JP6797615B2 - 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２０１０−１８０７５８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、
筒状のハウジングと、ハウジング内の予め定める位置に固定され内側の空間が上流側燃料通路となる筒状の固定コアと、ハウジング内に設けられ軸方向に往復変位することにより噴孔を開閉して噴孔からの燃料の噴射を断続する弁部材と、ハウジング内の固定コアより噴孔側に設けられ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る筒状の可動コアと、を備え、可動コアの外周面部とハウジングの内周面部とが接触して、可動コアが軸方向に変位する際の可動コア案内部となっている（段落０００７参照）。またこの燃料噴射弁は、軸方向に延びる筒部材を備え、筒部材は一端部に入口部材が設けられ他端部にノズルホルダが設けられ、筒部材とノズルホルダとで筒状のハウジングを構成している（段落００２４及び００２８参照）。さらにこの燃料噴射弁は、可動コアの径方向外側の外周面部に、残余の面部よりも径方向外方に突出する凸部を備え、この凸部が筒部材（ハウジング）の内周面部と接触するように構成されている（段落００４０参照）。この凸部は、開弁方向に位置する可動コアの端部に設けられる（段落００４０参照）。

特開２０１０−１８０７５８号公報

特許文献１の燃料噴射弁では、筒部材（ハウジング）の内周面部と接触する凸部は、開弁方向に位置する可動コア（以下、可動鉄心という）の端部（上流側端部又は基端側端部）に設けられている。この凸部の部分では、弁部材（以下、弁体という）及び可動鉄心を有する可動子の倒れを防ぐために、可動鉄心を囲繞する筒部材（以下、筒状体という）の内周面との間のクリアランスが小さく設定される。一方、凸部を除く可動鉄心の外周面部においては、筒状体の内周面との摺動抵抗を低減するため、凸部におけるクリアランスに比べて十分な大きさのクリアランスが設定される。

一方、閉弁方向に位置する可動鉄心の端部（下流側端部又は先端側端部）側の、特に可動鉄心の外周面側には、燃料流れの死水域（澱み）が形成され易い。この死水域には組立工程において混入する異物が滞留し易い。この異物を取り除くために、燃料噴射弁の組立が完了した後、洗浄工程又は慣らし運転（以下、慣らし運転という）が実行される。この慣らし運転の際に、死水域に滞留する異物が可動鉄心の下流側端部の側から可動鉄心の外周面と筒状体の内周面との間の隙間（クリアランス）に入り込み、可動鉄心の動作に支障を来す恐れがある。

本発明の目的は、可動鉄心の下流側端部の側から可動鉄心の外周面と筒状体の内周面との間の隙間に異物が混入し難い構造を有す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、一端部に前記弁体が設けられ他端部に可動鉄心が設けられ前記弁体と前記可動鉄心との間にロッド部を有する可動子と、前記可動鉄心を囲繞する筒状体と、前記可動子の変位を案内する上流側ガイド部及び下流側ガイド部と、を備えた燃料噴射弁において、
前記可動鉄心は、前記弁体が設けられた側に形成された上端面と、前記弁体が設けられた側とは反対側に形成された下端面と、前記上端面と前記下端面との間に形成された外周面と、前記上端面から前記下端面の側に向かって窪んだ凹部と、を有し、
前記ロッド部は、前記凹部の底部に開口し軸方向に延設された孔と、前記上流側ガイド部よりも下流側で且つ前記下流側ガイド部よりも上流側に設けられ前記孔と前記ロッド部の外側の燃料通路とを連通する連通孔と、を有し、
さらに前記可動鉄心は、前記外周面の前記弁体が設けられた側の一端部に、径方向外方に突出する第１の凸部を備えると共に、前記外周面の前記第１の凸部に対して前記上端面の側に第２の凸部を備え、
前記第１の凸部の外径と、前記第２の凸部の外径と、前記第１の凸部及び前記第２の凸部を除く残余の外周面部の外径とは、前記第１の凸部の外径が最も大きく、前記外周面部の外径が最も小さく構成されている。

本発明によれば、可動鉄心の外周面の弁体が設けられた側の一端部に凸部を設けたことにより、可動鉄心の下端面の側から可動鉄心の外周面と筒状体の内周面との間の隙間に異物が混入し難くなる。これにより、燃料噴射弁の慣らし運転中に生じる不具合を低減することができ、燃料噴射弁の生産効率を向上することができる。本発明に係るその他の効果は、実施例の説明の中で説明する。

本発明に係る燃料噴射弁の一実施例について、弁軸心（中心軸線）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。 可動子２７の近傍を拡大して示す断面図である。 可動鉄心２７ａＡの凸部２７ａｊの近傍を拡大して示す断面図である。 可動子２７の外観を示す斜視図である。 図５の可動子２７を組み付けた燃料噴射弁の可動鉄心２７ａＡの近傍を拡大して示す断面図である。 可動子２７の第１変更例の外観を示す斜視図である。 図７の可動子２７を組み付けた燃料噴射弁の可動鉄心２７ａＢの近傍を拡大して示す断面図である。 可動子２７の第２変更例の外観を示す斜視図である。 図９の可動子２７を組み付けた燃料噴射弁の可動鉄心２７ａＣの近傍を拡大して示す断面図である。 燃料噴射弁１が搭載された内燃機関の断面図である。

本発明に係る実施例について、図１乃至図３を用いて説明する。

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、弁軸心（中心軸線）に沿う縦断面を示す縦断面図である。なお、中心軸線１ｘは、弁体２７ｃ、ロッド部（接続部）２７ｂ及び可動鉄心２７ａＡが一体に設けられた可動子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１ｘ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１ｘ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。

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。

本実施例の筒状体５は、燃料供給口２が設けられる部分から弁座部材１５及びノズルプレート２１ｎ（図２参照）が固定される部分までが一部材で構成されているが、燃料供給口２が設けられる部分（基端側部分）と、弁座部材１５及びノズルプレート２１ｎが固定される部分（先端側部分）とを、別部材で構成してもよい。筒状体５の先端側部分はノズルホルダを構成し、本実施例はノズルホルダが筒状体５の基端側部分と共に一部材で構成されている。

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１ｘ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２７ａＡ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２７ａＡの外周面と対向して可動鉄心２７ａＡを囲繞するハウジングを構成している。

可動鉄心２７ａＡ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。

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１ｘに沿う方向に貫通する貫通孔２５ａを有する。貫通孔２５ａは、可動鉄心２７ａＡの上流側の燃料通路（上流側燃料通路）３を構成する。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２７は、可動鉄心２７ａＡとロッド部（接続部）２７ｂと弁体２７ｃとで構成される。可動鉄心２７ａＡ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２７ａＡと弁体２７ｃとを接続する接続部である。可動鉄心２７ａＡ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ための部材である。

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の上端が可動鉄心２７ａＡの下端部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（内周側）と外側（外周側）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燃料室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を通じて燃料室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と燃料室３７とを連通する燃料流路３を構成し、孔２７ｂａと連通孔２７ｂｏと燃料室３７とは可動鉄心２７ａＡの下流側の燃料通路（下流側燃料通路）３を構成する。

固定鉄心２５の貫通孔２５ａにはコイルばね３９が設けられている。コイルばね３９の一端は、可動鉄心２７ａＡの内側に設けられたばね座２７ａｇに当接している。コイルばね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アジャスタ（調整子）３５に当接している。コイルばね３９は、可動鉄心２７ａＡに設けられたばね座２７ａｇとアジャスタ（調整子）３５の下端（先端側端面）との間に、圧縮状態で配設されている。

コイルばね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１ｘに沿う方向におけるアジャスタ３５の位置を貫通孔２５ａ内で調整することにより、コイルばね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。

アジャスタ３５は、中心部を中心軸線１ｘ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、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、可動鉄心２７ａＡの外周面と筒状体５を介して対向しており、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１ｘ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。

なお、弁座１５ｂをシート部と呼んだり、弁座１５ｂと弁体２７ｃの弁座１５ｂと当接する部位とをシート部と呼んだりする場合がある。弁座１５ｂは弁座部材１５側のシート部を構成し、弁体２７ｃの弁座１５ｂと当接する部位は弁体２７ｃ側のシート部を構成する。また、弁座１５ｂと、弁体２７ｃの弁座１５ｂとの当接部とを、シール部という場合もある。

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１ｘに沿う方向に案内するガイド面１５ｃが形成されている。ガイド面１５ｃは可動子２７を案内する二つのガイド面のうち、下流側に位置する下流側ガイド面を構成する。

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（摺動面）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１ｘ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によってシート部に燃料を供給する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近傍の構成について、詳細に説明する。図３は、可動子２７の近傍を拡大して示す断面図である。

本実施例では、可動鉄心２７ａＡ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２７ａＡの上端面２７ａｂの中央部には、下端側に向けて窪んだ凹部２７ａａが形成されている。凹部２７ａａの底部には、ばね座２７ａｇが形成され、コイルばね３９の一端がばね座２７ａｇに支持されている。さらに、凹部２７ａａの底部には、ロッド部２７ｂの孔２７ｂａ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２７ａａ内の空間２７ａｉに流入した燃料を、ロッド部２７ｂの孔２７ｂａの内側の空間２７ｂｉに流す燃料通路を構成する。

本実施例では、ロッド部２７ｂと可動鉄心２７ａＡ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。

可動鉄心２７ａＡの上端面（上端部）２７ａｂは、固定鉄心２５側に位置する端面であり、固定鉄心２５の下端面２５ｂと対向する。上端面２７ａｂに対して反対側の可動鉄心２７ａＡの端面は、燃料噴射弁１の先端側のノズル側に位置する端面であり、以下、下端面（下端部）２７ａｋと呼ぶ。

上端面２７ａｂと固定鉄心２５の下端面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２７ａＡの外周面２７ａｃには、残余の面部よりも径方向外方に突出する凸部２７ａｊ１が形成されている。この凸部２７ａｊ１は筒状体（ハウジング）５の内周面５ｅと接触するように構成されている。

本実施例では、凸部２７ａｊ１は筒状体５の内周面５ｅに摺動する摺動面を構成する。内周面５ｅは、可動鉄心２７ａＡの凸部２７ａｊ１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２７ａＡの凸部２７ａｊ１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。可動子２７は、上流側ガイド部５０Ｂと上述した下流側ガイド部５０Ａとの二点で案内されて、中心軸線１ｘに沿う方向（開閉弁方向）に往復動作する。

本実施例では、凸部２７ａｊ１は、可動鉄心２７ａＡの下端面２７ａｋ側の端部（下流側端部又は先端側端部）に設けられている。この凸部２７ａｊ１の部分では、可動子２７の倒れを防ぐために、可動鉄心２７ａＡを囲繞する筒状体５の内周面５ｅとの間のクリアランス（隙間又は間隔）が小さく設定される。一方、凸部２７ａｊ１を除く可動鉄心２７ａＡの外周面部においては、筒状体５の内周面５ｅとの摺動抵抗を低減するため、凸部２７ａｊ１におけるクリアランスＣ１（図６参照）の大きさ（寸法）に比べて大きな寸法のクリアランスＣ０（図６参照）が設定される。

ロッド部２７ｂには、内側（孔２７ｂａ）と外側（燃料室３７）とを連通する開口部（連通孔）２７ｂｏが形成されている。連通孔２７ｂｏは、ロッド部２７ｂの軸方向（中心軸線１ｘ方向）において中央部に配置され、燃料通路を構成する。開弁時における燃料は、矢印ＦＦ１〜ＦＦ３で示すように流れる。この場合、連通孔２７ｂｏの上端部と可動鉄心２７ａＡの下端面２７ａｋとの間に間隔Ｌ１が構成され、可動鉄心２７ａＡの下端面２７ａｋの下側（先端側）に、燃料流れの死水域（澱み）ＷＤが生じる。

死水域ＷＤには、組立工程において混入した異物が滞留し易い。燃料噴射弁１内に混入した異物を燃料噴射弁１の外側に排出するために洗浄工程や慣らし運転を行が、この洗浄工程や慣らし運転の際に、死水域ＷＤに滞留する異物が可動鉄心２７ａＡの外周面２７ａｃと筒状体５の内周面５ｅとの間のクリアランスＣ０（図６参照）に入り込む可能性がある。このクリアランスＣ０に入り込んだ異物を排除するには、洗浄工程や慣らし運転に長時間を要する。また、洗浄工程や慣らし運転の最中に、異物が可動鉄心２７ａＡの外周面２７ａｃと筒状体５の内周面５ｅとの間に食い込み、可動子２７の動作不良を引き起こす可能性がある。

本実施例では、可動鉄心２７ａＡの下端面２７ａｋ側の端部に凸部２７ａｊ１を設け、凸部２７ａｊ１におけるクリアランスＣ１（図６参照）を、凸部２７ａｊ１を除く可動鉄心２７ａＡの外周面２７ａｃにおけるクリアランスＣ０よりも小さくしている。このため本実施例は、死水域ＷＤに滞留する異物が可動鉄心２７ａＡの外周面２７ａｃと筒状体５の内周面５ｅとの間のクリアランスＣ０に入り難い構造を実現している。

図４は、可動鉄心２７ａＡの凸部２７ａｊ１の近傍を拡大して示す断面図である。

本実施例では、凸部２７ａｊ１の下端部は、可動子２７の軸線方向２７ｘ方向において、可動鉄心２７ａＡの下端面２７ａｋと同じ位置に設けられている。凸部２７ａｊ１の下端部及び上端部には面取り部２７ａｊｂが設けられ、面取り部２７ａｊｂと凸部２７ａｊ１の外周面２７ａｊ１ａとで凸部２７ａｊ１が構成される。面取り部２７ａｊｂが設けられるため、凸部２７ａｊ１の最外周面２７ａｊ１ｂの下端部は、可動鉄心２７ａＡの下端面２７ａｋよりも上方に位置する。

図５は、可動子２７の外観を示す斜視図である。図６は、図５の可動子２７を組み付けた燃料噴射弁の可動鉄心２７ａＡの近傍を拡大して示す断面図である。なお図５に示す可動子２７では、弁体２７ｃを省略している。

図５及び図６に示すように、可動鉄心２７ａＡの外周面２７ａｃの下端部に、凸部２７ａｊ１が形成されている。凸部２７ａｊ１は可動鉄心２７ａＡの外周面２７ａｃの一部を構成し、外周面２７ａｃは凸部２７ａｊ１と残余の外周面部２７ａｍとで構成される。外周面部２７ａｍは外周面２７ａｃの中で最も外径が小さい部分であり、可動鉄心２７ａＡの下端面２７ａｋと凸部２７ａｊ１を介して接続される。

凸部２７ａｊ１の外周面２７ａｊ１ａは、可動鉄心２７ａＡの径方向において、最も外方に位置する外周面であり、外周面２７ａｊ１ａと筒状体５の内周面５ｅとの間のクリアランスＣ１の大きさ（寸法）は外周面部２７ａｍと内周面５ｅとの間のクリアランスＣ０の大きさ（寸法）よりも小さく、可動鉄心２７ａＡの外周面２７ａｃの中で最も小さい値に設定されている。

また、図６に示すように、凸部２７ａｊ１はヨーク３３と可動鉄心２７ａＡとの間に構成される磁路中に配置される。このため凸部２７ａｊ１は、ヨーク３３と可動鉄心２７ａＡとの間のギャップ長さを短くし、可動鉄心２７ａＡと固定鉄心２５との間に作用する磁力を高める効果を奏する。

次に、可動鉄心２７ａＡの変更例について説明する。なお、以下で説明する変更例において、上述した実施例と同様な構成には同じ符号を付し、説明を省略する。

図７は、可動子２７の第１変更例の外観を示す斜視図である。図８は、図７の可動子を組み付けた燃料噴射弁の可動鉄心２７ａＢの近傍を拡大して示す断面図である。なお図７に示す可動子２７では、弁体２７ｃを省略している。

図７及び図８に示す第１変更例の可動鉄心２７ａＢでは、上述した実施例の可動鉄心２７ａＡに対して、可動鉄心２７ａＢの外周面２７ａｃの上端面２７ａｂ側に、凸部２７ａｊ２を追加している。凸部２７ａｊ２の外周面２７ａｊ２ａの外径が最も大きく、凸部２７ａｊ１及び凸部２７ａｊ２を除く外周面部２７ａｍの外径が最も小さく、凸部２７ａｊ１の外周面２７ａｊ１ａの外径は外周面２７ａｊ２ａの外径よりも小さく外周面部２７ａｍの外径よりも大きい。

凸部２７ａｊ２の下端部及び上端部には、図４で説明した面取り部２７ａｊｂと同様な面取り部が設けられ、この面取り部と凸部２７ａｊ１の外周面２７ａｊ２ａとで凸部２７ａｊ２が構成される。

本変更例では、凸部２７ａｊ２と筒状体５の内周面５ｅとで上流側ガイド部５０Ｂを構成する。このため、凸部２７ａｊ２の外周面２７ａｊ２ａと筒状体５の内周面５ｅとのクリアランスＣ２は図５及び図６で説明したクリアランスＣ１の大きさ（寸法）と同じ大きさ（寸法）に設定される。

一方、本変更例における、凸部２７ａｊ１の外周面２７ａｊ１ａと筒状体５の内周面５ｅとのクリアランスＣ１の大きさ（寸法）は、クリアランスＣ２の大きさ（寸法）よりも大きく、且つクリアランスＣ０の大きさ（寸法）よりも小さい。これは、上流側ガイド部５０Ｂの機能を凸部２７ａｊ２に持たせ、凸部２７ａｊ１の機能をクリアランスＣ０への異物の侵入防止に限定したことによる。

すなわち、異物の侵入防止のために必要なクリアランスの大きさは、可動子２７のガイド部を構成する部分のクリアランスの大きさよりも大きくすることができる。このため、凸部２７ａｊ１のクリアランスＣ１の大きさを図５及び図６で説明したクリアランスＣ１の大きさよりも大きくしたものである。

これにより、上流側ガイド部５０Ｂを構成する凸部２７ａｊ２の外径をより厳しい公差で管理し、凸部２７ａｊ１の外径は凸部２７ａｊ２の外径よりも緩い公差で管理することができ、可動鉄心２７ａＢの製造が容易になる。

また、クリアランスＣ１の大きさをクリアランスＣ２の大きさよりも大きくしたことにより、筒状体５の内周面５ｅと摺接する可動鉄心２７ａＢの摺接面（摺動面）の面積を小さくすることができ、内周面５ｅと可動鉄心２７ａＢとの摺動抵抗を小さくすることができる。

さらに本変更例では、上流側ガイド部５０Ｂを構成する凸部２７ａｊ２が、可動子２７において、より上端部の近くに配置されるため、可動子２７の倒れを小さくできる。

第１変更例における変更点は上述した通りであり、それ以外の構成は図１乃至図６で説明した実施例の構成と同様である。従って、図１乃至図６で説明した実施例と同様の作用効果が得られる。

図９は、可動子２７の第２変更例の外観を示す斜視図である。図１０は、図９の可動子２７を組み付けた燃料噴射弁の可動鉄心２７ａＣの近傍を拡大して示す断面図である。

本変更例は、第１変更例の凸部２７ａｊ２を可動鉄心２７ａＣの外周面２７ａｃの上端部に配置したものである。

本変更例では、凸部２７ａｊ２の上端部は、可動子２７の軸線方向２７ｘ（図４参照）方向において、可動鉄心２７ａＣの上端面２７ａｂと同じ位置に設けられている。凸部２７ａｊ２の下端部及び上端部には、図４で説明した面取り部２７ａｊｂと同様な面取り部が設けられ、この面取り部と凸部２７ａｊ２の外周面２７ａｊ２ａとで凸部２７ａｊ２が構成される。凸部２７ａｊ２には面取り部が設けられるため、凸部２７ａｊ２の外周面２７ａｊ２ａの上端部は、可動鉄心２７ａＣの上端面２７ａｂよりも下方に位置する。そして、凸部２７ａｊ１と凸部２７ａｊ２との間に構成される外周面部２７ａｍは、可動鉄心２７ａＣの下端面２７ａｋと凸部２７ａｊ２を介して接続される。

本変更例では、クリアランスＣ０の大きさと、クリアランスＣ１の大きさと、クリアランスＣ２の大きさとを、第１変更例と同じ関係にする。これにより、第１変更例と同様の効果が得られる。さらに本変更例では、凸部２７ａｊ２を可動鉄心２７ａＣの外周面２７ａｃの上端部に配置したことにより、可動鉄心２７ａＣの上端面２７ａｂ側から可動鉄心２７ａＣの外周面２７ａｃと筒状体５の内周面５ｅとの間に異物が侵入するのを防ぐことができる。

本変更例において、上流側ガイド部５０Ｂの機能を凸部２７ａｊ１に持たせてもよい。この場合は、凸部２７ａｊ１の外周面２７ａｊ１ａの外径が最も大きく、凸部２７ａｊ１と凸部２７ａｊ２との間に構成される外周面部２７ａｍの外径が最も小さく、凸部２７ａｊ２の外周面２７ａｊ２ａの外径は外周面２７ａｊ１ａの外径よりも小さく外周面部２７ａｍの外径よりも大きい。これにより、クリアランスＣ１の大きさが最も小さく、クリアランスＣ０の大きさが最も大きく、クリアランスＣ２の大きさはクリアランスＣ１の大きさよりも大きくクリアランスＣ０の大きさよりも小さい。これによっても、可動子２７の倒れを小さくする効果を除いて、第１変更例で説明したのと同様な作用効果が得られる。

第２変更例における変更点は上述した通りであり、それ以外の構成は図１乃至図６で説明した実施例及び第２変更例の構成と同様である。従って、図１乃至図６で説明した実施例及び第２変更例と同様の作用効果が得られる。

上述した第１変更例及び第２変更例において、凸部２７ａｊ１の外周面２７ａｊ１ａの外径と凸部２７ａｊ２の外周面２７ａｊ２ａの外径とを同じにしてもよい。ただし、上述した各外周面２７ａｊ１ａ，２７ａｊ２ａの外径に差をつけることにより得られる効果は、得られなくなる。

図１１を参照して、本発明に係る燃料噴射弁を搭載した内燃機関について説明する。図１１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。

１…燃料噴射弁、１ｘ…中心軸線、３…燃料通路、５…筒状体（ハウジング）、５ｅ…筒状体５の内周面、９…駆動部、１５ｈ…連通路、２５…固定鉄心、２５ａ…固定鉄心２５の貫通孔、２７…可動子、２７ａＡ，２７ａＢ，２７ａＣ…可動鉄心、２７ａｂ…可動鉄心２７ａＡの上端面、２７ａｃ…可動鉄心２７ａＡの外周面、２７ａｊ１…凸部、２７ａｊ２…凸部、２７ａｊ１ａ…凸部２７ａｊ１の外周面、２７ａｊ２ａ…凸部２７ａｊ２の外周面、２７ａｋ…可動鉄心２７ａＡの下端面、２７ｂ…ロッド部、２７ｂｏ…連通孔（開口部）、２７ｃ…弁体、２７ｘ…可動子２７の軸線方向、Ｃ１…凸部２７ａｊ１におけるクリアランス、Ｃ０…外周面部２７ａｍにおけるクリアランス、Ｃ２…凸部２７ａｊ２におけるクリアランス。

Claims (3)

1. 協働して燃料通路を開閉する弁座及び弁体と、一端部に前記弁体が設けられ他端部に可動鉄心が設けられ前記弁体と前記可動鉄心との間にロッド部を有する可動子と、前記可動鉄心を囲繞する筒状体と、前記可動子の変位を案内する上流側ガイド部及び下流側ガイド部と、を備えた燃料噴射弁において、
   前記可動鉄心は、前記弁体が設けられた側に形成された下端面と、前記弁体が設けられた側とは反対側に形成された上端面と、前記上端面と前記下端面との間に形成された外周面と、前記上端面から前記下端面の側に向かって窪んだ凹部と、を有し、
   前記ロッド部は、前記凹部の底部に開口し軸方向に延設された孔と、前記上流側ガイド部よりも下流側で且つ前記下流側ガイド部よりも上流側に設けられ前記孔と前記ロッド部の外側の燃料通路とを連通する連通孔と、を有し、
   さらに前記可動鉄心は、前記外周面の前記弁体が設けられた側の一端部に、径方向外方に突出する第１の凸部を備えると共に、前記外周面の前記第１の凸部に対して前記上端面の側に第２の凸部を備え、
   前記第１の凸部の外径と、前記第２の凸部の外径と、前記第１の凸部及び前記第２の凸部を除く残余の外周面部の外径とは、前記第１の凸部の外径が最も大きく、前記外周面部の外径が最も小さく構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、
   前記第１の凸部は、前記可動子の軸方向における一端部が前記下端面に接続されていることを特徴とする燃料噴射弁。
3. 請求項１又は２に記載の燃料噴射弁において、
   第２の凸部は、前記可動子の軸方向における一端部が前記上端面に接続されていることを特徴とする燃料噴射弁。

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