JP2008215273A - 電磁弁およびそれを用いた燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンピング効果発生ための隙間内に、不溶性物質等の付着物が付着することを抑制することを目的とする。
【解決手段】可動コア４２と、コイルが通電すると、可動コアを吸引する固定コア６３と、可動コアのリフト規制のための係止部４２ｃとを備え、可動コアと固定コアで対向する吸引面のいずれかに係止部を設けることで、可動コアのフルリフトにおいて吸引面間に隙間を形成する電磁弁において、吸引面に設ける撥油性を有するコーティング層４３を備え、可動コアおよび固定コアの吸引面のうち、係止部４２ｃが設けられた一方の吸引面４２ａａにおいて、隙間Ｌｇに対応する段差面部としての実吸引面４２ａｃに、コーティング層４３が形成され、係止部４２ｃの係止面４２ａｓに、コーティング層４３が形成されていない。
【選択図】図３

Description

本発明は、電磁弁およびそれを用いた燃料噴射装置に関し、例えば内燃機関に燃料を噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置に適用して好適なものである。

従来、電磁弁は、ディーゼル機関用蓄圧式燃料噴射装置において、内燃機関の各気筒に設けられる燃料噴射弁の圧力制御室における燃料圧を制御するために用いられるものがある（特許文献１参照）。燃料噴射弁は、圧力制御室内の制御圧を介して、噴孔を開閉するノズルニードルのリフト運動が制御される。この種の電磁弁では、弁ハウジング内に配置された駆動コイル部と、弁座方向に付勢されている可動コア（アーマチャとも呼ぶ）と、可動コアに一体化または協働可能な弁部材（アーマチャニードルとも呼ぶ）と、弁部材が着座および離座する弁座を有するオリフィス部材と、上記弁ハウジングの一部を構成し、弁部材を摺動可能に支持する支持部材とを備えている。

特許文献１で開示する技術では、可動コアの吸引面と固定コアの磁極面（吸引面とも呼ぶ）の間のエアギャップを微小隙間に管理することで、弁部材の離座時において可動コアの固定コアへのバウンス発生を抑制している。
特開２００１−２９５９５８号公報

従来技術では、上記可動コアは燃料（油）中で作動しており、作動時には、上記微小隙間によりバウンス発生抑制のためのダンピング効果を発生させることが可能である。しかしながら、燃料中の付着物により上記微小隙間が変化すると、ダンピング効果の大きさも変化し、電磁弁の応答性が変化する可能性がある。

特に、使用する燃料としては、主流のディーゼル軽油以外に、バイオディーゼル燃料、およびこの燃料と軽油とを混合した混合燃料が、代替燃料として普及しつつある。また、近年、噴射圧力の高圧化により燃料噴射装置内が高温化されている。このような高温化された使用環境でバイオディーゼル燃料を使用すると、燃料中から不溶性物質が析出され易いため、従来燃料に比べて上記燃料中の付着物が増加するおそれがある。

この対策として、可動コアの吸引面の全体に、撥油性を有する被膜をコーティングすることが考えられる。しかしながら、上記吸引面全体へのコーティングにより、固定コアの磁極面に対して可動コアの実吸引面の位置が離れてしまうことになるため、可動コアを固定コアへ吸引する吸引力が低下するという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、ダンピング効果発生ための隙間内に、不溶性物質等の付着物が付着することを抑制することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。

即ち、請求項１乃至７に記載の発明では、可動コアと、コイルが通電すると、可動コアを吸引する固定コアと、可動コアのリフト規制のための係止部とを備え、可動コアと固定コアで対向する吸引面のいずれかに係止部を設けることで、可動コアのフルリフトにおいて吸引面間に隙間を形成する電磁弁において、吸引面に設ける撥油性を有するコーティング層を備え、
可動コアおよび固定コアの吸引面のうち、係止部が設けられた一方の吸引面において、
隙間に対応する段差面部に、コーティング層が形成され、
係止部の係止面に、コーティング層が形成されていないことを特徴とする。

これによると、フルリフトにあるときに可動コアと固定コアの吸引面間に隙間を形成する係止部が設けられた一方の吸引面において、隙間に対応する段差面部に限定して撥油性を有するコーティング層が形成されるので、隙間を形成する一方の吸引面に、燃料中の不溶性物質などの付着物が付着するのを抑制することができる。

しかも、フルリフトにおいて他方の吸引面に当接する係止部の係止面には、上記コーティング層が形成されないので、可動コアと固定コアの間で働く吸引力の低下を回避することが可能である。

また、上記コーティング層は、請求項２に記載の発明の如く、５μｍ未満に設定されていることが好ましい。コーティング層の厚さ、即ち撥水性被膜材の膜厚が５μｍ以上の場合には、吸引面より剥離するおそれがある。しかも、膜厚を増やすとその膜厚に形成するための処理時間も長くなるため、コーティング層を５μｍ未満に設定することで、優れた生産性を提供することができる。

また、上記係止部は、請求項３に記載の発明の如く、可動コアの吸引面に設けられていることが好ましい。吸引力源となるコイルを装着する必要がある固定コアに比べて、可動コアは吸引面の構成が比較的簡素であるため、係止部がある領域とこれ以外の領域とでコーティング層を形成するか形成しないかを区分けし易い。

また、請求項４に記載の発明の如く、燃料通路の高圧側と低圧側とを連通する連通路を有する弁座を具備する弁座部材と、可動コアに協働して弁座に着座および離座することにより燃料通路の高圧側と低圧側とを閉塞および開放する弁部材と、
可動コアの反固定コア側に、可動コアと対向して配置され、弁部材を移動可能に支持するガイド孔を有する支持部材とを備え、
支持部材に対向する可動コアの反固定コア側の対向面に、コーティング層が形成されていることが好ましい。

これによると、可動コアの反固定コア側に、可動コアと対向して配置された支持部材とを備え、可動コアの反固定コア側の対向面と、支持部材の対向面との間にダンパ効果のための第２隙間が形成されている場合において、上記コーティング層によって第２隙間内への付着物の付着を抑制することができる。したがって、可動コアおよび弁部材が着座するときのバウンス低減のための、安定したダンパ効果を確保することができる。

また、請求項５に記載の発明の如く、可動コアと弁部材は一体成形されており、コーティング層は、前記ガイド孔に対向する弁部材の外周に施されていることが好ましい。

これにより、支持部材のガイド孔と弁部材の外周との間に形成される摺動隙間内への付着物の付着を抑制することができる。

また、上記コーティング層は、請求項６に記載の発明の如く、撥油性および耐摩耗性を有し、基材より硬質な被膜材より形成されていることが好ましい。

これにより、上記一体成形された可動コアおよび弁部材において、隙間内への付着物の付着抑制と、摺動隙間内を移動する弁部材の耐摩耗性の向上が図れる。

また、上記段差は、請求項７に記載の発明の如く、係止部の外周側に配置されていることが好ましい。

これによると、係止部以外にコーティング層を形成する場合において、例えば可動コアの吸引面および吸引面の反対面などへのコーティング層の形成が容易となり、優れた生産性を提供することができる。

また、請求項８に記載の発明の如く、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電磁弁を用いる燃料噴射装置において、燃料を噴射する噴孔と、噴孔を開閉するノズルニードルを有するノズル部と、ノズルニードルを噴孔閉方向へ付勢する高圧の燃料が蓄えられる圧力制御室を有するノズル本体とを備え、電磁弁は、ノズル本体に装着されており、電磁弁内と圧力制御室内を連通させることで、圧力制御室内の圧力を減圧することを特徴とする。

高圧の燃料が減圧されて流入する電磁弁には、不溶性物質等の付着物が存在し易い。これに対して、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電磁弁は、ダンピング効果発生ための隙間内に、不溶性物質等の付着物が付着することを効果的に抑制することができる。

以下、本発明の電磁弁を、蓄圧式燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁に搭載の電磁弁に適用して具体化した実施形態を図面に従って説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の燃料噴射装置に適用した電磁弁を示す部分断面図である。図２は、本実施形態の燃料噴射装置を示す断面図である。図３は、図１中の可動コアおよび固定コアの周りを示す部分断面図である。

図２に示すように、蓄圧式燃料噴射装置１に使用される燃料噴射弁２は、例えば自動車等の車両に搭載された図示しない多気筒（例えば、４気筒）のディーゼルエンジン（以下、エンジンと呼ぶ）の各気筒ごとに設けられ、高圧燃料供給ポンプ（以下、サプライポンプ）３から圧送された高圧燃料を蓄圧器（以下、コモンレール）４内に蓄圧し、このコモンレール４に蓄圧した高圧燃料を燃焼室内に直接噴射供給するいわゆるインジェクタである。

この燃料噴射弁２は、ノズルニードル２０を軸方向に移動可能に収容するノズルボデー１２と、ノズルニードル２０を閉弁側に付勢する付勢部材としてのスプリング３５を収容するノズルホルダー１１と、ノズルボデー１２とノズルホルダー１１とを所定の締付軸力により締結する締付け部材としてのリテーニングナット１４と、電磁弁７とを含んで構成されている。ノズルニードル２０とノズルボデー１２はノズル部を構成している。また、ノズルホルダー１１と後述の制御ピストンは燃料噴射弁のノズル本体を構成している。

ノズルボデー１２は、略筒状体に形成され、先端部（図２中の下方側の端部）側に、高圧燃料を燃焼室に噴射するための噴孔１２ｂを１個または複数個備えた略筒状部材である。

このノズルボデー１２の内部には、中実円柱状のノズルニードル２０を軸方向移動可能に保持するための収容孔（以下、第１ニードル収容孔）１２ｅが形成されている。この第１ニードル収容孔１２ｅの図中の中間部位には、その孔径が拡げられた燃料溜り室１２ｃが設けられている。具体的には、ノズルボデー１２の内周は、燃料流れの下流に向かって、第１ニードル収容孔１２ｅ、燃料溜り室１２ｃ、弁座１２ａの順に形成されており、弁座１２ａの下流側にノズルボデー１２の内外を貫通する噴孔１２ｂが設けられている。

弁座１２ａは、図２に示すように、円錐台面を有しており、円錐台面の大径側が第１ニードル収容孔１２ｅに連続し、小径側が噴孔１２ｂに向かって延びている。この弁座１２ａにノズルニードル２０が着座および離座可能に配置され、着座および離間することでノズルニードル２０が閉弁および開弁する。

さらに、ノズルボデー１２には、このノズルボデー１２の図示上端側の合わせ面から燃料溜り室１２ｃへ延びる燃料送出路１２ｄが設けられている。この燃料送出路１２ｄは、ノズルホルダー１１の後述の燃料供給路１１ｂと連通することで、コモンレール４内で蓄圧された高圧燃料を燃料溜り室１２ｃを経由し弁座１２ａ側へ送り込む。燃料送出路１２ｄと燃料供給路１１ｂとは高圧燃料通路を構成する。

ノズルホルダー１１は、図２に示すように、略筒状体に形成されており、内部に、スプリング３５、およびノズルニードル２０を駆動するための制御ピストン３０を軸方向に移動可能に収容するための収容孔（以下、第２ニードル収容孔）１１ｄが設けられている。この第２ニードル収容孔１１ｄの図示下端側の合わせ面には、内周１１ｄ１よりは大きく拡げられた内周１１ｄ２が形成されている。

具体的には、内周１１ｄ２は、スプリング３５、および環状部材３１、および制御ピストン３０のニードル部３０ｃを収容するいわゆるスプリング室が形成されている。環状部材３１は、スプリング３５とノズルニードル２０との間に挟み込まれて配置されており、スプリング３５をノズルニードル２０の閉弁方向に付勢するスプリング受け部を構成する。ニードル部３０ｃは、ノズルニードル２０に、環状部材３１を介して間接もしくは直接的に当接可能である。

さらに、ノズルホルダー１１には、コモンレール４の分岐管に接続される高圧配管（図示せず）が気密に連結する継手部（以下、インレット部）１１ｆが設けられている。このインレット部１１ｆは、コモンレール４から供給された高圧燃料を、内部に装着されたバーフィルタ１３を介して燃料供給路１１ｂへ導く燃料導入部である。ノズルホルダー１１のインレット部１１ｆの内部、およびスプリング室１１ｄ２の周囲には、燃料供給路１１ｂが設けられている。

また、ノズルホルダー１１には、スプリング室１１ｄ２に導かれた燃料を、図示しない燃料タンク等の低圧配管系内に戻すための燃料逃がし通路（リーク回収用通路とも呼ぶ）（図示せず）が設けられている。この燃料逃がし通路、および上記スプリング室１１ｄ２は低圧燃料通路を構成する。

また、図２に示すように、制御ピストン３０の他端部側には、電磁弁７により油圧が給排される圧力制御室（以下、油圧制御室）８、１６ｃが設けられている。この油圧制御室８、１６ｃの油圧を増減することで、ノズルニードル２０を閉弁および開弁する。具体的には、油圧制御室８、１６ｃから油圧が抜かれ、減少すると、ノズルニードル２０および制御ピストン３０がスプリング３５の付勢力に抗して図２中の軸方向上方に移動し、ノズルニードル２０が開弁する。一方、油圧制御室８、１６ｃに油圧が導入され、増加すると、ノズルニードル２０および制御ピストン３０がスプリング３５の付勢力によって図２中の軸方向下方に移動し、ノズルニードル２０が閉弁する。

上記圧力制御室８、１６ｃは、制御ピストン３０の端部外壁３０ｐと、第２ニードル収容孔１１ｄと、圧力制御室部１６ｃの内壁によって形成されている。

次に、電磁弁７について図１から図４に従って詳細に説明する。電磁弁７は、圧力制御室８、１６ｃと低圧通路１７ｄとを断続するいわゆる電磁二方弁である。電磁弁７は、ハウジングとしてのノズルホルダー１１の反噴孔側の端部に配設され、リテーニングナット５２の締結によりノズルホルダー１１に固定されている。

図２に示すように、第２ニードル収容孔１１ｄの反噴孔側の端部には、弁座部材としての弁座プレート（以下、オリフィス部材とも呼ぶ）１６が設けられている。また、弁座プレート１６の外壁には、二面幅面（図中の左右方向）が形成されている。弁座プレート１６には、高圧導入通路１６ａ、１６ｂ、１６ｃが設けられている。高圧導入通路１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、出口側絞り部としてのオリフィス（以下、アウトオリフィス）１６ａと、入口側絞り部としてのオリフィス（以下、インオリフィス）１６ｂと、第２ニードル収容孔１１ｄに連通する圧力制御室部１６ｃとを有している。

アウトオリフィス１６ａは、図１に示すように、弁座１６ｄ側と圧力制御室部１６ｃとを連通するように配置され、弁部材４２ｂ、４１を介した可動コア４２の閉弁および開弁により閉塞および流通される。インオリフィス１６ｂは、圧力制御室部１６ｃと燃料供給路１１ｂとを連通するように配置されている。

また、弁座プレート１６は、ピン等の位置決め部材９２を介してノズルホルダー１１に位置決め固定されている。弁座プレート１６の貫通孔１６ｐは、位置決め部材９２を挿入する係止穴である。

弁座プレート１６の反噴孔側には、図２に示すように、弁ハウジングの一部としての支持部材１７が設けられている。支持部材１７は略円筒形状に形成されており、貫通孔（以下、ガイド孔）１７ａが設けられている。また、支持部材１７の上端面（以下、第２端面とも呼ぶ）１７ｇに、可動コア４２の平板部４２ａが対向して配置されている。即ち、上記ガイド孔１７ａは、弁部材４２ｂ、４１を摺動可能に支持する。このガイド孔１７ａで、弁部材４２ｂ及び平板部４２ａを含む可動コア４２は、摺動可能に支持されつつ、可動コア４２の平板部４２ａが、支持部材の上端面１７ｇに対して近接および離間可能である。

また、ガイド孔１７ａから図中下方にテーパ状の拡径する内壁（以下、拡径壁）１７ｅと、弁座プレート１６の支持部材側端面とによって弁室１７ｃが形成されている。

また、支持部材１７の外周部には、図１に示すように、ノズルホルダー１１の筒状ねじ部（以下、雌ねじ）１１ｒに螺合可能なねじ部（以下、雄ねじ）１７ｒが設けられている。

この雄ねじ１７ｒと雌ねじ部１１ｒが螺合することにより、支持部材１７が弁座プレート１６を挟み込んだ状態で、支持部材１７とノズルホルダー１１がねじ締結される。弁部材４２ｂ、４１を支持した状態で支持部材１７を弁座プレート１６に密着させられるからである。具体的には、支持部材１７がノズルホルダー１１の雌ねじ１１ｒにねじ込まれることによって、弁座プレート１６が支持部材１７とノズルホルダー１１とに挟持されている。図中の支持部材１７と弁座プレート１６の互いに接している端面同士が密着状態となる。

コイル６１は、図１および図２に示すように、樹脂製のスプール６２に直接巻回され、スプール６２およびコイル６１の外周側は図示しない樹脂モールドにより覆われている。上記コイルは、巻回装置により巻回されたコイル（以下、巻回コイル）６１の外周を樹脂モールドにより被覆した後に、被覆された巻回コイル６１に２次樹脂成形を行なってスプール６２と一体に成形されるものであってもよい。コイル６１の端部には、ターミナル５１が電気的に接続されている。

固定コア６３は、図１および図２に示すように、略円筒状の磁性材で形成されており、内周側コア部と、外周側コア部と、これら両コア部に接続する上端部とを備え、内周側コア部と外周側コア部との間にコイル６１が挟み込まれている。

固定コア６３の図１中の下部側には、可動コア４２が固定コア６３に向き合うように配置されおり、固定コア６３の下端面（以下、吸引面）６３ａと可動コア４２の上端面（以下、吸引面）４２ａａが近接および離間可能に配置されている。電流供給によりコイル６１に発生する電磁力を利用し、内周側コア部および外周側コア部の吸引面６３ａから可動コア４２の平板部４２ａの吸引面４２ａａに向けて磁束が流れ、磁束密度に応じた吸引力が可動コア４２に作用する。

上記固定コア６３の内側には、略円筒状のストッパ６４が挿入配置されているとともに、固定コア６３と上部ハウジング５３の間に挟まれて固定されている。ストッパ６４内には、圧縮スプリングなどの付勢部材５９が配置されており、この付勢部材５９の付勢力は可動コア４２に作用し、可動コア４２の吸引面４２ａａと固定コア６３の吸引面６３ａのエアギャップ（隙間Ｌｇ）が広がる方向に付勢している。ストッパ６４の可動コア側の端面６４ａは、可動コア４２側の係止部４２ａｓと共に、可動コア４２がフルリフトする際のリフトを規制する。

ストッパ６４および上部ハウジング５３の内側には、弁室１７ｃ、貫通孔１７ｂ、１７ｄを介して流出した燃料が低圧側へ流出する燃料通路３７が形成されている。

弁ハウジング５２、５３、５４は、図１および図２に示すように、上部ハウジング５３と、リテーニングナット５２と、中間ハウジング５４と、下部ハウジングとしての支持部材１７とを備えている。

可動コア４２は、図１に示すように、略平板状に形成された平板部４２ａと、平板部４２ａより小径の、弁部材としての小径軸部（アーマチャニードルとも呼ぶ）４２ｂと、フルリフトにおいて吸引面４２ａａ、６３ａ同士が完全密着するのを防止する係止部４２ｃとを備えている。可動コア４２は磁性材からなり、例えばパーメンジュールで形成されている。

平板部４２ａの吸引面４２ａａは、係止部４２ｃの係止面４２ａｓと、係止面４２ａｓに段差を形成する段差面部（以下、実吸引面）４２ａｃとで形成されており、実吸引面４２ａｃは係止面４２ａｓの外周側に配置されている。

係止部４２ｃの係止面４２ａｓは、図４に示すように、可動コア４２がフルリフトにあるとき、固定コア６３側のストッパ６４に当接し、実吸引面４２ａｃ、６３ａ間に隙間Ｌｇを形成する。本実施例では、可動コア４２のリフト動作において、隙間Ｌｇは５０〜１００μｍ、隙間Ｌｓは０〜５０μｍに設定されており、フルリフト時の隙間Ｌｇは５０μｍとしている。

本実施形態では、図３に示すように、可動コア４２の吸引面４２ａａのうち、実吸引面４２ａｃに限定して、撥油性を有するコーティング層４３が形成されている。あえて、係止部４２ｃの係止面４２ａｓにはコーティング層４３を形成していないようにしている。フルリフト時において固定コア６３側のストッパ６４に当接する係止面４２ａｓには、コーティング層４３を施してしないので、実吸引面４２ａｃと固定コア６３側の吸引面６３ａの隙間Ｌｇが、コーティング層４３によって拡大することはない。

具体的には、撥油性を有するコーティング層４３に用いるコーティング材としては、フッ素を含む樹脂材、またはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などの低摩擦係数の硬質材料を用いる。コーティング処理方法としては、浸漬処理（ディップ処理）、メッキ処理、プラズマ蒸着法（ＰＶＤ法）、化学蒸着法（ＣＶＤ法）などが採用可能である。

上記コーティング層４３の膜厚の設定範囲としては、図５に示すように、膜厚を５μｍ未満に設定することが好ましい。図５において横軸に膜厚を、縦軸に当該膜厚を形成するための処理時間、及びコーティング層の剥離強度を示している。膜厚が５μｍ以上の場合には、実吸引面４２ａｃよりコーティング層４３が剥離するおそれがある。また、膜厚を増やすと処理時間も長くなるため、膜厚を５μｍ未満に設定することで、優れた生産性を提供することができる。

なお、上記膜厚の設定範囲では、膜厚を５μｍ未満に設定したが、膜厚を３μｍ以下とすることが更に好ましい。これにより、剥離限界に対する余裕度を高めて、コーティング層４３の剥離防止が確実に行える。

また、平板部４２ａの下部側に小径軸部４２ｂが形成されており、小径軸部４２ｂの端面には、略球状の弁体４１が設けられている。小径軸部４２ｂは、弁体４１を介して弁座プレート１６の弁座１６ｄに着座および離座が可能である。弁体４１は、平面部を有する球状体であって、この平面部が、弁座１６ｄに着座および離座可能に配置されている。弁体４１は、平面部で着座時に連通路としてのアウトオリフィス１６ａを閉塞する。

なお、ここで、弁部材４２ｂ、４１は、このように小径軸部４２ｂ内に弁体４１を装着し、弁体４１を介して弁座１６ｄに着座および離座するものに限らず、上記弁体４１を有せずに小径軸部４２ｂの端面で、直接、弁座１６ｄに着座および離座するものであってもよい。

また、高圧導入通路１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、油圧制御室８、および燃料供給通路１１ｂは、電磁弁８において燃料流れを遮断および流通する燃料通路の高圧側を構成している。また、弁室１７ｃ、貫通孔１７ｂ、１７ｄ、および燃料通路３７は、上記流体通路の低圧側を構成している。

上述の構成を有する燃料噴射弁２の作動について以下説明する。高圧源であるコモンレール４から高圧配管、燃料供給路１１ｂ、燃料送出路１２ｄを介して燃料溜り室１２ｃに高圧燃料が供給されるとともに、燃料供給路１１ｂ、インオリフィス１６ａを介して油圧制御室８、１６ｃに高圧燃料が供給される。

コイル６１への非通電時には、可動コア４２および弁部材４２ｂ、４１は、付勢部材５９の付勢力により弁座１６ｄ側（図１の下方）へ押し当てられ、弁部材４１が弁座１６ｄに着座する。弁部材４２ｂ、４１の着座によりアウトオリフィス１６ｄが閉塞され、油圧制御室８、１６ｃから弁室１７ｃ、貫通孔１７ｂ、１７ｄ、および燃料通路３７への燃料流れが遮断される。

このとき、油圧制御室８、１６ｃに蓄えられている燃料圧力（以下、背圧）は、コモンレール４の内部の燃料圧力（以下、コモンレール圧）と同一の圧力に維持される。油圧制御室８、１６ｃに蓄えられている背圧により制御ピストン３０を介してノズルニードル２０を噴孔閉塞方向へ付勢する作用力（以下、第１作用力）と、スプリング３５の付勢力によりノズルニードル２０を噴孔閉塞方向へ付勢する作用力（以下、第２作用力）との和は、燃料溜り室１２ｃおよび弁座１２ａ近傍のコモンレール圧によりノズルニードル２０が噴孔開放方向に受ける作用力（以下、第３作用力）より大きくなっている。そのため、ノズルニードル２０は弁座１２ａに着座し、噴孔１２ｂが閉塞されている。噴孔１２ｂから燃料は噴射されない。このとき、弁座１６ｄに着座している弁部材４２ｂ、４１には、閉塞されているアウトオリフィス１６ｂ内の燃料圧力（背圧）が作用している。

コイル６１への通電が開始されると（以下、燃料噴射弁２の開時）、コイル６１に電磁力が発生し、固定コア６３と可動コア４２の両磁極面間に発生する磁気吸引力により、可動コア４２が固定コア６３方向に吸引される。このとき、弁部材４２ｂ、４１には、上記アウトオリフィス１６ｂの背圧により離座方向に受ける作用力（以下、第４作用力）が働いているので、可動コア４２と共に弁部材４２ｂ、４１が弁座１６ｄから離座する。その弁部材４２ｂ、４１が離座すると、ガイド孔１７ａに沿って弁部材４２ａ、４１が固定コア６３方向に移動する。

このとき、可動コア４２および弁部材４２ｂ、４１は、弁座１６ｄからの離座するので、アウトオリフィス１６ｂを介して油圧制御室８、１６ｃから弁室１７ｃ、貫通孔１７ｂ、１７ｄへ流れる燃料流れが流通する。油圧制御室８、１６ｃ内の燃料が低圧側へ開放されるため、油圧制御室８、１６ｃの背圧が低下する。背圧が低下すると、第１作用力が次第に減少する。そして、ノズルニードル２０の噴孔閉塞方向に作用する第１作用力および第２作用力より、ノズルニードル２０の噴孔開放方向に作用する第３作用力が大きくなると、ノズルニードル２０は弁座１２ａより離座し、図２の上方へリフトする。ノズルニードル２０がリフトすると、噴孔１２ｂは開放され、噴孔１２ｂより燃料が噴射される。

また、コイル６１への通電が停止されると（以下、燃料噴射弁２の閉時）、コイル６１の電磁力が消滅するため、付勢部材５９の付勢力により可動コア４２および弁部材４２ｂ、４１が弁座１６ｄ方向に移動する。弁部材４２ｂ、４１の平面部４２ｂが弁座１６ｄに着座すると、油圧制御室８、１６ｃから弁室１７ｃ、貫通孔１７ｂ、１７ｄへの燃料の流出が停止される。そして油圧制御室８、１６ｃの背圧が増加し、第１作用力および第２作用力が第３作用力に勝るようになると、ノズルニードル２０が図３の下方へ移動し始める。そして、ノズルニードル２０が弁座１２ａに着座すると、燃料噴射が終了する。

ここで、上記燃料噴射弁２の開時に、可動コア４２が吸引されて固定コア６３に衝突する際に発生するバウンスを低減するため、可動コア４２と固定コア６３との隙間Ｌｇを、所定の距離に設定している。これにより、可動コア４２が固定コア方向に移動時に、隙間Ｌｇに存在する燃料の流体抵抗、いわゆるダンピング効果を利用して、可動コア４２が移動する方向とは逆方向の抗力を形成し、バウンスを低減する。その隙間Ｌｇ間に撥油性を有するコーティング層４３を施しているので、不溶性物質等の付着物が堆積することによるダンピング効果の大きさが変化するのが抑制される。

以上説明した本実施形態では、可動コア４２の吸引面４２ａａのうち、フルリフトにおいて隙間Ｌｇを設けるための段差面部である実吸引面４２ａｃに、撥油性を有するコーティング層４３を形成しているので、燃料中の不溶性物質等の付着物が実吸引面４２ａｃに付着するのを抑制することができる。

しかも、上記吸引面４２ａａのうち、フルリフトにおいて固定コア６３側のストッパ６４に当接する係止部４２ｃの係止面４２ａｃには、上記コーティング層４３が形成されないので、コーティング層４３によって、実吸引面４２ａｃと固定コア６３側の吸引面６３ａの初期の隙間Ｌｇが拡大することはない。したがって、可動コア４２と固定コア６３の間で働く吸引力の低下を回避することができる。

本実施形態では、電磁弁７内には、圧力制御室８、１６ｃの高圧燃料が弁座部材のアウトオリフィス１６ａなどを介して減圧され、低圧燃料が流入する。アウトオリフィス１６ａ等の絞りや高圧摺動部から高圧側から低圧側へリークする燃料は、不溶性物質等の付着物が燃料中に存在し易い。これに対して本実施形態の電磁弁は、ダンピング効果発生ための隙間Ｌｇ内に、不溶性物質等の付着物が付着することを効果的に抑制することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。

第２の実施形態を図６に示す。第２の実施形態は、可動コア４２の平板部４２ａにおいて、固定コア側の実吸引面４２ａｃ、および反固定コア側の面（以下、対向面）４２ａｄに上記コーティング層４３を形成した一例を示す。図６は、本実施形態に係わる可動コアおよび固定コアの周りを示す部分断面図である。

図６に示すように、平板部４２ａの対向面４２ａｄは、支持部材１７の上端面１７ｇに対して近接および離間可能なものであり、燃料噴射弁２の開時に、付勢部材５９の付勢力により可動コア４２及び弁体４１が弁座１６ｄに着座する際に発生するバウンスを低減するために、対向面４２ａｄと上端面１７ｇ間の隙間Ｌｄを、所定の距離に設定している。可動コア４２が弁座１６ｄ方向に移動時に、隙間Ｌｄに存在する燃料の流体抵抗を利用して、バウンスの低減を図るものである。

これに対して本実施形態では、平板部４２ａの上記対向面４２ａｄにも上記コーティング層４３を形成している。即ち、その隙間Ｌｇ間に撥油性を有するコーティング層４３を施しているので、閉弁時のダンピング効果発生ための隙間Ｌｄ内に、不溶性物質等の付着物が付着することを効果的に抑制することができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態を図７に示す。第３の実施形態は、平板部４２ａにおいて、実吸引面４２ａｃ、対向面４２ａｄ、および実吸引面４２ａｃと対向面４２ａｄを繋ぐ側面に上記コーティング層４３を形成した一例を示す。図７は、本実施形態に係わる可動コアおよび固定コアの周りを示す部分断面図である。

平板部４２ａにおける実吸引面４２ａｃ、対向面４２ａｄ、および上記側面は、係止部４２ｃの外側に配置されている。係止部４２ｃ以外の平板部４２ａに上記コーティング層４３を施す場合において、可動コア４２の実吸引面４２ａｃおよび対向面４２ａｄ等へのコーティング層４３の形成が容易となり、優れた生産性を提供することができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態を図８に示す。第４の実施形態は、可動コア４２において、平板部４２ａの係止部４２ｃを除き、平板部４２ａおよび小径軸部４２ｂの外周に上記コーティング層４３を形成した一例を示す。図８は、本実施形態に係わる可動コアおよび固定コアの周りを示す部分断面図である。

図８に示すように、コーティング層４３は、係止部４２ｃの係止面４２ａｓを除く、平板部４２ａにおける実吸引面４２ａｃ、対向面４２ａｄ、および上記側面と、小径軸部４２ｂの外周に形成されている。コーティング層４３が施された小径軸部４２ｂの外周は、支持部材１７のガイド孔１７に摺動可能に支持されている。

これにより、ガイド孔１７ａと小径軸部４２ｂの間の摺動隙間内への付着物の付着をも抑制することができる。

また、上記コーティング層４３は、ＤＬＣの如く、撥油性および耐摩耗性（低摩擦係数）を有し、基材より硬質な被膜材より形成されていることが好ましい。

これにより、隙間Ｌｇ、Ｌｄ内への付着物の付着抑制と、摺動隙間内を移動する弁部材としての小径軸部４２ｂの耐摩耗性の向上が図れる。

（他の実施形態）
（１）以上説明した本実施形態では、可動コア４２側に吸引面４２ａａにコーティング層４３を形成したが、これに限らず、固定コア６３側の吸引面６３ａにコーティング層４３を形成してもよく、可動コア４２側および固定コア６３側の吸引面４２ａａ、６３ａに形成してもよい。いずれも隙間Ｌｇ内への付着物の付着を抑制することができる。

（２）上記可動コア４２側に吸引面４２ａａにコーティング層４３を形成する場合においては、吸引力源となるコイルを装着する必要がある固定コアに比べて、可動コアは吸引面の構成が比較的簡素であるため、係止部がある領域とこれ以外の領域とでコーティング層を形成するか形成しないかを区分けし易い。

（３）以上説明した本実施形態では、可動コア４２の反固定コア側の対向面４２ａｄにコーティング層４３を形成したが、対向面４２ａｄに近接および離間可能である支持部材１７側の上端面１７ｇにコーティング層４３を形成してもよく、対向面４２ａｄおよび上端面１７ｇのいずれにもコーティング層４３を形成してもよい。

本発明の第１の実施形態の燃料噴射装置に適用した電磁弁を示す部分断面図である。 第１の実施形態の燃料噴射装置を示す断面図である。 図１中の可動コアおよび固定コアの周りを示す部分断面図である。 図１中の電磁弁の開弁状態を示す部分断面図である。 コーティング層の膜厚と、剥離強度、および当該膜厚に形成するための処理時間との関係を示す特性図である。 第２の実施形態に係わる可動コアおよび固定コアの周りを示す部分断面図である。 第３の実施形態に係わる可動コアおよび固定コアの周りを示す部分断面図である。 第４の実施形態に係わる可動コアおよび固定コアの周りを示す部分断面図である。

符号の説明

１ 燃料噴射装置
２ 燃料噴射弁
１１ ノズルホルダー（ハウジング）
１１ｂ 燃料供給路（高圧燃料通路）
１１ｄ 第２ニードル収容孔（収容孔）
１１ｒ 雌ねじ（ねじ部）
１２ ノズルボデー
１２ｂ 噴孔
１２ｄ 燃料送出路（高圧燃料通路）
１２ｅ 第１ニードル収容孔（収容孔）
１６ 弁座プレート（弁座部材）
１６ａ アウトオリフィス（オリフィス、連通路）
１６ｂ インオリフィス（オリフィス）
１６ｃ 圧力制御室部（圧力制御室）
１６ｄ 弁座
１７ 支持部材
１７ａ ガイド孔（貫通孔）
１７ｅ 拡径壁
１７ｒ 雄ねじ（ねじ部）
１７ｇ 上端面
２０ ノズルニードル
３０ 制御ピストン
３０ｃ ニードル部
３５ スプリング（付勢部材）
４１ 弁体
４２ 可動コア（可動部材）
４２ａ 平板部
４２ａａ 吸引面
４２ａｃ 実吸引面（段差面部）
４２ａｓ 係止面
４２ａｄ 対向面
４２ｂ 小径軸部（弁部材）
４２ｃ 係止部
４３ コーティング層
５９ 付勢部材
６１ コイル
６３ 固定コア
６３ａ 吸引面
６４ ストッパ
７ 電磁弁
８ 油圧制御室（圧力制御室）

Claims (8)

1. 可動コアと、
   コイルが通電すると、前記可動コアを吸引する固定コアと、
   前記可動コアのリフト規制のための係止部とを備え、
   前記可動コアと前記固定コアで対向する吸引面のいずれかに前記係止部を設けることで、前記可動コアのフルリフトにおいて前記吸引面間に隙間を形成する電磁弁において、
   前記吸引面に設ける撥油性を有するコーティング層を備え、
   前記可動コアおよび前記固定コアの吸引面のうち、前記係止部が設けられた一方の吸引面において、
   前記隙間に対応する段差面部に、前記コーティング層が形成され、
   前記係止部の前記係止面に、前記コーティング層が形成されていないことを特徴とする電磁弁。
2. 前記段差面部に形成される前記コーティング層は、５μｍ未満に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記係止部は、前記可動コアの前記吸引面に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁弁。
4. 燃料通路の高圧側と低圧側とを連通する連通路を有する弁座を具備する弁座部材と、
   前記可動コアに協働して前記弁座に着座および離座することにより前記燃料通路の高圧側と低圧側とを閉塞および開放する弁部材と、
   前記可動コアの反固定コア側に、前記可動コアと対向して配置され、前記弁部材を移動可能に支持するガイド孔を有する支持部材とを備え、
   前記支持部材に対向する前記可動コアの反固定コア側の対向面に、前記コーティング層が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁弁。
5. 前記可動コアと前記弁部材は一体成形されており、
   前記コーティング層は、前記ガイド孔に対向する前記弁部材の外周に施されていることを特徴とする請求項４に記載の電磁弁。
6. 前記コーティング層は、撥油性および耐摩耗性を有し、基材より硬質な被膜材より形成されていることを特徴とする請求項５に記載の電磁弁。
7. 前記段差は、前記係止部の外周側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電磁弁。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電磁弁を用いる燃料噴射装置において、
   燃料を噴射する噴孔と、前記噴孔を開閉するノズルニードルを有するノズル部と、
   前記ノズルニードルを噴孔閉方向へ付勢する高圧の燃料が蓄えられる圧力制御室を有するノズル本体とを備え、
   前記電磁弁は、前記ノズル本体に装着されており、前記電磁弁内と前記圧力制御室内を連通させることで、前記圧力制御室内の圧力を減圧することを特徴とする燃料噴射装置。

Images