JP2022170778A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、内部の異物の排出性を高めることができる燃料噴射弁を提供することにある。【解決手段】本発明の燃料噴射弁は、可動鉄心を有する可動子と、可動鉄心との間に磁気吸引力を発生する固定鉄心と、可動子及び固定鉄心２５を内包する筒状体と、を備え、固定鉄心２５の外周面と筒状体の内周面との間に、固定鉄心２５の上流側と下流側とを連通する連通路２５ｈを有する。【選択図】図４Ａ

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２０１９－７３９３号公報（特許文献１）に記載された燃料噴射弁が知られている。この燃料噴射弁は、筒状体の内側に可動子と固定鉄心とを収容し、固定鉄心の中央部には中心軸線に沿う方向に貫通して燃料通路を構成する貫通孔が形成れている（段落００２２参照）。固定鉄心は筒状に形成され、筒状体の基端側に形成された大径部から筒状体の内側に挿入され、筒状体の基端側に形成された小径部に圧入固定されている（段落００２５参照）。

この燃料噴射弁では、固定鉄心の基端側の外周面が先端側の外周面に対して小径に形成され、筒状体の内周面との間に隙間が形成されている（図１参照）。

特開２０１９－７３９３号公報

特許文献１の燃料噴射弁では、固定鉄心の基端側の外周面と筒状体の内周面との間に形成される隙間が燃料の流れる方向において袋小路となり、燃料噴射弁の製造過程においてこの袋小路（隙間）に異物（コンタミ）が入り込むことにより、燃料噴射弁の内部清掃を兼ねる慣らし運転における異物の排出効率が低下し、慣らし運転に長時間を要することとなり、燃料噴射弁の生産性が低下する。

本発明の目的は、内部の異物の排出性を高めることが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、
可動鉄心を有する可動子と、
前記可動鉄心との間に磁気吸引力を発生する固定鉄心と、
前記可動子及び前記固定鉄心を内包する筒状体と、
を備え、
前記固定鉄心の外周面と前記筒状体の内周面との間に、前記固定鉄心の上流側と下流側とを連通する連通路を有する。

本発明によれば、燃料噴射弁内部の異物の排出性を高めることができ、燃料噴射弁の生産性を向上することができる。

本発明に係る燃料噴射弁１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近傍を拡大して示す縦断面図である。 本発明の燃料噴射弁１に適用される固定鉄心２５の一実施例（実施例１）について、固定鉄心２５の外観を示す斜視図である。 図４Ａの固定鉄心２５を基端側（可動鉄心２７ａの側とは反対側）から見た外観を示す平面図である。 図４Ａの固定鉄心２５の隙間形成部２５ｈの近傍を拡大して示す、中心軸線１ａに垂直な断面図である。 本発明の燃料噴射弁１に適用される固定鉄心２５の一実施例（実施例２）について、固定鉄心２５の外観を示す斜視図である。 図５Ａの固定鉄心２５を基端側（可動鉄心２７ａの側とは反対側）から見た外観を示す平面図である。 図５Ａの固定鉄心２５の隙間形成部２５ｈの近傍を拡大して示す、中心軸線１ａに垂直な断面図である。 本発明の燃料噴射弁１に適用される固定鉄心２５の一実施例（実施例３）について、固定鉄心２５の外観を示す斜視図である。 図６Ａの固定鉄心２５の外周面の形状を平面上に展開した図である。 図６Ａの固定鉄心２５を用いた場合の燃料流れを説明する概念図である。 燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。 本発明との比較例である燃料噴射弁１’に係る図であり、固定鉄心２５の近傍を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、各図及び各実施例で同様な構成には同じ符号を付して、重複する説明を省略するものとする。

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（弁軸心線）に一致し、且つ筒状体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）と呼ぶ場合がある。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図示しない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を内燃機関に搭載した形態における上下方向とは必ずしも一致しない。

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の基端側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の先端側端部の内側に挿入され、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の先端側端部の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、固定鉄心２５、可動子（可動部材）２７、電磁コイル２９、及びヨーク３３によって構成されている。固定鉄心２５は、筒状体５の内部（内周側）に固定される。可動子（可動部材）２７は、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である。電磁コイル２９は、可動子２７に構成された可動鉄心２７ａと固定鉄心２５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る。ヨーク３３は、電磁コイル２９の外周側で電磁コイル２９を覆う。

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。

可動鉄心２７ａ、固定鉄心２５及びヨーク３３は、電磁コイル２９に通電することによって発生す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に非磁性化処理を行うことにより、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、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。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。可動鉄心２７ａは円環形状である。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は細長い円筒形状であり、可動鉄心２７ａと弁体２７ｃとを接続する接続部である。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。

本実施例では、ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとを一部材で構成し、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、溶接により行われる。可動子２７は、ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとを別部材で構成し、ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとを一体に固定した構造であってもよい。

ロッド部２７ｂは円筒形状であり、孔２７ｂａを有する。孔２７ｂａは可動鉄心２７ａの下端部に開口を形成し、可動鉄心２７ａの内側に連通している。ロッド部２７ｂには内側と外側とを連通する連通孔（開口部）２７ｂｏが形成されている。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が形成されている。固定鉄心２５の貫通孔２５ａ内の燃料通路３は孔２７ｂａ及び連通孔２７ｂｏを通じて燃料室３７に連通している。孔２７ｂａ及び連通孔２７ｂｏは貫通孔２５ａ内の燃料通路３と燃料室３７とを連通する燃料流路３を構成する。

固定鉄心２５の貫通孔２５ａには可動子２７の付勢部材３９が設けられている。本実施例では、付勢部材３９をコイルばねで構成している。コイルばね３９の一端は、可動鉄心２７ａの内側に設けられたばね座２７ａｇ（図３参照）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の下端部（先端側端面）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）の付勢力が調節される。

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、可動子２７内に構成された燃料流路３に流れる。

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。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の先端側端部は、筒状体５と、全周に亘ってレーザ溶接２４により接合されている。

筒状体５の先端部には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。また弁座１５ｂは、弁体２７ｃと当接する弁座面１５ｖ側のシール部を構成する。

貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅ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、弁座面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、複数の燃料噴射孔７０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、複数の燃料噴射孔７０が形成されている。複数の燃料噴射孔７０の形態は特に問わない。燃料噴射孔７０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７０の中心軸線７０ａ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。

本実施例において、燃料噴射孔７０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によって下流側ガイド部５０Ａにおける燃料通路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とが一部材で一体に形成されている。可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂの中央部には、下端側に向けて窪んだ凹部２７ａａが形成されている。凹部２７ａａの底部には、ばね座２７ａｇが形成され、コイルばね３９の一端がばね座２７ａｇに支持されている。さらに、凹部２７ａａの底部には、ロッド部２７ｂの内側に連通する開口部２７ａｆが形成されている。開口部２７ａｆは、固定鉄心２５の貫通孔２５ａから凹部２７ａａ内の空間（燃料通路）２７ａｉに流入した燃料を、ロッド部２７ｂの内側の空間（燃料通路）２７ｂｉに流す燃料通路を構成する。

すなわち可動子２７は、一端部に設けられた弁体２７ｃと他端部に設けられた可動鉄心２７ａとの間に延設され可動鉄心２７ａよりも小径のロッド部２７ｂと、可動鉄心２７ａの内周側２７ａｉからロッド部２７ｂの内周側に連通するように形成された燃料通路２７ｂｉと、を有する。

本実施例では、ロッド部２７ｂと可動鉄心２７ａとを一部材で構成しているが、別々の部材で構成したものを一体に組み付けてもよい。

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。内周面５ｅは上流側ガイド面を構成し、外周面２７ａｃは上流側ガイド面５ｅに摺接する。上流側ガイド面５ｅと可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃ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と上述した下流側ガイド部５０Ａとの二点で案内されて、中心軸線（弁軸心線）１ａに沿う方向に往復動作する。

ここで、図８の比較例を参照して、固定鉄心２５の基端側部分における異物（コンタミ）の滞留の可能性について説明する。図８は、本発明との比較例である燃料噴射弁１’に係る図であり、固定鉄心２５の近傍を示す断面図である。

図８の燃料噴射弁１’では、固定鉄心２５’が筒状体５の内周面５ｅに圧入されて固定されている。固定鉄心２５’は、筒状体５の内周面５ｅへの圧入部となる大径外周面２５ｃ１と、大径外周面２５ｃ１に対して基端側に形成された基端側小径外周面（上側小径外周面）２５ｃ２と、大径外周面２５ｃ１に対して先端側に形成された先端側小径外周面（下側小径外周面）２５ｃ３と、を有する。先端側小径外周面２５ｃ３は可動鉄心２７ａの側、すなわち固定鉄心２５における可動鉄心２７ａとの対向面の側に形成される外周面であり、基端側小径外周面２５ｃ２は可動鉄心２７ａとの対向面２５ｂの側とは反対側、すなわち燃料供給口２の側に形成される外周面である。

基端側小径外周面２５ｃ２及び先端側小径外周面２５ｃ３の外径は、大径外周面２５ｃ１の外径よりも小さい。基端側小径外周面２５ｃ２の外径と先端側小径外周面２５ｃ３の外径とは、同じ大きさ（寸法）であってもよいし、いずれか一方の大きさ（寸法）が他方の大きさ（寸法）に対して大きくても、或いは小さくてもよい。

固定鉄心２５’の筒状体５への圧入に際して、大径外周面２５ｃ１が筒状体５の小径側５ｂの内周面に圧入される。筒状体５の基端側に大径部５ａが形成されていることにより、固定鉄心２５’を筒状体５に組み付ける際に、固定鉄心２５’に圧入荷重をかける必要がない。

基端側小径外周面２５ｃ２及び先端側小径外周面２５ｃ３は、その外径が大径外周面２５ｃ１の外径よりも小さく形成されていることで、筒状体５に対する固定鉄心２５’の圧入部の圧入方向における範囲が固定に必要かつ十分な大きさに限定される。

特に、基端側小径外周面２５ｃ２が設けられていることで、基端側小径外周面２５ｃ２と筒状体５の内周面５ｅとの間に隙間Ｓ２が形成される。この隙間Ｓ２は、燃料の流れる方向において袋小路となり、燃料噴射弁１’の製造過程においてこの袋小路（隙間）に異物（コンタミ）Ｃが入り込むことで、燃料噴射弁１’における異物Ｃの排出性が低下する。燃料噴射弁１’の製造過程においては、燃料噴射弁１’の内部清掃を兼ねる慣らし運転が行われるが、この慣らし運転における異物Ｃの排出効率が低下し、慣らし運転に長時間を要することとなる。その結果、燃料噴射弁１’の生産性は低下する。

また慣らし運転において異物Ｃを排出することができない場合、図８に矢印で示すように、出荷後に異物Ｃが動き、可動鉄心２７ａの摺動部やシート部に噛み込みが発生する虞がある。可動鉄心２７ａの摺動部やシート部に異物Ｃが噛み込むと可動子１７の動作不良を招き、特にシート部に異物Ｃが噛み込んだ場合、燃料が噴きっ放しになるという不具合を生じることになる。特に筒状体５の基端側に大径部５ａが形成されている場合、異物Ｃが隙間Ｓ２に入り込み易くなり、製造過程において燃料噴射弁１’の内部に異物Ｃが滞留し易くなる。

このような出荷後の動作不良や不具合を防止するため、燃料噴射弁１’の異物Ｃを排出するための慣らし運転には長時間を要する。

本実施例では、製造過程において燃料噴射弁１の内部に滞留する異物Ｃの排出性を向上させることで、燃料噴射弁１の内部清掃を兼ねる慣らし運転に時間を短縮し、燃料噴射弁１の生産性を向上させる。以下、このための手段（実施例）について、具体的に説明する。

［実施例１］
図４Ａ乃至４Ｃを参照して、本発明の固定鉄心２５の構成について説明する。

図４Ａは、本発明の燃料噴射弁１に適用される固定鉄心２５の一実施例（実施例１）について、固定鉄心２５の外観を示す斜視図である。

本実施例の燃料噴射弁１では、固定鉄心２５が筒状体５の内周面５ｅに圧入されて固定されている。固定鉄心２５は、筒状体５の内周面５ｅへの圧入部となる大径外周面（第１外周面）２５ｃ１と、大径外周面２５ｃ１に対して燃料噴射弁１の基端側に形成され大径外周面２５ｃ１よりも小径の基端側小径外周面（上側小径外周面、第２外周面）２５ｃ２と、大径外周面２５ｃ１に対して燃料噴射弁１の先端側に形成され大径外周面２５ｃ１よりも小径の先端側小径外周面（下側小径外周面、第３外周面）２５ｃ３と、を有する。大径外周面２５ｃ１、基端側小径外周面２５ｃ２及び先端側小径外周面２５ｃ３は、図８の比較例と同様に構成される。

図８の比較例と同様に、基端側小径外周面２５ｃ２の外径Ｄ２及び先端側小径外周面２５ｃ３の外径Ｄ３は、大径外周面２５ｃ１の外径Ｄ１よりも小さい（Ｄ２，Ｄ３＜Ｄ１）。基端側小径外周面２５ｃ２の外径Ｄ２と先端側小径外周面２５ｃ３の外径Ｄ３とは、同じ大きさ（寸法）であってもよいし、いずれか一方の大きさ（寸法）が他方の大きさ（寸法）に対して大きくても、或いは小さくてもよい。本実施例では、基端側小径外周面２５ｃ２の外径Ｄ２と先端側小径外周面２５ｃ３の外径Ｄ３とは、同じ大きさ（寸法）とする（Ｄ２＝Ｄ３）。

基端側小径外周面２５ｃ２と大径外周面２５ｃ１との間には、基端側小径外周面２５ｃ２から大径外周面２５ｃ１に向かって拡径するテーパ面（第１テーパ面）２５ｓ１が形成される。また、先端側小径外周面２５ｃ３と大径外周面２５ｃ１との間には、先端側小径外周面２５ｃ３から大径外周面２５ｃ１に向かって拡径するテーパ面（第２テーパ面）２５ｓ２が形成される。

本実施例の固定鉄心２５は、大径外周面２５ｃ１に中心軸線１ａに沿う方向に延設された溝形状部２５ｈを有する。溝形状部２５ｈは、大径外周面２５ｃ１の上端（基端側端部）から下端（先端側端部）までを貫通するように形成される。すなわち溝形状部２５ｈは、筒状体５に対する固定鉄心２５の圧入部を貫通して、圧入部の上流側隙間（上流側空間）Ｓ２と下流側隙間（下流側空間）Ｓ３とを連通するように設けられる。

図４Ｂは、図４Ａの固定鉄心２５を基端側（可動鉄心２７ａの側とは反対側）から見た外観を示す平面図である。

本実施例では、固定鉄心２５の外周と筒状体５の内周面５ｅとの間に、前記固定鉄心の上流側と下流側とを連通する連通路２５ｈが形成される。連通路２５ｈは固定鉄心２５の外周と筒状体５の内周面５ｅとの間に隙間（第１隙間）を形成し、連通路２５ｈは固定鉄心２５の基端側小径外周面２５ｃ２と筒状体５の内周面５ｅとの間に形成される隙間（第２隙間）Ｓ２を通じて固定鉄心２５の上流側に連通する。

本実施例では、固定鉄心２５の外周面に形成された溝形状部２５ｈが、固定鉄心２５の外周と筒状体５の内周面５ｅとの間に隙間（第１隙間）を形成して、圧入部２５ｃ１の上流側隙間（第２隙間）Ｓ２（図８参照）と下流側隙間（第３隙間）Ｓ３（図８参照）とを連通する連通路を形成する。このため溝形状部２５ｈは、隙間形成部又は連通路形成部と呼んで説明する。

溝形状部２５ｈを筒状体５の内周面５ｅに形成してもよい。しかし筒状体５は厚さ寸法が小さいため、溝形状部２５ｈは固定鉄心２５の側に形成することが好ましい。

隙間形成部（連通路形成部）２５ｈは、固定鉄心２５の外周面から径方向内側に窪んだ形状を成して固定鉄心２５の中心軸線に沿う方向に延設され、固定鉄心２５の大径外周面２５ｃ１の周方向に間隔を置いて複数設けられる。この場合、隙間形成部２５ｈは、大径外周面２５ｃ１の周方向に等間隔に配置されるとよい。なお本実施例では、固定鉄心２５の中心軸線は燃料噴射弁１の中心軸線１ａと一致する。

固定鉄心２５の大径外周面２５ｃ１は、周方向に間隔を置いて複数設けられる連通路形成部２５ｈの間に形成される外周面部が筒状体５の内周面５ｅに圧入される。筒状体５の内周面５ｅに圧入される外周面部の総面積は、固定鉄心２５の可動鉄心２７ａと対向する端面２５ｂの面積よりも大きくなるようにするとよい。これにより、磁路としてヨーク３３につながる固定鉄心２５の外周面の面積を大きくすることができ、固定鉄心２５とヨーク３３との接続部における磁気飽和を起こし難くすることができる。

隙間形成部２５ｈは、中心軸線１ａに垂直な断面が円弧形状をした溝形状部で構成される。すなわち隙間形成部２５ｈは、曲率半径ｒの円弧面により形成される。隙間形成部２５ｈは、曲率半径ｒが一定の円弧面に限らず、径方向内側に向かって窪む曲面（凹面）形状に形成されてもよい。

本実施例では、隙間形成部２５ｈの中で最も径方向内側に位置する部位（最深部）における中心軸線１ａからの距離（中心軸線１ａを中心とする半径位置）はＲ２５ｈであり、Ｒ２５ｈは基端側小径外周面２５ｃ２の半径Ｒ２５ｃ２に等しい。すなわち隙間形成部２５ｈの最深部と基端側小径外周面２５ｃ２とは中心軸線１ａから同距離にある。本実施例では、基端側小径外周面２５ｃ２と先端側小径外周面２５ｃ３とは同じ半径で、中心軸線１ａから同距離にある。このため、隙間形成部２５ｈの最深部と先端側小径外周面２５ｃ３とは中心軸線１ａから同距離にある。言い換えれば、隙間形成部２５ｈの最深部における固定鉄心２５の中心軸線からの距離Ｒ２５ｈは、基端側小径外周面２５ｃ２の半径Ｒ２５ｃ２（＝Ｄ２／２）及び先端側小径外周面２５ｃ３の半径（Ｄ３／２）と同じ大きさに形成される。

固定鉄心２５は磁路を形成する部材であり、隙間形成部２５ｈの形成状態によっては磁路の断面積を小さくすることになり兼ねない。本実施例では、可動鉄心２７ａとの対向面２５ｂに対して、径方向外側に隙間形成部２５ｈが形成されるため、磁路の断面積を小さくすることはない。また、隙間形成部２５ｈの最深部と基端側小径外周面２５ｃ２及び先端側小径外周面２５ｃ３とが中心軸線１ａから同距離に位置することで、隙間形成部２５ｈの径方向寸法を磁路断面積に影響しない範囲で最大に確保することができる。

本実施例では、隙間形成部２５ｈは、テーパ面（第１テーパ面）２５ｓ１とテーパ面（第２テーパ面）２５ｓ２とを含む範囲に形成される、特に本実施例では、Ｒ２５ｈとＲ２５ｃ２とが等しくなるように隙間形成部２５ｈが形成されていることにより、図４Ａに示すように、隙間形成部２５ｈはテーパ面２５ｓ１及びテーパ面２５ｓ２の全範囲に亘って形成される。すなわち隙間形成部２５ｈは、テーパ面２５ｓ１における燃料噴射弁１の基端側に位置する縁部（上縁部）からテーパ面２５ｓ２における燃料噴射弁１の先端側に位置する縁部（下縁部）に及ぶ範囲に形成される。隙間形成部２５ｈは、上流側隙間（上流側空間）Ｓ２（図８参照）と下流側隙間（下流側空間）Ｓ３（図８参照）とを連通するように形成されていればよく、隙間形成部２５ｈの最深部の深さや中心軸線１ａに沿う方向における長さ（形成範囲）は、必ずしも本実施例で説明した形態に限定される訳ではない。

図４Ｃは、図４Ａの固定鉄心２５の隙間形成部２５ｈの近傍を拡大して示す、中心軸線１ａに垂直な断面図である。

図４Ｃに示すように、直径φｃの球面内に収まる異物Ｃは、隙間形成部２５ｈによって固定鉄心２５の外周と筒状体５の内周面５ｅとの間に形成される隙間（連通路）を通じて、圧入部２５ｃ１の上流側に設けられた上流側隙間（上流側空間）Ｓ２（図８参照）から圧入部２５ｃ１の下流側に設けられた下流側隙間（下流側空間）Ｓ３（図８参照）に流下して、固定鉄心２５の下流側に移動することができる。

本実施例では、隙間形成部２５ｈは曲率半径ｒの円弧面により形成される。この場合、直径φｃは、筒状体５の内周面５ｅの半径（筒状体５の内径）Ｒ５ｅと、隙間形成部２５ｈの中で最も径方向内側に位置する部位（最深部）の半径Ｒ２５ｈとの差分（Ｒ５ｅ－Ｒ２５ｈ）に等しい。なお、半径Ｒ５ｅは、固定鉄心２５の圧入部２５ｃ１の半径、すなわち圧入部２５ｃ１の外径Ｄ１の二分の一大きさ（Ｄ１／２）とみなして差し支えない。

本実施例では、隙間形成部２５ｈを設けることによって、上流側隙間（上流側空間）Ｓ２が袋小路となることを防ぐことができる。

上流側隙間（上流側空間）Ｓ２に入り込んだ異物Ｃは、慣らし運転において、隙間形成部２５ｈによって形成される隙間（連通路）を通じて固定鉄心２５の下流側へ移動する。燃料噴射弁１では、弁体２７ｃと弁座１５ｂとの間に構成されるシート部において燃料通路の断面積が絞られる。このシート部を通過できる微小な異物Ｃは燃料噴射孔７０を通じて燃料噴射弁１の外部に排出され、燃料噴射弁１の内部の異物Ｃの排出性を高めることができる。隙間形成部２５ｈは、大径外周面２５ｃ１の周方向に等間隔に配置されることで、異物Ｃの排出性能が周方向で均一になり、排出性能がさらに向上する。

一方、シート部を通過することができない異物Ｃは、シート部に噛み込んで燃料噴射弁１の動作不良を引き起こす。慣らし運転において動作不良を起こした燃料噴射弁１は、不良品として出荷品から除外される。これにより本実施例では、不良品が出荷されるのを未然に防ぐことができる。

このように本実施例では、上流側隙間（上流側空間）Ｓ２に入り込んだ異物Ｃの、固定鉄心２５の下流側への移動が促進されることにより、短い慣らし運転で、異物Ｃの排出、又は異物Ｃによる不良品の選別が可能になる。このために、上述したφｃをシート部の隙間寸法よりも大きな値（寸法）に設定するとよい。これにより、燃料噴射弁１の不良を引き起こす大きさの異物Ｃを、上流側隙間（上流側空間）Ｓ２から固定鉄心２５の下流側へ確実に移動させることで、不良品の選別の精度が向上する。

本実施例のような隙間形成部２５ｈは、ドリルの側面を大径外周面２５ｃ１に沿うように当て、切削加工を行うことによって簡単に形成することができる。或いは、ドリル先端を大径外周面２５ｃ１に沿うように移動させて切削加工を行うことでも、隙間形成部２５ｈを形成することができる。

或いは、固定鉄心２５を型に嵌めて製作する際に、隙間形成部２５ｈを形成してもよい。この場合は、隙間形成部２５ｈの形状選択の自由度が高まる。

［実施例２］
図５Ａ乃至５Ｃを参照して、本発明の固定鉄心２５の構成について説明する。図５Ａは、本発明の燃料噴射弁１に適用される固定鉄心２５の一実施例（実施例２）について、固定鉄心２５の外観を示す斜視図である。図５Ｂは、図５Ａの固定鉄心２５を基端側（可動鉄心２７ａの側とは反対側）から見た外観を示す平面図である。図５Ｃは、図５Ａの固定鉄心２５の隙間形成部２５ｈの近傍を拡大して示す、中心軸線１ａに垂直な断面図である。

本実施例では、固定鉄心２５の外周面２５ｃ１に形成される隙間形成部２５ｈが平面を成す溝形状部で構成される。すなわち隙間形成部（連通路形成部）２５ｈは、平面形状に形成されて固定鉄心２５の外周面から径方向内側に窪んだ形状を成す。

この場合、隙間形成部２５ｈの中で最も径方向内側に位置する部位（最深部）は、溝形状部２５ｈの幅Ｗ２５ｈ方向における中央部に位置する。なお、溝形状部２５ｈの幅Ｗ２５ｈ方向は、ほぼ固定鉄心２５の外周面２５ｃ１の周方向に沿う。

隙間形成部２５ｈの形状以外の構成は、実施例１と同様である。本実施例においても、直径φｃ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３及び半径Ｒ５ｅ，Ｒ２５ｈ，Ｒ２５ｃ２は実施例１と同様に構成され、シート部を通じて粒径がφｃ以下の異物Ｃを燃料噴射弁１の外部に排出することができ、かつ固定鉄心２５に構成される磁路の断面積を最大にすることができる。

本実施例のような隙間形成部２５ｈは、幅広のエンドミルや旋盤等を用いて加工することができる。

［実施例３］
図６Ａ乃至６Ｃを参照して、本発明の固定鉄心２５の構成について説明する。

図６Ａは、本発明の燃料噴射弁１に適用される固定鉄心２５の一実施例（実施例３）について、固定鉄心２５の外観を示す斜視図である。

本実施例では、固定鉄心２５の外周面２５ｃ１に形成される隙間形成部２５ｈは実施例１と同様な形状を成しているものの、その個数が実施例１の場合よりも少ない。本実施例では、隙間形成部２５ｈは一つで構成される。

図６Ｂは、図６Ａの固定鉄心２５の外周面の形状を平面上に展開した図である。

本実施例では、固定鉄心２５の外周を周方向に旋回する従って、テーパ面（第１テーパ面）２５ｓ１は燃料噴射弁１の先端側に近づくように傾斜して設けられる。そして基端側から見てテーパ面２５ｓ１が最も深くなる部位（最深部）２５ｓ１ａに、一つの隙間形成部（連通路）２５ｈが設けられている。最深部２５ｓ１ａは、テーパ面２５ｓ１の中で固定鉄心２５の下端面（可動鉄心２７ａとの対向面）２５ｂに最接近する部位である。すなわち隙間形成部（連通路形成部）２５ｈは、テーパ面（第１テーパ面）２５ｓ１が燃料噴射弁１の先端側に最接近する位置に配置される。

本実施例では、テーパ面２５ｓ２は中心軸線１ａに沿う方向Ａに対して垂直となるように形成される形態を示しているが、傾斜していてもよい。

図６Ｃは、図６Ａの固定鉄心２５を用いた場合の燃料流れを説明する概念図である。

本実施例では、異物Ｃは燃料流れに乗り、中心軸線１ａに沿う方向Ａに対して傾斜したテーパ面２５ｓ１に案内されて隙間形成部（連通路）２５ｈに到る。このため、一つの隙間形成部（連通路）２５ｈで、異物Ｃを上流側隙間（上流側空間）Ｓ２（図８参照）から排出することができる。

隙間形成部２５ｈは一つに限定される訳ではなく、複数設けてもよい。この場合、基端側から見てテーパ面２５ｓ１が最も深くなる部位（最深部）２５ｓ１ａを固定鉄心２５の周方向に複数個設け、各最深部２５ｓ１ａに隙間形成部２５ｈを配置する。ただし、隙間形成部２５ｈを切削加工のような方法で形成する場合は、加工工数を減らすため、隙間形成部２５ｈの数は少ない方が好ましい。

また隙間形成部２５ｈは、実施例２で説明した形状と同様な形状に形成してもよい。

図１７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７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。

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、５…筒状体、５ｅ…筒状体５の内周面、２５…固定鉄心、２５ｃ１…固定鉄心２５の大径外周面、２５ｃ２…固定鉄心２５の基端側小径外周面、２５ｃ３…固定鉄心２５の先端側小径外周面、２５ｈ…連通路（連通路形成部）、２５ｓ１…第１テーパ面、２５ｓ１ａ…第１テーパ面２５ｓ１が燃料噴射弁の先端側に最接近する位置、２５ｓ２…第２テーパ面、２７…可動子、２７ａ…可動鉄心、Ｓ２…固定鉄心２５の基端側小径外周面２５ｃ２と筒状体５の内周面５ｅとの間に形成される隙間。

Claims (12)

1. 可動鉄心を有する可動子と、
   前記可動鉄心との間に磁気吸引力を発生する固定鉄心と、
   前記可動子及び前記固定鉄心を内包する筒状体と、
   を備え、
   前記固定鉄心の外周面と前記筒状体の内周面との間に、前記固定鉄心の上流側と下流側とを連通する連通路を有する燃料噴射弁。
2. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、
   前記連通路は、前記固定鉄心の外周面に形成された連通路形成部により構成される燃料噴射弁。
3. 請求項２に記載の燃料噴射弁において、
   前記固定鉄心は、前記筒状体の内周面に圧入される大径外周面と、前記大径外周面に対して燃料噴射弁の基端側に形成され前記大径外周面よりも小径の外周面を成す基端側小径外周面と、を有し、
   前記連通路形成部の上流側端部は、前記固定鉄心の前記基端側小径外周面と前記筒状体の前記内周面との間に形成される隙間を通じて前記固定鉄心の上流側に連通する燃料噴射弁。
4. 請求項３に記載の燃料噴射弁において、
   前記連通路形成部は、前記固定鉄心の外周面から径方向内側に窪んだ形状を成して前記固定鉄心の中心軸線に沿う方向に延設され、前記外周面の周方向に間隔を置いて複数設けられる燃料噴射弁。
5. 請求項４に記載の燃料噴射弁において、
   前記連通路形成部は、前記固定鉄心の外周面から径方向内側に窪んだ曲面形状を成す燃料噴射弁。
6. 請求項４に記載の燃料噴射弁において、
   前記連通路形成部は、平面形状に形成されて前記固定鉄心の外周面から径方向内側に窪んだ形状を成す燃料噴射弁。
7. 請求項５又は６に記載の燃料噴射弁において、
   前記固定鉄心は、前記大径外周面に対して燃料噴射弁の先端側に形成され前記大径外周面よりも小径の外周面を成す先端側小径外周面を有し、
   前記基端側小径外周面と前記大径外周面との間には、前記基端側小径外周面から前記大径外周面に向かって拡径する第１テーパ面が形成され、
   前記先端側小径外周面と前記大径外周面との間には、前記先端側小径外周面から前記大径外周面に向かって拡径する第２テーパ面が形成される燃料噴射弁。
8. 請求項７に記載の燃料噴射弁において、
   前記連通路形成部は、前記第１テーパ面と前記第２テーパ面とを含む範囲に形成される燃料噴射弁。
9. 請求項８に記載の燃料噴射弁において、
   前記基端側小径外周面と前記先端側小径外周面とは、両者の半径が同じ大きさに形成され、
   前記連通路形成部の中で最も径方向内側に位置する部位における前記固定鉄心の中心軸線からの距離は、前記基端側小径外周面及び前記先端側小径外周面の半径と同じ大きさに形成される燃料噴射弁。
10. 請求項９に記載の燃料噴射弁において、
    前記連通路形成部は、前記第１テーパ面における燃料噴射弁の基端側に位置する縁部から前記第２テーパ面における燃料噴射弁の先端側に位置する縁部に及ぶ範囲に形成される燃料噴射弁。
11. 請求項４に記載の燃料噴射弁において、
    前記固定鉄心は、前記大径外周面に対して燃料噴射弁の先端側に形成され前記大径外周面よりも小径の外周面を成す先端側小径外周面を有し、
    前記固定鉄心の前記大径外周面は、周方向に間隔を置いて複数設けられる前記連通路形成部の間に形成される外周面部が前記筒状体の内周面に圧入され、
    前記筒状体の内周面に圧入される前記外周面部の総面積は、前記固定鉄心の前記可動鉄心と対向する端面の面積よりも大きい燃料噴射弁。
12. 請求項３に記載の燃料噴射弁において、
    前記基端側小径外周面と前記大径外周面との間には、前記基端側小径外周面から前記大径外周面に向かって拡径する第１テーパ面が形成され、
    前記固定鉄心の外周を周方向に旋回する従って、前記第１テーパ面は燃料噴射弁の先端側に近づくように傾斜し、
    前記連通路形成部は、前記第１テーパ面が燃料噴射弁の先端側に最接近する位置に配置される燃料噴射弁。

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