JP5482267B2 - 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供給する燃料噴射弁に関するものである。

従来技術として、例えば特許文献１に開示された燃料噴射弁がある。この燃料噴射弁は、円筒状のパイプと、パイプの内周側に固定された固定コアと、パイプの内周側で摺動可能に配設された可動コアと、可動コアに接続されて燃料噴射孔を開閉するニードル弁とを備えており、固定コアと可動コアの中央部側には燃料噴射孔に連通する燃料通路が形成されている。

そして、可動コアの固定コアに対向する側の円環状端面には、径方向の内側および外側にそれぞれ径方向中央部を隔てるように内側円環状突起と外側円環状突起とが設けられている。ここで、外側円環状突起は、内側円環状突起より低くなるように形成されている。

上記燃料噴射弁においては、パイプの外周側に設けられた電磁コイルに通電されて、固定コアと可動コアとの間に磁気吸引力が作用すると、可動コアは固定コアに吸引されて上昇し、可動コアに接続されたニードル弁も併せて上昇し、燃料噴射孔が開かれる。また、電磁コイルへの通電が停止されると、磁気吸引力は発生せず、可動コアはスプリングの付勢力によって固定コアから離反され下降し、ニードル弁も併せて下降し、燃料噴射孔が閉じられる。

可動コアが固定コアに吸引される際には、両コア間の間に形成される領域Ｖに介在される燃料は、固定コアと外側円環状突起との間に形成される隙間、およびパイプと可動コアとの隙間を通して抵抗を受けながら燃料通路側に抜けていく。よって、領域Ｖに介在される燃料によってダンパ作用が得られ、可動コアの固定コアへの上昇速度が抑えられて、可動コアの固定コアへの衝突による開弁バウンスが抑制されるようになっている。

また、両円環状突起を設けることで、固定コアと可動コアとの接触面積を小さくして、可動コアが固定コアから離れる際に、固定コアと可動コアとの張り付き作用が低減されて、可動コアの下降時の応答性が向上するようになっている。

特開２００３−１０６２３６号公報

しかしながら、上記従来技術の燃料噴射弁では、固定コアと外側円環状突起との間における隙間、およびパイプと可動コアとの間における隙間は、抵抗を持つ流路として形成されていることから、可動コアの下降時において、領域Ｖと燃料通路とは圧力が同等となるようには連通しない。よって、可動コアの下降時において領域Ｖは負圧となり、下降に抗する力が働くため、可動コアの下降応答性に改善の余地を残している。

下降応答性改善のために、固定コアと外側円環状突起との間における隙間、およびパイプと可動コアとの隙間を拡大して、領域Ｖと燃料通路との圧力が同等となるように連通させると、可動コアの上昇時において、領域Ｖにおける燃料は上記拡大した隙間から燃料流路側に単純に抜けてしまうようになり、ダンパ作用が得られなくなるため、開弁バウンスの抑制が図れなくなる。

本発明の目的は、上記点に鑑みてなされたものであり、開弁バウンスの抑制を可能とすると共に、可動コアの離反時における負圧作用による抗力をなくして、離反応答性の向上も同時に可能とする燃料噴射弁を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

即ち、請求項１に記載の発明では、一端側に燃料を噴射する噴孔が形成された筒状のハウジングと、
ハウジング内の予め定められた位置に固定された筒状の固定コアと、
ハウジング内で、固定コアの噴孔側に摺動可能に設けられ、電磁コイルに通電されることにより固定コアに磁気吸引され、電磁コイルの通電が停止されると固定コアから離反される筒状の可動コアと、
可動コアの中心孔部に挿通され、長手方向の一端側において固定コアの内周面に向けて鍔状に突設されて、可動コアの固定コア側の面と接触可能なストッパ部と、ストッパ部の外部から軸線方向の内部に向けて形成されて可動コアの噴孔側でハウジング内に連通する内部通路とを有し、可動コアの固定コアに対する吸引および離反に応じて往復移動し、長手方向の他端側によって噴孔を開閉するニードル弁と、
固定コアの中心孔部、および内部通路を介して噴孔に連通する燃料通路とを備える燃料噴射弁において、
ハウジングの軸方向において、固定コアと可動コアとに挟まれると共に、ハウジングの径方向において、ハウジングとストッパ部とに挟まれる領域は、燃料が介在されて容積変化して、ダンパ作用を発揮するダンパ室として形成されており、
ダンパ室に対して絞られて、ダンパ室と燃料通路とを連通させる第１連通路と、
固定コアに対する可動コアの位置を、最大限離反してダンパ室の容積を最大にする第１位置、所定距離に近接してダンパ室の容積を減少させる第２位置、および当接した第３位置としたとき、可動コアが第１位置と第２位置との間にある時にはダンパ室と燃料通路との間を閉じており、可動コアが第２位置と第３位置との間にある時にダンパ室と燃料通路とを連通させる第２連通路とが設けられたことを特徴としている。

この発明によれば、可動コアが固定コア側へ磁気吸引される際に、可動コアが第１位置から第２位置に至る間では第２連通路は閉じており、ダンパ室に介在される燃料は、絞り作用を受けながら第１連通路を介して燃料通路側へ流れ、変化していくダンパ室の容積に応じた燃料がダンパ室に保持されることになるので、この燃料によって可動コアに対するダンパ作用が得られる。そして、可動コアが第２位置から第３位置に至る間で、ダンパ室と燃料通路とが第２連通路によって連通されることになるが、それまでは、上記ダンパ作用は継続されるため、可動コアの移動速度を落としながら固定コアへ近接させることができ、可動コアが固定コアに高速で衝突することによって発生する開弁バウンスを抑制することができる。

また、可動コアが第３位置に至った後に、磁気吸引作用が停止されて、可動コアが固定コアから離反される際には、ダンパ室と燃料通路とが第２連通路によって、連通されている状態にある。更に可動コアが離反されるに従って、可動コアが第２位置に至るまでは可動コアと固定コアとの間には第２連通路によって燃料通路内の燃料が供給されることになるので、従来のように離反によって可動コアと固定コアとの間に負圧が発生することをなくすことができ、可動コアと固定コアとの張り付きをなくして、離反応答性を向上させることができる。

よって、開弁バウンスの抑制を可能とすると共に、可動コアの離反時における離反応答性の向上も同時に可能とする燃料噴射弁とすることができる。

請求項２に記載の発明では、第２連通路は、固定コアに設けられ、ダンパ室と、固定コアの内周面およびストッパ部の外周面の間となる領域とを繋ぐ固定コア通路と、
ストッパ部に設けられ、可動コアが第１位置と第２位置との間にある時には固定コア通路と燃料通路とを非接続状態とし、可動コアが第２位置と第３位置との間にある時に固定コア通路と燃料通路とを接続状態にするストッパ部通路とから形成されたことを特徴としている。

この発明によれば、可動コアが第１位置と第２位置との間にある時には、固定コア通路はストッパ部通路に連通することなく、可動コアが第２位置と第３位置との間にある時に、固定コア通路はストッパ部通路に連通し、第２連通路を形成することができるので、固定コアに固定コア通路を設け、また、ストッパ部にストッパ部通路を設けるのみで、容易に第２通路を形成することができる。

請求項３に記載の発明では、第１連通路は、ハウジングと可動コアとの間に形成された摺動隙間であることを特徴としている。

この発明によれば、ハウジングと可動コアとの間おける摺動隙間を活用することで、容易に第１連通路を形成することができる。

請求項４に記載の発明では、第１連通路は、可動コアとニードル弁との間に形成された隙間であることを特徴としている。

この発明によれば、可動コアとニードル弁との間における隙間を活用することで、容易に第１連通路を形成することができる。

請求項５に記載の発明では、第１連通路は、可動コアに設けられ、ダンパ室と噴孔側のハウジング内とを繋ぐ可動コア通路であることを特徴としている。

この発明によれば、可動コア自身に可動コア通路を設けるのみで、容易に第１連通路を形成することができる。

請求項６に記載の発明では、可動コアの固定コア側の面には、ダンパ室に開口して周方向に延びる溝部が形成されたことを特徴としている。

この発明によれば、溝部に燃料を保持させることができるので、ダンパ室内において介在される燃料量を増加させて、可動コアが固定コアに磁気吸引される際に、より大きなダンパ作用を持たすことができる。

第１実施形態におけるインジェクタ全体の構造を示す断面図である。 ダンパ室近傍を示す拡大断面図である。 可動コアが固定コアに磁気吸引される時の状態を示し、（ａ）は吸引開始時、（ｂ）は可動コアが固定コアに対して所定距離に近接した時、（ｃ）は可動コアが固定コアに当接した時の拡大断面図である。 第１実施形態における印加パルスに対するニードル弁の変位を示すタイムチャートである。 第１実施形態における印加パルス時間に対する燃料流量を示すグラフである。 図４における低流量域を拡大したグラフであり、（ａ）は線形性逸脱量の低減を示すグラフであり、（ｂ）は線形性の逸脱領域の低減を示すグラフである。 第２実施形態における、可動コアが固定コアに磁気吸引される時の状態を示し、（ａ）は吸引開始時、（ｂ）は可動コアが固定コアに対して所定距離に近接した時、（ｃ）は可動コアが固定コアに当接した時の拡大断面図である。 第３実施形態のダンパ室近傍を示す拡大断面図である。

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他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
以下、本発明を適用した第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１は第１実施形態におけるインジェクタ１００全体の構造を示す断面図、図２はダンパ室１５０近傍を示す拡大断面図、図３は可動コア１３６が固定コア１３３に磁気吸引される時の状態を示す拡大断面図、図４は印加パルスに対するニードル弁１２０の変位を示すタイムチャート、図５は印加パルス時間に対する燃料流量を示すグラフ、図６は図４における低流量域を拡大したグラフ、である。

図１、図２に示すインジェクタ１００は、燃料噴射弁であって、例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１００を適用する場合、インジェクタ１００はエンジンヘッド（図示せず）に搭載される。

インジェクタ１００は、ハウジング１１０、ニードル弁１２０、および駆動部１３０等を備えている。以下、インジェクタ１００の方向として、ハウジング１１０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。

ハウジング１１０は、軸方向Ｚに延びて閉弁方向Ｚ２側端部に噴孔１１４ａの形成された筒状の容器体であり、筒部材１１１、入口部材１１２、ノズルホルダ１１３、およびノズルボディ１１４を有している。

筒部材１１１は、内径が軸方向Ｚへ向けて概ね同一となる筒状に形成されている。筒部材１１１は、磁性を有する磁性部１１１ａ、および磁性を有しない非磁性部１１１ｂを有している。磁性部１１１ａは、筒部材１１１の大半の部位を占めるように形成されており、非磁性部１１１ｂは、磁性部１１１ａよりも閉弁方向Ｚ２側に位置している。非磁性部１１１ｂは、磁性部１１１ａとノズルホルダ１１３との磁気的な短絡を防止するものである。磁性部１１１ａおよび非磁性部１１１ｂは、例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１１１は、例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（１１１ｂ）は、磁性部（１１１ａ）に対して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１１２は、筒部材１１１の開弁方向Ｚ１側の端部に設けられている。入口部材１１２は、筒状を成しており、筒部材１１１の内周側に圧入されている。入口部材１１２は、開弁方向Ｚ１側の端部において開口する燃料入口１１２ａを有している。燃料入口１１２ａには、燃料ポンプ（図示せず）から燃料が供給されるようになっている。そして、入口部材１１２の内部における中間部には、燃料フィルタ１１２ｂが設けられている。燃料フィルタ１１２ｂは、燃料に含まれる異物を除去するようになっている。

ノズルホルダ１１３は、筒状に形成されており、筒部材１１１の閉弁方向Ｚ２側の端部に設けられている。ノズルホルダ１１３は、磁性を有している。ノズルホルダ１１３は、開弁方向Ｚ１側の端部から閉弁方向Ｚ２側に向けて内径が互いに異なる大径部１１３ａ、中径部１１３ｂ、小径部１１３ｃおよび取付部１１３ｄを有しており、各部位１１３ａ〜１１３ｄの内径部は、それぞれの中心軸が略同軸となるように配置されている。大径部１１３ａの内径は、筒部材１１１の内径と略等しく、筒部材１１１と略同軸となるように配置されている。中径部１１３ｂと小径部１１３ｃとの間には、内径側に張出した段差面部１１３ｅが形成されている。取付部１１３ｄは、ノズルホルダ１１３の閉弁方向Ｚ２側の端部に位置している。

ノズルボディ１１４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１１３の取付部１１３ｄに固定されている。ノズルボディ１１４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ている。ノズルボディ１１４の先端部には、ノズルボディ１１４を軸方向Ｚに貫いて内壁面と外壁面とを連通する噴孔１１４ａが形成されている。また噴孔１１４ａの周囲の内壁面は、弁座１１４ｂとして機能するようになっている。

ニードル弁１２０は、軸方向Ｚへ延びる細長の弁部材であって、後述する可動コア１３６の挿通孔１３６ａに挿通され、筒部材１１１、ノズルホルダ１１３、およびノズルボディ１１４の内周側で可動コア１３６と共に軸方向Ｚへ往復移動可能に収容されている。ニードル弁１２０は、軸方向Ｚへ往復移動することによって噴孔１１４ａを開閉して、噴孔１１４ａからの燃料の噴射を断続するようになっている。ニードル弁１２０は、ノズルボディ１１４と概ね同軸上に配置されている。ニードル弁１２０は、軸部１２１、ストッパ部１２２、シール部１２３、内部通路１２４、および連通孔１２５を有している。

軸部１２１は、断面円形状を成す細長の部材であり、ニードル弁１２０の本体部を成している。ストッパ部１２２は、軸部１２１の開弁方向Ｚ１側の端部に径外方向に向けて全周に亘って鍔状に（フランジ状に）突出するように設けられている。ストッパ部１２２の外周面は、外周面部１２２ａとなっており、また閉弁方向Ｚ２側の面は、下端面部１２２ｂとなっている。また、シール部１２３は、軸部１２１の閉弁方向Ｚ２側の端部にノズルボディ１１４の弁座１１４ｂに沿うように面取りされて形成されている。シール部１２３は、弁座１１４ｂに着座可能となっている。

内部通路１２４は、ニードル弁１２０の内部に設けられた通路であり、ストッパ部１２２の外部となる開弁方向Ｚ１側の端面から内部に向けて軸部１２１の途中部位まで穴あけ加工によって形成されている。つまり、内部通路１２４は、開弁方向Ｚ１側で開口し、閉弁方向Ｚ２側で閉塞されている。また、連通孔１２５は、内部通路１２４の閉塞側となる途中部位において、更に具体的には可動コア１３６と段差面部１１３ｅとの間となる部位において、内部通路１２４に対して交差する方向（本例では直交する方向）に壁部を貫通する円形の孔として形成されている。連通孔１２５は、内部通路１２４の周方向に複数形成されている。この内部通路１２４と連通孔１２５とによって、固定コア１３３の中心孔部１３３ａとノズルホルダ１１３の内部とが連通するようになっている。

駆動部１３０は、ニードル弁１２０を軸方向Ｚに沿って往復移動させるものであって、スプール１３１、電磁コイル１３２、固定コア１３３、磁性プレート１３４、上部磁性プレート１３５、可動コア１３６、第１スプリング１３７、第２スプリング１３８、ノズルホルダ１１３、および筒部材１１１を備えている。

スプール１３１は、樹脂製で筒状に形成された部材であり、筒部材１１１の外周側に設置されている。そして、スプール１３１の外周側に、電磁コイル１３２が巻かれている。電磁コイル１３２は、コネクタ１３２ａにおける端子部１３２ｂに電気的に接続されている。端子部１３２ｂは、コネクタ１３２ａ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電磁コイル１３２への通電状態が制御されるようになっている。電磁コイル１３２は、通電されることによって固定コア１３３に、可動コア１３６を吸引する磁力を発生させるようになっている。

固定コア１３３は、例えば鉄などの磁性材料により筒状に形成された部材であり、筒部材１１１の内周面の予め定められた位置に、例えば圧入などにより固定されている。固定コア１３３は、電磁コイル１３２の内周側に対応するように配置されている。固定コア１３３の径方向の中央部には、軸方向Ｚに貫通する中心孔部１３３ａが形成されており、中心孔部１３３ａの内周面は、内周面部１３３ｂとなっている。また、固定コア１３３の閉弁方向Ｚ２側の面は、下端面部１３３ｃとなっており、この下端面部１３３ｃは、非磁性部１１１ｂの軸方向Ｚの中間部に位置している。内周面部１３３ｃの開弁方向Ｚ１側となる途中部位には、筒状のアジャスティングパイプ１３７ａが圧入により固定されている。

磁性プレート１３４は、磁性材料から形成され、電磁コイル１３２の外周側を覆うように設けられている。また、上部磁性プレート１３５は、磁性材料から構成され、電磁コイル１３２の開弁方向Ｚ１側（反噴孔側）を覆うように設けられている。

可動コア１３６は、例えば鉄などの磁性材料により筒状に形成された部材であり、固定コア１３３の閉弁方向Ｚ２側であって、筒部材１１１の内周側、およびノズルホルダ１１３の大径部１１３ａ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１３６の径方向の中央部には、軸方向Ｚに貫通する中心孔部としての挿通孔１３６ａが形成されており、挿通孔１３６ａの内周面は、内周面部１３６ｂとなっている。また、可動コア１３６の外周面は、外周面部１３６ｃとなっている。挿通孔１３６ａの内径は、固定コア１３３の中心孔部１３３ａの内径よりも所定寸法だけ小さく設定されており、また、ニードル弁１２０の軸部１２１の外径よりもわずかに大きく設定されている。そして、可動コア１３６の開弁方向Ｚ１側となる面は、上端面部１３６ｄなっており、また、閉弁方向Ｚ２側となる面は、下端面部１３６ｅとなっている。上端面部１３６ｄには、周方向に延びる溝部１３６ｆが設けられている。溝部１３６ｆは、挿通孔１３６ａと外周面部１３６ｃとの間に位置するように設けられており、後述するダンパ室１５０に開口している。

上記の可動コア１３６の挿通孔１３６ａに、ニードル弁１２０の軸部１２１が挿通されている。軸部１２１の外径は、挿通孔１３６ａの内径よりもわずかに小さく設定されており、軸部１２１は、挿通孔１３６ａの内周面部１３６ｂに対して移動可能となっている。また、ストッパ部１２２の外周面部１２２ａは、固定コア１３３の内周面部１３３ｂに向けて延設されている。ストッパ部１２２の外径は、固定コア１３３の中心孔部１３３ａの内径よりもわずかに小さく設定されており、ストッパ部１２２の外周面部１２２ａは、中心孔部１３３ａの内周面部１３３ｂに対して移動可能となっている。そして、ストッパ部１２２の下端面部１２２ｂは、可動コア１３６の上端面部１３６ｄに接触可能となっている。また、ストッパ部１２２の軸方向Ｚの寸法は、固定コア１３３に対して、可動コア１３６が最大限離反している時の下端面部１３３ｃと上端面部１３６ｄとの隙間よりも大きくなるように設定されている。

第１スプリング１３７は、固定コア１３３内に配設された弾性部材である。第１スプリング１３７は、一方の端部がニードル弁１２０のストッパ部１２２に接しており、他方の端部がアジャスティングパイプ１３７ａと接している。第１スプリング１３７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１３６およびニードル弁１２０は、第１スプリング１３７によって、弁座１１４ｂに着座する閉弁方向Ｚ２へ押し付けられるようになっている。

第２スプリング１３８は、ノズルホルダ１１３の大径部１１３ａおよび中径部１１３ｂに配設された弾性部材である。第２スプリング１３８は、軸方向Ｚへ伸長する力を有している。第２スプリング１３８は、開弁方向Ｚ１側の端部が可動コア１３６の下端面部１３６ｅと接し、閉弁方向Ｚ２側の端部が段差面部１１３ｅと接している。この第２スプリング１３８によって、可動コア１３６は開弁方向Ｚ１側、即ち固定コア１３３側へ押し付けられるようになっている。

可動コア１３６には、第１スプリング１３７によってニードル弁１２０を介して閉弁方向Ｚ２への閉弁力ｆ１が加わり、また、第２スプリング１３８によって開弁方向Ｚ１への開弁力ｆ２が加わるようになっている。第１スプリング１３７による閉弁力ｆ１は、第２スプリング１３８による開弁力ｆ２よりも大きく設定されている。

ここで、ニードル弁１２０のストッパ部１２２の外径は、挿通孔１３６ａの内径よりも大きく形成されており、ストッパ部１２２の下端面部１２２ｂは、可動コア１３６の上端面部１３６ｄと接する。よって、ストッパ部１２２は、開弁方向Ｚ１への可動コア１３６の変位を規制する。逆に、可動コア１３６は、閉弁方向Ｚ２へのストッパ部１２２、つまりニードル弁１２０の変位を規制する。

入口部材１１２の内部空間は、固定コア１３３の中心孔部１３３ａ、ニードル弁１２０の内部通路１２４、更に連通孔１２５を介して、ノズルホルダ１１３の内部空間に繋がっており、これら繋がった空間が燃料通路１４０を形成している。燃料通路１４０は、ニードル弁１２０が開弁方向Ｚ１側に移動すると、噴孔１１４ａと連通するようになっている。

本実施形態においては、以下の特徴を備えており、その内容について詳細に説明する。

軸方向Ｚにおいて、固定コア１３３と可動コア１３６とに挟まれると共に、軸方向Ｚに直交する径方向において、筒部材１１１とニードル弁１２０のストッパ部１２２とに挟まれる領域は、燃料が介在されて可動コア１３６の往復移動に伴って容積変化するダンパ室１５０として形成されている。ダンパ室１５０は、可動コア１３６の上端面部１３６ｄにおける溝部１３６ｆが形成されない場合に比較して、溝部１３６ｆによってその容積が拡大されている。

筒部材１１１およびノズルホルダ１１３の内周面と、可動コア１３６の外周面部１３６ｃとの間には、ダンパ室１５０に対して絞られた通路であって、ダンパ室１５０とノズルホルダ１１３側の燃料通路１４０とを連通させる第１連通路が形成されている。本実施形態では、この第１連通路は、筒部材１１１およびノズルホルダ１１３と、可動コア１３６との間における摺動隙間１５１ａとしている。摺動隙間１５１ａは、ダンパ室１５０と燃料通路１４０との間における燃料の流通を可能としつつも、絞り効果によってダンパ室１５０の圧力が燃料通路１４０の圧力と同一に繋がらないようにした絞り通路である。

摺動隙間１５１ａは、可動コア１３６の往復移動を可能とするための本来の隙間が、上記のような絞り効果を持つものであれば、本来の隙間をそのまま活用できる。あるいは、摺動隙間１５１ａは、可動コア１３６の往復移動を可能とする隙間に対して、所定の絞り効果を持たせるために必要とされる寸法を加味した隙間とすることもできる。あるいは、可動コア１３６の外周面部１３６ｃにおいて軸方向Ｚに延びる所定本数の微小な溝として形成するようにしても良い。

そして、固定コア１３３とニードル弁１２０のストッパ部１２２には、固定コア１３３に対する可動コア１３６の位置を、最大限離反している時の第１位置、所定距離に近接した時の第２位置、および当接した時の第３位置としたとき、可動コア１３６が第１位置と第２位置との間にある時にはダンパ室１５０と固定コア１３３側の燃料通路１４０との間を閉じており、可動コア１３６が第２位置と第３位置との間にある時にダンパ室１５０と固定コア１３３側の燃料通路１４０とを連通させる第２連通路１５２が形成されている。上記第２位置における「所定距離に近接した時の位置」というのは、可動コア１３６が固定コア１３３に当接する直前の位置としている。

第２連通路１５２は、固定コア通路１３３ｄと、ストッパ部通路１２２ｃとを有している。固定コア通路１３３ｄは、固定コア１３３の内部に設けられた通路であり、ダンパ室１５０と、固定コア１３３の内周面部１３３ｂおよびストッパ部１２２の外周面部１２２ａの間となる領域とを繋ぐ通路である。固定コア通路１３３ｄの一方側は、可動コア１３６の上端面部１３６ｄ、更には溝部１３６ｆに向けて開口しており、固定コア通路１３３ｄの他方側は、ストッパ部１２２の外周面部１２２ａに向けて開口している。

ストッパ部通路１２２ｃは、ストッパ部１２２の内部に設けられた通路であり、ニードル弁１２０の軸線に対して交差する方向に延びて、ストッパ部１２２の外周面部１２２ａから内部通路１２４に貫通する孔として形成されている。ストッパ部通路１２２ｃの軸方向Ｚの位置は、可動コア１３６が第１位置と第２位置との間にある時には固定コア通路１３３ｄとは繋がることなく、且つ、可動コア１３６が第２位置と第３位置との間にある時にストッパ部通路１２２ｃの外周面部１２２ａ側の開口部が、固定コア通路１３３ｄにおける上記他方側の開口部に繋がる位置としている。固定コア通路１３３ｄとストッパ部通路１２２ｃとが繋がることにより、ダンパ室１５０と固定コア１３３側の燃料通路１４０とが連通されることになる。

次に、上記の構成に基づくインジェクタ１００の作動、および作用効果について説明する。

（１）開弁時の作動
まず、電磁コイル１３２への通電が停止されていると、磁気吸引力の発生はなく、第１スプリング１３７による閉弁力ｆ１が第２スプリング１３８による開弁力ｆ２よりも大きく設定されていることから、第１スプリング１３７に接するニードル弁１２０は、ストッパ部１２２に接する可動コア１３６と共に閉弁方向Ｚ２（噴孔１１４ａ側）へ移動し、その結果、ニードル弁１２０のシール部１２３は弁座１１４ｂに着座している（閉弁状態）。また、可動コア１３６は、固定コア１３３に対して閉弁方向Ｚ２に最大限離反された第１位置にある。

上記のような閉弁状態から電磁コイル１３２に通電すると、電磁コイル１３２に発生した磁界により磁性プレート１３４、上部磁性プレート１３５、磁性部１１１ａ、固定コア１３３、可動コア１３６、およびノズルホルダ１１３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１３３と可動コア１３６との間には磁気吸引力が発生する。固定コア１３３と可動コア１３６との間に発生する磁気吸引力と、第２スプリング１３８の開弁力ｆ２との和が第１スプリング１３７の閉弁力ｆ１よりも大きくなると、可動コア１３６は開弁方向Ｚ１への移動を開始する。このとき、可動コア１３６の上端面部１３６ｄにストッパ部１２２の下端面部１２２ｂが接していることからニードル弁１２０は、可動コア１３６と共に開弁方向Ｚ１へ移動する。その結果、ニードル弁１２０のシール部１２３は、弁座１１４ｂから離れ、噴孔１１４ａが開かれることになる。

燃料入口１１２ａからインジェクタ１００の内部へ流入した燃料は、前述したように燃料フィルタ１１２ｂ、入口部材１１２の内周側、アジャスティングパイプ１３７ａの内周側、固定コア１３３の内周側、内部通路１２４、連通孔１２５、中径部１１３ｂの内周側、ノズルホルダ１１３の内周側を順次経由して、燃料通路１４０を流れる。そして、この燃料は、弁座１１４ｂから離れたシール部１２３とノズルボディ１１４との間を経由して噴孔１１４ａへ流入する。これにより、噴孔１１４ａから燃料が噴射される。

ここで、図３（ａ）に示すように、可動コア１３６が固定コア１３３に磁気吸引される際に、第２連通路１５２における固定コア通路１３３ｄとストッパ部通路１２２ｃは繋がっておらず、ダンパ室１５０に介在された燃料は、可動コア１３６によって、押されて摺動隙間１５１ａを通って、ノズルホルダ１１３側の燃料通路１４０へ抜けていく（図３ａ中の黒矢印）。この時、燃料は、絞り作用を受けながら摺動隙間１５１ａを介して燃料通路１４０側へ流れるため、ダンパ室１５０内の燃料が一気に抜けることなく、変化していくダンパ室１５０の容積に応じた燃料がダンパ室１５０に保持されることになるので、この燃料によって可動コア１３６に対するダンパ作用が得られる。つまり、可動コア１３６は、移動速度が減少されながら固定コア１３３に磁気吸引されることになる。

そして、図３（ｂ）に示すように、可動コア１３６が固定コア１３３に対して第２位置、即ち可動コア１３６が固定コア１３３に当接する直前の位置まで近接すると、ストッパ部通路１２２ｃの外周面部１２２ａ側の開口部が、固定コア通路１３３ｄの内周面部１３３ｂ側の開口部の位置に到達し、ストッパ部通路１２２ｃと固定コア通路１３３ｄとが連通し、第２連通路１５２が形成される。すると、ダンパ室１５０と筒部材１１１側の燃料通路１４０とが第２連通路１５２によって連通され、ダンパ室１５０内の燃料は燃料通路１４０側へ抜ける（図３ｂ中の黒矢印）。

更に、図３（ｃ）に示すように、第２連通路１５２によってダンパ室１５０と筒部材１１１側の燃料通路１４０とが連通した状態で、可動コア１３６は、第３位置に至り、固定コア１３３に当接する。

（２）閉弁時の作動
上記のような開弁状態から電磁コイル１３２への通電を停止すると、固定コア１３３と可動コア１３６との間の磁気吸引力は消滅する。これにより、第１スプリング１３７の閉弁力ｆ１が第２スプリング１３８の開弁力ｆ２に打ち勝って、ニードル弁１２０は、可動コア１３６と共に閉弁方向Ｚ２へ移動を開始する。そして、ニードル弁１２０のシール部１２３は再び弁座１１４ｂに着座し、噴孔１１４ａが閉じられて、燃料通路１４０と噴孔１１４ａとの間の燃料の流れは遮断され、燃料の噴射は終了する。

ここで、固定コア１３３に当接して第３位置にあった可動コア１３６が上記の移動に伴って固定コア１３３から離反する際には（図３ｃの状態に相当）、第２連通路１５２によって筒部材１１１側の燃料通路１４０とダンパ室１５０とが連通した状態にあるので、可動コア１３６の離反に伴って容積拡大するダンパ室１５０は、燃料通路１４０側から燃料が供給されることになり、ダンパ室１５０内が負圧になることがない。

（３）作用効果
よって、開弁作動時においては、可動コア１３６が固定コア１３３に吸引される際に、第１位置から第２位置に至るまでの間、即ち固定コア通路１３３ｄにストッパ部通路１２２ｃが連通されて第２連通路１５２を形成するまでの大半の移動過程において、上記ダンパ作用が継続されるため、可動コア１３６の移動速度を落としながら固定コア１３３へ近接させることができ（図４中の減速効果）、可動コア１３６が固定コア１３３に高速で衝突することによって発生する開弁バウンスを抑制することができる。

また、閉弁作動時においては、磁気吸引作用が停止されて、可動コア１３６が固定コア１３３から離反される際には、可動コア１３６は第３位置にあり、ダンパ室１５０と燃料通路１４０とが第２連通路１５２によって連通されている状態にある。更に可動コア１３６が離反されていき第２位置に至るまでは、可動コア１３６と固定コア１３３との間には第２連通路１５２によって燃料通路１４０内の燃料が供給されることになるので、従来のように離反によって可動コア１３６と固定コア１３３との間（ダンパ室１５０）に負圧が発生することをなくすことができ、可動コア１３６と固定コア１３３との張り付きをなくして、離反応答性を向上させることができる。つまり、図４に示すように、閉弁作動開始時の応答遅れを改善することができる。

総じて、開弁バウンスの抑制を可能とすると共に、可動コア１３６の離反時における離反応答性の向上も同時に可能とするインジェクタ１００とすることができる。

更に詳述すると、図５に示すように、インジェクタ１００においては、電磁コイル１３２へ通電する際の印加パルス時間に比例して開弁時間が制御され、よって燃料流量が比例して増加する。つまり、燃料流量特性は、印加パルス時間に対して線形性を有する特性となっている。しかしながら、従来技術のように、開弁時の開弁バウンスや、閉弁時の負圧による張り付きが発生すると、特に印加パルス時間の短い低流量領域で線形性に対する影響が大きく発生し、低流量領域での流量確保が困難となっていた。

これに対して本実施形態では、上記のように開弁時の開弁バウンスを抑制し、更に閉弁時の両コア１３３、１３６の張り付きをなくすようにしているので、図６に示すように、線形性逸脱量自体を小さくすること（図６ａ）、あるは／および線形性逸脱開始位置をより微小パルス側に移すこと（図６ｂ）が可能となり、低流量領域における燃料流量特性の線形性を向上させることができる。

また、可動コア１３６の上端面部１３６ｄに溝部１３６ｆを設けるようにしているので、溝部１３６ｆに燃料を保持させることができ、ダンパ室１５０内において介在される燃料量を増加させて、可動コア１３６が固定コア１３３に磁気吸引される際に、より大きなダンパ作用を持たすことができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図７に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態における第１連通路を変更したものである。即ち、第２実施形態の第１連通路は、上記第１実施形態の第１連通路である摺動隙間１５１ａに対して、隙間１５１ｂとしたものである。隙間１５１ｂにおける技術思想は、上記可動コア外周通路１５１ａと同一であり、その設定位置が異なる。

隙間１５１ｂは、可動コア１３６の内周面部１３６ｂと、ニードル弁１２０の軸部１２１の外周面との間に形成されている。隙間１５１ｂは、ダンパ室１５０に対して絞られた通路であって、ダンパ室１５０とノズルホルダ１１３側の燃料通路１４０とを連通させる通路である。隙間１５１ｂは、ダンパ室１５０と燃料通路１４０との間における燃料の流通を可能としつつも、絞り効果によってダンパ室１５０の圧力が燃料通路１４０の圧力と同一に繋がらないようにした絞り通路である。

第２実施形態では、開弁作動時において、図７（ａ）に示すように、可動コア１３６が固定コア１３３に磁気吸引される際に、第２連通路１５２における固定コア通路１３３ｄとストッパ部通路１２２ｃは繋がっておらず、ダンパ室１５０に介在された燃料は、可動コア１３６によって、押されて隙間１５１ｂを通って、ノズルホルダ１１３側の燃料通路１４０へ抜けていく（図７ａ中の黒矢印）。この時、燃料は、絞り作用を受けながら隙間１５１ｂを介して燃料通路１４０側へ流れるため、ダンパ室１５０内の燃料が一気に抜けることなく、変化していくダンパ室１５０の容積に応じた燃料がダンパ室１５０に保持されることになるので、この燃料によって可動コア１３６に対するダンパ作用が得られる。つまり、可動コア１３６は、移動速度が減少されながら固定コア１３３に磁気吸引されることになる。

その他の作動については、第１実施形態と同一である。よって、第２実施形態においても、第１実施形態と同一の作用効果を得ることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態を図８に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態における第１連通路を変更したものである。即ち、第３実施形態の第１連通路は、上記第１実施形態の第１連通路である摺動隙間１５１ａに対して、可動コア通路１３６ｇとしたものである。可動コア通路１３６ｇにおける技術思想は、上記可動コア外周通路１５１ａと同一であり、その設定位置が異なる。

可動コア通路１３６ｇは、可動コア１３６を軸方向Ｚに貫通する微小孔通路として形成されている。可動コア通路１３６ｇは、ダンパ室１５０に対して絞られた通路であって、ダンパ室１５０とノズルホルダ１１３側の燃料通路１４０とを連通させる通路である。可動コア通路１３６ｇは、ダンパ室１５０と燃料通路１４０との間における燃料の流通を可能としつつも、絞り効果によってダンパ室１５０の圧力が燃料通路１４０の圧力と同一に繋がらないようにした絞り通路である。

第３実施形態では、開弁作動時において、図８に示すように、可動コア１３６が固定コア１３３に磁気吸引される際に、第２連通路１５２における固定コア通路１３３ｄとストッパ部通路１２２ｃは繋がっておらず、ダンパ室１５０に介在された燃料は、可動コア１３６によって、押されて可動コア通路１３６ｇを通って、ノズルホルダ１１３側の燃料通路１４０へ抜けていく（図８中の黒矢印）。この時、燃料は、絞り作用を受けながら可動コア通路１３６ｇを介して燃料通路１４０側へ流れるため、ダンパ室１５０内の燃料が一気に抜けることなく、変化していくダンパ室１５０の容積に応じた燃料がダンパ室１５０に保持されることになるので、この燃料によって可動コア１３６に対するダンパ作用が得られる。つまり、可動コア１３６は、移動速度が減少されながら固定コア１３３に磁気吸引されることになる。

その他の作動については、第１実施形態と同一である。よって、第３実施形態においても、第１実施形態と同一の作用効果を得ることができる。

尚、可動コア通路１３６ｇは、長手方向の全領域において微小孔通路とする必要はなく、可動コア１３６の上端面部１３６ｄ、および下端面部１３６ｅからそれぞれ中心側に向けて加工容易な内径の孔を途中部位まで形成して、この両孔を微小孔通路で連通させたものとしても良い。

（その他の実施形態）
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。

上記各実施形態では、ニードル弁１２０は、可動コア１３６の挿通孔１３６ａに挿通されて、可動コア１３６対して移動可能なものとしたが、これに限らず、ニードル弁１２０が可動コア１３６に溶接等で一体的に接合されたものとしても良い。この場合は、第２スプリング１３８は廃止され、第１スプリング１３７の閉弁力ｆ１と磁気吸引力とによって、ニードル弁１２０および可動コア１３６が往復移動されるものとなる。

また、上記各実施形態では、可動コア１３６に溝部１３６ｆを設けて、ダンパ室１５０の容積を積極的に大きくするようにしたが、ダンパ作用との兼ね合いから、溝部１３６ｆは廃止しても良い。

また、上記各実施形態では、筒部材１１１、入口部材１１２、ノズルホルダ１１３、およびノズルボディ１１４からなる筒状のハウジング１１０内に固定コア１３３が固定され、ハウジング１１０内の噴孔１１４ａと固定コア１３３との間に可動コア１３６が収容されるものとしたが、ハウジング１１０の構成は上記４部材からなるものに限定されず、例えば、３部材以下あるいは５部材以上とするものであっても良い。

また、ハウジング１１０内への固定コア１３３の固定形態も上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば、固定コア１３３をハウジング１１０の一部を成す入口部材１１２や上記各実施形態における筒部材１１１の磁性部１１１ａと一体とした構成としてもかまわない。

また、上記各実施形態では、インジェクタ１００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。

１００ インジェクタ（燃料噴射弁）
１１０ ハウジング
１１４ａ 噴孔
１２０ ニードル弁
１２２ ストッパ部
１２２ａ 外周面部
１２２ｂ 下端面部
１２２ｃ ストッパ部通路
１２４ 内部通路
１３２ 電磁コイル
１３３ 固定コア
１３３ａ 中心孔部
１３３ｂ 内周面部（内周面）
１３３ｃ 下端面部
１３３ｄ 固定コア通路
１３６ 可動コア
１３６ａ 挿通孔（中心孔部）
１３６ｄ 上端面部
１３６ｆ 溝部
１３６ｇ 可動コア通路（第１連通路）
１４０ 燃料通路
１５０ ダンパ室
１５１ａ 摺動隙間（第１連通路）
１５１ｂ 隙間（第１連通路）
１５２ 第２連通路（固定コア通路１３３ｄ、ストッパ部通路１２２ｃ）

Claims (6)

1. 一端側に燃料を噴射する噴孔が形成された筒状のハウジングと、
   前記ハウジング内の予め定められた位置に固定された筒状の固定コアと、
   前記ハウジング内で、前記固定コアの前記噴孔側に摺動可能に設けられ、電磁コイルに通電されることにより前記固定コアに磁気吸引され、前記電磁コイルの通電が停止されると前記固定コアから離反される筒状の可動コアと、
   前記可動コアの中心孔部に挿通され、長手方向の一端側において前記固定コアの内周面に向けて鍔状に突設されて、前記可動コアの前記固定コア側の面と接触可能なストッパ部と、前記ストッパ部の外部から軸線方向の内部に向けて形成されて前記可動コアの前記噴孔側で前記ハウジング内に連通する内部通路とを有し、前記可動コアの前記固定コアに対する吸引および離反に応じて往復移動し、長手方向の他端側によって前記噴孔を開閉するニードル弁と、
   前記固定コアの中心孔部、および前記内部通路を介して前記噴孔に連通する燃料通路とを備える燃料噴射弁において、
   前記ハウジングの軸方向において、前記固定コアと前記可動コアとに挟まれると共に、前記ハウジングの径方向において、前記ハウジングと前記ストッパ部とに挟まれる領域は、前記燃料が介在されて容積変化して、ダンパ作用を発揮するダンパ室として形成されており、
   前記ダンパ室に対して絞られて、前記ダンパ室と前記燃料通路とを連通させる第１連通路と、
   前記固定コアに対する前記可動コアの位置を、最大限離反して前記ダンパ室の容積を最大にする第１位置、所定距離に近接して前記ダンパ室の容積を減少させる第２位置、および当接した第３位置としたとき、前記可動コアが前記第１位置と前記第２位置との間にある時には前記ダンパ室と前記燃料通路との間を閉じており、前記可動コアが前記第２位置と前記第３位置との間にある時に前記ダンパ室と前記燃料通路とを連通させる第２連通路とが設けられたことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記第２連通路は、前記固定コアに設けられ、前記ダンパ室と、前記固定コアの内周面および前記ストッパ部の外周面の間となる領域とを繋ぐ固定コア通路と、
   前記ストッパ部に設けられ、前記可動コアが前記第１位置と前記第２位置との間にある時には前記固定コア通路と前記燃料通路とを非接続状態とし、前記可動コアが前記第２位置と前記第３位置との間にある時に前記固定コア通路と前記燃料通路とを接続状態にするストッパ部通路とから形成されたことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 前記第１連通路は、前記ハウジングと前記可動コアとの間に形成された摺動隙間であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記第１連通路は、前記可動コアと前記ニードル弁との間に形成された隙間であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁。
5. 前記第１連通路は、前記可動コアに設けられ、前記ダンパ室と前記噴孔側の前記ハウジング内とを繋ぐ可動コア通路であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁。
6. 前記可動コアの前記固定コア側の面には、前記ダンパ室に開口して周方向に延びる溝部が形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の燃料噴射弁。

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