WO2019102806A1 - 燃料噴射装置 - Google Patents

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WO2019102806A1
WO2019102806A1 PCT/JP2018/040452 JP2018040452W WO2019102806A1 WO 2019102806 A1 WO2019102806 A1 WO 2019102806A1 JP 2018040452 W JP2018040452 W JP 2018040452W WO 2019102806 A1 WO2019102806 A1 WO 2019102806A1
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injection device
fuel injection
fuel
biasing spring
valve body
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真士 菅谷
威生 三宅
保夫 生井沢
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • F02M2200/8084—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving welding or soldering

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injection device that is used in an internal combustion engine and mainly injects fuel.
  • JP-A-2015-14921 As a background art of this technical field, there is JP-A-2015-14921.
  • a magnetic path is formed so that magnetic flux circulates to a large diameter portion of a fixed iron core, a movable iron core, a housing, and a cylindrical member, and flows between the lower end face of the fixed iron core and the upper end face of the movable iron core
  • the movable core is attracted in the direction of the fixed core by the magnetic attraction force generated by the magnetic flux, and a recess is formed in the center of the movable core from the upper end face to the lower end face.
  • a fuel passage hole is formed as a fuel passage penetrating in the direction along the central axis to the lower end side, the upper end of the second spring abuts on the lower surface of the movable iron core, and the lower end of the second spring is the nozzle body
  • a fuel injection valve is described which abuts on the stepped portion and biases the movable core upward.
  • this second spring is placed, for example, in a plane perpendicular to the spring axis direction, with the spring axis direction of the second spring kept in the vertical direction, the wound end portion of the lower end of the second spring first becomes flat.
  • a step corresponding to the wire diameter of the second spring is generated at the end of winding of the upper end portion and the lower end portion of the second spring. Therefore, when the second spring is placed in a plane perpendicular to the spring axis direction while the second spring is in the vertical direction, the spring axis direction of the second spring is from the vertical direction due to the step difference at the winding end of the lower end. Will be inclined in the opposite direction.
  • the fuel passage hole is formed in the movable iron core, and as described above, when the second spring is disposed in an inclined manner, the winding end portion of the upper end of the second spring is the fuel passage hole in the lower end surface of the movable iron core And may get stuck inside the fuel passage hole.
  • the upper end of the second spring in contact with the lower end surface of the movable core also moves in the vertical direction.
  • the second spring changes its length while twisting by operating in the vertical direction.
  • an object of the present invention is to provide a configuration for improving fuel sealability at the time of valve closing in a fuel injection device.
  • the present invention has a valve body for opening and closing a fuel flow passage, and a fuel passage hole for communicating the upstream side and the downstream side, and a movable iron core for operating the valve body toward the upstream side.
  • an urging spring having one end in contact with the movable iron core and urging the movable iron core in the valve opening direction, and a restricting portion for restricting the movement of the one end of the urging spring, the urging spring
  • the shortest distance between the one end and the fuel passage hole is larger than the radial movement distance of the one end until the one end moves in the radial direction and is restricted by the restricting portion.
  • the valve body for opening and closing the fuel flow path, the movable iron core for operating the valve body toward the upstream side, and the outer diameter being reduced from the lower end to the upper end And a biasing spring for biasing the movable core toward the upstream side by contacting the lower end surface of the movable core.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a fuel injection device according to a first embodiment of the present invention, and is a longitudinal cross-sectional view showing a cross section parallel to the central axis 100a.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the electromagnetic drive unit 400 of the fuel injection device 100 shown in FIG. In FIG. 2, hatching of the valve body 102 is omitted for easy viewing.
  • the fuel injection device 100 includes a fuel supply unit 200 for supplying fuel, a nozzle unit 300 provided at its tip with a valve unit 300a for permitting or blocking the flow of fuel, and an electromagnetic drive unit for driving the valve unit 300a. And 400 are configured.
  • the fuel injection device 100 is an electromagnetic fuel injection device for an internal combustion engine using gasoline as fuel
  • the fuel supply unit 200, the valve unit 300a, the nozzle unit 300, and the electromagnetic drive unit 400 indicate the corresponding parts with respect to the cross section shown in FIG. 1, and do not indicate a single part.
  • the fuel supply unit 200 is provided on the upper end side in FIG. 1, the nozzle unit 300 is provided on the lower end side, and the electromagnetic drive unit 400 is provided between the fuel supply unit 200 and the nozzle unit 300.
  • the fuel supply unit 200, the electromagnetic drive unit 400 and the nozzle unit 300 are arranged in this order along the direction of the central axis 100a.
  • the end of the fuel supply unit 200 opposite to the nozzle unit 300 is connected to a fuel pipe (not shown).
  • the end of the nozzle unit 300 opposite to the fuel supply unit 200 is inserted into a mounting hole (insertion hole) formed in an intake pipe (not shown) or a combustion chamber forming member (cylinder block, cylinder head, etc.) of an internal combustion engine Be done.
  • the fuel injection device 100 receives the supply of fuel from the fuel pipe through the fuel supply unit 200, and injects the fuel from the tip of the nozzle unit 300 into the intake pipe or the combustion chamber. Inside the fuel injection device 100, from the end of the fuel supply unit 200 (the end opposite to the nozzle unit 300) to the tip of the nozzle unit 300 (the end facing into the intake pipe or the combustion chamber), Fuel passages 101 (101a to 101f) are configured such that fuel flows substantially along the direction of the central axis 100a of the fuel injection device 100.
  • the end or the end side of the fuel supply unit 200 located on the opposite side to the nozzle unit 300 will be referred to as the distal end portion or the proximal end side.
  • the end portion or the end portion side of the nozzle portion 300 positioned on the opposite side to the fuel supply portion 200 will be referred to as the distal end portion or the proximal end side.
  • “upper” or “lower” will be added to each part constituting the fuel injection device 100. This is done to make the description easy to understand, and the mounting form of the fuel injection device 100 with respect to the internal combustion engine is not limited to this vertical direction.
  • the fuel supply unit 200 is constituted by a fuel pipe 201.
  • a fuel supply port 201a is provided at one end (upper end) of the fuel pipe 201, and a fuel passage 101a is formed inside the fuel pipe 201 so as to penetrate in a direction along the central axis 100a.
  • the other end (lower end) of the fuel pipe 201 is joined to one end (upper end) of the fixed core 401.
  • An O-ring 202 and a backup ring 203 are provided on the outer peripheral side of the upper end portion of the fuel pipe 201.
  • the O-ring 202 functions as a seal that prevents fuel leakage when the fuel supply port 201a is attached to the fuel pipe.
  • the backup ring 203 is for backing up the O-ring 202.
  • the backup ring 203 may be configured by laminating a plurality of ring-shaped members.
  • a filter 204 for filtering foreign matter mixed in the fuel is disposed inside the fuel supply port 201a.
  • the nozzle portion 300 includes a nozzle body 300b, and a valve portion 300a is provided at a tip end portion (lower end portion) of the nozzle body 300b.
  • the nozzle body 300 b is a hollow cylindrical body, and constitutes a fuel passage 101 f on the upstream side of the valve portion 300 a.
  • a movable iron core receiving portion 311 is provided in the fuel passage 101 e below the electromagnetic drive portion 400.
  • sticker 103 which maintains airtightness, when it mounts in an internal combustion engine is provided in the outer peripheral surface of the front-end
  • the valve portion 300 a includes the injection hole forming member 301, the guide portion 302, and the valve body 102.
  • the injection hole forming member 301 is configured to have a valve seat 301 a that seals the fuel in contact with the valve body 102, and a fuel injection hole 301 b that injects the fuel.
  • the injection hole forming member 301 is inserted into and fixed to a recess inner circumferential surface 300 ba formed at the tip of the nozzle body 300 b. At this time, the outer periphery of the front end surface of the injection hole forming member 301 and the inner periphery of the front end surface of the nozzle body 300b are welded to seal the fuel.
  • the guide portion 302 is on the inner peripheral side of the injection hole forming member 301, constitutes a guide surface on the tip side (lower end side) of the valve body 102, and moves the valve body 102 in the direction (opening and closing valve direction) along the central axis 100a. To guide you.
  • the electromagnetic drive unit 400 includes a fixed core 401, a coil 402, a housing 403, a movable core 404, an intermediate member 414, a plunger cap 410, a first spring member 405, a third spring member 406, and a second And a spring member 407.
  • the stationary core 401 is also referred to as a stationary core.
  • the movable core 404 is also called a movable core, a mover or an armature.
  • the fixed core 401 has a fuel passage 101 c at the center and a joint 401 a which is a joint with the fuel pipe 201.
  • An outer circumferential surface 401b of the fixed core 401 is fitted and joined to the large diameter portion 300c of the nozzle body 300b, and an outer circumferential surface 401e having a larger diameter than the outer circumferential surface 401b is fitted and joined to the outer circumferential fixed core 401d.
  • a coil 402 is wound around the outer periphery of the fixed iron core 401 and the large diameter portion 300c of the cylindrical member.
  • the housing 403 is provided so as to surround the outer peripheral side of the coil 402, and constitutes the outer periphery of the fuel injection device 100.
  • An upper end side inner peripheral surface 403 a of the housing 403 is connected to an outer peripheral surface 401 f of the outer peripheral side fixed core 401 d.
  • a movable core 404 is disposed on the lower end surface 401 g side of the fixed core 401.
  • the upper end surface 404c of the movable core 404 is opposed to the lower end surface 401g of the fixed core 401 with a gap g2 in the valve closed state (see FIG. 2).
  • the outer peripheral surface of the movable iron core 404 is opposed to the inner peripheral surface of the large diameter portion 300c of the nozzle body 300b with a slight gap, and the movable iron core 404 is a central axis inside the large diameter portion 300c of the cylindrical member. It is provided movably in the direction along 100a.
  • a magnetic path is formed so that a magnetic flux may circulate to fixed iron core 401, movable iron core 404, housing 403, and large diameter portion 300c of the cylindrical member.
  • the movable core 404 is attracted toward the fixed core 401 by the magnetic attraction force generated by the magnetic flux flowing between the lower end surface 401 g of the fixed core 401 and the upper end surface 404 c of the movable core 404.
  • a concave portion 404b which is recessed from the upper end surface 404c to the lower end surface 404a is formed.
  • a fuel passage hole 404d is formed in the upper end surface 404c and the bottom surface 404b '(see FIG. 2) of the recess 404b as a fuel passage 101d penetrating to the lower end surface 404a in the direction along the central axis 100a. It is done. Further, on the bottom surface 404b 'of the concave portion 404b, a through hole 404e penetrating to the lower end surface 404a side in the direction along the central axis 100a is formed.
  • a valve body 102 for opening and closing the fuel flow path is provided so as to pass through the through hole 404e, and the movable core 404 operates the valve body 102 toward the upstream side.
  • a plunger cap 410 is fixed to the valve body 102 by fitting, and has a large diameter portion 102a (see FIG. 2).
  • the intermediate member 414 is a cylindrical member having a concave portion 404b which becomes a step on the inner and outer circumferences, and a surface 414a (see FIG. 2) of the lower side is an upper surface 102b of the large diameter portion 102a of the valve body 102. In contact with (see FIG. 2), the outer peripheral surface 414 b of the lower surface is in contact with the bottom surface 404 b ′ of the recess 404 b of the movable core 404.
  • the upper end portion of the first spring member 405 abuts on the lower end surface of the spring force adjustment member 106, and the lower end portion of the first spring member 405 abuts on the upper spring bearing 410a (see FIG. 2) of the plunger cap 410.
  • the first spring member 405 biases the valve body 102 downward via the plunger cap 410.
  • the upper end of the third spring member 406 is in contact with the lower spring receiving portion 410b (see FIG. 2) of the plunger cap 410, and the lower end of the third spring member 406 is on the upper surface 414c of the intermediate member 414 (see FIG. 2).
  • the third spring member 406 contacts the intermediate member 414 in the valve closing direction.
  • the upper end portion of the second spring member 407 abuts on the lower end surface 404a of the movable core 404, the lower end portion of the second spring member 407 abuts on the bottom surface 300d of the nozzle body 300b, and the second spring member 407 is movable iron core
  • the valve 404 is biased in the valve opening direction.
  • the solenoid valve (the fuel injection device 100) of the present embodiment is attached to the first spring member 405 for urging the valve body 102 in the valve closing direction, the plunger cap 410 or the valve body 102, and the preliminary stroke clearance
  • the spring of the first spring member 405 is provided with a third spring member 406 that biases the intermediate member 414 in a direction to increase (g1), and a second spring member 407 that biases the movable iron core 404 in the valve opening direction. Force> spring force of third spring member 406> spring force of second spring member 407 whereby, the preliminary stroke gap (g1) is formed in the valve closed state.
  • the coil 402 is assembled to the outer periphery of the fixed iron core 401 and the large diameter portion 300c of the nozzle body 300b which is a cylindrical member in a state of being wound around a bobbin (not shown), and a resin material is molded around the periphery .
  • the connector 105 having the terminal 104 pulled out of the coil 402 is integrally molded by the resin material used for this mold.
  • the fuel injection device 100 of the present embodiment includes a valve body 102 for opening and closing a fuel flow path, and a movable iron core 404 for operating the valve body 102 toward the upstream side (opening direction). Then, as shown in FIG. 2, the second spring member 407 is formed so that the outer diameter decreases from the lower end to the upper end, and the upper end surface of the second spring member 407 is a lower end surface 404 a of the movable iron core 404. By contacting, the movable core 404 is biased toward the upstream side.
  • the upper end portion of the second spring member 407 is positioned radially inward to the fuel passage hole 404d of the movable core 404, and the upper end portion of the second spring member 407 is the fuel passage hole of the movable core 404. It is possible to prevent the fuel passage hole 404d from being caught by overlapping with 404d. Thereby, even if the spring axial direction of the second spring member 407 is arranged to be inclined in the direction opposite to the winding end from the vertical direction, the upper end portion of the second spring member 407 has the fuel passage hole 404d. Since it does not overlap with the lower surface, eccentricity of the movable core 404 can be suppressed as in the prior art. Therefore, it is possible to suppress uneven wear of the sliding portion between the movable iron core 404 and the valve body 102 and, as a result, to suppress deterioration of the fuel sealability.
  • a fuel passage hole 404d communicating the upstream side and the downstream side is formed in the movable core 404, and the upper end portion of the second spring member 407 contacts the radially inner side of the fuel passage hole 404d. More specifically, the upper end portion of the second spring member 407 is in contact with the lower end surface 404a (see FIG. 2) of the inner diameter portion 404A (see FIG. 2) radially inward of the fuel passage hole 404d. At this time, in the biasing spring (second spring member 407), the outer diameter portion 407DA (see FIG. 2) of the upper end portion is the innermost peripheral portion of the radial direction central portion (lower end surface 404a of the inner diameter portion 404A of the movable core 404).
  • the lower end portion of the second spring member 407 holds the valve body 102 on the inner peripheral side, and contacts the bottom surface 300d of the step portion 300f (see FIG. 2) of the nozzle body 300b. That is, the fuel injection device 100 of the present embodiment holds the valve body 102 on the inner peripheral side, and also has a step member 300 f on the inner peripheral side that holds the biasing spring (second spring member 407) (nozzle The lower end portion of the biasing spring (second spring member 407) is supported in contact with the bottom surface 300d of the step portion 300f. Furthermore, in the biasing spring (the second spring member 407), the stepped portion 300f of the holding member (the nozzle body 300b) at a position where the outer diameter portion 407DB (see FIG.
  • the lower end portion of the second spring member 407 is configured not to fall into the small inner diameter 300e (see FIG. 2) of the nozzle body 300b, and the outer diameter portion 407DB of the lower end portion of the second spring member 407 is not enlarged more than necessary As a result, the processing amount of the nozzle body 300b and the material constituting the second spring member 407 are reduced.
  • the outer diameter portion 407DB of the lower end portion of the second spring member 407 is not enlarging the outer diameter portion 407DB of the lower end portion of the second spring member 407 more than necessary, the outer diameter portion 407DB of the lower end portion of the second spring member 407 and the outer diameter of the outer diameter portion 407DA of the upper end portion Since the difference is reduced, it is possible to reduce the variation in load generated in the range in which the diameters of the upper end portion and the lower end portion are switched, and as a result, it is possible to reduce the load variation of the second spring member 407.
  • a biasing spring (second spring member 407) is formed so as to increase the shortest distance to the passage hole inner diameter 404D.
  • the restricting portion is the outer peripheral portion 102d (see FIG. 2) of the valve body 102.
  • the spring member 407) is the upper end of the second spring member 407 with respect to the radial movement distance between the inner peripheral portion 407DC (see FIG.
  • the biasing spring (second spring member 407) is formed such that the outer diameter thereof is reduced from the lower end to the upper end.
  • the upper end portion of the second spring member 407 is positioned radially inward of the fuel passage hole 404d of the movable core 404, and the upper end portion of the second spring member 407 is the fuel passage hole 404d of the movable core 404. It is possible to prevent the fuel passage hole 404d from being caught. As a result, even if the spring axis direction of the second spring member 407 is arranged to be inclined from the vertical direction to the direction opposite to the winding end portion, the upper end portion of the second spring member 407 is the fuel passage hole 404d. Since it does not overlap with the lower surface, eccentricity of the movable core 404 can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress uneven wear of the sliding portion between the movable iron core 404 and the valve body 102 and, as a result, to suppress deterioration of the fuel sealability.
  • the biasing spring (second spring member 407) has an axial direction of a small diameter portion (upper end portion) having an outer diameter smaller than the stepped portion with respect to the axial length of the stepped portion (lower end portion) having the largest outer diameter.
  • the length is formed to be longer. That is, in the fuel injection device 100 in the present embodiment, the second spring member 407 is formed such that the axial length of the outer diameter portion 407DA at the upper end is longer than the outer diameter 407DB at the lower end. .
  • material reduction of a spring (2nd spring member 407) is attained. Further, in terms of manufacture, in the process of assembling the second spring member 407, the outer diameter portion 407DA of the upper end portion can be fixed and transported easily.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the electromagnetic drive unit 400.
  • the gap related to the movable part related to the valve opening operation is configured as follows.
  • a gap g1 is provided between the bottom surface 404b 'of the recess 404b of the movable core 404 and the lower surface 102c of the large diameter portion 102a of the valve body 102.
  • a magnetomotive force is generated by an electromagnet constituted by the fixed iron core 401, the coil 402 and the housing 403. Due to this magnetomotive force, a magnetic flux is circulated around a magnetic path constituted by the fixed core 401 configured to surround the coil 402, the housing 403, the large diameter portion 300c of the nozzle body 300b, and the movable core 404. At this time, a magnetic attraction force acts between the upper end surface 404 c of the movable core 404 and the lower end surface 401 g of the fixed core 401, and the movable core 404 and the intermediate member 414 are displaced toward the fixed core 401.
  • the movable core 404 is displaced by g1 until it abuts on the lower surface 102c of the large diameter portion 102a of the valve body 102. At this time, the valve body 102 does not move. Thereafter, when the movable core 404 abuts on the lower surface 102c of the large diameter portion 102a of the valve body 102, the valve body 102 receives an impact force from the movable iron core 404 and is pulled up. 102 leaves the valve seat 301a. Thus, a gap is formed between the valve body 102 and the valve seat 301a, and the fuel injection hole 301b, which is a fuel passage, is opened.
  • valve body 102 Since the valve body 102 receives an impact force from the movable iron core 404 and starts to open, the rising of the valve body 102 becomes sharp. At this time, the movable core 404 and the intermediate member 414 perform the same operation as the valve body 102.
  • an intermediate member 414 is provided below the third spring member 406 that generates a spring force on the movable core 404 and the valve body 102, and the large diameter of the bottom surface 404 b ′ of the recess 404 b of the movable core 404 and the valve body 102. It is disposed in contact with the upper surface 102b of the portion 102a. Therefore, when the movable iron core 404, the valve body 102, and the intermediate member 414 perform the valve opening operation, and the movable iron core 404 and the fixed iron core 401 collide, the movable iron core 404 moves in the valve closing direction. The body 102 continues to move in the valve opening direction.
  • the gap g1 in which the movable iron core 404 is displaced is the height 414h of the recess step of the intermediate member 414 and the height h of the large diameter portion 102a of the valve body 102 (the upper surface 102b of the large diameter portion 102a and Since the difference is between the height h) formed by the lower surface 102c and the height h), the adjustment in the assembly process is not necessary because it is determined by the dimensions of the part, and the assembly process can be simplified.
  • the magnetic force starts to disappear and the valve is closed by the biasing force of the spring in the valve closing direction.
  • the valve body 102 abuts on the valve seat 301a to complete the valve closing. Further, since the intermediate member 414 is in contact with the upper surface 102b of the large diameter portion 102a of the valve body 102, the displacement never becomes smaller than zero.
  • the movable core 404 is further displaced in the valve closing direction even after the displacement of the intermediate member 414 becomes zero.
  • the second spring member 407 is displaced in the valve opening direction so as to become displacement 0 again. The displacement becomes zero again, and the movable core 404 and the intermediate member 414 collide with each other.
  • the outer diameter 414D of the intermediate member 414 is smaller than the inner diameter 401D of the fixed core 401. Therefore, after assembling the fuel injection device 100, the gap g1 is determined by the height 414h of the recess step of the intermediate member 414 and the height h of the large diameter portion 102a of the valve body 102, Easy assembly because the plunger cap 410, the valve body 102, the third spring member 406, and the intermediate member 414 can be integrated into the fuel injection device 100 in a state where the one spring member 405 is not inserted. Thus, stable management of the gap g1 is possible.
  • the outer diameter 414D of the intermediate member 414 is smaller than the inner diameter 401D of the fixed core 401, but the outermost diameter of the members to be assembled in advance may be smaller.
  • the outermost diameter of the plunger cap 410 may be smaller than the inner diameter 401D of the fixed core 401.
  • the same function and effect as those of the present invention can be obtained even if there is no concave portion 404b of the movable core 404 and the same surface as the upper end surface 404c.
  • the intermediate member 414 can be disposed at the lower side, and the length of the valve body 102 in the opening / closing direction can be shortened. It is possible to configure the
  • FIG. 3 is a view for explaining the vicinity of the movable core of the fuel injection device according to the second embodiment of the present invention, and is an enlarged sectional view showing a portion corresponding to the electromagnetic drive unit of the fuel injection device shown in FIG. It is.
  • the parts having the same numerals as in Example 1 have the same configuration and effects, and therefore the description thereof is omitted.
  • hatching of the valve body 102 is omitted as in FIG. 2 for easy viewing.
  • the second spring member 407 is formed such that the outer diameter thereof increases from the lower end to the upper end.
  • a nozzle body 303b having a shape shown in FIG. 3 is used in place of the nozzle body 300b of the first embodiment.
  • the restricting portion is the inner peripheral portion 303g of the nozzle body 303b, and the biasing spring (second spring member 407) Of the inner peripheral portion 407DC 'of the upper end portion of the second spring member 407 and the fuel passage hole 404d with respect to the radial movement distance between the outer diameter portion 407DA' of the upper end portion and the inner peripheral portion 303g of the nozzle body 303b. It is formed such that the shortest distance between it and the outermost periphery 404db of the exit surface is large.
  • the upper end portion of the second spring member 407 is positioned radially outward with respect to the fuel passage hole 404d of the movable core 404, and the upper end portion of the second spring member 407 is the fuel passage hole 404d of the movable core 404. It is possible to prevent the fuel passage hole 404d from being caught. As a result, even if the spring axis direction of the second spring member 407 is arranged to be inclined from the vertical direction to the direction opposite to the winding end portion, the upper end portion of the second spring member 407 is the fuel passage hole 404d. Since it does not overlap with the lower surface, eccentricity of the movable core 404 can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress uneven wear of the sliding portion between the movable iron core 404 and the valve body 102 and, as a result, to suppress deterioration of the fuel sealability.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications.
  • the embodiments described above are described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • SYMBOLS 100 Fuel injection apparatus, 101 ... Fuel passage, 102 ... Valve body, 200 ... Fuel supply part, 300 ... Nozzle part, 301a ... Valve seat, 301b ... Fuel injection hole, 311 ... Movable iron core receiving part, 400 ... Electromagnetic drive part , 401: fixed core, 402: coil, 403: housing, 404: movable core, 405: first spring member, 406: third spring member, 407: second spring member, 414: intermediate member.

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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

燃料噴射装置
　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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