(57)【要約】  磁気式の燃料噴射弁（１００）は、コア（６）およびアマチュア（５）の外周側に設けられた磁性材よりなるホルダ（７）、ホルダ（７）の外周側に設けられたハウジング（８）を備えている。ハウジング（８）からホルダ（７）を介しコア（６）に至る電磁通路は、ホルダ（７）からアマチュア（５）を経由してコア（６）に至る磁路Ａ、ホルダ（７）からコア（６）に直接的に至る磁路Ｂ、上記磁路Ａおよび上記磁路Ｂに至る共通磁路Ｃを有する。共通磁路Ｃとなるホルダ（７）またはハウジング（８）には、磁路断面積Ｓ２の磁気絞り部が設けられる。磁路Ａ、Ｂで各々最小となる磁路断面積ＳＡ、ＳＢの合計面積Ｓ１よりもＳ２を小さくし、磁束を調整することで、製品間の電磁力バラツキを抑制する。
2017195319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気式の燃料噴射弁の弁体と一体に設けられ、電磁吸引力によってコアと接離するアマチュア、上記コアおよび上記アマチュアの外周側に設けられた磁性材よりなるホルダを備え、
上記ホルダから上記コアに至る電磁通路は、上記ホルダから上記アマチュアを経由して上記コアに至る第一の磁路、上記ホルダから上記コアに直接的に至る第二の磁路、上記第一の磁路および上記第二の磁路に至る共通磁路を有し、
上記ホルダの上記共通磁路には、上記第一の磁路を通る磁束を調整する磁気絞り部が設けられ、
上記磁気絞り部の磁路断面積は、上記第一の磁路の最小磁路断面積と上記第二の磁路の最小磁路断面積の合計面積よりも小さいことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
上記磁気絞り部は、上記共通磁路と上記第一の磁路および上記第二の磁路との分岐点に位置し、上記コアと上記アマチュアとが接する開弁状態における磁路断面積が、上記コアと上記アマチュアとが離間する閉弁状態における磁路断面積より小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
磁気式の燃料噴射弁の弁体と一体に設けられ、電磁吸引力によってコアと接離するアマチュア、上記コアおよび上記アマチュアの外周側に設けられた磁性材よりなるホルダ、上記ホルダの外周側に設けられたハウジングを備え、
上記ハウジングから上記ホルダを介し上記コアに至る電磁通路は、上記ホルダから上記アマチュアを経由して上記コアに至る第一の磁路、上記ホルダから上記コアに直接的に至る第二の磁路、上記第一の磁路および上記第二の磁路に至る共通磁路を有し、
上記ハウジングの上記共通磁路には、上記第一の磁路を通る磁束を調整する磁気絞り部が設けられ、
上記磁気絞り部の磁路断面積は、上記第一の磁路の最小磁路断面積と上記第二の磁路の最小磁路断面積の合計面積よりも小さいことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
上記第二の磁路は、上記コアと上記アマチュアとが接する開弁状態において、磁気飽和となる断面積に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
上記磁気絞り部は、上記コアと上記アマチュアとが接する開弁状態において、磁気飽和となる断面積に設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関等に用いられる電磁式の燃料噴射弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料噴射弁は、カバー、ケーシング、可動子、コアからなる磁気回路を含む構成であった。そして、コイルによって発生した磁束は、ケーシングの内周から非磁性のスリーブを通過して可動子の側面に入り、可動子の端面からエアギャップを通過してコアの端面に入るように構成されていた。
この構成において、可動子とコアは非磁性スリーブ内に配置され、可動子への電磁吸引力を発生させる構造となっていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８２５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の燃料噴射弁では、図８に示すように、可動子１０１（アマチュア）とコア１０２とがエアギャップ１０３を介して対向配置されている。そして、エアギャップ１０３を通る磁路１０３ａには磁束が生じ、この磁束のテンション方向に電磁吸引力が発生する。しかし、製品間において、可動子１０１及びコア１０２の形状バラツキや、可動子１０１とコア１０２との配置に依存する切離面の傾き角バラツキがあった。そして、これらのバラツキにより、エアギャップ１０３の磁気抵抗が変化し、エアギャップ１０３を通る磁路１０３ａに発生する磁束に変化が生じていた。【０００５】
また、従来の燃料噴射弁では、非磁性材よりなるスリーブ１０４が、エアギャップ１０３の外周側に配置されるとともに、ケーシング１０５（ハウジング）に内接するように配置されていた。そのため、エアギャップ１０３の外周側には、磁気通路となる磁性体が配置されていない構造となっていた。
このため、エアギャップ１０３を迂回し、可動子１０１の側面からコア１０２の側面に至る、洩れ磁路１０４ａに洩れ磁束が発生していた。
そして、この洩れ磁路１０４ａに生じる洩れ磁束は、可動子１０１の外周面から斜め方向に延びる成分を有するため、電磁吸引力に影響を与えていた。【０００６】
このような従来構造の燃料噴射弁は、可動子１０１とコア１０２のそれぞれの形状のバラツキ、両者間の傾き角のバラツキに依存して、エアギャップにおける磁気抵抗が変化するものであった。そのため、磁路１０３ａ及び洩れ磁路１０４ａを通る磁束にもバラツキが発生し、製品間における電磁吸引力バラツキが大きくなるという問題があった。【０００７】
ここで、バッテリ電圧を供給されてコイルに電流を供給する燃料噴射弁は、内燃機関の低温始動時のバッテリ電圧が低い状態でも開弁動作を保証する必要がある。
従来の一般的な燃料噴射弁では、内燃機関の動作初期の低温時において、例えばコイル抵抗が１２Ω、バッテリ電圧が６Ｖの場合には、０．５Ａ程度の小電流が通電された状態となる。そして、動作初期においては、可動子１０１と一体化されたニードルは閉弁状態であり、可動子１０１とコア１０２との間のエアギャップ１０３が大きくなっているため、比較的小さな電磁吸引力が発生する状態となっていた。
一方、内燃機関の定常状態では、発電機から約１２Ｖの電圧が供給されるため、約１Ａの大電流が通電された状態となる。そして、ニードルが開弁状態であり、エアギャップ１０３が小さくなっているため、比較的大きな電磁力吸引力が発生する状態となっていた。【０００８】
低温時の動作保証のため、電磁吸引力を確保しようとして可動子１０１の対向面積を大きくすると、定常状態での電磁吸引力が過剰となってしまい、開弁から閉弁に移行する際の応答遅れを生じ、微小噴射量の精度が低下するという問題があった。【０００９】
このように、製品間における燃料噴射弁の電磁吸引力のバラツキが大きい場合、燃料の噴射量が変化し、内燃機関における空燃比の精度が低下するという問題があった。また、閉弁時の応答遅れが大きいと、製品間における微小噴射量のバラツキが大きくなり、内燃機関における軽負荷時の空燃比の精度が低下するという問題があった。【００１０】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、燃料噴射弁の電磁吸引力のバラツキを抑制することにより、噴射量の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係わる燃料噴射弁は、磁気式の燃料噴射弁の弁体と一体に設けられ、電磁吸引力によってコアと接離するアマチュア、上記コアおよび上記アマチュアの外周側に設けられた磁性材よりなるホルダを備え、上記ホルダから上記コアに至る電磁通路は、上記ホルダから上記アマチュアを経由して上記コアに至る第一の磁路、上記ホルダから上記コアに直接的に至る第二の磁路、上記第一の磁路および上記第二の磁路に至る共通磁路を有し、上記ホルダの上記共通磁路には、上記第一の磁路を通る磁束を調整する磁気絞り部が設けられ、上記磁気絞り部の磁路断面積は、上記第一の磁路の最小磁路断面積と上記第二の磁路の最小磁路断面積の合計面積よりも小さいことを特徴とするものである。【００１２】
また、この発明に係わる燃料噴射弁は、磁気式の燃料噴射弁の弁体と一体に設けられ、電磁吸引力によってコアと接離するアマチュア、上記コアおよび上記アマチュアの外周側に設けられた磁性材よりなるホルダ、上記ホルダの外周側に設けられたハウジングを備え、上記ハウジングから上記ホルダを介し上記コアに至る電磁通路は、上記ホルダから上記アマチュアを経由して上記コアに至る第一の磁路、上記ホルダから上記コアに直接的に至る第二の磁路、上記第一の磁路および上記第二の磁路に至る共通磁路を有し、上記ハウジングの上記共通磁路には、上記第一の磁路を通る磁束を調整する磁気絞り部が設けられ、上記磁気絞り部の磁路断面積は、上記第一の磁路の最小磁路断面積と上記第二の磁路の最小磁路断面積の合計面積よりも小さいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の燃料噴射弁によれば、コアとアマチュアの外周側に、磁気回路構成部となる磁性材よりなるホルダを配置している。さらに、ホルダまたはハウジングの、第一の磁路および第二の磁路に至る共通磁路に、磁気絞り部を形成している。そして、この磁気絞り部の断面積を管理し、第一の磁路を通る磁束を調整することにより、製品間における電磁吸引力のバラツキを抑制することを可能としている。
この発明の上記以外の目的、特徴、観点および効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る燃料噴射弁の側断面図である。
【図２】実施の形態１の燃料噴射弁の、開弁時における磁気回路構成部の要部断面図であり、図２（ａ）は磁路を、図２（ｂ）は磁路要部における磁路断面積を示す図である。
【図３】実施の形態１の説明に必要な図であり、図３（ａ）は比較例となる燃料噴射弁の磁気回路を、図３（ｂ）は実施の形態１の燃料噴射弁の磁気回路を示す回路図である。
【図４】実施の形態１の燃料噴射弁の、磁束の起磁力依存性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る燃料噴射弁の側断面図である。
【図６】実施の形態２の燃料噴射弁の磁気回路構成部の要部断面図であり、図６（ａ）は開弁時の状態を、図６（ｂ）は閉弁時の状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る燃料噴射弁の側断面図である。
【図８】従来の燃料噴射弁の磁気回路構成部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１の燃料噴射弁１００の構成について、図１から図４を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１の燃料噴射弁１００の全体構造を示す側断面図である。図１に示すように、燃料噴射弁１００の外形は樹脂モールド部１によって形成され、燃料の経路は、紙面上から下の方向に形成されている。燃料噴射弁１００の下方部となる噴射口近傍には、円錐形状のシート面２ａを有するバルブシート２が配置されている。そして、シート面２ａからの弁体３の離脱状態により、燃料の噴射量が制御される。
【００１６】
弁体３は、ニードル４を介して、電磁制御により可動するアマチュア５（可動子）に固定されている。アマチュア５には、燃料経路上流側にアマチュア端面５ａが形成されている。アマチュア５よりも燃料経路上流側には、燃料流路（パイプ）の基部となるコア６が配置されている。このコア６の下流側端面には、アマチュア端面５ａと対向するコア端面６ａが形成されている。
【００１７】
アマチュア５とコア６との接離面間の間隙はエアギャップとなる。そして、アマチュア５とコア６との接離面の外周側には、磁性材よりなるホルダ７が配置されている。このホルダ７は、磁気回路の構成部品となっている。そして、ホルダ７内にコア６が圧入され、両者は接合されている。
このホルダ７の内部の燃料経路下流側にはバルブシート２が保持されている。
【００１８】
さらに、ホルダ７の外周側に、磁気回路の構成部品となるハウジング８が配置されている。このハウジング８とコア６との間にはコイル９が配置され、ハウジング８とコア６とは、カバー１０を介して接合されている。
また、コア６の内径にはロッド１１が固定され、ロッド１１とニードル４との間には、ニードル４に軸方向荷重を作用させるスプリング１２が配置されている。
【００１９】
そして、この燃料噴射弁１００は、ラバーリング１３を介して上流側の燃料パイプと燃料シール状態で接続される。燃料は、コア６の燃料供給端に配置されたフィルタ１４を通って燃料噴射弁１００の内部に供給される。供給された燃料は各パーツの燃料流路を通って弁体３とシート面２ａとの接触部に至り、開弁状態になるとオリフィスプレート１５のオリフィス１５ａを通って噴射される。
【００２０】
次に、燃料噴射弁１００の動作初期の開弁動作について説明する。
燃料噴射弁１００は、２本のターミナル１６（図１には１本のターミナルのみ記載。）間の電圧がオンになると、ターミナル１６に接続されたコイル９に電流が流れる。そして、通電により発生した磁界により、主に、コア６、カバー１０、ハウジング８、ホルダ７、アマチュア５、コア６の磁性材からなる磁気回路に磁束が還流する。
【００２１】
アマチュア５とコア６の間には、これらアマチュア端面５ａとコア端面６ａに対し、ほぼ垂直となる方向に磁束が通る。そして、磁束の方向に沿ったテンションが作用し、可動パーツであるアマチュア５に、コア６への電磁吸引力が発生する。この電磁吸引力がスプリング１２の荷重を上回ると、ニードル４が変位を始める。ニードル４の変位は、アマチュア端面５ａが、コア端面６ａに接触した位置で完了し、開弁状態となり、弁体３とシート面２ａとの間に約４０から６０μｍの隙間が形成される。燃料は、この隙間を通り、オリフィス１５ａから外部に噴射される。
【００２２】
次に、燃料噴射弁１００の閉弁動作について説明する。
２本のターミナル１６間の電圧がオフになると、コイル９の電流が遮断される。電流が遮断されると磁束の減少とともにアマチュア５に作用する電磁吸引力も減少し、所定の時間が経過して電磁吸引力がスプリング１２の荷重を下回るとニードル４が変位を始める。電圧オフ後の時間に対するニードル４の変位プロフィールは、変位のない所定の時間が経過した後に、放物線状に変位して、弁体３がシート面２ａに接触すると変位は完了する。変位の完了に伴い燃料噴射は終了する。
【００２３】
次に、図２に、開弁時の磁気回路構成部の要部断面図を示し、磁路とその断面積について説明する。図２（ａ）は、燃料噴射弁１００における、アマチュア端面５ａとコア端面６ａとの間のエアギャップ付近の磁束の流れ（電磁通路）を示し、図２（ｂ）は、磁気回路の主要な各部の磁路断面積を示している。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、ハウジング８内の磁束はコア６に至るが、その電磁通路は、ハウジング８とホルダ７の圧入部（接合部）からホルダ７の軸方向を通り、アマチュア５の下端に至る共通磁路Ｃ、共通磁路Ｃから分岐し、アマチュア５を介してコア６に至る磁路Ａ（第一の磁路に相当する。）と、ホルダ７から直接的にコア６に至る磁路Ｂ（第二の磁路に相当する。）よりなる。図２（ａ）には、磁路Ａを短破線で、磁路Ｂを長破線で、共通磁路Ｃを白抜き線で示している。
【００２５】
図２（ｂ）は、図２（ａ）からアマチュア５、コア６、ホルダ７を抜き書きした断面図である。この図２（ｂ）において、ホルダ７の磁路断面積が異なる複数の構成部が形成されており、これらの構成部は、流路下流側から上流側に、第一の円筒部７ａ、第二の円筒部７ｂ、第三の円筒部７ｃ、第四の円筒部７ｄの順に配置形成されている。
【００２６】
ホルダ７の第一の円筒部７ａは、ハウジング８に圧入される肉厚の部分であり、共通磁路Ｃとなる部分である。
続いて、軸方向に沿って形成される第二の円筒部７ｂは、第一の円筒部７ａからホルダ７とアマチュア５との接合下端に至る共通磁路Ｃとなる部分である。この第二の円筒部７ｂは、本願発明の特徴となる磁気絞り部に相当している。この磁気絞り部となる第二の円筒部７ｂの断面積は、この燃料噴射弁１００の磁気回路中で最小となるように形成される。つまり、第二の円筒部７ｂの断面積は、磁気絞り部の磁路断面積Ｓ２に相当している。
【００２７】
そして、この第二の円筒部７ｂは、例えば、ホルダ７を切削加工することによって形成することができ、任意の寸法精度を達成することで、磁気絞り部の磁束調整の精度を確保することが可能となる。
【００２８】
続いて、第三の円筒部７ｃは、アマチュア５とコア６と接離面間の間隙部となるエアギャップの外周側に形成され、磁路Ｂとなる部分である。この第三の円筒部７ｃの断面積は、ホルダ７内において最小であり、磁路Ｂ内で最小となる磁路断面積ＳＢに相当している。
続いて、第四の円筒部７ｄは、コア６に圧入される部分である。
【００２９】
ここで、アマチュア５とコア６との接合面の磁路断面積はＳＡとして表される。そして、本発明の燃料噴射弁１００の磁気回路は、ＳＡ+ＳＢ＝Ｓ１、Ｓ１>Ｓ２を満たす寸法に形成されている。
【００３０】
次に、各磁路を通過する磁束について説明する。
図２（ａ）に示すように、共通磁路Ｃにおいて、ホルダ７の外周はハウジング８の内周に圧入され接触しているので、ハウジング８から第一の円筒部７ａには、ほぼ磁気ロスなく磁束が貫通する。
そして、第一の円筒部７ａを通過する磁束が、第二の円筒部７ｂの磁路断面積に応じた値以上である場合に、第二の円筒部７ｂの磁気絞り部が磁気飽和し、第二の円筒部７ｂを軸方向上側に通過する磁束は、所定値となるように調整（制限）される。
【００３１】
ホルダ７の磁気絞り部において調整された磁束は、磁路Ａと磁路Ｂに分岐して軸方向上側に進む。このとき、磁路Ｂを構成する第三の円筒部７ｃが磁気回路中最小断面積に形成されているため、飽和状態となり、磁路Ｂに流れなかった残りの磁束が磁路Ａに進む。磁路Ａと磁路Ｂは、コア６に至り合流する。
【００３２】
さらに、燃料噴射弁１００の磁気回路について詳細に説明する。
内燃機関の定常運転状態において、巻き数３４０ターンのコイルに１Ａの電流が通電されると、磁気回路には、比較的大きな３４０Ａの起磁力が発生し、磁気絞り部に相当するホルダ７の第二の円筒部７ｂで磁気飽和状態となる。
磁気回路中を還流する磁束数は、共通磁路Ｃの最小磁路断面積部となるホルダ７の磁気絞り部（第二の円筒部７ｂ）の飽和磁束数に制限される。
【００３３】
共通磁路Ｃの磁束は、一部が分岐して磁路Ｂを通りコア６に至る。つまり、ホルダ７の第二の円筒部７ｂを通過した磁束の一部は、第三の円筒部７ｃと第四の円筒部７ｄを通ってコア６に入る。
そして、共通磁路Ｃから分岐した残りの磁束は、磁路Ａを通りコア６に至る。つまり、ホルダ７の第二の円筒部７ｂを通過し、磁路Ｂに進まなかった残りの磁束は、第二の円筒部７ｂの内周面からアマチュア５の外周面に入り、アマチュア５内部を軸方向に沿って通過し、アマチュア端面５ａから、エアギャップを介して、コア端面６ａからコア６に入る。
【００３４】
ここで、例えば、磁路Ｂの最小となる磁路断面積ＳＢは、ホルダ７の第三の円筒部７ｃの肉厚を約０．２ｍｍとした部分である。その磁路断面積ＳＢは、第二の円筒部７ｂの磁気絞り部の磁路断面積Ｓ２の１/３以下に形成されている。このホルダ７の第三の円筒部７ｃは、磁気絞り部と同様に磁気飽和している。よって、磁気絞り部により、磁路Ａを通る磁束を調整することが可能となっている。
【００３５】
一方、磁路Ａの最小の磁路断面積ＳＡはエアギャップ部における、アマチュア５およびコア６の端面の面積に相当している。磁路Ａと磁路Ｂのエアギャップ部における合計の磁路断面積Ｓ１は、Ｓ２が磁気回路中の最小断面積であるため、Ｓ１＝ＳＡ＋ＳＢ＞Ｓ２の関係となっている。
【００３６】
ここで、例えば、Ｓ１：Ｓ２≒１０：９となるように寸法を制御することで、電磁吸引力のバラツキ抑制の効果が顕著となる。上記の関係に比して、Ｓ２がより小さくなる場合、電磁吸引力が不足し、Ｓ２がより大きく、Ｓ1の値に近づき過ぎた場合、寸法公差により逆転し、電磁吸引力のバラツキ抑制効果が低減する場合がある。
【００３７】
次に、図３を用いて、比較例となる従来構造の燃料噴射弁と本願発明の燃料噴射弁１００と磁気回路を比較する。図３において、図３（ａ）は比較例となる従来の燃料噴射弁の磁気回路、図３（ｂ）は実施の形態１の燃料噴射弁１００の磁気回路を示す回路図である。なお、図３（ａ）の回路図は、図８に示した従来の燃料噴射弁の構造を反映しており、図８における可動子１０１（アマチュア）からコア１０２に至る磁路１０３ａは、図２（ａ）の磁路Ａに相当し、スリーブ１０４に生じる洩れ磁路１０４ａは、図２（ｂ）の磁路Ｂに相当するものと考える。洩れ磁路１０４ａは、図３（ａ）においては記号Ｂ０で示す。
【００３８】
図３の回路図において、コイルの起磁力はＥ、磁路Ａの磁気抵抗はＲＡ、洩れ磁路Ｂ０の磁気抵抗はＲＢ０で表される。磁気回路の起電力Ｅは、電気回路の直流電圧に相当し、磁気抵抗ＲＡ、ＲＢ０は電気抵抗に相当する。また、磁気回路中を流れる磁束が電流に相当する。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、従来の磁気回路は、磁路Ａと並列に洩れ磁路Ｂ０が生じ、磁路Ａを通る磁束φＡ及び洩れ磁路Ｂ０を通る磁束φＢ０は、コイルの起磁力Ｅと磁気抵抗ＲＡ、ＲＢ０によって変化し、φＡもφＢ０も電磁吸引力に影響を与えている。なお、共通磁路Ｃを通る磁束φ０は、磁束制限されないφ０totalとなる。
【００４０】
また、図３（ｂ）に示すように、本発明の磁気回路は、共通磁路Ｃから分岐して磁路Ａと磁路Ｂが並列となるように形成され、共通磁路Ｃには磁路Ａおよび磁路Ｂに直列配置となるように磁気絞り部に相当する磁束制限器７０ｂが接続されている。また、磁路Ｂのエアギャップ部に位置する部分には磁束制限器７０ｃが接続されている。
【００４１】
つまり、本発明の磁気回路では、定常運転状態の開弁時の起磁力Ｅが比較的大きくなる場合には、磁路Ｂは磁束が飽和するため磁束制限器７０ｃ（電気回路の電流制限器)となり、共通磁路Ｃの磁気絞り部（磁束制限器７０ｂ）も磁束が飽和するため磁束制限器となる。磁路Ａのエアギャップを通る磁束φＡは、φtotal−φＢから決まる。この時、φＢ及びφtotalの飽和磁束数は、ホルダ７の材質と断面積によって決まり、起磁力Ｅの変化による影響を受けないため、φＡも安定して決まる。
これにより、製品間における電磁吸引力のバラツキを抑制することができる。よって、本発明の燃料噴射弁１００においては、電磁吸引力のバラツキ改善により噴射量精度の向上が可能となっている。
【００４２】
次に、図４を用いて本発明の燃料噴射弁１００の、磁束φの起磁力Ｅ依存性について説明する。図４に例示するように、従来構造の磁束φ０Ａの単調増加プロフィールに対して、本発明の燃料噴射弁１００では、磁気絞り部となるホルダ７の第二の円筒部７ｂ（磁束制限器７０ｂ）が飽和するために、所定値以上の起磁力Ｅmax（図４中の記号Ｅmaxで示す範囲）では、磁束φＡは一定値φmaxとなり、そのφmaxは、従来の値φ０maxよりも低減される。
一方、磁束φ０ＡとφＡは、ホルダ７の磁気絞り部が飽和しない起磁力Ｅminでは、磁束φminが従来と同等の値となる。
【００４３】
また、図４に示すように、ホルダ７の第三の円筒部７ｃが構成する磁束制限器７０ｃは、起磁力Ｅが０から飽和状態に至るＥ１の範囲では飽和せず、起磁力ＥがＥ１に達すると飽和し、起磁力がＥ１以上となるＥ２の範囲で一定値φＢとなる。
【００４４】
よって、例えば低温始動時の閉弁状態における電磁吸引力をほぼ維持しつつ、定常運転時の開弁状態における電磁力を低減することができ、開弁から閉弁に移行する際の応答遅れを改善することができる。そのため、本願の燃料噴射弁１００では、微小噴射量の精度を向上させることが可能となっている。
【００４５】
図８に示す従来の燃料噴射弁では、既に説明したように、開放された可動子１０１（アマチュア）の外周面からコア１０２の外周面へ至る洩れ磁路１０４ａにおいて、可動子１０１の外周面から斜め方向の漏れ磁束が発生し、可動子１０１を可動させる電磁吸引力に影響を及ぼしていた。
【００４６】
しかし、本発明の燃料噴射弁１００においては、アマチュア５の外周面には全長にわたって、微小隙間を隔ててホルダ７内周面が対面した構造となっている。そして、ホルダ７は磁性体であるためアマチュア５の外周面に垂直となる方向、すなわち半径方向に磁束が出入りするようになる。
そのため、本発明の燃料噴射弁１００では、従来のような、軸に対して斜め方向に進む洩れ磁束の発生を抑制でき、アマチュア５を可動させる電磁吸引力に影響を及ぼすことを防止した構造となっている。このような電磁吸引力のバラツキ改善により、燃料噴射精度を向上させることが可能となっている。
【００４７】
以上のように、本発明の実施の形態１の燃料噴射弁１００は、電磁力のバラツキの抑制、開弁状態の電磁吸引力の低減が可能であり、ひいては内燃機関の空燃比精度の向上に寄与することが可能となっている。
【００４８】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について、図５および図６を用いて説明する。図５は、実施の形態２の燃料噴射弁１００の側断面図であり、図６は、磁気回路構成部の要部断面図であり、図６（ａ）は開弁時のアマチュア５がコア６に接している状態を、図６（ｂ）は、閉弁時のアマチュア５とコア６の間にエアギャップ５０が形成されている状態を示している。
【００４９】
上述の実施の形態１では、ホルダ７の磁気絞り部となる第二の円筒部７ｂが、軸方向に沿って同寸となるように形成され、第二の円筒部７ｂにおいて磁路断面積Ｓ２は同じ値であった。しかし、この実施の形態２では、ホルダ７１の磁気絞り部に相当する、ホルダ７１とのアマチュア５とが対向する部分は、外側面部がテーパー形状となるように形成されており、アマチュア５の軸方向への移動により、磁路断面積Ｓ２が変化するものを示している。
【００５０】
図５に示すように、ホルダ７１は、アマチュア５との対向面部であり共通磁路Ｃを構成する磁気絞り部の形状に特徴を持っており、この磁気絞り部の外側面は傾斜しており、磁気経路下流側に向かうほど磁路断面積が大きくなるテーパー形状を形成している。この磁気絞り部は、共通磁路Ｃから磁路Ａおよび磁路Ｂに分岐する分岐点に位置している。そして、コア６とアマチュア５とが接する開弁状態における磁路断面積Ｓ２（open）が、コア６とアマチュア５とが離間する閉弁状態における磁路断面積Ｓ２（close）より小さくなるように形成されている。つまり、磁気絞り部は、図６（ａ）、図６（ｂ）のＳ２（open）、Ｓ２（close）で指し示す線の位置に形成され、アマチュア５のホルダ７１と対向する下流側端面付近を起点とし、テーパー面に対して垂直な、中空の円錐形状となる。
【００５１】
燃料噴射弁１００の開弁状態においては、アマチュア５はコア６と接触する位置まで上流側に引き上げられているため、磁気絞り部は、図６（ａ）のホルダ７１の記号Ｓ２（open）で表される部分に相当している。そして、閉弁状態においては、弁体３がシート面２ａと接触する位置までニードル４が下流側にスプリング１２により押されているため、磁気絞り部は、６（ｂ）のホルダ７１の記号Ｓ２（close）で表される部分に相当する。ホルダ７１の外周面は燃料経路上流側に向かって径が縮小するテーパー形状であることから、Ｓ２（open）<Ｓ２（close）の関係となる。
【００５２】
実施の形態１において示した燃料噴射弁１００では、アマチュア５の位置に依存して磁気絞り部により制限される磁束数に変化は無かったが、この実施の形態２の燃料噴射弁１００では、磁気絞り部の定常運転時の開弁状態における磁束数は、動作初期時の閉弁状態における磁束数よりも少なくなるように規制される。つまり、起磁力Ｅmaxとなる場合の磁束数φtotalが、起磁力Ｅminとなる場合のφtotalに対して比較的小さく抑えられる。これにより燃料噴射弁１００の定常運転時の開弁状態の電磁吸引力が低減される。
【００５３】
以上のように、本発明の実施の形態２の燃料噴射弁１００は、実施の形態１の燃料噴射弁１００と比較して開弁状態における電磁吸引力をより低減することが可能であるため、微小噴射量の精度を向上させることができ、内燃機関の空燃比精度をより向上させることが可能となる。
なお、ホルダ７１の磁気絞り部のテーパー面を、切削加工によって形成することで、寸法精度を許容範囲内となるように調整できることは言うまでもない。
【００５４】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について、図７を用いて説明する。図７は、実施の形態３の燃料噴射弁１００の側断面図である。上述の実施の形態１または実施の形態２では、磁気回路を構成するホルダ７または７１に磁気絞り部を形成していたが、この実施の形態３では、ハウジング８に磁気絞り部８ａを形成している。ハウジング８は、ホルダ７とともに共通磁路Ｃを構成している。
【００５５】
ここで、磁気絞り部８ａでは、磁気回路を還流する磁束数が規制される。しかし、この磁気絞り部８ａに、他の磁性体が接近していると磁気リークによる磁束のパスが発生する場合がある。そして、他の磁性体と磁気絞り部８ａとの距離のバラツキにより、磁気絞り部８ａを貫通する磁束数が変化するという懸念があった。
【００５６】
そこで、この実施の形態３では、磁気絞り部８ａを、他の磁性体からの空間距離が大きくなる、ハウジング８の大径部の軸方向中央部に形成している。磁気絞り部８ａを、このような配置としたことにより、上記のような磁気リークを極力低減することができ、磁気絞り部８ａを通る磁束数の変化を抑制し、電磁吸引力のバラツキを抑制することが可能となる。
ここで、ハウジング８の磁気絞り部８ａは、例えば、切削加工によって形成することが可能であることは言うまでもない。
【００５７】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【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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【国際調査報告】
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