续地与后端侧滑动部211的外周面齐平地没有台阶地相连的圆筒状的外周面。即，卡合部213的与可动芯30对置的端面为将作为阀芯20的后端部21的可动芯30侧的端部的卡合部213的外周面作为外边缘并将阀芯20的中间部22的外周面221作为内边缘的圆环状的端面。
另外，在图1以及图4所示的例子中，卡合部213的外径比设置于固定芯40的中央的贯通孔42的内径(孔径)小，被设置成能够在固定芯40的内部在轴向Da上移动。此外，阀芯20的后端部21的外周面、即卡合部213以及后端侧滑动部211的外周面与固定芯40的内周面41之间的间距例如为10μm至30μm左右，更优选的是20μm至30μm左右。
阀芯20的中间部22具有带台阶的轴状，由能够滑动地插通至可动芯30(的由贯通孔构成的阀芯插通孔31)的直径比较大的插通部222、以及从插通部221至顶端部23为止在轴向Da上延伸的直径比较小的(外径为恒定的)细部223构成。换言之，细部223位于比插通部22靠顶端侧(下游侧)并且比顶端部23(的球面部230)靠后端侧(上游侧)的位置。细部223在与喷嘴主体10的内周面16之间具有间隙G1地内插于喷嘴主体10(配置于内侧)。
如图1以及图5所示，阀芯20的顶端部23的顶端侧为球面部230，该球面部230的最外径(球径)比中间部22的插通部222的外径小，并且比中间部22的细部223的外径大。阀芯20的顶端部23容纳于设置于圆筒状的喷嘴主体10的顶端的凹状的顶端构件12，顶端侧滑动部231由阀芯20的球面部230的外周面(球体面)的一部分构成，与在喷嘴主体10的顶端构件12的底部的中央设置的凹部122的圆筒状的内周面121相接地在轴向Da上滑动。另外，在设置于顶端构件12的底部的中央的凹部122上，例如在凹部122的周向上以等间隔设置有用于形成燃料的流路FC的多个缺口部123。
在阀芯20中，比顶端部23的顶端侧的球面部230的顶端侧滑动部231靠顶端侧(换言之，下游侧)设置的阀座部232与设置于喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124相接，从而阀芯20与底座面124之间的燃料的流路FC被封闭，比底座面124靠顶端侧设置的喷射孔11被关闭。另外，阀座部232从设置于喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124离开，从而在阀芯20与底座面124之间形成燃料的流路FC，比底座面124靠顶端侧设置的喷射孔11被打开。阀芯20例如在比顶端部23的阀座部232靠轴向Da的顶端侧的位置，设置有顶端为圆形的圆锥状(在图示例中，顶角约为90°的圆锥状)的凸部233。
喷嘴主体10的顶端构件12例如在底部的凹部122的中央部具有容纳阀芯20的顶端部23的球面部230(的顶端部)的凹状的底座面124。底座面124被设置成向喷嘴主体10的轴向Da的顶端逐渐缩径的圆锥台状(在图示例中，顶角约为90°的圆锥台状)，开口有喷射孔11。即，底座面124与阀芯20的球面部230(的阀座部232)遍及底座面124的全周大致线接触，从而底座面124与阀芯20之间的燃料的流路FC被封闭。另外，阀芯20的球面部230(的阀座部232)从底座面124离开，从而形成底座面124与阀芯20之间的燃料的流路FC，经由在底座面124开口的喷射孔11喷射燃料。另外，顶端构件12例如在底部的凹部122的中央部，在比底座面124靠轴向Da的顶端侧的位置形成有具有凹曲面状的底部的容纳凹部125。该容纳凹部125被设置成在喷射孔11被关闭的状态下，容纳阀芯20的顶端的凸部233中的至少一部分(具体而言，顶端部)。
固定芯40为利用磁吸引力来吸引可动芯30的筒状的构件。更详细而言，固定芯40具有在外周面具有凹凸的大致圆筒状的形状。
在固定芯40的顶端部的外周配置有大致圆筒状的线圈架51。在线圈架51的外周配置有以圆筒状缠绕的线圈50。线圈50的卷绕起始和卷绕结束的端部经由省略图示的配线而与树脂部80的连接器81的电力供给用的端子811连接。
固定芯40沿着中心轴A(换言之，与中心轴A大致同轴地)设置有贯通孔42。固定芯40的贯通孔42形成用于将燃料导入的流路FC。为了提高对可动芯30碰撞的固定芯40的耐久性以及可靠性，也可以通过镀硬铬、化学镀镍等镀敷来包覆与可动芯30对置的固定芯40的顶端面。在固定芯40的与顶端面相反一侧的后端面设置有用于将燃料导入的开口部43。过滤器90从该开口部43插入至固定芯40的贯通孔42而被固定。
固定芯40具有扩径部44，贯通孔42的顶端面的附近越靠近顶端面，则该扩径部44越被扩径。换言之，固定芯40在圆筒状的内周面41具有越靠近可动芯30则内径越扩大的圆锥台状的扩径部44。扩径部44例如构成为在阀芯20(的顶端部23的阀座部232)与底座面124相接而喷射孔11关闭的闭阀状态下，收容阀芯20的后端部21的圆筒状的卡合部213。即，在阀芯20处于闭阀位置时，在轴向Da上，固定芯40的扩径部44被设置成与阀芯20的后端部21的卡合部213的位置重叠。
另外，固定芯40的扩径部44中，例如在喷射孔11关闭的闭阀状态下，阀芯20的后端部21的流路形成部212中的至少一部分(具体而言，顶端部)配置于扩径部44的内侧，在流路形成部212与固定芯40的内周面41之间形成燃料的流路FC。即，在阀芯20处于闭阀位置时，在轴向Da上，固定芯40的扩径部44被设置成与阀芯20的后端部21的流路形成部212中的至少一部分重叠。
调整构件62例如被压入至固定芯40的贯通孔42，固定于固定芯40的内部。螺旋弹簧61配置于固定芯40的内部的贯通孔42，被设置成在轴向Da上向喷射孔11对阀芯20进行施力。更具体而言，螺旋弹簧61在固定于固定芯40的调整构件62与内插于固定芯40(的贯通孔42)的阀芯20的后端部21之间以被压缩的状态配置，在轴向Da上向喷射孔11对阀芯20进行施力。对调整构件62相对于固定芯40的固定位置进行调整，从而能够调整螺旋弹簧61将阀芯20的顶端部23按压至喷嘴主体10的顶端构件12上设置的底座面124的初始荷重。另外，调整构件62利用螺旋弹簧61侧的端部来支承螺旋弹簧61，从而防止螺旋弹簧61的与轴向Da交叉的方向的位置的偏离。
在本例中，阀芯20具有凸部214，其从后端部21的与可动芯30相反的端面(也就是说，后端面)沿轴向Da突出，与螺旋弹簧61的内侧卡合。凸部214为顶端部的角部被倒角的大致圆柱状的突起，被设置成与螺旋弹簧61的阀芯20侧的端部的内侧紧密嵌合，防止螺旋弹簧61的与轴向Da交叉的方向的位置的偏离。由此，螺旋弹簧61在与固定芯40的内周面41之间具有间隙G2地保持于固定芯40的内部。
可动芯30为与阀芯20的后端部21卡合地与阀芯20一起在轴向Da上移动的厚壁圆筒状的构件。可动芯30与阀芯20分开，在中央具有使阀芯20在轴向Da上插通的由贯通孔构成的阀芯插通孔31。阀芯插通孔31的内径(即，贯通孔的孔径)形成为比包括卡合部213的外径的阀芯20的后端部21的外径小，与比阀芯20的后端部21靠顶端侧的部分(中间部22以及顶端部23)的外径相比稍微大，阀芯插通孔31使阀芯20的比后端部21靠顶端侧的部分插通。另外，可动芯30在从中央的阀芯插通孔31偏心的位置处具有在轴向Da上贯通可动芯30而形成燃料的流路FC的、直径比阀芯插通孔31稍微小的偏心贯通孔32。另外，按照可动芯30的侧面(外周面)与喷嘴主体10(的大径部14的内部空间140)的内周面不接触的形状关系构成。即，该可动芯30在与喷嘴主体10的内周面之间具有间隙G3地移动自如地内插至喷嘴主体10内。
为了提高对固定芯40碰撞的可动芯30的耐久性以及可靠性，也可以通过镀硬铬、化学镀镍等镀敷来包覆固定芯40的与可动芯30对置的上端面或者碰撞面。由此，即使在作为可动芯30的材料而使用比较软的软磁性不锈钢的情况下，也能够确保可动芯30的耐久性以及可靠性。
小螺旋弹簧63收容于喷嘴主体10的大径部14的内部空间140。小螺旋弹簧63以顶端部被设置于大径部14的内部空间140的底部的中央部的凹部141的底部支承，后端部抵接至可动芯30的与固定芯40相反一侧的下端面，在可动芯30与喷嘴主体10之间以被压缩的状态保持。由此，小螺旋弹簧63向固定芯40对可动芯30进行施力。
壳体70具有有底圆筒状的形状，喷嘴主体10的大径部14被插入至设置于底部的中央部的底部贯通孔71。设置于底部的底部贯通孔71的开口边缘与喷嘴主体10的大径部14的外周面之间例如遍及全周地被焊接，从而壳体70被固定于喷嘴主体10的大径部14。另外，壳体70被配置成包围固定芯40的顶端部、线圈架51以及线圈50的外周。壳体70的内周面与喷嘴主体10的大径部14以及线圈50对置地形成外周磁轭部。
树脂部80填充于固定芯40、线圈架51以及线圈50与壳体70之间，且覆盖固定芯40的除了后端部之外的外周面，以形成具有电力供给用的端子811的连接器81的方式模塑成型。如上那样，在线圈50的周围形成有包括固定芯40、可动芯30、喷嘴主体10的大径部14以及壳体70的环状的磁通路。
以下，对本实施方式的燃料喷射阀1的动作进行说明。
在燃料喷射阀1中，例如连接器81的端子811与省略图示的插头的连接端子连接，而与高压电源或者电池电源连接，利用发动机控制单元(ECU)来控制针对线圈50的通电。螺旋弹簧61向喷嘴主体10的顶端部的底座面124对阀芯20进行施力的弹性力比小螺旋弹簧63向固定芯40对可动芯30进行施力的弹性力大。因此，在未对线圈50通电的状态下，阀芯20的顶端部23的球面部230(的阀座部232)被按压至喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124，到达至设置于底座面124的喷射孔11的流路FC成为被关闭的闭阀状态(参考图1以及图5)。
当利用ECU对线圈50通电时，在包括固定芯40、可动芯30、喷嘴主体10的大径部14以及壳体70的磁路中流过磁通，固定芯40产生吸引可动芯30的磁吸引力。若固定芯40的磁吸引力超过螺旋弹簧61的设定荷重，则可动芯30向固定芯40移动。可动芯30进行移动，直到与固定芯40对置的端面(也就是说，后端面)碰撞至固定芯40的顶端面为止。此时，可动芯30与阀芯20的后端部21卡合，使阀芯20向固定芯40在轴向Da上移动。
阀芯20向固定芯40在轴向Da上移动，从而阀芯20的顶端部23的球面部230(的阀座部232)从喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124离开，到达至阀芯20与底座面124之间的喷射孔11的流路FC开通，喷射孔11成为打开的状态。燃料喷射阀1中，在阀芯20处于这样的开阀位置时，经由过滤器90从固定芯40的后端部的开口部43供给的燃料通过固定芯40的贯通孔42而向喷嘴主体10的顶端侧沿着轴向Da流动。
燃料进而通过配置于固定芯40的贯通孔42的调整构件62以及螺旋弹簧61，在形成于阀芯20的后端部21的流路形成部212与固定芯40的贯通孔42的内周面41之间的流路FC中流过，经由可动芯30的偏心贯通孔32流入至喷嘴主体10的大径部14的内部空间140。流入至喷嘴主体10的大径部14的内部空间140的燃料在阀芯20的中间部22与喷嘴主体10的小径部13的内周面16之间(间隙G1)流过，进而在形成于阀芯20的顶端部23的球面部230(的阀座部232)与顶端构件12的底座面124之间的流路FC流过，经由在底座面124上开口的喷射孔11而喷射至内燃机的燃烧室内。
当由ECU中断线圈50的通电时，流经包括固定芯40、可动芯30、喷嘴主体10的大径部14以及壳体70的磁路的磁通消失，吸引可动芯30的固定芯40的磁吸引力消失。于是，恢复为螺旋弹簧61向喷嘴主体10的顶端部的底座面124对阀芯20进行施力的弹性力比小螺旋弹簧63向固定芯40对可动芯30进行施力的弹性力大的初始状态。
由此，由螺旋弹簧61对阀芯20的后端部21进行施力，与阀芯20的后端部21卡合的可动芯30和阀芯20都向喷嘴主体10的轴向Da的顶端移动，阀芯20的顶端部23的球面部232与喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124相接。由此，阀芯20的顶端部23的球面部230(的阀座部232)与喷嘴主体10的底座面124之间的流路FC被封闭，成为喷射孔11被阀芯20关闭的闭阀状态，经由喷射孔11的燃料的喷射停止。
如前所述，阀芯20具有多个后端侧滑动部211、多个流路形成部212以及卡合部213。多个后端侧滑动部211在后端部21的周向上隔开间隔地设置。多个流路形成部212设置于相邻的后端侧滑动部211与后端侧滑动部211之间，比后端侧滑动部211靠后端部21的径向的内侧设置。卡合部213比流路形成部212靠阀芯20的顶端侧设置，比流路形成部212靠径向的外侧伸出。而且，阀芯20构成为在喷射孔11的开闭时，多个后端侧滑动部211中的至少一个后端侧滑动部211与固定芯40的内周面41相接地在轴向Da上滑动，且卡合部213的与可动芯30对置的端面与可动芯30相接。
利用该构成，能够在喷射孔11的开闭时、即到达至阀芯20与底座面124之间的喷射孔11的流路FC的开闭时，利用固定芯40的内周面41在轴向Da上引导阀芯20的后端部21的多个后端侧滑动部211中的至少一个后端侧滑动部211。因此，通过限定阀芯20的径向的位置从而能够使阀芯20的轴向Da的移动稳定，能够使燃料的喷射量比以往均匀。
另外，后端侧滑动部211的磨耗被抑制，阀芯20的耐久性提高。更详细而言，在螺旋弹簧61向喷嘴主体10的顶端方向对可动芯30进行施力时，不仅是轴向Da的力，阀芯20的径向的力也通过螺旋弹簧61作用于阀芯20的后端部21。但是，在本例中，在阀芯20的后端部21的周向上，设置有与固定芯40的内周面41相接地在轴向Da上滑动的多个后端侧滑动部211，从而能够在径向的力从螺旋弹簧61作用的阀芯20的后端部21，利用固定芯40的内周面41来支承以及引导阀芯20。因此，能够使径向的力作用于阀芯20的位置与后端侧滑动部211的轴向Da的距离靠近，能够在力学上(力学的に)降低作用于后端侧滑动部211的阀芯20的径向的荷重。
另外，阀芯20的后端部21的卡合部213比流路形成部212靠径向外侧伸出，从而与不具有卡合部213的情况相比，能够增大阀芯20的后端部21的与可动芯30对置的面的面积。由此，能够降低作用于阀芯20的后端部21与可动芯30之间的每单位面积的力，使耐久性比以往提高。
本实施方式的燃料喷射阀1如前所述作为第1特征而具有如下构成。在将开设于可动芯30的中心轴的由贯通孔构成的阀芯插通孔31的孔径设为φB，将相对于阀芯插通孔(贯通孔)31滑动的阀芯20的中间部22的外径设为φC，将相对于阀芯20的顶端侧(下游侧)的球面部230的顶端侧滑动部231滑动的具有喷射孔11的顶端构件12的滑动的直径设为φD，将阀芯20的顶端侧(下游侧)的球面部320的顶端侧滑动部231的最外径(球径)设为φE，将位于比阀芯20的顶端侧(下游侧)的球面部230靠后端侧(上游侧)的位置且处于阀芯20的中间部22的作为最小径部的细部223的外径设为φF的情况下，满足φB>φC>φD>φE>φF，并且构成为可动芯30的侧面与喷嘴主体10的内周面不接触的形状关系，在任意的状况下都必然存在间隙G3。换言之，阀芯20的顶端部23具备球面部230，该球面部230具有相对于喷嘴主体10的顶端构件12的内周面滑动的顶端侧滑动部231，阀芯20的顶端部23与后端部21之间的中间部22具有被插通至开设于可动芯30的由贯通孔构成的阀芯插通孔31而相对于阀芯插通孔(贯通孔)31滑动的插通部222以及位于比插通部222靠下游侧并且比球面部230靠上游侧的位置的细部223，在将开设于可动芯30的中心轴的阀芯插通孔(贯通孔)31的孔径设为φB，将相对于阀芯插通孔(贯通孔)31滑动的阀芯20的中间部22处的插通部222的外径设为φC，将相对于阀芯20的球面部230的顶端侧滑动部231滑动的喷嘴主体10的顶端构件12的内周面的直径设为φD，将阀芯20的球面部230的顶端侧滑动部231的最外径(球径)设为φE，将阀芯20的中间部22处的细部223的外径设为φF的情况下，满足φB>φC>φD>φE>φF，并且按照可动芯30的侧面与喷嘴主体10的内周面不接触的形状关系构成(参考图6)。
利用该构成，阀芯20还能够在制作出燃料喷射阀1的燃料的流路FC之后从处于上游的过滤器90侧插入。也就是说，在没有阀芯20的状态下的燃料喷射阀1中，能够在充分确保燃料的通路FC的状态下进行清洗，所以污染物的排出性能优良，能够避免燃料一直喷出等重大的事故。因而，燃料喷射阀1的可靠性提高。另外，为了应对逐年变严的排出气体限制，需要在高的燃料压力下也进行动作，因此，喷嘴主体10的外径需要变细。也就是说，满足所述φB>φC>φD>φE>φF的关系，从而喷嘴主体10的外径能够变细。进而，按照可动芯30的侧面与喷嘴主体10的内周面不接触的形状关系构成，从而没有由于可动芯30与喷嘴主体10接触而产生的阻力，所以燃料的喷射量的偏差变小，也没有磨耗，所以耐久性也提高。
另外，本实施方式的燃料喷射阀1如前所述作为第2特征而具有如下构成。阀芯20从后端部21至顶端部23为止由一个构件构成。另外，阀芯20的顶端部23具有球面部230，相对于喷嘴主体10的顶端构件12的内周面121滑动的球面部230的顶端侧滑动部231和与喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124接地(落座)的球面部230的阀座部232由同一球体面构成。
利用该构成，能够在喷射孔11的开闭时、即利用阀芯20开闭到达至喷射孔11的流路FC时，利用固定芯40的内周面41来引导阀芯20的后端部21的多个后端侧滑动部211中的至少一个后端侧滑动部211。因此，通过限定阀芯20的径向的位置，从而能够使阀芯20的轴向Da的移动稳定，能够使燃料的喷射量比以往均匀。另外，阀芯20从后端部21至顶端部23为止由一个构件构成，所以能够将由后端侧滑动部211进行的对阀芯20的引导和由流路形成部212进行的燃料的流路FC的形成这样的多个功能汇集于一个部件。因此，能够使部件件数减少，提高生产率，降低制造成本。进而，阀芯20的顶端侧滑动部231为球体，从而不论倾斜情况如何，阀芯20与顶端构件12的凹部122的内周面121接地的面积都不变，所以能够使燃料的喷射量变均匀。另外，滑动间距也恒定，所以能够缓和顶端构件12的凹部122的内周面121的同轴公差，能够提高生产率，降低制造成本。
另外，本实施方式的燃料喷射阀1如前所述作为第3特征而具有如下构成。喷嘴主体10具有凹状的顶端构件12，其形成有喷射孔11，容纳阀芯20的顶端部23。阀芯20从后端部21至顶端部23为止由一个构件构成，在后端部21和顶端部23分别具有后端侧滑动部211和顶端侧滑动部231。而且，阀芯20构成为在喷射孔11的开闭时，后端部21的后端侧滑动部211与固定芯40的内周面41相接地在轴向Da上滑动，且顶端部23的顶端侧滑动部231与顶端构件12的凹部122的内周面121相接地在轴向Da上滑动。
利用该构成，能够在喷射孔11的开闭时、即利用阀芯20开闭到达至喷射孔11的流路FC时，利用固定芯40的内周面41来引导阀芯20的后端部21的多个后端侧滑动部211中的至少一个后端侧滑动部211。同时，能够利用顶端构件12的凹部122的内周面121来引导阀芯20的顶端部23的顶端侧滑动部231。即，能够用轴向Da的顶端部23和后端部21同时引导在轴向Da上延伸的阀芯20。此外，也可以是，在阀芯20的顶端部23的球面部230处于与喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124接触的闭阀位置的期间，阀芯20仅后端部21的后端侧滑动部211由固定芯40的内周面41支承，顶端部23的顶端侧滑动部231与顶端构件12的凹部122的内周面121不接触。
这样，阀芯20在轴向Da的顶端部23和后端部21分别具备后端侧滑动部211和顶端侧滑动部231，从而能够在各个燃料喷射阀1的之间，使后端部21的后端侧滑动部211与固定芯40的内周面41的接触面积、以及顶端部23的顶端侧滑动部231与顶端构件12的凹部122的内周面121的接触面积更均匀。由此，能够使各个燃料喷射阀1的之间的燃料的喷射量更均匀。另外，不仅在阀芯20的后端部21形成顶端侧滑动部231，还在靠近阀芯20的顶端部23的球面部230所相接的顶端构件12的底座面124的位置处形成顶端侧滑动部231，从而能够降低阀芯20相对于喷嘴主体10的中心轴A的倾斜量即倾斜角度。
通过该阀芯20的倾斜量即倾斜角度的降低，流体的流动不易针对每次喷射而变化，能够使燃料的喷射量变均匀。另外，能够更准确地限定阀芯20的径向的位置，能够使阀芯20的轴向Da的移动更稳定，能够使燃料的喷射量更均匀。另外，阀芯20从后端部21至顶端部23为止由一个构件构成，所以能够将由后端侧滑动部211以及顶端侧滑动部231进行的对阀芯20的引导和由流路形成部212进行的燃料的流路FC的形成这样的多个功能汇集于一个部件。因此，能够使部件件数减少，提高生产率，降低制造成本。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，阀芯20如前所述在后端部21的周向上隔开间隔地设置有3个后端侧滑动部211。利用该构成，与后端侧滑动部211的数量为两个或者4个以上的情况相比，能够增大与固定芯40的内周面41相接地滑动的后端侧滑动部211的外周面的面积。由此，能够保证满足阀芯20所要求的动作次数的后端部21的后端侧滑动部211的耐磨耗性。因而，能够提供能够使耐久性比以往提高的燃料喷射阀1。
另外，在阀芯20的后端部21，能够增大相邻的后端侧滑动部211与后端侧滑动部211之间的流路形成部212的范围，能够增大流路形成部212与固定芯40之间的燃料的流路FC的剖面面积。由此，能够提供能够降低由流路形成部212形成的燃料的流路FC中的压力损失，使燃料的喷射量比以往均匀的燃料喷射阀1。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，阀芯20的后端部21的后端侧滑动部211在后端部21的周向上按照相等的间隔设置。利用该构成，能够使由相邻的后端侧滑动部211与后端侧滑动部211之间的流路形成部212形成的燃料的流路FC的剖面面积变均等，能够使作为流体的燃料作用于流路形成部212的压力变均等。另外，例如阀芯20的径向的力从螺旋弹簧61作用于阀芯20，从而仅某一个后端侧滑动部211与固定芯40接触。因此，阀芯20的后端部21的其它两个后端侧滑动部211不与固定芯40接触，而能够使阀芯20的后端部21与固定芯40之间的滑动面积、滑动阻力恒定，使由燃料喷射阀1进行的每一次燃料的喷射的燃料的喷射量变均匀。
另外，本实施方式的燃料喷射阀1具备在轴向Da上向喷射孔11对阀芯20进行施力的螺旋弹簧61。而且，阀芯20具有凸部214，其沿轴向Da从后端部21的与可动芯30相反的端面(也就是说，后端面)突出，与螺旋弹簧61的内侧卡合。利用该构成，能够利用阀芯20的后端部21的凸部214来抑制螺旋弹簧61的径向的移动，并抑制螺旋弹簧61与固定芯40的内周面41的接触。由此，能够消除由于螺旋弹簧61与固定芯40接触的位置、接触的压力针对每个燃料喷射阀1不同而导致的阀芯20的往返运动的不均匀性。因而，能够提供能够使耐久性比以往提高，能够使燃料的喷射量变均匀的燃料喷射阀1。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，螺旋弹簧61在与固定芯40的内周面41之间具有间隙G2。利用该构成，能够防止螺旋弹簧61与固定芯40的接触，提高阀芯20的往返运动的均匀性。因而，能够提供能够使耐久性比以往提高，能够使燃料的喷射量变均匀的燃料喷射阀1。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，阀芯20的后端部21的后端侧滑动部211具有部分圆筒状的外周面，流路形成部212具有设置于后端部21的后端侧滑动部211之间的平坦面212a。利用该结构，能够增大圆筒状的固定芯40的内周面41与阀芯20的后端部21的后端侧滑动部211的接触面积，能够提高后端侧滑动部211的耐磨耗性，能够使燃料喷射阀1的耐久性比以往提高。另外，能够在流路形成部212的平坦面212a与圆筒状的固定芯40的内周面41之间形成剖面形状(与轴向Da垂直的剖面形状)由圆弧和弦划定的流路FC，能够增大流路FC的剖面面积，能够降低流路阻力，使燃料喷射阀1的燃料的喷射量变均匀。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，隔着阀芯20的后端部21的后端侧滑动部211而相邻的流路形成部212的平坦面212a之间的夹角IA的角度为60°。利用该构成，能够在阀芯20的后端部21，增大相邻的后端侧滑动部211与后端侧滑动部211之间的流路形成部212的范围，能够增大流路形成部212与固定芯40之间的燃料的流路FC的剖面面积。由此，能够提供能够降低由流路形成部212形成的燃料的流路FC中的压力损失，使燃料的喷射量比以往均匀的燃料喷射阀1。另外，能够使阀芯20的后端部21的形成有流路形成部212的部分的剖面形状成为顶点部分为圆弧状的大致正三角形的形状。由此，能够确保阀芯20的后端部21的强度，能够提高燃料喷射阀1的耐久性。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，在阀芯20的后端部21的周向上，形成有流路形成部212的部分的角度范围AR2比形成有后端侧滑动部211的部分的角度范围AR1大。利用该构成，能够在阀芯20的后端部21，增大相邻的后端侧滑动部211与后端侧滑动部211之间的流路形成部212的范围，能够增大流路形成部212与固定芯40之间的燃料的流路FC的剖面面积。由此，能够提供能够降低由流路形成部212形成的燃料的流路FC中的压力损失，使燃料的喷射量比以往均匀的燃料喷射阀1。另外，能够使阀芯20的后端部21的形成有流路形成部212的部分的剖面形状成为顶点部分为圆弧状的大致正三角形的形状。由此，能够确保阀芯20的后端部21的强度，能够提高燃料喷射阀1的耐久性。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，阀芯20的后端部21的后端侧滑动部211如前所述具有部分圆筒状的外周面，流路形成部212具有设置于后端侧滑动部211之间的平坦面212a。进而，阀芯20的后端部21的卡合部213比流路形成部212靠阀芯20的顶端侧设置，比流路形成部212靠径向的外侧伸出，且具有遍及后端部21的周向的全周连续并与后端侧滑动部211的外周面齐平地相连的圆筒状的外周面。
这样，阀芯20的后端部21的卡合部213比流路形成部212靠径向外侧伸出，从而与不具有卡合部213的情况相比，能够增大阀芯20的后端部21的与可动芯30接触的面的面积。进而，作为后端部21的可动芯30侧的端部的卡合部213具有遍及后端部21的周向的全周连续并与后端侧滑动部211的外周面齐平地相连的圆筒状的外周面，从而能够使与可动芯30相接的面的面积最大化。由此，能够降低作用于阀芯20的后端部21与可动芯30之间的每单位面积的力，使耐久性比以往提高。
除此之外，能够利用车床、加工中心等使阀芯20旋转而切削，不仅阀芯20的制造变容易，还能够削减制造工序的工时，提高生产率，降低制造成本。具体而言，有时在通过旋转切削制造出的阀芯20的卡合部213的外周面与和可动芯30对置的面之间的角部会产生毛刺。但是，卡合部213具有遍及后端部21的周向的全周连续的圆筒状的外周面，从而能够使阀芯20的后端部21旋转，在一个工序中去除角部的毛刺。另一方面，在阀芯20的可动芯30侧的端部的剖面形状为非圆形的情况下，无法在一个工序中去除角部的毛刺，而有阀芯20的生产率下降，制造成本上升之虞。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，固定芯40构成为，在内周面41具有越靠近可动芯30则内径越扩大的扩径部44，在喷射孔11关闭的状态下，阀芯20的后端部21的卡合部213(具有间隙地)收容于扩径部44。由此，能够在阀芯20的后端部21的卡合部213与固定芯40的内周面41的扩径部44之间形成间隙，从而形成燃料的流路FC。因而，能够降低在阀芯20的后端部21的卡合部213与固定芯40的内周面41的扩径部44之间流过的燃料的压力损失，使燃料喷射阀1的燃料的喷射量变均匀。
另外，本实施方式的燃料喷射阀1中，在喷射孔11关闭的状态下，流路形成部212中的至少一部分配置于扩径部44的内侧。更详细而言，在本实施方式的燃料喷射阀1中，在到达至喷射孔11的阀芯20的顶端部23与底座面124之间的流路FC关闭的状态下，流路形成部212的可动芯30侧的端部(顶端部)收容于扩径部44。由此，能够扩大阀芯20的后端部21的流路形成部212与固定芯40的内周面41的扩径部44之间的燃料的流路FC的剖面面积。因而，能够降低在阀芯20的后端部21与固定芯40的内周面41之间流过的燃料的压力损失，使燃料喷射阀1的燃料的喷射量变均匀。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，后端部21处的在轴向Da上与可动芯30相邻的部分(即，卡合部213)以及后端部21与顶端部23之间的中间部22具有以阀芯20的中心轴A’为中心的圆筒状的外周面。利用该构成，能够通过例如对圆柱状或者圆杆状的一个金属材料进行切削加工，来形成阀芯20的整体、即阀芯20的后端部21、中间部22以及顶端部23。这样，通过使阀芯20的整体为从一个材料切削出的一个部件，从而能够提高阀芯20的尺寸精度，能够提高生产率，降低阀芯20的制造成本。进而，与将阀芯20的各部分作为其它部件而制造并通过压入、焊接使它们一体化的情况相比，能够抑制在压入时产生的金属片、在焊接时产生的飞溅等异物的产生。由此，能够抑制异物所引起的燃料泄漏等阀芯20的不好的情况的产生，能够使燃料喷射阀1的燃料的喷射量变均匀。
另外，关于本实施方式的燃料喷射阀1，在阀芯20中，后端部21处的与可动芯30相邻的部分(即，卡合部213)的外径与后端部21与顶端部23之间的中间部22的外径相比被扩径，中间部22被插通至可动芯30(的阀芯插通孔31)。即，可动芯30的阀芯插通孔31的内径比阀芯20的中间部22的外径大，比阀芯20的后端部21的卡合部213的外径小。
利用该构成，在向喷嘴主体10的顶端作用于阀芯20的后端部21的螺旋弹簧61的作用力比向固定芯40对可动芯30进行施力的小螺旋弹簧63的作用力大的燃料喷射阀1的闭阀状态下，阀芯20的后端部21的可动芯30侧的端部抵接至可动芯30而卡合。然后，当可动芯30利用小螺旋弹簧63的作用力以及固定芯40的磁吸引力而朝固定芯40向轴向Da移动时，以阀芯20与可动芯30一起从喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124离开的方式向轴向Da移动。
当可动芯30碰撞至固定芯40的顶端面时，可动芯30反弹至与固定芯40相反一侧的喷嘴主体10的顶端侧即燃料的下游侧。另一方面，插通于可动芯30的阀芯插通孔31的阀芯20在可动芯30碰撞至固定芯40之后，也继续向从喷射孔11离开的燃料的上游侧移动。
也就是说，阀芯20从可动芯30的后端面的位置向作为燃料的上游侧的固定芯40的后端部过冲，之后被螺旋弹簧61施力，从而再次向作为燃料的下游侧的喷嘴主体10的顶端侧移动。因此，若线圈50为通电的状态，则阀芯20的后端部21与被固定芯40吸附的可动芯30卡合，在顶端部23的球面部230(的阀座部232)与底座面124之间的流路FC打开的开阀位置处静止。
另外，当线圈50的通电被中断，固定芯40的磁吸引力消失时，利用作用于阀芯20的后端部21的螺旋弹簧61的作用力而与阀芯20的后端部21卡合的可动芯30与阀芯20一起向喷嘴主体10的顶端沿轴向Da移动。然后，当阀芯20的顶端部23的球面部230(的阀座部232)碰撞至喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124时，由于可动芯30与阀芯20分开，所以利用惯性力来继续向喷嘴主体10的顶端侧的移动。另外，阀芯20在顶端部23的球面部230(的阀座部232)碰撞至喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124之后，向开阀方向反弹。
此时，在可动芯30的阀芯插通孔31的内周面与插通于阀芯插通孔31的阀芯20(的中间部22)的外周面之间产生基于流体的摩擦，动能被转换为摩擦能而变小。另外，由于惯性质量比较大的可动芯30与阀芯20分开地构成，所以阀芯20碰撞至底座面124时的动能变小。由此，碰撞至底座面124之后的阀芯20的反弹变小。
另外，作用于可动芯30的惯性力相比可动芯30与阀芯20一体的情况变小。因此，在将小螺旋弹簧63进行压缩之后受到的排斥力变小。因而，朝向可动芯30的开阀方向即固定芯40的反弹被抑制，不易产生在阀芯20碰撞至底座面124之后向开阀方向再次移动的现象。作为结果，阀芯20的反弹被抑制至最小限度，在向线圈50的通电被中断之后，阀芯20与底座面124之间的流路FC打开，白白地喷射燃料的、所谓的二次喷射现象被抑制，能够降低排放。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，阀芯20的后端部21的卡合部213的外径比固定芯40的内径小，被设置成能够在固定芯40的内部在轴向Da上移动。利用该构成，能够在对圆筒状的固定芯40的贯通孔42进行清洗而去除成为燃料泄漏的原因的异物之后，将顶端构件12、阀芯20、螺旋弹簧61、调整构件62以及过滤器90从固定芯40的贯通孔42沿轴向Da插入而进行组合。因而，在燃料喷射阀1中，不仅能够降低异物所致的燃料泄漏的可能性，还能够使制造工序变简洁而提高生产率。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，阀芯20在后端部21与顶端部23之间的中间部22的外周面221、与喷嘴主体10的内周面16之间具有间隙G1。利用该构成，能够降低喷嘴主体10与阀芯20之间的摩擦阻力，使阀芯20易于在轴向Da上移动。因而，能够提高燃料喷射阀1的耐久性，能够使燃料的喷射量变均匀。
另外，在本实施方式的燃料喷射阀1中，阀芯20在比顶端部23的顶端侧滑动部231靠轴向Da的顶端侧的位置具有圆锥状的凸部233。另外，喷嘴主体10的顶端构件12具有容纳球面部230(的顶端部)的凹状的底座面124，且在比底座面124靠顶端侧的位置具有容纳阀芯20的凸部233中的至少一部分的容纳凹部125。而且，底座面124被设置成向喷嘴主体10的轴向Da的顶端逐渐缩径的圆锥台状，在底座面124的下游侧开口有喷射孔11。
利用该构成，能够一边利用设置于顶端部23的顶端侧滑动部231来引导阀芯20的顶端部23，一边使比阀芯20的顶端侧滑动部231靠顶端侧的阀座部232抵接至喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124，或者从底座面124隔离。由此，能够使喷射孔11的开闭时的阀芯20的动作稳定，能够提高燃料喷射阀1的耐久性，使燃料的喷射量变均匀。另外，能够在燃料喷射阀1的闭阀时使阀芯20的顶端部23的球面部230(的阀座部232)与喷嘴主体10的顶端构件12的底座面124遍及阀芯20的周向的全周大致线接触。由此，能够提高燃料喷射阀1的耐久性，使燃料的喷射量变均匀。
如以上说明，根据本公开的实施方式，能够提供能够使耐久性比以往提高，能够使燃料的喷射量比以往均匀的燃料喷射阀1。
以上，使用附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体的构成并不限定于该实施方式，即使有不脱离本发明的要旨的范围中的设计变更等，它们也包含于本发明。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，包括各种变形方式。例如，上述实施方式是为了对本发明易于理解地进行说明而进行的详细说明，未必限定于具备所说明的所有的构成。
符号说明
1 燃料喷射阀
10 喷嘴主体
11 喷射孔
12 顶端构件
121 凹部的内周面
122 凹部
123 缺口部
124 底座面
125 容纳凹部
13 喷嘴主体的小径部
130 小径部的内部空间
131 槽
14 喷嘴主体的大径部
140 大径部的内部空间
141 凹部
15 密封构件
16 喷嘴主体的内周面
20 阀芯
21 后端部
211 后端侧滑动部
211c 后端侧滑动部的中心
212 流路形成部
212a 平坦面
213 卡合部
214 凸部
22 中间部
221 中间部的外周面
222 插通部
223 细部
23 顶端部
230 球面部
231 顶端侧滑动部
232 阀座部
233 凸部
30 可动芯
31 阀芯插通孔(贯通孔)
32 偏心贯通孔
40 固定芯
41 内周面
42 贯通孔
43 开口部
44 扩径部
50 线圈
51 线圈架
61 螺旋弹簧
62 调整构件
63 小螺旋弹簧
70 壳体
71 底部贯通孔
80 树脂部
81 连接器
811 端子
90 过滤器
A 喷嘴主体的中心轴
A’ 阀芯的中心轴
AR1 形成有后端侧滑动部的部分的角度范围
AR2 形成有流路形成部的部分的角度范围
AS 后端侧滑动部的中心的角度间隔
Da 轴向
FC 燃料的流路
G1 阀芯的中间部的外周面与喷嘴主体的内周面之间的间隙
G2 螺旋弹簧与固定芯的内周面之间的间隙
G3 可动芯的侧面与喷嘴主体的内周面之间的间隙
IA 流路形成部的平坦面之间的夹角。

Claims (15)

1.一种燃料喷射阀，其具备：喷嘴主体，其设置有喷射孔；阀芯，其具有使所述喷射孔开闭的顶端部；可动芯，其开设有被所述阀芯能够滑动地内插的贯通孔，且与所述阀芯的后端部卡合而与所述阀芯一起移动；以及固定芯，其利用磁吸引力来吸引所述可动芯，该燃料喷射阀的特征在于，
所述阀芯的所述顶端部具有相对于所述喷嘴主体的内周面滑动的球面部，所述阀芯的所述顶端部与所述后端部之间的中间部具有被插通至所述贯通孔而相对于所述贯通孔滑动的插通部、以及位于比所述插通部靠下游侧并且比所述球面部靠上游侧的位置的细部，
在将开设于所述可动芯的所述贯通孔的孔径设为φB，将相对于所述贯通孔滑动的所述阀芯的所述中间部处的所述插通部的外径设为φC，将相对于所述阀芯的所述球面部滑动的所述喷嘴主体的内周面的直径设为φD，将所述阀芯的所述球面部的最外径设为φE，将所述阀芯的所述中间部处的所述细部的外径设为φF的情况下，满足φB>φC>φD>φE>φF，并且按照所述可动芯的侧面与所述喷嘴主体的内周面不接触的形状关系构成。
2.一种燃料喷射阀，其具备：喷嘴主体，其设置有喷射孔；阀芯，其具有使所述喷射孔开闭的顶端部；可动芯，其与所述阀芯的后端部卡合而与所述阀芯一起移动；以及固定芯，其利用磁吸引力来吸引所述可动芯，该燃料喷射阀的特征在于，
所述阀芯从所述后端部至所述顶端部为止由一个构件构成，所述阀芯的所述顶端部具有球面部，其中，相对于所述喷嘴主体的内周面滑动的滑动部和与所述喷嘴主体的顶端部的底座面接地的阀座部由同一球体面构成。
3.一种燃料喷射阀，其具备：喷嘴主体，其设置有喷射孔；阀芯，其具有使所述喷射孔开闭的顶端部；可动芯，其与所述阀芯的后端部卡合而与所述阀芯一起移动；以及筒状的固定芯，其利用磁吸引力来吸引所述可动芯，该燃料喷射阀的特征在于，
所述喷嘴主体具有顶端构件，该顶端构件形成有所述喷射孔，容纳所述阀芯的所述顶端部，
所述阀芯从所述后端部至所述顶端部为止由一个构件构成，在所述后端部和所述顶端部分别具有后端侧滑动部和顶端侧滑动部，在所述喷射孔的开闭时，所述后端侧滑动部与所述固定芯的内周面相接地滑动，且所述顶端侧滑动部与所述顶端构件的内周面相接地滑动。
4.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述阀芯从所述后端部至所述顶端部为止由一个构件构成。
5.根据权利要求2所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述阀芯在比所述球面部靠上游侧的位置具有外径比所述球面部小的细部。
6.根据权利要求3所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述阀芯具备具有所述顶端侧滑动部的球面部。
7.根据权利要求3所述的燃料喷射阀，其特征在于，
在所述后端部的周向上设置有多个所述后端侧滑动部，且在相邻的所述后端侧滑动部之间设置有流路形成部，
所述后端侧滑动部具有部分圆筒状的外周面，所述流路形成部具有平坦面。
8.根据权利要求3所述的燃料喷射阀，其特征在于，
在所述后端部的周向上设置有多个所述后端侧滑动部，且在相邻的所述后端侧滑动部之间设置有流路形成部，
在所述后端部的周向上，形成有所述流路形成部的部分的角度范围比形成有所述后端侧滑动部的部分的角度范围大。
9.根据权利要求7所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述固定芯具有扩径部，该扩径部越靠近所述可动芯，内径越扩大，
在所述喷射孔被关闭的状态下，所述流路形成部中的至少一部分配置于所述扩径部的内侧。
10.根据权利要求3所述的燃料喷射阀，其特征在于，
在所述阀芯的所述后端部与所述顶端部之间的中间部的外周面、与筒状的所述喷嘴主体的内周面之间具有间隙。
11.根据权利要求3所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述阀芯具备具有所述顶端侧滑动部的球面部，且在比所述顶端侧滑动部靠顶端侧的位置具有圆锥状的凸部，
所述顶端构件设置于筒状的所述喷嘴主体的顶端，具有容纳所述球面部的凹状的底座面，且在比所述底座面靠顶端侧的位置具有容纳所述凸部中的至少一部分的容纳凹部，
所述底座面被设置成向所述喷嘴主体的轴向的顶端逐渐缩径的圆锥台状，开口有所述喷射孔。
12.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述燃料喷射阀具备螺旋弹簧，该螺旋弹簧向所述喷射孔对所述阀芯施力，
所述阀芯具有与所述螺旋弹簧的内侧卡合的凸部。
13.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述后端部处的与所述可动芯相邻的部分以及所述中间部具有以所述阀芯的中心轴为中心的圆筒状的外周面。
14.根据权利要求13所述的燃料喷射阀，其特征在于，
在所述阀芯中，所述后端部处的与所述可动芯相邻的部分的外径与所述中间部的外径相比被扩径。
15.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述后端部的外径比所述固定芯的内径小，所述后端部被设置成能够在所述固定芯的内部移动。
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