(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、アンカーと弁体を有する可動子とが別体構造である電磁式燃料噴射弁において、衝突構造部にかかる衝撃応力を低減し、信頼性を向上することにある。【解決手段】  開弁時の可動子１１４の移動により燃料流路の一部を狭める、もしくは可動子１１４を固定コア１０７へ当接させる。それにより、可動子１１４がアンカー１０２から離脱する跳ね上がり量を制限し、可動子１１４が再びアンカー１０２と接触する際の衝撃力を低減することができ、電磁式燃料噴射弁の信頼性を向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に燃料通路である貫通孔が設けられた固定コアと、前記固定コアの外周側に配置されたコイルと、前記固定コアの下端面に対向する上端面を有するアンカーと、下端部に弁体部が形成された可動子とを有し、前記アンカーと前記可動子とが別体構造であり、前記コイルへ通電することにより磁気吸引力を発生させて、前記アンカーと前記可動子とを前記固定コアへ吸引するよう構成した電磁式燃料噴射弁において、
前記アンカーが前記固定コアへ吸引された際の、前記アンカーから前記可動子が離脱する跳ね上がり量を、前記可動子と前記固定コアとの隙間に働く流体抵抗を利用することで制限することを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁式燃料噴射弁において、前記アンカーは前記固定コアと当接可能に構成され、前記アンカーと前記固定コアとが当接した後も前記固定コアが前記可動子の移動を阻害しないように、前記固定コア中央の貫通孔より前記可動子の頭部を小さく構成し、前記可動子が移動して前記固定コアとの隙間が狭まると流体抵抗が生じ、前記可動子の移動が制限される位置関係に構成されていることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項２に記載の電磁式燃料噴射弁において、前記可動子の頭部の外周角部と前記固定コアの下端面の隙間を、燃料が入っていない場合の開弁時における前記可動子の跳ね上がり量より狭くなるように構成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項３に記載の電磁式燃料噴射弁において、前記可動子の頭部の外周角部と前記固定コアの下端面との隙間を４〜４０ミクロンとしたことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項５】
中心部に燃料通路である貫通孔が設けられた固定コアと、前記固定コアの外周側に配置されたコイルと、前記固定コアの下端面に対向する上端面を有するアンカーと、下端部に弁体部が形成された可動子とを有し、前記アンカーと前記可動子とが別体構造であり、前記固定コアへ吸引された前記アンカーは前記固定コアと当接可能に構成され、前記コイルへ通電することにより磁気吸引力を発生させて、前記アンカーと前記可動子とを前記固定コアへ吸引するよう構成した電磁式燃料噴射弁において、
前記アンカーと前記可動子とを前記固定コアへ吸引した際に、前記可動子を前記固定コアに当接させて前記可動子の移動量を制限するように、前記固定コア中央の貫通孔より前記可動子の頭部を大きく構成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項５に記載の電磁式燃料噴射弁において、前記アンカーと前記可動子とを前記固定コアへ吸引した際に、前記アンカーと前記固定コアとが当接した後に前記可動子が前記固定コアと当接することで前記可動子の移動量を制限することを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項７】
請求項６に記載の電磁式燃料噴射弁において、前記固定コアの下端面と、前記下端面と対向する前記可動子の上面との間にできる隙間を、燃料が入っていない場合の開弁時における前記可動子の跳ね上がり量より小さくなるように構成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項８】
請求項７に記載の電磁式燃料噴射弁において、前記固定コアの下端面と前記下端面に対向する前記可動子の上面との間にできる隙間を４〜４０ミクロンとしたことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項９】
請求項５に記載の電磁式燃料噴射弁において、前記アンカーと前記可動子とを前記固定コアへ吸引した際に、前記可動子は前記アンカーよりも先に前記固定コアと当接するように、前記可動子は前記アンカーと当接した状態で前記アンカーより前記固定コア側へ凸となる位置関係で、前記固定コア中央の貫通孔より前記可動子の頭部を大きく構成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項１０】
請求項５に記載の電磁式燃料噴射弁において、前記アンカーと前記可動子とを前記固定コアへ吸引した際に、前記可動子は前記アンカーと同時に前記固定コアと当接するように、前記可動子は前記アンカーと当接した状態で、前記固定コアと対面する前記可動子の面と前記アンカーの面とが同一平面上となる位置関係で、前記固定コア中央の貫通孔より前記可動子の頭部を大きく構成したことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の電磁式燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に筒内燃料噴射内燃機関に用いられる電磁式燃料噴射弁においては、排気ガス・燃費に対する規制や要求を満足するため、流量の制御範囲や応答性を高め、また、二次噴射と呼ばれる閉弁時の弁体のバウンドによる後噴きを低減する必要がある。さらに、可燃性の燃料を噴射するため、燃料漏れに対する高い信頼性が必要である。
【０００３】
従来、アンカーと弁体を有する可動子とを別体化することにより流量の制御範囲や応答性を高め、同時に二次噴射を低減できる燃料噴射弁を提供する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１８２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アンカーと弁体を有する可動子とを別体化することにより、アンカーと弁体との間に新規の衝突構造部が構成される。弁体の高応答化のために弁体の速度を向上すると、この衝突構造部にかかる衝撃応力も増すことになる。そのため、この衝突構造部でアンカーおよび弁体が変形したり脱落したりしないよう、信頼性を向上する技術が必要である。
【０００６】
本発明の目的は、アンカーと弁体を有する可動子とが別体構造である電磁式燃料噴射弁において、衝突構造部にかかる衝撃応力を低減し、信頼性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開弁時の可動子の移動により流路の一部を狭める、もしくは可動子を固定コアへ当接させる。それにより、可動子がアンカーから離脱する跳ね上がり量を制限し、可動子が再びアンカーと接触する際の衝撃力を低減する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、別部材による新たな衝撃緩衝機構を設けることなくアンカーと可動子との間の衝突構造部における衝撃力を小さくすることができ、信頼性を向上した電磁式燃料噴射弁が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
実施例の全体構成について図１，図２を用いて説明する。
【００１１】
金属材製のノズルホルダ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、両者間は円錐断面部２４により繋がっている。
【００１２】
小径筒状部２２の先の部分にはノズル体が形成される。具体的には小径筒状部の先端部分の内部に形成された筒状部に、燃料噴射口１１６Ａを備えたオリフィスカップ１１６が挿入され、オリフィスカップ１１６の周囲で筒状部に後述するストローク調整後に溶接により固定される。オリフィスカップ１１６には，ガイド部材１１５が固定されている。
【００１３】
ガイド部材１１５は後述する可動子１１４のロッド部１１４Ａもしくはその先端に設けられた弁体部１１４Ｂの外周をガイドすると共に、燃料を放射方向外側から内側に案内する燃料のガイドも兼ねる。
【００１４】
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にはロッド部１１４Ａの先端に設けた弁体部１１４Ｂが当接し、燃料の流れを燃料噴射口１１６Ａに導いたり遮断したりする。
【００１５】
ノズル体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あるいは金属の周りにゴムが焼き付けられたガスケットで代表されるシール部材が嵌め込まれている。
【００１６】
金属材製のノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の内周下端部には可動子１１４のロッド部１１４Ａをガイドする可動子ガイド１１３が大径筒状部２３の絞り加工部に圧入固定されている。
【００１７】
可動子ガイド１１３は中央にロッド部１１４Ａをガイドするガイド孔１２７が設けられており、その周囲に複数個の燃料通路１２６が穿孔されている。
【００１８】
さらに、中央の上面には押出し加工により凹部が形成されている。この凹部にはばね１１２が保持される。
【００１９】
可動子ガイド１１３の中央下面にはこの凹部に対応する凸部が押出し加工によって形成され、その凸部中央にロッド部１１４Ａのガイド孔１２７が設けられている。
【００２０】
かくして、細長い形状のロッド部１１４Ａは可動子ガイド１１３のガイド孔１２７とガイド部材１１５のガイド孔によってまっすぐに往復動するようガイドされる。
【００２１】
ロッド部１１４Ａの弁体部１１４Ｂが設けられている端部とは反対の端部にはロッド部１１４Ａの直径より大きい外径を有する段付き部１２９，１３３を有する頭部１１４Ｃが設けられている。段付き部１３３の上端面にはスプリング１１０の着座面が設けられており、中心にはスプリングガイド用の突起１３１が形成されている。
【００２２】
可動子１１４はロッド部１１４Ａが貫通する貫通孔を中央に備えたアンカー１０２を有する。アンカー１０２は可動子ガイド１１３と対面する側の面の中央にばね受け用の凹部１１２Ａが形成されており、可動子ガイド１１３の凹部１２５とこの凹部１１２Ａとの間にばね１１２が保持されている。
【００２３】
頭部１１４Ｃの段付き部１３３の直径より貫通孔１２８の直径の方が小さいので、ロッド部１１４Ａをオリフィスカップ１１６の弁座に向かって押付けるスプリング１１０の付勢力もしくは重力の作用下においては、ばね１１２によって保持されたアンカー１０２の上側面に形成された凹所１２３の底面にロッド部１１４Ａの頭部１１４Ｃの段付き部１３３の内周下端面１２９が当接し、両者は係合している。
【００２４】
これよりばね１１２の付勢力もしくは重力に逆らう上方へのアンカー１０２の動きあるいは、ばね１１２の付勢力もしくは重力に沿った下方へのロッド部１１４Ａの動きに対しては両者は協働して一緒に動くことになる。
【００２５】
しかし、ばね１１２の付勢力もしくは重力に関係なくロッド部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両者に別々に作用したときは、両者は別々の方向に動こうとする。
【００２６】
このとき、貫通孔１２８の部分でロッド部１１４Ａの外周面とアンカー１０２の内周面との間には可動子が円滑に動くために５〜１５ミクロンの微小ギャップを設けている。該微小ギャップで流体の膜が両者の異なった方向への動きに対して摩擦を生じ、両者の動きを抑制する。つまり両者の急速な変位に対してブレーキがかかり、ゆっくりした動きに対してはほとんど抵抗を示さない。このような両者のお互い反対方向への瞬間的な動作は短時間の間に減衰する。
【００２７】
ここで、アンカー１０２は、大径筒状部２３の内周面とアンカー１０２の外周面との間ではなく、アンカー１０２の貫通孔１２８の内周面とロッド部１１４Ａの外周面とによって中心位置が保持されている。そして、ロッド部１１４Ａの外周面はアンカー１０２が、単独で軸方向に移動するときのガイドとして機能している。
【００２８】
アンカー１０２の下端面は可動子ガイド１１３の上端面に対面しているが、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。
【００２９】
アンカー１０２の外周面と金属材製のノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の内周面との間にはサイドギャップが設けられている。このサイドギャップはアンカー１０２の軸方向の動きを許容するために、貫通孔１２８の部分においてロッド部１１４Ａの外周面とアンカー１０２の内周面との間に形成される５〜１５ミクロンの微小ギャップより大きな、たとえば０.１ミリメートル程度にしてある。あまり大きくすると磁気抵抗が大きくなるので、このギャップは磁気抵抗との兼ね合いで、決定される。
【００３０】
金属材製のノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の内周部には固定コア１０７が圧入されて溶接接合されている。この溶接接合により金属材製のノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の内部と外気との間に形成される燃料漏れ隙間が密閉される。
【００３１】
ロッド部１１４Ａの頭部１１４Ｃに設けられた段付き部１３３の上端面に形成されたスプリング受け座１１７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の貫通孔内部に圧入される調整子５４で受け止められることで、頭部１１４Ｃと調整子５４の間に固定されている。
【００３２】
調整子５４の固定位置を調整することでスプリング１１０が弁体部１１４Ｂを弁座３９に押付ける初期荷重を調整することができる。
【００３３】
アンカー１０２のストロークの調整は、ノズルホルダ１０１の大径筒状部２３外周に電磁コイル（１０４，１０５），ハウジング１０３を装着した後、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、ロッド部１１４Ａをアンカー１０２に挿通した状態で、治具によりロッド部１１４Ａを閉弁位置に押下し、コイル１０５へ通電したときの可動子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できる。
【００３４】
図１，図２に示すごとく、初期荷重設定スプリング１１０の初期荷重が調整された状態で、固定コア１０７の下端面が可動子１１４のアンカー１０２の上端面１２２に対して約４０〜１００ミクロン程度（図面では誇張してある）の磁気吸引ギャップを隔てて対面するように構成されている。
【００３５】
アンカー１０２の外径と固定コア１０７の外径はほんのわずかだけ（約０.１ミリメートル）アンカー１０２の外径が小さい。一方、アンカー１０２の中心に位置する貫通孔１２８の内径は可動子１１４のロッド部１１４Ａ及び弁体の外径よりわずかに大きい。そして頭部１１４Ｃの外径はアンカー１０２の貫通孔１２８の内径より大きい。
【００３６】
これにより、磁気吸引ギャップでの磁気通路面積を十分確保しながら、ロッド部１１４Ａの頭部１１４Ｃの下端面とアンカー１０２の凹所１２３の底面との軸方向の係合代を確保している。
【００３７】
金属材製のノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の外周にはハウジング１０３が固定されている。
【００３８】
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、貫通孔には金属材製のノズルホルダ１０１の大径筒状部２３が挿通している。
【００３９】
ハウジング１０３と環状のコア大径部１０６と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。
【００４０】
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環状の電磁コイル１０５とから構成されている。
【００４１】
電磁コイル装置はコイルボビン１０４，電磁コイル１０５，ハウジング１０３及び固定コア１０７から構成される。
【００４２】
電磁コイル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、コア大径部１０６に設けた貫通孔より導体１０９が引き出されている。
【００４３】
この導体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の上端開口部内周の、コア大径部１０６上部に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。
【００４４】
かくして、コイルボビン１０４及び電磁コイル１０５の周りに矢印２０１で示すトロイダル状の磁気通路が形成される。
【００４５】
導体１０９の先端部に形成されたコネクタには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。
【００４６】
電磁コイル１０５に通電中は、磁気通路２０１を通る磁束によって磁気ギャップにおいて可動子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がスプリング１１０の設定荷重を超える力で吸引されることで上方へ動く。このときアンカー１０２は可動子の頭部１１４Ｃと係合して、ロッド部１１４Ａと一緒に上方へ移動し、アンカー１０２の上端面が固定コア１０７の下端面に衝突するまで移動する。
【００４７】
その結果、ロッド部１１４Ａの先端の弁体部１１４Ｂが弁座より離間し、燃料が燃料通路を通り、複数の噴射口１１６Ａから燃焼室内に噴出する。
【００４８】
可動子１１４はアンカー１０２が固定コア１０７の下端面に衝突後も慣性力によって上方へ移動を続け、係合していた可動子の頭部１１４Ｃとアンカー１０２が離れて、跳ね上がる。
【００４９】
可動子１１４はスプリング１１０による力と、ロッド部１１４Ａの外周面とアンカー１０２の内周面との間の摩擦により減速して一旦停止し、スプリング１１０による力により再び押し戻されて下方へ移動し、可動子の頭部１１４Ｃとアンカー１０２が衝突して停止する。
【００５０】
電磁コイル１０５への通電が断たれると、磁気通路２０１の磁束が消滅し、磁気吸引ギャップにおける磁気吸引力も消滅する。
【００５１】
この状態では、ロッド部１１４Ａの頭部１１４Ｃを反対方向に押す初期荷重設定用のスプリング１１０のばね力がばね１１２の力に打ち勝って可動子１１４全体（アンカー１０２，ロッド部１１４Ａ）に作用する。
【００５２】
その結果、磁気吸引力を失った可動子１１４のアンカー１０２はスプリング１１０のばね力によって、弁体部１１４Ｂが弁座に接触する閉位置に押し戻される。
【００５３】
このとき、頭部１１４Ｃの段付き部１２９がアンカー１０２の凹所１２３の底面に当接してアンカー１０２をばね１１２の力に打ち勝って、可動子ガイド１１３側へ移動させる。
【００５４】
弁体部１１４Ｂが弁座に勢い良く衝突すると、ロッド部１１４Ａはスプリング１１０を圧縮する方向へ跳ね返る。
【００５５】
しかし、アンカー１０２はロッド部１１４Ａとは別体構造であるため、ロッド部１１４Ａはアンカー１０２から離れてアンカー１０２の動きとは反対方向に動こうとする。ここで、アンカー１０２とロッド部１１４Ａとが別体構造であるとは、アンカー１０２とロッド部１１４Ａとが固定されておらず、アンカー１０２がロッド部１１４Ａに対してロッド部１１４Ａの軸方向に相対変位可能であることを意味している。
【００５６】
このときロッド部１１４Ａの外周とアンカー１０２の内周との間には流体による摩擦が発生し、跳ね返るロッド部１１４Ａのエネルギが、いまだ慣性力によって反対方向（弁の閉じ方向）に移動しようとしているアンカー１０２の慣性質量によって吸収される。
【００５７】
跳ね返り時には慣性質量の大きなアンカー１０２が可動子１１４から切り離されるので、跳ね返りエネルギ自体も小さくなる。
【００５８】
また、ロッド部１１４Ａの跳ね返りエネルギを吸収したアンカー１０２は自らの慣性力がその分だけ減少するので、ばね１１２を圧縮するエネルギが減少して、ばね１１２の反発力が小さくなり、アンカー１０２自体の跳ね返り現象によって可動子部１１４Ａが開弁方向に動かされる現象は発生し難くなる。
【００５９】
かくして、可動子１１４の跳ね返りは最小限に抑えられ、電磁コイル１０５への通電が断たれた後に弁が開いて、燃料が不作為に噴射される、いわゆる二次噴射現象が抑制される。
【００６０】
アンカー１０２は鍛造に適した加工性の良い磁性ステンレス鋼で形成され、少なくとも固定コア１０７と衝突する端面及びその周囲の表面をクロム（Ｃｒ）あるいはＮｉ（ニッケル）でメッキする。
【００６１】
ここで、燃料噴射弁には、端子１０９へ電流を印加することにより入力された開弁信号に対して素早く応答して開閉弁できることが求められる。すなわち、開弁パルス信号の立ち上りから実際に開弁状態になるまでの遅れ時間（開弁遅れ時間）や、開弁パルス信号が終了してから実際に閉弁状態になるまでの遅れ時間（閉弁遅れ時間）を短縮することが、最小の可制御噴射量（最小噴射量）をより小さくするという観点からも重要である。
【００６２】
中でも、とりわけ閉弁遅れ時間の短縮は最小噴射量の低減に有効であることが知られている。このため、弁体を開状態から閉状態に移行させる力を付勢するスプリング１１０の設定荷重は大きいことが望ましい。
【００６３】
すなわちスプリング１１０の設定荷重が大きいと、可動子１１４を駆動する力が大きくなり、残留する電磁力や流体抵抗力に抗って閉弁し易くなり、閉弁遅れ時間を短縮できる。このようにスプリング１１０の設定荷重を大きく取るためには、強いスプリング設定荷重に抗って可動子１１４が開弁し、開状態を保持するためには、固定コア１０７とアンカー１０２の間に大きい磁気吸引力が必要となる。
【００６４】
また、噴射量の制御範囲を広げるには最大の可制御噴射量（最大噴射量）を大きくすることも重要である。そのためには燃料の圧力を上昇させることが必要である。燃料の圧力が上昇すると開弁中に可動子１１４にかかる燃料による閉弁方向への力が大きくなる。燃料による閉弁方向への力に抗って可動子１１４が開弁し、開状態を保持するためにも、大きい磁気吸引力が必要となる。
【００６５】
このため、弁開閉の応答性を改善し、噴射量の制御範囲を広くするためには、十分に大きい磁気吸引力を得る必要があり、開弁時の可動子１１４の速度は上昇することになる。
【００６６】
可動子１１４の移動速度が増すと、開弁時にアンカー１０２から離脱して可動子１１４が跳ね上がる際の上方への移動速度も増す。そのため、可動子１１４のアンカー１０２からの跳ね上がり量が大きくなり、スプリング１１０により再び下側へ押し戻されて可動子の頭部１１４Ｃとアンカー１０２が衝突する際の衝撃力も大きくなる。材料の機械的物性を考慮して、この衝撃力がアンカー１０２もしくは可動子の頭部１１４Ｃを変形して凹むほど大きくなると、可動子１１４のストローク量が小さくなることで流量が減少する。
【００６７】
可動子１１４は開弁のたびアンカー１０２から離脱して、跳ね上がるため、燃料噴射弁の作動回数が多い場合にはアンカー１０２と可動子の頭部１１４Ｃに働く衝撃力が降伏強さより小さい場合でも、衝突構造部は金属の疲労により変形をする場合がある。
【００６８】
そのため、アンカーの凹部１２３の底面と可動子の段付部１２９の離合による衝突時の衝撃力を低減することが重要である。
【００６９】
ここで、第１実施例について図２を用いて説明する。
【００７０】
この第１実施例では、固定コア１０７の中央の貫通孔は可動子の頭部１１４Ｃの外周よりわずかに大きい。そのため、可動子１１４は固定コア１０７に接触せずに軸方向に移動できる。
【００７１】
固定コア１０７の下端部と対向する面であるアンカー１０２の上面から、アンカーの凹部１２３の底面までの幅は、可動子の頭部１１４Ｃの段付部１２９の下端面から、段付部１３３の上端面までの幅より広い。そのため、アンカーの凹部１２３の底面と可動子の段付部１２９の下端面とが当接している場合には、可動子の段付部１３３の上面は固定コア１０７の下端面より下側に構成される（図面では誇張してある）。
【００７２】
また、アンカー１０２が固定コア１０７に吸引されて当接して、アンカーの凹部１２３の底面と可動子の段付部１２９の下端面とが接触している状態の、可動子の頭部１１４Ｃの外周部１３４と固定コア１０７の下端面の隙間を隙間３０１Ａとする。
【００７３】
隙間３０１Ａは、電磁式燃料噴射弁の内部に燃料が入っていない場合の可動子１１４の跳ね上がり量より狭い（図面では誇張してある）。
【００７４】
そのため、電磁式燃料噴射弁の内部に燃料が入っていない場合には、アンカー１０２が固定コア１０７に吸引されて衝突した後、可動子１１４が跳ね上がり、可動子の段付部１３３の上面は固定コア１０７の下端面１３２より上側にまで到達する。
【００７５】
非圧縮性と考えられる液体燃料を使用する場合、隙間３０１Ａが十分小さければ、流体抵抗により、弁体の頭部１１４Ｃの段付き部１３３の上端面は、固定コア１０７の下端面１３２より上方まで移動することはない。
【００７６】
前記のごとく可動子１１４の跳ね上がり量を制限することで、スプリング１１０による力により可動子１１４が再び押し戻されて下方へ移動してアンカー１０２に衝突するまでの距離が短くして、衝突時点での可動子１１４の速度を低下し、アンカー１０２と可動子１１４の衝突による衝撃力を低減する。
【００７７】
燃料を使用している場合には、こうして隙間３０１Ａを狭めることで流れる燃料の流体抵抗が大きくなり、可動子１１４の上方への移動が阻害され、可動子１１４とアンカー１０２の衝突による衝撃力を低減する効果がある。
【００７８】
また、跳ね上がり量を制限して衝突時の速度を低下させることにより、可動子１１４が跳ね上がってからアンカー１０２に戻るまでの時間も短くなる。そのことで、安定して閉弁を開始できる時間も早くなり、最小噴射量を小さくできる。
【００７９】
開弁の状態であって可動子１１４が跳ね上がっていない、すなわち、可動子の段付部１２９の下端面とアンカーの凹部１２３が当接している場合では、必要な噴射流量を得るため隙間３０１Ａは燃料の流れを阻害しない程度に開いている必要がある。
【００８０】
燃料の流れを阻害しないためには、電磁式燃料噴射弁内の燃料通路がもっとも小さい部分より大きな断面積を確保すればよい。本構造中では開弁状態にある場合でもオリフィスカップ１１６の円錐状の弁座３９と弁体部１１４Ｂの燃料通路が最も狭く、可動子の頭部１１４Ｃとアンカー１０２の隙間３０１Ａは最小で４ミクロンあればよい。
【００８１】
可動子１１４の跳ね上がりにより隙間３０１Ａが一時的に４ミクロン以下となり、燃料の流れを阻害する場合があるが、跳ね上がり時間は０.１msであり、全体の開弁時間と比較して十分小さいため、噴射流量に問題はない。また、跳ね上がり量が小さくなることで、噴射毎の跳ね上がり量のばらつき量も小さくなるため、１回毎の開閉弁動作も安定し、燃料の噴射量ばらつきも小さくすることができる。
【００８２】
ここで、図３に示す本発明を利用しない、もしくは燃料が入っていない場合の可動子１１４の移動量グラフの一例によれば、可動子１１４の跳ね上がり量は４０ミクロンである。
【００８３】
そのため、隙間３０１Ａは４〜４０ミクロンとすれば燃料と流れを阻害することなく、可動子１１４とアンカー１０２の衝突による衝撃力を低減する効果がある。
【実施例２】
【００８４】
ここで、第２実施例について図４を用いて説明する。
【００８５】
この第２実施例では、固定コア１０７の中央の貫通孔は可動子の頭部１１４Ｃの外周より小さい。そのため、可動子１１４の上方向への移動は、可動子の段付部１３３の上面と固定コアの下端面１３２が接触することで規制される。
【００８６】
アンカーの上面から凹部１２３の底面までの幅は、可動子の頭部１１４Ｃの段付部１２９の下端面から段付部１３３の上端面までの幅より広い。そのため、アンカーの凹部１２３の底面と可動子の段付部１２９の下端面とが当接している場合には、可動子の段付部１３３の上面は固定コア１０７の下端面よりわずかに下側に構成される（図面では誇張してある）。
【００８７】
また、アンカー１０２が固定コア１０７に吸引されて当接して、アンカーの凹部１２３の底面と可動子の段付部１２９の下端面とが接触している状態の、可動子の頭部１１４Ｃの段付部１３３の上端面と固定コア１０７の下端面１３２の隙間を隙間３０１Ｂとする。
【００８８】
可動子１１４が固定コア１０７に吸引されて衝突した後、アンカー１０２から可動子１１４が離脱して跳ね上がった際に、可動子の段付部１３３の上端面は固定コア１０７の下端面１３２に衝突するように、隙間３０１Ｂは、アンカーの凹部１２３の深さと可動子の頭部１１４Ｃの段付部１２９，１３３の高さによりあらかじめ調整されている。
【００８９】
可動子１１４の跳ね上がり量が隙間３０１により規制されているため、スプリング１１０による力により可動子１１４が再び押し戻されて下方へ移動してアンカー１０２に衝突するまでの距離を短く制限できる。また、可動子１１４が固定コア１０７へ近づくことで隙間３０１が十分小さければ、隙間３０１による液体のダンパー効果により可動子１１４の上下移動は妨げられて減速する。そのため、衝突時点での可動子１１４の速度を低減でき、アンカー１０２と可動子１１４の衝突による衝撃力を低減する効果がある。
【００９０】
燃料を使用している場合には、こうして隙間３０１Ｂを規定することで、可動子１１４の跳ね上がり量が制限されると共に、燃料の液体ダンパー効果により可動子１１４が減速して、可動子１１４とアンカー１０２の衝突による衝撃力を低減する効果がある。
【００９１】
また、跳ね上がり量を小さくして衝突時の速度を低下させることにより、可動子１１４が跳ね上がってからアンカー１０２に戻るまでの時間も短くなる。そのことで、安定して閉弁を開始できる時間も早くなり、最小噴射量を小さくできる。
【００９２】
開弁の状態であって可動子１１４が跳ね上がっていない、すなわち、可動子の段付部１２９の下端面とアンカーの凹部１２３の底面が接触している場合では、必要な噴射流量を得るため隙間３０１Ｂは燃料の流れを阻害しない程度に開いている必要がある。
【００９３】
燃料の流れを阻害しないためには、電磁式燃料噴射弁内の燃料通路がもっとも小さい部分より大きな断面積を確保すればよい。本構造中では開弁状態にある場合でもオリフィスカップ１１６の円錐状の弁座３９と弁体１１４Ｂの燃料通路が最も狭く、可動子の頭部１１４Ｃとアンカー１０２の隙間３０１Ｂは最小で４ミクロンあればよい。
【００９４】
可動子１１４の跳ね上がりにより隙間３０１Ｂが一時的に４ミクロン以下となり、燃料の流れを阻害する場合があるが、跳ね上がり時間は０.１msであり、全体の開弁時間と比較して十分小さいため、噴射流量に問題はない。また、跳ね上がり量が小さくなることで、噴射毎の跳ね上がり量のばらつき量も小さくなるため、１回毎の開閉弁動作も安定し、燃料の噴射量ばらつきも小さくすることができる。
【００９５】
ここで、図３に示す本発明を利用しない場合の可動子１１４の移動量グラフの一例によれば、可動子１１４の跳ね上がり量は４０ミクロンである。
【００９６】
そのため、隙間３０１Ｂは４〜４０ミクロンとすれば燃料と流れを阻害することなく、可動子１１４とアンカー１０２の衝突による衝撃力を低減する効果がある。
【実施例３】
【００９７】
ここで、第３実施例について図５および図６を用いて説明する。
【００９８】
この第３実施例では、固定コア１０７の中央の貫通孔は可動子の頭部１１４Ｃの外周より小さい。そのため、可動子１１４の上方向への移動は、可動子の段付部１３３の上面と固定コア１０７の下端面１３２が接触することで規制される。
【００９９】
アンカーの上面から凹部１２３までの幅は可動子の段付部１２９の下端面から、段付部１３３の上面までの幅より、わずかに小さい。そのため、アンカーの凹部１２３の底面と可動子の段付部１２９の下端面とが当接している場合には、可動子の段付部１３３の上面はアンカー１０２の上面より上側に構成される（図面では誇張してある）。
【０１００】
ここで、図６に可動子１１４を上方向から見た図を示す。可動子の段付部１３３の外周部の一部に切欠き１３６が設けられている。この切欠き１３６は、固定コア１０７の中央の貫通孔より中心側に達している。可動子の段付部１３３の上面が固定コア１０７の下端面１３２に当接すると、固定コア１０７の中央の貫通孔から、可動子１１４の切欠き部１３６の外周側を介して、アンカーの凹部１２３へ連通する燃料通路が形成される。
【０１０１】
電磁コイル１０５へ通電することで固定コア１０７へアンカー１０２が吸引されると、アンカーの凹部１２３に係合する可動子１１４も上方向へ移動する。このとき、アンカー１０２の上面より可動子の段付部１３３の上面の方が固定コア１０７の下端面１３２に近いため、可動子１１４の段付部１３３が固定コア１０７の下端面１３２へ衝突する。
【０１０２】
可動子１１４は固定コア１０７へ衝突した後、下方向へと跳ね返る。アンカーの凹部１２３の底面と可動子の頭部１１４Ｃの段付部１２９の下面が係合しているため、アンカー１０２も可動子１１４と一体となって下方向へ跳ね返る。
【０１０３】
アンカー１０２はスプリング１１２と固定コア１０７への磁気吸引力により固定コア１０７に再び吸引される。その際も、可動子１１４はアンカー１０２以外からは下方向からの力を受けないため、可動子１１４はアンカー１０２から離脱することなく固定コア１０７と当接して静止する。
【０１０４】
このように、可動子１１４と固定コア１０７を衝突させることで、可動子１１４のアンカー１０２からの跳ね上がりをなくし、開弁時のアンカー１０２と可動子１１４の衝突による衝撃力を低減する。
【実施例４】
【０１０５】
ここで、第４実施例について図７を用いて説明する。
【０１０６】
この第４実施例では、固定コア１０７の中央の貫通孔は可動子の頭部１１４Ｃの外周より小さい。そのため、可動子１１４の上方向への移動は、可動子の段付部１３３の上面と固定コア１０７の下端面１３２が接触することで規制される。
【０１０７】
アンカーの上面から凹部１２３までの幅は可動子の段付部１２９の下端面から、段付部１３３の上面までの幅と等しい。そのため、アンカーの凹部１２３の底面と可動子の段付部１２９の下端面とが当接している場合には、可動子の段付部１３３の上面はアンカー１０２の上面と同一平面上に構成される。
【０１０８】
また、第３実施例の場合と同様に、図６に示す可動子の段付部１３３の外周部の一部に切欠き１３６が設けられている。この切欠き１３６は、固定コア１０７の中央の貫通孔より中心側に達している。可動子の段付部１３３の上面が固定コア１０７の下端面１３２に当接すると、固定コア１０７の中央の貫通孔から、可動子１１４の切欠き部１３６の外周側を介して、アンカーの凹部１２３へ連通する燃料通路が形成される。
【０１０９】
電磁コイル１０５へ通電することで固定コア１０７へアンカー１０２が吸引されると、アンカーの凹部１２３の底面と係合する可動子１１４も上方向へ移動する。このとき、アンカー１０２の上面は可動子の段付部１３３の上面と同一平面上にあるため、アンカー１０２と可動子１１４が同時に固定コア１０７の下端面１３２へ衝突する。
【０１１０】
アンカー１０２と可動子１１４は固定コア１０７へ衝突した後、一体となって下方向へと跳ね返る。アンカー１０２はスプリング１１２と固定コア１０７への磁気吸引力により固定コア１０７に再び吸引される。その際も、可動子１１４はアンカー１０２以外からは下方向からの力を受けないため、可動子１１４はアンカー１０２から離脱することなく固定コア１０７と当接して静止する。
【０１１１】
このように、可動子１１４とアンカー１０２を同時に固定コア１０７へ衝突させることで、可動子１１４のアンカー１０２からの跳ね上がりをなくし、アンカー１０２と可動子１１４の衝突による衝撃力を低減する。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、内燃機関用の燃料噴射弁で、電磁コイルで駆動されるいわゆる電磁燃料噴射弁に関する。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明が実施される燃料噴射弁の全体を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例が実施された燃料噴射弁の磁気通路部分を拡大した断面図である。
【図３】本発明を利用しない、もしくは燃料が入っていない場合の可動子の移動量を示した図である。
【図４】本発明の第１実施例が実施された燃料噴射弁の磁気通路部分を拡大した断面図である。
【図５】本発明の第３実施例もしくは第４実施例が実施された燃料噴射弁の可動子を示した図である。
【図６】本発明の第３実施例が実施された燃料噴射弁の磁気通路部分を拡大した断面図である。
【図７】本発明の第４実施例が実施された燃料噴射弁の磁気通路部分を拡大した断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
３９  弁座
５４  調整子
１０１  ノズルホルダ
１０２  アンカー
１０３  ハウジング
１０４  コイルボビン
１０５  電磁コイル
１０７  固定コア
１０９  導体
１１０  スプリング
１１２  ばね
１１３  可動子ガイド
１１４  可動子
１１４Ａ  ロッド部
１１４Ｂ  弁体部
１１４Ｃ  頭部
１１５  ガイド部材
１１６  オリフィスカップ
１１７  スプリング受け座
１２１  樹脂成形体
１２３  アンカーの凹部
１２９，１３３  可動子の段付部
１３１  可動子の突起
１３２  固定コアの下端面
２０１  磁気通路
３０１Ａ，３０１Ｂ  隙間
【図１】
2010084552.tif 000003
【図２】
2010084552.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010084552.tif 000006
【図５】
2010084552.tif 000007
【図６】
2010084552.tif 000008
【図７】
2010084552.tif 000009