JP2023000620A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、スプリングアジャスタを廃止することで、部品点数を削減した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、協働して燃料通路３を開閉する弁座１５ｂ及び弁体２７ｃと、一端部に弁体２７ｃが設けられ他端部に可動鉄心２７ａが設けられた可動子２７と、可動鉄心２７ａとの間で磁気吸引力を発生する固定鉄心２５と、固定鉄心２５と可動子２７との間に設けられ、可動子２７に閉弁方向の付勢力を発生するスプリング３９と、を備え、スプリング３９は、固定鉄心２５の側の端部が固定鉄心２５に設けられた貫通孔２５ａの内周面に圧入されて固定される圧入部３９ａ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２０１７－５７７４０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、可動子を付勢するスプリングによって可動子に作用するサイドフォースを抑制することができる燃料噴射弁を提供することを目的として、協働して燃料通路を開閉する伴座及び弁体と、弁体が一端部に設けられ他端部に可動鉄心が設けられた可動子と、可動鉄心を閉弁方向に付勢し一端部の径方向位置が可動子又は固定鉄心の何れかに対して固定されたスプリングとを備える（要約参照）。

特許文献１の燃料噴射弁は、スプリングによる可動子の付勢力を調整するためにスプリングアジャスタが固定鉄心の貫通孔の内側に配設される（段落００２４－００２５及び図１参照）。

さらに特許文献１には、スプリングアジャスタにスプリングの一端部の径方向位置を固定する構成（係止構造）が開示されている（段落００８６－００９０及び図９参照）。この係止構造では、スプリングアジャスタの下端側端面（可動鉄心側端面）の外周部に外縁部が設けられ、この外縁部の内周面側にスプリングが圧入される。これによりスプリングの一端部は、スプリングアジャスタの径方向に位置ずれを生じない状態で固定されると共に、可動子の中心軸線に沿う方向にも位置が固定される。

特開２０１７－５７７４０号公報

特許文献１の燃料噴射弁では、スプリングによる可動子の付勢力がスプリングアジャスタにより調整され、可動子を付勢するスプリングによって可動子に作用するサイドフォースを抑制するために、スプリングの固定鉄心側の一端部がスプリングアジャスタにより固定される。このため特許文献１の燃料噴射弁では、スプリングによる可動子の付勢力の調整のため、またスプリングの固定鉄心側の一端部の固定のために、スプリングアジャスタが必要であり、部品点数の増加を招いていた。

本発明の目的は、スプリングアジャスタを廃止することで、部品点数を削減した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、
一端部に前記弁体が設けられ他端部に可動鉄心が設けられた可動子と、
前記可動鉄心との間で磁気吸引力を発生する固定鉄心と、
前記固定鉄心と前記可動子との間に設けられ、前記可動子に閉弁方向の付勢力を発生するスプリングと、を備え、
前記スプリングは、前記固定鉄心の側の端部が前記固定鉄心に設けられた貫通孔の内周面に圧入されて固定される圧入部を有する。

本発明によれば、スプリングアジャスタを廃止することで、部品点数を削減した燃料噴射弁を提供することができる。

本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、中心軸線１ａ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。 本発明の一実施例（実施例１）について、図１に示す可動鉄心２７ａの近傍を拡大して示す断面図である。 本発明の他の実施例（実施例２）について、図１に示す可動鉄心２７ａの近傍を拡大して示す断面図である。 燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。 可動子２７に作用するサイドフォースの説明図である。

本発明に係る実施例について、図面を参照して説明する。

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、中心軸線１ａ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（可動コア）２７ａが一体に設けられた可動子（弁組立体）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関係がない。

燃料噴射弁１には、金属材製の筒状体（筒状部材）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。すなわち、筒状体５の外周面及び内周面は円筒形状に形成されている。

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。筒状体５、弁座部材１５及び固定鉄心２５は、可動子２７を収容する弁ハウジングを構成している。

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（磁気回路）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（微小ギャップδ１の外周側）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。本実施例では、非磁性部５ｃを環状凹部で構成した例を示している。

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。可動鉄心２７ａは円環状の部材である。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。

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。また本実施例では、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。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は円筒形状であり、ロッド部２７ｂの上端に開口し軸方向に延設された孔２７ｂａを有する。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背圧室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を通じて背圧室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と背圧室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にはスプリング３９が設けられている。スプリング３９の一端は、可動鉄心２７ａに当接している。スプリング３９の他端部は、固定鉄心２５の貫通孔２５ａの内周面に固定されている。本実施例では、可動子27の付勢力を調整するためのスプリングアジャスタ（スプリング調整子）は設けられていない。スプリング３９は、可動鉄心２７ａと非固定で当接しているだけであるが、可動鉄心２７ａに固定されてもよい。スプリング３９の固定鉄心２５や可動鉄心２７ａに対する固定方法としては圧入を適用することができる。スプリング３９は固定鉄心２５と可動鉄心２７ａとの間に圧縮状態で配設される。

スプリング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する。本実施例では、スプリング３９の他端部（上端部）は固定鉄心２５の貫通孔２５ａの内周面に圧入されており、この圧入部（固定部）３９ａの中心軸線１ａに沿う方向における位置を貫通孔２５ａ内で調整することにより、スプリング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。

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、筒状体５を介して、可動鉄心２７ａの外周面と対向しており、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３３ｄ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に対して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と、弁体２７ｃの弁座１５ｂに当接する部位と、をシール部という。

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は中心軸線１ａに平行な内周面を構成する。

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９０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９０が形成されている。燃料噴射孔９０の形態は特に問わない。燃料噴射孔９０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９０の中心軸線９０ａは燃料噴射弁１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９０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。

以下、スプリング３９に係る実施例について説明する。

［実施例１］
図３を参照して、可動子２７の可動鉄心２７ａの近傍の構成について、詳細に説明する。図３は、本発明の一実施例（実施例１）について、図１に示す可動鉄心２７ａの近傍を拡大して示す断面図である。なお図３では、可動子２７の中心軸線（弁軸心）２７ｌと燃料噴射弁１の中心軸線１ａとが一致した状態を示している。

可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂの中央部には、下端側（弁体２７ｃ側）に向けて窪んだ凹部２７ａｉが形成されている。凹部２７ａｉの底部（底面）２７ａｇは、コイルばねで構成されるスプリング３９の一端部を支持するスプリング支持部（ばね座）を構成する。さらに、凹部２７ａｉの底部２７ａｇ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２７ａｉ内に流入した燃料を、ロッド部２７ｂの内側の空間２７ｂｉに流す燃料通路を構成する。スプリング３９のスプリング支持部（ばね座）２７ａｇは、開口部２７ａｆの外周部に構成される。

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。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に摺動するよう構成されている。すなわち内周面５ｅは、可動鉄心２７ａを囲繞して可動子２７の開閉弁方向の移動を案内する案内面を構成する。特に内周面５ｅは、可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃが摺接する上流側ガイド面を構成する。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。

本実施例では、可動子２７は、弁座部材１５に構成されたガイド面（下流側ガイド面）１５ｃ、及び筒状体５の内周面で構成された上流側ガイド面５ｅの二点で開閉弁方向の移動を案内されている。すなわち可動子２７は、上流側ガイド部５０Ｂと下流側ガイド部５０Ａ（図１参照）との二点で案内されて、中心軸線１ａ方向に往復動作する。この場合、可動子２７の弁体２７ｃが下流側ガイド面１５ｃにより案内され、可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃが上流側ガイド面５ｅにより案内される。

本実施例の燃料噴射弁１は、可動子２７をスプリング３９により閉弁方向（弁体２７ｃが弁座１５に当接する方向）に付勢し、開弁時は磁気吸引力を可動子２７の可動鉄心２７ａに作用させて、可動子２７の弁体２７ｃを弁座１５から引き離す。

ここで図６を参照して、スプリング３９における課題を説明する。図６は、本発明との比較例における課題を説明する図である。図６では、図１又は図３に記載された構成と対応する構成には、図１又は図３に記載した符号に「’」を付けた符号を付している。なお、スプリングアジャスタ３５’は本実施例には具備されておらず、図１又は図３には記載がない。

図６の比較例では、スプリング３９’の一端部は、可動鉄心２７ａ’の凹部２７ａｉ’の底面（ばね座）２７ａｇ’に当接している。スプリング３９’の他端部は、スプリングアジャスタ３５’の下端面に当接している。そして、スプリング３９’は、可動鉄心２７ａ’とスプリングアジャスタ３５’との間に挟持されている。

スプリング３９’の一端部は可動鉄心２７ａ’に対して固定されておらず、スプリング３９’の他端部もスプリングアジャスタ３５’に対して固定されていない。また、固定鉄心２５’の貫通孔２５ａ’の内周面とスプリング３９’の外周との間には隙間δ２が設けられており、可動鉄心２７ａ’の凹部２７ａｉ’の内周面２７ａａ’とスプリング３９’の外周との間には隙間δ３が設けられている。このため、スプリングアジャスタ３５’側におけるスプリング３９’の端部と可動鉄心２７ａ’側のスプリング３９’の端部とがそれぞれ逆方向に偏りを生じると、スプリング３９’の中心軸線３９ｘ’が可動子２７’の中心軸線２７ｌ’に対して傾き、可動子２７’に横方向の力（サイドフォース）が作用することになる。

可動子２７’にサイドフォースが加わると、可動子２７’は可動子２７’の開閉弁方向の移動を案内する案内面（筒状体の内周面５ｅ’及び弁体のガイド面）に押し付けられ、開閉弁動作の応答性が悪化することになる。また、可動子２７’が強く押し付けられることにより、可動子２７’の案内面の耐久性が低下することになる。

次に、図３に戻って、比較例における課題を解決するための手段について説明する。

本実施例では、スプリング３９は燃料供給孔２側に位置する上端部（他端部）３９ａが固定鉄心２５の貫通孔２５ａの内周面に圧入され、固定鉄心２５に固定されている。図３に図示するスプリング３９の上端部（他端部）３９ａは貫通孔２５ａに圧入される圧入部を構成する。

すなわち本実施例の燃料噴射弁１は、下記のように構成される。
協働して燃料通路３を開閉する弁座１５ｂ及び弁体２７ｃと、一端部に弁体２７ｃが設けられ他端部に可動鉄心２７ａが設けられた可動子２７と、可動鉄心２７ａとの間で磁気吸引力を発生する固定鉄心２５と、固定鉄心２５と可動子２７との間に設けられ、可動子２７に閉弁方向の付勢力を発生するスプリング３９と、を備え、スプリング３９は、固定鉄心２５の側の端部が固定鉄心２５に設けられた貫通孔２５ａの内周面に圧入されて固定される圧入部３９ａを有する。

スプリング３９は全長に亘って外径が一定の大きさ（寸法）を有するように形成されている。一方、固定鉄心２５の貫通孔２５ａは内径が一定の大きさ（寸法）を有するように形成され、その下端部には、下端面２５ｂから上端側に向かって凹部２５ａａが形成されている。このため、圧入部３９ａは凹部２５ａａの上端部（可動鉄心２７ａの側とは反対側の端部）からスプリング３９の上端部（可動鉄心２７ａの側とは反対側の端部）までの間に構成され、圧入部３９ａの長さ（圧入長さ）Ｌｐは中心軸線１ａに沿う方向において凹部２５ａａの上端部とスプリング３９の上端部との間の長さ（距離）になる。凹部２５ａａは貫通孔２５ａの内径φ２５１よりも大きな内径φ２５２有し、貫通孔２５ａの拡径部として形成される。

スプリング３９は、圧入部３９ａにおいてその外周が貫通孔２５ａの内周面に接し、圧入部３９ａよりも下端側ではスプリング３９の外周と拡径部２５ａａの内周面との間に隙間が形成される。これは、スプリング３９が拡径部２５ａａにおいて固定鉄心２５と非接触となることを意味する。すなわち本実施例の燃料噴射弁１では、スプリング３９は、圧入部３９ａよりも可動鉄心２７ａの側の部分が固定鉄心２５と非接触となるように設けられる。

本実施例の燃料噴射弁１では、固定鉄心２５は、燃料噴射弁１の中心軸線１ａに沿う方向において可動鉄心２７ａと対向する対向面（下端面）２５ｂを有すると共に、対向面２５ｂから可動鉄心２７ａの側とは反対側に向かって形成され貫通孔２５ａの内径よりも拡径された拡径部２５ａａを有し、圧入部３９ａは、拡径部２５ａａにおける可動鉄心２７ａの側とは反対側の端部から可動鉄心２７ａの側とは反対側に配置される。

これによりスプリング３９は、圧入部３９ａにおいてその伸縮が固定鉄心２５により制約され、拡径部２５ａａにおいてはその伸縮は固定鉄心２５により制約されることなく、可動子２７の動作に追従して自由に伸縮することができる。

本実施例では、スプリング３９の下端部は、可動鉄心２７ａに対して非固定である。可能であれば、スプリング３９の下端部を可動鉄心２７ａに対して固定してもよい。スプリング３９の下端部を可動鉄心２７ａに対して固定する場合は、スプリング３９の下端部を凹部２７ａｉの内周面２７ａａに圧入するなどの方法が考えられる。

本実施例によれば、スプリング３９の上端部が固定鉄心２５に固定されることで、スプリング３９の中心軸線３９ｘが可動子２７の中心軸線２７ｌに対して傾くのを抑制することができ、可動子２７に横方向の力（サイドフォース）が作用するのを抑制することができる。このため、可動子２７が開閉弁方向の移動を案内する案内面（筒状体の内周面５ｅ及び弁体２７ｃのガイド面１５ｃ）に押し付けられるのを抑制し、開閉弁動作の応答性の悪化を抑制することができる。また、可動子２７の案内面の耐久性を向上することができる。

また本実施例では、中心軸線１ａに沿う方向において、スプリング３９の圧入部３９ａの位置（スプリング３９の上端位置）を変えることで、可動子２７を閉弁方向に付勢する付勢力（セット荷重）を調整することができる。すなわちスプリング３９は、燃料噴射弁１の中心軸線１ａに沿う方向における圧入部３９ａの位置により可動子２７の付勢力が調整される。このため、スプリング３９の上端位置を固定すると共にセット荷重を調整するスプリングアジャスタ３５’（図６参照）を具備する必要がなく、部品点数を削減することができる。

一方、スプリング３９のセット荷重の調整に際して圧入部３９ａの長さＬｐが変化するため、セット荷重の調整時にスプリング３９のばね定数が変化する。セット荷重の調整時における、このばね定数の変化を抑制するため、スプリング３９の長さを長くしたり、拡径部２５ａａの中心軸線１ａに沿う方向の長さを適切な長さにしたりするなどの対策を行うとよい。

［実施例２］
図４を参照して、可動子２７の可動鉄心２７ａの近傍の構成について、詳細に説明する。図４は、本発明の他の実施例（実施例２）について、図１に示す可動鉄心２７ａの近傍を拡大して示す断面図である。なお図４も、図３と同様に、可動子２７の中心軸線（弁軸心）２７ｌと燃料噴射弁１の中心軸線１ａとが一致した状態を示している。図４において、図３と同様な構成には図３と同じ符号を付して説明を省略し、図３と異なる部分について説明する。

本実施例では、スプリング３９が配置される、固定鉄心２５の貫通孔２５ａの内径は、一定の大きさ（寸法）に形成されている。そしてスプリング３９の上端部３９ａの外径φ３９１を非圧入部の外径φ３９２よりも大きくして、貫通孔２５ａの内周面に圧入している。図４に図示するスプリング３９の上端部（他端部）３９ａは貫通孔２５ａに圧入される圧入部を構成する。

すなわち本実施例の燃料噴射弁１は、下記のように構成される。
協働して燃料通路３を開閉する弁座１５ｂ及び弁体２７ｃと、一端部に弁体２７ｃが設けられ他端部に可動鉄心２７ａが設けられた可動子２７と、可動鉄心２７ａとの間で磁気吸引力を発生する固定鉄心２５と、固定鉄心２５と可動子２７との間に設けられ、可動子２７に閉弁方向の付勢力を発生するスプリング３９と、を備え、スプリング３９は、固定鉄心２５の側の端部が固定鉄心２５に設けられた貫通孔２５ａの内周面に圧入されて固定される圧入部３９ａを有する。

スプリング３９の上端部（他端部）３９ａを貫通孔２５ａに圧入するために、スプリング３９の上端部３９ａの外径φ３９１は、スプリング３９が組み付け前の自然長を有する状態において、貫通孔２５ａの内径よりも大きな寸法を有する。すなわち本実施例のスプリング３９は、燃料噴射弁１に組み付けられる前の自然長の状態において、また燃料噴射弁１に組み付けられた状態において、大径部φ３９１（圧入前はφ３９１よりも更に大径となる）と小径部φ３９２とを有する。

そしてスプリング３９は、圧入部３９ａにおいてその外周が貫通孔２５ａの内周面に接し、圧入部３９ａよりも下端側ではスプリング３９の外周と貫通孔２５ａの内周面との間に隙間が形成される。これは、スプリング３９の圧入部３９ａよりも下端側では、貫通孔２５ａの内周面と非接触の状態となることを意味する。すなわち本実施例の燃料噴射弁１では、スプリング３９は、圧入部３９ａよりも可動鉄心２７ａの側の部分が固定鉄心２５と非接触に設けられる。

すなわち本実施例の燃料噴射弁１では、スプリング３９は、外径が大径φ３９１となる大径部と、外径が大径部に対して小径φ３９２となる小径部とを有し、スプリング３９は、大径部が固定鉄心２５の貫通孔２５ａの内周面に圧入されて圧入部３９ａを構成し、小径部が貫通孔２５ａの内周面との間に隙間を有して固定鉄心２５と非接触に設けられる。

スプリング３９は、圧入部３９ａにおいてその伸縮が固定鉄心２５により制約され、圧入部３９ａよりも下端側のスプリング３９の部分は、固定鉄心２５と非接触となり、伸縮が固定鉄心２５により制約されることなく、可動子２７の動作に追従して自由に伸縮することができる。

本実施例においても、実施例１と同様に、スプリング３９の上端部が固定鉄心２５に固定されることで、スプリング３９の中心軸線３９ｘが可動子２７の中心軸線２７ｌに対して傾くのを抑制することができ、可動子２７に作用する横方向の力（サイドフォース）に対して、実施例１と同様の作用効果が得られる。

また本実施例では、実施例１と同様に、中心軸線１ａに沿う方向において、スプリング３９の圧入部３９ａの位置（スプリング３９の上端位置）を変えることで、可動子２７を閉弁方向に付勢する付勢力（セット荷重）を調整することができる。すなわちスプリング３９は、燃料噴射弁１の中心軸線１ａに沿う方向における圧入部３９ａの位置により可動子２７の付勢力が調整される。このため、スプリング３９の上端位置を固定すると共にセット荷重を調整するスプリングアジャスタ３５’（図６参照）を具備する必要がなく、部品点数を削減することができる。

本実施例では、貫通孔２５ａの内周面に圧入するスプリング３９の部分３９ａを、外径を大きくすることで、スプリング３９の側で決定することができる。この外径を所定の大きさに設定することで、貫通孔２５ａの内周面に圧入されるスプリング３９の部分（長さ）が決定される。このため、スプリング３９のセット荷重の調整に際して圧入部３９ａの長さＬｐの変化を抑制することができ、セット荷重の調整時におけるスプリング３９のばね定数の変化を抑制することができる。これにより、燃料噴射弁１における流量調整が容易になる。

図１０を参照して、本発明に係る燃料噴射弁１を搭載した内燃機関について説明する。図１０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。また、上述した実施例とその変更例とは、それぞれの説明に記載された構成を、矛盾しない範囲内で、相互に適用可能である。

１…燃料噴射弁、１ａ…燃料噴射弁１の中心軸線、３…燃料通路、１５ｂ…弁座、２５…固定鉄心、２５ａ…固定鉄心２５の貫通孔、２５ａａ…貫通孔２５ａの拡径部、２５ｂ…可動鉄心２７ａと対向する固定鉄心２５の対向面（下端面）、２７…可動子、２７ａ…可動鉄心、２７ｃ…弁体、３９…スプリング、３９ａ…圧入部、φ３９１…スプリング３９の大径部の外径、φ３９２…スプリング３９の小径部の外径。

Claims (5)

1. 協働して燃料通路を開閉する弁座及び弁体と、
   一端部に前記弁体が設けられ他端部に可動鉄心が設けられた可動子と、
   前記可動鉄心との間で磁気吸引力を発生する固定鉄心と、
   前記固定鉄心と前記可動子との間に設けられ、前記可動子に閉弁方向の付勢力を発生するスプリングと、を備え、
   前記スプリングは、前記固定鉄心の側の端部が前記固定鉄心に設けられた貫通孔の内周面に圧入されて固定される圧入部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、
   前記スプリングは、前記圧入部よりも前記可動鉄心の側の部分が前記固定鉄心と非接触に設けられる燃料噴射弁。
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、当該燃料噴射弁の中心軸線に沿う方向において前記可動鉄心と対向する対向面を有すると共に、前記対向面から前記可動鉄心の側とは反対側に向かって形成され前記貫通孔の内径よりも拡径された拡径部を有し、
   前記圧入部は、前記拡径部における前記可動鉄心の側とは反対側の端部から前記可動鉄心の側とは反対側に配置される燃料噴射弁。
4. 請求項２に記載の燃料噴射弁において、
   前記スプリングは、外径が大径となる大径部と、外径が前記大径部に対して小径となる小径部とを有し、
   前記スプリングは、前記大径部が前記固定鉄心の前記貫通孔の内周面に圧入されて前記圧入部を構成し、前記小径部が前記貫通孔の前記内周面との間に隙間を有して前記固定鉄心と非接触に設けられる燃料噴射弁。
5. 請求項３又は４に記載の燃料噴射弁において、
   前記スプリングは、当該燃料噴射弁の中心軸線に沿う方向における前記圧入部の位置により前記可動子の付勢力が調整される燃料噴射弁。

Images