(57)【要約】【課題】  可動コアの摩耗を抑制し安価な燃料噴射弁を提供する。【解決手段】  弁部材３０は噴孔側の端部に弁座に着座する当接部３１を有している。弁部材３０の噴孔と反対側の端部３４は可動コア４０の内周壁に挿入され、可動コア４０と溶接等により結合している。端部３４の固定コア４４側の端面に、スプリング４６の一端を係止するスプリング座３６が設けられている。案内部３８は、スプリング座３６の内周側に、スプリング座３６から固定コア４４側に向けて円柱状に突出している。案内部３８は、外周面によりスプリング４６の内周側を軸方向に案内し、スプリング４６が傾くことを防止する。可動コア４０および固定コア４４はそれぞれ円筒状に形成されている。可動コア４０の内周面４２は固定コア４４の内周面４５よりも径方向外側に位置している。可動コア４０の内径をｄ１、固定コア４４の内径をｄ２とすると、ｄ１＞ｄ２である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定コアと、
前記固定コアと向き合って設置されている可動コアと、
弁座を有する弁ボディと、
前記可動コアと結合しており、前記弁座に着座ならびに前記弁座から離座することにより燃料噴射を断続する弁部材と、
通電することにより前記固定コアと前記可動コアとの間に磁気吸引力を発生するコイルと、
前記弁座に向けて前記弁部材を付勢するスプリングと、
を備え、
前記弁部材は、前記スプリングを係止するスプリング座と、前記スプリングを軸方向に案内する案内部とを有することを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記可動コアおよび前記固定コアは筒状に形成されており、前記可動コアの内周面は前記固定コアの内周面よりも径方向外側に位置し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】
前記案内部は、前記スプリング座の内周側に前記スプリング座から前記固定コア側に突出して設けられ、突出側先端の中央部から径方向外側に向かうにしたがい前記スプリング座側に滑らかに傾斜する案内面を有することを特徴とする請求項１または２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、「内燃機関」をエンジンという）等の燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図５に示すように、可動コア２１０にスプリング座２１２を設け、可動コア２１０でスプリング２２０を係止する燃料噴射弁２００が知られている。
しかしながら、可動コア２１０は、弁部材２２２と結合して往復移動する部材であり、固定コア２３０と磁気回路を形成する。さらに、図５の可動コア２１０は燃料通路を内部に形成している。このように多機能な可動コア２１０にさらにスプリング座２１２を形成すると、可動コア２１０の形状が複雑になるので可動コア２１０の製造コストが増加する。
これに対し、特許文献１のように弁部材でスプリングを係止すると、可動コアにスプリング座を設ける必要がなく可動コアの形状を単純化できる。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第９１／０８３９２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図５に示す燃料噴射弁２００および特許文献１において、可動コアまたは弁部材に係止されているスプリングが傾くと、可動コアおよび弁部材を付勢するスプリングの付勢力が変化するので、噴射量の制御精度が低下する。
そこで図５に示す燃料噴射弁２００および特許文献１のように、可動コアの内周面で軸方向にスプリングを案内すれば、スプリングの傾斜を防止できる。
【０００５】
しかしながら、通常、磁性材で形成された可動コアはスプリングよりも硬度が低いので、可動コアの内周面でスプリングを案内すると、可動コアの内周面がスプリングとの摺動により摩耗する恐れがある。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、可動コアの摩耗を抑制し安価な燃料噴射弁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】
【０００６】
請求項１から３記載の発明によると、スプリングを係止するスプリング座を可動コアではなく弁部材に設けたので、可動コアに要求される機能が減少する。これにより、可動コアの形状を単純化できるので、可動コアの製造コストを低減できる。
また、スプリングを軸方向に案内する案内部を可動コアではなく弁部材に設けたので、スプリングと可動コアとの摺動を防止できる。これにより、可動コアの摩耗を抑制できる。
【０００７】
ところで、可動コアが固定コアに吸引され固定コアに係止される場合、固定コアと可動コアとの密着面積が大きいと、密着面同士の間に働く吸着力が大きくなる。その結果、可動コアが固定コアに吸引され固定コアと密着した状態でコイルへの通電をオフして燃料噴射弁を閉弁するときに、スプリングの付勢力により固定コアから可動コアが離れるときの応答性が低下する。
【０００８】
そこで請求項２記載の発明によると、可動コアおよび固定コアは筒状に形成されており、可動コアの内周面は固定コアの内周面よりも径方向外側に位置している。その結果、可動コアの固定コアとの対向面積が減少するので、固定コアに可動コアが吸引されて係止されるときに固定コアと可動コアとが密着する面積が小さくなる。これにより、固定コアと可動コアとの密着面同士の間に働く吸着力が減少するので、コイルへの通電をオフしてスプリングの付勢力により固定コアから可動コアが離れるときの応答性が向上する。
【０００９】
このような請求項２記載の発明に対し、固定コアの内周面を可動コアの内周面よりも径方向外側に位置するようにすれば、固定コアの可動コアとの対向面積が減少するので、固定コアに可動コアが吸引されて係止されるときに固定コアと可動コアとが密着する面積が小さくなる。と可動コアとが互いに向き合う対向面積が小さくなり、固定コアと可動コアとの密着面同士の間に働く吸着力は減少する。しかしながら、磁気吸引力として直接作用しない磁束が固定コアに流れている割合は可動コアよりも高いので、可動コアと向き合う固定コアの対向面積が小さくなると、可動コアと向き合う固定コアの対向部が磁気絞りになり、磁気吸引力が低下する恐れがある。そこで、請求項２記載の発明のように、可動コアと向き合う固定コアの対向面積ではなく、固定コアと向き合う可動コアの対向面積を小さくすることがより望ましい。
【００１０】
請求項３記載の発明によると、スプリング座の内周側にスプリング座から固定コア側に突出して案内部が設けられている。そして、案内部は、突出側先端の中央部から径方向外側に向かうにしたがいスプリング座側に滑らかに傾斜する案内面を有している。この構成によれば、可動コアの案内部にスプリングを挿入するとき、案内部の案内面に沿ってスプリングがスプリング座に向けて滑らかに案内される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の複数の実施形態を図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２に示す。本実施形態における燃料噴射弁１０は、例えば排気量１５０ｃｃ以下の小型２輪自動車用空冷式エンジンに適用されており、ガソリンエンジンの燃焼室に接続する吸気管に設置され、吸気管が形成する吸気通路を流れる吸気に燃料を噴射する。なお、燃料噴射弁１０は、ガソリンエンジンの燃焼室に直接燃料を噴射する直噴式のガソリンエンジンに適用してもよく、またディーゼルエンジンに適用してもよい。
【００１２】
筒状部材１２は磁性部材および非磁性部材からなる円筒状に形成されている。筒状部材１２の内周側には燃料通路が形成されており、この燃料通路に、弁ボディ２０、弁部材３０、可動コア４０、固定コア４４、スプリング４６、アジャスティングパイプ４８、燃料フィルタ５０等が収容されている。筒状部材１２の図２において上方から燃料噴射弁１０内に流入した燃料は、固定コア４４内の燃料通路、可動コア４０内の燃料通路、可動コア４０に形成した連通孔４１、弁部材３０が弁座２２から離座したときに弁部材３０と弁座２２との間に形成される開口を通り、噴孔プレート２４に形成した噴孔２５から噴射される。
【００１３】
筒状部材１２は、弁ボディ２０側から第１磁性部材１４、磁気抵抗部材としての非磁性部材１５、第２磁性部材１６をこの順で有している。第１磁性部材１４と非磁性部材１５、ならびに非磁性部材１５と第２磁性部材１６とはレーザ溶接により結合されている。筒状部材１２は、コイル６４の内周側に設置され可動コア４０および固定コア４４の外周を覆っている。筒状部材１２の第１磁性部材１４および第２磁性部材１６は、可動コア４０および固定コア４４と磁気回路を形成している。非磁性部材１５は第１磁性部材１４と第２磁性部材１６との間で磁束が短絡することを防ぐ。燃料フィルタ５０は筒状部材１２の燃料入口側に収容されている。Ｏリング５２は、燃料噴射弁１０の燃料入口側を挿入する図示しないデリバリパイプと燃料噴射弁１０との間をシールする。
【００１４】
弁ボディ２０は第１磁性部材１４の噴孔側先端の内部に溶接により結合されている。弁ボディ２０は弁部材３０が着座可能な弁座２２を内壁面２１に有している。カップ状の噴孔プレート２４は弁ボディ２０の外周壁に溶接により結合されている。噴孔プレート２４は薄板状に形成されており、中央部に複数の噴孔２５が形成されている。
【００１５】
弁部材３０は中実であり、弁ボディ２０に形成されている弁座２２に着座可能である。弁部材３０が弁座２２に着座すると、噴孔２５が閉塞され燃料噴射が遮断される。図１に示すように、弁部材３０は、噴孔２５側の端部に弁座２２に着座する当接部３１を有している。摺動部３２は、当接部３１の上流側に形成され、弁ボディ２０の内壁面２１に往復移動自在に支持される。摺動部３２の外周面は、弁ボディ２０の内壁面２１との間に燃料通路を形成するように切り欠かれている。弁部材３０の噴孔２５と反対側の端部３４は可動コア４０の内周壁に挿入され、可動コア４０と溶接等により結合している。端部３４の固定コア４４側の端面に、スプリング４６の一端を係止するスプリング座３６が設けられている。
【００１６】
案内部３８は、スプリング座３６の内周側に、スプリング座３６から固定コア４４側に向けて円柱状に突出している。案内部３８は、外周面によりスプリング４６の内周側を軸方向に案内し、スプリング４６が傾くことを防止する。
可動コア４０および固定コア４４はそれぞれ円筒状に形成されている。スプリング座３６よりも燃料上流側において、可動コア４０の側壁を貫通して可動コア４０の内外を連通する連通孔４１が形成されている。固定コア４４は筒状部材１２内に収容されている。固定コア４４は可動コア４０に対し弁ボディ２０と反対側に設置され可動コア４０と向き合っている。
【００１７】
可動コア４０の内周面４２は固定コア４４の内周面４５よりも径方向外側に位置している。つまり、可動コア４０の内径をｄ１、固定コア４４の内径をｄ２とすると、ｄ１＞ｄ２である。可動コア４０の外径と固定コア４４の外径とはほぼ等しい。したがって、固定コア４４と向き合う可動コア４０の対向面積は、可動コア４０と向き合う固定コア４４の対向面積よりも小さい。
【００１８】
スプリング４６は、案内部３８の外周側に嵌合し、弁部材３０に形成されたスプリング座３６に係止されている。そして、スプリング４６は、弁部材３０が弁座２２に着座する方向に可動コア４０および弁部材３０を付勢している。
図２に示すように、アジャスティングパイプ４８は固定コア４４内に圧入され、スプリング４６の他端を係止している。アジャスティングパイプ４８の圧入量を調整することによりスプリング４６の付勢力を調整する。
【００１９】
磁性部材６０、６２は互いに磁気的に接続してコイル６４の外周側に設置されている。磁性部材６０は第１磁性部材１４と磁気的に接続し、磁性部材６２は第２磁性部材１６と磁気的に接続している。固定コア４４、可動コア４０、第１磁性部材１４、磁性部材６０、６２および第２磁性部材１６は磁気回路を構成している。コイル６４を巻回しているスプール６６は筒状部材１２の外周に取付けられている。
【００２０】
絶縁材で形成された樹脂ハウジング６８は筒状部材１２およびコイル６４の外周を覆っている。樹脂ハウジング６８にインサート成形されたターミナル６９はコイル６４と電気的に接続しており、コイル６４に駆動電流を供給する。
このように構成された燃料噴射弁１０において、コイル６４への通電がオフされると、スプリング４６の付勢力によって弁部材３０が図２の下方、つまり閉弁方向に移動して弁部材３０が弁座２２に着座し、噴孔２５が閉塞され燃料噴射が遮断される。コイル６４への通電をオンすると、可動コア４０はスプリング４６の付勢力に抗して固定コア４４側に磁力により吸引される。そして、弁部材３０は、可動コア４０とともに固定コア４４側に移動し弁座２２から離座する。これにより、燃料が噴孔２５から噴射される。
【００２１】
以上説明した第１実施形態では、スプリング４６を係止するスプリング座３６を弁部材３０に設けている。その結果、可動コア４０にスプリング座を設ける場合に比べ可動コア４０の形状が単純になるので、可動コア４０の製造コストが低減する。
また、スプリング４６を軸方向に案内する案内部３８を弁部材３０に設けているので、可動コア４０とスプリング４６との摺動を防止できる。その結果、可動コア４０の摩耗を抑制できる。
【００２２】
また、可動コア４０の内周面４２が固定コア４４の内周面４５よりも径方向外側に位置し、可動コア４０の内径が固定コア４４の内径よりも大きくなっている。その結果、固定コア４４と向き合う可動コア４０の対向面積が小さくなり、固定コア４４に吸引され固定コア４４に係止されるときの可動コア４０と固定コア４４との密着面積が小さくなる。これにより、可動コア４０と固定コア４４との密着面同士の間に働く吸着力が小さくなるのでコイル６４への通電をオフしスプリング４６の付勢力により可動コア４０が固定コア４４から離れるときの応答性が向上する。したがって、閉弁応答性が向上する。
【００２３】
（第２、第３実施形態）
本発明の第２実施形態を図３に、第３実施形態を図４に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
図３に示す図２実施形態では、弁部材７０のスプリング座３６の内周側にスプリング座３６から固定コア４４側に突出する案内部７２が形成されている。そして、スプリング４６を軸方向に案内する案内部７２の突出側先端に、中央部から径方向外側に向かうにしたがいスプリング座３６側に傾斜するテーパ面７４が形成されている。
【００２４】
第２実施形態では、案内部７２にスプリング４６を挿入するときにスプリング４６が案内部７２に接触しても、案内面としてのテーパ面７４に沿ってスプリング４６がスプリング座３６に向けて案内される。したがって、案内部７２にスプリング４６を容易に挿入できる。
図４に示す第３実施形態では、弁部材８０の噴孔２５と反対側の端部に凹部８２を形成している。そして、スプリング４６は凹部８２内に挿入されている。凹部８２の底面８３はスプリング４６を係止するスプリング座であり、凹部８２の内側面８４はスプリング４６を軸方向に案内する案内部となっている。
【００２５】
以上説明した上記複数の実施形態では、スプリング４６を係止するスプリング座を弁部材に設けている。したがって、スプリング座を可動コアに設ける場合に比べ、可動コアの形状が単純になる。したがって、可動コアの製造が容易になり、可動コアの製造コストが低減する。
また、スプリング４６を軸方向に案内する案内部を弁部材に設けたので、可動コアとスプリング４６との摺動を防止できる。したがって、可動コアの摩耗を抑制できる。
【００２６】
（他の実施形態）
以上説明した上記複数の実施形態では、固定コア側から可動コアの内周側に流入する燃料を可動コア４０に形成した連通孔４１を通して可動コア４０の外側に流出させた。これに対し、可動コア４０に連通孔４１を形成せず、弁部材に連通孔を形成することにより、固定コア側から可動コアおよび弁部材の内周側に流入する燃料を、弁部材に形成した連通孔から弁部材の外側に流出させてもよい。
【００２７】
例えば上記複数の実施形態において、スプリング座および案内部の外形形状はほぼそのままにして弁部材の固定コア側を開口し、この開口側から少なくとも可動コアとの結合部よりも下流側まで延びる内部空間を形成し、内部空間を囲む弁部材の側壁を貫通する連通孔を形成してもよい。
【００２８】
また上記第２実施形態では、案内部７２の先端にテーパ面７４を形成して案内面にしたが、スプリング４６を滑らかにスプリング座側に案内するなら、滑らかな凸曲面、例えば球面を案内面にしてもよい。
また、上記各実施形態では、本発明を、排気量１５０ｃｃ以下の小型２輪自動車用空冷式エンジンにおける吸気管噴射用の燃料噴射弁に適用した例を説明したが、これに限られるものではなく、種々の用途の燃料噴射弁に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態によるスプリング座の周囲を示す断面図である。
【図２】第１実施形態による燃料噴射弁を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態によるスプリング座の周囲を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態によるスプリング座の周囲を示す断面図である。
【図５】従来の燃料噴射弁を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  燃料噴射弁、２０  弁ボディ、２１  内壁面、２２  弁座、２４  噴孔プレート、２５  噴孔、３０、７０、８０  弁部材、３６  スプリング座、３８、７２  案内部、４０  可動コア、４２、４５  内周面、４４  固定コア、４６  スプリング、６４  コイル、７４  テーパ面（案内面）、８３  底面（スプリング座）、８４  内側面（案内部）
【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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