JP2020186704A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定的に燃料を噴射可能な燃料噴射装置を提供する。【解決手段】アンカー１１０は、磁気コア１０１の磁気によって吸引される。段付き部１２８（第１つば状部）に、アンカー１１０が当接する。弁体１１３は、段付き部１２８の下流側に設けられる。突起部１２９は、段付き部１２８の上流側に設けられる。ロッドヘッド１２７は、突起部１２９の上流側に設けられる。中間部材１２５は、閉弁状態において段付き部１２８とアンカー１１０との間に隙間（間隙Ｇ２）を形成する。第二スプリング１２６（巻ばね）は、ロッドヘッド１２７と中間部材１２５の間に配置される。中間部材１２５の上流側に、第二スプリング１２６（巻ばね）の下流側の座巻をガイドする凸部１２５ｆ（第１凸部）が形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料噴射装置に関する。

本技術分野の背景技術としては、特願２０１６−５４８６０５号（特許文献１）等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、弁部材と、弁部材に対して相対変位可能なアンカーと、貫通孔が形成された磁気コアとを備え、アンカーと弁部材との双方にアンカーが弁部材に対して開弁方向に変位した場合に係合してアンカーの開弁方向への変位を規制する係合部を設けた燃料噴射弁において、弁部材側の係合部とアンカー側の係合部との間に間隙を形成する間隙形成部材と、間隙形成部材を閉弁方向に付勢する付勢ばねとを備え、間隙形成部材の外径と付勢ばねの外径と弁部材の最大外径とを貫通孔の内径よりも小さくしている（要約参照）。

弁部材（プランジャロッド）の一端部には弁体が設けられ、他端部には、プランジャロッドの直径よりも大きな外径を有する段付き部（鍔部）と、段付き部よりもさらに他端側に形成され段付き部よりも小径の突起部と、突起部に圧入固定されたキャップと、が設けられている（段落００１６参照）。キャップはプランジャロッドの段付き部側とは反対側の端部（上端部）に鍔部が形成され、この鍔部はプランジャロッドの段付き部側の端面（下端面）から段付き部側に向かって形成された筒状部を有し、この筒状部にプランジャロッドの突起部が圧入されている（段落００２３参照）。第３ばねの下流側には、プランジャロッドの鍔部と当接する面を有するスペーサが設けられ、スペーサの上端面は第３ばねの下端と当接し、スペーサの下端面はアンカーの上端面と当接する。

このような構成により、キャップの筒状部の径方向外側、かつスペーサの軸方向上流側には第３ばねが配置され、キャップの筒状部の外周面のみ第３ばねの内周と対向している（図２参照）。

特許第6232144号公報

特許文献１の燃料噴射弁（燃料噴射装置）では、キャップの筒状部の外周面が巻ばね（第３ばね）の内周と対向して巻ばねのガイド面を構成する。しかし、巻ばねの下流側内周には対向したガイド面が構成されていない。

すなわち、巻ばねの下流側は他部品とのクリアランス分、径方向にずれてしまう。この場合、巻ばねが伸縮変化を行う際に、ガイド面に接触しやすくなる。もしくは、巻ばねが発生させる径方向の力が大きくなり、本来発生させるべき軸方向の力のばらつきが大きくなる。以上のことは、弁部材の安定的な動作を阻害することになる。

本発明の目的は、安定的に燃料を噴射可能な燃料噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射装置は、磁気コアと、前記磁気コアの磁気によって吸引されるアンカーと、前記アンカーが当接する第１つば状部と、前記第１つば状部の下流側に設けられる弁体と、前記第１つば状部の上流側に設けられる突起部と、前記突起部の上流側に設けられるロッドヘッドと、閉弁状態において前記第１つば状部と前記アンカーとの間に隙間を形成する中間部材と、前記ロッドヘッドと前記中間部材の間に配置される巻ばねと、を備え、前記中間部材の上流側に、前記巻ばねの下流側の座巻をガイドする第１凸部が形成される。

本発明によれば、安定的に燃料を噴射することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施例に係る燃料噴射装置の全体構成を概略的に示す断面図である。 図１の部分拡大図で、燃料噴射装置の電磁コイルへの駆動電圧（電流）を印加していない状態（閉弁状態）を示す図である。 本発明の一実施例に係る弁部材を概略的に示した図である。 図１の部分拡大図で、燃料噴射装置の電磁コイルに駆動電圧（電流）を印加して、アンカーが弁体に当接した状態（開弁直前状態）を示す図である。 図１の部分拡大図で、燃料噴射装置の電磁コイルに駆動電圧（電流）を印加して、弁体が開弁途中にある状態（中間リフト状態）を示した図である。 図１の部分拡大図で、燃料噴射装置の電磁コイルに駆動電圧（電流）を印加して、弁体が開弁を完了した状態（フルリフト状態）を示した図である。 本発明の一実施例に係る弁部材の挙動（フルリフト）とアンカーの挙動を模式的に示す図である。 本発明の一実施例に係る弁部材の挙動（中間リフト）とアンカーの挙動を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施例について、図１〜図８を参照しつつ説明する。

（全体構成）
図１は、本発明の一実施例に係る燃料噴射装置１００の全体構成を概略的に示す断面図である。

燃料噴射装置１００は、例えば筒内直接噴射式のガソリンエンジン向けの燃料噴射装置である。本実施例では弁体を電磁的に駆動する電磁駆動式の燃料噴射装置を例に挙げて説明するが、以下で説明する弁体、ロッドヘッド、中間部材及び巻ばねを備えた構造を有する燃料噴射装置であれば、他の駆動方式の燃料噴射装置にも本発明は適用可能である。またポート噴射エンジン用の燃料噴射装置や、ディーゼルエンジン用の燃料噴射装置にも本発明は適用可能である。

燃料噴射装置１００の中心軸線１００aに沿う方向において、燃料噴射孔１１２に近い側（図１では下側）を下流側、燃料供給口１１１に近い側（図１では上側）を上流側と定義して説明する。これは、燃料噴射装置１００の内部に構成される燃料通路の構造に基づいており、燃料は燃料供給口１１１から燃料噴射孔１１２に向かって燃料噴射装置１００の内部をほぼ中心軸線１００aに沿って流れる。

本実施例では、弁部材１０４（弁部材アセンブリ）、アンカー１１０、第一スプリング１１８、調整子１１９、第三スプリング１２４、磁気コア１０１、弁体１１３、中間部材１２５、第二スプリング１２６、及びロッドヘッド１２７の各中心軸線は、中心軸線１００ａに一致するように配置されている。従って、弁体１１３の移動方向である開閉弁方向は、中心軸線１００ａに沿う。

なお、燃料供給口１１１に近い側（上流側）を基端側、燃料噴射孔１１２に近い側（図１では下側）を先端側と呼ぶ場合もある。また以下の説明において、上下方向を指定して説明する場合があるが、この上下方向は図１の上下方向に基づいており、燃料噴射装置１００が実装された状態における上下方向を指定するものではない。

燃料噴射装置１００は、燃料が供給される燃料供給口１１１を有する磁気コア（固定コア）１０１と、磁気コア１０１の下流側に設けられたノズルホルダ１０２と、ノズルホルダ１０２の下流側端部（先端部）に位置して燃料噴射孔１１２を形成する噴孔部材１０３と、を有している。噴孔部材１０３はノズルホルダ１０２の内側に挿入され、先端面の外周部に沿ってノズルホルダ１０２の先端部に溶接固定される。

噴孔部材１０３には、弁部材１０４を構成する弁体１１３が離接する弁座１０３aが形成される。噴孔部材１０３は、弁体１１３が着座することで燃料を封止する。弁体１１３は弁座１０３aに当接することで燃料をシールし、弁座１０３aから離れることで燃料の流通を許す。すなわち、弁体１１３及び弁座１０３aは協働して燃料通路を開閉する。

また、噴孔部材１０３の内部には、弁部材１０４を構成する弁体１１３の下流側先端部１１７の外周面をガイドするガイド部材１０５が圧入または塑性結合により固定されている。尚、ガイド部材１０５は噴孔部材１０３と一体で形成されてもよい。

磁気コア１０１の上流側内周部（径方向内側）には燃料フィルタ（図示せず）が設けられる。また磁気コア１０１の上流側外周面（径方向外側）１１４には、Ｏリングに代表されるシール部材１０６が、その下流側にはシール部材１０６を保護する保護部材１０７が組付けられている。シール部材１０６は燃料配管（図示せず）の内周面と磁気コア外周面１１４との間の隙間をシールし、燃料配管を流れる燃料の漏洩を防止する。

ノズルホルダ１０２の上流側外周部（径方向外側）には電磁コイル１０８が設けられ、その外周側には電磁コイル１０８を内包する形でハウジング１０９が設けられている。ハウジング１０９、磁気コア１０１及びアンカー（可動コア）１１０により磁気回路が形成される。これにより、アンカー１１０は、磁気コア１０１の磁気によって吸引される。

ノズルホルダ１０２の下流側外周部（径方向外側）には溝１１５が形成されており、樹脂材製のチップシールに代表されるシール部材１１６が溝１１５に嵌め込まれている。

磁気コア１０１及びノズルホルダ１０２の内部には、弁部材１０４、アンカー１１０、第一スプリング１１８、調整子１１９、及び第三スプリング１２４が配置される。弁部材１０４は、軸方向（中心軸線１００aに沿う方向）に移動することによって燃料噴射装置１００による燃料の噴射量を調整する。アンカー１１０は、磁気コア１０１の吸引力を受けて弁部材１０４を開弁方向に引き上げる。すなわちアンカー１１０は、弁体１１３に対して軸方向（開閉弁方向）に相対変位可能に構成されている。

第一スプリング１１８は、弁部材１０４及びアンカー１１０を下流方向（閉弁方向）に付勢する。調整子１１９は、第一スプリング１１８を支持し、第一スプリング１１８の圧縮量（すなわち付勢力）を調整する。第三スプリング１２４は、ノズルホルダ１０２に保持されアンカー１１０及び弁部材１０４を上流方向（開弁方向）に付勢する。

弁部材１０４（弁部材アセンブリ）は、主として、弁体１１３、中間部材１２５、第二スプリング１２６、及びロッドヘッド１２７により構成されている。弁体１１３は、閉弁状態で噴孔部材１０３と当接して燃料の流れを遮断する。中間部材１２５は、弁体１１３の上流側に位置して、中間部材１２５の上面１２５ａ（図２）は第二スプリングの着座面として形成され、アンカー１１０と弁体１１３との間に間隙Ｇ２（図２参照）を形成する。

すなわち、スペーサとしての中間部材１２５は、閉弁状態において段付き部１２８（第１つば状部）とアンカー１１０との間に隙間（間隙Ｇ２）を形成する。

第二スプリング１２６は、中間部材１２５を介してアンカー１１０を下流側に付勢する。ロッドヘッド１２７は、第一スプリング１１８及び第二スプリング１２６の着座面を形成する。さらにロッドヘッド１２７は、磁気コア１０１の径方向中央部に軸方向に貫通する貫通孔１０１ａと対向して摺動する摺動面１２７ｄ（図２参照）を形成する。本実施例では、第二スプリング１２６（巻ばね）の下流側は、中間部材１２５に支持される。

換言すれば、第二スプリング１２６（巻ばね）は、ロッドヘッド１２７と中間部材１２５の間に配置される。

ここで、弁部材１０４及びアンカー１１０の構成について、図２を用いて説明する。図２は、図１の部分拡大図で、燃料噴射装置１００の電磁コイル１０８への駆動電圧（電流）を印加していない状態（閉弁状態）を示す図である。すなわち、電磁駆動部への通電がオフされ、弁部材１０４が弁座１０３ａに着座した状態で、なお且つアンカー１１０が静止した状態を示している。

アンカー１１０は、貫通孔１１０ｃを有し、弁部材１０４の弁体１１３が貫通孔１１０ｃの内径に挿通するように構成される。これにより、アンカー１１０と弁部材１０４とは軸方向に相対変位可能に構成されている。

弁体１１３は、上流側端部にアンカー１１０を貫通する部分１１３ａ（アンカーの内径：貫通孔１１０ｃ）の直径よりも大きい外径を有する段付き部１２８を有する。段付き部１２８は弁体１１３の外周面から鍔状に張り出す構成とする。アンカーの上流側端面１１０ａが弁体段付き部１２８の下端面（下流側端面）１２８ｂと対向し、相対変位時にアンカーの上流側端面１１０ａが段付き部１２８の下端面１２８ｂに当接することで、弁体１１３に対する上流側（開弁方向）への相対変位が規制される。

換言すれば、段付き部１２８（第１つば状部）に、アンカー１１０が当接する。弁体１１３は、段付き部１２８（第１つば状部）の下流側に設けられる。

段付き部１２８の上端面（上流側端面）１２８ａから上部は段付き部１２８よりも小径の突起部１２９が設けられており、突起部１２９の上端面１２９ａには下流方向（段付き部１２８側）に穴部１３０が形成されている。すなわち、突起部１２９は、段付き部１２８（第１つば状部）の上流側に設けられる。

弁体１１３の段付き部１２８の上流側には、中間部材１２５が設けられている。中間部材１２５の下端面（下流側端面）１２５ｂには上流側（上面１２５ａ側）に向けて凹部１２５ｃが形成されており、凹部１２５ｃは段付き部１２８が収まる直径（内径）と深さを有している。すなわち、凹部１２５ｃの直径（内径）は段付き部１２８の直径（外径）よりも大きく、中間部材の凹部底面１２５ｅから中間部材の下端面１２５ｂまでの深さ寸法は段付き部１２８の上面１２８ａと下端面１２８ｂとの間の寸法（高さ寸法又は厚み寸法）よりも大きい。

（特徴的な構成）
中間部材の上面１２５aから上部は、上流側に向けて凸部１２５ｆが形成されており、凸部１２５ｆを経て、上端面１２５ｇに至る。すなわち、中間部材１２５の上流側に、第二スプリング１２６（巻ばね）の下流側の座巻をガイドする凸部１２５ｆ（第１凸部）が形成される。これにより、第二スプリング１２６（巻ばね）が伸縮する部分（座巻以外の部分）において第二スプリング１２６が凸部１２５ｆ（第１凸部）に接触することが低減されるため、第二スプリング１２６の付勢力の低減を抑制することができる。その結果、燃料噴射装置１００が安定的に駆動され、燃料噴射が安定する。

なお、凸部１２５ｆ（第１凸部）の外周面と上端面１２５ｇとの稜線に相当する部分には、Ｒ（フィレット）が形成される。これにより、第二スプリング１２６（巻ばね）の凸部１２５ｆへの組み付けを容易とし、組み立て性が向上する。また、中間部材１２５は、例えば、非磁性体のステンレスから構成され、切削、プレス、鋳造、粉末冶金等の種々の方法により成形される。

中間部材の凹部底面１２５eから中間部材１２５の上端面１２５ｇにかけては軸方向の貫通孔１２５ｄが形成されている。貫通孔１２５ｄには、弁体の突起部１２９が挿通される。中間部材１２５の上流側には第二スプリング１２６が設けられる。中間部材の上面１２５ａは第二スプリング１２６の下流側端部が当接するばね座を構成する。そして中間部材１２５の凸部１２５ｆの外周面は、第二スプリングの内径側（内周側）と対向する。

換言すれば、凸部１２５ｆ（第１凸部）は、円筒状であり、凸部１２５ｆの外周面は、第二スプリング１２６（巻ばね）の内周側と経方向において対向する。これにより、巻ばねが傾くことを抑制することができる。その結果、燃料噴射装置が安定的に駆動され、燃料噴射が安定する。

弁部材１０４の上流側端部にはロッドヘッド１２７が設けられている。すなわち、ロッドヘッド１２７は、突起部１２９の上流側に設けられる。ロッドヘッド１２７の上端部には径方向に張り出した鍔部１２７ｃが形成されており、鍔部１２７ｃの下端面１２７ｂに第二スプリング１２６の上流側端部が当接するばね座が構成され、鍔部１２７ｃの上端面１２７ａに第一スプリング１１８の一端部（下端部）が当接するばね座が構成されている。そして、ロッドヘッド１２７には第一スプリング１１８の内径よりも小さい径となるように構成された上流側突起部１３１が設けられている。上流側突起部１３１は鍔部１２７ｃの上端面１２７ａから上流側に突出している。

ここで、図３を用いて、弁部材１０４の構成をさらに詳細に説明する。図３は、本発明の一実施例に係る弁部材１０４を概略的に示した図である。
なお以下の説明では、磁気コア１０１の貫通孔とその内周面の両者に対して符号１０１ａを付して説明する。

はじめに、ロッドヘッド１２７について説明する。

ロッドヘッド１２７の鍔部摺動面１２７ｄと磁気コア１０１の貫通孔１０１ａの内周面とが相互に摺動する摺動面となり、弁部材１０４の開閉弁方向の移動を案内する。ロッドヘッド１２７の鍔部１２７ｃには、切欠き面１２７ｅが設けられており、磁気コア１０１の内周面１０１ａに対向する鍔部摺動面１２７ｄは周方向に間隔を置いて配置されている。切欠き面１２７ｅは鍔部１２７ｃの上方と下方の燃料通路を連通する燃料通路部を構成する。本実施例では、摺動面１２７ｄ及び切欠き面１２７ｅが鍔部１２７ｃの周方向にそれぞれ４個ずつ設けられているが、摺動面１２７ｄ及び切欠き面１２７ｅの数は４個に限られたものではなく、４個よりも多くてもよいし、少なくてもよい。

鍔部１２７ｃの下流側には、第二スプリング１２６の上流側端部が当接するばね座（下端面１２７ｂ）と、第二スプリング１２６の内径側（内周側）に対向する第二スプリング１２６のガイド面１３２が形成される。ガイド面１３２はたとえば、第二スプリング１２６の座巻部分のみをガイドすることが望ましく、本実施例においては第二スプリング１２６の上流側１巻目のみをガイドする構成としている。

換言すれば、ロッドヘッド１２７は、鍔部１２７ｃ（第２つば状部）と、鍔部１２７ｃの下流側に形成され、第二スプリング１２６（巻ばね）の上流側の座巻をガイドする第２凸部（第２凸部の外周面：ガイド面１３２）と、を有する。これにより、第二スプリング１２６（巻ばね）が伸縮する部分（座巻以外の部分）において第二スプリング１２６が第２凸部に接触することが低減されるため、第二スプリング１２６の付勢力の低減を抑制することができる。その結果、燃料噴射装置１００が安定的に駆動され、燃料噴射が安定する。

ガイド面１３２より下流には、ガイド面１３２の外径よりも小径の突起部１３３が設けられており、突起部１３３は弁体１１３の上流側端部に設けられた穴部１３０に圧入固定される。

燃料噴射装置１００の電磁コイル１０８へ駆動電圧（電流）を印加していない状態（図２を参照）では、ロッドヘッド１２７は上方（上流側）から第一スプリング１１８の付勢力（第一スプリング力）を受け、下方（下流側）から第二スプリング１２６の付勢力（第二スプリング力）を受ける。後述するように第一スプリング力は第二スプリング力よりも大きく、結果的に、ロッドヘッド１２７には第一スプリング力と第二スプリング力との差分の付勢力が弁体１１３の突起部１２９の上端面に向かって作用する。ロッドヘッド１２７には弁体１１３の穴部１３０から抜ける方向の力が加わらないので、ロッドヘッド１２７は穴部１３０に圧入固定するだけで十分であり、溶接する必要はない。

次に、中間部材１２５について説明する。中間部材１２５の上流部には前述したとおり、凸部１２５ｆが設けられており、凸部１２５ｆの外周面は第二スプリング１２６の内周面と対向し、第二スプリング１２６のガイド面としての機能を持たせる構成とする。

すなわち本実施例では、先端部に弁体１１３を有する弁部材１０４と、前記弁体１１３が着座することで燃料を封止する噴孔部材１０３と、前記弁体１１３と共に駆動され、前記弁体１１３に対して開閉弁方向に相対変位可能に構成されたアンカー１１０と、径方向中央部に軸方向に貫通する貫通孔１０１ａが形成された磁気コア１０１と、前記弁部材１０４に対して前記噴孔部材１０３の側を下流側としたときに、前記弁体１１３の上流側端部に設けられ、前記磁気コア１０１の前記貫通孔１０１ａと対向する摺動面（鍔部摺動面１２７ｄ）を有するロッドヘッド１２７と、前記ロッドヘッド１２７に支持される巻ばね（第二スプリング１２６）と、前記巻ばね（第二スプリング１２６）よりも下流に位置し、前記弁体１１３と当接した状態で前記アンカー１１０と前記弁体１１３に隙間（間隙Ｇ２）を形成する中間部材１２５と、を備えた燃料噴射装置１００において、前記中間部材１２５には、前記巻ばね（第二スプリング１２６）の内周側に対向する面（凸部１２５ｆの外周面）が設けられており、対向する面（凸部１２５ｆの外周面）が前記巻ばね（第二スプリング１２６）のガイド面となるように形成される。

（課題／効果）
弁部材１０４に備えられた第二スプリング１２６は所望の付勢力（セット荷重）を発生させるために、組立状態で任意のセット長に圧縮する必要がある。スプリングを圧縮する場合、理論上は偏りなく圧縮できるものの、現実的には偏りなく圧縮することは大変困難である。結果的にはスプリングの内周面と対向する面とのクリアランス分、スプリングの偏り、もしくはどちらかに傾きが発生してしまう。第二スプリングの下流側にガイド面がない状態で偏りもしくは傾きが発生した場合、第二スプリング１２６の内径部が弁体の突起部１２９と接触してしまう可能性がある。

仮に第二スプリング１２６の上流側ガイド面１３２を下流側まで延長した場合、ガイド面１３２に対して第二スプリングは相対運動を行うこととなる。ガイド面１３２のクリアランス分、偏りもしくは傾きが発生した状態、つまりは第二スプリング１２６の座巻部分以外の圧縮変化が発生する部分に、他部品との接触がある状態で第二スプリング１２６とガイド面１３２が相対運動を行うと、第二スプリング１２６には接触による抵抗が発生し、適正な付勢力が得られない、もしくは、燃料噴射装置１００の駆動毎に接触状態が変化し、付勢力が変化してしまう。

そこで本実施例の構成とすることで、第二スプリング１２６のガイド面を、当接面を有する中間部材１２５に設ける構成となる。これにより、第二スプリング１２６と相対運動を行わない部位にガイド面を設けることが可能であり、第二スプリング１２６が圧縮変化する際の接触による抵抗を低減しつつ、第二スプリング１２６の偏り、もしくは傾きを低減することが可能となる。その結果、第二スプリング１２６の付勢力を駆動毎に適正に発生させることが可能となる。

ここで、中間部材の凸部１２５ｆの高さ、すなわち中間部材の上端面１２５ｇの位置は、弁部材１０４として組み付けられた状態で、第二スプリング１２６の圧縮変化が発生しない部分、すなわち座巻部分に限定されることが望ましい。本実施例においては第二スプリング１２６の１巻分のみガイドをする構成となる。

すなわち、前記中間部材１２５に設けられた巻ばね（第二スプリング１２６）のガイド面は、前記巻ばねの座巻高さの範囲となるように構成される。換言すれば、凸部１２５ｆ（第１凸部）の軸方向の長さは、第二スプリング１２６（巻ばね）の下流側の座巻の軸方向の長さ以下である。これにより、巻ばねが伸縮する部分において巻ばねが第１凸部に接触しないため、巻ばねの付勢力の低減を防止することができる。本実施例では、座巻は１巻である。これにより、中間部材１２５と第二スプリング１２６（巻ばね）の組み合わせの軸方向長さを抑えることができる。また、中間部材１２５をコンパクトにすることができる。

このように、第二スプリング１２６の座巻部分以外の圧縮変化が発生する部分に、中間部材の凸部１２５ｆが接触することを抑制し、第二スプリング１２６の付勢力を、駆動毎に適正に発生させることが可能となる。

また、中間部材の軸方向の貫通孔１２５ｄと、挿通された弁体の突起部１２９とのクリアランス（ｇ１）よりも、弁体の段付き部外周面１２８ｃと中間部材の凹部１２５ｃとのクリアランス（ｇ２）を小さく構成し、中間部材の凹部１２５ｃと弁体段付き部の外周面１２８ｃが相互に摺動するように構成する。

換言すれば、中間部材１２５は、上流側に向かって凹む凹部１２５ｃを有し、段付き部１２８（第１つば状部）は、凹部１２５ｃの内周面上を軸方向に摺動する。図３に示すように、凹部１２５ｃの内周面と段付き部１２８（第１つば状部）の間の空隙g2は、円筒状の凸部１２５ｆ（第１凸部）の内周面と突起部１２９の外周面の間の空隙g1よりも狭い。これにより、段付き部１２８（第１つば状部）と凹部１２５ｃが協働することで第二スプリング１２６（巻ばね）が傾くことを抑制することができる。

すなわち、前記中間部材１２５は、前記弁体１１３（段付き部外周面１２８ｃ）と対向する摺動面（凹部１２５ｃの内周面）を有し、前記摺動面は前記ばね（第二スプリング１２６）のガイド面（凸部１２５ｆの外周面）よりも軸方向で下流側に位置するように構成される。

本実施形態では、図３に示すように、段付き部１２８（第１つば状部）の軸方向の長さL2は、凹部１２５ｃの底面（凹部底面１２５ｅ）から凸部１２５ｆ（第１凸部）の上流側の端部までの長さL1より長い。これにより、摺動長さの確保が容易となり、第二スプリング１２６（巻ばね）が傾くことを抑制することができる。

第二スプリングのガイド面高さは第二スプリング１２６の座巻分のみが望ましいため、弁部材１０４の構造を考慮した場合に、中間部材の軸方向の貫通孔１２５ｄと挿通された弁体の突起部１２９とで摺動を行う場合よりも、弁体の段付き部外周面１２８ｃと中間部材の凹部１２５ｃとで摺動を行う方が、より摺動長さの確保が容易となる。

摺動長さを長く確保可能であることは、中間部材１２５の傾き量をおさえることにつながるため、第二スプリング１２６が発生させる径方向の付勢力の低減につながり、適正な付勢力を発生させることが可能である。

中間部材１２５は第二スプリング１２６の付勢力を受けて、凹部底面１２５ｅが弁体１１３の段付き部１２８の上端面１２８ａに当接している。すなわち、凹部底面１２５ｅと段付き部１２８の上端面１２８ａとの間隙Ｇ３の大きさ（寸法）はゼロである。中間部材の凹部底面１２５eと段付き部の上端面１２８ａとは中間部材１２５と段付き部１２８とが当接する当接面を構成する。

（その他）
燃料噴射装置１００の電磁コイル１０８へ駆動電圧（電流）を印加していない状態（図２を参照）では、アンカー１１０は第三スプリング１２４の付勢力（第三スプリング力）を受けて磁気コア１０１側に向けて付勢される。このため、アンカー１１０の上面（上流側端面）１１０ａが中間部材の下端面１２５ｂに当接する。

第三スプリング１２４の付勢力は第二スプリング１２６の付勢力よりも弱い（小さい）ため、アンカー１１０は第二スプリング１２６により付勢された中間部材１２５を押し返すことはできず、中間部材１２５と第二スプリング１２６とにより上方（開弁方向）への動きを止められる。アンカー１１０の上面１１０ａと中間部材の下端面１２５ｂとはそれぞれアンカー１１０と中間部材１２５とが当接する当接面を構成する。

中間部材１２５は、弁体１１３の段付き部上端面（基準位置）１２８ａに位置づけられた状態で下端面１２５ｂがアンカー１１０と当接することにより、弁体１１３の係合部（段付き部下端面）１２８ｂとアンカー１１０の当接部（上面１１０ａ）との間に間隙Ｇ２（Ｇ２＞０）が形成される（図２）。第二スプリング１２６は中間部材１２５を段付き部上端面（基準位置）１２８ａに位置づけるように閉弁方向に付勢している。

中間部材１２５は、凹部底面１２５eが段付き部上端面（基準位置）１２８ａと当接することにより、段付き部上端面（基準位置）１２８ａに位置づけられる。ここで、以上説明した３つのスプリング１１８，１２６，１２４の付勢力について改めて説明しておく。第一スプリング１１８と第三スプリング１２４と第二スプリング１２６とのうち、第一スプリング１１８の付勢力が最も大きく、次に第二スプリング１２６の付勢力が大きく、第三スプリング１２４の付勢力が最も小さい。

本実施例では、アンカー１１０の上流側端面１１０ａと磁気コア１０１の下端面１０１ｂとが当接するものとして説明しているが、アンカー１１０の上流側端面１１０ａ又は磁気コア１０１の下端面１０１ｂのいずれか一方、或いはアンカー１１０の上流側端面１１０ａ及び磁気コア１０１の下端面１０１ｂの両方に突起部が設けられ、突起部と端面とが、或いは突起部同士が当接するように構成される場合もある。この場合、隙間Ｇ１＋Ｇ２は、アンカー１１０側の当接部と磁気コア１０１側の当接部との間の間隙になる。

次に、図２，４〜８を用いて、弁部材１０４及びアンカー１１０の動作について説明する。

電磁コイル１０８に通電中は、上記磁気回路を通る磁束によって磁気吸引ギャップＧ１＋Ｇ２においてアンカー１１０と磁気コア１０１との間に磁気吸引力が発生し、アンカー１１０が第二スプリング１２６の付勢力を超える力で吸引されることで磁気コア１０１側へ動き始める。

（閉弁状態）
最初に、図２の状態について説明する。図２の状態は、前述の通り電磁コイル１０８に駆動電圧（電流）が印加されていない状態（閉弁状態）である。

この状態では、アンカー１１０側の衝突面（上流側面１１０ａ）と磁気コア１０１側の衝突面（下端面１０１ｂ）との間に間隙Ｇ１＋Ｇ２が存在し、弁体１１３の段付き部下端面１２８ｂとアンカー１１０の上面１１０ａとの間に間隙Ｇ２が存在する。中間部材の凹部底面１２５ｅと段付き部上端面１２８ａとは接触しており（Ｇ３＝０）、また中間部材下端面１２５ｂとアンカー上面１１０ａとは接触している。弁部材１０４は第一スプリング１１８による付勢力で閉弁方向に付勢され、弁体１１３の下流側先端部１１７は弁座１０３ａに当接している。

（開弁直前状態）
次に図４の状態について、図７を参照しながら説明する。図４は、図１の部分拡大図で、燃料噴射装置１００の電磁コイル１０８に駆動電圧（電流）を印加して、アンカー１１０が弁体１１３に当接した状態（開弁直前状態）を示す図である。図７は、本発明の一実施例に係る弁部材１０４の挙動（フルリフト）とアンカー１１０の挙動を模式的に示す図である。

図４の状態は、図７の時刻IIにおける状態に相当する。電磁コイル１０８に通電が開始され、アンカー１１０と磁気コア１０１との間に磁気吸引力が作用し、この磁気吸引力が第二スプリング１２６の付勢力よりも大きくなるとアンカー１１０が上方（開弁方向）へ動き始める。区間I〜IIでは、アンカー１１０は単独で上方に移動し、この間、弁体１１３の下流側先端部１１７が噴孔部材１０３に当接している。図４は、アンカー１１０が上方へ移動し、アンカー１１０の上面１１０ａが弁体１１３の段付き部下端面１２８ｂに係合した状態を示している。すなわち、間隙Ｇ２＝０である。

アンカー１１０が上方へ変位した分だけ、アンカー１１０と磁気コア１０１との間隙の大きさが減少し、Ｇ１（Ｇ１＞０）となる。また、弁体１１３の段付き部上端面１２８ａと中間部材の凹部底面１２５ｅとの間隙（寸法）はＧ３（Ｇ３＞０）である。Ｇ３は中間部材の上面１２５ａの深さ寸法から段付き部１２８の上面１２８ａと下端面１２８ｂとの間隔寸法を差し引いた寸法を有する。すなわち、中間部材の下端面１２５ｂがアンカー１１０の上流側端面１１０ａに接触している状態で、アンカー１１０と弁体１１３とが相対変位可能な寸法に相当する。

区間I〜IIにおいて、アンカー１１０は加速し、ある程度の速度を有した状態で弁体１１３の段付き部下端面１２８ｂに当接する。このためアンカー１１０は、段付き部下端面１２８ｂに当接した時点から弁部材１０４を速やかに持ち上げることができ、弁体１１３の下流側先端部１１７は開弁動作を速やかに開始することができる。

（中間リフト状態）
図５は、図１の部分拡大図で、燃料噴射装置１００の電磁コイル１０８に駆動電圧（電流）を印加して、弁体１１３が開弁途中にある状態（中間リフト状態）を示した図である。

図５に示す状態は、図７の時刻IIIにおける状態に相当する。区間IIIの動作中、アンカー１１０、弁体１１３及び中間部材１２５は図５に示す状態を維持して、上方に移動する。図７の区間II〜VIでは、弁部材１０４とアンカー１１０との変位を表す曲線が重なっており、弁部材１０４とアンカー１１０とが一体となって変位している。そして、弁体１１３の下流側先端部１１７は噴孔部材１０３から離間する。

図５では、アンカー１１０の上流側端面１１０ａが磁気コア１０１の下端面１０１ｂに向かって変位をしている瞬間を示している。この場合、アンカー上流側端面１１０ａと磁気コア下端面１０１ｂとの間隙Ｇ1’（Ｇ1’＞０）はＧ１よりも変位分だけ小さくなる。また、中間部材１２５の下端面１２５ｂはアンカー上流側端面１１０ａに当接しており、また、弁体１１３の段付き部下端面１２８ｂとアンカー上流側端面１１０ａとが当接しているため（Ｇ２＝０）、弁体１１３の段付き部上端面１２８ａと中間部材の凹部底面１２５ｅとの間隙はＧ３（Ｇ３＞０）である。

（フルリフト状態）
図６は、図１の部分拡大図で、燃料噴射装置１００の電磁コイル１０８に駆動電圧（電流）を印加して、弁体１１３が開弁を完了した状態（フルリフト状態）を示した図である。

図６に示す状態は、図７の区間II〜VIにおいて、弁部材１０４の変位がピークとなる状態を示している。このときのアンカー１１０、弁体１１３及び中間部材１２５の位置関係は、アンカー１１０の磁気コア１０１からのバウンス状態や、弁体１１３の慣性力による単独での上方への移動量等によって異なる時間を経て、図６に示す状態となる。

図６では、アンカー上流側端面１１０ａと磁気コア下端面１０１ｂとの間隙Ｇ1の大きさはゼロである（Ｇ1＝０）。また、弁体１１３の段付き部下端面１２８ｂとアンカー上流側端面１１０ａとの間隙Ｇ２はゼロであり（Ｇ２＝０）、弁体１１３の段付き部上端面１２８ａと中間部材の凹部底面１２５ｅとの間隙はＧ３（Ｇ３＞０）である。

図６に示すように、アンカー１１０の上流側端面１１０ａが磁気コア１０１の下端面１０１ｂに衝突すると、アンカー１１０は上方への移動を妨げられる。このとき、弁体１１３はアンカー１１０に対して相対的に変位し始める。すなわち、磁気コア１０１の下端面１０１ｂに衝突して上方への移動を停止したアンカー１１０に対して、弁体１１３は慣性力で上方への移動を継続することにより、弁体１１３はアンカー１１０に対して相対的に変位する。このとき、弁体１１３の段付き部下端面１２８ｂとアンカー１１０の上面１１０ａとの当接は解除されるため、一時的にＧ２は弁体１１３のアンカー１１０に対する相対変位分だけ増加する。

弁体１１３が慣性力により単独でさらに上方へ移動する場合には、Ｇ３がゼロとなり、中間部材１２５が弁体１１３と一体で上方へ移動することにより、中間部材１２５の下端面１２５ｂがアンカー１１０の上面１１０ａから離れてしまう場合もある。弁体１１３が慣性力により単独で上方へ移動する場合には、所定のストローク量を超えて移動することになり、弁体１１３の下流側先端部１１７と噴孔部材１０３との隙間は一時的に開弁静止状態で維持される所定の大きさを超えることになる。

やがて上方へ移動した弁体１１３は第一スプリング１１８により押し戻され、段付き部下端面１２８ｂがアンカー１１０の上面１１０ａに当接した状態（図６の状態）で静止する。これにより、弁体１１３が所定のストローク量（Ｇ1）だけ持ち上げられた開弁静止状態となる。この状態では、アンカー１１０が磁気吸引力により磁気コア１０１に吸引され、弁部材１０４が第一スプリング１１８の付勢力により閉弁方向に付勢されるため、アンカー１１０と弁体１１３とは当接し一体となっている。

すなわち、弁体１１３の段付き部下端面１２８ｂとアンカー上流側端面１１０ａとが当接して、間隙Ｇ２の大きさはゼロとなる。また、第二スプリング１２６は磁気吸引力に対抗してアンカー１１０を押し戻すことはできないため、中間部材１２５の下端面１２５ｂはアンカー上流側端面１１０ａに当接している。このため、弁体１１３の段付き部上端面１２８ａと中間部材の凹部底面１２５ｅとの間隙はＧ３である。また、アンカー１１０と磁気コア１０１とは当接しており、アンカー１１０の上流側端面１１０ａと磁気コア１０１の下端面１０１ｂとの間隙大きさはゼロとなっている（Ｇ１＝０）。

図６に示した状態（フルリフト状態）において駆動パルスをＯＦＦにすると、電磁コイル１０８への通電が遮断され、アンカー１１０と磁気コア１０１との間に働く磁気吸引力が消失する。そして磁気吸引力が第一スプリング１１８の付勢力よりも小さくなると、弁部材１０４は閉弁方向への移動を開始する（図６の時刻V）。

電磁コイル１０８への通電遮断から磁気吸引力が第一スプリング１１８の付勢力よりも小さくなるまでには時間がかかるため、閉弁開始時刻は電磁コイル１０８への通電遮断のタイミングVよりも遅れる。閉弁方向へ移動を開始した弁部材１０４はアンカー１１０と一体になって変位し、Ｇ１だけ変位したのちに弁体１１３が弁座１０３ａに着座して閉弁状態に至る。

（中間リフト）
図８は、本発明の一実施例に係る弁部材の挙動（中間リフト）とアンカーの挙動を模式的に示す図である。図８では駆動パルスを短く制御した場合の弁部材１０４の挙動（中間リフト）及びアンカー１１０の挙動を示している。

図６の状態に至るフルリフトでの駆動に対して、図６の状態となる前（時刻V’）に噴射パルスをＯＦＦにする。このような駆動の場合は、アンカー１１０と当接して一体となった弁体１１３が、図５に示した中間リフトの状態からフルリフト状態に達する前に閉弁方向へ変位を開始し、弁体１１３の下流側先端部１１７が噴孔部材１０３に着座した時点（時刻VI’）で閉弁状態に至る。

前述したフルリフト状態でも、区間IV〜Vが短い状態、もしくは中間リフト状態に代表される噴射パルス幅の短い領域での燃料噴射装置１００の駆動は、第二スプリング１２６の付勢力（第二スプリング力）の影響を特に強く受ける。第二スプリング１２６の付勢力によって弁体の開弁挙動が変化するため、第二スプリング力を安定してアンカー１１０に作用させることは、特にパルス幅の短い領域における燃料噴射装置１００の駆動の安定化につながる。

燃料噴射装置１００の駆動の安定化は、燃料噴射装置が噴射する燃料の流量の安定化につながる。よって本実施例では、特にパルス幅の短い領域における燃料噴射装置１００の噴射毎の流量ばらつきを低減することが可能となる。

以上説明したように、本実施例によれば、燃料噴射装置１００が弁部材１０４の動作を安定的に行えるようにすることで、安定的に燃料を噴射することができる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や他の構成を組み合わせることができる。また本発明は、上記の実施例で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。

なお、本発明の実施例は、以下の態様であってもよい。

（１）．先端部に弁体を有する弁部材と、前記弁体が着座することで燃料を封止する噴孔部材と、前記弁体と共に駆動され、前記弁体に対して開閉弁方向に相対変位可能に構成されたアンカーと、径方向中央部に軸方向に貫通する貫通孔が形成された磁気コアと、前記弁部材に対して前記噴孔部材の側を下流側としたときに、前記弁体の上流側端部に設けられ、前記磁気コアの前記貫通孔と対向する摺動面を有するロッドヘッドと、前記ロッドヘッドに支持される巻ばねと、前記巻ばねよりも下流に位置し、前記弁体と当接した状態で前記アンカーと前記弁体に隙間を形成する中間部材と、を備えた燃料噴射装置において、前記中間部材には、前記巻ばねの内周側に対向する面が設けられており、対向する面が前記巻ばねのガイド面となるように形成された燃料噴射装置。

（２）．（１）に記載の燃料噴射装置において、前記中間部材に設けられた巻ばねのガイド面は、前記巻ばねの座巻高さの範囲となるように構成された燃料噴射装置。

（３）．（２）に記載の燃料噴射装置において、前記中間部材には前記弁体と対向する摺動面を有し、前記摺動面は前記ばねのガイド面よりも軸方向で下流側に位置するように構成された燃料噴射装置。

１００…燃料噴射装置
１００a…燃料噴射装置の中心軸線
１０１…磁気コア
１０１ａ…磁気コア１０１の貫通孔
１０１ｂ…磁気コア１０１の下端面
１０２…ノズルホルダ
１０３…噴孔部材
１０３ａ…弁座
１０４…弁部材
１０５…ガイド部材
１０６…シール部材
１０７…保護部材
１０８…電磁コイル
１０９…ハウジング
１１０…アンカー
１１０ａ…アンカー１１０の上流側端面
１１０ｃ…アンカー１１０の貫通孔
１１１…燃料供給口
１１２…燃料噴射孔
１１３…弁体
１１３ａ…アンカー１１０の内径（貫通孔）を貫通する部分
１１４…磁気コア外周面
１１５…溝
１１６…シール部材
１１７…弁体１１３の下流側先端部
１１８…第一スプリング（巻ばね）
１１９…調整子
１２４…第三スプリング
１２５…中間部材
１２５ａ…中間部材の上面
１２５ｂ…中間部材の下端面
１２５ｃ…中間部材の凹部
１２５ｄ…中間部材の貫通孔
１２５ｅ…中間部材の凹部底面
１２５ｆ…中間部材の凸部（第１凸部）
１２５ｇ…中間部材の上端面
１２６…第二スプリング（巻ばね）
１２７…ロッドヘッド
１２７ａ…ロッドヘッドの上流側端面
１２７ｂ…ロッドヘッドの下流側端面
１２７ｃ…ロッドヘッドの鍔部
１２７ｄ…ロッドヘッドの摺動面
１２７ｅ…ロッドヘッドの切欠き部
１２８…弁体の段付き部（第１つば状部）
１２８ａ…段付き部の上流側端面
１２８ｂ…段付き部１２８の下流側端面
１２８ｃ…段付き部外周面
１２９…弁体の突起部
１２９ａ…突起部の上端面
１３０…弁体の穴部
１３１…ロッドヘッドの上流側突起部
１３２…ガイド面
１３３…ロッドヘッドの突起部

Claims (7)

1. 磁気コアと、
   前記磁気コアの磁気によって吸引されるアンカーと、
   前記アンカーが当接する第１つば状部と、
   前記第１つば状部の下流側に設けられる弁体と、
   前記第１つば状部の上流側に設けられる突起部と、
   前記突起部の上流側に設けられるロッドヘッドと、
   閉弁状態において前記第１つば状部と前記アンカーとの間に隙間を形成する中間部材と、
   前記ロッドヘッドと前記中間部材の間に配置される巻ばねと、を備え、
   前記中間部材の上流側に、
   前記巻ばねの下流側の座巻をガイドする第１凸部が形成される
   ことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 請求項１に記載の燃料噴射装置であって、
   前記第１凸部の軸方向の長さは、
   前記巻ばねの下流側の座巻の軸方向の長さ以下である
   ことを特徴とする燃料噴射装置。
3. 請求項２に記載の燃料噴射装置であって、
   前記座巻は、
   １巻である
   ことを特徴とする燃料噴射装置。
4. 請求項２に記載の燃料噴射装置であって、
   前記第１凸部は、
   円筒状であり、
   前記第１凸部の外周面は、
   前記巻ばねの内周側と経方向において対向する
   ことを特徴とする燃料噴射装置。
5. 請求項４に記載の燃料噴射装置であって、
   前記中間部材は、
   上流側に向かって凹む凹部を有し、
   前記第１つば状部は、
   前記凹部の内周面上を軸方向に摺動し、
   前記凹部の内周面と前記第１つば状部の間の空隙g2は、
   円筒状の前記第１凸部の内周面と前記突起部の外周面の間の空隙g1よりも狭い
   ことを特徴とする燃料噴射装置。
6. 請求項５に記載の燃料噴射装置であって、
   前記第１つば状部の軸方向の長さL2は、
   前記凹部の底面から前記第１凸部の上流側の端部までの長さL1より長い
   ことを特徴とする燃料噴射装置。
7. 請求項６に記載の燃料噴射装置であって、
   前記ロッドヘッドは、
   第２つば状部と、
   前記第２つば状部の下流側に形成され、前記巻ばねの上流側の座巻をガイドする第２凸部と、を有する
   ことを特徴とする燃料噴射装置。

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