JP2018044479A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、製造過程で燃料流路内に異物が混入した場合に、短い慣らし運転時間で異物を排出できる燃料噴射弁を提供することにある。【解決手段】協働して燃料通路を開閉する弁座１５ｂ及び弁体２７ｃと、一端部に弁体２７ｃを有し他端部に可動鉄心２７ａを有する可動子２７と、弁座１５ｂが形成された弁座部材１５と、可動鉄心２７ａの弁体２７ｃが設けられる側とは反対側の上端面１７ａｂと対向する下端面１５ｂを有する固定鉄心１５と、可動子２７を囲繞する囲繞部材５とを有する燃料噴射弁において、可動鉄心２７ａは、上端面２７ａｂと外周面２７ａｃとに、可動鉄心２７ａの上流側に構成される上流側燃料通路と可動鉄心２７ａの下流側に構成される下流側燃料通路とを連通する中継燃料通路２７ａｇ，２７ａａ，２７ａｉを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２０１１−１４４７３１号公報（特許文献１）及び特開２０１４−０７０５７５号公報（特許文献２）に記載された燃料噴射弁が知られている。

特許文献１の燃料噴射弁は、可動コア（可動鉄心）に圧入及び溶接によって接合されたニードル弁を備えている（段落００４７）。可動コアの内部空間とニードル弁の内部空間とが連通するように、可動コアとニードル弁との接合部には、流入口が形成されている（段落００４４）。ニードル弁の軸部には、燃料の流れ方向において上流側に配置された連通孔（上流側連通孔）と下流側に配置された連通孔（下流側連通孔）とが形成されている。上流側連通孔は、軸部の可動鉄心と接合される側の端部（上流側端部）の近傍において、周方向に複数開口された円形の孔である。下流側連通孔は、軸部のシール部側の端部（下流側端部）の近傍において、周方向に複数開口された長円形の孔である。上流側連通孔及び下流側連通孔は、軸部の内部と、ニードル弁を収容するノズルホルダ及びノズルボディ内に形成された内部空間とを連通するように構成されている（段落００４４）。これにより、燃料入口部（燃料供給口）から燃料噴射弁に流入した燃料は、可動コアの内周側から流入口を順次経由して、ニードル弁の軸部の内部空間側に流入する。軸部に流入した燃料は、上流側連通孔及び下流側連通孔を経由して、ニードル弁とノズルホルダ及びノズルボディとの間に形成された空間に流出する（段落００５６）。

また特許文献２の燃料噴射弁では、弁体１３、可動コア及び連杆よりなる弁組立体と、固定コア及び可動コアを貫く中央燃料通路と、連杆及び弁ハウジング（特許文献１のノズルホルダに相当）間に画成される燃料室と、弁体及び弁ハウジング間に画成され、燃料室をノズル孔（燃料噴射孔）に連通し得る外側燃料通路とを備え、連杆の後端部に、中央燃料通路に開口する後側凹部と、この後側凹部を燃料室に開放する後部切欠きとを設け、また弁体を中空円筒状に形成してその内側に、ノズル孔と連通し得る内側燃料通路を設け、連杆の前端部に、内側燃料通路に開口する前側凹部と、この前側凹部を燃料室に開放する前部切欠きとを設けている（要約参照）。

特開２０１１−１４４７３１号公報

特許文献１の燃料噴射弁では、軸部が円筒状の部材で構成され、軸部に形成した上流側連通孔及び下流側連通孔を経由して軸部内側の燃料を外側に流出させる。また特許文献２の燃料噴射弁では、後部切欠きを経由して連杆内側の燃料を外側に流出させる。この場合、特に、可動コアの下端側に死水域（澱み）や燃料の流速が遅くなる部位が生じる場合がある。

燃料噴射弁では、製造過程で燃料流路内に異物が混入した場合に備え、異物を外部に排出するための慣らし運転が実施される。燃料流路内に死水域（澱み）や燃料の流速が遅くなる部位が存在すると、燃料流路内に入った異物の排出に時間がかかり、慣らし運転を長時間に亘って行う必要がある。慣らし運転の時間が長くなるほど、生産効率は低下する。また、慣らし運転のために消費されるエネルギや洗浄液の量が多くなる。

本発明の目的は、製造過程で燃料流路内に異物が混入した場合に、短い慣らし運転時間で異物を排出できる燃料噴射弁を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射弁は、
協働して燃料通路を開閉する弁座及び弁体と、一端部に前記弁体を有し他端部に可動鉄心を有する可動子と、前記弁座が形成された弁座部材と、前記可動鉄心の前記弁体が設けられる側とは反対側の上端面と対向する下端面を有する固定鉄心と、前記可動子を囲繞する囲繞部材とを有する燃料噴射弁において、
前記可動鉄心は、前記上端面と外周面とに、前記可動鉄心の上流側に構成される上流側燃料通路と前記可動鉄心の下流側に構成される下流側燃料通路とを連通する中継燃料通路を有する。

本発明によれば、可動鉄心の下端部（燃料噴射弁の先端側に位置する端部）における死水域の発生を抑制すると共に、同部位における燃料流速を高めることができる。これにより、万が一、燃料流路内に異物が混入しても、その異物を速やかに燃料流路内から排出することができ、慣らし運転の時間を短縮することができる。

本発明に係るその他の効果は、実施例の説明の中で説明する。

本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、弁軸心（中心軸線）に沿う断面を示す断面図である。 図１に示すノズル部８の近傍を拡大して示す断面図である。 可動子２７の近傍を拡大して示す縦断面図である。 可動子２７の外観を示す斜視図である。 可動子２７の外観を示す上面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。 可動子２７の変更例の外観を示す斜視図である。 可動子２７の変更例の外観を示す上面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。 燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。 本発明との比較例における課題を説明すらための図である。

本発明に係る実施例について、図１乃至図３を用いて説明する。

図１を参照して、燃料噴射弁１の全体構成について説明する。図１は、本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、弁軸心（中心軸線）に沿う断面を示す断面図である。なお、中心軸線１ａは、弁体２７ｃ、ロッド部（接続部）２７ｂ及び可動鉄心２７ａが一体に設けられた可動子２７の軸心（弁軸心）に一致し、筒状体５の中心軸線に一致している。

図１において、燃料噴射弁１の上端部（上端側）を基端部（基端側）と呼び、下端部（下端側）を先端部（先端側）と呼ぶ。基端部（基端側）及び先端部（先端側）という呼び方は、燃料の流れ方向或いは燃料配管に対する燃料噴射弁１の取り付け構造に基づいている。また、本明細書において説明される上下関係は図１を基準とするもので、燃料噴射弁１を内燃機関に実装した状態における上下方向とは関係がない。

燃料噴射弁１には、金属材製の筒状体５によって、その内側に燃料流路（燃料通路）３がほぼ中心軸線１ａに沿うように構成されている。筒状体５は、磁性を有するステンレス等の金属素材を用い、深絞り加工等のプレス加工により中心軸線１ａに沿う方向に段付きの形状に形成されている。これにより、筒状体５は、一端側５ａの径が他端側５ｂの径に対して大きくなっている。

筒状体５の基端部には燃料供給口２が設けられ、この燃料供給口２に、燃料に混入した異物を取り除くための燃料フィルタ１３が取り付けられている。

筒状体５の基端部は径方向外側に向けて拡径するように曲げられた鍔部（拡径部）５ｄが形成され、鍔部５ｄとカバー４７の基端側端部４７ａとで形成される環状凹部（環状溝部）４にＯリング１１が配設されている。

筒状体５の先端部には、弁体２７ｃと弁座部材１５とからなる弁部７が構成されている。弁座部材１５は、筒状体５の先端側内側に挿入され、レーザ溶接１９により筒状体５に固定されている。レーザ溶接１９は、筒状体５の外周側から全周に亘って実施されている。この場合、弁座部材１５を筒状体５の先端側内側に圧入した上で、弁座部材１５をレーザ溶接により筒状体５に固定してもよい。

筒状体５の中間部には弁体２７ｃを駆動するための駆動部９が配置されている。駆動部９は電磁アクチュエータ（電磁駆動部）で構成されている。具体的には、駆動部９は、筒状体５の内部（内周側）に固定された固定鉄心（固定コア）２５と、筒状体５の内部において固定鉄心２５に対して先端側に配置され、中心軸線１ａに沿う方向に移動可能な可動子（可動部材）２７と、固定鉄心２５と可動子２７に構成された可動鉄心（可動コア）２７ａとが微小ギャップδ１を介して対向する位置で筒状体５の外周側に外挿された電磁コイル２９と、電磁コイル２９の外周側で電磁コイル２９を覆うヨーク３３とによって構成されている。

筒状体５の内側には可動子２７が収容されており、筒状体５は可動鉄心２７ａの外周面と対向して可動鉄心２７ａを囲繞するハウジングを構成している。本実施例における筒状体５は、燃料噴射弁１のほぼ基端部から先端部までの範囲に設けられている。しかし、本実施例の筒状体５に代えて、特許文献１及び特許文献２のように、主に可動子２７の周囲を囲繞するように、ノズルホルダ（特許文献１）或いは弁ハウジング（特許文献２）を設ける構成であってもよい。この場合、筒状体５の可動子２７の周囲を囲繞する部分（先端側の部分）が基端側の部分を構成する部材に対して別部材として設けられ、ノズルホルダ或いは弁ハウジングを構成していると考えればよい。

可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とヨーク３３とは、電磁コイル２９に通電することにより生じる磁束が流れる閉磁路を構成する。磁束は微小ギャップδ１を通過するが、微小ギャップδ１の部分で筒状体５を流れる漏れ磁束を低減するため、筒状体５の微小ギャップδ１に対応する位置に、非磁性部或いは筒状体５の他の部分よりも弱磁性の弱磁性部５ｃが設けられている。以下、この非磁性部或いは弱磁性部５ｃは、単に非磁性部５ｃと呼んで説明する。非磁性部５ｃは、筒状体５に対する磁性を有する筒状体５に非磁性化処理を行うことにより形成することができる。このような非磁性化処理は、例えば熱処理によって行うことができる。或いは、筒状体５の外周面に環状凹部を形成することにより非磁性部５ｃに相当する部分を薄肉化して構成することができる。

電磁コイル２９は、樹脂材料で筒状に形成されたボビン３１に巻回され、筒状体５の外周側に外挿されている。電磁コイル２９はコネクタ４１に設けられたターミナル４３に電気的に接続されている。コネクタ４１には図示しない外部の駆動回路が接続され、ターミナル４３を介して、電磁コイル２９に駆動電流が通電される。

固定鉄心２５は、磁性金属材料からなる。固定鉄心２５は筒状に形成され、中心部を中心軸線１ａに沿う方向に貫通する貫通孔２５ａを有する。固定鉄心２５は、筒状体５の小径部５ｂの基端側に圧入固定され、筒状体５の中間部に位置している。小径部５ｂの基端側に大径部５ａが設けられていることにより、固定鉄心２５の組付けが容易になる。固定鉄心２５は溶接により筒状体５に固定してもよいし、溶接と圧入を併用して筒状体５に固定してもよい。

可動子（弁組立体）２７は、可動鉄心２７ａとロッド部（接続部）２７ｂと弁体２７ｃとで構成される。本実施例では、可動鉄心２７ａは中実の円柱状の部材で構成されている。弁体２７ｃは弁座１５ｂ（図２参照）と当接する部材である。弁座１５ｂ及び弁体２７ｃは協働して燃料通路を開閉する。

ロッド部２７ｂは中心軸線１ａに沿う方向に細長い、円筒形状の部材であり、可動鉄心２７ａと弁体２７ｃとを接続する接続部を構成する。可動鉄心２７ａは、弁体２７ｃと連結され、固定鉄心２５との間に作用する磁気吸引力によって、弁体２７ｃを開閉弁方向に駆動するための部材である。

なお本実施例では、ロッド部２７ｂは中空の筒状部材で構成しているが、中実の棒状の部材で構成されてもよい。

本実施例では、ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとを別部材で構成し、ロッド部２７ｂに弁体２７ｃを固定している。ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとの固定は、圧入又は溶接により行われる。しかしこの構成に限らず、ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとは一つの部材で一体化されて構成されてもよい。

ロッド部２７ｂの外周面と筒状体５の内周面との間には燃料室３７が形成され、燃料室３７は可動鉄心２７ａの下端部（燃料噴射弁１の先端側の端部）と弁部７との間における燃料通路３を構成する。

固定鉄心２５の貫通孔２５ａにはコイルばね３９が設けられている。コイルばね３９の一端は、可動鉄心２７ａの上端面に設けられたばね座２７ａｇに当接している。コイルばね３９の他端部は、固定鉄心２５の貫通孔２５ａの内側に配設されたアジャスタ（調整子）３５に当接している。コイルばね３９は、可動鉄心２７ａに設けられたばね座２７ａｇとアジャスタ（調整子）３５の下端（先端側端面）との間に、圧縮状態で配設されている。

コイルばね３９は、弁体２７ｃが弁座１５ｂ（図２参照）に当接する方向（閉弁方向）に可動子２７を付勢する付勢部材として機能している。中心軸線１ａに沿う方向におけるアジャスタ３５の位置を貫通孔２５ａ内で調整することにより、コイルばね３９による可動子２７（すなわち弁体２７ｃ）の付勢力が調整される。

アジャスタ３５は、中心部を中心軸線１ａに沿う方向に貫通する燃料流路３を有する。燃料供給口２から供給された燃料は、アジャスタ３５の燃料流路３を流れた後、固定鉄心２５の貫通孔２５ａの先端側部分の燃料流路３に流れ、可動鉄心２７ａの部位に至る。

ヨーク３３は、磁性を有する金属材料でできており、燃料噴射弁１のハウジングを兼ねている。ヨーク３３は大径部３３ａと小径部３３ｂとを有する段付きの筒状に形成されている。大径部３３ａは電磁コイル２９の外周を覆って円筒形状を成しており、大径部３３ａの先端側に大径部３３ａよりも小径の小径部３３ｂが形成されている。小径部３３ｂは筒状体５の小径部５ｂの外周に圧入又は挿入されている。これにより、小径部３３ｂの内周面は筒状体５の外周面に緊密に接触している。このとき、小径部３３ｂの内周面の少なくとも一部は、可動鉄心２７ａの外周面と筒状体５を介して対向しており、この対向部分に形成される磁路の磁気抵抗を小さくしている。

ヨーク３３の先端側端部の外周面には周方向に沿って環状凹部３３ｃが形成されている。環状凹部３３ｃの底面に形成された薄肉部において、ヨーク３３と筒状体５とがレーザ溶接２４により全周に亘って接合されている。

筒状体５の先端部にはフランジ部４９ａを有する円筒状のプロテクタ４９が外挿され、筒状体５の先端部がプロテクタ４９によって保護されている。プロテクタ４９はヨーク３３のレーザ溶接部２４の上を覆っている。

プロテクタ４９のフランジ部４９ａと、ヨーク３３の小径部３３ｂと、ヨーク３３の大径部３３ａと小径部３３ｂとの段差面とによって環状溝３４が形成され、環状溝３４にＯリング４６が外挿されている。Ｏリング４６は、燃料噴射弁１が内燃機関に取り付けられる際に、内燃機関側に形成された挿入口の内周面とヨーク３３における小径部３３ｂの外周面との間で液密及び気密を確保するシールとして機能する。

燃料噴射弁１の中間部から基端側端部の近傍までの範囲に、樹脂カバー４７がモールドされている。樹脂カバー４７の先端側端部はヨーク３３の大径部３３ａの基端側の一部を被覆している。また、樹脂カバー４７を形成する樹脂によりコネクタ４１が一体的に形成されている。

次に、図２を参照して、ノズル部８の構成ついて、詳細に説明する。図２は、図１に示すノズル部８の近傍を拡大して示す断面図である。

弁座部材１５には、中心軸線１ａに沿う方向に貫通する貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅが形成されている。この貫通孔の途中には下流側に向かって縮径する円錐面１５ｖが形成されている。円錐面１５ｖ上には弁座１５ｂが構成され、弁体２７ｃが弁座１５ｂに離接することにより、燃料通路の開閉が行われる。なお、弁座１５ｂが形成された円錐面１５ｖを弁座面と呼ぶ場合もある。

なお、弁部７をシート部と呼んだり、弁座部材１５の弁座１５ｂ（図３参照）をシート部と呼んだりする場合がある。弁部７をシート部と呼ぶ場合は、弁座部材１５の弁座１５ｂに弁座部材１５側のシート部が構成され、弁体２７ｃの弁座１５ｂと当接する部位に弁体２７ｃ側のシート部が構成される。また、弁座１５ｂと、弁体２７ｃの弁座１５ｂとの当接部とを、シール部という場合もある。

孔部分１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅによって構成される貫通孔における、円錐面１５ｖから上側の孔部分１５ｄ，１５ｃ，１５ｖは、弁体２７ｃを収容する弁体収容孔を構成する。弁体収容孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖの内周面に、弁体２７ｃを中心軸線１ａに沿う方向に案内するガイド面１５ｃが形成されている。ガイド面１５ｃは可動子２７を案内する二つのガイド面のうち、下流側に位置する下流側ガイド面を構成する。

下流側ガイド面１５ｃとこの下流側ガイド面１５ｃに摺接する弁体２７ｃの摺接面２７ｃｂとは、可動子２７の変位を案内する下流側ガイド部５０Ａを構成する。

ガイド面１５ｃの上流側には、上流側に向かって拡径する拡径部１５ｄが形成されている。拡径部１５ｄは弁体２７ｃの組付けを容易にすると共に、燃料通路断面を拡大するのに役立っている。一方、弁体収容孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖの下端部は燃料導入孔１５ｅに接続され、燃料導入孔１５ｅの下端面が弁座部材１５の先端面１５ｔに開口している。

弁座部材１５の先端面１５ｔには、ノズルプレート２１ｎが取り付けられている。ノズルプレート２１ｎは弁座部材１５にレーザ溶接２３により固定されている。レーザ溶接部２３は、燃料噴射孔１１０が形成された噴射孔形成領域を取り囲むようにして、この噴射孔形成領域の周囲を一周している。

また、ノズルプレート２１ｎは板厚が均一な板状部材（平板）で構成されており、中央部に外方に向けて突き出すように突状部２１ｎａが形成されている。突状部２１ｎａは曲面（例えば球状面）で形成されている。突状部２１ｎａの内側には燃料室２１ａが形成されている。この燃料室２１ａは弁座部材１５に形成された燃料導入孔１５ｅに連通しており、燃料導入孔１５ｅを通じて燃料室２１ａに燃料が供給される。

突状部２１ｎａには複数の燃料噴射孔１１０が形成されている。燃料噴射孔の形態は特に問わない。燃料噴射孔１１０の上流側に燃料に旋回力を付与する旋回室を有するものであってもよい。燃料噴射孔の中心軸線１１０ａは燃料噴射弁の中心軸線１ａに対して平行であってもよいし、傾斜していてもよい。また、突状部２１ｎａが無い構成であってもよい。

本実施例において、燃料噴射孔１１０を開閉する弁部７は弁座部材１５と弁体２７ｃとによって構成され、燃料噴霧の形態を決定する燃料噴射部２１はノズルプレート２１ｎによって構成される。そして、弁部７と燃料噴射部２１とは、燃料噴射を行うためのノズル部８を構成している。すなわち、本実施例におけるノズル部８は、ノズルプレート２１ｎがノズル部８の本体側（弁座部材１５）の先端面１５ｔに接合されて構成されている。

また、本実施例では、弁体２７ｃは、球状を成すボール弁を用いている。このため、弁体２７ｃにおけるガイド面１５ｃと対向する部位には、周方向に間隔を置いて複数の切欠き面２７ｃａが設けられ、この切欠き面２７ｃａによって燃料通路１５ｈ（図３参照）が構成されている。弁体２７ｃはボール弁以外の弁体で構成することも可能である。例えば、ニードル弁を用いてもよい。

図３を参照して、可動子２７近傍の構成について、詳細に説明する。図３は、可動子２７の近傍を拡大して示す縦断面図である。

本実施例では、可動鉄心２７ａとロッド部２７ｂとは、可動鉄心２７ａの下端面とロッド部２７ｂの上端部とが溶接により接合され、一体に形成されている。本実施例では、ロッド部２７ｂと可動鉄心２７ａとは別部材で構成されているが、ロッド部２７ｂと可動鉄心２７ａとは一体に成型されたものであってもよい。

可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂには、中央部に中央溝（中央凹部）２７ａｇが形成され、中央溝２７ａｇの外周から可動鉄心２７ａの外周に向かって径方向に延設された径方向溝（径方向凹部）２７ａａが形成されている。中央溝２７ａｇの底面は、コイルばね３９のばね座を構成しており、コイルばね３９の一端が中央溝２７ａｇの底面と側面とに支持されている。

可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂは、固定鉄心２５の下端面２５ｂと対向する面である。上端面２７ａｂと下端面２５ｂとは、相互に磁気吸引力が作用する磁気吸引面を構成する。可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃには、径方向外側に向かって突出する突状部２７ａｈが、可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃの周方向に間隔を置いて複数形成されており、突状部２７ａｈは筒状体５の内周面５ｅに摺動するように構成されている。すなわち、突状部２７ａｈは可動子２７（可動鉄心２７ａ）側の摺動面（摺動部）を構成する。

また可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃには、切欠き面２７ａｉが周方向に間隔を置いて複数形成されており、切欠き面２７ａｉが燃料室３７に燃料を供給する燃料通路を構成している。切欠き面２７ａｉは外周面２７ａｃを構成する複数の円筒形状部を離間させるように配置された平面で構成される。すなわち、切欠き面２７ａｉを構成する平面は、円筒形状面の一部を切り欠いて、複数の円筒形状部を周方向に離間した状態で配置する。なお突状部２７ａｈは、切欠き面２７ａｉの部分を除く可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃに形成されている。

筒状体５の内周面５ｅは上流側ガイド面を構成し、上流側ガイド面５ｅと可動鉄心２７ａの突状部２７ａｈとは、可動子２７の変位を案内する上流側ガイド部５０Ｂを構成する。可動子２７は、上流側ガイド部５０Ｂと下流側ガイド部５０Ａ（図２参照）との二点で案内されて、中心軸線１ａ方向に往復動作する。

上述した突状部２７ａｈは、可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂとの間に中心軸線１ａ方向に間隔を置いて、上端面２７ａｂよりも下側に設けられている。可動鉄心２７ａに対する中心軸線１ａ方向における突状部２７ａｈの位置は、できるだけ可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂに近づけることが好ましい。これにより、上流側ガイド部５０Ｂと下流側ガイド部５０Ａとの間隔を大きくすることができ、可動子２７の傾きを小さくすることができる。本実施例では、突状部２７ａｈの下端と可動鉄心２７ａの下端面との間の距離Ｌ１は突状部２７ａｈの上端と可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂとの間の距離Ｌ２よりも大きくなるように可動鉄心２７ａが構成されている。

ここで、図４及び図５を参照して、可動子２７の可動鉄心２７ａの構成について、詳細に説明する。図４は、可動子２７の外観を示す斜視図である。図５は、可動子２７の外観を示す上面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。

上述したように、可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃには、切欠き面２７ａｉが周方向に間隔を置いて複数形成されている。本実施例では、切欠き面（中継燃料通路）２７ａｉは４つ設けられているが、切欠き面２７ａｉの個数は４つに限定されるわけではない。

径方向溝（中継燃料通路）２７ａａは、中央溝（中継燃料通路）２７ａｇの外周と切欠き面２７ａｉの上端部とを接続するように設けられる。切欠き面２７ａｉは可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃと筒状体５の内周面５ｅとの間に隙間を形成し、この隙間に固定鉄心２５の貫通孔１５ａから流下した燃料が流れる燃料通路が構成される。径方向溝２７ａａは、中央溝２７ａｇに構成される燃料通路と切欠き面２７ａｉに構成される燃料通路とを接続する燃料通路を構成する。径方向溝２７ａａは、切欠き面２７ａｉの個数と同じ数だけ設けられる。

本実施例では、切欠き面２７ａｉと径方向溝２７ａａと中央溝２７ａｇとは、可動鉄心２７ａの上流側に構成される上流側燃料通路と可動鉄心２７ａの下流側に構成される下流側燃料通路とを連通する中継燃料通路を構成する。切欠き面２７ａｉは軸方向の第１中継燃料通路部を構成し、径方向溝２７ａａは径方向の第２中継燃料通路部を構成し、中央溝２７ａｇは、可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂの中央部に溝で形成される第３中継燃料通路部を構成する。第２中継燃料通路部２７ａａは、第３中継燃料通路部２７ａｇの外周縁と第１中継燃料通路部２７ａｉの上流側端部とを接続する。

本実施例では、中央溝２７ａｇの底面と径方向溝２７ａａの底面とは、同じ高さに形成されているため、各底面が一平面を構成している。そして可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂは、中央溝２７ａｇの底面及び径方向溝２７ａａの底面が構成する平面から突出する突出部の先端面として構成される。

本実施例では、中央溝２７ａｇ及び径方向溝２７ａａの各底面が一平面を成すように構成したが、このような構成に限らず、径方向溝２７ａａの底面が中央溝２７ａｇの底面よりも低くなるように構成してもよい。すなわち、径方向溝２７ａａの底面が、中央溝２７ａｇの底面に対して、中心軸線１ａ方向において燃料噴射弁１の先端側に位置するように構成してもよい。

径方向溝２７ａａの底面を中央溝２７ａｇの底面に対して高くすると、各底面の段差によって可動鉄心２７ａの中央部に凹形状部が構成され、燃料流れの死水域（澱み）が形成される。しかし本実施例では、径方向溝２７ａａの底面と中央溝２７ａｇの底面とを同じ高さにするか、径方向溝２７ａａの底面を中央溝２７ａｇの底面よりも低くすることにより、死水域（澱み）が形成されないようにするか、死水域の範囲を小さくすることができる。

また、突状部２７ａｈの下端と可動鉄心２７ａの下端面との間の距離Ｌ１が突状部２７ａｈの上端と可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂとの間の距離Ｌ２よりも大きくなるように可動鉄心２７ａが構成されていることにより、切欠き面２７ａｉに構成される燃料通路を流れる燃料が突状部２７ａｈの下流側で可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃにおいて周方向の広い範囲に回り込みやすくなる。このため、外周面２７ａｃの下流側に形成される燃料流れの死水域を小さくすることができる。

図６及び図７を参照して、切欠き面２７ａｉに代えて溝形状部２７ａｊを設けた本実施例の変更例について説明する。図６は、可動子２７の変更例の外観を示す斜視図である。図７は、可動子２７の変更例の外観を示す上面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。

切欠き面２７ａｉは可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃと筒状体５の内周面５ｅとの間に燃料通路を形成するために設けているが、切欠き面２７ａｉに代えて溝形状部（中継燃料通路）２７ａｊを設けてもよい。本変更例は、切欠き面２７ａｉを中心軸線１ａ方向に延設された溝形状部（軸方向溝）２７ａｊに代えただけで、その他の構成は上述した実施例と同じである。従って、上述した実施例と同様の作用効果が得られる。

さらに本変更例では、溝形状部２７ａｊの深さを深くすることで（深さ方向の寸法を大きくすることで）、可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃに沿う方向の幅を狭くすることができ（幅方向の寸法を小さくすることができ）、径方向溝２７ａａの幅を狭くすることができる（幅方向の寸法を小さくすることができる）。すなわち、溝形状部２７ａｊの深さ方向の寸法を大きくすることで、可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃに沿う幅方向の寸法を小さくすることができ、径方向溝２７ａａの幅方向の寸法を小さくすることができる。これにより、磁気吸引力に影響する可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂの面積を大きくすることができ、磁気吸引力の低下を抑制することができる。

なお溝形状部２７ａｊの断面は、矩形状に限らず、半円状やその他の形状あってもよい。

図８を参照して、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関について説明する。図８は、燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。

内燃機関１００のエンジンブロック１０１にはシリンダ１０２が形成されおり、シリンダ１０２の頂部に吸気口１０３と排気口１０４とが設けられている。吸気口１０３には、吸気口１０３を開閉する吸気弁１０５が、また排気口１０４には排気口１０４を開閉する排気弁１０６が設けられている。エンジンブロック１０１に形成され、吸気口１０３に連通する吸気流路１０７の入口側端部１０７ａには吸気管１０８が接続されている。

燃料噴射弁１の燃料供給口２（図１参照）には燃料配管１１０が接続される。

吸気管１０８には燃料噴射弁１の取付け部１０９が形成されており、取付け部１０９に燃料噴射弁１を挿入する挿入口１０９ａが形成されている。挿入口１０９ａは吸気管１０８の内壁面（吸気流路）まで貫通しており、挿入口１０９ａに挿入された燃料噴射弁１から噴射された燃料は吸気流路内に噴射される。二方向噴霧の場合、エンジンブロック１０１に吸気口１０３が二つ設けられた形態の内燃機関を対象として、それぞれの燃料噴霧が各吸気口１０３（吸気弁１０５）を指向して噴射される。

図９を参照して、本発明との比較例について説明する。図９は、本発明との比較例における課題を説明すらための図である。

この比較例では、固定鉄心２５の貫通孔２５ａから流下した燃料流れＦＦは、可動鉄心２７ａの中心部に形成れた凹部に流入し、ロッド部２７ｂの内部を流下した後、ロッド部２７ｂに形成された開口部２７ｂｏから燃料室３７に構成れる燃料通路３に流出する。このような構成では、可動鉄心２７ａの下端部（燃料噴射弁の先端側に位置する端部）や、ロッド部２７ｂの内部に死水域（澱み）ＤＷが形成される。死水域ＤＷが形成されると、組立工程で混入した異物が死水域ＤＷに長時間に亘って留まり、燃料噴射弁の外部に排出されるまでに時間がかかる。従って、組立工程で混入する異物を排出するために、燃料噴射弁の組立が完了した後に行われる洗浄工程（慣らし運転）の時間が長くなる。これは生産効率の低下を招くだけでなく、洗浄に使用する洗浄液の使用量が増え、燃料噴射弁の製造コストが増加する。

本実施例の燃料噴射弁１によれば、可動子２７の内部には燃料通路が構成されず、燃料通路の全体が可動子２７の外部に構成される。さらに可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃに中心軸線１ａ方向に燃料を流す燃料通路が構成されるため、可動子２７の内部及び可動鉄心２７ａの下端部における死水域の発生を抑制すると共に、同部位における燃料流速を高めることができる。これにより、万が一、燃料流路内に異物が混入しても、その異物を速やかに燃料流路内から排出することができ、慣らし運転の時間を短縮することができる。従って、本実施例では、比較例に比べて生産効率が向上し、製造コストを抑制することができる。

また本実施例では、可動鉄心２７ａの上面部（径方向溝２７ａａの底面及び中央溝２７ａｇの底面）における流体抵抗を増加させ、開弁時における可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂと固定鉄心２５との下端面２５ｂとの衝突力（衝撃力）を弱めることができる。すなわち本実施例では、流体抵抗を利用したダンパーを構成することができる。これにより燃料噴射弁１の耐久性を向上することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、一部の構成の削除や、記載されていない他の構成の追加が可能である。

１…燃料噴射弁、１ａ…中心軸線、３…燃料通路、５…筒状体、５ｅ…筒状体５の内周面、９…駆動部、２５…固定鉄心、２７…可動子、２７ａ…可動鉄心、２７ａａ…径方向溝（燃料通路）、２７ａｃ…外周面、２７ａｇ…中央溝（燃料通路）、２７ａｈ…突状部（摺動部）、２７ａｉ…切欠き面（燃料通路）、２７ａｊ…溝形状部（燃料通路）、２７ｂ…ロッド部、２７ｃ…弁体。

Claims (5)

1. 協働して燃料通路を開閉する弁座及び弁体と、一端部に前記弁体を有し他端部に可動鉄心を有する可動子と、前記弁座が形成された弁座部材と、前記可動鉄心の前記弁体が設けられる側とは反対側の上端面と対向する下端面を有する固定鉄心と、前記可動子を囲繞する囲繞部材とを有する燃料噴射弁において、
   前記可動鉄心は、前記上端面と外周面とに、前記可動鉄心の上流側に構成される上流側燃料通路と前記可動鉄心の下流側に構成される下流側燃料通路とを連通する中継燃料通路を有することを特徴とする燃料噴射弁。
2. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、
   前記中継燃料通路は、前記可動鉄心の前記外周面に形成された溝形状又は平面で構成される軸方向の第１中継燃料通路部と、前記可動鉄心の前記上端面に形成された溝で構成される径方向の第２中継燃料通路部とを備えることを特徴とする燃料噴射弁。
3. 請求項２に記載の燃料噴射弁において、
   前記中継燃料通路は、前記可動鉄心の前記上端面の中央部に形成された溝で構成される第３中継燃料通路部を備え、
   前記第２中継燃料通路部は、前記第３中継燃料通路部の外周縁と前記第１中継燃料通路部の上流側端部とを接続することを特徴とする燃料噴射弁。
4. 請求項３に記載の燃料噴射弁において、
   前記第２中継燃料通路部の底面と前記第３中継燃料通路部の底面と同じ高さであるか、前記第２中継燃料通路部の底面が前記第３中継燃料通路部の底面よりも低く構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁において、
   前記上流側燃料通路を流下する全ての燃料は、前記中継燃料通路を介して、前記下流側燃料通路に流下することを特徴とする燃料噴射弁。

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