JPWO2019102806A1 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

燃料噴射装置において、閉弁時における燃料シール性を向上する構成を提供することにある。そのため、燃料流路を開閉する弁体と、上流側と下流側を連通する燃料通路孔が形成され、前記弁体を上流側に向かって動作させる可動鉄心と、一端が前記可動鉄心に当接し、前記可動鉄心を開弁方向に付勢する付勢ばねと、前記付勢ばねの前記一端の動きを規制する規制部と、を備え、前記付勢ばねの前記一端が径方向に動いて前記規制部に規制されるまでの該一端の径方向移動距離よりも、前記一端と前記燃料通路孔との間の最短距離が大きい、ことを特徴とする。

Description

本発明は、内燃機関に用いられ、主に燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２０１７−１４９２１号公報がある。この公報には、固定鉄心、可動鉄心、ハウジング、筒状部材の大径部へ、磁束が周回するように磁路が形成され、固定鉄心の下端面と可動鉄心の上端面との間を流れる磁束によって発生する磁気吸引力によって可動鉄心を固定鉄心方向へ吸引し、可動鉄心の中央部には、上端面側から下端面側に窪んだ凹部が形成され、上端面と凹部の底面には、中心軸線に沿う方向に下端面側まで貫通する燃料通路として燃料通路孔が形成されており、第２ばねの上端部は、可動鉄心の下面に当接し、第２ばねの下端部はノズル体の段差部と当接し、可動鉄心を上方向に付勢する、という燃料噴射弁が記載されている。

特開２０１７−１４９２１号公報

上記の特開２０１７−１４９２１号公報に記載の燃料噴射弁では、可動鉄心を上方向に付勢している第２ばねの下端部はノズル体の段差部と当接している。

この第２ばねを、例えば、ばね軸方向と直交する平面に、第２ばねのばね軸方向を垂直方向にしたままで置いた場合、第２ばねの下端部の巻き終わり部が最初に平面に接触する。第２ばねの上端部や下端部の巻き終わり部には、通常、第２ばねの線径分の段差が生じている。したがって、第２ばねを垂直方向にしたままでばね軸方向と直交する平面に置いた場合、下端部の巻き終わり部の段差により、第２ばねのばね軸方向が、垂直方向から、巻き終わり部の反対方向へと傾斜することになる。

可動鉄心には燃料通路孔が形成されており、上記したように第２ばねが傾斜して配置されると、第２ばねの上端部の巻き終わり部が、可動鉄心の下端面の燃料通路孔に達し、燃料通路孔の内部に引っかかってしまう虞がある。

可動鉄心が上下方向に動作するのに伴い、可動鉄心の下端面と当接している第２ばねの上端部も同様に上下方向に動作する。第２ばねは、上下方向に動作することにより捻りながら長さを変化させている。

上記したように、第２ばねの上端部が燃料通路孔の内部に引っかかってしまうと、第２ばねが捻ることによる力が可動鉄心を偏心させ、可動鉄心と弁体との摺動部を偏摩耗させる。これにより、可動鉄心と弁体とが固着し一体となって動作し、閉弁時の弁座への衝撃力が増加する。さらに、摺動部の偏摩耗によって弁体と弁座との燃料シール部が片当たりし、燃料シール性が悪化するという問題があった。

そこで本発明の目的は、燃料噴射装置において、閉弁時における燃料シール性を向上する構成を提供することにある。

上記した課題を解決するために本発明は、燃料流路を開閉する弁体と、上流側と下流側を連通する燃料通路孔が形成され、前記弁体を上流側に向かって動作させる可動鉄心と、一端が前記可動鉄心に当接し、前記可動鉄心を開弁方向に付勢する付勢ばねと、前記付勢ばねの前記一端の動きを規制する規制部と、を備え、前記付勢ばねの前記一端が径方向に動いて前記規制部に規制されるまでの該一端の径方向移動距離よりも、前記一端と前記燃料通路孔との間の最短距離が大きい、ことを特徴とする。

また本発明は、燃料流路を開閉する弁体と、前記弁体を上流側に向かって動作させる可動鉄心と、下端部から上端部に向かって外径が縮小するように形成され、前記上端部が前記可動鉄心の下端面に接触することで前記可動鉄心を上流側に向かって付勢する付勢ばねと、を備えた、ことを特徴とする。

上記のように構成した本発明によれば、燃料噴射装置の長期使用時における閉弁時の燃料シール性の安定化を促進することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施例１に係る燃料噴射装置の構造を示す断面図であって、中心軸線１００ａに平行な切断面を示す縦断面図である。 本発明の実施例１に係る燃料噴射装置の可動鉄心近傍を説明する図であって、図１に示した燃料噴射装置の電磁駆動部を拡大して示す断面図である。 本発明の実施例２に係る燃料噴射装置の可動鉄心近傍を説明する図であって、図１に示した燃料噴射装置の電磁駆動部に相当する箇所を拡大して示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

図１及び図２を用いて、本発明の実施例１に係る燃料噴射装置１００の構成について説明する。図１は本発明の実施例１に係る燃料噴射装置の構造を示す断面図であって、中心軸線１００ａに平行な切断面を示す縦断面図である。図２は図１に示した燃料噴射装置１００の電磁駆動部４００を拡大して示す断面図である。図２においては、見やすさのため、弁体１０２のハッチングを省略している。

燃料噴射装置１００は、燃料を供給する燃料供給部２００と、燃料の流通を許したり遮断したりする弁部３００ａが先端部に設けられたノズル部３００と、弁部３００ａを駆動する電磁駆動部４００と、を有して構成される。

本実施例では、燃料噴射装置１００が、ガソリンを燃料とする内燃機関用の電磁式燃料噴射装置である場合を例にして説明する。なお、燃料供給部２００、弁部３００ａ、ノズル部３００及び電磁駆動部４００は、図１に記載した断面に対して該当する部分を指示しており、単一の部品を示すものではない。

本実施例の燃料噴射装置１００では、図１における上端側に燃料供給部２００が設けられ、下端側にノズル部３００が設けられ、燃料供給部２００とノズル部３００との間に電磁駆動部４００が設けられて構成されている。すなわち、中心軸線１００ａ方向に沿って、燃料供給部２００、電磁駆動部４００及びノズル部３００がこの順に配置されている。

燃料供給部２００は、ノズル部３００とは反対側の端部が図示しない燃料配管に連結される。ノズル部３００は、燃料供給部２００とは反対側の端部が、図示しない吸気管或いは内燃機関の燃焼室形成部材（シリンダブロック、シリンダヘッド等）に形成された取付穴（挿入孔）に挿入される。

燃料噴射装置１００は燃料供給部２００を通じて燃料配管から燃料の供給を受け、ノズル部３００の先端部から吸気管或いは燃焼室内に燃料を噴射する。燃料噴射装置１００の内部には、燃料供給部２００の前記端部（ノズル部３００とは反対側の端部）からノズル部３００の先端部（吸気管或いは燃焼室内に向いた端部）まで、ほぼ燃料噴射装置１００の中心軸線１００ａ方向に沿って、燃料が流れるように、燃料通路１０１（１０１ａ〜１０１ｆ）が構成されている。

なお、以下の説明においては、燃料噴射装置１００の中心軸線１００ａに沿う方向の両端部について、ノズル部３００とは反対側に位置する燃料供給部２００の端部或いは端部側を、基端部或いは基端側と呼び、燃料供給部２００とは反対側に位置するノズル部３００の端部或いは端部側を、先端部或いは先端側と呼ぶ。また、図１の上下方向を基準として、燃料噴射装置１００を構成する各部に「上」又は「下」を付けて説明する。これは、説明を分かり易くするために行うものであり、内燃機関に対する燃料噴射装置１００の実装形態をこの上下方向に限定するものではない。

（構成説明）
以下、燃料供給部２００、電磁駆動部４００及びノズル部３００の構成について、詳細に説明する。

燃料供給部２００は、燃料パイプ２０１によって構成される。燃料パイプ２０１の一端部（上端部）には、燃料供給口２０１ａが設けられ、燃料パイプ２０１の内側には燃料通路１０１ａが中心軸線１００ａに沿う方向に貫通するように形成されている。燃料パイプ２０１の他端部（下端部）は固定鉄心４０１の一端部（上端部）に接合されている。

燃料パイプ２０１の上端部の外周側には、Ｏリング２０２とバックアップリング２０３とが設けられている。

Ｏリング２０２は、燃料供給口２０１ａが燃料配管に取り付けられた際に、燃料漏れを防止するシールとして機能する。また、バックアップリング２０３はＯリング２０２をバックアップするためのものである。バックアップリング２０３は複数のリング状部材が積層されて構成される場合もある。燃料供給口２０１ａの内側には燃料に混入した異物を濾しとるフィルタ２０４が配設されている。

ノズル部３００は、ノズル体３００ｂを備え、ノズル体３００ｂの先端部（下端部）に弁部３００ａが設けられている。ノズル体３００ｂは中空の筒状体であり、弁部３００ａの上流側に燃料通路１０１ｆを構成している。また、電磁駆動部４００の下方の燃料通路１０１ｅには可動鉄心受部３１１が設けられている。なお、ノズル体３００ｂの先端部の外周面には、内燃機関に搭載される際に気密を維持するチップシール１０３が設けられている。

弁部３００ａは、噴射孔形成部材３０１と、ガイド部３０２と、弁体１０２と、を備えている。

噴射孔形成部材３０１は、弁体１０２と接して燃料を封止する弁座３０１aと、燃料を噴射する燃料噴射孔３０１ｂと、を有して構成される。噴射孔形成部材３０１は、ノズル体３００ｂの先端部に形成された凹部内周面３００ｂａに挿入されて固定されている。このとき、噴射孔形成部材３０１の先端面の外周とノズル体３００ｂの先端面内周とが溶接され、燃料をシールしている。

ガイド部３０２は噴射孔形成部材３０１の内周側にあり、弁体１０２の先端側（下端側）のガイド面を構成し、中心軸線１００ａに沿う方向（開閉弁方向）における弁体１０２の移動を案内する。

電磁駆動部４００は、固定鉄心４０１と、コイル４０２と、ハウジング４０３と、可動鉄心４０４と、中間部材４１４と、プランジャキャップ４１０と、第１ばね部材４０５と、第３ばね部材４０６と、第２ばね部材４０７と、を有して構成されている。固定鉄心４０１は固定コアとも呼ばれる。可動鉄心４０４は可動コア、可動子やアマーチャとも呼ばれる。

固定鉄心４０１は、中心部に燃料通路１０１ｃを有するとともに、燃料パイプ２０１との接合部である接合部４０１ａを有する。固定鉄心４０１の外周面４０１ｂはノズル体３００ｂの大径部３００ｃと嵌合接合され、外周面４０１ｂよりも大径となる外周面４０１ｅは、外周側固定鉄心４０１ｄと嵌合接合されている。固定鉄心４０１及び筒状部材の大径部３００ｃの外周側にはコイル４０２が巻回されている。

ハウジング４０３はコイル４０２の外周側を囲むように設けられ、燃料噴射装置１００の外周を構成している。ハウジング４０３の上端側内周面４０３ａは、外周側固定鉄心４０１ｄの外周面４０１ｆに接続されている。

固定鉄心４０１の下端面４０１ｇ側には、可動鉄心４０４が配置されている。可動鉄心４０４の上端面４０４ｃは、閉弁状態において、固定鉄心４０１の下端面４０１ｇと隙間ｇ２を有して対向している（図２参照）。また、可動鉄心４０４の外周面はノズル体３００ｂの大径部３００ｃの内周面と僅かな隙間を介して対向しており、可動鉄心４０４は筒状部材の大径部３００ｃの内側で中心軸線１００ａに沿う方向に移動可能に設けられている。

固定鉄心４０１、可動鉄心４０４、ハウジング４０３、筒状部材の大径部３００ｃへ、磁束が周回するように磁路が形成される。固定鉄心４０１の下端面４０１ｇと可動鉄心４０４の上端面４０４ｃとの間を流れる磁束によって発生する磁気吸引力によって可動鉄心４０４を固定鉄心４０１方向へ吸引する。

可動鉄心４０４の中央部には、上端面４０４ｃ側から下端面４０４ａ側に窪んだ凹部４０４ｂが形成されている。上端面４０４ｃと凹部４０４ｂの底面４０４ｂ’（図２参照）には、中心軸線１００ａに沿う方向に下端面４０４ａ側まで貫通する燃料通路１０１ｄとして上流側と下流側を連通する燃料通路孔４０４ｄが形成されている。また、凹部４０４ｂの底面４０４ｂ’には、中心軸線１００ａに沿う方向に下端面４０４ａ側まで貫通する貫通孔４０４ｅが形成されている。貫通孔４０４ｅを挿通するように燃料流路を開閉する弁体１０２が設けられ、可動鉄心４０４は弁体１０２を上流側に向かって動作させる。弁体１０２には、プランジャキャップ４１０が嵌合により固定されており、太径部１０２ａ（図２参照）を有する。

中間部材４１４は、内外周に段差となる凹部４０４ｂを有する筒状部材であり、下側の面のうち内周側の面４１４ａ（図２参照）を弁体１０２の太径部１０２ａの上面１０２ｂ（図２参照）と当接し、下側の面のうち外周側の面４１４ｂを可動鉄心４０４の凹部４０４ｂの底面４０４ｂ’と当接している。

弁体１０２の太径部１０２ａの下面１０２ｃ（図２参照）と可動鉄心４０４の凹部４０４ｂの底面４０４ｂ’との間には隙間ｇ１を有している（図２参照）。中間部材４１４の凹部段差の高さ４１４ｈ（図２参照）から、弁体１０２の太径部１０２ａの上面１０２ｂと下面１０２ｃとがなす高さｈ（図２参照）を引いた長さが、上記隙間ｇ１となっている。

第１ばね部材４０５の上端部は、ばね力調整部材１０６の下端面に当接し、第１ばね部材４０５の下端部は、プランジャキャップ４１０の上部ばね受け４１０ａ（図２参照）に当接し、第１ばね部材４０５は、プランジャキャップ４１０を介し、弁体１０２を下方に付勢している。

第３ばね部材４０６の上端部は、プランジャキャップ４１０の下方ばね受け部４１０ｂ（図２参照）と当接し、第３ばね部材４０６の下端部は、中間部材４１４の上面４１４ｃ（図２参照）に当接し、第３ばね部材４０６は、中間部材４１４を閉弁方向に付勢している。

第２ばね部材４０７の上端部は、可動鉄心４０４の下端面４０４ａに当接し、第２ばね部材４０７の下端部は、ノズル体３００ｂの底面３００ｄと当接し、第２ばね部材４０７は、可動鉄心４０４を開弁方向に付勢している。

すなわち、本実施例の電磁弁（燃料噴射装置１００）は、弁体１０２を閉弁方向に向かって付勢する第１ばね部材４０５と、プランジャキャップ４１０又は弁体１０２に取り付けられ、予備ストローク隙間(g1)を大きくする方向に中間部材４１４を付勢する第３ばね部材４０６と、可動鉄心４０４を開弁方向に付勢する第２ばね部材４０７と、を備え、第１ばね部材４０５のばね力＞第３ばね部材４０６のばね力＞第２ばね部材４０７のばね力であることを特徴とする。これにより、閉弁状態において予備ストローク隙間(g1)が形成される。

コイル４０２は、不図示のボビンに巻かれた状態で、固定鉄心４０１及び筒状部材であるノズル体３００ｂの大径部３００ｃの外周側に組み付けられ、その周囲には樹脂材がモールドされている。このモールドに使用される樹脂材により、コイル４０２から引き出されたターミナル１０４を有するコネクタ１０５が一体的に成形されている。

ここで本実施例の燃料噴射装置１００は、燃料流路を開閉する弁体１０２と、弁体１０２を上流側（開弁方向）に向かって動作させる可動鉄心４０４と、を備えている。そして、図２に示すように、第２ばね部材４０７は下端部から上端部に向かって外径が縮小するように形成され、第２ばね部材４０７の上端面は可動鉄心４０４の下端面４０４ａに接触することで可動鉄心４０４を上流側に向かって付勢する。

本実施例の構成により、第２ばね部材４０７は上端部が可動鉄心４０４の燃料通路孔４０４ｄに対して径方向内側に位置し、第２ばね部材４０７の上端部が可動鉄心４０４の燃料通路孔４０４ｄと重なって、この燃料通路孔４０４ｄに引っかからないようにすることが可能である。これにより、第２ばね部材４０７のばね軸方向が、垂直方向から、巻き終わり部の反対側の方向に傾斜して配置されたとしても、第２ばね部材４０７の上端部が燃料通路孔４０４ｄの下面と重なることがないので、従来のように可動鉄心４０４が偏心することを抑制できる。よって、可動鉄心４０４と弁体１０２との摺動部の偏摩耗を抑制し、結果として燃料シール性が悪化することを抑制できる。

可動鉄心４０４には上流側と下流側とを連通する燃料通路孔４０４ｄが形成され、第２ばね部材４０７の上端部が燃料通路孔４０４ｄの径方向内側と接触する。より具体的には、第２ばね部材４０７の上端部は、可動鉄心４０４のうち燃料通路孔４０４ｄよりも径方向内側の内径部４０４Ａ（図２参照）の下端面４０４ａと接触する。このとき付勢ばね（第２ばね部材４０７）は、上端部の外径部４０７ＤＡ（図２参照）が可動鉄心４０４の内径部４０４Ａの径方向中央部（下端面４０４ａのうち、その最内周位置とその最外周位置との間の中央位置）と対応する位置で当接するように構成されている。この構成により、第２ばね部材４０７の上端部が確実に可動鉄心４０４の燃料通路孔４０４ｄと重ならないようにし、この燃料通路孔４０４ｄに引っかからないようにすることが可能である。

第２ばね部材４０７の下端部は、弁体１０２を内周側に保持し、ノズル体３００ｂの段差部３００ｆ（図２参照）の底面３００ｄに接触する。すなわち、本実施例の燃料噴射装置１００は、弁体１０２を内周側に保持するとともに、内周側に付勢ばね（第２ばね部材４０７）を保持する段差部３００ｆを有する保持部材(ノズル体３００ｂ)を備え、段差部３００ｆの底面３００ｄに付勢ばね（第２ばね部材４０７）の下端部が接触して支持される。さらに、付勢ばね（第２ばね部材４０７）は、下端部の外径部４０７ＤＢ（図２参照）が可動鉄心４０４の内径部４０４Ａと対応する位置で保持部材(ノズル体３００ｂ)の段差部３００ｆの底面３００ｄと接触するように構成されている。すなわち、第２ばね部材４０７の下端部がノズル体３００ｂの小内径３００ｅ（図２参照）へ落ち込まないように構成するとともに第２ばね部材４０７の下端部の外径部４０７ＤＢを必要以上に大きくしないことによりノズル体３００ｂの加工量と第２ばね部材４０７を構成する材料を低減している。同様に、第２ばね部材４０７の下端部の外径部４０７ＤＢを必要以上に大きくしないことにより、第２ばね部材４０７の下端部の外径部４０７ＤＢと上端部の外径部４０７ＤＡの外径の差が小さくなるため上端部と下端部の径の切り替わる範囲で発生する荷重のばらつきを低減することができ、結果として第２ばね部材４０７の荷重ばらつきを低減できる。

繰り返しになるが、第２ばね部材４０７の上端部が径方向に動いた場合に規制部に規制されるまでの径方向移動距離に対し、第２ばね部材４０７の上端部と可動鉄心４０４の燃料通路孔内径４０４Ｄとの間の最短距離が大きくなるように形成される付勢ばね（第２ばね部材４０７）を備えている。付勢ばね（第２ばね部材４０７）の上端部が燃料通路孔４０４ｄの径方向内側にある場合に規制部は弁体１０２の外周部１０２ｄ（図２参照）であり、付勢ばね（第２ばね部材４０７）は、第２ばね部材４０７の上端部の内周部４０７ＤＣ（図２参照）と弁体１０２の外周部１０２ｄとの間の径方向移動距離に対し、第２ばね部材４０７の上端部の外径部４０７ＤＡと燃料通路孔４０４ｄの出口面の最内周部４０４ｄａとの間の最短距離が大きくなるように形成されている。さらに、付勢ばね（第２ばね部材４０７）の中心軸と弁体１０２の中心軸とが同一軸線上にある場合に、第２ばね部材４０７の上端部が径方向に動いた場合の第２ばね部材４０７の径方向移動距離に対し、第２ばね部材４０７の上端部と可動鉄心４０４の燃料通路孔内径４０４Ｄとの間の最短距離が大きくなるように形成されている。また、本実施例における燃料噴射装置１００により、付勢ばね（第２ばね部材４０７）は、その下端部からその上端部に向かって外径が縮小するように形成されている。

本実施例の構成により第２ばね部材４０７は上端部が可動鉄心４０４の燃料通路孔４０４ｄに対して径方向内側に位置し、第２ばね部材４０７の上端部が可動鉄心４０４の燃料通路孔４０４ｄと重なって、この燃料通路孔４０４ｄに引っかからないようにすることが可能である。これにより第２ばね部材４０７のばね軸方向が垂直方向から、巻き終わり部の反対側の部位の方向に傾斜して配置されたとしても、第２ばね部材４０７の上端部が燃料通路孔４０４ｄの下面と重なることがないので、可動鉄心４０４が偏心することを抑制できる。よって、可動鉄心４０４と弁体１０２との摺動部の偏摩耗を抑制し、結果として燃料シール性が悪化することを抑制できる。

また、付勢ばね（第２ばね部材４０７）は、外径が最も大きい段差部（下端部）の軸方向長さに対し、段差部よりも小さい外径の小径部（上端部）の軸方向長さの方が長くなるように形成されている。つまり、本実施例における燃料噴射装置１００において、第２ばね部材４０７は下端部の外径部４０７ＤＢよりも上端部の外径部４０７ＤＡの軸方向長さの方が長くなるように形成されている。これにより、ばね（第２ばね部材４０７）の材料低減が可能となる。また、製造上、第２ばね部材４０７の組み立て工程において、上端部の外径部４０７ＤＡを固定し搬送する上で固定しやすくすることができる。

（動作説明）
次に、本実施例における燃料噴射装置１００の動作及び本発明の特徴について説明する。主に電磁駆動部４００の拡大図である図２を用いて説明する。

（閉弁状態定義、隙間説明）
コイル４０２に通電されていない閉弁状態では、弁体１０２を閉弁方向に付勢する第１ばね部材４０５と、第３ばね部材４０６との付勢力から第２ばね部材４０７の付勢力を引いた力により、弁体１０２が弁座３０１ａに当接して閉弁している。この状態を閉弁静止状態という。このとき、可動鉄心４０４は中間部材４１４の外周側の面４１４ｂと当接し閉弁位置に配置されている。なお、本実施例の燃料噴射装置１００の閉弁状態において、開弁動作に関わる、可動部品に関係する隙間は下記のように構成されている。可動鉄心４０４の凹部４０４ｂの底面４０４ｂ’と弁体１０２の太径部１０２ａの下面１０２ｃとの間には隙間ｇ１を有する。

（通電後動作）
コイル４０２への通電後、固定鉄心４０１、コイル４０２及びハウジング４０３によって構成された電磁石により起磁力が発生する。この起磁力により、コイル４０２を囲むように構成された固定鉄心４０１、ハウジング４０３、ノズル体３００ｂの大径部３００ｃ、可動鉄心４０４によって構成される磁路を周回する磁束が流れる。このとき、可動鉄心４０４の上端面４０４ｃと固定鉄心４０１の下端面４０１ｇとの間に磁気吸引力が作用し、可動鉄心４０４と中間部材４１４が固定鉄心４０１に向かって変位する。その後、可動鉄心４０４は、弁体１０２の太径部１０２ａの下面１０２ｃに当接するまでｇ１だけ変位する。なお、この際、弁体１０２は動かない
その後、可動鉄心４０４が弁体１０２の太径部１０２ａの下面１０２ｃに当接すると、弁体１０２は可動鉄心４０４から衝撃力を受け引き上げられ、弁体１０２は弁座３０１ａから離れる。これにより弁体１０２と弁座３０１ａとの間に隙間ができ、燃料通路である燃料噴射孔３０１ｂが開く。弁体１０２が可動鉄心４０４からの衝撃力を受けて開弁を開始するため、弁体１０２の立ち上がりが急峻になる。このとき、可動鉄心４０４と中間部材４１４は弁体１０２と同じ動作をしている。

その後、弁体１０２が、ｇ２だけ変位し、可動鉄心４０４の上端面４０４ｃが、固定鉄心４０１の下端面４０１ｇと当接すると、中間部材４１４は上方へ変位し、可動鉄心４０４は下方へ変位するし、再度接触した後再度離間し弁体１０２は上方へ可動鉄心４０４は下方へ変位しその後ｇ２の変位に安定する。

（作用、効果）
本実施例においては、可動鉄心４０４と弁体１０２にばね力を発生させる第３ばね部材４０６の下方に中間部材４１４があり、可動鉄心４０４の凹部４０４ｂの底面４０４ｂ’と弁体１０２の太径部１０２ａの上面１０２ｂに当接して配置されている。そのため、可動鉄心４０４、弁体１０２、中間部材４１４が開弁動作をし、可動鉄心４０４と固定鉄心４０１が衝突した際に、可動鉄心４０４は閉弁方向へ運動するが、中間部材４１４及び弁体１０２は開弁方向へ運動を続ける。この状態においては、可動鉄心４０４と弁体１０２の間に作用するばね力は発生せず、ばね力が切り離された状態となる。そのために、可動鉄心４０４の運動に伴って変化するばね力を弁体１０２には伝達せず、逆に弁体１０２の運動に伴って変化するばね力を可動鉄心４０４に伝達する事が無く、互いが独立して衝突に伴った振動をする。また、再度衝突をする際にも再度可動鉄心４０４は閉弁方向に、弁体１０２は開弁方向にバウンドするが、互いが力を授受せず、互いの運動に伴って変化するばね力を作用させること無く運動をするとともに弁体１０２と可動鉄心４０４が有する力が小さい。そのため、互いの運動に伴って変化するばね力が作用されている場合に比べ、可動部品のバウンドの収束が早くなる。この効果によって、燃料噴射量を安定化することが可能となる。

また、閉弁状態において、可動鉄心４０４が変位する隙間ｇ１を、中間部材４１４の凹部段差の高さ４１４ｈと、弁体１０２の太径部１０２ａの高さｈ（太径部１０２ａの上面１０２ｂと下面１０２ｃとがなす高さｈ）との差分によって構成するため、部品寸法により決定するため、組み立て工程での調整が不要となり、組み立て工程を簡素化する事ができる。

コイル４０２への通電が遮断されると、磁気力が消失しはじめ、閉弁方向のばねの付勢力により閉弁動作をする。弁体１０２の変位が０になった後は、弁体１０２は弁座３０１ａに当接して閉弁を完了する。また、中間部材４１４は弁体１０２の太径部１０２ａの上面１０２ｂと当接しているため、変位は０より小さくなることはない。

一方で、可動鉄心４０４は、中間部材４１４の変位が０となった後もさらに閉弁方向へ変位する。可動鉄心４０４が最も閉弁方向へ変位した後は第２ばね部材４０７により再び変位０となるよう開弁方向へ変位する。再び変位が０となり、可動鉄心４０４と中間部材４１４は衝突する。

また、本実施例の構成において、中間部材４１４の外径４１４Ｄは、固定鉄心４０１の内径４０１Ｄよりも小さくしている。そのために、燃料噴射装置１００の組立時に、隙間ｇ１を中間部材４１４の凹部段差の高さ４１４ｈと弁体１０２の太径部１０２ａの高さｈとで決めた後に、ばね力調整部材１０６と第１ばね部材４０５が挿入されていない状態で、プランジャキャップ４１０、弁体１０２、第３ばね部材４０６、中間部材４１４を予め一体にして燃料噴射装置１００内に組み入れることができるために、組立を容易にしながらも安定した隙間ｇ１の管理が可能となる。本実施例においては、中間部材４１４の外径４１４Ｄが固定鉄心４０１の内径４０１Ｄよりも小さくなるようにしたが、予め組立てる部材の最外径が小さくなっていればよく、プランジャキャップ４１０の最外径が中間部材４１４の外径４１４Ｄよりも大きい場合は、プランジャキャップ４１０の最外径を固定鉄心４０１の内径４０１Ｄよりも小さくすれば良い。

なお、本発明において、可動鉄心４０４の凹部４０４ｂが無く上端面４０４ｃと同一の面であっても、本発明と同一の作用効果を得ることが出来る。可動鉄心４０４の凹部４０４ｂを設けることによって、中間部材４１４をより下側に配置する事が可能となり、弁体１０２の開閉弁方向の長さを短くする事が可能となり、精度の良い弁体１０２を構成する事が可能になるためである。

次に、図３を用いて、本発明の実施例２に係る燃料噴射装置の構成について説明する。
図３は、本発明の実施例２に係る燃料噴射装置の可動鉄心近傍を説明する図であって、図１に示した燃料噴射装置の電磁駆動部に相当する箇所を拡大して示す断面図である。図３において、実施例１と付与される数字が同じ部品については構成作用効果に差異はないため説明を省略する。図３においては、見やすさのため、図２と同様に弁体１０２のハッチングを省略している。

本実施例では第２ばね部材４０７は下端部から上端部に向かって外径が拡大するように形成されている。本実施例では、実施例１のノズル体３００ｂに代えて、図３に示す形状のノズル体３０３ｂを用いる。付勢ばね（第２ばね部材４０７）の上端部が燃料通路孔４０４ｄの径方向外側にある場合に規制部はノズル体３０３ｂの内周部３０３ｇであり、付勢ばね（第２ばね部材４０７）は、上端部の外径部４０７ＤＡ’とノズル体３０３ｂの内周部３０３ｇとの間の径方向移動距離に対し、第２ばね部材４０７の上端部の内周部４０７ＤＣ’と燃料通路孔４０４ｄの出口面の最外周部４０４ｄｂとの間の最短距離が大きくなるように形成されている。

本実施例の構成により第２ばね部材４０７は上端部が可動鉄心４０４の燃料通路孔４０４ｄに対して径方向外側に位置し、第２ばね部材４０７の上端部が可動鉄心４０４の燃料通路孔４０４ｄと重なって、この燃料通路孔４０４ｄに引っかからないようにすることが可能である。これにより第２ばね部材４０７のばね軸方向が垂直方向から、巻き終わり部の反対側の部位の方向に傾斜して配置されたとしても、第２ばね部材４０７の上端部が燃料通路孔４０４ｄの下面と重なることがないので、可動鉄心４０４が偏心することを抑制できる。よって、可動鉄心４０４と弁体１０２との摺動部の偏摩耗を抑制し、結果として燃料シール性が悪化することを抑制できる。

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、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１００…燃料噴射装置、１０１…燃料通路、１０２…弁体、２００…燃料供給部、３００…ノズル部、３０１ａ…弁座、３０１ｂ…燃料噴射孔、３１１…可動鉄心受部、４００…電磁駆動部、４０１…固定鉄心、４０２…コイル、４０３…ハウジング、４０４…可動鉄心、４０５…第１ばね部材、４０６…第３ばね部材、４０７…第２ばね部材、４１４…中間部材。

Claims (11)

1. 燃料流路を開閉する弁体と、
   上流側と下流側を連通する燃料通路孔が形成され、前記弁体を上流側に向かって動作させる可動鉄心と、
   一端が前記可動鉄心に当接し、前記可動鉄心を開弁方向に付勢する付勢ばねと、
   前記付勢ばねの前記一端の動きを規制する規制部と、を備え、
   前記付勢ばねの前記一端が径方向に動いて前記規制部に規制されるまでの該一端の径方向移動距離よりも、前記一端と前記燃料通路孔との間の最短距離が大きい、ことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 請求項１に記載の燃料噴射装置において、
   前記付勢ばねの中心軸と前記弁体の中心軸とが同一軸線上にある場合に、前記一端の前記径方向移動距離よりも、前記一端と前記燃料通路孔との間の最短距離が大きい、ことを特徴とする燃料噴射装置。
3. 請求項１に記載の燃料噴射装置において、
   前記規制部は前記弁体の外周部であり、
   前記付勢ばねの前記一端が、前記燃料通路孔よりも径方向内側にある場合に、前記付勢ばねの前記一端の内周部と前記弁体の外周部との間である、前記一端の前記径方向移動距離よりも、前記付勢ばねの前記一端の外周部と前記燃料通路孔の最内周部との間の最短距離が大きい、ことを特徴とする燃料噴射装置。
4. 請求項１に記載の燃料噴射装置において、
   前記弁体を内周側に保持するノズル体をさらに備え、
   前記規制部は前記ノズル体の内周部であり、
   前記付勢ばねの前記一端が、前記燃料通路孔よりも径方向外側にある場合に、前記付勢ばねの前記一端の外周部と前記ノズル体の内周部との間である、前記一端の前記径方向移動距離よりも、前記付勢ばねの前記一端の内周部と前記燃料通路孔の最外周部との間の最短距離が大きい、ことを特徴とする燃料噴射装置。
5. 請求項１に記載の燃料噴射装置において、
   前記付勢ばねは、該付勢ばねの前記一端と反対の他端から、前記一端に向かって外径が縮小する、ことを特徴とする燃料噴射装置。
6. 請求項５に記載の燃料噴射装置において、
   前記付勢ばねは、該付勢ばねの前記他端の軸方向長さよりも、前記他端の外径よりも小径の外径である前記一端の軸方向長さが長い、ことを特徴とする燃料噴射装置。
7. 燃料流路を開閉する弁体と、
   前記弁体を上流側に向かって動作させる可動鉄心と、
   下端部から上端部に向かって外径が縮小するように形成され、前記上端部が前記可動鉄心の下端面に接触することで前記可動鉄心を上流側に向かって付勢する付勢ばねと、を備えた、ことを特徴とする燃料噴射装置。
8. 請求項７に記載の燃料噴射装置において、
   前記可動鉄心には上流側と下流側とを連通する燃料通路孔が形成され、
   前記付勢ばねの前記上端部が、前記可動鉄心のうち前記燃料通路孔よりも径方向内側の位置と接触する、ことを特徴とする燃料噴射装置。
9. 請求項７に記載の燃料噴射装置において、
   前記弁体を内周側に保持するとともに、内周側に前記付勢ばねを保持する段差部を有する保持部材をさらに備え、
   前記保持部材の前記段差部の底面に、前記付勢ばねの前記下端部が支持される、ことを特徴とする燃料噴射装置。
10. 請求項８に記載の燃料噴射装置において、
    前記付勢ばねは、該付勢ばねの前記上端部の外径部が、前記可動鉄心の前記燃料通路孔よりも径方向内側の内径部における径方向中央の位置で、該可動鉄心と当接する、ことを特徴とする燃料噴射装置。
11. 請求項９に記載の燃料噴射装置において、
    前記可動鉄心には上流側と下流側とを連通する燃料通路孔が形成され、
    前記付勢ばねは、該付勢ばねの前記下端部の外径部が、前記可動鉄心の前記燃料通路孔よりも径方向内側の内径部と対応する位置で、前記保持部材の前記段差部の底面と接触する、ことを特徴とする燃料噴射装置。

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