JPWO2018083795A1 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

燃料噴射弁において、弁体は、コアに対向する筒状のアマチュアと、アマチュアに固定されている弁体本体とを有している。弁体本体は、コアから離れる方向へのアマチュアの変位によりシート面に接触し、コアに近づく方向へのアマチュアの変位によりシート面から離れる。アマチュアのコア側の端部には、凸部と、凸部よりも径方向外側に位置する平面形成部とが設けられている。平面形成部は、凸部から連続する第１の直交平面部を有している。第１の直交平面部は、アマチュアの軸線に直交する平面と平行になっている。凸部は、第１の直交平面部の位置よりもコアに向けて突出している。アマチュアの軸線を含む平面での凸部の外形線は、アマチュアの内周面から連続する弧状の曲線になっている。

Description

この発明は、例えば自動車の内燃機関へ燃料を供給する燃料噴射弁に関するものである。

従来、筒状のハウジング内に弁部材を往復移動可能に収容し、弁部材を弁座に接触させることにより噴孔を閉じ、弁部材を弁座から離すことにより噴孔を開くようにした燃料噴射装置が知られている。ハウジング内には、弁部材と一体に移動する可動コアが収容されている。また、ハウジングには、可動コアの上流側に配置された固定コアが固定されている。ハウジングの周囲には、可動コアを固定コアに吸引する電磁吸引力を発生するコイル部が設けられている。コイル部への通電が停止されているときには、スプリングの力によって、弁部材が弁座に接触している。コイル部への通電が行われると、コイル部の電磁吸引力により、スプリングの力に逆らって、弁部材が弁座から離れる。

従来、可動コアが固定コアに衝突することにより発生する開弁時の作動音を低減するために、ハウジングの内周面と可動コアの外周面との隙間を調整するとともに、可動コアの固定コア側の端部に環状の突出部を設けた燃料噴射装置が提案されている。このような従来の燃料噴射装置では、可動コアと固定コアとの間に存在する空間が突出部の径方向外側で大きくなり、ハウジングの内周面と可動コアの外周面との隙間を流れる燃料の抵抗による流体ダンパ効果が大きくなる。これにより、開弁時の可動コアの速度が低下し、開弁時の作動音が低減する（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−１４８２８０号公報

しかし、特許文献１に示されている従来の燃料噴射装置では、突出部に平坦面が形成されているので、噴孔を閉じる閉弁動作を開始するとき、即ち固定コアから離れる方向への移動を可動コアが開始するときに、可動コアと固定コアとの分離を妨げる流体の貼り付き力、即ちスクイーズ力が大きくなってしまい、閉弁時の応答性が悪化してしまう。

また、特許文献１に示されている従来の燃料噴射装置では、突出部に平坦面が形成されているので、可動コアが固定コアに衝突するときに可動コアが傾いていると、突出部の平坦面の外周の角部が固定コアに接触する。これに対して、可動コアが固定コアに衝突するときに可動コアが傾いていない場合には、突出部の平坦面の仕上り具合に応じて突出部の平坦面が固定コアに部分的に接触する。従って、従来の燃料噴射装置では、突出部が固定コアに接触する位置が燃料噴射装置の個体ごと及び動作ごとに異なることになり、開弁時の作動音のばらつきが生じてしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、開弁時の作動音のばらつきの発生を抑制することができるとともに、閉弁時の応答性の悪化を抑制することができる燃料噴射弁を得ることを目的とする。

この発明による燃料噴射弁は、筒状のコア、シート面が形成され、コアよりも燃料の流れの下流側に配置されている弁座、コアとシート面との間に変位可能に配置され、シート面に接触することにより燃料通路を閉じ、シート面から離れることにより燃料通路を開く弁体、弁座及び弁体を収容する筒状のホルダ、シート面に接触する方向へ弁体を付勢するスプリング、及びスプリングの付勢力に逆らって、シート面から離れる方向へ弁体を変位させる電磁吸引力を発生するコイルを備え、弁体は、コアに対向する筒状のアマチュアと、アマチュアに固定されている弁体本体とを有し、弁体本体は、コアから離れる方向へのアマチュアの変位によりシート面に接触し、コアに近づく方向へのアマチュアの変位によりシート面から離れ、アマチュアのコア側の端部には、凸部と、凸部よりも径方向外側に位置する平面形成部とが設けられており、平面形成部は、凸部から連続する第１の直交平面部を有し、第１の直交平面部は、アマチュアの軸線に直交する平面と平行になっており、凸部は、第１の直交平面部の位置よりもコアに向けて突出しており、アマチュアの軸線を含む平面での凸部の外形線は、アマチュアの内周面から連続する弧状の曲線になっている。

この発明による燃料噴射弁によれば、アマチュアの凸部とコアとの間の接触面積を小さくすることができ、アマチュアがコアから離れる閉弁時にアマチュアとコアとの間に作用するスクイーズ力を低減させることができる。従って、シート面に向けて弁体を変位させやすくすることができ、燃料噴射弁の閉弁時の応答性の悪化を抑制することができる。また、アマチュアの傾きがどのようになっていても、コアと凸部との接触状態のばらつきを小さくすることができ、開弁時の作動音のばらつきの発生を抑制することができる。

この発明の実施の形態１による燃料噴射弁を示す断面図である。 図１のアマチュアを示す拡大断面図である。 図２のアマチュアを示す上面図である。 この発明の実施の形態２による燃料噴射弁のアマチュア及びコアを示す要部拡大断面図である。 この発明の実施の形態３による燃料噴射弁のアマチュア及びコアを示す要部拡大断面図である。 この発明の実施の形態４による燃料噴射弁のアマチュアを示す断面図である。 図６のアマチュアを示す上面図である。 この発明の実施の形態５による燃料噴射弁のアマチュアを示す断面図である。 図８のアマチュアを示す上面図である。 この発明の実施の形態６による燃料噴射弁のアマチュア及びコアを示す要部拡大断面図である。 この発明の実施の形態６による燃料噴射弁のアマチュア及びコアを示す要部拡大断面図である。 図１１のアマチュアを示す上面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による燃料噴射弁を示す断面図である。燃料噴射弁１は、駆動装置２と、駆動装置２により動作される弁装置３とを有している。燃料は、駆動装置２内及び弁装置３内のそれぞれの燃料通路を通った後、弁装置３から噴射される。

駆動装置２は、二段円筒形状の金属製のハウジング４と、ハウジング４の内側に配置されている金属製の筒状のコア５と、コア５を囲んだ状態でハウジング４の内側に配置されているコイル６と、コイル６が巻かれている樹脂製のボビン７と、ハウジング４の外周部の一部に溶接で固定され、コア５の周囲でボビン７を覆っている金属製のキャップ８と、コイル６を外部と電気的に接続するためのターミナル９とを有している。ハウジング４、コア５、コイル６、ボビン７、キャップ８及びターミナル９は、樹脂製の成形体１０によって一体になっている。また、ハウジング４、コア５、コイル６、ボビン７及びキャップ８は、燃料噴射弁１の軸線Ａと同軸に配置されている。

キャップ８には、切欠き部が設けられている。ターミナル９は、キャップ８の切欠き部を通ってコイル６に接続されている。コイル６への通電がターミナル９を通して行われると、コイル６から電磁力が発生する。

弁装置３は、弁座内空間部１１が設けられている弁座１２と、弁座１２よりも燃料の流れの下流側に配置されている噴孔プレート１３と、軸線Ａに沿った方向へ弁座１２に対して変位可能な弁体１４と、弁座１２、噴孔プレート１３及び弁体１４を収容する筒状のホルダ１５と、弁体１４よりも燃料の流れの上流側に配置され、コア５に固定されている筒状の固定ロッド１６と、弁体１４と固定ロッド１６との間に配置されている弾性体であるスプリング１７とを有している。

ホルダ１５は、ハウジング４に固定されている。弁座１２は、ホルダ１５の内周面に固定されている。噴孔プレート１３は、弁座１２に固定されている。弁座１２、噴孔プレート１３、弁体１４、ホルダ１５、固定ロッド１６及びスプリング１７は、燃料噴射弁１の軸線Ａと同軸に配置されている。

弁座１２は、コア５よりも燃料の流れの下流側に配置されている。弁座１２には、弁座内空間部１１から噴孔プレート１３側へ貫通する貫通孔１２ａが燃料通路として設けられている。貫通孔１２ａは、軸線Ａと同軸に設けられている。弁座内空間部１１の内面は、弁体１４が変位される方向に沿った円筒状の摺動面１８と、摺動面１８から貫通孔１２ａに向かって軸線Ａに近づく方向へ連続的に傾斜する円錐状のシート面１９とを有している。即ち、弁座１２の内周部には、軸線Ａに沿った摺動面１８と、軸線Ａに対して傾斜するシート面１９とが形成されている。

弁体１４は、コア５とシート面１９との間に変位可能に配置されている。また、弁体１４は、ホルダ１５内に配置された可動鉄心である筒状のアマチュア２１と、アマチュア２１に固定されている弁体本体２２とを有している。弁体本体２２は、弁座内空間部１１に挿入されているボール２３と、アマチュア２１とボール２３とを連結する筒状の連結部材２４とを有している。弁体１４は、ボール２３を摺動面１８に案内させながら、弁座１２に対して変位される。

アマチュア２１は、燃料噴射弁１の軸線Ａに沿った方向についてコア５と対向している。弁座内空間部１１の内面とボール２３との間には、燃料が流れる燃料通路が形成されている。弁座１２に対して弁体１４が変位すると、弁体本体２２のボール２３が、シート面１９に接触したりシート面１９から離れたりする。弁体本体２２のボール２３は、コア５から離れる方向へのアマチュア２１の変位によりシート面１９に接触し、コア５に近づく方向へのアマチュア２１の変位によりシート面１９から離れる。

ボール２３がシート面１９から離れると、ボール２３とシート面１９との間には、隙間が燃料通路として生じ、燃料通路が開いた状態、即ち開弁状態になる。ボール２３がシート面１９に接触すると、ボール２３とシート面１９との間の隙間がなくなり、燃料通路が閉じた状態、即ち閉弁状態になる。

燃料は、弁座内空間部１１の内面とボール２３との間に生じた燃料通路を、摺動面１８、シート面１９の順に流れた後、貫通孔１２ａを通って噴孔プレート１３へ出る。貫通孔１２ａから噴孔プレート１３へ出る燃料の量は、ボール２３がシート面１９に接触したりボール２３がシート面１９から離れたりすることにより調整される。

コア５のアマチュア２１側の端部には、アマチュア２１に対向するコア下流側端面２５が形成されている。この例では、コア下流側端面２５が、燃料噴射弁１の軸線Ａに直交している。燃料噴射弁１が開弁状態になると、アマチュア２１がコア５のコア下流側端面２５に接触する。

噴孔プレート１３は、溶接により弁座１２に固定されている。噴孔プレート１３には、噴孔プレート１３を貫通する複数の燃料噴射孔２６が設けられている。弁座１２の貫通孔１２ａから噴孔プレート１３へ出た燃料は、複数の燃料噴射孔２６から外部へ噴射される。

スプリング１７は、固定ロッド１６と連結部材２４との間に縮められた状態で弾性復元力を発生している。これにより、スプリング１７は、ボール２３がシート面１９に接触する方向へ弁体１４を付勢している。

コイル６の電磁力が発生すると、アマチュア２１がコア５に吸引される。即ち、コイル６は、アマチュア２１をコア５に吸引する電磁吸引力を発生する。コイル６の電磁吸引力が発生すると、弁体１４は、スプリング１７の付勢力に逆らって、シート面１９から離れる方向へ変位される。

固定ロッド１６内の空間、スプリング１７が配置されている空間、連結部材２４内の空間は、燃料が流れる燃料通路になっている。燃料は、固定ロッド１６、スプリング１７、連結部材２４の順に、燃料通路を流れた後、弁座１２の弁座内空間部１１へ流れる。

図２は、図１のアマチュア２１を示す拡大断面図である。また、図３は、図２のアマチュア２１を示す上面図である。アマチュア２１のコア５側の端部には、凸部３１と、凸部３１よりも径方向外側に位置する平面形成部３２とが設けられている。

アマチュア２１の軸線Ｂに沿って見たときの凸部３１の形状は、図３に示すように、アマチュア２１の周方向に沿った円環状になっている。この例では、アマチュア２１の軸線Ｂを中心とする円上に凸部３１が配置されている。また、凸部３１は、アマチュア２１のコア５側の端部における内周部分に設けられている。さらに、アマチュア２１の軸線Ｂを含む平面でアマチュア２１を切断したときの凸部３１の外形線は、アマチュア２１の内周面から連続しコア５側へ盛り上がる弧状の曲線になっている。この例では、図２に示すように、アマチュア２１の軸線Ｂを含む平面でアマチュア２１を切断したときの凸部３１の外形線が、半径ｒを持つ円弧状になっている。

平面形成部３２は、凸部３１から径方向外側へ連続する第１の直交平面部３３を有している。第１の直交平面部３３は、凸部３１よりも径方向外側でアマチュア２１の全周にわたって形成されている。また、第１の直交平面部３３は、アマチュア２１の軸線Ｂに直交する平面と平行になっている。凸部３１は、アマチュア２１の軸線Ｂに沿った方向について、第１の直交平面部３３の位置からコア５に向けて突出している。

アマチュア２１は、図１に示すように、ホルダ１５に案内されながら燃料噴射弁１の軸線Ａに沿った方向へ変位する。アマチュア２１の外周面とホルダ１５の内周面との間には、隙間ｓが存在している。これにより、アマチュア２１は、燃料噴射弁１の軸線Ａに対して傾いた状態でコア下流側端面２５に接触することがある。

第１の直交平面部３３の位置からの凸部３１の高さは、軸線Ａに対するアマチュア２１の最大の傾きに基づいて設定されている。これにより、アマチュア２１が軸線Ａに対して傾いた状態でコア下流側端面２５に接触したときでも、凸部３１以外のアマチュア２１の他の部分がコア下流側端面２５から離れた状態を保ったまま、凸部３１のみがコア下流側端面２５に接触する。また、アマチュア２１の軸線Ｂを含む平面でアマチュア２１を切断したときの凸部３１の外形線が弧状の曲線になっていることから、燃料噴射弁１が開弁状態になっているときには、凸部３１はコア下流側端面２５に線接触状態で接触する。

次に、動作について説明する。コイル６への通電が停止されている状態では、スプリング１７の付勢力によって、弁体本体２２のボール２３が弁座１２のシート面１９に接触している。これにより、燃料通路が閉じ、弁座１２から噴孔プレート１３への燃料の供給が停止されている。

コイル６への通電が行われると、電磁吸引力が発生し、アマチュア２１がコア５に吸引される。これにより、弁体１４は、スプリング１７の付勢力に逆らって、コア５に向かって変位される。これにより、弁体本体２２のボール２３が弁座１２のシート面１９から離れ、燃料通路が開いた開弁状態になる。

燃料噴射弁１が開弁状態になると、アマチュア２１がコア５のコア下流側端面２５に接触する。このとき、凸部３１以外のアマチュア２１の他の部分がコア下流側端面２５から離れたまま、凸部３１のみがコア下流側端面２５に接触する。凸部３１の外形線が弧状の曲線であることから、凸部３１がコア下流側端面２５に線接触状態で接触する。

開弁状態では、連結部材２４内の燃料通路から弁座内空間部１１に流入した燃料が、ボール２３と摺動面１８との間に生じている燃料通路を通ってシート面１９に達した後、ボール２３とシート面１９との間に生じた燃料通路を通って貫通孔１２ａへ流れる。この後、燃料は、貫通孔１２ａから噴孔プレート１３へ流れ、複数の燃料噴射孔２６を通って外部へ噴射される。

一方、コイル６への通電が停止されると、電磁吸引力がなくなり、スプリング１７の付勢力によって弁体１４が弁座１２のシート面１９に近づく方向へ変位される。この後、弁体本体２２のボール２３がシート面１９に接触し、燃料通路が閉じる。これにより、弁座１２の貫通孔１２ａから噴孔プレート１３への燃料の供給が停止される。

このような燃料噴射弁１では、凸部３１と、凸部３１から連続する第１の直交平面部３３とがアマチュア２１のコア５側の端部に設けられており、アマチュア２１の軸線Ｂを含む平面での凸部３１の外形線が、アマチュア２１の内周面から連続する弧状の曲線になっているので、アマチュア２１の凸部３１がコア５に接触したときに凸部３１とコア５との接触状態を線接触状態にすることができる。これにより、アマチュア２１とコア５との間の接触面積を小さくすることができ、アマチュア２１がコア５から離れる閉弁時にアマチュア２１とコア５との間に作用するスクイーズ力を低減させることができる。従って、シート面１９に向けて弁体１４を変位させやすくすることができ、燃料噴射弁１の閉弁時の応答性の悪化を抑制することができる。また、凸部３１が設けられているので、凸部３１よりも径方向外側でコア下流側端面２５と平面形成部３２との間に存在する空間の容積を大きくすることができ、コア下流側端面２５と平面形成部３２との間に存在する燃料による流体ダンパ効果を大きくすることができる。これにより、コア５に近づく方向への弁体１４の変位に対する抵抗力を大きくすることができ、開弁時の弁体１４の速度を低下させることができる。従って、開弁時の作動音の低減化を図ることができる。

さらに、燃料噴射弁１の開弁時には、アマチュア２１が燃料噴射弁１の軸線Ａに対して傾いた状態でアマチュア２１がコア５に接触することがある。コア５に接触するときのアマチュア２１の傾き度合は、燃料噴射弁１の個体ごとに異なる。また、アマチュア２１の凸部３１に平坦面を設けた場合、凸部の平坦面の仕上り具合も、燃料噴射弁１の個体ごとに異なる。従って、アマチュア２１の凸部３１に平坦面を設けた場合、アマチュア２１がコア５に衝突したときの開弁時の作動音のばらつきが、燃料噴射弁１の個体ごとに大きくなってしまう。即ち、アマチュア２１の凸部３１に平坦面を設けた場合、アマチュア２１の傾きが大きくなると、凸部の平坦面の最外周部でアマチュア２１がコア５に接触し、アマチュア２１の傾きが小さくてコア５のコア下流側端面２５とアマチュア２１の凸部の平坦面とがほぼ平行になると、コア５のコア下流側端面２５及び凸部の平坦面のそれぞれの平面度の仕上り具合によって接触位置がばらつくので、アマチュア２１がコア５に衝突したときに発生する作動音のばらつきが、燃料噴射弁１の個体ごとに大きくなってしまう。

これに対して、本実施の形態では、アマチュア２１の軸線Ｂを含む平面での凸部３１の外形線が、アマチュア２１の内周面から連続する弧状の曲線になっているので、燃料噴射弁１の軸線Ａに対するアマチュア２１の傾きがどのようになっていても、コア下流側端面２５と凸部３１との接触状態のばらつきが小さくなる。これにより、開弁時の作動音のばらつきも小さくすることができる。

さらにまた、アマチュア２１の凸部３１に平坦面を設けた場合には、アマチュア２１が傾くと、凸部３１の平坦面の最外周部がコア５のコア下流側端面２５に接触する。これに対して、本実施の形態では、アマチュア２１の外形線が弧状の曲線であるので、凸部３１の平坦面の最外周部の位置よりもコア５の径方向内側の位置で凸部３１がコア５に接触する。これにより、コア５に対する凸部３１の接触位置からコア５の外周面に振動が達するまでの伝達経路が、凸部３１に平坦面がある場合よりも、凸部３１の外形線が弧状の曲線になっている本実施の形態のほうが長くなる。従って、アマチュア２１の軸線Ｂを含む平面での凸部３１の外形線を弧状の曲線にすることにより、コア５における振動の減衰を大きくすることができ、開弁時の作動音をより確実に抑制することができる。

また、凸部３１は、アマチュア２１の周方向に沿った円環状に配置されているので、コア下流側端面２５にアマチュア２１のうちの凸部３１のみをより確実に接触させることができる。これにより、開弁時の作動音のばらつきをさらに確実に小さくすることができる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による燃料噴射弁のアマチュア２１及びコア５を示す要部拡大断面図である。平面形成部３２は、凸部３１から連続する第１の直交平面部３３と、第１の直交平面部３３よりも径方向外側に位置する第２の直交平面部３４とを有している。第２の直交平面部３４は、第１の直交平面部３３よりも径方向外側でアマチュア２１の全周にわたって形成されている。また、第１の直交平面部３３及び第２の直交平面部３４は、アマチュア２１の軸線Ｂに直交する平面と平行になっている。

第２の直交平面部３４の位置は、第１の直交平面部３３の位置よりもコア下流側端面２５から遠くなっている。即ち、第２の直交平面部３４とコア下流側端面２５との間の距離である第２のギャップｇ２は、第１の直交平面部３３とコア下流側端面２５との間の距離である第１のギャップｇ１よりも大きくなっている。従って、凸部３１よりも径方向外側に存在する空間Ｅでは、平面形成部３２とコア下流側端面２５との間の距離が、第１の直交平面部３３、第２の直交平面部３４の順にアマチュア２１の径方向外側に向かって段階的に広がっている。他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。

このような燃料噴射弁１では、第２の直交平面部３４とコア下流側端面２５との間の距離である第２のギャップｇ２が、第１の直交平面部３３とコア下流側端面２５との間の距離である第１のギャップｇ１よりも大きくなっているので、アマチュア２１が燃料噴射弁１の軸線Ａに対して傾いた状態で凸部３１がコア下流側端面２５に接触した場合でも、第２のギャップｇ２の存在によって、凸部３１以外のアマチュア２１の他の部分がコア下流側端面２５に接触しにくくすることができる。また、平面形成部３２の中で凸部３１に近い部分ほど、コア下流側端面２５に接触しにくいことから、第１の直交平面部３３の位置をコア下流側端面２５に近づけることができ、第１の直交平面部３３とコア下流側端面２５との間の距離である第１のギャップｇ１を小さくすることができる。これにより、コア５とアマチュア２１との間の電磁吸引力を増大させることができ、燃料噴射弁１の開弁時の応答性を向上させることができる。

なお、上記の例では、平面形成部３２に含まれている直交平面部の数が、第１の直交平面部３３及び第２の直交平面部３４の２つであるが、アマチュア２１の軸線Ｂに直交する平面に平行な３つ以上の直交平面部が平面形成部３２に含まれていてもよい。この場合、第１の直交平面部３３よりも径方向外側に第２の直交平面部３４が設けられ、第２の直交平面部３４よりも径方向外側に別の直交平面部が設けられる。また、この場合、平面形成部３２とコア下流側端面２５との間の距離がアマチュア２１の径方向外側に向かって段階的に広がるように、平面形成部３２の各直交平面部がアマチュア２１のコア５側の端部に形成される。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３による燃料噴射弁のアマチュア２１及びコア５を示す要部拡大断面図である。アマチュア２１のコア５側の端部には、平面形成部３２よりも径方向外側に位置するアマチュア側テーパ面部４１が設けられている。アマチュア側テーパ面部４１は、平面形成部３２よりも径方向外側でアマチュア２１の全周にわたって形成されている。

アマチュア側テーパ面部４１は、アマチュア２１の軸線Ｂに対して傾斜している。また、アマチュア側テーパ面部４１は、平面形成部３２から径方向外側に向かってコア５から離れる方向へ傾斜している。この例では、第１の直交平面部３３のみが平面形成部３２に含まれており、第１の直交平面部３３から連続して、アマチュア側テーパ面部４１が径方向外側に向かってコア５から離れる方向へ傾斜している。これにより、凸部３１よりも径方向外側に存在する空間Ｅでは、アマチュア側テーパ面部４１とコア下流側端面２５との間の距離が、アマチュア２１の径方向外側に向かって連続的に広がっている。他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。

このような燃料噴射弁１では、平面形成部３２から径方向外側に向かってコア５から離れる方向へ傾斜するアマチュア側テーパ面部４１がアマチュア２１のコア５側の端部に設けられているので、アマチュア２１が燃料噴射弁１の軸線Ａに対して傾いた状態で凸部３１がコア下流側端面２５に接触した場合でも、実施の形態２と同様に、凸部３１以外のアマチュア２１の他の部分がコア下流側端面２５に接触しにくくすることができる。また、アマチュア２１のコア５側の端部の中で凸部３１に近い部分をコア下流側端面２５に近づけることができ、コア５とアマチュア２１との間の電磁吸引力を増大させることができる。さらに、アマチュア側テーパ面部４１が連続的に傾斜しているので、アマチュア側テーパ面部４１において段差をなくすことができ、段差における電磁吸引力の損失をなくすことができる。これにより、コア５とアマチュア２１との間の電磁吸引力をさらに増大させることができ、燃料噴射弁１の開弁時の応答性をさらに向上させることができる。

実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４による燃料噴射弁のアマチュア２１を示す断面図である。また、図７は、図６のアマチュア２１を示す上面図である。アマチュア２１の周方向について環状に配置されている凸部３１には、複数の凹部４２が設けられている。複数の凹部４２は、アマチュア２１の周方向について互いに離して凸部３１に設けられている。これにより、アマチュア２１の周方向について凹部４２によって分割された複数の凸部３１が、アマチュア２１のコア５側の端部に設けられている。即ち、アマチュア２１のコア５側の端部には、複数の凸部３１が、アマチュア２１の周方向について凹部４２を介して互いに間隔を置いて設けられている。この例では、６つの凹部４２が凸部３１に設けられ、凹部４２によって分割された６つの凸部３１がアマチュア２１のコア５側の端部に設けられている。

各凹部４２の底面４３は、第１の直交平面部３３に連続している。また、各凹部４２の底面４３は、アマチュア２１の内周面にも連続している。さらに、各凹部４２の底面４３は、アマチュア２１の軸線Ｂに直交する平面と平行になっている。即ち、各凹部４２の底面４３は、第１の直交平面部３３と同一平面上に存在している。他の構成は実施の形態１と同様である。

このような燃料噴射弁１では、凸部３１に凹部４２が設けられているので、コア５に対するアマチュア２１の接触面積を凹部４２によってさらに小さくすることができる。これにより、閉弁時にコア５とアマチュア２１との間に作用するスクイーズ力をさらに小さくすることができ、閉弁時の応答性の向上をさらに図ることができる。また、凹部４２の底面４３が、第１の直交平面部３３に連続し、かつアマチュア２１の軸線Ｂに直交する平面と平行になっているので、凹部４２の底面４３を第１の直交平面部３３と同一平面上に配置することができ、凹部４２の底面４３をコア下流側端面２５に近づけることができる。これにより、コア５とアマチュア２１との間の電磁吸引力の低下を抑制することができる。

また、アマチュア２１のコア５側の端部には、複数の凸部３１がアマチュア２１の周方向について互いに間隔を置いて配置されているので、閉弁時にコア５とアマチュア２１との間に作用するスクイーズ力をさらに小さくすることができ、閉弁時の応答性の向上をさらに図ることができる。

なお、上記の例では、複数の凹部４２が凸部３１に設けられているが、これに限定されず、１つの凹部４２のみを凸部３１に設けてもよい。このようにしても、コア５に対するアマチュア２１の接触面積を小さくすることができ、閉弁時の応答性の向上を図ることができる。

また、上記の例では、凹部４２の底面４３が第１の直交平面部３３と同一平面上に存在しているが、凹部４２の底面４３を第１の直交平面部３３の位置よりもコア下流側端面２５に近い位置に形成してもよい。このようにすれば、コア５とアマチュア２１との間の電磁吸引力の低下の抑制をさらに図ることができる。

実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５による燃料噴射弁のアマチュア２１を示す断面図である。また、図９は、図８のアマチュア２１を示す上面図である。アマチュア２１のコア５側の端部には、複数の凸部３１がアマチュア２１の周方向について互いに間隔を置いて配置されている。複数の凸部３１のそれぞれの外面の形状は、球面の部分の形状になっている。この例では、アマチュア２１の軸線Ｂを中心とする円上に複数の凸部３１が配置され、複数の凸部３１の外面の形状がすべて同じ形状になっている。他の構成は実施の形態４と同様である。

このような燃料噴射弁１では、複数の凸部３１がアマチュア２１の周方向について互いに間隔を置いて配置され、複数の凸部３１のそれぞれの外面の形状が球面の部分の形状になっているので、コア下流側端面２５に対するアマチュア２１の接触状態を点接触状態にすることができる。これにより、コア下流側端面２５とアマチュア２１との接触面積をさらに小さくすることができ、閉弁時にコア５とアマチュア２１との間に作用するスクイーズ力をさらに小さくすることができる。従って、閉弁時の応答性の向上をさらに図ることができる。

実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６による燃料噴射弁のアマチュア２１及びコア５を示す要部拡大断面図である。コア５のアマチュア２１側の端部に形成されているコア下流側端面２５は、コア５の軸線Ａを囲む環状のコア側直交平面部５２と、コア側直交平面部５２よりも径方向内側に位置する円錐状のコア側テーパ面部５１とを有している。

コア側直交平面部５２は、コア５の軸線Ａに直交する平面と平行になっている。コア側テーパ面部５１は、コア５の軸線Ａに対して傾斜している。また、コア側テーパ面部５１は、コア側直交平面部５２からコア５の径方向内側に向かってアマチュア２１から離れる方向へ傾斜している。これにより、コア５のアマチュア２１の端部には、コア５の軸線Ａに向かって窪む窪み部がコア側テーパ面部５１によって形成されている。凸部３１は、コア５の軸線Ａに沿った方向について、コア側テーパ面部５１に対向している。

開弁時にアマチュア２１の軸線Ｂがコア５の軸線Ａに対して偏芯した状態でアマチュア２１がコア５に吸引されると、アマチュア２１がコア５の軸線Ａに対して傾いた状態で凸部３１が図１０のコア側テーパ面部５１のＰ点に接触する。凸部３１がコア側テーパ面部５１のＰ点に接触すると、凸部３１がコア側テーパ面部５１に沿って滑りながら図１０の矢印ｄの方向、即ちアマチュア２１の軸線Ｂがコア５の軸線Ａに近づく調芯方向へ変位され、最終的には凸部３１がコア５の全周にわたってコア側テーパ面部５１に接触する。他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。

このような燃料噴射弁１では、コア５の径方向内側に向かってアマチュア２１から離れる方向へ傾斜するコア側テーパ面部５１がコア５のアマチュア２１側の端部に設けられ、凸部３１がコア側テーパ面部５１に対向しているので、アマチュア２１の軸線Ｂがコア５の軸線Ａに対して偏芯した状態でアマチュア２１がコア５に接触した場合でも、凸部３１がコア側テーパ面部５１に案内されることにより、アマチュア２１の軸線Ｂとコア５の軸線Ａとの偏芯を小さくする方向へアマチュア２１をコア５に対して自動的に変位させることができる。また、コア下流側端面２５がコア５の軸線Ａに直交する平面である場合、開弁時に凸部３１がコア下流側端面２５に衝突すると、アマチュア２１がコア５に対してバウンスしやすくなるが、開弁時に凸部３１がコア側テーパ面部５１に衝突するようにすると、凸部３１がコア側テーパ面部５１に沿って滑るので、アマチュア２１がコア５に対してバウンスしにくくなる。従って、コア５のアマチュア２１側の端部にコア側テーパ面部５１を設けることにより、開弁時の応答性の向上をさらに図ることができる。さらに、凸部３１がコア側テーパ面部５１に沿って滑るときに、凸部３１とコア側テーパ面部５１との間で摩擦の損失が生じるので、アマチュア２１からコア５に伝わるエネルギを小さくすることができ、開弁時の作動音の低減化をさらに図ることができる。

なお、上記の例では、コア下流側端面２５がコア側直交平面部５２及びコア側テーパ面部５１を有しているが、コア側直交平面部５２はなくてもよい。

実施の形態７．
図１１は、この発明の実施の形態６による燃料噴射弁のアマチュア２１及びコア５を示す要部拡大断面図である。また、図１２は、図１１のアマチュア２１を示す上面図である。凸部３１と第１の直交平面部３３との間には、凸部３１と第１の直交平面部３３とを滑らかにつなぐ曲面部５３が設けられている。この例では、アマチュア２１の軸線Ｂを含む平面において、曲面部５３である円弧の半径Ｒが、凸部３１の外形線である円弧の半径ｒよりも大きくなっている。他の構成及び動作は実施の形態６と同様である。

このような燃料噴射弁１では、凸部３１と第１の直交平面部３３とを滑らかにつなぐ曲面部５３が凸部３１と第１の直交平面部３３との間に設けられているので、凸部３１と第１の直交平面部３３との境界での燃料の流れの淀みを曲面部５３によって抑制することができる。これにより、燃料の淀み部分の圧力損失による空間Ｅにおける圧力の低下を抑制することができ、開弁時の流体ダンパ効果の低下を抑制することができる。

なお、上記の例では、凸部３１と第１の直交平面部３３とを滑らかにつなぐ曲面部５３が実施の形態６のアマチュア２１に適用されているが、凸部３１と第１の直交平面部３３とを滑らかにつなぐ曲面部５３を実施の形態１〜５のアマチュア２１に適用してもよい。このようにしても、

また、実施の形態２において、第１の直交平面部３３と第２の直交平面部３４とを滑らかにつなぐ曲面部を第１の直交平面部３３と第２の直交平面部３４との間に設けてもよい。このようにしても、第１の直交平面部３３と第２の直交平面部３４との境界での燃料の流れの淀みを抑制することができ、空間Ｅにおける圧力の低下を抑制することができる。さらに、実施の形態３において、平面形成部３２とアマチュア側テーパ面部４１とを滑らかにつなぐ曲面部を平面形成部３２とアマチュア側テーパ面部４１との間に設けてもよい。平面形成部３２とアマチュア側テーパ面部４１との境界での燃料の流れの淀みを抑制することができ、空間Ｅにおける圧力の低下を抑制することができる。

また、実施の形態３〜７のアマチュア２１には、平面形成部３２が複数の直交平面部を有する実施の形態２と同様の構成を適用してもよい。

また、実施の形態４〜７のアマチュア２１には、実施の形態３と同様のアマチュア側テーパ面部４１を適用してもよい。

また、実施の形態２〜５のコア５には、実施の形態６と同様のコア側テーパ面部５１を適用してもよい。

なお、本発明は、発明の範囲内において、各上記実施の形態を自由に組み合わせたり、各上記実施の形態を適宜、変形及び省略したりすることが可能である。

１ 燃料噴射弁、５ コア、６ コイル、１２ 弁座、１４ 弁体、１５ ホルダ、１７ スプリング、１９ シート面、２１ アマチュア、２２ 弁体本体、３１ 凸部、３２ 平面形成部、３３ 第１の直交平面部、３４ 第２の直交平面部、４１ アマチュア側テーパ面部、４２ 凹部、５１ コア側テーパ面部、５３ 曲面部。

Claims (11)

1. 筒状のコア、
   シート面が形成され、前記コアよりも燃料の流れの下流側に配置されている弁座、
   前記コアと前記シート面との間に変位可能に配置され、前記シート面に接触することにより燃料通路を閉じ、前記シート面から離れることにより燃料通路を開く弁体、
   前記弁座及び前記弁体を収容する筒状のホルダ、
   前記シート面に接触する方向へ前記弁体を付勢するスプリング、及び
   前記スプリングの付勢力に逆らって、前記シート面から離れる方向へ前記弁体を変位させる電磁吸引力を発生するコイル
   を備え、
   前記弁体は、前記コアに対向する筒状のアマチュアと、前記アマチュアに固定されている弁体本体とを有し、
   前記弁体本体は、前記コアから離れる方向への前記アマチュアの変位により前記シート面に接触し、前記コアに近づく方向への前記アマチュアの変位により前記シート面から離れ、
   前記アマチュアの前記コア側の端部には、凸部と、前記凸部よりも径方向外側に位置する平面形成部とが設けられており、
   前記平面形成部は、前記凸部から連続する第１の直交平面部を有し、
   前記第１の直交平面部は、前記アマチュアの軸線に直交する平面と平行になっており、
   前記凸部は、前記第１の直交平面部の位置よりも前記コアに向けて突出しており、
   前記アマチュアの軸線を含む平面での前記凸部の外形線は、前記アマチュアの内周面から連続する弧状の曲線になっている燃料噴射弁。
2. 前記凸部は、前記アマチュアの周方向に沿った円環状に配置されている請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記凸部には、凹部が設けられている請求項２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記アマチュアの前記コア側の端部には、複数の前記凸部が設けられており、
   前記複数の凸部は、前記アマチュアの周方向へ互いに間隔を置いて配置されている請求項１に記載の燃料噴射弁。
5. 前記複数の凸部のそれぞれの外面の形状は、球面の部分の形状になっている請求項４に記載の燃料噴射弁。
6. 前記平面形成部は、前記第１の直交平面部よりも径方向外側に位置する第２の直交平面部を有しており、
   前記第２の直交平面部は、前記アマチュアの軸線に直交する平面と平行になっており、
   前記第２の直交平面部と前記コアとの間の距離は、前記第１の直交平面部と前記コアとの間の距離よりも大きくなっている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
7. 前記第１の直交平面部と前記第２の直交平面部との間には、前記第１の直交平面部と前記第２の直交平面部とを滑らかにつなぐ曲面部が設けられている請求項６に記載の燃料噴射弁。
8. 前記アマチュアの前記コア側の端部には、前記平面形成部から径方向外側に向かって前記コアから離れる方向へ傾斜するアマチュア側テーパ面部が設けられている請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
9. 前記平面形成部と前記アマチュア側テーパ面部との間には、前記平面形成部と前記アマチュア側テーパ面部とを滑らかにつなぐ曲面部が設けられている請求項８に記載の燃料噴射弁。
10. 前記コアの前記アマチュア側の端部には、前記コアの径方向内側に向かって前記アマチュアから離れる方向へ傾斜するコア側テーパ面部が設けられており、
    前記凸部は、前記コア側テーパ面部に対向している請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
11. 前記凸部と前記第１の直交平面部との間には、前記凸部と前記第１の直交平面部とを滑らかにつなぐ曲面部が設けられている請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

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