(57)【要約】  磁気コアと可動子の間の磁気ギャップに生じる電磁吸引力を所望の値以上にする燃料噴射装置を提供することを目的とする。  磁性コアに吸引される可動子と、前記可動子と軸方向と直交する方向において対向するハウジングと、を備えた燃料噴射装置において、前記可動子の軸方向長さは前記ハウジングの軸方向長さに対して、１．２５〜１．４６倍となるように前記可動子を構成することを特徴とする。
2017163574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性コアに吸引される可動子と、前記可動子と軸方向と直交する方向において対向するハウジングと、を備えた燃料噴射装置において、
前記可動子の軸方向長さは前記ハウジングの軸方向長さに対して、１．２５〜１．４６倍となるように前記可動子を構成することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、前記可動子の側面積は前記磁性部の軸方向断面積に対して、０．９〜１．１倍となるように前記可動子を構成することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記磁性部の内側に設けられるコイルを備え、前記可動子と衝突する前記磁性コアの下面は、前記コイルの下端と対応する位置に配置されるか、又は前記コイルの下端と対応する位置よりも下側に配置されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記ハウジングの径方向断面積が、前記ハウジングに内包される電磁コイルの径方向断面積と比較して２倍以上となるように前記ハウジングを構成することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】
磁性コアに吸引される可動子と、前記可動子と軸方向において対向する磁性部と、を備えた燃料噴射装置において、
磁性コアは、電磁コイルに対応する軸方向の位置において、上側から第１の水平方向断面積を有する第１部位、第２の水平方向断面積を有する第２部位、第３の水平方向断面積を有する第３部位を有し、第１部位の断面積は第２部位の断面積よりも大きく、第３部位の断面積は第２部位の断面積よりも小さくなるように構成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料噴射装置において、
前記第３部位の外周面は前記第２部位の外周面と同じ位置となるように形成され、前記第３部位の内周面から前記第２部位の内周面にかけて内周側に広がるように形成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料噴射装置において、
前記第２部位の内周面は前記第１部位の内周面と同じ位置となるように形成され、前記第２部位の外周面から前記第１部位の外周面にかけて外周側に広がるように形成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項８】
請求項５に記載の燃料噴射装置において、
前記第２部位の外周面から前記第１部位の外周面にかけて外周側に広がるように形成され、かつ、前記可動子の外周側を覆うノズルが前記第１部位の外周への拡大部に突き当たることで固定されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項９】
請求項１又は５に記載の燃料噴射装置において、
前記第３部位の断面積は前記第２部位の断面積に対して０．７８倍〜０．８５倍となるように構成することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１０】
請求項１に記載されている燃料噴射装置において、磁性コアの内径は前記可動子との衝突面に向かって外周側に傾斜するように構成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に用いられる燃料噴射装置に関し、特に電磁的に駆動される可動子によって燃料通路を開閉して燃料噴射を行う燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１２−１８８９７７号公報がある。この公報には、磁気コアの内周面に可動子へ向けて内径が次第に大きくなる磁気的な絞りを設けることで、電磁コイルに電流を供給してから磁束が立ち上がるまでの開弁時の磁気的な遅れ時間と電磁コイルへの電流供給を停止してから磁束が立ち上がるまでの閉弁時の磁気的な遅れの時間が短縮可能となり、開弁時及び閉弁時における動的な応答性を向上することができるという内容が記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８８９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車用エンジンは近年、排出ガス規制の強化、燃費向上、高性能化への要求が求められている。このため特許文献１のような燃料噴射装置において、噴霧の微粒化が必要であり、そうすると、今後さらに高い圧力の燃料が充満した領域で噴射可能な燃料噴射装置が必要である。【０００５】
燃料噴射装置が高い圧力の燃料が充満したコモンレールに取り付けられた場合、たとえば上記特許文献１に記載の燃料噴射装置の場合には、高い燃料圧力が流路開閉を行う弁体を閉弁する方向に作用する。この燃料噴射装置は、電磁コイルに電流を流すことで磁気コアと可動子の間の磁気ギャップに磁束を発生させ、これにより電磁吸引力を発生させることで可動子を磁気コアに吸引する。【０００６】
そうすると、コモンレールに充満する燃料が非常に高圧になると、従来と同様の電流を電磁コイルに流すことで生じる電磁吸引力では、可動子を磁気コアに吸引させることができず、開弁することができない虞がある。また電磁吸引力が小さいということは弁体の開弁速度が遅いということになるため、所望の微小燃料の噴射を行うことができない虞がある。【０００７】
そこで、本発明では、磁気コアと可動子の間の磁気ギャップに生じる電磁吸引力を所望の値以上にする燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、磁性コアに吸引される可動子と、前記可動子と軸方向と直交する方向において対向するハウジングと、を備えた燃料噴射装置において、前記可動子の軸方向長さは前記ハウジングの軸方向長さに対して、１．２５〜１．４６倍となるように前記可動子を構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の上記構成によれば、磁気コアと可動子の間の磁気ギャップに生じる電磁吸引力を所望の値以上にする燃料噴射装置を提供することが可能となる。本発明のその他の構成、作用、効果については、以下に示す本発明の実施例において詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施例における燃料噴射装置の縦断面図を示す図である。
【図２】本発明の第一実施例における燃料噴射装置の閉弁状態における駆動部構造の拡大図を示した図である。
【図３】本発明の第一実施例における燃料噴射装置の閉弁状態における駆動部構造の拡大図を示した図である。
【図４】本発明の第一実施例における燃料噴射装置の閉弁状態における駆動部構造の片側の拡大図を示した図である。
【図５】本発明の第一実施例における燃料噴射装置の磁気コアとノズルホルダの接合部分の拡大図を示した図である。
【図６】本発明の第一実施例における燃料噴射弁のハウジングの軸方向長さに対する可動子軸方向長さ比率と、可動子に発生する磁気吸引力の関係を示した図である。
【図７】本発明の第一実施例における燃料噴射装置の磁気回路における磁束密度を示した図である。
【図８】本発明の第一実施例における燃料噴射装置の可動子が磁性コアに衝突をした状態における駆動部構造の拡大図を示した図である。
【図９】本発明の第一実施例における燃料噴射装置の可動子が閉弁運動を行っている状態における駆動部構造の拡大図を示した図である。
【図１０】燃料噴射装置の駆動部構造の参考例の拡大図を示した図である。
【図１１】ハウジングの径方向断面積と電磁コイルの径方向断面積との関係における磁気吸引力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の実施例について図１〜図１１を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は本発明の実施例１の燃料噴射装置の基本的な構成を示したものである。また、図２、図３は図１の駆動部構造の周辺の部分拡大図で、図４は駆動部構造の周辺の片側を拡大したものであり、図５は磁気回路内の接合部を拡大したものであり、それぞれ本実施例における燃料噴射装置の詳細を示したものである。図１〜図５を用いて燃料噴射装置の構成と基本的な動作を説明する。図１〜図５は、電磁駆動部（電磁コイル１０５）への通電がオフされ、閉弁した状態で、なお且つ可動子が静止した状態を示している。【００１３】
本実施例の燃料噴射装置は、弁体１１４をスプリング１１０によって閉弁方向に付勢し、電磁コイル１０５の通電がＯＦＦの場合には燃料通路を閉じ、また電磁コイル１０５の通電をＯＮすることで可動子１０２を電磁吸引力により駆動して燃料通路を開き燃料噴射を行う。【００１４】
本実施例の燃料噴射装置は磁性コア１０７、可動子１０２、ノズルホルダ１０１、ハウシング１０３とで磁気通路を構成している。ノズルホルダ１０１の可動子１０２と磁性コア１０７との間の隙間に対応する部分には絞り部２１３が形成されている。電磁コイル１０５はボビン１０４に巻き付けられた状態でノズルホルダ１０１の外周側に取り付けられており、樹脂成型体１２１により絶縁性を保っている。【００１５】
図１に示すようにノズルホルダ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とを備えている。小径筒状部２２の先端部分の内部に、ガイド部材１１５と、燃料噴射口１０を備えたオリフィスカップ１１６とが挿入されて設けられている。ガイド部材１１５はオリフィスカップ１１６の内側に設けられ、オリフィスカップ１１６に圧入又は塑性結合により固定されている、もしくはオリフィスカップと一体構造となっている。オリフィスプカップ１１６は、先端面の外周部に沿って小径筒状部２２の先端部に溶接固定される。【００１６】
ガイド部材１１５は後述する可動部１０６を構成する弁体１１４の先端に設けられた弁体の外周１１４Ｂをガイドする。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には弁体１１４の先端に設けた弁体１１４Ｂが当接し、燃料の流れを燃料噴射口１０に導いたり遮断したりする。ノズルホルダ１０１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に代表されるシール部材１３１が嵌め込まれている。【００１７】
ノズルホルダ１０１の大径筒状部２３には内周部には磁気コア１０７が圧入され、圧入接触位置で溶接接合され、大径筒状部２３の内部と外気との間に形成される隙間が密閉される。磁気コア１０７の中心には貫通孔（中心孔）が設けられており、上記貫通孔に燃料が導かれる。磁気コア１０７の燃料供給口１１８側には別部材（アダプタ）１０８が圧入され、圧入接触位置で溶接接合されており、内部と外気との間に形成される隙間が密閉される。上記アダプタ１０８の内径には磁気コア１０７と同様に貫通孔が設けられており、燃料供給口１１８まで連通している。【００１８】
上記磁気コア１０７とアダプタ１０８は燃料噴射装置の上端部（燃料噴射口１０とは反対側の端部）に設けられた燃料供給口１１８まで連通する一体構造であってもよい。燃料供給口１１８の内側にはフィルタ１１３が設けられている。燃料供給口１１８の外周側には燃料配管に接続する際に燃料配管側の接続部との間で液密を確保するシール材１３０が設けられている。【００１９】
図１は、電磁コイル１０５に通電されていない通常状態を示し、このとき弁体１１４は、スプリング１１０によって閉弁方向に付勢されている。このため、弁体１１４のシート部１１４Ｂはノズルホルダ下流側のオリフィスカップの弁座３９に当接している状態であり、燃料は封止されている。ここで可動子１０２は、弁体１１４に支持され、ノズルホルダ１０１と可動子１０２の間でノズルホルダに支持されているゼロスプリング１１２により開弁方向に付勢されている。【００２０】
次に図２〜図５を用いて、燃料噴射装置が通電され、可動子１０２が弁体１１４に衝突をする状態における駆動部の構造を説明する。電磁コイル１０５に電流が供給されると、磁気通路中に磁束が発生し、可動部材である可動子１０２と磁気コア１０７との間に磁気吸引力が発生する。本実施例における燃料噴射弁では、電磁コイル１０５に電流を供給することにより、磁性コア１０７、可動子１０２、ノズルホルダ１０１及びハウシング１０３で構成される磁気回路に磁束が発生し、磁気コア１０７と可動子１０２との間に磁気吸引力が発生する。磁気コア１０７を通る磁束は、磁気コア１０７の可動子１０２側の端面の位置でノズルホルダ１０１側へ流れる磁束と、磁気コア１０７の吸引面側、すなわち磁気コア１０７と可動子１０２との磁気ギャップ側に流れる磁束とに分配される。この時、磁気コア１０７と可動子１０２との間を通る磁束の数と磁束密度が磁気吸引力を決定する。【００２１】
次に、可動部１０６の構成について図２の燃料噴射装置の閉弁状態における駆動部構造の拡大図を示した図を用いて説明する。上記のとおり、ノズルホルダ１０１の大径筒状部２３には内周部に磁気コア１０７が圧入され、圧入接触位置で溶接接合されている。ここで、可動子１０２はノズルホルダ１０１の大径筒状部２３に内包される。燃料噴射装置における通電されていない通常状態では、可動子１０２はゼロスプリング１１２の付勢力を受けて磁気コア１０７側に向けて付勢される。磁気コア１０７は、可動子１０２に対して磁気吸引力を作用させて、可動子１０２を開弁方向に吸引する部品である。磁気コア１０７の下端面（衝突面）１０７Ｂ、可動子１０２の上端面（衝突面）１０２Ｂには、適宜メッキを施して耐久性を向上させることがある。可動子１０２・磁気コア１０７に比較的軟らかい軟磁性ステンレス鋼を用いた場合においても、硬質クロムメッキや無電解ニッケルメッキを用いることで、耐久信頼性を確保することができる。【００２２】
磁気コア１０７の中心に燃料通路として設けられた貫通孔１０７Ａは弁体１１４の摺動部分１１４Ａの直径よりわずかに大きい直径となっている。弁体１１４の上端面に形成されたスプリング受け面には初期荷重設定用のスプリング１１０の下端が当接する。スプリング１１０の他端はアダプタ１０８の貫通孔１０８Ａの内部に圧入される調整子５４で受け止められる。スプリング１１０が弁体１１４と調整子の間に固定され、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１１４を弁座３９に押付ける初期荷重を調整することができる。【００２３】
また、可動子１０２をノズルホルダ１０１の大径筒状部２３内にセットし、ノズルホルダ１０１の大径筒状部２３外周にボビン１０４に巻回された電磁コイル１０５及びハウジング１０３を装着する。その後、弁体１１４をアダプタ１０８の貫通孔１０８Ａ、固定コア１０７の貫通孔１０７Ａを通して可動子１０２に挿通する。この状態で、治具により弁体１１４を閉弁位置に押下し、電磁コイル１０５へ通電したときの弁体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部１０６のストロークを任意の位置に調整する。【００２４】
スプリング１１０の初期荷重が調整された状態で、磁気コア１０７の下端面１０７Ｂが可動部１０６の可動子１０２の上端面１０２Ａに対して約４０乃至１００ミクロン程度のストロークＧ１を隔て対面するように構成されている。【００２５】
ノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の外周にはカップ状のハウジング１０３が固定されている。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、貫通孔にはノズルホルダ１０１の大径筒状部２３が挿通されている。ハウジング１０３の外周壁の部分はノズルホルダ１０１の大径筒状部２３の外周面に対面する外周ヨーク部を形成している。
ハウジング１０３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。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ボビン１０４と、この溝の中に巻きつけられた銅線（電磁コイル１０５）で形成される。電磁コイル１０５の巻き始めと巻き終わりの端部には剛性のある導体が固定されており、磁気コア１０７に設けた貫通孔より引き出されている。この導体１０９と磁気コア１０７、ノズルホルダ１０１の大径筒部２３の外周はハウジング１０３の上端開口部内周から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。電磁コイル１０５を囲むようにして、磁気コア１０７、可動子１０２、ノズルホルダ１０１の大径筒状部２３及びハウジング１０３の部分に環状の磁気通路が形成される。【００２６】
ここで、本実施例の燃料噴射装置は図示していないが、高圧燃料ポンプから高圧の燃料が供給されるコモンレールに取り付けられており、この高圧の燃料を内燃機関のシリンダ内部に直接、噴射する。そして、近年、厳格化される排出ガス規制、また低燃費へのニーズに対応するため、このコモンレールの燃料圧力が２０ＭＰａ以上と高圧になっている。そして、この燃料圧力は、今後、ますます高圧化することが予想され、このような場合においても安定して燃料の噴射が可能な燃料噴射装置が必要となる。【００２７】
たとえば、図１０に示す構造で、コモンレールの燃料圧力が３５ＭＰａであった場合を考える。図１０では燃料噴射装置の可動子１０２の軸方向長さ２０１は、ノズルホルダ１０１を隔てて対面するハウジング１０３の軸方向長さ２０２に対して、２．１倍となっている。【００２８】
ここで図６はハウジング１０３の軸方向長さ２０２に対する可動子の軸方向長さ２０１の比率と、可動子１０２に発生する磁気吸引力の関係を示している。しかし、図１０の構成では、図６に示すように本実施例で所望とする磁気吸引力を仮に８０Ｎとした場合、印加する電流値を２０Ａ以上とした場合でも得ることができない。すなわち、磁気吸引力が不足し、開弁することができない虞がある。したがって、また開弁はできたとしても、その開弁速度が遅いことから、必要な最小噴射量の燃料噴射ができなくなる虞がある。【００２９】
そこで本実施例では、図２に示すように、本実施例における燃料噴射装置の可動子１０２の軸方向長さ２０１は、ノズルホルダ１０１を隔てて対面するハウジング１０３の軸方向長さ２０２に対して１．２５〜１．４６倍となるように構成した。すなわち、燃料噴射装置は磁性コア１０７に吸引される可動子１０２と、可動子１０２と軸方向と直交する方向において対向するハウジング１０３と、を備え、可動子１０２の軸方向長さ２０１がハウジング１０３の軸方向長さ２０２に対して、１．２５〜１．４６倍となるように可動子１０２及びハウジング１０３を構成する。【００３０】
このように可動子１０２の軸方向長さ２０１をハウジング１０３の軸方向長さ２０２の１．２５倍以上とすることにより可動子１０２の磁気回路における断面積を確保することができる。これにより磁気抵抗を低下させることができるため、可動子１０２に発生する磁気吸引力を向上させることができ、図６に示すように所望の磁気吸引力８０Ｎは電流値１９Ａを印加させることにより確保可能となる。【００３１】
なお、図６に示すように、可動子１０２の軸方向長さ２０１がハウジング１０３の軸方向長さ２０２よりも１．４６倍以上となると磁気吸引力は上昇しない傾向にある。また、可動子１０２の軸方向長さ２０１を増加させていくと、可動子１０２の質量が増加していく。可動子１０２の質量の増加は可動子１０２の応答性の悪化につながるため、可動子１０２の軸方向長さ２０１はハウジング１０３の軸方向長さ２０２と比較して１．４６倍以下であることが望ましい。【００３２】
よって、可動子１０２の軸方向長さ２０１はハウジング１０３の軸方向長さ２０２に対して、１．２５〜１．４６倍となるように可動子１０２を構成することで、可動子１０２に発生する磁気吸引力を効率よく上昇させることができる。【００３３】
また図２に示すように、本実施例の燃料噴射装置の可動子１０２の外周側全面積２０３は、ノズルホルダ１０１の大径筒状部２３を介して対向するハウジング１０３の軸方向全断面積２０４に対して０．９〜１．１倍であることが望ましい。【００３４】
磁気吸引力は可動子１０２の外周側全面積２０３をハウジング１０３の軸方向全断面積２０４に対して０．９倍以上を確保することで磁気抵抗を低下させ、可動子１０２に発生する磁気吸引力の確保し、磁気吸引力が上昇傾向の区間である１．１倍以下にすることで従来よりも小さい起磁力でも可動子１０２に発生する磁気吸引力を効率よく上昇させることができる。【００３５】
さらに図２に示すように、ハウジング１０３の径方向断面積２１２と電磁コイル１０５の径方向断面積２１１を比較した場合、ハウジング１０３の径方向断面積２１２が電磁コイル１０５の径方向断面積２１１よりも２倍以上となるように構成していることが望ましい。【００３６】
図１１は、横軸にハウジング１０３の径方向断面積２１２と電磁コイル１０５の径方向断面積２１１との比較を示し、縦軸にはその場合の磁気吸引力を示す。磁気吸引力の増加は長さ比率が２倍以降で鈍化する傾向となる。以上より、ハウジング１０３の径方向断面積を２倍以上とすることで、ハウジング１０３における磁気抵抗を低下させ、磁気コアと可動子１０２の間で発生する磁気吸引力を増加させることが可能となる。【００３７】
また、本実施例における燃料噴射装置の磁気通路である磁気コア１０７の、弁体１１４軸方向に対して垂直な面の断面積は、上流側から衝突面にかけて減少していき、断面積が一番大きい部位においてでノズルホルダ１０１と当接する構成とすることが望ましい。【００３８】
そして本実施例では図３のように、磁性コア１０７は、電磁コイル１０５に対応する軸方向の位置において、上側から第１の水平方向断面積を有する第１部位３０１(大径部)、第２の水平方向断面積を有する第２部位３０２(中径部)、第３の水平方向断面積を有する第３部位３０３(小径部)を有する。そして、最上部にある第１部位３０１（大径部）の断面積は第２部位３０２（中径部）の断面積よりも大きく、第３部位３０３（小径部）の断面積は第２部位３０２(中径部)の断面積よりも小さくなるように構成する。【００３９】
図７には本実施例の磁気回路における磁束密度の分布を色の濃淡で示している。なお、磁気回路を形成している磁気コア１０７、ハウジング１０３、ノズルホルダ１０１、可動子１０２、電磁コイル１０５以外はあらかじめ表示していない。【００４０】
上記構成により、磁気コア１０７における磁束密度の分布は第３部位３０３（小径部）が最も高く、次いで第２部位３０２（中径部）が高い値を示し、第１部位３０１(大径部)が一番低い値を示している。よって、吸引面以外の磁気抵抗を低下させることが可能となり、磁束密度は低下し、さらには吸引面にかけての断面積の絞りが吸引面での磁束密度の増加を促し、効率よく磁気吸引力を向上させることを可能としており、従来よりも大きな磁気吸引力を得ることが可能である。【００４１】
また図３に示すように、本実施例の燃料噴射装置の磁性コア１０７における第３部位３０３(小径部)は、外周面を第２部位３０２(中径部)の外周面４０３と同じ位置となるように構成し、第３部位３０３(小径部)の内周面４０１は第２部位３０２(中径部)の内周面４０２にかけて内周側に広がるように構成される。言い換えると、磁気コア１０７は可動子側端面から燃料の流れ方向の上流側に向かって次第に内径が小さくなるように構成され、この内径部４０１は例えばテーパ面となっている。【００４２】
この特徴により、吸引面にかけての断面積の絞りによって、可動子１０２の吸引面の磁束密度を高める効果が得やすくなる。図７には示す通り、第２部位３０２（中径部）の磁束密度よりも第３部位３０３（小径部）の磁気吸引力の向上が可能となる。また、磁気コア１０７に設けた内径拡大部は下流方向に内径が拡大するように構成するため、磁気コア１０７と弁体との間に流体通路を確保することが可能となる。流体通路が不足している場合は、磁気コア１０７と弁体を流体が通過する際に絞りとなり、圧力損失が増大してしまう。その結果、噴射可能な最大流量が減少し、所望の燃料を噴射することが困難となる。【００４３】
また磁性コア１０７は、第２部位３０２(中径部)の内周面４０２を第１部位３０１(大径部)の内周面と同じ位置となるように構成し、第２部位３０２(中径部)の外周面４０３よりも外周側に広がるように第１部位３０１(大径部)の外周面４０４を構成することが望ましい。【００４４】
このように、磁気コアにおける可動子１０２の吸引面以外の磁束が通過する部分の面積を増加させることで、図７に示すように、磁気コア１０７における磁束密度の分布は第３部位３０３（小径部）が最も高く、次いで第２部位３０２（中径部）が高い値を示し、第１部位３０１(大径部)が一番低い値をとる。よって、磁気コア１０７における吸引面以外の磁気抵抗を低下させ、吸引面以外の磁束密度を低下させることが可能となり、効率よく磁気吸引力を増加させることが可能となる。【００４５】
図５に示すように、本実施例において磁気コア１０７の第１部位３０１(大径部)は第２部位３０２(中径部)の外周側に広がり、可動子１０２の外周側を覆うノズルホルダ１０１の大径筒状部２３が磁気コア１０７の第１部位３０１(大径部)の外周拡大部５０２に突き当たって固定される。【００４６】
ここで、燃料噴射弁の構成上、磁気吸引力を発生させる磁気コア１０７と可動子１０２は可能な限り吸引面積を確保する必要がある。よって、ノズルホルダ１０１は薄くすることが望ましい。その反面、高圧の燃料圧力に対して強度を確保する必要があるため、ノズルホルダ１０１には強度の高い材料を使用する。しかし、一般的に強度の高い材料は磁気特性が劣るため、ノズルホルダ１０１には磁気特性の劣る材料を使わざるを得ない。そこで、磁気コア１０７の第１部位３０１(大径部)を第２部位３０２(小径部)の外周側に広げ、ノズルホルダを突き当てることで、磁気通路内で磁気特性に優れた磁気コア１０７の断面積を広げ、磁気コア１０７上流部の磁気抵抗を小さくすることが可能となり、磁気吸引力の向上が可能である。【００４７】
また図３に示すように、第３部位３０３(小径部)の断面積は第２部位３０２(中径部)の断面積に対して０．７８倍〜０．８５倍となるように構成する。これにより、図7に示す通り、第３部位３０３（小径部）とそれに対向する可動子１０２の吸引面の磁束密度か高くなっていることがわかる。よって、磁気コア１０７の吸引面の断面積を確保しつつ、吸引面の磁束密度を増加させることが可能であり、磁気吸引力を向上させる効果がある。【００４８】
また、図５に示すように、磁気コア１０７の第１部位３０１（大径部）から第２部位３０２（中径部）にかけてはノズルホルダ１０１を圧入する際の逃げ部５０１を構成するとよい。ノズルホルダ１０１と磁気コア１０７を圧入などの方法により組み立てる場合、ノズルホルダ１０１の上端面と磁気コア１０７の隅部には加工上のＲが生じてしまうため、接触部に逃げを設ける必要がある。ノズルホルダ１０１ではなく磁気コア１０７に逃げ部５０１を設けることで、圧入の際に発生する荷重を受ける面積を確保でき、強度を確保できる。【００４９】
図８は磁気吸引力により可動子１０２が吸引され、磁気コア１０７の下面１０７Ｂに衝突した際の状態を示している。電磁コイル１０５に電流を供給すると、可動子１０２の磁化は渦電流の影響により電磁コイル１０５の内側から外側、つまりは磁気コア１０７の外周側から内周側に向かって進行する。上記電流により発生した磁気吸引力がスプリング１１０による荷重と、燃料圧力によって弁体１１４に作用する力の和を超えると、可動子１０２は上方へ移動を開始する。【００５０】
この時、弁体１１４は可動子１０２とともに上方へ移動し、可動子１０２の上端面が磁気コア１０７の下面１０７Ｂに衝突するまで（Ｇ１＝０）移動する。その結果、弁体１１４のシート部１１４Ｂがオリフィスカップ１１６の弁座３９より離間し、供給された燃料が、複数の噴射孔から噴射される。なお、噴射孔の孔数は単孔であってもよい。【００５１】
図９を用いて、燃料噴射装置の通電が遮断され、弁体１１４のシート部１１４Ｂが弁座３９に当座する状態における駆動部の構造を説明する。電磁コイル１０５への通電が遮断され、アンカー１０２と固定コア１０７との間に働く磁気吸引力が第１ばねの付勢力よりも小さくなると、可動部１０６は閉弁方向への移動を開始する。しかし、磁気通路中にはコイル１０５への通電の遮断ののちも磁束を打ち消す方向とは逆に渦電流が発生しているので、電磁コイルへの通電を遮断してから磁束が低下して吸引力が低下するまでは磁気的な遅れが生じる。上記磁気的な遅れを経て、磁気通路中に生じていた磁束が消滅し、磁気吸引力も消滅する。可動子１０２に作用する磁気吸引力が消滅していくことによって、弁体１１４はスプリング１１０の荷重と、燃料圧力による力によって、弁座３９に接触する閉位置に押し戻される。図５は可動部１０６が開弁状態から閉弁運動を行い始めた状態であり、可動子と磁気コア１０７にはＧ２に示されるような隙間ができる。閉弁動作中のストロークＧ２が所望のストロークの分可動した後（Ｇ２＝Ｇ１）には弁座３９に接触する閉弁位置に至り、燃料の噴射は終了する。【００５２】
なお、本実施例の燃料噴射装置は特に過給機付の直接、エンジンに噴射するタイプに適用されることが望ましい。近年のエンジンはダウンサイジング化が求められていることから過給機付であることが望ましい。
【符号の説明】
【００５３】
１０…燃料噴射口２２…小径筒状部２３…大径筒状部３９…弁座５４…調整子１０１…ノズルホルダ１０２…アンカー１０２Ａ…アンカー１０２上端面１０３…ハウジング１０４…ボビン１０５…電磁コイル１０６…可動部１０７…磁気コア１０７Ｂ…磁気コア１０７の下端面１０７Ａ…磁気コア１０７の内周面（貫通孔）１０８…アダプタ１０９…導体１１０…スプリング１１２…ゼロスプリング１１３…フィルタ１１４…弁体１１４Ａ…弁体の摺動部１１４Ｂ…弁体のシート部１１８…燃料供給口１２１…樹脂成型体１３０…シール材１３１…シール部材２０１…可動子軸方向長さ２０２…ハウジング軸方向長さ２０３…可動子側面積２０４…ハウジング軸方向断面積２１１…電磁コイルの径方向断面積２１２…ハウジングの径方向断面積２１３…絞り部３０１…磁気コアの第１部位（大径部）３０２…磁気コアの第２部位（中径部）３０３…磁気コアの第３部位（小径部）４０１…磁気コアの第３部位から第２部位にかけての傾斜部４０２…磁気コアの第１部位、第２部位の内周面４０３…磁気コアの第２部位の外周面４０４…磁気コアの第１部位の外周面５０１…圧入部逃げ５０２…磁気コアとノズルホルダの接合面Ｇ１…閉弁状態のストロークＧ２…閉弁動作中のストローク
【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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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月12日(2018.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性コアに吸引される可動子と、前記可動子と軸方向と直交する方向において対向するハウジングと、を備えた燃料噴射装置において、
前記可動子の軸方向長さは前記ハウジングの軸方向長さに対して、１．２５〜１．４６倍となるように前記可動子を構成することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、前記可動子の側面積は前記ハウジングの軸方向断面積に対して、０．９〜１．１倍となるように前記可動子を構成することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記ハウジングの内側に設けられるコイルを備え、前記可動子と衝突する前記磁性コアの下面は、前記コイルの下端と対応する位置に配置されるか、又は前記コイルの下端と対応する位置よりも下側に配置されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記ハウジングの径方向断面積が、前記ハウジングに内包される電磁コイルの径方向断面積と比較して２倍以上となるように前記ハウジングを構成することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】
磁性コアに吸引される可動子と、前記可動子と軸方向において対向する磁性部と、を備えた燃料噴射装置において、
磁性コアは、電磁コイルに対応する軸方向の位置において、上側から第１の水平方向断面積を有する第１部位、第２の水平方向断面積を有する第２部位、第３の水平方向断面積を有する第３部位を有し、第１部位の断面積は第２部位の断面積よりも大きく、第３部位の断面積は第２部位の断面積よりも小さくなるように構成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料噴射装置において、
前記第３部位の外周面は前記第２部位の外周面と同じ位置となるように形成され、前記第３部位の内周面から前記第２部位の内周面にかけて内周側に広がるように形成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料噴射装置において、
前記第２部位の内周面は前記第１部位の内周面と同じ位置となるように形成され、前記第２部位の外周面から前記第１部位の外周面にかけて外周側に広がるように形成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項８】
請求項５に記載の燃料噴射装置において、
前記第２部位の外周面から前記第１部位の外周面にかけて外周側に広がるように形成され、かつ、前記可動子の外周側を覆うノズルが前記第１部位の外周への拡大部に突き当たることで固定されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項９】
請求項５に記載の燃料噴射装置において、
前記第３部位の断面積は前記第２部位の断面積に対して０．７８倍〜０．８５倍となるように構成することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１０】
請求項１に記載されている燃料噴射装置において、磁性コアの内径は前記可動子との衝突面に向かって外周側に傾斜するように構成されることを特徴とする燃料噴射装置。
【国際調査報告】
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