(57)【要約】【課題】高磁気吸引力と磁気切れ性とを両立することができる固定コア３２を有する燃料噴射弁を提供する。【解決手段】固定コア３２は、第１筒部４０と第２筒部４１をと有する。固定コア３２は、内周部に位置する第１筒部４０と外周部に位置する第２筒部４１とで磁気特性が異なる。第２筒部４１は、第１筒部４０よりも比抵抗が高い。【選択図】図２
2010203375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が噴射される噴孔が形成される筒状のハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ、往復変位することによって前記噴孔を開閉して、前記噴孔からの燃料の噴射を断続する弁部材と、
前記ハウジング内に前記弁部材とともに往復変位するように設けられる可動コアと、
前記ハウジング内の予め定める位置に固定される筒状の固定コアと、
通電されることによって前記固定コアに前記可動コアを吸引する磁力を発生するコイルと、を含み、
前記固定コアは、内周部と外周部とで磁気特性が異なり、前記固定コアの前記外周部は、前記固定コアの前記内周部よりも比抵抗が高いことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記固定コアの前記外周部は、前記固定コアの前記内周部よりも気孔率が大きいことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記固定コアの前記外周部は、金属粉末射出成形によって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記固定コアの前記外周部は、金属粉末の焼結体であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料噴射装置として、燃料の流れる通路に設けた弁部材の開閉を電磁石で制御する燃料噴射弁がある。従来技術の燃料噴射弁は、弁部材と一体の可動コアに電磁力を作用させて、可動コアを固定コアに磁気吸引することによって開弁している。
【０００３】
このような燃料噴射弁では、燃料噴射量を高精度に制御することが望ましいので、弁部材を開閉するタイミングを、燃料噴射弁を構成するコイルに印加するパルス波形の立上りおよび立下りに近づけることが要求される。換言すると、コイルへの通電オン時から開弁するまでの時間を短くし、コイルへの通電オフ時から閉弁するまでの時間を短くすることが要求される。
【０００４】
このような要求に対して従来技術の燃料噴射弁では、非磁性部、可動コア、固定コアおよびコイルの配置および長さを調整することによって、燃料噴射弁の開弁時間および閉弁時間を短くしている。具体的には、コイルの内方空間において、非磁性部が占める割合が大きくなるように構成している。これによってコイルのインダクタンスが小さくなるので、コイルへの通電をオンすると、コイルに流れる電流値が素早く上昇し、開弁時間が短くなる。また、コイルへの通電をオフするとコイルに流れる電流値が素早く低下するので、閉弁時間が短くなる（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−４８０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の燃料噴射弁では、コイルのインダクタンスを小さくすることによって、通電パルスに対する応答性を向上しているが、このような構成では磁気吸引力が小さくなるという問題がある（特許文献１の図４参照）。
【０００７】
磁気吸引力を向上させる手段として、固定コアが可動コアの対向する部分の面積を大きくする手段と、固定コアに高磁束密度材を用いる手段とが主に使われている。固定コアが可動コアと対向する部分の面積を大きくする手段の場合、固定コアの体格が大きくなるという問題がある。また固定コアに高磁束密度材を用いる手段の場合、磁気吸引力を大きくすることができるが、磁気吸引力を大きくすることに起因して磁気切れが悪くなるという問題がある。したがって高磁気吸引力と磁気切れ性とを両立させることが困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、高磁気吸引力と磁気切れ性とを両立することができる固定コアを有する燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、燃料が噴射される噴孔が形成される筒状のハウジングと、
ハウジング内に設けられ、往復変位することによって噴孔を開閉して、噴孔からの燃料の噴射を断続する弁部材と、
ハウジング内に弁部材とともに往復変位するように設けられる可動コアと、
ハウジング内の予め定める位置に固定される筒状の固定コアと、
通電されることによって固定コアに可動コアを吸引する磁力を発生するコイルと、を含み、
固定コアは、内周部と外周部とで磁気特性が異なり、固定コアの外周部は、固定コアの内周部よりも比抵抗が高いことを特徴とする燃料噴射弁である。
【００１１】
請求項１に記載の発明に従えば、固定コアは、内周部と外周部とで磁気特性が異なり、固定コアの外周部は、固定コアの内周部よりも比抵抗が高い。固定コアの内周部は、外周部に比べて磁束量が多いため、磁気吸引特性への寄与が大きく、固定コアの外周部は磁束が消滅する際に渦電流が発生し易く、磁気切れ（消弧性）が遅れる原因のうち、影響が大きいことを、本件出願人は見いだした。このような固定コアの内周部と外周部の特性に着目し、前述のように固定コアの外周部の比抵抗（電気抵抗値）を高くすることによって、固定コアの磁気切れを向上することができる。また固定コアの内周部には、たとえば高磁束密度材を用いることによって、より磁束量を増やすことができるため、磁気吸引力を大きくすることができ、高い磁気吸引力を得ることができる。さらに固定コアの外周部も比抵抗は高い磁性材とすることで、固定コアの外周部も磁気吸引力に寄与することができる。したがって本発明の固定コアでは、高磁気吸引力と磁気切れ性とを両立することができるので、燃料噴射弁の開弁時間および閉弁時間を短くすることができる。
【００１２】
このように燃料噴射弁の開弁時間および閉弁時間が短かくなると、燃料噴射率の特性がコイルに印加する駆動信号の波形に近づくので、駆動信号の信号幅と燃料噴射量とがほぼ比例し、燃料噴射量を高精度に制御できる。特にアイドル運転時のように燃料噴射量が少ない場合、過剰な燃料の噴射を抑制することができる。したがって、燃費が向上し、排ガス中に含まれる有害物質量を減少することができる。
【００１３】
また請求項２に記載の発明では、固定コアの外周部は、固定コアの内周部よりも気孔率が大きいことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明に従えば、固定コアの外周部は、固定コアの内周部よりも気孔率が大きいので、気孔によって外周部の比抵抗を高くすることができる。したがってたとえば外周部と内周部とで磁気特性が等しい材料からなる場合であっても、気孔率によって外周部の比抵抗を高くすることができる。これによって前述の作用および効果を有する固定コアを実現することができる。
【００１５】
さらに請求項３に記載の発明では、固定コアの外周部は、金属粉末射出成形によって形成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明に従えば、固定コアの外周部は、金属粉末射出成形によって形成されるので、固定コアの外周部の気孔率は大きくなる。したがって前述のように、固定コアの外周部の比抵抗を高くすることができる。
【００１７】
さらに請求項４に記載の発明では、固定コアの外周部は、金属粉末の焼結体であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明に従えば、固定コアの外周部は、金属粉末の焼結体であるので、固定コアの外周部の気孔率は大きくなる。したがって前述のように、固定コアの外周部の比抵抗を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態のインジェクタ１０を示す断面図である。
【図２】インジェクタ１０の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】固定コア３２を示す断面図である。
【図４】第１筒部４０を示す正面図である。
【図５】第２実施形態の固定コア３２Ａを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００２１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図４を用いて説明する。本発明の第１実施形態に関して、図１〜図４を用いて説明する。図１は、第１実施形態のインジェクタ１０を示す断面図である。図２は、インジェクタ１０の一部を拡大して示す断面図である。インジェクタ１０は、燃料噴射弁であって、たとえばポート噴射式のガソリンエンジンに適用される。ポート噴射式のガソリンエンジンにインジェクタ１０を適用する場合、インジェクタ１０はエンジンヘッド（図示せず）に搭載される。
【００２２】
インジェクタ１０は、予め定める軸方向Ｚ（開閉方向Ｚ）に延びる筒部材１１、筒部材１１の内方に設けられるフィルタ部材１２、筒部材１１を覆うハウジングホルダ１３、筒部材１１を覆う樹脂ハウジング１４、インジェクタ１０の内部に軸方向Ｚへ往復変位可能に収容されるニードル１５、およびニードル１５を駆動する駆動部１６を有している。
【００２３】
以下、インジェクタ１０の方向として、筒部材１１が延びる方向を軸方向Ｚ（図１における上下方向）と称し、軸方向Ｚの一方を開弁方向Ｚ１（図１における上方）と称し、軸方向Ｚの他方を閉弁方向Ｚ２（図１における下方）と称することがある。
【００２４】
筒部材１１は、軸方向Ｚに延びる筒状に形成されている。筒部材１１は、開弁方向Ｚ１に位置する端部が開口しており、燃料入口１７となる。燃料入口１７には、燃料ポンプ（図示せず）から燃料が供給される。筒部材１１は、磁性を有する第１磁性部１８、第２磁性部１９、および磁性を有しない非磁性部２０を有している。第１磁性部１８は、非磁性部２０よりも開弁方向Ｚ１に位置する。第２磁性部１９は、非磁性部２０よりも閉弁方向Ｚ２に位置する。したがって閉弁方向Ｚ２に位置する筒部材１１の端部は、第２磁性部１９となる。このような非磁性部２０は、第１磁性部１８と第２磁性部１９との磁気的な短絡を防止する。第１磁性部１８および第２磁性部１９と非磁性部２０とは、たとえばレーザ溶接などにより一体に接続されている。また筒部材１１は、たとえば一体に成形した後、熱加工などにより一部を磁性化または非磁性化してもよい。
【００２５】
筒部材１１の外周面部に半径方向外方に拡径する段差部４２が形成される。換言すると、筒部材１１の外周面部には、半径方向外方に凸となる段差部４２が形成される。このような段差部４２は、ハウジングホルダ１３に接触する部分となる。具体的には、閉弁方向Ｚ２に位置する段差部４２の面部は、開弁方向Ｚ１に位置するハウジングホルダ１３の面部に接触する。換言すると、ハウジングホルダ１３の先端部と筒部材１１とは、筒部材１１の段差部４２に、ハウジングホルダ１３の先端部を突き当てる構成である。
【００２６】
フィルタ部材１２は、筒部材１１の内周側に圧入されている。フィルタ部材１２は、燃料に含まれる異物を除去する。したがって燃料入口１７に供給された燃料は、フィルタ部材１２を経由して筒部材１１の閉弁方向Ｚ２に流下する。
【００２７】
ハウジングホルダ１３は、筒状に形成される。ハウジングホルダ１３の外周には、インジェクタ１０をエンジンの吸気管（図示せず）に係止させるための段差となる拡径部２２が形成されている。またハウジングホルダ１３は、磁性を有する。ハウジングホルダ１３は、外枠部材であって、後述するコイル２３の外周側を覆っている。ハウジングホルダ１３は、第１磁性部１８および第２磁性部１９と磁気的に接続される。具体的には、図２に示すように、開弁方向Ｚ１に位置するハウジングホルダ１３の端部は、第１磁性部１８の外周面部に接触する。また閉弁方向Ｚ２に位置するハウジングホルダ１３の端部は、第２磁性部１９の外周面部に接触する。
【００２８】
樹脂ハウジング１４は、筒状に形成され、樹脂から成る。樹脂ハウジング１４は、ハウジングホルダ１３の開弁方向Ｚ１側に設けられる。樹脂ハウジング１４は、筒部材１１の外周を覆い、開弁方向Ｚ１側のハウジングホルダ１３の外周を覆っている。
【００２９】
ノズルボディ２１は、筒状に形成され、例えば圧入あるいは溶接などによって、閉弁方向Ｚ２に位置する筒部材１１の端部に固定されている。ノズルボディ２１は、内周壁にニードル１５が着座可能な弁座部２４を有している。ノズルボディ２１の外周壁には、閉弁方向Ｚ２に位置するノズルボディ２１の端部を覆うように、カップ状の噴孔プレート２５が溶接によって固定されている。噴孔プレート２５は、薄板状に形成されており、中央部に内壁面と外壁面とを連通する噴孔２６が複数、形成されている。噴孔プレート２５の外側には、噴孔プレート２５とノズルボディ２１との接合状態を維持するためのプレートホルダ２７が装着されている。プレートホルダ２７は、噴孔２６を閉塞しないように、開口している。
【００３０】
ニードル１５は、弁部材であって、筒部材１１およびノズルボディ２１の内周側に軸方向Ｚへ往復変位可能に収容されている。ニードル１５は、軸方向Ｚへ往復変位することによって噴孔２６を開閉して、噴孔２６からの燃料の噴射を断続する。ニードル１５は、ノズルボディ２１と概ね同軸上に配置されている。ニードル１５は、内部に燃料通路２８を有する中空の有底円筒状であり、底側（図１の下方側）に当接部２９が形成されている。当接部２９はノズルボディ２１に形成されている弁座部２４に着座可能である。当接部２９が弁座部２４に着座すると、噴孔２６が閉塞され燃料噴射が遮断される。
【００３１】
また当接部２９の上流側（図１の上方側）には、ニードル１５の側壁を貫通する燃料孔３０が形成されている。ニードル１５の燃料通路２８に流入した燃料は、燃料孔３０を内方から外方に通過し、当接部２９と弁座部２４とで区画される通路に流れる。
【００３２】
次に、ニードル１５を駆動する駆動部１６に関して、主に図２を用いて説明する。駆動部１６は、ニードル１５を軸方向Ｚに沿って駆動する。駆動部１６は、コイル装置３１、固定コア３２、可動コア３４、コネクタ３５、およびスプリング３６を有している。
【００３３】
コイル装置３１は、コイル２３とターミナル３７とを含む。コイル２３は、通電されることによって固定コア３２に可動コア３４を吸引する磁力を発生する。換言すると、コイル２３は、通電されることによって、可動コア３４を開弁方向Ｚ１である吸引方向に吸引する。したがって開弁方向Ｚ１と吸引方向とは、同方向である。また閉弁方向Ｚ２と吸引方向の反対方向とは同方向である。コイル２３は、筒状であり、その内方空間に固定コア３２が配置される。
【００３４】
ターミナル３７は、導電性を有し、コイル２３と電気的に接続される。ターミナル３７は、樹脂ハウジング１４に設けられるコネクタ３５まで引き出される。ターミナル３７は、コネクタ３５に装着される外部電気回路（図示せず）と電気的に接続され、外部電気回路によってコイル２３への通電状態が制御される。
【００３５】
固定コア３２は、磁性材料により筒状に形成される。固定コア３２は、筒部材１１の非磁性部２０および第１磁性部１８の内壁に圧入により固定されている。固定コア３２は、可動コア３４に対して開弁方向Ｚ１側に設けられる。固定コア３２の下端面部は、噴孔２６とは反対側に位置する可動コア３４の上端面部と対向している。固定コア３２の下端面部と可動コア３４の上端面部とは、閉弁状態では、離間している。
【００３６】
閉弁方向Ｚ２に位置する固定コア３２の下端面部は、軸方向Ｚに関して、非磁性部２０が存在する位置に配置される。換言すると、開弁方向Ｚ１に位置する非磁性部２０の端部は、軸方向Ｚに関して、固定コア３２の下端面部よりも開弁方向Ｚ１に位置し、閉弁方向Ｚ２に位置する非磁性部２０の端部は、軸方向Ｚに関して、固定コア３２の下端面部よりも閉弁方向Ｚ２に位置する。
【００３７】
開弁方向Ｚ１に位置する固定コア３２の上端面部は、軸方向Ｚに関して、第１磁性部１８が存在する位置に配置される。また固定コア３２の上端面部は、軸方向Ｚに関して、段差部４２に対向する位置に配置される。換言すると、固定コア３２の上端面部は、軸方向Ｚに関して、開弁方向Ｚ１に位置するハウジングホルダ１３の端部が存在する位置に配置される。
【００３８】
可動コア３４は、開弁方向Ｚ１に位置するニードル１５に端部に溶接などによって固定されている。可動コア３４は、筒部材１１の内周側に軸方向Ｚへ往復移動可能に設置されている。したがって可動コア３４は、ニードル１５と一体となって軸方向Ｚへ往復変位する。可動コア３４は、例えば鉄などの磁性材料によって筒状に形成されている。筒状の可動コア３４の内方の空間は、ニードル１５の燃料通路２８と連通する。
【００３９】
開弁方向Ｚ１に位置する可動コア３４の上端面部は、軸方向Ｚに関して、非磁性部２０が存在する位置に配置される。換言すると、開弁方向Ｚ１に位置する非磁性部２０の端部は、軸方向Ｚに関して、可動コア３４の上端面部よりも開弁方向Ｚ１に位置し、閉弁方向Ｚ２に位置する非磁性部２０の端部は、軸方向Ｚに関して、可動コア３４の下端面部よりも閉弁方向Ｚ２に位置する。また閉弁方向Ｚ２に位置する可動コア３４の下端面部は、軸方向Ｚに関して、第２磁性部１９が存在する位置に配置される。
【００４０】
スプリング３６は、固定コア３２の内周側に設けられる。スプリング３６は、一方の端部が可動コア３４に接しており、他方の端部がアジャスティングパイプ３９と接している。スプリング３６は、軸方向Ｚへ伸長する力を有している。そのためニードル１５は、スプリング３６により弁座部２４に着座する閉弁方向Ｚ２へ押し付けられる。
【００４１】
アジャスティングパイプ３９は、固定コア３２の内周側に圧入されている。これによりスプリング３６の荷重は、アジャスティングパイプ３９の圧入量を調整することにより調整される。コイル２３に通電していないとき、可動コア３４およびニードル１５は、閉弁方向Ｚ２へ押し付けられ、当接部２９は弁座部２４に当接する。
【００４２】
ハウジングホルダ１３は、前述のようにコイル２３の外周に設けられる。開弁方向Ｚ１に位置するハウジングホルダ１３の端部は、軸方向Ｚに関して、開弁方向Ｚ１に位置するコイル２３の端部よりも開弁方向Ｚ１に位置する。またハウジングホルダ１３の拡径部２２は、軸方向Ｚに関して、可動コア３４の下端面部と略同位置である。換言すると、拡径部２２は、ハウジングホルダ１３において磁気回路を構成する部分である。このようにハウジングホルダ１３は、第１磁性部１８および第２磁性部１９に磁気的に接続される。したがってコイル２３に通電して生じる電磁力による磁束は、筒部材１１の第１磁性部１８、固定コア３２、可動コア３４、筒部材１１の第２磁性部１９、ハウジングホルダ１３、再び筒部材１１の第１磁性部１８の順に流れる磁気回路を構成している。
【００４３】
このように磁気回路を構成する部材のうち、位置が固定されている部材は、互いに密に接触することが好ましい。換言すると、可動コア３４を除く残余の部材は、互いに密に接触することが好ましい。したがって本実施の形態では、固定コア３２は、筒部材１１の内方に挿入されているので、固定コア３２と筒部材１１とは密に接触している。またハウジングホルダ１３のうち閉弁方向Ｚ２に位置する部分は、筒部材１１の外周面部に接触するように設けられるので、密に接触している。さらにハウジングホルダ１３のうち開弁方向Ｚ１に位置する部分は、筒部材１１の段差部４２を突き当てるように構成されるので、密に接触している。
【００４４】
次に、固定コア３２の構成に関して図３および図４を用いてさらに説明する。図３は、固定コア３２を示す断面図である。固定コア３２は、磁性材料により筒状に形成される。固定コア３２は、内周部と外周部とで磁気特性が異なるように構成される。磁気特性とは、たとえば透磁率、磁束密度および比抵抗などであるが、本実施の形態では磁気特性のうち、固定コア３２の外周部は、固定コア３２の内周部よりも比抵抗（電気抵抗）が高くなるように構成される。固定コア３２は、磁気回路の中で最も磁気吸引特性に与える影響が大きい部材である。ここで磁気吸引特性は、たとえば磁気吸引力および磁気切れである。本実施の形態では、磁気吸引特性を向上させるために固定コア３２が有する磁気特性を場所に対応した２種類にし、高い磁気吸引力でありながら、磁気切れの良い電磁弁性能を実現している。
【００４５】
固定コア３２は、互いに磁気特性が異なる第１筒部４０と第２筒部４１とを有する。固定コア３２は、このような２つの筒部を同軸に配置し、第１筒部４０が固定コア３２の半径方向内方側に配置され、第２筒部４１が固定コア３２の半径方向外方側に配置される。このような配置状態で、第１筒部４０と第２筒部４１とは、一体に構成される。
【００４６】
第１筒部４０の外周面部（半径方向外方の面部）には、半径方向内方に凹となる凹部４５が形成される。凹部４５は、第１筒部４０の周方向全域にわたって設けられる。また凹部４５は、第１筒部４０の軸方向Ｚの中間部に設けられる。したがって凹部４５は、軸方向Ｚの両端部付近には設けられていない。換言すると、第１筒部４０の軸方向Ｚの断面形状は、略Ｉ字状である。
【００４７】
第２筒部４１は、凹部４５に設けられる。したがって第２筒部４１の軸方向Ｚの寸法は、凹部４５の軸方向Ｚの寸法と等しい。第２筒部４１の厚み寸法は、凹部４５の深さ寸法に等しい。したがって第２筒部４１の外周面部は、第１筒部４０の外周面部と面一である。これによって固定コア３２は、全体として外周面が凹凸のない筒状の部材となる。また本実施の形態では、第２筒部４１の厚み寸法は、凹部４５の底部分の厚み寸法より小さい。第２筒部４１の厚み寸法は、固定コア３２の肉厚のたとえば１／４以上１／２以下に設定される。
【００４８】
次に、第１筒部４０と第２筒部４１の材料に関して説明する。本実施の形態では、第１筒部４０と第２筒部４１とは、互いに磁気特性が等しい材料からなる。第１筒部４０は、たとえばフェライト系のステンレス鋼からなる。また第２筒部４１も同様に、たとえばフェライト系のステンレス鋼からなる。第１筒部４０と第２筒部４１とは磁気特性が互いに等しい材料からなるが、第１筒部４０および第２筒部４１として形成されると、第２筒部４１は、第１筒部４０よりも比抵抗が高くなる。具体的には、第２筒部４１は、第１筒部４０よりも気孔率が大きくなるように形成される。ここで気孔率とは、成形体中に気孔が占める体積分率のことである。したがって第２筒部４１内には、気孔（図示せず）が多数存在する。このような気孔は、磁気特性に寄与しない部分であるので、気孔が多数存在することによって比抵抗が大きくなる。
【００４９】
次に固定コア３２の製造方法に関して説明する。図４は、第１筒部４０を示す正面図である。第１筒部４０は、前述のように、たとえばフェライト系のステンレス鋼からなる。第１筒部４０を形成するために、第１筒部４０の前駆体である筒状の部材に、削りだしなどの加工によって、凹部４５を形成する。次に、凹部４５に金属粉末射出成形（Metal Injection Molding：略称ＭＩＭ）によって、第２筒部４１を形成する。具体的には、先ず、第２筒部４１の原料となる金属粉末とバインダー（結合剤）とを混合する。次に、凹部４５に前述の混合物を射出成型する。最後に、射出成形した第２筒部４１の前駆体を加熱することによって脱脂および焼結する。これによって第２筒部４１が凹部４５に形成される。したがって第２筒部４１は、金属粉末の焼結体である。このような焼結体は、内部に気孔を含むことが特徴であるので、第２筒部４１の内部には多数の気孔が形成される。第２筒部４１は、第１筒部４０よりも気孔率が大きくなる。
【００５０】
次に固定コア３２と各部との位置関係について、図２を参照して説明する。固定コア３２の外周面部は、前述のように第１筒部４０の外周面部である部分と、第２筒部４１の外周面部である部分とがある。
【００５１】
開弁方向Ｚ１に位置する第１筒部４０の上端面部は、段差部４２に対向する位置に配置される。換言すると、第１筒部４０の上端面部は、軸方向Ｚに関して、開弁方向Ｚ１に位置するハウジングホルダ１３の端部が存在する位置に配置される。また開弁方向Ｚ１に位置する第１筒部４０の外周面部が露出している部位と、当該露出している部位に対向する筒部材１１と内周面部とは、第２筒部４１と近接している部分が接触し、残余の部分は離間している。
【００５２】
また第２筒部４１の外周面部は、筒部材１１の内周面部と接触している。また閉弁方向Ｚ２に位置する第１筒部４０の外周面部が露出している部位と、当該露出している部位に対向する筒部材１１と内周面部とは接触している。このように第１筒部４０と 接触している部分は、非磁性部２０の内周面部である。
【００５３】
開弁方向Ｚ１に位置する第２筒部４１の上端面部は、軸方向Ｚに関して、第１磁性部１８が存在する位置に配置される。また閉弁方向Ｚ２に位置する第２筒部４１の下端面部は、軸方向Ｚに関して、非磁性部２０が存在する位置に配置される。したがって第２筒部４１は、第１磁性部１８と非磁性部２０にまたがるように配置される。
【００５４】
次に、燃料の流れに関して説明する。筒部材１１の燃料入口１７から流入する燃料は、筒部材１１を噴孔２６側（図１における下方側）に流下する。筒部材１１を流下するとき、フィルタ部材１２によって燃料内の異物が除去される。異物が除去された燃料は、順次、アジャスティングパイプ３９の内周側、固定コア３２の内周側、可動コア３４の内周側、ニードル１５の燃料通路２８および燃料孔３０を経由して、当接部２９と弁座部２４とで区画される通路へ流れる。これによって、開弁状態になると、噴孔２６から燃料が噴射される。
【００５５】
次に、インジェクタ１０の作動について説明する。コイル２３への通電がオフのとき、可動コア３４と固定コア３２との間には磁気吸引力が発生していない。このとき、ニードル１５はスプリング３６の付勢力により閉弁方向Ｚ２へ付勢されているので、ニードル１５は閉弁方向Ｚ２へ移動し、当接部２９が弁座部２４に着座する。そのため、噴孔２６からの燃料の噴射は停止される。
【００５６】
コイル２３への通電をオンにすると、固定コア３２、可動コア３４、第１磁性部１８、ハウジングホルダ１３および第２磁性部１９からなる磁気回路を磁束が流れ、固定コア３２と可動コア３４との間に磁気吸引力が発生する。これにより、可動コア３４は固定コア３２に吸引されるとともに、可動コア３４と一体のニードル１５も固定コア３２側へ移動する。ニードル１５の移動にともなって当接部２９が弁座部２４から離れる、噴孔２６から燃料が噴射される。そして可動コア３４と固定コア３２とが当接することによって、ニードル１５の固定コア３２側への移動は制限される。
【００５７】
このとき固定コア３２の磁気吸引力は、固定コア３２を構成する第１筒部４０と第２筒部４１とが高磁束密度材であれば、磁気吸引力が大きくなる。第２筒部４１は、前述のように比抵抗が大きいので、第１筒部４０よりも磁束密度が低い。しかしながら、磁気吸引力への寄与度が高いのは固定コア３２の内周側に位置する第１筒部４０である。したがって第１筒部４０が高磁束密度材であるフェライト系のステンレス鋼からなり、第２筒部４１も同じ高磁束密度材であるフェライト系のステンレス鋼からなるので、磁気吸引力を大きくすることができる。
【００５８】
次に、再びコイル２３への通電をオフにすると、磁気回路を流れる磁束が消失し、固定コア３２と可動コア３４との間の磁気吸引力も消失する。そのため、ニードル１５は、再びスプリング３６の付勢力により閉弁方向Ｚ２へ移動し、当接部２９が弁座部２４に着座する。これにより、噴孔２６からの燃料の噴射は停止される。
【００５９】
ここで通電をオフにすると、磁気回路を流れる磁束が消失するが、固定コア３２の磁束密度が高いほど、通電をオフにしてから磁束が消失（磁気切れ）するまでの磁束消失時間が長くなる。前述のように第１筒部４０および第２筒部４１は、両方とも高磁束密度材からなるので、磁気切れまでの時間が長くなるとも考えられるが、第２筒部４１は第１筒部４０よりも比抵抗が高い。このような第２筒部４１は、固定コア３２の外周部に位置するので、固定コア３２のうち最もコイル２３に近接している部分である。このようなコイル２３に近接している第２筒部４１は、磁気が残りやすい部分であるので、磁気切れへの影響が大きい。本実施の形態では、第２筒部４１は、比抵抗を高くして、磁束密度を低くしている。このような第２筒部４１によって、高磁束密度材からなる第２筒部４１であっても、磁気切れを向上することができる。したがって磁束消失時間を、第２筒部４１を第１筒部４０と同じ高磁束密度にする構成よりも、短くすることができる。
【００６０】
以上説明したように本実施の形態のインジェクタ１０では、固定コア３２は、内周部と外周部とで磁気特性が異なり、固定コア３２の外周部は、固定コア３２の内周部よりも比抵抗が高い。本実施の形態では、固定コア３２は、内周部に位置する第１筒部４０と外周部に位置する第２筒部４１とからなるので、第２筒部４１が第１筒部４０よりも比抵抗が高くなるように構成される。
【００６１】
インジェクタ１０の作動にて説明したように、第１筒部４０は、第２筒部４１に比べて磁束量が多いため、磁気吸引特性への寄与が大きく、第２筒部４１は、磁束が消滅する際に渦電流が発生し易く、磁気切れ（消弧性）が遅れる原因のうち、影響が大きい。このような第１筒部４０と第２筒部４１の特性に着目し、前述のように第２筒部４１の比抵抗（電気抵抗値）を高くすることによって、磁気消滅時の渦電流消滅時間を短縮することができ、固定コア３２の磁気切れを向上することができる。また第１筒部４０には、フェライト系のステンレス鋼などの高磁束密度材を用いることによって、より磁束量を増やすことができるため、磁気吸引力を大きくすることができ、高い磁気吸引力を得ることができる。さらに第２筒部４１も比抵抗は高い磁性材とすることで、第２筒部４１も磁気吸引力に寄与することができる。これによって本実施の形態の固定コア３２では、高磁気吸引力と磁気切れ性とを両立することができるので、インジェクタ１０の開弁時間および閉弁時間を短くすることができる。
【００６２】
このようにインジェクタ１０の開弁時間および閉弁時間が短くなると、燃料噴射率の特性がコイルに印加する駆動信号の波形に近づくので、駆動信号の信号幅と燃料噴射量とがほぼ比例し、燃料噴射量を高精度に制御できる。特にアイドル運転時のように燃料噴射量が少ない場合、過剰な燃料の噴射を抑制することができる。したがって、燃費が向上し、排ガス中に含まれる有害物質量を減少することができる。
【００６３】
換言すると、本実施の形態では、固定コア３２の内径側が磁気吸引特性への寄与が大きく、固定コア３２の外周側が磁気切れ（消弧性）への影響が大きいことに着目し、固定コア３２の材質を２種類とし固定コア３２の表面に比抵抗値（電気抵抗値）の高い材料とすることで、高磁気吸引力と磁気切れとを両立させることができる。これによってインジェクタ１０をより精密に噴射することが可能になり、エンジンの排気ガス性能を向上させることが可能になる。
【００６４】
また本実施の形態では、第２筒部４１は、第１筒部４０よりも気孔率が大きいので、本実施の形態のように第１筒部４０と第２筒部４１とが磁気特性の等しい材料からなる場合であっても、気孔率によって第２筒部４１の比抵抗を高くすることができる。したがって前述の作用および効果を有する固定コア３２を実現することができる。
【００６５】
さらに本実施の形態では、第２筒部４１は、第１筒部４０の外表面である凹部４５に、金属粉末射出成形によって形成されるので、第２筒部４１の気孔率は大きくなる。したがって前述のように、第２筒部４１の比抵抗を高くすることができる。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図５を用いて説明する。図５は、第２実施形態の固定コア３２Ａを示す断面図である。本実施の形態では、固定コア３２Ａの構成が前述の第１実施形態と異なる点に特徴を有する。
【００６７】
本実施の形態では、第１筒部４０Ａの外周面部には凹部４５が形成されず、外周面部が平坦状の筒状体である。このような第１筒部４０Ａの外周面部には、同じく筒状体の第２筒部４１Ａが設けられる。したがって第２筒部４１Ａは、第１筒部４０Ａの外周面部の軸方向Ｚ全域にわたって設けられる。
【００６８】
固定コア３２Ａの下端面部は、可動コア３４の上端面部が衝突する部位である。したがって可動コア３４の上端面部が片当たりすることないように、固定コア３２Ａの下端面部は凹凸のない平坦状に形成される。本実施の形態では、固定コア３２Ａの下端面部は、第１筒部４０Ａの下端面部と第２筒部４１Ａの下端面部とからなる。したがって第１筒部４０Ａと第２筒部４１Ａの各下端面部が面一になるように構成される。
【００６９】
このように本実施の形態では、第１筒部４０Ａの外周面部の全域に第２筒部４１Ａが設けられる。これによって前述の第１実施形態よりも固定コア３２Ａ内で第２筒部４１Ａが占める体積が大きい。これによって第２筒部４１Ａによる磁気切れの効果を大きくすることができる。したがってインジェクタ１０の閉弁時間をさらに短くすることができる。
【００７０】
また本実施の形態では、可動コア３４の上端面部が片当たりすることないように、第１筒部４０Ａと第２筒部４１Ａの各下端面部が面一になるように構成されるが、このような構成に限るものではない。たとえば、第１筒部４０Ａの下端面部を、第２筒部４１Ａの下端面部よりも閉弁方向Ｚ２側に位置するように構成してもよい。これによって可動コア３４の上端面部に衝突するのは、第１筒部４０Ａの下端面部となり、第１筒部４０Ａの下端面部を平坦状にすることによって、可動コア３４の片当たりを防止することができる。またこのような開弁方向Ｚ１に突出した第１筒部４０Ａの下端面部に、めっきを施してもよい。開弁方向Ｚ１に突出した第１筒部４０Ａの下端面部にめっきすることによって、強度を大きくすることができ、可動コア３４の衝突による第１筒部４０Ａの下端面部の損傷を抑制することができる。
【００７１】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００７２】
前述の第１実施形態では、インジェクタ１０は、ポート噴射式のガソリンエンジンに適用されているが、ポート噴射式のガソリンエンジンに限るものではなく、直噴式のガソリンエンジン、またはディーゼルエンジンなどに適用してもよい。
【００７３】
また前述の第１実施形態では、第１筒部４０および第２筒部４１は、共に高磁束密度材であるフェライト系のステンレス鋼などの軟質磁性材料からなるが、このような材料に限るものではなく、たとえば高磁束密度材である純鉄および低炭素鋼などの磁性材料によって形成してもよい。
【００７４】
また前述の第１実施形態では、第１筒部４０と第２筒部４１とは同じ高磁束密度材からなるが、このような構成に限るものではなく、異なる材料を用いることによって、第２筒部４１の比抵抗を第１筒部４０よりも大きくなるように構成してもよい。このような構成の場合には、第１筒部４０を形成する高磁束密度材は、前述の軟質磁性材料および鉄コバルト合金であってもよく、第２筒部４１を形成する高比抵抗材は、鉄ニッケル合金（パーマロイ）、鉄にケイ素を添加した電磁鋼、鉄にアルミニウムを添加した鉄−アルミニウム合金であってもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１０…インジェクタ（燃料噴射弁）
１１…筒部材（ハウジング）
１５…ニードル（弁部材）
２３…コイル
３２…固定コア
３４…可動コア
４０…第１筒部（固定コア３２の内周部）
４１…第２筒部（固定コア３２の外周部）
【図１】
2010203375.tif 000003
【図２】
2010203375.tif 000004
【図３】
2010203375.tif 000005
【図４】
2010203375.tif 000006
【図５】
2010203375.tif 000007