JP2010174820A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】デポジットによりアーマチャが作動不可となる事態を回避できる燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】ステータ６３と、アーマチャ６４と、出口オリフィス５３ａ（燃料通路）を開閉するボール弁６５（制御弁）とを備え、アーマチャ６４が磁気吸引力で作動することに伴いボール弁６５が開弁作動して燃料を噴射するよう構成された燃料噴射弁において、アーマチャ６４は、ステータ６３に対向配置されてステータ６３とともに磁気回路を形成する円板形状の円板部６４１、及びボール弁６５と当接する当接部６４２を有して構成され、円板部６４１の外周面６４１ｃに対向して配置されたガイド部材（スペーサ６７）を備え、アーマチャ６４が作動するにあたり、円板部６４１の外周面６４１ｃをガイド部材でガイドすることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

特許文献１，２等に記載の従来の燃料噴射弁は、噴射孔へ通じる高圧通路を開閉するニードルと、ニードルに高圧燃料圧力を背圧として付与させる背圧室と、背圧室の流出口を開閉する制御弁と、制御弁を開弁作動させるアクチュエータとしてのステータ及びアーマチャと、を備えて構成されている。そして、ステータの電磁コイルへ通電すると、アーマチャは制御弁を開弁させる向きに作動し、背圧室の圧力低下に伴いニードルは開弁作動する。一方、通電を停止させると、アーマチャは制御弁を閉弁させる向きに作動し、背圧室の圧力上昇に伴いニードルは閉弁作動する。

また、図７に示すように従来のアーマチャ６４ｘは、ステータ６３に対向配置されてステータ６３とともに磁気回路を形成する円板形状の円板部６４１ｘ、ボール弁６５（制御弁）と当接する当接部６４２ｘ、及び円板部６４１ｘと当接部６４２ｘを連結するシャフト部６４４ｘを有して構成されている。このシャフト部は、ボール弁６５を開閉させるべくアーマチャ６４ｘが図７の上下方向に作動する際に、アーマチャ６４ｘが傾かないようにガイドするためのものであり、アーマチャ６４ｘは、シャフト部６４４ｘにおいてガイド部材８０と摺動するよう構成されている。

そして、アーマチャ６４ｘの傾きを十分に小さくするために、ガイド部材８０の内周面８０ａとシャフト部６４４ｘとの摺動クリアランスはできるだけ小さくすることが望まれている。

特開２００７−６４３６４号公報 特開２００６−２５７８７４号公報

しかしながら、摺動クリアランスのような狭小部位には、デポジット（堆積物）が溜まりやすい。デポジットの具体例としては、燃料中に混入していた異物や、燃料の成分が化学変化して生成された生成物等が挙げられるが、特に粗悪燃料を用いた場合にはデポジットの摺動クリアランスへの堆積が著しくなり、その堆積が進行すると、通電させてもアーマチャ６４ｘが作動できなくなる事態も生じうる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、デポジットによりアーマチャが作動不可となる事態を回避できる燃料噴射弁を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、ステータと、アーマチャと、燃料通路を開閉する制御弁とを備え、前記アーマチャが磁気吸引力で作動することに伴い前記制御弁が開弁作動して燃料を噴射するよう構成された燃料噴射弁に適用されたものである。

そして、前記アーマチャは、前記ステータに対向配置されて前記ステータとともに磁気回路を形成する円板形状の円板部、及び前記制御弁と当接する当接部を有して構成され、前記円板部の外周面に対向して配置されたガイド部材を備え、前記アーマチャが作動するにあたり、前記円板部の外周面を前記ガイド部材でガイドすることを特徴とする。

図７の従来構造ではアーマチャのうちシャフト部６４４ｘでガイドさせるのに対し、本発明では円板部の外周面でガイドさせるので、アーマチャのうち径の大きい部位でガイドさせることとなる。そのため、円板部とガイド部材との摺動クリアランスを、従来のシャフト部６４４ｘにおける摺動クリアランスに比べて大きくしても、アーマチャの傾きを十分に小さくすることができる。したがって、大径部位である円板部の外周面でアーマチャをガイドすることにより、摺動クリアランスを大きくできるので、摺動クリアランスにデポジットが溜まりにくくなり、アーマチャが作動不可となる事態を回避できるようになる。

なお、前記円板部と前記ステータとの間に所定のギャップを形成すべく、前記ステータと当接して前記ステータの軸方向位置を定めさせるスペーサを備え、このスペーサを前記ガイド部材とすることが、ガイド部材の具体例として挙げられる。

請求項２記載の発明は、ステータと、アーマチャと、燃料通路を開閉する制御弁とを備え、前記アーマチャが磁気吸引力で作動することに伴い前記制御弁が開弁作動して燃料を噴射するよう構成された燃料噴射弁に適用されたものである。

そして、前記アーマチャは、前記ステータに対向配置されて前記ステータとともに磁気回路を形成する円板形状の円板部、及び前記制御弁と当接する当接部を有して構成され、前記円板部のうち前記当接部よりも径方向外側の部分には、前記アーマチャの軸方向に延びるガイド孔が形成され、前記ガイド孔に挿入配置されたガイドピンを備え、前記アーマチャが作動するにあたり、前記ガイド孔を前記ガイドピンでガイドすることを特徴とする。

本発明では、円板部のうち当接部よりも径方向外側に位置するガイド孔でガイドさせるので、当接部と同径のシャフト部６４４ｘでガイドさせる従来構造に比べて、アーマチャのうち径の大きい部位でガイドさせることとなる。そのため、ガイド孔とガイドピンとの摺動クリアランスを、従来のシャフト部６４４ｘにおける摺動クリアランスに比べて大きくしても、アーマチャの傾きを十分に小さくすることができる。したがって、大径部位であるガイド孔でアーマチャをガイドすることにより、摺動クリアランスを大きくできるので、摺動クリアランスにデポジットが溜まりにくくなり、アーマチャが作動不可となる事態を回避できるようになる。

なお、前記円板部と前記ステータとの間に所定のギャップを形成すべく、前記ステータと当接して前記ステータの軸方向位置を定めさせるスペーサを備え、このスペーサを前記ガイド部材とすることが、ガイド部材の具体例として挙げられる。

ここで、前記当接部が前記制御弁を内部に収容することで、当接部が制御弁を径方向に位置決めする機能を有する場合には、当接部の径方向位置がずれると制御弁の位置もずれてしまうこととなり、制御弁による燃料通路の開閉が完全になされなくなることが懸念される。

この点を鑑みた請求項３記載の発明では、前記ガイド孔を複数形成するので、当接部が所望の位置から径方向にずれることを抑制できる。よって、制御弁の位置ずれを抑制でき、上記懸念を解消できる。

請求項４及び請求項５記載の発明は、外部から供給された高圧燃料を噴射孔へ導く高圧通路を形成するとともに、前記ステータ及び前記アーマチャから構成される電磁ユニットを内部に収容するボディを備え、前記ボディの軸方向に対して垂直な方向に前記電磁ユニットと前記高圧通路とが並ぶようレイアウトされている燃料噴射弁（以下、「ペンシル型インジェクタ」と記載）に適用されたものである。

そして、請求項５記載の発明では、前記アーマチャは、前記ステータに対向配置されて前記ステータとともに磁気回路を形成する円板形状の円板部、及び前記制御弁と当接する当接部を有して構成され、前記当接部は、前記制御弁を内部に収容する円筒形状に形成されており、前記当接部の円筒外周面に対向して配置されたガイド部材を備え、前記アーマチャが作動するにあたり、前記当接部の円筒外周面を前記ガイド部材でガイドすることを特徴とする。

ここで、上記特許文献１記載の如く、電磁ユニットを高圧通路の反噴射孔側に軸方向に並べて配置（直列配置）する燃料噴射弁（以下、「一般型インジェクタ」と記載）に対し、近年では、電磁ユニットをボディの軸方向に対して垂直な方向に高圧通路と並べて配置（並列配置）する、ペンシル型インジェクタ（特許文献２参照）の開発が進んでいる。一般型インジェクタに図７の従来構造を適用させる場合には、アーマチャが傾いた時のアーマチャ外周部での揺動量を所定量以内に抑えるべく、摺動ガイドする部位であるシャフト部６４４ｘを軸方向に十分に長くすることが要求される。

しかしながらペンシル型インジェクタにおいては、電磁ユニットを並列配置するので、直列配置する一般型インジェクタに比べて電磁ユニットを構成するアーマチャの径を小さくせざるを得なくなる。そして、このようにアーマチャの径が小さくなると、アーマチャが傾くことによるアーマチャ外周部での移動量（揺動量）は、アーマチャの傾く角度が同じであっても一般型インジェクタに比べて小さくなる。そのため、ペンシル型インジェクタでは、一般型インジェクタに比べて摺動ガイドする部位を短くしても、アーマチャの揺動量を十分に小さくすることができる。

上記請求項５記載の発明はこの点に着目しており、ペンシル型インジェクタにおいて従来のシャフト部６４４ｘを廃止して、アーマチャのうち当接部の円筒外周面でガイドさせるので、アーマチャのうち軸方向に短い部位でガイドさせることとなる。そのため、アーマチャの摺動面積（円筒外周面積）を小さくできるので、摺動クリアランスに堆積したデポジットによるアーマチャとガイド部材との固着力を小さくできる。よって、磁気吸引力でアーマチャを作動させるその作動力により、堆積したデポジットを引き剥がすことを容易にできるので、アーマチャが作動不可となる事態を回避できるようになる。

なお、請求項６記載の如く、当接部の突出長さが円板部の外径よりも短ければ、アーマチャの摺動面積（円筒外周面積）を十分に小さくでき、アーマチャが堆積したデポジットを引き剥がして作動することの確実性を向上できる。

本発明の第１実施形態にかかる燃料噴射弁の全体断面図。 図１に示す電磁ユニット及びオリフィスプレートの断面図。 本発明の第２実施形態にかかる電磁ユニット及びオリフィスプレートの断面図。 図３のＡ−Ａ断面図。 本発明の第３実施形態にかかる電磁ユニット及びオリフィスプレートの断面図。 図５のＢ−Ｂ断面図。 従来の燃料噴射弁の構造を示す断面図。

以下、本発明にかかる燃料噴射弁を、車両に搭載されたディーゼルエンジン（内燃機関）のコモンレール式燃料噴射システムに適用した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
図１は燃料噴射弁１０の全体断面図、図２は燃料噴射弁１０に用いられる電磁ユニット６０及び後述するオリフィスプレート５０の断面図である。燃料噴射弁１０は、エンジンのシリンダヘッド（図示せず）に挿入搭載され、コモンレールから供給される燃料をエンジンの各気筒内へ直接噴射するものである。

先ず、図１を用いて燃料噴射弁１０の全体構造を説明する。燃料噴射弁１０は、ノズルボディ２０、ニードル３０、ホルダボディ４０（「ボディ」に相当）、オリフィスプレート５０、及び電磁ユニット６０等より構成される。

ノズルボディ２０は、オリフィスプレート５０を介してホルダボディ４０の図示下側（噴射孔側）に、リテーニングナット１１により固定されている。ノズルボディ２０には、ニードル３０を摺動自在に収容するガイド孔２１と、ニードル３０のリフト時に燃料を噴射する噴射孔２２等が形成されている。

ガイド孔２１は、ノズルボディ２０の上端面からノズルボディ２０の先端部に向かって穿設され、ガイド孔２１内周面とニードル３０外周面との隙間により、噴射孔２２へ高圧燃料を導く高圧通路２３が形成されている。また、ガイド孔２１の途中には、内径が拡大する燃料溜室２４が形成されている。高圧通路２３（ガイド孔２１）は、上流端がノズルボディ２０の上端面に開口して、オリフィスプレート５０に形成される高圧通路５１に接続されている。

ノズルボディ２０内周面のうち高圧通路２３の先端部分には円錐状のシート面が形成され、ニードル３０の先端部には前記シート面に着座する着座面が形成されている。この着座面がシート面に着座することにより、噴射孔２２へ通じる高圧通路２３をニードル３０が閉塞遮断することとなる。

ガイド孔２１には円筒形状のスプリング台座２５が圧入固定されており、スプリング台座２５の下端面とニードル３０の上端面との間には、ニードル３０を閉弁方向（図１の下方向）に押圧するスプリング２６（付勢手段）が配置されている。スプリング台座２５の内周面には、ニードルの上端面に高圧燃料圧力を背圧として付与させる背圧室２７が形成されている。この背圧によりニードル３０は閉弁方向（図１の下方向）に付勢される。また、燃料溜室２４の高圧燃料の圧力は、ニードル３０を開弁方向（図１の上方向）に付勢する。

ホルダボディ４０のうち上端部分（反噴射孔側部分）には配管継手４１が設けられ、この配管継手４１に接続される燃料配管（図示せず）を介してコモンレールより高圧燃料が供給される。配管継手４１の内部通路には、燃料を濾過するバーフィルタ（図示せず）が配設されている。ホルダボディ４０の内部には、配管継手４１に導入された高圧燃料を、オリフィスプレート５０の高圧通路５１を介してノズルボディ２０の高圧通路２３へ導く高圧通路４２と、電磁ユニット６０を挿入配置するための収容孔４３等が形成されている。これら高圧通路４２及び収容孔４３は、燃料噴射弁１０の軸方向（図１の上下方向）に延びる形状である。本明細書で言う「軸方向」とは、燃料噴射弁１０の長手方向のことであり、シリンダヘッドに挿入搭載される燃料噴射弁１０の挿入方向のことでもある。

図２に示す様に、オリフィスプレート５０には、高圧通路５１から背圧室２７へ高圧燃料を流入させる流入通路５２と、背圧室２７から低圧側へ流出させる流出通路５３とが形成されている。また、流入通路５２には入口オリフィス５２ａが形成され、流出通路５３には出口オリフィス５３ａ（「燃料通路」に相当）が形成されている。

電磁ユニット６０は、樹脂製ボビン６１に巻き回された電磁コイル６２を有するステータ６３と、このステータ６３に対向して可動するアーマチャ６４と、アーマチャ６４と一体に可動して出口オリフィス５３ａを開閉するボール弁６５（制御弁）等を備えて構成されている。ホルダボディ４０の反噴射孔側の上部には、樹脂製のコネクタハウジング７０（図１参照）が取り付けられ、このコネクタハウジング７０に設けられたターミナル７１（図１参照）と電磁コイル６２とがリード線７２により電気的に接続されている。

ステータ６３及びアーマチャ６４は鉄等の強磁性体によって形成され、電磁コイル６２へ通電すると、電磁コイル６２の周りにはステータ６３及びアーマチャ６４により磁気回路が形成される。すると、アーマチャ６４は発生磁束によって磁化されて、磁気吸引力によりステータ６３へ吸引されて可動する。また、ステータ６３の中心部分には、軸方向（図２の上下方向）に延びるスプリング収容孔６３ａが形成されており、スプリング収容孔６３ａに収容されたスプリング６６（付勢手段）は、ボール弁６５を閉弁する方向（図２の下方向）にアーマチャ６４に弾性力を付勢する。

ホルダボディ４０の収容孔４３のうちステータ６３の下方に位置する部分は、ボール弁６５を収容する弁室４３ａとして機能しており、この弁室４３ａには、アーマチャ６４がボール弁６５とともに収容されている。なお、弁室４３ａ内は、出口オリフィス５３ａから流出した低圧燃料で満たされている。

オリフィスプレート５０の上端面には、円環形状の溝５４、及び溝５４から径方向外側に延びる溝５５が形成されており、弁室４３ａ内の燃料は、溝５４，５５を介して、ホルダボディ４０に形成された低圧通路４４と通じている。低圧通路４４は、高圧通路４２と平行して軸方向に延びるよう形成されている。収容孔４３の内周面とステータ６３の外周面との隙間４３ｂには、弁室４３ａ内の低圧燃料がリークするが、このリークした燃料は、ホルダボディ４０に形成された図示しない通路を介して低圧通路４４へと流れる。

弁室４３ａには円筒形状のスペーサ６７（ガイド部材）が配置されている。このスペーサ６７は、オリフィスプレート５０の上端面とステータ６３の下端面とに当接しており、アーマチャ６４上端面とステータ６３下端面との間に非通電時におけるエアギャップを形成する。電磁ユニット６０の上端面は、図１に示すスプリング６８（例えば皿バネ）によりオリフィスプレート５０側へ押し付けられている。つまり、このスプリング６８の弾性力により、オリフィスプレート５０とステータ６３との間にスペーサ６７が挟持されていると言える。

スペーサ６７の上端部には、隙間４３ｂと弁室４３ａとを連通させるための溝６７ａが周方向に複数形成されている。つまり、弁室４３ａ内の低圧燃料は、オリフィスプレート５０の溝５４，５５を通じて低圧通路４４へ流れる経路と、スペーサ６７の溝６７ａ及び隙間４３ｂを通じて低圧通路４４へ流れる経路との両経路により排出される。なお、これら両経路のいずれかを廃止するよう構成してもよい。

ホルダボディ４０に対する電磁ユニット６０の配置レイアウトに関し、本実施形態では、ホルダボディ４０の軸方向に対して垂直な方向（図１の左右方向）に電磁ユニット６０と高圧通路４２とが並ぶようレイアウトされており、本実施形態にかかる燃料噴射弁１０は、いわゆるペンシル型インジェクタである。

次に、本実施形態の要部であるアーマチャ６４の構造について説明する。

アーマチャ６４は、以下に説明する円板部６４１、当接部６４２及び台座部６４３を備えて構成されている。円板部６４１は、ステータ６３に対向配置されて前記磁気回路を形成する円板形状の高磁性材（例えば珪素鋼）によって形成されている。円板部６４１の径方向中央部には挿入孔６４１ａが形成されると共に、挿入孔６４１ａの径方向外側には貫通孔６４１ｂが形成されている。貫通孔６４１ｂは、アーマチャ６４が可動する際に弁室４３ａ内の燃料を通過させることで、弁室４３ａ内の燃料に対するアーマチャ６４の可動抵抗軽減を図るためのものである。更に、円板部６４１の外周面６４１ｃのうちオリフィスプレート５０側の角部には、例えば４５度の面取り６４１ｄが全周に施されている。

台座部６４３は、挿入孔６４１ａに圧入された円柱形状であり、台座部６４３の上端面に形成された溝部６４３ａには、スプリング６６の下端が挿入されて当接している。なお、台座部６４３は当接部６４２と一体に形成されており、円板部６４１にはステータ６３との衝突に耐え得る硬い材質が採用されている一方で、当接部６４２及び台座部６４３には円板部６４１に比べて対衝撃性の低い材質が採用されている。但し、これら、円板部６４１、当接部６４２及び台座部６４３を同一材質で一体に形成するようにしてもよい。

当接部６４２は、台座部６４３からボール弁６５に向けて突出する略円筒形状であり、円筒形状内部にはボール弁６５が密着した状態で収容保持されている。より詳細に説明すると、円筒形状の底面６４２ａは、テーパ状の円錐形状に形成されてボール弁６５と当接する当接面として機能する。また、当接部６４２は、円筒形状内部にボール弁６５を収容することで、ボール弁６５がアーマチャ６４に対して径方向に動くことを規制している。

円板部６４１の外径は、当接部６４２の外径よりも大きく設定されている。また、当接部６４２は、円板部６４１に対してボール弁６５の側に突出する形状であるが、その突出長さＬは円板部６４１の外径より短くなるよう（例えば円板部６４１の外径の半分以下となるよう）設定されている。

ここで、スペーサ６７の円筒内周面は、円板部６４１の外周面６４１ｃと対向するよう配置されるとともに、その外周面６４１ｃとの間に僅かな隙間（例えば１０μｍ〜１００μｍの隙間）を形成している。そして、電磁コイル６２への通電状態に応じてアーマチャ６４が軸方向（図２の上下方向）に作動するにあたり、円板部６４１の外周面６４１ｃをスペーサ６７の円筒内周面でガイドさせている。つまり、アーマチャ６４は、スペーサ６７の円筒内周面に対して円板部６４１の外周面６４１ｃを摺動させながら作動する。

このように摺動させることで、アーマチャ６４は径方向に位置決めされることとなり、ひいてはボール弁６５が出口オリフィス５３ａに対して径方向に位置ずれしてしまうことを防止する。また、上述の如くアーマチャ６４をガイドさせることで、アーマチャ６４が図２の上下方向に作動する際に、アーマチャ６４が傾くことを抑制する。詳細には、アーマチャ６４の軸方向中心線がステータ６３の軸方向中心線に対して傾くことを抑制する。

なお、円板部６４１の外周面６４１ｃのうちスペーサ６７と摺動してガイドする部分（つまり面取り６４１ｄ以外の部分）と対向する位置に、スペーサ６７の溝６７ａを配置させている。

また、ボール弁６５のうち出口オリフィス５３ａと対向する部分には、軸方向に対して垂直に拡がる着座面６５ａが形成されている。一方、オリフィスプレート５０の上端面のうち出口オリフィス５３ａの外周部分にはシート面５０ａが形成されている。そして、着座面６５ａがシート面６０ａに着座することで出口オリフィス５３ａは閉ざされ、着座面６５ａがシート面６０ａから離座することで出口オリフィス５３ａは開放される。

次に、燃料噴射弁１０の作動を説明する。

電磁コイル６２への通電が停止されている場合には、ボール弁６５が出口オリフィス５３ａを閉弁しているので、ニードル３０を閉弁方向へ付勢する力（背圧室２７の燃圧による力＋スプリング２６の付勢力）がニードル３０を開弁方向へ押し上げる力（燃料溜室２４の燃圧による力）より大きくなる。その結果、ニードル３０の着座面がシート面に着座して、高圧通路２３と噴射孔２２との間を遮断することにより、燃料は噴射されない。

電磁コイル６２に通電されている場合には、磁化されたステータ６３にアーマチャ６４が吸引され、スプリング６６の付勢力に抗してステータ６３側へアーマチャ６４が移動することにより、ボール弁６５が背圧室２７の燃圧を受けて出口オリフィス５３ａを開弁する。そのため、背圧室２７の高圧燃料が出口オリフィス５３ａを通じて低圧側（弁室４３ａ）に開放される。背圧室２７に対する出口オリフィス５３ａからの流出量は入口オリフィス５２ａからの流入量より多くなるよう両オリフィス５３ａ，５２ａは設定されているので、上述の如くボール弁６５が開弁作動すると背圧室２７の燃圧が低下する。その結果、ニードル３０を閉弁方向に付勢する力より、ニードル３０を開弁方向へ押し上げる力の方が上回った時点でニードル３０がリフト作動する。そのため、コモンレールより燃料噴射弁１０に供給された高圧燃料は、高圧通路４２，５１，２３を通じて噴射孔２２より噴射される。

なお、ボール弁６５の開弁に伴い弁室４３ａへ開放された低圧燃料は、オリフィスプレート５０の溝５４，５５を通じて低圧通路４４へ流れるとともに、スペーサ６７の溝６７ａ及び隙間４３ｂを通じて低圧通路４４へ流れる。そして、低圧通路４４から燃料噴射弁１０の外部に流出し、図示しない燃料タンクへ戻される。

その後、電磁コイル６２への通電が停止されると、アーマチャ６４がスプリング６６に押し戻されて、ボール弁６５が出口オリフィス５３ａを閉じることにより、再び背圧室２７の燃圧が上昇する。その結果、ニードル３０を閉弁方向に付勢する力が、ニードル３０を開弁方向へ押し上げる力を上回った時点でニードル３０が押し戻され、ニードル３０の着座面がシート面に着座して高圧通路２３と噴射孔２２との間の通路が遮断されることにより、噴射が終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）本実施形態では、電磁コイル６２への通電状態に応じてアーマチャ６４が作動するにあたり、円板部６４１の外周面６４１ｃで摺動ガイドさせている。つまり、アーマチャ６４のうち最も外径寸法の大きい部位でガイドさせている。そのため、外周面６４１ｃよりも外形寸法の小さい部位（例えば図７の従来構造におけるシャフト部６４４ｘ）で摺動ガイドさせる場合に比べて、円板部６４１とガイド部材（スペーサ６７）との摺動クリアランスを大きくしても、アーマチャ６４の傾きを十分に小さくすることができる。このように、従来のシャフト部６４４ｘを廃止するとともに、大径部位である円板部６４１の外周面６４１ｃでアーマチャ６４を摺動ガイドさせることにより摺動クリアランスを大きくできるので、摺動クリアランスにデポジットが溜まりにくくなり、アーマチャ６４が作動不可となる事態を回避できるようになる。

（２）本実施形態では、上述の如くアーマチャ６４の大径部位（外周面６４１ｃ）で摺動ガイドさせるので、シャフト部６４４ｘで摺動ガイドさせる図７の従来構造に比べて、軸方向における摺動ガイド長さを短くしても、アーマチャ６４の傾きを十分に小さくすることができる。そのため、アーマチャ６４の摺動面積を小さくできるので、摺動クリアランスに堆積したデポジットによるアーマチャ６４とガイド部材（スペーサ６７）との固着力を小さくできる。よって、磁気吸引力でアーマチャ６４を作動させるその作動力により、堆積したデポジットを引き剥がすことを容易にできるので、アーマチャ６４が作動不可となる事態を回避できるようになる。

具体的には、本実施形態にかかる摺動ガイド長は、円板部６４１の外径寸法よりも短く、より詳細には円板部６４１の外径寸法の半分以下に設定されているので、アーマチャ６４の摺動面積を十分に小さくでき、アーマチャ６４が堆積したデポジットを引き剥がして作動することの確実性を向上できる。

（３）本実施形態では、上述の如くアーマチャ６４の円板部６４１で摺動ガイドさせるので、図７の従来構造で要するシャフト部６４４ｘを廃止できる。よって、アーマチャ６４の構造を簡素にできるとともに、電磁ユニット６０を軸方向に小型化できる。

（４）本実施形態では、円板部６４１の外周面６４１ｃのうちスペーサ６７と摺動してガイドする部分（つまり面取り６４１ｄ以外の部分）と対向する位置に、スペーサ６７の溝６７ａを配置させている。そのため、アーマチャ６４の摺動面積を溝６７ａの分だけ小さくできるので、デポジットによるアーマチャ６４とガイド部材（スペーサ６７）との固着力を小さくでき、先述の如くデポジットを引き剥がすことを促進できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、アーマチャ６４のうち円板部６４１の外周面６４１ｃで摺動ガイドさせているのに対し、図３及び図４に示す本実施形態では、アーマチャ６４の円板部６４１に形成された貫通孔６４１ｂ（ガイド孔）にガイドピン５７（ガイド部材）を挿入し、貫通孔６４１ｂをガイドピン５７に対して摺動ガイドさせている。

図３及び図４を用いてより詳細に説明すると、オリフィスプレート５０の上端面（アーマチャ６４側の端面）のうち、アーマチャ６４の貫通孔６４１ｂに対向する位置には挿入孔５６が形成されている。そして、軸方向に延びる円柱形状のガイドピン５７の一端は、挿入孔５６に圧入して取り付けられ、ガイドピン５７の他端は、円板部６４１に形成された貫通孔６４１ｂに摺動可能な状態で挿入されている。なお、先述した通り貫通孔６４１ｂは、挿入孔６４１ａの径方向外側に位置している。また、図４に示す通り貫通孔６４１ｂ及びガイドピン５７の断面形状は円形である。

貫通孔６４１ｂは円板部６４１の３箇所以上に形成されており、そのうちの２箇所にガイドピン５７が挿入されている。つまり、複数の貫通孔６４１ｂの２箇所をガイドピン５７に対するガイド孔として利用している。ガイドピン５７の外周面と貫通孔６４１ｂの内周面との隙間は、例えば１０μｍ〜１００μｍに設定されており、円板部６４１の外周面６４１ｃとスペーサ６７の内周面との隙間よりも狭くなるよう設定されている。そのため本実施形態では、円板部６４１の外周面６４１ｃとスペーサ６７の内周面とは接触しない。また、アーマチャ６４が可動する際の弁室４３ａ内の燃料は、ガイド孔として利用されている貫通孔６４１ｂも含め、全ての貫通孔６４１ｂを通過することとなる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）本実施形態では、アーマチャ６４の円板部６４１に形成された貫通孔６４１ｂにガイドピン５７を挿入し、貫通孔６４１ｂをガイドピン５７に対して摺動ガイドさせている。つまり、図７の如くシャフト部６４４ｘで摺動ガイドさせる場合に比べて、アーマチャ６４のうち径方向寸法の大きい部位（貫通孔６４１ｂ）でガイドさせることとなる。そのため、貫通孔６４１ｂとガイド部材（ガイドピン５７）との摺動クリアランスを大きくしても、アーマチャ６４の傾きを十分に小さくすることができる。このように、従来のシャフト部６４４ｘを廃止するとともに、径方向寸法の大きい部位である貫通孔６４１ｂでアーマチャ６４を摺動ガイドさせることにより摺動クリアランスを大きくできるので、摺動クリアランスにデポジットが溜まりにくくなり、アーマチャ６４が作動不可となる事態を回避できるようになる。

（２）本実施形態では、上述の如くアーマチャ６４のうち径方向寸法の大きい部位（貫通孔６４１ｂ）で摺動ガイドさせるので、シャフト部６４４ｘで摺動ガイドさせる図７の従来構造に比べて、軸方向における摺動ガイド長さを短くしても、アーマチャ６４の傾きを十分に小さくすることができる。そのため、アーマチャ６４の摺動面積を小さくできるので、摺動クリアランスに堆積したデポジットによるアーマチャ６４とガイド部材（ガイドピン５７）との固着力を小さくできる。よって、磁気吸引力でアーマチャ６４を作動させるその作動力により、堆積したデポジットを引き剥がすことを容易にできるので、アーマチャ６４が作動不可となる事態を回避できるようになる。

具体的には、本実施形態にかかる摺動ガイド長（貫通孔６４１ｂの軸方向長さ）は、円板部６４１の外径寸法よりも短く、より詳細には円板部６４１の外径寸法の半分以下に設定されているので、アーマチャ６４の摺動面積を十分に小さくでき、アーマチャ６４が堆積したデポジットを引き剥がして作動することの確実性を向上できる。

（３）本実施形態では、上述の如くアーマチャ６４の円板部６４１に形成された貫通孔６４１ｂで摺動ガイドさせるので、図７の従来構造で要するシャフト部６４４ｘを廃止できる。よって、アーマチャ６４の構造を簡素にできるとともに、電磁ユニット６０を軸方向に小型化できる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、アーマチャ６４のうち円板部６４１の外周面６４１ｃで摺動ガイドさせているのに対し、図５及び図６に示す本実施形態では、アーマチャ６４のうち当接部６４２の外周面６４２ｂで摺動ガイドさせている。

図５及び図６を用いてより詳細に説明すると、オリフィスプレート５０の上端面（アーマチャ６４側の端面）には、円板形状のガイドプレート５８（ガイド部材）が配置されている。なお、スペーサ６７はガイドプレート５８とステータ６３との間に挟持される。ガイドプレート５８の径方向中央部には、軸方向に貫通するガイド孔５８ａが形成されており、ガイド孔５８ａの内周面は当接部６４２の外周面６４２ｂと対向する。

そして、電磁コイル６２への通電状態に応じてアーマチャ６４が軸方向に作動するにあたり、当接部６４２の外周面６４２ｂをガイド孔５８ａの内周面でガイドさせている。つまり、アーマチャ６４は、ガイド孔５８ａの内周面に対して当接部６４２の外周面６４２ｂを摺動させながら作動する。

当接部６４２の外周面６４２ｂとガイド孔５８ａの内周面との隙間は、例えば１０μｍ〜１００μｍに設定されており、円板部６４１の外周面６４１ｃとスペーサ６７の内周面との隙間よりも狭くなるよう設定されている。そのため本実施形態では、円板部６４１の外周面６４１ｃとスペーサ６７の内周面とは接触しない。

なお、オリフィスプレート５０の上端面（アーマチャ６４側の端面）には挿入孔５６が形成されており、ノックピン５９の一端は挿入孔５６に圧入して取り付けられ、ノックピン５９の他端は、ガイドプレート５８に形成された挿入孔５８ｂに遊嵌又は圧入されている。そのため、ガイドプレート５８は径方向に移動しないようノックピン５９により位置決めされる。本実施形態では複数のノックピン５９でガイドプレート５８を位置決めしている。なお、図６に示す通りガイド孔５８ａの内周面及び当接部６４２の外周面の形状は円形である。

ところで、本実施形態にかかる燃料噴射弁１０は、電磁ユニット６０を高圧通路４２と並ぶよう並列配置したペンシル型インジェクタであるため、直列配置する一般型インジェクタに比べて電磁ユニット６０の外径寸法を小さくせざるを得ない。すると、アーマチャ６４の径寸法も小さくなるため、アーマチャ６４が傾くことによるアーマチャ外周部での移動量（揺動量）は、アーマチャ６４の傾く角度が同じであっても一般型インジェクタに比べて小さくなる。そのため、ペンシル型インジェクタでは、一般型インジェクタに比べて摺動ガイドする部位を短くしても、アーマチャ６４の揺動量を十分に小さくすることができる。

本実施形態はこの点に着目しており、ペンシル型インジェクタにおいて従来のシャフト部６４４ｘを廃止して、アーマチャ６４のうち当接部６４２の外周面６４２ｂでガイドさせるので、アーマチャ６４のうち軸方向に短い部位でガイドさせることとなる。そのため、アーマチャ６４の摺動面積（外周面６４２ｂの面積）を小さくできるので、摺動クリアランスに堆積したデポジットによるアーマチャ６４とガイド部材（ガイドプレート５８）との固着力を小さくできる。よって、磁気吸引力でアーマチャ６４を作動させるその作動力により、堆積したデポジットを引き剥がすことを容易にできるので、アーマチャ６４が作動不可となる事態を回避できるようになる。

しかも、先述の通り、当接部６４２の突出長さＬ（図２参照）は円板部６４１の外径より短くなるよう（例えば円板部６４１の外径の半分以下となるよう）設定されているので、アーマチャ６４の摺動面積（当接部６４２の外周面６４２ｂの面積）を十分に小さくでき、アーマチャ６４が堆積したデポジットを引き剥がして作動することの確実性を向上できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記第１実施形態では、円板部６４１の外周面６４１ｃのうちスペーサ６７と摺動してガイドする領域（つまり面取り６４１ｄ以外の部分）と対向する位置にスペーサ６７の溝６７ａを配置させているが、前記ガイド領域以外の領域、つまり外周面６４１ｃのうち前記ガイド領域よりもオリフィスプレート５０側の位置に、スペーサ６７の溝６７ａを配置させてもよい。

・上記第１実施形態では、スペーサ６７をガイド部材として機能させているが、スペーサ６７以外の部材をガイド部材としてもよい。例えば、ホルダボディ４０のうち弁室４３ａを構成する部分の内周面に、円板部６４１の外周面６４１ｃと対向する部位を形成し、その対向部位に対して円板部６４１の外周面６４１ｃを摺動させることで、ホルダボディ４０をガイド部材として機能させるようにしてもよい。

・上記第１実施形態では、円板部６４１の角部に面取り６４１ｄを施しているが、この面取り６４１ｄを廃止してもよい。

・上記第２実施形態において、円板部６４１のオリフィスプレート５０側の面のうち貫通孔６４１ｂの角部に、例えば４５度の面取りを全周に施すようにしてもよい。これによれば、貫通孔６４１ｂ内周面とガイドピン５７外周面との摺動面積を、前記面取りの分だけ小さくできるので、デポジットによるアーマチャ６４とガイド部材（ガイドピン５７）との固着力を小さくでき、先述の如くデポジットを引き剥がすことを促進できる。

・上記第２実施形態では、円板部６４１に形成された貫通孔６４１ｂで摺動ガイドさせているが、円板部６４１の外周面６４１ｃに軸方向に延びる溝を形成し、この溝にガイドピン５７を挿入させることで、前記溝で摺動ガイドさせるようにしてもよい。これによれば、前記溝とガイドピン５７との摺動面積は、貫通孔６４１ｂでガイドさせる第２実施形態に比べて小さくなるので、デポジットによるアーマチャ６４とガイド部材（ガイドピン５７）との固着力を小さくでき、先述の如くデポジットを引き剥がすことを促進できる。

・上記各実施形態では、電磁ユニット６０を高圧通路４２と並ぶよう並列配置したペンシル型インジェクタを採用しているが、上記第１及び第２実施形態においては、電磁ユニット６０をホルダボディ４０の上部に搭載して、高圧通路４２の反噴射孔側に電磁ユニット６０を位置させる一般型インジェクタを採用してもよい。

・上記各実施形態では、当接部６４２が円板部６４１に対してボール弁６５の側に突出する形状しているが、上記第１及び第２実施形態においては、円板部６４１の内部に当接部を形成して当接部が突出しない形状であってもよい。具体的には、円板部６４１の板厚寸法をボール弁６５の直径よりも大きく形成し、円板部６４１のオリフィスプレート５０側の面のうちその径方向中央部に、ボール弁６５を収容する穴が形成された形状としてもよい。

１０…燃料噴射弁、４０…ホルダボディ（ボディ）、４２…高圧通路、５３ａ…出口オリフィス（燃料通路）、５７…ガイドピン、５８…ガイドプレート（ガイド部材）、６０…電磁ユニット、６２…電磁コイル、６３…ステータ、６４…アーマチャ、６５…ボール弁（制御弁）、６７…スペーサ（ガイド部材）、６４１…円板部、６４１ｂ…貫通孔（ガイド孔）、６４１ｃ…円板部の外周面、６４２…当接部。

Claims (6)

1. 電磁コイルを有するステータと、前記電磁コイルへの通電に伴い前記ステータとともに磁気回路を形成するアーマチャと、燃料通路を開閉する制御弁とを備え、前記アーマチャが磁気吸引力で作動することに伴い前記制御弁が開弁作動して燃料を噴射するよう構成された燃料噴射弁において、
   前記アーマチャは、前記ステータに対向配置されて前記磁気回路を形成する円板形状の円板部、及び前記制御弁と当接する当接部を有して構成され、
   前記円板部の外周面に対向して配置されたガイド部材を備え、
   前記アーマチャが作動するにあたり、前記円板部の外周面を前記ガイド部材でガイドすることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 電磁コイルを有するステータと、前記電磁コイルへの通電に伴い前記ステータとともに磁気回路を形成するアーマチャと、燃料通路を開閉する制御弁とを備え、前記アーマチャが磁気吸引力で作動することに伴い前記制御弁が開弁作動して燃料を噴射するよう構成された燃料噴射弁において、
   前記アーマチャは、前記ステータに対向配置されて前記磁気回路を形成する円板形状の円板部、及び前記制御弁と当接する当接部を有して構成され、
   前記円板部のうち前記当接部よりも径方向外側の部分には、前記アーマチャの軸方向に延びるガイド孔が形成され、
   前記ガイド孔に挿入配置されたガイドピンを備え、
   前記アーマチャが作動するにあたり、前記ガイド孔を前記ガイドピンでガイドすることを特徴とする燃料噴射弁。
3. 前記当接部は、前記制御弁を内部に収容するよう構成されており、
   前記ガイド孔は複数形成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁。
4. 外部から供給された高圧燃料を噴射孔へ導く高圧通路を形成するとともに、前記ステータ及び前記アーマチャから構成される電磁ユニットを内部に収容するボディを備え、
   前記ボディの軸方向に対して垂直な方向に前記電磁ユニットと前記高圧通路とが並ぶようレイアウトされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
5. 電磁コイルを有するステータと、前記電磁コイルへの通電に伴い前記ステータとともに磁気回路を形成するアーマチャと、燃料通路を開閉する制御弁とを備え、前記アーマチャが磁気吸引力で作動することに伴い前記制御弁が開弁作動して燃料を噴射するよう構成された燃料噴射弁であって、
   外部から供給された高圧燃料を噴射孔へ導く高圧通路を形成するとともに、前記ステータ及び前記アーマチャから構成される電磁ユニットを内部に収容するボディを備え、
   前記ボディの軸方向に対して垂直な方向に前記電磁ユニットと前記高圧通路とが並ぶようレイアウトされている燃料噴射弁において、
   前記アーマチャは、前記ステータに対向配置されて前記磁気回路を形成する円板形状の円板部、及び前記制御弁と当接する当接部を有して構成され、
   前記当接部は、前記制御弁を内部に収容する円筒形状に形成されており、
   前記当接部の円筒外周面に対向して配置されたガイド部材を備え、
   前記アーマチャが作動するにあたり、前記当接部の円筒外周面を前記ガイド部材でガイドすることを特徴とする燃料噴射弁。
6. 前記当接部は、前記円板部に対して前記制御弁の側に突出する形状、かつ、その突出長さが前記円板部の外径よりも短い形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。

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