WO2016042869A1

WO2016042869A1 - 燃料噴射弁

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Publication number: WO2016042869A1
Application number: PCT/JP2015/067390
Authority: WO
Inventors: 真士菅谷; 清隆小倉; 威生三宅; 義人安川; 亮草壁; 敦士中井
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2016-03-24
Also published as: JP6219533B2; CN107076076A; JPWO2016042869A1; CN107076076B; US10280886B2; US20170292488A1

Abstract

　本発明の目的は、固定コアの圧入時に、弁部材及びその周辺部材に不具合を生じ難い構造を有する燃料噴射弁を提供することにある。本発明は、弁部材１１４Ａと、弁部材１１４Ａに対して相対変位可能なアンカー１０２と、貫通孔１０７Ａが形成された固定コア１０７とを備え、アンカー１０２と弁部材１１４Ａとの双方にアンカー１０２が弁部材１１４Ａに対して開弁方向に変位した場合に係合してアンカー１０２の開弁方向への変位を規制する係合部１０２Ｄ，１２９Ｂを設けた燃料噴射弁において、弁部材側の係合部１２９Ｂとアンカー側の係合部１０２Ｄとの間に間隙を形成する間隙形成部材１３３と、間隙形成部材１３３を閉弁方向に付勢する付勢ばね１３４とを備え、間隙形成部材１３３の外径と付勢ばね１３４の外径と弁部材１１４Ａの最大外径とを貫通孔１０７Ａの内径よりも小さくする。

Description

燃料噴射弁

　本発明は、内燃機関に用いられる燃料噴射弁に関し、特に電磁的に駆動される可動子によって燃料通路を開閉して燃料噴射を行う燃料噴射弁に関する。

　本技術分野の背景技術として、特開２０１１－１３７４４２号公報（特許文献１）がある。この公報には、噴孔を開く開弁動作において通電により磁気吸引力を発生する一方、噴孔を閉じる閉弁動作において通電の停止により磁気吸引力を消失させるコイルと、可動コアを貫通する弁貫通部、並びに弁貫通部から径方向に突出して可動コアに固定コア側から当接可能な弁突部を有し、往復移動により噴孔を開閉して燃料の噴射を断続する弁部材と、可動コアを貫通して可動コアの固定コア側の端面から突出するストッパ貫通部を有し、コイルへの通電の停止状態において、弁突部に対してストッパ貫通部を固定コアとは反対側から当接させることにより、当該弁突部と、係止した可動コアとの間に隙間を形成する可動ストッパとを設けた燃料噴射弁が記載されている（要約参照）。

　この燃料噴射弁では、可動コアとストッパ貫通部とこのストッパ貫通部を付勢するばねとを組み付けた組付け体を弁ハウジングに組み付け、さらに前記組付け体に弁部材を組み付け、その後、弁ハウジングに固定コアを圧入して固定している（段落００６８～００７０参照）。

特開２０１１－１３７４４２号公報

　特許文献１の燃料噴射弁では、ストッパ貫通部とこのストッパ貫通部を付勢する付勢ばねとが可動コアに対して固定コアとは反対側から組み付けられている。このため、固定コアを燃料噴射弁に組み付けた後では、ストッパ貫通部とこのストッパ貫通部を付勢するばねとを交換することは不可能である。また、固定コアには、径方向中央部を軸方向に貫通し、弾性部材とアジャスティングパイプとを収容する収容孔が形成されており、弁突部を固定コアの収容孔に挿入した状態で、固定コアを弁ハウジングに圧入する必要がある。固定コアを弁ハウジングに圧入する途中で、固定コアの収容孔を介して弁部材に力が加わると、ストッパ貫通部とこのストッパ貫通部を付勢する付勢ばねとに不具合が生じる可能性がある。

　本発明の目的は、固定コアの圧入時に、弁部材及びその周辺部材に不具合を生じ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、先端部に弁座と当接する弁体を有する弁部材と、前記弁部材と共に可動子を構成し前記弁部材に対して開閉弁方向に相対変位可能に構成されたアンカーと、径方向中央部に軸方向に貫通する貫通孔が形成された固定コアと、前記弁部材を閉弁方向に付勢する第１のばねと、前記アンカーを前記固定コアの反対側から開弁方向に付勢する第２のばねとを備え、前記アンカーと前記弁部材との双方に前記アンカーが前記弁部材に対して開弁方向に変位した場合に係合して前記アンカーの開弁方向への変位を規制する係合部を設けた燃料噴射弁において、前記弁部材の基準位置に位置づけられた状態で前記アンカーと当接することにより前記弁部材側の係合部と前記アンカー側の係合部との間に間隙を形成する間隙形成部材と、前記間隙形成部材を前記基準位置に位置づけるように閉弁方向に付勢する第３のばねとを備え、前記間隙形成部材の外径と前記第３のばねの外径と前記弁部材の最大外径とを前記固定コアの前記貫通孔の内径よりも小さくしたものである。

　本発明によれば、間隙形成部材の外径と第３のばねの外径と前記弁部材の最大外径とを固定コアの貫通孔の内径よりも小さくしたことにより、固定コアをハウジング部材に圧入した後で、間隙形成部材と第３のばねと前記弁部材とを固定コアの貫通孔から挿入して組み付けることができるので、固定コアの圧入時に、弁部材及びその周辺部材に不具合を生じ難い構造を有する燃料噴射弁を提供することができる。

　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。

本発明の第一実施例に係る燃料噴射弁の構造を示す縦断面図である。図１の部分拡大図で、本実施例における燃料噴射弁の詳細を示したものである。図１の部分拡大図であり、開弁動作の初期段階における可動子１１４の状態を示す断面図である。図１の部分拡大図であり、弁体１１４Ｂが開弁動作中の可動子１１４の状態を示す断面図である。図１の部分拡大図であり、プランジャロッド１１４Ａがアンカー１０２から分離して単独で動作する状態を示す断面図である。図１の部分拡大図であり、アンカー１０２、プランジャロッド１１４Ａ及び中間部材１３３が開弁状態で安定した状態を示す断面図である。図１の部分拡大図であり、閉弁動作の初期状態を示す断面図である。図１の部分拡大図であり、閉弁動作時に弁体１１４Ｂが弁座３９に衝突した瞬間を示す断面図である。図１の部分拡大図であり、弁体１１４Ｂが弁座３９に衝突した後、アンカー１０２が単独で下方に変位する状態を示す断面図である。図１の部分拡大図であり、アンカー１０２が第２ばね１１２により上方に押し戻され、中間部材１３３と衝突した状態を示す断面図である。図１の部分拡大図であり、第２ばね１１２により押し戻されたアンカー１０２が、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂと衝突した状態を示す断面図である。弁体１１４Ｂの挙動とアンカー１０２の挙動とを模式的に示す図である。第二実施例に係る燃料噴射弁について、図２と同様な部分を拡大して示す部分拡大図である。弁部材組品１００の構成を示す図である。ノズルホルダ（ハウジング部材）１０１にアンカー１０２及び第２のばね１１２を組み付けた状態を示す断面図である。ノズルホルダ１０１に固定コア１０７を圧入固定して、本体側組品２００を組み立てた状態を示す断面図である。本体側組品２００に弁部材組品１００を組み付けた状態を示す断面図である。本体側組品２００に弁部材組品１００を組み付けた後、第１のばね１１０を組み付けた状態を示す断面図である。図１の部分拡大図で、第三実施例における燃料噴射弁の詳細を示す図である。第三実施例におけるキャップ（ばね座部材）１３２’の外観を示す斜視図である。第四実施例における弁部材組品１００’の外観を示す外観図である。第五実施例における弁部材組品１００’’の外観を示す外観図である。図１８のXIX－XIX断面について、段付き部形成部材１２９’とプランジャロッド１１４Ａ’’のみを図示した断面図である。

　以下、本発明に係る実施例を説明する。

　以下、図１及び図２を用いて、本発明に係る燃料噴射弁の一実施例の構成について説明する。図１は本実施例における燃料噴射弁の縦断面図である。図２は図１の部分拡大図で、本実施例における燃料噴射弁の詳細を示したものである。本実施例の燃料噴射弁は、弁体をスプリングによって閉弁方向に付勢し、可動子を電磁的に駆動して燃料通路を開き燃料噴射を行う電磁式燃料噴射弁である。図１及び図２は、電磁駆動部への通電がオフされ、閉弁した状態で、なお且つ可動子が静止した状態を示している。

　以下の説明では、図１及び図２に基づいて上下方向を定義する。この上下方向は、燃料噴射弁の実装状態における上下方向とは必ずしも一致しない。

　ノズルホルダ１０１は直径が小さい小径筒状部２２と直径が大きい大径筒状部２３とを備えている。小径筒状部２２の先端部分の内部に、ガイド部材１１５と、燃料噴射口１０を備えたオリフィスカップ１１６とが挿入されて設けられている。ガイド部材１１５はオリフィスカップ１１６の内側に設けられ、オリフィスカップ１１６に圧入又は塑性結合により固定されている。オリフィスプカップ１１６は、先端面の外周部に沿って小径筒状部２２の先端部に溶接固定される。ガイド部材１１５は後述する可動子１１４を構成するプランジャロッド（弁部材）１１４Ａの先端に設けられた弁体１１４Ｂの外周をガイドする。オリフィスカップ１１６にはガイド部材１１５に面する側に円錐状の弁座３９が形成されている。この弁座３９にはプランジャ１１４Ａの先端に設けた弁体１１４Ｂが当接し、燃料の流れを燃料噴射口１０に導いたり遮断したりする。ノズルホルダ１０１の外周には溝が形成されており、この溝に樹脂材製のチップシール１８４に代表されるシール部材が嵌め込まれている。

　ここで、可動子１１４の構成について、図２を用いて、詳細に説明する。

　プランジャロッド１１４Ａの弁体１１４Ｂが設けられている端部とは反対側の端部には、プランジャロッド１１４Ａの直径より大きい外径を有する段付き部１２９を有する頭部１１４Ｃが設けられている。段付き部（鍔部）１２９はプランジャロッド１１４Ａの外周面から鍔状に張り出した鍔部を構成する。段付き部１２９の上端面から上部は段付き部１２９よりも小径の突起部１３１が設けられており、突起部１３１の上端部にはスプリング（第１のばね）１１０の着座面が形成されたキャップ１３２が設けられている。キャップ１３２は突起部１３１に圧入固定されている。

　可動子１１４はプランジャロッド１１４Ａが貫通する貫通孔１２８を中央に備えたアンカー１０２を有する。アンカー１０２とノズルホルダ１０１との間にゼロスプリング（第２のばね）１１２が保持されている。ゼロスプリング１１２は一端部が燃料噴射弁の本体側（本実施例ではノズルホルダ１０１）に支持され、他端部がアンカー１０２の下端面１０２Ｂに当接しており、アンカー１０２を開弁方向に付勢している。この付勢力（セット荷重）は第１のばね１１０による付勢力（セット荷重）とは逆向きにアンカー１０２に作用している。すなわち、第１のばね１１０はプランジャロッド１１４Ａを閉弁方向に付勢し、第２のばね１１２はアンカー１０２を固定コア１０７の反対側から開弁方向に付勢している。なお、第１のばね１１０の一端部は燃料噴射弁の本体側（本実施例では調整子５４）に支持されている。

　アンカー１０２の上端面１０２Ａには下端面１０２Ｂ側に向けて凹部１０２Ｃが形成されている。この凹部１０２Ｃの内側に、中間部材１３３が設けられている。中間部材１３３の下面側には上方に向けて凹部１３３Ａが形成されており、この凹部１３３Ａは頭部１１４Ｃの段付き部１２９が収まる直径（内径）と深さを有している。すなわち、凹部１３３Ａの直径（内径）は段付き部１２９の直径（外径）よりも大きく、凹部１３３Ａの深さ寸法は段付き部１２９の上端面１２９Ａと下端面１２９Ｂとの間の寸法よりも大きい。凹部１３３Ａの底部には頭部１１４Ｃの突起部１３１が貫通する貫通孔１３３Ｂが形成されている。

　図２に示すように、貫通孔１３３Ｂと突起部１３１の外周面との間には間隔ｇ２を形成することにより、中間部材１３３の凹部１３３Ａにある燃料が貫通孔１３３Ｂを通じて流出し易くし、また中間部材１３３の外側にある燃料が貫通孔１３３Ｂを通じて凹部１３３Ａに流入し易くしている。本実施例では、間隔ｇ２を段付き部１２９の外周面１２９Ｆと中間部材１３３の凹部１３３Ａの内周面との間隔ｇ１よりも大きくし、凹部１３３Ａに対する燃料の流出入が良好に行われるようにしている。これにより、燃料が流体抵抗となって中間部材１３３のスムーズな変位が妨げられるのを防止している。

　また、間隔ｇ２を設けることに加えて、段付き部１２９の外周面１２９Ｆと上端面１２９Ａとの連結部にテーパー部１８２を設けることにより、段付き部１２９と中間部材１３３との接触面積を低減し、段付き部１２９と中間部材１３３との間に作用するスクイーズ力を低減することができる。これにより、中間部材１３３が段付き部１２９から離間する動作をスムーズに行うことができる。

　中間部材１３３の内面にも段付き部１２９のテーパー部１８２と対向する部分にテーパー部が設けられ、このテーパー部と段付き部１２９のテーパー部１８２とは、相互に干渉しないように形成されている。

　中間部材１３３とキャップ１３２との間にはスプリング（第３のばね）１３４が保持されており、中間部材１３３の上端面１３３Ｃは第３のばね１３４の一端部が当接するばね座を構成する。第３のばね１３４は、アンカー１０２を固定コア１０７側から閉弁方向に付勢する。

　中間部材１３３の上方に位置するキャップ１３２の上端部には径方向に張り出した鍔部１３２Ａが形成されており、鍔部１３２Ａの下端面１３２Ｂに第３のばね１３４の他端部が当接するばね座が構成され、鍔部１３２Ａの上端面１３２Ｉに第１のばね１１０の一端部（下端部）が当接するばね座が構成されている。キャップ１３２の鍔部１３２Ａの下端面から下方に筒状部１３２Ｃが形成されており、筒状部１３２Ｃに突起部１３１が圧入固定されている。

　キャップ１３２と中間部材１３３とがそれぞれ第３のばね１３４のばね座を構成するため、中間部材１３３の貫通孔１３３Ｂの直径（内径）はキャップ１３２の鍔部１３２Ａの直径（外径）よりも小さい。従って、中間部材１３３と第３のばね１３４とは、キャップ１３２と突起部１３１との圧入工程の前に、プランジャロッド１１４Ａに組み付けられる。

　キャップ１３２は上方から第１のばね１１０の付勢力を受け、下方から第３のばね１３４の付勢力（セット荷重）を受ける。後述するように第１のばね１１０の付勢力は第３のばね１３４の付勢力よりも大きく、結果的に、キャップ１３２は第１のばね１１０の付勢力と第３のばね１３４の付勢力との差分の付勢力によって突起部１３１に押し付けられている。キャップ１３２には突起部１３１から抜ける方向の力が加わらないので、キャップ１３２は突起部１３１に圧入固定するだけで十分であり、溶接する必要はない。

　キャップ１３２には、鍔部１３２Ａを上下方向に貫通する貫通孔１３２Ｆが形成されている。貫通孔１３２Ｆはキャップ１３２をプランジャロッド１１４Ａ（突起部１３１）に圧入する際の空気抜き孔として機能し、キャップ１３２の圧入作業を容易にする。本実施例では、キャップ１３２の筒状部１３２Ｃによって形成される凹部１３２Ｇの底面１３２Ｈがプランジャロッド１１４Ａ（突起部１３１）の端部１１４Ａ－１に当接している。

　プランジャロッド１１４Ａ（突起部１３１）の端部１１４Ａ－１の周縁部には、テーパー部１８２が形成されており、キャップ１３２の凹部１３２Ｇの内面との間に間隙部１８１が形成されている。間隙部１８１は、キャップ１３２をプランジャロッド１１４Ａに圧入する際に生じる異物を捕集する。キャップ１３２の底面１３２Ｈがプランジャロッド１１４Ａの端部１１４Ａ－１に当接しているので、間隙部１８１に捕集された異物は、間隙部１８１に閉じ込められる。異物が間隙部１８１に捕集されるようにしたことで圧入作業が容易になると共に、間隙部１８１に捕集された異物が外部に出ることが無くなるので、燃料噴射弁１の動作に不具合が生じるのを防ぐことができる。

　また、第３のばね１３４を配置するために、キャップ１３２の下端面１３２Ｂと中間部材１３３の上端面１３３Ｃとの間には、ある程度の間隔を設ける必要がある。このため、キャップ１３２の筒状部１３２Ｃの長さを確保することが容易である。

　再び、中間部材１３３について説明する。図２に示す状態は、プランジャロッド１１４Ａが第１のばねによる付勢力を受け、なお且つアンカー１０２に電磁力は作用していない状態である。この状態では、弁体１１４Ｂが弁座３９に当接して燃料噴射弁が閉弁しており、且つ可動子１１４が静止して安定した状態にある。

　この状態では、中間部材１３３は第３のばね１３４の付勢力を受けて、凹部１３３Ａの底面１３３Ｅがプランジャロッド１１４Ａの段付き部１２９の上端面１２９Ａに当接している。すなわち、凹部１３３Ａの底面１３３Ｅと段付き部１２９の上端面１２９Ａとの間隙Ｇ３の大きさ（寸法）がゼロである。中間部材１３３の底面１３３Ｅと段付き部１２９の上端面１２９Ａとはそれぞれ中間部材１３３とプランジャロッド１１４Ａの段付き部１２９とが当接する当接面を構成する。

　一方、アンカー１０２はゼロスプリング（第２のばね）１１２の付勢力を受けて固定コア１０７側に向けて付勢される。このため、アンカー１０２の底面１０２Ｄが中間部材１３３の下端面（凹部１３３Ａの開口縁部）１３３Ｄに当接する。第２のばね１１２の付勢力は第３のばね１３４の付勢力よりも弱い（小さい）ため、アンカー１０２は第３のばね１３４により付勢された中間部材１３３を押し返すことはできず、中間部材１３３と第３のばね１３４とにより上方（開弁方向）への動きを止められる。アンカー１０２の底面１０２Ｄと中間部材１３３の下端面１３３Ｄとはそれぞれアンカー１０２と中間部材１３３とが当接する当接面を構成する。

　中間部材１３３の凹部１３３Ａの深さ寸法は段付き部１２９の上端面１２９Ａと下端面１２９Ｂとの間の寸法よりも大きいため、図２に示す状態では、アンカー１０２の底面１０２Ｄと段付き部１２９の下端面１２９Ｂとは当接しておらず、底面１０２Ｄと下端面１２９Ｂとの間隙Ｇ２はＤ２の大きさ（寸法）を有している。この隙間Ｇ２は、アンカー１０２の上端面（固定コア１０７との対向面）１０２Ａと固定コア１０７の下端面（アンカー１０２との対向面）１０７Ｂとの隙間Ｇ１の大きさ（寸法）Ｄ１よりも小さい（Ｄ２＜Ｄ１）。ここで説明したように、中間部材１３３は、アンカー１０２の底面１０２Ｄと段付き部１２９の下端面１２９Ｂとの間に、Ｄ２の大きさの間隙Ｇ２を形成する部材であり、間隙形成部材と呼んでもよい。

　中間部材（間隙形成部材）１３３は、プランジャロッド１１４Ａの段付き部上端面（基準位置）１２９Ａに位置づけられた状態で下端面１３３Ｄがアンカー１０２と当接することにより、プランジャロッド１１４Ａの係合部（段付き部下端面）１２９Ｂとアンカー１０２の係合部（凹部底面１０２Ｄ）との間に間隙Ｄ２を形成する。第３のばね１３４は中間部材（間隙形成部材）１３３を段付き部上端面（基準位置）１２９Ａに位置づけるように閉弁方向に付勢している。中間部材１３３は、凹部底面部１３３Ｅが段付き部上端面（基準位置）１２９Ａと当接することにより、段付き部上端面（基準位置）１２９Ａに位置づけられる。

　ここで、以上説明した３つのスプリングの付勢力について改めて説明しておく。第１のばね１１０と第２のばね１１２と第３のばね１３４とのうち、第１のばね１１０のスプリング力（付勢力）が最も大きく、次に第３のばね１３４のスプリング力（付勢力）が大きく、第２のばね１１２のスプリング力（付勢力）が最も小さい。

　本実施例の可動子１１４では、頭部１１４Ｃの段付き部１２９の直径よりアンカー１０２に形成された貫通孔１２８の直径の方が小さいので、閉弁状態から開弁状態に移行する開弁動作時或いは開弁状態から閉弁状態に移行する閉弁動作時においては、プランジャロッド１１４Ａの段付き部１２９の下端面１２９Ｂがアンカー１０２の底面１０２Ｄと係合し、アンカー１０２とプランジャロッド１１４Ａとが協働して動くことになる。しかし、プランジャロッド１１４Ａを上方へ動かす力、あるいはアンカー１０２を下方へ動かす力が独立して作用した場合、プランジャロッド１１４Ａとアンカー１０２とは別々の方向に動くことができる。可動子１１４の動作については、後で詳細に説明する。

　本実施例では、アンカー１０２は、その外周面がノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の内周面と接することによって、上下方向（開閉弁方向）の動きを案内されている。さらに、プランジャロッド１１４Ａは、その外周面がアンカー１０２の貫通孔１２８の内周面に接することによって、上下方向（開閉弁方向）の動きを案内されている。つまり、ノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の内周面はアンカー１０２が軸方向に移動するときのガイドとして機能し、アンカー１０２の貫通孔１２８の内周面はプランジャロッド１１４Ａが軸方向に移動するときのガイドとして機能している。プランジャロッド１１４Ａの先端部はガイド部材１１５のガイド孔によってガイドされており、ガイド部材１１５とノズルホルダ１０１の大径筒状部２３及びアンカー１０２の貫通孔１２８とによってまっすぐに往復動するようガイドされている。

　アンカー１０２の下端面１０２Ｂはノズルホルダ１０１の大径筒状部２３と小径筒状部２２との段差面に対面しているが、第２のばね１１２が介在していることで両者が接触することはない。

　コア１０７の下端面（衝突面）１０７Ｂ、アンカー１０２の上端面（衝突面）１０２Ａ、中間部材１３３の上下端面（当接面）１３３Ｄ，１３３Ｅ及び段付き部１２９の上下端面（当接面）１２９Ａ，１２９Ｂには、適宜メッキを施して耐久性を向上させることがある。アンカー１０２に比較的軟らかい軟磁性ステンレス鋼を用いた場合においても、硬質クロムメッキや無電解ニッケルメッキを用いることで、耐久信頼性を確保することができる。

　なお、アンカー１０２と固定コア１０７との衝突面における衝突力に対して、アンカー１０２と中間部材１３３との当接面及び中間部材１３３と段付き部１２９との当接面における衝突力ははるかに小さく、アンカー１０２と固定コア１０７との衝突面におけるメッキの必要性に比べて、アンカー１０２と中間部材１３３との当接面及び中間部材１３３と段付き部１２９との当接面におけるメッキの必要性は格段に小さい。

　なお、本実施例では、アンカー１０２の上端面１０２Ａと固定コア１０７の下端面１０７Ｂとが当接するものとして説明しているが、アンカー１０２の上端面１０２Ａ又は固定コア１０７の下端面１０７Ｂのいずれか一方、或いはアンカー１０２の上端面１０２Ａ又は固定コア１０７の下端面１０７Ｂの両方に突起部が設けられ、突起部と端面とが、或いは突起部同士が当接するように構成される場合もある。この場合、上述した隙間Ｇ１は、アンカー１０２側の当接部と固定コア１０７側の当接部との間の間隙になる。

　再び図１に戻って説明する。ノズルホルダ（ハウジング部材）１０１の大径筒状部２３の内周部には固定コア１０７が圧入され、圧入接触位置で溶接接合されている。固定コア１０７は、アンカー１０２に対して磁気吸引力を作用させて、アンカー１０２を開弁方向に吸引する部品である。固定コア１０７の溶接接合によりノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の内部と外気との間に形成される隙間が密閉される。固定コア１０７は中心に中間部材１３３の直径よりわずかに大きい直径の貫通孔１０７Ａが燃料通路として設けられている。貫通孔１０７Ａの下端部内周にはプランジャロッド１１４Ａの頭部１３１及びキャップ１３２が非接触状態で挿通されている。

　プランジャロッド１１４Ａの頭部１３１に設けられたキャップ１３２の上端面に形成されたスプリング受け面には初期荷重設定用のスプリング１１０の下端が当接しており、スプリング１１０の他端が固定コア１０７の貫通孔１０７Ａの内部に圧入される調整子５４で受け止められることで、スプリング１１０がキャップ１３２と調整子５４の間に固定されている。調整子５４の固定位置を調整することでスプリング１１０がプランジャロッド１１４Ａを弁座３９に押付ける初期荷重を調整することができる。

　可動子１１４のストローク調整は、アンカー１０２をノズルホルダ１０１の大径筒状部２３内にセットし、ノズルホルダ１０１の大径筒状部２３外周にボビン１０４に巻回された電磁コイル１０５及びハウジング１０３を装着した後、キャップ１３２、中間部材１３３及び第３のばね１３４を組み付けたプランジャロッド１１４Ａを固定コア１０７の貫通孔１０７Ａを通してアンカー１０２に挿通する。この状態で、治具によりプランジャロッド１１４Ａを閉弁位置に押下し、コイル１０５へ通電したときのプランジャロッド１１４のストロークを検出しながら、オリフィスカップ１１６の圧入位置を決定することで可動子１１４のストロークを任意の位置に調整する。

　スプリング１１０の初期荷重が調整された状態で、固定コア１０７の下端面１０７Ｂが可動子１１４のアンカー１０２の上端面１０２Ａに対して約７０乃至１５０ミクロン程度の磁気吸引ギャップＧ１を隔てて対面するように構成されている。なお図中では寸法の比率を無視して拡大して表示している。

　ノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の外周にはカップ状のハウジング１０３が固定されている。ハウジング１０３の底部には中央に貫通孔が設けられており、貫通孔にはノズルホルダ１０１の大径筒状部２３が挿通されている。ハウジング１０３の外周壁の部分はノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の外周面に対面する外周ヨーク部を形成している。ハウジング１０３によって形成される筒状空間内には環状若しくは筒状の電磁コイル１０５が配置されている。電磁コイル１０５は半径方向外側に向かって開口する断面がＵ字状の溝を持つ環状のコイルボビン１０４と、この溝の中に巻きつけられた銅線で形成される。コイル１０５の巻き始め、巻き終わり端部には剛性のある導体１０９が固定されており、固定コア１０７に設けた貫通孔１１３より引き出されている。

　固定コア１０７の外周部には一部が切欠かれた環状（Ｃの字形状）のコア部材１８３が嵌合されており、貫通孔１１３は環状部材の切欠き部に構成される。本実施例では、固定コア１０７にコア部材１８３が嵌合されることにより、コア部材１８３の部分を切削加工によって加工する必要が無い。このため、加工作業が不要になると共に、材料コストを低減できる。鍛造などの製造技術によって固定コア１０７を製作する場合は、固定コア１０７とコア部材１８３と一体成形してもよい。

　導体１０９と固定コア１０７、ノズルホルダ１０１の大径筒部２３の外周はハウジング１０３の上端開口部内周から絶縁樹脂を注入して、モールド成形され、樹脂成形体１２１で覆われる。電磁コイル１０５を囲むようにして、固定コア１０７、アンカー１０２、ノズルホルダ１０１の大径筒状部２３及びハウジング（外周ヨーク部）１０３の部分に環状の磁気通路が形成される。

　固定コア１０７の貫通孔（中心孔）１０７Ａは燃料噴射弁の上端部（燃料噴射口１０とは反対側の端部）に設けられた燃料供給口１１８に連通している。燃料供給口１１８の内側にはフィルタ１１３が設けられている。燃料供給口１１８の外周側には燃料配管に接続する際に燃料配管側の接続部との間で液密を確保するシール材１３０が設けられている。

　ここで、図１４Ａ～図１４Ｅを用いて、燃料噴射弁の組立方法について説明する。図１４Ａは、弁部材組品１００の構成を示す図である。図１４Ｂは、ノズルホルダ（ハウジング部材）１０１にアンカー１０２及び第２のばね１１２を組み付けた状態を示す断面図である。図１４Ｃは、ノズルホルダ１０１に固定コア１０７を圧入固定して、本体側組品２００を組み立てた状態を示す断面図である。図１４Ｄは、本体側組品２００に弁部材組品１００を組み付けた状態を示す断面図である。図１４Ｅは、本体側組品２００に弁部材組品１００を組み付けた後、第１のばね１１０を組み付けた状態を示す断面図である。

　プランジャロッド１１４Ａの一端部には、弁座３９に当接する弁体１１４Ｂが設けられている。プランジャロッド１１４Ａに対して、弁体１１４Ｂが設けられた端部とは反対側の端部（他端部）から、中間部材（間隙形成部材）１３３を組み付け、その次に第３のばね１３４を組み付ける。さらに、プランジャロッド１１４Ａの他端部にキャップ（ばね座部材）１３２を圧入して、中間部材１３３及び第３のばね１３４をプランジャロッド１１４Ａに保持して、弁部材組品１００を組み立てる（図１４Ａ参照）。

　弁部材組品１００の組立てとは別に、ノズルホルダ（ハウジング部材）１０１の一端部からノズルホルダ１０１の内側に第２のばね１１２とアンカー（可動コア）１０２とを組み付け（図１４Ｂ参照）、その後、ノズルホルダ１０１一端部に固定コア１０７を圧入固定して本体側組品２００を組み立てる（図１４Ｃ参照）。固定コア１０７には、径方向中央部に軸方向に貫通する貫通孔１０７Ａが形成されている。

　その後、本体側組品２００に、固定コア１０７の貫通孔１０７Ａから弁部材組品１００を挿入して組み付ける（図１４Ｄ参照）。

　その後、貫通孔１０７Ａに第１のばね１１０を挿入し、第１のばね１１０の一端部をキャップ１３２に当接させ、第１のばね１１０の他端部側に調整子５４を当て、第１のばね１１０のセット荷重を調整する。

　弁部材組品１００を固定コア１０７の貫通孔１０７Ａから挿入して本体側組品２００の内部に挿入して組み付けるために、キャップ１３２の外径、中間部材１３３の外径及びプランジャロッド１１４Ａの最大外径（段付き部１２９の外径）は貫通孔１０７Ａの直径（内径）よりも小さい。

　本実施例では、中間部材１３３及び第３のばね１３４からなる複雑な機構部を、固定コア１０７の組み付け後に、燃料噴射弁に組み付けることができ、この機構部を交換することも可能である。中間部材１３３及び第３のばね１３４はプランジャロッド１１４Ａに組み付けられているので、組み付け或いは交換を容易に行うことができる。

　次に、図２～図１２を用いて、可動子１１４の動作について説明する。

　導体１０９の先端部に形成されたコネクタ４３Ａには高電圧電源、バッテリ電源より電力を供給するプラグが接続され、図示しないコントローラによって通電、非通電が制御される。コイル１０５に通電中は、上記磁気回路を通る磁束によって磁気吸引ギャップＧ１において可動子１１４のアンカー１０２と固定コア１０７との間に磁気吸引力が発生し、アンカー１０２が第３ばね１３４の付勢力を超える力で吸引されることで上方へ動き始める。

　図２はアンカー１０２が開弁方向への移動を開始する前の状態（閉弁静止時）を示している。この状態では、アンカー１０２側の衝突面（上端面１０２Ａ）と固定コア１０７側の衝突面（下端面１０７Ｂ）との間に間隙Ｇ１＝Ｄ１が存在し、プランジャロッド１１４Ａの段付き部１２９の下端面１２９Ｂとアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄとの間に間隙Ｇ２＝Ｄ２が存在する。中間部材１３３の凹部底面１３３Ｅと段付き部１２９の上端面１２９Ａとは接触しており、また中間部材１３３の下端面１３３Ｄとアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄとは接触している。プランジャロッド１１４Ａは第１のばね１１０による付勢力で閉弁方向に付勢され、弁体１１４Ｂは弁座３９に当接している。

　ここで、図１２を用いて、弁体１１４Ｂとアンカー１０２の挙動について説明する。図１２は、弁体１１４Ｂの挙動とアンカー１０２の挙動とを模式的に示す図である。図１２の横軸は時間であり、縦軸は弁体１１４Ｂ及びアンカー１０２の変位である。実線は弁体１１４Ｂの挙動を示しており、特に、アンカー１０２との係合部の位置の変化が示されていると考えるとアンカー１０２との相対的な位置関係を理解し易い。点線はアンカー１０２の挙動を示しており、特に、弁体１１４Ｂが構成されるプランジャロッド１１４Ａとの係合部の位置の変化が示されていると考えるとプランジャロッド１１４Ａとの相対的な位置関係を理解し易い。また、図１２の時間ｔ０でコイル１０５への通電が始まるものとする。

　図２に示す状態について説明する。この状態は、図１２の時刻０～ｔ０における状態である。アンカー１０２及びプランジャロッド１１４Ａには、両者が係合してプランジャロッド１１４Ａの軸方向（開閉弁方向）に一体となって変位するための係合部が設けられている。アンカー１０２側の係合部は凹部底面１０２Ｄであり、プランジャロッド１１４Ａ側の係合部は段付き部下端面１２９Ｂである。アンカー１０２の凹部底面１０２Ｄとプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂとは係合して相互に軸方向に作用する力を伝達し合う。すなわち、アンカー１０２は、プランジャロッド（弁部材）１１４Ａと共に可動子１１４を構成し、プランジャロッド１１４Ａに対して開閉弁方向に相対変位可能に構成されている。また、アンカー１０２とプランジャロッド１１４Ａとの双方に設けられた係合部（凹部底面１０２Ｄ、段付き部下端面１２９Ｂ）はアンカー１０２がプランジャロッド１１４Ａに対して開弁方向に変位した場合に係合し、アンカー１０２の開弁方向への変位を規制する。

　図２に示す状態では、アンカー１０２側の係合部（凹部底面１０２Ｄ）は、プランジャロッド１１４Ａ側の係合部（段付き部下端面１２９Ｂ）から離れて、プランジャロッド１１４Ａ側の係合部よりも下方に位置している。

　図３は、図１の部分拡大図であり、開弁動作の初期段階における可動子１１４の状態を示す断面図である。

　図３に示す状態は、図１２の区間Ｉの右端の時刻ｔ１における状態に相当する。コイル１０５に通電が開始され、アンカー１０２と固定コア１０７との間に磁気吸引力が作用し、この磁気吸引力が第３ばね１３４の付勢力よりも大きくなるとアンカー１０２が上方へ動き始める。区間Ｉ（ｔ０～ｔ１）では、アンカー１０２は単独で上方に移動し、この間、プランジャロッド１１４Ａは弁体１１４Ｂが弁座３９に当接している。図３は、アンカー１０２が上方へ移動し、アンカー１０２の凹部底面１０２Ｄがプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに係合した状態を示している。すなわち、間隙Ｇ２＝０である。

　アンカー１０２が上方へ変位した分だけ、アンカー１０２と固定コア１０７との間隙Ｇ１の大きさが減少し、Ｄ３となる。この場合、Ｄ３はＤ１からＤ２を差し引いた大きさとなり、Ｄ１よりも小さい。また、プランジャロッド１１４Ａの段付き部上端面１２９Ａと中間部材１３３の凹部底面１３３Ｅとの間隙Ｇ３の大きさ（寸法）はＤ２である。Ｄ２は中間部材１３３の凹部１３３Ａの深さ寸法から段付き部１２９の上端面１２９Ａと下端面１２９Ｂとの間隔寸法を差し引いた寸法を有する。すなわち、中間部材１３３の下端面１３３Ｄがアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄに接触している状態で、アンカー１０２とプランジャロッド１１４Ａとが相互変位可能な寸法に相当する。

　間隙Ｇ２がＤ２を有していることにより、区間Ｉにおいて、アンカー１０２は加速し、ある程度の速度を有した状態でプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに係合する。このため、係合した時点からプランジャロッド１１４Ａを速やかに持ち上げることができ、弁体１１４Ｂの開弁動作を速やかに開始することができる。

　図４は、図１の部分拡大図であり、弁体１１４Ｂが開弁動作中の可動子１１４の状態を示す断面図である。

　図４に示す状態は、図１２の区間II（ｔ１～ｔ２）の右端の時刻ｔ２における状態に相当する。区間IIの動作中、アンカー１０２、プランジャロッド１１４Ａ及び中間部材１３３は図４に示す状態を維持して、上方に移動する。図１２の区間IIでは、弁体１１４Ｂとアンカー１０２との変位を表す曲線が重なっており、弁体１１４Ｂとアンカー１０２とが一体となって変位している。そして、弁体１１４Ｂは弁座３９から離間する。

　図４では、アンカー１０２の上端面１０２Ａが固定コア１０７の下端面１０７Ｂに衝突した瞬間を示している。この場合、アンカー１０２の上端面１０２Ａと固定コア１０７の下端面１０７Ｂとの間隙Ｇ１の大きさはゼロである。また、中間部材１３３の下端面１３３Ｄはアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄに当接しており、また、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂとアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄとが当接しているため（Ｇ２＝０）、プランジャロッド１１４Ａの段付き部上端面１２９Ａと中間部材１３３の凹部底面１３３Ｅとの間隙Ｇ３の大きさはＤ２である。

　図５は、図１の部分拡大図であり、プランジャロッド１１４Ａがアンカー１０２から分離して単独で動作する状態を示す断面図である。

　図５に示す状態は、図１２の区間III（ｔ２～ｔ３）において、弁体１１４Ｂの変位がピークとなる状態を示している。このときのアンカー１０２、プランジャロッド１１４Ａ及び中間部材１３３の位置関係は、アンカー１０２の固定コア１０７からのバウンス状態や、プランジャロッド１１４Ａの慣性力による単独での上方への移動量等によって異なる。図５では、アンカー１０２の上端面１０２Ａと固定コア１０７の下端面１０７Ｂとの間隙Ｇ１の大きさはゼロとして描いている。また、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂとアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄとの間隙Ｇ２の大きさはＤ４とし、プランジャロッド１１４Ａの段付き部上端面１２９Ａと中間部材１３３の凹部底面１３３Ｅとの間隙Ｇ３の大きさはＤ５として描いている。すなわち、間隙Ｇ３はＤ５という有限な値を有しており、Ｄ５はＤ２から間隙Ｇ２の大きさＤ４を差し引いた大きさである。

　図５に示すように、アンカー１０２の上端面１０２Ａが固定コア１０７の下端面１０７Ｂに衝突すると、アンカー１０２は上方への移動を妨げられる。このとき、プランジャロッド１１４Ａはアンカー１０２に対して相対的に変位し始める。すなわち、固定コア１０７の下端面１０７Ｂに衝突して上方への移動を停止したアンカー１０２に対して、プランジャロッド１１４Ａは慣性力で上方への移動を継続することにより、プランジャロッド１１４Ａはアンカー１０２に対して相対的に変位する。このとき、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂとアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄとの係合は解除されている。

　プランジャロッド１１４Ａが慣性力により単独でさらに上方へ移動する場合には、Ｇ３がゼロとなり、中間部材１３３がプランジャロッド１１４Ａと一体で上方へ移動することにより、中間部材１３３の下端面１３３Ｄがアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄから離れてしまう場合もある。プランジャロッド１１４Ａが慣性力により単独で上方へ移動する場合には、所定のストローク量を超えて移動することになり、弁体１１４Ｂと弁座３９との隙間は開弁静止状態で維持される所定の大きさを超えた大きさとなる。

　また、図１２に示すように、アンカー１０２が固定コア１０７に衝突した際にバウンスして、固定コア１０７の下端面１０７Ｂの下方に跳ね返される場合もある。しかし、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂとアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄとの係合が解除されることにより、第１のばね１１０の付勢力はアンカー１０２には伝達されなくなる。このため、磁気吸引力に対して抵抗する力が無くなり、アンカー１０２は磁気吸引力を受けて速やかに固定コア１０７に引き戻される。これにより、アンカー１０２の固定コア１０７に対するバウンスを抑制することができる。

　図６は、図１の部分拡大図であり、アンカー１０２、プランジャロッド１１４Ａ及び中間部材１３３が開弁状態で安定した状態を示す断面図である。

　図６に示す状態は、図１２の区間III（ｔ２～ｔ３）の右端の時刻ｔ３の状態を示しており、区間IV（ｔ３～ｔ４）の間、この状態が維持される。

　時刻ｔ３では、アンカー１０２のバウンスが収まり、アンカー１０２の上端面１０２Ａが固定コア１０７の下端面１０７Ｂに当接して静止している。また、慣性力により上方へ移動したプランジャロッド１１４Ａが第１ばね１１０により押し戻され、段付き部下端面１２９Ｂがアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄに当接して静止している。これにより、プランジャロッド１１４Ａ及び弁体１１４Ｂが所定のストローク量だけ持ち上げられた開弁静止状態となっている。

　この状態では、アンカー１０２が磁気吸引力により固定コア１０７に吸引され、プランジャロッド１１４Ａが第１のばね１１０の付勢力により閉弁方向に付勢されるため、アンカー１０２とプランジャロッド１１４Ａとは両者の係合部が係合して一体となっている。すなわち、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂとアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄとが当接して、間隙Ｇ２の大きさはゼロである。また、第３のばね１３４は磁気吸引力に対向してアンカー１０２を押し戻すことはできないため、中間部材１３３の下端面１３３Ｄはアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄに当接している。このため、プランジャロッド１１４Ａの段付き部上端面１２９Ａと中間部材１３３の凹部底面１３３Ｅとの間隙Ｇ３の大きさはＤ２である。また、上述したように、アンカー１０２と固定コア１０７とは当接しており、アンカー１０２の上端面１０２Ａと固定コア１０７の下端面１０７Ｂとの間隙Ｇ１の大きさはゼロとなっている。

　図７は、図１の部分拡大図であり、閉弁動作の初期状態を示す断面図である。図７では、アンカー１０２がプランジャロッド１１４Ａを介して第１ばね１１０の付勢力を受けて押し下げられ、固定コア１０７の下端面１０７Ｂから距離Ｄ６だけ離間した状態を示している。

　コイル１０５への通電が遮断され、アンカー１０２と固定コア１０７との間に働く磁気吸引力が第１ばねの付勢力よりも小さくなると、可動子１１４は閉弁方向への移動を開始する（図１２の時刻ｔ４）。コイル１０５への通電の遮断から磁気吸引力が第１ばねの付勢力よりも小さくなるまでには時間がかかるため、コイル１０５への通電の遮断は時刻ｔ４よりも前に行われている。図１２の区間Ｖ（ｔ４～ｔ５）はアンカー１０２及びプランジャロッド１１４Ａの下方（閉弁方向）への移動が開始する時刻ｔ４から始まるものとしている。

　なお、閉弁開始時には、磁気吸引力と第２ばねの付勢力との合力が第１ばねの付勢力と対抗しているが、閉弁時において第１ばねの付勢力が支配的であるため、以下の説明でも第２ばねの付勢力は無視して説明する。

　図７に示す状態では、アンカー１０２の上端面１０２Ａと固定コア１０７の下端面１０７Ｂとの間隙Ｇ１の大きさはＤ６（Ｄ６＜Ｄ１）である。区間Ｖにおいては、プランジャロッド１１４Ａを閉弁方向に付勢する第１のばね１１０の付勢力が支配的であり、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂをアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄに係合させる（Ｇ２＝０）。また、中間部材１３３は第３のばね１３４により付勢され、下端面１３３Ｄがアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄに当接している。このため、プランジャロッド１１４Ａの段付き部上端面１２９Ａと中間部材１３３の凹部底面１３３Ｅとの間隙Ｇ３の大きさはＤ２である。

　アンカー１０２、プランジャロッド１１４Ａ及び中間部材１３３の位置関係は、図１２の区間Ｖ（ｔ４～ｔ５）の間維持され、アンカー１０２、プランジャロッド１１４Ａ及び中間部材１３３が一体で動作する。図１２では、区間Ｖにおいて、弁体１１４Ｂとアンカー１０２との変位を表す曲線が重なっており、弁体１１４Ｂとアンカー１０２とが一体となって変位することを表している。そして、弁体１１４Ｂは弁座３９に向かって近づいて行く。このとき、第１のばね１１０の付勢力がプランジャロッド１１４Ａを介してアンカー１０２に加えられている。また、第３ばねは中間部材１３３を下方に向けて付勢しているが、上述したように閉弁時には第１のばね１１０の付勢力が支配的であり、第１ばねの大きな付勢力により、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂとアンカー１０２の凹部底面１０２Ｄとが係合した状態で動作する。

　図８は、図１の部分拡大図であり、閉弁動作時に弁体１１４Ｂが弁座３９に衝突した瞬間を示す断面図である。

　図８に示す状態は、図１２の区間Ｖ（ｔ４～ｔ５）の右端の時刻ｔ５の状態を示しており、弁体１１４Ｂが弁座３９に衝突した瞬間を示している。図８において図７と異なるのは、アンカー１０２の上端面１０２Ａと固定コア１０７の下端面１０７Ｂとの間隙Ｇ１の大きさがＤ１－Ｄ２となり、弁体１１４Ｂが弁座３９に当接している点である。図８を図２と比較すると、図２では、Ｇ２＝Ｄ２，Ｇ３＝０であり、Ｇ１の大きさがＤ１になっているのに対して、図８では、Ｇ２＝０，Ｇ３＝Ｄ２であり、Ｇ１の大きさがＤ１－Ｄ２になっている。

　図９は、図１の部分拡大図であり、弁体１１４Ｂが弁座３９に衝突した後、アンカー１０２が単独で下方に変位する状態を示す断面図である。図９は、図１２の区間VI（ｔ５～ｔ６）において、アンカー１０２の変位が下方に最も大きくなる時刻の可動子１１４の状態を示している。

　時刻ｔ５において、弁体１１４Ｂが弁座３９に衝突すると、弁体１１４Ｂは弁座３９によって下方への変位を止められる。この瞬間、アンカー１０２の凹部底面１０２Ｄとプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂとの係合が解除され、アンカー１０２はその慣性力により単独で下方（閉弁方向）への変位（移動）を継続する。アンカー１０２とプランジャロッド１１４Ａ（可動子１１４）との係合が解除されることで、可動子１１４の質量が軽くなり、可動子１１４の弁座３９に対する衝撃力は弱められる。その結果、プランジャロッド１１４Ａの弁座３９に対する跳ね返り動作（バウンス）を抑制する効果が得られる。

　弁体１１４Ｂが弁座３９に当接し、弁体１１４Ｂの下方への変位が止められると、中間部材１３３は第３ばね１３４の付勢力により凹部底面１３３Ｅがプランジャロッド１１４Ａの段付き部１２９の上端面１２９Ａに当接（Ｇ３＝０）するまで、下方に変位する。このとき、中間部材１３３の下端面１３３Ｄはプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに対して、距離Ｄ２だけ離れた下方に位置する。

　アンカー１０２がその慣性力により単独で下方へ変位することにより、アンカー１０２の凹部底面１０２Ｄは中間部材１３３の下端面１３３Ｄから離間する。この間、アンカー１０２の凹部底面１０２Ｄと中間部材１３３の下端面１３３Ｄとの離間距離Ｇ４は最大でＤ８となり、アンカー１０２の上端面１０２Ａと固定コア１０７の下端面１０７Ｂとの間隙Ｇ１の大きさは最大でＤ７（Ｄ７＞Ｄ１）となる。

　その後、アンカー１０２は第２ばね１１２の付勢力により上方に押し戻される。

　図１０は、図１の部分拡大図であり、アンカー１０２が第２ばね１１２により上方に押し戻され、中間部材１３３と衝突した状態を示す断面図である。図１０に示す状態は、図１２の区間VI（ｔ５～ｔ６）における時刻ｔ６の直前の状態である。

　第２ばね１１２により押し戻されたアンカー１０２は、最初に中間部材１３３の下端面１３３Ｄと衝突する。この段階では、中間部材１３３の下端面１３３Ｄはプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに対して、距離Ｄ２だけ離れた下方に位置しているため、アンカー１０２がプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに衝突することはない。

　図１０に示す状態では、アンカー１０２の上端面１０２Ａと固定コア１０７の下端面１０７Ｂとの間隙Ｇ１の大きさはＤ１であり、アンカー１０２、プランジャロッド１１４Ａ，中間部材１３３及び固定コア１０７の位置関係は図２の状態と同じであるが、アンカー１０２が運動を継続している点で、図２の状態と異なる。

　なお、第２のばね１１２の付勢力、Ｄ２の設定等によって、図９におけるＧ４をゼロにできる可能性もある。

　図１１は、図１の部分拡大図であり、第２ばね１１２により押し戻されたアンカー１０２が、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂと衝突した状態を示す断面図である。図１１に示す状態は、図１２の区間VI（ｔ５～ｔ６）の右端の時刻ｔ６の状態を示している。すなわち、図１０に示す状態から、図１１に示す状態に推移する。

　図１１に示す状態では、第２のばね１１２により押し戻されたアンカー１０２が中間部材１３３の下端面１３３Ｄに衝突した後、慣性力で上方に変位し続け、中間部材１３３を上方に押し上げる。中間部材１３３を上方に押し上げたアンカー１０２はプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに衝突する前に、中間部材１３３を介して第３のばね１３４の付勢力を受けて上方へ向かう運動エネルギが減衰される。アンカー１０２が段付き部下端面１２９Ｂに衝突すると、その衝撃力によってはプランジャロッド１１４Ａが開弁方向に変位し、弁体１１４Ｂが弁座３９から離間する。アンカー１０２が段付き部下端面１２９Ｂに衝突する際の衝撃力は、第２ばね１１２及び第３のばね１３４の付勢力（セット荷重）によって決まる。本実施例では、第２ばね１１２及び第３のばね１３４の付勢力を調整することにより、アンカー１０２がプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに衝突する前に、アンカー１０２の上方への変位を止めるようにしている。

　或いは、アンカー１０２がプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに衝突したとしても、第１のばね１１０によって付勢されたプランジャロッド１１４Ａが開弁方向に変位しなければよい。すなわち、アンカー１０２が中間部材１３３の下端面１３３Ｄに接触した位置からＤ２の距離を移動してプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに衝突するまでの間に、アンカー１０２の運動エネルギを十分に減衰することができればよい。

　本実施例では、アンカー１０２の運動エネルギを、アンカー１０２が図１０に示す間隙Ｇ２＝Ｄ２を移動する間に、第３のばね１３４の付勢力により徐々に減衰させ、アンカー１０２がプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに衝突しないようにする。或いは、アンカー１０２の運動エネルギを徐々に低減することにより、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに衝突するアンカー１０２から受ける瞬間的な衝撃力を低減する。これにより、第１のばね１１０によって付勢されたプランジャロッド１１４Ａは、アンカー１０２の衝突による衝撃力を受けたとしても、図１１に示す状態を維持して上方に変位することはない（図１２の時刻ｔ６）。慣性力を失ったアンカー１０２は、中間部材１３３を介して第３のばね１３４の付勢力を受け、中間部材１３３の凹部底面１３３Ｅがプランジャロッド１１４Ａの段付き部上端面１２９Ａに当接する位置まで押し戻される（図１２の区間VII）。その結果、可動子１１４は図２に示す状態に戻り、閉弁静止状態に至る（図１２の区間VII～VIII）。

　ここで、図１２の区間VIIについて、詳細に説明する。

　プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂとの係合が解除されたアンカー１０２が第２のばね１１２により押し戻されて再び段付き部下端面１２９Ｂに衝突すると、図１２の時刻ｔ６とｔ７との間の区間VIIに符号１４０で示すように、プランジャロッド１１４Ａが開弁方向に変位する可能性がある。このとき、アンカー１０２は符号１４１で示すように、閉弁方向に変位する。

　プランジャロッド１１４Ａが開弁方向に変位するか否かについては、第２のばね１１２の付勢力（セット荷重）が大きな影響力をもつ。第２のばね１１２の付勢力を大きくするほど、プランジャロッド１１４Ａが開弁方向に変位する可能性は高くなり、また変位量も大きくなる。プランジャロッド１１４Ａが開弁方向に変位して弁体１１４Ｂが弁座３９から離間すると、燃料が噴射される。この燃料噴射は二次噴射などと呼ばれ、燃料噴射量に誤差を発生させる。

　一方、この二次噴射を避けるため、第２ばね１１２の付勢力を小さくすると、アンカー１０２単独での下方への変位量が大きくなり、閉弁静止状態に至るまでに要する時間が長くなる。そうすると、短い時間間隔で燃料噴射を実施することができなくなり、内燃機関の燃焼に好適な燃料噴射を実施することができなくなる可能性がある。

　本実施例では、アンカー１０２の運動エネルギを、間隙Ｇ２＝Ｄ２と第３のばね１３４の付勢力とを用いて徐々に減衰させ、アンカー１０２がプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに衝突しないようにする。或いは、アンカー１０２の運動エネルギを徐々に低減することにより、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂに衝突する際にアンカー１０２から受ける瞬間的な衝撃力を低減する。そして、符号１４０で示すプランジャロッド１１４Ａの変位と符号１４１で示すアンカー１０２の変位とを防止する。

　本実施例の特徴について、説明する。
（１）第３のばね１３４は、アンカー１０２が単独で開弁方向に変位する際に、その変位を抑制するように配置されている。
（２）中間部材１３３は、アンカー１０２の係合部（凹部底面１０２Ｄ）とプランジャロッド１１４Ａの係合部（段付き部下端面１２９Ｂ）との間に間隙Ｇ３＝Ｄ２を作り、開弁方向に変位するアンカー１０２が間隙Ｇ３＝Ｄ２を変位する間に、第３のばね１３４による閉弁方向への付勢力を付与する。
（３）第３のばね１３４の支持部となるキャップ１３２は第１のばね１１０による付勢力を受けており、強い固定力を必要としない。このため、キャップ１３２の溶接が不要となる。
（４）キャップ１３２のプランジャロッド１１４Ａに対する固定部（筒状部１３２Ｃ）は、第３のばね１３４の内側に配置されているため、構造がコンパクトになる。また、固定部（筒状部１３２Ｃ）の長さを確保して固定力を高めることができ、圧入だけで十分な固定力を確保できる。
（５）第３のばね１３４及び中間部材１３３がプランジャロッド１１４Ａに組み付けられているため、燃料噴射弁に組み付ける前に、第３のばね１３４及び中間部材１３３の動作を確認し、調整することが容易である。第３のばね１３４の付勢力は、キャップ１３２をプランジャロッド１１４Ａの軸方向に相対的に変位させることにより、変えることができる。この場合、キャップ１３２の底面１３２Ｈがプランジャロッド１１４Ａの端部１１４Ａ－１に当接しなくなるので、間隙部１８２に圧入時に生じる異物を閉じ込めることができなくなる。この場合は、後述する第４実施例のような構成にすることが好ましい。
（６）第３のばね１３４及び中間部材１３３は、プランジャロッド１１４Ａの上端部側から、アンカー１０２とプランジャロッド１１４Ａの上端部との間に組み付けられているので、アンカー１０２とプランジャロッド１１４Ａとの組付け作業が簡素かつ容易である。（７）特許文献１に記載された構造では、本願発明の中間部材１３３と同様な機能を有するストッパ貫通部が、弁部材（プランジャロッド）の外周面と可動コア（アンカー）の貫通孔内周面との間に介在するため、ストッパ貫通部の内周面側と外周面側に摺動面が構成され、ストッパ貫通部の加工精度がアンカーと弁体の偏心に影響し、アンカーと弁体の動作に影響する。本実施例では、中間部材１３３はプランジャロッド１１４Ａとアンカー１０２との摺動面の外側に配置されているので、中間部材１３３はプランジャロッド１１４Ａとアンカー１０２の偏心には影響せず、プランジャロッド１１４Ａとアンカー１０２の動作に与える影響は小さい。

　本実施例によれば、第３のばね１３４により、プランジャロッド１１４Ａに対して開弁方向に作用するアンカー１０２の衝撃力を無くする、または低減することができるので、第２のばね１１２の付勢力を弱める必要が無い。しかも第３のばね１３４による付勢力がアンカー１０２に作用する範囲は、プランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂから距離Ｄ２の短い範囲に限定される。すなわち、第３のばね１３４による付勢力がアンカー１０２に作用する範囲は、アンカー１０２がプランジャロッド１１４Ａに対して相対変位可能な範囲のうち、アンカー１０２の凹部底面１０２Ｄとプランジャロッド１１４Ａの段付き部下端面１２９Ｂとが係合する側の一部の範囲に規定されている。このため、二次噴射を低減することができると共に、アンカー１０２を速やかに閉弁静止状態にすることができる。これにより、短い時間間隔で燃料を噴射できる燃料噴射弁を提供することができる。

　図１３を用いて、第二実施例について説明する。図１３は、第二実施例に係る燃料噴射弁について、図２と同様な部分を拡大して示す部分拡大図である。

　本実施例では、第３のばね１３４’の配置が第一実施例と異なっている。本実施例では、第３のばね１３４’の一端部が固定コア１０７’の内周部に設けた筒状のばね座部材１３９に支持されている。これにより、第３のばね１３４’の一端部は燃料噴射弁の本体側に支持されていることになる。第３のばね１３４’の他端部は中間部材１３３’の上端面１３３Ｃ’に当接しており、第一実施例と同様である。

　第３のばね１３４’の一端部を燃料噴射弁の本体側で支持するために、第３のばね１３４’の外径は、第一実施例の第３のばね１３４の外径よりも大きくしている。また、第３のばね１３４’の外径を大きくしたことにより、中間部材１３３’の外径も大きくしている。そして、固定コア１０７’の内周面（貫通孔）１０７Ａ’に筒状のばね座部材１３９を固定し、ばね座部材１３９で第３のばね１３４’の一端部を支持している。ばね座部材１３９は固定コア１０７’の内周面１０７Ａ’に圧入固定されている。

　固定コア１０７’の内周面を段付き形状にすることも可能である。すなわち、固定コア１０７’を、ばね座部材１３９を含む形状にしてもよい。ただし、固定コア１０７’がばね座部材１３９を含む形状にすると、固定コア１０７’の組み付け後に、第３のばね１３４’及び中間部材１３３’を貫通孔１３９Ａに挿入して燃料噴射弁に組み付けることができない。

　そこで、本実施例では、固定コア１０７’の内周面１０７Ａ’に筒状のばね座部材１３９を固定する構造としている。固定コア１０７’の組み付け後に、第３のばね１３４’及び中間部材１３３’を固定コア１０７’の貫通孔１０７Ａ’に挿入して燃料噴射弁の内部に組み付け、ばね座部材１３９を固定コア１０７’の内周面１０７Ａ’に圧入固定して第３のばね１３４’を支持する。この場合、中間部材１３３’はプランジャロッド１１４Ａに組み付けられていてもよいし、プランジャロッド１１４Ａから分離されていてもよい。ただし、中間部材１３３’はプランジャロッド１１４Ａに組み付けられていた方が、組み付け作業は容易になる。

　第一実施例では、図１２の時刻ｔ６において、第３のばね１３４が、上方に向かって変位するアンカー１０２の力を受けると、その力はキャップ１３２を介してプランジャロッド１１４Ａに伝達される。第一実施例では、第３のばね１３４により、アンカー１０２がプランジャロッド１１４Ａに衝突することによって、プランジャロッド１１４Ａに瞬間的に大きな衝撃力が加わらないようにしている。しかし、プランジャロッド１１４Ａは、第３のばね１３４及びキャップ１３２を介して、開弁方向に作用する力をアンカー１０２から受ける。

　本実施例では、第３のばね１３４’の一端部が固定コア１０７の内周部に設けた筒状のばね座部材１３９に支持されているため、プランジャロッド１１４Ａはアンカー１０２から開弁方向に作用する力を受けることはない。

　上述した以外の構成は、第一実施例と同様であり、本実施例の各部品は第一実施例と同様に機能する。また、実施例１で説明した（１）～（７）の特徴のうち、（５）及び（６）を除いて、本実施例にも当てはまる。なお、本実施例では、キャップ１３２は、第１のばね１１０のばね座としての機能しか有しておらず、第１のばね１１０のばね座をプランジャロッド１１４Ａの上端部に直接形成してもよい。

　図１５及び図１６を用いて、第三実施例について説明する。図１５は、図１の部分拡大図で、本実施例における燃料噴射弁の詳細を示す図である。図１６はキャップ（ばね座部材）１３２’の外観を示す斜視図である。以下、実施例１との相違点について説明する。

　本実施例では、キャップ１３２’の外周面１３２’Ｄが固定コア１０７の貫通孔１０７Ａの内周面に当接し、開閉弁時に貫通孔１０７Ａの内周面に対して摺動するように構成されている。

　本実施例では、貫通孔１０７Ａの内周面がガイド面となり、キャップ１３２’の外周面１３２’Ｄの開閉弁方向の移動を案内する。従って、実施例１では、アンカー１０２の外周面がノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の内周面と接することによって上下方向（開閉弁方向）の動きを案内されるようにしていたが、本実施例ではアンカー１０２の外周面とノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の内周面との間に適度な隙間が形成されるようにしている。

　図１６に示すように、キャップ１３２’の鍔部１３２’Ａには、切欠き面１３２’Ｅが設けられており、固定コア１０７の貫通孔１０７Ａの内周面に当接する外周面１３２’Ｄは周方向に間隔を置いて配置されている。切欠き面１３２’Ｅはキャップ１３２’の鍔部１３２’Ａの上方と下方の燃料通路を連通する燃料通路部を構成する。本実施例では、外周面１３２’Ｄ及び切欠き面１３２’Ｅが鍔部１３２’Ａの周方向にそれぞれ４個ずつ設けられている。

　さらに、本実施例では、鍔部１３２’Ａとプランジャロッド１１４Ａが圧入される筒状部１３２Ｃとがプランジャロッド１１４Ａの軸方向にずれているため、圧入によって筒状部１３２Ｃの径が大きくなっても鍔部１３２’Ａの外径の変化を抑制することができる。これにより、キャップ１３２’の鍔部１３２’Ａの外周面１３２’Ｄと固定コア１０７の貫通孔１０７Ａの内周面との摺動を良好に維持することができる。本実施例では、テーパー部１８２を鍔部１３２’Ａの下方まで設けていることにより、圧入による鍔部１３２’Ａの変形をより確実に防ぐことができる。

　上述した以外の構成は実施例１と同様である。また、本実施例を実施例２に適用してもよい。

　図１７を用いて、第四実施例について説明する。図１７は、弁部材組品１００の外観を示す外観図である。以下、実施例１との相違点について説明する。

　本実施例のばね座部材１３２’’は、実施例１のキャップ１３２の鍔部１３２Ａのみで構成したものである。ばね座部材１３２’’の上端面１３２’’Ｉは第１のばね１１０のばね座を構成し、ばね座部材１３２’’の下端面１３２’’Ｂは第３のばね１３４のばね座を構成する。

　ばね座部材１３２’’はプランジャロッド１１４Ａの上端部（すなわち、突起部１３１の上端部）に圧入固定されている。ばね座部材１３２’’は環状部材で構成されており、ばね座部材１３２’’をプランジャロッド１１４Ａ’に圧入した後、圧入により発生した異物は除去される。

　また、実施例１ではプランジャロッド１１４Ａの上端部にテーパー部１８２を設けたが、本実施例ではプランジャロッド１１４Ａ’の上端部にテーパー部１８２を設けてもよいし、設けなくてもよい。テーパー部１８２を設ける場合は、ばね座部材１３２’’はテーパー部１８２よりも下方に配置される。

　本実施例では、実施例１に対して可動子１１４を軽量化できる。

　上述した以外の構成は実施例１と同様である。また、本実施例を実施例１乃至３に適用してもよい。本実施例を実施例３に適用した場合は、実施例３のキャップ１３２’の鍔部１３２’Ａのみで、本実施例のばね座部材１３２’’を構成すれば良い。

　図１８及び図１９を用いて、第五実施例について説明する。図１８は、弁部材組品１００’’の外観を示す外観図である。図１９は、図１８のXIX－XIX断面について、段付き部形成部材１２９’とプランジャロッド１１４Ａ’’のみを図示した断面図である。以下、実施例１との相違点について説明する。

　本実施例のばね座部材１３２’’’は、実施例１のキャップ１３２の鍔部１３２Ａのみで構成し、さらに、ばね座部材１３２’’’をプランジャロッド１１４Ａ’’の上端部に一体形成されている。ばね座部材１３２’’’の上端面１３２’’’Ｉは第１のばね１１０のばね座を構成し、ばね座部材１３２’’’の下端面１３２’’’Ｂは第３のばね１３４のばね座を構成する。

　また、実施例１の段付き部１２９は、本実施例では段付き部形成部材１２９’によって構成される。すなわち、段付き部形成部材１２９’をプランジャロッド１１４Ａ’’に嵌め合わせて段付き部を構成している。このためにプランジャロッド１１４Ａ’’の外周面には環状の凹部１８０が形成されており、段付き部形成部材１２９’は凹部１８０に嵌められている。

　本実施例では、弁体１１４Ｂ側からプランジャロッド１１４Ａ’’に第３のばね１３４を組み付け、その後、中間部材１３３を組み付ける。その後、中間部材１３３をばね座部材１３２’’’側に押し付けた状態で、段付き部形成部材１２９’をプランジャロッド１１４Ａ’’に組み付ける。

　図１９に示すように、段付き部形成部材１２９’は環状部材の一部が切欠かれた形状（Ｃの字形状）を成しており、切欠き部からプランジャロッド１１４Ａ’’を段付き部形成部材１２９’の内側に入れて、プランジャロッド１１４Ａ’’と段付き部形成部材１２９’とを組み付ける。なお、段付き部形成部材１２９’をプランジャロッド１１４Ａ’’の外周面に圧入固定してもよい。

　上述した以外の構成は実施例１と同様である。また、本実施例を実施例１乃至３に適用してもよい。

　なお、本発明は上記した各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、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。

　３９…弁座、１０２…アンカー、１０２Ａ…アンカー１０２上端面、１０２Ｄ…アンカー１０２の凹部底面、１０７…固定コア、１０７Ｂ…固定コア１０７の下端面、１０７’…固定コア、１０７Ａ’…固定コア１０７’の内周面（貫通孔）１１０…第１のばね、１１２…第２のばね、１１４…可動子、１１４Ａ…プランジャロッド、１１４Ｂ…弁体、１２９…プランジャロッド１１４Ａの段付き部、１２９Ａ…段付き部１２９の上端面、１２９Ｂ…段付き部１２９の下端面、１３３…中間部材、１３３Ｄ…中間部材１３３の下端面、１３３Ｅ…中間部材１３３の凹部底面、１３３’…中間部材、１３３Ｃ’…中間部材の上端面、１３４…第３ばね、１３４’…第３のばね、１３９…筒状のばね座部材。

Claims

　先端部に弁座と当接する弁体を有する弁部材と、前記弁部材と共に可動子を構成し前記弁部材に対して開閉弁方向に相対変位可能に構成されたアンカーと、径方向中央部に軸方向に貫通する貫通孔が形成された固定コアと、前記弁部材を閉弁方向に付勢する第１のばねと、前記アンカーを前記固定コアの反対側から開弁方向に付勢する第２のばねとを備え、前記アンカーと前記弁部材との双方に前記アンカーが前記弁部材に対して開弁方向に変位した場合に係合して前記アンカーの開弁方向への変位を規制する係合部を設けた燃料噴射弁において、
　前記弁部材の基準位置に位置づけられた状態で前記アンカーと当接することにより前記弁部材側の係合部と前記アンカー側の係合部との間に間隙を形成する間隙形成部材と、前記間隙形成部材を前記基準位置に位置づけるように閉弁方向に付勢する第３のばねとを備え、
　前記間隙形成部材の外径と前記第３のばねの外径と前記弁部材の最大外径とを前記固定コアの前記貫通孔の内径よりも小さくしたことを特徴とする燃料噴射弁。
　請求項１に記載の燃料噴射弁において、
　前記弁部材はロッド部と前記ロッド部の外周面から鍔状に突き出した段付き部とを有し、
　前記段付き部の前記弁体側の段部で前記弁部材側の係合部を構成し、
　前記段付き部の前記弁体側とは反対側の段部に前記基準位置が設けられ、
　前記間隙形成部材は前記アンカーに対向する下端面側から固定コア側の上端面側に向けて窪んだ凹部を備え、
　前記凹部はその深さ寸法が前記段付き部の両段部の間隔寸法よりも大きく形成されており、前記凹部の底面部が前記基準位置となる段部と当接することにより、前記下端面と前記係合部を構成する前記段部との間に前記間隙が形成されることを特徴とする燃料噴射弁。
　請求項２に記載の燃料噴射弁において、
　前記弁部材は、前記ロッド部の前記弁体側とは反対側の端部に、前記第３のばねのばね座部材を有し、
　前記第３のばねは、一端部を前記ばね座部材に支持され、他端部を前記間隙形成部材の前記上端面に支持されて、前記間隙形成部材を閉弁方向に付勢することを特徴とする燃料噴射弁。
　請求項３に記載の燃料噴射弁において、
　前記第３のばね及び前記間隙形成部材は前記弁部材に一体に組み付けられていることを特徴とする燃料噴射弁。
　請求項４に記載の燃料噴射弁において、
　前記ばね座部材は、前記第３のばねのばね座が形成される鍔部を有しており、前記鍔部の前記第３のばねのばね座が形成される面とは反対側の面に、前記第１のばねのばね座が形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。