特許 5979010 直噴エンジンの燃料噴射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5979010

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】直噴エンジンの燃料噴射装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/06 20060101AFI20160817BHJP

   F02M 61/10 20060101ALI20160817BHJP

【ＦＩ】

   F02M51/06 F

   F02M51/06 A

   F02M51/06 J

   F02M61/10 D

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-380(P2013-380)

(22)【出願日】2013年1月7日

(65)【公開番号】特開2014-132162(P2014-132162A)

(43)【公開日】2014年7月17日

【審査請求日】2015年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100133916

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 興

(72)【発明者】

【氏名】羽原 俊輔

(72)【発明者】

【氏名】下川 祐輝

【審査官】 寺川 ゆりか

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３０７７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４２４３６１０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１２−０９７７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４９６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２２９５７８５（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３９／００ − ７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端に噴口を有する中空のインジェクタボディと、
前記インジェクタボディに長手方向に移動可能に収容され、前記噴口が設けられた座面に着座することにより前記噴口を閉じ、前記座面から離間することにより前記噴口を開くニードル弁と、
前記ニードル弁を座面から第１の量だけ離間させるための第１ソレノイド装置と、
前記ニードル弁を座面から前記第１の量より大きい第２の量だけ離間させるための第２ソレノイド装置とを備える直噴エンジンの燃料噴射装置であって、
前記第１ソレノイド装置及び第２ソレノイド装置は、それぞれ、
前記ニードル弁に対してニードル弁の長手方向に相対移動可能な第１可動鉄心及び第２可動鉄心と、
前記第１可動鉄心及び第２可動鉄心を吸引するための第１ソレノイドコイル及び第２ソレノイドコイルと、
前記第１ソレノイド装置及び第２ソレノイド装置の非作動時に前記第１可動鉄心及び第２可動鉄心が当接する第１ストッパ部及び第２ストッパ部と、
前記ニードル弁に設けられ、前記第１ソレノイド装置及び第２ソレノイド装置の作動時に前記第１ソレノイドコイル及び第２ソレノイドコイルに向けて移動する前記第１可動鉄心及び第２可動鉄心が前記移動中に衝突する第１突出部及び第２突出部とを有し、
前記ニードル弁を座面から前記第２の量だけ離間させる開弁時に前記第１ソレノイド装置及び第２ソレノイド装置の双方が作動され、
前記第１可動鉄心が第１突出部に衝突するタイミングと前記第２可動鉄心が第２突出部に衝突するタイミングとが相互に異なるように前記第１ソレノイド装置及び第２ソレノイド装置が作動されることを特徴とする直噴エンジンの燃料噴射装置。

【請求項2】

請求項１に記載の直噴エンジンの燃料噴射装置において、
前記第１ソレノイド装置を作動するタイミングと前記第２ソレノイド装置を作動するタイミングとが相互に異なっていることを特徴とする直噴エンジンの燃料噴射装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の直噴エンジンの燃料噴射装置において、
前記第１可動鉄心が前記第１ストッパ部に当接している位置から前記第１突出部に衝突するまでの空走距離と前記第２可動鉄心が前記第２ストッパ部に当接している位置から前記第２突出部に衝突するまでの空走距離とが相互に異なっていることを特徴とする直噴エンジンの燃料噴射装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の直噴エンジンの燃料噴射装置において、
前記第１ソレノイドコイルが前記第１可動鉄心を吸引する吸引力と前記第２ソレノイドコイルが前記第２可動鉄心を吸引する吸引力とが相互に異なっていることを特徴とする直噴エンジンの燃料噴射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンの気筒内に燃料を直接噴射する直噴エンジンの燃料噴射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

直噴エンジンに備えられるインジェクタは、気筒内の圧力に抗して高圧の燃料を噴射し得るように、一般に、一端に噴口を有する中空のインジェクタボディと、前記インジェクタボディに長手方向に移動可能に収容され、前記噴口が設けられた座面に着座することにより前記噴口を閉じ、前記座面から離間（リフト）することにより前記噴口を開くニードル弁と、前記ニードル弁を前記座面からリフトさせるためのソレノイド装置とを備える。

【0003】

特許文献１には、前記ニードル弁を相対的に小さい量リフトさせるための小リフト用ソレノイド装置と、相対的に大きい量リフトさせるための大リフト用ソレノイド装置とを備えたダブルソレノイドインジェクタが開示されている。これによれば、低負荷時は小リフト用ソレノイド装置を作動してニードル弁のリフト量を小さくすることにより燃料噴射量を減量することができ、高負荷時は大リフト用ソレノイド装置を作動してニードル弁のリフト量を大きくすることにより燃料噴射量を増量することができる。

【0004】

また、特許文献２には、開弁時にニードル弁により大きな力を作用させることができるフライングアーマチャ方式のインジェクタが開示されている。このインジェクタは、ソレノイド装置の可動鉄心がニードル弁に固定されておらず、ニードル弁に対してニードル弁の長手方向に相対移動可能に設けられている。前記可動鉄心は、閉弁時、すなわちソレノイド装置の非作動時は、ソレノイドコイルに吸引されずにストッパ部に当接する。前記可動鉄心は、開弁時、すなわちソレノイド装置の作動時は、ソレノイドコイルに吸引され、ソレノイドコイルに向けて移動を開始し、その移動中に運動エネルギを蓄え、その状態でニードル弁に設けられた突出部に衝突し、その衝撃力でニードル弁を座面から離間させた後、ソレノイドコイルに当接することでニードル弁を開弁状態に維持する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２００５−５０８４７７号公報（段落００１４〜００１６）

【特許文献2】米国特許公開２０１１／０３１５７９５号（段落００２６〜００２７）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ダブルソレノイドインジェクタにおいて、高燃圧の状況下でもニードル弁を確実にリフトさせるために、フライングアーマチャ方式を適用することが提案される。その場合、達成すべきことの１つに、ニードル弁が応答性よくリフトすることが挙げられる。すなわち、高燃圧のため、開弁時の単位時間当たりの燃料噴射量が多くなり、燃料噴射量の正確なコントロールのためには、開弁時間の精度が重要であり、そのためには、ニードル弁が応答性よくリフトすることが必要だからである。

【0007】

そこで、本発明は、ニードル弁が応答性よくリフトし得る、フライングアーマチャ方式のダブルソレノイドインジェクタの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するためのものとして、本発明は、一端に噴口を有する中空のインジェクタボディと、前記インジェクタボディに長手方向に移動可能に収容され、前記噴口が設けられた座面に着座することにより前記噴口を閉じ、前記座面から離間することにより前記噴口を開くニードル弁と、前記ニードル弁を座面から第１の量だけ離間させるための第１ソレノイド装置と、前記ニードル弁を座面から前記第１の量より大きい第２の量だけ離間させるための第２ソレノイド装置とを備える直噴エンジンの燃料噴射装置であって、前記第１ソレノイド装置及び第２ソレノイド装置は、それぞれ、前記ニードル弁に対してニードル弁の長手方向に相対移動可能な第１可動鉄心及び第２可動鉄心と、前記第１可動鉄心及び第２可動鉄心を吸引するための第１ソレノイドコイル及び第２ソレノイドコイルと、前記第１ソレノイド装置及び第２ソレノイド装置の非作動時に前記第１可動鉄心及び第２可動鉄心が当接する第１ストッパ部及び第２ストッパ部と、前記ニードル弁に設けられ、前記第１ソレノイド装置及び第２ソレノイド装置の作動時に前記第１ソレノイドコイル及び第２ソレノイドコイルに向けて移動する前記第１可動鉄心及び第２可動鉄心が前記移動中に衝突する第１突出部及び第２突出部とを有し、前記ニードル弁を座面から前記第２の量だけ離間させる開弁時に前記第１ソレノイド装置及び第２ソレノイド装置の双方が作動され、前記第１可動鉄心が第１突出部に衝突するタイミングと前記第２可動鉄心が第２突出部に衝突するタイミングとが相互に異なるように前記第１ソレノイド装置及び第２ソレノイド装置が作動されることを特徴とする直噴エンジンの燃料噴射装置である。

【0009】

本発明によれば、小リフト用の第１ソレノイド装置と大リフト用の第２ソレノイド装置とを備え、開弁時に可動鉄心がニードル弁の突出部に衝突する、フライングアーマチャ方式のダブルソレノイドインジェクタが提供される。

【0010】

その上で、ニードル弁を座面から第２の量だけ離間させる開弁時（大リフト時）には、第２ソレノイド装置だけでなく、本来は非作動でよい第１ソレノイド装置も作動されるので、第１ソレノイド装置の第１可動鉄心が第１ソレノイドコイルに吸引されて第１ストッパ部から遊離する。そのため、第１可動鉄心が第１ストッパ部を介してニードル弁に引き摺られることがない。したがって、大リフト時にニードル弁に無用の負荷が掛かることがなく、ニードル弁が応答性よくリフトする。

【0011】

以上により、本発明によれば、ニードル弁が応答性よくリフトし得る、フライングアーマチャ方式のダブルソレノイドインジェクタが提供される。

【0012】

また、前記第１可動鉄心が第１突出部に衝突するタイミングと前記第２可動鉄心が第２突出部に衝突するタイミングとが相互に異なるように前記第１ソレノイド装置及び第２ソレノイド装置が作動される。

【0013】

この構成によれば、第１可動鉄心がニードル弁に与える衝撃力と第２可動鉄心がニードル弁に与える衝撃力とが時間差をもってニードル弁に作用するので、ニードル弁のリフトスピードが全体として向上し、ニードル弁がより一層応答性よくリフトする。

【0014】

本発明において、好ましくは、前記第１ソレノイド装置を作動するタイミングと前記第２ソレノイド装置を作動するタイミングとが相互に異なっている。

【0015】

この構成によれば、第１ソレノイド装置の作動タイミングと第２ソレノイド装置の作動タイミングとが相互に異なることにより、第１可動鉄心が第１突出部に衝突するタイミングと第２可動鉄心が第２突出部に衝突するタイミングとが確実に相互に異なることになる。

【0016】

本発明において、好ましくは、前記第１可動鉄心が前記第１ストッパ部に当接している位置から前記第１突出部に衝突するまでの空走距離と前記第２可動鉄心が前記第２ストッパ部に当接している位置から前記第２突出部に衝突するまでの空走距離とが相互に異なっている。

【0017】

この構成によれば、第１可動鉄心の空走距離と第２可動鉄心の空走距離とが相互に異なることにより、第１可動鉄心が第１突出部に衝突するタイミングと第２可動鉄心が第２突出部に衝突するタイミングとが確実に相互に異なることになる。

【0018】

本発明において、好ましくは、前記第１ソレノイドコイルが前記第１可動鉄心を吸引する吸引力と前記第２ソレノイドコイルが前記第２可動鉄心を吸引する吸引力とが相互に異なっている。

【0019】

この構成によれば、第１ソレノイドコイルの吸引力と第２ソレノイドコイルの吸引力とが相互に異なることにより、第１可動鉄心が第１突出部に衝突するタイミングと第２可動鉄心が第２突出部に衝突するタイミングとが確実に相互に異なることになる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、ニードル弁が応答性よくリフトし得る、フライングアーマチャ方式のダブルソレノイドインジェクタが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係る直噴エンジンの燃料噴射装置の全体構成を示す断面図である。

【図2】前記燃料噴射装置の小リフト用ソレノイド装置の部分拡大図である。

【図3】前記燃料噴射装置の大リフト用ソレノイド装置の部分拡大図である。

【図4】前記燃料噴射装置の要部構成を示す模式図である。

【図5】前記燃料噴射装置の小リフト時の模式図である。

【図6】前記燃料噴射装置の大リフト時の模式図である。

【図7】前記燃料噴射装置の大リフト時の過渡時の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

（１）全体構成
まず、図１〜図６を参照して、本実施形態に係る直噴エンジンの燃料噴射装置の全体構成を説明する。

【0023】

図１は、本実施形態に係る直噴エンジンの燃料噴射装置（インジェクタ）１０の全体構成を示す断面図、図２は、前記インジェクタ１０の小リフト用ソレノイド装置２０の部分拡大図、図３は、前記インジェクタ１０の大リフト用ソレノイド装置３０の部分拡大図である。また、図４は、前記インジェクタ１０の要部構成を示す模式図、図５は、前記インジェクタ１０の小リフト時の模式図、図６は、前記インジェクタ１０の大リフト時の模式図である。

【0024】

本実施形態に係るインジェクタ１０は、直噴エンジンに備えられ、気筒内の圧力に抗して高圧（例えば４０〜１２０ＭＰａ程度）の燃料を噴射し得るように構成されている。インジェクタ１０は、円筒状のシェルインナ１１と、シェルインナ１１の一端側（図面で下端側）に結合されたノズル１２とを含んでいる。ノズル１２の一端（図面で下端）に噴口１３が形成されている。シェルインナ１１とノズル１２とで、一端に噴口１３を有する中空のインジェクタボディ１５が構成されている。

【0025】

インジェクタボディ１５に、長手方向（図面で上下方向）に移動可能にニードル弁１６が収容されている。ニードル弁１６は、インジェクタボディ１５の一端側（図面で下端側）に移動して前記噴口１３が形成された座面１５ａに着座することにより前記噴口１３を閉じ、インジェクタボディ１５の他端側（図面で上端側）に移動して前記座面１５ａから離間（リフト）することにより前記噴口１３を開く。

【0026】

なお、次に説明する小リフト用ソレノイド装置２０のソレノイドコイル２２の内面にスプリング調整管４１が設けられ、このスプリング調整管４１とニードル弁１６との間に、ニードル弁１６をインジェクタボディ１５の一端側に常に付勢する閉弁用コイルスプリング４２が設けられている。

【0027】

インジェクタボディ１５に、ニードル弁１６を座面１５ａからリフトさせるための小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０が収容されている。小リフト用ソレノイド装置２０は、本発明の第１ソレノイド装置に相当し、ニードル弁１６を座面１５ａから小リフト量（第１の量）だけリフトさせる。大リフト用ソレノイド装置３０は、本発明の第２ソレノイド装置に相当し、ニードル弁１６を座面１５ａから小リフト量より大きい大リフト量（第２の量）だけリフトさせる。すなわち、本実施形態に係るインジェクタ１０は、２つのソレノイド装置を備えたダブルソレノイドインジェクタである。

【0028】

小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０は、インジェクタボディ１５の一端側から、大リフト用ソレノイド装置３０、小リフト用ソレノイド装置２０の順に配置されている。

【0029】

本実施形態に係るインジェクタ１０は、高燃圧の状況下でもニードル弁１６を確実にリフトさせるために、フライングアーマチャ方式が適用されている。すなわち、本実施形態に係るインジェクタ１０は、フライングアーマチャ方式が適用されたダブルソレノイドインジェクタである。

【0030】

具体的に、小リフト用ソレノイド装置２０は、第１可動鉄心２１と第１ソレノイドコイル２２とを有している。第１可動鉄心２１は、ニードル弁１６に対してニードル弁１６の長手方向に相対移動可能である。第１ソレノイドコイル２２は、通電されることにより、磁力で第１可動鉄心２１を吸引する。ニードル弁１６に第１ストッパ部としてのストッパ管２３が設けられている。ストッパ管２３はニードル弁１６と別体に備えられ、ニードル弁１６の外面に圧入されている。また、ニードル弁１６に第１突出部としての突出管２４が設けられている。突出管２４もまたニードル弁１６と別体に備えられ、ニードル弁１６の外面に圧入されている。これらのストッパ管２３及び突出管２４は、ニードル弁１６の外面から外方に突出している。

【0031】

小リフト用ソレノイド装置２０の非作動時、つまり第１ソレノイドコイル２２の非通電時は、ニードル弁１６は、コイルスプリング４２の付勢力によりその一端（図面で下端）が座面１５ａに押し付けられて噴口１３を閉じている。この閉弁時は、第１可動鉄心２１は図示しない適宜の付勢手段によって付勢されストッパ管２３に当接している（図２参照）。

【0032】

小リフト用ソレノイド装置２０の作動時（小リフト時）、つまり第１ソレノイドコイル２２の通電時は、第１可動鉄心２１は、第１ソレノイドコイル２２に吸引され、第１ソレノイドコイル２２に向けて移動を開始する。そして、第１可動鉄心２１は、その移動中に運動エネルギを蓄え、その状態で突出管２４に衝突し、その衝撃力でニードル弁１６を座面１５ａからリフトさせる。そして、第１可動鉄心２１は、その後、第１ソレノイドコイル２２に当接することでニードル弁１６を小リフトの開弁状態に維持する（図５参照）。

【0033】

ここで、小リフトの開弁時に、第１可動鉄心２１がストッパ管２３に当接している位置から突出管２４に衝突するまでの移動距離Ｓ１が、第１可動鉄心２１が運動エネルギを蓄える空走距離である。また、その後、第１可動鉄心２１が突出管２４に衝突してから第１ソレノイドコイル２２に当接するまでの移動距離Ｌ１が、ニードル弁１６の座面１５ａからの離間距離、すなわち小リフト量である（図２及び図４参照）。

【0034】

図４に示すように、第１可動鉄心２１の空走距離Ｓ１は、閉弁状態においてストッパ管２３と突出管２４との間の距離Ｌｘ１から第１可動鉄心２１の厚みを差し引いた値であり、第１可動鉄心２１が突出管２４に衝突するまでに運動エネルギを蓄える距離である。空走距離Ｓ１は、フライングアーマチャ方式のインジェクタにとって重要なパラメータであるため、ストッパ管２３と突出管２４との間の距離Ｌｘ１を精度よく調整する必要がある。以下、前記距離Ｌｘ１を小リフト用ソレノイド装置２０の被調整距離Ｌｘ１と称する。

【0035】

一方、大リフト用ソレノイド装置３０は、第２可動鉄心３１と第２ソレノイドコイル３２とを有している。第２可動鉄心３１は、ニードル弁１６に対してニードル弁１６の長手方向に相対移動可能である。第２ソレノイドコイル３２は、通電されることにより、磁力で第２可動鉄心３１を吸引する。インジェクタボディ１５（詳しくはシェルインナ１１）の一端側に第２ストッパ部としてのストッパ部材３３が設けられている。ストッパ部材３３はインジェクタボディ１５と別体に備えられ、インジェクタボディ１５の内面に圧入されている。ストッパ部材３３は、インジェクタボディ１５の内面から内方に突出している。また、ニードル弁１６に第２突出部としての突出段部３４が設けられている。突出段部３４はニードル弁１６と一体に形成され、ニードル弁１６の一端側の外面から外方に突出している。この突出段部３４と係合し得る係合段部３１ａが第２可動鉄心３１に形成されている（図３参照）。

【0036】

大リフト用ソレノイド装置３０の非作動時、つまり第２ソレノイドコイル３２の非通電時は、ニードル弁１６は、コイルスプリング４２の付勢力によりその一端（図面で下端）が座面１５ａに押し付けられて噴口１３を閉じている。この閉弁時は、第２可動鉄心３１は図示しない適宜の付勢手段によって付勢されストッパ部材３３に当接している（図３参照）。

【0037】

大リフト用ソレノイド装置３０の作動時（大リフト時）、つまり第２ソレノイドコイル３２の通電時は、第２可動鉄心３１は、第２ソレノイドコイル３２に吸引され、第２ソレノイドコイル３２に向けて移動を開始する。そして、第２可動鉄心３１は、その移動中に運動エネルギを蓄え、その状態で突出段部３４に係合段部３１ａで衝突し、その衝撃力でニードル弁１６を座面１５ａからリフトさせる。そして、第２可動鉄心３１は、その後、第２ソレノイドコイル３２に当接することでニードル弁１６を大リフトの開弁状態に維持する（図６参照）。

【0038】

ここで、大リフトの開弁時に、第２可動鉄心３１がストッパ部材３３に当接している位置から突出段部３４に係合段部３１ａで衝突するまでの移動距離Ｓ２が、第２可動鉄心３１が運動エネルギを蓄える空走距離である。また、その後、第２可動鉄心３１が突出段部３４に衝突してから第２ソレノイドコイル３２に当接するまでの移動距離Ｌ２が、ニードル弁１６の座面１５ａからの離間距離、すなわち大リフト量である（図３及び図４参照）。

【0039】

図４に示すように、第２可動鉄心３１の空走距離Ｓ２は、閉弁状態においてストッパ部材３３と突出段部３４との間の距離Ｌｘ２から第２可動鉄心３１の厚み（詳しくは係合段部３１ａまでの厚み）を差し引いた値であり、第２可動鉄心３１が突出段部３４に衝突するまでに運動エネルギを蓄える距離である。空走距離Ｓ２は、フライングアーマチャ方式のインジェクタにとって重要なパラメータであるため、ストッパ部材３３と突出段部３４との間の距離Ｌｘ２を精度よく調整する必要がある。以下、前記距離Ｌｘ２を大リフト用ソレノイド装置３０の被調整距離Ｌｘ２と称する。

【0040】

なお、本実施形態では、ニードル弁１６をインジェクタボディ１５に実装し、小リフト用ソレノイド装置２０又は大リフト用ソレノイド装置３０を作動したときのインジェクタ１０の実際の噴射特性を検査し、その検査結果に応じて、小リフト用ソレノイド装置２０の被調整距離Ｌｘ１又は大リフト用ソレノイド装置３０の被調整距離Ｌｘ２を調整する。

【0041】

以上の構成に加え、本実施形態では、ニードル弁１６を座面１５ａから大リフト量Ｌ２だけリフトさせる開弁時（大リフト時）に、大リフト用ソレノイド装置３０だけでなく、本来は非作動でよい小リフト用ソレノイド装置２０も作動される。すなわち、図６に示すように、大リフト時に小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０の双方が作動される。

【0042】

また、本実施形態では、大リフト時に小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０の双方が作動される場合に、第１可動鉄心２１が突出管２４に衝突するタイミングと第２可動鉄心３１が突出段部３４に衝突するタイミングとが相互に異なるように作動される。

【0043】

なお、図１に示すように、シェルインナ１１の外面に二重管５１，５２及びミドルボディ５３，５４が圧入されている。インジェクタ１０は、ノズル１２と、シェルインナ１１を覆うシェルアウタ５５と、シェルインナ１１の他端側（図面で上端側）に結合されたトップボディ５６と、シェルアウタ５５に係合しつつトップボディ５６に螺合するリテーニングナット５７とで外観が形成されている。

【0044】

図外の高圧燃料ポンプから圧送されてきた高圧（例えば４０〜１２０ＭＰａ程度）の燃料は、トップボディ５６の内部に形成された流入通路６１、第１ソレノイドコイル２２の内部空間、ニードル弁１６の内部に形成された燃料通路６２、ニードル弁１６の一端側に形成された連通路６３、及びノズル１２の内部空間を経由して噴口１３から噴射される。図１において、符号７１は、ニードル弁１６のセンタを出すためにノズル１２の内面に圧入された環状部材である。

【0045】

（２）特徴的構成
次に、本実施形態に係るインジェクタ１０の特徴的構成を説明する。

【0046】

［Ａ］小リフト用ソレノイド装置２０のストッパ管２３について
本実施形態では、小リフト用ソレノイド装置２０のストッパ管２３がニードル弁１６に設けられている。これは寸法精度の観点から採用した構成である。

【0047】

前述したように、小リフト用ソレノイド装置２０の被調整距離Ｌｘ１（ストッパ管２３と突出管２４との間の距離）は、第１可動鉄心２１の空走距離Ｓ１を決定するパラメータであるから、精度よく調整する必要がある。突出管２４は、その機能上、ニードル弁１６に設けることが不可避である。したがって、ストッパ管２３をニードル弁１６に設けると、単一のニードル弁１６にストッパ管２３及び突出管２４の双方が設けられることになる。すると、ニードル弁１６をインジェクタボディ１５に収容しなくても、ニードル弁１６をインジェクタボディ１５に収容する前に、ストッパ管２３の位置及び突出管２４の位置を調整することにより、小リフト用ソレノイド装置２０の被調整距離Ｌｘ１を調整することができる。そのため、前記被調整距離Ｌｘ１の調整を精度よく行うことができる。

【0048】

これに対し、ストッパ管２３をインジェクタボディ１５に設けると、ストッパ管２３と突出管２４とがインジェクタボディ１５とニードル弁１６とに別れて設けられることになる。すると、ニードル弁１６をインジェクタボディ１５に収容しないと、小リフト用ソレノイド装置２０の被調整距離Ｌｘ１を調整することができない。しかも、ストッパ管２３をインジェクタボディ１５に組み付けた後は、ストッパ管２３の位置を調整することができないため、小リフト用ソレノイド装置２０の被調整距離Ｌｘ１の調整の自由度が小さくなり、前記距離Ｌｘ１の調整を精度よく行うことができない。

【0049】

以上のようなことから、本実施形態では、インジェクタ１０の寸法精度の観点から小リフト用ソレノイド装置２０のストッパ管２３をニードル弁１６に設けている。

【0050】

［Ｂ］大リフト時のソレノイド装置２０，３０の作動について
本実施形態では、大リフト時に小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０の双方が作動される。これは開弁応答性の観点から採用した構成である。

【0051】

前記［Ａ］のように、インジェクタ１０の寸法精度の観点から小リフト用ソレノイド装置２０のストッパ管２３をニードル弁１６に設けると、大リフト時に次のような不具合が発生する。すなわち、大リフト時は、第２可動鉄心３１が突出段部３４に衝突し、その後、大リフト量Ｌ２だけ移動することにより、ニードル弁１６が大リフト量Ｌ２だけリフトする。そのため、小リフト用ソレノイド装置２０のストッパ管２３をニードル弁１６に設けると、ストッパ管２３もまたニードル弁１６と一緒に大リフト量Ｌ２だけ移動するので、小リフト用ソレノイド装置２０を作動しなければ、ストッパ管２３に当接している小リフト用ソレノイド装置２０の第１可動鉄心２１がニードル弁１６に引き摺られて移動する。このことは、第２可動鉄心３１にとって負荷が増えることになり、インジェクタ１０の開弁応答性が低下する。

【0052】

そこで、図６に示すように、大リフト時であっても、大リフト用ソレノイド装置３０に加えて、本来は非作動でよい小リフト用ソレノイド装置２０を作動するようにしたものである。これにより、第１可動鉄心２１が第１ソレノイドコイル２２に吸引されてストッパ管２３から遊離するので、第１可動鉄心２１がニードル弁１６に引き摺られて移動することが回避される。そのため、大リフト時に第２可動鉄心３１に無用の負荷が掛かることがなく、高燃圧の状況下でもニードル弁１６が応答性よくリフトする。

【0053】

以上のようなことから、本実施形態では、インジェクタ１０の開弁応答性の観点から大リフト時に小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０の双方を作動している。

【0054】

［Ｃ］大リフト時の可動鉄心２１，３１の衝突タイミングについて
本実施形態では、大リフト時に第１可動鉄心２１が突出管２４に衝突するタイミングと第２可動鉄心３１が突出段部３４に衝突するタイミングとが相互に異なっている。これはリフトスピード向上の観点から採用した構成である。

【0055】

前記［Ｂ］のように、インジェクタ１０の開弁応答性の観点から大リフト時に小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０の双方を作動する場合に、小リフト用ソレノイド装置２０の第１可動鉄心２１と大リフト用ソレノイド装置３０の第２可動鉄心３１とが時間的にずれて突出管２４及び突出段部３４に衝突することにより、第１可動鉄心２１がニードル弁１６に与える衝撃力と第２可動鉄心３１がニードル弁１６に与える衝撃力とが時間差をもってニードル弁１６に作用する。そのため、一方の可動鉄心２１又は３１の衝撃力でニードル弁１６がリフトし、そのリフトスピードが減速するタイミングでもう一方の可動鉄心３１又は２１がニードル弁１６に衝突することにより、第１可動鉄心２１と第２可動鉄心３１とが時間的に同時にニードル弁１６に衝突するよりも、ニードル弁１６が効率的に加速され、ニードル弁１６のリフトスピードが全体として向上する。その結果、ニードル弁１６がより一層応答性よくリフトする。

【0056】

以上のようなことから、本実施形態では、リフトスピード向上の観点から大リフト時に第１可動鉄心２１の衝突タイミングと第２可動鉄心３１の衝突タイミングとを相互に異ならせている。

【0057】

具体的に、本実施形態では、図４に示すように、第１可動鉄心２１の空走距離Ｓ１と第２可動鉄心３１の空走距離Ｓ２とを相互に異なる距離とすることにより、第１可動鉄心２１が突出管２４に衝突するタイミングと第２可動鉄心３１が突出段部３４に衝突するタイミングとを相互に異ならせている。

【0058】

特に、本実施形態では、図４から明らかなように、第１可動鉄心２１の空走距離Ｓ１を第２可動鉄心３１の空走距離Ｓ２よりも大きくしている。そのため、例えば、両ソレノイド装置２０，３０の作動タイミングが相互に同じで、両ソレノイドコイル２２，３２の吸引力（コイルの巻き数や通電電流等）も相互に同じであると、空走距離の短い大リフト用ソレノイド装置３０の第２可動鉄心３１が先に突出段部３４に衝突し、空走距離の長い小リフト用ソレノイド装置２０の第１可動鉄心２１が後で突出管２４に衝突する。これにより、第２可動鉄心３１が突出段部３４に衝突するタイミングと第１可動鉄心２１が突出管２４に衝突するタイミングとの間に時間差が生まれ、同時に衝突するよりもニードル弁１６のリフトスピードが向上し、インジェクタ１０の開弁応答性がより一層向上する。

【0059】

ただし、先に第２可動鉄心３１が突出段部３４に衝突した際に、ニードル弁１６が大きくリフトし、突出管２４が第１ソレノイドコイル２２を超えて開弁側に移動してしまうと、第１可動鉄心２１が突出管２４に衝突できなくなり、結果的に、第１可動鉄心２１が一度もニードル弁１６に衝撃力を与えることができないまま大リフトの開弁状態が達成してしまう可能性がある。

【0060】

この問題を回避するために、本実施形態では、可動鉄心２１の空走距離Ｓ１の長い小リフト用ソレノイド装置２０を先に作動し、可動鉄心３１の空走距離Ｓ２の短い大リフト用ソレノイド装置３０を後で作動している。あるいは、第１ソレノイドコイル２２の吸引力を第２ソレノイドコイル３２の吸引力よりも大きくしてもよい。これにより、図７に示すように、空走距離の長い小リフト用ソレノイド装置２０の第１可動鉄心２１が先に突出管２４に衝突し、空走距離の短い大リフト用ソレノイド装置３０の第２可動鉄心３１が後で突出段部３４に衝突するので、先に第１可動鉄心２１が突出管２４に衝突した際に、突出段部３４が過度に開弁側に移動することがなく、第１可動鉄心２１の衝突の後に第２可動鉄心３１が確実に突出段部３４に衝突する。

【0061】

なお、第１可動鉄心２１の空走距離Ｓ１と第２可動鉄心３１の空走距離Ｓ２とを相互に異なる距離とする場合に、前記とは逆に、第２可動鉄心３１の空走距離Ｓ２を第１可動鉄心２１の空走距離Ｓ１よりも大きくしてもよい。

【0062】

（３）作用等
本実施形態に係る直噴エンジンのインジェクタ１０は、一端に噴口１３を有する中空のインジェクタボディ１５と、前記インジェクタボディ１５に長手方向に移動可能に収容され、前記噴口１３が設けられた座面１５ａに着座することにより前記噴口１３を閉じ、前記座面１５ａから離間することにより前記噴口１３を開くニードル弁１６と、前記ニードル弁１６を座面１５ａから小リフト量だけリフトさせるための小リフト用ソレノイド装置２０と、前記ニードル弁１６を座面１５ａから大リフト量だけリフトさせるための大リフト用ソレノイド装置３０とを備えるものであって、次のような特徴的構成を有している。

【0063】

前記小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０は、それぞれ、前記ニードル弁１６に対してニードル弁１６の長手方向に相対移動可能な第１可動鉄心２１及び第２可動鉄心３１と、前記第１可動鉄心２１及び第２可動鉄心３１を吸引するための第１ソレノイドコイル２２及び第２ソレノイドコイル３２と、前記小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０の非作動時に前記第１可動鉄心２１及び第２可動鉄心３１が当接するストッパ管２３及びストッパ部材３３と、前記ニードル弁１６に設けられ、前記小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０の作動時に前記第１ソレノイドコイル２２及び第２ソレノイドコイル３２に向けて移動する前記第１可動鉄心２１及び第２可動鉄心３１が前記移動中に衝突する突出管２４及び突出段部３４とを有している。そして、前記ニードル弁１６を座面１５ａから大リフト量だけリフトさせる開弁時に前記小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０の双方が作動される。

【0064】

この構成によれば、小リフト用ソレノイド装置２０と大リフト用ソレノイド装置３０とを備え、開弁時に可動鉄心２１，３１がニードル弁１６の突出管２４及び突出段部３４に衝突する、フライングアーマチャ方式のダブルソレノイドインジェクタ１０が提供される。

【0065】

その上で、ニードル弁１６を座面１５ａから大リフト量だけリフトさせる開弁時（大リフト時）には、大リフト用ソレノイド装置３０だけでなく、本来は非作動でよい小リフト用ソレノイド装置２０も作動されるので、小リフト用ソレノイド装置２０の第１可動鉄心２１が第１ソレノイドコイル２２に吸引されてストッパ管２３から遊離する。そのため、第１可動鉄心２１がストッパ管２３を介してニードル弁１６に引き摺られることがない。したがって、大リフト時にニードル弁１６に無用の負荷が掛かることがなく、ニードル弁１６が応答性よくリフトする。

【0066】

以上により、本実施形態によれば、ニードル弁１６が応答性よくリフトし得る、フライングアーマチャ方式のダブルソレノイドインジェクタ１０が提供される。

【0067】

本実施形態においては、前記第１可動鉄心２１が突出管２４に衝突するタイミングと前記第２可動鉄心３１が突出段部３４に衝突するタイミングとが相互に異なるように前記小リフト用ソレノイド装置２０及び大リフト用ソレノイド装置３０が作動される。

【0068】

この構成によれば、第１可動鉄心２１がニードル弁１６に与える衝撃力と第２可動鉄心３１がニードル弁１６に与える衝撃力とが時間差をもってニードル弁１６に作用するので、ニードル弁１６のリフトスピードが全体として向上し、ニードル弁１６がより一層応答性よくリフトする。

【0069】

また、本実施形態においては、前記第１可動鉄心２１が前記ストッパ管２３に当接している位置から前記突出管２４に衝突するまでの空走距離Ｓ１と前記第２可動鉄心３１が前記ストッパ部材３３に当接している位置から前記突出段部３４に衝突するまでの空走距離Ｓ２とが相互に異なっている。

【0070】

この構成によれば、第１可動鉄心２１の空走距離Ｓ１と第２可動鉄心３１の空走距離Ｓ２とが相互に異なることにより、第１可動鉄心２１が突出管２４に衝突するタイミングと第２可動鉄心３１が突出段部３４に衝突するタイミングとが確実に相互に異なることになる。

【0071】

なお、第１可動鉄心２１の空走距離Ｓ１と第２可動鉄心３１の空走距離Ｓ２とを相互に異ならせることに代えて、小リフト用ソレノイド装置２０を作動するタイミングと大リフト用ソレノイド装置３０を作動するタイミングとを相互に異ならせてもよく、また、第１ソレノイドコイル２２が第１可動鉄心２１を吸引する吸引力（コイルの巻き数や通電電流等）と第２ソレノイドコイル３２が第２可動鉄心３１を吸引する吸引力とを相互に異ならせてもよい。

【0072】

これらの構成によっても、小リフト用ソレノイド装置２０の作動タイミングと大リフト用ソレノイド装置３０の作動タイミングとが相互に異なることにより、また、第１ソレノイドコイル２２の吸引力と第２ソレノイドコイル３２の吸引力とが相互に異なることにより、第１可動鉄心２１が突出管２４に衝突するタイミングと第２可動鉄心３１が突出段部３４に衝突するタイミングとが確実に相互に異なることになる。

【0073】

また、状況に応じて、大リフト用ソレノイド装置３０のストッパ部材３３を前記ニードル弁１６に設けてもよい。その場合は、大リフト用ソレノイド装置３０のストッパ部材３３及び突出段部３４の双方が単一のニードル弁１６に設けられるので、ニードル弁１６をインジェクタボディ１５に収容する前にストッパ部材３３と突出段部３４との間の距離Ｌｘ２を調整することができる。そのため、前記距離調整を精度よく行うことができる。

【0074】

また、前記実施形態では、大リフト用ソレノイド装置３０の第２突出部をニードル弁１６と一体形成の突出段部３４としたが、ニードル弁１６の外面に圧入された管部材としてもよい。

【0075】

また、小リフト用ソレノイド装置２０のストッパ管２３及び突出管２４、大リフト用ソレノイド装置３０のストッパ部材３３は、圧入後、溶接等で固定して仕上げてもよい。

【符号の説明】

【0076】

１０ インジェクタ（燃料噴射装置）
１１ シェルインナ
１２ ノズル
１３ 噴口
１５ インジェクタボディ
１５ａ 座面
１６ ニードル弁
２０ 小リフト用ソレノイド装置（第１ソレノイド装置）
２１ 小リフト用ソレノイド装置の可動鉄心（第１可動鉄心）
２２ 小リフト用ソレノイド装置のソレノイドコイル（第１ソレノイドコイル）
２３ 小リフト用ソレノイド装置のストッパ管（第１ストッパ部）
２４ 小リフト用ソレノイド装置の突出管（第１突出部）
３０ 大リフト用ソレノイド装置（第２ソレノイド装置）
３１ 大リフト用ソレノイド装置の可動鉄心（第２可動鉄心）
３１ａ 係合段部
３２ 大リフト用ソレノイド装置のソレノイドコイル（第２ソレノイドコイル）
３３ 大リフト用ソレノイド装置のストッパ部材（第２ストッパ部）
３４ 大リフト用ソレノイド装置の突出段部（第２突出部）
４２ 閉弁用コイルスプリング
Ｌ１ 小リフト用ソレノイド装置の小リフト量（第１の量）
Ｌ２ 大リフト用ソレノイド装置の大リフト量（第２の量）
Ｌｘ１ 小リフト用ソレノイド装置の被調整距離
Ｌｘ２ 大リフト用ソレノイド装置の被調整距離
Ｓ１ 小リフト用ソレノイド装置の可動鉄心の空走距離
Ｓ２ 大リフト用ソレノイド装置の可動鉄心の空走距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】