(57)【要約】【課題】  部品点数の増大を招くことなく、簡単な構造で閉弁時における弁部材のバウンドを低減するインジェクタを提供する。【解決手段】  可動コア５０の座面部５３とスプリング１８との間に変形部材７０が設置されている。ニードル３０とノズルボディとが衝突したとき、ニードル３０および可動コア５０の固定コア４３方向の移動は変形部材７０を変形させる。これにより、ニードル３０および可動コア５０を固定コア４３方向へ移動させるエネルギーは変形部材７０の変形によって熱エネルギーに変換される。その結果、ニードル３０とノズルボディとが衝突したとき、一体のニードル３０および可動コア５０のバウンドは低減される。したがって、部品点数の増大を招くことなく、簡単な構造でニードル３０のバウンドを低減でき、噴孔２５からの制御不能な燃料噴射が低減される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔を有する弁ボディと、
前記噴孔を開閉する弁部材と、
前記弁部材と一体に軸方向へ往復移動する可動コアと、
コイルに通電することにより前記可動コアとの間に発生する磁気吸引力によって前記可動コアを前記噴孔とは反対方向へ吸引する固定コアと、
前記可動コアを介して前記弁部材を前記固定コアとは反対方向へ押し付ける弾性部材と、
前記可動部材の前記弾性部材からの押し付け力が加わる座面部と前記弾性部材との間に設置され、前記弁ボディと前記弁部材とが衝突することにより前記弁部材および前記可動コアが前記固定コア方向へ移動するとき変形可能な変形能を有し、変形することにより前記弁部材および前記可動コアの前記固定コア方向への移動を吸収する変形部材と、
を備えることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記変形部材は、軸方向の一方の端部に前記可動コアと接する接触面を有す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】
前記変形部材は、軸方向において前記接触面とは反対側の端部に前記弾性部材から力を受ける受力面を有することを特徴とする請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記変形部材は、金属で形成されていることを特徴とする請求項１、２または３記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記変形部材は、内周側に燃料が通過可能な燃料通路を形成し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】
本発明は、燃料噴射弁（以下、燃料噴射弁を「インジェクタ」という。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイルに通電することにより固定コアと可動コアとの間に発生する磁気吸引力を利用して可動コアと一体の弁部材を駆動するインジェクタが公知である。このようなインジェクタの場合、弁部材はコイルへの通電の断続にともなって軸方向へ往復移動する。そのため、可動コアは、固定コア方向へ移動すると固定コアと衝突し、固定コアとは反対側へ移動すると一体に接続している弁部材が弁ボディの弁座に衝突する。その結果、衝突時の衝撃により一体の可動コアおよび弁部材にはいわゆるバウンドが生じる。
【０００３】
インジェクタの場合、閉弁時にバウンドが生じると、バウンドにともなって噴孔が不規則に開閉する。その結果、噴孔からは再現性のない制御不能な燃料の噴射を招く。特に、コイルへの通電パルスの周波数が低いとき、バウンドの影響は大きくなり、燃料噴射量および燃料噴霧の形状を精度よく制御することができない。そこで、弁部材に二つのストッパを設置し、このストッパの間に可動コアを配置したインジェクタが公知である（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５２８６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているインジェクタでは、可動コアは二つのストッパの間を軸方向へ移動可能である。これにより、弁部材と他の部材とが衝突するとき、弁部材および可動コアには互いに逆方向の慣性力が生じ、衝突部位における衝撃が緩和される。さらに、可動コアとストッパとの間に緩衝用のばねを設置することにより、衝突による衝撃の緩和を図り、バウンドの発生を低減している。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、弁部材に二つのストッパを設置するとともに、二つのストッパの間に可動コアを弁部材に対し移動可能に設置する必要がある。さらに、可動コアとストッパとの間には緩衝用のばねを設置する必要がある。そのため、構造の複雑化および部品点数の増大を招くという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、部品点数の増大を招くことなく、簡単な構造で閉弁時における弁部材のバウンドを低減するインジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明では、可動部材の座面部と弾性部材との間に設置されている変形部材を備えている。弁部材が弁ボディに衝突したとき、衝突の衝撃によって弁部材および可動コアには固定コア方向へ移動させるエネルギーが加わる。このとき、弁部材および可動コアの固定コア方向への移動を低減するには、弁部材および可動コアに加わるエネルギーを他の形態のエネルギーに変換する必要がある。可動部材の座面部と弾性部材との間に変形部材を設置することにより、可動コアに加わるエネルギーは弾性部材に伝達される前に変形部材に伝達される。これにより、弁部材および可動コアのエネルギーは、変形部材の変形によって熱エネルギーに変換される。その結果、弁ボディと弁部材との衝突の衝撃による弁部材および可動コアの移動は、変形部材によって吸収され、弁部材および可動コアの固定コア方向の移動は低減される。したがって、部品点数の増大を招くことなく、簡単な構造で弁部材が弁ボディに接する閉弁時における弁部材のバウンドを低減することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、変形部材は接触面を有している。これにより、変形部材は、少なくとも一方の面が可動コアと接している。弁ボディと弁部材との衝突の衝撃による可動コアの移動は、可動コアと接している変形部材に伝達される。そのため、可動コアの運動エネルギーは変形部材に伝達され、変形部材の変形によって熱エネルギーに変換される。その結果、可動コアの移動は、変形部材の変形によって吸収される。したがって、簡単な構造で閉弁時における弁部材のバウンドを低減することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明では、変形部材は接触面とは反対側の端部に受力面を有している。受力面は弾性部材からの力を受ける。そのため、可動コアと接する変形部材は、閉弁時の衝撃による可動コアの固定コア方向の移動が弾性部材に伝達される前に、可動コアの移動を変形により吸収する。したがって、簡単な構造で閉弁時における弁部材のバウンドを低減することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明では、変形部材は金属で形成されている。金属で変形部材を形成することにより、例えばゴムや樹脂などで変形部材を形成する場合と比較して、変形性能の経時的な変化が小さくなる。したがって、燃料の噴射特性を長期間安定して維持することができる。また、金属で変形部材を形成した場合、変形部材の強度が高い。そのため、変形部材は、弾性部材と接して弾性部材の押し付け力を受ける部材と一体に成形可能である。したがって、部品点数の増大を防止することができる。
請求項５記載の発明では、変形部材は内周側に燃料通路を形成している。そのため、可動コアが内周側に燃料通路を有する場合、変形部材を設置しても、燃料通路が確保される。したがって、別途燃料通路を形成する必要がなく、加工工数を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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実施形態によるインジェクタを図２に示す。第１実施形態によるインジェクタ１０は、例えば直噴式のガソリンエンジンに適用される。なお、インジェクタ１０は、直噴式のガソリンエンジンに限らず、予混合式のガソリンエンジン、またはディーゼルエンジンなどに適用してもよい。直噴式のガソリンエンジンにインジェクタ１０を適用する場合、インジェクタ１０は図示しないシリンダヘッドに搭載される。
【００１３】
インジェクタ１０のハウジング１１は筒状に形成されている。ハウジング１１は、第一磁性部１２、非磁性部１３および第二磁性部１４を有している。非磁性部１３は、第一磁性部１２と第二磁性部１４との磁気的な短絡を防止する。第一磁性部１２、非磁性部１３および第二磁性部１４は、例えばレーザ溶接などにより一体に接続されている。なお、ハウジング１１を磁性材料により一体物に形成し、熱加工することにより非磁性部１３に対応する部分を非磁性化してもよい。
【００１４】
ハウジング１１の軸方向の一方の端部には入口部材１５が設置されている。入口部材１５はハウジング１１の内周側に圧入されている。入口部材１５は燃料入口１６を有している。燃料入口１６には、図示しない燃料ポンプによって燃料が供給される。燃料入口１６に供給された燃料は、燃料フィルタ１７を経由してハウジング１１の内周側に流入する。燃料フィルタ１７は、燃料に含まれる異物を除去する。
【００１５】
ハウジング１１の他方の端部には、ノズルホルダ２０が設置されている。ノズルホルダ２０は、筒状に形成され、内側にノズルボディ２１が設置されている。ノズルボディ２１は、筒状に形成され、例えば圧入あるいは溶接などにより、ノズルホルダ２０に固定されている。ノズルボディ２１は、図３に示すように先端に近づくにつれて内径が小さくなる円錐状の内壁面２２に弁座２３を有している。ノズルボディ２１は、ハウジング１１とは反対側の端部近傍にノズルボディ２１を貫いて内壁面２２と外壁面２４とを接続する噴孔２５を有している。
【００１６】
弁部材としてのニードル３０は、図２に示すようにハウジング１１、ノズルホルダ２０およびノズルボディ２１の内周側に軸方向へ往復移動可能に収容されている。ニードル３０は、ノズルボディ２１と概ね同軸上に配置されている。ニードル３０は、軸部３１、頭部３２およびシール部３３を有している。ニードル３０は、軸方向において軸部３１の燃料入口１６側の端部に頭部３２を有し、軸部３１の噴孔２５側の端部にシール部３３を有している。シール部３３は、図３に示すようにノズルボディ２１に形成されている弁座２３と接触可能である。ニードル３０は、ノズルボディ２１との間に燃料が流れる燃料通路２６を形成する。
【００１７】
インジェクタ１０は、図２に示すようにニードル３０を駆動する駆動部４０を有している。駆動部４０は、スプール４１、コイル４２、固定コア４３、プレートハウジング４４および可動コア５０を有している。スプール４１は、ハウジング１１の外周側に設置されている。スプール４１は、樹脂で筒状に形成され、外周側にコイル４２が巻かれている。コイル４２は、コネクタ４５の端子部４６に接続している。ハウジング１１を挟んでコイル４２の内周側には固定コア４３が設置されている。固定コア４３は、例えば鉄などの磁性材料により筒状に形成され、ハウジング１１の内周側に例えば圧入などにより固定されている。プレートハウジング４４は、磁性材料から形成され、コイル４２の外周側を覆っている。
【００１８】
可動コア５０は、固定コア４３と同軸上に配置されている。可動コア５０は、ハウジング１１の内周側に軸方向へ往復移動可能に設置されている。可動コア５０は、例えば鉄などの磁性材料から筒状に形成されている。可動コア５０は、固定コア４３とは反対側に筒部５１を有している。筒部５１には、ニードル３０の頭部３２が圧入されている。これにより、ニードル３０と可動コア５０とは一体に接続されている。なお、ニードル３０と可動コア５０とは例えば溶接などにより一体に接続してもよい。可動コア５０は、固定コア４３側の端部において弾性部材であるスプリング１８と接触している。スプリング１８は、軸方向の一方の端部がアジャスティングパイプ１９に接している。アジャスティングパイプ１９は、例えば圧入などにより固定コア４３に固定されている。スプリング１８は、軸方向へ伸長する方向の力を有している。そのため、一端が固定されているスプリング１８は、他端側において一体の可動コア５０およびニードル３０を弁座２３に着座する方向へ押し付ける。固定コア４３に圧入されているアジャスティングパイプ１９の圧入量を調整することにより、スプリング１８の荷重は調整される。コイル４２に通電していないとき、可動コア５０および可動コア５０と一体のニードル３０は弁座２３側へ押し付けられ、シール部３３は弁座２３に着座する。
【００１９】
次に、駆動部４０の可動コア５０の近傍について詳細に説明する。
可動コア５０は固定コア４３と接触可能である。可動コア５０は、図１に示すように固定コア４３側の端部から噴孔２５側へ窪んだ凹部５２を有している。スプリング１８のアジャスティングパイプ１９とは反対側の端部は、可動コア５０の凹部５２に収容される。凹部５２を形成する可動コア５０の底面は、スプリング１８の押し付け力を受ける座面部５３を形成している。凹部５２には、受力部材６０および変形部材７０が収容されている。受力部材６０は、スプリング１８のアジャスティングパイプ１９とは反対側の端部と接触しスプリング１８の押し付け力を受ける。受力部材６０は筒状に形成されている。これにより、受力部材６０は内周側に燃料通路６１を形成している。
【００２０】
変形部材７０は、金属から形成され、力が加わることにより変形する。変形部材７０の固定コア４３側の端面は、受力部材６０を介してスプリング１８からの力を受ける受力面７１である。これにより、スプリング１８の押し付け力は、受力部材６０を介して変形部材７０の受力面７１に加わる。また、変形部材７０の固定コア４３とは反対側の端面は、可動コア５０の座面部５３と接触する接触面７２である。
【００２１】
変形部材７０は、可動コア５０の座面部５３と受力部材６０との間に配置されている。変形部材７０は、力が加わることにより変形可能な変形能を有する材料から形成され、弾性体で形成することが望ましい。第１実施形態では、変形部材７０は弾性体である金属により形成されている。なお、変形部材７０は、金属の他、樹脂やゴムなどの弾性体により形成してもよい。変形部材７０は、スプリング１８とは異なる弾性係数を有している。そのため、一体のニードル３０および可動コア５０は、直列に配置された弾性係数の異なる二つの弾性体により弁座２３方向へ押し付けられていることになる。変形部材７０は筒状に形成されている。これにより、変形部材７０は内周側に燃料通路７３を形成している。本実施形態では、変形部材７０は円筒状に形成している。なお、変形部材７０は、円筒状に限らず、例えばらせん状若しくは板状のばね、または中空の部材など変形可能、望ましくは弾性変形可能な形状であれば、変形部材７０の構造は要求される変形特性に応じて任意に変更することができる。
【００２２】
次に、変形部材７０の作用について説明する。
コイル４２に通電されているとき、固定コア４３と可動コア５０との間に発生する磁気吸引力により可動コア５０は固定コア４３に吸引されている。このとき、コイル４２への通電を停止すると、固定コア４３と可動コア５０との間の磁気吸引力は消滅する。そのため、一体のニードル３０および可動コア５０は、スプリング１８の押し付け力により弁座２３側へ移動する。一体のニードル３０および可動コア５０は、ニードル３０のシール部３３がノズルボディ２１の弁座２３に接するまで弁座２３側へ移動する。
【００２３】
このとき、スプリング１８の押し付け力により、ニードル３０のシール部３３はノズルボディ２１の弁座２３に高速で衝突する。そのため、一体のニードル３０および可動コア５０は、一旦シール部３３が弁座２３に接するものの、衝突のエネルギーにより反対方向すなわち固定コア４３方向へ弾き返される。
【００２４】
一体のニードル３０および可動コア５０が固定コア４３方向へ弾き返されるとき、一体のニードル３０および可動コア５０を固定コア４３方向へ弾き返すエネルギーは可動コア５０に接している変形部材７０に伝達される。変形部材７０は、一体のニードル３０および可動コア５０を固定コア４３方向へ弾き返すエネルギーによって変形を生じる。変形部材の変形によって、一体のニードル３０および可動コア５０から伝達されたエネルギーは熱エネルギーに変換される。その結果、一体のニードル３０および可動コア５０から伝達された運動エネルギーは、変形部材７０の変形によって熱エネルギーとして消費され、スプリング１８への伝達が低減される。
【００２５】
変形部材７０を設置することにより、ニードル３０とノズルボディ２１との衝突によって一体のニードル３０および可動コア５０に固定コア４３側への移動を生じさせるエネルギーは、変形部材７０の変形によって熱エネルギーへ変換される。そのため、一体のニードル３０および可動コア５０は、固定コア４３側への移動が低減される。その結果、インジェクタ１０が閉弁するとき、ニードル３０とノズルボディ２１との衝突によって生じる一体のニードル３０および可動コア５０の固定コア４３側への跳ね返り、すなわちバウンドは低減される。
【００２６】
次に、上記構成によるインジェクタ１０の作動について説明する。
コイル４２への通電が停止されているとき、固定コア４３と可動コア５０との間には磁気吸引力が発生しない。そのため、一体のニードル３０および可動コア５０はスプリング１８の押し付け力により固定コア４３とは反対側へ移動している。その結果、コイル４２への通電が停止されているとき、ニードル３０のシール部３３は弁座２３に着座している。したがって、燃料は噴孔２５から噴射されない。
【００２７】
コイル４２に通電されると、コイル４２に発生した磁界によりプレートハウジング４４、第一磁性部１２、可動コア５０、固定コア４３および第二磁性部１４には磁気回路が形成され、磁束が流れる。これにより、固定コア４３と可動コア５０との間には磁気吸引力が発生する。固定コア４３と可動コア５０との間に発生する磁気吸引力がスプリング１８の押し付け力よりも大きくなると、可動コア５０は固定コア４３側へ移動する。そのため、可動コア５０の移動とともにニードル３０も固定コア４３側へ移動する。その結果、ニードル３０のシール部３３は弁座２３から離座する。可動コア５０は、固定コア４３の噴孔２５側の端部と衝突するまで固定コア４３側へ移動する。可動コア５０は、固定コア４３と衝突することにより固定コア４３側への移動すなわちリフトが規制される。
【００２８】
燃料入口１６からインジェクタ１０の内部へ流入した燃料は、燃料フィルタ１７、入口部材１５の内周側、アジャスティングパイプ１９の内周側、受力部材６０の燃料通路６１、変形部材７０の燃料通路７３、可動コア５０の内周側、可動コア５０を貫いて内周側と外周側とを接続する燃料孔５４およびノズルホルダ２０の内周側を経由して燃料通路２６へ流入する。燃料通路２６へ流入した燃料は、弁座２３から離座したニードル３０とノズルボディ２１との間を経由して噴孔２５へ流入する。これにより、噴孔２５から燃料が噴射される。
【００２９】
コイル４２への通電を停止すると、固定コア４３と可動コア５０との間の磁気吸引力は消滅する。ニードル３０および可動コア５０はスプリング１８の押し付け力によって一体となって固定コア４３とは反対側へ移動する。そのため、シール部３３は再び弁座２３に着座し、燃料通路２６と噴孔２５との間の燃料の流れは遮断される。したがって、燃料の噴射は終了する。
【００３０】
以上、説明したように、第１実施形態では、可動コア５０の座面部５３とスプリング１８との間に変形部材７０が設置されている。ニードル３０とノズルボディ２１とが衝突したとき、一体のニードル３０および可動コア５０には固定コア４３側へ弾き返すエネルギーが加わる。このとき、ニードル３０および可動コア５０の固定コア４３方向への移動は変形部材７０を変形させる。これにより、ニードル３０および可動コア５０の固定コア４３方向への移動による運動エネルギーは変形部材７０の変形によって熱エネルギーに変換される。その結果、ニードル３０とノズルボディ２１とが衝突したとき、一体のニードル３０および可動コア５０のバウンドは低減される。したがって、部品点数の増大を招くことなく、簡単な構造でニードル３０のバウンドを低減でき、噴孔２５からの制御不能な燃料噴射を低減することができる。
【００３１】
また、第１実施形態では、可動コア５０と受力部材６０との間に変形部材７０を設置することによりニードル３０のバウンドが低減される。したがって、部品点数の増大を抑制することができる。さらに、第１実施形態では、変形部材７０は金属で形成されている。そのため、変形部材７０を例えばゴムや樹脂などで形成する場合と比較して、変形性能の経時的な変化が小さくなる。したがって、インジェクタ１０の燃料噴射特性を長期間安定して維持することができる。
【００３２】
また、第１実施形態では、例えば変形部材７０の厚み、あるいは受力面７１の接触面積などを変更することにより、変形部材７０の変形時の特性は容易に変更される。したがって、変形部材７０が適用されるインジェクタ１０の特性に応じて、変形部材７０の特性を容易に調整することができる。
【００３３】
（第２、第３実施形態）
本発明の第２実施形態および第３実施形態によるインジェクタの可動コアの近傍をそれぞれ図４または図５に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態の場合、図４に示すように変形部材８０は一体に受力部材を有している。そのため、可動コア５０の凹部５２には、変形部材８０のみが設置されている。スプリング１８のアジャスティングパイプ１９と反対側の端部は、変形部材８０の受力面８１に直接接触している。また、変形部材８０の接触面８２は、第１実施形態と同様に可動コア５０の座面部５３と接触している。
【００３４】
第２実施形態では、変形部材８０が受力部材を一体に有している。そのため、構造がより簡単になり、部品点数をさらに低減することができる。また、変形部材８０は、金属で形成されているため、強度が高い。そのため、スプリング１８から大きな力を受ける受力部材を省略しても、変形部材８０の強度は十分に確保することができる。
【００３５】
第３実施形態の場合、図５に示すように変形部材は複数設置されている。すなわち、可動コア５０の凹部５２には、変形部材７０および変形部材９０が二つの受力部材６０とともに交互に積み重ねて設置されている。この場合、変形部材７０のみが可動コア５０と接している。可動コア５０の軸方向へ複数の変形部材７０、９０を設置することにより、ニードル３０とノズルボディ２１とが衝突したとき、一体のニードル３０および可動コア５０のバウンドは変形部材７０、９０によってそれぞれ吸収される。したがって、一体のニードル３０および可動コア５０のバウンドをより確実に低減することができる。また、変形部材７０と変形部材９０との特性を組み合わせてインジェクタ１０に適用することができ、特性の調整が容易である。
【００３６】
以上説明した複数の実施形態では、変形部材を可動コアと弾性部材との間に設置する例について説明した。しかし、変形部材は、例えば弁部材および可動コアなどの可動部から、例えば固定コアおよび弾性部材などの固定部までの間に設置することができる。可動部から固定部までの間に変形部材を設置することにより、弁部材と弁ボディとの衝突による衝撃によって可動部がバウンドしても、そのバウンドは固定部に伝達される前に変形部材によって吸収される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態によるインジェクタの可動コアの近傍を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるインジェクタを示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるインジェクタの噴孔の近傍を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態によるインジェクタの可動コアの近傍を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態によるインジェクタの可動コアの近傍を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  インジェクタ（燃料噴射弁）、１８  スプリング（弾性部材）、２１  ノズルボディ（弁ボディ）、２５  噴孔、３０  ニードル（弁部材）、４２  コイル、４３  固定コア、５０  可動コア、５３  座面部、７０  変形部材、７１  受力面、７２  接触面、７３  燃料通路、８０  変形部材、８１  受力面、８２  接触面、９０  変形部材
【図１】
2006009584.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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