特許 6356543 燃料噴射弁

(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】6356543

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 61/10 20060101AFI20180702BHJP

【ＦＩ】

   F02M61/10 A

   F02M61/10 P

   F02M61/10 X

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-177960(P2014-177960)

(22)【出願日】2014年9月2日

(65)【公開番号】特開2016-50557(P2016-50557A)

(43)【公開日】2016年4月11日

【審査請求日】2017年8月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100093779

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】重永 真宏

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 幸宏

(72)【発明者】

【氏名】後藤 邦夫

【審査官】 櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開平４−２３２３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１６６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−１８５６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１００６４３（ＪＰ，Ａ）

(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】

中心軸（ＣＡ０）方向の一方の端部（２５）に形成され燃料を噴射する第一噴孔（２６）、前記第一噴孔の内側開口（２８１）の周囲に形成される第一弁座（２７４）、前記第一噴孔の径方向外側に形成され燃料を噴射する第二噴孔（２７）、及び、前記第二噴孔の内側開口（２９１）の周囲に形成される第二弁座（２７０）を有するハウジング（２０）と、
前記ハウジング内に往復移動可能に設けられ、一方の端部（４１１）が前記第一弁座に当接可能なインナ軸部（４１、４２）、及び、前記インナ軸部の他方の端部に形成され前記中心軸に垂直な方向の大きさが前記インナ軸部の前記中心軸に垂直な方向の大きさより大きいインナ鍔部（４３）を有するインナニードル（４０）と、
前記インナ鍔部の前記第一弁座側に前記インナニードルと一体に往復移動可能に設けられ、前記インナ鍔部の前記第一弁座側の端面（４３２）に当接可能なインナコア（４５）と、
前記ハウジング内に往復移動可能に設けられ、前記インナ軸部が挿通される挿通孔（５１０）を有し一方の端部（５１１）が前記第二弁座に当接可能なアウタ軸部（５１、５２）、及び、前記アウタ軸部の他方の端部に形成され前記中心軸に垂直な方向の大きさが前記アウタ軸部の前記中心軸に垂直な方向の大きさより大きいアウタ鍔部（５３）を有するアウタニードル（５０）と、
前記アウタ鍔部の前記第二弁座側に前記アウタニードルと一体に往復移動可能に設けられ、前記アウタ鍔部の前記第二弁座側の端面（５３２）に当接可能なアウタコア（５５）と、
前記ハウジング内に固定され、前記第一噴孔の内側開口の縁部（２８２）と前記第二噴孔の内側開口の縁部（２９２）との間の前記ハウジングの内壁であるシール面（２７０）に当接する当接面（６１２）を有し、前記ハウジング内を前記インナニードル及び前記インナコアを往復移動可能に収容し前記第一噴孔に連通可能な第一区画室（６０１）及び前記アウタニードル及び前記アウタコアを往復移動可能に収容し前記第二噴孔に連通可能な第二区画室（６０２）に区画する区画部材（６０）と、
前記インナニードルの前記第一弁座とは反対側に設けられる固定コア（３０）と、
電力が供給されると、前記固定コア、前記アウタコア、前記区画部材及び前記インナコアを通る磁界を形成するコイル（３５）と、
前記インナニードルの一方の端部が前記第一弁座に当接するよう前記インナニードルを付勢する第一付勢部材（３１）と、
前記アウタニードルの一方の端部が前記第二弁座に当接するよう前記アウタニードルを付勢する第二付勢部材（３２）と、
を備えることを特徴とする燃料噴射弁（１）。

【請求項2】

前記第一付勢部材の付勢力は、前記第二付勢部材の付勢力に比べ小さいことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。

【請求項3】

前記区画部材は、前記第一区画室と前記第二区画室とを連通する連通路（６０３）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関（以下、「エンジン」という）に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ハウジングが有する複数の噴孔の開閉を複数のニードルの往復移動によって個別に制御しハウジング内の燃料を噴射する燃料噴射弁が知られている。当該燃料噴射弁は、エンジンの運転状態に応じて複数の噴孔を使い分け、燃料噴射量を広範囲に変更可能なよう構成されている。例えば、特許文献１には、ハウジングの中心軸方向の一方の端部に形成される中心噴孔を開閉するインナニードルと、インナニードルの径方向外側に設けられ中心噴孔の径方向外側に形成される外側噴孔を開閉するアウタニードルと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２００６−２２０１２９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に記載の燃料噴射弁では、ハウジングは、中心噴孔を開閉するときインナニードルが離間または当接する中心噴孔弁座、及び、外側噴孔を開閉するときアウタニードルが離間または当接する外側噴孔弁座を有する。中心噴孔弁座は、燃料噴射弁の中心軸に対して環状に形成される。一方、外側噴孔弁座は、外側噴孔が中心噴孔の径方向外側に形成されているため、例えば、外側噴孔が燃料噴射弁の中心軸上の点を中心とする円周上に複数形成される場合、燃料噴射弁の中心軸からみて外側噴孔の内側開口の径方向内側と外側噴孔の内側開口の径方向外側との二箇所に形成される。また、例えば、外側噴孔が燃料噴射弁の中心軸上の点を中心とする円周に含まれる円弧上に複数形成される場合には、燃料噴射弁の中心軸に対してずれた位置に外側噴孔を囲むよう形成される。

【0005】

特許文献１に記載の燃料噴射弁において、中心噴孔のみを開いて比較的少量の燃料を噴射するとき中心噴孔に向かって流れる燃料が外側噴孔から噴射されないように、アウタニードルは、外側噴孔の内側開口と中心噴孔の内側開口との間の外側噴孔弁座の径方向内側部分と、外側噴孔弁座の径方向外側部分と、のそれぞれに同じ程度の面圧で当接するよう付勢されている。しかしながら、経時変化によって外側噴孔弁座の径方向内側部分に対する面圧と外側噴孔弁座の径方向外側部分に対する面圧とが異なると、中心噴孔と外側噴孔との液密を維持することができなくなるおそれがある。このため、特許文献１に記載の燃料噴射弁では、中心噴孔及び外側噴孔から噴射される燃料の量を高精度に制御することができない。

【0006】

本発明の目的は、複数の噴孔から噴射される燃料の量を高精度に制御する燃料噴射弁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、燃料噴射弁であって、ハウジング、インナニードル、インナコア、アウタニードル、アウタコア、区画部材、固定コア、コイル、第一付勢部材、及び、第二付勢部材を備える。
ハウジングは、中心軸方向の一方の端部に形成され燃料を噴射する第一噴孔、第一噴孔の内側開口の周囲に形成される第一弁座、第一噴孔の径方向外側に形成され燃料を噴射する第二噴孔、及び、第二噴孔の内側開口の周囲に形成される第二弁座を有する。
インナニードルは、一方の端部が第一弁座に当接可能なインナ軸部、及び、インナ軸部の他方の端部に形成され中心軸に垂直な方向の大きさがインナ軸部の中心軸に垂直な方向の大きさより大きいインナ鍔部を有する。
インナコアは、インナ鍔部の第一弁座側にインナニードルと一体に往復移動可能に設けられ、インナ鍔部の第一弁座側の端面に当接可能に形成されている。
アウタニードルは、インナ軸部が挿通される挿通孔を有し一方の端部が第二弁座に当接可能なアウタ軸部、及び、アウタ軸部の他方の端部に形成され中心軸に垂直な方向の大きさがアウタ軸部の中心軸に垂直な方向の大きさより大きいアウタ鍔部を有する。
アウタコアは、アウタ鍔部の第二弁座側にアウタニードルと一体に往復移動可能に設けられ、アウタ鍔部の第二弁座側の端面に当接可能に形成されている。
区画部材は、ハウジング内に固定され、ハウジング内をインナニードル及びインナコアを往復移動可能に収容し第一噴孔に連通可能な第一区画室及びアウタニードル及びアウタコアを往復移動可能に収容し第二噴孔に連通可能な第二区画室に区画する。
固定コアは、インナニードルの第一弁座とは反対側に設けられる。
コイルは、電力が供給されると、固定コア、アウタコア、区画部材及びインナコアを通る磁界を形成する。
第一付勢部材は、インナニードルの一方の端部が第一弁座に当接するようインナニードルを付勢する。
第二付勢部材は、アウタニードルの一方の端部が第二弁座に当接するようアウタニードルを付勢する。
本発明の燃料噴射弁は、区画部材が第一噴孔の内側開口の縁部と第二噴孔の内側開口の縁部との間のハウジングの内壁であるシール面に当接する当接面を有することを特徴とする。

【0008】

本発明の燃料噴射弁では、中心軸方向の一方の端部に形成される第一噴孔及び第一噴孔の径方向外側に形成される第二噴孔の二種類の噴孔を有している。第一噴孔の内側開口の周囲に形成される第一弁座には、インナニードルが当接可能に設けられている。第二噴孔の内側開口の周囲に形成される第二弁座には、アウタニードルが当接可能に設けられている。コイルが磁界を形成すると、インナニードルまたはアウタニードルのいずれか一方が開弁方向に移動し、インナニードルが移動したときは第一噴孔が開き、アウタニードルが移動したときは第二噴孔が開く。コイルが形成する磁界が強くなると、インナニードルまたはアウタニードルのいずれか他方が開弁方向に移動し、まだ開いていなかった第一噴孔または第二噴孔が開く。

【0009】

本発明の燃料噴射弁では、ハウジング内を第一区画室及び第二区画室に区画する区画部材は、ハウジングに固定されている。また、区画部材は、第一噴孔の内側開口の縁部と第二噴孔の内側開口の縁部との間のハウジングの内壁であるシール面に当接する当接面を有する。これにより、第一噴孔または第二噴孔のいずれか一方のみが開いているとき、第一噴孔または第二噴孔のいずれか一方を流れる燃料が第一噴孔または第二噴孔のいずれか他方から噴射されることを防止することができる。したがって、複数の噴孔の開閉を個別に制御しつつ、燃料の噴射量を高精度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態による燃料噴射弁の断面図である。

【図2】図１のＩＩ部拡大図である。

【図3】図２のＩＩＩ部拡大図である。

【図4】本発明の一実施形態による燃料噴射弁の作用を説明する断面図であって、図３とは異なる作用を説明する断面図である。

【図5】本発明の一実施形態による燃料噴射弁の作用を説明する断面図であって、図３、４とは異なる作用を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

【0012】

（一実施形態）
本発明の一実施形態による燃料噴射弁１を図１〜５に示す。なお、図１〜５には、インナニードル４０及びアウタニードル５０が噴射ノズル２７から離間する方向である開弁方向、及び、インナニードル４０及びアウタニードル５０が噴射ノズル２７に当接する方向である閉弁方向を図示する。

【0013】

燃料噴射弁１は、例えば図示しない直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射装置に用いられ、燃料としてのガソリンを高圧でエンジンに噴射供給する。燃料噴射弁１は、ハウジング２０、区画部材６０、インナニードル４０、インナコア４５、アウタニードル５０、アウタコア５５、固定コア３０、コイル３５、「第一付勢部材」としての第一スプリング３１、「第二付勢部材」としての第二スプリング３２などを備える。

【0014】

ハウジング２０は、図１に示すように、第一筒部材２１、第二筒部材２２、第三筒部材２３、第四筒部材２４、第五筒部材２５、及び、「中心軸方向の一方の端部」としての噴射ノズル２７などから構成されている。

【0015】

第一筒部材２１、第二筒部材２２、第三筒部材２３、第四筒部材２４及び第五筒部材２５は、噴射ノズル２７側からこの順番に同じ中心軸を有するよう筒状に形成されている部材である。第一筒部材２１、第二筒部材２２、第三筒部材２３、第四筒部材２４及び第五筒部材２５は、後述するインナニードル４０、インナコア４５、アウタニードル５０、アウタコア５５、固定コア３０などを内側に収容する。

【0016】

第一筒部材２１、第三筒部材２３及び第五筒部材２５は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により形成され、磁気安定化処理が施されている。一方、第二筒部材２２及び第四筒部材２４は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料により形成されている。

【0017】

噴射ノズル２７は、第一筒部材２１の第二筒部材２２とは反対側の端部に設けられている。噴射ノズル２７は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により有底筒状に形成されており、第一筒部材２１に溶接されている。噴射ノズル２７は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。噴射ノズル２７は、噴射部２７１及び筒部２７２から形成されている。

【0018】

噴射部２７１は、燃料噴射弁１の中心軸と同軸のハウジング２０の中心軸ＣＡ０を対称軸として線対称に形成されている。噴射部２７１の外壁２７３の一部は、噴射ノズル２７の内側から中心軸ＣＡ０の方向に突出するよう形成されている。噴射部２７１には、ハウジング２０の内部と外部とを連通する噴孔が複数形成されている。

【0019】

一実施形態による燃料噴射弁１では、図２に示すように、複数の噴孔のうち一つの噴孔が中心軸ＣＡ０上に形成されている。中心軸ＣＡ０上に形成されている噴孔を「第一噴孔」としての中心噴孔２８とする。また、中心噴孔２８の径方向外側であって、中心軸ＣＡ０上の点を中心とする円周上に形成される複数の噴孔を「第二噴孔」としての外側噴孔２９とする。なお、一実施形態では、外側噴孔２９は、当該円周上に形成されているが、外側噴孔が形成される位置は、円周上でなくてもよく、中心噴孔２８に対して径方向外側に形成されていればよい。

【0020】

筒部２７２は、噴射部２７１の径方向外側を囲み、噴射部２７１の外壁２７３が突出する方向とは反対の方向に延びるように設けられている。筒部２７２は、一方の端部が噴射部２７１に接続し、他方の端部が第一筒部材２１に接続している。

【0021】

区画部材６０は、ハウジング２０の内側に設けられている。区画部材６０は、区画部材筒部６１及び区画部材鍔部６２などから形成されている。

【0022】

区画部材筒部６１は、図１に示すように、ハウジング２０の内側において噴射ノズル２７の内側から第三筒部材２３の径方向内側まで延びるよう形成されている。区画部材筒部６１の一方の端部６１１が有する「当接面」としての外壁６１２は、噴射ノズル２７が有するシール面２７０に当接している。ここで、シール面２７０とは、中心噴孔２８の内側開口２８１を形成する縁部２８２と外側噴孔２９の内側開口２９１を形成する縁部２９２との間に形成されている噴射ノズル２７の内壁である。一実施形態では、図２に示すように、シール面２７０とは、中心軸ＣＡ０からみて縁部２８２の径方向外側であって、かつ、中心噴孔２８の「第一弁座」としての内壁２７４より径方向外側に位置し、縁部２９２の径方向内側に位置している環状の内壁である。区画部材筒部６１は、インナニードル４０を往復移動可能に収容する流路６１０を有している。

【0023】

区画部材鍔部６２は、区画部材筒部６１の噴射ノズル２７の内壁に当接する端部とは反対側の端部に設けられている。区画部材鍔部６２は、径方向外側の外壁６２１が第二筒部材２２の第三筒部材２３側の端部が有する内壁２２１及び第三筒部材２３の第二筒部材２２側の端部が有する内壁２３１に固定されている。これにより、区画部材６０は、ハウジング２０の内側を区画部材筒部６１の内側及び区画部材鍔部６２の固定コア３０側から構成される第一区画室６０１と、区画部材筒部６１の外側及び区画部材鍔部６２の噴射ノズル２７側から構成される第二区画室６０２に区画する。第一区画室６０１は、中心噴孔２８と連通可能である。第二区画室６０２は、外側噴孔２９と連通可能である。第一区画室６０１と第二区画室６０２とは、区画部材鍔部６２が有する連通路６０３によって連通している。

【0024】

インナニードル４０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により形成されている。インナニードル４０は、噴射ノズル２７の硬度とほぼ同等の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。

【0025】

インナニードル４０は、第一区画室６０１に往復移動可能に収容されている。インナニードル４０は、インナ小径部４１、インナ中径部４２、「インナ鍔部」としてのインナ大径部４３などから形成されている。一実施形態では、インナ小径部４１、インナ中径部４２及びインナ大径部４３は、一体に形成されている。インナ小径部４１及びインナ中径部４２は、特許請求の範囲に記載の「インナ軸部」に相当する。

【0026】

インナ小径部４１は、区画部材筒部６１の流路６１０に挿入されている棒状の部位である。インナ小径部４１の噴射ノズル２７側の「インナニードルの一方の端部」としての端部４１１は、噴射ノズル２７の内壁に当接可能に形成されている。具体的には、図２に示すように、インナ小径部４１の外壁４１２は、シール面２７０の径方向内側に位置する内壁２７４に当接可能に形成されている。これにより、端部４１１と噴射ノズル２７との間には、中心噴孔２８に連通するインナサック２８０が形成される。
端部４１１の径方向外側には、インナ摺動部４１３が形成されている。インナ摺動部４１３は、区画部材筒部６１の内壁に摺動する。インナニードル４０が第一区画室６０１を往復移動するとき、区画部材筒部６１はインナ小径部４１の往復移動を案内する。

【0027】

インナ中径部４２は、インナ小径部４１の固定コア３０側に設けられている。インナ中径部４２の外径は、インナ小径部４１の外径より大きい。インナ中径部４２は、有底筒状に形成され、中心軸ＣＡ０方向に噴射ノズル２７に向かう燃料が流れる流路４２０を有する。流路４２０は、流路４２０の噴射ノズル２７側において径方向に貫通するよう形成される孔４２１と連通している。すなわち、孔４２１は、流路４２０とインナ中径部４２の外部とを連通する。

【0028】

インナ大径部４３は、インナ中径部４２の固定コア３０側に設けられている。インナ大径部４３の外径は、インナ中径部４２の外径より大きい。インナ大径部４３は、流路４２０と連通する流路４３０を有する。流路４３０の内径は、流路４２０の内径より大きい。
インナ大径部４３の径方向外側の外壁４３１は、第三筒部材２３の第四筒部材２４側の端部が有する内壁２３２及び第四筒部材２４の第三筒部材２３側の端部が有する内壁２４１に摺動可能に形成されている。

【0029】

インナコア４５は、インナ中径部４２の径方向外側に設けられている。インナコア４５の固定コア３０側の端面４５１は、インナ大径部４３の噴射ノズル２７側の「インナ鍔部の第一弁座側の端面」としての端面４３２に当接可能である。これにより、インナコア４５が開弁方向に移動するとき、インナニードル４０は、インナコア４５と一体となって開弁方向に移動可能である。
インナコア４５の径方向外側の外壁４５２は、第三筒部材２３の内壁に摺動可能に形成されている。これにより、インナコア４５の往復移動が案内される。

【0030】

アウタニードル５０は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により形成されている。アウタニードル５０は、噴射ノズル２７の硬度とほぼ同等の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。

【0031】

アウタニードル５０は、区画部材筒部６１の径方向外側に設けられている往復移動な筒状の部材である。アウタニードル５０は、アウタ小径部５１、アウタ中径部５２、「アウタ鍔部」としてのアウタ大径部５３などから形成されている。一実施形態では、アウタ小径部５１、アウタ中径部５２及びアウタ大径部５３は、一体に形成されている。アウタ小径部５１及びアウタ中径部５２は、特許請求の範囲に記載の「アウタ軸部」に相当する。

【0032】

アウタ小径部５１は、区画部材筒部６１の径方向外側に設けられる筒状の部位である。アウタ小径部５１は、中心軸ＣＡ０方向に挿通孔５１０が形成されている。挿通孔５１０には、区画部材筒部６１とともにインナ小径部４１が挿通されている。アウタ小径部５１の噴射ノズル２７側の「アウタニードルの一方の端部」としての端部５１１は、噴射ノズル２７の内壁に当接可能に形成されている。具体的には、図２に示すように、アウタ小径部５１の外壁５１２は、内側開口２９１の径方向外側を囲むよう形成されている「第二弁座」としての内壁２７５に当接可能に形成されている。これにより、端部５１１と噴射ノズル２７との間には、外側噴孔２９に連通するアウタサック２９０が形成される。
端部５１１の径方向外側には、噴射ノズル２７の内壁に摺動するアウタ摺動部５１３が形成されている。また、アウタ小径部５１の固定コア３０側の端部は、第一筒部材２１が有する摺動部材２１２に摺動する。アウタニードル５０が第二区画室６０２を往復移動するとき、第一筒部材２１及び噴射ノズル２７は、アウタ小径部５１の往復移動を案内する。

【0033】

アウタ中径部５２は、アウタ小径部５１の固定コア３０側に設けられている。アウタ中径部５２の外径は、アウタ小径部５１の外径より大きい。アウタ中径部５２は、中心軸ＣＡ０方向に挿通孔５１０と連通する流路５２０を有している。流路５２０の内径は、挿通孔５１０の内径より大きい。また、アウタ中径部５２は、流路５２０とアウタニードル５０の外側とを連通する５２２を有している。

【0034】

アウタ大径部５３は、アウタ中径部５２の固定コア３０側に設けられている。アウタ大径部５３の外径は、アウタ中径部５２の外径より大きい。アウタ大径部５３は、流路５２０と連通する流路５３０を有する。流路５３０の内径は、流路５２０の内径より大きい。
アウタ大径部５３の径方向外側の外壁５３１は、第一筒部材２１の第二筒部材２２側の端部が有する内壁２１１及び第二筒部材２２の第一筒部材２１側の端部が有する内壁２２２に摺動可能に形成されている。

【0035】

アウタコア５５は、アウタニードル５０の噴射ノズル２７側に設けられている筒状の部材である。アウタコア５５は、中心軸ＣＡ０方向にアウタニードル５０が挿通される貫通孔５５０を有する。

【0036】

アウタコア５５の噴射ノズル２７側の端部は、径内方向に突出するよう形成されている円環部５５１を有する。円環部５５１の固定コア３０側の端面５５２は、アウタ中径部５２の噴射ノズル２７側の端面５２１に当接可能に形成されている。また、アウタコア５５の固定コア３０側の端面５５３は、アウタ大径部５３の噴射ノズル２７側の「アウタ鍔部の第二弁座側の端面」としての端面５３２に当接可能に形成されている。端面５５２と端面５２１とが当接するとき、端面５５３と端面５３２とが当接する。これにより、アウタコア５５が開弁方向を移動するとき、アウタニードル５０は、アウタコア５５と一体となって開弁方向に移動可能である。
アウタコア５５の径方向外側の外壁５５４は、第一筒部材２１の内壁に摺動可能に形成されている。これにより、アウタコア５５の往復移動が案内される。

【0037】

固定コア３０は、第五筒部材２５と溶接され、ハウジング２０の内側であってコイル３５が形成する磁界内に固定されている。固定コア３０は、磁性材料から形成され、表面に例えばクロムめっきを施し、インナニードル４０との当接に耐えるための必要な硬度を確保している。固定コア３０は、磁気安定化処理が施されている。

【0038】

コイル３５は、略筒状に形成され、第一筒部材２１の第二筒部材２２側の端部から第五筒部材２５の第四筒部材２４側の端部までの間の径方向外側に位置している。
コイル３５は、電力が供給されると周囲に磁界を形成する。コイル３５によって形成される磁界は、図４、５に示すように、固定コア３０、第五筒部材２５、後述する第一ホルダ１５、第二ホルダ１８、第一筒部材２１、アウタコア５５、アウタニードル５０、区画部材６０、第三筒部材２３、インナコア４５、インナニードル４０を通り、これらの内部に磁気回路が形成される。

【0039】

第一スプリング３１は、インナニードル４０の内側に収容されている。第一スプリング３１の一端は、固定コア３０の噴射ノズル２７側の端面３０１に当接している。第一スプリング３１の他端は、流路４２０を形成する内壁と流路４３０を形成する内壁とを接続するインナニードル４０の段差面４０１に当接している。第一スプリング３１は、インナニードル４０が内壁２７４に当接するよう付勢する。

【0040】

第二スプリング３２は、アウタニードル５０の内側に収容されている。第二スプリング３２の一端は、区画部材鍔部６２の噴射ノズル２７側の端面６２２に当接している。第二スプリング３２の他端は、流路５２０を形成する内壁と挿通孔５１０を形成する内壁とを接続するアウタニードル５０の段差面５０１に当接している。第二スプリング３２は、アウタニードル５０が内壁２７５に当接するよう付勢する。
一実施形態による燃料噴射弁１では、第一スプリング３１の付勢力Ｆｓｐ１は、第二スプリング３２の付勢力Ｆｓｐ２より小さい。

【0041】

固定コア３０の噴射ノズル２７とは反対側には、筒状の燃料導入パイプ１２が設けられている。燃料導入パイプ１２の内側には、フィルタ１３が設けられている。フィルタ１３は、燃料導入パイプ１２の導入口１４から流入した燃料に含まれる異物を捕集する。

【0042】

燃料導入パイプ１２、第五筒部材２５及びコイル３５の径方向外側には、樹脂製の第一ホルダ１５が形成されている。第一ホルダ１５は、径方向外側に延びるよう形成されるコネクタ１６を有している。コネクタ１６には、コイル３５へ電力を供給するための端子１７がインサート成形されている。第一ホルダ１５及び第一筒部材２１の径方向外側には、金属製の第二ホルダ１８が形成されている。

【0043】

燃料導入パイプ１２の導入口１４からハウジング２０の内側に流入する燃料は、固定コア３０の内側、流路４３０、４２０、孔４２１、第一区画室６０１に導かれる。第一区画室６０１に導かれた燃料の一部は、流路６１０であるインナ小径部４１と区画部材６０の内壁との間を通ってインナサック２８０の近傍に導かれる。また、インナサック２８０の近傍に導かれる燃料を除く第一区画室６０１の残りの燃料は、連通路６０３、流路５３０、５２０、５２２、第二区画室５０２であるアウタニードル５０の外壁と第一筒部材２１の内壁との間を通ってアウタサック２９０の近傍に導かれる。

【0044】

次に、燃料噴射弁１の作用について説明する。
コイル３５に電力が供給されていないとき、インナニードル４０及びインナコア４５には、導入口１４から導入される燃料の圧力、及び、第一スプリング３１の付勢力Ｆｓｐ１が閉弁方向に作用している。具体的には、図２に示すように、インナ小径部４１の外壁４１２と噴射ノズル２７の内壁２７４とのシート径をシート径Ｓ２８とし、導入口１４から導入される燃料の圧力を圧力Ｐｆ０とすると、インナニードル４０及びインナコア４５には式（１）によって算出される閉弁方向の力が作用している。
Ｆｓｐ１＋Ｐｆ０×｛π／４×（Ｓ２８）²｝ ・・・（１）
燃料噴射弁１では、コイル３５に電力が供給されていないとき、式（１）で算出される閉弁方向の力によって外壁４１２と内壁２７４とは当接し、中心噴孔２８は閉じられている。

【0045】

また、アウタニードル５０及びアウタコア５５には、導入口１４から導入される燃料の圧力、及び、第二スプリング３２の付勢力Ｆｓｐ２が閉弁方向に作用している。具体的には、図２に示すように、アウタ小径部５１の外壁５１２と噴射ノズル２７の内壁２７５とのシート径をシート径Ｓ２９１、及び、アウタニードル５０の内径を内径Ｓ２９２とすると、アウタニードル５０及びアウタコア５５には式（２）によって算出される閉弁方向の力が作用している。
Ｆｓｐ２＋Ｐｆ０×［π／４×｛（Ｓ２９１）²−（Ｓ２９２）²｝］ ・・・（２）
燃料噴射弁１では、コイル３５に電力が供給されていないとき、式（２）で算出される閉弁方向の力によって外壁５１２と内壁２７５とは当接し、外側噴孔２９は閉じられている。

【0046】

また、一実施形態による燃料噴射弁１では、付勢力Ｆｓｐ１、Ｆｓｐ２、燃料の圧力Ｐｆ０、シート径Ｓ２８、Ｓ２９１、及び、内径Ｓ２９２には、式（３）の関係がある。
Ｆｓｐ２＋Ｐｆ０×［π／４×｛（Ｓ２９１）²−（Ｓ２９２）²｝］＞Ｆｓｐ１＋Ｐｆ０×｛π／４×（Ｓ２８）²｝ ・・・（３）

【0047】

コイル３５に電力が供給されると、コイル３５の周囲に磁界が形成される。コイル３５の周囲に磁界が形成されると、図４に示すように、固定コア３０、第五筒部材２５、後述する第一ホルダ１５、第二ホルダ１８、第一筒部材２１、アウタコア５５、アウタニードル５０、区画部材６０、第三筒部材２３、インナコア４５、インナニードル４０に磁気回路（図４の二点鎖線矢印ＭＣ４）が形成される。磁気回路が形成されると、固定コア３０とインナコア４５との間に磁気吸引力Ｆｍｇ１が発生する。磁気吸引力Ｆｍｇ１が式（１）の値より大きくなると、図４に示すように、インナニードル４０及びインナコア４５が開弁方向に移動し、外壁４１２が内壁２７４から離間する。外壁４１２が内壁２７４から離間すると、インナ小径部４１と区画部材６０の内壁との間の燃料が中心噴孔２８を通って外部に噴射される。

【0048】

磁気吸引力Ｆｍｇ１が式（１）の値より大きいとき、上述した磁気回路（図４の二点鎖線矢印ＭＣ４）によって区画部材６０とアウタコア５５との間にも磁気吸引力Ｆｍｇ２が発生している。しかしながら、一実施形態では、磁気吸引力Ｆｍｇ１が式（１）の値より大きいとき磁気吸引力Ｆｍｇ２は、式（２）の値より小さいため、アウタコア５５は開弁方向に移動しない。このため、外側噴孔２９は閉じられたままである。

【0049】

中心噴孔２８が開いた後、コイル３５にさらに電力が供給されると、開弁方向に移動しているインナニードル４０は、固定コア３０に当接する。
さらに、コイル３５への電力の供給が比較的長い時間になると、固定コア３０、第五筒部材２５、後述する第一ホルダ１５、第二ホルダ１８、第一筒部材２１、アウタコア５５、アウタニードル５０、区画部材６０、第三筒部材２３、インナコア４５、インナニードル４０を通る磁気回路（図５の二点鎖線矢印ＭＣ５）によって区画部材６０とアウタコア５５との間に発生する磁気吸引力Ｆｍｇ２は、式（２）の値より大きくなる。磁気吸引力Ｆｍｇ２が式（２）の値より大きくなると、図５に示すように、アウタニードル５０及びアウタコア５５が開弁方向に移動し、外壁５１２が内壁２７５から離間する。外壁５１２が内壁２７５から離間すると、アウタニードル５０の外壁と第一筒部材２１の内壁との間の燃料が外側噴孔２９を通って外部に噴射される。

【0050】

コイル３５への電力の供給が停止すると、インナコア４５及びアウタコア５５に作用する磁気吸引力が徐々に小さくなる。磁気吸引力Ｆｍｇ２が付勢力Ｆｓｐ２より小さくなると、アウタニードル５０及びアウタコア５５が閉弁方向に移動し、外壁５１２と内壁２７５とが当接する。これにより、外側噴孔２９は閉じられる。
また、磁気吸引力Ｆｍｇ１が付勢力Ｆｓｐ１より小さくなると、インナニードル４０及びインナコア４５が閉弁方向に移動し、外壁４１２と内壁２７４とが当接する。これにより、中心噴孔２８は閉じられる。

【0051】

一実施形態による燃料噴射弁１では、コイル３５が磁界を形成すると、固定コア３０とインナコア４５、及び、区画部材６０とアウタコア５５との間に磁気吸引力が発生する。
固定コア３０とインナコア４５との間に磁気吸引力が発生すると、インナコア４５と一体に移動可能なインナニードル４０は開弁方向に移動する。インナニードル４０が開弁方向に移動すると、中心噴孔２８の弁座である内壁２７４からインナニードル４０の外壁４１２が離間し、中心噴孔２８が開く。
また、区画部材６０とアウタコア５５との間に磁気吸引力が発生すると、アウタコア５５と一体に移動可能なアウタニードル５０は開弁方向に移動する。アウタニードル５０が開弁方向に移動すると、外側噴孔２９の弁座である内壁２７５からアウタニードル５０の外壁５１２が離間し、外側噴孔２９が開く。
このように、燃料噴射弁１では、一つのコイル３５への電力の供給を制御することによってインナニードル４０及びアウタニードル５０を別々に駆動し，複数の噴孔の開閉を個別に制御することができる。

【0052】

また、区画部材６０の外壁６１２と噴射ノズル２７のシール面２７０とは当接している。シール面２７０は、縁部２８２と縁部２９２との間に環状に形成されている。区画部材６０は、ハウジング２０に対して固定されており、一方の端部６１１は、インナサック２８０とアウタサック２９０との液密を維持する。これにより、中心噴孔２８のみから燃料が噴射されているとき、中心噴孔２８を流れる燃料がアウタサック２９０を介して外側噴孔２９から外部に噴射されることを防止できる。
このように、燃料噴射弁１では、インナサック２８０とアウタサック２９０との液密を維持しつつ中心噴孔２８及び外側噴孔２９を別々に開閉し、複数の噴孔から噴射される燃料の量を高精度に制御することができる。

【0053】

また、燃料噴射弁１では、インナニードル４０を閉弁方向に付勢する第一スプリング３１の付勢力Ｆｓｐ１は、アウタニードル５０を閉弁方向に付勢する第二スプリング３２の付勢力Ｆｓｐ２より小さい。固定コア３０とインナコア４５、及び、区画部材６０とアウタコア５５との間に磁気吸引力が発生すると、最初にインナニードル４０が噴射ノズル２７から離間し中心噴孔２８を開く。これにより、少量の燃料噴射が可能となる。その後、コイル３５に供給される電力が大きくなると、アウタニードル５０が噴射ノズル２７から離間し外側噴孔２９を開く。これにより、中心噴孔２８からの燃料噴射量と外側噴孔２９からの燃料噴射量とを足し合わせた多量の燃料噴射が可能となる。したがって、燃料噴射弁１から噴射される燃料の量を広範囲にすることができる。

【0054】

区画部材６０は、第一区画室６０１と第二区画室６０２とを連通する連通路６０３を有する。導入口１４から流入した燃料は、第一区画室６０１に流入した後、連通路６０３を通って第二区画室６０２に流入する。これにより、外側噴孔２９から十分な量の燃料を噴射することができる。

【0055】

（その他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、式（３）の関係を有することから、最初に中心噴孔が開き、その後、外側噴孔が開くとした。しかしながら、噴孔が開く順番はこれに限定されない。以下に示す式（４）の関係を有するとき、最初に外側噴孔を開き、その後、中心噴孔を開くことができる。
Ｆｓｐ２＋Ｐｆ０×［π／４×｛（Ｓ２９１）²−（Ｓ２９２）²｝］＜Ｆｓｐ１＋Ｐｆ０×｛π／４×（Ｓ２８）²｝ ・・・（４）

【0056】

（イ）上述の実施形態では、区画部材は、第一区画室と第二区画室とを連通する連通路を有するとした。しかしながら、連通路はなくてもよい。

【0057】

（ウ）上述の実施形態では、区画部材は、シール面に当接する区画部材筒部とハウジングの内壁に固定される区画部材固定部とから形成されるとした。しかしながら、区画部材の構成はこれに限定されない。ハウジングの内側をインナニードルが往復移動可能に収容される第一区画室とアウタニードルが往復移動可能に収容される第二区画室とに区画し、シール面に当接する「当接面」を有すればよい。

【0058】

（エ）上述の実施形態では、外側噴孔の「第二弁座」は、図２に示すように、内側開口の径方向外側にのみ形成されるとした。しかしながら、「第二弁座」が形成される位置はこれに限定されない。アウタ小径部の噴射ノズルの内壁と当接可能に形成されている外壁の形状が凹状に形成され、「第二弁座」が内側開口の径方向外側と径方向内側との両方に形成されてもよい。「第二弁座」が内側開口の径方向外側と径方向内側との両方に形成される場合、シール面は、中心軸ＣＡ０からみて中心噴孔の内側開口を形成する縁部の径方向外側かつ「第一弁座」より径方向外側であって、外側噴孔の内側開口を形成する縁部の径方向内側かつ外側噴孔の内側開口の径方向内側に形成されている「第二弁座」の径方向内側に位置する。これによっても、中心噴孔または外側噴孔のいずれか一方のみが開いているとき、中心噴孔または外側噴孔のいずれか一方を流れる燃料が中心噴孔または外側噴孔のいずれか他方から外部に噴射されることを防止することができる。

【0059】

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】

【0060】

１ ・・・燃料噴射弁、
２０ ・・・ハウジング、
２８ ・・・中心噴孔（第一噴孔）、
２９ ・・・外側噴孔（第二噴孔）、
３０ ・・・固定コア、
３１ ・・・第一スプリング（第一付勢部材）、
３２ ・・・第二スプリング（第二付勢部材）、
３５ ・・・コイル、
４０ ・・・インナニードル、
４５ ・・・インナコア、
５０ ・・・アウタニードル、
５５ ・・・アウタコア、
６０ ・・・区画部材、
６０１ ・・・第一区画室、
６０２ ・・・第二区画室。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】