(57)【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）を有するハウジング（２０）と、
固定コア（６０）と、
前記固定コアの前記弁座側において前記ハウジング内を往復移動可能に設けられ、棒状の本体（４１）、前記本体の前記弁座側の端部に設けられるシール部（４２）、および、磁性材料から形成され前記本体の前記シール部とは反対側に設けられ前記本体より外径が大きいニードル大径部（４４）を有し、前記シール部が前記弁座から離間または前記シール部が前記弁座に当接することで前記噴孔を開閉するニードル（４０）と、
前記ニードルを閉弁方向に付勢する第１付勢部材（８１）と、
前記ニードル大径部の外径より内径が大きい大径内壁面（５１）、および、前記大径内壁面より前記弁座側に形成され当該大径内壁面より内径が小さく前記本体の外径より内径が大きい小径内壁面（５２）を有し、前記大径内壁面の内側に前記ニードル大径部が位置し前記小径内壁面の内側に前記本体が位置する状態で前記ニードルとともに前記ハウジング内を往復移動可能に前記固定コアの前記弁座側に設けられ、前記シール部と前記弁座とが当接しているとき前記ニードル大径部の前記弁座側とは反対側のニードル大径部端面（４９）と前記固定コアの前記弁座側の固定コア端面（６１）との距離（ｄ１）が前記弁座側とは反対側の可動コア反弁座側端面（５７）と前記固定コア端面との距離（ｄ２）より長くなるよう形成されている可動コア（５０）と、
通電により前記可動コアと前記固定コア、および、前記ニードルと前記固定コアとの間に電磁吸引力を発生させるコイル（７０）と、
を備える燃料噴射弁。
【請求項２】
前記ニードル大径部端面と前記固定コア端面とは、当接可能である請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
磁性材料から形成され、前記シール部が前記弁座に当接しているとき、前記可動コアの前記弁座側の可動コア弁座側端面（５８）に当接するように前記ハウジングに固定される筒状のニードルガイド（８３）をさらに備え、
前記ニードルガイドの前記弁座側とは反対側のガイド端面（８４１）と前記可動コア弁座側端面とが当接する面積（Ｓ１）は、前記固定コア端面と前記可動コア反弁座側端面および前記ニードル大径部端面とが当接する面積（Ｓ２＋Ｓ３）より小さい請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記可動コアの前記弁座側の可動コア弁座側端面（５８）に当接するコア小径部（９１）、および、前記コア小径部の前記弁座側に設けられ前記コア小径部より外径が大きいコア大径部（９２）を有し、前記ハウジングの軸方向に往復移動可能に前記可動コアの前記弁座側に設けられる第２可動コア（９０）と、
前記コア大径部の前記弁座側とは反対側のコア大径部端面（９２２）および前記コア大径部端面に対向するハウジング第１内壁（２１５）から形成され、前記第２可動コアの往復移動により前記ハウジングの軸方向の長さが変化することで燃料が流入または流出する第１ダンパ室（９５）と、
を備え、
前記コア小径部の前記弁座側とは反対側のコア小径部端面（９１１）と前記可動コア弁座側端面とが当接する面積（Ｓ４）は、前記固定コア端面と前記可動コア反弁座側端面とが当接する面積（Ｓ５）より小さい請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記可動コア弁座側端面および前記可動コア弁座側端面に対向するハウジング第２内壁（２１６）から形成され、前記可動コアの往復移動により前記ハウジングの軸方向の長さが変化することで燃料が流入または流出する第２ダンパ室（９６）をさらに備える請求項４に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記第１ダンパ室と前記第２ダンパ室とを連通する第１連通路（９７）を形成する請求項５に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記可動コアは、前記第２ダンパ室と前記燃料通路とを連通する第２連通路（９８）を形成する請求項５または６に記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記固定コアは、筒状の第１固定コア（６５）、および、前記第１固定コアの径方向内側に設けられる筒状の第２固定コア（６７）から構成され、前記第１固定コアを形成する材料と前記第２固定コアを形成する材料とは磁気特性が異なる請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
前記第２固定コアを形成する材料は、前記第１固定コアを形成する材料に比べて高磁性材料である請求項８に記載の燃料噴射弁。
【請求項１０】
前記第２固定コアの外径は、前記ニードル大径部の外径と同じである請求項８または９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供給する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料タンクから高圧ポンプによって加圧圧送され、デリバリパイプに蓄圧された燃料を内燃機関に噴射する電磁式の燃料噴射弁が知られている。燃料噴射弁は、開弁動作時、コイルに通電することにより可動コアを固定コア側に吸引し、可動コアとともに移動するニードルが弁座から離間することで燃料を噴射する。また、閉弁動作時、コイルへの通電を停止することにより可動コアが固定コアから離れ、ニードルが弁座に当接することで燃料の噴射を停止する。
【０００３】
燃料噴射弁が１回の開弁によって内燃機関に噴射する燃料の量（以下、「燃料噴射量」という）は、単位時間あたりの燃料噴射量（以下、「燃料噴射率」という）と、ニードルが弁座より離間（以下、「リフト」という）している時間との積に依存する。また、燃料噴射率は、リフトしているときのニードルと弁座との距離（以下、「リフト量」という）に依存する。特許文献１には、２個のコイルを使い分けることによりニードルのリフト量を変更し、燃料噴射率を変更する燃料噴射装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０９７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の燃料噴射装置では、２個のコイルをそれぞれ駆動する駆動回路を備えるため、構造が複雑になるだけでなく、製造コストが高くなる。
【０００６】
本発明の目的は、簡素な構造で燃料噴射率を変更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】
【０００７】
本発明は、燃料噴射弁であって、ハウジング、固定コア、ニードル、第１付勢部材、可動コア、および、コイルを備える。
ニードルは、固定コアの弁座側においてハウジング内を往復移動可能に設けられている。ニードルは、棒状の本体、本体の弁座側の端部に設けられるシール部、および、磁性材料から形成され本体のシール部とは反対側に設けられ本体より外径が大きいニードル大径部を有する。ニードルは、シール部が弁座から離間またはシール部が弁座に当接することで噴孔を開閉する。
可動コアは、ニードル大径部の外径より内径が大きい大径内壁面、および、大径内壁面より弁座側に形成され当該大径内壁面より内径が小さく本体の外径より内径が大きい小径内壁面を有する。可動コアは、大径内壁面の内側にニードル大径部が位置し小径内壁面の内側に本体が位置する状態でニードルとともにハウジング内を往復移動可能に固定コアの弁座側に設けられている。可動コアは、シール部と弁座とが当接しているときニードル大径部の弁座側とは反対側のニードル大径部端面と固定コアの弁座側の固定コア端面との距離が弁座側とは反対側の可動コア反弁座側端面と固定コア端面との距離より長くなるよう形成されている。
コイルは、通電により可動コアと固定コア、および、ニードルと固定コアとの間に電磁吸引力を発生させる。
【０００８】
コイルに通電が開始されると、固定コアと可動コアおよび固定コアとニードルとの間に電磁吸引力が発生する。通電される電流値が大きくなると、最初に可動コアがニードルを支持したまま固定コアに当接する。このときのニードルのリフト量は、ニードルが噴孔を形成する弁座に当接しているときの可動コア反弁座側端面と固定コア端面との距離となる。可動コアが固定コアに当接したままさらに通電される電流値が大きくなると、ニードルと固定コアとの間に発生する電磁吸引力によってニードルが固定コア側に移動し、固定コアに当接する。このときのニードルのリフト量は、ニードルが噴孔を形成する弁座に当接しているときのニードル大径部端面と固定コア端面との距離となる。
このように、本発明の燃料噴射弁では、コイルに流れる電流の電流値の大きさによってニードルのリフト量を容易に変更することが可能なため、簡素な構造で燃料噴射率を変更することが可能である。
【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】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の拡大断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の特性図であって、（ａ）電流値の時間変化を示す特性図、（ｂ）電流値と電磁吸引力との関係を示す特性図、である。
【図４】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁に形成される磁路を表す拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の作動を説明する模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の燃料噴射率の時間変化を示す特性図である。
【図７】本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の拡大断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による燃料噴射弁に形成される磁路を表す拡大断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の特性図であって、（ａ）電流値の時間変化を示す特性図、（ｂ）電流値と電磁吸引力との関係を示す特性図、である。
【図１１】本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の拡大断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の特性の時間変化を示す特性図である。
【図１４】本発明の第３実施形態による燃料噴射弁に形成される磁路を表す拡大断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の作動を説明する模式図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による燃料噴射弁の燃料噴射率の時間変化を示す特性図である。
【図１７】本発明の第４実施形態による燃料噴射弁の断面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態による燃料噴射弁の拡大断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態による燃料噴射弁の特性の時間変化を示す特性図である。
【図２０】本発明の第４実施形態による燃料噴射弁に形成される磁路を表す拡大断面図である。
【図２１】本発明の第４実施形態による燃料噴射弁の作動を説明する模式図である。
【図２２】本発明の第４実施形態による燃料噴射弁の燃料噴射率の時間変化を示す特性図である。
【図２３】本発明の第４実施形態による燃料噴射弁のパルス幅と燃料噴射量との関係を示す特性図である。
【図２４】本発明の第５実施形態による燃料噴射弁の拡大断面図である。
【図２５】本発明の第６実施形態による燃料噴射弁の拡大断面図である。
【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を図面に基づいて説明する。
（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に示す。燃料噴射弁１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。
【００１１】
燃料噴射弁１は、ハウジング２０、ニードル４０、可動コア５０、固定コア６０、コイル７０、スプリング８１、およびスプリング８２などを備える。
【００１２】
ハウジング２０は、図１に示すように、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配置され、互いに接続する。
【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。
【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る。
【００１６】
ニードル４０は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により棒状に形成されている。ニードル４０は、磁気安定化処理が施されている。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の軸方向へ往復移動可能にハウジング２０内に収容されている。ニードル４０は、本体４１、シール部４２、ニードル大径部４４、およびスプリング当接部４８などを有している。本体４１は、略円筒の棒状に形成されている。シール部４２は、本体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。
【００１８】
ニードル大径部４４は、本体４１のシール部４２とは反対側に形成される。板状のニードル大径部４４は、本体４１より外径が大きく形成され、本体４１と一体に形成されている。ニードル大径部４４と本体４１との間には、ニードル大径部４４の軸に対し垂直となるよう円環状の第１段差面４５が形成される。
【００１９】
スプリング当接部４８は、ニードル大径部４４の本体４１とは反対側に形成されている。スプリング当接部４８は、ニードル大径部４４より外径が小さく形成され、ニードル大径部４４と一体に形成される。ニードル大径部４４とスプリング当接部４８との間には、ニードル大径部４４の軸に対し垂直となるよう円環状の第２段差面４９が形成される。第２段差面４９は、特許請求の範囲に記載の「ニードル大径部端面」に相当する。
【００２０】
また、本体４１のシール部４２近傍には、摺接部４６が形成されている。摺接部４６は、略円筒状に形成され、外壁４６１の一部が面取りされている。摺接部４６は、外壁４６１の面取りされていない部分が、噴射ノズル３０の筒部３２の内壁３２１と摺接可能である。これにより、ニードル４０の噴孔３１１側に形成される先端部の往復移動が案内される。
【００２１】
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に当接することで噴孔３１１を開閉する。以下、図１に示すように、ニードル４０が弁座３１２から離間する方向を開弁方向といい、ニードル４０が弁座３１２に当接する方向を閉弁方向という。なお、ニードル４０の本体４１のニードル大径部４４側の端部、およびニードル大径部４４は、中空筒状に形成されている。本体４１のニードル大径部４４側の端部には、内壁と外壁とを接続する孔４１１が形成されている。
【００２２】
可動コア５０は、例えばニードル４０と同じ材料である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。可動コア５０は、磁気安定化処理が施されている。
【００２３】
可動コア５０は、大径内壁面５１、小径内壁面５２、および段差面５３などを有している。固定コア６０側に形成される環状突出部５６の大径内壁面５１の内径は、ニードル４０のニードル大径部４４の外径より大きい。小径内壁面５２は、可動コア５０の内壁のうち大径内壁面５１に対しシール部４２側の内壁に形成される。小径内壁面５２の内径は、大径内壁面５１の内径より小さく、かつ、ニードル４０の本体４１の外径より大きい。小径内壁面５２の軸に対し垂直となるよう小径内壁面５２と大径内壁面５１との間に円環状の段差面５３が形成される。
【００２４】
燃料噴射弁１が閉弁しているとき、ニードル４０の第１段差面４５と可動コア５０の段差面５３とは当接している。このとき、固定コア６０の弁座３１２側の端面６１とニードル４０の第２段差面４９との距離は、図２に示すように距離ｄ１となるように形成されている。また、端面６１と環状突出部５６の固定コア６０側の端面５７との距離は、距離ｄ２となるように形成されている。端面６１は、特許請求の範囲に記載の「固定コア端面」に相当する。端面５７は、特許請求の範囲に記載の「可動コア反弁座側端面」に相当する。
【００２５】
固定コア６０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６０は、磁気安定化処理が施されている。固定コア６０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６０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７０は、略円筒状に形成され、ハウジング２０の第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７０は、電流が流れると磁束を発生する。コイル７０が磁束を生じると、燃料噴射弁１には、図４に示すように２つの磁路が形成される。第１磁路Ｍ１は、固定コア６０、第３筒部材２３、ホルダ１７、第１筒部材２１、可動コア５０を通って再び固定コア６０に戻る磁路である。また、第２磁路Ｍ２は、固定コア６０、第３筒部材２３、ホルダ１７、第１筒部材２１、可動コア５０、ニードル４０のニードル大径部４４を通って再び固定コア６０に戻る磁路である。
【００２７】
スプリング８１は、一端がニードル４０のスプリング当接部４８に当接するように設けられる。「第１付勢部材」としてのスプリング８１の他端は、固定コア６０の内側に圧入固定されたアジャスティングパイプ１１の一端に当接する。スプリング８１は、可動コア５０とともにニードル４０を閉弁方向に付勢する。
【００２８】
スプリング８２は、一端が可動コア５０の段差面５４に当接するように設けられる。スプリング８２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に当接する。スプリング８２は、可動コア５０とともにニードル４０を開弁方向に付勢する。
【００２９】
第１実施形態による燃料噴射弁１では、スプリング８１の弾性による付勢力は、スプリング８２の弾性による付勢力よりも大きく設定されている。したがって、スプリング８１、８２がニードル４０に作用する付勢力は、スプリング８１の弾性による付勢力からスプリング８２の弾性による付勢力を引いた付勢力（以下、「スプリング付勢力」という）となる。コイル７０に電流が流れていない場合、ニードル４０のシール部４２は、スプリング付勢力により弁座３１２に当接した状態、すなわち閉弁状態となる。
【００３０】
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。
【００３１】
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はコネクタ１５が形成されている。コネクタ１５には、コイル７０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７０の径方向外側には、コイル７０を覆うようにして筒状のホルダ１７が設けられている。
【００３２】
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６０、アジャスティングパイプ１１、ニードル４０のスプリング当接部４８、ニードル大径部４４および本体４１の内側、孔４１１、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付近に導かれる。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１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。
【００３３】
次に、燃料噴射弁１の作動について図２〜５に基づいて説明する。図５は、燃料噴射弁１の作動時における固定コア６０、可動コア５０およびニードル４０の位置関係を説明する模式図である。
【００３４】
コイル７０に電流が流れていないとき、コイル７０は磁束を発生しないため、図４に示す第１磁路Ｍ１および第２磁路Ｍ２は形成されない。したがって、固定コア６０と可動コア５０およびニードル４０との間には電磁吸引力は発生しない。このとき、ニードル４０は、図５（ａ）に示すように弁座３１２に当接したままである。
【００３５】
コイル７０に電流が流れると磁束が発生し、コイル７０の周辺に第１磁路Ｍ１および第２磁路Ｍ２が形成される。これら磁路が形成されると、可動コア５０およびニードル４０はそれぞれ固定コア６０に吸引される。固定コア６０と可動コア５０およびニードル４０との間に発生する電磁吸引力は、主にコイル７０を流れる電流の電流値の大きさによって変化する。
【００３６】
ここで、コイル７０に流れる電流の電流値の時間変化および大きさについて図３に基づいて説明する。コイル７０に流れる電流の電流値は、通電の初期段階、例えば図３中の時刻ｔ０に最大となったのち、ある程度減少して一定の値となる。燃料噴射弁１が所定の燃料量を噴射した後、通電が終了する。
固定コア６０と可動コア５０およびニードル４０との電磁吸引力が最大となるのは、コイル７０が発生する磁束密度が最大となるとき、すなわちコイル７０を流れる電流の電流値が最大となるときである。そこで、以下の燃料噴射弁１の作動の説明において、図３（ａ）に示す時刻ｔ０における電流値に基づいて説明する。
【００３７】
コイル７０に流れる電流の電流値の時間変化が図３（ａ）に示す電流波形線Ｌ０の場合、時刻ｔ０における電流値は電流値Ａ１より小さい電流値Ａ１０である。この場合、固定コア６０と可動コア５０およびニードル４０との間に発生する電磁吸引力は、図３（ｂ）の曲線Ｃ１から電磁吸引力Ｆ１０となり、電磁吸引力Ｆ１０は図３（ｂ）に示す抗力Ｆ１より小さい。
【００３８】
ここで、図３（ｂ）の曲線Ｃ１は、噴孔３１１が開放される前および噴孔３１１が開放された直後の燃料噴射弁１において適用される電流と電磁吸引力との関係を示す曲線である。また、抗力Ｆ１は、燃料通路１８内の燃料の圧力がニードル４０に作用する作用力とスプリング付勢力との合力と同じ大きさの力である。コイル７０に電流値Ａ１の電流が流れると、図３（ｂ）に示すように抗力Ｆ１と同じ大きさの電磁吸引力が発生する。したがって、電流値Ａ１０の電流が流れるとき発生する電磁吸引力Ｆ１０では、可動コア５０およびニードル４０は固定コア６０側に移動しないため、固定コア６０と可動コア５０およびニードル４０との位置関係は図５（ａ）に示すようにニードル４０は弁座３１２に当接したままであり、噴孔３１１は開放されない。
【００３９】
次に、コイル７０に流れる電流の時間変化が図３（ａ）に示す電流波形線Ｌ１の場合、時刻ｔ０における電流値は電流値Ａ１より大きい「第１の電流値」としての電流値Ａ１１である。コイル７０に電流値Ａ１１の電流が流れる場合、固定コア６０と可動コア５０およびニードル４０との間に発生する電磁吸引力は、図３（ｂ）の曲線Ｃ１から電磁吸引力Ｆ１１となり、図３（ｂ）に示す抗力Ｆ１より大きい値となる。
【００４０】
コイル７０に電流値Ａ１１の電流が流れると、発生する電磁吸引力により可動コア５０の端面５７が固定コア６０の端面６１に当接する。一方、ニードル４０は、固定コア６０に当接する可動コア５０によって開弁方向に移動するが、ニードル４０の第２段差面４９と固定コア６０の端面６１との間の距離ｄ１は、可動コア５０の端面５７と固定コア６０の端面６１との間の距離ｄ２より長いため、ニードル４０の第２段差面４９は端面５７に当接しない。また、コイル７０に電流値Ａ１１の電流が流れることにより発生する電磁吸引力Ｆ１１は、固定コア６０とニードル４０とを当接するだけの大きさがないため、ニードル４０の第２段差面４９と端面５７とは当接しない。これにより、電流波形線Ｌ１の場合、ニードル４０は、図５（ｂ）に示すように図５（ａ）の状態から距離ｄ２だけリフトするため、ニードル４０は弁座３１２から離間し、噴孔３１１は開放される。これにより、燃料通路１８内の燃料は、噴孔３１１より噴射される。
【００４１】
次に、コイル７０に流れる電流の時間変化が図３（ａ）に示す電流波形線Ｌ２の場合、時刻ｔ０における電流値は電流値Ａ２より大きい「第２の電流値」としての電流値Ａ１２である。コイル７０に電流値Ａ１２の電流が流れるとき、固定コア６０と可動コア５０およびニードル４０との間に発生する電磁吸引力は、図３（ｂ）の曲線Ｃ２から電磁吸引力Ｆ１２となり、電磁吸引力Ｆ１２は図３（ｂ）に示す抗力Ｆ２より大きい。
【００４２】
ここで、図３（ｂ）の曲線Ｃ２は、噴孔３１１が開放された後燃料通路１８内の燃料がある程度噴射された後の燃料噴射弁１において適用される電流と電磁吸引力との関係を示す曲線である。また、抗力Ｆ２は、スプリング付勢力と同じ大きさの力である。コイル７０に電流値Ａ２の電流が流れると、図３（ｂ）に示すように抗力Ｆ２と同じ大きさの電磁吸引力が発生する。
【００４３】
コイル７０に電流値Ａ１２の電流が流れると、発生する電磁吸引力により最初に可動コア５０の端面５７が固定コア６０の端面６１に当接し、続いてニードル４０の第２段差面４９が端面５７に当接する。これにより、電流波形線Ｌ２の場合、図５（ｃ）に示すようにニードル４０は図５（ａ）の状態から距離ｄ１リフトするため、ニードル４０は弁座３１２から離間し、噴孔３１１は開放される。これにより、燃料通路１８内の燃料は、噴孔３１１より噴射される。
このように、燃料噴射弁１ではコイル７０に流れる電流の最大値を変更するとニードル４０のリフト量が変更される。
【００４４】
時刻ｔ０以降、電流値がある程度減少し一定となると、燃料噴射弁１は開弁状態、すなわち、図５（ｂ）または（ｃ）の状態を維持し、所定量の燃料を噴射する。
コイル７０への通電がオフされると、固定コア６０と可動コア５０およびニードル４０との間に発生する電磁吸引力は０となるため、スプリング付勢力によりニードル４０は可動コア５０とともに閉弁方向に付勢される。これにより、ニードル４０は弁座３１２に当接し、噴孔３１１は閉塞される。
【００４５】
第１実施形態による燃料噴射弁１では、コイル７０に流れる電流の電流値の大きさによって、ニードル４０のリフト量が変更される。図６に、燃料噴射弁１の燃料噴射率の時間変化を示す。コイル７０に図３（ａ）の電流波形線Ｌ１の電流が流れると、可動コア５０のみが固定コア６０に当接するため、ニードル４０は距離ｄ２の低リフト量で弁座３１２から離間する。これにより、燃料噴射率の時間変化は図６の波形線Ｌ１１のようになる。また、コイル７０に図３（ａ）の電流波形線Ｌ２の電流が流れると、可動コア５０だけでなくニードル４０も固定コア６０に当接するため、ニードル４０は距離ｄ２より長い距離ｄ１の高リフト量で弁座３１２から離間する。これにより、図６の波形線Ｌ１２のように波形線Ｌ１１より大きな燃料噴射率で燃料を噴射するため、コイル７０に通電する電流値を変更することでニードル４０のリフト量を変更することができる。したがって、第１実施形態の燃料噴射弁１は、１つのコイル７０で燃料噴射率を変更することができる。
【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７〜１０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、固定コアの構成が異なる。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。
【００４７】
第２実施形態の燃料噴射弁２は、固定コアを２つ有している。図７に示すように、第１固定コア６５の径方向内側に第２固定コア６７が形成されている。
【００４８】
第１固定コア６５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。第１固定コア６５は、第２固定コア６７を収容する凹部６５１を有しており、ニードル４０の同軸上に設けられている。
【００４９】
第２固定コア６７は、例えばパーメンジュールなど第１固定コア６５に比べて高磁性材料により略円筒状に形成されている。第２固定コア６７は、ニードル４０のニードル大径部４４の外径と同一の外径を有しており、凹部６５１に収容される。
【００５０】
燃料噴射弁２では、図８に示すようにニードル４０の第２段差面４９と第２固定コア６７の弁座３１２側の端面６８との距離は、距離ｄ１となるように形成されている。また、可動コア５０の端面５７と第１固定コア６５の弁座３１２側の端面６６との距離は、距離ｄ１より短い距離ｄ２となるように形成されている。
【００５１】
燃料噴射弁２のコイル７０に電流が流れると、コイル７０の周辺には２つの磁路が形成される。図９に示すように、第３磁路Ｍ３は、第１固定コア６５、第３筒部材２３、ホルダ１７、第１筒部材２１、可動コア５０を通って再び第１固定コア６５に戻る磁路である。また、第４磁路Ｍ４は、第２固定コア６７、第１固定コア６５、第３筒部材２３、ホルダ１７、第１筒部材２１、可動コア５０、ニードル４０のニードル大径部４４を通って再び第２固定コア６７に戻る磁路である。
【００５２】
第２実施形態による燃料噴射弁２では、第１実施形態による燃料噴射弁１において可動コア５０と固定コア６０とが当接する電流値Ａ１より小さい電流値によって、可動コア５０と第１固定コア６５とを当接することができる。また、第１実施形態による燃料噴射弁１においてニードル４０と固定コア６０とが当接する電流値Ａ２より小さい電流値によって、ニードル４０と第２固定コア６７とを当接することができる。
【００５３】
具体的に説明すると、図１０（ｂ）に示すように、通電初期時には、点線の曲線Ｃ１に比べて小さい電流値で大きな電磁吸引力を発生する曲線Ｃ４が適用される。曲線Ｃ４を適用すると、燃料噴射弁２では電流値Ａ１より小さい電流値Ａ４によって抗力Ｆ１と同じ電磁吸引力を発生する。これにより、可動コア５０を距離ｄ２リフトするために必要な電流の電流値は、図１０（ａ）の電流波形線Ｌ４に示すように電流値Ａ１より小さく、かつ電流値Ａ４より大きい、例えば電流値Ａ１４となり、第１実施形態の燃料噴射弁１に比べて必要とする電流値が小さくなる。
【００５４】
ニードル４０が可動コア５０とともに距離ｄ２リフトした後、燃料噴射弁２では、点線の曲線Ｃ２に比べて小さい電流値で大きな電磁吸引力を発生する曲線Ｃ３が適用される。曲線Ｃ３を適用すると、燃料噴射弁２では電流値Ａ２より小さい電流値Ａ３によって抗力Ｆ２と同じ電磁吸引力を発生する。これにより、ニードル４０を距離ｄ１リフトするために必要な電流の電流値は、図１０（ａ）の電流波形線Ｌ３に示すように電流値Ａ２より小さく、かつ電流値Ａ３より大きい、例えば、「第１の電流値」としての電流値Ａ２３となり、第１実施形態の燃料噴射弁１に比べて必要とする電流値が小さくなる。したがって、第２実施形態の燃料噴射弁２は、第１実施形態の効果に加えて、ニードル４０をリフトするときの電力消費量を少なくすることができる。
【００５５】
（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１１〜１６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、可動コアの弁座側にスプリングの代わりにニードルガイドが設けられている点が異なる。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。
【００５６】
第３実施形態の燃料噴射弁３に設けられているニードルガイド８３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。
【００５７】
ニードルガイド８３は、ニードル４０の外壁に沿って固定コア６０側に形成されるガイド小径部８４、およびガイド小径部８４の弁座３１２側に形成されるガイド大径部８５から構成されている。ガイド小径部８４の固定コア６０側の端面８４１は、ニードル４０が弁座３１２に当接しているとき、可動コア５０に形成されている環状流路５５の径方向内側の「可動コア弁座側端面」としての端面５８に当接している。ガイド大径部８５の弁座３１２側の端面８５１は、第１筒部材２１の弁座３１２側の内壁に固定されている。また、ガイド大径部８５には、燃料噴射弁３の軸方向に貫通する環状流路８５２が形成されている。環状流路８５２は、第１筒部材２１に形成されている流路２１２に連通する。
【００５８】
また、ガイド小径部８４の「ガイド端面」としての端面８４１と可動コア５０の端面５８とが当接する面積Ｓ１は、可動コア５０の端面５７と固定コア６０の端面６１とが当接する面積Ｓ２と、ニードル４０の第２段差面４９と固定コア６０の端面６１とが当接する面積Ｓ３との合計より小さくなるように形成されている。
【００５９】
ニードルガイド８３には、ガイド小径部８４およびガイド大径部８５を貫通する貫通孔８６が形成されている。貫通孔８６には、ニードル４０の本体４１が挿通される。
【００６０】
燃料噴射弁３のコイル７０に電流が流れると、コイル７０の周辺には３つの磁路が形成される。図１４に示すように、第１磁路Ｍ１は、固定コア６０、第３筒部材２３、ホルダ１７、第１筒部材２１、可動コア５０を通って再び固定コア６０に戻る磁路である。また、第２磁路Ｍ２は、固定コア６０、第３筒部材２３、ホルダ１７、第１筒部材２１、可動コア５０、ニードル４０のニードル大径部４４を通って再び固定コア６０に戻る磁路である。また、第５磁路Ｍ５は、固定コア６０、第３筒部材２３、ホルダ１７、第１筒部材２１、ニードルガイド８３のガイド大径部８５およびガイド小径部８４、可動コア５０を通って再び固定コア６０に戻る磁路である。
【００６１】
燃料噴射弁３では、上述した３つの磁路が形成されるとき、ニードル４０には図１２に示すように４つの力が作用する。電磁吸引力Ｆ３１は、第１磁路Ｍ１により固定コア６０と可動コア５０との間に作用する電磁吸引力である。電磁吸引力Ｆ３２は、第５磁路Ｍ５により可動コア５０とニードルガイド８３との間に作用する電磁吸引力である。電磁吸引力Ｆ３３は、第２磁路Ｍ２により固定コア６０とニードル４０との間に作用する電磁吸引力である。付勢力Ｆｓ１は、スプリング８１の弾性による付勢力である。
【００６２】
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６０、アジャスティングパイプ１１、ニードル４０のスプリング支持部４７の外側、可動コア５０とガイド大径部８５との間、環状流路５５、環状流路８５２、流路２１２、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付近に導かれる。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３の作動時、可動コア５０およびニードルガイド８３の周囲は燃料で満たされた状態となる。
【００６３】
次に第３実施形態の燃料噴射弁３の作動について図１２〜１６に基づいて説明する。図１３は、通電初期時の電磁吸引力Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ３３、付勢力Ｆｓ１、および電磁吸引力Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ３３、付勢力Ｆｓ１の大小関係から導かれるニードル４０にかかる合力Ｆｏｐｅｎの時間変化を示す。なお、図１３の縦軸は、電磁吸引力（Ｆ３１＋Ｆ３３）、Ｆ３２、付勢力Ｆｓ１、または合力Ｆｏｐｅｎの大きさを表し、いずれも、正の値のときニードル４０を弁座３１２から離間する方向に作用する。
【００６４】
コイル７０に通電が開始されると固定コア６０の端面６１と可動コア５０の端面５７との間に電磁吸引力Ｆ３１が発生し、端面６１とニードル４０の第２段差面４９との間に電磁吸引力Ｆ３３が発生する（図１３（ａ））とともに、当接している可動コア５０の端面５８とニードルガイド８３の端面８４１との間に電磁吸引力Ｆ３２が発生する（図１３（ｂ））。通電初期時には、端面６１と端面５７および第２段差面４９とは離れているため、第１磁路Ｍ１および第２磁路Ｍ２にはギャップが形成されており、電磁吸引力は小さい。一方、端面５８と端面８４１とは当接しているため、第５磁路Ｍ５が形成する電磁吸引力Ｆ３２は電磁吸引力（Ｆ３１＋Ｆ３３）に比べて大きい。
【００６５】
通電により発生する電磁吸引力Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ３３と付勢力Ｆｓ１との大小関係から、ニードル４０に作用する合力Ｆｏｐｅｎが以下の式で導かれる。
Ｆｏｐｅｎ＝Ｆ３１＋Ｆ３３−（Ｆ３２＋Ｆｓ１）      ・・・（１）
なお、式（１）において、合力Ｆｏｐｅｎ、電磁吸引力Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ３３および付勢力Ｆｓ１の単位はいずれも（Ｎ）である。燃料噴射弁３では、合力Ｆｏｐｅｎが図１３（ｄ）に示すように０より大きくなったとき、ニードル４０が弁座３１２より離間し、開弁となる。上述した通電開始時では、合力Ｆｏｐｅｎは０以下であるため、図１５（ａ）に示すようにニードル４０は弁座３１２に当接したままとなる。
【００６６】
コイル７０に流れる電流の電流値が大きくなると、コイル７０周辺の磁束密度が高くなる。磁束密度が高くなると、磁路が形成されている磁路断面内の磁束が増加する。図１３に示す時刻ｔ３１のとき、面積（Ｓ２＋Ｓ３）より小さい面積Ｓ１で当接する端面５８と端面８４１との間では、電流の増加に合わせて磁束密度がこれ以上増加できなくなり、磁気飽和する。すなわち、電磁吸引力Ｆ３２はこれ以上大きくすることができなくなる。一方、端面６１と端面５７および第２段差面９４との間は面積Ｓ１より大きい面積（Ｓ２＋Ｓ３）で当接しているため、磁束密度を増加することができる。これにより、電磁吸引力（Ｆ３１＋Ｆ３３）は磁束密度の増加に合わせて増加する。電磁吸引力（Ｆ３１＋Ｆ３３）が電磁吸引力Ｆ３２より大きくなると、可動コア５０はニードルガイド８３より離れ、固定コア６０側に移動を開始する。
【００６７】
可動コア５０がニードルガイド８３より離れると、第５磁路Ｍ５にギャップが形成されるため、電磁吸引力Ｆ３２は急激に低下し、図１３（ｂ）に示すようにほぼ０となる。このとき、コイル７０には、電磁吸引力Ｆ３２に抗する電磁吸引力（Ｆ３１＋Ｆ３３）を発生するために多くの電流が流れている。これにより、固定コア６０側に移動を開始した可動コア５０に作用する電磁吸引力（Ｆ３１＋Ｆ３３）は従来に比べて大きな値となる。したがって、可動コア５０がニードルガイド８３より離れると、合力Ｆｏｐｅｎは急激に増加し、可動コア５０は迅速に固定コア６０側に移動する（図１５（ｂ）参照）。
【００６８】
図１３（ｄ）には、第３実施形態の燃料噴射弁３に作用する合力Ｆｏｐｅｎと比較するため、比較例としてのニードルガイドを備えない燃料噴射弁のニードルに作用する合力を波形線Ｌ３２で示した。ニードルが弁座から離間し始める時刻ｔ３１を基準として、ニードルにかかる合力が所定の合力Ｆｃに到達するまでの時間は、第３実施形態の燃料噴射弁３では時間ｐ３１であるのに対し、比較例の燃料噴射弁では時間ｐ３２である。すなわち、第３実施形態の燃料噴射弁３では、時間（ｐ３２−ｐ３１）だけ迅速に所定の合力Ｆｃを得ることができる。
また、可動コア５０が固定コア６０側に移動したあと、第２磁路Ｍ２による電磁吸引力Ｆ３３により、ニードル４０は固定コア６０側に移動し、図１５（ｃ）に示すようにニードル４０のリフト量が変化することは第１実施形態の燃料噴射弁１と同様である。
【００６９】
第３実施形態の燃料噴射弁３では、第１筒部材２１の内壁に固定されているニードルガイド８３を備えることにより、ニードル４０が弁座３１２に当接しているとき閉弁方向に電磁吸引力Ｆ３２を作用させる一方、ニードル４０が弁座３１２から離間し始めると電磁吸引力Ｆ３２がほぼ０となり、ニードル４０が迅速に弁座３１２から離間する。
図１６に、第３実施形態の燃料噴射弁３における燃料噴射率の時間変化を示す。コイル７０に通電が開始されニードル４０がリフトし始めると、ニードル４０は弁座３１２から迅速に離間するため、波形線Ｌ２１、Ｌ２２に示すように第１実施形態による燃料噴射弁１に比べて開弁初期時の燃料噴射率の時間変化を大きくすることができる。したがって、第１実施形態の効果に加えて、開弁初期時の燃料噴射弁３の燃料噴射率を変更することができる。
【００７０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による燃料噴射弁を図１７〜２３に基づいて説明する。第４実施形態は、第１実施形態と異なり、可動コアの弁座側に第２可動コアが設けられている点が異なる。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。
【００７１】
第２可動コア９０は、可動コア５０の弁座３１２側に設けられている。第２可動コア９０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。第２可動コア９０は、固定コア６０側にコア小径部９１、コア小径部９１の弁座３１２側にコア大径部９２が形成されている。コア小径部９１の固定コア６０側の端面９１１は、可動コア５０の端面５８に当接可能である。コア大径部９２の弁座３１２側の端面９２１には、スプリング８２の一端が係止されている。可動コア５０および第２可動コア９０の径方向外側には、第１筒部材２１が設けられている。
【００７２】
第１筒部材２１は、可動コア５０の外壁、第２可動コア９０のコア小径部９１およびコア大径部９２の外壁に沿うように内壁が形成されている。すなわち、図１８に示すようにコア小径部９１の外壁に沿うように形成されている第１筒部材２１の内壁面２１３の内径は、コア大径部９２の外壁に沿うように形成されている第１筒部材２１の内壁面２１４の内径より小さい。また、第１筒部材２１には、スプリング８２が収容されている凹部２１７の径方向外側に形成されている環状空間２１８と第２ダンパ室９６とを連通する連通路２１９が形成されている。
【００７３】
また、内壁面２１３の軸方向の長さは、コア小径部９１の軸方向の長さに比べて短い。これにより、燃料噴射弁３が閉弁しているとき、図１８に示すようにコア大径部９２の固定コア６０側の端面９２２と端面９２２に対向する第１筒部材２１の弁座３１２側の内壁２１５との間には、軸方向の長さが距離ｄ４となる第１ダンパ室９５が形成される。距離ｄ４は、距離ｄ２に比べて短い。端面９２２は、特許請求の範囲に記載の「コア大径部端面」に相当する。内壁２１５は、特許請求の範囲に記載の「ハウジング第１内壁」に相当する。
【００７４】
また、可動コア５０の端面５８と端面５８に対向する第１筒部材２１の固定コア６０側の内壁２１６との間には軸方向の長さが距離ｄ３となる第２ダンパ室９６が形成される。内壁２１６は、特許請求の範囲に記載の「ハウジング第２内壁」に相当する。
【００７５】
コア小径部９１の端面９１１と可動コア５０の端面５８とが当接する面積Ｓ４は、可動コア５０の端面５７と固定コア６０の端面６１とが当接する面積Ｓ５より小さくなるように形成されている。端面９１１は、特許請求の範囲に記載の「コア小径部端面」に相当する。
【００７６】
燃料噴射弁４のコイル７０に電流が流れると、コイル７０の周辺には３つの磁路が形成される。図２０に示すように、第１磁路Ｍ１は、固定コア６０、第３筒部材２３、ホルダ１７、第１筒部材２１、可動コア５０を通って再び固定コア６０に戻る磁路である。また、第２磁路Ｍ２は、固定コア６０、第３筒部材２３、ホルダ１７、第１筒部材２１、可動コア５０、ニードル４０のニードル大径部４４を通って再び固定コア６０に戻る磁路である。また、第６磁路Ｍ６は、固定コア６０、第３筒部材２３、ホルダ１７、第１筒部材２１、第２可動コア９０のコア大径部９２およびコア小径部９１、可動コア５０を通って再び固定コア６０に戻る磁路である。
【００７７】
燃料噴射弁３では、上述した３つの磁路が形成されるとき、図１８に示すようにニードル４０には８つの力が作用する。電磁吸引力Ｆ４１は、第１磁路Ｍ１により固定コア６０と可動コア５０との間に作用する。電磁吸引力Ｆ４２は、第６磁路Ｍ６により固定コア６０と可動コア５０との間に作用する。電磁吸引力Ｆ４３は、第６磁路Ｍ６により可動コア５０と第２可動コア９０との間に作用する。電磁吸引力Ｆ４４は、第２磁路Ｍ２により固定コア６０とニードル４０との間に作用する。付勢力Ｆｓ１は、スプリング８１の弾性による付勢力である。付勢力Ｆｓ２は、スプリング８２の弾性による付勢力である。作用力Ｆｆは、燃料通路１８内の燃料の圧力による作用力である。作用力Ｆｄは、第１ダンパ室９５の圧縮による作用力である。
【００７８】
燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入した燃料は、２つの経路を通って噴孔３１１付近に導かれる。燃料の大部分は、固定コア６０、アジャスティングパイプ１１、ニードル４０のスプリング当接部４８、ニードル大径部４４および本体４１の内側、孔４１１、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との間を流通する。また、燃料の一部は、固定コア６０、アジャスティングパイプ１１、ニードル４０のスプリング当接部４８から固定コア６０と可動コア５０との間の環状空間５９に流れ、可動コア５０の外壁と第１筒部材２１の内壁との間を通って、第２ダンパ室９６、連通路２１９、環状空間２１８、凹部２１７、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との間を流通する。また、第２ダンパ室９６に流入する燃料の一部は、第１筒部材２１の内壁面２１３と第２可動コア９０のコア小径部９１の外壁との間を通って第１ダンパ室９５に流入する。なお、燃料噴射弁１の作動時、可動コア５０および第２可動コア９０の周囲は燃料で満たされた状態となる。
【００７９】
次に、燃料噴射弁４の作動について図１８〜２１に基づいて説明する。なお、図１９は、コイル７０への通電開始前から可動コア５０が固定コア６０に当接するまでのコイルに流れる電流の電流値、電磁吸引力Ｆ４１、Ｆ４２、Ｆ４３、付勢力Ｆｓ１、Ｆｓ２、作用力Ｆｆ、Ｆｄ、およびニードル４０のリフト量の時間変化を示す。図１９（ｂ）、（ｃ）の縦軸は、それぞれ電磁吸引力、付勢力または作用力の大きさを表し、いずれも正の値のとき、ニードル４０を弁座３１２から離間する方向に作用する。
【００８０】
コイル７０に通電を開始する前、すなわち図１９の時刻ｔ４０より前には、付勢力（Ｆｓ２−Ｆｓ１）、および作用力Ｆｆが閉弁方向に作用する（図１９（ｃ））。これらの作用力の合計によりニードル４０は弁座３１２に当接している。このとき、コイル７０には電流が流れていないため、複数の磁路による電磁吸引力は発生していない。
【００８１】
時刻ｔ４０において、コイル７０に電流が流れ始めると、電磁吸引力Ｆ４１、Ｆ４２、Ｆ４３が発生する。図１９（ａ）に示すように、通電が開始される時刻ｔ４０から時刻ｔ４１の間では、電磁吸引力Ｆ４１は、ニードル４０に対して開弁方向に作用し、電流値の増加に応じて単調に増加する。電磁吸引力Ｆ４２は、ニードル４０に対して開弁方向に作用するものの、第６磁路Ｍ６がコイル７０より離れた位置に形成されているため、電磁吸引力Ｆ４１に比べると小さい力となる。電磁吸引力Ｆ４３は、ニードル４０に対し閉弁方向に作用する。付勢力（Ｆｓ２−Ｆｓ１）、および作用力Ｆｆ、Ｆｄの大きさおよび作用する方向は、時刻ｔ４０より前の時刻での大きさおよび方向と同じである。このとき、ニードル４０、可動コア５０および第２可動コア９０の位置関係は、図２１（ａ）に示すように、可動コア５０は第２可動コア９０に当接しており、ニードル４０は弁座３１２に当接している。
【００８２】
コイル７０に通電される電流の電流値が大きくなると、第１磁路Ｍ１、第２磁路Ｍ２、第６磁路Ｍ６を通る磁束密度が大きくなる。これにより、第１磁路Ｍ１による電磁吸引力Ｆ４１が大きくなるため、可動コア５０は第２可動コア９０とともに固定コア６０側に移動を開始する（図１９の時刻ｔ４１）。一方、コア小径部９１の端面９１１と可動コア５０の端面５８とが当接する面の面積Ｓ４は、可動コア５０の端面５７と固定コア６０の端面６１とが当接する面積Ｓ５より小さく形成されているため、第６磁路Ｍ６は、他の磁路に比べて早く磁気飽和する。これにより、第６磁路Ｍ６による電磁吸引力Ｆ４２、Ｆ４３は、一定の値となる（図１９（ｂ）の時刻ｔ４１から時刻ｔ４２までの間）。
【００８３】
可動コア５０、ニードル４０、および第２可動コア９０が固定コア６０側に移動を開始すると、第１ダンパ室９５内の燃料が第２可動コア９０の移動により圧縮されるため、作用力Ｆｄが大きくなる（図１９（ｃ）の時刻ｔ４１から時刻ｔ４２までの間）。ただし、作用力Ｆｄは、電磁吸引力Ｆ４３にくらべて小さいため、第２可動コア９０は、可動コア５０より離れることはない。これにより、可動コア５０、可動コア５０に支持されているニードル４０、および第２可動コア９０の固定コア６０側への移動速度は、ダンパ室がない場合に比べて遅くなる。
【００８４】
可動コア５０、ニードル４０、および第２可動コア９０が固定コア６０側に移動し、第２可動コア９０の端面９２２が第１筒部材２１の内壁２１５と当接する（図２１（ｂ）参照）と、作用力Ｆｄは０となる（図１９の時刻ｔ４２）。また、第２可動コア９０は、これ以上固定コア６０側に移動できなくなるので、可動コア５０から離れる。これにより、第６磁路Ｍ６にギャップが形成されるため、第６磁路Ｍ６による電磁吸引力Ｆ４２、Ｆ４３が小さくなる。また、時刻ｔ４１においてニードル４０は弁座３１２から離間しているので、燃料通路１８内の燃料は噴射され、燃料の圧力による作用力Ｆｆも時刻ｔ４１以降小さくなる。したがって、可動コア５０の開弁方向への移動速度は、第２可動コア９０が一体で移動していた場合に比べて速くなる。この後、固定コア６０側に移動する可動コア５０は、固定コア６０に当接する（図２１（ｃ））。このときのニードル４０のリフト量は、図１９（ｄ）に示すように距離ｄ２となる。
【００８５】
可動コア５０が固定コア６０に当接した後、コイル７０に通電される電流値が大きくなると、可動コア５０に支持されていたニードル４０が、第２磁路Ｍ２による電磁吸引力Ｆ４４により固定コア６０に当接する。これにより、燃料噴射弁３のリフト量は最大の距離ｄ１となる。（図２１（ｄ））
【００８６】
所定の燃料を噴射した後、コイル７０への通電が終了する。コイル７０への通電が終了すると、燃料噴射弁４内に形成されていた磁路がなくなるため、電磁吸引力Ｆ４１、Ｆ４２、Ｆ４３は０になる。ニードル４０が弁座３１２側に移動し、可動コア５０に当接する。次に、ニードル４０が当接した可動コア５０が弁座３１２側に移動し、第２可動コア９０と当接する。このとき、可動コア５０と第２可動コア９０との間に形成されている第２ダンパ室９６内の燃料の圧縮反力により可動コア５０の閉弁方向への移動速度が遅くなる。
【００８７】
第４実施形態の燃料噴射弁４において、開弁初期時に可動コア５０およびニードル４０の移動速度が第１実施形態の燃料噴射弁１に比べて遅くなることによる効果について図２２〜２３に基づいて説明する。
【００８８】
図２２に第４実施形態の燃料噴射弁４での燃料噴射率の時間変化を示す。第４実施形態の燃料噴射弁４では、開弁初期時に可動コア５０およびニードル４０の移動速度が第１実施形態の燃料噴射弁１に比べて遅くなるため、波形線Ｌ３１、Ｌ３２に示すように、開弁初期時、すなわち、燃料噴射率が相対的に小さいとき、時間に対する燃料噴射率の変化が小さくなる。
【００８９】
ここで、１回の開弁においてコイル７０に電流が流れる時間をパルス幅と定義する。図２３にパルス幅の大きさと当該パルス幅の電流が流れたときの燃料噴射量との関係について示す。また、図２３には、第１実施形態の燃料噴射弁１におけるパルス幅の大きさと燃料噴射量との関係を点線Ｌ４０で示す。
【００９０】
第１実施形態の燃料噴射弁１では、コイル７０に通電が開始されニードル４０が弁座３１２から離間すると、ニードル４０の移動速度に応じて点線Ｌ４０に示すように燃料噴射率が増加する。特に、パルス幅が小さい領域では、所定の燃料噴射量Ｖ４となるパルス幅は、時間ｔ４４となる。このため、燃料噴射弁１では、所定の燃料噴射量Ｖ４以内の燃料噴射量に制御するとき、時間ｔ４４内の時間としなければならない。
【００９１】
一方、第４実施形態の燃料噴射弁４では、第１実施形態の燃料噴射弁１に比べてニードル４０の移動速度が遅いため、パルス幅に対する開弁初期時の燃料噴射率の変化が小さい。これにより、図２３の波形線Ｌ４１に示すように、所定の燃料噴射量Ｖ４以内の燃料噴射量に制御するとき、時間ｔ４４より長い時間ｔ４５内の時間とすればよい。例えば、図２２に示す波形線Ｌ３１、Ｌ３２ほど燃料噴射量が必要ない場合、パルス幅を小さくすることによりごく少量の燃料噴射を行うことができる。したがって、燃料噴射弁４は、第１実施形態の効果に加えて、ごく少量の燃焼噴射領域における燃料噴射の制御性を向上することができる。
【００９２】
また、コイル７０への通電がなくなるとき、すなわち閉弁するとき、ニードル４０とともに閉弁方向に移動する可動コア５０は、第２ダンパ室９６によって閉弁方向への移動速度が遅くなるとともに、第２可動コア９０に当接することによってさらに閉弁方向への移動速度が遅くなる。これにより、従来、閉弁時にニードルおよび可動コアが有する慣性力によって閉弁方向側の壁面に衝突しバウンドすることにより、ニードルが弁座から不意に離間することを防止する。したがって、第４実施形態による燃料噴射弁４では、ニードル４０および可動コア５０のバウンドによる二次噴射の発生を防止することができる。
【００９３】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態による燃料噴射弁を図２４に基づいて説明する。第５実施形態は、第４実施形態と異なり、第１筒部材に第１ダンパ室と第２ダンパ室とを連通する連通路が設けられている点が異なる。なお、第４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。
【００９４】
第５実施形態の燃料噴射弁５は、第１筒部材２１に第１ダンパ室９５と第２ダンパ室９６とを連通する第１連通路９７が形成されている。第１連通路９７は、第１ダンパ室９５および第２ダンパ室９６内の燃料を相互に流通させる。
【００９５】
燃料噴射弁５では、第２可動コア９０が可動コア５０およびニードル４０とともに固定コア６０側に移動するとき、第１ダンパ室９５内の燃料が第１連通路９７を通って第２ダンパ室９６に移動する。これにより、第４実施形態の燃料噴射弁４に比べて可動コア５０およびニードル４０の移動速度は速くなるが、第１実施形態よりは遅いため、第４実施形態の効果と同じ効果を奏することができる。
【００９６】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態による燃料噴射弁を図２５に基づいて説明する。第６実施形態は、第４実施形態と異なり、可動コアに連通路が設けられている点が異なる。なお、第４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。
【００９７】
第６実施形態の燃料噴射弁６は、可動コア５０に第２ダンパ室９６と環状空間５９とを連通する第２連通路９８が形成されている。第２連通路９８は、第２ダンパ室９６と環状空間５９内の燃料を相互に流通させる。
【００９８】
燃料噴射弁６では閉弁するとき、可動コア５０がニードル４０とともに第２可動コア９０の方向に移動する。このとき、第２ダンパ室９６は、可動コア５０の第２可動コア９０側への移動速度を第２ダンパ室９６内の燃料の圧縮反力により抑える。第６実施形態では、第２ダンパ室９６内の燃料は、第２連通路９８を通って環状空間５９に移動するものの、第２ダンパ室９６内の燃料によって第４実施形態の燃料噴射弁４より速く閉弁することができる。
【００９９】
（他の実施形態）
（ア）上述の第２実施形態では、第２固定コアを第１固定コアに比べて高磁性材料とした。しかしながら、第２固定コアの材料特性はこれに限定されない。第２固定コアは第１固定コアに比べて低磁性材料であってもよい。この場合、燃料噴射弁の制御におけるロバスト性が向上する。
【０１００】
（イ）上述の第２実施形態では、第２固定コアの外径は、ニードルの大径部の外径と同じ大きさであるとした。しかしながら、第２固定コアの外径はこれに限定されない。ニードルの大径部の外径と同じ大きさでなくてもよい。
【０１０１】
（ウ）上述の第３実施形態では、ニードルガイドの小径部はニードルの外壁に沿って形成されるとした。しかしながら、小径部が形成される位置はこれに限定されない。第２筒部材の内壁に沿って形成されてもよい。
【０１０２】
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により実施可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１、２、３、４          ・・・燃料噴射弁、
３１２                  ・・・弁座、
２０                    ・・・ハウジング、
４０                    ・・・ニードル、
５０                    ・・・可動コア、
６０                    ・・・固定コア、
７０                    ・・・コイル、
４９                    ・・・第２段差面（ニードル大径部端面）、
６１                    ・・・端面（固定コア端面）、
５７                    ・・・端面（可動コア反弁座側端面）、
８３                    ・・・ニードルガイド、
９０                    ・・・第２可動コア、
９５                    ・・・第１ダンパ室、
９６                    ・・・第２ダンパ室。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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