(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体（１０、５１０）に設けられ、燃料が噴射される噴孔（６０ｂ、５７０ｂ）に通じる燃料通路（６０ａ、１６１ａ、５６０ａ、６６１ａ）を有する通路形成部（６０、１６１、５６０、６６１）と、
前記本体に往復移動可能に収容され、往復移動することにより前記燃料通路を開閉する弁部材（５１、１５０、５５１、６５０）と、
前記弁部材の閉塞方向への移動により前記燃料通路が閉塞される際に弾性変形可能な弾性部材であって、前記通路形成部及び前記弁部材のいずれか一方に取り付けられ、前記弁部材が閉塞方向に移動して、前記通路形成部及び前記弁部材のうちの他方との当接により、前記燃料通路を閉塞させる弾性部材（５６、１５６、５５６、６５６）と、
前記本体に設けられ、前記弁部材と当接して前記弁部材の閉塞方向への移動を規制する移動規制部（７０、５７０）と、を備え、
前記移動規制部は、前記通路形成部とは異なる部材で形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記移動規制部は、前記弁部材の移動により前記燃料通路が閉塞された状態での前記弾性部材の弾性変形による潰れ代が、所定の値となる位置で前記弁部材と当接して、前記弁部材の閉塞方向への移動を規制する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】
前記通路形成部（６０、１６１）は、前記本体内での前記噴孔（６０ｂ）に向かう燃料流れにおいて前記移動規制部（７０）よりも下流側に位置してい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】
前記燃料通路（６０ａ、１６１ａ）において燃料流れの下流側の端部には、前記噴孔（６０ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記移動規制部は、筒状に形成され、内周側に前記弁部材を往復移動可能に収容しており、
前記移動規制部に前記弁部材が当接している状態において、前記移動規制部の内周面と前記弁部材の外周面との間には、前記通路形成部への燃料の流れを許容する隙間が形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記弁部材に前記弾性部材が取り付けられており、
前記弾性部材は前記通路形成部と対向する面の外周側において前記通路形成部側に突出するシート部を有し、
前記シート部は前記燃料通路の前記弁部材側の開口部の外周側を囲むように当接することにより前記燃料通路を閉塞することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記通路形成部に前記弾性部材が取り付けられており、
前記弾性部材は前記燃料通路に通じる開口部を有し、
前記弁部材は前記弾性部材と対向する面の外周側において前記弾性部材側に突出するシート部を有し、
前記シート部は前記開口部の外周側を囲むように当接することにより前記燃料通路を閉塞することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記シート部の内周側に形成される凹部の内周面は、前記凹部の径方向中央部に向かうに従い、前記凹部の深さが深くなるように傾斜していることを特徴とする請求項６又は７に記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
前記弾性部材は、前記弾性部材が取り付けられる前記弁部材及び前記通路形成部のうちの一方において前記弁部材の往復移動方向と交差する方向に食い込むアンカー部を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１０】
前記本体（１０、５１０）は、筒状に形成され、前記本体内での燃料流れにおいて下流側の端部に開口部（１１ｃ、５１１ｃ）を形成しており、
前記移動規制部（７０、５７０）及び前記通路形成部（６０、１６１、５６０、６６１）のいずれか一方は、前記本体の軸方向における一方の端部と他方の端部との間に設けられ、
前記移動規制部及び前記通路形成部のうち他方は、前記本体とは異なる部材よりなり、かつ前記開口部から挿入され、前記開口部に固定されることにより前記本体に設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１１】
前記移動規制部（７０、５７０）及び前記通路形成部（６０、１６１、５６０、６６１）のうちの前記一方は、前記本体と異なる部材よりなっており、
前記本体（１０、５１０）の軸方向における一方の端部と前記他方の端部との間には、前記移動規制部及び前記通路形成部のうちの前記一方が突き当てられ前記本体に対する位置を決定させる段差部（１１ｂ、５１１ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の燃料噴射弁。
【請求項１２】
前記移動規制部（７０、５７０）は、前記本体（１０、５１０）とは異なる部材よりなっていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１３】
前記移動規制部（７０、５７０）において前記弁部材と当接する部位（７０ｅ、５７０ａ）は、前記弁部材（５１、１５０、５５１、６５０）において前記移動規制部と当接する部位（５３ｂ、１５３ｂ、５５４ａ、６５４ａ）と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１４】
前記移動規制部（７０、５７０）において前記弁部材と当接する部位（７０ｅ、５７０）、及び前記弁部材（５１、５５１）において前記移動規制部と当接する部位（５３ｂ、１５３ｂ、５５４ａ、６５４ａ）の少なくとも一方には、その表面に被覆層（７２、５７１）が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の燃料噴射弁。
【請求項１５】
前記弾性部材（５６、１５６、５５６、６５６）はゴムによって形成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１６】
前記ゴムは、フッ素系ゴムを含むことを特徴とする請求項１５に記載の燃料噴射弁。
【請求項１７】
前記本体（１０、５１０）にはガス燃料が流入されることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１８】
前記本体に固定される固定コア（３０）と、
前記本体に往復移動可能に収容される可動コア（４０）と、
前記固定コアに前記可動コアが吸引されるように電磁力を生じさせる電磁コイル（９１）と、を備え、  前記弁部材は、前記可動コアに対して相対的に移動可能な状態で当該可動コアに連結されており、
前記電磁コイルへの通電を開始すると、前記可動コアが前記固定コアに吸引されて移動することに連動して前記弁部材は開弁方向へ移動し、その後、前記可動コアが前記固定コアに当接した以降も、前記弁部材はさらに開弁方向へ移動するように構成されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項１９】
前記通電を開始してから前記可動コアが所定距離移動するまでは、前記可動コアは前記弁部材を連動させることなく移動し、前記可動コアが前記所定距離移動してから前記固定コアに当接するまでは、前記可動コアは前記弁部材を連動させながら移動することを特徴とする請求項１８に記載の燃料噴射弁。
【請求項２０】
本体に設けられ、燃料が噴射される噴孔に通じる燃料通路を有する通路形成部と、
前記本体に往復移動可能に収容され、往復移動することにより前記燃料通路を開閉する弁部材と、
前記弁部材の閉塞方向への移動により前記燃料通路が閉塞される際に弾性変形可能な弾性部材であって、前記通路形成部及び前記弁部材のいずれか一方に取り付けられ、前記弁部材が閉塞方向に移動して、前記通路形成部及び前記弁部材のうちの他方との当接により、前記燃料通路を閉塞させる弾性部材と、
前記本体に設けられ、前記通路形成部とは異なる部材よりなり、前記弁部材の移動により前記燃料通路が閉塞された状態での前記弾性部材の弾性変形による潰れ代が、所定の値となる位置で前記弁部材と当接して、前記弁部材の閉塞方向への移動を規制する移動規制部と、を備える燃料噴射弁の製造方法であって、
前記弁部材の往復移動方向に沿った方向における前記通路形成部及び前記移動規制部の相対位置を調整することにより、前記弾性部材の潰れ代を所定の値に調整する調整工程を含むことを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
【請求項２１】
前記調整工程は、
前記移動規制部及び前記通路形成部のいずれか一方を、前記本体の軸方向における一方の端部と他方の端部との間に設ける設置工程と、
前記設置工程後、前記本体とは異なる部材よりなり、前記移動規制部及び前記通路形成部のうちの他方を、前記本体において前記本体内での燃料流れの下流側の端部に形成されている開口部から挿入して、前記他方の前記本体への挿入量を調整する挿入工程と、を含んでいることを特徴とする請求項２０に記載の燃料噴射弁の製造方法。
【請求項２２】
前記設置工程では、前記本体とは異なる部材よりなる、前記移動規制部及び前記通路形成部の前記一方を、前記本体の軸方向において一方の端部から他方の端部との間に形成されている段差部に突き当てることにより、前記本体に対する位置を決定することを特徴とする請求項２１に記載の燃料噴射弁の製造方法。
【請求項２３】
前記調整工程後、前記通路形成部及び前記移動規制部の前記相対位置を固定する相対位置固定工程を含んでいることを特徴とする請求項２０から２２のいずれか一項に記載の燃料噴射弁の製造方法。
【請求項２４】
往復動する金属製の可動部（３ｘ、４ｘ）に、上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）が設けられるとともに前記上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）よりも燃料流れ下流側に下流側可動シート部（３２０ｘ）が設けられ、
金属製のボデー（１ｘ）に、上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）が設けられるとともに前記上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）よりも燃料流れ下流側に下流側ボデーシート部（１４０ｘ、１５２ｘ）が設けられ、
前記上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）および前記上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）のうちいずれか一方、或いは、前記下流側可動シート部（３２０ｘ）および前記下流側ボデーシート部（１４０ｘ、１５２ｘ）のうちいずれか一方は、金属よりも弾性に富む弾性材にて構成され、
前記上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）と前記上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）との接離により燃料通路を開閉するとともに、前記下流側可動シート部（３２０ｘ）と前記下流側ボデーシート部（１４０ｘ、１５２ｘ）との接離により前記燃料通路を開閉し、開弁時に燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射弁であって、
前記可動部（３ｘ、４ｘ）は、スプリング（５ｘ）により閉弁向きに付勢されており、
前記ボデー（１ｘ）は、前記上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）が設けられた第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と、前記下流側ボデーシート部（１４０ｘ、１５２ｘ）が設けられた第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）とを備え、
前記第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と前記第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）は別体に形成された後に一体化されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２５】
前記上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）および前記上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）のうちいずれか一方が、金属よりも弾性に富む弾性材にて構成されていることを特徴とする請求項２４に記載の燃料噴射弁。
【請求項２６】
前記上流側ボデーシート部（１５０ｘ、１５１ｘ）および前記下流側ボデーシート部（１４０ｘ）はテーパ状であり、
前記上流側ボデーシート部（１５０ｘ、１５１ｘ）のテーパ角が前記下流側ボデーシート部（１４０ｘ）のテーパ角よりも大であることを特徴とする請求項２４または２５に記載の燃料噴射弁。
【請求項２７】
前記上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）と前記下流側可動シート部（３２０ｘ）は、前記可動部（３ｘ、４ｘ）の往復動方向に沿って配置されており、
前記上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）から前記下流側可動シート部（３２０ｘ）に向かう向きに前記可動部（３ｘ、４ｘ）が移動することにより、前記燃料通路が開かれるように構成されていることを特徴とする請求項２４ないし２６のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項２８】
前記上流側可動シート部（３１０ｘ）と前記下流側可動シート部（３２０ｘ）は、前記可動部（３ｘ、４ｘ）の往復動方向に沿って配置されており、
前記下流側可動シート部（３２０ｘ）から前記上流側可動シート部（３１０ｘ）に向かう向きに前記可動部（３ｘ、４ｘ）が移動することにより、前記燃料通路が開かれるように構成されていることを特徴とする請求項２４ないし２６のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項２９】
前記第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と前記第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）は、全周溶接にて一体化されていることを特徴とする請求項２４ないし２８のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項３０】
前記第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と前記第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）は、断続溶接にて一体化され、
前記第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と前記第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）との間は、シール部材（８ｘ）にてシールされていることを特徴とする請求項２４ないし２８のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項３１】
前記スプリング（５ｘ）はコイルスプリングであり、
前記可動部（３ｘ、４ｘ）は、前記スプリング（５ｘ）内を貫通して配置され、
前記上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ）は、前記スプリング（５ｘ）よりも燃料流れ上流側に配置され、
前記下流側可動シート部（３２０ｘ）は、前記スプリング（５ｘ）よりも燃料流れ下流側に配置されていることを特徴とする請求項２４ないし３０のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項３２】
前記上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ）が、弾性材にて構成されていることを特徴とする請求項２４ないし３１のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項３３】
前記上流側ボデーシート部（１５１ｘ）が、弾性材にて構成されていることを特徴とする請求項２４ないし３１のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項３４】
燃料は気体燃料であることを特徴とする請求項２４ないし３３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項３５】
前記ボデーに固定される固定コア（３０）と、
前記固定コアに前記可動部が吸引されるように電磁力を生じさせる電磁コイル（９１）と、を備え、
前記可動部は、前記上流側可動シート部および前記下流側可動シート部が設けられた弁体（５０）と、前記電磁力で吸引される可動コア（４０）とを有し、
前記弁体は、前記可動コアに対して相対的に移動可能な状態で当該可動コアに連結されており、
前記電磁コイルへの通電を開始すると、前記可動コアが前記固定コアに吸引されて移動することに連動して前記弁体は開弁方向へ移動し、その後、前記可動コアが前記固定コアに当接した以降も、前記弁体はさらに開弁方向へ移動するように構成されていることを特徴とする請求項２４から３４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項３６】
前記通電を開始してから前記可動コアが所定距離移動するまでは、前記可動コアは前記弁体を連動させることなく移動し、前記可動コアが前記所定距離移動してから前記固定コアに当接するまでは、前記可動コアは前記弁体を連動させながら移動することを特徴とする請求項３５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する燃料噴射弁及び燃料噴射弁の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、弁体のシート部、及び弁座形成部の弁座部のいずれか一方を弾性部材によって形成する燃料噴射弁が、開示されている。また、特許文献１には、さらに、シート部が弁座部に対して離着座を繰り返すことにより弾性部材に圧縮永久歪みが発生して、弁体のストロークが増大しても、所定量増大したところで弁体の弁座部への移動を規制するストッパを設ける技術が、開示されている。
【０００３】
一方、特許文献２、３には、弁座部に離着座可能な弾性材よりなるシール部材を弁体に有する燃料電池用ガス遮断弁が、開示されている。この特許文献２には、さらに、シール部材の弁座部への着座時に、シール部材の潰れ代を規定する定寸部を弁座部側に有している。これにより、閉弁時のシール部材の潰れ代が規定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２７７４２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３２９７４号公報
【特許文献３】実開平５−６１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１の燃料噴射弁においては、燃料噴射弁製造直後の弁体のストロークと、弾性部材に圧縮永久歪みが発生した後の弁体のストロークとは異なるので、作動時間とともに燃料噴射量が変化する。また、燃料噴射弁の開閉の繰り返しによって弾性部材が摩耗して潰れ代が変化したり、例えば燃料圧力を可変させる燃料噴射システムに適用された場合においては燃料圧力の変動によって弾性部材の潰れ代が変化してしまうという問題点もある。
【０００６】
一方、特許文献２の遮断弁のように、閉弁時に弁体が定寸部（突起部）に当接することによりシール部材の潰れ代が安定するので、シール部材として弾性部材を使用しても弁体のストロークの変化を抑制することができる。ところが、特許文献２の遮断弁では、シール部材の潰れ代を規定する定寸部は、シール部材が着座する弁座部を形成する部材と一体となっている。ここで、シール部材の潰れ代を規定するのに、定寸部を採用するものにおいては、潰れ代は、弁体の移動方向に沿った方向において、定寸部と弁座部との相対位置に依存する。このように定寸部と弁座部とが一つの部材から形成されている場合では、例え、定寸部と弁座部との寸法精度を高めても、シール部材の寸法誤差が大きいと、製品毎の潰れ代が異なってしまう。潰れ代を製品毎に同程度とするには、シール部材の寸法精度を他の部材と同様に高めなければならないが、一般的に弾性部材の寸法精度を高めるのは難しいという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、弾性部材の寸法精度をそれほど高めなくても、燃料噴射量を安定させることができる燃料噴射弁及び燃料噴射弁の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
先ず、第１の発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、弁部材と当接して弁部材の閉塞方向への移動を規制する移動規制部（７０、５７０）を、噴孔（６０ｂ、５７０ｂ）に通じる燃料通路（６０ａ、１６１ａ、５６０ａ、６６１ａ）を有する通路形成部（６０、１６１、５６０、６６１）とは異なる部材で形成したことを特徴とする。
【０００９】
ここで、従来技術のように通路形成部及び移動規制部を同一部材に形成する構成を採用するものでは、燃料通路閉塞状態での弾性部材の潰れ代を所定の値とするのに、通路形成部及び移動規制部を形成する部材の寸法精度を高め、通路形成部と移動規制部との相対位置の精度を高めるとともに、弾性部材の寸法精度を高める必要がある。
【００１０】
そこで、上記第１の発明では、通路形成部（６０、１６１、５６０、６６１）及び移動規制部（７０、５７０）を異なる部材により構成した。この構成を採用することによれば、本体に通路形成部及び移動規制部を設けるにあたり、通路形成部及び移動規制部の相対位置関係を変更するだけで、通路形成部及び移動規制部の相対位置を調整することができる。ゆえに、少なくとも弾性部材の寸法の精度を従来技術ほど高めることなく、弾性部材の潰れ代を所定の値に調整し、燃料噴射量を安定させることができる。
【００１１】
さらに、上記第１の発明に以下の構成を追加することで、下記の効果が発揮される。すなわち、移動規制部は、弁部材の移動により燃料通路が閉塞された状態での弾性部材の弾性変形による潰れ代が、所定の値となる位置で弁部材と当接して、弁部材の閉塞方向への移動を規制することを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、移動規制部（７０、５７０）は、弁部材（５１、１５０、５５１、６５０）の移動により燃料通路（６０ａ、１６１ａ、５６０ａ、６６１ａ）が閉塞された状態での弾性部材（５６、１５６、５５６、６５６）の潰れ代が、所定の値となる位置で弁部材と当接して、弁部材の閉塞方向への移動を規制するので、燃料通路閉塞状態での弾性部材の潰れ代が所定の値で安定する。これによれば、燃料噴射弁に流入する燃料圧力の変動による潰れ代の変化や燃料通路の開閉の繰り返しによる弾性部材の摩耗による潰れ代の変化および圧縮永久歪の影響が抑制され、弁部材のストロークの変化が抑制され、燃料噴射量が安定する。
【００１３】
ここで、後述する第２の発明が解決する課題について説明する。すなわち、従来の一般的な電磁式燃料噴射弁は、ボデー内に往復移動可能に配置された弁体と、電磁吸引力を利用して弁体を駆動する駆動手段とを備え、ボデーに設けたボデーシート部と弁体に設けた可動シート部との接離により燃料通路を開閉するようになっている。
【００１４】
そして、ボデーシート部と可動シート部は繰り返し当接するので、双方とも耐摩耗性に優れた金属で構成されている。しかし、両シート部がともに金属で構成されたメタルシール弁部では、高いシール性を得ることが困難である。
【００１５】
そこで、図２７に示すように、メタルシール弁部９０ｘよりも燃料流れ上流側に、一方のシート部がゴムなどの弾性材にて構成された弾性シール弁部９１ｘを設けて、シール性の向上を図った燃料噴射弁が提案されている（例えば、先述した特許文献３参照）。
【００１６】
しかしながら、従来の燃料噴射弁は、メタルシール弁部９０ｘのセット荷重および弾性シール弁部９１ｘのセット荷重を高精度に管理するためには、閉弁時の弾性材の変形量を厳密に管理する必要があり、そのためには、ボデー９２ｘの２つのシート部間の距離Ｌ１ｘ、および弁体９３ｘの２つのシート部間の距離Ｌ２ｘを、厳密に管理する必要があった。したがって、ボデー９２ｘや弁体９３ｘを高精度に加工する必要があった。
【００１７】
第２の発明は上記点に鑑みて、ボデーや弁体の高精度な加工を必要とせず、メタルシール弁部のセット荷重および弾性シール弁部のセット荷重を容易に高精度に管理可能にすることを目的とする。
【００１８】
上記目的を達成するため、第２の発明では、往復動する金属製の可動部（３ｘ、４ｘ）に、上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）が設けられるとともに上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）よりも燃料流れ下流側に下流側可動シート部（３２０ｘ）が設けられ、金属製のボデー（１ｘ）に、上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）が設けられるとともに上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）よりも燃料流れ下流側に下流側ボデーシート部（１４０ｘ、１５２ｘ）が設けられ、上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）および上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）のうちいずれか一方、或いは、前記下流側可動シート部（３２０ｘ）および前記下流側ボデーシート部（１４０ｘ、１５２ｘ）のうちいずれか一方は、金属よりも弾性に富む弾性材にて構成され、上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）と上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）との接離により燃料通路を開閉するとともに、下流側可動シート部（３２０ｘ）と下流側ボデーシート部（１４０ｘ、１５２ｘ）との接離により燃料通路を開閉し、開弁時に燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射弁であって、可動部（３ｘ、４ｘ）は、スプリング（５ｘ）により閉弁向きに付勢されており、ボデー（１ｘ）は、上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）が設けられた第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と、下流側ボデーシート部（１４０ｘ、１５２ｘ）が設けられた第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）とを備え、第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）は別体に形成された後に一体化されていることを特徴とする。
【００１９】
これによると、組み付け段階において第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）の相対位置を調整することにより、ボデー（１ｘ）や可動部（３ｘ、４ｘ）を高精度に加工しなくても、上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）と上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）とで構成される弾性シール弁部のセット荷重、および下流側可動シート部（３２０ｘ）と下流側ボデーシート部（１４０ｘ、１５２ｘ）とで構成されるメタルシール弁部のセット荷重を、容易に高精度に管理することができる。或いは、下流側可動シート部（３２０ｘ）と下流側ボデーシート部（１４０ｘ、１５２ｘ）とで構成される弾性シール弁部のセット荷重、および上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）と上流側ボデーシート部（１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘ）とで構成されるメタルシール弁部のセット荷重を、容易に高精度に管理することができる。
【００２０】
さらに、上記第２の発明に以下の構成を追加することで、下記の効果が発揮される。すなわち、請求項２６に記載の発明では、上流側ボデーシート部（１５０ｘ、１５１ｘ）および下流側ボデーシート部（１４０）はテーパ状であり、上流側ボデーシート部（１５０ｘ、１５１ｘ）のテーパ角が下流側ボデーシート部（１４０）のテーパ角よりも大であることを特徴とする。
【００２１】
これによると、弾性シール弁部のシート径をメタルシール弁部のシート径よりも小さくすることができるため、開弁に必要な力を小さくすることができる。
【００２２】
請求項２７に記載の発明では、上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）と下流側可動シート部（３２０ｘ）は、可動部（３ｘ、４ｘ）の往復動方向に沿って配置されており、上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘ）から下流側可動シート部（３２０ｘ）に向かう向きに可動部（３ｘ、４ｘ）が移動することにより、燃料通路が開かれるように構成されていることを特徴とする。
【００２３】
これによると、所謂外開弁にすることができる。
【００２４】
請求項２８に記載の発明では、上流側可動シート部（３１０ｘ）と下流側可動シート部（３２０ｘ）は、可動部（３ｘ、４ｘ）の往復動方向に沿って配置されており、下流側可動シート部（３２０ｘ）から上流側可動シート部（３１０ｘ）に向かう向きに可動部（３ｘ、４ｘ）が移動することにより、燃料通路が開かれるように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
これによると、所謂内開弁であるため、噴孔を有する燃料噴射弁とすることができる。
【００２６】
請求項２９に記載の発明では、第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）は、全周溶接にて一体化されていることを特徴とする。
【００２７】
これによると、シール部材を用いることなく、第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）との間をシールすることができる。
【００２８】
請求項３０に記載の発明では、第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）は、断続溶接にて一体化され、第１ボデー（１４Ａｘ、１５ｘ）と第２ボデー（１４ｘ、１５Ａｘ）との間は、シール部材（８ｘ）にてシールされていることを特徴とする。
【００２９】
これによると、全周溶接する場合よりも溶接コストを低減することができる。
【００３０】
請求項３１に記載の発明では、スプリング（５ｘ）はコイルスプリングであり、可動部（３ｘ、４ｘ）は、スプリング（５ｘ）内を貫通して配置され、上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ）は、スプリング（５ｘ）よりも燃料流れ上流側に配置され、下流側可動シート部（３２０ｘ）は、スプリング（５ｘ）よりも燃料流れ下流側に配置されていることを特徴とする。
【００３１】
ところで、燃料噴射弁を直噴用として用いた場合、高温の燃焼ガスの熱により弾性材にて構成されたシート部が溶損してしまう虞があるが、請求項３１に記載の発明によれば、弾性材にて構成されたシート部を燃焼ガスの熱を受ける部位から遠ざけることができるため、そのシート部の溶損を防止することができる。
【００３２】
請求項３２に記載の発明のように、上流側可動シート部（４０ｘ、３１０ｘ）を弾性材にて構成することができる。
【００３３】
請求項３３に記載の発明のように、上流側ボデーシート部（１５１ｘ）を弾性材にて構成することができる。
【００３４】
請求項３４に記載の発明のように、燃料は気体燃料を用いることができる。
【００３５】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の構成を示す断面図であって、図４に示すＩ−Ｉ線の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の構成を示す断面図であって、図４に示すＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の構成を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の構成を示す断面図であって、図１に示すＩＶ−ＩＶ線の断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の構成を示す断面図であって、図１に示すＶ−Ｖ線の断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の噴孔付近の燃料流れの様子を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の構成を拡大して示す断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の構成を拡大して示す断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態による燃料噴射弁の構成を拡大して示す断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態による燃料噴射弁の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態による燃料噴射弁の構成を拡大して示す断面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態による燃料噴射弁の構成を拡大して示す断面図である。
【図１３】本発明の第７実施形態による燃料噴射弁の構成を拡大して示す断面図である。
【図１４】本発明の第８実施形態による燃料噴射弁の構成を拡大して示す断面図である。
【図１５】本発明の第９実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図である。
【図１６】第９実施形態の第１変形例を示す断面図である。
【図１７】第９実施形態の第２変形例を示す断面図である。
【図１８】本発明の第１０実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図である。
【図１９】第１０実施形態の第１変形例を示す断面図である。
【図２０】本発明の第１１実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図である。
【図２１】本発明の第１２実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図である。
【図２２】本発明の第１３実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図である。
【図２３】第１３実施形態に係る燃料噴射弁の作動を示すタイムチャート。
【図２４】第１３実施形態において、電磁力による吸引力とギャップとの関係を示す試験結果。
【図２５】本発明の第１４実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図である。
【図２６】第１４実施形態の変形例を示す断面図である。
【図２７】従来の燃料噴射弁を示す要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
（第１実施形態）
図１に示す燃料噴射弁１００は、内燃機関としてのエンジンに設置され、当該エンジンの燃焼室にＣＮＧ（Compressed Natural Gas）、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）、水素等のガス燃料を噴射する。以下、燃料噴射弁１００の構成について、図１〜図６を用いて説明する。燃料噴射弁１００は、ハウジング１０、入口部材２０、固定コア３０、可動コア４０、弁体５０、ノズル部材６０、ストッパ７０、及び駆動装置９０等を備えている。
【００３８】
ハウジング１０は、全体として筒状に形成されており、軸方向の両端部が開口している。ハウジング１０において軸方向の一端部側から他端部側に向かって順に第１磁性部１１、非磁性部１２、及び第２磁性部１３を有している。磁性体として機能するフェライト系ステンレス鋼からなる第１、第２磁性部１１、１３と、非磁性体として機能するオーステナイト系ステンレス鋼からなる非磁性部１２とは、レーザ溶接等により結合されている。かかる結合形態によって非磁性部１２は、第１磁性部１１及び第２磁性部１３の間で磁束が短絡するのを防止する。
【００３９】
第１磁性部１１は、非磁性部１２と結合される大径部１１ｄと、大径部１１ｄよりも外径が小さい小径部１１ａとを有している。小径部１１ａにおいて非磁性部１２とは反対側の端部、即ちハウジング１０内での燃料流れにおいて下流側の端部に形成されている開口部１１ｃには、ノズル部材６０が設けられている。また、ハウジング１０の軸方向における一方の端部と他方の端部との間には、ストッパ７０が設けられている。さらに、第２磁性部１３において非磁性部１２とは反対側の端部１３ａには、入口部材２０が設けられている。
【００４０】
入口部材２０は、円筒状に形成されており、燃料ポンプから燃料配管を通じて供給される燃料が燃料噴射弁１００に流入されるように、流入口２０ａを径方向中央部に形成している。入口部材２０は、レーザ溶接等により第２磁性部１３の端部１３ａに結合され、固定されている。
【００４１】
固定コア３０は、磁性体として機能するフェライト系ステンレス鋼によって円筒状に形成されており、非磁性部１２及び第２磁性部１３の内周壁に同軸上に固定されている。固定コア３０には、その径方向中央部を軸方向に貫通する収容孔３１が形成されている。収容孔３１の内周側には、コイルスプリングからなる付勢部材としてのスプリング８０が弾性変形可能に収容されているとともに、スプリング８０のセット荷重を調整するためのアジャスティングパイプ３２が圧入によって固定されている。スプリング８０の一方の端部は、アジャスティングパイプ３２に支持されている。アジャスティングパイプ３２は、円筒状に形成されており、その径方向中央部を軸方向に貫通する貫通孔３２ａが形成されている。ここまでの構成によれば、入口部材２０より流入した燃料は、収容孔３１に流入する。そして、収容孔３１に流入した燃料は、貫通孔３２ａを通って、固定コア３０におけるノズル部材６０側の端部より排出される。
【００４２】
可動コア４０は、磁性体として機能するフェライト系ステンレス鋼によって全体として円筒状に形成されており、ハウジング１０の内周側に同軸上に収容されて、固定コア３０よりもノズル部材６０側に位置している。
【００４３】
可動コア４０は、円筒状に形成されたコア本体部４１を有している。コア本体部４１の外周壁には、第１磁性部１１の大径部１１ｄ及び非磁性部１２の各内周壁に案内される案内部４１ａが形成されている。ここまでの構成によれば、可動コア４０は、案内部４１ａが大径部１１ｄ及び非磁性部１２の各内周壁に案内されることで、軸方向に沿って往復移動が可能となる。
【００４４】
また、コア本体部４１において固定コア３０側の端部には、その径方向中央部にスプリング８０のノズル部材６０側の端部を支持する座部４１ｂが形成されている。これにより、可動コア４０は、スプリング８０のセット荷重に応じたノズル部材６０方向への付勢力が常に付与されることとなる。
【００４５】
さらに、コア本体部４１には、その径方向中央部を軸方向に貫通する貫通孔４１ｃが形成されている。この貫通孔４１ｃによれば、収容孔３１を介して固定コア３０のノズル部材６０側に排出された燃料が、貫通孔４１ｃを介して、可動コア４０においてノズル部材６０側に流れる。
【００４６】
可動コア４０は、コア本体部４１からノズル部材６０側に突出する円筒状の収容部４２をコア本体部４１の貫通孔４１ｃと同軸上に有する。また、収容部４２は、後に説明する弁体５０の連結部５５の一部を収容する。連結部５５は、レーザ溶接等により収容部４２結合され、固定されている。これにより、可動コア４０の軸方向往復移動に伴い、弁体５０も可動コア４０と一体となって軸方向に沿って往復移動する。
【００４７】
弁体５０は、全体として棒状に形成されており、第１磁性部１１の内周側に同軸上に収容されて、可動コア４０よりもノズル部材６０側に位置している。弁体５０は、軸方向に沿う往復移動によって、後に説明するノズル部材６０に形成されている燃料通路６０ａを開閉し、噴孔６０ｂから燃焼室への燃料噴射を断続する。
【００４８】
図３に示すように、弁体５０は、可動コア４０と連結される弁本体部５１を有している。弁本体部５１は、非磁性体として機能するマルテンサイト系ステンレス鋼によって棒状に形成されている。弁本体部５１は、可動コア４０と連結される棒状の連結部５５と、連結部５５よりもノズル部材６０側に位置し、後に説明する弾性部５６が取り付けられ、弾性部５６を支持する支持部５２とを有している。
【００４９】
連結部５５には、可動コア４０の貫通孔４１ｃ内の空間と、連結部５５の外周側であって可動コア４０及び支持部５２間の空間と連通する燃料通路５５ａが形成されている。これにより、貫通孔４１ｃを通じて燃料通路５５ａに流入した燃料は、連結部５５の外周側であって可動コア４０と支持部５２との間の空間に排出される。
【００５０】
支持部５２は、連結部５５側に位置する四角柱部５３と、四角柱部５３よりもノズル部材６０側に位置する円柱部５４とを有する。四角柱部５３の側面において角部には、第１磁性部１１の小径部１１ａと同軸上に設けられたストッパ７０の内周壁に案内される案内部５３ａが形成されている。これにより、弁体５０は、案内部５３ａがストッパ７０の内周壁に案内されることで、軸方向に沿って往復移動が可能となる。また、四角柱部５３のノズル部材６０側の底面における角部には、弁体５０がノズル部材６０側に移動することにより、後に説明するストッパ７０と当接する当接面５３ｂが形成されている。当接面５３ｂがストッパ７０に当接することにより、弁体５０のノズル部材６０側への移動、即ち弁体５０の閉塞方向への移動が規制される。なお、当接面５３ｂは、図１〜図３に示すように、ノズル部材６０に向かって傾斜している。
【００５１】
円柱部５４について、その断面形状は、四角柱部５３の軸方向と交差する方向の断面形状に対して内接するような形状となっている。また、円柱部５４の直径は、ストッパ７０の内周壁との間に燃料の通過が可能な程度の大きさとなっている。
【００５２】
さらに円柱部５４のノズル部材６０側の端部には、円盤状に形成され、ノズル部材６０と対向する位置にシート部５６ａを形成する弾性部５６が取り付けられている。この弾性部５６は、弁体５０のノズル部材６０への離着座により弾性変形可能な弾性部材からなっている。本実施形態では、弾性部５６は、耐低温性、耐油性に優れるフッ素系ゴムよりなっている。燃料としてガス燃料を使用する場合、燃料噴射の際、噴孔６０ｂ付近の圧力が低下するため、噴孔６０ｂ付近の温度が約−３０℃〜−４０℃となることがある。弾性部５６としてのフッ素系ゴムはこういった極低温の環境に対しても弾性変形が可能な材料であり、シール性を確保することができる。弾性部５６は、インサート成形により円柱部５４のノズル部材６０側の端部に取り付けられている。
【００５３】
また、円柱部５４の外周面には、弁体５０の往復移動方向に対して交差する方向に凹む溝部が形成されている。一方、弾性部５６は、その周縁部に円柱部５４の溝部に食い込むようにして配置されるアンカー部５６ｆを形成している。これにより、弾性部５６は、支持部５２に対して強固に固定される。特に、弁体５０の往復移動方向に対する固定強度が増す。
【００５４】
さらに、弾性部５６のノズル部材６０と対向する面には、当該面の外周側においてノズル部材６０側に突出する環状のシート部５６ａが形成されるとともに、当該シート部５６ａの内周側にノズル部材６０とは反対側に凹む凹部５６ｂが形成されている。凹部５６ｂの底面５６ｃの周縁に形成される内周面５６ｄにおける径は、ノズル部材６０の燃料通路６０ａにおける弁体５０側の開口部６０ｄの径よりも大きい。内周面５６ｄの径は、弾性部５６の外径の範囲で設定することができる。シート部５６ａは、弾性部５６のノズル部材６０と対向する面において、凹部５６ｂの外周側に形成される。また、内周面５６ｄのノズル部材６０側の角部５６ｅは、開口部６０ｄの外周側を囲むように当接可能となる。即ち、シート部５６ａが開口部６０ｄの外周側を囲むように当接可能となっている。これにより、燃料通路６０ａが閉塞される。さらに、凹部５６ｂの内周面５６ｄは、凹部５６ｂの径方向中央部に向かうに従い、凹部５６ｂの深さが徐々に深くなるように傾斜している。
【００５５】
ノズル部材６０は、非磁性体として機能するマルテンサイト系ステンレス鋼によって円筒状に形成され、径方向中央部を軸方向に貫通する燃料通路６０ａを形成している。また、本実施形態では、ノズル部材６０は、ハウジング１０及びストッパ７０とは異なる部材によって形成されている。ノズル部材６０は、第１磁性部１１の小径部１１ａの一方の端部に形成されている開口部１１ｃから挿入され、レーザ溶接等により開口部１１ｃに結合され、固定されている。ノズル部材６０の弁体５０側の端面において燃料通路６０ａの開口部の周縁部には、シート部５６ａが離着座可能な弁座部６０ｃが形成されている。また、燃料通路６０ａにおいて弁体５０とは反対側の端部は、燃料が噴射される噴孔６０ｂとなっている。
【００５６】
シート部５６ａは、図１に示すように弁座部６０ｃに着座させる閉塞作動により、燃料通路６０ａを閉塞する。これにより、噴孔６０ｂへの燃料の流通が停止する。このとき、弾性部５６は、弁体５０の移動量に応じて弾性変形する。一方、シート部５６ａは、図２に示すように弁座部６０ｃから離座させる開放作動により、燃料通路６０ａを開放する。これにより、噴孔６０ｂへの燃料の流通が許容される。
【００５７】
ストッパ７０は、非磁性体として機能するマルテンサイト系ステンレス鋼によって円筒状に形成され、径方向中央部に弁体５０の支持部５２を収容する収容孔７０ａを形成している。また、本実施形態では、ストッパ７０は、ハウジング１０とは異なる部材によって形成されている。
【００５８】
ストッパ７０は、可動コア４０側の端面７０ｂを小径部１１ａの内周壁に形成されている段差部１１ｂに突き当てた状態で、ハウジング１０に対して位置決めされている。ストッパ７０は、ハウジング１０に位置決めされた状態で、レーザ溶接等により小径部１１ａに結合され、固定されている。軸方向と交差する方向の断面形状が円形となる収容孔７０ａは、可動コア４０側の第１内周面７０ｃを形成するとともに、ノズル部材６０側に第１内周面７０ｃの部位よりも内径が小さい第２内周面７０ｄを形成する。
【００５９】
図３及び図４に示すように、第１内周面７０ｃの内周側には、弁体５０の四角柱部５３が収容され、第１内周面７０ｃは、四角柱部５３の外周面５３ｃにおいて四隅に設けられる案内部５３ａを全て案内する。また、図３及び図５に示すように、第２内周面７０ｄの内周側には、弁体５０の円柱部５４及び弾性部５６が収容される。第２内周面７０ｄの部位の径は、円柱部５４の外周面５４ａとの間に燃料をノズル部材６０に流通可能な隙間が形成される程に設定されている。また、軸方向と交差する方向において、第１内周面７０ｃの部位が円形となり、四角柱部５３が四角状となっていることから、四角柱部５３の外周面５３ｃにおいて案内部５３ａを除く部位と第１内周面７０ｃとの間に隙間が形成され、円柱部５４の外周面５４ａと第２内周面７０ｄとの間に隙間が形成される。これらの隙間は、互いに連通している。また、これらの弁体５０の外周面とストッパ７０の内周面との間の隙間は、後で説明するストッパ７０のテーパ面７０ｅが弁体５０の当接面５３ｂが当接した状態であっても区画されており、燃料通路７１として機能する。燃料通路７１は、連結部５５の燃料通路５５ａとも常に連通しており、連結部５５の外周側に排出された燃料の流れを許容し、その燃料をノズル部材６０まで導く。
【００６０】
さらに、収容孔７０ａは、第１内周面７０ｃ及び第２内周面７０ｄとの間に、弁体５０の当接面５３ｂと当接可能なテーパ面７０ｅを形成している。テーパ面７０ｅは、環状に形成されており、可動コア４０側からノズル部材６０側に向かうほど径が小さくなるように傾斜している。テーパ面７０ｅは、当接面５３ｂと当接することにより、弁体５０の閉塞方向への移動を規制する。また、テーパ面７０ｅは、弁体５０の移動方向に沿った方向において、弾性部５６がノズル部材６０の弁座部６０ｃに着座して弾性変形し、弾性部５６の潰れ代が所定の値となる位置に設けられている。ここで、所定の値とは、弾性部５６の圧縮永久歪による破損を防止しつつ、弁体５０のストローク変化を抑えられる値に設定される。ここで、所定の値とは、圧縮による弾性材５６の損傷を防止しつつ、弾性部５６の圧縮永久歪や幾何公差による傾きが発生した場合でも燃料通路６０ａを閉塞できる値に設定される。例えば、所定の値は、弾性部５６の圧縮率が８%から３５%の範囲内のうち、弾性部５６の圧縮永久歪や幾何公差による傾きが発生した場合でもシールができる最小の値に設定すると良い。
【００６１】
また、燃料噴射弁１００の中心軸とテーパ面とのなす角度としてのテーパ面７０ｅの傾斜角度は、当該中心軸と当接面５３ｂとのなす角度としての当接面５３ｂの傾斜角度よりも小さい。また、ストッパ７０に使用する材料は、上述したように弁体５０の支持部５２に使用する材料と同じとなっている。このため、ストッパ７０のテーパ面７０ｅと弁体５０の当接面５３ｂとはほぼ同じ硬度となっている。さらに、弁体５０の当接面５３ｂには、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン：diamond-like carbon）、又はポリテトラフルオロエチレン（登録商標：テフロン）等の被覆層７２が設けられている。なお、被覆層７２はストッパ７０のテーパ面７０ｅに設けても良いし、弁体５０の当接面５３ｂとストッパ７０のテーパ面７０ｅとの両方に設けても良い。本実施形態では、被覆層７２を当接面５３ｂに設けているので、当接面５３ｂとテーパ面７０ｅとの両方に設ける場合よりも製造コストを下げることができる。また、被覆層７２を弁体５０の外周面に被覆することによって、ストッパ７０の内周面に被覆する場合よりも被覆層７２の被覆が容易にできる。
【００６２】
ここまでの構成によれば、ストッパ７０のテーパ面７０ｅに弁体５０の当接面５３ｂが当接した状態では、弾性部５６のシート部５６ａが弁座部６０ｃに着座するので、燃料通路６０ａが閉塞され、流入口２０ａから収容孔３１、貫通孔３２ａ、貫通孔４１ｃ、燃料通路５５ａを順に介して燃料通路７１にまで至った燃料は、噴孔６０ｂから噴射されない。弁体５０が可動コア４０とともに固定コア３０に向かって、弾性部５６の潰れ代分を超えて移動すると、シート部５６ａが弁座部６０ｃから離座するので、燃料通路６０ａが開放され、燃料通路７１に至った燃料が弾性部５６とノズル部材６０との間の隙間、及び燃料通路６０ａを介して噴孔６０ｂから噴射される。
【００６３】
駆動装置９０は、図１及び図２に示すように、電磁コイル９１、ヨーク９２、及びコネクタ９３等から構成されている。電磁コイル９１は、樹脂製のボビンに金属線材を巻回してなる。電磁コイル９１は、ハウジング１０の径方向外周側に、同軸上に配置されている。コネクタ９３は、外部の制御回路と電磁コイル９１との間を電気接続するターミナル９３ａを有しており、当該制御回路によって電磁コイル９１への通電が制御されるようになっている。
【００６４】
ヨーク９２は、磁性体として機能するフェライト系ステンレス鋼によって円筒状に形成されており、電磁コイル９１及びハウジング１０の径方向外周側に配置されて当該電磁コイル９１を覆っている。また、ヨーク９２は、ノズル部材６０側の端部に小径部を形成しており、その小径部は、レーザ溶接等により第１磁性部１１の小径部１１ａに結合され、固定されている。
【００６５】
ターミナル９３ａを介して電磁コイル９１への電力供給により、電磁コイル９１が通電によって励磁すると、ヨーク９２、第１磁性部１１、可動コア４０、固定コア３０、及び第２磁性部１３が共同して形成される磁気回路に、磁束が流れる。その結果、互いに対向配置されている可動コア４０と固定コア３０との間に、可動コア４０を固定コア３０側に吸引して駆動する「磁力」としての磁気吸引力が発生する。一方、通電の停止によって電磁コイル９１が消磁すると、磁気回路に磁束が流れなくなるので、可動コア４０と固定コア３０との間において磁気吸引力が消失する。
【００６６】
以下、燃料噴射弁１００の作動について詳細に説明する。燃料噴射弁１００において、電磁コイル９１への通電が停止している図１に示す状態では、可動コア４０に作用する磁気吸引力が消失しているので、可動コア４０に付与されるスプリング８０の付勢力によって、弁体５０の当接面５３ｂがストッパ７０のテーパ面７０ｅに押し付けられる。このとき、弾性部５６のシート部５６ａは、弁座部６０ｃに着座するため噴孔６０ｂが閉ざされる。したがって、流入口２０ａから流入し、燃料通路７１に至った燃料は、噴孔６０ｂから噴射されない。
【００６７】
次に、図１に示す状態で、電磁コイル９１が通電され、可動コア４０に磁気吸引力が作用し、その磁気吸引力がスプリング８０の付勢力よりも大きくなると、可動コア４０は、固定コア３０に向かって移動し始める。可動コア４０の移動量が弾性部５６の潰れ代を超えると、シート部５６ａが弁座部６０ｃから離座する。これにより、図２中の一点鎖線で示すように燃料通路７１まできていた燃料は、シート部５６ａと弁座部６０ｃとの間を介して燃料通路６０ａに流入し、その後、噴孔６０ｂから燃料が噴射される。可動コア４０は、当該可動コア４０が固定コア３０に当接するまで移動する（図２参照）。なお、シート部５６ａが弁座部６０ｃから離座して、可動コア４０が固定コア３０に当接するまでの弁本体部５１の移動距離がストロークとなる。
【００６８】
ここで、シート部５６ａ付近の燃料流れの様子について図６を用いて説明する。ここでは、シート部５６ａのシート径をＤとし、弁本体部５１のストロークをＬとし、開弁時にシート部５６ａと弁座部６０ｃとの間に形成される開口部分の開口面積をＳ１とし、燃料通路６０ａにおいて最も通路面積が狭くなる部分の通路面積をＳ２とする。シート径Ｄは、シート部５６ａのうち最も内周側の部分である角部５６ｅの径であり、開口面積Ｓ１は、（式）Ｄ×π×Ｌによって求められる面積となっている。開口面積Ｓ１は、通路面積Ｓ２以上の大きさとなるようにシート径Ｄ、ストロークＬ、通路面積Ｓ２を定めるようにすれば良い。好ましくは、開口面積Ｓ１は、通路面積Ｓ２の１．４倍以上とするのが良い。
【００６９】
弁本体部５１がＬ分ストロークすると、燃料通路７１にまで来ていた燃料は、シート部５６ａと弁座部６０ｃとの間の隙間に流入する（図６中の矢印参照）。両要素５６ａ、６０ｃ間の隙間に流入した燃料は、当該隙間に形成される開口面積Ｓ１を有する開口部分より、凹部５６ｂに流入し、さらに、燃料通路６０ａの開口部６０ｄに流入する。そして、燃料は、燃料通路６０ａを通って噴孔６０ｂより排出される。ここで、凹部５６ｂの内周面５６ｄは傾斜しているので、両要素５６ａ、６０ｃ間の隙間から凹部５６ｂに流入する際の圧力損失を極力小さくすることができる。なお、開口面積Ｓ１を通路面積Ｓ２の１倍以上に設定することによれば、両要素５６ａ、６０ｃ間の隙間から流入した燃料を噴孔６０ｂから排出することができる。さらに、開口面積Ｓ１を通路面積Ｓ２の１．４倍以上とすることによれば、両要素５６ａ、６０ｃ間の隙間を介して燃料通路６０ａ内に流入する燃料の量を多くできるので、燃料が燃料通路６０ａから排出され、燃料通路６０ａ内の圧力が低下するのを抑制できる。その結果、噴孔６０ｂから排出される燃料の圧力、即ち噴射圧力を極力燃料噴射弁１００に流入する燃料圧力に近づけることができる。
【００７０】
そして、再び、電磁コイル９１への通電が停止されると、可動コア４０に作用していた磁気吸引力が消失する。このため、可動コア４０に作用する力としては、スプリング８０の付勢力のみとなるので、可動コア４０は、ノズル部材６０に向かって移動し始める。可動コア４０の移動により、最初にシート部５６ａが弁座部６０ｃに着座する。シート部５６ａの弁座部６０ｃへの着座により、燃料通路７１にまできていた燃料の燃料通路６０ａへの流入が停止するので、噴孔６０ｂからの燃料噴射が停止する。シート部５６ａが弁座部６０ｃに着座した後でも、弾性部５６の弾性変形を伴いながら弁体５０は、ノズル部材６０に向かって引き続き移動する。そして、弁体５０の当接面５３ｂが、ストッパ７０のテーパ面７０ｅに当接すると、弁体５０のノズル部材６０側への移動が停止する。このとき、弾性部５６の潰れ代は、所定の値となる。
【００７１】
このように、ストッパ７０によって弁体５０のノズル部材６０側への移動を規制して、弾性部５６の潰れ代を所定の値にすることによれば、弾性部５６の潰れ代を安定させ、弁本体部５１のストロークを安定させることができる。その結果、燃料噴射量が安定する。
【００７２】
なお、本実施形態では、燃料噴射弁１００に燃料が流入しておらず、内部の各要素に当該燃料の燃料圧力が作用していない状態では、電磁コイル９１が非通電の状態であり、スプリング８０の付勢力が弁体５０に作用してシート部５６ａが弁座部６０ｃに着座していても、ストッパ７０のテーパ面７０ｅに弁体５０の当接面５３ｂが当接せずに両者間に隙間が形成されている。燃料噴射弁１００に燃料が流入し、弁体５０等の内部の各要素に燃料圧力が作用すると、弁体５０はノズル部材６０に向かって移動し、弾性部５６が弾性変形する。これにより、テーパ面７０ｅに当接面５３ｂが当接する。また、燃料噴射弁１００の内部の各要素に燃料圧力が作用するか否かにかかわらず、電磁コイル９１が非通電状態のときに常にテーパ面７０ｅに当接面５３ｂが当接するようにしても良い。
【００７３】
以下、燃料噴射弁１００の製造方法について説明する。
【００７４】
（ストッパ設置工程）
レーザ溶接によって第１磁性部１１、非磁性部１２及び第２磁性部１３を結合して形成したハウジング１０のうち第１磁性部１１の開口部１１ｃからストッパ７０を挿入する。ストッパ７０は、当該ストッパ７０の端面７０ｂが第１磁性部１１の段差部１１ｂに当接するまで挿入される。その後、レーザ溶接等によりストッパ７０をハウジング１０に固定する。これにより、ストッパ７０は、ハウジング１０の軸方向における一方の端部と他方の端部との間に設けられることとなる。
【００７５】
（弁体形成工程）
可動コア４０の収容部４２に、弾性部５６が取り付けられた弁体５０の連結部５５を挿入して、レーザ溶接等により収容部４２に連結部５５を固定する。
【００７６】
（距離計測工程）
第２磁性部１３側から、可動コア４０と弁体５０との一体物を挿入し、弁体５０の当接面５３ｂをストッパ７０のテーパ面７０ｅに当接させ、その状態を維持させ、ストッパ７０に対する弁体５０の位置を固定する。その後、弁体５０の当接面５３ｂをストッパ７０のテーパ面７０ｅに当接させた当接状態で、基準位置としての第１磁性部１１の開口部１１ｃから弾性部５６のシート部５６ａまでの距離を計測する。
【００７７】
（挿入量算出工程）
距離計測工程での計測結果に、予め定められた弾性部５６の潰れ代（所定の値）分を加えたものをノズル部材６０の第１磁性部１１への挿入量として算出する。ここで、レーザ溶接等により熱を部材に加えて部材同士を結合し、互いを固定する方法では、当該部材に加えられる熱量に伴い熱ひずみが発生することがある。本実施形態では、ノズル部材６０をレーザ溶接によりハウジング１０に結合し、固定しているので、レーザ溶接によりノズル部材６０及びハウジング１０に発生する熱ひずみを加味して挿入量を算出する。
【００７８】
（挿入量調整工程）
挿入量算出工程で算出した挿入量分だけノズル部材６０を第１磁性部１１の開口部１１ｃから挿入し、弾性部５６の潰れ代を所定の値に調整する。
【００７９】
（ノズル部材固定工程）
ノズル部材６０をレーザ溶接により第１磁性部１１に結合し、固定する。これにより、ノズル部材６０とストッパ７０との弁体５０の移動方向に沿った方向の相対位置関係が固定され、当接面５３ｂがテーパ面７０ｅに当接し、弾性部５６のシート部５６ａが弁座部６０ｃに着座したときの弾性部５６の潰れ代を所定の値にすることができる。なお、本実施形態では、第１磁性部１１とノズル部材６０との溶接箇所は、全周に亘っている。この溶接により、第１磁性部１１とノズル部材６０とのシールを確実なものとすることができる。
【００８０】
（固定コア、及びスプリング設置工程）
固定コア３０を第２磁性部１３側から挿入する。固定コア３０は、弁体５０の当接面５３ｂがストッパ７０のテーパ面７０ｅに当接した状態で、可動コア４０との間に所定の隙間が形成される位置まで挿入され、レーザ溶接等によりハウジング１０に固定される（図１及び図２参照）。そして、固定コア３０の収容孔３１にスプリング８０を収容させる。さらに、収容孔３１にアジャスティングパイプ３２を圧入し、スプリング８０のセット荷重を調整する。
【００８１】
（入口部材及び駆動装置取り付け工程）
入口部材２０を第２磁性部１３に取り付け、レーザ溶接等で両者を結合し、固定する。そして、電磁コイル９１、コネクタ９３及びヨーク９２からなる駆動装置９０をハウジング１０の外周側に嵌め込み、その後、ヨーク９２をレーザ溶接等によりハウジング１０に結合し、固定する。
【００８２】
以上説明した構成を採用した燃料噴射弁１００によれば、ストッパ７０は、弁本体部５１の移動により燃料通路６０ａが閉塞された状態での弾性部５６の潰れ代が、所定の値となる位置で弁本体部５１と当接して、弁本体部５１の閉塞方向への移動を規制するので、燃料通路６０ａの閉塞状態での弾性部５６の潰れ代が所定の値で安定する。これによれば、燃料噴射弁１００に流入する燃料圧力の変動による潰れ代の変化や燃料通路６０ａの開閉の繰り返しによる弾性部５６の摩耗による潰れ代の変化および圧縮永久歪の影響が抑制され、弁本体部５１のストロークの変化が抑制され、燃料噴射量が安定する。
【００８３】
また、ノズル部材６０とストッパ７０とを異なる部材により構成しているので、ハウジング１０にノズル部材６０及びストッパ７０を設けるにあたり、ノズル部材６０及びストッパ７０の相対位置関係を変更するだけで、ノズル部材６０及びストッパ７０の相対位置を調整することができる。ゆえに、少なくとも弾性部５６の寸法の精度がそれほど高くなくても、弾性部５６の潰れ代を所定の値に調整することができ、燃料噴射量を安定させることができる。
【００８４】
弾性部５６の潰れ代を所定の値に調整する方法として、弾性部５６の潰れ代を調整するのに、弁本体部５１を含む弁体５０の移動方向に沿った方向におけるノズル部材６０及びストッパ７０の相対位置を調整する工程の実施後、当該相対位置を固定するために、ストッパ７０を固定したハウジング１０にノズル部材６０をレーザ溶接等で固定する工程を実施している。
【００８５】
ノズル部材６０とストッパ７０とは異なる部材からなっており、ストッパ７０を固定したハウジング１０にノズル部材６０を固定する前では、ノズル部材６０とストッパ７０との相対位置の関係は変更することができる。また、ストッパ７０は、弁本体部５１を含む弁体５０の移動によりノズル部材６０の燃料通路６０ａが閉塞された状態での弾性部５６の弾性変形による潰れ代が、所定の値となる位置で弁体５０と当接して、閉塞方向への移動を規制するものとなっている。したがって、ノズル部材６０をハウジング１０に固定する前に弾性部５６の潰れ代が所定の値となるようにノズル部材６０とストッパ７０との弁体５０の往復移動方向に沿った方向の相対位置を挿入量調整工程によって調整すれば、弾性部５６の潰れ代を所定の値にすることができる。さらに、挿入量調整工程によってノズル部材６０とストッパ７０との弁体５０の往復移動方向に沿った方向の相対位置を調整した後、ノズル部材固定工程にてハウジング１０にノズル部材６０を溶接して固定している。これによれば、ノズル部材６０とストッパ７０との相対位置を調整後の位置に強固に固定することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、溶接固定によりノズル部材６０をハウジング１０に固定しているが、挿入量調整工程とノズル部材固定工程の両工程を一度に行うようにしても良い。例えば、ハウジング１０にノズル部材６０を圧入して固定するようにすれば、両工程を一度に行うことができる。また、ノズル部材６０の固定方法として、ノズル部材６０をハウジング１０に対してかしめ固定を採用しても良い。
【００８７】
ここで、弁座部６０ｃ及び噴孔６０ｂ間の距離は極力短くするのが燃料噴射量制御の点で良いとされている。これは、閉弁時、弁体５０のシート部５６ａが弁座部６０ｃに着座して、非噴射状態となっているにもかかわらず、シート部５６ａ及び弁座部６０ｃの当接位置（以下、当接位置という）から噴孔６０ｂまでに溜まっている燃料が排出されることがあるからである。
【００８８】
そこで、本実施形態では、ノズル部材６０が、ハウジング１０内での噴孔６０ｂに向かう燃料流れにおいてストッパ７０よりも下流側に設けられる構成を採用している。この構成によれば、少なくともノズル部材６０と噴孔６０ｂとの間にストッパ７０が存在しないので、当接位置から噴孔６０ｂまでの距離を極力短くすることができる。したがって、閉弁時における当接位置から噴孔６０ｂまでに溜まった燃料の排出量を極力抑えることができる。
【００８９】
加えて、本実施形態では、燃料通路６０ａにおいて燃料流れの下流側の端部に、噴孔６０ｂが形成されている。この構成によれば、さらに当接位置から噴孔６０ｂまでの距離をさらに短くすることができるので、閉弁時における当接位置から噴孔６０ｂまでに溜まった燃料の排出量をさらに抑えることができる。
【００９０】
本実施形態では、円筒状に形成されたストッパ７０の内周側に弁体５０を往復移動可能に収容している。そして、ストッパ７０の第１内周面７０ｃと弁体５０の外周面５３ｃとの間、及び第２内周面７０ｄと弁体５０の外周面５４ａとの間のそれぞれには、弁体５０がストッパ７０に当接している状態において、ノズル部材６０への燃料の流れを許容する燃料通路７１としての隙間を形成している。この構成によれば、弁体５０がストッパ７０に当接している状態でも、燃料をノズル部材６０へ導くことができる。これによれば、弁体５０が移動し、燃料通路６０ａが開放すると即座に噴孔６０ｂから燃料が噴射される。
【００９１】
本実施形態では、弾性部５６は、弾性部５６のノズル部材６０と対向する面の外周側において、ノズル部材６０側に突出するシート部５６ａを有している。また、このシート部５６ａは、燃料通路６０ａの開口部６０ｄの外周側を囲むように当接することにより、燃料通路６０ａを閉塞する。以上の構成によれば、シート径Ｄを開口部６０ｄの径よりも大きく設定することができる。なお、弾性部５６のノズル部材６０と対向する面が平坦となっている場合では、シート径は、開口部６０ｄの径とほぼ同じとなる。シート径Ｄを開口部６０ｄの径よりも大きくできることによれば、弾性部５６においてシート径Ｄとなる部分、即ちシート部５６ａの内周側の部分で形成される開口面積Ｓ１をより大きくすることができる。これにより、弾性部５６のノズル部材６０と対向する面が平坦の場合に比べ燃料通路６０ａへの燃料の流入量をより多くすることができ、噴射圧力の低下を抑制することができる。
【００９２】
さらに、本実施形態では内周面５６ｄが、凹部５６ｂの径方向中央部に向かうに従い、凹部５６ｂの深さが深くなるように傾斜しているので、シート部５６ａ、弁座部６０ｃ間の隙間を通って凹部５６ｂに流入する際の燃料の圧力損失を極力少なくすることができる。その結果、圧力損失による噴射圧力の低下を抑制することができる。
【００９３】
また、本実施形態では、弾性部５６は、弁体５０の円柱部５４において弁体５０の往復移動方向と交差する方向に食い込むアンカー部５６ｆを有している。このアンカー部５６ｆによれば、弾性部５６は弁体５０の支持部５２に対して強固に固定される。特に、弁体５０の往復移動方向に対する固定強度が増す。
【００９４】
また、本実施形態では、ストッパ７０がハウジング１０の軸方向において一方の端部と他方の端部との間に設けられ、その後、ハウジング１０と異なる部材よりなるノズル部材６０が、第１磁性部１１の開口部１１ｃから挿入される。そして、その挿入量が調整され、弾性部５６の潰れ代が調整された後、ノズル部材６０は、開口部１１ｃに固定される。
【００９５】
これによれば、開口部１１ｃに固定されるノズル部材６０のハウジング１０への挿入量を調整することで、弾性部５６の潰れ代の調整を行うようにしているので、ハウジング１０の一方の端部と他方の端部との間に設けられるストッパ７０の位置を調整するものに比べ、潰れ代の調整作業が容易となる。
【００９６】
本実施形態では、ノズル部材６０がハウジング１０と異なる部材よりなっているだけでなく、ストッパ７０もハウジング１０と異なる部材よりなっている。ここで、ノズル部材６０及びストッパ７０が、それぞれハウジング１０とは異なる部材よりなっていると、弾性部５６の潰れ代を調整するために行うノズル部材６０及びストッパ７０の相対位置の調整が、複雑となるおそれがある。本実施形態では、ハウジング１０の第１磁性部１１に形成した段差部１１ｂに、ストッパ７０の端面７０ｂを突き当てることにより、ハウジング１０に対するストッパ７０の位置を決定している。これによれば、ノズル部材６０及びストッパ７０の相対位置の調整を、ノズル部材６０だけを移動させることにより行える。したがって、燃料噴射弁１００の製造が容易となる。
【００９７】
ここで、ストッパ７０は、弁体５０に対して当接する部位であるため、例えば、弁体５０との当接による衝撃に耐えうるような材料をストッパ７０に使用する材料として選定するのが好ましい。本実施形態によれば、ストッパ７０は、ハウジング１０とは異なる部材によりなっているので、ストッパ７０に使用する材料を、ハウジング１０に使用する材料に制約されることなく選定することができる。
【００９８】
ここで、弁体５０が弁座部６０ｃに着座する度にストッパ７０のテーパ面７０ｅは弁体５０の当接面５３ｂと当接する。例えば、テーパ面７０ｅが当接面５３ｂと異なる材料によって形成されていると、両者が当接を繰り返すと、硬度の低い方が変形するおそれがある。これでは、長期間にわたり弁体５０のストロークを安定させることができないおそれがある。
【００９９】
この問題に対し、本実施形態では、ストッパ７０のテーパ面７０ｅは、弁体５０の当接面５３ｂと同じ材料によって形成させるという構成を採用している。このことによれば、テーパ面７０ｅ及び当接面５３ｂの硬度をほぼ同じにすることができる。したがって、ストッパ７０と弁体５０とが当接する際の変形の発生を抑制することができる。また、同じ硬度であれば異種材料の組み合わせでも良い。
【０１００】
しかし、テーパ面７０ｅと当接面５３ｂとが同じ材料で形成されていると、当接を繰り返すことにより、これらの面７５、５３ｂ同士が焼き付きを起こすおそれがある。この問題に対し、本実施形態では、これらの面７５、５３ｂのいずれかには、その表面にＤＬＣやポリテトラフルオロエチレン等の被覆層７２が設けられている。このことによれば、ストッパ７０と弁体５０との焼き付きの発生を抑制することができる。
【０１０１】
一般的にゴムは、特に、金属材料と比べ寸法精度を高めるのが困難な材料として知られている。先にも述べたように、本実施形態では、ノズル部材６０及びストッパ７０の相対位置を調整することにより弾性部５６の潰れ代を調整している。このことによれば、弾性部５６の潰れ代調整の際に、弾性部５６の寸法精度の高精度化を必要としない。よって、弾性部５６としてゴムを使用することができる。
【０１０２】
さらに、本実施形態では、弾性部５６を構成するゴムとしてフッ素系ゴムを使用している。フッ素系ゴムは、極低温（例えば−３０℃〜−４０℃）においても、弾力を発揮する材料として知られており、特に燃料としてガス燃料を使用する場合に適した材料である。
【０１０３】
本実施形態では、燃料噴射弁１００によって取り扱う燃料はガス燃料となっている。燃料としてガス燃料を利用した場合、気密性を確保することが重要である。本実施形態では、シート部５６ａを弾性部材によって形成しているので、燃料噴射弁１００の閉弁時の気密性を確保することが容易にでき、ガス燃料の使用に特に適している。
【０１０４】
なお、本実施形態において、ハウジング１０が請求項に記載の「本体」に相当し、燃料通路６０ａが請求項に記載の「噴孔に通じる燃料通路」に相当し、ノズル部材６０が請求項に記載の「通路形成部」に相当し、弁本体部５１が請求項に記載の「弁部材」に相当し、弾性部５６が請求項に記載の「弾性部材」に相当し、ストッパ７０が請求項に記載の「移動規制部」に相当する。
【０１０５】
また、本実施形態において、ストッパ設置工程から挿入量調整工程までが請求項に記載の「調整工程」に相当し、ノズル部材固定工程が請求項に記載の「相対位置固定工程」に相当する。さらに、ストッパ設置工程が請求項に記載の「設置工程」に相当し、挿入量調整工程が請求項に記載の「挿入工程」に相当する。
【０１０６】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ストッパ７０をハウジング１０とは異なる部材とし、レーザ溶接等によりハウジング１０にストッパ７０を結合して、固定させる構成を採用していたが、図７に示す第２実施形態の燃料噴射弁２００のように、切削又は鋳造によってハウジング１０にストッパ７０を形成するようにしても良い。このようにしても、ノズル部材６０はストッパ７０と異なる部材よりなっているので、ノズル部材６０とストッパ７０との相対位置を調整することにより、弾性部５６の潰れ代を調整することができる。また、この第２実施形態においても、先の第１実施形態と他の構成は同様の構成が採用されているので、第１実施形態のものと同様の作用効果を得ることができる。
【０１０７】
（第３実施形態）
第１、第２実施形態では、ノズル部材６０の径方向外周側を全周に亘ってレーザ溶接することによって、ノズル部材６０をハウジング１０に結合して、固定していた。図８に示す第３実施形態における燃料噴射弁３００では、ノズル部材６０は、全周に亘ってレーザ溶接等が施されるのではなく、周方向に数カ所の溶接（スポット溶接）によってハウジング１０に結合され、固定される。しかし、これでは、隣合う溶接部分の間においてノズル部材６０とハウジング１０との間に隙間が生じ、その隙間から燃料が漏れるおそれがある。本実施形態では、ノズル部材６０の径方向外周面にＯリング６１を設けている。このＯリング６１によれば、スポット溶接によってノズル部材６０をハウジング１０に結合して、固定するような場合であっても、ハウジング１０とノズル部材６０とのシール性を確保することができる。また、スポット溶接に代わり圧入やかしめでも良い。なお、本実施形態のストッパ７０は、ハウジング１０と一体となっているが、第１実施形態のようにストッパ７０とハウジング１０とを別部材としても良い。
【０１０８】
（第４実施形態）
第１〜第３実施形態では、弾性部５６が弁体５０に設けられ、弾性部５６にシート部５６ａが形成されていたが、図９に示す第４実施形態における燃料噴射弁４００では、弾性部１５６がノズル部材１６０のノズル本体部１６１に取り付けられている。
【０１０９】
以下、第１実施形態と構成が異なるノズル部材１６０及び弁体１５０について詳細に説明する。ノズル部材１６０は、マルテンサイト系ステンレス鋼によって円筒状に形成されているノズル本体部１６１及びフッ素系ゴム等の弾性部材によって円盤状に形成されている弾性部１５６から構成されている。
【０１１０】
ノズル本体部１６１は、径方向中央部を軸方向に貫通する燃料通路１６１ａを形成している。また、燃料通路１６１ａにおいて弁体１５０とは反対側の端部は、燃料が噴射される噴孔１６１ｂとなっている。ノズル本体部１６１は、レーザ溶接等により第１磁性部１１における小径部１１ａの開口部１１ｃに結合され、固定されている。
【０１１１】
弾性部１５６は、ノズル本体部１６１において弁体１５０側の端面に取り付けられている。弾性部１５６において径方向中央部には、軸方向に貫通する貫通孔１５６ｂが形成されている。貫通孔１５６ｂと燃料通路１６１ａとは同軸上に配置されている。弾性部１５６において弁体１５０側の表面には、貫通孔１５６ｂを囲むような弁座部１５６ａが形成されている。
【０１１２】
また、弾性部１５６は、ノズル本体部１６１との固定強度を高めるアンカー部１５６ｆを有する。アンカー部１５６ｆは、ノズル本体部１６１に形成され、弁体１５０の往復移動方向に対して交差する方向に凹む溝部に食い込むようにして配置されている。これにより、ノズル本体部１６１との固定強度が増す。特に、弁体１５０の往復移動方向に対する固定強度が増す。
【０１１３】
弁体１５０は、非磁性体として機能するマルテンサイト系ステンレス鋼によって棒状に形成されており、第１磁性部１１の内周側に同軸上に収容されている。弁体１５０は、連結部１５５、四角柱部１５３、及び円柱部１５４を有する。
【０１１４】
連結部１５５は、第１実施形態の連結部５５と同様の形状及び機能を有するものであり、可動コア４０に連結される。連結部１５５は、第１実施形態と同様の燃料通路１５５ａを形成している。
【０１１５】
四角柱部１５３は、連結部１５５よりもノズル部材１６０側に配置されている。四角柱部１５３は、第１実施形態と同様の形状となっており、側面において角部にストッパ７０の内周壁面に案内される案内部１５３ａが形成されている。また、四角柱部１５３のノズル部材１６０側の底面における角部には、弁体１５０がノズル部材１６０側に移動すると、ストッパ７０のテーパ面７０ｅと当接する当接面１５３ｂが形成されている。なお、当接面１５３ｂ及びテーパ面７０ｅのそれぞれの傾斜角度は第１実施形態と同様の角度となっている。
【０１１６】
円柱部１５４において断面形状及び直径は、第１実施形態と同様の形状及び直径となっている。本実施形態における円柱部１５４のノズル部材１６０側の端部には、弁座部１５６ａと離着座可能なシート部１５４ａが形成されている。
【０１１７】
また、円柱部１５４のノズル部材１６０と対向する面には、当該面の外周側においてノズル部材１６０側に突出する環状のシート部１５４ａが形成されるとともに、当該シート部１５４ａの内周側にノズル部材１６０とは反対側に凹む凹部１５４ｂが形成されている。凹部１５４ｂの底面１５４ｃの周縁に形成される内周面１５４ｄにおける径は、弾性部１５６における貫通孔１５６ｂの開口部１５６ｃの径よりも大きい。内周面１５４ｄの径は、円柱部１５４の外径の範囲で設定することができる。シート部１５４ａは、円柱部１５４のノズル部材１６０と対向する面において、凹部１５４ｂの外周側に形成される。また、内周面１５４ｄのノズル部材１６０側の角部１５４ｅは、開口部１５６ｃの外周側を囲むように当接可能となる。即ち、シート部１５４ａが開口部１５６ｃの外周側を囲むように当接可能となっている。これにより、燃料通路１６１ａが閉塞される。さらに、凹部１５４ｂの内周面１５４ｄは、凹部１５４ｂの径方向中央部に向かうに従い、凹部１５４ｂの深さが徐々に深くなるように傾斜している。
【０１１８】
この実施形態いおいても、第１実施形態と同様に、開弁時において、シート部１５４ａと弁座部１５６ａとの間に形成される開口面積Ｓ１が、燃料通路１６１ａの通路面積Ｓ２以上となるような、シート径Ｄ、ストロークＬ、通路面積Ｓ２とされている。また、本実施形態でも、開口面積Ｓ１を通路面積Ｓ２の１．４倍以上とするのが好ましい。
【０１１９】
以上のように構成されたノズル部材１６０及び弁体１５０によっても、弁体１５０の当接面１５３ｂがストッパ７０のテーパ面７０ｅに当接することにより、弁体１５０のノズル部材１６０側への移動が規制されるので、ノズル部材１６０に設けられた弾性部１５６の潰れ代を所定の値にすることができる。
【０１２０】
次に、弾性部１５６の潰れ代の調整について説明する。距離計測工程において、ストッパ７０のテーパ面７０ｅに、弁体１５０の当接面１５３ｂを当接させた状態で、基準位置としての第１磁性部１１の開口部１１ｃから弁体１５０のシート部１５４ａまでの距離を計測する。次に、挿入量算出工程において、距離計測工程での計測結果に、予め定められた弾性部１５６の潰れ代（所定の値）分を加えたものをノズル部材１６０の挿入量として算出する。その後、ノズル本体部１６１を開口部１１ｃに算出した挿入量分だけ挿入し、ノズル本体部１６１をレーザ溶接等により第１磁性部１１に結合し、固定する。なお、この実施形態においても、第１実施形態と同様に、レーザ溶接等による第１磁性部１１及びノズル本体部１６１の熱ひずみの発生を加味して挿入量を算出すると良い。また、第１実施形態でも説明したように、ノズル部材１６０の第１磁性部１１への固定は、圧入やかしめによって固定しても良い。
【０１２１】
なお、本実施形態のストッパ７０は、ハウジング１０と一体となっているが、第１実施形態のストッパ７０とハウジング１０とを別部材としても良い。さらに、本実施形態においてノズル部材１６０の結合方法として、第３実施形態のように、ノズル部材１６０をスポット溶接によりハウジング１０に結合させ、固定させても良い。この場合、ノズル本体部１６１の径方向外周面にＯリング６１を設けると良い。これにより、ノズル本体部１６１とハウジング１０とのシール性を確保することができる。
【０１２２】
特に、本実施形態では、円柱部１５４は、円柱部１５４のノズル部材１６０と対向する面の外周側において、ノズル部材１６０側に突出するシート部１５４ａを有している。また、このシート部１５４ａは、貫通孔１５６ｂの開口部１５６ｃの外周側を囲むように当接することにより、燃料通路１６１ａを閉塞する。以上の構成によれば、シート径Ｄを開口部１５６ｃの径よりも大きく設定することができる。なお、円柱部１５４のノズル部材１６０と対向する面が平坦となっている場合では、シート径は、貫通孔１５６ｂの径とほぼ同じとなる。シート径Ｄを開口部１５６ｃの径よりも大きくできることによれば、円柱部１５４においてシート径Ｄとなる部分、即ちシート部１５４ａの内周側の部分で形成される開口面積Ｓ１をより大きくすることができる。これにより、円柱部１５４のノズル部材１６０と対向する面が平坦の場合に比べ燃料通路１６１ａへの燃料の流入量をより多くすることができ、噴射圧力の低下を抑制することができる。
【０１２３】
なお、開口面積Ｓ１を通路面積Ｓ２の１倍以上に設定することによれば、両要素１５４ａ、１５６ａ間の隙間から流入した燃料を噴孔１６１ｂから排出することができる。さらに、開口面積Ｓ１を通路面積Ｓ２の１．４倍以上とすることによれば、両要素１５４ａ、１５６ａ間の隙間を介して燃料通路１６１ａ内に流入する燃料の量を多くできるので、燃料が燃料通路１６１ａから排出され、燃料通路１６１ａ内の圧力が低下するのを抑制できる。その結果、噴孔１６１ｂから排出される燃料の圧力、即ち噴射圧力を極力燃料噴射弁４００に流入する燃料圧力に近づけることができる。
【０１２４】
なお、本実施形態において、ハウジング１０が請求項に記載の「本体」に相当し、燃料通路１６１ａが請求項に記載の「噴孔に通じる燃料通路」に相当し、ノズル本体部１６１が請求項に記載の「通路形成部」に相当し、弁体１５０が請求項に記載の「弁部材」に相当し、弾性部１５６が請求項に記載の「弾性部材」に相当し、ストッパ７０が請求項に記載の「移動規制部」に相当する。
【０１２５】
（第５実施形態）
先に説明した第１〜第４実施形態による燃料噴射弁１００、２００、３００、４００の弁の形態が所謂内開弁なのに対し、図１０示す第５実施形態による燃料噴射弁５００の弁の形態は所謂外開弁となっている。燃料噴射弁５００は、ハウジング５１０、入口部材５２０、固定コア５３０、可動コア５４０、弁体５５０、通路形成部材５６０、ストッパ５７０、及び駆動装置５９０等を備えている。
【０１２６】
ハウジング５１０は、全体として筒状に形成されており、軸方向の一端部側から他端部側に向かって順に第１磁性部５１１、非磁性部５１２、及び第２磁性部５１３を有している。磁性体として機能するフェライト系ステンレス鋼からなる第１、第２磁性部５１１、５１３と、非磁性体として機能するオーステナイト系ステンレス鋼からなる非磁性部５１２とは、レーザ溶接等により結合されている。
【０１２７】
第１磁性部５１１は、非磁性部５１２と結合される大径部５１１ｄと、大径部５１１ｄよりも外径が小さい小径部５１１ａとを有している。小径部５１１ａにおいて非磁性部５１２とは反対側の端部、即ちハウジング５１０内での燃料流れにおいて下流側の端部に形成されている開口部５１１ｃには、ストッパ５７０が設けられている。また、ハウジング５１０の軸方向において一方の端部と他方の端部との間には、通路形成部材５６０が設けられている。さらに、第２磁性部５１３において非磁性部５１２とは反対側の端部５１３ａには、入口部材５２０が設けられている。
【０１２８】
入口部材５２０は、円筒状に形成されており、燃料ポンプから燃料配管を通じて供給される燃料が燃料噴射弁５００に流入されるように、流入口５２０ａを径方向中央部に形成している。入口部材５２０は、レーザ溶接等により第２磁性部５１３の端部５１３ａに結合され、固定されている。
【０１２９】
固定コア５３０は、磁性材として機能するフェライト系ステンレス鋼によって円筒状に形成されており、非磁性部５１２及び第２磁性部５１３の内周壁に同軸上に固定されている。固定コア５３０には、その径方向中央部を軸方向に貫通する貫通孔５３０ａが形成されている。
【０１３０】
可動コア５４０は、磁性体として機能するフェライト系ステンレス鋼によって円筒状に形成されており、ハウジング５１０の内周側に同軸上に収容されて、固定コア５３０及び入口部材５２０間に位置している。
【０１３１】
可動コア５４０は、外周壁に第２磁性部５１３及び非磁性部５１２の各内周壁に案内される案内部５４１ａを形成している。ここまでの構成によれば、可動コア５４０は、案内部５４１ａが第２磁性部５１３及び非磁性部５１２の各内周壁に案内されることで、軸方向に沿って往復移動が可能となる。また、可動コア５４０には、その径方向中央部を軸方向に貫通する貫通孔５４１ｂが形成されている。貫通孔５４１ｂには、後に説明する弁体５５０の連結部５５２が圧入固定されている。
【０１３２】
弁体５５０は、全体として棒状に形成されており、ハウジング５１０の内周側に同軸上に収容されている。弁体５５０は、軸方向に沿う往復移動によって、後に説明する通路形成部材５６０に形成されている燃料通路５６０ａを開閉し、噴孔５７０ｂから燃焼室への燃料噴射を断続する。
【０１３３】
図１０、及び図１１に示すように、弁体５５０は、可動コア５４０と連結される弁本体部５５１を有している。弁本体部５５１は、非磁性材として機能するマルテンサイト系ステンレス鋼によって棒状に形成されている。弁本体部５５１は、可動コア５４０と連結される棒状の連結部５５２と、連結部５５２よりも噴孔５７０ｂ側に位置し、後に説明する弾性部５５６が取り付けられる小径部５５３と、小径部５５３よりもさらに噴孔５７０ｂ側に位置し、小径部５５３よりも径が大きい大径部５５４とを有している。
【０１３４】
連結部５５２において入口部材５２０側の一方の端部は、可動コア５４０の貫通孔５４１ｂ内に配置され、可動コア５４０に固定されている。また、連結部５５２の他方の端部は、固定コア５３０の貫通孔５３０ａ及び通路形成部材５６０の燃料通路５６０ａを貫き、当該通路形成部材５６０において噴孔５７０ｂ側に配置されている。また、連結部５５２は、入口部材５２０及び可動コア５４０間の空間と、連結部５５２の外周側であって固定コア５３０及び通路形成部材５６０間の空間を連通する燃料通路５５２ａを有している。これにより、入口部材５２０から燃料通路５５２ａに流入した燃料は、連結部５５２の外周側であって固定コア５３０及び通路形成部材５６０間の空間に排出される。
【０１３５】
小径部５５３は、外径が連結部５５２よりも大きく、連結部５５２の噴孔５７０ｂ側に配置されている。また、小径部５５３の外径は、ストッパ５７０の内周壁の内径よりも小さく、小径部５５３が、ストッパ５７０の内周側に配置された状態において、小径部５５３の外周壁とストッパ５７０の内周壁との間に燃料が通過可能な隙間が形成されている。小径部５５３は、連結部５５２側の端部に、円環状の段差部５５３ａを形成しており、その段差部５５３ａに円環状の弾性部５５６が取り付けられている。弾性部５５６は、接着剤等により段差部５５３ａに取り付けられている。また、第１実施形態のようにインサート成形によって小径部５５３に弾性部５５６を取り付けるようにしても良い。
【０１３６】
大径部５５４は、外径が小径部５５３よりも大きく、小径部５５３の噴孔５７０ｂ側に配置されている。大径部５５４は、噴孔５７０ｂに向かうに従い徐々に拡径する当接面５５４ａを有する。当接面５５４ａは、テーパ面５７０ａと当接することにより、弁体５５０の入口部材５２０側への移動、即ち、弁体５５０の閉塞方向への移動を規制する。また、大径部５５４の外径は、当接面５５４ａがテーパ面５７０ａから離れる方向に弁体５５０が移動したときに、当接面５５４ａとテーパ面５７０ａとの間を通過した燃料が噴孔５７０ｂに導かれるように設定されている。
【０１３７】
弾性部５５６は、通路形成部材５６０への離着座により弾性変形可能な弾性部材からなっており、通路形成部材５６０と対向する位置にシート部５５６ａを形成する。本実施形態では、弾性部５５６は、耐低温性、耐油性に優れるフッ素系ゴムよりなっている。ここまでの構成によれば、可動コア５４０の軸方向往復移動に伴い、弁体５５０も可動コア５４０と一体となって軸方向に沿って移動する。また、弾性部５５６はストッパ５７０よりも燃料流れにおいて上流側に配置されている。
【０１３８】
また、弁体５５０の連結部５５２において、固定コア５３０及び通路形成部材５６０間の部分の外周側には、コイルスプリングからなる付勢部材としてのスプリング５８０が配置されている。スプリング５８０は、連結部５５２と同軸上に配置されており、その一方の端部は、連結部５５２に固定された座部材５５５に支持されており、他方の端部は、第１磁性部５１１の大径部５１１ｄ及び小径部５１１ａ間に形成されている段差部５１１ｅに支持されている。スプリング５８０は、固定コア５３０方向への付勢力が常に弁体５５０に付与されるようにして座部材５５５及び段差部５５１ｅ間に配置されている。
【０１３９】
また、弁体５５０の当接面５５４ａには、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン：diamond-likecarbon）、又はポリテトラフルオロエチレン（登録商標：テフロン）等の被覆層５７１が設けられている。なお、被覆層５７１はストッパ５７０のテーパ面５７０ａに設けても良いし、弁体５５０の当接面５５４ａとストッパ５７０のテーパ面５７０ａの両方に設けても良い。本実施形態では、被覆層５７１を当接面５５４ａに設けているので、当接面５５４ａとテーパ面５７０ａとの両方に設ける場合よりも製造コストを下げることができる。また、被覆層５７１を弁体５５０の外周面に被覆することによって、ストッパ５７０の内周面に被覆する場合よりも被覆層５７１の被覆が容易にできる。
【０１４０】
通路形成部材５６０は、図１０、及び図１１に示すように、ストッパ５７０が形成されているハウジング５１０とは異なる部材よりなっており、非磁性体として機能するマルテンサイト系ステンレス鋼によって円筒状に形成されている。通路形成部材５６０は、径方向中央部を軸方向に貫通する燃料通路５６０ａを形成している。燃料通路５６０ａは、弁体５５０の連結部５５２の一部を収容しており、その径は、連結部５５２の径よりも大きくなっている。これにより、連結部５５２の燃料通路５６０ａから排出された燃料が燃料通路５６０ａの内壁と連結部５５２の外壁との間の隙間を通ることが可能となる。また、本実施形態では、通路形成部材５６０は、ハウジング５１０とは異なる部材により形成されている。通路形成部材５６０は、第１磁性部５１１の開口部５１１ｃから挿入されることにより、第１磁性部５１１に設けられている。また、通路形成部材５６０は、可動コア５４０側の端面５６０ｃを小径部５１１ａの内周壁に形成されている段差部５１１ｂに突き当てた状態で、ハウジング５１０に対して位置決めされている。通路形成部材５６０は、ハウジング５１０に位置決めされた状態で、レーザ溶接等により小径部５１１ａに結合され、固定されている。通路形成部材５６０の噴孔５７０ｂ側の端面において燃料通路５６０ａの開口部の周縁部には、シート部５５６ａが離着座可能な弁座部５６０ｂが形成されている。
【０１４１】
シート部５５６ａは、弁座部５６０ｂに着座させる閉塞作動により、燃料通路５６０ａを閉塞する。これにより、噴孔５７０ｂへの燃料の流通が停止する。このとき、弾性部５５６は、弁体５５０の移動量に応じて弾性変形する。また、このとき、弁体５５０の当接面５５４ａは、ストッパ５７０のテーパ面５７０ａに当接している。一方、シート部５５６ａは、弁座部５６０ｂから離座させる開放作動により、燃料通路５６０ａを開放する。このとき、弁体５５０の当接面５５４ａは、ストッパ５７０のテーパ面５７０ａから離れている。このため、燃料通路５６０ａから排出された燃料は、当接面５５４ａとテーパ面５７０ａとの間の隙間を通ることが可能となるので、テーパ面５７０ａよりもさらに先端側に形成されている噴孔５７０ｂへの燃料の流通が許容される。
【０１４２】
ストッパ５７０は、図１０、及び図１１に示すように、非磁性体として機能するマルテンサイト系ステンレス鋼によって円筒状に形成されている。また、本実施形態では、ストッパ５７０は、ハウジング５１０とは異なる部材によって形成されている。ストッパ５７０は、第１磁性部５１１の小径部５１１ａから挿入され、レーザ溶接等により開口部５１１ｃに結合され、固定されている。
【０１４３】
ストッパ５７０は、その内周壁に先端に向けて内径が徐々に大きくなるようなテーパ面５７０ａを形成している。テーパ面５７０ａは、当接面５５４ａと当接することにより、弁体５５０の閉塞方向への移動を規制する。また、テーパ面５７０ａは、弁体５５０の移動方向に沿った方向において、弾性部５５６が通路形成部材５６０の弁座部５６０ｂに着座して弾性変形し、弾性部５５６の潰れ代が所定の値となる位置に設けられている。ストッパ５７０においてテーパ面５７０ａのさらに先端側には、噴孔５７０ｂが形成されている。ここで、所定の値とは、弾性部５５６の圧縮永久歪みによる破損を防止しつつ、弁体５５０のストローク変化を抑えられる値に設定される。ここで、所定の値とは、圧縮による弾性材５６の損傷を防止しつつ、弾性部５５６の圧縮永久歪や幾何公差による傾きが発生した場合でも燃料通路５６０ａを閉塞できる値に設定される。例えば、所定の値は、弾性部５５６の圧縮率が８%から３５%の範囲内のうち、弾性部５５６の圧縮永久歪や幾何公差による傾きが発生した場合でもシールができる最小の値に設定すると良い。
【０１４４】
駆動装置５９０は、図１０に示すように、電磁コイル５９１、ヨーク５９２、及びコネクタ５９３等から構成されている。電磁コイル５９１は、樹脂製のボビンに金属線材を巻回してなる。電磁コイル５９１は、ハウジング５１０の径方向外周側に、同軸上に配置されている。コネクタ５９３は、外部の制御回路と電磁コイル５９１との間を電気接続するターミナル５９３ａを有しており、当該制御回路によって電磁コイル５９１への通電が制御されるようになっている。
【０１４５】
ヨーク５９２は、磁性体として機能するフェライト系ステンレス鋼によって円筒状に形成されており、電磁コイル５９１及びハウジング１０の径方向外周側に配置されて当該電磁コイル５９１を覆っている。また、ヨーク５９２は、軸方向両端部に小径部を形成しており、それぞれの小径部が、第１磁性部１１の大径部５１１ｄ及び第２磁性部５１３とレーザ溶接等により結合されている。
【０１４６】
ターミナル５９３ａを介して電磁コイル５９１への電力供給により、電磁コイル５９１が通電によって励磁すると、ヨーク５９２、第１磁性部５１１、固定コア５３０、可動コア５４０、及び第２磁性部５１３が共同して形成される磁気回路に、磁束が流れる。その結果、互いに対向配置されている可動コア５４０と固定コア５３０との間に、可動コア５４０を固定コア５３０側に吸引して駆動する「磁力」としての磁気吸引力が発生する。一方、通電の停止によって電磁コイル５９１が消磁すると、磁気回路に磁束が流れなくなるので、可動コア５４０と固定コア５３０との間において磁気吸引力が消失する。
【０１４７】
以下、燃料噴射弁５００の作動について詳細に説明する。燃料噴射弁５００において、電磁コイル５９１への通電が停止している図１０に示す状態では、可動コア５４０に作用する磁気吸引力が消失しているので、スプリング５８０の付勢力によって、弁体５５０の当接面５５４ａがストッパ５７０のテーパ面５７０ａに押し付けられる。このとき、弾性部５５６のシート部５５６ａは、弁座部５６０ｂに着座するため噴孔５７０ｂが閉ざされる。したがって、流入口５２０ａから流入し、燃料通路５５２ａ、固定コア５３０及び通路形成部材５６０間の空間を介して燃料通路５６０ａに至った燃料は、噴孔５７０ｂにから噴射されない。
【０１４８】
次に、図１０に示す状態で、電磁コイル５９１が通電され、可動コア５４０に磁気吸引力が作用し、その磁気吸引力がスプリング５８０の付勢力よりも大きくなると、可動コア５４０は、固定コア５３０に向かって移動し始める。可動コア５４０の移動量が弾性部５５６の潰れ代を超えると、シート部５５６ａが弁座部５６０ｂから離座する。これとともに弁体５５０の当接面５５４ａもテーパ面５７０ａから離れる。これにより、燃料通路５６０ａまできていた燃料は、シート部５５６ａ及び弁座部５６０ｂ間の隙間を介して、当接面５５４ａ及びテーパ面５７０ａ間の隙間に至り、その後、噴孔５７０ｂから噴射される。可動コア５４０は、当該可動コア５４０が固定コア５３０に当接するまで移動する。なお、シート部５５６ａが弁座部５６０ｂから離座して、可動コア５４０が固定コア５３０に当接するまでの弁体５５０の移動距離がストロークとなる。
【０１４９】
そして、再び、電磁コイル５９１への通電が停止されると、可動コア５４０に作用していた磁気吸引力が消失する。このため、可動コア５４０に作用する力としては、スプリング５８０の付勢力のみとなるので、可動コア５４０は、入口部材５２０に向かって移動し始める。可動コア５４０の移動により、最初にシート部５５６ａが弁座部５６０ｂに着座する。シート部５５６ａの弁座部５６０ｂへの着座により、燃料通路５６０ａから噴孔５７０ｂへの燃料の排出が停止するので、噴孔５７０ｂからの燃料噴射が停止する。シート部５５６ａが弁座部５６０ｂに着座した後でも、弾性部５５６の弾性変形を伴いながら弁体５５０は、入口部材５２０に向かって引き続き移動する。そして、弁体５５０の当接面５５４ａが、ストッパ５７０のテーパ面５７０ａに当接すると、弁体５５０の入口部材５２０側への移動が停止する。このとき、弾性部５５６の潰れ代は、所定の値となる。
【０１５０】
以下、燃料噴射弁５００の製造方法について説明する。
【０１５１】
（通路形成部材設置工程）
レーザ溶接によって第１磁性部５１１、非磁性部５１２及び第２磁性部５１３を結合して形成したハウジング５１０のうち第１磁性部５１１の開口部５１１ｃから通路形成部材５６０を挿入する。通路形成部材５６０は、当該通路形成部材５６０の端面５６０ｃが第１磁性部５１１の段差部５１１ｂに当接するまで挿入される。その後、レーザ溶接等により通路形成部材５６０をハウジング５１０に固定する。これにより、通路形成部材５６０は、ハウジング５１０の軸方向における一方の端部と他方の端部との間に設けられることとなる。
【０１５２】
（弁体形成工程）
弁本体部５５１の段差部５５３ａに弾性部５５６をインサート成形により取り付ける。
【０１５３】
（距離計測工程）
第１磁性部５１１の開口部５１１ｃを基準位置とし、この基準位置から通路形成部材５６０の弁座部５６０ｂまでの距離を計測する。
【０１５４】
（挿入量算出工程）
距離計測工程での計測結果、予め計測されているストッパ５７０の各部寸法、特に、ストッパ５７０の軸方向端面からテーパ面５７０ａにおいて、弁体５５０の当接面５５４ａと当接する位置までの距離、及び予め定められた弾性部５５６の潰れ代（所定の値）に基づいて、ストッパ５７０の第１磁性部５１１への挿入量を算出する。本実施形態では、レーザ溶接によりストッパ５７０をハウジング５１０に結合し、固定しているので、レーザ溶接によりストッパ５７０及びハウジング５１０に発生する熱ひずみを加味して挿入量を算出する。
【０１５５】
（挿入量調整工程）
挿入量算出工程で算出した挿入量分だけストッパ５７０を第１磁性部５１１の開口部５１１ｃから挿入し、弾性部５５６の潰れ代を所定の値に調整する。
【０１５６】
（ストッパ固定工程）
ストッパ５７０をレーザ溶接により第１磁性部５１１に結合し、固定する。これにより、通路形成部材５６０とストッパ５７０との弁体５５０の移動方向に沿った方向の相対位置関係が固定され、当接面５５４ａがテーパ面５７０ａに当接し、弾性部５５６のシート部５５６ａが弁座部５６０ｂに着座したときの弾性部５５６の潰れ代を所定の値にすることができる。なお、本実施形態では、第１磁性部５１１とストッパ５７０との溶接箇所は、全周に亘っている。この溶接により、第１磁性部５１１とストッパ５７０とのシールを確実なものとすることができる。
【０１５７】
（スプリング、固定コア、及び可動コア設置工程）
スプリング５８０を第２磁性部５１３側から挿入する。その後、弁体５５０を第１磁性部５１１側から挿入する。さらに、座部材５５５を第２磁性部５１３側から挿入して、弁体５５０の連結部５５２に固定する。その後、固定コア５３０を第２磁性部５１３側から挿入して、所定の位置に固定する。そして、可動コア５４０を第２磁性部５１３側から挿入して、連結部５５２に固定する。
【０１５８】
（入口部材、及び駆動装置取付工程）
入口部材５２０を第２磁性部５１３に取り付け、レーザ溶接等で両者を結合し、固定する。そして、電磁コイル５９１、コネクタ５９３及びヨーク５９２からなる駆動装置５９０をハウジング５１０の外周側に嵌め込み、その後、ヨーク５９２をレーザ溶接等によりハウジング５１０に結合し、固定する。
【０１５９】
以上説明した構成を採用した燃料噴射弁５００によっても、第１実施形態と同様に、通路形成部材５６０及びストッパ５７０を異なる部材により構成している。この構成よれば、本実施形態においても、弾性部５５６等の部品の寸法の精度を必要以上に高めることなく、弾性部５５６の潰れ代を容易に所定の値に調整することができ、製造コストの上昇を抑えつつ、燃料噴射量を安定させるという作用効果を得ることができる。また、弾性部５５６は、ストッパ５７０よりも燃料流れの上流側に配置されているので、例えば燃料噴射弁５００を直噴用として用いた場合、燃焼室から弾性部５５６を極力遠ざけることができる。これによれば、燃焼室内の高温の燃焼ガスの熱の影響を少なくすることができ、弾性部５５６の熱によるダメージ（例えば、溶損）を抑制することができる。
【０１６０】
また、本実施形態では、通路形成部材５６０がハウジング５１０の軸方向において一方の端部と他方の端部との間に設けられ、その後、ハウジング５１０と異なる部材よりなるストッパ５７０が、第１磁性部５１１の開口部５１１ｃから挿入される。そして、その挿入量が調整され、弾性部５５６の潰れ代が調整された後、ストッパ５７０は、開口部５１１ｃに固定される。
【０１６１】
これによれば、開口部５１１ｃに固定されるストッパ５７０のハウジング５１０への挿入量を調整することで、弾性部５５６の潰れ代の調整を行うようにしているので、ハウジング５１０の一方の端部と他方の端部との間に設けられる通路形成部材５６０の位置を調整するものに比べ、潰れ代の調整作業が容易となる。
【０１６２】
また、本実施形態では、挿入量調整工程によって通路形成部材５６０とストッパ５７０との弁体５５０の往復移動方向に沿った方向の相対位置を調整した後、ストッパ固定工程にてハウジング５１０にストッパ５７０を溶接して固定している。これによれば、通路形成部材５６０とストッパ５７０との相対位置を調整後の位置に強固に固定することができる。
【０１６３】
また、本実施形態では、溶接固定によりストッパ５７０をハウジング５１０に固定しているが、挿入量調整工程とストッパ固定工程の両工程を一度に行うようにしても良い。例えば、ハウジング５１０にストッパ５７０を圧入して固定するようにすれば、両工程を一度に行うことができる。また、ストッパ５７０の固定方法として、ストッパ５７０をハウジング５１０に対してかしめ固定を採用しても良い。
【０１６４】
本実施形態では、ストッパ５７０がハウジング５１０と異なる部材よりなっているだけでなく、通路形成部材５６０もハウジング５１０と異なる部材よりなっている。ここで、ストッパ５７０及び通路形成部材５６０が、それぞれハウジング５１０とは異なる部材よりなっていると、弾性部５５６の潰れ代を調整するために行うストッパ５７０及び通路形成部材５６０の相対位置の調整が、複雑となるおそれがある。本実施形態では、ハウジング５１０の第１磁性部５１１に形成した段差部５１１ｂに、通路形成部材５６０の端面５６０ｃを突き当てることにより、ハウジング５１０に対する通路形成部材５６０の位置を決定している。これによれば、ストッパ５７０及び通路形成部材５６０の相対位置の調整を、ストッパ５７０だけを移動させることにより行える。したがって、燃料噴射弁５００の製造が容易となる。
【０１６５】
ここで、ストッパ５７０は、弁体５５０に対して当接する部位であるため、例えば、弁体５５０との当接による衝撃に耐えうるような材料をストッパ５７０に使用する材料として選定するのが好ましい。本実施形態によれば、ストッパ５７０は、ハウジング５１０とは異なる部材によりなっているので、ストッパ５７０に使用する材料を、ハウジング５１０に使用する材料に制約されることなく選定することができる。
【０１６６】
ここで、弁体５５０が弁座部５６０ｂに着座する度にストッパ５７０のテーパ面５７０ａは弁体５５０の当接面５５４ａと当接する。例えば、テーパ面５７０ａが当接面５５４ａと異なる材料によって形成されていると、両者が当接を繰り返すと、硬度の低い方が変形するおそれがある。これでは、長期間にわたり弁体５５０のストロークを安定させることができないおそれがある。
【０１６７】
この問題に対し、本実施形態では、ストッパ５７０のテーパ面５７０ａは、弁体５５０の当接面５５４ａと同じ材料によって形成させるという構成を採用している。このことによれば、テーパ面５７０ａ及び当接面５５４ａの硬度をほぼ同じにすることができる。したがって、ストッパ５７０と弁体５５０とが当接する際の変形の発生を抑制することができる。
【０１６８】
しかし、テーパ面５７０ａと当接面５５４ａとが同じ材料で形成されていると、当接を繰り返すことにより、これらの面５７０ａ、５５４ａ同士が焼き付きを起こすおそれがある。この問題に対し、本実施形態では、これらの面５７０ａ、５５４ａのいずれかには、その表面にＤＬＣやポリテトラフルオロエチレン等の被覆層５７１が設けられている。このことによれば、ストッパ５７０と弁体５５０との焼き付きの発生を抑制することができる。
【０１６９】
一般的にゴムは、特に、金属材料と比べ寸法精度を高めるのが困難な材料として知られている。先にも述べたように、本実施形態では、ストッパ５７０及び通路形成部材５６０の相対位置を調整することにより弾性部５５６の潰れ代を調整している。このことによれば、弾性部５５６の潰れ代調整の際に、弾性部５５６の寸法精度の高精度化を必要としない。よって、弾性部５５６としてゴムを使用することができる。
【０１７０】
さらに、本実施形態では、弾性部５５６を構成するゴムとしてフッ素系ゴムを使用している。フッ素系ゴムは、極低温（例えば−３０℃〜−４０℃）においても、弾力を発揮する材料として知られており、特に燃料としてガス燃料を使用する場合に適した材料である。
【０１７１】
本実施形態では、燃料噴射弁５００によって取り扱う燃料はガス燃料となっている。燃料としてガス燃料を利用すると、燃料噴射弁５００内で気化することがあるので、気密性を確保することが重要である。本実施形態では、シート部５５６ａを弾性部材によって形成しているので、燃料噴射弁５００の閉弁時の気密性を確保することが容易にでき、ガス燃料の使用に特に適している。
【０１７２】
なお、本実施形態において、ハウジング５１０が請求項に記載の「本体」に相当し、燃料通路５６０ａが請求項に記載の「噴孔に通じる燃料通路」に相当し、通路形成部材５６０が請求項に記載の「通路形成部」に相当し、弁本体部５５１が請求項に記載の「弁部材」に相当し、弾性部５５６が請求項に記載の「弾性部材」に相当し、ストッパ５７０が請求項に記載の「移動規制部」に相当する。
【０１７３】
また、本実施形態において、通路形成部材設置工程から挿入量調整工程までが請求項に記載の「調整工程」に相当し、ストッパ固定工程が請求項に記載の「相対位置固定工程」に相当する。さらに、通路形成部材設置工程が請求項に記載の「設置工程」に相当し、挿入量調整工程が請求項に記載の「挿入工程」に相当する。
【０１７４】
（第６実施形態）
第５実施形態では、ストッパ５７０をハウジング５１０とは異なる部材とし、レーザ溶接等によりハウジング５１０にストッパ５７０を結合して、固定させる構成を採用していたが、図１２に示す第６実施形態の燃料噴射弁６００のように、切削又は鋳造によってハウジング５１０にストッパ５７０を形成するようにしても良い。このようにしても、通路形成部材５６０はストッパ５７０と異なる部材よりなっているので、通路形成部材５６０とストッパ５７０との相対位置を調整することにより、弾性部５５６の潰れ代を調整することができる。また、この第６実施形態においても、先の第５実施形態と他の構成は同様の構成が採用されているので、第５実施形態のものと同様の作用効果を得ることができる。
【０１７５】
（第７実施形態）
第５、第６実施形態では、通路形成部材５６０の径方向外周側を全周に亘ってレーザ溶接することによって、通路形成部材５６０をハウジング５１０に結合して、固定していた。図１３に示す第７実施形態における燃料噴射弁７００では、通路形成部材５６０は、全周に亘ってレーザ溶接等が施されるのではなく、周方向に数カ所の溶接（スポット溶接）によってハウジング５１０に結合され、固定される。しかし、これでは、隣合う溶接部分の間において通路形成部材５６０とハウジング５１０との間に隙間が生じ、その隙間から燃料が漏れるおそれがある。本実施形態では、通路形成部材５６０の径方向外周面にＯリング５６１を設けている。このＯリング５６１によれば、スポット溶接によって通路形成部材５６０をハウジング５１０に結合して、固定するような場合であっても、ハウジング５１０と通路形成部材５６０とのシール性を確保することができる。なお、本実施形態のストッパ５７０は、ハウジング５１０と一体となっているが、第５実施形態のようにストッパ５７０とハウジング５１０とを別部材としても良い。
【０１７６】
（第８実施形態）
第５〜第７実施形態では、弾性部６５６が弁体６５０に設けられ、弾性部６５６にシート部６５３ｂが形成されていたが、図１４に示す第８実施形態における燃料噴射弁８００では、弾性部６５６が通路形成部材６６０の通路本体部６６１に取り付けられている。
【０１７７】
以下、第５実施形態と構成が異なる通路形成部材６６０及び弁体６５０について詳細に説明する。通路形成部材６６０は、マルテンサイト系ステンレス鋼によって円筒状に形成されている通路本体部６６１及びフッ素系ゴム等の弾性部材によって円盤状に形成されている弾性部６５６から構成されている。
【０１７８】
通路本体部６６１は、径方向中央部を軸方向に貫通する燃料通路６６１ａを形成している。通路本体部６６１は、レーザ溶接等により第１磁性部５１１の小径部５１１ａに結合され、固定されている。
【０１７９】
弾性部６５６は、通路本体部６６１において弁体６５０側の端面に取り付けられている。弾性部６５６において径方向中央部には、軸方向に貫通する貫通孔６５６ａが形成されている。貫通孔６５６ａと燃料通路６６１ａとは同軸上に配置されている。弾性部６５６において弁体６５０側の表面には、貫通孔６５６ａを囲むような弁座部６５６ｂが形成されている。
【０１８０】
弁体６５０は、非磁性体として機能するマルテンサイト系ステンレス鋼によって棒状に形成されており、第１磁性部５１１の内周側に同軸上に収容されている。弁体６５０は、連結部６５２、小径部６５３、及び大径部６５４を有する。
【０１８１】
連結部６５２は、第５実施形態の連結部６５２と同様の形状及び機能を有するものであり、可動コア５４０に連結される。連結部６５２は、第５実施形態と同様の燃料通路を形成している。
【０１８２】
小径部６５３は、第５実施形態の小径部５５３と同様のもので、連結部６５２よりも噴孔５７０ｂ側に配置されている。小径部６５３の連結部６５２側の段差部６５３ａには、弁座部６５６ｂに離着座可能なシート部６５３ｂが形成されている。
【０１８３】
大径部６５４は、第５実施形態の大径部５５４と同様のもので、小径部６５３よりも噴孔５７０ｂ側に配置されている。大径部６５４は、噴孔５７０ｂに向かうに従い徐々に拡径する当接面６５４ａを有する。当接面６５４ａは、テーパ面５７０ａと当接することにより、弁体６５０の入口部材５２０側への移動、即ち、弁体６５０の閉塞方向への移動を規制する。また、大径部６５４の外径は、当接面６５４ａがテーパ面５７０ａから離れる方向に弁体６５０が移動したときに、当接面６５４ａとテーパ面５７０ａとの間を通過した燃料が噴孔５７０ｂに導かれるように設定されている。
【０１８４】
以上のように構成された通路形成部材６６０及び弁体６５０によっても、弁体６５０の当接面６５４ａがストッパ５７０のテーパ面５７０ａに当接することにより、弁体６５０の入口部材５２０側への移動が規制されるので、通路形成部材６６０に設けられた弾性部６５６の潰れ代を所定の値にすることができる。
【０１８５】
次に、弾性部６５６の潰れ代の調整について説明する。距離計測工程において、第１磁性部５１１の開口部５１１ｃを基準位置とし、その基準位置から通路形成部材６６０の弁座部６５６ｂまでの距離を計測する。次に、挿入量算出工程において、距離計測工程での計測結果、予め計測されているストッパ５７０の各部寸法、特に、ストッパ５７０の軸方向端面からテーパ面５７０ａにおいて、弁体６５０の当接面６５４ａと当接する位置までの距離、及び予め定められた弾性部６５６の潰れ代（所定の値）に基づいて、ストッパ５７０の挿入量を算出する。その後、ストッパ５７０を開口部５１１ｃに算出した挿入量分だけ挿入し、ストッパ５７０をレーザ溶接等により第１磁性部５１１に結合し、固定する。なお、この実施形態においても、第５実施形態と同様に、レーザ溶接等による第１磁性部５１１及びストッパ５７０の熱ひずみの発生を加味して挿入量を算出すると良い。
【０１８６】
なお、本実施形態のストッパ５７０は、ハウジング５１０と一体となっているが、第５実施形態のストッパ５７０とハウジング５１０とを別部材としても良い。さらに、本実施形態において通路形成部材６６０の結合方法として、第７実施形態のように、通路形成部材６６０をスポット溶接によりハウジング５１０に結合させ、固定させても良い。この場合、通路本体部６６１の径方向外周面にＯリング５６１を設けると良い。これにより、通路本体部６６１とハウジング５１０とのシール性を確保することができる。
【０１８７】
なお、本実施形態において、ハウジング５１０が請求項に記載の「本体」に相当し、燃料通路６６１ａが請求項に記載の「噴孔に通じる燃料通路」に相当し、通路本体部６６１が請求項に記載の「通路形成部」に相当し、弁体６５０が請求項に記載の「弁部材」に相当し、弾性部６５６が請求項に記載の「弾性部材」に相当し、ストッパ５７０が請求項に記載の「移動規制部」に相当する。
【０１８８】
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態について説明する。図１５（ａ）は第９実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の燃料噴射弁の要部を示す拡大断面図である。
【０１８９】
図１５に示すように、燃料噴射弁は、金属よりなる複数の構成部材を接合して形成された筒状のボデー１ｘを備え、通電時に磁界を形成する円筒状のコイル２ｘがボデー１ｘの外周側に配置され、電磁力によって駆動されて往復動する金属製の弁体３ｘがボデー１ｘ内に配置されている。
【０１９０】
そして、図示しない燃料供給装置から供給される水素やＣＮＧ（圧縮天然ガス）等の気体燃料は、ボデー１ｘにおける図１５（ａ）の紙面上端部からボデー１ｘ内に流入し、ボデー１ｘ内を流れて、ボデー１ｘにおける図１５（ａ）の紙面下端部から図示しない内燃機関の燃焼室に直接噴射されるようになっている。
【０１９１】
なお、ボデー１ｘ、コイル２ｘ、および弁体３ｘは、同軸状に配置されており、以下、それらの共通軸線を単に軸線といい、それらの共通軸線の方向を単に軸方向といい、それらの共通軸線に対して直交する方向を単に径方向という。
【０１９２】
ボデー１ｘは、燃料流れ上流側から燃料流れ下流側に沿って順に、円筒ないしは略円筒状の第１〜第５筒部１０ｘ〜１４ｘが配置されている。また、第５筒部１４ｘ内に、円筒状の第６筒部１５ｘが配置されている。
【０１９３】
第１筒部１０ｘには、燃料供給装置から供給される燃料の入口となる燃料入口穴１００ｘが形成されている。第２筒部１１ｘは、磁性体金属よりなり、磁気回路を構成する。第３筒部１２ｘは、非磁性体金属よりなる。第４筒部１３ｘは、磁性体金属よりなり、径方向内側に向かって突出するリフト規制部１３０ｘを備え、磁気回路を構成する。
【０１９４】
第２ボデーとしての第５筒部１４ｘは、耐食性に富む金属（例えばステンレス）よりなり、第５筒部１４ｘにおける燃料流れ下流側の端部には、弁体３ｘの下流側可動シート部（詳細後述）と接離して燃料通路を開閉する下流側ボデーシート部１４０ｘが形成されている。この下流側ボデーシート部１４０ｘは、燃料流れ上流側から燃料流れ下流側に向かって拡がるテーパになっている。
【０１９５】
第１ボデーとしての第６筒部１５ｘは、耐食性に富む金属（例えばステンレス）よりなり、下流側ボデーシート部１４０ｘよりも燃料流れ上流側に配置されている。第６筒部１５ｘにおける燃料流れ下流側の端部には、弁体３ｘの上流側可動シート部（詳細後述）と接離して燃料通路を開閉する上流側ボデーシート部１５０ｘが形成されている。この上流側ボデーシート部１５０ｘは、燃料流れ上流側から燃料流れ下流側に向かって拡がるテーパになっている。
【０１９６】
弁体３ｘは、燃料流れ上流側から燃料流れ下流側に沿って順に、円柱状の第１〜第３軸部３０ｘ、３１ｘ、３２ｘが形成されている。第１〜第３軸部３０ｘ、３１ｘ、３２ｘのうち、第１軸部３０ｘが最も小径であり、第３軸部３２ｘが最も大径である。
【０１９７】
第１軸部３０ｘには、燃料流れ上流側の端面から軸方向に延びる燃料通路としての弁体縦穴３００ｘ、および径方向に延びてボデー１ｘ内の空間と弁体縦穴３００ｘとを連通する燃料通路としての弁体横穴３０１ｘが形成されている。
【０１９８】
第２軸部３１ｘにおける燃料流れ上流側の端部には、金属よりも弾性に富み且つ耐熱性に富む弾性材よりなる環状の上流側可動シート部３１０ｘが接合されている。そして、上流側可動シート部３１０ｘは、ボデー１ｘの上流側ボデーシート部１５０ｘと接離して燃料通路を開閉するようになっている。
【０１９９】
なお、上流側可動シート部３１０ｘは、具体的には、フッ素ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、フッ素樹脂、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等を用いることができる。
【０２００】
ここで、上流側ボデーシート部１５０ｘと上流側可動シート部３１０ｘとで構成される上流側の弁部は、一方のシート部が弾性材にて構成されているため、以下、上流側の弁部を弾性シール弁部という。
【０２０１】
第３軸部３２ｘにおける燃料流れ上流側の端部には、ボデー１ｘの下流側ボデーシート部１４０ｘと接離して燃料通路を開閉する下流側可動シート部３２０ｘが形成されている。この下流側可動シート部３２０ｘは、上流側可動シート部３１０ｘよりも燃料流れ下流側に位置している。
【０２０２】
なお、下流側ボデーシート部１４０ｘと下流側可動シート部３２０ｘとで構成される下流側の弁部は、両シート部がともに金属で構成されているため、以下、下流側の弁部をメタルシール弁部という。
【０２０３】
ここで、メタルシール弁部の開弁時の流路面積を、弾性シール弁部の開弁時の流路面積よりも小さくし、且つ、弾性シール弁部のシート径Ｄ２ｘをメタルシール弁部のシート径Ｄ１ｘよりも小さくするために、上流側ボデーシート部１５０ｘのテーパ角を、下流側ボデーシート部１４０ｘのテーパ角よりも大きくしている。
【０２０４】
上流側可動シート部３１０ｘと下流側可動シート部３２０ｘは、弁体３ｘの往復動方向（すなわち軸方向）に沿って配置されている。そして、上流側可動シート部３１０ｘから下流側可動シート部３２０ｘに向かう向き（すなわち図１５の紙面下方向き）に弁体３ｘが移動することにより、燃料通路が開かれるようになっており、換言すると、本実施形態の燃料噴射弁は所謂外開弁として構成されている。
【０２０５】
第１軸部３０ｘにおける燃料流れ上流側の端部には、磁性体金属よりなるアーマチャ４ｘが接合されている。より詳細には、アーマチャ４ｘは、ボデー１ｘの第１〜第４筒部１０ｘ〜１３にて囲まれた空間、すなわち第４筒部１３ｘのリフト規制部１３０ｘよりも燃料流れ上流側に位置している。なお、弁体３ｘおよびアーマチャ４ｘは、本発明の可動部を構成する。
【０２０６】
ボデー１ｘの第４〜第６筒部１３ｘ〜１５ｘにて囲まれた空間、すなわち第４筒部１３ｘのリフト規制部１３０ｘよりも燃料流れ下流側には、弁体３ｘを閉弁向きに付勢するスプリング５ｘが配置されている。換言すると、弾性シール弁部およびメタルシール弁部は、スプリング５ｘよりも燃料流れ下流側に配置されている。なお、スプリング５ｘは、コイルスプリングであり、弁体３ｘはこのスプリング５ｘ内を貫通して配置されている。
【０２０７】
第１軸部３０ｘにおける軸方向中間部の外周側には、スプリング５ｘを受けるばね受け６ｘ、およびスプリング５ｘのセット荷重を調整するためのＣリング構造のシム７ｘが配置されている。
【０２０８】
次に、上記構成になる燃料噴射弁の作動について説明する。まず、コイル２ｘに通電すると、電磁力によりアーマチャ４ｘがリフト規制部１３０ｘ側に吸引される。そして、アーマチャ４ｘとともに弁体３ｘが移動して、上流側可動シート部３１０ｘと上流側ボデーシート部１５０ｘが離れて弾性シール弁部が開弁状態になると共に、下流側可動シート部３２０ｘと下流側ボデーシート部１４０ｘが離れてメタルシール弁部も開弁状態になり、気体燃料が燃焼室に噴射される。
【０２０９】
ここで、開弁に必要な吸引力は、弾性シール弁部の受圧面積×燃圧と相関がある。そして、弾性シール弁部のシート径Ｄ２ｘをメタルシール弁部のシート径Ｄ１ｘよりも小さくしているため、弾性シール弁部の受圧面積はメタルシール弁部の受圧面積よりも小さくなり、したがって、開弁に必要な吸引力を小さくすることができる。
【０２１０】
コイル２ｘへの通電が停止されると、弁体３ｘはスプリング５ｘにより第１筒部１０ｘ側に向かって（すなわち閉弁向きに）付勢される。これにより、まず上流側可動シート部３１０ｘと上流側ボデーシート部１５０ｘが当接して弾性シール弁部が閉弁状態になり、気体燃料の噴射が停止される。そして、上流側可動シート部３１０ｘは弾性材よりなるため、閉弁時の良好なシール性が確保される。また、上流側可動シート部３１０ｘが軸方向に圧縮されて、下流側可動シート部３２０ｘと下流側ボデーシート部１４０ｘが当接し、メタルシール弁部も閉弁状態になる。
【０２１１】
ここで、気体燃料を燃焼室に直接噴射する形式の内燃機関では、通常、噴射終了後に点火プラグにより点火して燃料を燃焼させるので、燃焼ガスが燃料噴射弁の内部へ流入しようとする時には、メタルシール弁部が閉弁状態となっている。したがって、メタルシール弁部の閉弁により、高温の燃焼ガスが弾性シール弁部に流れることが防止され、上流側可動シート部３１０ｘの溶損が防止される。
【０２１２】
因みに、燃料噴射中に点火されて燃焼する形式の内燃機関の場合、燃焼ガス圧よりも気体燃料の供給圧力のほうが高く設定されるので、燃焼ガスは上流側可動シート部３１０ｘに到達できない。また、メタルシール弁部は、閉弁中であっても多少の漏れが許容される。なぜなら、燃焼ガスは漏れようとする際に膨張して温度が下がり、高温であった燃焼ガスも上流側可動シート部３１０ｘに達する時は非常に温度が低い状態になっているので、上流側可動シート部３１０ｘを溶損させることはない。
【０２１３】
なお、弾性シール弁部とメタルシール弁部の軸方向距離を長くするほど、上流側可動シート部３１０ｘに対する燃焼ガスの熱の影響を少なくすることができる。また、弾性シール弁部とメタルシール弁部との間に残留した燃料が閉弁中に燃焼室に漏れることは、内燃機関の燃焼を制御する上で望ましくない。したがって、その両者を考慮して、弾性シール弁部とメタルシール弁部の軸方向距離を設定することが望ましい。
【０２１４】
次に、上記構成になる燃料噴射弁の製造方法について説明する。
【０２１５】
ここで、下流側ボデーシート部１４０ｘと下流側可動シート部３２０ｘとで構成されるメタルシール弁部のセット荷重の目標値をメタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘとし、上流側ボデーシート部１５０ｘと上流側可動シート部３１０ｘとで構成される弾性シール弁部のセット荷重の目標値を弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘとし、メタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘと弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘの和を全セット荷重設定値Ｆｘとする。
【０２１６】
まず、弁体３ｘと第５筒部１４ｘを組み付け、図示しない第１治具にて弁体３ｘを付勢して下流側可動シート部３２０ｘを下流側ボデーシート部１４０ｘに押しつける。このとき、第１治具は、全セット荷重設定値Ｆｘ相当の荷重にて弁体３ｘを付勢する。
【０２１７】
続いて、その状態のまま、第６筒部１５ｘを第５筒部１４ｘ内に挿入し、図示しない第２治具にて第６筒部１５ｘを付勢して上流側ボデーシート部１５０ｘを上流側可動シート部３１０ｘに押しつける。このとき、第２治具は、弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘ相当の荷重にて第６筒部１５ｘを付勢する。
【０２１８】
因みに、この状態では、実際に下流側可動シート部３２０ｘが下流側ボデーシート部１４０ｘに押しつけられる力は、上流側ボデーシート部１５０ｘを上流側可動シート部３１０ｘに押しつける力の分だけ第１治具の付勢力よりも減少するため、メタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘ相当になる。
【０２１９】
したがって、このときの第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘの相対位置関係が、メタルシール弁部セット荷重および弾性シール弁部セット荷重を高精度に管理するうえで、第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘの最適位置関係となる。
【０２２０】
続いて、その状態のまま、第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘを溶接にて一体化する。この際、全周溶接することにより、第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘとの間の気密を確保する。
【０２２１】
続いて、スプリング５ｘおよびばね受け６ｘを組み付け、さらに、スプリング５ｘのセット荷重が全セット荷重設定値Ｆｘ相当の荷重になるように、シム７ｘにてスプリング５ｘのセット長を調整する。これにより、メタルシール弁部にはメタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘ相当の荷重が作用し、弾性シール弁部には弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘ相当の荷重が作用する。以上説明したように、本実施形態では、組み付け段階において第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘの相対位置を調整することにより、ボデー１ｘや弁体３ｘを高精度に加工しなくても、弾性シール弁部のセット荷重、およびメタルシール弁部のセット荷重を、容易に高精度に管理することができる。
【０２２２】
また、弾性シール弁部のシート径Ｄ２ｘをメタルシール弁部のシート径Ｄ１ｘよりも小さくしているため、開弁に必要な吸引力を小さくすることができる。
【０２２３】
なお、上記実施形態においては、第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘを全周溶接したが、図１６に示す第９実施形態の第１変形例のように、第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘを断続溶接にて一体化し、第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘとの間をシール部材８ｘにてシールしてもよい。これによると、全周溶接する場合よりも溶接コストを低減することができる。
【０２２４】
また、上記実施形態においては、上流側可動シート部３１０ｘを弾性材にて構成し、上流側ボデーシート部１５０ｘを金属にて構成したが、図１７に示す第９実施形態の第２変形例のように、第６筒部１５ｘにおける燃料流れ下流側の端部に、金属よりも弾性に富み且つ耐熱性に富む弾性材よりなる円板状の上流側ボデーシート部１５１ｘを接合し、第２軸部３１ｘにおける燃料流れ上流側の端部に、上流側ボデーシート部１５１ｘと接離して燃料通路を開閉する上流側可動シート部３１１ｘを形成してもよい。すなわち、上流側ボデーシート部１５１ｘを弾性材にて構成し、上流側可動シート部３１１ｘを金属にて構成してもよい。
【０２２５】
なお、上流側ボデーシート部１５１ｘは、燃料流れ上流側から燃料流れ下流側に向かって拡がるテーパになっている。また、上流側ボデーシート部１５１ｘのテーパ角は、下流側ボデーシート部１４０ｘのテーパ角よりも大きくなっている。
【０２２６】
この第２変形例の場合、弁体３ｘよりもシンプルな形状の第６筒部１５ｘに上流側ボデーシート部１５１ｘを接合するため、その接合が容易である。
【０２２７】
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態について説明する。図１８は第１０実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図である。
【０２２８】
第９実施形態の燃料噴射弁は所謂外開弁として構成されているのに対し、本実施形態の燃料噴射弁は所謂内開弁として構成されている。以下、第９実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【０２２９】
図１８に示すように、ボデー１ｘは、第２筒部１１ｘ内に、円筒状の第４筒部１３ｘが配置され、第５筒部１４Ａｘ内に、有底円筒状の第６筒部１５Ａｘが配置されている。第４筒部１３ｘは、磁性体金属よりなり、アーマチャ４ｘに対向して配置されてリフト規制部として機能するものである。
【０２３０】
第１ボデーとしての第５筒部１４Ａｘにおける軸方向中間部には、弁体３ｘの上流側可動シート部（詳細後述）と接離して燃料通路を開閉する上流側ボデーシート部１４１ｘが形成されている。この上流側ボデーシート部１４１ｘは、燃料流れ下流側から燃料流れ上流側に向かって拡がるテーパになっている。
【０２３１】
第２ボデーとしての第６筒部１５Ａｘは、上流側ボデーシート部１４１ｘよりも燃料流れ下流側に配置されている。第６筒部１５Ａｘにおける燃料流れ上流側の端部には、弁体３ｘの下流側可動シート部（詳細後述）と接離して燃料通路を開閉する下流側ボデーシート部１５２ｘが形成されている。この下流側ボデーシート部１５２ｘは、燃料流れ下流側から燃料流れ上流側に向かって拡がるテーパになっている。
【０２３２】
第６筒部１５Ａｘにおける燃料流れ下流側の端部には、噴孔１５３ｘが形成されている。噴孔１５３ｘは液体燃料の微粒化に有効であり、したがって、本実施形態の燃料噴射弁は液体燃料を用いる場合に好適である。
【０２３３】
弁体３ｘは、燃料流れ上流側から燃料流れ下流側に沿って順に、円柱状の第１〜第３軸部３０ｘ、３１ｘ、３２ｘが形成されている。第１〜第３軸部３０ｘ、３１ｘ、３２ｘのうち、第１軸部３０ｘが最も小径であり、第２軸部３１ｘが最も大径である。
【０２３４】
第２軸部３１ｘにおける燃料流れ下流側の端部には、金属よりも弾性に富み且つ耐熱性に富む弾性材よりなる環状の上流側可動シート部３１０ｘが接合されている。そして、上流側可動シート部３１０ｘは、ボデー１ｘの上流側ボデーシート部１４１ｘと接離して燃料通路を開閉するようになっている。
【０２３５】
なお、上流側可動シート部３１０ｘは、具体的には、フッ素ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、フッ素樹脂、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等を用いることができる。
【０２３６】
ここで、上流側ボデーシート部１４１ｘと上流側可動シート部３１０ｘとで構成される上流側の弁部は、一方のシート部が弾性材にて構成されているため、以下、上流側の弁部を弾性シール弁部という。
【０２３７】
第３軸部３２ｘにおける燃料流れ下流側の端部には、ボデー１ｘの下流側ボデーシート部１５２ｘと接離して燃料通路を開閉する下流側可動シート部３２０ｘが形成されている。この下流側可動シート部３２０ｘは、上流側可動シート部３１０ｘよりも燃料流れ下流側に位置している。
【０２３８】
なお、下流側ボデーシート部１５２ｘと下流側可動シート部３２０ｘとで構成される下流側の弁部は、両シート部がともに金属で構成されているため、以下、下流側の弁部をメタルシール弁部という。
【０２３９】
上流側可動シート部３１０ｘと下流側可動シート部３２０ｘは、弁体３ｘの往復動方向（すなわち軸方向）に沿って配置されている。そして、下流側可動シート部３２０ｘから上流側可動シート部３１０ｘに向かう向き（すなわち図１８の紙面上方向き）に弁体３ｘが移動することにより、燃料通路が開かれるようになっており、換言すると、本実施形態の燃料噴射弁は所謂内開弁として構成されている。
【０２４０】
第１軸部３０ｘにおける燃料流れ上流側の端部には、磁性体金属よりなるアーマチャ４ｘが接合されている。より詳細には、アーマチャ４ｘは、ボデー１ｘの第２〜第５筒部１１ｘ〜１４ｘにて囲まれた空間、すなわち第４筒部１３ｘよりも燃料流れ下流側に位置している。
【０２４１】
第４筒部１３ｘ内に円筒状のばね受け６ｘが圧入されている。そして、ばね受け６ｘとアーマチャ４ｘとの間に、弁体３ｘを閉弁向きに付勢するスプリング５ｘが配置されている。
【０２４２】
次に、上記構成になる燃料噴射弁の作動について説明する。まず、コイル２ｘに通電すると、電磁力によりアーマチャ４ｘが第４筒部１３ｘ側に吸引される。そして、アーマチャ４ｘとともに弁体３ｘが移動して、上流側可動シート部３１０ｘと上流側ボデーシート部１４１ｘが離れて弾性シール弁部が開弁状態になると共に、下流側可動シート部３２０ｘと下流側ボデーシート部１５２ｘが離れてメタルシール弁部も開弁状態になり、噴孔１５３ｘを介して燃料が燃焼室に噴射される。
【０２４３】
コイル２ｘへの通電が停止されると、弁体３ｘはスプリング５ｘにより第６筒部１５Ａｘ側に向かって（すなわち閉弁向きに）付勢される。これにより、まず上流側可動シート部３１０ｘと上流側ボデーシート部１４１ｘが当接して弾性シール弁部が閉弁状態にり、燃料の噴射が停止される。そして、上流側可動シート部３１０ｘは弾性材よりなるため、閉弁時の良好なシール性が確保される。また、上流側可動シート部３１０ｘが軸方向に圧縮されて、下流側可動シート部３２０ｘと下流側ボデーシート部１５２ｘが当接し、メタルシール弁部も閉弁状態になる。
【０２４４】
次に、上記構成になる燃料噴射弁の製造方法について説明する。
【０２４５】
ここで、下流側ボデーシート部１５２ｘと下流側可動シート部３２０ｘとで構成されるメタルシール弁部のセット荷重の目標値をメタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘとし、上流側ボデーシート部１４１ｘと上流側可動シート部３１０ｘとで構成される弾性シール弁部のセット荷重の目標値を弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘとし、メタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘと弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘの和を全セット荷重設定値Ｆｘとする。
【０２４６】
まず、第２筒部１１ｘと第３筒部１２ｘと第５筒部１４Ａｘとを接合して一体化し、それに弁体３ｘを組み付け、図示しない第１治具にて弁体３ｘを付勢して上流側可動シート部３１０ｘを上流側ボデーシート部１４１ｘに押しつける。このとき、第１治具は、全セット荷重設定値Ｆｘ相当の荷重にて弁体３ｘを付勢する。
【０２４７】
続いて、その状態のまま、第６筒部１５Ａｘを第５筒部１４Ａｘ内に挿入し、図示しない第２治具にて第６筒部１５Ａｘを付勢して下流側ボデーシート部１５２ｘを下流側可動シート部３２０ｘに押しつける。このとき、第２治具は、メタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘ相当の荷重にて第６筒部１５Ａｘを付勢する。
【０２４８】
因みに、この状態では、実際に上流側可動シート部３１０ｘが上流側ボデーシート部１４１ｘに押しつけられる力は、下流側ボデーシート部１５２ｘを下流側可動シート部３２０ｘに押しつける力の分だけ第１治具の付勢力よりも減少するため、弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘ相当になる。
【０２４９】
したがって、このときの第５筒部１４Ａｘと第６筒部１５Ａｘの相対位置関係が、メタルシール弁部セット荷重および弾性シール弁部セット荷重を高精度に管理するうえで、第５筒部１４Ａｘと第６筒部１５Ａｘの最適位置関係となる。
【０２５０】
続いて、その状態のまま、第５筒部１４Ａｘと第６筒部１５Ａｘを溶接にて一体化する。この際、全周溶接することにより、第５筒部１４Ａｘと第６筒部１５Ａｘとの間の気密を確保する。
【０２５１】
続いて、スプリング５ｘを組み付け、さらに、スプリング５ｘのセット荷重が全セット荷重設定値Ｆｘ相当の荷重になるように、ばね受け６ｘの圧入量を調整してスプリング５ｘのセット長を調整する。これにより、メタルシール弁部にはメタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘ相当の荷重が作用し、弾性シール弁部には弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘ相当の荷重が作用する。
【０２５２】
なお、燃料圧力により弁体３ｘを閉弁向きに付勢する荷重をＦ３としたとき、スプリング５ｘのセット荷重がＦｘ−Ｆ３ｘになるように、ばね受け６ｘの圧入量を調整してスプリング５ｘのセット長を調整してもよい。これにより、燃料圧力が弁体３ｘに印加されている状態のときに、メタルシール弁部にはメタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘ相当の荷重が作用し、弾性シール弁部には弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘ相当の荷重が作用する。
【０２５３】
以上説明したように、本実施形態では、組み付け段階において第５筒部１４Ａｘと第６筒部１５Ａｘの相対位置を調整することにより、ボデー１ｘや弁体３ｘを高精度に加工しなくても、弾性シール弁部のセット荷重、およびメタルシール弁部のセット荷重を、容易に高精度に管理することができる。
【０２５４】
なお、上記実施形態においては、第５筒部１４Ａｘと第６筒部１５Ａｘを全周溶接したが、図１９に示す第１０実施形態の第１変形例のように、第５筒部１４Ａｘと第６筒部１５Ａｘを断続溶接にて一体化し、第５筒部１４Ａｘと第６筒部１５Ａｘとの間をシール部材８ｘにてシールしてもよい。これによると、全周溶接する場合よりも溶接コストを低減することができる。
【０２５５】
（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態について説明する。図２０は第１１実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図である。
【０２５６】
本実施形態は、弾性シール弁部の位置が第９実施形態と異なっている。なお、その他に関しては第９実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０２５７】
図２０に示すように、第６筒部１５ｘに形成された上流側ボデーシート部１５０ｘ、および、第２軸部３１ｘに接合された上流側可動シート部３１０ｘは、いずれもスプリング５ｘ、ばね受け６ｘ、およびシム７ｘよりも燃料流れ上流側に配置されている。すなわち、上流側ボデーシート部１５０ｘと上流側可動シート部３１０ｘとで構成される弾性シール弁部は、スプリング５ｘ、ばね受け６ｘ、およびシム７ｘよりも燃料流れ上流側に配置されている。
【０２５８】
弁体縦穴３００ｘは、第２軸部３１ｘまで延びており、弁体横穴３０１ｘは、第２軸部３１ｘにおいて上流側可動シート部３１０ｘよりも燃料流れ下流側に形成されている。
【０２５９】
次に、上記構成になる燃料噴射弁の製造方法について説明する。
【０２６０】
まず、第５筒部１４ｘ、弁体３ｘ、スプリング５ｘ、ばね受け６ｘ、およびシム７ｘを組み付け、スプリング５ｘにて弁体３ｘを付勢して下流側可動シート部３２０ｘを下流側ボデーシート部１４０ｘに押しつける。このとき、スプリング５ｘのセット荷重が全セット荷重設定値Ｆｘ相当の荷重になるように、シム７ｘにてスプリング５ｘのセット長を調整する。
【０２６１】
続いて、その状態のまま、第６筒部１５ｘを第５筒部１４ｘ内に挿入し、図示しない治具にて第６筒部１５ｘを付勢して上流側ボデーシート部１５０ｘを上流側可動シート部３１０ｘに押しつける。このとき、治具は、弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘ相当の荷重にて第６筒部１５ｘを付勢する。
【０２６２】
因みに、この状態では、実際に下流側可動シート部３２０ｘが下流側ボデーシート部１４０ｘに押しつけられる力は、上流側ボデーシート部１５０ｘを上流側可動シート部３１０ｘに押しつける力の分だけスプリング５ｘのセット荷重よりも減少するため、メタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘ相当になる。
【０２６３】
続いて、その状態のまま、第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘを溶接にて一体化する。この際、全周溶接することにより、第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘとの間の気密を確保する。
【０２６４】
これにより、メタルシール弁部にはメタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘ相当の荷重が作用し、弾性シール弁部には弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘ相当の荷重が作用する。
【０２６５】
以上説明したように、本実施形態では、組み付け段階において第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘの相対位置を調整することにより、ボデー１ｘや弁体３ｘを高精度に加工しなくても、弾性シール弁部のセット荷重、およびメタルシール弁部のセット荷重を、容易に高精度に管理することができる。
【０２６６】
また、弾性シール弁部をスプリング５ｘ等よりも燃料流れ上流側に配置し、メタルシール弁部をスプリング５ｘ等よりも燃料流れ下流側に配置することにより、弾性シール弁部とメタルシール弁部の軸方向距離を長くすることができ、上流側可動シート部３１０ｘに対する燃焼ガスの熱の影響を一層少なくすることができる。
【０２６７】
（第１２実施形態）
本発明の第１２実施形態について説明する。図２１は第１２実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図である。以下、第９実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【０２６８】
図２１に示すように、弁体３ｘは、第１軸部３０ｘと第３軸部３２ｘを備え、第２軸部が廃止されている。
【０２６９】
第１ボデーとしての第６筒部１５ｘは、第１筒部１０ｘ内に配置されている。換言すると、第６筒部１５ｘは、第４筒部１３ｘのリフト規制部１３０ｘやアーマチャ４ｘよりも燃料流れ上流側に位置している。第６筒部１５ｘには、燃料通路としての筒部縦穴１５４ｘが形成されている。また、第６筒部１５ｘにおける筒部縦穴１５４ｘの燃料流れ下流側の端部に、上流側可動シート部（詳細後述）と接離して燃料通路を開閉する上流側ボデーシート部１５０ｘが形成されている。
【０２７０】
アーマチャ４ｘにおける燃料流れ上流側の端部には、金属よりも弾性に富み且つ耐熱性に富む弾性材よりなる上流側可動シート部４０ｘが接合されている。また、アーマチャ４ｘには、燃料通路としてのアーマチャ横穴４１ｘおよびアーマチャ縦穴４２ｘが形成されている。
【０２７１】
そして、上流側可動シート部４０ｘは、ボデー１ｘの上流側ボデーシート部１５０ｘと接離して燃料通路を開閉するようになっている。なお、上流側可動シート部４０ｘは、具体的には、フッ素ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、フッ素樹脂、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等を用いることができる。
【０２７２】
ここで、上流側ボデーシート部１５０ｘと上流側可動シート部４０ｘとで構成される上流側の弁部は、一方のシート部が弾性材にて構成されているため、以下、上流側の弁部を弾性シール弁部という。
【０２７３】
次に、上記構成になる燃料噴射弁の作動について説明する。まず、コイル２ｘに通電すると、電磁力によりアーマチャ４ｘがリフト規制部１３０ｘに吸引される。そして、アーマチャ４ｘとともに弁体３ｘが移動して、上流側可動シート部４０ｘと上流側ボデーシート部１５０ｘが離れて弾性シール弁部が開弁状態になると共に、下流側可動シート部３２０ｘと下流側ボデーシート部１４０ｘが離れてメタルシール弁部も開弁状態になり、気体燃料が燃焼室に噴射される。
【０２７４】
コイル２ｘへの通電が停止されると、弁体３ｘはスプリング５ｘにより第１筒部１０ｘおよび第６筒部１５ｘ側に向かって（すなわち閉弁向きに）付勢される。これにより、まず上流側可動シート部４０ｘと上流側ボデーシート部１５０ｘが当接して弾性シール弁部が閉弁状態にり、燃料の噴射が停止される。そして、上流側可動シート部４０ｘは弾性材よりなるため、閉弁時の良好なシール性が確保される。また、上流側可動シート部４０ｘが軸方向に圧縮されて、下流側可動シート部３２０ｘと下流側ボデーシート部１４０ｘが当接し、メタルシール弁部も閉弁状態になる。
【０２７５】
次に、上記構成になる燃料噴射弁の製造方法について説明する。
【０２７６】
ここで、下流側ボデーシート部１４０ｘと下流側可動シート部３２０ｘとで構成されるメタルシール弁部のセット荷重の目標値をメタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘとし、上流側ボデーシート部１５０ｘと上流側可動シート部４０ｘとで構成される弾性シール弁部のセット荷重の目標値を弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘとし、メタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘと弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘの和を全セット荷重設定値Ｆｘとする。
【０２７７】
まず、第５筒部１４ｘ、弁体３ｘ、スプリング５ｘ、ばね受け６ｘ、およびシム７ｘを組み付け、スプリング５ｘにて弁体３ｘを付勢して下流側可動シート部３２０ｘを下流側ボデーシート部１４０ｘに押しつける。このとき、スプリング５ｘのセット荷重が全セット荷重設定値Ｆｘ相当の荷重になるように、シム７ｘにてスプリング５ｘのセット長を調整する。
【０２７８】
続いて、第２筒部〜第４筒部１１ｘ〜１３ｘを第５筒部１４ｘに接合し、さらに、上流側可動シート部４０ｘが接合されたアーマチャ４ｘを弁体３ｘに接合する。
【０２７９】
続いて、予め接合された第１筒部１０ｘと第６筒部１５ｘを第２筒部１１ｘ内に挿入し、図示しない治具にて第１筒部１０ｘおよび第６筒部１５ｘを付勢して上流側ボデーシート部１５０ｘを上流側可動シート部４０ｘに押しつける。このとき、治具は、弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘ相当の荷重にて第１筒部１０ｘおよび第６筒部１５ｘを付勢する。
【０２８０】
因みに、この状態では、実際に下流側可動シート部３２０ｘが下流側ボデーシート部１４０ｘに押しつけられる力は、上流側ボデーシート部１５０ｘを上流側可動シート部４０ｘに押しつける力の分だけスプリング５ｘのセット荷重よりも減少するため、メタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘ相当になる。
【０２８１】
続いて、その状態のまま、第１筒部１０ｘと第２筒部１１ｘを溶接にて一体化する。この際、全周溶接することにより、第１筒部１０ｘと第２筒部１１ｘとの間の気密を確保する。
【０２８２】
これにより、メタルシール弁部にはメタルシール弁部セット荷重設定値Ｆ１ｘ相当の荷重が作用し、弾性シール弁部には弾性シール弁部セット荷重設定値Ｆ２ｘ相当の荷重が作用する。
【０２８３】
ここで、本実施形態では、弾性シール弁部の受圧面積とメタルシール弁部の受圧面積を等しくしている。このようにすれば、弾性シール弁部と弾性シール弁部との間の圧力にかかわらず、弾性シール弁部のセット荷重およびメタルシール弁部のセット荷重を一定にすることができる。
【０２８４】
以上説明したように、本実施形態では、組み付け段階において第１筒部１０ｘと第２筒部１１ｘの相対位置を調整することにより、ボデー１ｘや弁体３ｘを高精度に加工しなくても、弾性シール弁部のセット荷重、およびメタルシール弁部のセット荷重を、容易に高精度に管理することができる。
【０２８５】
また、弾性シール弁部を第４筒部１３ｘのリフト規制部１３０ｘやアーマチャ４ｘよりも燃料流れ上流側に配置し、メタルシール弁部をスプリング５ｘよりも燃料流れ下流側に配置することにより、弾性シール弁部とメタルシール弁部の軸方向距離を長くすることができ、上流側可動シート部４０ｘに対する燃焼ガスの熱の影響を一層少なくすることができる。
【０２８６】
（第１３実施形態）
図２２は、本実施形態に係る燃料噴射弁１０００を示す断面図であり、当該燃料噴射弁１０００は、上記第１実施形態に係る燃料噴射弁１０と同様にしてハウジング１０、入口部材２０、固定コア３０、可動コア４０、弁体５０、弾性部５６、ノズル部材６０、ストッパ７０、及び駆動装置９０等を備えている。なお、図２２中、図１と同じ構造部分については同一の符号を付して説明を援用する。
【０２８７】
また、第２の発明に係る各構成と図２２に記載の各構成との対応関係は次の通りである。すなわち、ストッパ７０（移動規制部）は第２の発明に係る「第１ボデー」に相当する。ノズル部材６０（通路形成部）は「第２ボデー」に相当する。そして、上記各実施形態と同様にして、ストッパ７０とノズル部材６０とは異なる部材で別体に形成され、その形成の後、溶接等により一体化されている。
【０２８８】
また、可動コア４０および弁体５０は第２の発明に係る「可動部」に相当する。ハウジング１０、入口部材２０およびノズル部材６０は「ボデー」に相当する。弾性部５６（弾性部材）は「下流側可動シート部」に相当する。ノズル部材６０の弁座部６０ｃは「下流側ボデーシート部」に相当する。弁体５０の当接面５３ｂは「上流側可動シート部」に相当する。ストッパ７０のテーパ面７０ｅは「上流側ボデーシート部」に相当する。
【０２８９】
以下、図２２に示す本実施形態の燃料噴射弁１０００の構造について、図１に示す燃料噴射弁１０との違いを中心に説明する。図１の燃料噴射弁１０では、弁体５０は可動コア４０と一体となって軸方向に沿って往復移動する。これに対し、図２２の燃料噴射弁１０００では、弁体５０は、可動コア４０に対して相対的に移動可能な状態で当該可動コア４０に連結されている。つまり、弁体５０を移動させることなく可動コア４０は移動可能であり、逆に、可動コア４０が停止した状態でも弁体５０は移動可能である。
【０２９０】
より詳細に説明すると、図１の燃料噴射弁１０では、可動コア４０の収容部４２と弁体５０の連結部５５とは、レーザ溶接等により結合されている。これに対し、図２２の燃料噴射弁１０００では、連結部５５を弁体５０から切り離して可動コア４０に結合した構成としている。詳細には、可動コア４０の収容部４２に連結部５５を溶接して結合するとともに、軸方向に移動可能な状態で収容部４２内に弁体５０の端部を収容する。
【０２９１】
収容部４２に形成されたコア側係合部１０４２と、弁体５０に形成された弁体側係合部１０５０との係合により、弁体５０の閉弁方向への相対移動は規制される。また、連結部５５の下端面１０５５と弁体５０の上端面１０５１とが当接することにより、弁体５０の開弁方向への相対移動は規制される。
【０２９２】
このように相対移動可能に構成された弁体５０および可動コア４０の作動に関し、開弁時の作動について図２２（ａ）（ｂ）（ｃ）および図２３を用いて以下に説明する。なお、図２３の上段は可動コア４０の移動量を示し、下段は弁体５０の移動量を示す。弁体５０が閉弁位置にある状態を移動量ゼロとしており、また、駆動装置９０の電磁コイル９１への通電をオフにして可動コア４０が吸引されていない状態を移動量ゼロとしている。
【０２９３】
先ず、電磁コイル９１へ通電を開始すると、可動コア４０が固定コア３０に吸引されて移動する。図２３中の符号ｔ０が通電開始時点を示す。この通電開始時点ｔ０では、図２２（ａ）に示すようにコア側係合部１０４２と弁体側係合部１０５０とは係合していないので、弁体５０を閉弁位置から移動させること無く可動コア４０が移動する。
【０２９４】
その後、可動コア４０が所定距離だけ移動すると、図２２（ｂ）に示すようにコア側係合部１０４２が弁体側係合部１０５０に当接し、両係合部１０４２、１０５０が係合することとなる。そのため、この係合が為された以降は、固定コア３０に吸引される可動コア４０に引っ張られて、弁体５０も開弁方向へ移動することとなる。つまり、可動コア４０が２００μｍだけリフトアップしたｔ１時点で両係合部１０４２、１０５０が係合する。したがって、弁体５０はｔ１時点でリフトアップを開始する。
【０２９５】
その後、可動コア４０がさらにリフトアップすると、可動コア４０の上端面１０４３が固定コア３０の下端面に当接し、可動コア４０の移動が停止する。但し、その当接以降も弁体５０はさらに開弁方向へ移動し続ける。図２３の例では、可動コア４０が３００μｍだけリフトアップしたｔ２時点で可動コア４０が固定コア３０に当接し、そのｔ２時点以降は可動コア４０が移動停止した状態で弁体５０がリフトアップする。
【０２９６】
なお、ｔ２時点以降に弁体５０をリフトアップさせる力は、弁体５０のうち噴孔６０ｂの側から弁体５０にかかる燃料圧力（リフトアップ燃圧）によるものである。つまり、弁体５０が閉弁位置にある時には、弁体５０のうち当接面５３ｂより下流側の部分にて弁体５０にリフトアップ燃圧がかかることはない。しかし、弁体５０が開弁して当接面５３ｂより下流側に燃料が流れ込むと、弁体５０にリフトアップ燃圧がかかるようになる。そのため、可動コア４０が固定コア３０に当接して移動停止した状態でも、弁体５０はリフトアップ可能である。
【０２９７】
その後、図２２（ｃ）に示すように弁体５０の上端面１０５１が連結部５５の下端面１０５５に当接することで、弁体５０のリフトアップは停止する。図２３の例では、弁体５０が３００μｍだけリフトアップしたｔ３時点で弁体５０が当接してリフトアップが停止している。  なお、電磁コイル９１への通電をオフしてリフトダウンさせる場合には、可動コア４０とともに弁体５０はリフトダウンする。図２３の例では、通電オフのｔ４時点で可動コア４０および弁体５０がともにリフトダウンを開始し、ｔ５時点でリフトダウンが終了し、弾性部５６がノズル部材６０へ着座して閉弁される。
【０２９８】
ここで、可動コア４０の上端面１０４３と固定コア３０の下端面とのギャップＧが小さいほど、固定コア３０が可動コア４０を吸引する力を大きくできる。換言すれば、駆動装置９０の体格を小さくできる。図２４は、ギャップＧを所定距離に維持させた状態で電磁コイル９１に通電した時の、吸引力の時間変化を試験した結果であり、１００μｍおよび３００μｍを所定距離として設定した試験結果である。ギャップＧが３００μｍの場合には吸引力は約５５Ｎであるのに対し、ギャップＧが１００μｍの場合には約９５Ｎである。
【０２９９】
しかし、このようにギャップＧを小さくすると、その背反として弁体５０のリフトアップ量が小さくなる。燃料噴射弁１０００はガス燃料を噴射することを想定しているので、密度の大きい液体の燃料を噴射させる場合に比べてリフトアップ量を大きくして、十分な噴射量（質量流量）を確保することが要求される。
【０３００】
この点を鑑みた本実施形態では、可動コア４０のリフトアップ開始時点ｔ０では、弁体５０をリフトアップさせずに可動コア４０をリフトアップさせている。そのため、ギャップＧが大きい開始時点ｔ０において、必要となる吸引力を小さくできる。そして、弁体５０のリフトアップ開始時点ｔ１では、ｔ０時点に比べてギャップＧが小さくなっているので、図２４の試験結果に示した通り、必要となる吸引力を小さくできる。
【０３０１】
また、本実施形態によれば、可動コア４０のリフトアップ終了時点ｔ２以降も、弁体５０はさらにリフトアップする。そのため、ギャップＧを大きく設定することなく弁体５０のリフトアップ量を増大できる。
【０３０２】
以上により、本実施形態によれば、可動コア４０に対して相対的に移動可能な状態で弁体５０を可動コア４０に連結させる構成により、ギャップＧの増大を抑制して駆動装置９０の大型化を抑制することと、弁体５０のリフトアップ量増大との両立を図ることができる。
【０３０３】
（第１４実施形態）
上記第１３実施形態に係る燃料噴射弁１０００は、噴孔６０ｂを上流側から開閉する内開弁構造のであるのに対し、図２５に示す本実施形態の燃料噴射弁２０００は、噴孔５７０ｂを下流側から開閉する外開弁構造である。この外開弁構造は図１０に示す燃料噴射弁５００と同じである。なお、図２５中、図１０と同じ構造部分については同一の符号を付して説明を援用する。
【０３０４】
但し、本実施形態の燃料噴射弁２０００では、図２２の燃料噴射弁１０００と同様にして、弁体５５０は、可動コア５４０に対して相対的に移動可能な状態で当該可動コア５４０に連結されている。つまり、弁体５５０を移動させることなく可動コア５４０は移動可能であり、逆に、可動コア５４０が停止した状態でも弁体５５０は移動可能である。
【０３０５】
より詳細に説明すると、弁体５５０には下流側係止部２５５１および上流側係止部２５５２が形成されており、これらの係止部２５５１、２５５２の間に可動コア５４０が位置する。そして、下流側係止部２５５１が可動コア５４０の下端面に当接した図２５（ａ）に示す位置から、上流側係止部２５５２が可動コア５４０の上端面に当接した図２５（ｃ）に示す位置までの範囲内で、弁体５５０は可動コア５４０に対して相対移動可能である。
【０３０６】
次に、燃料噴射弁２０００の開弁作動について説明する。
【０３０７】
先ず、電磁コイル５９１へ通電を開始すると、可動コア５４０が固定コア５３０に吸引されて移動する。この通電開始時点では、図２５（ａ）に示すように下流側係止部２５５１が可動コア５４０に当接しているので、弁体５５０は可動コア５４０に押し動かされて開弁方向へ移動する。
【０３０８】
その後、図２５（ｂ）に示すように可動コア４０の下端面が固定コア５３０の上端面に当接し、可動コア５４０の移動が停止する。但し、その当接以降も弁体５５０はさらに開弁方向へ移動し続ける。
【０３０９】
なお、可動コア５４０の当接以降に弁体５５０を移動させる力は、スプリング２５８０の弾性力であり、これにより、可動コア５４０が固定コア５３０に当接して移動停止した状態でも、弁体５５０は開弁方向へ移動可能である。その後、図２５（ｃ）に示すように上流側係止部２５５２が可動コア５４０の上端面に当接することで、弁体５５０の移動は停止する。
【０３１０】
以上により、本実施形態によれば、可動コア５４０が固定コア５３０に当接して移動終了した以降も、弁体５５０はさらに開弁方向へ、可動コア５４０の上端面と上流側係止部２５５２とのクリアランスＧ２分だけ移動する。そのため、可動コア５４０と固定コア５３０のギャップＧ１に対する弁体５５０の開弁移動量を、クリアランスＧ２の分だけ大きくできる。よって、ギャップＧ１を大きく設定することなく弁体５５０のリフトアップ量を増大できる。
【０３１１】
（第１５実施形態）
図２６に示す本実施形態では、可動コア５４０を固定コア５３０から離れる向きへ付勢するスプリング２５８１を備える。これによれば、電磁コイル５９１へ通電を開始する時点において、下流側係止部２５５１が可動コア５４０から離れた状態になる。そのため、通電開始時点では第１３実施形態と同様にして、弁体５５０を移動させずに可動コア５４０が移動することとなる。
【０３１２】
その後、下流側係止部２５５１に可動コア５４０が当接すると、その時点から弁体５５０が可動コア５４０に押し動かされて移動を開始する。その後は、第１４実施形態と同様にして可動コア５４０が固定コア５３０に当接した後、上流側係止部２５５２が可動コア５４０の上端面に当接するまで、弁体５５０は開弁方向への移動を続ける。
【０３１３】
以上により、本実施形態によれば、通電開始時点では弁体５５０を移動させずに可動コア５４０を移動させている。そのため、ギャップＧ１が大きい開始時点において、必要となる吸引力を小さくできる。そして、弁体５５０のリフトアップ開始時点では、可動コア５４０の移動開始時点に比べてギャップＧ１が小さくなっているので、図２４の試験結果に示した通り、必要となる吸引力を小さくできる。
【０３１４】
また、本実施形態によれば、可動コア５４０の移動終了以降も、弁体５５０はさらに移動する。そのため、ギャップＧ１を大きく設定することなく弁体５５０の移動量を増大できる。
【０３１５】
以上により、本実施形態によれば、可動コア５４０に対して相対的に移動可能な状態で弁体５５０を可動コア５４０に連結させる構成により、ギャップＧ１の増大を抑制して駆動装置９０の大型化を抑制することと、弁体５５０のリフトアップ量増大との両立を図ることができる。
【０３１６】
（その他の実施形態）
以上、本発明の第１から第８実施形態について説明したが、本発明は、第１から第１５実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。例えば、ガス燃料でなく、液体燃料を噴射する燃料噴射弁に本発明を適用しても良い。
【０３１７】
第１１実施形態では第５筒部１４ｘと第６筒部１５ｘを全周溶接し、第１２実施形態では第１筒部１０ｘと第２筒部１１ｘを全周溶接したが、それらを断続溶接にて一体化し、それらの間をシール部材にてシールしてもよい。
【０３１８】
上記第１〜第８実施形態では、閉弁状態での弾性部材の潰れ代が所定値となる位置で、移動規制部が弁部材と当接することとなるよう、移動規制部を位置決めしているが、前記潰れ代を考慮することなく移動規制部を位置決めするようにしてもよい。
【０３１９】
上記第９〜第１２実施形態では、上流側可動シート部４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘおよび上流側ボデーシート部１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘのうちいずれか一方を弾性材にて構成し、下流側可動シート部３２０ｘおよび下流側ボデーシート部１４０ｘ、１５２ｘを金属材にて構成している。これに対し、弾性材と金属材の配置を逆にしてもよい。すなわち、上流側可動シート部４０ｘ、３１０ｘ、３１１ｘおよび上流側ボデーシート部１４１ｘ、１５０ｘ、１５１ｘのうちいずれか一方を金属材にて構成し、下流側可動シート部３２０ｘおよび下流側ボデーシート部１４０ｘ、１５２ｘを弾性材にて構成する。
【符号の説明】
【０３２０】
１００  燃料噴射弁、１０  ハウジング（本体）、１１  第１磁性部、１１ａ  小径部１１ｂ  段差部、１１ｃ  開口部、１１ｄ  大径部、１２  非磁性部、１３  第２磁性部、２０  入口部材、３０  固定コア、３２  アジャスティングパイプ、４０  可動コア、４１  コア本体部、４１ａ  案内部、４１ｂ  座部、４１ｃ  貫通孔、４２  収容部、５０  弁体、５１  弁本体部（弁部材）、５２  支持部、５３  四角柱部、５３ａ  案内部、５３ｂ  当接面、５４  円柱部、５５  連結部、５５ａ  燃料通路、５６  弾性部（弾性部材）、５６ａ  シート部、６０  ノズル部材（通路形成部）、６０ａ  燃料通路（燃料通路）、６０ｂ  噴孔、６０ｃ  弁座部、６１  Ｏリング、７０  ストッパ（移動規制部）、７０ａ  収容孔、７０ｂ  端面、７０ｃ  第１内周面、７０ｄ  第２内周面、７０ｅ  テーパ面、７１  燃料通路、７２  被覆層、８０  スプリング、９０  駆動装置、９１  電磁コイル、９２  ヨーク、９３  コネクタ、９３ａ  ターミナル。
【０３２１】
１ｘ  ボデー、３ｘ  弁体（可動部）、４ｘ  アーマチャ（可動部）、５ｘ  スプリング、１４ｘ  第５筒部（第２ボデー）、１５ｘ  第６筒部（第１ボデー）、４０ｘ  上流側可動シート部、１４０ｘ  下流側ボデーシート部、１４１ｘ  上流側ボデーシート部、１５０ｘ  上流側ボデーシート部、１５１ｘ  上流側ボデーシート部、１５２ｘ  下流側ボデーシート部、３１０ｘ  上流側可動シート部、３１１ｘ  上流側可動シート部、３２０ｘ  下流側可動シート部、１４Ａｘ  第５筒部（第１ボデー）、１５Ａｘ  第６筒部（第２ボデー）。
【図１】
0005482836.tif 000002
【図２】
0005482836.tif 000003
【図３】
0005482836.tif 000004
【図４】
0005482836.tif 000005
【図５】
0005482836.tif 000006
【図６】
0005482836.tif 000007
【図７】
0005482836.tif 000008
【図８】
0005482836.tif 000009
【図９】
0005482836.tif 000010
【図１０】
0005482836.tif 000011
【図１１】
0005482836.tif 000012
【図１２】
0005482836.tif 000013
【図１３】
0005482836.tif 000014
【図１４】
0005482836.tif 000015
【図１５】
0005482836.tif 000016
【図１６】
0005482836.tif 000017
【図１７】
0005482836.tif 000018
【図１８】
0005482836.tif 000019
【図１９】
0005482836.tif 000020
【図２０】
0005482836.tif 000021
【図２１】
0005482836.tif 000022
【図２２】
0005482836.tif 000023
【図２３】
0005482836.tif 000024
【図２４】
0005482836.tif 000025
【図２５】
0005482836.tif 000026
【図２６】
0005482836.tif 000027
【図２７】
0005482836.tif 000028