(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、燃料噴射装置の閉弁時に、可動鉄心を早く初期位置に戻すことができ、且つ上記した衝撃による可動鉄心又はストッパ部（ノズルホルダ）の耐久性の低下を抑制できる電磁式燃料噴射装置を提供することにある。【解決手段】  本発明の電磁式燃料噴射装置は、協働して燃料通路の開閉を行う弁座及び弁体を備えて弁体が弁座に接触することにより閉弁し弁体が弁座から離れることにより開弁する弁部と、電磁石を構成する固定鉄心４０１と、弁体の開閉弁動作方向において固定鉄心４０１と対向するように配置されると共に弁体に対して開閉弁動作方向に相対変位可能に係合する可動鉄心４０４と、弁体を閉弁方向に付勢する第１ばね部材４０５と、可動鉄心４０４に対して弁座の側に配置されて閉弁した状態では可動鉄心４０４と接触し開弁した状態では可動鉄心４０４から離れる板ばね部材４０７と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
協働して燃料通路の開閉を行う弁座及び弁体を備え、前記弁体が前記弁座に接触することにより閉弁し、前記弁体が前記弁座から離れることにより開弁する弁部と、
電磁石を構成する固定鉄心と、
前記弁体の開閉弁動作方向において前記固定鉄心と対向するように配置されると共に、前記弁体に対して前記開閉弁動作方向に相対変位可能に係合する可動鉄心と、
前記弁体を閉弁方向に付勢する第１ばね部材と、
前記可動鉄心に対して前記弁座の側に配置され、前記弁体が閉弁した状態では前記可動鉄心と接触し、前記弁体が開弁した状態では前記可動鉄心から離れる板ばね部材と、
を備える電磁式燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁式燃料噴射装置において、
前記板ばね部材は、環状部材で構成されると共に、前記可動鉄心と接触する可動鉄心側接触面が前記可動鉄心側接触面と接触する前記可動鉄心の面と平行である電磁式燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電磁式燃料噴射装置において、
前記板ばね部材を支持する板ばね支持部を備え、
前記板ばね部材は、前記可動鉄心側接触面の側とは反対側において前記板ばね支持部と接触する板ばね支持部側接触面が、前記板ばね支持部側接触面と接触する前記板ばね支持部の面と平行である電磁式燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電磁式燃料噴射装置において、
前記板ばね部材は、前記可動鉄心側接触面と前記板ばね支持部側接触面との間を接続する接続部が、電磁式燃料噴射装置の中心軸線に対して傾斜しており、
前記可動鉄心側接触面の外径は前記板ばね支持部側接触面の外径よりも小さい電磁式燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電磁式燃料噴射装置において、
前記板ばね部材は、前記板ばね支持部側接触面の内周が前記可動鉄心側接触面の外周に対して径方向外側に位置するように構成される電磁式燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電磁式燃料噴射装置において、
前記可動鉄心は、前記板ばね部材の圧縮方向の変形可能な限界まで、前記板ばね部材に当接した状態で移動可能に構成される電磁式燃料噴射装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電磁式燃料噴射装置において、
前記板ばね部材のばね定数は前記第１ばね部材のばね定数よりも大きい電磁式燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に用いられ、主に燃料を噴射する電磁式燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１７−０１４９２１号公報（特許文献１）がある。この公報には、噴射間隔が短くなった場合でも、弁体の開弁動作を安定して行えるようにするために、可動鉄心に対して弁座の側に配置され、閉弁状態において可動鉄心と変位方向に隙間を介して配置されるストッパ部を備え、前記隙間は、弁体の開弁後に、可動鉄心が閉弁方向に変位する際に、ストッパ部に衝突するように設けられた電磁弁（燃料噴射装置）が記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−０１４９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の燃料噴射装置では、弁体の開弁後に、可動鉄心が閉弁方向に変位する際に、ストッパ部に衝突するように構成されている。この場合、燃料噴射装置の閉弁時に、可動鉄心がストッパ部と衝突することでより早く初期位置に戻ることができる。しかし、可動鉄心の下流側の端面がストッパ部と衝突する際の衝撃が大きくなるため、可動鉄心及びストッパ部（ノズルホルダ）の耐久性を高める必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、燃料噴射装置の閉弁時に、可動鉄心を早く初期位置に戻すことができ、且つ上記した衝撃による可動鉄心又はストッパ部（ノズルホルダ）の耐久性の低下を抑制できる電磁式燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の電磁式燃料噴射装置は、
協働して燃料通路の開閉を行う弁座及び弁体を備え、前記弁体が前記弁座に接触することにより閉弁し、前記弁体が前記弁座から離れることにより開弁する弁部と、
電磁石を構成する固定鉄心と、
前記弁体の開閉弁動作方向において前記固定鉄心と対向するように配置されると共に、前記弁体に対して前記開閉弁動作方向に相対変位可能に係合する可動鉄心と、
前記弁体を閉弁方向に付勢する第１ばね部材と、
前記可動鉄心に対して前記弁座の側に配置され、前記弁体が閉弁した状態では前記可動鉄心と接触し、前記弁体が開弁した状態では前記可動鉄心から離れる板ばね部材と、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成によれば、可動鉄心が板ばね部材と衝突することでより早く初期位置に戻ることができ、かつこの衝突の際に可動鉄心の下流側の部分が受ける応力が板ばね部材によって吸収されるため、可動鉄心が直接、ストッパ部（ノズルホルダ）に衝突する場合に比べて、応力を低減でき、耐久性の低下を抑制することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施例に係る電磁式燃料噴射装置の構造を示す断面図であり、中心軸線１００ａに平行な切断面を示す断面図である。
【図２】図１に示す電磁式燃料噴射装置の電磁駆動部を拡大して示す断面図である。
【図３】図２に示す電磁式燃料噴射装置の板ばね部材部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る電磁式燃料噴射装置の効果を説明する図である。
【図５】板ばね部材のばね定数と可動鉄心に発生する最大応力の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施例について説明する。
【００１０】
図１及び図２を用いて、本発明に係る第１実施例である電磁式燃料噴射装置１００（電磁弁、電磁式燃料噴射弁）の構成について説明する。本実施例の目的は、電磁式燃料噴射装置の閉弁時に、可動鉄心を早く初期位置に戻しつつ、可動鉄心の下流側の端面がノズル体（ノズルホルダ）と衝突することによる可動鉄心又はノズル体の耐久性の低下を抑制することである。
【００１１】
図１は本発明の第１実施例に係る電磁式燃料噴射装置の構造を示す断面図であり、中心軸線１００ａに平行な切断面を示す断面図である。図２は図１に示す電磁駆動部４００を拡大して示す断面図である。
【００１２】
燃料供給部２００は、ノズル部３００に対して反対側の端部が図示しない燃料配管に連結される。ノズル部３００は、燃料供給部２００に対して反対側の端部が、図示しない吸気管或いは内燃機関の燃焼室形成部材（シリンダブロック、シリンダヘッド等）に形成された取付穴（挿入孔）に挿入される。電磁式燃料噴射装置１００は燃料供給部２００を通じて燃料配管から燃料の供給を受け、ノズル部３００の先端部から吸気管或いは燃焼室内に燃料を噴射する。電磁式燃料噴射装置１００の内部には、燃料供給部２００の前記端部からノズル部３００の先端部まで、燃料がほぼ電磁式燃料噴射装置１００の中心軸線１００ａ方向に沿って流れるように、燃料通路１０１（１０１ａ〜１０１ｅ）が構成されている。
【００１３】
以下の説明においては、燃料噴射装置１００の中心軸線１００ａに沿う方向の両端部について、ノズル部３００に対して反対側に位置する燃料供給部２００の端部或いは端部側を基端部或いは基端側と呼び、燃料供給部２００に対して反対側に位置するノズル部３００の端部或いは端部側を先端部或いは先端側と呼ぶことにする。また、図１の上下方向を基準として、電磁式燃料噴射装置１００を構成する各部について、上下方向を指定して説明する。これは、説明を分かり易くするために行うものであり、内燃機関に対する電磁式燃料噴射装置１００の実装形態をこの上下方向に限定するものではない。
【００１４】
≪構成説明≫
以下、燃料供給部２００、電磁駆動部４００及びノズル部３００の構成について、詳細に説明する。
【００１５】
燃料供給部２００は、燃料パイプ２０１によって構成される。燃料パイプ２０１の一端部（上端部）には、燃料供給口２０１ａが設けられ、燃料パイプ２０１の内側には燃料通路１０１ａが中心軸線１００ａに沿う方向に貫通するように形成されている。燃料パイプ２０１の他端部（下端部）は固定鉄心４０１の一端部（上端部）に接合されている。
【００１６】
燃料パイプ２０１の上端部の外周側には、Ｏリング２０２とバックアップリング２０３とが設けられている。Ｏリング２０２は、燃料供給口２０１ａが燃料配管に取り付けられた際に、燃料漏れを防止するシールとして機能する。また、バックアップリング２０３はＯリング２０２をバックアップするためのものである。バックアップリング２０３は複数のリング状部材が積層されて構成される場合もある。
【００１７】
ノズル部３００は、ノズル体（ノズルホルダ）３００ｂを備え、ノズル体３００ｂの先端部（下端部）に弁部３００ａが構成されている。ノズル体３００ｂは中空の筒状体（筒状部材）であり、弁部３００ａの上流側に燃料通路１０１ｅを構成している。また、電磁駆動部４００の下方燃料通路部１０１ｄ部にストッパ部３１１が構成されている。
【００１８】
弁部３００ａは、噴射孔形成部材３０１と、ガイド部材３０２と、プランジャロッド１０２の一端部（下端側先端部）に設けられた弁体３０３とを備えている。噴射孔形成部材３０１には弁体と接して燃料を封止する弁座３０１a、燃料を噴射する燃料噴射孔３０１ｂから構成される。弁体３０３及び弁座３０１aは協働して燃料通路の開閉を行う。すなわち、弁体３０３が弁座３０１aに接触（着座）することにより弁部３００ａは閉弁して燃料通路が閉じられ、弁体３０３が弁座３０１aから離れることにより弁部３００ａは開弁して燃料通路が開かれる。
【００１９】
噴射孔形成部材３０１は、ノズル体３００ｂの先端部に形成された凹部内周面３００ｂａに挿入されて固定されている。このとき、噴射孔形成部材３０１の先端面の外周とノズル体３００ｂの先端面内周とが溶接され、燃料をシールしている。
【００２０】
ガイド部３０２は噴射孔形成部材３０１の内周側にあり、プランジャロッド１０２の先端側（下端側）のガイド面を構成し、中心軸線１００ａに沿う方向（開閉弁方向）におけるプランジャロッド１０２の移動を案内する。なお、開閉弁方向は、弁体が開閉弁動作に伴って移動する方向（開閉弁動作方向）と同意であり、中心軸線１００ａに沿う方向に一致する。
【００２１】
電磁駆動部４００は、固定鉄心４０１と、コイル４０２と、ハウジング４０３と、可動鉄心４０４と、プランジャキャップ４１０と、第１ばね部材４０５と、第２ばね部材４０６と、ばね定数は第１ばね部材のばね定数よりも大きくなって20〜3500N/mmとなる板ばね部材４０７とで構成されている。固定鉄心４０１は、中心部に燃料通路１０１ｂ、燃料パイプ２０１との接合部４０１ａを有する。固定鉄心４０１の外周面４０１ｂはノズル体３００ｂの大径内周部３００ｃと嵌合接合され、外周面４０１ｂよりも大径となる外周面４０１ｅにて、外周側固定鉄心４０１ｄと嵌合接合されている。固定鉄心４０１及び筒状部材の大径部３００ｃの外周側にはコイル４０２が巻回されている。
【００２２】
ハウジング４０３はコイル４０２の外周側を囲むように設けられ、電磁式燃料噴射装置１００の外周を構成している。ハウジング４０３の上端側内周面４０３ａは固定鉄心４０１の外周側固定鉄心４０１ｄの外周面４０１ｅと接合される。
【００２３】
固定鉄心４０１の下端面４０１ｇ側には、可動鉄心４０４が配置されている。可動鉄心４０４は、弁体３０３の開閉弁動作方向において、固定鉄心４０１と対向するように配置される。また可動鉄心４０４は、弁体３０３が設けられたプランジャロッド１０２に対して開閉弁動作方向に相対変位可能に係合している。
【００２４】
可動鉄心４０４の上端面４０４ｃは、閉弁状態において、固定鉄心４０１の下端面４０１ｇと隙間ｇ２を有して対向している。また、可動鉄心４０４の外周面はノズル体３００ｂの大径部３００ｃの内周面と僅かな隙間を介して対向しており、可動鉄心４０４は筒状部材の大径部３００ｃの内側で中心軸線１００ａに沿う方向に移動可能に設けられている。
【００２５】
固定鉄心４０１、可動鉄心４０４、ハウジング４０３、筒状部材（ノズル体）３００ｂの大径部３００ｃへ、磁束が周回するように磁路が形成される。固定鉄心４０１の下端面４０１ｇと可動鉄心４０４の上端面４０４ｃとの間を流れる磁束によって発生する磁気吸引力によって可動鉄心４０４を固定鉄心４０１方向へ吸引する。
【００２６】
中心軸線１００ａに沿う方向に上端面４０４ｃから下端面４０４ａ側まで貫通する燃料通路１０１ｃとして燃料通路孔４０４ｄが形成されている。また燃料通路孔４０４ｄの内径側には、中心軸線１００ａに沿う方向に下端面４０４ａ側まで貫通する貫通孔４０４ｂが構成されている。貫通孔４０４ｂを挿通するようにプランジャロッド１０２が設けられている。
【００２７】
プランジャロッド１０２には、プランジャキャップ４１０が嵌合により固定されている。プランジャキャップ４１０の下端面４１０ｄと可動鉄心４０４の上端面４０４ｃとの間には閉弁時において、上下方向の隙間ｇ１が形成される。コイル４０２に駆動電流が流れ、固定鉄心４０１と可動鉄心４０４との間に磁気吸引力が生じ、可動鉄心４０４は固定鉄心４０１に向かって移動を開始するが、弁体１０２を駆動開始する前に予備ストロークである隙間ｇ１を無くすように移動する。これにより勢いを有して可動鉄心４０４の上端面４０４ｃがプランジャキャップ４１０の下端面４１０ｄに衝突し、その後、弁体１０２は開弁を開始する。なお、隙間ｇ１は閉弁時において、可動鉄心４０４の上端面４０４ｃと固定鉄心４０１の下端面４０１ｇとの間の上下方向の隙間ｇ２よりも小さくなるように形成される。
【００２８】
ここで、本実施例において電磁式燃料噴射装置１００の閉弁時に、可動鉄心４０４は筒状部材３００ｂの大径部３００ｃのストッパ部３１１と衝突することでより早く初期位置に戻ることができる。ストッパ部３１１は、筒状部材３００ｂの大径部３００ｃの内周側（径方向内側）に、中心軸線１００ａに垂直で且つ上方（基端側）に向かう面（上向きの面）として形成されている。
【００２９】
本実施例では、可動鉄心４０４は板ばね部材４０７を介してストッパ部３１１により下方（閉弁方向）への移動が止められる。従って、可動鉄心４０４がストッパ部３１１に直接当接して下方への移動が止められる訳ではない。そのため、ストッパ部３１１は板ばね部材４０７を支持する板ばね支持部と呼んで説明する。
【００３０】
以下、可動鉄心４０４の下面４０４ａが板ばね支持部３１１と衝突する際の衝撃を小さくし、可動鉄心４０４又は板ばね支持部３１１の耐久性を向上するための本実施例の構成について説明する。
【００３１】
閉弁状態において、可動鉄心４０４の下面４０４ａと板ばね支持部３１１の間にはｇ３の隙間を有する。板ばね部材４０７は、その下面４０７ｂが板ばね支持部３１１に当接し、板ばね支持部３１１に支持されている。また板ばね部材４０７は、その上面４０７ａが可動鉄心４０４の下面４０４ａに当接し、可動鉄心４０４を上方向に付勢し、可動鉄心４０４の下面４０４ａが板ばね支持部３１１から離れるように付勢している。そして、開弁状態においては、板ばね部材４０７の上面４０７ａは可動鉄心４０４の下面４０４ａから離間する。
【００３２】
すなわち板ばね部材４０７は、可動鉄心４０４に対して、弁座３０１ａの側に配置され、弁体３０３が閉弁した状態（閉弁状態）では可動鉄心４０４の下面４０４ａと接触し、弁体３０３が開弁した状態（開弁状態）では可動鉄心４０４の下面４０４ａから離れるように構成されている。
【００３３】
なお本明細書において、「開弁状態」は、弁体３０３がフルストローク分、持ち上げられて開弁した状態にあり、弁体３０３と弁座３０１ａとの間にフルストローク分に相当する隙間が形成された状態を言う。また「閉弁状態」は、弁体３０３と弁座３０１ａとが接触して燃料通路が閉じられた状態を言う。
【００３４】
本実施例の上記構成によれば、可動鉄心４０４が板ばね部材４０７と衝突することでより早く初期位置に戻ることができ、かつこの衝突の際に可動鉄心４０４の下流側の部分が受ける応力が板ばね部材４０７によって吸収される。よって、可動鉄心４０４が直接、筒状部材３００ｂの板ばね支持部３１１と当たる場合に比べて応力を低減でき、耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【００３５】
さらに、板ばね部材４０７の上面４０７ａと可動鉄心４０４の下面４０４ａとが接触して、板ばね部材４０７の上面４０７ａの応力が高くなる課題がある。同様に、板ばね部材４０７の下面４０７ｂと板ばね支持部３１１とが接触して、板ばね部材４０７の下面４０７ｂの応力が高くなる課題がある。
【００３６】
本実施例の板ばね部材４０７は、上面４０７ａと、下面４０７ｂと、上面４０７ａと下面４０７ｂとを接続する接続部４０７ｄと、を備える。板ばね部材４０７は、上面４０７ａに開口４０７ｅが形成された環状部材で構成されている。
【００３７】
板ばね部材４０７の上面４０７ａは、可動鉄心４０４の下面４０４ａと接触する可動鉄心側接触面を構成する。板ばね部材４０７の下面４０７ｂは、可動鉄心側接触面４０７ａの側とは反対側において板ばね支持部３１１と接触する板ばね支持部側接触面を構成する。
【００３８】
板ばね部材４０７は、下面４０７ｂが板ばね支持部３１１の支持面と平行な平面で形成され、板ばね部材４０７の上面４０７ａが可動鉄心４０４の下面４０４ａと平行な平面で形成される。これにより、板ばね部材４０７の下面４０７ｂと上面４０７ａとに発生する応力が低くなり、板ばね部材４０７の信頼性及び耐久性を向上することが可能となる。
【００３９】
また、板ばね部材４０７の下面４０７ｂから板ばね部材４０７の上面４０７ａに向かって軸方向に対して傾斜するように構成された傾斜部４０７ｄを有し、下面４０７ｂと上面４０７ａとの間に形成された傾斜部４０７ｄにより適切なばね力（弾性力）が発揮される。
【００４０】
板ばね部材４０７は、接続部（傾斜部）４０７ｄが可動鉄心４０４の下面４０４ａと板ばね支持部３１１との間に介在し、接続部４０７が可動鉄心４０４の下面４０４ａから板ばね支持部３１１に向かって拡径して、軸方向（中心軸線１００ａに沿う方向）に対して傾斜するように構成される。これによって、板ばね部材４０７は運動エネルギーを吸収する効果が高まり、可動鉄心４０４及び筒状部材３００ｂに発生する応力を減らすことができる。
【００４１】
さらに、板ばね部材４０７は、外径を小さくすると、電磁式燃料噴射装置１００の振動や燃料の流れによって、径方向へ変位することがある。この変位によって、板ばね部材４０７の下面４０７ｂが筒状部材３００ｂに形成された下方燃料通路部１０１ｄ及び弁体１０２の挿通孔を構成する孔に引っかかる恐れがあり、板ばね部材４０７を板ばね支持部３１１に安定して保持できなくなる可能性がある。このため、本実施例は、この孔に対して可動鉄心４０４の下面４０４ａを径方向外側に位置させることで、板ばね部材４０７の下面４０７ｂが筒状部材３００ｂの孔に引っかかることを防止でき、板ばね部材４０７の下面４０７ｂを板ばね支持部３１１に安定して保持することが可能となる。
【００４２】
このために、板ばね部材４０７は、その外径Ｄ４０７ｏ及び内径Ｄ４０７ｉを可動鉄心４０４の燃料通路孔４０４ｄの配置円の直径Ｄ４０４ｄよりも大きくしている。これにより、板ばね部材４０７の上面４０７ａ及び下面４０７ｂは、いずれも燃料通路孔４０４ｄに対して中心軸線１００ａを中心とする径方向外側に配置される。また、板ばね部材４０７の上面４０７ａ及び下面４０７ｂは、中心軸線１００ａを中心とする径方向において、固定鉄心４０１の下端面４０１ｇに対向する可動鉄心４０４の上端面４０４ｃとオーバーラップする範囲に設けられている。すなわち、中心軸線１００ａに垂直な平面に、板ばね部材４０７の上面４０７ａ及び下面４０７ｂと、固定鉄心４０１の下端面４０１ｇに対向する可動鉄心４０４の上端面４０４ｃとを投影すると、板ばね部材４０７の上面４０７ａ及び下面４０７ｂの各投影面は、可動鉄心４０４の上端面４０４ｃの投影面に重複する。
【００４３】
筒状部材３００ｂは、可動鉄心４０４の外周面よりも径方向内側に、板ばね支持部３１１を構成する面よりも上方に向かって突出する部位は設けられておらず、可動鉄心４０４は板ばね部材４０７の圧縮方向（付勢力が強まる方向）の変形可能な限界まで板ばね部材４０７に当接した状態で移動する。すなわち、可動鉄心４０４の下方（閉弁方向）への移動限界は板ばね部材４０７によって決定され、可動鉄心４０４の下方への移動は板ばね部材４０７によって制限される。
【００４４】
また本実施例では、板ばね部材４０７は、下面４０７ｂが上面４０７ａに対して大径に形成され、下面４０７ｂが静止部である板ばね支持部３１１に当接し、上面４０７ａが可動体である可動鉄心４０４に当接する構成である。これにより、可動鉄心４０４が開閉弁方向（上下方向）に変位する際に、板ばね部材４０７の変位する部分が筒状部材３００ｂの大径部３００ｃの内周面と摺動するのを防ぐことができる。その結果、板ばね部材４０７の動作を安定させることができる。
【００４５】
具体的に説明すると、図３に示すように、板ばね部材４０７の上面（可動鉄心側接触面）４０７ａの外径Ｄ４０７ａｏ（図２のＤ４０７ｏ）は、板ばね部材４０７の下面（板ばね支持部側接触面）４０７ｂの外径Ｄ４０７ｂｏよりも小さい。さらに本実施例では、板ばね部材４０７は、板ばね支持部側接触面４０７ｂの内周４０７ｂｉが可動鉄心側接触面４０７ａの外周４０７ａｏに対して径方向外側に位置するように、板ばね支持部側接触面４０７ｂの内径Ｄ４０７ｂｉは可動鉄心側接触面４０７ａの外径Ｄ４０７ａｏよりも大きい。このため、Ｄ４０７ａｉ、Ｄ４０７ａｏ、Ｄ４０７ｂｉ及びＤ４０７ｂｏは、Ｄ４０７ａｉ＜Ｄ４０７ａｏ＜Ｄ４０７ｂｉ＜Ｄ４０７ｂｏの関係にある。
【００４６】
第１ばね部材４０５の上端部は、ばね力調整部材１０６の下端面に当接し、第１ばね部材４０５の下端部は、プランジャキャップ４１０の上部ばね受け４１０ａに当接する。第１ばね部材４０５は、プランジャキャップ４１０を介し、弁体３０３が設けられたプランジャロッド１０２を下方（閉弁方向）に付勢する。第２ばね部材４０６の上端部は、プランジャキャップ４１０の下方ばね受け部４１０ｂと当接し、第２ばね部材４０６の下端部は、可動鉄心４０４の上面４０４ｃに当接し可動鉄心４０４を下方向に付勢している。
【００４７】
コイル４０２はボビンに巻かれた状態で固定鉄心４０１及び筒状部材３００ｂの大径部３００ｃの外周側に組み付けられ、その周囲には樹脂材がモールドされている。このモールドに使用される樹脂材により、コイル４０２から引き出されたターミナル１０４を有するコネクタ１０５が一体的に成形されている。
【００４８】
≪動作説明≫
次に本実施例における燃料噴射装置１００の動作及び本実施例の特徴について説明する。主に電磁駆動部４００の拡大図である図２と板ばね部材４０７の拡大図である図３を用いて説明する。
（閉弁状態定義、隙間説明）
コイル４０２に通電されていない閉弁状態では、プランジャロッド１０２を閉弁方向に付勢する第１ばね部材４０５の付勢力から第２のばね部材４０６の付勢力を引いた力により、プランジャロッド１０２が弁座３０１ａに当接して閉弁している。この状態を閉弁静止状態という。このとき、可動鉄心４０４は板ばね部材４０７の上面４０７ａと当接し、閉弁位置に配置されている。なお、本実施例の燃料噴射装置の閉弁状態において、開弁動作に関わる、可動部品に関係する隙間は下記のように構成されている。
【００４９】
可動鉄心４０４の上端面４０４ｃと固定鉄心４０１の下端面４０１ｇとの間には、隙間ｇ２を有する。プランジャキャップ４１０の下端面４１０ｄと可動鉄心４０４の上端面４０４ｃとの間に、隙間ｇ１を有する。ｇ１とｇ２の関係は、ｇ２＞ｇ１と構成されている。
【００５０】
すなわち本実施例の電磁式燃料噴射装置（電磁弁）１００は、弁座３０１ａと当接、離間して燃料を封止する弁体３０３と、弁体３０３と離間可能な可動鉄心４０４と、可動鉄心４０４と対向して配置される固定鉄心４０１と、を備える。また弁体３０３を弁座３０１ａの側に向かって付勢する第１ばね部材４０５と、可動鉄心４０４を固定鉄心４０１に向かって付勢する板ばね部材４０７と、可動鉄心４０４に対して弁座３０１ａの側に配置され、閉弁状態において板ばね部材４０７を保持する筒状部材（ノズル体）３００ｂの板ばね支持部３１１と、を備える。
【００５１】
つまり本実施例の電磁弁は、閉弁状態において可動鉄心４０４が板ばね部材４０７と衝突することでより早く初期位置に戻ることができ、かつこの衝突の際に可動鉄心４０４の下流側の部分（下端部）が受ける応力が板ばね部材４０７によって吸収される。よって、可動鉄心４０４が直接、筒状部材３００ｂの板ばね支持部３１１と当接する場合に比べて、応力を低減できる。
【００５２】
≪通電後動作≫
コイル４０２への通電後、固定鉄心４０１、コイル４０２及びハウジング４０３によって構成された電磁石により起磁力が発生する。この起磁力により、コイル４０２を囲むように構成された固定鉄心４０１、ハウジング４０３、ノズル体の大径部３００ｂ、可動鉄心４０４によって構成される磁路を周回する磁束が流れる。このとき、可動鉄心４０４の上端面４０４ｃと固定鉄心４０１の下端面４０１ｇとの間に磁気吸引力が作用し、可動鉄心４０４が固定鉄心４０１に向けて変位し、やがて可動鉄心４０４は板ばね部材４０７と離れる。
その後、可動鉄心４０４は、プランジャキャップ４１０の下端面４１０ｄに当接するまで距離ｇ１だけ変位する。なお、この間、プランジャロッド１０２は動かない。
【００５３】
その後、可動鉄心４０４がプランジャキャップ４１０の下端面４１０ｄに当接すると、プランジャロッド１０２は可動鉄心４０４から衝撃力を受け引き上げられ、プランジャロッド１０２は弁座３０１ａから離れる。これにより弁座部に隙間が構成され、燃料通路が開く。
【００５４】
≪通電停止後動作≫
コイル４０２への通電終了後、可動鉄心４０４の上端面４０４ｃと固定鉄心４０１の下端面４０１ｇとの間の磁気吸引力が徐々に低下する。磁気吸引力が第１ばね部材４０５の付勢力よりも小さくなると可動鉄心４０４が板ばね支持部３１１に向けて変位を開始し、可動鉄心４０４と共にプランジャロッド１０２は弁座３０１ａに向けて変位する。
【００５５】
その後、プランジャロッド１０２は弁座３０１ａに当接する。これにより弁座３０１ａと弁体３０３との間の隙間が無くなり、燃料通路が閉じる。可動鉄心４０４の下面４０４ａと板ばね支持部３１１との間にはｇ３の隙間を有するため、可動鉄心４０４が閉弁動作をする際に、閉弁時の初期位置であるｇ１まで移動した後さらに下方向へ変位する。この間、可動鉄心４０４は少なくとも初期位置ｇ１まで移動した時点で板ばね部材４０７に衝突する。すなわち、弁体３０３の開弁動作時に、可動鉄心４０４は板ばね部材４０７から離れ、その後、可動鉄心４０４は閉弁方向に変位する際に、板ばね部材４０７に衝突するように構成される。
そのため、可動鉄心４０４は板ばね部材４０７への衝突により、閉弁後の下方への移動中に有する運動エネルギーが減じられ減速する。
【００５６】
この時、板ばね部材４０７が可動鉄心４０４の衝突を受け、板ばね部材４０７の上面４０７ａが板ばね支持部３１１に向かう方向へ変形する。ここで、板ばね４０７のばね定数が小さい場合、可動鉄心４０４は板ばね部材４０７によってある程度減速されるものの、板ばね部材４０７は可動鉄心の運動エネルギーを吸収しきれず、可動鉄心４０４が板ばね支持部３１１と衝突することになる。この場合、可動鉄心４０４の耐久性向上効果が小さくなる。
【００５７】
本実施例では板ばね部材４０７のばね定数は20〜3500N/mmとなるように設定されることで、可動鉄心４０４と板ばね支持部３１１との衝突が発生する前に、可動鉄心４０４が減速し、跳ね返り、ｇ１の位置に停止する。
【００５８】
この作用により、隙間ｇ１が長くなる状態が抑制されるため、開弁動作の安定性が向上する。つまり、板ばね部材４０７を使い、可動鉄心４０４が板ばね部材４０７との衝突によりエネルギーを消散することを可能とする。可動鉄心４０４は直接、板ばね支持部３１１と当接する場合に比べて受ける応力を低減でき、耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【００５９】
また可動鉄心４０４は、閉弁時に板ばね支持部３１１に向う方向への変位量が大きくなると、ｇ１の位置に戻るまでの時間が長くなる。特に、電磁式燃料噴射装置１００の噴射間隔が短い場合には、可動鉄心４０４が初期位置ｇ１まで戻れなくなる可能性がある。
【００６０】
本実施例では、可動鉄心４０４が減速し、跳ね返る際の、板ばね部材４０４のばね定数を、第１ばね部材４０５のばね定数（20N/mm）よりも大きくなるように設定した。これにより、可動鉄心４０４が板ばね支持部３１１に近づくほど、板ばね部材４０４の開弁方向の力が大きくなり、可動鉄心４０４が板ばね支持部３１１に向う変位量を抑制することができる。その結果、可動鉄心４０４は板ばね部材４０４に当接した後、素早く初期位置ｇ１の位置に戻ることができる。
【００６１】
ここで本実施例の目的は、電磁式燃料噴射装置１００の閉弁時に、可動鉄心４０４を早く初期位置に戻しつつ、可動鉄心４０４とノズル体（ノズルホルダ）３００ｂとの衝突による可動鉄心４０４又はノズル体３００ｂの耐久性の低下を抑制することである。
【００６２】
上記目的を達成するために本実施例の電磁弁４００は、弁座３０１ａに接触して燃料を封止する弁体３０３と、弁体３０３を開弁方向に駆動する可動鉄心４０４と、可動鉄心４０４０と対向して配置される固定鉄心４０１と、を備えた電磁式燃料噴射装置１００において、弁体３０３を弁座３０１ａの側に向かって付勢する第１ばね部材４０５と、可動鉄心４０４に対して弁座３０１ａの側に配置され、閉弁状態において可動鉄心４０４と接触して固定鉄心４０１の側に向けて付勢する板ばね部材４０７と、を備え、可動鉄心４０４は、弁体３０３の開弁後に閉弁方向に変位する際に、板ばね部材４０７に衝突するように構成される。
【００６３】
本実施例の構成によれば、可動鉄心４０４が板ばね部材４０７と衝突することでより早く初期位置に戻ることができ、かつこの衝突の際に可動鉄心４０４の下流側の部分が受ける応力が板ばね部材４０７によって吸収されるため、可動鉄心４０４が直接、板ばね支持部３１１と当接する場合に比べて、応力を低減でき、耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【００６４】
図４及び図５を用いて、本発明の効果を説明する。電磁ステンレス鋼材料を使用した可動鉄心４０４に対して応力解析を実施した。板ばね部材４０７がない場合は図４に示すように、可動鉄心４０４に発生した最大応力は72MPaである。
【００６５】
ばね定数が20〜3500N/mmの板ばね部材４０７を配置した場合、ばね定数に対して、可動鉄心４０４に発生する最大応力は、図５に示すように変化する。可動鉄心４０４が受ける最大応力は50MPa(30%低減)以下にしたい。そのためには図５に示すように板ばねのばね定数を3500N/mm以下とすることで、アンカーが受ける応力を50MPa以下とできる。
【００６６】
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１００…燃料噴射装置、１０１…燃料通路、１０２…プランジャロッド、２００…燃料供給部、３００…ノズル部、３０１ａ…弁座、３０１ｂ…燃料噴射孔、３１１…板ばね支持部、４００…電磁駆動部、４０１…固定鉄心、４０２…コイル、４０３…ハウジング、４０４…可動鉄心、４０５…第１ばね部材、４０６…第２ばね部材、４０７…板ばね部材。
【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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