JP6327191B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（以下、「エンジン」という）に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。

従来、ハウジングが有する噴孔をニードルの往復移動によって開閉しハウジング内の燃料を外部に噴射する燃料噴射弁が知られている。例えば、特許文献１には、可動コア、固定コア、コイル、可動コアと一体に往復移動可能に設けられ可動コアの動きに応じて弁座から離間または弁座に当接すると噴孔を開閉するニードル、可動コアを閉弁方向に付勢する閉弁用スプリング、可動コアを開弁方向に付勢する開弁用スプリングなどを備える燃料噴射弁が記載されている。

特開２０１２−９７７２８号公報

特許文献１に記載の燃料噴射弁では、開弁用スプリングは、一端が可動コアに当接し、他端がハウジングまたはニードルに設けられる支持部材に支持されている。特許文献１に記載の燃料噴射弁が閉弁するとき、可動コアが閉弁方向に行き過ぎると開弁用スプリングが規定以上に圧縮される。規定以上に圧縮された開弁用スプリングの付勢力によって可動コアがリバウンドすると、ニードルが再び開弁方向に移動し予定外の燃料噴射が行われるおそれがある。

本発明の目的は、閉弁時の可動コアの閉弁方向への行き過ぎを防止することができる燃料噴射弁を提供することにある。

本発明の第一の態様の燃料噴射弁は、ハウジング（２０）、ニードル部材（４１１、７１１、４１２、４２）、固定コア（２７）、可動コア（５０）、コイル（２９）、第一付勢部材（２８１）、第二付勢部材（２８２）、及び、規制部材（３５、６５、７５）を備える。
ハウジングは、燃料を噴射する噴孔（２６）及び噴孔の周囲に形成される弁座（２５３）を有する。
ニードル部材は、径方向外側に設けられる鍔部（４３）を有し、弁座側の端部（４２）が弁座から離間または弁座に当接すると噴孔を開閉する。
可動コアは、鍔部の弁座側においてニードル部材に対し相対移動可能に設けられ、鍔部の弁座側に当接可能である。
規制部材は、鍔部の弁座側において鍔部との間で可動コアが移動可能なようニードル部材の径方向外側に設けられている。
本発明の燃料噴射弁は、規制部材が、可動コアを弁座とは反対側に付勢する第二付勢部材の他端を支持する支持部（３８）、及び、可動コアの弁座側に当接可能な当接部（３６、３７、６６、７６）を有し、可動コアが当接部に当接するときニードル部材に対する可動コアの弁座側への移動を規制可能であることを特徴とする。また、本発明の燃焼噴射弁では、ニードル部材は、燃料が流通可能な燃料流路（４０１、４０２、４１３、７０１、７１３）を有している。当接部は、ニードル部材の外壁（４１６）に固定される固定部（３７）、及び、固定部の径方向外側にニードル部材の中心軸方向に延びるよう形成されニードル部材の外壁との間に燃料流路に連通する連通路（３６０）を形成する連通路形成部（３６）から形成される。
また、本発明の第一の態様の燃料噴射弁では、規制部材は、ニードル部材の外壁（７１５）との間に弁座側に開口しニードル部材の往復移動に応じて燃料が流入または流出可能なダンパ空間（７６０）を形成する。

本発明の燃料噴射弁は、第二付勢部材の他端を支持する支持部、及び、可動コアの弁座側に当接可能な当接部を有する規制部材を備えている。本発明の燃料噴射弁が閉弁するとき、可動コアは、ニードル部材と一体となって閉弁方向に移動する。ニードル部材は、弁座に当接すると閉弁方向への移動を停止するが、可動コアは慣性力によってさらに閉弁方向に移動する。このとき、閉弁方向に移動する可動コアは、規制部材の当接部に当接し、閉弁方向への行き過ぎが規制される。これにより、閉弁方向に行き過ぎた可動コアのリバウンドによってニードル部材が開弁方向に移動し噴孔が再び開くことを防止することができる。

本発明の第一実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 図１のＩＩ部拡大図である。 本発明の第二実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 本発明の第三実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 本発明の第四実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 本発明の第五実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 本発明の第六実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 本発明のその他の実施形態による燃料噴射弁の断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態による燃料噴射弁１を図１、２に示す。なお、図１、２には、ニードル４０が弁座２５５から離間する方向である開弁方向、及び、ニードル４０が弁座２５５に当接する方向である閉弁方向を図示する。

燃料噴射弁１は、例えば図示しない直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射装置に用いられ、燃料としてのガソリンを高圧でエンジンに噴射供給する。燃料噴射弁１は、ハウジング２０、ニードル４０、可動コア５０、固定コア２７、「隙間形成部材」としての鍔部収容部材３０、規制部材３５、コイル２９、「第一付勢部材」としての第一スプリング２８１、「第二付勢部材」としての第二スプリング２８２などを備える。

ハウジング２０は、図１に示すように、第一筒部材２１、第二筒部材２２、第三筒部材２３及び噴射ノズル２５から構成されている。第一筒部材２１、第二筒部材２２及び第三筒部材２３は、いずれも円筒状の部材である。第一筒部材２１、第二筒部材２２、第三筒部材２３の順に同軸となるよう配置され、互いに接続している。

第一筒部材２１及び第三筒部材２３は、例えばフェライト系ステンレスなどの磁性材料により形成され、磁気安定化処理が施されている。一方、第二筒部材２２は、例えばオーステナイト系ステンレスなどの非磁性材料により形成されている。

噴射ノズル２５は、第一筒部材２１の第二筒部材２２とは反対側の端部に溶接されている。噴射ノズル２５は、例えばマルテンサイト系ステンレスなどの金属からなる有底筒状の部材である。噴射ノズル２５は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。噴射ノズル２５は、噴射部２５１及び筒部２５２などから構成されている。

噴射部２５１は、燃料噴射弁１の中心軸と同軸のハウジング２０の中心軸ＣＡ０を対称軸として線対称の形状を成している。噴射部２５１の外壁２５３は、噴射ノズル２５の内部から外部に向かって突出するよう形成されている。噴射部２５１は、ハウジング２０の内部と外部とを連通する噴孔２６を複数有する。噴射部２５１の内壁２５４には、噴孔２６の内側開口の周囲に弁座２５５が形成されている。
筒部２５２は、噴射部２５１の径方向外側に噴射部２５１の外壁２５３が突出する方向とは反対の方向に延びるように設けられている。筒部２５２は、一方の端部が噴射部２５１に接続し、他方の端部が第一筒部材２１に接続している。

ニードル４０は、例えばマルテンサイト系ステンレスなどの金属により形成されている。ニードル４０は、噴射ノズル２５の硬度と同程度の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。

ニードル４０は、ハウジング２０の内部に往復移動可能に収容されている。ニードル４０は、小径部４１１、大径部４１２、シール部４２、摺接部４４、鍔部４３などから構成されている。小径部４１１、大径部４１２、シール部４２及び鍔部４３は、一体に形成される。小径部４１１、大径部４１２、シール部４２及び鍔部４３は、特許請求の範囲に記載の「ニードル部材」に相当する。

小径部４１１は、第一筒部材２１の内側に往復移動可能に設けられる棒状の部位である。小径部４１１の弁座２５５側にはシール部４２が設けられている。小径部４１１の弁座２５５とは反対側には大径部４１２が設けられている。小径部４１１の大径部４１２が設けられる側の端部は、燃料が流通可能な「燃料流路」としての流路４０１を有する。流路４０１は、小径部４１１を径方向に貫くよう形成されている「燃料流路」としての開口４１３に連通している。

大径部４１２は、略筒状の部位である。大径部４１２の外径は、小径部４１１の外径より大きい。大径部４１２は、ニードル４０の弁座２５５とは反対側に連通し燃料が流通可能な「燃料流路」としての流路４０２を有する。流路４０２は、小径部４１１の流路４０１に連通している。

シール部４２は、弁座２５５に当接可能に設けられている。ニードル４０は、シール部４２が弁座２５５から離間または弁座２５５に当接すると噴孔２６を開閉し、ハウジング２０の内部と外部とを連通または遮断する。

摺接部４４は、小径部４１１のシール部４２側に設けられている。摺接部４４は、外壁４４１の一部が面取りされている。摺接部４４は、外壁４４１の面取りされていない部分が噴射ノズル２５の内壁と摺接可能である。これにより、ニードル４０は、弁座２５５側の先端部での往復移動が案内される。

鍔部４３は、略円環状の部位である。鍔部４３は、大径部４１２の弁座２５５とは反対側の端部の径方向外側に設けられている。鍔部４３の弁座２５５側の端面４３１は、可動コア５０に当接可能である。鍔部４３の弁座２５５とは反対側の端面４３２は、大径部４１２の弁座２５５側の端面４１４と同一平面となるよう形成されている。

可動コア５０は、例えばフェライト系ステンレスなどの磁性材料からなる略筒状の部材である。可動コア５０は、鍔部４３の弁座２５５側にニードル４０に対して相対移動可能に設けられている。
可動コア５０は、大径部４１２が挿通される挿通孔５００を有している。また、可動コア５０は、挿通孔５００の径外方向に可動コア５０の弁座２５５とは反対側と弁座２５５側とを連通する連通路５０１を複数有している。連通路５０１には燃料が流れる。
可動コア５０の弁座２５５とは反対側の端面５０２は、鍔部４３の端面４３１及び固定コア２７に当接可能に形成されている。図２に示すように、鍔部収容部材３０の板部３１が大径部４１２及び鍔部４３に当接し、かつ、鍔部収容部材３０の筒部３２が可動コア５０に当接しているとき、端面５０２と端面４３１との間には隙間４３０が形成される。

固定コア２７は、ハウジング２０の第三筒部材２３と溶接され、ハウジング２０の内側に固定されている。固定コア２７は、固定コア本体部２７１及び固定コア摺動部２７２を有している。

固定コア本体部２７１は、例えばフェライト系ステンレスなどの磁性材料から形成されている。固定コア本体部２７１は、磁気安定化処理が施され、後述するコイル２９が形成する磁界内に設けられている。

固定コア摺動部２７２は、固定コア本体部２７１の弁座２５５側の端部の内側に設けられている筒状部材である。固定コア摺動部２７２は、表面に例えばクロムめっきを施し、鍔部収容部材３０や鍔部４３、可動コア５０の硬度と同程度の硬度を有している。固定コア摺動部２７２は、図２に示すように、弁座２５５側の端面２７３が固定コア本体部２７１の弁座２５５側の端面２７４より弁座２５５側に位置するよう形成されている。これにより、可動コア５０が開弁方向に移動すると、可動コア５０の端面５０２と固定コア摺動部２７２の端面２７３とが当接し、可動コア５０の開弁方向への移動が規制される。

鍔部収容部材３０は、第一スプリング２８１と可動コア５０との間であって固定コア摺動部２７２の径方向内側に設けられている。鍔部収容部材３０は、板部３１、及び、筒部３２などから構成されている。板部３１と筒部３２とは、一体に形成されている。

板部３１は、鍔部４３に対して弁座２５５とは反対側に位置する。板部３１は、大径部４１２の端面４１４、及び、鍔部４３の端面４３２と当接可能な端面３１１を有している。板部３１は、中心軸ＣＡ０の方向に貫通する貫通孔３１２を有する。貫通孔３１２は、鍔部収容部材３０の外部と内部とを連通する。

筒部３２は、板部３１の径方向外側の端部から弁座２５５の方向に延びるよう形成されている筒状の部位である。筒部３２は、内壁が鍔部４３の径方向外側の外壁と摺動可能に設けられている。また、筒部３２の外壁は、固定コア摺動部２７２の内壁と摺動可能に形成されている。
筒部３２の弁座２５５側の端面３２１は、可動コア５０の端面５０２に当接可能に形成されている。筒部３２は、鍔部４３が鍔部収容部材３０の内側を往復移動可能な程度の長さを有している。筒部３２は、筒部３２の内側と外側とを連通する連通路３２２を有する。連通路３２２は、隙間４３０に連通可能である。

コイル２９は、筒状に形成され、主に第二筒部材２２及び第三筒部材２３の径方向外側を囲むよう設けられている。コイル２９は、電力が供給されると周囲に磁界を形成する。磁界が形成されると、固定コア２７、可動コア５０、第一筒部材２１、第三筒部材２３及びホルダ１７に磁気回路が形成される。

第一スプリング２８１は、一端が板部３１の弁座２５５とは反対側の端面３１３に当接するよう設けられている。第一スプリング２８１の他端は、固定コア２７の内側に圧入固定されたアジャスティングパイプ１１の弁座２５５側の端面１１１に当接している。第一スプリング２８１は、ニードル４０を弁座２５５側、すなわち、閉弁方向に付勢している。

第二スプリング２８２は、一端が可動コア５０の弁座２５５側の端面５０３に当接している。第二スプリング２８２の他端は、規制部材３５に支持されている。第二スプリング２８２は、可動コア５０を弁座２５５とは反対側、すなわち、開弁方向に付勢している。

第二スプリング２８２の付勢力は、第一スプリング２８１の付勢力より小さくなるよう設定されている。これにより、コイル２９に電力が供給されていないとき、ニードル４０のシール部４２は、弁座２５５に当接した状態、すなわち、閉弁状態となる。

規制部材３５は、鍔部４３の弁座２５５側であって小径部４１１及び大径部４１２の径方向外側に設けられている略筒状の部材である。規制部材３５は、例えば、圧入によりニードル４０に固定される。規制部材３５は、「連通路形成部」としての筒部３６、「可動コア側の端部」及び「固定部」としての内側突出部３７、及び、「支持部」としての外側突出部３８などから構成されている。筒部３６及び内側突出部３７は、特許請求の範囲に記載の「当接部」に相当する。

筒部３６は、小径部４１１及び大径部４１２の径方向外側に設けられる。筒部３６の内壁３６１と小径部４１１の外壁４１５との間には連通路３６０が形成されている。連通路３６０は、小径部４１１の開口４１３と規制部材３５の外側とを連通している。筒部３６の弁座２５５とは反対側の端面３６２は、可動コア５０の端面５０３に当接可能に形成されている。筒部３６の弁座２５５側の内縁部３６３は、弁座２５５とは反対側から弁座２５５側に向かうにつれて規制部材３５の中心軸と同軸の中心軸ＣＡ０から離れるよう形成されている傾斜面を有している。

内側突出部３７は、筒部３６の径方向内側に設けられる。内側突出部３７は、筒部３６の弁座２５５とは反対側の端部から筒部３６の径内方向に突出するよう形成されている。内側突出部３７の内壁３７１は、大径部４１２の外壁４１６に固定されている。内側突出部３７の弁座２５５とは反対側の端面３７２は、筒部３６の端面３６２と同一平面上にあって可動コア５０の端面５０３に当接可能に形成されている。

外側突出部３８は、筒部３６の弁座２５５側の端部から筒部３６の径方向外側に突出するよう形成されている。外側突出部３８の弁座２５５とは反対側の端面３８１は、第二スプリング２８２を支持する。

第三筒部材２３の第二筒部材２２側とは反対の端部には、筒状の燃料導入パイプ１２が圧入及び溶接されている。燃料導入パイプ１２の内側には、フィルタ１３が設けられている。フィルタ１３は、燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入した燃料に含まれる異物を捕集する。

燃料導入パイプ１２及び第三筒部材２３の径方向外側は、樹脂によりモールドされている。当該モールド部分にコネクタ１５が設けられている。コネクタ１５には、コイル２９へ電力を供給するための端子１６がインサート成形されている。また、コイル２９の径方向外側には、コイル２９を覆うよう筒状のホルダ１７が設けられている。

燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入する燃料は、固定コア２７の内側、アジャスティングパイプ１１の内側、貫通孔３１２、流路４０２、４０１、開口４１３、連通路３６０、第一筒部材２１と小径部４１１との間を流れ、噴射ノズル２５の内部に導かれる。また、アジャスティングパイプ１１の内側を流れる燃料の一部は、連通路５０１、第一筒部材２１と規制部材３５との間を流れ、噴射ノズル２５の内部に導かれる。すなわち、燃料導入パイプ１２の導入口１４から第一筒部材２１と小径部４１１との間までが噴射ノズル２５の内部に燃料を導入する燃料通路１８となる。

次に、燃料噴射弁１の作用について、説明する。
コイル２９に電力が供給されていないとき、ニードル４０のシール部４２は、弁座２５５に当接している。このとき、ニードル４０、可動コア５０、及び、鍔部収容部材３０は、図２に示す位置関係となっている。具体的には、固定コア２７と可動コア５０との間には磁気吸引力は発生していないため、固定コア２７と可動コア５０との間には隙間が形成されている。また、大径部４１２及び鍔部４３と板部３１とが当接し、かつ、筒部３２と可動コア５０とが当接しているため、隙間４３０が形成されている。隙間４３０には、燃料通路１８を流れる燃料が満たされている。

コイル２９に電力が供給され固定コア２７と可動コア５０との間に磁気吸引力が発生すると、可動コア５０は、第一スプリング２８１の付勢力、第二スプリング２８２の付勢力、及び、当該磁気吸引力のバランスに応じて隙間４３０の中心軸ＣＡ０方向の長さに相当する距離を加速しつつ開弁方向に移動し、可動コア５０の端面５０２が鍔部４３の端面４３１に当接する。このとき、隙間４３０の燃料は、筒部３２の連通路３２２を介して鍔部収容部材３０の外部に速やかに流出する。

さらに、可動コア５０の端面５０２と鍔部４３の端面４３１とが当接したまま可動コア５０は開弁方向に移動する。これにより、シール部４２が弁座２５５から離間し、噴孔２６が開く。噴孔２６が開くと、噴射ノズル２５の内部に導かれている燃料が噴孔２６を通って外部に噴射される。開弁方向に移動する可動コア５０が固定コア摺動部２７２に当接すると、可動コア５０の開弁方向への移動が停止する。

コイル２９への電力の供給が停止すると、固定コア２７と可動コア５０との間に発生している磁気吸引力が消滅するため、可動コア５０及び鍔部収容部材３０は、第一スプリング２８１の付勢力及び第二スプリング２８２の付勢力に応じて閉弁方向に移動する。可動コア５０及び鍔部収容部材３０が閉弁方向に移動すると、端面４１４及び端面４３１と端面３１１とが当接する。これにより、ニードル４０は、可動コア５０及び鍔部収容部材３０とともに閉弁方向に移動する。

ニードル４０が閉弁方向に移動しシール部４２と弁座２５５とが当接すると噴孔２６は閉じられ、燃料の噴射が終了する。シール部４２と弁座２５５とが当接するとニードル４０の閉弁方向への移動は停止するが、可動コア５０は慣性力によって閉弁方向に移動する。このとき、第二スプリング２８２の付勢力によって可動コア５０の閉弁方向への移動速度は徐々に遅くなるが、当該移動速度が十分に遅くならない場合、可動コア５０は、規制部材３５の端面３６２、３７２に当接することで閉弁方向への移動を停止する。

第一実施形態による燃料噴射弁１は、第二スプリング２８２を支持しつつ可動コア５０に当接可能な規制部材３５を備えている。
開弁状態の燃料噴射弁１が閉弁するとき、可動コア５０とニードル４０とは一体となって閉弁方向に移動する。可動コア５０は、ニードル４０が弁座２５５に当接し閉弁方向への移動を停止した後もさらに閉弁方向に移動する。規制部材３５は、鍔部４３との間で可動コア５０が往復移動可能なよう設けられており、ニードル４０が弁座２５５に当接した後の可動コア５０の閉弁方向への行き過ぎを防止する。これにより、閉弁方向に行き過ぎた可動コア５０のリバウンドによってニードル４０が開弁方向に移動し噴孔２６が再び開くことを防止することができる。

規制部材３５は、小径部４１１及び大径部４１２の径方向外側に設けられ、第二スプリング２８２の一端を支持している。これにより、燃料噴射弁１の製造時に規制部材３５と可動コア５０との距離を調整すれば第二スプリング２８２の付勢力を調整することができるため、第二スプリング２８２の付勢力を高精度に調整することができる。

従来、燃料噴射弁の製造時に可動コアを開弁方向に付勢する付勢部材の付勢力の調整は、当該付勢部材の一端を支持するハウジングなどに当該付勢部材やニードル、可動コアなどを組み付けた状態で行われていた。このため、当該付勢部材の付勢力の調整は、比較的難しく調整に必要な工数が増加していた。
燃料噴射弁１では、規制部材３５と可動コア５０との関係のみによって第二スプリング２８２の付勢力を調整することができる。これにより、可動コアを開弁方向に付勢する付勢手段の一端がハウジングに支持されている場合に比べ、付勢力の調整を比較的容易に行うことができる。

また、燃料噴射弁１では、可動コア５０とニードル４０とを組み付けるニードル組立工程において第二スプリング２８２の付勢力を調整することができるため、ハウジングに付勢部材やニードル、可動コアなどを組み付けた後当該付勢部材の付勢力を調整するインジェクタ組立工程が不要となる。これにより、燃料噴射弁の製造工数を低減することができる。

筒部３６の内壁３６１と小径部４１１の外壁４１５との間には、燃料通路１８を構成する連通路３６０が形成されている。これにより、燃料噴射に必要な量の燃料を燃料導入パイプ１２の導入口１４から噴射ノズル２５の内部まで確実に流すことができる。

筒部３６の弁座２５５側の内縁部３６３は、弁座２５５とは反対側から弁座２５５側に向かうにつれて規制部材３５の中心軸と同軸の中心軸ＣＡ０から離れるよう形成されている傾斜面を有している。これにより、連通路３６０から規制部材３５の外側に燃料をスムーズに流出させることができる。

規制部材３５は、筒部３６の弁座２５５とは反対側の端部に設けられている内側突出部３７が大径部４１２に圧入し固定されている。これにより、燃料噴射弁１の閉弁時、閉弁方向に移動する可動コア５０が規制部材３５に衝突するときの衝撃力を内側突出部３７で受け止めることができる。したがって、可動コア５０が規制部材３５に衝突するときの衝撃力によって規制部材３５が破損することを防止できる。

燃料噴射弁１では、開弁時、可動コア５０は、隙間４３０の中心軸ＣＡ０方向の長さに相当する距離を加速しつつ開弁方向に移動する。可動コア５０は、ある程度加速した状態で可動コア５０の端面５０２が鍔部４３の端面４３１に当接する。これにより、燃料噴射弁１では、ニードル４０に比較的大きな開弁方向の力を作用させることができる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態による燃料噴射弁を図３に基づいて説明する。第二実施形態は、規制部材とハウジングとの間に比較的断面積が小さい狭小空間を有する点が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、図３には、ニードル４０が弁座２５５から離間する方向である開弁方向、及び、ニードル４０が弁座２５５に当接する方向である閉弁方向を図示する。

第二実施形態による燃料噴射弁２では、第一筒部材２１は、規制部材３５の外側突出部３８の弁座２５５側に比較的断面積が小さい流路を有する。具体的には、図３に示すように、外側突出部３８の弁座２５５側の「規制部材の弁座側の端面」としての端面３８２と端面３８２に対向する第一筒部材２１の「規制部材の弁座側の端面に対向するハウジングの内壁」としての内壁２１１との間に「狭小空間」としての隙間３８０が形成されている。

燃料噴射弁２では、ニードル４０が閉弁方向に移動すると、隙間３８０は徐々に狭くなるため、隙間３８０の燃料によってダンパ効果が生じる。このダンパ効果によってニードル４０の閉弁方向への移動速度が遅くなり、ニードル４０が弁座２５５に比較的速い速度で衝突することを防止する。これにより、第二実施形態は、閉弁時のシール部４２と弁座２５５との衝突によってシール部４２や弁座２５５が破損することを防止することができる。

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態による燃料噴射弁を図４、５に基づいて説明する。第三実施形態は、規制部材の形状が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、図４には、ニードル４０が弁座２５５から離間する方向である開弁方向、及び、ニードル４０が弁座２５５に当接する方向である閉弁方向を図示する。

第三実施形態による燃料噴射弁３は、規制部材６５を備える。規制部材６５は、例えば、圧入及びレーザ溶接によってニードル４０に固定される。規制部材６５は、「当接部」としての筒部６６、及び、外側突出部３８などから構成されている。

筒部６６は、小径部４１１及び大径部４１２の径方向外側に設けられる。筒部６６の内壁６６１のうち弁座２５５とは反対側の端部の内壁は、大径部４１２の外壁４１６に固定されている。筒部６６の内壁６６１のうち弁座２５５側の端部の内壁は、レーザ溶接によって小径部４１１の外壁４１５と溶接されている。筒部６６の弁座２５５とは反対側の端面６６２は、可動コア５０の端面５０３に当接可能に形成されている。

筒部６６は、径方向に貫通する連通孔６６４を複数有している。連通孔６６４は、図５に示すように、小径部４１１が有する開口４１３に対応する位置に形成されている。連通孔６６４は、開口４１３と規制部材６５の外側とを連通している。

燃料噴射弁３では、規制部材６５は、弁座２５５とは反対側の端部が大径部４１２に固定され、弁座２５５側の端部が小径部４１１にレーザ溶接されている。両端がニードル４０に固定されている規制部材６５は、開口４１３と規制部材６５の外部とを連通する連通孔６６４を有している。連通孔６６４は、燃料通路１８を構成し、開口４１３と規制部材６５の外部との間を流れる燃料が通る。これにより、燃料噴射に必要な量の燃料を燃料導入パイプ１２の導入口１４から噴射ノズル２５の内部まで確実に流すことができる。

また、規制部材６５は、弁座２５５側の端部がレーザ溶接によって小径部４１１に固定されている。これにより、燃料噴射弁３の閉弁時、閉弁方向に移動する可動コア５０が規制部材３５に衝突するときの衝撃力によって規制部材６５が閉弁方向に移動することを防止する。したがって、燃料噴射弁３の使用によって第二スプリング２８２の付勢力が変化することを防止することができる。

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態による燃料噴射弁を図６に基づいて説明する。第四実施形態は、ニードル及び規制部材の形状が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、図６には、ニードル７０が弁座２５５から離間する方向である開弁方向、及び、ニードル７０が弁座２５５に当接する方向である閉弁方向を図示する。

第四実施形態による燃料噴射弁４は、ニードル７０、及び、規制部材７５を備える。
ニードル７０は、小径部７１１、大径部４１２、シール部４２、摺接部４４、鍔部４３などから構成されている。小径部７１１、大径部４１２、シール部４２及び鍔部４３は、一体に形成される。小径部４１１、大径部４１２及びシール部４２は、特許請求の範囲に記載の「ニードル部材」に相当する。

小径部７１１は、第一筒部材２１の内側に往復移動可能に設けられる棒状の部位である。小径部７１１の弁座２５５側にはシール部４２が設けられている。小径部７１１の弁座２５５とは反対側には大径部４１２が設けられている。小径部７１１の大径部４１２が設けられる側の端部は、燃料が流通可能な「燃料流路」としての流路７０１を有する。流路７０１は、第一実施形態の流路４０１に比べて中心軸ＣＡ０方向に長くなるよう形成されている。流路７０１は、流路４０２に連通している。流路７０１は、小径部７１１を径方向に貫くよう形成されている「燃料流路」としての開口７１３に連通している。開口７１３は、図６に示すように、規制部材７５より弁座２５５側に形成されている。

規制部材７５は、例えば、圧入によりニードル４０に固定される。規制部材７５は、「当接部」としての筒部７６、及び、外側突出部３８などから構成されている。

筒部７６は、小径部４１１及び大径部４１２の径方向外側に設けられる。筒部７６の内壁７６１のうち弁座２５５とは反対側の端部の内壁は、大径部４１２の外壁４１６に固定されている。筒部７６の内壁７６１のうち弁座２５５側の端部の内壁は、小径部７１１の外壁７１５との間に「ダンパ空間」としての隙間７６０を形成している。隙間７６０は、弁座２５５側に開口７６４を有する。隙間７６０には燃料が流入または流出可能である。筒部７６の弁座２５５とは反対側の端面７６２は、可動コア５０の端面５０３に当接可能に形成されている。筒部７６の弁座２５５側の内縁部７６３は、弁座２５５とは反対側から弁座２５５側に向かうにつれて中心軸ＣＡ０から離れるよう形成されている傾斜面を有している。

燃料噴射弁４では、燃料通路１８を構成するニードル７０の開口７１３は、規制部材７５より弁座２５５側に形成されている。これにより、燃料噴射弁４は、規制部材７５に邪魔されることなく、燃料噴射に必要な量の燃料を噴射ノズル２５の内部まで確実に流すことができる。

燃料噴射弁４では、ニードル７０が閉弁方向に移動すると、規制部材７５の内縁部７６３と小径部７１１の外壁７１５との間を通って隙間７６０に燃料が押し込まれる。この隙間７６０への燃料の押し込みによってニードル７０に適度な抵抗が作用し、ニードル７０の閉弁方向への移動速度が比較的遅くなる。これにより、ニードル７０が弁座２５５に速い速度で衝突することを防止することができる。したがって、第四実施形態は、閉弁時のシール部４２と弁座２５５との衝突によってシール部４２や弁座２５５が破損することを防止することができる。

また、隙間７６０を形成する筒部７６の弁座２５５側の内縁部７６３は、弁座２５５とは反対側から弁座２５５側に向かうにつれて中心軸ＣＡ０から離れるよう形成されている傾斜面を有している。これにより、隙間７６０への燃料の流入および流出をスムーズに行うことができる。

（第五実施形態）
次に、本発明の第五実施形態による燃料噴射弁を図７に基づいて説明する。第五実施形態は、規制部材の移動を阻止する移動阻止部が設けられている点が第四実施形態と異なる。なお、第四実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、図７には、ニードル７０が弁座２５５から離間する方向である開弁方向、及び、ニードル７０が弁座２５５に当接する方向である閉弁方向を図示する。

第五実施形態による燃料噴射弁５は、移動阻止部８０を備える。移動阻止部８０は、円環状の部材であって、規制部材７５の弁座２５５側であって小径部７１１の外壁７１５に例えば、溶接により固定されている。移動阻止部８０は、規制部材７５の外側突出部３８の端面３８２に当接している。

燃料噴射弁５では、移動阻止部８０は、閉弁方向に移動する可動コア５０が規制部材７５に衝突するときの衝撃力によって規制部材７５が閉弁方向に移動することを阻止することができる。これにより、第二スプリング２８２の付勢力を規定しているニードル７０を介した可動コア５０に対する規制部材７５の相対位置を不変とすることができる。

（第六実施形態）
次に、本発明の第六実施形態による燃料噴射弁を図８に基づいて説明する。第六実施形態は、閉弁時、鍔部と可動コア、及び、鍔部と板部との間に隙間が形成されている点が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、図８には、ニードル４０が弁座２５５から離間する方向である開弁方向、及び、ニードル４０が弁座２５５に当接する方向である閉弁方向を図示する。

第六実施形態による燃料噴射弁６の断面図を図８に示す。図８に示す状態では、シール部４２と弁座２５５とは当接している。このとき、筒部３２と可動コア５０とは当接し、可動コア５０と規制部材３５とは当接している。また、鍔部４３の弁座２５５側の端面４３１は、端面５０２との間に隙間４３０を形成しつつ、鍔部４３の弁座２５５とは反対側の端面４３２は、鍔部収容部材３０の板部３１が有する端面３１１との間に隙間３１０を形成している。

第六実施形態では、図６８に示す状態から固定コア２７と可動コア５０との間に磁気吸引力が発生すると、可動コア５０は、隙間４３０の中心軸ＣＡ０方向の長さに相当する距離を加速しつつ開弁方向に移動し、可動コア５０の端面５０２が鍔部４３の端面４３１に当接する。これにより、燃料噴射弁６では、ニードル４０に比較的大きな開弁方向の力を作用させることができる。

（その他の実施形態）
（１）上述の実施形態による燃料噴射弁は、鍔部収容部材の板部がニードルに当接し、かつ、鍔部収容部材の筒部が可動コアに当接しているとき、可動コアの弁座とは反対側の端面と鍔部の弁座側の端面との間には隙間を有するとした。しかしながら、当該隙間が有しない燃料噴射弁であってもよい。図９に、鍔部収容部材を備えていない燃料噴射弁７を示す。燃料噴射弁７は、シール部４２と弁座２５５とが当接しているとき、鍔部４３の端面４３１と可動コア５０の端面５０２とが当接している。このような燃料噴射弁７でも本発明の規制部材を備えることによって、第二スプリング２８２を支持する規制部材３５が可動コア５０のリバウンドを防止することができる。

（２）上述の実施形態では、ニードルは「燃料流路」を有するとした。燃料流路は有していなくてもよい。

（３）上述の実施形態では、規制部材は、筒部及び外側突出部を有するとした。しかしながら、規制部材の形状はこれに限定されない。鍔部の弁座側において鍔部との間で可動コアが移動可能なよう設けられ、「支持部」及び可動コアと当接可能な「当接部」を有すればよい。

（４）第一、二実施形態では、内側突出部の弁座とは反対側の端面と筒部の弁座とは反対側の端面とは、同一平面上に位置するとした。しかしながら、同一平面上でなくてもよい。可動コア画餅弁方向に移動するとき内側突出部の弁座とは反対側の端面または筒部の弁座とは反対側の端面の少なくとも一方が可動コアに当接可能に形成されていればよい。

（５）第一、二実施形態では、規制部材は、「可動コア側の端部」が大径部に圧入固定されるとした。しかしながら、規制部材が圧入固定される部位はこれに限定されない。

（６）第五実施形態では、移動阻止部は、一個の円環状の部材であるとした。しかしながら、移動阻止部の形状及び数はこれに限定されない。移動阻止部は、複数の円弧状の部材から構成され、例えば、小径部の外壁に周方向に等間隔に設けられてもよい。この場合、ニードルの小径部が有する外壁と規制部材の内壁との間に形成される「ダンパ空間」が隣り合う移動阻止部の隙間を介して規制部材の外側に連通するため、燃料をスムーズに流すことができる。

（７）第四、五実施形態による燃料噴射弁が規制部材の弁座側の端面と当該端面に対向するハウジングの内壁との間に形成される「狭小空間」を有してもよい。

（８）第一〜三実施形態に夜燃料噴射弁が移動阻止部を備えてもよい。この場合、移動阻止部は、複数の円弧状の部材から構成されることによってニードルの小径部が有する外壁と規制部材の内壁との間に形成される連通路が隣り合う移動阻止部の隙間を介して規制部材の外側に連通するため、燃料をスムーズに流すことができる。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１、２、３、４、５、７・・・燃料噴射弁
２０ ・・・ハウジング
２６ ・・・噴孔
２７ ・・・固定コア
２９ ・・・コイル
３５、６５、７５・・・規制部材
３６ ・・・筒部（当接部、連通路形成部）
３７ ・・・内側突出部（当接部、可動コア側の端部、固定部）
３８ ・・・支持部
４２ ・・・シール部（ニードル部材の弁座側の端部）
４３ ・・・鍔部
５０ ・・・可動コア
６６ ・・・筒部（当接部）
７６ ・・・筒部（当接部）
２５５ ・・・弁座
２８１ ・・・第一スプリング（第一付勢部材）
２８２ ・・・第二スプリング（第二付勢部材）
４１１、７１１・・・小径部（ニードル部材）
４１２ ・・・大径部（ニードル部材）

Claims (13)

1. 燃料を噴射する噴孔（２６）、及び、前記噴孔の周囲に形成される弁座（２５５）を有するハウジング（２０）と、
   前記ハウジング内に往復移動可能に設けられ、径方向外側に設けられる鍔部（４３）を有し、前記弁座側の端部（４２）が前記弁座から離間または前記弁座に当接すると前記噴孔を開閉する棒状のニードル部材（４１１、７１１、４１２、４２）と、
   前記ハウジング内に固定される固定コア（２７）と、
   前記鍔部の前記弁座側において前記ニードル部材に対し相対移動可能に設けられ、前記鍔部の前記弁座側に当接可能な可動コア（５０）と、
   電流が流れると前記可動コアを前記固定コア側に吸引可能なコイル（２９）と、
   前記ニードル部材を前記弁座側に付勢する第一付勢部材（２８１）と、
   一端が前記可動コアに当接するよう設けられ、前記第一付勢部材の付勢力に比べ小さい付勢力で前記可動コアを前記弁座とは反対側に付勢する第二付勢部材（２８２）と、
   前記鍔部の前記弁座側において前記鍔部との間で前記可動コアが移動可能なよう前記ニードル部材の径方向外側に設けられ、前記第二付勢部材の他端を支持する支持部（３８）、及び、前記可動コアの前記弁座側に当接可能な当接部（３６、３７、６６、７６）を有し、前記可動コアが前記当接部に当接するとき、前記ニードル部材に対する前記可動コアの前記弁座側への移動を規制可能な規制部材（３５、６５、７５）と、
   を備え、
   前記ニードル部材は、燃料が流通可能な燃料流路（４０１、４０２、４１３、７０１、７１３）を有し、
   前記当接部は、前記ニードル部材の外壁（４１６）に固定される固定部（３７）、及び、前記固定部の径方向外側に前記ニードル部材の中心軸方向に延びるよう形成され前記ニードル部材の外壁との間に前記燃料流路に連通する連通路（３６０）を形成する連通路形成部（３６）から形成される燃料噴射弁。
2. 前記ニードル部材が前記弁座に当接しているとき、前記鍔部と前記可動コアとの間には隙間（４３０）が形成される請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記第一付勢部材と前記可動コアとの間に設けられ、前記可動コアに当接しているとき、前記鍔部と前記可動コアとの間に前記隙間を形成可能な隙間形成部材（３０）をさらに備える請求項２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記連通路形成部の前記弁座側の端部の内縁部（３６３）は、前記弁座とは反対側から前記弁座側に向かうにつれて前記連通路形成部の中心軸から離れるよう形成される傾斜面を有する請求項１に記載の燃料噴射弁。
5. 前記規制部材は、前記燃料流路に連通する連通孔（６６４）を有する請求項１に記載の燃料噴射弁。
6. 前記ニードル部材は、前記燃料流路の前記弁座側の開口（７１３）を前記規制部材より前記弁座側に有する請求項１に記載の燃料噴射弁。
7. 燃料を噴射する噴孔（２６）、及び、前記噴孔の周囲に形成される弁座（２５５）を有するハウジング（２０）と、
   前記ハウジング内に往復移動可能に設けられ、径方向外側に設けられる鍔部（４３）を有し、前記弁座側の端部（４２）が前記弁座から離間または前記弁座に当接すると前記噴孔を開閉する棒状のニードル部材（４１１、７１１、４１２、４２）と、
   前記ハウジング内に固定される固定コア（２７）と、
   前記鍔部の前記弁座側において前記ニードル部材に対し相対移動可能に設けられ、前記鍔部の前記弁座側に当接可能な可動コア（５０）と、
   電流が流れると前記可動コアを前記固定コア側に吸引可能なコイル（２９）と、
   前記ニードル部材を前記弁座側に付勢する第一付勢部材（２８１）と、
   一端が前記可動コアに当接するよう設けられ、前記第一付勢部材の付勢力に比べ小さい付勢力で前記可動コアを前記弁座とは反対側に付勢する第二付勢部材（２８２）と、
   前記鍔部の前記弁座側において前記鍔部との間で前記可動コアが移動可能なよう前記ニードル部材の径方向外側に設けられ、前記第二付勢部材の他端を支持する支持部（３８）、及び、前記可動コアの前記弁座側に当接可能な当接部（３６、３７、６６、７６）を有し、前記可動コアが前記当接部に当接するとき、前記ニードル部材に対する前記可動コアの前記弁座側への移動を規制可能な規制部材（３５、６５、７５）と、
   を備え、
   前記規制部材は、前記ニードル部材の外壁（７１５）との間に前記弁座側に開口し前記ニードル部材の往復移動に応じて燃料が流入または流出可能なダンパ空間（７６０）を形成する燃料噴射弁。
8. 前記ダンパ空間の前記弁座側の開口（７６４）を形成する前記規制部材の内縁部（７６３）は、前記弁座とは反対側から前記弁座側に向かうにつれて前記規制部材の中心軸から離れるよう形成される傾斜面を有する請求項７に記載の燃料噴射弁。
9. 前記ハウジングは、前記規制部材の前記弁座側の端面（３８２）と前記規制部材の前記弁座側の端面に対向する前記ハウジングの内壁（２１１）との間に燃料が流通可能な狭小空間（３８０）を有する請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
10. 前記規制部材の前記弁座側に設けられ、前記規制部材の前記弁座側への移動を阻止する移動阻止部（８０）をさらに備える請求項１〜９のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
11. 前記規制部材は、前記ニードル部材に圧入される請求項１〜１０のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
12. 前記規制部材は、前記可動コア側の端部（３７）が前記ニードル部材に圧入される請求項１１に記載の燃料噴射弁。
13. 前記規制部材は、前記ニードル部材に溶接される請求項１〜１２のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

Images