JP5288019B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、例えば内燃機関に燃料を噴射して供給する燃料噴射弁に関する。

従来、内燃機関に燃料を噴射して供給する電磁駆動式の燃料噴射弁が知られている（特許文献１を参照）。

この燃料噴射弁は、ボディ内に往復直線運動可能に収容され、噴孔を開閉する棒状のニードル弁と、筒状に形成され、ニードル弁との相対運動が可能となるように内面にてニードル弁の外面を支持する可動コアと、可動コアを吸引する電磁駆動部と、可動コアおよびニードル弁を付勢する付勢手段とを備えている。

ニードル弁は、シート部に向って移動し、シート部に着座することにより、噴孔からの燃料噴射を禁止し、シート部から離れる方向に移動し、シート部から離座することにより、噴孔からの燃料噴射を許容する。

可動コアは、円柱状に形成された本体部と、有底円筒状に形成され、本体部と同軸上に配置されたスリーブとからなっている。本体部およびスリーブの底部は、それぞれの径方向中央部を軸方向に貫き、ニードル弁の軸部が挿入可能な挿入孔を有している。ニードル弁の軸部には、当該軸部の径方向側面から外側に突出する部位を有する二つのフランジが軸方向に間隔をあけて設けられている。一方のフランジは、本体部のスリーブとは反対側に設けられている。一方のフランジは、本体部と当接することにより、可動コアのニードル弁に対する離座方向への相対運動を規制する。他方のフランジは、スリーブの内周側に収容され、本体部のスリーブ側の端面とスリーブの底部の内面との間に設けられている。

また、付勢手段は、二つの弾性部材からなっている。一方の弾性部材は、上記一方のフランジに当接しており、ニードル弁を着座方向に移動させる方向の弾性力をニードル弁に常に付与する。他方の弾性部材は、上記他方のフランジとスリーブの底部の内面との間に設けられ、ニードル弁がシート部に着座した状態で、可動コアをニードル弁の着座方向に移動させる方向の弾性力を可動コアに付与する。この燃料噴射弁のボディには、可動コアの着座方向への移動を規制するストッパが設けられている。電磁駆動部が、非通電状態となっており、磁気吸引力を発生していないとき、上記他方の弾性部材により、可動コアは上記ストッパに押し付けられ、一方のフランジと可動コアとを離間させる位置に可動コアが保持される。

電磁駆動部は、可動コアのストッパとは反対側に設けられている。そして、可動コアがストッパに当接しているときの、可動コアと電磁駆動部との距離は、可動コアと上記一方のフランジとの距離よりも広くなっている。

このため、電磁駆動部が通電され、発生する磁気吸引力により可動コアが電磁駆動部に向って移動し、上記一方のフランジと当接するまでは、可動コアは単独で移動できる。可動コアが上記一方のフランジに当接すると、可動コアのニードル弁に対する離座方向への移動が規制されるので、ニードル弁は可動コアとともに離座方向に向って移動する。これにより、ニードル弁はシート部から離座し、燃料通路と噴孔とが連通するので、燃料通路内の燃料が噴孔に供給され、噴孔から燃料が噴射される。

一般的な電磁駆動式の燃料噴射弁では、可動コアとニードル弁とは、互いに相対運動不能に組み付けられている。このような一般的な電磁駆動式の燃料噴射弁では、電磁駆動部が発生する磁気吸引力を可動コアに作用させ、可動コアを電磁駆動部に吸引することによりニードル弁を離座方向に移動させている。ニードル弁が離座方向に移動する際、ニードル弁には、可動コアを通じて磁気吸引力が作用する方向の力が作用する。

これに対し、上記特許文献１の燃料噴射弁では、可動コアとニードル弁とが相対運動可能に組み付けられている。このため、可動コアがニードル弁に係合し、ニードル弁がシート部から離座する際、ニードル弁には、磁気吸引力だけでなく、可動コアがもつ運動量に基づいた力も作用することとなる。このため、ニードル弁の離座方向への移動速度が、上記一般的な燃料噴射弁のニードル弁の離座方向への移動速度よりも高くなる。

ニードル弁をシート部から離座させ、シート部と、このシート部と対向するニードル弁の表面との間に形成される隙間を介して燃料通路から噴孔へ噴射すべき燃料を供給するような燃料噴射弁では、ニードル弁がシート部から離座した直後、当該隙間は非常に小さい。このため、噴孔へ流入する燃料の圧力は、非常に低くなる。当該隙間の間隔が大きくなるにしたがい、噴孔へ流入する燃料の圧力は次第に大きくなる。当該隙間の間隔が非常に小さい状態のとき、すなわち、ニードル弁がシート部から離座した直後では、十分な燃料が噴孔に供給されなくなる。噴孔に十分な燃料が供給されないと、噴孔に流入する燃料の圧力が低下する。このため、噴孔から流出する燃料の速度が低下し、ニードル弁がシート部から最も離れた場合に比べ、噴孔から噴射される燃料の粒径が大きくなる。ニードル弁の離座方向への移動速度が遅いと、燃料の粒径が大きくなる期間が長くなる。

上記特許文献１の燃料噴射弁によると、上述したようにニードル弁の離座方向への移動速度を上記一般的な燃料噴射弁のニードル弁の移動速度よりも高めることができるので、噴孔から噴射される燃料のうち、比較的大きな粒径をもつ燃料の割合を小さくすることができる。

特許第４２４３６１０号

上述したように、上記燃料噴射弁においては、ニードル弁の離座方向への移動速度を高めるため、ニードル弁がシート部に着座しているときに、可動コアと上記一方のフランジとの間に所定距離を維持する必要がある。上記特許文献１の燃料噴射弁では、上記他方のフランジとフランジの底部の内面との間に設けられる上記他方の弾性部材によって、可動コアをボディのストッパに押し付け、上記所定距離を維持している。ちなみに、ニードル弁と可動コアとが相対運動ができないように固定されているような形態の燃料噴射弁であれば、ニードル弁を着座方向に押し付ける弾性部材のみで良いため、可動コアをストッパに押し付けておくような弾性部材は必要ない。このように、上記特許文献１の燃料噴射弁では、ニードル弁の離座方向への移動速度を高める機能を持たせるために、ニードル弁を着座方向に押し付ける弾性部材のほかに、可動コアをストッパに押し付けておくための弾性部材が別に必要となるのである。このため、燃料噴射弁の構造が複雑となってしまう。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ニードル弁の離座方向への移動速度を高める機能を簡単な構造で実現できる燃料噴射弁を提供することである。

請求項１に記載の発明では、燃料を噴射する噴孔と、噴孔へ向う燃料の流れ方向の上流側に形成されるシート部とを有するボディと、
ボディの内部に軸方向に往復直線運動可能に収容され、シート部に着座することにより噴孔からの燃料噴射を禁止する一方で、シート部から離座することにより噴孔からの燃料噴射を許容するニードル弁と、
筒状に形成され、ニードル弁に対して相対運動可能であって、着座方向に移動することによりニードル弁を着座方向に移動させ、離座方向に移動することによりニードル弁を離座方向に移動させる可動コアと、
可動コアの離座方向側に配置され、通電されることにより、可動コアを離座方向に吸引する磁気吸引力を発生する電磁駆動部であって、可動コア側の端面に磁気吸引力を発生する吸引部を形成する固定コアを有する電磁駆動部と、
固定コアの内周側に収容され、可動コアにおいて固定コアの吸引部と当接可能な外壁面に当接して、可動コアを着座方向に付勢する弾性力を可動コアに付与する弾性部材と、を備え、
ニードル弁および可動コアのいずれか一方には、軸方向で向い合う内面の対を有する凹部が設けられ、他方には、凹部内に突入した状態で凹部の内面の対の間を軸方向に移動可能であり、内面の対と向い合う外面の対を有する凸部が設けられており、
ニードル弁は、可動コアと係合するニードル弁側第一係合部と、ニードル弁側第二係合部とを有し、可動コアは、ニードル弁側第一係合部と係合するコア側第一係合部と、ニードル弁側第二係合部と係合するコア側第二係合部とを有し、
凹部の内面の対は、それらニードル弁側およびコア側のうち、一方の側の第一係合部および第二係合部をそれぞれ形成し、凸部の外面の対は、他方の側の第一係合部および第二係合部をそれぞれ形成し、
ニードル弁側第一係合部とコア側第一係合部とが係合すると、可動コアのニードル弁に対する着座方向への移動が規制され、ニードル弁側第二係合部とコア側第二係合部とが係合すると、可動コアのニードル弁に対する離座方向への移動が規制され、
凹部は可動コアに設けられ、凸部はニードル弁に設けられており、
コア側第一係合部は、凹部の内面の対うち、離座方向側の内面に設けられ、コア側第二係合部は、着座方向側の内面に設けられており、
ニードル弁側第一係合部は、凸部の外面の対のうち、離座方向側の外面に設けられ、ニードル弁側第二係合部は、着座方向側の外面に設けられており、
可動コアの外壁面は、可動コアの凹部よりも離座方向側に設けられ、
さらに可動コアは、外壁面およびコア側第一係合部を有する第一部材と、第一部材と異なる部材よりなりコア側第二係合部を有する第二部材とからなっていることを特徴としている。

請求項１に係る発明では、可動コアが離座方向に移動する場合、ニードル弁側およびコア側の第二係合部同士が係合し、可動コアのニードル弁に対する離座方向への移動が規制されるまでは、可動コアはニードル弁に対して単独で移動が可能となる。このように、可動コアは単独で移動が可能となるので、電磁駆動部が通電されることにより発生する磁気吸引力により、可動コアが離座方向に移動し、上記第二係合部同士が係合すると、ニードル弁に可動コアが上記第二係合部同士が係合するときの運動量に基づいた力と、磁気吸引力から可動コアを付勢する弾性部材の弾性力を差し引いた力とが伝わることとなる。これらの力がニードル弁に伝わることにより、ニードル弁はこれらの力に応じた移動速度で離座方向に移動することとなる。この移動速度は、従来技術にて説明した一般的な燃料噴射弁のニードル弁の移動速度よりも大きい。ニードル弁の移動速度が高まるため、ニードル弁とシート部との間に形成される隙間が狭く、十分な燃料が噴孔に供給されない期間を短縮することができる。このことによれば、噴孔から噴射される燃料のうち、比較的大きな粒径をもつ燃料の割合を極力小さくすることができる。

一方、可動コアが弾性部材に押されて着座方向に移動する場合、ニードル弁側およびコア側の第一係合部同士が係合し、可動コアのニードル弁に対する着座方向への移動が規制されることとなる。上記第一係合部同士が係合し、可動コアのニードル弁に対する移動が規制されると、可動コアの着座方向への移動により、可動コアの動作によってニードル弁を着座方向に移動させるとともに、ニードル弁のシート部への着座状態を維持させておくことができる。

本発明では、凹部の内面の対および凸部の外面の対に、ニードル弁側の第一係合部またはコア側の第一係合部がそれぞれ形成されているため、可動コアを着座方向に移動させることにより、これらの第一係合部同士を係合させることができ、ニードル弁の着座方向への移動およびシート部への着座状態の維持を達成することができる。このように可動コアを着座方向に移動させるだけで、ニードル弁の着座方向への移動およびシート部への着座状態の維持が行えるので、可動コアを着座方向に付勢する弾性力を発生する弾性部材を可動コアに当接するように設けるだけでよい。すなわち、本発明によれば、従来技術のようにニードル弁を直接着座方向に付勢するための弾性部材、およびボディに設けられている可動コアの着座方向への移動を規制するストッパに可動コアを押し付けておくための弾性部材の計二つの弾性部材を必要としない。したがって、本発明によれば、燃料噴射弁の構造を簡単にすることができる。

また、本発明では、上述したようなニードル弁側ならびにコア側の第一係合部および第二係合部は、構造が非常に簡単な凹部の内面の対または凸部の外面の対にそれぞれ形成されている。このため、さらに燃料噴射弁の構造を簡単にすることができる。さらに、可動コアが着座方向に移動することにより、ニードル弁側およびコア側の第一係合部同士が係合し、可動コアが離座方向に移動することにより、ニードル弁側およびコア側の第二係合部同士が係合することとなる。このことによれば、可動コアが着座方向に移動することにより、ニードル弁も着座方向に移動し、可動コアが離座方向に移動することにより、ニードル弁も着座方向に移動することとなる。すなわち、本発明によれば、可動コアの動作によって、ニードル弁を任意の方向に移動させることができる燃料噴射弁とすることができる。

以上、説明したように、本発明の構成によれば、ニードル弁の離座方向への移動速度を高める機能を簡単な構造で実現できる燃料噴射弁を提供することができるのである。

請求項２に記載の発明では、第一部材および第二部材は軸方向に沿って並んでおり、第一部材および第二部材を突き当てることにより、第二部材の第一部材に対する相対位置が決定されていることを特徴としている。請求項２に係る発明によれば、第一、第二部材同士を突き当てることにより、第一、第二係合部間の距離を確定させることができる。

ここで、ニードル弁の開閉動作は、コア側およびニードル弁側の第一係合部間の距離、およびコア側およびニードル弁側の第二係合部間の距離に依存する。これらの距離が製品毎にばらつくと、製品毎の噴射特性がばらつくこととなる。したがって、これらの距離を調整するのは均質な製品を製造する上で重要なことである。上記二つの距離は、凹部に設けられているコア側の第一、第二係合部間の距離を調整することで可能となる。

例えば、可動コアが、第一、第二部材からなり、各部材の向い合う端面にコア側の第一、第二係合部が形成されており、各部材の向い合う端面同士を突き当てることにより、第一、第二係合部間の距離を確定させる場合、いずれか一方の部材において他方の部材に面する部位を削ることにより、コア側の第一、第二係合部間の距離を調整することができる。

ところが、コア側第一係合部およびコア側第二係合部を有する第二部材を包囲する包囲部が、第一部材のコア側第一係合部よりもさらに着座方向に向って延伸するように第一部材に設けられ、第二部材のコア側第二係合部より第一部材に向って延伸する延伸部の端面を包囲部の内側の部位に突き当てることにより第一、第二係合部間の距離を確定させる構造を採用した場合、第二部材の当該端面を包囲部の内側に突き当てる際に、包囲部の基端部に形成されることの多いＲ部に、延伸部が乗り上がることがある。このように、当該延伸部がＲ部に乗り上がると、当該端面を包囲部の内側の部位に確実に突き当てることができず、たとえ、コア側の第一係合部と第二係合部との距離を調整するために、第二部材の延伸部の端面を削ったとしても、当該距離を適切に調整することができないおそれがある。

請求項３に記載の発明では、第一部材は、コア側第一係合部よりも着座方向に向かって延伸することにより、コア側第一係合部および第二部材を包囲する包囲部を有し、
第二部材は、コア側第二係合部よりも第一部材に向かって延伸され、包囲部に包囲される延伸部を有し、
延伸部の端面を第一部材において包囲部によって包囲される部位に突き当てることにより、第二部材の第一部材に対する相対位置が決定されており、
第二部材は、延伸部において包囲部の基端部と対向する角部に、包囲部の基端部とは反対方向に向かって凹むように形成された逃がし部を有することを特徴としている。

請求項３に係る発明によれば、特に、第二部材において離座方向の端部の角部に、逃がし部が形成されている。この構成によれば、第二部材の延伸部の端面を、第一部材において包囲部によって包囲された部位に突き当てる際に、第二部材の延伸部がＲ部に乗り上がってしまうことを回避することができる。このため、第二部材の延伸部の端面を、第一部材において包囲部によって包囲された部位に確実に突き当てることが可能となる。よって、コア側の第一、第二係合部間の距離の調整を精度良く行うことができる。

ここで、二つの部材を溶接する際、溶接時の熱によって部材が歪む場合がある。例えば、可動コアが、二つの部材からなり、各部材の向い合う端部にコア側の第一、第二係合部が形成されており、各部材の向い合う端部の突合せ部分を溶接する場合、溶接箇所と第一、第二係合部との距離が短く、溶接時の熱による歪みが発生しやすくなる。溶接時の熱により第一、第二係合部に歪みが発生すると、ニードル弁側の第一係合部や第二係合部との隙間が予め定められたものからずれてしまい、所望の噴射特性が得られなくなるおそれがある。

請求項４に記載の発明では、第一部材および第二部材は軸方向に沿って並び、かつ互いに溶接によって接合されており、第一部材は、コア側第一係合部よりも着座方向に向かって延伸することにより、コア側第一係合部および第二部材を包囲する包囲部を有し、第二部材は、コア側第二係合部よりも第一部材に向かって延伸され、包囲部に包囲される延伸部を有し、第一部材と第二部材との溶接箇所は、包囲部においてコア側第二係合部よりも着座方向に位置する部位とされていることを特徴としている。

請求項４に係る発明によれば、特に、第一部材と第二部材との溶接箇所を、第一部材の包囲部においてコア側第二係合部よりも着座方向に位置する部位としている。このため、溶接箇所を第一係合部から確実に遠ざけることが可能となる。よって、溶接時の熱による第一係合部の歪みの発生を抑制することが可能となる。また、この包囲部は、第二部材を包囲する構造となっているため、第二部材の存在に係わらず、包囲部を着座方向に延伸させることが可能である。そして、延伸させた包囲部に合わせて第二部材も着座方向に向って延伸して形成し、第二係合部から着座方向に向って極力離れた部位を溶接箇所とすることができる。このことによれば、溶接箇所を第二係合部からも遠ざけることが可能となる。よって、溶接時の熱による第二係合の歪みの発生も抑制することが可能となる。これらのことによれば、両部材を溶接することによって、所望の噴射特性が得られなくなるという問題を回避することが可能となる。

ここで、コア側の第一係合部および第二係合部が設けられる凹部の内面の対、およびニードル弁側の第一係合部および第二係合部が設けられる凸部の外面の対において、互いに向い合う面が平行となっていると、可動コアが移動し、凹部および凸部の向い合う面同士が接触すると、その接触形態は面接触となる。このように、接触形態が面接触となると、面接触を形成する部位の間に燃料が流入すると、この流入した燃料の表面張力により係合部における係合部分を吸着させる現象が発生する。接触面積が大きいほど係合部分に流入する燃料の量が多くなるため、この吸着現象による吸着力は大きくなる。例えば、可動コアが着座方向に移動して、コア側およびニードル弁側の両第一係合部が係合し、その後、可動コアが離座方向に移動する際、吸着力が大きくなるほど、係合部同士の離間が困難となり、可動コアの応答性が低下し、その結果、ニードル弁の応答性の低下が懸念される。

これに対し、請求項５に記載の発明は、凹部において内面の対のうちのコア側第一係合部を形成する面の軸方向に対する角度が、凸部において外面の対のうちのニードル弁側第一係合部を形成する面の軸方向に対する角度と異なっており、凹部において内面の対のうちのコア側第二係合部を形成する面の軸方向に対する角度が、凸部において外面の対のうちのニードル弁側第二係合部を形成する面の軸方向に対する角度と異なっていることを特徴としている。

請求項５に係る発明によれば、凹部において内面の対のうちのコア側第一係合部を形成する面の軸方向に対する角度が、凸部において外面の対のうちのニードル弁側第一係合部を形成する面の軸方向に対する角度と異なっているため、向い合うコア側およびニードル弁側の第一係合部の係合部分は面接触ではなく線接触となる。また、凹部において内面の対のうちのコア側第二係合部を形成する面の軸方向に対する角度が、凸部において外面の対のうちのニードル弁側第二係合部を形成する面の軸方向に対する角度と異なっているため、向い合うコア側およびニードル弁側の第二係合部の係合部分は面接触でなく線接触となる。このため、各係合部分に流入する燃料量が面接触の場合に比べ少なくなるので、各係合部分に発生する吸着力は小さくなる。よって、可動コアおよびニードル弁の応答性の低下が抑制される。

請求項６に記載の発明は、凹部の内面の対が、軸方向に対して直交する方向に沿った面となっており、凸部の外面の対が、凹部に近づくほど互いの間隔が狭くなるようなテーパ面となっていることを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明は、凹部の内面の対が、凸部に近づくほど互いの間隔が広くなるようなテーパ面となっており、凸部の外面の対が、軸方向に対して直交する方向に沿った面となっていることを特徴としている。

請求項６に係る発明によれば、凹部の内面の対を軸方向に対して直交する方向に沿った面とし、凸部の外面の対を凹部に近づくほど互いの間隔が狭くなるようなテーパ面としているので、向い合うコア側およびニードル弁側の第一係合部同士、および向い合うコア側およびニードル弁側の第二係合部同士の軸方向に対する角度を互いに異ならせることができる。

また、請求項７に係る発明によれば、凹部の内面の対を凸部に近づくほど互いの間隔が広くなるようなテーパ面とし、凸部の外面の対を、軸方向に対して直交する方向に沿った面としているので、向い合うコア側およびニードル弁側の第一係合部同士、および向い合うコア側およびニードル弁側の第二係合部同士の軸方向に対する角度を互いに異ならせることができる。

ここで、凹部内の燃料空間には、凸部が突入されているため、可動コアがニードル弁に対して相対的に運動すると、凸部は凹部内の燃料空間で移動することとなる。凹部内が燃料で満たされている状態で、凸部が移動すると、凸部によって凹部内の燃料空間に存在する燃料が掻き乱され、凹部内の燃料空間の燃料圧力が不安定となり、可動コアやニードル弁の動作が不安定となるおそれがある。

請求項８に記載の発明は、ボディ内、および凹部内の燃料空間は燃料によって満たされており、可動コアは、一方の端部が凹部内の燃料空間に開口する貫通孔を有することを特徴としている。

請求項８に係る発明によれば、貫通孔の一方の端部が可動コアは凹部内の燃料空間に開口しているので、可動コアの外部にある燃料の凹部内の燃料空間への流入、および凹部内の燃料空間にある燃料の可動コアの外部への流出が可能となる。このため、凹部内の燃料空間で凸部が移動したときであっても、凹部内の燃料空間の燃料圧力は安定する。このため、当該空間での燃料圧力が不安定となることによる、可動コアおよびニードル弁の動作が不安定となることを抑制することができる。

請求項９に記載の発明は、貫通孔の一方の端部は、コア側第一係合部とニードル弁側第一係合部とが係合する際に、コア側第一係合部においてニードル弁側第一係合部と係合する部分に開口することを特徴としている。

請求項９に係る発明によれば、貫通孔の一方の端部は、コア側およびニードル弁側の第一係合部同士が係合する際に、コア側第一係合部においてニードル弁側第一係合部と係合する部分に開口するので、コア側およびニードル弁側の第一係合部同士の接触面積を貫通孔の分だけ減少させることができる。このため、第一係合部同士が係合する際に第一係合部の係合部分に燃料が流入することにより発生する吸着力を小さくすることが可能となる。よって、可動コアの離座方向への応答性を向上させることができる。また、第一係合部同士が接触する部位に貫通孔が開口するため、係合部分に隣接して貫通孔の開口が設けられることとなる。このことによれば、第一係合部同士が離間しようとする際に、貫通孔より係合部分へ燃料をいち早く流入させ、燃料の表面張力効果をいち早く減らすことができるので、上記吸着力をいち早く減らすことができる。その結果、可動コアの離座方向への応答性が向上する。

請求項１０に記載の発明は、貫通孔の一方の端部は、コア側第二係合部とニードル弁側第二係合部とが係合する際に、コア側第二係合部においてニードル弁側第二係合部と係合する部分に開口することを特徴としている。

請求項１０に係る発明によれば、貫通孔の一方の端部は、コア側およびニードル弁側の第二係合部同士が係合する際に、コア側第二係合部においてニードル弁側第二係合部と係合する部分に開口するので、コア側およびニードル弁側の第二係合部同士の接触面積を貫通孔の分だけ減少させることができる。このため、第二係合部同士が係合する際に第二係合部の係合部分に燃料が流入することにより発生する吸着力を小さくすることが可能となる。よって、可動コアの着座方向への応答性を向上させることができる。また、第二係合部同士が接触する部位に貫通孔が開口するため、係合部分に隣接して貫通孔の開口が設けられることとなる。このことによれば、第二係合部同士が離間しようとする際に、貫通孔より係合部分へ燃料をいち早く流入させ、燃料の表面張力効果をいち早く減らすことができので、上記吸着力をいち早く減らすことができる。その結果、可動コアの着座方向への応答性が向上する。

さて、ニードル弁がシート部から離座している状態では、ニードル弁側およびコア側の第二係合部同士は係合しているものの、第一係合部同士の係合が解除されているため、何らかの要因により、ニードル弁が可動コアよりも離座方向に移動すると、第二係合部同士の係合が解除される可能性がある。このように、第二係合部同士の係合が解除されると、ニードル弁が可動コアの動きに追従できなくなってしまい、噴孔への燃料の流入が安定しないため、精確な燃料噴射が行えなくなるという問題が発生する。

このような問題に対し、請求項１１に係る発明では、ニードル弁は、ボディに流入する燃料の圧力が作用することにより、ニードル弁に着座方向の推力を発生させる受圧面を有しているので、このニードル弁に発生する着座方向への推力により、第二係合部同士の係合状態を極力維持させることができる。このことにより、ニードル弁の離座方向への移動を可動コアの移動に追従させることができるようになるため、精確な燃料噴射が行える。

請求項１２に記載の発明は、可動コアの外部と連通する可動コアの内部に形成される内部空間に、受圧面は収容されており、弾性部材の外径は、内部空間における可動コアの外部側の開口部の内径よりも大きいことを特徴としている。

請求項１２に係る発明によれば、受圧面は可動コアの内部に形成される内部空間に収容されている。そして、受圧面を収容する内部空間は可動コアの外部と連通している。このような構成によれば、受圧面にボディ内に流入した燃料を確実に作用させることができる。また、弾性部材の外径は、この内部空間における可動コアの外部側の開口部の内径よりも大きく形成されているため、弾性部材の弾性力は確実に可動コアのみに付与され得る。

請求項１３に記載の発明は、電磁駆動部は、電磁駆動部が作動したときに可動コアを吸引し、可動コアと当接する吸引部を有し、
ニードル弁側第一係合部とコア側第一係合部とが係合しており、かつニードル弁がシート部に着座している状態において、吸引部と、可動コアにおける当該吸引部と当接する部位との距離は、ニードル弁側第二係合部とコア側第二係合部との距離よりも長いことを特徴としている。

請求項１３に係る発明によれば、電磁駆動部が作動して可動コアが離座方向に移動し、ニードル弁側およびコア側の両第二係合部同士が係合しても、可動コアにおける電磁駆動部の吸引部と当接する部位は、当該吸引部に当接しない。したがって、可動コアはニードル弁を引き連れて離座方向に移動させることができ、確実にニードル弁をシート部より離座させることができる。

請求項１４に記載の発明では、ボディの内壁面は、可動コアを径方向外側から支持することにより可動コアの軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、可動コアの径方向側面を摺動させることにより可動コアの軸方向への移動を許容し、可動コアは、ニードル弁の径方向側面を径方向外側から支持することによりニードル弁の軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、径方向側面を摺動させることによりニードル弁の軸方向への移動を許容する第一ガイド部を有し、ボディは、ニードル弁において第一ガイド部よりも着座方向に位置する支持部を径方向外側から支持することによりニードル弁の軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、当該支持部を摺動させることによりニードル弁の軸方向への移動を許容する第二ガイド部を有することを特徴としている。

請求項１４に係る発明によれば、ボディの内壁面は、可動コアを径方向外側から支持することにより可動コアの軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、可動コアの側面を摺動させることにより可動コアの軸方向への移動を許容しているため、可動コアは、軸方向と交差する方向へ移動することなく、軸方向へ移動することとなる。このことにより、可動コアに設けられる第一ガイド部は、軸方向と交差する方向へ移動することなく、軸方向へ移動することとなる。加えて、この第一ガイド部は、ニードル弁の径方向側面の軸方向と交差する方向への移動を規制するように径方向外側から当該径方向側面を支持するとともに、ニードル弁の軸方向への移動を許容するように当該径方向側面を摺動させる第一ガイド部を有している。このため、ニードル弁の径方向側面は、軸方向と交差する方向へ移動することなく、軸方向に沿って移動することとなる。

また、ボディは、ニードル弁において第一ガイド部よりも着座方向に位置する支持部を径方向外側から支持することによりニードル弁の軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、当該支持部を摺動させることによりニードル弁の軸方向への移動を許容する第二ガイド部を有している。このことにより、ニードル弁の支持部は、軸方向と交差する方向へ移動することなく、軸方向に沿って移動することとなる。

これらのことにより、ニードル弁は、軸方向に沿って複数個所で支持されるため、軸方向に対して傾くことなく軸方向に沿って移動することが可能となる。よって、ニードル弁の開閉動作が安定することとなる。

請求項１５に記載の発明では、ボディは、ニードル弁の径方向側面を径方向外側から支持することによりニードル弁の軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、径方向側面を摺動させることによりニードル弁の軸方向への移動を許容する第一ガイド部と、ニードル弁において第一ガイド部よりも着座方向に位置する支持部を径方向外側から支持することによりニードル弁の軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、当該支持部を摺動させることによりニードル弁の軸方向への移動を許容する第二ガイド部とを有することを特徴としている。

請求項１５に係る発明によれば、第一ガイド部は、ボディに設けられており、ニードル弁の径方向側面を径方向外側から支持することによりニードル弁の軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、当該径方向側面を摺動させることによりニードル弁の軸方向への移動を許容している。このため、ニードル弁の径方向側面は、軸方向と交差する方向へ移動することなく、軸方向に沿って移動することとなる。

また、第二ガイド部は、ボディに設けられており、ニードル弁において第一ガイド部よりも着座方向に位置する支持部を径方向外側から支持することによりニードル弁の軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、当該支持部を摺動させることによりニードル弁の軸方向への移動を許容している。このため、ニードル弁の支持部は、軸方向と交差する方向へ移動することなく、軸方向に沿って移動することとなる。

これらのことにより、ニードル弁は、軸方向に沿って複数個所で支持されるため、軸方向に対して傾くことなく軸方向に沿って移動することが可能となる。よって、ニードル弁の開閉動作が安定することとなる。

本発明の参考例における燃料噴射弁の全体構造を示す断面図である。 図１に示す燃料噴射弁の要部を拡大した概略断面図である。 図１に示す燃料噴射弁の可動コアを構成する円盤部の平面図である。 図１に示す燃料噴射弁の燃料噴射停止から燃料噴射に至るまでの可動コアおよびニードル弁の運動の様子を示す模式図である。 図１に示す燃料噴射弁の燃料噴射から燃料噴射停止に至るまでの可動コアおよびニードル弁の運動の様子を示す模式図である。 第１実施形態における燃料噴射弁の要部を拡大した概略断面図である。 図６に示す燃料噴射弁の燃料噴射停止から燃料噴射に至るまでの可動コアおよびニードル弁の運動の様子を示す模式図である。 図６に示す燃料噴射弁の燃料噴射から燃料噴射停止に至るまでの可動コアおよびニードル弁の運動の様子を示す模式図である。 第２実施形態における燃料噴射弁の要部を拡大した概略断面図である。 図９に示すＸ−Ｘ線における断面図である。 図９に示すＸＩ−ＸＩ線における断面図である。 図９に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。 第２実施形態の変形例における燃料噴射弁の要部を拡大した概略断面図である。 第３実施形態における燃料噴射弁の要部を拡大した概略断面図である。 第３実施形態の変形例における燃料噴射弁の要部を拡大した概略断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態および参考例を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態および参考例において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（参考例）
以下、本発明の参考例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の参考例における燃料噴射弁１０の全体構造を示す断面図である。図２は、燃料噴射弁１０の要部を拡大した概略断面図である。

図１に示す燃料噴射弁１０は、例えば直噴式のガソリンエンジンに搭載され、当該エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁である。燃料噴射弁１０を直噴式ガソリンエンジンに搭載する場合、燃料噴射弁１０はガソリンエンジンのシリンダヘッドに搭載される。

燃料噴射弁１０は、筒部材１２、入口部材１４、ホルダ１６、ノズルボディ１８、ニードル弁２０、可動コア３４、電磁駆動部４６、およびコイルスプリング５６を有している。

筒部材１２は、内径が軸方向へ概ね同一となるように筒状に形成されている。筒部材１２は、第一磁性部１２ａ、非磁性部１２ｂおよび第二磁性部１２ｃを有している。これらの部位１２ａ、１２ｂおよび１２ｃは、同軸上に連結されている。非磁性部１２ｂは、第一磁性部１２ａと第二磁性部１２ｃとの磁気的な短絡を防止する。第一磁性部１２ａ、非磁性部１２ｂおよび第二磁性部１２ｃは、例えばレーザ溶接などにより接続される。なお、筒部材１２を磁性材料により筒状の一体物に成形し、熱加工することにより非磁性部１２ｂに対応する部分を非磁性化しても良い。

入口部材１４は、筒部材１２の軸方向の一方の端部に設けられている。入口部材１４は、筒部材１２の内側に圧入されている。入口部材１４は、燃料入口１４ａを有している。燃料入口１４ａは、燃料ポンプ（図示しない）から燃料が供給される燃料レール（図示しない）に接続される。燃料レールから燃料入口１４ａに供給された燃料は、筒部材１２の内側に流入する。

ホルダ１６は、筒状に形成されており、筒部材１２の他方の端部に設けられている。ホルダ１６の内側には、ノズルボディ１８が設けられている。ノズルボディ１８は、ホルダ１６の筒部材１２とは反対側の端部に設けられている。ノズルボディ１８は、有底筒状に形成されており、例えば圧入あるいは溶接などによりホルダ１６に固定されている。ノズルボディ１８の底部は、筒部材１２とは反対側に向うにしたがい、内径が小さくなる円錐状の内壁面１８ａを有している。その内壁面１８ａ上には、シート部１８ｂが形成されている。ノズルボディ１８は、シート部１８ｂの筒部材１２とは反対側に、ノズルボディ１８を貫いて内壁面と外壁面とを接続する複数の噴孔１８ｃを有する。なお、ホルダ１６およびノズルボディ１８は、同一の部材により一体に構成しても良い。

筒部材１２、ホルダ１６およびノズルボディ１８のそれぞれの内壁面は、燃料が流れる燃料通路６０を形成する。燃料通路６０は、一方の端部が燃料入口１４ａに連通しており、他方の端部が噴孔１８ｃに連通しており、燃料入口１４ａより取り入れた燃料を噴孔１８ｃに供給する。

ニードル弁２０は、棒状に形成されており、軸方向に往復直線運動可能となるように燃料通路６０内に収容されている。ニードル弁２０は、軸部２２と当接部３０とを有している。当接部３０は、シート部１８ｂに着座可能な部位であって、軸部２２のシート部１８ｂ側の端部に設けられている。当接部３０は、シート部１８ｂに向うにつれ、直径が小さくなるような円錐形状となっている。

ニードル弁２０がシート部１８ｂとは反対側に向って移動し、当接部３０がシート部１８ｂから離座すると、当接部３０とシート部１８ｂとの間に、移動した距離に応じた円環状の隙間が形成される。燃料通路６０内の燃料は、当該隙間を通って噴孔１８ｃに供給される。これにより、噴孔１８ｃからの燃料噴射が許容され、噴孔１８ｃから燃料が噴射される。

ニードル弁２０がシート部１８ｂに向って移動し、当接部３０がシート部１８ｂに着座すると、上記隙間が消滅する。これにより、燃料通路６０内の燃料の噴孔１８ｃへの供給が停止する。その結果、噴孔１８ｃからの燃料噴射が禁止され、噴孔１８ｃから燃料の噴射が停止する。以下、ニードル弁２０の当接部３０がシート部１８ｂへ向う方向を着座方向といい、当該当接部３０がシート部１８ｂから離れる方向を離座方向という。

軸部２２は、可動コア３４がニードル弁２０の軸方向に沿って移動することにより、後述する可動コア３４が有しているコア側規制機構６４と係合可能なニードル弁側規制機構６２を有している。本参考例では、ニードル弁側規制機構６２は、軸部２２の径方向側面２２ａからニードル弁２０の中心軸に向って凹む凹部２４によって形成される。この凹部２４は、当接部３０と当接部３０とは反対側の端面２６との間の部位に、軸部２２の径方向側面２２ａ全周に亘って設けられている。

ニードル弁側規制機構６２は、第一係合部６２ａおよび第二係合部６２ｂを有している。第一係合部６２ａは、凹部２４における着座方向側の内面２４ａ上に設けられ、第二係合部６２ｂは、凹部２４における離座方向側の内面２４ｂ上に設けられている。内面２４ａおよび内面２４ｂは、ニードル弁２０の軸方向で向い合っている。内面２４ａおよび内面２４ｂは、ニードル弁２０の中心軸と交差する方向に沿った面である。第一係合部６２ａと第二係合部６２ｂとは、ニードル弁２０の軸方向に並んで配置されている。

軸部２２は、上記端面２６上に、燃料通路６０内の燃料圧力が作用する受圧面２８を有する。なお、受圧面２８は、ニードル弁２０の当接部３０がシート部１８ｂに着座している状態、および当該当接部３０がシート部１８ｂから離座している状態において、当該受圧面２８に作用する燃料圧力と、当該当接部３０に作用する燃料圧力との差によって発生する推力の向きが着座方向となるような形状および面積となっている。

本参考例のニードル弁２０では、当接部３０が着座方向を向いており、受圧面２８が離座方向を向いている。当接部３０がシート部１８ｂに着座している状態では、受圧面２８には燃料通路６０内の燃料圧力が作用するものの、当接部３０においては、シート部１８ｂとの接触部分から噴孔１８ｃ側の部位には燃料通路６０内の燃料圧力が作用しない。当該部位には、燃料通路６０内の燃料圧力より非常に低いほぼ大気圧と同等の燃料圧力が作用することとなる。以上のように、受圧面２８に作用する燃料圧力が、当接部３０における上記噴孔１８ｃ側の部位に作用する燃料圧力よりも大きくなるため、ニードル弁２０に着座方向の推力が発生することとなる。

当接部３０がシート部１８ｂから離座している状態では、受圧面２８には燃料通路６０内の燃料圧力が作用する。一方、当接部３０は、当接部３０とシート部１８ｂとの間に形成される隙間を介して燃料通路６０内の燃料に触れることとなるが、当該隙間は、当該隙間の上流側の燃料通路６０の通路断面積よりも小さい。このため、当該隙間よりも噴孔１８ｃ側に流れる燃料の流量が制限され、当接部３０に作用する燃料圧力が燃料通路６０内の燃料圧力よりも低下する。以上のように、当接部３０がシート部１８ｂから離座しても、受圧面２８に作用する燃料圧力が、当接部３０に作用する燃料圧力よりも大きくなるため、ニードル弁２０に着座方向の推力が発生することとなる。

また、軸部２２は、燃料通路６０内の燃料を流す連通路３２を有する。連通路３２は、上記端面２６から軸方向に延びる縦孔と、この孔と軸部２２の径方向側面２２ａとを接続する横孔とによって形成されている。縦孔は、凹部２４よりも当接部３０側にまで延びており、端面２６側が開口し、当接部３０側が閉塞している。横孔は、凹部２４よりも当接部３０側に形成されている。

可動コア３４は、ニードル弁２０を離座方向および着座方向に移動させるものである。可動コア３４は、例えば鉄などの磁性材料から筒状に形成され、燃料通路６０内に軸方向に往復直線運動可能に収容されている。可動コア３４は、ニードル弁２０に対してニードル弁２０の軸方向に相対運動可能となっている。可動コア３４は、可動コア３４の内側にニードル弁２０の上記端面２６と凹部２４の一部が収容されるように、ニードル弁２０の軸方向で重なるように、かつニードル弁２０の中心軸と同軸上に配置されている。

可動コア３４は、有底円筒状の本体部３６と、円盤部４２とからなっている。本体部３６は、開口している部分が当接部３０側に向っており、内側にニードル弁２０の端面２６が収容されるようにニードル弁２０に対して配置されている。本体部３６の底部３８から当接部３０に向って延びる側部４０の内壁面４０ａは、本体部３６とニードル弁２０とが少なくともニードル弁２０の軸方向に相対運動可能となるように、上記端面２６と上記第二係合部６２ｂとの間におけるニードル弁２０の径方向側面２２ａを径方向外側から支持している。

また、この本体部３６の開口部とは反対側の底部３８には、当該底部３８の外壁面３８ａと内壁面３８ｂとを接続する連通路３８ｃが設けられている。可動コア３４の内部には、底部３８の内壁面４０ａ、側部４０の内壁面４０ａ、ニードル弁２０の端面２６および連通路３８ｃにより内部空間４１が形成される。この内部空間４１には、受圧面２８が収容されている。

これにより、可動コア３４の外側の燃料通路６０内の燃料が内部空間４１内に流入するため、燃料通路６０内の燃料の圧力が受圧面２８に作用することとなる。したがって、本参考例のように、可動コア３４が受圧面２８を覆うような構造となっていたとしても、確実に燃料通路６０内の燃料圧力を受圧面２８に作用させることができる。

円盤部４２は、本体部３６の開口部を塞ぐ位置に配置されている。円盤部４２と本体部３６とは例えば溶接にて接合される。円盤部４２は、可動コア３４がニードル弁２０の軸方向に移動し、ニードル弁側規制機構６２と係合することにより、可動コア３４のニードル弁２０に対する着座方向および離座方向の移動を規制するコア側規制機構６４を有している。本参考例では、コア側規制機構６４は切欠き部４４によって形成される。

この切欠き部４４は、図３に示すように、円盤部４２の外周縁部から径方向中央部まで延び、かつ、円盤部４２の軸方向に貫通している。切欠き部４４は、外周縁部側の端部が開口しており、径方向中央部側の端部が閉塞している。切欠き部４４における当該閉塞している側の内壁面４４ａは、円盤部４２とニードル弁２０とが少なくともニードル弁２０の軸方向に相対運動可能となるように、凹部２４の底面２４ｃを径方向外側から支持している。図２に示すように、円盤部４２の軸方向に開口している切欠き部４４の開口部の外側には、ニードル弁２０の凹部２４内に突入し、突入した状態で上記両内面２４ａおよび２４ｂの間を軸方向に移動可能であり、各内面２４ａおよび２４ｂと向い合う端面４５ａおよび４６ｂを有する凸部４５が設けられている。端面４５ａは、凸部４５の着座方向側に設けられ、内面２４ａと向い合っている。端面４５ｂは、凸部４５の離座方向側に設けられ、内面２４ｂと向い合っている。

コア側規制機構６４は、第一係合部６４ａおよび第二係合部６４ｂを有している。第一係合部６４ａは、上記端面４５ａ上に設けられ、第二係合部６４ｂは、上記端面４５ｂ上に設けられている。コア側規制機構６４の第一係合部６４ａは、ニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａと対向しており、コア側規制機構６４の第二係合部６４ｂは、ニードル弁側規制機構６２の第二係合部６２ｂと対向している。

ニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａから第二係合部６２ｂまでの距離Ｌ１は、コア側規制機構６４の第一係合部６４ａから第二係合部６４ｂまでの距離Ｌ２よりも広い。本体部３６における底部３８の内壁面３８ｂは、ニードル弁２０の第一係合部６２ａと可動コア３４の第一係合部６４ａとが係合している状態おいて、ニードル弁２０の端面２６から離れている。

以上のようにニードル弁２０および可動コア３４が、それぞれニードル弁側規制機構６２およびコア側規制機構６４を有し、それぞれの機構６２、６４が有する第一係合部６２ａ、６４ａおよび第二係合部６２ｂ、６４ｂが、上述した位置関係となっているため、可動コア３４は、上記距離Ｌ１から上記距離Ｌ２を差し引いた分の距離だけ、ニードル弁２０に対して軸方向に相対運動可能となる。

可動コア３４が着座方向に移動して、両規制機構６２、６４のそれぞれの両第一係合部６２ａ、６４ａが係合すると、可動コア３４のニードル弁２０に対する着座方向への移動が規制される。可動コア３４が離座方向に移動して、両規制機構６２、６４のそれぞれの両第二係合部６２ｂ、６４ｂが係合すると、可動コア３４のニードル弁２０に対する離座方向への移動が規制される。

燃料噴射弁１０は、電磁駆動部４６を有している。電磁駆動部４６は、通電されることにより、磁気吸引力を発生し、可動コア３４を引き付ける駆動装置である。電磁駆動部４６は、コイル５０、固定コア５２、およびハウジング部材５４を有している。

コイル５０は、筒部材１２の外周側に設置されている。コイル５０は、筒状に形成された樹脂製のスプールと、スプールの外周側に巻回された巻線部材とからなっている。この巻線部材は、図示しないコネクタ部の端子に接続されている。筒部材１２を挟んでコイル５０の内周側には、固定コア５２が設置されている。固定コア５２は、燃料通路６０内に収容されている。固定コア５２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１２の内周側に例えば圧入などにより固定されている。

固定コア５２は、可動コア３４の離座方向側に設置されている。固定コア５２の可動コア３４側の端面５２ａには、磁気吸引力を発生する吸引部５２ｂが設けられている。吸引部５２ｂは、吸引部５２ｂと対向する本体部３６における底部３８の外壁面３８ａと当接可能となっている。

また、固定コア５２は、上記ニードル弁２０の第一係合部６２ａと上記可動コア３４の第一係合部６４ｂとが係合しており、かつニードル弁２０の当接部３０がシート部１８ｂに着座している状態において、ニードル弁２０の第二係合部６２ｂから可動コア３４の第二係合部６４ｂまでの距離が、可動コア３４の外壁面３８ａから吸引部５２ｂまでの距離Ｌ３よりも狭くなる位置に固定されている。本参考例では、上記可動コア３４の外壁面３８ａから吸引部５２ｂまでの距離Ｌ３は、上記距離Ｌ１から上記距離Ｌ２を差し引いた分の距離よりも長い。

ハウジング部材５４は、例えば鉄などの磁性材料により筒状に形成され、コイル５０の外周側を覆っている。図２に示すようにハウジング部材５４の軸方向の一方の端部、すなわちホルダ１６側の端部が筒部材１２の第一磁性部１２ａに接している。ハウジング部材５４と第一磁性部１２ａとは溶接などにより固定されている。また、ハウジング部材５４の軸方向の他方の端部、すなわちホルダ１６とは反対側の端部が筒部材１２の第二磁性部１２ｃに接している。

固定コア５２の内周側には、コイルスプリング５６およびアジャスティングパイプ５８が収容されている。コイルスプリング５６の一方の端部は可動コア３４に当接しており、他方の端部は、固定コア５２の内周側に圧入によって固定されているアジャスティングパイプ５８に当接している。

コイルスプリング５６は、軸方向に圧縮された状態で、可動コア３４とアジャスティングパイプ５８との間に設置される。したがって、コイルスプリング５６は、常に圧縮量に応じた弾性力を可動コア３４に付与する。この弾性力は、ニードル弁２０の着座方向を向いた、上記磁気吸引力の向きとは逆向きの力である。アジャスティングパイプ５８の固定コア５２に対する圧入量を調整することにより、当該弾性力が調整される。

コイルスプリング５６の外径は、連通路３８ｃの可動コア３４の外部側の端部に位置する開口部４１ａの内径よりも大きくなっている。このため、コイルスプリング５６は、内部空間４１内に挿入されることがない。よって、コイルスプリング５６の弾性力は、決してニードル弁２０には付与されずに、可動コア３４のみに付与されることとなる。

なお、本参考例では、ニードル弁２０における凹部２４の内面２４ａおよび内面２４ｂが特許請求の範囲に記載の凹部の内面の対に相当し、可動コア３４における凸部４５の端面４５ａおよび端面４５ｂが特許請求の範囲に記載の凸部の外面の対に相当する。

次に、上記構成による燃料噴射弁１０の作動について図４および図５を用いて説明する。図４は、燃料噴射弁１０の燃料噴射停止から燃料噴射に至るまでの可動コア３４およびニードル弁２０の運動の様子を示す模式図である。図５は、燃料噴射弁１０の燃料噴射から燃料噴射停止に至るまでの可動コア３４およびニードル弁２０の運動の様子を示す模式図である。なお、図４および図５は、燃料噴射弁１０の模式図であって、説明に必要な部材のみを描いた図である。

図４（ａ）に示すように、コイル５０への通電が停止されているとき、固定コア５２の吸引部５２ｂには、磁気吸引力が発生していない。そのため、コイルスプリング５６の弾性力により、可動コア３４は着座方向に移動する。その結果、可動コア３４の第一係合部６４ａとニードル弁２０の第一係合部６２ａとが係合する。このとき、図４（ａ）に示すように、可動コア３４の第二係合部６４ｂはニードル弁２０の第二係合部６２ｂから距離Ｌ１−距離Ｌ２分だけ離れる。第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａが係合することにより、可動コア３４に付与された着座方向の弾性力が、第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａを通じてニードル弁２０に伝わる。この力の伝達作用により、当接部３０がシート部１８ｂに着座する。これにより、燃料通路６０から噴孔１８ｃへの燃料供給が停止されるため、燃料は噴孔１８ｃから噴射されない。なお、コイルスプリング５６は、可動コア３４を常に着座方向に押し付けているため、ニードル弁２０の着座状態が維持される。

コイル５０が通電されると、コイル５０に発生した磁界により、ハウジング部材５４、第一磁性部１２ａ、可動コア３４、固定コア５２および第二磁性部１２ｃに磁束が流れ、磁気回路が形成される。これにより、固定コア５２の吸引部５２ｂに磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力がコイルスプリング５６の弾性力よりも大きくなると、磁気吸引力から弾性力を差し引いた力に応じて、可動コア３４は離座方向に移動しようとする。第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａが係合している状態では、可動コア３４の第二係合部６４ｂは、ニードル弁２０の第二係合部６２ｂから、距離Ｌ１−距離Ｌ２分の距離だけ離れているため、第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが係合するまで可動コア３４のみが吸引部５２ｂに向って離座方向に移動することが可能である（図４（ｂ）を参照）。なお、可動コア３４の第二係合部６４ｂがニードル弁２０の第二係合部６２ｂに係合するまでの間、受圧面２８と当接部３０に作用する燃料圧力の差圧により発生するニードル弁２０の着座方向の推力により、ニードル弁２０の着座状態は維持される。

図４（ｂ）に示すように、可動コア３４が離座方向に移動すると、可動コア３４の第二係合部６４ｂがニードル弁２０の第二係合部６２ｂに係合する。第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが係合すると、可動コア３４のニードル弁２０に対する離座方向への移動が規制される。このとき、可動コア３４の外壁面３８ａと固定コア５２の吸引部５２ｂとは、距離Ｌ３−（距離Ｌ１−距離Ｌ２）分の距離だけ離れているため、コイル５０が通電され、吸引部５２ｂに磁気吸引力が発生していれば、ニードル弁２０は、可動コア３４とともに吸引部５２ｂに向って、すなわち離座方向に移動する（図４（ｃ））。

ここで、可動コア３４の第二係合部６４ｂがニードル弁２０の第二係合部６２ｂに係合する際、第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが係合するときの可動コア３４がもつ運動量に基づく力と可動コア３４に作用している磁気吸引力から弾性力を差し引いた力とが、第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂを通じてニードル弁２０に伝わる。ニードル弁２０は、可動コア３４より伝わった力から差圧によりニードル弁２０に発生する着座方向の推力を差し引いた力に応じて離座方向に移動する。これにより、当接部３０がシート部１８ｂから離座する。

当接部３０がシート部１８ｂから離座すると、当接部３０とシート部１８ｂとの間に隙間が形成される。燃料通路６０内の燃料は、形成された隙間を介して噴孔１８ｃに供給され、噴孔１８ｃから燃料が噴射される。

ここで、一般的な電磁駆動式の燃料噴射弁について説明する。当該燃料噴射弁では、可動コアとニードル弁とは、軸方向に相対運動が不能となるように一体的に結合されている。このように一般的な燃料噴射弁では可動コアとニードル弁とが一体的に結合されているため、ニードル弁は、磁気吸引力からニードル弁を着座方向に押さえ付ける力を差し引いた力に応じた速度で離座方向に移動する。

一方、本参考例の燃料噴射弁では、上述したように可動コア３４とニードル弁２０とが軸方向に相対運動可能に組み付けられ、さらに、ニードル弁２０および可動コア３４とにそれぞれニードル弁側規制機構６２およびコア側規制機構６４が設けられ、加えて、これらの規制機構６２、６４および電磁駆動部４６が上述した位置関係で配置されているため、磁気吸引力からコイルスプリング５６の弾性力を差し引いた力だけでなく、可動コア３４がもつ運動量に基づいた力が、両第二係合部６２ｂ、６４ｂを通じてニードル弁２０に伝わる。このことによれば、ニードル弁２０の離座方向への移動速度を、上述した一般的な燃料噴射弁のニードル弁の離座方向への移動速度よりも高めることができる。

ここで、ニードル弁がシート部から離座した直後の燃料噴射の状態について説明する。上述したように、当接部３０がシート部１８ｂより離座した直後は、当接部３０とシート部１８ｂとにより形成される燃料通路６０と噴孔１８ｃとを連通する隙間が非常に小さく、十分な燃料が噴孔１８ｃに供給されない。十分な燃料が噴孔１８ｃに供給されないと、噴孔１８ｃに流入する燃料の圧力が低下する。噴孔１８ｃから流出する燃料の速度が低下するため、当接部３０がシート部１８ｂから最も離れた場合に比べ、噴孔１８ｃから噴射される燃料の粒径が大きくなる。

上述したように本参考例の燃料噴射弁１０によれば、ニードル弁２０の離座方向への移動速度を高めることができるので、特に、当接部３０とシート部１８ｂとの間に形成される隙間が小さく、十分な燃料が噴孔１８ｃに供給されない期間を短縮することができる。当該期間を短縮することができるので、噴孔１８ｃから噴射される燃料のうち、比較的大きな粒径をもつ燃料の割合を小さくすることができる。

上述したように、ニードル弁２０の離座方向への移動速度を高めることができるものの、ニードル弁２０がシート部１８ｂから離座している状態では、図４（ｂ）に示すように、第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａの係合状態は解除されている。すなわち、この状態では、ニードル弁２０は、第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａ間の距離を縮める方向に移動が可能となる。例えば、第二係合部６４ｂが第二係合部６２ｂに衝突したときの反動により、ニードル弁２０が可動コア３４よりも離座方向側に移動し、第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂの係合状態が解除される。このようにニードル弁２０が移動すると、ニードル弁２０の動作は、可動コア３４の動作に追従したものとならず、噴孔１８ｃへの燃料の流入が安定せず、精確な燃料噴射が行えない。

本参考例では、ニードル弁２０に受圧面２８を設け、この受圧面２８に燃料通路６０内の燃料圧力を作用させることにより、ニードル弁２０に着座方向への推力を発生させている。このことによれば、当接部３０がシート部１８ｂから離座している状態にあっても、ニードル弁２０の第二係合部６２ｂと可動コア３４の第二係合部６４ｂとの係合状態を極力維持することができる。これによれば、ニードル弁２０の離座方向への移動中の動作を可動コア３４の動作に追従させることができるので、精確な燃料噴射が行える。

第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが係合して、図４（ｃ）に示すように、可動コア３４が、距離Ｌ３−（距離Ｌ１−距離Ｌ２）だけ移動すると、可動コア３４の外壁面３８ａが吸引部５２ｂに衝突する。可動コア３４が吸引部５２ｂに衝突すると、可動コア３４は着座方向へ跳ね返る。本参考例では、可動コア３４とニードル弁２０とが相対運動可能となっているため、ニードル弁２０は離座方向への慣性力により移動を継続できる。このように、可動コア３４とニードル弁２０とが相反する方向に移動することができるので、ニードル弁２０は可動コア３４の固定コア５２での跳ね返りの現象の影響を受け難くなる。このため、ニードル弁２０が最大リフトに至ったときの噴射率の変動を極力抑えることができる。

図５（ａ）に示すように、可動コア３４が固定コア５２に当接している状態で、コイル５０への通電が停止されると、固定コア５２の吸引部５２ｂに発生していた磁気吸引力が消滅する。これにより、可動コア３４は、コイルスプリング５６の弾性力により着座方向に移動する。磁気吸引力が消滅したとき、ニードル弁２０の第一係合部６２ａと可動コア３４の第一係合部６４ａとは離れているため、実質的に可動コア３４のみが着座方向に移動する。ニードル弁２０は慣性力によりその場にとどまろうとするからである。なお、ニードル弁２０の受圧面２８と当接部３０とに作用する燃料圧力の差圧によっては、ニードル弁２０に発生する着座方向の推力により、可動コア３４の移動とともにニードル弁２０も着座方向に移動することもある。本参考例では、可動コア３４のみが移動する場合で説明する。

図５（ｂ）に示すように、可動コア３４が着座方向に移動すると、ニードル弁２０の第二係合部６２ｂと可動コア３４の第二係合部６４ｂとの係合が解除される。その後、更に可動コア３４が着座方向に移動すると、可動コア３４の第一係合部６４ａがニードル弁２０の第一係合部６２ａに係合する。このとき、ニードル弁２０の当接部３０はシート部１８ｂから離座している。

第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａが係合するため、可動コア３４のニードル弁２０に対する着座方向への移動が規制される。そのため、ニードル弁２０には、第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａを通じて、可動コア３４に付与されたコイルスプリング５６の弾性力が伝わる。これにより、ニードル弁２０は、可動コア３４とともに着座方向に移動する。

そして、図５（ｃ）に示すように、ニードル弁２０の当接部３０はシート部１８ｂに再び着座し、当接部３０とシート部１８ｂとの間に形成されていた隙間が消滅する。これにより、噴孔１８ｃへの燃料通路６０からの燃料の供給が停止するので、噴孔１８ｃからの燃料噴射が停止する。コイルスプリング５６は、可動コア３４を常に着座方向に押し付けているため、ニードル弁２０がシート部１８ｂに着座した後でも、当該弾性力は第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａを通じてニードル弁２０に伝わる。これにより、ニードル弁２０の着座状態が維持される。また、同時に、このコイルスプリング５６によれば、第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａを係合させ、かつ第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂを離間させる位置に可動コア３４を保持させておくことができる。

本参考例では、以上説明したように、一つのコイルスプリング５６だけで、ニードル弁２０のシート部１８ｂへの着座状態を維持させておくことができ、かつ可動コア３４を第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが離間した予め定められた位置に保持させることができる。すなわち、本参考例では、可動コア３４を上記予め定められた位置に保持するのに、従来技術の燃料噴射弁が有していたストッパや、可動コアをストッパに押し付けるためだけに用いられる弾性部材を必要としない。本参考例では、コイルスプリング５６は、ニードル弁２０のシート部１８ｂへの着座状態を維持させる機能と、可動コア３４を上記予め定められた位置に保持するための機能を兼ね備えている。以上説明したように、本参考例によれば、ニードル弁の離座方向への移動速度を高める機能を簡単な構造で実現できる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。第１実施形態は、参考例の変形例である。図６は、第１実施形態における燃料噴射弁１１０の要部を拡大した概略断面図である。第１実施形態では、ニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａから第二係合部６２ｂまでの距離Ｌ１がコア側規制機構６４の第一係合部６４ａから第二係合部６４ｂまでの距離Ｌ２よりも狭くなっていることが特徴となっている。

本実施形態では、ニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａと第二係合部６２ｂとが、コア側規制機構６４の第一係合部６４ａと第二係合部６４ｂとの内側でニードル弁１２０の軸方向に移動可能となっている。また、本実施形態では、参考例と同様に、ニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａとコア側規制機構６４の第一係合部６４ａとが係合しており、かつニードル弁１２０の当接部３０がシート部１８ｂに着座している状態において、ニードル弁側規制機構６２の第二係合部６２ｂとコア側規制機構６４から第二係合部６４ｂまでの距離が、可動コア１３４の外壁面１３８ａから吸引部５２ｂまでの距離間隔Ｌ３よりも狭くなっている。

以下、第１実施形態における燃料噴射弁１１０のニードル弁１２０と可動コア１３４の構造を図６を用いて詳細に説明する。

ニードル弁１２０は、参考例と同様に、軸部１２２と当接部３０とを有している。シート部１８ｂ側に設けられている当接部３０は、シート部１８ｂに向うにつれ、直径が小さくなるような円錐形状となっている。

軸部１２２は、ニードル弁側規制機構６２を有する。本実施形態では、ニードル弁側規制機構６２は、軸部１２２の径方向側面１２２ａより径方向外側に突出する円環状の凸部１２４によって形成される。この凸部１２４は、軸部１２２の当接部３０とは反対側の端部に設けられ、離座方向側に端面１２４ａを有し、着座方向側に端面１２４ｂを有する。

ニードル弁側規制機構６２は、第一係合部６２ａおよび第二係合部６２ｂを有している。第一係合部６２ａは、凸部１２４の端面１２４ａ上に設けられ、第二係合部６２ｂは、凸部１２４の端面１２４ｂ上に設けられている。端面１２４ａおよび端面１２４ｂは、ニードル弁２０の中心軸と交差する方向に沿った面である。図６に示すように、第一係合部６２ａと第二係合部６２ｂとは、ニードル弁２０の軸方向に並んで配置されている。

加えて、軸部１２２は、上記端面１２４ａ上に、燃料通路６０内の燃料圧力が作用する受圧面１２６を有する。なお、受圧面１２６は、ニードル弁１２０の当接部３０がシート部１８ｂに着座している状態、および当該当接部３０がシート部１８ｂから離座している状態において、当該受圧面１２６に作用する燃料圧力と、当該当接部３０に作用する燃料圧力との差によって発生する推力の向きが着座方向となるような形状および面積となっている。

ニードル弁１２０の受圧面１２６および当接部３０に燃料通路６０内の燃料圧力が作用したときニードル弁１２０に発生する推力の向きが着座方向となる原理についての説明は、参考例と同じであるため、省略する。

可動コア１３４は、筒状に形成され、ニードル弁１２０に対してニードル弁１２０の軸方向に相対運動可能となっており、ニードル弁１２０の凸部１２４を内部に収容するように、ニードル弁１２０の軸方向で重なるように、かつニードル弁１２０の中心軸と同軸上に配置されている。

可動コア１３４は、有底円筒状の第一部材１３６と、有底円筒状の第二部材１４０とからなっている。第一部材１３６の内径は、第二部材１４０の外径とほぼ同じとなっている。図６に示すように、第一部材１３６および第二部材１４０は、第一部材１３６の内側の空間に第二部材１４０が収容されるように形成されている。第二部材１４０は、第二部材１４０の開口部側の端部が第一部材１３６の底部１３８の内壁面１３８ｂに当接するように第一部材１３６の内側の空間に収容されている。また、第一部材１３６と第二部材１４０とは溶接等により接合されている。

このように組み合わされた可動コア１３４は、第一部材１３６における底部１３８の外壁面１３８ａが当接部３０とは反対側を向き、第二部材１４０における底部１４２の外壁面１４２ａが当接部３０側を向くように燃料通路６０内に配置されている。また、図６に示すように、第二部材１４０における底部１４２の内壁面１４２ｂ、当該底部１４２から当接部３０とは反対側に延びる側部１４６の内壁面１４６ａ、および第一部材１３６における底部１３８の内壁面１３８ｂにて形成される空間内にニードル弁１２０の凸部１２４が収容されている。また、第二部材１４０の底部１４２には、当該底部１４２の外壁面１４２ａと内壁面１４２ｂとを接続する、軸部１２２が貫通可能な孔１４４が設けられている。

本実施形態では、第二部材１４０における側部１４６の内壁面１４６ａは、第二部材１４０とニードル弁１２０とが少なくともニードル弁１２０の軸方向に相対運動可能となるように、ニードル弁１２０における凸部１２４の径方向側面１２４ｃを径方向外側から支持している。また、孔１４４の内壁面１４４ａは、第二部材１４０とニードル弁１２０とが少なくともニードル弁１２０の軸方向に相対運動可能となるように、凸部１２４よりも当接部３０側の径方向側面１２２ａを径方向外側から支持している。

可動コア１３４は、可動コア１３４がニードル弁１２０の軸方向に移動し、ニードル弁側規制機構６２と係合することにより、可動コア１３４のニードル弁１２０に対する着座方向および離座方向の移動を規制するコア側規制機構６４を有する。コア側規制機構６４は、第一係合部６４ａおよび第二係合部６４ｂを有している。

なお、本実施形態では、第一部材１３６の底部１３８、第二部材１４０の底部１４２および側部１４６によって、孔１４４の内壁面１４４ａよりも径方向外側に凹んだ凹部１５０が形成される。これらの部位１３８、１４２、１４６によって形成される凹部１５０には、図６に示すように、凸部１２４が軸方向に移動可能に突入されている。第一係合部６４ａは、第一部材１３６における底部１３８の内壁面１３８ｂ上に設けられ、第二係合部６４ｂは、第二部材１４０における底部１４２の内壁面１４２ｂ上に設けられている。

コア側規制機構６４の第一係合部６４ａは、ニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａと対向しており、コア側規制機構６４の第二係合部６４ｂは、ニードル弁側規制機構６２の第二係合部６２ｂと対向している。

本実施形態では、参考例と異なり、ニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａから第二係合部６２ｂまでの距離間隔Ｌ１は、コア側規制機構６４の第一係合部６４ａから第二係合部６４ｂまでの距離間隔Ｌ２よりも狭い。

このように、ニードル弁１２０および可動コア３４が、それぞれニードル弁側規制機構６２およびコア側規制機構６４を有し、それぞれの機構６２、６４が有する第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａ、ならびに第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが、上述した位置関係となっているため、可動コア１３４は、上記距離Ｌ２から上記距離Ｌ１を差し引いた分の距離だけ、ニードル弁１２０に対して軸方向に相対運動可能となる。

固定コア５２は、上記ニードル弁１２０の第一係合部６２ａと上記可動コア１３４の第一係合部６４ａとが係合しており、かつニードル弁１２０の当接部３０がシート部１８ｂに着座している状態において、ニードル弁１２０の第二係合部６２ｂから可動コア１３４の第二係合部６４ｂまでの距離が、可動コア１３４における第一部材１３６の底部１３８の外壁面１３８ａから吸引部５２ｂまでの距離Ｌ３よりも狭くなる位置に固定されている。すなわち、本実施形態では、上記可動コア１３４の当該外壁面１３８ａから吸引部５２ｂまでの距離Ｌ３は、上記距離Ｌ２から上記距離Ｌ１を差し引いた分の距離よりも長い。

これにより、参考例と同様、可動コア１３４が固定コア５２に向って、離座方向に移動し、ニードル弁１２０の第二係合部６２ｂが可動コア１３４の第二係合部６４ｂに係合した後、この係合状態を維持したまま、可動コア１３４およびニードル弁１２０が離座方向に移動可能となる。

また、可動コア１３４の第一部材１３６における底部１３８には、当該底部１３８の外壁面１３８ａと内壁面１３８ｂとを接続する連通路１３８ｃが設けられている。可動コア１３４の内部には、第一部材１３６における底部１３８の内壁面１３８ｂ、第二部材１４０における側部１４６の内壁面１４６ａ、ニードル弁１２０の端面１２４ａおよび連通路１３８ｃにより内部空間１４８が形成される。この内部空間１４８には、受圧面１２６が収容されている。

これにより、可動コア１３４の外側の燃料通路６０内の燃料が内部空間１４８内に流入するため、燃料通路６０内の燃料の圧力が受圧面１２６に作用することとなる。したがって、本実施形態のように、可動コア１３４が受圧面１２６を覆うような構造となっていたとしても、確実に燃料通路６０内の燃料圧力を受圧面１２６に作用させることができる。

また、コイルスプリング５６の外径は、連通路１３８ｃの可動コア１３４の外部側の端部に位置する開口部１４８ａの内径よりも大きくなっている。このため、コイルスプリング５６は、内部空間１４８内に挿入されることがない。よって、コイルスプリング５６の弾性力は、決してニードル弁１２０には付与されずに、可動コア１３４のみに付与されることとなる。

本実施形態では、ニードル弁１２０における凸部１２４の端面１２４ａおよび端面１２４ｂが特許請求の範囲に記載の凸部の外面の対に相当し、第一部材１３６における底部１３８の内壁面１３８ｂおよびが第二部材１４０の底部１４２の内壁面１４２ｂが特許請求の範囲に記載の凹部の内面の対に相当する。また、本実施形態では、当該内壁面１３８ｂが特許請求の範囲に記載の凹部の離座方向側の内面に相当し、底部１４２の内壁面１４２ｂが特許請求の範囲に記載の凹部の着座方向側の内面に相当する。

次に、上記構成による燃料噴射弁１１０の作動について図７および図８を用いて説明する。図７は、燃料噴射弁１１０の燃料噴射停止から燃料噴射に至るまでの可動コア１３４およびニードル弁１２０の運動の様子を示す模式図である。図８は、燃料噴射弁１１０の燃料噴射から燃料噴射停止に至るまでの可動コア１３４およびニードル弁１２０の運動の様子を示す模式図である。

図７（ａ）に示すように、コイル５０への通電が停止されているとき、固定コア５２の吸引部５２ｂには、磁気吸引力が発生していない。そのため、コイルスプリング５６の弾性力により、可動コア１３４は着座方向に移動する。その結果、可動コア１３４の第一係合部６４ａとニードル弁１２０の第一係合部６２ａとが係合する。このとき、図７（ａ）に示すように、可動コア１３４の第二係合部６４ｂはニードル弁１２０の第二係合部６２ｂから距離Ｌ１−距離Ｌ２分だけ離れる。第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａが係合することにより、可動コア１３４に付与された着座方向の弾性力が、第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａを通じてニードル弁１２０に伝わる。この力の伝達作用により、当接部３０がシート部１８ｂに着座する。これにより、燃料通路６０から噴孔１８ｃへの燃料供給が停止されるため、燃料は噴孔１８ｃから噴射されない。なお、コイルスプリング５６は、可動コア１３４を常に着座方向に押し付けているため、ニードル弁１２０の着座状態が維持される。

コイル５０が通電されると、コイル５０に発生した磁界により、ハウジング部材５４、第一磁性部１２ａ、可動コア３４、固定コア５２および第二磁性部１２ｃに磁束が流れ、磁気回路が形成される。これにより、固定コア５２の吸引部５２ｂに磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力がコイルスプリング５６の弾性力よりも大きくなると、磁気吸引力から弾性力を差し引いた力に応じて、可動コア１３４は離座方向に移動しようとする。第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａが係合している状態では、可動コア１３４の第二係合部６４ｂは、ニードル弁１２０の第二係合部６２ｂから、距離Ｌ１−距離Ｌ２分の距離だけ離れているため、第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが係合するまで可動コア１３４のみが吸引部５２ｂに向って離座方向に移動することが可能である（図７（ｂ）を参照）。なお、可動コア１３４の第二係合部６４ｂがニードル弁１２０の第二係合部６２ｂに係合するまでの間、受圧面１２６と当接部３０に作用する燃料圧力の差圧により発生するニードル弁２０の着座方向の推力により、ニードル弁２０の着座状態は維持される。

図７（ｂ）に示すように、可動コア１３４が離座方向に移動すると、可動コア１３４の第二係合部６４ｂがニードル弁１２０の第二係合部６２ｂに係合する。第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが係合すると、可動コア１３４のニードル弁１２０に対する離座方向への移動が規制される。このとき、可動コア１３４の外壁面１３８ａと固定コア５２の吸引部５２ｂとは、距離Ｌ３−（距離Ｌ２−距離Ｌ１）分の距離だけ離れているため、コイル５０が通電され、吸引部５２ｂに磁気吸引力が発生していれば、ニードル弁１２０は、可動コア１３４とともに吸引部５２ｂに向って、すなわち離座方向に移動する（図７（ｃ））。

ここで、参考例と同様に、可動コア１３４の第二係合部６４ｂがニードル弁１２０の第二係合部６２ｂに係合する際、第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが係合するときの可動コア１３４がもつ運動量に基づく力と可動コア１３４に作用している磁気吸引力から弾性力を差し引いた力とが、第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂを通じてニードル弁１２０に伝わる。ニードル弁１２０は、可動コア１３４より伝わった力から差圧によりニードル弁１２０に発生する着座方向の推力を差し引いた力に応じて離座方向に移動する。これにより、当接部３０がシート部１８ｂから離座する。

当接部３０がシート部１８ｂから離座すると、当接部３０とシート部１８ｂとの間に隙間が形成される。燃料通路６０内の燃料は、形成された隙間を介して噴孔１８ｃに供給され、噴孔１８ｃから燃料が噴射される。

本実施形態では、ニードル弁１２０を離座方向に移動させる際、磁気吸引力に加え、可動コア１３４のもつ運動量に基づいた力をニードル弁１２０に作用させることができるので、ニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａ、第二係合部６２ｂおよびコア側規制機構６４の第一係合部６４ａ、第二係合部６２ｂの位置関係が参考例の当該位置関係と異なっていても、可動コアとニードル弁とが軸方向に相対運動不能に結合された一般的な燃料噴射弁のニードル弁の離座方向への移動速度を高めることができる。よって、本実施形態によっても、参考例と同様、噴孔１８ｃから噴射される燃料のうち、比較的大きな粒径をもつ燃料の割合を小さくすることができる。

また、本実施形態でも、第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが係合すると、第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａの係合状態が解除されるので、参考例と同様、第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが係合した後のニードル弁１２０の動作が可動コア１３４の動作に追従したものとならず、精確な燃料噴射が行えない。

本実施形態でも、参考例と同様、ニードル弁１２０に受圧面１２６を設け、この受圧面１２６に燃料通路６０内の燃料圧力を作用させる構成を採用しているため、当接部３０がシート部１８ｂから離座している状態にあっても、ニードル弁１２０の第二係合部６２ｂと可動コア１３４の第二係合部６４ｂとの係合状態を極力維持することができる。これによれば、ニードル弁１２０の離座方向への移動中の動作を可動コア１３４の動作に追従させることができるので、精確な燃料噴射が行える。

第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが係合して、図７（ｃ）に示すように、可動コア１３４が、距離Ｌ３−（距離Ｌ２−距離Ｌ１）だけ移動すると、可動コア１３４の外壁面１３８ａが吸引部５２ｂに衝突する。この実施形態においても、可動コア１３４とニードル弁１２０とが相対運動可能となっているため、可動コア１３４が吸引部５２ｂより着座方向に跳ね返ったとき、ニードル弁１２０は離座方向への慣性力により移動を継続できる。すなわち、ニードル弁１２０は、可動コア１３４の固定コア５２での跳ね返りの現象の影響を受け難くなる。このため、ニードル弁１２０が最大リフトに至ったときの噴射率の変動を極力抑えることができる。

図８（ａ）に示すように、可動コア１３４が固定コア５２に当接している状態で、コイル５０への通電が停止されると、固定コア５２の吸引部５２ｂに発生していた磁気吸引力が消滅する。これにより、可動コア１３４は、コイルスプリング５６の弾性力により着座方向に移動する。磁気吸引力が消滅したとき、ニードル弁１２０の第一係合部６２ａと可動コア１３４の第一係合部６４ａとは離れているため、実質的に可動コア１３４のみが着座方向に移動する。ニードル弁１２０は慣性力によりその場にとどまろうとするからである。なお、ニードル弁１２０の受圧面１２６と当接部３０とに作用する燃料圧力の差圧によっては、ニードル弁１２０に発生する着座方向の推力により、可動コア１３４の移動とともにニードル弁１２０も着座方向に移動することもある。本実施形態では、可動コア１３４のみが移動する場合で説明する。

図８（ｂ）に示すように、可動コア１３４が着座方向に移動すると、ニードル弁１２０の第二係合部６２ａと可動コア１３４の第二係合部６４ａとの係合が解除される。その後、更に可動コア１３４が着座方向に移動すると、可動コア１３４の第一係合部６４ａがニードル弁１２０の第一係合部６２ａに係合する。このとき、ニードル弁１２０の当接部３０はシート部１８ｂから離座している。

第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａが係合するため、可動コア１３４のニードル弁１２０に対する着座方向への移動が規制される。そのため、ニードル弁１２０には、第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａを通じて、可動コア１３４に付与されたコイルスプリング５６の弾性力が伝わる。これにより、ニードル弁１２０は、可動コア１３４とともに着座方向に移動する。

そして、図８（ｃ）に示すように、ニードル弁１２０の当接部３０はシート部１８ｂに再び着座し、当接部３０とシート部１８ｂとの間に形成されていた隙間が消滅する。これにより、噴孔１８ｃへの燃料通路６０からの燃料の供給が停止するので、噴孔１８ｃからの燃料噴射が停止する。コイルスプリング５６は、可動コア３４を常に着座方向に押し付けているため、ニードル弁１２０がシート部１８ｂに着座した後でも、当該弾性力は第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａを通じてニードル弁１２０に伝わる。これにより、ニードル弁１２０の着座状態が維持される。また、同時に、このコイルスプリング５６によれば、第一係合部６２ａおよび第一係合部６４ａを係合させ、かつ第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂを離間させる位置に可動コア１３４を保持させておくことができる。

本実施形態であっても、参考例と同様、一つのコイルスプリング５６だけで、ニードル弁１２０のシート部１８ｂへの着座状態を維持させておくことができ、かつ可動コア１３４を第二係合部６２ｂおよび第二係合部６４ｂが離間した予め定められた位置に保持させることができる。すなわち、本実施形態では、可動コア１３４を上記予め定められた位置に保持するのに、従来技術の燃料噴射弁が有していたストッパや、可動コアをストッパに押し付けるためだけに用いられる弾性部材を必要としない。本実施形態では、コイルスプリング５６は、ニードル弁１２０のシート部１８ｂへの着座状態を維持させる機能と、可動コア１３４を上記予め定められた位置に保持するための機能を兼ね備えている。以上説明したように、本実施形態によれば、ニードル弁の離座方向への移動速度を高める機能を簡単な構造で実現できる。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。第２実施形態は、第１実施形態の変形例である。図９は、第２実施形態における燃料噴射弁２１０の要部を拡大した概略断面図である。

以下、第２実施形態における燃料噴射弁２１０のニードル弁２２０と可動コア２３４の構造を図９を用いて詳細に説明する。

ニードル弁２２０は、第１実施形態と同様に、軸部２２２と当接部３０を有している。当接部３０は、シート部１８ｂに向うにつれ、直径が小さくなるような円錐形状となっている。

軸部２２２は、その中間部に軸部２２２の径方向側面２２２ａより径方向外側に突出する環状の凸部２２４を有する。凸部２２４は、外面の対としての端面２２４ａ、２２４ｂを有する。端面２２４ａ、２２４ｂは、可動コア２３４の凹部２５０に近づくほど間隔が狭くなるようなテーパ面を構成する。すなわち、端面２２４ａ、２２４ｂはともに、軸方向と直交する方向に沿った面に対して傾斜した面となる。また、端面２２４ａ、２２４ｂ間の径方向端面２２４ｃは凹部２５０に触れていない。

この凸部２２４には、ニードル弁側規制機構６２が形成されている。離座方向に位置する端面２２４ａはニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａを形成し、着座方向に位置する端面２２４ｂは第二係合部６２ｂを形成する。第一係合部６２ａおよび第二係合部６２ｂはニードル弁２２０の軸方向に並んで配置されている。

軸部２２２は、離座方向の端部に受圧面２２６を有する。受圧面２２６は、当接部３０がシート部１８ｂに着座している状態、および当該当接部３０がシート部１８ｂから離座している状態において、当該受圧面２２６に作用する燃料圧力と、当該当接部３０に作用する燃料圧力との差によって発生する推力の向きが着座方向となるような形状および面積となっている。

軸部２２２は、凸部２２４と当接部３０との間に、ノズルボディ１８の内壁面１８ａに支持される支持部２２４ｄを有する。内壁面１８ａは、軸方向と交差する方向（径方向）への移動を規制するとともに軸方向への移動を許容するように支持部２２４ｄを支持する。図１０に示すように、支持部２２４ｄの断面は、円形とはなっておらず、略四角形状となっている。四角形状の角部が内壁面１８ａに支持されるのである。その他の部分と内壁面１８ａとの間には、燃料が噴孔１８ｃに向って流通可能な燃料通路１８ｄが形成される。

可動コア２３４は、円筒状の第一部材２３６と、有底円筒状の第二部材２４０とからなっている。筒部材１２の内壁面１２ｄは、第一部材２３６の側面２３８ｂを径方向外側から支持することにより、可動コア２３４の軸方向と交差する方向（径方向）への移動を規制するとともに、側面２３８ｂを摺動させることにより、当該側面２３８ｂの軸方向への移動を許容する。

第一部材２３６は、着座方向の端面２３８ｈより離座方向に向って凹む穴部２３８ｄを有する。図９に示すように、穴部２３８ｄには、ニードル弁２２０の軸部２２２において凸部２２４よりも離座方向の部位が挿入される。さらに、第一部材２３６は、穴部２３８ｄの底と離座方向の端面２３８ａとを連通する連通路２３８ｃを有する。穴部２３８ｄの内壁面２３８ｅは、軸部２２２の径方向側面２２２ａにおいて凸部２２４よりも離座方向に位置する部分を径方向外側から支持することにより、当該部分の軸方向と交差する方向（径方向）への移動を規制するとともに、当該部分を摺動させることにより軸方向への移動を許容する。

第一部材２３６は、穴部２３８ｄの開口部の周囲に位置する端面２３８ｈの外周側から着座方向に向って延伸することにより、当該端面２３８ｈおよび第二部材２４０を包囲する円筒状の包囲部２３８ｇを有する。穴部２３８ｄの内壁面２３８ｅには、端面２３８ｈよりも着座方向の燃料空間２５０ａと連通路２３８ｃとを連通する連通路２３８ｆが凹設されている。本実施形態では、図１１に示すように、連通路２３８ｆは周方向に四つ設けられている。なお、図１１は、第一部材２３６の断面のみを示す。

第二部材２４０は、有底筒状に形成されており、包囲部２３８ｇの内側に収容される。第二部材２４０の底部２４２は着座方向に配置され、底部２４２から軸方向に延伸される円筒状の側部２４６の端面２４６ａは第一部材２３６の包囲部２３８ｇに包囲された端面２３８ｈに突き当てられている。第二部材２４０は、側部２４６の角部に、包囲部２３８ｇの基端部とは反対方向に向って凹むような逃がし部２４６ｂを有している。

側部２４６の内径は、穴部２３８ｄの内径よりも大きくなっている。これにより、底部２４２の内壁面２４２ａは第一部材２３６の端面２３８ｈと向い合うこととなる。

また、底部２４２には、ニードル弁２２０の軸部２２２において凸部２２４よりも着座方向の部位を挿通することができる孔２４４が形成されている。さらに、この孔２４４の内壁面２４４ａには、底部２４２の内壁面２４２ａと第一部材２３６の端面２３８ｈとの間に形成される燃料空間２５０ａと、可動コア２３４の外部にある燃料通路６０とを連通する連通路２４４ｂが凹設されている。本実施形態では、図１２に示すように、連通路２４４ｂは周方向に四つ設けられている。なお、図１２は、第二部材２４０の断面のみを示す。

第二部材２４０の軸方向長さは、包囲部２３８ｇの軸方向長さとほぼ同じとなっている。少なくとも包囲部２３８ｇの長さは、包囲部２３８ｇが第二部材２４０を収容したとき、包囲部２３８ｇの端部が底部２４２の内壁面２４２ａよりも着座方向に位置するような長さとなっている。第一部材２３６と第二部材２４０とは、互いに溶接されている。図９に示すように、溶接箇所２５２は、底部２４２の内壁面２４２ａよりも着座方向の位置となっている。

図９に示すように第一部材２３６および第二部材２４０が組み合わせられることにより、第一部材２３６と第二部材２４０との間に凹部２５０が形成される。凹部２５０は、内面の対としての第一部材２３６の端面２３８ｈ、および底部２４２の内壁面２４２ａを有する。端面２３８ｈおよび内壁面２４２ａは、軸方向に対して直交する方向に沿った面となっている。この凹部２５０には、コア側規制機構６４が形成される。凹部２５０の離座方向に位置する端面２３８ｈは、コア側規制機構６４の第一係合部６４ａを形成し、着座方向に位置する内壁面２４２ａは、第二係合部６４ｂを形成している。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様、ニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａから第二係合部６２ｂまでの距離Ｌ１が、コア側規制機構６４の第一係合部６４ａから第二係合部６４ｂまでの距離Ｌ２よりも狭くなっている。このため、可動コア２３４は、上記距離Ｌ２から上記距離Ｌ１を差し引いた分だけ、ニードル弁２２０に対して軸方向に相対移動可能となる。

また、本実施形態では、第１実施形態と同様、ニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａとコア側規制機構６４の第一係合部６４ａとが係合しており、かつニードル弁２２０の当接部３０がシート部１８ｂに着座している状態において、ニードル弁側規制機構６２の第二係合部６２ｂとコア側規制機構６４から第二係合部６４ｂまでの距離が、可動コア２３４の端面２３８ａ（第１実施形態では可動コア１３４の外壁面１３８ａ）から吸引部５２ｂまでの距離Ｌ３よりも狭くなっている。このため、ニードル弁２２０は、可動コア２３４とともに固定コア５２に向って移動可能となる。

このように、本実施形態の燃料噴射弁２１０における上記三つの距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の大小関係は、第１実施形態と同じであるため、ニードル弁２２０および可動コア２３４の開閉動作は第１実施形態のニードル弁１２０および可動コア１３４と同じとなる。よって、ここでは、両部材２２０、２３４の動作の説明を省略する。

次に、軸方向で向い合う凸部２２４の端面２２４ａの軸方向に対する角度は、凹部２５０の端面２３８ｈの軸方向に対する角度と異なっており、端面２２４ｂの軸方向に対する角度は、内壁面２４２ａの軸方向に対する角度と異なっていることによる効果について説明する。

図６に示すように、先の第１実施形態のニードル弁１２０の凸部１２４において、ニードル弁側規制機構６２の第一係合部６２ａを形成する端面１２４ａ、第二係合部６２ｂを形成する端面１２４ｂは、軸方向と直交する方向に沿った面に対してほぼ平行となっている。そして、可動コア１３４の凹部１５０において、コア側規制機構６４の第一係合部６４ａを形成する内壁面１３８ｂ、第二係合部６４ｂを形成する１４２ｂは、軸方向と直交する方向に沿った面に対してほぼ平行となっている。

このため、可動コア１３４が着座方向へ移動することにより、第一係合部６２ａ、６４ａ同士が係合したとき、および可動コア１３４が離座方向へ移動することにより、第二係合部６２ｂ、６４ｂ同士が係合したとき、これらの係合部の係合部分は面接触となる。

これでは、第一係合部６２ａ、６４ａ同士が係合する際に、第一係合部６２ａ、６４ａ間の微小隙間に凹部１５０内に満たされている燃料が流入すると、流入燃料の表面張力により係合部６２ａ、６４ａ同士を吸着させる現象が発生する。なお、接触面積が大きいほど、係合部分に流入する燃料の量が多くなるため、この吸着現象による吸着力は大きくなる。

例えば、第一係合部６２ａ、６４ａ同士が係合している状態で、可動コア１３４の移動方向が離座方向に転じ、可動コア１３４が離座方向に移動しようとするとき、吸着現象による吸着作用により、可動コア１３４の移動が妨げられることとなり、可動コア１３４の応答性が低下することが懸念される。また、第二係合部６２ｂ、６４ｂ同士が係合している状態で、可動コア１３４の移動方向が着座方向に転じ、可動コア１３４が着座方向に移動しようとするとき、吸着現象による吸着作用により、可動コア１３４の移動が妨げられることとなり、可動コア１３４の応答性が低下することが懸念される。これらの結果、ニードル弁１２０の応答性が低下することとなる。この可動コア１３４の応答性は、吸着力が大きいほど低下する可能性がある。

これに対し、本実施形態では、軸方向と直交する方向に沿った面に対して、ニードル弁２２０の凸部２２４の端面２２４ａは傾斜しており、第一部材２３６の端面２３８ｈはほぼ平行となっている。このため、これら端面２２４ａおよび端面２３８ｈは、軸方向に対する角度が異なることとなる。したがって、可動コア２３４が着座方向へ移動することにより、第一係合部６２ａ、６４ａ同士が係合したとき、これらの係合部６２ａ、６４ａの係合部分は、線接触となる。

また、軸方向と直交する方向に沿った面に対して、ニードル弁２２０の凸部２２４の端面２２４ｂは傾斜しており、第二部材２４０の底部２４２の内壁面２４２ａはほぼ平行となっている。このため、これらの端面２２４ｂおよび内壁面２４２ａは、軸方向に対する角度が異なることとなる。したがって、可動コア２３４が離座方向へ移動することにより、第二係合部６２ｂ、６４ｂ同士が係合したとき、これらの係合部６２ｂ、６４ｂの係合部分は、線接触となる。

このように、第一係合部６２ａ、６４ａの係合部分、および第二係合部６２ｂ、６４ｂの係合部分が線接触となっていると、当該係合部分に流入する燃料量が面接触の場合に比べ少なくなる。このため、係合部分に発生する吸着力は小さくなる。よって、第１実施形態のような第一係合部６２ａ、６４ａの係合部分、および第二係合部６２ｂ、６４ｂの係合部分が面接触となっている場合に比べ、可動コア２３４の応答性の低下を抑制させることができ、ニードル弁２２０の応答性の低下を抑制させることができる。

なお、ニードル弁２２０の凸部２２４の端面２２４ａ、２２４ｂを軸方向と直交する方向に沿った面に対してほぼ平行とし、可動コア２３４の凹部２５０の端面２３８ｈ、内壁面２４２ａを軸方向と直交する方向に沿った面に対して傾斜するテーパ面としてもよい。この場合、端面２３８ｈ、内壁面２４２ａは、凸部２２４に近づくほど両面２３８ｈ、２４２ａの間隔が広がるようにすることができる。このような場合であっても、上述した効果を得ることができる。

次に、第一部材２３６の連通路２３８ｆおよび第二部材２４０の連通路２４４ｂを可動コア２３４が有することによる効果を説明する。

最初に、端面２３８ｈと内壁面２４２ａとの間に形成される凹部２５０内の燃料空間２５０ａにおける燃料圧力について説明する。可動コア２３４は、燃料が流通する筒部材１２内に収容されているため、凹部２５０内の燃料空間２５０ａは燃料で満たされることとなる。

例えば、先の第１実施形態の燃料噴射弁１１０において、凹部２５０内に突入された凸部２２４が可動コア１３４の移動により燃料空間２５０ａで移動すると、燃料空間２５０ａに存在する燃料が凸部２２４によって掻き乱され、燃料空間２５０ａの圧力が不安定となる。このように燃料空間２５０ａの圧力が不安定となると、可動コア１３４やニードル弁１２０の動作が不安定となるおそれがある。

本実施形態では、第１実施形態の燃料噴射弁１１０とは異なり、可動コア２３４に連通路２３８ｃおよび連通路２３８ｆ、ならびに連通路２４４ｂが設けられている。凹部２５０内の燃料空間２５０ａは、連通路２３８ｃおよび連通路２３８ｆによって可動コア２３４の外部にある燃料通路６０と連通する。そして、上記凹部２５０内の燃料空間２５０ａは、連通路２４４ｂによって可動コア２３４の外部にある燃料通路６０と連通する。このように連通路２３８ｃおよび連通路２３８ｆならびに連通路２４４ｂが可動コア２３４に設けられることによれば、燃料空間２５０ａの燃料を可動コア２３４の外部に排出したり、燃料空間２５０ａに可動コア２３４の外部の燃料を流入させたりすることが容易となる。

例えば、第二係合部６２ｂ、６４ｂ同士が係合している状態で、可動コア２３４の移動方向が転じ、可動コア２３４が着座方向へ移動するとき、上述したように凸部２２４によって燃料空間２５０ａの燃料は掻き乱される。このとき、燃料空間２５０ａにおいて、第一部材２３６の端面２３８ｈとニードル弁２２０の端面２２４ａとの間に形成される燃料空間は徐々に小さくなり、第二部材２４０の内壁面２４２ａとニードル弁２２０の端面２２４ｂとの間に形成される燃料空間は徐々に大きくなる。燃料空間２５０ａにおいて上記各燃料空間の体積変化が発生すると、端面２２４ａ側の燃料空間に存在する燃料が、連通路２３８ｆおよび連通路２３８ｃを通じて燃料通路６０に排出され、燃料通路６０内の存在する燃料が、連通路２４４ｂを通じて端面２２４ｂ側の燃料空間に流入されるため、凸部２２４が移動することによる燃料空間２５０ａの圧力が不安定となるのが抑制される。このように、連通路２３８ｃおよび連通路２３８ｆ、ならびに連通路２４４ｂが設けられることにより、可動コア２３４の移動時の凹部２５０の燃料空間２５０ａの圧力が不安定となるのを抑制することができるのである。このため、可動コア２３４やニードル弁２２０の動作が不安定となるのを抑制することができる。なお、本実施形態のように可動コア２３４は、連通路２３８ｃおよび連通路２３８ｆからなる通路と、連通路２４４ｂからなる通路とを有しているが、いずれか一つでもニードル弁２２０を安定して動作させる効果を有する。

また、本実施形態では、第一係合部６２ａ、６４ａの係合部分の接触面積、および第二係合部６２ｂ、６４ｂの係合部分の接触面積をさらに小さくすることができるような位置に上記連通路２３８ｆ、２４４ｂの凹部２５０側の開口位置を設定している。

凹部２５０内の燃料空間２５０ａと燃料通路６０とを連通する連通路２３８ｆにおいて、凹部２５０側の端部は、第一係合部６２ａ、６４ａ同士が係合する際に、第一係合部６４ａにおいて第一係合部６２ａと接触する部位に開口している。このような部位に連通路２３８ｆが開口していると、図１１に示すように、第一係合部６２ａ、６４ａの係合部分の接触面積が、上記部位以外に連通路２３８ｆが開口している場合に比べ減少する。このため、第一係合部６２ａ、６４ａ同士が係合する際に第一係合部６２ａ、６４ａの係合部分の間に燃料が流入することにより発生する吸着力がさらに小さくなる。よって、可動コア２３４の離座方向への応答性がさらに向上する。

一方、凹部２５０内の燃料空間２５０ａと燃料通路６０とを連通する連通路２４４ｂにおいて、凹部２５０側の端部は、第二係合部６２ｂ、６４ｂ同士が係合する際に、第二係合部６４ｂにおいて第二係合部６２ｂと接触する部位に開口している。このような部位に連通路２４４ｂが開口していると、図１２に示すように、第二係合部６２ｂ、６４ｂの係合部分の接触面積が、上記部位以外の位置に連通路２４４ｂが開口している場合に比べ減少する。このため、第二係合部６２ｂ、６４ｂ同士が係合する際に第二係合部６２ｂ、６４ｂの係合部分の間に燃料が流入することにより発生する吸着力がさらに小さくなる。よって、可動コア２３４の着座方向への応答性がさらに向上する。

また、連通路２３８ｆ、２４４ｂの凹部２５０側の開口位置がそれぞれ、上述した部位となっていると、連通路２３８ｆが第一係合部６２ａ、６４ａの係合部分と隣接し、連通路２４４ｂが第二係合部６２ｂ、６４ｂと隣接することとなる。このため、第一係合部６２ａ、６４ａ同士、および第二係合部６２ｂ、６４ｂ同士が離間しようとする際に、連通路２３８ｆ、２４４ｂより各係合部分へ燃料をいち早く流入させ、燃料の表面張力効果をいち早く減らすことができ、係合部分における吸着力をいち早く減らすことができる。その結果、可動コア２３４の着座方向および離座方向への応答性が向上することとなる。

また、本実施形態では、図９に示すように、第一部材２３６の側面２３８ｂは、可動コア２３４の径方向への移動が規制されるとともに軸方向への移動が許容されるように筒部材１２の内壁面１２ｄに支持されている。これによれば、可動コア２３４は、径方向への移動することなく、軸方向に沿って移動することとなる。このため、第一部材２３６の穴部２３８ｄの内壁面２３８ｅも、径方向へ移動することなく、軸方向に沿って移動することとなる。そして、第一部材２３６の穴部２３８ｄの内壁面２３８ｅは、軸部２２２の径方向側面２２２ａのうち、凸部２２４よりも離座方向に位置する部分を径方向外側から支持することにより、当該部分の径方向への移動を規制するとともに、当該部分を摺動させることにより、当該部分の軸方向への移動を許容している。これらのことにより、当該部分は、径方向へ移動することなく、軸方向に沿って移動することとなる。

また、本実施形態では、ノズルボディ１８の内壁面１８ａは、可動コア２３４の穴部２３８ｄよりも着座方向に位置する支持部２２４ｄを径方向外側から支持することにより、支持部２２４ｄの径方向への移動を規制するとともに、支持部２２４ｄを摺動させることにより、支持部２２４ｄの軸方向への移動を許容している。このため、当該支持部２２４ｄは、径方向へ移動することなく、軸方向に沿って移動することとなる。

ニードル弁２２０は、軸方向に沿って複数箇所で支持されるため、軸方向に対して傾くことなく軸方向に沿って移動することが可能となる。よって、ニードル弁２２０の開閉動作が安定する。

ここで、二つの部材を溶接する際、溶接時の熱によって部材が歪む場合がある。例えば、可動コアが、二つの部材からなり、各部材の向い合う端部にコア側の第一、第二係合部が形成されており、各部材の向い合う端部の突合せた部分を溶接する場合、溶接箇所と第一、第二係合部との距離が短く、溶接時の熱による歪みが発生しやすくなる。溶接時の熱により第一、第二係合部に歪みが発生すると、ニードル弁側の第一係合部や第二係合部との隙間が予め定められたものからずれてしまい、所望の噴射特性が得られなくなるおそれがある。

これに対し、本実施形態では、可動コア２３４が二つの部材２３６、２４０からなり、各部材２３６、２４０の向い合う端部にコア側規制部材６４の第一、第二係合部６４ａ、６４ｂが形成されるものにおいて、第一部材２３６は第一、第二部材２３６、２４０を互いに溶接するための包囲部２３８ｇを有している。この包囲部２３８ｇは、上述したように第一部材２３６の第一係合部６４ａよりも着座方向に向って延伸することにより、第一係合部６４ａおよび第二部材２４０を包囲する部材である。そして、本実施形態では、包囲部２３８ｇにおいて第二部材２４０の第二係合部６４ｂよりも着座方向の部位を第一部材２３６と第二部材２４０との溶接箇所２５２としている。

このような構造および位置で第一、第二部材２３６、２４０を溶接することによれば、溶接箇所２５２を第一係合部６４ａから確実に遠ざけることが可能となる。よって、溶接時の熱による第一係合部６４ａの歪みの発生を抑制することが可能となる。また、包囲部２３８ｇは、第二部材２４０を包囲する構造となっているため、第二部材２４０の存在に係わらず、包囲部２３８ｇを着座方向に向って延伸させることが可能である。そして、延伸させた包囲部２３８ｇに合わせて第二部材２４０の底部２４２の厚さを大きくし、第二係合部６４ｂから着座方向に極力離れた部位を溶接する。このことによれば、溶接箇所２５２を第二係合部６４ｂからも遠ざけることが可能となる。よって、溶接時の熱による第二係合部６４ｂの歪みの発生を抑制することが可能となる。以上説明したように、第一部材２３６の第一係合部６４ａよりさらに着座方向に向って延伸する包囲部２３８ｇを第一部材２３６に設けるとともに、第一部材２３６と第二部材２４０との溶接箇所２５２を第二係合部６４ｂよりも着座方向の部位とすることによれば、溶接時の熱による第一、第二係合部６４ａ、６４ｂの歪みの発生を抑制することが可能となる。よって、両部材２３６、２４０を溶接することによって、所望の噴射特性が得られなくなるという問題を回避することが可能となる。

本実施形態では、第二部材２４０の底部２４２から軸方向に延伸される円筒状の側部２４６の端面２４６ａを第一部材２３６において包囲部２３８ｇによって包囲される端面２３８ｈに突き当てることにより、第二部材２４０は包囲部２３８ｇの内側に収容される。このため、底部２４２の内壁面２４２ａと、端面２３８ｈとの距離は、側部２４６の長さによって決定されることとなる。本実施形態では、側部２４６の端面２４６ａを削ることによって、第一、第二係合部６４ａ、６４ｂ間の距離を調整して、第一係合部６２ａ、６４ａ間の距離、および第二係合部６２ｂ、６４ｂ間の距離を調整するようにしている。このことにより、これらの距離がばらつくことによる、噴射特性のばらつきを抑制し、均質な製品を製造することができる。

ところが、包囲部２３８ｇが、第一部材２３６の第一係合部６４ａよりもさらに着座方向に向って延伸するように第一部材２３６に設けられ、第二係合部６４ｂより第一部材２３６に向って延伸する側部２４６の端面２４６ａを端面２３８ｈに突き当てて第一、第二係合部６４ａ、６４ｂ間の距離を確定させる構造を採用した場合、側部２４６の端面２４６ａを第一部材２３６の当該端面２３８ｈに突き当てる際に、包囲部２３８ｇの基端部に形成されることの多いＲ部に、側部２４６が乗り上がることがある。側部２４６がＲ部に乗り上がると、側部２４６の端面２４６ａを包囲部２３８ｇの端面２３８ｈに確実に突き当てることができず、たとえ、第一、第二係合部６４ａ、６４ｂ間の距離を調整するために、当該端面２４６ａを削ったとしても、当該距離を適切に調整することができないおそれがある。

そこで、本実施形態では、包囲部２３８ｇの基端部と対向する側部２４６の角部に、包囲部２３８ｇの基端部とは反対方向に向って凹むような逃がし部２４６ｂが形成されている。この構成によれば、側部２４６の端面２４６ａを端面２３８ｈに突き当てる際に、側部２４６がＲ部に乗り上がってしまうことを回避することができる。このため、側部２４６の端面２４６ａを端面２３８ｈに確実に突き当てることが可能となる。よって、コア側規制機構６４の第一、第二係合部６４ａ、６４ｂ間の距離の調整を精度良く行うことができる。

特に、本実施形態では、穴部２３８ｄの内壁面２３８ｅが特許請求の範囲に記載の第一ガイド部に相当し、ノズルボディ１８の内壁面１８ａが特許請求の範囲に記載の第二ガイド部に相当する。また、第二部材２４０の側部２４６が特許請求の範囲に記載の延伸部に相当する。連通路２３８ｃおよび連通路２３８ｆから構成される通路が特許請求の範囲に記載の貫通孔に相当する。また連通路２４４ｂが特許請求の範囲に記載の貫通孔に相当する。

（第２実施形態の変形例）
図１３は、第２実施形態の変形例における燃料噴射弁３１０の要部を拡大した概略断面図である。第２実施形態の変形例における燃料噴射弁３１０は、第２実施形態における燃料噴射弁２１０が有していた連通路２３８ｆ、２４４ｂを有していない。

第一、第二部材２３６、２４０が連通路２３８ｆ、２４４ｂを有していない構成であっても、軸方向と直交する方向に沿った面に対して、凸部２２４の端面２２４ａは傾斜しており、第一部材２３６の端面２３８ｈはほぼ平行となっている。そして、軸方向と直交する方向に沿った面に対して、凸部２２４の端面２２４ｂは傾斜しており、第二部材２４０の内壁面２４２ａはほぼ平行となっている。よって、この変形例でも第２実施形態と同様に、第一係合部６２ａ、６４ａ同士が係合したとき、および第二係合部６２ｂ、６４ｂ同士が係合したときの各係合部分は線接触となるので、係合部間の隙間に燃料が流入することにより発生する吸着力の影響を極力小さくすることができ、ニードル弁２２０の応答性の低下を抑制させることができる。

（第３実施形態）
図１４は、第３実施形態における燃料噴射弁４１０の要部を拡大した概略断面図である。上記第２実施形態およびその変形例における燃料噴射弁２１０、３１０は、軸部２２２の中間部に凸部２２４を有するニードル弁２２０を用いていたが、この第３実施形態における燃料噴射弁４１０は、軸部３２２の離座方向の端部に凸部２２４を有するニードル弁３２０が用いられている。ニードル弁３２０の凸部２２４よりも離座方向には、軸部３２２が存在しない。よって、第一部材２３６の穴部２３８ｄには、軸部３２２が挿入されていない。ニードル弁３２０以外の部品については、第２実施形態と同じである。ここでは、第２実施形態と相違している部分を中心に説明する。

このようなニードル弁３２０を採用すると、ニードル弁３２０は軸方向に１箇所でしか支持されなくなる。具体的には、ニードル弁３２０の支持部２２４ｄのみがノズルボディ１８に支持されるだけである。このため、ニードル弁３２０は軸方向に対して傾くおそれがある。

これに対し、本実施形態では、このようなことを抑制するために、軸部３２２の径方向側面３２２ａにおいて支持部２２４ｄと凸部２２４との間に位置する部分を径方向外側から支持することにより、当該部分の径方向への移動を規制するとともに、当該部分を摺動させることにより、当該部分の軸方向への移動を許容するガイド部３１８を、特許請求の範囲に記載のボディの一部としての円筒部材１２またはホルダ１６の内周側に設けている。このため、当該径方向側面３２２ａにおいてガイド部３１８に支持される部分は、径方向へ移動することなく、軸方向に沿って移動することとなる。なお、このガイド部３１８に支持される当該部分は、ニードル弁３２０において第一部材２３６の穴部２３８ｄの内壁面２３８ｅよりも着座方向に位置する。本実施形態では、ガイド部３１８が特許請求の範囲に記載の第二ガイド部に相当する。

このことによれば、ニードル弁３２０は、軸方向に沿って２箇所で支持されることとなるため、ニードル弁３２０が軸方向に対して傾くことなく軸方向に沿って移動することが可能となる。よって、ニードル弁３２０の開閉動作が安定する。

（第３実施形態の変形例）
図１５は、第３実施形態の変形例における燃料噴射弁５１０の要部を拡大した概略断面図である。上記第３実施形態の変形例における燃料噴射弁５１０は、第３実施形態における燃料噴射弁４１０が有していた連通路２３８ｆ、２４４ｂを有していない。

第一、第二部材２３６、２４０が連通路２３８ｆ、２４４ｂを有していない構成であっても、軸方向と直交する方向に沿った面に対して、凸部２２４の端面２２４ａは傾斜しており、第一部材２３６の端面２３８ｈはほぼ平行となっている。そして、軸方向と直交する方向に沿った面に対して、凸部２２４の端面２２４ｂは傾斜しており、第二部材２４０の内壁面２４２ａはほぼ平行となっている。よって、この変形例でも第２実施形態と同様に、第一係合部６２ａ、６４ａ同士が係合したとき、および第二係合部６２ｂ、６４ｂ同士が係合したときの各係合部分は線接触となるので、係合部間の隙間に燃料が流入することにより発生する吸着力の影響を極力小さくすることができ、ニードル弁３２０の応答性の低下を抑制させることができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明した。本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

第１実施形態では、可動コア１３４を構成する第一部材１３６と第二部材１４０とは溶接にて固定されているが、第一部材１３６に第二部材１４０を圧入することにより、第一部材１３６および第二部材１４０を固定するようにしても良い。加えて、上記先の実施形態では、燃料噴射弁１０は、直噴式ガソリンエンジンに搭載されるものとしていたが、直噴式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搭載させても良い。

１０ 燃料噴射弁、１２ 筒部材、１４ 入口部材、１６ ホルダ、１８ ノズルボディ、１８ｃ 噴孔、２０ ニードル弁、２４ 凹部、２４ａ 内面、２４ｂ 内面、２４ｃ 底面、２６ 端面、２８ 受圧面、３０ 当接部、３４ 可動コア、３６ 本体部、３８ 底部、３８ａ 外壁面、３８ｂ 内壁面、３８ｃ 連通路、４０ 側部、４０ａ 内壁面、４１ 内部空間、４１ａ 開口部、４２ 円盤部、４４ 切欠き部、４４ａ 内壁面、４５ 凸部、４５ａ 端面、４５ｂ 端面、４６ 電磁駆動部、５０ コイル、５２ 固定コア、５２ａ 端面、５２ｂ 吸引部、５４ ハウジング部材、５６ コイルスプリング、５８ アジャスティングパイプ、６０ 燃料通路、６２ ニードル弁側規制機構、６２ａ 第一係合部（ニードル弁側第一係合部）、６２ｂ 第二係合部（ニードル弁側第二係合部）、６４ コア側規制機構、６４ａ 第一係合部（コア側第一係合部）、６４ｂ 第二係合部（コア側第二係合部）

Claims (15)

1. 燃料を噴射する噴孔と、前記噴孔へ向う燃料の流れ方向の上流側に形成されるシート部とを有するボディと、
   前記ボディの内部に軸方向に往復直線運動可能に収容され、前記シート部に着座することにより前記噴孔からの燃料噴射を禁止する一方で、前記シート部から離座することにより前記噴孔からの燃料噴射を許容するニードル弁と、
   筒状に形成され、前記ニードル弁に対して相対運動可能であって、前記着座方向に移動することにより前記ニードル弁を前記着座方向に移動させ、前記離座方向に移動することにより前記ニードル弁を前記離座方向に移動させる可動コアと、
   前記可動コアの前記離座方向側に配置され、通電されることにより、前記可動コアを前記離座方向に吸引する磁気吸引力を発生する電磁駆動部であって、前記可動コア側の端面に前記磁気吸引力を発生する吸引部を形成する固定コアを有する電磁駆動部と、
   前記固定コアの内周側に収容され、前記可動コアにおいて前記固定コアの前記吸引部と当接可能な外壁面に当接して、前記可動コアを前記着座方向に付勢する弾性力を前記可動コアに付与する弾性部材と、を備え、
   前記ニードル弁および前記可動コアのいずれか一方には、前記軸方向で向い合う内面の対を有する凹部が設けられ、他方には、前記凹部内に突入した状態で前記凹部の前記内面の対の間を前記軸方向に移動可能であり、前記内面の対と向い合う外面の対を有する凸部が設けられており、
   前記ニードル弁は、前記可動コアと係合するニードル弁側第一係合部と、ニードル弁側第二係合部とを有し、前記可動コアは、前記ニードル弁側第一係合部と係合するコア側第一係合部と、前記ニードル弁側第二係合部と係合するコア側第二係合部とを有し、
   前記凹部の前記内面の対は、それらニードル弁側およびコア側のうち、一方の側の前記第一係合部および前記第二係合部をそれぞれ形成し、前記凸部の前記外面の対は、他方の側の前記第一係合部および前記第二係合部をそれぞれ形成し、
   前記ニードル弁側第一係合部と前記コア側第一係合部とが係合すると、前記可動コアの前記ニードル弁に対する前記着座方向への移動が規制され、前記ニードル弁側第二係合部と前記コア側第二係合部とが係合すると、前記可動コアの前記ニードル弁に対する前記離座方向への移動が規制され、
   前記凹部は前記可動コアに設けられ、前記凸部は前記ニードル弁に設けられており、
   前記コア側第一係合部は、前記凹部の前記内面の対うち、前記離座方向側の内面に設けられ、前記コア側第二係合部は、前記着座方向側の内面に設けられており、
   前記ニードル弁側第一係合部は、前記凸部の前記外面の対のうち、前記離座方向側の外面に設けられ、前記ニードル弁側第二係合部は、前記着座方向側の外面に設けられており、
   前記可動コアの前記外壁面は、前記可動コアの前記凹部よりも前記離座方向側に設けられ、
   さらに前記可動コアは、前記外壁面および前記コア側第一係合部を有する第一部材と、前記第一部材と異なる部材よりなり前記コア側第二係合部を有する第二部材とからなっていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記第一部材および前記第二部材は軸方向に沿って並んでおり、
   前記第一部材および前記第二部材を突き当てることにより、前記第二部材の前記第一部材に対する相対位置が決定されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記第一部材は、前記コア側第一係合部よりも前記着座方向に向かって延伸することにより、前記コア側第一係合部および前記第二部材を包囲する包囲部を有し、
   前記第二部材は、前記コア側第二係合部よりも前記第一部材に向かって延伸され、前記包囲部に包囲される延伸部を有し、
   前記延伸部の端面を前記第一部材において前記包囲部によって包囲される部位に突き当てることにより、前記第二部材の前記第一部材に対する相対位置が決定されており、
   前記第二部材は、前記延伸部において前記包囲部の基端部と対向する角部に、前記包囲部の基端部とは反対方向に向かって凹むように形成された逃がし部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. 前記第一部材および前記第二部材は軸方向に沿って並び、かつ互いに溶接によって接合されており、
   前記第一部材は、前記コア側第一係合部よりも前記着座方向に向かって延伸することにより、前記コア側第一係合部および前記第二部材を包囲する包囲部を有し、
   前記第二部材は、前記コア側第二係合部よりも前記第一部材に向かって延伸され、前記包囲部に包囲される延伸部を有し、
   前記第一部材と前記第二部材との溶接箇所は、前記包囲部において前記コア側第二係合部よりも前記着座方向に位置する部位とされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
5. 前記凹部において前記内面の対のうちの前記コア側第一係合部を形成する面の前記軸方向に対する角度が、前記凸部において前記外面の対のうちの前記ニードル弁側第一係合部を形成する面の前記軸方向に対する角度と異なっており、
   前記凹部において前記内面の対のうちの前記コア側第二係合部を形成する面の前記軸方向に対する角度が、前記凸部において前記外面の対のうちの前記ニードル弁側第二係合部を形成する面の前記軸方向に対する角度と異なっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
6. 前記凹部の前記内面の対は、前記軸方向に対して直交する方向に沿った面となっており、
   前記凸部の前記外面の対は、前記凹部に近づくほど互いの間隔が狭くなるようなテーパ面となっていることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射弁。
7. 前記凹部の前記内面の対は、前記凸部に近づくほど互いの間隔が広くなるようなテーパ面となっており、
   前記凸部の前記外面の対は、前記軸方向に対して直交する方向に沿った面となっていることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射弁。
8. 前記ボディ内、および前記凹部内の燃料空間は燃料によって満たされており、
   前記可動コアは、一方の端部が前記凹部内の燃料空間に開口する貫通孔を有すること特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
9. 前記貫通孔の前記一方の端部は、前記コア側第一係合部と前記ニードル弁側第一係合部とが係合する際に、前記コア側第一係合部において前記ニードル弁側第一係合部と係合する部分に開口することを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射弁。
10. 前記貫通孔の前記一方の端部は、前記コア側第二係合部と前記ニードル弁側第二係合部とが係合する際に、前記コア側第二係合部において前記ニードル弁側第二係合部と係合する部分に開口することを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射弁。
11. 前記ニードル弁は、前記ボディに流入する燃料の圧力が作用することにより、前記ニードル弁に前記着座方向の推力を発生させる受圧面を有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
12. 前記可動コアの外部と連通する前記可動コアの内部に形成される内部空間に、前記受圧面は収容されており、
    前記弾性部材の外径は、前記内部空間における前記可動コアの外部側の開口部の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１１に記載の燃料噴射弁。
13. 前記ニードル弁側第一係合部と前記コア側第一係合部とが係合しており、かつ前記ニードル弁が前記シート部に着座している状態において、前記吸引部と、前記可動コアの前記外壁面の距離は、前記ニードル弁側第二係合部と前記コア側第二係合部との距離よりも長いことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
14. 前記ボディの内壁面は、前記可動コアを径方向外側から支持することにより前記可動コアの前記軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、前記可動コアの径方向側面を摺動させることにより前記可動コアの前記軸方向への移動を許容し、
    前記可動コアは、前記ニードル弁の径方向側面を径方向外側から支持することにより前記ニードル弁の前記軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、前記ニードル弁を摺動させることにより前記径方向側面の前記軸方向への移動を許容する第一ガイド部を有し、
    前記ボディは、前記ニードル弁において前記第一ガイド部よりも前記着座方向に位置する支持部を径方向外側から支持することにより前記ニードル弁の前記軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、前記支持部を摺動させることにより前記ニードル弁の前記軸方向への移動を許容する第二ガイド部を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
15. 前記ボディは、前記ニードル弁の径方向側面を径方向外側から支持することにより前記ニードル弁の前記軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、前記径方向側面を摺動させることにより前記ニードル弁の前記軸方向への移動を許容する第一ガイド部と、前記ニードル弁において前記第一ガイド部よりも前記着座方向に位置する支持部を径方向外側から支持することにより前記ニードル弁の前記軸方向と交差する方向への移動を規制するとともに、前記支持部を摺動させることにより前記ニードル弁の前記軸方向への移動を許容する第二ガイド部とを有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

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