JP6531014B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００５−２０７４１２号公報（特許文献１）に記載された燃料噴射弁が知られている。この燃料噴射弁は、
磁性部材及び非磁性部材からなる、円筒状に形成された筒状部材の内側に、燃料通路が形成され、この燃料通路の中に、弁ボディ、弁部材、可動コア、付勢部材としてのスプリング及び固定コアが収容している（段落００２０参照）。付勢部材としてのスプリングは、一端が可動コアに当接し、弁部材が弁座に着座する方向に可動コア及び弁部材を付勢する（図１及び段落００２４参照）。スプリングの他端は、固定コア内に圧入されたアジャスティングパイプに係止されており、アジャスティングパイプの圧入量を調整することにより、スプリングの付勢力を調整することができる（段落００２６参照）。

特開２００５−２０７４１２号公報

特許文献１の燃料噴射弁では、可動コア（可動鉄心）の固定コア（固定鉄心）と対向する端面に燃料噴射弁の中心軸線方向に窪んだ凹形状部が形成され、この凹形状部の底面部にスプリングの一端が当接している。特許文献１の燃料噴射弁では、図１に示されているように、スプリングの外周と可動鉄心の凹形状部の側面（可動鉄心の内周面）との間に、径方向の隙間が設けられている。このため、スプリングが径方向に偏ると弁体及び可動鉄心により構成される可動子に横方向の力（サイドフォース）が加わる。可動子にサイドフォースが加わると、可動子は可動子の開閉弁方向の移動を案内する案内面（摺動面）に押し付けられ、開閉弁時の応答性が悪化する。

本発明の目的は、可動子を付勢するスプリングによって可動子に作用するサイドフォースを抑制することができる燃料噴射弁を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の燃料噴射弁は、
協働して燃料通路を開閉する弁座及び弁体と、
前記弁体が一端部に設けられ他端部に可動鉄心が設けられた可動子と、
前記可動鉄心との間に磁気吸引力を作用させる固定鉄心と、
前記可動鉄心を閉弁方向に付勢し、一端部の径方向位置が、前記可動子又は前記固定鉄心のいずれかに対して固定されたスプリングと、
を備え、
前記スプリングは、前記一端部が、前記スプリングの中心軸線に沿う方向において、前記可動子又は前記固定鉄心に対して非接触状態で固定されている。

本発明によれば、可動子を付勢するスプリングによって可動子に作用するサイドフォースを抑制することができ、開閉弁時の応答性が向上する燃料噴射弁を提供することができる。

本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、中心軸線１ａに沿う断面を示す断面図である。 図１に示すノズル部８の近傍を拡大して示す断面図である。 図１に示す可動鉄心２７ａの近傍を拡大して示す断面図である。 可動鉄心２７ａにおけるスプリング３９の係止構造を示す断面図である。 可動鉄心２７ａにおけるスプリング３９の係止構造の第一変更例を示す断面図である。 可動鉄心２７ａにおけるスプリング３９の係止構造の第二変更例を示す断面図である。 可動鉄心２７ａにおけるスプリング３９の係止構造の第三変更例を示す断面図である。 可動鉄心２７ａにおけるスプリング３９の係止構造の第四変更例を示す断面図である。 スプリングアジャスタ３５におけるスプリング３９の係止構造（第五変更例）を示す断面図である。 燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。 本発明との比較例における課題を説明する図である。

本発明に係る実施例について、図面を参照して説明する。

図１を参照して、燃料噴射弁１の全体構成について説明する。図１は、本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、中心軸線１ａに沿う断面を示す断面図である。なお、中心軸線１ａは、弁体２７ｃ、ロッド部（接続部）２７ｂ及び可動鉄心（可動コア）２７ａが一体に設けられた可動子（弁組立体）２７の軸心（弁軸心）に一致し、筒状体５の中心軸線に一致している。

図１において、燃料噴射弁１の上端部（上端側）を基端部（基端側）と呼び、下端部（下端側）を先端部（先端側）と呼ぶ場合がある。基端部（基端側）及び先端部（先端側）という呼び方は、燃料の流れ方向或いは燃料配管に対する燃料噴射弁１の取り付け構造に基づいている。また、本明細書において説明される上下関係は図１を基準とするもので、燃料噴射弁１を内燃機関に搭載した形態における上下方向とは関係がない。

燃料噴射弁１には、金属材製の筒状体（筒状部材）５によって、その内側に燃料流路（燃料通路）３がほぼ中心軸線１ａに沿うように構成されている。筒状体５は、磁性を有するステンレス等の金属素材を用い、深絞り加工等のプレス加工により中心軸線１ａに沿う方向に段付きの形状に形成されている。これにより、筒状体５は、一端側５ａの径が他端側５ｂの径に対して大きくなっている。すなわち、筒状体５の外周面及び内周面５ｅは円筒形状に形成されている。

筒状体５の基端部には燃料供給口２が設けられ、この燃料供給口２に、燃料に混入した異物を取り除くための燃料フィルタ１３が取り付けられている。

筒状体５の基端部は径方向外側に向けて拡径するように曲げられた鍔部（拡径部）５ｄが形成され、鍔部５ｄとカバー４７の基端側端部４７ａとで形成される環状凹部（環状溝部）４にＯリング１１が配設されている。

筒状体５の先端部には、弁体２７ｃと弁座部材１５とからなる弁部７が構成されている。弁座部材１５は、筒状体５の先端側内側に挿入され、レーザ溶接１９により筒状体５に固定されている。レーザ溶接１９は、筒状体５の外周側から全周に亘って実施されている。この場合、弁座部材１５を筒状体５の先端側内側に圧入した上で、弁座部材１５をレーザ溶接により筒状体５に固定してもよい。

筒状体５の中間部には弁体２７ｃを駆動するための駆動部９が配置されている。駆動部９は電磁アクチュエータ（電磁駆動部）で構成されている。具体的には、駆動部９は、筒状体５の内部（内周側）に固定された固定鉄心（固定コア）２５と、筒状体５の内部において固定鉄心２５に対して先端側に配置され、中心軸線１ａに沿う方向に移動可能な可動子（可動部材）２７と、固定鉄心２５と可動子２７に構成された可動鉄心（可動コア）２７ａとが微小ギャップδ１を介して対向する位置で筒状体５の外周側に外挿された電磁コイル２９と、電磁コイル２９の外周側で電磁コイル２９を覆うヨーク３３とによって構成されている。

筒状体５の内側には可動子２７が収容されており、筒状体５は可動鉄心２７ａの外周面と対向して可動鉄心２７ａを囲繞する。筒状体５、弁座部材１５及び固定鉄心２５は、可動子２７を収容する弁ハウジングを構成している。

可動鉄心２７ａと固定鉄心２５とヨーク３３とは、電磁コイル２９に通電することにより生じる磁束が流れる閉磁路（磁気回路）を構成する。磁束は微小ギャップδ１を通過するが、微小ギャップδ１の部分で筒状体５を流れる漏れ磁束を低減するため、筒状体５の微小ギャップδ１に対応する位置（微小ギャップδ１の外周側）に、非磁性部或いは筒状体５の他の部分よりも弱磁性の弱磁性部５ｃが設けられている。以下、この非磁性部或いは弱磁性部５ｃは、単に非磁性部５ｃと呼んで説明する。非磁性部５ｃは、筒状体５に対する磁性を有する筒状体５に非磁性化処理を行うことにより形成することができる。このような非磁性化処理は、例えば熱処理によって行うことができる。或いは、筒状体５の外周面に環状凹部を形成することにより非磁性部５ｃに相当する部分を薄肉化して構成することができる。本実施例では、非磁性部５ｃを環状凹部で構成した例を示している。

電磁コイル２９は、樹脂材料で筒状に形成されたボビン３１に巻回され、筒状体５の外周側に外挿されている。電磁コイル２９はコネクタ４１に設けられたターミナル４３に電気的に接続されている。コネクタ４１には図示しない外部の駆動回路が接続され、ターミナル４３を介して、電磁コイル２９に駆動電流が通電される。

固定鉄心２５は、磁性金属材料からなる。固定鉄心２５は筒状に形成され、中心部を中心軸線１ａに沿う方向に貫通する貫通孔２５ａを有する。固定鉄心２５は、筒状体５の小径部５ｂの基端側に圧入固定され、筒状体５の中間部に位置している。小径部５ｂの基端側に大径部５ａが設けられていることにより、固定鉄心２５の組付けが容易になる。固定鉄心２５は溶接により筒状体５に固定してもよいし、溶接と圧入を併用して筒状体５に固定してもよい。

可動子（弁組立体）２７は、可動鉄心２７ａとロッド部（接続部）２７ｂと弁体２７ｃとで構成される。可動鉄心２７ａは円環状の部材である。弁体２７ｃは弁座１５ｂ（図２参照）と当接する部材である。弁座１５ｂ及び弁体２７ｃは協働して燃料通路を開閉する。ロッド部２７ｂは細長い円筒形状であり、可動鉄心２７ａと弁体２７ｃとを接続する接続部である。可動鉄心２７ａは、弁体２７ｃと連結され、固定鉄心２５との間に作用する磁気吸引力によって、弁体２７ｃを開閉弁方向に駆動する。

本実施例では、ロッド部２７ｂと可動鉄心２７ａとを一部材で構成しているが、別々の部材で構成したものを一体に組み付けてもよい。また本実施例では、ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとを別部材で構成し、ロッド部２７ｂに弁体２７ｃを固定している。ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとの固定は、圧入又は溶接により行われる。ロッド部２７ｂと弁体２７ｃとは一つの部材で一体化されて構成されてもよい。

ロッド部２７ｂは円筒形状であり、ロッド部２７ｂの上端に開口し軸方向に延設された孔２７ｂａを有する。ロッド部２７ｂには内側と外側とを連通する連通孔（開口部）２７ｂｏが形成されている。ロッド部２７ｂの外周面と筒状体５の内周面との間には背圧室３７が形成されている。固定鉄心２５の貫通孔２５ａ内の燃料通路３は、孔２７ｂａ及び連通孔２７ｂｏを通じて背圧室３７に連通している。孔２７ｂａ及び連通孔２７ｂｏは貫通孔２５ａ内の燃料通路３と背圧室３７とを連通する燃料流路３を構成する。

固定鉄心２５の貫通孔２５ａにはスプリング３９が設けられている。スプリング３９の一端は、可動鉄心２７ａに係止されている。スプリング３９の他端部は、固定鉄心２５の貫通孔２５ａの内側に配設されたスプリングアジャスタ（スプリング調整子）３５の下端（先端側端面）に当接している。スプリング３９は、可動鉄心２７ａとスプリングアジャスタ３５との間に、圧縮状態で配設されている。

スプリング３９は、弁体２７ｃが弁座１５ｂ（図２参照）に当接する方向（閉弁方向）に可動子２７を付勢する付勢部材として機能している。中心軸線１ａに沿う方向におけるスプリングアジャスタ３５の位置を貫通孔２５ａ内で調整することにより、スプリング３９による可動子２７（すなわち弁体２７ｃ）の付勢力が調整される。

スプリングアジャスタ３５は、中心部を中心軸線１ａに沿う方向に貫通する燃料流路３を有する。燃料供給口２から供給された燃料は、スプリングアジャスタ３５の燃料流路３を流れた後、固定鉄心２５の貫通孔２５ａの先端側部分の燃料流路３に流れ、可動子２７内に構成された燃料流路３に流れる。

ヨーク３３は、磁性を有する金属材料でできており、燃料噴射弁１のハウジングを兼ねている。ヨーク３３は大径部３３ａと小径部３３ｂとを有する段付きの筒状に形成されている。大径部３３ａは電磁コイル２９の外周を覆って円筒形状を成しており、大径部３３ａの先端側に大径部３３ａよりも小径の小径部３３ｂが形成されている。小径部３３ｂは筒状体５の小径部５ｂの外周に圧入又は挿入されている。これにより、小径部３３ｂの内周面は筒状体５の外周面に緊密に接触している。このとき、小径部３３ｂの内周面の少なくとも一部は、筒状体５を介して、可動鉄心２７ａの外周面と対向しており、この対向部分に形成される磁路の磁気抵抗を小さくしている。

ヨーク３３の先端側端部の外周面には周方向に沿って環状凹部３３ｃが形成されている。環状凹部３３ｃの底面に形成された薄肉部において、ヨーク３３と筒状体５とがレーザ溶接２４により全周に亘って接合されている。

筒状体５の先端部にはフランジ部４９ａを有する円筒状のプロテクタ４９が外挿され、筒状体５の先端部がプロテクタ４９によって保護されている。プロテクタ４９はヨーク３３のレーザ溶接部２４の上を覆っている。

プロテクタ４９のフランジ部４９ａと、ヨーク３３の小径部３３ｂと、ヨーク３３の大径部３３ａと小径部３３ｂとの段差面３３ｄとによって環状溝３４が形成され、環状溝３４にＯリング４６が外挿されている。Ｏリング４６は、燃料噴射弁１が内燃機関に取り付けられる際に、内燃機関側に形成された挿入口の内周面とヨーク３３における小径部３３ｂの外周面との間で液密及び気密を確保するシールとして機能する。

燃料噴射弁１の中間部から基端側端部の近傍までの範囲に、樹脂カバー４７がモールドされている。樹脂カバー４７の先端側端部はヨーク３３の大径部３３ａの基端側の一部を被覆している。また、樹脂カバー４７を形成する樹脂によりコネクタ４１が一体的に形成されている。

次に、図２を参照して、ノズル部８の構成ついて、詳細に説明する。図２は、図１に示すノズル部８の近傍を拡大して示す断面図である。

弁座部材１５には、中心軸線１ａに沿う方向に貫通する貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅが形成されている。この貫通孔の途中には下流側に向かって縮径する円錐面１５ｖが形成されている。円錐面１５ｖ上には弁座１５ｂが構成され、弁体２７ｃが弁座１５ｂに離接することにより、燃料通路の開閉が行われる。なお、弁座１５ｂが形成された円錐面１５ｖを弁座面と呼ぶ場合もある。また、弁座１５ｂと、弁体２７ｃの弁座１５ｂに当接する部位とを、シール部という。

貫通孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖ，１５ｅにおける、円錐面１５ｖから上側の孔部分１５ｄ，１５ｃ，１５ｖは、弁体２７ｃを収容する弁体収容孔を構成する。弁体収容孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖの内周面に、弁体２７ｃを中心軸線１ａに沿う方向に案内するガイド面１５ｃが形成されている。

下流側ガイド面１５ｃとこの下流側ガイド面１５ｃに摺接する弁体２７ｃの摺接面２７ｃｂとは、可動子２７の変位を案内する下流側ガイド部５０Ａを構成する。

ガイド面１５ｃの上流側には、上流側に向かって拡径する拡径部１５ｄが形成されている。拡径部１５ｄは弁体２７ｃの組付けを容易にすると共に、燃料通路断面を拡大するのに役立っている。一方、弁体収容孔１５ｄ，１５ｃ，１５ｖの下端部は燃料導入孔１５ｅに接続され、燃料導入孔１５ｅの下端面が弁座部材１５の先端面１５ｔに開口している。

弁座部材１５の先端面１５ｔには、ノズルプレート２１ｎが取り付けられている。ノズルプレート２１ｎは弁座部材１５にレーザ溶接２３により固定されている。レーザ溶接部２３は、燃料噴射孔１１０が形成された噴射孔形成領域を取り囲むようにして、この噴射孔形成領域の周囲を一周している。

また、ノズルプレート２１ｎは板厚が均一な板状部材（平板）で構成されており、中央部に外方に向けて突き出すように突状部２１ｎａが形成されている。突状部２１ｎａは曲面（例えば球状面）で形成されている。突状部２１ｎａの内側には燃料室２１ａが形成されている。この燃料室２１ａは弁座部材１５に形成された燃料導入孔１５ｅに連通しており、燃料導入孔１５ｅを通じて燃料室２１ａに燃料が供給される。

突状部２１ｎａには複数の燃料噴射孔１１０が形成されている。燃料噴射孔の形態は特に問わない。燃料噴射孔１１０の上流側に燃料に旋回力を付与する旋回室を有するものであってもよい。燃料噴射孔の中心軸線１１０ａは燃料噴射弁の中心軸線１ａに対して平行であってもよいし、傾斜していてもよい。また、突状部２１ｎａが無い構成であってもよい。

本実施例において、燃料噴射孔１１０を開閉する弁部７は弁座部材１５と弁体２７ｃとによって構成され、燃料噴霧の形態を決定する燃料噴射部２１はノズルプレート２１ｎによって構成される。そして、弁部７と燃料噴射部２１とは、燃料噴射を行うためのノズル部８を構成している。すなわち、本実施例におけるノズル部８は、ノズルプレート２１ｎがノズル部８の本体側（弁座部材１５）の先端面１５ｔに接合されて構成されている。

また、本実施例では、弁体２７ｃは、球状を成すボール弁を用いている。このため、弁体２７ｃにおけるガイド面１５ｃと対向する部位には、周方向に間隔を置いて複数の切欠き面２７ｃａが設けられ、この切欠き面２７ｃａによって燃料通路が構成されている。弁体２７ｃはボール弁以外の弁体で構成することも可能である。例えば、ニードル弁を用いてもよい。

図３を参照して、可動子２７の可動鉄心２７ａの近傍の構成について、詳細に説明する。図３は、図１に示す可動鉄心２７ａの近傍を拡大して示す断面図である。なお図３では、可動子２７の中心軸線（弁軸心）２７ｌと燃料噴射弁１の中心軸線１ａとが一致した状態を示している。

本実施例では、可動鉄心２７ａとロッド部２７ｂとが一部材で一体に形成されている。可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂの中央部には、下端側（弁体２７ｃ側）に向けて窪んだ凹部２７ａｉが形成されている。凹部２７ａｉは、スプリング（コイルばね）３９の一端を支持するスプリング支持部を構成する。さらに、凹部２７ａｉの底部には、ロッド部２７ｂの内側に連通する開口部２７ａｆが形成されている。開口部２７ａｆは、固定鉄心２５の貫通孔２５ａから凹部２７ａｉ内に流入した燃料を、ロッド部２７ｂの内側の空間２７ｂｉに流す燃料通路を構成する。

可動鉄心２７ａの上端面２７ａｂは、固定鉄心２５の下端面２５ｂと対向する。上端面２７ａｂと下端面２５ｂとは、相互に磁気吸引力が作用する磁気吸引面を構成する。可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃは筒状体５の内周面５ｅに摺動するよう構成されている。
すなわち内周面５ｅは、可動鉄心２７ａを囲繞して可動子２７の開閉弁方向の移動を案内する案内面を構成する。特に内周面５ｅは、可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃが摺接する上流側ガイド面を構成する。上流側ガイド面５ｅと可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃとは、可動子２７の変位を案内する上流側ガイド部５０Ｂを構成する。

本実施例では、可動子２７は、弁座部材１５に構成されたガイド面（下流側ガイド面）１５ｃ、及び筒状体５の内周面で構成された上流側ガイド面５ｅの二点で開閉弁方向の移動を案内されている。すなわち可動子２７は、上流側ガイド部５０Ｂと下流側ガイド部５０Ａ（図１参照）との二点で案内されて、中心軸線１ａ方向に往復動作する。この場合、可動子２７の弁体２７ｃが下流側ガイド面１５ｃにより案内され、可動鉄心２７ａの外周面２７ａｃが上流側ガイド面５ｅにより案内される。

本実施例の燃料噴射弁１は、可動子２７をスプリング３９により閉弁方向（弁体２７ｃが弁座１５に当接する方向）に付勢し、開弁時は磁気吸引力を可動子２７の可動鉄心２７ａに作用させて、可動子２７の弁体２７ｃを弁座１５から引き離す。

図１１を参照して、スプリング３９における課題を説明する。図１１は、本発明との比較例における課題を説明する図である。

図１１の比較例では、スプリング３９’の一端部は、可動鉄心２７ａ’の凹部２７ａｉ’の底面（ばね座）２７ａｇ’に当接している。スプリング３９’の他端部は、スプリングアジャスタ３５’の下端面に当接している。そして、スプリング３９’は、可動鉄心２７ａ’とスプリングアジャスタ３５’との間に挟持されている。

スプリング３９’の一端部は可動鉄心２７ａ’に対して固定されておらず、スプリング３９’の他端部もスプリングアジャスタ３５’に対して固定されていない。また、固定鉄心２５’の内周面２５ｅ’とスプリング３９’の外周との間には隙間δ２が設けられており、可動鉄心２７ａ’の凹部２７ａｉ’の内周面２７ａａ’とスプリング３９’の外周との間には隙間δ３が設けられている。このため、スプリングアジャスタ３５’側におけるスプリング３９’の端部と可動鉄心２７ａ’側のスプリング３９’の端部とがそれぞれ逆方向に偏りを生じると、スプリング３９’の中心軸線が可動子２７’の中心軸線２７ｌ’に対して傾き、可動子２７’に横方向の力（サイドフォース）が作用することになる。

可動子２７’にサイドフォースが加わると、可動子２７’は可動子２７’の開閉弁方向の移動を案内する案内面（筒状体の内周面５ｅ’及び弁体のガイド面）に押し付けられ、開閉弁動作の応答性が悪化することになる。また、可動子２７’が強く押し付けられることにより、可動子２７’の案内面の耐久性が低下することになる。

次に、比較例における課題を解決するための手段について、説明する。

図４は、可動鉄心２７ａにおけるスプリング３９の係止構造を示す断面図である。

本実施例では、可動鉄心２７ａに形成した凹部２７ａｉにスプリング３９の端部を圧入している。これにより、スプリング３９は、端部の外周面が凹部２７ａｉの側面（内周面）２７ａａに密着し、端部が可動鉄心２７ａの径方向に位置ずれを生じない状態で固定される。またスプリング３９は、凹部２７ａｉに圧入されることで、可動子２７の中心軸線２７ｌに沿う方向にも固定される。

凹部２７ａｉ（特に、側面２７ａａ）は、スプリング３９の端部を圧入する圧入部を構成する。また凹部２７ａｉ（特に、側面２７ａａ）は、スプリング３９の端部を係止する係止部を構成する。或いは、凹部２７ａｉ（特に、側面２７ａａ）は、スプリング３９の端部を保持する保持部を構成する。なお、凹部２７ａｉの側面（内周面）２７ａａは、上端部から下端部まで、中心軸線２７ｌを中心として一定の半径で形成された周面を成す。

図４の例では、スプリング３９の端部は、凹部２７ａｉの底面２７ａｇと接触しない状態で、凹部２７ａｉの、中心軸線２７ｌに沿う方向における中間部に固定されている。しかし、この例に限らず、スプリング３９の端部を、底面２７ａｇと接触する位置まで、凹部２７ａｉに圧入してもよい。

本実施例では、スプリング３９の一端部が可動鉄心２７ａの径方向に固定されることにより、スプリング３９の中心軸線は、可動子２７及び燃料噴射弁の中心軸線２７ｌ，１ａに対して、傾きを生じなくなる。これにより、可動子２７にサイドフォースが作用するのを防ぐことができる。このため、可動子２７が案内面（筒状体の内周面５ｅ’及び弁体２７ｃのガイド面１５ｃ）に押し付けられるのを防ぐことができ、開閉弁動作の応答性が悪化することがなくなる。また、可動子２７の案内面の耐久性が向上することになる。

スプリング３９の端部を凹部２７ａｉの底面２７ａｇで支持する必要が無いので、スプリング３９の端面に平坦面を形成する工程が不要になり、製造コストを低減することができる。

次に、図５を参照して、スプリング３９の係止構造の変更例（第一変更例）を説明する。図５は、可動鉄心２７ａにおけるスプリング３９の係止構造の第一変更例を示す断面図である。

第一変更例では、可動鉄心２７ａの凹部２７ａｉの底面２７ａｇの中央部（中心部）に、断面が円形をした突状部２７ａｘを形成している。そして、突状部２７ａｘにスプリング３９を圧入している。これにより、スプリング３９は、内周が突状部２７ａｘの外周に密着し、可動鉄心２７ａに対する径方向位置が固定される。またスプリング３９は、突状部２７ａｘに圧入されることで、可動子２７の中心軸線２７ｌに沿う方向にも固定される。

突状部２７ａｘ（特に、外周面）は、スプリング３９の端部を圧入する圧入部を構成する。また突状部２７ａｘ（特に、外周面）は、スプリング３９の端部を係止する係止部を構成する。或いは、突状部２７ａｘ（特に、外周面）は、スプリング３９の端部を保持する保持部を構成する。なお、突状部２７ａｘの外周面は、上端部から下端部まで、中心軸線２７ｌを中心として一定の半径で形成された周面を成す。

第一変更例においては、凹部２７ａｉの底面２７ａｇの中央部に、突状部２７ａｘが形成される。このため、燃料通路を構成する開口部２７ａｆは、突状部２７ａｘの外周側に設けられる。

図５の例では、スプリング３９の端部は、凹部２７ａｉの底面２７ａｇと接触しない状態で、凹部２７ａｉの、中心軸線２７ｌに沿う方向における中間部に固定されている。しかし、この例に限らず、スプリング３９の端部を、底面２７ａｇと接触する位置まで、凹部２７ａｉに圧入してもよい。

上述した以外の構成は、図１乃至図４で説明した構成と同様である。第一変更例においても、図４で説明した係止構造と同様な作用効果が得られる。

次に、図６を参照して、スプリング３９の係止構造の第二変更例を説明する。図６は、可動鉄心２７ａにおけるスプリング３９の係止構造の第二変更例を示す断面図である。

第二変更例は、図４の係止構造に対して、凹部２７ａｉの側面（内周面）２７ａａがテーパ面で構成されている点が相違する。それ以外の構成は、図１乃至図４で説明した構成と同様である。

側面２７ａａは、凹部２７ａｉの開口側から底面２７ａｇ側に向かって径が漸減する。スプリング３９は、テーパ面で構成された凹部２７ａｉの側面２７ａａに圧入される。

凹部２７ａｉ（特に、テーパ状の側面２７ａａ）は、スプリング３９の端部を圧入する圧入部を構成する。また凹部２７ａｉ（特に、テーパ状の側面２７ａａ）は、スプリング３９の端部を係止する係止部を構成する。或いは、凹部２７ａｉ（特に、テーパ状の側面２７ａａ）は、スプリング３９の端部を保持する保持部を構成する。

図４及び図５（第一変更例）の係止構造では、スプリング３９を圧入して係止する係止部が、中心軸線２７ｌに平行な面で構成されている。この場合、スプリング３９の端部を凹部２７ａｉの底面２７ａｇと接触する位置まで圧入していない場合、スプリング３９のセット荷重により、スプリング３９の端部が凹部２７ａｉの奥側に向けて押し込まれる可能性がある。スプリング３９の端部が凹部２７ａｉの奥側に向けて押し込まれると、スプリング３９のセット荷重が変化する。スプリング３９のセット荷重の変化は、弁体２７ｃの開閉弁動作の応答性を変化させ、燃料噴射量を変化させる。

本変更例のように凹部２７ａｉの側面２７ａａをテーパ面で構成することにより、スプリング３９の端部が凹部２７ａｉの奥側に向けて押し込まれるのを防ぐことができる。

第二変更例においても、図４で説明した係止構造と同様な作用効果が得られる。

第二変更例は第一変更例に適用してもよい。すなわち、図５の突状部２７ａｘの外周面２７ａｘａをテーパ状に形成してもよい。この場合、突状部２７ａｘの外周面２７ａｘａは、凹部２７ａｉの開口側から底面２７ａｇ側に向かって、径が漸増すように形成される。

次に、図７を参照して、スプリング３９の係止構造の第三変更例を説明する。図７は、可動鉄心２７ａにおけるスプリング３９の係止構造の第三変更例を示す断面図である。

第三変更例は、図４の係止構造に対して、凹部２７ａｉの側面２７ａａに凸部２７ａｙを設けている点で、相違する。それ以外の構成は、図１乃至図４で説明した構成と同様である。

凸部２７ａｙは、凹部２７ａｉの内周面から中心側に向かって径方向に突出した形状である。凸部２７ａｙは、中心軸線２７ｌに沿う方向に隣接する二つの凸部２７ａｙの間に、スプリング３９が嵌る溝形状部（嵌合形状部）を形成する。

凸部２７ａｙは、スプリング３９の凹部２７ａｉへの挿入部分（圧入部分）が、凹部２７ａｉから抜ける方向又は凹部２７ａｉに押し込まれる方向に移動するのを防ぐ。これにより、スプリング３９のセット荷重の変化を防ぐことができる。

第三変更例においても、図４で説明した係止構造と同様な作用効果が得られる。

第三変更例は第一変更例に適用してもよい。すなわち、図５の突状部２７ａｘの外周面２７ａｘａに、凹部２７ａｉの側面２７ａａ側（径方向外側）に向かって径方向に突出する複数の凸部２７ａｙを設ける。

第三変更例においても、図４で説明した係止構造と同様な作用効果が得られる。

次に、図８を参照して、スプリング３９の係止構造の第四変更例を説明する。図８は、可動鉄心２７ａにおけるスプリング３９の係止構造の第四変更例を示す断面図である。

第四変更例は、図４の係止構造に対して、凹部２７ａｉの側面２７ａａに溝形状部２７ａｚを設けている点で、相違する。それ以外の構成は、図１乃至図４で説明した構成と同様である。

溝形状部２７ａｚは、凹部２７ａｉの内周面から径方向外側に向かって突出した形状である。溝形状部２７ａｚはらせん形状で設けられる。溝形状部２７ａｚはスプリング３９が嵌る嵌合形状部を構成する。

溝形状部２７ａｚは、スプリング３９の凹部２７ａｉへの挿入部分（圧入部分）が、凹部２７ａｉから抜ける方向又は凹部２７ａｉに押し込まれる方向に移動するのを防ぐ。これにより、スプリング３９のセット荷重の変化を防ぐことができる。

第四変更例においても、図４で説明した係止構造と同様な作用効果が得られる。

第四変更例は第一変更例に適用してもよい。すなわち、図５の突状部２７ａｘの外周面２７ａｘａに、中心側に向かって径方向に窪んだ溝形状部２７ａｚを設ける。

第四変更例においても、図４で説明した係止構造と同様な作用効果が得られる。

次に、図９を参照して、スプリング３９の係止構造をスプリングアジャスタ３５に設けた変更例（第五変更例）を説明する。図９は、スプリングアジャスタ３５におけるスプリング３９の係止構造（第五変更例）を示す断面図である。

第五変更例では、スプリング３９の係止構造をスプリングアジャスタ３５に設ける。具体的には、スプリングアジャスタ３５の下端側端面（可動鉄心２７ａ側端面）３５ａの外周部に、外縁部３５ｂを設け、外縁部３５ｂの内周面側にスプリング３９を圧入する。

外縁部３５ｂは、スプリングアジャスタ３５の下端側端面３５ａからさらに下方（可動鉄心２７ａ側）に向けて延設されている。外縁部３５ｂの内方（中心軸線１ａ側）には、スプリング３９の端部を収容する空間３５ｃが形成されている。空間３５ｃにスプリング３９が圧入されることにより、スプリング３９の外周と外縁部３５ｂの内周面とが密着し、スプリング３９の端部がスプリングアジャスタ３５の径方向に位置ずれを生じない状態で固定される。またスプリング３９は、外縁部３５ｂに圧入されることで、可動子２７の中心軸線１ａに沿う方向にも固定される。

外縁部３５ｂ（特に、内周面３５ｂａ）は、スプリング３９の端部を圧入する圧入部を構成する。また外縁部３５ｂ（特に、内周面３５ｂａ）は、スプリング３９の端部を係止する係止部を構成する。或いは、外縁部３５ｂ（特に、内周面３５ｂａ）は、スプリング３９の端部を保持する保持部を構成する。なお、外縁部３５ｂの内周面３５ｂａは、上端部から下端部まで、中心軸線１ａを中心として一定の半径で形成された周面を成す。

第五変更例においても、図４で説明した係止構造と同様な作用効果が得られる。

第一変更例乃至第四変更例の突状部２７ａｘ、テーパ面２７ａａ、凸部２７ａｙ及び溝形状部２７ａｚを単体で、或いはこれらを組み合わせた状態で、第五変更例に適用することができる。なおあ、第一変更例を第五変更例に組み合わせる場合には、突状部２７ａｘの中心部に燃料通路となる貫通孔を形成するとよい。

上述した実施例及び変更例では、スプリング３９の係止構造を、スプリング３９の両端部のうちいずれか一方の端部に設けている。スプリング３９の一方の端部の径方向位置が固定されることにより、スプリング３９の中心軸が傾くのを防止することができる。スプリング３９の両端部を、可動鉄心２７ａと、スプリングアジャスタ３５又は固定鉄心２５又はその他の構成部品とに圧入し、スプリング３９の両端部の径方向位置を固定する構成にしてもよい。具体的には、第一乃至第四変更例と第五変更例とを組み合わせることにより、スプリング３９の両端部を径方向に固定する係止構造を実現できる。

なお、上述の径方向位置は、可動鉄心２７ａ、燃料噴射弁１又はスプリング３９の径方向における位置を意味する。

図１０を参照して、本発明に係る燃料噴射弁１を搭載した内燃機関について説明する。図１０は、燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。

内燃機関１００のエンジンブロック１０１にはシリンダ１０２が形成されおり、シリンダ１０２の頂部に吸気口１０３と排気口１０４とが設けられている。吸気口１０３には、吸気口１０３を開閉する吸気弁１０５が、また排気口１０４には排気口１０４を開閉する排気弁１０６が設けられている。エンジンブロック１０１に形成され、吸気口１０３に連通する吸気流路１０７の入口側端部１０７ａには吸気管１０８が接続されている。

燃料噴射弁１の燃料供給口２（図１参照）には燃料配管１１０が接続される。

吸気管１０８には燃料噴射弁１の取付け部１０９が形成されており、取付け部１０９に燃料噴射弁１を挿入する挿入口１０９ａが形成されている。挿入口１０９ａは吸気管１０８の内壁面（吸気流路）まで貫通しており、挿入口１０９ａに挿入された燃料噴射弁１から噴射された燃料は吸気流路内に噴射される。二方向噴霧の場合、エンジンブロック１０１に吸気口１０３が二つ設けられた形態の内燃機関を対象として、それぞれの燃料噴霧が各吸気口１０３（吸気弁１０５）を指向して噴射される。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、一部の構成の削除や、記載されていない他の構成の追加が可能である。また、上述した実施例とその変更例とは、それぞれの説明に記載された構成を、矛盾しない範囲内で、相互に適用可能である。

１…燃料噴射弁、１ａ…中心軸線、５…筒状体、５ｅ…筒状体５の内周面（上流側ガイド面）、２５…固定鉄心、２５ｂ…固定鉄心２５の下端面（可動鉄心２７ａと対向する端面）、２５ｍ…磁気絞り部又はテーパ面、２５ｎ…傾斜面、２５ｓ…筒状体５の内周面５ｅと固定鉄心２５との間に形成される隙間、２７…可動子、２７ａ…可動鉄心、２７ａａ…凹部２７ａｉの側面（内周面）、２７ａｂ…可動鉄心２７ａの上端面（固定鉄心２５と対向する端面）、２７ａｃ…可動鉄心２７ａの外周面、２７ａｄ…可動鉄心２７ａの下端面、２７ａｆ…開口部、２７ａｇ…凹部２７ａｉの底面、２７ａｉ…凹部、２７ａｘ…突状部、２７ａｘａ…突状部２７ａｘの外周面、２７ａｙ…凸部、２７ａｚ…溝形状部、２７ｃ…弁体、２７ｌ…可動子２７の中心軸線、３５ａ…スプリングアジャスタ３５の下端側端面（可動鉄心２７ａ側端面）、３５ｂ…外縁部、３５ｂａ…外縁部３５ｂの内周面、３５ｃ…スプリング３９の端部を収容する空間、３９…スプリング、５０Ａ…下流側ガイド部、５０Ｂ…上流側ガイド部。

Claims (10)

1. 協働して燃料通路を開閉する弁座及び弁体と、
   前記弁体が一端部に設けられ他端部に可動鉄心が設けられた可動子と、
   前記可動鉄心との間に磁気吸引力を作用させる固定鉄心と、
   前記可動鉄心を閉弁方向に付勢し、一端部の径方向位置が、前記可動子又は前記固定鉄心のいずれかに対して固定されたスプリングと、
   を備え、
   前記スプリングは、前記一端部が、前記スプリングの中心軸線に沿う方向において、前記可動子又は前記固定鉄心に対して非接触状態で固定されている燃料噴射弁。
2. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、
   前記スプリングの前記一端部は、前記可動子又は前記固定鉄心に固定された部品に圧入されることにより、径方向位置が固定されていることを特徴とする燃料噴射弁。
3. 請求項２に記載の燃料噴射弁において、
   前記スプリングの前記一端部は、前記可動鉄心に圧入された状態で、径方向位置が前記可動子に対して固定されていることを特徴とする燃料噴射弁。
4. 請求項３に記載の燃料噴射弁において、
   前記可動鉄心は前記固定鉄心と対向する端面に、前記可動子の中心軸線方向に窪んだ凹部を備え、
   前記スプリングの前記一端部は、前記凹部の内周面に圧入された状態で、径方向位置が前記可動子に対して固定されていることを特徴とする燃料噴射弁。
5. 請求項４に記載の燃料噴射弁において、
   前記凹部の前記内周面は、テーパ面で構成されたことを特徴とする燃料噴射弁。
6. 請求項４に記載の燃料噴射弁において、
   前記凹部の前記内周面は、前記スプリングの前記一端部が嵌る嵌合形状部を有することを特徴とする燃料噴射弁。
7. 請求項３に記載の燃料噴射弁において、
   前記可動鉄心は、前記固定鉄心と対向する端面に形成された、前記可動子の中心軸線方向に窪んだ凹部と、前記凹部の底面に前記底面から前記凹部の開口面に向かって形成された突状部とを備え、
   前記スプリングの前記一端部は、前記突状部の外周面に圧入された状態で、径方向位置が前記可動子に対して固定されていることを特徴とする燃料噴射弁。
8. 請求項７に記載の燃料噴射弁において、
   前記突状部の前記外周面は、テーパ面で構成されたことを特徴とする燃料噴射弁。
9. 請求項７に記載の燃料噴射弁において、
   前記突状部の前記外周面は、前記スプリングの前記一端部が嵌る嵌合形状部を有することを特徴とする燃料噴射弁。
10. 請求項２に記載の燃料噴射弁において、
    前記固定鉄心に固定され、前記スプリングのセット荷重を調整するスプリングアジャスタを備え、
    前記スプリングの前記一端部は、前記スプリングアジャスタに圧入された状態で、径方向位置が前記固定鉄心に対して固定されていることを特徴とする燃料噴射弁。

Images