(57)【要約】【課題】  燃料圧力によるニードルの閉弁力を低減する。【解決手段】  ニードルには、燃料入口側端面から燃料を導入し、噴孔側端面から燃料を排出する燃料通路が設けられ、前記ニードルの外周の燃料入口側端面と噴孔側端面との間には、シール部が設けられ、前記噴孔が、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の外周側に設けられている。これによると、ニードルの燃料入口側端面にかかる燃料圧力を低減出来るため、燃料圧力の増加によるニードルの閉弁力を低減することが出来る。【選択図】      図１
2006170086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔を備えた弁ボデーと、
前記弁ボデーに着座および離座することで前記噴孔を開閉するニードルとを備える燃料噴射弁において、
前記ニードルには、燃料入口側端面から燃料を導入し、噴孔側端面から燃料を排出する燃料通路が設けられ、
前記ニードルの外周の燃料入口側端面と噴孔側端面との間には、シール部が設けられ、
前記噴孔が、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の外周側に設けられていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記ニードルが前記弁ボデーに着座した状態のとき、開弁方向の燃料圧力を受圧し、前記ニードル上部にかかる燃料圧力を打ち消すように、前記ニードルの噴孔側端面の外周側が、前記弁ボデーに着座することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記弁ボデーの前記ニードル着座部分が平面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記弁ボデーの前記噴孔側端面には、多孔噴孔板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
噴孔を備えた弁ボデーと、
前記弁ボデーに着座および離座することで前記噴孔を開閉するニードルと、
前記ニードルと協働して着座方向および離座方向に移動する可動コアと、
前記可動コアを離座方向に磁気吸引する固定コアと、
前記可動コアを着座方向に付勢する付勢部材と、
前記可動コアを前記固定コアに磁気吸引するための電磁力を発生するコイルとを備え、
前記電磁力の発生および消失により前記可動コアと前記固定コアとを引き付けおよび引き離す燃料噴射弁において、
前記弁ボデーに直接的又は間接的に固定され、前記ニードルおよび前記ニードルと連結され協働する可動コアとからなる弁部材を軸方向に摺動可能に内周で案内する燃料圧力低減部材と、
前記摺動部分に設けられたシール部とを備えていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項６】
前記噴孔が、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記噴孔が、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の内周側に設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記シール部の内周径をｄ１、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の内周径をｄ２とした場合下記数式の関係になるように構成したことを特徴とする請求項５乃至７に記載の燃料噴射弁。
【数１】
2006170086.tif 000015
【請求項９】
前記シール部の内周径をｄ１、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の内周径をｄ２とした場合下記数式の関係になるように構成したことを特徴とする請求項５乃至７に記載の燃料噴射弁。
【数２】
2006170086.tif 000016
【請求項１０】
前記シール部の内周径をｄ１、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の内周径をｄ２とした場合下記数式の関係になるように構成したことを特徴とする請求項５乃至７に記載の燃料噴射弁。
【数３】
2006170086.tif 000017
【請求項１１】
噴孔を備えた弁ボデーと、
前記弁ボデーに着座および離座することで前記噴孔を開閉するニードルと、
前記ニードルと協働して着座方向および離座方向に移動する可動コアと、
前記可動コアを離座方向に磁気吸引する固定コアと、
前記可動コアを着座方向に付勢する付勢部材と、
前記可動コアを前記固定コアに磁気吸引するための電磁力を発生するコイルとを備え、
前記電磁力の発生および消失により前記可動コアと前記固定コアとを引き付けおよび引き離す燃料噴射弁において、
前記ニードルおよび前記ニードルと連結され協働する可動コアとからなる弁部材の噴孔側には、略円環状の段差部が設けられ、
燃料入口側から前記段差部の下流へ導通する燃料通路が設けられ、
燃料入口側端面に燃料入口側がシールされ、
噴孔側の段差部に噴孔側がシールされていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１２】
前記噴孔が、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の内周側に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の燃料噴射弁。
【請求項１３】
前記燃料入口側シール部のシール位置と前記噴孔側シール部のシール位置が異なることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の燃料噴射弁。
【請求項１４】
前記燃料入口側のシール部の内周径をｄ１、前記噴孔側シール部の内周径をｄ２、前記ニードルが前記弁ボデーに着座する部分の径をｄｓとした場合下記数式の関係になるようにシール部を設けたことを特徴とする請求項１１乃至１３に記載の燃料噴射弁。
【数４】
2006170086.tif 000018
【請求項１５】
前記燃料入口側のシール部の内周径をｄ１、前記噴孔側シール部の内周径をｄ２、前記ニードルが前記弁ボデーに着座する部分の径をｄｓとした場合下記数式の関係になるようにシール部を設けたことを特徴とする請求項１１乃至１３に記載の燃料噴射弁。
【数５】
2006170086.tif 000019
【請求項１６】
前記燃料入口側のシール部の内周径をｄ１、前記噴孔側シール部の内周径をｄ２、前記ニードルが前記弁ボデーに着座する部分の径をｄｓとした場合下記数式の関係になるようにシール部を設けたことを特徴とする請求項１１乃至１３に記載の燃料噴射弁。
【数６】
2006170086.tif 000020
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射弁に関し、例えば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】
燃料噴射弁としては内燃機関へ供給する燃料の噴射および遮断を正確に行うために弁座に着座および離座するニードルを、ニードルに連結され協働する可動コアを介してコイルが発生する磁気吸引力によって駆動し固定コアに接離するものが知られている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２０００−８９９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の従来技術では、ニードルが着座した状態のとき、ニードルの噴孔側端面に燃料圧力がかからない構成となっている。このため、燃料圧力を増加させると、ニードルの燃料入口側端面と噴孔側端面の燃料受圧面積の差により、ニードルの閉弁方向に働く力が増加するため、ニードルが開弁し難くなるという課題があった。
【０００４】
一方、本課題を解決する手段のひとつとしてニードル駆動部を大型化することで開弁性能を上げる方法が考えられるが、燃料噴射弁の体格が大きくなる又はコストが高くなるため、本課題を別の手段にて解決出来ることが望まれる。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、燃料圧力の増加によるニードルの閉弁力を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明においては、噴孔を備えた弁ボデーと、前記弁ボデーに着座および離座することで前記噴孔を開閉するニードルとを備える燃料噴射弁において、前記ニードルには、燃料入口側端面から燃料を導入し、噴孔側端面から燃料を排出する燃料通路が設けられ、前記ニードルの外周の燃料入口側端面と噴孔側端面との間には、シール部が設けられ、前記噴孔が、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の外周側に設けられていることを特徴とする燃料噴射弁を提供する。
【０００７】
これによると、ニードルの燃料入口側端面にかかる燃料圧力を低減出来るため、燃料圧力の増加によるニードルの閉弁力を低減することが出来る。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明のように、前記ニードルが弁ボデーに着座した状態のとき、開弁方向の燃料圧力
を受圧し、前記ニードル上部にかかる燃料圧力を打ち消すように、前記ニードルの噴孔側端面の外周側が、弁ボデーに着座すると良い。
【０００９】
これによると、ニードルの燃料入口側端面と噴孔側端面の燃料受圧面積が略等しくできニードルにかかる燃料圧力のバランスが取られる構成に出来るため、燃料圧力の増加によるニードルの閉弁力を低減することが出来る。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明のように、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分が平面であると、ニードルの端面と弁ボデー面との面圧が向上するため、ニードルの着座性が良くなる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明のように、前記弁ボデーの前記噴孔側端面に、多孔噴孔板が設けられていると、噴孔の配置自由度が向上するため、燃料噴霧の形成自由度を向上することが出来る。
【００１２】
第２の発明においては、噴孔を備えた弁ボデーと、前記弁ボデーに着座および離座することで前記噴孔を開閉するニードルと、前記ニードルと協働して着座方向および離座方向に移動する可動コアと、前記可動コアを離座方向に磁気吸引する固定コアと、
前記可動コアを着座方向に付勢する付勢部材と、前記可動コアを前記固定コアに磁気吸引するための電磁力を発生するコイルとを備え、前記電磁力の発生および消失により前記可動コアと前記固定コアとを引き付けおよび引き離す燃料噴射弁において、前記弁ボデーに直接的又は間接的に固定され、前記ニードルおよび前記ニードルと連結され協働する可動コアとからなる弁部材を軸方向に摺動可能に内周で案内する燃料圧力低減部材と、前記摺動部分に設けられたシール部とを備えていることを特徴とする燃料噴射弁を提供する。
【００１３】
これによると、ニードルの燃料入口側端面にかかる燃料圧力を低減出来るため、燃料圧力の増加によるニードルの閉弁力を低減することが出来る。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明のように、前記噴孔が、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分に設けられていると、ニードルの噴孔側端面の形状をくぼみ部分を備えた２重シート形状とすることで燃焼室圧力を低減することが出来る。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明のように、前記噴孔が、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の内周側に設けられていると、噴孔の配置自由度を向上することが出来る。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明のように、前記シール部の内周径をｄ１、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の内周径をｄ２とした場合下記数式の関係になるように構成すると、ニードルの燃料入口側端面と噴孔側端面の燃料受圧面積が略等しくできニードルにかかる燃料圧力のバランスが取られる構成に出来るため、燃料圧力の増加によるニードルの閉弁力を低減することが出来る。
【００１７】
【数１】
2006170086.tif 000003
また、請求項９に記載の発明のように、前記シール部の内周径をｄ１、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の内周径をｄ２とした場合下記数式の関係になるように構成すると、ニードルの燃料入口側の燃料受圧面積より噴孔側の燃料受圧面積を小さくでき、ニードルを弁ボデーに着座させるときに、ニードルの閉弁方向への移動を速やかに行なうことが出来る。
【００１８】
【数２】
2006170086.tif 000004
また、請求項１０に記載の発明のように、前記シール部の内周径をｄ１、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の内周径をｄ２とした場合下記数式の関係になるように構成すると、ニードルの燃料入口側の燃料受圧面積より噴孔側の燃料受圧面積を大きくでき、ニードルを弁ボデーから離座させるときに、ニードルの開弁方向への移動を速やかに行なうことが出来る。
【００１９】
【数３】
2006170086.tif 000005
第３の発明においては、噴孔を備えた弁ボデーと、前記弁ボデーに着座および離座することで前記噴孔を開閉するニードルと、前記ニードルと協働して着座方向および離座方向に移動する可動コアと、前記可動コアを離座方向に磁気吸引する固定コアと、
前記可動コアを着座方向に付勢する付勢部材と、前記可動コアを前記固定コアに磁気吸引するための電磁力を発生するコイルとを備え、前記電磁力の発生および消失により前記可動コアと前記固定コアとを引き付けおよび引き離す燃料噴射弁において、前記ニードルおよび前記ニードルと連結され協働する可動コアとからなる弁部材の噴孔側には、略円環状の段差部が設けられ、燃料入口側から前記段差部の下流へ導通する燃料通路が設けられ、燃料入口側端面に燃料入口側シール部が設けられ、噴孔側の段差部に噴孔側シール部が設けられていることを特徴とする燃料噴射弁を提供する。
【００２０】
また、請求項１２に記載の発明のように、前記噴孔が、前記弁ボデーの前記ニードル着座部分の内周側に設けられていると良い。
【００２１】
また、請求項１３に記載の発明のように、前記燃料入口側シール部のシール位置と前記噴孔側シール部のシール位置が異なると良い。
【００２２】
また、請求項１４に記載の発明のように、前記燃料入口側のシール部の内周径をｄ１、前記噴孔側シール部の内周径をｄ２、前記ニードルが前記弁ボデーに着座する部分の径をｄｓとした場合下記数式の関係になるようにシール部を設けると、ニードルの燃料入口側端面と噴孔側端面の燃料受圧面積が略等しくできニードルにかかる燃料圧力のバランスが取られる構成に出来るため、燃料圧力の増加によるニードルの閉弁力を低減することが出来る。
【００２３】
【数４】
2006170086.tif 000006
また、請求項１５に記載の発明のように、前記燃料入口側のシール部の内周径をｄ１、前記噴孔側シール部の内周径をｄ２、前記ニードルが前記弁ボデーに着座する部分の径をｄｓとした場合下記数式の関係になるようにシール部を設けると、ニードルの燃料入口側の燃料受圧面積より噴孔側の燃料受圧面積を大きくでき、ニードルを弁ボデーから離座させるときに、ニードルの開弁方向への移動を速やかに行なうことが出来る。
【００２４】
【数５】
2006170086.tif 000007
また、請求項１６に記載の発明のように、前記燃料入口側のシール部の内周径をｄ１、前記噴孔側シール部の内周径をｄ２、前記ニードルが前記弁ボデーに着座する部分の径をｄｓとした場合下記数式の関係になるようにシール部を設けると、ニードルの燃料入口側の燃料受圧面積より噴孔側の燃料受圧面積を小さくでき、ニードルを弁ボデーに着座させるときに、ニードルの閉弁方向への移動を速やかに行なうことが出来る。
【００２５】
【数６】
2006170086.tif 000008
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本実施形態では、燃料噴射弁（以下、インジェクタと呼ぶ）は内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）、特にガソリンエンジンに用いられる。インジェクタは、噴孔部分がエンジンの燃焼室に臨むように設けられる。インジェクタには、高圧燃料ポンプにより加圧された高圧燃料が、燃料分配管を介して供給される。
【００２７】
なお、インジェクタに供給される燃料はプレッシャーレギュレーターによって所定の圧力（例えば２〜１３ＭＰａ）に調圧されている。
【００２８】
第１の発明の実施形態の構成を図面に従って説明する。図１および図２は燃料噴射弁の構成を示す断面図である。ここで図１はニードル３０が弁座１４に着座している状態を示し、図２はニードル３０が弁座１４から離座している状態を示す。
【００２９】
図１および図２に示すように、インジェクタ１は、略円筒形状であり、一端から燃料を受けインジェクタ１内部の燃料通路を経由して他端から燃料を噴射する。インジェクタ１は、燃料分配管（図示せず）から燃料を導入する燃料入口部Ｉと、燃料の噴射を遮断および許容する弁部Ｂと、弁部Ｂを駆動する電磁駆動部Ｓとを備えている。このように構成されたインジェクタ１は、燃料分配管から燃料入口部Ｉを介して燃料通路内へ流入した燃料を弁部Ｂからエンジンの燃焼室に噴射供給する。
【００３０】
燃料入口部Ｉは、図１および図２に示すように、燃料入口部材１０２と、Ｏリング１０３とを含んで構成される。
【００３１】
燃料入口部材１０２は、略円筒状に形成されており、上部は燃料分配管に接続され、下部は筒状部材４０に固定されている。燃料入口部材１０２の外周には、円環状に形成された複数の段差部が設けられている。
【００３２】
Ｏリング１０３は、略円環状に形成されており、前記段差部にて保持されている。
【００３３】
このように構成された燃料入口部Ｉでは、燃料が、燃料分配管から燃料入口部材１０２を介してインジェクタ１内部に供給される。なおＯリング１０３によりインジェクタ１の外部に燃料が漏れるのを防止している。さらになお、Ｏリングの上流側には略円環状に形成されたバックアップリング１０４が設けられ、下流側には略円環状に形成されたバックアップリング１０５及び１０６が設けられており、Ｏリング１０３の変形によりインジェクタ１の外部に燃料が漏れるのを防止している。
【００３４】
弁部Ｂは、図１および図２に示すように、弁ボデー１２と、ニードル３０とを含んで構成される。
【００３５】
弁ボデー１２は、段差付きの略有底円筒状に形成されている。前記弁ボデー１２の内側には、ニードル３０の端面が当接または離間する弁座１４が設けられている。前記弁座１４は、平面状に形成されている。前記弁座１４の外周側には、弁ボデー１２の内側と外側（燃焼室側）の間を貫通する噴孔２１が設けられている。
【００３６】
なお、前記弁ボデー１２は、弁ハウジング１６の噴孔２１側端部の内周側に固定されている。ここで弁ボデー１２が燃料圧力により弁ハウジング１６から脱落するのを防止するため、前記弁ハウジング１６の噴孔２１側の内周側には段差が設けられ、この弁ハウジング１６に設けられた段差と前記弁ボデー１２の外周に設けられた段差とが当接されている。
【００３７】
ニードル３０は、略円筒状に形成され、内部を貫通する燃料通路を備えている。前記ニードル３０は、弁座１４にニードル３０の端面を着座および離座可能となるように、弁ボデー１２内に軸方向に摺動可能に収められている。
【００３８】
ニードル３０の噴孔側端面の形状は、外周側が弁座１４に着座するように形成されている。これによりニードル３０の噴孔側端面の弁座１４より内周部分は、ニードル３０が弁座１４に着座した状態のとき、開弁方向の燃料圧力を受圧する。
【００３９】
なお、前記ニードル３０の外周には、燃料が燃料入口側から噴孔２１側へ漏れるのを防止するため、軸シール１０１が設けられている。
【００４０】
このように構成された弁部Ｂでは、ニードル３０の内周側を燃料が通っており、ニードル３０及び可動コア５０とからなる弁部材の上流側の燃料受圧面積と、下流側の燃料受圧面積とが互いに打ち消されるように構成されている。この弁部材が弁ボデー１２に着座した状態のとき燃料の噴射が遮断され、一方、離座した状態のとき弁座１４の外周側に設けられた噴孔２１から燃料が噴射される。
【００４１】
電磁駆動部Ｓは、図１および図２に示すように、筒部材４０、可動コア５０、固定コア５４、アジャスティングパイプ５６、スプリング５８、コイル６０とを有する。
【００４２】
筒部材４０は、弁ハウジング１６の燃料入口側の内周壁に固定されている。
【００４３】
可動コア５０は、段差付きの略円筒状に磁性材料で形成されている。前記可動コア５０は、ニードル３０の燃料入口側の端部と溶接等により固定されており、ニードル３０と協働する。
【００４４】
固定コア５４は、磁性材料で略円筒状に形成される。前記固定コア５４は、筒部材４０の内周壁に挿入され、可動コア５０に対し燃料入口側方向かつ可動コア５０と向き合う位置に固定されている。
【００４５】
アジャスティングパイプ５６は、略円筒状に形成されている。前記アジャスティングパイプ５６は、固定コア５４の内周に固定され、内部に燃料通路を備えている。
【００４６】
スプリング５８は、一端部をアジャスティングパイプ５６に係止され、他端部を可動コア５０に係止されており、可動コア５０を噴孔２１側に付勢している。
【００４７】
コイル６０は、樹脂製などのスプール（図示せず）に巻回されている。前記スプールは筒部材４０の外周に配置されている。コイル６０の端部は、２つのターミナル（図示せず）として引き出されており、外部電源等からターミナルへ電流が供給される。
【００４８】
ここでコイル６０、スプール、ターミナルは駆動コイルを構成しており、コイル６０に通電し、磁気吸引力を発生することにより、可動コア５０を固定コア５４側に吸引する。
【００４９】
このように構成された電磁駆動部Ｓでは、コイル６０に通電し磁気吸引力が発生した状態のとき、固定コア５４は可動コア５０を磁気吸引する。前記可動コア５０は、ニードル３０と協働することで、ニードル３０を弁座１４から離間する。一方、コイル６０への通電を切断し磁気吸引力が消失した状態のとき、ニードル３０は、スプリング５８による弁座１４側への付勢力によって、弁座１４に着座する。
【００５０】
このとき、ニードル３０の燃料入口側（上流）の燃料受圧面積と噴孔側（下流）の燃料受圧面積とが略等しくなっていることにより、ニードル３０にかかる開弁方向の燃料圧力と閉弁方向の燃料圧力とがバランスするため、ニードル３０を磁気吸引する為の駆動力も小さく出来、また、燃焼室圧力による開弁力を受けにくいため、スプリング５８の付勢力を小さく出来るため、電磁駆動部Ｓの体格を小さくすることが出来る。
【００５１】
ニードル３０の内部に設けられた燃料通路は、必ずしもニードル３０の内部を貫通している必要はない。
【００５２】
図３は、第１の発明の別の実施形態であり、インジェクタ１の構成を示す断面図である。ニードル３０には、燃料入口側に、燃料入口側端面から燃料が導入され、ニードル３０の軸方向の下流途中の外周側に導通する燃料入口側燃料通路３０１が設けられ、外周側に、外周側燃料通路３０２が設けられ、噴孔２１側に、外周側燃料通路３０２から燃料が導入され、ニードル３０の噴孔２１側端面に導通する噴孔側燃料通路３０３が設けられている。なお、外周側燃料通路３０２と噴孔側燃料通路３０３との連通部分の下流には、燃料が燃料入口側から噴孔２１側へ漏れるのを防止するため、軸シール１０１が設けられている。このように構成されたインジェクタ１では、ニードル３０の燃料入口側燃料通路３０１と、外周側燃料通路３０２と、噴孔側燃料通路３０３を燃料が通っており、ニードル３０及び可動コア５０とからなる弁部材の上流側の燃料受圧面積と、下流側の燃料受圧面積とが互いに打ち消されるように構成されている。この弁部材が弁ボデー１２に着座した状態のとき燃料の噴射が遮断され、一方、離座した状態のとき弁座１４の外周側に設けられた噴孔２１から燃料が噴射される。
【００５３】
このようなニードル３０の内部に設けられた燃料通路が、ニードル３０の内部を貫通していないインジェクタ１であっても、本発明１の作用、効果を有する。
【００５４】
図４は、第１の発明の別の実施形態であり、インジェクタ１の噴孔部分の断面図である。弁ボデー１２に設けられた噴孔２１の下流に、複数（例えば５〜１２個）の噴孔を備えた多孔噴孔板４０１を設けた構成となっている。このように構成されたインジェクタ１は、噴孔２１から多孔噴孔板４０１を介してエンジンの燃焼室へ燃料を噴射する。多孔噴孔板を用いることにより、燃料噴霧の形成自由度を向上することが出来る。
【００５５】
発明１の実施形態よると、ニードルの燃料入口側端面と噴孔側端面の燃料受圧面積が略等しくできニードルにかかる燃料圧力のバランスが取れる構成に出来るため、燃料圧力の増加によるニードルの閉弁力を低減することが出来る。
【００５６】
なお、第１の発明に用いられる構成は本発明の課題を達成出来るものであれば、本実施形態の構成に限定されない。例えば噴孔２１は、弁座１４部分に設けられていても良く、弁座１４は、傾斜していても良く、ニードル３０の噴孔側端面は、くぼみ部分を備えた２重シート形状であっても良い。
【００５７】
第２の発明の実施形態の構成を図面に従って説明する。図５は燃料噴射弁の構成を示す断面図であり、図６は図５の弁座部分をさらに拡大した図である。
【００５８】
図５および図６に示すように、インジェクタ１は、略円筒形状であり、一端から燃料を受けインジェクタ１内部の燃料通路を経由して他端から燃料を噴射する。インジェクタ１は燃料の噴射を遮断および許容する弁部Ｂ２と、弁部Ｂ２を駆動する電磁駆動部Ｓ２とを備えており、一端から燃料通路内に流入した燃料を弁部Ｂ２からエンジンの燃焼室に噴射供給する。
【００５９】
弁部Ｂ２は、図５および図６に示すように、弁ボデー１２と、ニードル３０と、燃料圧力低減部材５０１とを含んで構成される。
【００６０】
弁ボデー１２は、略有底円筒状に形成される。前記弁ボデー１２の内側には、ニードル３０の端面が当接または離間する弁座１４が設けられている。前記弁座１４部分には、弁ボデー１２の内側と外側（燃焼室側）の間を貫通する噴孔２１が設けられている。
【００６１】
燃料圧力低減部材５０１は、略円筒状に形成され、弁ボデー１２の燃料入口側の内周壁に固定されている。前記燃料圧力低減部材５０１には、噴孔側方向に段差部が設けられており、燃料入口側端面から前記段差部下流の外周側に導通する燃料通路が設けられている。
【００６２】
ニードル３０は、略円筒状に形成され、燃料入口側に磁性体から形成される可動コア部５０と連結されている。前記ニードル３０の噴孔側端面は、燃焼室からの圧力を低減するため、くぼみ部分３１を備えた２重シート形状となっている。前記ニードル３０は、弁ボデー１２内に収められており、頭部（上部）内周で燃料圧力低減部材５０１により案内されると共に、燃料圧力低減部材５０１に沿って軸方向に摺動することで、弁座１４に着座および離座可能となっている。ここで燃料圧力低減部材５０１は固定されており燃料圧力の影響を受けないため、ニードル３０にかかる燃料圧力が低減されている。前記摺動部分には、シール部５０２が設けられている。前記シール部は、シール部５０２の内周径をｄ１、弁座１４の内周径をｄ２とした場合、それぞれの面積が、次式（１）の関係になるように設けられている。
【００６３】
【数７】
2006170086.tif 000009
このように構成された弁部Ｂ２では、ニードル３０の外周側を燃料が通っており、ニードル３０の燃料入口側（上流）の燃料受圧面積と噴孔側（下流）の燃料受圧面積とが略等しくなっている。このニードル３０が弁ボデー１２に着座した状態のとき燃料の噴射が遮断され、一方、離座した状態のとき弁座１４部分に設けられた噴孔２１から燃料が噴射される。
【００６４】
電磁駆動部Ｓ２は、図５に示すように、固定コア５４、スプリング５８、コイル６０とを有する。
【００６５】
固定コア５４は、磁性材料で略円筒状に形成されている。前記固定コア５４は、弁ボデー１２内に、可動コア部を備えたニードル３０に対し燃料入口側方向かつニードル３０と向き合う位置に固定されている。
【００６６】
スプリング５８は、ニードル３０を噴孔２１側に付勢するように固定されている。
【００６７】
コイル６０は、樹脂製などのスプール（図示せず）に巻回されている。スプールは弁ボデー１２内に固定されている。コイル６０の端部は、２つのターミナル（図示せず）として引き出されており、外部電源等からターミナルへ電流が供給される。
【００６８】
ここでコイル６０、スプール、ターミナルは駆動コイルを構成しており、コイル６０に通電し磁気吸引力を発生することにより、ニードル３０を固定コア５４側に吸引する。
【００６９】
このように構成された電磁駆動部Ｓ２では、コイル６０に通電し磁気吸引力が発生した状態のとき、固定コア５４はニードル３０を磁気吸引し、弁座１４から離間する。一方、コイル６０への通電を切断し磁気吸引力が消失した状態のとき、ニードル３０は、スプリング５８による噴孔２１側への付勢力によって、弁座１４に着座する。
【００７０】
このとき、ニードル３０の燃料入口側（上流）の燃料受圧面積と噴孔側（下流）の燃料受圧面積とが略等しくなっていることにより、ニードル３０にかかる開弁方向の燃料圧力と閉弁方向の燃料圧力とがバランスするため、スプリング５８の付勢力を小さく出来、また、ニードル３０を磁気吸引する為の駆動力も小さく出来るため、電磁駆動部の体格を小さくすることが出来る。
【００７１】
図７および図８は、第２の発明における別の実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図である。
【００７２】
図７に示すように、噴孔２１は弁座１４の内側に設けられている。また、ニードル３０の噴孔側端面の形状は、くぼみ部分を備えていない１重シート形状となっている。このように構成されたインジェクタ１は、ニードル３０が弁座１４から離座した状態のとき、弁座１４の内側に設けられた噴孔２１からエンジンの燃焼室へ燃料を噴射する。
【００７３】
図８に示すように、噴孔２１は弁座１４の内側に設けられている。また、燃焼室からの圧力を打ち消すため、ニードル３０の噴孔側の内部に燃焼室圧力キャンセル機構を設けている。このように構成されたインジェクタ１は、ニードル３０が弁座１４から離座した状態のとき、弁座１４の内側に設けられた噴孔２１からエンジンの燃焼室へ燃料を噴射する。また前記燃焼室圧力キャンセル機構は、圧力を閉弁方向に受圧する面を備えて、この受圧面にかかる燃焼室圧力により、エンジンの燃焼室から噴孔２１を通してニードル３０に開弁方向にかかる燃焼室圧力を低減する。
【００７４】
発明２の実施形態よると、ニードルの燃料入口側端面と噴孔側端面の燃料受圧面積が略等しくできニードルにかかる燃料圧力のバランスが取られる構成に出来るため、燃料圧力の増加によるニードルの閉弁力を低減することが出来る。
【００７５】
なお、第２の発明に用いられる構成は本発明の課題を達成出来るものであれば、本実施形態の構成に限定されない。例えば弁座１４は、平面であっても良く、図８に示すように、弁ボデー１２に設けられた噴孔２１の下流に、複数の噴孔を備えた多孔噴孔板４０１を設けてあっても良く、ニードル３０と可動コア部５０は一体的ではなく区別可能に構成されても良い。
【００７６】
さらになお、受圧面積の関係を目的に応じて変えても良く、シール部５０１の径をｄ１、弁座１４の径をｄ２としたとき、例えば閉弁性を向上させたい場合には、次式（２）の関係となる構成としても良く、開弁性を向上させたい場合には、次式（３）の関係となる構成としても良い。
【００７７】
【数８】
2006170086.tif 000010
【００７８】
【数９】
2006170086.tif 000011
第３の発明の実施形態の構成を図面に従って説明する。図９は、燃料噴射弁の構成を示す断面図である。
【００７９】
図９に示すように、インジェクタ１は、略円筒形状であり、一端から燃料を受けインジェクタ１内部の燃料通路を経由して他端から燃料を噴射する。インジェクタ１は燃料の噴射を遮断および許容する弁部Ｂ３と、弁部Ｂ３を駆動する電磁駆動部Ｓ３とを備えており、一端から燃料通路内に流入した燃料を弁部Ｂ３からエンジンの燃焼室に噴射供給する。
【００８０】
弁部Ｂ３は、図９に示すように、弁ボデー１２と、ニードル３０とを含んで構成される。
【００８１】
弁ボデー１２は、段差付きの略円筒状に形成される。前記弁ボデー１２の内側には、ニードル３０の端面が当接または離間する弁座１４が設けられている。この弁座１４の内側には、開口部２２が設けられている。前記弁ボデー１２の燃焼室側端面には、複数の噴孔を備えた多孔噴孔板９０３が設けられている。
【００８２】
ニードル３０は、略円筒状に形成され、燃料入口側に磁性体から形成される可動コア部５０を備えている。前記ニードル３０には、噴孔側に略円環状の段差部が設けられている。前記ニードル３０には、燃料入口側から前記段差部の下流へ導通する燃料通路が設けられている。前記ニードル３０には、燃料入口側端面および噴孔側の段差部端面に、それぞれ燃料入口側シール部９０１、噴孔側シール部９０２が設けられている。
【００８３】
前記シール部は、燃料入口側シール部９０１の内周径をｄ１、噴孔側シール部９０２の内周径をｄ２、ニードル３０が弁ボデー１２に着座する部分の内周径をｄｓとした場合、それぞれの面積が、次式（４）の関係になるように設けられている。
【００８４】
【数１０】
2006170086.tif 000012
前記ニードル３０は、前記弁座１４に着座および離座可能となるように、弁ボデー１２内に軸方向に摺動可能に収められている。
【００８５】
このように構成された弁部Ｂ３では、ニードル３０内部に設けられた燃料通路を通して、噴孔側シール部９０２の下流へ燃料が排出されており、ニードル３０の燃料入口側（上流）の燃料受圧面積と噴孔側（下流）の燃料受圧面積とが略等しくなっている。このニードル３０が弁ボデー１２に着座した状態のとき、燃料の噴射が遮断され、一方、離座した状態のとき、弁座１４の内側に設けられた開口部２２から多孔噴孔板９０３に設けられた噴孔を介してエンジンの燃焼室へ燃料が噴射される。
【００８６】
電磁駆動部Ｓ３は、第２の発明に用いられる電磁駆動部Ｓ２と同じ構成のため、省略する。
【００８７】
燃料入口側シール部９０１と噴孔側シール部９０２は、ニードル３０以外に設けられていても良い。
【００８８】
図１０は、第３の発明の別の実施形態であり、インジェクタ１の構成を示す断面図である。固定コア５４には、ニードル３０の燃料入口側端面をシールする燃料入口側シール部９０１が設けられている。また、弁ボデー１２には、ニードル３０の噴孔側の段差部端面をシールする噴孔側シール部９０２が設けられている。このような燃料入口側シール部９０１と噴孔側シール部９０２が、ニードル３０の周囲に設けられた部材に設けられているインジェクタ１であっても、本発明３の作用、効果を有する。
【００８９】
発明３の実施形態によると、ニードルの燃料入口側端面と噴孔側端面の燃料受圧面積が略等しくできニードルにかかる燃料圧力のバランスが取られる構成に出来るため、燃料圧力の増加によるニードルの閉弁力を低減することが出来る。
【００９０】
なお、第３の発明に用いられる構成は本発明の課題を達成出来るものであれば、本実施形態の構成に限定されない。例えば噴孔２１は、図３に示すように、弁座１４部分に設けても良く、弁座１４は、平面であっても良く、ニードル３０の噴孔側端面は、図３に示すようにニードル３０の噴孔側端面にくぼみ部分を備えている２重シート形状であっても良く、インジェクタ１は、噴孔２１からエンジンの燃焼室へ燃料を噴射しても良く、ニードル３０と可動コア部５０は一体的ではなく区別可能に構成されても良い。
【００９１】
さらになお、受圧面積の関係を目的に応じて変えても良く、燃料入口側シール部９０１の内周径をｄ１、噴孔側シール部９０２の内周径をｄ２、ニードル３０が弁ボデー１２に着座する部分の内周径をｄｓとしたとき、例えば開弁性を向上させたい場合には、次式（５）の関係となるシール径としても良く、閉弁性を向上させたい場合には、次式（６）の関係となるシール径としても良い。
【００９２】
【数１１】
2006170086.tif 000013
【００９３】
【数１２】
2006170086.tif 000014
なお、第１乃至３の発明に用いられる構成は本発明の課題を達成出来るものであれば、本実施形態の構成に限定されない。例えば本発明を適用したインジェクタをディーゼルエンジンに用いても良く、本発明を適用したインジェクタをエンジンの吸気管に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】発明１における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（１）である。
【図２】発明１における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（２）である。
【図３】発明２における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（３）である。
【図４】発明１における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（４）である。
【図５】発明２における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（１）である。
【図６】図５の弁座１４部分の拡大図である。
【図７】発明２における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（２）である。
【図８】発明２における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（３）である。
【図９】発明３における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（１）である。
【図１０】発明３における実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断面図（２）である。
【符号の説明】
【００９５】
１２  弁ボデー（弁本体）
１４  弁座
２１  噴孔
３０  ニードル
５０  可動コア
５４  固定コア
５８  スプリング（付勢部材）
６０  コイル
【図１】
2006170086.tif 000021
【図２】
2006170086.tif 000022
【図３】
2006170086.tif 000023
【図４】
2006170086.tif 000024
【図５】
2006170086.tif 000025
【図６】
2006170086.tif 000026
【図７】
2006170086.tif 000027
【図８】
2006170086.tif 000028
【図９】
2006170086.tif 000029
【図１０】
2006170086.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月17日(2004.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2006170086.tif 000031