(57)【要約】【課題】圧力制御室の燃料圧力によるニードル弁の駆動制御によって噴射率を変更する燃料噴射装置において、噴射率のバラつきを低減する燃料噴射装置を提供する。【解決手段】第１バルブ６０は、磁性体で形成され、基端側にフランジ部６３を有し、第１燃料流出経路４７を開閉する。第２バルブ７０は、磁性体で形成され、第１バルブ６０と同軸に設けられ、基端側にフランジ部７３を有し、第２燃料流出経路４８を開閉する。第１スプリング６６及び第２スプリング７６は、第１バルブ６０及び第２バルブ７０をそれぞれ閉弁方向に付勢する。ソレノイド８３は、通電により電磁力を発生し、且つ、正方向及び逆方向の通電方向の切り替えが可能である。永久磁石８４は、環状に形成され、軸方向の一方がＮ極、軸方向の他方がＳ極となるように着磁されている。永久磁石８４は、第１バルブ６０のフランジ部６３よりも先端側においてハウジングに設けられている。【選択図】図５
2019056342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力制御室（３１）の燃料圧力によるニードル弁（２１）の駆動制御によって噴射率を変更可能な燃料噴射装置であって、
前記圧力制御室に連通する第１燃料流出経路（４７）、及び、前記第１燃料流出経路とは異なる位置に配置され前記圧力制御室に連通する第２燃料流出経路（４８）が形成されたハウジング（１０）と、
磁性体で形成され、前記ハウジングに収容され、基端側にフランジ部（６３）を有し、前記第１燃料流出経路を開閉する第１バルブ（６０）と、
磁性体で形成され、前記第１バルブと同軸に前記ハウジングに収容され、基端側にフランジ部（７３）を有し、前記第２燃料流出経路を開閉する第２バルブ（７０、７９）と、
前記第１バルブ及び前記第２バルブをそれぞれ閉弁方向に付勢する第１バルブ付勢部材（６６）及び第２バルブ付勢部材（７６）と、
前記ハウジングに固定され、通電により電磁力を生成し、且つ、正方向及び逆方向の通電方向の切り替えが可能である一つ以上のソレノイド（８１、８２、８３）と、
環状に形成され、軸方向の一方がＮ極、軸方向の他方がＳ極となるように着磁された一つ以上の永久磁石（８４、８５、８６、８７）と、を備え、
前記永久磁石は、前記第１バルブ又は前記第２バルブの少なくとも一方の前記フランジ部よりも先端側において前記ハウジングに設けられているか、又は、前記第１バルブ及び前記第２バルブにそれぞれ搭載されており、
前記ソレノイドの通電方向の切り替えにより、少なくとも、前記ソレノイドの電磁力、前記永久磁石の磁力、並びに、前記第１バルブ付勢部材及び前記第２バルブ付勢部材の付勢力の関係に基づき、前記第１バルブのみの開弁状態、前記第２バルブのみの開弁状態、並びに、前記第１バルブ及び前記第２バルブの両方の開弁状態のうち少なくとも２通りを切り替え可能である燃料噴射装置。
【請求項２】
前記永久磁石（８４、８５）は、前記第１バルブ又は前記第２バルブの少なくとも一方の前記フランジ部よりも先端側において前記ハウジングに設けられている請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記第１バルブ又は前記第２バルブのいずれか一方の前記フランジ部よりも先端側に一つの前記永久磁石が設けられている請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記第１バルブの前記フランジ部よりも先端側、及び、前記第２バルブの前記フランジ部よりも先端側に二つの前記永久磁石が設けられている請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記永久磁石（８６、８７）は、前記第１バルブ及び前記第２バルブにそれぞれ搭載されている請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記第１バルブに搭載された前記永久磁石（８６）の磁束、及び、前記第２バルブに搭載された前記永久磁石（８７）の磁束に対し、共通に重畳又は相殺する磁束を通電時に発生する一つの前記ソレノイド（８３）を備える請求項５に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記第１バルブに搭載された前記永久磁石（８６）の磁束、及び、前記第２バルブに搭載された前記永久磁石（８７）の磁束に対し、個別に重畳又は相殺する磁束を通電時に発生する二つの前記ソレノイド（８１、８２）を備える請求項５に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記永久磁石は、前記ソレノイドの非通電時に、前記永久磁石によって発生する磁力が前記第１バルブ又は前記第２バルブの少なくとも一方に対し閉弁方向の力として作用するように配置されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ニードル弁の動作によって噴孔を開き、内燃機関の燃焼室に高圧燃料を噴射する燃料噴射装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、一つの弁部材の段階的なリフト作動により、第１圧力室及び第２圧力室の圧力を変化させて第１ピストン及び第２ピストンを段階的にリフトさせる燃料噴射弁が開示されている。第１ピストン及び第２ピストンは弁部材と協働し、弁部材のリフトを段階的に制御することで噴射率の切り替え制御が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２２７４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成では、駆動電流の大きさによる電磁弁の吸引力とストッパのバネ力とのバランスで、中間リフト量が決められるため、以下のような問題がある。
（１）中間リフト状態が不安定となる（言い換えれば、リフトが振動する)ため、振動の振幅、周期、位相違いに伴う閉弁タイミングのバラつきが生じやすい。
（２）電流のバラつきに起因するソレノイド吸引力のバラつきにより、リフト量のバラつきが生じやすい。
その結果、圧力制御室から流出する燃料流量のバラつきによって噴射率のバラつきが大きくなる。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、圧力制御室の燃料圧力によるニードル弁の駆動制御によって噴射率を変更する燃料噴射装置において、噴射率のバラつきを低減する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】
【０００７】
本発明は、圧力制御室（３１）の燃料圧力によるニードル弁（２１）の駆動制御によって噴射率を変更可能な燃料噴射装置である。この燃料噴射装置は、ハウジング（１０）と、第１バルブ（６０）と、第２バルブ（７０、７９）と、第１バルブ付勢部材（６６）及び第２バルブ付勢部材（７６）と、一つ以上のソレノイド（８１、８２、８３）と、一つ以上の永久磁石（８４、８５、８６、８７）と、を備える。
ハウジングは、圧力制御室に連通する第１燃料流出経路（４７）、及び、第１燃料流出経路とは異なる位置に配置され圧力制御室に連通する第２燃料流出経路（４８）が形成されている。
【０００８】
第１バルブは、磁性体で形成され、ハウジングに収容され、基端側にフランジ部（６３）を有し、第１燃料流出経路を開閉する。
第２バルブは、磁性体で形成され、第１バルブと同軸にハウジングに収容され、基端側にフランジ部（７３）を有し、第２燃料流出経路を開閉する。
第１バルブ付勢部材及び第２バルブ付勢部材は、典型的にはスプリングであり、第１バルブ及び第２バルブをそれぞれ閉弁方向に付勢する。
一つ以上のソレノイドは、ハウジングに固定され、通電により電磁力を生成し、且つ、正方向及び逆方向の通電方向の切り替えが可能である。
【０００９】
一つ以上の永久磁石は、環状に形成され、軸方向の一方がＮ極、軸方向の他方がＳ極となるように着磁されている。
永久磁石は、第１バルブ又は第２バルブの少なくとも一方のフランジ部よりも先端側においてハウジングに設けられているか、又は、第１バルブ及び第２バルブにそれぞれ搭載されている。
【００１０】
この燃料噴射装置は、ソレノイドの通電方向の切り替えにより、少なくとも、ソレノイドの電磁力、永久磁石の磁力、並びに、第１バルブ付勢部材及び第２バルブ付勢部材の付勢力の関係に基づき、「第１バルブのみの開弁状態」、「第２バルブのみの開弁状態」、並びに、「第１バルブ及び第２バルブの両方の開弁状態」のうち少なくとも２通りを切り替え可能である。燃料噴射装置の態様によっては、さらに、第１燃料流出経路及び第２燃料流出経路から流出する燃料の油圧力の関係が条件に含まれる。
【００１１】
永久磁石が固定側であるハウジングに設けられる構成では、永久磁石の磁束に対しソレノイドの磁束が逆向きに発生する場合、永久磁石の吸引力がソレノイドの電磁力に相殺される。一方、永久磁石の磁束に対しソレノイドの磁束が同じ向きに発生する場合、永久磁石の吸引力がソレノイドの電磁力に重畳される。
そこで、例えば燃料噴射装置は、相殺された閉弁方向の吸引力とバルブ付勢部材の付勢力との和が油圧力を上回るとバルブが開弁し、重畳された閉弁方向の吸引力とバルブ付勢部材の付勢力との和が油圧力を下回るとバルブが開弁するように構成される。
【００１２】
永久磁石が可動側であるバルブに搭載される構成では、永久磁石の磁束に対し、通電方向によってソレノイドが発生する磁束の向きを切り替えることで、各バルブの永久磁石と、対向するハウジングとの間に吸引力又は反発力が生成される。この吸引力又は反発力を用いて、各バルブの開閉動作を切り替えることができる。
【００１３】
本発明では、二つのバルブによる第１燃料流出経路及び第２燃料流出経路の開閉により圧力制御室の燃料圧力を制御して噴射率を切り替える。特許文献１の燃料噴射弁のように不安定なバルブ中間リフト状態が用いられないため、噴射率のバラつきを低減することができる。また、ソレノイドへの通電方向を正方向及び逆方向に切り替える離散的な操作により噴射率を切り替えるため、バラつきの影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態による燃料噴射装置の全体構成を示す軸方向断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線径方向断面図。
【図３】各実施形態による燃料噴射装置の概念図。
【図４】第１実施形態の非通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図５】第１実施形態の正方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図６】第１実施形態の逆方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図７】第２実施形態の非通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図８】第２実施形態の正方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図９】第２実施形態の逆方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図１０】第３実施形態の非通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図１１】第３実施形態の正方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図１２】第３実施形態の逆方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図１３】第４実施形態の非通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図１４】第４実施形態の正方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図１５】第４実施形態の逆方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図１６】第５実施形態の非通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図１７】第５実施形態の正方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図１８】第５実施形態の逆方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図１９】第６実施形態の非通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図２０】第６実施形態の正方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図２１】第６実施形態の逆方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図２２】第７実施形態の非通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図２３】第７実施形態の正方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【図２４】第７実施形態の逆方向通電時におけるバルブ動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、燃料噴射装置の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明する。本実施形態という場合、複数の実施形態を包括する。
本実施形態の燃料噴射装置は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の気筒に取り付けられ、コモンレールに蓄えられた高圧燃料を、先端に形成された噴孔から気筒に噴射する。
【００１６】
［燃料噴射装置の全体構成］
図１、図２に燃料噴射装置１００の全体構成を示す。なお、図１は、本明細書で言及する構成や機能を説明するため部分的に誇張又は省略した模式図である。例えば図１では、ハウジング１０は便宜的に４つの部分に分けて記載されているが、必ずしも実際の製品の構成を反映するものではない。説明上、ハウジング１０は、先端側から順に、ノズルハウジング１２、制御室プレート１３、オリフィスプレート１４、ボディハウジング１５を含むものとする。また、電磁弁部５０１の各プレートもハウジング１０を構成する。なお、図１では、第１実施形態の電磁弁部５０１の構成を代表として示す。
【００１７】
まず、燃料噴射装置１００の構成の概要を簡単に説明する。
ノズルハウジング１２には、ニードル弁２１が収容されるノズル室２６が形成される。
制御室プレート１３には、圧力制御室３１が形成される。圧力制御室３１の燃料圧力の制御によってニードル弁２１の駆動が制御される。
オリフィスプレート１４には、圧力制御室３１に連通する第１燃料流出経路４７の一部や第２燃料流出経路４８等が形成される。正確には第１燃料流出経路４７は、オリフィスプレート１４に形成される流路、及び、圧力制御プレート３５に形成される流路を含む。
ボディハウジング１５には、電磁弁部５０１が設けられる。電磁弁部５０１は、ＥＣＵ８０からの指令に基づくソレノイド８３への通電によって第１バルブ６０及び第２バルブ７０を動作させることにより、第１燃料流出経路４７及び第２燃料流出経路４８を開閉する。
【００１８】
ハウジング１０には、ボディハウジング１５からノズルハウジング１２まで縦断しノズル室２６に連通する燃料流路２５が形成されている。燃料流路２５には、コモンレール９０から供給される高圧燃料が流入する。また、オリフィスプレート１４には、燃料流路２５から分岐した燃料流入経路４９が形成される。圧力制御プレート３５が開方向に移動したとき、高圧燃料は、燃料流路２５から燃料流入経路４９を経由して圧力制御室３１に導入される。
【００１９】
続いて、各部の構成を詳しく説明する。
ノズルハウジング１２は、有底筒状であり、ノズル室２６の先端に噴孔２７が形成されている。噴孔２７は、例えば周方向に所定の間隔で複数形成されている。噴孔２７の開口面積は燃料噴射率を決定する要因となる。ノズル室２６の噴孔２７の周囲は、ニードル弁２１の先端部が着座可能な弁座を構成する。
【００２０】
ニードル弁２１は、ニードル軸Ｏを中心軸としてノズル室２６に収容されており、ガイド２２の内壁に沿って摺動可能である。ニードル弁２１は、常時、ニードルスプリング２３によって、噴孔２７を閉じる方向に付勢されている。
ニードル弁２１は、先端側にテーパ状の受圧面２１１を有し、基端側に背圧面２１２を有する。受圧面２１１は、ノズル室２６に流入する高圧燃料により、ニードル弁２１が噴孔２７を開く方向に作用する圧力を受ける。背圧面２１２は、圧力制御室３１から連通路３２を経由して背圧室２４に流入する燃料により、ニードル弁２１が噴孔２７を閉じる方向に作用する圧力を受ける。
【００２１】
圧力制御室３１の圧力とニードルスプリング２３の付勢力の圧力換算値との和がノズル室２６の圧力よりも大きいとき、ニードル弁２１は噴孔２７を閉じる。
後述の電磁弁部５０１の動作によって圧力制御室３１の圧力が低下し、圧力制御室３１の圧力とニードルスプリング２３の付勢力の圧力換算値との和がノズル室２６の圧力を下回ると、ニードル弁２１は背圧室２４側に移動し噴孔２７を開く。これにより、ノズル室２６の燃料が噴孔２７から噴射される。
【００２２】
このとき、圧力制御室３１の圧力変化の程度によってニードル弁２１の移動速度が変わり、その結果、燃料噴射率が制御される。すなわち、ニードル弁２１が相対的に高速で開弁すれば噴射率は大きくなり、相対的に低速で開弁すれば噴射率は小さくなる。したがって、供給される高圧燃料の圧力が同一である前提において、圧力制御室３１の圧力変化を２水準以上に変化させることにより、噴射率の可変制御が実現される。
【００２３】
制御室プレート１３には、オリフィスプレート１４側に開口する圧力制御室３１、及び、圧力制御室３１の底部と背圧室２４とを連通する連通路３２が形成されている。
圧力制御室３１には、軸方向に貫通する第１アウトオリフィス３６を有する圧力制御プレート３５が収容されている。第１燃料流出経路４７の一部を構成する第１アウトオリフィス３６は、圧力制御プレート３５の中央付近で流路径が絞られており、通過する流量が制御される。ここで、圧力制御プレート３５のオリフィスプレート１４側の端面を上端面といい、圧力制御室３１の底側の端面を下端面という。下端面には、制御プレートスプリング３７の一端が当接する。また、圧力制御プレート３５の上端面がオリフィスプレート１４に近接する方向を閉方向といい、圧力制御プレート３５の上端面がオリフィスプレート１４から離れる方向を開方向という。
【００２４】
圧力制御プレート３５の上端面がオリフィスプレート１４に当接した状態でオリフィスプレート１４及び圧力制御プレート３５に跨る梨地模様で示す範囲に、第１アウトオリフィス３６に連通し第１燃料流出経路４７の中間部を構成する中間室４７５が形成される。また、オリフィスプレート１４における第１燃料流出経路４７の圧力制御室３１とは反対側の端部は、径が絞られたサブアウトオリフィス４１をなしている。サブアウトオリフィス４１の流量は、第１アウトオリフィス３６の流量を上回るように設定されている。
また、オリフィスプレート１４には、圧力制御室３１に連通する第２燃料流出経路４８が形成されている。図２に示すように、第２燃料流出経路４８は、図１の断面とは直交方向に形成されているため破線で記載される。第２燃料流出経路４８の圧力制御室３１とは反対側の端部は、径が絞られた第２アウトオリフィス４２をなしている。
また、オリフィスプレート１４には、燃料流入経路４９が形成されており、燃料流入経路４９の圧力制御室３１側の端部は、径が絞られたインオリフィス４９０をなしている。
【００２５】
燃料噴射装置１００の静止時、燃料流入経路４９、圧力制御室３１及び中間室４７５の圧力は同等である。
ニードル弁２１の閉弁時、コモンレール圧相当である燃料流入経路４９の圧力は、圧力制御室３１の圧力よりも高く、且つ、圧力制御室３１の圧力は中間室４７５の圧力よりも高くなる。このとき、圧力制御プレート３５の下端面に作用する力と制御プレートスプリング３７の付勢力との和が、圧力制御プレート３５の上端面に作用する力を上回る。そのため、圧力制御プレート３５の上端面がオリフィスプレート１４に当接し、燃料流入経路４９が閉じられた状態が維持される。
【００２６】
ニードル弁２１の開弁時、すなわち燃料噴射中、コモンレール圧相当である燃料流入経路４９の圧力は、圧力制御室３１の圧力よりも高くなる。すると、燃料流入経路４９から流入する燃料圧力による力が大きくなり、圧力制御室３１と中間室４７５との圧力差が無くなる。このとき、圧力制御プレート３５の上端面に作用する力が、圧力制御プレート３５の下端面に作用する力と制御プレートスプリング３７の付勢力との和を上回る。そのため、圧力制御プレート３５は、圧力制御室３１の底側へ移動する。
【００２７】
サブアウトオリフィス４１及び第２アウトオリフィス４２は、オリフィスプレート１４の電磁弁部５０１側に開口し、電磁弁部５０１のバルブ６０、７０の動作によって開閉される。なお、図２において、断面視方向の手前にあるバルブ６０、７０の外形線は、仮想線として二点鎖線で記載される。
第１バルブ６０が開弁したとき、サブアウトオリフィス４１は、オリフィスプレート１４の端面に凹設された低圧室流路４５に連通し、サブアウトオリフィス４１から燃料が流出する。同様に、第２バルブ７０が開弁したとき、第２アウトオリフィス４２は低圧室流路４５に連通し、第２アウトオリフィス４２から燃料が流出する。
【００２８】
サブアウトオリフィス４１又は第２アウトオリフィス４２から流出した燃料は、低圧室流路４５を経由してボディハウジング１５の低圧室５８に導入される。さらに低圧室５８の燃料は、図示しない排出流路を経由して外部に排出される。
本実施形態では、第１燃料流出経路４７のサブアウトオリフィス４１から流出される燃料流量と、第２燃料流出経路４８の第２アウトオリフィス４２から流出される燃料流量とが異なるように、各オリフィスの開口面積や長さが設定されている。
【００２９】
電磁弁部５０１は、第１燃料流出経路４７を開閉する第１バルブ６０、第２燃料流出経路４８を開閉する第２バルブ７０、並びに、バルブ６０、７０を駆動するスプリング６６、７６、ソレノイド８３、永久磁石８４等を含む。各実施形態の電磁弁部に共通し、第１バルブ６０及び第２バルブ７０は、中心軸Ｖ上に同軸に設けられている。なお、本実施形態では、中心軸Ｖはニードル軸Ｏとオフセットしている。
ここで、「第１バルブ６０」及び「第２バルブ７０」の用語は、スプリング６６、７６の付勢力やソレノイド８３又は永久磁石８４の吸引力によって駆動される「弁体」を意味する。また、第１スプリング６６は、「第１バルブ付勢部材」に相当し、第２スプリング７６は、「第２バルブ付勢部材」に相当する。
【００３０】
本実施形態では、ＥＣＵ８０からの指令に基づき、ソレノイド８３への通電方向が正方向及び逆方向に切り替えられる。したがって、非通電時、正方向通電時、逆方向通電時の少なくとも３通りの動作モードが実行される。
また、永久磁石８４の配置に関し、例えば電磁弁部５０１では、永久磁石８４は、第１バルブ６０のフランジ部６３よりもバルブ先端側に設けられているため、スペースを効率的に利用することができる。
このような電磁弁部５０１の詳細な構成や動作については、詳しく後述する。
【００３１】
上述の通り、本実施形態では、第１燃料流出経路４７の開弁時と第２燃料流出経路４８の開弁時とにおける圧力制御室３１からの流出流量が異なり、開弁する燃料流出経路４７、４８の選択によって噴射率が可変となるように設定されている。
以上の構成に基づく本実施形態の概念図を図３に示す。図３には、圧力制御室３１への燃料の流出入を中心とする燃料の流れ、及び、ニードル弁２１の作動の様子が示される。なお、図１の連通路３２及び背圧室２４は、図３では圧力制御室３１に包含されるものと解釈する。
【００３２】
高圧燃料は、コモンレール９０側の油圧従動弁であるインバルブ９１から燃料流路２５に流入し、燃料流路２５から分岐した燃料流入経路４９のインオリフィス４９０を通って圧力制御室３１に流入する。
圧力制御室３１の燃料は、第１アウトオリフィス３６を有する第１燃料流出経路４７、及び、第２アウトオリフィス４２を有する第２燃料流出経路４８の２通りの経路を通って低圧室５８に流出する。第１燃料流出経路４７は第１バルブ６０により開閉され、第２燃料流出経路４８は第２バルブ７０により開閉される。なお、サブアウトオリフィス４１の図示を省略する。
【００３３】
例えば第１バルブ６０が開弁したとき、白抜きブロック矢印で示すように、ニードル弁２１は低速で開弁方向にリフトする。一方、第１バルブ６０及び第２バルブ７０の両方が開弁したとき、斜線のブロック矢印で示すように、ニードル弁２１は高速で開弁方向にリフトする。
このように、本実施形態では、第１バルブ６０及び第２バルブ７０の動作を切り替えることにより、ニードル弁２１の背圧を調整し、リフト速度を切り替える。その結果、２水準以上の噴射率を切り替え可能である。
【００３４】
以上のように、本実施形態の燃料噴射装置１００は、二つのバルブ６０、７０により第１燃料流出経路４７及び第２燃料流出経路４８の開閉状態を操作し、圧力制御室３１の燃料圧力を制御することで噴射量の可変制御が実現される。
特に本実施形態では、特許文献１のように不安定なバルブ中間リフト状態が用いられないため、噴射率のバラつきを低減することができる。また、ソレノイドへの通電方向を正方向及び逆方向に切り替える離散的な操作により噴射率を切り替えるため、バラつきの影響を小さくすることができる。
【００３５】
次に、図４〜図２４を参照し、第１〜第７実施形態の電磁弁部５０１〜５０７の構成、動作について、順に説明する。電磁弁部の符号は、「５０」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。各図において、中心軸Ｖの左側に主に磁束、磁力を図示し、中心軸Ｖの右側に主に符号を記載する。
最初に、各実施形態の分類の観点、及び、全体に共通する事項について説明する。
【００３６】
［Ａ］バルブ配置
全ての実施形態に共通に、第１バルブ６０と第２バルブ７０、７９とは、中心軸Ｖ上に同軸に配置される。ただし、第１〜第４実施形態では、第２バルブ７０は、第１バルブ６０の軸部６１の径方向外側に位置する同心円筒状に形成されている。径方向内側の第１バルブ６０と径方向外側の第２バルブ７０とは同じ方向に動作し、ほぼ同一平面に形成されたサブアウトオリフィス４１及び第２アウトオリフィス４２を開閉する。このバルブ配置を「並列型」という。
【００３７】
一方、第５〜第７実施形態では、第１バルブ６０と第２バルブ７９とは、基端側（すなわち反先端側）が互いに対向し、先端側が互いに反対方向を向くように、いわゆる「背中合わせ」の状態で配置される。第１バルブ６０及び第２バルブ７９は、互いに反対方向に動作し、１８０°方向に配置されたサブアウトオリフィス４１及び第２アウトオリフィス４２を開閉する。このバルブ配置を「対向型」という。
【００３８】
［Ｂ］永久磁石の固定側又は可動側設置
本実施形態の各永久磁石は、中心軸Ｖの周りに環状に形成され、軸方向の一方がＮ極、軸方向の他方がＳ極となるように着磁されている。なお、複数の分割磁石が周方向に複数に配列され、一つの環状永久磁石をなすように構成されてもよい。その構成においても、環状に配置された一群の分割磁石群を一つの永久磁石として定義する。
ソレノイドは、配線の都合上、可動側への設置が現実的に困難であるのに対し、永久磁石は、固定側に設置されてもよいし、可動側であるバルブに搭載されてもよい。第１、第２、第５実施形態の永久磁石８４、８５は、固定側に設置される。すなわち、ハウジングの一部である電磁弁部５０１、５０２、５０５のいずれかのプレートに固定される。一方、第３、第４、第６、第７実施形態の永久磁石８６、８７は、可動側である第１バルブ６０及び第２バルブ７０、７９にそれぞれ搭載される。
【００３９】
固定側に設置される永久磁石８４、８５は、対応するバルブ６０、７０のフランジ部６３、７３よりもバルブ先端側に設けられる。フランジ部６３、７３よりもバルブ基端側に永久磁石を設ける場合、軸方向のスペースが余計に必要となるのに対し、この構成によりスペースを効率的に利用することができる。一方、可動側のバルブ６０、７９に永久磁石８６、８７が搭載される構成でも、スペースを効率的に利用することができる。
【００４０】
さらに自明の前提として、永久磁石は、永久磁石の磁束が生成される範囲と、通電時にソレノイドの磁束が生成される範囲とがオーバーラップする位置に配置されているものとする。好ましくは、ソレノイド通電時に磁束密度が最大となる点がオーバーラップ領域内に存在するように永久磁石が配置されている。
この配置を前提とすることで、ソレノイド通電時の磁束と、永久磁石の磁束との関係を利用して、第１バルブ６０及び第２バルブ７０、７９に作用する駆動力を制御することができる。本実施形態の電磁弁部５０１〜５０７は、ソレノイドの通電方向の切り替えによって２段階以上のバルブ駆動力を発生させ、第１バルブ６０及び第２バルブ７０、７９の開閉を切り替える。そして、噴射率の可変制御を実現するものである。
【００４１】
［Ｃ］ソレノイド及び永久磁石の数
固定側に一つ又は二つの永久磁石８４、８５が設置される実施形態では、一つのソレノイド８３の通電時に生成される磁束が永久磁石の磁束に重畳又は相殺する。
可動側に二つの永久磁石８６、８７が搭載される実施形態では、一つのソレノイド８３又は二つのソレノイド８１、８２の通電時に生成される磁束と、永久磁石８６、８７の磁束との関係により、吸引力又は反発力が生成される。
【００４２】
各実施形態の電磁弁部５０１〜５０７は、ＥＣＵ８０からの指令に基づき、ソレノイドの通電方向を正方向と逆方向とに切り替えることにより、第１バルブ６０及び第２バルブ７０、７９の開閉動作を切り替える。
ここで、「正方向」及び「逆方向」の用語は、互いに反対方向であることを示すに過ぎず、絶対的な方向を意味するものではない。ただし、以下の各実施形態では便宜的に、少なくとも第１バルブ６０が開弁する通電方向を正方向とし、少なくとも第２バルブ７０、７９が開弁する通電方向を逆方向として説明する。つまり、そのような作用が生じるように、ソレノイドの巻線方向や電源の正極及び負極の向きが設定されるものとする。なお、以下の実施形態に対し永久磁石の磁極を逆に配置した構成では、ソレノイドにより生成される磁束が同様の作用を奏するように、適宜、通電方向を変更すればよい。
【００４３】
以下、各実施形態について、「非通電時」、「正方向通電時」、「逆方向通電時」の３つの図を参照して動作を説明する。
図中、第１スプリング６６の付勢力をＦｓｐ１、第２スプリング７６の付勢力をＦｓｐ２と記す。また、サブアウトオリフィス４１及び第２アウトオリフィス４２から流出しバルブ６０、７０先端のシート面に作用する燃料の油圧力をＦｆと記す。なお、圧力制御プレート３５の第１アウトオリフィス３６を通過してサブアウトオリフィス４１に流入する燃料の油圧力と、圧力制御室３１から第２アウトオリフィス４２に直接流入する燃料の油圧力とは厳密には同じではないが、ここではその区別を省略する。
【００４４】
また、固定側の永久磁石８４、８５による磁束の記号をφｍ１、φｍ２とする。ソレノイド８３の正方向通電により生じる磁束の記号をφｅｐとし、負方向通電により生じる磁束の記号をφｅｎとする。ソレノイド８３の磁束は一点鎖線で示す。永久磁石８４、８５の磁束は、非通電時、又は、ソレノイド８３の磁束が重畳する場合に実線で示し、ソレノイド８３の磁束により相殺される場合に破線で示す。
また、第１バルブ６０又は第２バルブ７０、７９に作用する駆動力について、永久磁石８４、８５の吸引力の記号をＦｍ１、Ｆｍ２とし、ソレノイド８３の正方向、負方向通電により生じる電磁吸引力の記号をＦｅｐ、Ｆｅｎとする。
【００４５】
さらに第１、第２実施形態の通電時については、サブアウトオリフィス４１及び第２アウトオリフィス４２から流出される燃料の油圧力Ｆｆが作用している状態を前提とする。
第１、第２実施形態の非通電時については、原則として、油圧力Ｆｆが作用していないか、油圧力Ｆｆが比較的小さい状態であって、第１バルブ６０及び第２バルブ７０が閉弁しているものとする。
【００４６】
加えて、電磁弁部５０１〜５０７において、磁気吸引力が伝達される範囲を必要な部位に限定するため、一部のプレートが非磁性体で形成される等、電磁弁分野の周知の磁気遮断技術が適宜採用されてもよい。
各実施形態では、非磁性体で形成されることを想定したプレートを破線ハッチングで示す。ただし、この構成は一例に過ぎず、他の手段を用いて、所望の磁界分布になるようにコントロールされてもよい。
【００４７】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態の図４を参照し、並列型バルブ配置の電磁弁部に共通する構成について説明する。電磁弁部５０１は、オリフィスプレート１４側から順に、下部プレート５１、上部プレート５２、カバープレート５３の３つの部分に分けて図示される。なお、図１のハウジング１０の図示と同様に、この図示は説明上の便宜的なものである。
以下、図示の方向に準じて、オリフィスプレート１４側を「下」と表し、カバープレート５３側を「上」と表す。上部プレート５２の下部プレート５１側の端面を下端面５２４と記し、下部プレート５１のオリフィスプレート１４側の端面を下端面５１４と記す。また、オリフィスプレート１４の下部プレート５４側の端面を端面１４１と記す。
【００４８】
サブアウトオリフィス４１は、オリフィスプレート１４の中心軸Ｖ上に形成され、オリフィスプレート１４の端面に開口する。
第２アウトオリフィス４２は、オリフィスプレート１４の中心軸Ｖからオフセットした位置に形成され、オリフィスプレート１４の端面に開口する。
【００４９】
第１バルブ６０は、磁性体で形成され、軸部６１及びフランジ部６３を有する。
軸部６１は、中心軸Ｖ上で上部プレート５２及び下部プレート５１を貫通する。
フランジ部６３は、上部プレート５２の凹部に収容され、第１スプリング６６によってカバープレート５３側から凹部底面５２３に向かって付勢されている。軸部６１先端のシート面６５がオリフィスプレート１４の端面１４１に当接したとき、サブアウトオリフィス４１を閉塞する。
【００５０】
第２バルブ７０は、磁性体で形成され、本体筒部７２及びフランジ部７３を有する。
本体筒部７２は、下部プレート５１の中心軸Ｖ上に形成された孔に収容され、内壁を摺動する。本体筒部７２に形成された摺動孔７２６に、第１バルブ６０の軸部６１が挿通される。すなわち、第２バルブ７０の本体筒部７２は、第１バルブ６０の軸部６１の径方向外側に位置する筒状に形成されている。
フランジ部６３は、下部プレート５１の凹部に収容され、第２スプリング７６によって上部プレート５２側から下部プレート５１の凹部底面５１３に向かって付勢されている。本体筒部７２下端のシート面７５がオリフィスプレート１４の端面１４１に当接したとき、第２アウトオリフィス４２を閉塞する。
以上が、第１〜第４実施形態に共通する並列型バルブ配置の基本構成である。
【００５１】
続いて、第１実施形態について、図４〜図６を参照する。
第１実施形態の電磁弁部５０１は、一つの永久磁石８４が、固定側である上部プレート５２の凹部底面５２３の直下、すなわち、第１バルブ６０のフランジ部６３よりもバルブ先端側に設けられている。図の例では、永久磁石８４は、凹部底面５２３側がＳ極であり、下端面５２４側がＮ極である。
一つのソレノイド８３は、上部プレート５２に設けられている。
下部プレート５１及びカバープレート５３は、例えば非磁性体で形成されている。
【００５２】
図４に示す非通電時には、第１バルブ６０は、第１スプリング６６の付勢力Ｆｓｐ１及び永久磁石８４の吸引力により閉弁している。第２バルブ７０は、第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２により閉弁している。
【００５３】
図５に示す正方向通電時には、第１バルブ６０のフランジ部６３側がＮ極、第２バルブ７０側がＳ極となる磁界が生成される。
ソレノイド８３の磁束φｅｐは永久磁石８４の磁束φｍ１と逆向きであるため、永久磁石８４の吸引力Ｆｍ１は、ソレノイド８３の電磁力Ｆｅｐにより相殺される。そして、式（１）のように、相殺された吸引力（Ｆｍ１−Ｆｅｐ）と第１スプリング６６の付勢力Ｆｓｐ１との和が油圧力Ｆｆを下回ると、第１バルブ６０は開弁する。
（Ｆｍ１−Ｆｅｐ）＋Ｆｓｐ１＜Ｆｆ  ・・・（１）
第２バルブ７０は、少なくとも第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２を含む閉弁方向の力が油圧力Ｆｆを下回り、開弁する。
【００５４】
図６に示す逆方向通電時には、第１バルブ６０のフランジ部６３側がＳ極、第２バルブ７０側がＮ極となる磁界が生成される。
ソレノイド８３の磁束φｅｎは永久磁石８４の磁束φｍ１と同じ向きであるため、永久磁石８４の吸引力Ｆｍ１は、ソレノイド８３の電磁力Ｆｅｎにより重畳される。そして、式（２）のように、重畳された吸引力（Ｆｍ１＋Ｆｅｎ）と第１スプリング６６の付勢力Ｆｓｐ１との和が油圧力Ｆｆを上回ると、第１バルブ６０は閉弁する。
（Ｆｍ１＋Ｆｅｎ）＋Ｆｓｐ１＞Ｆｆ  ・・・（２）
第２バルブ７０は、少なくとも第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２を含む閉弁方向の力が油圧力Ｆｆを下回り、開弁する。
【００５５】
このように、第１実施形態では、ソレノイド８３の通電方向の切り替えにより、永久磁石８４の吸引力Ｆｍ１に対し、ソレノイド８３の電磁力を重畳又は相殺させることで、第１バルブ６０の開閉を切り替える。一方、第２バルブ７０は、いずれの通電方向においても開弁する。したがって、第１バルブ６０及び第２バルブ７０の両方の開弁状態と、第２バルブ７０のみの開弁状態とが切り替えられる。
【００５６】
（第２実施形態）
第２実施形態について、図７〜図９を参照する。
第２実施形態の電磁弁部５０２は、第１実施形態と同様の永久磁石８４に加え、もう一つの永久磁石８５が、固定側である下部プレート５１の凹部底面５１３の直下、すなわち、第２バルブ７０のフランジ部７３よりもバルブ先端側に設けられている。図の例では、永久磁石８５は、凹部底面５１３側がＮ極であり、下端面５１４側がＳ極である。
一つのソレノイド８３は、第１実施形態と同様に上部プレート５２に設けられている。
カバープレート５３は、例えば非磁性体で形成されている。
【００５７】
図７に示す非通電時には、第１バルブ６０は、第１スプリング６６の付勢力Ｆｓｐ１及び第１永久磁石８４の吸引力Ｆｍ１により閉弁している。第２バルブ７０は、第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２及び第２永久磁石８５の吸引力Ｆｍ２により閉弁している。
【００５８】
図８に示す正方向通電時には、上部プレート５２の凹部底面５２３側がＮ極、上部プレート５２の下端面５２４側がＳ極となる磁界が形成される。
第１バルブ６０は、第１実施形態と同様の相殺作用により開弁する。
一方、ソレノイド８３の磁束φｅｐは永久磁石８５の磁束φｍ２と同じ向きであるため、永久磁石８５の吸引力Ｆｍ２は、ソレノイド８３の電磁力Ｆｅｐにより重畳される。そして、式（３）のように、重畳された吸引力（Ｆｍ２＋Ｆｅｐ）と第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２との和が油圧力Ｆｆを上回ると、第２バルブ７０は閉弁する。
（Ｆｍ２＋Ｆｅｐ）＋Ｆｓｐ２＞Ｆｆ  ・・・（３）
【００５９】
図９に示す逆方向通電時には、上部プレート５２の凹部底面５２３側がＳ極、上部プレート５２の下端面５２４側がＮ極となる磁界が形成される。
第１バルブ６０は、第１実施形態と同様の重畳作用により閉弁する。
一方、ソレノイド８３の磁束φｅｎは永久磁石８５の磁束φｍ２と逆向きであるため、永久磁石８５の吸引力Ｆｍ２は、ソレノイド８３の電磁力Ｆｅｎにより相殺される。そして、式（４）のように、相殺された吸引力（Ｆｍ２−Ｆｅｎ）と第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２との和が油圧力Ｆｆを下回ると、第２バルブ７０は開弁する。
（Ｆｍ２−Ｆｅｎ）＋Ｆｓｐ２＜Ｆｆ  ・・・（４）
【００６０】
このように、第２実施形態では、ソレノイド８３の通電方向の切り替えにより、永久磁石８４、８５の吸引力Ｆｍ１、Ｆｍ２に対し、ソレノイド８３の電磁力を重畳又は相殺させることで、第１バルブ６０及び第２バルブ７０の開閉を切り替える。したがって、第１バルブ６０のみの開弁状態と、第２バルブ７０のみの開弁状態とが切り替えられる。
【００６１】
（第３実施形態）
第３実施形態について、図１０〜図１２を参照する。
第３実施形態の電磁弁部５０３は、二つの永久磁石８６、８７が可動側である第１バルブ６０及び第２バルブ７０にそれぞれ搭載されており、また、一つのソレノイド８３が設けられている。
第１永久磁石８６は、第１バルブ６０のフランジ部６３のバルブ先端側の面に搭載されており、第２永久磁石８７は、第２バルブ７０のフランジ部７３のバルブ基端側の面に搭載されている。図の例では、第１永久磁石８６は、フランジ部６３に接する側がＮ極であり、バルブ先端側がＳ極である。第２永久磁石８７は、フランジ部７３に接する側がＳ極であり、バルブ基端側がＮ極である。
【００６２】
第２バルブ７０のガード面７４は、開弁時に、第２永久磁石８７よりも先に上部プレート５２の下端面５２４に当接することで、第２永久磁石８７の破損を防止する。
ソレノイド８３は、上部プレート５２の凹部底面５２３と下端面５２４との間に設けられている。
下部プレート５１及びカバープレート５３は、例えば非磁性体で形成されている。
【００６３】
永久磁石８６、８７が可動側に搭載される第３、第４実施形態の動作説明では、永久磁石８４、８５が固定側に設けられる第１、第２実施形態とは、説明の仕方を少し変える。すなわち、第３、第４実施形態では、バルブ６０、７０の永久磁石８６、８７と、対向する相手側プレートとの間に発生する「吸引力」または「反発力」をキーワードとしてバルブ６０、７０の開閉動作を説明する。通電時の図において、先端が互いに向かい合う矢印は吸引力を表し、先端が互いに反対方向を向く矢印は反発力を表す。非通電時における永久磁石８６、８７単独の吸引力については、矢印の図示を省略する。
【００６４】
ただし、ソレノイドによって生成される磁束の向きと、永久磁石の磁束の向きとが同じであるか逆であるかということに着目する点では、磁束の重畳又は相殺の原理に基づく説明と本質的な違いはない。
また、第３、第４実施形態では油圧力Ｆｆに関する言及を省略する。バルブ閉弁方向に作用する力は、基本的に油圧力Ｆｆより大きいものとする。
【００６５】
図１０に示す非通電時には、第１バルブ６０は、第１スプリング６６の付勢力Ｆｓｐ１及び第１永久磁石８６の吸引力により閉弁している。第２バルブ７０は、第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２により閉弁している。
【００６６】
図１１に示す正方向通電時には、第１バルブ６０のフランジ部６３側がＳ極、第２バルブ７０側がＮ極となる磁界が生成される。
ソレノイド８３の磁束φｅｐは第１永久磁石８６の磁束φｍ１と逆向きであり、Ｓ極同士が対向するため、第１バルブ６０は反発力によって開弁する。
また、ソレノイド８３の磁束φｅｐは第２永久磁石８７の磁束φｍ２と逆向きであり、Ｎ極同士が対向するため、第２バルブ７０は反発力によって閉弁する。
【００６７】
図１２に示す逆方向通電時には、第１バルブ６０のフランジ部６３側がＮ極、第２バルブ７０側がＳ極となる磁界が生成される。
ソレノイド８３の磁束φｅｎは第１永久磁石８６の磁束φｍ１と同じ向きであり、ソレノイド８３のＮ極と第１永久磁石８６のＳ極とが対向するため、第１バルブ６０は吸引力によって閉弁する。
また、ソレノイド８３の磁束φｅｎは第２永久磁石８７の磁束φｍ２と同じ向きであり、ソレノイド８３のＳ極と第２永久磁石８７のＮ極とが対向するため、第２バルブ７０は吸引力によって開弁する。
以下、「Ｎ極とＳ極とが対向する」の文脈では、先に記載する磁極がソレノイドの磁極を示し、後に記載する磁極が永久磁石の磁極を示すものとし、都度の記載を省略する。
【００６８】
このように第３実施形態の電磁弁部５０３において、一つのソレノイド８３は、第１永久磁石８６の磁束φｍ１及び第２永久磁石８７の磁束φｍ２に対し、共通に重畳又は相殺する磁束を通電時に発生する。電磁弁部５０３は、永久磁石８６、８７と、対向する上部プレート５２との間に生成される吸引力又は反発力を用いて、第１バルブ６０及び第２バルブ７０の一方を開弁させ、他方を閉弁させるように動作する。
【００６９】
（第４実施形態）
第４実施形態について、図１３〜図１５を参照する。
第４実施形態の電磁弁部５０４は、二つの永久磁石８６、８７が可動側である第１バルブ６０及び第２バルブ７０にそれぞれ搭載されており、また、二つのソレノイド８１、８２が設けられている。
第１永久磁石８６は、第１バルブ６０のフランジ部６３のバルブ基端側の面に搭載されており、第２永久磁石８７は、第２バルブ７０のフランジ部７３のバルブ先端側の面に搭載されている。図の例では、第１永久磁石８６は、フランジ部６３に接する側がＳ極であり、バルブ基端側がＮ極である。第２永久磁石８７は、フランジ部７３に接する側がＮ極であり、バルブ先端側がＳ極である。
【００７０】
第１バルブ６０のガード面６４は、開弁時に、第１永久磁石８６も先にカバープレート５３の下端面５３４に当接することで、第１永久磁石８６の破損を防止する。
第１ソレノイド８１はカバープレート５３に設けられている。第２ソレノイド８２は下部プレート５１の凹部底面５１３に対しバルブ先端側に設けられている。
上部プレート５２は、例えば非磁性体で形成されている。
【００７１】
図１３に示す非通電時には、第１バルブ６０は、第１スプリング６６の付勢力Ｆｓｐ１により閉弁している。第２バルブ７０は、第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２及び第２永久磁石８７の吸引力により閉弁している。
【００７２】
図１４に示す正方向通電時には、第１ソレノイド８１により、カバープレート５３の下端面５３４側がＳ極となる磁界が生成され、且つ、第２ソレノイド８２により、凹部底面５１３側がＮ極となる磁界が生成される。
第１ソレノイド８１の磁束φｅｐ１は第１永久磁石８６の磁束φｍ１と同じ向きであり、Ｓ極とＮ極とが対向するため、第１バルブ６０は吸引力によって開弁する。
第２ソレノイド８２の磁束φｅｐ２は第２永久磁石８７の磁束φｍ２と同じ向きであり、Ｎ極とＳ極とが対向するため、第２バルブ７０は吸引力によって閉弁する。
【００７３】
図１５に示す逆方向通電時には、第１ソレノイド８１により、カバープレート５３の下端面５３４側がＮ極となる磁界が生成され、且つ、第２ソレノイド８２により、凹部底面５１３側がＳ極となる磁界が生成される。
第１ソレノイド８１の磁束φｅｐ１は第１永久磁石８６の磁束φｍ１と逆向きであり、Ｎ極同士が対向するため、第１バルブ６０は反発力によって閉弁する。
第２ソレノイド８２の磁束φｅｐ２は第２永久磁石８７の磁束φｍ２と逆向きであり、Ｓ極同士が対向するため、第２バルブ７０は反発力によって開弁する。
【００７４】
このように第４実施形態の電磁弁部５０４において、二つのソレノイド８１、８２は、第１永久磁石８６の磁束φｍ１及び第２永久磁石８７の磁束φｍ２に対し、個別に重畳又は相殺する磁束を通電時に発生する。電磁弁部５０４は、永久磁石８６、８７と、対向するカバープレート５３及び下部プレート５１との間に生成される吸引力又は反発力を用いて、第１バルブ６０及び第２バルブ７０の一方を開弁させ、他方を閉弁させるように動作する。
【００７５】
（第５実施形態）
次に、第５〜第７実施形態は、電磁弁部において二つのバルブ６０、７９のフランジ部６３、７３が互いに対向するように同軸に配置された「対向型」の実施形態である。
まず、第５実施形態の図１６を参照し、対向型バルブ配置の電磁弁部に共通する構成について説明する。電磁弁部５０５は、オリフィスプレート１９側から順に、第１プレート５４、中間プレート５５、第２プレート５６、転向プレート５７の４つの部分に分けて図示される。第１プレート５４のオリフィスプレート１９側の端面を下端面５４４と記す。また、オリフィスプレート１９の第１プレート５４側の端面を端面１９１と記し、転向プレート５７の第２プレート５６側の端面を端面５７１と記す。
【００７６】
サブアウトオリフィス４１は、並列型と同様にオリフィスプレート１９の中心軸Ｖ上に形成され、オリフィスプレート１９の端面に開口する。
第２アウトオリフィス４２は、オリフィスプレート１９の中心軸Ｖからオフセットした位置において、導入部４２０を始点として第１プレート５４、中間プレート５５及び第２プレート５６を貫通する。さらに、第２アウトオリフィス４２は、最上段の転向プレート５７で上向きから下向きに１８０°転向して第３プレート５６側に開口する開口部４２９に連通する。
【００７７】
第１バルブ６０は、磁性体で形成され、並列型と同様に、軸部６１及びフランジ部６３を有し、第１プレート５４に収容される。
軸部６１は、中心軸Ｖに形成された第１プレート５４の摺動孔の内壁を摺動する。フランジ部６３は、第１スプリング６６によって中間プレート５５側から第１プレート５４の凹部端面５４３に向かって付勢されている。軸部６１先端のシート面６５がオリフィスプレート１９の端面１９１に当接したときサブアウトオリフィス４１を閉塞する。
【００７８】
第２バルブ７９は、磁性体で形成され、第１バルブ６０と同様に軸部７１及びフランジ部７３を有し、第２プレート５６に収容される。
軸部７１は、中心軸Ｖに形成された第２プレート５６の摺動孔の内壁を摺動する。フランジ部７３は、第２スプリング７６によって中間プレート５５側から第２プレート５６の凹部端面５６３に向かって付勢されている。軸部７１先端のシート面７５が転向プレート５７の端面５７１に当接したとき第２アウトオリフィス４２を閉塞する。第２バルブ７９の閉弁方向は、第１バルブ６０の閉弁方向とは反対に図の上に向かう方向となる。
要するに、電磁弁部５０５の第１バルブ６０及び第２バルブ７９は、中間プレート５５を中心として、ほぼ上下対称に配置されている。以上が、第５〜第７実施形態に共通する対向型バルブ配置の基本構成である。
【００７９】
続いて第５実施形態について、図１６〜図１８を参照する。第５実施形態は、上記実施形態とは着眼点が少し異なり、ソレノイドの通電時発生磁束を基準とし、永久磁石の磁束によって生成される「バイアス磁束」に基づいて、バルブ６０、７９の動作を説明する。第５実施形態では油圧力Ｆｆに関する言及を省略する。
第５実施形態の電磁弁部５０５は、一つの永久磁石８４が固定側である第１プレート５４の凹部端面５４３に形成された環状溝部５４５に収容されている。永久磁石８４の開口側端面は、凹部端面５４３から突出しない程度に、少し下がった位置に配置されている。つまり、永久磁石８４は、第１バルブ６０のフランジ部６３よりもバルブ先端側に設けられている。図の例では、永久磁石８４は、凹部底面５４３側がＮ極であり、下端面５４４側がＳ極である。
第１プレート５４及び第２プレート５６は、例えば非磁性体で形成されている。
【００８０】
図１６に示す非通電時には、第１バルブ６０は、第１スプリング６６の付勢力Ｆｓｐ１及び永久磁石８４の吸引力により閉弁している。第２バルブ７９は、第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２により閉弁している。
【００８１】
図１７に示す正方向通電時には、第１バルブ６０側がＳ極、第２バルブ７９側がＮ極となる磁界が生成される。ソレノイド８３の電磁力Ｆｅｐは、基本的にフランジ部６３、７３を中間プレート５５側に吸引し、第１バルブ６０及び第２バルブ７９を開弁させる方向に働く。電磁力Ｆｅｐが第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２を上回ることにより、第２バルブ７９は開弁する。
一方、第１バルブ６０については、ソレノイド８３の磁束φｅｐと永久磁石８４の磁束φｍ１とが同じ向きであり、永久磁石８４の磁束φｍ１は、ソレノイド８３の磁束を増加させるバイアス磁束として作用する。そのため、より大きな電磁力Ｆｅｐ+が作用する。
つまり、同じ向きのバイアス磁束の影響により、第１バルブ６０を開弁させる必要駆動力が、第２バルブ７９を開弁させる必要駆動力よりも相対的に小さくなり、第１バルブ６０は第２バルブ７９に比べて小さな電流で開弁する。
結果的に、正方向通電時には第１バルブ６０及び第２バルブ７９の両方が開弁する。
【００８２】
図１８に示す逆方向通電時には、第１バルブ６０側がＮ極、第２バルブ７９側がＳ極となる磁界が生成される。ソレノイド８３の電磁力Ｆｅｎは、基本的にフランジ部６３、７３を中間プレート５５側に吸引し、第１バルブ６０及び第２バルブ７９を開弁させる方向に働く。電磁力Ｆｅｎが第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２を上回ることにより、第２バルブ７９は開弁する。
一方、第１バルブ６０については、ソレノイド８３の磁束φｅｎと永久磁石８４の磁束φｍ１とが逆向きであり、永久磁石８４の磁束φｍ１は、ソレノイド８３の磁束を減少させるバイアス磁束として作用する。そのため、低下した電磁力Ｆｅｎ-は、第１スプリング６６の付勢力Ｆｓｐ１を下回る。
つまり、逆向きのバイアス磁束の影響により、第１バルブ６０を開弁させる必要駆動力が、第２バルブ７９を開弁させる必要駆動力よりも相対的に大きくなる。このときの通電電流では第１バルブ６０の必要駆動力に達せず、第１バルブ６０は閉弁状態を維持する。
結果的に、逆方向通電時には第１バルブ６０が閉弁し、第２バルブ７９が開弁する。
【００８３】
第５実施形態に対し、第２プレート５６側に永久磁石を設けることで、いずれの通電方向においても第１バルブ６０を開弁させつつ、通電方向に応じて第２バルブ７９の開閉を切り替える構成とすることができる。
また、第１プレート５４及び第２プレート５６にそれぞれ永久磁石を設けることで、第１バルブ６０又は第２バルブ７９の一方を開弁させ、他方を閉弁させる構成とすることができる。
これらの構成は、第５実施形態の図から容易に類推可能であるため図示を省略する。
【００８４】
（第６実施形態）
第６実施形態について、図１９〜図２１を参照する。第６実施形態は並列型の第３実施形態と対応し、記号の注記等は第３実施形態に準ずる。
第６実施形態の電磁弁部５０６は、二つの永久磁石８６、８７が可動側である第１バルブ６０及び第２バルブ７９にそれぞれ搭載されており、また、一つのソレノイド８３が設けられている。
【００８５】
第１永久磁石８６は、第１バルブ６０のフランジ部６３のバルブ先端側の面に搭載されており、第２永久磁石８７は、第２バルブ７９のフランジ部７３のバルブ先端側の面に搭載されている。図の例では、第１永久磁石８６及び第２永久磁石８７は、いずれもフランジ部６３、７３に接する側がＮ極であり、バルブ先端側がＳ極である。
第１プレート５４及び第２プレート５６は、例えば非磁性体で形成されている。
【００８６】
図１９に示す非通電時には、第１バルブ６０は、第１スプリング６６の付勢力Ｆｓｐ１及び第１永久磁石８６の吸引力により閉弁している。第２バルブ７９は、第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２及び第２永久磁石８７の吸引力により閉弁している。
【００８７】
図２０に示す正方向通電時には、第１バルブ６０側がＳ極、第２バルブ７９側がＮ極となる磁界が生成される。
ソレノイド８３の磁束φｅｐは第１永久磁石８６の磁束φｍ１と同じ向きであり、Ｓ極とＮ極とが対向するため、第１バルブ６０は吸引力によって開弁する。
また、ソレノイド８３の磁束φｅｐは第２永久磁石８７の磁束φｍ２と逆向きであり、Ｎ極同士が対向するため、第２バルブ７９は反発力によって閉弁する。
【００８８】
図２１に示す逆方向通電時には、第１バルブ６０側がＮ極、第２バルブ７９側がＳ極となる磁界が生成される。
ソレノイド８３の磁束φｅｎは第１永久磁石８６の磁束φｍ１と逆向きであり、Ｎ極同士が対向するため、第１バルブ６０は反発力によって閉弁する。
また、ソレノイド８３の磁束φｅｎは第２永久磁石８７の磁束φｍ２と同じ向きであり、Ｓ極とＮ極とが対向するため、第２バルブ７９は吸引力によって開弁する。
第６実施形態は、並列型の第３実施形態と同様の動作を対向型の構成で実現する。
【００８９】
（第７実施形態）
第７実施形態について、図２２〜図２４を参照する。第７実施形態は並列型の第４実施形態と対応し、記号の注記等は第３、第４実施形態に準ずる。
第７実施形態の電磁弁部５０７は、二つの永久磁石８６、８７が可動側である第１バルブ６０及び第２バルブ７９にそれぞれ搭載されており、また、二つのソレノイド８１、８２が設けられている。
第１バルブ６０及び第２バルブ７９への第１永久磁石８６及び第２永久磁石８７の搭載構成は、第６実施形態と同様である。
第１ソレノイド８１は第１プレート５４の凹部底面５４３に対しバルブ先端側に設けられている。第２ソレノイド８２は第２プレート５６の凹部底面５６３に対しバルブ先端側に設けられている。
中間プレート５５は、例えば非磁性体で形成されている。
【００９０】
図２２に示す非通電時には、第１バルブ６０は、第１スプリング６６の付勢力Ｆｓｐ１及び第１永久磁石８６の吸引力により閉弁している。第２バルブ７９は、第２スプリング７６の付勢力Ｆｓｐ２及び第２永久磁石８７の吸引力により閉弁している。
【００９１】
図２３に示す正方向通電時には、第１ソレノイド８１により、凹部底面５４３側がＳ極となる磁界が生成され、且つ、第２ソレノイド８２により、凹部底面５６３側がＮ極となる磁界が生成される。
第１ソレノイド８１の磁束φｅｐ１は第１永久磁石８６の磁束φｍ１と逆向きであり、Ｓ極同士が対向するため、第１バルブ６０は反発力によって開弁する。
第２ソレノイド８２の磁束φｅｐ２は第２永久磁石８７の磁束φｍ２と同じ向きであり、Ｎ極とＳ極とが対向するため、第２バルブ７９は吸引力によって閉弁する。
【００９２】
図２４に示す逆方向通電時には、第１ソレノイド８１により、凹部底面５４３側がＮ極となる磁界が生成され、且つ、第２ソレノイド８２により、凹部底面５６３側がＳ極となる磁界が生成される。
第１ソレノイド８１の磁束φｅｎ１は第１永久磁石８６の磁束φｍ１と同じ向きであり、Ｎ極とＳ極とが対向するため、第１バルブ６０は吸引力によって閉弁する。
第２ソレノイド８２の磁束φｅｎ２は第２永久磁石８７の磁束φｍ２と逆向きであり、Ｓ極同士が対向するため、第２バルブ７９は反発力によって開弁する。
第７実施形態は、並列型の第４実施形態と同様の動作を対向型の構成で実現する。
【００９３】
（その他の実施形態）
（ａ）上記実施形態では、並列型及び対向型のバルブ配置について、それぞれ永久磁石８４、８５が固定側に設けられる例と、永久磁石８６、８７が可動側に搭載される例とが示される。その他、永久磁石を固定側及び可動側の両方に設けてもよい。また、上記実施形態を適宜組み合わせて得られる種々の構成を採用してもよい。
【００９４】
（ｂ）上記実施形態では、基本的に２通りの開弁状態が切り替えられ、２水準の噴射率が可変制御される。その他の実施形態では、両方のバルブの開弁状態、第１バルブ６０のみの開弁状態、及び、第２バルブ７０、７９のみの開弁状態の３通りの開弁状態を切り替えることで、３水準の噴射率を可変とするようにしてもよい。
【００９５】
（ｃ）本実施形態では、第１燃料流出経路４７を開閉する第１バルブ６０、及び、第２燃料流出経路４８を開閉する第２バルブ７０、７９の二つのバルブが設けられることが必須の構成要件となる。ただし、この二つのバルブ以外に、別の用途のバルブがさらに設けられてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１０（１１、１２、１３、１４）・・・ハウジング、
２１・・・ニードル弁、  ３１・・・圧力制御室、
３６・・・第１アウトオリフィス（第１燃料流出経路）、
４１・・・サブアウトオリフィス（第１燃料流出経路）、
４２・・・第２アウトオリフィス（第２燃料流出経路）、
４７・・・第１燃料流出経路、
４８・・・第２燃料流出経路、
６０・・・第１バルブ、  ６６・・・第１スプリング（第１バルブ付勢部材）、
７０、７９・・・第２バルブ、  ７６・・・第２スプリング（第２バルブ付勢部材）、
８１、８２、８３・・・ソレノイド、
８４、８５、８６、８７・・・永久磁石。
【図１】
2019056342.tif 000003
【図２】
2019056342.tif 000004
【図３】
2019056342.tif 000005
【図４】
2019056342.tif 000006
【図５】
2019056342.tif 000007
【図６】
2019056342.tif 000008
【図７】
2019056342.tif 000009
【図８】
2019056342.tif 000010
【図９】
2019056342.tif 000011
【図１０】
2019056342.tif 000012
【図１１】
2019056342.tif 000013
【図１２】
2019056342.tif 000014
【図１３】
2019056342.tif 000015
【図１４】
2019056342.tif 000016
【図１５】
2019056342.tif 000017
【図１６】
2019056342.tif 000018
【図１７】
2019056342.tif 000019
【図１８】
2019056342.tif 000020
【図１９】
2019056342.tif 000021
【図２０】
2019056342.tif 000022
【図２１】
2019056342.tif 000023
【図２２】
2019056342.tif 000024
【図２３】
2019056342.tif 000025
【図２４】
2019056342.tif 000026