JP5239965B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射弁に関し、例えば内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に適用して好適なものである。

従来技術として、下記特許文献１に開示された燃料噴射弁がある。この燃料噴射弁は、弁ボディ、弁ハウジング、筒部材等で構成されて一端側に噴孔が形成されたハウジングと、可動コアと噴孔を開閉するノズルニードルとが一体となった可動子と、筒部材内の可動コアより反噴孔側に固定された固定コアと、通電時には固定コアに可動コアを吸引する磁力を発生するコイルと、可動子を噴孔に向かって常に付勢するスプリングと、を備えている。

そして、コイルに通電されると可動子が固定コアに磁気吸引され、スプリングの付勢力、燃圧力に打ち勝って可動コアが固定コアに当接するまで可動子が変位して、ノズルニードルが噴孔を全開する。コイル通電中は可動子が噴孔全開位置に維持され、コイルへの通電が停止されると磁気吸引力がなくなり、スプリングの付勢力、燃圧力によってノズルニードルが噴孔を閉じる位置まで可動子が変位する。再度コイルへの通電が行われるまでは可動子が噴孔閉位置に維持される。

このように、スプリングの付勢力によってノズルニードルが噴孔を閉じる閉位置と、コイルの磁力によって可動コアが固定コアに当接してノズルニードルが噴孔を全開する全開位置との間を可動子が変位し、コイルへの通電パルスのオンオフにより噴孔からの噴射量を制御するようになっている。

特開２００６−２２７２１号公報

しかしながら、上記従来技術の燃料噴射弁では、コイルへの通電をオフした際に、磁気吸引力が低下するまでに時間を要すること、および可動コアと固定コアとの当接部において燃料流体による貼り付き力（所謂スクィーズ力）が発生すること等により、通電オフ時から可動子閉弁動作開始まで時間遅れが発生するという問題がある。近年、内燃機関の燃費向上要求等より燃料噴射弁の最小噴射量をより小さくすることが求められているが、コイル通電オフ時から閉弁動作開始まで時間遅れが大きいと、すなわち、閉弁応答性が良好でないと、燃料噴射弁の最小噴射量を小さくすることができないという不具合が発生する。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、閉弁応答性を向上することが可能な燃料噴射弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
燃料が噴射される噴孔が形成されたハウジングと、
ハウジング内に設けられ、往復変位することによって噴孔を開閉して噴孔からの燃料の噴射を断続する弁部材と、この弁部材とともに変位する可動コアと、を有する可動子と、
ハウジング内の可動コアより反噴孔側に固定された固定コアと、
通電されることによって固定コアに可動コアを吸引する磁力を発生するコイルと、
可動子を噴孔に向かって常に付勢する常時付勢手段と、を備え、
常時付勢手段の付勢力によって弁部材が噴孔を閉じる閉位置と、コイルが発生する磁力によって可動コアが固定コアに当接して弁部材が噴孔を全開する全開位置との間を、可動子が変位する燃料噴射弁であって、
閉位置と全開位置との間の可動子の変位域のうち可動子が一部域にあるときに可動子を付勢する一時付勢手段を備え、
常時付勢手段および一時付勢手段の噴孔に向かう付勢合力は、可動子が閉位置にあるときよりも全開位置にあるときの方が大きいことを特徴としている。

これによると、可動子が閉位置にあるときに可動子を噴孔に向かって付勢する力よりも、可動子が全開位置にあるときに可動子を噴孔に向かって付勢する力の方が大きい。したがって、可動子が全開位置にありコイルへの通電がオフされたときには、比較的大きい噴孔に向かう付勢力により、閉弁動作を速やかに開始することができる。このようにして、閉弁応答性を向上することができる。

また、請求項１に記載の発明では、
一時付勢手段は、
可動子を付勢する付勢力を発生する弾性部材と、
可動子が変位域のうち一部域にあるときには弾性部材による可動子への付勢を許可する付勢許可状態とし、可動子が変位域のうち残部域にあるときには弾性部材による可動子への付勢を禁止する付勢禁止状態とする付勢状態切替手段と、
を有することを特徴としている。

これによると、付勢状態切替手段で弾性部材による可動子への付勢の許可と禁止とを切り替えて、容易に、常時付勢手段および一時付勢手段の噴孔に向かう付勢合力が、可動子が閉位置にあるときよりも全開位置にあるときの方を大きくなるようにすることができる。

また、請求項１に記載の発明では、
弾性部材は、可動子に対して反噴孔側に向かう開弁力を付勢する開弁力付勢弾性部材であり、
付勢状態切替手段は、
可動子が、閉位置と、閉位置と全開位置との間の所定中間位置との間にある場合には、開弁力付勢弾性部材を付勢許可状態とし、
可動子が、所定中間位置と全開位置との間にある場合には、開弁力付勢弾性部材を付勢禁止状態とすることを特徴としている。

これによると、可動子が閉位置と所定中間位置との間にある場合には開弁力付勢弾性部材による付勢を許可し、可動子が所定中間位置と全開位置との間にある場合には開弁力付勢弾性部材による付勢を禁止して、容易かつ確実に、常時付勢手段および一時付勢手段の噴孔に向かう付勢合力が、可動子が閉位置にあるときよりも全開位置にあるときの方を大きくなるようにすることができる。

また、請求項２に記載の発明では、
開弁力付勢弾性部材は、ハウジング内の噴孔と可動コアとの間に設けられて、可動コアに対して反噴孔側に向かう開弁力を付勢するようになっており、
付勢状態切替手段は、所定中間位置よりも反噴孔側に位置する可動コアに対する開弁力付勢弾性部材の追従変形を禁止して、可動子が所定中間位置と全開位置との間にある場合に、開弁力付勢弾性部材を付勢禁止状態とすることを特徴としている。

これによると、可動コアが所定中間位置と全開位置との間にある場合には、開弁力付勢弾性部材の可動コアへの追従変形を禁止することで、可動子への開弁力付勢を禁止して、常時付勢手段および一時付勢手段の噴孔に向かう付勢合力が、可動子が閉位置にあるときよりも全開位置にあるときの方を大きくなるようにすることができる。

また、請求項３に記載の発明では、
開弁力付勢弾性部材はコイルスプリングからなり、
付勢状態切替手段は、コイルスプリングの反噴孔側端部を全周に亘って支持する支持部材と、可動子が所定中間位置にあるときよりも支持部材が反噴孔側に移動することを規制する規制部材と、を有することを特徴としている。

これによると、規制部材でコイルスプリングの反噴孔側端部を安定して支持し、可動コアが閉位置と所定中間位置との間にある場合には、開弁力付勢弾性部材であるコイルスプリングを可動コアに確実に追従変形させ、可動コアが所定中間位置と全開位置との間にある場合には、開弁力付勢弾性部材であるコイルスプリングの可動コアへの追従変形を確実に禁止することができる。

また、請求項４に記載の発明では、
開弁力付勢弾性部材はコイルスプリングからなり、
可動子が閉位置と所定中間位置との間にある場合には、コイルスプリングの反噴孔側端部の周方向の一部を可動コアが支持するようになっており、
付勢状態切替手段は、可動子が所定中間位置と全開位置との間にある場合に、コイルスプリングの反噴孔側端部の周方向の残部を支持して、可動子が所定中間位置にあるときよりもコイルスプリングの反噴孔側端部が反噴孔側に移動することを規制する規制部材を有することを特徴としている。

これによると、可動コアが閉位置と所定中間位置との間にある場合には、コイルスプリングの反噴孔側端部の周方向の一部を可動コアで支持して、開弁力付勢弾性部材であるコイルスプリングを可動コアに追従変形させ、可動コアが所定中間位置と全開位置との間にある場合には、コイルスプリングの反噴孔側端部の周方向の残部を規制部材で支持して、開弁力付勢弾性部材であるコイルスプリングの可動コア追従変形を禁止することができる。したがって、コイルスプリングの反噴孔側端部を支持する専用の支持部材を設けることなく、コイルスプリングの可動コア追従変形許可および追従変形禁止を切り替えることができる。

本発明を適用した第１の実施形態における燃料噴射弁であるインジェクタ１０の構造を示す断面図である。 第１の実施形態におけるインジェクタ１０の要部構造を示す断面図である。 第１の実施形態におけるインジェクタ１０の作動時に可動子に加わる力を示す図である。 第１の実施形態におけるインジェクタ１０の作動特性を示すグラフであり、（ａ）はコイルに印加される駆動信号を示し、（ｂ）は（ａ）の駆動信号に対応した可動子のリフト波形を示し、（ｃ）は駆動信号時間に対する噴射量特性を示している。 第２の実施形態における燃料噴射弁であるインジェクタ１０の要部構造を示す断面図である。 第２の実施形態におけるインジェクタ１０の作動時に可動子に加わる力を示す図である。 他の実施形態におけるインジェクタ１０の要部構造を示す断面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 他の実施形態におけるインジェクタ１０の要部構造を示す断面図である。 他の実施形態におけるインジェクタ１０の要部構造を示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施形態のインジェクタ１０を示す断面図である。また、図２は、インジェクタ１０の要部構造を示す断面図であり、図３は、インジェクタ１０作動時に可動子に加わる力を示す図である。

図１に示すインジェクタ１０は、燃料噴射弁であって、たとえば直噴式のガソリンエンジンに適用される。直噴式のガソリンエンジンにインジェクタ１０を適用する場合、インジェクタ１０はエンジンヘッド（図示せず）に搭載される。

インジェクタ１０は、予め定める軸方向Ｚ（開閉方向）に延びる筒部材１１、筒部材１１の軸方向Ｚ一端部に設けられる入口部材１２、筒部材１１の軸方向Ｚ他端部に設けられるノズルホルダ１３、インジェクタ１０内部を軸方向Ｚへ往復移動可能に収容されるニードル１４、およびニードル１４を駆動する駆動部１５を有している。

以下、インジェクタ１０の方向として、筒部材１１が延びる方向を軸方向Ｚ（図１における上下方向）と称し、軸方向Ｚの一方を開弁方向Ｚ１（図１における上方、反噴孔側）と称し、軸方向Ｚの他方を閉弁方向Ｚ２（図１における下方、噴孔側）と称することがある。

筒部材１１は、軸方向Ｚへ概ね内径が同一の筒状に形成されている。筒部材１１は、磁性を有する磁性部１６および磁性を有しない非磁性部１７を有している。磁性部１６は、非磁性部１７よりも開弁方向Ｚ１に位置する。したがって閉弁方向Ｚ２に位置する筒部材１１の端部は、非磁性部１７となる。このような非磁性部１７は、磁性部１６とノズルホルダ１３との磁気的な短絡を防止する。磁性部１６および非磁性部１７は、たとえばレーザ溶接などにより一体に接続されている。また筒部材１１は、たとえば一体に成形した後、熱加工などにより一部を磁性化または非磁性化してもよい。また、非磁性部は、磁性部に対し板厚を薄くした磁気の絞りを設けた形状としてもよい。

入口部材１２は、開弁方向Ｚ１に位置する筒部材１１の端部に設けられる。入口部材１２は、筒部材１１の内周側に圧入されている。入口部材１２は軸方向Ｚに貫通する燃料入口１８を有する。燃料入口１８には、燃料ポンプ（図示せず）から燃料が供給される。燃料入口１８には、燃料フィルタ１９が設けられる。燃料フィルタ１９は、燃料に含まれる異物を除去する。したがって燃料入口１８に供給された燃料は、燃料フィルタ１９を経由して筒部材１１の内周側に流入する。

ノズルホルダ１３は、閉弁方向Ｚ２に位置する筒部材１１の端部に設けられる。ノズルホルダ１３は、磁性を有する。したがって筒部材１１の非磁性部１７は、軸方向Ｚに関して、磁性部１６と磁性を有するノズルホルダ１３との間に位置する。ノズルホルダ１３は、筒状に形成される。

ノズルホルダ１３は、略同軸であり内径が互いに異なる大径部２０、中径部２１、小径部２２および取付部２３を有している。３つの径部２０〜２２のうち、大径部２０は、最も内径が大きく、次に中径部２１の内径が大きく、小径部２２は最も内径が小さい。また３つの径部２０〜２２の位置関係は、大径部２０が開弁方向Ｚ１の端部に位置し、小径部２２が閉弁方向Ｚ２の端部に位置し、中径部２１が軸方向Ｚの中央、すなわち大径部２０と小径部２２との間に位置する。大径部２０の内径は、筒部材１１の内径と略等しく、筒部材１１と略同軸となるように配置される。取付部２３は、閉弁方向Ｚ２に位置する小径部２２の端部に設けられる。したがってノズルホルダ１３の閉弁方向Ｚ２の端部は、取付部２３となる。取付部２３には、ノズルボディ２４が設けられる。

ノズルボディ２４は、筒状に形成され、例えば圧入あるいは溶接などによりノズルホルダ１３の取付部２３に固定されている。ノズルボディ２４の内壁面は、閉弁方向Ｚ２に向かうにつれて内径が小さくなるように傾斜し、いわゆる尖鋭状に形成される。このようなノズルボディ２４の先端部には、ノズルボディ２４を軸方向Ｚに貫いて内壁面と外壁面とを連通する噴孔２５が形成される。また噴孔２５の周囲の内壁面は、弁座２９として機能する。

ここで、筒部材１１、ノズルホルダ１３、およびノズルボディ２４からなる構成が、一端側に噴孔２５が形成された本発明で言うところのハウジングに相当する。

ニードル１４は、弁部材であって、筒部材１１、ノズルホルダ１３およびノズルボディ２４の内周側に軸方向Ｚへ往復移動可能に収容されている。ニードル１４は、軸方向Ｚへ往復変位することによって噴孔２５を開閉して、噴孔２５からの燃料の噴射を断続する。ニードル１４は、ノズルボディ２４と概ね同軸上に配置されている。ニードル１４は、軸部２６、ストッパ２７およびシール部２８を有している。ニードル１４は、軸部２６の一方の端部側すなわち燃料入口１８側（反噴孔側）の端部において径外方向に鍔状に（フランジ状に）突出するように設けられたストッパ２７を有している。また、ニードル１４は、軸部２６の他方の端部側すなわち燃料入口１８とは反対側（噴孔側）の端部にシール部２８を有している。シール部２８は、ノズルボディ２４に形成されている弁座２９に着座可能である。

また、ニードル１４には、内部に燃料が流通する流入孔３０および連通孔３１が形成されている。具体的には、ニードル１４には、上流側通路である流入孔３０と、流入孔３０の下流側に接続する下流側通路である連通孔３１とが形成される。流入孔３０および連通孔３１からなる構成が、噴孔２５へ向かう燃料通路３２２に供給される燃料の供給通路である。

流入孔３０は、ニードル１４のストッパ２７形成位置から軸方向Ｚに沿って延びるように形成される。したがって開弁方向Ｚ１に位置する流入孔３０の上端部、すなわち供給通路の上流端は、開弁方向Ｚ１に開口する。また閉弁方向Ｚ２に位置する流入孔３０の下端部は、閉塞している。流入孔３０の下端部に臨む内壁には、ニードル１４の径方向に延び、流入孔３０と外方空間とを連通する連通孔３１が形成される。

ハウジングをなす筒部材１１、ノズルホルダ１３およびノズルボディ２４の内側では、後述する固定コア３５の内側の空間である燃料通路３２１、弁部材であるニードル１４の内部に形成された通路空間である流入孔３０および連通孔３１、および可動コア３６よりも噴孔側においてノズルホルダ１３とニードル１４との間に形成された空間である燃料通路３２２、を含む空間が、燃料入口１８から噴孔２５に向かう燃料の通路である燃料通路３２となっている。

これにより、燃料フィルタ１９を経由して筒部材１１の内周側に流下した燃料は、固定コア３５内側の燃料通路３２１を介してニードル１４に形成される流入孔３０に流入し、さらに流入孔３０の下端部に形成される連通孔３１から、ニードル１４の外方に導かれる。その後、燃料は、ニードル１４とノズルホルダ１３との間に形成される燃料通路３２２を流下し、噴孔２５側へ流入する。

次に、ニードル１４を駆動する駆動部１５に関して説明する。図２は、ニードル１４が着座している閉弁状態にあるインジェクタ１０の一部を拡大している断面図である。駆動部１５は、ニードル１４を軸方向Ｚに沿って駆動する。駆動部１５は、スプール３３、コイル３４、固定コア３５、磁性プレート５０、上部磁性プレート７０、可動コア３６、コネクタ３７、第１スプリング３９、第２スプリング４６、支持体８０、ストッパ９０、ノズルホルダ１３、および筒部材１１を有している。

スプール３３は、筒部材１１の外周側に設置されている。スプール３３は、樹脂で筒状に形成され、外周側にコイル３４が巻かれている。コイル３４は、通電されることによって固定コア３５に可動コア３６を吸引する磁力を発生する。コイル３４は、コネクタ３７の端子部３８に電気的に接続している。端子部３８は、コネクタ３７に装着される外部電気回路（図示せず）と電気的に接続され、外部電気回路によってコイル３４への通電状態が制御される。

固定コア３５は、筒部材１１を挟んでコイル３４の内周側であって、予め定める設置位置に固定される。固定コア３５は、例えば鉄などの磁性材料により筒状に形成され、筒部材１１の内周側に例えば圧入などにより固定されている。磁性プレート５０は、磁性材料から形成され、コイル３４の外周側を覆っている。また、上部磁性プレート７０は、磁性材料から構成され、コイル３４の反噴孔側（開弁方向Ｚ１側）を覆っている。

可動コア３６は、筒部材１１の内周側、およびノズルホルダ１３の大径部２０の内周側に軸方向Ｚへ往復移動可能に設置されている。可動コア３６は、例えば鉄などの磁性材料から筒状に形成されている。固定コア３５内には第１スプリング３９が配置されている。第１スプリング３９は、一方の端部がニードル１４に接しており、他方の端部がアジャスティングパイプ４０と接している。第１スプリング３９は、軸方向Ｚへ伸長する力を有している。そのため、可動コア３６およびニードル１４は、第１スプリング３９により弁座２９に着座する閉弁方向Ｚ２へ常時押し付けられる。アジャスティングパイプ４０は、固定コア３５の内周側に圧入されている。これにより、第１スプリング３９の荷重は、アジャスティングパイプ４０の圧入量を調整することにより調整される。コイル３４に通電していないとき、可動コア３６およびニードル１４は、閉弁方向Ｚ２へ押し付けられ、シール部２８は弁座２９に着座する。

可動コア３６とニードル１４とからなる構成が可動子６０であり、第１スプリング３９が可動子６０を噴孔２５に向かって常に付勢する本実施形態における常時付勢手段に相当する。

このように駆動部１５は、固定コア３５および可動コア３６を有している。可動コア３６には、ニードル１４の軸部２６（軸状部）が挿入されている。すなわち、可動コア３６は、弁部材であるニードル１４の軸部２６の周囲に筒状に設けられている。可動コア３６は、径方向の中央部に軸方向Ｚへ貫く挿通孔が形成される。挿通孔に臨む内周面部（以下、「穴部」ということがある）４１は、内径がニードル１４の軸部２６の外径よりもやや大きく形成されている。そのため、ニードル１４は、穴部４１の内周側を軸方向Ｚへ移動可能である。

ニードル１４の軸部２６の外周面部４２は、可動コア３６の穴部４１と接触する。したがってニードル１４は、可動コア３６と接触した状態で軸方向Ｚに変位するので、ニードル１４と可動コア３６とは摺動する。これにより、ニードル１４は、可動コア３６との接触によって常に摺動抵抗（摩擦力）が生じた状態で、可動コア３６によって軸方向Ｚの移動が案内される。

また、可動コア３６の径方向外側の外周面部４３は、筒部材１１の内周面部４４と接触している。本実施の形態では、筒部材１１の内周面部４４と接触する可動コア３６の外周面部４３は、残余の面部より径方向外方に突出する凸部４３である。凸部４３は、開弁方向Ｚ１に位置する可動コア３６の端部に設けられる。また凸部４３が筒部材１１と接触部分は、非磁性部１７から成る部位である。

したがって可動コア３６の凸部４３は、非磁性部１７の内周面部４４と接触した状態で軸方向Ｚに変位するので、可動コア３６と非磁性部１７とは摺動する。これにより、可動コア３６は、常に摺動抵抗（摩擦力）が生じた状態で、非磁性部１７によって軸方向Ｚの移動が案内される。すなわち、可動コア３６の外周面部４３とハウジングの一部である非磁性部１７の内周面部４４との接触部が、可動コア３６が軸方向Ｚに変位する際の可動コア案内部となっている。

ニードル１４に設けられるストッパ２７は、開弁方向Ｚ１への可動コア３６の変位を規制する。ストッパ２７の外径は、穴部４１の内径よりも大きい。そのため、ニードル１４のストッパ２７は、開弁方向Ｚ１に位置する可動コア３６の端面部４５（以下、「可動コア３６の上端面部４５」ということがある）と接する。ストッパ２７と可動コア３６の上端面部４５とが接することにより、可動コア３６とニードル１４との間におけるニードル１４の弁座２９側（閉弁方向Ｚ２）への移動および可動コア３６の固定コア３５側への相対的な移動は制限される。これにより、ニードル１４のストッパ２７は、可動コア３６とニードル１４との過剰な相対移動を制限する。また、ストッパ２７は、筒状の固定コア３５の内方側にて軸方向Ｚに沿って往復変位する。したがってストッパ２７の外径は、固定コア３５の内径よりも小さい。また、ストッパ２７は、筒状の固定コア３５の内方側にて軸方向Ｚに沿って往復変位する。

可動コア３６の反噴孔側の面である上端面部４５には、内周側縁部に軸方向Ｚの開弁方向Ｚ１に突出した凸部５１が環状に設けられている。固定コア３５側に突出した凸部５１が設けられることによって、凸部５１の外周側には、固定コア３５の下端面部４９と可動コア３６の上端面部４５との間に、可動コア３５の変位位置に係わらずコア間空間５２が形成される。凸部５１を設けることによって固定コア３５と可動コア３６とが当接する際の当接面積を低減し、所謂スクイズ力を低減するようになっている。

そして、可動コア３６には、コア間空間５２と、燃料通路３２２（ノズルホルダ１３とニードル１４との間の空間）に繋がる可動コア３６と後述するストッパ９０との間の空間とを連通する通路断面が円形状の連通路５３が形成されている。連通路５３は、可動コア３６に複数（本例では６つ）設けられており、それぞれの連通路５３は、可動コア３６を軸方向Ｚに貫通している。複数の連通路５３は、可動コア３６の軸を中心とする円周状に均等に配置されている。連通路は４〜８個設けることが好ましい。

可動コア３６は、閉弁方向Ｚ２に位置する端部４８（以下、「可動コア３６の下端面部４８」ということがある）が支持体８０の反噴孔側端面（開弁方向Ｚ１に位置する端部）と接している。支持体８０の噴孔側端面（閉弁方向Ｚ２に位置する端部）には、第２スプリング４６が接している。第２スプリング４６はコイルスプリングからなる本実施形態における弾性部材に相当し、支持体８０は、第２スプリング４６の反噴孔側端部を全周に亘って支持する支持部材に相当する。

支持体８０は、軸方向Ｚに延びる円筒部８１と、円筒部８１の噴孔側端部から径外方向に全周に亘って突出した鍔部８２とから構成されている。円筒部８１の内側にはニードル１４の軸部２６（軸状部）が挿入されている。すなわち、支持体８０は、弁部材であるニードル１４の軸部２６の周囲に設けられている。支持体８０は、径方向の中央部に軸方向Ｚへ貫く挿通孔が形成される。挿通孔に臨む内周面部は、内径がニードル１４の軸部２６の外径よりもやや大きく形成されている。そのため、ニードル１４は、支持体８０円筒部８１の内周側を軸方向Ｚへ移動可能である。

第２スプリング４６は、軸方向Ｚへ伸長する力を有している。第２スプリング４６は、開弁方向Ｚ１に位置する端部が支持体８０と接し、閉弁方向Ｚ２に位置する端部がノズルホルダ１３と接している。第２スプリング４６は、ノズルホルダ１３の大径部２０および中径部２１に収容されている。中径部２１と小径部２２との接続部分には、内径が互いに異なるので段差があり、閉弁方向Ｚ２に位置する第２スプリング４６の端部が当接する段差面部４７が形成される。中径部２１の内径は、第２スプリング４６の外径よりもやや大きくなるように選択される。このような中径部２１によって、第２スプリング４６の傾きおよび曲がりが低減される。したがって、第２スプリング４６の押し付け力を精密に維持することができる。

ノズルホルダ１３の大径部２０の内周側には、ストッパ９０が配設されている。ストッパ９０は、軸方向Ｚに延びる円筒部９１と、円筒部９１の反噴孔側端部から径内方向に全周に亘って突出した鍔部９２とから構成されている。鍔部９２の内周側端面の直径は支持体８０の鍔部８２の外周側端面の直径より小さくなっており、軸方向Ｚから見たときには、支持体８０の鍔部８２とストッパ９０の鍔部９２とが重なり合うようになっている。

ストッパ９０は、ノズルホルダ１３の大径部２０の内周側に例えば圧入等によって固定されており、ストッパ９０円筒部９１の噴孔側端面がノズルホルダ１３の大径部２０と中径部２１との間の段差面部に当接して位置決めされている。図２に示すように、閉弁状態における支持体８０の鍔部８２上端面（反噴孔側面）とストッパ９０の鍔部９２下端面（噴孔側面）との軸方向Ｚの間隔ｈ２は、閉弁状態における固定コア３５下端面部４９と可動コア３６上端面の凸部５１との軸方向Ｚの間隔ｈ１よりも小さくなるように設定されている。すなわち、間隔ｈ１で決まる閉弁状態からの可動子６０の変位可能量よりも、間隔ｈ２で決まる閉弁状態からの支持体８０の変位可能量の方が小さくなっている。

第２スプリング４６は、軸方向Ｚへ伸長する力を有している。そのため、可動コア３６は、閉弁状態においては第２スプリング４６によって支持体８０を介して力を付勢され固定コア３５側（開弁方向Ｚ１）へ押し付けられている。可動コア３６には、第１スプリング３９からニードル１４を経由して閉弁方向Ｚ２への閉弁力ｆ１（以下、「付勢力Ｓ１」ということがある）が加わり、第２スプリング４６から支持体８０を経由して開弁方向Ｚ１への開弁力ｆ２（以下、「付勢力Ｓ２」ということがある）が加わる。図２では、理解を容易にするため、実際に閉弁力ｆ１および開弁力ｆ２が作用する部位には図示せず、閉弁力ｆ１および開弁力ｆ２が作用する方向を図示する。

第１スプリング３９の押し付け力である閉弁力ｆ１は、第２スプリング４６の押し付け力である開弁力ｆ２よりも大きく設定される。そのため、コイル３４への通電が停止されている閉弁状態では、第１スプリング３９に接するニードル１４は、ストッパ２７に接する可動コア３６とともに第２スプリング４６の開弁力ｆ２に抗して噴孔２５側（閉弁方向Ｚ２）へ移動している。その結果、コイル３４への通電が停止されている閉弁状態では、ニードル１４のシール部２８は弁座２９に着座している。

前述したように、本実施形態のインジェクタ１０において、図２に示すように、ハウジングの一部をなすノズルホルダ１３は、大径部２０、中径部２１、小径部２２を有しており、大径部２０の内側に可動コア３６が配設されている。また、第２スプリング４６は、ノズルホルダ１３の大径部２０および中径部２１の内側に配設され、反噴孔側（開弁方向Ｚ１側）の端部が可動コア３６の下端面部４８に接して支持され、噴孔側（閉弁方向Ｚ２側）の端部がノズルホルダ１３の中径部２１と小径部２２との間の段差面部４７に接して支持されている。

ここで、大径部２０および中径部２１が大内径部であり、小径部２２が小内径部である。したがって、ハウジングの一部をなすノズルホルダ１３は、小内径部である小径部２２と、この小径部２２より反噴孔側に小径部２２よりも内径が大きい大内径部である中径部２１および大径部２０とを有し、小径部２２と弁部材であるニードル１４との間に噴孔２５に向かう燃料通路３２２が形成されるとともに、大内径部の一部である中径部２１と小内径部である小径部２２との間の段差面部４７が弾性部材である第２スプリング４６の噴孔側の端部を支持する座面となっている。

次に、上記の構成によりインジェクタ１０の作動について図３も参照して説明する。

図３は、コイルへの通電時および非通電時に可動子６０に加わる各力を矢印で示し、それらの力の合成力を黒丸で示している。コイル通電時には可動子６０が閉弁状態（閉状態、閉位置）から全開弁状態（全開状態、全開位置）に向かって変位するので、可動子６０に加わる力の状態は、図３上段に示すように（Ａ１）状態から（Ａ５）状態に向かって変化する。また、コイル非通電時には可動子６０が全開弁状態（全開状態）から閉弁状態（閉状態）に向かって変位するので、可動子６０に加わる力の状態は、図３下段に示すように（Ｂ１）状態から（Ｂ５）状態に向かって変化する。

先ず、開弁時の動作に関して説明する。コイル３４への通電が停止されているとき、固定コア３５と可動コア３６との間には磁気吸引力は発生しない。したがって、ニードル１４は、第１スプリング３９の押し付け力である閉弁力ｆ１（付勢力Ｓ１）によって閉弁方向Ｚ２に押圧されている。このとき、ニードル１４のストッパ２７は、可動コア３６の上端面部４５（本例では凸部５１のうち内周側の部分）に接している。そのため、可動コア３６は、第１スプリング３９の付勢力Ｓ１と第２スプリング４６の押し付け力である付勢力Ｓ２との差によってニードル１４とともに開弁状態のときよりも閉弁方向Ｚ２へ移動して、可動コア３６は固定コア３５と離れている。このようにニードル１４が開弁状態のときよりも閉弁方向Ｚ２へ移動することにより、ニードル１４のシール部２８は弁座２９に着座している。したがって、燃料は噴孔２５から噴射されない。なお、このとき、可動子６０（具体的にはニードル１４）には、燃料圧力とシール部２８内側面積とで決まる燃圧閉弁力ＦＰが加わっており、図３（Ｂ５）に示すように、比較的大きな力で確実なシール構造を形成している。この閉弁状態では、可動コア３６の下端面部４８は、段差面部４７とは離間した位置に停止している。

閉弁状態からコイル３４に通電すると、コイル３４に発生した磁界により磁性プレート５０、上部磁性プレート７０、磁性部１６、可動コア３６、固定コア３５およびノズルホルダ１３には磁束が流れ、磁気回路が形成される。これにより、固定コア３５と可動コア３６との間には磁気吸引力ＥＭが発生する。図３（Ａ１）に示すように、固定コア３５と可動コア３６との間に発生する磁気吸引力ＥＭと第２スプリング４６の付勢力Ｓ２との和が第１スプリング３９の付勢力Ｓ１と燃圧閉弁力ＦＰとの和よりも大きくなり、可動コア３６は開弁方向Ｚ１への移動を開始する。このとき、可動コア３６の上端面部４５にストッパ２７が接しているニードル１４は、可動コア３６とともに開弁方向Ｚ１へ移動する。その結果、ニードル１４のシール部２８は、弁座２９から離れる。

ニードル１４シール部２８が弁座２９から離れると、噴孔側に燃料が流れ、燃圧閉弁力ＦＰは激減して、図３（Ａ２）に示すように、可動子６０が僅かにリフトした時点から合成力は開弁方向の比較的大きな力となり、可動子６０を開弁方向に速やかに変位させる。

このように可動子６０が変位して噴孔２５を開くと、燃料入口１８からインジェクタ１０の内部へ流入した燃料は、前述したように燃料フィルタ１９、入口部材１２の内周側、アジャスティングパイプ４０の内周側、固定コア３５の内周側（上流側燃料通路３２１）、燃料通路６１、燃料通路６２、中径部２１の内周側（下流側燃料通路３２２）、小径部２２の内周側（下流側燃料通路３２２）を順次経由して、ノズルボディ２４の内周側に流入する。ノズルボディ２４に流入した燃料は、弁座２９から離れたニードル１４とノズルボディ２４との間を経由して噴孔２５へ流入する。これにより、噴孔２５から燃料が噴射される。

このように、可動コア３６には、磁気吸引力ＥＭだけでなく第２スプリング４６の付勢力Ｓ２も加わっている。そのため、コイル３４へ通電すると、発生した磁気吸引力ＥＭにより可動コア３６およびニードル１４は迅速に開弁方向Ｚ１へ移動する。

上述したように、閉弁状態から磁気吸引力ＥＭが作用すると、可動コア３６およびニードル１４は、可動コア３６の上端面部４５とストッパ２７とが接することによって一体の可動子６０として開弁方向Ｚ１へ移動する。可動コア３６およびニードル１４は、可動コア３６の上端面部４５（本例では凸部５１）が固定コア３５の下端面部４９と衝突して噴孔２５を全開（最大開度）とするまで開弁方向Ｚ１へ移動する。

可動子６０が閉弁状態から全開弁状態に向かって開弁動作していくと、閉弁状態から可動子６０が間隔寸法ｈ２変位した時点で、可動子６０とともに変位していた支持体８０の鍔部８２がストッパ９０の鍔部９２に当接する。支持体８０鍔部８２がストッパ９０鍔部９２に当接したときの可動子６０の位置が本実施形態における所定中間位置である。ストッパ９０は、支持体８０のこれよりも開弁方向への変位を規制する。これによって、全開状態に向かって変位を続ける可動子６０の可動コア３６と、ストッパ９０によって変位を規制された支持体８０とが離れる。

可動コア３６から支持体８０が離れることに伴い、可動コア３６に支持体８０を介して付勢されていた第２スプリング４６の付勢力Ｓ２の付勢が中止され、可動子６０に加わる力が、図３（Ａ３）の状態から図３（Ａ４）の状態へ変化する。可動子６０に加わる付勢力Ｓ２は消滅するものの、燃圧閉弁力ＦＰが充分に小さいため、開弁方向の合成力を充分に確保することができ、可動子６０は開弁方向Ｚ１へ確実に移動していく。

図３（Ａ５）に示す全開位置にまで可動子６０が変位し、可動コア３６が固定コア３５に衝突すると、可動コア３６とニードル１４とは軸方向Ｚへ相対移動可能であるので、ニードル１４は開弁方向Ｚ１への慣性力によって、ストッパ２７が可動コア３６の上端面部４５から離間して、さらに開弁方向Ｚ１への移動を継続する。このようにストッパ２７が離間しても、ストッパ２７は第１スプリング３９と接触している状態が維持されるので、なんら他の部材にストッパ２７が衝突することはない。したがってニードル１４がバウンドすることなく、噴孔２５からの不規則な燃料の噴射は低減される。

また、ニードル１４は開弁方向Ｚ１への慣性力によって開弁方向Ｚ１への移動を継続して、可動コア３６とストッパ２７とが離れると、ニードル１４には、第１スプリング３９の閉弁方向の付勢力Ｓ１および燃圧閉弁力ＦＰが加わっているので、ニードル１４の開弁方向Ｚ１への過剰な移動が制限され、いわゆるオーバーシュートは小さいものとなる。

同様に、ニードル１４が開弁方向Ｚ１への慣性力によって開弁方向Ｚ１への移動を継続して、可動コア３６とニードル１４とが離れると、可動コア３６には磁気吸引力ＥＭが加わり、第１スプリング３９の付勢力Ｓ１および燃圧閉弁力ＦＰが加わらない。すなわち可動コア３６とストッパ２７とが離れると、可動コア３６に対し開弁方向Ｚ１へ加わる力が大きくなる。したがって、可動コア３６が固定コア３５に衝突すると、その衝撃により可動コア３６は閉弁方向Ｚ２へ跳ね返ることなく、少なくともコイル３４が通電されている期間は固定コア３５に接触した状態が維持される。

可動コア３６が固定コア３５に衝突する時の衝撃力は、衝撃力に寄与する重量が低減されるため（可動コア３６分の重量のみとなるため）小さくなる。このように衝撃力が小さいために、可動コア３６は極めて跳ね返り難い。

さらに、オーバーシュートしたニードル１４には、第１スプリング３９の付勢力Ｓ1および燃圧閉弁力ＦＰが継続して加わるので、ニードル１４は開弁方向Ｚ１への移動速度が減少し、オーバーシュート量が最大となった後、付勢力Ｓ１および燃圧閉弁力ＦＰによって閉弁方向Ｚ２へ移動を開始する。一方、可動コア３６は、磁気吸引力ＥＭによって固定コア３５に接触した状態であるので、ニードル１４が閉弁方向Ｚ２へ移動するとき、固定コア３５と接触している可動コア３６によって閉弁方向Ｚ２への移動が規制される。その結果、ニードル１４には再び磁気吸引力ＥＭが加わるので、ニードル１４は開弁状態を維持することができる。このように、可動コア３６とニードル１４とは相対的に移動可能であるため、ニードル１４のバウンドにともなう噴孔２５からの不規則な燃料の噴射は低減される。したがって、コイル３４への通電時間が短期間でも、噴孔２５から噴射される燃料の噴射量を精密に制御することができる。

次に、閉弁時の動作に関して説明する。開弁状態（全開状態）からコイル３４への通電を停止すると、固定コア３５と可動コア３６との間の磁気吸引力ＥＭは消滅し、可動子６０に加わる力が図３（Ａ５）に示す状態から図３（Ｂ１）に示す状態へ変化する。これにより、ニードル１４は、第１スプリング３９の付勢力Ｓ１および燃圧閉弁力ＦＰによって可動コア３６とともに閉弁方向Ｚ２へ移動を開始する。コイル３４への通電を停止したとき、可動コア３６およびニードル１４は第１スプリング３９の付勢力Ｓ１および燃圧閉弁力ＦＰによって閉弁方向Ｚ２へ迅速に移動する。

可動子６０が全開弁状態から閉弁状態に向かって閉弁動作していくと、全開弁状態から可動子６０が寸法（ｈ１−ｈ２）変位した時点で、可動コア３６の下端面部が支持体８０の反噴孔側端面に当接する。すなわち、可動子６０が前述の所定中間位置に到達した時点で、可動コア３６と支持体８０とが当接する。これによって、閉状態に向かって変位を続ける可動子６０の可動コア３６とともに支持体８０も変位を開始し、支持体８０の鍔部８２とストッパ９０の鍔部９２とが離れる。

支持体８０がストッパ９０から離れ可動コア３６と当接しつつ変位することに伴い、支持体８０を介する可動コア３６への第２スプリング４６の付勢力Ｓ２の付勢が回復され、可動子６０に加わる力が、図３（Ｂ２）の状態から図３（Ｂ３）の状態へ変化する。可動子６０に加わる付勢力Ｓ２は復活するものの、第１スプリング３９の付勢力Ｓ１および燃圧閉弁力ＦＰの和の方が充分に大きいため、閉弁方向の合成力を充分に確保することができ、可動子６０は閉弁方向Ｚ２へ確実に移動していく。

図３（Ｂ５）に示す閉位置にまで可動子６０が変位し、ニードル１４のシール部２８が弁座２９に着座すると、ニードル１４は衝突の衝撃によって開弁方向Ｚ１へ跳ね返ろうとする。ここで、可動コア３６とニードル１４とは相対移動可能であるため、ニードル１４のシール部２８が弁座２９に着座しても、可動コア３６は閉弁方向Ｚ２へ向かう慣性力によって、そのまま閉弁方向Ｚ２への移動を継続し、可動コア３６とニードル１４とは離れる。

そのため、ニードル１４には第１スプリング３９の付勢力Ｓ１および燃圧閉弁力ＦＰが加わり、可動コア３６には第２スプリング４６の付勢力Ｓ２のみが加わる。したがって可動コア３６とニードル１４とが離れることによって、ニードル１４に作用する合力が付勢力Ｓ１および燃圧閉弁力ＦＰのみになり、ニードル１４の開弁方向Ｚ１への跳ね返りが防止される。

また、ニードル１４のシール部２８が弁座２９に着座すると、噴孔側への燃料流れが停止し、燃圧閉弁力ＦＰは激増して、可動子６０に加わる力が図３（Ｂ４）に示す状態から図３（Ｂ５）に示す状態に変化する。これらにより、コイル３４への通電を停止すると、燃料通路３２と噴孔２５との間の燃料の流れは遮断され、噴孔２５からの燃料の噴射は迅速に停止される。したがって、不規則な燃料の噴射が低減され、噴孔２５から噴射される燃料の噴射量を精密に制御することができる。

ニードル１４が弁座２９に衝突する時の衝撃力は、衝撃力に寄与する重量が低減されるため（ニードル１４分の重量のみとなるため）小さくなる。このように衝撃力が小さいために、ニードル１４は極めて跳ね返り難い。

また、ニードル１４が着座すると、ニードル１４に対して相対変位可能な可動コア３６は、閉弁方向Ｚ２への慣性力によって、可動コア３６を開弁方向Ｚ１に付勢する第２スプリング４６の付勢力Ｓ２に打ち勝ち、さらに閉弁方向Ｚ２に過剰に変位、いわゆるアンダーシュートする。

可動コア３６がアンダーシュートして、可動コア３６に加わる力が第２スプリング４６の付勢力Ｓ２のみとなると、可動コア３６は閉弁方向Ｚ２への移動速度が減少し、アンダーシュート量が最大となった後、付勢力Ｓ２によって開弁方向Ｚ１へ移動を開始する。一方、ニードル１４は、第１スプリング３９の付勢力Ｓ１および激増した燃圧閉弁力ＦＰによってシール部２８が弁座２９に着座した状態である。付勢力Ｓ２によって開弁方向Ｚ１へ移動する可動コア３６は、ニードル１４のストッパ２７により移動が規制されて停止し、次の開弁動作が開始可能な閉弁状態となる。

上記の作動説明からも明らかなように、本実施形態のインジェクタ１０では、支持体８０およびストッパ９０を設けることによって、第２スプリング４６の付勢力Ｓ２は、可動子６０の閉位置と全開位置との間の可動子変位域のうち、一部域である可動子６０が閉位置と所定中間位置との間にあるときには可動子６０に付勢され、可動子６０が残部域である所定中間位置と全開位置との間にあるときには付勢されないようになっている。

弾性部材である第２スプリング４６が、可動子６０に対して反噴孔側に向かう開弁力を付勢する開弁力付勢弾性部材に相当し、支持部材である支持体８０および規制部材であるストッパ９０が、第２スプリング４６による可動子６０への付勢許可状態と付勢禁止状態とを切り替える付勢状態切替手段に相当する。また、第２スプリング４６、支持体８０およびストッパ９０が、可動子６０の変位域のうち一部域にあるときに可動子６０を付勢する一時付勢手段に相当する。

上述の構成および作動によれば、インジェクタ１０は、可動子６０を常時閉弁方向に付勢する第１スプリング３９と、可動子６０が閉位置と所定中間位置との間にあるときのみ可動子６０を開弁方向に付勢する第２スプリング４６とを備えている。これにより、第１スプリング３９および第２スプリング４６の噴孔側に向かう（閉弁方向となる）付勢合力（付勢力の総和）は、可動子６０が閉位置にあるときよりも全開位置にあるときの方が大きくなっている。

したがって、第２スプリング４６が可動子６０を常時開弁方向に付勢するインジェクタを比較例とした場合に、比較例のインジェクタに対し、コイルへの通電を中止して閉弁動作を開始する際の可動子６０に加わる閉弁方向の合成力を増大させることができる。図３（Ｂ１）に示すように、白丸で示した比較例に対して、黒丸で示した本実施形態のインジェクタ１０の方が、コイル通電オフ時の合成力を大きくすることができる。

このように、可動子６０が全開弁位置にありコイルへの通電がオフされたときには、比較的大きい噴孔に向かう付勢力により、閉弁動作を速やかに開始することができ、閉弁応答性を向上することができる。

図４（ａ）にコイル３４に印加される駆動パルス信号を示し、図４（ｂ）に可動子６０のリフト（変位）波形を示す。本実施形態によれば、比較例に対し、コイル通電オフ時から可動子閉弁動作開始まで時間遅れを抑制することができる。近年、内燃機関の燃費向上要求等よりインジェクタの最小噴射量をより小さくすることが求められているが、インジェクタの最小噴射量は、駆動パルス信号の通電時間（駆動時間）と燃料噴射量との関係が安定した範囲（例えば、図４（ｃ）に示す直線性のある範囲）における最小噴射量の値により決まる。換言すれば、噴射量が通電時間に対して比例関係にある範囲における最小値により決まる(図４（ｃ）参照)。

本実施形態によれば、コイル通電オフ時から可動子閉弁動作開始まで時間遅れを小さくすること、および、閉弁移動時間（全開位置から閉位置への可動子の移動時間）も短縮できることで、図４（ｃ）に示すように、比較例よりも閉弁応答性を向上させてインジェクタの最小噴射量を確実に小さくすることができる。

燃料噴射弁の閉弁応答性を向上する技術として、可動子を閉弁方向に常時付勢するスプリングの付勢力を大きくする方法がある。しかしながら、閉弁状態から開弁動作を行うためには、スプリング付勢力と燃圧（燃料圧力）とにより決まる閉弁力は、磁気吸引力により決まる開弁力以下とする必要がある。すなわち、スプリング付勢力は磁気開弁力から燃圧閉弁力を減じた力以下に設定する必要があり、可動子を常時噴孔に向かって付勢するスプリングの付勢力は大きくし難い。また、磁気吸引力により決まる開弁力を大きくする方法も考えられるが、磁気回路となる構成の体格や駆動エネルギーの観点から磁気吸引力の増大化も困難であり、磁気吸引力を大きくできたとしても、磁気切れが悪くなり閉弁応答性を向上することは困難である。本実施形態によれば、比較的困難な上記の方法を用いなくとも、容易に開弁応答性を向上することができる。

また、支持体８０とストッパ９０とが、所定中間位置よりも反噴孔側に位置する（所定中間位置と全開位置との間に位置する）可動子６０に対して、第２スプリング４６の追従変形を禁止して、開弁方向の付勢力Ｓ２を付勢しないようになっている。したがって、可動子６０が全開弁位置にあるときの噴孔側に向かう（閉弁方向の）付勢合力を容易かつ確実に増大させることができる。

また、第２スプリング４６はコイルスプリングであり、支持体８０は、第２スプリング４６の反噴孔側端部を全周に亘って支持している。したがって、支持体８０で第２スプリング４６の反噴孔側端部を安定して支持し、可動子６０が閉位置と所定中間位置との間にある場合には、第２スプリング４６を可動子６０に確実に追従変形させ、可動子６０が所定中間位置と全開位置との間にある場合には、第２スプリング４６の可動コア追従変形を確実に禁止することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図５および図６に基づいて説明する。

本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、ニードルと可動コアとが一体となった可動子を採用するとともに、閉弁力を付勢するスプリングを可動子一時付勢手段に用いた点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。

図５に閉弁状態の要部構成を示すように、本実施形態では、ニードル１４を可動コア３６の噴孔側に例えば圧入及び溶接により固定して可動子６０を構成している。なお、本実施形態の可動子６０では、燃料の流入孔３０および連通孔３１は可動コア３６に形成している。

また、本実施形態では、第１の実施形態で採用していた第２スプリング４６を用いておらず、固定コア３５と可動コア３６との間に弾性部材である第２スプリング１４６を設けている。第２スプリング１４６はコイルスプリングからなり、下端面部４９から固定コア３５の軸方向Ｚの一部に延設された（掘り込まれた）凹部９５（筒状の固定コア３５の噴孔側部に設けられた内径拡大部）内に設けられており、第１スプリング３９の外周側に配設されている。

第２スプリング１４６の噴孔側端部は、全周に亘って可動コア３６の反噴孔側の端面（本例では上端面部４５の凸部５１）に接触可能となっており、第２スプリング１４６の反噴孔側端部は、全周に亘って凹部９５の底面（図示上面）に相当する段差面部９６に接触可能となっている。

図５に示すように、閉弁状態では、第２スプリング１４６の自由長は、可動コア３６の反噴孔側の端面と固定コア３５の段差面部９６との軸方向Ｚの間隔よりも短くなっており、その差（図５に示す間隔ｈ２）が、閉弁状態における固定コア３５下端面部４９と可動コア３６上端面の凸部５１との軸方向Ｚの間隔ｈ１よりも小さくなるように設定されている。すなわち、間隔ｈ１で決まる閉弁状態からの可動子６０の全変位可能量よりも、間隔ｈ２で決まる閉弁状態からの第２スプリング１４６の圧縮が開始されるまでの可動子６０の変位可能量（第２スプリング１４６を圧縮することなく可動子６０が変位可能な量）の方が小さくなっている。

図６に、上述の構成のインジェクタ１０が作動する際に、可動子６０に加わる力の関係を示す。図６では、第１の実施形態における図３と同様に、コイルへの通電時および非通電時に可動子６０に加わる各力を矢印で示し、それらの力の合成力を黒丸で示している。また、図６の（Ａ１）〜（Ａ５）、（Ｂ１）〜（Ｂ５）も、図３の場合と同様の状態を示している。

コイル通電時には可動子６０が閉弁状態（閉状態、閉位置）から全開弁状態（全開状態、全開位置）に向かって変位するので、可動子６０に加わる力の状態は、図６上段に示すように（Ａ１）状態から（Ａ５）状態に向かって変化する。また、コイル非通電時には可動子６０が全開弁状態（全開状態）から閉弁状態（閉状態）に向かって変位するので、可動子６０に加わる力の状態は、図６下段に示すように（Ｂ１）状態から（Ｂ５）状態に向かって変化する。

図６からも明らかなように、本実施形態のインジェクタ１０では、閉弁時にフリー（非圧縮状態）となり、全開弁時に圧縮状態となる第２スプリング１４６を設けることによって、第２スプリング１４６の付勢力Ｓ２は、可動子６０の閉位置と全開位置との間の可動子変位域のうち、一部域である可動子６０が所定中間位置と全開位置との間にあるときには可動子６０に閉弁方向に付勢され、可動子６０が残部域である閉位置と所定中間位置との間にあるときには付勢されないようになっている。

弾性部材である第２スプリング１４６が、可動子６０に対して噴孔側に向かう閉弁力を付勢する閉弁力付勢弾性部材に相当し、第２スプリング１４６の圧縮状態と非圧縮状態とを切り替える、可動コア３６の反噴孔側の端面（本例では上端面部４５の凸部５１）および固定コア３５の段差面部９６が、第２スプリング１４６による可動子６０への付勢許可状態と付勢禁止状態とを切り替える付勢状態切替手段に相当する。また、第２スプリング１４６、可動コア３６の反噴孔側の端面（本例では上端面部４５の凸部５１）および固定コア３５の段差面部９６が、可動子６０の変位域のうち一部域にあるときに可動子６０を付勢する一時付勢手段に相当する。

上述の構成および作動によれば、本実施形態のインジェクタ１０は、可動子６０を常時閉弁方向に付勢する第１スプリング３９と、可動子６０が所定中間位置と全開位置との間にあるときのみ可動子６０を閉弁方向に付勢する第２スプリング１４６とを備えている。これにより、第１スプリング３９および第２スプリング１４６の噴孔側に向かう（閉弁方向となる）付勢合力（付勢力の総和）は、可動子６０が閉位置にあるときよりも全開位置にあるときの方が大きくなっている。

したがって、第２スプリング１４６を有しないインジェクタを比較例とした場合に、比較例のインジェクタに対し、コイルへの通電を中止して閉弁動作を開始する際の可動子６０に加わる閉弁方向の合成力を増大させることができる。図６（Ｂ１）に示すように、白丸で示した比較例に対して、黒丸で示した本実施形態のインジェクタ１０の方が、コイル通電オフ時の合成力を大きくすることができる。

このように、可動子６０が全開弁位置にありコイルへの通電がオフされたときには、比較的大きい噴孔に向かう付勢力により、閉弁動作を速やかに開始することができ、閉弁応答性を向上することができる。

また、可動子６０が所定中間位置よりも噴孔側に位置する（閉位置と所定中間位置との間に位置する）ときには、可動コア３６の反噴孔側端面および固定コア３５の段差面部９６の少なくともいずれかが第２スプリング１４６から離れて非圧縮状態を形成し、第２スプリング１４６が可動子６０に閉弁方向の付勢力Ｓ２を付勢しないようになっている。したがって、容易かつ確実に、第１スプリング３９および第２スプリング１４６の噴孔に向かう付勢合力が、可動子６０が閉位置にあるときよりも全開位置にあるときの方を大きくなるようにすることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記第１の実施形態では、コイルスプリングからなる開弁力付勢弾性部材としての第２スプリング４６の反噴孔側端部を全周に亘って支持する支持体８０と、可動子６０が所定中間位置にあるときよりも支持体８０が反噴孔側に移動することを規制するストッパ９０とで付勢状態切替手段を構成していたが、付勢状態の切り替えはこれに限定されるものではない。

例えば、図７に示すように、可動コア３６とは別体の支持体８０を設けずに、可動コア３６の噴孔側に突出部３６１を設け、この突出部３６１の先端面（噴孔側面）で第２スプリング４６の反噴孔側端部の周方向の一部を支持するものであってもよい。図８に図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図を示すように、例えば、突出部３６１の横断面（軸方向Ｚに直交する断面）の形状を略三角形状とすることにより、突出部３６１の先端面で第２スプリング４６の反噴孔側端部の周方向の一部を支持することができる。

一方、図８に示すように、規制部材であるストッパ９０は、鍔部９２を、突出部３６１と干渉しないように突出部３６１の形状に対応して中心に略三角形状の孔を形成するように設け、可動子６０が所定中間位置と全開位置との間にあるときには、ストッパ９０の鍔部９２により、第２スプリング４６の反噴孔側端部の周方向の残部を支持するものであってもよい。

図７に示す閉弁状態において、ストッパ９０鍔部９２の下端面（噴孔側面）と可動コア３６突出部３６１の先端面（噴孔側面）との間隔ｈ２が、可動子６０の閉位置から所定中間位置までの変位量を決めることになる。

すなわち、開弁力付勢弾性部材である第２スプリング４６がコイルスプリングからなり、可動子６０が閉位置と所定中間位置との間にある場合には、第２スプリング４６の反噴孔側端部の周方向の一部を可動コア３６が支持するようになっており、可動子６０が所定中間位置と全開位置との間にある場合には、第２スプリング４６の反噴孔側端部の周方向の残部をストッパ９０で支持して、可動子６０が所定中間位置にあるときよりも第２スプリング４６の反噴孔側端部が反噴孔側に移動することを規制する規制部材としてのストッパ９０を付勢状態切替手段とするものであってもよい。

これによると、可動子６０が閉位置と所定中間位置との間にある場合には、第２スプリング４６の反噴孔側端部の周方向の一部を可動コア３６で支持して、開弁力付勢弾性部材である第２スプリング４６を可動コア３６に追従変形させ、可動子６０が所定中間位置と全開位置との間にある場合には、第２スプリング４６の反噴孔側端部の周方向の残部を規制部材であるストッパ９０で支持して、開弁力付勢弾性部材である第２スプリング４６の可動コア３６追従変形を禁止することができる。

したがって、第２スプリング４６の反噴孔側端部を支持する専用の支持部材（第１の実施形態における支持体８０）が不要であり、第２スプリング４６の可動コア３６への追従変形許可および追従変形禁止を容易に切り替えることができる。また、専用の支持部材を不要としたことで、付勢状態切替手段を構成する部品点数を削減することができ、付勢状態を切り替える所定中間位置を精度よく設定することができる。

また、上記第１の実施形態では、ニードル１４と可動コア３６とが相対移動可能な可動子６０を採用し、第２スプリング４６を開弁力付勢弾性部材として設け、上記第２の実施形態では、ニードル１４が可動コア３６に固定された可動子６０を採用し、第２スプリング１４６を閉弁力付勢弾性部材として設けていたが、これらに限定されるものではなく、組み合わせを変更することも可能である。

例えば、図９に示すように、ニードル１４が可動コア３６に固定された可動子６０を採用し、第２スプリング４６を開弁力付勢弾性部材として設けるものであってもよいし、図１０に示すように、ニードル１４と可動コア３６とが相対移動可能な可動子６０を採用し、第２スプリング１４６を閉弁力付勢弾性部材として設けるものであってもよい。図１０に例示したインジェクタでは、ニードル１４と可動コア３６とが相対移動可能であるので、ニードル１４を閉弁方向に常時付勢する第１スプリング３９と可動コア３６を開弁方向に常時付勢する第３スプリング２４６とで常時付勢手段を構成することが好ましい。

また、上記各実施形態では、弾性部材である第２スプリング４６、１４６にコイルスプリングを用いていたが、開弁力もしくは閉弁力を付勢できるものであれば、コイルスプリング以外の弾性部材であってもかまわない。また、上記第１の実施形態では、第２スプリング４６を可動コア３６の噴孔側に設けて開弁力付勢弾性部材とし、上記第２の実施形態では、第２スプリング１４６を可動コア３６の反噴孔側に設けて閉弁力付勢弾性部材としていたが、配設位置もこれらに限定されるものではない。

また、上記第１の実施形態では、可動コア３６に連通路５３を設け、上記第２の実施形態では、可動コア３６に連通路を設けていなかったが、可動コアの連通路の有無に係わらず、本発明を適用して有効である。

また、上記各実施系形態では、閉弁時のスプリング力を比較例として示したような従来品と同等に設定した場合について説明したが、全開時のスプリング力を従来品と同等に設定してもよく、その場合は閉弁応答性は従来品と同等のままだが、開弁開始時のスプリング力を小さく設定できるため、開弁応答性の向上やより高い燃圧力での使用が可能となるメリットがある。

また、上記各実施形態では、筒部材１１、ノズルホルダ１３およびノズルボディ２４でハウジングを構成するものとしていたが、これに限定されるものではなく、例えば２部材以下もしくは４部材以上でハウジングを構成するものであってもよい。

また、上記一実施形態では、インジェクタ１０は、直噴式のガソリンエンジンに適用されるものとしていたが、直噴式のガソリンエンジンに限るものではなく、ポート噴射式のガソリンエンジン、またはディーゼルエンジンなどに適用してもよい。

１０ インジェクタ（燃料噴射弁）
１１ 筒部材（ハウジングの一部）
１３ ノズルホルダ（ハウジングの一部）
１４ ニードル（弁部材、可動子の一部）
２４ ノズルボディ（ハウジングの一部）
２５ 噴孔
３４ コイル
３５ 固定コア
３６ 可動コア（可動子の一部）
３９ 第１スプリング（常時付勢手段）
４６ 第２スプリング（コイルスプリング、弾性部材、開弁力付勢弾性部材、一時付勢手段の一部）
６０ 可動子
８０ 支持体（支持部材、付勢状態切替手段の一部、一時付勢手段の一部）
９０ ストッパ（規制部材、付勢状態切替手段の一部、一時付勢手段の一部）
１４６ 第２スプリング（コイルスプリング、弾性部材、閉弁力付勢弾性部材、一時付勢手段の一部）

Claims (4)

1. 燃料が噴射される噴孔が形成されたハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ、往復変位することによって前記噴孔を開閉して前記噴孔からの燃料の噴射を断続する弁部材と、前記弁部材とともに変位する可動コアと、を有する可動子と、
   前記ハウジング内の前記可動コアより反噴孔側に固定された固定コアと、
   通電されることによって前記固定コアに前記可動コアを吸引する磁力を発生するコイルと、
   前記可動子を前記噴孔に向かって常に付勢する常時付勢手段と、を備え、
   前記常時付勢手段の付勢力によって前記弁部材が前記噴孔を閉じる閉位置と、前記磁力によって前記可動コアが前記固定コアに当接して前記弁部材が前記噴孔を全開する全開位置との間を、前記可動子が変位する燃料噴射弁であって、
   前記閉位置と前記全開位置との間の前記可動子の変位域のうち前記可動子が一部域にあるときに前記可動子を付勢する一時付勢手段を備え、
   前記常時付勢手段および前記一時付勢手段の前記噴孔に向かう付勢合力は、前記閉位置よりも前記全開位置の方が大きく、
   前記一時付勢手段は、
   前記可動子を付勢する付勢力を発生する弾性部材と、
   前記可動子が前記変位域のうち前記一部域にあるときには前記弾性部材による前記可動子への付勢を許可する付勢許可状態とし、前記可動子が前記変位域のうち残部域にあるときには前記弾性部材による前記可動子への付勢を禁止する付勢禁止状態とする付勢状態切替手段と、を有し、
   前記弾性部材は、前記可動子に対して反噴孔側に向かう開弁力を付勢する開弁力付勢弾性部材であり、
   前記付勢状態切替手段は、
   前記可動子が、前記閉位置と、前記閉位置と前記全開位置との間の所定中間位置との間にある場合には、前記開弁力付勢弾性部材を前記付勢許可状態とし、
   前記可動子が、前記所定中間位置と前記全開位置との間にある場合には、前記開弁力付勢弾性部材を前記付勢禁止状態とすることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記開弁力付勢弾性部材は、前記ハウジング内の前記噴孔と前記可動コアとの間に設けられて、前記可動コアに対して反噴孔側に向かう開弁力を付勢するようになっており、
   前記付勢状態切替手段は、前記所定中間位置よりも反噴孔側に位置する前記可動コアに対する前記開弁力付勢弾性部材の追従変形を禁止して、前記可動子が前記所定中間位置と前記全開位置との間にある場合に、前記開弁力付勢弾性部材を前記付勢禁止状態とすることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記開弁力付勢弾性部材はコイルスプリングからなり、
   前記付勢状態切替手段は、前記コイルスプリングの反噴孔側端部を全周に亘って支持する支持部材と、前記可動子が前記所定中間位置にあるときよりも前記支持部材が反噴孔側に移動することを規制する規制部材と、を有することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記開弁力付勢弾性部材はコイルスプリングからなり、
   前記可動子が前記閉位置と前記所定中間位置との間にある場合には、前記コイルスプリングの反噴孔側端部の周方向の一部を前記可動コアが支持するようになっており、
   前記付勢状態切替手段は、前記可動子が前記所定中間位置と前記全開位置との間にある場合に、前記コイルスプリングの反噴孔側端部の周方向の残部を支持して、前記可動子が前記所定中間位置にあるときよりも前記コイルスプリングの反噴孔側端部が反噴孔側に移動することを規制する規制部材を有することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁。

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