JP6167993B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

従来、内燃機関に燃料を噴射供給する電磁式の燃料噴射弁が知られている。
特許文献１に記載の燃料噴射弁は、ハウジングに形成された噴孔を開閉するニードル弁に対し、そのニードル弁を駆動する可動コアが往復移動可能に設けられている。この燃料噴射弁は、コイルに通電されていないとき、ニードル弁に固定された摺動部材の噴孔側の端面と、可動コアとの間に、所定の隙間が形成される。
この構成により、燃料噴射弁は、コイルに通電されると、可動コアが固定コアに磁気吸引され、加速した状態で摺動部材に衝突する。その衝突力により、摺動部材とニードル弁は、反噴孔側（以下「開弁方向」という）へ移動し、噴孔を開放する。これにより、燃料噴射弁は、開弁動作の応答性を高めている。

特開２０１３−１０４３４０号公報

ところで、一般に、可動コアは磁性体から形成され、ニードル弁は非磁性体から形成される。そのため、可動コアはニードル弁よりも硬度が低い。したがって、特許文献１に記載の燃料噴射弁は、コイルに通電したとき、可動コアと摺動部材とが衝突することにより、可動コアに異常摩耗が生じることが懸念される。可動コアの摩耗が大きくなると、ニードル弁のリフト量が小さくなるので、燃料噴射量を正確に制御することが困難になるおそれがある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、可動コアの摩耗を抑制可能な燃料噴射弁を提供することを目的とする。

本発明の燃料噴射弁は、ニードル弁の径外側又は径内側に設けられた伝達部材、及び、ニードル弁が有する第１孔と伝達部材が有する第２孔に挿通する嵌合ピンを備える。伝達部材は、可動コアの反噴孔側の端面に当接可能な下当接面、及び、スプリングの付勢力を受けるスプリング座を有する。嵌合ピンは、第１孔の内壁又は第２孔の内壁に対し、ニードル弁の軸方向に往復移動可能に設けられる。

この構成により、コイルに通電されていないとき、スプリングの付勢力により伝達部材の下当接面と可動コアとが当接する。コイルに通電され、固定コアと可動コアとの間に磁気吸引力が発生すると、可動コアと伝達部材とが当接した状態で共に開弁方向へ移動する。このとき、嵌合ピンが伝達部材の第２孔に固定されたものである場合、嵌合ピンとニードル弁の第１孔の反噴孔側の内壁とが衝突する。その衝突力により、ニードル弁は開弁方向へ移動し、噴孔を開放する。

また、嵌合ピンがニードル弁の第１孔に固定されたものである場合、固定コアと可動コアとの間に磁気吸引力が発生すると、伝達部材の第２孔の噴孔側の内壁と嵌合ピンとが衝突する。その衝突力により、嵌合ピンとニードル弁が開弁方向へ移動し、ニードル弁は噴孔を開放する。
そのため、コイルへの通電時に可動コアと伝達部材とが当接した状態を保ち、且つ、可動コアがニードル弁等と衝突することがないので、可動コアの摩耗が抑制される。したがって、燃料噴射弁は、経年変化によるニードル弁のリフト量の変化を防ぎ、燃料噴射量を正確に制御することができる。

また、燃料噴射弁は、可動コアと伝達部材とが共に開弁方向へ移動する際、嵌合ピンとニードル弁の第１孔の内壁との衝突力、又は、伝達部材の第２孔の内壁と嵌合ピンとの衝突力により、ニードル弁を開弁方向へ移動する。そのため、燃料噴射弁に供給される燃料が比較的高圧であってもニードル弁を移動することが可能である。したがって、この燃料噴射弁は、比較的高圧の燃料の噴射に好適である。

本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 第１実施形態による燃料噴射弁の要部断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。 燃料噴射弁の開弁時の動作を示す説明図である。 燃料噴射弁の閉弁時の動作を示す説明図である。 本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の要部断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。 本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の要部断面図である。 本発明の第４実施形態による燃料噴射弁の要部断面図である。 本発明の第５実施形態による燃料噴射弁の要部断面図である。 本発明の第６実施形態による燃料噴射弁の要部断面図である。 本発明の第７実施形態による燃料噴射弁の要部断面図である。 本発明の第８実施形態による燃料噴射弁の要部断面図である。 本発明の第９実施形態による燃料噴射弁の要部断面図である。 本発明の第１０実施形態による燃料噴射弁の要部断面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線の断面図である。

以下、本発明による複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１から図５に示す。第１実施形態の燃料噴射弁１は、図示していない燃料タンクから汲み上げられて高圧ポンプ等により加圧された燃料を、内燃機関の気筒へ直接噴射する直噴式の内燃機関に適用される。
図１及び図２に示すように、燃料噴射弁１は、ハウジング１０、ニードル弁２０、伝達部材３０、嵌合ピン４０、コイル５０、固定コア６０、第１スプリング７１および可動コア８０等を備えている。なお、第１スプリング７１は、特許請求の範囲に記載の「スプリング」の一例に相当する。

ハウジング１０は、第１磁性部１１、非磁性部１２、第２磁性部１３及びノズルボディ１４から構成される。
第１磁性部１１、非磁性部１２及び第２磁性部１３は、略円筒状に形成され、燃料入口１５側からこの順に接続している。ハウジング１０の内側には燃料通路１６が形成される。
第１磁性部１１と第２磁性部１３は磁性体である。非磁性部１２は非磁性体であり、第１磁性部１１と第２磁性部１３との間の磁気的な短絡を防止する。
第１磁性部１１の反非磁性部１２側の端部に、燃料入口１５を形成する筒状の入口部材１７が接合している。入口部材１７の径内側には、フィルタ１７１が設けられている。燃料入口１５から燃料通路１６に流入する燃料は、フィルタ１７１によって燃料の中の異物が捕獲される。

ノズルボディ１４は、第２磁性部１３の反非磁性部１２側の端部に設けられる。このノズルボディ１４は、底部１４１および筒部１４２を有し、有底筒状に形成されている。筒部１４２は、第２磁性部１３の内側に接合している。底部１４１には、噴孔１８が形成されている。また、底部１４１の内壁には、凹テーパ状の弁座１９が形成されている。

ニードル弁２０は、円柱状に形成され、ハウジング１０の内側に軸方向へ往復移動可能に収容されている。
ニードル弁２０の噴孔側の端部には、シート部２１が形成されている。シート部２１は、弁座１９に当接可能である。ニードル弁２０は、シート部２１が弁座１９に着座することで噴孔１８を閉塞し、シート部２１が弁座１９から離座することで噴孔１８を開放する。
なお、ニードル弁２０が弁座１９から離座する方向を開弁方向といい、ニードル弁２０が弁座１９に着座する方向を閉弁方向という。

ニードル弁２０は、シート部２１よりも反噴孔側でノズルボディ１４の筒部１４２の内壁に摺接する摺接部２２、その摺接部２２から軸方向に延びるニードル本体部２３、及びそのニードル本体部２３の反噴孔側に設けられた小径部２４を有する。小径部２４の外径は、ニードル本体部２３の外径よりも小さい。この小径部２４は、径方向に延びる第１孔２５を有する。

伝達部材３０は、ニードル弁２０の小径部２４の径外側に設けられる筒部３１、及びその筒部３１の反噴孔側の端部から径外方向に延びる外環状部３２を有する。
筒部３１は、可動コア８０の中央の孔８１に挿通している。伝達部材３０は、可動コア８０に対し、軸方向に往復移動可能である。筒部３１は、径方向に延びる第２孔３３を有する。この第２孔３３は、ニードル弁２０の有する第１孔２５と連通する位置に設けられる。
また、筒部３１は、ニードル弁２０よりも反噴孔側の位置に燃料孔３４を有する。この燃料孔３４を通じて筒部３１の内側と外側を通じて燃料が流れる。

外環状部３２は、固定コア６０の有する中央孔６１の内側に設けられている。外環状部３２は、噴孔側に形成された下当接面３５を有する。下当接面３５は、可動コア８０の反噴孔側の端面に当接可能である。一方、外環状部３２は、反噴孔側に形成されたスプリング座３６を有する。スプリング座３６には、第１スプリング７１が当接する。そのため、伝達部材３０は、第１スプリング７１の付勢力を受ける。

嵌合ピン４０は、ニードル弁２０が有する第１孔２５と伝達部材３０が有する第２孔３３に挿通している。嵌合ピン４０の直径Ａは、第２孔３３の直径と同じか又はそれより僅かに大きい。そのため、嵌合ピン４０は、第２孔３３に圧入又は溶接等により固定される。また、嵌合ピン４０の直径Ａは、第１孔２５の直径Ｂより小さい。そのため、嵌合ピン４０は、第１孔２５の内壁に対し、ニードル弁２０の軸方向に往復移動可能である。
上述したニードル弁２０、伝達部材３０及び嵌合ピン４０は、可動コア８０よりも硬質の金属材料から形成されている。

図１から図３は、コイル５０への通電が停止された状態を示している。この状態で、嵌合ピン４０は、ニードル弁２０の第１孔２５の噴孔側の内壁に当接する。これにより、第１スプリング７１の付勢力は、伝達部材３０から嵌合ピン４０を経由して、ニードル弁２０に伝わる。そのため、ニードル弁２０はシート部２１が弁座１９に着座する。
このとき、可動コア８０は、第２スプリング７２の付勢力により、伝達部材３０の下当接面３５に当接している。そのため、可動コア８０と固定コア６０との間には、磁気ギャップＤが形成される。
上述した嵌合ピン４０の直径Ａと第２孔３３の直径Ｂとの差をギャップＣとする。このギャップＣは、固定コア６０と可動コア８０との磁気ギャップＤよりも小さい。

図１及び図２に示すように、燃料噴射弁１は、コイル５０、固定コア６０及び可動コア８０等から構成された電磁駆動部を有している。電磁駆動部は、ニードル弁２０を駆動する。
コイル５０は、ハウジング１０を構成する第１磁性部１１及び非磁性部１２の径外側に設けられたスプール５１に巻かれている。コイル５０の外側を、磁性体からなる筒状のヨーク５２が覆っている。コイル５０は、コネクタ５３の端子５４と電気的に接続している。コネクタ５３の端子５４を通じてコイル５０に通電されると、コイル５０は磁界を生じる。

固定コア６０は、磁性体により略円筒状に形成され、ハウジング１０を構成する第１磁性部１１と非磁性部１２の径内側に固定されている。即ち、固定コア６０は、コイル５０の磁界内に設けられている。
固定コア６０は、軸方向に通じる中央孔６１を有する。固定コア６０が有する中央孔６１に、第１スプリング７１が挿入されている。第１スプリング７１は、一端が固定コア６０の内側に圧入固定されたアジャスティングパイプ７３に当接し、他端が伝達部材３０のスプリング座３６に当接している。アジャスティングパイプ７３の圧入量により、第１スプリング７１の荷重が設定される。第１スプリング７１は、伝達部材３０と嵌合ピン４０を通じて、ニードル弁２０を閉弁方向へ付勢している。

可動コア８０は、磁性体から略円筒状に形成され、固定コア６０の噴孔側に、軸方向に往復移動可能に設けられている。
可動コア８０は、中央に孔８１を有している。この孔８１に伝達部材３０の筒部３１が挿通している。可動コア８０は、ハウジング１０及びニードル弁２０に対し、軸方向に往復移動可能である。
可動コア８０は、固定コア６０側の端面から僅かに突出した突起８２を有する。そのため、可動コア８０が固定コア６０に磁気吸引されると、可動コア８０の突起８２と固定コア６０とが当接し、可動コア８０の固定コア６０側の端面と固定コア６０との間に僅かな隙間が形成される。そのため、可動コア８０の固定コア６０側の端面と固定コア６０と間にリンキング力が作用することを防ぐことができる。

第２スプリング７２は、一端が可動コア８０に当接し、他端がハウジング１０の段差１３１に当接している。第２スプリング７２は、可動コア８０を開弁方向に付勢している。第２スプリング７２の付勢力は、第１スプリング７１の付勢力よも小さい。そのため、コイル５０に通電されていないとき、可動コア８０は、第１スプリング７１によって付勢された伝達部材３０の下当接面３５に当接し、開弁方向への移動が規制される。したがって、固定コア６０と可動コア８０との間に磁気ギャップが形成される。

次に、燃料噴射弁１の開弁動作について、図４を参照して説明する。
図４（Ａ）は、コイル５０に通電されていない状態を示している。第１スプリング７１の付勢力が伝達部材３０と嵌合ピン４０を通じてニードル弁２０に伝わり、ニードル弁２０のシート部２１は弁座１９に着座している。可動コア８０は、第２スプリング７２の付勢力により、伝達部材３０の下当接面３５に当接している。

燃料噴射弁１のコネクタ５３の端子５４からコイル５０に通電されると、コイル５０の発生する磁界により、固定コア６０、可動コア８０、第２磁性部１３および第１磁性部１１等から形成される磁気回路に磁束が流れる。これにより、固定コア６０と可動コア８０との間に磁気吸引力が作用する。そのため、図４（Ｂ）に示すように、可動コア８０と伝達部材３０は当接した状態で固定コア６０側へ磁気吸引され、伝達部材３０の第２孔３３に固定された嵌合ピン４０とニードル弁２０の第１孔２５の反噴孔側の内壁とが衝突する。
図４（Ａ）から（Ｂ）の状態に移行するとき、可動コア８０、伝達部材３０及び嵌合ピン４０は加速されるので、ニードル弁２０の第１孔２５の内壁と嵌合ピン４０との衝突力は、ニードル弁２０の閉弁力よりも大きいものとなる。なお、ニードル弁２０の閉弁力とは、燃料通路１６の燃料圧力がニードル弁２０に対して閉弁方向へ作用する力と、第１スプリング７１の付勢力との和である。

図４（Ｃ）に示すように、ニードル弁２０は、ニードル弁２０の第１孔２５の内壁と嵌合ピン４０との衝突力により、開弁方向へ跳ね上がる。この跳ね上がり量は、嵌合ピン４０と第２孔３３の内壁とのギャップＣの範囲内である。
また、可動コア８０は、固定コア６０に当接する。これにより、シート部２１が弁座１９から離座し、噴孔１８が開放され、噴孔１８から燃料が噴射される。
その後、図４（Ｄ）に示すように、燃料入口側から流れる燃料の動圧により、ニードル弁２０は閉弁方向に押圧され、第１孔２５の反噴孔側の内壁が嵌合ピン４０に当接する。このとき、ニードル弁２０は、所定のリフト量を維持する。

次に、燃料噴射弁１の閉弁動作について、図５を参照して説明する。
図５（Ａ）は、上述した図４（Ｄ）と同様に、コイル５０に通電されている状態を示している。可動コア８０は固定コア６０に当接し、ニードル弁２０の第１孔２５の反噴孔側の内壁が嵌合ピン４０に当接している。
コイル５０への通電が停止されると、可動コア８０と固定コア６０との間の磁気吸引力が消滅する。そのため、図５（Ｂ）に示すように、第１スプリング７１の付勢力により、伝達部材３０と可動コア８０が閉弁方向に移動し、伝達部材３０の第２孔３３に固定された嵌合ピン４０とニードル弁２０の第１孔２５の噴孔側の内壁とが当接する。そのため、第１スプリング７１は、伝達部材３０と嵌合ピン４０を通じてニードル弁２０を押圧する。また、第１スプリング７１は、伝達部材３０の下当接面３５を通じて可動コア８０を押圧する。

図５（Ｃ）に示すように、ニードル弁２０のシート部２１が弁座１９に着座すると、噴孔１８からの燃料噴射が遮断される。一方、可動コア８０は慣性により、第２スプリング７２の付勢力に抗して閉弁方向へ僅かに移動する。このとき、ニードル弁２０は、可動コア８０と別体で形成され、その質量が小さいことからバウンスが抑制される。
また、可動コア８０の閉弁方向にストッパなどが設けられていないので、可動コア８０のバウンスが抑制される。したがって、可動コア８０のバウンスによってニードル弁２０が再開弁することが防がれる。

図５（Ｄ）に示すように、第２スプリング７２の付勢力により、可動コア８０が開弁方向に移動すると、可動コア８０の反噴孔側の端面と伝達部材３０の下当接面３５とが当接する。なお、第２スプリング７２の付勢力は第１スプリング７１の付勢力よりも小さいので、このときもニードル弁２０が再開弁することは防がれる。

第１実施形態の燃料噴射弁１は、以下の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態では、ニードル弁２０が有する第１孔２５と、ニードル弁２０の径外側に設けられた伝達部材３０が有する第２孔３３とに嵌合ピン４０が挿通する。伝達部材３０は、可動コア８０の反噴孔側の端面に当接可能な下当接面３５、及び、第１スプリング７１の付勢力を受けるスプリング座３６を有する。嵌合ピン４０は、ニードル弁２０が有する第１孔２５の内壁に対し、ニードル弁２０の軸方向に往復移動可能に設けられる。
これにより、コイル５０に通電されていないとき、第１スプリング７１と第２スプリング７２の付勢力により、伝達部材３０の下当接面３５と可動コア８０とが当接する。コイル５０に通電され、固定コア６０と可動コア８０との間に磁気吸引力が発生すると、可動コア８０と伝達部材３０が当接した状態で共に開弁方向へ移動する。このとき、伝達部材３０の第２孔３３に固定された嵌合ピン４０は、ニードル弁２０の第１孔２５の反噴孔側の内壁に衝突する。その衝突力により、ニードル弁２０は開弁方向へ移動し、噴孔１８を開放する。そのため、コイル５０への通電時に可動コア８０と伝達部材３０とが当接した状態を保ち、且つ、可動コア８０がニードル弁２０等と衝突することがないので、可動コア８０の摩耗が抑制される。したがって、燃料噴射弁１は、経年変化によるニードル弁２０のリフト量の変化を防ぎ、燃料噴射量を正確に制御することができる。

（２）第１実施形態では、嵌合ピン４０は、伝達部材３０が有する第２孔３３に固定されるものである。嵌合ピン４０は、コイル５０に通電されたとき、ニードル弁２０が有する第１孔２５の反噴孔側の内壁に当接する。また、嵌合ピン４０は、コイル５０への通電が停止されたとき、ニードル弁２０が有する第１孔２５の噴孔側の内壁に当接する。
これにより、コイル５０に通電されたとき、嵌合ピン４０は、加速した可動コア８０の衝突力をニードル弁２０に伝えることが可能である。一方、コイル５０への通電が停止されたとき、嵌合ピン４０は、第１スプリング７１の付勢力をニードル弁２０に伝えることが可能である。
また、嵌合ピン４０の両端を第２孔３３に固定することにより、嵌合ピン４０と第２孔３３の内壁との衝突力によって嵌合ピン４０が変形することを抑制可能である。

（３）第１実施形態では、伝達部材３０、嵌合ピン４０及びニードル弁２０は、可動コア８０よりも硬質である。
これにより、コイル５０への通電時又はコイル５０への通電を停止した際、嵌合ピン４０がニードル弁２０の第１孔２５の内壁に衝突するとき、その衝突力により伝達部材３０の第２孔３３の内壁、嵌合ピン４０及びニードル弁２０の第１孔２５の内壁が摩耗することを抑制可能である。したがって、燃料噴射弁１は、経年変化によるニードル弁２０のリフト量の変化を抑制することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図６及び図７に示す。第２実施形態の燃料噴射弁１が備える嵌合ピン４０は、第２孔３３から伝達部材３０の径外側へ突出したストッパ部４１を有する。
ニードル弁２０の第１孔２５の噴孔側の内壁と嵌合ピン４０とが当接し、且つ、ニードル弁２０のシート部２１が弁座１９に着座し、且つ、伝達部材３０の下当接面３５と可動コア８０とが当接した状態を示している。この状態で、可動コア８０とストッパ部４１との間には所定距離Ｅが設けられている。この所定距離Ｅは、上述した第１実施形態の図５（Ｃ）で示したように、燃料噴射弁１の閉弁動作において、ニードル弁２０が弁座１９に当接した後、可動コア８０が慣性により伝達部材３０の下当接面３５から離れて閉弁方向へ所定距離Ｅだけ移動することを許容するものである。この所定距離Ｅは、仮に可動コア８０がストッパ部４１に衝突後、バウンスしたときにも、ニードル弁２０の再開弁を防ぐことが可能な距離である。即ち、この所定距離Ｅは、可動コア８０が閉弁動作時のエネルギ消費に必要な距離であり、実験などにより設定される。
これにより、燃料噴射弁１が閉弁動作を行う際、可動コア８０とストッパ部４１との衝突により可動コア８０がバウンスすることが抑制される。そのため、可動コア８０のバウンスによりニードル弁２０が再開弁することが防がれる。したがって、燃料噴射弁１は、燃料噴射量を正確に制御することができる。

また、ストッパ部４１は、上述した第１実施形態の図５（Ｃ）の状態で、可動コア８０が上述の所定距離Ｅよりも閉弁方向へ大きく移動することを防ぐものである。これにより、燃料噴射弁１は、閉弁動作終了後から開弁動作へ短時間で動作を切り替えることが可能である。したがって、燃料噴射弁１は、例えば分割噴射制御など、複数回の燃料噴射を短時間で行う際、その噴射のインターバルを短くすることができる。
さらに、嵌合ピン４０の端部をストッパ部４１とすることにより、燃料噴射弁１は、部品点数を低減することが可能である。

また、第２実施形態では、ニードル弁２０は、伝達部材３０と径方向に重なる小径部２４の外壁に、軸方向に延びる切欠面２６を有する。この切欠面２６は、嵌合ピン４０と平行に形成することが好ましい。ニードル弁２０の切欠面２６と伝達部材３０の内壁との間に燃料が流れる流路が形成される。
これにより、伝達部材３０とニードル弁２０との間を、簡素な構成で燃料を流すことができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図８に示す。第３実施形態では、燃料噴射弁１は、ニードル弁２０と伝達部材３０とが径方向に重なる位置よりも噴孔側の位置に、ニードルガイド部材９０を備える。ニードルガイド部材９０は、筒状に形成され、ハウジング１０の内壁に固定されている。ニードルガイド部材９０は、ニードル弁２０を軸方向に案内する。

第３実施形態では、ニードル弁２０は、ノズルボディ１４の筒部１４２の内壁に摺接する摺接部２２（図１参照）と、ニードルガイド部材９０と、伝達部材３０の筒部３１に案内され、軸の傾きが抑制されている。したがって、燃料噴射弁１は、ニードル弁２０と伝達部材３０との摺動個所の異常摩耗、又はニードル弁２０とハウジング１０との摺動個所の異常摩耗を抑制することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図９に示す。第４実施形態の燃料噴射弁１が備える固定コア６０は、固定コア本体６２と、その固定コア本体６２の径内側に筒状のスリーブ６３を有する。このスリーブ６３は、固定コア６０よりも硬質の金属材料から形成される。スリーブ６３の内壁と、伝達部材３０の外環状部３２の径方向の外壁とは摺接可能である。これにより、伝達部材３０の軸の傾きを抑制すると共に、ニードル弁２０の軸の傾きを抑制することが可能である。また、スリーブ６３と伝達部材３０は共に硬質の金属材料から形成されているので、互いの異常摩耗が抑制される。

スリーブ６３は、固定コア本体６２よりも噴孔側へ僅かに突出している。そのため、可動コア８０が固定コア６０に磁気吸引されると、可動コア８０とスリーブ６３とが当接し、可動コア８０と固定コア本体６２との間に僅かな隙間が形成される。そのため、固定コア本体６２と可動コア８０と間にリンキング力が作用することを防ぐことができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図１０に示す。第５実施形態の燃料噴射弁１が備える嵌合ピン４０は、可動コア８０の径内側の位置に設けられている。これにより、ニードル弁２０の小径部２４と伝達部材３０とが径方向に重なる範囲が軸方向に長くなる。そのため、伝達部材３０は、噴孔１８から遠く離れた位置でニードル弁２０の傾きを抑制することが可能である。したがって、ニードル弁２０と伝達部材３０との異常摩耗、又はニードル弁２０とハウジング１０との異常摩耗を抑制することができる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態を図１１に示す。第６実施形態では、燃料噴射弁１は、ニードル弁２０と伝達部材３０とが径方向に重なる位置の径外側に、伝達部材用ガイド部材９１を備える。伝達部材用ガイド部材９１は、筒状に形成され、ハウジング１０の内壁に固定されている。伝達部材用ガイド部材９１は、伝達部材３０を軸方向に案内する。

第６実施形態では、伝達部材３０は、一端が固定コア６０のスリーブ６３に案内され、他端が伝達部材用ガイド部材９１に案内されている。そのため、この燃料噴射弁１は、伝達部材３０の軸の傾きを抑制すると共に、その内側に設けられたニードル弁２０の軸の傾きを抑制することが可能である。したがって、燃料噴射弁１は、ニードル弁２０と伝達部材３０との摺動個所の異常摩耗、又はニードル弁２０とハウジング１０との摺動個所の異常摩耗を抑制することができる。
なお、第６実施形態では、燃料噴射弁１は、ニードルガイド部材９０を廃止しているが、他の実施形態として、燃料噴射弁１は、伝達部材用ガイド部材９１と共に、ニードルガイド部材９０も備えてもよい。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態を図１２に示す。第７実施形態では、嵌合ピン４０が、伝達部材用ガイド部材９１の径内側の位置に設けられている。コイル５０への通電時、及びコイル５０への通電を停止した時、ニードル弁２０の第１孔２５の内壁と嵌合ピン４０とが衝突すると、その衝突個所を中心として振動が生じることが考えられる。そのため、伝達部材用ガイド部材９１の径内側に嵌合ピン４０を設けることにより、伝達部材３０及びニードル弁２０の振動を、伝達部材用ガイド部材９１によって抑制することができる。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態を図１３に示す。第８実施形態では、ニードル弁２０は、その反噴孔側の端部２７が、伝達部材３０よりも反噴孔側に突出している。これにより、伝達部材３０とニードル弁２０とが径方向に重なる領域を軸方向に長くすることが可能である。したがって、燃料噴射弁１は、ニードル弁２０の軸の傾きを抑制することができる。
また、伝達部材３０から突出したニードル弁２０により、第１スプリング７１の径方向の位置ずれを防ぐことができる。

（第９実施形態）
本発明の第９実施形態を図１４に示す。第９実施形態では、嵌合ピン４０が、スリーブ６３の径内側に設けられている。伝達部材３０は、可動コア８０よりも反噴孔側に設けられており、可動コア８０の中央の穴に挿通していない。
第９実施形態では、コイル５０への通電時、及びコイル５０への通電を停止した時、ニードル弁２０の第１孔２５の内壁と嵌合ピン４０とが衝突した際、その衝突力による伝達部材３０及びニードル弁２０の振動を、スリーブ６３によって抑制することができる。
また、スリーブ６３と伝達部材３０により、噴孔１８から遠く離れた位置でニードル弁２０の傾きを抑制することが可能である。したがって、ニードル弁２０と伝達部材３０との異常摩耗、又はニードル弁２０とハウジング１０との異常摩耗を抑制することができる。

（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態を図１５及び図１６に示す。第１０実施形態の燃料噴射弁１が備えるニードル弁２０は、ニードル本体部２３から反噴孔側に筒状に延びる外筒部２８を有する。伝達部材３０は、ニードル弁２０の外筒部２８の径内側に設けられている。
ニードル弁２０は、外筒部２８に第１孔２５を有する。伝達部材３０は、ニードル弁２０の第１孔２５に連通する位置に第２孔３３を有する。嵌合ピン４０は、ニードル弁２０が有する第１孔２５に圧入又は溶接等により固定されている。また、嵌合ピン４０は、伝達部材３０が有する第２孔３３の内壁に対し、ニードル弁２０の軸方向に往復移動可能である。

図１５及び図１６は、コイル５０への通電が停止された状態を示している。この状態で、伝達部材３０の第２孔３３の反噴孔側の内壁が、嵌合ピン４０に当接する。これにより、第１スプリング７１の付勢力は、伝達部材３０から嵌合ピン４０を経由して、ニードル弁２０に伝わる。そのため、ニードル弁２０はシート部２１が弁座１９に着座する。
嵌合ピン４０の直径Ａと第２孔３３の直径Ｂとの差をギャップＣとする。このギャップＣは、固定コア６０と可動コア８０との磁気ギャップＤよりも小さい。
なお、ニードル弁２０と伝達部材３０はそれぞれ、径方向に連通する燃料孔２９、３４を有する。この燃料孔２９、３４を通じて筒部３１の内側と外側を通じて燃料が流れる。

第１０実施形態では、コイル５０に通電されたとき、嵌合ピン４０は、伝達部材３０が有する第２孔３３の噴孔側の内壁に当接する。また、コイル５０への通電が停止されたとき、嵌合ピン４０は、伝達部材３０が有する第２孔３３の反噴孔側の内壁に当接する。
これにより、燃料噴射弁１は、コイル５０に通電されたとき、加速した可動コア８０の衝突力を、伝達部材３０から嵌合ピン４０を経由し、ニードル弁２０に伝えることが可能である。
また、燃料噴射弁１は、コイル５０への通電が停止されたとき、第１スプリング７１の付勢力を、伝達部材３０から嵌合ピン４０を経由し、ニードル弁２０に伝えることが可能である。
したがって、第１０実施形態の燃料噴射弁１は、上述した第１実施形態の燃料噴射弁１と同様の作用効果を奏することができる。

（他の実施形態）
上述した実施形態では、直噴式の内燃機関に適用される燃料噴射弁１について説明した。これに対し、他の実施形態では、燃料噴射弁は、内燃機関の吸気ポート等に燃料を噴射するものとしてもよい。
上述した実施形態では、比較的高圧の燃料を噴射する燃料噴射弁１について説明した。これに対し、他の実施形態では、燃料噴射弁は、通常の圧力の燃料を噴射するものとして使用してもよい。

上述した第１−第９実施形態では、ニードル弁２０の有する第１孔２５の断面を円形にした。これに対する他の実施形態では、ニードル弁２０の有する第１孔２５の断面はニードル弁の軸方向が長軸となる楕円形状等としてもよい。
上述した第１０実施形態では、伝達部材３０の有する第２孔３３の断面を円形にした。これに対する他の実施形態では、伝達部材３０の有する第２孔３３の断面はニードル弁の軸方向が長軸となる楕円形状等としてもよい。
本発明は、上述した複数の実施形態に限定されるものではなく、その複数の実施形態の構成を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１ ・・・燃料噴射弁
２０・・・ニードル弁
２５・・・第１孔
３０・・・伝達部材
３３・・・第２孔
３５・・・下当接面
３６・・・スプリング座
４０・・・嵌合ピン
７１・・・第１スプリング（スプリング）
８０・・・可動コア

Claims (13)

1. 軸方向の一方に形成される噴孔（１８）、その噴孔に通じる燃料通路（１６）、及び、その燃料通路の内壁に形成される弁座（１９）を有する筒状のハウジング（１０）と、
   前記ハウジングの内側に軸方向に往復移動可能に収容され、前記弁座に着座及び離座することで前記噴孔を開閉するニードル弁（２０）と、
   通電により磁界を発生するコイル（５０）と、
   前記コイルが発生する磁界内で前記ハウジングに固定される固定コア（６０）と、
   前記ハウジングの内側で軸方向に往復移動可能に設けられ、前記コイルに通電されると前記固定コア側へ磁気吸引される可動コア（８０）と、
   前記固定コアの軸方向に延びる孔（６１）の内側に設けられるスプリング（７１）と、
   前記ニードル弁の径外側又は径内側に設けられ、前記可動コアの反噴孔側の端面に当接可能な下当接面（３５）、及び前記スプリングの付勢力を受けるスプリング座（３６）を有する伝達部材（３０）と、
   前記ニードル弁の径方向に延びる第１孔（２５）、及び前記伝達部材の径方向に延びる第２孔（３３）に挿通し、前記第１孔の内壁又は前記第２孔の内壁に対して前記ニードル弁の軸方向に往復移動可能に設けられた嵌合ピン（４０）と、を備えることを特徴とする燃料噴射弁（１）。
2. 前記嵌合ピンは、
   前記伝達部材が有する前記第２孔に固定され、
   前記コイルに通電されたとき、前記ニードル弁が有する前記第１孔の反噴孔側の内壁に当接し、
   前記コイルへの通電が停止されたとき、前記ニードル弁が有する前記第１孔の噴孔側の内壁に当接することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記嵌合ピンは、
   前記ニードル弁が有する前記第１孔に固定され、
   前記コイルに通電されたとき、前記伝達部材が有する前記第２孔の噴孔側の内壁に当接し、
   前記コイルへの通電が停止されたとき、前記伝達部材が有する前記第２孔の反噴孔側の内壁に当接することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
4. 前記伝達部材、前記嵌合ピン及び前記ニードル弁は、前記可動コアよりも硬質であ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. 前記伝達部材は前記ニードル弁の径外側に設けられ、
   前記ニードル弁は、前記伝達部材と径方向に重なる位置の外壁に、軸方向に延びる切欠面（２６）を有す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. 前記ニードル弁と前記伝達部材とが径方向に重なる位置よりも前記噴孔側に設けられ、前記ニードル弁を軸方向に案内するニードルガイド部材（９０）を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
7. 前記固定コアは径内側に、前記伝達部材の外壁と摺接可能な筒状のスリーブ（６３）を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
8. 前記伝達部材が前記ニードル弁と径方向に重なる位置の径外側に設けられ、前記伝達部材を軸方向に案内する伝達部材用ガイド部材（９１）を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
9. 前記嵌合ピンは、前記第１孔又は前記第２孔から前記伝達部材及び前記ニードル弁の径外側へ突出したストッパ部（４１）を有し、
   前記ストッパ部は、前記コイルへの通電がオンからオフに切り替わり、前記ニードル弁が前記弁座に当接した後、前記可動コアが前記伝達部材の前記下当接面から離れて前記噴孔側に所定距離（Ｅ）だけ移動することを許容する位置に設けられることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
10. 前記嵌合ピンは、前記可動コアの径内側の位置に設けられることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
11. 前記嵌合ピンは、前記スリーブの径内側に設けられることを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射弁。
12. 前記嵌合ピンは、前記伝達部材用ガイド部材の径内側の位置に設けられることを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射弁。
13. 前記ニードル弁の反噴孔側の端面は、前記伝達部材よりも反噴孔側に位置する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。

Images