特許 6788085 電磁式燃料噴射弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6788085

(24)【登録日】2020年11月2日

(45)【発行日】2020年11月18日

(54)【発明の名称】電磁式燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/06 20060101AFI20201109BHJP

【ＦＩ】

   F02M51/06 A

   F02M51/06 J

【請求項の数】1

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-171264(P2019-171264)

(22)【出願日】2019年9月20日

【審査請求日】2020年2月26日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000141901

【氏名又は名称】株式会社ケーヒン

(74)【代理人】

【識別番号】110002192

【氏名又は名称】特許業務法人落合特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鍋島 保彦

(72)【発明者】

【氏名】吉田 賢人

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 望

(72)【発明者】

【氏名】神田 翔

【審査官】 北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０９６１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−００８９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０３８３９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−３０７８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１８／０８３７９５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ５１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端部に弁座（２７）を有する弁ハウジング（９）と、該弁ハウジング（９）の他端に連設される中空の固定コア（１４）と、該固定コア（１４）の外周に配設されるコイル（３２）と、前記弁座（２７）と協働する弁部（４２）にロッド（４３）が連設されて成る弁体（４０）と、前記固定コア（１４）の吸引面（３７）に対向すると共に前記ロッド（４３）に摺動可能に嵌装される可動コア（４１）と、前記ロッド（４３）に固定され、前記コイル（３２）の通電時に前記吸引面（３７）に吸引される前記可動コア（４１）と当接して前記弁体（４０）を開弁作動させる開弁側ストッパ（４８）と、前記開弁側ストッパ（４８）よりも前記弁座（２７）側で前記ロッド（４３）に固定される閉弁側ストッパ（４９）と、前記弁体（４０）を閉弁方向に付勢する弁ばね（５４）と、前記コイル（３２）の非通電時に前記可動コア（４１）を前記開弁側ストッパ（４８）から離反させて前記閉弁側ストッパ（４９）に当接させるばね力を発揮する補助ばね（５５）とを備える電磁式燃料噴射弁において、
前記固定コア（１４）の、前記可動コア（４１）との対向面には、該可動コア（４１）に当接可能な横断面円弧状の第１曲面部（１４ａ）が突設され、前記開弁側ストッパ（４８）の、前記可動コア（４１）との対向面の外周部には、該可動コア（４１）に当接可能な横断面円弧状の第２曲面部（４８ｒ）が設けられ、更に前記可動コア（４１）の、前記固定コア（１４）との対向面は、該固定コア（１４）から離れるにつれて大径となるテーパ面（４１ｔ）に形成されると共に、前記可動コア（４１）の、前記開弁側ストッパ（４８）との対向面は、前記ロッド（４３）の軸線と直交する平坦面（４１ｆ）に形成されることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁式燃料噴射弁、特に一端部に弁座を有する弁ハウジングと、弁ハウジングの他端に連設される中空の固定コアと、固定コアの外周に配設されるコイルと、弁座と協働する弁部にロッドが連設されて成る弁体と、固定コアの吸引面に対向すると共にロッドに摺動可能に嵌装される可動コアと、ロッドに固定され、コイルの通電時に吸引面に吸引される可動コアと当接して弁体を開弁作動させる開弁側ストッパと、開弁側ストッパよりも弁座側でロッドに固定される閉弁側ストッパと、弁体を閉弁方向に付勢する弁ばねと、コイルの非通電時に可動コアを開弁側ストッパから離反させて閉弁側ストッパに当接させるばね力を発揮する補助ばねとを備える電磁式燃料噴射弁に関する。

【背景技術】

【0002】

このような電磁式燃料噴射弁は、既に特許文献１で知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−９６１３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような電磁式燃料噴射弁では、その開弁時に先ず可動コアのみが弁体のロッド上を摺動して固定コア側に引き寄せられ、加速した後、ロッドに固定された開弁側ストッパを弁ばねのセット荷重に抗して可動コアが押し上げることで弁体を迅速に開弁することができ、弁体の開弁応答性を高めることができる。また閉弁時には、補助ばねで付勢された可動コアが閉弁側ストッパに当接することで、弁体が弁座に最初に着座したときの着座衝撃による弁体の後方への跳ね返り量を最小限に抑えることが可能である。

【0005】

ところで内燃機関の燃焼効率を高めるために、［１］燃料噴射弁をより高精度に開閉制御することと、［２］燃料を高圧化することが求められている。

【0006】

そして、特に［１］の要求、即ち燃料噴射弁の高精度な制御に対応するためには燃料噴射弁の応答性を更に向上させる必要がある。また［２］の要求、即ち燃料を高圧化するためには弁体に対する電磁吸引力を増加させる必要があるが、その場合には、電磁吸引力の増加に応じて可動コアの開弁側ストッパへの衝突力が高まることが想定され、その可動コアの摩耗対策も必要となる。

【0007】

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、燃料噴射弁の応答性、特に閉弁応答性を高めて内燃機関の燃焼効率を高めることができ、また可動コアの開弁側ストッパへの衝突力を軽減して可動コアの摩耗低減や損傷防止が図られる電磁式燃料噴射弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明は、一端部に弁座を有する弁ハウジングと、該弁ハウジングの他端に連設される中空の固定コアと、該固定コアの外周に配設されるコイルと、前記弁座と協働する弁部にロッドが連設されて成る弁体と、前記固定コアの吸引面に対向すると共に前記ロッドに摺動可能に嵌装される可動コアと、前記ロッドに固定され、前記コイルの通電時に前記吸引面に吸引される前記可動コアと当接して前記弁体を開弁作動させる開弁側ストッパと、前記開弁側ストッパよりも前記弁座側で前記ロッドに固定される閉弁側ストッパと、前記弁体を閉弁方向に付勢する弁ばねと、前記コイルの非通電時に前記可動コアを前記開弁側ストッパから離反させて前記閉弁側ストッパに当接させるばね力を発揮する補助ばねとを備える電磁式燃料噴射弁において、前記固定コアの、前記可動コアとの対向面には、該可動コアに当接可能な横断面円弧状の第１曲面部が突設され、前記開弁側ストッパの、前記可動コアとの対向面の外周部には、該可動コアに当接可能な横断面円弧状の第２曲面部が設けられ、更に前記可動コアの、前記固定コアとの対向面は、該固定コアから離れるにつれて大径となるテーパ面に形成されると共に、前記可動コアの、前記開弁側ストッパとの対向面は、前記ロッドの軸線と直交する平坦面に形成されることを第１の特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の第１の特徴によれば、固定コアの、可動コアとの対向面には、可動コアに当接可能な横断面円弧状の第１曲面部が突設されるので、開弁状態で可動コアは、固定コアとの対向面に対し第１曲面部で局所的に当接し、即ち相対向面の全面が当接状態にはないことから、閉弁過程で可動コアに及ぼす残留磁気の影響を効果的に低減できる。これにより、可動コアは、スムーズに固定コアを離れることから、閉弁応答性の向上、延いては内燃機関の燃焼効率アップに寄与することができる。また開弁側ストッパの、可動コアとの対向面の外周部には、可動コアに当接可能な横断面円弧状の第２曲面部が設けられるので、開弁過程で可動コアが、これとロッドとの間の摺動クリアランスにより多少とも傾きながらロッド上を摺動して開弁側ストッパに衝突しても、その衝突部位は、開弁側ストッパの外周部の第２曲面部となり、これにより、その衝突荷重が開弁側ストッパの一点に集中して可動コアが早期に摩耗したり損傷したりするのを効果的に防止可能となるから、燃料の高圧化のために可動コアへの吸引力を増加させた場合でも、可動コアの耐久性向上に寄与することができる。

【0010】

また、可動コアの、固定コアとの対向面は、固定コアから離れるにつれて大径となるテーパ面に形成されるので、開弁過程で可動コアが上記摺動クリアランスにより多少とも傾きながらロッド上を摺動して固定コアに当接する際に、可動コアの上記テーパ面が固定コアの第１曲面部の比較的内側（即ちロッド側）寄りの部位に当接することとなり、これにより、その当接部を揺動支点とする可動コアの揺動量を比較的小さくできるため、可動コアの揺動が収まり易くなって、開弁応答性の向上に寄与することができる。また、このように可動コアの、固定コアとの対向面をテーパ面としても、その可動コアの中央部（即ち開弁側ストッパとの対向面）は、ロッドの軸線と直交する平坦面に形成されるので、可動コアが上記摺動クリアランスにより多少とも傾きながらロッド上を摺動して開弁側ストッパに衝突する際に、最終的には上記平坦面で開弁側ストッパに衝接することとなり、これにより、テーパ面の一部（例えばエッジ状の先細り部分）に局部的に衝突力が作用するのを回避できるから、可動コアの摩耗損傷を効果的に防止可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る内燃機関用電磁式燃料噴射弁の第１実施形態を示す縦断面図

【図2】上記燃料噴射弁の開弁状態を示す、図１の２矢視部拡大断面図

【図3】上記燃料噴射弁の閉弁状態を示す図２対応断面図

【図4】（Ａ）は、第１曲面部の有無による作用効果の違いを簡略的に示す比較説明図、（Ｂ）は、第２曲面部の有無による作用効果の違いを簡略的に示す比較説明図

【図5】（Ｃ）は、可動コアの固定コアとの対向面におけるテーパ面の有無による作用効果の違いを簡略的に示す比較説明図であって、特に（Ｃ）左側図面は第２実施形態の要部を示し、また（Ｄ）は、可動コアの開弁側ストッパとの対向面における平坦面の有無による作用効果の違いを簡略的に示す比較説明図であって、特に（Ｄ）左側図面は第３実施形態の要部を示す

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の第１実施形態について添付の図１〜図３を参照しながら説明すると、先ず図１および図２において、内燃機関Ｅのシリンダヘッド５には、燃焼室６に開口する装着孔７が設けられており、燃焼室６に向かって燃料を噴射し得る電磁式燃料噴射弁８が装着孔７に装着される。

【0013】

電磁式燃料噴射弁８の弁ハウジング９は、中空円筒状のハウジングボディ１０と、このハウジングボディ１０の一端部内周に嵌合して溶接される弁座部材１１と、ハウジングボディ１０の他端部外周に一端部を嵌合させてハウジングボディ１０に溶接される磁性円筒体１２と、磁性円筒体１２の他端部に一端部が同軸に結合される非磁性円筒体１３とで構成される。非磁性円筒体１３の他端部には、中空部１５を有する固定コア１４の一端部が同軸に結合され、この固定コア１４の他端部に、前記中空部１５に通じる燃料供給筒１６が一体にかつ同軸に連設される。

【0014】

磁性円筒体１２は、その軸方向中間部にフランジ状のヨーク部１２ａを一体に有しており、装着孔７の外端を囲繞するようにしてシリンダヘッド５に設けられる環状凹部１７に収容されるクッション材１８が、シリンダヘッド５およびヨーク部１２ａ間に介装されている。

【0015】

燃料供給筒１６の他端部すなわち入口には燃料フィルタ１９が装着され、燃料分配管２０に設けられる燃料供給キャップ２１に燃料供給筒１６が環状のシール部材２２を介して嵌合される。燃料供給キャップ２１の頂部にはブラケット２３が係止され、このブラケット２３は、シリンダヘッド５に立設した不図示の支柱に適当な固定手段（例えばボルト）を以てシリンダヘッド５に着脱可能に締結される。

【0016】

燃料供給キャップ２１と、燃料供給筒１６の中間部に設けられて燃料供給キャップ２１側に臨む環状段部２５との間には、板ばねから成る弾性部材２６が介装される。そして、この弾性部材２６が発揮する弾発力で燃料供給筒１６すなわち電磁式燃料噴射弁８が、シリンダヘッド５および弾性部材２６間に挟持される。

【0017】

弁座部材１１は、端壁部１１ａを一端部に有して有底円筒状に形成されており、前記端壁部１１ａには、円錐状の弁座２７が形成されるとともに、その弁座２７の中心近傍に開口する複数の燃料噴孔２８が設けられる。この弁座部材１１は、燃料噴孔２８を燃焼室６に向けて開口するようにしてハウジングボディ１０の一端部に嵌合、溶接される。すなわち弁ハウジング９が、その一端部に弁座２７を有するように構成される。

【0018】

磁性円筒体１２の他端部から固定コア１４に至る外周面にはコイル組立体３０が嵌装される。このコイル組立体３０は、上記外周面に嵌合するボビン３１と、このボビン３１に巻装されるコイル３２とから成り、このコイル組立体３０を囲繞するコイルハウジング３３の一端部が磁性円筒体１２におけるヨーク部１２ａの外周に結合される。

【0019】

固定コア１４の他端部外周は、コイルハウジング３３の他端部に連なってモールド成形される合成樹脂製の被覆層３４で被覆されており、この被覆層３４には、コイル３２に連なる端子３５を保持するカプラ３４ａが電磁式燃料噴射弁８の一側方に突出するようにして一体に形成される。

【0020】

図３を併せて参照して、固定コア１４の一端部外周には環状凹部３６が形成されており、この環状凹部３６に、固定コア１４に外周面を連ならせるようにして非磁性円筒体１３の他端部が嵌合され、液密に溶接される。

【0021】

固定コア１４の一端部内周面には、その一端の吸引面３７に開口する嵌合凹部３８が形成され、この嵌合凹部３８に、円筒状のガイドブッシュ３９が、その一端部を固定コア１４の吸引面３７と面一又は略面一として圧入により固設され、このガイドブッシュ３９の内周面は固定コア１４の内周面に連続する。

【0022】

弁座部材１１から非磁性円筒体１３に至る弁ハウジング９内には、弁体４０の一部と、可動コア４１とが収容される。弁体４０は、弁座２７と協働して燃料噴孔２８を開閉する弁部４２に、ガイドブッシュ３９内まで延びるロッド４３が連設されて成る。そして、弁部４２は、弁座部材１１内で摺動するようにして球状に形成され、ロッド４３は弁部４２よりも小径に形成される。弁座部材１１およびロッド４３間には環状の燃料流路４４が画成され、弁部４２の外周面には、弁座部材１１との間に燃料流路となる複数の平面部４５が形成される。したがって弁座部材１１は、弁体４０の開閉動作を案内しながら燃料の通過を許容する。

【0023】

ロッド４３には、固定コア１４の吸引面３７に対置される可動コア４１が摺動可能に嵌装される。そして、コイル３２の通電時に固定コア１４の吸引面３７に吸引される可動コア４１を当接させる開弁側ストッパ４８が、可動コア４１の当接によって弁体４０が開弁作動するようにしてロッド４３に固定される。更にロッド４３には、開弁側ストッパ４８及び固定コア１４よりも弁座２７側に間隔をおいて閉弁側ストッパ４９が配置、固定される。そして、この閉弁側ストッパ４９と開弁側ストッパ４８との間で可動コア４１の、ロッド４３に沿う摺動ストロークが、制限された一定範囲に規定される。

【0024】

開弁側ストッパ４８は、ガイドブッシュ３９の内周面に摺動自在に嵌合するフランジ部４８ａと、このフランジ部４８ａから可動コア４１側に突出する円筒状の軸部４８ｂとで構成される。そして、フランジ部４８ａの内周部が溶接ビード５０によってロッド４３に溶接され、弁体４０の閉弁位置では軸部４８ｂの一部が吸引面３７及びガイドブッシュ３９の一端面よりも可動コア４１側に突出するように配置される。一方、閉弁側ストッパ４９の外周には環状溝５１が形成されており、その環状溝５１の溝底５１ａを貫通する溶接ビード５２によって、閉弁側ストッパ４９がロッド４３に固定される。

【0025】

ガイドブッシュ３９および開弁側ストッパ４８は、固定コア１４より硬度が高い非磁性又は弱磁性材料、たとえばマルテンサイト系のステンレス鋼で構成され、ほぼ同等の硬度を有する。

【0026】

再び図２において、固定コア１４の中空部１５にはパイプ状のリテーナ５３が嵌挿されてかしめ固定される。このリテーナ５３と、開弁側ストッパ４８のフランジ部４８ａとの間には弁体４０を弁座２７への着座方向、すなわち閉弁方向へ付勢する弁ばね５４が縮設される。

【0027】

また開弁側ストッパ４８のフランジ部４８ａと、可動コア４１との間には、開弁側ストッパ４８の軸部４８ｂを囲繞する補助ばね５５が縮設される。この補助ばね５５は、弁ばね５４のセット荷重よりも小さいセット荷重を有しており、可動コア４１を開弁側ストッパ４８から離反させて閉弁側ストッパ４９に当接させる側に常時付勢するばね力を発揮する。

【0028】

ロッド４３の他端部は、開弁側ストッパ４８のフランジ部４８ａよりも突出し、弁ばね５４の可動端部の内周面に嵌合して、その位置決めの役割を果たしている。また開弁側ストッパ４８の軸部４８ｂは、補助ばね５５の内周面に嵌合して、その位置決めの役割を果たしている。

【0029】

可動コア４１の外周面と、磁性円筒体１２および非磁性円筒体１３の内周面との間には、環状の間隙５６が確保される。開弁側ストッパ４８のフランジ部４８ａの外周の複数箇所には、燃料流路となる平面部５７が設けられ、また可動コア４１には、燃料流路となる複数の通孔５８が設けられる。

【0030】

このような電磁式燃料噴射弁８において、コイル３２の非通電状態では、弁体４０は、弁ばね５４のセット荷重によって押されることで弁座２７に着座して燃料噴孔２８を閉鎖する。すなわち閉弁状態にあり、可動コア４１は、補助ばね５５のセット荷重によって閉弁側ストッパ４９との当接状態に保持され、固定コア１４との間に所定の間隙を保っている。

【0031】

このような閉弁状態でコイル３２に通電すると、それによって生じる磁力によって先ず可動コア４１が固定コア１４に吸引され、補助ばね５５を圧縮しながら開弁側ストッパ４８に当接する。すなわち可動コア４１は、その初動時、弁ばね５４より弱い補助ばね５５のセット荷重に抗して摺動するので、固定コア１４から吸引力を受けると速やかに摺動し、加速しながら開弁側ストッパ４８に当接する。

【0032】

可動コア４１が開弁側ストッパ４８に当接すると、開弁側ストッパ４８を弁ばね５４のセット荷重に抗して速やかに押圧移動させ、吸引面３７に可動コア４１が衝突して停止する。その間、押圧移動する開弁側ストッパ４８はロッド４３に固定されているので、弁部４２が弁座２７から離座し、開弁状態となる。

【0033】

可動コア４１が衝撃的に吸引面３７に当接すると、弁部４２およびロッド４３から成る弁体４０が、その慣性によりオーバーシュートするが、その弁体４０と一体化された閉弁側ストッパ４９が可動コア４１に衝突することで、オーバーシュートは停止する。その間に、弁体４０のオーバーシュート分だけ開弁側ストッパ４８が可動コア４１から離れながら、弁ばね５４の圧縮変形を増加させることになるので、この弁ばね５４の反発力によっても弁体４０のオーバーシュートは抑えられる。

【0034】

オーバーシュートが停止すると、弁ばね５４の反発力により、開弁側ストッパ４８が、吸引面３７との当接状態にある可動コア４１に当接する位置まで戻ることで、弁体４０は所定の開弁位置に保持される。その際、補助ばね５５のセット荷重は、弁体４０を閉弁方向に付勢する弁ばね５４のセット荷重より小さく設定されているので、補助ばね５５は、コイル３２の通電時、固定コア１４の可動コア４１に対する吸引と、弁ばね５４による開弁側ストッパ４８の可動コア４１に対する当接には干渉せず、弁体４０の所定位置への開弁を阻害しない。

【0035】

このように、弁体４０の開弁過程において、可動コア４１が吸引面３７に与える衝撃力は、可動コア４１のみが吸引面３７に最初に衝突したときの衝撃力と、その後で閉弁側ストッパ４９が可動コア４１に衝突したときの衝撃力とに分けられるので、それぞれの衝突エネルギは比較的小さくなり、吸引面３７および可動コア４１相互の当接部の摩耗を防ぐと共に、衝突騒音を小さく抑えることができる。しかも閉弁側ストッパ４９の可動コア４１に対する衝突時には、弁ばね５４を、通常の開弁時の圧縮変形量より多く変形させるので、弁ばね５４が閉弁側ストッパ４９の可動コア４１に対する衝突エネルギを吸収し、その衝撃力を緩和することになる。

【0036】

弁体４０が開弁すると、図示しない燃料ポンプから燃料供給筒１６に圧送された燃料は、パイプ状のリテーナ５３の内部、固定コア１４の中空部１５、開弁側ストッパ４８周りの平面部５７、可動コア４１の通孔５８、弁ハウジング９の内部、弁部４２周りの平面部４５を順次経て燃料噴孔２８から内燃機関Ｅの燃焼室６に直接噴射される。

【0037】

次にコイル３２への通電を遮断すると、弁ばね５４の反発力により開弁側ストッパ４８が押動されるので、開弁側ストッパ４８は可動コア４１および弁体４０を伴なって弁座２７側に移動し、弁部４２を弁座２７に着座させる。このとき可動コア４１は、固定コア１４の間の残留磁気の影響と、可動コア４１を前方へ下降させる補助ばね５５のセット荷重が比較的小さいことにより、弁部４２の弁座２７への着座から僅かに遅れて移動する。

【0038】

ところで、弁体４０は、弁座２７に最初に着座したとき、その着座衝撃によって跳ね返るが、遅れて下降する可動コア４１が跳ね返る弁体４０に固定された閉弁側ストッパ４９に当接することで、弁体４０の跳ね返り量を最小限に抑えることができる。

【0039】

弁体４０の跳ね返りが抑えられると、弁体４０は弁ばね５４の反発力により閉弁状態に保持されて燃料噴射を停止し、可動コア４１は補助ばね５５の反発力により閉弁側ストッパ４９への当接状態に保持される。

【0040】

上記のように、弁体４０の閉弁過程において、弁体４０が弁座２７に与える衝撃力は、弁体４０のみが弁座２７に最初に着座したときの衝撃力と、次いで可動コア４１が閉弁側ストッパ４９に衝突したときの衝撃力とに分けられるので、それぞれの衝突エネルギは比較的小さい。また弁体４０は、弁座２７に最初に着座したときは、その着座衝撃により跳ね返り、その後で再び弁座２７に着座して衝撃を与えるが、弁体４０の跳ね返り後の閉弁ストロークは、弁体４０の通常の開弁位置からの閉弁ストロークより極めて小さいから、弁座２７に及ぼす衝撃力は極めて小さい。これにより弁部４２および弁座２７相互の着座部の摩耗を防ぐととともに、着座騒音を小さく抑えることができる。

【0041】

以上説明した燃料噴射弁８には、本発明に従い、更に次のような特徴的な構造が付加されている。その特徴的な構造を図４も併せて参照して、次に説明する。

【0042】

先ず、図４（Ａ）（Ｂ）の左側図面には、第１実施形態の要部が示される。即ち、固定コア１４の、可動コア４１との対向面（即ち吸引面３７）には、可動コア４１の平坦な上面に当接可能な横断面円弧状の第１曲面部１４ａが一体に突設される。第１曲面部１４ａは、本実施形態ではロッド４３を同心状に囲繞する横断面円弧状の環状突起部で構成される。従って、開弁状態で可動コア４１は、固定コア１４の吸引面３７に対し第１曲面部１４ａで局所的に当接（より具体的には線接触）するから、閉弁過程で可動コア４１に及ぼす残留磁気の影響を効果的に低減可能となる。

【0043】

尚、第１曲面部１４ａを、吸引面３７にその周方向に間隔をおいて突設した複数の半球面状の突起部で構成してもよく、その場合は、開弁状態で可動コア４１は、固定コア１４の吸引面３７に対し第１曲面部１４ａで点接触する。或いはまた、第１曲面部１４ａを、吸引面３７に突設されてその周方向に延びる複数の円弧状の突起部で構成してもよい。

【0044】

また開弁側ストッパ４８の、可動コア４１との対向面の外周部には、横断面円弧状の面取り加工が施されており、その面取り部が、可動コア４１に当接可能な第２曲面部４８ｒを構成する。

【0045】

次に第１実施形態の作用について、主として図２〜図４を参照して説明する。

【0046】

上記した第１実施形態によれば、固定コア１４の、可動コア４１との対向面、即ち吸引面３７には、可動コア４１に当接可能な横断面円弧状の第１曲面部１４ａが突設される。そのため、開弁状態で可動コア４１は、これの固定コア１４との対向面が第１曲面部１４ａで局所的に当接（図４（Ａ）左側図面を参照）することから、閉弁過程で可動コア４１に及ぼす残留磁気の影響を効果的に低減できる。これにより、コイル３２への通電が遮断されて電磁吸引力が消失したときに、可動コア４１は、残留磁気の影響を受けずにスムーズに固定コア１４を離れることができるから、閉弁応答性の向上、延いては内燃機関の燃焼効率アップに寄与することができる。

【0047】

これに対し、図４（Ａ）の右側図面に示した比較例１では、固定コア１４の吸引面３７に第１曲面部１４ａが突設されないため、開弁状態で可動コア４１は吸引面３７に対し広範囲に面接触状態となる。そのため、コイル３２への通電が遮断されたときに、可動コア４１は、残留磁気の影響を受け易くなって固定コア１４から迅速には離れることができなくなるから、閉弁応答性が相対的に低下する可能性がある。

【0048】

ところで可動コア４１とロッド４３との嵌合面間には摺動クリアランス７０が存在する。そのため、開弁過程で可動コア４１が、上記摺動クリアランス７０により多少とも傾きながらロッド４３上を摺動して開弁側ストッパ４８に衝突する可能性があり、この衝突態様の一例を図４（Ｂ）に示す。尚、図４は、摺動クリアランス７０を誇張（後述する図５も同様に誇張）して描いているが、実際の摺動クリアランス７０は、例えば２０μｍ以下程度の大きさに設定される。

【0049】

そして、本実施形態の開弁側ストッパ４８の、可動コア４１との対向面の外周部には、可動コア４１に当接可能な横断面円弧状の第２曲面部４８ｒが設けられるため、図４（Ｂ）の左側図面でも明らかなように、傾斜姿勢の可動コア４１が開弁側ストッパ４８と衝突する部位は、開弁側ストッパ４８の外周部の第２曲面部４８ｒとなる。これにより、その衝突荷重が開弁側ストッパ４８の一点に集中して可動コア４１が早期に摩耗したり損傷したりするのを効果的に防止可能となるから、燃料の高圧化のために可動コア４１への吸引力を増加させた場合でも、可動コア４１の耐久性向上が図られる。

【0050】

これに対して、図４（Ｂ）の右側図面に示した比較例２では、開弁側ストッパ４８の、可動コア４１との対向面の外周部に第２曲面部４８ｒが設けられていないため、開弁過程で上記した衝突荷重が開弁側ストッパ４８の外周部のエッジ状の一点に集中して、可動コア４１が早期に摩耗したり損傷したりする可能性がある。そして、この不都合は、特に燃料の高圧化のために可動コア４１への吸引力を増加させた場合には顕著に現れる可能性がある。

【0051】

また図５（Ｃ）の左側図面には、本発明の第２実施形態が示される。

【0052】

即ち、第２実施形態では、可動コア４１の、固定コア１４との対向面は、固定コア１４から離れるにつれて大径となるテーパ面４１ｔに形成される。第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様であるので、各構成要素には、第１実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すに止め、これ以上の説明は省略する。而して、第２実施形態でも、第１実施形態と基本的に同様の作用効果が達成可能である。

【0053】

さらに第２実施形態によれば、開弁過程で可動コア４１が上記摺動クリアランス７０により多少とも傾きながらロッド４３上を摺動して固定コア１４に当接する際に、図５（Ｃ）の左側図面からも明らかなように、可動コア４１の上記テーパ面４１ｔが固定コア１４の第１曲面部１４ａの比較的内側（即ちロッド４３側）寄りの部位に当接する。これにより、その当接部を揺動支点とする可動コア４１の揺動量を比較的小さくできるため、それだけ可動コア４１の揺動が収まり易くなって、可動コア４１の作動が安定し、延いては燃料噴射弁８の開弁応答性が高められる。

【0054】

これに対し、図５（Ｃ）の右側図面に示す比較例３では、可動コア４１の、固定コア１４との対向面がロッド４３の軸線と直交する平坦面である（即ちテーパ面４１ｔでない）ため、開弁過程で可動コア４１が上記摺動クリアランス７０により多少とも傾きながらロッド４３上を摺動して固定コア１４に当接する際に、可動コア４１の上記平坦面が固定コア１４の第１曲面部１４ａの比較的外側（即ちロッド４３と反対側）寄りの部位に当接する。これにより、その当接部を揺動支点とする可動コア４１の揺動量が比較的大きくなって、可動コア４１の揺動が収まりにくくなり、開弁応答性が相対的に低下する。

【0055】

また、図５（Ｄ）の左側図面には、本発明の第３実施形態が示される。

【0056】

即ち、第３実施形態では、第２実施形態と同様に、可動コア４１の、固定コア１４との対向面をテーパ面４１ｔとしているが、その可動コア４１の中央部（即ち開弁側ストッパ４８との対向面）は、ロッド４３の軸線と直交する平坦面４１ｆに形成されており、この平坦面４１ｆの外周端がテーパ面４１ｔの内周端と連続する。そして、この平坦面４１ｆを特設した点だけが第２実施形態とは異なる。

【0057】

而して、第３実施形態では、第２実施形態と基本的に同様の作用効果が達成される。更に第３実施形態では、可動コア４１の、固定コア１４との対向面をテーパ面４１ｔとする一方で、可動コア４１の中央部（即ち開弁側ストッパ４８との対向面）は、ロッド４３の軸線と直交する平坦面４１ｆに形成されるので、開弁過程で可動コア４１が上記摺動クリアランス７０により多少とも傾きながらロッド４３上を摺動して開弁側ストッパ４８に衝突する際に、最終的には平坦面４１ｆで開弁側ストッパ４８に衝接することになる。従って、テーパ面４１ｔの一部に局部的に衝突力が作用するのを回避できるから、可動コア４１の摩耗損傷を効果的に防止可能となる。

【0058】

これに対し、図５（Ｄ）の右側図面に示す比較例４では、可動コア４１の、固定コア１４との対向面がテーパ面のみで形成（即ち平坦面無し）されていて、そのテーパ面の小径端は、エッジ状の先細り形状となっている。そのため、開弁過程で可動コア４１が上記摺動クリアランス７０により多少とも傾きながらロッド上４３を摺動して開弁側ストッパ４８に衝突する際に、最終的には上記テーパ面のエッジ状の小径端で衝接するため、テーパ面の一部（即ちエッジ状の小径端）に衝突力が局部的に作用し、可動コア４１が摩耗損傷する可能性がある。

【0059】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

【0060】

例えば、前記実施形態では、開弁側ストッパ４８の、可動コア４１との対向面の外周部に設けられる第２曲面部４８ｒを、その対向面の外周端に形成した面取り部で構成したものを示したが、第２曲面部４８ｒを上記対向面の外周部に突設した横断面円弧状の環状突起部で構成してもよい。

【0061】

また前記実施形態では、開弁側ストッパ４８を摺動可能に嵌合、支持するガイドブッシュ３９を固定コア１４とは別部材として、後付けで固定コア１４に固定（圧入）するものを示したが、本発明では、ガイドブッシュ３９を省略して、固定コア１４の一部（即ち内周面）に、開弁側ストッパ４８を摺動案内するガイド機能を果たさせるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0062】

８・・・・電磁式燃料噴射弁
９・・・・弁ハウジング
１４・・・固定コア
１４ａ・・第１曲面部
２７・・・弁座
３２・・・コイル
３７・・・吸引面
４０・・・弁体
４１・・・可動コア
４１ｆ・・平坦面
４１ｔ・・テーパ面
４２・・・弁部
４３・・・ロッド
４８・・・開弁側ストッパ
４８ｒ・・第２曲面部
４９・・・閉弁側ストッパ
５４・・・弁ばね
５５・・・補助ばね

【要約】

【課題】弁体が連設されるロッドと、ロッド上を嵌装されて開弁側ストッパ及び閉弁側ストッパ間で摺動可能な可動コアと、可動コアに吸引面を対向させる固定コアと、弁体を閉弁方向に付勢する弁ばねと、コイルの非通電時に可動コアを開弁側ストッパから離反させて閉弁側ストッパに当接させるばね力を発揮する補助ばねとを備えた燃料噴射弁において、弁の閉弁応答性を高めて内燃機関の燃焼効率を高め、しかも可動コアの開弁側ストッパへの衝突力を軽減して可動コアの摩耗、損傷を低減可能とする。
【解決手段】固定コア１４の、可動コア４１との対向面には、可動コア４１に当接可能な横断面円弧状の第１曲面部１４ａが突設され、また開弁側ストッパ４８の、可動コア４１との対向面の外周部には、可動コア４１に当接可能な横断面円弧状の第２曲面部４８ｒが設けられる。
【選択図】 図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】