JP2018087546A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】
圧電素子の伸縮を直接弁体に伝えて駆動させ、且つ弁体が弁座から引上げられたときに燃料を噴射する燃料噴射弁において、弁体に作用する種々の力関係を適切に設定し、弁座と弁体接触の燃料油密性能の悪化を抑制する。
【解決手段】
軸方向に移動する弁体と、前記弁体を移動させるための駆動素子と、前記駆動素子の上流側に配置され温度による部品間の線膨張率の差を相殺するダンパー体と、を備えた燃料噴射弁において、前記駆動素子の上流側に配置された上部ケーシングと、当該上部ケーシングに固定されるとともに、前記ダンパー体の上流側に当接することで前記ダンパー体を固定する管形状、又は棒形状の固定部品と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図９

Description

本発明は、内燃機関に用いられる燃料噴射弁であって、印加電圧により全長が伸縮する圧電素子を有し、前記素子の全長の伸縮により弁体の開閉を行う弁に関する。

本発明の従来技術として以下の特許文献１には、通電の開始により圧電素子の伸びを直接弁体に伝えて、弁体を押すときに弁体先端部が弁座から離れることで、燃料流路を形成し、ここから燃料を噴射し、通電が終了すると弁体に備えられたスプリングの力により、弁体は引き戻され、弁座と当接し、燃料流路が閉鎖して燃料噴射を終了する構造を有した燃料噴射弁について記載されている。

特開２００２−３１０１０号公報

しかしながら、圧電素子は電圧を印加すると伸長する構造であるために、直接弁体を動作させる場合、弁体を押すことになり、弁体が押しだされて形成される隙間から燃料を噴射する構造となる。弁体先端は円錐形状が一般的であり、生成される噴霧は傘状噴霧となる。一般的に用いられる電磁方式燃料噴射弁の機能である通電して直接弁体を引き上げて、燃料を多噴孔より噴霧する燃料噴射弁と比較すると、噴霧形状の自由度が少なく、燃焼性能の改善には限界がでてくる。それを改善するために、圧電素子の伸縮を直接弁体に伝えて駆動させ、且つ、弁体が弁座から引上げられる機構を設け、燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁を開発した。該燃料噴射弁において、弁体に作用する燃料圧力及び付勢部材の力関係が適切でない状態が生じ、弁座と弁体接触の燃料油密性能を悪化させる場合があった。

そこで本発明は、圧電素子の伸縮を直接弁体に伝えて駆動させ、且つ弁体が弁座から引上げられたときに燃料を噴射する燃料噴射弁において、弁体に作用する種々の力関係を適切に設定し、弁座と弁体接触の燃料油密性能の悪化を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明では、軸方向に移動する弁体と、前記弁体を移動させるための駆動素子と、前記駆動素子の上流側に配置され温度による部品間の線膨張率の差を相殺するダンパー体と、を備えた燃料噴射弁において、前記駆動素子の上流側に配置された上部ケーシングと、当該上部ケーシングに固定されるとともに、前記ダンパー体の上流側に当接することで前記ダンパー体を固定する管形状、又は棒形状の固定部品と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、弁体に作用する力関係を適切に設定でき、油密性能の悪化を抑制することが可能となる。

本発明の一実施例に係る燃料噴射弁の構成を示す断面図である。 図１の上流側シート部１ａ（図１のＡ部）の近傍を拡大して示す拡大断面図である。 図１の下流側シート部１ｂ（図１のＢ部）の近傍を拡大して示す拡大断面図である。 図１のベローズ体８の近傍を拡大して示す拡大断面図である。 図１のダンパー体１２の近傍を拡大して示す拡大断面図である。 各条件における上流側シート部１ａの状態を示した拡大断面図である。 各条件における下流側シート部１ｂの状態を示した拡大断面図である。 本発明に係る燃料噴射弁１００の印加電圧と、上流側シート部１ａ及び下流側シート部１ｂの各弁座との当接状態との関係を示す図である。 図８Ａに示す上流側シート部１ａ及び下流側シート部１ｂの各弁座との当接状態を示す図である。 ダンパー体の固定部を示す詳細断面図である。

以下に、本発明の構造が多く用いられる燃料噴射弁の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態にかかる燃料噴射弁１００を説明する図である。図２は燃料噴射弁１００の上流側シート部２ａ（図１のＡ部詳細）を示す図、図３は燃料噴射弁１００の下流側シート部７ｂ（図１のＢ部詳細）を示す図ある。図４はベローズ体８についての詳細図であり、図５はダンパー体１２の詳細図である。

本実施例の燃料噴射弁１００の構成について図１で説明する。ノズル体３の下流側（内燃機関側）に対してノズル体３と同軸上に下流側弁座２が接合されている。弁体１は弁座２の上流側に配置されている。弁体１はノズル体３に内包され、ノズル体３と同軸上に位置し、ノズル体３の内径側で摺動する。ノズル体３と弁体１の間には第一付勢部材（本実施例の場合はコイルスプリング）４が設置される。

弁体１の上流側には、燃料を封止するベローズ体８が設けられている。ベローズ体８の上流側には、駆動素子１１が同軸上に位置する。駆動素子１１はベローズ体８により燃料から遮蔽されている。駆動素子１１の上流側には構成部品の線膨張を相殺するためのダンパー体１２が位置している。ダンパー体１２の上流側には、ダンパー体１２の位置を固定する固定部品１４が位置している。上記に記載した部品の外周にはケーシング体１６があり、ケーシング体１６は第二ケーシング９と第三ケーシング１０とで二重円管構造を有する。この二重円管構造で形成される隙間で燃料通路を形成している。ケーシング体１６の上流側に上部ケーシング１３が接合されている。燃料は、上部ケーシング１３の燃料供給口１３ａから供給され、ケーシング体１６が有する燃料通路を通り、弁体１とノズル体３の隙間を流れて、下流側シート部２ｂから、燃料機関に噴射される。

次に各部の構造について、詳細に説明する。下流側弁座部材２は弁体１とともに、流路を形成し、噴孔２ｂから必要とされる噴霧を形成するための部品である。下流側弁座部材２はノズル体３の下流側端部に固定されている。下流側弁座部材２は上流側において下流側に凹むように円錐形状凹み部２ｃが形成される。円錐形状凹み部２ｃは円錐形状には限定される球面形状となっていてもよく、その他の形状でも構わない。また、下流側弁座部材２は下流側において下流側に凸となるように球状凸形状２ｄを有している。

燃料を噴霧するための噴孔２ｂは、球状凸形状２ｄに１箇所以上、形成され、複数であることが望ましい。この噴孔２ｂは円錐形状凹み部２ｃの上流面から球状凸形状２ｄの下流面まで連通している。噴孔２ｂは図３に示すように上流側の小径孔と下流側の大径孔とが連続的に組み合わされて形成される。下流側弁座部材２の円錐形状凹み部２ｃの上流面には弁体１の下流側シート部１ｂが衝突するために、高硬度、溶接性、機械的特性も良好な材料（例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２の熱処理材）で製造することが望ましい。

弁体１は内燃機関へ燃料が洩れることを防止するために、弁体１の上流側、下流側のそれぞれに上流側、又は下流側に凸形状の略球面状シート部を有する。弁体１の詳細動作は図６、図７にてを用いて後述する。弁体１は図３に示すようにノズル体３の内面との摺動部１８を１箇所以上有している。摺動部１８は円筒形状で形成されるが円筒形状の一部を切り欠き、流路を形成することもある。

図２に示す弁体１の上流側シート部１ａには弁体１の衝突力が印加されるので、上流側の外径が細い小径部と外側に凸となる凸部（つば部）とのつなぎ部にＲ部を形成し、衝撃による応力を緩和する構造とする。弁体１の下流側シート部１ｂは下流側弁座２のテーパー面に衝突するために、高硬度、溶接性、機械的特性も良好な材料（例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２の熱処理材）で製作する。

ノズル体３は弁体１を内包し、弁体１を軸上下方に摺動可能に指示する部品である。ノズル体３は噴霧位相を決めるため、下流側弁座２との接合時の位置あわせに必要な形状（例えば平面）を具備する。弁体１のノズルの下流側外周には内燃機関で発生する燃焼ガスをシールするため、図１に示すように、シール部材１９を取り付ける溝３ａが１つ以上形成される。ノズル体３に摺動部１８を有している。なお、弁体１の摺動部１８はノズル体３内径に接触摺動する一部を切り欠いて、流路を形成することも出来る。

図１に示すようにノズル体３には上流側で径方向外側に拡大した、フランジ部が設けられている。このフランジ部に第一付勢部材４とストローク量の微調整に用いる円環状の調整リング５を組付ける。

第一付勢部材４は、弁体１を上流方向に付勢するための部品である。第一付勢部材４の内径は、弁体１の大径部の外径より大きく、弁体１の凸部（つば部）の外径よりも小さい。また、第一付勢部材４の外周部は第一ケーシング７の内周部と対向するように配置され、この対向する第一付勢部材４の外周部の外径は、第一ケーシング７の対応する内周部の内径よりも小さく設定される。なお、第一付勢部材４はノズル３と弁体１の同軸上に組付けられる。第一付勢部材４の下流側端面は、ノズル体３のフランジ部の上流側端面に着座している。一方、第一付勢部材４の上流側端面は弁体１の上流側シート部１ａの凸部（つば部）の下流側端面に着座している。上流側シート部１ａの凸部（つば部）のことをフランジ部と呼んでも良い。第一付勢部材４は、倒れを防止するために、両端面を研磨する。また、材質は、腐食に強く、バネ定数が大きいＳＵＳ６３１等が用いられる。

調整リング５の詳細は下記のとおりである。弁体１とノズル体３及び下流側弁座２の部品公差のばらつきでは、必要とするストローク量（１００μｍ程度）を調整することは難しい。そこで、リング幅（弁体軸方向厚み）の公差を厳しく管理した調整リング５で、公差のばらつきを調整する。調整リング５の下流側端面はノズル体３のフランジ部の上流側端面に当接して固定される。一方で、調整リング５の上流側端面は第一ケーシング７の下流側端面に当接して固定される。調整リング５は、弁体１と下流側弁座２の流路部の必要ストローク量の差分を調整リング５の板厚で調整し、必要ストローク量を満足する。

第一ケーシング７は、第一付勢部材４を内包し、上流側シート部材７ｂにて機関停止時の燃料封止を行なう部品である。第一ケーシング７の上流側シート部材７ｂは弁体１の上流側シート１ａと当接する弁座部７ａを有している。第一ケーシング７を組付けると、弁体１の上流側面部は先に組付けた第一付勢部材４の力により、弁体１の上流側シート１ａが第一ケーシング７の上流弁座面７ａに当接して固定される。

第一ケーシング７の上流側には、ベローズ体８を支える構造を有している。例えば、第一ケーシング７とベローズ８の下流側の蛇腹状部材８ａとの間に支持部材を設けて、ベローズ体８が支えされる構造とする。支持部材は第一ケーシング７と一体でも別体でもよい。図４に示すようにベローズ体８と弁体１の一部で、ベローズ体８と弁体１を結合するための弁体中間部材１ｃをレーザで接合するために、第一ケーシング７はビームを通すための貫通部７ｃを設けている。第一ケーシング７は高い燃料圧力が印加されるので、許容耐力が大きく、且つ溶接性の優れた材料（例えば、ＳＵＳ６３０といった析出硬化系ステンレス鋼）で製作される。

図１に示すように、溶接リング６はノズル体３と第一ケーシング７を溶接するための部品である。溶接リング６はノズル体３と第一ケーシング７と圧入により仮固定され、その後、溶接にて完全固定される。

この箇所は、燃料の圧力が印加されるために、溶接長は０．５ｍｍ以上確保する必要がある。溶接リング６は高い燃料圧力が印加されるので、許容耐力が大きく、且つ溶接性の優れた材料（例えば、ＳＵＳ６３０といった析出硬化系ステンレス鋼）で製作される。

ベローズ体８は燃料が駆動素子１１側に流入しないよう、駆動素子１１とその下流側を遮断する部品である。図４に示すようにベローズ体８は蛇腹状部材８ａ、上側金具８ｂで構成される。蛇腹状部材８ａの端面の上流側は上側金具８ｂと、下流側は弁体中間部材１ｃと接合されている。上側金具８ｂは中心部が空洞となっており、蛇腹状部材８ａをこれに溶接すると連通する穴となっている。弁体中間部材１ｃは蛇腹状部材８ａの内部を貫通して、上側金具８ｂの端面から突出し、駆動素子１１と線接触で接合している。本実施例では、駆動素子１１が下流端面１１ａを円錐状の凹部を形成し、弁体中間部材１ｃの端を略球形とすることで構成している。ベローズ体８は初期に圧縮状態としておくことで、耐久性が増加する。そのため、圧縮を加えるために、第一ケーシング７の突当て部に隙間を設けている。初期圧縮についての詳細は、図７を用いて後述する。

蛇腹状部材８ａの圧縮量を調整するための部品として、ベローズリング１５が形成される。ベローズ体８の寸法は、ベローズの製作方法や接合により、ばらつきが大きく、必要とする蛇腹状部材８ａの圧縮量がばらつく。そのため、ベローズリング１５の厚さを調整して、圧縮量を調整する機構とした。

図４に示すように第二ケーシング９は、駆動素子１１の周方向の位置とベローズ体８の圧縮量を保持し、燃料流路を構成する部品である。第二ケーシング９の下流側端面でベローズ体８の上側金具８ｂを付勢し、ベローズ体８を圧縮する。この状態でベローズ体８の上側金具８ｂの外周と第二ケーシング９の外周は重ねあわせ溶接で接合する。図５に示すように第二ケーシング９の上流側にはフランジ状突起９ａの円周状の突起があり、これで上部ケーシング１３との位置あわせを行なう。

第二ケーシング９は高い燃料圧力が印加されるので、許容耐力が大きく、且つ溶接性の優れた材料（例えば、ＳＵＳ６３０といった析出硬化系ステンレス鋼）で製作される。

図１、５に示すように上部ケーシング１３はダンパー体１２とそれを固定する固定部材１４を円周状に保持し、また燃料供給口１３ａを構成する部品である。さらに、燃料噴射弁１００を内燃機関に組付けるための取付け部品でもある。上部ケーシング１３には、第二ケーシング９、第三ケーシング１０、ダンパー体１２及び固定部品１４の取付け穴が同軸上に開口している。また、燃料供給口１３ａは第二ケーシング９と第三ケーシング１０を取り付ける穴の同軸上に設定されていない。

図５に示すように上部ケーシング１３の下流側端面には第二ケーシング９及び第三ケーシング１０を挿入する。第二ケーシング９のフランジ状突起９ａ及び第三ケーシング１０のフランジ状突起１０ａがあり、これが上部ケーシング１３に当接し、位置を固定後、全周溶接する。なお、固定及び溶接は、第二ケーシング９、第三ケーシング１０の工順にて行う。

上部ケーシング１３は高い燃料圧力が印加されるので、許容耐力が大きく、且つ溶接性の優れた材料（例えば、ＳＵＳ６３０といった析出硬化系ステンレス鋼）で製作される。

駆動素子１１は弁体１を移動させるための部品である。図４に示す通り、駆動素子１１の下流側端面１１ａは弁体中間部材１ｃと当接されている。駆動素子１１の下流側端面１１ａは円錐状の凹部を形成し、前記下流端面１１ａと同様、当接部の面圧を低減させ、磨耗を防ぐ。図５に示す通り、上流側端面１１ｂも円錐状の凹部を形成しているが、円錐状の凹部を形成している別部材を上流部端面に組付けることもできる。駆動素子１１は電圧を印加されると、全長が伸びる。一例として、圧電素子の場合、薄いセラミックス製の素子を積層して、電圧を印加させると数μｍから数十μｍ全長が伸びる。素子は両端部を金属製の蓋で固定される、素子の外周は伸縮できる形状の金属ケーシングにて覆われる。セラミックス製の圧電素子では、金属に比べて非常に線膨張率が低く、ステンレス鋼の１／１０程度となる。

第三ケーシング１０は燃料流路を構成するための部品である。第三ケーシング１０の上流側端面はフランジ状突起１０ａになっている。第三ケーシング１０の下流側端面から上流に１０ｍｍほど上流側までの内径は第二ケーシング９と同じだが、それより上流側では第二ケーシング９の外径よりも１ｍｍ以上大きくなる。第三ケーシング１０をノズル体３の下流側から挿入し、フランジ状突起１０ａを、上部ケーシング１３に突き当てて、固定し、上部ケーシング１３と第三ケーシング１０のフランジ状突起１０ａを外周溶接する。また、第三ケーシング１０の下流側内径部と第二ケーシング９の外径部は圧入となっており、この箇所を重ねあわせ、溶接で全周接合する。これにより、第二ケーシング９の外径と第三ケーシング１０の内径の間が隙間となり、ここを燃料が流れる。

図５に示すダンパー体１２は、部品間の線膨張率の差を相殺するための部品である。ダンパー体１２は駆動素子１１の上流側に位置している。ダンパー体１２は略球状になっている突起部１２ｃを具備しており、駆動素子１１の上流側端面１１ｂに形成された円錐状の凹部と当接している。ダンパー体１２にはシリンダ１２ｂとプランジャ１２ａとダイアフラム１２ｄから構成されており、シリンダ１２ｂとプランジャ１２ａとダイアフラム１２ｄの間には油が封入されている。油は気泡が混入しないように、脱気した状態でシリンダ１２ｂとプランジャ１２ａとダイアフラム１２ｄの間に注入される。温度が高くなると油が膨張し、その膨張分、ダイアフラム１２ｄが変形し、それに接続されているシリンダ１２ｂが追従して移動する。この移動により、下流側弁座２と弁体１の隙間が発生しないように接触を維持する。ダンパー体１２は駆動素子１１が高周波で駆動した場合の挙動では変動しない特性を有する。

固定部品１４はダンパー体１２を固定する部品である。ダンパー体１２に当接している駆動素子１１の駆動力は１０００Ｎ以上あり、この荷重を受けても、固定部品１４が軸方向に移動しないように、固定部品１４に印加する圧入荷重が設定される。

詳細は後述するが、固定方法は次のとおりである。固定部品１４を上部ケーシング１３に形成された穴部に圧入する。固定部品１４の圧入長さが規定値となるよう微調整を行なう。弁体１１の移動量が規定値となったときに、上部ケーシング１３と固定部品１４は仮固定される。固定方法は、かしめ等とする。その後、駆動素子１１が駆動するときの荷重に耐えるように、上部ケーシング１３と固定部品１４を接合して完全固定する。

図６は上流側シート部の動作、図７に下流側シート部の動作について示した図である。また、図８は本件の燃料噴射弁１００の動作方法について示した図である。加圧装置で規定圧力に加圧された燃料は、図示しない燃料配管を有し、上部ケーシング１３に形成された燃料供給口１３ａに供給され、燃料噴射弁１００の内部に流入する。

図６は、各条件における上流側シート部１ａの状態を示した拡大断面図である。図７は、各条件における下流側シート部１ｂの状態を示した拡大断面図である。図８Ａは、本発明に係る燃料噴射弁１００の印加電圧と、上流側シート部１ａ及び下流側シート部１ｂの各弁座との当接状態との関係を示す図である。図８Ｂは、図８Ａに示す上流側シート部１ａ及び下流側シート部１ｂの各弁座との当接状態を示す図である。なお図８Ｂでは、図８Ａに示す段階（１）〜（６）に対応させて、上流側シート部１ａ及び下流側シート部１ｂの各弁座との当接状態を示している。

加圧装置で規定圧力に加圧された燃料は、図示しない燃料配管を介して、上部ケーシング１３に具備された燃料供給口１３ａに供給され、燃料噴射弁１００の内部に流入する。

図８Ａ及び図８Ｂの（１）は機関及び燃料加圧装置の停止時の状態を示す。この時、駆動素子１１への電圧の印加は行われていない。この状態では、弁体１に設けられた第一付勢部材４の力により、弁体１は上流側シート部１ａが上流側弁座７ａと当接する位置まで押し上げられ、上流側シート部１ａと上流側弁座７ａとの間の燃料通路が閉じた状態である（図６（ａ）の状態）。この場合、燃料加圧装置は停止しているため燃料の供給は行われていないが、前回、機関の運転を停止するまで供給されていた燃料は上流側シート部１ａ及び上流側弁座７ａによって止められ、上流側シート部１ａ及び上流側弁座７ａの下流側には流下しない。従って、燃料噴射弁１００は閉弁した状態である。なお、下流側シート部１ｂと下流側弁座２ｃとの間の燃料通路は開いた状態である（図７（ａ）の状態）。

図８Ａ及び図８Ｂの（１）で、機関が停止されたままの状態で燃料加圧装置が作動すると、燃料が供給される。しかしこの状態では、駆動素子１１への電圧の印加は行われていない。そのため弁体１は、第一付勢部材４の付勢力とベローズ体８から作用する上流方向への力の双方により、上流方向へ押し上げられている。その結果、弁体１の上流側シート部１ａは第一ケーシング７の上流側弁座７ａと当接し、上流側シート部１ａと上流側弁座７ａとの間の燃料通路が閉じた状態が維持されている（図６（ａ）の状態）。この状態では、下流側シート部１ｂ側の燃料通路は開いているものの、上流側シート部１ａ側の燃料通路が閉じているため、燃料の流れが遮断される。この場合も、燃料噴射弁１００は閉弁した状態を維持している。このとき、燃料を遮断しないと、内燃機関の燃焼室内に燃料が流入してしまい、機関始動時に圧縮が発生し、内燃機関を破壊してしまう可能性がある。

図８Ａ及び図８Ｂの（２）は、燃料加圧装置が始動された後、機関が始動された状態（機関の作動中の状態）を示している。この状態では、エンジンコントロールユニットからの指令値に基づいて、燃料を燃料噴射弁１００から所定の流量だけ噴射する。弁体１は、必要とされる流量の燃料が流れ、圧力損失や噴霧性能が維持されるよう、下流側シート部１ｂ側の流路面積と上流側シート部１ａ側の流路面積との比が最適となるように、駆動素子１１に印加される電圧が制御されて駆動される。すなわち、駆動素子１１の駆動電圧が図８Ａの中間電圧に制御され、上流側シート部１ａと上流側弁座７ａとの間の燃料通路が開き（図６（ｂ）の状態）、下流側シート部１ｂと下流側弁座２ｃとの間の燃料通路も開いている状態であり、燃料噴射弁１００が開弁した状態である（図７（ａ）の状態）。

図８Ａ及び図８Ｂの（３）は、機関及び燃料加圧装置が共に作動している状態において、燃料噴射を停止させる状態を示す。弁体１の下流側シート部１ｂと下流側弁座２ｃとが当接するように、駆動素子１１に通電を行う。これにより、弁体１が下流側弁座２ｃ側へ移動する。結果、燃料流路が閉塞され、燃料噴射が停止する。すなわち、上流側シート部１ａと上流側弁座７ａとの間の燃料通路は開いた状態（図６（ｃ）の状態）であるが、下流側シート部１ｂと下流側弁座２ｃとの間の燃料通路が閉じた状態（図７（ｃ）の状態）となり、燃料噴射弁１００が閉弁した状態となる。

機関駆動時には、図８Ａ及び図８Ｂの（２）の状態と（３）の状態とを繰り返すことにより、機関の燃焼に必要とされる燃料量を適切なタイミングで燃料噴射弁１００から供給することが可能となる。図８Ａ及び図８Ｂの（４）の状態は（３）と同じ状態、（５）の状態は（２）と同じ状態である。ただし、（５）の状態では、途中で機関及び燃料加圧装置が停止され、弁体１は第一付勢部材４の付勢力とベローズ体８から作用する上流方向への力の双方により、上流方向へ押し上げられる。これにより、上流側シート部１ａが上流側弁座７ａに当接し、燃料噴射弁１００は閉弁した状態で動作を停止する。

すなわち本実施例の燃料噴射弁１００は、上流側シート部１ａが上流側弁座７ａから離間し、下流側シート部１ｂが下流側弁座２ｃから離間した状態に、弁体１を駆動素子１１により駆動して燃料を噴射する。燃料噴射弁１００は、駆動素子１１への通電を行っていない状態では、上流側シート部１ａが上流側弁座７ａと当接する向きに弁体１を付勢する、第一付勢部材４の付勢力を含む上流向き付勢力が、下流側シート部１ｂが下流側弁座２ｃと当接する向きに弁体１を付勢する下流向き付勢力よりも大きくなるように構成されている。燃料噴射弁１００は、駆動素子１１への通電中に、駆動素子１１の駆動力を含む下流向き付勢力が上流向き付勢力よりも大きくなるように駆動素子１１を駆動することにより、下流側シート部１ｂを下流側弁座２ｃに当接させて下流側燃料通路を閉じる。

図９にダンパー体１２の固定方法について示す。ダンパー体１２は、前述のとおり、部品間の線膨張率の差を相殺するための部品である。ダンパー体１２の突起部１２ｃは駆動素子１１の駆動素子上流側端面１１ｂと当接している。ダンパー体１２は、組付け時からどのような周囲温度条件においても必ず駆動素子１１の駆動素子上流側端面１１ｂと当接する必要がある。燃料噴射弁１００の温度が高くなると、筐体と駆動素子１１の線膨張差をダンパー体１２が相殺する。しかし、組立時からダンパー体１２と駆動素子１１の間に隙間が発生すると、所定の伸び量においても、筐体と駆動素子１１の線膨張差を埋めることができず、ひいては駆動素子１１と弁体１と接合している弁体中間部材１ｃのストローク量が小さくなる又はストロークせず、所定の燃料噴射量が得られなくなる。

そのため、ダンパー体１２の突起部１２ｃを確実に駆動素子１１の駆動素子上流側端面１１ｂと当接できるよう、固定部品１４にてダンパー体１２を押し込んで、固定部品１４の上流側端面に荷重をかけながら、ダンパー体１２を固定する。なお、固定部品１４の外径は上部ケーシング１３の挿入部の内径より大きくし、圧入となるような寸法設計とする。固定部品１４による圧入時は、燃料圧力を印加させ、燃料噴射を行いながら実施する。これは、駆動素子１１の変位量と弁体１の変位量の相関を確認し、燃料流量が想定通りに流れる位置にてダンパー体１２の押込み量を調整するためである。燃料流量が規定範囲になると、固定部品１４の圧入を停止し、上部ケーシング１３の薄肉部１３ｂを１か所以上加締め等により仮固定を行う。駆動素子１１の駆動力は１０００Ｎ以上あるために、加締めによる固定では、荷重によりダンパー体１２が所定位置より動いてしまうため、上部ケーシング１３の薄肉部１３ｂと固定部品１４を全周溶接にて本固定する。

以上の通り本実施例では、軸方向に移動する弁体１と、弁体１を移動させるための駆動素子１１と、駆動素子１１の上流側に配置され温度による部品間の線膨張率の差を相殺するダンパー体１２と、を備えた燃料噴射弁において、駆動素子１１の上流側に配置された上部ケーシング１３と、上部ケーシング１３に固定されるとともに、ダンパー体１２の上流側に当接することでダンパー体１２を固定する管形状、又は棒形状の固定部品１４と、を備えたことを特徴とする。また上部ケーシング１３には燃料供給口１３ａが形成されたことが望ましい。また駆動素子１１の外周を覆う内径側ケーシング（第二ケーシング９）と、内径側ケーシング（第二ケーシング９）の外周を覆う外径側ケーシング（第三ケーシング１０）と、を備え、内径側ケーシング（第二ケーシング９）及び前記外径側ケーシング（第三ケーシング１０）は上部ケーシング１３に固定されたことが望ましい。

また内径側ケーシング（第二ケーシング９）と外径側ケーシング（第三ケーシング１０）との間には燃料流路が形成され、上部ケーシング１３の燃料供給口１３ａから供給された燃料が燃料流路を介して下流に流れるように構成されたことが望ましい。

また上部ケーシング１３に形成された孔部に対して固定部材１４が圧入にて固定されていることが望ましい。また上部ケーシング１３の一部をかしめることにより固定部材１４を固定し、かつ、上部ケーシング１３と固定部材１４とがレーザ溶接にて固定されることが望ましい。また弁体１は下流側で燃料をシールする下流側シール部１ｂと上流側で燃料をシールする上流側シール部１ａとを有することが望ましい。

１ 弁体
１ａ 上流部シート部
１ｂ 下流部シート部
１ｃ 弁体中間部材
２ 下流側弁座
２ａ 下流側シート部
２ｂ 噴孔
３ ノズル体
４ 第一付勢部材
５ 調整リング
６ 溶接リング
７ 第一ケーシング
７ａ 上流側弁座部
７ｂ 上流側シート
８ シール体（ベローズ体）
８ａ 蛇腹部材
８ｂ 上側金具
８ｃ すきま
９ 第二ケーシング
９ａ フランジ状突起
１０ 第三ケーシング
１０ａ フランジ状突起
１１ 駆動素子
１１ａ 駆動素子下流側端面
１１ｂ 駆動素子上流側端面
１２ ダンパー体
１２ａ プランジャ
１２ｂ シリンダ
１２ｃ 突起部
１２ｄ ダイアフラム
１３ 上部ケーシング
１３ａ 燃料供給口
１３ｂ 薄肉部
１４ 固定部品
１５ ベローズリング
１６ ケーシング体
１７ 流路
１８ 摺動部
１９ シール部材
２０ かしめ部

Claims (7)

1. 軸方向に移動する弁体と、前記弁体を移動させるための駆動素子と、前記駆動素子の上流側に配置され温度による部品間の線膨張率の差を相殺するダンパー体と、を備えた燃料噴射弁において、
   前記駆動素子の上流側に配置された上部ケーシングと、
   当該上部ケーシングに固定されるとともに、前記ダンパー体の上流側に当接することで前記ダンパー体を固定する管形状、又は棒形状の固定部品と、を備えた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、
   前記上部ケーシングには燃料供給口が形成されたことを特徴とする燃料噴射弁。
3. 請求項１又は２に記載の燃料噴射弁において、
   前記駆動素子の外周を覆う内径側ケーシング（第二ケーシング９）と、前記内径側ケーシング（第二ケーシング９）の外周を覆う外径側ケーシング（第三ケーシング１０）と、を備え、
   前記内径側ケーシング（第二ケーシング９）及び前記外径側ケーシング（第三ケーシング１０）は前記上部ケーシングに固定されたことを特徴とする燃料噴射弁。
4. 請求項２に記載の燃料噴射弁において、
   前記駆動素子の外周を覆う内径側ケーシング（第二ケーシング９）と、前記内径側ケーシング（第二ケーシング９）の外周を覆う外径側ケーシング（第三ケーシング１０）と、を備え、
   前記内径側ケーシング（第二ケーシング９）と前記外径側ケーシング（第三ケーシング１０）との間には燃料流路が形成され、
   前記上部ケーシングの前記燃料供給口から供給された燃料が前記燃料流路を介して下流に流れるように構成されたことを特徴とする燃料噴射弁。
5. 請求項１又は２に記載の燃料噴射弁において、
   前記上部ケーシングに形成された孔部に対して前記固定部材が圧入にて固定されていることを特徴とする燃料噴射弁。
6. 請求項１、又は２に記載の燃料噴射弁において、
   前記上部ケーシングの一部をかしめることにより前記固定部材を固定し、かつ、前記上部ケーシングと前記固定部材とがレーザ溶接にて固定されることを特徴とする燃料噴射弁。
7. 請求項１、又は２に記載の燃料噴射弁において、
   前記弁体は下流側で燃料をシールする下流側シール部と上流側で燃料をシールする上流側シール部とを有することを特徴とする燃料噴射弁。

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