(57)【要約】【課題】  流体の流通可能な流量範囲を広げつつ体格を小さくすることが可能な弁装置を提供する。【解決手段】  燃料噴射弁１は、内側噴孔２４１及び外側噴孔２４２，２４３を有するハウジング２０、内側噴孔２４１を開閉可能な内側弁部材２５、外側噴孔２４２，２４３を開閉可能な外側弁部材３５、固定コア４０、コイル４５、内側可動コア５５、外側可動コア６５、及び、磁気絞り部４１を備える。内側可動コア５５は、内側弁部材２５と一体に移動可能に設けられコイル４５が磁界を形成すると固定コア４０との間に磁気吸引力が発生する。外側可動コア６５は、外側弁部材３５と一体に移動可能に設けられコイル４５が磁界を形成すると固定コア４０との間に磁気吸引力が発生する。磁気絞り部４１は、固定コア４０と内側可動コア５５との間に設けられる。燃料噴射弁１は、内側噴孔２４１を開いた後に外側噴孔２４２，２４３を開くことが可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通可能な複数の通孔（２４１，２４２，２４３）を有するハウジング（２０）と、
前記ハウジングに対して相対移動可能に設けられ、複数の前記通孔の少なくとも一つ以上の第一通孔（２４１）を開閉可能な第一弁部材（２５，２６，２８）と、
前記ハウジングに対して相対移動可能に設けられ、複数の前記通孔の前記第一通孔を除く第二通孔（２４２，２４３）を開閉可能な第二弁部材（３５，３６，３８）と、
前記ハウジングに対して相対移動不能に設けられる固定コア（４０）と、
通電により磁界を形成するコイル（４５）と、
前記コイルへの通電を制御する制御部（５０，６０，７０）と、
前記第一弁部材と一体に移動可能に設けられ、前記コイルが磁界を形成すると前記固定コアとの間に磁気吸引力が発生する第一可動コア（５５，５６）と、
前記第二弁部材と一体に移動可能に設けられ、前記コイルが磁界を形成すると前記固定コアとの間に磁気吸引力が発生する第二可動コア（６５，６６）と、
前記固定コアと前記第一可動コアとの間に設けられる磁気絞り部（４１，８１）と、
を備え、
前記第一通孔を開いたあとに前記第二通孔を開くことが可能な弁装置。
【請求項２】
前記磁気絞り部は、前記固定コアに相対移動不能に設けられ、
前記磁気絞り部は、前記第一可動コアに対向する端面（４１１）の面積が前記固定コアの前記第二可動コアに対向する端面（４０１）の面積に比べ小さい、または、前記第一可動コアとの間の距離（Ｌ１１）が前記固定コアの前記第二可動コアに対向する端面と前記固定コアとの間の距離（Ｌ１２）に比べ短い、の少なくとも一方の条件を満たすよう形成されている請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
前記固定コアと前記第一可動コアとの間に設けられる非磁性部（４２）をさらに備える請求項１または２に記載の弁装置。
【請求項４】
前記第二通孔は、前記第一通孔の周囲に設けられ、
前記第二弁部材は、前記第一弁部材の径外方向に設けられる筒状の部材である請求項１〜３のいずれか一項に記載の弁装置。
【請求項５】
前記第一弁部材と前記第二弁部材とは、同軸上を移動可能に形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の弁装置。
【請求項６】
前記第一通孔の断面積は、前記第二通孔の断面積に比べ小さい請求項１〜５のいずれか一項に記載の弁装置。
【請求項７】
前記第一弁部材と前記第二弁部材との間に設けられ、前記第一弁部材が前記第一通孔を開いているとき前記第二弁部材を前記第二通孔とは反対の方向に付勢する付勢部材（７３）をさらに備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の弁装置。
【請求項８】
前記第一弁部材または前記第二弁部材のいずれか一方に設けられ、前記第一弁部材または前記第二弁部材のいずれか他方に係合可能な弾性部材（２７，３７）をさらに備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の弁装置。
【請求項９】
前記固定コアと前記第一可動コアとの間に設けられる非磁性部（４２）をさらに備え、
前記第一弁部材は、前記通孔側の端部が前記通孔を形成する前記ハウジングの通孔形成部（２４）に摺動し、前記通孔とは反対側の端部が前記非磁性部に摺動し、
前記第一弁部材、及び、前記通孔形成部は、非磁性材料から形成されている請求項１〜８のいずれか一項に記載の弁装置。
【請求項１０】
前記第二弁部材及び前記第二可動コアは、前記第一弁部材の径外方向に位置し、
非磁性材料から形成され、前記第二弁部材及び前記第二可動コアの磁性材料から形成されている部材の径方向内側に設けられ、非磁性材料から形成されている前記第一弁部材に摺動可能な摺動部材（６７）をさらに備え、
前記第二弁部材及び前記第二可動コアは、前記第一弁部材のみによって前記ハウジングに対する相対移動が案内されている請求項９に記載の弁装置。
【請求項１１】
前記第二弁部材または前記第二可動コアの径方向外側の側面（３８１，６６１）と前記側面に対向する前記ハウジングの内壁面（２１１）との距離（Ｌ６１，Ｌ６２）は、前記摺動部材の径方向内側の側面（６７１）と前記摺動部材の側面に対向する前記第一弁部材の径方向外側の側面（２８４）との距離（Ｌ６０）に比べ大きい請求項１０に記載の弁装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記第一通孔を継続的に開いている状態において前記第二通孔を間欠的に開くよう前記コイルへの通電を制御する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の弁装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記第一通孔を開いてから前記第二通孔を開いた後、前記第二通孔を開いたまま前記第一通孔を閉じるよう前記コイルへの通電を制御する請求項１〜１２のいずれか一項に記載の弁装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記第一通孔を開いてから前記第二通孔を開いた後、前記第一通孔を閉じてから前記第二通孔を閉じるよう前記コイルへの通電を制御する請求項１３に記載の弁装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記第一通孔を開いてから前記第二通孔を開いたあと前記第一通孔を閉じてから前記第二通孔を閉じる前記第一通孔及び前記第二通孔の開閉を繰り返し行うよう前記コイルへの通電を制御する請求項１４に記載の弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の弁部材の駆動を制御し、複数の噴孔のそれぞれにおける燃料の噴き分けによって噴射可能な燃料の噴射量の範囲を広げることが可能な燃料噴射弁が知られている。例えば、特許文献１には、内側噴孔を開閉可能な内側弁部材、及び、当該内側弁部材の径方向外側に設けられ中心噴孔の外側に形成されている外側噴孔を開閉可能な外側弁部材を備える燃料噴射弁が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１００６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の燃料噴射弁は、内側弁部材を駆動可能な第一駆動部と、外側弁部材を駆動可能な第二駆動部と、を備える。このため、燃料噴射弁の構成が複雑になり、体格も大きくなる。
【０００５】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、流体の流通可能な流量範囲を広げつつ体格を小さくすることが可能な弁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】
本発明は、弁装置であって、ハウジング（２０）、第一弁部材（２５，２６，２８）、第二弁部材（３５，３６，３８）、固定コア（４０）、コイル（４５）、制御部（５０，６０，７０）、第一可動コア（５５，５６）、第二可動コア（６５，６６）、及び、磁気絞り部（４１，８１）を備える。
【０００７】
第一弁部材は、流体が流通可能な複数の通孔（２４１，２４２，２４３）を有するハウジングに対して相対移動可能に設けられている。第一弁部材は、複数の通孔の少なくとも一つ以上の通孔（２４１）を開閉可能である。
【０００８】
第二弁部材は、ハウジングに対して相対移動可能に設けられている。第二弁部材は、複数の通孔の少なくとも一つ以上の通孔を除く第二通孔（２４２，２４３）を開閉可能である。
【０００９】
固定コアは、ハウジングに対して相対移動不能に設けられる。
【００１０】
コイルは、通電により磁界を形成する。
【００１１】
制御部は、コイルへの通電を制御する。
【００１２】
第一可動コアは、第一弁部材と一体に移動可能に設けられ、コイルが磁界を形成すると固定コアとの間に磁気吸引力が発生する。
【００１３】
第二可動コアは、第二弁部材と一体に移動可能に設けられ、コイルが磁界を形成すると固定コアとの間に磁気吸引力が発生する。
【００１４】
磁気絞り部は、固定コアと第一可動コアとの間に設けられる。
【００１５】
本発明の弁装置は、第一通孔を開いたあとに第二通孔を開くことが可能である。
【００１６】
本発明の弁装置では、コイルへの通電によって磁界が形成されると、磁気絞り部を介した第一可動コアと固定コアとの間の磁気吸引力によって第一弁部材が移動し第一通孔が開く。その後、コイルへの通電量を増加させると、固定コアと第一可動コアとの間に設けられる磁気絞り部における磁束密度が飽和する。これにより、第二可動コアと固定コアとの間の磁気吸引力が大きくなるため、第二弁部材が移動し第二通孔が開く。
【００１７】
このように、本発明の弁装置では、コイルへの通電の制御によって第一通孔の開閉と第二通孔の開閉とを制御することができるため、複数の弁部材のそれぞれを駆動する複数の駆動源が不要となる。これにより、本発明の弁装置は、複数の噴孔を有することによって流体の流通可能な流量範囲を広げつつ、簡素な構成で体格を小さくすることができる。
【００１８】
また、本発明の弁装置が備える制御部は、第一通孔を継続的に開いている状態において第二通孔を間欠的に開くようコイルへの通電を制御したり、第一通孔を開いてから第二通孔を開いたあと第二通孔を開いたまま第一通孔を閉じるようコイルへの通電を制御したりする。これにより、本発明の弁装置は、流体を噴射可能な量の範囲内において多段階の流体の量を噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第一実施形態による弁装置の断面図である。
【図２】第一実施形態による弁装置が適用されるエンジンシステムの模式図である。
【図３】第一実施形態による弁装置の作用を説明する断面図であって、図１とは異なる状態の断面図である。
【図４】第一実施形態による弁装置の作用を説明する断面図であって、図１，３とは異なる状態の断面図である。
【図５】第一実施形態による弁装置における電流のパルス幅と噴射量との関係を説明する特性図である。
【図６】第一実施形態による弁装置の特性の時間変化を示す特性図である。
【図７】第一実施形態による弁装置の特性の時間変化を示す特性図であって、図６とは異なる状態の特性図である。
【図８】第二実施形態による弁装置の断面図である。
【図９】第三実施形態による弁装置の断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】第三実施形態による弁装置の断面図であって、図９とは異なる状態の断面図である。
【図１３】第四実施形態による弁装置の断面図である。
【図１４】第四実施形態による弁装置の断面図であって、図１３とは異なる状態の断面図である。
【図１５】第五実施形態による弁装置の断面図である。
【図１６】第五実施形態による弁装置の断面図であって、図１５とは異なる状態の断面図である。
【図１７】第六実施形態による弁装置の断面図である。
【図１８】第六実施形態による弁装置の断面図であって、図１７とは異なる状態の断面図である。
【図１９】第七実施形態による弁装置の断面図である。
【図２０】第七実施形態による弁装置の特性の時間変化を示す特性図である。
【図２１】第七実施形態による弁装置の特性の時間変化を示す特性図であって、図２０とは異なる状態の特性図である。
【図２２】第七実施形態による弁装置の特性の時間変化を示す特性図であって、図２０，２１とは異なる状態の特性図である。
【図２３】第八実施形態による弁装置の断面図である。
【図２４】第八実施形態による弁装置の特性の時間変化を示す特性図である。
【図２５】第八実施形態による弁装置の断面図であって、図２３とは異なる状態の特性図である。
【図２６】第八実施形態による弁装置の断面図であって、図２３，２５とは異なる状態の特性図である。
【図２７】第八実施形態による弁装置の断面図であって、図２３，２５，２６とは異なる状態の特性図である。
【図２８】第八実施形態による弁装置の特性の時間変化を示す特性図であって、図２４に示す制御とは異なる制御における特性図である。
【図２９】第八実施形態による弁装置の特性の時間変化を示す特性図であって、図２４，２８に示す制御とは異なる制御における特性図である。
【図３０】第九実施形態による弁装置が適用される燃料電池システムの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、複数の実施形態において、他の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。
【００２１】
（第一実施形態）
第一実施形態による「弁装置」としての燃料噴射弁１を図１〜７を参照して説明する。燃料噴射弁１は、図２に示すエンジンシステム１０に適用される。
【００２２】
最初に、エンジンシステム１０の構成について図２を参照して説明する。エンジンシステム１０は、例えば、４サイクルのエンジン１１を含むシステムであって、燃料噴射弁１が噴射する「流体」としてのガス燃料を燃焼室１１０において燃焼することによって回転トルクを発生する。エンジンシステム１０は、図２に示すように、エンジン１１、吸気系１２、燃料噴射弁１、排気系１３、点火プラグ１４などを備える。
【００２３】
吸気系１２は、吸気マニホールド１２１、スロットル弁１２２、及び、吸気弁１２３を有する。吸気マニホールド１２１には、エンジン１１の燃焼室１１０に供給される空気の量を調整可能なスロットル弁１２２が設けられている。燃料噴射弁１は、吸気マニホールド１２１に設けられている。燃料噴射弁１が噴射するガス燃料は、吸気マニホールド１２１を流れる空気とともに燃焼室１１０に導入される。吸気マニホールド１２１とエンジン１１とが接続する箇所には、吸気マニホールド１２１内と燃焼室１１０とを連通する吸気ポート１２４が設けられている。吸気ポート１２４は、吸気弁１２３によって開閉される。
【００２４】
排気系１３は、排気マニホールド１３１、及び、排気弁１３２を有する。排気マニホールド１３１とエンジン１１とが接続する箇所には、排気マニホールド１３１内と燃焼室１１０とを連通する排気ポート１３３が設けられている。排気ポート１３３は、排気弁１３２によって開閉される。
【００２５】
点火プラグ１４は、燃焼室１１０に導入されるガス燃料と空気との混合気を点火可能な火花を発生可能である。点火プラグ１４は、点火制御部１４１と電気的に接続している。点火制御部１４１は、エンジン１１のクランクシャフト１１１の回転角度などエンジン１１を搭載する装置の情報に基づいて点火プラグ１４における点火タイミングを制御する。
【００２６】
次に、燃料噴射弁１の詳細な構成について、図１を参照して説明する。燃料噴射弁１は、ハウジング２０、「第一弁部材」としての内側弁部材２５、「第二弁部材」としての外側弁部材３５、固定コア４０、磁気絞り部４１、「非磁性部」としての衝撃緩和部材４２、コイル４５、制御部５０、「第一可動コア」としての内側可動コア５５、「第二可動コア」としての外側可動コア６５、第一ばね７１、及び、第二ばね７２を備える。なお、図１では、内側弁部材２５及び外側弁部材３５がハウジング２０の「通孔形成部」としての噴射部２４に当接するよう移動する方向を「閉弁方向」とし、内側弁部材２５及び外側弁部材３５がハウジング２０の噴射部２４から離間するよう移動する方向を「開弁方向」とする。
【００２７】
ハウジング２０は、第一筒部２１、第二筒部２２、第三筒部２３、及び、噴射部２４を有する。第一筒部２１は、両端に開口を有する筒状の部位である。第一筒部２１は、磁性材料から形成されている。第二筒部２２は、第一筒部２１の一方の開口を形成する縁部に設けられている。第二筒部２２は、両端に開口を有する筒状の部位である。第二筒部２２は、非磁性材料から形成されている。第三筒部２３は、第二筒部２２の第一筒部２１とは反対側に設けられている。第三筒部２３は、両端に開口を有する筒状の部位である。第三筒部２３は、磁性材料から形成されている。第一筒部２１、第二筒部２２及び第三筒部２３は、中心軸が同軸上に設けられている。
【００２８】
噴射部２４は、第一筒部２１の第二筒部２２とは反対側に設けられている略円状の部位である。噴射部２４は、ガス燃料が流通可能な複数の噴孔を有する。複数の噴孔のうち燃料噴射弁１の中心軸ＣＡ１上に位置する噴孔を「第一通孔」としての内側噴孔２４１とする。また、複数の噴孔のうち内側噴孔２４１から見て中心軸ＣＡ１から離れる方向に形成されている噴孔を「第二通孔」としての外側噴孔２４２，２４３とする。第一実施形態では、内側噴孔２４１は、断面積が外側噴孔２４２，２４３の合計の断面積に比べ小さくなるよう形成されている。
【００２９】
内側弁部材２５は、略棒状に形成されている部材であって、軸部２５１、及び、シール部２５２を有する。内側弁部材２５は、ハウジング２０に対して相対移動可能に設けられている。
【００３０】
軸部２５１は、棒状の部位である。軸部２５１は、開弁方向側の端面２５３及びシール部２５２近傍の径方向外側の側面２５４に開口する通路２５０を有する。
【００３１】
シール部２５２は、軸部２５１の閉弁方向側に設けられている。シール部２５２は、軸部２５１と一体に形成されている。シール部２５２は、弾性を有する材料、例えば、ゴムから形成されている。シール部２５２は、噴射部２４の第一筒部２１側の端面２４４に当接すると、内側噴孔２４１の第一筒部２１側の開口を塞ぐことが可能なよう形成されている。これにより、内側弁部材２５は、内側噴孔２４１を開閉可能である。
【００３２】
外側弁部材３５は、略筒状に形成されている部材であって、筒部３５１、及び、シール部３５２を有する。外側弁部材３５は、ハウジング２０に対して相対移動可能に設けられている。
【００３３】
筒部３５１は、軸部２５１の径外方向に設けられる筒状の部位である。筒部３５１は、筒部３５１の径方向内側と径方向外側とを連通する通路３５０を有する。通路３５０は、筒部３５１の複数の箇所において筒部３５１を径方向に貫くよう形成されている。
【００３４】
シール部３５２は、筒部３５１の閉弁方向側に設けられている。シール部３５２は、筒部３５１と一体に形成されている。シール部３５２は、弾性を有する材料、例えば、ゴムから環状に形成されている。シール部３５２は、噴射部２４の端面２４４に当接すると、外側噴孔２４２，２４３の第一筒部２１側の開口を塞ぐことが可能なよう形成されている。これにより、外側弁部材３５は、外側噴孔２４２，２４３を開閉可能である。
【００３５】
固定コア４０は、第三筒部２３の径方向内側にハウジング２０に対して相対移動不能に設けられる。第一実施形態では、固定コア４０は、筒状に形成されており、開弁方向側の端部が第三筒部２３の径方向内側に固定されている筒状の固定部材２３１によって支持されている。
【００３６】
磁気絞り部４１は、固定コア４０の閉弁方向側であって、後述する内側可動コア５５に対向する位置に設けられている。磁気絞り部４１は、環状に形成されている。第一実施形態では、磁気絞り部４１は、固定コア４０と一体に形成されている。磁気絞り部４１は、内径が固定コア４０の内径に比べ大きくなるよう形成されている。図１に示す断面図には、固定コア４０と磁気絞り部４１との境界を二点鎖線ＶＬ４で示す。図１では、二点鎖線ＶＬ４は、内側可動コア５５の径方向外側の側面５５１を表す断面線を開弁方向に延ばしたときの仮想線と重なる。
【００３７】
衝撃緩和部材４２は、磁気絞り部４１の径方向内側に設けられている。衝撃緩和部材４２は、比較的硬度が高い非磁性材料から形成されている。衝撃緩和部材４２の閉弁方向側の端面４２１は、磁気絞り部４１の閉弁方向側の「磁気絞り部の第一可動コアに対向する端面」としての端面４１１に比べ噴射部２４側に位置する。衝撃緩和部材４２の端面４２１は、内側可動コア５５に当接可能である。
【００３８】
コイル４５は、ハウジング２０の径方向外側に設けられている。具体的には、コイル４５は、磁性材料から形成されているコイル保持部材４５１によってハウジング２０に対して相対移動不能に固定されている。コイル４５は、制御部５０と電気的に接続している。コイル４５は、通電により磁界を形成する。
【００３９】
制御部５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポートなどからなるマイクロコンピュータによって構成されている。制御部５０は、外部から入力される情報に基づいてコイル４５に供給する電流の大きさを制御する。
【００４０】
内側可動コア５５は、内側弁部材２５の開弁方向側に内側弁部材２５と一体に移動可能に設けられる。内側可動コア５５は、磁性材料から略円板状に形成されている。内側可動コア５５は、外径が軸部２５１の外径に比べ大きくなるよう形成されている。内側可動コア５５は、コイル４５が磁界を形成すると、固定コア４０との間に磁気吸引力が発生する。内側可動コア５５は、内側可動コア５５の開弁方向側と閉弁方向側とを連通する通路５５０を有する。通路５５０は、軸部２５１の通路２５０に連通している。
【００４１】
外側可動コア６５は、外側弁部材３５の開弁方向側に外側弁部材３５と一体に移動可能に設けられる。外側可動コア６５は、磁性材料から略円環状に形成されている。外側可動コア６５は、外径が筒部３５１の外径に比べ大きくなるよう形成されている。また、外側可動コア６５は、内径が内側可動コア５５の外径と同じ大きさまたは僅かに大きくなるよう形成されている。外側可動コア６５の径方向内側の側面６５１及び側面６５１と摺動可能な内側可動コア５５の側面５５１には、例えば、軟窒化処理といった耐摩耗性処理が施されている。外側可動コア６５は、コイル４５が磁界を形成すると、固定コア４０との間に磁気吸引力が発生する。
【００４２】
燃料噴射弁１では、内側可動コア５５に対向する磁気絞り部４１の端面４１１の面積は、外側可動コア６５に対向する固定コア４０の閉弁方向側の「固定コアの第二可動コアに対向する端面」としての端面４０１の面積に比べ小さい。また、燃料噴射弁１では、図１に示すように、内側弁部材２５及び外側弁部材３５が噴射部２４の端面２４４に当接しているとき、内側可動コア５５と磁気絞り部４１の端面４１１との距離Ｌ１１は、外側可動コア６５と固定コア４０の端面４０１との距離Ｌ１２に比べ短い。
【００４３】
第一ばね７１は、固定コア４０の径内方向及び固定部材２３１の径内方向に設けられている。第一ばね７１の一端は、内側可動コア５５の開弁方向側の端面に当接している。第一ばね７１の他端は、固定部材２３１の径方向内側に設けられているアジャスティングパイプ４３に当接している。第一ばね７１は、シール部２５２が噴射部２４の端面２４４に当接するよう内側可動コア５５とともに内側弁部材２５を付勢する。
【００４４】
第二ばね７２は、固定コア４０の径外方向に設けられている。第二ばね７２の一端は、外側可動コア６５の開弁方向側に当接している。第二ばね７２の他端は、固定部材２３１の閉弁方向側の端面に当接している。第二ばね７２は、シール部３５２が噴射部２４の端面２４４に当接するよう外側可動コア６５とともに外側弁部材３５を付勢する。
【００４５】
次に、燃料噴射弁１の作用について図１，３，４を参照して説明する。
燃料噴射弁１は、コイル４５に電流が流れていないとき、図１の状態となっている。具体的には、内側弁部材２５のシール部２５２及び外側弁部材３５のシール部３５２は、噴射部２４の端面２４４に当接しているため、内側噴孔２４１及び外側噴孔２４２，２４３は閉じられている。アジャスティングパイプ４３の内側を通ってハウジング２０内に流入しているガス燃料は、内側可動コア５５の通路５５０、軸部２５１の通路２５０、及び、筒部３５１の通路３５０を通って、第一筒部２１の径方向内側に流入している。
【００４６】
コイル４５に電流が流れると、コイル４５の周囲に磁気回路が形成される。図３に、コイル４５の周囲に形成される磁気回路を模式的に示す。
【００４７】
磁気回路は、図３に示すように、コイル保持部材４５１及び第一筒部２１から外側可動コア６５、磁気絞り部４１、固定コア４０、固定部材２３１、及び、第三筒部２３を通る経路Ｒ６５と、コイル保持部材４５１及び第一筒部２１から外側可動コア６５、内側可動コア５５、磁気絞り部４１、固定コア４０、固定部材２３１、及び、第三筒部２３を通る経路Ｒ５５と、の二つの経路が形成される。このうち、経路Ｒ５５における磁気絞り部４１と内側可動コア５５との距離Ｌ１１は、経路Ｒ６５における磁気絞り部４１と外側可動コア６５との距離Ｌ１２に比べ短いため、コイル４５に電流が流れ始めたときは、主に経路Ｒ５５に磁気回路が形成される。これにより、固定コア４０と内側可動コア５５との間に磁気吸引力が発生するため、内側可動コア５５が内側弁部材２５とともに開弁方向に移動し、シール部２５２が端面２４４から離間する。シール部２５２が端面２４４から離間すると、内側噴孔２４１が開く。内側噴孔２４１が開くと、第一筒部２１内のガス燃料が内側噴孔２４１から噴射される。内側可動コア５５及び内側弁部材２５は、図３に示すように、内側可動コア５５が衝撃緩和部材４２に当接するまで開弁方向に移動する。
【００４８】
コイル４５にさらに電流が流れると、内側可動コア５５に対向する磁気絞り部４１の面積が比較的小さいため、経路Ｒ５５の磁束密度が飽和する。これにより、経路Ｒ６５の磁気回路が形成されやすくなり、固定コア４０と外側可動コア６５との間に外側可動コア６５及び外側弁部材３５を移動可能な磁気吸引力が発生する。固定コア４０と外側可動コア６５との間に磁気吸引力が発生すると、外側可動コア６５が外側弁部材３５とともに固定コア４０の方向に移動し、図４に示すように、シール部３５２が端面２４４から離間する。シール部３５２が端面２４４から離間すると、外側噴孔２４２，２４３が開く。外側噴孔２４２，２４３が開くと、第一筒部２１内のガス燃料が外側噴孔２４２，２４３から噴射される。
【００４９】
次に、燃料噴射弁１における噴射制御について、図５〜７を参照して説明する。図５には、制御部５０が制御する電流のパルス幅とガス燃料の噴射量との関係を示す。図５では、横軸に電流のパルス幅Ｔｉを示し、縦軸にガス燃料の噴射量Ｑを示す。図５には、内側可動コア５５及び外側可動コア６５と固定コア４０との間に発生する磁気吸引力の大きさにあわせて、三つの通電モードが示されている。
【００５０】
図５では、発生する磁気吸引力の大きさが０から内側可動コア５５を移動可能な程度の大きさまでの磁気吸引力を発生するときの通電モードを実線Ｇ１で示す。また、発生する磁気吸引力の大きさが０から外側可動コア６５を移動可能な程度の大きさまでの磁気吸引力を発生するときの通電モードを実線Ｇ２で示す。また、発生する磁気吸引力の大きさが内側可動コア５５を移動可能な程度の大きさから外側可動コア６５を移動可能な程度の大きさまでの磁気吸引力を発生するときの通電モードを実線Ｇ３で示す。なお、図５には、内側可動コア５５を移動可能な電流のパルス幅の最小値をパルス幅Ｔ１で示す。すなわち、内側可動コア５５を確実に移動するためには、パルス幅Ｔ１以上の電流が必要である。また、外側可動コア６５を移動可能な電流のパルス幅の最小値をパルス幅Ｔ２で示す。すなわち、外側可動コア６５を確実に移動するためには、パルス幅Ｔ２以上の電流が必要である。
【００５１】
図６，７には、図５の特性図上のいくつかの制御内容における特性の比較を示す。なお、図６，７には、一回のガス燃料の噴射における特性を示している。
【００５２】
図６には、図５上の制御Ｐ１と制御Ｐ２との比較を示す。制御Ｐ１での噴射制御によるガス燃料の噴射量の合計と制御Ｐ２での噴射制御によるガス燃料の噴射量の合計とは同じ噴射量Ｑ１である。
【００５３】
制御Ｐ１では、制御部５０は、最大電流値Ａｍ１の電流をパルス幅Ｐｗ１でコイル４５に通電している（図６の実線Ｇ１１）。このときの単位時間当たりの燃料噴射量は、最大で噴射量Ｑｓ１となる（図６の実線Ｇ１２）。一方、パルス幅Ｐｗ１に比べ短いパルス幅Ｐｗ２で最大電流値Ａｍ１に比べ大きい最大電流値Ａｍ２でコイル４５に通電するとき（図６の点線Ｇ２１）、単位時間当たりの燃料噴射量は、最大で噴射量Ｑｓ２となる（図６の点線Ｇ２２）。
【００５４】
制御Ｐ１と制御Ｐ２とを比較すると、制御Ｐ１は、制御Ｐ２に比べガス燃料を長い時間噴射していることとなる。これにより、制御Ｐ１によるガス燃料の噴射は、制御Ｐ２によるガス燃料の噴射に比べ圧力脈動が小さくなる。
【００５５】
図７には、図５上の制御Ｐ３と制御Ｐ４との比較を示す。制御Ｐ３での噴射制御によるガス燃料の噴射量の合計と制御Ｐ４での噴射制御によるガス燃料の噴射量の合計とは同じ噴射量Ｑ２である。
【００５６】
制御Ｐ３では、制御部５０は、最大電流値Ａｍ３の電流をパルス幅Ｐｗ３でコイル４５に通電している（図７の実線Ｇ３１）。このときの単位時間当たりの燃料噴射量は、最大で噴射量Ｑｓ３となる（図７の実線Ｇ３２）。一方、制御Ｐ４では、制御部５０は、内側弁部材２５が端面２４４から継続的に離間する状態を維持できるよう電流値Ａｍ４１の電流をコイル４５に通電する（図７の点線Ｇ４１）。これにより、単位時間当たりの燃料噴射量は、噴射量Ｑｓ４１となる（図７の点線Ｇ４２）。さらに、パルス幅Ｐｗ３に比べ短いパルス幅Ｐｗ４で最大電流値Ａｍ３に比べ小さい電流値Ａｍ４２の電流をコイル４５に通電する（図７の点線Ｇ４１）。これにより、単位時間当たりの燃料噴射量は、最大で噴射量Ｑｓ３に比べ少ない噴射量Ｑｓ４２となる（図７の点線Ｇ４２）。
【００５７】
制御Ｐ３と制御Ｐ４とを比較すると、制御Ｐ４は、制御Ｐ３に比べ少ない量のガス燃料を長い時間噴射していることとなる。これにより、制御Ｐ４によるガス燃料の噴射は、制御Ｐ３によるガス燃料の噴射に比べ圧力脈動が小さくなる。
【００５８】
（ａ）第一実施形態による燃料噴射弁１では、コイル４５への通電によって磁界が形成されると、磁気絞り部４１を介した内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力によって内側弁部材２５が移動し内側噴孔２４１が開く。その後、コイル４５への通電量を増加させると、固定コア４０と内側可動コア５５との間に設けられる磁気絞り部４１における磁束密度が飽和する。これにより、外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力が大きくなるため、外側弁部材３５が移動し外側噴孔２４２，２４３が開く。
【００５９】
このように、燃料噴射弁１では、コイル４５への通電の制御によって内側噴孔２４１の開閉と外側噴孔２４２，２４３の開閉とを制御することができるため、複数の弁部材のそれぞれを駆動する複数の駆動源が不要となる。これにより、燃料噴射弁１は、内側噴孔２４１及び外側噴孔２４２，２４３を有することによって燃料の噴射可能な噴射量の範囲を広げつつ、簡素な構成で体格を小さくすることができる。
【００６０】
（ｂ）燃料噴射弁１では、磁気絞り部４１と内側可動コア５５との距離Ｌ１１は、磁気絞り部４１と外側可動コア６５との距離Ｌ１２に比べ短い。これにより、燃料噴射弁１は、コイル４５に通電するとき、先に内側可動コア５５及び内側弁部材２５を開弁方向に移動することができる。
また、燃料噴射弁１では、内側可動コア５５に対向する磁気絞り部４１の面積は、外側可動コア６５に対向する磁気絞り部４１の面積に比べ小さい。これにより、内側可動コア５５と磁気絞り部４１との間における磁束密度が飽和しやすくなる。したがって、燃料噴射弁１は、内側可動コア５５及び内側弁部材２５が開弁方向に移動した後、外側可動コア６５及び外側弁部材３５が開弁方向に移動することができる。
【００６１】
（ｃ）磁気絞り部４１には、内側可動コア５５に対向する側である径方向内側に非磁性材料から形成されている衝撃緩和部材４２が設けられている。これにより、内側可動コア５５に対向する磁気絞り部４１の面積は、さらに小さくなり、磁束密度が飽和しやすくなる。したがって、燃料噴射弁１は、内側可動コア５５及び内側弁部材２５が開弁方向に移動した後、外側可動コア６５及び外側弁部材３５が開弁方向に確実に移動することができる。
【００６２】
（ｄ）また、燃料噴射弁１では、内側弁部材２５及び外側弁部材３５を一つのコイル４５への電流制御によって別々に駆動することが可能であるため、複数の弁部材のそれぞれを駆動する複数の駆動源が不要となる。これにより、燃料噴射弁１の製造コストを低減することができる。
【００６３】
（ｅ）一般的に、ガス燃料と空気とは混合しにくいため、ガス燃料を燃焼することによって回転トルクを出力するエンジンの燃焼効率を低くなりやすい。第一実施形態による燃料噴射弁１では、図５に示すように、制御部５０によるコイル４５への通電の電流値及びパルス幅の制御によって燃料噴射弁１が噴射するガス燃料の圧力脈動を制御することができる。特に、図５の制御Ｐ４のように、内側噴孔２４１から連続して噴射しているガス燃料に、外側噴孔２４２，２４３から所定の間隔で間欠噴射しているガス燃料を合わせると、気流が攪拌され、ガス燃料と空気との混合を促進することができる。したがって、燃料噴射弁１は、エンジン１１におけるガス燃料の燃焼状態を制御することができる。
【００６４】
（ｆ）第一実施形態による燃料噴射弁１は、中心軸ＣＡ１上に位置する内側噴孔２４１、及び、内側噴孔２４１から見て中心軸ＣＡ１から離れる方向に形成されている外側噴孔２４２，２４３を有する。これにより、内側噴孔２４１を開閉可能な内側弁部材２５と、外側噴孔２４２，２４３を開閉可能な外側弁部材３５とを同軸上に移動させることができる。したがって、燃料噴射弁１は、良好な加工性を有し、体格を小さくしつ製造コストをさらに低減することができる。
【００６５】
（ｇ）第一実施形態による燃料噴射弁１では、内側噴孔２４１は、断面積が外側噴孔２４２，２４３の合計の断面積に比べ小さくなるよう形成されている。これにより、内側噴孔２４１のみを開くときには、小流量のガス燃料を噴射可能であり、内側噴孔２４１と外側噴孔２４２，２４３との両方を開くときは、大流量のガス燃料を噴射可能となる。したがって、燃料噴射弁１は、ガス燃料の噴射可能な量の範囲をさらに広げることができる。
【００６６】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態による弁装置を図８を参照して説明する。第二実施形態は、磁気絞り部に衝撃緩和部材が設けられていない点が第一実施形態と異なる。
【００６７】
第二実施形態による燃料噴射弁２は、ハウジング２０、内側弁部材２５、外側弁部材３５、固定コア４０、磁気絞り部８１、コイル４５、制御部５０、内側可動コア５５、外側可動コア６５、第一ばね７１、及び、第二ばね７２を備える。
【００６８】
磁気絞り部８１は、固定コア４０の閉弁方向側に設けられている。磁気絞り部８１は、環状に形成されている。磁気絞り部８１は、内径が固定コア４０の内径に比べ大きくなるよう形成されている。磁気絞り部８１の径方向内側には、内側可動コア５５に対向する位置に空間８２を有する。図８に示す断面図には、固定コア４０と磁気絞り部８１との境界を二点鎖線ＶＬ８で示す。図８では、二点鎖線ＶＬ８は、内側可動コア５５の径方向外側の側面５５１を表す断面線を開弁方向に延ばしたときの仮想線と重なる。
【００６９】
燃料噴射弁２では、内側可動コア５５に対向する磁気絞り部８１の閉弁方向側の端面８１１の面積は、外側可動コア６５に対向する固定コア４０の端面４０１の面積に比べ小さい。
【００７０】
第二実施形態による燃料噴射弁２では、磁気絞り部８１は、固定コア４０と内側可動コア５５との間に位置する空間８２を有する。これにより、内側可動コア５５に対向する磁気絞り部８１の面積は、外側可動コア６５に対向する磁気絞り部８１の面積に比べ小さくなるため、固定コア４０と内側可動コア５５との間の磁気絞り部８１における磁束密度が飽和しやすくなる。したがって、第二実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏する。
【００７１】
（第三実施形態）
次に、第三実施形態による弁装置を図９〜１２を参照して説明する。第三実施形態は、内側弁部材の形状、外側弁部材の形状、及び、第三付勢部材を備える点が第一実施形態と異なる。
【００７２】
第三実施形態による燃料噴射弁３は、ハウジング２０、「第一弁部材」としての内側弁部材２６、「第二弁部材」としての外側弁部材３６、固定コア４０、磁気絞り部４１、コイル４５、制御部５０、内側可動コア５５、外側可動コア６５、第一ばね７１、第二ばね７２、及び、「付勢部材」としての第三ばね７３を備える。
【００７３】
内側弁部材２６は、略棒状に形成されている部材であって、軸部２５１、シール部２５２、及び、内側突状部２６３を有する。内側弁部材２６は、ハウジング２０に対して相対移動可能に設けられ、内側噴孔２４１を開閉可能である。
【００７４】
内側突状部２６３は、軸部２５１の径方向外側の側面２５４に設けられている。内側突状部２６３は、側面２５４から径外方向に突出するよう形成されている。本実施形態では、内側突状部２６３は、図１０に示すように、軸部２５１の径方向外側に等間隔で四本形成されている。
【００７５】
外側弁部材３６は、略筒状に形成されている部材であって、筒部３５１、シール部３５２、及び、外側突状部３６３を有する。外側弁部材３６は、ハウジング２０に対して相対移動可能に設けられ、外側噴孔２４２，２４３を開閉可能である。
【００７６】
外側突状部３６３は、筒部３５１の径方向内側の側面３５３に設けられている。外側突状部３６３は、図１０に示すように、側面３５３から径内方向に突出するよう形成されている。外側突状部３６３は、図９に示すように、内側突状部２６３に比べ噴射部２４から離れた位置に設けられている。本実施形態では、外側突状部３６３は、図１０に示すように、筒部３５１の径方向内側に等間隔で四本形成されている。
【００７７】
第三ばね７３は、内側突状部２６３と外側突状部３６３との間に設けられている。第三ばね７３は、内側突状部２６３と外側突状部３６３とが離間するよう内側突状部２６３及び外側突状部３６３を付勢する。
【００７８】
燃料噴射弁３が備える内側可動コア５５は、図１１に示すように、周縁部に、四つの溝５５２を有する。四つの溝５５２は、中心軸ＣＡ１に沿う方向に内側可動コア５５を貫通するよう形成されている。四つの溝５５２は、外側突状部３６３が通過可能な大きさを有する。
【００７９】
本実施形態では、燃料噴射弁３を組み立てるとき、内側弁部材２６、内側可動コア５５及び第三ばね７３を第三筒部２３側からハウジング２０内に挿入した後、外側弁部材３６及び外側可動コア６５を第三筒部２３側からハウジング２０内に挿入する。外側弁部材３６及び外側可動コア６５をハウジング２０内に挿入するとき、外側突状部３６３は溝５５２を通過する。また、別の組み立て方法として、外側弁部材３６及び外側可動コア６５を第一筒部２１側からハウジング２０内に挿入した後、内側弁部材２６、内側可動コア５５及び第三ばね７３を第一筒部２１側からハウジング２０内に挿入する。内側弁部材２６、内側可動コア５５及び第三ばね７３をハウジング２０内に挿入するとき、外側突状部３６３は溝５５２を通過する。これにより、内側弁部材２６及び外側弁部材３６は、図９に示す位置に設けられる。
【００８０】
次に、燃料噴射弁３の作用について図９，１２を参照して説明する。燃料噴射弁３は、コイル４５に電流が流れていないとき、図９の状態となっている。コイル４５に電流が流れコイル４５の周囲に磁気回路が形成されると、内側可動コア５５と固定コア４０との間に磁気吸引力が発生する。当該磁気吸引力がある程度大きくなると内側可動コア５５及び内側弁部材２６は開弁方向に移動する。これにより、図１２に示すように、シール部２５２が端面２４４から離間し、内側噴孔２４１が開く。
【００８１】
内側弁部材２６が開弁方向に移動すると、内側突状部２６３と外側突状部３６３との間の距離が閉弁状態に比べ短くなる（図１２参照）。内側突状部２６３と外側突状部３６３との間の距離が短くなると、第三ばね７３は圧縮される。これにより、外側弁部材３６は、圧縮された第三ばね７３によって図９の状態に比べ強く開弁方向に付勢される。
【００８２】
コイル４５にさらに電流が流れると、固定コア４０と内側可動コア５５との間の磁束密度が飽和し、固定コア４０と外側可動コア６５との間に磁気吸引力が発生する。固定コア４０と外側可動コア６５との間の磁気吸引力がある程度大きくなると、外側可動コア６５及び外側弁部材３６は開弁方向に移動する。外側弁部材３６が開弁方向に移動すると、シール部３５２が端面２４４から離間し、外側噴孔２４２，２４３が開く。
【００８３】
第三実施形態による燃料噴射弁３では、コイル４５への通電の制御によって内側噴孔２４１の開閉と外側噴孔２４２，２４３の開閉とを制御することができる。これにより、第三実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏する。
【００８４】
第三実施形態による燃料噴射弁３は、内側弁部材２６を閉弁方向に付勢し外側弁部材３６を開弁方向に付勢する第三ばね７３を備える。これにより、内側噴孔２４１が閉じているとき、第三ばね７３の付勢力によって内側弁部材２６は閉弁方向に付勢されるため、内側噴孔２４１における液密性を確実に維持することができる。また、内側弁部材２６が開弁方向に移動するとき、第三ばね７３の付勢力によって、内側弁部材２６は、第一実施形態に比べ低速で移動する。これにより、内側弁部材２６とともに移動する内側可動コア５５が衝撃緩和部材４２に衝突するときの衝撃を小さくすることができる。したがって、第三実施形態は、内側可動コア５５及び衝撃緩和部材４２の衝突による破損を防止しつつ、内側可動コア５５と衝撃緩和部材４２との衝突による衝突音を小さくすることができる。
【００８５】
第三実施形態による燃料噴射弁３では、内側噴孔２４１が開いているとき、外側弁部材３６に第三ばね７３の開弁方向への付勢力が作用するため、外側噴孔２４２，２４３は、比較的開きやすくなる。これにより、第三実施形態は、外側弁部材３６を開弁方向に移動するための磁気吸引力を第一実施形態に比べ小さくすることができるため、コイル４５の体格を小さくすることができる。また、第三実施形態は、外側弁部材３６を開弁方向に移動するための磁気吸引力を小さくすることができるため、外側噴孔２４２，２４３の開弁応答性を向上することができる。
【００８６】
また、第三実施形態による燃料噴射弁３では、コイル４５が第一実施形態と同じである場合、第三ばね７３の付勢力を利用して外側弁部材３６のリフト量を大きくすることができる。これにより、燃料噴射弁３が噴射可能なガス燃料の噴射量の範囲を広げることができる。
【００８７】
（第四実施形態）
次に、第四実施形態による弁装置を図１３，１４を参照して説明する。第四実施形態は、内側弁部材に弾性部材が設けられている点及び外側弁部材の形状が第一実施形態と異なる。
【００８８】
第四実施形態による燃料噴射弁４は、ハウジング２０、「第一弁部材または第二弁部材のいずれか一方」としての内側弁部材２５、弾性部材２７、「第一弁部材または第二弁部材のいずれか他方」としての外側弁部材３６、固定コア４０、磁気絞り部４１、コイル４５、制御部５０、内側可動コア５５、外側可動コア６５、第一ばね７１、及び、第二ばね７２を備える。
【００８９】
弾性部材２７は、軸部２５１の径方向外側の側面２５４に設けられている。弾性部材２７は、側面２５４から径外方向に突出するよう形成され、内側弁部材２５と一体となってハウジング２０に対して相対移動可能である。弾性部材２７は、弾性材料から形成され、内側噴孔２４１が開くとき、外側弁部材３６が有する外側突状部３６３に係合可能である。
【００９０】
次に、燃料噴射弁４の作用について図１３，１４を参照して説明する。燃料噴射弁４は、コイル４５に電流が流れていないとき、図１３の状態となっている。コイル４５の周囲に磁気回路が形成され内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力がある程度大きくなると、シール部２５２が端面２４４から離間し、内側噴孔２４１が開く。内側噴孔２４１が開くとき、弾性部材２７は、図１４に示すように、外側突状部３６３に係合し変形する。これにより、外側弁部材３６は、弾性部材２７の変形による自身の復元力が外側弁部材３６を開弁方向に移動するよう作用する（図１４の白抜き矢印Ｆ４）。
【００９１】
コイル４５にさらに電流が流れると固定コア４０と外側可動コア６５との間に外側可動コア６５及び外側弁部材３６を移動可能な磁気吸引力が発生し、外側可動コア６５及び外側弁部材３６は開弁方向に移動する。外側弁部材３６が開弁方向に移動すると、シール部３５２が端面２４４から離間し、外側噴孔２４２，２４３が開く。
【００９２】
第四実施形態による燃料噴射弁４では、コイル４５への通電の制御によって内側噴孔２４１の開閉と外側噴孔２４２，２４３の開閉とを制御することができる。これにより、第四実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏する。
【００９３】
第四実施形態による燃料噴射弁４では、外側突状部３６３に係合すると外側弁部材３６を開弁方向に付勢する弾性部材２７が内側弁部材２５に設けられている。内側弁部材２５の開弁方向への移動によって弾性部材２７が外側突状部３６３に係合すると、内側弁部材２５は、第一実施形態に比べ低速で移動する。これにより、内側弁部材２５とともに移動する内側可動コア５５が衝撃緩和部材４２に衝突するときの衝撃を小さくすることができる。したがって、第四実施形態は、内側可動コア５５及び衝撃緩和部材４２の衝突による破損を防止しつつ、内側可動コア５５と衝撃緩和部材４２との衝突による衝突音を小さくすることができる。
【００９４】
第四実施形態による燃料噴射弁４では、内側噴孔２４１が開いているとき、外側弁部材３６に弾性部材２７の開弁方向への付勢力が作用するため、外側噴孔２４２，２４３は、比較的開きやすくなる。これにより、外側弁部材３６を開弁方向に移動するための磁気吸引力を第一実施形態に比べ小さくすることができるため、コイル４５の体格を小さくすることができる。また、外側噴孔２４２，２４３の開弁応答性を向上することができる。
【００９５】
また、第四実施形態による燃料噴射弁４では、内側噴孔２４１が開いているとき、外側弁部材３６に弾性部材２７の復元力が外側弁部材３６を開弁方向に移動するよう作用する。これより、コイル４５が第一実施形態と同じである場合、燃料噴射弁４が噴射可能なガス燃料の噴射量の範囲を広げることができる。
【００９６】
（第五実施形態）
次に、第五実施形態による弁装置を図１５，１６を参照して説明する。第五実施形態は、外側弁部材に弾性部材が設けられている点及び内側弁部材の形状が第一実施形態と異なる。
【００９７】
第五実施形態による燃料噴射弁５は、ハウジング２０、「第一弁部材または第二弁部材のいずれか他方」としての内側弁部材２６、「第一弁部材または第二弁部材のいずれか一方」としての外側弁部材３５、弾性部材３７、固定コア４０、磁気絞り部４１、コイル４５、制御部５０、内側可動コア５５、外側可動コア６５、第一ばね７１、及び、第二ばね７２を備える。
【００９８】
弾性部材３７は、筒部３５１の径方向内側の側面３５３に設けられている。弾性部材３７は、側面３５３から径内方向に突出するよう形成され、外側弁部材３５と一体となってハウジング２０に対して相対移動可能である。弾性部材３７は、弾性材料から形成され、内側噴孔２４１が開くとき、内側弁部材２６が有する内側突状部２６３に係合可能である。本実施形態では、弾性部材３７は、側面３５３に等間隔で四つ設けられている。
【００９９】
次に、燃料噴射弁５の作用について図１５，１６を参照して説明する。燃料噴射弁５は、コイル４５に電流が流れていないとき、図１５の状態となっている。コイル４５の周囲に磁気回路が形成され内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力がある程度大きくなると、シール部２５２が端面２４４から離間し、内側噴孔２４１が開く。内側噴孔２４１が開くとき、図１６に示すように、内側突状部２６３が弾性部材３７に係合する。これにより、外側弁部材３５は、弾性部材３７は変形し、弾性部材３７の変形による自身の復元力が外側弁部材３５を開弁方向に移動するよう作用する（図１６の白抜き矢印Ｆ５）。
【０１００】
コイル４５にさらに電流が流れると固定コア４０と外側可動コア６５との間に外側可動コア６５及び外側弁部材３５を移動可能な磁気吸引力が発生し、外側可動コア６５及び外側弁部材３５は開弁方向に移動する。外側弁部材３５が開弁方向に移動すると、シール部３５２が端面２４４から離間し、外側噴孔２４２，２４３が開く。
【０１０１】
第五実施形態による燃料噴射弁５では、コイル４５への通電の制御によって内側噴孔２４１の開閉と外側噴孔２４２，２４３の開閉とを制御することができる。これにより、第五実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏する。
【０１０２】
第五実施形態による燃料噴射弁５は、内側突状部２６３に係合すると外側弁部材３５を開弁方向に付勢する弾性部材３７を備える。内側弁部材２６の開弁方向への移動によって弾性部材３７が内側突状部２６３に係合すると、内側弁部材２６は、第一実施形態に比べ低速で移動する。これにより、内側弁部材２６とともに移動する内側可動コア５５が衝撃緩和部材４２に衝突するときの衝撃を小さくすることができる。したがって、第五実施形態は、内側可動コア５５及び衝撃緩和部材４２の衝突による破損を防止しつつ、内側可動コア５５と衝撃緩和部材４２との衝突による衝突音を小さくすることができる。
【０１０３】
また、第五実施形態による燃料噴射弁５では、内側噴孔２４１が開いているとき、外側弁部材３５に弾性部材３７の復元力による開弁方向への付勢力が作用するため、外側噴孔２４２，２４３は、比較的開きやすくなる。これにより、外側弁部材３５を開弁方向に移動するための磁気吸引力を第一実施形態に比べ小さくすることができるため、コイル４５の体格を小さくすることができる。また、外側噴孔２４２，２４３の開弁応答性を向上することができる。
【０１０４】
第五実施形態による燃料噴射弁５では、内側噴孔２４１が開いているとき、外側弁部材３５に弾性部材３７の復元力が外側弁部材３５を開弁方向に移動するよう作用する。これより、コイル４５が第一実施形態と同じである場合、燃料噴射弁５が噴射可能なガス燃料の噴射量の範囲を広げることができる。
【０１０５】
（第六実施形態）
次に、第六実施形態による弁装置を図１７，１８を参照して説明する。第六実施形態は、内側弁部材、内側可動コア、外側弁部材、及び、外側弁部材の形状が第一実施形態と異なる。
【０１０６】
第六実施形態による燃料噴射弁６は、ハウジング２０、「第一弁部材」としての内側弁部材２８、「第二弁部材」としての外側弁部材３８、固定コア４０、磁気絞り部４１、コイル４５、制御部５０、「第一可動コア」としての内側可動コア５６、「第二可動コア」としての外側可動コア６６、摺動部材６７、第一ばね７１、及び、第二ばね７２を備える。
【０１０７】
内側弁部材２８は、略棒状に形成されている部材であって、軸部２８１、及び、シール部２８２を有する。内側弁部材２８は、ハウジング２０に対して相対移動可能に設けられている。
【０１０８】
軸部２８１は、非磁性材料から形成されている棒状の部位である。軸部２８１は、閉弁方向側の端部が衝撃緩和部材４２の径内方向に位置するよう設けられている。軸部２８１は、開弁方向側の端面２８３及びシール部２８２近傍の径方向外側の側面２８４に開口する通路２８０を有する。通路２８０は、燃料が流通可能である。
【０１０９】
シール部２８２は、軸部２８１の閉弁方向側の端部設けられている。シール部２８２は、弾性を有する材料、例えば、ゴムから形成されている。シール部２８２は、噴射部２４の第一筒部２１側の端面２４４に当接すると、内側噴孔２４１の第一筒部２１側の開口を塞ぐことが可能なよう形成されている。これにより、内側弁部材２８は、内側噴孔２４１を開閉可能である。
【０１１０】
外側弁部材３８は、弾性を有する材料、例えば、ゴムから環状に形成されている部材である。外側弁部材３８は、内側弁部材２８の径外方向に位置し、ハウジング２０に対して相対移動可能であって、かつ、噴射部２４の端面２４４に当接可能に設けられている。外側弁部材３８は、噴射部２４の端面２４４に当接すると、外側噴孔２４２，２４３の第一筒部２１側の開口を塞ぐことが可能なよう形成されている。これにより、外側弁部材３８は、外側噴孔２４２，２４３を開閉可能である。
【０１１１】
内側可動コア５６は、磁性材料から略筒状に形成されている部材である。内側可動コア５６は、内側弁部材２８の軸部２８１の開弁方向側の端部の側面２８４に設けられている。内側可動コア５６は、内側弁部材２８と一体に往復移動可能である。内側可動コア５６は、コイル４５が磁界を形成すると、固定コア４０との間に磁気吸引力が発生する。内側可動コア５６は、開弁方向に移動すると、衝撃緩和部材４２の端面４２１に当接する。
【０１１２】
外側可動コア６６は、磁性材料から略筒状に形成されている部材である。外側可動コア６６は、内側弁部材２８及び内側可動コア５６の径外方向に位置し、閉弁方向側の端部に外側弁部材３８が設けられている。外側可動コア６６は、外側弁部材３８と一体に往復移動可能である。外側可動コア６６は、内側弁部材２８の側面２８４に開口する通路２８０と連通可能な通路６６０を有する。外側可動コア６６は、コイル４５が磁界を形成すると、固定コア４０との間に磁気吸引力が発生する。
【０１１３】
摺動部材６７は、外側可動コア６６の径方向内側の側面６６１に設けられている非磁性材料から形成されている部材である。本実施形態では、摺動部材６７は、内側弁部材２８の側面２８４に摺動可能である。
【０１１４】
燃料噴射弁６が備えるハウジング２０の噴射部２４は、図１７に示すように、端面２４４から開弁方向に突出するよう形成されている突起２４５を有する。突起２４５は、シール部２８２が当接可能な端面２４４の周囲に環状に形成されている。突起２４５の径方向内側の側面２４６は、内側弁部材２８の軸部２８１の開弁方向側の端部に摺動可能である。突起２４５は、突起２４５の径方向内側と径方向外側とを連通する通路２４７を有する。
【０１１５】
燃料噴射弁６において、外側弁部材３８の径方向外側の側面３８１と側面３８１に対向するハウジング２０の内壁面２１１との距離を距離Ｌ６１とする。また、外側可動コア６６の径方向外側の側面６６２と側面６６２に対向するハウジング２０の内壁面２１１との距離を距離Ｌ６２とする。燃料噴射弁６では、距離Ｌ６１，Ｌ６２は、摺動部材６７の径方向内側の側面６７１と摺動部材６７の側面６７１に対向する内側弁部材２８の径方向外側の側面２８４との距離Ｌ６０に比べ大きい。
【０１１６】
次に、燃料噴射弁６の作用について図１７，１８を参照して説明する。燃料噴射弁６は、コイル４５に電流が流れていないとき、図１７の状態となっている。コイル４５への通電によってコイル４５の周囲に磁気回路が形成される。コイル４５の周囲に磁気回路が形成され内側可動コア５６と固定コア４０との間の磁気吸引力がある程度大きくなると、シール部２８２が端面２４４から離間する。これにより、内側噴孔２４１が開く。内側噴孔２４１が開いているとき、図１８に示すように、内側弁部材２８の閉弁方向側の端部は、噴射部２４の突起２４５の側面２４６に摺動可能な位置にある。また、内側弁部材２８の開弁方向側の端部は、衝撃緩和部材４２の径方向内側の側面４２２に摺動可能な位置にある。
【０１１７】
コイル４５にさらに電流が流れると固定コア４０と外側可動コア６６との間に磁気吸引力が発生する。当該磁気吸引力が外側可動コア６６及び外側弁部材３８を移動可能な大きさになると、外側可動コア６６及び外側弁部材３８は、内側弁部材２８に摺動する摺動部材６７によって内側弁部材２８に案内されつつ開弁方向に移動する。外側弁部材３８が開弁方向に移動すると、外側弁部材３８が端面２４４から離間し、外側噴孔２４２，２４３が開く。
【０１１８】
第六実施形態による燃料噴射弁６では、コイル４５への通電の制御によって内側噴孔２４１の開閉と外側噴孔２４２，２４３の開閉とを制御することができる。これにより、第六実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏する。
【０１１９】
第六実施形態による燃料噴射弁６では、非磁性材料から形成されている内側弁部材２８は、閉弁方向側の端部が非磁性材料から形成されている噴射部２４の側面２４６に摺動可能であって、開弁方向側の端部が非磁性材料から形成されている衝撃緩和部材４２の側面４２２に摺動可能である。このように、燃料噴射弁６では、摺動箇所を非磁性材料に限定することによって、ＤＬＣなどの比較的高価な表面コーティングを施す場合に比べ安価に摺動箇所の表面荒れを防止することができる。したがって、第六実施形態は、表面荒れによる内側弁部材２８の固着などの不具合の発生を安価に抑制することができる。
【０１２０】
また、第六実施形態による燃料噴射弁６では、内側弁部材２８は、閉弁方向側の端部及び開弁方向側の端部のみが摺動することによって、自身の往復移動が案内されている。これにより、燃料噴射弁６では、内側弁部材２８の移動を案内するための摺動箇所を可能な限り少なくすることができるため、摺動箇所の加工時間を短縮することができる。したがって、第六実施形態は、摺動箇所の表面荒れの発生の抑制をさらに安価に行うことができる。
【０１２１】
第六実施形態による燃料噴射弁６では、外側可動コア６６及び外側弁部材３８は、内側弁部材２８に摺動する摺動部材６７によって非磁性材料から形成されている内側弁部材２８に案内されつつ開弁方向に移動する。これにより、上述したように摺動箇所の表面荒れを防止することができる。したがって、第六実施形態は、表面荒れによる外側弁部材３８の固着などの不具合の発生を抑制することができる。
【０１２２】
また、第六実施形態による燃料噴射弁６では、外側弁部材３８とハウジング２０との距離Ｌ６１，及び、外側可動コア６６とハウジング２０との距離Ｌ６２が、摺動部材６７と内側弁部材２８との距離Ｌ６０に比べ大きい。これにより、外側可動コア６６及び外側弁部材３８が中心軸ＣＡ１に対して垂直な方向に移動しても、外側可動コア６６及び外側弁部材３８が磁性材料から形成されているハウジング２０の第一筒部２１などに摺動することを防止できる。したがって、第六実施形態は、摺動箇所の表面荒れによる外側弁部材３８の固着などの不具合の発生を抑制することができる。また、外側弁部材３８は、中心軸ＣＡ１上を往復移動可能な内側弁部材２８によって案内されるため、中心軸ＣＡ１に対して垂直な方向への移動を抑制することができる。これにより、外側噴孔２４２，２４３野開弁特性を安定させることができる。
【０１２３】
（第七実施形態）
次に、第七実施形態による弁装置を図１９〜２２を参照して説明する。第七実施形態は、コイルへの通電の制御内容が第一実施形態と異なる。
【０１２４】
第七実施形態による燃料噴射弁７は、図１９に示すように、ハウジング２０、内側弁部材２５、外側弁部材３５、固定コア４０、磁気絞り部４１、コイル４５、制御部６０、内側可動コア５５、外側可動コア６５、第一ばね７１、及び、第二ばね７２を備える。
【０１２５】
制御部６０によるガス燃料の噴射制御について、図２０〜２２を参照して説明する。図２０〜２２のそれぞれには、コイル４５への通電量の大きさ別に、電流値Ｉ、内側噴孔２４１からの単位時間当たりのガス燃料の噴射量Ｑｉ、外側噴孔２４２，２４３からの単位時間当たりのガス燃料の噴射量Ｑｏ、及び、単位時間当たりのガス燃料の合計噴射量Ｑｔｏｔａｌを示している。なお、図２０〜２２のそれぞれには、二回のガス燃料の噴射における特性を示している。
【０１２６】
図２０に示す特性図は、内側噴孔２４１のみからガス燃料を噴射するときの燃料噴射弁７の特性を示している。制御部６０は、時刻ｔ２１においてコイル４５への通電を開始した直後、電流値Ａｍ２１の電流をコイル４５に流す。これにより、内側弁部材２５が噴射部２４の端面２４４から離間し、ハウジング２０内のガス燃料が内側噴孔２４１から噴射される。ハウジング２０内のガス燃料が内側噴孔２４１から噴射されると、制御部６０は、コイル４５に通電する電流値を電流値Ａｍ２１に比べ小さい電流値Ａｍ２２とする（図１８の時刻ｔ２２）。コイル４５に電流が流れている間、内側噴孔２４１から噴射されるガス燃料は、単位時間当たりの燃料噴射量が最大で噴射量Ｑ２１となる。したがって、第六実施形態による燃料噴射弁の単位時間当たりのガス燃料の合計噴射量は、噴射量Ｑ２１となる。
【０１２７】
図２１に示す特性図は、内側噴孔２４１、外側噴孔２４２，２４３の順にガス燃料を噴射するときの燃料噴射弁７の特性を示している。制御部６０は、時刻ｔ３１においてコイル４５への通電を開始した直後、電流値Ａｍ３１の電流をコイル４５に流す。これにより、内側弁部材２５が噴射部２４の端面２４４から離間しハウジング２０内のガス燃料が内側噴孔２４１から噴射される。ハウジング２０内のガス燃料が内側噴孔２４１から噴射されると、制御部６０は、コイル４５に通電する電流値を電流値Ａｍ３１に比べ小さい電流値Ａｍ３２とする（図１９の時刻ｔ３２）。電流値Ａｍ３２の電流がコイル４５を流れているとき、外側噴孔２４２，２４３は開いており、ハウジング２０内のガス燃料は、内側噴孔２４１及び外側噴孔２４２，２４３から噴射されている。このときの燃料噴射量は、内側噴孔２４１からの噴射量Ｑ３１と外側噴孔２４２，２４３からの噴射量Ｑ３２との合計量となる。時刻ｔ３３において、コイル４５への通電を終了すると、外側噴孔２４２，２４３が閉じられた後に内側噴孔２４１が閉じられる。
【０１２８】
図２２に示す特性図は、内側噴孔２４１からガス燃料を継続的に噴射している状態で外側噴孔２４２，２４３から間欠的にガス燃料を噴射するときの燃料噴射弁７の特性を示している。制御部６０は、内側弁部材２５が噴射部２４の端面２４４から離間している状態を維持するようコイル４５に電流値Ａｍ４１の電流を流している。時刻ｔ４１において、電流値Ａｍ４１に比べ高い電流値Ａｍ４２の電流をコイル４５に流す。これにより、外側弁部材３５が噴射部２４から離間するため、ハウジング２０内のガス燃料は、内側噴孔２４１に加え外側噴孔２４２，２４３からも噴射される。外側噴孔２４２，２４３からガス燃料が噴射されると、制御部６０は、コイル４５に通電する電流値を電流値Ａｍ４２に比べ小さく電流値Ａｍ４１に比べ高い電流値Ａｍ４３とする（図２０の時刻ｔ４２）。このときの燃料噴射量は、内側噴孔２４１からの噴射量Ｑ４１と外側噴孔２４２，２４３からの噴射量Ｑ４２との合計量となる。時刻ｔ４３において、コイル４５への通電を終了すると、外側噴孔２４２，２４３が閉じられた後に内側噴孔２４１が閉じられる。
【０１２９】
第七実施形態による燃料噴射弁７では、コイル４５への通電を開始した直後、比較的高い電流をコイル４５に流す。これにより、内側噴孔２４１が迅速に開くため、ハウジング２０内のガス燃料が内側噴孔２４１から噴射される。ハウジング２０内のガス燃料がハウジング２０の外に噴射されると、ハウジング２０内の圧力が低下するため、内側弁部材２５や外側弁部材３５が噴射部２４から離間しやすくなる。したがって、第七実施形態では、ガス燃料の噴射における開弁応答性を向上することができる。
【０１３０】
また、燃料噴射弁７では、ガス燃料の噴射における開弁応答性が向上することからコイル４５に電流を流す時間を短くすることができる。これにより、コイル４５への通電による発熱を抑制することができる。また、電気エネルギを節約することができるため、エネルギ消費量を低減することができる。
【０１３１】
（第八実施形態）
次に、第八実施形態による弁装置を図２３〜２９を参照して説明する。第八実施形態は、制御部における電流の制御内容が第一実施形態と異なる。
【０１３２】
第八実施形態による燃料噴射弁８は、図２３に示すように、ハウジング２０、内側弁部材２５、外側弁部材３５、固定コア４０、磁気絞り部４１、コイル４５、制御部７０、内側可動コア５５、外側可動コア６５、第一ばね７１、及び、第二ばね７２を備える。
【０１３３】
制御部７０によるガス燃料の噴射制御及び燃料噴射弁８の作動について、図２４〜２７を参照して説明する。図２４には、電流値Ｉ、可動コアと固定コア４０との間の磁気吸引力Ｐｓ、及び、弁部材のリフト量Ｍｖの時間変化を示している。可動コアと固定コア４０との間の磁気吸引力Ｐｓを示す特性図では、内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力を点線Ｌｐ１１で示し、外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力を実線Ｌｐ１２で示す。また、弁部材のリフト量Ｍｖを示す特性図では、内側弁部材２５のリフト量を点線Ｌｐ２１で示し、外側弁部材３５のリフト量を実線Ｌｐ２２で示す。図２５〜２７は、それぞれ異なる状態の燃料噴射弁８を示している。
【０１３４】
制御部７０は、図２４に示すように、時刻ｔ５１においてコイル４５への通電を開始する。コイル４５を流れる電流が徐々に大きくなると、可動コアと固定コア４０との間の磁気吸引力Ｐｓも大きくなる。時刻ｔ５２において内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｉになると、内側可動コア５５は内側弁部材２５とともに開弁方向に移動し、シール部２５２が端面２４４から離間する。ここで、所定の値Ｐｓｉは、第一ばね７１の付勢力と、内側可動コア５５及び内側弁部材２５に作用する第一筒部２１内のガス燃料の圧力に基づく閉弁方向の力と、の合計である。シール部２５２が端面２４４から離間すると、内側噴孔２４１が開き、第一筒部２１内のガス燃料が内側噴孔２４１から噴射される。内側可動コア５５及び内側弁部材２５は、図２５に示すように、内側可動コア５５が衝撃緩和部材４２に当接するまで開弁方向に移動する（図２４の時刻ｔ５３におけるリフト量Ｌ１１）。
【０１３５】
内側可動コア５５が内側弁部材２５とともに開弁方向に移動すると、内側可動コア５５と固定コア４０との間の距離が短くなる。これにより、内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力Ｐｓは、図２４に示すように、電流値Ｉ及び内側弁部材２５のリフト量Ｍｖの増加率に比べ大きな増加率で増加する（図２４の時刻ｔ５２から時刻ｔ５３までの間）。
【０１３６】
時刻ｔ５３において内側可動コア５５が衝撃緩和部材４２に当接した後、コイル４５を流れる電流値をさらに大きくすると、時刻ｔ５４において外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｏになる。ここで、所定の値Ｐｓｏは、第二ばね７２の付勢力と、外側可動コア６５及び外側弁部材３５に作用する第一筒部２１内のガス燃料の圧力に基づく閉弁方向の力と、の合計である。外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｏになると、外側可動コア６５は外側弁部材３５とともに開弁方向に移動し、シール部３５２が端面２４４から離間する。シール部３５２が端面２４４から離間すると、外側噴孔２４２，２４３が開き、第一筒部２１内のガス燃料が外側噴孔２４２，２４３から噴射される。外側可動コア６５及び外側弁部材３５は、図２６に示すように、外側可動コア６５が固定コア４０の端面４０１に当接するまで開弁方向に移動する（図２４の時刻ｔ５５におけるリフト量Ｌ１２）。
【０１３７】
外側可動コア６５が外側弁部材３５とともに開弁方向に移動すると、外側可動コア６５と固定コア４０との間の距離が短くなる。これにより、経路Ｒ６５の磁気回路が形成されやすくなるため、経路Ｒ５５の磁気回路における磁気吸引力Ｐｓは低下する（図２４の時刻ｔ５４から時刻ｔ５５までの間の点線Ｌｐ１１）。
【０１３８】
時刻ｔ５５において外側可動コア６５が固定コア４０の端面４０１に当接すると、制御部７０は、電流値を図２４に示す制御における最大電流値Ａｍ５１に比べ小さい電流値Ａｍ５２に変更する（図２４の時刻ｔ５５から時刻ｔ５７までの間）。これにより、内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力、及び、外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力は、いずれも小さくなる。
【０１３９】
時刻ｔ５５から時刻ｔ５７までの間において内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｉに比べ小さくなると、内側可動コア５５は、内側弁部材２５とともに固定コア４０から離間し閉弁方向に移動する（図２４の時刻ｔ５６）。内側可動コア５５が閉弁方向に移動すると、時刻ｔ５８においてシール部２５２が端面２４４に当接する。このとき、外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力は、所定の値Ｐｓｏに比べ大きいため、外側可動コア６５は固定コア４０の端面４０１に当接したままとなっている。すなわち、電流値Ａｍ５２は、内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｉに比べ小さくなる電流値であって、外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｏに比べ大きくなる電流値である。これにより、燃料噴射弁８は、図２７に示すように、内側噴孔２４１が閉じている一方、外側噴孔２４２，２４３が開いている状態となる。
【０１４０】
次に、図２４とは異なる制御部７０によるガス燃料の噴射制御について、図２８を参照して説明する。図２８には、図２４と同様に、電流値Ｉ、可動コアと固定コア４０との間の磁気吸引力Ｐｓ、及び、弁部材のリフト量Ｍｖの時間変化を示している。図２８は、内側噴孔２４１の開閉及び外側噴孔２４２，２４３の開閉をそれぞれ二回行うときの特性図である。
【０１４１】
制御部７０は、図２８に示すように、時刻ｔ６１においてコイル４５への通電を開始する。時刻ｔ６２において内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｉになると、内側可動コア５５は内側弁部材２５とともに開弁方向に移動するため内側噴孔２４１が開く。その後、時刻ｔ６３において、内側弁部材２５のリフト量がリフト量Ｌ１１となる。図２８に示す制御では、制御部７０は、時刻ｔ６３から時刻ｔ６４までの間、内側弁部材２５のリフト量がリフト量Ｌ１１を維持するよう、電流値を電流値Ａｍ６１に維持する。
【０１４２】
時刻ｔ６４においてコイル４５を流れる電流値を増加すると、時刻ｔ６５において外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｏになる。これにより、外側可動コア６５は外側弁部材３５とともに開弁方向に移動するため外側噴孔２４２，２４３が開く。
【０１４３】
制御部７０は、外側弁部材３５のリフト量がリフト量Ｌ１２となった後、電流値を図２８に示す制御における最大電流値Ａｍ６２に比べ小さい電流値Ａｍ６３に変更する（図２８の時刻ｔ６６から時刻ｔ６８までの間）。ここで、電流値Ａｍ６３は、内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｉに比べ小さくなる電流値であって、外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｏに比べ大きくなる電流値である。これにより、時刻ｔ６７において内側可動コア５５が固定コア４０から離間するため、燃料噴射弁８では、内側噴孔２４１が閉じている一方、外側噴孔２４２，２４３が開いている状態となる。
【０１４４】
時刻ｔ６８の後の時刻ｔ６９において、制御部７０は、電流値を徐々に小さくする。これにより、図２８に示すように、外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｏに比べ小さくなるため、外側可動コア６５は固定コア４０の端面４０１から離間し、閉弁方向に移動する。外側可動コア６５が閉弁方向に移動すると、シール部３５２が端面２４４に当接するため、外側噴孔２４２，２４３が閉じられる（図２８の時刻ｔ６０）。図２８に示す制御では、制御部７０は、時刻ｔ６０の後、上述した時刻ｔ６１から時刻ｔ６９の作動を繰り返し、内側噴孔２４１の開弁、外側噴孔２４２，２４３の開弁、内側噴孔２４１の閉弁、外側噴孔２４２，２４３の閉弁、及び、全閉のこの順で繰り返す。
【０１４５】
次に、図２４，２８とは異なる制御部７０によるガス燃料の噴射制御について、図２９を参照して説明する。図２９には、図２４、２８と同様に、電流値Ｉ、可動コアと固定コア４０との間の磁気吸引力Ｐｓ、及び、弁部材のリフト量Ｍｖの時間変化を示している。
【０１４６】
制御部７０は、図２９に示すように、時刻ｔ７０においてコイル４５への通電を開始する。時刻ｔ７１において内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｉになると、内側可動コア５５は内側弁部材２５とともに開弁方向に移動し内側噴孔２４１が開く。その後、時刻ｔ７２において、内側弁部材２５のリフト量がリフト量Ｌ１１となる。図２９に示す制御では、制御部７０は、時刻ｔ７２から時刻ｔ７３までの間、内側弁部材２５のリフト量がリフト量Ｌ１１を維持するよう、電流値を電流値Ａｍ７１に維持する。
【０１４７】
時刻ｔ７３においてコイル４５を流れる電流値を大きくすると、時刻ｔ７４において外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｏになる。これにより、外側可動コア６５は外側弁部材３５とともに開弁方向に移動し外側噴孔２４２，２４３が開く。
【０１４８】
外側弁部材３５のリフト量がリフト量Ｌ１２となった後、電流値を図２７に示す制御における最大電流値Ａｍ７２（図２９の時刻ｔ７５）に比べ小さい電流値Ａｍ７３に変更する。ここで、電流値Ａｍ７３は、内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｉに比べ小さくなる電流値であって、外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｏに比べ大きくなる電流値である。これにより、燃料噴射弁８では、時刻ｔ７６において内側噴孔２４１は閉じる一方、外側噴孔２４２，２４３は開いている状態を維持する。
【０１４９】
時刻ｔ７６の後の時刻ｔ７７において、制御部７０は、電流値を徐々に小さくする。これにより、図２９に示すように、外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｏに比べ小さくなるため、外側可動コア６５は閉弁方向に移動する。このとき、制御部７０は、時刻ｔ７７の後の時刻ｔ７８において、再び電流値を大きくする。これにより、内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力が増加する。
【０１５０】
外側可動コア６５が閉弁方向に移動するとシール部３５２が端面２４４に当接するため、外側噴孔２４２，２４３が閉じられる（図２９の時刻ｔ８１）。このとき、図２９に示す制御では、内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｉになるため、内側可動コア５５は内側弁部材２５とともに開弁方向に移動し内側噴孔２４１が開く。
【０１５１】
時刻ｔ８１以降、制御部７０は、時刻ｔ８２から時刻ｔ８８において上述した時刻ｔ７２から時刻ｔ７８と同じ制御を行う。これにより、図２９に示す制御では、制御部７０は、内側噴孔２４１と外側噴孔２４２，２４３とを交互に開弁し、内側噴孔２４１及び外側噴孔２４２，２４３の少なくとも一つが開いている状態を維持する。
【０１５２】
第八実施形態による燃料噴射弁８では、制御部７０は、内側噴孔２４１及び外側噴孔２４２，２４３が開いている状態で、内側可動コア５５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｉに比べ小さくなる電流値であって、外側可動コア６５と固定コア４０との間の磁気吸引力が所定の値Ｐｓｏに比べ大きくなる電流値の電流を通電させる。これにより、燃料噴射弁８では、内側噴孔２４１のみが開いている状態、及び、内側噴孔２４１及び外側噴孔２４２，２４３が開いている状態に加え、外側噴孔２４２，２４３のみが開いている状態でガス燃料を噴射することができる。したがって、第八実施形態は、ガス燃料の噴射を、第一実施形態に比べ、多段化することができる。
【０１５３】
また、燃料噴射弁８では、図２７に示した制御のように内側噴孔２４１と外側噴孔２４２，２４３とを交互に開くことができる。燃料噴射弁８では内側噴孔２４１のガス燃料の噴射量と外側噴孔２４２，２４３のガス燃料の噴射量とは異なるため、ガス燃料を噴射している最中のガス燃料の圧力脈動は比較的大きく変化する。これにより、燃料噴射弁８は、エンジン１１の燃焼室１１０における燃焼状態に応じて、圧力脈動を変化させることができる。
【０１５４】
（第九実施形態）
次に、第九実施形態による弁装置を図３０を参照して説明する。第九実施形態は、弁装置が適用されるシステムが第一実施形態と異なる。
【０１５５】
第九実施形態による弁装置９を図２８を参照して説明する。弁装置９は、図３０に示す燃料電池システム９０に適用される。
【０１５６】
燃料電池システム９０は、燃料電池９１、燃料ガス流通系９２、酸化剤ガス流通系９３などを備える。燃料電池システム９０は、燃料ガスとしての水素と酸化剤ガスとしての酸素との電気化学反応を利用して電気エネルギを発生する。
【０１５７】
燃料電池９１は、例えば、固体高分子電解質型燃料電池であって、複数のセル、積層されている複数のセルの積層方向の両端にそれぞれ設けられている電極、水素供給管、空気供給管などを有する。
【０１５８】
セルは、電解質膜、及び、当該電解質膜の両側面に設けられる電極を有するＭＥＡ、並びに、ＭＥＡを挟持する一対のセパレータを有する。セルは、水素と空気とを隔離しつつ流通可能に形成されている。セルは、水素供給管が供給する水素と空気供給管が供給する空気に含まれる酸素との反応によって、一対のセパレータが有するアノードとカソードとの間に電位差、すなわち、電気エネルギを発生可能である。
【０１５９】
燃料ガス流通系９２は、水素タンク９２１、水素管９２２、レギュレータ９２３などを有する。水素タンク９２１は、燃料電池９１に供給される水素を高圧で貯留可能である。水素管９２２は、水素タンク９２１と燃料電池９１の水素供給管とを接続している。水素管９２２は、水素が流れる流路を有する。レギュレータ９２３は、水素管９２２に設けられる。レギュレータ９２３は、水素管９２２を流れる水素の圧力を調整可能である。
【０１６０】
弁装置９は、水素管９２２のレギュレータ９２３と燃料電池９１との間に設けられる。弁装置９は、燃料電池９１に供給される水素の供給量を調整可能である。
【０１６１】
酸化剤ガス流通系９３は、空気が流通可能な管であって、大気と燃料電池９１の空気供給管とを接続している。酸化剤ガス流通系９３は、大気を燃料電池９１に供給可能である。
【０１６２】
第九実施形態による弁装置９では、水素管９２２を流れる水素の供給量を調整する。このとき、弁装置９では、内側噴孔２４１及び外側噴孔２４２，２４３の開閉を制御することによって、燃料電池９１が必要とする水素の供給量を広範囲にわたってカバーすることが可能である。したがって、第九実施形態は、第一実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）を奏することができる。
【０１６３】
また、第九実施形態による弁装置９では、制御部５０によるコイル４５への通電の電流値及びパルス幅の制御によって、水素の流れに比較的大きな圧力脈動を発生させることができる。これにより、燃料電池９１における水素との酸素との電気化学反応において発生する水を当該圧力脈動によって燃料電池９１から排出することができる。これにより、燃料電池９１の出力低下を防止することができる。
【０１６４】
（その他の実施形態）
第一〜八実施形態では、「弁装置」は、ガス燃料を噴射する燃料噴射弁であるとした。また、第九実施形態では、水素ガスを噴射する弁装置であるとした。しかしながら、「流体」はガス燃料でなくてもよい。液体燃料であってもよいし、他の流体であってもよい。
【０１６５】
上述の実施形態では、磁束密度が飽和する磁気絞り部は、固定コアに設けられるとした。しかしながら、内側可動コアの開弁方向側に設けられてもよい。
【０１６６】
上述の実施形態では、内側可動コアに対向する磁気絞り部の面積は、外側可動コアに対向する固定コアの面積に比べ小さく、内側可動コアと磁気絞り部の閉弁方向側の端面との距離は、外側可動コアと固定コアの閉弁方向側の端面との距離に比べ短いとした。しかしながら、面積及び距離の関係はこれに限定されない。内側可動コアに対向する磁気絞り部の面積は、外側可動コアに対向する固定コアの面積に比べ小さいだけであってもよいし、内側可動コアと磁気絞り部の閉弁方向側の端面との距離は、外側可動コアと固定コアの閉弁方向側の端面との距離に比べ短いだけであってもよい。
【０１６７】
上述の実施形態では、制御部は、電流の大きさを制御することによって、内側噴孔のみの噴射、内側噴孔と外側噴孔との連続噴射、内側噴孔からの噴射が継続している状態での外側噴孔からの間欠噴射、及び、外側噴孔からの噴射のみが継続している状態を使い分けるとした。しかしながら、単純にコイルに電流を流すことによって、内側噴孔と外側噴孔との連続噴射を行うだけであってもよい。
【０１６８】
第八実施形態の図２９で示した制御を第九実施形態の燃料電池システムに適用してもよい。この場合、燃料電池内に溜まる水分を水素の圧力の変化によって除去することできるため、燃料電池システムの水分による性能低下を防止することができる。
【０１６９】
上述の実施形態では、燃料噴射弁は、中心軸上に位置する内側噴孔、及び、内側噴孔から見て中心軸から離れる方向に形成されている外側噴孔を有するとした。しかしながら、噴孔の配置はこれに限定されない。複数の噴孔に対して複数の弁部材の独立した移動によって開閉が制御されていればよい。また、複数の弁部材の移動は、同軸上でなくてもよい。
【０１７０】
上述の実施形態では、内側噴孔は、断面積が外側噴孔の合計の断面積に比べ小さくなるよう形成されているとした。しかしながら、噴孔の断面積の関係はこれに限定されない。
【０１７１】
第六実施形態では、摺動部材は、外側可動コアに設けられるとした。しかしながら、摺動部材が設けられる部材は、これに限定されない。磁性材料から形成される外側弁部材に設けられてもよい。
【０１７２】
上述の実施形態では、弁部材のシール部は、ゴムから形成されるとした。樹脂から形成されていてもよい。
【０１７３】
上述の実施形態では、制御部は、コイルに供給する電流の大きさを制御するとした。しかしながら、コイルに印加される電圧を制御してもよい。
【０１７４】
上述の実施形態では、外側可動コアの径方向内側の側面と内側可動コアの径方向外側の側面とには、軟窒化処理が施されているとした。この処理は、ＤＬＣをコーティングしてもよいし、フッ素樹脂をコーティングしてもよい。
【０１７５】
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で実施可能である。
【符号の説明】
【０１７６】
１，２，３，４，５，６，７，８・・・燃料噴射弁（弁装置）
９・・・弁装置
２５，２６，２８・・・内側弁部材（第一弁部材）
３５，３６，３８・・・外側弁部材（第二弁部材）
４０・・・固定コア
４１，８１・・・磁気絞り部
４５・・・コイル
５０，６０，７０・・・制御部
５５，５６・・・内側可動コア（第一可動コア）
６５，６６・・・外側可動コア（第二可動コア）
【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月24日(2018.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記磁気絞り部は、前記固定コアに相対移動不能に設けられ、
前記磁気絞り部は、前記第一可動コアに対向する端面（４１１）の面積が前記固定コアの前記第二可動コアに対向する端面（４０１）の面積に比べ小さい、または、前記第一可動コアとの間の距離（Ｌ１１）が前記固定コアの前記第二可動コアに対向する端面と前記第二可動コアとの間の距離（Ｌ１２）に比べ短い、の少なくとも一方の条件を満たすよう形成されている請求項１に記載の弁装置。