JP2008248882A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プランジャポンプを備えた燃料噴射装置において、組付け精度を高めつつ、磁束漏れを抑制して推力の向上、消費電力の低減、耐高温性能の向上等を図る。
【解決手段】往復動により燃料を圧送室Ｃに吸引して圧送するプランジャ１１０、燃料を圧送室に供給する供給通路１９１ａ、供給された燃料の一部を元に戻す戻し通路１３７、プランジャと一体的に往復動するアマチャ１２０、アマチャを摺動自在にかつプランジャを非接触にて収容する円筒状のヨーク１３０、ヨークの周りに巻回された励磁用のコイル１７０、圧送室から吐出された燃料を噴射する噴射ノズル３００を備え、プランジャ１１０は、アマチャに連結される所定領域が縮径された縮径連結部１１２として形成されている。これによれば、アマチャを流れる磁束（磁力線）がプランジャに流れ込む漏れ磁束を抑制ないし防止でき、推力の向上、消費電力の低減、噴霧燃料の微粒化等を達成できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、往復動するプランジャにより燃料を圧送して噴射する燃料噴射装置に関し、特に、二輪車等に搭載される小型エンジンの吸気通路に燃料を噴射するのに適用される燃料噴射装置に関する。

二輪車等に搭載される電子制御型の燃料噴射装置としては、燃料タンクよりも低い位置の吸気管等に配置されて、燃料タンクから導かれた燃料を、電磁駆動されるプランジャのポンプ作用により圧送して噴射ノズルから燃料を噴射すると共に、余剰の燃料及び発生したベーパをリターンパイプにより燃料タンクに戻すようにしたものが知られている。

このような燃料噴射装置は、例えば図１０に示すように、往復動により燃料の圧送及び吸引を行うプランジャ１、プランジャ１と一体的に移動する円筒状のアマチャ２、アマチャ２及びプランジャ１を摺動自在に収容して圧送室Ｃを画定する円筒状の二分割されたインナーヨーク３、インナーヨーク３の周りに配置された励磁用のコイル４、コイル４の周りに配置されたアウターヨーク５及びエンドヨーク６、燃料供給通路７から圧送室Ｃへの燃料の流入を許容するインレットチェックバルブ８、圧送室Ｃから余剰の燃料及び発生したベーパを排出する排出口９、排出口９を開閉して燃料及びベーパの排出のみを許容するスピルバルブ１０、余剰の燃料及び発生したベーパを燃料タンクに戻すべくインナーヨーク３の外側でかつコイル４の内側に形成された戻し通路１１、圧送室Ｃから吐出された燃料を噴射する噴射ノズル１２等を備え、あるいは、前述の排出口及びスピルバルブ１０に替えて、圧送室Ｃ内に発生したベーパをプランジャ及びアマチャの貫通路を通して排出するべくプランジャに設けられた排出口及びスピルバルブ等を備えている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この燃料噴射装置においては、図１０に示すように、インナーヨーク３とコイル４の間に戻し通路１１を設け又アウターヨーク５及びエンドヨーク６が圧送室Ｃを越えて噴射ノズル１２近傍まで伸びているため、全体としての磁路が長くなって磁気損失が大きく（磁気効率が悪く）なり、又、インナーヨーク３の外側に戻し通路１１を設けているため、装置が径方向に大きくなって全体としての小型化が困難であった。

そこで、インナーヨーク３内のアマチャ２に貫通路を設け、インナーヨーク３内に戻し通路を設けて余剰の燃料及びベーパ等を排出しようとすれば、インナーヨーク３内において十分な通路面積を確保しないと、燃料及びベーパの排出が困難になる虞がある。また、アマチャ２とプランジャ１を一体的に同一材料で形成しようとすると、インナーヨーク３及びアマチャ２を流れる磁力線がプランジャ１にも流れて漏れ磁束が増加し、所望の推力を得ることが困難になる虞がある。

さらに、従来の燃料噴射装置においては、二分割されたインナーヨーク３とアマチャ２の関係により、プランジャ１の推力はその移動量の増加に伴って増加する特性を示すため、装置同士のバラツキを無くし所定の推力を得るためには、組付け時にプランジャ１又はアマチャ２の位置を高精度に管理する必要があり、又、インナーヨーク３が二部品からなるため部品管理及び組付け工数等が増え、コストが高くなるという問題があった。

特開２００３−１６６４５５号公報

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、部品点数の削減、構造の簡素化、小径化、小型化、低コスト化、組付け性の改善等を図りつつ、余剰の燃料及び発生したベーパ等を効率良く排出することができ、耐高温性能を向上させることができ、漏れ磁束を低減して大きい推力（駆動力）を得ることができ、高精度で安定した燃料噴射を行うことができる燃料噴射装置を提供することにある。

本発明の燃料噴射装置は、往復動により燃料を圧送室に吸引して圧送するプランジャと、燃料を圧送室に供給する供給通路と、供給された燃料の一部を元に戻す戻し通路と、プランジャと一体的に休止位置から所定ストローク往復動するアマチャと、アマチャを摺動自在にかつプランジャを非接触にて収容する円筒状のヨークと、ヨークの周りに巻回された励磁用のコイルと、圧送室から吐出された燃料を噴射する噴射ノズルと、を備えた燃料噴射装置であって、上記プランジャは、アマチャに連結される所定領域が縮径するように形成されている、構成となっている。
この構成によれば、プランジャが休止位置にある状態から、コイルが一方向に通電されると、アマチャ及びヨークを流れる磁力線（磁束）が生じて電磁力を発生し、その電磁力により、プランジャは所定ストローク移動しつつ圧送室内の燃料を圧送して、噴射ノズルから燃料が噴射される。一方、コイルが逆向きに通電されると（休止位置に戻すバネがある場合は非通電とされると）、プランジャは休止位置に戻ると共に燃料を圧送室に吸引する。
ここで、プランジャは、その外径よりも小さい外径に縮径された所定領域を介してアマチャに連結されているため、プランジャが磁性材料により形成されている場合でも、アマチャを流れる磁束（磁力線）がプランジャに流れ込むことによって生じる漏れ磁束を抑制ないし防止することができ、電磁駆動力（推力）を向上させることができ、プランジャの応答性が良くなり（起動し始めるまでの時間を短縮でき）、消費電力を低減でき、噴霧燃料の微粒化を促進することができる。

上記構成において、プランジャ及びアマチャは、一体的に成形されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、プランジャ及びアマチャを全て一体的に形成することにより、別々に形成したものを後で組付けて連結する場合に比べて、組付け工数の削減、部品点数の削減、コストの低減等を達成することができる。

上記構成において、円筒状のヨークは、軸線方向の所定位置において、外周の一部が環状に肉抜きされた環状ギャップ溝を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、円筒状のヨークが、従来のように二分割ではなく１つの部品として形成され、エアギャップがその外周面において環状ギャップ溝として形成され、しかもアマチャが円筒状のヨークに直接摺動自在に支持されているため、磁路を短くでき、アマチャの移動量に対して発生する電磁力（推力）を大きくしつつフラット化することができる。それ故に、アマチャ及びプランジャの加速度（応答性）を向上させるすなわち与圧行程に要する時間を短縮することができ、又、アマチャとヨークとの相対的な組付け位置を高精度に管理する必要がなく、部品点数の削減、組付け作業の簡素化、低コスト化等を達成することができる。また、従来同様の吐出特性でよければ駆動パルス幅を縮小して消費電力を低減でき、一方、駆動パルス幅を従来同様に設定すれば吐出（噴射量）精度を向上させることができる。

上記構成において、アマチャは、休止位置において、環状ギャップ溝の底を画定する壁面と離隔して対向するように形成された環状縮径部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、アマチャの環状縮径部が、ヨークの環状ギャップ溝（の底を画定する壁面）に内側から僅かに隙間をおいて対向しているため、磁気損失をさらに抑制でき、発生する電磁力（推力）をより大きくすることができる。

上記構成において、戻し通路はヨーク内に形成され、アマチャは戻し通路の一部を画定する貫通路を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、戻し通路を従来のようにヨークとコイルの間に設ける場合に比べて、ヨークとコイルを接近させて配置できるため、磁路を短くしつつ磁気損失を抑制して、発生する電磁力（推力）を大きくすることができ、又、余剰の燃料及び発生したベーパを排出するための戻し通路を確保しつつも、装置の小径化、小型化等を達成することができる。また、プランジャが縮径されてアマチャに連結されているため、その縮径された分だけ、アマチャに形成する貫通路の面積を大きくすることができ、ベーパ等の排出効率を高めることができる。これにより、耐高温性能を向上させることができる。

上記構成において、圧送室を画定すると共にプランジャを摺動自在に収容する筒体を含み、筒体は、圧送室内の燃料又は発生したベーパを戻し通路に排出する排出通路を画定している、構成を採用することができる。
この構成によれば、圧送室から排出されたベーパを、排出通路を通して戻し通路に向けて排出することができる。

上記構成において、筒体は、非磁性材料により形成され、ヨークの下端に接続されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、筒体側への磁束の漏れを防止でき、電磁駆動力（推力）をより向上させることができる。

上記構成において、アマチャを当接させて休止させるストッパと、アマチャの往復動方向におけるストッパの位置を調整する調整機構を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、プランジャと一体的に往復動するアマチャは、ストッパに当接して休止位置に停止し位置決めされ、このストッパの位置が調整機構により調整されるため、特に、組付け時において、休止位置を規定するストッパを調整機構により高精度に位置決めして組み付けることができる。その結果、プランジャのストロークのバラツキを防止して、噴射量のバラツキを低減することができる。

上記構成において、戻し通路と連通するリターンホースを接続するべく、ヨークに螺合して連結されると共にストッパを画定するコネクタを含み、調整機構は、コネクタに形成された雄ネジ部と、ヨークに形成された雌ネジ部により形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、リターンホースを接続するコネクタをヨークに連結する際に、コネクタの雄ネジ部をヨークの雌ネジ部に捩じ込んで連結し、この捩じ込み量を適宜調整することで、コネクタに設けられたストッパをアマチャの往復動方向において位置決めすることができる。このように、調整機構として雄ネジ部及び雌ネジ部を採用することで、構造の簡素化、調整作業の容易化を達成することができる。

上記構成において、ストッパには、アマチャが当接する領域において、衝撃を緩和する緩衝部材が設けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ストッパに緩衝部材を設けることで、アマチャが休止位置に復帰する際に、ストッパの緩衝部材に当接するため、当接する際の衝撃を緩和することができ、打音等の発生を抑制ないし防止することができる。

上記構成をなす燃料噴射装置によれば、部品点数の削減、構造の簡素化、小径化、小型化、低コスト化、組付け性の改善等を達成しつつ、余剰の燃料及び発生したベーパ等を効率良く排出することができ、耐高温性能を向上させることができ、漏れ磁束を低減して大きい推力（駆動力）を得ることができ、高精度で安定した燃料噴射を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図６は、本発明に係る燃料噴射装置の一実施形態を示すものであり、図１はこの装置を二輪車に搭載されたエンジンＥに適用した燃料供給のシステム図、図２及び図３はこの装置の断面図、図４は装置の一部をなすプランジャ及びアマチャを示す図、図５は装置に発生する磁束の流れを説明する断面図、図６はプランジャをアマチャに連結する所定領域の径を変化させた場合の推力を示すグラフである。

この装置を適用する燃料供給システムは、図１に示すように、二輪車の燃料タンク２０、エンジンＥの吸気通路Ｅａに臨むように配置された燃料噴射装置Ｍ、燃料を供給するフィードホース３０、フィードホース３０の途中に配置された低圧フィルタ４０、供給された燃料の一部を燃料タンク２０に戻すリターンホース５０、装置Ｍの駆動を制御する駆動回路等を含むコントロールユニット６０等を備えている。
燃料噴射装置Ｍは、図２及び図３に示すように、電磁力により駆動されて燃料の圧送を行うプランジャポンプ１００、所定の圧力以上に加圧された燃料を噴射する噴射ノズル３００等を備えている。

プランジャポンプ１００は、図２及び図３に示すように、上下方向Ｌ（軸線方向）に往復動するプランジャ１１０、プランジャ１１０と一体的に形成されて休止位置から所定ストローク往復動するアマチャ１２０、円筒状のインナーヨーク１３０、インナーヨーク１３０の下端に嵌合されて通路を形成する筒体としての通路部材１４０、アマチャ１２０（及びプランジャ１１０）を上方の休止位置に戻すバネ１５０、インナーヨーク１３０の周りに嵌合されたボビン１６０、ボビン１６０に巻回された励磁用のコイル１７０、ボビン１６０の上端から下端まで伸長して形成されたアウターヨーク１８０、コイル１７０を覆うように成型されると共に供給パイプ１９１及び電気接続用のコネクタ１９２を形成する樹脂製のケース１９０、通路部材１４０の周りに嵌合されたフィルタ部材２００、通路部材１４０に配置されたインレットチェックバルブ２１０及びスピルバルブ２２０等を備えている。

プランジャ１１０は、図２ないし図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、磁性材料を用いてアマチャ１２０と一体的に形成されて、後述する通路部材１４０の貫通路１４１に対して摺動自在に嵌合される所定の外径をなす円柱状の摺動部１１１、摺動部１１１よりも小さい外径に形成されてアマチャ１２０に連結された（縮径された所定領域としての）縮径連結部１１２を備えるように形成されている。すなわち、プランジャ１１０は、アマチャ１２０に連結される所定領域が縮径するように形成されている。
そして、プランジャ１１０は、アマチャ１２０と一体的に移動して、貫通路１４１の下方に画定される圧送室Ｃに対して、上方の休止位置に戻る際に燃料を吸引する吸引行程を行い、下方に移動する際に圧送室Ｃの燃料を圧縮して圧送する圧送行程を行うようになっている。

アマチャ１２０は、図２ないし図５（ａ），（ｂ）に示すように、磁性材料を用いてプランジャ１１０と一体的に形成されており、後述するインナーヨーク１３０の内周面１３２に摺動自在に嵌合するように円筒状に形成され、その下端に所定の外径に縮径された環状縮径部１２１、その内部を貫通する貫通路としての肉抜き部１２２及び３つの貫通孔１２３等を備えるように形成されている。

環状縮径部１２１は、図２及び図３に示すように、アマチャ１２０（及びプランジャ１１０）が上方の休止位置にあるとき、その外周面が後述するインナーヨーク１３０の環状ギャップ溝１３３の底を画定する内周面（壁面）と所定隙間をおいて対向するように形成されている。これにより、磁気損失を抑制でき、発生する電磁力（推力）をより大きくすることができ、プランジャ１１０の応答性を高めることができる。

貫通路としての肉抜き部１２２及び貫通孔１２３は、インナーヨーク１３０内において、余剰の燃料及び発生したベーパを燃料タンク２０に戻す戻し通路の一部を画定するものである。３つの貫通孔１２３は、図４（ａ）に示すように、周方向において等間隔に形成されている。ここでは、貫通孔１２３を３つ設けた場合を示したが、これに限定されるものではなく、剛性が確保されれば、通路面積を大きくするためにより多くの数の貫通孔１２３あるいは一つの開口面積が大きい２つの貫通孔１２３を設けてもよく、又、推力に影響を及ぼさなければ等間隔に設けなくてもよい。
このように、アマチャ１２０は、その内部を軸線方向Ｌに貫通する肉抜き部１２２及び貫通孔１２３を画定するように形成されているため、インナーヨーク１３０の内部において、後述する戻し通路１３７を確保しつつも、アマチャ１２０がインナーヨーク１３０の内周面１３２を摺動する際の摺動面を全周において均一に確保でき、摺動抵抗を減らしつつアマチャ１２０をより円滑に作動させることができる。

上記のように、アマチャ１２０及びプランジャ１１０（摺動部１１１及び縮径連結部１１２）は、同一の磁性材料により一体的に成形されているため、組付け工数の削減、部品点数の削減、コストの低減等を達成できる。
また、プランジャ１１０は、同一径のままアマチャ１２０に連結されるのではなく、縮径連結部１１２を介してアマチャ１２０に連結されているため、プランジャ１１０がアマチャ１２０と同一の磁性材料により一体的に形成されていても、アマチャ１２０を流れる磁束（磁力線）が、プランジャ１１０に流れ込む漏れ磁束を抑制ないし防止することができ、電磁駆動力（推力）を向上させることができる。そして、この推進力の向上により、プランジャ１１０の応答性が良くなり（起動し始めるまでの時間を短縮でき）、消費電力を低減でき、噴霧燃料の微粒化を促進することができる。
また、プランジャ１１０は縮径連結部１１２を介してアマチャ１２０に連結されているため、その縮径された分だけ、貫通孔１２３の通路面積を大きくすることができ、余剰の燃料又は発生したベーパの排出効率を高めることができ、耐高温性能（高温時の噴射性能）の向上させることができる。

図５は、縮径連結部１１２の有無による磁束の流れを示したものであり、図５（ａ）に示すように、プランジャ１１０に対して所定径に縮径された縮径連結部１１２を設けた場合には、プランジャ側に漏れる漏れ磁束が少なく、一方、プランジャ１１０に対して縮径連結部を設けないでストレートの外径をなす場合は、プランジャ側に漏れる漏れ磁束が増えて、磁気効率が低下しているのが理解される。
また、図６は、縮径連結部１１２の有無及び縮径連結部１１２の外径を変化させた場合のプランジャ１１０が受ける推力の変化を示したグラフであり、縮径連結部１１２を設けない比較例に比べて、縮径連結部１１２を設けかつその径を小さくするほど、推力が大きくなっているのが理解される。

インナーヨーク１３０は、図２及び図３に示すように、磁路として機能する磁性材料を用いて、外周面１３１及び内周面１３２を画定する円筒状に形成されており、その軸線方向Ｌの略中間領域において、外周面１３１の一部が外側に向けて末広がり状の台形断面をなすように肉抜きされた環状ギャップ溝１３３、その上端においてリターンホース５０を接続するためのコネクタ１３４、その下端において通路部材１４０を連結する連結部１３５、その上方領域においてアマチャ１２０を当接させて停止させる休止位置を規定する円筒状のストッパ１３６等を備えている。
また、インナーヨーク１３０は、その内部において（アマチャ１２０が摺動する内周面１３２により）、余剰の燃料及び発生したベーパを燃料タンク２０に戻す戻し通路１３７を画定している。

このように、円筒状のインナーヨーク１３０は、その内部において、戻し通路１３７を画定するように形成されているため、戻し通路をインナーヨーク１３０とコイル１７０の間に設ける場合に比べて、インナーヨーク１３０とコイル１７０を接近させて配置できるため、磁路を短くしつつ磁気損失を抑制して、発生する電磁力（推力）を大きくすることができ、又、ベーパを排出するための戻し通路１３７を確保しつつも、装置の小径化、小型化等を達成することができる。
また、インナーヨーク１３０は、従来のように二分割ではなく１つの部品として形成され、エアギャップがその外周面において台形断面をなす環状ギャップ溝１３３として形成され、しかもアマチャ１２０が直接摺動自在に支持されているため、磁路を短くでき、アマチャ１２０の移動量に対して発生する電磁力（推力）を大きくすることができる。それ故に、アマチャ１２０及びプランジャ１１０の加速度（応答性）を向上させるすなわち与圧行程に要する時間を短縮することができ、又、アマチャ１２０とインナーヨーク１３０との相対的な組付け位置を高精度に管理する必要がなく、部品点数の削減、組付け作業の簡素化、低コスト化等を達成することができる。また、従来同様の吐出特性でよければ駆動パルス幅を縮小して消費電力を低減でき、一方、駆動パルス幅を従来同様に設定すれば吐出（噴射量）精度を向上させることができる。

通路部材１４０は、図２及び図３に示すように、非磁性材料を用いて略多段円筒状に形成され、プランジャ１１０を摺動自在に嵌合させる円形断面をなす貫通路１４１、貫通路１４１の側面から径方向に貫通する供給口１４２、供給口１４２よりも上方位置において貫通路１４１の側面から径方向に貫通する排出口１４３、供給口１４２の外側に形成されてインレントチェックバルブ２１０を収容する弁室１４４、排出口１４３の外側に形成されてスピルバルブ２２０を収容する弁室１４５、上端においてインナーヨーク１３０の連結部１３５を嵌合する嵌合部１４６、後述する供給通路１９１ａからインナーヨーク１３０内の戻し通路１３７に連通するように形成された連通路１４７、弁室１４５からインナーヨーク１３０内の戻し通路１３７に連通するように形成された排出通路１４８、フィルタ部材２００を外嵌させる外周部１４９ａ、噴射ノズル３００を嵌合して固定するための円形断面をなす嵌合凹部１４９ｂ等を備えている。

ここで、通路部材１４０は、非磁性材料により形成され、インナーヨーク１３０の下端に接続されているため、コイル１７０への通電により発生した磁力線がこの領域（通路部材１４０）まで流れ込むのを遮断して磁束の漏れを防止でき、インナーヨーク１３０及び後述するアウターヨーク１９０により形成される短い磁路内を流れさせることができ、電磁駆動力（推力）をより向上させることができる。

フィルタ部材２００は、図２及び図３に示すように、樹脂材料を用いて形成され、ゴミ等の混入物又はベーパを燃料から分離するフィルタを備えている。フィルタ部材２００は、筒状部材１４０の外周部１４９ａに外嵌されると共に上下方向から挟持されて組み込まれるようになっている。
そして、フィルタ部材２００は、後述する供給通路１９１ａ内の燃料に含まれるゴミ等の混入物又は発生したベーパを燃料から分離するようになっている。

インレットチェックバルブ２１０は、図２に示すように、弁室１４４に配置されて、供給口１４２に連通する通路の開閉を行う弁体２１１、弁体２１１を閉弁方向に付勢するバネ２１２等を備えている。
そして、インレットチェックバルブ２１０は、プランジャ１１０の吸引行程において開弁して、所定圧力以上の燃料が圧送室Ｃ内に流れ込むのを許容すると共に、プランジャ１１０の圧送行程において閉弁して燃料が流れ出るのを規制するようになっている。

スピルバルブ２２０は、図２に示すように、弁室１４５に配置されて、排出口１４３に連通する通路の開閉を行う弁体２２１、弁体２２１を閉弁方向に付勢するバネ２２２等を備えている。
そして、スピルバルブ２２０は、プランジャ１１０の吸引行程において閉弁して、排出通路１４８から圧送室Ｃ内に燃料又はベーパが流れ込むのを規制すると共に、プランジャ１１０の圧送行程の初期領域において開弁して、排出口１４３から排出通路１４８を経て戻し通路１３７に燃料又はベーパが流れ出るのを許容するようになっている。

バネ１５０は、図２及び図３に示すように、圧縮型のコイルスプリングであり、インナーヨーク１３０の下方空間に収容されて、その上端部がアマチャ１２０の下面部に当接され、その下端部が通路部材１４０の上面部に当接され、所定の圧縮代に圧縮された状態で装着されている。
そして、バネ１５０は、コイル１７０が通電されたときアマチャ１２０（及びプランジャ１１０）が下方に移動するのを許容すると共に、コイル１７０が非通電のときアマチャ１２０（及びプランジャ１１０）を上方の休止位置（ストッパ１３６に当接する位置）に復帰させるように付勢力を及ぼしている。

ボビン１６０は、図２及び図３に示すように、樹脂材料を用いて、インナーヨーク１３０が嵌合して取り付けられる円形断面の貫通路１６１、励磁用のコイル１７０が巻回される矩形断面の環状溝１６２を画定するように形成されている。

アウターヨーク１８０は、図２及び図３に示すように、磁路として機能する磁性材料を用いて、ボビン１６０を上下方向において挟む上側ヨーク１８１及び下側ヨーク１８２、上側ヨーク１８１と下側ヨーク１８２を接続するべく上下方向（軸線方向Ｌ）に伸長する２つの縦ヨーク１８３を画定するように形成されている。
すなわち、アウターヨーク１８０は、インナーヨーク１３０と協働して磁路を形成すると共に、磁気損失を抑制できると共に発生する電磁力（推力）を大きくすることができるように形成されている。これにより、プランジャ１１０の応答性を高めることができ、噴射ノズル３００から噴射される噴射量の精度を向上させることができる。

ケース１９０は、図２及び図３に示すように、コイル１７０を巻回したボビン１６０及びアウターヨーク１８０を一体的に組み込んだ状態で、非磁性材料である樹脂材料を用いて成型（モールド）されており、燃料を供給する供給通路１９１ａを画定する供給パイプ１９１、コネクタ１９２等を備えている。
供給パイプ１９１は、図１に示すように、燃料タンク２０から燃料を供給するべく、フィードホース３０に接続されるようになっている。
供給通路１９１ａは、フィルタ部材２００よりも上流側において、連通路１４７を介して、インナーヨーク１３０内の戻し通路１３７に連通するように形成されている。

噴射ノズル３００は、図２及び図３に示すように、通路部材１４０の嵌合凹部１４９ｂに嵌合される筒状のノズルボデー３１０、圧送室Ｃの下端に形成された吐出通路３１１、吐出通路３１１からの流出のみを許容するチェックバルブ３２０（すなわち、弁体３２１、弁体３２１を閉弁方向に付勢するバネ３２２）、燃料が所定圧力以上のとき開弁するポペットバルブ３３０（すなわち、ポペット弁体３３１、ポペット弁体３３１を閉弁方向に付勢するバネ３３２）等を備えている。

次に、上記燃料噴射装置の動作について説明する。
先ず、アマチャ１２０（及びプランジャ１１０）がストッパ１３６に当接して休止位置にある状態において、コイル１７０が通電されると、電磁駆動力が発生して、休止位置にあるプランジャ１１０は、バネ１５０の付勢力に抗して下向きに移動し始めて、圧送室Ｃ内の燃料を加圧しつつ圧送行程を開始する。
ここで、プランジャ１１０は縮径連結部１１２を介してアマチャ１２０に連結されているため、アマチャ１２０を流れる磁束（磁力線）が、プランジャ１１０に流れ込む漏れ磁束を抑制ないし防止することができ、電磁駆動力（推力）を向上させることができ、プランジャの応答性が良くなり（起動し始めるまでの時間を短縮でき）、消費電力を低減できる。
そして、この圧送行程の初期領域において、スピルバルブ２２０が開弁して、ベーパ混じりの燃料が排出通路１４８から戻し通路１３７（さらには、リターンホース５０→燃料タンク２０）に向けて排出される。

続いて、プランジャ１１０がさらに移動することにより圧送行程の後期領域に入ると、プランジャ１１０の側面が排出口１４３を閉塞すると同時に、圧送室Ｃ内の燃料をさらに昇圧させる。そして、圧送室Ｃ内の燃料が所定の圧力に上昇した時点で、チェックバルブ３２０が開弁し、所定圧力以上の燃料が、ポペットバルブ３３０を開弁させると同時にエンジンＥの吸気通路Ｅａ内に噴射される。ここで、プランジャ１１０の応答性が良くなったことで、噴霧燃料の微粒化を促進することができる。

一方、燃料噴射後においてコイル１７０への通電が断たれると、バネ１５０の付勢力により、プランジャ１１０及びアマチャ１２０は上方に向けて移動し始め、インレットチェックバルブ２１０が開弁して吸引行程が開始され、供給通路１９１ａ内の燃料がフィルタ部材２００を経て、供給口１４２から圧送室Ｃ内に吸引され、アマチャ１２０はストッパ１３６に当接して休止位置に停止する。
このとき、燃料内に発生したベーパは、フィルタ部材２００により積極的に分離されて、連通路１４７から戻し通路１３７に（さらには、リターンホース５０→燃料タンク２０）に向けて排出される。
噴射ノズル３００からの燃料の噴射においては、上記プランジャポンプ１００による圧送行程及び吸引行程からなる一連の動作が連続的に繰り返されることになる。

図７及び図８は、本発明に係る燃料噴射装置の他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態に対して、リターンホース５０を接続するコネクタを変更し、ストッパの組付け位置を調整する調整機構を採用した以外は、前述の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
すなわち、この実施形態における燃料噴射装置においては、前述実施形態におけるインナーヨーク１３０、コネクタ１３４、ストッパ１３６に替えて、インナーヨーク１３０´、コネクタ１３４´、ストッパ１３６´が採用されている。

インナーヨーク１３０´は、図７及び図８に示すように、磁路として機能する磁性材料を用いて、外周面１３１及び内周面１３２を画定する円筒状に形成されており、その軸線方向Ｌの略中間領域において、環状ギャップ溝１３３、その上端においてリターンホース５０を接続するコネクタ１３４´を螺合により連結するための雌ネジ部１３２ａ´、その下端において通路部材１４０を連結する連結部１３５等を備えている。
コネクタ１３４´は、インナーヨーク１３０´とは別体として形成され、余剰の燃料及び発生したベーパを燃料タンク２０に戻す戻し通路１３７、その外周面においてインナーヨーク１３０´の雌ネジ部１３２ａ´に螺合される雄ネジ部１３４ａ´、上下方向Ｌ（軸線方向）の下端においてアマチャ１２０を当接させて停止させる休止位置を規定するストッパ１３６´をそれぞれ画定するように形成されている。
ここで、コネクタ１３４´の雄ネジ部１３４ａ´とインナーヨーク１３０´の雌ネジ部１３２ａ´は、アマチャ１２０の往復動方向（軸線方向Ｌ）におけるストッパ１３６´の位置を調整する調整機構を構成するものである。

これによれば、コネクタ１３４´は、雄ネジ部１３４ａ´を雌ネジ部１３２ａ´に捩じ込むようにして、インナーヨーク１３０´に連結され、その捩じ込み量を適宜調整することにより、図８に示すように、環状ギャップ溝１３３の底面とアマチャ１２０の環状縮径部１２１との軸線方向Ｌ（アマチャ１２０の往復動方向）における相対的な位置（すなわち、図８中の寸法ＤＬ）を、所望の値に高精度に設定することができる。
このように、調整機構として、雄ネジ部１３４ａ´及び雌ネジ部１３２ａ´を採用することで、構造の簡素化、調整作業の容易化を達成しつつ、組付け時において、ストッパ１３６´を調整機構により高精度に位置決めして組み付けることができ、プランジャ１１０のストロークのバラツキを防止して、噴射量のバラツキを低減することができる。

図１０は、本発明に係る燃料噴射装置の他の実施形態を示すものであり、前述の図７及び図８に示す実施形態に対して、コネクタの形状を一部変更し、アマチャ１２０が当接する領域に緩衝部材を設けた以外は、前述の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
すなわち、この実施形態における燃料噴射装置において、コネクタ１３４´´は、図１０に示すように、戻し通路１３７、雄ネジ部１３４ａ´、ストッパとして機能する緩衝部材１３６´´を連結する連結部１３４ｂ´´をそれぞれ画定するように形成されている。
緩衝部材１３６´´は、樹脂材料等の衝撃を緩和する材料により環状に形成されており、図１０に示すように、コネクタ１３４´´の連結部１３４ｂ´´に嵌合されて一体的に連結されている。
このように、ストッパとして機能する部分に緩衝部材１３６´´を設けることで、アマチャ１２０が休止位置に復帰する際に、アマチャ１２０が休止位置に停止する際の衝撃を緩和することができ、打音等の発生を抑制ないし防止することができる。

上記実施形態においては、プランジャ１１０とアマチャ１２０を同一材料で一体的に形成した場合を示したが、これに限定されるものではなく、プランジャ１１０とアマチャ１２０を別々に形成し、その後、プランジャ１１０の縮径連結部１１２をアマチャ１２０に接合してもよい。
上記実施形態においては、戻し通路として、インナーヨーク１３０の内部に設けた戻し通路１３７を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、従来のようにインナーヨークとボビンの間に戻し通路を設けた構成において、プランジャとアマチャの連結領域を縮径して形成する本発明を採用してもよい。
上記実施形態においては、ストッパ１３６´，緩衝部材（ストッパ）１３６´´の組付け位置を調整する調整機構として、コネクタ１３４´，１３４´´の雄ネジ部１３４ａ´及びインナーヨーク１３０´の雌ネジ部１３２ａ´を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、アマチャ１２０の往復動方向（軸線方向Ｌ）におけるストッパの組付け位置を調整できるものであれば、その他の構造及び機構を採用してもよい。

以上述べたように、本発明の燃料噴射装置は、部品点数の削減、構造の簡素化、小径化、小型化、低コスト化、組付け性の改善等を達成しつつ、余剰の燃料及び発生したベーパ等を効率良く排出することができ、漏れ磁束を低減して大きい推力（駆動力）を得ることができ、高精度で安定した燃料噴射を行うことができるため、二輪車等に搭載される小型エンジンにおける電子制御型の燃料噴射装置として適用できるのは勿論のこと、二輪車以外の軽車両、あるいは、小型化が要求されないその他の車両等に搭載されるエンジンにおいても有用である。

本発明に係る燃料噴射装置がエンジンＥに搭載された状態を示す概略構成図である。 本発明に係る燃料噴射装置の一実施形態を示す縦断面図である。 図２中のＥ１−Ｅ１における燃料噴射装置の縦断面図である。 図１に示す燃料噴射装置の一部をなすプランジャ及びアマチャを示すものであり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は（ａ）中のＥ２−Ｅ２における縦断面図である。 アマチャ及びプランジャとインナーヨークの領域における磁束流れを示すものであり、（ａ）はプランジャとアマチャの連結領域を縮径した場合の磁束流れを示す部分断面図であり、（ｂ）は同一径（ストレート形状）のプランジャをアマチャに連結した場合の磁束流れを示す部分断面図である。 プランジャをアマチャに連結する所定領域の外径を変化させた（異なる径の縮径を設けた、縮径を設けない）場合の推力の変化を示す図である。 本発明に係る燃料噴射装置の他の実施形態を示す縦断面図である。 図７に示す燃料噴射装置の一部を拡大した部分拡大縦断面図である。 本発明に係る燃料噴射装置のさらに他の実施形態を示す部分拡大縦断面図である。 従来の燃料噴射装置を示す縦断面図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
Ｅａ 吸気通路
２０ 燃料タンク
３０ フィードホース
４０ 低圧フィルタ
５０ リターンホース
６０ コントロールユニット
Ｌ 軸線方向
１００ プランジャポンプ
１１０ プランジャ
１１１ 摺動部
１１２ 縮径連結部
１２０ アマチャ
１２１ 環状縮径部
１２２ 肉抜き部（貫通路）
１２３ 貫通孔（貫通路）
１３０，１３０´ インナーヨーク（円筒状のヨーク）
１３１ 外周面
１３２ 内周面
１３２ａ´ 雌ネジ部（調整機構）
１３３ 環状ギャップ溝
１３４，１３４´，１３４´´ コネクタ
１３４ａ´ 雄ネジ部（調整機構）
１３４ｂ´ 連結部
１３５ 連結部
１３６，１３６´ ストッパ
１３６´´ 緩衝部材（ストッパ）
１３７ 戻し通路
１４０ 通路部材（筒体）
１４１ 貫通路
Ｃ 圧送室
１４２ 供給口
１４３ 排出口
１４４ 弁室
１４５ 弁室
１４６ 嵌合部
１４７ 連通路
１４８ 排出通路
１５０ バネ
１６０ ボビン
１７０ 励磁用のコイル
１８０ アウターヨーク
１９０ ケース
１９１ 供給パイプ
１９１ａ 供給通路
１９２ コネクタ
２００ フィルタ部材
２１０ インレットチェックバルブ
２２０ スピルバルブ
３００ 噴射ノズル
３１０ ノズルボデー
３１１ 吐出通路
３２０ チェックバルブ
３３０ ポペットバルブ

Claims (10)

1. 往復動により燃料を圧送室に吸引して圧送するプランジャと、燃料を前記圧送室に供給する供給通路と、供給された燃料の一部を元に戻す戻し通路と、前記プランジャと一体的に休止位置から所定ストローク往復動するアマチャと、前記アマチャを摺動自在にかつ前記プランジャを非接触にて収容する円筒状のヨークと、前記ヨークの周りに巻回された励磁用のコイルと、前記圧送室から吐出された燃料を噴射する噴射ノズルと、を備えた燃料噴射装置であって、
   前記プランジャは、前記アマチャに連結される所定領域が縮径するように形成されている、
   ことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記プランジャ及び前記アマチャは、一体的に成形されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 前記円筒状のヨークは、軸線方向の所定位置において、外周の一部が環状に肉抜きされた環状ギャップ溝を有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射装置。
4. 前記アマチャは、前記休止位置において、前記環状ギャップ溝の底を画定する壁面と離隔して対向するように形成された環状縮径部を有する、
   ことを特徴とする請求項３記載の燃料噴射装置。
5. 前記戻し通路は、前記ヨーク内に形成され、
   前記アマチャは、前記戻し通路の一部を画定する貫通路を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の燃料噴射装置。
6. 前記圧送室を画定すると共に前記プランジャを摺動自在に収容する筒体を含み、
   前記筒体は、前記圧送室内の燃料又は発生したベーパを前記戻し通路に排出する排出通路を画定している、
   ことを特徴とする請求項５記載の燃料噴射装置。
7. 前記筒体は、非磁性材料により形成され、前記ヨークの下端に接続されている、
   ことを特徴とする請求項６記載の燃料噴射装置。
8. 前記アマチャを当接させて休止させるストッパと、前記アマチャの往復動方向における前記ストッパの位置を調整する調整機構を含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし７いずれか一つに記載の燃料噴射装置。
9. 前記戻し通路と連通するリターンホースを接続するべく、前記ヨークに螺合して連結されると共に前記ストッパを画定するコネクタを含み、
   前記調整機構は、前記コネクタに形成された雄ネジ部と、前記ヨークに形成された雌ネジ部により形成されている、
   ことを特徴とする請求項８記載の燃料噴射装置。
10. 前記ストッパには、前記アマチャが当接する領域において、衝撃を緩和する緩衝部材が設けられている、
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の燃料噴射装置。
    

Images