(57)【要約】【課題】  ニードルと可動コアとを別部材としながらニードルおよび可動コアの摩耗量を低減可能な燃料噴射弁を提供する。【解決手段】  ニードル４０の大径部４３は、その外径が軸部４１の外径より大きくなるように形成されている。大径部４３の閉弁方向側には、ニードル４０の中心軸φに対して非垂直な角度であるニードル角度θ１をなすニードルテーパ面４４が形成されている。可動コア５０に形成されるコアテーパ面５３は、ニードル４０の中心軸φに対する角度であるコア角度θ２をニードルテーパ面４４のニードル角度θ１と同じ角度となるよう形成されている。ニードル４０と可動コア５０とが当接しているとき、テーパ状に形成されているニードルテーパ面４４とコアテーパ面５３とが当接するため、可動コア５０に対するニードル４０の移動が規制される。これにより、ニードル４０および可動コア５０の摩耗量を低減することができる。【選択図】  図２
2014080964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の一端に形成され燃料が噴射される噴孔（３１１）、前記噴孔の周囲に形成される弁座（３１２）、および前記噴孔への燃料が流通する燃料通路（１８）を有する筒状のハウジング（２０）と、
前記ハウジング内に軸方向に往復移動可能に設けられ、棒状の軸部（４１、８１）、前記軸部の前記弁座側の端部に形成されるシール部（４２）、前記軸部の前記シール部とは反対側の端部に形成され前記軸部より外径が大きい大径部（４３、６３、８３）、および前記軸部の中心軸（φ）に対して傾斜するように形成されるニードルテーパ面（４４、６４、８４）を有し、前記シール部が前記弁座に当接または離間することで前記噴孔を開閉するニードル（４０、６０、８０）と、
通電されることにより磁界を発生するコイル（３８）と、
前記ハウジング内で前記コイルが発生する磁界内に固定される固定コア（３５）と、
前記固定コアの前記弁座側に前記ニードルとは別部材で設けられ、前記軸部の中心軸に対して傾斜するように形成され前記ニードルテーパ面に当接可能なコアテーパ面（５３、７３）を有し、前記ニードルとともに前記ハウジングの軸方向に往復移動可能な可動コア（５０、７０）と、
前記ニードルを閉弁方向に付勢する第１付勢部材（２４）と、
前記可動コアを開弁方向に付勢する第２付勢部材（２６）と、
を備え、
前記ニードルテーパ面が前記軸部の中心軸に対して形成する角度（θ１）と前記コアテーパ面が前記軸部の中心軸に対して形成する角度（θ２）とは、同じであることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記ニードルテーパ面が前記軸部の中心軸に対して形成する角度は、４５°以上であ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】
前記ニードルテーパ面が前記軸部の中心軸に対して形成する角度は、８５°以下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。
【請求項４】
前記可動コア（５０）は、前記ニードルの前記軸部の外径より大きい内径を有するコア内壁面（５１）を有し、
前記コア内壁面が形成する貫通孔（５５）に挿通される前記軸部の前記コア内壁面に対向する軸部外壁面の一部（４１１）または前記コア内壁面の一部の少なくとも一方は、凹むように形成され、
前記軸部外壁面の一部と前記コア内壁面との間、前記軸部外壁面と前記コア内壁面の一部との間、または前記軸部外壁面の一部と前記コア内壁面の一部との間には、前記燃料通路を流れる燃料が流出入可能なダンパ室（１９）が形成され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】
前記ニードルテーパ面の面積は、前記コアテーパ面の面積より小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記ニードルテーパ面（６４）の縁部のうち、前記ニードルテーパ面の前記弁座側の弁座側内縁部（６４１）、および前記ニードルテーパ面の前記弁座側とは反対側の反弁座側外縁部（６４２）は、前記ニードルテーパ面と前記コアテーパ面とが当接するとき、前記コアテーパ面（７３）に当接することを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記軸部（８１）と前記大径部（８３）とは別部材であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項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（以下、「エンジン」という）に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可動コアとニードルとを別部材とし可動コアをニードルに対し相対移動可能に設ける燃料噴射弁が知られている。例えば、特許文献１には、ニードル、可動コア、ニードルを噴孔側に付勢する第１弾性部材、および可動コアを噴孔側とは反対側に付勢する第２弾性部材を備える燃料噴射弁が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７８２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の燃料噴射弁では、ニードルと可動コアとはニードルの中心軸に対して垂直に形成されているニードル段差面およびコア段差面により当接している。エンジンの振動などによりニードルが可動コアに対して横滑りする場合、ニードル段差面およびコア段差面が摩耗し、損傷するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、ニードルと可動コアとを別部材としながらニードルおよび可動コアの摩耗量を低減可能な燃料噴射弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の燃料噴射弁は、噴孔および弁座を有するハウジングと、棒状の軸部および軸部より外径が大きい大径部を有しハウジング内に軸方向に往復移動可能に設けられるニードルと、ニードルとは別部材で設けられニードルとともにハウジングの軸方向に往復移動可能な可動コアと、を備え、ニードルは軸部の中心軸に対して傾斜するように形成されるニードルテーパ面を有し、可動コアは軸部の中心軸に対して傾斜するように形成されニードルテーパ面に当接可能なコアテーパ面を有し、ニードルテーパ面が軸部の中心軸に対して形成する角度とコアテーパ面が軸部の中心軸に対して形成する角度とは同じであることを特徴とする。
【０００７】
本発明の燃料噴射弁は、ニードルと可動コアとは別部材で設けられている。エンジンの振動などにより燃料噴射弁が振動すると、ニードルと可動コアとは相対移動する。本発明の燃料噴射弁では、ニードルと可動コアとは軸部の中心軸に対して傾斜しかつ同じ角度でテーパ状に形成されているニードルテーパ面とコアテーパ面とで当接しているため、可動コアに対するニードルの相対移動を規制する。これにより、ニードルと可動コアとを別部材としながらニードルおよび可動コアの摩耗量を低減することができる。
【０００８】
また、従来の燃料噴射弁では、ニードルと可動コアとは軸部の中心軸に対して垂直に形成されるニードル段差面とコア段差面とで当接している。一方、本発明の燃料噴射弁では、軸部の中心軸に対して傾斜するように形成されているので、従来の燃料噴射弁に比べてニードルと可動コアとの当接面積が大きくなる。これにより、ニードルテーパ面とコアテーパ面との間に作用する面圧が小さくなり、ニードルおよび可動コアの摩耗量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の断面図である。
【図２】図１のＩＩ部の部分断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁のコア角度に対するニードルの移動距離の変化を示す特性図である。
【図４】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁のコア角度に対するニードルと可動コアとの間の面圧の変化を示す特性図である。
【図５】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁のコア角度に対するニードルの移動距離と面圧との積の変化を示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の要部を示す部分断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の要部を示す部分断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の要部を示す部分断面図である。
【図９】本発明のその他の実施形態による燃料噴射弁の要部を示す部分断面図である。
【図１０】本発明のその他の実施形態による燃料噴射弁の要部を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料噴射弁を図１および２に示す。なお、図１および図２には、ニードル４０が弁座３１２から離間する方向である開弁方向、およびニードル４０が弁座３１２に当接する方向である閉弁方向を図示する。
【００１２】
燃料噴射弁１０は、例えば図示しない直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射装置に用いられ、燃料としてのガソリンをエンジンに噴射供給する。燃料噴射弁１０は、ハウジング２０、ニードル４０、可動コア５０、固定コア３５、コイル３８、スプリング２４、２６等を備えている。
図１に示すように、ハウジング２０は、第１筒部材２１、第２筒部材２２、第３筒部材２３および噴射ノズル３０から構成されている。第１筒部材２１、第２筒部材２２および第３筒部材２３は、いずれも略円筒状に形成され、第１筒部材２１、第２筒部材２２、第３筒部材２３の順に同軸となるように配置され、互いに接続している。
【００１３】
第１筒部材２１および第３筒部材２３は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により形成され、磁気安定化処理が施されている。第１筒部材２１および第３筒部材２３は、硬度が比較的低い。一方、第２筒部材２２は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料により形成されている。第２筒部材２２の硬度は、第１筒部材２１および第３筒部材２３の硬度よりも高い。
【００１４】
噴射ノズル３０は、第１筒部材２１の第２筒部材２２とは反対側の端部に設けられている。噴射ノズル３０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により形成されている。噴射ノズル３０は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。
【００１５】
噴射ノズル３０は、略有底筒状に形成され、底部３１および筒部３２を有する。底部３１は、筒部３２の一方の端部を塞いでいる。底部３１には、内壁と外壁とを接続する噴孔３１１が形成されている。また、底部３１の内壁には、噴孔３１１を囲むようにして環状の弁座３１２が形成されている。筒部３２は、外壁が第１筒部材２１の内壁に嵌合するようにして第１筒部材２１に接続している。筒部３２と第１筒部材２１との嵌合箇所は溶接されている。
【００１６】
ニードル４０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により形成されている。ニードル４０は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。ニードル４０の硬度は、噴射ノズル３０の硬度とほぼ同等に設定されている。
【００１７】
ニードル４０は、ハウジング２０内に収容されている。ニードル４０は、軸部４１、シール部４２、および大径部４３等から構成されている。軸部４１、シール部４２、および大径部４３は一体に形成される。
【００１８】
軸部４１は、円筒棒状に形成されている。軸部４１のシール部４２近傍には、摺接部４５が形成されている。摺接部４５は、略円筒状に形成され、外壁４５１の一部が面取りされている。摺接部４５は、外壁４５１の面取りされていない部分が、筒部３２の内壁３２１と摺接可能である。これにより、ニードル４０は、弁座３１２側の先端部での往復移動が案内される。軸部４１には、軸部４１の内壁と外壁とを接続する孔４６が形成されている。
【００１９】
シール部４２は、軸部４１の弁座３１２側の端部に形成され、弁座３１２に当接可能である。ニードル４０は、シール部４２が弁座３１２から離間または弁座３１２に当接することにより噴孔３１１を開閉し、ハウジング２０の内部と燃料噴射弁１０の外部とを連通または遮断する。
【００２０】
大径部４３は、軸部４１のシール部４２とは反対側に設けられている。大径部４３は、その外径が軸部４１の外径より大きくなるように形成されている。これにより、大径部４３の閉弁方向側には、図２に示すように、テーパ状のニードルテーパ面４４が形成される。ニードルテーパ面４４は、軸部４１の中心軸と同じニードル４０の中心軸φに対して９０°ではないニードル角度θ１を形成するように傾斜している。第１実施形態による燃料噴射弁１０では、ニードル角度θ１は４５°以上かつ８５°以下の角度である。ニードル角度θ１は、特許請求の範囲に記載の「ニードルテーパ面が軸部の中心軸に対して形成する角度」に相当する。
【００２１】
軸部４１が有する軸部外壁面４１２の大径部４３近傍には、窪み４１１が形成されている。窪み４１１が形成されている部分の外径は、軸部４１の窪み４１１以外の部分での外径より小さい。窪み４１１に対向する可動コア５０のコア内壁面５１と窪み４１１との間には、燃料が流出入可能なダンパ室１９が形成される。窪み４１１は、特許請求の範囲に記載の「軸部外壁面の一部」に相当する。
【００２２】
本実施形態では、ニードル４０は、摺接部４５が噴射ノズル３０の内壁により支持され、軸部４１が可動コア５０を介して第２筒部材２２の内壁により支持されつつ、ハウジング２０の内側を往復移動する。
【００２３】
可動コア５０は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により略円筒状に形成され、表面にはクロムめっきが施されている。可動コア５０は、磁気安定化処理が施されている。可動コア５０の硬度は比較的低く、ハウジング２０の第１筒部材２１および第３筒部材２３の硬度と概ね同等である。
【００２４】
可動コア５０は、コア内壁面５１、コア上端面５２、およびコアテーパ面５３等を有している。コア内壁面５１は、ニードル４０の軸部４１が挿通される貫通孔５５を形成する。貫通孔５５の固定コア３５側の周縁にはコアテーパ面５３が形成されている。コアテーパ面５３は、テーパ状に形成されコア内壁面５１とコア上端面５２とを接続する。コアテーパ面５３は、図２に示すように、ニードル４０の中心軸φに対するコア角度θ２がニードルテーパ面４４のニードル角度θ１と同じになるように傾斜しており、ニードルテーパ面４４と当接可能である。すなわち、コア角度θ２は、４５°以上かつ８５°以下の角度である。コア上端面５２には、可動コア５０が固定コア３５の弁座３１２側の端面３６に当接するとき、コア上端面５２と端面３６との密着を防止する突起５２１が形成される。コア角度θ２は、特許請求の範囲に記載の「コアテーパ面が軸部の中心軸に対して形成する角度」に相当する。
【００２５】
固定コア３５は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により略円筒状に形成されている。固定コア３５は、磁気安定化処理が施されている。固定コア３５の硬度は比較的低く、可動コア５０の硬度と概ね同等である。固定コア３５は、ハウジング２０の内側に固定されるようにして設けられている。固定コア３５とハウジング２０の第３筒部材２３とは溶接されている。
【００２６】
コイル３８は、略円筒状に形成され、ハウジング２０の特に第２筒部材２２および第３筒部材２３の径方向外側を囲むようにして設けられている。コイル３８は、電力が供給されると磁力を生じる。コイル３８に磁力が生じると、固定コア３５、可動コア５０、第１筒部材２１および第３筒部材２３に磁気回路が形成される。これにより、固定コア３５と可動コア５０との間に磁気吸引力が発生し、可動コア５０は、固定コア３５に吸引される。このとき、可動コア５０のコアテーパ面５３とニードル４０のニードルテーパ面４４とは当接しているため、ニードル４０は、可動コア５０とともに固定コア３５側、すなわち開弁方向へ移動する。
【００２７】
スプリング２４は、一端が大径部４３のスプリング当接面４３１に当接するよう設けられている。スプリング２４の他端は、固定コア３５の内側に圧入固定されたアジャスティングパイプ１１の一端に当接している。「第１付勢部材」としてのスプリング２４は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、スプリング２４は、ニードル４０を可動コア５０とともに閉弁方向、すなわち弁座３１２の方向に付勢している。
【００２８】
スプリング２６は、一端が可動コア５０の段差面５４に当接するよう設けられている。スプリング２６の他端は、ハウジング２０の第１筒部材２１の内側に形成された環状の段差面２１１に当接している。「第２付勢部材」としてのスプリング２６は、軸方向に伸びる力を有している。これにより、スプリング２６は可動コア５０をニードル４０とともに開弁方向、すなわち弁座３１２とは反対の方向に付勢している。
本実施形態では、スプリング２４の付勢力は、スプリング２６の付勢力よりも大きく設定されている。これにより、コイル３８に電力が供給されていない状態では、ニードル４０のシール部４２は、弁座３１２に着座した状態、すなわち閉弁状態となる。
【００２９】
図１に示すように、第３筒部材２３の第２筒部材２２とは反対側の端部には、略円筒状の燃料導入パイプ１２が圧入および溶接されている。燃料導入パイプ１２の内側には、フィルタ１３が設けられている。フィルタ１３は、燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入した燃料の中の異物を捕集する。
【００３０】
燃料導入パイプ１２および第３筒部材２３の径方向外側は、樹脂によりモールドされている。当該モールド部分にコネクタ１５が形成されている。コネクタ１５には、コイル３８へ電力を供給するための端子１６がインサート成形されている。また、コイル３８の径方向外側には、コイル３８を覆うようにして筒状のホルダ１７が設けられている。
【００３１】
燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入した燃料は、固定コア３５、アジャスティングパイプ１１、ニードル４０の軸部４１の内側、孔４６、第１筒部材２１とニードル４０との間、噴射ノズル３０とニードル４０との間を流通し、噴孔３１１に導かれる。つまり、ハウジング２０の内側には、燃料が流通する燃料通路１８が形成されている。なお、燃料噴射弁１０の作動時、可動コア５０の周囲は燃料で満たされた状態となる。
【００３２】
次に、燃料噴射弁１０の作動について説明する。
コイル３８に通電されると、固定コア３５と可動コア５０との間に電磁吸引力が発生する。このとき、スプリング２４の付勢力よりスプリング２６の付勢力と電磁吸引力との合計が大きくなるため、可動コア５０は固定コア３５に吸引される。ニードル４０は、可動コア５０とともに固定コア３５側へ移動し、シール部４２が弁座３１２から離座する。これにより、噴孔３１１は開放された状態となる。燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入した燃料は、燃料通路１８を流れ、噴孔３１１から外部に噴射される。
【００３３】
可動コア５０は、コイル３８により吸引されて固定コア３５側へさらに移動すると、固定コア３５に衝突し、開弁方向への移動が規制される。可動コア５０が固定コア３５に衝突すると、ニードル４０は、慣性により、スプリング２４の付勢力に抗しつつ、大径部４３が開弁方向にオーバーシュートする。このとき、ダンパ室１９の容積が増大するため、可動コア５０のコア上端面５２と固定コア３５の端面３６との間にある燃料がニードルテーパ面４４とコアテーパ面５３との間を経由してダンパ室１９に流入する。このとき生じるダンパ効果により、ニードル４０が開弁方向に過度にオーバーシュートすることを抑制する。
【００３４】
オーバーシュート後のニードル４０は、スプリング２４の付勢力により弁座３１２側に移動する。このとき、ダンパ室１９の容積が縮小するため、ダンパ室１９の燃料がニードルテーパ面４４とコアテーパ面５３との間を経由してコア上端面５２と端面３６との間に流出する。このとき生じるダンパ効果により、ニードル４０が可動コア５０に勢いよく衝突することを防ぐ。その後、ニードル４０は可動コア５０に当接し、開弁中は可動コア５０とニードル４０とは当接した状態を維持する。
【００３５】
続いて、コイル３８への通電がオフされると、固定コア３５と可動コア５０との間の電磁吸引力が消滅する。このとき、スプリング２４の付勢力により可動コア５０およびニードル４０が弁座３１２側に移動する。ニードル４０のシール部４２が弁座３１２に着座すると、外部への燃料噴射が遮断される。
【００３６】
可動コア５０は、弁座３１２側への移動での慣性により、スプリング２６の付勢力に抗しつつ、閉弁方向にアンダーシュートする。このとき、ダンパ室１９の容積が増大するため、可動コア５０のコア上端面５２と固定コア３５の端面３６との間にある燃料が、ニードルテーパ面４４とコアテーパ面５３との間を経由してダンパ室１９に流入する。このとき生じるダンパ効果により、可動コア５０が閉弁方向に過度にアンダーシュートすることを抑制する。
【００３７】
アンダーシュート後の可動コア５０は、スプリング２６の付勢力により固定コア３５側に移動する。このとき、ダンパ室１９の容積が縮小するため、ダンパ室１９の燃料がニードルテーパ面４４とコアテーパ面５３との間を経由してコア上端面５２と端面３６との間に流出する。このとき生じるダンパ効果により、可動コア５０がニードル４０に勢いよく衝突することを防ぐ。その後、可動コア５０はニードル４０に当接し、閉弁中は可動コア５０とニードル４０とは当接した状態を維持する。
【００３８】
燃料噴射弁１０では、ニードル４０がオーバーシュートする開弁初期時、および可動コア５０がアンダーシュートする閉弁初期時を除いて、ニードル４０と可動コア５０とは当接した状態を維持している。このとき、エンジンの振動や燃料噴射弁１０内の燃料の脈動により、ニードル４０と可動コア５０との間には種々の相対運動が発生するおそれがある。第１実施形態による燃料噴射弁１０では、ニードル４０と可動コア５０とは、中心軸φに対してニードル角度θ１をなすようにテーパ状に形成されているニードルテーパ面４４と、中心軸φに対してコア角度θ２をなすようにテーパ状に形成されているコアテーパ面５３とにより当接している。これにより、ニードル４０は、可動コア５０に対する種々の相対運動による移動が規制される。可動コア５０に対するニードル４０の移動が規制されることにより、ニードルテーパ面４４とコアテーパ面５３とがこすれ合う頻度が減少する。したがって、ニードル４０および可動コア５０の摩耗量を低減することができる。
【００３９】
また、燃料噴射弁１０では、ニードル４０および可動コア５０は、ニードル角度θ１及びコア角度θ２が８５°以下となるよう形成されている。本願出願人は、ニードル角度及びコア角度と摩耗量との関係について、図５に示す関係があることを見いだした。ここでは、図３〜５を基づいて、燃料噴射弁１０におけるニードル４０および可動コア５０の摩耗量を低減する効果を説明する。
【００４０】
一般的に、二つの部材が当接している場合、当接箇所における摩耗量は、当該二つの部材の「移動距離」と「面圧」との積に比例する。ここで、「移動距離」とは、二つの部材の相対的な位置の変化量である。第１実施形態による燃料噴射弁１０では、可動コア５０に対するニードル４０の滑り量がこれに相当する。また、「面圧」とは、二つの部材のうち一方の部材が他方の部材に当接する一方の面において、他方の部材が一方の面に対して垂直に作用させる単位面積当たりの作用力の値である。第１実施形態による燃料噴射弁１０では、コアテーパ面５３においてニードル４０がコアテーパ面５３に対して閉弁方向に作用させる単位面積当たりの作用力を作用力Ｆとすると、面圧Ｆｐは、面圧Ｆｐを閉弁方向と閉弁方向に垂直な方向に分解したとき、作用力Ｆが閉弁方向の分解成分となる値となる。具体的には、図２に示すように、面圧Ｆｐは、｛Ｆ／ｓｉｎ（θ２）｝で表される。なお、作用力Ｆは、スプリング２４、２６の付勢力、および、ニードル４０の重さなどから算出可能である。
【００４１】
可動コアに対するニードルの相対的な移動距離は、本願出願人の実測により、図３に示すように、コア角度が９０°より小さくなるにつれて小さくなることが明らかとなった。なお、図３では、コア角度が９０°の場合の移動距離を１として９０°以外のコア角度における移動距離を相対値で表している。また、ニードルが可動コアに作用する面圧は、本願出願人の計算により、図４に示すように、コア角度が９０°より小さくなるにつれて大きくなることが明らかとなった。なお、図４では、コア角度が９０°の場合の面圧を１として９０°以外の角度における面圧を相対値で表している。
【００４２】
燃料噴射弁のコア角度に対する、実測により求められた可動コアに対するニードルの相対的な移動距離と計算により求められたニードルが可動コアに作用する面圧との積の変化を図５に示す。図５の横軸にはコア角度をとり、図５の縦軸には、ニードルおよび可動コアの摩耗量に比例する移動距離と面圧との積をとっている。図５に示すように、コア角度が９０°より小さくなるにつれて移動距離と面圧との積は小さくなっている。特に、８５°以下のコア角度において移動距離と面圧との積は比較的小さくなり、ニードルおよび可動コアの摩耗量は少なくなる。
これにより、ニードル角度θ１及びコア角度θ２を８５°以下としている燃料噴射弁１０では、ニードル４０および可動コア５０の摩耗量をさらに低減することができる。
【００４３】
また、燃料噴射弁１０では、ニードル４０および可動コア５０は、ニードル角度θ１及びコア角度θ２が４５°以上となるよう形成されている。これにより、ニードル４０と可動コア５０との相対運動により、ニードル４０が可動コア５０の貫通孔５５に圧入されることを防止することができる。
【００４４】
また、従来の燃料噴射弁では、ニードルと可動コアとはニードルの中心軸に対して垂直な面で互いに当接している。このときのニードルと可動コアとの当接面積は、最大で大径部の断面積から軸部の断面積を除いた面積である。一方、第１実施形態による燃料噴射弁１０では、ニードルテーパ面４４とコアテーパ面５３とが当接している。このときのニードルと可動コアとの当接面積は、ニードルテーパ面４４およびコアテーパ面５３がニードル４０の中心軸φに対して傾斜するように形成されているため、大径部の断面積から軸部の断面積を除いた断面積より大きくなる。すなわち、同じ大きさの大径部であっても、従来の燃料噴射弁に比べて大きな面積でニードルと可動コアとが当接することができる。これにより、第１実施形態による燃料噴射弁１０では、ニードルテーパ面４４およびコアテーパ面５３での面圧が小さくなり、ニードル４０および可動コア５０の摩耗量を低減することができる。
【００４５】
また、ニードル４０がオーバーシュートする開弁初期時および可動コア５０がアンダーシュートする閉弁初期時にダンパ室１９に流出入する燃料は、ニードルテーパ面４４とコアテーパ面５３との間を経由する。このとき、ニードルテーパ面４４とコアテーパ面５３との間の距離が長いほど、燃料はダンパ室１９に流出入しにくくなる。これにより、燃料噴射弁１０では、従来の燃料噴射弁に比べて開弁初期時および閉弁初期時におけるダンパ室１９のダンパ効果をさらに大きくすることができる。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による燃料噴射弁を図６に基づいて説明する。第２実施形態は、第１実施形態と異なり、ニードルテーパ面とコアテーパ面の大きさの関係が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４７】
図６に第２実施形態による燃料噴射弁におけるニードル６０と可動コア７０との当接箇所の部分断面図を示す。
ニードル６０に形成されるニードルテーパ面６４は、その面積が可動コア７０に形成されるコアテーパ面７３の面積より小さくなるように形成されている。また、ニードルテーパ面６４の縁部のうち、窪み６１１に接続する弁座３１２側の弁座側内縁部６４１は、ニードル６０が可動コア７０に当接するときコアテーパ面７３に当接する。また、ニードルテーパ面６４の縁部のうち、弁座３１２側とは反対側であって大径部６３の最外壁６３１に接続する反弁座側外縁部６４２は、ニードル６０が可動コア７０に当接するときコアテーパ面７３に当接する。
【００４８】
通常、可動コアは表面をクロムめっきされており、ニードルに比べて硬く形成されている。このため、燃料噴射弁の作動時にニードルの中心軸と可動コアの中心軸とがずれる場合、可動コアの端部がニードルに当接することでニードルが摩耗するおそれがある。第２実施形態による燃料噴射弁では、ニードルテーパ面６４は、その面積がコアテーパ面７３の面積より小さく、かつニードル６０が可動コア７０に当接するとき弁座側内縁部６４１および反弁座側外縁部６４２が同時にコアテーパ面７３に当接するように形成されている。これにより、コアテーパ面７３の縁部がニードルテーパ面６４に当接することを防止することができる。したがって、ニードル６０の摩耗量を低減することができる。
【００４９】
また、燃料噴射弁の製造時にニードル６０の中心軸に対するニードルテーパ面６４の角度θ１とニードル６０の中心軸に対するコアテーパ面７３の角度θ２とがずれて製造されても、コアテーパ面７３の縁部がニードルテーパ面６４に当接することを防止することができる。したがって、ニードルの摩耗量を低減するとともに燃料噴射弁のロバスト性を向上することができる。
【００５０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による燃料噴射弁を図７、８に基づいて説明する。第３実施形態は、第１実施形態と異なり、ニードルの構成が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５１】
第３実施形態による燃料噴射弁では、ニードル８０の軸部８１と大径部８３とが別部材となっている。図７に示すように、軸部８１に対して円環状の大径部８３を圧入固定することによりニードル８０が形成される。また、図８に示すようにスプリング２４の一端が当接するニードル８０のスプリング当接面８３１までを大径部８３として別部材にしてもよい。別部材となっている大径部８３は、軸部８１とは異なる比較的硬い材料で形成されている。大径部８３に形成されるニードルテーパ面８４には、可動コア５０のコアテーパ面５３に当接する。
【００５２】
第３実施形態による燃料噴射弁では、比較的硬い金属材料から形成される可動コア５０のコアテーパ面５３に当接するニードルテーパ面８４を硬い材料とすることができるため、ニードル８０の摩耗量を低減することができる。
また、図８に示すようにスプリング２４の付勢力が作用するスプリング当接面８３１も比較的硬い材料とすることができるため、スプリング２４の付勢力によるニードル８０の変形を防止することができる。
【００５３】
（他の実施形態）
（ａ）上述の実施形態では、ニードルテーパ面およびコアテーパ面がニードルの中心軸に対して形成するニードル角度及びコア角度は、４５°以上かつ８５°以下であるとした。しかしながら、ニードルテーパ面およびコアテーパ面のニードル角度及びコア角度はこれに限定されない。４５°より小さい角度であってもよいし、９０°より小さくかつ８５°より大きい角度であってもよい。
【００５４】
（ｂ）上述の実施形態では、ダンパ室は、可動コアの内壁面とニードルの窪みとにより形成されるとした。しかながら、ダンパ室が形成される構成はこれに限定されない。可動コアの内壁面に窪みが形成され、当該内壁面の窪みに対向するニードルの軸部外壁面との間にダンパ室が形成されてもよいし、可動コアの内壁面および可動コアの内壁面に対向するニードルの軸部外壁面のいずれにも窪みが形成され、これによりダンパ室が形成されてもよい。
【００５５】
（ｃ）上述の実施形態では、ニードルと可動コアとの間にダンパ室が形成されるとした。しかしながら、ダンパ室は形成されなくてもよい。
【００５６】
（ｄ）上述の第３実施形態では、ニードルの軸部と大径部とを別部材とし、大径部は軸部に圧入固定されるとした。しかしながら、軸部と大径部との固定方法はこれに限定されない。図９、１０に示すように、大径部８３を軸部８１に対してＣリング８６により固定してもよい。
【００５７】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０            ・・・燃料噴射弁、
１８            ・・・燃料通路、
２０            ・・・ハウジング、
３１１          ・・・噴孔、
３１２          ・・・弁座、
３５            ・・・固定コア、
３８            ・・・コイル、
４０            ・・・ニードル、
４１            ・・・軸部、
４３            ・・・大径部、
４４            ・・・ニードルテーパ面、
５０            ・・・可動コア、
５３            ・・・コアテーパ面、
φ              ・・・中心軸、
θ１            ・・・ニードル角度、
θ２            ・・・コア角度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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