JP2023082881A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、固定鉄心の固定位置を厳密に規定す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、弁体および可動鉄心を有する可動子と、弁体が接離する弁座を有する弁座部材と、可動鉄心との間に磁気吸引力を発生する固定鉄心２５と、可動子、弁座部材および固定鉄心２５を内包する筒状部５と、を備える。そして筒状部５は、固定鉄心２５の筒状部５への挿入を所定の位置で規制する規制部（係合部）５ｈを有する。【選択図】図４

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、金属材製の筒状体と、筒状体に圧入固定された固定鉄心と、筒状体の内部において固定鉄心に対して燃料噴射弁の先端側に配置された可動子と、を備えている（段落００１２，００２０，００２５参照）。筒状体は、一端側の径が他端側の径に対して大きくなっており、固定鉄心は筒状体の小径部に圧入固定されている（段落００１２，００２５参照）。可動子は可動鉄心（可動コア）を有し、可動鉄心は固定鉄心と微小ギャップδ１を介して対向している（段落００２１参照）。

特開２０１９－７３９３号公報

特許文献１の燃料噴射弁では、可動鉄心が固定鉄心と微小ギャップδ１を介して対向し、この微小ギャップδ１が可動子、すなわち可動子に設けられた弁体のリフト量となり、弁体のリフト量は弁体と固定鉄心との間隔により設定される。このため、弁体のリフト量が流量に適した適切なリフト量になるよう、特に固定鉄心の固定位置は厳密に規定する必要がある。ここで、固定鉄心を筒状体に圧入固定する場合、固定鉄心の圧入時に、筒状体に対する固定鉄心の押し込みが足りなかったり、筒状体に対して固定鉄心を押し込み過ぎたりすることがあり、筒状体に対する固定鉄心の固定位置を厳密に規定することが難しかった。

本発明の目的は、固定鉄心の固定位置を厳密に規定す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、
弁体および可動鉄心を有する可動子と、前記弁体が接離する弁座を有する弁座部材と、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、前記弁座部材および前記固定鉄心を内包する筒状部と、を備え、
前記筒状部は、前記固定鉄心の前記筒状部への挿入を所定の位置で規制する規制部を有する。

本発明によれば、固定鉄心の固定位置を厳密に規定することができる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、弁軸芯（中心軸線）１ｘに沿う断面を示す断面図である。 図１に示す可動子２７の近傍を拡大して示す断面図である。 図２に示すノズル部８の近傍を拡大して示す断面図である。 本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、筒状体５に対する固定鉄心２５の組み付け構造を示す断面図である。 本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、筒状体５に対する弁座部材１５の組み付け方法を示す断面図である。 本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、筒状体５に対する固定鉄心２５の組み付け構造の変更例を示す断面図である。 燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。

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、弁軸芯（中心軸線）１ｘに沿う断面を示す断面図である。なお、符号１ｘは、燃料噴射弁１の中心軸線を示す。可動子２７の軸芯（弁軸芯）２７ｘは中心軸線１ｘに一致するように配置され、筒状体５及び弁座部材１５の中心軸線と一致している。

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に基づくもので、燃料噴射弁１を内燃機関に搭載した実装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（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１ｘ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１ｘ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方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の先端部の内周側に挿入され、レーザ溶接１９により筒状体５に固定されている。すなわち筒状体５は、弁座部材１５を内包するように保持している。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。弁座部材１５は、筒状体５の内周面に圧入することで、筒状体５の内周側に挿入されて溶接される際に、筒状体５に対する位置ずれを抑制することができる。

弁座部材１５にはノズルプレート２１ｎが固定され、弁座部材１５及びノズルプレート２１ｎはノズル部８を構成する。弁座部材１５及びノズルプレート２１ｎは、弁座部材１５が筒状体５の内周面５ｇ（図３参照）に挿入されて固定されることにより、筒状体５の先端側に組み付けられている。

本実施例の筒状体５は、燃料供給口２が設けられる部分から弁座部材１５及びノズルプレート２１ｎが固定される部分までが一部材で構成されている。筒状体５の先端側部分はノズル部８を保持するノズルホルダを構成する。本実施例では、ノズルホルダが筒状体５の基端側部分と共に一部材で構成されている。

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た可動子（可動部材）２７と、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、を備える。

可動子２７は、弁体２７ｃ、ロッド部（接続部）２７ｂ及び可動鉄心２７ａが一体に設けられて構成される。可動子２７は基端側に固定鉄心２５と対向する可動鉄心（可動コア）２７ａを有し、中心軸線１ｘに沿う方向に移動可能に組み付けられている。また電磁コイル２９は、固定鉄心２５と可動鉄心２７ａとが微小ギャップδ１を介して対向する位置の外周側（径方向外方）に配置されている。これにより、可動鉄心２７ａ及び固定鉄心２５は、相互間に電磁力を働かせて弁体２７ｃを駆動する。

筒状体５の内側には可動子２７及び固定鉄心２５が収容されており、筒状体５は固定鉄心２５と当接すると共に、可動鉄心２７ａの外周面と対向して可動鉄心２７ａ及び固定鉄心２５を囲繞するハウジングを構成している。すなわち筒状体５は、可動子２７及び固定鉄心２５を内包している。

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。

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１ｘに沿う方向に貫通する貫通孔２５ａを有する。貫通孔２５ａは、可動鉄心２７ａの上流側の燃料通路（上流側燃料通路）３を構成する。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。

可動鉄心２７ａは円環状の部材である。弁体２７ｃは弁座１５ｂ（図３参照）と当接する部材である。弁座１５ｂ及び弁体２７ｃは協働して燃料噴射孔５１（図３参照）の上流側で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、可動鉄心２７ａとロッド部２７ｂとが固定されているが、可動鉄心２７ａとロッド部２７ｂとが相対変位可能に連結された構成であってもよい。

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。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の上端が可動鉄心２７ａの下端部に開口し、軸方向に延設された孔２７ｂａを有する。ロッド部２７ｂには内側（内周側）と外側（外周側）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にはばね部材３９が設けられている。本実施例では、ばね部材３９はコイルばねで構成される。以下、コイルばね３９と呼んで説明する。

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１ｘ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１ｘ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。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。

図２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２は、図１に示す可動子２７の近傍を拡大して示す断面図である。

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（上端部）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２７ａｇにはばね座が形成され、コイルばね３９の一端（先端側端部）が底部２７ａｇに支持されている。さらに、凹部２７ａａの底部２７ａｇには、ロッド部２７ｂの孔２７ｂａ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２７ａｉに流入した燃料を、ロッド部２７ｂの孔２７ｂａの内側の空間２７ｂｉに流す燃料通路を構成する。

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（基端側端面）２７ａｂは、固定鉄心２５側に位置する端面であり、固定鉄心２５の下端面（先端側端面）２５ｂと対向する。上端面２７ａｂに対して反対側の可動鉄心２７ａの端面は、燃料噴射弁１の先端側（ノズル側）に位置する端面であり、以下、下端面（下端部）２７ａｋと呼ぶ。

可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂと固定鉄心２５の下端面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。

磁気吸引面の外周側には、非磁性部５ｃが設けられている。本実施例では、非磁性部５ｃは、筒状体５の外周面に形成した環状凹部５ｈにより構成される。環状凹部５ｈは非磁性部５ｃに相当する部分を薄肉化して薄肉部５ｉを構成する。すなわち環状凹部５ｈは、可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とが対向する対向部の外周部に位置する筒状体５の部位に、肉厚の薄い薄肉部５ｉを周方向に形成する。薄肉部５ｉは筒状体５の他の部分よりも肉厚（厚さ寸法）が薄くなっており、ここを通る磁束の磁気抵抗を増大させ、磁束を流れ難くしている。この非磁性部５ｃは、筒状体５の肉厚を他の部分と同じ厚さとし、非磁性化処理を行うことにより構成してもよい。

可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃに、筒状体５の小径部５ｂの内周面５ｂｅに摺動する摺動部が構成される。この摺動部として、外周面２７ａｃには径方向外方に向かって突出する凸部２７ａｌが設けられる。内周面５ｅは、可動鉄心２７ａの凸部２７ａｌが摺接する上流側ガイド部５０Ｂを構成する。

一方、弁座部材１５には、弁体２７ｃの球面２７ｃｂが摺接するガイド面１５ｃ（図３参照）が構成され、ガイド面１５ｃが球面２７ｃｂをガイドするガイド部は下流側ガイド部５０Ａを構成する。これにより、可動子２７は上流側ガイド部５０Ｂと下流側ガイド部５０Ａとの二点で案内されて、中心軸線１ｘに沿う方向（開閉弁方向）に往復動作する。

ロッド部２７ｂには、孔２７ｂａの内側の空間２７ｂｉと外側の燃料室３７とを連通する開口部（連通孔）２７ｂｏが形成されている。連通孔２７ｂｏは、ロッド部２７ｂの内側と外側とを連通する燃料通路を構成する。これにより、固定鉄心２５の貫通孔２５ａ内の燃料は、孔２７ｂａ及び連通孔２７ｂｏを通じて燃料室３７に流れる。

本実施例では、可動子２７が開弁方向に移動した際に、可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂと固定鉄心２５の下端面２５ｂとが当接し、可動子２７の移動が止められる。すなわち固定鉄心２５の下端面２５ｂが可動子２７のストッパを構成する。

次に、図３を参照して、ノズル部８の構成ついて、詳細に説明する。図３は、図２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１ｘ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。

貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅの途中には、下流側に向かって縮径する円錐面（円錐台面）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。

弁座１５ｂと弁体２７ｃとの相互に当接する当接部は、閉弁時に燃料をシールするシール部を構成する。なお、弁座１５ｂ側の当接部を弁座側（固定弁側）シート部と呼び、弁体２７ｃ側の当接部を弁体側（可動弁側）シート部と呼ぶ場合がある。

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１ｘ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、貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅの上端部分に位置し、燃料室３７に向かって開口する基端側開口部を構成する。拡径部１５ｄは、基端側から先端側に向かって縮径するテーパー面として構成される。このテーパー面１５ｄの傾斜角度は後述する弁座面１５ｖの傾斜角度よりも急である。

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。すなわち燃料導入孔１５ｅは、貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅの先端側開口部を構成する。

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５１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５１が形成されている。燃料噴射孔５１の形態は特に問わない。燃料噴射孔５１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５１ａは燃料噴射弁の中心軸線１ｘ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。

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。弁座部材１５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。弁体２７ｃはノズル部８を構成する構成要素の一部とみなしてもよい。

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によってシート部に燃料を供給する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。

弁座部材１５は、筒状体５の先端部（小径部５ｂ）の内周面５ｂｅに圧入した後、溶接部１９により筒状体５に溶接して固定する。

次に、図４を参照して、固定鉄心２５の組み付け構造について説明する。図４は、本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、筒状体５に対する固定鉄心２５の組み付け構造を示す断面図である。

固定鉄心２５は、筒状体５に圧入されている。すなわち、固定鉄心２５の外周面２５ｄが筒状体５の小径部５ｂの内周面５ｂｅに圧入されている。固定鉄心２５の外周面２５ｄは圧入部を構成する。圧入部２５ｄの外径（外周面の直径）φ２５ｄは、筒状体５の大径部５ａの内径（内周面５ａｅの直径）φ５ａｅよりも小さい。

固定鉄心２５の基端側端面（上端面）２５ｃと圧入部２５ｄとの間には薄肉部２５ｆが形成されている。薄肉部（基端側薄肉部、第１薄肉部）２５ｆの厚み（肉厚）Ｔ２５ｆは、圧入部２５ｄの厚み（肉厚）Ｔ２５ｄよりも薄い。すなわち薄肉部２５ｆの厚み寸法（肉厚寸法）Ｔ２５ｆは、圧入部２５ｄの厚み寸法（肉厚寸法）Ｔ２５ｄよりも小さい。薄肉部２５ｆの外径（外周面の直径）φ２５ｆは、圧入部２５ｄの外径φ２５ｄよりも小さく、薄肉部２５ｆは固定鉄心２５の小径部（基端側小径部、第１小径部）を構成する。

すなわち固定鉄心２５は、筒状部５の内周面５ｂｅに圧入される圧入部２５ｄを有すると共に、圧入部２５ｄに対して燃料噴射弁１の基端側に、圧入部２５ｄの外径φ２５ｄよりも小さい外径φ２５ｆの基端側小径部２５ｆを有する。

固定鉄心２５は、薄肉部２５ｆに対して基端側端面（上端面）２５ｃの側に、薄肉部２５ｆの外周面から径方向外側に突出する鍔部２５ｅを有する。すなわち固定鉄心２５は、燃料噴射弁１の基端側に設けられ、固定鉄心２５の外周面（薄肉部２５ｆの外周面）から径方向外側に突出した鍔部２５ｅを有する。鍔部２５ｅの外径（外周面の直径）φ２５ｅは、圧入部２５ｄの外径φ２５ｄよりも大きい。また鍔部２５ｅの外径φ２５ｅは、筒状体５の大径部５ａの内径（内周面５ａｅの直径）φ５ａｅよりも小さく、筒状体５の小径部５ｂの内径（内周面５ｂｅの直径）φ５ｂｅよりも大きい。

固定鉄心２５は、圧入部２５ｄに対し先端側端面（下端面）２５ｂの側に、薄肉部（先端側薄肉部、第２薄肉部）２５ｇを有する。薄肉部２５ｇの厚み（肉厚）Ｔ２５ｇは、圧入部２５ｄの厚み（肉厚）Ｔ２５ｄよりも薄い。すなわち薄肉部２５ｇの厚み寸法（肉厚寸法）Ｔ２５ｇは、圧入部２５ｄの厚み寸法（肉厚寸法）Ｔ２５ｄよりも小さい。薄肉部２５ｇの外径（外周面の直径）φ２５ｇは、圧入部２５ｄの外径（外周面の直径）φ２５ｄよりも小さく、固定鉄心２５の先端側において小径部（先端側小径部、第２小径部）を構成する。なお、小径部２５ｇの外径φ２５ｇは、筒状体５の小径部５ｂの内径φ５ｂｅよりも小さい。

筒状体５は、大径部５ａと小径部５ｂとの間に、大径部５ａ側から小径部５ｂ側に向かって径が次第に小さくなるテーパー部（縮径部）５ｈを有する。固定鉄心２５は、大径部５ａ側から筒状体５の内側に挿入される。圧入部２５ｄの外径φ２５ｄおよび鍔部２５ｅの外径φ２５ｅは筒状体５の大径部５ａの内径φ５ａｅよりも小さいため、また先端側小径部の外径φ２５ｇは小径部５ｂの内径φ５ｂｅよりも小さいため、圧入部２５ｄが筒状体５の小径部５ｂに達するまで、固定鉄心２５は圧入荷重（押し込み荷重）なしで筒状体５の内側に挿入される。

圧入部２５ｄが筒状体５の小径部５ｂに達した後、固定鉄心２５は圧入荷重を受けて筒状体５の内側に挿入される。このとき、固定鉄心２５は基端側端部に圧入荷重を受けるが、基端側端部に鍔部２５ｅが形成されているため、圧入荷重の受圧面の面積を鍔部２５ｅにより大きくすることができる。一方、鍔部２５ｅで圧入荷重の受圧面を構成することにより、基端側小径部２５ｆの肉厚Ｔ２５ｆを小さくすることできる。基端側小径部２５ｆの肉厚Ｔ２５ｆを小さくすることで、基端側小径部２５ｆの側に漏れる磁束を減らすことができ、磁気効率が向上する。

固定鉄心２５は、圧入荷重を受けて筒状体５の内側に挿入される際に、鍔部２５ｅが筒状体５のテーパー部（縮径部）５ｈに当接することで、筒状体５に対する挿入が規制される。すなわち鍔部２５ｅは、規制部（テーパー部）５ｈと係合することにより、固定鉄心２５の筒状部５への挿入を規制する。テーパー部（縮径部）５ｈは、固定鉄心２５の鍔部２５ｅと係合する筒状体５側の係合部（位置決め部）を構成し、筒状体５に対する固定鉄心２５の位置を厳密に決める。このような構成において、固定鉄心２５の鍔部２５ｅは、筒状体５側の係合部５ｈと係合する、固定鉄心２５側の係合部を構成する。

上述した様に、本実施例の燃料噴射弁１は、弁体２７ｃおよび可動鉄心２７ａを有する可動子２７と、弁体２７ｃが接離する弁座１５ｂを有する弁座部材１５と、可動鉄心２７ａとの間に磁気吸引力を発生する固定鉄心２５と、可動子２７、弁座部材１５および固定鉄心２５を内包する筒状部５と、を備える。そして筒状部５は、固定鉄心２５の筒状部５への挿入を所定の位置で規制する規制部（係合部）５ｈを有する。

本実施例では、筒状体５が固定鉄心２５に対する係合部（位置決め部）５ｈを有することで、筒状体５に対する固定鉄心２５の固定位置を厳密に規定することができる。

本実施例では、鍔部２５ｅにより、基端側小径部２５ｆの外周面と筒状体５の内周面との間に異物が入り込むのを防ぐ効果が得られる。鍔部２５ｅがない場合、基端側小径部２５ｆの外周面と筒状体５の内周面との間に、燃料流れの死水域が形成される。そして死水域に入り込んだ異物を除去するための、出荷前の慣らし運転に長い時間を要することになる。

次に、図５を参照して、筒状体５に対する弁座部材１５の組み付けについて説明する。図５は、本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、筒状体５に対する弁座部材１５の組み付け方法を示す断面図である。

弁座部材１５は、外周面１５ｆに大径部（大径外周面）１５ｆ１と小径部（小径外周面）１５ｆ２とが設けられ、大径部１５ｆ１と小径部１５ｆ２との間に径方向（中心軸線１ｘに垂直な方向）に沿う段差部（段差面）１５ｊが設けられている。

一方、筒状体５の小径部５ｂの内周面５ｂｅには、先端側端部に小径部５ｂの内径φ５ｂｅよりも拡径した拡径部（拡径内周面）５ｉが設けられ、内周面５ｂｅと拡径部５ｉとの間に径方向に沿う段差部（段差面）５ｊが設けられている。

弁座部材１５は、筒状体５の内側に挿入される際に、弁座部材１５の段差部１５ｊと筒状体５の段差部５ｊとが当接することで、筒状体５に対する挿入が規制される。すなわち筒状部５は、弁座部材１５の筒状部５への挿入を所定の位置で規制する規制部（段差部）５ｊを有する。

筒状体５の段差部５ｊは、弁座部材１５の段差部１５ｊと係合する筒状体５側の係合部（位置決め部）を構成し、筒状体５に対する弁座部材１５の位置を厳密に決める。このような構成において、弁座部材１５の段差部１５ｊは、筒状体５側の係合部５ｊと係合する、弁座部材１５側の係合部を構成する。

本実施例では、筒状体５が弁座部材１５に対する係合部（位置決め部）５ｊを有することで、筒状体５に対する弁座部材１５の固定位置を厳密に規定することができる。

本実施例では、固定鉄心２５および弁座部材１５の、筒状体５に対する固定位置を厳密に規定することができる。

可動子２７は、固定鉄心２５の下端面２５ｂと弁座部材１５の弁座１５ｂとの間で、中心軸線１ｘに沿う方向に移動する。この場合、固定鉄心２５および弁座部材１５は、筒状体５に設けられた位置決め部５ｈ，５ｊを基準にして、位置決めされる。固定鉄心２５および弁座部材１５に対する２つの位置決め部５ｈ，５ｊは、１つの部材（筒状体５）に設けられているので、精度よく管理することができる。このため、固定鉄心２５の下端面２５ｂと弁座部材１５の弁座１５ｂとの間の、中心軸線１ｘに沿う方向における距離（間隔）Ｌ（図２参照）を、筒状体５を基準にして規定することができ、可動子２７のストローク（リフト量）を精度よく設定することができる。

次に、図６を参照して、固定鉄心２５の組み付け構造の変更例について説明する。図６は、本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、筒状体５に対する固定鉄心２５の組み付け構造の変更例を示す断面図である。

本実施例では、筒状体５を径の異なる３つ筒状部５ｋ，５ｌ，５ｍを含む形状とする。３つ筒状部５ｋ，５ｌ，５ｍは、それぞれの内径（内周面５ｋｅ，５ｌｅ，５ｍｅの直径）φ５ｋｅ，φ５ｌｅ，φ５ｍｅが基端側から先端側に向かって順次、大きくなる。すなわち筒状体５は、燃料噴射弁１の基端側から先端側に向かって順次、径の大きくなる３つ筒状部５ｋ，５ｌ，５ｍを有し、筒状部５ｋ，５ｌ，５ｍは、内径φ５ｋｅ，φ５ｌｅ，φ５ｍｅがφ５ｋｅ＜φ５ｌｅ＜φ５ｍｅの関係を有する。

この場合、筒状部５ｋは基端側小径部を構成し、筒状部５ｍは先端側大径部を構成し、筒状部５ｌは基端側小径部５ｋと先端側大径部５ｍとの間の中間径部を構成する。すなわち、最も燃料噴射弁１の基端側に設けられる筒状部５ｋは基端側小径部を構成し、最も燃料噴射弁１の先端側に設けられる筒状部５ｍは先端側大径部を構成し、基端側小径部５ｋと先端側大径部５ｍとの間に設けられる筒状部５ｌは中間径部を構成する。

また固定鉄心２５には、鍔部２５ｅが設けられていない。

本例では、固定鉄心２５は先端側大径部５ｍの側から基端側小径部５ｋの側に向けて筒状体５の内側に挿入される。固定鉄心２５の圧入部２５ｄは筒状体５の中間径部５ｌの内周面５ｌｅに圧入される。固定鉄心２５は、先端側から筒状体５の内側に挿入される際に、圧入部２５ｄが筒状体５の中間径部５ｌに達するまで、圧入荷重（押し込み荷重）なしで筒状体５の内側に挿入される。圧入部２５ｄが筒状体５の中間径部５ｌに達した後、固定鉄心２５は圧入荷重を受けて筒状体５の内側に挿入される。

本例では、固定鉄心２５の基端側小径部２５ｆと圧入部２５ｄとの間に、テーパー部２５ｎが構成される。テーパー部２５ｎは先端側から基端側に向かって径が次第に小さくなるテーパー部（縮径部）である。一方、筒状体５は、中間径部５ｌと基端側小径部５ｋとの間に、テーパー部５ｎが構成される。テーパー部５ｎは先端側から基端側に向かって径が次第に小さくなるテーパー部（縮径部）である。

固定鉄心２５は、圧入荷重を受けて筒状体５の内側に挿入される際に、テーパー部２５ｎが筒状体５のテーパー部５ｎに当接することで、筒状体５に対する挿入が規制される。テーパー部５ｎは、固定鉄心２５のテーパー部２５ｎと係合する筒状体５側の係合部（位置決め部）を構成し、筒状体５に対する固定鉄心２５の位置を厳密に決める。このような構成において、固定鉄心２５のテーパー部２５ｎは、筒状体５側の係合部５ｎと係合する、固定鉄心２５側の係合部を構成する。

すなわち固定鉄心２５は、筒状部５の中間径部５ｌの内周面５ｌｅに圧入される圧入部２５ｄを有すると共に、圧入部２５ｄに対して燃料噴射弁１の基端側に、規制部（テーパー部）５ｎと係合する、固定鉄心２５の側の係合部（テーパー部）２５ｎを有する。

本実施例では、筒状体５が固定鉄心２５に対する係合部（位置決め部）５ｎを有することで、筒状体５に対する固定鉄心２５の固定位置を厳密に規定することができる。

図７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９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、１ｘ…中心軸線、５…筒状部、５ｂｅ…筒状部５の内周面、５ｈ…規制部（テーパー部）、５ｊ…規制部（段差部）、５ｋ，５ｌ，５ｍ…３つ筒状部（５ｋ…基端側小径部、５ｌ…中間径部、５ｍ…先端側大径部）、５ｌｅ…中間径部５ｌの内周面、５ｎ…規制部（テーパー部）、１５…弁座部材、１５ｂ…弁座、２５…固定鉄心、２５ｄ…圧入部、２５ｅ…鍔部、２５ｎ…固定鉄心２５の側の係合部（テーパー部）、２７…可動子、２７ａ…可動鉄心、２７ｃ…弁体、φ２５ｄ…圧入部２５ｄの外径、φ２５ｆ…基端側小径部２５ｆの外径。

Claims (7)

1. 弁体および可動鉄心を有する可動子と、前記弁体が接離する弁座を有する弁座部材と、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、前記弁座部材および前記固定鉄心を内包する筒状体と、を備え、
   前記筒状体は、前記固定鉄心の前記筒状体への挿入を所定の位置で規制する規制部を有する燃料噴射弁。
2. 請求項１に記載の燃料噴射弁であって、
   前記固定鉄心は、当該燃料噴射弁の基端側に設けられ、前記固定鉄心の外周面から径方向外側に突出した鍔部を有し、
   前記鍔部は、前記規制部と係合することにより、前記固定鉄心の前記筒状体への挿入を規制する燃料噴射弁。
3. 請求項２に記載の燃料噴射弁であって、
   前記固定鉄心は、前記筒状体の内周面に圧入される圧入部を有すると共に、前記圧入部に対して当該燃料噴射弁の基端側に、前記圧入部の外径よりも小さい外径の基端側小径部を有する燃料噴射弁。
4. 請求項３に記載の燃料噴射弁であって、
   前記筒状体は、前記弁座部材の前記筒状体への挿入を所定の位置で規制する規制部を有する燃料噴射弁。
5. 請求項１に記載の燃料噴射弁であって、
   前記筒状体は、当該燃料噴射弁の基端側から先端側に向かって順次、径の大きくなる３つ筒状部を有し、
   最も基端側に設けられる筒状部は基端側小径部を構成し、最も先端側に設けられる筒状部は先端側大径部を構成し、前記基端側小径部と前記先端側大径部との間に設けられる筒状部は中間径部を構成し、
   前記固定鉄心は、前記筒状部の前記中間径部の内周面に圧入される圧入部を有すると共に、前記圧入部に対して当該燃料噴射弁の基端側に、前記規制部と係合する前記固定鉄心の側の係合部を有する燃料噴射弁。
6. 請求項５に記載の燃料噴射弁であって、
   前記固定鉄心は、前記先端側大径部の側から前記基端側小径部の側に向けて前記筒状体の内側に挿入される燃料噴射弁。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の燃料噴射弁を備えた内燃機関。

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